JP2004137973A

JP2004137973A - 内燃機関のアイドル回転数制御装置

Info

Publication number: JP2004137973A
Application number: JP2002303566A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nishisato; 西里　鉄也; Takashi Ueno; 上野　隆司; Hiroyuki Kisaka; 木坂　浩幸; Akitomo Kume; 久米　章友
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】アイドル時のクランク角速度変動を抑制でき、アイドル回転の低回転化が可能な内燃機関のアイドル回転数制御装置を提供する。
【解決手段】アイドルスイッチ１８によりアイドル状態が検出された時、クランク角速度算出手段１０ｋにより算出されたクランク角速度が減少方向に変化している時は目標電圧設定手段１０ｇにより設定される目標出力電圧を低下補正し、算出されたクランク角速度が上昇方向に変化している時は目標電圧電圧設定手段１０きにより設定される目標出力電圧を上昇補正する目標電圧補正手段１０ｌとを備えるよう構成してある。
従って、クランク角速度が減少方向に変化している時は目標出力電圧が低下補正され、クランク角速度が上昇方向に変化している時は目標出力電圧が上昇補正されるため、クランク角速度変動の発生タイミング、変動方向に対応した発電機による補正が行え、アイドル時のクランク角速度変動を抑制できる。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のアイドル回転数制御装置に関し、特に、内燃機関により駆動される発電機を備えた内燃機関のアイドル回転数制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アイドル回転数を安定化させるため、内燃機関に吸入される空気量、点火時期等の各種燃焼状態を制御する制御パラメータを調整してアイドル回転数を目標回転数にフィードバック制御することが知られている。
また、近年では、アイドル回転数を可能な限り低回転化し、燃費の向上を図ることが行われている。
ところが、アイドル時のクランク角速度変動が大きいとアイドル回転数を十分に低下させることができないという問題がある。
つまり、上述のようにアイドル回転数を目標回転数にフィードバック制御したとしてもフィードバック制御系の遅れによって多少の回転低下は必ず生じるため、クランク角速度変動が大きいと、フィードバック制御系の遅れの間における回転低下が大きくなり、最悪エンジンストールを生じる惧れがあるためである。
【０００３】
そこで、特許文献１には、内燃機関の爆発行程に同期して発生するトルク変動を抑制するため、トルク増大時発電機のフィールドコイルに通電して逆トルクを発生させ、トルク変動を抑制することが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５８−１８５９３７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の先行技術によれば、以下のような問題がある。
つまり、先行技術は、トルクが増大している時に発電機の負荷を大きくして逆トルクを発生させるものであるが、逆トルクを発生させるタイミングがトルク変動に同期させられているため、クランク角速度変動との関係でみた場合、図１２中Ａの区間で示すように、圧縮抵抗が大きくクランク角速度が低下する圧縮行程後半においても発電機の負荷増加が継続されるため、クランク角速度は大きく低下し、クランク角速度変動は大きくなるという問題がある。
また、図１２中Ｂの区間で示すように、クランク角速度が上昇する燃焼行程前半　においては、発電機の補正（負荷の低下）は何らなされないため、クランク角速度の増加を抑制することができないという問題がある。
従って、上述の先行技術によっても、クランク角速度変動の低下を十分に抑えることができず、アイドル回転数の低回転化を十分に図れないという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上のような課題に勘案してなされたもので、その目的は、アイドル時のクランク角速度変動を抑制でき、アイドル回転の低回転化が可能な内燃機関のアイドル回転数制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明にあってはその解決手法として次のようにしてある。すなわち、本発明の第１の構成において、内燃機関により駆動される発電機と、
車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段により検出された運転状態に応じて上記発電機の目標電圧を設定する目標電圧設定手段と、
内燃機関がアイドル状態にあるか否か判定するアイドル判定手段と、
クランク角を検出するクランク角検出手段と、
該クランク角検出手段により検出されたクランク角に基づいてクランク角速度を算出するクランク角速度算出手段と、
上記アイドル判定手段によりアイドル状態にあることが検出された時、上記クランク角速度算出手段により算出されたクランク角速度が減少方向に変化している時は上記目標電圧設定手段により設定される目標電圧を低下補正し、算出されたクランク角速度が上昇方向に変化している時は上記目標電圧設定手段により設定される目標電圧を上昇補正する目標電圧補正手段とを備えるよう構成してある。
本発明の第１の構成によれば、クランク角速度が減少方向に変化している時は目標電圧が低下補正され、クランク角速度が上昇方向に変化している時は目標電圧が上昇補正されるため、クランク角速度変動の発生タイミング、変動方向に対応した発電機による補正が行え、アイドル時のクランク角速度変動を抑制することができる。
【０００８】
本発明の第２の構成において、内燃機関により駆動される発電機と、
車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段により検出された運転状態に応じて上記発電機の目標電圧を設定する目標電圧設定手段と、
内燃機関がアイドル状態にあるか否か判定するアイドル判定手段と、
クランク角を検出するクランク角検出手段と、
上記アイドル判定手段によりアイドル状態にあることが検出された時、上記クランク角検出手段により圧縮行程後半のクランク角領域にあることが検出された時は上記目標電圧設定手段により設定される目標電圧を低下補正し、燃焼行程前半のクランク角領域であることが検出された時は上記目標電圧設定手段により設定される目標電圧を上昇補正する目標電圧補正手段とを備えるよう構成してある。
本発明の第２の構成によれば、クランク角速度が減少方向に変化する圧縮行程後半のクランク角領域では目標電圧が低下補正され、クランク角速度が増加方向に変化する燃焼行程前半のクランク角領域では目標電圧が上昇補正されるため、クランク角速度変動の発生タイミング、変動方向に対応した発電機による補正が行え、アイドル時のクランク角速度変動を抑制することができる。
【０００９】
本発明の第３の構成において、上記内燃機関は、複数の気筒を有しており、かつ気筒判別手段を備えたものであって、
上記目標電圧補正手段は、上記気筒判別手段により出力軸側に近接した気筒の圧縮行程後半若しくは燃焼行程前半が検出された時、目標電圧の補正量を残りの他の気筒に対して増加させるよう構成してある。
多気筒内燃機関の場合、出力軸側（フライホイールに近接する側）に最も近接した気筒の燃焼に伴う加振力が出力軸を介して車室内に伝播され、乗員に対する不快な音として現れる場合がある。
本発明の第３の構成によれば、発電機によってクランク角速度変動の抑制制御を行う際、出力軸側に近接した気筒の圧縮行程後半若しくは燃焼行程前半が検出された時、目標電圧の補正量が残りの他の気筒に対して増加させられるため、出力軸側に近接した気筒のクランク角速度変動を他の気筒よりも低下させることができるため、クランク角速度変動を抑制しつつ、出力軸側に近接した気筒が加振源となる音の発生を抑制することができる。
尚、全気筒に対する発電機の目標電圧の補正量を全体的に増加させることも考えられるが、発電機の大きな負荷変化によって発電機を駆動するベルトの耐久性が問題になる。これに対し、第３の構成によれば、出力軸に近接した気筒に対する補正量のみを大きく設定することによって、ベルトの耐久性確保と音の発生抑制との両立を図ることができるものである。
【００１０】
本発明の第４の構成において、上記内燃機関は、複数の気筒を有しており、かつ気筒判別手段と、上記クランク角速度変動量算出手段により算出されたクランク角速度に基づいてクランク角速度変動量を算出するクランク角速度変動量算出手段とを備えたものであって、
上記発電電圧補正手段は、上記気筒判別手段及びクランク角速度変動量算出手段によりクランク角速度変動量が大きい気筒が判別された時は、クランク角速度変動量が小さい気筒が判別された時に対して目標電圧の補正量を増加させるよう構成してある。
多気筒内燃機関の場合、各気筒毎の各部品ばらつき等により燃焼圧力にばらつきが生じ、クランク角速度変動量にばらつきが生じるため、発電機による目標電圧の補正量が各気筒一律であると、内燃機関全体としてのクランク角速度変動を均一に抑制することはできない。
本発明の第４の構成によれば、クランク角速度変動量が大きい気筒が検出された時は、クランク角速度変動が小さい気筒にが検出された時に対して目標電圧の補正量が増加させられるため、内燃機関全体としてのクランク角速度変動を均一に抑制することができる。
尚、全気筒に対する発電機の目標電圧の補正量を全体的に増加させることも考えられるが、発電機の大きな負荷変化によって発電機を駆動するベルトの耐久性が問題になる。これに対し、第４の構成によれば、クランク角速度変動量が大きい気筒に対する補正量のみを大きく設定することによって、ベルトの耐久性確保と均一なクランク角速度変動確保との両立を図ることができるものである。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、クランク角速度が減少方向に変化している時は発電機の発電電圧を低下させ、クランク角速度が増加方向に変化している時は発電機の発電電圧を上昇させることができるため、アイドル時のクランク角速度変動を抑制することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に関する全体構成図を示しており、１は交流発電機から成り、内燃機関の出力軸に駆動連結されたオルタネータであって、その内部には、３相のステータコイル１ａと、９個の整流用ダイオードＤ１〜Ｄ９と、フィールドコイル１ｂとが備えられている。
２は、オルタネータ１による発電電流を調整するコントローラ、３はオルタネータ１から給電用ハーネス４を経て充電されるバッテリ、５は車載バッテリ３に車両のイグニッションキー６を介して接続されたパワーウインドやリヤ熱線等の車載電気負荷である。
上記コントローラ１内部には、オルタネータ１のフィールドコイル１ｂへの通電制御をデューティ制御する制御トランジスタＴｒ１と、内部にＣＰＵを有する制御ユニット１０とが備えられている。
制御ユニット１０のＡ／Ｄ端子１０ａにはオルタネータ１の整流ダイオードＤ７〜Ｄ９を経て内部発電電圧信号が入力されるとともに、他のＡ／Ｄ端子１０ｂには車載バッテリ３の端子電圧Ｖｓが入力され、該Ａ／Ｄ端子１０ｂへの車載バッテリ３端子電圧Ｖｓの入力により、車載バッテリ３の電圧を検出するバッテリ電圧検出手段１１を構成している。
また、Ａ／Ｄ端子１０ｃには、エンジンの吸気温度を検出する吸気温度センサ１２の吸気温度信号が入力される。
また、ＰＷＭ端子１０ｄには上記制御トランジスタＴｒ１のベースが接続され、ＰＯ端子１０ｅには警告ランプ１３を点灯制御するトランジスタＴｒ２のベースが接続され、ＰＷＭ端子１０ｆにはスロットル弁１４をバイパスするバイパス通路１５に配置されるアイドル制御用のバイパス空気量制御弁１６の開度をデューティ制御する制御トランジスタＴｒ３のベースが接続される。
尚、本実施形態では、制御ユニット１０によって制御されるエンジンとして、各気筒毎に燃料噴射弁、点火プラグ（いずれも図示は省略）を各々備えた４気筒ガソリン内燃機関に適用する例を示す。
【００１３】
図２は、本実施形態に関する制御ブロック図であり、まず、オルタネータ１を制御するための制御トランジスタＴｒ１の制御について説明する。
制御ユニット１０には、吸気温度センサ１２により検出された吸気温度に基づいて車載バッテリ３の電解液温度を推定し、該推定温度に基づいて目標電圧Ｖｒｅｇを設定する目標電圧設定手段１０ｇと、目標電圧設定手段１０ｇにより設定された目標電圧Ｖｒｅｇを目標電圧設定手段１０ｇにより設定された目標電圧Ｖｒｅｇとバッテリ電圧検出手段１１により検出されたバッテリ電圧との偏差ΔＶに基づいて目標発電電流ｉａを設定する発電電流制御手段１０ｈと、発電電流制御手段１０ｈにより設定された目標発電電流ｉａをデューティ信号ｆｄｕｔｙに変換する第１デューティ変換手段１０ｉと、第１デューティ変換手段１０ｉにより変換されたデューティ信号を後述する最大発電電流によって規制する発電電流規制手段１０ｊとが備えられている。
更に、クランク角センサ１７により検出されたクランク角に基づいてクランク角速度（エンジン回転数）を算出するクランク角速度算出手段１０ｋと、スロットル弁１４が全閉位置にあるか否かを検出するアイドルスイッチ１８によりスロットル弁１４が全閉位置にあることが検出された時、つまり、アイドル状態であることが検出された時、クランク角速度算出手段１０ｋにより算出されたクランク角速度の変化方向に基づいて目標電圧設定手段１０ｇにより設定される目標電圧Ｖｒｅｇを補正する目標電圧補正手段１０ｌを備えている。
この目標電圧補正手段１０ｌは、クランク角速度が減少方向に変化している時は目標電圧Ｖｒｅｇを低下補正し、クランク角速度が増加方向に変化している時は目標電圧Ｖｒｅｇを上昇補正する。
【００１４】
次に、バイパス空気量制御弁１６の開度をデューティ制御するための制御トランジスタＴｒ３の制御について説明する。
制御ユニット１０には、エンジン水温センサ１９により検出されたエンジン水温や、外部負荷センサ２０により検出された外部負荷状態とに応じてアイドル時の目標回転数ｎｏを設定する目標回転数設定手段１０ｍと、目標回転数ｎｏに応じて基本制御量ｃｅｂを設定する基本制御量設定手段１０ｎと、アイドル状態が検出された時、クランク角速度算出手段１０ｋにより算出されたクランク角速度（エンジン回転数ｎｅ）と目標回転数設定手段１０ｍにより設定された目標回転数ｎｏとの偏差に基づいてフィードバック補正量ｃｅｆｂを設定するフィードバック補正量設定手段１０ｏと、外部負荷センサ１８により検出された外部負荷の大きさに応じて負荷補正量ｃｅｌを設定する負荷補正量設定手段１０ｐと、基本制御設定手段１０ｎにより設定された基本制御量ｃｅｂと、フィードバック補正量設定手段１０ｏにより設定されたフィードバック補正量ｃｅｆｂ及び負荷補正量設定手段１０ｎにより設定された負荷補正量ｃｅｌ等に基づいて最終制御量ｃｅｏを算出する最終制御量算出手段１０ｑと、最終制御量算出手段１０ｑにより算出された最終制御量ｃｅｏをデューティ信号に変換する第２デューティ変換手段１０ｒとが備えられている。
【００１５】
（実施形態１）
次に、実施形態１のオルタネータ制御に関する具体的制御内容を図３のフローチャートに基づき説明する。
図３のステップＳ１において、吸気温度センサ１２により検出された吸気温度、バッテリ電圧検出手段１１により検出されたバッテリ電圧Ｖｓ、クランク角センサ１７により検出されたクランク角、アイドルスイッチ１９により検出されたスロットル弁１４の開度等各種信号を読込む。
続く、ステップＳ２では、吸気温度に基づいてバッテリの電解液の温度を推定し、該温度に基づいて目標電圧Ｖｒｅｇ（例えば、吸気温度２０℃の時、１３．５Ｖ）を設定する。
ステップＳ３では、アイドルスイッチ１９の出力に基づいてアイドル状態（スロットル弁１４が全閉）か否か判定する。
ステップＳ３でＹＥＳと判定された時は、ステップＳ４に進み、検出されたクランク角に基づいてクランク角速度を算出する。
続く、ステップＳ５では、ステップＳ４で算出されたクランク角速度が減少方向に変化しているか否か判定する。
ステップＳ５でＹＥＳと判定された時は、ステップＳ６に進み、ステップＳ２で設定された目標電圧Ｖｒｅｇを所定量（例えば、−１Ｖ）低下方向に補正する。
ここで、所定量は、目標電圧Ｖｒｅｇ補正後のオルタネータ１負荷の減少によってエンジン回転数（クランク角速度）が目標回転数を下回らない程度の値が設定される。
また、ステップＳ５でＮＯと判定された時、ステップＳ７に進み、クランク角速度が増加方向に変化しているか否か判定する。
ステップＳ７でＹＥＳと判定された時は、ステップＳ８に進み、目標電圧Ｖｒｅｇを所定量（例えば、＋１Ｖ）上昇方向に補正する。
ここで、所定量は、目標電圧Ｖｒｅｇ補正後のオルタネータ１負荷の増加によってエンジン回転数（クランク角速度）が目標回転数を上回らない程度の値が設定される。
また、ステップＳ７でＮＯと判定された時は、上述の目標電圧の補正（ステップＳ６、Ｓ８）を行うことなくステップＳ９に進む。
尚、ステップＳ３でＮＯと判定された時も目標電圧Ｖｒｅｇを補正する必要がないため、ステップＳ４〜ステップＳ８の処理をバイパスしてステップＳ９に進む。
ステップＳ９では、ステップＳ２、ステップＳ６若しくはステップＳ８で設定された目標電圧Ｖｒｅｇと検出されたバッテリ電圧Ｖｓとの偏差ΔＶを算出する。
ステップＳ１０では、ステップＳ９で算出された偏差ΔＶに基づいて目標発電電流ｉａを設定した後、続く、ステップＳ１１ではステップＳ１０で算出された目標発電電流ｉａをデューティ信号ｆｄｕｔｙに変換する。
続く、ステップＳ１２では、ステップＳ１１で設定されたデューティ信号ｆｄｕｔｙが最大発電電流ｉａｍａｘよりも大きいか否か判定する。
ステップＳ１２でＹＥＳと判定された時は、ステップＳ１３に進み、ステップＳ１１で設定されたデューティ信号ｆｄｕｔｙを最大発電電流ｉａｍａｘでガードする。つまり、ステップＳ１１で設定されたデューティ信号ｆｄｕｔｙを最大発電電流ｉａｍａｘに置換える。
また、ステップＳ１２でＮＯと判定された時は、ステップＳ１３の処理をバイパスする。
ステップＳ１４では、ステップＳ１１で設定されたデューティ信号ｆｄｕｔｙ若しくはステップＳ１３でガードされた最大発電電流ｉａｍａｘのいずれかを制御トランジスタＴｒ１に出力する。
【００１６】
次に、アイドル回転数制御に関する具体的制御内容を図４のフローチャートに基づき説明する。
図４のステップＳ２０において、エンジン水温センサ１９により検出されたエンジン水温、外部負荷センサ２０により検出された外部負荷状態、クランク角センサ１７により検出されたクランク角等各種信号を読込む。
続く、ステツプＳ２１では、目標回転数ｎｏを算出する。目標回転数ｎｏは、例えば、エンジン水温が低いほど高く、外部負荷が大きい程高くなるよう設定される。
ステップＳ２２では、ステップＳ１１で設定された目標回転数ｎｏに応じて基本制御量ｅｃｂを設定、つまり、目標回転数ｎｏが高い程その目標回転数を達成するための基本制御量ｃｅｆｂを大きく設定する。
ステップＳ２３では、アイドル状態か否か判定する。例えば、アイドルスイッチ１８がスロットル弁１４全閉状態を検出し、かつエンジン回転数ｎｅがアイドル判定回転数よりも低いアイドル回転領域（例えば、目標回転数ｎｏ＋α回転よりも低い回転領域）内にある時アイドル状態であると判定する。
ステップＳ２３でＹＥＳと判定された時は、ステップＳ２４に進み、エンジン回転数（クランク角速度）ｎｅが目標回転数ｎｏよりも低いか否か判定する。
ステップＳ２４でＹＥＳと判定された時は、エンジン回転数ｎｅが目標回転数ｎｏよりも低いため、ステップＳ２５に進み、前回のフィードバック補正量ｃｅｆｂ（ｉ−１）に所定値ＴＩＣＦＢを加算して今回のフィードバック補正量ｃｅｆｂ（ｉ）として設定する。
また、ステップＳ２４でＮＯと判定された時は、エンジン回転数ｎｅが目標回転数ｎｏよりも高いため、ステップＳ２６に進み、前回のフィードバック補正量ｃｅｆｂ（ｉ−１）に所定値ＴＩＣＦＢを減算して今回のフィードバック補正量ｃｅｆｂ（ｉ）として設定する。
尚、上記ステップＳ２３でＮＯと判定された時は、アイドル以外の運転状態にあるため、フィードバック補正量ｃｅｆｂを設定する必要がないため、ステップＳ２４〜Ｓ２６の処理をバイパスする。
続く、ステップＳ２７では、外部負荷センサ２０により検出された外部の種類に応じて負荷補正量ｃｅｌが設定される。例えば、負荷補正量ｃｅｌは、エアコンが作動されている場合は、エアコンのコンプレッサー圧力が高い程大きく設定されるエアコン補正量、パワーステアリングが作動状態にある場合設定されるパワーステアリング補正量、電気負荷（オルタネータ）の作動状態に応じて設定される電気負荷補正量等から構成される。
ステップＳ２８では、ステップＳ２２で設定された基本制御量ｃｅｂと、ステップＳ２５若しくはステップＳ２６で設定されたフィードバック補正量ｃｅｆｂ、ステップＳ２７で設定された負荷補正量ｃｅｌ及びその他各種補正（大気圧補正、吸気温度補正、学習補正等）に基づいて最終制御量ｃｅｏを設定する。
ステップＳ２９では、ステップＳ２８で設定された最終制御量ｃｅｏをデューティ信号Ｉｄｕｔｙに変換し、ステップＳ３０ではデューティ信号Ｉｄｕｔｙに基づいて制御トランジスタＴｒ３をデューティ制御し、バイパス空気量制御弁１６を通過する空気量を制御する。
【００１７】
以上のように、実施形態１によれば、図５に示すように、クランク角速度が減少方向に変化している期間は、オルタネータ１の目標電圧Ｖｒｅｇが低下補正され、クランク角速度が増加方向に変化している期間は、オルタネータ１の目標電圧Ｖｒｅｇが上昇補正されるため、クランク角速度変動の発生タイミング、変動方向に対応したオルタネータ１による負荷の増減補正が行え、図５中実線で示すように、破線で示す従来に対してアイドル時におけるクランク角速度変動を抑制することができる。
【００１８】
（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。
ここで、クランク角速度の変化方向は、内燃機関の作動行程と対応している。具体的には、クランク角が圧縮行程後半にある時はクランク角速度が低下し、燃焼行程前半にある時はクランク角速度が上昇する。
実施形態２では、上述の点に着目し、クランク角速度の変化方向を検出することなくクランク角が内燃機関のいずれの作動行程であるかを判断し、クランク角速度が低下する圧縮行程後半にある時はオルタネータ１の目標電圧を低下補正させ、クランク角速度が上昇する燃焼行程前半にある時はオルタネータ１の目標電圧を上昇補正させる例を示す。
【００１９】
以下、図６、図７に基づいて具体的に説明する。
図６は、実施形態２に係るオルタネータ１の具体的制御内容を示すフローチャートである。
尚、図６におけるステップＳ３０〜Ｓ３３、Ｓ３８〜Ｓ４３は、図３におけるステップＳ１〜Ｓ４、Ｓ９〜Ｓ１４と同一の処理であるため、説明を省略する。以下、相違点であるステップＳ３４〜Ｓ３７について、説明する。
ステップＳ３４では、クランク角センサ１９により検出されたクランク角領域が圧縮行程前半であるか否か判定する。
ステップＳ３４でＹＥＳと判定された時、ステップＳ３５に進み、ステップＳ３１で設定された目標電圧Ｖｒｅｇを所定量（例えば、−１Ｖ）低下方向に補正する。
ここで、所定量は、目標電圧Ｖｒｅｇ補正後のオルタネータ１負荷の減少によってエンジン回転数（クランク角速度）が目標回転数を下回らない程度の値が設定される。
また、ステップＳ３４でＮＯと判定された時、ステップＳ３６に進み、クランク角センサ１９により検出されたクランク角領域が燃焼行程前半であるか否か判定する。
ステップＳ３６でＹＥＳと判定された時は、ステップＳ３７に進み、目標電圧Ｖｒｅｇを所定量（例えば、＋１Ｖ）上昇方向に補正する。
ここで、所定量は、目標電圧Ｖｒｅｇ補正後のオルタネータ１負荷の増加によってエンジン回転数（クランク角速度）が目標回転数を上回らない程度の値が設定される。
【００２０】
以上のように、実施形態２によれば、図７に示すように、４気筒の内いずれかの気筒が圧縮行程後半にある時は目標電圧が低下補正され、いずれかの気筒が燃焼行程の前半にある時は目標電圧が上昇補正される。
従って、例えば、図７中期間Ａにおいては、４番気筒が燃焼行程前半にある時オルタネータ１の目標電圧Ｖｒｅｇが上昇補正され、２番気筒が圧縮行程後半にある時オルタネータ１の目標電圧Ｖｒｅｇが低下補正されるため、クランク角速度変動の発生タイミング、変動方向に対応したオルタネータ１による負荷の増減補正が行え、アイドル時におけるクランク角速度変動を抑制することができる。尚、期間Ａにおいて、燃焼行程前半、圧縮行程後半のいずれの気筒でもない吸気行程にある１番気筒と、排気行程にある３番気筒とにおいても目標電圧Ｖｒｅｇ補正がなされるものの、いずれの気筒も吸気弁若しくは排気弁が開放しており、ピストン動作に伴うクランク角速度への影響が少ないため、オルタネータ１の目標電圧補正に伴う各行程におけるクランク角加速度への影響は殆どない。
以降、燃焼行程前半、圧縮行程後半となる対象気筒が順次変化しながら燃焼行程前半における目標電圧Ｖｒｅｇの上昇補正、圧縮行程後半における目標電圧Ｖｒｅｇの低下補正がなされることになる。
【００２１】
（実施形態３）
次に、実施形態３について説明する。
多気筒内燃機関の場合、出力軸側（フライホイールに近接する側）に最も近接した気筒の燃焼に伴う加振力が出力軸を介して車室内に伝播され、乗員に対する不快な音として現れる場合がある。
実施形態３では、出力軸側に近接した気筒に対するオルタネータ１の目標電圧Ｖｒｅｇの補正量をその他の気筒よりも増加させることにより、不快な音の発生を抑制する例を示す。
【００２２】
以下、図８、図９に基づいて説明する。
図８は、実施形態３に係るオルタネータ１の具体的制御内容を示すフローチャートである。
尚、図８におけるステップＳ５０〜Ｓ５３、Ｓ６２〜Ｓ６７は、図３におけるステップＳ１〜Ｓ４、Ｓ９〜Ｓ１４と同一の処理であるため、説明を省略する。以下、相違点であるステップＳ５４〜Ｓ６１について、説明する。
ステップＳ５４では、クランク角センサ１９により検出されたクランク角領域が圧縮行程前半であるか否か判定する。
ステップＳ５４でＹＥＳと判定された時、ステップＳ５５に進み、４番気筒か否か、つまり、出力軸側（フライホイール側）に近い気筒か否か判定する。
尚、４番気筒か否かの識別は、カムシャフト（不図示）に設けられた気筒識別センサ（不図示）２１の出力と、クランク角センサ１７との出力との関係に基づいて識別する周知の手法を用いることができる。
例えば、気筒識別センサ２１からはクランクシャフト２回転につき１回のみ信号が出力され、クランク角センサ１７からは所定回数（例えば、３６回）信号が出力されるものとする。そして、気筒識別センサ２１からの信号出力後クランク角センサ１７からの信号出力回数をカウントし、そのカウント数に基づいていずれの気筒のどの作動行程かを識別することができる。
その他、クランク角センサ１７の出力信号の内一つを歯欠けとして、その歯欠け信号の検出により気筒識別を行うこともできる。
ステップＳ５５でＹＥＳと判定された時、ステップＳ５６に進み、ステップＳ５１で設定された目標電圧Ｖｒｅｇを第１補正量（例えば、−１．５Ｖ）低下方向に補正する。
ステップＳ５５でＮＯと判定された時は、ステップＳ５７に進み、ステップＳ５１で設定された目標電圧Ｖｒｅｇを第２補正量（例えば、−１Ｖ）低下方向に補正する。
ここで、ステップＳ５６、Ｓ５７で設定される第１補正量、第２補正量は、目標電圧Ｖｒｅｇ補正後のオルタネータ１負荷の減少によってエンジン回転数（クランク角速度）が目標回転数を下回らない程度の値が設定される。
また、ステップＳ５４でＮＯと判定された時は、ステップＳ５８に進み、クランク角センサ１９により検出されたクランク角領域が燃焼行程前半であるか否か判定する。
ステップＳ５８でＹＥＳと判定された時、ステップＳ５９に進み、４番気筒か否か、つまり、出力軸側（フライホイール側）に近い気筒か否か判定する。
ステップＳ５９でＹＥＳと判定された時、ステップＳ６０に進み、ステップＳ５１で設定された目標電圧Ｖｒｅｇを第１補正量（例えば、１．５Ｖ）上昇方向に補正する。
ステップＳ５９でＮＯと判定された時は、ステップＳ６１に進み、ステップＳ５１で設定された目標電圧Ｖｒｅｇを第２補正量（例えば、１Ｖ）上昇方向に補正する。
ここで、ステップＳ５６、Ｓ５７で設定される第１補正量、第２補正量は、目標電圧Ｖｒｅｇ補正後のオルタネータ１負荷の増加によってエンジン回転数（クランク角速度）が目標回転数を上回らない程度の値が設定される。
【００２３】
以上のように、実施形態３によれば、第２実施形態と同様、クランク角速度変動の発生タイミング、変動方向に対応したオルタネータ１による負荷の増減補正が行え、アイドル時におけるクランク角速度変動を抑制することができる。
また、図９に示すように、出力軸に近接した４番気筒が燃焼行程前半となる期間Ａ１及びＡ３、４番気筒が圧縮行程後半となる期間Ａ２においては、他の気筒が燃焼行程前半、圧縮行程後半となる場合に対して、目標電圧Ｖｒｅｇの補正量が第１補正量（＋１．５Ｖ若しくは−１．５Ｖ）とされ、その他の気筒の第２補正量（＋１．０Ｖ若しくは−１．０Ｖ）よりも増加されるため、４番気筒におけるクランク角速度変動が他の気筒よりも小さくなり、出力軸に近接した４番気筒が加振源となる音の発生を抑制することができる。
尚、全気筒に対するオルタネータ１の目標電圧Ｖｒｅｇの補正量を全体的に増加させることも考えられるが、オルタネータ１の大きな負荷変化によってオルタネータ１を駆動するベルトの耐久性が問題になるため、実施形態３によれば、４番気筒に対する補正量のみを大きく設定することによって、ベルトの耐久性確保と音の発生抑制との両立を図ることができるものである。
【００２４】
（実施形態４）
次に、実施形態４について説明する。
多気筒内燃機関の場合、各気筒毎の各部品ばらつき等により燃焼圧力にばらつきが生じ、クランク角速度変動量にばらつきが生じるため、オルタネータ１による目標電圧の補正量が各気筒一律であると、内燃機関全体としてのクランク角速度変動を均一に抑制することはできない。
実施形態４では、クランク角速度変動量が大きい気筒が検出された時は、クランク角速度変動量が小さい気筒が検出された時に対して目標電圧Ｖｒｅｇの補正量を増加する例を示す。
【００２５】
以下、図１０、図１１に基づいて説明する。
図１０は、実施形態４に係るオルタネータ１の具体的制御内容を示すフローチャートである。
尚、図１０におけるステップＳ７０〜Ｓ７３、Ｓ７９〜Ｓ８４は、図３におけるステップＳ１〜Ｓ４、Ｓ９〜Ｓ１４と同一の処理であるため、説明を省略する。
以下、相違点であるステップＳ７４〜Ｓ７８について、説明する。
ステップＳ７４において、ステップＳ７３で算出されたクランク角速度に基づいてクランク角速度変動量を算出、例えば、クランク角速度の最小値と最大値との差に基づいて算出する。
ステップＳ７５では、ステップＳ７３で算出されたクランク角速度が減少方向に変化しているか否か判定する。
ステップＳ７５でＹＥＳと判定された時は、ステップＳ７６に進み、ステップＳ７４において算出されたクランク角速度変動量に基づいて補正量を設定し、その補正量に基づいてステップＳ７１で設定された目標電圧Ｖｒｅｇを低下方向に補正する。
ここで、補正量は、目標電圧Ｖｒｅｇ補正後のオルタネータ１負荷の減少によってエンジン回転数（クランク角速度）が目標回転数を下回らない程度の値が設定される。
また、補正量は、クランク角速度変動量が大きい時、小さい時に対して大きく設定される。
また、ステップＳ７５でＮＯと判定された時、ステップＳ７７に進み、クランク角速度が増加方向に変化しているか否か判定する。
ステップＳ７７でＹＥＳと判定された時は、ステップＳ７８に進み、ステップＳ７４において算出されたクランク角速度変動量に基づいて補正量を設定し、その補正量に基づいてステップＳ７１で設定された目標電圧Ｖｒｅｇを上昇方向に補正する。
ここで、補正量は、目標電圧Ｖｒｅｇ補正後のオルタネータ１負荷の増加によってエンジン回転数（クランク角速度）が目標回転数を上回らない程度の値が設定される。
また、補正量は、クランク角速度変動量が大きい時は、小さい時に対して大きく設定される。
【００２６】
以上のように、実施形態４によれば、第１実施形態と同様、図１１に示すように、クランク角速度が減少方向に変化している期間は、オルタネータ１の目標電圧Ｖｒｅｇが低下補正され、クランク角速度が増加方向に変化している期間は、オルタネータ１の目標電圧Ｖｒｅｇが上昇補正されるため、クランク角速度変動の発生タイミング、変動方向に対応したオルタネータ１による負荷の増減補正が行え、アイドル時におけるクランク角速度変動を抑制することができる。
また、クランク角速度変動量が大きい時は、小さい時に対して目標電圧Ｖｒｅｇの補正量が増加される。
例えば、図１１中破線で示されるように１番気筒のクランク角速度変動量が他の気筒に対して大きい時、１番気筒に対する目標電圧Ｖｒｅｇの上昇補正量が大きく設定されるため、図１１中波線で示す全気筒に対する補正量が均一である従来に対し、図１１中実線で示されるように内燃機関全体としてのクランク角速度変動を均一に抑制することができる。
尚、全気筒に対するオルタネータ１の目標発電電圧Ｖｒｅｇの補正量を全体的に増加させることも考えられるが、オルタネータ１の大きな負荷変化によってオルタネータ１を駆動するベルトの耐久性が問題になるため、実施形態４によれば、クランク角速度変動量が大きい気筒に対する補正量のみを大きく設定することによって、ベルトの耐久性確保と均一なクランク角速度変動確保との両立を図ることができるものである。
【００２７】
尚、本実施形態では、４気筒ガソリン内燃機関に適用する例を示したが、その他の気筒数を有する多気筒内燃機関や、多気筒ディーゼルエンジンに適用するようにしてもよい。
また、本実施形態では、オルタネータ１による目標電圧Ｖｒｅｇを吸気温度のみに基づいて設定する例を示したが、その他エンジン水温、車速等の運転状態に基づいて設定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に関する全体構成図。
【図２】実施形態に関する制御ブロック図。
【図３】実施形態１に関するオルタネータ制御フローチャートを示す図。
【図４】実施形態１に関するアイドル回転数制御フローチャートを示す図。
【図５】実施形態１に関するタイムチャートを示す図。
【図６】実施形態２に関するオルタネータ制御フローチャートを示す図。
【図７】実施形態２に関するタイムチャートを示す図。
【図８】実施形態３に関するオルタネータ制御フローチャートを示す図。
【図９】実施形態３に関するタイムチャートを示す図。
【図１０】実施形態４に関するオルタネータ制御フローチャートを示す図。
【図１１】実施形態４に関するタイムチャートを示す図。
【図１２】従来技術の動作説明図。
【符号の説明】
１：オルタネータ（発電機）
１０：制御ユニット
１０ｇ：目標電圧設定手段
１０ｋ：クランク角速度算出手段
１０ｌ：目標電圧補正手段
１２：吸気温度センサ（運転状態検出手段）
１７：クランク角センサ
１８：アイドルスイッチ（アイドル判定手段）
２１：気筒識別センサ

Claims

内燃機関により駆動される発電機と、
車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段により検出された運転状態に応じて上記発電機の目標電圧を設定する目標電圧設定手段と、
内燃機関がアイドル状態にあるか否か判定するアイドル判定手段と、
クランク角を検出するクランク角検出手段と、
該クランク角検出手段により検出されたクランク角に基づいてクランク角速度を算出するクランク角速度算出手段と、
上記アイドル判定手段によりアイドル状態にあることが検出された時、上記クランク角速度算出手段により算出されたクランク角速度が減少方向に変化している時は上記目標電圧設定手段により設定される目標電圧を低下補正し、算出されたクランク角速度が上昇方向に変化している時は上記目標電圧設定手段により設定される目標電圧を上昇補正する目標電圧補正手段とを備えたことを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。
内燃機関により駆動される発電機と、
車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段により検出された運転状態に応じて上記発電機の目標電圧を設定する目標電圧設定手段と、
内燃機関がアイドル状態にあるか否か判定するアイドル判定手段と、
クランク角を検出するクランク角検出手段と、
上記アイドル判定手段によりアイドル状態にあることが検出された時、上記クランク角検出手段により圧縮行程後半のクランク角領域にあることが検出された時は上記目標電圧設定手段により設定される目標電圧を低下補正し、燃焼行程前半のクランク角領域であることが検出された時は上記目標電圧設定手段により設定される目標電圧を上昇補正する目標電圧補正手段とを備えたことを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。
上記内燃機関は、複数の気筒を有しており、かつ気筒判別手段を備えたものであって、
上記目標電圧補正手段は、上記気筒判別手段及びクランク角検出手段により出力軸側に近接した気筒の圧縮行程後半若しくは燃焼行程前半が検出された時、目標電圧の補正量を残りの他の気筒に対して増加させるよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のアイドル回転数制御装置。
上記内燃機関は、複数の気筒を有しており、かつ気筒判別手段と、上記クランク角速度変動量算出手段により算出されたクランク角速度に基づいてクランク角速度変動量を算出するクランク角速度変動量算出手段とを備えたものであって、
上記目標電圧補正手段は、上記気筒判別手段及びクランク角速度変動量算出手段によりクランク角速度変動量が大きい気筒が判別された時は、クランク角速度変動量が小さい気筒が判別された時に対して目標電圧の補正量を増加させるよう構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の内燃機関のアイドル回転数制御装置。