JPS61132736A - 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、エンジンからの駆動力によって作動せしめら
れる空調機等の外部負荷が付設されたエンジンの、アイ
ドリング運転状態における回転数を制御するエンジンの
アイドル回転制御装置に関する。

（従来技術） 車輌のエンジンが、アイドリング運転状態にあり、スロ
ットルバルブが全閉状態とされたもとでの比較的低い回
転数、即ち、アイドル回転数で作動しているとき、車輌
に設置されな空調機等のエンジンからの駆動力により作
動せしめられるエンジンに対しての外部負荷が作動状態
にされると、エンジンのアイドル回転数の落込みが生じ
、これがエンジンストールを誘発する虞れがある。

このため、例えば、特開昭５４−１１３７２５号公報に
も提案されている如く、エンジンからの駆動力を上述の
外部負荷に伝達するにあたり、その伝達時期を制御して
、外部負荷を作動せしめるための操作がなされた時点か
ら外部負荷が実際に作動せしめられる時点までの期間に
、エンジンのアイドル回転数を外部負荷の作動に起因し
て落ち込むと見込まれる分だけ予め高めるようにする、
いわゆる、アイドル回転数の見込み補正を行い、これに
より、エンジンのアイドル回転数の外部負荷が作動せし
められることに起因しての落込みを未然に防止するよう
にすることが知られている。

しかしながら、このように、見込み補正によりエンジン
のアイドル回転数が制御される場合には、例えば、エン
ジン特性の変動あるいは外気温等のエンジンの環境条件
の変化等によって、外部負荷がエンジンからの駆動力を
受けて作動を開始する時点においてアイドル回転数が見
込み通りに高められていない事態が生じ、斯かる場合に
は、外部負荷が作動を開始すると同時にアイドル回転数
が落ち込み、エンジンストールを生じてしまう虞れがあ
る。

さらに、エンジンがアイドリング動作状態にあって、外
部負荷がエンジンからの駆動力により作動せしめられて
いるとき、外部負荷に非作動状態をとらせるべく、外部
負荷に対するエンジンからの駆動力の伝達を断つ操作が
なされると、その時点でエンジンのアイドル回転数が不
所望に高めら４れ、それにより、エンジン騒音が増大さ
れることになる等の不都合を生じる。

（発明の目的） 斯かる点に鑑み本発明は、エンジンがアイドリング運転
状態にあるとき、エンジンに対しての外部負荷がエンジ
ンからの駆動力により作動せしめられることに起因して
生じ、エンジンストールを誘発する虞れがあるエンジン
のアイドル回転数の落込みを、エンジン特性の変動やエ
ンジンの環境条件の変化等に左右されることな（確実に
防止することができ、また、エンジンがアイドリング動
作状態にあって、エンジンからの駆動力により作動せし
められていた外部負荷が非作動状態とされるべく、エン
ジンからの駆動力の伝達が断たれるものとされる場合に
、エンジンのアイドル回転数が不所望に高められること
を回避できるようにされたエンジンのアイドル回転制御
装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明に係るエンジンのアイドル回転制御装置は、エン
ジンに対する外部負荷に作動状態もしくは非作動状態を
とらせるべく操作される負荷制御スイッチと、エンジン
の回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、エンジ
ンのアイドリング運転状態時における負荷制御スイ・７
チの操作に応じて、アイドル回転数を変化せしめるべく
、エンジンに供給される吸入空気量を調整する吸入空気
量調整手段と、エンジンのアイドリング運転状態時にお
ける外部負荷の非作動状態から作動状態への、もしくは
、その逆の移行の時期をエンジン回転数検出手段により
検出されるアイドル回転数に応じて制御する負荷動作時
期補正手段とを備えて構成される。そして、負荷動作時
期補正手段が、エンジンのアイドリング運転状態時にお
いて負荷制御スイッチが操作されたとき、エンジン回転
数検出手段で検出される、吸入空気量調整手段による吸
入空気量の調整を受けたエンジンのアイドル回転数が、
所定の設定値に達した後に、外部負荷をエンジンからの
駆動力により実質的に作動せしめる、もしくは、エンジ
ンからの駆動力により作動せしめられる状態から実質的
に開放するようにされる。

このようにされることにより、エンジンがアイドリング
運転状態にあるときにおいて、エンジンからの駆動力に
より作動せしめられる外部負荷の非作動状態から作動状
態への、もしくは、その逆の移行に起因しての、エンジ
ンストールを誘発する虞れがあるアイドル回転数の落込
み、もしくは、エンジン騒音を増大させるアイドル回転
数の上昇を防止することができる。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明に係るエンジンのアイドル回転制御装
置の一例を、それが装備されたエンジンの主要部ととも
に示す概略構成図である。

第１図において、エアクリーチ１を介して吸気通路２に
導入される吸入空気の流量がエアフローセンサ２１によ
って検出され、吸入空気流量に応じた検出信号ＩＳａが
、エアフローセンサ２１から後述するコントロールユニ
ット３０に供給される。吸入空気流量は、吸気通路２に
設けられたスロットルバルブ３によって調量されてサー
ジタンク４内に流入する。スロットルバルブ３は、図示
されていないアクセルペダルの踏込みに応動してその開
度を変化させるようにされている。スロットルバルブ３
の開度は、スロットル開度センサ２２によって検出され
、スロットルバルブ３の開度に応じた検出信号ＩＳｖが
、スロットル開度センサ２２からコントロールユニット
３０に供給される。また、吸気通路２におけるエアフロ
ーセンサ２１とスロットルバルブ３との間には、スロッ
トルバルブ３を迂回してサージタンク４に連通せしめら
れるバイパス通路５の一端が開口しており、バイパス通
路５とサージタンク４との連通路には、バイパスバルブ
６が設けられている。バイパスハルプロは、コントロー
ルユニット３０から供給される開度制御信号Ｏ３ｖによ
ってその開度が変化せしめられ、例えば、開度制御信号
○Ｓｖが高レベルをとるときその開度が大とされるもの
となされる。

サージタンク４内に流入した吸入空気は、吸気バルブ７
を介してエンジン本体８の燃焼室９内に導かれる。また
、吸気通路２の所定位置には燃料噴射バルブ１０が臨設
されており、この燃料噴射バルブ１０は、コントロール
ユニット３０から供給される噴射量制御信号ｏｓｊに応
じて所定のタイミングで開閉制御せしめられ、図示され
ていない燃料供給系から圧送される燃料を、燃焼室９の
近傍の吸気通路２の吸気ボート部に向けて間歇的に噴射
し、サージタンク４からの吸入空気との混合気をつくる
。この混合気が燃焼室９内に吸入され、点火プラグ１１
によって点火されて燃焼し、これによってエンジンが作
動する。

そして、燃焼室９において燃焼した混合気は、排気ガス
として排気バルブ１９を介して排気通路２０に排出され
る。

このようにして作動するエンジンの回転数が、ピストン
１２の往復運動を回転運動に変換するクランク機構のク
ランク軸１３の近傍に取り付けられたエンジン回転数セ
ンサ２３によって検出され、エンジン回転数に応じた検
出信号ＩＳｎがコントロールユニット３０に供給される
。そして、クランク軸１３の駆動力がベルト１５を介し
て駆動軸１６に伝達され、駆動軸１６に伝達された駆動
力は、電磁クラッチ１４を介して、空調機等の、エンジ
ンからの駆動力により作動せしめられる、エンジンに対
しての外部負荷１８に伝達されるようにされている。電
磁クラッチ１４は、コントロールユニット３０から供給
される作動制御信号Ｏ８ｍのレベルに応じて、駆動軸１
６に伝達された駆動力の外部負荷１８への伝達を断続し
、例えば、作動制御信号Ｏ３ｍが高レベルをとるとき、
接続状態とされて、駆動軸１６に伝達された駆動力を外
部負荷１８に伝達すべく作動するものとさ五る。

また、エンジン本体８には水温センサ２４が取り付けら
れており、水温センサ２４からは、エンジンの冷却水温
に応じた検出信号■Ｓｔがコントロールユニット３０に
供給される。

コントロールユニット３０には、上述した各センサ２１
〜２４からの検出信号ＩＳａ、、ＩＳｖ。

ＩＳｎ及びＩＳｔの他に、空調機等の外部負荷１８に作
動状態もしくは非作動状態をとらせるべく操作される負
荷制御スイッチ２５のオン状態及びオフ状態に応じて得
られる負荷制御信号［Ｓｓも供給されている。そして、
コントロールユニット３０は、これらの検出信号に応じ
て、バイパスバルブ６に開度制御信号Ｏ３ｖを、燃料噴
射バルブ１０に噴射量制御信号Ｏ５ｊを、電磁クラッチ
１４に作動制御信号Ｏ３ｍを、夫々、送出する。

上述の如（の構成のちとに、エンジンが始動せしめられ
てアイドリング運転状態にされると、コントロールユニ
ット３０は１．検出信号ＩＳａか示す吸入空気流量、検
出信号ＩＳＶが示すスロットル開度、検出信号ＩＳｎが
示すエンジン回転数及び検出信号ＩＳｔが示す冷却水温
等に基づいて、エンジンのアイドル回転数を所定に維持
すべく、バイパスバルブ６にその開度を制御する開度制
御信号Ｏ３ｖを、また、燃料噴射バルブ１０にそれによ
る燃料噴射量を制御する噴射量制御信号Ｏ８ｊを夫々供
給する。

このようにして所定のアイドル回転数が維持されるエン
ジンのアイドリング運転状態時において、斯かるエンジ
ンが搭載された車輌の運転者の操作により、あるいは、
水温センサ２４から得られる信号ＩＳｔに基づくコント
ロールユニット３０がらの出力信号により、空調機等の
外部負荷１８が作動状態とされるに場合には、先ず、負
荷制御スイッチ２５がオン状態にされ、負荷制御スイッ
チ２５からコントロールユニット３０に、オン状態にさ
れたことを示す負荷制御信号ＩＳｓが入力される。コン
トロールユニット３０は、斯かる負荷制御信号■Ｓｓが
入力されると、エアフローセンサ２１からの検出信号Ｉ
Ｓａ、エンジン回転数センサ２３からの検出信号ＩＳｎ
及び水温センサ２４からの検出信号■Ｓｔ等に基づいて
、目標アイドル回転数ＴＮＡを設定する。この目標アイ
ドル回転数ＴＮＡは、アイドリング運転状態にあるエン
ジンの駆動軸１６からの駆動力が外部負荷１８に伝達さ
れて外部負荷１８が作動せしめられることに起因して、
一時°的に落込みを生じても、なおエンジンストールを
誘発しないようなアイドル回転数Ｎｆに選定される。斯
かる目標アイドル回転数ＴＮＡが設定されると、コント
ロールユニット３０から、バイパスバルブ６に高レベル
を有した開度制御信号○Ｓｖが供給される。これにより
、バイパスバルブ６の開度が増大され、バイパス通路５
とサージタンク４との連通路の開口面積が大とされて吸
入空気流量が所定量だけ増加せしめられる。そして、吸
入空気流量の増加に伴い徐々に立ち上がるアイドル回転
数Ｎ０を目標アイドル回転数ＴＮＡに到達せしめるべく
、コントロールユニット３０によるフィードバック制御
が行われる。

このフィードバック制御により、アイドル回転数ＮＥは
、例えば、第２図Ａで縦軸に回転数がとられ、横軸に時
間がとられて表わされる特性図において実線で示される
如く、負荷制御スイッチ２５がオン状態とされ、負荷制
御スイッチ２５からコントロールユニット３０に負荷制
御信号Ｉ　Ｓ　Ｓが入力される時点ｔ１から、第２図Ａ
において一点鎖線で示される目標アイドル回転数ＴＮＡ
に向かって上昇せしめられ、時点ｔ２で目標アイドル回
転数ＴＮＡに到達する。このアイドル回転数Ｎえが目標
アイドル回転数ＴＮ、に到達する時点Ｌ２において、コ
ントロールユニット３０から！［クラッチ１４に高レベ
ルの作動制御信号Ｏ３ｍが供給される。これにより、電
磁クラッチ１４が遮断状態から接続状態に切り換えられ
て、外部負荷１８にエンジンの駆動軸１６からの駆動カ
バ伝達されて、外部負荷１８が実際に作動せしめられる
。

従って、第２図Ｂに示される如く、外部負荷１８は時点
Ｌ２までは非作動状態をとり、時点ｔ２で作動状態とさ
れて、以後、作動状態に保たれる。

時点ｔ２以後においては、一旦、目標アイドル回転数Ｔ
ＮＡを越えるものとなったアイドル回転数ＮＥが徐々に
低下していき、やがて時点１．以−前の状態に戻る。こ
のようにして、外部負荷１８にエンジンの駆動軸１６か
らの駆動力が伝達され、外部負荷１８が作動せしめられ
るにあたり、アイドル回転数ＮＥの落込みは極めて小に
抑えられる。

これに対し、第２図Ｃにおいて破線で示される如くに、
負荷制御スイッチ２５がオン状態とされる時点１．にお
いて、直ちに、外部負荷１８が非作動状態から作動状態
にされると仮定した場合には、アイドル回転数Ｎ。は、
第２図Ａにおいて破線で示される如くに、時点り、後に
おいて大規模な落込みを生じることになり、エンジンス
トールが誘発される虞れが大となる。

一方、エンジンがアイドリング動作状態にあり、外部負
荷１８にアイドル回転数Ｎ、で作動しているエンジンの
駆動軸１６からの駆動力が伝達されて、外部負荷１８が
作動せしめられているときにおいて、運転者の操作によ
り、あるいは、水温センサ２４から得られる検出信号Ｉ
Ｓｔに基づくコントロールユニット３０からの出力信号
により、外部負荷１８が非作動状態とされる場合には、
先ず、負荷制御スイッチ２５がオフ状態にされ、負荷制
御スイッチ２５からコントロールユニット３０に、オフ
状態にされたことを示す負荷制御信号ＩＳＳが入力され
る。コントロールユニット３０は、斯かる負荷制御信号
ＩＳｓが入力されると、エアフローセンサ２１からの検
出信号ＩＳａ、エンジン回転数センサ２３からの検出信
号ＩＳｎ及び水温センサ２４からの検出信号ｒｓｔ等に
基づいて、目標アイドル回転数ＴＮＢを設定する。この
目標アイドル回転数ＴＮＢは、外部負荷１８を非作動状
態とすべく、外部負荷１８に対するエンジンの駆動軸１
６からの駆動力の伝達が遮断されて、エンジンの負荷が
急激に軽減されても、これに起因して不所望に高められ
る事態を生じないアイドル回転数ＮＨに選定される。斯
かる目標アイドル回転数ＴＮ、Ｉが設定されると、コン
トロールユニッｌ−３０から、バイパスバルブ６に低レ
ベルの開度制御信号０３ｖが供給される。これにより、
バイパスバルブ６の開度が低減され、バイパス通路５と
サージタンク４との連通路の開口面積が小とされて吸入
空気流量が所定量だけ減少せしめられる。そして、吸入
空気流量の減少に伴い徐々に立ち下がるアイドル回転８
１　Ｎ　Ｅを、目標アイドル回転数ＴＮ、に到達せしめ
るべく、コントロールユニット３０によるフィードバッ
ク制御が行われる。

このフィードパ・ツク制御により、アイドル回転数ＮＥ
は、例えば、第３図Ａで縦軸に回転数がとられ、横軸に
時間がとられて表わされる特性図において実線で示され
る如く、負荷制御スイッチ２５がオフ状態とされ、負荷
制御スイッチ２５からコントロールユニット３０に負荷
制御信号ｔ　ｓ　ｓが人力される時点１．＋　から、第
３図Ａにおいて一点鎖線で示される目標アイドル回転数
ＴＮ、に向かって下降せしめられ、時点ｔ２“で目標ア
イドル回転数ＴＮＲに到達する。このアイドル回転数Ｎ
、Ｅ−が目標アイドル回転数ＴＮ、に到達する時点１２
＋　において、コントロールユニット３０から電磁クラ
ッチ１４に低レベルの作動制御信号Ｏ３ｍが供給される
。これにより、電磁クラッチ１４が接続状態から遮断状
態に切り換えられて、外部負荷１８に対するエンジンの
駆動軸１６からの駆動力の伝達がされなくなり、外部負
荷１８が実際に作動せしめられな（なる。従って、第３
図Ｂに示される如く、外部負荷１８は時点ｔ２“までは
作動状態をとり、時点ｔ２１　で非作動状態とされて、
以後、非作動状態に保たれる。

時点ｔ２″以後においては、一旦、目標アイドル回転数
Ｔ　Ｎ　ｍを越えて下降したアイドル回転数ＮＥが徐々
に上昇していき、やがて時点１．”以前の状態に戻る。

このようにして、外部負荷１８に対するエンジンの駆動
軸１６からの駆動力の伝達がされなくなり、外部負荷１
８が非作動状態とされるにあたり、アイドル回転数Ｎ６
の不所望な上昇はほとんど生じない。

これに対し、第３図Ｃにおいて破線で示される如くに、
負荷制御スイッチ２５がオフ状態とされる時点ｔ、ｌ　
において、直ちに、外部負荷１８が作動状態から非作動
状態にされると仮定した場合には、アイドル回転数Ｎ１
は、第３図Ａにおいて破線で示される如くに、時点ｔ、
ｌ後において大規模な上昇を生じることになり、エンジ
ン騒音が　・著しく増大される。

上述の如くの制御は、主としてコントロールユニット３
０に内蔵されたマイクロコンピュータの動作により行わ
れるが、斯かるマイクロコンピュータが実行するプログ
ラムの一例を第４図のフローチャートを参照して説明す
る。

このプログラムにおいては、スタート後、ディシジョン
３１においてエンジンがアイドリング運転状態にあるか
否かを判断する。この判断は、エアフローセンサ２１か
らの検出信号ＩＳａ、スロットル開度センサ２２からの
検出信号ＩＳＶ、回転数センサ２３からの検出信号ＩＳ
ｎ及び水温センサ２４からの検出信号ＩＳｔ等に基づい
て行われ、エンジンがアイドリング運転状態にないとき
にはプログラムは終了し、エンジンがアイドリング運転
状態にあるときにはプロセス３２に進む。

そして、プロセス３２で、外部負荷１８に作動状態もし
くは非作動状態をとらせるべく操作される負荷制御スイ
ッチ２５からの負荷制御信号ＩＳｓを読み込み、次のデ
ィシジョン３３で負荷制御スイッチ２５がオン状態にさ
れたかオフ状態にされたかを判断する。負荷制御スイッ
チ２５がオン状態にされた場合には、プロセス３４に進
み、プロセス３４で各検出信号ＩＳａ、ＴＳｖ、ＩＳｎ
及びＩＳｔ等に基づき、目標アイドル回転数ＴＮ４を設
定してプロセス３５に進む。そして、プロセス３５にお
いて、バイパスハルプロの開度ヲ所定量だけ増大せしめ
、さらに、プロセス３６において、エンジンのアイドル
回転数Ｎ、をエンジン回転数センサ２３からの検出信号
ＩＳｎに基づいて読み込んだ後、ディシジョン３７に進
む。ディシジョン３７においては、エンジンのアイドル
回転数Ｎ、が目標アイドル回転数ＴＮＡ以上か否かを判
断し、アイドル回転数Ｎ、が目標アイドル回転数ＴＮＡ
に達していないと判断された場合には１、プロセス３５
に戻って上述したプロセス３５からディシジョン３７ま
でを繰り返す。そして、ディシジョン３７において、ア
イドル回転数Ｎ。が目標アイドル回転数Ｔ　Ｎ　Ａ以上
であると判断された場合には、プロセス３８に進み、電
磁クラッチＩ４に高レベルの作動制御信号Ｏ５ｍを供給
して、外部負荷１８を実際に作動状態として終了する。

一方、ディシジョン３３において、負荷制御スイッチ２
５がオフ状態にされたと判断された場合には、プロセス
３９に進む。プロセス３９では、各検出信号ＩＳａ、Ｉ
Ｓｖ、ＩＳｎ及びｒｓｔ等に基づき、目標アイドル回転
数ＴＮ、を設定してプロセス４０に進む。そして、プロ
セス４０においてバイパスバルブ６の開度を所定量だけ
低減させてプロセス４１に進み、エンジンのアイドル回
転数ＮＥをエンジン回転数センサ２３からの検出信号Ｉ
Ｓｎに基づいて読み込んだ後、ディシジョン４２に進む
。ディシジョン４２においては、エンジンのアイ下ル回
転数Ｎ。が目標アイドル回転数Ｔ　、Ｎ　ｓ以下か否か
を判断し、−アイドル回転数Ｎ、が目標アイドル回転数
ＴＮ、より大であると判断された場合には、プロセス４
０に戻り、上述したプロセス４０からディシジョン４２
までを繰り返す。そして、ディシジョン４２において、
アイドル回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＴＮＢ以下で
あると判断された場合には、プロセス４３に進み、電磁
クラッチ１４に低レベルの作動制御信号Ｏ３ｍを供給し
て、外部負荷１８を非作動状態とさせて終了する。

（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
アイドル回転制御装置によれば、エンジンがアイドリン
グ運転状態にあるとき、空調機等の、エンジンからの駆
動力により作動せしめられる、エンジンに対しての外部
負荷が、エンジンからの駆動力の伝達を受けて作動状態
とされることに起因して生じ、エンジンストールを誘発
する虞れがあるエンジンのアイドル回転数の落込みを、
エンジン特性の変動やエンジンの環境条件の変化等に左
右されることなく、確実に防止゛することができ、エン
ジンのアイドリング運転状態を、エンジンストールを伴
わない、安定したものとすることができる。そして、さ
らに、エンジンがアイドリング動作状態にあって、エン
ジンからの駆動力が伝達されて作動せしめられていた外
部負荷が、非作動状態とされるべく、エンジンからの駆
動力の伝達が断たれるものとされる場合に、エンジンの
アイドル回転数が不所望に高められることを、エンジン
特性の変動やエンジンの環境条件の変化等に左右される
ことなく、確実に防止することもでき、エンジン騒音の
低減化を図ることができる。

【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制御装置
の一例をそれが装備されたエンジンとともに示す概略構
成図、第２図Ａ、　　Ｂ及びＣ１及び、第３図Ａ、Ｂ及
びＣは第１図に示される例が適用されたエンジンの動作
説明に供される特性図、第４図は第１図に示される例の
コントロールユニットに用いられ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、４はサージタンク、６はバイパスハルプロ数セン クラッチ、１６は駆動軸、１８は外部負荷、２２はスロ
ットル開度センサ、２３はエンジン回転数センサ、２５
は負荷制御スイッチ、３ｏはコントロールユニットであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンに対する外部負荷に作動状態もしくは非作動
   状態をとらせるべく操作される負荷制御スイッチと、上
   記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段
   と、上記エンジンのアイドリング運転状態時における上
   記負荷制御スイッチの操作に応じて、上記エンジンに供
   給される吸入空気量を調整する吸入空気量調整手段と、
   上記エンジンのアイドリング運転状態時において上記負
   荷制御スイッチが操作されたとき、上記エンジン回転数
   検出手段で検出される、上記吸入空気量調整手段による
   吸入空気量の調整を受けた上記エンジンのアイドル回転
   数が、所定の設定値に達した後に、上記外部負荷を上記
   エンジンからの駆動力により実質的に作動せしめる、も
   しくは、上記エンジンからの駆動力により作動せしめら
   れる状態から実質的に開放するようになす負荷動作時期
   補正手段とを備えて構成されたエンジンのアイドル回転
   制御装置。