JPH0354321A - 機械式過給機のクラッチ制御装置 - 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】 く産業上の利用分野） 本発明は、吸気系にエンジン出力軸によりクラッチを介
して駆動される機械式過給機が備えられたエンジンにお
ける過給機のクラッチ制御装置に関する。

（従来の技術） 近年、車両用等のエンジンにおいては、吸気充填効率を
高めて出力性能を向上させるため、吸気系に過給機が備
えられる場合が多くなっており、この過給機として、排
気ガスのエネルギーによって駆動される排気ターボ過給
機と、エンジン出カ軸によって駆動される機械式過給機
とが一般に用いられている． これらのうち、機械式過給機を用いる場合は、エンジン
出力軸がろ過給機に至る駆動系統にクラッチを介設し、
該クラッチをエンジンの負荷に応じて断接制御すること
により、高出力が要求される高負荷領域では過給機を作
動させて吸気充填量を増大させるとともに、低負荷領域
では過給機を停止させて駆動損失を低減させるようにな
っている．そして、この過給機が停止される低負荷領域
では、該過給機をバイパスするバイパス通路に設けたバ
ルブを開き、シリンダ側がらの吸入作用によって所要量
の吸気をエンジンに供給するように構戒される． ところで、上記のようにエンジンの運転領域に応じてク
ラッチを断接することにより過給機の作動、非作動を制
御するようにした場合、低負荷領域から高負荷領域への
移行時等においてクラ・ノチを接続したときには、過給
機が停止状態からエンジン回転数に比例した回転数（例
えばエンジン回転数の１，５倍）まで急速に回転上昇す
ることになるので、エンジン出力軸に大きな負荷が急激
に作用し、そのためエンジン出力が一時的に落ち込んで
ショックが発生することになる。

このような問題に対し、例えば実開昭６２−１２７３３
号公報によれば、過給機の非作動領域から作動領域への
移行時にクラッチを断続的に接続させるようにしたもの
が示されている。これによれば、過給機が停止状態から
エンジン回転数に比例する回転数まで複数回に分けて段
階的に回転上昇されることになって、過給機の作動開始
時におけるショックの低減効果が期待できる．（発明が
解決しようとする課題） しかし、上記公報に示されたものにおいても、クラッチ
の接続時、特に断続的な接続動作の最初の接続動作時に
は、エンジン出力軸に大きな負荷が急激に作用するので
ショックの発生を避けることができず、また、該クラッ
チの駆動側部材と従動測部材とが強く押し付けられた状
態で大きな相対速度で摺動するとともに、このような接
続動作が複数回繰り返されることにより、耐久性の点に
おいても解決すべき課題が残ることになる。

特に、高地走行時のようにエンジン出力が低下した状態
で走行したり、暖機不足でエンジンが不安定な状態で走
行したり、或は登坂時のようにエンジンの余裕出力が小
さい状態で走行する場合等、当該車両の走行性能が低下
している状態においては、クラッチ接続時に大きなショ
ンクを発生して走行フィーリングを悪化させることにな
る。

本発明は、上記のようにエンジンの運転状態に応じてク
ラッチを断接することにより過給機の作動、非作動を制
御するようにしたものにおいて、過給機の非作動領域か
ら作動領域への移行時においてクラッチを接続させると
きに、走行状態に応じて適切に制御された半クラッチ状
態を経由させることにより、クラ・ソチ接続時における
シヨ・・ｌクの発生を抑制するとともに、クラッチの耐
久性の向上を図ることを課題とする。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明は、吸気系にエンジン出力軸によりク
ラッチを介して駆動される機械式過給機を備え、該過給
機を所定の運転領域で作動させるようにしたエンジンに
おいて、当該車両の走行性能の低下状態を検出する走行
性能低下状態検出手段と、上記過給機の非作動領域から
作動領域への移行時に、上記クラッチを半クラッチ状態
とするとともに、上記検出手段によって走行性能の低下
状態が検出されたときに、上記半クラッチ状態における
クラッチの締結度を弱くするクラッチ制御手段とを備え
たことを特徴とする。

（作　　　用） 上記の楕成によれば、過給機の非作動領域から作動領域
への移行時においてクラッチが接続されるときに、該ク
ラッチが半クラッチ状態を経由して接続されることにな
るので、過給機の回転数が停止状態からエンジン回転数
に比例する所定回転数まで比較的緩やかに上昇すること
になって、該クラッチないしエンジン出力軸に作用する
負荷が軽減され、これによりクラッチ接続時のショック
が低減されることになる．また、半クラッチ状態ではク
ラッチの駆動側部材と従動側部材との締結度が小さいの
で、両部材が大きな相対速度で摺動してもこれらの部材
が早期に摩耗することがなく、したがって該クラッチの
耐久性が向上することになる． 特に、高地走行時等、当該車両の走行性能が低下してい
るときには、半クラッチ状態におけるクラッチの締結度
が弱くなるように制御されるので、クラッチ接続時にお
けるショックが効果的に低減されて走行フィーリングの
悪化が防止されることになる． （実　施　例） 以下、図面に基いて本発明の実施例を説明する。

まず、第１図により本実施例に係るエンジン１の吸気シ
ステムについて説明すると、エンジン１に吸気を供給す
る吸気通路２には、上流測からエアクリーナ３、過給機
４、インタークーラ５、エアフローメータ６及びスロッ
トルバルブ７がそれぞれ配設されている。また、この吸
気通路２には、上記過給機４及びインタークーラ５をバ
イパスするバイパス通路８が設けられ、該バイパス通路
８にバイパスバルブ９が設けられている。

上記過給機４は、ルーツブロア型の機械式過給機であっ
て、エンジンｌの出力軸（図示せず）により電磁クラッ
チ１０を介して駆動され、エアクリーナ３から吸気通路
２内に導入された吸気を加圧して、上記インタークーラ
５、エアフローメータ６及びスロットルバルブ７を介し
てエンジン１の燃焼室に圧送する。また、上記バイパス
バルブ９は、過給Ｒ４の非作動時には全開状態となって
、エンジン１のシリンダ側からの吸入作用によりバイパ
ス通路８を介して吸気を燃焼室に供給させるとともに、
過給８！４の作動時には開度が調節されて、バイパス通
路８を通ってエンジン↓に供給される吸気量を調整する
ことにより過給圧を最適値に制御する． 更に、この吸気システムには、上記スロットルバルブ７
、バイパスバルブ９及び電磁クラッチ１０の作動を制御
するコントローラ１１が備えられ、該コントローラ１１
に、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１
２からの信号ａと、アクセル開度（アクセルペダル踏み
込み量〉を検出するアクセル開度センサ１３がらの信号
ｂとが入力されるようになっている。

ところで、自然吸入状態におけるエンジン１の吸入空気
密度は大気圧に依存するので、平地よりも気圧が低い高
地などにおいては空燃比にずれが生じてエンジン１の出
力性能が低下し、これが当該車両の走行性能を低下させ
ることになる。そこで、本実施例においては、大気圧を
検出する大気圧センサ１４からコントローラ１１に入力
される大気圧信号Ｃを代表特性として、当該車両の走行
性能の低下を検出するようになっている。

また、このコントローラｌ１は、エンジン１と共にパワ
ープラントを構成する自動変速機１５に備えられた油圧
コントロールユニット１６の変速用ソレノイドバルブ１
７，１８．１９及びロックアップ用ソレノイドバルブ２
０に変速信号ｄ及びロックアップ信号ｅをそれぞれ出力
して、該自動変速機１５の変速制御及びロックアップ制
御をも行うようになっており、これらの制御用として、
上記各入力信号ａ，ｂ，ｃに加えて、当該車両の車速を
検出する車速センサ２ｌからの信号ｆを入力するように
なっている。

そして、このコントローラ１１は、上記センサ１２，１
３．１４によって検出されるアクセル開度と自動変速機
１５の変速段とに応じて上記電磁クラ７チ１０の断接制
御を行うとともに、その接続時にはエンジン回転数及び
大気圧に応じて該クラッチＩＯの半クラッチ制御を行い
、また、該クラッチ１０の接続領域〈過給機４の作動領
域〉では、アクセル開度と変速段とに応じてバイパスバ
ルブ９の開度を調整することにより過給圧の制御を行う
ようになっており、これらの制御用として、上記電磁ク
ラッチ１０とバイパスバルブ９のアクチュエータ２２と
に、クラッチ制御信号ｇ及びバイパス制御信号ｈをそれ
ぞれ出力する。また、この実施例においては、スロット
ルバルブ７のアクチュエータ２３にスロットル制御信号
ｉを出力して、アクセル開度等に応じたスロットルバル
ブ７の開閉制御をも行うようになっている。

次に、上記コントローラ１１による制御の具体的動作を
第２図以下の図面に従って説明する。

まず、第２図は制御のメインルーチンを示すフローチャ
ートであって、コントローラ１ｌは、このフローチャ−
１〜の又アップ８１〜Ｓ３に従って自動変速機１５のシ
フトアップ制御、シフトダウン制御及びロックアップ制
御を行い、またステップＳ４で過給機制御として、上記
のクラッチ制御と過給圧制御とを行う。

ここで、上記シフトアップ制御及びシフトダウン制御は
、第１図に示すセンサ１３．２１によつて検出されるア
クセル開度と車速とに応じて、油圧コントロールユニッ
ト１６の変速用ソレノイドバルブ］．７．１８．１９に
変速信号ｄを出力することにより、自動変速機１５の変
速段を運転状態に応じた最適変速段に設定するように行
われ、また、ロックアップ制御も、アクセル開度と車速
とに応じてロックアップ用ソレノイドバルブ２０にロッ
クアップ信号ｅを出力することにより、自動変速１１５
に備えられたトルクコンバータを運転状態に応じてロッ
クアップもしくはロックアップ解除するように行われる
． また、コントローラ１１は、上記メインルーチンと並行
して、第３図のフローチャートに示した割り込みルーチ
ンを所定の周期で実行する。すなわち、コントローラ１
１は、先ずステップＳｌｌで第１図に示す各センサ１２
，１３，１４．２１からの信号ａ，ｂ．ｃ，ｆを読み込
み、次いでステップＳ１２．８Ｉ３で、自動変速機１５
の油圧コントロールユニットｌ６における変速用及びロ
ックアップ用のソレノイドバルブ１７．１８，１９，２
０に変速信号ｄ及びロックアップ信号ｅをそれぞれ出力
する。また、コントローラ１１はステ・ンブＳｌ４で後
述するクラッチ制御で用いられる半クラッチタイマのカ
ウント値下に１を加算し、さらにステップＳｌ５で過給
機制御信号として、電磁クラッチ１０及びバイパスバル
ブ９のアクチュエータ２２にクラッチ制御信号ｇ及びノ
くイノくス制御信号ｈをそれぞれ出力する。

一方、第２図のメインルーチンにおけるステ・ンブＳ４
の過給機制御は、具体的には第４図にフローヂャートを
示すサブルーチンに従って行われる。

つまり、コントローラｌ１は、先ずステ・ンプＳ２１〜
Ｓ２３で自動変速機１５の変速段を判定し、次いでステ
ップＳ２４〜Ｓ２７でアクセル開度Ａが各変速段毎に設
定された所定開度より大きいか否かを判定する．そして
、アクセル開度Ａが１速では７０％以下のとき、２速で
は６０％以下のとき、３速では４０％以下のとき、さら
に４速では３０％以下のときに、ステップＳ２ａ以下の
処理動作を実行することなくリターンする。これにより
、第５図に示すように、各変速段において、アクセル開
度が上記各所定開度以下の低負荷領域で、電磁クラッチ
１０がＯＦＦの状態に保持されて過給機４が駆動されな
いことになる。また、この低負荷領域ではバイパスバル
ブ９が全開状態に保持されて、吸気はシリンダ側からの
吸入作用によりバイパス通路８を通ってエンジン１に供
給されることになる。

一方、自動変速機１５の各変速段において、アクセル開
度Ａが上記の各所定開度より大きいとき、つまりエンジ
ン１の負荷が各変速段毎に設定された所定負荷より大き
い高負荷領域においては、コントローラ１１は、ステッ
プ３２８以下の処理動作を実行し、先ず、ステップ３２
８で予め設定された印加電圧マップから電磁クラッチ１
０に対する印加電圧■を読み収り、次いで、ステップＳ
２９で半クラッチ時間マップからクラッチ接続時におけ
る半クラッチ状態の持続時間（半クラッチ時間）Ｔｓを
読み取る。その場合に、上記印加電圧マップは、第６図
に示すように電磁クラッチ１０が完全に締結される完全
締結電圧Ｖｃより小さな範囲で、エンジン回転数が高い
ほど印加電圧Ｖが高くなるように設定されており、また
半クラ・ソチ時間マップは、第７図に示すように、エン
ジン回転数が高くなるほど半クラッチ時間Ｔｓが長くな
るように設定されている． そして、コントローラ１１は、ステップＳ３０で第８図
に示すマップから大気圧に応じた印加電圧補正係数Ｋｖ
を読み取り、次いでステップＳ３＋で、この補正係数Ｋ
ｖと上記ステップＳ２８で読み込んだクラッチ電圧Ｖと
を掛け合わせて、その結果を最終的にクラッチ電圧■と
する。なお、本実施例においては、平地における標準的
な大気圧（例えば７　６　０　ｍｍ　Ｈ　ｇ　）の下で
上記印加電圧係数Ｋｖの値が１に設定され、その値が大
気圧が低くなるに従って漸減するように設定されている
。また、コントローラ１１は、ステップＳ３２で第９図
に示すマップから大気圧に応じた半クラッチ時間補正係
数ＫＴを読み取り、次いでステップＳ３３で、この補正
係数ＫＴと上記ステップＳ２９で読み込んだ半クラッチ
時間Ｔ，とを掛け合わせて、その結果を最終的に半クラ
ッチ時間Ｔｓとする。なお、この場合においても、平地
における標準的な大気圧（例えば７６０ｍａＨｇ）の下
で上記半クラッチ時間補正係数Ｋ↑の値が１に設定され
、その値が大気圧が低くなるに従って漸増するように設
定されている。

次に、コントローラ１１は、ステップＳ３４で、第３図
の割り込みルーチンのステップＳＬ４でカウントされて
いる半クラッチタイマのカウント値下が上記ステップＳ
３３で求めた半クラッチ時間Ｔｓを超えたか否かを判定
する。その場合に、コントローラ１１は、上記ステップ
８２４〜Ｓ２７のいずれかでアクセル開度Ａが所定開度
より大きくなったことを判定した時点から半クラッチタ
イマのカウントを開始し、そのカウント値下が半クラッ
チ時間Ｔｓを超えたときにステップＳ３５を実行して、
電磁クラッチ】Ｏに対ずる印加電圧Ｖを該クラッチ１０
が完全に締結される完全締結電圧Ｖｃに設？する。

そして、上記ステップＳ３■で求めた印加電圧Ｖもしく
はステップＳ３５で設定した完全締結電圧ＶＣ″′Ｃ′
電磁クラッチ１０が締結されるように、上記割り込みル
ーチンにおけるステップＳｌ’ｔで該電磁クラッチ１０
にクラッチ制御信号ｇを出力する。

これにより、電磁クラッチ１０は、アクセル開度Ａが各
変速段毎に設定された所定開度より大きくなったときに
、先ず半クラッチ時間Ｔｓが経過するまでは完全締結電
圧Ｖｃより小さな印加電圧Ｖで締結されて、半クラッチ
状態とされるとともに、上記半クラッチ時間Ｔｓが経過
した時点で完全に締結されることになって、クラッチ接
続時に半クラッチ状態を経由することになる。したがっ
て、過給機４の非作動領域から作動領域への移行時にお
いて電磁クラッチ１０が接続されるときに、エンジン出
力軸に大きな負荷が急激に作用することが回避されてシ
ョックが低減され、また、電磁クラッチ１０の駆動側部
材と従動側部材とが強く締結された状態で大きな相対速
度で摺動することによる早期摩耗が防止されることにな
る。

そして、高地では平地に比べてエンジン出力が低下して
当該車両の走行性能が低下することになるか、本実施例
においては大気圧が低くなるに従って電磁クラッチ１０
を半クラッチ状態とする印加工圧Ｖが低くされ、また半
クラッチ時間Ｔｓが長くされるので、第１０図に示すよ
うに、該クラノチ１０は、高地走行時には平地における
通常走行時よりも、半クラッチ状態における締結度が弱
くされ且つその持続時間が長くされることになる。した
がって、当該車両の走行性能が低下する高地走行時にお
いては、第１ｌ図に示すように，過給機４がエンジン回
転数の例えば１．５倍の所定回転数まで上昇するのに要
する時間が通常走行時よりも長くなり、これにより高度
上昇に伴うエンジン１の出力低下に起因して当該車両の
走行性能が低下しても、電磁クラッチ１０の締結ショッ
クが効果的に低減されて走行フィーリングを損なうこと
がない． なお、過給機４の作動領域においては、コントローラ１
■は上記のクラッチ制御に続いて過給圧制御を行う。つ
まり、第４図のフローチャートのステップＳ３６で、第
１２図に示すマップからアクセル開度と自動変速機１５
の変速段とに応じた目標過給圧を読み取り、次いでステ
ップＳ３７で、第１３図に示すマップからアクセル踏み
込み速度に応じたゲインを読み取って、このゲインを積
算することにより上記目標過給圧を補正する。さらに、
ステップ３３８で、この補正した目標過給圧が得られる
バイパスバルブ９の開度を第１４図のマップから読み取
る。そして、この開度となるように第３図の割り込みル
ーチンでバイパス制御信号ｈを出力することにより、過
給８ｇ４の作動時にエンジンｌに供給される吸気の過給
圧を運転状態に応じた最適な値に制御する。

なお、当該車両の走行性能の低下がエンジン始動直後の
暖機不足に起因する場合は、エンジンの冷却水温を検出
する水温センサを、第１図の大気圧センサに替えて配備
するか、或は追加装備するとともに、第４図のステップ
ｓｉｏのマップとして水温低下時に印加電圧補正係数の
値が１より小さくなるマップを設定し、またステップＳ
３２のマップとして水温低下時に半クラッチ時間補正係
数の値が１より大きくなるマップを設定する。これによ
り、水温が低くエンジンが不安定なときには電磁クラッ
チを半クラッチ状態とする印加電圧が低くされ、また半
クラッチ時間が長くされるので、該クラッチは、通常走
行時よりも半クラッチ状態における締結度が弱くされ且
つその持続時間が長くされることになる。したがって、
クラッチの締結ショックが効果的に低減されて走行フィ
ーリングを損なうことがない． また、当該車両の走行性能の低下が急勾配の斜面を走行
する場合のように登坂走行に起因する場合は、当該車両
の水平状態からの傾斜状態を検出する傾斜センサを、第
１図の大気圧センサに替えて配備するか、或は追加装備
するとともに、第４図のステップＳ３０のマップとして
傾斜地で印加電圧補正係数の値が１より小さくなるマッ
プを設定し、またステップＳ３２のマップとして傾斜地
で半クラッチ時間補正係数の値が１より大きくなるマッ
プを設定する．これにより、登坂時のように余裕出力が
小さいときには電磁クラッチを半クラッチ状態とする印
加電圧が低くされ、また半クラッチ時間が長くされるの
で、該クラッチは、通常走行時よりも半クラッチ状態に
おける締結度が弱くされ且つその持続時間が長くされる
ことになる．したがって、この場合においてもクラッチ
の締結ショックが効果的に低減されて走行フィーリング
を損なうことがない。

（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、エンジン出力軸により
クラッチを介して駆動される機械式過給機が備えられた
エンジンにおいて、上記過給機の非作動領域から作動領
域への移行時において上記クラッチを接続するときに、
該クラッチの半クラッチ状態を経由させるとともに、特
に高地走行、暖機不足状態、登坂走行時等、当該車両の
走行性能が低下するときには、上記半クラッチ状態にお
けるクラッチの締結度を弱くするようにしたので、クラ
ッチ接続時における当該車両の走行条件に拘らず、常に
クラッチ接続時のショックが効果的に低減されて当該車
両の走行フィーリングの悪化が防止されるとともに、ク
ラッチの耐久性も向上することになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第ｌ図はエンジン
の吸気系と変速機の制御システムを示すシステム図、第
２図は該システムに対する制御のメインルーチンを示す
フローチャート図、第３図は同じく割り込みルーチンを
示すフローチャート図、第４図は過給機制御のサブルー
チンを示すフローチャート図、第５〜９図はこの過給機
制御で用いられるマップの説明図、第１０．１１図はこ
の制御によるクラッチ接続時の締結度の変化と過給機の
回転数の変化をそれぞれ示すグラフ、第１２〜１４図は
過給圧制御で用いられるマップの説明図である。 ４・・・過給機、１０・・・クラッチ、１１・・・クラ
ッチ制御手段（コントローラ〉、１４・・・走行性能低
下検出手段 （大気圧センサ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気系にエンジン出力軸によりクラッチを介して
   駆動される機械式過給機を備え、該過給機を所定の運転
   領域で作動させるようにしたエンジンにおいて、当該車
   両の走行性能の低下状態を検出する走行性能低下状態検
   出手段と、上記過給機の非作動領域から作動領域への移
   行時に、上記クラッチを半クラッチ状態とするとともに
   、上記検出手段によって走行性能の低下状態が検出され
   たときに、上記半クラッチ状態におけるクラッチの締結
   度を弱くするクラッチ制御手段を備えたことを特徴とす
   る機械式過給機のクラッチ制御装置。