JP2012225243A

JP2012225243A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2012225243A
Application number: JP2011093178A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ito; 真洋伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2031-04-19
Also published as: DE112012001308B4; CN103492692B; CN103492692A; DE112012001308T5; US9850829B2; US20140041627A1; JP5760633B2; WO2012143773A8; WO2012143773A1

Abstract

【課題】外部負荷が変化した場合であっても、機関回転速度の低下速度を適切にフィードバック制御することのできる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】本願発明に係る内燃機関の制御装置である電子制御装置１００は、機関回転速度の低下速度を目標の低下速度に一致させるように内燃機関１０のトルクを制御する低下速度フィードバック制御を実行する。電子制御装置１００は、機関回転速度を一定の回転速度に維持するために必要なトルクである要求トルクを算出し、算出された要求トルクが大きいときほど低下速度フィードバック制御におけるフィードバックゲインを大きくする。
【選択図】図１

Description

この発明は機関回転速度の低下速度を目標の低下速度に一致させるように制御する低下速度フィードバック制御を実行する内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関の制御として、アクセル操作が解除されたときに、目標の低下速度に一致させるように機関回転速度の低下速度をフィードバック制御する低下速度フィードバック制御を実行し、アクセル操作の解除に伴って機関回転速度が低下する際の機関回転速度の変化の挙動を安定したものにすることが考えられている。

目標の低下速度に一致させるように機関回転速度の低下速度を適切にフィードバック制御するためには、目標の低下速度からのずれの大きさに応じて適切に内燃機関のトルクを制御する必要があり、そのためには、フィードバックゲインを適切な値に設定する必要がある。

これに対して、特許文献１には、機関回転速度の低下が懸念されるときには、機関回転速度の低下が懸念されていないときよりもフィードバックゲインを大きくし、機関回転速度の低下を抑制する内燃機関の制御装置が記載されている。

特許文献１に記載された発明は、機関回転速度そのものを目標の機関回転速度に一致させるようにフィードバック制御を行うものであるが、このように機関回転速度の低下が懸念されるときに低下が懸念されていないときよりもフィードバックゲインを増大させる構成を、低下速度フィードバック制御に適用することも考えられる。

特開２０００‐０７３８０１号公報

ところが、内燃機関の出力軸に作用する外部負荷の大きさによって機関回転速度の低下速度は変化するため、上記特許文献１に記載されている構成を低下速度フィードバック制御に適用したとしても外部負荷が変化した場合には適切なフィードバックゲインを設定することができず、低下速度のずれを適切に抑制することができないおそれがある。

なお、こうした課題はアクセル操作が解除されてから機関回転速度がアイドル回転速度に到達するまでの間における低下速度フィードバック制御に限らず、機関回転速度の低下速度を目標の低下速度に一致させるように内燃機関のトルクをフィードバック制御する低下速度フィードバック制御全般に共通するものである。

この発明は上記実情に鑑みてなされたものでありその目的は外部負荷が変化した場合であっても、機関回転速度の低下速度を適切にフィードバック制御することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、機関回転速度の低下速度を目標の低下速度に一致させるように内燃機関のトルクを制御する低下速度フィードバック制御を実行する内燃機関の制御装置であり、機関回転速度を一定の回転速度に維持するために必要なトルクである要求トルクを算出し、算出された要求トルクが大きいときほど前記低下速度フィードバック制御におけるフィードバックゲインを大きくすることをその要旨とする。

要求トルクは、内燃機関内部のフリクションによる内部負荷と内燃機関の外部から内燃機関に作用する外部負荷とによって消費されるトルクを補って機関回転速度を一定の回転速度に維持するために必要なトルクである。そのため、この要求トルクが大きいときには、内部負荷と外部負荷とによって消費されるトルクが大きいことが推定され、機関回転速度が低下しやすく、トルクが足りない場合の機関回転速度の低下速度も大きくなることが推定される。

これに対して、上記構成にあっては、要求トルクが大きいときほど低下速度フィードバック制御におけるフィードバックゲインを大きくするようにしている。そのため、内部負荷と外部負荷とによって消費されるトルクが大きく、トルクが足りない場合の機関回転速度の低下速度が大きくなるときに、低下速度フィードバック制御を通じて補正されるトルクの増減の感度がより高くされるようになる。したがって、外部負荷が変化した場合にも、それによる機関回転速度の低下速度の変化を抑制することのできる適切なフィードバックゲインを設定することができるようになる。

すなわち、上記請求項１に記載の発明によれば、外部負荷が変化した場合であっても、機関回転速度の低下速度を適切にフィードバック制御することができるようになる。
請求項２に記載の発明は、前記要求トルクを算出するために参照する機関回転速度として、機関回転速度を一定に維持するための目標としての回転速度を設定し、前記設定された回転速度と、機関温度と、前記内燃機関の出力を利用して駆動される補機の運転状態とに基づいて前記要求トルクを算出する請求項１に記載の内燃機関の制御装置である。

機関温度が低いときほど潤滑油の粘性が高くなるため、内燃機関内部のフリクションによる内部負荷は、機関温度が低いときほど大きくなる。更に、機関回転速度が高いときほど機関各部の摺動部における摺動量が多くなるため、内部負荷による単位時間当たりのトルクの消費量は機関回転速度が高いときほど多くなる。

また、内燃機関に作用する外部負荷は内燃機関の出力を利用して駆動される補機の運転状態に応じて変化する。具体的には、内燃機関に作用する外部負荷はたくさんの補機が運転されているときほど、また運転されている補機の駆動量が多いときほど大きくなる。

そのため、機関回転速度を一定の回転速度に維持するために必要なトルクである要求トルクは、請求項２に記載されているように、設定された回転速度と、機関温度と、前記内燃機関の出力を利用して駆動される補機の運転状態とを参照すれば算出することができる。

なお、要求トルクを算出する際に参照する機関回転速度の大きさは任意に設定することができるため、具体的には、要求トルクを算出する際に参照する機関回転速度としてアイドル回転速度を設定し、請求項３に記載されているように機関回転速度をアイドル回転速度に維持するために必要なトルクを要求トルクとして算出する構成を採用することができる。

また、低下速度フィードバック制御は、請求項４に記載されているように目標の低下速度と実際の低下速度との偏差と前記フィードバックゲインとに基づいて算出される更新量を積算することによってトルク補正量を算出する積分フィードバックによって実現することができる。

なお、請求項１〜４に記載の発明は、請求項５に記載されているように、アクセル操作が解除されてから機関回転速度がアイドル回転速度まで低下するまでの間の機関回転速度の低下速度を調整する低下速度フィードバック制御に適用することができる。

こうした構成を採用すれば、アクセル操作の解除に伴って機関回転速度がアイドル回転速度に到達するまでの機関回転速度の変化の挙動を安定したものにすることができる。

この発明の一実施形態に係る電子制御装置とその制御対象である内燃機関との関係を示す模式図。低下速度フィードバック制御に係る一連の処理の流れを示すフローチャート。フィードバックゲインの設定に係る一連の処理の流れを示すフローチャート。

以下、この発明に係る内燃機関の制御装置を、車両に搭載される内燃機関１０を統括的に制御する電子制御装置１００として具体化した実施形態について、図１〜３を参照して説明する。

図１に示されるように内燃機関１０の気筒１１には、ピストン１２が摺動可能に収容されている。ピストン１２には、コネクティングロッド１３を介して内燃機関１０の出力軸であるクランクシャフト１４が連結されている。

このようにピストン１２が気筒１１内に収容されていることにより、気筒１１の内周面とピストン１２の頂面及びシリンダヘッド１５の底面によって燃焼室１６が区画形成されている。なお、内燃機関１０は複数の気筒１１を有する多気筒内燃機関であるが、図１にあっては複数の気筒１１のうちの１つのみを図示している。

シリンダヘッド１５には、各気筒１１に収容されたピストン１２と対向するように点火プラグ２０が取り付けられている。そして、各気筒１１内に区画形成された各燃焼室１６には、吸気通路３０及び排気通路４０がそれぞれ接続されている。また、吸気通路３０には図１に示されるように各燃焼室１６に向かって燃料を噴射するインジェクタ１９が各気筒１１に対して１つずつ設けられている。

図１に示されるようにシリンダヘッド１５には吸気通路３０と燃焼室１６とを連通したり、遮断したりするように開閉する吸気バルブ１７と、排気通路４０と燃焼室１６とを連通したり、遮断したりするように開閉する排気バルブ１８とが設けられている。なお、吸気バルブ１７は図示しないタイミングチェーンを介してクランクシャフト１４に連結された吸気カムシャフトによって開閉駆動され、排気バルブ１８はタイミングチェーンを介してクランクシャフト１４に連結された排気カムシャフトによって開閉駆動される。

図１の左側に示されるように吸気通路３０の最上流部には、エアクリーナ３１が設けられている。このエアクリーナ３１の内部には、吸入される空気に含まれる塵や埃を捕集するフィルタ３２が設けられている。これにより、エアクリーナ３１を通じて塵や埃が取り除かれた空気が吸気通路３０を通じて内燃機関１０の燃焼室１６に導入されるようになっている。

吸気通路３０のエアクリーナ３１よりも下流側の部分には、サージタンク３３が設けられている。図１に示されるように、サージタンク３３の部分では吸気通路３０の他の部分よりも流路断面積が大きくなっている。これにより、エアクリーナ３１を通じて導入される空気がこのサージタンク３３を通過することにより、吸気通路３０を通過する空気の脈動が平準化されるようになっている。

また、図１に示されるように吸気通路３０におけるエアクリーナ３１よりも下流側であり且つサージタンク３３よりも上流側の部分には、モータ３４によって駆動され、その開度であるスロットル開度Ｔｈが制御されるスロットルバルブ３５が設けられている。

スロットルバルブ３５の開度制御や、インジェクタ１９の開弁期間Ｔｆを制御することによる燃料噴射量制御、そして点火プラグ２０による点火時期制御等を通じて行われるトルク制御は、内燃機関１０を統括的に制御する電子制御装置１００によって実行される。

電子制御装置１００は、上記のようなトルク制御に係る各種の制御を実行するために各種演算処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、演算プログラムや演算マップ、各種データが記憶された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、演算の結果等を一時的に記憶しておくランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等を備えている。

電子制御装置１００には、下記のような各種のセンサが接続されている。
アクセルポジションセンサ５０は運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を示すアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。エアフロメータ５１はエアクリーナ３１を通じて吸気通路３０に導入された空気の温度Ｔａ及びその量である吸入空気量ＧＡを検出する。クランクポジションセンサ５２はクランクシャフト１４の単位時間当りの回転角を検出する。そして、電子制御装置１００は検出されたクランクシャフト１４の回転角に基づいて単位時間当りのクランクシャフト１４の回転速度を示す機関回転速度ＮＥを算出する。スロットルポジションセンサ５３はスロットルバルブ３５の開度であるスロットル開度Ｔｈを検出する。水温センサ５４は機関冷却水の温度である機関冷却水温ＴＨＷを検出する。また、カムポジションセンサ５５は吸気カムシャフトの回転角を検出する。

電子制御装置１００は、これらの各種センサ５０〜５５からの検出信号を読み込み、トルク制御に係る各種の制御を実行する。
例えば、電子制御装置１００は、アクセル操作量ＡＣＣＰに基づいて要求トルクを算出し、スロットル開度Ｔｈを変更するとともに、エアフロメータ５１によって検出された吸入空気量ＧＡに基づいて内燃機関１０における燃料噴射量や点火時期を制御することにより、要求トルクに見合ったトルクを発生させる。

また、電子制御装置１００は、運転者によるアクセルペダルの踏み込みが解除されてから機関回転速度ＮＥがアイドル回転速度に到達するまでの機関回転速度ＮＥの低下速度を目標の低下速度に一致させるように内燃機関１０のトルクを制御する低下速度フィードバック制御を実行する。なお、この実施形態にあっては機関回転速度ＮＥの単位時間当たりの変化量である変化量ΔＮＥを目標変化量ΔＮＥｔｒｇに一致させるように制御することにより、低下速度フィードバック制御を実行する。

この低下速度フィードバック制御にあっては、例えばエアコンユニット２００やオルタネータ３００等、内燃機関１０の駆動力を利用して駆動される補機の運転状態に応じて内燃機関１０のトルクを増減させる。これにより、補機の運転状態の変化に伴う外部負荷の変動に起因する変化量ΔＮＥの変動を抑制し、変化量ΔＮＥを目標変化量ΔＮＥｔｒｇに一致させるように内燃機関１０のトルクを制御する。

こうした低下速度フィードバック制御を行うため、電子制御装置１００には、各種補機の運転状態を把握することができるように、上記のような各種のセンサ５０〜５５に加えて、各種補機が接続されている。例えば、電子制御装置１００には、図１に破線で示されるようにクランクシャフト１４に連結されたエアコンユニット２００が接続されており、エアコンユニット２００が運転しているか否かを示す信号が入力されている。

なお、エアコンユニット２００は運転していないときにコンプレッサとクランクシャフト１４との間に配設されたクラッチを開放することにより、内燃機関１０に作用する外部負荷を低減するように構成されている。そこで、本実施形態の電子制御装置１００にあっては、エアコンユニット２００が運転しているか否かに基づいて内燃機関１０に作用する外部負荷の大きさを推定するようにしている。すなわち、エアコンユニット２００が運転しているときには内燃機関１０に少なくともエアコンユニット２００の駆動負荷に相当する外部負荷が作用していることを推定する一方、エアコンユニット２００が運転していないときには、内燃機関１０にエアコンユニット２００の駆動負荷に相当する外部負荷が作用していないことを推定する。

また、電子制御装置１００には、図１に破線で示されるようにクランクシャフト１４に連結されているオルタネータ３００が接続されている。電子制御装置１００は、オルタネータ３００に供給するフィールド電流の大きさを調整することにより、オルタネータ３００の発電量を制御している。そのため、オルタネータ３００に大きなフィールド電流が供給されており、発電量が大きくされているときほど、内燃機関１０に作用する外部負荷は大きくなる。そこで、本実施形態の電子制御装置１００は、オルタネータ３００に供給しているフィールド電流の大きさに基づいてオルタネータ３００による外部負荷の大きさを推定するようにしている。具体的にはフィールド電流が大きいときほどオルタネータ３００の駆動負荷に相当する外部負荷が大きくなっていることを推定する。

低下速度フィードバック制御にあっては、目標変化量ΔＮＥｔｒｇを実現するために設定される基本トルクを、実際の変化量ΔＮＥと目標変化量ΔＮＥｔｒｇとの偏差Ｄに基づいて算出されるトルク補正量Ｔによって補正する。これにより、変化量ΔＮＥを目標変化量ΔＮＥｔｒｇに一致させ、機関回転速度ＮＥの低下速度を目標の低下速度に一致させるように内燃機関１０のトルクを制御する。なお、トルクの変更は、スロットル開度Ｔｈの調整や、燃料噴射量の調整、点火時期の調整等を通じて実現される。

以下、本実施形態に係る低下速度フィードバック制御の詳しい内容について、図２及び図３を参照して説明する。
まず、低下速度フィードバック制御に係る一連の処理の流れを示す図２を参照して低下速度フィードバック制御について説明する。図２に示されるルーチンは、機関運転中であり、且つアクセルペダルの踏み込みが解除されているときに電子制御装置１００によって所定の制御周期で繰り返し実行される。

電子制御装置１００は、このルーチンを開始すると、図２に示されるようにまずステップＳ１００において、目標変化量ΔＮＥｔｒｇと機関回転速度ＮＥの実際の変化量ΔＮＥとの偏差Ｄを算出する。なお、ここでは、変化量ΔＮＥから目標変化量ΔＮＥｔｒｇを減算し、その差の絶対値を偏差Ｄにしている。そして、ステップＳ１１０へと進み、図３に示される処理を通じて設定されたフィードバックゲインＧを読み込む。なお、フィードバックゲインＧの設定に係る一連の処理については図３を参照して後述する。

フィードバックゲインＧを読み込むと、電子制御装置１００はステップＳ１２０において偏差ＤとフィードバックゲインＧとに基づいてトルク補正量Ｔの更新量ΔＴを算出する。具体的には、偏差ＤにフィードバックゲインＧを乗じ、その積を更新量ΔＴとする。

こうして更新量ΔＴを算出すると、電子制御装置１００はステップＳ１３０において、トルク補正量Ｔを更新する。具体的には、前回の制御周期においてトルクを補正するために使用したトルク補正量Ｔに更新量ΔＴを加算することによってトルク補正量Ｔを更新する。そして、ステップＳ１４０において、更新されたトルク補正量Ｔが上限値以下であるか否かを判定する。

ステップＳ１４０において、トルク補正量Ｔが上限値以下である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）には、ステップＳ１５０へと進み、トルク補正量Ｔが下限値以上であるか否かを判定する。

ステップＳ１５０において、トルク補正量Ｔが下限値以上である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）には、ステップＳ１６０へと進み、ステップＳ１３０において更新されたトルク補正量Ｔによってトルクを補正する。具体的には、基本トルクにトルク補正量Ｔを加算して目標トルクを算出し、この目標トルクが得られるようにトルクを制御することによってトルクを補正する。

一方、ステップＳ１４０において、トルク補正量Ｔが上限値よりも大きい旨の判定がなされた場合（ステップ１４０：ＮＯ）には、ステップＳ１４５へと進み、上限値を新たなトルク補正量Ｔにする。すなわち、トルク補正量Ｔを上限値と等しい値に設定する。こうしてトルク補正量Ｔを上限値と等しい値に設定すると、ステップＳ１６０へと進み、このトルク補正量Ｔによってトルクを補正する。

また、ステップＳ１５０において、トルク補正量Ｔが下限値よりも小さい旨の判定がなされた場合（ステップＳ１５０：ＮＯ）には、ステップＳ１５５へと進み、下限値を新たなトルク補正量Ｔにする。すなわち、トルク補正量Ｔを下限値と等しい値に設定する。こうしてトルク補正量Ｔを下限値と等しい値に設定すると、ステップＳ１６０へと進み、このトルク補正量Ｔによってトルクを補正する。

すなわち、本実施形態の低下速度フィードバック制御にあっては、トルク補正量Ｔに上限ガード及び下限ガードをかけて、トルク補正量Ｔが上限値よりも大きな値や、下限値よりも小さな値にならないようにしている。

なお、本実施形態の低下速度フィードバック制御にあっては、下限値を「０」に設定している。すなわち、本実施形態の低下速度フィードバック制御にあっては、トルク補正量Ｔが負の値に設定されることはない。

こうして設定されたトルク補正量Ｔでトルクを補正すると電子制御装置１００は、このルーチンを一旦終了させる。
次に図３を参照して上記低下速度フィードバック制御に使用されるフィードバックゲインＧの設定に係る処理について説明する。

図３に示されるルーチンは、上述した低下速度フィードバック制御に係るルーチンと同様に、機関運転中であり、且つアクセルペダルの踏み込みが解除されているときに電子制御装置１００によって所定の制御周期で繰り返し実行される。すなわち図２を参照して説明した上記低下速度フィードバック制御に係るルーチンと並行して実行される。

電子制御装置１００は、このルーチンを開始すると、図３に示されるようにまずステップＳ２００において、アイドル要求トルクＴｉｄを算出する。
アイドル要求トルクＴｉｄは、機関回転速度ＮＥをアイドル回転速度に維持するために必要なトルクを示す値である。ここでは、内燃機関１０の内部負荷と内燃機関１０に作用する外部負荷の影響を考慮してアイドル要求トルクＴｉｄを算出する。

具体的には、電子制御装置１００はまず、機関温度を推定するための値として機関冷却水温ＴＨＷを参照し、内燃機関１０の内部負荷、すなわち摩擦や潤滑油の粘性によるフリクションの大きさを推定する。そして、このフリクションの大きさと機関回転速度ＮＥに基づいて内部負荷によって消費されるトルクの大きさを推定する。また、電子制御装置１００は各種補機の運転状態に基づいて推定される外部負荷の大きさに基づいて補機を駆動するために必要なトルクを算出し、内部負荷によって消費されるトルクにこの補機を駆動するために必要なトルクを加算することによりアイドル要求トルクＴｉｄを算出する。

こうしてアイドル要求トルクＴｉｄを算出すると、ステップＳ２１０へと進み、算出されたアイドル要求トルクＴｉｄに基づいてフィードバックゲインＧを決定する。ここでは、アイドル要求トルクＴｉｄが大きいときほど、フィードバックゲインＧを大きな値に設定するようにしている。

こうしてアイドル要求トルクＴｉｄに基づいてフィードバックゲインＧを設定すると、電子制御装置１００はこのルーチンを一旦終了させる。
（作用）
次に本実施形態の作用について説明する。

アイドル要求トルクＴｉｄは、内燃機関内部のフリクションによる内部負荷と内燃機関１０の外部から内燃機関１０に作用する外部負荷とによって消費されるトルクを補って機関回転速度ＮＥをアイドル回転速度に維持するために必要なトルクである。そのため、このアイドル要求トルクＴｉｄが大きいときには、内部負荷と外部負荷とによって消費されるトルクが大きいことが推定され、機関回転速度ＮＥが低下しやすく、トルクが足りない場合の機関回転速度ＮＥの低下速度も大きくなることが推定される。

これに対して、上記実施形態にあっては、アイドル要求トルクＴｉｄが大きいときほど低下速度フィードバック制御におけるフィードバックゲインＧを大きくするようにしている。そのため、内部負荷と外部負荷とによって消費されるトルクが大きく、トルクが足りない場合の機関回転速度ＮＥの低下速度が大きくなるときに、低下速度フィードバック制御を通じて補正されるトルクの増減の感度がより高くされるようになる。

以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）上記実施形態に構成にあっては、上述したようにアイドル要求トルクＴｉｄが大きいときほどフィードバックゲインＧを大きくするようにしているため、トルクが足りない場合の機関回転速度ＮＥの低下速度が大きくなるときに、低下速度フィードバック制御の感度がより高くされるようになる。したがって、外部負荷が変化した場合にも、それによる機関回転速度ＮＥの低下速度の変化を抑制することのできる適切なフィードバックゲインＧを設定することができるようになる。すなわち、外部負荷が変化した場合であっても、機関回転速度ＮＥの低下速度を適切にフィードバック制御することができる。

（２）機関温度が低いときほど潤滑油の粘性が高くなるため、内燃機関内部のフリクションによる内部負荷は、機関温度が低いときほど大きくなる。更に、機関回転速度ＮＥが高いときほど機関各部の摺動部における摺動量が多くなるため、内部負荷による単位時間当たりのトルクの消費量は機関回転速度ＮＥが高いときほど多くなる。

また、内燃機関１０に作用する外部負荷は内燃機関１０の出力を利用して駆動される補機の運転状態に応じて変化する。具体的には、内燃機関１０に作用する外部負荷はたくさんの補機が運転されているときほど、また運転されている補機の駆動量が多いときほど大きくなる。

そのため、上記実施形態のように、アイドル回転速度と、機関冷却水温ＴＨＷと、内燃機関１０の出力を利用して駆動される補機の運転状態とを参照すれば機関回転速度ＮＥをアイドル回転速度に維持するために必要なトルクであるアイドル要求トルクＴｉｄを算出することができる。

（３）上記のような低下速度フィードバック制御を実行すれば、アクセル操作の解除に伴って機関回転速度ＮＥがアイドル回転速度に到達するまでの機関回転速度ＮＥの変化の挙動を安定したものにすることができる。

（４）内燃機関１０の駆動力を利用して駆動されるエアコンユニット２００が稼働している場合には、エアコンユニット２００を駆動するために必要な駆動力の分だけ、内燃機関１０に作用する外部負荷が大きくなる。これに対して、上記実施形態にあっては、エアコンユニット２００が稼働しているか否かに基づいて内燃機関１０に作用する外部負荷の大きさを推定するようにしている。そのため、エアコンユニット２００が稼働しているか否かを参照することによって内燃機関１０に作用する外部負荷の大きさを推定することができる。

（５）オルタネータ３００に大きなフィールド電流を供給している場合には、小さなフィールド電流を供給しているときと比較してオルタネータ３００による発電量が大きくなり、オルタネータ３００を駆動するために必要な駆動力も大きくなる。これに対して、上記実施形態にあっては、オルタネータ３００に供給されているフィールド電流の大きさに基づいて内燃機関１０に作用する外部負荷の大きさを推定するようにしている。そのため、オルタネータ３００に供給されているフィールド電流の大きさを参照することによって内燃機関１０に作用する外部負荷の大きさを推定することができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態にあっては、エアコンユニット２００が運転されているか否かに応じて内燃機関１０に作用する外部負荷の大きさを推定する構成を示したが、内燃機関１０に作用する外部負荷の大きさを推定する方法は適宜変更することができる。

例えば、可変容量型のコンプレッサを備えるエアコンユニットを搭載した車両に搭載される内燃機関の制御装置の場合には、コンプレッサの容量に応じて外部負荷の大きさを推定するようにしてもよい。

・また、上記実施形態にあっては、オルタネータ３００に供給するフィールド電流の大きさに基づいてオルタネータ３００による外部負荷の大きさを推定する構成を示した。これに対して、クランクシャフト１４とオルタネータ３００との間にクラッチを備える車両に搭載される内燃機関の制御装置にあっては、そのクラッチの断接状態に応じて外部負荷の大きさを推定するようにしてもよい。

すなわち、クラッチを備え、クランクシャフト１４とオルタネータ３００とを断接する車両にあっては、クラッチの断接状態に応じて内燃機関１０に作用する外部負荷の大きさが変化する。そのため、クラッチの断接状態を監視して、クラッチの断接状態に応じて外部負荷の大きさを推定することが望ましい。

・また、オルタネータ３００の発電量が多いときほど、オルタネータ３００の駆動負荷は大きくなる。そのため、オルタネータ３００による発電量を監視し、オルタネータ３００による発電量に基づいて外部負荷を推定する構成を採用することもできる。

・更に、消費電力の大きさに応じてオルタネータ３００の発電量を制御する場合には、消費電力の大きさを監視して消費電力の大きさに基づいて外部負荷を推定することもできる。

・なお、消費電力の大きさは、車両のライトが点灯しているか否か、また、オーディオが使用されているか否か等によって変化するため、車両のライトが点灯しているか否か、また、オーディオが使用されているか否か等に基づいて外部負荷の大きさを推定することもできる。

・トルクが足りない場合の機関回転速度ＮＥの低下速度の大きさを示す指標として使用する要求トルクとして、アイドル回転速度に維持するために必要なトルクであるアイドル要求トルクＴｉｄを算出し、このアイドル要求トルクＴｉｄに基づいてフィードバックゲインＧを設定する構成を示した。これに対して、トルクが足りない場合の機関回転速度ＮＥの低下速度の大きさは、機関回転速度ＮＥを一定の回転速度に維持するために必要なトルクを要求トルクとして算出すれば、その要求トルクの大きさに基づいて推定することができる。そのため、フィードバックゲインＧを算出する際に参照する要求トルクはアイドル要求トルクＴｉｄに限定されるものではない。すなわち、要求トルクを算出する際に参照する機関回転速度ＮＥの大きさは任意に設定することができる。例えば、機関回転速度ＮＥをアイドル回転速度よりも高い３０００ｒｐｍ（回転／分）に維持するための要求トルクを算出し、この要求トルクに基づいてフィードバックゲインＧを設定するようにすることもできる。

・上記実施形態にあっては、アクセル操作が解除されてから機関回転速度ＮＥがアイドル回転速度に到達するまで低下速度フィードバック制御を実行する構成を例示したが、本発明の低下速度フィードバック制御はこうしたアクセル操作がされていないときに実行されるものに限定されるものではない。すなわち、アクセル操作量ＡＣＣＰが低減された場合の機関回転速度ＮＥの低下速度をフィードバック制御する低下速度フィードバック制御に本願発明を適用することもできる。

・上記実施形態ではスロットルバルブ３５を備え、スロットル開度Ｔｈを変更することにより吸入空気量ＧＡを調量する内燃機関１０を制御する電子制御装置１００として本願発明を具体化したものを例示したが、吸入空気量ＧＡを調量するための構成は適宜変更することができる。例えば、吸気通路３０に設けられたスロットルバルブ３５を迂回するバイパス通路を設けるとともに、このバイパス通路内に吸入空気量ＧＡを調量するための手段としてアイドルスピードコントロールバルブを設ける構成を採用することもできる。そして、このアイドルスピードコントロールバルブの開度を変更することによってアクセル操作が解除されている間の吸入空気量ＧＡを増減させる内燃機関に本願発明を適用することもできる。こうした構成を採用した場合にあっては、スロットルバルブ３５が閉弁していてもアイドルスピードコントロールバルブの開度を変更することにより、吸入空気量ＧＡを調量することができる。

・また、その他、吸入空気量ＧＡを調量する手段として吸気バルブ１７のリフト量及びリフト期間を変更する機構を備え、吸気バルブ１７のリフト量及びリフト期間を変更することにより吸入空気量ＧＡを調量する内燃機関等に本願発明を適用することもできる。

・機関冷却水温ＴＨＷに基づいて機関温度を推定する構成を示したが、機関温度の検出方法は適宜変更することができる。例えば、機関冷却水温ＴＨＷに替えて潤滑油の温度に基づいて機関温度を推定する構成や、機関温度を直接検出するセンサを設ける構成を採用することもできる。また、内燃機関１０における燃焼熱の大きさと相関を有する吸入空気量ＧＡの積算値等に基づいて機関温度を推定する構成を採用することもできる。

１０…内燃機関、１１…気筒、１２…ピストン、１３…コネクティングロッド、１４…クランクシャフト、１５…シリンダヘッド、１６…燃焼室、１７…吸気バルブ、１８…排気バルブ、１９…インジェクタ、２０…点火プラグ、３０…吸気通路、３１…エアクリーナ、３２…フィルタ、３３…サージタンク、３４…モータ、３５…スロットルバルブ、４０…排気通路、５０…アクセルポジションセンサ、５１…エアフロメータ、５２…クランクポジションセンサ、５３…スロットルポジションセンサ、５４…水温センサ、５５…カムポジションセンサ、１００…電子制御装置、２００…エアコンユニット、３００…オルタネータ。

Claims

機関回転速度の低下速度を目標の低下速度に一致させるように内燃機関のトルクを制御する低下速度フィードバック制御を実行する内燃機関の制御装置であり、
機関回転速度を一定の回転速度に維持するために必要なトルクである要求トルクを算出し、算出された要求トルクが大きいときほど前記低下速度フィードバック制御におけるフィードバックゲインを大きくする
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記要求トルクを算出するために参照する機関回転速度として、機関回転速度を一定に維持するための目標としての回転速度を設定し、
前記設定された回転速度と、機関温度と、前記内燃機関の出力を利用して駆動される補機の運転状態とに基づいて前記要求トルクを算出する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
機関回転速度をアイドル回転速度に維持するために必要なトルクを前記要求トルクとして算出する
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記低下速度フィードバック制御は、目標の低下速度と実際の低下速度との偏差と前記フィードバックゲインとに基づいて算出される更新量を積算することによってトルク補正量を算出する積分フィードバックである
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
アクセル操作が解除されてから機関回転速度がアイドル回転速度まで低下するまで前記低下速度フィードバック制御を実行する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。