(57)【要約】【課題】エンジンの回転数の変動を高精度で抑制すること。【解決手段】スロットルバルブ３８の開度は、エンジン１２によって駆動されるオルタネータの負荷トルクの変動に応じて補正される。このとき、ＥＣＵ５２は、オルタネータの回転数およびデューティ比に基づいて、温度に対応するオルタネータの負荷トルクを検出する。ＥＣＵ５２は続いて、検出した負荷トルクにオルタネータの雰囲気温を参照した補間演算を施して、オルタネータの適正負荷トルクを算出する。ＥＣＵ５２はその後、算出した適正負荷トルクを参照してスロットルバルブ３８の開度を補正する。【選択図】図１
2018178825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関によって駆動されるオルタネータの負荷トルクの変動に応じてスロットルバルブの開度を補正する制御装置であって、
前記オルタネータの回転数およびデューティ比に基づいて温度に対応する前記オルタネータの負荷トルクを検出する検出手段、
前記検出手段によって検出された負荷トルクに前記オルタネータの雰囲気温を参照した補間演算を施して前記オルタネータの適正負荷トルクを算出する算出手段、および
前記算出手段によって算出された適正負荷トルクを参照して前記スロットルバルブの開度を補正する補正手段を備える、制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、オルタネータの負荷トルクの変動に応じて内燃機関の発生トルクを補正する、制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置の一例が、特許文献１に開示されている。この文献によれば、アイドル運転時に電気負荷がオンされると、オルタネータの発電電圧が高電圧に調整されるとともに、吸入空気量が増量補正される。エンジントルクは吸入空気量の増量補正によって増加し、この結果、オルタネータの負荷トルクの変動に起因するエンジン回転数の不安定化が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許２００６−２９９９２２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オルタネータの負荷トルクは、オルタネータの雰囲気温によっても変動する。具体的には、負荷トルクは、雰囲気温が高いほど減少し、雰囲気温が低いほど増大する。したがって、雰囲気温を考慮することなく吸入空気量を補正すると、雰囲気温が低下した場合にエンジントルクが不足し、雰囲気温が上昇した場合にはエンジントルクが過剰となり、エンジン回転数が不安定となるおそれがある。特に、アイドル状態におけるエンジン回転数の変動は、エンジンストールを引き起こす。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、回転数の変動を抑制する精度を高めることができる、内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る制御装置は、内燃機関によって駆動されるオルタネータの負荷トルクの変動に応じてスロットルバルブの開度を補正する制御装置であって、オルタネータの回転数およびデューティ比に基づいて温度に対応するオルタネータの負荷トルクを検出する検出手段、検出手段によって検出された負荷トルクにオルタネータの雰囲気温を参照した補間演算を施してオルタネータの適正負荷トルクを算出する算出手段、および算出手段によって算出された適正負荷トルクを参照してスロットルバルブの開度を補正する補正手段を備える。
【発明の効果】
【０００７】
オルタネータの適正負荷トルクは、オルタネータの回転数およびデューティ比に基づいて検出された負荷トルクにオルタネータの雰囲気温を参照した補間演算を施すことで算出される。こうして算出された適正負荷トルクを参照してスロットルバルブの開度を補正することで、内燃機関の回転数の変動を抑制する精度が向上する。
【０００８】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この実施例の車両の要部構成の一部を示すブロック図である。
【図２】この実施例の車両の要部構成の他の一部を示すブロック図である。
【図３】吸入空気温とオルタネータの雰囲気温との関係の一例を示すグラフである。
【図４】オルタネータの回転数とオルタネータの負荷トルクとの関係を示すグラフである。
【図５】図４に示すグラフの一部を拡大して示す拡大図である。
【図６】図１に示すＥＣＵの動作の一部を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１および図２を参照して、この実施例の車両１０は、３つの気筒１４１〜１４３を有する４ストローク型のエンジン（内燃機関）１２を動力源として備える。吸気管３２は、気筒１４１〜１４３の上流の位置で３つに分岐する。一方、排気管３６は、気筒１４１〜１４３の下流の位置で３つから１つに集約される。気筒１４１〜１４３の各々に設けられた燃焼室１６は、吸気弁１８を介して吸気管３２と接続され、排気弁２０を介して排気管３６と接続される。
【００１１】
吸気管３２の分岐点には、空気流量を平準化するためのサージタンク４４が設けられる。また、サージタンク４４よりも上流の位置には、大気から粉塵を分離するエアクリーナ３４と、バルブモータ４２によって開度が調整される単一のスロットルバルブ３８とが設けられる。
【００１２】
さらに、サージタンク４４よりも下流の位置には、吸気管３２に燃料を噴射するべく気筒１４１〜１４３の各々に割り当てられた燃料噴射装置４０と、吸入空気温を検知すべくサージタンク４４に割り当てられた温度センサ５０が設けられる。一方、排気管３６の集約点よりも下流の位置には、マフラー４８が設けられる。
【００１３】
イグニッションキー（図示せず）によってＩＧオン操作が行われると、ＥＣＵ５２は、エンジン１２を始動するべく図２に示すリレー６０をオンする。バッテリ６２の電力はオン状態のリレー６０を介してスタータ６４に供給され、スタータ６４はバッテリ６２の電力によってクランキングを実行する。これによって、エンジン１２が始動する。
【００１４】
エンジン１２が始動すると、ＥＣＵ５２は、アイドル状態が維持されるように、バルブモータ４２を通してスロットルバルブ３８の開度を調整する。エアクリーナ３４を経た吸入空気の量は、スロットルバルブ３８によって規定され、燃料噴射装置４０の燃料噴射量は、理論空燃比を示す混合気が生成されるように調整される。
【００１５】
この状態からアクセルペダル（図示せず）が踏み込まれると、ＥＣＵ５２は、バルブモータ４２を駆動する。スロットルバルブ３８はバルブモータ４２によって開かれ、これによって、理論空燃比を保ちつつ吸入空気量および燃料噴射装置４０の燃料噴射量が増大する。
【００１６】
混合気は、吸気弁１８が開かれたときに燃焼室１６に供給される。供給された混合気は、コンロッド２４を介してクランクシャフト２６と結合されたピストン２２が上死点に達する直前に、点火プラグ３０によって点火される。ピストン２２は、混合気の爆発によって上下動し、これによってクランクシャフト２６が回転する。混合気を燃焼した後の空気つまり燃焼ガスは、排気弁２０が開かれたときに燃焼室１６から排出され、排気管３６およびマフラー４８を介して車両１０から排出される。
【００１７】
クランクシャフト２６にはフライホイール２８が装着され、クランクシャフト２６の回転数つまりエンジン１２の回転数のぶれはフライホイール２８によって抑制される。また、エンジン１２の回転数は、エンジン回転センサ４６によって検知される。
【００１８】
クランクシャフト２６の回転力は、図２に示すトランスミッション５４を介して、ドライブシャフト（図示せず）に伝達される。これによって、車両１０が前進または後進する。クランクシャフト２６の回転力はまた、ベルト５６を介してオルタネータ５８の回転軸５８ｓに伝達される。回転軸５８ｓの回転力は電力に変換され、変換された電力はバッテリ６２に蓄えられる。
【００１９】
オルタネータ５８の負荷トルクが変動すると、これに伴ってオルタネータ５８のデューティ比（＝オルタネータ５８の発電電力）が変更される。具体的には、デューティ比は、負荷トルクの増大に伴って増大され、オルタネータ５８の負荷トルクの減少に伴って減少される。
【００２０】
一方、ＥＣＵ５２は、オルタネータ５８の負荷トルクの変動を踏まえて、スロットルバルブ３８の開度（＝吸入空気量）を調整する。つまり、ＥＣＵ５２は、負荷トルクの増大に伴ってスロットルバルブ３８の開度を増大させ、オルタネータ５８の負荷トルクの減少に伴ってスロットルバルブ３８の開度を減少させる。
【００２１】
エンジン１２から発生するトルクは吸入空気量に依存するため、オルタネータ５８の負荷トルクが変動したときに吸入空気量を調整することで、エンジン１２の回転数の不安定化が抑制され、さらにはアイドル状態での負荷トルクの変動に起因してエンジンストールが発生する懸念が軽減される。
【００２２】
ただし、オルタネータ５８の負荷トルクは、オルタネータ５８の雰囲気温によっても変動する。具体的には、負荷トルクは、雰囲気温が高いほど減少し、雰囲気温が低いほど増大する。したがって、雰囲気温を考慮することなく吸入空気量を補正すると、雰囲気温が低下した場合にエンジン１２からの発生トルクが不足し、雰囲気温が上昇した場合にエンジン１２からの発生トルクが過剰となり、エンジン１２の回転数の不安定化（最悪のケースではエンジンストール）を引き起こす。
【００２３】
そこで、この実施例では、図３および図４に示すグラフをメモリ５２ｍに準備し、図６に示すスロットル制御処理をＥＣＵ５２に繰り返し実行させるようにしている。なお、このフロー図に対応する制御プログラムは、メモリ５２ｍに記憶される。
【００２４】
まず、図３に示すグラフにおいて、横軸には吸入空気温が割り当てられ、縦軸にはオルタネータ５８の雰囲気温が割り当てられる。これより、オルタネータ５８の雰囲気温は吸入空気温の上昇に伴って上昇することが分かる。
【００２５】
また、図４に示すグラフにおいて、横軸にはオルタネータ５８の回転数が割り当てられ、縦軸にはオルタネータ５８の負荷トルクが割り当てられる。特性曲線Ｃａ１〜Ｃａ４は、オルタネータ５８の雰囲気温がＡ℃であるときのオルタネータ５８の回転数に対するオルタネータ５８の負荷トルクの変化を示し、特性曲線Ｃｂ１〜Ｃｂ４は、オルタネータ５８の雰囲気温がＢ℃（Ｂ℃＞Ａ℃）であるときのオルタネータ５８の回転数に対するオルタネータ５８の負荷トルクの変化を示す。
【００２６】
ただし、特性曲線Ｃａ１およびＣｂ１は、オルタネータ５８のデューティ比が１００％に設定されたときの変化を示し、特性曲線Ｃａ２およびＣｂ２は、オルタネータ５８のデューティ比が７５％に設定されたときの変化を示す。
【００２７】
また、特性曲線Ｃａ３およびＣｂ３は、オルタネータ５８のデューティ比が５０％に設定されたときの変化を示し、特性曲線Ｃａ４およびＣｂ４は、オルタネータ５８のデューティ比が２５％に設定されたときの変化を示す。
【００２８】
これを踏まえて、図６に示すステップＳ１では、オルタネータ５８の回転数およびデューティ比を検出する。ステップＳ３では、検出した回転数およびデューティ比に対応する２つの座標を図４に示すグラフ上で検出する。図４に示すグラフの一部を拡大した図５を参照して、オルタネータ５８の回転数が“Ｎｓ”で、オルタネータ５８のデューティ比が“７５％”であれば、特性曲線Ｃａ２上の座標（Ｎｓ，Ｔａ）と特性曲線Ｃｂ２上の座標（Ｎｓ，Ｔｂ）とが検出される。
【００２９】
ステップＳ５では温度センサ５０を通して吸入空気温を検出し、ステップＳ７では図３に示すグラフを参照してオルタネータ５８の雰囲気温を検出する。ステップＳ９では、ステップＳ３で検出された２つの負荷トルクに補間演算を施して、オルタネータ５８の適正負荷トルクを算出する。たとえば、オルタネータ５８の雰囲気温がＣ℃（Ｂ℃＞Ｃ℃＞Ａ℃）であれば、適正負荷トルクＴｃは、数式１に従って算出される。
［数式１］
Ｔｃ＝｛Ｔａ（Ｃ−Ｂ）＋Ｔｂ（Ａ−Ｃ）｝／（Ｔａ−Ｔｂ）
【００３０】
ステップＳ１１では、こうして算出された負荷トルクがエンジン１２の発生トルクによって補償されるように、スロットルバルブ３８の開度を補正する。今回のスロットル制御処理は、ステップＳ１１の処理の後に終了する。
【００３１】
以上の説明から分かるように、スロットルバルブ３８の開度は、エンジン１２によって駆動されるオルタネータ５８の負荷トルクの変動に応じて補正される。このとき、ＥＣＵ５２は、オルタネータ５８の回転数およびデューティ比に基づいて、オルタネータ５８の雰囲気温に対応するオルタネータ５８の負荷トルクを検出する(S1, S3)。ＥＣＵ５２は続いて、検出した負荷トルクにオルタネータ５８の雰囲気温を参照した補間演算を施して、オルタネータ５８の適正負荷トルクを算出する(S5~S9)。ＥＣＵ５２はその後、算出した適正負荷トルクを参照してスロットルバルブ３８の開度を補正する(S11)。
【００３２】
これによって、エンジン１２の回転数の変動を高精度で抑制することができ、アイドル状態においてエンジンストールが発生する懸念を軽減することができる。また、回転数の変動の抑制は、エンジン１２の振動の抑制（＝ＮＶ性能の向上）にも貢献する。
【符号の説明】
【００３３】
１０  …車両
１２  …エンジン
１６  …燃焼室
３２  …吸気管
３６  …排気管
５２  …ＥＣＵ
【図１】
2018178825.tif 000003
【図２】
2018178825.tif 000004
【図３】
2018178825.tif 000005
【図４】
2018178825.tif 000006
【図５】
2018178825.tif 000007
【図６】
2018178825.tif 000008