JPS627930A - 機械式過給機付エンジン - 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〕 本発明は吸気系に機械式過給機を配置したエンジンに関
する。

〔従来の技術〕

機械式過給機はエンジンの吸気系に配置されるベーンポ
ンプやルーツポンプからなり、伝動ベルト等を介してエ
ンジンのクランクシャフトに連結されてエンジンの出力
により駆動されるものである。エンジンは加速時や高負
荷時には高出力を得る上で過給を行うのが好ましいが低
負荷時には一般に過給を必要とせず、低負荷時に過給機
を作動させているとエンジンの出力損失が大きくなり、
燃費も悪化する。そこで、負荷に応じて過給機をエンジ
ンから切離したり又は継いだりするのが好ましく、これ
ら間の伝動系の途中に電磁クラッチを介在することが行
われている。電磁クラッチを設けて負荷に応じて過給機
とエンジンを切離したり継いだりすることは、例えば特
開昭５９−１５６２６号公報に記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

電磁クラッチの切り又は継ぎを制御するためには負荷を
検出する必要があるが、負荷の検出のためにエンジン制
御の分野ではスロットル開度や吸入空気量或いは吸入圧
力を検出することが行われている。このようにして検出
された負荷が予め定められた値以上になると電磁クラッ
チが継がれ、過給機を作動させる。ところが、加速時に
スロットルが急開されると、例えば吸入空気量を検出す
るエアフローメータのメジャリングプレートが勢いよく
動き、現実の負荷値より大きい値を指示する傾向がある
。これを防止するために、エアフローメータには一般に
ダンピングチャンバが設けられており、メジャリングプ
レートがオーバーシュートしたり振動したりするのを短
時間のうちに吸収するようになっている。これにより安
定した状態で吸入空気量を検出することができる。しか
しながら、電磁クラッチの制御のためにエアフローメー
タを使用しようとする場合、極く短時間（例えば約２０
０〜３００　ｍ　５ｅｃ）のオーバーシュートが問題に
なってきた。即ち、急加速や高負荷走行においては負荷
が切換基準値よりも大きい状態が続くので電磁クラッチ
を入れ続けることになって問題はないが、緩加速時等に
スロットルを小さく開くような場合に、検出された負荷
（吸入空気量）がオーバーシュートして切換基準値を越
え、短時間のうちに再び基準値より低下することになる
。そのために、電磁クラッチは瞬間的に入りになり、再
び切りになる。このように、本当に過給を必要としない
領域において電磁クラッチ及び過給機のオン−オフが誘
発され、運転性能に不自然さを与えていた。そして、電
磁クラッチ及び過給機は機械的な要素を含むために、必
要以−にのオン−オフを繰返せば作動耐久性も低下する
ごとになり、好ましくない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による機械式過給機付エンジンは、第１図に示さ
れるように、エンジン１００の吸気系に配置される過給
Ｉ！１１０と、過給機を駆動するために過給機とエンジ
ンのクランクシャフトを連結する伝動機構と１２０、こ
の伝動機構に含まれるクラッチ手段１３０と、負荷に応
してクラッチ手段を切換える制御手段とを備え、制御手
段が、エンジンの負荷を検出する手段１４０と、検出さ
れた負荷がクラッチ手段を切換えるべく予め定められた
値になったかどうかを判別する手段１５０と、判別手段
が前記クラッチ入段を入りに切換えるべきときを判別し
たときに所定期間遅れて前記クラッチを切換えさせる作
動遅延手段１６０とを具備することを特徴とする。

〔実施例〕

第２図において、エンジン１００は公知のようにシリン
ダブロック２とシリンダヘッド４とからなり、シリンダ
ブロック２内にピストン６が挿入され、その上方に燃焼
室８が形成される。ピストン６はコネクタチングロソド
１０を介してクランクシャフト１２に連結される。一方
、燃焼室８に連通して吸気通路１４及び排気通路１６が
形成され、それぞれに公知の吸気弁１８及び排気弁２０
が配置される。

吸気通路１４は公知のように吸気管や吸気ボートにより
形成されるものであり、上流から順に、エアクリーナ２
２、エアフローメータ２４、スロットル弁２６、過給機
１１０、サージタンク３０を含み、サージタンク３０の
下流の枝管には燃料噴射弁３２が取付けられる。過給機
１１０は公知のルーツポンプにより形成されているのが
分るであろ　　　　　　　　　６う。ルーツポンプは１
葉状の２個のロータ３４を有し、これらのロータ３４は
それぞれの支持軸３６に取付けられる。２本の支持軸３
６の一端側には噛合う歯車（図示せず）が取付けられて
いて一方の支持軸３６から他方の支持軸を駆動し、よっ
て２個のロータ３４が相互に同期して回転することがで
きる。

駆動側の支持軸３６の他端部には電磁クラ・ノチ３８が
取付けられる。電磁クラッチ３８はその入力端にプーリ
をもち、そのプーリとクランクシャフト１２に取付けら
れたクランクプーリ４０との間にベルト４２が張られて
いる。従って、クランクプーリ４０、ベルト４２、電磁
クラ・ノチ３８及び支持軸３６が過給機１１０のための
伝動機構１２０を構成する。電磁クラッチ３８はリレー
４４により制御され、リレー４４は制御手段５０により
制御される。

吸気通路１４には、過給機１１０をバイパスしてバイパ
ス通路４６が接続され、バイパス通路４６内にはバイパ
ス制御弁４８が配置される。バイパス制御弁４８も制御
手段５０により制御される。

制御手段５０は燃料噴射弁３２をも制御するものであり
、前述したエアフローメータ２４、スロットルポジショ
ンセンサ５２、冷却水温センサ５４、ディストリビュー
タ５６に組込まれた回転数センサ、及びその他のセンサ
の信号を受けて、前述したように燃料噴射弁３２、電磁
クラッチ３８及びバイパス制？１Ｉ４８を制御するもの
である。

第３図に示されるように、制御手段５０はマイクロコン
ピュータシステムにより構成され、演Ｗ及び制御機能を
有する中央処理装置（ＣＰＩＩ）　６０、プログラムを
記憶するリードオンメモリ　（１？ＯＭ）６２、センサ
検出値等を記憶するランダムアクセスメモリ＜ＲＯＭ）
　６４を具備し、これらはバス６６り６８や人力インタ
ーフェース７０を介して検出値を取入れ、出力インター
フェース７２を介して燃料噴射弁３２やバイパス制御弁
４日及び電磁クラッチ１３０を制御するものである。尚
、燃料噴射弁３２の電子制御は公知であるのでその詳細
な説明は省略するが、燃料噴射弁３２の制御のために吸
入空気量Ｑ及びエンジン回転数Ｎが使用され、これらの
Ｑ及びＮが電磁クラッチ１３０の制御のために使用され
る。又、以後の説明は電磁クラッチ１３０の制御につい
てのみなされるが、バイパス制御弁４８は電磁クラッチ
１３０と同時又はこれより幾らか高負荷側で作動される
ものである。

第４図は電磁クラッチ１３０を作動させるための制御フ
ローチャートを示し、第３図の１１０Ｍ６２に記憶され
たプログラムに従って動くものである。

このフローは燃料噴射弁３２の制御のためのノーンプロ
グラム中に例えば２０ｍ５ｅｃ毎の割込みにより起動さ
れるものである。前述したように、このプログラムにお
いては負荷がＱ／Ｎによってあられされており、この負
荷はエアフローメータ２４及びディストリビュータ５６
に組込まれた回転数センサによって検出される。尚、負
荷を吸気圧力にあられすこともできる。

第４図において、ステップ８０で負荷Ｑ／Ｎが予め定め
られた設定値Ａ９より大きいか否かを判別する。設定値
Ａ１は、負荷Ｑ／Ｎがこの設定値へ〇より大きいときに
は電磁クラッチ１３０を入りとし逆に負荷Ｑ／Ｎが設定
値より小さいときには電磁クラッチ１３０を切りにすべ
く予め定められた値である。ステップ８０でイエスの場
合にはステップ８１に進んでタイマを力うントアップし
、さらにステップ８２に進んでタイマが所定値（３００
ｍ　５ｅｃ）より大きいか否かを判別する。イエスの場
合には、ステップ８０において電磁クラッチ１３０を入
りに切換えるべきときを判別してから所定時間（３００
ｍ　５ｅｃ）経過したと判断して電磁クラッチ１３０を
入り（オン）に切換える（ステップ８３）。

ステップ８０にてノーの場合にはタイマをクリアする（
ステップ８４）とともに、電磁クラッチ１３０を切り（
オフ）にする（ステップ８５）。ステップ８２にてノー
の場合にはステップ８５にて電磁クラッチ１３０の切り
、次のサイクルでステップ８０でイエスの度にタイマを
カウントアツプしていく。従って、ステップ８１及び８
２は電磁クラッチ１３０を入りに切換えるべきときを判
別した（ステップ８０）ときに所定時間遅れて電磁クラ
ッチを切換えさせるものである。尚、遅延量は時間ばか
りでなく、エンジンの積算回転数等をカウントすること
もできる。

第５図は負荷及び電磁クラッチの作動を説明する図であ
る。前述したように、負ＡＱ／Ｎは加速時には実線で示
されるように急上昇して高い値を維持するが、緩加速時
等のいわゆるアクセルのチョイ踏み時には破線で示され
るように急上昇して瞬間的に低い値に低下するオーバー
シュートが発生する。このために、電磁クラッチ１３０
を切換えるべき負荷の設定値Ａ１が図に示されるように
設定されていると、従来の制御ではオーバーシュート発
生時に時点Ｔ１でオンされ、短時間のうちに時点Ｔ２で
オフされることになり、電磁クラッチ１３０　　’（従
って過給機１１０）のオン−オフの顛度が高くなる。本
発明においては、作動遅延手段が設けられているために
、オーバーシュートが発生しているときにはプログラム
は第４図のステップ８０から、８１　、８２　、８５を
通り、電磁クラッチ１３０はオンされない。即ち、検出
された負荷により電磁クラッチ１３０を入りにすべく判
定したときＴＩからの所定期間（３００ｍ　５ｅｃ）が
、オーバーシュートの持続時間（Ｔ、〜Ｔ２）を考慮し
てこれよりわずかに大きくなるように設定されている。

この実施例においては、遅延時間は３００ｍ　ｓｅｃで
あられされているが、これは例として示したものであっ
て、特定の車種によって発生ずるオーバーシュートを実
験的に求めることにより決定されるべきものである。従
って、オーバーシュートが発生したときには所定の遅延
時間内で検出負荷が高くなっても、電磁クラッチ１３０
はオンされないことになる。

加速時のように検出された負荷が高い値に維持されてい
ると、電磁クラッチ１３０を入りにすべく判定したとき
Ｔ、から所定期間（３００ｍ　５ｅｃ）経過した時点Ｔ
３で電磁クラッチ１３０がオンされ、過給機１１０も同
時に作動ずことになる。この遅延時間は車種毎に差があ
るかもしれないが、いずれの場合にも３００　ｍ　ｓｅ
ｃで代表した値に近い値でありこれは人間の感覚から見
れば相対的に短い時間である。従って、実際の加速に際
して、過給機１１０の作動遅延が加速応答感を損うこと
はない。

しかしながら、加速応答感を確実にしておくためには、
第６図に示される制御を行うことができる。第６図のス
テップ８０からステップ８５は第４図のものと同様であ
る。第６図の例においては、最初にステップ９０におい
て急加速かどうかを判定し、急加速と判定した場合には
一気にステップ８３にジャンプして電磁クラッチ１３０
をオンにさせるものである。急加速は第１図のスロット
ルポジションセンサ５２を使用して検出することができ
、スロットル弁２６の開速度Δθを所定値θ。

と比較することによって行われる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば電磁クラッチ及び
過給機の不必要なオン−オフを防止することができ、運
転者が加速を必要とするときのみ過給機がオンとなり、
緩加速時のギクシャク感の解消、クラッチ板摩耗の抑制
、燃費向−トを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明によるエンジ
ンの断面図、第３図は制御手段の構成図、第４図は本発
明の制御のフローチャート、第５図は負荷とクラッチの
作動を説明する図、第６図は他の制御のフローチャート
である。 １００・・・エンジン、１１０　用Ａ給ａ、１２０・・
・伝動機構、　　１３０・・・電磁クラッチ、１４０・
・・負荷検出手段、１５０・・・負荷判別手段、１６０
・・・作動遅延手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンの吸気系に配置される過給機と、該過給機を
   駆動するために該過給機とエンジンのクランクシャフト
   を連結する伝動機構と、該伝動機構に含まれるクラッチ
   手段と、負荷に応じて該クラッチ手段を切換える制御手
   段とを備え、該制御手段が、エンジンの負荷を検出する
   手段と、検出された負荷が前記クラッチ手段を切換える
   べく予め定められた値になったかどうかを判別する手段
   と、該判別手段が前記クラッチ入段を入りに切換えるべ
   きときを判別したときに所定期間遅れて前記クラッチを
   切換えさせる作動遅延手段とを具備することを特徴とす
   る機械式過給機付エンジン。