JPS61291723A - 内燃機関の機械式過給機制御装置 - 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〕 この発明は内燃機関機械式過給機の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関の出力向上のため吸気管に機械式過給機を設け
るものが提案されている。機械式過給機は通常クラッチ
を介してエンジンのクランク軸に連結され、負荷に応じ
て保合または開放されるようになっている。即ち、高負
荷時はクラッチは係合され、過゛給機が作動することに
より過給が行われ、軽負荷時はクラッチが開放されるこ
とで過給機は停止され過給は行われない。そして、部分
負荷時の燃料消費率の改善のため、過給機をバイパスす
る通路を設置し、同バイパス通路にバイパス制御弁を設
置し、バイパス制御弁を過給機の作動しない低負荷時に
開放し、過給機の駆動による゛動力損失がないようにし
ていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

クラッチ開放時は、過給機と過給機を駆動しようとする
回転数に差が生じておりその差がクラッチ保合時慣性マ
ス差となってトルク低下を発生し、ショックを生じてい
た。このショックは例えば発生出力が小さくトルク低下
の影響を受は易い発生時や、回転数差が大となるエンジ
ン高回転時等に於て発生し易い。

従って、この発明は前記状態等に於けるクラッチが解放
から保合状態に入った瞬間のショック発生を防止するこ
とができる構成を提供することにある。（尚、この発明
の関連技術として特願昭５９−９８４６８号ある。） 〔問題点を解決するための手段〕 第１図に示すように、この発明の内燃機関の機械式過給
機制御装置は内燃機関１の吸気管１ａに配置される機械
式過給機２と、機械式過給機を内燃機関の回転軸ＩＩ＞
に選択的に連結するためのクラッチ手段３と、機関の負
荷因子を検知する負荷検知手段４と、機関の負荷条件に
応じてクラッチ手段を駆動するクラッチ駆動手段３ａと
、機械式過給機３をバイパスするように吸気管１ａに連
結されるバイパス通路５と、バイパス通路５に設置され
るバイパス制御弁５ａと、機関の負荷条件に応じてバイ
パス制御弁５ａを閉鎖駆動するバイパス駆動手段６と、
クラッチ駆動手段３ａによるクラッチ３の解放から閉鎖
への切替え時にトルク降下によりショックが発生するこ
とがある運転時を検知する手段７と、この運転時負荷に
かかわらずバイパス制御弁５ａが閉鎖されるようにバイ
パス駆動手段６を駆動するゲート手段８とより成る。

〔実施例〕

第２図に実施例の全体構成を示す。１０はシリンダブロ
ック、１１はピストン、１２はコネクティングロッド、
１３はクランク軸、１４は燃焼室、１５はシリンダヘッ
ド、１６は吸気弁、１７はは吸気ボート、１８は排気弁
、１９は排気ポートである。吸気ポート１７は吸気管２
０、インタークーラ２１、機械式過給機２２を介してス
ロットルボディ２３に接続される。スロットルボディ２
３内にスロットル弁２４が配置され、その上流にエアフ
ローメータ２５、エアクリーナ２６が位置する。インタ
ークーラ２１は機械式過給機２２によって圧縮されるこ
とによって昇温された空気の温度を下げ、充填効率を上
げるために配置される。

機械式過給機２２′はスロットル弁２４の下流でインタ
ークーラ２１の上流に位置する０機械式過給機２２はこ
の実施例ではルーツポンプであり、一対のロータ３１．
３２を備え、同ロータ３１゜３２がハウジング３３に対
して微小間隙を維持しながら回転することにより圧縮作
動が行われる。

一対のロータのうちの一方のロータ３２の回転軸３２Ａ
上にクラッチ機構３４を介してプーリ３４１が設けられ
、このプーリ３４１はベルト３５を介してクランク軸１
６上のプーリ３６に連結される。

第２図に模式的に示すようにこのクラッチ機構は電磁式
のクラッチであり、一対の摩擦板３７．３８とソレノイ
ド３９とより成り、ソレノイド３９を通電制御すること
により摩擦板３７．３８の保合を制御するものである。

一方の摩擦板３７は回転軸３２Ａに連結され、他方の摩
擦板３８はハウジングに対してフリーに回るようになっ
ており、かつその外周が前記のブーＩ７３４　’をなし
ている。

過給機２２をバイパスするようにバイパス通路４１が配
置され、同バイパス通路４１の一端はスロットル弁２４
の下流で過給機２２の上流の吸気管２３に接続され、バ
イパス通路４１の他端はインタークーラ２１の下流の吸
気管２０に接続される。バイパス通路４１にバイパス制
御弁４２が配置される。バイパス制御弁４２は電磁駆動
式であり、制御回路からの電気信号によって開閉制御さ
れ、バイパス通路４１を流れるバイパス空気量の制御を
行なう。

５０はクラッチ３４、バイパス制御弁４２の作動を制御
する制御回路であり、マイクロコンピュータシステムと
して構成される。制御回路５０はマイクロプロセシング
ユニット（ＭＰＵ）５１と、メモリ５２と、入力ボート
５３と、出力ポート５４と、これらを相互に連結するバ
ス５５とより成る。入力ボート５３には各センサからの
信号が入力される。前記エアフローメータ２５からは吸
入空気量Ｑに関する信号が得られる。また、回転数セン
サ６１からはクランク軸Ｉ３の回転数ＮＥに関する信号
が得られる。さらに車速センサ６３が設けられ、車速Ｓ
ＰＤに応じた信号が得られる。

車速センサ６３としては変速機の出力軸の回転数を検知
するように構成することができる。出力ポート５４から
はメモリ５２に格納されているＭ御プログラムに従って
クラッチ３４のソレノイド３９、バイパス制御弁４２に
駆動信号が送られる。

以下その制御プログラムの内容を第３図及び第４図のフ
ローチャート及び第５図のダイヤグラム図によって説明
する。

第３図は負荷代表値である吸入空気量一回転数比Ｑ／Ｎ
の演算ルーチンを示し、このルーチンはメインルーチン
内で実行される。８０でプログラムが起動され、８２で
はエアフローメータ２５からの吸入空気ｉ１Ｑの信号の
入力が行われる。そのため、入力ボート５３は図示しな
いＡ／Ｄ変換器を備えている。８４のステップでは回転
数センサ６１からのパルス信号の処理によって回転数Ｎ
の計算が行われる。８６ではＱ／Ｎが演算され、メモリ
５２の所定領域に格納される。８８はメインルーチンで
実行される他の処理を概括的に表している。

第４図はクラッチ３４及びバイパス制御弁４２の駆動ル
ーチンのフローチャートであり、一定時間例えば４ｍ秒
毎に実行される時間割り込みルーチンとする。】００の
ステップでは吸入空気量一回転数比Ｑ／Ｎが所定値ａ　
（例えばＱ、５１／ｒｅｖ）以上か否か判定される。Ｑ
／Ｎが所定値ａに達していない場合はＮｏと判定され、
１０２に進み出力ボート５４よりクラッチ３４のソレノ
イド３９を消磁する指令が出され、そのためクラッチの
摩擦板３７及び３８は離れ、クランク軸１３の回転は過
給機２２のロータに伝達されない、そのため過給は行わ
れない。また、次の１０４のステップでは車速センサ６
３からの信号によって車速ＳＰＤが所定値Ｃ（例えば５
ｋｍ／ｈ）以下か判定され、通常の走行時はＮｏである
ことから１０６に分岐する。１０６のステップでは出力
ポート５４よりバイパス制御弁４２に、同制御弁４２を
開放する指令が出され、そのためバイパス通路４１は開
放され、吸入空気の一部はバイパス通路４１を介してエ
ンジンに導入される。

１００でＱ／Ｎが所定値ａを超えていると判定されると
、１０８に進み出力ポート５４よりクラッチ港３４のソ
レノイド３９を励磁する指令が出され、クラッチの摩擦
板３７と３８とは係合するに至り、クランク軸１３の回
転はプーリ３６、ベルト３５、ブーＩＪ　３４°を介し
て過給機２２の回転軸に伝達され、ロータ３１及び３２
は回転される０次の１１０のステップではＱ／Ｎが所定
値ｂ（〉ａ：例えば０．６１　／ｒｅｖ　）より大きい
か否かが判定される。Ｑ／Ｎが所定値すに達していない
場合は１０６に進み、バイパス制御弁４２は依然開放さ
れる。このとき過給機２２は駆動されている。

Ｑ／Ｎが所定値すを超えると１１０より１１２に流れ、
出力ポート５４よりバイパスＨ御弁４２に閉鎖指令が出
され、バイパス通路４１は閉鎖されるそのため過給機か
らの空気はバイパスされることなくエンジンに導入され
る。

車速ＳＰＤが所定値Ｃより低い発進時は１０４のステッ
プでＹｅｓとなるため過給機が作動されないにもかかわ
らす１１２に進みバイパス制御弁４２は閉鎖される。そ
のため、バイパス通路４１は閉鎖され、空気は全量が過
給機２２を介してエンジンに供給され、過給機２２のロ
ータの回転を高くする。そのため、次に加速運転に移行
し、Ｑ／Ｎが所定値ａを超えクラッチ３４が解放から係
合に移ったときにロータ３１，３２の回転数が高められ
ているためトルクの降下が少なく、シ！ｔ７りのない運
転を実現することができる。

第５図はこの実施例の作動線図であり、Ｑ／Ｎの増大に
応じて１１の線を超えると、過給機２２は作動され、Ｉ
１２の線を超えるとバイパス制御弁４２は閉鎖される。

そして、車速ＳＰＤがＩ！３未満では負荷が１２を超え
ていなくてもバイパス制御弁は閉鎖される。

第６図は第２実施例を示す。この実施例ではエンジンの
低負荷の高回転時にバイパス制御弁を閉鎖するものであ
る。即ち、この運転時は過給機が停止から作動に移る切
替え点に隣接し、過給機作動条件に移行したときに過給
機２２のロータ３１゜３２の回転数が上がるまでにトル
ク降下がありショックになるが、この実施例はこれを解
消するものである。このフローチャートは第４図のフロ
ーチャートと比較して、ステップ１０４１で回転数Ｎが
所定値ｄ　（たとえば３０００　ｒｅｖ　／ｓｉｎ　）
より大きいか否か判定していることだけが相違し、それ
以外は共通である。エンジン回転数が所定値ｄ以上では
クラッチの解放条件であってもバイパス制御弁４２が閉
鎖される。そのため、過給機２２を空気が通過され、ロ
ータ３１，３２の回転数を高めるため過給機作動条件に
移行したときのトルク低下を抑制し、切替えショックを
防止することができる。

第７図は作動ダイヤグラムを示す、Ｑ／Ｎが１１の線を
超えると過給機は作動に入り、Ｅ２の線を超えるとバイ
パス制御弁４２が閉鎖される。回転数が１３の線を超え
ると過給機２２の作動条件でなくてもバイパスは閉鎖さ
れる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、過給機の停止から作動への切替え条
件に隣接した過給機の非作動条件においてバイパスを閉
鎖することにより、次に過給機作動条件に移行したとき
のロータの回転数を高く維持し、ショックの発生を抑制
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成図。 第２図はこの発明の構成全体概略図。 第３図及び鷺４図はこの発明の制御作動を説明するフロ
ーチャート図。 第５図は第１実施例の作動ダイヤグラム図。 第６図は第２実施例のフローチャート図。 第７図は第２実施例の作動ダイヤグラム図。 １３・・・クランク軸、 ２２・・・過給機、 ２４・・・スロットル弁、 ２５・・・エアフローメータ、 ３４・・・クラッチ、 ４１・・・バイパス通路、 ４２・・・バイパス制御弁、 ５０・・・制御回路。 第１図 ３・・・クラッチ手段 第４図 ロクラノチ係合域 ［）］バイパス閉鎖域

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　以下の要素より成る内燃機関の機械式過給機制御装置
   、 内燃機関の吸気管に配置される機械式過給機、機械式過
   給機を内燃機関の回転軸に選択的に連結するためのクラ
   ッチ手段、 機関の負荷因子を検知する負荷検知手段、 機関の負荷条件に応じてクラッチ手段を駆動するクラッ
   チ駆動手段、 機械式過給機をバイパスするように吸気管に連結される
   バイパス通路、 バイパス通路に設置されるバイパス制御弁、機関の負荷
   条件に応じてバイパス制御弁を閉鎖駆動するバイパス駆
   動手段、 クラッチ駆動手段によるクラッチの解放から閉鎖への切
   替え時にトルク降下によりショックが発生することがあ
   る運転時を検知する手段、 該運転時負荷にかかわらずバイパス制御弁が閉鎖される
   ようにバイパス駆動手段を駆動するゲート手段。