KR100255257B1 - 내연기관의 보조기기 구동 제어장치 - Google Patents

내연기관의 보조기기 구동 제어장치 Download PDF

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다카아키 이토우
고우헤이 이가라시
유키오 기누가사
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와다 아끼히로
도요다 지도샤 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 카 네비게이션 장치등에서 제공되는 주행 환경 정보에 의거해서 보조기기의 동작을 제어하므로서 연비율의 악화를 억제할 수 있는 내연 기관의 보조기기 구동 제어장치를 제공하는 것으로서, 주행 환경정보 및 자동차 정보에 의거해서 장래의 내연기관의 최대 출력 및 주행 부하를 예측한다. 그래서 최대 출력이 주행 부하보다 클 때는 내연기관에서 직접 보조기기(라이트, 에어컨디셔너 등)를 구동함과 함께 여유 에너지를 에너지 축적수단에 축적한다. 최대 출력이 주행부하와 거의 같게 보조기기를 구동하면 연비율이 악화되는 경우에 에너지 축적수단에 축적된 에너지에 따라서 보조기기를 구동하므로서 보조기기 구동에 의한 연비율의 악화를 억제한다.

Description

내연기관의 보조기기 구동 제어장치
본 발명은 내연기관의 보조기기 구동 제어장치에 관한 것으로서, 특히 내연기관의 장래의 운전 상태에 따라서 적절하게 보조기기를 구동 제어할 수 있는 내연기관의 보조기기 구동 제어장치에 관한 것이다.
[종래의 기술]
현재 자동차는 예를들면 자동 변속장치(이하「AT」라 칭함)를 구비한 것이 많으나 AT의 포지션은 차속 및 스로틀 개방도의 함수로서 나타내어지는 복수 종류(예를들면 평탄로 주행용, 등판로용 및 내리막용의 3종류)의 시프트 패턴에 따라서 변속 제어장치(이하「T/MC」라 칭함)에 의해 제어된다.
그래서 카 네비게이션 장치에 의해 현재의 주행 위치를 검출해서 T/MC에 의한 신속한 최적 포지션의 선택을 가능하게한 장치도 이미 제안이 되고 있다(일본국 특허 공개 평6-272753호 공보 참조).
그러나 내연기관의 출력은 주행에 사용될 뿐만 아니라 차량의 주행에 직접 관여하지않는 즉, 보조기기(교류 발전기, 파워 스티어링용 오일펌프, 에어컨디셔너, 진공펌프 등)의 구동에도 사용되고 있다.
따라서 종래기술과 같이 네비게이션 정보에 의거해서 T/MC의 최적 포지션을 선택하였다 할지라도 예를들면 등판 주행시와 같이 큰 구동력을 필요로 할 때에는 보조기기의 구동 상태에 의해서는 연비가 악화될 우려가 있다.
본 발명은 상기 과제를 감안해서 이루어진 것으로서 카 네비게이션 장치 등에서 제공되는 주행 환경정보에 의거해서 예측된 내연기관 운전 상태를 이용하여 보조기기의 동작을 제어하므로서 내연기관의 연비를 개선할 수 있는 내연기관의 보조기기 구동 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기위한 수단]
본 발명에 관한 내연기관의 보조기기 구동 제어 장치는 자동차의 운전 상태에 관한 정보를 수집하는 자동차 정보 수집 수단과, 내연기관의 운전 상태에 대응한 연비율에 관한 정보를 미리 설정한 연비율 정보 결정수단과, 자동차 정보 수집 수단에 의해 수집된 자동차 정보 및 연비율 정보 수단으로 설정된 연비율 정보에 의거해서 내연기관의 보조기기의 구동을 제어하는 보조기기 구동 제어 수단을 구비한다.
상기 장치에 있어서는 자동차 정보 및 연비율 정보에 의거해서 보조기기의 구동이 제어된다.
본 발명에 관한 내연기관의 보조기기 구동 제어 장치는 자동차의 주행 환경에 관한 정보를 수집하는 주행 환경 정보 수집수단과, 주행 환경 정보 수집수단에 의해 수집된 주행 환경 정보에 의거해서 내연기관의 보조기기의 구동을 제어하는 보조기기 구동 제어 수단을 구비한다.
상기 제어 장치에 있어서는 수집된 주행 환경 정보에 의거해서 보조기기의 구동이 제어된다.
본 발명에 관한 내연기관의 보조기기 구동 제어장치는 자동차의 주행 환경에 관한 정보를 수집하는 주행 환경 정보 수집 수단과, 자동차의 운전 상태에 관한 정보를 수집하는 자동차 정보 수집 수단과, 주행 환경정보 수집 수단에 의해 수집된 주행 환경정보 및 자동차 정보 수집수단에 의해 수집된 자동차 정보에 의거해서 내연기관 보조기기의 구동을 제어하는 보조기기 구동 제어 수단을 구비한다.
상기 제어 장치에 있어서는 주행 환경 정보 및 자동차 정보에 의거해서 보조기기의 구동이 제어된다.
본 발명에 관한 내연기관의 보조기기 구동 제어장치는 보조기기 구동 제어정단이 주행 환경정보 수집수단에 의해 수집된 주행 환경정보에 의거해서 내연기관의 최대 출력 및 주행에 소비되는 주행부하를 예측하는 예측 수단을 포함하고 예측수단에서 예측된 최대출력 및 주행 부하에 의거해서 내연기관의 보조기기의 구동을 제어하는 것이다.
상기 제어 장치에 있어서는 주행 환경정보에 의거해서 예측된 최대 출력 및 주행 부하에 의거해서 보조기기의 구동이 제어된다.
본 발명에 관한 내연기관의 보조기기 구동 제어 장치는 내연기관의 운전 상태가 보조기기 구동에 의한 연료 증가량이 소정량보다 작은 특정 운전 상태에 있는 경우에는 내연기관의 발생하는 에너지를 축적하고 특정 운전 상태에 있지 아니한 경우에 보조기기에 대해서 구동 에너지를 공급하는 에너지 축적 수단을 더 구비한다.
상기 제어 장치에 있어서는 특정 운전상태에 있을 때에는 보조기기를 구동함과 동시에 특정 운전상태가 아닌 때에 대비해서 에너지가 축적된다.
제1도는 보조기기 구동 제어장치를 구비한 자동차의 개념도.
제2도는 연비율을 나타낸 맵.
제3도는 보조기기 구동 연비율을 나타내는 그래프.
제4도는 본 발명의 과제를 나타낸 설명도.
제5도는 보조기기 제어 루틴의 플로우 챠트.
제6도는 보조기기 제어 처리의 상세한 플로우 챠트.
제7(a)도 및 제7(b)도는 본 발명의 보조기기 제어의 구체적인 예의 설명도.
제8도는 보조기기 제어 예측루틴의 플로우 챠트.
제9도는 보조기기 제어 예측처리의 플로우 챠트.
제10도는 보조기기 제어 실행루틴의 플로우 챠트.
제11도는 교류 발전기의 구동 스케쥴.
제12도는 에어컨디셔너의 구동 스케쥴.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
111 : 내연기관 112 : 자동 변속 장치(A/T)
113 : 디퍼렌셜 기어 114, 115 : 구동륜
116 : 크랭크 샤프트풀리 117 : 벨트
121 : 교류 발전기 풀리 122 : 교류 발전기 클러치
123 : 교류 발전기 124 : 배터리
131 : 에어컨디셔너 풀리 132 : 압축기
133 : 응축기 134 : 어큐무레이터
135 : 팽창 밸브 136 : 증발기
141 : 보조기기 제어부 142 : 도로 차간 통신 수신장치
143 : 카 네비게이션 시스템
제1도는 본 발명에 관한 내연기관의 보조기기 구동 제어 장치를 구비한 자동차의 개념도이다.
내연기관(111)에서 발생한 구동력은 AT112, 디퍼렌셜 기어(113)를 거쳐서 구동륜(114 및 115)에 전달된다.
내연기관(111)에서 발생한 구동력은 크랭크 샤프트 폴리(116)에서 벨트(117)를 거쳐서 교류 발전기(122)의 회전축에 직결되는 교류 발전기 풀리(121) 및 압축기(132)의 회전축에 직결된 에어컨디셔너 풀리(131)에 전달된다.
교류 발전기 풀리(121)는 교류 발전기(122)에 직결되어 있고 교류 발전기(122)에서 발전된 교류 전력은 정류되어서 배터리(123)에 축적된다. 또한 교류 발전기(122)에서 발전되는 전력량은 계자전류제어장치(124)에 의해 교류 발전기(122)의 계자 전류를 조정하므로서 제어된다.
압축기(132)는 말하자면 주지하는 경사판(이하 A/CSP)을 구비하고, 내연기관에 의해 회전구동되는 경사판의 각도를 제어해서 압축기(132)의 피스톤의 스트로크를 변경하므로서 압축기(132)의 압축 능력을 연속적으로 변경할 수가 있다.
압축기(132)에서 압축된 에어컨디셔너용 냉매가스는 응축기(133)에 있어서 액화되고 압축 냉매로서 어큐뮤레이터(134)에 축적된다. 압축 냉매는 팽창 밸브(135)에서 팽창해서 냉매가스로 되고 증발기(139)에서 흡열해서 압축기(132)로 되돌아간다.
또한 내연기관 출력에 의해 구동되는 보조기기는 교류 발전기, 에어컨디셔너외에 파워 스티어링용 오일펌프, 브레이크 부스터용 진공 펌프 등의 보조기기 및 대응하는 어큐뮤레이터라도 좋다.
그래서 교류 발전기(122), 에어컨대셔너 등의 보조기기의 동작은 보조기기 제어부(141)에 의해서 제어된다. 즉 계자 전류 제어장치(124)에 대한 계자 전류 설정 및 A/CSP의 각도 설정도 보조기기 제어부(141)에 의해 행해진다.
또 보조기기 제어부(141)에는 도로 차간 통신 수신장치(142) 혹은 카네비게이션 시스템(143)의 최소한 한편에서 얻어지는 주행 환경 정보가 입력된다. 도로 차간 통신수신장치(142)는 광, 전파 혹은 자계에 의해 도로의 정체 상황, 기상, 신호, 다음 교차점의 신호, 다음 교차점에서 교차되는 도로에서 교차점에 접근중의 자동차의 유무 등의 주행 환경정보를 수신한다.
카 네비게이션 시스템(143)은 GPS 위성에 의해 CD-ROM 등에 기억된 지도상의 자동차의 현재 위치를 인식함과 동시에 연월일, 시각, 목적지 까지의 주행거리, 제한속도, 고도, 구배, 통과하는 교차점에 관한 정보(신호의 유무, 도로의 종류, 우선/비우선의 구별, 일단 정지의 유무). 좌우 꺽임(굴절), 주행지역, 도로 종류 등의 주행 환경정보를 제공 또는 예측한다.
다시 보조기기 제어부(141)에는 내연기관의 운전 상태(예를들면 내연기관 회전속도, 흡기량, 내연기관부하, 스로틀 밸브 개방도 등), 보조기기의 운전상태(예를들면 교류 발전기의 발전량(전압 검출). 압축기의 압축 능력(에어컨디셔너의 상태 검출). 배터리의 충전량, 어큐뮤레이터내의 압축 냉매의 축적량 등). 차량의 조작 상태(브레이크 동작 상태, 파워 스티어링 동작 상태 등). T/MC(도시생략)에 의해 설정되는 AT 기어비 등의 자동차 정보도 입력된다.
여기에서 실시 형태의 설명에 앞서서 본 발명의 개념을 설명한다.
제2도는 정상 운전중의 내연기관에 일정량의 보조기기 동력을 추가한 경우의 단위 추가 출력당의 연비율 맵으로서 종축에 내연기관축 토오크의 베이스축 토오크를, 횡축에 내연기관 회전수를 취한다.
그리고, 실선의 등고선은 소정량마다 구분하여 잘라낸 내연기관 연비율을 나타내고 화살표 X의 방향으로 향해서 내연기관 연비율은 개선된다.
또 파선은 소정량마다 구분하여 자른 보조기기 구동 연비율 영역의 경계선이고, 영역 번호가 작을수록 보조기기 구동 연비율이 낮은 즉 보조기기 구동에 적합한 영역임을 표시하고 있다.
다시 엔진 브레이크 영역은 영역(1), 즉 보조기기 구동에 가장 적합한 영역이나 더욱이 4 영역으로 세분화되어서 4→3→2→1의 순으로 적합도는 높아진다.
또, 제2도중 예를들면 「80Km/h 정상」은 톱 기어로 평지를 80Km/h 정상 주행한 경우의 동작점을 또 「40Km/h 3rd 정상」은 써드기어로 평지를 40Km/h로 정상 주행한 경우의 동작점을 표시하고 있다.
일반적으로 보조기기 구동력의 추가는 회전수를 일정하게 유지하여 축출력 토오크를 증가하므로서 가능해진다.
제3도는 회전수를 일정하게 유지시킨채로 일정량의 보조기기 동력을 추가한 경우의 단위 추가 출력당의 보조기기 구동 연비율을 도시하는 도면 즉 제2도의 저회전수, 중회전수, 고회전수의 3곳에서 종축으로 평행한 직선으로 절단한 도면으로서 횡축에 보조기기 동력 추가전의 내연기관의 베이스축 토오크를 종축에 연비율을 취한다. 또한 파라미터는 내연기관 회전수이다.
이 그래프에서 베이스축 토오크가 매우 작을 때에는 베이스축 토오크의 증가에 따라 보조기기 구동 연비율이 저하하고 베이스축 토오크가 '소' 혹은 '중'인 때에는 보조기기 구동 연비율은 낮은 값으로 포화하고 베이스축 토오크가 '대'인 때에는 베이스축 토오크의 증가에 수반하여 보조기기 구동 연비율이 상승하는 경향이 있는 것이 이해된다.
제4도는 내연기관이 저회전수로 운전중에 있어서 본 발명의 과제의 설명도로서 횡축은 베이스축 토오크를 종축은 보조기기 구동 연비율을 나타내고 있다. 또(ㄱ)는 베이스축 토오크가 낮을 때, (ㄴ)는 베이스축 토오크가 포화치에 있을 때, (ㄷ)는 베이스 토오크가 높을 때를 나타내고 있다.
여기에서 예를들면 베이스축 토오크가 저(T1)→고(T2)→증(T3)으로 이동하고 베이스축 토오크가 고(T2)인 때에 라이트를 점등해야만 하는 상황을 상정한다.
즉 베이스축 토오크가 고(T2)인 때에는 라이트를 점등하면 라이트 점등에 의해 증대하는 교류 발전기 부하를 조달하기 위해 베이스축 토오크가 △T 만큼 증가한다.
종래와 같이 현재의 운전상황(내연기관의 운전 상태에 대응하는 연비율)을 파악하지 아니하고 연비율이 낮은 운전상태에서 배터리를 충전하면서 라이트를 점등하거나 혹은 네비게이션 정보 등을 사용하지 아니하고 보조기기 구동 제어를 하는 경우는 장래의 주행 상태를 예측할 수는 없고 배터리의 충전을 실행하면서 라이트를 점등하지 아니하면 아니되기 때문에 베이스축 토오크는 T2에서 T2+ △ T로 증가하고 보조기기 구동 연비율은 △F2증가하고 보조기기 구동 연비율이 악화하는 것을 회피할 수 없다.
이에대해서 현재의 운전 상황이 파악되면 높은 베이스축 토오크 운전중의 보조기기의 구동을 억제하므로 연비의 악화를 억제할 수가 있다. 또 네비게이션 정보 등에 의거해서 장래의 운전 상태를 예측할 수가 있다면 예를들면 고베이스축 토오크 운전후에 베이스축 토오크가 중(T3)인 운전상태로 되는 것을 파악할 수도 있고 높은 베이스축 토오크 운전중에 배터리를 충전하지 아니하고 그후 중간 베이스축 토오크 운전시에 보조기기 구동 연비율을 악화시키는 일이 없이 배터리를 충전 할 수가 있기 때문에 고(높은)베이스축 토오크 운전중의 보조기기 구동 연비율의 악화를 억제할 수 있게 된다.
다시 네비게이션 정보 등을 사용해서 높은 베이스축 토오크 운전전에 저(낮은)베이스축 토오크 운전 상태가 존재하는 것도 예측할 수 있기 때문에 베이스축 토오크가 낮은 T1 인 때에 베이스축 토오크를 △T 만큼 증가해서 라이트 점등에 필요한 전력을 사전에 배터리에 축적해둘 뿐 아니라 보조기기 구동 연비율을 △F1 만큼 개선할 수도 있게 된다.
제5도는 보조기기 제어부(141)에서 실행되는 차량 주행중에 실행되는 보조기기 억제루틴의 플로우 챠트로서 스텝(50)에 있어서 도로 차간 통신 수신 장치(142) 및 카 네비게이션 시스템(143)에서 주행 환경 정보를 계속해서 스텝(51)에 있어서 자동차 정보를 취입한다. 다시 스텝(52)에 있어서 목적의 보조기기를 동작시켰을때(예를들면 라이트를 점등하였을 때, 냉방 능력을 증가하였을 때)에 증가할 베이스축 토오크의 증가량인 필요 증가량 P 를 취입한다. 스텝(53)에 있어서 후술하는 보조기기 구동 처리를 실행하고 스텝(54)에 있어서 목적하는 보조기기의 동작 허용 지령을 출력해서 이 루틴을 종료한다.
제6도는 스텝(53)에서 실행되는 보조기기 구동 처리의 상세한 플로우 챠트로서 스텝(53a)에 있어서 주행 환경 정보, 자동차 정보 및 제2도에 도시하는 연비율 맵을 사용해서 현재의 운전 상태의 보조기기 구동 적합도의 영역을 나타내는 인덱스 i를 결정한다.
그래서 스텝(53b)에 있어서 보조기기 구동 적합도를 변경하지 아니하고 즉 보조기기 구동 적합도의 영역을 변경하는 일없이 증가할 수 있는 최대의 베이스축 토오크인 최대 증가량 M(i)을 결정한다.
스텝(53c)에 있어서 필요 증가량 P와 최대 증가량 M(i)의 편차 D 를 산출하고 스텝(53d)에 있어서 편차 D 가 부(負)인가를 판정한다.
스텝(53d)에 있어서 긍정 판정되었을 때 즉 편차 D 가 부(負)인때는 직접 상기 처리를 종료한다.
반대로 스텝(53d)에서 부정 판정되었을 때는 스텝(53e)으로 진행하고 편차 D 에서 에너지 축적장치(배터리(123), 어큐뮤레이터(134) 등)에 축적되어 있는 저장 에너지량 S 을 감산해서 부족 에너지량 F 을 산출한다.
스텝(53f)에서 부족 에너지량 F 이 부인가 즉 편차 D 를 저장 에너지로 충당할 수가 없는가를 판정한다.
스텝(53f)에서 부정 판정되었을 때 즉 편차 D 를 저장 에너지로 충당할 수 있을 때에는 직접 처리를 종료한다.
스텝(53f)에서 긍정 판정되었을 때 즉 편차 D 를 저장 에너지 S 로 충당할 수 없을 때는 스텝(53g)으로 진행한다.
스텝(53g)에 있어서 보조기기 출력을 증대 제어한 후 스텝(53h)에 있어서 보조기기 구동 적합도의 영역을 나타내는 인덱스 i 를 증분하여 즉 보조기기 구동 적합도에 영역을 확대해서 스텝(532)으로 되돌아간다.
제7(a)도 및 제7(b)도는 본 발명의 보조기기 제어의 구체적인 예의 설명도이다.
(1) 영역 1의 「80Km/h 정상」의 운전점 A에서, 그 점 A 에서 베이스 축 토오크를 증가하는 방향으로 연장되는 내연기관 회전수 일정의 적선 즉 윗측으로 연장되는 종축에 평행한 직선이 영역 1과 영역 2의 경계선과 교차하는 점 B 까지의 선분 AB가 허용 증가량 △L로 된다(제7(a)참조).
(2) 마찬가지로 보조기기를 구동한 때의 출력 증가량 △P는 선분 AC로 나타내어진다.
(3) 출력 증가량 △P가 허용 증가량 △L 보다 크고, 즉 선분 AC 가 선분 AB 보다 길고 또한 에너기 축적 장치(배터리(123), 어큐뮤레이터(134)등)의 에너지 축적량이 소정량 이하인 때는 내연기관의 운전을 영역 2까지 확대해서 출력 증가량 △P 을 충당한다(제7(b)도 참조).
(4) 이후 필요한 보조기기 구동력이 얻어질 때까지 영역을 차례로 확장해간다.
상기 제1의 보조기기 제어루틴을 사용해서 교류 발전기(122)의 발전량을 제어하는 경우에는 저장 에너지량 S 는 배터리(123)의 당자 전압 V 가 방전 종료 전압 Vth이상인가를 판정하므로서 추정할 수가 있다.
또 보조기기 출력 증대 제어는 계자 전류 제어 장치(124)에 대해서 계자 전류 증가 지령을 출력하므로서 달성된다.
에어컨디셔너에 의한 냉방 능력을 제어하는 경우에 있어서는 저장 에너지량 S 은 어큐뮤레이터(134)의 액위 L 을 측정하므로서 추정할 수가 있다.
또 보조기기 출력증대의 허용은 A/CSP의 설정 각도를 증가시킴으로서 달성된다.
또한 교류 발전기 혹은 에어컨디셔너의 제어에 있어서 자동차 정보로서 내연기관의 운전 상태(흡입 공기량, 내연기관 회전 속도, 스로틀 개방도)뿐만 아니라 차량에 탑재되는 센서에 의해 검출되는 외기 온도, 대기압 혹은 운전자의 버릇(변속기의 조작 시기, 액셀 페달의 조작 시기, 제한 속도와 실제의 주행 속도와의 차등)을 학습하는 공지의 학습 장치의 학습 결과 등을 반영하므로서 보다 정밀하게 보조기기의 작동을 제어할 수 있게 된다.
상기 실시예에 있어서는 현재의 주행 환경 정보 및 자동차 정보에 의거해서 보조기기를 제어하므로서 연비를 개선할 수가 있게 되나 도로 차간 통신수신 장치 혹은 카 네비게이션 시스템에서 얻어지는 정보에 의거해서 현시점이후의 주행상태를 예측하고 적극적으로 보조기기 구동을 제어하지는 아니했다.
제2실시예는 상기 과제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로서 도로 차간 통신 수신 장치(142) 혹은 카 네비게이션 시스템(143)에 의해 예측된주행 환경 정보를 사용하는 것으로 한층 보조기기 제어를 정확하게 실행하는 것을 목적으로 하고 있다.
즉 도로 차간 통신수신장치(142) 혹은 카 네비게이션 시스템(143)에서 얻어진 주행 환경 정보(예를들면 최단경로, 정체 상황, 비탈길의 상태등을 포함하는 정보, 상세한 것은 후술함)에 의해 작성된 주행 속도, 주행부하에 의거해서 보조기기의 제어 스케쥴이 입안된다.
제8도는 보조기기 제어 예측 루틴의 플로우 챠트로서 스텝(80)에 있어서 도로 차간 통신 수신 장치(142) 및 카 네비케이션 시스템(143)에서 주행 환경 정보를 계속해서 스텝(81)에서 자동차 정보를 취입한다.
스텝(82)에 있어서 차량의 주행 개시에서 주행이 종료할 때까지의 주행로를 복수의 구간으로 나눈 때의 주행 구간을 나타내는 인덱스 j를 초기치 ＂1＂로 설정해서 스텝(83)에 있어서 주행 구간 j에 있어서 주행을 위해 필요한 축 토오크 L(j), 보조기기를 동작시키기 위해 필요한 증가하는 축 토오크인 필요증가량 P(j), 제2도에서 설명한 보조기기 구동의 적합 정도를 나타내는 보조기기 구동 적합도 인데스 I(j)를 주행 환경 정보 및 자동차 정보에 의거해서 예측한다. 다음에 스텝(84)에 있어서 예측된 축 토오크 L(j), 필요 증가량 P(j) 및 보조기기 구동 적합도 인덱스 I(j)를 기억한다.
스텝(85)에 있어서 주행 구간을 나타내는 인덱스 j가 최대치 J에 도달하였는가 즉 전체 주행 구간에 대한 예측이 완료하였는가를 판정하고 부정 판정이 되면 스텝(86)으로 진행하고 주행 구간 인덱스 j를 증분하여 스텝(83)으로 되돌아간다.
스텝(85)에서 긍정 판정되었을 때 즉 전체 주행 구간에 대한 예측이 완료하였을 때는 스텝(87)에 있어서 전체 주행 구산에 대해서 보조기기 제어 예측 처리를 사용해서 보조기기 제어 예측을 하기 위해 보조기기 제어 예측 처리로 사용하는 주행 구간 인데스 js의 초기치를 "1"로 설정하고 스텝(88)에서 보조기기 제어 예측 처리를 실행하여 이 루틴을 종료한다.
제9도는 스텝(88)에서 실해되는 보조기기 제어 예측 처리의 상세한 플로우 챠트(흐름도)로서 스텝(88a)에서 보조기기 구동 적합도 인데스 I(js)를 유지한 채로 증가할 수 있는 최대축 토오크인 최대 증가량 M(js)을 제2도에 도시하는 연비율 맵을 참조해서 결정한다.
스텝(88b)에 있어서 이미 메모리내에 최대 증가량 M(js)이 기억되어 있는가를 판정하고 긍정 판정이 된때, 즉 이미 메모리내에 최대 증가량 M(js)이 기억되어 있을 때는 스텝(88C)에서 최대 증가량 M(js)을 갱신해서 스텝(88e)으로 진행한다.
역으로 스텝(88b)에서 부정 판정이 되었을 때 즉 메모리내에 최대 증가량 M(js)가 기억되어 있지 아니한 때는 스텝(88b)에서 새로운 최대 증가량 M(js)을 기억해서 스텝(88e)으로 진행한다.
스텝(88e)에서 필요 증가량 P(js)과 최대 증가량 M(js)의 편차 D(js)를 구해서 스텝(88f)에서 편차 D(js)가 부인가를 판정한다.
스텝(88f)에서 긍정 판정되었을 때 즉 편차 D(js)가 부인 때에는 스텝(88g)에서 주행 구간 js에 있어서 에너지 축적량 S(js)으로서 편차 D(js)를 설정해서 스텝(88i)으로 진행한다. 역으로 스텝(88f)에서 부정 판정되었을 때 즉 편차 D(js)가 정인 때에는 스텝(88h)에서 주행 구간 js에 있어서 에너지 축적량 S(js)을 "0"으로 설정해서 스텝(88j)으로 진행한다.
스텝(88i)에 있어서 주행 개시 이후의 필요증가량 P(js)의 적산치인 적산 필요증가량 TP, 주행 개시 이후의 최대증가량 M(js)의 적산치인 적산 최대증가량 TM, 및 주행개시 이후의 에너지 축적량 S(js)의 적산치인 적산 에너지 축적량 TS 를 다음식에 의해 결정한다.
[수학식 1]
Figure kpo00001
[수학식 2]
Figure kpo00002
[수학식 3]
Figure kpo00003
스텝(88k)에 있어서 주행 구간 인덱스 js가 최대치 J에 도달하였는가 즉 전체 주행구간에 대해서 보조기기 제어 예측이 완료하였는가를 판정하고 부정 판정되었을 때는 스텝(88k)에서 주행 구간 인덱스 js를 증분해서 스텝(88a)으로 되돌아간다.
스텝(88j)에 있어서 긍정 판정된 때는 스텝(88m)으로 진행하고 "TM+TS-TP>0"인가 즉 내연기관 및 에너지 축적 장치가 공급가능한 보조기기 구동 에너지의 적산치가 필요케 되는 보조기기 구동 에너지의 적산치 보다 큰가를 판정한다.
그래서 스텝(88m)에서 긍정 판정되었을 때 즉 내연기관 및 에너지 축적 장치가 필요로 되는 보조기기 구동 에너지를 공급할 때는 이 처리를 종료한다.
역으로 스텝(88m)에서 부정 판정되었을 때 즉 내연기관 및 에너지 축적 장치가 필요로 하는 보조기기 구동 에너지를 공급할 수 없을 때는 스텝(88n)으로 진행하고 최소의 보조기기 구동 적합도 인덱스 I(js)를 증분해서 스텝(88a)으로 되돌아간다.
즉 스텝(88n)에서는 예를들면 보조기기 구동 적합도 인덱스 I(js)(1≤js≤J)의 초소치가 "1"이면 "1"인 보조기기 구동 영역이 확대되어 재예측이 행해진다.
제10도는 예측에 의거해서 보조기기 제어를 실행하기 위한 보조기기 제어 실행 루틴의 플로우 챠트로서 스텝(100)에서 예측을 실행하고 부터의 주행 거리 T 를 예를 들면 트립미터(주행거리계)에서 판독한다.
스텝(101)에서 주행 구간 인덱스 j를 초기치 "1"로 설정하고 스텝(102 및 103)에서 현재의 주행 구간을 결정한다.
즉, 스텝(102)에서, [수학식 4] T(j-1)≤T≤T(j) 인가를 판정하고 부정 판정되었을 때는 스텝(103)에서 주행 구간 인덱스 K를 증분하여 스텝(102)으로 되돌아간다.
스텝(102)에서 긍정 판정된 때에는 스텝(104)으로 진행하고 보조기기 제어부(141)의 메모리로부터 축 토오크 L(j), 필요증가량 P(j) 및 최대 증가량 M(j)를 독출하여 보조기기의 출력을 P(j)까지 증가하는, 내연기관의 축 토오크가 ｛L(j)+M(j)｝(즉 최대 출력)까지 증가하도록 제어한다.
주행 상태가 예측과 실제가 일치해 있으면 상술의 처리에서 문제는 발생하지 아니하나 돌발적인 정체 등에 의해 실제의 주행상태가 예측에서 벗어난 경우에 재에측이 실행되기 때문에 다시 이하의 처리를 행한다.
즉 스텝(105)에서 보조기기의 상태(예를들면 에어컨디셔너의 운전 상태, 교류 발전기의 구동 상태 등)을 검출하므로서 실제의 보조기기 구동 에너지 Pact를 취입하고 스텝(106)에서 실제의 보조기기 구동 에너지 Pact와 필요증가량 P(j)와의 차의 절대치가 미리 정해진 소정치 ε이하인가를 판정한다.
스텝(106)에서 긍정 판정된 때는 실제와 예측과의 차는 허용범위로서의 루틴을 종료한다.
역으로 스텝(106)에서 부정 판정된 때는 실제의 주행 사태는 예측에서 벗어난 것으로서 스텝(107)으로 진행하고 보조기기 제어 재예측 처리로 사용하는 주행 구간 인덱스 js의 초기치를 j로 설정한다.
그래서 스텝(108)에서 실제의 주행 상태가 예측에서 벗어나기 시작한 주행 구간 j이후의 주행구간에 대해서 보조기기 제어 재예측 처리를 행한다. 또한 재예측 처리의 내용은 제9도에 도시하는 보조기기 제어 예측처리와 동일하다.
제11도는 예측된 주행 상태에 의거해서 결정된 교류 발전기(123)의 구동 스케쥴의 한 예이다. 또한 도면중의 주행 부하 및 내연기관 부하는 수치가 클수로 커진다.
즉, 제1일은 교외를 주행한 후 고속도로를 주행하고 시가지를 주행해서 목적지에 도달한다. 다시 고속도로 및 시가지에서는 정체가 예측되고 있다.
이결과로부터 주행 부하는 교외에 있어서는 "2", 고속도로에서는 "4", 정체한 곳에서는 "1"로 예측되어 있다.
이 예측에 의거해서 교류 발전기의 구동 스케쥴을 세우면서 예를들면 교외에 있어서는 여자 전류를 저감해서 충전량의 현상 유지를 도모하고 고속도로에서는 여자 전류를 크게 해서 잉여 전력을 배터리(124)에 충전하고 정체된 곳에서는 교류 발전기의 여자 전류를 감소 혹은 영으로 해서 내연기관 부호가 각각 "1"로 되도록 배터리(1244)에 축적된 전력을 소비하는 스케쥴로서 연비의 악화를 억제하는 스케쥴로 된다.
제2일은 시가지를 주행한 후 고속도로, 교외를 주행해서 목적지에 도달한다. 또한 정체는 예측되지 아니하였다. 이결과에서 주행 부하는 시가지에 있어서는 "2", 고속도로에서는 "4", 교외에서는 "3"으로 예측되어 있다.
이 예측에 의거해서 교류 발전기의 구동 스케쥴을 세우면 시가지에 있어서는 전일이 배터리(124)에 충전된 전력을 사용해서 내연기관 부하를 저감하고, 고속도로에서는 여자 전류를 크게해서 잉여 전력을 배터리(124)에 충전한다.
고속도로 주행중에 배터리(124)는 완전충전되기 때문에 여자 전류를 저감해서 소비 전력만을 발전하고, 교외에서는 교류 발전기의 여자 전류를 감소 혹은 영으로 해서 배터리(124)에 축적된 전력을 소비할 스케쥴로 된다.
이 미리 결정된 스케쥴에 의거해서 계자 전류 제어 장치(124)에 의해 게자 전류를 제어하므로서 연비를 개선할 수가 있게 된다.
제12도는 예측된 주행상태에 의거해서 결정된 에어컨디셔너의 구동 스케쥴의 한 예이다.
즉 제1일째에는 평탄로를 주행한 후 오르막길 내리막길을 반복하고 평탄로를 주행해서 목적지에 도달한다.
이결과에서 A/CSP를 평탄로에서는 중간 위치에 설정하고 필요량만을 구동한다. 또 경사도가 작은 오르막길 혹은 내리막길에 있어서는 주행 부하가 비교적 작으므로 A/CSP를 최대각도로 설정해서 액화냉매를 어큐뮤레이터(135)에 저장하고 경사도가 큰 오르막길에 있어서는 주행부가 비교적 크므로 A/CSP를 최소각도로 설정해서 공정 운전으로 하는 스케쥴에 따라서 에어컨디셔너를 제어한다.
제2일째는 평탄한 길을 주행한 후 급경사진 오르막길을 가고 그후 긴 내리막 길 주행을 하고 마지막으로 평탄로를 주행해서 목적지에 도달한다.
평탄한 길에 있어서는 급경사진 오르막길에 대비해서 액화냉매의 축적을 하고 급경사진 오르막길에서는 에어컨디셔너를 구동하지 아니하고 축적된 액화냉매로 냉방을 한다.
내리막 길의 주행에서는 적극적으로 액화 냉매의 축적을 실행하고 가득 축적된 후는 A/CSP의 각도를 작게해서 필요한 냉방을 한다. 그래서 최후의 평탄로 주행에서는 어큐뮤레이터(134)에 축적된 액화 냉매로 냉방을 행한다.
이상 제2 실시예에 의하면 예측된 주행 부하, 내연기관 부하에 근거해서 보조기기의 운전 스케쥴을 입안하고 이 스케쥴에 따라서 보조기기를 운전하므로써 연비를 개선할 수가 있게 된다.
또한 실제의 주행후에 스케쥴과 어긋남이 발생한 경우에는 그 시점에서 재차 보조기기 운전 스케쥴을 입안할 수도 있다.
다시 배터리(123) 혹은 어큐뮤레이터(134)에 있어서 축적 에너지량을 고려해서 내연기관이 보조기기 구동의 적합도가 낮은 영역에서 운전중이라도 억지로 보조기기 구동을 하도록 해도 좋다.
예를들면 보조기기 구동의 적합도가 낮은 영역인 경부하 주행이 10분 계속된다고 예측된 경우에 전반 5분으로 보조기기를 구동하고 에너지를 축적하고, 후반 5분은 보조기기 구동을 하지 않고 축적된 에너지를 소비하므로서 연비 개선을 도모하도록 보조기기 구동 스케쥴을 입안할 수도 있다.
또한 상기 2개의 실시예에 있어서는 도로 차간 통신 수신 장치 혹은 카 네비게이션 시스템에서 주행 환경 정보를 얻는 것으로 하고 있느나 키보드, 리모트 콘트롤러 등의 입력 장치로부터 주행 정보를 매뉴얼로 입력하는 것으로 해도 좋다.
예를들면 번호(도로의 구간번호)/주행거리/예상차속/고도변화의 포맷으로 주행 정보를 입력할 수도 있다.
본 발명에 관한 내연기관의 보조기기 구동 제어 장치는 모든 종류의 자동차에 적용할 수가 있느나 특히 전장품을 많이 탑재한 자동차 혹은 EHC (엘렉트리칼·히티드·카타리스트) 탑재차와 같이 전기부하가 큰 자동차에 적용을 하면 내연기관 부하의 총량을 감소할 수 있음과 동시에 내연기관의 연비 개선 효과가 크다.
상기 실시예에 있어서는 제2도에 도시하는 연비율 맵(연비율 정보)을 내연기관 회전수와 베이스축 토오크의 함수로서 설정하였으나 이것에 한정되지 아니하고 예를들면 내연기관의 종류, 내연기관의 부하, 흡입공기량, 토오크 등의 함수로서 설정된 맵을 사용해도 좋다.
또 연비율의 소정량마다 영역을 분할하고 있으나 이 영역을 더욱 세분화해도 좋다.
더욱이 내연기관의 운전 조건마다 복수의 연료율 맵을 구비하고 운전조건에 따라 뱁을 변환하여도 좋다.
청구항 제1항에 관한 내연기관의 보조기기 구동 제어 장치에 의하면 자동차 정보 및 연비율 정보에 의거해서 보조기기의 구동을 제어하므로서 보조기기 구동에 의한 연비율의 악화를 억제할 수가 있게 된다.
청구항 제2항에 관한 내연기관의 보조기기 구동 제어장치에 의하면 도로 차간 통신 수신 장치 혹은 카 네비게이션 시스템 등에 얻어지는 주행환경 정보에 의거해서 보조기기의 구동을 제어하므로서 보조기기 구동에 의한 연비율의 악화를 억제할 수 있게 된다.
청구항 제3항에 관한 내연기관의 보조기기 구동 제어 장치에 의하면 자동차 정보 검출 수단에 의해 검출되는 자동차 정보도 가미해서 보조기기의 구동을 제어하므로서 보조기기 구동에 의한 연비율의 악화를 한층 더 억제할 수 있게 된다.
청구항 제4항 및 제5항에 관한 내연기관의 보조기기 구동 제어 장치에 의하면 주행 환경 정보 및 자동차 정보에 의거해서 에측된 최대 출력 및 주행 부하에 의해 보조기기의 구동을 제어하므로서 주행기간중의 보조기기구동에 의한 연비율의 악화를 억제할 수 있게 된다.
청구항 제6항 및 제7항에 관한 내연기관의 보조기기 구동 제어장치에 의하면 내연기관에 여유가 있는 경우에는 내연기관 출력을 에너지 축적수단에 축적하고 여유가 없는 경우에는 에너지 축적 수단에 축적된 에너지에 의해 보조기기를 구동하므로서 연비를 향상시킬 수가 있게 된다.

Claims (7)

  1. 자동차의 운전상태에 관한정보를 수집하는 자동차 정보 수집수단과, 내연기관의 운전상태에 대응한 연비율에 관한 정보를 미리 설정한 연비율 정보 결정수단과, 상기 자동차 정보 수집수단에 의해 수집된 자동차 정보 및 상기 연비율 정보 결정수단으로 설정된 연비율 정보에 의거해서 내연기관의 보조기기의 구동을 제어하는 보조기기 구동 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 보조기기 구동 제어장치.
  2. 자동차의 주행 환경에 관한 정보를 수집하는 주행환경 정보 수집수단과, 상기 주행환경 정보 수집수단에 의해 수집된 주행환경 정보에 의거하여 내연기관의 보조기기의 구동을 제어하는 보조기기 구동 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 보조기기 구동 제어장치.
  3. 자동차의 주행환경에 관한 정보를 수집하는 주행환경 정보 수집수단과, 자동차의 운전상태에 관한 정보를 수집하는 자동차 정보 수집수단과, 상기 주행환경 정보 수집수단에 의해 수집된 주행환경 정보 및 상기 자동차 정보 수집수단에 의해 수집된 자동차 정보에 의거하여 내연기관 보조기기의 구동을 제어하는 보조기기 구동 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 보조기기 구동 제어장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 보조기기 구동 제어순단이 상기 주행환경 정보 수집수단에 의해 수집된 주행환경 정보에 의거하여 내연기관의 최대 출력 및 주행에 소비되는 주행부하을 예측하는 에측수단을 포함하며, 상기 예측수단에서 예측된 최대 출력 및 주행부하에 의거해서 내연기관의 보조기기의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 보조기기 구동 제어장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 보조기기 구동 제어수단이 상기 주행환경 정보 수집수단에 의해 수집된 주행환경 정보에 의거하여 내연기관의 최대 출력 및 주행에 소비되는 주행부하를 예측하는 예측수단을 포함하며, 상기 예측수단에서 예측된 최대 출력 및 주행부하에 의거해서 내연기관의 보조기기의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 보조기기 구동 제어장치.
  6. 제4항에 있어서. 내연기관의 운전상태가 보조기기 구동에 의한 연료 증가량이 소정량보다 적은 특정 운전상태에 있는 경우에는 내연기관이 발생하는 에너지를 축적하며, 특정 운전 상태에 있지 아니한 경우는 보조기기에 대해서 구동 에너지를 공급하는 에너지 축적수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 보조기기 구동 제어장치.
  7. 제5항에 있어서, 내연기관의 운전상태가 보조기기 구동에의한 연료 증가량이 소정량보다 적은 특정 운전상태에 있는 경우에는 내연기관이 발생하는 에너지를 축적하며, 특정 운전 상태에 있지 아니한 경우는 보조기기에 대해서 구동 에너지를 공급하는 에너지 축적수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 보조기기 구동 제어장치.
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