JP4702227B2 - 車載エンジンのアイドル回転速度制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車載エンジンのアイドル運転時にエンジンの回転速度を目標回転速度へ収束させるべく吸入空気量の調量を行う制御装置に関するものであり、特に、オルタネータの駆動に伴うエンジンの回転速度の落ち込みを抑制すべく吸入空気量の増量補正を行う車載エンジンのアイドル回転速度制御装置に関する。

一般に、車載エンジンにあっては、アイドル運転時に、エンジンの回転速度を目標回転速度に収束させるべく機関温度などの機関運転状態に基づき吸気量、すなわち吸入空気量の補正を行うようにしている。一方、車両に搭載されているヘッドライトや電動ファンなどの電気装備品は、バッテリからの供給電力によって駆動されることから、これら電気装備品の作動、すなわち電気負荷の投入によって同バッテリの電圧は低下し、目標電圧を下回ることとなる。そこで通常は、エンジンの出力軸であるクランクシャフトにオルタネータを駆動連結するとともに、上記電気装備品の作動に連動して同オルタネータによる発電を行うことで、上記バッテリの電圧低下を抑制し、その出力電圧が上記目標電圧に維持されるようにしている。ただし、このオルタネータはエンジンのクランクシャフトに駆動連結されていることから、上述のようにオルタネータを駆動するとこれがクランクシャフト、すなわちエンジン回転に対する負荷となる。このため、オルタネータが駆動されてその発電電力が増加すると、これに伴ってエンジン回転に加わる負荷も増大してエンジンの回転速度が落ち込むなどの問題が生じることとなる。

そこで従来は、こうしたエンジンの回転速度の落ち込みを抑制すべく、例えば特許文献１に記載のアイドル回転速度制御装置のように、オルタネータの発電電力に応じて吸入空気量を増量補正するようにしたものなども提案されている。これにより、オルタネータによる発電に伴ってエンジン回転に負荷が加わるような場合であっても、上記吸入空気量の増量補正を通じてこの負荷に相当するトルク分だけエンジンの出力を増大させることができ、エンジンの回転速度の落ち込みを抑制することができるようになる。
特開２００５―１０５８４５号公報

アイドル回転速度制御装置にあってはこのように、オルタネータの発電電力に応じて吸入空気量の増量補正を行うことで、エンジンの回転速度の落ち込みは確かに抑制される。しかし実情として、オルタネータが駆動され始めてからその発電電力が増加し始めるまでには時間遅れが生じるため、実際には、オルタネータが駆動されてエンジン回転に対する負荷が加えられているにもかかわらず、こうした負荷に対する補償が適正になされない期間が存在する。すなわち、オルタネータが駆動され始めてからオルタネータの発電電力が十分に上昇するまでの間、この発電電力に応じた吸入空気量の補正量が適正に算出されないために、このような状態に起因するエンジンの回転速度の落ち込みが避けきれないものとなっている。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車載エンジンのアイドル運転時にオルタネータによる発電が行われる際の必要吸入空気量をより的確に補正してアイドル運転時における安定したエンジン回転速度を得ることのできる車載エンジンのアイドル回転速度制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決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、車載エンジンのアイドル運転時にエンジン回転速度が目標回転速度に収束されるように吸気量調量機構の開度をフィードバック制御する制御装置を備え、前記エンジンの出力軸に駆動連結されて車両の電気負荷の投入に伴う車載バッテリの出力低下を補償すべく発電を行うオルタネータの駆動時には、このオルタネータの駆動に伴うエンジン負荷の増大を補償すべく、前記吸気量調量機構を通じて吸気量を増量補正する車載エンジンのアイドル回転速度制御装置において、前記オルタネータの発電特性に応じてその発電能力が満たされるまでの間は、前記電気負荷のうちの制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値に対応して得られる補正値に基づいて前記吸気量の増量補正を行い、前記オルタネータの発電能力が満たされて以降は、このオルタネータによる発電電力に対応して得られる補正値に基づいて前記吸気量の増量補正を行うものであって、前記設定される電力相当値および前記オルタネータによる発電電力のうちのいずれか大きい方の値に対応して前記吸気量の増量補正に用いられる補正値が選択されることをその要旨とする。

通常、上記オルタネータによる発電電力、すなわち都度の発電量は、上記制御装置自らが駆動監視する電気負荷に限らず、車両の全ての電気負荷による消費電力に応じて制御されることから、本来であれば、上記吸気量の増量補正についてもこのオルタネータによる発電電力に対応して得られる補正値に基づいて行うことが上記フィードバック制御によりエンジン回転速度を目標回転速度に収束させる上で望ましい。ただし前述のように、このオルタネータによる発電電力には、その駆動初期の立ち上がり遅延に起因する時間遅れが生じるため、同発電電力に対応して得られる補正値のみを用いて上記吸気量の増量補正を行ったのでは、オルタネータ駆動初期におけるエンジン回転速度の落ち込みが避けられない。一方、車両の電気負荷のうち上記制御装置自らが駆動監視する電気負荷であれば、その投入に基づきそれら電気負荷によって消費される電力も制御装置自らが認識可能であることから、同電気負荷の投入が検知された時点でこの認識される電力に基づく上記電力相当値の設定が可能となる。このため、この設定される電力相当値に対応して得られる補正値に基づいて上記吸気量の増量補正を行うこととすれば、それら電気負荷の投入に起因するオルタネータの駆動に対して遅滞なくエンジン負荷の増大を補償し、ひいては上記エンジン回転速度の落ち込みについてもこれを補償することができるようにはなるものの、このときのエンジン負荷に対する補償はあくまで上記制御装置自らが駆動監視する電気負荷のみに基づくものであるために、オルタネータによる発電電力に対応して得られる補正値に基づいて行われる吸気量の増量補正に比べると、その補正値としての信頼性は低い。この点、上記構成によるように、オルタネータの発電特性に応じてその発電能力が満たされるまでの間とオルタネータの発電能力が満たされて以降とで、上記各補正値を使い分けるようにすることとすれば、アイドル運転時、オルタネータによる発電が行われる際に必要とされる吸気量、すなわち必要吸入空気量をより的確に補正することができ、ひいてはアイドル運転時におけるより安定したエンジン回転速度を得ることができるようになる。

また、上記各補正値の使い分けに際しては、上記設定される電力相当値およびオルタネータによる発電電力のうちのいずれか大きい方の値に対応して吸気量の増量補正に用いられる補正値が選択されるといった態様で補正値の選択を行うようにしているため、その制御構造が簡易となり、ひいてはその実現も容易となる。
またこの場合、特に請求項２に記載の発明によるように、前記制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値が、前記オルタネータの発電特性に応じてその駆動初期の立ち上がり遅延を吸収し得る時間だけホールドされた後、同じくオルタネータの発電特性に応じてその発電能力に見合った時定数にて漸減されるようにすれば、上記選択による補正値の使い分けがより的確に、しかも円滑に実現されるようになる。

一方、請求項１または請求項２に記載の車載エンジンのアイドル回転速度制御装置において、請求項３に記載の発明では、前記オルタネータの発電電力に対応して得られる補正値が、オルタネータの発電電力を制御するパラメータの一つであるオルタネータトルクに基づき算出されるようにした。

こうしたオルタネータの発電電力を制御するパラメータとしてオルタネータトルクを採用することとすれば、制御装置自らが駆動監視する電気負荷に限らない全ての電気負荷の負荷情報がより的確に反映されることとなり、上記オルタネータによる発電電力に対応して得られる補正値としての信頼性も高く維持されるようになる。

また一方、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車載エンジンのアイドル回転速度制御装置において、請求項４に記載の発明では、前記制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値が、経験的な基準値に基づく定数値として設定されるようにした。

上記制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値として、このように経験的に定まる定数値を採用することで、その制御構造のさらなる簡略化が図られるようになる。

他方、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車載エンジンのアイドル回転速度制御装置において、請求項５に記載の発明では、前記制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値が、それら投入が検知された電気負荷により消費される電力の合算値として設定されるようにした。

上記制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値としては、このような合算値を用いることもできる。そしてこの場合には、同電力相当値に対応して得られる補正値としてより実態に近い値を得ることができるようになる。

また、請求項５に記載の車載エンジンのアイドル回転速度制御装置において、請求項６に記載の発明では、前記設定される電力相当値に対応して得られる補正値が、前記電力の合算値を経験的な基準値に基づく定数値により補正した値として求められるようにした。

上記合算値を用いる場合、各電気負荷の消費電力のばらつきも無視できず、安定性の面での不安も残るが、このような補正を併せて行うこととすれば、こうした不安も好適に解消されるようになる。
請求項７に記載の発明は、車載エンジンのアイドル運転時にエンジン回転速度が目標回転速度に収束されるように吸気量調量機構の開度をフィードバック制御する制御装置を備え、前記エンジンの出力軸に駆動連結されて車両の電気負荷の投入に伴う車載バッテリの出力低下を補償すべく発電を行うオルタネータの駆動時には、このオルタネータの駆動に伴うエンジン負荷の増大を補償すべく、前記吸気量調量機構を通じて吸気量を増量補正する車載エンジンのアイドル回転速度制御装置において、前記オルタネータの発電特性に応じてその発電能力が満たされるまでの間は、前記電気負荷のうちの制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値に対応して得られる補正値に基づいて前記吸気量の増量補正を行い、前記オルタネータの発電能力が満たされて以降は、このオルタネータによる発電電力に対応して得られる補正値に基づいて前記吸気量の増量補正を行うものであって、前記設定される電力相当値は、前記オルタネータの発電特性に応じてその駆動初期の立ち上がり遅延を吸収し得る時間だけホールドされた後、同じくオルタネータの発電特性に応じてその発電能力に見合った時定数にて漸減されることをその要旨とする。
上記構成によれば、オルタネータの発電特性に応じてその発電能力が満たされるまでの間とオルタネータの発電能力が満たされて以降とで、上記各補正値を使い分けるようにしているため、アイドル運転時、オルタネータによる発電が行われる際に必要とされる吸気量、すなわち必要吸入空気量をより的確に補正することができ、ひいてはアイドル運転時におけるより安定したエンジン回転速度を得ることができるようになる。また、上記設定される電力相当値が、オルタネータの発電特性に応じてその駆動初期の立ち上がり遅延を吸収し得る時間だけホールドされた後、同じくオルタネータの発電特性に応じてその発電能力に見合った時定数にて漸減されるため、上記選択による補正値の使い分けがより的確に、しかも円滑に実現されるようになる。
請求項８に記載の発明は、車載エンジンのアイドル運転時にエンジン回転速度が目標回転速度に収束されるように吸気量調量機構の開度をフィードバック制御する制御装置を備え、前記エンジンの出力軸に駆動連結されて車両の電気負荷の投入に伴う車載バッテリの出力低下を補償すべく発電を行うオルタネータの駆動時には、このオルタネータの駆動に伴うエンジン負荷の増大を補償すべく、前記吸気量調量機構を通じて吸気量を増量補正する車載エンジンのアイドル回転速度制御装置において、前記電気負荷のうちの制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値を前記オルタネータの発電電力が上回るまでの間は、この設定される電力相当値に対応して得られる補正値に基づいて前記吸気量の増量補正を行い、前記設定される電力相当値を前記オルタネータの発電電力が上回って以降は、このオルタネータによる発電電力に対応して得られる補正値に基づいて前記吸気量の増量補正を行うことをその要旨とする。
上記構成によれば、電気負荷のうちの制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値をオルタネータの発電電力が上回るまでの間と、この設定される電力相当値をオルタネータの発電電力が上回って以降とで、上記各補正値を使い分けるようにしているため、アイドル運転時、オルタネータによる発電が行われる際に必要とされる吸気量、すなわち必要吸入空気量をより的確に補正することができ、ひいてはアイドル運転時におけるより安定したエンジン回転速度を得ることができるようになる。

＜第１の実施の形態＞
以下、この発明にかかる車載エンジンのアイドル回転速度制御装置を具体化した第１の実施の形態を図１〜図３を参照して詳細に説明する。

図１は、この実施の形態のアイドル回転速度制御装置を中心に、その制御対象となる車載エンジンの吸気量調量機構、及びこの制御装置の周辺機器についてそれらの構成を機能ブロック図として示したものである。

同図１に示されるように、制御装置２は、大きくは電気負荷検出部２０、オルタネータ制御部２３、及び吸気量制御部２６を備える構成となっている。
また、この制御装置２の制御対象となる車載エンジン１の吸気量調量機構１２は、エンジン本体１１の吸気通路を通じて供給される吸入空気の流量、すなわち吸気量を調量する機構である。この機構１２は、具体的にはエンジン本体１１の吸気通路を開閉するスロットルバルブ１４、これを駆動するスロットルアクチュエータ１３を備える構成となる。また、このスロットルバルブ１４の近傍には同スロットルバルブ１４の開度を検出するためのスロットル開度センサ１５が設けられており、このスロットル開度センサ１５によって検出されるスロットルバルブ１４の開度が上記制御装置２に対して出力（フィードバック）されることとなる。

また、車両には、例えば鉛蓄電池型のバッテリ７が搭載されるとともに、同バッテリ７からの供給電力によって駆動されるヘッドライトや電動ファンなどの各種電気装備品への通電の有無を切り替える第１の電気負荷スイッチ（ＳＷ）群５、及び第２の電気負荷スイッチ（ＳＷ）群６が設けられている。このうち、第１の電気負荷スイッチ群５は、複数の電気負荷スイッチ（ＳＷ）５１〜電気負荷スイッチ（ＳＷ）５Ｎを備えており、これらのオン／オフ態様、すなわち電気負荷の投入態様は、制御装置２自らによって直接的に監視されるようになっている。一方、上記第２の電気負荷スイッチ（ＳＷ）群６も、複数の電気負荷スイッチ（ＳＷ）６１〜電気負荷スイッチ（ＳＷ）６Ｎを備えている。ただし、それらスイッチのオン／オフ態様、すなわちそれらスイッチに対応する電気負荷の投入態様について、制御装置２では、上記バッテリ７の消耗を通じてしかこれを把握することができない。

また、エンジン本体１１の出力軸であるクランクシャフト３には、Ｖベルトを介してオルタネータ４が駆動連結されている。このオルタネータ４は、上記電気負荷の投入に伴う上記バッテリ７の出力電圧の低下を補償すべく、上記クランクシャフト３の回転に基づいて発電を行う部分である。そして、このオルタネータ４によって発電された電力は、上記バッテリ７に蓄電されるようになる。

また、車載エンジン１には、上記クランクシャフト３の回転を検出するためのクランク角センサ１６や冷却水温度を検出するための水温センサ１７などの各種センサが配設されている。

ここで、上記制御装置２を構成する電気負荷検出部２０は、上記第１の電気負荷スイッチ群５（電気負荷スイッチ５１〜電気負荷スイッチ５Ｎ）による電気負荷の投入を検出する検出部２１と、当該電気負荷の投入に伴って上記バッテリ７にて消費される電力に相当する電力相当値Ｐｅを算出するための電力相当値算出部２２とを備えている。

また、同制御装置２を構成するオルタネータ制御部２３は、上記バッテリ７の出力電圧Ｖｂが目標電圧Ｖｂｔ（例えば１４Ｖ）となるようにオルタネータ４の駆動制御を行う制御部２４と、オルタネータ４にて発電される電力ＰＡを算出するオルタネータパワー算出部２５とを備えている。すなわち、この制御部２４では、上記電気負荷検出部２０の検出部２１によって電気負荷の投入が検出された際に、上記バッテリ７の出力電圧Ｖｂが目標電圧Ｖｂｔを下回らないようにオルタネータ４による発電電力が制御される。また、上記オルタネータパワー算出部２５では、オルタネータ４の回転速度ＮＡとオルタネータ４の発電電流ＩＡとに基づきマップ等を参照してオルタネータ４の発生するトルク、いわゆるオルタネータトルクＴＡがまずは算出される。そして、この算出されたオルタネータトルクＴＡと上記回転速度ＮＡとの乗算によってオルタネータにて発電される電力、いわゆるオルタネータパワーＰＡが算出される。なお上述したように、オルタネータ４はエンジン本体１１のクランクシャフト３に駆動連結されていることから、オルタネータ４の回転速度ＮＡはエンジンの回転速度ＮＥに所定の係数を乗じることにより算出される。

また、上記制御装置２を構成する吸気量制御部２６では、基本吸気量算出部２７を通じて、まずは冷却水温度などのエンジン運転状態に基づいて基本吸気量Ｑｂが算出される。そしてその後、補正値算出部２８を通じて、上記電力相当値Ｐｅ若しくはオルタネータパワーＰＡのうちいずれか大きい方の値に基づきこの求めた基本吸気量Ｑｂを補正するための補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａが算出される。こうして補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａが算出された後は、最終吸気量算出部２９を通じて、これら求めた基本吸気量Ｑｂ及び補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａに基づいて最終吸気量Ｑｕが算出される。なお、この吸気量制御部２６には、上記スロットル開度センサ１５からのスロットル開度情報が与えられている。そして同吸気量制御部２６では、この検出される実際のスロットル開度情報がモニタされつつ、アイドル運転時の上記算出された最終吸気量Ｑｕが実現されるように上記スロットルアクチュエータ１３の駆動量、すなわち上記スロットルバルブ１４の開度がフィードバック制御される。また、この吸気量制御部２６では、上記電気負荷検出部２０の検出部２１によって電気負荷が検出されない期間中は上記吸気量補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａが「０」とされて、すなわち基本吸気量Ｑｂが最終吸気量Ｑｕとされてスロットルバルブ１４の開度がフィードバック制御される。一方、上記検出部２１によって電気負荷が検出された際には、上述したように吸気量補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａが算出され、基本吸気量Ｑｂにこの算出された吸気量補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａを加算した値を最終吸気量Ｑｕとしてスロットルバルブ１４の開度がフィードバック制御される。

図２は、制御装置２を通じて実行される上述した吸気量補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａの算出処理についてその具体的な処理手順を示したフローチャートである。なおこの一連の処理は、エンジンのアイドル運転時、すなわちエンジンの始動が開始されてからエンジンの回転速度ＮＥが所定値に達するまでの期間において、上記第１の電気負荷スイッチ群５の投入が検出された際に実行される。

図２に示されるように、この一連の処理では、まずステップＳ１の処理として、上記電気負荷検出部２０を構成する電力相当値算出部２２を通じて、上記電力相当値Ｐｅに初期値Ｐｅ１が設定される。ここで、この実施の形態にあっては、電力相当値Ｐｅの初期値Ｐｅ１として、通常のエンジンのアイドル運転時において第１の電気負荷スイッチ群５が投入されることに伴って消費される電力の経験的な基準値に基づく定数値Ｐｅ１として設定されている。

こうして電力相当値Ｐｅが設定されると、次にステップＳ２の処理として、上記電力相当値算出部２２を通じて、上記第１の電気負荷スイッチ群５が投入されてからの経過時間Δｔが所定時間ΔｔＡ（例えば１５０ｍｓ）に達しているか否かが判定される。ここで、この所定時間ΔｔＡは、オルタネータ４の発電特性に応じてその駆動初期の立ち上がり遅延を吸収し得る時間となっている。そしてこの結果、上記経過時間Δｔがこの所定時間ΔｔＡに達している場合（ステップＳ２の処理にて「ＹＥＳ」）には、次にステップＳ３の処理として、上記電力相当値算出部２２を通じて、このときの電力相当値Ｐｅが正の値であるか否かが判定される。そしてこの結果、このときの電力相当値Ｐｅが正の値である場合（ステップＳ３の処理にて「ＹＥＳ」）には、次にステップＳ４の処理として、上記電力相当値算出部２２を通じて、このときの電力相当値Ｐｅから所定値ΔＰｅＡを減算した値が新たな電力相当値Ｐｅに設定される。ここで、この所定値ΔＰｅＡは、上記初期値Ｐｅ１と、オルタネータ４の発電特性に応じてその発電能力に見合った時定数ΔｔＡＤ（例えば６４０ｍｓ）とに基づき次式（１）によって設定される値である。なお、この式（１）において時間ｔｃａはこの一連の処理の１サイクル当たりに要する時間である。

ΔＰｅＡ ＝ （Ｐｅ１ ／ ΔｔＡＤ）×ｔｃａ …（１）
こうして電力相当値Ｐｅが設定されると、次にステップＳ５の処理として、上記オルタネータ制御部２３を構成するオルタネータパワー算出部２５を通じて、オルタネータパワーＰＡが算出される。

一方、上記第１の電気負荷スイッチ群５が投入されてからの経過時間Δｔが上記所定時間ΔｔＡに達していない場合（ステップＳ２の処理にて「ＮＯ」）にも上記ステップＳ５の処理に移行する。また、上記第１の電気負荷スイッチ群５が投入されてからの経過時間Δｔが同所定時間ΔｔＡに達してはいるものの、そのときの電力相当値Ｐｅが「０」を上回る値となっていない場合（ステップＳ３の処理にて「ＮＯ」）にも上記ステップＳ５の処理に移行する。

こうしてオルタネータパワーＰＡが算出されると、次にステップＳ６の処理として、上記吸気量制御部２６を構成する補正値算出部２８を通じて、そのときの電力相当値ＰｅがそのときのオルタネータパワーＰＡよりも大きいか否かを判定する。そしてこの結果、そのときの電力相当値ＰｅがそのときのオルタネータパワーＰＡよりも大きい場合（ステップＳ６の処理にて「ＹＥＳ」）には、次にステップＳ７の処理として、上記補正値算出部２８を通じて、そのときの電力相当値Ｐｅに基づいて吸気量補正値ΔＱｐｅが算出される。なお、このステップＳ７の処理では、電力相当値Ｐｅが大きいほど吸気量補正値ΔＱｐｅが大きな値として算出される態様のマップが採用されている。

一方、そのときの電力相当値ＰｅがそのときのオルタネータパワーＰＡよりも小さい或いはオルタネータパワーＰＡと等しい場合（ステップＳ６の処理にて「ＮＯ」）には、次にステップＳ８の処理として、上記補正値算出部２８を通じて、そのときのオルタネータパワーＰＡに基づき吸気量補正値ΔＱｐａが算出される。なお、このステップＳ８の処理でも、上記ステップＳ７の処理にて用いられたものと共通のマップ、すなわちオルタネータパワーＰＡが大きいほど吸気量補正値ΔＱｐａが大きな値として算出される態様のマップが採用される。

こうして吸気量補正値ΔＱｐｅ若しくはΔＱｐａが算出されると、次にステップＳ９の処理として、上記制御装置２を通じて、アイドル運転状態が終了しているか否かが判定される。そしてこの結果、アイドル運転状態が終了している場合（ステップＳ９の処理にて「ＹＥＳ」）には、この一連の処理を終了する。一方、アイドル運転状態が継続されている場合（ステップＳ９の処理にて「ＮＯ」）には、再度、上記ステップＳ２以降の処理が繰り返し実行される。

図３は、制御装置２を通じて行われる上述した上記吸気量補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａの算出処理についてその処理態様をタイミングチャートとして示したものであり、次に、同図３を併せ参照してこの吸気量補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａの算出処理を総括する。

いま、時刻ｔ０において電気負荷が投入されたとすると、上記電気負荷検出部２０を構成する検出部２１を通じてこの電気負荷の投入が検出される。そして、こうした電気負荷の投入に伴ってオルタネータ４が駆動され始めることとなるが、上述のように、同オルタネータ４が駆動され始めてからその発電電力であるオルタネータパワーＰＡが増加し始めるまでには時間遅れが生じる。このため、図３に一点鎖線にて示されるように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間においては、このオルタネータパワーＰＡの上昇は見られず、その後の時刻ｔ１から時刻ｔ４の期間にかけて同オルタネータパワーＰＡが徐々に増加するようになる。そして、時刻ｔ４以降において、その値はほぼ一定の値ＰＡ１に収束する。

一方、上記時刻ｔ０において、上記電気負荷検出部２０を構成する検出部２１により上記電気負荷の投入が検出されると、図３に実線にて示されるように、同電気負荷検出部２０を構成する電力相当値算出部２２を通じて電力相当値Ｐｅが初期値Ｐｅ１に設定される。そして、同電力相当値算出部２２を通じて、この電力相当値Ｐｅが時刻ｔ０から時刻ｔ２までの期間、すなわち上記所定時間ΔｔＡにわたって上記初期値Ｐｅ１にホールドされる。さらにこの電力相当値Ｐｅは、上記電力相当値算出部２２を通じて、時刻ｔ２から時刻ｔ５までの期間、すなわち上記時定数ΔｔＡＤ（６４０ｍｓ）に相当する期間にわたりその値が「０」となるまで漸減される。

そして、同図３から明らかなように、時刻ｔ０から時刻ｔ３までの期間においては、上記電力相当値Ｐｅが上記オルタネータパワーＰＡよりも大きい状態に維持されるため、吸気量制御部２６を構成する補正値算出部２８を通じて、そのときの電力相当値Ｐｅに基づいて吸気量補正値ΔＱｐｅが算出される。他方、時刻ｔ３以降においては、上記電力相当値Ｐｅと上記オルタネータパワーＰＡとの関係が「Ｐｅ≦ＰＡ」といった関係に反転するため、同時刻ｔ３以降は、補正値算出部２８を通じてそのときのオルタネータパワーＰＡに基づいて吸気量補正値ΔＱｐａが算出される。本実施の形態にあってはこのように、電力相当値Ｐｅ及びオルタネータパワーＰＡのうちいずれか大きい方の値が選択されるとともに、その選択された値に基づいて吸気量補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａが算出される。

以上説明したこの実施の形態にかかる車載エンジンのアイドル回転速度制御装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）オルタネータ４の発電特性に応じてその発電能力が満たされるまでの間、すなわち図３に示した時刻ｔ０〜時刻ｔ３までの期間と、オルタネータ４の発電能力が満たされて以降、すなわち同図３に示した時刻ｔ３以降とで、上記各補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａを使い分けるようにした。これにより、アイドル運転時、オルタネータ４による発電が行われる際に必要とされる吸気量、すなわち必要吸入空気量をより的確に補正することができ、ひいてはアイドル運転時におけるより安定したエンジン回転速度を得ることができるようになる。

（２）上記各補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａの使い分けに際しては上記ΔＰｅとΔＰＡとの大小比較に基づいてそれら補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａの選択を行うこととしたため、その制御構造が簡易となり、ひいてはその実現も容易である。

（３）制御装置２自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値Ｐｅを、オルタネータ４の発電特性に応じてその駆動初期の立ち上がり遅延を吸収し得る時間ΔｔＡだけホールドした後、同じくオルタネータ４の発電特性に応じてその発電能力に見合った時定数ΔｔＡＤにて漸減するようにした。これにより、上記選択による補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａの使い分けがより的確に、しかも円滑に実現されるようになる。

（４）上記オルタネータ４による発電電力、いわゆるオルタネータパワーＰＡを制御するパラメータとしてオルタネータトルクＴＡを採用した。これにより、制御装置２自らが駆動監視する電気負荷に限らない全ての電気負荷の負荷情報が的確に反映されることとなり、上記オルタネータパワーＰＡに対応して得られる補正値としての信頼性も高く維持されるようになる。

（５）上記制御装置２自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値Ｐｅとして、上述のように経験的に定まる定数値Ｐｅ１を採用したため、その制御構造のさらなる簡略化が図られるようになる。
＜第２の実施の形態＞
次に、この発明にかかる車載エンジンのアイドル回転速度制御装置を具体化した第２の実施の形態について、先の第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。

この実施の形態の制御装置２も、基本的には図１に示した先の第１の実施の形態に準じた構成となっている。ただし、この実施の形態では特に、制御装置２自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値を、それら投入が検知された電気負荷により消費される電力の合算値として設定することで、電力相当値に対応して得られる補正値としてより実態に近い値を得るようにしている。

すなわちこの実施の形態においては、上記電気負荷検出部２０を構成する検出部２１を通じて、第１の電気負荷スイッチ群５を構成する電気負荷スイッチ５１〜電気負荷スイッチ５Ｎのうちいずれの電気負荷スイッチが投入されたかが検出される。そして、上記電気負荷検出部２０を構成する電力相当値算出部２２を通じて、これら投入された電気負荷スイッチに対応した電気負荷により消費される電力Ｐｅｆ１〜ＰｅｆＮの合算値Ｐｅｓが算出される。

したがって、この第２の実施の形態にかかる車載エンジンのアイドル回転速度制御装置によれば、先の第１の実施の形態の上記（１）〜（４）の効果とともに、上記（５）の効果に代わる以下のような効果が得られるようになる。

（６）上記制御装置２自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値Ｐｅとして上記合算値Ｐｅｓを用いることで、アイドル回転速度のフィードバック制御初期時における補正値ΔＱｐｅｓとしてより実態に近い値を得ることができるようになる。すなわち、アイドル回転速度制御として、実態に即したより安定したエンジン回転速度制御が期待できるようになる。
＜他の実施の形態＞
なお、この発明にかかる車載エンジンのアイドル回転速度制御装置は、上記各実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・特に上記第２の実施の形態のように、制御装置２自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値Ｐｅとして合算値Ｐｅｓを用いる場合には、この合算値Ｐｅｓに対応して得られる補正値ΔＱｐｅｓを、同合算値Ｐｅｓを経験的な基準値Ｃに基づく定数値により補正した値として求めるようにしてもよい。これにより、各電気負荷の消費電力のばらつきに起因する制御上の安定性に対する不安をも好適に解消することができる。

・上記各実施の形態では、オルタネータ４の発電電力、いわゆるオルタネータパワーＰＡを、同オルタネータ４の発電電力を制御するパラメータであるオルタネータトルクＴＡに基づき算出するようにしたが、オルタネータ４の発電電力を直接検出するようにしても勿論よい。

・上記各実施の形態のように、上記電力相当値Ｐｅを、オルタネータ４の発電特性に応じてその駆動初期の立ち上がり遅延を吸収し得る所定時間ΔｔＡだけホールドした後、同じくオルタネータ４の発電特性に応じてその発電能力に見合った時定数ΔｔＡＤにて漸減することが、上記選択による補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａの使い分けをより的確且つ円滑にする上で望ましい。ただし、上記電力相当値Ｐｅの上記ホールド及び漸減処理を行うことなく上記選択による補正値ΔＱｐｅ、ΔＱｐａの使い分けを的確且つ円滑に行うことのできる場合には、同電力相当値Ｐｅの同ホールド及び漸減処理を行わない制御構造を採用することもできる。すなわち、上記電力相当値Ｐｅの初期値Ｐｅ１が比較的小さな値に設定されるとともに、上記オルタネータパワーＰＡが、上記電力相当値Ｐｅの上記ホールド及び漸減処理を行わずとも同電力相当値Ｐｅを早期に上回ることのできる発電特性を有するようなオルタネータを用いる場合には、上記ホールド及び漸減処理を割愛することができる。要は、
（イ）オルタネータの発電特性に応じてその発電能力が満たされるまでの間は、電気負荷のうちの制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値に対応して得られる補正値に基づいて吸気量の増量補正を行う。
（ロ）オルタネータの発電能力が満たされて以降は、このオルタネータによる発電電力に対応して得られる補正値に基づいて吸気量の増量補正を行う。
といった態様で、吸気量を増量補正するものであればよい。

この発明にかかる車載エンジンのアイドル回転速度制御装置の第１の実施の形態について、制御装置を中心に、その制御対象となる車載エンジンの吸気量調量機構、及びこの制御装置の周辺機器についてそれらの構成を機能的に示す機能ブロック図。 同実施の形態にかかる制御装置を通じて実行される吸気量補正値の算出処理についてその具体的な処理手順を示すフローチャート。 同実施の形態にかかる制御装置が行う吸気量補正値の算出処理についてその処理態様を示すタイミングチャート。

符号の説明

１…車載エンジン、１１…エンジン本体、１２…吸気量調量機構、１３…スロットルアクチュエータ、１４…スロットルバルブ、１５…スロットル開度センサ、２…制御装置、２０…電気負荷検出部、２１…検出部、２２…電力相当値算出部、２３…オルタネータ制御部、２４…制御部、２５…オルタネータパワー算出部、２６…吸気量制御部、２７…基本吸気量算出部、２８…補正値算出部、２９…最終吸気量算出部、３…クランクシャフト、３１…クランク角センサ、３２…水温センサ、４…オルタネータ、５…第１の電気負荷スイッチ（ＳＷ）群、６…第２の電気負荷スイッチ（ＳＷ）群、７…バッテリ。

Claims (8)

1. 車載エンジンのアイドル運転時にエンジン回転速度が目標回転速度に収束されるように吸気量調量機構の開度をフィードバック制御する制御装置を備え、前記エンジンの出力軸に駆動連結されて車両の電気負荷の投入に伴う車載バッテリの出力低下を補償すべく発電を行うオルタネータの駆動時には、このオルタネータの駆動に伴うエンジン負荷の増大を補償すべく、前記吸気量調量機構を通じて吸気量を増量補正する車載エンジンのアイドル回転速度制御装置において、
   前記オルタネータの発電特性に応じてその発電能力が満たされるまでの間は、前記電気負荷のうちの制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値に対応して得られる補正値に基づいて前記吸気量の増量補正を行い、前記オルタネータの発電能力が満たされて以降は、このオルタネータによる発電電力に対応して得られる補正値に基づいて前記吸気量の増量補正を行うものであって、前記設定される電力相当値および前記オルタネータによる発電電力のうちのいずれか大きい方の値に対応して前記吸気量の増量補正に用いられる補正値が選択される
   ことを特徴とする車載エンジンのアイドル回転速度制御装置。
2. 前記制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値は、前記オルタネータの発電特性に応じてその駆動初期の立ち上がり遅延を吸収し得る時間だけホールドされた後、同じくオルタネータの発電特性に応じてその発電能力に見合った時定数にて漸減される
   請求項１に記載の車載エンジンのアイドル回転速度制御装置。
3. 前記オルタネータの発電電力に対応して得られる補正値が、オルタネータの発電量を制御するパラメータの一つであるオルタネータトルクに基づき算出される
   請求項１または請求項２に記載の車載エンジンのアイドル回転速度制御装置。
4. 前記制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値が、経験的な基準値に基づく定数値として設定される
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車載エンジンのアイドル回転速度制御装置。
5. 前記制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値が、それら投入が検知された電気負荷により消費される電力の合算値として設定される
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車載エンジンのアイドル回転速度制御装置。
6. 前記設定される電力相当値に対応して得られる補正値が、前記電力の合算値を経験的な基準値に基づく定数値により補正した値として求められる
   請求項５に記載の車載エンジンのアイドル回転速度制御装置。
7. 車載エンジンのアイドル運転時にエンジン回転速度が目標回転速度に収束されるように吸気量調量機構の開度をフィードバック制御する制御装置を備え、前記エンジンの出力軸に駆動連結されて車両の電気負荷の投入に伴う車載バッテリの出力低下を補償すべく発電を行うオルタネータの駆動時には、このオルタネータの駆動に伴うエンジン負荷の増大を補償すべく、前記吸気量調量機構を通じて吸気量を増量補正する車載エンジンのアイドル回転速度制御装置において、
   前記オルタネータの発電特性に応じてその発電能力が満たされるまでの間は、前記電気負荷のうちの制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値に対応して得られる補正値に基づいて前記吸気量の増量補正を行い、前記オルタネータの発電能力が満たされて以降は、このオルタネータによる発電電力に対応して得られる補正値に基づいて前記吸気量の増量補正を行うものであって、前記設定される電力相当値は、前記オルタネータの発電特性に応じてその駆動初期の立ち上がり遅延を吸収し得る時間だけホールドされた後、同じくオルタネータの発電特性に応じてその発電能力に見合った時定数にて漸減される
   ことを特徴とする車載エンジンのアイドル回転速度制御装置。
8. 車載エンジンのアイドル運転時にエンジン回転速度が目標回転速度に収束されるように吸気量調量機構の開度をフィードバック制御する制御装置を備え、前記エンジンの出力軸に駆動連結されて車両の電気負荷の投入に伴う車載バッテリの出力低下を補償すべく発電を行うオルタネータの駆動時には、このオルタネータの駆動に伴うエンジン負荷の増大を補償すべく、前記吸気量調量機構を通じて吸気量を増量補正する車載エンジンのアイドル回転速度制御装置において、
   前記電気負荷のうちの制御装置自らが駆動監視する電気負荷の投入が検知されることを条件に設定される電力相当値を前記オルタネータの発電電力が上回るまでの間は、この設定される電力相当値に対応して得られる補正値に基づいて前記吸気量の増量補正を行い、前記設定される電力相当値を前記オルタネータの発電電力が上回って以降は、このオルタネータによる発電電力に対応して得られる補正値に基づいて前記吸気量の増量補正を行う
   ことを特徴とする車載エンジンのアイドル回転速度制御装置。

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