JPS61294135A - 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−ヒのため吸気管にｍ械式過給機を設
けるものが１１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、クラッ
チは負荷に応して係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
動すること番こより過給が行われ、軽負荷時はクラッチ
が開放されることで過給ｍｔＪ停止され過給は行われな
い。

クラッチによって過給機を制御するものにおいて、クラ
ッチの係合から解放への切替え時に、その切替えを遅延
さセることにより、−次的なスロットル弁の戻しによる
クラッチの不必要な作動を防止させ、これによりクラッ
チの作動回数を減らし、クラッチの耐久性を向上を図っ
たものがある（例えば特開昭６０−１３２４号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来は遅延時間は一定であり、クラッチの係合から解放
への切替え時のクラッチの耐久性への影響は機関の高回
転時程大きい。そのため遅延時間は機関高回転域のクラ
ッチ作動頻度を考慮して設定されているが、これは機関
低回転時としては長めに過ぎる。したがって、低回転時
の過給機の不用な駆動時間がその遅延時間が長い分だけ
延長され、過給機の駆動エネルギがその分損失となり、
燃料消費率の悪化となる。

この発明はこの問題点を解決するためなされたものであ
り、低回転域の過給機の駆動損失を低減することができ
る構成を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図に示すように、内燃機関１の吸気管２に機械式過
給機３を配置し、機械式過給機３をクラッチ手段４を介
して過給機駆動手段５に連結したものにおいて、クラッ
チ制御手段６と、クラッチ４の係合状態から解放状態へ
の切替え時点を検知する検知手段７と、機関回転数の低
下に応じて短くなる遅延時間を設定するデレイ手段８と
を具備し、クラッチの係合状態から解放状態への切替え
時にその遅延時間の経過後にクラッチ制御手段６を駆動
することを特徴とする内燃機関の機械式過給機制御装置
が提供される。

〔作　用〕

検知手段７はクラッチの係合状態からクラッチの解放状
態への切り替わりを検知し、この場合、デレイ手段８は
機関回転数の減少に応して短縮するデレイ時間を設定し
、そのデレイ時間が経過後クラッチ制御手段６によりク
ラッチ手段４の係合から解放状態への切替えが実行され
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ばクランク軸、１４は燃焼室、１５はシリンダー・
ノド−１１６は吸気弁、１７はば吸気ボート、ｌ　Ｂ　
ｉ；＋排気弁、１９は排気ボートである。吸気ボート１
７は吸気管２０、インタークーラ２１、機械式過給機２
２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２３内にスロットル弁２４が配置され、その
−ｌｌ点点エアフローメータ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４温された空気の温度を下
げ、充填効率をト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の一ト流に位置する。機械式過給４１２２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
ｌにクラッチ機構３４を介してプーリ３４１が設けられ
、このブーＩＪ３４“はヘルド３５を介してクランク軸
１６１−、のブーＩＪ　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
Ｆ′３９とより成り、ソレノイド３９を）ｍ電制御する
ことにより摩擦板３７．３８の係合を制御するものであ
る。一方の摩擦板３７ＩＪ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プーリ３４“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
ユニソト（ＭＰＵ）５］と、メモリ５２と、人力ボート
５３と、出力ポート５４と、これらを相互に連結するハ
ス５５とより成る。入力ボート５３にし４各センサから
の信号が人力される。前記エアフローメータ２５からは
吸入空気ｉＱ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］３の回転数ＮＢに関する信
号が得られる。出力ポート５４からはメモリ５２に格納
されている制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６図のダイヤグラＪ・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に一回転数比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。ＢＯでプ１１グラムが起動され、
８２ではエアフローメータ２５からの吸入空気量Ｑの信
号の入力が行われる。入力ボート５３は図示しないＡ／
Ｄ変換器を備え、ここでＡ／Ｄｉ換が実行される。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番才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［２１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５
０ｍ秒毎に実行される時間割り込みルーチンとする。１
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０．５１　／ｍｉｎ　）以上か否か判定
される。Ｑ／Ｎが所定値ａに達していＸ（い場合は＋１
２でフラグＦＳＣが１か否か判定される。このフラグＦ
ＳＣは過給機の作動中にセント（１）され、停止中にリ
セット（０）される。ＦＳＣ＝０とすればＮｏに分岐さ
れ、１０４に進み出力ポート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ばＨれ、クランク軸１３の回転
は過給′ａ２２のロータに伝達されない。

そのため過給は行われない。１０６のステ・７ブでは出
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
、１０７でカウンタＳ　Ｃｌ）Ｃがクリヤされる。この
カウンタ５ＣＤＣは後述のようにクラッチの係合条件か
ら解放条件への切替え後の経過時間を４測するソフトウ
ェア上のカウンタである。

次に、１０８に進み出力ポート５４よりクランク軸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、プーリ３４’を介し
て過給機２２の回転軸３２Ａに伝達され、ロータ３１及
び３２は回転される。

尚、１０日ではフラグＦＳＣのセットも行われる。

次に１１０に流れ、出力ポート５４よりバイパス制御弁
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。

Ｑ／Ｎがａより降下したときは、１００でＮ。

になり、】１２にフラグＦＳＣが１か否か判定される。

ＦＳＣ＝１のときは前回クラッチの係合条件である、即
ち、クラッチの係合条件より解放条件への検知であり、
１１４に進みカウンタ５ＣＤＣが１だけインクリメント
される。次の１１６のステップではエンジン回転数が所
定値ｂ（例えば３０００ｒｅｖ　／ｍｉｎ　）より大き
いか否か判定する。

回転数がｂより大きいときはＹｅｓに分岐され、１１８
に進みカウンタ５ＣＤＣが所定値ｄ　（例えば１００）
に達しているか否か判定される。この所定値すはエンジ
ン回転数が大きい状態でのクラッチが係合条件から解放
条件に移行した後クラッチが実際に解放を開始するまで
の遅延時間Ｔ１を設定するものであるが、ｄ＝１００と
設定した場合、このルーチンは５０ｍ秒毎であるのでＴ
、　−１００Ｘ５０＝５秒となる。

一方、１１６でエンジン回転数がｂに達していないいと
きは１２０に進み、カウンタ５ＣＤＣが所定値Ｃ（例え
ば２０）に達しているか否か判定される。この所定値Ｃ
はエンジン回転数が小さい状態でのクラッチが係合条件
から解放条件に移行した後の実際にクラッチが解ｈ（す
るまでの時間Ｔ２を設定するものであるが、この例でｌ
；ｌＴ２１．Ａ２０Ｘ５０＝１秒となる。

１１８または１２０で夫々の回転数域での所定のデレイ
時間が経過していない場合はＮｏの１：す定になり、１
０８のステップに進みクラッチ３４の係合、言い替えれ
ば過給機２２の作動がクラッチ解放条件であるにもかか
わらず保持されることになる。

１１８または１１２でカウンタＳ　ＣＤ　Ｃが所定値ｃ
、ｄに達している場合は、夫々の回転数域での設定デレ
イ時間ＴＩ、Ｔ２が経過したことを示し、このときは１
０４のステップにＪみ、クラッチの解放、が実行され、
フラグＦＳＣがリセット（０）され、過給機は停市され
る。

第５図は以上述べたこの発明の詳細な説明するタイミン
グ線図である。時刻ｔ１でＱ／Ｎ　（イ）が所定値ａを
超えると、クラッチ３４が係合される（ハ）。時刻ｔ２
でＱ／Ｎが所定（ｌ＋！！ａより降下すると力１リンタ
ｓ　ｃ　■）ｃはインクリメンＩ・を開始する（二）。

このとき、回転数が所定値ｂ（例えば３００Ｏｒｐｍ）
ＪンＬ−１−であれば、力うンタはｄの値までインクリ
メントを実行し、時間′１゛１が経過するまでし才、ク
ラッチＩｔ係合を維持する。時間ＴＩの経過後（時刻ｔ
３）、クラッチは解放される。次に、時刻ｔ４で再び加
速が実行されると、同様にクラッチは係合され、過給機
２２は作動する。減速に移り時刻ｔ５になるとカウンタ
５ＣＤＣは再びインクリメン１へを開始する。このとき
はエンジン回転数Ｎは所定値す以下であるため、カウン
タ５ＣＤＣが所定値Ｃを計測後、即ち時間Ｔ２（＜Ｔｊ
）経過すると（時刻ｔａ）クラッチ３４は解放される。

第２実施例を第６図に示す。この実施例ではカウンタに
より遅延時間を設定する代りに、クラッチ係合から解放
へ切替るときのＱ／Ｎの設定値（〈ａ）に２つの値を持
たせ、ヒステリシスを変化させている。即ら、クラッチ
の係合から解放への切替りでは、１１２より１１６のス
テップを通るが、回転数がｂより大きいとき（１１６で
Ｙｅｓ　）、１１８′でＱ　／　Ｎ　＜　ｅ　１か否か
判定される。−力、Ｎがｂより小さいとき（１１６でＮ
Ｏ）、＋２０’でＱ　／　Ｎ　＜　ｅ　２か否か判定さ
れる。ここでｅＨ＜８２となっている。１１８′での設
定値ｅ１が１２０′での設定値ｅ２より小さいことから
、エンジン回転数が大のときはＱ／Ｎが大きく落ち込ま
ないと、クラッチ１８解放されないことになり、デレイ
が大きくなり、第１実施例と同様な作動が得られる。第
７図はこれを示す。高回転時（Ｎ＞ｂ）ばＱ／Ｎがｅｌ
まで落らた後クラッチが解放され、Ｔ１のデレイが得ら
れる。一方低回転時（Ｎ＜ｂ）はｅ２　（＞ｅ＋　）の
回転まで落ち込めばクラッチが解放され１’２　　（＜
”ｒ”ｌ　）のデレイとなる。そのため回転数の低下に
応し短くなるようデレイ制御される。

尚、実施例では過給機の切替えを負荷代表値であるＱ／
Ｎによって行なうものについて説明しているが、他の運
転条件、例えばエンジン回転数、暖機状態、ギヤ位置等
によって行なうものにも適用することができる。

また、クラッチとと７では電磁クラッチに限られず、他
の形式のクラッチにも適用できる。

とになる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、クラッチの係合から解放への切替え
時のデレイ時間を回転数の減少に応じて短縮することに
より、高回転域ではクラッチの損傷を防止するに十分な
遅延時間が得られ、一方クラッチの係合解放によるダメ
ージの少ない低回転常用回転域であるイＬ（回転域での
遅延時間を短縮しているため、高回転域の遅延時間をよ
り延長することができ、高回転域の耐久性をより向上す
ることができる。

低回転域でも、ハンチングを防止するに十分な遅延は得
られる。

構成を複雑化することなしに実施可能である。

【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図及び第４図はこの発明の制？ｆｆ１作動を説明す
るフローチャー１図。 第５図はこの発明の作動タイミング図。 第６図は第２実施例のフ１１−チャー１・図。 第７Ｍは第２実施例の作動タイミング図。 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ｉＭｉ路、 ４２・・・バイパス制御弁、 ５０・・・制御回路。 １　・・・内燃機関 ２・・・吸気管 ３・・・機械式過給機 ４・・・機械式過給機 ５・・・機械式過給機駆動手段 第７図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の吸気管に機械式過給機を配置し、機械式過給
   機をクラッチ手段を介して過給機駆動手段に連結したも
   のにおいて、クラッチ制御手段と、クラッチの係合状態
   から解放状態への切替え時点を検知する検知手段と、機
   関回転数の低下に応じて短くなる遅延時間を設定するデ
   レイ手段とを具備し、クラッチの係合状態から解放状態
   への切替え時にその遅延時間の経過後にクラッチ制御手
   段を駆動することを特徴とする内燃機関の機械式過給機
   制御装置。