JP4011994B2 - 車両用制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、補機動力に基づいて車両の制御を行う車両用制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の車両用制御装置としては、例えば、特開平１−１７５５１７号公報に記載の技術が知られている。この従来公報には、検出熱負荷から吸入圧力設定値を求め、これにより可変容量型圧縮機駆動所要トルクを演算し、エンジン制御に使う技術が開示されている。
【０００３】
すなわち、この従来技術では、熱負荷演算手段とコンプレッサの駆動所要トルク演算手段とアイドルアップ制御手段を用いて、補機の動力であるトルクを演算し、エンジンのアイドル制御に利用するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術にあっては、コンプレッサの駆動所要トルク演算手段は、電子的なデバイスにより演算処理をするものと推定されるが、具体的な電子デバイスとしては、空調用制御ＥＣＵあるいはエンジン制御ＥＣＵになると考えられる。また、アイドルアップ制御手段も具体的な電子デバイスが明示されていないが、おそらくエンジン制御ＥＣＵになると考えられる。
【０００５】
すなわち、前記トルク演算手段が空調用制御ＥＣＵであれば、エンジン制御ＥＣＵとの間で通信が必要となり、前記トルク演算手段がエンジン制御ＥＣＵであれば、エンジン制御ＥＣＵ内の信号のやりとりで、アイドル制御というエンジン制御を行っていると考えられる。
【０００６】
ここで、もし前記トルク演算手段がエンジン制御ＥＣＵ内にあるとすれば、エンジン制御ＥＣＵ内の処理として、駆動所要トルクを演算するための処理ルーチンが必要になる。一般にエンジン制御は非常に高速であるため、処理時間の長い処理ルーチンをエンジン制御の中で行うためには、エンジン制御ＥＣＵとして、より高速に処理できるＣＰＵ（中央演算プロセッサ）が必要になり、エンジン制御ＥＣＵが高価になるという問題があった。
【０００７】
一方、前記トルク演算手段が空調用制御ＥＣＵ内にあるとすれば、製造コスト削減の観点から、エンジン制御ＥＣＵに比して空調用制御ＥＣＵの信頼性は低くなる。このため、空調用制御ＥＣＵが破損や誤作動した場合、エンジン制御ＥＣＵに不正なトルクデータを通信することになる。つまり、トルクデータが真実の値よりも大きければ、エンジンの燃費を悪化させることになり、逆にトルクデータが真実の値よりも小さければ、エンジンストール（いわゆるエンスト）という現象を起こし、車両走行上、危険性が増大するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、エンジン制御手段の処理負荷を高めることなしに、補機動力をより正確に推定することができる車両用制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明請求項１に記載の車両用制御装置にあっては、車両の主たる駆動源であるエンジンと、このエンジンを制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより直接または間接駆動される補機と、この補機を制御する補機制御手段と、を備えた車両用制御装置において、前記補機の動力に関わる物理量を推定する手段として、エンジン制御手段に第１補機動力推定部を設けるとともに、補機制御手段に第２補機動力推定部を設け、前記第２補機動力推定部による補機動力の推定精度を、第１補機動力推定部による補機動力の推定精度よりも高く設定したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用制御装置において、前記エンジン制御手段は、補機制御手段に対して推定条件を送信し、前記補機制御手段は、推定条件に基づいて第２補機動力推定部により補機動力を推定し、推定値をエンジン制御手段に送信することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の車両用制御装置において、前記推定条件は、補機動力推定の回答猶予時間、予測すべき時間タイミング、または予測精度のうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の車両用制御装置において、前記エンジン制御手段は、第２補機動力推定部が推定条件の少なくとも１つを満足しないとき、第１補機動力推定部により補機動力を推定することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、前記第１補機動力推定部と第２補機動力推定部とによりそれぞれ推定された補機動力の偏差を算出し、その偏差が所定値以上かどうかを監視する推定動力偏差監視手段を備え、前記エンジン制御手段は、偏差が所定値以上となったとき、第１補機動力推定部により補機動力を推定することを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の車両用制御装置において、前記エンジン制御手段は、偏差が所定時間、所定頻度、または所定回数以上継続するとき、第２補機動力推定部が破損していると判断することを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明では、請求項５または請求項６に記載の車両用制御装置において、前記エンジン制御手段は、偏差が第１所定値より大きく、かつ、第１所定値よりも大きな第２所定値よりも小さいとき、第２補機動力推定部により推定された補機動力を修正することを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明では、請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、前記偏差を所定条件下で比較することを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記載の発明では、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、前記推定動力を、エンジン制御、変速機制御、または補機制御のうちの少なくとも１つに使用することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、前記補機は、外部信号により１回転あたりの冷媒吐出量を設定可能な空調用コンプレッサ、外部信号により回転数を設定可能な空調用コンプレッサ、外部信号により発電量を設定可能な発電用オルタネータ、外部信号により回転数を設定可能なエンジン冷却ファン、外部信号により風量を設定可能なエンジン冷却ファン、外部信号により回転数を設定可能な冷却水ポンプ、外部信号により水流量を設定可能な冷却水ポンプ、外部信号により回転数を設定可能なヒータ用補助水ポンプ、または外部信号により水流量を設定可能なヒータ用補助水ポンプのうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
【００１９】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載の発明では、補機動力推定手段として、エンジン制御手段に第１補機動力推定部、補機制御手段に第２補機動力推定部を設け、補機動力を少なくとも２つの補機動力推定手段で求めることとした。よって、従来技術と比較して、より正確な補機動力の推定が可能となり、エンジンなどの制御に適用することで、燃料消費量を改善することができる。
【００２０】
また、第２補機動力推定部による補機動力の推定精度を、第１補機動力推定部による補機動力の推定精度よりも高く設定したため、エンジン制御手段の演算負荷を低く抑えることができるので、補機動力推定手段をエンジン制御手段のみに設けた従来装置と比較して、エンジン制御手段として用いるマイコンなどの演算手段のコスト低減を図ることができる。
【００２１】
一方、２つの補機動力推定手段を用いることにより、補機動力推定手段の故障や誤動作に起因する燃費の悪化、エンスト等を回避することができるので、補機動力推定手段を補機制御手段のみに設けた従来装置と比較して、制御の信頼性をより高めることができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明では、エンジン制御手段から補機制御手段に対して補機動力の推定条件を提示することにより、必要な条件でより正確な補機動力を推定することができる。よって、推定された補機動力を、エンジンなどの制御に利用した場合に、燃費または車両の動力性能等を改善することができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、回答猶予時間、予測すべきタイミング、または予測精度などを条件とすることにより、例えば、条件が予測すべきタイミングであるときには、エンジン制御手段が推定された補機動力を必要とする時点を明示することで、推定された補機動力に基づいてエンジンなどの制御をより精密に行うことができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明では、推定条件を満足しないとき、第２補機動力推定部ではなく、第１補機動力推定部により補機動力を推定する。これにより第１補機動力推定部が何らかの原因で推定した補機動力を出力できない場合、第１補機動力推定部で推定するよりも低精度であるが、補機動力を推定しない場合に比して、制御精度をより高めることができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明では、第１補機動力推定部で推定した補機動力と第２補機動力推定部で推定した補機動力とを比較する。そして、両補機動力の差（偏差）が大きい場合には、第１補機動力推定部により補機動力を推定する。よって、補機制御手段として、エンジン制御手段のような耐久性の高い部品を用いる必要がないので、装置を安価に構成することができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明では、偏差が所定時間、所定頻度、または所定回数以上継続するとき、補機制御手段が破損していると判定する。よって、故障の可能性のある第２補機動力推定部を使用せず、第１補機動力推定部により補機動力を推定することで、補機制御手段の破損時においても適正な制御を行うことができる。
【００２７】
請求項７に記載の発明では、偏差が比較的大きくないときには、破損と判定せず、種々の誤差による正確な値からの「ずれ」と判定し、第２補機動力推定部により推定された補機動力を修正する。また、請求項８に記載の発明では、偏差を比較する条件として、所定条件下で比較することで、偏差の判定精度を高めたものである。
【００２８】
すなわち、偏差が所定の範囲内であり、破損と判定するに至らないときには、センサの検出精度の経時劣化などが原因と判断できるので、第２補機動力推定部により推定された補機動力を適宜修正して使用することができる。このため、経時劣化などの影響を定量的に把握し易く、使用条件が比較的安定的な状態で、上記偏差を使って経時変化などに対する修正量を計算、補正することで、第２補機動力推定部によるトルク推定精度を向上することができ、エンジン制御などに適用した場合、燃料消費量などを改善することができる。
【００２９】
請求項９に記載の発明は、上述した動力推定の方法の適用分野について記述したもので、補機動力によりエンジンあるいは変速機などの車両の制御に使うことができる。また、請求項１０に記載の発明は、外部の信号で所要動力を変化できる補機として記述したものである。
【００３０】
すなわち、補機として外部信号により補機の負荷を設定できるものを選定し、補機動力推定手段により推定した動力を使ってエンジンあるいは変速機などの制御を行うとともに、エンジンあるいは変速機などからの要請により、補機の動力を変更して設定することで、エンジンあるいは変速機の特性をより改善でき、もって燃料消費量などを改善することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
実施の形態１は、請求項１，２，３，４，９，１０に係る発明に対応する。
図１は、実施の形態１の車両用制御装置を示すブロック図である。
エンジン１はいくつかのエンジン用センサ２を備え、エンジン１はエンジンＥＣＵ（電子制御ユニット）３により制御される。また、エンジン１により直接、間接駆動される外部制御容量可変コンプレッサなどの補機４が設けられ、この補機４は補機ＥＣＵ５により制御される。そして、この補機ＥＣＵ５とエンジンＥＣＵ３との間で、エンジン１および補機４を制御するための通信が行われている。
【００３３】
前記エンジンＥＣＵ３は第１補機動力推定部６を備え、補機ＥＣＵ５は第２補機動力推定部７を備えている。エンジンＥＣＵ３は、補機４の状態を補機４側のセンサで検出するか、あるいは補機４の設定値を補機ＥＣＵ５から指示する。そして、センサで検出した補機状態あるいは補機４の設定値を用い、補機４の動力に関係する物理量を推定する。例えば、コンプレッサを含む空調用冷凍サイクルの吐出圧力データを使ったコンプレッサのトルクを予測する。この予測は、第１補機動力推定部６と第２補機動力推定部７との２つの補機動力推定手段で行う。
【００３４】
エンジンＥＣＵ３は、一般に高速でエンジン１を制御するため、制御の１周期が非常に短く、このようなコンプレッサのトルク推定は簡単な数式を用いて予測する。また補機ＥＣＵ５は補機４の制御を行うが、補機４の応答性は比較的ゆっくりしている。例えば、外部制御できるエンジン冷却水ポンプの回転数を変更しても、エンジン１の水温はゆっくり変化する。このため、補機ＥＣＵ５の制御周期はエンジンＥＣＵ３よりも非常に長い。すなわち、エンジンＥＣＵ３は最大でも３ｍｓ（ミリ秒）という短い周期で制御するのに対し、補機ＥＣＵ５は５０ｍｓ程度の周期でも、十分に補機４の制御が可能である。従って、例えば、コンプレッサのトルクを予測する場合でも、種々の条件に応じた予測式を使い分けることが可能になり、さらに複雑な演算式で精度の良い予測することが可能になる。よって、第１補機動力推定部６は簡単な演算式である簡易補機動力予測式に基づいて補機動力を推定し、一方、第２補機動力推定部７は、複雑な演算式である高精度補機動力予測式に基づいて補機動力を推定する構成となっている。
【００３５】
エンジンＥＣＵ３で補機４の動力を使用した制御を行う場合には、ターゲットとなる状況を補機ＥＣＵ５側に指示することによって、補機動力の予測制御を向上させる。例えば、車両が定常走行状態から減速状態に入り、車両が停止しつつエンジン１は稼働する、いわゆる車両アイドル状態に入る直前の状況とする。エンジン制御ではアイドル時の所要負荷、例えばアイドル時の前記コンプレッサのトルクなどが分かると、エンジン１のアイドル回転数をより適切に設定でき、もって燃費、振動、騒音などを改善することができる。すなわちエンジン１のアイドル回転数はなるべく低回転に設定した方が、燃費などの改善には有効であるものの、アイドル状態を維持するためのエンジン負荷トルクに対して、エンジン回転数が低すぎると、エンジン１がストール、いわゆるエンストを起こし、停止してしまう可能性が高くなる。そこでアイドル状態の直前で、アイドル状態に入るまでの時間を予測し、この時間内にアイドル時の補機動力の予測ができれば、エンジン１のアイドル回転数を精度良く決めることができる。
【００３６】
また、ターゲットとなる状況としては、補機動力推定を精度良く行うために、補機ＥＣＵ５がエンジンＥＣＵ３に対して回答する時間的な猶予や、予測すべき時間タイミングや予測精度などの少なくとも１つの条件を、エンジンＥＣＵ３側から補機ＥＣＵ５側に対して指示する。
【００３７】
前記補機ＥＣＵ５の第２補機動力推定部７が、上述した条件を満たさない場合、補機ＥＣＵ５からエンジンＥＣＵ３側にその意味の信号を送信し、エンジンＥＣＵ３の第１補機動力推定部６により、補機動力を推定する。例えば、減速時間が非常に短く、車両アイドル状態におけるコンプレッサのトルクを予測する時間がほとんど無い場合、第２補機動力推定部７を使わず、第１補機動力推定部６を使ってトルクを推定する。
【００３８】
これにより、トルク推定精度は悪化するため、一般にアイドル時のエンジン回転数が精度の良いトルク値を使った場合に比較して、エンジン回転数が高くなり、燃費が悪化する。しかしながら、トルク推定をしない場合よりも精度が良くなる。つまり、減速時において、アイドル状態に至るまでの時間が十分にある場合には、第２補機動力推定部７で補機動力を推定し、一方、アイドル状態に至るまでの時間が非常に短い場合には、第１補機動力推定部６で補機動力を推定することにより、種々の走行条件でも燃費を改善できる。
【００３９】
（実施の形態２）
実施の形態２は、請求項１〜１０に係る発明に対応する。
図２は、実施の形態２の車両用制御装置を示すブロック図である。なお、実施の形態２の構成は、エンジンＥＣＵ３に推定動力偏差監視手段８を設けた点で実施の形態１と異なり、その他の構成は実施の形態１と同じであるため、他の部分の説明は省略する。
【００４０】
エンジンＥＣＵ３は、第１補機動力推定部６による補機動力推定値と第２補機動力推定部７による補機動力推定値とを比較する。そしてその偏差を、エンジンＥＣＵ３内にある推定動力偏差監視手段８によって演算し、所定値と比較する。これにより補機ＥＣＵ５内にある第２補機動力推定部７が破損しているかどうかを検出することが容易になる。
【００４１】
すなわち、エンジンＥＣＵ３に比較して、補機ＥＣＵ５は演算処理量が少ないこと、および万一破損した場合でも車両の運転に及ぼす影響が比較的小さいことから、一般的に低廉なコストで作られている。このため、補機ＥＣＵ５はエンジンＥＣＵ３に比較して信頼性が低い。よって、エンジンＥＣＵ３を用い、動力推定値の偏差の大きさを調べることにより、補機ＥＣＵ５が破損しているかどうかを判定することができる。
【００４２】
なお、偏差が所定時間、所定頻度または所定回数以上継続する場合に、補機ＥＣＵ５が破損していると判断しても良い。
【００４３】
ここで、偏差があるものの、第１設定値よりも大きく、かつ第１設定値よりも大きな第２設定値よりも小さいとき、補機ＥＣＵ５は破損状態ではなく、センサなどの経年変化により初期の稼働状態からずれていることを検出できる。よって、第２補機動力推定部７により推定された補機動力推定値に適宜修正量を入れることで、より正確な補機動力の推定が可能になる。
【００４４】
また、偏差がある場合、その偏差量を正確に計測し、上記の修正量をより正確に設定するため、偏差量を計測する条件を規定してもよい。例えば、平坦路を一定速度で走行しているようなエンジン１や図外の変速機の制御が比較的安定している条件時に、偏差を履歴する。そして、この履歴データベースを使うか、補機ＥＣＵ５の第２補機動力推定部７の出力データを履歴し、この履歴データベースを使うことで、第２補機動力推定部７の経年変化量を知ることができる。なお、正確に同一条件を設定できなくても、複数の条件で測定しておけば、それらのデータから相関、内挿などにより、ある特定の条件での偏差に読み替えることは容易に可能である。
【００４５】
次に、実施例を説明する。
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図３は第１実施例の車両用制御装置を示す全体システム図である。
エンジン１１にはエンジン用センサ１２が設けられ、エンジン１１とエンジンＥＣＵ（電子制御ユニット）１３との間で通信が行われる。すなわち、エンジン１１からエンジンＥＣＵ１３に対してエンジン用センサ１２の信号が出力され、エンジンＥＣＵ１３からエンジン１１に対してエンジン制御指令が出力される。
【００４６】
次に、補機１４としては、種々あるが、本実施例では、外部信号により１回転あたりの冷媒吐出量を設定できる外部制御可変容量コンプレッサ（コンプレッサ）１４ａを例に挙げて説明する。このコンプレッサ１４ａを含む冷凍サイクルには、冷凍サイクルの高圧系の圧力を測定する圧力センサが設けられ、さらにこのコンプレッサ１４ａには、容量（１回転あたりの冷媒吐出量）を制御するための信号が入力される。
【００４７】
前記コンプレッサ１４ａは、エンジン１１により駆動され、図外のエバポレータから送られる低温低圧の気体による冷媒を高圧高温の気体にして図外のコンデンサに送る。このコンプレッサ１４ａは、内蔵されたコントロールバルブに対するデューティ信号によりコンプレッサ吐出容量が外部から可変に制御される。
【００４８】
図４は外部制御可変容量コンプレッサ１４ａを示す断面図であり、図５はコンプレッサ１４ａのコントロールバルブに対するデューティ信号によるコンプレッサ吐出容量（吐出側圧力）の制御作用説明図である。
【００４９】
前記コンプレッサ１４ａは、多気筒斜板式であり、コンプレッサケース３０と、プーリ３１と、駆動軸３２と、斜板駆動体３３と、斜板３４と、ピストン３５と、高圧ボール弁３６と、高圧室３７と、クランク室３８と、コントロールバルブ３９とを有している。
【００５０】
このコンプレッサ１４ａは、内蔵された斜板３４の傾きを変化させることにより、吐出容量の制御を行う。つまり、コンプレッサ１４ａ内に組み込まれたコントロールバルブ３９に対するデューティ信号により、高圧ボール弁３６のリフト量を変化させる。これにより、高圧室３７（＝吐出側圧力Pd）から高圧ボール弁３６を経過してクランク室３８へ流れ込む冷媒流量を制御し、コンプレッサ１４ａ内のクランク室３８の圧力（＝クランク室圧力Pc）を変え、斜板３４の傾きを変化させる。
【００５１】
高圧ボール弁３６のリフト量は、図４に示すように、コントロールバルブ３９のダイヤフラムに係る低圧圧力（＝吸込側圧力Ps）とセットスプリングのバネ荷重と電磁コイルに発生する磁力のバランスにより決まる。
【００５２】
前記コントロールバルブ３９内の電磁コイルには、ＥＣＶアンプ４０から、例えば、400Hzのパルス信号ON-OFF信号（デューティ信号）が送られ、デューティ比による実効電流により発生する磁力の変化で高圧ボール弁３６のリフト量を制御する。
【００５３】
図３に戻り、前記補機１４と補機ＥＣＵ１５との間では通信が行われ、補機ＥＣＵ１５から補機１４に対しては、補機制御指令、本実施例では、コンプレッサ容量制御指令が出力され、補機１４から補機ＥＣＵ１５に対しては、補機用センサの出力値として、冷凍サイクル高圧系圧力値が出力される。
【００５４】
また、エンジンＥＣＵ１３と補機ＥＣＵ１５との間にも通信が行われ、エンジンＥＣＵ１３から補機ＥＣＵ１５に対して補機動力の推定条件と補機の制御指令を出力する。例えば、推定条件として、補機動力を推定する時間タイミングを指定し、補機の制御指令として、コンプレッサ１４ａのトルクの目標値を指令する。
【００５５】
ここで、指定した推定条件での補機動力の推定が行われたかどうかの判断をエンジンＥＣＵ１３が行うために、補機ＥＣＵ１５からエンジンＥＣＵ１３に対して、前記推定条件を満足したかどうかの信号が出力される。指定した推定条件での動力推定が行われている場合には、エンジンＥＣＵ１３は精度の高い第２補機動力推定部１７による動力推定値を用いてエンジン制御を行う。一方、指定した条件の動力推定が行われていない場合には、エンジンＥＣＵは第１補機動力推定部１６による動力推定値を用いてエンジン制御を行う。
【００５６】
後述するように、第１補機動力推定部１６による推定動力よりも第２補機動力推定部１７による推定動力の方が小さい値であるため、エンジンＥＣＵ１３による補機動力の負荷に対応した燃料噴射量は、これに応じて少なくなり、もって、燃料消費量が改善する。つまり燃費が良くなる。
【００５７】
前記第１補機動力推定部１６は、エンジンＥＣＵ１３に内在している。ここで、「内在」とは、マイコンなどにより構成されるエンジンＥＣＵ１３の制御ソフトウェアの一部に前記推定手段のプログラムルーチンが記述されていることを意味している。この推定手段では、前記コンプレッサ１４ａの動力として、トルクを推定する計算式（簡易補機動力予測式）プログラムが組み込まれている。図に示すように、本実施例では、冷凍サイクルの高圧系の圧力とエンジン回転数（コンプレッサ１４ａの回転数とは定数倍の関係）とを用い、コンプレッサ１４ａの動力に関連する物理量であるコンプレッサ１４ａのトルクを予測している。
【００５８】
一方、前記第２補機動力推定部１７は、補機ＥＣＵ１５に内在している。この推定手段では、複数の予測式（高精度補機動力予測式）を条件に応じて切り換えるとともに、図に示すように冷凍サイクルの高圧などを使用してコンプレッサ１４ａの動力に関連する物理量であるコンプレッサ１４ａのトルクを予測する。上述したように、第２補機動力推定部１７の方が、高精度の予測値を得るために複雑な計算式を使い、第１補機動力推定部１６よりも高い精度で補機動力の予測を行うことができる。
【００５９】
エンジンＥＣＵ１３には、第１補機動力推定部１６による動力推定値と、第２補機動力推定部１７による動力推定値とが入力される。第１補機動力推定部１６による補機動力の推定は、比較的簡単な計算式を使うため、高速に処理できる反面、精度が低いため、エンジンＥＣＵ１３としては、予測にともなう誤差を見込んで、補機動力推定値に余裕代を含める。この余裕代を含んだ補機動力推定値は、第２補機動力推定部１７による動力推定値よりも大きい。
【００６０】
また、エンジンＥＣＵ１３は、推定動力偏差監視手段１８を備えている。この推定動力偏差監視手段１８は、第１補機動力推定部１６と第２補機動力推定部１７とがそれぞれ推定した補機動力の偏差を監視する手段である。
【００６１】
次に、作用を説明する。
［補機動力推定制御処理］
図６，７は、エンジンＥＣＵ１３における補機動力推定制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００６２】
ステップ１０１では、冷凍サイクル高圧系圧力値、第１補機動力推定部１６によるコンプレッサ１４ａのトルク推定値Ｔcomp1、第２補機動力推定部１７によるコンプレッサ１４ａのトルク推定値Ｔcomp2、および推定条件満足判定等のデータを入力する。
【００６３】
ステップ１０２では、トルクのマージン量Ｔs1，Ｔs2を計算する。このマージン量Ｔs1，Ｔs2とは、推定したトルクの誤差を見込んで、あらかじめ大きめに推定し、万一、実際のトルクよりも過小に見積もった場合でも、ここで算出したマージン量Ｔs1，Ｔs2を加算し、実際のトルクよりも小さくならないようにするためである。もし実際のトルクよりも小さい推定を行うと、例えば、車両がアイドル状態などでエンジンの回転数が非常に低い条件では、エンジン１０の駆動力が小さく、補機１４の動力分を過小に見積もると、エンジン１０が停止する、つまりエンスト現象が発生することが考えられる。この現象を避けるため、このマージン量Ｔs1，Ｔs2を設定する。具体的な計算方法としては、冷凍サイクル高圧系の圧力値などを用いる。ここで、マージン量Ｔs1，Ｔs2としては、第１補機動力推定部１６によるトルク推定値に加えるマージン量Ｔs1を、第２補機動力推定部１７によるトルク推定値に加えるマージン量Ｔs2よりも大きく設定する。
【００６４】
ステップ１０３では、このマージン量Ｔs1，Ｔs2を加えてトルク推定値Ｔcomp1，Ｔcomp2をそれぞれ修正する。この操作により、計算したトルク推定値Ｔcomp1，Ｔcomp2の誤差を含めたトルクの上限値を見積もることができる。
【００６５】
ステップ１０４では、第２補機動力推定部１７による動力推定時に、指定された条件を満足したかどうかを判定する。条件を満足していない場合には、ステップ１０９へ進み、第１補機動力推定部１６によるトルク推定値Ｔcomp1を採用して本制御を終了する。一方、上記条件を満足している場合には、ステップ１０５へ進む。
【００６６】
ステップ１０５では、２つのトルク推定値Ｔcomp1，Ｔcomp2による偏差ΔＴを計算する。
【００６７】
ステップ１０６では、偏差ΔＴが適正かどうかを判定するために、偏差判定値Ｔh1，Ｔh2を計算する。一般に偏差判定値を固定することも可能であるが、種々の条件でより正確に判定するために、個々の条件に合わせた判定値を算出し、これを利用する。
【００６８】
ステップ１０７では、偏差ΔＴを第１の偏差判定値Th1と比較する。偏差ΔＴが第１の偏差判定値Ｔh1以下の場合には、第２補機動力推定部１７によるトルク推定値は適正であると判定し、ステップ１１８へ進む。一方、偏差ΔＴが第１の偏差判定値Ｔh1よりも大きい場合には、ステップ１０８へ進む。
【００６９】
ステップ１０８では、偏差ΔＴを第１の偏差判定値Ｔh1よりも大きな第２の偏差判定値Th2と比較する。偏差ΔＴが第２の偏差判定値Ｔh2以下の場合には、本制御を終了する。一方、偏差ΔＴが第２の偏差判定値Ｔh1よりも大きい場合には、ステップ１１０へ進む。
【００７０】
ステップ１１０では、偏差ΔＴが非常に大きいため、第２補機動力推定部１７は破損していると判定する。
【００７１】
ステップ１１１では、この破損について乗員へ表示告知し、エンジンＥＣＵ１３による第１補機動力推定部１６によるトルク推定値を採用する。
【００７２】
ステップ１１２では、第２補機動力推定部１７は経年変化により推定動力の修正が必要と判定する。
【００７３】
ステップ１１３では、補機動力の修正のため、補機使用条件をデータとして、車両の速度、冷凍サイクルの高圧系圧力値、外気温度等のデータなどを入力する。
【００７４】
ステップ１１４では、補機使用条件が安定しているかどうかを判定し、安定していると判定された場合には、ステップ１１５へ進み、安定していないと判断された場合には、ステップ１１６へ進む。
【００７５】
ステップ１１５では、推定動力の修正量Ｔcを計算する。
【００７６】
ステップ１１６では、前回の修正量Ｔcをそのまま用いる。
【００７７】
ステップ１１７では、ステップ１１５またはステップ１１６により求められた修正量ＴcをトルクＴcomp2に加えて推定動力を修正する。
【００７８】
ステップ１１８では、トルクＴcomp2をトルクＴcomｐとして本制御を終了する。
【００７９】
次に、効果を説明する。
第１実施例の車両用制御装置にあっては、以下に列挙する効果を得ることができる。
【００８０】
(1) 第１補機動力推定部１６と第２補機動力推定部１７とで算出したコンプレッサ１４ａのトルク推定値Ｔcomp1，Ｔcomp2から偏差ΔＴを算出し、この偏差ΔＴが偏差判定値Ｔh1以下である場合に、第２補機動力推定部１７により推定されたトルク推定値Ｔcomp2に基づいてエンジン制御を行うこととしたため、より正確なコンプレッサ１４ａのトルク推定ができ、エンジン１０の燃料消費量を改善することができる。
【００８１】
(2) トルク推定値Ｔcomp1，Ｔcomp2にマージン量Ｔs1，Ｔs2を加算し、算出したトルク推定値Ｔcomp1，Ｔcomp2の誤差を含めたトルクの上限値を見積もることとしたため、より高精度なトルク推定を行うことができる。
【００８２】
(3) 第２補機動力推定部１７によりトルク推定値Ｔcomp2を求めるとき、指定された条件を満足したかどうかを判定し、条件を満足しない場合には第１補機動力推定部１６により求めたトルク推定値Ｔcomp1を用いてエンジン制御を行うこととしたため、補機ＥＣＵ１５の処理ルーチンよりも短い時間に動力推定が必要なとき、または第２補機動力推定部１７が故障しているときでも、燃料消費量の改善を図ることができる。
【００８３】
(4) 偏差ΔＴがマージン量Ｔs1よりも大きく、かつ、マージン量Ｔs2以下である場合には、トルク推定値Ｔcomp2に修正量Ｔcを加えて修正を行うこととしたため、第２補機動力推定部１７によるトルク推定精度を向上させることができる。
【００８４】
(5) 偏差ΔＴがマージン量Ｔs2（＞Ｔs1）よりも大きい場合には、第２補機動力推定部１７は破損していると判断し、第１補機動力推定部１６により算出されたトルク推定値Ｔcomp1を用いて制御を行うこととしたため、補機ＥＣＵ１５の破損時においても適正なエンジン制御を行うことができる。
【００８５】
（その他の実施例）
以上、本発明の車両用制御装置を第１実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００８６】
例えば、第１実施例では、補機１４の動力推定として外部制御可変容量コンプレッサ１４ａのトルク推定のみを例に示したが、補機１４としては、外部制御オルタネータ、外部制御エンジン冷却ファン、外部制御エンジン冷却水ポンプ等を用いても良く、これらを組み合わせた構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の車両用制御装置を示すブロック図である。
【図２】実施の形態２の車両用制御装置を示すブロック図である。
【図３】第１実施例の車両用制御装置を示す全体システム図である。
【図４】外部制御可変容量コンプレッサを示す断面図である。
【図５】コンプレッサのコントロールバルブに対するデューティ信号によるコンプレッサ吐出容量（吐出側圧力）の制御作用説明図である。
【図６】エンジンＥＣＵにおける補機動力推定制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】エンジンＥＣＵにおける補機動力推定制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ エンジン用センサ
３ エンジンＥＣＵ
４ 補機
５ 補機ＥＣＵ
６ 第１補機動力推定部
７ 第２補機動力推定部
８ 推定動力偏差監視手段
１１ エンジン
１２ エンジン用センサ
１３ エンジンＥＣＵ
１４ 補機
１４ａ 外部制御可変容量コンプレッサ
１５ 補機ＥＣＵ
１６ 第１補機動力推定部
１７ 第２補機動力推定部
１８ 推定動力偏差監視手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、補機動力に基づいて車両の制御を行う車両用制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の車両用制御装置としては、例えば、特開平１−１７５５１７号公報に記載の技術が知られている。この従来公報には、検出熱負荷から吸入圧力設定値を求め、これにより可変容量型圧縮機駆動所要トルクを演算し、エンジン制御に使う技術が開示されている。
【０００３】
すなわち、この従来技術では、熱負荷演算手段とコンプレッサの駆動所要トルク演算手段とアイドルアップ制御手段を用いて、補機の動力であるトルクを演算し、エンジンのアイドル制御に利用するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術にあっては、コンプレッサの駆動所要トルク演算手段は、電子的なデバイスにより演算処理をするものと推定されるが、具体的な電子デバイスとしては、空調用制御ＥＣＵあるいはエンジン制御ＥＣＵになると考えられる。また、アイドルアップ制御手段も具体的な電子デバイスが明示されていないが、おそらくエンジン制御ＥＣＵになると考えられる。
【０００５】
すなわち、前記トルク演算手段が空調用制御ＥＣＵであれば、エンジン制御ＥＣＵとの間で通信が必要となり、前記トルク演算手段がエンジン制御ＥＣＵであれば、エンジン制御ＥＣＵ内の信号のやりとりで、アイドル制御というエンジン制御を行っていると考えられる。
【０００６】
ここで、もし前記トルク演算手段がエンジン制御ＥＣＵ内にあるとすれば、エンジン制御ＥＣＵ内の処理として、駆動所要トルクを演算するための処理ルーチンが必要になる。一般にエンジン制御は非常に高速であるため、処理時間の長い処理ルーチンをエンジン制御の中で行うためには、エンジン制御ＥＣＵとして、より高速に処理できるＣＰＵ（中央演算プロセッサ）が必要になり、エンジン制御ＥＣＵが高価になるという問題があった。
【０００７】
一方、前記トルク演算手段が空調用制御ＥＣＵ内にあるとすれば、製造コスト削減の観点から、エンジン制御ＥＣＵに比して空調用制御ＥＣＵの信頼性は低くなる。このため、空調用制御ＥＣＵが破損や誤作動した場合、エンジン制御ＥＣＵに不正なトルクデータを通信することになる。つまり、トルクデータが真実の値よりも大きければ、エンジンの燃費を悪化させることになり、逆にトルクデータが真実の値よりも小さければ、エンジンストール（いわゆるエンスト）という現象を起こし、車両走行上、危険性が増大するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、エンジン制御手段の処理負荷を高めることなしに、補機動力をより正確に推定することができる車両用制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明請求項１に記載の車両用制御装置にあっては、車両の主たる駆動源であるエンジンと、このエンジンを制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより直接または間接駆動される補機と、この補機を制御する補機制御手段と、を備えた車両用制御装置において、前記補機の動力に関わる物理量を推定する手段として、エンジン制御手段に第１補機動力推定部を設けるとともに、補機制御手段に第２補機動力推定部を設け、前記第２補機動力推定部による補機動力の推定精度を、第１補機動力推定部による補機動力の推定精度よりも高く設定したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用制御装置において、前記エンジン制御手段は、補機制御手段に対して推定条件を送信し、前記補機制御手段は、推定条件に基づいて第２補機動力推定部により補機動力を推定し、推定値をエンジン制御手段に送信することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の車両用制御装置において、前記推定条件は、補機動力推定の回答猶予時間、予測すべき時間タイミング、または予測精度のうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の車両用制御装置において、前記エンジン制御手段は、第２補機動力推定部が推定条件の少なくとも１つを満足しないとき、第１補機動力推定部により補機動力を推定することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、前記第１補機動力推定部と第２補機動力推定部とによりそれぞれ推定された補機動力の偏差を算出し、その偏差が所定値以上かどうかを監視する推定動力偏差監視手段を備え、前記エンジン制御手段は、偏差が所定値以上となったとき、第１補機動力推定部により補機動力を推定することを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の車両用制御装置において、前記エンジン制御手段は、偏差が所定時間、所定頻度、または所定回数以上継続するとき、第２補機動力推定部が破損していると判断することを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明では、請求項５または請求項６に記載の車両用制御装置において、前記エンジン制御手段は、偏差が第１所定値より大きく、かつ、第１所定値よりも大きな第２所定値よりも小さいとき、第２補機動力推定部により推定された補機動力を修正することを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明では、請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、前記偏差を所定条件下で比較することを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記載の発明では、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、前記推定動力を、エンジン制御、変速機制御、または補機制御のうちの少なくとも１つに使用することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、前記補機は、外部信号により１回転あたりの冷媒吐出量を設定可能な空調用コンプレッサ、外部信号により回転数を設定可能な空調用コンプレッサ、外部信号により発電量を設定可能な発電用オルタネータ、外部信号により回転数を設定可能なエンジン冷却ファン、外部信号により風量を設定可能なエンジン冷却ファン、外部信号により回転数を設定可能な冷却水ポンプ、外部信号により水流量を設定可能な冷却水ポンプ、外部信号により回転数を設定可能なヒータ用補助水ポンプ、または外部信号により水流量を設定可能なヒータ用補助水ポンプのうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
【００１９】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載の発明では、補機動力推定手段として、エンジン制御手段に第１補機動力推定部、補機制御手段に第２補機動力推定部を設け、補機動力を少なくとも２つの補機動力推定手段で求めることとした。よって、従来技術と比較して、より正確な補機動力の推定が可能となり、エンジンなどの制御に適用することで、燃料消費量を改善することができる。
【００２０】
また、第２補機動力推定部による補機動力の推定精度を、第１補機動力推定部による補機動力の推定精度よりも高く設定したため、エンジン制御手段の演算負荷を低く抑えることができるので、補機動力推定手段をエンジン制御手段のみに設けた従来装置と比較して、エンジン制御手段として用いるマイコンなどの演算手段のコスト低減を図ることができる。
【００２１】
一方、２つの補機動力推定手段を用いることにより、補機動力推定手段の故障や誤動作に起因する燃費の悪化、エンスト等を回避することができるので、補機動力推定手段を補機制御手段のみに設けた従来装置と比較して、制御の信頼性をより高めることができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明では、エンジン制御手段から補機制御手段に対して補機動力の推定条件を提示することにより、必要な条件でより正確な補機動力を推定することができる。よって、推定された補機動力を、エンジンなどの制御に利用した場合に、燃費または車両の動力性能等を改善することができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、回答猶予時間、予測すべきタイミング、または予測精度などを条件とすることにより、例えば、条件が予測すべきタイミングであるときには、エンジン制御手段が推定された補機動力を必要とする時点を明示することで、推定された補機動力に基づいてエンジンなどの制御をより精密に行うことができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明では、推定条件を満足しないとき、第２補機動力推定部ではなく、第１補機動力推定部により補機動力を推定する。これにより第１補機動力推定部が何らかの原因で推定した補機動力を出力できない場合、第１補機動力推定部で推定するよりも低精度であるが、補機動力を推定しない場合に比して、制御精度をより高めることができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明では、第１補機動力推定部で推定した補機動力と第２補機動力推定部で推定した補機動力とを比較する。そして、両補機動力の差（偏差）が大きい場合には、第１補機動力推定部により補機動力を推定する。よって、補機制御手段として、エンジン制御手段のような耐久性の高い部品を用いる必要がないので、装置を安価に構成することができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明では、偏差が所定時間、所定頻度、または所定回数以上継続するとき、補機制御手段が破損していると判定する。よって、故障の可能性のある第２補機動力推定部を使用せず、第１補機動力推定部により補機動力を推定することで、補機制御手段の破損時においても適正な制御を行うことができる。
【００２７】
請求項７に記載の発明では、偏差が比較的大きくないときには、破損と判定せず、種々の誤差による正確な値からの「ずれ」と判定し、第２補機動力推定部により推定された補機動力を修正する。また、請求項８に記載の発明では、偏差を比較する条件として、所定条件下で比較することで、偏差の判定精度を高めたものである。
【００２８】
すなわち、偏差が所定の範囲内であり、破損と判定するに至らないときには、センサの検出精度の経時劣化などが原因と判断できるので、第２補機動力推定部により推定された補機動力を適宜修正して使用することができる。このため、経時劣化などの影響を定量的に把握し易く、使用条件が比較的安定的な状態で、上記偏差を使って経時変化などに対する修正量を計算、補正することで、第２補機動力推定部によるトルク推定精度を向上することができ、エンジン制御などに適用した場合、燃料消費量などを改善することができる。
【００２９】
請求項９に記載の発明は、上述した動力推定の方法の適用分野について記述したもので、補機動力によりエンジンあるいは変速機などの車両の制御に使うことができる。また、請求項１０に記載の発明は、外部の信号で所要動力を変化できる補機として記述したものである。
【００３０】
すなわち、補機として外部信号により補機の負荷を設定できるものを選定し、補機動力推定手段により推定した動力を使ってエンジンあるいは変速機などの制御を行うとともに、エンジンあるいは変速機などからの要請により、補機の動力を変更して設定することで、エンジンあるいは変速機の特性をより改善でき、もって燃料消費量などを改善することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
実施の形態１は、請求項１，２，３，４，９，１０に係る発明に対応する。
図１は、実施の形態１の車両用制御装置を示すブロック図である。
エンジン１はいくつかのエンジン用センサ２を備え、エンジン１はエンジンＥＣＵ（電子制御ユニット）３により制御される。また、エンジン１により直接、間接駆動される外部制御容量可変コンプレッサなどの補機４が設けられ、この補機４は補機ＥＣＵ５により制御される。そして、この補機ＥＣＵ５とエンジンＥＣＵ３との間で、エンジン１および補機４を制御するための通信が行われている。
【００３３】
前記エンジンＥＣＵ３は第１補機動力推定部６を備え、補機ＥＣＵ５は第２補機動力推定部７を備えている。エンジンＥＣＵ３は、補機４の状態を補機４側のセンサで検出するか、あるいは補機４の設定値を補機ＥＣＵ５から指示する。そして、センサで検出した補機状態あるいは補機４の設定値を用い、補機４の動力に関係する物理量を推定する。例えば、コンプレッサを含む空調用冷凍サイクルの吐出圧力データを使ったコンプレッサのトルクを予測する。この予測は、第１補機動力推定部６と第２補機動力推定部７との２つの補機動力推定手段で行う。
【００３４】
エンジンＥＣＵ３は、一般に高速でエンジン１を制御するため、制御の１周期が非常に短く、このようなコンプレッサのトルク推定は簡単な数式を用いて予測する。また補機ＥＣＵ５は補機４の制御を行うが、補機４の応答性は比較的ゆっくりしている。例えば、外部制御できるエンジン冷却水ポンプの回転数を変更しても、エンジン１の水温はゆっくり変化する。このため、補機ＥＣＵ５の制御周期はエンジンＥＣＵ３よりも非常に長い。すなわち、エンジンＥＣＵ３は最大でも３ｍｓ（ミリ秒）という短い周期で制御するのに対し、補機ＥＣＵ５は５０ｍｓ程度の周期でも、十分に補機４の制御が可能である。従って、例えば、コンプレッサのトルクを予測する場合でも、種々の条件に応じた予測式を使い分けることが可能になり、さらに複雑な演算式で精度の良い予測することが可能になる。よって、第１補機動力推定部６は簡単な演算式である簡易補機動力予測式に基づいて補機動力を推定し、一方、第２補機動力推定部７は、複雑な演算式である高精度補機動力予測式に基づいて補機動力を推定する構成となっている。
【００３５】
エンジンＥＣＵ３で補機４の動力を使用した制御を行う場合には、ターゲットとなる状況を補機ＥＣＵ５側に指示することによって、補機動力の予測制御を向上させる。例えば、車両が定常走行状態から減速状態に入り、車両が停止しつつエンジン１は稼働する、いわゆる車両アイドル状態に入る直前の状況とする。エンジン制御ではアイドル時の所要負荷、例えばアイドル時の前記コンプレッサのトルクなどが分かると、エンジン１のアイドル回転数をより適切に設定でき、もって燃費、振動、騒音などを改善することができる。すなわちエンジン１のアイドル回転数はなるべく低回転に設定した方が、燃費などの改善には有効であるものの、アイドル状態を維持するためのエンジン負荷トルクに対して、エンジン回転数が低すぎると、エンジン１がストール、いわゆるエンストを起こし、停止してしまう可能性が高くなる。そこでアイドル状態の直前で、アイドル状態に入るまでの時間を予測し、この時間内にアイドル時の補機動力の予測ができれば、エンジン１のアイドル回転数を精度良く決めることができる。
【００３６】
また、ターゲットとなる状況としては、補機動力推定を精度良く行うために、補機ＥＣＵ５がエンジンＥＣＵ３に対して回答する時間的な猶予や、予測すべき時間タイミングや予測精度などの少なくとも１つの条件を、エンジンＥＣＵ３側から補機ＥＣＵ５側に対して指示する。
【００３７】
前記補機ＥＣＵ５の第２補機動力推定部７が、上述した条件を満たさない場合、補機ＥＣＵ５からエンジンＥＣＵ３側にその意味の信号を送信し、エンジンＥＣＵ３の第１補機動力推定部６により、補機動力を推定する。例えば、減速時間が非常に短く、車両アイドル状態におけるコンプレッサのトルクを予測する時間がほとんど無い場合、第２補機動力推定部７を使わず、第１補機動力推定部６を使ってトルクを推定する。
【００３８】
これにより、トルク推定精度は悪化するため、一般にアイドル時のエンジン回転数が精度の良いトルク値を使った場合に比較して、エンジン回転数が高くなり、燃費が悪化する。しかしながら、トルク推定をしない場合よりも精度が良くなる。つまり、減速時において、アイドル状態に至るまでの時間が十分にある場合には、第２補機動力推定部７で補機動力を推定し、一方、アイドル状態に至るまでの時間が非常に短い場合には、第１補機動力推定部６で補機動力を推定することにより、種々の走行条件でも燃費を改善できる。
【００３９】
（実施の形態２）
実施の形態２は、請求項１〜１０に係る発明に対応する。
図２は、実施の形態２の車両用制御装置を示すブロック図である。なお、実施の形態２の構成は、エンジンＥＣＵ３に推定動力偏差監視手段８を設けた点で実施の形態１と異なり、その他の構成は実施の形態１と同じであるため、他の部分の説明は省略する。
【００４０】
エンジンＥＣＵ３は、第１補機動力推定部６による補機動力推定値と第２補機動力推定部７による補機動力推定値とを比較する。そしてその偏差を、エンジンＥＣＵ３内にある推定動力偏差監視手段８によって演算し、所定値と比較する。これにより補機ＥＣＵ５内にある第２補機動力推定部７が破損しているかどうかを検出することが容易になる。
【００４１】
すなわち、エンジンＥＣＵ３に比較して、補機ＥＣＵ５は演算処理量が少ないこと、および万一破損した場合でも車両の運転に及ぼす影響が比較的小さいことから、一般的に低廉なコストで作られている。このため、補機ＥＣＵ５はエンジンＥＣＵ３に比較して信頼性が低い。よって、エンジンＥＣＵ３を用い、動力推定値の偏差の大きさを調べることにより、補機ＥＣＵ５が破損しているかどうかを判定することができる。
【００４２】
なお、偏差が所定時間、所定頻度または所定回数以上継続する場合に、補機ＥＣＵ５が破損していると判断しても良い。
【００４３】
ここで、偏差があるものの、第１設定値よりも大きく、かつ第１設定値よりも大きな第２設定値よりも小さいとき、補機ＥＣＵ５は破損状態ではなく、センサなどの経年変化により初期の稼働状態からずれていることを検出できる。よって、第２補機動力推定部７により推定された補機動力推定値に適宜修正量を入れることで、より正確な補機動力の推定が可能になる。
【００４４】
また、偏差がある場合、その偏差量を正確に計測し、上記の修正量をより正確に設定するため、偏差量を計測する条件を規定してもよい。例えば、平坦路を一定速度で走行しているようなエンジン１や図外の変速機の制御が比較的安定している条件時に、偏差を履歴する。そして、この履歴データベースを使うか、補機ＥＣＵ５の第２補機動力推定部７の出力データを履歴し、この履歴データベースを使うことで、第２補機動力推定部７の経年変化量を知ることができる。なお、正確に同一条件を設定できなくても、複数の条件で測定しておけば、それらのデータから相関、内挿などにより、ある特定の条件での偏差に読み替えることは容易に可能である。
【００４５】
次に、実施例を説明する。
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図３は第１実施例の車両用制御装置を示す全体システム図である。
エンジン１１にはエンジン用センサ１２が設けられ、エンジン１１とエンジンＥＣＵ（電子制御ユニット）１３との間で通信が行われる。すなわち、エンジン１１からエンジンＥＣＵ１３に対してエンジン用センサ１２の信号が出力され、エンジンＥＣＵ１３からエンジン１１に対してエンジン制御指令が出力される。
【００４６】
次に、補機１４としては、種々あるが、本実施例では、外部信号により１回転あたりの冷媒吐出量を設定できる外部制御可変容量コンプレッサ（コンプレッサ）１４ａを例に挙げて説明する。このコンプレッサ１４ａを含む冷凍サイクルには、冷凍サイクルの高圧系の圧力を測定する圧力センサが設けられ、さらにこのコンプレッサ１４ａには、容量（１回転あたりの冷媒吐出量）を制御するための信号が入力される。
【００４７】
前記コンプレッサ１４ａは、エンジン１１により駆動され、図外のエバポレータから送られる低温低圧の気体による冷媒を高圧高温の気体にして図外のコンデンサに送る。このコンプレッサ１４ａは、内蔵されたコントロールバルブに対するデューティ信号によりコンプレッサ吐出容量が外部から可変に制御される。
【００４８】
図４は外部制御可変容量コンプレッサ１４ａを示す断面図であり、図５はコンプレッサ１４ａのコントロールバルブに対するデューティ信号によるコンプレッサ吐出容量（吐出側圧力）の制御作用説明図である。
【００４９】
前記コンプレッサ１４ａは、多気筒斜板式であり、コンプレッサケース３０と、プーリ３１と、駆動軸３２と、斜板駆動体３３と、斜板３４と、ピストン３５と、高圧ボール弁３６と、高圧室３７と、クランク室３８と、コントロールバルブ３９とを有している。
【００５０】
このコンプレッサ１４ａは、内蔵された斜板３４の傾きを変化させることにより、吐出容量の制御を行う。つまり、コンプレッサ１４ａ内に組み込まれたコントロールバルブ３９に対するデューティ信号により、高圧ボール弁３６のリフト量を変化させる。これにより、高圧室３７（＝吐出側圧力Pd）から高圧ボール弁３６を経過してクランク室３８へ流れ込む冷媒流量を制御し、コンプレッサ１４ａ内のクランク室３８の圧力（＝クランク室圧力Pc）を変え、斜板３４の傾きを変化させる。
【００５１】
高圧ボール弁３６のリフト量は、図４に示すように、コントロールバルブ３９のダイヤフラムに係る低圧圧力（＝吸込側圧力Ps）とセットスプリングのバネ荷重と電磁コイルに発生する磁力のバランスにより決まる。
【００５２】
前記コントロールバルブ３９内の電磁コイルには、ＥＣＶアンプ４０から、例えば、400Hzのパルス信号ON-OFF信号（デューティ信号）が送られ、デューティ比による実効電流により発生する磁力の変化で高圧ボール弁３６のリフト量を制御する。
【００５３】
図３に戻り、前記補機１４と補機ＥＣＵ１５との間では通信が行われ、補機ＥＣＵ１５から補機１４に対しては、補機制御指令、本実施例では、コンプレッサ容量制御指令が出力され、補機１４から補機ＥＣＵ１５に対しては、補機用センサの出力値として、冷凍サイクル高圧系圧力値が出力される。
【００５４】
また、エンジンＥＣＵ１３と補機ＥＣＵ１５との間にも通信が行われ、エンジンＥＣＵ１３から補機ＥＣＵ１５に対して補機動力の推定条件と補機の制御指令を出力する。例えば、推定条件として、補機動力を推定する時間タイミングを指定し、補機の制御指令として、コンプレッサ１４ａのトルクの目標値を指令する。
【００５５】
ここで、指定した推定条件での補機動力の推定が行われたかどうかの判断をエンジンＥＣＵ１３が行うために、補機ＥＣＵ１５からエンジンＥＣＵ１３に対して、前記推定条件を満足したかどうかの信号が出力される。指定した推定条件での動力推定が行われている場合には、エンジンＥＣＵ１３は精度の高い第２補機動力推定部１７による動力推定値を用いてエンジン制御を行う。一方、指定した条件の動力推定が行われていない場合には、エンジンＥＣＵは第１補機動力推定部１６による動力推定値を用いてエンジン制御を行う。
【００５６】
後述するように、第１補機動力推定部１６による推定動力よりも第２補機動力推定部１７による推定動力の方が小さい値であるため、エンジンＥＣＵ１３による補機動力の負荷に対応した燃料噴射量は、これに応じて少なくなり、もって、燃料消費量が改善する。つまり燃費が良くなる。
【００５７】
前記第１補機動力推定部１６は、エンジンＥＣＵ１３に内在している。ここで、「内在」とは、マイコンなどにより構成されるエンジンＥＣＵ１３の制御ソフトウェアの一部に前記推定手段のプログラムルーチンが記述されていることを意味している。この推定手段では、前記コンプレッサ１４ａの動力として、トルクを推定する計算式（簡易補機動力予測式）プログラムが組み込まれている。図に示すように、本実施例では、冷凍サイクルの高圧系の圧力とエンジン回転数（コンプレッサ１４ａの回転数とは定数倍の関係）とを用い、コンプレッサ１４ａの動力に関連する物理量であるコンプレッサ１４ａのトルクを予測している。
【００５８】
一方、前記第２補機動力推定部１７は、補機ＥＣＵ１５に内在している。この推定手段では、複数の予測式（高精度補機動力予測式）を条件に応じて切り換えるとともに、図に示すように冷凍サイクルの高圧などを使用してコンプレッサ１４ａの動力に関連する物理量であるコンプレッサ１４ａのトルクを予測する。上述したように、第２補機動力推定部１７の方が、高精度の予測値を得るために複雑な計算式を使い、第１補機動力推定部１６よりも高い精度で補機動力の予測を行うことができる。
【００５９】
エンジンＥＣＵ１３には、第１補機動力推定部１６による動力推定値と、第２補機動力推定部１７による動力推定値とが入力される。第１補機動力推定部１６による補機動力の推定は、比較的簡単な計算式を使うため、高速に処理できる反面、精度が低いため、エンジンＥＣＵ１３としては、予測にともなう誤差を見込んで、補機動力推定値に余裕代を含める。この余裕代を含んだ補機動力推定値は、第２補機動力推定部１７による動力推定値よりも大きい。
【００６０】
また、エンジンＥＣＵ１３は、推定動力偏差監視手段１８を備えている。この推定動力偏差監視手段１８は、第１補機動力推定部１６と第２補機動力推定部１７とがそれぞれ推定した補機動力の偏差を監視する手段である。
【００６１】
次に、作用を説明する。
［補機動力推定制御処理］
図６，７は、エンジンＥＣＵ１３における補機動力推定制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００６２】
ステップ１０１では、冷凍サイクル高圧系圧力値、第１補機動力推定部１６によるコンプレッサ１４ａのトルク推定値Ｔcomp1、第２補機動力推定部１７によるコンプレッサ１４ａのトルク推定値Ｔcomp2、および推定条件満足判定等のデータを入力する。
【００６３】
ステップ１０２では、トルクのマージン量Ｔs1，Ｔs2を計算する。このマージン量Ｔs1，Ｔs2とは、推定したトルクの誤差を見込んで、あらかじめ大きめに推定し、万一、実際のトルクよりも過小に見積もった場合でも、ここで算出したマージン量Ｔs1，Ｔs2を加算し、実際のトルクよりも小さくならないようにするためである。もし実際のトルクよりも小さい推定を行うと、例えば、車両がアイドル状態などでエンジンの回転数が非常に低い条件では、エンジン１０の駆動力が小さく、補機１４の動力分を過小に見積もると、エンジン１０が停止する、つまりエンスト現象が発生することが考えられる。この現象を避けるため、このマージン量Ｔs1，Ｔs2を設定する。具体的な計算方法としては、冷凍サイクル高圧系の圧力値などを用いる。ここで、マージン量Ｔs1，Ｔs2としては、第１補機動力推定部１６によるトルク推定値に加えるマージン量Ｔs1を、第２補機動力推定部１７によるトルク推定値に加えるマージン量Ｔs2よりも大きく設定する。
【００６４】
ステップ１０３では、このマージン量Ｔs1，Ｔs2を加えてトルク推定値Ｔcomp1，Ｔcomp2をそれぞれ修正する。この操作により、計算したトルク推定値Ｔcomp1，Ｔcomp2の誤差を含めたトルクの上限値を見積もることができる。
【００６５】
ステップ１０４では、第２補機動力推定部１７による動力推定時に、指定された条件を満足したかどうかを判定する。条件を満足していない場合には、ステップ１０９へ進み、第１補機動力推定部１６によるトルク推定値Ｔcomp1を採用して本制御を終了する。一方、上記条件を満足している場合には、ステップ１０５へ進む。
【００６６】
ステップ１０５では、２つのトルク推定値Ｔcomp1，Ｔcomp2による偏差ΔＴを計算する。
【００６７】
ステップ１０６では、偏差ΔＴが適正かどうかを判定するために、偏差判定値Ｔh1，Ｔh2を計算する。一般に偏差判定値を固定することも可能であるが、種々の条件でより正確に判定するために、個々の条件に合わせた判定値を算出し、これを利用する。
【００６８】
ステップ１０７では、偏差ΔＴを第１の偏差判定値Th1と比較する。偏差ΔＴが第１の偏差判定値Ｔh1以下の場合には、第２補機動力推定部１７によるトルク推定値は適正であると判定し、ステップ１１８へ進む。一方、偏差ΔＴが第１の偏差判定値Ｔh1よりも大きい場合には、ステップ１０８へ進む。
【００６９】
ステップ１０８では、偏差ΔＴを第１の偏差判定値Ｔh1よりも大きな第２の偏差判定値Th2と比較する。偏差ΔＴが第２の偏差判定値Ｔh2以下の場合には、本制御を終了する。一方、偏差ΔＴが第２の偏差判定値Ｔh1よりも大きい場合には、ステップ１１０へ進む。
【００７０】
ステップ１１０では、偏差ΔＴが非常に大きいため、第２補機動力推定部１７は破損していると判定する。
【００７１】
ステップ１１１では、この破損について乗員へ表示告知し、エンジンＥＣＵ１３による第１補機動力推定部１６によるトルク推定値を採用する。
【００７２】
ステップ１１２では、第２補機動力推定部１７は経年変化により推定動力の修正が必要と判定する。
【００７３】
ステップ１１３では、補機動力の修正のため、補機使用条件をデータとして、車両の速度、冷凍サイクルの高圧系圧力値、外気温度等のデータなどを入力する。
【００７４】
ステップ１１４では、補機使用条件が安定しているかどうかを判定し、安定していると判定された場合には、ステップ１１５へ進み、安定していないと判断された場合には、ステップ１１６へ進む。
【００７５】
ステップ１１５では、推定動力の修正量Ｔcを計算する。
【００７６】
ステップ１１６では、前回の修正量Ｔcをそのまま用いる。
【００７７】
ステップ１１７では、ステップ１１５またはステップ１１６により求められた修正量ＴcをトルクＴcomp2に加えて推定動力を修正する。
【００７８】
ステップ１１８では、トルクＴcomp2をトルクＴcomｐとして本制御を終了する。
【００７９】
次に、効果を説明する。
第１実施例の車両用制御装置にあっては、以下に列挙する効果を得ることができる。
【００８０】
(1) 第１補機動力推定部１６と第２補機動力推定部１７とで算出したコンプレッサ１４ａのトルク推定値Ｔcomp1，Ｔcomp2から偏差ΔＴを算出し、この偏差ΔＴが偏差判定値Ｔh1以下である場合に、第２補機動力推定部１７により推定されたトルク推定値Ｔcomp2に基づいてエンジン制御を行うこととしたため、より正確なコンプレッサ１４ａのトルク推定ができ、エンジン１０の燃料消費量を改善することができる。
【００８１】
(2) トルク推定値Ｔcomp1，Ｔcomp2にマージン量Ｔs1，Ｔs2を加算し、算出したトルク推定値Ｔcomp1，Ｔcomp2の誤差を含めたトルクの上限値を見積もることとしたため、より高精度なトルク推定を行うことができる。
【００８２】
(3) 第２補機動力推定部１７によりトルク推定値Ｔcomp2を求めるとき、指定された条件を満足したかどうかを判定し、条件を満足しない場合には第１補機動力推定部１６により求めたトルク推定値Ｔcomp1を用いてエンジン制御を行うこととしたため、補機ＥＣＵ１５の処理ルーチンよりも短い時間に動力推定が必要なとき、または第２補機動力推定部１７が故障しているときでも、燃料消費量の改善を図ることができる。
【００８３】
(4) 偏差ΔＴがマージン量Ｔs1よりも大きく、かつ、マージン量Ｔs2以下である場合には、トルク推定値Ｔcomp2に修正量Ｔcを加えて修正を行うこととしたため、第２補機動力推定部１７によるトルク推定精度を向上させることができる。
【００８４】
(5) 偏差ΔＴがマージン量Ｔs2（＞Ｔs1）よりも大きい場合には、第２補機動力推定部１７は破損していると判断し、第１補機動力推定部１６により算出されたトルク推定値Ｔcomp1を用いて制御を行うこととしたため、補機ＥＣＵ１５の破損時においても適正なエンジン制御を行うことができる。
【００８５】
（その他の実施例）
以上、本発明の車両用制御装置を第１実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００８６】
例えば、第１実施例では、補機１４の動力推定として外部制御可変容量コンプレッサ１４ａのトルク推定のみを例に示したが、補機１４としては、外部制御オルタネータ、外部制御エンジン冷却ファン、外部制御エンジン冷却水ポンプ等を用いても良く、これらを組み合わせた構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の車両用制御装置を示すブロック図である。
【図２】実施の形態２の車両用制御装置を示すブロック図である。
【図３】第１実施例の車両用制御装置を示す全体システム図である。
【図４】外部制御可変容量コンプレッサを示す断面図である。
【図５】コンプレッサのコントロールバルブに対するデューティ信号によるコンプレッサ吐出容量（吐出側圧力）の制御作用説明図である。
【図６】エンジンＥＣＵにおける補機動力推定制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】エンジンＥＣＵにおける補機動力推定制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ エンジン用センサ
３ エンジンＥＣＵ
４ 補機
５ 補機ＥＣＵ
６ 第１補機動力推定部
７ 第２補機動力推定部
８ 推定動力偏差監視手段
１１ エンジン
１２ エンジン用センサ
１３ エンジンＥＣＵ
１４ 補機
１４ａ 外部制御可変容量コンプレッサ
１５ 補機ＥＣＵ
１６ 第１補機動力推定部
１７ 第２補機動力推定部
１８ 推定動力偏差監視手段
Claims (10)
- 車両の主たる駆動源であるエンジンと、
このエンジンを制御するエンジン制御手段と、
前記エンジンにより直接または間接駆動される補機と、
この補機を制御する補機制御手段と、
を備えた車両用制御装置において、
前記補機の動力に関わる物理量を推定する手段として、エンジン制御手段に第１補機動力推定部を設けるとともに、補機制御手段に第２補機動力推定部を設け、
前記第２補機動力推定部による補機動力の推定精度を、第１補機動力推定部による補機動力の推定精度よりも高く設定したことを特徴とする車両用制御装置。 - 請求項１に記載の車両用制御装置において、
前記エンジン制御手段は、補機制御手段に対して推定条件を送信し、
前記補機制御手段は、推定条件に基づいて第２補機動力推定部により補機動力を推定し、推定値をエンジン制御手段に送信することを特徴とする車両用制御装置。 - 請求項２に記載の車両用制御装置において、
前記推定条件は、補機動力推定の回答猶予時間、予測すべき時間タイミング、または予測精度のうちの少なくとも１つであることを特徴とする車両用制御装置。 - 請求項３に記載の車両用制御装置において、
前記エンジン制御手段は、第２補機動力推定部が推定条件の少なくとも１つを満足しないとき、第１補機動力推定部により補機動力を推定することを特徴とする車両用制御装置。 - 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
前記第１補機動力推定部と第２補機動力推定部とによりそれぞれ推定された補機動力の偏差を算出し、その偏差が所定値以上かどうかを監視する推定動力偏差監視手段を備え、
前記エンジン制御手段は、偏差が所定値以上となったとき、第１補機動力推定部により補機動力を推定することを特徴とする車両用制御装置。 - 請求項５に記載の車両用制御装置において、
前記エンジン制御手段は、偏差が所定時間、所定頻度、または所定回数以上継続するとき、第２補機動力推定部が破損していると判断することを特徴とする車両用制御装置。 - 請求項５または請求項６に記載の車両用制御装置において、
前記エンジン制御手段は、偏差が第１所定値より大きく、かつ、第１所定値よりも大きな第２所定値よりも小さいとき、第２補機動力推定部により推定された補機動力を修正することを特徴とする車両用制御装置。 - 請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
前記偏差を所定条件下で比較することを特徴とする車両用制御装置。 - 請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
前記推定動力を、エンジン制御、変速機制御、または補機制御のうちの少なくとも１つに使用することを特徴とする車両用制御装置。 - 請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
前記補機は、外部信号により１回転あたりの冷媒吐出量を設定可能な空調用コンプレッサ、外部信号により回転数を設定可能な空調用コンプレッサ、外部信号により発電量を設定可能な発電用オルタネータ、外部信号により回転数を設定可能なエンジン冷却ファン、外部信号により風量を設定可能なエンジン冷却ファン、外部信号により回転数を設定可能な冷却水ポンプ、外部信号により水流量を設定可能な冷却水ポンプ、外部信号により回転数を設定可能なヒータ用補助水ポンプ、または外部信号により水流量を設定可能なヒータ用補助水ポンプのうちの少なくとも１つであることを特徴とする車両用制御装置。
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