特開 2024-142764 内燃機関制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142764

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】内燃機関制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 9/02 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

F02D9/02 341D

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023055075

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145023

【弁理士】

【氏名又は名称】川本 学

(74)【代理人】

【識別番号】100105887

【弁理士】

【氏名又は名称】来山 幹雄

(74)【代理人】

【識別番号】100182028

【弁理士】

【氏名又は名称】多原 伸宜

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 敬祐

【テーマコード（参考）】

3G065

【Ｆターム（参考）】

3G065CA34

3G065DA06

3G065FA11

3G065GA01

3G065GA09

3G065GA17

3G065GA26

3G065GA41

3G065GA47

(57)【要約】      （修正有）

【課題】内燃機関の吸気量調整弁を駆動する電動モータに関する各種部品の過熱抑制と共に、吸気量制御を確保できる内燃機関制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関制御装置１は、制御部１２ａが、内燃機関の停止期間後の始動で、停止時間が所定時間以上のときに、吸気量調整弁を駆動する電動モータに対し吸気量調整の通電を実行すると共に、ドライバ１４の動作を制御する実行モードを選択し、所定時間未満のときに、吸気量調整の通電を禁止すると共に、ドライバの動作を制御する禁止モードを選択する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータへの通電を実行するドライバと、
前記ドライバの動作を制御する制御部と、
を備える内燃機関制御装置であって、
前記制御部は、
前記吸気量を調整するための前記通電を実行させるように前記ドライバの前記動作を制御する実行モードと、
前記吸気量を調整するための前記通電を禁止させるように前記ドライバの前記動作を制御する禁止モードと、
のいずれかを選択可能であり、
前記制御部は、
前記内燃機関が停止した停止期間及び前記停止期間に引き続く始動が連続した場合における前記始動に引き続く期間で、前記停止期間での前記内燃機関が停止した時間が所定時間以上であったときに、前記実行モードを選択し、
前記期間で、前記停止期間での前記内燃機関が停止した前記時間が前記所定時間未満であったときに、前記禁止モードを選択することを特徴とする内燃機関制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、
前記期間で、前記停止期間での前記内燃機関が停止した前記時間が前記所定時間以上であったとき、又は前記内燃機関制御装置に電力を供給するバッテリの端子間電圧の値が所定値以下であるときに、前記実行モードを選択し、
前記期間で、前記停止期間での前記内燃機関が停止した前記時間が前記所定時間未満であったとき、かつ前記端子間電圧の値が前記所定値よりも大であるときに、前記禁止モードを選択することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。

【請求項3】

内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータへの通電を実行するドライバと、
前記ドライバの動作を制御する制御部と、
を備える内燃機関制御装置であって、
前記制御部は、
前記吸気量を調整するための前記通電を実行させるように前記ドライバの前記動作を制御する実行モードと、
前記吸気量を調整するための前記通電を禁止させるように前記ドライバの前記動作を制御する禁止モードと、
のいずれかを選択可能であり、
前記制御部は、
前記内燃機関が停止した停止期間及び前記停止に引き続く始動が連続した場合における前記始動に引き続く期間で、前記内燃機関制御装置に電力を供給するバッテリの端子間電圧の値が所定値以下であるときに、前記実行モードを選択し、
前記期間で、前記端子間電圧の値が前記所定値よりも大であるときに、前記禁止モードを選択することを特徴とする内燃機関制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関制御装置に関し、特に自動車等の車両に搭載される内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータへの通電を制御する内燃機関制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車等の車両に搭載される内燃機関では、吸気通路に配設されたスロットル弁をバイパス（迂回）しながら吸気通路に連通する補助吸気通路を、その吸気通路に対して付加すると共に、補助吸気通路に対して、補助吸気通路を開閉する補助空気弁であるＩＳＣ（Ｉｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）弁を配設した構成が採用されるようになっている。かかる構成を有する内燃機関においては、例えばその始動直後のファストアイドルアップ時に、ＩＳＣ弁を開弁して内燃機関の燃焼室に供給される空気量を増加することにより、内燃機関のアイドル回転数を上昇させてその暖機を促進することが可能となる。

【0003】

かかる状況下で、特許文献１は、内燃機関制御装置に関し、内燃機関であるエンジン１０の吸気通路１２に対して、スロットル弁１４に対する上流側及び下流側間を連通してスロットル弁１４をバイパスする補助吸気通路としてのバイパス路２０が接続されると共に、バイパス路２０の途中には、バイパス路２０の空気量を調整してエンジン１０のアイドル回転数を調整するＩＳＣ弁２２が設けられ、ＣＰＵ７４ｄは、駆動回路７４ｇに制御信号を送出して電動モータであるステッピングモータ２４への通電を制御し、ＩＳＣ弁２２の開度を調整してバイパス路２０の空気量を調整する構成を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－１５６２６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成において、ＩＳＣ弁を駆動する電動モータへの通電を長時間継続させると、電動モータ自体のコイルや電動モータの駆動を制御するドライバ（駆動回路）等の電動モータ自体や電動モータに関する各種部品が過熱する可能性が考えられる。

【0006】

ここで、本発明者の更なる検討によれば、かかる電動モータ自体や電動モータに関する各種部品が加熱する事態の発生を抑制するためには、電動モータへの通電を禁止する期間を設けて、電動モータへの通電をいわば間欠的に行うことが考えられるが、電動モータ自体や電動モータに関する各種部品が過熱する可能性が低い条件下においてまで、電動モータへの通電をこのように間欠的に行うと、却って吸気量の制御性が低下することになり、この点で改良の余地があると考えられる。また、かかる事態は、吸気通路に配設されたスロットル弁を駆動する電動モータ自体や電動モータに関する各種部品についても同様に発生する場合がある。

【0007】

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータ自体や電動モータに関する各種部品が過熱することを抑制することができると共に、内燃機関の吸気量の制御性を確保することができる内燃機関制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

以上の目的を達成するべく、本発明は、第１の局面において、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータへの通電を実行するドライバと、前記ドライバの動作を制御する制御部と、を備える内燃機関制御装置であって、前記制御部は、前記吸気量を調整するための前記通電を実行させるように前記ドライバの前記動作を制御する実行モードと、前記吸気量を調整するための前記通電を禁止させるように前記ドライバの前記動作を制御する禁止モードと、のいずれかを選択可能であり、前記制御部は、前記内燃機関が停止した停止期間及び前記停止期間に引き続く始動が連続した場合における前記始動に引き続く期間で、前記停止期間での前記内燃機関が停止した時間が所定時間以上であったときに、前記実行モードを選択し、前記期間で、前記停止期間での前記内燃機関が停止した前記時間が前記所定時間未満であったときに、前記禁止モードを選択する内燃機関制御装置である。

【0009】

また、本発明は、第１の局面に加えて、前記制御部は、前記期間で、前記停止期間での前記内燃機関が停止した前記時間が前記所定時間以上であったとき、又は前記内燃機関制御装置に電力を供給するバッテリの端子間電圧の値が所定値以下であるときに、前記実行モードを選択し、前記期間で、前記停止期間での前記内燃機関が停止した前記時間が前記所定時間未満であったとき、かつ前記端子間電圧の値が前記所定値よりも大であるときに、前記禁止モードを選択することを第２の局面とする。

【0010】

また、本発明は、別の局面において、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータへの通電を実行するドライバと、前記ドライバの動作を制御する制御部と、を備える内燃機関制御装置であって、前記制御部は、前記吸気量を調整するための前記通電を実行させるように前記ドライバの前記動作を制御する実行モードと、前記吸気量を調整するための前記通電を禁止させるように前記ドライバの前記動作を制御する禁止モードと、のいずれかを選択可能であり、前記制御部は、前記内燃機関が停止した停止期間及び前記停止期間に引き続く始動が連続した場合における前記始動に引き続く期間で、前記内燃機関制御装置に電力を供給するバッテリの端子間電圧の値が所定値以下であるときに、前記実行モードを選択し、前記期間で、前記端子間電圧の値が前記所定値よりも大であるときに、前記禁止モードを選択する内燃機関制御装置である。

【発明の効果】

【0011】

以上の本発明の第１の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、制御部が、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合において、その始動に引き続く期間で、内燃機関の停止期間での内燃機関が停止した時間が所定時間以上であったときに、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータに対し吸気量を調整するための通電を実行させるようにドライバの動作を制御する実行モードを選択し、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合において、その始動に引き続く期間で、内燃機関の停止期間での内燃機関が停止した時間が所定時間未満であったときに、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータに対し吸気量を調整するための通電を禁止させるようにドライバの動作を制御する禁止モードを選択するものであるため、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータ自体や電動モータに関する各種部品が過熱することを抑制することができると共に、内燃機関の吸気量の制御性を確保することができる。

【0012】

また、本発明の第２の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、制御部が、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合において、その始動に引き続く期間で、内燃機関の停止期間での内燃機関が停止した時間が所定時間以上であったとき、又は内燃機関制御装置に電力を供給するバッテリの端子間電圧の値が所定値以下であるときに、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータに対し吸気量を調整するための通電を実行させるようにドライバの動作を制御する実行モードを選択し、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合において、その始動に引き続く期間で、内燃機関の停止期間での内燃機関が停止した時間が所定時間未満であったとき、かつバッテリの端子間電圧の値が所定値よりも大であるときに、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータに対し吸気量を調整するための通電を禁止させるようにドライバの動作を制御する禁止モードを選択するものであるため、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータ自体や電動モータに関する各種部品が過熱することをより確実に抑制することができると共に、内燃機関の吸気量の制御性をより確実に確保することができる。

【0013】

また、本発明の別の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、制御部が、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合において、その始動に引き続く期間で、内燃機関制御装置に電力を供給するバッテリの端子間電圧の値が所定値以下であるときに、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータに対し吸気量を調整するための通電を実行させるようにドライバの動作を制御する実行モードを選択し、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合において、その始動に引き続く期間で、端子間電圧の値が所定値よりも大であるときに、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータに対し吸気量を調整するための通電を禁止させるようにドライバの動作を制御する禁止モードを選択するものであるため、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータ自体や電動モータに関する各種部品が過熱することを抑制することができると共に、内燃機関の吸気量の制御性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１（ａ）は、本発明の実施形態における内燃機関制御装置及びその関連部品の構成を概略的に説明するための模式図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＩＳＣユニットを電子制御スロットルユニットに置換した構成を示す。

【図2】図２（ａ）は、本実施形態における内燃機関制御装置が実行する電動モータの制御処理の流れの一例を示すフローチャートであり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のステップＳ２及びステップＳ３をステップＳ２’及びステップＳ３’に置換した構成を示す。

【図3】図３は、本実施形態における内燃機関制御装置が実行する電動モータの制御処理の流れの変形例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における内燃機関制御装置につき、詳細に説明する。

【0016】

〔構成〕
まず、図１を参照して、本実施形態における内燃機関始動装置の構成について、詳細に説明する。

【0017】

図１（ａ）は、本実施形態における内燃機関制御装置及びその関連部品の構成を概略的に説明するための模式図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＩＳＣユニットを電子制御スロットルユニットに置換した構成を示す。なお、内燃機関に関する残余の構成要素については、便宜上、図示を省略している。

【0018】

図１（ａ）に示すように、本実施形態における内燃機関制御装置１は、典型的には、自動二輪車等の車両に搭載され、二次電池であるバッテリ２０から供給される電力で作動すると共に、車両に搭載された内燃機関を始動する始動機兼発電機２２やＩＳＣユニット３０に加え、その他の所要の構成要素の動作を制御して内燃機関の運転状態を制御する電子制御装置であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０を備えている。

【0019】

図中では、ＥＣＵ１０には、レギュレータ・レクチファイア２４を介して電気的に接続されたバッテリ２０及び始動機兼発電機２２に加えて、ＩＳＣユニット３０及びセンサＳ１からＳ３が電気的に接続されている。なお、ＥＣＵ１０に接続される残余のセンサとしては、吸気温センサ、スロットルポジションセンサ、吸気圧センサ、及び大気圧センサ等も挙げられるが、便宜上、図示を省略している。

【0020】

ここで、バッテリ２０は、典型的には鉛バッテリであるが、ニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリであってもよい。

【0021】

始動機兼発電機２２は、典型的にはバッテリ２０を充電するための３相の交流を発電して出力する３相交流発電機を、内燃機関の始動電動機としても兼用する構成を有し、その回転子は、内燃機関のクランク軸に連結されるものである。

【0022】

バッテリ２０と始動機兼発電機２２との間に配されて、それらを電気的に接続するレギュレータ・レクチファイア２４は、始動機兼発電機２２から出力される３相の交流を直流に整流すると共に、その電圧をバッテリ２０の仕様に適合した１２Ｖ等の電圧に調整する機能を有する。なお、レギュレータ・レクチファイア２４は、整流機能を有する部分と電圧調整機能を有する部分とが一体となった部品であるが、これらの部分が別部品として構成された別体のものであってもよい。また、レギュレータ・レクチファイア２４は、ＥＣＵ１０外に配設されるのではなく、ＥＣＵ１０内に配設されるものであってもよい。

【0023】

ＩＳＣユニット３０は、内燃機関の燃焼室に向かって吸入される空気が通過する吸気通路に配設されたスロットル弁の上流側及び下流側で、スロットル弁をバイパス（迂回）して吸気通路に各々連通するように設けられた補助吸気通路に対し、補助吸気通路を開閉自在に配設されたＩＳＣ弁、及びＩＳＣ弁を駆動する典型的にはステップモータであるＩＳＣ電動モータを備えている。ＩＳＣ電動モータは、ＩＳＣ弁が設けられている補助吸気通路の部位を全閉状態とする全閉開度の位置である全開位置と、ＩＳＣ弁が設けられている補助吸気通路の部位を全開状態とする全開開度の位置である全閉位置と、の間で、ＩＳＣ弁の位置を変化させて補助吸気通路を開閉するようにＩＳＣ弁を駆動し、これにより内燃機関の燃焼室に向かって吸入される空気の量、つまり吸気量を補助的に調整する。

【0024】

センサＳ１は、クランク角センサであり、内燃機関のクランクケース等に装着されて、クランク軸の回転に伴って回転するリラクタの外周面に形成されている歯部の回転位置に対応してクランク軸の回転位置を検出し、検出したクランク軸の回転位置を示すクランクパルス信号をＥＣＵ１０に入力する。

【0025】

センサＳ２は、冷却水温センサであり、内燃機関のシリンダブロック等に装着されて、内燃機関の冷却水通路内を流通する冷却水の温度を検出し、検出した冷却水の温度を示す冷却水温信号をＥＣＵ１０に入力する。なお、かかる冷却水の温度は、内燃機関の温度として用いられるが、内燃機関の温度としては、内燃機関のシリンダブロックの温度を温度センサで直接検出したものを用いてもよい。

【0026】

センサＳ３は、バッテリ端子間電圧センサであり、バッテリ２０の正極端子と負極端子との間の電圧差である端子間電圧をバッテリ２０の電圧として検出し、検出したバッテリ２０の端子間電圧を示す端子間電圧信号をＥＣＵ１０に入力する。

【0027】

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２、ドライバ１４及び１６、タイマ１８、並びに図示を省略するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリを主として備えている。なお、ＲＯＭは、不揮発性の記憶装置により構成され、内燃機関制御装置１に必要な制御プログラム及び制御データ等を格納している。また、ＲＡＭは、揮発性の記憶装置により構成され、ＣＰＵ１２が利用する検出値、算出値、制御プログラムの一部及び制御データの一部等を一時的に記憶して、ＣＰＵ１２のワーキングエリアとして機能する。

【0028】

ＣＰＵ１２は、図中では、制御プログラム等を実行する際の機能ブロックとして示す制御部１２ａを有する。

【0029】

制御部１２ａは、ＲＯＭ内に記憶されている制御プログラムを読み込んでＲＡＭにロードした制御プログラムを実行することにより、内燃機関の運転状態を制御する。この際、制御部１２ａは、クランク角センサＳ１等の他に、吸気温センサ、スロットルポジションセンサ、吸気圧センサ、及び大気圧センサ等から入力される電気信号に基づいて、ＩＳＣユニット３０の他に、内燃機関の燃料噴射弁や点火栓等の構成部品や補機類の動作を制御する。

【0030】

具体的には、制御部１２ａは、クランク角センサＳ１から入力されるクランクパルス信号に基づいて、内燃機関のクランク角を検出すると共に内燃機関の回転数を算出し、冷却水温センサＳ２から入力される冷却水温信号に基づいて、内燃機関の冷却水温、つまり内燃機関の温度を算出し、バッテリ端子間電圧センサＳ３から入力される端子間電圧信号に基づいて、バッテリ２０の端子間電圧の値、つまりバッテリ２０の電圧の値を算出する他に、吸気温センサ、スロットルポジションセンサ、吸気圧センサ、及び大気圧センサ等から入力される電気信号に基づいて、吸気温、スロットル開度、吸気圧、及び大気圧を算出すると共に、スロットル弁が機械式の開閉弁であるとすれば、燃料噴射量及び点火時期を算出して、これらに応じて燃料噴射弁及び点火栓等の各々の動作を制御することにより、内燃機関の運転状態を制御、典型的には内燃機関の回転数をフィードバック制御する。

【0031】

また、制御部１２ａは、内燃機関の冷間始動時等においては、燃料噴射弁及び点火栓等の各々のかかる動作の制御に加え、ＩＳＣ弁の開度を制御することにより、そのアイドル回転数をファストアイドル目標回転数に一致させるようなアイドル回転数制御処理をフィードバック制御で行う。詳しくは、制御部１２ａは、典型的には内燃機関の冷間始動完爆時又はその直後から内燃機関の暖気が完了するまでの間に、クランク角センサＳ１から入力されるクランクパルス信号に基づいて算出した内燃機関の回転数や冷却水温センサＳ２から入力される冷却水温信号に基づいて算出した内燃機関の冷却水温である内燃機関の温度に基づいて、内燃機関の目標アイドル回転数を通常時のものよりも高めに設定して、ＩＳＣ弁を開弁して内燃機関の燃焼室に供給される空気量を通常時よりも増加させることにより、内燃機関において目標アイドル回転数に一致するようにフィードバック制御されるアイドル回転数を、通常時よりも上昇させるファストアイドルアップ処理の実行を開始して、内燃機関の暖機を促進する。また、この際、制御部１２ａは、詳細は後述するＩＳＣ電動モータの制御処理をも実行する。

【0032】

ドライバ１４は、制御部１２ａがＩＳＣ弁の開度を制御する際に、制御部１２ａから出力される制御信号に基づき、ＩＳＣ駆動信号をＩＳＣ電動モータに出力しＩＳＣ電動モータを通電させてＩＳＣ弁を駆動する駆動回路であり、トランジスタ等のスイッチング素子を含むものである。

【0033】

ドライバ１６は、制御部１２ａが始動機兼発電機２２を内燃機関の始動時に始動電動機として機能するように制御する際に、制御部１２ａから出力される制御信号に基づき、始動電動機駆動信号を始動機兼発電機２２に出力して始動機兼発電機２２を通電させて始動機兼発電機２２を作動させる駆動回路であり、トランジスタ等のスイッチング素子を含むものである。なお、レギュレータ・レクチファイア２４がＥＣＵ１０内に配設される場合には、これをドライバ１６に機能統合し、ドライバ１６をＤＣ／ＡＣコンバータ兼ＡＣ／ＤＣコンバータとして構成してもよい。

【0034】

タイマ１８は、バッテリ２０からＣＰＵ１２への通電が停止される場合であっても、バッテリ２０からの通電が途切れることなく維持される常時給電系統に電気的に接続されるタイマである。タイマ１８は、内燃機関の運転が停止され、つまり内燃機関が完爆状態から非完爆状態に変化されたタイミングで計時処理を開始し、内燃機関の運転が再開、つまり内燃機関が非完爆状態から完爆状態に復帰されたタイミングまでの経過時間（ソーク時間）を計時するものである。なお、内燃機関の非完爆状態への移行時点や内燃機関の完爆状態への移行時点は、典型的には制御部１２ａが算出する内燃機関の回転数の変化により取得される。具体的には、完爆状態を示す内燃機関の回転数から非完爆状態を示す内燃機関の回転数に変化した時点が非完爆状態への移行時点であり、非完爆状態を示す内燃機関の回転数から完爆状態を示す内燃機関の回転数に変化した時点が完爆状態への移行時点である。

【0035】

なお、ＩＳＣユニット３０は、典型的には、スロットル弁が機械式の開閉弁である場合に設けられるもので、スロットル弁が電子制御式の開閉弁である場合、つまり図１（ｂ）に示すように、電子制御スロットルユニット３０’が採用されている場合には、ＩＳＣユニット３０が不要とされる場合が多いため、かかる場合には、内燃機関の吸気量は、電子制御スロットルユニット３０’において、スロットル弁がドライバ１４のような駆動回路を介して作動されるスロットル電動モータで駆動されることにより全体的に調整されることになる。

【0036】

このような構成を有する内燃機関制御装置１では、制御部１２ａが、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合において、その始動に引き続く期間で、内燃機関の停止期間での内燃機関が停止したソーク時間が所定時間以上であったときに、ＩＳＣ電動モータに対し吸気量を調整するための通電を実行させるようにドライバ１４の動作を制御する実行モードを選択し、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合において、その始動に引き続く期間で、内燃機関の停止期間での内燃機関が停止したソーク時間が所定時間未満であったときに、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータに対し吸気量を調整するための通電を禁止させるようにドライバ１４の動作を制御する禁止モードを選択するものであるため、ＩＳＣ電動モータ自体やＩＳＣ電動モータに関するドライバ１４等が過熱することを抑制すると共に、内燃機関の吸気量の制御性を確保する。また、この際、内燃機関が停止したソーク時間に関する条件に代えて、内燃機関制御装置１に電力を供給するバッテリ２０の端子間電圧が所定値以下であるという条件を適用してもよい。以下、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すフローチャートを参照して、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合における内燃機関制御装置１の動作、具体的には制御部１２ａが実行するＩＳＣ電動モータの制御処理について、詳細に説明する。なお、かかる制御処理において、図１（ｂ）に示すような電子制御スロットルユニット３０’が採用されてＩＳＣユニット３０が省略されるような場合には、その制御対象は、ＩＳＣ電動モータの代わりにスロットル電動モータとなる。

【0037】

図２（ａ）は、本実施形態における内燃機関制御装置１が実行するＩＳＣ電動モータの制御処理の流れの一例を示すフローチャートであり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のステップＳ２及びステップＳ３をステップＳ２’及びステップＳ３’に置換した構成を示す。

【0038】

〔ＩＳＣ電動モータの制御処理〕
まず、図２（ａ）に示すＩＳＣ電動モータの制御処理は、典型的には、車両の電源スイッチがオフ状態からオン状態に切り換えられて内燃機関制御装置１のＥＣＵ１０内のＣＰＵ１２が稼働したタイミングで開始となり、ＩＳＣ電動モータの制御処理はステップＳ１の処理に進む。なお、かかるＩＳＣ電動モータの制御処理は、内燃機関の冷間始動時等の所定周期毎に、アイドル回転数制御処理の実行に伴って実行されるものである。

【0039】

ステップＳ１の処理では、制御部１２ａが、今回の本処理を実行する時点が、内燃機関の始動に続く期間であるか否か、つまり、この現時点が、内燃機関が停止した停止期間に連続して内燃機関の始動が行われた際のその内燃機関の始動に引き続く期間であるか否かを判別する。かかる内燃機関の始動は、典型的には、制御部１２ａが算出する内燃機関の回転数が、内燃機関の非完爆状態を示す回転数から内燃機関の完爆状態を示す回転数に変化したことを、制御部１２ａが判別することにより行われる。判別の結果、現時点が内燃機関の始動に続く期間である場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、制御部１２ａは、ＩＳＣ電動モータの制御処理をステップＳ２の処理に進める。一方、現時点が内燃機関の始動に続く期間でない場合には（ステップＳ１：Ｎｏ）、制御部１２ａは、今回の一連のＩＳＣ電動モータの制御処理を終了する。

【0040】

ステップＳ２の処理では、制御部１２ａが、タイマ１８が計時した内燃機関が停止した停止期間の開始時点からその停止期間に連続して内燃機関の始動がされた時点までの計時時間をタイマ１８からソーク時間として読み込んで取得する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、ＩＳＣ電動モータの制御処理はステップＳ３の処理に進む。

【0041】

ステップＳ３の処理では、制御部１２ａが、ステップＳ２の処理において取得したソーク時間が所定時間以上であるか否かを判別する。判別の結果、ソーク時間が所定時間以上である場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、制御部１２ａは、ＩＳＣ電動モータの制御処理をステップＳ４の処理に進める。一方、ソーク時間が所定時間以上でない場合には（ステップＳ３：Ｎｏ）、制御部１２ａは、ＩＳＣ電動モータの制御処理をステップＳ５の処理に進める。ここで、かかる所定時間は、内燃機関が停止されることにより、ＩＳＣ電動モータやドライバ１４等が車両の雰囲気温度に等しい温度にまで冷却されるに足る時間として予め設定されている。つまり、ソーク時間が所定時間以上であるか否かを判別する理由は、ソーク時間が所定時間以上の場合には、ＩＳＣ電動モータやドライバ１４等が車両の雰囲気温度に等しい温度にまで冷却されていることが通常であるため、ＩＳＣ電動モータやドライバ１４等を作動させても、それらの加熱という事態が直ちには生じ難いことになる一方で、さもなくばそれらの加熱という事態が生じる可能性が高いことを考慮したためである。また、このようなソーク時間の長短の判別を行う際に、制御部１２ａが、車両の雰囲気温度を検出する温度センサからの検出信号に基づいて、車両の雰囲気温度を算出し、その算出した雰囲気温度が高い場合には、ＩＳＣ電動モータやドライバ１４等が相対的に高い温度下にあることを考慮して、ソーク時間の長短の判別を行うための所定時間をより長く設定することも好ましい。

【0042】

ステップＳ４の処理では、制御部１２ａが、ＩＳＣ電動モータに対し吸気量を調整するための通電を実行させるようにドライバ１４の動作を制御する制御信号を、ドライバ１４に出力する実行モードを選択し、これに対応して、ドライバ１４がＩＳＣ電動モータへ駆動信号を出力することにより、ＩＳＣ電動モータが通電されて作動し、ＩＳＣ弁の開度が内燃機関の回転数をファストアイドル目標回転数に一致させるような開度に一致するように、ＩＳＣ弁を開閉すべく移動されて吸気量が調整される。この際のＩＳＣ弁の目標開度は、本ステップ用に、アイドル回転数制御処理で算出されたものを用いることが可能である。これにより、今回の一連のＩＳＣ電動モータの制御処理は終了する。

【0043】

ステップＳ５の処理では、制御部１２ａが、ＩＳＣ電動モータに対し吸気量を調整するための通電を禁止させるようにドライバ１４の動作を制御する制御信号を、ドライバ１４に出力することを禁止する禁止モードを選択し、これに対応して、ドライバ１４がＩＳＣ電動モータへ駆動信号を出力する動作を停止することにより、ＩＳＣ電動モータの通電が停止されてその動作を停止するため、ＩＳＣ弁も移動されることはない。これにより、今回の一連のＩＳＣ電動モータの制御処理は終了する。

【0044】

以上の図２（ａ）に示すＩＳＣ電動モータの制御処理を実行する内燃機関制御装置１によれば、制御部１２ａが、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合において、その始動に引き続く期間で、内燃機関の停止期間での内燃機関が停止した時間が所定時間以上であったときに、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動するＩＳＣ電動モータ（又はスロットル電動モータ）に対し吸気量を調整するための通電を実行させるようにドライバ１４の動作を制御する実行モードを選択し、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合において、その始動に引き続く期間で、内燃機関の停止期間での内燃機関が停止した時間が所定時間未満であったときに、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動するＩＳＣ電動モータ（又はスロットル電動モータ）に対し吸気量を調整するための通電を禁止させるようにドライバ１４の動作を制御する禁止モードを選択するものであるため、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動するＩＳＣ電動モータ（又はスロットル電動モータ）自体やかかる電動モータに関する各種部品１４が過熱することを抑制することができると共に、内燃機関の吸気量の制御性を確保することができる。

【0045】

さて、制御部１２ａは、図２（ａ）に示すＩＳＣ電動モータの制御処理に代えて、図２（ｂ）に示すＩＳＣ電動モータの制御処理を実行することも可能である。

【0046】

ここで、図２（ｂ）に示すＩＳＣ電動モータの制御処理は、図２（ａ）に示すＩＳＣ電動モータの制御処理に対して、そのＩＳＣ電動モータの制御処理におけるステップＳ２及びステップＳ３の処理を、ステップＳ２’及びステップＳ３’の処理に置換したことのみが相違し、残余の各ステップの処理は、図２（ａ）に示すＩＳＣ電動モータの制御処理のものと同じであるので、以下、相違点について着目して説明する。

【0047】

具体的には、図２（ｂ）に示すように、ステップＳ１の処理に続くステップＳ２’の処理では、制御部１２ａがバッテリ端子間電圧センサＳ３から入力される端子間電圧信号に基づいて、バッテリ２０の端子間電圧の値、つまりバッテリ２０の電圧の値を算出する。これにより、ステップＳ２’の処理は完了し、ＩＳＣ電動モータの制御処理はステップＳ３’の処理に進む。

【0048】

ステップＳ３’の処理では、制御部１２ａが、ステップＳ２’の処理において算出したバッテリ２０の電圧の値が所定値以下であるか否かを判別する。判別の結果、バッテリ２０の電圧の値が所定値以下である場合（ステップＳ３’：Ｙｅｓ）、制御部１２ａは、ＩＳＣ電動モータの制御処理をステップＳ４の処理に進める。一方、バッテリ２０の電圧の値が所定値以下でない場合には（ステップＳ３：Ｎｏ）、制御部１２ａは、ＩＳＣ電動モータの制御処理をステップＳ５の処理に進める。ここで、かかる所定値は、バッテリ２０の仕様で規定される規定充電電圧（所定の幅がある場合にはその上限値）を超える値に設定されている。つまり、バッテリ２０の電圧の値が所定値以下であるか否かを判別する理由は、バッテリ２０の電圧の値が所定値以下でない、つまり所定値を超えているということが、始動機兼発電機２２からレギュレータ・レクチファイア２４を介してバッテリ２０に供給されるの充電電圧の値がバッテリ２０の規定充電電圧（所定の幅がある場合にはその上限値）を超える状態であることを意味するため、バッテリ２０に不要な影響が出る可能性が高まったり、ＩＳＣ電動モータやドライバ１４等に許容電圧以上の電圧が印加される可能性が高まって、そのままの状態でＩＳＣ電動モータやドライバ１４等を作動させると、それらの加熱や破損という事態が生じる可能性が高まることになる一方で、さもなくばかかる可能性が低いことを考慮したものである。

【0049】

以上の図２（ｂ）に示すＩＳＣ電動モータの制御処理を実行する内燃機関制御装置１によれば、制御部１２ａが、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合において、その始動に引き続く期間で、内燃機関制御装置に電力を供給するバッテリ２０の端子間電圧の値が所定値以下であるときに、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動するＩＳＣ電動モータ（又はスロットル電動モータ）に対し吸気量を調整するための通電を実行させるようにドライバ１４の動作を制御する実行モードを選択し、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合において、その始動に引き続く期間で、端子間電圧の値が所定値よりも大であるときに、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動するＩＳＣ電動モータ（又はスロットル電動モータ）に対し吸気量を調整するための通電を禁止させるようにドライバ１４の動作を制御する禁止モードを選択するものであるため、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動するＩＳＣ電動モータ（又はスロットル電動モータ）自体やかかる電動モータに関する各種部品１４が過熱することを抑制することができると共に、内燃機関の吸気量の制御性を確保することができる。

【0050】

また、制御部１２ａが実行するＩＳＣ電動モータの制御処理には、図３に示すような変形例も考えられるため、以下、図３に示すフローチャートを参照して、かかる変形例について詳細に説明する。

【0051】

図３は、本実施形態における内燃機関制御装置１が実行するＩＳＣ電動モータの制御処理の流れの変形例を示すフローチャートである。

【0052】

ここで、図３に示すＩＳＣ電動モータの制御処理は、図２（ａ）に示すＩＳＣ電動モータの制御処理に対して、そのＩＳＣ電動モータの制御処理におけるステップＳ２の後に図２（ｂ）に示すＩＳＣ電動モータの制御処理におけるステップＳ２’の処理、及びそのＩＳＣ電動モータの制御処理におけるステップＳ３の後に図２（ｂ）に示すＩＳＣ電動モータの制御処理におけるステップＳ３’の処理を追加したことのみが相違し、残余の各ステップの処理は、図２（ａ）に示すＩＳＣ電動モータの制御処理のものと同じであるので、以下、相違点について着目して説明する。

【0053】

具体的には、図３に示すように、ステップＳ２の処理に続くステップＳ２’の処理では、制御部１２ａがバッテリ端子間電圧センサＳ３から入力される端子間電圧信号に基づいて、バッテリ２０の端子間電圧の値、つまりバッテリ２０の電圧の値を算出する。これにより、ステップＳ２’の処理は完了し、ＩＳＣ電動モータの制御処理はステップＳ３の処理に進む。

【0054】

ステップＳ３の処理では、制御部１２ａが、ステップＳ２の処理において取得したソーク時間が所定時間以上であるか否かを判別する。判別の結果、ソーク時間が所定時間以上である場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、制御部１２ａは、ＩＳＣ電動モータの制御処理をステップＳ４の処理に進める。一方、ソーク時間が所定時間以上でない場合には（ステップＳ３：Ｎｏ）、制御部１２ａは、ＩＳＣ電動モータの制御処理をステップＳ３’の処理に進める。

【0055】

ステップＳ３’の処理では、制御部１２ａが、ステップＳ２’の処理において算出したバッテリ２０の電圧の値が所定値以下であるか否かを判別する。判別の結果、バッテリ２０の電圧の値が所定値以下である場合（ステップＳ３’：Ｙｅｓ）、制御部１２ａは、ＩＳＣ電動モータの制御処理をステップＳ４の処理に進める。一方、バッテリ２０の電圧の値が所定値以下でない場合には（ステップＳ３：Ｎｏ）、制御部１２ａは、ＩＳＣ電動モータの制御処理をステップＳ５の処理に進めることになる。

【0056】

以上の図３に示すＩＳＣ電動モータの制御処理を実行する内燃機関制御装置１によれば、制御部１２ａが、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合において、その始動に引き続く期間で、内燃機関の停止期間での内燃機関が停止した時間が所定時間以上であったとき、又は内燃機関制御装置に電力を供給するバッテリ２０の端子間電圧の値が所定値以下であるときに、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動するＩＳＣ電動モータ（又はスロットル電動モータ）に対する吸気量を調整するための通電を実行させるようにドライバの動作を制御する実行モードを選択し、内燃機関が停止した停止期間及びその停止期間に引き続く内燃機関の始動が連続した場合において、その始動に引き続く期間で、内燃機関の停止期間での内燃機関が停止した時間が所定時間未満であったとき、かつバッテリの端子間電圧の値が所定値よりも大であるときに、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータに対する吸気量を調整するための通電を禁止させるようにドライバ１４の動作を制御する禁止モードを選択するものであるため、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動するＩＳＣ電動モータ（又はスロットル電動モータ）自体やかかる電動モータに関する各種部品１４が過熱することをより確実に抑制することができると共に、内燃機関の吸気量の制御性をより確実に確保することができる。

【0057】

なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

【産業上の利用可能性】

【0058】

以上のように、本発明は、内燃機関の吸気量を調整する弁を駆動する電動モータ自体や電動モータに関する各種部品が過熱することを抑制することができると共に、内燃機関の吸気量の制御性を確保することができる内燃機関制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から自動車等の車両に広く適用され得るものと期待される。

【符号の説明】

【0059】

１…内燃機関制御装置
１０…ＥＣＵ（内燃機関制御装置）
１２…ＣＰＵ
１２ａ…制御部
１４、１６…ドライバ
１８…タイマ
２０…バッテリ
２２…始動電動機兼発電機
２４…レギュレータ・レクチファイア
３０…ＩＳＣユニット
３０’…電子制御スロットルユニット
Ｓ１…クランク角センサ
Ｓ２…冷却水温センサ
Ｓ３…バッテリ端子間電圧センサ

【図1】

【図2】

【図3】