JPH04298637A - 機械式過給機付エンジン - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン出力によって
駆動される機械式過給機を備えた過給機付エンジンに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジン出力軸によって駆動
される機械式過給機を備え、運転状態に応じて上記機械
式過給機を非駆動とするように電磁クラッチなどで連結
を切換えるようにした技術が、例えば特開平１−２４０
７３４号公報に見られるように公知である。

【０００３】上記のような機械式過給機は、無過給状態
の駆動抵抗が大く低負荷域においてもその駆動を行うと
エンジン燃費率が低下することから、アイドル領域など
の低負荷領域においては電磁クラッチをオフ状態として
機械式過給機の駆動を停止して燃費性を改善することが
行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジン温
度が低い冷間時においては燃料の増量等によって運転性
の安定および暖機促進を行うようにしているが、この暖
機増量などによってエンジン回転数が高くなり騒音も大
きくなる問題を有している。

【０００５】また、機械式過給機においても冷間状態に
おいては、潤滑不良が発生し易いと同時に内部機構のク
リアランスなどが適正な状態になっておらず、この状態
で過給領域に移行した際に急に駆動しても良好な過給が
行えずに過給作用が不足する恐れがある。

【０００６】そこで、本発明は上記事情に鑑み、冷間時
のエンジン回転数の上昇を抑制すると共に機械式過給機
を適正状態に予作動しておくようにした機械式過給機付
エンジンを提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の機械式過給機付エンジンは、図１に基本構成を
示すように、エンジン１０に過給エアを供給する機械式
過給機２０は、エンジン１０の出力によって駆動するも
のであり、この機械式過給機２０のエンジン１０からの
駆動には電磁クラッチ２５が介装され、該電磁クラッチ
２５のオン、オフ操作により機械式過給機２０の作動が
操作される。そして、上記電磁クラッチ２５には過給機
駆動手段Ａから駆動信号が出力されて機械式過給機２０
の駆動制御を行う。

【０００８】また、エンジン１０の冷却水温などから冷
間状態を検出する暖機検出手段Ｂを設け、該暖機検出手
段Ｂの信号が過給制御手段Ｃに出力される。そして、上
記過給制御手段Ｃは、温間時にはアイドル領域を含む低
負荷領域で前記電磁クラッチ２５をオフ状態として機械
式過給機２０の駆動を停止する一方、冷間時には低負荷
領域においても電磁クラッチ２５をオン状態として機械
式過給機２０を駆動する信号を前記過給機駆動手段Ａに
出力するものである。

【０００９】

【作用および効果】上記のような機械式過給機付エンジ
ンでは、エンジン温度が上昇した温間時には低負荷領域
で電磁クラッチをオフ状態として機械式過給機の駆動を
停止し駆動損失の低減による燃費性の改善を行う一方、
冷間時には電磁クラッチをオン状態として機械式過給機
の駆動を行い、この機械式過給機の駆動抵抗がエンジン
に負荷として作用することで該エンジンの暖機増量によ
るエンジン回転の上昇を抑制し、騒音の増大を伴うこと
なく良好な暖機運転が行える。また、この冷間時の暖機
増量をさらに増加することが可能となり暖機の促進によ
って早期に温間状態に移行することができる。

【００１０】さらに、冷間時に機械式過給機を駆動する
ことにより、この機械式過給機のウォーミングアップも
同時に行ってクリアランスの適正化、潤滑性の確保によ
り、過給領域に移行した際に直ちに所定の過給特性が得
られ、エンジン出力が増大できるものである。

【００１１】

【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例を説明す
る。図２に本例の機械式過給機を備えたエンジンの概略
全体構成を示す。

【００１２】エンジン本体１０の気筒に吸気を供給する
吸気通路１１には、上流側からエアクリーナ１２、エア
フローメータ１３、スロットルバルブ１４が介装され、
このスロットルバルブ１４下流に例えば内部圧縮型の機
械式過給機２０が配設されている。また、上記機械式過
給機２０より過給エアが吐出される下流側の吸気通路１
１にはインタークーラー１６が介装され、下流端が各気
筒に接続される。なお、上記吸気通路１１に図示しない
インジェクタが配設され燃料の噴射供給が行われる。

【００１３】また、前記機械式過給機２０をバイパスし
てバイパス通路１７が接続され、このバイパス通路１７
にバイパスバルブ１８が介装されている。すなわち、上
記バイパス通路１７は一端が機械式過給機２０上流でス
ロットルバルブ１４の下流に接続され、他端はインター
クーラー１６の下流に接続されている。なお、詳細は図
示しないが、上記バイパス通路１７のバイパスバルブ１
８は、スロットルバルブ下流の吸気圧力に応じて開かれ
る。

【００１４】前記機械式過給機２０は第１電磁クラッチ
２５を備えた過給機プーリ２７によって、エンジン出力
軸２８のクランクプーリ２９からの駆動力が伝動ベルト
３１を介して伝達され、この第１電磁クラッチ２５にコ
ントローラ４０からの駆動信号（オン・オフ信号）が出
力されて、機械式過給機２０とエンジン本体１０との連
結関係を制御してその駆動制御が行われる。また、前記
エンジン出力軸２８のクランクプーリ２９には第２電磁
クラッチ２６が内装され、この第２電磁クラッチ２６に
対しても前記コントローラ４０からの駆動信号（オン・
オフ信号）が出力され、エンジン本体１０の回転に伴う
機械式過給機２０の駆動速度を低速用と高速用とに切り
換える変速制御が行われる。

【００１５】上記コントローラ４０には、第１および第
２電磁クラッチ２５，２６の連結作動制御を行うために
、吸気圧力を検出するブーストセンサ４１からの吸気圧
力信号Ｐｂ、エンジン回転数を検出する回転センサ４２
からのエンジン回転速度信号Ｎｅ、エンジン本体１０の
冷却水温を検出する温度センサ４３からの水温信号Ｔｗ
などがそれぞれ入力される。そして、コントローラ４０
は、吸気圧力Ｐｂとエンジン回転数Ｎｅに基づいて、現
在の運転状態に対応した第１および第２電磁クラッチ２
５，２６の作動領域を後述の図５および図６の制御マッ
プから判定して両電磁クラッチ２５，２６の連結状態の
切換作動を行うものである。

【００１６】上記機械式過給機２０の駆動機構を図３で
さらに具体的に示せば、エンジン本体１０（Ｖ型エンジ
ン）の両側のバンク１０ａ，１０ｂ　の間に機械式過給
機２０が配設され、この機械式過給機２０の第１電磁ク
ラッチ２５を内装した過給機プーリ２７に対して第１の
伝動ベルト３１が掛けられている。この第１の伝動ベル
ト３１はエンジン出力軸２８におけるクランクプーリ２
９の第２電磁クラッチ２６を内装した第１プーリ２９ａ
　に掛けられると共に、ワンウェイクラッチ３３の小径
プーリ３３ａ　に掛けられている。また、上記ワンウェ
イクラッチ３３の大径プーリ３３ｂ　に掛けられた第２
の伝動ベルト３２はクランクプーリ２９の第２プーリ２
９ｂ　に掛けられ、上記大径プーリ３３ｂは常時駆動さ
れる。

【００１７】そして、上記第１電磁クラッチ２５はオン
時に機械式過給機２０の駆動を行い、オフ時にその駆動
を停止する。一方、第２電磁クラッチ２６はオン時にク
ランクプーリ２９の第１プーリ２９ａ　によって直接過
給機プーリ２７を小さい減速比で駆動し、オフ時には第
１プーリ２９ａ　は空転し第２プーリ２９ｂ　からワン
ウェイクラッチ３３で減速された大きい減速比で過給機
プーリ２７を駆動するものである。

【００１８】また、前記機械式過給機２０の詳細は図示
しないが、例えばケーシング内に雌雄２本のロータがそ
れぞれの螺旋状の凸部と凹部が噛み合った状態で互いに
逆方向に回転するように組み合わされ、一方のロータに
前記過給機プーリ２７が設けられて駆動力が伝達され、
ケーシングの一端部の吸入ポートからロータの凹部と凸
部とケーシング内壁との間の空間に流入したエアが、該
ロータの回転に伴う噛み合い点の移動により体積が徐々
に小さくなるように圧縮しつつ軸方向に移送して、他端
部側の吐出ポートから圧送するように構成されている。

【００１９】前記コントローラ４０による機械式過給機
２０の駆動制御を図４のフローチャートに沿って説明す
る。 制御スタート後、ステップＳ１ないしＳ３でエンジン回
転数Ｎｅ、吸気圧力Ｐｂ、水温Ｔｗをそれぞれ入力する
。

【００２０】そして、ステップＳ４で上記水温Ｔｗに基
づいてエンジンの暖機状態を判定する。すなわち、検出
水温Ｔｗが設定値Ｔｏより高い温間状態か否かを判定し
、この判定がＹＥＳで温間状態にある場合には、ステッ
プＳ５に進んで図５の制御マップに基づいて、吸気圧力
Ｐｂとエンジン回転数Ｎｅに対応する第１電磁クラッチ
２５のオン、オフ制御領域を読み出し、これに応じて駆
動信号Ｃ１をオン信号もしくはオフ信号に設定する。

【００２１】図５の制御マップでは、アイドル領域を含
む低負荷領域がオフ領域に設定され、低負荷領域での機
械式過給機２０の駆動を停止して燃費性を向上し、その
他の高負荷、高回転側の領域はオン領域に設定されて機
械式過給機２０の駆動による過給を行うものである。

【００２２】一方、上記ステップＳ４の判定がＮＯで、
水温Ｔｗが設定値Ｔｏ以下の冷間状態にある場合には、
ステップＳ６に進んで第１電磁クラッチ２５の駆動信号
Ｃ１をオン信号に設定する。従って、この冷間時には上
記図５の制御マップでオフ領域となっている低負荷領域
でも機械式過給機２０の駆動を行い、暖機時の機械式過
給機２０の駆動抵抗により暖機時のエンジン回転上昇を
抑制して騒音低減等を行うものである。

【００２３】続いて、ステップＳ７は図６の制御マップ
に基づいて、吸気圧力Ｐｂとエンジン回転数Ｎｅに対応
する第２電磁クラッチ２６のオン、オフ制御領域を読み
出し、これに応じて駆動信号Ｃ２をオン信号もしくはオ
フ信号に設定するものである。図６の制御マップでは、
低吸気量側の領域がオン領域に設定され、比較的エンジ
ン回転数が低い領域ではエンジン回転に対して機械式過
給機２０の回転数を高めるように小さい減速比で駆動し
て過給特性を高める一方、高吸気量側の領域がオフ領域
に設定され、エンジン回転数が高い領域ではエンジン回
転に対して機械式過給機２０の回転数を低めて、該機械
式過給機２０が過回転状態となるのを回避して信頼性を
確保するべく大きい減速比で駆動するように設定されて
いる。

【００２４】そして、ステップＳ８は上記のようにして
設定された第１および第２電磁クラッチ２５，２６の駆
動信号Ｃ１，Ｃ２を出力して、機械式過給機２０の駆動
の有無、および駆動速度を切り換え作動するものである
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を明示するための機械式過給機付
エンジンの全体構成図

【図２】一実施例を示す機械式過給機付エンジンの全体
構成図

【図３】機械式過給機の駆動機構を示す正面図

【図４】
コントローラの処理を説明するための要部フローチャー
ト図

【図５および図６】電磁クラッチの制御領域の設定例を
示すマップ図

【符号の説明】

１０　　　　エンジン ２０　　　　機械式過給機 ２５　　　　電磁クラッチ Ａ　　　　過給機駆動手段 Ｂ　　　　暖機検出手段 Ｃ　　　　過給制御手段 ４０　　　　コントローラ ４３　　　　温度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　エンジンの出力で駆動する機械式過給
   機の作動を電磁クラッチのオン、オフ操作により制御す
   る過給機駆動手段を備えた機械式過給機付エンジンにお
   いて、エンジンの冷間状態を検出する暖機検出手段を設
   け、該暖機検出手段の信号を受け、温間時にはアイドル
   領域を含む低負荷領域で前記電磁クラッチの駆動を停止
   する一方、冷間時には低負荷領域においても電磁クラッ
   チを駆動する信号を前記過給機駆動手段に出力する過給
   制御手段を備えたことを特徴とする機械式過給機付エン
   ジン。