JPS5990738A - 内燃機関のアイドル回転速度制御装置 - 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】 本発明は内燃機関のアイドル回転速度制御装置に関する
。

一般に、最近は、燃費向上のためにアイドル回転速度を
低下させる傾向にある。この結果、エアコンの作動等の
透気負荷過大なとき、あるいはパワーステアリング作動
時の機関回転速度が不安定となったときに、バッテリ充
電不足さなることがある。このようなバッテリ充電不足
を防止するためにアイドルアップ機構を設け、アイドル
回転速度を上列せしめている。

しかしながら、上述の従来形においては、アイドル回転
速度を所定値まで上昇させる゛までに遅延時間がちり、
この間にオルタネータの発電による機関負荷が増大し、
アイドル安定性の悪化あるいはエンジンストールが発生
するという問題点があった。

本発明の目的は、上述の従来形における問題点に鑑み、
バッチ１ハを圧低下時にはオルタネータのフィールド電
流を一時的にしゃ断することによりアイドル回転速度の
上昇遅れ時間内におけるオルタネータの発電による機関
負荷を軽減し、これにより、アイドル安定性の悪化を防
止すると共にエンジンストールも防止することにある。

上述の目的を達成するために本発明によれば、機関のア
イドル状態を検出するためのアイドル状態検出手段と、
バッテリ電圧が所定値以下になったことを検出するバッ
テリ電圧検出手段と、アイドル状態にあってバッテリ電
圧が低下したときに前記機関のアイドル回転速度を上昇
せしめるアイドルアップ機構とを具備する内燃機関のア
イドル回転速度制御装置において、前記アイドル状態検
出手段のアイドル状態の検出と前記バッテリ電圧検出手
段のバッチＩＪ　電圧低下の検出とに応じて駆動される
タイマ手段と、該タイマ手段の駆動に応じて所定時間オ
ルタネータのフィールド電流ヲシゃ断するためのフィー
ルド電流しゃ断手段とを設けたことを特徴とする内燃機
関のアイドル回転速度制御装置が提供される。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係るアイドル回転速度制御装置を含む
内燃機関の全体概要図である。第１図において機関本体
１の吸気通路２に設けられたスロットル弁３の軸には、
スロットル弁３が全開状態か否かを検出するためのスロ
ットルセンサ４が設けられている。

５けバッテリを示す。

６はスロットル弁５に設けられたアイドルアップ機構で
あって、エアコン、パワーステアリング等の負荷作動時
に、バッテリ８の電圧が所定値たとえば１１．≦Ｖ以下
になったときにスロットル弁３を開側にしてアイドル回
転速度を１００〜２００ｒｐｍ　　程度上昇させるもの
である。

７はオルタネータである。

制御回路１０は、バッテリ５、スロットルセンサ４の各
信号をディジタル的に処理してアイドルアップ機構６の
オン、オフ制御およびオルタネータ７のフィールド電流
のしゃ断制御等を行うものであり、たとえばマイクロコ
ンビーータとして構成されている。

第２図は第１図の制御回路１０の詳細なブロック回路図
である。第２図において、バッテリ５のアナログ信号は
マルチプレクサ１０１を介してＡ／Ｄ変換器１０２に供
給されている。、すなわち、Ａｌ１）変換器１０２はＣ
ＰＵ１０４によって選択制御されたマルチプレクサ１０
１を介して送込まれたバッテリ５のアナログ出力信号を
クロック発生回路１０５ｂクロツク信号ＣＬＫを用、い
てＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換終了後に割込み信号をＣＰ
Ｕ１０４に送出する。この結果、割込みルーチンにおい
て、バッテリ５の最新データはＲＡＭ　１０６の所定領
域に格納されることになる。

スロットルセンサ４のディジタル出力信号は入力ポート
１０３の所定位［Ｋ直接供給される。

Ｉ？・０Ｍ７には、メインルーチン、アイドル回転速度
制御ルーチン等のプログラム、これらの処理に必要な種
々の固定データ、定数等が予め格納されている。

、　　　ＣＰ　’Ｕ　１０４に１．後述のアイドル回転
速度制御ルーチンにおいて出力ポート１０８の所定位置
を介して駆動回路１０９，１１０を動作させる。駆動回
路１０９はアイドルアップ機構６を付勢し、駆動回路１
１０はオルタネータ７のフィールド電流をしゃ断するも
のである。

次に、駆動回路１１０およびオルタネータ７について説
明する。

第３図にはＩＣレギーレータ付きオルタネータが示され
、第４図には２ｗ：点式オルタネータが示されている。

いずれにおいても、オルタネータ７オルタネータ７の界
磁はフィールドコイル７３とコア（図示せず）とによる
電磁石を利用している。

従って、電圧を発生さぜるためにはフィールドコイル７
３にフィー／ｌ／　）″電流を流す必要があり、このフ
ィールド電流は第３図のレギーレータ８もしくは第４図
のレギユレータ８′によって制御されている。なお、第
３図の１１はチャージランプリレー回路を示す。

本発明においては、駆動回路１１０によりフィールド−
；流を強制的にしゃ断するために、第５図によ、・いて
は、レギュレータ８の最終駆動段（ダーリントン結合）
８１の前段にトランジスタ８２を付加１．２であり、ま
た、第４図においては、レギユレータ８′の入力段にリ
レー回路９を付加しである。

たとえは′、第３図において、出力ボート１０８の出力
１／ベルがローになると、トランジスタ１１０１がオン
となり、ｌ−ランジスタ１１０２もオンとなる。この結
果、駆動回路１１０の出力レベルはハイとなり、従って
、レギュレータ８のトランジスタ８２がオンとなり、そ
のコレクタ電位がＦがるので最終駆動段８１がオフとな
ってフィールド電流がじゃ１（イされることになる。

他方、２へ４図に卦いて１ｃシ、出力ボート１０８の出
力レベルがローとなると、トランジスタ１１０３がオン
となり、トランジスタ１１０４もオンとなる。との結果
、リレー回路９が作＠（，７てその接点が開となり、フ
ィールド１曵流がしゃ断されることになる。

第５図のフローナヤ−１・を参照して第２図の制御回路
１０の動作を説明する。第５図の割込みステップ５０１
はクロック発生回路１０５０所定タイミングによってス
タートする時間割込みステップである。なお、タイマ機
能を果たす値Ｍけ予め初期設定しであるもの表する。

ステップ５０２では、ＣＰＵ１ｏ６ｉ、バッテリ５の電
圧ＢのＡ／Ｄ出力を取込み、次に、ステップ５０３に進
み、バラブリ′敵圧Ｂを所定値ＢＯたとえば１１．５Ｖ
と比較する。この結果、Ｂ≦ＢＯであわばバッテリ電圧
Ｂの異常低下とみなしてステップ５０４，５０５に進み
、他フハＢ　＞　ＢＯでを）れはバッテリ電圧Ｂは正常
でネノるとみなＬ７てスリ１１ テップ５１０ンビ進む。

ステップ５０４においてｉｄ、ｃＰ［Ｊｉｏ４はアイ１
′ルアノブ機＋ｉ￥＋６が電１作中か否かを几Ａへ１１
１０６に格納されているフラグによって判断する。

アイｊパルアップ機梧６カＮ１ｊｌ）作中であればそれ
を保持し、アイドルアンプ機構６が動作していなければ
ステップ５０５に進んでアイドルアップ機構６を市Ｎ乍
さぜると共に」二記７ラグを〜ｒでろ。

ステップ５０６，５０７においてＵｌ：、ＣＰＵ＋０４
７＋まステップ５０３にお込て始めてＢ≦ＢＯ、！ｌ−
’＋’ｔｌ別さＣ７，て以来、所定時間が経過ｊ−／と
が否かを判別する。

所定時間経過していなければ、ステップ５０７に」いい
て［＼１〉０であるので、ステップ５０８゜５０９に３
色む。ステップ５０８では、ＣＰ　Ｕ２Ｏ５はオルタネ
ータ７のフィールド低流がしゃ断されてり）るか４升か
をＲＡＭ１０６ＶＣ烙納されているフラグによって判断
する。フィールド電流がしゃ断中で力）ね＋（１：それ
を保持し、フィ、−ルド電流がしゃｎｊｒ　ｌ−２てい
なけれ（ｆ」ニステップ５０９に進んでフィールド電流
を１〜や断し、てオルタネータ７の発電状態を停電さ−
）」ると１に上記フラグを立て、ステップ５１５にｉｊ
＋ｉんでこのル−チンは終了する。

’、ｌｔ２　、ｊ、ｔ　％ステップ５０３においてバソ
デリ紅圧Ｂが正常とみなされたときには、ステップ５１
ｏ。

５１１において′アイドルアップ１峡構乙の動作の解除
もしくは′□Ｆｌ除の１呆Ｔ￥４−１″ｉう。へらにス
テップ５１２．５１３に卦いてフィールド電流のしゃ断
の解除も１．、　＜　ｌま屏１蛮の保持を行い、次に、
ステリプ５１４においてタイマ機能を果たす値Ｍを初期
値にセットもしくは保持してステップ５１５に進んでこ
のルーチンを終了する。

寸だ、ステップ５０７において、Ｍり０と判別されたと
きには、つまり、始めてＢ　＜　Ｂｏ　　になって以来
所定時間経過したときには、ステップ５１２゜５１５に
進み、フィールド電流のしゃ断は解除される。この結果
、オルタネータ７は発電状態に復帰することになる。

第５図のフローチャートに示す動作は第６図（Ｎ〜（１
！１のタイミング図によってさらによく理解できる。す
なわち、第６図（５）に示すようにある負荷がオフから
オン、犬態に変化すると、バッテリ電圧Ｂけ第６図（均
に示すように所定Ｃ１俣Ｂｏ　　Ｊ：り低くなることが
ある。この場合、第５図における制御は、ステップ５１
０〜５１４のフローからステップ５０４〜５０９のフロ
ーへ切替わる。この結果、ステップ５０４．５０５によ
ってアイドルアップ機構６のアクチーエータたとえばｖ
Ｓ■を′；′ｇ６図（０に示すようにメンにさせる。従
って、アイドル回転速度１ｒ↓第６図（肋に示すように
上昇するが、この鳴合、賃砥時間が存在する。本発明は
との遅延時間のオルタネータの発ｒ程による機関負荷の
増大を２Ｌ＜寸カーめ（ｑｌ、筆６図（））に示すよう
に所定時間′ｒたけフィールトル流をオフ（、でしてオ
ルタネータの登屯比郷を１１≠止さ、所でいる。この停
止は第５図のステップ５０８，５０９によって行われ、
時間ＴのＩ給ｆ、１ｉ！はステップ５０６．５０７ｉて
よって行われている。従って、所定時間Ｔが経過すると
、ステップ５０７において、割部１　ｉｊ、ステップ５
０８゜５０９のフローからステップ５１２〜５１４のフ
ローに切替わる。。

坑７１シＬ！７］竿１１ソ［の：ｎｌ　１卸１司路の変
更例を・示す。第７図の制御１回路ｉ　ｏ’ｉ’ｔ、バ
ッテリ５、ヌロットルセンリ−４の各償号をアナログ的
に処理してアイドルアップ機、閘６のオン、オフ制御お
よびオルタネータ７のフィー／ｌ　ド鍼流のしゃ断制御
を行うものでイ５る。

シ゛ハフ図において、比較回路２０１　（ｄ：バッテリ
直圧１１を所’〕ｉ−，ＩＩ・１ＢＯと比＋ぐするもの
であって、Ｂ１０゜のときに比較回路２０１はハイレベ
ルの出力信号を送出し、鯰遂にＢ　＞　Ｂｏ　　のとき
に比較回路２０１はローレベルの出力信号を送出する。

つ１：す、比較回路２０１は第６図０に示す４８号を送
出する。

スロットルセンサ４のアイドル１ぎ号Ｌ　Ｌがハイレベ
ル（”　１　”　）てを）れば、比較回路２０１の出力
信号はアンド回路２０２を介して駆動量ｌＩ′８１０９
に伝達され、アイドルアップ機構６１−ま動作すること
になる。立上り検出回路２０４けアンド回路２０３を介
してつ寸りスロットルセンサ４のアイドル信号ＬＬがハ
イのときに比較回路２０１の出力レベルのローからハイ
への変化を検出してタイマ２０５を起動かける。つまり
この鴫合、タイマ２０５は第６図（８の示す時間′ｒを
計測するものであって、その間にローレベルの出力信号
を送出する。この結果、駆・ｌｉｂ回路１１０　（ｒｉ
、第６図（１つに示す時間Ｔ　タＩｒｊオルタネータ７
のフィールドｎｔ　Ｋ　ヲオフにし、これにより、オル
タネータ７０発゛Ｃ粍状態は停止する。

以上説明したように本発明によれば、バッテリ充嵯「イ
圧の低下によるアイドルアップ機構の動作は遅れても、
この間、オルタネータの発成を停止させているので、機
関の負荷を軽減でき、従って、アイドル安定性の悪化お
よびエンジンストールを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアイドル回転速度制御装置を含む
内燃機関の全体オ既要図、第２図ｄ：第１図の制御回路
の詳細なブロック回路図、第３図、第４図は第２図の駆
動回路１１０およびオルタネータ７を示す回路図、第５
図は第２図の制御回路の動作を説明するためのフローチ
ャート、第６図（Ｎ〜（ロ）は第２図の制御回路の動作
を説明するだめのタイミング図、第７図ｄ、第１図の制
御回路の変更例を示すブロック回路図である。 １：機関本体 ２：吸気通路 ３：スロノトル弁 ４：スロットルセンサ（アイドル状態検出手段）５：バ
ッテリ ６：アイドルアップ機構 ７：オルタネータ １０：制御回路 ２０１：比較回路（バッテリ市圧検出手段）２０４：立
上り検出回路（タイマ手段）２０５：タイマ（タイマ手
段）。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理士　山　口　昭　之 毫６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、機関のアイドル状ρ―を検出するためのアイドル状
   態検出手段と、バッテリ電圧が所定値以下になったこと
   を検出するバッテリ電圧検出手段と、アイドル状態にあ
   ってバッテリ電圧が低下したときに前記機関のアイドル
   回転速度を上昇せしめるアイドルアンプ機構とを具備す
   る内燃機関のアイドル回転速度制御装置において、前記
   アイドル状態検出手段のアイドル状態の検出と前記バッ
   テリ電圧検出手段のバッテリ屯圧低下の検出とに応じて
   駆動されるタイマ手段と、該タイマ手段の駆動に応じて
   所定時間オルタネータのフィールド電流をしゃ断する／
   こめのフィールド電流しゃ断手段とを設けたことを特徴
   とする内燃機関のアイドル回転速度制御伎１嶺。