JPH0629473Y2

JPH0629473Y2 - 機械式過給機の制御装置

Info

Publication number: JPH0629473Y2
Application number: JP1987062276U
Authority: JP
Inventors: 則雄中沢; 洋一郎河野; 悦正松良; 聖川谷; 浩司荻田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1987-04-24
Filing date: 1987-04-24
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2002-04-24
Also published as: JPS63168227U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、エンジンにそなえられる機械式過給機の制御
装置に関し、特に、トラック等の大型車両用エンジンに
用いて好適の機械式過給機の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、ターボ式過給機では補うことが難しいエンジ
ンの低回転域での過給特性を補うために、機械式過給機
付きエンジンが提案されている。

特に、エンジンの低回転域での高負荷時（荷物満載状態
での発進時）に高トルクを必要とするトラック等の大型
車両では、エンジンのクランクシャフトにギア比を高め
て接続された機械式過給機をエンジンの低回転域のみで
高回転させて、エンジンに過給するように構成されたも
のがある。

そして、エンジンが高回転域に達すると、機械式過給機
がその高められたギア比のためにオーバースピード（過
回転）になり、故障を起こすおそれがあるので、エンジ
ンと機械式過給機との接続部には、機械式過給機が過回
転ぎみになったらただちにこれらを断状態に保持するた
めの電磁クラッチおよびその制御系が設けられている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、上述のような従来の機械式過給機にあって
は、その故障を防ぐために、エンジンが高回転域に達し
た時点で、確実にエンジンとの接続を断つことが望まし
い。

しかしながら、従来の機械式過給機の制御装置では、そ
の制御系等が故障すると、この故障を検出して電磁クラ
ッチを断状態に保持する保安回路は設けられていないの
で、仮に、上記制御系等の部品が故障して上記電磁クラ
ッチが接状態に保持されてしまうと、過回転により機械
式過給機が破損するという問題点がある。

本考案は、上述のような問題点の解決をはかろうとする
もので、制御系等で故障が発生しても、電磁クラッチを
断状態に保持して、過回転による機械式過給機の破損を
確実に防止することができるようにした、機械式過給機
の制御装置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〕

上述の目的を達成するため、本考案の機械式過給機の制
御装置は、エンジンの吸気通路に介装され同エンジンで
駆動される機械式過給機において、上記エンジンから上
記機械式過給機への動力伝達系に介装され接続信号が入
力された時にだけ上記エンジンと上記機械式過給機を接
続する電磁クラッチをそなえ、上記エンジンの回転数を
検出するエンジン回転数センサと、上記エンジンの加速
操作を検出する加速操作センサとが設けられるととも
に、上記の回転数センサおよび加速操作センサからの検
出信号に基づき、上記エンジンの回転数が所定の低回転
域にあり、しかも上記エンジンの加速操作が行なわれて
いる時にのみ、上記電磁クラッチに接続信号を出力する
第１の制御系が設けられ、且つ上記機械式過給機の回転
数を検出する機械式過給機回転数センサが設けられると
ともに、同センサからの検出信号に基づき上記機械式過
給機の回転数が所定値を超えたときに、上記第１の制御
系の制御に優先して上記電磁クラッチを断状態に切換え
る第２の制御系が設けられたことを特徴としている。

〔作用〕

以上の本考案の機械式過給機の制御装置では、第１の制
御系が、エンジン回転数センサおよび加速操作センサか
らの検出信号を受けて、エンジンの低回転域で、加速操
作が行なわれたことを検知した時、電磁クラッチが接状
態に切換えられて、機械式過給機によるエンジンへの過
給が行なわれる。

また、第２の制御系が、機械式過給機回転数センサから
の検出信号を受けて、機械式過給機が過回転になったこ
とを検出すると、第１の制御系による制御に優先して電
磁クラッチを断状態に切換える。

〔実施例〕

以下、図面により本考案の一実施例としての機械式過給
機の制御装置について説明すると、第１図は本装置を機
械式過給機およびターボ過給機を併設されたエンジンに
付設した例を示す全体構成図であり、第２図はその電気
回路図であり、第３図は本装置を機械式過給機付きエン
ジンに付設した例を示す全体構成図である。

第１図において、エンジン１の排気通路２には、タービ
ン３が介装されており、このタービン３によって軸を介
して駆動されるコンプレッサ４が吸気通路５に介装され
ていて、タービン３とコンプレッサ４とでターボ過給機
が構成されている。

そして、吸気通路５におけるコンプレッサ４の下流側
（エンジン１側）には、逆止弁６が介挿されており、こ
の逆止弁６を挟んだ上流側と下流側とを結んで、バイパ
ス通路５aが設けられている。このバイパス通路５aに
は、機械式過給機７が介装されている。

この機械式過給機７には、プーリ９が取付けられてお
り、エンジン１のクランクシャフト１０には、プーリ１
０aが取付けられており、これらプーリ９，１０aはベル
ト１１で接続されている。

そして、プーリ９，１０aおよびベルト１１からなる動
力伝達系には、電磁クラッチ８が介装されている。この
電磁クラッチ８は、機械式過給機７とプーリ９との間の
回転軸７aに介装されていて、常時は断状態に保たれ、
電流が供給されると接状態になるように設定されてい
る。

そして、電磁クラッチ８には、その接断動作を制御する
機械式過給機の制御装置が接続されている。

この機械式過給機の制御装置は、第２図に示すように、
電磁クラッチ８と、この電磁クラッチ８を制御するため
の第１の制御系１６と、第２の制御系２５と、この制御
系１６，２５へエンジン１等における各種状態の検出信
号を送るセンサ部３７と、第１および第２の制御系１
６，２５の状態を表示する表示部２６と、バッテリー２
２とをそなえて構成されている。

第１の制御系１６に接続するセンサ部３７には、エンジ
ン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ１２が設
けられ、さらに噴射ポンプのラック位置を検出する噴射
ポンプラック位置センサ１４と、トランスミッションの
ギア位置を検出しニュートラル位置でオンとなるトラン
スミッション中立位置センサ１５とが設けられている。

エンジン回転数センサ１２には、このエンジン回転数セ
ンサ１２の信号を電圧に変換するＦ／Ｖコンバータ１３
が接続されている。そして、これらセンサ１２，１３，
１４，１５およびコンバータ１３ならびに後述の機械式
過給機回転数センサ２７でセンサ部３７が構成される。

Ｆ／Ｖコンバータ１３からの出力は、第１のコンパレー
タ１７aの（＋）側に接続されるとともに、第２のコン
パレータ１７bの（−）側にも接続されている。

また、第１の設定器１８aは、第１のコンパレータ１７a
の（＋）側に接続されるとともに、第２の設定器１８b
は、第２のコンパレータ１７bの（＋）側に接続されて
いる。

第１および第２のコンパレータ１７a，１７bの出力側
は、第１のアンド回路１９aの入力側に接続されてい
る。

センサ部３７の噴射ポンプラック位置センサ１４からの
出力は、第３のコンパレータ１７cの（＋）側に接続さ
れるとともに、第３の設定器１８cは第３コンパレータ
１７cの（−）側に接続されている。

第２のアンド回路１９bの入力側の一端には、第１のア
ンド回路１９aの出力側が接続されるとともに、第２の
アンド回路１９bの入力側の他端には、第３のコンパレ
ータ１７cの出力側が接続されている。

第３のアンド回路１９cの入力側の一端には、第２のア
ンド回路１９bの出力側が接続されるとともに、第３の
アンド回路１９cの入力側の他端には、センサ部３７の
トランスミッション中立位置センサ１５からの出力がノ
ット回路１９dを介して接続されている。

第３のアンド回路１９cからの出力は、抵抗器２０を介
してトランジスタ２１のベース側に接続されているとと
もに、エミッタ側はアース（接地）され、コレクタ側は
リレー３４のソレノイド部３４aに接続されている。

また、リレー３４のソレノイド部３４aはリレー３３の
ソレノイド部３３aと接続されるとともに、リレー３３
のソレノイド部３３aはバッテリー２２に接続されてい
る。

さらに、バッテリー２２は、リレー３３の常開のスイッ
チ部３３bおよびリレー３４の常開のスイッチ部３４bを
介して、電磁クラッチ８の一端に接続されている。

第２の制御系２５に接続するセンサ部３７には、機械式
過給機７の回転数を検出する機械式過給機回転数センサ
２７が設けられるとともに、この機械式過給機回転数セ
ンサ２７の信号を電圧に変換するＦ／Ｖコンバータ２８
が接続されている。

Ｆ／Ｖコンバータ２８からの出力は、コンパレータ２９
の（−）側に接続されるとともに、設定器３０は、コン
パレータ２９の（＋）側に接続されている。

コンパレータ２９の出力は、抵抗器３１を介してトラン
ジスタ３２のベース側に接続されているとともに、エミ
ッタ側はアース（接地）され、コレクタ側はリレー３６
のソレノイド３６aに接続されている。

また、リレー３６のソレノイド３６aはリレー３５のソ
レノイド３５aと接続されるとともに、リレー３５のソ
レノイド３５aはバッテリー２２と接続されている。

さらに、バッテリー２２は、リレー３５の常閉のスイッ
チ部３５cおよびリレー３６の常閉のスイッチ部３６cに
接続されるとともに、スイッチ部３５cおよびスイッチ
部３６cを介してアース（接地）されている。

電磁クラッチ８の一端は第１の制御系１６のスイッチ部
３３b，３４bに接続され、他端は第２の制御系２５のリ
レー３５の常開のスイッチ部３５bおよびリレー３６の
常開のスイッチ部３６bに接続されるほか、スイッチ部
３６bはアース（接地）されている。

なお、リレー３５およびリレー３６はスイッチ部を２個
有する連動スイッチで構成されている。

これら上述のセンサ２７，コンバータ２８，設定器３
０，コンパレータ２９，抵抗器３１，トランジスタ３
２，リレー３５，３６により第２の制御系２５が構成さ
れている。

リレー３３のスイッチ部３３bとリレー３４のスイッチ
部３４bとの間には、抵抗器２３aを介してアース（接
地）される発光ダイオード２４aが接続されるととも
に、リレー３４のスイッチ部３４bと電磁クラッチ８と
の間には、抵抗器２３bを介してアース（接地）される
発光ダイオード２４bが接続されている。

また、リレー３５のスイッチ部３５cとリレー３６のス
イッチ部３６cとの間には、抵抗器２３cを介してアース
（接地）される発光ダイオード２４cが接続されるとと
もに、リレー３６のスイッチ部３６cとアース（接地）
との間には、抵抗器２３dを介してアース（接地）され
る発光ダイオード２４dが接続されている。

そして、上述の発光ダイオード２４a，２４b，２４c，
２４d、抵抗器２３a，２３b，２３c，２３dにより表示
部２６が構成されている。

また、上述の噴射ポンプラック位置センサ１４と、トラ
ンスミッション中立位置センサ１５と、コンパレータ１
７c、第３の設定器１８cと、ノット回路１９dと、アン
ド回路１９cにおける所定以上の噴射ポンプラック位置
である検出信号とニュートラル位置以外のギア段検出信
号とのアンド機能とにより、加速操作センサが構成され
る。

本考案の実施例としての機械式過給機の制御装置は上述
のごとく構成されているので、同制御装置内の第１の制
御系１６の、エンジン回転数センサ１２で検出されたエ
ンジン回転数Ｎ_Ｅと、設定機１８a，１８bで設定された
設定回転数Ｎ_Ｓ，Ｎ_Ｌとが、コンパレータ１７a，１７b
に出力され連続比較される。

なお、ここでいうエンジン回転数Ｎ_Ｅとは、エンジン１
の実回転数である。設定回転数Ｎ_Ｓとは、エンジン１の
アイドル回転数よりも低く、エンジン停止時つまりゼロ
より高い回転数であり、部品等の断線あるいは故障等を
判断するための回転数である。

また、設定回転数Ｎ_Ｌとは、機械式過給機７が破損しな
い程度の高回転に対応するエンジンの限界最高回転数
（例えば、大型トラックのディーゼルエンジンでは１０
００_ｒｐｍ程度）である。

第１のコンパレータ１７aは、Ｎ_Ｅ＞Ｎ_Ｓのときに第１
のアンド回路１９aに出力するとともに、第２のコンパ
レータ１７bでは、Ｎ_Ｅ＜Ｎ_Ｌのときに第１のアンド回
路１９aに出力する。

第１のアンド回路１９aは、Ｎ_Ｓ＜Ｎ_Ｅ＜Ｎ_Ｌのときに
第２のアンド回路１９bの入力側の一端に出力するとと
もに、第３のコンパレータ１７cは、加速操作センサを
構成する噴射ポンプラック位置センサ１４の検出値Ｒ_Ｗ
が設定値Ｒ_ＷＯより大のとき、第２のアンド回路の１９
bの入力側の他端に出力する。

さらに、加速操作センサを構成するトランスミッション
中立位置センサ１５は、ニュートラル位置でオンとな
り、いずれかのギア段に入力されているときにオフとな
る信号を検出し、第３のアンド回路１９cの入力側の一
端に出力するとともに、他端には第２のアンド回路１９
bの出力が入力される。

このように、加速操作センサは、噴射ポンプラック位置
センサ１４およびトランスミッション中立位置センサ１
５からの信号を受け、噴射ポンプのラック位置が設定値
以上のときであるとともに、トランスミッションがニュ
ートラルではなく、いずれかのギア段に入力されている
状態を検出する。

それぞれの条件を満たすときに、すなわち、エンジン１
の低回転域で加速操作が行なわれると、第３のアンド回
路１９cから抵抗器２０を介してトランジスタ２１のベ
ースにハイレベル信号が出力され、スイッチング動作が
行なわれる。

トランジスタ２１のベースに電圧が印加されると、コレ
クタとエミッタ間が導通し、短絡する。

これに伴って、コレクタ側に接続されているリレー３
３，３４のソレノイド３３ａ，３４aへバッテリー２２
から電流が供給され、ソレノイド３３a，３４aは励磁
し、リレー３３，３４のスイッチ部３３b，３４bが閉状
態となる。

また、機械式過給機回転数センサ２７で検出された機械
式過給機回転数Ｎ_Ｍと、設定器３０で設定された設定回
転数Ｎ_Ｈとが、コンパレータ２９に出力され連続比較さ
れる。

なお、ここでいう機械式過給機回転数Ｎ_Ｍとは、機械式
過給機７の実回転数である。設定回転数Ｎ_Ｈとは、機械
式過給機７が破損しない程度の高回転に対応する機械式
過給機７の限界最高回転数である。

コンパレータ２９は、機械式過給機回転数センサ２７の
検出値Ｎ_Ｍが設定値Ｎ_Ｈより小のとき（Ｎ_Ｍ＜Ｎ_Ｈ）、
抵抗器３１を介してトランジスタ３２のベースにハイレ
ベル信号が出力され、スイッチング動作が行なわれる。

これに伴って、コレクタ側に接続されているリレー３
５，３６のソレノイド３５a，２６aへバッテリー２２か
ら電流が供給され、ソレノイド３５a，３６aは励磁し、
リレー３５，３６のスイッチ部３５b，３６bが閉状態と
なる。

なお、リレー３５，３６のスイッチ部３５c，３６cは通
常閉状態であるが、スイッチ部３５b，３６bが閉状態に
なるのに伴って、開状態となる。

これにより、バッテリー２２から電磁クラッチ８を介し
てアースへ至る回路が形成されるので、電磁クラッチ８
へ電圧が供給され、常時は断状態に保たれる電磁クラッ
チ８は、接状態に保持される。

この上記の動作状態は、表示部２６の発光ダイオード２
４a〜２４dによって表示され、電磁クラッチ８が動作時
には発光ダイオード２４a，２４bが点灯し、電磁クラッ
チが非動作時には発光ダイオード２４c，２４dが点灯す
る。

そして、エンジン１が高回転になると、エンジン回転数
センサ１２がこれを検知して、第１の制御系１６が電磁
クラッチ８を元の状態つまり断状態に保持し、機械式過
給機７の過回転による破損を確実に防止する。

なお、トランジスタ２１のコレクタ側に、２個のリレー
３３，３４が設けられているのは、リレー３３，３４の
故障による固着（閉状態の維持）を防止するためであ
り、どちらか一方のリレー２７（２８）が故障した場合
でも他方のリレー２８（２７）を開状態にし、バッテリ
ー２２からの電流の供給を遮断して、電磁クラッチ８を
断状態に保持するためである。

また、第１の制御系１６等で故障が発生し、電磁クラッ
チ８が接状態に保持されても、センサ部３７の機械式過
給機回転数センサ２７が検出する機械式過給機７の回転
数に基づき、第２の制御系が機械式過給機７の過回転状
態を検出して、積極的に電磁クラッチ８を元の状態つま
り断状態に保持し、機械式過給機７の過回転による破損
を確実に防止する。

なお、トランジスタ３２のコレクタ側に２個のリレー３
５，３６が設けられているのは、リレー３３，３４の故
障による固着（閉状態の維持）を防止するためであり、
どちらか一方のリレー３５（３６）が故障した場合で
も、他方のリレー３６（３５）を開状態にし、バッテリ
ー２２からの電流の供給を遮断して、電磁クラッチ８を
断状態に保持するためである。

また、所定の低回転域とは、Ｎ_Ｓ＜Ｎ_Ｅ＜Ｎ_Ｌという条
件が成り立つ場合であり、一例としてアイドル時の回転
数が４５０_ｒｐｍ、最高回転数が２２００_ｒｐｍの大型
ディーゼルエンジンを例にとってみると、設定回転数Ｎ
_Ｓはアイドル回転数よりも低く、ゼロよりも高ければよ
いから、２００_ｒｐｍ程度と設定でき、また設定回転数
Ｎ_Ｌは、機械式過給機７が破損しない程度の高回転に対
応するエンジンの限界最高回転数であるから、１０００
_ｒｐｍと設定できる。

よって、この大型ディーゼルエンジンの所定の低回転域
とは、実回転数をＮ_Ｅとすると、２００_ｒｐｍ＜Ｎ_Ｅ＜
１０００_ｒｐｍとなる。

このように回転数を設定することにより、エンジン回転
数センサ１２の断線時等において、センサ出力Ｎ_ｅがロ
ーレベルとなっても、設定値Ｎ_Ｓがこのローレベルの検
出信号Ｎ_ｅよりも高く設定されているので、Ｎ_ｅ＜Ｎ_Ｓ
となったとき、各エンジン回転数センサ１２の断線や故
障等であることが判定され、エンジン１の高回転域のみ
ならず、センサの不具合等においても、電磁クラッチ８
を断状態に確実に保持することができる。

さらに、エンジン１の回転数がＮ_Ｓ＜Ｎ_Ｅ＜Ｎ_Ｌの条件
下で正常に作動中であるか否かが、発光ダイオード２４
a，２４bで点灯表示される。

また、リレー３３，３４の作動時に発光ダイオード２４
a，２４bが点灯表示される。

さらに、リレー３５，３６の作動時に発光ダイオード２
４c，２４dが点灯表示される。

なお、第３図に示すように、ターボ過給機をそなえられ
ていない機械式過給機付きエンジンに、本装置を適用し
てもよく、本実施例とほぼ同様の作用効果を得ることが
できる。

また、加速操作センサとして、アクセルペダル踏込量セ
ンサを用いてもよく、また、噴射ポンプラック位置セン
サ１４からの位置信号やアクセルペダル踏込量センサか
らの検出信号を微分するように構成してもよい。

〔考案の効果〕

以上詳述したように、本考案の機械式過給機の制御装置
によれば、第１の制御系が、エンジン回転数センサおよ
び加速操作センサからの検出信号を受けて、エンジンの
低回転域で、加速操作が行なわれたことを検知した時、
電磁クラッチを接状態に切換えて、機械式過給機により
エンジンへの過給が行なわれ、また、第２の制御系が、
機械式過給機回転数センサからの検出信号を受けて、機
械式過給機が過回転になったことを検出すると、第１の
制御系による制御に優先して電磁クラッチを断状態に切
換えるため、過回転による機械式過給機の破損を確実に
防止することができる。

また、比較的安価で簡単な構成にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本考案の一実施例としての機械式過給機の
制御装置を示すもので、第１図は本装置を機械式過給機
およびターボ過給機を併設されたエンジンに付設した例
を示す全体構成図であり、第２図はその電気回路図であ
り、第３図は本装置を機械式過給機付きエンジンに付設
した例を示す全体構成図である。１……エンジン、２……排気通路、３……タービン、４
……コンプレッサ、５……吸気通路、５ａ……バイパス
通路、６……逆止弁、７……機械式過給機、７ａ……回
転軸、８……電磁クラッチ、９……プーリ、１０……ク
ランクシャフト、１０ａ……プーリ、１１……ベルト、
１２……エンジン回転数センサ、１３……Ｆ／Ｖコンバ
ータ、１４……加速操作センサを構成する噴射ポンプラ
ック位置センサ、１５……加速操作センサを構成するト
ランスミッション中立位置センサ、１６……第１の制御
系、１７a，１７b，１７c，……コンパレータ、１８a，
１８b，１８c……設定器、１９a，１９b，１９c……ア
ンド回路、１９d……ノット回路、２０……抵抗器、２
１……トランジスタ、２２……バッテリー、２３a，２
３b，２３c，２３d……抵抗器、２４a，２４b，２４c，
２４d……発光ダイオード、２５……第２の制御系、２
６……表示部、２７……機械式過給機回転数センサ、２
８……Ｆ／Ｖコンバータ、２９……コンパレータ、３０
……設定器、３１……抵抗器、３２……トランジスタ、
３３，３４，３５，３６……リレー、３７……センサ
部。

フロントページの続き (72)考案者川谷聖東京都港区芝５丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)考案者荻田浩司東京都港区芝５丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (56)参考文献特開昭57−203823（ＪＰ，Ａ) 実公昭59−33861（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】エンジンの吸気通路に介装され同エンジン
で駆動される機械式過給機において、上記エンジンから
上記機械式過給機への動力伝達系に介装され接続信号が
入力された時にだけ上記エンジンと上記機械式過給機を
接続する電磁クラッチをそなえ、上記エンジンの回転数
を検出するエンジン回転数センサと、上記エンジンの加
速操作を検出する加速操作センサとが設けられるととも
に、上記の回転数センサおよび加速操作センサからの検
出信号に基づき、上記エンジンの回転数が所定の低回転
域にあり、しかも上記エンジンの加速操作が行なわれて
いる時にのみ、上記電磁クラッチに接続信号を出力する
第１の制御系が設けられ、且つ上記機械式過給機の回転
数を検出する機械式過給機回転数センサが設けられると
ともに、同センサからの検出信号に基づき上記機械式過
給機の回転数が所定値を超えたときに、上記第１の制御
系の制御に優先して上記電磁クラッチを断状態に切換え
る第２の制御系が設けられたことを特徴とする、機械式
過給機の制御装置。