JPH05272348A - 過給制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械式過給機の不必要な発停操作を防止して
運転性や燃費の向上と過給機クラッチ耐久性の向上を図
る。 【構成】 過給機作動領域にある場合にはカウンタＣＴ
１を所定量ａだけ増加し（ステップ１１０，１１５）、
ない場合には所定量ｂだけ減少させる（ステップ１１
０、１２０）。過給機はカウンタＣＴ１が所定値ＣＴ２
以上のときに作動させ、ＣＴ２以下では作動させない
（ステップ１４５，１６５）。これにより過給機作動領
域及び非作動領域それぞれで運転されている期間に応じ
て過給機発停動作の遅れ時間が変化するため不必要な過
給機発停操作が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジン出力軸から機械
的に駆動される過給機（以下「機械式過給機」という）
を用いた過給制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】機械式過給機を有するエンジンでは、エ
ンジン出力軸からクラッチを介して過給機を駆動し、エ
ンジンの負荷条件に応じてクラッチをＯＮ（接続）又は
ＯＦＦ（解放）して過給機の作動、停止を行っている。
すなわち、エンジンの高負荷運転時にはクラッチをＯＮ
にして過給機を作動させ、過給によりエンジン出力を増
大させると共に、過給の必要のない低負荷運転時にはク
ラッチをＯＦＦにして過給機を停止し、過給機の駆動損
失による燃費の悪化を防止している。

【０００３】このような過給装置では、一般に、一時的
な負荷条件の変動によりクラッチのＯＮ／ＯＦＦが繰り
返されるのを防止するためクラッチのＯＦＦ動作に遅延
時間を持たせてクラッチの作動頻度を低減し、クラッチ
の耐久性向上を図っている。このような過給制御装置の
例としては、例えば特開昭６１−２９４１３５号公報に
開示されたものがある。同公報の装置は、クラッチＯＮ
状態からクラッチＯＦＦ動作を行う際の遅延時間を、エ
ンジン回転数が低い程短くなるように設定することを特
徴としている。

【０００４】上記のように遅延時間を設定することによ
りエンジン回転数が高い場合には遅延時間が長くなり、
クラッチ作動頻度の減少によるクラッチ耐久性の向上が
図れると共に、エンジン回転数が低い場合には遅延時間
が短くなり、過給機作動時間の減少による燃費向上を図
ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、機械式過給機の
クラッチのＯＮ／ＯＦＦ制御は機関回転数、負荷等のエ
ンジンの負荷条件のみに基づいて行われており負荷変動
等の運転状態の履歴は考慮されていない。上述の特開昭
６７−２９４１３５号公報の装置においても、エンジン
回転数によりクラッチＯＦＦ操作の際の遅延時間を変更
しているもののエンジン運転状態の履歴は考慮されてお
らず、エンジン回転数が同一であれば、遅延時間は常に
一定に設定される。また、クラッチＯＮ操作時には遅延
時間が設けられておらず条件が成立すれば直ちにクラッ
チが接続され、過給機が作動する。このため、例えば長
い登坂路を走行中に一時的にアクセルを戻したような場
合、エンジン回転数が低ければ過給機はすぐに停止して
しまい、駆動トルクが落ち込んで再度アクセルを踏み込
んだ場合の加速応答性が悪化する等の問題や、逆に、長
い降坂路を走行中に一時的にアクセルを踏み込んだよう
な場合には直ちに過給機が作動するため、無駄な過給機
の発停によりクラッチの耐久性や燃費の悪化を生じる恐
れがある等の問題があった。

【０００６】上記特開昭６１−２９４１３５号公報の装
置でも、クラッチＯＮ操作時にも遅延時間を設け、更
に、ＯＮ／ＯＦＦ両方の遅延時間を全体的に長く設定す
れば上記問題は或る程度解決できるものの、一律に遅延
時間を長めに設定したのでは通常走行時に過給機を負荷
条件に応じて作動させる際の時間遅れが大きくなる問題
を生じる。

【０００７】本発明は、上記問題に鑑み、過給機の不必
要な発停を防止し、運転性や燃費の悪化とクラッチ耐久
性低下を防ぐことのできる過給制御装置を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、図１の
発明構成図に示すように、エンジンＡの出力軸からクラ
ッチＢを介して駆動される過給機Ｃと、エンジンＡの負
荷条件過給機作動領域にあるか否かを判定する作動判定
手段Ｄと、該作動判定手段Ｄの判定結果に応じてクラッ
チＢを接続又は解放して過給機Ｃの作動を制御する制御
手段Ｇと、作動判定手段ＤがエンジンＡの負荷条件が過
給機作動領域にあると判定した期間と、過給機作動領域
にないと判定した期間とを比較する比較手段Ｅと、この
比較結果に基づいて、制御手段ＧのクラッチＢの接続、
解放動作の遅延時間を設定する遅延時間設定手段Ｆとを
有する過給制御装置が提供される。

【０００９】

【作用】遅延時間設定手段Ｆは、エンジン負荷条件が過
給機作動領域にある期間が長い程制御手段Ｇのクラッチ
ＯＦＦ（解放）動作の遅延時間を長く設定し、エンジン
負荷条件が過給機非作動領域にある期間が長い程制御手
段ＧのクラッチＯＮ（接続）動作の遅延時間を長く設定
する。

【００１０】すなわち、例えば長い登坂路を過給機作動
状態で走行中のような場合には、過給機作動領域にある
期間が長くなり、それに応じて制御手段ＧのクラッチＯ
ＦＦ動作遅延時間が長く設定される。このため一時的な
アクセルの戻しによってはクラッチがＯＦＦにならずト
ルク低下による運転性悪化が生じない。また、過給機非
作動状態で長い降坂路を走行中のような場合には過給機
非作動領域にある期間が長くなり、それに応じて制御手
段ＧのクラッチＯＮ動作遅延時間が長くなっており、一
時的なアクセルの踏み込みによってはクラッチがＯＮに
ならず、無駄な過給機発停が生じない。

【００１１】

【実施例】図２に本発明の過給制御装置の構成を示す。
図において１はエンジン、２はエンジンの吸気管、８は
スロットル弁であり、運転者のアクセルペダル（図示せ
ず）操作に応じて吸気管２の吸気通路を開閉する。また
３はスロットル弁８の下流側吸気管に設けられた機械式
過給機である。

【００１２】過給機３は、エンジン１のクランク軸に設
けたプーリ４からクラッチ５を介してベルト等により機
械的に駆動され、クラッチ５の断続により作動、停止が
行われる。本実施例ではクラッチ５としては電気信号に
よりＯＮ／ＯＦＦが可能な電磁クラッチが用いられ、過
給機３としては容積型のルーツ圧縮機が用いられる。ま
た、図に６で示すのは過給機３をバイパスしてスロット
ル弁８下流側吸気管と過給機出口側吸気管とを接続する
吸気バイパス通路である。吸気バイパス通路６にはバイ
パス制御弁７が設けられ、ステッパモータ等のアクチュ
エータ１０によりバイパス制御弁７の開度を変えてバイ
パス通路６を通る空気量を連続的に調節できるようにな
っている。

【００１３】バイパス制御弁７の開度を大きく設定すれ
ば過給機３吐出側からバイパス通路６を通って上流側に
還流する空気量が増大し、過給機の圧縮比は低下するた
め過給圧は減少する。逆にバイパス制御弁７の開度を小
さく設定すれば上記還流空気量は減少するため過給圧は
増大する。従って同一の過給機回転数であってもバイパ
ス制御弁７の開度を変えることにより過給圧を変化させ
ることができる。

【００１４】また、図に２０で示すのは本発明の過給制
御を行う制御回路である。本実施例では、制御回路とし
て公知の形式のディジタルコンピュータが用いられてお
り、本発明の制御行うため制御回路２０には、スロット
ル弁８の開度を検出するスロットルセンサ１４、エンジ
ン回転数を検出する回転数センサ１２、車両走行速度を
検出する車速センサ１１、バイパス制御弁７の開度を検
出する開度センサ１６、吸入空気量を検出するエアフロ
ーメータ１３の出力がそれぞれ入力されている。

【００１５】また、制御回路２０の出力ポートは図示し
ない駆動回路を介してバイパス制御弁７のアクチュエー
タ１０と過給機３の電磁クラッチ５とに接続され、それ
ぞれバイパス制御弁７の開度制御と電磁クラッチ５の接
続、解放を行っている。次に図３に本発明の過給制御動
作の一実施例のフローチャートを示す。本ルーチンは制
御回路２０により一定時間毎（例えば０．５秒毎）に実
行される。

【００１６】図においてルーチンがスタートするとステ
ップ１００ではエンジン回転数ＮＥ、車速ＶＳ、スロッ
トル弁開度ＴＡ、吸入空気量Ｑ等の運転パラメータがそ
れぞれ対応するセンサから読込まれる。次いでスロット
ル１０５では車速ＶＳが所定値ＶＳｏより大きいか否か
が判定される。ＶＳｏは本実施例では５ｋｍ／ｈ程度と
され、後述のようにＶＳ≦ＶＳｏの状態が所定時間継続
するとカウンタＣＴ１がクリアされる。

【００１７】ＶＳ＞ＶＳｏであればステップ１１０でエ
ンジン負荷条件が過給機作動領域にあるか否かが判定さ
れる。本実施例では過給機作動領域の判定はエンジン負
荷（スロットル弁開度ＴＡ）とエンジン回転数ＮＥとを
用いて行われる。図４は過給機作動領域の設定の一例を
示す。図４に示すように過給機が作動する負荷（スロッ
トル弁開度ＴＡ）は回転数ＮＥが高い領域では低く設定
される。なお、負荷を表すパラメータとして、スロット
ル弁開度ＴＡの代わりにエンジン１回転当りの吸入空気
量Ｑ／ＮＥを用いても良い。本実施例では、制御回路２
０は図４の関数をマップとして記憶しており過給機作動
領域の判定を行っている。

【００１８】ステップ１１０では過給機作動領域にある
か否かが判定されると、ステップ１１５と１２０ではそ
の判定結果に応じてカウンタＣＴ１の増減が行われる。
すなわち作動領域にある場合はＣＴ１には所定値ａが加
算され（ステップ１１５）作動領域にない場合はＣＴ１
から所定値ｂが減算される。次いでステップ１２５，１
３０及びステップ１３５，１４０ではＣＴ１がそれぞれ
上限値ＣＴ１ｍａｘ、下限値ＣＴ１ｍｉｎでガードされ
る。

【００１９】ステップ１４５は過給機作動可否の判定で
ある。本実施例では、ステップ１１０でエンジン負荷条
件が過給機作動領域にあるか否かの判定を行うが、その
結果によって直ちに過給機の発停は行わず、カウンタＣ
Ｔ１の値に基づいて過給機の発停を行う。すなわち、ス
テップ１４５でＣＴ１が所定値ＣＴ２より大きい場合に
はステップ１５０に進み電磁クラッチをＯＮにして過給
機を作動させ、ステップ１５５で負荷条件に応じてバイ
パス制御弁開度を設定して過給圧を調節する。本実施例
ではバイパス制御弁開度θｂはスロットル弁開度ＴＡを
基に図５のマップに基づいて設定され、エンジン負荷
（スロットル弁開度ＴＡ）が大きい程開度が減少して過
給圧を高めるようになっている。またステップ１４５で
ＣＴ１が所定値ＣＴ１以下であった場合にはステップ１
６０で電磁クラッチがＯＦＦにされ過給機が停止される
と共にステップ１６５でバイパス制御弁が所定の開度
（例えば全開）にセットされる。

【００２０】またステップ１０５で車速ＶＳがＶＳｏ以
下であった場合にはステップ１７０，１７５で車速がＶ
Ｓｏ以下の状態が所定時間Ｔｏ以上継続するとＣＴ１の
値がクリアされる。このようにカウンタＣＴ１の値に基
づいて過給機の作動を制御するようにしたことにより過
給制御に過去の運転状態の履歴を反映させることができ
る。

【００２１】すなわち、長い登坂路を走行中の場合等に
はカウンタＣＴ１の値はステップ１１０から１３０によ
り充分に大きくなっているため、一時的にアクセルが戻
されたような場合でもステップ１２０の実行により直ち
にＣＴ１≦ＣＴ２となることはないため、過給機は停止
されず、運転性の悪化は生じない。また、逆に長い降坂
路を走行中の場合等にはＣＴ１の値は充分に小さくなっ
ているため、一時的にアクセルが踏み込まれた場合でも
直ちにＣＴ１＞ＣＴ２となることはなく、不必要な過給
機の発停が防止される。

【００２２】図６は（Ａ）〜（Ｄ）は図３の過給制御を
行った場合の効果を示す図である。図６（Ａ）〜（Ｄ）
の横軸は時間を示し、縦軸はそれぞれスロットル弁開度
ＴＡ（図６（Ａ）、車速ＶＳ（図６（Ｂ））、カウンタ
ＣＴ１の値（図６（Ｃ））、電磁クラッチ（過給機）の
作動状況（図６（Ｄ））を示している。図の区間Ｉでは
車両が停止状態にあり（図６（Ｂ））、カウンタＣＴ１
はゼロになっている（図３ステップ１７５，図６
（Ｃ））。

【００２３】従ってこの状態でアクセルを踏み込んでエ
ンジンの空ぶかしをしたような場合（図６（Ａ），Ａ
点）でも過給機は作動しない（図６（Ｄ）実線）。図６
（Ｄ）点線は従来の制御による過給機の作動を示す。従
来は、このような場合にも過給機の不必要な作動停止が
繰り返されていた（図６（Ｄ）Ａ´点）。次に、区間II
は長い登坂路走行又は緩加速中の状態である。（図６
（Ａ），（Ｂ））。この状態ではＣＴ１は増加して略ガ
ード値ＣＴ１ｍａｘに等しくなっている（図６
（Ｃ））、このため、一時的にアクセルが戻されたよう
な場合でも（図６（Ａ），Ｂ点）、ＣＴ１は直ちにＣＴ
２以下にはならず（図６（Ｃ））、従来（図６（Ｄ）点
線）のように、過給機が停止することしかない（図６
（Ｄ）実線）。

【００２４】同様に区間III は緩減速状態（図６（Ａ）
（Ｂ））であるが、この場合も本発明の制御によれば減
速中にアクセルを一時的に踏み込んだ場合（図６
（Ａ），Ｃ点）でも過給機が直ちに作動せず（図６
（Ｃ），（Ｄ）、過給機の不要な発停を防止できる。な
お、本実施例ではＣＴ１上限値ＣＴ１ｍａｘと下限値Ｃ
Ｔ１ｍｉｎでガードしているが（図３、ステップ１３
０，１４０）、これにより過給機の発停の遅れが過大に
なることが防止される。

【００２５】また、本実施例ではＣＴ２（図３ステップ
１４５）の値は一定としているが、ＣＴ２の値は負荷
（スロットル開度ＴＡ又はエンジン１回転当りの吸入空
気量Ｑ／ＮＥ）に応じて変化させても良く、例えば図７
に示すように負荷が大になる程ＣＴ２の値を小さくすれ
ば、過給が必要とされる高負荷時程過給機が作動し易く
なるようにすることができる。

【００２６】また、同様にカウンタＣＴ１の増加分ａ及
び減少分ｂ（図３、ステップ１１５，１２０）も一定値
とせず車速ＶＳ、負荷（スロットル弁開度ＴＡ）等に応
じて変化させても良い。この場合、例えば車速ＶＳが大
きい程、又はスロットル弁開度ＴＡが大きい程ＣＴ１の
増加分ａが大きくなり、減少分ｂが小さくなるように設
定すれば車速が大きい領域や負荷が大きい領域等で過給
機が作動し易くなるようにすることができる。このよう
にＣＴ１の判定値ＣＴ２や増加分ａ、減少分ｂ等を運転
パラメータに応じて変化させることにより、同一のエン
ジンであっても車種や使用状況に応じて運転特性を変え
ることが可能となる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、上述のように過給機発
停の際の遅延時間を、運転条件の過去の履歴を考慮して
決定するようにしたことにより、不必要な過給機の発停
を防止し、運転性や燃費の悪化、クラッチの耐久性低下
等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の過給制御装置の一実施例の構成を示す
図である。

【図３】本発明の過給制御動作の一実施例を示すフロー
チャートである。

【図４】過給機作動負荷領域を示す図である。

【図５】バイパス制御弁開度設定を示す図である。

【図６】本発明の過給制御装置の効果を説明する図であ
る。

【図７】判定値ＣＴ２の設定の別の実施例を示す図であ
る。 １…エンジン ２…吸気管 ３…過給機 ５…電磁クランチ ６…バイパス通路 ７…バイパス制御弁 ８…スロットル弁 １３…エアフローメータ １４…スロットルセンサ １６…バイパス開度センサ ２０…制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン出力軸からクラッチを介して機
   械的に駆動される過給機と、 エンジン負荷条件が過給機作動領域にあるか否かを判定
   する作動判定手段と、 該作動判定手段の判定結果に応じて前記クラッチを接続
   又は解放して過給機の作動、停止を制御する制御手段と
   を備えた過給機制御装置において、 エンジン負荷条件が過給機作動領域にある期間と過給機
   非作動領域にある期間とを比較する比較手段と、比較結
   果に基づいて、前記過給機作動領域にある期間が長い程
   クラッチ接続状態からクラッチを解放する際の前記制御
   手段の動作遅延時間を長く設定すると共に、前記過給機
   非作動領域にある期間が長い程クラッチ解放状態からク
   ラッチを接続する際の前記制御手段の動作遅延時間を長
   く設定する遅延時間設定手段とを備えたことを特徴とす
   る過給制御装置。