JPH0914029A - 電気負荷制御によるアイドル回転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電気負荷が遮断された際のエンジン回転の低下
を防止する。 【構成】ロータコイルの通電量を調整するＩＣレギュレ
ータを内蔵しエンジンにより機械的に駆動されて電気負
荷が選択的に接続される駆動用電源を充電するオルタネ
ータの発電量を、電気負荷が駆動用電源に接続された際
の駆動用電源の電圧変化に基づいて制御するとともに、
スロットルバルブを迂回するバイパス通路を通過する吸
入空気量を調節し、アイドリング時のエンジン回転数を
アイドル目標回転数近傍に保持するよう制御する電気負
荷制御によるアイドル回転制御方法であって、電気負荷
が遮断されたことを検出し、遮断を検出した時点から前
記発電量を漸次減少させ、前記発電量の漸次減少に同期
してバイパス通路を通過する吸入空気量を漸次減少補正
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等のエンジンに
おいて電気負荷が遮断された際の吸入空気量を補正して
アイドル回転を制御する電気負荷制御によるアイドル回
転制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用のエンジンにおいて、ア
イドル回転に影響する外的要因として、オートマチック
トランスミッション（Ａ／Ｔ）、エアコンディショナ
（Ａ／Ｃ）及びヘッドライトやカーステレオ等の電気負
荷等がある。ここで、電気負荷が投入されると、オルタ
ネータの充電要求が生じ、エンジンの負荷となったオル
タネータの状態に応じて吸入空気量の補正が行われるも
のが知られている。例えば、特開平２−２９１４４４号
公報のもののように、エンジンに対するカーエアコン等
の外部負荷が投入されるとスロットルバルブを迂回する
補助空気通路に設けられた制御弁を開成し、その負荷が
エンジンから遮断された場合には制御弁を所定時間だけ
そのままに維持し、その後に閉成する制御方法が知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の構成
のものでは、外部負荷が遮断された場合に、補正される
空気量は外部負荷が遮断されたにもかかわらず供給され
ることになる。つまり、実際にはエンジンに外部負荷が
かかっていない状態であるにもかかわらず、所定量の空
気が補正されていることになる。したがって、場合によ
っては補正される空気量がその時の吸入空気量の要求量
に対して過剰な状態となり得ることがあり、エンジン回
転を変動させる要因となることがあった。

【０００４】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係る電気負荷制御によるアイド
ル回転制御方法は、ロータコイルの通電量を調整するＩ
Ｃレギュレータを内蔵しエンジンにより機械的に駆動さ
れて電気負荷が選択的に接続される駆動用電源を充電す
るオルタネータの発電量を、電気負荷が駆動用電源に接
続された際の駆動用電源の電圧変化に基づいて制御する
とともに、スロットルバルブを迂回するバイパス通路を
通過する吸入空気量を調節し、アイドリング時のエンジ
ン回転数をアイドル目標回転数近傍に保持するよう制御
する電気負荷制御によるアイドル回転制御方法であっ
て、電気負荷が遮断されたことを検出し、遮断を検出し
た時点から前記発電量を漸次減少させ、前記発電量の漸
次減少に同期してバイパス通路を通過する吸入空気量を
漸次減少補正することを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明の構成のものであれば、電気負荷の遮断
を検出した時点から発電量を漸次減少させることによっ
て、エンジンにはオルタネータが負荷として継続して投
入されている状態になる。つまり、エンジンにかかって
いた電気負荷は遮断されるものの、その電気負荷の投入
により発電をしていたオルタネータが、負荷量は徐々に
減少させながらもエンジンに対して負荷として残存す
る。そして、この負荷としてのオルタネータの発電量の
減少に同期してバイパス通路を通過する吸入空気量を漸
次減少補正するので、吸入空気量の減少が負荷の減少に
対応することになる。したがって、エンジン回転が不安
定になることを防ぐことが可能になる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。

【０００８】図１に概略的に示したエンジン２は自動車
用のもので、その吸気系１１には図示しないアクセルペ
ダルに応動して開閉するスロットルバルブ１２を配設す
るとともに、このスロットルバルブ１２を迂回するバイ
パス通路１３を設け、このバイパス通路１３にアイドル
回転数制御用の流量制御弁１４を介設している。流量制
御弁１４は、ＶＳＶと略称される電磁開閉式のものであ
って、その端子１４ａに印加する駆動電圧のデューティ
比を制御することによってその実質的な開度を変化させ
ることができ、それによって前記バイパス通路１３の空
気流量を調整し得るようになっている。

【０００９】吸気系１１にはさらに燃料噴射弁１５が設
けてあり、この燃料噴射弁１５や前記流量制御弁１４を
電子制御装置（Ｅ／Ｇ ＥＣＵ）５により制御するよう
にしてある。この電子制御装置５は、図２に示すオルタ
ネータ１の発電仕事量ＦＤＵＴＹの検出をもするもので
ある。

【００１０】オルタネータ１は、エンジン２に機械的に
連結されて、ロータコイル１ａが巻回されているロータ
（図示しない）がエンジン２の回転に合わせて回転駆動
されるようになっている。このオルタネータ１は、ケー
シングの内部にステータコイル（図示しない）とＩＣレ
ギュレータ３とロータとを具備している。ステータコイ
ルは、３相星形結線とされた３つの交流巻線から構成さ
れており、それぞれの交流巻線の各相には３相全波整流
器の各ダイオードブリッジを設けて、各交流巻線に誘起
された誘導電圧を全波整流して出力するようになってい
る。ダイオードブリッジの正の出力端は、駆動用電源た
るバッテリ４の正の端子に接続してあり、負の出力端は
接地してある。なお、この実施例のエンジン２はこの分
野で広く知られている燃料噴射式のもので、後述する電
子制御装置５により燃料噴射量が演算されて運転状態が
制御されるものである。

【００１１】ＩＣレギュレータ３は、図２に示すよう
に、ＩＣレギュレータ３は、−端子がバッテリ４の正の
端子に接続され、かつ＋端子が電子制御装置５に接続さ
れるコンパレータ３１と、コンパレータ３１の出力する
発電要求信号ＤＳによりオンオフしてロータコイル１ａ
に流れる電流を制御するスイッチングトランジスタ３３
と、ロータコイル１ａのサージ電圧を吸収するダイオー
ド３４と、ロータコイル１ａの通電状態から発電状態を
検出する抵抗３５とを具備している。コンパレータ３１
の＋端子には、第１電圧値Ｖ１と第２電圧値Ｖ２とを可
変比率で交番する充電制御信号Ｃ２が印加されるもの
で、この実施例では、第１電圧値Ｖ１として例えば１
６．０Ｖが、第２電圧値Ｖ２として例えば１０．０Ｖが
それぞれ設定されている。抵抗３５の一端は、電子制御
装置５に接続されており、充電要求信号Ｃ１が電子制御
装置５に入力されるようになっている。このＩＣレギュ
レータ３は、バッテリ４の端子電圧が第１電圧値Ｖ１を
下回ると、コンパレータ３１がスイッチングトランジス
タ３３をオンさせる発電要求信号ＤＳを出力する。そし
て、第１電圧値Ｖ１と第２電圧値Ｖ２とのそれぞれの持
続時間の比率すなわち充電制御量ＣＨＤＵＴＹを変化さ
せることにより、発電要求信号ＤＳのオンオフデューテ
ィ比を可変でき、それによってロータコイル１ａに流れ
る電流が制御され、発電仕事量ＦＤＵＴＹが制御され
る。この発電仕事量ＦＤＵＴＹは、ロータコイル１ａに
電流が流れる時間と流れない時間との比率により演算さ
れるものである。図２において、７はイグニッションキ
ー、８はエアコンやヘッドライト等の電気負荷を示し、
これらの電気負荷が使用されるとスイッチ９が閉成され
るものである。

【００１２】この実施例におけるＩＣレギュレータ３の
具体的な回路構成としては、図３に示すように、１個の
モノリシックＩＣ３ａと２個の抵抗３ｘ，３ｙと４個の
トランジスタ３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈとコンデンサ３ｍ
とダイオード３ｎとから形成されるものが挙げられる。
モノリシックＩＣ３ａは、当該分野で知られている回路
構成のものであってよく、抵抗３ｘを介して入力される
充電制御信号Ｃ２とＩＧ端子３ｒを介して入力されるバ
ッテリ４の端子電圧を比較するとともに、トランジスタ
３ｅ，３ｆをオンさせてＬ端子３ｐに接続されるチャー
ジランプを点灯させ、トランジスタ３ｇ，３ｈをオンさ
せてＦ端子３ｑに接続されるロータコイル１ａに通電さ
せる機能を有している。充電要求信号Ｃ１は、抵抗３ｙ
を介して電子制御装置５に出力される。ＩＧ端子３ｒは
イグニッションキー９に接続され、Ｂ端子３ｓはバッテ
リ４の正の端子に直接接続され、Ｐ端子３ｔはフィール
ドコイルの一端に接続されるものである。Ｅ端子３ｕは
接地端子である。

【００１３】電子制御装置５は、エンジン２の運転及び
オルタネータ１の発電量を制御するもので、中央演算処
理装置５ａ、記憶装置５ｂ、入力インターフェース５ｃ
及び出力インターフェース５ｄを備えて、エンジン２の
回転数と吸気圧とを主な情報として基本噴射時間ＴＰを
設定し、エンジン状況に応じて決まる各種の補正係数で
基本噴射時間ＴＰを補正して燃料噴射弁開成時間すなわ
ちインジェクタ最終通電時間Ｔを決定し、その決定され
た通電時間により燃料噴射弁５を制御して、エンジン負
荷に応じた燃料を該燃料噴射弁５から吸気系１に噴射さ
せるためのプログラムが内蔵してある。また、アイドル
運転時においては流量制御弁１４の開度を設定する演算
デューティ比ＤＩＳＣを、その時のエンジン２の状態に
応じて水温補正量ＤＡＡＶ、回転フィードバック補正量
ＤＦＢ、電気負荷補正量ＤＳＥＴ等から設定するように
プログラミングしてある。また、入力される充電要求信
号Ｃ１のデューティ比から、オルタネータ１の発電量を
検出し、充電制御信号Ｃ２のデューティ比を変更して発
電量を制御する。

【００１４】エンジン２を制御するにあたって、少なく
とも吸気系にはサージタンク１６内の吸気管負圧を検出
する圧力センサ１７が出力する吸気圧信号ａ、エンジン
回転数を検出する回転数センサ１８が出力する回転数信
号ｂ、車速を検出する車速センサ１９が出力する車速信
号ｃ、スロットルバルブ１２の開閉状態を検出するアイ
ドルスイッチ２０が出力するスロットル信号ｄ、ディス
トリビュータ２２に内蔵されるクランク角基準位置セン
サ２３が出力するクランク角信号ｆ、エンジン２の冷却
水温に応じて水温センサ２４が出力する水温信号ｅ、ま
た排気系には排気ガスの酸素濃度を検出するＯ_２センサ
２１が出力する電圧信号ｈ等がそれぞれ、逐次電子制御
装置５に入力されるようになっている。また、バッテリ
４の充電を制御するために、入力インターフェース５ｃ
には、充電要求信号Ｃ１が入力されるようになってい
る。この充電要求信号Ｃ１は、入力される毎にその持続
時間が計測されて記憶装置５ｂ内に記憶されるようにな
っている。

【００１５】そして、この電子制御装置５は、ロータコ
イルの通電量を調整するＩＣレギュレータを内蔵しエン
ジンにより機械的に駆動されて電気負荷が選択的に接続
される駆動用電源を充電するオルタネータの発電量を、
電気負荷が駆動用電源に接続された際の駆動用電源の電
圧変化に基づいて制御するとともに、スロットルバルブ
を迂回するバイパス通路を通過する吸入空気量を調節
し、アイドリング時のエンジン回転数をアイドル目標回
転数近傍に保持するよう制御するものであって、電気負
荷が遮断されたことを検出し、遮断を検出した時点から
前記発電量を漸次減少させ、前記発電量の漸次減少に同
期してバイパス通路を通過する吸入空気量を漸次減少補
正するようにプログラムされている。

【００１６】この実施例のアイドル回転制御プログラム
の概要を、図４にフローチャートにて示す。

【００１７】まず、電気負荷がオンの状態からオフに切
り替えられたアイドル運転状態において、ステップＳ１
では、電気負荷が投入されることにより設定される電気
負荷補正量ＤＳＥＴが０でないか否かを判定し、ある値
が設定されている場合にはステップＳ２に進み、０であ
る場合はステップＳ７に移行する。電気負荷の切り替え
られたタイミングは、例えばその電気負荷のスイッチか
ら信号を得るものであってよい。ステップＳ２では、そ
の時点のエンジン回転数ＮＥ（実回転数）が目標回転数
ＮＥＳＥＴを上回っているか否かを判定し、上回ってい
る場合はステップＳ３に進み、下回っている場合はステ
ップＳ６に移行する。ステップＳ３では、電子制御装置
５から出力される充電制御信号Ｃ２のデューティ比によ
り規定されるオルタネータ１の充電制御量ＣＨＤＵＴＹ
が発電仕事量ＦＤＵＴＹ以上か否かを判定し、以上であ
る場合はステップＳ５に進み、未満の場合はステップＳ
６に移行する。ステップＳ４では、フィードバック制御
をホールド（一旦中止）する。ステップＳ５では、今回
の充電制御量ＣＨＤＵＴＹ_ｎ及び電気負荷補正量ＤＳＥ
Ｔ_ｎを、前回の充電制御量ＣＨＤＵＴＹ_ｎ−１及び前回
の電気負荷補正量ＤＳＥＴ_ｎ−１より、下式に示すよう
に、それぞれ所定値Ｘ、所定値Ｙを減じて計算する。電
気負荷補正量ＤＳＥＴは、０以下の数値とならないよう
に、０ガードが設定してある。 ＣＨＤＵＴＹ_ｎ＝ＣＨＤＵＴＹ_ｎ−１−Ｘ ＤＳＥＴ_ｎ＝ＤＳＥＴ_ｎ−１−Ｙ ステップＳ６では、回転フィードバック補正量ＤＦＢを
次式により演算し、電気負荷補正量ＤＳＥＴをクリア
（＝０）する。 ＤＦＢ_ｎ＝ＤＦＢ_ｎ−１＋ＤＳＥＴ ステップＳ７では、アイドル運転状態におけるフィード
バック制御を実行する。

【００１８】このような構成において、アイドル運転中
にあって、例えばそれまで使用されていたエアコンが切
られてスイッチ９が開成されると、バッテリ４の端子電
圧は第１電圧値Ｖ１より低くなる。図５に示すように、
エアコンが切られた時点で電気負荷要求を現す充電要求
信号Ｃ１が消滅するが、電気負荷補正量ＤＳＥＴはこの
時点ではまだ０に設定されていないので、制御はステッ
プＳ１→Ｓ２と進む。この時、電気負荷補正量ＤＳＥＴ
により実際のエンジン回転数が目標回転数を上回った状
態になっており、制御はステップＳ３に進む。そして、
バッテリ４の端子電圧が低下することにより、充電制御
信号Ｃ２のデューティ比すなわち第１電圧値Ｖ１と第２
電圧値Ｖ２との比率が変化し、発電要求信号ＤＳのデュ
ーティ比は発電時間が短くなるように変化するので、発
電仕事量ＦＤＵＴＹが減少する。この結果、制御はステ
ップＳ４→Ｓ５と進み、アイドル回転時のフィードバッ
ク制御を一旦中止し、今回の充電制御量ＣＨＤＵＴＹ_ｎ
と電気負荷補正量ＤＳＥＴ_ｎとを算出して、電気負荷が
切られた後の全体の空気補正量を前回より少なくして吸
入空気量を補正する。

【００１９】この制御進行は、所定値Ｙずつ減少される
電気負荷補正量ＤＳＥＴが０になるか、実際のエンジン
回転数が目標回転数を下回るか、あるいは発電仕事量Ｆ
ＤＵＴＹが充電仕事量ＣＨＤＵＴＹを上回る状態のいず
れかに当てはまる運転状態になるまで継続して実行され
る。つまり、実際のエンジン回転数が目標回転数を上回
っていて、徐々に減少させる充電仕事量ＣＨＤＵＴＹ
が、バッテリ４の端子電圧の状態により変化して増加し
た発電仕事量ＦＤＵＴＹより小さくなる時点までの期間
は、上記の制御進行が実行され、エンジン２に対する負
荷としてのオルタネータ１の負荷量が漸減され、それに
同期して電気負荷補正量ＤＳＥＴを漸減するものであ
る。この結果、電気負荷が投入されていた期間に増量さ
れていた空気補正量が電気負荷の遮断と同時に減量され
ることはなくなり、その補正空気量に依存してエンジン
回転が急激に落ち込むことを確実に防止する（図５に二
点鎖線で示す）。しかも、この実施例のように、外部の
電子制御装置５によりオルタネータ１の発電量を制御す
るようにすれば、ＩＣレギュレータ３を従来のものから
大きく変更することなくこのアイドル回転制御を実行で
きるので、オルタネータ１を複雑にすることを防止する
ことができる。

【００２０】このように、空気補正量を徐々に減少する
制御を実行している状態で、電気負荷補正量ＤＳＥＴが
０になった場合には、制御はステップＳ１→Ｓ７と進
み、電気負荷補正量ＤＳＥＴによる空気補正量の増量を
行うことなくアイドル運転時のフィードバック制御を実
行する。また、実際のエンジン回転数が目標回転数を下
回るか、あるいは発電仕事量ＦＤＵＴＹが充電仕事量Ｃ
ＨＤＵＴＹを上回る運転状態になると、制御はステップ
Ｓ１→ＳステップＳ２又はステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３と
進んだ後、Ｓ６→Ｓ７と進み、回転フィードバック補正
量ＤＦＢ_ｎを算出し、かつ電気負荷補正量ＤＳＥＴを０
に設定して、電気負荷がない場合のアイドル運転時のフ
ィードバック制御を実行する。

【００２１】なお、本発明は、以上に説明した実施例に
限定されるものではない。オルタネータ１におけるＩＣ
レギュレータ３は、外部の制御装置すなわち電子制御装
置５から出力される制御信号により、オルタネータ１の
発電をバッテリ４の端子電圧の変化に影響されることな
く強制的に制御できる構成のものであればよい。つま
り、電気負荷が投入された場合はバッテリ４の端子電圧
の変化でオルタネータ１を発電させ、電気負荷が切られ
た場合あるいは別の理由でバッテリ４を充電する必要が
生じた場合には、電子制御装置５からの制御信号に基づ
いて発電を開始する構成であればよい。

【００２２】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、電気
負荷が遮断された場合に、発電量を漸次減少させ、かつ
それに同期してバイパス通路を通過する吸入空気量を漸
次減少させるので、エンジンに対する負荷としてのオル
タネータの負荷量の減少に同期して吸入空気量の補正量
を減量補正でき、エンジン回転が急激な吸入空気量の変
化により低下することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を概略的に示す全体構成図。

【図２】同実施例のオルタネータの電気回路構成を示す
ブロック図。

【図３】同実施例のＩＣレギュレータの具体的な回路構
成を示す電気回路図。

【図４】同実施例の制御手順を概略的に示すフローチャ
ート。

【図５】同実施例の作用説明図。

【符号の説明】

１…オルタネータ ２…エンジン ３…ＩＣレギュレータ ４…バッテリ ５…電子制御装置 ６…流量制御弁 ８…電気負荷

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータコイルの通電量を調整するＩＣレギ
   ュレータを内蔵しエンジンにより機械的に駆動されて電
   気負荷が選択的に接続される駆動用電源を充電するオル
   タネータの発電量を、電気負荷が駆動用電源に接続され
   た際の駆動用電源の電圧変化に基づいて制御するととも
   に、スロットルバルブを迂回するバイパス通路を通過す
   る吸入空気量を調節し、アイドリング時のエンジン回転
   数をアイドル目標回転数近傍に保持するよう制御する電
   気負荷制御によるアイドル回転制御方法であって、 電気負荷が遮断されたことを検出し、 遮断を検出した時点から前記発電量を漸次減少させ、 前記発電量の漸次減少に同期してバイパス通路を通過す
   る吸入空気量を漸次減少補正することを特徴とする電気
   負荷制御によるアイドル回転制御方法。