JPS6235025A - 内燃機関の機械式過給機制御装置 - 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〕 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ッチ
を介して二／ジンのクランク軸に連結され、クラッチは
負荷に応じて保合または解放されるようになっている。

即ち、高負荷時はクラッチは係合され、過給機が作動す
ることにより過給が行われ、軽負荷時はクラッチが解放
されることで過給機は停止され過給は行われない。

クラッチによって過給機を制御するものにおいて、クラ
ッチの保合から解放への切替え時に、その切替えをタイ
マによって遅延させることが知られている。遅延によっ
て短時間のノイズ的な負荷変化によるクラッチの保合、
解放の回数が低減される。クラッチが保合から解放に切
替えられるときの負荷の設定値はクラッチが解放から係
合１ｃ！ｌ；ＩＪ替えられるときの設定値より小さく設
定される（ヒステリシスを持っている）。即ち、負荷が
係合から解放への設定値まで落ちると遅延時間の計測が
開始され、その遅延時間の計測後にクラッチの解放が実
行される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術では、負荷の変化幅が小さい高ギヤ比での走行
時、クラッチが無駄に保合時間が延長され燃料消費率が
悪化する問題がある。即ち、高ギヤ比の走行では負荷の
変化が少ないため、クラッチの解放条件から保合条件に
入ったのち再び負荷が低下するような運転時←キ≠詔＃
剥＃、ヒステリシスによりてクラッチの保合時間が長く
なる。

第５図はこれを説明する。息はクラッチの解放から保合
への切替え点、ｂはクラッチの保合から解放への切替え
点であり、Δだけのヒステリシスを持たされている。時
刻ｔｘでａを超えるためクラッチは係合される。高ギヤ
比であるため負荷の変化幅が小さく、一旦ａを超えても
直ぐその値より負荷が小さくなる（時刻１ｙ）。ところ
が、負荷変化が小さいためヒステリシスの範囲にとどま
り、クラッチは保合を維持する。しかるに、高ギヤ比条
件ではエンジン回転数が低いのでクラッチは直ッチを不
必要に係合させてｈることＫなり、過給機の駆動負荷の
分だけ無駄にトルクを消費される結果燃料消費率が悪化
していたのである。（尚、この発明の関連技術として特
願昭６０−１３４３２９号がある。） この発明はこのような従来技術の欠点を解消し、高ギヤ
比での無駄な係合を省き、燃料消費率を解消するととｔ
ｌ−目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図におりて、内燃機関１は吸気管２に機械式過給機
３を備え、機械式過給機３はクラッチ手段３ａを介して
内燃機関の回転軸１ａに連結される。この発明の過給機
制御装置は、内燃機関の負荷を検知する負荷検知手段４
と、負荷検知手段４に連結され、負荷の減少方向を検知
する手段４＆と、変速機の変速位置を検知する検知手段
５と、負荷の減少方向においてクラッチ３ａを解放する
ときの設定値を変速位置が高ギヤ条件のときは大きく低
ギヤ条件のときは小さくなるように演算する設定値演算
手段６と、負荷の実測値と設定値との大小関係でクラッ
チ３１の解放信号を出力する比較手段７と、比較手段７
からのクラッチ解放信号を遅延させてクラッチ４に伝達
するディレィ手段８．とよりなる。

〔作用〕

負荷検知手段４はエンジンの現在の負荷を検知する。負
荷減少判別手段４ａは負荷の減少方向への変化、即ちク
ラッチ３１を保合から解放させる方向に負荷が変化して
いるか否かを検知する。変速位置検知手段はギヤ位置に
相当する因子を検知する。設定値演算手段６は、クラッ
チの解放から保合への切り替わりの設定値を、高ギヤ比
のときは大きく（即ちクラッチを解放状態から係合させ
るときの負荷設定値と近いまたは等しい）、低ギヤ比の
ときは小さくなるように設定する。即ち、ヒステリシス
の程度は高ギヤ比では小さくまたはゼロとなる。比較手
段７は実測負荷と設定負荷との大小に応じて、クラッチ
解放信号を発生し、仁の解放信号はディレィ手段忙よっ
て遅延されてクラッチ３ｍに伝達される。

〔実施例〕

第２図に実施例の全体構成を示す。１０はシリン／ｆロ
ック、１１はピストン、１２はコネクティングロッド、
１３はクランク軸、１４は燃焼室、１５はシリンダヘッ
ド、１６は吸気弁、１７は吸気ボート、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２２１、機械式過給機２２を介してスロ
ットルデデイ２３に接続される。スロットルボディ２３
内にスロットル弁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によって圧縮さ
れることによっ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。

２７は変速機であり、変速レバー２７＆を備えている。

機械式過給機２２はスロットル弁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３１，３
２を備え、同ロータ３１゜３２がノ・ウジング３３に対
して微小間隙を維持しながら回転することにより圧縮作
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３２Ａ
上にクラッチ機構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１
６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ッチ機構は電磁式
のクラッチであり、一対の摩擦板３７゜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３７．３８の係合を制御するものである。

一方の摩擦板３７は回転軸３２Ａに連結され、他方の摩
擦板３８はハウジングに対してフリーに回るようになっ
ており、かつその外周が前記プーリ３４′をなしている
。

過給機２２をパイ・母スするようにバイパス通路４１が
配置され、同パイノ量ス通路４１（Ｄ一端はスロットル
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。パイノ４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って開
閉制御さ−れ、パイ・９７通路４１を流れるバイパス空
気の制御を行なう。

５０はクラッチ３４、バイパス制御弁４２の作動を制御
する制御回路であり、マイクロコンピュータシステムと
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）（ＭＰＵ）５１．！：、メモリ５２と、入力ボ
ート５３と、出力ポート５４と、これらを相互に連結す
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。前記エアフロラ−夕２５からは
吸入空気ｆｔＱ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。６２はギヤ位置センサであり、変速機の
ギヤ位置に応じた信号を発生している。出力ポート５４
からはメモリ５２に格納されている制御プログラムに従
ってクラッチ３４のソレノイド３９、パイノ９ス制御弁
４２に駆動信号が送られる。

第３図はこの発明に従ってクラッチ３４の駆動を制御す
るためのルーチンのフローチー？−）を示す。メモリ５
２の不揮発領域にはこのフローチャートを実現するプロ
グラムが格納されであることは首うまでもない。第３図
のルーチンは一定時間例えば１００ｍ秒毎に実行される
時間割り込みルーチンとする。１００のステップではエ
アフローメータ２５によって計測される吸入空気ｆｔＱ
の、クランク角センサ６１によっ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。この吸入空気量一回
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Ｏ−６１／　ｒｅ
マ）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５ＣＤＣがクリヤされる。このカウンタ５ＣＤＣは
後述のようにクラッチの保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ェア上のカウンタで
ある。次の１０６のステップでは出力ポート５４よりク
ラッチ３４０ソレノイド３９を励磁する指令が出され、
クラッチの摩擦板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３
１及び３２は回転される。１０６のステップと同時にま
たはそのあとで、出力ポート５４よりバイパス制御弁４
２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パイ／４′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１１
０に進み、クラッチ３４が係合しているか百か判定され
る。クラッチ係合と判断するときは（１０２でＹｅｓ）
クラッチの係合条件から解放条件への切替え時点を意味
する。次に１１２に進み、ギヤ位置センサ６２からの信
号によって変速機２７が低ギヤ比のギヤ位置に入ってい
るか百か判定される。低ギヤ比と判断したとぎは１１４
に進み、Ｑ／Ｎが設定値ｂ（（ａ：例えば０．４１／ｒ
ｅマ）より小さいか百か判定される。即ち、クラッチの
解放から保合への切替え設定値ａよりクラッチの保合か
ら解放への切替え設定値すが小さくされることによりヒ
ステリシスが持たされている。

設定値すまで小さくなりていないときは１０６に進みク
ラッチの係合は維持される。

設定値がヒステリシス分低下したときは１１４より１１
６に進みカウンタＳ　ＣＤＣのインクリメントが実行さ
れる。次の１１８のステップではカウンタ５ＣＤＣが所
定値Ｃ（例えば２１）より大きいか百か判定される。こ
の所定値Ｃはクラッチが保合条件から解放条件に移行し
た後クラッチが実際に解放を開始するまでの遅延時間Ｔ
を設定するものであるが、ｄ＝２１と設定した場合、こ
のルーチンは１００ｍ秒毎であるのでＴ＝（２１−１）
Ｘ１００＝２秒となる。

１１８で設定された所定のプレイ時間でか経過していな
い場合はＮｏの判定になり、１０６のステップに進みク
ラッチ３４に係合される。言い替えれば過給機２２の作
動がクラッチ解放条件であるにもかかわらずクラッチ３
４は係合保持されることになる。

１１８でカウンタ５ＣＤＣが所定値Ｃに達している場合
は、設定プレイ時間Ｔが経過したことを示−し、このと
き１２０のステップに進み、出カポニド５４よりクラッ
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。

また同時にまたはその後バイパス制御弁４２に、同制御
弁４２を開放する指令が出され、そのためバイノクス通
路４１は開放され、吸入空気の一部はパイ・ぐス通路４
１を介しセエンジンに導入される。

変速溝２７が高ギヤ比のときは１１２より直接１１６に
進み、カラ／り５ＣＤＣのインクリメントが実行される
。即ち、１１４の処理が迂回される。

従って、ヒステリシスを待つことなく、Ｑ／Ｎが所定値
１以下となるとすぐにカウンタ５ＣＤＣは時間Ｔの計測
を開始する。

第４図は以上述べたこの発明の詳細な説明するタイミン
グ線図である。（へ）は車速の変化を示す。

（ロ）は変速機２７のシフト位置を示し、ｐの時点で低
ギヤ比から高ギヤ比への変速が実行されたとずぶ。Ｇ−
ｅはエンジン回転数の変化を示す。に）はΦ乍の変化、
（ホ）はカウンタ５ＣＤＣの値の変化、（へ）はクララ
・チ３４の作動を示す。時刻ｔ、でＱ／Ｎが所定値ａ（
Ｏ，Ｓ）を超え、クラッチは解放から保合に切替えられ
る。このときは変速機２７は低ギヤ比であるため（ステ
ラ７’ｌ１２でＹｅｓ）、ヒステリシスが働き、Ｑ／Ｎ
が所定値ｂ（０，４）に低下してから（時刻ｔ１　、ｔ
＊　）、カウンタ５ＣＤＣのインクリメントが開始され
る。従りて、力９ンタ５ＣＤＣの設定値Ｃに基づく所定
時間Ｔの範囲内域である限り、Ｑ／Ｎがｍのように所定
値ａ以上、ｂ以下で振れてもクラッチは（へ）のように
保合を維持する。

カウンタ５ＣＤＣがＣを計測したｔ、の時点でクラッチ
は係合から解放に切替えられる。

低ギヤ比のときはＱ／Ｎがクラッチ解放から保合への切
替え時の設定値と等しいａ以下となると、即ちヒステリ
シスを持たせることなく、カウンタ５ＣＤＣはインクリ
メントを開始する（時刻ｔ４　。

Ｌｓ　）。そして、Ｑ／Ｎが所定値ａを超えない限り、
カウンタＳ　ＣＤＣがｃｔ−計測すると、即ち時間Ｔが
経過すると、クラッチは解放される（時刻ｔ、λ従来の
ように、低ギヤ比でもヒステリシスを持たせるとすると
、ｎで示すようＫＱ／Ｎが−Ｈａを超えクラッチが係合
されたのちａ以下となり、Ｑ／Ｎがヒステリシスの範囲
で小さく変動している場合（高ギヤ比では負荷の変化が
少ないためこのような変化は頻繁に起こる）クラッチは
ｑで示すように係合を維持する。そのため、過給機の無
駄な保合時間が延長され、燃料消費率が悪化する問題が
あった。この発明はこれを解決する。尚、高ギヤ比はエ
ンジンの回転数が小さいことから。

ヒステリシスがなくてもクラッチの耐久性への悪影響は
無視することができる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、クラッチの係合から解放への切替え
時にディレィとヒステリシスとを併用したものにおいて
、ヒステリシスを高ギヤ比のときは無クシ（またはヒス
テリシスの程度を弱める）ディレィのみとすることによ
って、クラッチの適当な保穫は図ったうえでクラッチが
無駄に係合される時間が短縮され、燃料消費率を向上す
ることができるとともに、低ギヤ比においてはディレィ
とヒステリシスを持たせることによって、クラッチが損
傷しやすい高回転でのクラッチの保合および解放の頻度
を少なくし、その損傷を防止する。

これにより、クラッチの損鳥防止と燃料消費率との矛盾
する畏求を調和させることができる。

【図面の簡単な説明】

ｍ１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ャート
図。 第４図はこの発明の作動タイミング図。 第５図はこの発明の詳細な説明するためのタイミング図
。 １３・・・クランク図、２２・・・過給機、２４・・・
スロットル弁、２５・・・エア７０−メータ、３４・・
・クラッチ、４１・・・・マイパス通路、４２・・・パ
イノ９ス制御弁、５０・・・制御回路、６１・・・回転
数センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 吸気管に機械式過給機を備え、機械式過給機はクラッチ
   手段を介して内燃機関の回転軸に連結されるものにおい
   て、 内燃機関の負荷を検知する負荷検知手段、 負荷検知手段に連結され、負荷の減少方向を検知する手
   段、 変速機の変速位置を検知する検知手段、 負荷の減少方向においてクラッチを解放するときの設定
   値を変速位置が高ギヤ条件のときは大きく低ギヤ条件の
   ときは小さくなるように演算する設定値演算手段、 負荷の実測値と設定値との大小関係でクラッチの解放信
   号を出力する比較手段、 比較手段からのクラッチ解放信号を遅延させてクラッチ
   に伝達するディレイ手段、 より成る内燃機関の機械式過給機制御装置。