JPS63189620A - エンジンの機械式過給装置 - 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） 本発明はエンジンの機械式過給装置に関する。

（従来の技術） エンジンのクランク軸によりベルトを介して駆動される
機械式過給機において、可変プーリ機構を採用し、プー
リ比を変化させることによりエンジンの低速回転域では
過給機を増速し、高速回転域では過給機を減速させて、
過給圧の一定化や過給機の回転数の上昇抑制を図るよう
にしたものは知られている（例えば、特開昭６０−８４
２７号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、可変プーリ機構のプーリ比をエンジン回転数
ないしは負荷に応じて制御する場合、軽負荷領域からの
急加速運転において、プーリ比小の状態から急加速運転
に適した最大プーリ比となるまでに時間がかかり、過渡
（加速）応答性を高めることが難しい。

また、機械式過給機をエンジンにて常時駆動する方式を
採用すると、軽負荷領域のように過給が要求されないと
きは、上記過給機の駆動のために逆にエンジンの出力損
失を招く。これに対し、軽負荷領域で過給機の駆動系を
エンジンから遮断し、過給要求（加速）時に上記駆動系
を接続することが考えられるが、緩加速時には過給機の
駆動開始直後に吸入空気量が急に増加することによりエ
ンジンの出力トルクが急上昇し、トルクショックを招き
易くなる。

（問題、１．’７．を解決するための手段）本発明は、
上記問題点を解決する手段として、エンジンにより可変
プーリ機構を・介して駆動される機械式過給機と、エン
ジンによる過給機の駆動関係を軽負荷領域で遮断するク
ラッチ手段と、エンジンの加速運転を検出する手段と、
過給機側のプーリに対するエンジン側のプーリの比を上
記駆動関係が遮断された軽負荷領域では最大に設定して
おき、エンジンの緩加速運転の検出時に上記プーリ比を
低下させるプーリ比設定手段と、エンジンの急加速運転
の検出時には上記最大プーリ比のままクラッチ手段を接
続作動せしめる一方、上記緩加速運転の検出時にはプー
リ比が低下した後にクラッチ手段を接続作動せしめるク
ラッチ制御手段とを備えたエンジンの機械式過給装置を
提供するものである。

（作用） すなわち、上記機械式過給装置において、過給機は軽負
荷領域では可変プーリ機構によるプーリ比を最大にした
状態でエンジンから切離されているため、急加速時には
この最大プーリ比の状態でエンジンに対し直ちに接続さ
れることにより、即座に必要な過給圧が得られる。また
、緩加速時には、過給機はプーリ比を一旦低下させてか
ら、つまり小プーリ比の状態でエンジンに接続されるた
め、この接続時の過給圧は低く、エンジンの吸入空気量
の急変が防止される。

（発明の効果） 従って、本発明によれば、上述の如く急加速時にはその
検出により即座に高い過給圧が得られてエンジンの過渡
応答性が良くなるとともに、緩加速時には過給開始の際
の過給圧が低くて吸入空気量の急変が防止されることに
より、エンジンのトルクショックが緩和され、過渡応答
性の改善とトルクショックの緩和という２つの要求な滴
定せしめることができる。

（実施例） 息下１本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図に示すエンジンの機械式過給装置において、■は
４気筒のエンジン本体であり、その吸気系には、上流側
からエアフローメータ２、エンジン本体１のクランク軸
３により無段変速プーリを利用した可変プーリ機構４を
介して駆動される機械式過給機５およびスロットル弁６
が設けられているとともに、上記過給機５をバイパスす
る通路７にその通路の開度を制御するバイパスバルブ８
が設けられている。

上記過給機５の駆動系においては、クランク軸３に結合
した原動プーリ９と、過給機５の駆動軸に電磁クラッチ
（クラッチ手段）１１を介して結合した従動プーリ１２
とにＶベルト１３が懸回されている。この場合、原動プ
ーリ９は圧カニニット１４からの油圧（空気圧でもよい
）を受けてその溝間隔を変え、それに従動して従動プー
リ１２の溝間隔が変わるようになっている。また、上記
バイパスバルブ８にはその作動用のバルブアクチュエー
タ１５が設けられている。

そうして、上記可変プーリ機構４の圧カニニット１４、
電磁クラッチ１１およびバルブアクチュエータ１５は、
スロットル弁６の開度の変化を検出するスロットルセン
サ１６、原動プーリ９の回転からエンジン回転数を検出
するエンジン回転センサ１７．従動プーリ１２の回転か
ら過給機回転数を検出する過給機回転センサ１８から□
の各信号が入力される制御ユニット２０から作動信号を
受けるようになっている。

次に上記制御ユニット２０による制御の内容を説明する
。

まず、制御ユニット２０は、第２図に示す如く過給領域
判定手１Ｊｊ２１、加速検出手段２２、プーリ比設定手
段２３、クラッチ制御手段２４およびバイパス開度制御
手段２５を備えている。

過給領域判定手段２１は、エンジンが軽負荷領域にあれ
ば非過給領域、それ以外の中・高負荷領域にあれば過給
領域とそれぞれ判定する。加速検出手段２２は、スロッ
トル開度の開方向での変化率が設定値より大のときは急
加速運転、設定値未満のとき緩加速運転を検出する。

プーリ比設定手段２３は、過給領域の判定を受けてその
ときの運転状態に応じたプーリ比（原動プーリ／従動プ
ーリ）を設定し、非過給領域（軽負荷領域）では基本的
には最大プーリ比を設定しておいて、緩加速運転の検出
時にその加速度に応じた小プーリ比を設定し、可変プー
リ機構４がそれぞれ設定プーリ比となるように圧カニニ
ット１４に作動信号を出力する。

クラッチ制御手段２４は、過給領域の判定を受けて接続
信号、非過給領域の判定を受けて遮断信号をそれぞれ電
磁クラッチ１１に出力するとともに、非過給領域におい
て急加速運転の検出を受けて直ちに接続信号を出力し、
緩加速運転の検出時にはプーリ比設定手段２３による最
大プーリ比から小プーリ托への低下後に接続信号を出力
する。

バイパス開度制御手段２５は、基本的にはスロットル開
度が大きくなるにつれてバイパス開度が小さくなるよう
に作動信号をバルブアクチュエータ１５に出力する。

プーリ比および電磁クラッチ１１の制御の流れは第３図
に示されており、まず過給領域か否かの判定があって、
過給領域であればフラグＦ（このフラグは電磁クラッチ
ｔｉのオン（接続）により１、オフ（遮断）により０に
されるものである）の判断により電磁クラッチ１１がオ
ンか否かがみられる（ステップＳｌ、Ｓ２）。そして、
電磁クラッチ１１がオフになっていれば、これをオンと
してフラグＦを１とし、既にオンになっていればそのま
ま運転状態に応じた目標プーリ比を算出、この目標プー
リ比に応じた圧力の算出を行なって圧カニニット１４に
その演算値に基づく作動信号を出力する（ステップＳ３
〜Ｓ？）。

一方、過給領域でない場合には、加速状態でなければフ
ラグＦの判断により電磁クラッチ１１をオフにする制御
をして目標プーリ比を最大に設定する（ステップ８８〜
５１２）。そして、加速状態のときは、急加速運転であ
れば電磁クラッチ１１を直ちにオンとし、フラグＦを１
とする（ステップ５ｔｉｌｌ〜５１５）。このときはそ
の以前の加速状態にないときにプーリ比を最大に設定し
ているため、＠磁りラッチ１１のオンにより過給機５は
最大プーリ比で即座に駆動が開始されることになる。

また、急加速でない加速状態、つまり緩加速運転のとき
は、その加速度に応じた小さなプーリ比を算出し、その
目標プーリ比に応じた圧力の算出、圧カニニット１４に
対する演算値の出力を行ない、それによってプーリ比が
小さな値に低下した後、Ｔｔｔ６ａクラッチ１１をオン
とし、フラグＦを１とする（ステップＳ□６〜５２０）
。すなわち、過給機５は小さなプーリ比で駆動が開始さ
れることになる。

急加速、緩加速のいずれの場合も、過給機５の駆動開始
後は過給領域にあればそのときの運転状態に応じたプー
リ比に制御されていく。

以上の各加速運転におけるプーリ比およびＷ１磁クラッ
チ１１の制御をスロットル開度との関係でみれば第４図
のようになる。すなわち、急加速運転の場合は、スロッ
トル開度が小さい非過給領域において加速が検出される
と、実線で示す如くプーリ比は最大のまま電磁クラッチ
１１がオンとなり、緩加速運転の場合は鎖線で示す如く
加速の検出によりプーリ比が一旦低下してから電磁クラ
ッチ１１がオンとなり、その後、プーリ比はスロットル
開度に応じて大きくなる。

掟って、急加速運転の場合はその検出により最大プーリ
比で即座に高い過給圧が得られ、過渡応答性が良好にな
る一方、緩加速運転の場合はプーリ比の低下により過給
開始時の過給圧が低く抑えられ、吸入空気量の急上昇が
防止されてトルクショックが緩和される。

ところで、上記緩加速運転の場合においては、上記の制
御により過給開始時の過給圧は抑えられるものの、空気
の流れる通路がバイパス通路７から過給機５側に切替わ
ることにより、以下の現象がなお生ずることがある。

すなわち、電磁クラッチ１１がオフのときはバイパス通
路７を空気が流れているが、電磁クラッチ１１がオンに
なると同時に過給機５からの吐出空気と、上記バイパス
通路７の空気とが衝突し、過給機５の下流の圧力が一瞬
上昇する。このため、吸入空気量が増え小さなトルクシ
ョックが発生する問題がある。例えば、第７図に示す如
く緩加速運転において電磁クラッチ１１をオンにした際
。

加速度センサ（自動車の助手席前に取り付けた）の出ノ
Ｊが一瞬高くなる。この問題に対しては以下の制御を行
なうことが好ましい。

く例１〉 第５図にタイムチャートで示すように、？ｌｌｔ磁クラ
ツクラッチ１１と同時にバイパスバルブ８を一定時間全
開とし、その後、徐々に通常の設定開度にする。これに
より、過給開始時にバイパス通路７の有効面積が大きく
なって、過給気がバイパス通路７を介して過給機５の上
流側に抜は易くなり、過給機５下流の圧力上昇が抑えら
れる。このバイパス通路７の開度の制御は上述のクラッ
チ制御手段２４からの指令を受けてバイパス開度制御手
段２５で行なうこともできるが、スロットル弁６の上流
と下流の差圧でバルブアクチュエータを基本的に制御す
る方式を採用しておいて、電磁クラッチ１１のオンと同
時にバルブアクチュエータに対するスロットル弁６の下
流側の圧力を電磁三方弁の利用により大気圧としてバイ
パスバルブ８を全開にするようにしてもよい。また、バ
イパスバルブ８を制御する方式に代えて、過給機５の直
上流と直下流をつなぐ専用通路を設けておき、電磁クラ
ッチ１１のオンと同時にこの専用通路を一瞬開くように
してもよい。

く例２〉 第６図にタイムチャートで示す如く、１１１！磁クラツ
チ１１のオンと同時にスロットル弁６の開度を一定時間
だけ小さくし、その後、徐々に通常の開度に戻すことに
より、吸入空気量を一時的に制限し、トルクの上昇を抑
えるようにしてもよい。この場合、スロットル弁は過給
機の上流側にあっても同様の制御を行なうことができる
。

く例３〉 また、エンジンの点火時期を電磁クラッチ１１のオンと
同時に一時的に遅らせることにより、トルクの上昇を抑
えることもできる。

なお、上記例１〜３の制御は、電磁クラッチのオンから
一定時間のみでもよいが、その後においても緩加速状態
で過給機下流の圧力が予定よりも高いときにも行なうよ
うにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体構成図、第
２図は制御系のブロック図、第３図は制御の流れ図、第
４図は加速時における電磁クラッチとプーリ比との関係
を示す特性図、第５図は電磁クラッチの作動に伴うバイ
パスバルブ制御のタイムチャート、第６図は同じくスロ
ットルバルブの制御のタイムチャート、第７図は電磁ク
ラッチの作動に伴う加速度の変動を示すタイムチャート
である。 ■・・・・・・エンジン本体、３・・・・・・クランク
軸、４・・・・・・可変プーリ機構、５・・・・・・過
給機、７・・・・・・バイパス通路、１１・・・・・・
電磁クラッチ。 第２図 第４図 ＄７図 ＄５図　　　　　　　　第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンにより可変プーリ機構を介して駆動され
   る機械式過給機と、エンジンによる過給機の駆動関係を
   軽負荷領域で遮断するクラッチ手段と、エンジンの加速
   運転を検出する加速検出手段と、過給機側のプーリに対
   するエンジン側のプーリの比を上記駆動関係が遮断され
   た軽負荷領域では最大に設定しておき、エンジンの緩加
   速運転の検出時にプーリ比を低下させるプーリ比設定手
   段と、エンジンの急加速運転の検出時には上記最大プー
   リ比のまま直ちにクラッチ手段を接続作動せしめる一方
   、緩加速運転の検出時には上記プーリ比の低下後にクラ
   ッチ手段を接続作動せしめるクラッチ制御手段とを備え
   ていることを特徴とするエンジンの機械式過給装置。