JP4333245B2

JP4333245B2 - 車両の制御装置

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Publication number: JP4333245B2
Application number: JP2003203898A
Authority: JP
Inventors: 貴充長谷
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2023-07-30
Also published as: JP2005047318A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両の制御装置、特に車両に搭載されバッテリの充電制御に係わる発電機及び車両用空調装置を備えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置は、コンプレッサ、コンデンサ、減圧器、エバポレータ及びコンデンサに冷却風を送る冷却ファン等からなっている。この場合に、車両の省動力化（省燃費）の要求を受け、上記冷却ファン用モータの駆動装置として電源電圧をデューティ比指令値に応じてパルス幅変調するスイッチングモジュールを備えさせる共に、このスイッチングモジュールに与えるデューティ比指令値によりファン用モータを制御するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２００１−３５４０３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のスイッチングモジュールは許容できる電力に上限があり、コストを抑えるため安価なスイッチングモジュールを選択するほど許容できる電力は小さくなる。そのため、特に高いデューティ比は熱損失が大きく、無駄な電力を消費したり、発熱により耐久性も悪くなる。これについて説明すると、図１０は安価なスイッチングモジュールの消費電力特性の一例である。デューティ比が大きくなるほど冷却ファンの回転速度が上昇してコンデンサへの冷却風量が増すのであるが、その分消費電力の傾きが大きくなっている。そして、この安価なスイッチングモジュールでは、デューティ比で８０％が許容電力の上限値として定まっているため、上限値である８０％以上の値を目標デューティ比として設定できず、従って８０％以上の目標デューティ比に相当する要求風量を得たくとも得られないのである。
【０００５】
しかしながら、より高性能なスイッチングモジュールを採用し上限値以上の高いデューティ比を目標デューティ比に設定するのでは、要求風量は得られるもののコストを抑制できない。
【０００６】
一方、車両の省動力化のため最近は、オルタネータの発電電圧可変制御が行われるようになってきている。これは、従来、オルタネータの最大発電電圧（例えば１４Ｖ）を電圧指令値として、オルタネータに内蔵のＩＣレギュレータに与えていたところを、バッテリの充電を行う必要がないときに電圧指令値を最大発電電圧より低い電圧へと低下させたり、加速時には発電カットを行うなどする制御である。
【０００７】
この両者を勘案して本発明者は、スイッチングモジュールに対してバッテリの電源電圧ではなくオルタネータからの発電電圧を直接に供給し、目標デューティを設定できない領域においては、上記発電電圧可変制御により目標デューティ比に相当する実効電圧を供給できるのではないかとの知見を得た。
【０００８】
そこで本発明は、車両用空調装置の冷却ファン用モータとオルタネータとを協調制御することにより、安価なスイッチングモジュールを用いていてもコンデンサへの要求風量を満たすことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンにより駆動される発電機と車両用空調装置とを備え、前記車両用空調装置は、圧縮機と、コンデンサと、冷却ファンと、この冷却ファン用モータと、前記発電機の発電した電圧を電源電圧としこの電源電圧をデューティ比指令値に応じてパルス幅変調し、このデューティ比指令値及び電源電圧により定まる実効電圧を前記冷却ファン用モータに供給するスイッチングモジュールとを少なくとも有する車両の制御装置において、電圧指令値に応じて前記発電機の発電電圧を可変に制御し得るように構成すると共に、目標デューティ比を少なくとも外気温に応じて算出し、この目標デューティ比が上限値未満のときこの目標デューティ比をそのまま前記デューティ比指令値として設定すると共に、前記発電機の最大発電電圧を前記電圧指令値として設定し、前記目標デューティ比が前記上限値を超えているとき前記スイッチングモジュールがＯＮ、ＯＦＦのスイッチングを行わない値である１００％に前記デューティ比指令値を固定すると共に、前記上限値を超えている目標デューティ比相当の実効電圧が前記モータに供給されるように前記電圧指令値を設定するように構成する。
【００１０】
本発明は、さらに所定の許可条件が成立しているか否かを判定し、この判定結果より所定の許可条件の成立時に発電機の最大発電電圧より低い目標発電電圧を算出し、目標デューティ比が上限値未満のときかつ前記所定の許可条件の成立時に前記目標発電電圧によりこの目標デューティ比を増量補正した値を前記デューティ比指令値として設定すると共に、前記目標発電電圧を前記電圧指令値として設定するように構成する。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、目標デューティ比が上限値を超えているときにはスイッチングモジュールがＯＮ、ＯＦＦのスイッチングを行わない値である１００％にデューティ比指令値を固定するので、スイッチングモジュールに発熱が生じることがなく、従って安価なスイッチングモジュールを用いることができる。かつ上限値を超えている目標デューティ比相当の実効電圧が冷却ファン用モータに供給されるように電圧指令値を設定するようにしているので、上限値を超えている目標デューティ比領域での要求風量をコンデンサ７に送ることができる。
【００１２】
本発明によれば、さらに目標デューティ比が上限値未満のときかつ発電機の最大発電電圧より低い目標発電電圧を電圧指令とする発電電圧可変制御中にその制御中の目標発電電圧により目標デューティ比を増量補正した値をデューティ比指令値として設定すると共に、目標発電電圧を電圧指令値として設定するので、発電電圧可変制御によりエンジンに加わる負荷を低減して燃費を向上させつつ、目標デューティ比に応じた要求風量を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態の車両の制御装置の概略構成図である。
【００１４】
図１において、車両用空調装置５は、コンプレッサ６、コンデンサ７、エバポレータ８、リキッドタンク９、冷却ファン１１などから構成されている。
【００１５】
コンプレッサ６はエンジン１の出力軸に機械的に接続され、エンジン１の動力によって駆動される。コンプレッサ６には電磁クラッチによりエンジン１からの動力を伝達したり遮断したりできるようになっており、電磁クラッチの接続時にはコンプレッサ６が冷媒を吸入し圧縮し高温高圧にて吐出する。
【００１６】
コンプレッサ６から吐出された冷媒はコンデンサ７により冷却され液化される。コンデンサ７によって液化された冷媒はレシーバドライヤにより一次的に蓄えられると共に液化された冷媒がエキスパンションバルブにより霧状に気化されて噴射される。エキスパンションバルブにより気化した冷媒の通過によってエバポレータ８が冷却され、エバポレータ８にブロワファンにより風を通過させると、冷風が生じる。１０は冷媒配管である。
【００１７】
コンデンサ７の放熱性能を高めて車両用空調装置５の性能を維持するため、冷却ファン１１を備える。冷却ファン１１はモータ１２により駆動され、コンデンサ７に冷却風を送る。
【００１８】
車両の省動力化のため、モータ１２の駆動装置としてのスイッチングモジュール１３を備える。オルタネータ２の発電電圧を電源電圧とするスイッチングモジュール１３では、ＰＷＭユニット２６からの指令パルスを増幅してＰＷＭ電圧信号を作り、このＰＷＭ電圧信号（デューティ比指令値）及びオルタネータ２の発電電圧により定まる実効電圧をＯＮ−ＯＦＦのスイッチングによりモータ１２に供給する。すなわち、オルタネータ発電電圧が同じでもデューティ比指令値が小さくなれば、またデューティ比指令値が同じでもオルタネータ発電電圧が低下すれば、モータ１２に印加される実効電圧が小さくなる。
【００１９】
上記のオルタネータ２（発電機）もエンジン１の出力軸に機械的に接続され、エンジン１の動力によって駆動される。
【００２０】
オルタネータ２に内蔵されるＩＣレギュレータ３（発電電圧可変制御手段）ではＰＷＭユニット２６からの電圧指令値に相当する発電電圧が得られるように、ＩＣレギュレータ３の調整電圧とバッテリ４の電圧（または発電電圧）との比較を行いながら、フィードバック制御を行う。
【００２１】
オルタネータ２からの電流を検出する電流センサ２５からの信号に加えて、外気温を検出する外気温センサ２２、エアコンスイッチ２３からの信号がＡ／Ｃアンプ２４を介して入力されるエンジンコントロールモジュール２１では、燃料噴射制御や点火時期制御などのエンジン制御を行うと共に、エアコンスイッチ２３からの要求冷却能力が得られるように外気温やエバポレータ８を通過した冷風の温度に応じて前述した電磁クラッチの締結・解放を行ってコンプレッサ６の駆動・停止を実行する。
【００２２】
また、エンジンコントロールモジュール２１では、オルタネータ２による発電電圧可変制御を行う。ここで、発電電圧可変制御とは、従来はオルタネータ２の最大発電電圧である１４Ｖを電圧指令値としてＩＣレギュレータ１３に与えていたところを、所定の許可条件の成立時に限り、例えばバッテリ４の充電を行う必要がないときに電圧指令値を１４Ｖから１３Ｖへと低下させたり、加速時には発電カットを行う（つまり電圧指令値＝０Ｖ）などして燃費を向上させる制御である。
【００２３】
所定の許可条件の成立時に限ったこうしたオルタネータ２の発電電圧可変制御を行い、かつスイッチングモジュール１３を有する車両用空調装置を備える車両を前提として、本実施形態では、ＰＷＭユニット２６を介して冷却ファン用モータ１２とオルタネータ２とを協調制御する。すなわち、エンジンコントロールモジュール２１では目標デューティ比を外気温に応じて算出し、この目標デューティ比が上限値未満のときにはこの目標デューティ比をそのままデューティ比指令値として設定すると共に、オルタネータの最大発電電圧をＩＣレギュレータ３への電圧指令値として設定し、その一方で目標デューティ比が上限値を超えたときには１００％（目標デューティ比の最大値）にデューティ比指令値を固定すると共に、目標デューティ比相当の実効電圧がモータ１２に供給されるようにＩＣレギュレータ３への電圧指令値を設定する。
【００２４】
これをさらに図２を用いて説明すると、これはスイッチングモジュール１３（図１０と同じ安価なスイッチングモジュール）による特性を示したもので、横軸は目標デューティ比、縦軸はオルタネータの発電電圧である。上限値の８０％までは従来装置と変わらない。すなわち、８０％未満の領域においてはオルタネータの発電電圧をオルタネータの最大発電電圧である１４Ｖに維持したままデューティ比によりコンデンサ７への風量を制御する。このため、目標デューティ比に応じて冷却ファン用モータ１２への実効電圧が上昇している。
【００２５】
これに対して８０％以上の目標デューティ比域では前述のようにその８０％以上の目標デューティ比をデューティ比指令値として設定できないのであるから、上限値以上の目標デューティ比域になると１００％にデューティ比指令値を固定する。
【００２６】
ここで、１００％であるデューティ比指令値をスイッチングモジュール１３に与えると、スイッチングモジュール１３で作られるＰＷＭ電圧信号は常時ＯＮとなる信号となり、このときオルタネータ発電電圧がそのままモータ１２に供給される。すなわち、１００％に固定したデューティ比指令値をスイッチングモジュール１３に与えるときにはスイッチングモジュール１３はＯＮ、ＯＦＦのスイッチングを行わないので（見かけ上はスイッチングモジュール１３をバイパスしてオルタネータ発電電圧がモータ１２に流れるのと同じ）、スイッチングモジュール１３に発熱は発生しない。
【００２７】
その一方で、得たい特性は８０％からも上昇する実効電圧の特性（図示の実線特性）である。そこで、上限値以上の目標デューティ比域においてこの得たい実効電圧特性が得られるように、ＩＣレギュレータ３への電圧指令値を可変制御する（オルタネータ２の発電電圧を可変制御する）。すなわち、図に重ねて示した一点鎖線がＩＣレギュレータ３への電圧指令値の特性であり、８０％までは１４．０Ｖであったのが、上限値以上の目標デューティ比域になると実線で示した実効電圧と一致する電圧が電圧指令値となる。上限値以上の目標デューティ比域では、オルタネータ発電電圧の可変制御によりコンデンサ７への風量を制御するのである。
【００２８】
このようにして設定したデューティ比指令値と電圧指令値とをエンジンコントロールモジュール２１がＰＷＭユニット２６に出力し、これを受けるＰＷＭユニット２６では電圧指令値をＩＣレギュレータ３に、またデューティ比指令値を指令パルスに変換してスイッチングモジュール１３に出力する。なお、ＰＷＭユニット２６では、ワイパーやウィンカー等の電気系統をも統率している。
【００２９】
エンジンコンロールモジュール２１により実行されるこの冷却ファン用モータ１２とオルタネータ２との協調制御を図３のフローチャートに従い詳述する。
【００３０】
図３のフローはデューティ比指令値及び電圧指令値を算出するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。
【００３１】
ステップ１では温度センサ２２により検出される外気温を読み込み、ステップ２でこの外気温から図４を内容とするテーブルを検索することにより目標デューティ比［％］を算出する。図４のように目標デューティ比は外気温が上昇するほど大きくなる値である。図には概略の特性を示しており、具体的な特性はマッチングにより定める。
【００３２】
ここで、目標デューティ比の算出方法について説明する。まず、車両用空調装置５の運転時においては、コンプレッサ６の目標吐出圧を設定し、吐出圧がこの目標吐出圧を維持するような、スイッチングモジュール１３に与えるデューティ比を設定する。ここで設定される目標吐出圧は、コンプレッサ６の駆動負荷とコンデンサ７を冷却するためのモータ１２の駆動負荷とを合計した負荷が最小となる吐出圧であり、具体的には以下のようにして設定される。
【００３３】
すなわち、コンプレッサ６はエンジン１の出力によって駆動されるから、コンプレッサ６を駆動する動力はエンジン１に対する負荷そのものである。このコンプレッサ動力は「吐出圧−吸入圧（一定）」として表せるから、コンプレッサ吐出圧（コンプレッサ動力）は、コンプレッサ６の駆動負荷に換算することができる。また、モータ１２はオルタネータ２の発生する電力により作動しオルタネータ２はエンジン１によって駆動されて発電するから、モータ１２の消費電力（例えば、電流センサ２５の検出する電流の積分値）からオルタネータ２を駆動する動力つまりエンジン１に対する負荷を求めることができ、これによりモータ１２の消費電力を、モータ１２の作動電力を得るためのオルタネータ２の駆動負荷に換算することができる。
【００３４】
一方、冷却ファン１１によってコンデンサ７が冷却されると、このコンデンサ７における冷媒の凝縮温度、ひいては凝縮圧力が低くなる。その結果、コンプレッサ６の吐出圧が低くなり、コンプレッサ６の駆動負荷も低くなる。
【００３５】
以上よりエアコン５への要求冷却能力に対して、スイッチングモジュール１３に与えるデューティ比を変化させて冷却ファン風量を増加させていくと、コンプレッサ６の駆動負荷（吐出圧）は減少し、オルタネータ２の駆動負荷（モータ１２の消費電力）が増加していく。よって、デューティ比を変化させていくと、コンプレッサ６の駆動負荷とオルタネータ２の駆動負荷（モータ１２の作動負荷）との合計が最小となる作動点（最適点）を見つけることができる。そして、この最適点で作動させれば、つまりこのときのコンプレッサ吐出圧（目標吐出圧）となるようにデューティ比を制御すれば、車両用空調装置５の運転に伴うエンジン負荷を最小限に抑制できることになり、ひいては燃費を向上できる。
【００３６】
上記の関係及び最適点を示したものが図５であり、図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ外気温が低、中、高温の場合のものである。なお、図５において、破線はコンプレッサ６の駆動負荷を示し、一点鎖線はモータ１２を作動させるためのオルタネータ２の駆動負荷を示し、実線はこれらの合計負荷を示す。前記最適点のデューティ比を外気温度毎に求めて整理することで、図４に示す最適点の得られるデューティ比（これを「目標デューティ比」という。）の特性が得られる。従って、図４を内容とするテーブルを検索することで目標デューティ比を設定するのである。
【００３７】
図３に戻りステップ３では目標デューティ比と上限値を比較する。ここで、上限値はスイッチングモジュール１３の許容電力により定まるデューティ比で、例えば８０％である。目標デューティが上限値以上であるときにはステップ４に進み、１００％をデューティ比指令値に入れる。
【００３８】
ステップ５ではそのときの目標デューティ比、つまり上限値以上となっている目標デューティ比から図６を内容とするテーブルを検索してオルタネータ２の目標発電電圧を算出し、ステップ６でこの目標発電電圧を発電電圧指令値に移す。図６に示したように目標発電電圧は目標デューティ比が大きくなるほど高くなる値である。
【００３９】
上記の目標発電電圧は目標デューティ比から次の演算式により算出してもかまわない。
【００４０】

ここで、（１）式は実効電圧が電源電圧の二乗平均値であることを利用して得たものである。この場合、電源電圧はオルタネータ２の最大発電電圧である１４Ｖである。
【００４１】
一方、目標デューティ比が上限値未満のときにはステップ３よりステップ８に進んで発電電圧可変制御について所定の許可条件が成立しているか否かをみる。ここで、発電電圧可変制御は特開平９−３０８２９８号公報に公知である。これについて簡単に説明すると、バッテリ４の充電状態が良好で充電する必要がないとき、エンジン１の始動やエンジン暖機運転中でないとき、また発電電圧可変制御に関係する部品やエンジンに故障がないときに所定の許可条件が成立する。所定の許可条件が成立しているときには、ステップ９、１０に進んで目標発電電圧を設定し、その目標発電電圧を電圧指令値に移す。
【００４２】
目標発電電圧の設定方法も特開平９−３０８２９８号公報に公知である。簡単に述べると、各種電気負荷スイッチの入力に応じてどんな電気負荷がＯＮとされているのかを判定し、バッテリ４が十分充電されておりかつ消費電力の小さな電気負荷しかＯＮとされていないときには、目標発電電圧をオルタネータ２の最大発電電圧である１４Ｖよりも低い値に設定する。
【００４３】
このように、所定の許可条件が成立する場合に限って目標発電電圧をオルタネータの最大発電電圧より低下させることで、エンジン１への負荷を減らすことができ、燃費が向上する。
【００４４】
ステップ１１、１２は発電電圧可変制御中の目標発電電圧に応じたデューティ比の増量補正を行う部分である。すなわち、ステップ１１では発電電圧可変制御中の目標発電電圧から図７を内容とするテーブルを検索することによりデューティ比増量補正量［％］を算出し、ステップ１２でこのデューティ比増量補正量を、ステップ２で算出している目標デューティ比に加算した値をデューティ比指令値［％］として設定する。図７に示したようにデューティ比増量補正量は発電電圧可変制御中の目標発電電圧が低下するほど大きくなる値である。図には概略の特性を示しており、具体的な特性はマッチングにより定める。
【００４５】
ここで、デューティ比の増量補正について図８を参照してさらに説明すると、横軸はデューティ比指令値、縦軸はモータ１２の実効電圧である。発電電圧可変制御中には発電電圧可変制御中でないとき（このときの発電電圧は１４Ｖ）より低下する。発電電圧可変制御により発電電圧が例えば１２Ｖに低下したとき、モータ１２の実効電圧の特性が図示のように変化する。
【００４６】
この場合に、発電電圧が１４Ｖあったときには目標デューティ比を２０％にすることで６．０Ｖを少し超える実効電圧が得られていたのが、発電電圧が１２Ｖにまで低下したときには、モータ１２の実効電圧が６．０Ｖを切ってしまうため、目標デューティ比２０％相当の要求風量が得られなくなる。従って、発電電圧が１２Ｖにまで低下したときにも目標デューティ比２０％相当の要求風量を実現するにはデューティ比指令値を２０％から２７％へと７％増量補正してやる必要がある。同様にして、発電電圧が１４Ｖあったときには目標デューティ比を３０％にすることで８．０Ｖを少し欠ける実効電圧が得られていたのが、発電電圧が１２Ｖにまで低下するとモータ１２の実効電圧が７．０Ｖを切ってしまうため、目標デューティ比３０％相当の要求風量が得られない。従って、発電電圧が１２Ｖに低下したときにも目標デューティ比３０％相当の要求風量を実現するにはデューティ比指令値を３０％から４０％へと１０％増量補正してやる必要がある。
【００４７】
このように、発電電圧が１２Ｖに低下したときのデューティ比増量補正量はそれぞれ７％、１０％であり、これら２つの増量補正量は大雑把にはほぼ等しい値である。すなわち、発電電圧が１２Ｖのときの実効電圧の特性は、発電電圧が１４Ｖのときの実効電圧の特性を右方向に平行移動したもので近似できる。
【００４８】
このような近似を行うと、デューティ比増量補正量は発電電圧可変制御中の目標発電電圧に依存するので、発電電圧可変制御中の目標発電電圧をパラメータとしてデューティ比増量補正量のテーブルを図７のように設定することができる。
【００４９】
発電電圧可変制御中のデューティ比指令値の設定はこれに限られない。例えば、図８において発電電圧が１４Ｖのときに目標デューティ比がＸ（＝３０％）で所定の実効電圧が得られているが、発電電圧が１２Ｖになっても同じ値の実効電圧が得られるときのデューティ比をＹとすると、ＸとＹとの間には次の関係が成立する。
【００５０】
Ｙ＝比例定数×Ｘ…（２）
ここで、Ｘは目標デューティ比、Ｙは補正後のデューティ比であり、（２）式のＸに他の目標デューティ比を入れたときにも、（２）式が成立するＹが必ず存在する。このため、Ｘを目標デューティ比、Ｙを補正後のデューティ比として、（２）式を一般的に次のように書き表すことができる。
【００５１】
補正後のデューティ比＝比例定数×目標デューティ比…（３）
この（３）式における比例定数は発電電圧可変制御中のオルタネータ発電電圧（目標発電電圧）に依存した値であるので、その目標発電電圧に応じて比例定数の特性を図９のように予め求めておくことができる。従って、発電電圧可変制御中の目標発電電圧からこの図９を内容とするテーブルを検索することにより比例定数を求め、この比例定数と目標デューティ比とから上記の（３）式により補正後のデューティ比を算出し、その算出値を改めてデューティ比指令値として設定してやればよい。
【００５２】
一方、所定の許可条件が成立していないときにはステップ８よりステップ１３、１４に進んでオルタネータ２の最大発電電圧である１４Ｖを電圧指令値に移し、また目標デューティ比をそのままデューティ比指令値に移す。
【００５３】
ステップ７ではこのようにして設定したデューティ比指令値と電圧指令値とをＰＷＭユニット２６に向け出力する。ＰＷＭユニット２６ではデューティ比指令値を指令パルスに変換してスイッチングモジュール１３に、また電圧指令値をオルタネータ内蔵のＩＣレギュレータ１３にそれぞれ出力する。
【００５４】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
【００５５】
本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、目標デューティ比が上限値を超えているときには１００％をデューティ比指令値として固定し、スイッチングモジュール１３にＯＮ、ＯＦＦのスイッチングを行わせないようにしたので、スイッチングモジュール１３に発熱が生じることがなく、従って安価なスイッチングモジュール１３を用いることができる。かつ上限値を超えている目標デューティ比相当の実効電圧が冷却ファン用モータに供給されるように電圧指令値を設定するようにしているので、上限値を超えている目標デューティ比領域での要求風量をコンデンサ７に送ることができる。
【００５６】
また、本実施形態（請求項４に記載の発明）によれば、さらに目標デューティ比が上限値未満のときかつオルタネータ２の最大発電電圧より低い目標発電電圧を電圧指令値とする発電電圧可変制御中にその制御中の目標発電電圧により目標デューティ比を増量補正した値をデューティ比指令値として設定すると共に、オルタネータ２の最大発電電圧を電圧指令値として設定するので、発電電圧可変制御によりエンジン１に加わる負荷を低減して燃費を向上しつつ、目標デューティ比に応じた要求風量を得ることができる。
【００５７】
実施形態では、目標デューティ比を算出するためのパラメータが外気温の倍で説明したが、これに限られない。これについて説明すると、冷房要求は、主に外気温と車速で代表される「外気の負荷」と、主にエバポレータの目標温度と実温度の差分で代表される「室内の負荷」とから定まっている。ここで、「外気の負荷」とは冷媒サイクルの放熱器での熱交換量のことであり、これが小さいほど「外気の負荷」が大きいという。「室内の負荷」とは冷媒サイクルの吸熱器での熱交換量のことであり、これが大きいほど「室内の負荷」が大きいという。上記エバポレータの目標温度は車両の機種により異なり、今回実験した車両では車両用空調装置５の通常の運転時に３℃、「ＥＣＯＮ」制御時に１０℃となっている。
【００５８】
従って、実施形態は「外気の負荷」の代表値である外気温のみに応じて目標デューティ比を算出する場合であったが、これに加えて、「室内の負荷」をもパラメータとして目標デューティ比を算出するようにしてもかまわない。
【００５９】
図７では横軸を発電電圧可変制御中の目標発電電圧としているが、これに代えてオルタネータ２の最大発電電圧と発電電圧可変制御中のオルタネータ２の実際の発電電圧との差を用いることができる（請求項８に記載の発明）。
【００６０】
実施形態では、スイッチングモジュール１３への入力が電圧の場合で説明したが、電流の場合にも適用可能である。
【００６１】
実施形態では発電機がオルタネータである場合で説明したが、これに限られるものでない。
【００６２】
最後に、請求項１に記載の発電電圧可変制御手段の機能はＩＣレギュレータ１３とエンジンコントロールモジュール２１とＰＷＭユニット２６により、目標デューティ比算出手段の機能は図３のステップ１、２により、第１設定手段の機能は図３のステップ３、１３、１４により、第２設定手段の機能は、図３のステップ３、４、５、６により、また請求項４に記載の発明の目標発電電圧算出手段の機能は図３のステップ８、９、１０により、第１設定手段の機能は図３のステップ３、８、１１、１２により果たされている。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の車両の制御装置の概略構成図。
【図２】上限値以上の目標デューティ比相当の風量制御を説明するための特性図。
【図３】デューティ比指令値及び電圧指令値の算出を説明するためのフローチャート。
【図４】目標デューティ比の特性図。
【図５】デューティ比に対するコンプレッサの駆動負荷、オルタネータの駆動負荷の特性図。
【図６】目標発電電圧の特性図。
【図７】デューティ比増量補正量の特性図。
【図８】発電電圧可変制御時の目標デューティ比の補正を説明するための特性図。
【図９】比例定数の特性図。
【図１０】安価なスイッチングモジュールの消費電力の特性図。
【符号の説明】
２オルタネータ（発電機）
３ＩＣレギュレータ（発電電圧可変制御手段）
５車両用空調装置
６コンプレッサ
７コンデンサ
１１冷却ファン
１２モータ
１３スイッチングモジュール
２１エンジンコントロールモジュール
２６ＰＷＭユニット

Claims

エンジンにより駆動される発電機と車両用空調装置とを備え、
前記車両用空調装置は、
エンジンにより駆動される圧縮機と、
コンデンサと、
このコンデンサを冷却するための冷却ファンと、
この冷却ファンを回転駆動するモータと、
前記発電機の発電した電圧を電源電圧としこの電源電圧をデューティ比指令値に応じてパルス幅変調し、このデューティ比指令値及び電源電圧により定まる実効電圧を前記モータに供給するスイッチングモジュールと
を少なくとも有する車両の制御装置において、
電圧指令値に応じて前記発電機の発電電圧を可変に制御し得る発電電圧可変制御手段と、
目標デューティ比を少なくとも外気温に応じて算出する目標デューティ比算出手段と、
この目標デューティ比が上限値未満のときこの目標デューティ比をそのまま前記デューティ比指令値として設定すると共に、前記発電機の最大発電電圧を前記電圧指令値として設定する第１設定手段と、
前記目標デューティ比が前記上限値を超えているとき前記スイッチングモジュールがＯＮ、ＯＦＦのスイッチングを行わない値である１００％に前記デューティ比指令値を固定すると共に、前記上限値を超えている目標デューティ比相当の実効電圧が前記モータに供給されるように前記電圧指令値を設定する第２設定手段と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
前記上限値は前記スイッチングモジュールの許容電力により定まるデューティ比であることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
記第２設定手段は、前記目標デューティ比をパラメータとして、前記上限値を超えている目標デューティ比相当の実効電圧が得られる目標発電電圧のテーブルを備え、このテーブルを検索して得られる目標発電電圧を前記電圧指令値として設定することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
エンジンにより駆動される発電機と車両用空調装置とを備え、
前記空調装置は、
エンジンにより駆動される圧縮機と、
コンデンサと、
このコンデンサを冷却するための冷却ファンと、
この冷却ファンを回転駆動するモータと、
前記発電機の発電した電圧を電源電圧としこの電源電圧をデューティ比指令値に応じてパルス幅変調し、このデューティ比指令値及び電源電圧により定まる実効電圧を前記モータに供給するスイッチングモジュールと
を少なくとも有する車両の制御装置において、
電圧指令値に応じて前記発電機の発電電圧を可変に制御し得る発電電圧可変制御手段と、
バッテリの充電状態が良好で充電する必要がないとき、エンジンの始動時でないとき、エンジンの暖機運転中でないとき、前記発電電圧の可変制御に関係する部品またはエンジンに故障がないときの少なくとも一つを満たすことである所定の許可条件が成立しているか否かを判定する判定手段と、
この判定結果より所定の許可条件の成立時に前記発電機の最大発電電圧より低い目標発電電圧を算出する目標発電電圧算出手段と、
目標デューティ比を少なくとも外気温に応じて算出する目標デューティ比算出手段と、
この目標デューティ比が上限値未満のときかつ前記所定の許可条件の成立時に前記目標発電電圧によりこの目標デューティ比を増量補正した値を前記デューティ比指令値として設定すると共に、前記目標発電電圧を前記電圧指令値として設定する第１設定手段と、
前記目標デューティ比が前記上限値を超えているとき前記スイッチングモジュールがＯＮ、ＯＦＦのスイッチングを行わない値である１００％に前記デューティ比指令値を固定すると共に、前記上限値を超えている目標デューティ比相当の実効電圧が前記モータに供給されるように前記電圧指令値を設定する第２設定手段と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
前記上限値はスイッチングモジュールの許容電力により定まるデューティ比であることを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。
前記第２設定手段は、前記目標デューティ比をパラメータとして、前記上限値を超えている目標デューティ比相当の実効電圧が得られる目標発電電圧のテーブルを備え、このテーブルを検索して得られる目標発電電圧を前記電圧指令値として設定することを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。
前記第１設定手段は、前記目標発電電圧をパラメータとするデューティ比増量補正量のテーブルを備え、このテーブルを検索して得られるデューティ比増量補正量と前記目標デューティ比との和を前記デューティ比指令値として設定することを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。
前記目標デューティ比が上限値未満のときかつ前記所定の許可条件の成立時に前記目標発電電圧に代えて、前記発電機の最大発電電圧と前記発電機の実際の発電電圧との差を用いることを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。
エンジンにより駆動される発電機と、
コンデンサを冷却するための冷却ファン及びこの冷却ファンを駆動するモータを含む車両用空調装置と
を少なくとも有する車両の制御装置において、
前記発電機の発電した電圧を電源電圧とし、この電源電圧とデューティ比指令値により定まる実効電圧を前記モータに供給するスイッチングモジュールと、
電圧指令値に応じて前記発電機の発電電圧を可変に制御し得る発電電圧可変制御手段と、
目標デューティ比を少なくとも外気温に応じて算出する目標デューティ比算出手段と、
この目標デューティ比が上限値未満のときこの目標デューティ比を前記デューティ比指令値として前記コンデンサへの風量を制御するデューティ比による風量制御手段と、
前記目標デューティ比が前記上限値を超えているとき前記デューティ比指令値を１００％に固定すると共に、前記上限値を超えている目標デューティ比相当の実効電圧が前記モータに供給されるように前記電圧指令値を設定して前記コンデンサへの風量を制御する発電電圧による風量制御手段と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。