JPH0744757Y2

JPH0744757Y2 - 内燃機関の暖機促進装置

Info

Publication number: JPH0744757Y2
Application number: JP1985006432U
Authority: JP
Inventors: 直行影岡
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-01-21
Filing date: 1985-01-21
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2000-01-21
Also published as: JPS61122378U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野この考案は内燃機関の暖機促進装置とりわけ機関集中制
御システムを備えた内燃機関の暖機促進装置に関する。

従来の技術近時、自動車用内燃機関にあっては、１つのマイクロコ
ンピュータによって燃料噴射量や点火時期等を機関の運
転状態に合わせて集中制御する集中制御システムを備え
たものが提供されている。この集中制御システムは、例
えばエアクリーナの下流に配設されたエアフローメータ
で検知された空気量信号やクランク角センサによって検
知された機関回転信号及びクランク角度信号並びに水温
センサでの機関水温信号等に基づいてマイクロコンピュ
ータ（コントロールユニット）が必要な燃料噴射量や点
火時期等を決定し、その信号をインジェクタやパワート
ランジスタに出力して機関の制御を行っている。特に、
機関の冷却水温が低い場合は点火時期を遅らせて暖機の
立上りを良好なものとしている（例えばECCSL系エンジ
ン1979技術解説書・日産自動車（株）・昭和54年６月発
行参照）。

考案が解決しようとする問題点ところで、一般に自動車の暖房システムとしては、例え
ばシリンダヘッド及びシリンダブロックのウォータジャ
ケット内の冷却水を車内のヒータユニットに循環させ、
該ヒータユニットの放熱器やモータにより駆動されるヒ
ータファン等を介して車内の最適な暖房を行っており、
斯かる暖房システムは上記機関集中制御システムを備え
た自動車にも適用されている。しかしながら、上記ヒー
タユニットは、手動によって始動・停止が行われ、この
作動状態が上記集中制御システムに何らの関連を有して
いない。このため、冷間始動時あるいは暖機途中でヒー
タユニットを作動させた場合においては、作動させない
場合に比較し放熱量の相違により機関の水温上昇つまり
暖気の立上りが鈍くなり、暖機時間が比較的長くなる。
また、暖機終了後のアイドル放置時にヒータユニットを
作動させている場合にあっては冷却水の温度が若干低下
することが考えられる。

また、特開昭58−113577号公報等に記載されているもの
のように、アイドル運転時に、エアコンをONにした場合
には点火時期を標準値に制御する一方、エアコンをOFF
にした場合には点火時期を進角値に制御すると共にアイ
ドル回転速度を所定値だけ低下させて燃費を向上させる
技術も提供されているが、これはエアコンのON、OFF作
動によってコンプレッサを介して機関の駆動負荷の有無
を検出するものであって、ヒータの発熱とは無関係なも
のである。しかも、エアコンをONにした場合に点火時期
を単に標準値に制御するだけであって、該標準値からさ
らに積極的に遅角制御するものではない。したがって、
冷却水温の上昇つまり暖機の立上りが不十分となり、暖
機時間が長くなってしまう。

また、他の従来例として特開昭54−109547号公報に記載
されたものは、アイドル運転中のヒータ性能を向上させ
る技術ではあるが、アイドルアップ装置によってプライ
マリスロットルバルブを開いて燃料の増量補正を行いア
イドル回転数を上昇させるようにしたため、該アイドル
運転中における燃料の消費量が大巾に増加してしまう。

更に異なる従来例としては、特開昭56−110540号公報に
記載されたもののように、暖機時において冷却水温の上
昇率が悪いときに点火時期の遅角量を増加して冷却水温
の上昇率を高める手段もあるが、これは単に冷却水温を
問題としており、暖機完了後におけるアイドリング運転
時には何ら点火時期の遅角制御を行うものではない。こ
のため、ヒータが作動している場合は燃焼温度の速やか
な上昇が得られず、冷却水温度の低下が余儀なくされて
しまう。

問題点を解決するための手段本考案は、上記従来の種々の問題点に鑑みて案出された
もので、第１図に示すように機関回転数100と負荷101等
に応じて点火時期の基準値を設定する基準値設定手段10
2と、ヒータの作動を検出する作動検出手段103と、機関
冷却水温度を検出する水温検出手段104と、該水温検出
手段104から出力された信号に基づいて現在の水温が設
定値以下か否かを判別する水温判定手段105と、現在の
機関運転状態がアイドル運転中か否かを判別するアイド
ル運転検出手段106とを備え、更に、前記作動検出手段1
03からの作動検出信号と前記水温判定手段105からの設
定値以下の判別信号とに基づいて前記点火時期の基準値
に所定の遅角値を加算する第１補正手段107と、前記作
動検出手段103からの作動検出信号及び水温判定手段105
からの設定値以上の判別信号とアイドル運転検出手段10
6からのアイドル運転検出手段とに基づいて前記基準値
に所定の遅角値を加算する第２補正手段108と、前記作
動検出手段103からの作動検出信号と前記水温判定手段1
05からの設定値以下の判別信号とアイドル運転検出手段
106からの否アイドル運転検出信号とに基づいて点火時
期を通常の基準値に補正する第３補正手段109とを備え
たことを特徴としている。

作用冷却水温が設定値以下の暖機中に車内暖房用のヒータが
作動している場合は、第１の補正手段107により点火時
期を基準値よりも遅角制御するため、機関の燃焼温度が
速やかに上昇し、冷却水温度も速やかに上昇する。依っ
て、ヒータの作動中であってもヒータ温度の立上りは勿
論のこと、暖機の立上りが良好となる。

また、暖機完了後において冷却水温が設定値以上になっ
た場合でも、ヒータが作動し、かつアイドル運転中であ
れば、第２の補正手段108により点火時期の遅角制御が
行われるため、燃焼温度の速やかな上昇に伴い冷却水温
度の低下を確実に防止できると共に、ヒータ温度の低下
も防止できる。つまり、前述のように、第１補正手段に
よって速やかに上昇させることができた後の冷却水温は
アイドル運転中のヒータの作動によって熱を奪われてし
まう恐れがあるが、第２補正手段による点火時期の遅角
制御により、前記のような冷却水温度の低下防止とヒー
タ性能の向上が図れるのである。

しかも、燃料の増加補正ではなく、点火時期の遅角制御
だけであるから、燃料消費量の増加を防止できる。

更には、ヒータが作動しかつ暖機完了後に、アイドル運
転ではなく例えば定常運転に移行した場合は、第３補正
手段109によって点火時期を基準値に戻す進角制御が行
われる。即ち、水温が設定値以上でアイドル運転でない
ときは、機関の発熱量が多くなるため、ヒータの性能が
低下することがないばかりか、前述のように第２補正手
段108によって点火時期を遅角したままの状態では、出
力トルクが低下すると共に、燃費が悪化してしまう惧れ
がある。したがって、第３補正手段109によって点火時
期を基準値まで進角補正すれば、出力トルクの低下等が
防止されるのである。

実施例第２図はこの考案の暖機促進装置を示す全体構成図、第
３図はこの考案に供されるマイクロコンピュータのフロ
ーチャートを示している。

まず、この考案の暖機促進装置の全体構成を説明すれ
ば、図中１はマイクロコンピュータを内蔵したコントロ
ールユニット、２はエアクリーナ３の下流に配設され、
空気量を検知するエアフローメータ、４はディストリピ
ュータ５に内蔵され、機関の回転数及びクランク角度を
検出するクランク角センサ、６は機関７のウォータジャ
ケット８に設けられ、水温を検知する水温センサ、９は
吸気通路10に装着され、上記コントロールユニット１か
らの信号により空気量を制御してアイドル回転数を調整
するアイドル制御弁、11はエアレギュレータ、12は放熱
器やヒータファン13を備え、かつ手動スイッチ14により
作動・停止が行われるヒータユニットであって、このヒ
ータユニット12は作動・停止信号をコントロールユニッ
ト１に出力している。尚、図中17はパワートランジスタ
である。

そして、上記コントロールユニット１はエアフローメー
タ２からの吸気量信号やクランク角センサ４からの機関
回転速度・クランク角度信号及び負荷信号等に基づいて
インジェクタ15による噴射燃料の噴射パルス巾及び点火
栓16の点火時期の基準値を設定して機関７を集中制御し
ていると共に、ヒータユニット12のヒータ作動検出手段
及び、水温センサ６の信号に基づいて上記噴射パルス巾
や点火時期を制御している。

次に、上記ヒータ作動検出手段等の信号に基づいて作動
するマイクロコンピュータのフローチャートを第３図で
説明する。

まず、S₁でヒータ作動検出信号がONかOFFを判別し、OFF
であればS₂によって基準値による通常の燃料噴射量制御
及び点火時期制御を行うように出力するが、ONであれば
S₃で機関水温が所定の設定温度より以下か否かを判別
し、以下であればS₄に進んで燃料を増量すべく噴射パル
ス巾を基準制御値より増加させると共に、点火時期の遅
角制御を行うように出力する。一方、上記S₃で水温が設
定温度より以上であればS₅によりアイドル運転か否かを
判別し、NOであれば上記S₂へ進んで通常の制御を行う
が、YESであればS₆で点火時期を基準制御値の遅角量に
加算した遅角制御を行い出力する。

以下、ヒータ作動時と非作動時（OFF時）における本実
施例の制御特性を説明する。

第4A図と第4B図は機関冷却水温との関係で燃料噴射パル
ス巾の増量係数及び点火時期補正係数をヒータ非作動時
（実線）とヒータ作動時（鎖線及び一点鎖線）の本実施
例による制御状態を示している。第５図は、機関開始時
からの経過時間との関係で水温の上昇特性を示し、実線
がヒータOFF時の水温特性、破線がヒータ作動時におけ
る従来の補正されない場合の水温特性、一点鎖線がヒー
タ作動時における本実施例による補正が行われた場合の
水温特性を表している。

この第５図でも明らかなように、ヒータ作動時に本実施
例の噴射パルス巾の増加及び点火時期の遅角制御が行わ
れると、燃焼温度が速やかに上昇して冷却水温も速やか
に上昇するため、冷却水温の低い暖機中には、該暖機時
間をヒータOFF時の場合と略同様に短縮することがで
き、暖機性能とヒータ性能の向上が図れる。

しかも、暖機完了後においても、ヒータ作動中でかつア
イドリング運転中の場合は、点火時期の基準値よりも大
巾な遅角制御が行われるため、アイドル放置時における
機関冷却水温の低下を確実に防止できる。

更に、燃料を増量補正するのではなく、点火時期の遅角
制御だけであるため、燃料消費量の増加が防止される。

また、本実施例では、前述のように暖機完了後において
も、ヒータ作動中でかつアイドリング運転中の場合は、
点火時期の大巾な遅角制御により冷却水温の低下を防止
するが、この状態から車両が発進して例えば定常運転に
移行した場合は、即座に点火時期を通常の基準値に進角
制御する。即ち、冷却水温が設定値以上でアイドル運転
でない定常運転の場合は、機関の発熱量が多くなるた
め、ヒータの性能が低下しないばかりか前記のように点
火時期を遅角したままでは却って機関の出力トルクが低
下すると共に、燃費を悪化させてしまう。そこで、前記
条件下では、点火時期を基準値に戻すことにより、出力
トルクの低下と燃費の悪化を防止することが可能になる
のである。

尚、上記マイクロコンピュータによる制御方式は、各種
の機関運転状態を予めマイクロコンピュータに記憶させ
て行う場合の他、演算によって行うものを適用すること
も実施に応じ可能である。

考案の効果以上の説明で明らかなように、この考案に係る内燃機関
の暖機促進装置にあっては、暖機時においてヒータが作
動している場合は、第１補正手段によって点火時期を基
準値よりも大きく遅角補正するので冷却水温の上昇つま
り暖機の立上りが良好となる。

また、暖機後もヒータが作動している場合は、アイドル
運転時にのみ第２補正手段によって点火時期を基準値よ
りも大きく遅角補正したので、ヒータ作動時における機
関冷却水温低下の確実な防止が図れる。

更に、前記暖機の立上りの良好化や冷却水温の低下防止
によってヒータ性能の向上が図れる。

つまり、前述のように、第１補正手段によって速やかに
上昇させることができた後の冷却水温はアイドル運転中
のヒータの作動によって熱を奪われてしまう恐れがある
が、第２補正手段による点火時期の遅角制御により、前
記のような冷却水温度の低下防止とヒータ性能の向上が
図れるのである。

しかも、この第２補正手段は、暖機性能の向上等を図る
ために、機関への吸入空気量の増量補正によってアイド
ル回転数を上昇させるのではなく、あくまでも点火時期
の遅角制御によって燃焼温度を上昇させるようにしたた
め、燃費の悪化を小さく抑制することができる。

更にまた、前述のように、第２補正手段によって暖機後
もヒータが作動している場合は、アイドル運転時のみ点
火時期の遅角制御を行い、それ以外の通常運転時には、
第３補正手段によって点火時期を基準値に進角制御する
ため、第２補正手段による遅角制御の維持による機関の
出力トルクの低下や燃費の悪化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の全体構成図、第２図はこの考案に係る
内燃機関の暖機促進装置の一実施例を示す概略図、第３
図は同実施例におけるマイクロコンピュータのフローチ
ャート図、第4A図は冷却水温に対する燃料噴射パルス巾
の増量係数をヒータOFF時と本実施例で制御によるヒー
タ作動時とを比較して示すグラフ、第4B図は冷却水温に
対する点火時期補正係数をヒータOFF時と本実施例で制
御されたヒータ作動時とを比較して示すグラフ、第５図
は機関始動時から経過時間との関係で水温の上昇特性を
示すグラフである。 102……基準値設定手段、103……作動検出手段、104…
…水温検出手段、105……水温判定手段、106……アイド
ル運転計手段、107……第１補正手段、108……第２補正
手段、109……第３補正手段。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】機関回転速度と負荷等に応じて点火時期の
基準値を設定する基準値設定手段と、ヒータの作動を検
出する作動検出手段と、機関冷却水温度を検出する水温
検出手段と、該水温検出手段から出力された信号に基づ
いて現在の水温が設定値以下か否かを判別する水温判定
手段と、現在の機関運転状態がアイドル運転中か否かを
判別するアイドル運転検出手段とを備え、更に、前記作動検出手段からの作動検出信号と前記水温
判定手段からの設定値以下の判別信号とに基づいて前記
点火時期の基準値に所定の遅角値を加算する第１補正手
段と、前記作動検出手段からの作動検出信号及び水温判定手段
からの設定値以上の判別信号とアイドル運転検出手段か
らのアイドル運転検出信号とに基づいて前記基準値に所
定の遅角値を加算する第２補正手段と、前記作動検出手段からの作動検出信号と前記水温判定手
段からの設定値以上の判別信号とアイドル運転検出手段
からの否アイドル運転検出信号とに基づいて点火時期を
基準値に補正する第３補正手段とを備えたことを特徴と
する内燃機関の暖機促進装置。