CN102791528B - 内燃机的控制装置 - Google Patents
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Abstract
内燃机的控制装置中，存储对相对于内燃机的多个外部负载所预先设定的优先顺序，并且当内燃机的空转运转时对多个外部负载的动作要求同时产生时，使这些外部负载按照由高到低的优选顺序具有时间差地进行动作。从而使多个外部负载适当地动作而防止发动机停车。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置，尤其是涉及用于防止在内燃机的空转运转时同时产生向多个外部负载的动作要求的情况下的发动机停车的技术。
背景技术
在内燃机的空转运转时，有时对动力转向装置、空调机等多个外部负载的动作要求可能同时产生。并且若如要求那样使这些外部负载同时动作，则发动机转速骤降，有时会陷入发动机停车。
作为所述发动机停车对策，以往，例如具有专利文献1所公开的技术。在该技术中，防止在极短期间内控制上的空调机开关为断开→接通→断开地变化时的旋转变动。
另一方面，对于内燃机的外部负载包括各种负载，使它们适当地动作而防止发动机停车的情况至关重要。另外，在对多个外部负载的动作要求同时产生的情况下，需要使这些外部负载尽可能快速地动作。
因此，本发明的一目的在于提供一种在对多个外部负载的动作要求同时产生的情况下使这些外部负载适当动作而能够防止发动机停车的内燃机的控制装置。另外，本发明的另一目的在于提供一种在对多个外部负载的动作要求同时产生的情况下能够使这些外部负载尽可能快速地动作的内燃机的控制装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-144578号公报
发明内容
根据本发明的一形态，提供一种内燃机的控制装置，其特征在于，
存储对相对于内燃机的多个外部负载所预先设定的优先顺序，并且当在所述内燃机的空转运转时对所述多个外部负载的动作要求同时产生时，使这些外部负载按照由高到低的优先顺序具有时间差地进行动作。
优选的是，所述内燃机搭载于车辆，越是所述车辆的行驶需要的外部负载，所述优先顺序设定得越高。
优选的是，所述车辆是具备扭矩转换器和自动变速器的自动变速车，所述自动变速器包括对来自所述扭矩转换器的动力传递的有无进行切换的离合器，所述自动变速器成为具有最高的第一优先顺序的外部负载。
优选的是，所述控制装置中，在所述自动变速器的动作开始时以后，基于检测到的所述扭矩转换器的输入转速及输出转速，算出与所述扭矩转换器的最大负荷和当前负荷之差对应的内燃机的预测转速，当该预测转速达到比所述目标空转转速低的规定的恢复转速时，使下一外部负载动作。
优选的是，在所述内燃机的空转运转时，所述车辆处于停止状态。
优选的是，所述控制装置中，在使所述多个外部负载具有时间差地进行动作时，监视从一个外部负载的动作开始时起的经过时间，在该经过时间达到规定时间时，使下一个外部负载动作。
优选的是，所述控制装置中，在使所述多个外部负载具有时间差地进行动作时，监视所述内燃机的转速，在一个外部负载的动作开始时以后，当所述内燃机的转速达到了比规定的目标空转转速低的规定的恢复转速时，使下一个外部负载动作。
优选的是，所述控制装置中，在使所述多个外部负载具有时间差地进行动作时，监视所述内燃机的转速并算出该转速的微分值，在一个外部负载的动作开始时以后，当所述内燃机的转速达到比规定的目标空转转速低的规定的恢复转速且所述微分值达到规定的正的恢复微分值时，使下一个外部负载动作。
优选的是，所述控制装置中，根据所述微分值的值来改变所述目标空转转速与所述恢复转速之差。
优选的是，所述控制装置中，在所述内燃机的空转运转时，执行使检测到的实际的内燃机的转速接近规定的目标空转转速的转速反馈控制，从一个外部负载的动作开始时起的经过时间越长，越相对于基于实际的内燃机的转速与目标空转转速之差的基准值增大该转速反馈控制中的反馈增益。
根据本发明，能发挥如下的优异的效果：在对于多个外部负载的动作要求同时产生时，使这些外部负载适当地动作而能够防止发动机停车。另外，根据本发明，能发挥如下的优异的效果：在对于多个外部负载的动作要求同时产生时，能够使这些外部负载尽可能快速地动作。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的车辆的驱动系统的简图。
图2是车辆的控制框图。
图3是与第一动作方法相关的时序图。
图4是用于算出反馈增益校正量的映射。
图5是与第二动作方法相关的时序图。
图6是与第三动作方法相关的时序图。
图7是用于算出恢复旋转差的映射。
图8是表示CVT单独动作时的发动机转速、换档负载、T/C速度比及吸入空气量的变化的时序图。
图9是与第四动作方法相关的时序图。
图10是表示T/C特性的映射。
图11是表示残存负载与发动机转速下降量之间的关系的映射。
图12表示与第四动作方法相关的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图，详细说明本发明的优选的实施方式。
图1概略性地表示本发明的实施方式的车辆的驱动系统。1是搭载于车辆的内燃机（发动机）。本实施方式的发动机1是串联4气缸的火花点火式内燃机。在发动机1的进气通路2设有空气流量计3和节气门阀4。空气流量计3检测由发动机1吸入的空气的每单位时间的量（吸入空气量）。节气门阀4对吸入空气量进行调节。
在发动机1的曲轴5上连接有扭矩转换器（T/C）6。T/C6具有与曲轴5连接的输入侧的泵叶轮7、与泵叶轮7对置的输出侧的涡轮（turbine runner）8、定子9。
在涡轮8上连接有自动变速器11。本实施方式的自动变速器11由带式无级变速器、即CVT（Continuously Variable Transmission：无级变速器）构成。但也可以由更一般的齿轮式多级变速器构成。CVT11具备输入侧的主带轮12、输出侧的副带轮13、架设在这些带轮之间的金属制带14。如此，车辆作为能够自动变速的自动变速车而构成。
CVT11在比主带轮12更靠输入侧具备切换机构10。切换机构10包括：对从T/C6输出的旋转及动力的传递的有无进行切换的离合器10A；及使该旋转及动力反转而向CVT11传递用的反转机构。另外，CVT11包括用于在停车时将任一个带轮锁定的停车锁定机构。
在副带轮13上经由差动器15而连接有驱动轮16。在驱动轮16及从动轮（未图示）上附设有制动用的制动器17。
在车辆设有作为控制单元的电子控制单元（ECU）100。ECU100包括CPU、ROM、RAM、输入输出口及存储装置等。
从空气流量计12将与吸入空气量相关的检测信号向ECU100发送。另外，从曲轴角传感器18将与曲轴5的旋转角（曲轴角）相关的检测信号向ECU100发送。ECU100基于该信号来检测发动机1的曲轴角，并计算发动机1的转速。这里用语“转速”是指每单位时间的转速，与旋转速度同义。在本实施方式中，是指每1分钟的转速rpm。
从涡轮转速传感器19将与涡轮转速即T/C6的输出转速相关的检测信号向ECU100发送。同样地，从CVT输入转速传感器20及CVT输出转速传感器21分别将与CVT输入转速及CVT输出转速相关的检测信号向ECU100发送。
ECU100向节气门阀4的驱动电动机发送控制信号来控制节气门阀4的开度（节气门开度）。另外，ECU100从设置于节气门阀4的节气门开度传感器31（参照图2）接受与实际的节气门开度相关的检测信号。
图2表示车辆的控制框图。对已经叙述的装置以外的装置进行说明，从油门开度传感器32将与使用者操作的油门踏板的开度（油门开度）相关的检测信号向ECU100发送。从CVT11发送包括与CVT11的动作状态及控制状态相关的信息的信号33，在该信息中包括前述的CVT输入转速及CVT输出转速。
发送与使用者操作的换档杆的位置对应的换档信号34。换档杆位置包括空档（N）、行驶（D）、倒车（R）及停车（P）这各位置。另外，从动力转向器传感器35发送表示用于使动力转向器动作的要求（动力转向器动作要求）的信号。本实施方式的动力转向器为液压式。
从空调机（A/C）系统发送包括与A/C的动作状态（包括接通/断开）及控制状态相关的信息的信号36。从蓄电池发送包括与蓄电池的电压及电流相关的信息的信号37。
从电气负载开关38发送用于使电气负载为接通/断开的信号。电气负载包括各种，例如包括前灯、小灯、后除雾器等。对应于这些各种电气负载而个别地设有电气负载开关38。
从交流发电机发送包括与其动作状态（包括接通/断开）及控制状态相关的信息的信号39。从车速传感器发送车速信号40，从制动器开关发送与制动器的动作状态（包括接通/断开）相关的信号41。
ECU100基于这些输入信号，来控制火花塞51、燃料喷射用喷射器52、节气门阀4、CVT11、油泵53、动力转向泵54、A/C压缩器55、交流发电机56及电气负载57。
油泵53、动力转向泵54、A/C压缩器55及交流发电机56分别作为辅机而由发动机的曲轴5驱动。但是，这些的驱动负载可变，在非动作时成为无负载或轻负载状态，在动作时成为重负载状态。油泵53经由齿轮而利用曲轴5直接连结驱动，其余的动力转向泵54、A/C压缩器55及交流发电机56经由带及带轮等动力传递机构而由曲轴5进行驱动。
ECU100在接受到表示换档杆处于空档或停车的情况的换档信号34时，使切换机构10的离合器10A为非卡合状态而使CVT11为非动作状态。另外，ECU100在接受到表示换档杆处于行驶或倒车的情况的换档信号34时，使切换机构10的离合器10A为卡合状态而使CVT11为动作状态。由此，例如使用者将换档杆从空档切换至行驶时，产生表示用于使CVT11动作的要求（CVT动作要求）的换档信号34，ECU100使切换机构10的离合器10A卡合。
ECU100在从动力转向器传感器35接受到表示用于使动力转向器动作的要求（动力转向器动作要求）的信号时，使动力转向泵54为动作状态。动力转向器动作要求例如在使用者进行了转向操作时等产生。
另外，ECU100在接受到表示存在用于使A/C压缩器55动作的要求（A/C压缩器动作要求）的情况的信号36时，使A/C压缩器55为动作状态。A/C压缩器动作要求例如在使用者使A/C开关为接通时、在A/C控制中产生了用于使A/C压缩器喷出压较大地急剧上升的要求信号时等产生。
ECU100在接收到表示存在用于使交流发电机56动作的要求（交流发电机动作要求）的情况的信号39时，使交流发电机56为动作状态。交流发电机动作要求例如在蓄电池电压下降到规定的允许最小值以下时、电气负载急剧增大而需要更多的发电量时等产生。
ECU100从接收到的各种信号识别出存在用于使油泵53动作的要求（油泵动作要求）时，使油泵53为动作状态。油泵53是用于将润滑油向各润滑部、液压驱动机构供给的泵，在本实施方式中为可变容量式。油泵动作要求例如在产生用于由CVT11供给较多的油的要求信号时等产生。
ECU100在从电气负载开关38接受到表示存在用于使电气负载57动作的要求（电气负载动作要求）的信号时，使电气负载57为动作状态（接通）。
需要说明的是，关于油泵53、动力转向泵54、A/C压缩器55及交流发电机56，也可以分别对由发动机驱动的动作状态和未由发动机1驱动的非动作状态进行切换，该切换是通过切换离合器的卡合与非卡合而进行的，所述离合器设置在从发动机1传递动力的动力传递部。
然而，CVT11、油泵53、动力转向泵54、A/C压缩器55及交流发电机56分别形成对于发动机1的外部负载。并且在发动机1的空转运转时，若使多个外部负载同时动作，则发动机转速骤降，可能会陷入发动机停车。
因此，在本实施方式中，作为其对策，对这些外部负载预先设定优先顺序，并将该优先顺序存储于ECU100。并且，当在发动机1的空转运转时对于多个外部负载的动作要求同时产生时，由ECU100将这些外部负载按照由高到低的优先顺序具有时间差地动作或导入。由此，能够使多个外部负载适当地动作，并避免它们同时动作而防止发动机停车。
这里，在发动机1的空转运转时，ECU100执行使检测到的实际的发动机转速接近规定的目标空转转速的转速反馈控制。即，ECU100算出相对应于基于来自曲轴角传感器18的信号而检测到的实际的发动机转速和目标空转转速之差（空转旋转差）的反馈增益，根据该反馈增益来控制节气门开度和燃料喷射量。空转旋转差越大则反馈增益的绝对值越变大，以实际的发动机转速更早地接近目标空转转速的方式进行控制。本实施方式中的目标空转转速为650rpm，但其值可以任意设定。
越是车辆的行驶所需要的外部负载而优先顺序设定得越高。对于上述的CVT11、油泵53、动力转向泵54、A/C压缩器55及交流发电机56，向车辆的行驶不可或缺的CVT11赋予最高的第一优先顺序。接着的第二优先顺序赋予给油泵53。这是因为，当来自油泵53的喷出液压不足时，存在发生CVT11的带14的滑移、曲轴5的烧结的可能性。从车辆的行驶不可或缺的观点出发，所述CVT11及油泵53分类为具有上等的优先度的第一组。
第三优先顺序赋予给动力转向泵54。这是因为，虽然动力转向器在车辆的行驶中并非不可或缺，但动力转向器适当地动作会有助于使用者进行安全且舒适的驾驶操作。该动力转向泵54虽然在车辆的行驶中并非不可或缺，但从有助于安全驾驶的观点出发，分类为具有中等的优先度的第二组。
第四优先顺序赋予给交流发电机56。这是因为，交流发电机56虽然相对于车辆的行驶的必要性低，但通过使交流发电机56进行适当的发电，而满足车辆的电力需要，另外也减轻蓄电池的负担。最后的第五优先顺序赋予给A/C压缩器55。A/C是舒适装备，可认为对车辆的行驶的必要性最低。所述交流发电机56及A/C压缩器55从对车辆的行驶的必要性低的观点出发，被分类成具有下等的优先度的第三组。
在这样的方法中，对全部的外部负载预先设定优先顺序。需要说明的是，关于电气负载57，在其动作时，存在交流发电机56的发电量增加的情况，因此也可以包含于交流发电机56而具有第四优先顺序。或者，也可以具有与交流发电机56不同的优先顺序。这种情况下，优选越是电力消耗量大的电气负载57，将优先顺序确定得越高。
接下来，说明使多个外部负载具有时间差地动作时的动作方法。这里，作为外部负载，列举CVT11、动力转向泵54及A/C压缩器55这三个为例进行说明。但是，动作的外部负载的个数及种类并不局限于此。
首先作为前提，假定在车辆停止状态下发动机1进行空转运转的情况。此时，使车辆的制动器（脚制动器或停车制动器）动作，对驱动轮16进行制动以免其旋转。在发动机1中执行前述的转速反馈控制。在该状态下，对三个外部负载的动作要求同时产生。
这里，动作要求同时产生时的“同时”是指实质上同时的意思，包括以极微小的时间差依次产生多个动作要求的情况。因此，作为ECU100的处理，从一个动作要求产生时起等待极微小的规定时间的经过，在此期间产生下一个动作要求时，从该时刻起进一步等待下一个规定时间的经过。如此，若直至规定时间经过时为止不再产生动作要求，则特定到此为止产生的动作要求的个数和种类，对于对应的外部负载决定动作顺序，使它们依次动作。
尤其是关于CVT11，将换档杆例如从空档位置（N）向行驶位置（D）操作时，产生向CVT11的动作要求。这种情况下，立即使切换机构10的离合器10A卡合，从T/C6向CVT11传递动力即旋转扭矩，CVT11成为动作状态。然而，由于对驱动轮16进行制动，因此CVT11的带轮12、13不旋转，因此在T/C6产生滑移。此时，施加给发动机1的负载为换档负载。
另一方面，当使动力转向泵54及A/C压缩器55动作时，动力转向器负载及A/C负载分别向发动机1施加。
首先，作为第一动作方法，存在如下的方法：对从一个外部负载的动作开始时起的经过时间进行监视，当该经过时间达到规定时间时，使下一个外部负载动作。即，如图3所示，ECU100在产生了向CVT11的动作要求的时刻t1使离合器10A卡合，使CVT11动作。如此，换档负载立即上升。同时，ECU100对从动作要求产生时刻t1起的经过时间进行监视，在该经过时间达到了规定时间Δts的时刻t2，使下一个外部负载即动力转向泵54动作。A/C压缩器55也同样地，在从动力转向泵54的动作开始时的时刻t2起经过了规定时间Δts的时刻t3进行动作。
对于规定时间Δts，作为由于一个外部负载的导入而下降的发动机转速恢复收敛于目标空转转速附近所需的时间，预先试验性地确定，例如为5~10秒的范围内的时间。
这里，在一个外部负载的动作开始后，暂时下降了的发动机转速通过转速反馈控制而以接近目标空转转速的方式上升。此时，优选，从一个外部负载的动作开始时起的经过时间越长，越相对于基于实际的发动机转速与目标空转转速之差（空转旋转差）的基准值增大转速反馈控制中的反馈增益。如此，能够使下降的发动机转速更早地接近目标空转转速，能够提高旋转的收敛性。该方法也能够适用于后述的各动作方法。
具体而言，ECU100依次地根据预先存储的图4所示的映射来求出与经过时间对应的反馈（F/B）增益校正量。然后，将求出的F/B增益校正量与作为基准值的F/B增益相加或相乘，对F/B增益进行增大校正。
从图4可知，经过时间越长，F/B增益校正量越变大，校正后的F/B增益增大。由此，经过时间越长，发动机转速的向目标空转转速的收敛性越增加，越能够提高旋转的收敛性。
接下来，对第二动作方法进行说明。该第二动作方法是如下的方法：如图5所示，对发动机转速Ne进行监视，在一个外部负载的动作开始时以后发动机转速Ne达到比目标空转转速Ni低的规定的恢复转速Nf时，使下一个外部负载动作。
即，如图示那样，ECU100在产生了向CVT11的动作要求的时刻t1使离合器10A卡合，使CVT11动作。如此，换档负载立即上升。同时，ECU100在时刻t1以后，对实际的发动机转速Ne进行监视，在实际的发动机转速Ne达到了恢复转速Nf的时刻t2，使下一个外部负载即动力转向泵54动作。A/C压缩器55也同样地，在时刻t2以后，在实际的发动机转速Ne达到了恢复转速Nf的时刻t3进行动作。
恢复转速Nf作为充分恢复到即使将下一个外部负载导入也不产生发动机停车的程度的发动机转速而预先试验性地确定，在本实施方式的情况下，设定为一定的550rpm。
根据该方法，在发动机转速恢复成目标空转转速附近之前使下一个外部负载的动作开始，因此能够使多个外部负载迅速地动作。
接下来，对第三动作方法进行说明。如图6所示，该第三动作方法是如下的方法：对发动机转速Ne进行监视并算出发动机转速的微分值ΔNe，在一个外部负载的动作开始时以后，当发动机转速Ne达到恢复转速Nf且微分值ΔNe达到了规定的正的恢复微分值ΔNef时，使下一个外部负载动作。这里，微分值ΔNe通过下式（1）依次算出。n表示本次值，n-1表示上次值。
[数学式1]
ΔNen＝Nen-Nen-1 …(1)
如图示那样，ECU100在产生了向CVT11的动作要求的时刻t1使离合器10A卡合，使CVT11动作。如此，换档负载立即上升。同时，ECU100在时刻t1以后，依次取得实际的发动机转速Ne，并算出发动机转速的微分值ΔNe。
换档负载的上升最初，由于发动机转速Ne较大地下降，因此微分值ΔNe也向负方向较大地移动。然而，不久之后，发动机转速Ne从下降转为上升时，微分值ΔNe也转变为正，其值逐渐增大。
因此，在发动机转速Ne为恢复转速Nf以上且微分值ΔNe为恢复微分值ΔNef以上这样的条件得到满足的时刻t2，使下一个外部负载即动力转向泵54动作。同样地，在时刻t2以后，在发动机转速Ne为恢复转速Nf以上且微分值ΔNe为恢复微分值ΔNef以上这样的条件得到满足的时刻t3，使下一个外部负载即A/C压缩器55动作。
根据该方法，能够在发动机转速恢复成目标空转转速附近之前使下一个外部负载的动作开始。另外，能够在把握到微分值ΔNe成为恢复微分值ΔNef以上，即，一个外部负载的动作引起的发动机负载处于减少倾向且发动机转速处于上升倾向的时刻，使下一个外部负载的动作开始。由此，能够将下一个外部负载的动作开始时间设定为不产生发动机停车的尽可能早的时间，能够使多个外部负载更快速地动作。
这里，目标空转转速Ni与恢复转速Nf之差（恢复旋转差）ΔNf根据微分值ΔNe的值进行变更。换言之，恢复转速Nf的值根据微分值ΔNe的值而变化。但是，在图示例中，为了便于表示而形成为一定。
具体而言，ECU100依次根据预先存储的图7所示的映射来求出与微分值ΔNe对应的恢复旋转差ΔNf（=Ni-Nf）。然后从目标空转转速Ni减去求出的恢复旋转差ΔNf而算出恢复转速Nf。
从图7可知，微分值ΔNe相对于0越大，恢复旋转差ΔNf相对于0越大，恢复转速Nf相对于目标空转转速Ni越小。由此，发动机转速的上升倾向越强（发动机负载减少倾向越强），恢复转速Nf越下降，从而在更早的时间使下一个外部负载的动作开始。由此，也能够可靠地避免发动机停车并实现下一个外部负载的动作开始时间的迅速化。
如此，通过使恢复转速Nf变化，与第二动作方法中叙述那样的使恢复转速Nf（图6中由线a表示）为一定的情况相比，能够使恢复转速Nf下降，从而能够使下一个外部负载的动作开始时间更早。该第三动作方法可以说对施加于发动机的负载状态进行监视并决定不使发动机停车的尽可能早的动作开始时间。
接下来，对第四动作方法进行说明。该第四动作方法尤其是关于在CVT11的动作开始时以后使下一个外部负载动作时的动作时间。概略来说，基于检测到的T/C6的输入转速及输出转速，算出与T/C6的最大负荷和当前负荷之差对应的内燃机的预测转速，该预测转速在达到了比目标空转转速低的规定的恢复转速时，使下一个外部负载动作。
图8表示CVT11单独动作时的发动机转速、换档负载、T/C速度比及吸入空气量的变化。这里，T/C速度比是指T/C6的输入转速（发动机1、曲轴5及泵叶轮7的转速）与输出转速（涡轮8的转速）之比。T/C速度比e由e=Nt/Ne（其中，Nt为T/C6的输出转速）表示。
在时刻t1，产生向CVT11的动作要求，同时，开始CVT11的动作。如此，换档负载增加，发动机转速Ne和T/C速度比e下降，作为转速反馈控制的结果，吸入空气量Ga增加。
并且，在不久之后的时刻t2，当离合器10A的卡合完成时，换档负载的增加也大致结束，T/C速度比e的下降也结束，T/C速度比e达到零。另一方面，发动机转速Ne还未达到目标空转转速Ni，由此，吸入空气量Ga也微增。需要说明的是，在图示例中，在发动机转速Ne最下降的时刻，也不会低于恢复转速Nf。
这里，作为比较例，假定在离合器10A的卡合完成之前（即向CVT11的动作状态的转移完成之前）不使下一个外部负载动作的例子。这种情况下，下一个外部负载的动作开始不得不等到卡合完成的时刻t2为止。
相对于此，第四动作方法能够可靠地防止发动机停车，并在更早的时间开始（或导入）下一个外部负载的动作。
图9表示用于说明第四动作方法的时序图。在时刻t1，产生向CVT11的动作要求，当开始CVT11的动作时，自此以后ECU100依次进行下一个运算，决定下一个外部负载的导入时间。
首先，ECU100基于由曲轴角传感器18及涡轮转速传感器19分别检测到的实际的发动机转速Ne及T/C输出转速Nt，算出T/C速度比e（参照图9（C））。
接下来，ECU100根据图10所示的表示T/C特性的预先存储的映射，求得与算出的T/C速度比e对应的容量系数C。这里，图示的T/C特性是T/C自身具有的固有的特性。
在CVT11的动作开始时以后，T/C速度比e减少，因此容量系数C如图10箭头所示那样，在特性线图上朝向T/C速度比小的方向移动。即，随着从CVT动作开始时的时间经过，容量系数C暂时上升，在迎来最大值及峰值Cmax之后，下降。
接着，ECU100基于求出的容量系数C和检测到的发动机转速Ne，利用下式（2）算出当前的实际的换档负载及换档负载扭矩T（参照图9（B））。换档负载及换档负载扭矩T是以降低发动机转速的方式向发动机施加的负载及扭矩。
[数学式2]
T＝C×Ne2 …(2)
需要说明的是，利用式（2）算出的换档负载为稳定时的值。实用上大多数情况下仅此就足够，但在要考虑转速变动时等要求更高的精度时，通过下式（3）来算出换档负载。
[数学式3]
T＝C×Ne2+A-B×ΔNe …(3)
这里，A、B是规定的适合值，ΔNe是前述的发动机转速微分值。
接下来，ECU100算出换档负载的最大值（最大换档负载）Tmax。即，ECU100根据图10的映射中的容量系数的最大值（最大容量系数）Cmax和目标空转转速Ni，使用式（2），算出最大换档负载Tmax（参照图9（B））。需要说明的是，最大换档负载Tmax为一定值，因此也可以预先存储在ECU100中。
接下来，ECU100从最大换档负载Tmax减去实际的换档负载T而算出残存负载Tr（参照图9（B））。该残存负载Tr是表示直到离合器10A成为卡合完成为止将来向发动机施加的预定的负载的大小的值。
接下来，ECU100根据图11所示的预先存储的映射，来求得与算出的残存负载Tr对应的发动机转速下降量ΔNr。从图11可知，发动机转速下降量ΔNr在残存负载Tr越大时越大。
接下来，ECU100从当前的实际的发动机转速Ne减去所算出的发动机转速下降量ΔNr，求出预测转速Nr（参照图9（A））。预测转速Nr是与最大换档负载Tmax和当前的换档负载T之差（即残存负载Tr）对应的假想的发动机转速。处于残存负载Tr越大而预测转速Nr越小、且反之残存负载Tr越小而预测转速Nr越大的倾向。
接下来，ECU100将预测转速Nr与恢复转速Nf进行比较。并且，在预测转速Nr成为恢复转速Nf以上的时刻t11，使下一个外部负载的动作开始。
由此，如图示那样，能够在比离合器卡合完成时间t2早的时间t11使下一个外部负载的动作开始。由此，能够可靠地防止发动机停车，并且与比较例相比，能够在更早的时间使下一个外部负载的动作开始。
详细而言，当离合器卡合进展而残存负载Tr逐渐减少时，残存负载Tr产生的将来的发动机转速的下降量减少。根据本方法，在残存负载Tr减少而预测转速Nr上升某程度的时刻，导入下一个外部负载。因此，考虑与当前的发动机转速的平衡，能够避免发动机停车并将下一个外部负载提前导入。
需要说明的是，当假定发动机转速Ne为一定时，根据式（2），在容量系数C成为最大值Cmax时，换档负载T成为最大。然而，由于实际的发动机转速发生变化，因此并不一定是在容量系数C为最大值Cmax时而换档负载T成为最大。然而，根据换档负载T较大地受到容量系数C的影响的情况及实际的发动机转速的变化并不那么大的情况，可以认为实际的换档负载T在与容量系数C成为最大值Cmax大致相同的时间成为最大。在本实施方式中，为了简便起见，根据最大容量系数Cmax和目标空转转速Ni来决定最大换档负载Tmax。
另一方面，关于其他的外部负载，例如关于上述的动力转向泵及A/C压缩器的动作时的下一个外部负载的导入时间，也能够基于考虑了残存负载的预测转速来决定。需要说明的是，关于空转转速附近的另一个外部负载的负载特性，例如在交流发电机和A/C压缩器的情况下，发动机转速越高而负载越大。
图12表示与用于实施第四动作方法的控制相关的流程图。
首先，在步骤S 101中，ECU100判断是否为空转停车中，即是否车辆为停止状态且发动机为空转运转中。
在为否的情况下成为待机状态。在为是的情况下，ECU100在步骤S102中，判断对于多个外部负载的动作要求是否同时发生。
在为否的情况下成为待机状态。在为是的情况下，ECU100在步骤S103中，对于产生了动作要求的多个外部负载，以预先确定的优先顺序来决定动作顺序。
接下来，ECU100在步骤S104中，判断CVT动作要求是否存在。
在判断为不存在CVT动作要求时，向步骤S112前进。另一方面，在判断为存在CVT动作要求时，ECU100在步骤S105中，通过临时性的前馈控制而强制性地使节气门开度增大规定量，从而强制性地使吸入空气量增大规定量。这是为了尽可能地抑制由于以后的CVT导入引起的发动机负载增大而发动机转速较大地下降的情况。需要说明的是，在该步骤S105结束之后，正如通常那样，执行转速反馈控制。
接下来，ECU100在步骤S106中，基于检测到的实际的发动机转速Ne及T/C输出转速Nt，根据图10的映射来求出容量系数C。
然后，ECU100在步骤S107中，基于求出的容量系数C和检测到的发动机转速Ne，利用所述式（2）而算出换档负载T。
另外，ECU100在步骤S108中，从最大换档负载Tmax减去算出的换档负载T，而算出残存负载Tr。
然后，ECU100在步骤S109中，根据图11的映射，求得与算出的残存负载Tr对应的发动机转速下降量ΔNr。
接下来，ECU100在步骤S110中，从实际的发动机转速Ne减去发动机转速下降量ΔNr而求出预测转速Nr。
接下来，ECU100在步骤S111中，判断预测转速Nr是否为恢复转速Nf以上。在预测转速Nr小于恢复转速Nf时，返回步骤S106，再次重复进行预测转速Nr的计算。
另一方面，在预测转速Nr为恢复转速Nf以上时，ECU100在步骤S112中，开始下一个外部负载的动作（即，将下一个外部负载导入）。
接下来，ECU100在步骤S113中，判断是否能够进而开始下一个外部负载的动作（即，是否能够进而导入下一个外部负载）。即，ECU100按照所述第一~第四动作方法中的任一方法中叙述的判断基准，判断为进而下一个外部负载的导入时间到来时，判断为能够开始进而下一个外部负载的动作。
在为否的情况下成为待机状态。在为是的情况下，ECU100在步骤S114中，判断进而下一个应导入的外部负载是否存在。
在为是的情况下，返回步骤S112，将进而下一个外部负载导入。另一方面，在为否的情况下结束。
然而，本实施方式还具有如下的优点。即，由于使多个外部负载具有时间差地依次动作，因此发动机转速不会暂时较大地下降。由此，能够防止发动机噪声的急剧变动，能够使对于使用者而言的车辆噪音的印象良好。另外，也能够防止发动机振动变得过大的情况，从而能够使对于使用者而言的车辆振动的印象也良好。并且也能够使车辆起步时的油门响应性良好，从而能够确保充分的驾驶性能。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明也可以采用其他的实施方式。例如，本发明的内燃机的用途及种类任意，例如在压缩点火式内燃机中也能够适用本发明。上述的各数值、动作的外部负载的个数为一例，能够适当变更。所述第一~第四动作方法能够任意组合。例如也可以是在以第一动作方法的判断基准将下一个外部负载导入之后，以第二动作方法的判断基准将进而下一个外部负载导入。
本发明的实施方式并不局限于前述的实施方式，由权利要求书的范围所限定的本发明的思想中包含的所有的变形例、应用例、均等物包含于本发明。因此，对于本发明，不应该作限定的解释，在归属于本发明的思想的范围内的其他的任意的技术中也能够适用。
Claims (10)
1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，
存储对相对于内燃机的多个外部负载所预先设定的优先顺序，并且当在所述内燃机的空转运转时对所述多个外部负载的动作要求同时产生时，使这些外部负载按照由高到低的优先顺序具有时间差地进行动作，其中所述多个外部负载由所述内燃机的曲轴来驱动。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述内燃机搭载于车辆，越是所述车辆的行驶需要的外部负载，所述优先顺序设定得越高。
3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述车辆是具备扭矩转换器和自动变速器的自动变速车，所述自动变速器包括对来自所述扭矩转换器的动力传递的有无进行切换的离合器，所述自动变速器成为具有最高的第一优先顺序的外部负载。
4.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在所述自动变速器的动作开始时以后，基于检测到的所述扭矩转换器的输入转速及输出转速，算出与所述扭矩转换器的最大负荷和当前负荷之差对应的内燃机的预测转速，当该预测转速达到比目标空转转速低的规定的恢复转速时，使下一个外部负载动作。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在所述内燃机的空转运转时，所述车辆处于停止状态。
6.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在使所述多个外部负载具有时间差地进行动作时，监视从一个外部负载的动作开始时起的经过时间，在该经过时间达到规定时间时，使下一个外部负载动作。
7.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在使所述多个外部负载具有时间差地进行动作时，监视所述内燃机的转速，在一个外部负载的动作开始时以后，当所述内燃机的转速达到了比规定的目标空转转速低的规定的恢复转速时，使下一个外部负载动作。
8.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在使所述多个外部负载具有时间差地进行动作时，监视所述内燃机的转速并算出该转速的微分值，在一个外部负载的动作开始时以后，当所述内燃机的转速达到比规定的目标空转转速低的规定的恢复转速且所述微分值达到规定的正的恢复微分值时，使下一个外部负载动作。
9.根据权利要求8所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
根据所述微分值的值来改变所述目标空转转速与所述恢复转速之差。
10.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在所述内燃机的空转运转时，执行使检测到的实际的内燃机的转速接近规定的目标空转转速的转速反馈控制，从一个外部负载的动作开始时起的经过时间越长，越相对于基于实际的内燃机的转速与目标空转转速之差的基准值增大该转速反馈控制中的反馈增益。
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