特許 5861936 車両用補機の作動制御装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5861936

(24)【登録日】2016年1月8日

(45)【発行日】2016年2月16日

(54)【発明の名称】車両用補機の作動制御装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   F02D 29/02 20060101AFI20160202BHJP

   F02D 29/06 20060101ALI20160202BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20160202BHJP

【ＦＩ】

   F02D29/02 F

   F02D29/02 L

   F02D29/06 E

   F02D29/06 M

   F02D45/00 326

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-65558(P2012-65558)

(22)【出願日】2012年3月22日

(65)【公開番号】特開2013-194690(P2013-194690A)

(43)【公開日】2013年9月30日

【審査請求日】2014年7月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】303002158

【氏名又は名称】三菱ふそうトラック・バス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】誠真ＩＰ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】三島 徹

(72)【発明者】

【氏名】矢口 健司

【審査官】 藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２５９１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１３２３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０８７６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３１８００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１４２０６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ２９／００ 〜 ２９／０６

Ｆ０２Ｄ ４１／００ 〜 ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載されたエンジンによって作動される補機を制御する車両用補機の作動制御装置であって、
前記エンジンの運転パラメータを検出するエンジンパラメータ検出手段と、
前記補機の動作に関する状態パラメータを検出する補機パラメータ検出手段と、
前記運転パラメータと燃料消費率との関係を規定するエンジン燃費マップ、前記補機の作動優先度を前記燃料消費率と対応付けて規定する作動優先度情報、及び、前記補機の動作に関する状態パラメータと該補機の作動必要度との関係を規定する作動必要度情報を予め記憶した記憶手段と、
前記補機パラメータ検出手段による検出値及び前記作動必要度情報に基づいて、前記補機の作動必要度を算出する作動必要度算出手段と、
前記エンジンパラメータ検出手段の検出値及び前記エンジン燃費マップに基づいて燃料消費率を推定し、該推定した燃料消費率及び前記作動優先度情報に基づいて現在の運転状態における作動優先度を特定する作動優先度特定手段と、
前記算出した作動必要度が前記特定した補機作動優先度以上である場合に前記補機を作動させる制御手段と、を備え、
前記作動優先度情報は、前記エンジンが有負荷状態である場合よりも無負荷状態である場合の方が高く、前記エンジンが有負荷状態である場合には前記燃料消費率が大きくなるに従い優先度が低くなるように設定されていることを特徴とする車両用補機の作動制御装置。

【請求項2】

前記作動優先度情報は、車両減速時、且つ前記エンジンが無負荷状態である場合に最も高く、惰性走行時、且つ前記エンジンが無負荷状態である場合がその次に高く設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両用補機の作動制御装置。

【請求項3】

前記運転パラメータは、エンジン回転数及び燃料噴射量であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用補機の作動制御装置。

【請求項4】

前記制御手段は、前記駆動輪と前記エンジンとが動力的に接続されていない場合に、前記燃料消費率とは別に作動優先度を設定できることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用補機の作動制御装置。

【請求項5】

前記補機は前記エンジンによって駆動されるオルタネータを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用補機の作動制御装置。

【請求項6】

前記作動必要度情報は前記オルタネータによって発電された電力を蓄えるバッテリの充電率に基づいて段階的に設定されていることを特徴とする請求項５に記載の車両用補機の作動制御装置。

【請求項7】

車両に搭載されたエンジンによって作動される補機を制御する車両用補機の作動制御方法であって、
前記運転パラメータと燃料消費率との関係を規定するエンジン燃費マップ、前記補機の作動優先度を車両及び前記エンジンの運転状態、並びに、前記燃料消費率と対応付けて規定する作動優先度情報、及び、前記補機の動作に関する状態パラメータと該補機の作動必要度との関係を規定する作動必要度情報を予め作成する工程と、
前記エンジンの運転パラメータを検出する工程と、
前記補機の動作に関する状態パラメータを検出する工程と、
前記補機パラメータ検出手段による検出値及び前記作動必要度情報に基づいて、前記補機の作動必要度を算出する工程と、
前記エンジンパラメータ検出手段の検出値及び前記エンジン燃費マップに基づいて燃料消費率を推定し、該推定した燃料消費率及び前記作動優先度情報に基づいて現在の運転状態における作動優先度を特定する工程と、
前記算出した作動必要度が前記特定した補機作動優先度以上である場合に前記補機を作動させる工程と、を備え、
前記作動優先度情報は、前記エンジンが有負荷状態である場合よりも無負荷状態である場合の方が高く、前記エンジンが有負荷状態である場合には前記燃料消費率が大きくなるに従い優先度が低くなるように設定されていることを特徴とする車両用補機の作動制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に搭載されたエンジンによって作動する補機を制御する車両補機用の作動制御装置及び方法の技術分野に関する。

【背景技術】

【0002】

車両には、走行に必要なパワートレインに加えて、様々な補機（例えばオルタネータ、エアコン、エアコンプレッサ、バキュームポンプ等）が搭載されている。このような補機はエンジンのような動力源からの出力の一部を、必要に応じて利用することによって作動する。

【0003】

従来、補機を作動させるタイミングは、エンジンの運転状態に関わらず、補機側の必要性に応じて適宜行われていた。しかしながら補機の作動は、エンジンにとって負荷となる。そのため、本来、走行用として出力されるエンジンパワーの一部が補機の作動用に消費され、燃料消費率の悪化をもたらしてしまう。一方、エンジンの出力は車両の走行状態によって刻々変化しているが、その運転状態によって補機の作動による燃料消費率への影響も様々である。

【0004】

特許文献１では、エンジンが無負荷領域である燃料カット領域（FC領域）にあるときは、燃料噴射が行われるフィードバック領域（FB領域）やアイドル領域（ID領域）などの有負荷領域に比べて燃料消費率に対する補機作動の悪影響が少ないことに着目し、補機の作動を無負荷無負荷運転時に集中させている。これにより、燃料消費率の悪化を抑制しつつ、適切なタイミングで補機を効率的に動作できるとしている。
特許文献２では、補機の作動に伴う燃料消費率の悪化を抑制する技術ではないものの、補機が作動することによって走行用のエンジン出力が不足しないように、補機の作動状態に応じてエンジンの出力を調整して補填する技術が開示されており、特に、出力トルクの変動に遅れが生じないとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７−８７６８０号公報

【特許文献2】特開２０１０ー１７４７４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１では、基本的にエンジンが無負荷運転時に補機の動作を集中させており、無負荷運転時だけでは補機の動作が足りない場合には、有負荷運転時にも補機を作動させるとしている。しかしながら、有負荷運転時においてもエンジンの運転状態によって、補機の動作が燃料消費率に与える影響は様々である。すなわち特許文献１では、有負荷運転時に補機を作動させる場合に、補機の作動条件の最適化が十分なされておらず、燃料消費率を更に改善する余地が残っている。

【0007】

特許文献２では、補機の作動がエンジンにとって負荷になることを考慮したエンジンの出力制御に関するものである。そのため、燃料消費率を改善するためにどのように補機を作動させるかについては、上述の問題点は解決されていない。

【0008】

本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、車両、及びエンジンの運転状態に応じて補機の作動制御を行うことにより、良好な燃料消費率を得ると共に効率的なタイミングで補機を作動させることができる車両用補機の作動制御装置及び方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る車両用補機の作動制御装置は上記課題を解決するために、車両に搭載されたエンジンによって作動される補機を制御する車両用補機の作動制御装置であって、前記エンジンの運転パラメータを検出するエンジンパラメータ検出手段と、前記補機の動作に関する状態パラメータを検出する補機パラメータ検出手段と、前記運転パラメータと燃料消費率との関係を規定するエンジン燃費マップ、前記補機の作動優先度を前記燃料消費率と対応付けて規定する作動優先度情報、及び、前記補機の動作に関する状態パラメータと該補機の作動必要度との関係を規定する作動必要度情報を予め記憶した記憶手段と、前記補機パラメータ検出手段による検出値及び前記作動必要度情報に基づいて、前記補機の作動必要度を算出する作動必要度算出手段と、前記エンジンパラメータ検出手段の検出値及び前記エンジン燃費マップに基づいて燃料消費率を推定し、該推定した燃料消費率及び前記作動優先度情報に基づいて現在の運転状態における作動優先度を特定する作動優先度特定手段と、前記算出した作動必要度が前記特定した補機作動優先度以上である場合に前記補機を作動させる制御手段とを備え、前記作動優先度情報は、前記エンジンが有負荷状態である場合よりも無負荷状態である場合の方が高く、前記エンジンが有負荷状態である場合には前記燃料消費率が大きくなるに従い優先度が低くなるように設定されていることを特徴とする。
本発明によれば、作動優先度情報によって補機を作動させた際に燃料消費率にとって有利となる運転領域を優先付けすることにより、補機の作動に伴う燃料消費率の悪化を抑制しつつ、適切なタイミングで補機を作動させることができる。特にフットブレーキ、若しくは補助ブレーキを使用し、ドライバーが意図的に車両を減速させている状態（以下車両減速時という）、若しくはドライバーがアクセルペダル、若しくはそれに類する機能（オートクルーズ等）を操作せずに車両が惰性で走行している状態（以下惰性走行時という）、且つ前記エンジンにおいて燃料が無噴射である状態（以下無負荷という）だけでなく、前記エンジンにおいて燃料が噴射されている状態（以下有負荷という）において補機を作動させた場合であっても、補機の作動必要度に応じて適切なタイミングで補機を作動させることができるので、燃料消費率を改善しつつ、効率的な補機の作動を達成できる。

【0010】

前記作動優先度情報は、車両減速時、且つ前記エンジンが無負荷状態である場合に最も高く、惰性走行時、且つ前記エンジンが無負荷状態である場合がその次に高く設定されていてもよい。
本願発明者の研究開発によれば、補機の作動による燃料消費率への悪影響は、有負荷運転時に比べて車両減速時、且つ前記エンジンの無負荷運転時が最も少なく、更に惰性走行時、且つ前記エンジンの無負荷運転時がその次に少なくなることを見出した。また、有負荷運転時においてもエンジンの出力が大きくなるに従い、補機の作動による燃料消費率への悪影響が少ないことを見出した。これらの知見に基づき、この態様では、作動優先度を車両減速時、且つ前記エンジンが無負荷の状態において最も高く、惰性走行時、且つ前記エンジンが無負荷の状態をその次に高く設定する一方で、有負荷時には良好な燃料消費率が得られる高負荷側になるに従って優先度が高くなるように設定する。これにより、前記エンジンが無負荷運転時における補機作動だけでは必要とされる補機の作動を賄いきれない場合であっても、有負荷運転時において良好な燃料消費率が得られるタイミングで補機を作動させることができる。

【0011】

前記運転パラメータは、エンジン回転数及び燃料噴射量であってもよい。
補機を作動させた場合にエンジンが所定負荷を受ける場合における燃料消費率は様々な運転パラメータに影響を受ける。本願発明者の研究開発によれば、エンジン回転数及び燃料噴射量を運転パラメータとして選定することで、上記作動制御装置による燃料消費率の改善を良好に達成できることが見出された。

【0012】

前記制御手段は、前記駆動輪と前記エンジンとが動力的に接続されていない場合については、燃料消費率とは別に作動優先度を設定してもよい。
この態様によれば、駆動輪と前記エンジンとが動力的に接続されていない場合、例えば変速機のギア段がニュートラル状態にある場合やクラッチによってエンジンの動力が遮断されている場合においてエンジンを空吹かしした際に、不必要に補機が作動して、無駄に燃料を消費してしまう事態を効果的に回避することができる。

【0013】

前記補機は前記エンジンによって駆動されるオルタネータを含んでいてもよい。
オルタネータは作動時に発電し、その電力をバッテリに蓄える。この態様では、補機であるオルタネータを作動させた際に生じる負荷の燃料消費率への悪影響を抑制しつつ、オルタネータで発電した電力を効率的に利用することができる。その結果、車両の燃料消費率をより一層改善することができる。

【0014】

前記作動必要度情報は前記オルタネータによって発電された電力を蓄えるバッテリの充電率に基づいて段階的に設定されていてもよい。
オルタネータで発電された電力はバッテリに蓄電される。一般的にバッテリは適切な充電率の範囲が予め規定されており、この範囲を外れて充電されると電池寿命が短縮するなどの不具合の原因となる。この態様では、バッテリの充電率を監視することにより、バッテリの充電率が適切な範囲になるように考慮しながら、燃料消費率への悪影響が少なくなるように効率的に補機であるオルタネータを作動させることができる。

【0015】

本発明に係る車両用補機の作動制御方法は上記課題を解決するために、車両に搭載されたエンジンによって作動される補機を制御する車両用補機の作動制御方法であって、前記運転パラメータと燃料消費率との関係を規定するエンジン燃費マップ、前記補機の作動優先度を車両及び前記エンジンの運転状態、並びに、前記燃料消費率と対応付けて規定する作動優先度情報、及び、前記補機の動作に関する状態パラメータと該補機の作動必要度との関係を規定する作動必要度情報を予め作成する工程と、前記エンジンの運転パラメータを検出する工程と、前記補機の動作に関する状態パラメータを検出する工程と、前記補機パラメータ検出手段による検出値及び前記作動必要度情報に基づいて、前記補機の作動必要度を算出する工程と、前記エンジンパラメータ検出手段の検出値及び前記エンジン燃費マップに基づいて燃料消費率を推定し、該推定した燃料消費率及び前記作動優先度情報に基づいて現在の運転状態における作動優先度を特定する工程と、前記算出した作動必要度が前記特定した補機作動優先度以上である場合に前記補機を作動させる工程とを備え、前記作動優先度情報は、前記エンジンが有負荷状態である場合よりも無負荷状態である場合の方が高く、前記エンジンが有負荷状態である場合には前記燃料消費率が大きくなるに従い優先度が低くなるように設定されていることを特徴とする。
本方法は上述の車両用補機の作動制御装置（上記各種態様を含む）により好適に実施することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、作動優先度情報によって補機を作動させた際に燃料消費率にとって有利となる運転領域を優先付けすることにより、補機の作動に伴う燃料消費率の悪化を抑制しつつ、適切なタイミングで補機を作動させることができる。特に車両減速時、若しくは惰性走行時におけるエンジンの無負荷運転時だけでなく、有負荷運転時において補機を作動させた場合であっても、補機の作動必要度に応じて適切なタイミングで補機を作動させることができるので、燃料消費率を改善しつつ、効率的な補機の作動を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態に係る車両用補機の作動制御装置の全体構成を示すブロック図である。

【図2】ある一定のエンジン回転数におけるエンジンの出力トルクと燃料噴射量との関係を示すグラフ図である。

【図3】ある一定のエンジン回転数におけるエンジンの燃料噴射量と燃料消費率との関係を示すグラフ図である。

【図4】エンジンの燃料消費率と作動優先度との関係を規定する作動優先度情報の一例である。

【図5】オルタネータの動作に関する補機パラメータの一例であるバッテリの充電率と作動必要度との関係を規定する作動必要度情報の一例である。

【図6】予め試験的に求めたエンジンの運転パラメータと燃料消費率との関係を示すエンジン燃費マップの一例である。

【図7】本実施形態に係る作動制御装置の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0019】

図１は本実施形態に係る車両用補機の作動制御装置１の全体構成を示すブロック図である。
作動制御装置１は６気筒レシプロエンジンであるエンジン２の出力軸にベルト（ファンベルト）３を介して接続されたオルタネータ４を備える。オルタネータ４は補機の一種であり、エンジン２の出力の一部を用いて駆動されることにより発電を行う。オルタネータ４で発電された電力はバッテリ５に蓄えられる。

【0020】

エンジン２にはエンジン回転数を検出するための回転数センサ６、及び、バッテリ５には充電率（ＳＯＣ）を検出するためのＳＯＣセンサ７が設けられている。またドライバーの加速意思を検出するためのアクセル開度センサがドライバーが踏み込むアクセルペダルに、ドライバーの減速意思を検出するためのフットブレーキスイッチ、補助ブレーキスイッチが、それぞれドライバーが踏み込むフットブレーキペダル（不図示）、ドライバーが操作する補助ブレーキレバー（不図示）に設けられており、アクセル開度、フットブレーキが作動しているか否かを示すフットブレーキ信号、補助ブレーキが作動しているか否かを示す補助ブレーキ信号が供給される。
またエンジン２からの出力動力を駆動輪側に伝達するための動力伝達経路上には変速機（不図示）及びクラッチ（不図示）が設けられており、変速機からはニュートラル状態であるか否かを示すニュートラル信号が供給され、クラッチからは連結状態にあるか否かを示すクラッチ信号が供給される。
これらのセンサ類の検出値や各種信号は電気信号として、次に説明するエンジン制御ユニットに供給される。

【0021】

エンジン制御ユニット（以下、適宜「ＥＣＵ」と称する）１０は作動制御装置１の各種制御を実施するコントロールユニットであり、エンジンパラメータ検出手段１１と、補機パラメータ検出手段１２と、記憶手段１３と、作動必要度算出手段１４と、作動優先度特定手段１５と、制御手段１６とを備える。エンジンパラメータ検出手段１１はエンジン２の運転パラメータであるエンジン回転数を回転数センサ６の検出信号に基づいて検出する。補機パラメータ検出手段１２は補機であるオルタネータ４によって発電された電力が蓄えられるバッテリ５の充電率を、ＳＯＣセンサ７の検出信号に基づいて検出する。記憶手段１３にはＥＣＵ１０における制御に必要な各種情報であるエンジン燃費マップ、作動優先度情報及び作動必要度情報が予め記憶されており、適宜アクセスすることにより読み出し可能に構成されている。作動必要度算出手段１４は補機パラメータ検出手段１２による検出値及び作動必要度情報に基づいて、オルタネータ４の作動必要度を算出する。作動優先度特定手段１５はエンジンパラメータ検出手段１１の検出値及びエンジン燃費マップに基づいて燃料消費率を推定し、該推定した燃料消費率及び作動優先度情報に基づいて現在の運転状態における作動優先度を特定する。制御手段は制御内容に応じてオルタネータ４を作動させるための制御信号を生成し送信することにより、オルタネータ４の作動制御を実施する。

【0022】

尚、本実施形態では補機としてオルタネータを使用した場合を説明するが、エアコン、エアコンプレッサ、バキュームポンプ等の各種補機を使用してもよいことは言うまでも無い。

【0023】

図２はある一定のエンジン回転数におけるエンジン２の出力トルクと燃料噴射量との関係を示すグラフ図であり、図３はエンジン２の燃料噴射量と燃料消費率との関係を示すグラフ図である。図２及び図３では、オルタネータ４を作動させた状態を実線で示し、オルタネータ４を作動させていない状態を破線で示している。

【0024】

図２に示すように、燃料噴射量が増加するに従い、エンジン２の出力トルクも増加する。この傾向はオルタネータ４を作動させるかさせないかによらず共通しているが、オルタネータ４を作動させた場合の方がエンジン２の出力トルクが小さくなる。これは、エンジン２の出力トルクの一部がオルタネータ４の作動により消費されることを反映した結果である。

【0025】

図３では、燃料噴射量（実質的にエンジンの負荷に相当）が増加するに従い、燃料消費率が減少し、高燃料噴射量側では燃料消費率が所定値に漸近するように振る舞っている。ここでオルタネータ４が作動している場合と作動していない場合における燃料消費率を比較すると、低燃料噴射量側ではその差が大きいのに対し、高燃料噴射量側では小さくなっている。これはエンジン２が高負荷側になるに従って、オルタネータ４を作動させることによる燃料消費率への悪影響が相対的に小さくなることを示している。
例えば、車両の走行中にオルタネータ４が３ｋＷの出力を必要としているときに、エンジン２が１０ｋＷで運転されている場合と１００ｋＷで運転されている場合には、オルタネータ４による損失の割合は１００ｋＷの場合の方が小さい。

【0026】

このように本願発明者の研究開発により、エンジン２が有負荷運転時においては高負荷側にあるときにオルタネータ４を作動させることで、燃料消費率の悪化を抑制することができる。本実施形態に係る作動制御装置１では、図２及び図３に示した特性に鑑み、エンジン２の燃料消費率の範囲毎にオルタネータ４の作動優先度が規定されている。

【0027】

図４はエンジン２の燃料消費率と作動優先度との関係を規定する作動優先度情報２１の一例であり、予め記憶手段１３に記憶されている。図４では燃料消費率が「車両減速時、且つエンジン２が無負荷」「惰性走行時、且つエンジン２が無負荷」「ａ―ｂ」「ｂ−ｃ」「ｃ−ｄ」、・・・と所定範囲毎に区分されており、順に作動優先度がランク付けられている。このランク付けは図２及び図３で示したように、「車両減速時、且つエンジン２が無負荷」を最上位、「惰性走行時、且つエンジン２が無負荷」がその次の順位としつつ、更にエンジン２が有負荷運転における燃料消費率が良好な順に設定されている。このようにオルタネータ４の作動優先度を設けることによって、燃料消費率の良好な状態において優先的にオルタネータ４を作動させることができるので、燃料消費率の悪化を抑制しつつ、効率的なタイミングでオルタネータ４を作動させることができる。

【0028】

また本実施形態に係る作動制御装置１では、オルタネータ４の作動の必要性を考慮するために作動必要度が規定されている。図５はオルタネータ４の動作に関する補機パラメータの一例であるバッテリ５の充電率と作動必要度との関係を規定する作動必要度情報２２の一例であり、予め記憶手段１３に記憶されている。
図５では、オルタネータ４で発電された電力が蓄積される対象であるバッテリ５の充電率を基準に、オルタネータ４の作動必要度を規定している。例えばバッテリ５の充電率が少ない場合は、オルタネータ４を作動させて充電率を回復する必要性が高いとして、作動必要度が高くなるように設定されている。一方、バッテリ５の充電率が高い場合は、バッテリ５への過充電によってバッテリ５の寿命が短縮しないように、オルタネータ４の作動の必要性が低いとして、作動必要度が低くなるように設定されている。

【0029】

尚、本実施形態では補機としてオルタネータ４を用いた場合について詳しく述べているが、一般的には補機の動作に関する補機パラメータの目標値と現在値との差に基づいて作動必要度を設定するとよい。例えば、補機としてエアコンを用いる場合には、目標温度値と実際の温度値との差に基づいて、作動必要度を設定するとよい。

【0030】

図６は予め試験的に求めたエンジン２の運転パラメータと燃料消費率との関係を示すエンジン燃費マップ２３の一例である。ここでは、エンジン２の運転パラメータとしてエンジン回転数と燃料噴射量を採用している。オルタネータ４を作動させた場合にエンジン２が所定負荷を受ける場合における燃料消費率は様々な運転パラメータに影響を受ける。本願発明者の研究開発によれば、エンジン回転数及び燃料噴射量を運転パラメータとして選定することで、上記作動制御装置１による燃料消費率の改善を良好に達成できることが見出された。

【0031】

図６ではオルタネータ４を作動させた場合に消費されるエンジン２の出力が一定であるという前提で、エンジン２の燃料消費率の分布を示している。図６では燃料消費率が等しいラインを等高線状に示している。ここでは特に、図４で示した作動優先度情報に基づいて燃料消費率の範囲毎に規定された作動優先度が併せて示されている。

【0032】

具体的に説明すると、例えば図６において燃料消費率への悪影響が最も少ない作動優先度が「１」の領域（すなわち車両減速時、且つエンジン２が無負荷状態）の頻度が少なく、オルタネータ４が十分作動できない場合には、その次に燃料消費率への悪影響が少ない燃料消費率が良好な作動優先度が「２」の領域（すなわち惰性走行時時、且つエンジン２が無負荷状態）を使用する。更に作動優先度が「２」の領域を使用しても補機が十分作動できない場合には、次に燃料消費率が良好な作動優先度が「３」の領域を使用する。このように燃料消費率が良好な運転領域において優先的にオルタネータ４を作動させることにより、燃料消費率の悪化を抑制しつつ、オルタネータ４を効率よく作動できる。

【0033】

尚、補足して説明すると、作動優先度が「１」若しくは「２」である無負荷領域では燃料が噴射されないので厳密には燃料消費率を定義することができない。また、アイドリング状態はエンジンが自律の運転をしている状態であり、燃料を噴射しているので無負荷領域には該当しない。無負荷領域の例としては、例えばフットブレーキや補助ブレーキが作動している場合や惰性走行時のように、エンジン２の動力が発生していないものの回転している場合である。このとき、エンジン２の燃料はカットされ、無負荷状態となる。

【0034】

図７は本実施形態に係る作動制御装置１の動作を示すフローチャートである。
まずＥＣＵ１０は記憶手段１３にアクセスすることにより、予め記憶されたエンジン燃費マップ２３を読み込む（ステップＳ１）。このエンジン燃費マップ２３は図６に示すように運転パラメータであるエンジン回転数と燃料噴射量に対する燃料消費率を規定するエンジン特性を示すマップである。尚、エンジン燃費マップ２３は予め試験的に作成してもよいし、シミュレーション的に作成してもよいし、論理的に作成されてもよい。

【0035】

続いて、ＥＣＵ１０は再び記憶手段１３にアクセスすることにより、作動優先度情報を取得し、作動優先度に対する燃料消費率の閾値を読み込む（ステップＳ２）。具体的には、図４に示すように各作動優先度に対応する燃料消費率の範囲を規定する上限閾値及び下限閾値を読み込む。これにより、図６に示したように、エンジン燃費マップ２３において各閾値に対する等高線が特定され、該等高線同士によって区画される領域毎に作動優先度が設定される。

【0036】

続いてＥＣＵ１０はエンジンパラメータ検出手段１１において回転数センサ６からエンジンの運転パラメータであるエンジン回転数を検出すると共に、補機パラメータ検出手段１２においてＳＯＣセンサ７から補機パラメータであるＳＯＣを検出する（ステップＳ３）。尚、運転パラメータである燃料噴射量については、アクセル開度、及び回転数センサ６から取得したエンジン回転数に基づいて演算により算出する。また、ＥＣＵ１０はアクセル開度、フットブレーキ信号、補助ブレーキ信号、クラッチ信号、ニュートラル信号も取得する。

【0037】

続いてＥＣＵ１０は記憶手段１３にアクセスすることによって、作動必要度情報を取得すると共に、補機パラメータ検出手段１２によってＳＯＣセンサ７から取得した充電率に基づいて、オルタネータ４の作動必要度を算出する（ステップＳ４）。充電率とオルタネータ４の作動必要度との関係は図５に示したように規定されており、取得した充電率に基づいて、対応する作動必要度が特定される。

【0038】

続いてステップＳ４で算出した作動必要度がゼロであるか否かを判断することによって、補機の作動が必要か否かを判定する（ステップＳ５）。作動必要度がゼロである場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、すなわちバッテリ５の充電率が十分に高く充電する必要が無い場合は、ＥＣＵ１０はオルタネータ４の作動が不要と判定し（ステップＳ９）、処理を終了する（エンド）。一方、作動必要度がゼロでない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、すなわちバッテリ５の充電率が少なからず不足しており充電する必要がある場合は、ＥＣＵ１０はオルタネータ４の作動が必要と判定し、以下の処理に進める。

【0039】

ＥＣＵ１０はステップＳ３で取得した各種パラメータ及び信号に基づいて、現在の作動優先度を特定する（ステップＳ６）。ＥＣＵ１０はステップＳ４で算出した作動必要度がステップＳ６で特定した作動優先度以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。そして、作動必要度が作動優先度以上の場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）オルタネータ４を作動し（ステップＳ８）、作動必要度が作動優先度未満の場合には（ステップＳ７：ＮＯ）オルタネータ４を作動しない（ステップＳ９）。

【0040】

尚、ステップＳ６における作動優先度の特定では、エンジン２のエンジン回転数、燃料噴射量だけではなく、フットブレーキ信号、補助ブレーキ信号も考慮される。これにより、車両減速時、且つエンジン２が無負荷状態にあるか否か、若しくは惰性走行時、且つエンジン２が無負荷状態にあるか否かを判定する。車両減速時、且つエンジン２が無負荷状態にある場合は、上述したように作動優先度が最も高い「１」に設定されており、惰性走行時、且つエンジン２が無負荷状態にある場合は作動優先度がその次に高い「２」に設定される。またエンジン２が有負荷運転時における最も高い作動優先度は「３」であり、以降エンジン２の燃料消費率に応じてステップＳ１、及びＳ２にて取得した情報を元に優先度が特定される。そのため、オルタネータ４を作動させたとしても燃料消費率への悪影響を最小限に抑えることができる。

【0041】

更に、ステップＳ６ではクラッチ信号、及びニュートラル信号も考慮される。これにより、駆動輪とエンジン２とが動力的に接続されていない場合、例えば変速機のギア段がニュートラル状態にある場合やクラッチによってエンジンの動力が遮断されている場合においてエンジンを空吹かしした際に、不必要にオルタネータ４が作動することを効果的に回避することができる。
このように作動必要度が車両やエンジン２の運転状態を考慮して特定される作動優先度以上の場合にオルタネータ４を作動させることにより、燃料消費率にとって有利となる車両やエンジン２の運転状態を考慮したタイミングで、オルタネータ４を作動させることができる。これにより、車両減速時、若しくは惰性走行時にあってエンジン２が無負荷運転時だけでなく、エンジン２が有負荷運転時においてオルタネータ４を作動させた場合であっても、オルタネータ４の作動必要度に応じて適切なタイミングでオルタネータ４を作動させることができるので、良好な燃料消費率を達成することができる。

【0042】

特に、作動優先度は車両減速時、且つエンジン２が無負荷状態である場合に最も高く、惰性走行時、且つエンジン２が無負荷状態である場合がその次に高く設定されると共に、エンジン２が有負荷状態である場合には該負荷が大きくなるに従い優先度が高くなるように設定されている。図２及び図３を参照して説明したように、有負荷運転時ではエンジンの負荷が大きくなるに従い、補機の作動による相対的な燃料消費率への悪影響が少ない。そのため、有負荷状態である場合には負荷が大きくなるに従って優先度が高くなるように設定することによって、エンジン２が無負荷運転時における補機作動だけでは必要とされる補機の作動を賄いきれない場合であっても、有負荷運転時において良好な燃料消費率が得られるタイミングで補機を作動させることができる。

【0043】

尚、本実施形態では補機がオルタネータのみである場合を例に説明したが、複数の補機が存在する場合には、それぞれの補機について上述の制御を個別に実施するとよい。

【産業上の利用可能性】

【0044】

本発明は、車両に搭載されたエンジンの動力によって作動される補機の作動制御を行う車両補機用の作動制御装置及び方法に利用可能である。

【符号の説明】

【0045】

１ 作動制御装置
２ エンジン
３ ベルト
４ オルタネータ（補機）
５ バッテリ
６ 回転数センサ
７ ＳＯＣセンサ
１０ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
１１ エンジンパラメータ検出手段
１２ 補機パラメータ検出手段
１３ 記憶手段
１４ 作動必要度算出手段
１５ 作動優先度特定手段
１６ 制御手段
２１ 作動優先度情報
２２ 作動必要度情報
２３ エンジン燃費マップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図7】

【図6】