JPH02256825A - スーパーチャージャーの駆動制御方法 - 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〉 本発明はスーパーチャージャーの駆動制御方法に関する
。

〈従来の技術〉 自動車のエンジンは過給によってエンジンの総排気量を
大きくせずにトルク、出力を３０〜５０％前後大幅に増
加させて車の動力性能に余裕を持たせることができる。

この過給の方法としては従来から、正規の量以上の空気
を供給しそれに応じて多量の燃料を燃してパワーを上げ
るという意味からスーパーチャージャーがある。

スーパーチャージャーとはエンジンの吸気途中に配設さ
れ、クランクシャフトの回転からギアを経てニアコンプ
レッサーを回してエンジンに過給する装置で機械式過給
機とも呼ばれ、ルーツ式、ねじ式、ベーン式などがある
。このスーパーチャージャーはエンジン回転と走化で回
転するのでエンジンの負荷急変時にレスポンスが良いと
いう利点がある。

この積のエンジンの吸気通路にはスーパーチャージャー
をバイパスするバイパス通路が接続され、このバイパス
通路途中にはバイパスバルブが配設されると共にスーパ
ーチャージャーの駆動系に電磁クラッチが介装されてい
る。そして、エンジンの高負荷・高速回転運転領域では
電磁クラッチをオンにしてスーパーチャージャーを作動
させろと共にバイパスバルブを閉成してエンジンに過給
してエンジン出力を増加させている。また、エンジンの
低負荷・低速回転運転領域では電磁クラッチをオフにし
てスーパーチャージャーを不作動にすると共にバイパス
バルブを開成してエンジンに供給される吸気をスーパー
チャージャーをバイパスさせスーパーチャージャーの駆
動に伴う出力四スを低減させている。

〈発明が解決しようとする課題〉 このような従来のスーパーチャージャーにおいて、この
スーパーチャージャーはエンジンの回転数及び吸入空気
流量（Ａ／Ｎ）によって駆動制御していた。即ち、エア
ーフローセンサによって実測された吸入空気流量が予め
設定されたエンジン回転数に対する吸入空気流量になる
と、電磁クラッチをオンとしてスーパーチャージャーを
作動している。

そのため、スーパーチャージャーの始動時、即ち、エン
ジンとスーパーチャージャーとの接続時には高回転状態
にあるエンジンと停止状態にあるスーパーチャージャー
のロータとを接続することとなり、その接続時にはかな
りの衝撃となってしまい、スーパーチャージャーあるい
は電磁クラッチなどを破損させてしまう虞れがあった。

本発明はこのような問題点を解決するものであって、ス
ーパーチャージャーのｔｉ［時及び断接時の衝撃度を緩
和して燃費の向上を図ったスーパーチャージャーの駆動
制御方法を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上述の目的を達成するための本発明のスーパーチャージ
ャーの駆動制御方法は、エンジンの吸気通路に電磁クラ
ッチ付スーパーチャージャーを配Ｒして該スーパーチャ
ージャーのロータ回転数を検出する検出装置を設けると
共に、前記吸気通路に前記スーパーチャージャーをバイ
パスするバイパス通路を接続し該バイパス通路の途中に
エンジンの運転状態に応じて開閉するバイパスバルブを
配設して）前記検出装置によって検出されたスーパーチ
ャージャーのロータ回転数と予め設定されたエンジン回
転数に対するロータ回転数とに基づいて前記電磁クラッ
チを駆動制御することを特徴とするものである。

〈作　　　用〉 電磁クラッチのオフ時にバイパスバルブを閉成すると、
吸入空気の通過によってスーパーチャージャーのロータ
が空転する。このロータの回転数を検出装置によって検
出し、検出されたロータ回転数が予め設定されたエンジ
ン回転数に対するロータ回転数よりも高くなると、電磁
クラッチをオンとしてスーパーチャージャーを作動させ
る。

また、電磁クラッチのオン時に検出装置によって検出さ
れたロータ回転数が予め設定されたエンジン回転数に対
するロータ回転数よりも低くなると、電磁クラッチをオ
フとしてスーパーチャージャーを停止させる。

く実　施　例〉 息下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例に係るスーパーチャージャー
の駆動制御方法を示すブロック図、第２図はスーパーチ
ャージャーの電磁クラッチのオン・オフ各領域を示すグ
ラフ、第３図はスーパーチャージャーの駆動制御方法の
フローチャートである。

第１図に示すように、ガソリンエンジン等の内燃エンジ
ン１１には吸気管１２が接続され、この吸気管１２の大
気開口端部にはエアクリーナ１３が取付けられると共に
、エンジン１１に吸入される空気流量を検出するエアフ
ローセンサ１４が配設されている。この工アフロ−セン
サ１４１ｆ電子コントロールユニツト（以下、ＥＣＵと
略記する）２０に接続されて、空気流量検出信号をＥＣ
Ｕ２０に供給する。

吸気管１２途中にはスロットル弁１５が配設され、この
スロットル弁１５とエンジン１１間の吸気管１２にはス
ーパーチャージャー１６カ配設されている。このスーパ
ーチャージャ−１６はエンジン１１により機械的に駆動
されるルーツ式過給機であり、電磁クラッチ１７により
エンジンとの接続がＩＩＪ御されろ。即ち、電磁クラッ
チ１７はＥＣＵ２０の出力側に接続されており、ＥＣＵ
２０からの駆動信号により付勢されてオン（係合）状態
になり、スーパーチャージャー１６を作動させる。吸気
管１２のスロットル弁１５の直上流には電磁燃料噴射弁
（インジェクタ）１０が配設されている。このインジェ
クタ１０はＥＣＵの出力側に接続され、そのＥＣＵ２Ｑ
からの付勢信号により燃料を吸気管１２内に噴射供給す
る。供給された燃料（ま吸気と混合され混合気となって
吸気管１２を進み、エンジン１１の各気筒の吸気ポート
に分配されろ。

吸気９１２にはスーパーチャージャー１６をバイパスす
るバイパス通路２２が接続され、このバイパス通路２２
の一端はスロットル弁１５下流で且つスーパーチャージ
ャー１６上流の吸気管１２に他端はスーパーチャージャ
ー１６下流の吸気管１２に夫々連通している。

バイパス通路２２の途中にはこのバイパス通路２２を開
閉するバイパスバルブ２３が配設され、バイパスバルブ
２３はその弁軸２４を介して負圧に応動するアクチュエ
ータ２５により駆動する。アクチュエータ２５はハウジ
ング２６はこのハウジング２６の内部を大気に連通する
大気室２７と負圧室２８とに画成され、バイパスバルブ
２３の弁軸２４が接続されるダイアフラム２９と前記負
圧室２８に収容されバイパスバルブ２３を閉弁させる方
向にダイアフラム２９を押圧するばね３０とにより構成
されろ。

バイパスバルブ２３は第１及び第２のソレノイド弁４１
．５１によりその開閉が制御される。第１のソレノイド
弁４１は３つのボー）４２，４３．４４を有し、ポート
４３及びポート４４のいずれか一方を選択的に切り換え
閉塞する弁体４５とこの弁体４５に切換動作させるソレ
ノイド４６とから構成され、ソレノイド４６１まＥＣＵ
２０の出力側に接続されてそのＥＣＵからの付勢信号に
より付勢される。ソレノイド４６の付勢時には弁体４５
はポート４３＠に移動してこのポート４３を閉塞し、ソ
レノイド４６の消勢時にばばね４７によりポート４４側
に移動してこのポート４４を閉塞する。

第２ソレノイド弁５１も３つのポート５２゜５３．５４
を有し、ポート５３及びポート５４のいずれか一方を選
択的に切り換え閉塞する弁体５５とこの弁体５５に切換
動作させるソレノイド５６とから構成され、ソレノイド
５６はＥＣＵ２０の出力側に接続されてそのＥＣＵから
の付勢信号により付勢される。ソレノイド５６の付勢時
には弁体５５はポート５４＠に移動してこのポート５４
を閉塞し、ソレノイド５６の消勢時にばばね５７により
ポート５３側に移動してこのポート５３を閉塞する。

なお、ソレノイド弁５１のポート５３は大気に開放され
ている。

アクチュエータ２５の負圧室２８には管路６１の一端が
接続され、管路６１の他端はソレノイド弁５１のポート
５２に接続されている。そして、ソレノイド弁５１のポ
ート５４にはソレノイド弁４１のポート４２が接続され
ている。また、ソレノイド弁４１のポート４３には管路
６２の一端が接続され、この管路６２の他端はスロット
ル弁１５の下流で且つスーパーチャージャー１６上流の
吸気管１２に設けられたポート７１に接続されている。

そして、ソレノイド弁４１のポート４４には管路６３の
一端が接続され、管路６３の他端はスーパーチャージャ
ー１６下流の吸ｆｉ’ｌ　１２に設けられたボート７２
に接続されている。

ＥＣＵ２０の入力側には各種のセンサが接続されている
。即ち、スロットル弁１５の弁開度を検出する開度セン
サ８１とスーパーチャージャー１６の図示しないロータ
の回転数を検出する四−タ回転数検出センサ８２、及び
エンジン１１の回転数を検出するエンジン回転数センサ
８３、エンジン１１の冷却水の温度を検出する冷却水温
度検出センサ８４などが接続されている。そして、これ
らの各種センサは検出信号をＥＣＵ２０に供給するよう
になっている。

以下、スーパーチャージャーの駆動制ｆ１　方法につい
て説明する。

第２図はスーパーチャージャー１６のクラッチ１７のオ
ン、オフの各領域を示し、図中、斜線が施された領域、
即ち、エンジン回転数及びエンジン負荷が共に所定値以
下の領域において、クラッチ１７はオフ、即ち、スーパ
ーチャージャー１６は不作動状態となり、上記斜線領域
以外の領域ではクラッチ１７はオン、即ち、スーパーチ
ャージャー１６が作動状態となる。

第３図に示すように、まず、エンジン回転数検出センサ
８３によってエンジン１１の回転数（Ｎｅ）を検出する
と共にロータ回転数検出センサ８２によってスーパーチ
ャージャー１６のロータ回転数（Ｎｓ）を検出する。そ
して、次に、スーパーチャージャー１６の電磁クラッチ
１７が“オン”状態であるか“オフ”状態であるかを判
断する。

一方、バイパスバルブ２３において、電磁クラッチ１７
がオンの場合、第２のソレノイド弁５１のソレノイド５
６にはＥＣＵ２０により消勢され、弁体５５はボート５
３を閉塞した状態となっている。従って、この時、第１
のソレノイド弁４１のボート４２は第２ソレノイド弁５
１を介して管路６１と直結される。そして、アクチュエ
ータ２５の負圧室２８にはスロットル弁１５下流あるい
はスーパーチャージャー１６下流の吸気管１２内に発生
する圧力がソレノイド弁４１の弁切換により管路６２，
６３を介して選択的に供給される。

そして、乙の負圧室２８に供給される負圧の大きさに応
じてバイパスバルブ２３の弁開度が変化する。具体的に
は、第２図に示すように、エンジン負荷が所定値以上の
ときはバイパスバルブ２３は閉状態となり　（図中破線
より上側の領域）、逆に、エンジン負荷が所定値以下の
ときは開状態となる（図中破線より下側の領域）。

また、クラッチ１７がオフの場合、ＥＣＵ２０は、第２
のソレノイド弁５１のソレノイド５６に付勢信号を出力
する。これにより、弁体５５が付勢されてボート５４を
閉塞し、それまで閉塞されていたボート５３が大気に開
放される。従って、このボート５３から大気が導入され
、ボート５３から管路６１を介してバイパスバルブ２３
の負圧室２８へ供給される。その結果、バイパスバルブ
２３のアクチュエータ２３はばね３０により押圧されて
バイパス通路２２を閉塞し、スロットル弁１５を通過し
た混合気はバイパス通路２２へは流、れず、スーパーチ
ャージャー１６を通過してエンジンの吸気ボートに供給
される。このとき、スーパーチャージャー１６は不作動
状態にあるため、混合気の通過により、スーパーチャー
ジャー１６は空転することとなる。

その後、第３図に示すように、スーパーチャージャー１
６の電磁クラッチ１７の接続状態を検出し、電磁クラッ
チ１７がオンでなければ、今度は実測されたロータ回転
数Ｎ３と予め設定されたスーパーチャージャー１６の電
磁クラッチ１７がオフからオンになるときのロータ回転
数ｆ　　とを比較し、Ｎｈ　〉ｆ（Ｎｅｌ（Ｎａｌ であれば電磁クラッチ１７をオンする。そうでなければ
電磁クラッチ１７をそのままオフ状態とする。即ち、電
磁クラッチ１７がオフの時スーパーチャージャー１６は
不作動状態にあるが、前述したように、バイパスバルブ
２３によってバイパス通路２２は閉塞されており、ニー
パーチャージャー１６は通過する混合気によって空転す
ることとなる。そして、ｆ、□、に対してＮ１が上昇し
てほぼ同速度になったときに電磁クラッチ１７をオンす
ることで接続時の衝撃が軽減される。

また、スーパーチャージャー１６の電磁クラッチ１７の
接続状態を検出し、電磁クラッチ１７がオンであれば、
実測すれた四−夕回転数Ｎ１と予め設定されたスーパー
チャージャー１６の電磁クラッチ１７がオンからオフに
なるときのロータ回転数ｆＺ□、を比較し、Ｎ＞ｆ’　
　　であれば電磁クラッチ１７をオンａ　　　　　　　
（Ｎｉｌ 状態を維持する。そうでなければ電磁クラッチ１７をオ
フとする。即ち、電磁クラッチ１７がオンの時スーパー
チャージャー１６は作動状態にあるが、エンジン１１の
負荷が減って回転数も減ってきて’　”（Ｎｓｌに対し
てＮ、が下降してほぼ同速度になったときに電磁クラブ
チ１７をオフすることで断接時の衝撃が軽減される。

このように、スーパーチャージャー１６の不作動時にこ
のスーパーチャージャー１６を空転させる乙とで、予め
ロータが回転している状態で電磁クラッチ１７の接続及
び断接を行うこととなり、そのときの衝撃度が緩和され
る。従って、スー、ｆ−チャー、ツー１６始動時の駆動
損失を少なくして加速時のレスポンスが良好となり、燃
費が向上する。また、接続時の衝撃度、燃費等を考慮す
ることで、予め設定するロータ回転数ｆ、ｆ’　　　を
（Ｎ＠ｌ　　　　　　　　ＬＮＩＩ＋ 自由に設定することができる。

〈発明の効果〉 以上、実施例を挙げて詳細に説明したように本発明のス
ーパーチャージャーの駆動制御方法によれば、検出装置
によってスーパーチャージャーのロータ回転数を検出し
検出されたロータ回転数と予め設定されたエンジン回転
数に対するロータ回転数とに基づいて電磁クラッチを駆
動制御するようにしたので、電磁クラッチの接続時及び
断接時の衝撃度を緩和することができると共に、エンジ
ンの出力、並びに燃費を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るスーパーチャージャー
の駆動制御方法を示すブロック図、第２図はスーパーチ
ャージャーの電磁クラッチのオン・オフ各領域を示すグ
ラフ、第３図はスーツで一チャージャーの駆動制御方法
のフローチャートである。 図面中、 １１はエンジン、 １２は吸気通路、 １６はスーパーチャージャー １７は電磁クラッチ、 ２２はバイパス通路、 ２３はバイパスバルブ１ ８２はロータ回転数検出センサ、 ８３はエンジン回転数検出センサ、 Ｎ、は実測されたロータ回転数、 ｆ（Ｎ＠ｌ　ｐ　ｆ’、、、−ま予め設定されたロータ
回転数である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの吸気通路に電磁クラッチ付スーパーチャージ
   ャーを配設して該スーパーチャージャーのロータ回転数
   を検出する検出装置を設けると共に、前記吸気通路に前
   記スーパーチャージャーをバイパスするバイパス通路を
   接続し該バイパス通路の途中にエンジンの運転状態に応
   じて開閉するバイパスバルブを配設して、前記検出装置
   によって検出されたスーパーチャージャーのロータ回転
   数と予め設定されたエンジン回転数に対するロータ回転
   数とに基づいて前記電磁クラッチを駆動制御することを
   特徴とするスーパーチャージャーの駆動制御方法。