(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気負荷量の変動に対する発電量の追従を徐々に行うオルタネータを備えたエンジンの電気負荷量検出方法であって、電源電圧の変化量を検出すると共に電源電圧の変化時間を検出し、該電源電圧の変化時間及び前記電源電圧の変化量に基づいて電気負荷量の変動を検出する、及び／又は、電気負荷量の変動量を算出することを特徴とするエンジンの電気負荷量検出方法。
【請求項２】
請求項１において、前記オルタネータは、電気負荷量の増加に対する発電量の追従を徐々に行い、電気負荷量の減少に対しては、直ちに発電量の追従を行うオルタネータであることを特徴とするエンジンの電気負荷量検出方法。
【請求項３】
電気負荷量の変動に対する発電量の追従を徐々に行うオルタネータを備えたエンジンの電気負荷量検出方法であって、電源電圧を検出すると共に電源電圧の変化量を検出し、電源電圧が所定の電圧範囲以外のときに、前記電源電圧の変化量に基づいて電気負荷量の変動を検出する、及び／又は、電気負荷量の変動量を算出することを特徴とするエンジンの電気負荷量検出方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、前記検出された電気負荷量の変動、及び／又は、前記算出された電気負荷量の変動量に基づいてエンジン制御パラメータを補正することを特徴とするエンジンの電気負荷量検出方法。
【請求項５】
請求項４において、前記エンジン制御パラメータは、アイドル時の吸入空気量を定めるパラメータであることを特徴とするエンジンの電気負荷量検出方法。
【請求項６】
電気負荷量の変動に対する発電量の追従を徐々に行うオルタネータを備えたエンジンの電気負荷量検出装置であって、電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、電源電圧の変化量を検出する手段と、電源電圧の変化時間を検出する手段とを有し、該電源電圧の変化時間及び前記電源電圧の変化量に基づいて電気負荷量の変動を検出する、及び／又は、電気負荷量の変動量を算出する手段とを有することを特徴とするエンジンの電気負荷量検出装置。
【請求項７】
請求項６において、前記オルタネータは、電気負荷量の増加に対する発電量の追従を徐々に行い、電気負荷量の減少に対しては、直ちに発電量の追従を行うオルタネータであることを特徴とするエンジンの電気負荷量検出装置。
【請求項８】
電気負荷量の変動に対する発電量の追従を徐々に行うオルタネータを備えたエンジンの電気負荷量検出装置であって、電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、電源電圧の変化量を検出する手段を有し、前記電源電圧の変化量に基づいて電気負荷量の変動を検出する、及び／又は、電気負荷量の変動量を算出する手段とを有すると共にカウンタを有し、該カウンタ値を電源電圧が所定の電圧範囲から負の方向にずれたときには加算し、正の方向にずれたときには減算し、カウンタ値が所定値以下のとき電気負荷の変動量を所定値に書き換えることを特徴とする電気負荷検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、バッテリー及びエンジンによって駆動されるオルタネータが負担する電気負荷の変動及び変動量を電源電圧の挙動により検出する電気負荷検出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンに駆動されているオルタネータの負荷状態の検出方法としては、電気負荷別のＯＮ，ＯＦＦ状態検出用の配線により、電気負荷を検出する方法が「ＮＩＳＳＡＮブルーバード配線図集」（Ａ１０７０２０）等で知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、各電気負荷に対して検出用の配線や入力回路が必要である事からコスト高となる問題点があった。また、投入される度に変動する様な不均一な電気負荷については、電気負荷の検出精度が悪いという問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、電気負荷量の変動に対する発電量の追従を徐々に行うオルタネータを備えたエンジンの電気負荷量検出方法であって、電源電圧の変化量を検出すると共に電源電圧の変化時間を検出し、該電源電圧の変化時間及び前記電源電圧の変化量に基づいて電気負荷量の変動を検出する、及び／又は、電気負荷量の変動量を算出することを特徴とするエンジンの電気負荷量検出方法によって解決される。
また、上記課題は、電気負荷量の変動に対する発電量の追従を徐々に行うオルタネータを備えたエンジンの電気負荷量検出方法であって、電源電圧を検出すると共に電源電圧の変化量を検出し、電源電圧が所定の電圧範囲以外のときに、前記電源電圧の変化量に基づいて電気負荷量の変動を検出する、及び／又は、電気負荷量の変動量を算出することを特徴とするエンジンの電気負荷量検出方法によっても解決される。
また、上記課題は、電気負荷量の変動に対する発電量の追従を徐々に行うオルタネータを備えたエンジンの電気負荷量検出装置であって、電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、電源電圧の変化量を検出する手段と、電源電圧の変化時間を検出する手段とを有し、該電源電圧の変化時間及び前記電源電圧の変化量に基づいて電気負荷量の変動を検出する、及び／又は、電気負荷量の変動量を算出する手段とを有することを特徴とするエンジンの電気負荷量検出装置によっても解決される。
また、上記課題は、電気負荷量の変動に対する発電量の追従を徐々に行うオルタネータを備えたエンジンの電気負荷量検出装置であって、電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、電源電圧の変化量を検出する手段を有し、前記電源電圧の変化量に基づいて電気負荷量の変動を検出する、及び／又は、電気負荷量の変動量を算出する手段とを有すると共にカウンタを有し、該カウンタ値を電源電圧が所定の電圧範囲から負の方向にずれたときには加算し、正の方向にずれたときには減算し、カウンタ値が所定値以下のとき電気負荷の変動量を所定値に書き換えることを特徴とする電気負荷検出装置によっても解決される。
また、上記課題は、電気負荷量の変動に対する発電量の追従を徐々に行うオルタネータを備えたエンジンの電気負荷量検出装置であって、電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、電源電圧の変化量を検出する手段を有し、前記電源電圧の変化量に基づいて電気負荷量の変動を検出する、及び／又は、電気負荷量の変動量を算出する手段とを有すると共にカウンタを有し、該カウンタ値を電源電圧が所定の電圧範囲から負の方向にずれたときには加算し、正の方向にずれたときには減算し、カウンタ値が所定値以上のとき電気負荷の変動量を第２の所定値に書き換えることを特徴とする電気負荷検出装置によっても解決される。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図によって説明する。図２はガソリンエンジンシステムの一例を示すもので、負荷変動の要因として、エアコン５５，電気負荷１６８，パワーステアリング１６５を備えた例である。
【０００７】
空気はダクト１５６を通りエアクリーナ１６１の出口部に設けられた空気流量計１に導かれる。この空気流量計１には例えば熱線式空気流量センサが使用される。この空気は、接続されたダクト１６０，空気流量を制御する絞り弁を有するスロットルボディ１５９及びスロットルボディをバイパスする様に設けられたアイドル状態での空気流量を制御するＩＳＣバルブ５４を通り、コレクタ１５８に入る。ここで、空気はエンジンと直結する各吸気管１６４に分配され、シリンダ内に吸入される。
【０００８】
燃料は燃料タンク１５５から燃料ポンプ５２で吸引，加圧され燃料ダンパ１５３，燃料フィルタ１５２を通り、プレッシャレギュレータ１５４により一定圧力に調圧され、吸気管１６４に設けられたインジェクタ５１から前記吸気管内に噴射される。
【０００９】
空気流量計１からは、吸入空気量に相当する信号が出力される。また、ディストリビュータ１５７に内蔵されたクランク角センサ２からは、所定のクランク角毎にパルスが出力されこれらの出力は、コントロールユニット１５１に入力され、クランク角及びエンジン回転数が演算され、更に吸入空気量とエンジン回転数から充填効率に相当する基本燃料噴射パルス幅ＴＰを求める。
【００１０】
スロットルボディ１５９には絞り弁の開度を検出するスロットルセンサ４がとれつけられており、このセンサ信号はコントロールユニット１５１に入力され、絞り弁の全閉位置の検出や加速の検出等を行う。
【００１１】
エンジン本体１６２には、冷却水温を検出するための水温センサ６が取り付けられており、このセンサ信号は、コントロールユニット１５１に入力され、エンジン１６２の暖機状態を検出し、燃料噴射量の増量や点火時期の補正及びラジエータファン５６のＯＮ／ＯＦＦやアイドル時の目標回転数の設定を行う。
【００１２】
空燃比センサ５は、エンジンの排気管に装着されており排気ガスの酸素濃度に応じた信号を出力するものである。この信号はコントロールユニット１５１に入力され、目標Ａ／Ｆになるように、燃料噴射パルス幅を調整する。
【００１３】
コントロールユニット１５１は、図３に示すように、ＣＰＵ１０１，ＲＯＭ１０２，ＲＡＭ１０３，バックアップＲＡＭ１０４，割り込みコントローラ１０５，タイマー１０６，入力処理回路１０７，出力処理回路１０８で構成され、それらは、バス１０９により結ばれている。前記ＣＰＵ１０１は、入力処理回路で処理された様々な情報をもとに、リードオンリーメモリーＲＯＭ１０２に記憶されているプログラムに基づき、ランダムアクセスメモリーＲＡＭ１０３及びイグニッションキー９ＯＦＦ時も記憶内容を保持可能なバックアップＲＡＭ１０４を用いて処理を行う。この際、タイマー１０６や入力処理回路１０７からの情報をもとに割り込みコントローラ１０５より発せられる割り込み命令により割り込み処理も適時行う。
【００１４】
また電気負荷１６８，エアコン５５，パワーステアリング１６５等の電気負荷が消費する電力を電源となるバッテリー８に接続されたオルタネータ１６７で発電する。このオルタネータ１６７は電気負荷変動に対する発電量の追従制御を徐々に行う負荷応答制御を行っている。この場合において負荷応答制御により負荷が増加変動時に徐々に発電量を追従させ、減少するときには、直ちに発電量を追従させる構成となっており、このオルタネータを持つ電源装置はエンジンに加わる負荷の変動を緩やかにし回転変動を防止する特徴がある。また、図１に示す様に電気負荷変動時に電源電圧変動が生じる。電気負荷ＯＦＦ時に負荷応答制御を行わないオルタネータを持つシステムの場合は、電気負荷ＯＦＦ時の電源電圧変動が小さなものとなる。電源電圧は、コントロールユニット１５１の図３に示すバッテリー８と入力処理回路１０７によりも測定する。
【００１５】
その他負荷の変動の検出及び負荷の変動量の算出の為、パワーステアリング
１６５の負荷検出の為のパワステスイッチ１３を用いたエンジンの外部負荷検出や、エアコン５５やラジエーターファン５６のＯＮ／ＯＦＦ制御もコントロールユニット１５１で行っている。
【００１６】
次に、上記構成による本実施例の作動内容について説明する。図４に本発明をマイクロコンピュータのプログラムで実現する為のフローチャートの一例を示す。１０ｍｓ毎に起動されるプログラムでステップ２０１からステップ２０６まで順に演算される。ここでは、ステップ２０１でエンジン回転数Ｎの演算，ステップ２０２で吸入空気量Ｑａの演算，ステップ２０３で基本パルス幅Ｔｐの演算を行う。次にステップ２０４でＴｉを演算する。更にステップ２０５では、Ｎと
Ｔｐにより進角マップ検索を行い、基本進角ＡＤＶＭの演算を行う。ステップ
２０６では水温で図７に示す目標回転テーブルを検索した結果求まる目標回転数と実際の回転数との差ΔＮ１を求め図８のテーブルを参照する事により求まるフィードバック分、及び、オルタネータ負荷やエアコン負荷の変動等に応じて求まる電気負荷の変動量に対応する補正量ＩＳＣＥＬからエンジン制御のためのパラメータの例とするアイドル時の吸入空気量を定めるパラメータであるＩＳＣデューティＩＳＣＤＴＹを補正，演算する。尚、エンジン制御のパラメータとしては、この他に点火時期，燃料噴射量，吸入空気量、等を定めるパラメータでも良い。
【００１７】
ステップ２０６の負荷状態の構成要素の一つである電気負荷の変動の検出及び電気負荷の変動量を算出するプログラムの一例を図５に示す。このプログラムは１０ｍｓ毎に処理される。まず、ステップ３０１で電気負荷ＯＮ判定電圧よりも電源電圧が低い時は、電気負荷ＯＮされたと判断，検出しステップ３０２で電気負荷補正量ＩＳＣＥＬに増加量ＤＩＳＣＥＬ１  を加算する。また、ステップ３０１で電源電圧が電気負荷ＯＮ判定電圧以上の時はステップ３０３に進む。ステップ３０３では、電気負荷ＯＦＦ判定電圧よりも電源電圧が高い場合ステップ，電圧負荷がＯＦＦされたと判断し、３０４で電気負荷補正量ＩＳＣＥＬから減少量ＤＩＳＣＥＬ２を減算する。また、ステップ３０３で電源電圧が電気負荷ＯＮ判定電圧以下の時は処理を終了する。ここで、電気負荷ＯＦＦ時に負荷応答制御を行わないオルタネータを持つシステムでは、ＤＩＳＣＥＬ２  を大きく設定する事により対応が可能である。
【００１８】
次に、前記実施例に対し、電気負荷の検出精度を向上する場合のプログラムの一例を図６に示す。まず、ステップ４０１でＤＩＳＣＥＬ１及びＤＩＳＣＥＬ２を求める。次にステップ４０２で電気負荷ＯＮ判定電圧よりも電源電圧が低い場合、電気負荷がＯＮされたと判断し、ステップ４０３で電気負荷状態フラグＥＬＯＮが１の場合ステップ４０４に進む。また、ステップ４０３で電気負荷状態フラグＥＬＯＮが０の場合ステップ４０７で電気負荷カウンタＥＬＣＮＴに１を加算し、ステップ４０８で電気負荷状態フラグＥＬＯＮを１、ＥＬＯＦＦを０としステップ４０４へ進む。ステップ４０４は、電気負荷カウンタＥＬＣＮＴが電気負荷の最大個数付近に設定されるＥＬＣＮＴＭＸ  以上の時、ステップ４０５で電気負荷量ＩＳＣＥＬを電気負荷量最大値ＩＳＣＥＬＭＸ  とし処理を終了する。また、ステップ４０４で電気負荷カウンタＥＬＣＮＴが電気負荷の最大個数付近に設定されるＥＬＣＮＴＭＸ  より小さい時、ステップ４０６で電気負荷量ＩＳＣＥＬに増加量ＤＩＳＣＥＬ１  を加算し、処理を終了する。次に、ステップ４０２，４０９で電源電圧が電気負荷ＯＮ判定電圧以上で電気負荷ＯＦＦ判定電圧よりも高いとき、電気負荷がＯＦＦされたと判断し、ステップ４１０で電気負荷状態フラグＥＬＯＮが１の場合ステップ４１１に進む。ステップ４１０で電気負荷状態フラグＥＬＯＦＦが０の場合ステップ４１４で電気負荷カウンタＥＬＣＮＴから１を減算し、ステップ４１５で電気負荷状態フラグＥＬＯＮを０、ＥＬＯＦＦを１としステップ４１１へ進む。ステップ４１１は、電気負荷カウンタＥＬＣＮＴが０の時、ステップ４１２で電気負荷量ＩＳＣＥＬを０とし処理を終了する。また、ステップ４１１で電気負荷カウンタＥＬＣＮＴが０でない時、ステップ４１３で電気負荷量ＩＳＣＥＬから減少量ＤＩＳＣＥＬ２  を減算し、処理を終了する。次にステップ４０２，４０９で電源電圧が電気負荷ＯＮ判定電圧以上で電気負荷ＯＦＦ判定電圧以下のとき、電気負荷変動無しと判断し、ステップ４１６で電気負荷状態フラグＥＬＯＮ及びＥＬＯＦＦを共に０とし処理を終了する。
【００１９】
上記手段により電気負荷検出用の配線や入力回路の廃止が可能となりエンジン制御システムのコストダウンが図れる。また、負荷投入の度に変動する電気負荷の検出が可能となる為、電気負荷量の精度が向上し、負荷補正を適量行う事が可能となるため、エンジンの振動やハンチング等を防止しつつ、負荷変動によるエンジンの回転変動に対する補正を、遅れる事なく、且つ、適量に行うことが可能となり、負荷変動による回転変動を抑制する効果がある。また、負荷変動回数をカウントする事を組み合わせて行う事により電気負荷量の初期設定が可能となる為、より高い効果を得る事ができる。
【００２０】
【発明の効果】
電気負荷検出用の配線や入力回路を使わずに、電気負荷量の変動を検出、及び／または電気負荷量の変動量を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すチャート図である。
【図２】本発明の一実施例を示すシステム構成図である。
【図３】本発明の一実施例を示すコントロールユニットのブロック図である。
【図４】本発明の一実施例のフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例のフローチャートである。
【図６】本発明の一実施例のフローチャートである。
【図７】アイドル時ＩＳＣ制御に関する説明の為の特性図である。
【図８】アイドル時ＩＳＣ制御に関する説明の為の特性図である。
【符号の説明】
２…クランク角センサ、８…バッテリー、９…イグニッションキー、１１…エアコン負荷センサ、１３…パワーステアリング負荷センサ、５１…インジェクタ、５４…ＩＳＣバルブ、５５…エアコンクラッチ、１５７…ディストリビュータ、１６２…エンジン、１６５…パワーステアリングポンプ、１６７…オルタネータ、１７０…クランクプーリー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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