JP2882248B2 - 内燃機関の補助空気量制御装置 - Google Patents

内燃機関の補助空気量制御装置

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JP2882248B2 JP5215500A JP21550093A JP2882248B2 JP 2882248 B2 JP2882248 B2 JP 2882248B2 JP 5215500 A JP5215500 A JP 5215500A JP 21550093 A JP21550093 A JP 21550093A JP 2882248 B2 JP2882248 B2 JP 2882248B2
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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、空調装置用コンプレ
ッサ等の外部負荷に対応して内燃機関の吸入空気量を増
減させる補助空気量制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば自動車用内燃機関では、空調装置
用コンプレッサやパワーステアリング用油圧ポンプ等が
機関出力にて駆動されるので、これらの外部負荷が内燃
機関に作用したときに、そのままでは内燃機関の回転数
とりわけアイドル回転数は大きく変動する。また、冷房
能力確保等のために目標アイドル回転数自体を通常時よ
りも高く与える場合もある。そこで、従来からスロット
ル弁をバイパスして補助空気通路を設けるとともに、補
助空気制御弁を配設し、外部負荷作用時に該補助空気制
御弁を介して所要の補助空気を導入するようにしてい
る。
【0003】ここで、この外部負荷用の補助空気制御弁
としては、個々の容量が過度に大きくならないようにす
るために、互いに並列に、第1補助空気制御弁と第2補
助空気制御弁とを設けることが一般的である。例えば、
複数の外部負荷に共通して用いられる可変制御可能なA
ACバルブと、コンプレッサ等の各外部負荷に対応して
それぞれ設けられるON−OFF型のFICDバルブと
を、互いに並列に設けた構成などが知られている。
【0004】そして、上記AACバルブによる補助空気
量の導入と、FICDバルブによる補助空気量の導入
は、図6のタイムチャートに示すように、双方とも外部
負荷のON作動と同時に開始されるようになっている。
つまり、空調装置用コンプレッサを例にとれば、エアコ
ンスイッチのONと同時に補助空気が導入開始される。
【0005】しかしながら、このように、外部負荷のO
N作動と同時に補助空気の導入を開始したのでは、実際
には、破線で示すように補助空気の流入に遅れが生じる
ので、エアコンスイッチのONと同時に作用するコンプ
レッサの負荷によって機関回転数が一時的に低下し、不
安定化する。
【0006】そのため、特公平2−52106号公報に
は、図7のタイムチャートに示すように、エアコンスイ
ッチのONから実際のコンプレッサの作動開始を所定期
間遅延させ、かつ第1補助空気制御弁による補助空気導
入をエアコンスイッチのONと同時に開始するととも
に、第2補助空気制御弁による補助空気導入を実際のコ
ンプレッサの作動開始と同時に開始するようにした構成
が示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、第1補
助空気制御弁による補助空気導入を実際のコンプレッサ
の作動に先立って開始すれば、確かにコンプレッサ作動
開始時の回転数低下はある程度抑制されるが、実際のコ
ンプレッサ作動開始と同時にONとなる第2補助空気制
御弁の補助空気流量は、図7に破線で示すように、必ず
負荷の変化に対し遅れを伴うので、やはり回転数の低下
が発生する。特に、補助空気流量全体の中で第2補助空
気制御弁の流量の占める割合が大きい場合には、無視で
きない回転数低下が発生する。
【0008】尚、一般に、第1補助空気制御弁はAAC
バルブとしてエンジンコントロールユニットにより制御
されるのに対し、第2補助空気制御弁はFICDバルブ
としてエンジンコントロールユニットとは無関係にコン
プレッサと単純に連動する形でON,OFF制御される
ので、双方を実際のコンプレッサ作動開始に先立ってO
N作動させることはシステム全体の変更を伴うものとな
り、困難である。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の補助空気量制御装置は、図1に示すように、内燃機関
の補助空気量を可変制御する第1補助空気制御弁1と、
外部負荷スイッチがON状態となったことを検出する手
段2と、この外部負荷スイッチのON作動から適宜期間
遅らせて外部負荷3の実際の駆動を開始する遅延手段4
と、この外部負荷3に対応して設けられ、かつ外部負荷
3の実際の作動時に所定量の補助空気を導入する第2補
助空気制御弁5と、外部負荷スイッチのON作動時に上
記第2補助空気制御弁5の補助空気量相当分および目標
回転数変化相当分を増加させ、かつ第2補助空気制御弁
5のON作動時に上記第2補助空気制御弁5の補助空気
量相当分を減少させるように、第1補助空気制御弁1を
制御する手段6とを備えて構成されている。
【0010】
【作用】エアコンスイッチ等の外部負荷スイッチがON
作動すると、これと同時に、第1補助空気制御弁1の補
助空気量が、第2補助空気制御弁5の補助空気量相当分
および目標回転数変化相当分だけ増加する。この補助空
気は若干の遅れを伴った形で燃焼室へ流入する。
【0011】コンプレッサ等の外部負荷3は、遅延手段
4により、外部負荷スイッチのON作動から若干遅れて
駆動され始める。この時点では、十分な補助空気が実際
に供給されているため、回転数低下は生じない。そし
て、外部負荷3の駆動開始と同時に第2補助空気制御弁
5がON作動し、所定量の補助空気の導入を開始する。
また同時に、第1補助空気制御弁1の補助空気が、第2
補助空気制御弁5の補助空気量相当分だけ減じられる。
【0012】第2補助空気制御弁5による補助空気の導
入開始は、やはり若干の遅れを伴うが、同時に第1補助
空気制御弁1の補助空気減少も若干の遅れを伴うので、
両者が相殺され、その遅れによる回転数低下が緩和され
る。
【0013】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。
【0014】図2は、この発明に係る補助空気量制御装
置の機械的構成を示す構成説明図であって、内燃機関1
1の吸気通路12にスロットル弁13が介装されている
とともに、このスロットル弁13をバイパスするように
第1バイパス通路14および第2バイパス通路15が並
列に形成されている。第1バイパス通路14には、第1
補助空気制御弁として適宜なデジタル型流量制御弁から
なるAACバルブ16が介装されており、かつ第2バイ
パス通路15には、第2補助空気制御弁としてON,O
FF型ソレノイドバルブからなるFICDバルブ17が
介装されている。上記AACバルブ16は、コントロー
ルユニット26から出力される駆動パルス信号のONデ
ューティ比に応じて補助空気の流量制御を行っている。
またFICDバルブ17は、図示せぬエアコン用コンプ
レッサの負荷に対応した固定的な流量を有するもので、
コンプレッサ用電磁クラッチ27とともに、エアコンリ
レー25を介してON,OFFされるようになってい
る。つまり、FICDバルブ17は、実際のコンプレッ
サの駆動,停止に連動した形でON,OFF制御され
る。尚、この実施例では、アイドル回転数制御のための
補助空気量のフィードバック制御にも上記AACバルブ
16が用いられるようになっているが、アイドル回転数
制御用の補助空気制御弁を別に設けても良い。
【0015】18は上記スロットル弁13がアイドル開
度にあることを検出するアイドルスイッチ、19は機関
吸入空気量を検出するエアフロメータ、20は燃料噴射
弁、21は内燃機関11の冷却水温度を検出する水温セ
ンサ、22は空燃比の濃薄を検出する空燃比センサ、2
3は機関回転数を検出するクランク角センサ、24はコ
ンプレッサの駆動が必要なときにONとなるエアコンス
イッチ、をそれぞれ示しているコントロールユニット2
6は、CPU,RAM,ROM,I/Oポートを含むデ
ジタルマイクロコンピュータシステムからなり、上記の
各センサ類の検出信号に基づいて、AACバルブ16,
FICDバルブ17による補助空気流量や燃料噴射弁2
0における噴射量、図示せぬ点火栓の点火時期等を制御
しているとともに、後述するようにコンプレッサの遅延
制御を行っている。
【0016】図3のフローチャートは、エアコン用コン
プレッサの作動に対する補助空気量制御の内容を示すも
ので、以下、これを説明する。尚、この処理は一定期間
毎に繰り返し実行される。また、図4には、この制御に
対応するタイムチャートを示してある。
【0017】先ず、ステップ1では、エアコンスイッチ
24がON状態であるかOFF状態であるかを判別し、
更に、ステップ2,ステップ9でフラグFの状態を判別
する。フラグFは、コンプレッサのON,OFF状態を
示しており、ステップ2でフラグFが0であればエアコ
ンスイッチ24がOFFからONへ、ステップ9でフラ
グFが1であればエアコンスイッチ24がONからOF
Fへ、それぞれ反転したことを示す。
【0018】エアコンスイッチ24がOFFからONへ
反転した場合には、ステップ3へ進み、AACバルブ1
6の流量目標値を増加させる。具体的には、図4の
(a)に示すように、回転数上昇を図るための目標回転
数変化相当分Q1と、FICDバルブ17の補助空気量
相当分Q2とを、そのときの流量Qに上乗せした値に変
更する。そして、ステップ4で、スイッチの反転後、所
定時間T1が経過したか判別し、所定時間T1の経過後
に、コンプレッサの駆動を開始する(ステップ5)とと
もに、FICDバルブ17をONとする(ステップ
6)。また、これと同時に、ステップ7で、AACバル
ブ16の流量目標値を減少させる。具体的には、FIC
Dバルブ17の補助空気量相当分Q2を減じた値に変更
する。更に、ステップ8で、フラグFを1とする。
【0019】一方、エアコンスイッチ24がONからO
FFへ反転した場合には、ステップ9からステップ10
へ進み、AACバルブ16の流量目標値を減少させる。
具体的には、図4の(a)に示すように、FICDバル
ブ17の補助空気量相当分Q2を減じた値に変更する。
そして、ステップ11で、スイッチの反転後、所定時間
T2が経過したか判別し、所定時間T2の経過後に、コ
ンプレッサの駆動を停止する(ステップ12)ととも
に、FICDバルブ17をOFFとする(ステップ1
3)。また、これと同時に、ステップ14で、AACバ
ルブ16の流量目標値を変更する。具体的には、それま
で与えられていた目標回転数変化相当分Q1を減じ、か
つFICDバルブ17の補助空気量相当分Q2を加えた
値に変更する。更に、ステップ15で、フラグFを0と
する。
【0020】従って、上記のような制御により、エアコ
ンスイッチ24のOFF→ON時には、図4に示すよう
に、コンプレッサ負荷が実際の加わる前に補助空気量の
増量が図られるため、コンプレッサ負荷が加わった瞬間
の回転数低下が防止される。尚、AACバルブ16によ
る補助空気量は、実際には、破線で示すように、遅れを
伴った形で増加する。また、コンプレッサの実際の作動
開始と同時にFICDバルブ17がONとなり、同時に
AACバルブ16の流量が同量だけ減少するが、その際
に、FICDバルブ17の実際の補助空気量が破線で示
すように遅れを伴った形で増加するのに対し、AACバ
ルブ16の実際の流量の減少も破線で示すように遅れを
伴ったものとなるため、その遅れの影響は互いに相殺さ
れる。つまり、コンプレッサと同時にONとなるFIC
Dバルブ17の補助空気の遅れによる回転数低下が確実
に防止される。
【0021】尚、AACバルブ16は初期に多量の補助
空気を通流させる必要があるが、その期間は遅延時間T
1の間の僅かな期間であり、他の外部負荷や熱的条件等
によりAACバルブ16が全開近くに制御されていると
きに重なり合う確率は非常に小さいので、AACバルブ
16の容量を特に大きく設定する必要はない。また、F
ICDバルブ17は、エアコンリレー27を介してコン
プレッサと連動したものとなるので、システム全体の変
更も不要である。
【0022】一方、エアコンスイッチ24のON→OF
F時には、図4に示すように、コンプレッサの実際の停
止に先立ってAACバルブ16により補助空気量が抑制
されるため、コンプレッサがOFFとなった瞬間の回転
数の上昇が防止される。特に、上述した始動時と同様
に、コンプレッサに連動するFICDバルブ17の補助
空気の変化の遅れが、AACバルブ16の流量変化の遅
れと相殺されるようになるため、回転数変動が一層抑制
される。
【0023】次に、図5のタイムチャートは、外部負
荷、例えばコンプレッサのON,OFFに伴う点火時期
補正制御と組み合わせた実施例を示している。
【0024】この実施例においては、コンプレッサのO
N時に点火時期を進角させて回転数低下を抑制し、かつ
コンプレッサのOFF時に点火時期を遅角させて回転数
上昇を抑制するように点火時期補正が実行される。ここ
で、コンプレッサの実際のON作動に先立ってAACバ
ルブ16により補助空気量が増加し、かつ目標回転数が
高く設定されるため、遅延期間T1の間に点火時期は一
旦遅角側へシフトするようになり、コンプレッサONと
同時に進角補正される。従って、進角補正の際に、ノッ
キング限界に制約されずに十分な進角補正量ΔADVを
確保することができ、コンプレッサ負荷が加わった瞬間
にトルクを素早く立ち上げることができる。尚、この実
施例では、エアコンスイッチ24がONとなった後のA
ACバルブ16の流量増加が徐々になされるようになっ
ている。
【0025】また、コンプレッサが停止する際には、こ
れに先立ってAACバルブ16による補助空気量が減少
し、かつ目標回転数が低い設定値に戻されるため、遅延
期間T2の間に点火時期が一旦進角側へシフトし、ここ
から遅角補正されるようになる。。
【0026】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関の補助空気量制御装置によれば、外部負
荷のON作動に先立って補助空気の導入が開始されるた
め、外部負荷のON作動時の回転数低下を抑制できる。
特に、第2補助空気制御弁の補助空気量相当分を予め第
1補助空気制御弁によって与え、かつ実際の外部負荷の
ON作動時に第2補助空気制御弁による補助空気導入を
開始するとともに、これと同量だけ第1補助空気制御弁
の流量を減少させるようにしたので、第2補助空気制御
弁からの補助空気の遅れが第1補助空気制御弁の流量減
少の遅れと相殺され、その遅れによる回転数変動が一層
小さく抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の構成を示すブロック図。
【図2】この発明の一実施例の機械的構成を示す構成説
明図。
【図3】この実施例の制御の流れを示すフローチャー
ト。
【図4】この実施例における流量変化等を示すタイムチ
ャート。
【図5】点火時期補正制御と組み合わせた実施例のタイ
ムチャート。
【図6】従来の補助空気量制御装置における動作を示す
タイムチャート。
【図7】従来の異なる例における動作を示すタイムチャ
ート。
【符号の説明】
1…第1補助空気制御弁 2…負荷スイッチ検出手段 3…外部負荷 4…遅延手段 5…第2補助空気制御弁 6…制御手段
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/00 - 41/40 F02D 29/00 - 29/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の補助空気量を可変制御する第
    1補助空気制御弁と、 外部負荷スイッチがON状態となったことを検出する手
    段と、 この外部負荷スイッチのON作動から適宜期間遅らせて
    外部負荷の実際の駆動を開始する遅延手段と、 この外部負荷に対応して設けられ、かつ外部負荷の実際
    の作動時に所定量の補助空気を導入する第2補助空気制
    御弁と、 外部負荷スイッチのON作動時に上記第2補助空気制御
    弁の補助空気量相当分および目標回転数変化相当分を増
    加させ、かつ第2補助空気制御弁のON作動時に上記第
    2補助空気制御弁の補助空気量相当分を減少させるよう
    に、第1補助空気制御弁を制御する手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の補助空気量制御装
    置。
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