JP5387500B2 - 減速エネルギ回収制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の減速エネルギをバッテリ及び蓄冷器へ回収させるよう制御する、減速エネルギ回収制御装置に関する。

内燃機関により駆動する補機としては、冷凍サイクル中の冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、及び発電機が挙げられる。そして、燃料噴射をカットした状態で車両を減速させている時等に両補機（圧縮機及び発電機）を駆動させて、車両の減速エネルギを蓄冷器及びバッテリへ回収させるシステムが知られている（特許文献１参照）。

特許文献１記載のシステムはアイドルストップ機能を有する車両を対象としており減速エネルギを回収するにあたり、蓄冷要求量と蓄電要求量とのバランスに応じて、減速時における両補機の駆動トルク分配率を制御している。これによれば、アイドルストップ中に蓄冷量又は蓄電量が不足することの機会を減少させることができ、アイドルストップ期間を拡大させて燃費向上を図ることができる。

特開２００９−１９６４５７号公報

ここで、両補機の合計駆動トルクを大きくするほど減速エネルギの回収量を増大できて燃費を向上できるものの、補機の駆動トルクが過大になると、車両運転者に違和感を与えるほどに減速度が大きくなってしまい、ドライバビリティが悪化する。そして上記特許文献１記載の制御では、この点について改良の余地がある。

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、ドライバビリティを悪化させることなく減速エネルギ回収量を増大させる減速エネルギ回収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記載の発明では、内燃機関により駆動して冷凍サイクル中の冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、及び前記冷凍サイクルに設けられた蓄冷器と、内燃機関により駆動して発電する発電機、及び前記発電機により発電された電力を充電可能なバッテリと、を備えた車両に適用されることを前提とする。

そして、前記蓄冷器及び前記バッテリの少なくとも一方へ前記車両の減速エネルギを回収させるよう、前記車両の減速時に前記圧縮機及び前記発電機の少なくとも一方を駆動させる減速エネルギ回収制御を実施する回収制御手段と、前記蓄冷器の蓄冷要求量及び前記バッテリの蓄電要求量のバランスに応じて、前記減速エネルギ回収制御時の前記圧縮機及び前記発電機の駆動トルクの分配率を設定するトルク分配設定手段と、前記減速エネルギ回収制御による前記圧縮機の駆動を開始させてから、前記圧縮機の実駆動トルクが前記分配率に応じた目標駆動トルクに上昇するまでの応答待ち期間には、前記分配率に応じた前記発電機の目標駆動トルクよりも大きいトルクで前記発電機を駆動させる応答待ち発電制御手段と、を備えることを特徴とする。

ここで、圧縮機の駆動トルクの応答遅れは、発電機の駆動トルクの応答遅れに比べて著しく大きい。そのため、上記発明に反して応答待ち発電制御手段による制御を実施しない場合には以下の問題が生じる。すなわち、圧縮機の駆動を開始させてから所定時間が経過するまでの期間（応答待ち期間）では、圧縮機の実駆動トルクは、蓄冷要求量及び蓄電要求量のバランスに応じて設定された分配率に相当する駆動トルクよりも小さくなっている。よって、そのトルク不足分だけ減速エネルギの回収量が少なくなっている。

この点に着目した上記発明では、応答待ち発電制御手段により、圧縮機３０の駆動トルクが分配率に応じた値にまで上昇していない応答待ち期間に発電機の駆動トルクを増大させるので、その増大分だけ減速エネルギの回収量を増大できる。しかも、このように発電機の駆動トルクを増大させる大きさを、応答待ち期間における圧縮機３０の駆動トルク不足分に設定すれば、車両運転者に違和感を与えるほどに減速度を大きくさせることなく、減速エネルギの回収量を増大させることができる。よって、ドライバビリティを悪化させることなく減速エネルギ回収量を増大させることができる。

請求項２記載の発明では、前記応答待ち発電制御手段は、前記分配率に応じた前記圧縮機の目標駆動トルクと前記圧縮機の実駆動トルクとの偏差を取得する偏差取得手段と、前記偏差が大きいほど、前記応答待ち期間に前記発電機の駆動トルクを増大させる量を大きく設定するトルク増大量設定手段と、を有することを特徴とする。

上述した圧縮機の応答遅れによる圧縮機のトルク不足量は、圧縮機の駆動開始から逐次変化していく。この点を鑑みた上記発明によれば、上記圧縮機のトルク不足量（つまり分配率に応じた圧縮機の目標駆動トルクと圧縮機の実駆動トルクとの偏差）を取得する偏差取得手段を備え、前記偏差が大きいほど発電機のトルク増大量を大きく設定するので、逐次変化していく圧縮機のトルク不足量に応じて発電機のトルク増大量を設定することができる。よって、減速エネルギの回収量を過不足なく増大させることができるので、回収過大によるドライバビリティ悪化及び回収過小による燃費悪化を回避できる。

請求項３記載の発明では、車両運転者の減速操作に応じた要求減速度に基づき、車両運転者に対して許容できる最大の減速トルクである許容減速トルクを算出する許容減速トルク算出手段と、前記許容減速トルク及び前記分配率に基づき、前記減速エネルギ回収制御を実施する時の前記圧縮機の駆動トルク及び前記発電機の駆動トルクを算出する駆動トルク算出手段と、を備えることを特徴とする。

上記発明によれば、減速エネルギ回収制御時の圧縮機及び発電機の駆動トルクを、蓄冷要求量及び蓄電要求量のバランスに応じた値にすることができるとともに、両駆動トルクの合計値を、車両運転者に違和感を与えない範囲内で最大（許容減速トルク）にできる。よって、ドライバビリティを悪化させることなく減速エネルギ回収量を増大させることができる。

請求項４記載の発明では、前記車両は、車輪に制動力を付与する制動アクチュエータ、及び当該制動アクチュエータによる制動力を制御する制動力制御手段を備えており、車両運転者の減速操作に応じた要求減速度に基づき、前記制動力を設定する制動力設定手段と、前記減速エネルギ回収制御を実施する時には、前記制動力設定手段により設定された制動力を減少させるとともに、その減少分に相当するトルクだけ、前記圧縮機及び前記発電機の駆動トルクを増大させる補機トルク増大制御手段と、を備えることを特徴とする。

上記発明によれば、減速エネルギ回収制御を実施する時には制動アクチュエータによる制動力を減少させ、その減少分に相当するトルク分だけ圧縮機及び発電機の駆動トルクを増大させるので、車両の減速度を増大させることなく、圧縮機及び発電機による両駆動トルクの合計値を増大させることができる。よって、ドライバビリティを悪化させることなく減速エネルギ回収量を増大させることができる。

本発明の第１実施形態において、バッテリシステム及び空調システムの全体構成を示す図。 第１実施形態において、オルタネータ及び圧縮機の駆動トルクを制御する手順を示すフローチャート。 補機合計トルクＴｓｕｍをオルタネータ及び圧縮機に分配するにあたり、その分配率λを設定する手法を説明する機能ブロック図。 図２中のステップＳ１９〜Ｓ２２による処理内容を説明する機能ブロック図。 図２〜図４に示す処理を実施した場合における、経過時間に対する各種変化の一態様を示すタイムチャート。 本発明の第２実施形態において、オルタネータ及び圧縮機の駆動トルクを制御する手順を示すフローチャート。

以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
図１に、本実施形態にかかるバッテリシステム及び空調システム等の全体構成を示す。

車両Ｂに搭載されたエンジン１０（内燃機関）の各気筒には、エンジン１０の燃焼室に燃料を供給するための燃料噴射弁１１が備えられている。燃料噴射弁１１の作動は電子制御装置（エンジンＥＣＵ１２）により制御される。エンジンＥＣＵ１２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。

燃料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１３）の回転動力として取り出される。この回転動力は、変速装置１４を介して車両の図示しない駆動輪へと伝達される。なお、エンジン１０は、ガソリンエンジン等の火花点火式内燃機関であってもよいし、ディーゼルエンジン等の圧縮着火式内燃機関であってもよい。

エンジンＥＣＵ１２には、クランク軸１３の回転速度を検出するクランク角センサや、吸気量を検出するエアフローセンサ、車速センサ、外気温センサ等の各種センサの検出信号が入力される。エンジンＥＣＵ１２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１１による燃料噴射制御等、エンジン１０の燃焼制御を行う。

クランク軸１３には、スタータ２０が接続されている。スタータ２０は、図示しないイグニッションスイッチのオンによりバッテリ２１から電力供給されて始動し、エンジン１０を始動させるべくクランク軸１３に初期回転を付与する。バッテリ２１は、オルタネータ２２（発電機）により発電された電力を充電可能な二次電池である。エンジンＥＣＵ１２は、バッテリ２１の充電量を表すＳＯＣ（State of charge：満充電時の充電量に対する実際の充電量の割合）が適正範囲となるように、オルタネータ２２による発電量を制御する。詳細には、オルタネータ２２のロータコイルに流す励磁電流を調節することで、発電量を調節（制御）する。

車両Ｂには、車室内を空調する空調システムが搭載されている。この空調システムは、冷凍サイクルに冷媒を循環させるべく冷媒を吸入・吐出する圧縮機３０や、コンデンサ３１、レシーバ３２、膨張弁３３、及び蒸発器３４等を備えて構成されている。

上記圧縮機３０は、これが備える電磁駆動式のコントロールバルブ（ＣＶ３０ａ）の通電操作によって冷媒の吐出容量を連続的に可変設定可能な可変容量型圧縮機である。圧縮機３０の駆動軸に機械的に連結されたプーリは、ベルト１５及びクランクプーリ１６を介してクランク軸１３と機械的に連結されている。このクランク軸１３の回転動力が圧縮機３０に伝達される状況下、ＣＶ３０ａへの通電操作により上記吐出容量が調節される。なお、以下の説明では、上記吐出容量が０より大きくなる状態を圧縮機３０が駆動されるものとし、上記吐出容量が０となる状態を圧縮機３０が停止されるものとする。

コンデンサ３１は、ＤＣモータ等によって回転駆動される図示しないファンから送風される空気（外気）と、圧縮機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。レシーバ３２は、コンデンサ３１より流入した冷媒を気液分離して且つ分離された液冷媒を一時的に貯蔵し、液冷媒のみを下流側に供給するために設けられるものである。レシーバ３２に貯蔵された液冷媒は、膨張弁３３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、車室内へ送風される空気を冷却する蒸発器３４に供給される。蒸発器３４では、ＤＣモータ等によって回転駆動されるファン（エバファン３５）から送風された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、エバファン３５から送風された空気が冷却され、冷却された空気が車室内へと送風されることで車室内を冷房することが可能となる。

また、蒸発器３４には、冷媒の熱を蓄えるパラフィン等の蓄冷剤を封入して構成される蓄冷器３６が取り付けられている。これは、後述するアイドルストップ制御によりエンジン１０が自動停止されるアイドルストップ期間において、圧縮機３０を駆動させることなく蓄冷器３６により車室内を冷房するための構成である。

詳しくは、圧縮機３０が駆動されることで蒸発器３４に供給された冷媒と蓄冷器３６との熱交換によって、冷媒の熱が蒸発器３４に蓄えられる。その後、圧縮機３０が停止される状況下、エバファン３５から送風された空気と蓄冷器３６とが熱交換することにより、上記送風された空気が冷却され、冷却された空気が車室へと送られることで車室内を冷房することが可能となる。なお、蒸発器３４の出口直近には、冷媒温度を検出する冷媒温度センサ３４ａが設けられている。また、蒸発器３４から流出した冷媒は、圧縮機３０の吸入口に吸入される。

空調システムを制御対象とする電子制御装置（以下、エアコンＥＣＵ３７）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ＥＣＵ３７には、車両乗員により操作されるＡ／Ｃスイッチの操作信号であって車室内を冷房すべく圧縮機３０の駆動指令となる信号や、車両乗員により操作される目標温度設定スイッチの操作信号であって車室内温度の目標値（目標温度）となる信号、車室内温度を検出する車室内温度センサ及び冷媒温度センサ３４ａ等の検出信号が入力される。エアコンＥＣＵ３７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、エバファン３５や、ＣＶ３０ａ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、圧縮機３０の駆動制御や車室内の冷房制御等を行う。

圧縮機３０の駆動制御は、圧縮機３０の現在の実駆動トルクを、後述する目標値に制御すべくＣＶ３０ａが通電操作されることで行われる。詳しくは、実駆動トルクを目標値にするよう圧縮機３０に対する指令吐出容量を算出し、この指令吐出容量をＣＶ３０ａの駆動電流値に換算する。そして、この駆動電流値に応じてＣＶ３０ａに流れる駆動電流をデューティ制御することにより、実駆動トルクを目標値にするようフィードバック制御する。

本実施形態にかかる車両Ｂはアイドルストップ機能を有する。すなわち、エンジンＥＣＵ１２は、エンジン１０の運転中に所定の停止条件が成立した場合に、エンジン１０を自動停止させるアイドルストップ制御を行う。そして、アイドルストップ期間中に所定の再始動条件が成立した場合には、スタータ２０によりエンジン１０を自動再始動させる。これにより、エンジン１０の燃費低減効果を得ることが可能となる。

さらに、本実施形態にかかる車両Ｂは減速エネルギ回収機能を有する。すなわち、燃料噴射弁１１からの燃料噴射をカットした状態で車両Ｂが減速走行しており、かつ、以下に説明するロックアップ機構を作動させている時に、クランク軸１３の回転駆動力によりオルタネータ２２及び圧縮機３０を駆動させる制御（減速エネルギ回収制御）を、エンジンＥＣＵ１２（回収制御手段）は実施する。これにより、車両Ｂの減速走行エネルギは、熱エネルギに変換されて蓄冷器３６に蓄冷されるとともに電気エネルギに変換されてバッテリ２１に蓄電されて、回収されることとなる。

上記ロックアップ制御について説明すると、クランク軸１３と変速装置１４との間には、流体を介してクランク軸１３の回転駆動力を変速装置１４へ伝達するトルクコンバータ（図示せず）が備えられている。そして、トルクコンバータに備えられたロックアップ機構を作動させると、前記流体を介することなくクランク軸１３と変速装置１４とが直結される。これにより、クランク軸１３の回転駆動力は、トルクコンバータによりトルク変換されることなく、クランクプーリ１６及びベルト１５を介してオルタネータ２２及び圧縮機３０へ伝達される。

減速エネルギ回収制御時の圧縮機３０の駆動トルク（蓄冷量に相当）は、ＣＶ３０ａの作動を制御して吐出容量を可変設定することにより制御することができる。また、減速エネルギ回収制御時のオルタネータ２２の駆動トルク（蓄電量に相当）は、オルタネータ２２のロータコイルに流す励磁電流を調節することにより制御することができる。以下、減速エネルギ回収制御時において、オルタネータ２２及び圧縮機３０の上記駆動トルクを制御する手順について説明する。

図２は、エンジンＥＣＵ１２が有するマイコンによる上記駆動トルクの制御手順を示すフローチャートであり、当該処理は、イグニッションスイッチがオン操作されたことをトリガとして起動した後、所定周期（例えば先述のＣＰＵが行う演算周期又は所定のクランク角度毎）で繰り返し実行される。

先ず、図２に示すステップＳ１０において、減速エネルギ回収が要求されているか否かを判定する。具体的には、燃料噴射弁１１からの燃料噴射をカットした状態で車両Ｂが減速走行しており、かつ、ロックアップ機構を作動させている時に減速エネルギ回収が要求される。

減速エネルギ回収が要求されている場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）には、ステップＳ１１に進み、減速エネルギ回収が要求されていない通常時のブレーキトルクＴｂｋ（制動力）を取得する。なお、前記ブレーキトルクＴｂｋは、図２とは別のルーチン処理で算出されるものであり、運転者のブレーキペダル操作量に応じたトルクである。

続くステップＳ１２（許容減速トルク算出手段）では、ステップＳ１１で取得したブレーキトルクＴｂｋに基づき、以下に説明する許容トルクＴ０を算出する。ここで、減速走行時におけるオルタネータ２２及び圧縮機３０の駆動トルクが過大になると、運転者に違和感を与えるほどに車両Ｂの減速度が大きくなってしまい、ドライバビリティが悪化する。但し、例えばブレーキトルクＴｂｋに相当する減速度を僅かに増大させただけでは、運転者に違和感を与えることはない。そこで上記ステップＳ１２では、運転者に違和感を与えない程度に減速度を増大できる量を許容トルクＴ０として算出する。なお、ブレーキ操作量が大きくブレーキトルクＴｂｋが大きい場合であるほど、許容トルクＴ０を大きく設定することができる。

車両運転者のブレーキ操作量（要求減速度）に基づき、車両運転者に対して許容できる最大の減速トルクである「許容減速トルク」は、上述したブレーキトルクＴｂｋに許容トルクＴ０を加算した値に相当する。

続くステップＳ１３では、現時点における蓄冷器３６での蓄冷量及びバッテリ２１での蓄電量を取得する。なお、これらの蓄冷量及び蓄電量は、図２とは別のルーチン処理で算出されるものであり、蓄冷量は、冷媒温度センサ３４ａの検出値等に基づき算出され、蓄電量を表すＳＯＣは、バッテリ２１の入出力電流等に基づき算出される。

続くステップＳ１４では、オルタネータ２２及び圧縮機３０の駆動トルクの最大値（補機最大トルクＴｍａｘ）を算出する。続くステップＳ１５では、ステップＳ１２で算出した許容トルクＴ０とステップＳ１４で算出した補機最大トルクＴｍａｘとを大小比較する。

Ｔｍａｘ＞Ｔ０と判定された場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）には、次のステップＳ１６において、オルタネータ２２及び圧縮機３０の駆動トルクの合計値（補機合計トルクＴｓｕｍ）を許容トルクＴ０に設定する。一方、Ｔｍａｘ≦Ｔ０と判定された場合（Ｓ１５：ＮＯ）には、次のステップＳ１７において、補機合計トルクＴｓｕｍを補機最大トルクＴｍａｘに設定する。要するに、補機合計トルクＴｓｕｍが許容トルクＴ０を超えると、運転者に違和感を与えてしまう程に減速度が増大するので、このような不具合が生じないように、Ｔｍａｘ＞Ｔ０である場合には補機合計トルクＴｓｕｍを補機最大トルクＴｍａｘに制限する。

続くステップＳ１８（トルク分配設定手段）では、ステップＳ１３で取得した蓄電量及び蓄熱量に基づき、蓄冷要求レベル（蓄冷要求量に相当）及び蓄電要求レベル（蓄電要求量に相当）を設定し、これら要求レベルに基づき、オルタネータ２２及び圧縮機３０に対する補機合計トルクＴｓｕｍの分配率λを設定する。詳しくは、図３を用いて以下に説明する。

図３は、ステップＳ１８による処理内容を表した機能ブロック図である。図中の蓄電要求レベル設定手段Ｂ１０は、バッテリ２１のＳＯＣを複数の領域（レベル１〜５等）に分割して構成されたテーブルを有しており、バッテリ入出力電流等に基づき算出した現時点でのＳＯＣが、前記テーブル中のいずれの領域に該当するかを判定する。これにより蓄電要求レベルを設定する。

図中の蓄冷要求レベル設定手段Ｂ１１は、蓄冷器３６での蓄冷量を複数の領域（レベル１〜５等）に分割して構成されたテーブルを有しており、冷媒温度センサ３４ａにより検出された蒸発器出口温度に基づき算出した現時点での蓄冷量が、前記テーブル中のいずれの領域に該当するかを判定する。これにより蓄冷要求レベルを設定する。

図中の分配率設定手段Ｂ１２は、各々の要求レベル設定手段Ｂ１０，Ｂ１１により設定された蓄電要求レベル及び蓄冷要求レベルに基づき、補機合計トルクＴｓｕｍの分配率λを演算する。具体的には、蓄冷要求レベル＞蓄電要求レベル＋α１である場合には分配率λを１に設定し、補機合計トルクＴｓｕｍの全てを圧縮機３０の駆動トルクに分配する(圧縮機優先モード)。なお、α１は、例えば１レベル又は２レベルに設定されている。

蓄冷要求レベル＜蓄電要求レベル−α２である場合には分配率λを０に設定し、補機合計トルクＴｓｕｍの全てをオルタネータ２２の駆動トルクに分配す（オルタネータ優先モード）。なお、α２は、例えば１レベル又は２レベルに設定されている。

上記以外である場合、すなわち−α２≦蓄冷要求レベル−蓄電要求レベル≦α１である場合には分配率λを０．５に設定し、補機合計トルクＴｓｕｍに分配率λを乗じた値を圧縮機３０の駆動トルクに分配するとともに、補機合計トルクＴｓｕｍに（１−λ）を乗じた値をオルタネータ２２の駆動トルクに分配する（均等分配モード）。なお、分配率λは１，０．５，０以外の値を用いてもよい。

図２の説明に戻り、次のステップＳ１９（駆動トルク算出手段）では、補機合計トルクＴｓｕｍ及び分配率λに基づき、圧縮機３０の駆動トルクの目標値である目標トルクＴＨｔｒｇを算出する（ＴＨｔｒｇ＝Ｔｓｕｍ・λ）。なお、この目標トルクＴＨｔｒｇは「分配率に応じた圧縮機の目標駆動トルク」に相当する。

続くステップＳ２０（駆動トルク算出手段）では、補機合計トルクＴｓｕｍ及び分配率λに基づき、オルタネータ２２の駆動トルクの目標ベース値である目標ベーストルクＴＥｂを算出する（ＴEｂ＝Ｔｓｕｍ・（１−λ））。なお、この目標ベーストルクＴＥｂは「分配率に応じた発電機の目標駆動トルク」に相当する。

続くステップＳ２１では、圧縮機３０の実駆動トルクＴＨと目標トルクＴＨｔｒｇとの偏差ΔＴＨを算出し、その偏差ΔＴＨに基づきオルタネータ２２の補正トルクＴＥａを算出する（ＴＥａ＝ｆ（ΔＴＨ））。具体的には、前記偏差ΔＴＨが大きいほど補正トルクＴＥａを大きい値に設定する。なお、上記関数ｆは、ＴＥａ＜ΔＴＨとなるように偏差ΔＴＨにゲインをかけるものであるが、ゲインを１に設定して偏差ΔＴＨをそのまま補正トルクＴＥａとして設定してもよい。

続くステップＳ２２（応答待ち発電制御手段）では、目標ベーストルクＴＥｂ及び補正トルクＴＥａに基づき、オルタネータ２２の目標最終トルクＴＥｆｉｎを算出する（ＴＥｆｉｎ＝ＴEｂ＋ＴＥａ）。なお、減速エネルギ回収を実施していない時に車両Ｂへ付与される制動トルクはブレーキトルクＴｂｋであるのに対し、図２の処理に基づく減速エネルギ回収時には、車両Ｂへ付与される制動トルクはブレーキトルクＴｂｋに許容トルクＴ０を加算した大きさとなっており、ブレーキ操作量に対する減速度は大きくなっている。但しその減速増大分は、車両運転者へ違和感を与えない範囲で最大に設定される。

図４は、ステップＳ１９〜Ｓ２２による処理内容を表した機能ブロック図である。図中の圧縮機目標トルク演算手段Ｂ２０は、ステップＳ１９に相当する手段であり、Ｔｓｕｍ×λ＝ＴＨｔｒｇの演算を実施することで圧縮機３０の目標トルクＴＨｔｒｇを算出する。図中のオルタネータ目標ベーストルク演算手段Ｂ２１は、ステップＳ２０に相当する手段であり、Ｔｓｕｍ−ＴＨｔｒｇ＝ＴＥｂの演算を実施することでオルタネータ２２の目標ベーストルクＴＥｂを算出する。

実トルク演算手段Ｂ２２では圧縮機３０の実駆動トルクＴＨを演算し、偏差演算手段Ｂ２３（偏差取得手段）では目標トルクＴＨｔｒｇと実駆動トルクＴＨとの偏差ΔＴＨを演算する。補正トルク演算手段Ｂ２４（トルク増大量設定手段）は、ステップＳ２１に相当する手段であり、所定のゲインを偏差ΔＴＨに乗算し、その演算値をオルタネータ２２の補正トルクＴＥａとして出力する。

最終トルク演算手段Ｂ２５は、ステップＳ２２に相当する手段であり、目標ベーストルクＴＥｂに補正トルクＴＥａを加算し、その演算値をオルタネータ２２の目標最終トルクＴＥｆｉｎとして出力する。要するに、許容トルクＴ０に基づき設定された補機合計トルクＴｓｕｍに補機合計実トルクＴａｃｔが近づくよう、圧縮機３０の偏差ΔＴＨに応じてオルタネータ２２の駆動トルクをフィードバック制御する。

なお、図中の実トルク演算手段Ｂ２６ではオルタネータ２２の実駆動トルクＴＥを演算し、加算手段Ｂ２７では圧縮機３０の実駆動トルクＴＨとオルタネータ２２の実駆動トルクＴＥとを加算し、その演算値を補機合計実トルクＴａｃｔとして出力する。

図５は、図２〜図４に示す処理を実施した場合における、経過時間に対する各種変化の一態様を示すタイムチャートである。図５の例では、車両走行中のｔ１時点で運転者がブレーキペダルの踏み込みを開始しており（図５（ａ）参照）、このブレーキ操作に伴い車速が減速していきｔ２時点で車速がゼロになっている（図５（ｂ）参照）。そして、この減速期間ｔ１〜ｔ２中に、オルタネータ２２及び圧縮機３０の少なくとも一方を駆動させて減速エネルギを回収させる要求が発生している。

図５の例では、ブレーキ操作量が一定であるため、図２のステップＳ１１にて算出されるブレーキトルクＴｂｋは一定のままである（図５（ｃ）中の実線参照）。したがって、ステップＳ１２にてブレーキトルクＴｂｋに基づき算出される許容トルクＴ０も一定のままである（図５（ｃ）中の点線参照）。なお、図５の例では、許容トルクＴ０を補機合計トルクＴｓｕｍとして設定している。

図５（ｄ）に示す如く圧縮機優先モード（λ＝１）に設定されている場合には、圧縮機３０の実駆動トルクが目標トルクＴＨｔｒｇ（この場合ＴＨｔｒｇ＝Ｔｓｕｍ）に上昇するまでに応答遅れ（応答待ち期間）が発生する（図５（ｄ）中の一点鎖線参照）。この応答待ち期間ｔ１〜ｔ３にはオルタネータ２２が駆動される（図５（ｄ）中の点線参照）。

この時、図４に示すフィードバック制御により、圧縮機３０の実駆動トルクＴＨと目標トルクＴＨｔｒｇとの偏差ΔＴＨが大きいほどオルタネータ２２の駆動トルクを増大させる。よって、ｔ１時点からｔ３時点にかけて圧縮機３０の実駆動トルクＴＨが徐々に上昇するにつれて、オルタネータ２２の実駆動トルクＴＥは徐々に減少している。これにより、応答遅れ期間ｔ１〜ｔ３において、補機合計実トルクＴａｃｔ（図５（ｄ）中の実線参照）を補機合計トルクＴｓｕｍに過不足なく一致させることができる。

図５（ｅ）に示す如くオルタネータ優先モード（λ＝０）に設定されている場合には、オルタネータ２２の実駆動トルクが目標最終トルクＴＥｆｉｎ（この場合ＴＥｆｉｎ＝Ｔｓｕｍ）にまで直ぐに上昇し、その時の応答遅れは圧縮機３０の応答遅れに比べて極めて小さい。よって、オルタネータ２２の応答遅れ期間中には圧縮機３０を駆動させることはしない。

図５（ｆ）に示す如く均等分配モード（λ＝０．５）に設定されている場合には、圧縮機３０の実駆動トルクが目標トルクＴＨｔｒｇ（この場合ＴＨｔｒｇ＝Ｔｓｕｍ×０．５）に上昇するまでに応答遅れが発生する（図５（ｆ）中の一点鎖線参照）。この応答遅れが生じている期間（応答待ち期間ｔ１〜ｔ４）には、オルタネータ２２の目標ベーストルクＴＥｂは増大するよう補正されることに起因して、オルタネータ２２の実駆動トルクは目標ベーストルクＴＥｂ（この場合ＴＨｔｒｇ＝Ｔｓｕｍ×０．５）よりも高くなっている（図５（ｆ）中の点線参照）。

この時、図４に示すフィードバック制御により、圧縮機３０の実駆動トルクＴＨと目標トルクＴＨｔｒｇとの偏差ΔＴＨが大きいほどオルタネータ２２の駆動トルクを増大させる。よって、ｔ１時点からｔ４時点にかけて圧縮機３０の実駆動トルクＴＨが徐々に上昇するにつれて、オルタネータ２２の実駆動トルクＴＥは徐々に減少している。これにより、応答遅れ期間ｔ１〜ｔ４において、補機合計実トルクＴａｃｔ（図５（ｆ）中の実線参照）を補機合計トルクＴｓｕｍに過不足なく一致させることができる。

以上により、本実施形態によれば、圧縮機３０の実駆動トルクＴＨと目標トルクＴＨｔｒｇよりも少なくなっている応答待ち期間ｔ１〜ｔ３，ｔ１〜ｔ４に、オルタネータ２２の駆動トルク（目標最終トルクＴＥｆｉｎ）を増大させるので、その増大分だけ減速エネルギの回収量を増大できる。よって、アイドルストップ中に蓄電量が不足して、オルタネータ２２を駆動させてバッテリ２１を充電させるようエンジン１０を再始動させたり、アイドルストップ中に蓄冷量が不足して、圧縮機３０を駆動させて車室内への送風空気を十分に低下させて冷房させるようエンジンを再始動させたりすることの機会を低減できる。

しかも、圧縮機３０の実駆動トルクＴＨと目標トルクＴＨｔｒｇとの偏差ΔＴＨに応じた量だけオルタネータ２２の目標ベーストルクＴＥｂを増大させるので、応答遅れに起因した圧縮機３０のトルク不足分（偏差ΔＴＨ）だけオルタネータ２２の駆動トルクを増大させることができる。よって、車両運転者に違和感を与えるほどに減速度を大きくさせることなく、減速エネルギの回収量増大といった上記効果を発揮できるので、ドライバビリティを悪化させることなく減速エネルギ回収量を増大させることができる。

また、本実施形態によれば、ブレーキトルクＴｂｋに加算しても車両運転者が過度な減速と感じない程度の最大値を許容トルクＴ０として算出し、その許容トルクＴ０及び分配率λに基づき、減速エネルギ回収制御時の目標トルクＴＨｔｒｇ及び目標ベーストルクＴＥｂを算出する。そのため、減速エネルギ回収制御時の両実駆動トルクＴＥ，ＴＨを、蓄冷要求量及び蓄電要求量のバランスに応じた値にすることができるとともに、補機合計実トルクＴａｃｔを、車両運転者に違和感を与えない範囲内で最大（Ｔｂｋ＋Ｔ０）にできる。よって、ドライバビリティを悪化させることなく減速エネルギ回収量を増大させることができる。

また、車両運転者が過度な減速と感じない程度の最大値（許容トルクＴ０）は、その時のブレーキ操作量に応じて異なる。この点を鑑みた本実施形態では、車両運転者によるブレーキ操作量に応じて許容トルクＴ０を可変設定するので、ドライバビリティを悪化させることなく減速エネルギ回収量を増大させることを高精度で実現できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、車両運転者によるブレーキ操作量に応じたブレーキトルクＴｂｋが車両Ｂの駆動輪や従動輪へ付与される。これに対し本実施形態にかかる車両Ｂは、図１中の一点鎖線に示す油圧駆動式のブレーキアクチュエータ４０（制動アクチュエータ）を備えており、ブレーキアクチュエータ４０によるブレーキトルクＴｂｋ（制動力）は、エンジンＥＣＵ１２（制動力制御手段）により制御可能である。

詳細には、先ずエンジンＥＣＵ１２は、運転者のブレーキ操作量に応じた要求制動力を算出する。そして減速回収制御時には、オルタネータ２２及び圧縮機３０を駆動させることによる制動力（補機合計実トルクＴａｃｔ）の、要求制動力に対する不足分を、ブレーキアクチュエータ４０による制動力(ブレーキトルクＴｂｋ)で補うよう、ブレーキアクチュエータ４０の作動を制御する。このように、ブレーキアクチュエータ４０を有する車両Ｂにおいては、ブレーキトルクＴｂｋを減少させ、その減少分だけ補機合計実トルクＴａｃｔを増大させるように制御可能である。

図６は、本実施形態にかかる処理内容を示すフローチャートであり、以下、図２との違いを中心に説明する。なお、図６中、図２と同一符号部分についてはその説明を援用する。また、本実施形態におけるバッテリシステム及び空調システムのハード構成は、図１に示す上記第１実施形態と同じである。

先ず、図６に示すステップＳ１０〜Ｓ１４では、図２と同様にして、現時点での蓄電量及び蓄冷量を取得するとともに、通常ブレーキトルクＴｂｋ、許容トルクＴ０及び補機最大トルクＴｍａｘを算出する。

続くステップＳ１５ａでは、ステップＳ１２で算出した許容トルクＴ０に通常のブレーキトルクＴｂｋを加算した値と、ステップＳ１４で算出した補機最大トルクＴｍａｘとを大小比較する。

Ｔｍａｘ＞Ｔ０＋Ｔｂｋと判定された場合（Ｓ１５ａ：ＹＥＳ）には、次のステップＳ１６ａ（補機トルク増大制御手段）において、オルタネータ２２及び圧縮機３０の駆動トルクの合計値（補機合計トルクＴｓｕｍ）を、通常ブレーキトルクＴｂｋに許容トルクＴ０を加算した値にする（Ｔｓｕｍ＝Ｔｂｋ＋Ｔ０）。この場合には、車両Ｂへ付与する制動力の全てをオルタネータ２２及び圧縮機３０の駆動トルクにより生成されることとなり、ブレーキアクチュエータ４０によるトルクはゼロになる。この変形例として、ブレーキアクチュエータ４０によるトルクを僅かでも発生させるために、Ｔｓｕｍ＝Ｔ０＋Ｔｂｋ−Ｔｒｅと設定して、前記Ｔｒｅの分だけブレーキアクチュエータ４０によるブレーキトルクを発生させてもよい。

一方、Ｔｍａｘ≦Ｔ０＋Ｔｂｋと判定された場合（Ｓ１５ａ：ＮＯ）には、次のステップＳ１７において、補機合計トルクＴｓｕｍを補機最大トルクＴｍａｘに設定する。要するに、補機合計トルクＴｓｕｍがＴ０＋Ｔｂｋを超えると、運転者に違和感を与えてしまう程に減速度が増大するので、このような不具合が生じないように、Ｔｍａｘ＞Ｔ０＋Ｔｂｋである場合には補機合計トルクＴｓｕｍを補機最大トルクＴｍａｘに制限する。

続くステップＳ１６ｂ（補機トルク増大制御手段）では、ブレーキアクチュエータ４０によるブレーキトルクの目標値（目標トルクＴｂｋｔｒｇ）を算出する。具体的には、ステップＳ１６ａ，Ｓ１７で決定した補機合計トルクＴｓｕｍとブレーキアクチュエータ４０によるブレーキトルクとの合計が、通常ブレーキトルクＴｂｋに許容トルクＴ０を加算したトルクとなるよう、ブレーキアクチュエータ４０の目標トルクＴｂｋｔｒｇを算出する（Ｔｂｋｔｒｇ＝Ｔｂｋ＋Ｔ０−Ｔｓｕｍ）。

以降のステップＳ１８〜Ｓ２２では、図２と同様にして、蓄冷要求レベル及び蓄電要求レベルを設定し、これら要求レベルに基づき補機合計トルクＴｓｕｍの分配率λを設定する。そして、補機合計トルクＴｓｕｍ及び分配率λに基づき圧縮機３０の目標トルクＴＨｔｒｇを算出するとともに、オルタネータ２２の目標ベーストルクＴＥｂを算出する。そして、圧縮機３０の偏差ΔＴＨに基づき目標ベーストルクＴＥｂを補正して目標最終トルクＴＥｆｉｎを算出する。

以上詳述した本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果が得られるとともに以下の効果も発揮される。すなわち、減速エネルギ回収制御を実施する時にはブレーキアクチュエータ４０により発揮されるブレーキトルクを減少させ、その減少分に相当するトルク分だけ補機合計トルクＴｓｕｍを増大させるので、車両Ｂの減速度を増大させることなく、補機合計トルクＴｓｕｍを増大させることができる。よって、ドライバビリティを悪化させることなく減速エネルギ回収量を増大できる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・図４に示す例では、補正トルク演算手段Ｂ２４を設けて偏差ΔＴＨに所定のゲイン（１未満の正の値）をかけているが、前記ゲインを廃止して偏差ΔＴＨをそのまま補正トルクＴＥａとして設定するようにしてもよい。

・図４に示す例では、補正トルク演算手段Ｂ２４による上記ゲインを固定した値に設定しているが、バッテリシステムや空調システムの運転状態に応じて可変設定してもよい。すなわち、クランク軸１３の回転速度、バッテリ２１のＳＯＣ、外気温度、冷媒圧力等の状態量が異なれば、目標最終トルクＴＥｆｉｎや目標トルクＴＨｔｒｇが同じであっても実駆動トルクＴＨ，ＴＥは異なる。この点を鑑みて、前記状態量に応じて補正トルク演算手段Ｂ２４による上記ゲインを可変設定すれば、ドライバビリティを悪化させることなく減速エネルギ回収量を増大させることをより一層高精度にできる。

・図３に示す例では、蓄電要求レベル及び蓄冷要求レベルのレベル分けを３段階に設定しているが、当該レベル分けは２段階でもよいし４段階以上でもよい。

・図４に示す例では、圧縮機３０の実駆動トルクＴＨと目標トルクＴＨｔｒｇとの偏差ΔＴＨに基づき、オルタネータ２２の目標ベーストルクＴＥｂに対する補正トルクＴＥａを算出している。この変形例として、補機合計実トルクＴａｃｔと補機合計トルクＴｓｕｍとの偏差に応じて補正トルクＴＥａを算出するようにしてもよい。

・上記実施形態では、アイドルストップ機能を有した車両Ｂにおいて、アイドルストップ中に蓄冷量又は蓄電量が不足することの機会を低減させるべく減速エネルギ回収量の増大を図っているが、本発明は、アイドルストップ機能を有していない車両にも適用できる。

・図１に示す例では、蓄冷器３６を蒸発器３４に設けているが、本発明にかかる蓄冷器はこのような配置に限られるものではなく、例えば、圧縮機３０の冷媒吸入口と蒸発器３４との間に蓄冷器３６を接続してもよいし、蒸発器３４と蓄冷器３６とを並列に接続した構成の冷凍サイクルであってもよい。

１２…エンジンＥＣＵ（回収制御手段、制動力制御手段）、２１…バッテリ、２２…オルタネータ（発電機）、３０…圧縮機、３６…蓄冷器、Ｓ１１…制動力設定手段、Ｓ１２…許容減速トルク算出手段、Ｓ１６ａ，Ｓ１６ｂ…補機トルク増大制御手段、Ｓ１８…トルク分配設定手段、Ｓ１９，Ｓ２０…駆動トルク算出手段、Ｓ２２…応答待ち発電制御手段、Ｂ２３…偏差取得手段、Ｂ２４…トルク増大量設定手段。

Claims (4)

1. 内燃機関により駆動して冷凍サイクル中の冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、及び前記冷凍サイクルに設けられた蓄冷器と、
   内燃機関により駆動して発電する発電機、及び前記発電機により発電された電力を充電可能なバッテリと、
   を備えた車両に適用され、
   前記蓄冷器及び前記バッテリの少なくとも一方へ前記車両の減速エネルギを回収させるよう、前記車両の減速時に前記圧縮機及び前記発電機の少なくとも一方を駆動させる減速エネルギ回収制御を実施する回収制御手段と、
   前記蓄冷器の蓄冷要求量及び前記バッテリの蓄電要求量のバランスに応じて、前記減速エネルギ回収制御時の前記圧縮機及び前記発電機の駆動トルクの分配率を設定するトルク分配設定手段と、
   前記減速エネルギ回収制御による前記圧縮機の駆動を開始させてから、前記圧縮機の実駆動トルクが前記分配率に応じた目標駆動トルクに上昇するまでの応答待ち期間には、前記分配率に応じた前記発電機の目標駆動トルクよりも大きいトルクで前記発電機を駆動させる応答待ち発電制御手段と、
   を備えることを特徴とする減速エネルギ回収制御装置。
2. 前記応答待ち発電制御手段は、
   前記分配率に応じた前記圧縮機の目標駆動トルクと前記圧縮機の実駆動トルクとの偏差を取得する偏差取得手段と、
   前記偏差が大きいほど、前記応答待ち期間に前記発電機の駆動トルクを増大させる量を大きく設定するトルク増大量設定手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の減速エネルギ回収制御装置。
3. 車両運転者の減速操作に応じた要求減速度に基づき、車両運転者に対して許容できる最大の減速トルクである許容減速トルクを算出する許容減速トルク算出手段と、
   前記許容減速トルク及び前記分配率に基づき、前記減速エネルギ回収制御を実施する時の前記圧縮機の駆動トルク及び前記発電機の駆動トルクを算出する駆動トルク算出手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の減速エネルギ回収制御装置。
4. 前記車両は、当該車両に制動力を付与する制動アクチュエータ、及び当該制動アクチュエータによる制動力を制御する制動力制御手段を備えており、
   車両運転者の減速操作に応じた要求減速度に基づき、前記制動力を設定する制動力設定手段と、
   前記減速エネルギ回収制御を実施する時には、前記制動力設定手段により設定された制動力を減少させるとともに、その減少分に相当するトルクだけ、前記圧縮機及び前記発電機の駆動トルクを増大させる補機トルク増大制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の減速エネルギ回収制御装置。

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