JPH0144746Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はオートドライブ装置を備えた機械式過
給機付内燃機関の過給機制御装置に関する。

従来の技術 機械式過給機付内燃機関では過給機はクラツチ
を介して機関回転軸に連結され、同クラツチは機
関回転数及び負荷に応じて解放又は係合される
（例えば特開昭56−167817号参照）。即ち、過給が
必要となるのは高回転高負荷側でありかつ燃料消
費率を高くすることからみれば切替回転数及び負
荷は高目に設定したいが、あまり高目に設定する
と切替シヨツクが大きくなり、クラツチの損傷が
生じ易いので両者の調和をとつて決められてい
る。従つて、かなり低回転低負荷側からクラツチ
が係合され、過給機は回転されている。そのた
め、オートドライブ装置を備えた車輛において、
オートドライブ装置を作動させて運転者がアクセ
ル操作を行わず自動的に車速が一定になるように
スロツトル開度が制御される運転時（即ち、高回
転軽負荷時）にも過給機が作動してしまうことに
なる。その結果過給機の駆動分無駄なエネルギが
消費され、燃費が悪化する。

考案が解決しようとする問題点 本考案はかかる従来技術の欠点に鑑みてなされ
たものであり、オートドライブ装置の作動時に過
給機の作動を停止することができる構成を提供す
ることにある。

問題点を解決するための手段 本考案によれば、第１図のように、機関１の吸
気系２に回転ポンプとしての過給機３を配置し、
該過給機３が機関回転軸１′にクラツチ４を介し
連結された内燃機関であつてかつオートドライブ
装置５を備えたものにおいて、オートドライブ装
置５の作動か否かを検知する手段６と、オートド
ライブ装置の作動中にクラツチ４を解放保持する
手段７と、オートドライブ装置５の停止中にクラ
ツチ４をエンジン運転条件に応じて解放又は係合
する手段８とを有した過給機制御装置が提供され
る。

考案の作用 本考案によれば、オートドライブ装置５が車速
を一定に制御している運転時かどうかが検知手段
６によつて検知され、オートドライブ装置作動中
のときはクラツチ解放手段７はクラツチ４を解放
し、過給機３はクランク軸１′から切離される。
オートドライブ装置非作動時はクラツチ作動手段
８はクラツチ４をエンジン運転条件に応じ解放又
は係合するというその本来の作動を行う。

実施例 第２図において、１０はエンジン本体であり、
シリンダブロツク１１、ピストン１２、コネクテ
イングロツド１４、クランク軸１６、クランクピ
ン１８、オイルパン２０、シリンダヘツド２２、
吸気弁２４、排気弁２６、バルブスプリング２
８、カム軸３０、カム軸ハウジング３１等の構成
要素より成る。

シリンダヘツド２２内に吸気ポート３２が形成
され、吸気管３４を介してサージタンク３６に接
続される。３８はスロツトル弁であり、吸気管４
０内に配置される。スロツトル弁３８はリンク４
２を介してアクセルペダル４４に連結される。ス
ロツトル弁３８の上流にエアフローメータ４６が
設けられ、その上流に空気クリーナ４８が位置す
る。

シリンダヘツド２２内に排気ポート５０が形成
され、排気マニホルド５２を介して、触媒コンバ
ータ５４にもに接続されている。

この実施例では内燃機関は燃料噴射式であり、
吸気管３４に燃料インジエクタ５６が設けられて
いる。５８はデイストリビユータである。

本考案によればスロツトル弁３８の下流におい
て吸気管４０に機械式過給機としてのルーツポン
プ６０が接続される。ルーツポンプ６０はハウジ
ング６２と、ハウジング６２内の一対のまゆ型の
ロータ６４とより成る。一対のロータ６４はその
回転軸６６上に図示しない相互に噛合う歯車が設
けられる。そのためロータ６４は反対方向にハウ
ジング６２の内周に対し微少間隙を維持しながら
回転する。ロータ６４の一方の回転軸６６上にプ
ーリ付クラツチ６８が設けられ、クラツチ６８の
プーリ部はベルト７０を介してクランク軸１６上
のプーリ７２に連結される。プーリ付クラツチ６
８は第３図のように構成され、過給機６０のハウ
ジング６２から延びる駆動軸６６の端部にボルト
止めした円板６８−１と、ハウジング６２に固定
されるプーリ６８−２上にベアリング６８−３を
介して取付けたソレノイドホルダ６８−４とより
なり、ソレノイドホルダ６８−４上にベルト７０
に係合するプーリ部６８−５が形成される。円板
６８−１に弾性部材６８−６を介して係合部材６
８−７が取付けられ、係合部材６８−７はソレノ
イドホルダ６８−４に僅かな間隙をもつて対面し
ている。これらの面間に摩擦係合面が形成され
る。ソレノイド６８′がソレノイドホルダの断面
コの字状凹所内に配置され、図示しない手段によ
つてスリーブ６８−２に固定される。ソレノイド
６８′に非通電時は係合部材６８−７はソレノイ
ドホルダ６８−４から離れるよう弾性部材６８−
６により引張られる。ソレノイド６８′への通電
により係合部材６８−７はソレノイドホルダ６８
−４と係合し、プーリ部６８−５からのエンジン
回転が過給機軸６６に伝達されることになる。

第２図で８４はバイパス通路であり、バイパス
通路８４は一端８４′で過給機６０の下流の吸気
管に接続される。バイパス通路８４の他端８４″
は過給機６０の上流でかつスロツトル弁３８の下
流で吸気管に接続される。バイパス通路８４上に
バイパス制御弁８６が設けられる。バイパス制御
弁８６は実施例ではダイヤフラム式として構成さ
れ、弁体８８とダイヤフラム９０とばね９２と負
圧作動室９４とより成る。負圧作動室９４は負圧
パイプ９６を介して、スロツトル弁３８の下流に
おいて吸気管に形成される負圧ポート９８に接続
される。負圧ポート９８は図ではスロツトル弁３
８と過給機６０との間に設置されているが、必ず
しもこの部位に限定されず過給機６０の下流に設
置することもできる。

１００は電磁クラツチ６８の制御回路であり、
運転条件の検知センサ群からの信号によつてクラ
ツチ６８への作動信号を形成する。制御回路１０
０はエンジンの空燃比制御又は点火時期制御用の
制御回路と共用させることができる。もちろん専
用の制御回路としてもかまわない。運転条件セン
サとしては前述のエアフローメータ４６と、デイ
ストリビユータ５８に設けた回転数センサ１０２
とより成る。エアフローメータ４６は第４図のよ
うにポテンシヨメータとして構成され、弁軸の位
置即ち吸入空気量Ｑに応じたアナログ信号を生ず
る。一方回転数センサ１０２は第２図のようにデ
イストリビユータ５８の分配軸５８′上のマグネ
ツト１０４に対抗して設けたホール素子として構
成され、分配軸５８′の回転数即ちエンジン回転
数Ｎに応じた信号を出力する。

第２図で１４０はオートドライブ装置であり、
スロツトル弁３８の開度を一定になるよう制御す
る周知のものである。第４図のようにオートドラ
イブ装置はオートドライブスイツチ１４２と、車
速センサ１４４と、制御回路１４６と、オートド
ライブアクチユエータ１４８とより成り、オート
ドライブスイツチ１４２が入つているときは、制
御回路１４６は車速センサ１４４により車速を検
知し、車速が一定になるように、スロツトルバル
ブ３８（第２図）の駆動アクチユエータ１４８に
信号を送る。

クラツチ６８の駆動を行う制御回路１００は第
４図のブロツクダイヤフラムのように構成され、
マイクロコンピユータシステムより成る。即ち、
マイクロプロセツシングユニツト（MPU）１０
６、リードオンリメモリ（ROM）１０８、ラン
ダムアクセスメモリ（RAM）１１０を有し、こ
れらはバス１１２を介して相互に結線され、更に
バス１１２は入出力（Ｉ／Ｏ）ポート１１４に結
線される。１１６はクロツクパルス発生器であ
る。エアフローメータ４６はアナログデジタル
（Ａ／Ｄ）変換器１１８を介してＩ／Ｏポート１
１４に結線され、回転数センサ１０２は成形回路
１２０を介してＩ／Ｏポート１１４に結線され
る。更にＩ／Ｏポート１１４はラツチ１２２を介
してクラツチ６８の駆動用トランジスタ１２４の
ベースに結線され、同トランジスタ１２４のコレ
クタ−エミツタ回路にクラツチ６８の駆動ソレノ
イド６８′が位置し、このソレノイド６８′の通電
制御によつてクラツチ６８の係合及び解放、換言
すれば過給機６０の作動及び停止の切替を行うこ
とができる。また、Ｉ／Ｏポート１１４は、オー
トドライブ制御回路１４６と結線され、オートド
ライブ作動中と停止中とで状態が変化する信号が
印加され、これによつてオートドライブ作動の検
知を行うようになつている。

マイクロコンピユータは過給制御以外のその他
のエンジン制御、例えば空燃比制御点火時期制御
を分担させることができ、そのため種々のセンサ
やアクチユエータがＩ／Ｏポート１１４に接続さ
れているが、これは本考案の特徴と直接には関係
しないため図示及び説明を省略する。

ROM１０８内にはクラツチ６８の制御用プロ
グラム、及びその他のエンジン運転制御用のプロ
グラムが格納されている。次のそのプログラムを
本考案の関連部分に限つて説明する。

第５図はメインルーチンのプログラムの流れを
示すものであり、メインルーチン内では高速性を
要求される種々の処理が行われる。２００のステ
ツプでプログラムが起動されると、２０２ではイ
ニシヤライズが行われ、MPU１０６の各レジス
タ、RAM１１０、Ｉ／Ｏポート１１４の初期設
定が行われる。２０４ではMPU１０６はエアフ
ローメータ４６よりの吸入空気量信号のＡ／Ｄ変
換指令をＡ／Ｄ変換器１１８に出し、吸入空気量
Ｑに応じたデジタル信号はRAM１１０の所定の
アドレスに格納される。次の２０６では回転数セ
ンサ１０２からの回転数Ｎを表わすデジタル信号
が入力され、RAM１１０の所定アドレスに格納
される。２０８のステツプでは、吸入空気量Ｑに
対する回転数Ｎの比が計算され、RAM１１０に
格納される。Ｑ／Ｎは機関の負荷相当値であるこ
とは周知のとおりである。プログラムは次は２１
０以下のステツプに進み、メインルーチンにおい
て他の制御のための種々の処理（例えば空燃比制
御におけるフイードバツク処理等）が行われ、そ
の降Ｑ，Ｎ，Ｑ／Ｎの計算結果が適宜利用され
る。

第６図は過給機の制御のためのプログラムを示
すものであり、この実施例では所定時間（例えば
8mS）毎に行われる時間割込ルーチンである。所
定時間の経過毎にMPU１０６の割込みポートに
割込み要求が入り３００よりルーチンが開示され
３０１ではMPU１０６はＩ／Ｏポート１１４に
書き込まれている、オートドライブ制御回路１４
６からのオートドライブ中とオートドライブ解除
とで状態が違うフラグの内容を入力し、オートド
ライブ中か否か判定する。オートドライブでない
とき（No）は３０２へ分岐し、３０２では
RAM１１０のＮ領域に格納されている回転数デ
ータが所定値ａ（第７図）より大きいか否かが、
次いで３０４ではRAM１１０のＱ／Ｎ領域に格
納されている吸入空気量Ｑの回転数Ｎに対する比
のデータがｂより大きいか否か判定される。第７
図の過給機作動マツプから明らなか通り、３０２
はNo（Ｎ＜ａ）で、３０４ではNo（Ｑ／Ｎ＜ｂ）
である運転域は過給機の停止域であり、この場合
プログラムは３０６に進む。MPU１０６はＩ／
Ｏポート１１４よりラツチ１２２にリセツト信号
を印加する。そのためトランジスタ１２４はカツ
トオフとなり、クラツチ６８のソレノイド６８′
は消磁され、クラツチ６８は解放となる。そのた
め、クランク軸１６の回転は過給機６０のロータ
６４には伝わらない。スロツトル弁３８からサー
ジタンク３６に向う空気の流れによつてロータ６
４は空回りを起すだけで過給は行われない。

第７図の３０２でYes（Ｎ＞ａ）か又は３０２
でNo（Ｎ＜ａ）でも３０４でYes（Ｑ／Ｎ＞ｂ）
の場合は過給機の作動域であり、プログラムは３
０８に進み、MPU１０６はＩ／Ｏポート１１４
よりラツチ１２２にセツト信号を印加する。その
ため、トランジスタ１２４はONとなり、クラツ
チ６８のソレノイド６８′に通電されるため、ク
ラツチ６８は係合される。その結果、エンジンク
ランク軸１６の回転はプーリ７２、ベルト７０、
プーリ６８を介して過給機６０の回転軸６６に伝
達され、一対のロータ６４は反対方向に回転さ
れ、空気は圧縮されサージタンク３６、吸気管３
４を経て、吸気ポート３２より機関内に導入され
る。過給機の作動域を決める回転数設定値ａ、負
荷代表値であるＱ／Ｎの設定値ｂは、過給機の
OFFからONへの切替のシヨツクを小さくし、か
つクラツチの摩擦係合部材の耐久性という面では
なるべく低回転側が良いが、燃料消費率を悪化さ
せるので両者の調和によつて決められる。

スロツトル弁３８の下流の負圧取出ポート９８
にはスロツトル開度に応じた負圧が現われる。即
ち、スロツトル３８が開放される程に負圧が弱く
なり、大気圧に近づく。この負圧は負圧パイプ９
６を介してダイヤフラム９０に作用し所定以上の
負圧レベル即ちスロツトル開度が小さいときはダ
イヤフラム９０はばね９２に抗して図の下方に引
張られ、弁体８８はリフトしバイパス通路８４が
開放される。また、スロツトル弁３８が所定の開
度を超えて開放されると、ダイヤフラム９０に働
く負圧力はばね９２に打ち勝ち得ず弁体８８のリ
フトは零になり、バイパス８４は閉じられる。以
上のバイパス装置の作動から明らかなように、バ
イパス通路８４はスロツトル開度３８が大きい、
高負荷時に閉じられ圧縮された全空気が機関に導
入される。一方スロツトル開度が小さい軽負荷域
ではバイパス８４は開放され、圧縮空気は一部が
バイパスに逃がれることになる。このようなバイ
パス作用によつて、軽負荷域における圧縮空気の
温度上昇を押えることができ、またバイパスによ
つて過給機の駆動力が軽減されることから燃料消
費率の向上を図ることができる。

第６図の３０１のステツプでオートドライブ中
と判定されれば（Yes）、プログラムは前述の３
０６のステツプに流れ、その結果、クラツチ６８
は解放され、過給機６０にクランク軸１６の回転
は伝えられない。従つて、オートドライブ装置１
４０が作動しているときは第７図のような過給機
の作動マツプに係わらず過給は行われない。

考案の効果 本考案ではオートドライブ中に過給機作動用ク
ラツチ６８が解放に保持されていることから、オ
ートドライブ中におけるエンジン負荷がその分軽
くなり燃料消費率を向上することができる。これ
はオートドライブ装置自体が燃費の向上をその一
つの目的としていることから望ましいことであ
る。また、オートドライブ中は急加速は行われな
いことから過給機６０が作動していなくても出力
不足になることはない。更にオートドライブ中に
はエンジン運転条件の変化に係わらず過給機が作
動と停止とで切替られることはなく、切替シヨツ
クがないことから円滑なオートドライブ運転を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を示す図、第２図は本考
案の実施例の全体図、第３図はクラツチの断面
図、第４図は制御回路のブロツク図、第５図、第
６図は制御回路のソフトウエアを示すフローチヤ
ート図、第７図は本考案における過給機の作動域
を示すマツプ。 １０……エンジン本体、３８……スロツトル
弁、４６……エアフローメータ、６０……過給
機、６８……クラツチ、１００……制御回路、１
０２……回転数センサ、１０６……ギヤポジシヨ
ンセンサ、１４０……オートドライブ装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関吸気系に回転ポンプとしての過給機を配置
   し、該過給機が機関回転軸にクラツチを介し連結
   された内燃機関であつてかつオートドライブ装置
   を備えたものにおいて、オートドライブ装置の作
   動か否かを検知する手段と、オートドライブ装置
   の作動中にクラツチを解放保持する手段と、オー
   トドライブ装置の停止中にクラツチをエンジン運
   転条件に応じて解放又は係合する手段とを有した
   過給機制御装置。