JPH02245436A - エンジンのアイドル回転数制御装置 - 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〕 この発明は、エンジンに供給される吸入空気量を電気負
荷に応じて補正するエンジンのアイドル回転数制御装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のエンジンのアイドル回転数制御装置においては、
目標アイドル回転数と実エンジン回転数の偏差に応じて
エンジンに供給される吸入空気量を制御し、エンジンの
回転数を目標回転数に保つ方法が知られている。

また、例えば特開昭６０−１５０４５０号公報等で、発
電機の発電状態に応じて電気負荷補正量を決定し、電気
負荷補正量により、エンジンの吸入空気量を補正する方
法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来のエンジンの回転数制御装置においては、大量
に電力を消費する電気負荷（ヘンドライド、電動ラジェ
ータファン等）が使用されると、上記電気負荷に電力を
供給する発電機の作動がエンジンの負荷増大となって、
エンジン回転数が低下する。

このエンジン回転数の低下は、前記した従来の制御、す
なわち、目標アイドル回転数と実エンジン回転数の偏差
に応じて吸入空気量を制御し、やがては、エンジンの回
転数を目標回転数に復帰するが、制御応答が遅いため、
エンジンストールに至る場合もある。

また、発電機の発電状態を検出し、発電状態に応じて電
気負荷補正量を決定し、電気負荷補正量によりエンジン
の吸入空気量を補正する方法があるが、吸入空気量の補
正のみでは、吸入空気量を制御するアクチエエータ等の
制御の遅れがあり、電気負荷増大時に上記電気負荷補正
量に対応した吸入空気量が実際にエンジンに吸入される
までの時間、エンジン回転数の低下が発生する。

さらに、電気負荷減少時に、上記電気負荷補正量に対応
した吸入空気量まで実際の吸入空気量が減少する間、エ
ンジン回転数の上昇が発生する。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、実際にエンジンに吸入されるまでの時間の
エンジン回転数の上昇制御を安価に、かつ高精度に行う
ことができるエンジンのアイドル回転数制御装置を得る
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 この発明に係るエンジンのアイドル回転数制御装置は、
発電機の発電状態を検出して、この発電状態に応じてエ
ンジンの吸入空気量を補正するとともに、発電機の発電
量が増加した場合は、所定時間または所定クランク角間
、点火時期を通常より進角側に設定し、かつ発電機の発
電量が減少した場合は、所定時間または所定クランク角
間、点火時期を通常より遅角側に設定する制御ユニット
を設けたものである。

（作　用〕 この発明における制御ユニットは、発電機の発電量が増
加した場合は、所定時間または所定クランク角間、点火
時期を通常より進角側に設定し、発電機の発電量が減少
した場合は、所定時間または所定クランク角間、点火時
期を通常より遅角側に設定することにより、発電機の発
電状態に応じて決定されるエンジンの吸入空気補正量の
応答遅れによるエンジン回転数・の低下または上昇を解
消する作用を行う。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づき説明する。第１
図はその一実施例の全体の構成を略示するブロック図で
あり、ｌは発電機である。

この発電機ｌは３相交流発電機であり、Ｙ＋ｉｌ−統さ
れた電機子巻線ｌＯ、フィールドコイル１１、電機予巻
＆９Ｉｉｏの３相交流出力を整流するダイオード１２〜
１４により構成されている。

ダイオード１２の出力端は発電機１のメイン出力端子と
なるものであり、この発電機１の整流したメイン出力を
バッテリ４に供給するようになっている。

また、ダイオード１３の出力端は発電機ｌの補助出力端
子となるものであり、フィールドコイル１１の励磁と後
述するスイッチング手段２に発電機１の整流出力電圧を
印加するものである。

さらに、ダイオード１４の出力端は接地端子となるもの
であり、アースされている。

上記スイッチング手段２はフィールドコイル１１の励磁
電流を制御するものであり、バッテリ４の電圧値を検出
する電圧検出回路２１、上記フィールドコイル１１に直
列に接続され、バッテリ４の電圧が所定値より低くなっ
たとき、電圧検出回路２１の出力により導通される半導
体スイッチング素子２２およびこの半導体スイッチング
素子２２が非導通になったとき、フィールドコイル１１
に流れる励磁電流を転流させるダイオード２３より構成
される。

電圧検出回路２１の一端はエンジンスイッチ３を介して
バッテリ４の正極に接続され、電圧検出回路２１の他端
はアースされている。パンテリ４の負極はアースされて
いる。

電圧検出回路２１の出力端は半導体スイッチング素子２
２の入力端（トランジスタの場合、ベース）に接続され
、この半導体スイッチング素子２２の出力端（トランジ
スタの場合、コレクタ・エミッタ）はフィールドコイル
１１の一端とアース間に接続されている。

また、半導体スイッチング素子２２の出力端はダイオー
ド２３を介してダイオード１３の出力端とエンジンスイ
ッチ３との接続点に接続されている。

一方、５は制御ユニットである。この制御ユ二ット５は
フィールドコイル１１と半導体スイッチング素子２２の
接続点のオン・オフ信号（以下励磁信号と称す〉、エン
ジンの所定クランク角に同期して発生するクランク角信
号を読み込み、エンジンの所定クランク角間の励磁信号
に応じて制御量を演算するものである。

この制御ユニット５の出力である制御量により、ソレノ
イド６が制御され、このソレノイド６により電磁弁７を
開閉制御するようになっている。

電磁弁７の開閉によりエンジンの吸気通路に配設された
スロットルバルブ９のバイパス通路８の開閉が行われ、
エンジンの吸入空気量を制御するようになっている。

３５はエンジン内部のシリンダ、３４は吸入空気量に応
じて燃料を噴射するインジェクタであり、これにより、
空気と燃料との混合気が生成される。

混合気は吸気弁３１を介してエンジンの燃焼基３３へ吸
入され、点火プラグ３０により燃焼される。この燃焼に
より排気ガスが生成され、その排気ガスは排気弁３２を
介して排出される。点火プラグ３０の点火時期はζ制御
ユニット５の出力により制御されるようになっている。

第２図は第１図中の制御ユニット５の詳細な構成を示す
回路図である。この第２図中の５１は所定周波数のパル
スＡを発生ずるパルス発生器であり、このパルス発生器
５１から出力されたパルスＡは抵抗５２を介してカウン
タ５３に入力されるようになっている。

カウンタ５３の入力点、すなわち第２図のＢ点はトラン
ジスタ５４のコレクタに接続されている。

トランジスタ５４のエミフタはアースされ、ベースには
、上記フィールドコイル１１の励磁信号が入力されるよ
うになっており、この励磁信号の非導通期間、トランジ
スタ５４はオフとなり、この非導通期間だけ、カウンタ
５３はＢ点からパルスを入力してカウントするようにな
っている。

カウンタ５３のカウント値は０点から中央処理装置５５
（以下、ＣＰＵという）に送出するようになっている。

ＣＰＵ５５は、クランク角信号の発生毎（この実施例で
は、立ち上がりエツジ）に上記カウント値を読み込むと
ともに、初期化信号Ｒを出力し、上記カウンタ５３の初
期化を行うようになっている。

次に動作について説明する。エンジンの始動に際し、エ
ンジンスイッチ３が閉じられると、バッテリ４からエン
ジンスイッチ３を介して、発電機１のフィールドコイル
１１に初期電流が流れ、発電機ｌが発電可能状態となる
。

次に、エンジンが始動されると、発電機１が発電を開始
し、ダイオード１２の出力端の電圧が上昇し、その電圧
によりバッテリ４が充電される。

バッテリ４の電圧はエンジンスイッチ３を介して、スイ
ッチング手段２の電圧検出回路２１で検出されており、
バッテリ４の電圧が所定値以下に低下すると、電圧検出
回路２１の出力により半導体スイッチング素子２２を導
通させ、バッテリ４からエンジンスイッチ３、フィール
ドコイル１１、半導体スイッチング素子２２の回路によ
り、フィールドコイル１１に励磁電流を供給する。

これにより、発電機１の出力電圧が上昇し、バッテリ４
が充電される。バッテリ４の電圧が所定値になると、半
導体スイッチング素子２２が非導通になると、ダイオー
ド２３によりフィールドコイル１１に流れる励磁電流を
転流させる。

このようにして、フィールドコイル１１の励磁電流はオ
ン、オフを繰り返し、フィールドコイル１１と半導体ス
イッチング素子２２との接続点の励磁信号は制御ユニッ
ト５のトランジスタ５４のベースに加えられる。

第３図は第２図の制御ユニット５の各部の信号波形を示
す波形図であり、第３図ｆａｔはエンジンの所定クラン
ク角に同期して発生するクランク角信号、第３図（ｂｌ
は励磁信号である。

また、制御ユニット５におけるパルス発生器５１は所定
周波数のパルスＡ（第３図（Ｃ））を発生しており、こ
のパルスＡは抵抗５２を介してカウンタ５３に送られる
が、トランジスタ５４は第３図（ｂｌの励磁信号の導通
期間（ハイレベル期間）はオンとなり、パルスＡはトラ
ンジスタ５４を通してア−スされ、カウンタ５３に入力
されないが、励磁信号の非導通期間（ローレベル期間）
のみはトランジスタ５４がオフとなり、パルスＡはＢ点
から第３図ｆｄｌに示すように、カウンタ５３に入力さ
れ、カウントされる。

カウンタ５３は０点からカウント値（第３図（ｅ））を
ＣＰＵ５５に出力する。ＣＰＵ５５は第３図ｆａ）のク
ランク角信号の立ち上がりエツジごとに、カウント値を
読み込むとともに、第３図ｉｆ）に示す初期化信号Ｒを
出力して、カウンタ５３の初期化を行う。

ＣＰＵ５５に読み込まれたカウント値Ｃｐ　（第３図（
ｅ））が第３図（δ）と対比して′も明らかなように、
所定クランク間毎の′ｍＪ磁期開期間応した債となる。

次にＣＰＵ５５は、この読み込んだカウント値Ｃｐとク
ラ・ンク角により、吸入空気量を制御する制御量および
点火時期補正量を演算するが、その動作を第４図〜、第
９図を用いて説明する”、＝第５図（ａ）、ダラムにし
たがって第６図のスタート（ＳＴＡＲＴ）〜エンド（ｆ
！ＮＯ）が繰り返し実行され、この実行中にクランク角
信号が発生したとき、第６図の実行を停止し、第５図ｉ
ａ）、第５図（ｂｌのクランク角信号割込ルーチンが実
行される。

まず、クランク角信号毎に実行されるクランク信号割込
ルーチン（第５図（ａ））において、ステップ３１で、
後述する点火補正行程数Ｋがゼロでなければ、クランク
信号割込毎に点火補正行程数にのカウントダウンを行う
。

次に、ステップＳ２で前記カウント値ｃｈｆＪ＜読み込
まれ、ステップＳ３で外部に設けられたカウンタ５３の
初期化を行う、すなわち、ＣＰＵ５５に読み込まれたカ
ウント値ＣＰは、クランク角信号の立ち上がりエツジ毎
に更新される。

次にステップＳ４にて、前回のクランク角信号割込で計
算した励磁期間率Ｄｎｔｗ　（後述）をＤｏｌｌとし、
ステップＳ５にて、クランク角信号周期Ｔを計測し、ス
テップＳ６にて次式より、クランク角信号周期間に対す
る励磁期間率ＤＮＩＭを次の（１）弐のように求める。

ＤＮｘｘ　−Ｋ＋　Ｘ　Ｃｔ／　Ｔ　　　　　　　　　
　−（１１こごで、Ｋ１は励磁期間率ＤＨ□を所定分解
能に変換するための変換係数である。

すなわち、ステップ３４〜Ｓ６により、前回のクランク
角信号割込みで計算した励磁期間率はｎｏｔｅ、今回の
クランク角信号割込で計算した励磁期間率はＤＨｆｗと
なる。

次にステップＳ７で、今回と前回のクランク角信号割込
で計算した励磁期間率の偏差ＯＮ！ＨＤＯＬＩを求め、
これをΔＤとする。

偏差ΔＤの絶対値ＩΔＤ１が判定値Ｔ１以上であれば、
第５図（ｂ）のステップＳ９にて、前記励磁期間率の偏
差ΔＤ−点火時期補正量θ、のテーブル（第９図）より
、点火時期補正量θ、が、励磁期間率の偏差ΔＤに対し
て検索される。

ここで、励ｉ１１期間率の偏差ΔＤ−点火時期補正量θ
区のテーブルに設定する値は、偏差ΔＤが正のときは、
点火時期補正量が進角補正となり、偏差ΔＤが負のとき
は遅角補正となるように、点火時期補正量θ、を設定す
る。

ステップ３１．０にて、前記点火時期補正量θ、を補正
する期間Ｋに補正期間初期値Ｔ２がセントされる。

また、ステップＳ８にて、偏差ΔＤの絶対値ΔＤ１が判
定値７１未満であれば、ステップＳ９とＳＩＯの処理を
行わない。

ステップ３１１にて、前記点火時期補正行程数Ｋがゼロ
のときは、ステップ３１２〜ステンプ毎に所定角Ｔ４づ
つ点火時期゛補正量θ、がゼロになるまで加算を行う。

点火時期補正量θ、が進角補正量（正の補正量）であれ
ば、クランク角信号割込毎に所定角Ｔ３づつ点火時期補
正量θ、がゼロになるまで減算を行う。

すなわち、点火時期補正行程数Ｋがゼロとなった場合、
点火時期補正量θ、を徐々にゼロに戻すテーリング動作
を行う。

ステップ３１１にて、点火時期補正行程数Ｋがゼロでな
ければ、ステップ３１２〜ステツプ５１６の処理を行わ
ない、すなわち、前記テーリング動作を行わない。

この場合、ステップ３１６にて、基本点火時期θ、に点
火時期補正量θ、が加算され、最終点火時期θを求め、
クランク角信号割込ルーチンを完了する。

すなわち、ステップ３１〜ステツプＳ１６のクランク角
信号割込処理にて、励磁期間率′ＤＮｆｗが第４図（ａ
）に示す変化をすると、最終点火時期θは、第４図（ｄ
）に示す変化をする。

次に第６図にて、以上で求められた励磁期間率０□０（
第４図（ａ））を基にそれに対応した吸入空気補正量Ｐ
ｇ　（第４図（ｂｌ　）を求める。まずステップＳ２１
で、励磁期間率ＧＨａｗ　−１１テーブル（第７図）よ
り、１ｇを検索する。このテーブルに設定するＳｔは、
発電機ｌの出力電流に対応した値とする。

励磁期間率０８１１　１にテーブルがエンジン回転数Ｎ
、によって設定されるのは、励磁期間率０■−がフィー
ルドコイル１１に流れる励磁電流に対応し、■、が発電
機１の出力電流に対応するためである。

すなわち、発電機ｌの出力は、励磁電流の大きさとエン
ジン回転数によって与えられるためである。

次に、ステップ３２２にて、発電機出力電流ＩＩ−吸入
空気補正ＩＰＫテーブル（第８図）より、発電機出力電
流Ｉ、に応じた実際の吸入空気補正量Ｐ２（第４図（Ｃ
））が検索される。

このテーブルに設定するデータは、電気負荷が無いとき
の発電機出力ＩＫＯの点を補正量ゼロとし、電気負荷増
加分に対応した補正量を設定する。

ステップＳ２３で、上記で求めた補正量Ｐ、が吸入空気
量を制御する基本制御量Ｐｌに加算補正され、最終吸入
空気制御量Ｐ、を求める。すなわち、上記で求めた補正
量Ｐ、に応じた吸入空気量が増加することになる。

以上の一連の動作により、第４図体）に示す励磁期間率
０ＮＥＨにより、第４図（ｂ）の前記吸入空気補正量Ｐ
ｆｆｉを演算して、決定される。

しかし、第４図ｔｃ＞に示す実際の吸入空気補正量Ｐ、
の動きは、アクチュエータ等の遅れにより、演算値より
も遅れる。前記点火時期補正量θ眞は、この吸入空気補
正量の遅れを補うように動作し、エンジン回転数の低下
または上昇を解消する。

以上の実施例では、発電機ｌの発電状態を検出する手段
として、エンジンの所定クランク角毎のオルタネータの
フィールドコイルの励磁期間率を用いているが、発電機
の発電状態を検出する手段として、電流センサまたは電
気負荷スイフチを用いても同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、発電機の発電状態を
検出し、発電状態に応じてエンジンの吸入空気量を補正
するとともに、発電機の発電量の増減に応じて、所定期
間点火時期を補正するように構成したので、電気負荷増
大時に電気負荷補正量に対応した吸入空気量が、実際に
エンジンに吸入されるまでの時間のエンジン回転数の低
下、および電気負荷減少時に電気負荷補正量に対応した
吸入空気量まで実際の吸入空気量が減少する間のエンジ
ン回転数の上昇を解消する装置が安価にでき、また、精
度の高いものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるエンジンのアイドル
回転数制御装置の全体の構成を示す回路図、第２図は同
上実施例における制御ユニットの回路構成を示す回路図
、第３図および第４図は同上制御ユニットの各部の動作
波形図、第５図（ａｌ、第５図（ｂｌおよび第６図は同
上実施例の演算手順を示すプログラムフローチャート、
第７図ないし第９図はそれぞれ第５図（ａ）、第５図（
ｂｌおよび第６図のプログラムフローチャートで検索さ
れるテーブルである。 ｌ・・・発電機、２・・・スイッチング手段、４・・・
バッテリ、５・・・制御ユニット、ｌＯ・・・電機子巻
線、１１・・・フィールドコイル、５１・・・パルス発
生器、５３・・・カウンタ、５５・・・ｃｐｕ。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンにより駆動され、バッテリを充電する発電機と
   、この発電機の発電状態を検出して上記エンジンの吸入
   空気量を補正するとともに上記発電機の発電量が増加し
   た場合は所定期間または所定クランク角間点火時期を通
   常より進角側に設定し、かつ上記発電機の発電量が減少
   した場合は所定期間または所定クランク角間点火時期を
   遅角側に設定する制御ユニットを備えたエンジンのアイ
   ドル回転数制御装置。