JPH10159577A

JPH10159577A - 電動機駆動過給機の制御装置

Info

Publication number: JPH10159577A
Application number: JP8321368A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Momono; 正吉桃野; Toshiyuki Innami; 敏之印南; Masayuki Shizuka; 正之志塚; Keigo Naoi; 啓吾直井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1996-12-02
Publication date: 1998-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジンの運転状況に対応して、圧縮空気を効
率よくシリンダ内に送り込むように安価な過給機を制御
する電動機駆動過給機の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン制御部１９は、過給機５の作動中
には、過給機５をバイパスするように吸気通路２に設け
られたバイパス通路３に配置された切換弁４でバイパス
通路３を閉じて、空気を過給機５経由でシリンダ８内に
送り込み、過給機５の作動停止中には、切換弁４でバイ
パス通路３を開いて、空気を吸気通路２から直接シリン
ダ８内に送り込む。このように、過給機５の作動，停止
に応じて、圧縮空気を効率よくシリンダ８内に送り込む
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のシリン
ダ内に空気を圧縮して送り込む電動機駆動過給機を制御
する電動機駆動過給機の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の過給機として、エンジ
ンの排気により駆動されるターボチャージャや、エンジ
ンの回転軸から動力を取り出して駆動されるスーパーチ
ャージャが使われている。

【０００３】スーパーチャージャでは、特開平２−９１
４９２号公報に記載されているように、エンジンの回転
軸から直接過給機の動力を取り出すため、クラッチを付
けない限り常時エンジンの回転数に比例した回転数で作
動するスーパーチャージャが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のターボチャージャは、駆動中、常に高温の排気に曝
され、更に１０万回転／分以上の高速で回転するため、
高価な材料と高精度の加工を必要とし、コスト的に高価
になる難点があった。また、自動車用内燃機関に装着し
た場合は、エンジンの低速時においての効果が小さいた
め、加速の応答が遅いという性能上の弱点があった。

【０００５】更に、ターボチャージャは、排気タービン
を使用するため、取付にエンジンの吸排気管の大幅な改
造が必要とされていた。

【０００６】一方、特開平２−９１４９２号公報記載の
スーパーチャージャは、特に自動車用内燃機関に装着し
た場合、過給が不必要な低負荷時にも作動して機械損失
を増加させるという問題があった。、また、一般にベル
トで駆動されるため、エンジン側にプーリーを付ける必
要があり、更に過給機の軸受けを横荷重とスラスト荷重
に耐える頑丈な構造としなければならず、しかもエンジ
ンと同等の寿命を確保する必要があり、コスト的に高価
になる問題があった。

【０００７】また、常にエンジンの回転数に比例した回
転数で作動するため、低速高負荷時の加速力を強調する
には加工精度を高め低速時の容積効率を上げる必要があ
った。また、エンジンの回転軸から直接過給機の動力
を取り出すため、エンジンの改造が必要で、簡単に後か
ら取り付けることが難しいという問題があった。

【０００８】本発明の目的は、上記問題を解決すべく、
エンジンの運転状況に応じて、圧縮空気を効率よくシリ
ンダ内に送り込むように安価な過給機を制御する電動機
駆動過給機の制御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジンのシリンダに連通する吸気通路
に設けられ、吸入された空気を圧縮して前記シリンダ内
に送り込む過給機と、前記過給機をバイパスするように
前記吸気通路に設けられたバイパス通路に配置された切
換弁と、前記過給機を作動させる電動機とを、制御する
エンジン制御部を有する電動機駆動過給機の制御装置に
おいて、前記エンジン制御部は、前記過給機の作動中に
は前記切換弁で前記バイパス通路を閉じて、前記空気を
前記過給機経由で前記シリンダ内に送り込み、前記過給
機の作動停止中には開いて、前記空気を前記吸気通路か
ら直接前記シリンダ内に送り込むことを特徴とする。

【００１０】また、本発明の他の特徴は、前記エンジン
制御部は、前記エンジンの吸気絞り弁開度が予め定めら
れた値以上で、車両の変速機のギア位置が低速段で、前
記エンジンの回転数が予め定められた範囲以内の時に、
前記電動機を駆動して前記過給機を作動させることにあ
る。

【００１１】また、本発明の他の特徴は、前記エンジン
制御部は、前記切換弁の開閉を行うと共に前記電動機に
前記過給機を作動させるための電流を供給するスイッチ
の開閉を行う電磁石を有することにある。

【００１２】また、本発明の他の特徴は、エンジン制御
部は、前記切換弁の開閉を行うダイヤフラム部と、前記
電動機に前記過給機を作動させるための電流を供給する
スイッチの開閉を行うリレーを有することにある。

【００１３】また、本発明の他の特徴は、前記過給機と
前記電動機の駆動軸は、一直線上に配置され、互いに連
結していることにある。

【００１４】また、本発明の他の特徴は、前記エンジン
制御部は、前記電動機の温度を推定して、前記過給機の
作動を停止させることにある。

【００１５】また、本発明の他の特徴は、前記エンジン
制御部は、前記エンジン稼働時、前記電動機の推定温度
が上昇して予め定められた停止温度に達すると、前記過
給機の作動を停止し、その後、前記推定温度が、予め前
記停止温度より低く定められた起動温度に低下するま
で、前記作動を停止させておくことにある。

【００１６】また、本発明の他の特徴は、前記エンジン
制御部は、前記エンジンの冷却水温度が予め定められた
値以下の時、前記過給機の作動を停止することにある。

【００１７】また、本発明の他の特徴は、前記電動機
は、前記エンジンを始動するスタータと兼用し、前記エ
ンジン制御部は、前記エンジン始動時に、前記スタータ
のピニオンギアを前記エンジンのリングギアに噛み合わ
せると共に、前記スタータのアーマチャに電流を供給す
るマグネチックスイッチを有することにある。

【００１８】また、本発明の他の特徴は、前記エンジン
制御部は、前記過給機の作動中は、発電機とバッテリの
回路を切離し、前記電動機には前記バッテリから電力を
供給し、他の負荷には前記発電機から電力を供給するこ
とにある。

【００１９】本発明によれば、エンジン制御部は、エン
ジンの吸気絞り弁開度が予め定められた値以上で、車両
の変速機のギア位置が低速段で、エンジンの回転数が予
め定められた範囲以内の時に、電動機を駆動して過給機
を作動させる。そして、過給機の作動中は、切換弁でバ
イパス通路を閉じて、過給機経由で圧縮空気を前記シリ
ンダ内に送り込む。

【００２０】また、エンジン制御部は、エンジン稼働
時、電動機の推定温度が上昇して予め定められた停止温
度に達すると、過給機の作動を停止し、その後、推定温
度が、予め停止温度より低く定められた起動温度に低下
するまで、作動を停止させておく。そして、過給機の作
動停止中には、切換弁でバイパス通路を開いて、空気を
吸気装置から直接前記シリンダ内に送り込む。

【００２１】このように、エンジンの運転状況に応じ
て、過給機を間欠的に作動させることにより、過給機の
運転時間が短縮でき、過給機の回転軸にかかる横方向や
スラスト方向の荷重を軽減することができるので、構
造，性能的に安価な過給機を使用することができる。

【００２２】また、エンジンの運転状況、例えばエンジ
ンが低速運転している時に、過給機を作動させ、圧縮空
気をシリンダ内に送り込んで加速感を向上させることが
できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係る電
動機駆動過給機の制御装置を、図を用いて説明する。

【００２４】図１は、本発明の一実施例に係る電動機駆
動過給機の制御装置の全体構成を示す。自動車用エンジ
ンに適用した例により、以下詳述する。図１に示すよう
に、エアクリーナ１の下流の吸気通路２は２本に分岐
し、片方のバイパス通路３に切換弁４、他方の吸気通路
に過給機５が設けられている。２本の吸気通路は過給機
５の下流で再び合流し、吸気絞り弁６を介してエンジン
７のシリンダ８に連通している。

【００２５】なお、過給機の５の吸排気口を、吸気絞り
弁６の下流に開口させることも可能ではあるが、吸気絞
り弁６の上流にある方が過給機５に負圧がかからないの
で、過給機５のシール類を簡便にできる利点がある。

【００２６】過給機５の駆動軸９は、電動機を兼ねるス
タータ１０のアーマチャ１１の駆動軸と一直線上に配置
され、互いに連結している。そのため、過給機５の軸受
にかかる横荷重やスラスト方向荷重は、エンジン７から
ベルトで直接駆動される場合に較べて大幅に軽減され、
軸受構造を簡素化することができる。

【００２７】本実施例では、過給機５にルーツブロア方
式を使用しているがスクリュウ圧縮機等別の方式を使用
しても差し支えない。

【００２８】スタータ１０には、エンジン７始動時にピ
ニオンギア１２をエンジン７のリングギア（図示せず）
に噛み合わせると共に、スタータ１０のアーマチャ１１
に電流を供給するリレーを内蔵するマグネチックスイッ
チ１３が装着されている。

【００２９】切換弁４は、電磁石１４のプランジャ１５
にリンク１６を介して結合されている。図２は電磁石１
４の構造を示す。図２に示すように、プランジャ１５の
後方にはスイッチ３６が設けられ、コイル１７に電流が
流れてプランジャ１５が吸引されると接点１８が閉じて
スタータ１０のアーマチャ１１に電流を供給すると共
に、切換弁４を閉鎖する。前述したマグネチックスイッ
チ１３は、基本的に電磁石１４と同じ構造である。

【００３０】電磁石１４はエンジン制御部１９からの電
流でコイル１７が励磁され、マグネチックスイッチ１３
は始動スイッチ２０からの電流で励磁される。電磁石１
４，マグネチックスイッチ１３共に、アーマチャ１１に
供給する電流は、バッテリ２１から供給される。

【００３１】バッテリ２１とエンジン７により駆動され
る発電機２２との間には、エンジン制御部１９からの電
流で作動するリレー２３が設置され、過給機５の作動時
には発電機２２とバッテリ２１との接続を遮断する。

【００３２】発電機２２側には前照灯等の灯火類やワイ
パーモータ等の電圧の変動の影響を受けやすい負荷２４
が接続されている。負荷２４に、エンジンや変速機の制
御回路を含めれば、バッテリ２１の電圧が大幅に低下す
るまで過給機５を作動させる事ができ、バッテリ２１の
容量をを小さくすることができる。

【００３３】一方、バッテリ２１側にはシガーライター
やエアコン等の一時的な電圧変動の影響を受けにくい負
荷２５が接続されている。

【００３４】エンジン制御部１９は、吸気絞り弁６の開
度が所定値以上、変速機のギア位置が低速段、エンジン
回転数が所定範囲以内の条件が満たされた時、電磁石１
４とリレー２３の励磁コイルに電流を供給する。

【００３５】以下、本実施例の動作制御を説明する。自
動車のエンジン７を起動するため始動スイッチ２０を入
れると、マグネチックスイッチ１３が作動し、ピニオン
ギア１２をエンジン７のリングギア（図示せず）に噛み
合わせると共に、スタータ１０のアーマチャ１１に電流
を供給してエンジン７を回転させる。同時に、アーマチ
ャ１１の駆動軸と過給機５の駆動軸９が直結されている
ので、過給機５が作動し、エンジン７のシリンダ８に空
気を強制的に送り込もうとする。

【００３６】しかし、一方で、始動時は、吸気絞り弁６
が閉じ、切換弁４が開いているので、過給機５から送り
込まれる空気は、エアクリーナ１側に逆流し過給機５は
空回り状態になる。従って、シリンダ８に吸入される空
気は、過給機５が無い場合と同じになり、エンジン７の
始動性に影響することはない。

【００３７】次に、自動車が走行中に運転者が増速しよ
うとして、吸気絞り弁６を所定の値（例えば３／４開
度）以上に開くと、エンジン制御部１９は、変速機のギ
ア位置が低速段（例えば３速の変速機なら１、２速であ
り、発電機２２の発電能力が負荷２４の消費電流を賄え
るエンジン回転数以上に達しており（例えば、エンジン
回転数が２０００回転／分以上）、更にエンジン回転数
が過給機５の空気供給能力を超えない（過給圧が大気圧
を越える）回転数以下であることを確認して、過給機５
を作動させる指令を出す。

【００３８】これは、変速機のギア位置が高速段にある
と駆動輪のトルクが小さいため加速時間が長くなってス
タータ１０の寿命を短縮する恐れがあること、３速の自
動変速機搭載車の場合２速で７０から８０ｋｍ／ｈまで
過給でき高速道路を除けば十分な速度まで加速できるこ
と、負荷２４の消費電流が発電能力を超えると前照灯が
暗くなり運転に支障を及ぼすこと、電動機駆動のため過
給機５の送風能力に限界があり高速高負荷運転では逆に
吸気抵抗になるためである。

【００３９】過給機５を作動させる指令を出すと、エン
ジン制御部１９は、次に、リレー２３及び電磁石１４の
コイル１７に電流を流す。リレー２３に電流が流れる
と、発電機２２とバッテリ２１の接続が遮断され、負荷
２４は発電機２２の電流で、負荷２５とスタータ１０は
バッテリ２１の電流で駆動される。ダイオード２６は発
電機故障時に負荷２４の電流をバッテリ２１から供給す
るためにある。

【００４０】次に、電磁石１４のコイル１７に電流が流
れると、プランジャ１５が吸引されリンク１６を介して
切換弁４でバイパス通路を閉鎖すると共に、スイッチ３
６で接点１８を閉じスタータ１０のアーマチャ１１に電
流を流して過給機５を回転させる。この時、マグネチッ
クスイッチ１３には電流が流れないのでピニオンギア１
２がエンジン７のリングギアに噛み込むことはない。

【００４１】次に、過給機５が回転すると、エアクリー
ナ１から入った空気は過給機５に吸い込まれて圧縮さ
れ、吸気絞り弁６を通ってエンジン７のシリンダ８内に
送り込まれ、同時に空気量に見合う燃料が増量されてエ
ンジン７の出力が増加する。この時、切換弁４は閉じて
いるので圧縮された空気がエアクリーナ１側に逆流する
ことはない。

【００４２】図３に加速時に過給機を作動させた場合の
ギア位置、エンジン回転数、吸気圧力、車速の変化を示
す。図３（ａ）に示すように、加速を開始するとギア位
置は一定速走行時の２速から１速に変化する。加速初期
には、図３（ｂ）に示すように、エンジン回転数が低い
ためエンジン吸入空気量は少ない。

【００４３】一方、過給機５はスタータ１０で作動され
るので、過給機５がエンジンに押し込む空気量はエンジ
ン回転数と無関係に一定になろうとする。従って、図３
（ｃ）に示すように、吸気圧力はエンジン回転数の低い
加速初期ほど高くなり、加速力も加速初期に大きくなる
ので運転者には加速操作に対する応答性が良く感じられ
る。

【００４４】図３（ｄ）に示すように車速が上がるとエ
ンジン回転数が上がり（図３（ｂ））、吸気圧力が下が
ってくるが（図３（ｃ））、同時に車速が上がると変速
機のギア位置が１速から２速にシフトするので（図３
（ａ））、エンジン回転数が下がり（図３（ｂ））、再
び吸気圧力が増加して加速力が回復する。

【００４５】更に車速が上がり、７０から８０ｋｍ／ｈ
に達すると変速機のギア位置が２速から３速にシフトし
過給機は停止して吸気圧力はほぼ大気圧になる（図３
（ｃ））。

【００４６】この速度まで加速できれば国内の高速道路
を除く一般道では十分である。比較のため、エンジン駆
動式過給機の特性を、図３（ｃ）、（ｄ）に点線で示
す。エンジン駆動式では、過給機の回転数がエンジン回
転数に比例するので吸気圧力はエンジン回転数に関わら
ずほぼ一定で、むしろエンジン回転数が低いほど吸気圧
力も低い傾向があるので（図３（ｃ））、加速初期の吸
気圧力のピークは得らず加速の応答性は遅く感じられ
る。但し、高速でも吸気圧力が上昇するので（図３
（ｃ））、高車速域の加速力は大きく（図３（ｄ））、
高速道路走行中の方が加速力が増大する。

【００４７】過給機５は、電動機としてのスタータ１０
で駆動されるので、エンジン回転数が低く吸入空気量の
少ない加速初期ほど吸気圧力が高くなる。従って、加速
の初期ほど加速力が大きく加速応答性は良好である。

【００４８】過給機５が作動すると、スタータ１０には
大電流が流れ、バッテリ２１の電圧が例えば１０ボルト
以下に低下するが、予め前照灯、ワイパー等の電圧によ
り特性の大きく変わる負荷２４は、バッテリ２１から切
り離され発電機２２の電流で駆動されているので、電圧
低下による支障は起こらない。

【００４９】但し、発電機２２の電流供給能力は自動車
の全ての電流を賄えるほど大きくはないので、運転に必
要な電力以外はバッテリ２１から電流を供給される負荷
２５側に接続するのが好ましい。特に、予期しない電気
器具を接続される恐れのあるシガーライター及び大電流
を使用し短時間の能力低下は支障にならないエアコン
は、負荷２５側に接続するのが好ましい。

【００５０】エンジン７の出力が増加し車両が増速して
運転者が吸気絞り弁を閉じるか、或いは自動変速機付き
の車両の場合予め定められた車速に達し変速機のギア位
置が高速段に上がると、エンジン制御部１９は、過給機
５を停止させる指令を出し、電磁石１４、次いでリレー
２３のコイルに流れる電流を遮断する。

【００５１】従って、切換弁４が開き過給機５が停止し
て、エアクリーナ１から入った空気は、過給機５がない
場合と同様、切換弁４側を通ってエンジン７のシリンダ
８に吸気される。

【００５２】ところで、電動機を兼ねるスタータ１０で
過給機５を駆動する場合、負荷が大きいため軽自動車で
も３００アンペア程度の電流を必要とする。従って、連
続定格で運転できるスタータ１０を使用するのは大き
さ、重量の観点から現実的ではない。

【００５３】しかし、短時間定格のスタータ１０を使用
した場合、曲がりくねった長い坂道を高速で走行する
と、過給機５が長時間運転され、スタータ１０の過熱に
よる寿命低下等の事態を招く恐れがある。そのため、過
給機５の長時間運転を回避することが必要である。

【００５４】過給機５の長時間運転を回避する手段と
し、スタータ１０の温度を基に過給機の作動を制限する
手段がある。

【００５５】次に、スタータ１０の温度を推定して過給
機５の作動を制限する制御手段の一例を、図４を用いて
説明する。エンジン制御部１９は、図４に示すように、
エンジン７始動時のスタータ１０の推定温度を、予め定
められた過給機５を作動させないで、予め測定した走行
中のスタータ１０の平均温度に設定し、初期温度とす
る。

【００５６】加速が始まると、吸気絞り弁６が開いて、
過給機５が作動し、スタータ１０の推定温度が上昇す
る。

【００５７】推定温度の上昇比率は、予め実験で平均的
な値を求め、過給機５の運転時間に対し一定とするのが
簡便であるが、実際の温度の上昇比率は、スタータ１０
の負荷即ち過給機５の出口圧力が高いほど大きくなる。

【００５８】したがって、より正確な推定温度を求める
には、平均的な値を吸気圧力係数で補正し、推定温度の
上昇比率とする必要がある。

【００５９】加速が終わり、過給機５が停止すると、ス
タータ１０の推定温度は、予め実験で求めた下降比率に
基づき、停止時間に対し一定の割合で減少する。停止時
間が長くなって、推定温度が初期温度以下に下がると、
エンジン制御部１９は、推定温度を初期温度に保持する
制御を行う。

【００６０】再び加速され、過給機５が長時間作動し
て、推定温度が予め定められた停止温度に達すると、エ
ンジン制御部１９は、運転条件に関わらず、過給機５を
強制的に停止させ、そして推定温度が、予め停止温度よ
り低く定められた起動温度に低下するまで過給機５を停
止させておく。

【００６１】始動スイッチ２０を切ってエンジン７が停
止した時点で、推定温度が初期温度より高い場合、エン
ジン制御部１９は、推定温度が初期温度に下るまで、前
述した過給機５停止時と同じ一定の割合で推定温度を低
下させ、推定温度が初期温度に達したら、推定温度を初
期温度に保持する制御を行う。

【００６２】また、推定温度が初期温度に達する前にエ
ンジン７が再起動され、更に過給機５が作動した場合、
推定温度は、過給機５が作動した時の温度を起点とし
て、再び上昇する。

【００６３】図５は、バッテリの充放電特性を示す。図
５に示すように、バッテリの液温が低くなると、バッテ
リの充放電能力、特に充電能力は大幅に低下する。従っ
て、バッテリ液温が低い状態で、スタータ１０と連結し
た過給機５を作動させると、電動機５の電圧が下がり、
吸気圧力が低下するのはもちろんであるが、バッテリの
充電が遅くなり過給機５の作動頻度が大きいとバッテリ
が上がる可能性がある。

【００６４】これを防止するには、バッテリ液温を測定
して、液温が低い時は、過給機の作動を停止すれば良
い。しかし、バッテリに液温計を取り付ける費用がかか
るので、より安価な対策としてエンジン７の冷却水温を
目安に過給機５の作動を停止する方法が考えられる。

【００６５】即ち、エンジン７の冷却水温が上がり、エ
ンジンルームの温度が上がると、バッテリの温度も上が
るので、エンジン７の水温が所定値を越えたところで過
給機５の作動停止を解除する。

【００６６】この方法でセンサを追加せずにバッテリ上
がりを防止できる。しかも過給機５が作動しないのは、
エンジン７の暖機運転中のみなので、加速時に過給機５
が作動しないことが運転者に与える違和感も緩和でき
る。

【００６７】図６に、上記制御のフローチャートを示
す。始めに、ステップ１０１でエンジンが始動される
と、始めに、エンジン制御部１９内の過給機５の作動、
非作動を判別する変数ＦＬ１に過給機５が非作動の状態
を示す０を代入し（１０２）、次に、スタータ１０の推
定温度を、予め定めた過給機を作動させないで、走行中
のスタータ１０の平均温度に設定し初期温度とする（１
０３）。

【００６８】次に、ステップ１０４〜１０８で、吸気絞
り弁開度、変速機ギア位置、エンジン回転数、エンジン
冷却水温が過給機５を作動させる条件にあるかどうかを
判別する。過給機５を作動させる条件が成立している場
合は、まず、過給機５が作動中か停止中かを確認する
（１０９）。

【００６９】過給機５が停止中の場合は、スタータ１０
の推定温度が過給機５を起動可能な温度すなわち起動温
度より低いことを確認し（１１０）、低ければリレー２
３を開き電磁石１４に通電して過給機５を作動させる
（１１１、１１２）。

【００７０】過給機５が作動すると、ＦＬ１の値を１と
し（１１３）、スタータ１０の推定温度を予め定められ
た値だけ上昇させる（１１４）。

【００７１】次に、再び過給機５を作動させる条件が成
立しているか否かの判定に戻る（１０４〜１０８）。作
動させる条件が成立していれば、今度は過給機５が作動
中でＦＬ１＝１が成立するので（１０９）、スタータ推
定温度がスタータ過熱の危険がある停止温度を越えたか
どうかを判定する（１１５）。

【００７２】越えていなければ、過給機５の作動を継続
する（１１１、１１２、１１３）。

【００７３】越えた場合は、電磁石１４の電流を遮断し
（１１６）、リレー２３を開いて過給機５を停止させ
（１１７）、ＦＬ１の値を０として（１１８）、スター
タ１０の推定温度を予め定められた値だけ低下させる
（１１９）。

【００７４】次に、スタータ１０の推定温度が初期温度
より低いか否かを判定し（１２０）、推定温度が初期温
度より高ければ、そのまま過給機を作動させる条件が成
立しているかの判定に戻る（１０４）。

【００７５】推定温度が初期温度より低ければ、推定温
度を初期温度と同じ値にしてから（１２１）、過給機５
を作動させる条件が成立しているかの判定に戻る（１０
４）。

【００７６】過給機５が停止中で（１０９）、スタータ
１０の推定温度が起動温度より高い場合は（１１０）、
電磁石１４の電流を遮断し（１１６）、リレー２３を閉
じて（１１７）、過給機５を作動させない。

【００７７】その後、スタータ１０の推定温度を予め定
められた値だけ低下させ（１１９）、過給機５を作動さ
せる条件が成立しているか否かの判定に戻る（１０４〜
１０８）。過給機５を作動させる条件が成立していない
場合は（１０４〜１０８）、電磁石１４の電流を遮断し
（１１６）、リレー２３を閉じて（１１７）、過給機５
を作動させない。

【００７８】従って、本実施例によれば、道路状況、運
転者、外気温、昼夜の影響を受けず、運転者に違和感を
与えずに電動機駆動過給機を作動させることができ、安
価な電動機駆動過給機で、低速時の加速感を大幅に改善
できる。

【００７９】図５は、本発明の他の実施例に係る電動機
駆動過給機の制御装置の全体構成を示す。本実施例は、
切換弁４の駆動を、電磁石１４の代りに吸気管２圧力を
使用したダイヤフラム部５０で行うものである。図５に
示すように、ダイヤフラム部５０は、ダイヤフラム２７
と、三方電磁弁２９と、負圧タンク３３と、チェック弁
３４とで構成されている。

【００８０】切換弁４はリンク６を介してダイヤフラム
２７に連結されている。ダイヤフラム２７の圧力室２８
は、パイプを通して三方電磁弁２９の出口３０に連通し
ている。

【００８１】三方電磁弁２９の一方の入口３１は、パイ
プを通してエアクリーナ１と切換弁４の間の吸気通路２
に連通している。三方電磁弁２９のもう一方の入口３２
は、負圧タンク３３，チェック弁３４を介して吸気絞り
弁６の下流の吸気通路２に連通している。

【００８２】三方電磁弁２９は、エンジン制御部１９に
より駆動制御される。スタータ１０のアーマチャ１１の
電流は、エンジン制御部１９により駆動制御されるリレ
ー３５を介してバッテリ２１から供給される。

【００８３】以下、本実施例の動作制御を説明する。吸
気絞り弁６が開き、エンジン制御部１９から過給機５を
作動させる指令が出ると、まずリレー３５が閉じ、スタ
ータ１０のアーマチャ１１に電流が流れ過給機５が回転
する。

【００８４】次に、三方電磁弁２９のコイルに電流が流
れ、ダイヤフラム２７の圧力室２８にエアクリーナ１の
下流の大気圧が入口３１を通って作用し切換弁４を閉じ
る。切換弁４を閉じると、エアクリーナ１から入った空
気は、過給機５で圧縮されてエンジン７のシリンダ８に
送り込まれる。

【００８５】次に、加速が終了し、吸気絞り弁６が閉じ
ると、エンジン制御部１９から過給機５を停止させる指
令が出て、三方電磁弁２９の励磁電流が遮断される。遮
断されると三方電磁弁２９の入口３２が開き、入口３１
が閉じて、圧力室２８に負圧タンク３３の負圧を送り込
み切換弁４を開く。負圧タンク３３内はチェック弁３４
の作用により常に負圧が保たれている。

【００８６】次に、エンジン制御部１９がリレー３５を
開き、アーマチャ１１へ流れる電流を遮断して過給機５
の回転を停止させる。そしてシリンダ８に吸入される空
気は、開いた切換弁４を介して、過給機５が無い通常の
エンジン７と同様に流入する。従って、本実施例によ
れば、切換弁４を先に、後から過給機５を作動させるこ
とができ、過給機５作動時のエンジン７の出力増加が、
より円滑に行われる利点がある。

【００８７】

【発明の効果】本発明によれば、例えば自動車に装備し
た場合、一般道路での加速と登坂時のみ、間欠的に過給
機を作動させることにより、エンジンで常時直接駆動さ
れる過給機に較べて、過給機の最高回転を低く、寿命を
長くすることができる。

【００８８】また、電動機と過給機を同一軸上に配置す
ることにより、過給機の軸受にかかる横荷重やスラスト
方向重を少なくでき、簡易な軸受構造を持つ安価な過給
機を使用することができる。

【００８９】さらに、電動機をスタータと兼用すること
により、電動機の費用を節約することができる。また、
低速で高出力が必要な時に、道路状況、外気温、昼夜の
影響を受けず、運転者に違和感を与えずに過給機を作動
させることができ、低速時の加速感を大幅に向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電動機駆動過給機の制
御装置の全体構成図である。

【図２】図１の一実施例で使用される電磁石の構造を示
す断面図である。

【図３】図１の実施例の動作を示すダイヤグラムであ
る。

【図４】図１のスタータの過熱防止動作を示すダイヤグ
ラムである。

【図５】バッテリの充放電特性を示す図である。本発明
の別の実施例を示す構造図。

【図６】図１の実施例の動作制御を示すフローチャート
図である。

【図７】本発明の他の実施例に係る電動機駆動過給機の
制御装置の全体構成図である。

【符号の説明】

１…エアクリーナ、２…吸気通路、３…バイパス通路、
４…切換弁、５…過給機、６…リンク、７…エンジン、
８…シリンダ、９…駆動軸、１０…スタータ、１１…ア
ーマチャ、２…ピニオンギア、１３…マグネチックスイ
ッチ、１４…電磁石、１５…プランジャ、１６…リン
ク、１７…コイル、１８…接点、１９…エンジン制御
部、２０…始動スイッチ、２１…バッテリ、２２…発電
機、２３…リレー、２４…負荷、２５…負荷、２６…ダ
イオード、２７…ダイヤフラム、２８…圧力室、２９…
三方電磁弁、３０…出口、３１…入口、３２…入口、３
３…負圧タンク、３４…チェック弁、３５…リレー、３
６…スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者直井啓吾茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンのシリンダに連通する吸気通路に
設けられ、吸入された空気を圧縮して前記シリンダ内に
送り込む過給機と、前記過給機をバイパスするように前
記吸気通路に設けられたバイパス通路に配置された切換
弁と、前記過給機を作動させる電動機とを制御するエン
ジン制御部を有する電動機駆動過給機の制御装置におい
て、前記エンジン制御部は、前記過給機の作動中には前記切
換弁で前記バイパス通路を閉じて、前記空気を前記過給
機経由で前記シリンダ内に送り込み、前記過給機の作動
停止中には開いて、前記空気を前記吸気通路から直接前
記シリンダ内に送り込むことを特徴とする電動機駆動過
給機の制御装置。
【請求項２】請求項１において、前記エンジン制御部
は、前記エンジンの吸気絞り弁開度が予め定められた値
以上で、車両の変速機のギア位置が低速段で、前記エン
ジンの回転数が予め定められた範囲以内の時に、前記電
動機を駆動して前記過給機を作動させることを特徴とす
る電動機駆動過給機の制御装置。
【請求項３】請求項１において、前記エンジン制御部
は、前記切換弁の開閉を行うと共に前記電動機に前記過
給機を作動させるための電流を供給するスイッチの開閉
を行う電磁石を有することを特徴とする電動機駆動過給
機の制御装置。
【請求項４】請求項１において、前記エンジン制御部
は、前記切換弁の開閉を行うダイヤフラム部と、前記電
動機に前記過給機を作動させるための電流を供給するス
イッチの開閉を行うリレーを有することを特徴とする電
動機駆動過給機の制御装置。
【請求項５】請求項１において、前記過給機と前記電動
機の駆動軸は、一直線上に配置され、互いに連結してい
ることを特徴とする電動機駆動過給機の制御装置。
【請求項６】請求項１において、前記エンジン制御部
は、前記電動機の温度を推定して、前記過給機の作動を
停止させることを特徴とする電動機駆動過給機の制御装
置。
【請求項７】請求項６において、前記エンジン制御部
は、前記エンジン稼働時、前記電動機の推定温度が上昇
して予め定められた停止温度に達すると、前記過給機の
作動を停止し、その後、前記推定温度が、予め前記停止
温度より低く定められた起動温度に低下するまで、前記
作動を停止させておくことを特徴とする電動機駆動過給
機の制御装置。
【請求項８】請求項１において、前記エンジン制御部
は、前記エンジンの冷却水温度が予め定められた値以下
の時、前記過給機の作動を停止することを特徴とする電
動機駆動過給機の制御装置。
【請求項９】請求項１において、前記電動機は、前記エ
ンジンを始動するスタータと兼用し、前記エンジン制御
部は、前記エンジン始動時に、前記スタータのピニオン
ギアを前記エンジンのリングギアに噛み合わせると共
に、前記スタータのアーマチャに電流を供給するマグネ
チックスイッチを有することを特徴とする電動機駆動過
給機の制御装置。
【請求項１０】請求項１において、前記エンジン制御部
は、前記過給機の作動中は、発電機とバッテリの回路を
切離し、前記電動機には前記バッテリから電力を供給
し、他の負荷には前記発電機から電力を供給することを
特徴とする電動機駆動過給機の制御装置。