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【発明の名称】 自動車用制御システム
【発明者】 【氏名】久保 守
【住所又は居所】大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内

【氏名】太田垣 和久
【住所又は居所】大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内

【氏名】佐々木 重晴
【住所又は居所】大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内
【要約】 【課題】エンジンのアイドリングストップを効果的に実施しながら、快適な車室内空調を実現可能な自動車用制御システムを提供する。

【解決手段】エンジン２によって駆動される発電機４と、この発電機４によって充電される車載バッテリー５とを具備した自動車１に用いられるものであり、車載バッテリー５からの給電により駆動される電動コンプレッサ１０を有する空調手段と、主制御装置８と、エンジン制御装置３４と、モータコントロールシステム３７と、バッテリー制御装置３２とを備え、これら制御装置８等は、自動車１の走行及び／又は停車の状況に基づいて、走行中における発電機４の発電量、或いは、電動コンプレッサ１０の消費電力量を制御する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジンによって駆動される発電手段と、該発電手段によって充電される蓄電手段とを具備した自動車に用いられ、前記蓄電手段からの給電により駆動される電動コンプレッサを有する空調手段と、制御手段とを備え、該制御手段は、前記自動車の走行及び／又は停車の状況に基づいて、走行中における前記発電手段の発電量、或いは、前記電動コンプレッサの消費電力量を制御することを特徴とする自動車用制御システム。
【請求項２】 前記制御手段は、停車中に前記エンジンを停止して当該エンジンの停止中に前記蓄電手段の蓄電量が所定値に低下した場合には前記エンジンを始動する制御を実施し、且つ、該エンジンの停止中に前記電動コンプレッサを駆動可能とすると共に、走行後の停車中における前記電動コンプレッサの電力消費により、前記蓄電手段の蓄電量が前記所定値まで低下することを防止する方向で前記走行中における前記発電手段の発電量、或いは、前記電動コンプレッサの消費電力量を制御することを特徴とする請求項１の自動車用制御システム。
【請求項３】 前記制御手段は、過去の走行時間と停車時間から次回の走行時間と当該走行後の停車時間とを予測し、当該予測結果に基づいて、前記次回の走行中における前記発電手段の発電量、或いは、前記電動コンプレッサの消費電力量を制御することを特徴とする請求項２の自動車用制御システム。
【請求項４】 前記制御手段は、走行中における前記発電手段の発電量を優先的に制御する発電制御優先モードと、前記電動コンプレッサの消費電力量を優先的に制御する空調制御優先モードとを選択可能とされていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の自動車用制御システム。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンによって駆動される発電手段と、この発電手段によって充電される蓄電手段とを具備した自動車に採用される自動車用制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の例えばハイブリッド自動車（ＨＥＶ）は、エアコンのコンプレッサをエンジンにより駆動していたため、停車時にエンジンを停止するアイドリングストップを実施すると、エアコンを運転できなくなり、常に快適な車室空間を提供できないという問題があった。
【０００３】そこで、エアコンのコンプレッサを電動コンプレッサとし、車載バッテリーにて駆動すれば、停車中にアイドリングストップを実施してエンジンを停止させても、エアコンを運転して快適な車室空間を提供することができるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、停車時間が長くなり、エンジン停止中における車載バッテリーからの放電量が増加すると、やがて車載バッテリーの蓄電量は予め定められた値まで低下してしまうので、エンジンは車載バッテリーへの充電を行うために始動されることになる。
【０００５】そのため、停車時の排気ガスの減量及び騒音の低下と云うＨＥＶ本来の目的を果たせなくなると共に、停車中の発電効率は走行中よりも悪化するため、全体として発電量自体も増加してしまう問題があった。
【０００６】そこで本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、エンジンのアイドリングストップを効果的に実施しながら、快適な車室内空調を実現可能な自動車用制御システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】即ち、請求項１の発明の自動車用制御システムは、エンジンによって駆動される発電手段と、この発電手段によって充電される蓄電手段とを具備した自動車に用いられるものであり、蓄電手段からの給電により駆動される電動コンプレッサを有する空調手段と、制御手段とを備え、この制御手段は、自動車の走行及び／又は停車の状況に基づいて、走行中における発電手段の発電量、或いは、電動コンプレッサの消費電力量を制御することを特徴とする。
【０００８】請求項２の発明の自動車用制御システムは、上記において制御手段は、停車中にエンジンを停止してこのエンジンの停止中に蓄電手段の蓄電量が所定値に低下した場合にはエンジンを始動する制御を実施し、且つ、このエンジンの停止中に電動コンプレッサを駆動可能とすると共に、走行後の停車中における電動コンプレッサの電力消費により、蓄電手段の蓄電量が所定値まで低下することを防止する方向で走行中における発電手段の発電量、或いは、電動コンプレッサの消費電力量を制御することを特徴とする。
【０００９】請求項１の発明によれば、エンジンによって駆動される発電手段と、この発電手段によって充電される蓄電手段とを具備した自動車に用いられるものであり、蓄電手段からの給電により駆動される電動コンプレッサを有する空調手段と、制御手段とを備え、この制御手段は、自動車の走行及び／又は停車の状況に基づいて、走行中における発電手段の発電量、或いは、電動コンプレッサの消費電力量を制御するので、例えば、請求項２の如く停車中にエンジンを停止してこのエンジンの停止中に蓄電手段の蓄電量が所定値に低下した場合にはエンジンを始動する制御を実施し、且つ、このエンジンの停止中に電動コンプレッサを駆動可能とすると共に、走行後の停車中における電動コンプレッサの電力消費により、蓄電手段の蓄電量が所定値まで低下することを防止する方向で走行中における発電手段の発電量、或いは、電動コンプレッサの消費電力量を制御することで、アイドリングストップを実施した停車中に電動コンプレッサを駆動した場合にも、当該電動コンプレッサの電力消費によってエンジンが始動されてしまう不都合を防止若しくは抑制可能となる。
【００１０】これにより、停車時における排気ガスや騒音の低下を達成しながら快適な車室内空調を実現することができるようになると共に、発電量も全体として削減できるようになる。
【００１１】請求項３の発明の自動車用制御システムは、請求項２の発明に加えて、制御手段は、過去の走行時間と停車時間から次回の走行時間と当該走行後の停車時間とを予測し、当該予測結果に基づいて、次回の走行中における発電手段の発電量、或いは、電動コンプレッサの消費電力量を制御することを特徴とする。
【００１２】請求項３の発明の自動車用制御システムによれば、請求項２の発明に加えて、制御手段は、過去の走行時間と停車時間から次回の走行時間と当該走行後の停車時間とを予測し、当該予測結果に基づいて、次回の走行中における発電手段の発電量、或いは、電動コンプレッサの消費電力量を制御するので、より正確な制御が実現可能となる。
【００１３】請求項４の発明の自動車用制御システムは、上記各発明において、制御手段は、走行中における発電手段の発電量を優先的に制御する発電制御優先モードと、電動コンプレッサの消費電力量を優先的に制御する空調制御優先モードとを選択可能とされていることを特徴とする。
【００１４】請求項４の発明の自動車用制御システムによれば、上記各発明において、制御手段は、走行中における発電手段の発電量を優先的に制御する発電制御優先モードと、電動コンプレッサの消費電力量を優先的に制御する空調制御優先モードとを選択可能とされているので、使用者の好みや自動車の使用環境に応じてモードを選択することができ、より効果的なアイドリングストップと車室内空調を実現できるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の自動車用制御システムを適用する実施例としての自動車１の構成図、図２は図１の自動車１の駆動系の構成図、図３は本発明における自動車用制御システムを構成する空気調和装置（ＡＣ）９の構成図、図４は空気調和装置９の冷媒回路図、図５は本発明の自動車用制御システムを含む自動車１の制御系のブロック図をそれぞれ示している。
【００１６】各図において、実施例の自動車１は前述したハイブリッド自動車（ＨＥＶ）であり、この自動車１にはエンジン（内燃機関）２と、制御手段を構成する空調用制御装置２８を具備した空気調和装置９が搭載されている。空気調和装置９は自動車１の車室内の冷房、暖房及び除湿等の空調を行なうもので、ロータリーコンプレッサ等にて構成されたコンプレッサ（電動コンプレッサ）１０の吐出側の配管１０Ａは室外熱交換器としての凝縮器１３に接続され、凝縮器１３の出口側は受液器１７に接続されている。
【００１７】受液器１７の出口側の配管１７Ａは減圧装置としての膨張弁１８に接続され、膨張弁１８は室内熱交換器（冷却器）としての蒸発器１９に接続されている。蒸発器１９の出口側はコンプレッサ１０の吸込側の配管１０Ｂに接続されて環状の冷凍サイクル（冷媒回路）を構成している（図４）。尚、図１において３３はヒータであり、車室内を暖房したい時に使用するものである。
【００１８】前記コンプレッサ１０、凝縮器１３及びエンジン２などは人が乗車しない車室外に設けられると共に、蒸発器１９は人が乗車する車室内に設置されている。コンプレッサ１０にはコンプレッサモータ（電気モータ）１１が設けられ、このコンプレッサモータ１１によってコンプレッサ１０は駆動される。凝縮器１３には室外送風機１５が設けられており、この室外送風機１５は室外送風機モータ１６によって回転駆動される。蒸発器１９には室内送風機２１が設けられており、この室内送風機２１は室内送風機モータ２２によって回転駆動される。
【００１９】また、コンプレッサ１０の冷媒吐出側には冷媒吐出温度を検出するための温度センサ１２が設けられ、凝縮器１３の冷媒出口側には冷媒出口温度を検出するための温度センサ１４が設けられると共に、蒸発器１９の冷媒出口側には冷媒出口温度を検出するための温度センサ２０が設けられ、これらは空調用制御装置２８に接続されている。また、室内送風機２１より車室内に吹き出される空気の温度を検出するための温度センサ２３も空調用制御装置２８に接続されている。また、室外送風機モータ１６、室内送風機モータ２２、車室内の空調操作パネルに設けられた温度設定ボリューム２４或いは空調用スイッチ２５なども空調用制御装置２８に接続されている。
【００２０】ここで、空調用制御装置２８は所定の昇降圧回路により車載バッテリー（若しくはキャパシタ。何れも蓄電手段を構成する。ＢＡＴＴ）５の電圧（例えば、ＤＣ２４０Ｖ）を希望の電圧に昇圧若しくは降圧し、ｉｎｖｅｒｔｅｒによってコンプレッサモータ１１の駆動電圧に変換してコンプレッサ１０を回転駆動させる。
【００２１】また、空調用制御装置２８にはコンプレッサ１０の回転数に比例して回転するＡＵＴＯと、一定割合で１．２．３の三段階に室内送風機２１の回転数を変化させ、車室内に吹き出す送風量をマニュアルで決定するブロアファンスイッチ２６が接続されている。尚、２７はバッテリー５の電圧をＤＣ１２Ｖに変換して図示しない前照灯、方向指示器、ラジオ（図５ではその他の負荷で示す）及び空調用制御装置２８などを動作させるための電源（補機電源）を生成する変換器である。
【００２２】前記自動車１にはエンジン（内燃機関）２と、走行用モータ（走行用駆動手段としての電動モータ。）３と、発電手段としての発電機４とが設けられており（これらでＨＥＶのモータコントロールシステムが構成される）、走行用モータ３はモータ制御用インバータ３Ａを介して車載バッテリー（ＤＣ２４０Ｖ）５に接続されると共に、発電機４は発電用インバータ（ＩＮＶ）４Ａを介して車載バッテリー５に接続されている。エンジン２と走行用モータ３と発電機４とには図示しないトルク分割機構が接続され、トルク分割機構は走行用モータ３と発電機４、及び、エンジン２と走行用モータ３の回転を一つに合わせて、後述する無段変速機６を駆動する。尚、トルク分割機構にて走行用モータ３と発電機４、及び、エンジン２と走行用モータ３の回転を一つに合わせて無段変速機６を駆動する技術については周知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００２３】係る走行用モータ３は主にエンジン２での熱効率の悪い発進時、低速時に使用され、エンジン２単独の駆動力以上に駆動力を必要とする際にもアシスト駆動源として使用される。そして、エンジン２の熱効率の良い高速に移るにつれて、エンジン２主導で動作する。また、エンジン２主導時は詳細は後述する如く車載バッテリー５の充電状態に応じて発電機４で発電された電力が車載バッテリー５に充電される。また、発電機４はエンジン２の回転中の発電作用の他、エンジン２の始動時にスタータとしても利用される。
【００２４】前記無段変速機（ＣＶＴ機構（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ＶａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ））６は、車輪７に接続されている。そして、エンジン２或いは走行用モータ３は無段変速機６を介して車輪７を回転させ、自動車１を走行させる。
【００２５】尚、エンジン２或いは走行用モータ３にて駆動される無段変速機６にて車輪７を回転させ、自動車１を走行させる技術については従来より周知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００２６】図５における８は制御手段を構成する自動車１の主制御装置（ＶＣＵ）であり、前述同様の昇降圧回路により車載バッテリー５の電圧（ＤＣ２４０Ｖ）を所定の電圧に昇圧若しくは降圧して、ｉｎｖｅｒｔｅｒ（モータ制御用インバータ３Ａ）によって走行用モータ３の駆動電圧に変換し、走行用モータ３を回転させる。
【００２７】また、空調用制御装置２８はコンプレッサ１０の駆動信号を生成する。そして、空調用制御装置２８はコンプレッサモータ１１の誘起電圧からコンプレッサモータ１１の回転子の位置検出を行ない、マイクロコンピュータで次の励磁パターンを作るインバータにより、コンプレッサモータ１１の運転周波数（回転数）制御を行なう。尚、図５において３２は車載バッテリー５の電力を制御するためのバッテリー制御装置（ＢＡＴＴＥＣＵ）、３４はエンジン２にトルク指令、アクセル開度等を伝達してその運転を制御するためのエンジン制御装置（ＥＮＧＥＣＵ）である。また、３６は自動車１のアクセル、ブレーキの各ペダル、シフトレバーなどの運転操作部であり、これらの操作量や操作状態を検出するセンサが主制御装置８に接続される。また、この主制御装置８は、当該自動車１が走行状態であるか停車状態であるかの状況を検出するものであり、係る停車状態と停車状態との間の走行時間及び走行状態と走行状態との間の停車時間をそれぞれ計測し、記憶するものとする。
【００２８】ここで、前記空気調和装置９による基本的な車室内空調動作について説明しておく。コンプレッサモータ１１と室外送風機モータ１６は車載バッテリー５より給電される。空気調和装置９が運転されると空調用制御装置２８はコンプレッサモータ１１の運転周波数を制御してコンプレッサ１０の能力制御を行なう。コンプレッサ１０により圧縮され、吐出された高温高圧のガス冷媒は、配管１０Ａから凝縮器１３に流入する。このとき、室外送風機１５の送風によって凝縮器１３は車室外で冷却される（図１中抜き矢印）。この凝縮器１３に流入したガス冷媒はそこで放熱して凝縮液化された後、受液器１７に流入する。そして、受液器１７に一旦貯溜された液冷媒は、配管１７Ａを経て膨張弁１８に至り、そこで絞られた後、蒸発器１９に流入する。
【００２９】蒸発器１９に流入した冷媒はそこで蒸発し、その時に周囲から熱を吸収することにより冷却作用を発揮すると共に、冷却された車室内の空気は室内送風機２１によって車室内に循環され、冷却して空調を行なう（図１中抜き矢印）。蒸発器１９を出た冷媒はアキュムレータ（図示せず）に入り、そこで未蒸発液冷媒が気液分離された後、ガス冷媒のみがコンプレッサ１０に吸い込まれ、再度コンプレッサ１０で圧縮されて吐出される冷凍サイクルを繰り返す。
【００３０】次に、車室内に吹き出される空気の温度（室内送風機２１より車室内に吹き出される空気の温度を検出するための温度センサ２３で検出された温度）とコンプレッサモータ１１の運転周波数と室内送風機モータ２２の回転数との関係を次の計算式に示している。計算式では蒸発器１９の吹出口温度と設定温度との偏差（ｅ）と前回の偏差（ｅｍ）との偏差（Δｅ）からＰＩ（比例・積分）演算を行ない、目標の運転周波数（Ｆ）を決定する。
Δｅ＝ｅ−ｅｍ ・・・（１）
（１）式において、ｅ＝（設定温度＝温度設定ボリューム２４にて設定された温度）−（吹出口温度＝温度センサ２３で検出された温度）、ｅｍの初期値：０を示している。
ΔＦ＝Ｋｐ×Δｅ＋Ｋｉ×ｅ・・・（２）
（２）式において、ΔＦ：目標運転周波数変動分演算値、Ｋｐ：比例定数、Ｋｉ：積分定数を示している。
Ｆ＝ΔＦ＋Ｆｍ ・・・（３）
（３）式において、Ｆｍ：前回目標運転周波数を示している。
【００３１】上記式より求めた目標運転周波数を下記計算式に当てはめ、室内送風機モータ２２の印加電圧をＰＷＭ制御（印加電圧の調節）し、室内送風機２１の風量調整を行なう。
ＰＷＭｄｕｔｙ＝（ＭＡＸｄｕｔｙ−ＭＩＮｄｕｔｙ）／（ＭＡＸ周波数−ＭＩＮ周波数）×（目標周波数−ＭＩＮ周波数）＋ＭＩＮｄｕｔｙ・・・（４）
（４）式において、ＭＡＸｄｕｔｙ：室内送風機ＰＷＭ制御最大ｄｕｔｙ、ＭＩＮｄｕｔｙ：室内送風機ＰＷＭ制御最小ｄｕｔｙ、ＭＡＸ周波数：目標運転周波数最大値、ＭＩＮ周波数：目標運転周波数最小値を示している。
【００３２】即ち、空調用制御装置２８は、室内送風機２１により車室内に吹き出される空気の温度に基づいてコンプレッサモータ１１の運転周波数を決定している。そして、決定されたコンプレッサモータ１１の運転周波数に基づいて室内送風機モータ２２の回転数を制御するようにしている。即ち、車室内の空気の温度が温度設定ボリューム２４にて設定された設定温度より僅かに高い場合は、コンプレッサモータ１１の運転周波数と室内送風機モータ２２の回転数を僅かだけ増加させる（コンプレッサモータ１１の消費電力は僅か増加）。これにより、コンプレッサモータ１１と室内送風機モータ２２との回転騒音が極端に大きくならず、僅かに大きくなるだけで済む。
【００３３】また、車室内の空気の温度が温度設定ボリューム２４にて設定された設定温度より大きく高い場合は、コンプレッサモータ１１の運転周波数と室内送風機モータ２２の回転数を大きくして、車室内の空調を急速に行ない、快適な車室内空調を行なうことがきるようになる（コンプレッサモータ１１の消費電力は大きく増加）。特に、車室内の空気の温度が温度設定ボリューム２４にて設定された設定温度と大きな変化がない場合、コンプレッサモータ１１の運転波数制御による能力制御と、それに基づいて決定される室内送風機２１の僅かな風量制御とで快適な車室内空調を行なうことができるようになる。
【００３４】このように、空調用制御装置２８は蒸発器１９の吹出口温度と設定温度との偏差からコンプレッサモータ１１の運転周波数をインバータ制御しているので、温度偏差が大きければ大きいほどコンプレッサモータ１１の回転数は大きくなり（消費電力大）、温度偏差が無くなればコンプレッサモータ１１の回転数は小さく０に近づく制御（消費電力小）を行なえる。この場合、室内送風機モータ２２もコンプレッサモータ１１同様に制御しているので、車室内の乗員が感じる温度差に合わせた風量を送風することができ、快適な車室内空調を行なうことが可能となる。
【００３５】また、車載バッテリー５よりコンプレッサモータ１１に給電するようにしているので、コンプレッサモータ１１の回転数制御を容易に行なうことが可能となる。これにより、コンプレッサモータ１１の回転数制御を好適に行なうことができるようになる。従って、コンプレッサ１０の好適な駆動が行なえるようになり、車室内の快適な空気調和を行なうことが可能となる。
【００３６】次に、図５に基づいて本発明における自動車１の空気調和装置９に関連する電力制御について説明する。図５において、ＣＴ１は車載バッテリー５への充電電流値及び車載バッテリー５からの放電電流値を検出する電流検出手段としてのカレントトランス（変流器）であり、このカレントトランスＣＴ１が検出する充電電流値或いは放電電流値はバッテリー制御装置３２に入力される。ＣＴ２は発電機４の発電電流値を検出するカレントトランスであり、このカレントトランスＣＴ２が検出する発電電流値はモータコントロールシステム３７に入力される。
【００３７】ＣＴ３は発電用インバータ４Ａを経た発電電流値を検出するカレントトランスであり、このカレントトランスＣＴ３が検出する発電電流値もモータコントロールシステム３７に入力される。ＣＴ５はコンプレッサモータ１１を含む空気調和装置９の通電電流値（消費電流値）を検出するカレントトランスであり、このカレントトランスＣＴ５が検出する通電電流値は空調用制御装置２８に入力される。また、主制御装置８、モータコントロールシステム３７、エンジン制御装置３４、バッテリー制御装置３２及び空調用制御装置２８は自動車１内のネットワーク（以下、ＣＡＮと云う）に接続され、このＣＡＮを介して相互にデータの送受信が行われる。尚、各カレントトランスなどの検出電流値（放電電流、充電電流、発電電流）のデータもモータコントロールシステム３７や各制御装置３２、２８からＣＡＮ上に送信され、ＣＡＮに接続された機器にて相互に利用可能とされている。
【００３８】モータコントロールシステム３７はカレントトランスＣＴ２、ＣＴ３が検出する発電機４の現在の発電電流値やエンジン２の回転数などから、発電機４において更に発電が可能な前記余裕発電量ΔＧ１（発電機４が供給できる最大許容電力−現在出力している発電電力）を計算する。そして、この余裕発電量ΔＧ１のデータをＣＡＮ上に送信する。エンジン制御装置３４はエンジン２の最大トルク曲線から現在出力しているトルクを差し引くことにより、更にエンジン２が出力することができる余裕馬力ΔＨを計算する。そして、この余裕馬力ΔＨのデータをＣＡＮ上に送信する。
【００３９】バッテリー制御装置３２は、カレントトランスＣＴ１が検出する放電電流の積算値及び車載バッテリー５の電圧などから車載バッテリー５の蓄電量を推定し、カレントトランスＣＴ１が検出する放電電流値と車載バッテリー５の蓄電量から車載バッテリー５にて許容される放電電流の増加量（バッテリー５の限界放電量−現在の放電量）である許容放電増加量ΔＥを計算する。そして、この許容放電増加量ΔＥのデータをＣＡＮ上に送信する。
【００４０】主制御装置８はこのようにＣＡＮ上に送信された余裕発電量ΔＧ１と余裕馬力ΔＨを比較し、小さい方の値を発電機４にて許容される発電量の増加量である許容発電増加量ΔＧとする。そして、この許容発電増加量ΔＧのデータをＣＡＮ上に送信する。また、主制御装置８は許容発電増加量ΔＧに前記許容放電増加量ΔＥを加えた電力量（ΔＧ＋ΔＥ）を算出し、そのデータもＣＡＮ上に送信する。更に主制御装置８は前記許容発電増加量ΔＧに前記許容放電増加量ΔＥを加え、この加えた値から前記余裕馬力ΔＨを差し引いた値に比例して０以上１以下の範囲で変動する余裕電力活用率αを算出する。この余裕電力活用率αは、許容発電増加量ΔＧと許容放電増加量ΔＥを加えた値に対する余裕馬力ΔＨの割合が大きい場合には小さくなり（０に近づく）、逆に余裕馬力ΔＨの割合が小さい場合には大きくなる（１に近づく）。そして、この余裕電力活用率αのデータもＣＡＮ上に送信する。
【００４１】更にまた、主制御装置８は前記許容発電増加量ΔＧと許容放電増加量ΔＥを加えた値に余裕電力活用率αを乗算することによって空気調和装置９において更に増加可能な消費電力量である許容消費電力増加量ΔＵを算出する。この場合、許容発電増加量ΔＧと許容放電増加量ΔＥを加えた値に対する余裕馬力ΔＨの割合が大きく、余裕電力活用率αが小さい場合には許容消費電力増加量ΔＵは小さくなり、逆に余裕馬力ΔＨの割合が小さく、余裕電力活用率αが大きい場合には許容消費電力増加量ΔＵは大きくなる。例えば余裕馬力ΔＨが０で余裕電力活用率αが１の場合には許容発電増加量ΔＧと許容放電増加量ΔＥを加えた値が許容消費電力増加量ΔＵとなる。そして、主制御装置８はこの許容消費電力増加量ΔＵのデータもＣＡＮ上に送信する。
【００４２】前記空調用制御装置２８はＣＡＮ上に送信されたこれら余裕発電量ΔＧ１、余裕馬力ΔＨ、許容発電増加量ΔＧ、許容放電増加量ΔＥ、余裕電力活用率α、許容消費電力増加量ΔＵの各データを受信し、後述する如き制御に活用する。尚、前記許容消費電力増加量ΔＵは、空気調和装置９の空調用制御装置２８が前述の如き基本的な車室内空調動作を行うに際して、空気調和装置９における消費電力が増加する場合に許容される当該空気調和装置９の消費電力の増加量となる。
【００４３】以上の構成で、実際の制御動作について説明する。主制御装置８は、前記アクセルやブレーキ及びシフトなどの運転操作部により検出されるこれらの操作量や操作状態により、停車状態であるか走行状態であるかを認識する。ここで、主制御装置８が当該自動車１が停車状態であることを認識した場合には、停車状態であることをＣＡＮ上に送信し、前記エンジン制御装置３４は、エンジン２を停止し、停車状態は所謂アイドリングストップとする。
【００４４】また、バッテリー制御装置３２は、前述の如くＣＡＮ上に送信されたカレントトランスＣＴ１が検出する車載バッテリー５への充電電流値及び車載バッテリー５からの放電電流値から算出される車載バッテリー５の蓄電量Ｓを常時フィードバックして監視している。そして、電動コンプレッサ１０のコンプレッサモータ１１の運転などにより、この蓄電量Ｓが低下して最低限許容できる下限値である所定の設定値Ｓｓを下回った場合、エンジン制御装置３４はアイドリングストップをやめ、エンジン２を始動する制御を実施する。エンジン２の始動により発電機４で発電された電力は車載バッテリー５に蓄電され、係る蓄電量により前記電動コンプレッサ１０のコンプレッサモータ１１を駆動可能とする。
【００４５】次に、図６を用いて本発明における主制御装置８等の制御装置の制御動作を説明する。主制御装置８は、前述の如く前記アクセルやブレーキ及びシフトなどの運転操作部により検出されるこれらの操作量や操作状態により、停車状態であるか走行状態であるかを認識する。このとき、主制御装置８は、それぞれの停車状態と停車状態との間の走行時間及び走行状態と走行状態との間の停車時間をそれぞれ計測し、記憶する。
【００４６】そして、主制御装置８は、上述の如く主制御装置８に記憶された過去の複数の走行時間及び停車時間により次回の走行時間Ｔｒ及び停車時間Ｔｉの予測を行う。本実施例では次回の予測走行時間Ｔｒは、過去の走行時間Ｔｒ１からＴｒｎまでの値を用いると共に、次回の予測停車時間Ｔｉは、過去の停車時間Ｔｉ１からＴｉｎまでの値を用いて、即ち、次回の予測走行時間Ｔｒ及び予測停車時間Ｔｉは、以下の式（５）、（６）により算出する。
Ｔｒ＝（Ｔｒ１＋・・・＋Ｔｒｎ）／ｎ ・・・（５）
Ｔｉ＝（Ｔｉ１＋・・・＋Ｔｉｎ）／ｎ ・・・（６）
【００４７】そして、停車状態により、次回の停車時間開始時における車載バッテリー５への蓄電量、即ち、係る停車時間直前の走行状態により車載バッテリー５へ蓄電される蓄電量Ｓは、以下のように算出される。尚、式（７）におけるＳｓは蓄電量Ｓが最低限許容できる下限値である所定の設定値であり、Ｃは単位時間当たりの車載バッテリー５から放電される消費電力である。
Ｓ−Ｓｓ＝ＣＴｉ Ｓ＝ＣＴｉ＋Ｓｓ ・・・（７）
【００４８】また、走行状態により、次回の停車時間開始時における車載バッテリー５への蓄電量、即ち、係る停車時間直前の走行状態により車載バッテリー５へ蓄電される蓄電量Ｓは、以下の式（８）のように算出される。尚、式（８）におけるＧは走行状態における発電機４の単位時間当たりの発電量である。
Ｓ＝（Ｇ−Ｃ）Ｔｒ＋Ｓｓ ・・・（８）
【００４９】上記（７）及び（８）式より次回の停車状態に要される蓄電量Ｓを賄うための当該停車状態直前の走行状態での単位時間当たりの発電量Ｇを次式（９）の如く算出することができる。
（Ｇ−Ｃ）Ｔｒ＋Ｓｓ＝ＣＴｉ＋Ｓｓ （Ｇ−Ｃ）Ｔｒ＝ＣＴｉ Ｇ＝Ｃ（Ｔｉ＋Ｔｒ）／Ｔｒ ・・・（９）
【００５０】上述より主制御装置８は、上述の如く算出された次回の予測停車時間及び予測走行時間に基づき、式（９）の右辺で算出される単位時間当たりの予測消費電力量をＣＡＮ上に送信する。そして、モータコントロールシステム３７は、ＣＡＮ上に送信された次回の停車時間で要する予測消費電力量に基づき、次回の走行中における発電機４の発電量を制御する。即ち、走行後の停車中における電動コンプレッサ１０等の予測消費電力量により、蓄電器４の蓄電量が最低限許容できる下限値である所定の設定値Ｓｓまで低下することを防止する方向で、走行中における発電機４の発電量を制御する。
【００５１】これにより、本発明によれば、主制御装置８などにより、当該自動車１の走行及び停車の状況に基づいて、走行中における発電機４の発電量を制御することができるため、上記基本制御におけるアイドリングストップを実施した停車中に電動コンプレッサ１０を駆動した場合にも、当該電動コンプレッサ１０の電力消費によってエンジン２が始動されてしまう不都合を防止若しくは抑制することができるようになる。
【００５２】そのため、停車時における排気ガスや騒音の低下を達成しながら快適な車室内空調を実現することができるようになると共に、停車時にエンジン２を始動させる状況を抑制することにより発電量も全体として削減できるようになる。
【００５３】また、本実施例では、過去の走行時間と停車時間から次回の走行時間と当該走行後の停車時間とを予測し、当該予測結果に基づいて、次回の走行中における発電機４の発電量を制御するため、より正確な制御が実現可能となる。
【００５４】他方、前記式（９）を次式（１０）の如く変形することにより、次回の走行状態における発電量で賄うことができる走行状態及び停車状態における単位時間当たりの消費電力量を算出することができる。
Ｃ＝ＧＴｒ／（Ｔｉ＋Ｔｒ） ・・・（１０）
【００５５】上述より主制御装置８は、上述の如く算出された次回の予測停車時間及び予測走行時間に基づき、式（１０）の右辺で算出される単位時間当たりの予測発電量をＣＡＮ上に送信する。そして、空調用制御装置２８は、ＣＡＮ上に送信された次回の走行時間で得られる予測発電量に基づき、次回の走行中及び停車中における電動コンプレッサ１０等の消費電力量を制御する。即ち、走行後の停車中における電動コンプレッサ１０等の予測消費電力量により、蓄電器４の蓄電量が最低限許容できる下限値である所定の設定値Ｓｓまで低下することを防止する方向で、走行中及び停車中の電動コンプレッサ１０の消費電力量を制御する。
【００５６】これにより、本発明によれば、主制御装置８などにより、当該自動車１の走行及び停車の状況に基づいて、走行中及び停車中における電動コンプレッサ１０の消費電力量を制御することができるため、上記基本制御におけるアイドリングストップを実施した停車中に電動コンプレッサ１０を駆動した場合にも、当該電動コンプレッサ１０の電力消費によってエンジン２が始動されてしまう不都合を防止若しくは抑制することができるようになる。
【００５７】そのため、停車時における排気ガスや騒音の低下を達成しながら快適な車室内空調を実現することができるようになると共に、停車時にエンジン２を始動させる状況を抑制することにより発電量も全体として削減できるようになる。
【００５８】また、本実施例では、過去の走行時間と停車時間から次回の走行時間と当該走行後の停車時間とを予測し、当該予測結果に基づいて、次回の走行中及び停車中における電動コンプレッサ１０の消費電力量を制御するため、より正確な制御が実現可能となる。
【００５９】また更に、主制御装置８には走行中における発電機４の発電量を優先的に制御する発電制御優先モードと、電動コンプレッサ１０の消費電力量を優先的に制御する空調制御優先モードとを選択可能とする図示しない選択手段が設けられていても良いものとする。
【００６０】係る場合には、発電制御優先モードと、空調制御優先モードとを使用者の好みや自動車１の使用環境に応じてモード選択することができ、より効果的なアイドリングストップと車室内空調を実現することができるようになる。
【００６１】また、上記実施例では、自動車１としてエンジン２を走行のアシスト駆動源として使用されているハイブリッド自動車（ＨＥＶ）を取り上げて本発明を説明したが、エンジン２を発電のみに使用するハイブリッド自動車（ＨＥＶ）であっても本発明を実現することができる。
【００６２】更に、図７に示す如き通常の燃料エンジン自動車にも適用可能である。この図においても図１から図５と同一符号は同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この場合、走行用の燃料エンジン（内燃機関）４２によって駆動される発電機（ＧＥＮ）４３によって発電された電力が車載バッテリー５（ＤＣ４２Ｖ）に充電され、この車載バッテリー５の電力によって空気調和装置９が駆動されることになる。そして、燃料エンジン４２はＣＡＮに接続されたエンジン制御装置３４によって制御され、カレントトランスＣＴ３の検出値もエンジン制御装置３４に入力されて発電機４３の発電量も制御される。この発電機４３の余裕発電量ΔＧ１はエンジン制御装置３４で算出され、そのデータはＣＡＮ上に送信される。また、余裕馬力ΔＨのデータもエンジン制御装置３４からＣＡＮ上に送信される。更に、許容放電増加量ΔＥもバッテリー制御装置３２からＣＡＮ上に送信され、これらによって、前述のハイブリット自動車の場合と同様に電力制御が実現可能とされる。
【００６３】更に、実施例における各種電流値や制御信号はシリアル通信、パラレル通信、アナログ通信、デジタル通信、或いは、スイッチ信号の各種通信方式によって伝達可能であり、物理的にも有線、無線のいずれも可能である。また、ＣＡＮを用いない通信システムでも実現可能であることは云うまでもない。
【００６４】
【発明の効果】以上詳述した如く請求項１の発明の自動車用制御システムによれば、エンジンによって駆動される発電手段と、この発電手段によって充電される蓄電手段とを具備した自動車に用いられるものであり、蓄電手段からの給電により駆動される電動コンプレッサを有する空調手段と、制御手段とを備え、この制御手段は、自動車の走行及び／又は停車の状況に基づいて、走行中における発電手段の発電量、或いは、電動コンプレッサの消費電力量を制御するので、例えば、請求項２の如く停車中にエンジンを停止してこのエンジンの停止中に蓄電手段の蓄電量が所定値に低下した場合にはエンジンを始動する制御を実施し、且つ、このエンジンの停止中に電動コンプレッサを駆動可能とすると共に、走行後の停車中における電動コンプレッサの電力消費により、蓄電手段の蓄電量が所定値まで低下することを防止する方向で走行中における発電手段の発電量、或いは、電動コンプレッサの消費電力量を制御することで、アイドリングストップを実施した停車中に電動コンプレッサを駆動した場合にも、当該電動コンプレッサの電力消費によってエンジンが始動されてしまう不都合を防止若しくは抑制可能となる。
【００６５】これにより、停車時における排気ガスや騒音の低下を達成しながら快適な車室内空調を実現することができるようになると共に、発電量も全体として削減できるようになる。
【００６６】請求項３の発明の自動車用制御システムによれば、請求項２の発明に加えて、制御手段は、過去の走行時間と停車時間から次回の走行時間と当該走行後の停車時間とを予測し、当該予測結果に基づいて、次回の走行中における発電手段の発電量、或いは、電動コンプレッサの消費電力量を制御するので、より正確な制御が実現可能となる。
【００６７】請求項４の発明の自動車用制御システムによれば、上記各発明において、制御手段は、走行中における発電手段の発電量を優先的に制御する発電制御優先モードと、電動コンプレッサの消費電力量を優先的に制御する空調制御優先モードとを選択可能とされているので、使用者の好みや自動車の使用環境に応じてモードを選択することができ、より効果的なアイドリングストップと車室内空調を実現できるようになる。
【出願人】 【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
【住所又は居所】大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号
【出願日】 平成１３年９月２８日（２００１．９．２８）
【代理人】 【識別番号】１０００９８３６１
【弁理士】
【氏名又は名称】雨笠 敬
【公開番号】 特開２００３−１１１２０１（Ｐ２００３−１１１２０１Ａ）
【公開日】 平成１５年４月１１日（２００３．４．１１）
【出願番号】 特願２００１−３０２１８２（Ｐ２００１−３０２１８２）