发动机的控制装置及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机的控制装置及控制方法，具体而言，涉及学习被用于燃料喷射控制等发动机控制的燃料喷射阀等发动机控制相关部件的特性的发动机的控制装置及控制方法。
【背景技术】
[0002]以往，随着汽车电子学的发展，例如燃料喷射量控制或燃料喷射时期控制等燃料喷射控制通过以微处理器为中心的电子控制系统来进行。被用于燃料喷射控制的燃料喷射阀的特性(对于燃料喷射阀的指示喷射时间和实际的喷射量的关系)，例如因燃料喷射阀的个体差或经时变化等而有偏差。因此，为了便于把握这样的偏差以提高发动机控制的可靠性，而已知有专利文献I所记载的学习燃料喷射阀的特性的技术。此外，专利文献2中记载了检测内燃机的怠速运转时的发动机转速相对于目标转速不稳定地变动的抖动怠速状态的技术。
[0003]学习燃料喷射阀的特性时较为理想的是使发动机维持在无负载的状态。这是因为发动机施加有负载时，会相应地使燃料喷射量增加或使曲轴的扭转增大而导致学习精度下降。
[0004]然而，发动机中具备作为发电装置的交流发电机，该交流发电机通过曲轴的转动而被驱动。交流发电机的驱动阻力(负载)大，而且基于发电量的原因，负载难以预测地发生变动。因此，在学习的执行中较为理想的是使交流发电机不工作。但是由于以下的理由而交流发电机有时会在学习的执行中工作。即，为了驱动作为学习对象物的燃料喷射阀而需要电力。此外，进行学习的微处理器自身也消耗电力。这些电力在学习的执行中通过作为电源的蓄电池的放电而被供应，因此在学习的执行中蓄电池的充电状态(S0C:state ofcharge)下降。由于蓄电池的SOC过低会促进其劣化，因此，为了防止蓄电池的劣化，在学习的执行中，进行交流发电机的发电，并且进行使所产生的电力补充给蓄电池的控制。由此，在学习的执行中，交流发电机工作。
[0005]而且在学习的执行中，若交流发电机工作，则基于该交流发电机的工作而增大了施加于发动机的负载，而且该负载难以预测地发生变动。其结果，学习精度下降。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利公开公报2003-254139号
[0009]专利文献2:日本专利公开公报2010-144533号
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于:在被用于发动机控制的发动机控制相关部件的特性的学习中，切实地使发动机维持在无负载状态，并且确保发动机处于稳定的状态，以便提高学习精度。
[0011]作为解决上述问题的技术方案，本发明是学习被用于发动机控制的发动机控制相关部件的特性的发动机的控制装置，其包括:发电装置，获得来自发动机的动力而发电；电容器，存储所述发电装置所产生的电力；消耗电力计算装置，算出所述学习的执行中车辆所必要的消耗电力；比较装置，对存储在所述电容器中的电力和所述消耗电力计算装置所算出的消耗电力进行比较；必要电力确保装置，在所述比较装置进行的比较的结果为存储在所述电容器中的电力为所述消耗电力以下时，使所述发电装置进行发电，直至存储在所述电容器中的电力增大到超过所述消耗电力为止；学习执行装置，在所述比较装置进行的比较的结果为存储在所述电容器中的电力大于所述消耗电力时，或者在基于所述必要电力确保装置而存储在所述电容器中的电力增大到超过所述消耗电力时，在使用存储在所述电容器中的电力而不进行所述发电装置的发电的状态下，执行所述学习。
[0012]另外，作为解决上述问题的技术方案，本发明是学习被用于发动机控制的发动机控制相关部件的特性的发动机的控制方法，其包括:消耗电力计算步骤，算出所述学习的执行中车辆所必要的消耗电力；比较步骤，对存储在电容器中的电力和所述被算出的消耗电力进行比较，所述电容器存储由获得来自发动机的动力而发电的发电装置所产生的电力；必要电力确保步骤，在所述比较的结果为存储在所述电容器中的电力为所述消耗电力以下时，使所述发电装置进行发电，直至存储在所述电容器中的电力增大到超过所述消耗电力为止；学习执行步骤，在所述比较的结果为存储在所述电容器中的电力大于所述消耗电力时，或者在所述发电装置发电的结果为存储在所述电容器中的电力增大到超过所述消耗电力时，在使用存储在所述电容器中的电力而不进行所述发电装置的发电的状态下，执行所述学习。
[0013]根据本发明，能够在被用于发动机控制的发动机控制相关部件的特性的学习中，切实地使发动机维持在无负载的状态，并且确保发动机处于稳定的状态，以便提高学习精度。
[0014]本发明的上述目的、特征及其他的目的、特征以及优点，从以下的详细记载和附图图示得以明了。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的实施方式所涉及的发动机及电源装置的方块结构图。
[0016]图2是以PCM为中心的所述车辆的电子控制系统的结构图。
[0017]图3是所述PCM进行的学习执行控制的流程图。
[0018]图4是通过所述学习执行控制进行的学习动作的说明图。
[0019]图5同样是学习动作的说明图。
[0020]图6同样是学习动作的说明图。
【具体实施方式】
[0021 ] 以下，通过本发明的实施方式详细说明本发明。
[0022](I)整体结构
[0023]图1是本发明的实施方式所涉及的发动机I及电源装置100的方块结构图。如图1所示，本实施方式所涉及的车辆包括:作为行驶用的动力源的发动机(本实施方式中为柴油发动机)1 ;从发动机I获取动力来发电的交流发电机2(相当于本发明的发电装置)；电连接于交流发电机2并且存储由交流发电机2所产生的电力的电容器3 ；电负载4 ；DC/DC转换器5 ;作为电源的蓄电池6 ;在启动发动机I时施加转动力给发动机I的起动机马达7。电负载4包含例如空调21 (参照图2)、音响、前照灯等、以及此外的燃料喷射阀20或供应燃料给燃料喷射阀20的燃料供应泵9 (参照图2)等。DC/DC转换器5设置在电负载4与电容器3之间。蓄电池6电连接于DC/DC转换器5。
[0024]所述起动机马达7通过起动机继电器8电连接于DC/DC转换器5。起动机继电器8在启动发动机I时被接通，在此外的时候被断开。起动机继电器8被接通时，存储在蓄电池6中的电力经由DC/DC转换器5被供应给起动机马达7 (参照图1的虚线箭头)，通过该电力起动机马达7被驱动。起动机马达7强制性地使与发动机I的输出轴(曲轴)Ia —体安装的齿圈Ib转动,从而施加转动力给发动机I。
[0025]本实施方式所涉及的车辆是具备所谓的怠速停止功能的车辆，怠速停止是指即使点火处于接通状态也可在指定的条件下使发动机I自动地停止。因此，所述起动机马达7不仅在点火从断开的状态变为接通的状态时被驱动，而且在使被自动地停止了的发动机I重启动时也被驱动。因此，蓄电池6的电力被频繁地使用。
[0026]变速器10连接于所述发动机I。变速器10的输出侧设置有驱动轴11及车轮12。车辆加速时，发动机I的输出扭矩经由变速器10被传递到驱动轴11及车轮12，从而车轮12转动。另一方面，车辆减速时，基于因惯性而转动的车轮12及驱动轴11，发动机I转动。
[0027]所述交流发电机2为了从发动机I获得动力而通过皮带等卷绕传动部件Ic连接于发动机I的输出轴la，通过所述输出轴Ia的转动而被驱动。具体而言，交流发电机2具有与发动机I的输出轴Ia连动地转动的转子(省略图示)、以及设置在转子的周围的定子线圈(省略图示)。在所述转子上卷绕安装有用于产生磁场的励磁线圈。在交流发电机2发电时，电流被施加于所述励磁线圈，转子在由此产生的磁场中转动，从而使定子线圈产生感应电流。
[0028]所述交流发电机2内置有将所产生的交流电变换为直流电的整流器2a。交流发电机2所产生的电力在由所述整流器2a变换为直流电后被供应给电容器3。
[0029]所述电容器3是可以接受12V至最大为25V的充电的可变电压式的双电层电容器(EDLC:electric double layer capacitor)。这样的电容器3与蓄电池6那样的二次电池不同，其是通过电解质离子的物理吸附来蓄电的，因此内部电阻少，具有能够进行比较急速的充放电的特性。
[0030]所述蓄电池6是作为车辆用蓄电池的包括一般的铅蓄电池等的二次电池。这样的蓄电池6是通过化学反应来存储电能的，因此不适合急速的充放电，但具有充电容量大的特性。
[0031]所述交流发电机2所进行的发电在车辆的减速时集中地进行，此时所产生的电力(再生电力)暂且被充电给电容器3。被充电到电容器3中的最大为25V的电力通过DC/DC转换器5被降压至12V后，被供应给电负载4或蓄电池6 (参照图1的黑箭头)。