JPH0275740A - エンジンのアイドル回転制御装置 - 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、車載バッテリのバッテリ上りを防止すべくア
イドル回転数を制御するようにしたエンジンのアイドル
回転制御装置の改良に関する。

（従来の技術） 一般に、車両には前照灯、などのライト類が備えられ、
また車載エアコンやパワーステアリング装置を備えたも
のもある。これら装置の作動時には消費電気量が増大し
、特にエンジンのアイドル運転時では、オルタネータの
発電量が少ない関係上、必要電気量の一部は車載バッテ
リから供給され、それ故、車載バッテリの充電量が減少
し、バッテリ上りが生じる場合がある。特に、アイドル
回転数を低く設定し燃費の向上を図る場合にはバッテリ
上りの危険性は高くなる。

そこで、従来、例えば特開昭６１−１５５３５号公報に
開示されるものでは、車載バッテリの充放電状態を検出
し、アイドル運転時に車載バッテリが放電状態にある場
合には、アイドル回転数を上昇制御しオルタネータの発
電量を高めて、その放電量の減少ないし車載バッテリへ
の充電を行うようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、上記の如く車載バッテリの放電状態でアイド
ル回転数の上昇制御を行う場合、アイドル回転数のフィ
ードバック制御を行うエンジンでは、予め上昇制御すべ
き目標アイドル回転数を設定しておき、放電状態になれ
ば、一義的にこの目標アイドル回転数にまで上昇制御す
るときには、次の欠点が生じる。つまり、アイドル回転
数のフィードバック制御を行う場合には、車載エアコン
の作動等に伴い制御目標値は高く設定され、これに伴い
アイドル回転数はこの制御目標値に等しい回転数値に高
く制御されるから、この運転状態で車載バッテリの放電
状態が検出されてアイドル回転数を上記放電状態解消の
ための目標アイドル回転数にまで上昇制御する場合には
、元々のアイドル回転数が高い分、回転数の上昇変化幅
が小さくてオルタネータの発電量の増大がさほど行われ
ず、その結果、放電状態を解消できずに、遂にはバッテ
リ上りを招く場合がある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、放電時での目標アイドル回転数を一義的に設定せ
ず、車載バッテリの充放電状態に応じてアイドル回転数
を補正制御ことにより、車載バッテリの放電状態を確実
、に解消して、バッテリ上りを確実に防止することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 以上の目的を達成するため、本発明では、車載バッテリ
の充放電状態に応じて回転数の上昇幅を演算し、この上
昇幅だけアイドル回転数を上昇制御することとしている
。

つまり、本発明の具体的な構成は、第１図に示すように
、エンジン１のアイドル回転数を電気負荷の作動の有無
等に応じて設定される目標値にフィードバック制御する
エンジンに対して、更に車載バッテリの充電状態に応じ
て上記アイドル回転数の目標値を変更するエンジンのア
イドル回転制御装置を前提とする。そして、アイドル回
転数を調整する回転数調整手段１３と共に、設定時間内
における車載バッテリ２６の充放電量を検出する充放電
量検出手段３２と、該充放電量検出手段３２で検出した
車載バッテリ２６の充放電量に応じて補正すべき回転数
値を演算する演算手段３３と、該演算手段３３の出力を
受け、アイドル回転数を現在のアイドル回転数に上記補
正すべき回転数値を加味した目標アイドル回転数にする
よう上記回転数調整手段１３を制御する制御手段３４と
を設ける構成としている。

（作用） 以上の構成により、本発明では、充放電量検出手段３２
で検出される車載バッテリ２６の充放電量に基づき、車
載バッテリ２６の放電状態と判断される場合においては
、演算手段３３で演算される補正すべき回転数値は、車
載バッテリ２６の充放電量が少ない場合には小値に、充
放電量が多い場合には大値になる。そして、この回転数
値だけ上昇するようアイドル回転数が制御手段３４で上
昇制御される。その結果、現在のアイドル回転数が車載
エアコン等の作動の有無等に応じた如何なる値でも、ア
イドル回転数は上記補正すべき回転数値だけ確実に補正
されるので、車載バッテリ２６の充放電量とオルタネー
タの発電量の増大分とが良好に対応して、車載バッテリ
２６の充放電量の多少に拘らずその放電状態が確実に解
消されることになる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンアイドル回転制
御装置によれば１．車載バッテリの設定期間内での充放
電量に応じて補正すべき回転数値を演算設定して、アイ
ドル回転数をこの回転数値だけ変化させるよう補正した
ので、アイドル回転数を電気負荷の作動等に応じて高い
目標値にフィードバック制御する場合にも、アイドル回
転数を上記補正すべき回転数値だけ確実に補正制御でき
て、車載バッテリの充放電量とオルタネータの発電量の
増大分とを良好に対応させることができ、車載バッテリ
のバッテリ上りを確実に防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基いて説明
する。

第２図は自動変速機付きのＶ型エンジンのアイドル回転
制御装置に適用した実施例を示す。同図において、１は
Ｖ型エンジンであって、左右のバンク１　ａ、　１　ｂ
には、所定角度傾斜したシリンダ２内に嵌挿したピスト
ン３により容積可変に形成される燃焼室４が形成されて
いる。該各燃焼室４は、各々、独立した吸気通路５ａ、
５ｂ及びこの両道路をその上流端で合流させた１本の集
合吸気通路５Ｃを介して大気に連通されると共に、排気
通路６を介して大気に開放される。上記独立の吸気通路
５ａ、５ｂには、各々、その上流端近傍に吸入空気量を
調整するスロットル弁７が配設されていると共に、該ス
ロットル弁７下流側で燃料を噴射供給する燃料噴射弁８
が配設されている。

また、１０はバイパス吸気量調整装置であって、該調整
装置１０はバイパス吸気通路１１を備え、その一端は集
合吸気通路５ｃに連通し、他端は分岐して独立の吸気通
路５ａ、５ｂに連通していて、集合吸気通路５ｃを流通
する吸気の一部を左右のスロットル弁７をバイパスして
各燃焼室４に供給する構成である。上記バイパス吸気通
路１１の途中には、デユーティ制御される制御弁１２が
配置されていて、該制御弁１２のデユーティ率の制御に
よりその弁体１２ａでもってバイパス吸気通路１１の通
路面積を調整して、該バイパス吸気通路１１を流通する
バイパス吸気量を調整することにより、アイドル回転数
を制御するようにした回転数調整手段１３を構成してい
る。

さらに、１５はスロットル弁７の開度を検出する開度セ
ンサであって、その開度信号は内部にＣＰＵ等を備えた
コントローラ１７に入力される。

また、コントローラ１７には点火コイル１８が接続され
ていて、点火コイル１８への点火時期信号の出力時期に
より、混合気の点火時期を調整する。

更に、コントローラ１７には、エンジン回転数を検出す
る回転数センサ１９からのエンジン回転数信号が入力さ
れる。而して、上記コントローラ１７により制御弁１２
をデユーティ制御して、アイドル回転数を目標値にフィ
ードバック制御するようにしている。

上記コントローラ１７には、適切なアイドル回転数制御
を行うべく、自動変速機のレンジ位置のＮにュートラル
’）−Ｄ（走行）切換時を検出するインヒビタ・スイッ
チ２０、パワーステアリング装置の作動時を検出するパ
ワーステアリング・スイッチ２１、車載エアコンの作動
時を検出するエアコンΦスイッチ２２、ライト類などの
電気負荷の作動時を検出する電気負荷スイッチ２３の各
検出信号が入力される。

また、同図において、２５は上記エンジン１により回転
駆動され、エンジン回転数の上昇に応じて発電量が増大
するオルタネータ、２６は車載バッテリであって、これ
ら機器にはライト類やりャデフォッガ装置などの電気負
荷２７が接続され、その必要電気量を供給するように構
成している。

而して、オルタネータ２５及び電気負荷２７に対する車
載バッテリ２６の充放電回路２８には、電流センサ２９
が接続されている。該電流センサ２９の機能は、オルタ
ネータ２５から車載バッテリ２６への充電電流値を検出
すると共に、車載バッテリ２６から電気負荷２７への供
給電流（放電電流）値を検出する機能である。該電流セ
ンサ２９の検出信号は上記コントローラ１７に入力され
る。尚、図中３０はイグニ、ツション・スイッチである
。

次に、コントローラ１７によるアイドル回転数制御（バ
イパス吸気量制御）を第３図の制御フローに基いて説明
する。

スタートして、ステップＳｌで自動変速機のレンジ位置
、及びパワーステアリング装置、車載エアコン、電気負
荷の各作動の有無に応じてアイドル回転数の目標値ＮＡ
　Ｐ　Ｅを決定する。しかる後、ステップＳ２で自動変
速機のレンジ位置を判別し、Ｄ（走行）レンジ位置時に
はステップＳ３でアイドル回転数のフィードバック制御
目標値ＮＦＢを上記車載エアコンの作動等の有無に応じ
た目標値ＮＡＰεに設定し、アイドル回転数がこの目標
値ＮＡ　Ｐ　Ｅになるよう制御弁１２をフィードバック
制御して、リターンする。

一方、Ｎにュートラル）またはＰ（駐車）レンジ位置時
には、ステップＳ４で、電流センサ２９の検出信号を第
４図に示す如く所定サンプリング周期ｔＢ毎に入力して
、この電流値Ｉに基いて、その流通方向（充電、放電）
を考慮して、設定演算周期Ｔ内での車載バッテリ２６の
経時的な充放電量Ｑを、 Ｑ−１ｎ−ｔｓ−Σｑｌ として演算する。

しかる後、ステップＳ５で車載バッテリ２６の充放電量
Ｑをアイドル回転数の上昇制御の必要時に相当する閾値
ｑｔｈ（４ｔｈは不感帯であり通常ではｑ　ｔｈ−ｏ）
と比較し、Ｑ≧ｑｔｈの場合には、オルタネータ２５の
発電量の増大制御は不要と判断して、ステップＳ３に戻
る。

これに対し、Ｑ＜ｑｔｈの場合には、発電量の増大制御
を要すると判断して、ステップＳ６で第５図の上昇回転
数幅ｎＢＡＴ特性に基いて充放電量Ｑに応じた上昇回転
数幅ｎ８４丁を算出する。ここに、第５図の上昇回転数
幅特性は、充放電量Ｑが負値（車載バッテリ２６の放電
状態）で大値になるほど大幅となる特性に設定されてい
る。

その後、ステップＳ７で上記充放電量Ｑの演算周期Ｔ内
でのエンジン回転数の平均値Ｎｅを算出し、これを現在
のエンジン回転数Ｎｅとして、この回転数値Ｎｅに上記
の上昇回転数幅ｎＢＡＴを加算して、目標アイドル回転
数Ｎｓ　Ａ　Ｔ　（−ＮｅｏｎＢＡＴ）を算出する。

そして、ステップＳ８で目標アイドル回転数ＮＢＡＴを
、許容される上下限値Ｎｍ１ｎ　、　Ｎｏ＋ａｘの範囲
内に収めるよう、目標アイドル回転数Ｎ８ＡＴをＮＢＡ
　Ｔ　＜　Ｎ５ｌｎの場合にはＮＢ　Ａ　Ｔ−Ｎ１１ｎ
に、ＮＢ　Ａ　７　＞Ｎ５ａｘの場合にはＮＢＡＴ−Ｎ
ＩａＸに各々補正する。その後、上記の如く目標アイド
ル回転数ＮＢＡ　Ｔを設定した後に車載エアコンの作動
の開始などに伴い車載エアコンの作動等の有無に応じた
目標アイドル回転数ＮＡＰεが上昇側に変更設定された
場合を考慮して、ステ・ツブＳ９で上記算出した放電状
態解消のための目標アイドル回転数ＮＢ　Ａ　Ｔを車載
エアコンの作動等の有無に応じた目標アイドル回転数Ｎ
ＡＰεと比較する。そして、ＮＢＡＴ＜ＮＡＰＥの場合
にはステップＳ３に戻って、この大値の目標アイドル回
転数ＮＡＰεを回転数のフィードバック制御目標値ＮＦ
Ｂとして制御弁１２をフィードバック制御してリターン
する。一方、ＮＢ　Ａ　Ｔ　＞ＮＡ　Ｐεの場合には、
ステップＳ１６でこの大値の目標アイドル回転数ＮＢ　
Ａ　Ｔを回転数のフィードバック制御目標値ＮＦＳとし
て制御弁１２をデユーティ制御して、リターンする。

よって、第３図の制御フローにおいて、ステップＳ４に
より、電流センサ２９で検出した電流Ｉ信号の経時的変
化に基いて設定時間（設定演算時間Ｔ）内における車載
バッテリ２６の充放電量Ｑを検出するようにした充放電
量検出手段３２を構成している。また、ステップＳ６に
より、上記充放電量検出手段３２で検出した車載バッテ
リ２６の充放電ｆｆ１Ｑに応じて補正すべき回転数値（
上昇回転数幅ｎｅｔ）を第５図の上昇回転数幅特性に基
いて演算するようにした演算手段３３を構成している。

さらに、ステップＳ７．ＳＩＯにより、上記演算手段３
３の出力を受け、現在のエンジン回転数Ｎｅに上記上昇
回転数幅ｎＢＡＴを加味しく加算し）、この目標アイド
ル回転数ＮＢ　Ａ　Ｔ　（−Ｎｅ＋ｎ５Ａｖ）を制御目
標値ＮＦＳとして、アイドル回転数をこの制御目標値Ｎ
ＦＢにするよう回転数調整手段１３（制御弁１２）を制
御（デユーティ制御）するようにした制御手段３４を構
成している。

したがって、上記実施例では、車載バッテリ２６が充電
状態にある通常時には、制御弁１２によるバイパス吸気
量の制御により、アイドル回転数Ｎｅは目標値ＮＡ　Ｐ
　Ｅにフィードバック制御される。その場合、目標値Ｎ
Ａ　Ｐ　Ｅは車載エアコンやパワーステアリング装置、
ライト類等の電気負荷の作動の有無に応じて変化し、こ
れら機器の作動点数が多いほど目標値ＮＡ　Ｐ　Ｅも高
く変化して、アイドル回転数Ｎｅもこれに応じて変化す
る。

今、アイドル運転状態で、車載バッテリ２６の充放電量
ＱがＱ＜ｑｔｈとなると、その充放電ｆｆ１Ｑに応じて
アイドル回転数を上昇すべき回転数幅ｎＢＡＴが演算手
段３３により第５図の特性に基いて演算され、次いで制
御弁１２が制御手段３４でフィードバック制御されて、
アイドル回転数がその時のアイドル回転数Ｎｅに上記上
昇回転数幅ｎＢＡＴを加算した目標値Ｎｓ　Ａ　Ｔ　（
−Ｎｅｏｎ　８　Ａ　Ｔ）にまで上昇する。その結果、
上昇回転数幅ｎ６ＡＴに応じた分だけオルタネータ２５
の発電量が増大して、車載バッテリ２６の充放電量Ｑが
補償されるので、車載バッテリ２６の放電状態が解消さ
れることになる。

ここに、上昇回転数幅ｎＢＡＴは車載バッテリ２６の充
放電Ｊ１Ｑに対応し、充放電ｊｌＱが負値（放電状態）
で大値はど上昇回転数幅ｎＢＡＴも高く設定され、また
アイドル回転数は現在のアイドル回転数Ｎｅ（つまり目
標アイドル回転数ＮＡ　Ｐ　Ｅ）にこの回転数幅ｎＢＡ
Ｔだけ上昇した回転数値に制御されるので、車載エアコ
ンの作動などの有無に応じた現在のアイドル回転数Ｎｅ
の高低に拘らず、オルタネータ２５の発電量の増大分は
車載バッテリ２６の充放電ＪｌｉＱに良好に対応して、
車載バッテリ２６の放電状態が確実に解消されることに
なる。

また、第６図は上記第５図の上昇回転数幅特性の変形例
を示し、上記実施例では、充放電ｆｆ１ＱがＱ≧ｑｔｈ
の場合には上昇回転数幅ｎＢＡＴ−０に設定して、放電
状態解消のための回転数の上昇制御を停止したが、Ｑ　
＞　ｑ　ｔｈとなる充電状態では、上昇回転数幅ｎＢＡ
Ｔを負値に且つ充放電量Ｑが大値はど大値に設定して、
車載バッテリ２６の充電状態を維持しつつ、アイドル回
転数を可能な限り下げるようにしたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図ないし第５図は本発明の実施例を示し、第２図は
全体概略構成図、第３図はアイドル回転数制御を示すフ
ローチャート図、第４図は充放電量の演算の説明図、第
５図は充放電量に対する上昇回転数幅特性を示す図であ
る。また、第６図は充放電量に対する上昇回転数幅特性
の変形例を示す図である。 １１・・・バイパス吸気通路、１２・・・制御弁、１３
・・・回転数調整手段、１７・・・コントローラ、２５
・・・オルタネータ、２６・・・車載バッテリ、２７・
・・電気負荷、２９・・・電流センサ、３２・・・充放
電量検出手段、３３・・・演算手段、３４・・・制御手
段。 ほか２名 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンのアイドル回転数を電気負荷の作動の有
   無等に応じて設定される目標値にフィードバック制御す
   ると共に、車載バッテリの充電状態に応じて上記アイド
   ル回転数の目標値を変更するようにしたエンジンのアイ
   ドル回転制御装置であって、アイドル回転数を調整する
   回転数調整手段と、設定時間内における車載バッテリの
   充放電量を検出する充放電量検出手段と、該充放電量検
   出手段で検出した車載バッテリの充放電量に応じて補正
   すべき回転数値を演算する演算手段と、該演算手段の出
   力を受け、アイドル回転数を現在のアイドル回転数に上
   記補正すべき回転数値を加味した目標アイドル回転数に
   するよう上記回転数調整手段を制御する制御手段とを備
   えたことを特徴とするエンジンのアイドル回転制御装置
   。