JPH0421053B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は機械式過給機を有した車両用内燃機
関の過給圧制御装置に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関の出力向上のため吸気管に機械式過給
機を設けるものが提案されている。機械式過給機
は通常クラツチを介してエンジンのクランク軸に
連結され、クラツチは負荷に応じて係合または解
放されるようになつている。即ち、高負荷時はク
ラツチは係合され、過給機が作動することにより
過給が行われ、軽負荷時はクラツチが解放される
ことで過給機は停止され過給は行われない。

クラツチによつて過給機を抑制するものにおい
て、クラツチの係合から解放への切替え時に、そ
の切替えを遅延させることにより、一次的なスロ
ツトル弁の戻しによるクラツチの不必要な作動を
防止させ、これによりクラツチの作動回数を減ら
し、クラツチの耐久性の向上を図つたものがある
（例えば特開昭60−1324号）。

クラツチの係合条件から解放条件に移行してか
ら実際にクラツチが解放されるまでの遅延時間
は、クラツチの耐久性と燃料消費率の兼ね合いに
よつて決められる。即ち、遅延時間が長くなれば
なるほどクラツチ解放条件に移行してからすぐに
クラツチの係合条件に復帰するような場合にクラ
ツチが係合を維持するためクラツチのON―OFF
の頻度が少なくなるから、クラツチの耐久性は良
好になる。ところが、クラツチの係合時間が延長
されるからその分過給機が無駄に駆動されること
になり動力損失の分だけ燃料消費率が悪化する。
従来はこの矛盾する要求が調和するように遅延時
間は設定されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

シフトチエンジ時に負荷状態が変化するためク
ラツチの係合条件から解放条件を横切ることは多
い。そのため、シフトチエンジ時にクラツチの係
合、解放の頻度を減らすにはデレイ時間を延長す
る必要がある。ところが、デレイ時間を延長する
とシフトチエンジからそのままアイドル条件に移
行する場合、アイドル時にもクラツチの係合が維
持されることになる。この場合、過給機の駆動ト
ルクによつてアイドル回転が落ち込み、エンジン
ストールの虞れがある。

この発明は、シフトチエンジ時の過給機のON
―OFF頻度を減少する過給機制御方法を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明によれば、第１図において、吸気管に
機械式過給機２を備え、機械式過給機２はクラツ
チ３を介して内燃機関の回転軸４に連結され、ク
ラツチ３は機関の負荷の大、小に応じてクラツチ
制御手段５により係合、解除される車両におい
て、クラツチ３を係合状態から解除状態へ切替え
るべき運転条件を検知するクラツチ解除条件検知
手段６と、クラツチの係合状態から解除状態への
切替えの遅延時間を設定する遅延手段７と、エン
ジンのアイドル運転領域及びこれに近い、クラツ
チの解除への遅延を行わせない領域を検知するク
ラツチ解除遅延禁止領域検知手段８と、エンジン
のアイドル運転領域及びこれに近い運転領域以外
の運転領域ではクラツチの係合状態から解除状態
への切替え条件を検出してから遅延手段７により
設定される遅延時間の経過後にクラツチ制御手段
５をしてクラツチ３が解除されるように駆動し、
エンジンのアイドル運転領域及びこれに近い運転
領域にあつては前記遅延時間の経過を待たずにク
ラツチ制御手段５をしてクラツチ３が解除される
ように駆動する切替え手段９とを具備することを
特徴とする内燃機関の機械式過給機制御装置が提
供される。

〔作用〕

クラツチ制御手段５は機関の負荷の大、小に応
じてクラツチ３の係合、解除を行う。

クラツチ解除条件検知手段６は、クラツチ３を
係合状態から解除状態へ切替えるべき運転条件を
検知する。遅延手段７はクラツチ３の係合状態か
ら解除状態への切替えの遅延時間を設定する。ク
ラツチ解除遅延禁止領域検知手段８は、エンジン
のアイドル運転領域及びこれに近い、クラツチ３
の解除への遅延を行わせないクラツチ解除遅延禁
止領域を検出する。

切替え手段９は、エンジンのアイドル運転領域
及びこれに近い運転領域以外の運転領域ではクラ
ツチの係合状態から解除状態への切替え条件を検
出してから遅延手段７により設定される遅延時間
の経過後にクラツチ制御手段５をしてクラツチ３
が解除されるように駆動し、エンジンのアイドル
運転領域及びこれに近い運転領域にあつては前記
遅延時間の経過を待たずに、クラツチの係合状態
から解除状態への切替え条件を検出すると即座
に、クラツチ制御手段５をしてクラツチ３が解除
されるように駆動する。

〔実施例〕

第２図に実施例の全体構成を示す。１０はシリ
ンダブロツク、１１はピストン、１２はコネクテ
イングロツド、１３はクランク軸、１４は燃焼
室、１５はシリンダヘツド、１６は吸気弁、１７
は吸気ポート、１８は排気弁、１９は排気ポート
である。吸気ポート１７は吸気管２０、インター
クーラ２１、機械式過給機２２を介してスロツト
ルボデイ２３に接続される。スロツトルボデイ２
３内にスロツトル弁２４が配置され、その上流に
エアフローメータ２５、エアクリーナ２６が位置
する。インタークーラ２１は機械式過給機２２に
よつて圧縮されることによつて昇温された空気の
温度を下げ、充填効率を上げるために配置され
る。

機械式過給機２２はスロツトル弁２４の下流で
インタークーラ２１の上流に位置する。機械式過
給機２２はこの実施例ではルーツポンプであり、
一対のロータ３１，３２を備え、同ロータ３１，
３２がハウジング３３に対して微小間隙を維持し
ながら回転するとにより圧縮作動が行われる。一
対のロータのうちの一方のロータ３２の回転軸３
２Ａ上にクラツチ機構３４を介してプーリ３４′
が設けられ、このプーリ３４′はベルト３５を介
してクランク軸１３上のプーリ３６に連結され
る。第２図に模式的に示すようにこのクラツチ機
構は電磁式のクラツチであり、一対の摩擦板３
７，３８とソレノイド３９とより成り、ソレノイ
ド３９を通電制御することにより摩擦板３７，３
８の係合を制御するものである。一方の摩擦板３
７は回転軸３２Ａに連結され、他方の摩擦板３８
は回転軸３２Ａに対してフリーに回るようになつ
ており、かつその外周が前記のプーリ３４′をな
している。

過給機２２をバイパスするようにバイパス通路
４１が配置され、同バイパス通路４１の一端はス
ロツトル弁２４の下流で過給機２２の上流の吸気
管２３に接続され、バイパス通路４１の他端はイ
ンタークーラ２１の下流の吸気管２０に接続され
る。バイパス通路４１にバイパス制御弁４２が配
置される。バイパス制御弁４２は電磁駆動式であ
り、制御回路からの電気信号によつて開閉制御さ
れ、バイパス通路４１を流れるバイパス空気の制
御を行なう。

５０はクラツチ３４、バイパス制御弁４２の作
動を制御する制御回路であり、マイクロコンピユ
ータシステムとして構成される。制御回路５０は
マイクロプロセシングユニツト（MPU）５１と、
メモリ５２と、入力ポート５３と、出力ポート５
４と、これら相互に連結するバス５５とより成
る。入力ポート５３には各センサからの信号が入
力される。前記エアフローメータ２５からは吸入
空気量Ｑに関する信号が得られる。また、回転数
センサ６１からはクランク軸１３の回転数Ｎに関
する信号が得られる。出力ポート５４からメモリ
５２に格納されている制御プログラムに従つてク
ラツチ３４のソレノイド３９、バイパス制御弁４
２に駆動信号が送られる。

第３図はこの発明に従つてクラツチ３４の駆動
を制御するためのルーチンのフローチヤートを示
す。メモリ５２の不揮発領域にはこのフローチヤ
ートを実現するプログラムが格納されてあること
は言うまでもない。第３図のルーチンは一定時間
例えば50m秒毎に実行される時間割り込みルーチ
ンとする。１００のステツプではエアフローメー
タ２５によつて計測される吸入空気量Ｑの、クラ
ンク軸センサ６１によつて計測されるエンジン回
転数Ｎに対する比が入力される。この吸入空気量
―回転数比Ｑ／Ｎはエンジンの負荷を代表する因
子である。１０２ではＱ／Ｎが所定値ａ（例えば
0.5／rev）より大きいか否か判定される。Ｑ／
Ｎが所定値ａより大きいときは１０４に進み、カ
ウンタSCDCがクリヤされる。このカウンタ
SCDCは後述のようにクラツチの係合条件から解
放条件への切替え後の経過時間を計測するソフト
ウエア上のカウンタである。次の１０６のステツ
プでは出力ポート５４よりクラツチ３４のソレノ
イド３９を励磁する指令が出され、クラツチの摩
擦板３７と３８とは係合するに至り、クランク軸
１３の回転はプーリ３６、ベルト３５、プーリ３
４′を介して過給機２２の回転軸に伝達され、ロ
ータ３１及び３２は回転される。１０８のステツ
プでは出力ポート５４よりバイパス制御弁４２に
閉鎖指令が出され、バイパス通路４１は閉鎖され
る。そのため過給機からの空気はバイパスされる
ことなくエンジンに導入される。そのため過給が
実行されることになる。

Ｑ／Ｎが所定値ａより大きくないときは１０２
より１１０に進み、Ｑ／Ｎが所定値ｂ〔例えば0.2
／rev）より大きいか否か判定する。Ｑ／Ｎが
ｂより小さいときは（110でN₀）、１１２のステ
ツプでエンジン回転数信号Ｎが入力され、１１３
のステツプでＮが所定値ｃ（例えば1500rpm）よ
り大きいか否か判定される。エンジンがアイドル
条件またはこれに近い領域にあるときは、Ｑ／Ｎ
＜ｂでかつＮ＜ｃであることから、１１０より１
１２を経て１１３でN₀に分岐され、プログラム
は１１４に流れ、出力ポート５４よりクラツチ３
４のソレノイド３９を消磁する指令が出され、そ
のためクラツチの摩擦板３７及び３８は離れ、ク
ランク軸１３の回転は過給機２２のロータに伝達
されない。そのため過給は行われない。１１６で
は、バイパス制御弁４２に、同制御弁４２を開放
する指令が出され、そのためバイパス通路４１は
開放され、吸入空気の一部はバイパス通路４１を
介してエンジンに導入される。

アイドル条件が外れているときはＱ／Ｎ＞ｂで
あり、またはＱ／Ｎ＜ｂでもＮ＞ｃである。従つ
て、１１０より１１８に流れまたは１１０より１
１２，１１３を経て１１８に流れる。１１８では
カウンタSCDCがインクリメントされ、次に１２
０ではカウンタSCDCが所定値ｄ（例えば２０）
に達しているか否か判定される。この所定値ｂは
クラツチが係合条件から解放条件に移行した後ク
ラツチが実際に解放を開始するまで遅延時間Ｔを
設定するものであるが、ｄ＝20と設定した場合、
このルーチンは50m秒毎であるのでＴ＝20×50＝
１秒となる。

１２０で設定された所定のデレイ時間Ｔが経過
していない場合はN₀の判定になり、１０６のス
テツプに進みクラツチ３４が係合される。言い替
えれば過給機２２の作動クラツチ解放条件である
にもかかわらずクラツチ３４は係合保持されるこ
とになる。

１２０でカウンタSCDCが所定値ｄに達してい
る場合は、設定デレイ時間Ｔが経過したことを示
し、このときは１２２でカウンタSCDCをｄの値
に固定し、次いで１１４のステツプに進み、出力
ポート５４よりクラツチ３４のソレノイド３９を
消磁する指令が出され、そのため過給は行われな
い。また１１６でバイパス制御弁４２に、同制御
弁４２を開放する指令が出され、そのためバイパ
ス通路４１は開放され、吸入空気の一部はバイパ
ス通路４１を介してエンジンに導入される。

第４図は以上述べたこの発明の作動を説明する
タイミング線図である。時刻t₁でＱ／Ｎイが所定
値ａを超えると、クラツチが係合されるニ。減速
を開始し時刻t₂でＱ／Ｎが所定値ａより降下する
ともしＱ／Ｎが所定値ｂより小さくかつ回転数Ｎ
が所定値ｃより小さければ即座にクラツチ３４が
解放されるニ。カウンタSCDCは零を維持する。
次に、時刻t₃で再び加速が実行されると、同様に
クラツチは係合され、過給機２２は作動する。減
速に移り時刻t₄になると今度はＱ／Ｎが所定値ｂ
より大きいか又は回転軸Ｎがｃより大きいのでカ
ウンタSCDCはインクリメントを開始するハ。そ
のため、カウンタSCDCがｄを計測して時間Ｔが
経過してからクラツチ３４が解放される。

第５図はクラツチの作動パターンを示すマツプ
である。斜線領域がクラツチの係合域、点々で示
した領域がデレイを伴つたクラツチの解放領域で
あり、真白で示した領域がデレイを伴わないクラ
ツチの解放領域である。

〔発明の効果〕

この発明によれば、クラツチの係合から解放へ
の切替え時のデレイ制御をエンジンがアイドル及
びこれに近い領域にあるときは解除することによ
り、この領域ではクラツチは解放条件に移行する
とデレイされることなく解放される。そのため、
エンジンがアイドル回転しているときエンジンに
過給機の負荷が加わることがなく、アイドル回転
が高く維持され、これに伴いシフトチエンジ時の
エンジンストールの発生が未然に防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成図。第２図はこの発明
の構成全体概略図。第３図はこの発明の制御作動
を説明するフローチヤート図。第４図はこの発明
の作動タイミング図。第５図は過給機の作動マツ
プ。 １３…クランク軸、２２…過給機、２４…スロ
ツトル弁、２５…エアフローメータ、３４…クラ
ツチ、４１…バイパス通路、４２…バイパス制御
弁、５０…制御回路、６１…回転数センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸気管に機械式過給機を備え、機械式過給機
   はクラツチを介して内燃機関の回転軸に連結さ
   れ、クラツチは機関の負荷の大、小に応じてクラ
   ツチ制御手段により係合、解除される車両におい
   て、クラツチを係合状態から解除状態へ切替える
   べき運転条件を検知するクラツチ解除条件検知手
   段と、クラツチの係合状態から解除状態への切替
   えの遅延時間を設定する遅延手段と、エンジンの
   アイドル運転領域及びこれに近い、クラツチの解
   除への遅延を行わせない領域を検知するクラツチ
   解除遅延禁止領域検知手段と、エンジンのアイド
   ル運転領域及びこれに近い運転領域以外の運転領
   域ではクラツチの係合状態から解除状態への切替
   え条件を検出してから遅延手段により設定される
   遅延時間の経過後にクラツチ制御手段をしてクラ
   ツチが解除されるように駆動し、エンジンのアイ
   ドル運転領域及びこれに近い運転領域にあつては
   遅延時間の経過を待たずにクラツチ制御手段をし
   てクラツチが解除されるように駆動する切替え手
   段とを具備することを特徴とする内燃機関の機械
   式過給機制御装置。