JPH0223247A - エンジンのアイドル回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、空調用コンプレッサが付設されたエンジンが
アイドリング状態にあるとき、エンジン回転数を目標ア
イドル回転数に合致させるべく制御するようにされたエ
ンジンのアイドル回転数制御装置に関する。

（従来の技術） 自動車等に搭載されたエンジンにおいては、アイドリン
グ時にエンジン回転数を目標アイドル回転数に合致させ
るべく、例えば、吸入空気量や点火時期等を制御する、
所謂、アイドル回転数制御を行うことが知られている。

また、自動車等に搭載されたエンジンにあっては、アイ
ドリング運転中においても、それによって回転駆動され
る空調用コンプレッサや発電機等の補機類による負荷が
課せられる。そして、エンジンに課せられる負荷は、例
えば、特開昭５７−１７５４２２号公報にも示される如
くに、補機類が非作動状態から作動状態にされるとき、
及び、作動状態から非作動状態にされるとき増減する。

そのため、アイドル回転数制御が行われる際には、目標
アイドル回転数が、冷却水温等のエンジンの運転状態に
基づいてだけでなく、補機類における動作状態にも基づ
いて設定され、実際のエンジン回転数と目標アイドル回
転数との差に基づいて吸入空気量等がフィードバック制
御される。特に、空調用コンプレッサが作動状態にされ
ているときには、充分な冷房能力が得られるように、空
調用コンプレッサが停止状態にされているときより目標
アイドル回転数が極めて高く設定されて、設定された目
標アイドル回転数に実際のエンジン回転数が合致するよ
うに吸入空気量等が増量される、所謂、アイドルアップ
が行われる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、自動車に備えられる空調用コンプレッサは、
通常、乗員によって目標温度が指定され、例えば、冷房
スイッチがオン状態にされてから冷房スイッチがオフ状
態にされるまでの期間におし）て、車室温が指定された
目標温度に達していないとき作動状態にされ、車室温が
目標温度に達したとき非動作状態にされる動作を繰り返
して行うものとされる。それゆえ、外気温と目標温度と
の差が比較的大である場合には、空調用コンプレッサが
作動状態におかれる期間が長くなり、空調用コンプレッ
サにおける動作状態の切換頻度が少となるが、外気温と
目標温度との差が比較的小である場合には、空調用コン
プレッサが作動状態におかれる期間が短くなり、空調用
コンプレッサにおける動作状態の切換頻度が大となる。

そして、エンジンがアイドリング状態にあるもとで、空
調用コンプレッサにおける動作状態の切換頻度が大とさ
れる場合には、上述の如くのアイドル回転数制御が行わ
れて、目標アイドル回転数が空調用コンプレッサの動作
状態に応じて頻繁に変化せしめられると、エンジンの動
作安定性が損なわれる。エンジン騒音や振動等が頻繁に
変化して、それが不快なものとなる事態がまねかれる虞
が生じる。

斯かる点に鑑み、本発明は、空調用コンプレッサが付設
されたエンジンがアイドリング状態にあるとき、エンジ
ン回転数′を目標アイドル回転数に合致させるべく吸入
空気量等を制御するようになされたもとで、空調用コン
プレッサにおける動作状態の切換頻度が大とされること
により、目標アイドル回転数が頻繁に変化せしめられて
しまうことに起因して、エンジンの動作安定性が損なわ
れる。エンジン騒音や振動等の煩わしい変化が生じる事
態がまねかれないようにされたエンジンのアイドル回転
数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） 上述の目的を達成すべく、本発明に係るエンジンのアイ
ドル回転数制御装置は、第１図にその基本構成が示され
る如く、エンジンのアイドリング状態を検出するアイド
ル検出手段を備えるとともに、エンジンにより回転駆動
される空調用コンプレッサにおける動作状態の切換頻度
を検出する切換頻度検出手段が設けられ、さらに、目標
フイドル回転数設定手段と、アイドル検出手段によりア
イドリング状態が検出されているもとにおいて、エンジ
ン回転数を目標アイドル回転数設定手段により設定され
た目標アイドル回転数に合致させるべく制御する回転数
制御手段とが設けられ、目標アイドル回転数設定手段が
、アイドル検出手段によりアイドリング状態が検出され
ているもとにおいて、目標アイドル回転数を切換頻度検
出手段により検出された切換頻度が大である程低く設定
するようにされる。

（作　用） 上述の如（の構成を有するエンジンのアイドル回転数制
御装置においては、アイドル検出手段によりアイドリン
グ状態が検出されているもとにおいて、目標アイドル回
転数設定手段により、目標アイドル回転数が、切換頻度
検出手段により検出される空調用コンプレッサにおける
動作状態の切換頻度が大である程低く設定されることに
より、空調用コンプレッサにおける動作状態の切換頻度
が大であるときには、それが小であるときに比して空調
用コンプレッサから吐出される冷媒の量が小とされ、空
調用コンプレッサの冷房能力が低下せしめられて、空調
用コンプレッサが作動状態におかれる期間が長くなるよ
うにされる。それにより、目標アイドル回転数が頻繁に
変化せしめられることが防止されるので、アイドリング
時におけるエンジンの動作安定性が得られるとともに、
エンジン騒音や振動等が煩わしく変化することを防止す
ることができる。

（実施例） 第２図は、本発明に係るエンジンのアイドル制御装置の
一例を、それが適用された自動車用エンジンと共に示す
。

第２図において、シリンダヘッド１１及びシリンダブロ
ック１２を有するエンジン本体１０には、ピストン１４
が配されるとともに、吸気弁１６及び排気弁１８を介し
て連通せしめられる吸気通路２０及び排気通路２２が接
続されており、また、ピストン１４の上方に燃焼室２４
が形成される。

燃焼室２４には、点火プラグ２６が臨設され、この点火
プラグ２６には点火コイル２７が取り付けられており、
これら点火プラグ２６と点火コイル２７とを含んで点火
装置が構成されている。吸気通路２０には、その上流側
から、順次、吸入空気を浄化するエアフィルタ２８．吸
入空気量を検出するエアフローメータ２９．アクセルペ
ダルに連動して吸気通路２０を開閉するスロットル弁３
０゜このスロットル弁３０の開度を検出するスロットル
開度センサ３１、及び、燃料供給系から圧送される燃料
を吸気ボート部に向けて噴射する燃料噴射弁３２が設け
られるとともに、吸気通路２０におけるスロットル弁３
０より上流側部分と下流側部分とには、スロットル弁３
０を側路する、流量調整弁１７が設けられたバイパス部
１５０両端が夫々接続されている。

また、エンジン本体１０には、クランクシャフト３４に
関連して配され、エンジン回転数を検出する回転数セン
サ３６と、エンジンの冷却水温を検出する水温センサ３
８とが設けられている。さらに、エンジン本体１０には
、エンジンによって回転駆動される補機である空調用コ
ンプレッサ４０が付設されており、この空調用コンプレ
ッサ４０には、クランクシャフト３４の回転が、駆動プ
ーリ３５．ベルト３７．従動ブー１Ｊ３９、及び、従動
プーリ３９に関連して設けられた電磁クラッチ２５を介
して伝達される。

空調用コンプレッサ４０は、車室内冷房システムを構成
するものであって既知の構成を有し、凝縮器や蒸発器が
配設された冷媒通路に介装されて冷媒を圧縮して吐出す
るようにされている。

そして、上述の電磁クラッチ２５の動作制御を行うべく
、空調制御ユニット９０が備えられている。空調制御ユ
ニット９０には、車室内の温度を検出する室温センサ６
１から得られる検出信号Ｓｆ、車室内に設置された空調
操作パネル６３から得られる冷房スイッチ６４の操作状
態をあられす信号Ｓｋ、及び、室温指定スライダー６６
が操作されて設定される指定室温に応じた信号Ｓｕが供
給され、空調制御ユニット９０は、これらの信号に基づ
いて、クラッチ駆動信号Ｃｃを形成してそれを電磁クラ
ッチ２５に選択的に供給する制御を行う。

電磁クラッチ２５は、クラッチ駆動信号Ｃｃが供給され
るとき結合状態をとり、また、クラッチ動作信号Ｃｃが
供給されないとき遮断状態をとるものとされ、電磁クラ
ッチ２５が結合状態をとるときには、クランクシャフト
３４の回転が空調用コンプレッサ４０に伝達されて空調
用コンプレッサ４０が作動状態とされ、一方、電磁クラ
、２チ２５が遮断状態をとるときには、空調用コンプレ
ッサ４０が停止状態とされる。

また、空調制御ユニット９０は、上述のクラッチ駆動信
号Ｃｃに加えて、電磁クラッチ２５にクラッチ駆動信号
Ｃｃが供給されている状態、従って、空調用コンプレッ
サ４０が作動状態にされていることをあられす信号Ｓｅ
を形成し、斯かる信号Ｓｅをエンジン制御ユニット１０
０に供給するゆエンジン制御ユニット１００には、上述
の信号Ｓｅの他に、回転数センサ３６から得られるエン
ジン回転数に応じた検出信号Ｓｎ、スロットル開度セン
サ３１から得られるスロットル弁３０の開度に応じた検
出信号Ｓｔ、水温センサ３８から得られるエンジンの冷
却水温に応じた検出信号Ｓｗ。

エアフローメータ２９から得られる吸入空気量に応じた
検出信号Ｓａ、及び、冷房スイッチ６４の操作状態をあ
られす信号Ｓｋが供給され、エンジン制御ユニット１０
０は、これらの信号に基づいて、燃料噴射の制御９点火
時期の制御、及び、吸入空気量の制御を行う。

エンジン制御ユニット１００による燃料噴射の制御にあ
っては、検出信号Ｓｎ及びＳａがあられすエンジン回転
数及び吸入空気量に基づいて基本燃料噴射量Ｔｐが設定
されるとともに、検出信号Ｓｗがあられすエンジンの冷
却水温等に基づいてのエンジンの運転状態に応じた補正
係数Ｋｈ、空燃比補正係数ＫＲ，及び、車載バッテリの
電圧変動に伴う燃料噴射弁３２の動作遅れを補うための
噴射量補正値Ｔｓ等が設定され、それらに基づいて実効
燃料噴射量Ｔｉが、式：Ｔｉ−Ｔｐ　（１＋Ｋｈ＋ＫＲ
）＋Ｔｓにより算出される。そして、算出された実効燃
料噴射量Ｔｉに応じたパルス幅を存する噴射駆動パルス
信号Ｃｐが形成され、斯かる噴射駆動パルス信号Ｃｐが
所定のタイミングをもって燃料噴射弁３２に供給される
。それにより、燃料噴射弁３２が噴射駆動パルス信号Ｃ
ｐのパルス幅に応じた期間に開状態とされて、燃料が燃
料噴射弁３２から燃焼室２４に向けて噴射されるように
なされ、燃焼室２４内での燃焼に供される混合気の空燃
比が所定の値となるように制御される。

また、エンジン制御ユニット１００による点火時期の制
御にあっては、点火進角値θが、吸入空気量やエンジン
回転数等によりあられされるエンジンの運転状態に応じ
て定められる基本点火進角値θａに、エンジンの冷却水
温等に応じた補正進角値が加減算された値に設定され、
エンジン制御ユニット１００からの点火制御信号Ｃ９が
、設定された点火進角値θに対応する時期をもって点火
コイル２７に供給される。それにより、点火コイル２７
から二次側高圧パルスが得られて点火プラグ２６に供給
され、点火プラグ２６により燃焼室２４内の混合気が点
火されて燃焼せしめられる。

さらに、エンジン制御ユニット１００による吸入空気量
の制御にあっては、検出信号Ｓｎ及びＳｔがあられすエ
ンジン回転数及びスロットル開度に基づいて、エンジン
がアイドリング状態にないことが検知されるもとでは、
制御値りが固定値Ｄｔに設定される。それに対し、エン
ジンがアイドリング状態にあることが検知されるもとに
おいて、信号Ｓｋに基づいて冷房スイッチ６４がオフ状
態にされていることが検知されるとき、もしくは、信号
Ｓｅに基づき空調用コンプレッサ４０が停止状態にある
ことが検知されるときには、目標アイドル回転数ＴＮが
所定の値、例えば、最小値ＴＮｍｉｎに設定され、実際
のエンジン回転数Ｎを設定された目標アイドル回転数Ｔ
Ｎに合致させるべく、実際のエンジン回転数Ｎと目標ア
イドル回転数ＴＮとの差が算出されて、その差に応じた
フィードバック補正値り、が設定される。そして、この
設定されたフィードバック補正値り、が用いられて制御
値りが設定される。

エンジン制御ユニット１００は、設定された制御値りに
応じたパルス幅を有する弁駆動パルス信号Ｃｉを形成し
、それを流！調整弁１７に供給する。それにより、流量
調整弁１７が弁駆動パルス信号Ｃｉのパルス幅に応じた
期間だけ開状態とされて、バイパス部１５を通過する吸
入空気量が調整され、実際のエンジン回転数Ｎが目標ア
イドル回転数ＴＨに合致せしめられるべく制御される。

一方、エンジンがアイドリング状態にあることが検知さ
れるもとにおいて、信号Ｓｋに基づいて冷房スイッチ６
４がオン状態にされていることが検知されるときには、
信号Ｓｅに基づき、空調用コンプレッサ４０における作
動状態から非作動状態、及び、非作動状態から作動状態
への切換回数Ｈを計測すべく、目標アイドル回転数ＴＮ
が、所定の期間Ｔχにおいて最大値ＴＮｍａｘ、例えば
、９００ｒｐｍに設定される。このように、目標アイド
ル回転数ＴＮが最大値ＴＮｍａｘに設定された期間Ｔｘ
において行われるアイドル回転数制御のもとで、空調用
コンプレッサ４０の動作状態・の切換回数Ｈが計測され
る。

斯かる計測の際、外気温と室温指定スライダー６６によ
って設定される車室内の目標温度との差が比較的大であ
る場合には、空調用コンプレッサ４０が作動状態にされ
る期間が比較的長いものとされるので、計測される空調
用コンプレッサ４０の切換回数１１が比較的少となり、
また、外気温と車室内の目標温度との差が比較的少であ
る場合には、空調用コンプレッサ４０が作動状態にされ
る期間が比較的短いものとされるので、計測される空調
用コンプレッサ４０の切換回数Ｈが比較的多となる。そ
して、切換回数Ｈの計測が行われた後においては、目標
アイドル回転数ＴＮが、第３図に示される如くに、計測
された切換回数Ｈが比較的少なる回数Ｈａ以下であると
きには、最大値ＴＮｍａｘに、また、切換回数Ｈが比較
的多い回数日す以上であるときには、最小値Ｔ　Ｎｍ１
ｎに、さらに、切換回数Ｈが回数Ｈａと回数）１ｂとの
間にあるときには、それが少である程高い値に設定され
る。そして、切換回数Ｈに応じた値に設定された目標ア
イドル回転数ＴＮに実際のアイドル回転数Ｎを合致させ
るべく、上述と同様にして弁駆動パルス信号Ｃｉが形成
されて、それが流Ｎ調整弁１７に供給される。

このようにされることにより、アイドリング時にあるも
とで、期間Ｔｘにおいて計測される空調用コンプレッサ
４０の切換回数Ｈが少とされる場合には、目標アイドル
回転数ＴＮが高いものに設定されるので、空調用コンプ
レッサ４ｏの冷媒の吐出量が大とされて、その冷房能力
が向上せしめられる。一方、期間Ｔｘにおいて計測され
る空調用コンプレッサ４０の切換回数Ｈが多とされる場
合には、目標アイドル回転数ＴＮが低いものに設定され
るので、空調用コンプレッサ４０の冷媒の吐出量が小と
されて、その冷房能力が低下せしめられる。従って、斯
かる場合には、空調用コンプレッサ４０が作動状態にさ
れる期間が長くなるようにされて、空調コンプレッサ４
０の切換回数Ｈが減少せしめられ、目標アイドル回転数
ＴＮが頻繁に変化せしめられることが防止されるので、
エンジンの動作安定性が得られ、エンジン騒音や振動等
が頻繁に変化せしめられる事態が回避される。

なお、車体が共振振動を生じるエンジン回転数の値が、
目標アイドル回転数ＴＮとして設定される範囲内にある
場合には、アイドリング時おける空調用コンプレッサ４
０の動作状態に応じて目標アイドル回転数ＴＮが変化せ
しめられる毎に、エンジン回転数が車体が共振振動を生
じる値をとることになり、その都度、車体の振動が著し
く増大することになる。従って、空調用コンプレッサ４
０の動作状態の切換頻度が大である程車体が共振振動を
生じる機会が増加し、車両における居住性や乗心地が悪
くなるという問題が発生するが、上述の如くにして空調
用コンプレッサ４０の動作状態の切換頻度が減少せしめ
られることにより、斯かる問題の発生が効果的に抑圧さ
れることになる。

上述の如くの制御を行うエンジン制御ユニット１００は
、例えば、マイクロコンピュータが用いられて構成され
るが、斯かる場合におけるマイクロコンピュータが実行
するアイドル回転数制御に際してのプログラムの一例を
、第４図のフローチャートを参照して説明する。

第４図のフローチャートで示されるプログラムにおいて
は、スタート後、プロセス１ｏ１において、各種の信号
Ｓｎ、ＳＬ、Ｓｅ及びＳｋ等を取り込み、デイシジョン
１０２において、検出信号Ｓｎがあられすエンジン回転
数及び検出信号Ｓｔがあられすスロットル開度に基づい
て、エンジンがアイドリング状態にあるか否かを判断し
、エンジンがアイドリング状態にあると判断された場合
には、デイシジョン１０３において、信号Ｓｋに基づき
冷房スイッチ６４がオン状態にされているか否かを判断
し、冷房スイッチ６４がオン状態にされていると判断さ
れた場合には、空調用コンプレッサ４０における動作状
態の切換頻度を計測すべく、デイシジョン１０５に進む
。

デイシジョン１０５においては、切換頻度計測完了フラ
グＦが１であるか否かを判断し、切換頻度計測完了フラ
グＦが１でないと判断された場合には、プロセス１０６
において、期間Ｔｘを計測すべく内蔵タイマをスタート
させ、デイシジョン１０７において、信号Ｓｅに基づき
空調用コンプレッサ４０が停止状態から作動状態に変化
せしめられたか否かを判断し、空調用コンプレッサ４０
が停止状態から作動状態に変化せしめられたと判断され
た場合には、プロセス１０８において、空調用コンプレ
ッサ４０の切換回数Ｈに１を加算して新たな切換回数Ｈ
を設定して、デイシジョン１１１に進む。一方、デイシ
ジョン１０７において、空調用コンプレッサ４０が停止
状態から作動状態に変化せしめられていないと判断され
た場合には、デイシジョン１０９において、空調用コン
プレッサ４０が作動状態から停止状態に変化せしめられ
たか否かを判断し、空調用コンプレッサ４０が作動状態
から停止状態に変化せしめられたと判断された場合には
、プロセス１０８において、空調用°コンプレッサ４０
の切換回数Ｈに１を加算して新たな切換回数Ｈを設定し
てデイシジョン１１１にｉ１Ａミ、また、デイシジョン
１０９において空１１用コンプレッサ４０が作動状態か
ら停止状態に変化せしめられていないと判断された場合
には、そのままデイシジョン１１１に進む。

デイシジョン１１１においては、期間Ｔｘが経過したか
否かを判断し、期間Ｔｘが経過していないと判断された
場合には、プロセス１１２において、目標アイドル回転
数ＴＮを最大値ＴＮｍａｘに設定してデイシジョン１１
６に進み、デイシジョン１１１において、期間Ｔｘが経
過したと判断された場合には、プロセス１１４において
、そのときの空調用コンプレッサ４０の切換回数Ｈに応
じた目標アイドル回転数ＴＮＯ値ＴＮｘを、第３図に示
される如くの対応関係をもって設定し、続くプロセス１
１５において、切換頻度計測完了フラグＦを１に設定す
るとともに、空調用コンプレッサ４０の切換回数Ｈを零
に設定し、かつ、内蔵タイマをストップしてデイシジョ
ン１１６に進む。

一方、デイシジョン１０５において、切換頻度計測完了
フラグＦが１であると判断された場合には、プロセス１
０６からプロセス１１５までの各ステップを経由するこ
となく、デイシジョン１１６に進む。

デイシジョン１１６においては、空調用コンプレッサ４
０が作動状態にあるか否かを判断し、空調用コンプレッ
サ４０が作動状態にあると判断された場合には、プロセ
ス１１７において目標アイドル回転数ＴＮを値ＴＮｘに
設定してプロセス１１８に進む。一方、デイシジョン１
０３において、冷房スイッチ６４がオン状態にないと判
断された場合、及び、デイシジョン１１６において、空
調用コンプレッサ４０が作動状態にないと判断された場
合には、プロセス１１９において、目標アイドル回転数
ＴＮを最小値ＴＮｍｉｎに設定してプロセス１１８に進
む。

プロセス１１８においては、目標アイドル回転数ＴＮか
ら検出信号Ｓｎがあられす実際のエンジン回転数Ｎを減
じることにより差ΔＮを算出し、続くプロセス１１９に
おいて、差ΔＮに応じたフィードバック補正値り、を設
定してプロセス１２０に進み、プロセス１２０において
、制御値りにフィードバック補正値り、を加算してプロ
セス１２１に進む。プロセス１２１においては、制御値
りに応じたパルス幅を有する弁駆動パルス信号Ｃ１を形
成してそれを流量調整弁１７に送出して、元に戻る。一
方、デイシジョン１０２において、エンジンがアイドリ
ング状態にないと判断された場合には、プロセス１２２
において、切換頻度計測完了フラグＦを零に設定し、続
（プロセス１２３において、制御値りを固定値り、に設
定し、プロセス１２１を上述の如くに実行して元に戻る
。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係るエンジンの
アイドル回転数制御装置によれば、アイドリング状態が
検出されているもとにおいて、目標アイドル回転数が、
空調用コンプレッサにおける動作状態の切換頻度が大で
ある程低く設定されるので、空調用コンプレッサにおけ
る動作状態の切換頻度が大であるときには、それが小で
あるときに比して空調用コンプレッサから吐出される冷
媒の量が少とされて、空調用コンプレッサの冷房能力が
低下せしめられる結果、空調用コンプレッサが作動状態
におかれる期間が長くなり、それによって、目標アイド
ル回転数が頻繁に変化せしめられることが防止されるの
で、アイドリング時におけるエンジンの動作安定性を得
ることができるとともに、エンジン騒音や振動等が煩わ
しく変化することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンのアイドル回転数制御装
置を特許請求の範囲に対応して示す基本構成図、第２図
は本発明に係るエンジンのアイドル回転数制御装置　の
−例を、それが適用された自動車用エンジンとともに示
す概略構成図、第３図は第２図に示される例の動作説明
に供される特性図、第４図は第２図に示される例のエン
ジン制御ユニットにマイクロコンピュータが用いられた
場合における、斯かるマイクロコンピュータが実行する
プログラムの一例を示すフローチャートである。 図中、１０はエンジン本体、１５はバイパス部、１７は
流量調整弁、２５は電磁クラッチ、３２は燃料噴射弁、
４０は空調用コンプレッサ、６１は室音センサ、６４は
冷房スイッチ、６６は室温指定スライダー、９０は空調
制御ユニット、１００はエンジン制御ユニットである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　エンジンのアイドリング状態を検出するアイドル検出
   手段と、 上記エンジンにより回転駆動される空調用コンプレッサ
   における動作状態の切換頻度を検出する切換頻度検出手
   段と、 上記アイドル検出手段によりアイドリング状態が検出さ
   れているもとにおいて、目標アイドル回転数を上記切換
   頻度検出手段により検出された切換頻度が大である程低
   く設定する目標アイドル回転数設定手段と、 上記アイドル検出手段によりアイドリング状態が検出さ
   れているもとにおいて、エンジン回転数を上記目標アイ
   ドル回転数設定手段により設定された目標アイドル回転
   数に合致させるべく制御する回転数制御手段と、 を具備して構成されるエンジンのアイドル回転数制御装
   置。