JPH03160128A - 過給機を備えたエンジンの制御装置 - 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） 本発明は、過給機を備え、この過給機への供給空気量を
二次側スロットル弁で調節するようにしたエンジンの制
御装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、内部圧縮を伴なう機械式過給機εして、いわゆる
ネジ式の機械式過給機（リショルム・タイプの過給機）
が知られている（例えば特開昭６３−１７０５２４号公
報参照）。そして、このような機械式過給機を備えたエ
ンジンとして、例えば実開昭６１−７８２５０号公報に
開示されるように、スロットル弁下流の吸気通路に、エ
ンジンにより駆動される機械式過給機を設け、該機械式
過給機とスロットル弁との間の吸気通路に過給制御弁を
設けて、過給圧が設定値に達したときには該過給圧を設
定値に維持するように過給制御弁の開度を調節して過給
圧特性を適正化するようにしたものが知られている。

一方、実開昭６１−１．７１３８号公報には、同じく機
械式過給機を備えたエンジンとして、吸気通路に、エン
ジンにより駆動される機楓式過給機を設け、該吸気通路
に機楓式過給機をバイパスするバイパス通路を設け、該
バイパス通路の過給機吸入側接続部よりも吸気上流側の
吸気通路にスロットル弁を設け、上記バイパス通路に、
吸気負正に応じて開くダイヤフラム式制御弁を設けたも
のがある。この過給装置によれば、要求出力が小さくて
スロットル弁下流の吸気負圧が大きいときには制御弁が
開いて過給機下流の過給気がバイパス通路を介して過給
機上流に供給され、吸気負圧を緩和して吸気通路の温度
上昇を防止できる一方、要求出力が大きくて過給機下流
の過給圧が大きいときには逆止弁の機能をも有する上記
制御弁が過給圧を受けて開いて過給機下流の過給気がバ
イパス通路を介して過給機上流にリリーフされ、過給圧
の過大化を防止することができる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このように吸気通路に機械式過給機、一次側
スロットル弁（上記各公報のものにおけるスロットル弁
）および二次側スロットル弁（第一の公報のものでは過
給制御弁、第二の公報のものではダイヤフラム式制御弁
）を設けた過給機付きエンジンにおいて、上記機械式過
給機とエンジン出力軸との間にクラッチを設け、例えば
要求出力が小さいときにはクラッチをＯＦＦＬて機械式
過給機を非接続状態にする一方、要求出力が大きいとき
にはクラッチをＯＮＬて機械式過給機を接続状態にして
エンジンを過給することが考えられる。

このようにすれば、要求出力が小さいときには機械式過
給機に吸収される動力がなくなって燃費をａ（減できる
一方、要求出力が大きいときにはエンジン出力を確保す
ることができる。

このようにクラッチを備えた過給機付きエンジンでは、
クラッチがＯＦＦＬている状態でエンジンの負荷が１曽
大すると、ＯＦＦＬていたクラッチがＯＮＬ，て機械式
過給機が非接続状態から接続状態に切り換わるとともに
、二次側スロットル弁が負荷に応じた設定開度、つまり
その負荷に見合った吸入空気量を供給するために必要と
される開度まで開く。しかし、その場合、過給機下流に
は、例えば吸気通路やインターターラなどのように所定
容積の吸気系部材があるため、二次側スロットル弁が設
定開度まで開いても吸入空気量の増分が吸気系部材で緩
和されて瞬間的にエンジンの吸入空気量が不足し、その
ためにエンジンの出力トルクの立上がりが遅れる。

本発明はこのような点に着目してなされたものであり、
その目的とするところは、機械式過給機が非接続状態か
ら接続状態に切り換わるときに二次側スロットル弁を大
きく開いて吸入空気量の立上がりを向上させることにあ
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達戊するため、本発明では、機械式過給機が
エンジン出力軸に対して非接続状態から接続状態に切換
わるときに上記二次側スロットル弁の開度を増大補正す
るようにしている。

具体的に、本発明の講じた解決手段は、エンジンの吸気
通路に設けられ、エンジンの出力軸により駆動される機
械式過給機と、この機械式過給機を上記エンジン出力軸
に対して接続状態または非接続状態に切換える切換手段
と、上記機械式過給機よりも吸気上流側の吸気通路に設
けられた一次側スロットル弁と、この一次側スロットル
弁と上記機械式過給機との間の吸気通路に設けられ、エ
ンジンの負荷に応じて開く二次側スロットル弁と、上記
切換手段が非接続状態から接続状態に切換わるときに上
記二次側スロットル弁の開度を増大補正する補正手段と
を備える構成としている。

（作用） 上記の構成により、本発明では、例えば要求出力が小さ
いときに切換手段の操作により、機械式過給機を非接続
状態にしておくと、機械式過給機が不作動になり機械式
過給機に吸収される動力がなくなって燃費が低減される
。

一方、要求出力が大きいときに上記切換手段の操作によ
り、機械式過給機を接続状態にしておくと、機械式過給
機が作動してエンジンが過給されてエンジン出力が増大
する。

そして、機械式過給機が非接続状態にあるときに要求出
力が増大して、上記切換手段の操作により機絨式過給機
が接続状態に切り換わると、機械式過給機がいきなり駆
動される。その場合、二次側スロットル弁が設定開度ま
で開いても吸入空気瓜の増分が吸気系部祠で緩和される
。しかし、補正手段の補正により、切換手段が非接続状
態から接続状態に切換わるときに上記二次側スロットル
弁の開度が設定開度よりも増大補正されるので、エンジ
ンに吸入空気量が充分に供給されてエンジンの出力トル
クの立上がりが向上する。

（丈施例） 以下、本発明の丈施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の丈施例に係る１リｉ０ｌＩ装置を備え
た過給機イ・ｊきエンジンの概略構成を示す。同園にお
いて、１はエンジンに吸気を供給するための吸気通路で
あって、該吸気通路１の一端はエアクリーナ２を介して
大気に開叙され、他端はエンジンの燃焼室に接続されて
いる。

」二記吸気通路１には、エンジンによって駆動される機
械式過給機６が設１ノられている。該機械式過給機６は
、いわゆるネジ式の機械式過給機（リンヨルム・タイプ
の過給機）であって、内部圧縮を伴うものであり、吸入
口から吸い込んだ吸気を所定の内部圧縮比でもって加圧
し，て吐出口から吐出するようにしている。また、２１
はバイパス通路であって、上記機械式過給機６をバイパ
スするように吸気通踏１に設けられている。そして、該
バイパス通路２１の過給機吸入側接続部よりも吸気上流
側の吸気通路１には一次側スロットル弁４が設けられて
おり、吸気の流量を、その開度に応じて調節するように
している。また、上記バイパス通路２１の過給機吸入側
接続部と機械式過給機６との間の吸気通路１には、二次
側スロットル弁５が設けられており、機緘式過給機６に
洪給される吸気の流量を、その間度に応じて絞るように
している。ここで、該バイパス通路２１の過給機吸入０
１リ接続部よりも吸気上流側の吸気通路］　（第１図の
Ａの範囲）の通路面積と、上記バイパス通路２１の過給
機吸入側接続部と機械式過給機６との間の吸気通路１（
第１図のＢの範囲）の通路面積とは略同じに設定されて
いる。そして、二次側スロットル弁５の開度は一次側ス
ロットル弁４の開度よりも小さく設定されていて、二次
側スロットル弁５によって上記一次側スロットル弁４に
よる吸気流量の絞り量よりも更に吸気流量を所定量絞る
ように設定されている。さらに、３は一次側スロットル
弁上流の吸気通路１に設けられ、吸気流量を検出するた
めのエアフロメータ、７は機械式過給機下流の吸気通路
１に設けられ、吸気を冷却するためのインタークーラ、
８は該インタークーラ下流の吸気通路１に設けられたサ
ージタンク、９は該ザージタンク下流の吸気通路１に設
けられ、吸気に燃料を噴射供給するための燃料噴射弁で
ある。

上記一次側スロットル弁４及び二次側スロットル弁５の
同動軸４ａ，５ａには、第一ロツド部月１２および第二
ロッド部材１３がそれぞれ連結され、該第一ロッド部材
１２の先端にアクセルペダル（図示せず）が連結されて
おり、アクセル開度の増大、つまりエンジンの要求出力
の増大に応じて一次側スロットル弁４の開度が変化する
ようになっている。また、第二ロツド部材１３にはアク
チュエータ３１が連結されている。該アクチュエタ３１
は、コントロールユニット３２によってエンジン運転状
態に応じて制御される。

第１図において、３３は一次側スロットル弁４の開度を
検出するための開度センサ、３４はエンジンの回転数を
検出するための回転数センサであって、これらのセンサ
３Ｂ，３４の出力信号は、上記エアフローメータ３の出
力信号と共にコントロールユニット３２に人力されてい
る。

また、上記機械式過給機６の回動軸６ａは、切換手段と
しての電磁クラッチ１５を介して、公知の可変ブーり機
構１６に連結されている。該可変ブーり機構１６は、そ
のピッチ径を可変とする機能を角゛シており、エンジン
によって駆動される。

謹電磁クラッチ１５は機械式過給機６を接続状態と非接
続状態とに切り換える。この電磁クラッチ１５は上記コ
ントロールユニット３２によって制御される。すなわち
、電磁クラッチ１５をＯＮすることによってエンジン駆
動力が機械式過給機６に仏達される接続状態になって、
エンジンが過給されてエンジン出力が確保される一方、
電磁クラッチｌ５をＯＦＦすることによってエンジン駆
動力が機械式過給機６に伝達されない非接続状態になっ
て、吸気がバイパス通路２１によってエンジンに供給さ
れ、機絨式過給機６に吸収される動力がなくなって燃費
が低減される。第２図に示すように、上記電磁クラッチ
１５は、クラッチの耐久性から、低負荷低回転領域を除
いてＯＮされる。

また、機楓式過給ａｌ６が接続状態と非接続状態とに切
り換えられるときのエンジン回転数とアクセル開度との
関係は第３図に示すとうりである。

さらに、機械式過給機６は、上記可変ブーり機構１６の
Ｈする機能により、第４図に示す特性でもって、エンジ
ン回転数が上昇するに伴って回転数が高まるようになっ
ている。

上記バイパス通路２１の途中には、ダイヤフラム装置２
２によって開閉制御される開閉弁２３が設けられている
。該ダイヤフラム装置２２は、ケ−シング２２ａと、該
ケーシング内に配設されたダイヤフラム２２ｂと、該ダ
イヤフラム２２ｂによって区画形成された第一室２２ｃ
および第二室２２ｄと、−該第二室２２ｄに縮装された
スプリング２２ｆと、ダイヤフラム２２ｂに一端が固着
されたロツド２２ｅとを備え、該ロツド２２ｅの他端が
開閉弁２３に連結されている。また、上記第二室２２ｄ
は負圧通路２５を介してサージタンク８に連桔されてい
る。これによって、サージタンク８内の負圧が設定値以
上であればダイヤフラム２２））がスプリング２２ｆの
スプリング力に抗して偏位し、開閉弁２３を開作動させ
るようになっている。

次に、上記のように構威した場合における一次側スロッ
トル弁４、二次側スロットル弁５および電磁クラッチ１
５の動作について説明する。第５図〜第８図は、アクセ
ル開度を増していく間の各状＠ｆ：ｉの変動を示す。こ
こでは、エンジン回転数が約１　０００　ｒ　ｐｍのと
きに機械式過給機６が非接続状態から接続状態に切り換
わっている。すなわち、一次側スロットル弁４の開度は
、第５図に示すように、略このアクセル開度の増大に比
例して増していく。二次側スロットル弁５は、第６図に
示すように、アクセル開度が略２０度を超えると、それ
まで全閉していたのが開き始め、その後はアクセル開度
の増分に略比例して開度を増していく。電磁クラッチ１
５は、第７図に示すように、アクセル開度が略２０度を
超えるときに、それまでＯＦＦＬていたのがＯＮＬで機
械式過給機６が非接続状態から接続状態に切り換わる。

この電磁クラッチ１５がＯＮＬたときは、二次側スロッ
トル弁５の開度を増大補正する。その場合の具体的な制
御を第９図のフローで説明すると、スタート後、ステッ
プＳ１でエンジン運転状態を読み込み、ステップＳ２で
電磁クラッチ１５がＯＦＦＬているかＯＮしているかを
判定する。そして、ＯＮしているＹＥＳのときにはステ
ップＳ１に戻る一方、ＯＦＦＬているＮＯのときにはス
テップＳ３でエンジンが機械式過給機６を接続状態にす
べき運転状態にあるか否かを判定する。そして、接続状
態にすべき運転状態になくてＮｏと判定したときにはス
テップＳ】に戻る一方、接続状態にすべき運転状態にあ
ってＹＥＳと判定したときには機械式過給機６が非接続
状態から接続状態に切り換わるときと判断してステップ
Ｓ４で二次側スロットル弁５の開度を通常の開度よりも
増大補正する。そして、ステップＳ５で電磁クラッチ１
５をＯＮして機械式過給機６を接続状態にしてリターン
する。このように電磁クラッチ１５がＯＦＦからＯＮに
なって機械式過給機６が非接続状態から接続状態に切り
換わるときに二次側スロットル弁５の開度を増大補正し
たので、第１０図に示すように、破線で示した従来の二
次側スロットル弁の開度変化に対して二次側スロットル
弁５の開度が大きくなり、その分、エンジンに吸入空気
量が充分に供給されてエンジンの出力トルクの立上がり
が向上する。

上記フローにより、電磁クラッチ（切換手段）１５が非
接続状態から接続状態に切換わるときに二次側スロット
ル弁５の開度を増大補正する補正手段４１を構成してい
る。

なお、上記実施例では機械式過給機としてネジ式の機城
式過給機を備えた場合について説明したが、他のタイプ
の機械式過給機を備えた場合にも本発明を適用すること
ができる。その場合、内部圧縮を伴うものであってもよ
いし、内部圧縮を伴わないものであってもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の過給機を備えたエンジン
の制御装置によれば、エンジンの吸気通路に設けられ、
エンジンの出力軸により駆動される機械式過給機と、こ
の機械式過給機を上記エンジン出力軸に対して接続状態
または非接続状態に切換える切換手段と、上記機械式過
給機よりも吸気上流側の吸気通路に設けられた一次側ス
ロソトル弁と、この一次側スロットル弁と上記機械式過
給機との間の吸気通路に設けられ、エンジンの負荷に応
じて開く二次側スロットル弁とを備え、」二紀切換手段
が非接続状態から接続状態に切換わるときに上記二次側
スロットル弁の開度を増大補正するようにしたので、切
換手段の操作により燃費の低減およびエンジン出力の確
保の両立を図りながら、機械式過給機が非接続状態から
接続状態に切り換わったときにエンジンに吸入空気量が
充分に（ｐ，給されてエンジン出力トルクの立上がりが
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１０図は本発明の実施例を例示するもので、
第１図はエンジンの過給装置の全体構成図、第２図は電
磁クラッチの作動領域の説明図、第３図はエンジン回転
数とアクセル開度との関係を示す図、第４図はエンジン
回転数と過給機回転数との関係を示す図、第５図はアク
セル開度と一次側スロットル弁との関係を示す図、第６
図はアクセル開度と二次側スロットル弁開度との関係を
示す図、第７図はアクセル開度と電磁クラッチの作動と
の関係を示す図、第８図はアクセル開度と開閉弁開度と
の関係を示す図、第９図はコントロルユニットによる制
御の一部を示すフローチャト図、第１０図は主として二
次側スロットル弁開度の時間変化を示す図である。 １ ４ １・・・吸気通路 ４・・・一次側スロットル弁 ５・・・二次側スロットル弁 ６・・・機械式過給機 ７・・・インタークーラ ８・・・サージタンク ５・・・電磁クラッチ １・・・補正手段 （切換手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの吸気通路に設けられ、エンジンの出力
   軸により駆動される機械式過給機と、この機械式過給機
   を上記エンジン出力軸に対して接続状態または非接続状
   態に切換える切換手段と、 上記機械式過給機よりも吸気上流側の吸気通路に設けら
   れた一次側スロットル弁と、 この一次側スロットル弁と上記機械式過給機との間の吸
   気通路に設けられ、エンジンの負荷に応じて開く二次側
   スロットル弁と、 上記切換手段が非接続状態から接続状態に切換わるとき
   に上記二次側スロットル弁の開度を増大補正する補正手
   段 とを備えたことを特徴とする過給機を備えたエンジンの
   制御装置。