JP4158640B2

JP4158640B2 - 内燃機関の補機駆動制御装置

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Publication number: JP4158640B2
Application number: JP2003272831A
Authority: JP
Inventors: 浩一森
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2023-07-10
Also published as: JP2005030348A

Description

本発明は、機関始動時の始動特性を改善した内燃機関の補機駆動制御装置に関する。

従来からエンジンの始動性の向上を図るため、エンジンの始動時にオルタネータの発電を停止するものが提案されている（特許文献１参照）。

これは、エンジンの低温始動時には電気的負荷が大きいため、イグニッションスイッチがＯＮされても、エンジン回転数Ｎｅが第１エンジン回転数Ｎｅ１を越えるまでオルタネータの発電を停止することで、この間にバッテリから始動装置に十分な電力を供給してエンジンをスムーズに始動させる一方、エンジンの常温始動時には電気的負荷が小さいため、イグニッションスイッチがＯＮされると、エンジン回転数Ｎｅが第１エンジン回転数Ｎｅ１より低い第２エンジン回転数Ｎｅ２を越えると短時間でオルタネータを発電させることによりバッテリから始動装置に余分な電力を供給することなくエンジンを始動して適正回転に維持するようにしている。
特開２０００−１０４５８９号公報

しかしながら、上記従来例では、オルタネータの負荷は始動時に低減できるものの、オルタネータ以外の補機、例えば、オイルポンプ、ウォータポンプ等、クランキングから初爆にかけて過大な負荷が必要となる補機による始動性悪化を回避できず、これら負荷により、エンジンの回転上昇が緩やかになり吸気負圧発達が妨げられ、燃料気化が悪くなることによるＨＣ排出の増加が懸念される。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、始動初期のフリクションを減らし、始動回転数を高めてＨＣの排出を低減し、かつ始動直後のピーク回転を抑制して過剰な吹き上がりによる騒音およびＨＣの排出を減少させることができる内燃機関の補機駆動制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関のクランクシャフトに同期して回転する複数の補機を備え、前記クランクシャフトの回転を前記複数の補機に伝達する各々の経路に、内燃機関のスタータモータによるクランキング回転数とアイドル回転数との間の回転数範囲において、前記補機毎に相違させて予め設定した機関の設定回転数以上で締結するクラッチ機構を介在させた。

したがって、本発明では、クランクシャフトの回転を前記複数の補機に伝達する各々の経路に、内燃機関のスタータモータによるクランキング回転数とアイドル回転数との間の回転数範囲において、前記補機毎に相違させて予め設定した機関の設定回転数以上で締結するクラッチ機構を介在させたため、クラッチ機構により始動前にクランクプーリとオルタネータ、オイルポンプ、ウォータポンプを切り離すことで、クランキング〜初爆後初期の吹き上がり時の負荷を大幅に下げ、元々インテークマニホールド内負圧の発達が無く、噴射された燃料気化が不利なエンジン始動時の回転上昇速度を早めることができる。
また、これにより、クランキング〜初爆後初期の吹き上がり時のインテークマニホールド内負圧を発達させるので、燃料気化率が向上し、冷機時のＨＣ排出を低減できる。
さらに、負荷減により、始動に必要な燃料量を低減できるので、燃費の向上を図ることができる。
しかも、始動時のフリクションを低減することができるので、例えば、バッテリ電圧が降下した状態での始動や、新車時などフリクションが高い状態での始動性を向上することができる。
また、各補機が駆動を開始するタイミングを異ならせたため、補機駆動開始時のショック（トルク落ち）を少なくできる。

以下、本発明の内燃機関の補機駆動制御装置を各実施形態に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した内燃機関の補機駆動制御装置の第１実施形態の第１実施例を示す概略構成図である。

図１において、エンジン１は４気筒エンジンで構成され、エンジン１の出力を取り出すクランクシャフト２が回転自由に支持され、クランクシャフト２の後端（出力端）には、リングギヤ３Ａを外周に備えるフライホイール３が同軸的に連結されている。リングギヤ３Ａにはエンジン１始動時に作動されるスタータモータ４のピニオン４Ａが選択的に噛合い可能に臨んでいる。

前記クランクシャフト１の前端にはクランクプーリ５が結合されており、クランクプーリ５には、エンジン補機を駆動するタイミングベルト６が巻掛けられている。エンジン補機としては、オルタネータ７、オイルポンプ８およびウォータポンプ９が図示されており、夫々の駆動軸７Ａ〜９Ａには、オルタネータプーリ７Ｂ、オイルポンププーリ８Ｂ、ウォータポンププーリ９Ｂが配置され、これらのプーリ７Ｂ〜９Ｂには前記クランクプーリ５に巻掛けたタイミングベルト６が巻掛けられている。

前記オルタネータプーリ７Ｂ、オイルポンププーリ８Ｂ、ウォータポンププーリ９Ｂとオルタネータ７、オイルポンプ８、ウォータポンプ９の各駆動軸７Ａ〜９Ａとの間には、夫々遠心クラッチ１０〜１２を介装している。各遠心クラッチ１０〜１２は、各プーリ７Ｂ〜９Ｂの回転数が各補機毎に予め設定した回転数に満たない場合には遮断状態とされ、設定した回転数を越える時点で遮断状態から連結状態とする構造を備える。

本実施形態の第１実施例では、オルタネータ７の駆動軸７Ａとそのプーリ７Ｂとの間に介装した遠心クラッチ１０の設定回転数Ｎ７を最も低く設定し、次いで、オイルポンプ８の駆動軸８Ａとそのプーリ８Ｂとの間に介装した遠心クラッチ１１の設定回転数Ｎ８を高く設定し、ウォータポンプ９の駆動軸９Ａとそのプーリ９Ｂとの間に介装した遠心クラッチ１２の設定回転数Ｎ９を最も高く設定し、いずれの設定回転数Ｎ７〜Ｎ９もアイドル回転数よりもわずかに低く設定している。

したがって、このエンジン１では、エンジン始動時に、各補機７〜９が対応するプーリ７Ｂ〜９Ｂから切り離されていて、スタータモータ４によるクランキング回転時にはクランクシャフト２からクランクプーリ５およびタイミングベルト６を介して各プーリ７Ｂ〜９Ｂのみが回転し、速やかに回転が上昇し、この上昇回転数が各補機７〜９で設定している設定回転数Ｎ７〜Ｎ９に達すると、夫々異なるタイミングで遠心クラッチ１０〜１２が締結して各補機７〜９が夫々回転駆動を開始され、エンジン自立運転に移行直後のピーク回転数が過剰に上昇するのを抑制できる。なお、燃料はエンジン１の吸気系、即ち、吸気ポートに噴射供給され、新気と混合しながらエンジン１に供給される。

ここで、第１実施例のエンジン始動時の動作について、図２のタイムチャートにしたがって詳しく説明する。なお、図中の太い実線が本発明、細い実線が従来例（各補機がプーリおよびタイミングベルトを介してクランクシャフトと繋がったままのもの）による、それぞれの特性を示す。

スタータスイッチがオンになるとスタータモータ４が起動してエンジン１のクランキングが開始される（Ａ）。これに伴いエンジン１は回転を始め、始動に必要な燃料と空気が吸気ポートから燃焼室に送り込まれ、エンジン１は初爆、始動する（Ｂ）。この状態では遠心クラッチ１０〜１２は締結されていないので、各補機７〜９はクランクシャフト２との連結から切り離されており、その分だけクランキング時のフリクションが低下し、エンジン始動回転数も相対的に高まる。このため、吸気系の負圧発達が促進され（Ｃ）、燃料の気化がよくなり、初爆時の燃焼が向上でき、エンジン回転数の吹き上がりは、従来に比べて速くなる（Ｄ）。これにより始動時間の短縮化が可能となり、また、この負圧の発達による燃料の気化促進で、燃焼が改善され、エンジン１からのＨＣ排出量が従来例よりも低下する（Ｅ）。

そして、エンジン回転数の上昇と共に燃料気化が促進され、エンジン回転数がアイドル回転数よりも低く設定されたオルタネータ作動開始目標回転数Ｎ７に達すると（Ｆ）、遠心クラッチ１０の締結が開始される（Ｇ）。これによりオルタネータ７の駆動負荷が加わり出し、エンジン１の吹き上がりを抑制し、その後、締結完了回転数に達する時点で遠心クラッチ１０が完全に締結する。

エンジン回転数がオイルポンプ作動開始目標回転数Ｎ８に達すると、遠心クラッチ１１の締結が開始される（Ｈ）。これによりオイルポンプ８の駆動負荷が加わり出し、オルタネータ７の駆動負荷と共に、エンジン１の吹き上がりをさらに抑制し、その後、締結完了回転数に達する時点で遠心クラッチ１１が完全に締結する。

エンジン回転数がウォータポンプ作動開始目標回転数Ｎ９に達すると、遠心クラッチ１２の締結が開始される（Ｊ）。これによりウォータポンプ９の駆動負荷が加わり出し、オルタネータ７の駆動負荷およびオイルポンプ８の駆動負荷と共に、エンジン１の吹き上がりをより一層抑制し、その後、締結完了回転数に達する時点で遠心クラッチ１２が完全に締結する。

以上の各補機７〜９の駆動負荷が順次加わることにより、エンジン回転数の過剰な吹き上がりが順次抑制され、排気ガスのボリュームが低減することにより、ＨＣの排出も抑制される（Ｋ）。そして、遠心クラッチ１２の完全な締結に伴いエンジン吹き上がりピークの回転数の上昇が抑制され、騒音レベルが低減する（Ｌ）。

このように本実施例によれば、エンジン１の始動初期のフリクション低減、クランキング回転数の上昇による燃料の気化促進、さらには、吹き上がり回転数の抑制により、始動燃料を減少させ、燃費の改善が図れる。また、始動初期のエンジン回転数の相対的な上昇による、吸気系の負圧の発達により、燃料の気化促進が図れ、燃焼改善に伴い、エンジン１からのＨＣ排出量の大幅な低減が可能となる。また、その一方で、始動後のピーク回転数の抑制に伴い、ピーク回転時の振動、騒音の低減が図れる。

さらには、バッテリ電圧が低い状態での始動や、新車時などフリクションが高い状態にあっても、始動時のフリクションを相対的に低減できるので、始動性の向上が可能となる。

次に第１の実施形態の第２実施例を、図３のタイムチャートを参照して説明する。

この実施例では、オイルポンプ８の駆動軸８Ａとそのプーリ８Ｂとの間に介装した遠心クラッチ１１の設定回転数Ｎ８を最も低く設定し、次いで、オルタネータ７の駆動軸７Ａとそのプーリ７Ｂとの間に介装した遠心クラッチ１０の設定回転数Ｎ７を高く設定し、ウォータポンプ９の駆動軸９Ａとそのプーリ９Ｂとの間に介装した遠心クラッチ１２の設定
回転数Ｎ９を最も高く設定し、いずれの設定回転数Ｎ７〜Ｎ９もアイドル回転数よりもわずかに低く設定している。

図２と異なるところを中心に図３のタイムチャートにしたがって説明する。このエンジン１では、第１実施例と同様に、エンジン始動時に、各補機７〜９が対応するプーリ７Ｂ〜９Ｂから切り離されていて、スタータモータ４によるクランキング回転時にはクランクシャフト２からクランクプーリ５およびタイミングベルト６を介して各プーリ７Ｂ〜９Ｂのみが回転し、速やかに回転が上昇する。

エンジン回転数の上昇と共に燃料気化が促進され、エンジン回転数がアイドル回転数よりも低く設定されたオイルポンプ作動開始目標回転数Ｎ８に達すると（Ｆ）、遠心クラッチ１１の締結が開始される（Ｈ）。これによりオイルポンプ８の駆動負荷が加わり出し、エンジン１の吹き上がりを抑制し、その後、締結完了回転数に達する時点で遠心クラッチ１１が完全に締結する。

エンジン回転数がオルタネータ７作動開始目標回転数Ｎ７に達すると、遠心クラッチ１０の締結が開始される（Ｇ）。これによりオルタネータ７の駆動負荷が加わり出し、オイルポンプ８の駆動負荷と共に、エンジン１の吹き上がりをさらに抑制し、その後、締結完了回転数に達する時点で遠心クラッチ１０が完全に締結する。

エンジン回転数がウォータポンプ作動開始目標回転数Ｎ９に達すると、遠心クラッチ１２の締結が開始される（Ｊ）。これによりウォータポンプ９の駆動負荷が加わり出し、オイルポンプ８およびオルタネータ７の駆動負荷と共に、エンジン１の吹き上がりをより一層抑制し、その後、締結完了回転数に達する時点で遠心クラッチ１２が完全に締結する。

以上の各補機７〜９の駆動負荷が順次加わることにより、エンジン回転数の過剰な吹き上がりが順次抑制され、排気ガスのボリュームが低減することにより、ＨＣの排出も抑制される（Ｋ）。そして、遠心クラッチ４の完全な締結に伴いエンジン吹き上がりピークの回転数の上昇が抑制され、騒音レベルが低減する（Ｌ）。

このように本実施例によれば、第１実施例による作用効果に加えて、駆動順序をオイルポンプ８からとすることで、バッテリの残量に依存し且つ負荷大のオルタネータ７の駆動を遅らせ、初爆直後の吹け上がりをより安定させることができると共に、エンジン１の潤滑油の循環をいち早く開始でき、エンジン１の破損を回避することができる。

次に第１の実施形態の第３実施例を、図４のタイムチャートを参照して説明する。

この実施例では、第１実施例に対して、オルタネータ７の駆動軸７Ａとそのプーリ７Ｂとの間に介装した遠心クラッチ１０の設定回転数Ｎ７を最も低く設定し、オイルポンプ８の駆動軸８Ａとそのプーリ８Ｂとの間に介装した遠心クラッチ１１の設定回転数Ｎ８をオルタネータ７の遠心クラッチ１０とほぼ同じか若干高く設定している。

図２と異なるところを中心に図４のタイムチャートにしたがって説明する。このエンジン１では、第１実施例と同様に、エンジン始動時に、各補機７〜９が対応するプーリ７Ｂ〜９Ｂから切り離されていて、スタータモータ４によるクランキング回転時にはクランクシャフト２からクランクプーリ５およびタイミングベルト６を介して各プーリ７Ｂ〜９Ｂのみが回転し、速やかに回転が上昇する。

エンジン回転数の上昇と共に燃料気化が促進され、エンジン回転数がアイドル回転数よりも低く設定されたオルタネータ作動開始目標回転数Ｎ７に達すると（Ｆ）、遠心クラッ
チ１０の締結が開始される（Ｇ）。しかしながら、オルタネータ７は駆動開始から負荷増まで時間がかかる負荷特性を備えるため、これによりオルタネータ７の駆動負荷が加わり出す遠心クラッチ１０締結開始時には、エンジン１の吹き上がりを大きく抑制するに至らない（Ｍ）。

オルタネータ７の遠心クラッチ１０の締結開始と同時若しくは若干遅れて、オイルポンプ作動開始目標回転数Ｎ８に達し、遠心クラッチ１１の締結が開始される（Ｈ）。これによりオイルポンプ８の駆動負荷が加わり出し、前記オルタネータ７の増加する駆動負荷Ｍと共に、エンジン１の吹き上がりを抑制し、その後、締結完了回転数に達する時点で遠心クラッチ１１が完全に締結する。

エンジン回転数がウォータポンプ作動開始目標回転数Ｎ９に達すると、遠心クラッチ１２の締結が開始される（Ｊ）。これによりウォータポンプ９の駆動負荷が加わり出し、前記オルタネータ７の増加した駆動負荷およびオイルポンプ８の駆動負荷と共に、エンジン１の吹き上がりをより一層抑制し、その後、締結完了回転数に達する時点で遠心クラッチ１２が完全に締結する。

以上の各補機７〜９の駆動負荷が順次加わることにより、エンジン回転数の過剰な吹き上がりが順次抑制され、排気ガスのボリュームが低減することにより、ＨＣの排出も抑制される（Ｋ）。そして、遠心クラッチ１０〜１２の完全な締結に伴いエンジン吹き上がりピークの回転数の上昇が抑制され、騒音レベルが低減する（Ｌ）。

このように本実施例によれば、第１実施例による作用効果に加えて、オルタネータ７の駆動開始から負荷が増加するまで時間がかかる負荷特性を着目し、駆動順序をオルタネータ７からとすることで、バッテリの残量に依存し且つ負荷大のオルタネータ７の駆動を遅らせ、初爆直後の吹け上がりをより安定させることができる。また、オイルポンプ８をオルタネータ７の駆動開始直後、またはオルタネータ７の駆動開始と同時に駆動させることで、エンジン１の潤滑油の循環をいち早く開始でき、エンジン１に加わる負荷を滑らかにできると共に、エンジン１の破損を回避することができる。

次に第１の実施形態の第４実施例を、図５のタイムチャートを参照して説明する。

この実施例では、第１実施例に対して、オルタネータ７の駆動軸７Ａとプーリ７Ｂとの間に介装する遠心クラッチ１０を省略して駆動軸７Ａとプーリ７Ｂとを常時連結状態とし、代わりにオルタネータ７の界磁コイルに流れる界磁電流を制御するようにしたものである。

即ち、図５のタイムチャートにおいて、エンジン始動時にオルタネータ７の界磁コイルに流れる界磁電流を制御して発電量が最小の状態としてオルタネータ７の駆動トルクを最小とし、各補機（オイルポンプ８およびウォータポンプ９）が対応するプーリ８Ｂ、９Ｂから切り離されていて、スタータモータ４によるクランキング回転時にはクランクシャフト２からクランクプーリ５およびタイミングベルト６を介して各プーリ８Ｂ、９Ｂおよびオルタネータ７が回転し、第１実施例と同様に、速やかに回転が上昇する。

エンジン回転数の上昇と共に燃料気化が促進され、エンジン回転数がアイドル回転数よりも低く設定されたオルタネータ作動開始目標回転数Ｎ７に達すると（Ｆ）、オルタネータ７の界磁コイルに流れる界磁電流を制御して発電量が最大の状態に切換え（Ｐ）、オルタネータ７の駆動トルクを最大値に増加させてゆく（Ｑ）。これによりオルタネータ７の駆動負荷が加わり出し、エンジン１の吹き上がりを抑制する。その後の作動は、第１実施例と同様であるので説明を省略する。

このように本実施例によれば、第１実施例による作用効果に加えて、オルタネータ負荷の低減を発電量の大小により得るものであるため、オルタネータ７の作動に現存の制御を用いることができ、システムの簡素可が可能である。

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。

（ア）クランクシャフト２の回転を複数の補機７〜９に伝達する各々の経路に、補機７〜９毎に相違させて設定した機関の所定の低回転数Ｎ７〜Ｎ９以上で締結するクラッチ機構１０〜１２を介在させたため、クラッチ機構１０〜１２により始動前にクランクプーリ５とオルタネータ７、オイルポンプ８、ウォータポンプ９を切り離すことで、クランキング〜初爆後初期の吹き上がり時の負荷を大幅に下げ、元々インテークマニホールド内負圧の発達が無く、噴射された燃料気化が不利なエンジン始動時の回転上昇速度を早めることができる。また、これにより、クランキング〜初爆後初期の吹き上がり時のインテークマニホールド内負圧を発達させるので、燃料気化率が向上し、冷機時のＨＣ排出を低減できる。さらに、負荷減により、始動に必要な燃料量を低減できるので、燃費の向上を図ることができる。しかも、始動時のフリクションを低減することができるので、例えば、バッテリ電圧が降下した状態での始動や、新車時などフリクションが高い状態での始動性を向上することができる。また、各補機７〜９が駆動を開始するタイミングを異ならせたため、補機駆動開始時のショック（トルク落ち）を少なくできる。

（イ）第１実施例および第４実施例では、複数の補機７〜９は、オルタネータ７を含み、このオルタネータ７にクランクシャフト２の回転を伝達する経路に介在させたクラッチ機構１０に設定した所定の低回転数Ｎ７が他の補機８、９の回転伝達経路に介在させたクラッチ機構１１、１２に設定した所定の低回転数Ｎ８、Ｎ９より低回転側に設定するため、オルタネータ７駆動開始から負荷増まで時間がかかる負荷特性を利用し、駆動順序をオルタネータ７からとすることで、バッテリの残量に依存し且つ負荷大のオルタネータ７駆動を遅らせ、初爆直後の吹け上がりをより安定させることができる。

（ウ）第２実施例および第３実施例では、複数の補機７〜９は、機関摺動部へ潤滑油を供給するオイルポンプ８を含み、このオイルポンプ８にクランクシャフト２の回転を伝達する経路に介在させたクラッチ機構１１に設定した所定の低回転数Ｎ８が他の補機７、９の回転伝達経路に介在させたクラッチ機構１０、１２に設定した所定の低回転数Ｎ７、Ｎ９より低回転側に設定するため、オイルポンプ８をー番に駆動開始させることができ、バッテリの残量に依存し且つ負荷大のオルタネータ７駆動を遅らせ、初爆直後の吹け上がりをより安定させることができ、且つ、エンジン１の潤滑油の循環をいち早く開始でき、エンジン１の破損を回避することができる。

（エ）第３実施例では、複数の補機７〜９は、オルタネータ７およびオイルポンプ８を含み、オイルポンプ８にクランクシャフト２の回転を伝達する経路に介在させたクラッチ機構１１に設定した所定の低回転数Ｎ８はオルタネータ７にクランクシャフト２の回転を伝達する経路に介在させたクラッチ機構１０に設定した所定の低回転数Ｎ７と同一若しくは若干高めの所定の低回転数であり且つその他の補機９の回転伝達経路に介在させたクラッチ機構１２に設定した所定の低回転数Ｎ９より低回転側に設定するため、オイルポンプ８をオルタネータ７駆動開始直後、またはオルタネータ７駆動開始と同時に駆動させることができ、エンジン１に加わる負荷を滑らかにできる一方、エンジン１の潤滑油の循環をいち早く開始でき、エンジン１の破損を回避することができる。

（オ）第４実施例では、複数の補機７〜９は、オルタネータ７を含み、このオルタネータ７のクラッチ手段は、設定した所定の低回転数Ｎ７まではオルタネータ７の発電量を最
小とし且つ所定の低回転数以上でオルタネータ７の発電量を増加させることで負荷を増減させるため、オルタネータ７作動に現存の制御を用いることができ、システムの簡素可が可能である。

（第２実施形態）
図６および図７は、本発明を適用した内燃機関の補機駆動制御装置の第２実施形態を示し、図６は内燃機関の補機駆動制御装置の概略構成図、図７はエンジン始動時の動作を示すタイムチャートである。本実施形態においては、遠心クラッチに代えて電磁クラッチにより各補機の駆動軸と対応するプーリとを連結するようにしたものである。なお、第１実施形態と同じ部材には同一符号を付して説明を簡略化若しくは省略し、相違部分について詳述する。

図６において、オルタネータ７、オイルポンプ８、ウォータポンプ９の各駆動軸７Ａ〜９Ａと対応するプーリ７Ｂ〜９Ｂとの間には、電磁クラッチ１４〜１６を介装し、エンジンコントロールユニット１３（以下、ＥＣＵという）は予め設定し記憶させた各電磁クラッチ１４〜１６の作動開始目標回転数Ｎ７〜Ｎ９をエンジン回転数が超えたと判定される際に電磁クラッチ１４〜１６を作動状態とし、所定デューティ比で伝達トルクを制御するよう構成している。予め設定させる各電磁クラッチ１４〜１６の作動開始目標回転数Ｎ７〜Ｎ９は、例えば、オルタネータ作動開始目標回転数Ｎ７を最も低く設定し、次いで、オイルポンプ作動開始目標回転数Ｎ８を高く設定し、ウォータポンプ作動開始目標回転数Ｎ９を最も高く設定し、いずれの設定回転数もアイドル回転数よりもわずかに低く設定している。また、各電磁クラッチ１４〜１６は各々任意に設定可能な締結完了回転数が設定されており、作動開始目標回転数Ｎ７〜Ｎ９から締結完了回転数までの間において、エンジン回転数の増加に応じてデューティ比を増大させてその伝達トルクを徐々に増加可能としている。エンジン回転数信号は、リングギヤ３Ａの回転位置を検出するポジション（ＰＯＳ）センサ１７、若しくは、カムシャフトの回転位置を検出するフェーズ（ＰＨＥＳＥ）センサ１８等のクランク角センサよりの回転位置信号としてＥＣＵ１３に入力され、ＥＣＵ１３は前記クランク角センサよりの回転位置信号に基づきエンジン１の回転数を算出する。

本実施形態においても、図７のタイムチャートに示すように、エンジン始動時に、各補機７〜９が対応するプーリ７Ｂ〜９Ｂから切り離されていて、スタータモータ４によるクランキング回転時にはクランクシャフト２からクランクプーリ５およびタイミングベルト６を介して各プーリ７Ｂ〜９Ｂのみが回転し、速やかに回転が上昇する。

エンジン回転数の上昇と共に燃料気化が促進され、エンジン回転数がアイドル回転数よりも低く設定されたオルタネータ作動開始目標回転数Ｎ７に達する（Ｆ）とＥＣＵ１３が判断すると、電磁クラッチ１４の締結許可信号Ｒを出力し、電磁クラッチ１４を作動開始目標回転数から締結完了回転数の間において所定デューティ比でトルク伝達率を徐々に増大させる（Ｒ）。これによりオルタネータ７の駆動負荷が加わり出し、エンジン１の吹き上がりを抑制する。

エンジン回転数がオイルポンプ作動開始目標回転数Ｎ８に達するとＥＣＵ１３が判断すると、電磁クラッチ１５の締結許可信号Ｓを出力し、電磁クラッチ１５を作動開始目標回転数から締結完了回転数の間において所定デューティ比でトルク伝達率を徐々に増大させる（Ｓ）。これによりオイルポンプ８の駆動負荷が加わり出し、オルタネータ７の駆動負荷と共に、エンジン１の吹き上がりをさらに抑制する。

エンジン回転数がウォータポンプ作動開始目標回転数Ｎ９に達するとＥＣＵ１３が判断すると、電磁クラッチ１６の締結許可信号Ｔを出力し、電磁クラッチ１６を作動開始目標
回転数から締結完了回転数の間において所定デューティ比でトルク伝達率を徐々に増大させる（Ｔ）。これによりウォータポンプ９の駆動負荷が加わり出し、オイルポンプ９およびオルタネータ７の駆動負荷と共に、エンジン１の吹き上がりをより一層抑制する。

以上の各補機７〜９の駆動負荷が順次加わることにより、エンジン回転数の過剰な吹き上がりが順次抑制され、排気ガスのボリュームが低減することにより、ＨＣの排出も抑制される（Ｅ）。そして、遠心クラッチ１４の完全な締結に伴いエンジン吹き上がりピークの回転数の上昇が抑制され、騒音レベルが低減する（Ｌ）。

本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）〜（エ）に加えて以下に記載した効果を奏することができる。

（カ）クラッチ機構が電磁クラッチ１４〜１６で構成され、この電磁クラッチ１４〜１６を前記所定の低回転数以上で締結させるコントローラ１３を備えるため、各補機７〜９類の締結のタイミングを、冷機状態か暖機後か等のエンジンの状態に応じて容易に変更可能であり、これにより、より制御性よく補機の作動制御を行うことができ、安定した吹き上がり抑制を行うことができる。

なお、上記実施形態において、複数の補機として、オルタネータ７、オイルポンプ８、ウォータポンプ９を備えるものについて説明したが、２個以上の補機を備えるものであればよく、図示しないが、これら以外の補機、例えば、パワーステアリングポンプ、エアコンのコンプレッサを備えるものであってもよい。

また、回転伝達経路としてベルト駆動のものについて説明したが、図示しないが、それ以外の駆動方式であってもよい。

本発明の内燃機関の補機駆動制御装置の第１実施形態の第１実施例の概略構成図。同じく第１実施形態の第１実施例の作動状態を示すタイムチャート。同じく第１実施形態の第２実施例の作動状態を示すタイムチャート。同じく第１実施形態の第３実施例の作動状態を示すタイムチャート。同じく第１実施形態の第４実施例の作動状態を示すタイムチャート。本発明の内燃機関の補機駆動制御装置の第２実施形態の概略構成図。同じく第２実施形態の作動状態を示すタイムチャート。

符号の説明

１エンジン
２クランクシャフト
３フライホイール
４スタータモータ
５クランクプーリ
６タイミングベルト
７オルタネータ（補機）
８オイルポンプ（補機）
９ウォータポンプ（補機）
１０、１１、１２遠心クラッチ（クラッチ機構、クラッチ手段）
１３コントローラ
１４〜１６電磁クラッチ（クラッチ機構、クラッチ手段）

Claims

内燃機関のクランクシャフトに同期して回転する複数の補機を備えた内燃機関の補機駆動制御装置において、
内燃機関のスタータモータによるクランキング回転数とアイドル回転数との間の回転数範囲において、前記補機毎に相違させて予め設定した設定回転数に機関の回転数が達するまではクランクシャフトと当該補機との連結を解除し、前記機関の回転数が前記設定回転数以上で当該補機とクランクシャフトとを連結状態とするクラッチ手段を夫々備えることを特徴とする内燃機関の補機駆動制御装置。
内燃機関のクランクシャフトに同期して回転する複数の補機を備えた内燃機関の補機駆動制御装置において、
前記クランクシャフトの回転を前記複数の補機に伝達する各々の経路に、内燃機関のスタータモータによるクランキング回転数とアイドル回転数との間の回転数範囲において、前記補機毎に相違させて予め設定した機関の設定回転数以上で締結するクラッチ機構を介在させたことを特徴とする内燃機関の補機駆動制御装置。
前記複数の補機は、機関摺動部へ潤滑油を供給するオイルポンプを含み、このオイルポンプにクランクシャフトの回転を伝達する経路に介在させたクラッチ機構に設定した設定回転数が他の補機の回転伝達経路に介在させたクラッチ機構に設定した設定回転数より低回転側に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の補機駆動制御装置。
前記複数の補機は、オルタネータを含み、このオルタネータにクランクシャフトの回転を伝達する経路に介在させたクラッチ機構に設定した設定回転数が他の補機の回転伝達経路に介在させたクラッチ機構に設定した設定回転数より低回転側に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の補機駆動制御装置。
前記複数の補機は、オルタネータおよびオイルポンプを含み、オイルポンプにクランクシャフトの回転を伝達する経路に介在させたクラッチ機構に設定した設定回転数はオルタネータにクランクシャフトの回転を伝達する経路に介在させたクラッチ機構に設定した設定回転数と同一若しくは若干高めの設定回転数であり且つその他の補機の回転伝達経路に介在させたクラッチ機構に設定した設定回転数より低回転側に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の補機駆動制御装置。
前記クラッチ機構が、前記設定回転数以上で締結される遠心クラッチで構成される請求項２から請求項５のいずれか一つに記載の内燃機関の補機駆動制御装置。
前記クラッチ機構が電磁クラッチで構成され、この電磁クラッチを前記設定回転数以上で締結させるコントローラを備える請求項２から請求項５のいずれか一つに記載の内燃機関の補機駆動制御装置。
前記複数の補機は、オルタネータを含み、このオルタネータのクラッチ手段は、予め設定した設定回転数まではオルタネータの発電量を最小とし且つ設定回転数以上でオルタネータの発電量を増加させることで負荷を増減させるものであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の補機駆動制御装置。