(57)【要約】  【構成】  発電機は補機ベルトを介して内燃機関により回転駆動される。機関回転速度Ｎｇと発電機回転速度Ｎｇとの速比Ｎｇ／Ｎｅが所定のベルト鳴き領域ΔＶＮにある場合、発電機の負荷を一次的に増加する。上記の速比Ｎｇ／Ｎｅが許容範囲ΔＶＫに戻ると、発電機１１の負荷を増加前の状態へ低下する。  【効果】  被水によるベルトスリップ時に、発電機の負荷を一時的に増加することにより、ベルト鳴きを速やかに解消しつつ、スリップによる発熱でベルトの乾燥を促進し、スリップを早期に解消することができる。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
補機ベルトを介して内燃機関により補機を回転駆動する内燃機関の補機駆動装置において、
内燃機関の回転速度と補機の回転速度との実速比に基づいて、補機ベルトがスリップしているかを判定するスリップ判定手段と、
このスリップ判定手段によりスリップしていると判定された場合に、上記補機の負荷を一時的に増加する負荷増加手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の補機駆動装置。
【請求項２】
上記スリップ判定手段が、補機の負荷変化に基づいて、上記補機ベルトが被水によりスリップしているかを判定する被水スリップ判定手段を含み、
この被水スリップ判定手段により被水によりスリップしていると判定された場合に、上記負荷増加手段により補機の負荷を一時的に増加することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の補機駆動装置。
【請求項３】
上記被水スリップ判定手段により被水によるスリップではないと判定された場合、上記負荷増加手段による補機の負荷の増加を禁止することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の補機駆動装置。
【請求項４】
上記実速比に基づいて、上記補機ベルトのスリップが終了したかを判定するスリップ終了判定手段と、
このスリップ終了判定手段によりスリップが終了したと判定された場合に、上記補機の負荷を増加前の状態に低下する負荷低下手段と、
を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の補機駆動装置。
【請求項５】
上記負荷増加手段により負荷が増加される補機が発電機であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の補機駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機のような補機をＶベルトのような補機ベルトを介して内燃機関により回転駆動する補機駆動装置に関し、特に、この補機ベルトのスリップによる不快音、いわゆるベルトの鳴きを速やかに解消する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、内燃機関を搭載した自動車では、発電機やウォーターポンプのような補機をＶベルトのような補機ベルトを介して内燃機関により回転駆動するようになっている。例えば特許文献１では、発電機をＶベルトを介して内燃機関により回転駆動するハイブリッド自動車が記載されている。
【特許文献１】特開平１０−９４２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば水たまりの走行時に補機ベルトが被水し、この被水に起因して補機ベルトがスリップするような場合に、不快な異音、いわゆるベルト鳴きを生じるおそれがある。上述した特許文献１には、内燃機関と発電機との実速比に基づいてベルトスリップの発生を判断し、このベルトスリップ時に発電機の負荷を低下させることによって、スリップを解消する技術が開示されているものの、上述したような被水によるベルトスリップ時に生じるベルト鳴きについては十分に考察されていない。仮にベルト鳴き時に、上記特許文献１のように発電機（補機）の負荷を下げてスリップを一時的に解消したとしても、負荷を上昇させると再びスリップを生じて、ベルト鳴きを生じるおそれがある。このため、上記特許文献１では負荷を段階的に上昇させて、実速比が設計速比となることを確認しながら負荷を戻しており、所期の補機負荷へ復帰させるまでに時間がかかってしまう。更に、発電機の負荷を低下させると、発電量が要求値に対して不足するおそれがある。上記の特許文献１では、要求発電量が得られるように、ベルトスリップを解消するために発電機の負荷を下げる際には、機関回転数を上昇させる技術が開示されている。しかしながら、被水によるスリップ時のように実速比が不安定な状態で機関回転数を上昇しても所期の要求発電量を得られるとは限らない。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、被水によるベルトスリップ時に生じる不快なベルト鳴きを速やかに解消し得る新規な内燃機関の補機駆動装置を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
補機ベルトを介して内燃機関により補機を回転駆動する内燃機関の補機駆動装置において、内燃機関の回転速度と補機の回転速度との実速比に基づいて、補機ベルトがスリップしているかを判定するスリップ判定手段と、このスリップ判定手段によりスリップしていると判定された場合に、上記補機の負荷を一時的に増加する負荷増加手段と、を有している。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、例えば被水によるベルトスリップによりベルト鳴きを生じている場合に、補機の負荷を一時的に増加することにより、ベルトのスリップを一時的かつ意図的・積極的に増大させて、その実速比・スリップ率を、ベルト鳴きを生じる領域から速やかに外すことができ、被水によるベルトスリップ時に生じるベルト鳴きを速やかに解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。図１を参照して、周知のように、内燃機関１０を搭載する自動車では、内燃機関１０によって回転駆動される補機として、バッテリを充電する発電機１１、冷却水を循環させるためのウォータポンプ１２、及びエアコン・コンプレッサ１３などが設けられる。上記の内燃機関１０には、クランクシャフトの一端に取り付けられてクランクシャフトとともに回転する駆動プーリ１０Ａが設けられ、上記の補機１１，１２及び１３には、それぞれ従動プーリ１１Ａ，１２Ａ及び１３Ａが設けられる。これらのプーリ１０Ａ〜１３Ａ及び補機ベルト１６に所定の張力を付与するテンショナ１５のプーリ１５Ａにわたって補機ベルト１６が巻き掛けられ、この補機ベルト１６によって内燃機関１０の回転駆動力が補機１１〜１３に伝達される。レイアウトに応じて幾つかの従動プーリ（この実施例ではウォータポンプ１２Ａ及びテンショナプーリ１５Ａ）が背面掛けとなっている。上記の補機ベルト１６は、図２に示すように、ゴム材料からなる基材３１の内・外周面に断面略Ｖ字状のリブ３０が複数形成された、いわゆるＶリブドベルトであって、基材３１の内部には補強用の複数の芯材３２が埋設されている。機関制御部１７は、周知のように燃料噴射量・時期や点火時期等の各種機関制御処理を記憶及び実行するものであり、上記の発電機１１に制御信号を出力して、この発電機１１の負荷（出力）を制御する。
【０００８】
図３は、本実施例に係る制御の流れを示すフローチャートであり、本ルーチンは例えば上記の機関制御部１７により記憶・実行される。ステップ１では、アイドルスイッチ等の信号に基づいて、アイドル運転（停車）中であるかを判定する。ステップ２では、内燃機関１０の機関回転速度Ｎｅを読み込む。図４に示すように、この機関回転速度（内燃機関回転平均速度）Ｎｅは、実際の内燃機関回転速度である実内燃機関回転速度にほぼ対応しており、例えば、クランクシャフトのクランク角度を検出するクランクセンサ１８（図１参照）等を利用して検出される。ステップ３では、発電機１１の回転速度Ｎｇを読み込む。図４に示すように、この発電機回転速度（発電機回転平均速度）Ｎｇは、実際の発電機１１の回転速度である実発電機回転速度にほぼ対応しており、例えば発電機１１の回転子の回転速度を検出する回転センサ１９（図１参照）により得ることができる。ステップ４では、機関回転速度Ｎｅと発電機回転速度Ｎｇとの実速比Ｎｇ／Ｎｅを演算する。
【０００９】
ステップ５では、この実速比Ｎｇ／Ｎｅが所定のベルト鳴き領域ΔＶＮであるかを判定する。このベルト鳴き領域ΔＶＮは、補機ベルト１６が実質的にスリップしていない所期の許容速比範囲ΔＶＫから大きく外れた領域であって、例えばスリップ率が１０〜２０％の領域に相当し、実験により予め設定される。ベルト鳴き領域ΔＶＮの場合にはステップ６へ進み、ベルト鳴き領域ΔＶＮでなれれば本ルーチンを終了する。
【００１０】
ステップ６では、補機負荷が急激に変化していないかを判定する。例えば、一演算前（前回サンプリング時）の補機負荷と今回演算時の補機負荷とを比較し、両者がほぼ同等であるかを判定する。ステップ６で前回サンプリング時と補機負荷が同等でなく、補機負荷が急激に変化していると判定された場合、ステップ７へ進む。このステップ７では、補機ベルト１６の恒久的な劣化によるベルトスリップの可能性があるので、このようなベルトの劣化やこれによるスリップの発生を、ブザーや警告灯により運転者に知らせる。
【００１１】
ステップ６で補機負荷が急激に変化していないと判定された場合、ステップ８へ進む。このステップ８では、発電機１１の負荷・出力を所定量ΔＰ増加する。続くステップ９〜１１では、上記のステップ２〜４と同様に、再度機関回転速度Ｎｅと発電機回転速度Ｎｇとを読み込み、その実速比Ｎｇ／Ｎｅを演算する。ステップ１２では、この実速比Ｎｇ／Ｎｅが、所定の許容速比範囲ΔＶＫにあるかを判定する。つまり、実速比Ｎｇ／Ｎｅが許容下限値ＶＬより大きく、かつ許容上限値ＶＨより小さいかを判定する。この許容速比範囲ΔＶＫは、上述したように実質的にスリップしていない実速比の範囲であって、例えばスリップ率が２〜３％以下の範囲に相当する。
【００１２】
実速比Ｎｇ／Ｎｅが許容速比範囲ΔＶＫとなると、ステップ１２からステップ１３へ進み、発電機１１の負荷出力を負荷増加前の通常の値に戻すように、上記の増加分ΔＰだけ負荷を減少する。すなわち、スリップ低減のための負荷の増加を終了して、発電機１１の負荷を通常の値に戻す。
【００１３】
図４は、このような本実施例に係る制御を適用した場合の挙動を示すタイムチャートである。時期Ｔ１が被水時に相当する。図４及び図３を参照して、内燃機関のアイドル運転中であって（ステップ１）、実速比Ｎｇ／Ｎｅが所定のベルト鳴き領域ΔＶＮにあり（ステップ５）、かつ、補機負荷の変化が緩慢である（ステップ６）等の運転条件の場合、被水によるベルトスリップによってベルト鳴きを生じていると判断して、発電機１１の負荷を所定量ΔＰだけ上昇させる（ステップ８）。図４の時期Ｔ２が負荷増加開始時期に相当する。
【００１４】
このように発電機１１の負荷を増加させることによって、図４に示すように実速比が一時的に低下してスリップ率が上昇し、実速比をベルト鳴き領域ΔＶＮから外して、ベルト鳴きを速やかに解消することができる。また、負荷の増加によりスリップ率が上昇し、このスリップによる発熱でベルト１６の乾燥が促進されるため、被水によりベルト１６がスリップしている期間を短縮することができる。更に、発電機１１の負荷の上昇に伴って発電機１１の発電量が増加するので（図４参照）、この発電量が要求発電量に対して不足するおそれはない。そして、実速比Ｎｇ／Ｎｅが所定の許容範囲ΔＶＳとなると、発電機の負荷増加制御を終了して、その負荷を元に戻す。つまり、発電機の出力を増加分ΔＰだけ低下する。図４の時期Ｔ２が負荷増加制御終了時期つまり負荷低下時期に相当する。
【００１５】
このような本実施例の特徴的な構成及び作用効果について以下に列記する。但し、本発明は実施例の構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形・変更を含むものである。
【００１６】
（１）補機ベルト１６を介して内燃機関１０により回転駆動される補機（発電機）１１を備える。内燃機関１０の回転速度Ｎｇと補機１１の回転速度Ｎｇとの実速比Ｎｇ／Ｎｅに基づいて、補機ベルト１６がスリップしているかを判定する（ステップ１〜６：スリップ判定手段）。そして、スリップしていると判定された場合に、補機１１の負荷を一時的に増加する（ステップ８：負荷増加手段）。
【００１７】
このようにスリップ時に補機１１の負荷を一時的に増加させることにより、補機ベルト１６のスリップを一時的ではあるが意図的に増大させて、図４に示すように実速比Ｎｇ／Ｎｅをベルト鳴き領域ΔＶＮから速やかに外すことができ、不快なベルト鳴きを速やかに解消することができる。また、負荷の増加によりベルトのスリップが一時的に増大し、このスリップによる発熱でベルト１６の乾燥が促進されるため、被水によるベルトスリップを短期間で終わらせることができる。
【００１８】
（２）より詳しくは、補機１１の負荷変化に基づいて、補機ベルト１６が被水によりスリップしているかを判定する被水スリップ判定手段（ステップ６）を含んでいる。そして、被水によるスリップと判定された場合に、上述したように補機１１の負荷を増加してベルト鳴きを速やかに解消させる。
【００１９】
（３）一方、補機１１の負荷が急激に変化するような場合、被水によるスリップではないと判断して、誤って上記の補機負荷の増加制御を行うことのないように、上記負荷増加手段による補機１１の負荷の増加を禁止する（ステップ６，７）。そして、補機ベルト１６の劣化や寿命のおそれがあるので、好ましくは、その旨を運転者にブザーや警告灯等で知らせる（ステップ７）。
【００２０】
（４）更に好ましくは、実速比に基づいて、補機ベルト１６のスリップが終了したかを判定するスリップ終了判定手段（ステップ１２）と、このスリップ終了判定手段によりスリップが終了したと判定された場合に、上記補機の負荷を増加前の状態に低下する負荷低下手段（ステップ１３）と、を有する。つまり、本実施例のように被水によるスリップ時に補機負荷を増加する構成によれば、一時的にスリップが増大するものの、ベルトが乾燥してスリップが収まるとスリップ率が再び小さくなることから、スリップ率に対応する実速比に基づいて上記の終了判定を確実かつ安定して行うことができる。
【００２１】
（５）上記負荷増加手段（ステップ８）により負荷が増加される補機が発電機１１である。仮に発電機１１の負荷・出力を下げることによりスリップを回避する場合、負荷の低下により発電量が低下するので、要求発電量を得られなくなるおそれがあるが、本実施例のように発電機１１の負荷を一時的に増加させる構成の場合には、発電量が一時的に増加することから、発電量の不足を低減・解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関の補機駆動装置を簡略的に示す構成図。
【図２】本実施例の補機ベルトの一部を示す斜視対応図。
【図３】本実施例に係る制御の流れを示すフローチャート。
【図４】本実施例を適用した場合の被水スリップ時の挙動を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００２３】
１０…内燃機関
１１…発電機（補機）
１６…補機ベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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