JPS6220627A - 内燃機関の過給機制御装置 - 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〕 この発明は機械式過給機を有した車両用内燃機関の過給
圧制御装置に関する。

〔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６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
負荷に応じて係合または解放されるようになってシする
。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解
放されることで過給機は停止され過給は行われない。

クラッチによって過給機を抑制するものにおいて、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
させることにより、−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、クラッチの耐久性の向上を図っ
たものがある（例えば特開昭６０−１３２４号）。

クラッチの係合条件から解放条件に移行してから実際に
クラッチが解放されるまでの遅延時間は、クラッチの耐
久性と燃料消費率の兼ね合いによって決められる。即ち
、遅延時間が長くなればなるほどクラッチ解放条件に移
行してからすぐにクラッチの係合条件に復帰するような
場合にクラッチが係合を維持するためクラッチの０Ｎ−
ＯＦＦの頻度が少なくなるから、クラッチの耐久性は良
好になる。ところが、クラッチの係合時間が延長される
からその分過給機が無駄に駆動されることになり動力損
失の分だけ燃料消費率が悪化する。従来はこの矛盾する
要求が調和するように遅延時間は設定されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

シフトチェンジ時に負荷状態が変化するためクラッチの
係合条件から解放条件を横切ることは多い。そのため、
シフトチェンジ時にクラッチの係合、解放の頻度を減ら
すにはデレイ時間を延長する必要がある。ところが、デ
レイ時間を延長するとシフトチェンジからそのままアイ
ドル条件に移行する場合、アイドル時にもクラッチの係
合が維持されることになる。この場合、過給機の駆動ト
ルクによってアイドル回転が落ち込み、エンジンストー
ルの虞れがある。

この発明は、シフトチェンジ時の過給機の０Ｎ−ＯＦｌ
Ｊｉ度を減少する過給機制御方法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〕

この発明によれば、第１図において、吸気管ｌに機械式
過給機２を備え、機械式過給機２はクラッチ手段３を介
して内燃機関の回転軸４に連結され、クラッチ手段３は
機関の負荷に応じてクラッチ制御手段５により駆動され
る車両において、クラッチ３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６と、クラッチ３の係
合状態から解放状態への切替えの遅延時間を設定するデ
レイ手段７と、エンジンのアイドル運転領域又はこれに
近い領域を検知する検知手段８を有し、エンジンのアイ
ドル運転領域以外の運転領域では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５を駆動し、エンジンのアイドル運転領域
にあってはデレイ時間の経過を待たずにクラッチ制御手
段５を駆動する切替え手段８とを具備することを特徴と
する内燃機関の機械式過給機制御装置が提供される。

〔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、エフは吸気ポート、１８は排気弁、
１９は排気ポートである。吸気ボート１７は吸気管２０
、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２３
内にスロットル弁２４が配置され１．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。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３
２の回転軸３２Ａ上にクラッチ機構３４を介してプーリ
３４′が設けられ、このプーリ３４′はヘルド３５を介
してクランク軸１６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・ノチであり、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の係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プ−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の制御卸を
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、入力ポ
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。入力ポート５３には各センサか
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１３の回転数Ｎ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・ノチ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。

第３図はこの発明に従ってクラッチ３４の駆動を制御す
るためのルーチンのフローチャートを示す、メモリ５２
の不揮発領域にはこのフローチャートを実現するプログ
ラムが格納されであることは言うまでもない。第３図の
ルーチンは一定時間例えば５０ｍ秒毎に実行される時間
割り込みルーチンとする。１００のステップではエアフ
ローメータ２５によって計測される吸入空気量Ｑの、ク
ランク軸センサ６１によって計測されるエンジン回転数
Ｎに対する比が入力される。この吸入空気量一回転数比
Ｑ／Ｎはエンジンの負荷を代表する因子である。１０２
ではＱ／Ｎが所定値ａ　（例えば０、５１　／ｒｅｖ）
より大きいか否か判定される。Ｑ／Ｎが所定値ａより大
きいときは１０４に進み、カウンタ５ＣＤＣがクリヤさ
れる。このカウンタ５ｃｏｃ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計測す
るソフトウェア上のカウンタである。次の１０６のステ
ップでは出力ポート５４よりクラッチ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の回転はブー
１Ｊ３６、ベルト３５、プーリ３４′を介して過給機２
２の回転軸に伝達され、ロータ３１及び３２は回転され
る。１０８のステップでは出力ポート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。そのため過給が実行され
ることになる。

Ｑ／Ｎが所定値ａより大きくないときは１０２より１１
０に進み、Ｑ／Ｎが所定値ｂ（例えば０．２１／ｒｅｖ
）より大きいか否か判定する。Ｑ／Ｎがｂより小さいと
きは（１１０でＮｏ）、１１２のステップでエンジン回
転数信号Ｎが入力され、１１３のステップでＮが所定値
Ｃ（例えば１５００ｒｐｍ）より大きいか否か判定され
る。エンジンがアイドル条件またはこれに近い領域にあ
るときは、Ｑ／Ｎ＜ｂでかつＮ＜ｃであることから、１
１０より１１２を経て１１３でＮｏに分岐され、プログ
ラムは１１４に流れ、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。１１６では、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。

アイドル条件が外れているときはＱ／Ｎ＞ｂであり、ま
たはＱ／Ｎ＜ｂでもＮ＞ｃである。従って、１１０より
１１８に流れまたは１１０より１１２．１１３を経て１
１Ｂに流れる。１１８ではカウンタ５ｃｏｃがインクリ
メントされ、次に１２０ではカウンタ５ＣＤＣが所定値
ｄ　（例えば２０）に達しているか否か判定される。こ
の所定値すは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Ｔ
を設定するものであるが、ｄ＝２０と設定した場合、こ
のルーチンは５０ｍ秒毎であるのでＴ＝２０Ｘ５０＝１
秒となる。

１２０で設定された所定のデレイ時間Ｔが経過していな
い場合はＮｏの判定になり、１０６のステップに進みク
ラッチ３４の係合される。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クラッチ３
４は係合保持されることになる。

１２０でカウンタ５ＣＤＣが所定値ｄに達している場合
は、設定デレイ時間Ｔが経過したことを示し、このとき
は１２２でカウンタ５ｃｏｃをｄの値に固定し、次いで
１１４のステップに進み、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
め過給は行われない。また１１６でバイパス制御弁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。

第４図は以上述べたこの発明の詳細な説明するタンミン
グ線図である。時刻ｔ、でＱ／Ｎ　（イ）が所定値ａを
超えると、クラッチが係合される（二）、減速を開始し
時刻ｔ２でＱ／Ｎが所定値ａより降下するともしＱ／Ｎ
が所定値すより小さくかつ回転数Ｎが所定値Ｃより小さ
ければ即座にクラッチ３４が解放される（二）。カウン
タ５ｃｏｃは零を維持する。次に、時刻ｔ３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２
２は作動する。減速に移り時刻ｔ４になると今度は回転
数ＮがＣより大きいのでカウンタ５ｃｏｃはインクリメ
ントを開始する（ハ）。そのため、カウンタ５ＣＤＣが
ｄを計測して時間Ｔが経過してからクラッチ３４が解放
される。

第５図はクラッチの作動パターンを示すマツプである。

斜線領域がクラッチの係合域、点々で示した領域がデレ
イを伴ったクラッチの解放領域であり、真白で示した領
域がデレイを伴わないクラッチの解放領域である。

〔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
時のデレイ制御をエンジンがアイドル領域にあるときは
解除することにより、この領域ではクラッチは解放条件
に移行するとデレイされることなく解放される。そのた
め、エンジンがアイドル回転しているときエンジンに過
給機の負荷が加わることがなく、アイドル回転が高（維
持され、これに伴いシフトチェンジ時のエンジンストー
ルの発生が未然に防止される。

【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図はこの発明の制御作動を説明するフローチャート
図。 第４図はこの発明の作動タイミング図。 第５図は過給機の作動マツプ。 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、 ６１・・・回転数センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気管に機械式過給機を備え、機械式過給機はクラッチ
   手段を介して内燃機関の回転軸に連結され、クラッチ手
   段は機関の負荷に応じてクラッチ制御手段により駆動さ
   れる車両において、クラッチの作動制御手段と、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、クラッチの係合状態から解放状態への切替え
   の遅延時間を設定するデレイ手段と、エンジンのアイド
   ル運転領域又はこれに近い領域を検知する検知手段と、
   エンジンのアイドル運転領域以外の運転領域ではクラッ
   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し、エンジンのアイ
   ドル運転領域にあってはデレイ時間の経過を待たずにク
   ラッチ制御手段を駆動する切替え手段とを具備すること
   を特徴とする内燃機関の機械式過給機制御装置。