JPS61104121A - 内燃機関の過給制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は過給機を効率よく作動させ、その駆動力を節減
、できるようにした内燃機関の過給制御装置に関する。

（従来の技術） ディーゼル＋ｉ９関においては、出力増加を図するため
に過給が行なわれているが、従来のこの種の過給機のう
も１機関の軸から！ｌＷｔ力をとる機械、駆賢を型式の
ものについてけ、柚々の匍巨卸装ソが提案されている。

例支げ特開昭５９−７７０３２号公報においては、エン
ジンの吸更管内における吸７圧を検知する圧力センサと
、スロットル弁の開度信号を出力するスロットルポジシ
ョナと。

エンジンの回転数を検知する回転数十ン廿等を設け、こ
れらの各信号を制御回路に送り、この制御回路からエン
ジンの動力な過給オ饋に伝達する電磁クラッチに信号を
送って、スロットル開ずにＣｊ５じて過給制御するよう
にし、ていた。

（発明が解決しようとする問題点） し、かじ、この従来の制碓装置でけ各センサ等の信号に
より過給機の異常を感矧して、過給機の駆動を停止し得
るが、この装置における市串クラッチの機能は過給機用
ｙＦ、ＩＩプーリに対する単なる動力の伝達ないし切離
手段にすぎないため、エンジンの高負荷運転または低負
荷運転の始（口１に拘わらず過給機が一様に駆動して画
一的な過給を行なっていた。

したがって、このよ）な制御では本来過給を要する高角
ＦＴＪ転時や加速時には十分過給を行なうことができる
が、過給の必要性が少ない低負荷時においては過給機が
必要以上に高速回転して駆動され、その分の動力が空費
されるという問題があった。

本発明はこのような従来の問題を解消し、エンジンの低
負荷運転および高角荷運転または加速時運転等の運転状
態に応じて、過給機を精密かつ効率よく駆動させ、動力
を有効に活用できるようにした内燃機関の過給制御装置
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） このため、本発明の内燃機関のＪｐ給副制御装着〜ｔｉ
ｔ磁クラッりＡを装備した第一プーリと、ワンウェイク
ラツキを装備した小径の第二プーリをクランクシャフト
に装置するとと本に、過給機の駆動軸にｔ磁りラッチＢ
を装備した笹三プーリを装着し、こわらＷ−および笑ニ
ブ−１１と第三プーリとの間に第一および第二ベルトを
巻き掛ける一方、吸り管内に設けたエアーフローメータ
と第二スロットルバルブから吸気信号とバルブ開度信号
を入すされ、またクランクシャフトの近接位置に設けた
クランク角センサからクランク角信号を入力される制御
回路を設け、こねらの入力信号に基いて制御回路から出
力される制御信号により、前言己電磁クラッチμ、Ｂを
ＯＮ・ＯＦＦ制御するようにして、エンジンの運転状況
に応じて過給機の駆動状態を目動的に制御するようにし
たことを特徴としている。　　　　　ｄ（実施例） 、　以下、本発明を機械駆１ｆｉ１７型式の過給機に適
用した図示の実施例について説明すると、第１図および
第２図において１はエアークリーナ、２けエアークリー
ナｌに連通する吸更管で、その管内には吸気圧を検知す
るエアーフローメータ３が設げＩｌ−わている。前肥吸
うヤ２にはその上下ｉＫ出入口を有するバイパス路４が
設けられ、このバイパス路４に機械駆動型式の過給機５
が介挿されている。６は吸５管２の下流部よりエンジン
７の各免筒室に接続されたインテークマニホルド、８は
エンジン７の各慄筒室に接続されたニゲグーストマニホ
ルド、９けエンジン７のクランクシャフトで、その軸端
部には大小のプーリ径を有する二段プーリ１０が取り付
けられている。このうち、大径のプーリ径を有する第一
プーリ１０ａにはＮ磁りラッチＡ（図示略）が装備され
、そのＯＮ　−ＯＦＦ作動によってクランクシャフト９
の動力を第一プーリ１０ａに断続可能にしており、小径
のプーリ径を有する第二プーリ１０ｂにはワンウェイク
ラッチ（図示略）が内蔵さね、クランクシャフト９の動
力を第一プーリ１０ａに伝達可能とする一方２第ニブー
ＩＪ１０ｂからクランクシャフト９への動力の伝達を不
可能にしている。

ｌ】は過給機５の駆動軸で、その軸端部には例えば二条
のベル）ＩＩを有する第三プーリ１２が取り付けられ、
この第三プーリ１２にはｉ磁りラッチＢ（図示略）が装
備されていて、そのＯＮ・ＯＮＦ作かによって第三ブー
ＩＪ１２の動力を駆動軸１】に断続可能にしている。Ｉ
：４　、１４は吸偲管２内の上流および下流９１１に設
げられた笹−および第二スロットルバルブで、こわらは
図示しないリンク機栴を介して連動し、互いに反対に開
閉作動するように構成されている。１５はエンジン７に
設置されたクランク角センサで、クランクシャフト９０
回転数を検知するようにしている。

Ｓ、はエアーフローメータ３で検知された吸瓢圧の吸免
他号、Ｓ２は第二スロットルバルブ１４で検知さねたパ
ルプ開度信号、Ｓ３はクランク角センサ１５で検知され
たクランク向傷チで、これらの各信号Ｓ、　、　Ｓ２．
　Ｓ３　　は制御回路１６に送られている。制御１１１
４回路１６には、例えはエンジンのアイドリンク時、低
負荷運１時、高負荷運転時、加速時等の各運転状態およ
びエンジン７の過給開始回転数Ｎ０．過給ｅ５の許容回
転数Ｓａに相当するエンジン７の回転数Ｎ、、エンジン
７の許容回転数Ｎ２等を前？入力信号に基いて検出し、
または演算して解析するマイクロコンピュータ若しくは
演算ｌ１ｉｌＵｌ路で構成さね、解析さｈた各運転状態
並びに検出された各許容値で制御信号Ｓ４．　Ｓ５　　
を前妃電磁りラッチＡ、ＢＫ送って、これらのクラッチ
Ａ、ＢをＯＮ　−ＯＦＦ作動させるようにしている。

才なおも、クランクシャフト９の回転数がＮ０套Ｊ下で
は電磁クラッチＡ、Ｂが共にＯＦＦ、この場合物”硲ク
ラッチＡはＯＮでも可能であるが便宜上ＯＦＦとし、ク
ランクシャフト９０回転数がＮ０〜Ｎ８の間では！磁り
ラッチＡ、Ｂは共にＯＮ、たたし上記回転区間で過給機
５の回転数がＮ８に達した場合には電磁クラッチＡはＯ
ＦＦ　、一方のクラッチＢはＯＮとし、クランクシャフ
ト９０回転数がＮ８に達した場合には、電磁クラッチＡ
、Ｂは共にＯＦＦ　Ｋ設定されている。実施例の場合。

Ｎｏを１０１０００（ｒｐ、Ｎ、を４０００（ｒｐｍ）
、Ｎ８を６０００（ｒｐｍ）に設定している。

その他、図中１７は吸５管２とニゲシーストマニホルド
８の出口側に連通するバイパス管で、この管路にはウェ
ストゲートバルブ１８が介挿されており、このウェスト
ゲートバルブ１８にバイパス路４に連通する導管１９が
接続されている。

頷は氾−ブー＋１ｌＱａと第三プーリ１２に巻き掛けら
幻た埴−ベルト、２１け第二プーリ１０ｂと第ヨフー　
ＩＪ　１２に巻き掛けらねた第二ベルトである。

なお、第２図中のＬＨ，ＬＬ　　は過給機５の高速運転
直線および低速ｙ転直線を示している。

第３図は本発明による過給機５の別の運転状況を示した
もので、前述の実施例と対応する運転状況部分には同一
の１号を用いている。この実施例では過給機５が高速ｘ
′４１転していても、エンジン７が低加速または等速運
転状態の場合に　　　ｔは、第二スロットルバルブ１４
から制御［ｉｌ＞ｌ路１ｈに送らねるパルプ開度信号Ｓ
２に基いて、制御仲１路１６が電磁クラッチＡに制御信
号Ｓ４を送り、該クラッチＡをＯＦＦ状態にさせ、過給
機５を高速運転から低速運転に切り換えて、過剰過給を
抑止するとともに、その分の動力の９賛を削減し、て、
過給機５を高効率にｉ！ｖ転するようにし、た点を特徴
としている。例えば、エンジン７のｐ１転数を２０００
（ｒｐｍ）に保つ場合、加速時には過給機５を高速運転
してＮ２回転させる必要があっても、そｔＩＪニー１外
のエンジン７の等速運転や低加速運転時には、過給機５
を低速運転に切り換全て、過給＄５の回転なＮ１回転に
落とし動力の節減を図っている。

なお、この他の過給制御方法としては、例えば第一スロ
ットルバルブ１３をステッピングモータにより態動させ
、このモータの回転数を過給圧やクランクシャフト９の
回転数に応じて加減し、上記バルブ１３の開度を制御す
ることも可能であり、更にはウェストゲ−°トバルプ１
８の開閉時期を的確にとわば、前述のようなブー１７１
（’１　。

１２の＋Ｊ１１！！５え操作を要することなく、−足の
過給圧を高速回転塘で得られることとなる。

（作　Ｊ＃Ａ） このように構成した過給制御装置において。

エンジン７を始動しクランクシャフト９が回転すると、
該シャフト９に装Ｔさハた二段プーリ１０が回転し、そ
の動力が第ニブ−１７１０，ｂおよび第二ベルト２１を
介し、て第三プーリ１２に伝達さね、更にス三ブーＩＪ
１２と笹−ベルト」を介して第一ブー＋）　１０ａに＠
達される、このため、二段ブーＩ７１１１と第三プーリ
１２が回転−し始めるが、クランクシャフト９の回転数
がＮ。回転以下の場合には。

第一ブーＩＪ　１０ａおよび第三プーリ１２に装置され
た電磁クラッチＡ、ＢがＯＦＦ状態にあるので、第三ブ
ー１１１２の動力は駆動軸１１には伝達されないから、
過給機５は駆動しない。したがって、この場合には二段
ブーＩ７１（＋と第三ブーＩＪ１２は９転状態となる。

一方、エンジン７の始かに伴なって吸気賓２内に外気が
吸入さね、その吸幼圧かエアーフロメータ３によって検
卸され、その吸気信号Ｓ、か制御回路１６に送られると
ともに、エンジン７の駆動状態に連係して開閉される第
二スロットルバルブ１４のバルブ開開信号Ｓ２が制御回
路１６に送られる。更にクランク角センサ１５によって
エンジン７の回転数が検知されて、そのクランク角（ｉ
号Ｓ３が制御回路１６に送られる。制御回ｖ−１６でけ
これらのスカ信号８１　＋　８２　、８３　　に基いて
、エンジン７の運転状伸や回転数を総合的に判断し。

制？ｄ！＋信会Ｓ４．Ｓ５の出力の有無を決足する。

エンジン７の回転数が上昇してＮａ回（に達すると、ク
ランク角センサ１５によってこわが検知さり、１定のク
ランク角信号Ｓ３か制御回路１６にｉ・らハる。制御回
路１６は前＝ｅクランク角信号Ｓ５と他の入力信号Ｓ１
．Ｓ３を総合的に判断して、制御ｆ、１倍号Ｓ４　、　
Ｓ　５を出力し、これを雷昏クラッチＡ。

Ｂに送る。ｔ−クラッチＡに制御信号Ｓ４が送ら灼ると
、該クラッチＡが励凪さハて第一プーリ１０ａがクラン
クシャフト９に連結さハ、また重任クラッチＢに制御信
号Ｓ５が送られると、該クラッチＢが駆ｉ＃ｌ軸１１に
連結される。したがって、仝転していた第一ブーＩ＋　
１０ａと第三ブーＩＪ１２が゛対応する軸９，１１に！
結さね、クランクシャフト９の動力が第三プーリ１２を
介して駆動軸１１に伝達される。このため、Ｔ＃ｉ！ｒ
ＩＩ！Ｉ８Ｉ＋１１の一１転に伴なって過ｉ＠機５が、
駆動し、吸気管２内の吸ヴなバイパス路４を介してエン
ジン７の各シ１１ンダ内に押し込む。

この」ｉ合、二段ブーＩＪ１０の動力は実質上、大径倶
１の第一プーリ１０ａおよびデーベルト２０を介して第
三プーリ１２に伝ｌされるたｔ、ｖ三ブー１）１２の１
−９１転数は小径側゛のツニブーリ］Ｏｂかｌ−伝達さ
れた場合の回転数に比べて増加し、その砂力を駆動軸１
１に伝えて過給機５を高速−Ｉ麹−さセる。したがって
、過給ｓ５の連給出力＆ｆ箇速に増大して遼給圧が上昇
するから、エンジン７の高餉Ｉｆｒ高速運転時や加卯運
転時のような過給の必要時に丈やかに対応して、その出
力を増加し伊るものとなる。第２図はこのような状況を
示　　　２．１したもので、エンジン７０回転数がＮ。

臣１転に達すると、過給機５の１１転敬は急速に立上り
、その後エンジン７が等加速試運転すると過給機５の回
転数が図示のＬＨ線で示すように急戚な勾配をなして高
加速度回転し、その回転数がＷｌｆｉ的に増加する、 そして、エンジン７の回転数が引き紗き増加して、過給
機５の許容回転数Ｓ＆に相旨する回転数Ｎ、に達すると
、この状況がクランク角センサ１５に検知さね、そのク
ランク浄信号ｓ３が制御回路１６に送られる。制御回路
】６は上言ｅ信号ｓ３と他のスカ信号Ｓ１．Ｓ２を総合
的に判断して、制御信号Ｓ４を出力し、これを雷礎クラ
ッチＡに送る。

このため、電磁クラッチＡは消磁されてＯＦＦ状態とな
り、クランクシャフト９に対する連結を解除する。一方
、電磁クラッチＢは引き続きＯＮ状態を維持しているか
ら、算ニブ−ＩＪ１０ｂから第三ブー１７１２　ＶＣ伝
達さねた動力は駆動軸１１に伝受られて、過給機５を引
き続き駆動させる。この場合、前述のように篭母クラッ
チＡはＯＦＦ状態にあるから、第一プーリ１０ａは空転
状伸になる。したがって、俯三フーリ１２は小径側の第
ニブ−１７１０１）によって回転さね、その場合の回転
−数は第二プーリ１０１）の小径分笹−ブー１７１０ａ
のときより城少し、低速回転する。このため、過給ｅ５
が低速回転に切り換えられ、第２図ＫＬ１線で示すよう
に過給出力が幾分低下する一方、備負荷運転から回避さ
れる。

過給機５のこのような低址Ｊ＊←はその後も引き続いて
行なわね、エンジン７０回転わの上昇に伴なって過給ｉ
＄Ｊ５の回転数も緩やかに上昇して、鍋給畠力を増加し
エンジン７の高狛荷高速運転および加速運転にｆ！１．
１　［回部となる。一方、エンジン７の回転数が１１に
増加して、その許容回転’ｂ９　ＮＩＢに達すると、こ
の状γアかクランク角センサ１５のクランク角信号Ｓ３
を通じて制御回路ＩＦに送られ、この制御回路１自から
制御信号Ｓ５がτ磁りラッチＢＫ送られる。このため、
ｉ磁りラッチＢが炉出されてＯＦＦ状態になり、駆動軸
ｌ〕に対する連結を解除する。一方、電磁クラッチＡの
ＯＦＦ状態は引き続き維持されているから、ｊニブーリ
Ｊｏｂから第三プーリ１２に伝達された動力は駆Ｍｌｌ
′Ｉ軸１１に伝わらず、また第三プーリ１２から第一プ
ーリ１０ａに伝達されるｅすもクランクシャフト９に作
用せず、こわら第一プーリ１０ａおよび第三ブーＩＪ１
２が空転状態となる。したがって、過給機５の駆動が停
止され、過給が停止される。

一方、過給機５の駆！時にエンジン７が例身ばアイド１
１ング状態になって、その回転数がＮ０１転以下になっ
た場合は、その状況がクランク浄センサ１５によるクラ
ンク角信号Ｓ３を逆じて制御回路１６に送られ、その制
御信号Ｓ４．Ｓ５が弁°処りラッチＡ、Ｂに送られる。

すなわも、エンジン７の回転数がＮ０〜Ｎ、回転の運転
区間においては、電磁クラッチＡ、Ｂに制御信号Ｓ４．
Ｓ５を送り、これらのクラッチＡ、ＢをＯＦＦ状態とす
る一方、エンジン７の回転数がＮ、〜Ｎ０回転の運転区
間においては−ｔ＠クラッチＡが既にＯＦＦ状態となっ
ているため、１ｓクラツチＢのみに制伽信号Ｓ５を送っ
て、該クラッチＢをＯＦＦ状態とする。こｈによって第
三ブー１１１２から駆動軸ＩＪへの動力の伝達を遮断し
て、過給機５の駆動な停止する。

このように本発明では過給の必要性が少ないエンジン７
の低速運転時には過給を停止し、週給の必要性が大きい
エンジン７の専負荷高遼運転時および加速運転＠にけ過
給を行ない、かつ過給機を高速または低速運転させるこ
とにより、効率よく過給を行ない、しかもｉ＃Ｉ７Ｖの
合理的な第１１用を図ったもので゛ある。

（発明の効果） 本発明の内熔櫛関の過給制ａｌＦ装置は用土のように、
クランクシャフトに大径の卯−ブ−〇とワンウ呈イクラ
ッチを装備し、た小径の筆二プーリを杯事するとともに
、過給機の駆動紗に第三プーリを装着し、こねら第一お
よび第二プーリと第三プーリとの間に第一および第二ベ
ルトを巻き掛けて、プーリを介し駆動さねろ過給機を高
速および低速運転可能とする一方、エアーフ　　　。

ローメータおよび第二スロットルバルブから吸気信号と
バルブ開度信号を入力され、更にクランク角センサから
クランク角信号を入力される制御回路から出力された出
力信号によって、第一プーリと第三プーリに装備された
電磁クラッチを０Ｎ−ＯＦＦ制御し、エンジンの運転状
態に応じて目動的に過給機を１駆動または停止させ、駆
動時には高速運転と低速運転を相互に切り換え可能にし
たから、過給機の多様な運転法が得られ、過給の必要性
が少ないエンジンの低負荷借速時にけ過給機の継動を停
止し、過給の必要性が生ずるエンジンの所定の運転状溝
下で過給機を駆動させることができる効果がある、しか
も、エンジンの高負荷裏速時および高加速時のように過
給の必要性が増大する場合には、過給機を高速運転して
過給出力を増大させ、エンジンの等速度運転または低加
速度運転の場合には、過給機の運転を高速運転から佃速
運軒に切り換えて、過給出力を減少させることができる
から従来のような画一的な過給法に比べて、エンジンの
運転状態に応じて合理的かつ効率良く過給機を運転でき
るとともに、勤労の９費を改をしてその省エネ化を図る
ことかできる。

【図面の簡単な説明】

デ１図は本発明の一実施例を示す駿明図、滲２図は本発
明の過給機による運転状態の一イ？１を示す作動状態図
、第３し１は本発明の過給機によるＪ！空転状態別の例
を示す作動状態図である、３・・エアーフローメータ、
２・・・吸ヲ管、９・・・クランクシャフト、１０ａ・
・・第一ブーｌ）、１０ｂ・・・第二プーリ、１１・・
・駆動軸、１２・・・ｙ三ブーｌｌ−１４・・・第二ス
ロットルバルブ、】５・・・クランク浄センサ、１６・
・・制御回路、加・・・第一ベルト、２１・・・かニペ
ル）、Ｓｌ・・・吸気信号、Ｓ２・・・バルブ開度信任
。 Ｓ３・・・クランク角信号、Ｓ４．Ｓ５・・・制御信号
特許出願人　　　ヂーゼル機器株式会社代理人弁理士　
　　　　千　　　明　　　　　　　飲通軸−日執咲（・
′−）　　　　第１図≦１　　　　１６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電磁クラツチＡを装備した大径の第一プーリと、ワン
   ウエイクラツチを装備した小径の第二プーリをクランク
   シヤフトに装着するとともに、過給機の駆動軸に電磁ク
   ラツチＢを装備した第三プーリを装着し、これら第一お
   よび第二プーリと第三プーリとの間に第一および第二ベ
   ルトを巻き掛ける一方、吸気管内に設けたエアーフロー
   メータと第二スロツトルバルブから吸気信号とバルブ開
   度信号を入力され、またクランクシヤフトの近接位置に
   設けたクランク角センサからクランク角信号を入力され
   る制御回路を設け、これらの入力信号に基いて制御回路
   から出力される制御信号により、前記電磁クラツチＡ，
   ＢをＯＮ・ＯＦＦ制御するようにしたことを特徴とする
   内燃機関の過給制御装置。