JPH0354322A - 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】 （産業上の利用分野〉 本発明は、エンジンの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パ
ワープラント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、車両用等のパワープラントを横成するエンジンに
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、エンジン出力軸によっ
て駆動される［械弐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
出力軸から過給機に至る駆動系統にクランチを介設し、
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楕或される。

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、低負荷頭域から高負荷領域への
移行時等においてクラッ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−】２７３３
号公報によれば、過給機の非作動領域からｆＰ動領域へ
の移行時にクラソ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。これによれは、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、特に、このショ
ックが定常的な走行状態で発生すると、相対的に大きな
ショックとして体感されて走行フィーリングを悪化させ
ることになる． これに対しては、上記クラッチを小さな締結力で桜かに
締結することが考えられる。しかし、そうすると、発進
加速時等において十分な加速性能が得られないことにな
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
ら作動碩域への移行時においてクラッチを接続させると
きに、変速機の変速段に応じて適切に制御された半クラ
ンチ状態を経由させることにより、定常的な走行時にお
けるショックの発生を抑制するとともに、加速性能を向
上させることを課題とする。

（課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するため、本発明では次のような手段を
用いる。

先ず、本願の請求項ｌに係る発明（以下、第｛発明とい
う）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！一だエンジンと、該エンジ
ンの出力を複数段に変速する変速機とを有するパワープ
ラントにおいて、上記変速機の変速段を検出する変速段
検出手段と、上記エンジンにおける過給機の非作動頭域
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、その半クラッチ状態におけるクラ
ッチの締結度を、上記検出手段により検出された変速賎
が低いほど強くするクラッチＩＩ１御手段とを備えたこ
とを特徴とする．また、本願の請求項２に係る発明（以
下、第２発明という）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
ンと、該エンジンの出力を複数段に変速する変速機とを
有するパワープラントにおいて、上記変速機の変速段を
検出する変速段検出手段と、上記エンジンにおける過給
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，その半クラッチ状
態の持続時間を、上記検出手段により検出された変速段
が低いほど短くするクラッチ制御手段とを備えたことを
特徴とする． さらに、本願の請求項３に係る発明（以下、第３発明と
いう）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と、該エンジ
ンの出力を複数段に変速する変速機とを有するパワープ
ラントにおいて、上記変速機の変速段を検出する変速段
検出手段と、上記エンジンにおける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、上記検出手段により検出された変
速段が低いほど半クラッチ状態におけるクラッチの締結
度を強くし且つその持続時間を短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） 上記の構或によれば、第１〜第３発明のいずれにおいて
も、エンジンにおける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
ラッチが半クラン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、これにより当該車両の高変速段での定
常的な走行状態におけるクラッチ接続時のショックが低
減されることになる。

特に、第ｌ発明においては、クラッチの接続が、変速機
の変速段が低いほど締結度を強くするように制御される
ので、低変速段が使用されたときには、上記クラッチの
半クラッチ状態での伝達トルク量が大きくなり、これに
より過給機による過給効果が速かに現れて良好な加速性
能が得られることになる． また、第２発明においては、クラッチの接続が、変速機
の変速段が低いほど半クラッチ状態の持続時間が短くな
るように制御されるので、低変速段が使用されたときに
は、上記クラブチが早期に完全締結状態になり、この場
合においても過給効果が速かに現れて良好な加速性能が
得られることになる。

特に、第３発明においては、クラッチの接続時に、変速
段が低いほど半クラッチ状態におけるクラッチの締結度
を強くし、且つその持続時間を短くするように制御され
るので、低変速段が使用されたときには、上記第２、第
３発明の作用が相乗されて更に浸れた加速性能が得られ
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．なお、
この実施例は第１〜第３発明に共通の実施例である． 先ず、第ｌ図により本実施例に係るパワープラント１を
構成するエンジン２の吸気システムについて説明すると
、エンジン２に吸気を供給する吸気通路３には、上流側
からエアクリーナ４、過給ｆｉ５、インタークーラ６、
エアフローメータ７及びスロットルバルブ８がそれぞれ
配設さ九ている。また、この吸気通路３には、上記過給
機５及びインタークーラ６をバイパスするバイパス通路
９が設けられ、該バイパス通路９にバイパスバルブ１０
が設けられている。

上記過給ｆｉ５は、ルーツブロア型の機械式過給機であ
って、エンジン２の出力軸（図示せず）により電磁クラ
ッチ１ｌを介して駆動され、エアクリーナ４から吸気通
路３内に導入された吸気を加圧して、上記インタークー
ラ６、エアフローメータ７及びスロットルバルブ８を介
してエンジン２の燃焼室に圧送する．また、上記バイパ
スバルブ１０は、過給機５の非作動時には全開状態とな
って、エンジン２のシリンダ側からの吸入作用によりバ
イパスｉＩＩ１１Ｂ９を介して吸気を燃焼室に供給させ
るとともに、過給８１５の作動時には開度が調節されて
、バイパス通路９を通ってエンジン２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。

さらに、この吸気システムには、上記スロットルバルブ
８、バイパスバルブ１０及び電磁クラッチＪ］の作動を
制御するコントローラ１２が備えられ、該コントローラ
１２に、エンジン回転数を検出するエンジン回転数セン
サｌ３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ｌ４からの
信号ｂとが入力されるようになっている． ここで、このコントローラ１２は、エンジン２と共にパ
ワーブランｌ−　１をｔＭ戒ずる自動変速機ｌ５に備え
られた油圧コントロールユニツ）・１６の変速用ソレノ
イドバルブ】７、］．８．１９及びロックアップ用ソレ
ノイドバルブ２ｏに変速信号Ｃ及びロックアップ信号ｄ
をそれぞれ出刀して、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
Ｍｍ用として、上記各入力信号ａ，ｂに加えて、当該車
両の車速を検出する車速センサ２１がらの信号ｅを入力
するようになっている． そして、コントローラ１２は、上記センサによって検出
されるアクセル開度と自動変速機１５の変速段とに応じ
て上記電磁クラッチ１１の断接制御を行うとともに、そ
の接続時には自動変速機ｌ５における変速段に応じて該
クラッチ１１の半クラッチ制御を行い、また、該クラッ
チ１１の接続領域（過給機５の作動領域〉では、同じく
変速段とアクセル開度とに応じてバイパスバルブ１ｏの
開度を調整ず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１
１とバイパスバルブ１ｏのアクチュエータ２２とに、ク
ラッチ＄Ｉノ御信号ｆ及びバイパス制御信号ｇをそれぞ
れ出力する．また、この実徒例において１よ、スロット
ルバルブ８のアクヂュエータ２３にスロットル制御信号
ｈを出力して、アクセル開度等に応じたスロットルバル
ブ８の開閉制御をも行うようになっている．次に、４二
記コントローラ１２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。

先ず、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１２は、このフローチャー
トのステップＳｌ〜ｓｇに従って自動変速機１５のシフ
Ｉ・アップ制御、シフトダウン制御及びロックアップ＄
１ノ御を行い、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ｌ図に示すセンサ１４，２１によって検ｊｌされる
アクセル１３１度とＩｚ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１７，１８．
１９に変速信号Ｃを出力することにより、自動変速ｖｌ
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２
０にロックアップ信号ｄを出力することにより、自動変
速機１５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ｌ・ローラ１２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す割り込みルーチ
ンを所定の周期で実行する。

すなわち、コントローラ１２は、先ずステップＳ口で第
１図に示す各センサ１３，１４．２１からの信号ａ，ｂ
，ｅを読み込み、次いでステップＳｌ２，ＳＩ３で、自
動変速機１５の油圧コントロールユニット１６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１７，１
８，１９，２０に変速信号Ｃ及びロックアップ信号ｄを
それぞれ出力する。また、コントローラ１２はステップ
ＳＩ４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、更にステップＳＩ
５で過給機制御信号として、電磁クラッチ１１及びバイ
パスバルブ１０のアクチュエータ２２にクラッチ制御信
号ｆ及びバイパス制御信号ｇ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ップＳ４の
過給機制御は、具体的には第４図にフローチャートを示
すサブルーチンに従って行われる． つまり、コントローラ１２は、先ずステップＳ２、〜Ｓ
２３で自動変速機１５の変速段を判定し、次いでステッ
プ３２４〜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が否かを判定する．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８２８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ｌ
１がＯＦＦの状態に保持されて過給機５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
１０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ｎ９を通ってエンジン２に供
給されることになる． 一方、自動変速機ｌ５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２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１２は、ステッ
プ８２８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
１に対する印加電圧■を読み取り、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１１が完全に締結される完
全締結電圧Ｖｃより小さな範囲で、変速段が低いほど印
加電圧■が各変速段毎に段階的に高くなるように設定さ
れている．したがって、コントローラ１２は、上記ステ
ップＳ２１〜Ｓ２３において変速段を１速と判定したと
きには所定の１連用半クラッチ電圧■１を、２速と判定
したときには２速用半クラッチ電圧Ｖ２を、３速と判定
したときには３速用半クラッチ電圧■３を、４速と判定
したときには４速用半クラッチ電圧Ｖ４をそれぞれ電磁
クラッチ１１の印加電圧Ｖとして読み込むことになる． また半クラッチ時間マップは、第７図に示すように、変
速段が低いほど半クラッチ時間Ｔｓが各変速段毎に段階
的に短くなるように設定されている。したがって、コン
トローラ１２は上記ステップＳ２１〜Ｓ２３において変
速段を１速と判定したときには１速用半クラッチ時間Ｔ
１を、２速と判定したときには２速用半クラッチ時間Ｔ
２を、３速と判定したときには３速用半クラッチ時間Ｔ
３を、４速と判定したときには４速用半クラッチ時間Ｔ
４をそれぞれ半クラッチ時間′Ｆｓとして読み込むこと
になる。

次に、コンｔ・ローラ１２は、ステップＳ３０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のマップ
から読み取った半クラッチ時間ＴＳを超えたか否かを判
定する。その場合に、コントローラ１２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Ｓ３１を実行して
、電磁クラッチ１１に対する印加電圧Ｖを該クラッチ１
１が完全に締結される完全締結電圧■ｃに設定する． そして、コントローラ１２は上記ステップ３２８でマッ
プから読み取った印加電圧■もしくはステップＳ３１で
設定した完全締結電圧Ｖｃ″Ｃ電磁クラッチ１１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
ＳＩ５で該電磁クラッチ１１にクラッチ制御信号ｆを出
力する。

これにより、電磁クラッチｌ１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
、まず半クラッチ時間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■で締結されて、半クラッチ
状態とされるとともに、」二記半クラッチ時間′ｒｓ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５の非作動領域がら作動領域への移行時
において電磁クラッチ１１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ることになる。

そして、特に半クラッチ状態とする印加電圧Ｖは変速段
が低いほど変速段毎に段階的に高くされ、また半クラッ
チ時間Ｔｓは変速段が低いほど各変速段毎に段階的に短
くされるので、第８．９図に示すように、電磁クラッチ
１１は、変速段が低くなるほど、半クラッチ状態におけ
る締結度が強くされ且つその持続時間が短くされること
になる．これにより、低変速段が使用されているときく
例えば１速時）には、上記電磁クラッチ１１における半
クラッチ状態でのトルク伝達量が確保されるとともに、
該クラッチ１１が早期に完全締結状態になるので、過給
機５による過給効果が速かに現れて優れた加速性能が得
られることになる。

一方、高変速段が使用されているときく例えば４速時）
には、半クラッチ状態が長く、しかも当該クラッチ１１
の締結度が弱いことから、定常的な走行状態でクラッチ
１１が接続されたとしてもショックが殆ど発生せず、当
該車両の走行フィーリングが損なわれることがない。

なお、過給機５の作動領域においては、コントローラ１
２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Ｓ３２で、第
１０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Ｓ３３で、第１１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Ｓ３４で、この補正した目標過給圧が得られる
バイパスバルブ１０の開度を第１２図のマップから読み
収る。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ｇを出力することにより、
過給機５の作動時にエンジン２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，本実施例においては、変速段が低いほど半クラッ
チ状態におけるクラッチの締結度を強くし且つその持続
時間を短くするように制御しているが、変速段が低いほ
ど半クラッチ状態におけるクラッチの締結度を強くする
だけでもよく、また同じく変速段が低いほど半クラッチ
状態の持続時間を短くするだけでもよい． （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
エンジンと、該エンジンの出力を複数段に変速する変速
機とを有するパワープラントにおいて、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
を半クラッチ状態を経由させるとともに、第１発明によ
れば変速段が低いほど半クラソチ状態における上記クラ
ッチの締結度を強く、また第２発明によれば変速段が低
いほど半クラッチ状態の持続時間を短く、そして第３発
明によれば変速段が低いほど半クラッチ状態におけるク
ラッチの締結度を強くし、且つその持続時間を短くする
ようになっているので、高変速段での定常的な走行時に
おける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、低変速段では過給機による過給効果が速かに現れて
良好な加速性能が得られることになる．

【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１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５〜７図はこの過給機
制御で用いられるマップの説明図、第８、９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１０〜１２図は過給
圧制御で用いられるマップの説明図である。 １・・・パワープラント、２・・・エンジン、５・・・
過給機、１１・・・クラッチ、１２・・・クラッチ制御
手段，変速段検出手段（コントローラ〉、１５・・・自
動変速機。 吊 ２ 図 第 ３ 図 窮 ５ 図 第 ７ 図 第１０図 第 ２　図

Claims (3)

【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と、該エンジンの
   出力を複数段に変速する変速機とを有するパワープラン
   トにおいて、上記変速機の変速段を検出する変速段検出
   手段と、上記エンジンにおける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、その半クラッチ状態におけるクラッチ
   の締結度を、上記検出手段により検出された変速段が低
   いほど強くするクラッチ制御手段と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。
2. （２）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と、該エンジンの
   出力を複数段に変速する変速機とを有するパワープラン
   トにおいて、上記変速機の変速段を検出する変速段検出
   手段と、上記エンジンにおける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、その半クラッチ状態の持続時間を、上
   記検出手段により検出された変速段が低いほど短くする
   クラッチ制御手段と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。
3. （３）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と、該エンジンの
   出力を複数段に変速する変速機とを有するパワープラン
   トにおいて、上記変速機の変速段を検出する変速段検出
   手段と、上記エンジンにおける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、上記検出手段により検出された変速段
   が低いほど半クラッチ状態におけるクラッチの締結度を
   強くし且つその持続時間を短くするクラッチ制御手段と
   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。