JPH0746738Y2

JPH0746738Y2 - 機械式過給機の制御装置

Info

Publication number: JPH0746738Y2
Application number: JP1987062275U
Authority: JP
Inventors: 則雄中沢; 洋一郎河野; 悦正松良; 聖川谷; 浩司荻田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1987-04-24
Filing date: 1987-04-24
Publication date: 1995-10-25
Anticipated expiration: 2002-04-24
Also published as: JPS63168226U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、エンジンにそなえられる機械式過給機の制御
装置に関し、特に、トラック等の大型車両用エンジンに
用いて好適の機械式過給機の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、ターボ式過給機では補うことが難しいエンジ
ンの低回転域での過給特性を補うために、機械式過給機
付きエンジンが提案されている。

特に、エンジンの低回転域での高負荷時（荷物満載状態
での発進時）に高トルクを必要とするトラック等の大型
車両では、エンジンのクランクシャフトにギア比を高め
て接続された機械式過給機をエンジンの低回転域のみで
高回転させて、エンジンに過給するように構成されたも
のがある。

そして、エンジンが高回転域に達すると、機械式過給機
がその高められたギア比のためにオーバースピード（過
回転）になり、故障を起こすおそれがあるので、エンジ
ンと機械式過給機との接続部には、機械式過給機が過回
転ぎみになったらただちにこれらを断状態に保持するた
めの電磁クラッチおよびその制御系が設けられている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、上述のような従来の機械式過給機にあって
は、その故障を防ぐために、エンジンが高回転域に達し
た時点で、確実にエンジンとの接続を断つことが望まし
い。

しかしながら、従来の機械式過給機の制御装置では、そ
の制御系等が故障すると、この故障を検出して電磁クラ
ッチを断状態に保持する保安回路は設けられていないの
で、仮に、上記制御系等の部品が故障して上記電磁クラ
ッチが接状態に保持されてしまうと、過回転により機械
式過給機が破損するという問題点がある。

本考案は、上述のような問題点の解決をはかろうとする
もので、エンジン回転数，加速操作およびトランスミッ
ションの位置を検出して、機械式過給機の作動を必要最
小限にする制御を行なうことによって、機械式過給機の
過回転の防止と効率的な使用とを達成できるようにし
た、機械式過給機の制御装置を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本考案の機械式過給機の制
御装置は、エンジンの吸気通路に介装され同エンジンで
駆動される機械式過給機において、上記エンジンから上
記機械式過給機への動力伝達系に介装され接続信号が入
力された時にだけ上記エンジンと上記機械式過給機を接
続する電磁クラッチをそなえ、上記エンジンの回転数を
検出するエンジン回転数センサと、上記エンジンの加速
操作を検出する加速操作センサと、トランスミッション
が中立位置にあるかどうかを検出するトランスミッショ
ン中立センサとが設けられるとともに、上記の回転数セ
ンサおよび加速操作センサならびにトランスミッション
中立センサからの検出信号に基づき、上記エンジンの回
転数が０よりも大きい第１設定値よりも大きく第２設定
値よりも小さい所定の低回転域にあり、かつ上記エンジ
ンの加速操作が行なわれ、かつトランスミッションが中
立位置にない時に、上記電磁クラッチに接続信号を出力
する制御系が設けられたことを特徴としている。

〔作用〕

上述の本考案の機械式過給機の制御装置では、制御系
が、エンジン回転数センサおよび加速操作センサならび
にトランスミッション中立位置センサからの検出信号を
受けて、エンジンの回転数が０よりも大きい第１設定値
より大きく第２設定値よりも小さい所定の低回転域で、
かつ加速操作が行なわれており、しかもトランスミッシ
ョンが中立位置にないことを検知した時に、電磁クラッ
チがエンジンと機械式過給機とを接続する接続信号を出
力し、これにより機械式過給機によるエンジンへの過給
が行なわれる。

また、制御系等が故障すると、電磁クラッチは断状態に
保持される。

〔実施例〕

以下、図面により本考案の一実施例としての機械式過給
機の制御装置について説明すると、第１図は本考案を機
械式過給機およびターボ過給機を併設されたエンジンに
付設した例を示す全体構成図であり、第２図はその電気
回路図であり、第３図は本装置を機械式過給機付きエン
ジンに付設した例を示す全体構成図である。

第１図において、エンジン１の排気通路２には、タービ
ン３が介装されており、このタービン３によって軸を介
して駆動されるコンプレッサ４が吸気通路５に介装され
ていて、タービン３とコンプレッサ４とでターボ過給機
が構成されている。

そして、吸気通路５におけるコンプレッサ４の下流側
（エンジン１側）には、逆止弁６が介挿されており、こ
の逆止弁６を挟んだ上流側と下流側とを結んで、バイパ
ス通路5aが設けられている。そして、このバイパス通路
5aには、機械式過給機７が介装されている。

この機械式過給機７には、プーリ９が取付けられてお
り、エンジン１のクランクシャフト10には、プーリ10a
が取付けられており、これらプーリ9,10aはベルト11で
接続されている。

そして、プーリ9,10aおよびベルト11からなる動力伝達
系には、電磁クラッチ８が介装されている。この電磁ク
ラッチ８は、過給機７とプーリ９との間の回転軸7aに介
装されていて、電流が供給されないときは断状態に保た
れ、電流が供給された時にだけ接状態になるように設定
されている。

そして、電磁クラッチ８には、その接断動作を制御する
機械式過給機の制御装置が接続されている。

この機械式過給機の制御装置は、第２図に示すように、
電磁クラッチ８と、この電磁クラッチ８を制御するため
の制御系25と、この制御系25へエンジン１等における各
種状態の検出信号を送るセンサ部16、制御系25の状態を
表示する表示部26と、バッテリー24とをそなえて構成さ
れている。

エンジン１の回転数を検出する第１および第２のエンジ
ン回転数センサ12a,12bが設けられ、さらに噴射ポンプ
のラック位置を検出する噴射ポンプラック位置センサ14
と、トランスミッションのギア位置を検出しニュートラ
ル位置でオンとなるトランスミッション中立位置センサ
15とが設けられている。

第１および第２のエンジン回転数センサ12a,12bには、
これら２つのエンジン回転数センサ12a,12bの信号を電
圧に変換する第１および第２のF/Vコンバータ13a,13bが
接続されている。そして、これらセンサ12a,12b,14,15
およびコンバータ13a,13bでセンサ部16が構成される。

第１のF/Vコンバータ13aからの出力は、第１のコンパレ
ータ17aの（＋）側に接続されるとともに、第２のコン
パレータ17bの（−）側にも接続されている。

また、第２のF/Vコンバータ13bからの出力は、第３のコ
ンパレータ17cの（＋）側に接続されるとともに、第４
のコンパレータ17dの（−）側にも接続されている。

さらに、第１の設定器18aは、第１のコンパレータ17aの
（−）側に接続されるとともに、第３のコンパレータ17
cの（−）側にも接続されている。

第２の設定器18bは、第２のコンパレータ17bの（＋）側
に接続されるとともに、第４のコンパレータ17dの
（＋）側にも接続されている。

第１および第２のコンパレータ17a,17bの出力側は、第
１のアンド回路19aの入力側に接続され、第３および第
４のコンパレータ17c,17dの出力側は第２のアンド回路1
9bの入力側に接続されている。

第１のアンド回路19aの出力側は、第３のアンド回路19c
の入力側の一端に接続されるとともに、発光ダイオード
20bに接続され、さらに抵抗器21bを介してアース（接
地）されている。

第２のアンド回路19bの出力側は、第３のアンド回路19c
の入力側の他端に接続されるとともに、発光ダイオード
20aに接続され、さらに抵抗器21aを介してアース（接
地）されている。

センサ部16の噴射ポンプラック位置センサ14からの出力
は、第５のコンパレータ17eの（＋）側に接続されると
ともに、第３の設定器18cは第５のコンパレータ17eの
（−）側に接続されている。

第４のアンド回路19dの入力側の一端には、第３のアン
ド回路19cの出力側が接続されるとともに、第５のコン
パレータ17eの出力側が接続されている。

第５のアンド回路19eの入力側の一端には、第４のアン
ド回路19dの出力側が接続されるとともに、センサ部16
のトランスミッション中立位置センサ15からの出力がノ
ット回路19fを介して接続されている。

第５のアンド回路19eからの出力は、抵抗器22を介して
トランジスタ23のベース側に接続されているとともに、
エミッタ側はアース（接地）され、コレクタ側はリレー
28のソレノイド部28aに接続されている。

また、リレー28のソレノイド部28aはリレー27のソレノ
イド部27aと接続されるとともに、リレー27のソレノイ
ド部27aはバッテリー24と接続されている。

さらに、バッテリー24は、リレー27のスイッチ部27bお
よびリレー28のスイッチ部28bを介して電磁クラッチ８
の一端に接続され、同電磁クラッチ８の他端はアース
（接地）されている。

リレー27のスイッチ部27bとリレー28のスイッチ部28bと
の間には、抵抗器21dを介してアース（接地）された発
光ダイオード20dが接続されるとともに、リレー28のス
イッチ部28bと電磁クラッチ８との間には、抵抗器21cを
介してアース（接地）された発光ダイオード20cが接続
されている。

そして、上述の設定器18a,18b,18c、コンパレータ17a,1
7b,17c,17d,17e、アンド回路19a,19b,19c,19d,19e、ノ
ット回路19f、抵抗器22、トタンジスタ23およびリレー2
7,28により制御系25が構成されるとともに、発光ダイオ
ード20a,20b,20c,20d、抵抗器21a,21b,21c,21dにより表
示部26が構成されている。

また、上述の噴射ポンプ位置センサ14とコンパレータ17
eと第３設定器18cとで、所定以上の噴射ポンプラック位
置である検出信号を発生させるようになっていて、加速
操作センサが構成される。

本考案の実施例としての機械式過給機の制御装置は上述
のごとく構成されているので、同制御装置内の制御系25
の、エンジン回転数センサ12a,12bで検出されたエンジ
ン回転数N_Eと、設定器18a,18bで設定された設定回転数N
_E,N_Lとが、コンパレータ17a,17b,17c,17dに出力され連
続比較される。

なお、ここでいうエンジン回転数N_Eとは、エンジン１の
実回転数である。設定回転数第１設定値N_Sとは、エンジ
ンのアイドル回転数よりも低く、エンジン停止時つまり
ゼロより高い回転数であり、部品等の断線あるいは故障
等を判断するための回転数である。

また、設定回転数第２設定値N_Lとは、機械式過給機７が
破損しない程度の高回転に対応するエンジンの限界最高
回転数（例えば、大型トラックのディーゼルエンジンで
は1000rpm程度）である。

第１のコンパレータ17aは、N_E＞N_Sのときに第１のアン
ド回路19aに出力するとともに、第２のコンパレータ17b
では、N_E＜N_Lのときに第１のアンド回路19aに出力す
る。

第３のコンパレータ17cは、N_E＞N_Sのときに第２のアン
ド回路19bに出力するとともに、第４のコンパレータ17d
では、N_E＜N_Lのときに第２のアンド回路19bに出力す
る。

第１のアンド回路19aは、N_S＜N_E＜N_Lのときに第３のア
ンド回路19cの入力側の一端に出力するとともに、発光
ダイオード20bを点灯させる。

また、第２のアンド回路19bは、N_S＜N_E＜N_Lのときに第
３のアンド回路19cの入力側の他端に出力するととも
に、発光ダイオード20aを点灯させる。

第３のアンド回路19cでは、第１および第２のエンジン
回転数センサ12a,12bの２系統ともN_S＜N_E＜N_Lという条
件を満たし、すなわちセンサに不具合がない場合に、第
４のアンド回路19dの入力側の一端に出力する。

また、第５のコンパレータ17eは、加速操作センサを構
成する噴射ポンプラック位置センサ14の検出値R_Wが設定
値R_WOより大のとき、第４のアンド回路の19dの入力側の
他端に出力する。

さらに、トランスミッション中立位置センサ15は、ニュ
ートラル位置でオンとなり、いずれかのギア段に入力さ
れているときにオフとなる信号を検出し、第５のアンド
回路19eの入力側の一端に出力するとともに、他端には
第４のアンド回路19dの出力が入力される。

このように、第５のアンド回路19eは、噴射ポンプラッ
ク位置センサ14およびトランスミッション中立位置セン
サ15からの信号を受け、噴射ポンプのラック位置が設定
値以上のときであるとともに、トランスミッションがニ
ュートラルではなく、いずれかのギア段に入力されてい
る状態を検出する。

それぞれの条件を満たすときに、すなわち、エンジンの
低回転域でトランスミッションがニュートラルでなく、
かつ加速操作が行なわれると、第５のアンド回路19eか
ら抵抗器22を介してトランジスタ23のベースにハイレベ
ル信号が出力され、スイッチング動作が行なわれる。

トランジスタ23のベースに電圧が印加されると、コレク
タとエミッタ間が導通し、短絡する。

これに伴って、コレクタ側に接続されているリレー27,2
8のソレノイド27a,28aへバッテリー24から電流が供給さ
れ、ソレノイド27a,28aは励磁し、リレー27,28のスイッ
チ部27b,28bが閉状態となり電磁クラッチ８へ電圧が供
給される。

それにより、電流が供給されないときは断状態に保たれ
る電磁クラッチ８は、接状態に保持され、この動作状態
は発光ダイオード20c,20dで点灯表示される。

そして、エンジン１が高回転になると、エンジン回転数
センサ12a,12bがこれを検知して、制御系25が電磁クラ
ッチ８を断状態に保持し、機械式過給機７の過回転によ
る破損を確実に防止する。

なお、トランジスタ23のコレクタ側に、２個のリレー2
7,28が設けられているのは、リレー27,28の故障による
固着（閉状態の維持）を防止するためであり、どちらか
一方のリレー27（28）が故障した場合でも他方のリレー
28（27）を開状態にし、バッテリー24からの電流の供給
を遮断して、電磁クラッチ８を断状態に保持するためで
ある。

また、所定の低回転域とは、N_S＜N_E＜N_Lという条件が成
り立つ場合であり、一例としてアイドル時の回転数が45
0rpm、最高回転数が2200rpmの大型ディーゼルエンジン
を例にとってみると、設定回転数N_Sはアイドル回転数よ
りも低く、ゼロよりも高ければよいから、200rpm程度と
設定でき、また設定回転数N_Lは、機械式過給機７が破損
しない程度の高回転に対応するエンジンの限界最高回転
数であるから、1000rpmと設定できる。

よって、この大型ディーゼルエンジンの所定の低回転域
とは、実回転数をN_Eとすると、200rpm＜N_E＜1000rpmと
なる。

このように回転数を設定することにより、各エンジン回
転数センサ12a,12bの断線時等において、センサ出力Ne
がローレベルとなっても、第１設定値Nsがこのローレベ
ルの検出信号Neよりも高く設定されているので、Ne＜Ns
となったとき、各エンジン回転数センサ12a,12bの断線
や故障等であることが判定され、エンジン１の高回転域
のみならず、センサの不具合等においても、電磁クラッ
チ８を断状態に確実に保持することができる。

また、エンジン回転数センサ12a,12bの一方が故障し
て、実際には、第２設定値N_L以上であるにもかかわら
ず、N_SとN_Lとの中間の回転数に対応するパルスが発生し
た場合にも、他方が正常に作動していれば制御系25の第
３アンド回路19cの出力がローレベルとなり、電磁クラ
ッチ８が断状態となり、機械式過給機７が停止する。す
なわち、第１および第２エンジン回転数センサ12a,12b
が２系統設けられており、２系統ともN_S＜N_E＜N_Lの条件
を満足するときのみ、電磁クラッチ13が接状態にされ
る。

さらに、エンジン１の回転数がN_S＜N_E＜N_Lの条件下で正
常に作動中であるか否かが、発光ダイオード20a,20bで
点灯表示される。

トランジスタ23のコレクタ側に２個のリレー27,28が設
けられて、リレー27,28の故障による固着を防止し、ど
ちらか一方のリレー27（28）が故障した場合でも、他方
のリレー28（27）を開状態にし、電磁クラッチ８を断状
態に保持できる。また、リレー27,28の作動時に発光ダ
イオード20c,20dが点灯表示される。

なお、第３図に示すように、ターボ過給機をそなえられ
ていない機械式過給機付きエンジンに、本装置を適用し
てもよく、本実施例とほぼ同様の作用効果を得ることが
できる。

また、加速操作センサとして、アクセルペダル踏込量セ
ンサを用いてもよく、また、噴射ポンプラック位置セン
サ14からの位置信号やアクセルペダル踏込量センサから
の検出信号を微分するように構成してもよい。

〔考案の効果〕

以上詳述したように、本考案の機械式過給機の制御装置
によれば、エンジンの回転数が０よりも大きい第１設定
値よりも大きく第２設定値よりも小さい所定の低回転域
で、トランスミッションが中立位置になくかつ加速操作
が行なわれた時に、エンジンと機械式過給機とを電磁ク
ラッチで接続して機械式過給機を作動させるようにした
ため、例えばギヤチェンジ時におけるいわゆるダブルク
ラッチ操作においてトランスミッションを中立位置にし
てアクセルを踏み込んだときに機械式過給機が作動する
ことがなく、機械式過給機の作動を必要最小限にして、
機械式過給機の効率的な使用を行なうことができるとと
もに、過回転による機械式過給機の破損防止を行なうこ
とができ、さらに、エンジン回転数センサの断線の際に
も過回転による機械式過給機の破損防止を行なうことが
できるなどの利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本考案の一実施例としての機械式過給機の
制御装置を示すもので、第１図は本考案を機械式過給機
およびターボ過給機を併設されたエンジンに付設した例
を示す全体構成図であり、第２図はその電気回路図であ
り、第３図は本装置を機械式過給機付きエンジンに付設
した例を示す全体構成図である。１…エンジン、２…排気通路、３…タービン、４…コン
プレッサ、５…吸気通路、5a…バイパス通路、６…逆止
弁、７…機械式過給機、7a…回転軸、８…電磁クラッ
チ、９…プーリ、10…クランクシャフト、10a…プー
リ、11…ベルト、12a,12b…エンジン回転数センサ、13
a,13b…F/Vコンバータ、14…加速操作センサを構成する
噴射ポンプラック位置センサ、15…加速操作センサを構
成するトランスミッション中立位置センサ、16…センサ
部、17a,17b,17c,17d,17e…コンパレータ、18a,18b,18c
…設定器、19a,19b,19c,19d,19e…アンド回路、19f…ノ
ット回路、20a,20b,20c,20d…発光ダイオード、21a,21
b,21c,21d,22…抵抗器、23…トランジスタ、24…バッテ
リー、25…制御系、26…表示部、27…リレー、27a…ソ
レノイド部、27b…スイッチ部、28…リレー、28a…ソレ
ノイド部、28b…スイッチ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者松良悦正東京都港区芝５丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)考案者川谷聖東京都港区芝５丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)考案者荻田浩司東京都港区芝５丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (56)参考文献実開昭60−141424（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】エンジンの吸気通路に介装され同エンジン
で駆動される機械式過給機において、上記エンジンから
上記機械式過給機への動力伝達系に介装され接続信号が
入力された時にだけ上記エンジンと上記機械式過給機を
接続する電磁クラッチをそなえ、上記エンジンの回転数
を検出するエンジン回転数センサと、上記エンジンの加
速操作を検出する加速操作センサと、トランスミッショ
ンが中立位置にあるかどうかを検出するトランスミッシ
ョン中立センサとが設けられるとともに、上記の回転数
センサおよび加速操作センサならびにトランスミッショ
ン中立センサからの検出信号に基づき、上記エンジンの
回転数が０よりも大きい第１設定値よりも大きく第２設
定値よりも小さい所定の低回転域にあり、かつ上記エン
ジンの加速操作が行なわれ、かつトランスミッションが
中立位置にない時に、上記電磁クラッチに接続信号を出
力する制御系が設けられたことを特徴とする、機械式過
給機の制御装置。