JP2003111201A

JP2003111201A - 自動車用制御システム

Info

Publication number: JP2003111201A
Application number: JP2001302182A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Kubo; 守久保; Kazuhisa Otagaki; 和久太田垣; Shigeharu Sasaki; 重晴佐々木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-11

Abstract

(57)【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。

Description

【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（ＨＥ
Ｖ）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１
７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１
９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、２
７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（ＩＮ
Ｖ）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（Ｃｏｎｔｉ
ｎｕｏｕｓｌｙＶａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓ
ｉｏｎ））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２
８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（ＢＡＴＴ
ＥＣＵ）、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Ｐ
ＷＭ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ＣＡ
Ｎ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Δ
Ｕ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Δ
Ｕ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１
１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Ｔ
ｉｎ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＝ＣＴｉＳ＝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＝ＣＴｉＧ＝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２
８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１
０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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動車用制御システムを適用する実施
例としてのハイブリッド自動車の構成図である。

【図２】図１の自動車の駆動系の構成図である。

【図３】本発明の自動車用制御システムを構成する空気
調和装置の構成図である。

【図４】図３の空気調和装置の冷媒回路図である。

【図５】ハイブリッド自動車に本発明の自動車用制御シ
ステムを適用した自動車の制御系のブロック図である。

【図６】本発明の自動車用制御システムによる電力制御
を説明するための車載バッテリーの蓄電量の推移と自動
車の走行／停止状況の変化を説明する図である。

【図７】通常の燃料エンジン自動車に本発明の自動車用
制御システムを適用した場合の自動車の制御系のブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１自動車２エンジン３走行用モータ４発電機５車載バッテリー８主制御装置９空気調和装置１０コンプレッサ１１コンプレッサモータ２８空調用制御装置３２バッテリー制御装置３７モータコントロールシステム４３発電機ＣＴ１カレントトランス

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 17/00 Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｄ 29/02 ３２１Ａ３２１ 29/06 Ｅ 29/06 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ (72)発明者佐々木重晴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Ｆターム(参考） 3G092 AC02 AC03 AC08 DG08 FA30 GA10 GB10 HF02Z 3G093 AA06 AA07 AA16 BA21 BA22 CA00 CB01 DA00 DB09 DB19 EB00 EB09 EC02 FA11 5H115 PA01 PA05 PA11 PA13 PC06 PG04 PI16 PI22 PO06 PU25 PV02 PV09 PV23 QA01 QE12 QN08 SE05 SE06 SE10 TI05 TO14

Claims

【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。