JPS6119930A - 内燃機関の過給機制御装置 - 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 本発明は内燃機関における機械式過給機の制御装置に関
する。

従来の技術 内燃機関では０℃以下といった極低温時は潤滑油の粘度
が大きくなるためフリクションが増大し回転抵抗が大き
い問題がある。これは、機械式過給機を搭載した場合は
エンジンフリクションに過給機の負荷が上乗されること
からとくに著しい。

（尚、本発明の従来技術としては例えば実公昭４７−３
７９３９号を参照されたい。） 発明が解決しようとする問題点 本発明はかかる従来技術の問題点に鑑みなされたもので
あり、エンジン極低温時の過給機に原因する負荷を軽減
することができる構成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 本発明によれば第１図において、機関１の吸気系２に機
械式過給機３を備えた内燃機関において、機関１の回転
軸４と過給機３の駆動軸との間に配置されるクラッチ手
段５と、機関の運転状態を検知する運転状態検知手段６
と、運転状態検知手段６からの運転状態信号に応じてク
ラ、チ手段５を係合又は解放するクラ、チ作動手段７と
、機関の極低温条件を検知する温度検知手段８と、温度
検知手段８により検知されたエンジンの温度条件に応じ
て、クラッチ作動手段５の係合と解放との切替の生ずる
設定運転条件を極低温時過給域が縮ノＪ・するように変
更する設定値変更手段９とより成イ内燃機関の過給機制
御装置が提供される。

作用 温度検知手段８はエンジン１の温度条件を検知し、クラ
ッチ５が係合から解放に切替るときの選定温度を極低温
時過給域が縮小するよう変更する。

そのため極低温時に過給機３が作動されるのはより高回
転側となる。

実施例 第２図において、１０はエンジン本体であり、シリンダ
ブロック１１、ピストン１２、コネクティングロッド１
４、クランク軸１６、クランクピン１８、オイルパン２
０．シリンダヘンド２２、吸気弁２４、排気弁２６、バ
ルブスプリング２８、カム軸３０、カム軸ハウジング３
１等の構成要素より成る。

シリンダヘッド２２内に吸気ボート３２が形成され、吸
気管３４を介してサージタンク３６に接続される。３８
はスロットル弁であり、吸気管４０内に配置される。ス
ロットル弁３８はリンク４２を介してアクセルペダル４
４に連結される。

スロットル弁３８の上流にエアフローメータ４６が設け
られ、その上流に空気クリーナ４８が位１する。

シリンダヘッド２２内に排気ボート５０が形成され、排
気マニホルド５２を介して、触媒コンバータ５４に接続
されている。

この実施例では内燃機関は燃料噴射式であり、吸気管３
４に燃料インジェクタ５６が設けられている。５８はデ
ィストリビュータである。

本発明によればスロットル弁３８の下流において吸気管
４０に機械式過給機としてのルーツポンプ６０が接続さ
れる。ルーツポンプ６０はハウジング６２と、ハウジン
グ６２内の一対のまゆ型のロータ６４とより成る。一対
のロータ６４はその回転軸６６上に図示しない相互に噛
合う歯車が設けられる。そのためロータ６４は反対方向
にハウジング６２の内周に対し微少間・隙を維持しなが
ら回転する。ロータ６４の一方の回転軸６６上にプーリ
付クラッチ６８が設けられ、クラッチ６８のプーリ部は
ベルト７０を介してクランク軸１６上のプーリ７２に連
結される。プーリ付クラッチ６８は第３図のように構成
され、過給機６０のハウジング６２から延びる駆動軸６
６の端部にボルト止めした円板６８−１と、ハウジング
６２に固定されるスリーブ６８−２上にベアリング６８
−３を介して取付けたソレノイドボルダ６８−４とより
なり、ソレノイドホルダ６８−４上にベルト７０に係合
するプーリ部６８−５が形成される。

円板６８−１に弾性部材６８−６を介して係合部材６８
−７が取付けられ、係合部材６８−７はソレノイドホル
ダ６８−４に僅かな間隙をもって対面している。これら
の面間に摩擦係合面が係合される。ソレノイド６８′が
ソレノイドホルダの断面コの字状凹所内に配置されかつ
図示しないステ一手段によってスリーブ６８−２に固定
化されるやソレノイド６８′に非通電時は係合部材６８
−７は′ソレノイドホルダ６８−４から離れるよう弾性
部材６８−６により引張られる。ソレノイド６８′への
通電により係合部材６８−７はソレノイドホルダ６８−
４と係合するよう吸引され、プーリ部６８−５からのエ
ンジン回転が過給機軸６６に伝達されることになる。

第２図で１００は電磁クラッチ６８の制御回路であり、
運転条件の検知センサ及び機関温度検知センサからの信
号によってクラッチ６８への作動信号を形成する。制御
回路１００はエンジンの空燃比制御又は点火時期制御用
の制御回路と共用させることが、できる。もちろん専用
の制御回路としてもかまわない。運転条件センサとして
は前述のエアフローメータ４６と、ディストリビュータ
５８に設けた回転数センサ１０２とより成る。エアフロ
ーメータ４６は第４図のようにポテンショメータとして
構成され、弁軸の位置即ち吸入空気ｉ１Ｑに応じたアナ
ログ信号を生ずる。一方回転数センサ１０２は第２図の
ようにディストリビュータ５８の分配軸５８′上のマグ
ネツト１０４に対抗して設けたホール素子として構成さ
れ、分配軸５８′の回転数即ちエンジン回転数Ｎに応じ
たパルス信号を出力する。

制御回路１００は第４図のブロックダイヤグラムのよう
に構成され、マイクロコンピュータシステムより成る。

即ち、マイクロプロセンシングユニソト（ＭＰＵ）１０
６、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）　１０８、ランダム
アクセスメモリ（ＲＡＭ）１１０を有し、これらはハス
１１２を介して相互に結線され、更にバス１１２は入出
力（Ｉｌｏ）ボート１１４に結線される。

１１６はクロックパルス発生器である。エアフローメー
タ４６はアナログマルチプレクサ（ＭＰＸ）１１７、ア
ナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１８を介してＩ１０
ポー目１４に結線され、回転数センサ１０２は成形回路
１２０を介してＩ１０ポート１１４に結線される。

更にＩ１０ボート１１４はラッチ１２２を介してクラッ
チ６８の駆動用トランジスタ１２４のベースに結線され
、同トランジスタ１２４のコレクターエミッタ回路にク
ラッチ６８の駆動ソレノイド６８′　（第３図）が位置
し、このソレノイド６８′の通電制御によってクラッチ
６８の係合及び解放、換言すれば過給１６０の作動及び
停止の切替を行うことができる。機関の温度条件の検知
のため、この実施例ではエンジンのシリンダブロック１
１の冷却”水の温度を測定する水温センサ１２７と、オ
イルパン２０内の潤滑油の油度を測定する油温センサ１
２９とが設けられる。これらの温度センサ１２７゜１２
９はサーミスターとして構成することができ、第４図の
ブロック図のようにＭＰＸ　１１７を介してＡ／Ｄ変換
器１１８に接続される。

マイクロコンピュータは過給制御以外のその他のエンジ
°ン制御、例えば空燃比制御や点火時期制御を分担させ
ることができ、そのため種々のセンサやアクチュエータ
がＩ１０ボート１１４に接続されているが、これは本発
明の特徴と直接には関係しないため図示及び説明を省略
する。

ＲＯＭ　１０８内にはクラッチ６８の制御用のプログラ
ム、及びその他のエンジン運転制御用のプログラムが格
納されている。次のそのプログラムを本発明の関連部分
に限って説明する。

第５図はメインルーチンのプログラムの流れを示すもの
であり、メインルーチン内では高速性を要求される種々
の処理が行われる。２００のステップでプログラムが起
動されると、２０２ではイニシャライズが行われ、ＭＰ
ＩＩ　１０６の各レジスタ、ＲＡＭ１１０　、　Ｉ１０
ボート１１４の初期設定が行われる。

２０４では肝υ１０６はエアフローメータ４６よりの吸
入空気１ｉ信号のＡ／Ｄ変換指令をＡ／Ｄ変換器１１８
に出し、吸入空気量Ｑに応じたデジタル信号はＪ？ＡＭ
　１１００所定アドレスに格納される。次の２０６では
回転数センサ１０２からの回転数Ｎを表わすデジタル信
号が入力され、ＲＡＭ　１１０の所定アドレスに格納さ
れる。２０８のステップでは、吸入空気量Ｑに対する回
転数Ｎの比が計算され、ＲＡＭ　１１０に格納される。

Ｑ／Ｎは機関の負荷相当値であることは周知のとうりで
ある。プログラムは次は２１０以下のステップに進み、
メインルーチンにおける他の制御のための種々の処理（
例えば空燃比制御におけるフィードバック処理等）が行
われ、その際Ｑ、　Ｎ、Ｑ／Ｈの計算結果が適宜利用さ
れる。

第６図は過給機の制御のためのプログラムを示すもので
あり、この実施例では所定時間（例えば８ＩＩＩＳ）毎
に行われる時間割込ルーチンである。所定時間の経過毎
にＭＰ［Ｉ　１０６の割込みポートに割込み要求が入り
２９０よりルーチンが実行に入り、２９１のステップで
はＭＰＵ　１０６はＩ１０ボート１１４よりＭＰＸ　１
１７に水温センサ１２７より冷水温度Ｔｗのデータの取
り込み指令を出し、その値が所定値、例えば０℃より低
いか否かを判定する。次の２９２のステップでは油温セ
ンサ１２９より潤滑油の温度Ｔｏｉｌのデータを取り込
み、その値が所定値、例えば０℃より低いか否か判定す
る。２９１及び２９２の双方でＮｏの判定であれば通常
運転時と判断し２９４に進む。２９４では、過給機６０
の作動と停止との切替点となる回転数Ｎの設定値ａと、
吸入空気量一回転数比の設定値すとを夫々Ｎｏ、ｑｏ　
（第７図（イ））に設定する。次にプログラムは３０２
に進め、３０２ではＩ？ＡＭ　１１０のＮ領域に格納さ
れている回転数データが所定値ａ＝Ｎｏ（第７図（イ）
）より大きいか否かが、次いで３０４ではＲＡＭ　１１
０のＱ／Ｎ領域に格納されている吸入空気量Ｇの回転数
Ｎに対する比のデータがｂ＝ｑ　ｏより大きいか否かが
判定される。第７図（イ）の過給機作動マツプから明ら
かな通り、３０２でＮｏ（Ｎ＜ａ）で、３０４でもＮｏ
（Ｑ／Ｎ　＜　ｂ　）である運転域は過給機の停止域で
あり、この場合プログラムは３０６に進む。

ＭＰＵ　１０６はＩ１０ポート１１４よりランチ１２２
にリセット信号を印加する。そのためトランジスタ１２
４はカットオフとなり、クラッチ６８のソレノイド６８
′は消磁され、クラッチ６８は解放となる。

そのため、クランク軸１６の回転は過給機６０のロータ
６４には伝わらない。スロットル弁３８からサージタン
ク３６に向う空気の流れによってロータ６４は空回りを
起すだけで過給は行われない。

第６図の３０２でＹｅｓ（Ｎ　＞　ａ　）か又は３０２
でＮｏ（Ｎ＜ａ）でも３０４でＹｅｓ（Ｑ／Ｎ　＞　ｂ
　）の場合は過給機の作動域であり、プログラムは３０
８に進み、ＭＰｕ　１０６はＩ１０ボート１１４よりラ
ッチ１２２にセット信号を印加する。そのためトランジ
スタ１２４はＯＮとなり、クラッチ６８のソレノイド６
８′に通電されるため、クラッチ６８は係合される。そ
の結果、エンジンクランク軸１６の回転はプーリ７２、
ベルト７０、プーリ６８を介し過給機６０の回転軸６６
に伝達され、一対のり−タ６４は反対方向に回転され、
空気は圧縮されサージタンク３６、吸気管３４を経て、
吸気ボート３２より機関内に導入される。

第６図の２９１及び２９２の少なくとも一方の判定がＹ
ｅｓ　、即ち水温がθ℃以下若しくは油温が０℃以下又
はその両方の場合は極低温時と考えられ、こきときはプ
ログラムは３１０に流れ過給機６０の作動と停止との切
替点となる回転数の設定値ａをＮ１に、吸入空気量一回
転数比の設定値すをＱｌに夫々設定する（第７図（ロ）
）。このＮｌ、Ｑｌの値は機関が通常作動時の値Ｎｏ、
ｑｏより大きく、換言すれば極低温時は過給機６０はそ
の作動範囲が縮小されることになる。３０２のステップ
以後の処理は前述の通りであり、第７図（ロ）の斜線内
のときは過給機が作動され、それ以外では過給機６０が
停止することになる。

尚、実施例では冷却水温と油温とを組み合せて極低温時
を判断したが、その一方のみで判断することができる。

また、それ以外の温度を測定することにより、判断する
こともできる。

また、極低温時クラＶチ全領域で係合しないことも本発
明に含まれる。

発明の効果 機関の極低温時にクラッチがつながる過給域を高回転側
とすることにより少なくとも低回転側では過給機は作動
しない。このような極低温時は機関の回転数はそれほど
上げられず、クラッチ作動域に入ることは少ない。その
ため極低温時にクラッチがつながることによるショック
やクラッチの耐久性悪化を防止することができる。更に
、クラッチの負荷がかからない分エンジンの燃焼性が改
善されかつ燃料消費率が向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図、 第２図は本発明の実施例の全体図、 第３図はクラッチの断面図、 第４図は制御回路のブロック図、 第５図、第６図は制御回路のソフトウェアを示すフロー
チャート図、 第７図は本発明による温度に応じた過給機作動域の変化
を示すグラフ。 １０−エンジン本体、 １６−　クランク軸、 ４６−　エアフローメータ、 ６〇−過給機、 ６８−　　クラッチ、 １０〇−制御回路、 １０２−回転数センサ、 １２７−水温センサ、 １２９−一油温センサ。 第７図 （イ） （ロ） 回転数Ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関の吸気系に機械式過給機を備えた内燃機関において
   、機関の回転軸と過給機の駆動軸との間に配置されるク
   ラッチ手段と、機関の運転状態を検知する運転状態検知
   手段と、運転状態検知手段からの運転状態信号に応じて
   クラッチ手段を係合又は解放するクラッチ作動手段と、
   機関の極低温条件を検知する温度検知手段と、温度検知
   手段により検知されたエンジンの温度条件に応じて、ク
   ラッチ作動手段の係合と解放との切替の生ずる設定運転
   条件を極低温時過給域が縮小するように変更する設定値
   変更手段とより成る内燃機関の過給機制御装置。