JPH0526264Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は内燃機関の出力向上を図る機械式過給
機のクラツチ制御装置、特にクラツチの断続をク
ラツチ制御手段により行なえる機械式過給機のク
ラツチ制御装置に関する。

（従来の技術） 機械式過給機は、これの装着された内燃機関が
中、低負荷域にある場合、燃費向上を図る上で作
動されないほうが好ましく、この領域で機械式過
給機に回転力を伝えるクラツチを断つ制御を行な
うことが多い。しかしながら高回転域でクラツチ
を切る場合はよいが、クラツチを接続することは
急激なトルク変動のために過給機が破損する恐れ
がある。このため所要の機関回転数以上ではクラ
ツチを常時接続、即ちオン状態に保つよう制御す
ることが行なわれている。

（考案が解決しようとする問題点） ここで問題となるのは機関運転域が高回転、低
負荷域にあつて吸気路の空気流量が少ない場合、
空気の熱容量の低下及び機械式過給機内のロータ
とハウジング内壁間、ロータ同士間等の各隙間よ
り逆流により過給機自体の発生する機械ロスに応
じた熱が留まり、過給機の過熱が進み、熱変形に
基づく破損が生じることである。通常は、この対
策として過給機の吸気口と吐出口とを結ぶバイパ
ス路を開いて空気流動量を増し、発熱を押え、あ
るいは吸気絞り弁を迂回するバイパス路を開いた
り、吸気絞り弁自体のアイドル開度を拡大して空
気流量を増加させ、発熱を押えている。しかし、
これらの対策はバイパス路等の流路面積の確保が
十分になされず、スペース的制約があり、過給機
の破損の可能性が残つている。

本考案の目的は、機械式過給機の破損を確実に
防止できる機械式過給機のクラツチ制御装置を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成するため、本考案は内燃機関
の機械式過給機に上記内燃機関の回転力を断続自
在に伝えるクラツチと、上記内燃機関の機関回転
情報を出力する機関回転センサと、上記内燃機関
の吸入空気量情報を出力する空気量センサと、上
記クラツチを断続作動させるクラツチ駆動手段
と、上記内燃機関の回転数が第１回転数基準値よ
り大きいかまたは吸入空気量が第１吸入空気量基
準値より大きい場合に接信号を、小さい場合には
断信号を上記クラツチ駆動手段に出力し、上記内
燃機関の回転数が上記第１回転数基準値よりも大
きい第２回転数基準値以上でしかも吸入空気量が
上記第１吸入空気量基準値より小さい第２吸入空
気量基準値以下の減速運転域である場合に上記ク
ラツチ駆動手段に断信号を出力するクラツチ制御
手段とを有し、上記クラツチ制御手段は上記断信
号を出力した後は機関回転数が設定値以下に戻ら
ない限り上記断信号の出力を保持することを特徴
とする。

（作用） 内燃機関が設定された減速運転域に入るとクラ
ツチ制御手段は断信号をクラツチ駆動手段に出力
し、この断信号を出力した後は、機関回転数が設
定値以下に戻らない限り断信号の出力を保持し続
けるので、機械式過給機の過給作動を一旦停止さ
せた後は機関回転数が設定値以下に戻らない限
り、再度機関と機械式過給機を接続しない。

（実施例） 第１図に示した機械式過給機のクラツチ制御装
置はガソリンエンジン（以後エンジンと記す）１
の吸気路２に取付けられたルーツ型の機械式過給
機３に装着される。

エンジン１はエンジンコントローラ４を備え、
これにより燃料供給量制御や、点火時期制御を行
なうと共に機械式過給機３のクラツチ断続制御を
も行なう。

即ち、エンジン１に取付けられた複数の燃料噴
射弁５や点火プラグ６に点火作動させるイグナイ
タ７に加えて、機械式過給機３の電磁クラツチ８
を作動させるクラツチ駆動回路９やバイパスリリ
ーフバルブ１０を作動させる二方ソレノイド１１
もエンジンコントローラ４の制御信号により駆動
操作される。

エンジンの吸気路２にはエアクリーナ１２、エ
アフローメータ１３、スロツトル弁１４、負圧供
給口１５、機械式過給機８を迂回するバイパス路
１６の上流開口１７、機械式過給機３、バイパス
路１６の下流開口１８がこの順序で設けられ、吸
気ポート１９に達している。

エンジンの排気路２０はマフラー２１や図示し
ない三元触媒を介し大気開放される。

バイパス路１６の中間位置に取付けられるバイ
パスリリーフバルブ１０は常閉弁であり、その一
端のダイヤフラム２２に連動して開作動できる。
ダイヤフラム２２の対向する負圧室２３はパイプ
２４を介し負圧供給口１５に連通する。パイプ２
４の一部は常開の二方ソレノイド１１を介し大気
開放される。

なお、二方ソレノイド１１にはエンジンコント
ローラ４側より、オン信号が出力され、その際二
方ソレノイド１１が閉作動し、リリーフバルブ１
０がバイパス路１６を開放し、機械式過給機３の
過給作動を低減させ発熱を押えることができる。
ここでオン信号はエンジン回転数Ｎが規定値、た
とえば、3500［rpm］を上回つた時に一率に出力
される。このため、吸気路２が所要量負圧化しな
いとバイパス路２は開放されない。即ち、エンジ
ンブレーキ時のような高回転、低負荷域でのみ開
放されるよう各部材が形成されている。

機械式過給機３の駆動軸２５は電磁クラツチ８
を介してエンジン１のクランクシヤフト２６側に
図示しない出力伝達手段を介し機械的に連結され
る。電磁クラツチ８は周知のクラツチ駆動回路９
より駆動電流を受けた際に断状態に切換わる常接
クラツチである。

エンジンコントローラ４には吸入空気量情報を
出力するエアフローメータ１３、スロツトル弁１
４のスロツトル開度情報を出力するスロツトルポ
ジシヨンセンサ２７、エンジン回転数情報を出力
するエンジン回転センサ２８、水温センサ２９そ
の他等が接続される。

エンジンコントローラ４はマイクロコンピユー
タによりその要部が形成されており、このマイク
ロコンピユータはクラツチ制御手段としての機能
を備える。即ちこのマイクロコンピユータの
ROMにはクラツチ断続制御処理を第５図、第６
図、第７図に示したフローチヤーチに沿つて行な
うよう制御プロブラムが記憶処理され、ここで用
いる第１、第２回転数基準値である第１、第２エ
ンジン回転数Ｎ−１，Ｎ−２や第１、第２吸入空
気量基準値である第１、第２空気流量値Ａ／Ｎ−
１，Ａ／Ｎ−２等も記憶処理されている。

以下、エンジンコントローラの制御処理を説明
する。

まず、メインルーチンは各入出力信号回路の故
障判断をし、始動時の基準設定値等の書き込みを
行なう初期化がなされ、機械式過給機のクラツチ
のオンを否定するフラグＦを立てる。この後、周
知の燃料供給量算出処理、点火時期算出処理がそ
れぞれなされ、クラツチ判続制御処理がループ状
に行なわれる。そして、これらのメインルーチン
の実行中において、所定の割込条件に達すると燃
料噴射制御、点火制御があらかじめ算出された最
新データに基づき行なわれる。

クラツチ断続制御ルーチンに入ると、まず、エ
ンジン回転数Ｎ，空気流量Ａ／Ｎが読み込まれ、
これらデータに基づきクラツチオン域か否かが判
断される。ここでは第２図に示したように、第１
エンジン回転数Ｎ−１より現回転数Ｎが大きい
か、あるいは第１空気流量Ａ／Ｎ−１より現空気
流量Ａ／Ｎが大きい場合、クラツチオン域とさ
れ、ステツプa4に進み、そうでない、即ち、ク
ラツチオフ域とされると、ステツプa3に進む。

ステツプa3においては、フラグＦをクリアし、
ステツプa5に達し、クラツチをオフすべくクラ
ツチ断信号をクラツチ駆動回路９に出力し、クラ
ツチ８を切り、中、低負荷運転時の燃費の向上を
図る。

クラツチオン域と見做されステツプa4に達す
ると、現エンジン回転数Ｎが第２エンジン回転数
Ｎ−２（第２図参照）より大きいか否かを判断さ
れ、大きいとステツプa6に進み、そうでないと
ステツプa7に進む。

ステツプa6では空気流量Ａ／Ｎが第２空気流
量Ａ／Ｎ−２（第２図参照）より小さいか否かが
判断され、小さいと減速運転域としての危険運転
域DAとされてステツプa8へ、危険運転域DAで
ないとステツプa7に進む。

ステツプa7では、滞留タイマーに規定時間
XφH（前以つて設定される）をセツトし、ステツ
プa9へ進む。他方、ステツプa8では危険運転域
DAに入つて規定時間XφHが経過したか否かが判
別され、達しない内はステツプa9へ進み、達す
るとステツプa10に進み、フラグＦを立て、ステ
ツプa5に進み、クラツチを断処理しリターンす
る。

他方、危険運転域DAに入つたが規定時間が経
過していない場合、あるいは、危険運転域DAに
ない場合、ステツプa9に達するが、ここではフ
ラグＦが立つているか否かの判断をなし、立つて
いない、即ち危険運転域DAにない場合に、ここ
に達した場合は、ステツプa11に進みクラツチ接
処理すべくクラツチ接信号をクラツチ駆動回路９
に出力する。この場合、クラツチ駆動回路９は電
磁クラツチ８の駆動電流を断ち、クラツチ接続状
態に切換える。

他方のステツプa9でフラグＦが立つている場
合、即ち、危険運転域DAで一旦クラツチを切
り、ここを離脱したがクラツチオン域にある場合
にはステツプa5に進み、電磁クラツチ８のオフ
状態を保持しつづけ、リターンする。

なお、メインルーチンの実行中において、設定
時間であるｔ秒毎に時間割込がなされ、タイマー
割込ルーチンが実行される。ここでは、まず滞留
タイマーがゼロか否かを判断して、ゼロではリタ
ーンし、ゼロでないとステツプb2に進みタイマ
ーのカウント値を現在の値より１だけ減算し、こ
れを新たに取り込み、リータンする。

このような機械式過給機のクラツチ制御装置
は、まずバイパス路１６の開放作動により、低負
荷高回転時においての発熱を第４図に実線で示す
ような特性で低減させることができる。しかも、
クラツチ制御手段としてのエンジンコントローラ
４が機械式過給機３のクラツチを、第２図に示す
ようなオン域でオン（接続）させ、オフ域でオフ
（断）させ、これにより高負荷運転域での出力ア
ツプと中、低負荷運転域での燃費向上を共に図れ
る。特に、たとえオン域であつても危険運転域
DAに入ると電磁クラツチ８を切り機械式過給機
３の発熱による破損を防止できる。更に、危険運
転域DAより脱出しても、一旦現エンジン回転数
Ｎが第１エンジン回転数Ｎ−１を下回るオフ域の
回転数（設定値）に戻らない限り、再度のクラツ
チ接続（オン）を行わない。このため、一旦停止
させた機械式過給機３を、再度、高回転のエンジ
ン１に接続した際の急激なトルク変動に基づく機
械式過給機の破損を防止できる。

上述のクラツチは電磁クラツチであつたが、そ
の他の周知のクラツチで、断続用のアクチユエー
タを電子制御できるものであれば、これらを代用
できる。

機械式過給機はルーツ型としたが、その他の周
知の機械式過給機を代用できる。

（考案の効果） 低負荷高回転域のような設定された危険運転域
でクラツチを切り機械式過給機の発熱に伴なう破
損を防止でき、特に機械式過給機の過給作動を一
旦停止させた後は機関回転数が設定値以下に戻ら
ない限り、再度機関と機械式過給機を接続しな
い。このため、機械式過給機の一旦停止後の再度
の機関と機械式過給機の接続時の急激なトルク変
動により機械式過給機が破損することを確実に防
止出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例としての機械式過給
機のクラツチ制御装置の全体構成図、第２図は同
上装置の行なう運転制御域を説明する概略運転特
性図、第３図は同上運転制御域内の危険運転域を
決定するためのエンジン特性線図、第４図は同上
装置内のバイパス路の効果を説明する特性線図、
第５図、第６図、第７図は同上装置により行なわ
れる制御処理のフローチヤートをそれぞれ示して
いる。 １……エンジン、２……吸気路、３……機械式
過給機、４……エンジンコントローラ、８……電
磁クラツチ、９……クラツチ駆動回路、１３……
エアフローメータ、２８……エンジン回転セン
サ、Ｎ−１……第１エンジン回転数、Ｎ−２……
第２エンジン回転数、Ａ／Ｎ−１……第１空気流
量値、Ａ／Ｎ−２……第２空気流量値。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の機械式過給機に上記内燃機関の回転
   力を断続自在に伝えるクラツチと、上記内燃機関
   の機関回転情報を出力する機関回転センサと、上
   記内燃機関の吸入空気量情報を出力する空気量セ
   ンサと、上記クラツチを断続作動させるクラツチ
   駆動手段と、上記内燃機関の回転数が第１回転数
   基準値より大きいかまたは吸入空気量が第１吸入
   空気量基準値より大きい場合に接信号を、小さい
   場合には断信号を上記クラツチ駆動手段に出力
   し、上記内燃機関の回転数が上記第１回転数基準
   値よりも大きい第２回転数基準値以上でしかも吸
   入空気量が上記第１吸入空気量基準値より小さい
   第２吸入空気量基準値以下の減速運転域である場
   合に上記クラツチ駆動手段に断信号を出力するク
   ラツチ制御手段とを有し、上記クラツチ制御手段
   は上記断信号を出力した後は機関回転数が設定値
   以下に戻らない限り上記断信号の出力を保持する
   ことを特徴とした機械式過給機のクラツチ制御装
   置。