JP2012035724A - 車両のエアコン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に既設のセンサを利用してブレーキブースタの状態を正確に検出することによってエアコンカットの制御を行い、エアコンカットの頻度を最小限に抑えて乗員の快適性を確保することができる車両のエアコン制御装置を提供すること。
【解決手段】内燃エンジン１の吸気負圧を利用してブレーキの踏込操作力を軽減するブレーキブースタ２と、内燃エンジン１によって駆動されるコンプレッサを有するエアコン３を備えた車両のエアコン制御装置を、ブレーキ装置１２のマスタシリンダ１０の液圧を検出する液圧センサ１９と、車輪の回転速度を検知する車輪速センサ２２又は車両の減速度を検出するＧセンサ２３と、液圧センサ１９によって検出される液圧に対して車輪速センサ２２又はＧセンサ２３によって検出される車両の減速度が予め定められた閾値よりも小さい場合にエアコン３のコンプレッサの駆動を停止するＥＣＵ（制御手段）４を含んで構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃エンジンの吸気負圧を利用するブレーキブースタと内燃エンジンによって駆動されるエアコンを備えた車両のエアコン制御装置に関するものである。

車両には、内燃エンジンの吸気負圧を利用してブレーキの踏込操作力を軽減するブレーキブースタと、内燃エンジンによってコンプレッサが駆動されるエアコンを備えたものがある。斯かる車両においては、エアコンが作動している場合には、該エアコンのコンプレッサを駆動する内燃エンジンの出力がそれだけ余分に必要となるため、エアコンが作動していない場合に比べて内燃エンジンのスロットルバルブが大きく開かれ、ブレーキブースタに導入される吸気負圧が減少してブレーキブースタによるブレーキの踏込操作力の軽減効果が低下するという問題が発生する。このようにブレーキの踏込操作力の軽減効果が低下すると、その低下の度合いによっては、必要とするブレーキの踏込操作力が大きくなって操作フィーリングが悪くなったり、車両の減速度の低下を招く。

そこで、例えば特許文献１には、内燃エンジンの吸気系に負圧スイッチ（負圧センサ）を設け、ブレーキブースタに導入される内燃エンジンの吸気負圧が不足して負圧スイッチがオンすると、エアコンのコンプレッサの駆動を所定時間だけ停止するエアコンカットを行い、ブレーキの踏込操作力の軽減に必要十分な吸気負圧を確保するようにしたエアコン制御装置が提案されている。

特開２００３−１０４０４６号公報

しかしながら、特許文献１において提案されたエアコン制御装置には専用の負圧スイッチが必要であるために部品点数が増えてコストアップを招く他、該負圧スイッチが検知する負圧は、内燃エンジンの吸気負圧であって、ブレーキブースタの状態を必ずしも正確に検知するものではないため、エアコンカットの頻度が多くなり、車室内の空調が十分になされないという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、専用の負圧センサを用いることなく、車両に既設のセンサを利用してブレーキブースタの負圧の状態を正確に検出することによってエアコンカットの制御を行い、ブレーキの踏込操作力の軽減効果を維持しつつ、エアコンカットの頻度を最小限に抑えて乗員の快適性を確保することができる車両のエアコン制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、内燃エンジンの吸気負圧を利用してブレーキの踏込操作力を軽減するブレーキブースタと、前記内燃エンジンによって駆動されるコンプレッサを有するエアコンを備えた車両のエアコン制御装置を、
ブレーキ装置に対する操作力を検出する操作力検出手段と、
車輪の回転速度を検知する車輪速センサ又は車両の減速度を検出するＧセンサと、
前記操作力検出手段によって検出される操作力に対して前記車輪速センサ又は前記Ｇセンサによって検出される車両の減速度が予め定められた閾値よりも小さい場合に前記エアコンのコンプレッサの駆動を停止する制御手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、内燃エンジンの吸気負圧を利用してブレーキの踏込操作力を軽減するブレーキブースタと、前記内燃エンジンによって駆動されるコンプレッサを有するエアコンを備えた車両のエアコン制御装置を、
ブレーキ装置のブレーキペダルに作用する踏力を検出する踏力センサと、
車輪の回転速度を検知する車輪速センサ又は車両の減速度を検出するＧセンサと、
前記踏力センサによって検出されるブレーキペダルの踏力に対して前記車輪速センサ又は前記Ｇセンサによって検出される車両の減速度が予め定められた閾値よりも小さい場合に前記エアコンのコンプレッサの駆動を停止する制御手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、内燃エンジンの吸気負圧を利用してブレーキの踏込操作力を軽減するブレーキブースタと、前記内燃エンジンによって駆動されるコンプレッサを有するエアコンを備えた車両のエアコン制御装置を、
ブレーキ装置のブレーキペダルのストローク量を検出するストロークセンサと、
車輪の回転速度を検知する車輪速センサ又は車両の減速度を検出するＧセンサと、
前記ストロークセンサによって検出されるブレーキペダルのストローク量に対して前記車輪速センサ又は前記Ｇセンサによって検出される車両の減速度が予め定められた閾値よりも小さい場合に前記エアコンのコンプレッサの駆動を停止する制御手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、車両の減速度の閾値を車速によって変化する変数とし、その閾値の低速時の値を高速時の値よりも小さく設定したことを特徴とする。

請求項１〜３記載の発明によれば、専用の負圧センサを用いることなく、車両に既設のセンサ類を用いてエアコンカット（エアコンのコンプレッサの駆動停止）の制御を行うために専用の負圧センサが不要となり、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。又、ブレーキ操作に対するブレーキの効き具合（ブレーキペダルの踏力又はブレーキペダルのストローク量に対する車両の減速度）に基づいてエアコンカットの制御を行うため、ブレーキブースタの負圧の状態（発生しているアシスト力の状態）を正確に検知することができ、ブレーキの踏込操作力の軽減効果を維持しつつ、エアコンカットの頻度を最小限に抑えて車室内の空調を十分行うことができ、乗員の快適性を確保することができる。

請求項４記載の発明によれば、車両の減速度の閾値を車速によって変化する変数とし、その閾値の低速走行時の値を高速走行時の値よりも小さく設定したため、高速走行時よりもブレーキアシストの必要性が低い低速走行時のエアコンカットの頻度を更に減らすことができ、車室内の空調を十分行って乗員の快適性を確保することができる。

本発明に係るエアコン制御装置のシステム構成図である。 ブレーキ液圧に対する車両の減速度の関係を示す図である。 本発明に係るエアコン制御装置の制御手順を示すフローチャートである。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るエアコン制御装置のシステム構成図であり、同図において、１は車両に搭載された駆動源である内燃エンジンであって、車両には、内燃エンジン１の吸気負圧を利用してブレーキの踏込操作力を軽減するブレーキブースタ２と、内燃エンジン１によって駆動されるコンプレッサを有するエアコン（エアコンディショナ）３と、該エアコン３を制御する制御手段であるＥＣＵ４が備えられている。

上記ブレーキブースタ２の内部は、ダイヤフラム５によって第１室Ｓ１と第２室Ｓ２とに区画されており、ブレーキブースタ２には、前記内燃エンジン１の吸気管６に設けられたスロットルバルブ７の下流側から延びる連通管８が接続されている。そして、連通管８の途中には、空気の吸気管６側からブレーキブースタ２側への逆流を阻止する逆止弁９が設けられている。

又、ブレーキブースタ２のダイヤフラム５にはマスタシリンダ１０のブースタピストンロッドの一端が連結されており、プッシュロッド１１の動きに応じて第２室Ｓ２に大気圧が導入されて第１室Ｓ１と第２室Ｓ２の差圧によってマスタシリンダ１０を作動させる操作力を補助するアシスト力が発生する。プッシュロッド１１の他端（後端）はブレーキ装置１２のブレーキアーム１３の上部に連結されている。ここで、ブレーキアーム１３は、その上端がペダル軸１４によって車両前後方向に揺動可能に支持されており、該ブレーキアーム１３の下端にはブレーキペダル１５が取り付けられている。

そして、上記マスタシリンダ１０から延びるブレーキ配管１６は、不図示の車輪に各々設けられたディスクブレーキ装置のキャリパ１７にそれぞれ接続されており、各キャリパ１７は、車輪と共に回転する円板状のブレーキディスク１８の両面を挟持可能に配置されている。

又、図示しないが、前記エアコン３は、前記内燃エンジン１によって駆動されるコンプレッサを備えており、このコンプレッサの駆動は前記ＥＣＵ４によって制御される。

ところで、近年、車両にはＡＢＳやＥＳＰ（ダイムラークライスラー社の登録商標）等が装備されており、ＥＣＵ４には、ＡＢＳやＥＳＰを制御するためのセンサとして、ブレーキ装置１２のマスタシリンダ１０の液圧を検出する液圧センサ１９、ブレーキ装置１２のブレーキペダル１５に作用する踏力を検出する踏力センサ２０、ブレーキ装置１２のブレーキペダル１５のストローク量を検出するストロークセンサ２１、車輪の回転速度を検知する車輪速センサ２２、車両の減速度を検出するＧセンサ２３等が電気的に接続されている。

而して、内燃エンジン１が作動して車両が走行している状態において乗員がブレーキペダル１５を踏んでいないときには吸気管６のスロットルバルブ７の下流に発生する吸気負圧は逆止弁９を通って連通管８からブレーキブースタ２の第１室Ｓ１と第２室Ｓ２に導入される。つまり、吸気管６の負圧によって第１室Ｓ１と第２室Ｓ２の内部の空気が吸気管６に吸い出されるため、第１室Ｓ１と第２室Ｓ２は同圧に保たれ、両室Ｓ１，Ｓ２を区画するダイヤフラム５にはマスタシリンダ１０を作動させる操作力を補助するアシスト力は発生しない。

上記状態において、車両の減速又は停止に際して乗員がブレーキ装置１２のブレーキペダル１５を足で踏み込むと、ブレーキアーム１３がペダル軸１４を中心として図１の矢印方向（時計方向）に回動するため、該ブレーキアーム１３の上部に一端が連結されたプッシュロッド１１が図１の矢印方向に押し込まれると同時に、プッシュロッド１１の動きに応じてブレーキブースタ２の第２室Ｓ２に大気圧が導入される。このようにプッシュロッド１１が押し込まれると、乗員の操作力とブレーキブースタ２のアシスト力によってマスタシリンダ１０に液圧が発生し、この液圧はブレーキ配管１６を経て各車輪のディスクブレーキ装置のキャリパ１７へと導かれ、各キャリパ１７の不図示のブレーキパッドがブレーキディスク１８を両面から挟持する。このため、ブレーキディスク１８と共に車輪の回転に制動が加えられて車両が減速又は停止するが、前述のようにブレーキブースタ２の第２室Ｓ２に大気圧が導入される結果、ダイヤフラム５には第１室Ｓ１の負圧と第２室Ｓ２の大気圧との差（差圧）によってプッシュロッド１１を押し込む方向の力（マスタシリンダ１０を作動させる方向の力、アシスト力）が作用し、この力によって乗員のブレーキペダル１５を踏み込む踏力が軽減される。

ところで、夏場等において車両の走行中にエアコン３が作動している場合、該エアコン３のコンプレッサを駆動する内燃エンジン１の出力がそれだけ余分に必要となるため、エアコン３が作動していない場合に比べて内燃エンジン１の吸気管６に設けられたスロットルバルブ７が大きく開かれ、吸気管６に発生している負圧が小さくなり、ブレーキブースタ２に連通管８からブレーキブースタ２の第１室Ｓ１に導入される吸気負圧が小さくなる。そのため、ブレーキブースタ２に発生する差圧が減少してブレーキブースタ２による乗員の踏力の軽減効果が低下する。このように乗員の操力の軽減効果が低下すると、その低下の度合いによっては、必要とする乗員の踏力が大きくなって操作フィーリングが悪くなったり、車両の減速度の低下を招くことは前述の通りである。

ここで、乗員のブレーキ装置に対する操作力（入力）に対する車輪速センサ２２又はＧセンサ２３によって検出される車両の減速度（出力）との関係を図２に示すが、乗員の操作力に応じて図２に示すように、操作力（入力）が比較的小さいときは勾配が急（操作力に対する減速度の変化が大きい）な直線Ａの関係となっており、操作力（入力）が大きいときは勾配が緩やか（操作力に対する減速度の変化が小さい）な直線Ｂの関係となっている。ここで、ブレーキブースタ２の第１室Ｓ１に導入される吸気負圧によって図２に示す直線Ｂの位置が異なる。具体的には、ブレーキブースタ２の第１室Ｓ１に導入される吸気負圧が十分である場合（乗員の踏力軽減効果が高い場合）には、図２に実線Ａ，Ｂにて示すようにブレーキ液圧に対して車両の減速度が比例的に変化するが、エアコン３の作動によってブレーキブースタ２の第１室Ｓ１に導入される吸気負圧が不足する（乗員の踏力軽減効果が低下する）と、操作力（入力）が大きい時の減速度（出力）を示す実線Ｂが図２に破線Ｃにて示すように変化し、プレーキ液圧に対する車両の減速度が低下する。

即ち、操作力検出手段によって検出された乗員のブレーキ装置に対する操作力に対する車両の減速度（つまり、ブレーキ操作に対するブレーキの効き具合）は、ブレーキブースタ２の第１室Ｓ１に導入される吸気負圧によって変化するため、本実施の形態では、制動中の操作力に対する車両の減速度をＥＣＵ４によってモニターし、操作力に対する車両の減速度が予め定められた閾値よりも小さい場合にはＥＣＵ４からエアコン３に対してエアコンカット信号を送信してエアコン３のコンプレッサの駆動を停止し、スロットルバルブ７の開度を抑えて吸気管６内に大きな負圧を確保してブレーキブースタ２の第１室Ｓ１に十分な吸気負圧を導入するようにした。具体的には、ブレーキ液圧に対して車両の減速度が低下する領域を示す制御マップを作成し、車両の減速度がその領域（閾値）に達するとＥＣＵ４がエアコンカット信号を出力するようにした。この結果、制動時のブレーキブースタ２による乗員の踏力軽減効果の低下が防がれ、乗員のブレーキ操作フィーリングの悪化や車両の減速度の低下を防ぐことができる。

ところで、車両の低速走行時のブレーキアシスト（ブレーキブースタ２による踏力軽減効果）の必要性は高速走行時よりも低いため、本実施の形態では、ＥＣＵ４からエアコンカット信号が出力されてエアコン３のコンプレッサの駆動を停止するときの車両の減速度の閾値を車速によって変化する変数とし、その閾値の低速時の値を高速時の値よりも小さく設定している。具体的には、エアコンカットを行う車両の減速度の閾値のマップを操作力と車速をパラメータとして作成しておく。

ここで、本発明に係るエアコン制御装置によるエアコン３の制御手順を図３に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。

制御が開始されると（ステップＳ１）、ＥＣＵ４は、車輪速センサ２２又はＧセンサ２３によって検出される車両の減速度と車速、液圧センサ１９,踏力センサ２０又はストロークセンサ２１によって検出される操作力をモニターし（ステップＳ２）、車両の減速度がそのときの操作力と車速に対応する閾値に達したか否かをマップに基づいて判断する（ステップＳ３）。

車両の減速度がマップにより求められる閾値に達しない場合（ステップＳ３での判断結果がＹｅｓである場合）には、ＥＣＵ４はエアコン３に対してエアコンカット信号を送信する（ステップＳ４）。すると、エアコンカット（エアコン３のコンプレッサの駆動停止）が所定時間ｔｓｅｃだけ行われ（ステップＳ５）、エアコンカット信号送信が完了すると（ステップＳ６）制御が終了する（ステップＳ７）。

又、車両の減速度がマップにより求められる閾値に達した場合（ステッブＳ３での判断結果がＮｏである場合）には、ブレーキブースタ２のアシスト力が十分作用しており、吸気管６に十分な負圧が発生しているためにエアコンカットの制御を行わず、ステップＳ２とＳ３の処理が繰り返される。

以上のように、本実施の形態では、ブレーキ操作に対するブレーキの効き具合を示す操作力に対する車両の減速度に基づいてエアコンカットの制御を行うようにしたため、ブレーキブースタ２の負圧の状態を正確に検知することができ、ブレーキの踏込操作力の軽減効果を維持しつつ、エアコンカットの頻度を最小限に抑えて車室内の空調を十分行うことができ、乗員の快適性を確保することができる。特に、本実施の形態では、車両の減速度の閾値を車速によって変化する変数とし、その閾値の低速走行時の値を高速走行時の値よりも小さく設定したため、高速走行時よりもブレーキアシストの必要性が低い低速走行時のエアコンカットの頻度を更に減らすことができ、車室内の空調を十分行って乗員の快適性を確保することができる。

そして、本実施の形態では、専用の負圧センサを用いることなく、車両に既設の操作力検出手段、車輪速センサ２２又はＧセンサ２３を用いてエアコンカット（エアコン３のコンプレッサの駆動停止）の制御を行うようにしたため、専用の負圧センサが不要となり、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。

尚、以上の実施の形態では、ブレーキ操作に対するブレーキの効き具合を操作力に対する車両の減速度に基づいてエアコンカットの制御を行うようにしたが、ブレーキ操作に対するブレーキの効き具合を、踏力センサ２０によって検出されるブレーキペダル１５の踏力又はストロークセンサ２１によって検出されるブレーキペダル１５のストローク量又は操作によって発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサ１９に対する車両の減速度に基づいてエアコンカットの制御を行うようにしても前記と同様の効果が得られる。

１ 内燃エンジン
２ ブレーキブースタ
３ エアコン
４ ＥＣＵ（制御手段）
６ 吸気管
７ スロットルバルブ
８ 連通管
９ 逆止弁
１０ マスタシリンダ
１１ プッシュロッド
１２ ブレーキ装置
１３ ブレーキアーム
１５ ブレーキペダル
１９ 液圧センサ
２０ 踏力センサ
２１ ストロークセンサ
２２ 車輪速センサ
２３ Ｇセンサ

Claims (4)

1. 内燃エンジンの吸気負圧を利用してブレーキの踏込操作力を軽減するブレーキブースタと、前記内燃エンジンによってコンプレッサが駆動されるエアコンを備えた車両のエアコン制御装置であって、
   ブレーキ装置に対する操作力を検出する操作力検出手段と、
   車輪の回転速度を検知する車輪速センサ又は車両の減速度を検出するＧセンサと、
   前記操作力検出手段によって検出される操作力に対して前記車輪速センサ又は前記Ｇセンサによって検出される車両の減速度が予め定められた閾値よりも小さい場合に前記エアコンのコンプレッサの駆動を停止する制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両のエアコン制御装置。
2. 内燃エンジンの吸気負圧を利用してブレーキの踏込操作力を軽減するブレーキブースタと、前記内燃エンジンによってコンプレッサが駆動されるエアコンを備えた車両のエアコン制御装置であって、
   ブレーキ装置のブレーキペダルに作用する踏力を検出する踏力センサと、
   車輪の回転速度を検知する車輪速センサ又は車両の減速度を検出するＧセンサと、
   前記踏力センサによって検出されるブレーキペダルの踏力に対して前記車輪速センサ又は前記Ｇセンサによって検出される車両の減速度が予め定められた閾値よりも小さい場合に前記エアコンのコンプレッサの駆動を停止する制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両のエアコン制御装置。
3. 内燃エンジンの吸気負圧を利用してブレーキの踏込操作力を軽減するブレーキブースタと、前記内燃エンジンによってコンプレッサが駆動されるエアコンを備えた車両のエアコン制御装置であって、
   ブレーキ装置のブレーキペダルのストローク量を検出するストロークセンサと、
   車輪の回転速度を検知する車輪速センサ又は車両の減速度を検出するＧセンサと、
   前記ストロークセンサによって検出されるブレーキペダルのストローク量に対して前記車輪速センサ又は前記Ｇセンサによって検出される車両の減速度が予め定められた閾値よりも小さい場合に前記エアコンのコンプレッサの駆動を停止する制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両のエアコン制御装置。
4. 車両の減速度の閾値を車速によって変化する変数とし、その閾値の低速走行時の値を高速走行時の値よりも小さく設定したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の車両のエアコン制御装置。
   

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