JPS623130A - 内燃機関の過給圧制御装置 - 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
圧制御装置に関し、特に自動変速機を有した車両に好適
なものである。

〔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、クラッチは
負荷に応じて保合または開放されるようになっている。

この場合、過給が本当に必要なのは高負荷時であるがそ
れより少し手前の負荷の低い状態からクラッチを解放か
ら保合に切り替えるように制御するのが行われる。これ
は、加速性能を向上するためである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、このように本当に過給が必要となる負荷より
低めの負荷への移行から過給機を作動させると、比較的
緩慢な過給を必要としない程度の加速においてもクラッ
チが解放から保合に移行し過給機が作動されることにな
る。このような緩慢な加速は、車両が自動変速機を備え
ている場合経済走行変速パターンを選択しているときよ
く行われる。このパターン選択は燃料経済性を得るため
行われるのであるが、前述のようにクラッチの係合開始
の負荷が低めに設定されているためこのパターン選択時
によく行われる緩加速にあっても過給機が頻繁に駆動さ
れることになる。そのため、過給機の駆動骨だけ動力損
失になり燃料消費率が悪化し、経済走行パターンを選択
した意味が薄れてしまうことになる。

特願昭６０−４７８７０では経済走行パターン選定時は
過給機の作動範囲を狭める制御を提案しているが、端に
過給機の作動域を狭めるだけでは定常運転での過給機の
作動頻度は抑えられるが、加速条件においては過給機が
作動される。

この発明は経済走行パターンを選択しているように過給
がそれほど強く要求されていない加速時に過給機が作動
される頻度を過給的に減少することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図に示すように、この発明では、内燃機関は吸気管
２ａに機械式過給機３を備え、機械式過給機３はクラッ
チ手段４を介して内燃機関の回転軸２ｂに連結され、ク
ラッチ手段４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、強い過給を必要としな
い加速運転域への移行を検知するする手段６と、該加速
状態への移行時デレイ時間を設定する手段７とを具備し
、そのデレイ時間の経過後クラッチ手段４を保合させる
ようにクラッチ制御手段５を駆動することを特徴とする
。好ましくはこの発明は自動変速機１を備え、該自動変
速機１は変速特性を経済性を重視した特性と出力を重視
した特性に切り替える変速特性選択用手動手段１ａを有
したものに採用すると好適である。デレイの設定は、変
速特性選択　　　　　　　１手段１ａが経済性を重視し
た変速特性に選択されているときに行われるようになっ
ている。

〔作　用〕

検知手段６は過給を必要としない加速状態への切り替わ
りを検知し、そのときデレイ手段７によってデレイが設
定され、そのデレイ時間が経過後クラッチ制御手段５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はは吸気ポート、１８は排気弁
、１９は排気ボートである。吸気ボー）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。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３１．３
２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か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３４゜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ーリ３４“をなしてい
る。

過給８２２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１３の回転数ＮＥ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。

この内燃機関は自動変速機に連結されるものであり、５
７はその自動変速機の駆動用の電子制御回路（ＥＣＴ）
を示している。制御回路５７は、経済性を重視した変速
パターンと出力を重視したパターンとを選択する経済走
行スイッチ５８（エコノミースイッチ）を備えており、
運転者によって操作される。スイッチ５８は入力ポート
５３に接続され、どの変速パターンが選択されているか
の情報が過給機制御用の制御回路５０に送り込まれるよ
うになっている。第３図は自動変速機の制御回路５７の
構成概念をこの発明との関連におい　　　　　　　゛て
説明するものである。変速機制御回路５７は制御レバー
５９を備え、各作動モードの選定が行われる。経済走行
スイッチ５８は前述のように変速パターンの設定を行な
う、変速条件センサとしてスロットルセンサ６０．車速
センサ６１が設けられ、スロットル弁２４の開度信号、
車速信号が制御回路５７に印加される。自動変速機６２
はその内部のクラッチ機構、ブレーキ機構の制御用の複
数のアクチェエータ６２ａ、６２ｂ、６２ｃを備え、制
御回路５７からはこれらのアクチュエータを適宜駆動す
る信号が印加され、制御回路５７に記憶した所定の変速
パターンが得られるようになっているのは周知の通りで
ある。経済走行スイッチ５８は経済性重視の走行時、運
転者によって選択されるスイッチである。その作動原理
は第４図の通りである。ある変速機の変速段から次の変
速段へのシフトは車速及びスロットル弁開度に対して変
速線を設定しこれを横切ったか否かを判断して実行する
。出力を要求されるときとはなるべく高回転側で変速が
行われるように設定することになる０例えば、第４図で
１１が第１速から第２速への変速において出力を重視し
た変速パターンとすると、この場合の変速線は高回転側
に設定される。一方、Ｉｔ２は第１通から第２速への変
速線が低回転側であり、これは高ギヤ比への変速をエン
ジン低回転のうちから実行することになり、出力より経
済性重視の変速パターンである。経済走行スイッチ５８
が押されることによりこの１２のパターンが選定される
ことになる。一方、経済走行スイッチ５８がＯＦＦのと
きは１１のパターンが選定されることになる。

第２図において過給機制御回路５０は変速機でどの変速
パターンが選定されているかの情報も含めでエンジン運
転条件に応じて過給機２２の制御を実行する。この制御
はメモリ５２に格納したプログラムによって行われる。

以下その制御プログ・ラムの内容を第５図のフローチャ
ート及び第６図、）ケイ、７グ図２．よりＴ：説明す、
。　　　　　　　　　　　　　　ｊｏ“□第５図のルー
チンは一定時間例えば１００ｍ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、クランク角センサ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０．４１１７ｒｅ
ｖ　）より大きいか否か判定される。Ｑ／Ｎが所定（ｉ
ａより大きくないときは（Ｎｏ）クラッチの解放条件で
あり、１０４に流れ、カウンタＳＣＤＣをクリヤする。

このカウンタ５ＣＤＣはクラッチ３４が保合条件に移行
してからの経過時間を計測するためのソフトウェア上の
カウンタである。

次に、１０６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。次いで１０８に進み、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。

Ｑ／Ｎが所定値ａより大きいときはクラッチ３４の係合
条件であり、１０２より１１０に流れ、経済走行スイッ
チ５８がＯＮされているか否か判定される。経済走行パ
ターンでないときは（Ｎｏ）１１２に流れ出力ポート５
４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の回転はプーリ３６、ベルト３５、
ブー１Ｊ３４’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。そのため過給作動
がＱ／Ｎを超えた直後から開始される。

経済走行パターンが選択されているときはスイッチ５８
がＯＮであり、このときは１１０より１１４に流れ、Ｑ
／Ｎが所定値ｂ（＞ａ；例えば０、５５１　／ｒｅｖ　
）より小さいか判断される。Ｑ／ＮでＹｅｓの判定は経
済パターンで変速されていてかつ負荷代表値Ｑ／Ｎがａ
とｂとの間にある場合である。この負荷条件は緩加速条
件に相当している。このとき１１６に進みカウンタ５Ｃ
ＤＣのインクリメントが実行され、１１７ではそのカウ
ンタ５ＣＤＣの値が所定値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は経済性を重視した
変速パターン選定時におけるクラッチが解放条件から保
合条件に移行した後クラッチが実際に保合を開始するま
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１００ｍ秒毎であるのでＴ
＝２０Ｘ１００＝２秒となる。

Ｑ／Ｎがａからｂの範囲内への負荷条件へ移行してから
Ｔの時間が経過していないときは（ＮＯ）１１７より１
０６に流れ、負荷からみればクラッチの係合条件ではあ
るがクラッチの解放が維持される。その時間Ｔが経過す
ると１１７より１１８に流れ過給機５ＣＤＣをＣに固定
した後、１１２のステップでクラッチ３４が係合される
。

１２０のステップではＱ／Ｎが所定値ｄ（＞ｂ；例えば
０．６１　／ｒｅｖ　）より大きいか否か判定される。

Ｑ／Ｎが所定値ｄまで達していないときは（Ｎｏ）１０
８に進み、バイパス制御回路４２の解放が維持される。

Ｑ／Ｎが所定値ｄを超えたときは（Ｙｅｓ）１２２に進
み、出力ポート５４よリバイパス制御弁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。そのため全過給が実行されることになる。

第６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。（Ａ）は経済走行スイッチ５８を押した
ときはよく行われる過給を必要としない加速状態での作
動を説明するものである。

時刻ｔ１を加速開始時点とすると車速は（ホ）のように
増大しＱ／Ｎは（ニ）のように増大する。

Ｑ／Ｎが所定値ａを超えた時点で過給機５ＣＤＣは（ロ
）のようにインクリメントを開始する。ところがこ、の
ような緩加速状態ではＱ／Ｎの値は直ぐに所定値ａ以下
に落ちてしまうためカウンタ５ＣＤＣの値は第５図の所
定値Ｃを計測するに至ら　　　　　　　ノ゛′／ ない。即ち、Ｑ　／　Ｎ　＞　ａの状態が所定の遅延時
間　　　　　　　“Ｔ経過しないうちにＱ／Ｎ＜ａとな
る。そのため、　　　　　　−：このような加速状態で
はクラッチ３４の係合は行われず（ハ）、もとよりバイ
パス制御弁４２は解放維持される（イ）。尚、従来はＱ
／Ｎがａを超　　　　　　　・えると破線ｍのようにク
ラッチ３４が直ぐに係合　　　　　　　”°“されてい
たため不必要な過給機の作動が行われることになりその
分燃料経済性が悪化する欠点かあ　　　　　　　、（１
った。

ＢはＡよりもう少し加速が継続され徐々に過給が必要な
運転時を示している。ただし、変速機はエコノミーシフ
トが選択されている。Ｑ／Ｎは（ニ）に示すように所定
値ａとｂとの間で徐々に増加している。そのため、カウ
ンタ５ＣＤＣの値は（ロ）のように所定値Ｃまで増加す
ることができる。このとき（時刻ｔ２）クラッチ３４の
係合信号が出される（ハ）。即ち、この加速条件ではＱ
／Ｎが設定値を超えてからの時間経過してからクラッチ
が入ることになる。その後Ｑ／Ｎの値が所定値ｄを超え
るに至るとバイパス制御弁４２が閉鎖される（イ）。従
来はＡの場合と同様Ｑ／Ｎが破線ｎのようにａを超える
と直ぐるクラッチが保合に入っていたため不必要な過給
機の作動のによって動力損失があった。

Ｃは最大の加速性能が要求される運転域での特性を示す
。この場合、変速機の経済走行スイッチ５８がＯＦＦの
ときはＱ／Ｎがａを超えると直ぐＯＮのときはＱ／Ｎが
ｂを超えると直ぐクラッチの保合に入ることになる。

実施例では経済走行スイッチ５８によって経済性を重視
した変速パターンが選定されたときのみクラッチの係合
を遅延する制御を実行しているが、このような変速パタ
ーンの切替えがないものについてもこの発明は応用する
ことができる。また、変速パターンを切り替えるものに
おいて出力重視の変速パターンの選定時にも遅延制御す
ることで同パターン選定時の出力と燃料経済性との調和
を図ることができる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、エンジンの負荷が過給があまり強く
要求されない範囲にあるときクラッチの解放から保合へ
の切替を所定時間遅延させることによりエンジンに要求
される加速性能と燃料経済性とを両立させることができ
る。

実施例としては自動変速機の経済走行パターン選定時に
クラッチの解放から係合への遅延作動を行わせることに
より、同パターンでの燃料経済性の一層の向上を図るこ
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図は自動変速機用の電子制御回路の概念構成図。 第４図は経済性重視は出力重視とで変速パターンがどの
ように切替えられるかを説明する図。 第５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６図はこの発明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・・・バイパス通路、 ４２・・・バイパス制御弁、 ５０・・・制御回路、 ５７・・・変速機制御回路、 ５９・・・経済走行スイッチ、 ６２・・・自動変速機。 第１図 ２・・・内燃機関 ４・・・　クラッチ手段

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
   れる内燃機関において、強い過給を必要としない加速運
   転域への移行を検知する加速状態移行検知手段と、該加
   速状態への移行時所定のデレイ作動を設定する手段とを
   具備し、そのデレイ時間の経過後クラッチ手段が係合す
   るよう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。