JPH11240329A - 車載電装品制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より適切なバッテリ保護（バッテリ残容量の
確保）を図ることができる車載電装品制御装置を提供す
る。 【解決手段】 単にバッテリ残容量（バッテリ残容量検
出信号ｂ）に基づいて車両用空調装置の空調能力（即ち
車載電装品であるコンプレッサ３６の回転速度）を制限
するのではなく、バッテリ残容量の増減傾向（バッテリ
残容量検出信号ｂとバッテリ保護基準値ｃとの偏差ｅ_B
の時間微分Δｅ_B ）も考慮してファジイ演算で要求空調
能力上限Ｑ_L を求め、この要求空調能力上限Ｑ_L で要求
空調能力Ｑ _R を制限して、制限後の要求空調能力Ｑを得
るよう構成する。また、偏差ｅ_B と微分Δｅ_B とに基づ
き、ファジイ演算で要求充電能力Ｑ_C を求め、この要求
充電能力Ｑ_C によってバッテリ充電回路７０の充電能力
（充電速度等）を制御するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車載電装品制御装置
に関し、具体的には、車両に搭載したバッテリの電気的
負荷となる車両用空調装置のコンプレッサなどの電装品
に対する要求能力を制限してバッテリの保護（バッテリ
残容量の確保）を適切に行うことができる車載電装品制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両には各種の電装品が搭載されてお
り、これらの電装品の中には安全上等の理由からその機
能を確実に維持しなければならないものがあるが、その
ためには、これらの電装品に電力を供給するバッテリの
残容量を確保することが重要である。特に、走行駆動源
としてエンジンと走行モータとを有するハイブリッド車
や走行モータのみを有する電気自動車の場合には、バッ
テリの残容量によって走行距離が左右されることになる
ので、電気自動車等が目的地或いはバッテリの充電や交
換ができる場所に到達できなくなること等を避けるため
に、バッテリの残容量を確保することが一層重要とな
る。

【０００３】そこで、バッテリの残容量が少なくなって
きたときに、当該車両或いはその運転者にとって重要性
の低い電装品の駆動を制限する技術が、例えば、実開昭
６３−４０１３５号公報、実開昭６３−６１３６０号公
報、特開平４−３４７５３６号公報などに開示されてい
る。

【０００４】実開昭６３−４０１３５号公報や実開昭６
３−６１３６０号公報などに開示されている装置では、
車両に搭載される電装品をその重要性にしたがって分類
し、各分類毎に制限する順位を決めておき、バッテリの
残容量の値により、制限する電装品の分類を決めるよう
にしている。しかし、この装置では、バッテリ残容量の
値が僅かに変化しても、制限される電装品の分類が変わ
ってしまい、必要以上の制限になるなど、実際に適合し
ない結果になり易いという問題点がある。

【０００５】一方、特開平４−３４７５３６号公報に開
示されている車両用電気的負荷制限装置では、上記の問
題点を解決するために、バッテリの残容量がどの位にな
ったら電装品（電気的負荷）の駆動をどの程度制限する
かを判断し、それに基づいてきめ細かな駆動制限ができ
るようにしている。以下、この装置について、図４に基
づき、もう少し詳細に説明する。なお、図４は車両用電
気的負荷制限装置の構成を示すブロック図である。

【０００６】同図に示すように、本車両用電気的負荷制
限装置は、電気自動車に搭載された各種電装品による電
気的負荷１の状態を検出する負荷状態検出装置２からの
検出信号Ｗ、及び、電気自動車のバッテリからなる電源
３の残容量を検出する残容量検出装置４からの検出信号
Ｅに応じて、電気的負荷の制限量Ｐを演算する演算装置
５と、その演算出力（駆動制限量）Ｐに応じて各電装品
の負荷駆動を制御する負荷制御装置６とを有している。
演算装置５には、車両の使用環境（周囲の明るさ、気
温、湿度等）を考慮して電気的負荷の基準値を決める際
に用いられる使用環境センサ７からの検出信号も入力さ
れる。また、電装品の駆動制限状況を運転者等に知らせ
るために、負荷制限装置６から出力される負荷制御信号
に応じて動作する表示装置８も設けられている。

【０００７】電気的負荷１を構成する各種の電装品につ
いては、当該車両における各電装品の重要性に応じて各
々の駆動を制限する順位が予め定められ、演算装置５に
格納される。例えば、電気自動車に搭載される電装品
は、その重要性により、次の４グループに分けることが
できる。

【０００８】Ａグループ（制限不可） ハザード、ハイマウントストップランプ、パワーブレー
キ、ストップライト、テールライト、パワーステアリン
グ、ターンライト、ポジションライト、モータコントロ
ーラ、バックライト、アンチロックブレーキ、回生エネ
ルギーシステム、ライセンスライト、エアバッグ、ホー
ン、サイドマーカー、メータ類、リバースチャイム、ト
ランスミッションコントローラ、ヒータユニット、ウォ
ッシャー液、パワーウインドウ、ラジオ、クーリングフ
ァン、時計、モードモータ。

【０００９】Ｂグループ（性能制限） ブロアモータ、ヒータ熱線、コンデンサファン、エアコ
ン。Ｃグループ （負荷節約） ヘッドライト（Ｈ／Ｌ）、ＦＲワイパー（Ｈ／Ｌ）、リ
アデフロスタ、フォグライト。Ｄグループ （制限可能） インテリアライト、リモコンミラー、オートアンテナ、
マップライト、ヒーテッドミラー、パッシブベルト、カ
ーテシーライト、パワードアロック、トランクライト、
パワーシート、キーライト、サンルーフ、バニティミラ
ー、イルミオーディオ、グローブボックスライト、シガ
ーライター。

【００１０】上記の分類において、Ａグループは安全
上、法規上等の理由から負荷制限の対象にできないグル
ープである。Ｂグループは負荷制限の対象となるグルー
プで、制限量が調整できるものである。Ｃグループは残
容量や負荷状態のみならず、車両の使用環境（天候、昼
夜、速度等）に応じて、不必要なときに当該電装品を使
わないように節約するグループである。Ｄグループは負
荷制限の対象となるグループで、制限量が調整できない
ものを対象としている。

【００１１】そして、演算装置５では、詳細な説明は省
略するが、電気的負荷の現在値（負荷状態検出装置２の
検出信号）Ｗと電気的負荷の基準値Ｗ_S との偏差ｅと、
バッテリ残容量Ｅとに基づき、メンバーシップ関数を用
いてファジイ演算を行うことにより電気的負荷の制限量
Ｐを求める。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では、バッテリ残容量の増減傾向は考慮されて
おらず、単にバッテリの残容量に基づいて電気的負荷を
制限しているため、必ずしも適切なバッテリ保護（バッ
テリ残容量の確保）が図れるとはいえない。

【００１３】つまり、バッテリ残容量が比較的多くて
も、バッテリ残容量の減少率大きい場合には、早めに電
気的負荷を低減してバッテリの保護を図る必要がある。
また、バッテリ残容量が比較的少なくても、バッテリを
充電中でバッテリ残容量が増加しているような場合に
は、あまり大きな電気的負荷の低減を行う必要はない。

【００１４】従って本発明は上記従来技術に鑑み、より
適切なバッテリ保護（バッテリ残容量の確保）を図るこ
とができる車載電装品制御装置を提供することを課題と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明の車載電装品制御装置は、車両に搭載された電装品
の能力をファジイ制御する車載電装品制御装置であっ
て、前記電装品の電源であるバッテリの残容量とバッテ
リ保護基準値との偏差と、この偏差の微分値とに基づ
き、ファジイ演算で前記電装品に対する要求能力を制限
するよう構成したことを特徴とする。

【００１６】また、第２発明の車載電装品制御装置は、
第１発明の車載電装品制御装置において、前記偏差と、
前記偏差の微分値とに基づき、ファジイ演算で要求充電
能力を求めてバッテリ充電回路の充電能力を制御するよ
う構成したことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明の実施の形態に係る空調制御
装置を備えたハイブリッド車の熱システム等に関するレ
イアウトを示す平面図、図２は前記熱システム等の系統
図、図３は前記空調制御装置の構成を示すブロック図で
ある。なお、本実施の形態では、車載電装品として車両
用空調装置（コンプレッサ、ファン等）を例に挙げ、こ
の車両用空調装置の制御装置（空調制御装置）を車載電
装品制御装置の一例として説明する。

【００１９】＜構成＞図１に示すハイブリッド車２１は
所謂パラレル式のハイブリッド車であり、車両前部には
走行用モータ等からなるドライブユニット２３が搭載さ
れ、車両後部にはエンジン２２が搭載されている。ま
た、車両後部にはトランスミッション３８、発電機２
５、バッテリ２４、コンバータ等からなるバッテリ充電
回路７０等が搭載され、車両前部にはインバータ２６等
が搭載されている。

【００２０】従って、このハイブリッド車２１では、後
輪２７はトランスミッション３８を介してエンジン２２
により回転駆動され、前輪２８はドライブユニット２３
により回転駆動される。また、始動時（低速時）に高ト
ルクが得られるドライブユニット２３（走行モータ）の
特性と、高速時に高トルクが得られるエンジン２２の特
性とを生かすために、車両の始動時（低速時）にはドラ
イブユニット２３によって走行し、高速時にはエンジン
２２とドライブユニット２３の両方或いはエンジン２２
のみによって走行する。

【００２１】なお、ドライブユニット２３の走行用モー
タは、バッテリ２４からインバータ２６を介して電力が
供給されると共に、このインバータ２６等によって回転
速度等が制御されるようになっている。また、エンジン
２２の作動時には、発電機２５がエンジン２２により回
転駆動されて発電し、この発電電力がバッテリ充電回路
７０を介してバッテリ２４に充電されると共にインバー
タ２６を介して走行用モータにも供給されるようになっ
ている。

【００２２】また、このハイブリッド車２１には、車両
用空調装置等の熱システムに関する各コンポーネントが
次のように配置されている。

【００２３】即ち、空調制御装置７１は車両後部に配置
されている。また、車両用空調装置の室内熱交換器２
９、ヒータコア３０及びブロア３１（モータによって回
転駆動される）は、車室３２の前部に配置されている。
車両用空調装置の室外熱交換器３３や送風機３４（モー
タ３４ａによって回転駆動される）は、車両側面後部に
沿って配置されている。従って、送風機３４により室外
熱交換器３３に送風された空気は、車両側面後部に設け
られた排気孔３５から車外に排出される。

【００２４】車両用空調装置のコンプレッサ３６は、エ
ンジン２２の近傍に配置されており、エンジン２２又は
コンプレッサ用モータ３７によって選択的に回転駆動さ
れるようになっている。このコンプレッサ３６の能力
（即ちコンプレッサ用モータ３７の回転速度）は、車両
後部に設けたインバータ８１によって変えることができ
るようになっている。

【００２５】また、車両後部には、エンジン用ラジエー
タ３９が配置されると共に、このエンジン用ラジエータ
３９に隣接して送風機４０（モータ４０ａによって回転
駆動される）が配置されている。車両前部には、電気機
器用ラジエータ４１とバッテリ用ラジエータ４２とが隣
接して配置されると共に、バッテリ用ラジエータ４２に
隣接して送風機４３（モータ４３ａによって回転駆動さ
れる）が配置されている。また、車両前端には吸気孔６
６が設けられ、車両後端にはモータ４５によって開閉す
るシャッタ４４が設けられている。

【００２６】ここで、図２に基づいて熱システム等の系
統構成を説明する。図２中、太線は冷媒の循環ループ、
細線は冷却水（ロングライフクーラント（ＬＬＣ）等）
の循環ループを示しており、点線は電気的なつながりを
示している。

【００２７】車両用空調装置の冷媒ループＡは、ヒート
ポンプとして作用するものであり、四方弁５１よって冷
媒の流路を切り換えることにより、冷房運転と暖房運転
とを行うようになっている。

【００２８】冷房運転時には、冷媒がコンプレッサ３
６、四方弁５１、室外熱交換器３３、絞り弁５２、室内
熱交換器２９、四方弁５１、アキュムレータ５３、コン
プレッサ３６の順に流れる。このときには室内熱交換器
２９が吸熱器（エバポレータ）、室外熱交換器３３が放
熱器（コンデンサ）となり、車室３２内は冷房される。
一方、暖房運転時には、冷媒がコンプレッサ３６、四方
弁５１、室内熱交換器２９、絞り弁５２、室外熱交換器
３３、四方弁５１、アキュムレータ５３、コンプレッサ
３６の順に流れる。このときには室外熱交換器３３が吸
熱器（エバポレータ）、室内熱交換器２９が放熱器（コ
ンデンサ）となり、車室３２内が暖房される。なお、図
３中の６３は外気導入と内気循環の切り換えを行う切換
ダンパであり、図示しないモータ等によって回動され
る。

【００２９】冷却水ループとしては、エンジン冷却水ル
ープＢ、バッテリ冷却水ループＣ及び電気機器冷却水ル
ープＤが設けられている。

【００３０】これらのうち、エンジン冷却水ループＢで
は、ポンプ５４によってエンジン冷却水が主にエンジン
２２とエンジン用ラジエータ３９との間で循環すると共
に、エンジン冷却水の一部が、絞り弁５５を介して車両
用空調装置のヒータコア３０にも流れ、且つ、絞り弁５
６を介してバッテリ暖機用熱交換器５７にも流れるよう
になっている。なお、エンジン２２からエンジン用ラジ
エータ３９までのエンジン冷却水通路には、絞り弁５６
及びバッテリ暖機用熱交換器５７をバイパスする別の絞
り弁６５が設けられおり、この絞り弁６５と絞り弁５６
との間の流量調節を行うことよってバッテリ暖機用熱交
換器５７での放熱調節が可能となっている。

【００３１】バッテリ冷却水ループＣでは、バッテリ２
４を冷却する場合と暖機する場合とでバッテリ冷却水の
流れが切り換えられる。即ち、バッテリ２４を冷却する
場合には、バッテリ用ラジエータ４２をバイパスする絞
り弁５８は閉じ且つ絞り弁５９は開けた状態で、ポンプ
６０によってバッテリ冷却水がバッテリ２４とバッテリ
用ラジエータ４２との間で循環する。なお、このときに
は絞り弁５６を閉じてエンジン冷却水がバッテリ暖機用
熱交換機５７に流れないようにする。一方、バッテリ２
４を暖機する場合には、絞り弁５６を開けてエンジン冷
却水がバッテリ暖機用熱交換機５７に流れるようにする
と共に絞り弁５８を開け且つ絞り弁５９を閉じた状態
で、ポンプ６０によってバッテリ冷却水が、バッテリ用
ラジエータ４２をバイパスし、バッテリ２４とバッテリ
暖機用熱交換機５７との間で循環する。

【００３２】電気機器冷却水ループＤでは、ポンプ６２
によって電気機器冷却水が各種の電気機器（ドライブユ
ニット等）６１と電気機器用ラジエータ４１との間で循
環する。

【００３３】このようにして、車両用空調装置では室内
熱交換器２９（冷媒ループＡ）による冷暖房及びエンジ
ン冷却水（ヒータコア３０）による暖房が行われ、エン
ジン冷却水ループＢではエンジン冷却、バッテリ冷却水
ループＣではバッテリ冷却及びエンジン冷却水によるバ
ッテリ暖機、電気機器冷却水ループＤでは電気機器冷却
が行われることになる。

【００３４】また、図２中の６４は切換ダンパであり、
この切換ダンパ６４によって車両用空調装置の送風機３
４による空気の吸入方向が切換られるようになってい
る。切換ダンパ６４は、図示しないモータ等の駆動手段
によって図中のａ側又はｂ側に回動される。冷房運転時
には、切換ダンパ６４をａ側に回動させ、送風機３４で
外気を直接吸い込んで排気孔３５から車外に排出する。
一方、暖房運転時には、エンジン２２やバッテリ２４等
の排熱を有効に利用して冬場の暖房能力を補助するため
に、切換ダンパ６４をｂ側に回動させ、エンジン２２
（エンジン用ラジエータ３９）やバッテリ２４等の排熱
によって温められた空気を、送風機３４で吸い込んで排
気孔３５から車外に排出する。

【００３５】そして、車室３２には車室温度検出装置７
２が設けられており、この車室温度検出装置７２の室温
検出信号ａは空調制御装置７１に入力される。また、バ
ッテリ２４にはバッテリ残容量検出装置７３が設けられ
ており、このバッテリ残容量検出装置７３の残容量検出
信号ｂも空調制御装置７１に入力される。なお、バッテ
リ残容量検出装置７３の具体的な検出内容としては、例
えば、バッテリ残容量を表すものとしてバッテリ電圧
（バッテリ２４の端子電圧）が挙げられる。バッテリ電
圧を検出する場合には、バッテリ残容量検出装置７３と
して電圧計を用いる。

【００３６】空調制御装置７１では、詳細は後述する
が、室温検出信号ａと残容量検出信号ｂとに基づき、メ
ンバーシップ関数を用いてファジイ演算を行うことによ
り、要求空調能力Ｑと要求充電能力Ｑ_C とを求め、要求
空調能力Ｑに基づいて、インバータ８１でコンプレッサ
用モータ３７の回転速度を制御すことによりコンプレッ
サ３６の能力（車両用空調装置の空調能力）を制御し、
また、要求充電能力Ｑ_Cに基づいて、バッテリ充電回路
７０の充電能力（充電速度等）を制御する。

【００３７】ここで、図３に基づいて、空調制御装置７
１の制御内容を説明する。

【００３８】図３に示すように、空調制御装置７１には
車室温度設定値ｄが図示しない設定器から入力されるよ
うになっており、偏差ｅ_T 演算部７７では、この温度設
定値ｄと、車室温度検出装置７２から入力した室温検出
信号ａとの偏差ｅ_T を求める。この偏差ｅ_T は微分Δｅ
_T 演算部７８と、第１要求空調能力演算部７９とに出力
される。

【００３９】微分Δｅ_T 演算部７８では、偏差ｅ_T 演算
部７７で演算された偏差ｅ_T を時間微分して、微分Δｅ
_T を求める。このことによって、車室３２の温度がどれ
くらいの変化率で増減しているのかが求められる。即
ち、車室温度の増減傾向を定量的に知ることができる。
求められた微分Δｅ_T は第１要求空調能力演算部７９に
出力される。

【００４０】第１要求空調能力演算部７９では、偏差ｅ
_T 演算部７７で演算された偏差ｅ_Tと、微分Δｅ_T 演算
部７８で演算された微分Δｅ_T とに基づいてファジイ演
算を行うことにより、要求空調能力Ｑ_R を求める。要求
空調能力Ｑ_R は（１）式によって得られる。（１）式に
おける演算Ｆはメンバーシップ関数と共に定義されたフ
ァジイ演算を示し、多くの文献により公知であるため、
このファジイ演算に関する詳細な説明は省略する（この
ことは、後述する要求充電能力・要求空調能力上限演算
部７６及び第２要求空調能力演算部８０におけるファジ
イ演算に関しても同様）。

【００４１】 Ｑ_R ＝Ｆ（ｅ_T ，Δｅ_T ） ・・・（１）

【００４２】表１には、要求空調能力Ｑ_R のファジイ演
算に用いるファジイ制御ルールの一例を示す。なお、表
１中の（ ）内の数字はルール番号を示し、また、表１
中のファジイラベルの意味は次の通りである（表２〜表
４に関しても同様）。

【００４３】 Ｎ_B （Negative Big） ：値が負で、大きさの絶対値は大 Ｎ_S （Negative Small）：値が負で、大きさの絶対値は小 Ｚ₀ （Zero） ：値がゼロ Ｐ_S （Positive Small）：値が正で、大きさは小 Ｐ_B （Positive Big） ：値が正で、大きさは大 Ｂ (Big) ：値が大 Ｓ (Small) ：値が小

【００４４】

【表１】

【００４５】この表１では、車室温度検出値ａと車室温
度設定値ｄとの偏差ｅ_T と、この偏差ｅ_T の微分Δｅ_T
とを前件部とし、要求空調能力Ｑ_R を後件部として、２
５個の制御ルールが設定されている。表１に示す制御ル
ールは、次のようになっている。

【００４６】ｅ_T がＮ_B でΔｅ_T がＮ_B 、Ｎ_S 、Ｚ₀ 、
Ｐ_S 又はＰ_B ならばＱ_R はＺ₀ ｅ_T がＮ_S でΔｅ_T がＮ_B 、Ｎ_S 、Ｚ₀ 、Ｐ_S 又はＰ_B
ならばＱ_R はＺ₀ ｅ_T がＺ₀ でΔｅ_T がＮ_B 、Ｎ_S 又はＺ₀ ならばＱ_R は
Ｚ₀ ｅ_T がＺ₀ でΔｅ_T がＰ_S 又はＰ_B ならばＱ_R はＳ ｅ_T がＰ_S でΔｅ_T がＮ_B ならばＱ_R はＺ₀ ｅ_T がＰ_S でΔｅ_T がＮ_S 又はＺ₀ ならばＱ_R はＳ ｅ_T がＰ_S でΔｅ_T がＰ_S 又はＰ_B ならばＱ_R はＢ ｅ_T がＰ_B でΔｅ_T がＮ_B ならばＱ_R はＳ ｅ_T がＰ_B でΔｅ_T がＮ_S 、Ｚ₀ 、Ｐ_S 又はＰ_B ならば
Ｑ_R はＢ

【００４７】即ち、ｅ_T がＮ_B 、Ｎ_S のときにはΔｅ_T
の状態に関わらずＱ_R をＺ₀ とするが、ｅ_T がＺ₀ のと
きにはΔｅ_T の状態に応じてＱ_R を変える（制御ルール
３，８，１３ではＺ₀ 、１８，２３ではＳ）。ｅ_T がＰ
_S のときにもΔｅ_T の状態に応じてＱ_R を変える（制御
ルール４ではＺ₀ 、９，１４ではＳ、１９，２４では
Ｂ）。ｅ_T がＰ_B のときにもΔｅ_T の状態に応じてＱ_R
を変える（制御ルール５ではＳ、１０，１５，２０，２
５ではＢ）。

【００４８】そして、具体的な説明及び図示は省略する
が、この表１の制御ルールに基づき、偏差ｅ_T 、微分Δ
ｅ_T 及び要求空調能力Ｑ_R に関するメンバシップ関数を
用いてファジイ演算を行うことにより、要求空調能力Ｑ
_R を求める。この要求空調能力Ｑ_R は、図３に示すよう
に、第２要求空調能力演算部８０に出力される。

【００４９】このとき、要求空調能力Ｑ_R が制限されな
ければ、この要求空調能力Ｑ_R に基づいて、車室３２の
温度が設定温度ｄとなるように、車両用空調装置の空調
能力（コンプレッサ３６の能力）が制御される。

【００５０】一方、空調制御装置７１にはバッテリ残容
量に関するバッテリ保護基準値ｃが設定されており、偏
差ｅ_B 演算部７４では、このバッテリ保護基準値ｃと、
バッテリ残容量検出装置７３から入力したバッテリ残容
量検出信号ｂとの偏差ｅ_B を求める。この偏差ｅ_B は微
分Δｅ_B 演算部７５と、要求充電能力・要求空調能力上
限演算部７６とに出力される。なお、バッテリ保護基準
値ｃとしては、例えばバッテリ定格電圧の何％かの電圧
値を設定する。

【００５１】微分Δｅ_B 演算部７５では、偏差ｅ_B 演算
部７４で演算された偏差ｅ_B を時間微分して、微分Δｅ
_B を求める。このことによって、バッテリ残容量がどれ
くらいの変化率で増減しているのかが求められる。即
ち、バッテリ残容量の増減傾向を定量的に知ることがで
きる。求められた微分Δｅ_B は要求充電能力・要求空調
能力上限演算部７６に出力される。なお、微分Δｅ_B が
正（Ｐ_S 、Ｐ_B ）となるのはバッテリ２４が充電されて
いるときであり、発電機２５の発電電力がバッテリ充電
回路７０を介して充電されているときや、下り坂走行時
などにドライブユニット２３からバッテリ２４に電力が
返還されているとき（回生時）などである。

【００５２】要求充電能力・要求空調能力上限演算部７
６では、偏差ｅ_B 演算部７４で演算された偏差ｅ_B と、
微分Δｅ_B 演算部７５で演算された微分Δｅ_B とに基づ
いてファジイ演算を行うことにより、要求充電能力Ｑ_C
と、要求空調能力の上限Ｑ_Lとを求める。要求充電能力
Ｑ_C は（２）式、要求空調能力上限Ｑ_L は（３）式によ
って得られる。

【００５３】 Ｑ_C ＝Ｆ（ｅ_B ，Δｅ_B ） ・・・（２） Ｑ_L ＝Ｆ（ｅ_B ，Δｅ_B ） ・・・（３）

【００５４】表２には、要求充電能力Ｑ_C のファジイ演
算に用いるファジイ制御ルールの一例を示す。

【００５５】

【表２】

【００５６】この表２では、バッテリ残容量検出値ｂと
バッテリ保護基準値ｃとの偏差ｅ_Bと、この偏差ｅ_B の
微分Δｅ_B とを前件部とし、要求充電能力Ｑ_C を後件部
として、２５個の制御ルールが設定されている。表２に
示す制御ルールは、次のようになっている。

【００５７】ｅ_B がＮ_B でΔｅ_B がＮ_B 、Ｎ_S 、Ｚ₀ 、
Ｐ_S 又はＰ_B ならばＱ_C はＢ ｅ_B がＮ_S でΔｅ_B がＮ_B 、Ｎ_S 、Ｚ₀ 又はＰ_S ならば
Ｑ_C はＢ ｅ_B がＮ_S でΔｅ_B がＰ_B ならばＱ_C はＳ ｅ_B がＺ₀ でΔｅ_B がＮ_B ならばＱ_C はＢ ｅ_B がＺ₀ でΔｅ_B がＮ_S 又はＺ₀ ならばＱ_C はＳ ｅ_B がＺ₀ でΔｅ_B がＰ_S 又はＰ_B ならばＱ_C はＺ₀ ｅ_B がＰ_S でΔｅ_B がＮ_B 又はＮ_S ならばＱ_C はＳ ｅ_B がＰ_S でΔｅ_B がＺ₀ 、Ｐ_S 又はＰ_B ならばＱ_C は
Ｚ₀ ｅ_B がＰ_B でΔｅ_B がＮ_B 、Ｎ_S 、Ｚ₀ 、Ｐ_S 又はＰ_B
ならばＱ_C はＺ₀

【００５８】即ち、ｅ_B がＮ_B 又はＰ_B のときにはΔｅ
_B の状態に関わらずＱ_C をＢ又はＺ ₀ とするが、ｅ_B が
Ｎ_S のときにはΔｅ_B の状態に応じてＱ_C を変える（制
御ルール２，７，１２，１７ではＢ、２２ではＳ）。ｅ
_B がＺ₀ のときにもΔｅ_B の状態に応じてＱ_C を変える
（制御ルール３ではＢ、８，１３ではＳ、１８，２３で
はＺ₀ ）。ｅ_B がＰ_S のときにもΔｅ_B の状態に応じて
Ｑ_C を変える（制御ルール４，９ではＳ、１４，１９，
２４ではＺ₀ ）。

【００５９】そして、具体的な説明及び図示は省略する
が、この表２の制御ルールに基づき、偏差ｅ_B 、微分Δ
ｅ_B 及び要求充電能力Ｑ_C に関するメンバシップ関数を
用いてファジイ演算を行うことにより、要求充電能力Ｑ
_C を求める。この要求充電能力Ｑ_C は、図３に示すよう
に、バッテリ充電回路７０に出力される。

【００６０】その結果、この空調制御装置７１からの要
求充電能力Ｑ_C に基づき、バッテリ２４に対するバッテ
リ充電回路７０の充電能力（充電速度等）が制御され
る。例えば、バッテリ充電回路７０が長時間充電と短時
間充電の２種類に切り換えるようになっている場合に
は、要求充電能力Ｑ_C に基づいて、長時間充電と短時間
充電の切り換えを行う。また、ドライブユニット２３で
走行中にエンジン２２が停止しているような場合には、
要求充電能力Ｑ_C に基づいて、エンジン２２を起動（即
ち発電機２５を起動）した後に、長時間充電又は短時間
充電を選択してバッテリ２４の充電を開始する。

【００６１】次に、表３には、要求空調能力上限Ｑ_L の
ファジイ演算に用いるファジイ制御ルールの一例を示
す。

【００６２】

【表３】

【００６３】この表３では、バッテリ残容量検出値ｂと
バッテリ保護基準値ｃとの偏差ｅ_Bと、この偏差ｅ_B の
微分Δｅ_B とを前件部とし、要求空調能力上限Ｑ_L を後
件部として、２５個の制御ルールが設定されている。表
３に示す制御ルールは、次のようになっている。

【００６４】ｅ_B がＮ_B でΔｅ_B がＮ_B 、Ｎ_S 、Ｚ₀ 、
Ｐ_S 又はＰ_B ならばＱ_L はＺ₀ ｅ_B がＮ_S でΔｅ_B がＮ_B 、Ｎ_S 、Ｚ₀ 、Ｐ_S 又はＰ_B
ならばＱ_L はＺ₀ ｅ_B がＺ₀ でΔｅ_B がＮ_B 、Ｎ_S 又はＺ₀ ならばＱ_L は
Ｚ₀ ｅ_B がＺ₀ でΔｅ_B がＰ_S 又はＰ_B ならばＱ_L はＳ ｅ_B がＰ_S でΔｅ_B がＮ_B 又はＮ_S ならばＱ_L はＺ₀ ｅ_B がＰ_S でΔｅ_B がＺ₀ ならばＱ_L はＳ ｅ_B がＰ_S でΔｅ_B がＰ_S 又はＰ_B ならばＱ_L はＢ ｅ_B がＰ_B でΔｅ_B がＮ_B 又はＮ_S ならばＱ_L はＳ ｅ_B がＰ_B でΔｅ_B がＺ₀ 、Ｐ_S 又はＰ_B ならばＱ_L は
Ｂ

【００６５】即ち、ｅ_B がＮ_B 、Ｎ_S のときにはΔｅ_B
の状態に関わらずＱ_L をＺ₀ とし、ｅ_B がＺ₀ のときに
はΔｅ_B の状態に応じてＱ_L を変える（制御ルール３，
８，１３ではＺ₀ 、１８，２３ではＳ）。ｅ_B がＰ_S の
ときにもΔｅ_B の状態に応じてＱ_L を変える（制御ルー
ル４，９ではＺ₀ 、１４ではＳ、１９，２４ではＢ）。
ｅ_B がＰ_B のときにもΔｅ_B の状態に応じてＱ_L を変え
る（制御ルール５，１０ではＳ、１５，２０，２５では
Ｂ）。

【００６６】そして、具体的な説明及び図示は省略する
が、この表３の制御ルールに基づき、偏差ｅ_B 、微分Δ
ｅ_B 及び要求空調能力上限Ｑ_L に関するメンバシップ関
数を用いてファジイ演算を行うことにより、要求空調能
力上限Ｑ_L を求める。この要求空調能力上限Ｑ_L は、図
３に示すように、第２要求空調能力演算部８０に出力さ
れる。

【００６７】第２要求空調能力演算部８０では、第１要
求空調能力演算部７９で演算された要求空調能力Ｑ
_R と、要求充電能力・要求空調能力上限演算部７６で演
算された要求空調能力上限Ｑ_L とに基づいてファジイ演
算を行うことにより、要求空調能力Ｑを求める。即ち、
要求空調能力上限Ｑ_L によって要求空調能力Ｑ_R を制限
する。要求空調能力Ｑは（４）式によって得られる。

【００６８】 Ｑ＝Ｆ（Ｑ_R ，Ｑ_L ） ・・・（４）

【００６９】表４には、要求空調能力Ｑのファジイ演算
に用いるファジイ制御ルールの一例を示す。

【００７０】

【表４】

【００７１】この表４では、要求空調能力Ｑ_R と、要求
空調能力上限Ｑ_L とを前件部とし、要求空調能力Ｑを後
件部として、９個の制御ルールが設定されている。表４
に示す制御ルールは、次のようになっている。

【００７２】Ｑ_R がＺ₀ でＱ_L がＺ₀ 、Ｓ又はＢならば
ＱはＺ₀ Ｑ_R がＳでＱ_L がＺ₀ ならばＱはＺ₀ Ｑ_R がＳでＱ_L がＳ又はＢならばＱはＳ Ｑ_R がＢでＱ_L がＺ₀ ならばＱはＺ₀ Ｑ_R がＢでＱ_L がＳならばＱはＳ Ｑ_R がＢでＱ_L がＢならばＱはＢ

【００７３】即ち、Ｑ_R がＺ₀ のときにはＱ_L の状態に
関わらずＱをＺ₀ とするが、Ｑ_R がＳのときにはＱ_L に
応じてＱを変える（制御ルール２ではＺ₀ 、５，８では
Ｓ）。Ｑ_R がＢのときにもＱ_L に応じてＱを変える（制
御ルール３ではＺ₀ 、６ではＳ、９ではＢ）。

【００７４】そして、具体的な説明及び図示は省略する
が、この表４の制御ルールに基づき、要求空調能力
Ｑ_R 、要求空調能力上限Ｑ_L 及び要求空調能力Ｑに関す
るメンバシップ関数を用いてファジイ演算を行うことに
より、制限後の要求空調能力Ｑを求める。この要求空調
能力Ｑは、図３に示すように、コンプレッサ用モータ３
７を駆動するインバータ８１に出力される。

【００７５】かくして、この空調制御装置７１からの要
求空調能力Ｑに基づき、インバータ８１の周波数が制御
されてコンプレッサ３６の能力（車両用空調装置の空調
能力）が制御される。つまり、インバータ８１の周波数
を変えることによって、コンプレッサ３６（コンプレッ
サ用モータ３７）の回転速度が変わり、このことによっ
て、図２に示す冷媒ループＡの単位時間あたりの冷媒循
環量が変わり、室内熱交換器２９及び室外熱交換器３３
における熱交換量が変わる。

【００７６】＜作用・効果＞以上のように、本実施の形
態に係る空調制御装置７１では、単にバッテリ残容量
（バッテリ残容量検出信号ｂ）に基づいて車両用空調装
置の空調能力（即ち車載電装品であるコンプレッサ３６
の回転速度）を制限するのではなく、バッテリ残容量の
増減傾向（微分Δｅ_B ）も考慮してファジイ演算で要求
空調能力上限Ｑ _L を求め、この要求空調能力上限Ｑ_L で
要求空調能力Ｑ_R を制限して、制限後の要求空調能力Ｑ
を得る。

【００７７】例えば、表３の制御ルールに示すように、
偏差ｅ_B がＰ_S であっても、微分Δｅ_B がＮ_B 又はＮ_S
であれば要求空調能力上限Ｑ_L をＺ₀ （制御ルール４，
９）とし、この要求空調能力上限Ｑ_L で、表４の制御ル
ールに示すように、要求空調能力Ｑ_R を制限して、制限
後の要求空調能力ＱをＺ₀ としている（制御ルール２，
３）。即ち、この場合には、偏差ｅ_B がＰ_S であって
も、バッテリ２４に余裕がないと判断し、要求空調能力
を大きく制限して、バッテリ２４を早めに保護する。

【００７８】一方、表３の制御ルールに示すように、偏
差ｅ_B がＺ₀ であっても、微分Δｅ _B がＰ_S 又はＰ_B で
あれば要求空調能力上限Ｑ_L をＳ（制御ルール１８，２
３）とし、この要求空調能力上限Ｑ_L で、表４の制御ル
ールに示すように、要求空調能力Ｑ_R を制限して、制限
後の要求空調能力ＱをＳとしている（制御ルール５，
６）。即ち、この場合には、偏差ｅ_B がＺ₀ であって
も、バッテリ２４に余裕があると判断し、要求空調能力
をあまり制限しないようにして、バッテリ２４を過剰に
保護しないようにする。

【００７９】このように、本実施の形態に係る空調制御
装置７１によれば、バッテリ残容量の増減傾向（微分Δ
ｅ_B ）も考慮してファジイ演算で要求空調能力上限Ｑ_L
を求め、この要求空調能力上限Ｑ_L によって要求空調能
力Ｑ_R を制限するため、より適切なバッテリ保護（バッ
テリ残容量の確保）を図ることができる。

【００８０】また、本実施の形態に係る空調制御装置７
１よれば、偏差ｅ_B と微分Δｅ_B とに基づき、ファジイ
演算で要求充電能力Ｑ_C を求め、この要求充電能力Ｑ_C
によってバッテリ充電回路７０の充電能力（充電速度
等）を制御するため、バッテリ２４を適切な時期に適切
な充電速度等で過充電とならないように充電することが
できる。

【００８１】即ち、発電機２５の発電電力がバッテリ充
電回路７０を介してバッテリ２４に充電されるが、この
充電に際しては、バッテリ２４の残容量が低下し過ぎな
いように適切な時期に充電をする必要があると共に過充
電とならないようにする必要がある。そこで、偏差ｅ_B
と微分Δｅ_B とに基づき、ファジイ演算で要求充電能力
Ｑ_C を求め、この要求充電能力Ｑ_C によってバッテリ充
電回路７０の充電能力（充電速度等）を制御することに
より、バッテリ２４を適切な時期に適切な充電速度等で
過充電とならないように充電することができる。

【００８２】なお、上記では、コンプレッサ３６の回転
速度を制御することによって空調能力を制御するように
しているが、これに限定するものではなく、室外熱交換
器３３の送風機３４（モータ３４ａ）の回転速度を制御
することによって空調能力を制御するようにしてもよ
い。

【００８３】また、上記では、本発明を空調制御装置に
適用した場合について説明したが、これに限定するもの
ではなく、本発明は、「従来技術」の欄に例示したよう
な負荷制限可能な他の車載電装品の制御装置にも適用す
ることができる。

【００８４】また、本発明は、特に上記のようなハイブ
リッド車や電気自動車に適用して有用であるが、必ずし
もこれに限定するものではなく、エンジン自動車等の車
両にも適用することができる。

【００８５】

【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、第１発明の車載電装品制御装置は、車
両に搭載された電装品の能力をファジイ制御する車載電
装品制御装置であって、前記電装品の電源であるバッテ
リの残容量とバッテリ保護基準値との偏差と、この偏差
の微分値とに基づき、ファジイ演算で前記電装品に対す
る要求能力を制限するよう構成したことを特徴とする。

【００８６】従って、この第１発明の車載電装品制御装
置によれば、バッテリ残容量の増減傾向（バッテリ残容
量とバッテリ保護基準値との偏差の微分値）も考慮し
て、ファジイ演算で電装品に対する要求能力を制限する
ため、より適切なバッテリ保護（バッテリ残容量の確
保）を図ることができる。

【００８７】また、第２発明の車載電装品制御装置は、
第１発明の車載電装品制御装置において、前記偏差と、
前記偏差の微分値とに基づき、ファジイ演算で要求充電
能力を求めてバッテリ充電回路の充電能力を制御するよ
う構成したことを特徴とする。

【００８８】従って、この第２発明の車載電装品制御装
置によれば、バッテリ残容量とバッテリ保護基準値との
偏差と、この偏差の微分値とに基づき、ファジイ演算で
求めた要求充電能力によってバッテリ充電回路の充電能
力を制御するため、バッテリを適切な時期に適切な充電
速度等で過充電とならないように充電することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る空調制御装置を備え
たハイブリッド車の熱システム等に関するレイアウトを
示す平面図である。

【図２】前記熱システム等の系統図である。

【図３】前記空調制御装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】従来の車両用電気的負荷制限装置の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

２４ バッテリ ２５ 発電機 ３６ コンプレッサ ３７ コンプレッサ用モータ ７０ バッテリ充電回路 ７１ 空調制御装置 ７２ 車室温度検出装置 ７３ バッテリ残容量検出装置 ７４ 偏差ｅ_B 演算部 ７５ 微分Δｅ_B 演算部 ７６ 要求充電能力・要求空調能力上限演算部 ７７ 偏差ｅ_T 演算部 ７８ 微分Δｅ_T 演算部 ７９ 第１要求空調能力演算部 ８０ 第２要求空調能力演算部 ８１ インバータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載された電装品の能力をファジ
   イ制御する車載電装品制御装置であって、 前記電装品の電源であるバッテリの残容量とバッテリ保
   護基準値との偏差と、この偏差の微分値とに基づき、フ
   ァジイ演算で前記電装品に対する要求能力を制限するよ
   う構成したことを特徴とする車載電装品制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載する車載電装品制御装置
   において、 前記偏差と、前記偏差の微分値とに基づき、ファジイ演
   算で要求充電能力を求めてバッテリ充電回路の充電能力
   を制御するよう構成したことを特徴とする車載電装品制
   御装置。