JP2008014221A - 補機付きエンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジントルク制御に影響を与える故障が発生した場合に、エンジントルク制御に与える故障の影響を少なくしながら補機を駆動できるようにする。
【解決手段】エンジントルク制御に影響を与える故障が検出されているか否かを判定し（１０１）、故障が検出されていなければ、発電機の駆動トルクをエンジントルクに合わせて協調制御する（１０５）。一方、故障が検出されていれば、故障の重大度を判定して故障の重大度に応じた制御を選択する（１０２）。例えば、エンジントルク制御に与える影響が許容範囲内に収まるような非常に軽微な故障であれば、故障前と同様の協調制御を継続する。また、軽度の故障であれば、発電機の駆動トルクがエンジントルクとは協調しない電圧一定制御に切り換える（１０４）。また、重度の故障であれば、発電機の駆動トルクの変動が制限される徐変制御に切り換える（１０３）。
【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンの出力トルク（以下「エンジントルク」という）で駆動される補機の駆動トルクを制御する機能を備えた補機付きエンジンの制御装置に関する発明である。

近年の車両には、エンジンを駆動源とする様々な補機（例えば発電機、空調用コンプレッサ、パワーステアリング用コンプレッサ、モータジェネレータ、燃圧上昇用の高圧ポンプ、オイルポンプ等）が搭載されている。

これらの補機は、エンジントルクで駆動されるため、エンジン運転中に補機の駆動トルク（エンジントルクのうちの補機で消費されるトルク）が急激に変化すると、要求エンジントルクが小さいアイドル時には不快なエンジン回転変動が発生する原因となる。

そこで、特許文献１（特許第２８９０５８６号公報）に記載されているように、トルク変動を検出し、このトルク変動に応じて吸入空気量と発電機（オルタネータ）の発電量とを有機的に関連付けて制御し、吸入空気量の増量が間に合わない期間だけ、発電機の発電量を低下させることでエンジン回転速度を安定させるようにしたものがある。
特許第２８９０５８６号公報（第４頁〜第５頁等）

ところで、エンジントルクを制御する燃料噴射系、点火系、空気系等のシステムが故障すると、エンジントルクを正常に制御できなくなるため、このような故障状態で、上記特許文献１の制御を継続すると、アイドル時には、却ってエンジン回転変動を大きくしてしまったり、エンジンストールが発生したりする原因となり、走行時には運転者の意思に反した車両の加減速が発生する原因となる。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、エンジントルク制御に影響を与える故障が発生した場合に、エンジントルク制御に与える故障の影響を少なくしながら補機を駆動することができる補機付きエンジンの制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、補機の駆動トルクを制御する補機制御手段と、エンジントルクを制御するエンジン制御手段と、このエンジン制御手段によるエンジントルク制御に影響を与える故障を検出する故障検出手段とを備え、前記補機制御手段は、前記故障検出手段で故障が検出されたときに前記補機の駆動制御を変更するようにしたものである。この構成によれば、エンジントルク制御に影響を与える故障が発生した場合には、その故障を検出した時点で、補機の駆動制御をエンジントルク制御に与える故障の影響が少なくなるように変更することが可能となり、エンジントルク制御に与える故障の影響を少なくしながら補機を駆動することができる。

本発明による制御対象となる補機は、請求項２のように、発電機、空調用コンプレッサ、パワーステアリング用コンプレッサ、モータジェネレータのうちのいずれか１つ以上を搭載した車両に適用すると良い。これらの補機は、いずれも比較的大きな駆動トルクを必要とするため、エンジントルク制御に影響を与える故障が発生した時に、故障発生前と同様の補機駆動制御を継続すると、エンジントルク制御に与える故障の影響が大きくなるためである。

また、請求項３のように、故障検出手段で故障が検出されていない期間は、補機の駆動トルクをエンジン制御手段で制御されるエンジントルクに合わせて協調制御するようにすると良い。このようにすれば、故障が発生していないときには、要求補機駆動トルクの急変時でも、車両を要求車両駆動トルクで駆動できるように補機の駆動トルクを協調制御することができ、要求補機駆動トルクの急変時におけるエンジン回転変動や運転者の意思に反した車両の加減速を抑制することができる。

また、請求項４のように、故障検出手段で故障が検出されたときに、要求補機駆動トルクの変化に対して補機の駆動トルクを通常よりも徐々に変化させる徐変制御に変更するようにしても良い。このようにすれば、故障発生時に、要求補機駆動トルクが急変しても、徐変制御により補機の駆動トルクを通常よりも徐々に緩やかに変化させることができるため、補機の駆動トルクの急変によって引き起こされるエンジン回転変動の増大や車両の加減速を防止することができる。

発電機を徐変制御する場合は、請求項５のように、発電電流の徐変、発電励磁電流の徐変、発電指令デューティの徐変、要求発電トルク（要求発電機駆動トルク）の徐変のいずれか１つ以上を実行するようにすれば良い。いずれの方法でも、故障発生時に発電機の駆動トルクが急変することを回避することができる。

また、請求項６のように、故障検出手段で検出した故障の重大度に応じて徐変制御の徐変速度を変更するようにしても良い。このようにすれば、故障の重大度が重度になるほど、徐変制御の徐変速度を遅くして、エンジントルクへの影響を少なくするという制御が可能となり、徐変制御の徐変速度を一定とする場合よりも、故障発生時の制御特性を向上できる。但し、本発明は、制御ロジックを簡単にするために、徐変制御の徐変速度を一定としても良いことは言うまでもない。

また、請求項７のように、故障検出手段により故障が検出されたときに、発電機で充電するバッテリの充電電圧が目標充電電圧で一定となるように該発電機の発電量を制御する電圧一定制御に変更するようにしても良い。このようにすれば、故障発生時に、発電機の駆動トルクがエンジントルクとは協調しない電圧一定制御に変更できるので、エンジントルク制御に与える故障の影響を少なくすることができる。

或は、請求項８のように、故障検出手段で検出した故障の重大度に応じて電圧一定制御と徐変制御とを切り換えるようにしても良い。このようにすれば、例えば、軽度の故障が検出されたときに、電圧一定制御を選択し、重度の故障が検出されたときに、発電機の駆動トルクの変動が制限される徐変制御を選択するという、故障の重大度に応じた発電機駆動制御の切り換えが可能となり、故障発生時の発電機の制御特性を向上できる。

また、請求項９のように、故障検出手段で検出した故障の重大度とエンジン運転条件に応じて電圧一定制御と徐変制御とを切り換えるようにしても良い。このようにすれば、故障の重大度の他に、エンジントルク等のエンジン運転条件も考慮して電圧一定制御と徐変制御とをより適正に切り換えることができ、故障発生時の発電機の制御特性を更に向上できる。

また、請求項１０のように、故障検出手段は、エンジン本体、燃料噴射系システム、エバポガスパージシステム、スロットルシステム、アイドル回転制御システム、動弁系駆動システム、吸入空気量センサ、吸気圧センサ、排気ガス再循環システム、排気ガスセンサ、点火系システムのいずれか１つ以上の故障を検出するようにすると良い。これらのシステムは、いずれもエンジントルク制御に影響を与える要因となるためである。

以下、本発明を発電機とエンジンの協調制御システムに適用した２つの実施例１，２を説明する。

まず、図１に基づいてシステム全体の構成を説明する。
エンジン１１の空気系、燃料噴射系、点火系の各装置は、制御装置１２内のエンジン制御手段１３によって制御される。制御装置１２には、エンジン制御手段１３の他に、車両制御手段１４、発電機制御手段１５（補機制御手段）、電源制御手段１６、故障検出手段１８が設けられ、これら各制御手段１３〜１６と故障検出手段１８が信号線によって接続されている。

車両制御手段１４は、車両の走行に必要なエンジントルク（以下「要求車両駆動トルク」という）を算出して、この要求車両駆動トルクの情報をエンジン制御手段１３に送信する。

発電機制御手段１５は、エンジントルクで駆動される補機類のうちの発電機（オルタネータ）１７の発電電流を制御するものであり、エンジン制御手段１３から送信されてくる許可発電トルクに基づいて発電機１７の界磁コイルに流す励磁電流を制御することで、発電機１７の発電電流を制御する。

電源制御手段１６は、発電機制御手段１５と、各種の電気負荷１９ａ，１９ｂを制御する負荷制御手段２０ａ，２０ｂに接続され、電気負荷１９ａ，１９ｂの動作状態（消費電流）とバッテリ２１の充電状態を検出して、発電機１７に要求する発電電流（以下「要求発電電流」という）を算出すると共に、この要求発電電流に応じて発電機１７を駆動するのに必要なトルク（以下「要求発電トルク」という）を算出する要求発電トルク演算手段（要求補機駆動トルク演算手段）としての機能を備えている。

これら４つの制御手段１３〜１６は、それぞれ別々のマイクロコンピュータ（ＥＣＵ）で構成しても良いし、１つのマイクロコンピュータ（ＥＣＵ）に２つ以上の制御手段の機能を持たせるようにしても良い。

一方、故障検出手段１８は、エンジン制御手段１３によるエンジントルク制御に影響を与える故障を検出する自己診断機能を備え、例えば、エンジン１１本体、燃料噴射系システム、エバポガスパージシステム、スロットルシステム、アイドル回転制御システム（ＩＳＣ）、動弁系駆動システム、吸入空気量センサ、吸気圧センサ、排気ガス再循環システム（ＥＧＲ）、排気ガスセンサ、点火系システムのいずれか１つ以上の故障を検出する。この故障検出手段１８は、エンジン運転中に故障診断対象の動作状態を監視し、その動作状態が正常範囲から外れたときに、それを“故障”として検出すると共に、その故障の重大度を判定する。

次に、図２に基づいて発電機１７とエンジン１１との協調制御を説明する。
エンジン制御手段１３は、要求エンジントルク演算手段３１、要求吸入空気量演算手段３２、吸入空気量制御手段３３、筒内充填空気量予測手段３４、ベースエンジントルク予測手段３５、トルク補正手段３６、点火時期補正手段３７、実エンジントルク予測手段３８及び許可発電トルク演算手段３９（許可補機駆動トルク演算手段）としての機能を備えている。

ここで、要求エンジントルク演算手段３１は、車両制御手段１４で演算した要求車両駆動トルクと電源制御手段１６で演算した要求発電トルク（要求発電機駆動トルク）とを加算して要求エンジントルクを演算する。

要求吸入空気量演算手段３２は、要求エンジントルクを発生するのに必要な吸入空気量（以下「要求吸入空気量」という）を演算し、吸入空気量制御手段３３は、要求吸入空気量に応じた要求スロットル開度を演算して電子スロットル装置４０のスロットル開度を制御して吸入空気量を制御する。

筒内充填空気量予測手段３４は、スロットルバルブを通過した吸入空気が筒内に吸入されるまでの吸入空気の挙動を模擬した吸気系モデルに要求吸入空気量を入力して、筒内に吸入される実際の空気量（筒内充填空気量）を予測し、ベースエンジントルク予測手段３５は、予測した筒内充填空気量で発生するエンジントルク（以下「ベースエンジントルク」という）を予測する。この際、ベースエンジントルク予測手段３５は、予測した筒内充填空気量の他に、エンジン運転条件から予め設定される点火時期及び／又は燃料噴射量も考慮してベースエンジントルクを予測する。要するに、筒内充填空気量、点火時期、燃料噴射量は、いずれもエンジントルクを変化させる主要なパラメータであるため、これらに基づいてベースエンジントルクを予測すれば、ベースエンジントルクの予測精度を向上させることができる。

トルク補正手段３６は、要求エンジントルクとベースエンジントルクとの偏差（吸気系の応答遅れによるトルク不足分）を演算して、その偏差に基づいて点火時期補正手段３７により点火時期の補正量を演算して、点火時期を補正してエンジントルクを補正する。トルク補正手段３６は、点火時期の補正限界をエンジン運転条件に応じて設定する点火補正ガード手段（図示せず）を備え、点火時期の補正限界の範囲内で点火時期の補正によって得られるトルク補正量が要求エンジントルクとベースエンジントルクとの偏差（吸気系の応答遅れによるトルク不足分）に近付くように点火時期の補正量を設定する。

実エンジントルク予測手段３８は、トルク補正手段３６によるトルク補正量をベースエンジントルクに加算して、次回の演算タイミングで実現できる実エンジントルクを予測する。許可発電トルク演算手段３９は、予測した実エンジントルクと要求車両駆動トルクとの差分を許可発電トルク（許可補機駆動トルク）として演算する。

発電機制御手段１５は、許可発電トルク演算手段３９で演算した許可発電トルクに基づいて発電機１７の界磁コイルに流す励磁電流を制御することで、発電機１７の発電電流を制御する。

本実施例１では、発電機制御手段１５は、故障検出手段１８で故障が検出されていない期間には、上述した処理により発電機１７の駆動トルクをエンジン制御手段１３で制御されるエンジントルクに合わせて制御する“協調制御”を実行し、故障検出手段１８で故障が検出されたときに、検出した故障の重大度に応じて、発電機１７の駆動制御を“徐変制御”と“電圧一定制御”とを切り換える。

ここで、徐変制御は、要求発電トルク（許可発電トルク）の変化に対して発電機１７の駆動トルクを通常よりも徐々に緩やかに変化させる制御である。この徐変制御は、発電電流の徐変、発電励磁電流の徐変、発電指令デューティの徐変、要求発電トルクの徐変のいずれか１つ以上を用いて実行するようにすれば良い。一方、電圧一定制御は、発電機１７で充電するバッテリ２１の充電電圧が目標充電電圧で一定となるように該発電機１７の発電量をフィードバック制御する制御である。

一般に、発電機１７の駆動トルクがエンジントルク制御に与える影響度合が協調制御→電圧一定制御→徐変制御の順に小さくなることを考慮して、故障検出時に、故障の重大度（軽度／重度）を判定し、軽度の故障であれば、発電機１７の駆動トルクがエンジントルクとは協調しない電圧一定制御に切り換え、重度の故障であれば、発電機１７の駆動トルクの変動が制限される徐変制御に切り換える（図３参照）。更に、本実施例１では、故障が検出された場合でも、エンジントルク制御に与える影響が許容範囲内に収まるような非常に軽微な故障であれば、故障前と同様の協調制御を継続する（図３参照）。

図４に示すように、故障診断の対象部品毎に故障内容に応じて故障の重大度を判定して発電機１７の制御モードを切り換える。例えば、アクセル開度を検出するアクセルセンサは、フェールセーフ性を高めるための２系統設けられているため、一方のアクセルセンサの電源系又はグランド（ＧＮＤ）系のみがショート又は断線しても、他方のアクセルセンサでアクセル開度を検出できるため、非常に軽微な故障と判断して故障前と同様の協調制御を継続する。また、２つのアクセルセンサの電源系又はグランド系が両方ともショート又は断線すれば、アクセル開度を検出不能になるため、重度の故障と判断して発電機１７の制御モードを徐変制御に切り換える。また、２つのアクセルセンサのいずれか一方でも出力特性の異常が検出されれば、アクセル開度を誤検出する可能性があるため、重度の故障と判断して発電機１７の制御モードを徐変制御に切り換える。

以上説明した発電機１７の制御は、図５の発電機制御ルーチンによって実行される。この図５の発電機制御ルーチンは、エンジン運転中に所定周期（例えば３２ｍｓ周期）で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジントルク制御に影響を与える故障（例えば、エンジン１１本体、燃料噴射系システム、エバポガスパージシステム、スロットルシステム、アイドル回転制御システム、動弁系駆動システム、吸入空気量センサ、吸気圧センサ、排気ガス再循環システム、排気ガスセンサ、点火系システムのいずれか１つ以上の故障）が故障検出手段１８によって検出されているか否かを判定し、故障が検出されていなければ、ステップ１０５に進み、後述する図６の協調制御ルーチンを実行して、発電機１７の駆動トルクをエンジン制御手段１３で制御されるエンジントルクに合わせて協調制御する。

これに対して、上記ステップ１０１で、故障が検出されていれば、ステップ１０２に進み、故障の重大度を判定して故障の重大度に応じた制御を選択する。例えば、エンジントルク制御に与える影響が許容範囲内に収まるような非常に軽微な故障であれば、ステップ１０５に進み、故障前と同様の協調制御を継続する。

また、軽度の故障であれば、ステップ１０３に進み、発電機１７の駆動トルクがエンジントルクとは協調しない電圧一定制御に切り換える。この電圧一定制御では、発電機１７で充電するバッテリ２１の充電電圧が目標充電電圧で一定となるように該発電機１７の発電量をフィードバック制御する。この際、故障の重大度が重度になるほど、バッテリ２１の許容充電電圧範囲内で目標充電電圧を低下させて、エンジントルクへの影響を少なくするようにしても良い。

また、重度の故障であれば、ステップ１０４に進み、発電機１７の駆動トルクの変動が制限される徐変制御に切り換える。この徐変制御では、要求発電トルク（許可発電トルク）の変化に対して発電機１７の駆動トルクを通常よりも徐々に緩やかに変化させる。この徐変制御は、発電電流の徐変、発電励磁電流の徐変、発電指令デューティの徐変、要求発電トルクの徐変のいずれか１つ以上を用いて実行するようにすれば良い。この際、故障の重大度が重度になるほど、徐変制御の徐変速度を遅くして、エンジントルクへの影響を少なくするようにしても良い。

図６の協調制御ルーチンは、上記図５の発電機制御ルーチンのステップ２０５で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、電源制御手段１６は、負荷制御手段２０ａ，２０ｂから受信した電気負荷１９ａ、１９ｂの動作状態（消費電流）とバッテリ２１の充電状態に基づいて、発電機１７に要求する発電電流（要求発電電流）を算出し、この要求発電電流の情報を発電機制御手段１５に送信する。

この後、ステップ２０２に進み、発電機制御手段１５は、発電機モデルを用いて、発電機１７を上記要求発電電流に応じて駆動するのに必要なトルク（要求発電トルク）を算出する。ここで、発電機モデルは、発電機１７の発電電流（要求発電電流）、発電機１７の回転速度（又はエンジン回転速度）、電源バス電圧等をパラメータとして発電トルクを算出するモデルである。そして、次のステップ２０３で、要求発電トルクの情報をエンジン制御手段１３に送信する。

この後、ステップ２０４に進み、エンジン制御手段１３は、発電機制御手段１５で算出された要求発電トルクと車両制御手段１４で算出された要求車両駆動トルクとを合計したトルクを要求エンジントルクとして算出する。そして、次のステップ２０５で、エンジン制御手段１３は、要求エンジントルクを発生するのに必要な吸入空気量（要求吸入空気量）を算出した後、ステップ２０６に進み、吸気系の応答遅れを模擬した吸気系モデルに要求吸入空気量を入力して、筒内に吸入される実際の空気量（筒内充填空気量）を予測する。この後、ステップ２０７に進み、予測した筒内充填空気量と、エンジン運転条件から予め設定される点火時期及び／又は燃料噴射量を考慮してベースエンジントルクを予測する。

そして、次のステップ２０８で、エンジン制御手段１３は、現在のエンジン運転条件（例えばエンジン回転速度と負荷）から点火時期の設定可能範囲（点火時期の補正限界）をマップ等により算出する。

この後、ステップ２０９に進み、要求エンジントルクとベースエンジントルクとの偏差（吸気系の応答遅れによるトルク不足分）を算出して、その偏差に基づいて上記点火時期の設定可能範囲内（点火時期の補正限界内）で点火時期の補正によって得られるトルク補正量が要求エンジントルクとベースエンジントルクとの偏差（吸気系の応答遅れによるトルク不足分）に近付くように点火時期の補正量を設定する。そして、次のステップ２１０で、要求エンジントルクを実現するためのスロットル開度と、上記点火時期の補正量で補正した点火時期をエンジン１１に指令する。

この後、ステップ２１１に進み、点火時期の補正によるトルク補正量をベースエンジントルクに加算して、次回の演算タイミングで実現できる実エンジントルクを予測し、次のステップ２１２で、予測した実エンジントルクと要求車両駆動トルクとの差分を許可発電トルクとして算出する。そして、次のステップ２１３で、エンジン制御手段１３は、許可発電トルクの情報を発電機制御手段１５に送信する。

次のステップ２１４で、発電機制御手段１５は、許可発電トルクに対応する発電電流を指令発電電流として算出する。この後、ステップ２１５に進み、発電機制御手段１５は、指令発電電流相当分の発電を行わせるように発電機１７の励磁電流を制御する。

ところで、協調制御の実行中に、要求発電電流がステップ状に増加すると、要求発電トルク、要求エンジントルク、要求吸入空気量（スロットル開度）もステップ状に増加するが、スロットル開度の変化（スロットル通過空気量の変化）がエンジントルクの変化（筒内充填空気量の変化）として現れるまでには、吸気系の応答遅れ（スロットルバルブを通過した吸入空気が筒内に吸入されるまでの遅れ）が発生する。

そこで、協調制御の実行中に、要求発電電流がステップ状に増加した時点で、吸気系の応答遅れを考慮して点火時期を補正する。しかし、点火時期の補正によって確保できるトルク量には限界があり、しかも、点火時期をノッキング限界付近や安定燃焼限界付近に制御して運転している場合には、点火時期の許容補正範囲が非常に狭く、点火時期の補正によって増減できるトルク補正量は小さい。このため、要求発電電流（要求発電トルク）が急激に大きく変化したときには、吸入空気量と共に点火時期を補正しても、要求発電トルクの急変量に対してトルク補正量が不足する。

この対策として、本実施例１では、協調制御の実行中に、吸気系の応答遅れを考慮して筒内充填空気量を予測してその筒内充填空気量に応じたベースエンジントルクを予測し、要求エンジントルクと該ベースエンジントルクとの偏差（吸気系の応答遅れによるトルク不足分）に基づいて点火時期を補正すると共に、この点火時期の補正によって得られるトルク補正量を演算し、そのトルク補正量をベースエンジントルクに加算して実エンジントルクを予測し、予測した実エンジントルクと要求車両駆動トルクとの差分を許可発電トルクとして演算して、この許可発電トルクで発電機１７を駆動する。このようにすれば、要求発電電流（要求発電トルク）の急変時でも、車両を要求車両駆動トルクで駆動できるように発電機１７の駆動トルクを許可発電トルクで規制することができ、要求発電電流（要求発電トルク）の急変時におけるエンジン回転変動や運転者の意思に反した車両の加減速を抑制することができる。

しかも、本実施例１では、協調制御の実行中に、点火時期の補正限界をエンジン運転条件に応じて設定し、この点火時期の補正限界の範囲内で点火時期の補正によって得られるトルク補正量が要求エンジントルクとベースエンジントルクとの偏差（吸気系の応答遅れによるトルク不足分）に近付くように点火時期の補正量を設定するようにしたので、点火時期の補正限界の範囲内で許可発電トルクを要求発電トルクに近付けることができ、点火時期の補正限界の範囲内で要求発電トルクに対する応答性を高めることができる。

ところで、エンジントルクを制御する燃料噴射系、点火系、空気系等のシステムが故障すると、エンジントルクを正常に制御できなくなるため、このような故障状態で、上記協調制御を継続すると、アイドル時には、却ってエンジン回転変動を大きくしてしまったり、エンジンストールが発生したりする原因となり、走行時には運転者の意思に反した車両の加減速が発生する原因となる。

そこで、本実施例１では、エンジントルク制御に影響を与える故障が発生した場合は、その故障を故障検出手段１８により検出した時点で、発電機１７の駆動制御をエンジントルク制御に与える故障の影響が少なくなる制御（電圧一定制御又は徐変制御）に変更するようにしたので、故障発生時にエンジントルク制御に与える故障の影響を少なくしながら発電機１７を駆動することができる。

しかも、本実施例１では、故障検出手段１８で検出した故障の重大度に応じて電圧一定制御と徐変制御とを切り換えるようにしたので、軽度の故障が検出されたときに、電圧一定制御を選択し、重度の故障が検出されたときに、発電機１７の駆動トルクの変動が制限される徐変制御を選択するという、故障の重大度に応じた発電機１７の駆動制御の切り換えが可能となり、故障発生時の発電機１７の制御特性を向上できる。

但し、本発明は、故障検出手段１８で故障を検出したときに、故障の重大度を判断せずに、電圧一定制御と徐変制御のいずれか一方のみを実行するようにしても良い。例えば、故障検出時に徐変制御のみを実行する場合は、制御ロジックを簡単にするために、徐変制御の徐変速度を一定としても良いが、故障検出手段１８で検出した故障の重大度に応じて徐変制御の徐変速度を変更するようにしても良い。このようにすれば、故障の重大度が重度になるほど、徐変制御の徐変速度を遅くして、エンジントルクへの影響を少なくするという制御が可能となり、徐変制御の徐変速度を一定とする場合よりも、故障発生時の制御特性を向上できる。

また、故障検出時に電圧一定制御のみを実行する場合は、故障検出手段１８で検出した故障の重大度に応じてバッテリ２１の目標充電電圧を変更するようにしても良い。このようにすれば、故障の重大度が重度になるほど、バッテリ２１の許容充電電圧範囲内で目標充電電圧を低下させて、エンジントルクへの影響を少なくするという制御が可能となり、目標充電電圧を一定とする場合よりも、故障発生時の制御特性を向上できる。

上記実施例１では、故障検出手段１８で検出した故障の重大度に応じて電圧一定制御と徐変制御とを切り換えるようにしたが、故障検出手段１８で検出した故障の重大度とエンジン運転条件に応じて電圧一定制御と徐変制御とを切り換えるようにしても良い。

以下、これを具体化した本発明の実施例２を説明する。本実施例２では、図７の発電機制御ルーチンを実行する。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、エンジントルク制御に影響を与える故障が故障検出手段１８によって検出されているか否かを判定し、故障が検出されていなければ、ステップ３０７に進み、前記図６の協調制御ルーチンを実行して、発電機１７の駆動トルクをエンジン制御手段１３で制御されるエンジントルクに合わせて協調制御する。

これに対して、上記ステップ３０１で、故障が検出されていれば、ステップ３０２に進み、故障の重大度を判定して故障の重大度に応じた制御を選択する。この際、エンジントルク制御に与える影響が許容範囲内に収まるような非常に軽微な故障であれば、ステップ３０７に進み、故障前と同様の協調制御を継続する。

また、軽度又は重度の故障であれば、ステップ３０３に進み、エンジン運転条件を表す代表的な情報であるエンジントルクを所定値と比較し、エンジントルクが所定値よりも大きければ、エンジントルクにある程度の余裕があり、電圧一定制御による発電機１７の駆動トルクの変動がエンジントルク制御に与える影響が許容範囲内であると判断して、ステップ３０５に進み、故障の重大度を問わず、電圧一定制御に切り換える。これにより、例えば、重度の故障であっても、エンジントルクが所定値よりも大きければ、前記実施例１と異なり、徐変制御ではなく、電圧一定制御に切り換えて、バッテリ２１の充電電圧を一定に維持する。この電圧一定制御は、前記実施例１と同様の方法で実行すれば良い。

また、上記ステップ３０３で、エンジントルクが所定値以下と判定されれば、発電機１７の駆動トルクの変動がエンジントルク制御に与える影響が相対的に大きいと判断して、ステップ３０４に進み、故障の重大度に応じた制御が徐変制御であるか否か（重度の故障であるか否か）を判定し、故障の重大度に応じた制御が徐変制御であれば、ステップ３０６に進み、発電機１７の駆動トルクの変動が制限される徐変制御に切り換える。この徐変制御は、前記実施例１と同様の方法で実行すれば良い。

また、上記ステップ３０４で「Ｎｏ」と判定されれば、故障の重大度に応じた制御が電圧一定制御である（軽度の故障である）と判断して、ステップ３０５に進み、電圧一定制御に切り換える。これにより、エンジントルクが所定値以下の場合は、前記実施例１と同様に、軽度の故障であれば、電圧一定制御が実行され、重度の故障であれば、徐変制御が実行される。

以上説明した本実施例２によれば、故障検出手段１８で検出した故障の重大度とエンジントルクに応じて電圧一定制御と徐変制御とを切り換えるようにしたので、故障の重大度の他に、エンジントルクも考慮して電圧一定制御と徐変制御とをより適正に切り換えることができ（重度の故障の場合でも、エンジントルクに余裕があるときには電圧一定制御を実行してバッテリ２１の充電電圧を一定に維持することができ）、故障発生時の発電機１７の制御特性（バッテリ２１の充電性能）を更に向上できる。

尚、本実施例２では、エンジン運転条件を表す情報としてエンジントルクを用いたが、これに代えて、例えば、吸入空気量、吸気管圧力、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転速度等のいずれかを用いて、このエンジン運転条件を表す情報と故障の重大度とに応じて電圧一定制御と徐変制御とを切り換えるようにしても良い。

或は、エンジン運転条件を表す情報として２つ以上のパラメータを用いてマップ等によりエンジン運転領域を判定し、このエンジン運転領域と故障の重大度とに応じて電圧一定制御と徐変制御とを切り換えるようにしても良い。

また、上記実施例１，２において、故障が検出されないときに実行する協調制御は、図６の協調制御ルーチンによる制御に限定されず、他の方法で発電機１７の駆動トルクをエンジン制御手段１３で制御されるエンジントルクに合わせて制御するようにしても良い。

また、上記実施例１，２は、エンジントルク制御と発電機１７の駆動制御とを協調させるシステムに本発明を適用した実施例であるが、発電機１７以外の補機（例えば空調用コンプレッサ、パワーステアリング用コンプレッサ、モータジェネレータのいずれか）とエンジントルク制御とを協調させるシステムに本発明を適用しても良く、勿論、２つ以上の補機とエンジントルク制御とを協調させるシステムに本発明を適用しても良いことは言うまでもない。

本発明の実施例１におけるシステム全体の構成を示すブロック図である。 実施例１の制御系の機能を説明するブロック図である。 実施例１の故障の重大度と制御モードとの関係を説明する図である。 実施例１の故障診断対象の部品と故障内容と制御モードとの関係を説明する図である。 実施例１の発電機制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 実施例１の協調制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 実施例２の発電機制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。

符号の説明

１１…エンジン、１２…制御装置、１３…エンジン制御手段、１４…車両制御手段、１５…発電機制御手段（補機制御手段）、１６…電源制御手段、１７…発電機、１８…故障検出手段、１９ａ，１９ｂ…電気負荷、２０ａ，２０ｂ…負荷制御手段、２１…バッテリ、３１…要求エンジントルク演算手段、３２…要求吸入空気量演算手段、３３…吸入空気量制御手段、３４…筒内充填空気量予測手段、３５…ベースエンジントルク予測手段、３６，３６ａ…トルク補正手段、３７…点火時期補正手段、３７ａ…燃料噴射量補正手段、３８…実エンジントルク予測手段、３９…許可発電トルク演算手段、４０…電子スロットル装置

Claims (10)

1. 車両を駆動するエンジン及び該エンジンの出力トルク（以下「エンジントルク」という）で駆動される補機を備えた補機付きエンジンの制御装置において、
   前記補機の駆動トルクを制御する補機制御手段と、
   前記エンジントルクを制御するエンジン制御手段と、
   前記エンジン制御手段によるエンジントルク制御に影響を与える故障を検出する故障検出手段とを備え、
   前記補機制御手段は、前記故障検出手段で故障が検出されたときに前記補機の駆動制御を変更することを特徴とする補機付きエンジンの制御装置。
2. 前記補機は、発電機、空調用コンプレッサ、パワーステアリング用コンプレッサ、モータジェネレータのうちのいずれか１つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の補機付きエンジンの制御装置。
3. 前記補機制御手段は、前記故障検出手段で故障が検出されていない期間には、前記補機の駆動トルクを前記エンジン制御手段で制御されるエンジントルクに合わせて協調制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の補機付きエンジンの制御装置。
4. 前記補機制御手段は、前記故障検出手段で故障が検出されたときに、要求補機駆動トルクの変化に対して前記補機の駆動トルクを通常よりも徐々に変化させる徐変制御に変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の補機付きエンジンの制御装置。
5. 前記補機は、発電機であり、
   前記補機制御手段は、前記徐変制御の実行中に、前記発電機の発電電流の徐変、発電励磁電流の徐変、発電指令デューティの徐変、要求発電トルクの徐変のいずれか１つ以上を実行することを特徴とする請求項４に記載の補機付きエンジンの制御装置。
6. 前記補機制御手段は、前記故障検出手段で検出した故障の重大度に応じて前記徐変制御の徐変速度を変更することを特徴とする請求項４又は５に記載の補機付きエンジンの制御装置。
7. 前記補機は、発電機であり、
   前記補機制御手段は、前記故障検出手段により故障が検出されたときに、前記発電機で充電するバッテリの充電電圧が目標充電電圧で一定となるように該発電機の発電量を制御する電圧一定制御に変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の補機付きエンジンの制御装置。
8. 前記補機制御手段は、前記電圧一定制御の他に、要求発電トルクの変化に対して前記発電機の駆動トルクを通常よりも徐々に変化させる徐変制御を実行する手段を有し、前記故障検出手段で検出した故障の重大度に応じて前記電圧一定制御と前記徐変制御とを切り換えることを特徴とする請求項７に記載の補機付きエンジンの制御装置。
9. 前記補機制御手段は、前記故障検出手段で検出した故障の重大度とエンジン運転条件に応じて前記電圧一定制御と前記徐変制御とを切り換えることを特徴とする請求項８に記載の補機付きエンジンの制御装置。
10. 前記故障検出手段は、エンジン本体、燃料噴射系システム、エバポガスパージシステム、スロットルシステム、アイドル回転制御システム、動弁系駆動システム、吸入空気量センサ、吸気圧センサ、排気ガス再循環システム、排気ガスセンサ、点火系システムのいずれか１つ以上の故障を検出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の補機付きエンジンの制御装置。

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