JP2005016465A

JP2005016465A - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP2005016465A
Application number: JP2003184454A
Authority: JP
Inventors: Jun Kataoka; 準片岡
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【目的】この発明の目的は、小排気量で発熱量の小さいエンジンのアイドル運転状態における暖房性能の低下を防止することにある。
【構成】このため、この発明は、少なくともエンジン冷却水を利用する空調装置を設け、アイドル回転数制御手段を設け、点火時期制御手段を設け、エンジン水温検出手段を設け、エンジンがアイドル運転状態であり、空調装置が作動状態であり、エンジン水温が設定水温値よりも低く、且つエンジン水温の設定時間内における変化量が設定変化値よりも小さい条件が成立する場合には、目標アイドル回転数を上昇させ且つ目標点火時期を遅角させるように制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの制御装置に係り、特に、小排気量で発熱量の小さいエンジンのアイドル運転状態における暖房性能の低下を防止し得るエンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両には、エンジンのエンジン冷却水を熱源として利用するヒータやエンジンの駆動力を利用して冷媒を圧縮するクーラを備えた空調装置を設けているものがある。エンジン冷却水を熱源として利用するヒータを備えた空調装置は、エンジンが小排気量の場合に、エンジンの発熱量が小さいことから、アイドル運転時にヒータの放熱量が減少して暖房性能が低下する問題がある。
【０００３】
このような問題に対処するエンジンの制御装置には、車両アイドル状態におけるヒータ使用時に、空気温度が設定値以下にあるとともに冷却水温度が設定値以上にある際には、アイドル回転数を上昇させるように制御するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
また、従来のエンジンの制御装置には、要求する暖房能力が所定値以上であり、且つエンジンがアイドル状態であると判定されたときに、アイドル目標回転数を増量させてアイドルアップさせるものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６１−１５５６３７号公報（第４頁、第２図）
【特許文献２】
特開平３−１６０１３６号公報（第６頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジン冷却水を熱源として利用するヒータを備えた空調装置においては、エンジンが小排気量で発熱量が小さい場合に、前記のようにアイドル運転時にヒータの放熱量が減少して暖房性能が低下する問題がある。
【０００６】
特に、寒冷時における小排気量のエンジンの冷機始動後であって、暖機完了前の未暖機状態でヒータを作動させてヒータファンを最強にし、エンジンをアイドル運転状態で放置した場合には、エンジンの発熱量が小さいことからエンジン水温が上昇しにくく（例えば、摂氏８０度以上にならない）、ヒータの放熱量が減少して暖房性能が著しく低下する不都合がある。
【０００７】
また、小排気量のエンジンの冷機始動後であって、暖機完了後の完全暖機状態におけるアイドル運転時にヒータを作動させた場合には、エンジンの発熱量が小さいことからエンジン水温が徐々に下がってしまい（例えば、摂氏９０度から摂氏７０度に下がる）、ヒータの放熱量が減少して暖房性能が著しく低下する不都合がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、エンジンの少なくともエンジン冷却水を利用する空調装置を設け、前記エンジンのアイドル運転時にエンジン回転数が目標アイドル回転数になるように制御するアイドル回転数制御手段を設け、前記エンジンの点火時期が目標点火時期になるように制御する点火時期制御手段を設け、前記エンジンのエンジン水温を検出するエンジン水温検出手段を設け、前記エンジンがアイドル運転状態であり、前記空調装置が作動状態であり、エンジン水温が設定水温値よりも低く、且つエンジン水温の設定時間内における変化量が設定変化値よりも小さい条件が成立する場合には、目標アイドル回転数を上昇させ且つ目標点火時期を遅角させるように制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明のエンジンの制御装置は、制御手段によって、エンジンがアイドル運転状態であり、空調装置が作動状態であり、エンジン水温が設定水温値よりも低く、且つエンジン水温の設定時間内における変化量が設定変化値よりも小さい条件が成立する場合には、目標アイドル回転数を上昇させ且つ目標点火時期を遅角させるように制御することにより、エンジン水温の変化を監視して、例えば、エンジン水温の上昇が減少する方向に変化しあるいはエンジン水温の低下が増大する方向に変化している場合には、エンジン冷却水を利用する空調装置の作動によりエンジン水温が低下していると推定できることから、目標アイドル回転数を上昇させ、また目標点火時期を遅角させることによってエンジンの発熱量を増大させることができ、エンジン水温を上昇させることができる。
【００１０】
【実施例】
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。図１〜図６は、この発明の実施例を示すものである。図６において、２は車両（図示せず）に搭載されるエンジン、４はシリンダブロック、６はシリンダヘッド、８はシリンダ、１０はピストン、１２は燃焼室である。エンジン２は、燃焼室１２に連通する吸気ポート１４と排気ポート１６とを設け、吸気ポート１４と排気ポート１６とを夫々開閉する吸気弁１８と排気弁２０とを設け、吸気ポート１４に連通する吸気通路２２と排気ポート１６に連通する排気通路２４とを設けている。
【００１１】
このエンジン２は、燃焼室１２に臨ませて点火プラグ２６を夫々設けている。点火プラグ２６には、点火コイル２８を接続して設けている。エンジン２には、吸気ポート１４に指向させて燃料噴射弁３０を設け、燃料噴射弁３０上流側の吸気通路２２に吸入空気量を調整するスロットルバルブ３２を設けている。吸気通路２２には、スロットルバルブ３２をバイパスして連通するバイパス通路３４を設け、バイパス通路３４のバイパス空気量を調整するアイドル制御弁３６を設けている。
【００１２】
このエンジン２を搭載した車両には、少なくともエンジン冷却水を利用する空調装置３８を設けている。この空調装置３８は、エンジン冷却水を熱源として利用するヒータ４０を備えている。ヒータ４０は、エンジン冷却水を循環させて通過する空気を加熱するヒータコア４２を設け、加熱した空気を車室（図示せず）に送風するヒータファン４４を設けている。ヒータ４０は、インストルメントパネル（図示せず）等に設けられたヒータスイッチ４６のＯＮ・ＯＦＦにより作動・非作動状態になり、ヒータコア４２に冷却水を循環・停止されるとともにヒータファン４４を駆動・停止される。
【００１３】
前記点火コイル２８と燃料噴射弁３０とアイドル制御弁３６とヒータスイッチ４６とは、エンジン２の制御装置４８を構成する制御部（ＥＣＵ）５０に接続して設けている。
【００１４】
制御部５０には、エンジン冷却水のエンジン水温を検出するエンジン水温検出手段である水温センサ５２と、図示しないクランク軸のクランク角を検出するクランク角センサ５４と、スロットルバルブ３２のスロットル開度を検出するスロットルセンサ５６と、エンジン２のエンジン回転数を検出する回転数センサ５８と、を接続して設けている。また、制御部５０には、エンジン２のイグニションスイッチ６０と、スタータモータ（図示せず）を駆動するスタータスイッチ６２と、を接続して設けている。
【００１５】
この制御部５０には、アイドル運転時に負荷条件に応じてエンジン回転数が目標アイドル回転数になるようにアイドル制御弁３６を制御するアイドル回転数制御手段６４を設け、点火プラグ２６の点火時期が目標点火時期になるように点火コイル２８を制御する点火時期制御手段６６を設け、また、噴射量が目標噴射量になるように燃料噴射弁３０を制御する燃料噴射量制御手段６８を設けている。
【００１６】
制御部５０は、各センサ５２〜各スイッチ６２から信号を入力し、アイドル回転数制御手段６４と点火時期制御手段６６と燃料噴射量制御手段６８とによって点火コイル２８とアイドル制御弁３６と燃料噴射弁３０とを制御する。
【００１７】
また、制御部５０には、エンジン２の発熱量を制御する制御手段７０を設けている。
【００１８】
制御手段７０には、エンジン２の冷機始動後であって、暖機完了前の未暖機状態における制御の実行・停止を判定する未暖機条件として、１．エンジン水温が設定水温値Ｔ１（例えば、摂氏６０度）以下（エンジン水温≦Ｔ１）であること、２．設定時間内における現在と前回（例えば、１００秒前）とのエンジン水温の変化量が設定変化値Ｔ２（例えば、５度）以下（現在水温−前回水温≦Ｔ２）であること、３．ヒータスイッチ４６がＯＮであること、４．エンジン２がアイドル運転状態であること、を設定している。
【００１９】
また、制御手段７０には、エンジン２の冷機始動後であって、暖機完了後の完全暖機状態における制御の実行・停止を判定する完全暖機条件として、５．エンジン水温が設定水温値Ｔ３（例えば、摂氏９０度）以下（エンジン水温≦Ｔ３）であること、６．設定時間内における現在と前回（例えば、１００秒前）とのエンジン水温の変化量が設定変化値Ｔ４（例えば、−１度）以下（現在水温−前回水温≦Ｔ４）であること、７．ヒータスイッチ４６がＯＮであること、８．エンジン２がアイドル運転状態であること、を設定している。
【００２０】
制御手段７０は、スロットルセンサ５６の検出するスロットル開度によってエンジン２がアイドル運転状態であり、ヒータスイッチ４６のＯＮによって空調装置３８のヒータ４０が作動状態であり、水温センサ５２の検出するエンジン水温が設定水温値よりも低く、且つ水温センサ５２の検出するエンジン水温の設定時間内における変化量が設定変化値よりも小さい前記条件が成立する場合には、目標アイドル回転数を上昇させ且つ目標点火時期を遅角させるように制御して、エンジン２の発熱量を増大させる。
【００２１】
このとき、制御手段７０は、エンジン水温の低下に応じて目標アイドル回転数の上昇量（アイドルアップ量）を増加させ且つ目標点火時期の遅角量（リタード量）を増加させるように制御し、また、エンジン２の暖機状態（未暖機状態・完全暖機状態）に応じて設定水温値を異ならせる（Ｔ１・Ｔ３）ように制御する。
【００２２】
次に、この実施例の作用を説明する。
【００２３】
エンジン２の制御装置４８は、図１に示す如く、イグニションスイッチ６０のＯＮにより制御部５０の制御手段７０のプログラムがスタートして（１００）、スタータスイッチ６２のＯＮによりエンジン２を始動させると（１０２）、未暖機条件１〜４または完全暖機条件５〜８のいずれが成立するかを判断する（１０４）。
【００２４】
この判断（１０４）がＮＯの場合は、この判断（１０４）を繰り返す。
【００２５】
この判断（１０４）がＹＥＳの場合は、基本回転数に上昇量Ｎ１（図４に示すテーブルＴＮ１で参照）を加えて目標アイドル回転数を上昇させる（目標アイドル回転数＝基本回転数＋Ｎ１）ように制御し、且つ基本進角から遅角量Ａ１（図５に示すテーブルＴＡ１で参照）を引いて目標点火時期を遅角させる（目標点火時期＝基本進角−Ａ１）ように制御する（１０６）。
【００２６】
このとき、エンジン２の冷機始動後の暖機完了前であって、図２に示す如く、エンジン水温の上昇が減少する方向に変化して、未暖機条件が成立する場合には、目標アイドル回転数の上昇量（アイドルアップ量）を瞬時に増加させ且つ目標点火時期の遅角量（リタード量）を瞬時に増加させように制御する。
【００２７】
また、エンジン２の冷機始動後の暖機完了後であって、図３に示す如く、エンジン水温の低下が増大する方向に変化して、完全暖機条件が成立する場合には、目標アイドル回転数の上昇量（アイドルアップ量）を緩やかに増加させ且つ目標点火時期の遅角量（リタード量）を緩やかに増加させように制御する。
【００２８】
これらの制御は、エンジン２が停止されると（１０８）、エンドにする（１１０）。
【００２９】
このように、このエンジン２の制御装置４８は、エンジン水温の変化を監視し、エンジン水温の上昇が減少する方向に変化し、あるいはエンジン水温の低下が増大する方向に変化している場合には、エンジン冷却水を熱源として利用するヒータ４０の作動によりエンジン水温が低下していると推定できることから、目標アイドル回転数を上昇させ、また目標点火時期を遅角させることによってエンジン２の発熱量を増大させることができ、エンジン水温を上昇させることができ、ヒータ４０の放熱量の減少を防止することができる。
【００３０】
このため、このエンジン２の制御装置４８は、小排気量で発熱量の小さいエンジン２のアイドル運転状態における暖房性能の低下を防止することができる。
【００３１】
また、このエンジン２の制御装置４８は、エンジン水温の変化によってヒータ４０の作動・非作動状態を推定することができることにより、ヒータスイッチ４６が制御部５０に接続されていず、ヒータ４０の作動・非作動状態を示す信号が入力されていない場合にも、ヒータ４０の作動・非作動状態を判定することができるため、条件からヒータ４０の作動条件を外して制御を実施することができ、制御プログラムを簡素化することができる。
【００３２】
さらに、このエンジン２の制御装置４８は、エンジン水温の低下に応じて、目標アイドル回転数の上昇量を増加させ、且つ目標点火時期の遅角量を増加させるように制御していることにより、精度の高いエンジン２の制御を実現することができ、暖房性能向上と燃料消費量低減を両立することができる。
【００３３】
さらにまた、このエンジン２の制御装置４８は、エンジン２の暖機状態（未暖機状態・完全暖機状態）に応じて、設定水温値を異ならせるように制御していることにより、条件に応じた精度の高い空調装置３８の制御を実施することができる。
【００３４】
なお、この実施例においては、エンジン水温の低下に応じて、目標アイドル回転数の上昇量を増加させ、且つ目標点火時期の遅角量を増加させるように制御しているが、ヒータファン４４の回転数変化に応じて、目標アイドル回転数の上昇量を増減させ、且つ目標点火時期の遅角量を増減させるように制御することにより、要求暖房性能に応じて発熱量を増大量を増減させることができ、暖房性能を確保することができる。
【００３５】
また、この実施例においては、目標アイドル回転数の上昇と目標点火時期の遅角とによってエンジン２の発熱量を増大させて暖房性能の低下を防止しているが、目標アイドル回転数の上昇と目標点火時期の遅角とに併せて、燃焼温度が最高になる空燃比（例えば、１５付近）になるよう燃料噴射量を制御することにより、エンジン２の発熱量をさらに増大させて暖房性能の低下をより効果的に防止することができる。
【００３６】
【発明の効果】
このように、この発明のエンジンの制御装置は、エンジン水温の変化を監視し、例えば、エンジン水温の上昇が減少する方向に変化し、あるいはエンジン水温の低下が増大する方向に変化している場合には、エンジン冷却水を利用する空調装置の作動によりエンジン水温が低下していると推定できることから、目標アイドル回転数を上昇させ、また目標点火時期を遅角させることによってエンジンの発熱量を増大させることができ、エンジン水温を上昇させることができる。
このため、このエンジンの制御装置は、小排気量で発熱量の小さいエンジン２のアイドル運転状態における暖房性能の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンの制御装置の実施例を示す制御のフローチャートである。
【図２】暖機完了前の未暖機状態における制御のタイムチャートである。
【図３】暖機完了後の完全暖機状態における制御のタイムチャートである。
【図４】目標アイドル回転数の上昇量のテーブルを示す図である。
【図５】目標点火時期の遅角量のテーブルを示す図である。
【図６】エンジンの制御装置の概略構成図である。
【符号の説明】
２エンジン
１２燃焼室
２２吸気通路
２４排気通路
２６点火プラグ
２８点火コイル
３０燃料噴射弁
３２スロットルバルブ
３４バイパス通路
３６アイドル制御弁
３８空調装置
４０ヒータ
４２ヒータコア
４４ヒータファン
４６ヒータスイッチ
４８制御装置
５０制御部
５２水温センサ
５４クランク角センサ
５６スロットルセンサ
５８回転数センサ
６０イグニションスイッチ
６２スタータスイッチ
６４アイドル回転数制御手段
６６点火時期制御手段
６８燃料噴射量制御手段
７０制御手段

Claims

エンジンの少なくともエンジン冷却水を利用する空調装置を設け、前記エンジンのアイドル運転時にエンジン回転数が目標アイドル回転数になるように制御するアイドル回転数制御手段を設け、前記エンジンの点火時期が目標点火時期になるように制御する点火時期制御手段を設け、前記エンジンのエンジン水温を検出するエンジン水温検出手段を設け、前記エンジンがアイドル運転状態であり、前記空調装置が作動状態であり、エンジン水温が設定水温値よりも低く、且つエンジン水温の設定時間内における変化量が設定変化値よりも小さい条件が成立する場合には、目標アイドル回転数を上昇させ且つ目標点火時期を遅角させるように制御する制御手段を設けたことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記制御手段は、エンジン水温の低下に応じて目標アイドル回転数の上昇量を増加させ、且つ目標点火時期の遅角量を増加させるように制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
前記制御手段は、エンジンの暖機状態に応じて設定水温値を異ならせるように制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。