JPS6119933A - 内燃機関の機械式過給機制御装置 - Google Patents

内燃機関の機械式過給機制御装置

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JPS6119933A
JPS6119933A JP13899884A JP13899884A JPS6119933A JP S6119933 A JPS6119933 A JP S6119933A JP 13899884 A JP13899884 A JP 13899884A JP 13899884 A JP13899884 A JP 13899884A JP S6119933 A JPS6119933 A JP S6119933A
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supercharger
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temperature
combustion engine
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大仲 英巳
Toyoichi Umehana
豊一 梅花
Yoshiaki Shibata
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堀井 欽吾
Yasushi Sato
靖 佐藤
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/12Drives characterised by use of couplings or clutches therein

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

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 本発明は内燃機関における機械式過給機の制御装置に関
する。
従来の技術 内燃機関では低温時は吸入空気温が低いため燃焼が悪化
しやすい。これを防止するため暖機中に混合気を濃く設
定することが行われるが、この場合燃料消費率は当然な
がら悪化することになる。
ところで内燃機関が過給機を備えているものである場合
は過給機の作動によって吸入空気温を高めることができ
るのは知られている通りである。
しかしながら、過給機を全運転条件で作動するのは過給
機によって消費される動力分燃料消費率が悪化するので
、過給機は所定の設定回転数以上に限って作動させるの
が普通である。しかしながら、このような過給機の作動
の方式では過給機による暖機促進はできないことになる
。(尚、本発明の従来技術としては例えば実貴昭47−
 a’M3’?号がある。) 発明が解決しようとする問題点 本発明はかかる従来技術の欠点に鑑みてなされたもので
あり、過給による暖機促進効果を十分に利用することが
できる構成を提供することを目的とする。
問題点解決のための手段 本発明の構成によれば第1図のように、機関1の吸気系
2に機械式過給機3を備えた内燃機関において、機関1
の回転軸4と過給機3の駆動軸との間に配置されるクラ
ッチ手段5と、機関の運転状態を検知する運転状態検知
手段6と、運転状態検知手段からの運転状態信号に応じ
てクラッチ手段5を係合又は解放するクラッチ作動手段
7と、機関の低温条件を検知する温度検知手段8と、温
度検知手段8により検知されたエンジンの温度条件に応
じて、クラッチ作動手段7の係合と解放との切替の生ず
る設定運転条件を低温時過給域が広がるように変更する
設定値変更手段9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 温度検知手段8はエンジン1の温度条件を検知し、クラ
ッチ5が係合から解放に切替るときの選定温度を低温時
過給域が広がるよう変更する。そのため低温時により低
回転から過給機3が作動され、機関の暖機を促進するこ
とができる。
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
ブロック11、ピストン12、コネクティングロッド1
4、クランク軸16、クランクピン18、オイルパン2
0.シリンダヘッド22、吸気弁24、排気弁26、パ
ルプスプリング28、カム軸30、カム軸ハウジング3
1等の構成要素より成る。
シリンダヘッド22内に吸気ボート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
はスロットル弁であり、吸気管40内に配置される。ス
ロットル弁38はリンク42を介してアクセルペダル4
4に連結される。
スロットル弁38の上流にエアフローメーク46が設け
られ、その上流に空気クリーナ48が位置する。
シリンダヘッド22内に排気ボート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。
この実施例では内燃機関は燃料噴射式であり、吸気管3
4に燃料インジェクタ56が設けられている。58はデ
ィストリビュータである。
本発明によればスロットル弁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。ルーツホンプロ0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クロ4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6.4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
付クラッチ68が設けられ、クラッチ68のブーり部は
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。プーリ付クランチロ8は第3図のように構成
され、過給1160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6
8−3を介して取付けたソレノイドホルダ69−4とよ
りなり、ソレノイドホルダ68−4上にベルト70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に僅かな間隙をもって対面している。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
ソレノイドホルダの断面コの字状凹所内に配置され、図
示しないステーによってスリーブ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 ニより引張6hる。ソレノイド68′への通電によ
り係合部材68−7はソレノイドホルダ68−4と係合
するよう吸引され、プーリ部68−5からのエンジン回
転が過給機軸66に伝達されることになる。
第2図で100は電磁クラッチ68の制御回路であり、
運転条件の検知センサ及び機関温度検知センサからの信
号によってクラッチ68への作動信号を形成する。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、ディストリビュータ5
8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4図のようにポテンショメータとして構
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。一方図転数センサ102は第2図のよう
にディストリビュータ58の分配軸58′上のマグネフ
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に応じたパ
ルス信号を出力する。
制御回路100は第4図のブロックダイヤグラムのよう
に構成され、マイクロコンピュータシステムより成る。
即ち、マイクロプロセッシングユニソト(MPU) 1
06、リードオンリメモIJ (ROM) 108、ラ
ンダムアクセスメモリ(RA?’l) 110を有し、
これらはハス112を介して相互に結線され、更にバス
112は入出力(Ilo)ボー目14に結線される。1
16はクロックパルス発生器である。エアフローメータ
46はアナログマルチプレクサ(MPX) 117、ア
ナログデジタル(A/D)変換器11Bを介してI10
ボート114に結線され、回転数センサ102は成形回
路120を介してI10ポート114に結線される。更
にI10ボート114はラッチ122を介してクラッチ
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のコレクターエミッタ回路にクラ
ッチ68の駆動ソレノイド68′ (第3図)が位置し
、このソレノイド68′の通電制御によってクラッチ6
8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。機関の温度条件の検知の
ため第1の実施例では吸入空気温センサ125が過給機
60より下流のサージタンク36の所に設けられる。吸
入空気温センサ123はサーミスターとして構成するこ
とができ、第4図のブロック図のようにMPX 117
を介して^/D変換器118に接続される。
マイクロコンピュ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1tIIIll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
ュエータがI10ボート114に接続されているが、こ
れは本発明の特徴と直接には関係しないめ図示及び説明
を省略する。
ROM 108内にはクラッチ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発明の関連部分に
限って説明する。
第5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のステップでプログラムが
起動されると、202ではイニシャライズが行われ、M
PU 106の各レジスタ、RAM110.110ボー
ト114の初期設定が行われる。204ではMPu 1
06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
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、RAM 
110の所定アドレスに格納される。208のステップ
では、吸入空気i1Qに対する回転数Nの比が計算され
、I?AM 110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とうりである。プログラムは
次は210以下のステップに進み、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
おけるフィードバック処理等)が行われ、その際Q、N
Q/Hの計算結果が適宜利用される。
第6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8 mS)毎に
行われる時間割込ノ1−チンである。所定時間の経過毎
にMPtl 106の割込み、+S−+・に割込み要求
が入り290よりルーチンが実行に入り、292のステ
ップではMPtl 106はIlo ;l’ −) +
14 JすFIPχ117に吸入空気温センサ123よ
り吸入空気温度Tinのデータを取り込み、その値が所
定値、例えば40℃より小さいか否を判定する。′「1
nが40℃以上であればエンジンは暖機されていると考
えられ、NOに分岐し294に進む、 294では、過
給機60の作動と停止との切替点となる回転数Nの設定
(1aき、吸入空気量一回転数比の設定値すとを夫々N
o、qo (第7図(イ))に設定する。次にプログラ
ムは302に進み、302ではRAM 110のN領域
に格納されている回転数データが所定値a=NO(第7
図(イ))より大きいが否がが、次いで304ではRA
M 110の口/N領域に格納されている吸入空気i1
Qの回転数Nに対する比のデータがb”qoより大きい
が否が判定される。第7図(イ)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N o (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306に進む。
FIPU 106はIlo ホー N14よりラッチ1
22にリセット信号を印加する。そのためトランジスタ
124はカントオフとなり、クラッチ68のソレノイド
68′は消磁され、クラツー。
チロ8は解放となる。そのため、クランク軸16の回転
は過給[60のロータ64には伝わらない。
スロットル弁33からサージタンク36に向う空気の流
れによってロータ64は空回りを起すだけで過給は行わ
れない。
第6図の302でY6s(N > a )か又は302
でN。
(N<a)でも304でYes(Q/l > b)の場
合は過給機の作動域であり、プログラムは308に進み
、MPll 106はI10ボート114よりランチ1
22にセント信号を印加する。そのためトランジスタ1
24はONとなり、クラッチ68のソレノイド68′に
通電されるため、クラッチ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
7o、プーリ68を介し過給機6゜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、吸気ボ
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=No、負荷代表値であるQ/Hの
設定値b=q oは、過給機のOFFからONへの切替
のンヨックを小さくし、かつクラッチ68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って決められ
る。
第6図の292の判定がYes即ちTin<40℃は機
関低温時と考えられ、このときはプログラムは3】0に
流れ過給機60の作動と停止との切替点となる回転数の
設定値aをN1に、吸入空気量一回転数比の設定値すを
q、に夫々設定する(第7図(ロ))。このN+、q+
の値は機関が暖った正常作動時の値No、qoより小さ
く、換言すれば低温時は過給v!I60はその作動範囲
が拡大されることになる。302のステップ以後の処理
は前述の通りであり、第7図(ロ)の斜線内のときは過
給機が作動され、それ以外では過給I!60が停止する
ことになる。
本発明のようにエンジン低温時に′過給機の作動域を拡
大することによって暖機促進を図ることができる。即ち
、過給機60の入口の空気温度T、、圧力P1と過給8
!i60の出口の空気温度Tz、圧力P2との間には T、/T、  7r(P2/PI) ”の関係があり、
過給機60の作動によって吐出側の空気温度が高められ
ることになる。
以上の作動例では吸入空気温度Tinの設定値を40℃
としたが、この数値自体に何ら限定的な意味があるので
なく、エンジンによって適正に決定する必要が、あり、
燃焼の改善が必要となる温度に設定すkきものである。
また、第7図(ロ)においてN、qの全範囲にわたって
過給機を作動させることも含む。
エンジンの運転条件のセンサとしては、その他、第1図
に示すように、過給機6oの上流に設けた唆気温センサ
140、オイルパン2oに設けた油温センサ142、そ
の他図示しないが大気温、ポンプ塩などを検知すること
ができる。
発明の効果 エンジンの温度条件に応して過給機の作動域を変えるこ
とによって機関の暖機性を促進することができる。暖機
の促進によって混合気を低温時に濃クシなくてすみ燃料
消費率を向上することができる。更に、暖機の促進によ
って触媒コンバータ54が早期に活性化され、排気ガス
の浄化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示す図、 第2図は本発明の実施例の全体図、 第3図はクラッチの断面図、 第4図は制御回路のブロック図、 第5図、第6図は制御回路のソフトウェアを示すフロー
チャート図、 第7図は本発明による温度に応じた過給機作動域の変化
を示すグラフ。 IO−・エンジン本体、 16−クランク軸、 46−エアフローメータ、 6〇−過給機、 68−クラッチ、 100−制御回路、 102−回転数センサ 125−−−空気温センサ。 第5図 第6図 1QG− 第7図 (イ) 通常時 O 回転数N (ロ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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
    ラッチ手段と、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
    クラッチ手段を係合又は解放するクラッチ作動手段と、
    機関の低温条件を検知する温度検知手段と、温度検知手
    段により検知されたエンジンの温度条件に応じて、クラ
    ッチ作動手段の係合と解放との切替の生ずる設定運転条
    件を低温時過給域が拡大するように変更する設定値変更
    手段とより成る内燃機関の過給機制御装置。
JP13899884A 1984-07-06 1984-07-06 内燃機関の機械式過給機制御装置 Granted JPS6119933A (ja)

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JPH0480212B2 JPH0480212B2 (ja) 1992-12-18

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4958606A (en) * 1986-11-27 1990-09-25 Mazda Motor Corporation Supercharged engine
US4996966A (en) * 1988-01-19 1991-03-05 Mazda Motor Corporation Supercharged engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4958606A (en) * 1986-11-27 1990-09-25 Mazda Motor Corporation Supercharged engine
US4996966A (en) * 1988-01-19 1991-03-05 Mazda Motor Corporation Supercharged engine

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