特許 6025023 オルタネータの作動制御装置及び作動制御方法

(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】6025023

(24)【登録日】2016年10月21日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】オルタネータの作動制御装置及び作動制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/32 20060101AFI20161107BHJP

   F02D 29/06 20060101ALI20161107BHJP

   H02J 7/16 20060101ALI20161107BHJP

【ＦＩ】

   B60H1/32 622Z

   F02D29/06 E

   H02J7/16 Y

   H02J7/16 X

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-153958(P2012-153958)

(22)【出願日】2012年7月9日

(65)【公開番号】特開2014-15132(P2014-15132A)

(43)【公開日】2014年1月30日

【審査請求日】2015年3月30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

【審査官】 渡邉 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１１７４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３９５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００２１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３２７４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６５２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４１８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０９７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８７５００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｈ １／３２

Ｆ０２Ｄ ２９／０６

Ｈ０２Ｊ ７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のエンジンによって駆動されるオルタネータと、当該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とを備え、当該バッテリから供給される電力により前記車両空間内を冷却する冷却システムにおける前記オルタネータ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、
前記オルタネータの動作に関する状態パラメータを検出するオルタネータ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、前記オルタネータの作動の優先程度を指標とした作動優先度を前記燃料消費率の範囲毎に順に対応付けて規定された作動優先度情報、及び前記オルタネータの作動の必要性を指標とした作動必要度を前記オルタネータの動作に関する状態パラメータの範囲毎に順に対応付けて規定された作動必要度情報を予め格納した記憶手段と、
前記オルタネータパラメータ検出手段による検出値及び前記記憶手段に格納されている作動必要度情報に基づいて、前記オルタネータ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による検出値及び前記記憶手段に格納されているエンジン燃費マップに基づいて燃料消費率を算出し、当該算出した燃料消費率及び前記記憶手段に格納されている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算出する作動優先度算出手段と、
前記作動必要度算出手段により算出された作動必要度が、前記作動優先度算出手段により算出された作動優先度以上である場合に前記オルタネータを作動させるオルタネータ制御手段と、
を備えたことを特徴とするオルタネータの作動制御装置。

【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と共に、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請求項１に記載のオルタネータの作動制御装置。

【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に記載のオルタネータの作動制御装置。

【請求項4】

前記作動優先度算出手段は、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のうち何れか一項に記載のオルタネータの作動制御装置。

【請求項5】

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前記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１から４のうち何れか一項に記載のオルタネータの作動制御装置。

【請求項6】

前記作動制御装置は、前記エンジンを制御するエンジンコントロールユニットと、前記オルタネータを制御するオルタネータコントロールユニットとから構成され、
前記オルタネータコントロールユニットは、前記作動必要度算出手段及び前記オルタネータ制御手段を有し、
前記エンジンコントロールユニットは、前記作動優先度算出手段を有しており、
前記作動必要度算出手段により算出された作動必要度は前記エンジンコントロールユニットへ出力され、
前記作動優先度算出手段が、前記エンジンコントロールユニットに入力した前記作動必要度は前記作動優先度以上であると判定した場合に、前記作動優先度算出手段は前記オルタネータの作動を許可する許可信号を生成し、当該許可信号は前記オルタネータコントロールユニットへ出力され、
前記オルタネータ制御手段が、前記オルタネータコントロールユニットに入力した前記許可信号に基づいて前記オルタネータを作動させることを特徴とする請求項１から５のうち何れか一項に記載のオルタネータの作動制御装置。

【請求項7】

車両のエンジンによって駆動されるオルタネータと、当該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とを備え、当該バッテリから供給される電力により前記車両空間内を冷却する冷却システムにおける前記オルタネータの作動制御方法であって、
前記エンジンの運転パラメータを検出する運転パラメータ検出工程と、
前記オルタネータの動作に関する状態パラメータを検出するオルタネータパラメータ検出工程と、
前記オルタネータパラメータ検出工程により検出された状態パラメータの検出値、及び前記オルタネータの作動の必要性を指標とした作動必要度を前記オルタネータの動作に関する状態パラメータの範囲毎に順に対応付けて予め規定された作動必要度情報に基づいて、前記オルタネータの作動必要度を算出する作動必要度算出工程と、
前記運転パラメータ検出工程により検出された運転パラメータの検出値、及び前記エンジンの燃料消費率と運転パラメータとの関係を予め規定したエンジン燃費マップに基づいて燃料消費率を算出し、当該算出された燃料消費率及び前記オルタネータの作動の優先程度を指標とした作動優先度を燃料消費率の範囲毎に順に対応付けて予め規定された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算出する作動優先度算出工程と、
前記作動必要度算出工程にて算出された作動必要度が、前記作動優先度算出工程にて算出した作動優先度以上である場合に前記オルタネータを作動させるオルタネータ作動工程と、を備えたことを特徴とするオルタネータの作動制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両空間内を冷却する冷却システムに用いられるオルタネータを制御する作動制御装置及び作動制御方法に関する。

【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、車両空間内を冷却する冷却システムが搭載されている。一般的に車両用冷却システムに使用する動力源としては様々な態様のものが考案されているが、本件では車両のエンジンによって駆動されるオルタネータからの電力を利用することによって動作する冷却システムを対象とする。

【0003】

従来、冷却システムのオルタネータ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、冷却システム側の必要性に応じて適宜行われていた。しかしながら冷却システム、即ちオルタネータの作動は、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の出力の一部がオルタネータ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オルタネータの作動による燃料消費率への影響も様々である。

【0004】

例えば、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オルタネータ作動の悪影響が少ないことに着目し、オルタネータ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オルタネータを効率的に動作できるとしている。

【0005】

また、例えば、特許文献２では、エンジン出力が増加すると燃料消費率が低下することに着目して、燃費消費率が予め設定された所定値よりも大きい（即ち燃費が悪い）場合には、エアコン用のコンデンサに冷却風を供給する電動ファンの出力を低下させるとともに、エアコン用のコンプレッサの出力を増加させることで、エンジン出力を増加させている。係る場合に、エンジンの出力は増加するが、燃料消費率は所定値よりも低下するため、燃費を向上させることができるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平７−８７６８０号公報

【特許文献2】特開２００６−２１８９２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

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オルタネータの動作を集中させており、無負荷運転時だけではオルタネータの動作が足りない場合には、有負荷運転時にもオルタネータ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、オルタネータ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、有負荷運転時にオルタネータを作動させる場合に、オルタネータ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。

【0008】

また、上記特許文献２では、電動ファンの出力を低下させる代わりにコンプレッサの出力を増加させて冷房能力を一定に保ちつつ、燃費を向上させるとしている。しかしながら、電動ファンやコンプレッサの燃費は出力サイズによって異なるため、電動ファンの出力低下による燃料減少分とコンプレッサの出力増加による燃料増加分とを相殺して、燃費向上の効果を必ずしも期待することはできない。
また、燃費消費率が予め設定された所定値よりも大きい（即ち燃費が悪い）場合には、エアコンを作動させる必要が無い場合であっても、エンジンの出力を増加させるために、コンプレッサの出力を増加させる、即ちエアコンを作動させる。したがって、例えば、過冷却となる等、エアコンの温度制御性に悪影響を及ぼす。

【0009】

そこで、本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであり、エンジンの運転状態に応じて冷却システムのオルタネータ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オルタネータを作動させることができるオルタネータの作動制御装置及び作動制御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】

【0010】

本発明に係るオルタネータの作動制御装置は上記課題を解決するために、車両のエンジンによって駆動されるオルタネータと、当該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とを備え、当該バッテリから供給される電力により前記車両空間内を冷却する冷却システムにおける前記オルタネータ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、
前記オルタネータの動作に関する状態パラメータを検出するオルタネータ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、前記オルタネータの作動の優先程度を指標とした作動優先度を前記燃料消費率の範囲毎に順に対応付けて規定された作動優先度情報、及び前記オルタネータの作動の必要性を指標とした作動必要度を前記オルタネータの動作に関する状態パラメータの範囲毎に順に対応付けて規定された作動必要度情報を予め格納した記憶手段と、
前記オルタネータパラメータ検出手段による検出値及び前記記憶手段に格納されている作動必要度情報に基づいて、前記オルタネータ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による検出値及び前記記憶手段に格納されているエンジン燃費マップに基づいて燃料消費率を算出し、当該算出した燃料消費率及び前記記憶手段に格納されている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算出する作動優先度算出手段と、
前記作動必要度算出手段により算出された作動必要度が、前記作動優先度算出手段により算出された作動優先度以上である場合に前記オルタネータを作動させるオルタネータ制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

【0011】

本発明によれば、作動優先度情報によってオルタネータ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、オルタネータ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オルタネータ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、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）においてオルタネータを作動させた場合であっても、オルタネータ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、効率的なオルタネータの作動を達成できる。
さらに、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。このため、作動必要度が作動優先度以上である場合にオルタネータを作動させることで、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冷却システムで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。
尚、本明細書中では、車両空間内とは、車両の室内、車両に搭載されている荷台内等を含むものとする。

【0012】

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設定されると共に、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、更に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てもよい。

【0013】

本願発明者の研究開発によれば、オルタネータ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、オルタネータ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、エンジンが無負荷運転時におけるオルタネータの作動だけでは必要とされる冷却システム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オルタネータを作動させることができる。

【0014】

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。

【0015】

オルタネータ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。

【0016】

前記作動優先度算出手段は、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。

【0017】

この態様によれば、駆動輪と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、不必要にオルタネータが作動して、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。

【0018】

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前記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。

【0019】

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オルタネータを作動させることができる。

【0020】

前記作動制御装置は、前記エンジンを制御するエンジンコントロールユニットと、前記オルタネータを制御するオルタネータコントロールユニットとから構成され、
前記オルタネータコントロールユニットは、前記作動必要度算出手段及び前記オルタネータ制御手段を有し、
前記エンジンコントロールユニットは、前記作動優先度算出手段を有しており、
前記作動必要度算出手段により算出された作動必要度は前記エンジンコントロールユニットへ出力され、
前記作動優先度算出手段が、前記エンジンコントロールユニットに入力した前記作動必要度は前記作動優先度以上であると判定した場合に、前記作動優先度算出手段は前記オルタネータの作動を許可する許可信号を生成し、当該許可信号は前記オルタネータコントロールユニットへ出力され、
前記オルタネータ制御手段が、前記オルタネータコントロールユニットに入力した前記許可信号に基づいて前記オルタネータを作動させてもよい。

【0021】

この態様によれば、エンジンコントロールユニットとオルタネータコントロールユニットが別々に設けられているため、例えば、トラックに冷凍機を搭載する場合や、車両にクーラーを搭載する場合等に有効である。具体的には、エンジンコントロールユニットを車両本体側に設け、オルタネータコントロールユニットを冷凍機やクーラー等の冷却コントロールユニットに組み込むことにより、本発明に係る制御を実行することができる。

【0022】

本発明に係るオルタネータの作動制御方法は上記課題を解決するために、車両のエンジンによって駆動されるオルタネータと、当該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とを備え、当該バッテリから供給される電力により前記車両空間内を冷却する冷却システムにおける前記オルタネータの作動制御方法であって、
前記エンジンの運転パラメータを検出する運転パラメータ検出工程と、
前記オルタネータの動作に関する状態パラメータを検出するオルタネータパラメータ検出工程と、
前記オルタネータパラメータ検出工程により検出された状態パラメータの検出値、及び前記オルタネータの作動の必要性を指標とした作動必要度を前記オルタネータの動作に関する状態パラメータの範囲毎に順に対応付けて予め規定された作動必要度情報に基づいて、前記オルタネータの作動必要度を算出する作動必要度算出工程と、
前記運転パラメータ検出工程により検出された運転パラメータの検出値、及び前記エンジンの燃料消費率と運転パラメータとの関係を予め規定したエンジン燃費マップに基づいて燃料消費率を算出し、当該算出された燃料消費率及び前記オルタネータの作動の優先程度を指標とした作動優先度を燃料消費率の範囲毎に順に対応付けて予め規定された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算出する作動優先度算出工程と、
前記作動必要度算出工程にて算出された作動必要度が、前記作動優先度算出工程にて算出した作動優先度以上である場合に前記オルタネータを作動させるオルタネータ作動工程と、を備えたことを特徴とする。

【0023】

本方法は上述の車両の制御システムにより好適に実施することができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、作動優先度情報によってオルタネータを作動させた際に、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、オルタネータ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オルタネータ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オルタネータを作動させた場合であっても、オルタネータ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、効率的なオルタネータの作動を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本実施形態に係る冷却システム及び作動制御装置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】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回転数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】

【0026】

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。

【0027】

＜冷却システム及び作動制御装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る冷却システム及び作動制御装置を示すブロック図である。
図１に示すように、車両１は、車両本体１Ａに搭載されたエンジン２と、車両後部に搭載された冷凍庫１Ｂ内を冷凍可能な冷却システム３と、を備えている。

【0028】

エンジン２として、本実施形態では６気筒レシプロエンジン２を用いたが、これに限定されるものではない。また、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４が設けられている。回転数センサ４により計測された回転数は、後述するエンジンコントロールユニット（以下、エンジンＥＣＵ１０という）に出力される。

【0029】

冷却システム３は、オルタネータ５と、バッテリ６と、コンプレッサ７と、作動制御装置８とを備えている。
オルタネータ５は、エンジン２の出力軸にベルト９（ファンベルト）を介して連結されている。オルタネータ５はエンジン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５で発電された電力はバッテリ６に蓄えられる。

【0030】

バッテリ６には、充電率（以下、ＳＯＣという）を検出するためのＳＯＣセンサ１９が設けられている。ＳＯＣセンサ１９により検出されたＳＯＣは、後述するオルタネータコントロールユニット（以下、オルタネータＥＣＵ２０という）に出力される。

【0031】

バッテリ６に蓄えられた電力によってコンプレッサ７が駆動される。コンプレッサ７は、図示しないコンデンサ等に接続されている。
オルタネータ５、バッテリ６及びコンプレッサ７は、冷却システム３専用に設けられている。

【0032】

また、作動制御装置８は、エンジンＥＣＵ１０と、オルタネータＥＣＵ２０とから構成されている。エンジンＥＣＵ１０及びオルタネータＥＣＵ２０について、以下で詳細に説明する。まず、エンジンＥＣＵ１０について説明し、次に、オルタネータＥＣＵ２０について説明する。

【0033】

エンジンＥＣＵ１０は、エンジンパラメータ検出手段１１と、エンジン用記憶手段１２と、作動優先度算出手段１３とを備えている。

【0034】

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４の検出信号に基づいて検出する。

【0035】

エンジン用記憶手段１２には、エンジンＥＣＵ１０における制御に必要なエンジン燃費マップ、及びオルタネータ５の作動の優先程度を指標とした作動優先度を燃料消費率と対応付けて規定された作動優先度情報が予め格納されており、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。尚、作動優先度及び作動優先度情報についての詳細な説明は後述する。

【0036】

作動優先度算出手段１３は、エンジンパラメータ検出手段１１の検出値、及びエンジン用記憶手段１２に格納されているエンジン燃費マップに基づいて燃料消費率を算出する。
続いて、算出された燃料消費率、及びエンジン用記憶手段１２に格納されている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算出する。

【0037】

また、作動優先度算出手段１３は、オルタネータＥＣＵ２０から出力されてエンジンＥＣＵ１０に入力された作動必要度（詳細は後述する）が、現在の運転状態における作動優先度以上か否かを判定する。即ち、オルタネータ５を作動させるか否かを判定する。
そして、作動必要度が、作動優先度以上の場合（オルタネータ５を作動させると判定した場合）に、許可信号を生成する。作動優先度算出手段１３により生成された許可信号はオルタネータＥＣＵ２０に出力される。

【0038】

車両１には、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、ドライバーにより踏み込まれるアクセルペダルに設けられている。アクセル開度センサにより計測されたアクセル開度は、エンジンＥＣＵ１０に出力される。

【0039】

また、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及び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）に設けられている。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は、エンジンＥＣＵ１０に出力される。

【0040】

さらに、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）が設けられている。そして、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、及び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、それぞれエンジンＥＣＵ１０に出力される。

【0041】

次に、オルタネータＥＣＵ２０について説明する。
オルタネータＥＣＵ２０は、オルタネータパラメータ検出手段２１と、オルタネータ用記憶手段２２と、作動必要度算出手段２３と、オルタネータ制御手段２４とを備えている。

【0042】

オルタネータパラメータ検出手段２１は、オルタネータ５によって発電された電力が蓄えられるバッテリ６のＳＯＣを、ＳＯＣセンサ１９の検出信号に基づいて検出する。

【0043】

オルタネータ用記憶手段２２には、オルタネータ５の作動の必要性を指標とした作動必要度をバッテリ６のＳＯＣと対応付けて規定された作動必要度情報が予め格納されており、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。尚、作動必要度及び作動必要度情報についての詳細な説明は後述する。

【0044】

作動必要度算出手段２３は、オルタネータパラメータ検出手段２１による検出値、及びオルタネータ用記憶手段２２に格納されている作動必要度情報に基づいて、現在のバッテリ６のＳＯＣ状態におけるオルタネータ５の作動必要度を算出する。
続いて、算出された作動必要度に応じてオルタネータ５の作動が必要か否かを判定する。
オルタネータ５の作動が必要である判定した場合に、算出された作動必要度はエンジンＥＣＵ１０に出力される。

【0045】

そして、エンジンＥＣＵ１０に入力された作動必要度は、上述したように、作動優先度算出手段１３により、当該作動必要度が作動優先度以上か否か判定される。判定後、作動必要度が作動優先度以上の場合に生成される許可信号がオルタネータＥＣＵ２０に出力される。
オルタネータ制御手段２４は、オルタネータＥＣＵ２０に入力された許可信号に基づいて、オルタネータ５の作動制御を実施する。

【0046】

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る。また、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５を作動させた状態を実線で示し、オルタネータ５を作動させていない状態を破線で示している。

【0047】

まず、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５を作動させるか否かに関わらず共通しているが、オルタネータ５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５の作動により消費されることを反映した結果である。

【0048】

次に、図３に示すように、燃料噴射量（実質的にエンジン２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５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５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１の走行中にオルタネータ５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５による損失の割合は１００ｋＷの場合の方が小さい。

【0049】

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５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。本実施形態に係る制御システムでは、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５の作動優先度が規定されている。

【0050】

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３１の一例であり、予めエンジン用記憶手段１２に記憶されている。
図４に示すように、燃料消費率が「車両１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」・・・「ｈ−ｉ」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１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。尚、本実施形態では、燃料消費率によるオルタネータ５の作動を細かく調整可能となるように、作動優先度のランク分けの数を１０としたが、この数に限定されるものではなく、設計等により適宜決定することができる。燃料消費率をより細かく調整する場合には、ランク分けの数を多くする。一方、燃料消費率を細かく調整しなくても良い場合には、ランク分けの数を少なくする。
このようにオルタネータ５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５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５を作動させることができる。

【0051】

また、本実施形態に係る作動制御装置８では、オルタネータ５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、バッテリ６のＳＯＣと作動必要度との関係を規定する作動必要度情報３２の一例であり、予めオルタネータ用記憶手段２２に記憶されている。
図５に示すように、オルタネータ５で発電された電力が蓄積されるバッテリ６のＳＯＣを基準に、オルタネータ５の作動必要度を規定している。例えば、バッテリ６のＳＯＣが少ない場合は、オルタネータ５を作動させてＳＯＣ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６のＳＯＣが高い場合は、バッテリ６への過充電によってバッテリ６の寿命が短縮しないように、オルタネータ５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。尚、本実施形態では、作動必要度のランク分けの数（作動必要度ゼロは除く）を、作動優先度のランク分けの数と同じ１０に設定したが、これに限定されるものではなく、設計等により適宜決定することができる。ＳＯＣをより細かく調整する場合には、ランク分けの数を多くする。一方、ＳＯＣの温度を細かく調整しなくても良い場合には、ランク分けの数を少なくする。

【0052】

図６は、予め試験的に求めたエンジン回転数と燃料消費率との関係を示すエンジン燃費マップ３３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５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、上記制御システム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。

【0053】

図６に示すように、オルタネータ５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３１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。

【0054】

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１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５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（エンジンブレーキは作動しているが、アクセルペダルが踏まれていない場合であり、ニュートラル状態やクラッチによってエンジン２の動力が遮断されている場合は除く）走行時時、且つエンジン２が無負荷状態）を使用する。
さらに、作動優先度が「２」の領域を使用してもオルタネータ５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５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５を効率よく作動できる。

【0055】

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２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（エンジンブレーキは除く）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。

【0056】

＜作動制御装置による制御フロー＞
次に、作動制御装置８による制御フローについて説明する。

【0057】

図７は、本実施形態に係る作動制御装置８の動作を示すフローチャートである。
まず、エンジンＥＣＵ１０は、エンジン用記憶手段１２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３３を読み込む（ステップＳ１）。
エンジン燃費マップ３３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３３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。

【0058】

次に、エンジンＥＣＵ１０は、再びエンジン用記憶手段１２にアクセスすることにより、作動優先度情報３１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３３において各閾値に対する等高線が特定され、当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。

【0059】

次に、エンジン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４からエンジン回転数を検出する。また、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（ステップＳ３）。
続いて、エンジンＥＣＵ１０は、アクセル開度及び回転数センサ４から取得したエンジン回転数に基づいて燃料噴射量を算出する。

【0060】

次に、オルタネータＥＣＵ２０は、オルタネータパラメータ検出手段２１においてＳＯＣセンサ１９からＳＯＣを検出する（ステップＳ４）。

【0061】

次に、作動必要度算出手段２３は、オルタネータ用記憶手段２２にアクセスすることによって、作動必要度情報３２を取得すると共に、オルタネータパラメータ検出手段２１によってＳＯＣセンサ１９から取得したＳＯＣに基づいて、オルタネータ５の作動必要度を算出する（ステップＳ５）。
ＳＯＣとオルタネータ５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ＳＯＣに基づいて、対応する作動必要度が算出される。

【0062】

次に、作動必要度算出手段２３は、ステップＳ５で算出された作動必要度が、ゼロであるか否かを判断することによって、オルタネータ５の作動が必要か否かを判定する（ステップＳ６）。
そして、作動必要度がゼロである場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、即ちバッテリ６のＳＯＣが十分に高く充電する必要が無い場合、オルタネータＥＣＵ２０はオルタネータ５の作動が不要と判定し（ステップＳ１１）、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Ｓ６：ＮＯ）、即ちバッテリ６のＳＯＣが少なからず不足しており充電する必要がある場合、オルタネータ５の作動が必要と判定し、ステップＳ５で算出された作動必要度がエンジンＥＣＵ１０へ出力される。

【0063】

次に、作動優先度算出手段１３は、ステップＳ１及びステップＳ２により作動優先度が区画されたエンジン燃費マップ３３、及びステップＳ３で取得したエンジン回転数及び各種信号に基づいて燃料消費率を算出する（ステップＳ７）。
続いて、ステップＳ７で算出した燃料消費率、及びオルタネータ５の作動優先度と燃料消費率との関係を予め規定した作動優先度情報３１に基づいて、現在の運転状態における作動優先度を算出する（ステップＳ８）。

【0064】

次に、作動優先度算出手段１３は、ステップＳ５で算出された（作動必要度算出手段２３から出力されてエンジンＥＣＵ１０に入力した）作動必要度が、ステップＳ８で算出された作動優先度以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。
作動必要度が作動優先度以上の場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、作動優先度算出手段１３は、許可信号を生成する。作動優先度算出手段１３により生成された許可信号はオルタネータＥＣＵ２０に出力される。
続いて、オルタネータ制御手段２４は、作動優先度算出手段１３から出力されてオルタネータＥＣＵ２０に入力された許可信号に基づいて、オルタネータ５を作動させる（ステップＳ１０）。
一方、作動必要度が、作動優先度未満の場合には（ステップＳ９：ＮＯ）オルタネータ５を作動しないと判定し（ステップＳ１１）、処理を終了する（エンド）。

【0065】

尚、ステップＳ８における作動優先度の算出では、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１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１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及びステップ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５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。

【0066】

更に、ステップＳ８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２の動力が遮断されている場合においてエンジン２を空吹かしした際に、不必要にオルタネータ５が作動することを効果的に回避することができる。

【0067】

＜効果＞
上述した冷却システム３の作動制御装置８によれば、作動必要度が車両１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５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１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５を作動させることができる。これにより、車両１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５を作動させた場合であっても、オルタネータ５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５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。

【0068】

特に、作動優先度は車両１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２の負荷が大きくなるに従い、オルタネータ５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オルタネータ５作動だけでは必要とされる冷却システム３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オルタネータ５を作動させることができる。

【0069】

また、エンジンＥＣＵ１０とオルタネータＥＣＵ２０が別々に設けられているため、例えば、トラックに冷凍機を搭載する場合や、車両１にクーラーを搭載する場合等に有効である。具体的には、エンジンＥＣＵ１０を車両本体側に設け、オルタネータＥＣＵ２０を冷凍機やクーラー等の冷却コントロールユニットに組み込むことにより、本発明に係る制御を実行することができる。

【0070】

尚、本実施形態では、オルタネータ５の動作に関する状態パラメータとして、バッテリ６のＳＯＣを検出した場合について説明したが、冷凍庫１Ｂ内の温度、コンプレッサ７から供給される冷媒の圧力を検出してもよい。

【0071】

また、本実施形態では、オルタネータ５が１台のみである場合を例に説明したが、オルタネータ５が複数存在する場合には、それぞれのオルタネータ５について上述の制御を個別に実施するとよい。

【0072】

そして、本実施形態では、冷却システム３として、冷凍庫１Ｂ内を冷凍する場合について説明したが、バスやトラック等の車両１の室内や荷台内を冷却するエアコン等にも適用可能であることは言うまでも無い。

【産業上の利用可能性】

【0073】

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オルタネータの作動制御を行う作動制御装置及び作動制御方法に利用可能である。

【符号の説明】

【0074】

１ 車両
１Ａ 車両本体
１Ｂ 冷凍庫
２ エンジン
３ 冷却システム
４ 回転数センサ
５ オルタネータ
６ バッテリ
７ コンプレッサ
８ 作動制御装置
９ ベルト
１０ エンジンＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
１１ エンジンパラメータ検出手段
１２ エンジン用記憶手段
１３ 作動優先度算出手段
１９ ＳＯＣセンサ
２０ オルタネータＥＣＵ（コンプレッサコントロールユニット）
２１ オルタネータパラメータ検出手段
２２ オルタネータ用記憶手段
２３ 作動必要度算出手段
２４ オルタネータ制御手段
３１ 作動優先度情報
３２ 作動必要度情報
３３ エンジン燃費マップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図7】

【図6】