JP2000230427A - Internal combustion engine with supercharger - Google Patents

Internal combustion engine with supercharger

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JP2000230427A
JP2000230427A JP11030575A JP3057599A JP2000230427A JP 2000230427 A JP2000230427 A JP 2000230427A JP 11030575 A JP11030575 A JP 11030575A JP 3057599 A JP3057599 A JP 3057599A JP 2000230427 A JP2000230427 A JP 2000230427A
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JP
Japan
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internal combustion
combustion engine
supercharger
rotation speed
clutch
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Application number
JP11030575A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoharu Konaga
直治 小長
Naoki Hakamata
尚樹 袴田
Yoshiaki Kondo
義昭 近藤
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Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Nippon Soken Inc
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Publication date
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Supercharger (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an internal combustion engine with supercharger designed to shorten the rise time of revolution speed without enlarging its size. SOLUTION: This internal combustion engine 1 is provided with a supercharger 12 for supplying compressed air thereto, and an electric motor 16 for driving the supercharger 12. The revolution of the internal combustion engine 1 is transmitted to the supercharger 12 via a clutch 18 which is capable of connecting/disconnecting the internal combustion engine 1 and the supercharger 12. Also, supercharged state is judged based on the operating state of the internal combustion engine 1. When it is judged to be the supercharged condition, the clutch 18 is controlled to connect the internal combustion engine 1 to the supercharger 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機により駆動
される過給機を備えた過給機付内燃機関に関する。
The present invention relates to a supercharged internal combustion engine having a supercharger driven by an electric motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、特開平9−317485号公
報にあるように、空気を圧縮して内燃機関に供給する過
給機と電動機とを接続し、電動機により過給機を駆動し
て過給を行う。また、内燃機関のノッキングを検出し
て、ノッキングが発生した場合には電動機の回転数を下
げ、発生しない場合には電動機の回転数を上げて、内燃
機関に供給する空気の過給圧を制御することにより、内
燃機関がノッキングを起こす限界ぎりぎりの空気量を内
燃機関に供給するようにして、内燃機関の出力、トルク
を向上させるようにしたものが提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-317485, a supercharger for compressing air and supplying it to an internal combustion engine is connected to an electric motor, and the supercharger is driven by the electric motor. Pay. In addition, the knocking of the internal combustion engine is detected, and if knocking occurs, the rotation speed of the electric motor is reduced, and if not, the rotation speed of the electric motor is increased to control the supercharging pressure of the air supplied to the internal combustion engine. Thus, there has been proposed an engine in which the output of the internal combustion engine and the torque are improved by supplying the air to the internal combustion engine as much as possible to cause knocking of the internal combustion engine.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来のものでは、内燃機関の回転数の高い領域で過給
が必要となった場合、過給機及び電動機の回転慣性抵抗
のため、立ち上がり時間がかかり、内燃機関のレスポン
スが悪いという問題があった。また、立ち上げの時間を
速くすると、高トルクの電動機が必要となり、装置が大
型化するという問題があった。
However, in such a conventional apparatus, when supercharging is required in a region where the rotation speed of the internal combustion engine is high, the rise time is increased due to the rotational inertia resistance of the supercharger and the electric motor. As a result, there is a problem that the response of the internal combustion engine is poor. Further, if the startup time is shortened, a high-torque electric motor is required, and there is a problem that the device becomes large.

【0004】本発明の課題は、大型化することなく回転
数の立ち上げ時間の短縮を図った過給機付内燃機関を提
供することにある。
[0004] It is an object of the present invention to provide a supercharged internal combustion engine capable of shortening the time required for starting the rotation speed without increasing the size.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべ
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、空気を圧縮して内燃機関に供給する過給機と、該過
給機を駆動する電動機とを備えた過給機付内燃機関にお
いて、前記内燃機関の回転を接続・遮断可能なクラッチ
を介して前記過給機に伝達することを特徴とする過給機
付内燃機関がそれである。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following means to solve the problem. That is, in a supercharged internal combustion engine including a supercharger that compresses air and supplies the compressed air to the internal combustion engine, and a motor that drives the supercharger, a clutch capable of connecting and disconnecting the rotation of the internal combustion engine is provided. The internal combustion engine with a supercharger is characterized in that the internal combustion engine is transmitted to the supercharger through a supercharger.

【0006】また、前記内燃機関の運転状態に基づいて
過給状態か否かを判断する過給状態判断手段と、前記過
給状態判断手段により過給状態と判断されたときに、前
記クラッチを制御して前記内燃機関と前記過給機とを接
続する加速制御手段とを備えた構成としてもよい。更
に、前記加速制御手段は、前記クラッチを制御して予め
設定された時間、前記内燃機関と前記過給機とを接続す
る構成としてもよい。
[0006] Further, a supercharging state judging means for judging whether or not a supercharging state is based on an operation state of the internal combustion engine, and when the supercharging state judging means judges the supercharging state, the clutch is disengaged. It may be configured to include acceleration control means for controlling the connection between the internal combustion engine and the supercharger. Further, the acceleration control means may control the clutch to connect the internal combustion engine and the supercharger for a preset time.

【0007】前記内燃機関の運転状態から前記過給機の
目標回転数を算出する回転数算出手段と、前記電動機を
制御して前記回転数算出手段により算出された目標回転
数で前記過給機を駆動する過給制御手段とを備え、前記
加速制御手段は、前記クラッチを制御して前記回転数算
出手段により算出された目標回転数に応じた時間、前記
内燃機関と前記過給機とを接続する構成としてもよい。
A rotation speed calculating means for calculating a target rotation speed of the supercharger from an operation state of the internal combustion engine; and a control unit for controlling the electric motor and the turbocharger using the target rotation speed calculated by the rotation speed calculation means. The acceleration control means controls the clutch, and controls the clutch according to the target rotation speed calculated by the rotation speed calculation means, and controls the internal combustion engine and the supercharger. It may be configured to be connected.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図1に示すように、1は車両
に搭載された内燃機関で、内燃機関1の吸気系上流側で
は、エアクリーナ2に吸入された空気は、吸入空気量を
計測するエアフローメータ4を通り、吸気管6に供給さ
れる。吸気管6には、図示しないアクセルペダルと接続
され吸入空気量をアクセルペダルの踏込量に応じて調整
するスロットル弁8が設けられており、スロットル弁8
にはスロットル弁8の開度を検出するスロットルセンサ
10が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes an internal combustion engine mounted on a vehicle. On the upstream side of an intake system of the internal combustion engine 1, air taken into an air cleaner 2 passes through an air flow meter 4 that measures an amount of intake air, and is taken into the intake air. It is supplied to the tube 6. The intake pipe 6 is provided with a throttle valve 8 connected to an accelerator pedal (not shown) for adjusting the amount of intake air in accordance with the amount of depression of the accelerator pedal.
Is provided with a throttle sensor 10 for detecting the opening degree of the throttle valve 8.

【0009】吸気管6は、過給機12に接続されてお
り、過給機12から圧縮された空気が内燃機関1に供給
されるように接続されている。また、吸気管6から分岐
して、過給機12をバイパスするバイパス弁14が設け
られており、吸気管6内の空気がバイパス弁14を介し
て内燃機関1に供給されるように構成されている。
The intake pipe 6 is connected to a supercharger 12, and is connected so that compressed air from the supercharger 12 is supplied to the internal combustion engine 1. Further, a bypass valve 14 that branches off from the intake pipe 6 and bypasses the supercharger 12 is provided, and the air in the intake pipe 6 is supplied to the internal combustion engine 1 via the bypass valve 14. ing.

【0010】過給機12には電動機16が接続されてお
り、電動機16にはクラッチ18を介してプーリ20が
取り付けられている(図2参照)。このプーリ20と、
内燃機関1の出力軸に取り付けられたプーリ22との間
にはベルト24が張設されている。
A motor 16 is connected to the supercharger 12, and a pulley 20 is attached to the motor 16 via a clutch 18 (see FIG. 2). This pulley 20;
A belt 24 is stretched between a pulley 22 attached to an output shaft of the internal combustion engine 1.

【0011】次に、前述した過給機12、電動機16、
クラッチ18の詳細を図2、図3によって説明する。過
給機12は、本実施形態ではいわゆる二葉式のルーツ型
のもので、ハウジング26とリアハウジング28とによ
り区画されて密閉室30が形成されている。この密閉室
30を貫通して駆動軸32が設けられており、駆動軸3
2の一端はハウジング26に設けられたベアリング34
により回転可能に支持されている。
Next, the above-described supercharger 12, electric motor 16,
Details of the clutch 18 will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the supercharger 12 is a so-called two-leaf type roots type, and a closed chamber 30 is defined by a housing 26 and a rear housing 28. A drive shaft 32 is provided through the closed chamber 30, and the drive shaft 3
2 has a bearing 34 provided on the housing 26.
Are supported rotatably.

【0012】駆動軸32と平行に従動軸36が設けら
れ、従動軸36はハウジング26、リアハウジング28
に設けられたベアリング38,40により回転可能に支
持されている。駆動軸32及び従動軸36には、それぞ
れポンプロータ42,44が固定されている。
A driven shaft 36 is provided in parallel with the drive shaft 32. The driven shaft 36 is connected to the housing 26 and the rear housing 28.
Are rotatably supported by bearings 38 and 40 provided in the boss. Pump rotors 42 and 44 are fixed to the drive shaft 32 and the driven shaft 36, respectively.

【0013】ハウジング26から突出した駆動軸32の
一端には平歯車46が固定されており、この平歯車46
と従動軸36に固定された平歯車48とが噛合されてい
る。両平歯車46,48を覆うカバー49がハウジング
26に取り付けられており、カバー49内には潤滑油が
充填されている。
A spur gear 46 is fixed to one end of the drive shaft 32 projecting from the housing 26.
And the spur gear 48 fixed to the driven shaft 36 are meshed. A cover 49 that covers the spur gears 46 and 48 is attached to the housing 26, and the cover 49 is filled with lubricating oil.

【0014】リアハウジング28にはモータハウジング
50が取り付けられており、モータハウジング50には
モータリアハウジング52が取り付けられている。駆動
軸32は、モータハウジング50内を通り、モータリア
ハウジング52から外部に突出され、モータリアハウジ
ング52に設けられたベアリング54に回転可能に支持
されている。
A motor housing 50 is mounted on the rear housing 28, and a motor rear housing 52 is mounted on the motor housing 50. The drive shaft 32 passes through the motor housing 50, protrudes outside from the motor rear housing 52, and is rotatably supported by a bearing 54 provided on the motor rear housing 52.

【0015】モータハウジング50内の駆動軸32には
モータロータ56が取り付けられており、モータロータ
56に対向してモータハウジング50にはモータステー
タ58が取り付けられている。モータリアハウジング5
2にはベアリング59を介してプーリ20が回転可能に
支持されている。
A motor rotor 56 is attached to the drive shaft 32 in the motor housing 50, and a motor stator 58 is attached to the motor housing 50 so as to face the motor rotor 56. Motor rear housing 5
The pulley 20 is rotatably supported by the pulley 2 via a bearing 59.

【0016】駆動軸32の先端には、ボス部材60がス
プライン結合等により一体回転するように嵌着されてい
る。ボス部材60にはゴム部材62を介してアーマチャ
64がプーリ20の側面と対向して取り付けられてい
る。モータリアハウジング52にはコイル66がコイル
ホルダ68を介して取り付けられている。
A boss member 60 is fitted to the distal end of the drive shaft 32 so as to rotate integrally by spline connection or the like. An armature 64 is attached to the boss member 60 via a rubber member 62 so as to face the side surface of the pulley 20. A coil 66 is mounted on the motor rear housing 52 via a coil holder 68.

【0017】コイル66を励磁するとアーマチャ64が
プーリ20の側面に密着してプーリ20と駆動軸32と
が一体的に回転し、クラッチ18が接続されるように構
成されている。また、コイル66を非励磁のときにはア
ーマチャ64とプーリ20との密着は開放され、クラッ
チ18が遮断されるように構成されている。
When the coil 66 is excited, the armature 64 is brought into close contact with the side surface of the pulley 20, the pulley 20 and the drive shaft 32 rotate integrally, and the clutch 18 is connected. Further, when the coil 66 is not excited, the close contact between the armature 64 and the pulley 20 is released, and the clutch 18 is disconnected.

【0018】前述したエアフローメータ4、スロットル
センサ10は制御コントローラ70に接続されており、
制御コントローラ70には更に車速Vを検出する車速セ
ンサ72が接続されている。そして、制御コントローラ
70は、吸入空気量、スロットル弁8の開度、車速V等
の運転条件に基づいて、燃料噴射量や点火時期等を算出
し、内燃機関1を制御している。
The aforementioned air flow meter 4 and throttle sensor 10 are connected to a controller 70,
A vehicle speed sensor 72 for detecting a vehicle speed V is further connected to the controller 70. The controller 70 calculates the fuel injection amount, the ignition timing, and the like based on operating conditions such as the intake air amount, the opening degree of the throttle valve 8, and the vehicle speed V, and controls the internal combustion engine 1.

【0019】また、電動機16、バイパス弁14、コイ
ル66は過給制御コントローラ74に接続されており、
過給制御コントローラ74は制御コントローラ70から
入力される運転条件等に基づいて、電動機16、バイパ
ス弁14、コイル66を制御する。
The motor 16, the bypass valve 14, and the coil 66 are connected to a supercharging controller 74,
The supercharging controller 74 controls the electric motor 16, the bypass valve 14, and the coil 66 based on operating conditions and the like input from the controller 70.

【0020】次に、前述した本実施形態の制御コントロ
ーラ70及び過給制御コントローラ74において行われ
る加速制御処理について、図4のフローチャートによっ
て説明する。まず、スロットルセンサ10により検出さ
れるスロットル開度Xと、車速センサ72により検出さ
れる車速Vとを読み込む(ステップ100)。次に、車
速Vに対応する基準スロットル開度Xcを算出する(ス
テップ110)。図5に示すように、予め実験等によ
り、定地一定速走行時の車速Vと、そのときのスロット
ル開度を基準スロットル開度Xcとして求めた関係をマ
ップとして記憶しておく。基準スロットル開度Xcは、
図5に対応するマップに基づいて、そのときの車速Vか
ら算出する。
Next, the acceleration control process performed by the controller 70 and the supercharge controller 74 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the throttle opening X detected by the throttle sensor 10 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 72 are read (step 100). Next, a reference throttle opening Xc corresponding to the vehicle speed V is calculated (step 110). As shown in FIG. 5, the relationship between the vehicle speed V at the time of traveling at a constant ground speed and the throttle opening at that time determined as the reference throttle opening Xc is stored in advance as a map through experiments or the like. The reference throttle opening Xc is
It is calculated from the vehicle speed V at that time based on the map corresponding to FIG.

【0021】続いて、スロットル開度Xが基準スロット
ル開度Xcを超えているか否かを判断する(ステップ1
20)。スロットル開度Xが基準スロットル開度Xc以
下であるときには、過給状態にないと判断して、バイパ
ス弁14を開弁する(ステップ130)。
Subsequently, it is determined whether or not the throttle opening X exceeds the reference throttle opening Xc (step 1).
20). When the throttle opening X is equal to or smaller than the reference throttle opening Xc, it is determined that the vehicle is not in the supercharging state, and the bypass valve 14 is opened (step 130).

【0022】そして、電動機16を停止すると共に(ス
テップ140)、クラッチ18のコイル66を非励磁と
して、クラッチ18を遮断状態とする(ステップ15
0)。これにより、過給機12は駆動されず、スロット
ル弁8を通過した空気はバイパス弁14を介して内燃機
関1に供給される。
Then, the electric motor 16 is stopped (step 140), and the coil 66 of the clutch 18 is de-energized, so that the clutch 18 is disconnected (step 15).
0). As a result, the supercharger 12 is not driven, and the air that has passed through the throttle valve 8 is supplied to the internal combustion engine 1 via the bypass valve 14.

【0023】一方、ステップ120の処理の実行によ
り、スロットル開度Xが基準スロットル開度Xcを超え
ていると判断されると、過給状態にあるとして、バイパ
ス弁14を閉じると共に(ステップ160)、電動機1
6を駆動する(ステップ170)。そして、クラッチ1
8のコイル66を一定時間、励磁する(ステップ18
0)。過給機12を十分な回転数にまで立ち上げるのに
必要な時間が予め実験等により求められ、その時間をコ
イル66を励磁する一定時間として予め設定されてい
る。
On the other hand, if it is determined that the throttle opening X exceeds the reference throttle opening Xc by executing the processing in step 120, it is determined that the engine is in a supercharging state, and the bypass valve 14 is closed (step 160). , Electric motor 1
6 is driven (step 170). And clutch 1
(Step 18)
0). The time required to start up the turbocharger 12 to a sufficient number of revolutions is previously obtained by an experiment or the like, and the time is set in advance as a fixed time for exciting the coil 66.

【0024】これにより、アーマチャ64がコイル66
に引き寄せられ、アーマチャ64とプーリ20とが密着
してクラッチ18が接続される。よって、内燃機関1の
回転が、プーリ22、ベルト24、プーリ20、アーマ
チャ64、ゴム部材62、ボス部材60を介して、駆動
軸32に伝達される。駆動軸32の回転により、ポンプ
ロータ42,44が回転して、過給機12から内燃機関
1に過給が行われる。
As a result, the armature 64 is
, The armature 64 and the pulley 20 come into close contact with each other, and the clutch 18 is connected. Therefore, the rotation of the internal combustion engine 1 is transmitted to the drive shaft 32 via the pulley 22, the belt 24, the pulley 20, the armature 64, the rubber member 62, and the boss member 60. The rotation of the drive shaft 32 causes the pump rotors 42 and 44 to rotate, so that the supercharger 12 supercharges the internal combustion engine 1.

【0025】本実施形態では、制御コントローラ70が
スロットル開度Xが基準スロットル開度Xcを超えてい
ると判断すると、過給制御コントローラ74に過給指令
信号を出力する。過給制御コントローラ74は過給指令
信号を受けて、前記ステップ160〜180の処理を実
行する。尚、制御コントローラ70と過給制御コントロ
ーラ74とを一台のコントローラにより構成するように
してもよい。
In this embodiment, when the controller 70 determines that the throttle opening X exceeds the reference throttle opening Xc, it outputs a supercharging command signal to the supercharging controller 74. Upon receiving the supercharging command signal, the supercharging controller 74 executes the processing of steps 160 to 180. Note that the controller 70 and the supercharging controller 74 may be configured by one controller.

【0026】図6(イ)に示すように、過給指令信号が
出力されると、図6(ロ)に示すようにバイパス弁14
が閉じられると共に、図6(ハ)に示すようにコイル6
6が励磁される。そして、過給機12は内燃機関1と電
動機16との両方により同時に駆動される。
As shown in FIG. 6A, when the supercharging command signal is output, as shown in FIG.
Is closed, and as shown in FIG.
6 is excited. The supercharger 12 is simultaneously driven by both the internal combustion engine 1 and the electric motor 16.

【0027】過給機12は電動機16により駆動される
と共に、クラッチ18を介して内燃機関1により駆動さ
れるので、図6(ニ)に実線で示すように、短時間で過
給に十分な時間でもって必要な回転数まで立ち上げられ
る。例えば、排気量2400ccの内燃機関1に容量3
40cc/revの過給機12を用いた場合、接続時間
は0.5秒としている。
Since the supercharger 12 is driven by the electric motor 16 and also by the internal combustion engine 1 via the clutch 18, as shown by the solid line in FIG. The required number of revolutions can be started up in time. For example, an internal combustion engine 1 with a displacement of 2400 cc has a capacity of 3
When the supercharger 12 of 40 cc / rev is used, the connection time is set to 0.5 seconds.

【0028】駆動軸32の受けるトルクは、クラッチ1
8を介した内燃機関1の駆動トルクに電動機16の駆動
トルクを加えたものとなる。過給機12の回転数は過給
機12及び電動機16の回転慣性抵抗があるため徐々に
立ち上がるが、内燃機関1と電動機16とにより駆動す
ることで、電動機16単体で立ち上げる時間(図6
(ニ)に二点鎖線で示す時間)よりも短時間(図6
(ニ)に実線で示す時間)で所定回転数まで立ち上げる
ことができる。
The torque received by the drive shaft 32 is
8 is obtained by adding the driving torque of the electric motor 16 to the driving torque of the internal combustion engine 1 via the motor 8. The rotation speed of the supercharger 12 gradually rises due to the rotational inertia resistance of the supercharger 12 and the electric motor 16, but is driven by the internal combustion engine 1 and the electric motor 16 to start the electric motor 16 alone (see FIG. 6).
(D) The time is shorter than the time indicated by the two-dot chain line (FIG. 6).
(The time indicated by the solid line in (d)) can be started up to the predetermined number of revolutions.

【0029】図6(ホ)に二点鎖線で示すように、電動
機16単体で立ち上げたときの過給圧の立ち上がりより
も、図6(ホ)に実線で示すように、内燃機関1と電動
機16とにより立ち上げることにより、過給圧は速やか
に立ち上がり、レスポンスよく車両は加速する。
As shown by the two-dot chain line in FIG. 6E, the rise of the supercharging pressure when the electric motor 16 is started up alone, as shown by the solid line in FIG. By starting with the electric motor 16, the boost pressure rises quickly, and the vehicle accelerates with good response.

【0030】また、一定時間が経過すると、クラッチ1
8は遮断され、内燃機関1が過給機12を駆動するトル
クを負担することはなく、内燃機関1による車両の加速
効果を高めることができる。尚、本実施形態では、ステ
ップ120の処理の実行が過給状態判断手段として働
き、ステップ160〜180の処理の実行が加速制御手
段として働く。
After a certain period of time, the clutch 1
8, the internal combustion engine 1 does not bear the torque for driving the supercharger 12, and the acceleration effect of the vehicle by the internal combustion engine 1 can be enhanced. In the present embodiment, execution of the processing of step 120 functions as a supercharging state determination unit, and execution of the processing of steps 160 to 180 functions as an acceleration control unit.

【0031】次に、前述した実施形態と異なる第2実施
形態の過給機付内燃機関について、図7によって説明す
る。尚、前述した実施形態と同じ部材については同一番
号を付して詳細な説明を省略する。本第2実施形態で
は、内燃機関1の回転数を検出する回転センサ80が設
けられている。そして、図8に示す加速制御処理の実行
により、スロットル開度Xと車速Vとを読み込み(ステ
ップ100)、車速Vに対する基準スロットル開度Xc
を算出する(ステップ110)。
Next, a supercharged internal combustion engine according to a second embodiment different from the above-described embodiment will be described with reference to FIG. Note that the same members as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. In the second embodiment, a rotation sensor 80 for detecting the rotation speed of the internal combustion engine 1 is provided. Then, by executing the acceleration control processing shown in FIG. 8, the throttle opening X and the vehicle speed V are read (step 100), and the reference throttle opening Xc with respect to the vehicle speed V is read.
Is calculated (step 110).

【0032】次に、スロットル開度Xが基準スロットル
開度Xcを超えているか否かを判断し(ステップ12
0)、スロットル開度Xが基準スロットル開度Xc以下
であるときには、バイパス弁14を開くと共に(ステッ
プ130)、電動機16を停止し(ステップ140)、
クラッチ18を遮断とする(ステップ150)。
Next, it is determined whether or not the throttle opening X exceeds the reference throttle opening Xc (step 12).
0) When the throttle opening X is equal to or smaller than the reference throttle opening Xc, the bypass valve 14 is opened (step 130), and the motor 16 is stopped (step 140).
The clutch 18 is disconnected (step 150).

【0033】一方、スロットル開度Xが基準スロットル
開度Xcを超えているときには、過給圧指令値を算出す
る(ステップ200)。過給圧指令値はスロットル開度
Xと基準スロットル開度Xcとの差を定数倍αして算出
される。このとき、過給圧指令値は内燃機関1が過負荷
状態となっているほど大きな値となる。
On the other hand, when the throttle opening X exceeds the reference throttle opening Xc, a supercharging pressure command value is calculated (step 200). The supercharging pressure command value is calculated by multiplying the difference between the throttle opening X and the reference throttle opening Xc by a constant multiple α. At this time, the supercharging pressure command value becomes larger as the internal combustion engine 1 is overloaded.

【0034】次に、図9に示す関係から、電動機16の
目標回転数Nmを算出する(ステップ210)。目標回
転数Nmは、回転センサ80により検出される内燃機関
1の回転数をパラメータとして、過給圧指令値からそれ
に対応した目標回転数が図9に対応したマップから算出
される。
Next, the target rotation speed Nm of the electric motor 16 is calculated from the relationship shown in FIG. 9 (step 210). The target rotation speed Nm is calculated from the supercharging pressure command value and the corresponding target rotation speed from the map corresponding to FIG. 9 using the rotation speed of the internal combustion engine 1 detected by the rotation sensor 80 as a parameter.

【0035】次に、クラッチ18の接続時間Tcを算出
する(ステップ220)。接続時間Tcは、内燃機関1
により過給機12を駆動して目標回転数Nmに達するま
での必要な時間であり、予め実験等により求められ、図
10に対応したマップとして記憶されている。目標回転
数Nmに基づいてこのマップから立ち上げにかかる時間
を算出し、これを接続時間Tcとして設定する。
Next, the connection time Tc of the clutch 18 is calculated (step 220). The connection time Tc is equal to the internal combustion engine 1
Is the time required to drive the supercharger 12 to reach the target rotation speed Nm, which is obtained in advance by an experiment or the like, and is stored as a map corresponding to FIG. The time required for startup is calculated from this map based on the target rotation speed Nm, and is set as the connection time Tc.

【0036】続いて、バイパス弁14を開き(ステップ
230)、過給制御コントローラ74は電動機16を目
標回転数Nmとなるように制御する(ステップ24
0)。更に、クラッチ18のコイル66を接続時間Tc
の間、励磁して、クラッチ18を接続する(ステップ2
50)。内燃機関1の負荷が大きいとき、内燃機関1の
回転数に対する電動機16の回転数の割合を大きくし、
内燃機関1の過給圧を高くすることができる。
Subsequently, the bypass valve 14 is opened (step 230), and the supercharging controller 74 controls the electric motor 16 to reach the target rotation speed Nm (step 24).
0). Further, the coil 66 of the clutch 18 is connected for the connection time Tc.
, The clutch 18 is connected (step 2).
50). When the load of the internal combustion engine 1 is large, the ratio of the rotation speed of the electric motor 16 to the rotation speed of the internal combustion engine 1 is increased,
The supercharging pressure of the internal combustion engine 1 can be increased.

【0037】これにより、過給機12は接続時間Tcの
間、内燃機関1により駆動されるので、過給機12の目
標回転数が変わったときでも立ち上げ時のみクラッチ1
8を接続することができ、速やかに回転数が増加すると
共に、レスポンスよく車両が加速する。尚、本第2実施
形態では、ステップ200,210の処理の実行が回転
数算出手段として働き、ステップ240の処理の実行が
過給制御手段として働き、ステップ220,250の処
理の実行が加速制御手段として働く。
As a result, the supercharger 12 is driven by the internal combustion engine 1 during the connection time Tc. Therefore, even when the target rotational speed of the supercharger 12 changes, the clutch 1 is activated only at the time of startup.
8 can be connected, and the number of rotations increases quickly, and the vehicle accelerates with good response. In the second embodiment, the execution of the processing of steps 200 and 210 functions as the rotation speed calculating means, the execution of the processing of step 240 functions as the supercharging control means, and the execution of the processing of steps 220 and 250 corresponds to the acceleration control. Work as a means.

【0038】以上本発明はこの様な実施形態に何等限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々なる態様で実施し得る。
The present invention is not limited to such an embodiment at all, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳述したように本発明の過給機付内
燃機関は、内燃機関と過給機とをクラッチを介して接続
したので、大型の電動機を用いることなく、過給機の回
転数を速やかに立ち上げることができるという効果を奏
する。また、過給状態か否かを判断して、過給状態のと
きにクラッチを接続することにより、高回転域で過給す
る場合においても、過給機の回転数を速やかに立ち上げ
ることができる。更に、予め設定された時間、クラッチ
を接続することにより、内燃機関が過給機の駆動を負担
し続けることがなく、内燃機関による車両の加速効果を
高めることができる。また、運転状態から算出した目標
回転数により過給機の回転数を制御する場合でも、目標
回転数に応じた接続、クラッチを接続することにより、
目標回転数が変わったときでも立ち上げ時のみクラッチ
を接続することができる。
As described above in detail, in the internal combustion engine with a supercharger of the present invention, since the internal combustion engine and the supercharger are connected via the clutch, the supercharger can be used without using a large motor. This has the effect that the number of revolutions can be quickly started. In addition, by judging whether or not the turbocharger is in operation and connecting the clutch in the supercharged state, even in the case of supercharging in a high rotation speed range, the rotation speed of the supercharger can be quickly started. it can. Further, by connecting the clutch for a preset time, the internal combustion engine does not continue to bear the driving of the supercharger, and the effect of accelerating the vehicle by the internal combustion engine can be enhanced. In addition, even when controlling the rotation speed of the turbocharger based on the target rotation speed calculated from the operating state, by connecting the clutch according to the target rotation speed and connecting the clutch,
Even when the target rotational speed changes, the clutch can be connected only at startup.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態としての過給機付内燃機関
の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a supercharged internal combustion engine as one embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態の過給機、電動機、クラッチの断面
図である。
FIG. 2 is a sectional view of a supercharger, an electric motor, and a clutch according to the embodiment.

【図3】図2のAA断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 2;

【図4】本実施形態の制御コントローラにおいて行われ
る加速制御処理の一例を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of an acceleration control process performed by the controller according to the embodiment.

【図5】本実施形態の車速と基準スロットル開度との関
係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a vehicle speed and a reference throttle opening according to the embodiment.

【図6】本実施形態の過給指令信号、バイパス弁開閉、
コイル励磁、過給機回転数、過給圧のタイミングチャー
トである。
FIG. 6 shows a supercharging command signal, bypass valve opening / closing,
4 is a timing chart of coil excitation, turbocharger rotation speed, and supercharging pressure.

【図7】本第2実施形態の過給機付内燃機関の概略構成
図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a supercharged internal combustion engine according to a second embodiment.

【図8】本第2実施形態の制御コントローラにおいて行
われる加速制御処理の一例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of an acceleration control process performed by a control controller according to the second embodiment.

【図9】本第2実施形態の過給圧指令値と目標回転数と
の関係を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a supercharging pressure command value and a target rotation speed according to the second embodiment.

【図10】本第2実施形態の目標回転数と立ち上げにか
かる時間との関係を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a relationship between a target rotation speed and a time required for startup according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関 4…エアフローメータ 6…吸気管 8…スロットル弁 10…スロットルセンサ 12…過給機 14…バイパス弁 16…電動機 18…クラッチ 20…プーリ 22…プーリ 24…ベルト 32…駆動軸 36…従動軸 64…アーマチャ 66…コイル 70…制御コントローラ 72…車速センサ 74…過給制御コントローラ 80…回転センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 4 ... Air flow meter 6 ... Intake pipe 8 ... Throttle valve 10 ... Throttle sensor 12 ... Supercharger 14 ... Bypass valve 16 ... Electric motor 18 ... Clutch 20 ... Pulley 22 ... Pulley 24 ... Belt 32 ... Drive shaft 36 ... Driven shaft 64 Armature 66 Coil 70 Controller 72 Vehicle speed sensor 74 Supercharge controller 80 Rotation sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 袴田 尚樹 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 近藤 義昭 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 3G005 EA06 EA19 FA04 GA02 GA12 GB18 GD02 GE09 HA00 HA02 HA05 JA02 JA06 JA39 JA40 JA45 JB02 JB17 JB20 3G092 AA18 BA09 BB01 DB02 DB04 DC04 EC09 FA03 GA12 HA01Z HA06Z HA10X HA10Z HA11Z HA17Z HB01Z HE01Z HF21Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Naoki Hakamada 14 Iwatani, Shimowasumi-cho, Nishio-shi, Aichi Japan Inside the Japan Automotive Parts Research Institute (72) Inventor Yoshiaki Kondo 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Shares F-term in company Denso (reference)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空気を圧縮して内燃機関に供給する過給
機と、該過給機を駆動する電動機とを備えた過給機付内
燃機関において、 前記内燃機関の回転を接続・遮断可能なクラッチを介し
て前記過給機に伝達することを特徴とする過給機付内燃
機関。
1. A supercharged internal combustion engine including a supercharger for compressing air and supplying the compressed air to an internal combustion engine, and an electric motor for driving the supercharger, wherein the rotation of the internal combustion engine can be connected and disconnected. An internal combustion engine with a supercharger, wherein the internal combustion engine is transmitted to the supercharger via a simple clutch.
【請求項2】 前記内燃機関の運転状態に基づいて過給
状態か否かを判断する過給状態判断手段と、 前記過給状態判断手段により過給状態と判断されたとき
に、前記クラッチを制御して前記内燃機関と前記過給機
とを接続する加速制御手段とを備えたことを特徴とする
請求項1記載の過給機付内燃機関。
2. A supercharged state judging means for judging whether or not a supercharged state is based on an operation state of the internal combustion engine; and when the supercharged state judgment means judges that the supercharged state, the clutch is disengaged. The supercharged internal combustion engine according to claim 1, further comprising acceleration control means for controlling and connecting the internal combustion engine and the supercharger.
【請求項3】 前記加速制御手段は、前記クラッチを制
御して予め設定された時間、前記内燃機関と前記過給機
とを接続することを特徴とする請求項2記載の過給機付
内燃機関。
3. The internal combustion engine with a supercharger according to claim 2, wherein said acceleration control means controls said clutch to connect said internal combustion engine and said supercharger for a preset time. organ.
【請求項4】 前記内燃機関の運転状態から前記過給機
の目標回転数を算出する回転数算出手段と、 前記電動機を制御して前記回転数算出手段により算出さ
れた目標回転数で前記過給機を駆動する過給制御手段と
を備え、 前記加速制御手段は、前記クラッチを制御して前記回転
数算出手段により算出された目標回転数に応じた時間、
前記内燃機関と前記過給機とを接続することを特徴とす
る請求項2記載の過給機付内燃機関。
4. A rotation speed calculating means for calculating a target rotation speed of the supercharger from an operation state of the internal combustion engine, and controlling the electric motor to control the supercharger with the target rotation speed calculated by the rotation speed calculation device. A supercharging control unit that drives a feeder, wherein the acceleration control unit controls the clutch and controls a time corresponding to a target rotation speed calculated by the rotation speed calculation unit.
The internal combustion engine with a supercharger according to claim 2, wherein the internal combustion engine and the supercharger are connected.
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