JP2011195065A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の走行中にブレーキ操作がなされる状態においてオルタネータ４６の発電電力を増大させる制御を行う場合、充電時にバッテリ４８が受け入れ可能な最大電力をオルタネータ４６の発電可能な電力が上回ることに起因してオルタネータ４６の発電電力が低下し、エンジン１０の燃費低減効果を向上させることが困難となること。
【解決手段】ラジエータファン２６や、コンデファン３８、ＰＴＣヒータ４４等の電気負荷のいずれを優先的に駆動させるかを決定する処理である優先順位設定処理を行う。そして、車両の走行中にブレーキ操作がなされる状態において電気負荷の消費電力を強制的に増大させる処理によって増大可能なオルタネータ４６の発電電力を超えないことを条件として、優先順位が高い電気負荷から順に強制的に駆動させる処理を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関を動力源として発電する発電機と、該発電機の発電電力によって充電される蓄電池と、前記発電機及び前記蓄電池のうち少なくとも一方を電力供給源として駆動される複数の電気負荷とを備える車両に適用され、前記発電機を操作する車両用制御装置に関する。

この種の制御装置としては、下記特許文献１に見られるように、車両の減速状態において車両の運動エネルギを発電機の発電エネルギに変換する制御であるいわゆる回生発電制御を行うものが知られている。詳しくは、車両の減速状態において発電機の出力電圧を高く設定することで発電機の発電エネルギを増大させ、変換された発電エネルギを蓄電池や電気負荷に供給している。これにより、蓄電池や電気負荷へ電力を供給する場合における発電機の駆動トルクの増大を抑制することで、内燃機関の燃費低減効果を向上させることが可能となる。

特開２００８−０６７５０４号公報

ところで、上記蓄電池には通常、充電時に蓄電池が受け入れ可能な最大電力（最大充電電力）が存在する。ここで回生発電制御時における発電機の発電可能な電力が最大充電電力を上回ると、最大充電電力を上回る分の電力を発電機によって発電することができなくなることがある。この場合、回生発電制御によって発電機の発電電力を適切に増大させることができず、回生発電制御による内燃機関の燃費低減効果の向上度合いが低下することが懸念される。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回生発電制御による発電機の発電電力を増大させることで、内燃機関の燃費低減効果を好適に向上させることのできる車両用制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、内燃機関を動力源として発電する発電機と、該発電機の発電電力によって充電される蓄電池と、前記発電機及び前記蓄電池のうち少なくとも一方を電力供給源として駆動される複数の電気負荷とを備える車両に適用され、前記発電機を操作する車両用制御装置において、前記複数の電気負荷は、入力される電気エネルギを熱エネルギに変換する熱エネルギ変換手段を含むものであり、前記車両の走行中にドライバによってブレーキ操作がなされているか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって前記ブレーキ操作がなされていると判断されることを条件として、前記発電機の現在の回転速度に応じた最大発電電力へと該発電機の発電電力を増大すべく前記熱エネルギ変換手段の消費電力を強制的に増大させる消費電力増大手段とを備えることを特徴とする。

上記発明では、判断手段によって車両の走行中にブレーキ操作がなされていると判断されることを条件として、上記態様にて発電機の発電電力を増大すべく熱エネルギ変換手段の消費電力を強制的に増大させる。これにより、その後熱エネルギ変換手段によって電気エネルギが熱エネルギに変換されることに起因する熱エネルギ変換手段の消費電力の増大を抑制することで、発電機の発電電力の増大を抑制し、発電機の駆動トルクの増大を抑制することができる。したがって、発電機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量の増大を抑制することができ、ひいては内燃機関の燃費低減効果を好適に向上させることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記熱エネルギ変換手段は、複数の手段からなるものであり、前記複数の熱エネルギ変換手段のそれぞれの将来の駆動要求度合いの予測に基づき、該複数の熱エネルギ変換手段のそれぞれの優先順位を設定する優先順位設定手段を更に備え、前記消費電力増大手段は、前記設定された優先順位が高い熱エネルギ変換手段の消費電力を優先的に増大させることを特徴とする。

上記発明では、複数の熱エネルギ変換手段のそれぞれの将来の駆動要求度合いの予測に基づき、これら熱エネルギ変換手段のそれぞれの優先順位を設定し、優先順位が高い熱エネルギ変換手段の消費電力を優先的に増大させる。このため、駆動される蓋然性が高い熱エネルギ変換手段の消費電力を優先的に増大させることができ、その後熱エネルギ変換手段の消費電力の増大を好適に抑制することができる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記熱エネルギ変換手段は、前記内燃機関を冷却する冷却水の放熱を行うべく回転駆動されるラジエータファンを含むものであり、前記優先順位設定手段は、前記冷却水の温度が高いほど前記ラジエータファンの優先順位を高く設定することを特徴とする。

冷却水の温度は通常、内燃機関の燃焼状態を良好なものとする上で設定される所定温度範囲内に制御される。このため、冷却水の温度が高くなる場合、ラジエータファンの回転駆動によって冷却水の温度を低下させる処理が行われる。したがって、ラジエータファンの優先順位を冷却水の温度が高いほど高く設定することで、近い将来、ラジエータファンの駆動要求度合いが大きくなると予測される場合に優先順位を高く設定することができる。

請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記熱エネルギ変換手段は、空調制御用の冷凍サイクルを循環する冷媒の放熱を行うべく回転駆動されるコンデンサファンを含むものであり、前記優先順位設定手段は、前記冷媒の圧力が高いほど前記コンデンサファンの優先順位を高く設定することを特徴とする。

冷凍サイクルの信頼性等を維持するために通常、冷凍サイクルの冷媒圧力を所定圧以下とすることが要求される。このため、冷媒圧力が高くなる場合、コンデンサファンの回転駆動によって冷媒圧力を低下させる処理が行われる。したがって、コンデンサファンの優先順位を冷媒圧力が高いほど高く設定することで、近い将来、コンデンサファンの駆動要求度合いが大きくなると予測される場合に優先順位を高く設定することができる。

なお、上記冷凍サイクルの冷媒を機関駆動式の圧縮機によって循環させる場合、消費電力増大手段によって冷媒圧力を低下させることで、圧縮機の駆動トルクを低減させることができる。これにより、圧縮機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量の増大を好適に抑制することができ、ひいては内燃機関の燃費低減効果をより好適に向上させることができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記熱エネルギ変換手段は、前記内燃機関を冷却する冷却水の放熱を行うべく回転駆動されるラジエータファン、空調制御用の冷凍サイクルを循環する冷媒の放熱を行うべく回転駆動されるコンデンサファン、暖房制御を行うべく通電に伴い加熱されるヒータ及び前記車両の窓の曇りを除去すべく通電に伴い加熱されるデフォッガのうち少なくとも１つを含むものであることを特徴とする。

上記発明では、消費電力増大手段によって増大させた消費電力にて生成された熱エネルギを、上記増大させる処理の後に好適に有効利用することができる。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記内燃機関のトルク生成が指示されていないと判断されることを条件として該内燃機関への燃料の供給を停止する燃料カット手段を更に備え、前記消費電力増大手段は、前記判断手段によって前記ブレーキ操作がなされていると判断されること及び前記燃料カット手段によって燃料の供給が停止されることを条件として、前記熱エネルギ変換手段の消費電力を強制的に増大させることを特徴とする。

上記発明では、燃料を消費することなく消費電力増大手段によって発電機の発電電力を増大させることができるため、内燃機関の燃費低減効果をより好適に向上させることができる。

一実施形態にかかるシステム構成図。 一実施形態にかかる減速時駆動制御処理の手順を示すフローチャート。 一実施形態にかかる最大発電電力及び余剰電力の算出手法の概略を示す図。 一実施形態にかかる電気負荷の駆動要求度合いの算出手法の概略を示す図。

以下、本発明にかかる制御装置を内燃機関（エンジン）を搭載した車両（自動車）に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に本実施形態にかかるエンジンシステム、空気調節システム（エアコンシステム）及び発電システムの全体構成を示す。

図示されるように、エンジン１０の各気筒には、燃料噴射弁１２が設けられている。燃料噴射弁１２から供給された燃料と吸気との混合気は、エンジン１０の図示しない燃焼室において燃焼に供される。混合気の燃焼によって発生するエネルギは、エンジン１０の出力軸（クランク軸１４）の回転力として取り出される。なお、クランク軸１４付近には、クランク軸１４の回転角度を検出するクランク角度センサ１６が設けられている。

エンジン１０のシリンダブロック内等には、エンジン１０を冷却する冷却水が充填されるウォータジャケット１８が区画形成されている。ウォータジャケット１８は、往流路２０ａと復流路２０ｂとで構成される冷却水通路を介してラジエータ２２と接続されている。そして図示しない電動ポンプの駆動によって、冷却水通路を介して冷却水がウォータジャケット１８を循環することで、エンジン１０が冷却される。すなわち、冷却水は、ウォータジャケット１８を通過する間にエンジン１０の熱を奪った後、往流路２０ａを介してラジエータ２２に導入される。そしてこの冷却水がラジエータ２２にて冷却された後、復流路２０ｂを介してエンジン１０に再び戻される。これにより、エンジン１０が適温に保持される。なお、エンジン１０には、ウォータジャケット１８内の冷却水の温度（冷却水温）を検出する水温センサ２４が設けられている。

ラジエータ２２の車両後方側には、ＤＣモータ等によって回転駆動されるラジエータファン２６が設けられている。ラジエータファン２６が回転駆動されると、ラジエータ２２付近に空気の流れが形成される。これにより、ラジエータ２２において冷却水と熱交換するための空気量が増大し、冷却水の放熱が促進される。なお本実施形態では、ラジエータファン２６として、回転駆動されるか否かが２値的に切り替えられる（オン・オフ操作される）ものを想定している。

一方、エアコンシステムは、車室内に温風又は冷風を供給する空気通路２８と、この通路を流れる空気を冷却するための冷凍装置とを備えて構成されている。

冷凍装置は、冷凍サイクルに冷媒を循環させるべく冷媒を吸入・吐出するコンプレッサ３０や、コンデンサ３２、エバポレータ３４（蒸発器）、更にはヒータコア３６等を備えて構成されている。なお本実施形態では、上記コンプレッサ３０として、クランク軸１４の回転力を動力源として駆動されるものを想定している。

コンデンサ３２は、ＤＣモータ等によって回転駆動されるファン（コンデファン３８）から送風される空気と、コンプレッサ３０から吐出供給される冷媒との熱交換が行われる部材である。詳しくは、コンデファン３８の送風量が多くなると、コンデンサ３２における上記熱交換が促進されるため、冷凍サイクルの高圧側の冷媒圧力（高圧側圧力）が低下する。なお本実施形態では、コンデファン３８として、回転駆動されるか否かが２値的に切り替えられる（オン・オフ操作される）ものを想定している。

コンデンサ３２から流出した冷媒は、図示しないレシーバによって気液分離され、分離された液冷媒は、温度式膨張弁４０によって急激に膨張され霧状とされる。霧状とされた冷媒は、上記空気通路２８内に設けられるエバポレータ３４に供給され、エバポレータ３４において空気通路２８を流れる空気と上記霧状とされた冷媒とが熱交換することで冷媒の一部又は全部が気化する。これにより、空気通路２８を流れる空気が冷却される。なお、エバポレータ３４で気化した冷媒は、コンプレッサ３０の吸入口に吸入される。また、上記レシーバと温度式膨張弁４０とを接続する配管には、上記高圧側圧力を検出する冷媒圧センサ４２が設けられている。

一方、上記空気通路２８内には、上記エバポレータ３４に加えて、この通路に空気流を生じさせる図示しないブロワや、空気通路２８を流れる空気を加熱するヒータコア３６、更にはＰＴＣヒータ４４等が設けられている。詳しくは、ヒータコア３６は、往流路２０ａを介してウォータジャケット１８から供給されるエンジン１０の冷却水を熱源として、ブロワから送風された空気を加熱するものである。

ＰＴＣヒータ４４は、ヒータコア３６付近に設けられている。ＰＴＣヒータ４４は、その内部に備えられるＰＴＣサーミスタへの通電に伴い加熱されるものであり、エンジン１０の始動直後等、冷却水温が低い状態（冷間状態）において空気通路２８を流れる空気を暖房用に加熱するためのものである。詳しくは、ＰＴＣヒータ４４の通電に伴いこのヒータの温度が上昇する。そしてＰＴＣヒータ４４の温度が所定値を上回ると、ＰＴＣサーミスタの抵抗が急増することでＰＴＣサーミスタに流れる電流が制限される。これにより、ＰＴＣヒータ４４の温度が所定温度に維持される。なお、ＰＴＣヒータ４４は、ヒータコア３６に内蔵されるものであってもよい。

こうした構成において、ブロワにより送風された空気は、上記エバポレータ３４や、ヒータコア３６、ＰＴＣヒータ４４を通過して所望の温度となるよう熱交換される。そして熱交換された空気が空気通路２８に形成された図示しない吹出口から車室内へと供給されることで、車室内を冷房したり暖房したりする。

上記発電システムは、交流発電機（オルタネータ４６）と、バッテリ４８（鉛蓄電池）とを備えて構成されている。オルタネータ４６は、クランク軸１４の回転力を動力源として回転駆動されるロータ４９、ロータ４９に設けられた界磁石（ロータコイル５０）、ロータ４９の内側に配置されたステータコイル５２、整流回路５４及びレギュレータ５６等を備えて構成されている。

ステータコイル５２には、整流回路５４が接続されている。整流回路５４は、ステータコイル５２から出力される交流電流を直流電流に変換するためのものであり、整流回路５４の一方の端子は、オルタネータ４６の出力端子（Ｂ端子）と接続され、他方の端子はレギュレータ５６に接続されるとともに接地されている。

レギュレータ５６は、スイッチング素子（トランジスタ５８）と、電圧比較回路（コンパレータ６０）とを備えて構成されており、ロータコイル５０を流れる電流（界磁電流）を操作することでオルタネータ４６の出力電圧（Ｂ端子の電圧）を調節するものである。詳しくは、レギュレータ５６内において、トランジスタ５８のエミッタは、整流回路５４の両端子のうち接地側の端子と接続されており、トランジスタ５８のコレクタは、ロータコイル５０に接続されるとともにフリーホイールダイオード６２を介してＢ端子に接続されている。

上記コンパレータ６０の反転入力端子には、分圧回路によって分圧されたオルタネータ４６の出力電圧に応じた電圧（検出電圧）が入力され、コンパレータ６０の非反転入力端子には、オルタネータ４６の出力電圧の指令値に応じた電圧（指令電圧）が入力されるようになっている。またコンパレータ６０の出力端子は、トランジスタ５８のベースに接続されている。

こうした構成によれば、検出電圧が指令電圧よりも低い場合、コンパレータ６０の出力端子からハイ信号が出力されることでトランジスタ５８がオン状態とされ、検出電圧が指令電圧よりも高い場合、コンパレータ６０の出力端子からロー信号が出力されることでトランジスタ５８がオフ状態とされる。これにより、コンパレータ６０によってトランジスタ５８がオン・オフ操作されることで界磁電流が調節され、オルタネータ４６の出力電圧を調節することが可能となる。

上記Ｂ端子には、バッテリ４８が接続されており、バッテリ４８には、上記ラジエータファン２６や、コンデファン３８、ＰＴＣヒータ４４、更にはデフォッガ６４等の車載電気負荷が図示しないスイッチを介して並列接続されている。ここでデフォッガ６４は、通電に伴い加熱されるものであり、車両の窓ガラス（リアウィンドウ）の曇りが生じる場合に窓ガラスを暖めることで曇りを除去するためのものである。なお、窓ガラスの車室内側付近には、この付近の空気の湿度（相対湿度）を検出する湿度センサ６５が設けられている。

エアコンシステムを操作対象とする電子制御装置（以下、エアコンＥＣＵ６６）は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。エアコンＥＣＵ６６には、デフォッガ６４に通電するか否かを選択すべく乗員によって操作される操作スイッチ６８や、冷媒圧センサ４２、更には湿度センサ６５等の出力信号が入力される。エアコンＥＣＵ６６は、これら入力に応じてＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、コンプレッサ３０や、コンデファン３８、ＰＴＣヒータ４４、更にはデフォッガ６４等の各種機器を操作する。そして、これら各種機器を操作することで、車室内の空調制御等を行う。

上記コンデファン３８の駆動制御は、冷媒圧センサ４２の出力値に基づく高圧側圧力を、冷凍装置の信頼性等を維持するために設定される所定圧以下とすべくコンデファン３８を通電操作するものとなる。具体的には、高圧側圧力が上記所定圧以上となる場合にコンデファン３８を回転駆動させ、その後高圧側圧力が上記所定圧よりも低い圧力以下となる場合にコンデファン３８を停止させる。また、ＰＴＣヒータ４４の通電制御は、エンジン１０が冷間状態であって且つ暖房制御の要求がある場合にＰＴＣヒータ４４に通電するものとなる。

一方、エンジンシステムを操作対象とする電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵ７０）は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。エンジンＥＣＵ７０には、ドライバのアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ７２や、ドライバのブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサ７４、バッテリ４８の電圧を検出するバッテリ電圧センサ７６、バッテリ４８に供給される電流を検出する電流センサ７８、車両の走行速度を検出する車速センサ８０、クランク角度センサ１６、更には水温センサ２４等の出力信号が入力される。なお、エンジンＥＣＵ７０とエアコンＥＣＵ６６とは、双方向の通信を行うことで情報のやりとりを行う。詳しくは、エンジンＥＣＵ７０には、エアコンＥＣＵ６６から出力されるコンデファン３８の駆動状態に関する情報や、操作スイッチ６８、湿度センサ６５の出力信号等が入力される。一方、エアコンＥＣＵ６６には、エンジンＥＣＵ７０から出力されるクランク角度センサ１６等の出力信号が入力される。

エンジンＥＣＵ７０は、上記入力に応じて、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、燃料噴射弁１２による燃料噴射制御や、ラジエータファン２６の駆動制御等を行う。ここでラジエータファン２６の駆動制御は、水温センサ２４の出力値に基づく冷却水温を、下限温度及び上限温度によって規定される所定温度範囲内に制御すべくラジエータファン２６を通電操作するものとなる。具体的には、冷却水温が上限温度を上回る場合にラジエータファン２６を回転駆動させ、その後冷却水温が上記上限温度未満であって且つ上記下限温度よりも高い温度以下となる場合にラジエータファン２６を停止させる。

特にエンジンＥＣＵ７０は、オルタネータ４６の発電制御を行う。詳しくは、エンジンＥＣＵ７０は、上記指令電圧を設定し、設定された指令電圧をコンパレータ６０に出力する。これにより、トランジスタ５８がオン・オフ操作され、オルタネータ４６の出力電圧がその指令値に制御される。ここで本実施形態では、エンジン１０の要求トルクの増大がドライバによって指示される状態である車両の加速状態において、オルタネータ４６の出力電圧の指令値を通常時の指令値（例えば１３．５Ｖ）よりも低い値（例えば１２Ｖ）とすべく、上記指令電圧を通常時の指令電圧よりも低い電圧である加速時電圧に設定する。これは、車両の加速状態においてエンジン１０の生成トルクを車両の力行に適切に用いつつ燃料消費量の増大を抑制するための設定である。つまり、指令電圧を高く設定すると、オルタネータ４６の発電に伴うオルタネータ４６の駆動トルクが増大する。オルタネータ４６の駆動トルクが増大すると、オルタネータ４６によって吸収されるエンジン１０の生成トルクが増大し、不足するエンジン１０の生成トルクを補償すべく燃料噴射量が増大する。このため、指令電圧を加速時電圧に設定することでオルタネータ４６の駆動トルクを低下させ、エンジン１０の生成トルクを車両の力行に適切に用いつつ燃料噴射量の増大を抑制する。

一方、ドライバによってブレーキ操作がなされる状態において、オルタネータ４６の出力電圧の指令値を通常時の指令値よりも高い値（例えば１４．５Ｖ）とすべく、指令電圧を通常時の指令電圧よりも高い電圧である減速時回生電圧に設定する。これは、バッテリ４８への充電を促進することでエンジン１０の燃費低減効果を向上させるための設定である。つまり、車両の運動エネルギをブレーキシステムによって熱エネルギに変換する代わりにオルタネータ４６の発電エネルギとして利用することで、バッテリ４８への充電を促進する。これにより、その後バッテリ４８に充電するために駆動されるオルタネータ４６の駆動トルクの増大を抑制し、エンジン１０の燃費低減効果を向上させる。

ところで、エンジン１０の燃費低減効果の向上を図るためには、ブレーキ操作がなされる状態においてオルタネータ４６の発電電力をその最大値とすることが望まれる。しかしながら、ブレーキ操作がなされる状態において、必ずしも上記発電電力がその最大値とされていないことが本発明者らによって見出されている。つまり、バッテリ４８には、充電時にバッテリ４８が受け入れ可能な最大電力（最大充電電力）が存在する。このため、ブレーキ操作がなされる状態におけるオルタネータ４６の発電可能な電力が最大充電電力を上回ると、オルタネータ４６とバッテリ４８との電位差が小さくなることで、オルタネータ４６の出力電流が小さくなることがある。この場合、オルタネータ４６の発電可能な電力のうち最大充電電力を上回る分の電力をオルタネータ４６によって発電することができなくなり、オルタネータ４６の発電電力が低下するおそれがある。

特にバッテリ４８として鉛蓄電池が搭載される本実施形態では、例えばニッケル水素蓄電池やリチウムイオン蓄電池と比較して鉛蓄電池の最大充電電力が小さい。このため、オルタネータ４６の発電可能な電力に対してバッテリ４８の最大充電電力が小さくなり、オルタネータ４６の発電電力の低下が顕著となりやすい。

こうした問題を解決すべく、本発明者らは、ブレーキ操作がなされる状態においてオルタネータ４６の発電電力を増大させることによってエンジン１０の燃費低減効果の向上を図るための手法について詳細に検討した。そして、ブレーキ操作がなされる状態において、ラジエータファン２６や、コンデファン３８、ＰＴＣヒータ４４、更にはデフォッガ６４の消費電力を強制的に増大させることで、オルタネータ４６の現在の出力電圧に応じた発電電力の最大値へとオルタネータ４６の発電電力を増大させる減速時駆動制御を行うなら、燃費低減効果を向上させることが可能であるとの知見を得た。これは、これら電気負荷が電気エネルギを熱エネルギに変換する手段であり、発電電力を増大させた後において変換された熱エネルギを有効利用できるためである。以下、減速時駆動制御について、ラジエータファン２６、コンデファン３８、ＰＴＣヒータ４４及びデフォッガ６４のそれぞれの場合に分けて詳述する。
＜１．ラジエータファン２６の減速時駆動制御＞
ブレーキ操作がなされる状態においてラジエータファン２６が回転駆動されていない場合、オルタネータ４６の発電電力によってラジエータファン２６を強制的に回転駆動させることで、ラジエータ２２において冷却水と熱交換させる空気量を増大させ、冷却水温を低下させる。これにより、ブレーキ操作がなされる状態におけるラジエータファン２６の消費電力を増大させることで、オルタネータ４６の発電電力を増大させる減速時駆動制御を行う。そして減速時駆動制御の後、冷却水温の上昇によって冷却水温が上記上限温度を上回るまでの時間を長くすることで、ラジエータファン２６の回転駆動が開始されるタイミングを遅延させる。このため、減速時駆動制御の後においてラジエータファン２６の回転駆動に伴う消費電力の増大を抑制することができ、オルタネータ４６の発電電力の増大を抑制することが可能となる。したがって、オルタネータ４６の駆動に伴うエンジン１０の燃料消費量の増大を抑制することができ、エンジン１０の燃費低減効果を向上させることが可能となる。
＜２．コンデファン３８の減速時駆動制御＞
ブレーキ操作がなされる状態においてコンデファン３８が回転駆動されていない場合、オルタネータ４６の発電電力によってコンデファン３８を強制的に回転駆動させることで、コンデンサ３２において冷媒と熱交換させる空気量を増大させ、高圧側圧力を低下させる。これにより、ブレーキ操作がなされる状態におけるコンデファン３８の消費電力を増大させることで、オルタネータ４６の発電電力を増大させる減速時駆動制御を行う。そして減速時駆動制御の後、高圧側圧力の上昇によって高圧側圧力が上記所定圧を上回るまでの時間を長くすることで、コンデファン３８の回転駆動が開始されるタイミングを遅延させる。このため、減速時駆動制御の後においてコンデファン３８の回転駆動に伴う消費電力の増大を抑制することができ、エンジン１０の燃費低減効果を向上させることが可能となる。
＜３．ＰＴＣヒータ４４の減速時駆動制御＞
ブレーキ操作がなされる状態においてＰＴＣヒータ４４に通電されていない場合、オルタネータ４６の発電電力によってＰＴＣヒータ４４に強制的に通電することで、ＰＴＣヒータ４４の温度を上昇させる。これにより、ブレーキ操作がなされる状態におけるＰＴＣヒータ４４の消費電力を増大させることで、オルタネータ４６の発電電力を増大させる減速時駆動制御を行う。そして減速時駆動制御の後、ＰＴＣヒータ４４を用いた暖房制御が行われる場合、ＰＴＣヒータ４４の温度が既に高くなっているため、ＰＴＣヒータ４４に流れる電流を低減させることが可能となる。したがって、ＰＴＣヒータ４４への通電に伴う消費電力の増大を抑制することができ、エンジン１０の燃費低減効果を向上させることが可能となる。

なお、冷間状態においてＰＴＣヒータ４４の減速時駆動制御を行うなら、冷却水温を上昇させることでエンジン１０の暖機を促進することも可能となる。これにより、エンジン１０の冷間状態における稼働時間を短縮することが可能となる。
＜４．デフォッガ６４の減速時駆動制御＞
ブレーキ操作がなされる状態において、操作スイッチ６８がオフされてデフォッガ６４に通電されていない場合、操作スイッチ６８がオフされているときであってもオルタネータ４６の発電電力によってデフォッガ６４に強制的に通電することで、デフォッガ６４や窓ガラスの温度を上昇させる。これにより、ブレーキ操作がなされる状態におけるデフォッガ６４の消費電力を増大させることで、オルタネータ４６の発電電力を増大させる減速時駆動制御を行う。そして減速時駆動制御の後、窓ガラスが曇り始めるまでの時間を遅延させることで、窓ガラスの曇りを除去すべくユーザによって操作スイッチ６８がオンされる時間を短くする。このため、デフォッガ６４への通電に伴う消費電力の増大を抑制することができ、エンジン１０の燃費低減効果を向上させることが可能となる。

次に、図２に、本実施形態にかかる減速時駆動制御処理を含む車載機器の制御処理の手順を示す。この処理は、エンジンＥＣＵ７０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、車両の走行中にブレーキ操作がなされているか否かを判断する。本実施形態では、車速センサ８０の出力値に基づく車両の走行速度Ｖが所定速度Ｖα（＞０）を上回るとの条件と、ブレーキセンサ７４の出力値に基づくブレーキ操作量が所定量（例えば０）よりも大きいとの条件との論理積が真であると判断された場合、車両の走行中にブレーキ操作がなされていると判断する。なお、車両の走行中にブレーキ操作がなされている状態は、例えば、車両の走行速度を低下させたり、下り坂においてブレーキ操作を行いつつ車両を定速走行させたりする状態である。

ステップＳ１０においてブレーキ操作がなされていると判断された場合には、ステップＳ１２に進み、燃料噴射弁１２の燃料噴射を停止する制御である燃料カット制御が行われているか否かを判断する。本実施形態では、アクセル操作がなされていない（エンジン１０のトルク生成が指示されていない）との条件及びエンジン回転速度ＮＥが規定速度Ｎαを上回るとの条件の論理積が真であると判断された場合、燃料カット制御を行う。なお、上記規定速度Ｎαは、燃料カット制御の後、燃料噴射弁１２からの燃料噴射の開始によって燃焼が再開される場合にエンジン１０を適切に再始動可能な値の下限値として設定すればよい。また、アクセル操作がなされていないか否かは、アクセルセンサ７２の出力値から算出されるアクセル操作量が０であるか否かに基づき判断し、エンジン回転速度ＮＥは、クランク角度センサ１６の出力値に基づき算出すればよい。

上記ステップＳ１０においてブレーキ操作がなされていないと判断されたり、ステップＳ１２において燃料カット制御が行われていないと判断されたりする場合には、ステップＳ１４において上記指令電圧を通常時の指令電圧又は加速時電圧に設定する。一方、上記ステップＳ１２において燃料カット制御が行われていると判断された場合には、ステップＳ１６において指令電圧を減速時回生電圧に設定する。

続くステップＳ１８では、減速時駆動制御によって増大させることが可能なオルタネータ４６の発電電力である余剰電力を算出する。本実施形態では、余剰電力を、図３に例示される最大発電電力と、バッテリ４８に充電される電力（バッテリ受入電力）と、オルタネータ４６から電気負荷へと供給される現在の電力（実消費電力）とに基づき算出する。ここで最大発電電力は、オルタネータ４６によって発電可能と想定されて且つオルタネータ４６の回転速度（ロータ４９の回転速度）毎に定まる発電電力の最大値である。本実施形態では、最大発電電力を、オルタネータ４６の回転速度と、オルタネータ４６の発電電力の最大値との関係（オルタネータ４６の発電特性）が規定されるマップに、オルタネータ４６の回転速度を入力することで算出する。そして余剰電力を、最大発電電力からバッテリ受入電力及び実消費電力の加算値を減算した値として算出する。なお、オルタネータ４６の回転速度は、エンジン回転速度ＮＥと、クランク軸１４とロータ４９との回転速度比とに基づき算出すればよい。また、バッテリ受入電力は、バッテリ電圧センサ７６の出力値に基づくバッテリ電圧及び電流センサ７８の出力値に基づく電流値から算出すればよい。具体的には、バッテリ受入電力を、上記バッテリ電圧と上記電流値との乗算値として算出すればよい。更に、実消費電力は、電気負荷の現在の駆動状態に基づき算出すればよい。

図２の説明に戻り、続くステップＳ２０では、優先順位設定処理を行う。この処理は、減速時駆動制御によるエンジン１０の燃費低減効果の更なる向上を図るためのものである。つまり、ラジエータファン２６、コンデファン３８、ＰＴＣヒータ４４及びデフォッガ６４のうち、駆動される蓋然性が高い電気負荷の消費電力を優先的に増大させることで、その後電気負荷が駆動されることに伴う消費電力の増大を抑制する。本実施形態では、ラジエータファン２６、コンデファン３８、ＰＴＣヒータ４４及びデフォッガ６４のそれぞれを駆動させる要求度合いを定量化した図４の（Ａ）〜（Ｄ）に示す駆動要求度合いを算出し、駆動要求度合いの大きい電気負荷から順に優先順位を高く設定する。

（Ａ）ラジエータファン２６：冷却水温ＴＨＷが高くなることで冷却水温ＴＨＷが上限温度を上回る場合、冷却水温ＴＨＷを所定温度範囲内に制御すべくラジエータファン２６が回転駆動される。このため、冷却水温ＴＨＷが高いほど、近い将来ラジエータファン２６が回転駆動される蓋然性が高くなる。したがって本実施形態では、冷却水温ＴＨＷが高いほど、ラジエータファン２６の駆動要求度合いを大きく設定する。なお、ラジエータファン２６が既に回転駆動されている場合、このファンの駆動要求度合いを０に設定してもよい。

（Ｂ）コンデファン３８：高圧側圧力Ｐｄが高くなることで高圧側圧力Ｐｄが所定圧を上回る場合、高圧側圧力Ｐｄを所定圧以下に制御すべくコンデファン３８の駆動要求が生じる。このため高圧側圧力Ｐｄが高いほど、近い将来コンデファン３８が回転駆動される蓋然性が高くなる。したがって本実施形態では、高圧側圧力Ｐｄが高いほど、コンデファン３８の駆動要求度合いを大きく設定する。なお、コンデファン３８が既に回転駆動されている場合、このファンの駆動要求度合いを０に設定してもよい。

（Ｃ）ＰＴＣヒータ４４：ＰＴＣヒータ４４を用いた暖房制御は、冷却水温ＴＨＷが低い状態である冷間状態において行われる。このため冷却水温ＴＨＷが低いほど、近い将来ＰＴＣヒータ４４に通電される蓋然性が高くなる。したがって本実施形態では、暖房制御が行われることを条件として、冷却水温ＴＨＷが低いほど、ＰＴＣヒータ４４の温度を上昇させるべくＰＴＣヒータ４４の駆動要求度合いを大きく設定する。なお、エンジン１０が暖機状態とされていたり、暖房制御の要求がなかったりする場合、ＰＴＣヒータ４４の駆動要求度合いを０に設定してもよい。

（Ｄ）デフォッガ６４：窓ガラスの車室内側付近の空気の湿度が高くなると、窓ガラスの曇りが生じる。このため空気の湿度が高いほど、近い将来操作スイッチ６８がオンされることでデフォッガ６４への通電が指示される蓋然性が高くなる。したがって本実施形態では、湿度センサ６５の出力値に基づく空気の湿度が高いほど、デフォッガ６４の駆動要求度合いを大きく設定する。

図２の説明に戻り、続くステップＳ２２では、上記ステップＳ１８の処理で算出された余剰電力を超えないことを条件として、上記減速時駆動制御によって優先順位が高い電気負荷から順に駆動させる。詳しくは、電気負荷が駆動される場合に増大すると想定される消費電力が余剰電力を超えないことを条件として、減速時駆動制御によって駆動させる電気負荷を優先順位が高い方から追加する。ここで減速時駆動制御によってコンデファン３８や、ＰＴＣヒータ４４、デフォッガ６４を駆動させる場合、エアコンＥＣＵ６６を介して駆動させればよい。

なお、ステップＳ１４、Ｓ２２の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）ラジエータファン２６の減速時駆動制御処理を行った。このため、その後ラジエータファン２６の回転駆動が開始されるタイミングを遅延させることができ、ラジエータファン２６の回転駆動に伴う消費電力の増大を好適に抑制することができる。これにより、オルタネータ４６の発電電力の増大を抑制することができ、ひいてはエンジン１０の燃費低減効果を好適に向上させることができる。

（２）コンデファン３８の減速時駆動制御処理を行った。これにより、その後コンデファン３８の回転駆動が開始されるタイミングを遅延させることでコンデファン３８の駆動に伴う消費電力の増大を抑制することができ、オルタネータ４６の発電電力の増大を抑制することができる。更に、上記処理によって高圧側圧力Ｐｄを低下させることで、コンプレッサ３０の駆動トルクを低減させることもできる。したがって、エンジン１０の燃費低減効果をより好適に向上させることができる。

（３）ＰＴＣヒータ４４の減速時駆動制御処理を行った。このため、その後ＰＴＣヒータ４４を用いて暖房制御が行われる場合、ＰＴＣヒータ４４への通電に伴う消費電力の増大を抑制することができる。これにより、エンジン１０の燃費低減効果を好適に向上させることができる。

（４）デフォッガ６４の減速時駆動制御処理を行った。このため、その後に窓ガラスが曇り始めるタイミングを遅延させることができ、デフォッガ６４への通電に伴う消費電力の増大を抑制することができる。これにより、エンジン１０の燃費低減効果を好適に向上させることができる。

（５）ラジエータファン２６等の電気負荷の駆動要求度合いに基づきこれら電気負荷の優先順位を設定する優先順位設定処理を行った。そして余剰電力を超えないことを条件として、設定された優先順位が高い電気負荷から順に、上記減速時駆動制御処理によって強制的に駆動させた。これにより、駆動される蓋然性が高い電気負荷を優先的に駆動させることができ、ひいてはエンジン１０の燃費低減効果を好適に向上させることができる。

（６）減速時駆動制御中に燃料カット制御を行った。これにより、燃料噴射弁１２から燃料噴射することなくオルタネータ４６の発電電力を増大させることができ、ひいてはエンジン１０の燃費低減効果をより好適に向上させることができる。

（７）車両に搭載されるバッテリ４８を鉛蓄電池とした。この場合、バッテリ４８の最大充電電力がオルタネータ４６の発電可能な電力に対して小さくなり、オルタネータ４６の発電電力が低下しやすい。このため本実施形態は、上記減速時駆動制御処理の利用価値が高い。

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記実施形態では、ラジエータファン２６やコンデファン３８をオン・オフ操作されるものとしたがこれに限らない。例えば、供給される電力に応じて送風量を連続的又は段階的に可変設定可能なものとしてもよい。この場合、減速時駆動制御処理は、ラジエータファン２６やコンデファン３８が既に回転駆動されているとき、ラジエータファン２６やコンデファン３８の回転速度を更に上昇させる処理とすればよい。これにより、冷却水温ＴＨＷや高圧側圧力Ｐｄを更に低下させることができる。

・上記実施形態では、ラジエータ２２及びコンデンサ３２において放熱を促進させるためのファンを各別に設けたがこれに限らない。例えば、ラジエータ２２とコンデンサ３２とを接近させて配置し、これら熱交換器において放熱を促進させるための共通のファンを設けてもよい。

・バッテリ受入電力及び実消費電力の加算値の算出手法としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えばオルタネータ４６の出力電圧と出力電流との積によって算出してもよい。

・減速時駆動制御処理によって駆動される電気負荷としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、冬期等、外気温度が低い場合に車室内の快適性を向上させることを目的として設けられるシートヒータであってもよい。この場合、上記処理によってシートヒータの温度が過度に上昇することで乗員に違和感を与える事態を回避すべく、シートヒータへの通電量を制限する手段を備えることが望ましい。

・デフォッガ６４の減速時駆動制御処理としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、操作スイッチ６８がオンされている場合、デフォッガ６４への通電量を通常時の通電量よりも大きくする処理を行ってもよい。ただしこの場合、デフォッガ６４への通電量が過大となることでデフォッガ６４の信頼性が低下する事態を回避すべく、デフォッガ６４への通電量に上限を設けることが望ましい。

・本願発明が適用される車両としては、走行動力源としてエンジン１０のみを備えるものに限らない。例えば走行動力源としてエンジン１０とともに電動機を備えるハイブリッド車両であってもよい。この場合、コンプレッサ３０を、バッテリ４８やオルタネータ４６を電力供給源として駆動される電動式のものとしてもよい。このとき減速時制御処理として、コンプレッサ３０の駆動トルク（吐出容量）を強制的に増大させる処理を行ってもよい。これにより、例えば冷房制御のための熱をエバポレータ３４に蓄えることができ、減速時駆動制御処理の後、冷房制御のためにコンプレッサ３０が駆動されることに伴う消費電力の増大を抑制することができる。したがって、コンプレッサ３０の駆動に伴う消費電力を補償するために駆動されるオルタネータ４６の駆動トルクの増大を抑制することができる。

１０…エンジン、１２…燃料噴射弁、２４…水温センサ、２６…ラジエータファン、３８…コンデファン、４２…冷媒圧センサ、４４…ＰＴＣヒータ、４６…オルタネータ、４８…バッテリ、６４…デフォッガ、６６…エアコンＥＣＵ、７０…エンジンＥＣＵ（車両用制御装置の一実施形態）。

Claims (6)

1. 内燃機関を動力源として発電する発電機と、該発電機の発電電力によって充電される蓄電池と、前記発電機及び前記蓄電池のうち少なくとも一方を電力供給源として駆動される複数の電気負荷とを備える車両に適用され、前記発電機を操作する車両用制御装置において、
   前記複数の電気負荷は、入力される電気エネルギを熱エネルギに変換する熱エネルギ変換手段を含むものであり、
   前記車両の走行中にドライバによってブレーキ操作がなされているか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段によって前記ブレーキ操作がなされていると判断されることを条件として、前記発電機の現在の回転速度に応じた最大発電電力へと該発電機の発電電力を増大すべく前記熱エネルギ変換手段の消費電力を強制的に増大させる消費電力増大手段とを備えることを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記熱エネルギ変換手段は、複数の手段からなるものであり、
   前記複数の熱エネルギ変換手段のそれぞれの将来の駆動要求度合いの予測に基づき、該複数の熱エネルギ変換手段のそれぞれの優先順位を設定する優先順位設定手段を更に備え、
   前記消費電力増大手段は、前記設定された優先順位が高い熱エネルギ変換手段の消費電力を優先的に増大させることを特徴とする請求項１記載の車両用制御装置。
3. 前記熱エネルギ変換手段は、前記内燃機関を冷却する冷却水の放熱を行うべく回転駆動されるラジエータファンを含むものであり、
   前記優先順位設定手段は、前記冷却水の温度が高いほど前記ラジエータファンの優先順位を高く設定することを特徴とする請求項２記載の車両用制御装置。
4. 前記熱エネルギ変換手段は、空調制御用の冷凍サイクルを循環する冷媒の放熱を行うべく回転駆動されるコンデンサファンを含むものであり、
   前記優先順位設定手段は、前記冷媒の圧力が高いほど前記コンデンサファンの優先順位を高く設定することを特徴とする請求項２又は３記載の車両用制御装置。
5. 前記熱エネルギ変換手段は、前記内燃機関を冷却する冷却水の放熱を行うべく回転駆動されるラジエータファン、空調制御用の冷凍サイクルを循環する冷媒の放熱を行うべく回転駆動されるコンデンサファン、暖房制御を行うべく通電に伴い加熱されるヒータ及び前記車両の窓の曇りを除去すべく通電に伴い加熱されるデフォッガのうち少なくとも１つを含むものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
6. 前記内燃機関のトルク生成が指示されていないことを条件として該内燃機関への燃料の供給を停止する燃料カット手段を更に備え、
   前記消費電力増大手段は、前記判断手段によって前記ブレーキ操作がなされていると判断されること及び前記燃料カット手段によって燃料の供給が停止されることを条件として、前記熱エネルギ変換手段の消費電力を強制的に増大させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用制御装置。

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