JP2912502B2 - オルタネータ負荷の検出によるアイドル空気量補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に自動車用エンジン
のアイドル回転数を所望の値に保つために吸入空気量を
補正する際のオルタネータ負荷の検出によるアイドル空
気量補正方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の自動車においては、バッテリの充
電系にエンジンの動力の一部を利用して駆動されるオル
タネータを採用し、そのオルタネータの出力電圧をＩＣ
レギュレータにより調整するようにしているのが一般的
である。そのようなオルタネータでは、発電中とそうで
ない場合とでは、エンジンにかかる負荷が異なってく
る。そこでエンジンを制御するにあたって、オルタネー
タの発電仕事量を検出し、その検出値を考慮してエンジ
ンを制御することが行われている。

【０００３】このような状況において、例えば特開平２
−１４６２４１号公報に記載の機関回転数の制御装置の
ように、エンジンにより駆動される発電機の出力電流を
電流検出手段である電流センサで検出し、その検出値に
相応してエンジン回転数を所望の値に保持するのに必要
な吸入空気量の補正量を求めて補正するものが知られて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
もののように、発電機の出力電流の検出のために電流セ
ンサを使用すると、エンジンを制御する制御装置の中の
マイクロコンピュータを共用して発電仕事量を算出させ
るように構成して、専用の発電仕事量算出手段を備える
必要をなくしても、電流センサのために製造コストが上
昇するため好ましくなかった。また通常、オルタネータ
は、内部に整流用のダイオードを内蔵して直流を出力す
るように構成されているので、例えば非接触にて電流を
検出することができる電流変成器を使用する場合は、電
流変成器を内蔵できるオルタネータを準備するか、ある
いはオルタネータを改造して交流出力とする必要があ
り、安価に構成することが難しかった。さらに、アイド
リング中に電気負荷が変化し、そのためにアイドリング
回転数が変動すると、これをフィードバック制御により
吸入空気量を補正してアイドリング回転数に戻す場合、
制御が複雑になり、設計時点においてはプログラムのス
テップ数が多くなり、そのために処理時間が長くなって
元に戻すまでに時間がかかり、エンジン回転数が不安定
になり問題があった。

【０００５】このような問題を解決すべく、負荷状態を
一定の基準の下に、大、中、及び小と検出し、中負荷及
び大負荷の場合にそれぞれ値の異なる予め設定した補正
空気量により吸入空気量を補正し、小負荷の場合は吸入
空気量を補正しない方法が考えられた。ところが、この
ような方法では、小負荷から中負荷になった場合、小負
荷では補正されていないことに起因して、中負荷におけ
る補正までの間に回転の落ち込みが発生して安定さに問
題があった。

【０００６】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係るオルタネータ負荷の検出に
よるアイドル空気量補正方法は、オルタネータのフィー
ルドコイルの通電時間と、断電時間とを計時し、該通電
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、該発電仕
事量を平均化処理して少なくとも２つの異なる平均値を
演算し、前記平均値を少なくとも２つの設定値と比較し
て少なくとも３つの負荷状態を判定し、判定した負荷状
態が最も小さい負荷状態である場合に、その負荷判定時
の状態が前記発電仕事量と一方の平均値との差が所定値
以上となっていることを判定し、その判定により所定の
増量空気量を瞬時に補正することを特徴とする。

【０００８】

【作用】このような構成のものであれば、検出しようと
している負荷が時間とともに変化している場合に、オル
タネータの発電仕事量を検出してそれを平均化処理して
少なくとも２つの異なる平均値を算出し、発電仕事量の
推移する傾向をそれらの平均値により検出する。平均値
は、検出した発電仕事量に比べて緩やかな変化を示し、
したがって、最初に検出した発電仕事量が設定値と比較
され、その後それぞれの平均値が比較される。この場合
に、それぞれの平均値が、少なくとも２つの設定値と比
較される順序及び時間から、負荷の大きさを前記設定値
との関係で段階的に判定する。そして小負荷の場合に、
発電仕事量と一方の平均値とが所定の条件を満たしてい
る場合は、所定の増量空気量を瞬時に補正することによ
り、小負荷より大きな負荷を検出するまでの間の回転の
落ち込みを抑制する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。

【００１０】図１に概略的に示したエンジンは自動車用
のもので、その吸気系１１には図示しないアクセルペダ
ルに応動して開閉するスロットルバルブ１２を配設する
とともに、このスロットルバルブ１２を迂回するバイパ
ス通路１３を設け、このバイパス通路１３にアイドル回
転数制御用の流量制御弁１４を介設している。流量制御
弁１４は、ＶＳＶと略称される電磁開閉式のものであっ
て、その端子１４ａに印加する駆動電圧のデューティ比
を制御することによってその実質的な開度を変化させる
ことができ、それによって前記バイパス通路１３の空気
流量を調整し得るようになっている。

【００１１】吸気系１１にはさらに燃料噴射弁１５が設
けてあり、この燃料噴射弁１５や前記流量制御弁１４を
電子制御装置４により制御するようにしてある。この電
子制御装置（Ｅ／Ｇ ＥＣＵ）４は、図２に示すオルタ
ネータ１の発電仕事量ＦＤＵＴＹの検出をもするもので
ある。このエンジンにおいては、ベースアイドル回転数
と充放電収支回転数とが同一となっている。

【００１２】電子制御装置４は、中央演算処理装置４ａ
と、記憶装置４ｂと、入力インターフェース４ｃと、出
力インターフェース４ｄとを具備してなるマイクロコン
ピュータシステムを主体に構成されている。そして、そ
の入力インターフェース４ｃには、サージタンク１６内
の圧力を検出する吸気圧センサ１７からの信号ａ、エン
ジン回転数ＮＥを検出するための回転数センサ１８から
の信号ｂ、車速を検出するための車速センサ１９からの
信号ｃ、スロットルバルブ１２の開閉状態を検出するた
めのアイドルスイッチ２０からの信号ｄ、エンジンの冷
却水温を検出するための水温センサ２１からの信号ｅ、
ディストリビュータ２２に内蔵されるクランク角基準位
置センサ２３からの信号ｆ等が入力されるとともに、オ
ルタネータ１の発電を制御するＩＣレギュレータ２から
制御信号ｇが入力される。

【００１３】図２に示すオルタネータ１は、図示しない
プーリとベルトとによってエンジンの回転数に応じた回
転数により回転駆動されるもので、発電制御のためのＩ
Ｃレギュレータ２が接続されるとともに、バッテリ３が
接続される。このオルタネータ１は、ステータの溝中に
巻かれて３相星形結線される３つのステータコイルＬ１
〜Ｌ３と、ステータの内側で回転可能に支持されたロー
タの中に巻かれたフィールドコイルＬｆとを有し、ステ
ータコイルＬ１〜Ｌ３から出力される３相交流をダイオ
ードＤ１〜Ｄ６により全波整流して出力する構成であ
る。ダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ５のカソードは、バッテ
リ３の正極に接続されるとともにＩＣレギュレータ２の
充電端子Ｂに接続される。また、ダイオードＤ２，Ｄ
４，Ｄ６のアノードは接地してある。

【００１４】ＩＣレギュレータ２は、その電源入力端子
ＩＧが、バッテリ３の端子電圧をモニタするためにその
正極に接続され、フィールドコイル制御端子Ｆがオルタ
ネータ１のフィールドコイルＬｆに接続されるとともに
電子制御装置４に接続され、相信号入力端子Ｐがステー
タコイルＬ１に接続されている。このＩＣレギュレータ
２の２つのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は、ＩＣ２ａか
ら出力される信号によりオン・オフし、一方のトランジ
スタＴｒ１がオン・オフすることにより公知のレギュレ
ート動作を行う。つまり、この実施例のものでは、トラ
ンジスタＴｒ１をオンさせることによってオルタネータ
１のフィールドコイルＬｆに励磁電流を流して（電子制
御装置４に対してはオン信号Ｓｏｎが出力されたことに
相当する）、オルタネータ１のステータコイルＬ１〜Ｌ
３に電流を誘起させて発電を行う。また、他方のトラン
ジスタＴｒ２をオンさせることによって図示しないチャ
ージングランプ（端子Ｌに接続される）を点灯させる。
すなわち、トランジスタＴｒ１のオン・オフは、バッテ
リ３の端子電圧が一定になるようにオルタネータ１の発
電を制御するもので、電源入力端子ＩＧに入力されるバ
ッテリ３の端子電圧とＩＣ２ａに設定された目標電圧
（例えば１４．５Ｖ）とを比較し、端子電圧が目標電圧
より低ければオン、反対に高ければオフとされる。上記
したように、トランジスタＴｒ１がオンすると、フィー
ルドコイル制御端子Ｆからはオン信号Ｓｏｎが電子制御
装置４に出力され、またオフすることによりオフ信号Ｓ
ｏｆｆが出力されることになる。なお、ダイオードＤ１
〜Ｄ６に並列に設けた２個のダイオードＤ７，Ｄ８から
なる直列接続体５は、中性点ダイオードであり、オルタ
ネータ１の作動時にステータコイルＬ１〜Ｌ３の中性点
に生じる電位変動を還元してエネルギの有効利用を図る
ものである。

【００１５】そして、電子制御装置４には、吸気圧セン
サ１７と回転数センサ１８からの信号を主な情報として
燃料噴射弁開成時間を決定し、その決定により燃料噴射
弁１５を制御してエンジン負荷に応じた燃料を該燃料噴
射弁１５から吸気系１１に噴射させるためのプログラム
が内蔵させてあるとともに、オルタネータ１のフィール
ドコイルＬｆの通電時間Ｔｏｎと断電時間Ｔｏｆｆとを
計時し、該通電時間Ｔｏｎと断電時間Ｔｏｆｆとの合計
時間に対する通電時間Ｔｏｎの比率を計算してオルタネ
ータの発電仕事量ＦＤＵＴＹを検出し、該発電仕事量Ｆ
ＤＵＴＹを平均化処理して少なくとも２つの異なる平均
値ＦＤＡＶＦ、ＦＤＡＶＳを演算し、前記平均値ＦＤＡ
ＶＦ、ＦＤＡＶＳを少なくとも２つの設定値と比較して
少なくとも３つの負荷状態を判定し、判定した負荷状態
が最も小さい負荷状態である場合に、その負荷判定時の
状態が前記発電仕事量ＦＤＵＴＹと一方の平均値との差
が所定値以上となっていることを判定し、その判定によ
り所定の増量空気量を瞬時に補正するプログラムが内蔵
されている。

【００１６】このアイドリング時の吸入空気量補正プロ
グラムの概要は、図４及び図６に示すようなものであ
る。まず、吸入空気量の補正に先立って行われるオルタ
ネータ１の発電仕事量ＦＤＵＴＹの検出について説明す
る。オルタネータ１の発電仕事量ＦＤＵＴＹの検出は、
単位時間あたりのオン信号Ｓｏｎとオフ信号Ｓｏｆｆと
からなるＦＤＵＴＹ信号のオン／オフ比率により行われ
る。具体的には、前記単位時間として、ピストンの上死
点ＴＤＣから次の上死点ＴＤＣまでの時間を１つの区切
として行われる。これは、アイドリング状態や電気負荷
の少ない状態では、スパークプラグで消費するエネルギ
が、電子制御装置４や燃料噴射弁あるいはフューエルポ
ンプなどで消費されるそれに比べて大きく、フィールド
コイル制御端子ＦからのＦＤＵＴＹ信号のオン／オフ切
替わりタイミングは、ほぼ点火のタイミングに同期して
いるためである。この上死点ＴＤＣの検出は、前記クラ
ンク角基準位置センサから出力される圧縮上死点を示す
Ｎ（気筒判別）信号を使用して行うものである。そし
て、電子制御装置４は、内蔵するカウンタにより入力イ
ンターフェース４ｃに入力されるフィールドコイル制御
端子ＦからのＦＤＵＴＹ信号のオン／オフそれぞれの持
続時間ｔｏｎα，ｔｏｆｆα（αは正の整数とする）を
測定する。この場合、カウンタは、それぞれの持続時間
ｔｏｎα，ｔｏｆｆαを個別に計時するために２つと
し、それぞれのカウンタは時間を積算して計時できるも
ので、上死点ＴＤＣのタイミングでクリアされるものと
する。この持続時間ｔｏｎα，ｔｏｆｆαの測定は、図
３に示すように、上死点ＴＤＣから次の上死点ＴＤＣの
間の区間ＭＰに行われ、その間のオン信号Ｓｏｎの持続
時間ｔｏｎαの合計とオフ信号Ｓｏｆｆの持続時間ｔｏ
ｆｆαの合計とが、フィールドコイルＬｆの通電時間Ｔ
ｏｎと断電時間Ｔｏｆｆとして後述する発電仕事量の検
出に使用される。

【００１７】オルタネータ１の発電仕事量ＦＤＵＴＹ
は、区間ＭＰの時間Ｔｍｐ（＝Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）に対
する通電時間Ｔｏｎの比率により検出されるもので、下
式により算出される。

【００１８】 FDUTY(％) ＝Ton ×100 /Tmp＝Ton ×100/(Ton＋Toff) 図３に示す場合にあっては、点火（図中矢印Ｉで示す）
に対応してオン信号Ｓｏｎが出力され、オルタネータ１
がその都度発電を行うもので、区間Ｔｍｐの中間には前
回の点火から次回の点火までの中間のタイミングがあ
り、その部分ではオフ信号Ｓｏｆｆが出力されておりオ
ルタネータ１の発電が停止する場合がある。電子制御装
置４は、ＩＣレギュレータ２から出力されるこれらオン
信号Ｓｏｎ及びオフ信号Ｓｏｆｆの持続時間をカウンタ
にて計時する。この場合、カウンタは、入力インターフ
ェースに上死点ＴＤＣの信号が入力されたことを受けて
オン信号Ｓｏｎ１の持続時間を計時し、次にオフ信号Ｓ
ｏｆｆの持続時間を計時し、さらにオン信号Ｓｏｎ２の
持続時間を次回の上死点ＴＤＣの信号が入力されるまで
計時する。そして得られたそれぞれの信号Ｓｏｎ１，Ｓ
ｏｎ２，Ｓｏｆｆの持続時間に基づいて、オルタネータ
１の発電仕事量ＦＤＵＴＹを、以下のように演算する。

【００１９】 Ton ＝Son1＋Son2 Toff ＝Soff FDUTY(％) ＝Ton ×100 /(Ton ＋Toff) ＝(Son1 ＋Son2) ×100/（Son1＋Son2＋Soff) これらの演算を繰り返し行うことで、エンジンが運転中
のオルタネータ１の発電仕事量ＦＤＵＴＹがリアルタイ
ムで検出される。検出された発電仕事量ＦＤＵＴＹは、
検出ダイレクト値ＤＦＤとして格納され、以下に説明す
る平均化処理によりその平均値が演算される。平均化処
理は、方向指示器やヘッドライトなどが点灯された場合
には、電気負荷全体に対するイグニッションコイルの占
める割合が少なくなり、検出ダイレクト値ＤＦＤが検出
される毎に上下する可能性があり、利用しずらくなるの
で、検出ダイレクト値ＤＦＤのばらつきを吸収するため
に行う。実際の平均化は、下式を用いて行う。

【００２０】 FDAV_n (%) ＝ FDUTY_n ＋ (FDUTY _n-1 − FDUTY _n )/ N ただし、Ｎはなまし数、ＦＤＵＴＹ_ｎは今回検出された
発電仕事量、ＦＤＵＴＹ_ｎ−１は前回検出された発電仕
事量である。

【００２１】上記の式において、なまし数Ｎを異なる数
値にして演算することにより、少なくとも２つの平均値
ＦＤＡＶＦ，ＦＤＡＶＳを得るものである。すなわち、
第１平均値ＦＤＡＶＦは、負荷の変動、言い換えれば検
出された検出ダイレクト値ＤＦＤの変動、に対して比較
的敏感に反応し、また、第２平均値ＦＤＡＶＳは、検出
ダイレクト値ＤＦＤの変動に対して緩やかに反応するも
のである。したがって、図６に示すように、検出ダイレ
クト値ＤＦＤが瞬時に１００％の値に変化すると、まず
第１平均値ＦＤＡＶＦが時間の経過とともに徐々に立ち
上がり、その後第２平均値ＦＤＡＶＳが立ち上がるもの
となる。

【００２２】次に、負荷の大きさを判定するために設定
される、少なくとも２つの設定値について説明する。

【００２３】第１の設定値である負荷１ＨＩ判定レベル
ＫＦＤＦＨＩ及び負荷１ＬＯ判定レベルＫＦＤＦＬＯ
は、第１平均値ＦＤＡＶＦに対する比較レベルで、負荷
１ＨＩ判定レベルＫＦＤＦＨＩが負荷１ＬＯ判定レベル
ＫＦＤＦＬＯより大なる値に設定してある。また、第２
の設定値である負荷２ＨＩ判定レベルＫＦＤＳＨＩ及び
負荷２ＬＯ判定レベルＫＦＤＳＬＯは、第２平均値ＦＤ
ＡＶＳに対する比較レベルで、上記第１の設定値同様、
負荷２ＨＩ判定レベルＫＦＤＳＨＩが負荷２ＬＯ判定レ
ベルＫＦＤＳＬＯより大なる値に設定してある。なお、
負荷１ＨＩ判定レベルＫＦＤＦＨＩと負荷２ＨＩ判定レ
ベルＫＦＤＳＨＩとは、同一値であってもよいし、若干
負荷１ＨＩ判定レベルＫＦＤＦＨＩが負荷２ＨＩ判定レ
ベルＫＦＤＳＨＩより大なる設定であってもよい。ま
た、負荷１ＬＯ判定レベルＫＦＤＦＬＯと負荷２ＬＯ判
定レベルＫＦＤＳＬＯとについても、同様である。

【００２４】以上のようにしてオルタネータ１の発電仕
事量ＦＤＵＴＹが検出される状態において、負荷の大小
を判定して、中負荷及び大負荷の場合の吸入空気量を補
正する全体的な制御について、図４に示す第１フローチ
ャートにて説明する。

【００２５】まずステップ５１では、負荷ステージ１フ
ラグＦＤＳＴＧ１がオフ（＝０）しているか否かを判定
し、オフの場合はステップ５２に移行し、そうでない場
合はステップ５３に進む。この負荷ステージ１フラグＦ
ＤＳＴＧ１は、後述する、例えばブレーキランプやスモ
ールランプ等の中程度の負荷を判定するために設定され
た負荷ステージ１に、負荷があると判定された場合にオ
ン（＝１）となるフラグである。これと同様にして、負
荷ステージ２に対して負荷ステージ２フラグＦＤＳＴＧ
２が設定されている。ステップ５２では、第１平均値Ｆ
ＤＡＶＦが負荷１ＨＩ判定レベルＫＦＤＦＨＩ以上か否
かを判定し、以上である場合はステップ５４に進み、未
満の場合にはステップ５６に移行する。ステップ５３で
は、第１平均値ＦＤＡＶＦが負荷１ＬＯ判定レベルＫＦ
ＤＦＬＯ未満か否かを判定し、未満であればステップ５
５に進み、以上であればステップ５６に移行する。ステ
ップ５４では、負荷ステージ１フラグＦＤＳＴＧ１をオ
ンし（１をセットする）、ステップ５５では、負荷ステ
ージ１フラグＦＤＳＴＧ１をオフする（０をセットす
る）。

【００２６】ステップ５６では、負荷ステージ２フラグ
ＦＤＳＴＧ２がオフ（＝０）しているか否かを判定し、
オフの場合はステップ５７に移行し、そうでない場合は
ステップ５８に進む。この負荷ステージ２フラグＦＤＳ
ＴＧ２は、後述する、例えばヘッドライトやファンモー
タ等の大きな負荷を判定するために設定された負荷ステ
ージ２に、負荷があると判定された場合にオンとなるフ
ラグである。ステップ５７では、第２平均値ＦＤＡＶＳ
が負荷２ＨＩ判定レベルＫＦＤＳＨＩ以上か否かを判定
し、以上である場合はステップ５９に進み、未満の場合
にはステップ６１に移行する。ステップ５８では、第２
平均値ＦＤＡＶＳが負荷２ＬＯ判定レベルＫＦＤＳＬＯ
未満か否かを判定し、未満であればステップ６０に進
み、以上であればステップ６１に移行する。ステップ５
９では、負荷ステージ２フラグＦＤＳＴＧ２をオンし
（１をセットする）、ステップ６０では、負荷ステージ
２フラグＦＤＳＴＧ２をオフする（０をセットする）。

【００２７】ステップ６１では、負荷ステージ２フラグ
ＦＤＳＴＧ２がオンしているか否かを判定し、オンして
いる場合はステップ６２に進み、オフの場合にはステッ
プ６３に移行する。ステップ６２では、ＤＵＴＹ補正空
気量ＤＳＥＴＦＤを予め設定された負荷２用補正空気量
ＫＤＳＴ２とする空気量の制御を行う。ステップ６３で
は、負荷ステージ１フラグＦＤＳＴＧ１がオンしている
か否かを判定し、オンしている場合はステップ６４に進
み、オフの場合にはステップ６５に移行する。ステップ
６４では、ＤＵＴＹ補正空気量ＤＳＥＴＦＤを予め設定
された負荷１用補正空気量ＫＤＳＴ１とする空気量の制
御を、またステップ６５ではＤＵＴＹ補正空気量ＤＳＥ
ＴＦＤを０とする制御をそれぞれ行う。

【００２８】次に、上記した第１フローチャートが実行
された後に実行される、小負荷における吸入空気量の瞬
時の補正制御について、図５に示す第２フローチャート
により説明する。

【００２９】まずステップ７０では、今回検出した検出
ダイレクト値ＤＦＤ_ｎが１００％であるか否かを判定
し、１００％である場合はステップ７１に進み、そうで
ない場合はステップ７５に移行する。ステップ７１で
は、前回検出した検出ダイレクト値ＤＦＤ_ｎ−１もまた
１００％であるか否かを判定し、１００％である場合は
ステップ７２に進み、そうでない場合はステップ７５に
移行する。ステップ７２では、今回の検出ダイレクト値
ＤＦＤ_ｎと第１平均値ＦＤＡＶＦとの差を演算し、その
差が吸入空気量のスキップ入力を決定するために予め設
定された検出レベルＫＤＦＤＴＹ、例えば発電仕事量Ｆ
ＤＵＴＹの２０％、以上であるか否かを判定し、以上で
あればステップ７３に進み、未満の場合にはステップ７
５に移行する。ステップ７３では、負荷ステージ１フラ
グＦＤＳＴＧ１及び負荷ステージ２フラグＦＤＳＴＧ２
の両方のフラグＦＤＳＴＧがオフ（＝０）であるか否か
を判定し、オフの場合にはステップ７４に進み、オンの
場合にはステップ７５に移行する。ステップ７４では、
スキップ入力されるスキップ補正量ＤＳＫＰＦＤをスキ
ップ補正量初期値ＫＤＳＰＦＤＩＮにして、吸入空気量
の補正を行う。同様に、ステップ７５では、今回のスキ
ップ補正量ＤＳＫＰＦＤ_ｎを前回のスキップ補正量ＤＳ
ＫＰＦＤ_ｎ−１からスキップ補正減衰量ＫＳＰＦＤＤＣ
を減算したものとし、吸入空気量の補正を行う。ここ
で、ステップ７３が小負荷であることの条件となり、ス
テップ７０、７１、７２が吸入空気量の補正を決定する
ための所定の条件となる。

【００３０】以上の構成において、時間の経過に伴っ
て、図６に示すように負荷の状態が変化する場合につい
て説明する。

【００３１】まず、第１平均値ＦＤＡＶＦと第２平均値
ＦＤＡＶＳとが、負荷１ＨＩ判定レベルＫＦＤＦＨＩと
負荷２ＨＩ判定レベルＫＦＤＳＨＩより下方にある場合
は、制御は、ステップ５１→５２→５６→５７→６１→
６３→６５と進み、負荷ステージ０を判定する。すなわ
ち小負荷であることを判別したので、中及び大負荷に対
応する吸入空気量の補正は行わない。この場合、小負荷
であるので、スキップ入力のための制御は、ステップ７
０→７１→７５と進み、スキップ補正量ＤＳＫＰＦＤ_ｎ
を設定する。検出ダイレクト値ＤＦＤが１００％となる
負荷が発生した時点、すなわち図７中Ｔ１で示す負荷オ
ン時点では、前回のスキップ補正量ＤＳＫＰＦＤ_ｎ−１
がないため、実質的には補正は行われない。しかしなが
ら、この数点火の後には、負荷ステージ０の状態で、そ
の時点で検出された検出ダイレクト値ＤＦＤ_ｎの前の検
出ダイレクト値ＤＦＤ_ｎ−１も１００％に達している状
態となる。しかも、第１平均値ＦＤＡＶＦが立ち上がる
までの、検出ダイレクト値ＤＦＤ_ｎとの差が検出レベル
ＫＤＦＤＴＹ以上となっている状態では、制御は、ステ
ップ７０→７１→７２→７３→７４と進み、図７に示す
ように、スキップ補正量ＤＳＫＰＦＤをスキップ補正量
初期値ＫＤＳＰＦＤＩＮとして、瞬時に吸入空気量の補
正を行う。

【００３２】この後、前記差が検出レベルＫＤＦＤＴＹ
以上となると、制御は、ステップ７０→７１→７２→７
５と進み、補正される吸入空気量がスキップ補正減衰量
ＫＳＰＦＤＤＣずつ減少されて、空気量制御が継続され
る。さらにこの後、第１平均値ＦＤＡＶＦが負荷１ＨＩ
判定レベルＫＦＤＦＨＩ以上となり、一方、第２平均値
ＦＤＡＶＳは負荷２ＨＩ判定レベルＫＦＤＳＨＩより下
方にある場合は、制御は、ステップ５１→５２→５４→
５６→５７→６１→６３→６４と進み、負荷ステージ１
を判定してＤＵＴＹ補正空気量ＤＳＥＴＦＤを負荷１用
補正空気量ＫＤＳＴ１として空気量の補正を行う。この
負荷ステージ１は、中程度の負荷に対して設定されてお
り、図６中負荷状態１で示す期間、負荷ステージ１フラ
グＦＤＳＴＧ１がオンして、負荷が中程度と判定してい
る。

【００３３】さらに時間の経過の後、オルタネータ１の
負荷が増加すると、第１平均値ＦＤＡＶＦが負荷１ＨＩ
判定レベルＫＦＤＦＨＩ以上であるとともに、第２平均
値ＦＤＡＶＳが負荷２ＨＩ判定レベルＫＦＤＳＨＩ以上
となる。この場合、制御は、ステップ５１→５３→５６
→５７→５９→６１→６２と進み、負荷ステージ２を判
定してＤＵＴＹ補正空気量ＤＳＥＴＦＤを負荷２用補正
空気量ＫＤＳＴ２として空気量の補正を行う。この負荷
ステージ２は、大きな負荷に対して設定されており、図
６中負荷状態２で示す期間、負荷ステージ２フラグＦＤ
ＳＴＧ２が負荷ステージ１フラグＦＤＳＴＧ１とともに
オンしている。この状態では、負荷は大と判定してい
る。

【００３４】この後、負荷が減少して検出ダイレクト値
ＤＦＤ及び第１平均値ＦＤＡＶＦが負荷１ＨＩ判定レベ
ルＫＦＤＦＨＩより小さくなり、さらに負荷１ＬＯ判定
レベルＫＦＤＦＬＯより小さくなると、制御は、ステッ
プ５１→５３→５５→５６→５８→６１→６２と進み、
ヒステリシスを持って設定されたそれぞれの判定レベル
のために、負荷ステージ１フラグＦＤＳＴＧ１はオフと
なったものの負荷ステージ２フラグＦＤＳＴＧ２がオン
しているので、ＤＵＴＹ補正空気量ＤＳＥＴＦＤを負荷
２用補正空気量ＫＤＳＴ２としての空気量の補正を継続
する。そして、この状態から負荷の増加がなく第２平均
値ＦＤＡＶＳも負荷２ＬＯ判定レベルＫＦＤＳＬＯより
小さくなると、制御は、ステップ５１→５３→５５→５
６→５８→６０→６１→６３→６５と進み、負荷ステー
ジ２フラグＦＤＳＴＧ２と負荷ステージ１フラグＦＤＳ
ＴＧ１とがオフとなって負荷が小さい状態であるとして
空気量の補正は行わない。この後はフィードバック制御
にて補正空気量の調節を行う。

【００３５】このように、負荷の大小は、負荷ステージ
１フラグＦＤＳＴＧ１及び負荷ステージ２フラグＦＤＳ
ＴＧ２の状態をモニタすることで判定できる。つまり、
それぞれのフラグＦＤＳＴＧ１、ＦＤＳＴＧ２がオンし
ていない場合は、負荷は小さく、吸入空気量の補正は上
記した所定の条件が成立した場合に瞬時にステップ的に
行われ、その後は負荷ステージ１フラグＦＤＳＴＧ１が
オンするまで減少させながら継続される。次に負荷ステ
ージ１フラグＦＤＳＴＧ１のみがオンしている場合、つ
まり、この後負荷ステージ２フラグＦＤＳＴＧ２がオン
することなく負荷ステージ１フラグＦＤＳＴＧ１がオフ
するような場合は、中程度の負荷と判定する。さらに、
図６に示したもののように、負荷ステージ１フラグＦＤ
ＳＴＧ１及び負荷ステージ２フラグＦＤＳＴＧ２が同時
にオンしている場合は、大きい負荷と判定する。

【００３６】以上の構成によれば、アイドリング時に電
気負荷が小負荷から中負荷に変動しても、吸入空気量を
瞬時に補正するので、回転の落ち込みを未然に防ぐこと
ができる。そして、変動する負荷に対して、その時のオ
ルタネータ１の発電仕事量ＦＤＵＴＹを検出し、その値
により補正空気量を決定するので、フィードバック制御
により吸入空気量を制御するものに比べ、電気負荷の変
動から時間を経ずに適正な吸入空気量にすることがで
き、したがってアイドル回転数の変動を小さく抑えるこ
とができる。

【００３７】なお、本発明は以上に説明した実施例に限
定されるものではない。例えば、２つの平均値ＦＤＡＶ
Ｆ，ＦＤＡＶＳを得るための平均化処理としては、次式 FDUTY_n (%) ＝ FDUTY_n ＋ FDUTY_n-1 ＋……＋ FDUTY_n-N /(N ＋1) により演算するものであってもよい。

【００３８】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。

【００３９】

【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、オル
タネータの発電仕事量をフィールドコイルの通電時間を
計時して検出するので、出力電流を検出するための手段
をオルタネータに付設する必要がなくなり、発電仕事量
の検出を安価な構成により行うことができる。また、小
負荷の際に検出した発電仕事量と一方の平均値とが所定
の条件を満たせば、中負荷が判定されるまでの間に瞬時
に吸入空気量を補正するので、その間の回転の落ち込み
を防止する事ができる。さらに、検出した発電仕事量と
それを平均化処理して得た平均値とを少なくとも２つの
設定値と比較して負荷を判定し、その判定結果に基づい
て吸入空気量を補正するので、制御が複雑にならず、し
たがって処理時間が短縮できるので、アイドリング時の
補正空気量を電気負荷の変動発生から時間をおかず迅速
にかつ適正に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。

【図２】同実施例のオルタネータに関係する部分の電気
回路図。

【図３】同実施例の発電仕事量の検出タイミングを示す
波形図。

【図４】同実施例の制御手順を示すフローチャート。

【図５】同実施例の制御手順を示すフローチャート。

【図６】同実施例の作動説明図。

【図７】同実施例の作動説明図。

【符号の説明】

１…オルタネータ ２…ＩＣレギュレータ ３…バッテリ ４…電子制御装置 ４ａ…中央演算処理装置 ４ｂ…記憶装置 ４ｃ…入力インターフェース ４ｄ…出力インターフェース Ｌｆ…フィールドコイル

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オルタネータのフィールドコイルの通電時
   間と、断電時間とを計時し、 該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、 該発電仕事量を平均化処理して少なくとも２つの異なる
   平均値を演算し、 前記平均値を少なくとも２つの設定値と比較して少なく
   とも３つの負荷状態を判定し、 判定した負荷状態が最も小さい負荷状態である場合に、
   その負荷判定時の状態が前記発電仕事量と一方の平均値
   との差が所定値以上となっていることを判定し、 その判定により所定の増量空気量を瞬時に補正すること
   を特徴とするオルタネータ負荷の検出によるアイドル空
   気量補正制御方法。