JPH0240277Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は機械式過給機を備えた内燃機関におけ
る過給機の制御装置に関する。

従来の技術 機械式過給機を備えた内燃機関として例えば特
開昭56−167817号公報に開示されている。機械式
過給機はクラツチによつて内燃機関のクランク軸
に連結される。過給条件は機関の負荷、回転数に
よつて判別され、機関の負荷、回転数が大きいと
きはクラツチが係合されるため過給が行われ、機
関の負荷、回転数が小さいときはクラツチが解放
されるため過給は行われない。

考案が解決しようとする問題点 機械式過給機では過給機からの吐出空気の温度
が過大になる問題がある。即ち過給機と機関クラ
ンク軸との間にエンジン回転数によつて係合、解
放されるクラツチが設けられるが、クラツチが解
放から係合に切替られる回転数は作動シヨツク及
びクラツチの摩擦係合部材の耐久性からかなり低
回転に設定されており、減速時にクラツチは係合
しており、過給機は高速回転される。ところがス
ロツトル弁は絞られていることから、過給機の吸
入口と吐出口との圧力比は著しく大きくなり吐出
空気が過熱されるに至るのである。

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、減速時にあつても吐出空気の過熱
を惹起させることなく過給機からの吐出空気を適
当な温度に維持することができる構成を提供する
ことにある。

問題点解決のための手段 本考案によれば第１図のように機関１の吸気系
８に機械式過給機２を備えた内燃機関において、
機関１の回転軸９と過給機２の駆動軸との間に配
置されるクラツチ手段３と、機関の運転状態を検
知する運転状態検知手段４と、運転状態検知手段
４からの運転状態信号に応じてクラツチ手段３を
係合又は解放するクラツチ作動手段５と、機関の
減速運転を検知する減速検知手段６と、減速運転
がその開始から所定時間継続したときクラツチ手
段３が解放されるようにクラツチ作動手段５を制
御するクラツチ解放手段７とより成る内燃機関の
過給機制御装置が提供される。

作 用 減速運転が所定時間継続的に減速運転検知手段
６によつて検知されると、クラツチ解放手段７
は、たとえ運転条件センサ４がクラツチの係合域
即ち過給機の作動域と検知しても、クラツチ３を
強制的に解放する。そのため過給機２の作動は停
止される。

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２
２、吸気弁２４、排気弁２６、バルブスプリング
２８、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。

クランク軸１６はエンジン後端で変速機４９に
連結される。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に接続されている。

この実施例では肉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７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
されるスリーブ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７
０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
６８−７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６
８−７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６
６に伝達されることになる。

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及び減速センサ群からの
信号によつてクラツチ６８への作動信号及び減速
制御信号を形成する。制御回路100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３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１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。

減速運転の検知のためのセンサとして、第２図
のようにスロツトルセンサ７１と、トランスミツ
シヨンのシフト位置センサ７３とが設けられる。
スロツトルセンサ７１は第３図のようにポテンシ
ヨメータとして構成され、スロツトル弁３８の開
度に応じたアナログ信号を発生する。一方シフト
位置センサ７３は変速機４９のチエンジレバー４
９′の底ギヤシフト位置に、例えばロー、セカン
ド、サードを検知するスイツチとして構成される
（第３図参照）。

制御回路１００は第３図のブロツクダイヤグラ
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）１０６、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及びスロツトルセンサ７１はアナログマルチ
プレクサ１１７及びアナログデジタル（Ａ／Ｄ）
変換器１１８を介してＩ／Ｏポート１１４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。また、シ
フト位置センサ７３を介し分圧抵抗R₁，R₂の分
圧点が接地され、またこの分圧点はバツフア１２
１を介し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
ー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。

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、例えば空燃比制御や点火時期制
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４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の所定ア
ドレススに格納される。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
とは周知の通りである。プログラムは次は２１０
以下のステツプに進み、メインルーチンにおける
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
際Ｑ，Ｎ，Ｑ／Ｎの計算結果が適宜利用される。

第５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
35mS）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よりルーチンが実行に
移り、３０２ではRAM１１０のＮ領域に格納さ
れる回転数データが所定値ａ（第６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より大きいか否かを
判定される。第６図の過給機作動マツプから明ら
かな通り、３０２でNo（Ｎ＜ａ）で、３０４でも
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３０５を介して３
０６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６４は空回りを起
すだけで過給は行われない。３０７のステツプで
は過給表示フラグSCが“０”とリセツトされる。
このフラグは過給中に“１”、非過給中に“０”
とされる。

第５図の３０２でYes（Ｎ＞ａ）は又は３０２
でNo（Ｎ＜ａ）でも３０４でYes（Ｑ／Ｎ＞ｂ）
の場合は第６図のように過給機の作動域である。
この場合プログラムは３０８に流れ、過給表示フ
ラグSCが１かどうか判定される。前回過給機６
０が停止している状態から今回過給条件に入つた
とすればSC＝０であり３０８の判定はNoにな
る。このとき３１０に分岐され、MPU１０６は
Ｉ／Ｏポート１１４よりラツチ１２２にセツト信
号が印加する。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６
０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３４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。３１２では過給表示フラグSCが“１”と
セツトされる。

次の割り込みで、依然として過給機作動条件で
あれば３０８にプログラムは流れ、SC＝１であ
るからYesと判定され、３１４に分岐される。３
１４では、MPU１０６は、シフト位置センサ７
３からの信号を入力し、ギヤがローからサードま
での低速ギヤか否か判定する。次に３１６のステ
ツプではMPU１０６はスロツトルセンサ７１か
らのスロツトル開度信号のAD変換を行い、スロ
ツトル開度θがアイドリング時のスロツトル開度
に近い開度θ₀より小さいかどうか判定する。３１
４でYesで３１６でYesは減速運転と判定され
る。このときは３１８に進み、CUTフラグが
“１”かどうか判定される。このフラグはギヤ位
置が低速ギヤでスロツトル開度θがθ₀より小さい
とき“１”となり、それ以外で“０”となるフラ
グである。減速条件の成立直後はCUT＝０であ
りNoと判定され、３２０に進み、CUTフラグ１
とされ、３２２ではタイマがセツトされる。

次に割り込みがかかり、依然として、過給機の
作動領域における減速条件であれば、３１８のと
ころまで流れ、３１８ではCUT＝１であるから
Yesであり３２４に分岐する。３２４ではタイマ
がＴより大きいか、即ち、減速の開始後Ｔ秒経過
したか否か判定される。Noであれば、このルー
チンを抜ける。そして、減速開始からＴ秒経過し
ていないときはクラツチ係合条件でないがクラツ
チの係合は継続される。時間Ｔが経過していれば
Yesと判定され、３２５に進みタイマフラグTIM
がセツトされ、３０５のステツプを介し３４０に
進みクラツチ６８が解放される。ステツプ３４１
ではフラグSC＝１とされる。ここでSC＝１とす
る意味は、次にステツプ３０８に来たときにステ
ツプ３１０に行かないようにし、クラツチが解放
保持するためである。そのため、第６図のマツプ
からいえば過給条件であるが過給機は作動されな
いことになる。ここにＴの大きさは、短かすぎる
とエンジン回転数があまり落ちない内にクラツチ
が離れることになつてその耐久性に好ましくな
く、長すぎると、減速による過給機の回転にもと
づく吐出空気温の増大が生ずるから、この両者の
調和の上に決定しなければならない。

再び加速に移ると減速条件が解除になり、この
ときは３１４でNoか、３１４でYesでも３１６
でNoと判定される。従つて、プログラムは３２
６に進み、タイマはリセツトされ、次いで３２８
で減速表示フラグCUTがリセツトされ、それか
ら３２９に進みTIMフラグがリセツトされる。

以上説明した実施例では変速機４９は手動変速
機として説明したが、本考案のアイデイアは自動
変速機にも応用することができる。この場合、変
速機のＤ，Ｎ、及びＲレンジ以外の１速又は２速
レンジを検知する変速レバー位置センサを使用す
ることができる。

考案の効果 機械式過給機を備えた内燃機関において、減速
検知後所定の時間経過後にクラツチを解放するこ
とで、クラツチの耐久性を維持した上で減速によ
る吐出空気の温の上昇を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成図、第２図は本考案のシ
ステム全体図、第３図は制御回路のブロツク図、
第４図、第５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６図は過給機の作動マツプ
図、第７図はクラツチの断面図。 １０……機関本体、１６……クランク軸、４９
……変速機、６０……過給機、６８……クラツ
チ、７１……スロツトルセンサ、７３……シフト
位置センサ、１００……制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関の吸気系に機械式過給機を備えた内燃機関
   において、機関の回転軸と過給機の駆動軸との間
   に配置されるクラツチ手段と、機関の運転状態を
   検知する運転状態検知手段と、運転状態検知手段
   からの運転状態信号に応じて機関の低回転かつ軽
   負荷時クラツチ手段を解放し、機関の高回転時ク
   ラツクを係合するクラツク作動手段と、機関の減
   速運転を検知する減速検知手段と、減速運転がそ
   の開始から所定時間継続したときクラツチ手段が
   解放されるようにクラツチ作動手段を制御するク
   ラツチ解放手段とより成る内燃機関の過給機制御
   装置。