WO2019225123A1 - 吸気弁システム - Google Patents

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WO2019225123A1
WO2019225123A1 PCT/JP2019/010037 JP2019010037W WO2019225123A1 WO 2019225123 A1 WO2019225123 A1 WO 2019225123A1 JP 2019010037 W JP2019010037 W JP 2019010037W WO 2019225123 A1 WO2019225123 A1 WO 2019225123A1
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WO
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engine
internal combustion
combustion engine
power generation
valve device
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PCT/JP2019/010037
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English (en)
French (fr)
Inventor
昭成 安江
吉岡　衛
Original Assignee
愛三工業株式会社
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present specification relates to an intake valve system including a valve device disposed in an intake device for an internal combustion engine mounted on a vehicle and generating electric power used in the vehicle.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-126194 discloses a power generation internal combustion engine mounted on a vehicle.
  • a valve device including a butterfly valve is disposed in an intake pipe of the internal combustion engine.
  • An internal combustion engine for power generation may not require high-accuracy output control as compared with an internal combustion engine for driving. For this reason, adopting an intake valve system suitable for intake of an internal combustion engine for power generation has been studied.
  • This specification provides an intake valve system suitable for an internal combustion engine for power generation.
  • the technology disclosed in the present specification relates to an intake valve system for an internal combustion engine that is mounted on a vehicle and generates electric power used in the vehicle.
  • the intake valve system includes a valve device including a valve body that is moved by a stepping motor, and a specific number of steps for driving the internal combustion engine with specific characteristics, the specific number of steps that the stepping motor should operate.
  • a control unit that controls the opening degree of the valve device by supplying a request to the valve device, and the control unit is configured to supply the request indicating the specific step number to the valve device.
  • the opening degree of the valve device may be adjusted by correcting the number of steps.
  • the valve device moves the valve body by the stepping motor.
  • the excitation position of the stator moves by the designated number of steps, and the rotor rotates.
  • the valve element is moved by the rotation of the rotor.
  • step-out occurs in which the rotor does not rotate in synchronization with the movement of the excitation position of the stator.
  • the actual characteristic of the internal combustion engine when the actual characteristic of the internal combustion engine is different from the intended specific characteristic, the number of steps is corrected and the opening degree of the valve device is adjusted. Thereby, the actual characteristic of the internal combustion engine can be brought close to a specific characteristic. According to this configuration, the actual characteristic of the internal combustion engine can be brought close to a specific characteristic by adjusting the opening degree of the valve device without using a sensor or the like that detects the opening degree of the valve device or the position of the rotor. .
  • the control unit operates the stepping motor at the specific number of steps in a situation where the request indicating the specific number of steps is supplied to the valve device and the rotation speed of the internal combustion engine is kept constant.
  • the opening degree of the valve device may be adjusted by correcting the number of steps. According to this configuration, since the rotation speed of the internal combustion engine is kept constant, it can be compared with a specific characteristic while the actual characteristic of the internal combustion engine is stable. Thereby, the number of steps can be corrected so as to be closer to the intended characteristics of the internal combustion engine.
  • the characteristics of the internal combustion engine may include at least one of the amount of power generated by the internal combustion engine, the rotational speed of the internal combustion engine, and the intake air amount. According to this configuration, the number of steps can be appropriately corrected by comparing at least one of the amount of power generated by the internal combustion engine, the rotational speed of the internal combustion engine, and the intake air amount.
  • the schematic diagram of the electric power system of vehicles in which the air intake device of an example is carried is shown.
  • 1 shows a schematic diagram of an intake system of an embodiment.
  • the expanded sectional view of the upstream of the intake manifold of an Example is shown.
  • the flowchart of the step number correction process of an Example is shown.
  • the data map which shows the correlation with the electric power generation amount by the engine of an Example and an intake air amount is shown.
  • the data map which shows the correlation with the air intake amount for explaining the step number correction process of an Example and the opening degree of a valve apparatus is shown.
  • the intake valve system 10 will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the intake valve system 10 is used in the intake system of the engine 2.
  • the engine 2 is mounted on a vehicle 1 such as an automobile, and is used for supplying power to a battery 6 mounted on the vehicle 1, for example.
  • the vehicle 1 includes a drive motor 8, a battery 6 that supplies power to the motor 8, a generator 4 that generates power to supply power to the battery 6, a power generation engine 2, and fuel for the engine 2.
  • a fuel supply unit 9 (see FIG. 2) for supplying and a main control unit 11 are mounted.
  • the vehicle 1 is controlled by the main control unit 11.
  • the main control unit 11 includes a CPU and a memory. Note that the vehicle 1 may include a driving engine separately from the engine 2 for driving.
  • the engine 2 is driven using the fuel supplied from the fuel supply unit 9 to rotate the generator 4 to cause the generator 4 to generate electric power.
  • the electric power generated by the generator 4 is used to drive the motor 8.
  • the electric power generated by the generator 4 is supplied to the battery 6 via the inverter 5a, and is supplied to the motor 8 via the inverter 5b. Thereby, the motor 8 is rotated and the wheel 3 is rotated via the axle 7.
  • the fuel supply unit 9 includes a fuel tank FT, a fuel pump FP, an injector 9a, and the like.
  • An intake pipe 100 and an exhaust pipe 200 are connected to the engine 2.
  • An intake valve system 10 is disposed between the intake pipe 100 and the engine 2.
  • a catalyst 202 is disposed in the exhaust pipe 200.
  • An intake valve system 10 is disposed between the engine 2 and the intake pipe 100. As shown in FIG. 3, the intake valve system 10 includes an intake manifold 12, a valve device 14, and an engine control unit 50 (hereinafter referred to as “ECU 50”).
  • the intake manifold 12 communicates the intake pipe 100 and the combustion chamber 2 a of the engine 2.
  • the engine 2 is controlled by the ECU 50.
  • the ECU 50 includes a CPU, a memory, and the like.
  • the ECU 50 acquires the remaining power of the battery 6 of the vehicle 1.
  • the ECU 50 acquires the output current value from a current sensor that detects the output current value of the battery 6 and calculates the remaining power of the battery 6 using the acquired output current value.
  • the ECU 50 charges the battery 6 by driving the engine 2 in accordance with the remaining power of the battery 6 while the system of the vehicle 1 is on. For this reason, the engine 2 may be stopped while the vehicle 1 is traveling while the system of the vehicle 1 is on.
  • the valve device 14 is attached to the intake manifold 12.
  • the valve device 14 includes a housing 30, a valve body 32, a shaft 34, and a motor 36.
  • the housing 30 is disposed to be inclined with respect to the intake manifold 12.
  • the housing 30 includes a motor housing portion 46 and a valve guide portion 42.
  • the motor housing 46 is attached to the intake manifold 12.
  • the motor housing portion 46 is disposed so as to protrude from the intake manifold 12.
  • a valve guide 42 is disposed on the intake manifold 12 side of the motor housing 46.
  • the valve guide portion 42 is molded with resin integrally with the intake manifold 12.
  • the valve guide part 42 has a partial cylindrical shape.
  • the valve guide portion 42 is disposed to be inclined with respect to the flow of intake air flowing through the intake manifold 12.
  • the motor housing 46 has a built-in motor 36.
  • the motor 36 includes a stepping motor that is rotationally driven by the number of steps indicated by the drive signal transmitted from the ECU 50.
  • a shaft 34 is attached to the motor 36.
  • the shaft 34 protrudes from the motor housing 46 to the valve guide 42 side.
  • the shaft 34 linearly moves in the axial direction by the rotational drive of the motor 36. That is, the shaft 34 advances and retreats in the axial direction of the shaft 34. Thereby, the length of the shaft 34 protruding from the motor accommodating portion 46 is changed.
  • a valve element 32 is attached to the tip of the shaft 34.
  • the valve body 32 has a circular shape when viewed from the axial direction of the shaft 34.
  • the valve body 32 is moved in the axial direction of the shaft 34 along with the linear movement of the shaft 34 so as to be detachable from the valve seat 40.
  • the communication between the intake pipe 100 and the engine 2 is blocked in the intake manifold 12.
  • a state in which the valve body 32 contacts the valve seat 40 is referred to as a fully closed state.
  • the opening degree of the valve device 14 is adjusted by moving the valve body 32 between the fully closed state and the fully open state.
  • the flow passage area in the intake manifold 12 is changed depending on the opening degree of the valve device 14. Thereby, the intake air amount to the engine 2 can be adjusted.
  • the ECU 50 can adjust the amount of intake air to the engine 2 by controlling the valve body 32 between the fully closed state and the fully open state.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a data map showing the correlation between the power generation amount generated by the generator 4 by driving the engine 2 and the intake air amount.
  • the horizontal axis in FIG. 5 indicates the intake air amount, and the vertical axis indicates the power generation amount.
  • the data map of FIG. 5 is specified in advance by experiments or the like and stored in the ECU 50.
  • the ECU 50 controls the engine 2 so that the power generation amount generated by the power generator 4 becomes one of the two power generation amounts 102 and 104.
  • the power generation amount 102 is a power generation amount in a state where the power generation efficiency by the engine 2 (that is, the ratio of the power generation amount to the fuel amount) is the highest.
  • the power generation amount 104 is the maximum power generation amount by the engine 2.
  • the ECU 50 normally controls the engine 2 so that power is generated with the power generation amount 102. However, in situations where a large amount of power generated by the engine 2 is necessary, such as when the amount of charge of the battery 6 is small, the ECU 50 controls the engine 2 so that power is generated with the amount of power generated 104. In a situation where the engine 2 should be controlled so that power is generated with the power generation amount 102, the ECU 50 opens the valve device 14 with the first number of steps. On the other hand, in a situation where the engine 2 should be controlled so that power is generated with the power generation amount 104, the ECU 50 opens the valve device 14 with a second step number larger than the first step number. The first step number and the second step number are specified in advance through experiments or the like and stored in the ECU 50.
  • the valve device 14 When the ECU 50 supplies the valve device 14 with a signal indicating the first step number or the second step number (hereinafter referred to as “specific step number”), the valve device 14 causes the motor 36 to have the number of steps indicated by the signal. Make it work. At this time, in the motor 36, even if the stator is operated by a specific number of steps, a so-called step-out occurs in which the rotor moves without synchronizing with the specific number of steps. When the step-out occurs, the valve device 14 does not open to the intended opening, and the intake air amount shifts. As shown in FIG. 5, when the intake air amount is deviated, the power generation amount by the engine 2 is deviated. Further, when the valve body 32 is worn due to aging deterioration or the like, even if the rotor moves in synchronization with a specific number of steps, the valve device 14 may not open to the intended opening and the power generation amount may shift. .
  • Step number correction processing In the intake valve system 10, the number of steps for adjusting the opening degree of the valve device 14 by correcting the number of steps when the power generation amount deviates without opening the valve device 14 to the intended opening degree due to step-out or wear. Correction processing is executed.
  • the step number correction process is started when the ECU 50 receives a request signal for driving the engine 2 from the main control unit 11 of the vehicle.
  • the ECU 50 opens the valve device 14 by a specific number of steps. Specifically, the ECU 50 sends a signal indicating a specific step number that is the first step number or the second step number corresponding to the power generation amount 102 or the power generation amount 104 to the valve device 14 in accordance with a request signal from the main control unit 11. Send. Thereby, the valve device 14 rotates the rotor by the specific number of steps. At this time, the valve device 14 may not open to the intended opening due to step-out, wear of the valve body 32, or the like.
  • the ECU 50 waits until the rotational speed of the engine 2 becomes constant.
  • the ECU 50 may stand by until at least one of the load factor of the engine 2 and the power generation amount in the generator 4 becomes constant together with or instead of the rotational speed of the engine 2.
  • the rotational speed of engine 2 is constant and stable (YES in S14)
  • S16 ECU 50 determines whether or not the current characteristics of engine 2 are different from the predetermined characteristics.
  • the ECU 50 determines whether or not the actual power generation amount of the generator 4 by the engine 2 at this time is within a predetermined power generation amount range.
  • the predetermined power generation amount range differs depending on whether the specific step number is the first step number or the second step number. As shown in FIG.
  • the predetermined power generation amount range is the first power generation amount range 112
  • the predetermined power generation amount The range is the second power generation amount range 114.
  • the first power generation amount range 112 is a range in which the power generation amount 102 (that is, the power generation amount in the state where the power generation efficiency by the engine 2 is the highest) is the median value.
  • the second power generation amount range 114 is a range in which the power generation amount 104 (that is, the maximum power generation amount by the engine 2) is a maximum value.
  • the predetermined power generation amount range is stored in the ECU 50 in advance.
  • the predetermined power generation amount range is a range of error in power generation amount caused by an error in intake air amount other than an opening error due to step-out or wear (for example, manufacturing tolerance of the valve device 14, atmospheric pressure, etc.), and an allowable error range. is there.
  • the current power generation amount of the generator 4 is within the predetermined power generation amount range, it is determined that the current characteristics of the engine 2 are not different from the predetermined characteristics (NO in S16), and the process proceeds to S21.
  • the power generation amount approximates the intended power generation amount. For this reason, it is not necessary to adjust the opening degree of the valve device 14.
  • the ECU 50 determines the number of correction steps. Specifically, the ECU 50 shows a data map showing the correlation between the power generation amount of the generator 4 and the intake air amount shown in FIG. 5, and the correlation between the intake air amount and the number of steps of the valve device 14 shown in FIG. The number of correction steps is determined using the data map.
  • the horizontal axis in FIG. 6 indicates the number of steps, and the vertical axis indicates the intake air amount.
  • a data map showing the correlation between the intake air amount and the number of steps in FIG. 6 is specified in advance by experiments or the like and stored in the ECU 50.
  • the ECU 50 determines at least one of the actual rotation speed and the intake air amount and the intended rotation speed and intake air amount for at least one of the rotation speed of the engine 2 and the intake air amount by the engine 2. If at least one of the intended engine speed and the intake air amount is different from each other, it is determined that the current characteristics of the engine 2 are different from the predetermined characteristics (YES in S16). In addition, it may be determined that the current characteristics of the engine 2 are not different from the predetermined characteristics (NO in S16). The power generation amount of the engine 2 and the rotation speed of the engine 2 have a correlation.
  • the data map indicating the correlation between the engine speed and the intake air amount is generated by the generator 4 by driving the engine 2 shown in FIG.
  • a data map similar to the data map indicating the correlation between the generated power generation amount and the intake air amount may be prepared in advance by experiments or the like.
  • the intake air amount of the engine 2 is used as the characteristic of the engine 2
  • the number of correction steps may be determined using the database of FIG.
  • a plurality of characteristics are used as the characteristics of the engine 2 in S16, when the current characteristics of the engine 2 are different from the predetermined characteristics for any of the plurality of characteristics (for example, the rotational speed of the engine 2 is the predetermined rotational speed).
  • the current characteristics of the engine 2 are the predetermined characteristics for all the characteristics of the plurality of characteristics. If not different, NO may be determined in S16.
  • YES is determined in S16, and the current engine 2 for any one of the plurality of characteristics is determined. May be determined to be NO in S16.
  • the ECU 50 calculates an intake air amount 118 corresponding to the actual power generation amount 106 of the generator 4 from the data map indicating the correlation between the power generation amount of the generator 4 and the intake air amount. Identify.
  • the ECU 50 specifies the intake air amount 120 corresponding to the power generation amount 102 at the center of the predetermined power generation amount range 112.
  • the ECU 50 specifies each of the step numbers 122 and 124 corresponding to the two specified intake air amounts 118 and 120 from the data map indicating the correlation between the intake air amount and the number of steps.
  • the correction step number is determined by subtracting the step number 122 from the specified step number 124.
  • the predetermined power generation amount range is the power generation amount range 114
  • the difference in the number of steps between the maximum power generation amount 104 in the power generation amount range 114 and the actual power generation amount is determined as the correction step number.
  • the ECU 50 operates the valve device 14 by the number of correction steps determined in S18, and returns to S14.
  • the ECU 50 determines whether or not the engine 2 should be stopped. Specifically, the ECU 50 monitors the reception of a signal for stopping the engine 2 from the main control unit 11 (NO in S21). When a signal for stopping the engine 2 is received from the main control unit 11, the ECU 50 determines that the engine 2 should be stopped (YES in S21), and proceeds to S22. In S22, the ECU 50 closes the valve device 14 in a fully closed state, and ends the step number correction process. When the ECU 50 is closed to the fully closed state, the ECU 50 causes the valve device 14 to execute an initialization operation. In the initialization operation, the motor 36 is controlled to be in an initial state (that is, a state where the rotor is disposed at a predetermined initial position) in the fully closed state.
  • step number correction process when the actual characteristic of the engine 2 is different from the intended specific characteristic, the step number is corrected and the opening degree of the valve device 14 is adjusted. Thereby, the actual characteristic of the engine 2 can be brought close to a specific characteristic. According to this configuration, the actual characteristic of the engine 2 is brought close to a specific characteristic by adjusting the opening of the valve device 14 without using a sensor or the like that detects the opening of the valve device 14 or the position of the rotor. Can do.
  • step number correction process since the rotation speed of the engine 2 is kept constant, the opening degree can be adjusted while the actual characteristics of the engine 2 are stable. The number of steps can be appropriately corrected so as to be closer to the intended characteristics of the engine 2.
  • the power generation amount 106 is an example of “actual characteristics of the internal combustion engine”, and the power generation amount ranges 112 and 114 are examples of “specific characteristics”.
  • the valve device 14 of the embodiment is a so-called poppet valve in which the shaft 34 and the valve body 32 move linearly.
  • the configuration of the valve device 14 is not limited to this, and may be a butterfly valve or the like operated by a stepping motor.
  • the characteristics of the engine 2 are compared (S16), and the correction step number is determined (S18).
  • the characteristics of the engine 2 may be compared to determine the number of correction steps.
  • the characteristics of the engine 2 may be compared to determine the number of correction steps.
  • the characteristics of the engine 2 that are fluctuated may be compared with the fluctuation of the rotational speed of the engine 2.
  • Vehicle 2 Engine 2a: Combustion chamber 3: Wheel 4: Generator 5: Inverter 6: Battery 7: Axle 8: Motor 9: Fuel supply unit 9a: Injector 10: Intake valve system 11: Main control unit 12: Intake Manifold 14: Valve device 30: Housing 32: Valve body 34: Shaft 36: Motor 40: Valve seat 42: Valve guide part 46: Motor housing part 50: Engine control unit (ECU) 100: Intake pipe 200: Exhaust pipe

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Abstract

車両に搭載されて前記車両で使用される電力を発電する内燃機関の吸気弁システムであって、ステッピングモータによって移動される弁体を備える弁装置と、前記内燃機関が特定の特性で駆動すべき場合に前記特定の特性に対応する特定ステップ数で前記ステッピングモータを動作させて前記弁装置の開度を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ステッピングモータが前記特定ステップ数で動作されている間に駆動中の前記内燃機関の実際の特性が前記特定の特性と異なる場合に、ステップ数を補正して前記弁装置の前記開度を調整してもよい。

Description

吸気弁システム
　本明細書は、車両に搭載される内燃機関であって車両で使用される電力を発電する内燃機関のための吸気装置に配置される弁装置を備える吸気弁システムに関する。
　特開２０１２－１２６１９４号公報に、車両に搭載される発電用の内燃機関が開示されている。内燃機関の吸気管には、バタフライ弁を備える弁装置が配置されている。
　発電用の内燃機関では、駆動用の内燃機関と比較して、精度が高い出力の制御が要求されない場合がある。このため、発電用の内燃機関の吸気に適した吸気弁システムを採用することが検討されている。
　本明細書は、発電用の内燃機関に適した吸気弁システムを提供する。
　本明細書で開示される技術は、車両に搭載されて前記車両で使用される電力を発電する内燃機関の吸気弁システムに関する。吸気弁システムは、ステッピングモータによって移動される弁体を備える弁装置と、前記内燃機関を特定の特性で駆動させるための特定ステップ数であって、前記ステッピングモータが動作すべき前記特定ステップ数を示す要求を前記弁装置に供給することによって、前記弁装置の開度を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記特定ステップ数を示す前記要求が前記弁装置に供給される状況において、前記内燃機関の実際の特性が前記特定の特性と異なる場合に、ステップ数を補正して前記弁装置の前記開度を調整してもよい。
　上記の構成では、弁装置は、ステッピングモータによって弁体を移動させる。ステッピングモータでは、指示されたステップ数だけステータの励磁位置が移動して、ロータが回転する。ロータの回転によって弁体が移動する。しかしながら、ステッピングモータでは、ステータの励磁位置の移動に同期してロータが回転しない、いわゆる脱調が発生する可能性がある。脱調が発生すると、特定ステップ数で動作するようにステッピングモータが制御されても、ロータが同期して回転せず、弁体が意図した開度に開弁しない。これにより、意図した特定の特性と内燃機関の実際の特性とに誤差が生じる場合がある。
　上記の構成では、内燃機関の実際の特性が意図した特定の特性と異なる場合に、ステップ数が補正され、弁装置の開度が調整される。これにより、内燃機関の実際の特性を特定の特性に近づけることができる。この構成によれば、弁装置の開度やロータの位置を検出するセンサ等を用いずに、弁装置の開度を調整して、内燃機関の実際の特性を特定の特性に近づけることができる。
　前記制御部は、前記特定ステップ数を示す前記要求が前記弁装置に供給されており、前記内燃機関の回転数が一定に維持されている状況において、前記ステッピングモータが前記特定ステップ数で動作されている間に前記内燃機関の実際の駆動の特性が前記特定の特性と異なる場合に、ステップ数を補正して前記弁装置の開度を調整してもよい。この構成によれば、内燃機関の回転数が一定に維持されているために、内燃機関の実際の特性が安定している間に、特定の特性と比較することができる。これにより、意図した内燃機関の特性により近づけるように、ステップ数を補正することができる。
　前記内燃機関の特性は、前記内燃機関による発電量と前記内燃機関の回転数と吸気量との少なくとも一方を含んでいてもよい。この構成によれば、内燃機関による発電量と内燃機関の回転数と吸気量との少なくとも一方を比較することによって、ステップ数を適切に補正することができる。
実施例の吸気装置が搭載されている車両の電力システムの概略図を示す。 実施例の吸気システムの概略図を示す。 実施例のインテークマニホールドの上流側の拡大断面図を示す。 実施例のステップ数補正処理のフローチャートを示す。 実施例のエンジンによる発電量と吸気量との相関関係を示すデータマップを示す。 実施例のステップ数補正処理を説明するための吸気量と弁装置の開度との相関関係を示すデータマップを示す。
　図面を参照して、吸気弁システム１０を説明する。図１に示すように、吸気弁システム１０は、エンジン２の吸気系統に用いられる。エンジン２は、自動車等の車両１に搭載され、例えば車両１に搭載されるバッテリ６に電力を供給するために利用される。
　車両１は、駆動用のモータ８と、モータ８に電力を供給するバッテリ６と、バッテリ６に電力を供給するために発電する発電機４と、発電用のエンジン２と、エンジン２に燃料を供給するための燃料供給ユニット９（図２参照）と、メイン制御部１１と、を搭載している。車両１は、メイン制御部１１によって制御される。メイン制御部１１は、ＣＰＵ及びメモリを備える。なお、車両１は、駆動用にエンジン２とは別に駆動用のエンジンを備えていてもよい。
　エンジン２は、燃料供給ユニット９から供給される燃料を利用して駆動することによって、発電機４を回転させて発電機４に発電させる。発電機４で発電された電力は、モータ８を駆動するために利用される。発電機４で発電された電力は、インバータ５ａを介して、バッテリ６に供給され、インバータ５ｂを介してモータ８に供給される。これにより、モータ８が回転され、車軸７を介して車輪３を回転させる。
　図２に示すように、燃料供給ユニット９は、燃料タンクＦＴ、燃料ポンプＦＰ、インジェクタ９ａ等を備える。エンジン２には、吸気管１００と排気管２００とが連結されている。吸気管１００とエンジン２との間には、吸気弁システム１０が配置されている。排気管２００には、触媒２０２が配置されている。
（吸気装置の構成）
　エンジン２と吸気管１００との間には、吸気弁システム１０が配置されている。図３に示されるように、吸気弁システム１０は、インテークマニホールド１２と、弁装置１４と、エンジン制御ユニット５０（以下「ＥＣＵ５０」と呼ぶ）と、を備える。インテークマニホールド１２は、吸気管１００とエンジン２の燃焼室２ａとを連通する。
　エンジン２は、ＥＣＵ５０によって制御される。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ及びメモリ等を備える。ＥＣＵ５０は、車両１のバッテリ６の電力残量を取得する。例えば、ＥＣＵ５０は、バッテリ６の出力電流値を検知する電流センサから出力電流値を取得し、取得済みの出力電流値を用いてバッテリ６の電力残量を算出する。ＥＣＵ５０は、車両１のシステムがオンである間、バッテリ６の電力残量に応じて、エンジン２を駆動させて、バッテリ６に充電する。このため、エンジン２は、車両１のシステムがオンである間、車両１の走行中でも停止される場合がある。
　弁装置１４は、インテークマニホールド１２に取り付けられている。弁装置１４は、ハウジング３０と、弁体３２と、シャフト３４と、モータ３６と、を備える。
　ハウジング３０は、インテークマニホールド１２に対して傾斜して配置されている。ハウジング３０は、モータ収容部４６と、弁案内部４２と、を備える。モータ収容部４６は、インテークマニホールド１２に取り付けられている。モータ収容部４６は、インテークマニホールド１２から突出して配置されている。モータ収容部４６のインテークマニホールド１２側には、弁案内部４２が配置されている。弁案内部４２は、インテークマニホールド１２と一体で樹脂成形されている。弁案内部４２は、部分的な円筒形状を有する。弁案内部４２は、インテークマニホールド１２内を流れる吸気の流れに対して傾斜して配置されている。
　モータ収容部４６には、モータ３６が内蔵されている。モータ３６は、ＥＣＵ５０から送信される駆動信号で示されるステップ数で回転駆動するステッピングモータを備える。モータ３６には、シャフト３４が取り付けられている。シャフト３４は、モータ収容部４６から弁案内部４２側に突出している。シャフト３４は、モータ３６の回転駆動によって、軸方向に直線運動する。即ち、シャフト３４は、シャフト３４の軸方向に進退する。これにより、モータ収容部４６から突出するシャフト３４の長さが変化される。
　シャフト３４の先端には、弁体３２が取り付けられている。弁体３２は、シャフト３４の軸方向から見たときに、円形状を有する。弁体３２は、シャフト３４の直線移動に伴って、シャフト３４の軸方向に移動することによって、弁座４０に対して離接可能に移動される。図３の実線で示すように、弁体３２が弁座４０に当接すると、インテークマニホールド１２内で吸気管１００とエンジン２との連通が遮断される。弁体３２が弁座４０に当接する状態を全閉状態と呼ぶ。
　全閉状態からシャフト３４が直線移動して、弁体３２と弁座４０との距離が離れるのに従って、弁体３２と弁座４０との間の隙間の面積が増加して、吸気の流路面積が増加する。図３の二点鎖線で示す状態まで弁体３２が弁座４０から離間する状態を全開状態と呼ぶ。
　この構成では、弁体３２を全閉状態と全開状態との間で移動させることによって、弁装置１４の開度を調整する。弁装置１４の開度によって、インテークマニホールド１２内の流路面積が変化される。これにより、エンジン２への吸気量を調整することができる。ＥＣＵ５０は、弁体３２を全閉状態と全開状態との間で制御することによって、エンジン２への吸気量を調整することができる。
（吸気弁システムの動作）
　次いで、図５を参照して、吸気弁システム１０の動作を説明する。図５は、エンジン２の駆動によって発電機４で発電される発電量と吸気量との相関関係を示すデータマップの概略図を示す。図５の横軸は吸気量を示し、縦軸は発電量を示す。図５のデータマップは、実験等によって予め特定され、ＥＣＵ５０に格納されている。ＥＣＵ５０は、発電機４で発電される発電量が２個の発電量１０２、１０４のいずれかの発電量となるように、エンジン２を制御する。発電量１０２は、エンジン２による発電効率（即ち燃料量に対する発電量の割合）が最も高い状態での発電量である。発電量１０４は、エンジン２による最大発電量である。
　ＥＣＵ５０は、通常では、発電量１０２で発電されるようにエンジン２を制御する。但し、バッテリ６の充電量が少ない状況等、エンジン２による発電量が多く必要である状況では、ＥＣＵ５０は、発電量１０４で発電されるようにエンジン２を制御する。発電量１０２で発電されるようにエンジン２を制御すべき状況では、ＥＣＵ５０は、第１ステップ数で弁装置１４を開弁する。一方、発電量１０４で発電されるようにエンジン２を制御すべき状況では、ＥＣＵ５０は、第１ステップ数より多い第２ステップ数で弁装置１４を開弁する。第１ステップ数及び第２ステップ数は、予め実験等によって特定され、ＥＣＵ５０に格納されている。
　ＥＣＵ５０が第１ステップ数又は第２ステップ数（以下では合わせて「特定ステップ数」と呼ぶ）を示す信号を弁装置１４に供給すると、弁装置１４は、モータ３６を信号によって示されるステップ数だけ動作させる。このとき、モータ３６では、ステータを特定ステップ数だけ動作させても、ロータが特定のステップ数に同期せずに移動する、いわゆる脱調が発生する場合がある。脱調が発生すると、弁装置１４が意図した開度に開かずに、吸気量がずれる。図５に示すように、吸気量がずれると、エンジン２による発電量がずれる。また、経年劣化等によって弁体３２が摩耗すると、仮にロータが特定のステップ数に同期して移動していても、弁装置１４が意図した開度に開かずに、発電量がずれる場合がある。
（ステップ数補正処理）
　吸気弁システム１０では、脱調や摩耗等によって弁装置１４が意図した開度に開かずに、発電量がずれる場合に、ステップ数を補正して、弁装置１４の開度を調整するステップ数補正処理が実行される。
　ステップ数補正処理は、ＥＣＵ５０が車両のメイン制御部１１からエンジン２を駆動すべき要求信号を受信すると開始される。図４に示すように、ステップ数補正処理では、まず、Ｓ１２において、ＥＣＵ５０は、特定ステップ数で弁装置１４を開弁させる。具体的には、ＥＣＵ５０は、メイン制御部１１からの要求信号に従って、発電量１０２又は発電量１０４に対応する第１ステップ数又は第２ステップ数である特定ステップ数を示す信号を弁装置１４に送信する。これにより、弁装置１４は、特定ステップ数だけロータを回転させる。このとき、脱調、弁体３２の摩耗等によって、弁装置１４が意図した開度に開かない場合がある。
　次いで、Ｓ１４では、ＥＣＵ５０は、エンジン２の回転数が一定になるまで待機する。なお、変形例では、ＥＣＵ５０は、エンジン２の回転数とともに、あるいはこれに替えて、エンジン２の負荷率と発電機４における発電量の少なくとも一方が一定になるまで待機してもよい。エンジン２の回転数が一定で安定すると（Ｓ１４でＹＥＳ）、Ｓ１６において、ＥＣＵ５０は、現時点でのエンジン２の特性が所定の特性と異なるか否かを判断する。本実施例では、ＥＣＵ５０は、現時点でのエンジン２による実際の発電機４の発電量が、所定の発電量範囲内であるか否かを判断する。所定の発電量範囲は、特定ステップ数が第１ステップ数であるか第２ステップ数であるかで異なる。図５に示すように、特定ステップ数が第１ステップ数である場合、所定の発電量範囲は第１発電量範囲１１２であり、特定ステップ数が第２ステップ数である場合、所定の発電量範囲は、第２発電量範囲１１４である。第１発電量範囲１１２は、発電量１０２（即ち、エンジン２による発電効率が最も高い状態での発電量）を中央値とする範囲である。第２発電量範囲１１４は、発電量１０４（即ち、エンジン２による最大発電量）を最大値とする範囲である。所定の発電量範囲は、予めＥＣＵ５０に格納されている。所定の発電量範囲は、脱調や摩耗による開度誤差以外で生じる吸気量の誤差（例えば弁装置１４の製造公差、気圧等）によって生じる発電量の誤差の範囲であり、許容できる誤差範囲である。
　現時点での実際の発電機４の発電量が所定の発電量範囲内である場合、現時点でのエンジン２の特性が所定の特性と異ならない（Ｓ１６でＮＯ）と判断し、Ｓ２１に進む。現時点での実際の発電機４の発電量が所定の発電量範囲内である状況では、発電量が意図した発電量に近似している。このため、弁装置１４の開度を調整しなくてもよい。
　一方、現時点での実際の発電機４の発電量が所定の発電量範囲内でない場合、現時点でのエンジン２の特性が所定の特性と異なる（Ｓ１６でＹＥＳ）と判断し、Ｓ１８に進む、Ｓ１８では、ＥＣＵ５０は、補正ステップ数を決定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、図５に示す発電機４の発電量と吸気量との相関関係を示すデータマップと、図６に示す吸気量と弁装置１４のステップ数との相関関係を示すデータマップを用いて、補正ステップ数を決定する。図６の横軸はステップ数を示し、縦軸は吸気量を示す。図６の吸気量とステップ数との相関関係を示すデータマップは、予め実験等によって特定され、ＥＣＵ５０に格納されている。
　なお、ＥＣＵ５０は、発電量と共に、又はこれに替えて、エンジン２の回転数とエンジン２による吸気量の少なくとも一方について、実際の回転数及び吸気量の少なくとも一方と、意図する回転数及び吸気量の少なくとも一方と、を比較して、意図する回転数及び吸気量の少なくとも一方が異なる場合に、現時点でのエンジン２の特性が所定の特性と異なる（Ｓ１６でＹＥＳ）と判断し、異ならない場合に、現時点でのエンジン２の特性が所定の特性と異ならない（Ｓ１６でＮＯ）と判断してもよい。エンジン２の発電量とエンジン２の回転数とは、相関関係を有する。このため、エンジン２の特性として、エンジン２の回転数を用いる場合、エンジン２の回転数と吸気量との相関関係を示すデータマップは、図５に示すエンジン２の駆動によって発電機４で発電される発電量と吸気量との相関関係を示すデータマップと同様のデータマップを実験等によって予め準備してもよい。また、エンジン２の特性として、エンジン２の吸気量を用いる場合、図６のデータベースを用いて、補正ステップ数を決定してもよい。エンジン２の特性として、複数の特性を用いる場合、Ｓ１６では、複数の特性のいずれかの特性について現時点でのエンジン２の特性が所定の特性と異なる場合（例えばエンジン２の回転数が所定回転数範囲外にある場合、エンジン２の吸気量が所定吸気量範囲外にある場合）に、Ｓ１６でＹＥＳと判断し、複数の特性の全ての特性について現時点でのエンジン２の特性が所定の特性と異ならない場合に、Ｓ１６でＮＯと判断してもよい。あるいは、Ｓ１６では、複数の特性の全ての特性について現時点でのエンジン２の特性が所定の特性と異なる場合に、Ｓ１６でＹＥＳと判断し、複数の特性のいずれかの特性について現時点でのエンジン２の特性が所定の特性と一致する場合に、Ｓ１６でＮＯと判断してもよい。
　以下では、Ｓ１６の処理について、所定の発電量範囲が発電量範囲１１２であって、現時点での実際の発電量が、発電量範囲１１２の範囲外にある場合ついて説明する。まず、ＥＣＵ５０は、図５に示すように、発電機４の発電量と吸気量との相関関係を示すデータマップから、現時点での実際の発電機４の発電量１０６に対応する吸気量１１８を特定する。次いで、ＥＣＵ５０は、所定の発電量範囲１１２の中央の発電量１０２に対応する吸気量１２０を特定する。次いで、ＥＣＵ５０は、吸気量とステップ数との相関関係を示すデータマップから、特定済みの２個の吸気量１１８、１２０に対応するステップ数１２２、１２４のそれぞれを特定する。次いで、特定済みのステップ数１２４からステップ数１２２を減算することによって、補正ステップ数を決定する。なお、所定の発電量範囲が発電量範囲１１４である場合は、発電量範囲１１４の最大の発電量１０４と実際の発電量とのステップ数の差を補正ステップ数として決定する。
　次いで、Ｓ２０において、ＥＣＵ５０は、Ｓ１８で決定済みの補正ステップ数だけ弁装置１４を動作させて、Ｓ１４に戻る。
　Ｓ２１では、ＥＣＵ５０は、エンジン２を停止すべきであるか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ５０は、メイン制御部１１からエンジン２を停止すべき信号を受信することを監視している（Ｓ２１でＮＯ）。メイン制御部１１からエンジン２を停止すべき信号を受信されると、ＥＣＵ５０は、エンジン２を停止すべきであると判断して（Ｓ２１でＹＥＳ）、Ｓ２２に進む。Ｓ２２では、ＥＣＵ５０は、弁装置１４を全閉状態に閉弁してステップ数補正処理を終了する。なお、ＥＣＵ５０は、全閉状態に閉弁されると、弁装置１４に、イニシャライズ動作を実行させる。イニシャライズ動作では、全閉状態でモータ３６が初期状態（即ちロータが予め決められた初期の位置に配置されている状態）となるように制御される。
（効果）
　ステップ数補正処理では、エンジン２の実際の特性が意図した特定の特性と異なる場合に、ステップ数が補正され、弁装置１４の開度が調整される。これにより、エンジン２の実際の特性を特定の特性に近づけることができる。この構成によれば、弁装置１４の開度やロータの位置を検出するセンサ等を用いずに、弁装置１４の開度を調整して、エンジン２の実際の特性を特定の特性に近づけることができる。
　また、ステップ数補正処理では、エンジン２の回転数が一定に維持されているために、エンジン２の実際の特性が安定している間に、開度の調整を実行することができるこれにより、意図したエンジン２の特性により近づけるように、ステップ数を適切に補正することができる。
（対応関係）
　発電量１０６が「内燃機関の実際の特性」の一例であり、発電量範囲１１２、１１４が「特定の特性」の一例である。発電量１０６が発電量範囲１１２の範囲外である場合が（Ｓ１６でＹＥＳ）、「内燃機関の実際の特性が特定の特性と異なる場合」の一例である。
　以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
（１）実施例の弁装置１４は、シャフト３４及び弁体３２が直線移動する、いわゆるポペット弁である。しかしながら、弁装置１４の構成は、これに限られず、ステッピングモータによって動作されるバタフライ弁等であってもよい。
（２）実施例のステップ数補正処理では、回転数が一定に維持されている状況において（Ｓ１４でＹＥＳ）、エンジン２の特性を比較し（Ｓ１６）、補正ステップ数を決定する（Ｓ１８）。しかしながら、回転数が一定に維持されていない状況において、エンジン２の特性を比較し、補正ステップ数を決定してもよい。本変形例では、エンジン２の負荷率が一定に維持されていている状況において、エンジン２の特性を比較し、補正ステップ数を決定してもよい。あるいは、エンジン２の回転数が一定に維持されていない状況において、エンジン２の回転数の変動に合わせて、変動されるエンジン２の特性を比較してもよい。
　また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
１　　　：車両
２　　　：エンジン
２ａ　　：燃焼室
３　　　：車輪
４　　　：発電機
５　　　：インバータ
６　　　：バッテリ
７　　　：車軸
８　　　：モータ
９　　　：燃料供給ユニット
９ａ　　：インジェクタ
１０　　：吸気弁システム
１１　　：メイン制御部
１２　　：インテークマニホールド
１４　　：弁装置
３０　　：ハウジング
３２　　：弁体
３４　　：シャフト
３６　　：モータ
４０　　：弁座
４２　　：弁案内部
４６　　：モータ収容部
５０　　：エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
１００　：吸気管
２００　：排気管

Claims (3)

  1. 　車両に搭載されて前記車両で使用される電力を発電する内燃機関の吸気弁システムであって、
    　ステッピングモータによって移動される弁体を備える弁装置と、
    　前記内燃機関を特定の特性で駆動させるための特定ステップ数であって、前記ステッピングモータが動作すべき前記特定ステップ数を示す要求を前記弁装置に供給することによって、前記弁装置の開度を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記特定ステップ数を示す前記要求が前記弁装置に供給される状況において、前記内燃機関の実際の特性が前記特定の特性と異なる場合に、ステップ数を補正して前記弁装置の前記開度を調整する、吸気弁システム。
  2. 　請求項１に記載の吸気弁システムであって、
    　前記制御部は、前記特定ステップ数を示す前記要求が前記弁装置に供給されており、前記内燃機関の回転数が一定に維持されている状況において、前記内燃機関の実際の特性が前記特定の特性と異なる場合に、前記ステップ数を補正して前記弁装置の開度を調整する、吸気弁システム。
  3. 　請求項１又は２に記載の吸気弁システムであって、
    　前記内燃機関の特性は、前記内燃機関による発電量と前記内燃機関の回転数と吸気量との少なくとも一方を含む、吸気弁システム。
     
     
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