JP2010179811A - 車両の制御装置および車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の減速度が許容減速度よりも小さい場合には、コンプレッサの回生量を調整していない。
【解決手段】車両が減速状態で、かつ、燃料供給が停止状態である減速燃料カット時に、エンジン１により駆動されるオルタネータ２およびコンプレッサ３の回生を行う車両の制御装置であって、加速度検出部１０によって検出された車両の減速度が所定の許容減速度よりも小さい場合に、オルタネータ２によって発電された電力により駆動し、エアコンのコンデンサ４を冷却する電動ファン５を駆動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の減速燃料カット時に、エアコンのコンプレッサの回生を行う技術に関する。

従来、車両の減速走行時に、車両の減速度を予測し、予測した減速度に基づいて、回生させるエアコンのコンプレッサの稼働割合を制御する技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−１１９３８７号公報

しかしながら、従来の技術では、車両の減速度が許容減速度よりも大きくなる場合に、コンプレッサの稼働量を制限して、車両の減速度を調整しているが、減速度が許容減速度よりも小さい場合には、コンプレッサの稼働量、すなわち、回生量を調整していなかった。

本発明による車両の制御装置および車両の制御方法は、車両が減速状態で、かつ、燃料供給が停止状態である減速燃料カット時に、オルタネータおよびエアコンのコンプレッサの回生駆動を行うものであって、車両の減速度が所定の許容減速度よりも小さい場合に、オルタネータによって発電された電力により駆動し、エアコンのコンデンサを冷却する電動ファンを駆動させることを特徴とする。

本発明によれば、車両の減速度が所定の許容減速度よりも小さい場合に、電動ファンを駆動させることにより、コンデンサを冷却して、エアコンの冷却能力を向上させて、エアコンの回生エネルギーを増加させることができる。

一実施の形態における車両の制御装置の構成を示す図である。 減速燃料カット時に行われる処理内容を示すフローチャートである。 車速とコンデンサの放熱量との関係を示す図である。

図１は、一実施の形態における車両の制御装置の構成を示す図である。オルタネータ２およびコンプレッサ３は、ファンベルト１５を介してエンジン１と接続されており、エンジン１の出力の一部を利用して駆動される。オルタネータ２で発電された電力は、モータファン（電動ファン）５の駆動時には、モータファン５に供給され、モータファン５の非駆動時には、バッテリ８に蓄電される。

コンプレッサ３、コンデンサ（凝縮器）４、および、エバポレータ７は、冷媒配管６によって結合され、エアコンディショナー（空調装置）を構成している。エアコンディショナーの冷熱の生成について簡単に説明しておく。コンプレッサ３によって、吸入、圧縮、吐出された冷媒は、コンデンサ４によって、外気との熱交換によって凝縮液化された後、エバポレータ７で気化される。この時の気化熱によって、周囲の空気が冷却される。

コンデンサ４は、車両走行時の走行風により冷却されるとともに、モータファン（電動ファン）５の駆動による送風により冷却される。コンデンサ４が冷却されることにより、エアコンの冷却能力が向上する。モータファン５は、モータファンコントロールユニット（以下、モータファンＣＵ）１１からの指令に基づいて、オルタネータ２により発電された電力により駆動する。

車速検出部９は、車速を検出して、エンジンコントロールユニット（以下、エンジンＣＵ）１３に出力する。加速度検出部１０は、加速度を検出して、エンジンＣＵ１３に出力する。

モータファンＣＵ１１およびエアコンコントロールユニット（以下、エアコンＣＵ）１２は、エンジンＣＵ１３と接続されている。モータファンＣＵ１１は、エンジンＣＵ１３からの指令に基づいて、モータファン５の駆動を制御する。エアコンＣＵ１２は、エンジンＣＵ１３からの指令に基づいて、コンプレッサ３の駆動を制御する。

エンジンＣＵ１３は、エンジン１の制御を含むシステム全体の制御を行う。特に、エンジンＣＵ１３は、車両が減速状態であり、かつ、燃料供給が停止している減速燃料カット中に、オルタネータ２の発電量、車速、加速度（減速度）に基づいて、エアコンの回生エネルギーを増加させるために、後述する制御を行う。

図２は、減速燃料カット時に行われる処理内容を示すフローチャートである。車両が起動すると、エンジンＣＵ１３は、ステップＳ１０の処理を開始する。

ステップＳ１０では、車両が減速燃料カット中であり、かつ、オルタネータ２およびコンプレッサ３が回生中であるか否かを判定する。車両が減速燃料カット中であり、かつ、オルタネータ２およびコンプレッサ３が回生中であると判定するとステップＳ２０に進み、それ以外の場合には、ステップＳ１０に戻る。

ステップＳ２０では、車速Ｖ、減速度Ｇ、および、オルタネータ２の発電量を検出する。ただし、車速Ｖは、車速検出部９から入力し、減速度Ｇは、加速度検出部１０から入力する。なお、減速度Ｇは、減速時の減速度合いを示す値であり、正の値とする。

ステップＳ３０では、ステップＳ２０で検出した減速度Ｇが所定の許容減速度Ｇ０より小さいか否かを判定する。所定の許容減速度Ｇ０は、オルタネータ２およびコンプレッサ３の回生による回生制動時に、減速度が大きくなり過ぎるのを防ぐためのしきい値である。減速度Ｇが所定の許容減速度Ｇ０以上であると判定すると、ステップＳ１３０に進む。ステップＳ１３０では、エンジン回転速度およびモータファン５の回転速度のうちの少なくとも一方の回転速度を低下させることによって、減速度を小さくする。

一方、ステップＳ３０で減速度Ｇが所定の許容減速度Ｇ０より小さいと判定すると、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、所定の許容減速度Ｇ０と現在の減速度Ｇとの差（Ｇ０−Ｇ）を、余裕減速度として算出する。

ステップＳ５０では、ステップＳ２０で検出した車速Ｖが、モータファン５を駆動させることによってコンデンサ４の放熱効果が得られる車速Ｖ０より小さいか否かを判定する。

図３は、車速とコンデンサ４の放熱量との関係を示す図である。コンデンサ４の放熱量は、車両走行時の走行風、および、モータファン５の駆動による冷却風の影響が大きい。図３において、斜線領域は、モータファン５の駆動により放熱可能な領域である。コンデンサ４の最大放熱量は、車速によって変わらないが、車速が高くなるほど、コンデンサ４が受ける走行風が大きくなって、走行風による放熱量は多くなる。従って、図３に示すように、車速が高くなるほど、モータファン５の駆動により放熱可能な領域は狭くなる。特に、車速が車速Ｖ０以上になると、走行風による放熱量がコンデンサ４の最大放熱量に近くなり、モータファン５の駆動による放熱効果はほとんどなくなる。

ステップＳ５０において、車速Ｖが車速Ｖ０以上であると判定すると、ステップＳ１９０に進む。ステップＳ１９０では、モータファン５を駆動することによるエアコンの回生エネルギーの増大が見込めないため、車両の減速度が許容減速度Ｇ０を超えない範囲で、図示しない変速機の変速比を大きくするシフトダウンを行うことにより、エンジン回転速度を上昇させる。エンジン回転速度を上昇させることにより、オルタネータ２およびコンプレッサ３の回生エネルギーを増大させることができる。

一方、ステップＳ５０において、車速Ｖがモータファン５を駆動させることによってコンデンサ４の放熱効果が得られる車速Ｖ０より小さいと判定すると、ステップＳ６０に進む。ステップＳ６０では、ステップＳ２０で検出したオルタネータ２の発電量がオルタネータ２の限界発電量より低いか否かを判定する。オルタネータ２の限界発電量は、エンジン回転速度に応じて異なる値となるため、エンジン回転速度を検出し、検出したエンジン回転速度に基づいて求める。オルタネータ２の発電量が限界発電量より低いと判定すると、ステップＳ７０に進む。

モータファン５の駆動量を増加させると、オルタネータ２の回生発電量が増加するため、車両の減速度も増加する。ステップＳ７０では、モータファン５を最大限駆動させた場合の減速度Ｇ１を算出する。

ステップＳ８０では、ステップＳ７０で算出した減速度Ｇ１が所定の許容減速度Ｇ０より小さいか否かを判定する。減速度Ｇ１が所定の許容減速度Ｇ１以上であると判定すると、ステップＳ１４０に進む。ステップＳ１４０では、モータファン５を最大限駆動させることができないため、車両の減速度がステップＳ４０で算出した余裕減速度（Ｇ０−Ｇ）以下になる範囲で、モータファン５を駆動させるための指令をモータファンＣＵ１１に出力する。この指令に基づいて、モータファンＣＵ１１は、モータファン５を駆動する。モータファン５を駆動させることにより、コンデンサ４の放熱量が増加して、エアコンの冷却能力が向上し、エアコンの回生エネルギーが増大する。

一方、ステップＳ８０において、減速度Ｇ１が所定の許容減速度Ｇ１より小さいと判定するとステップＳ９０に進む。ステップＳ９０では、モータファン５を最大限駆動させるための指令をモータファンＣＵ１１に出力する。この指令に基づいて、モータファンＣＵ１１は、モータファン５を最大限駆動する。続くステップＳ１００では、モータファン５を最大限駆動させた状態での余裕減速度（Ｇ０−Ｇ１）を算出する。

ステップＳ１１０では、ステップＳ１００で算出した余裕減速度（Ｇ０−Ｇ１）に対して上昇可能なエンジン回転速度を算出する。エンジン回転速度を上昇させると、オルタネータ２およびコンプレッサ３の回生量が多くなるため、車両の減速度が大きくなる。ステップＳ１１０では、現在のエンジン回転速度Ｎ１をＮ２に上昇させた場合に、減速度が余裕減速度（Ｇ０−Ｇ１）分だけ大きくなる場合のエンジン回転速度Ｎ２を求める。

ステップＳ１２０では、図示しない変速機のシフトダウンを行うことにより、ステップＳ１１０で求めたエンジン回転速度Ｎ２までエンジン回転速度を上昇させる。エンジン回転速度を上昇させることにより、コンプレッサ３の回生量を多くして、エアコンの回生エネルギーを増大させる。

一方、ステップＳ６０の判定において、ステップＳ２０で検出したオルタネータ２の発電量がオルタネータ２の限界発電量以上であると判定すると、ステップＳ１５０に進む。なお、実際には、オルタネータ２の発電量は限界発電量よりも大きくならないため、オルタネータ２の発電量が限界発電量に到達していると判定すると、ステップＳ１５０に進む。

オルタネータ２の発電量が限界発電量に到達している場合、モータファン５を駆動させても、オルタネータ２の回生発電量を増やすことはできない。そこで、ステップＳ１５０では、車両の減速度がステップＳ４０で算出した余裕減速度（Ｇ０−Ｇ１）を超えない範囲で上昇可能なエンジン回転速度を算出する。

ステップＳ１６０では、図示しない変速機のシフトダウンを行うことにより、ステップＳ１５０で求めたエンジン回転速度までエンジン回転速度を上昇させる。エンジン回転速度を上昇させることにより、コンプレッサ３の回生量を多くして、エアコンの回生エネルギーを増大させる。この場合、エンジン回転速度の上昇に伴い、オルタネータ２の限界発電量が上昇する。

ステップＳ１７０では、オルタネータ２の発電量が限界発電量より小さいか否かを判定する。オルタネータ２の限界発電量は、上昇後のエンジン回転速度に基づいて求める。オルタネータ２の発電量が限界発電量より小さいと判定すると、ステップＳ１８０に進む。ステップＳ１８０では、オルタネータ２の限界発電量の上昇分に応じて、モータファン５を駆動させる。モータファン５を駆動させることにより、コンデンサ４の放熱量が増加して、エアコンの冷却能力が向上し、エアコンの回生エネルギーが増大する。

一方、ステップＳ１７０において、オルタネータ２の発電量が限界発電量以上である（限界発電量に到達している）と判定すると、モータファン５を駆動させずに、ステップＳ１０に戻る。

一実施の形態における車両の制御装置によれば、車両の減速燃料カット時に、オルタネータ２およびコンプレッサ３の回生を行うものであって、車両の減速度が所定の許容減速度より小さい場合に、エアコンのコンデンサ４を冷却するためのモータファン５を駆動する。これにより、コンデンサ４の冷却量を増加させて、エアコンの冷却能力を向上させることにより、エアコンの回生エネルギーを増加させることができる。

特に、一実施の形態における車両の制御装置によれば、車両の減速度が所定の許容減速度より小さい場合に、モータファン５を駆動するとともに、車両の減速度が所定の許容減速度を超えない範囲でエンジン回転速度を上昇させる。エンジン回転速度を上昇させることにより、コンプレッサ３の回生量を多くして、エアコンの回生エネルギーをさらに増大させることができる。

また、車両の減速度が所定の許容減速度より小さい場合に、モータファン５を最大限に駆動させることにより、エアコンの回生エネルギーをさらに増大させることができる。この時、モータファン５を最大限駆動させたときの車両の減速度が所定の許容減速度以上になる場合には、エンジン回転速度は上昇させずに、車両の減速度が所定の許容減速度を超えない範囲内でモータファン５を駆動させるので、許容減速度の範囲内でエアコンの回生エネルギーを増大させることができる。

また、車速が所定車速Ｖ０以上の場合に、モータファン５を駆動させずに、エンジン回転速度を上昇させる。車速がモータファン５を駆動させることによってコンデンサ４の放熱効果が得られる車速Ｖ０以上になると、モータファン５を駆動することによるエアコンの回生エネルギーの増大が見込めないため、エンジン回転速度を上昇させることにより、オルタネータ２およびコンプレッサ３の回生エネルギーを増大させることができる。

さらに、オルタネータ２の発電量が限界発電量に到達している場合、モータファン５を駆動する前に、エンジン回転速度を上昇させて、オルタネータ２の発電量を限界発電量より低くしてから、モータファン５を駆動させる。オルタネータ２の発電量が限界発電量に到達している場合に、モータファン５を駆動しても、オルタネータ２の回生効率が低下する。従って、エンジン回転速度を上昇させて、オルタネータ２の発電量を限界発電量より低くしてから、モータファン５を駆動することにより、オルタネータ２の回生効率を低下させずに、エアコンの回生エネルギーを増大させることができる。

本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

１…エンジン
２…オルタネータ
３…コンプレッサ
４…コンデンサ
５…モータファン
９…車速検出部
１０…加速度検出部
１１…モータファンコントロールユニット
１２…エアコンコントロールユニット
１３…エンジンコントロールユニット
図２のＳ３０〜Ｓ１２０、Ｓ１４０〜Ｓ１８０…制御手段
図２のＳ２０…減速度検出手段
図２のＳ７０…減速度算出手段

Claims (8)

1. 車両が減速状態で、かつ、燃料供給が停止状態である減速燃料カット時に、オルタネータおよびエアコンのコンプレッサの回生駆動を行う車両の制御装置であって、
   前記オルタネータによって発電された電力により駆動し、エアコンのコンデンサを冷却する電動ファンと、
   車両の減速度を求める減速度検出手段と、
   前記車両の減速度が所定の許容減速度よりも小さい場合に、前記電動ファンを駆動させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記制御手段は、前記電動ファンの駆動とともに、前記車両の減速度が前記所定の許容減速度を超えない範囲内でエンジン回転速度を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記制御手段は、前記電動ファンを最大限駆動させるとともに、前記車両の減速度が前記所定の許容減速度を超えない範囲内でエンジン回転速度を上昇させることを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記電動ファンを最大限駆動させたときの車両の減速度である電動ファン駆動時減速度を算出する電動ファン駆動時減速度算出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記電動ファン駆動時減速度が前記所定の許容減速度以上の場合には、前記エンジン回転速度は上昇させずに、車両の減速度が前記所定の許容減速度を超えない範囲内で前記電動ファンを駆動させることを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 車速を検出する車速検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記車速検出手段によって検出された車速が所定車速以上の場合に、前記電動ファンを駆動させずに、エンジン回転速度を上昇させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
6. 前記制御手段は、前記オルタネータの発電量が限界発電量に到達している場合、前記電動ファンを駆動させる前に、エンジン回転速度を上昇させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
7. 前記制御手段は、前記エンジン回転速度の上昇によって、前記オルタネータの発電量が前記限界発電量より低くなると、前記電動ファンを駆動させることを特徴とする請求項６に記載の車両の制御装置。
8. 車両が減速状態で、かつ、燃料供給が停止状態である減速燃料カット時に、オルタネータおよびエアコンのコンプレッサの回生駆動を行う車両の制御方法であって、
   車両の減速度を求め、
   求めた車両の減速度が所定の許容減速度よりも小さい場合に、前記オルタネータによって発電された電力により駆動し、エアコンのコンデンサを冷却する電動ファンを駆動させることを特徴とする車両の制御方法。

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