(57)【要約】  【課題】オルタネータの発電電圧を変化させたときの負荷変動を予測し、吸入空気量を補正してエンジンの回転変動を抑制する。  【解決手段】アイドル運転時、電気負荷１６をＯＮすると、ＥＣＵ２１は目標制御電圧Ｖｏを高電圧ＶＨで設定し、制御デューティＦｄｕｔｙにて発電電圧Ｖｓが目標制御電圧Ｖｏに収束するように発電電圧制御を行う。その際吸入空気量制御はオルタネータ１３の発電電圧Ｖｓが補正開始タイミング計時用設定電圧ＶＣ１となったとき経時を開始し、オルタネータ１３の負荷が増加すると予測される第１設定時間ＴＭ１から遅れ時間を考慮した第２設定時間ＴＭ２となる第３設定時間ＴＭ３経過後に、目標吸入空気量Ｑｏを吸入空気補正量λで増量補正する(S2〜S4)。その結果オルタネータ１３の負荷変動に整合してエンジン１のトルクが増加され、エンジン回転速度の不安定化が抑制される。【選択図】図２
2006299922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オルタネータの発電電圧を制御する発電電圧制御手段と、エンジンの吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段とを有するエンジンの制御装置において、
上記吸入空気量制御手段に、
上記オルタネータの発電電圧が変化したときの、上記エンジンにかかる上記オルタネータの負荷変動分を上記吸入空気量で補正する吸入空気量補正手段と、
上記オルタネータの発電電圧、或いは該発電電圧を制御する制御デューティが設定値、或いは設定値となってから補正開始タイミング用設定時間経過後に、上記吸入空気量の補正を開始する補正タイミング決定手段と
を備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
オルタネータの発電電圧を制御する発電電圧制御手段と、バッテリの端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、エンジンの吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段とを有するエンジンの制御装置において、
上記吸入空気量制御手段に、
上記オルタネータの発電電圧が変化したときの、上記エンジンにかかる上記オルタネータの負荷変動分を上記吸入空気量で補正する吸入空気量補正手段と、
上記発電電圧と上記端子電圧との差分が設定値となってから補正開始タイミング用設定時間経過後に、上記吸入空気量の補正を開始する補正タイミング決定手段と
を備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項３】
上記吸入空気量補正手段は、上記発電電圧を変化させる前の該発電電圧の継続時間に基づいて、上記吸入空気量を補正する補正値を設定する
ことを特徴とする請求項１或いは２記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
上記補正タイミング決定手段は、上記補正開始タイミング用設定時間をエンジンの運転状態を示すパラメータに基づいて設定する
ことを特徴とする請求項１或いは２記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
上記補正タイミング決定手段は、上記吸入空気量に対する補正を補正終了タイミング用設定時間が経過した後にクリアする
ことを特徴とする請求項１或いは２記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
上記補正タイミング決定手段は、上記吸入空気量を増量補正した場合は、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度に対して許容回転速度以上となったとき該増量補正をクリアし、又上記吸入空気量を減量補正した場合は、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度に対して許容回転速度以下となったとき該減量補正をクリアする
ことを特徴とする請求項１或いは２記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
上記補正タイミング決定手段は、バッテリの端子電圧と上記発電電圧とを比較し、該発電電圧と該端子電圧とが略同一電圧となったときから補正終了タイミング用設定時間経過後に上記吸入空気量に対する補正をクリアする
ことを特徴とする請求項１或いは２記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オルタネータの負荷変動を予測し、それに応じて吸入空気量を補正することでエンジンの回転変動を抑制するようにしたエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などの車両におけるアイドル回転速度制御では、エンジン負荷に応じて電子制御スロットル（ＥＴＣ）弁や、スロットル弁の上流と下流とをバイパスするアイドルスピードコントロール（ＩＳＣ）弁の開度を制御して、アイドル回転速度が目標回転速度に収束するようにフィードバック制御を行っている。
【０００３】
アイドル回転速度に影響する外的要因の最も顕著なものとしてオルタネータの発電電圧の変化がある。アイドル運転中にヘッドランプ、スモールランプ、リヤデフォッガ、ワイパモータ、エアコンなどの電気負荷に電源を投入すると、バッテリが電圧降下するため、オルタネータの発電電圧が増加する。
【０００４】
オルタネータの発電電圧が増加すると、エンジン負荷が増加するので、アイドル回転速度が一時的に低下する。アイドルフィードバック制御系では、エンジン回転速度の一時的な落ち込みを検出すると、エンジン回転速度を目標回転速度へ戻すように、ＥＴＣ弁やＩＳＣ弁の開度を補正し、発電電圧の増加分に相当する負荷補正量だけ吸入空気流量を増加させて、アイドル回転速度を安定化させるようにしている。
【０００５】
ところで、アイドルフィードバック制御は、エンジン負荷の瞬間的な変化に対しては充分な追従性を得ることができないため、オルタネータの発電電圧が変化したときは、ある一定量の補正値でＥＴＣ弁やＩＳＣ弁の開度をフィードフォワード制御することで、充分な追従性を得るようにしている。
【０００６】
しかし、オルタネータの発電電圧を変化させる要因は、上述した電気負荷のみならず、オルタネータやバッテリの状態によっても異なる。例えばバッテリの端子電圧が目標電圧よりも低い場合は、オルタネータの発電電圧を増加させてバッテリを充電する。一方、電気負荷も、例えばエアコンとスモールランプでは容量が相違するため、オルタネータの発電電圧も相違する。
【０００７】
従って、発電電圧が変化したとき一定の補正値でＥＴＣ弁やＩＳＣ弁の開度をフィードフォワード制御した場合、電気負荷の容量が大きいときは補正が過小となってアイドル回転速度が一時的に低下することになり、逆に、電気負荷の容量が小さいときは補正が過大となりアイドル回転速度が上昇することになる。その結果、アイドル運転時において、電気負荷に電源を投入すると、当該電気負荷の容量によってアイドル回転速度が変動し易くなる。
【０００８】
特に、最近のアイドル運転は、アイドル回転速度を低く抑えて、燃費向上、静粛性の向上を図る傾向にあり、オルタネータの発電電圧の変化はアイドル回転速度の不安定化をより一層顕在化させてしまう。
【０００９】
そのため、アイドル運転時において、オルタネータの発電電圧が変化したとき、当該発電電圧の変化量に応じてＥＴＣ弁やＩＳＣ弁の開度を補正する技術が種々提案されている。
【００１０】
例えば特許文献１（特開平７−６３０８４号公報）では、電気負荷がＯＮしたときのオルタネータの発電電圧の大小を調べ、発電電圧の大小に応じて吸入空気量の補正を行う技術が開示されている。
【００１１】
又、特許文献２（特開平２−１４６２４１号公報）には、電流センサを用いてオルタネータの出力電流を検出し、この出力電流に基づいてアイドル回転速度を目標アイドル回転速度へ戻すための補正値を算出し、この補正値で吸入空気量を補正する技術が開示されている。
【００１２】
又、特許文献３（特開平０５−２７２３７９号公報）には、オルタネータのフィールドコイルの通電時間と断電時間を計算し、この通電時間と断電時間との合計時間に対する通電時間の比率を計算してオルタネータの発電仕事量を検出し、この発電仕事量に基づいてアイドル運転時の吸入空気量を補正する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平７−６３０８４号公報
【特許文献２】特開平２−１４６２４１号公報
【特許文献３】特開平５−２７２３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、オルタネータは、電気負荷のＯＮ／ＯＦＦに拘わらず、電負荷以外の外的要因によっても電圧制御が行われる。しかし、特許文献１に開示されている技術では、電気負荷をＯＮしたときのオルタネータの発電電圧の変化のみを制御対象としてるため、電気負荷以外の外的要因に起因した電圧制御時における制御電圧の変化に対しては対応することができない。又、電気負荷をＯＮして制御電圧を変化させたときは、電気負荷による負荷増加のタイミングと、オルタネータの発電電圧が実際に増加してエンジン負荷となるタイミングとが異なるため、双方のタイミングに合わせて吸入空気量を別々に補正する必要があり、吸入空気量の補正が複雑化する。更に、アイドル回転速度の変動を最小限に抑えるには、吸入空気量を的確なタイミングで補正する必要があり、制御が煩雑化する問題がある。
【００１４】
特許文献２に開示されている技術では、通常使用されない電流センサを別途設ける必要があるため、製品コストが高くなるばかりでなく、既存のエンジン制御に対応することができず、汎用性に欠ける問題がある。又、オルタネータの発電電流を検出し、この発電電流に基づいて吸入空気量を補正した場合であっても、エンジンのトルクが実際に増加するまでにある遅れを有するが、エンジンにかかる負荷は、出力電流の変化を検出したときに既に増加している。従って、エンジンにかかる負荷が増加したときアイドル回転速度が一時的に低下するため、アイドル回転速度が変動してしまう不都合がある。
【００１５】
特許文献３に開示されている技術では、オルタネータに対する通電時間と断電時間との合計時間に対する通電時間の比率を計算するに際しては、ある時間内で通電時間と断電時間とを計測する必要があるが、その時間内に行われるオルタネータの実際の発電仕事量に対し、算出されたオルタネータの発電仕事量には時間的に遅れが生じるため、実際の発電仕事量を高精度に検出することが困難である。更に、上述したようにＥＴＣ弁やＩＳＣ弁の開度を制御して吸入空気量を増量させる場合、エンジントルクが実際に増加するまでにはある遅れがあるため、吸入空気量の補正タイミングが遅れぎみとなり、アイドル回転速度が変動してしまう不都合がある。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑み、オルタネータの発電電圧を変化させたときの、エンジンにかかるオルタネータの負荷変動を予測し、この負荷変動とエンジンのトルク変化とが整合するように吸入空気量を補正することで、エンジンの回転変動を抑制し、アイドル運転時は勿論のこと、定常走行においても運転者に不快感を与えることがなく、良好なドライバビリティを得ることのできるエンジン制御装置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】
【００１７】
上記目的を達成するため第１発明は、オルタネータの発電電圧を制御する発電電圧制御手段と、エンジンの吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段とを有するエンジンの制御装置において、上記吸入空気量制御手段に、上記オルタネータの発電電圧が変化したときの、上記エンジンにかかる上記オルタネータの負荷変動分を上記吸入空気量で補正する吸入空気量補正手段と、上記オルタネータの発電電圧或いは該発電電圧を制御する制御デューティが設定値或いは設定値となってから補正開始タイミング用設定時間経過後に、上記吸入空気量の補正を開始する補正タイミング決定手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
第２発明は、オルタネータの発電電圧を制御する発電電圧制御手段と、バッテリの端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、エンジンの吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段とを有するエンジンの制御装置において、上記吸入空気量制御手段に、上記オルタネータの発電電圧が変化したときの、上記エンジンにかかる上記オルタネータの負荷変動分を上記吸入空気量で補正する吸入空気量補正手段と、上記発電電圧と上記端子電圧との差分が設定値となってから補正開始タイミング用設定時間経過後に、上記吸入空気量の補正を開始する補正タイミング決定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、オルタネータの発電電圧を変化させたときの、エンジンにかかるオルタネータの負荷変動を予測し、この負荷変動とエンジンのトルク変化とが整合するように吸入空気量を補正するようにしたので、負荷変動によるエンジンの回転変動が抑制され、アイドル運転時は勿論のこと、定常走行においても運転者に不快感を与えることがなく、良好なドライバビリティを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて本発明の一形態を説明する。図１〜図４に本発明の第１形態を示す。図１にはエンジン制御系の全体構成が示されている。
【００２１】
図１の符号１はエンジンで、このエンジン１の吸気ポート１ａに吸気マニホルド２の下流端が分岐接続され、この吸気マニホルド２の上流端が集合されて吸気チャンバ３に連通されている。又、この吸気チャンバ３の上流に吸気管４が連通され、この吸気管４の空気取り入れ口にエアクリーナ５が取付けられている。
【００２２】
一方、エンジン１の排気ポート１ｂに排気マニホルド６の上流端が分岐接続され、この排気マニホルド６の下流が集合されて排気管（図示せず）に連通されている。
【００２３】
又、吸気管４の中途にスロットルボディ８が介装されている。このスロットルボディ８に、流量制御弁としてのスロットル弁９が介装され、このスロットル弁９に電動モータなどからなるスロットルモータ１０が連設されている。スロットル弁９は、吸入空気量調節機構としての電子制御スロットル（ＥＴＣ）を構成する部品であり、スロットル弁９の開度はスロットルモータ１０の駆動により設定される。
【００２４】
又、吸気マニホルド２の下流端に、噴孔を吸気弁（図示せず）側に指向するインジェクタ１１が臨まされ、吸気管４のエアクリーナ５に、吸入空気量Ｑを検出する吸入空気量センサ１２が臨まされている。
【００２５】
一方、符号１３は低電圧オルタネータなどのオルタネータで、図示しないクランク軸に軸着されたクランクプーリ１４にベルト１５を介して連設されており、エンジン回転速度Ｎｅに比例した回転速度で駆動される。このオルタネータ１３の発電電流は、後述するインジェクタ１１、点火コイルなどの恒常的に駆動される電気負荷に給電されると共に、状況に応じて駆動されるヘッドランプ、スモールランプ、リヤデフォッガ、ワイパモータ、エアコンなどの電気負荷１６に給電される。尚、電気負荷１６は一台の車両に複数設けられているが、図においては便宜的に１つの電気負荷１６を代表として示す。
【００２６】
又、オルタネータ１３の出力端子にバッテリ１７のプラス（＋）極端子、及び電気負荷１６が接続されており、電気負荷１６で消費されなかった余剰電流がバッテリ１７に充電される。尚、各電気負荷１６の電力消費に対してオルタネータ１３による発電量が不足しているときは、バッテリ１７に充電されている電流が、各電気負荷１６へ補助的に供給される。
【００２７】
オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓは、界磁コイルを流れる界磁電流を電圧レギュレータ１８で調整することで制御される。この電圧レギュレータ１８は、後述する電子制御ユニット（ＥＣＵ）２１から出力されるオルタネータ発電電圧指示用制御デューティ（以下「制御デューティ」と略称する）Ｆｄｕｔｙに従って制御される。この制御デューティＦｄｕｔｙは、オルタネータ１３の１回転時間あたりのＯＦＦ時間（ＯＦＦ時間／１回転時間）の比率％で設定される。本形態では、オルタネータ１３の目標制御電圧Ｖｏが、低電圧ＶＬ（例えば、12.8[V]）から高電圧ＶＨ（例えば、14.5[V]）の間で設定することができ、低電圧ＶＬ時の制御デューティＦｄｕｔｙが１００％、高電圧ＶＨ時の制御デューティＦｄｕｔｙが０％となる。尚、この目標制御電圧Ｖｏは、低電圧ＶＬから高電圧ＶＨの範囲で、連続的に設定され、或いは段階的に設定される。段階的に設定する際の、最も簡単な制御としては、目標制御電圧Ｖｏを低電圧ＶＬと高電圧ＶＨとの何れかに設定する場合が考えられる。
【００２８】
ＥＣＵ２１は、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを、エンジン１の運転状態、バッテリ１７の端子電圧、及び電気負荷１６の動作状態に基づいて設定し、対応する制御デューティＦｄｕｔｙを電圧レギュレータ１８へ出力する。例えば目標制御電圧Ｖｏが低電圧ＶＬと高電圧ＶＨとの何れかに切換え可能な場合、バッテリ１７の開放端子電圧に近い電圧としてもシステム全体の作動には特に支障が無いとき、目標制御電圧Ｖｏを低電圧ＶＬに設定する（Ｖｏ←ＶＬ）。それ以外のときは、目標制御電圧Ｖｏを高電圧ＶＨに設定する（Ｖｏ←ＶＨ）。尚、目標制御電圧Ｖｏを低電圧ＶＬに設定する条件は、例えば運転状態と、電気負荷１６の状態と、バッテリ１７の端子電圧とに基づいて判定する。そして、運転状態がアイドル運転にあり、電気負荷１６がＯＦＦで、且つバッテリ１７の端子電圧が設定電圧以上ある場合、条件成立と判定し、目標制御電圧Ｖｏを低電圧ＶＬに設定する。
【００２９】
ＥＣＵ２１は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ（いずれも図示せず）などを備えたコンピュータ（マイクロコンピュータ）を主体に構成されている。このＥＣＵ２１の入力側に、吸入空気量センサ１２、クランク軸（図示せず）などの回転からエンジン回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ２２、アクセルペダル（図示せず）の踏込み量からアクセル開度θａｃｃを検出するアクセル開度センサ２３などが接続されている。更に、このＥＣＵ２１の入力側に、バッテリ１７のプラス（＋）極端子が接続されてバッテリ１７の端子電圧Ｖｂがモニタされると共に、オルタネータ１３に設けられている整流器（図示せず）を介して出力される内部発電電圧信号から発電電圧Ｖｓがモニタされる。更に、このＥＣＵ２１の入力側に各電気負荷１６が接続され、この各電気負荷１６に設けられているスイッチの動作状態（ＯＮ／ＯＦＦ）がモニタされる。
【００３０】
又、ＥＣＵ２１の出力側に、電子制御スロットル（ＥＴＣ）を構成するスロットルモータ１０、インジェクタ１１などの各制御アクチュエータが接続されていると共に、電圧レギュレータ１８の入力端子が接続されている。
【００３１】
ＥＣＵ２１は、各種センサ及びスイッチ類の出力信号に基づいて、燃料噴射制御を代表とするエンジン制御系全体を制御する。更に、ＥＣＵ２１は、吸入空気量制御手段を実現する機能を有している。この吸入空気量制御手段を実現する機能は、バッテリ１７の端子電圧、及び電気負荷１６のスイッチ動作状態をモニタし、オルタネータ１３の目標制御電圧Ｖｏを設定すると共に、アイドル運転時においては、目標制御電圧Ｖｏが切換えられたときのエンジン１にかかるオルタネータ１３の負荷を予測し、エンジン負荷とトルク変化とが整合するように、目標吸入空気量を増加補正して、アイドル運転時の回転変動を防止する。
【００３２】
ＥＣＵ２１では、イグニッションスイッチ（図示せず）をＯＮすると、燃料噴射制御、点火時期制御など通常の制御に加えて、アイドル回転速度制御、発電電圧制御、吸入空気量制御が実行される。
【００３３】
アイドル回転速度制御では、先ず、図示しない車速センサで検出した車速、及びアクセル開度センサ２３で検出したアクセルペダルの踏込み量などに基づいてアイドル運転条件を判定する。そして、例えば車速が停車判定用車速（例えば5[Km/h]）以下で、且つアクセルペダルが開放状態と判定したときアイドル運転と判定し、アイドル回転速度制御を実行する。アイドル回転速度制御では、エンジン回転速度Ｎｅが予め設定した目標アイドル回転速度Ｎｉを実現する目標吸入空気量Ｑｏを設定し、吸入空気量センサ１２で検出した吸入空気量Ｑが目標吸入空気量Ｑｏに収束するようにスロットルモータ１０へ駆動信号を出力し、スロットル弁９の開度を調整して、エンジン１の各気筒へ供給する吸入空気量Ｑをフィードバック制御する。
【００３４】
又、発電電圧制御では、電気負荷１６のスイッチ動作状態や、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂなどをモニタして目標制御電圧Ｖｏを設定し、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓが目標制御電圧Ｖｏに収束するように、電圧レギュレータ１８へ制御デューティＦｄｕｔｙを出力してフィードバック制御を行う。更に、この発電電圧制御では、目標制御電圧Ｖｏを切換える際には過渡制御を実行する。例えば電気負荷１６がＯＮされておらず、且つバッテリ１７の端子電圧Ｖｂが設定電圧以上にある場合など、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを、バッテリ１７の開放電圧に近い電圧としてもシステム全体に支障がない状態と判定したときは、目標制御電圧Ｖｏを低電圧ＶＬ（例えば12.8[V]）に設定する（Ｖｏ←ＶＬ）。
【００３５】
目標制御電圧Ｖｏを低電圧ＶＬに設定すると、電圧レギュレータ１８へ出力する制御デューティＦｄｕｔｙを、演算周期毎に１００％となる方向へある傾き（除変量）で過渡補正し、この制御デューティＦｄｕｔｙを電圧レギュレータ１８へ出力する。電圧レギュレータ１８では、制御デューティＦｄｕｔｙに従いトランジスタ（図示せず）をＯＮ／ＯＦＦさせて、オルタネータ１３の界磁コイルに流す界磁電流を調整し、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓが目標制御電圧Ｖｏ（例えば12.8[V]）になるように動作させる。
【００３６】
一方、例えば、運転状態がアイドル運転にあり、且つ目標制御電圧Ｖｏが低電圧ＶＬに設定されている状態で、電気負荷１６をＯＮすると、ＥＣＵ２１は、この電気負荷１６のＯＮ動作を検出して、目標制御電圧Ｖｏを高電圧ＶＨ（例えば、14.5[V]）に切換える。すると、ＥＣＵ２１から電圧レギュレータ１８へ出力する制御デューティＦｄｕｔｙを、１００％から０％の方向へある傾き（除変量）で過渡補正し、この制御デューティＦｄｕｔｙを電圧レギュレータ１８へ出力する。電圧レギュレータ１８では、制御デューティＦｄｕｔｙに従いオルタネータ１３の発電電圧Ｖｓが目標制御電圧Ｖｏ（例えば、14.5[V]）になるように制御動作する。
【００３７】
又、ＥＣＵ２１においては、アイドル運転において、目標制御電圧Ｖｏが低電圧ＶＬに設定されているときの経過時間を計時し、目標制御電圧Ｖｏが低電圧設定時間以上継続して低電圧ＶＬに設定されているときは、高電圧ＶＨに切換える制御を行う。又、目標制御電圧Ｖｏが高電圧ＶＨに設定されているときの経過時間を計時し、高電圧設定時間以上継続して高電圧ＶＨに設定されているときは、目標制御電圧Ｖｏを低電圧ＶＬに戻す制御が行われる。
【００３８】
一方、その間、ＥＣＵ２１では吸入空気量補正制御を、図２に示す吸入空気量補正値設定ルーチンに従って、設定演算周期毎に実行する。
【００３９】
このルーチンでは、先ず、ステップＳ１で吸入空気量補正条件が成立しているか否かを調べる。吸気量補正条件が成立しているか否かは、例えば、オルタネータ１３に対する目標制御電圧Ｖｏと、制御デューティＦｄｕｔｙの値と、エンジン運転状態とに基づいて判定する。
【００４０】
上述したように、アイドル運転時において、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを、バッテリ１７の開放電圧に近い電圧としてもシステム全体に支障がない場合は、目標制御電圧Ｖｏが低電圧ＶＬ（例えば12.8[V]）に設定されている。一方、このような状態で、電気負荷１６がＯＮされると、目標制御電圧Ｖｏが高電圧ＶＨ（例えば、14.5[V]）に切換えられる。すると、制御デューティＦｄｕｔｙは、１００％から０％の方向、すなわち、発電電圧Ｖｓが低電圧ＶＬから高電圧ＶＨ側へある傾き（除変量）で過渡補正される。
【００４１】
上述したステップＳ１では、これらの条件を判定し、発電電圧Ｖｓが目標制御電圧Ｖｏである高電圧ＶＨへ切換えられた後の過渡制御状態にあるか否かを調べる。
【００４２】
そして、目標制御電圧Ｖｏが高電圧ＶＨ（例えば14.5[V]）に設定されており、制御デューティＦｄｕｔｙが、０％或いは１００％以外、すなわち、０％＜Ｆｄｕｔｙ＜１００％の範囲内にあり、且つエンジン運転状態がアイドル運転にあるとき、吸入空気量補正条件成立と判定し、ステップＳ２へ進む。又、これらの条件の１つでも満足されていないときは、空気量補正条件不成立と判定し、ルーチンを抜ける。
【００４３】
ステップＳ２では、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを検出し、この発電電圧Ｖｓと予め設定されている補正開始タイミング計時用設定電圧（以下、単に「設定電圧」と称する）ＶＣ１[V]とを比較し、発電電圧Ｖｓが設定電圧ＶＣ１以下か否かを調べる。そして、発電電圧Ｖｓが設定電圧ＶＣ１以下のときは（Ｖｓ≦ＶＣ１）、ステップＳ３へ進み、発電電圧Ｖｓが設定電圧ＶＣ１よりも高いときは（Ｖｓ＞ＶＣ１）、制御の開始領域を過ぎているためルーチンを抜ける。
【００４４】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、設定電圧ＶＣ１は、目標制御電圧Ｖｏを低電圧ＶＬから高電圧ＶＨに切換えた後の制御デューティＦｄｕｔｙによる過渡制御において、オルタネータ１３の負荷が、この設定電圧ＶＣ１から第１設定時間ＴＭ１［sec］後に増加する、換言すれば、発電電圧Ｖｓがバッテリ１７の端子電圧Ｖｂを越えると予測されるときの遅れ時間を計時する基点となるもので、予め実験などから求められている。
【００４５】
ステップＳ３では、先ず、ＥＣＵ２１から電圧レギュレータ１８へ出力される制御デューティＦｄｕｔｙと設定値ＤＵＴＹ１とを比較し、制御デューティＦｄｕｔｙが設定値ＤＵＴＹ１に達したか否かを調べる。設定値ＤＵＴＹ１は、発電電圧Ｖｓを設定電圧ＶＣ１としたときの制御デューティＦｄｕｔｙに対応している。
【００４６】
すなわち、ＥＣＵ２１が検出する、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓとバッテリ１７の端子電圧Ｖｂとは、電圧降下を考慮した場合、実際の電圧とは異なった値が検出される。そのため、本形態では、この電圧降下を見込んで、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓが設定電圧ＶＣ１を越える前に、ステップＳ３へ進み、制御デューティＦｄｕｔｙに基づいて補正開始タイミングを決定するようにしている。従って、この設定電圧ＶＣ１は、ＥＣＵ２１が検出する発電電圧Ｖｓと端子電圧Ｖｂとの誤差に基づいて設定されている。
【００４７】
本形態では、ステップＳ２で実際の発電電圧Ｖｓを検出し、この発電電圧Ｖｓが設定電圧ＶＣ１以下であると判定されたときは、ステップＳ３以降において、実際の発電電圧Ｖｓは参照せず、ＥＣＵ２１から出力される制御デューティＦｄｕｔｙと、タイマで計時している経過時間に基づいて、吸入空気量を増量補正するタイミングを設定する。
【００４８】
そして、ステップＳ３において、Ｆｄｕｔｙ＞ＤＵＴＹ１のときは、制御デューティＦｄｕｔｙが設定値ＤＵＴＹ１に到達するまで待機する。そして、制御デューティＦｄｕｔｙが設定値ＤＵＴＹ１に達したとき（Ｆｄｕｔｙ＝ＤＵＴＹ１）、すなわち、図４（ａ）に示すように、発電電圧Ｖｓが設定電圧ＶＣ１に達したとき、タイマの計時を開始し、経過時間が、補正開始タイミング用設定時間である第３設定時間ＴＭ３に達するまで待機する。
【００４９】
ところで、吸入空気量の増量はスロットル弁９の開度を増加させることで行うが、図１に示すように、スロットル弁９を通過した空気が吸気ポート１ａを経て各気筒に到達するまでには、スロットル弁９の下流から吸気ポート１ａまでの吸気管長分の時間的遅れがある。第３設定時間ＴＭ３は、発電電圧Ｖｓが設定電圧ＶＣ１に達した後、オルタネータ１３の負荷が増加すると予測される第１設定時間ＴＭ１[sec]において、各気筒に増量された吸入空気が到達するまでの遅れ時間を考慮して設定されているもので、図４（ａ）に示すように、第１設定時間ＴＭ１から遅れ時間に相当する第２設定時間ＴＭ２を減算した値に相当する。
【００５０】
尚、エンジン１の吸入空気量を増加させてから、エンジン１のトルクが実際に増加するまでの遅れ時間である第２設定時間ＴＭ２は、エンジンの運転状態を示すパラメータであるエンジン回転速度Ｎｅ、吸入空気量Ｑ、エンジン負荷、或いは冷却水温度などを代表とするエンジン温度によって異なる。従って、これらをパラメータとして第２設定時間ＴＭ２を可変設定することで、第３設定時間ＴＭ３による吸入空気量の補正開始タイミングをより正確に決定することができる。
【００５１】
そして、経過時間が第３設定時間ＴＭ３[sec]に達すると、プログラムはステップＳ４へ進み、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを変化させる要因に応じた補正値λｘを読込み、この補正値λｘで、吸入空気補正量λを設定する（λ←λｘ）。
【００５２】
バッテリ１７の充電状態は、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを変化させる要因である、ヘッドランプ、スモールランプ、リヤデフォッガ、ワイパモータ、エアコンなどの電気負荷１６毎に相異するため、補正値λｘは、各電気負荷１６毎に設定される。又、目標制御電圧Ｖｏは、電気負荷１６がＯＦＦ状態であっても、低電圧ＶＬの状態が低電圧設定時間以上継続して設定される場合は、自動的に高電圧ＶＨへ切換えられる。この場合は、電気負荷１６がＯＦＦ状態であるため、小さい値の補正値λｘが設定されている。更に、目標制御電圧Ｖｏを高電圧ＶＨへ変化させる前の、目標制御電圧Ｖｏの継続時間によっても、バッテリ１７の充電状態が異なるので、この継続時間に応じた補正値λｘが設定されている。
【００５３】
その際、補正値λｘをある傾きを有して増加させる、いわゆる除変処理を行って設定する場合は、この傾き（除変量）も、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを変化させる要因毎に可変設定する。
【００５４】
この吸入空気量補正値設定ルーチンで設定された吸入空気補正量λは、上述したアイドル回転速度制御を実行する際に読込まれ、この吸入空気補正量λにて、アイドル運転時の目標吸入空気量Ｑｏが増量補正される（Ｑｏ←Ｑｏ＋λ）。すると、吸入空気量センサ１２で検出する吸入空気量Ｑが、この目標吸入空気量Ｑｏに収束するようにスロットルモータ１０へ駆動信号を出力し、スロットル弁９の開度を増加させてフィードバック制御が行われる。図４（ｃ）に示すように、目標吸入空気量Ｑｏを吸入空気補正量λにて増量補正した場合であっても、吸入空気量Ｑは吸入空気補正量λ分だけ直ちに上昇することはなく、ある遅れを有して増加される。尚、エンジン１の運転状態によっては目標吸入空気量Ｑｏが吸入空気補正量λで減量補正される場合もある（Ｑｏ←Ｑｏ−λ）。
【００５５】
そして、ステップＳ４で吸入空気補正量λが所定に設定された後、ステップＳ５へ進み、過渡補正制御を実行して、ルーチンを抜ける。
【００５６】
尚、本形態では目標吸入空気量Ｑｏに吸入空気補正量λを加算することで、増量補正しているが、ステップＳ４では、吸入空気補正量λに代えて、吸入空気補正係数を補正値として設定するようにしても良い。この場合、アイドル回転速度制御では、目標吸入空気量Ｑｏに吸入空気補正係数を乗算することで、目標吸入空気量Ｑｏを増量補正する。
【００５７】
ステップＳ５で実行される過渡補正制御は、図３に示す過渡補正制御サブルーチンに従って処理される。このルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で、吸入空気量センサ１２で検出した吸入空気量Ｑが、目標吸入空気量Ｑｏに到達したか否かを調べ、吸入空気量Ｑが目標吸入空気量Ｑｏに到達していないときは（Ｑ＜Ｑｏ）、ステップＳ１３へジャンプする。又、吸入空気量Ｑが目標吸入空気量Ｑｏに到達したときは（Ｑ≧Ｑｏ）、ステップＳ１２へ進む。
【００５８】
ステップＳ１２では、吸入空気量Ｑが目標吸入空気量Ｑｏに到達したときからの経過時間の計時を開始し、この経過時間が、補正終了タイミング用設定時間としての第５設定時間ＴＭ５[sec]に達したか否かが調べられ、第５設定時間ＴＭ５に達していないときは、ステップＳ１３へ進む。又、第５設定時間ＴＭ５に達したときは、ステップＳ１４へジャンプする。第５設定時間ＴＭ５は、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓが目標制御電圧Ｖｏ（図４(a)では、高電圧ＶＨ）に到達して、過渡的な負荷変動がなくなる時期に設定されており、予め実験などから求められている。
【００５９】
ステップＳ１３では、エンジン回転速度Ｎｅと目標アイドル回転速度Ｎｉとの差分（Ｎｅ−Ｎｉ）が、許容回転速度ΔＮを越えているか否かを調べ、差分（Ｎｅ−Ｎｉ）が許容回転速度ΔＮ以下のときは（(Ｎｅ−Ｎｉ)≦ΔＮ  ：但し、ΔＮは正の値）、ステップＳ１２へ戻り、経過時間を継続して計時する。又、エンジン回転速度Ｎｅと目標アイドル回転速度Ｎｉとの差分（Ｎｅ−Ｎｉ）が、許容回転速度ΔＮを越えたときは（(Ｎｅ−Ｎｉ)＞ΔＮ）、ステップＳ１４へ進む。
【００６０】
エンジン回転速度Ｎｅと目標アイドル回転速度Ｎｉとの差分（Ｎｅ−Ｎｉ）が、許容回転速度ΔＮを越えたときは、経過時間の経時を中止し、ステップＳ１４へ進むことで、アイドル回転速度制御における過回転を未然に防止することができる。
【００６１】
尚、この場合、図４（ａ），（ｂ）に示すように、第５設定時間ＴＭ５の計時に代えて、発電電圧Ｖｓがバッテリ１７の端子電圧Ｖｂに達してからの経過時間を計時し、補正終了タイミング用設定時間としての第４設定時間ＴＭ４に達したとき、ステップＳ１３へ進むようにしても良い。発電電圧Ｖｓがバッテリ１７の端子電圧Ｖｂに到達すると、オルタネータ１３の負荷が増加し、その後、発電電圧Ｖｓが目標制御電圧Ｖｏ（図４(a)では、高電圧ＶＨ）に到達すると、過渡的な負荷変動がなくなるため、この時間を予め実験から求めて第４設定時間ＴＭ４として設定する。
【００６２】
ところで、目標吸入空気量Ｑｏを吸入空気補正量λで減量補正した場合（Ｑｏ←Ｑｏ−λ）、ステップＳ１３においては、エンジン回転速度Ｎｅと目標アイドル回転速度Ｎｉとの差分（Ｎｅ−Ｎｉ）が、許容回転速度ΔＮ（但し、ΔＮは負の値）以下か否かを調べ、（Ｎｅ−Ｎｉ）＜ΔＮのとき、ステップＳ１４へ進むようにする。
【００６３】
ステップＳ１４では、吸入空気補正量λをクリアして（λ←０）、ルーチンを抜ける。吸入空気補正量λがクリアされると、その分、アイドル運転時の目標吸入空気量Ｑｏが減少されるが、アイドル回転速度制御では、吸入空気量Ｑがフィードバック制御されているため、アイドル運転時のエンジン回転速度Ｎｅが大きく変動することはない。
【００６４】
このように、本形態では、オルタネータ１３に対する目標制御電圧Ｖｏを、低電圧ＶＬから高電圧ＶＨへ切換えたときの目標吸入空気量Ｑｏを増量補正するタイミングを、吸入空気量Ｑが増加した後にエンジン１のトルクが実際に増加するまでの遅れ時間を予測し、エンジン１のトルク増加とオルタネータ１３の負荷が増加するタイミングとを整合させるようにしたので、図４（ｄ）に示すように、オルタネータ１３の負荷が変動しても、目標アイドル回転速度Ｎｉに対して、実際のエンジン回転速度Ｎｅが大きく変動することがなく、安定したアイドル回転速度制御を行うことができる。
【００６５】
又、図５に本発明の第２形態による吸入空気量補正値設定ルーチンを示す。本形態による吸入空気量補正値設定ルーチンは、上述した第１形態の図２に示す吸入空気量補正値設定ルーチンに代えて適用される。
【００６６】
図２に示すルーチンのステップＳ２，Ｓ３では、発電電圧Ｖｓが設定電圧ＶＣ１以下のとき（Ｖｓ≦ＶＣ１）、制御デューティＦｄｕｔｙに基づいて補正開始タイミングを決定するようにしたものであるが、本形態では、発電電圧Ｖｓが、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂを基準とし、それよりも設定電圧ＶＣ２以下のとき（(Ｖｂ−ＶＣ２)≦Ｖｓ）、制御デューティＦｄｕｔｙに基づいて補正開始タイミングを決定するようにしたものである。
【００６７】
すなわち、図５に示すルーチンでは、ステップＳ２１で、吸入空気量補正条件が成立しているか否かを、図２に示すルーチンのステップＳ１と同様の条件で判定する。そして、吸入空気量補正条件成立と判定されてステップＳ２２へ進むと、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂと発電電圧Ｖｓの差分（Ｖｂ−Ｖｓ）を算出し、この差分（Ｖｂ−Ｖｓ）がＶＣ２以上のとき（(Ｖｂ−Ｖｓ)≧ＶＣ２）、換言すれば、発電電圧Ｖｓがバッテリ１７の端子電圧Ｖｂを基準として、それよりも設定電圧ＶＣ２以下のとき（Ｖｓ≦(Ｖｂ−ＶＣ２)）、ステップＳ２３へ進む。又、差分（Ｖｂ−Ｖｓ）がＶＣ２未満のときは（(Ｖｂ−Ｖｓ)＜ＶＣ２）、制御開始領域を過ぎているためルーチンを抜ける。
【００６８】
オルタネータ１３の負荷は、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂが発電電圧Ｖｓ以下となったとき、換言すれば、発電電圧Ｖｓがバッテリ１７の端子電圧Ｖｂよりも高くなったとき、増加するので、本形態ではその差分（Ｖｂ−Ｖｓ）から補正開始タイミングを決定する。
【００６９】
但し、ＥＣＵ２１が検出する、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓとバッテリ１７の端子電圧Ｖｂとは、電圧降下を考慮した場合、実際の電圧とは異なった値が検出される。そのため、本形態では、この電圧降下を見込んで、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓとバッテリ１７の端子電圧Ｖｂとの差分（Ｖｂ−Ｖｓ）が、設定電圧ＶＣ２となる前に、ステップＳ２３で制御デューティＦｄｕｔｙを検出し、この制御デューティＦｄｕｔｙに基づいて補正開始タイミングを設定する。従って、この設定電圧ＶＣ２は、ＥＣＵ２１が検出する発電電圧Ｖｓと端子電圧Ｖｂとの誤差に基づいて設定されている
尚、ステップＳ２３〜Ｓ２５は、図２のステップＳ３〜Ｓ５に対応しているため、説明を省略する。
【００７０】
又、本発明は上述した各形態に限るものではなく、例えば、オルタネータ１３の負荷変動に起因するエンジン回転速度Ｎｅの変動はアイドル運転時に顕在化するが、例えば定常走行時においても、低速低負荷運転などでは、オルタネータ１３の負荷変動に起因してエンジン１の出力変動が発生しやすくなる場合がある。従って、このような定常走行においても、目標吸入空気量Ｑｏを補正し、オルタネータ１３の負荷変動に整合させてエンジン１のトルクを増加させる。この場合、目標吸入空気量Ｑｏを補正する吸入空気補正量λ、及び過渡補正時の傾き（除変量）を、エンジンの運転状態を示すパラメータであるエンジン回転速度Ｎｅ、目標回転速度、及び変速機のシフト位置に基づいて設定する。或いは目標吸入空気量Ｑｏに、エンジン回転速度、目標回転速度、変速機のシフト位置によって設定される補正係数を乗算して、目標吸入空気量Ｑｏを補正する。
【００７１】
その結果、定常走行においても、運転者に出力不足による不快感を与えることがなく、良好なドライバビリティを得ることができる。
【００７２】
又、各形態では、吸入空気量調節機構として、電子制御スロットル（ＥＴＣ）を示したが、吸入空気量調節機構は、例えばスロットル弁の上流と下流とをバイパスするＩＳＣ弁を駆動する機構であっても良い。この場合、流量制御弁はＩＳＣ弁となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１形態によるエンジン制御系の全体構成図
【図２】同、吸入空気量補正値設定ルーチンを示すフローチャート
【図３】同、過渡補正制御サブルーチンを示すフローチャート
【図４】同、過渡時における制御状態のタイムチャートを示し、（ａ）はオルタネータの発電電圧の変化を示し、（ｂ）はオルタネータの負荷変動を示し、（ｃ）は吸入空気増加量の変化を示し、（ｄ）はアイドル運転時のエンジン回転速度の変化を示す
【図５】第２形態による吸入空気量補正値設定ルーチンを示すフローチャート
【符号の説明】
【００７４】
１  エンジン，
９  スロットル弁，
１０  スロットルモータ，
１２  吸入空気量センサ，
１３  オルタネータ，
１６  電気負荷，
１７  バッテリ，
１８  電圧レギュレータ，
２２  回転速度センサ，
ΔＮ  許容回転速度，
λ  吸入空気補正量，
ＤＵＴＹ１  設定値，
Ｆｄｕｔｙ  制御デューティ，
Ｎｅ  エンジン回転速度，
Ｎｉ  目標アイドル回転速度，
Ｑ  吸入空気量，
Ｑｏ  目標吸入空気量，
ＴＭ１  第１設定時間，
ＴＭ２  第２設定時間，
ＴＭ３  第３設定時間，
ＴＭ４  第４設定時間，
ＴＭ５  第５設定時間，
ＶＣ１，ＶＣ２  補正開始タイミング計時用設定電圧，
ＶＨ  高電圧，
ＶＬ  低電圧，
Ｖｂ  端子電圧，
Ｖｏ  目標制御電圧，
Ｖｓ  発電電圧，
【図１】
2006299922.tif 000003
【図２】
2006299922.tif 000004
【図３】
2006299922.tif 000005
【図４】
2006299922.tif 000006
【図５】
2006299922.tif 000007