JPS6332124A - 過給機付き内燃機関の過給圧制御装置 - 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〕 本発明は過給機付き内燃機関の過給圧を制御するための
装置に関する。

〔従来技術と問題点〕

エンジンの吸気系に設けたルーツプロワの様なエンジン
駆動式の過給機によりエンジンを過給することは知られ
ている。過給機とエンジン出力部との間には電磁クラッ
チが設けてあり、この電磁クラッチを接続すると過給機
が作動し吸入空気を圧送する。吸気系には過給機を迂回
するバイパスが設けてあり、このバイパスにはバイパス
制御弁が設けである。過給機の作動中にこのバイパスを
閉じるとエンジンが過給され、バイパスを開放すると過
給は休止する。

このバイパス制御弁は過給機が回転しているときの過給
の強弱度合を制御するものであり、通常は圧力作動式で
ある。バイパス制御弁の圧力導入速度を制御することに
より過給の立ち上り特性を変えることができる。以上の
様なシステムにおいて、加速状態に適合した過給の立ち
上りを制御するために機関の負荷増加割合が大なる時（
即ち急加速時）、急激な過給圧上昇を行い、負荷増加割
合が小さな時（即ち、緩加速時）、緩やかな過給圧上昇
を行うものが提案されている。（特願昭６１−３６４０
号） しかしながら上記機構では、暖機後に所望の加速性能を
得る様に緩過給から急加給への切換点を低く設定すると
冷間時に低負荷側から過給が始まるため、冷間時にエン
ジンを加速した場合、点火プラグのくすぶり現象が起り
易い。これは、低負荷側からの過給に伴う燃料量増大に
よって、点火プラグ近傍の過濃が促進されることによる
。

本発明は前記の過給圧制御装置を改良し、冷間時の過給
レスポンスを悪化することなくプラグくすぶりを防止し
得る過給圧制御装置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段］ 上記目的を解決するため本発明によれば過給機を吸気系
に備え、機関の負荷の増加割合の大小に応じて過給機に
よる過給程度を大小に可変制御するバイパス制御手段を
備えた内燃機関において、機関が冷間状態にあるか暖機
状態にあるか判定するための機関状態判定手段と、冷間
状態における、過給状態を綴急に切換える負荷増加割合
のバイパス制御手段における設定値を、暖機状態におけ
るその設定値よりも増加せしめた設定値変換手段とを有
する、過給圧制御装置が提供される。

〔実施例〕

第１図を参照するに、エンジン１０の吸気系はエアクリ
ーナ１２、エアフローメータ１４、吸気通路１６、スロ
ットル弁１８、吸気ポート２０、等から成る。燃料供給
系はエンジン制御コンピュータ（ＥＣＩＩ）　２２によ
り電子制御される従来型の燃料噴射弁２４を含んで成り
、エアフローメータ１４で計測した吸入空気量に応じた
量の燃料を必要により増減した上で吸気ポート２０に噴
射するようになっている。

吸気通路１６には、例えばルーツブロワから成る過給機
２６およびバイパス２８が設けである。

この過給機は電磁クラッチ３０を介してエンジンＩＯに
より駆動されるもので、電磁クラッチ３０の大力プーリ
３２には伝動ベルト３４を介してエンジンのクランクプ
ーリ３６から動力が伝えられる。エンジン作動中にこの
電磁クラッチ３０を接続すると過給機２６が吸入空気を
圧送するが、バイパス２８を閉じる前は実際にはエンジ
ンは過給されない。

第２図は本発明による過給圧制御装置の機能的な概略図
を示しており、この制御装置は機関状態判定手段５と設
定値変換手段３とバイパス制御手段１とで構成される。

機関状態判定手段５は、例えば、エンジンの冷却水温を
検出可能な水温センサ３８を含んで成る。

バイパス制御手段Ｉは、バイパス２８にｆｆ１ｌｉされ
た圧力応答型バイパス制御弁４０と、該制御弁４０の作
動圧力を得るため吸気通路１６に設けた信号ポート４２
と、電磁式切換弁４４と、圧力伝達管４６　、４８と、
ＥＣＩＩ　２２とで構成することができる。

バイパス制御弁４０はばね付勢されたダイアフラム５０
と連動してバイパス２８を開閉する弁体５２を有し、圧
力室５４内に負圧が印加されるとバイパス２８を開放す
る様になっている。

信号ボート４２はスロットル弁１８下流に設けてあり、
吸気管圧力を取出す様になっている。周知の様に、スロ
ットル開度の小さい軽負荷時には信号ボート４２におけ
る吸気管圧力は負圧となり、負荷増大に伴いスロットル
開度が増大すると吸気管圧力は大気圧に近づく。スロッ
トル弁１８にはスロットル開度を検出するスロットルセ
ンサ５６が連係してあり、その出力はＥＣＵ　２２に送
られる。

電磁式切換弁４４はバイパス制御弁４０の圧力室５４に
印加される吸気管圧力を制御するもので、第１人口ボー
ト５８と第２人口ボート６０と出口ポート６２とを有す
る三方弁である。出口ポート６２は圧力室５４に接続さ
れている。第１人口ボート５８は管路４８により、第２
人口ポート６０は管路４６により夫々信号ポート４２に
接続されている。管路４８にはチエツク弁付きの絞り装
置６４が設けてあり、信号ボート４２と圧力室５４との
間の作動圧力の伝達を遅延させる様になっている。この
切換弁４４はＥＣＵ　２２により制御されるもので、通
電時（ＯＮ状態）には第２ボート６０が出口ポート６２
に接続され、非励起時（ＯＦＦ状態）には第１ポート５
８が出口ポート６２に接続される様に構成されている。

ＥＣＵ　２２は、第３図のフローチ中−トに示した過給
圧制御ルーチンを実行することにより過程圧を制御する
。

この制御ルーチンは、例えば１６ｍ５　（ミリ秒）毎に
実行される。ステップ１０１にて過給圧制御が開始され
ると、ステップ１０２においてエアフロメータ１４で計
測した吸入空気量とエンジン回転数Ｎとに基づいてエン
ジン１回転当りの吸入空気量Ｑ／Ｎを計算する。次いで
ステップ１０３においてはステップ１０２にて演算され
たＱ／Ｎ値が設定値（例えば０．５１　／ｒｅｖ）より
大きいか否かを判定することにより、エンジンが加速状
態にあるか（即ち、過給状態にあるか）否かを判定する
。ステップ１０３においてＱ／Ｎ値が設定値以下の場合
には、ステップ１１０に進んで電磁クラッチ３０をＯＦ
Ｆにし、次いでステップ１１２に進み電磁式切換弁４４
をＯＦＦにしてステップ１１３にてステップ１０１に復
帰する。この場合は、減速時や巡行時等のエンジン負荷
が小さい時であって過給機２６による吸入空気の圧送を
必要とせず、スロットル弁１８の開度が小さいので信号
ポートのところの吸気管圧力は負圧となっており、この
負圧は管路４８を介してバイパス制御弁４０の圧力室５
４に印加されている。従って、圧力室５４内には負圧が
維持され、弁体５４は上動してバイパス２８を開放する
のでエンジンは過給されない。

ステップ１０３においてＱ／Ｎ値が設定値以上の場合、
即ち加速状態（過給状態）にある場合、ステップ１０４
に進んで電磁クラッチ３０をＯＮにすることで過給機２
６は作動を開始する。次にステップ１０５は、車両の負
荷増加割合、即ち、加速状態が急加速状態であるか緩加
速状態であるか否かを判定するためのもので、この実施
例ではスロットル弁１８の開度の変化に基づいて機関負
荷が急増状態であるか漸増状態を判定する様に構成され
ている。即ち、ステップ１０５ではスロットルセンサ５
６からの信号に基づいてスロットル開度ＴＡの速度変化
ΔＴＡを演算する。速度変化ΔＴＡは、例えば前回のル
ーチン実行時のスロットル開度ＴＡ、と今回のルーチン
実行時のスロットル開度ＴＡ２との差を計算することに
より求めることができる。

ステップ１０６では、冷却水温センサ３８からの信号に
基づいて冷却水温ＴＨＷを検出する。次いでステップ１
０７において冷却水温ＴＨＷが設定値（例えば、４０°
Ｃ）より大きいか否かを判定することによりエンジンが
冷間状態にあるか、あるいは暖機状態にあるかを判定す
る。冷却水温ＴＨＷが設定値未満（例えば４０℃未満）
の場合、冷間状態と判定され、ステップ１１１に進み、
設定値以上（例えば４０℃以上）の場合、暖機状態と判
定されステップ１０８に進む。ステップ１０８　、１１
１では、ステップ１０５にて演算されたスロットル開度
速度変化ΔＴＡが夫々のステップにおける設定値より大
きいか否かが判定される。

本発明によればステップ１０８における設定値は暖機状
態における過給レスポンスの向上を目的とした加速状態
を判定するために、ステップ１１１における設定値より
、低めに設定される（例えば２°／１６ｍ５）。一方、
ステップ１１１における設定値は冷間状態でのプラグく
すぶり現象防止を目的としてステップ１０８より高めに
設定される（例えば４°／１６ｍ５）。

ステップ１０８において設定値（例えば２°／１６ｍ５
）よりΔＴＡが大きい場合、即ち、暖機状態において例
えば、ΔＴＡが２°／１６ｍ５より大きく４°／１６ｍ
５より小さな加速状態（以下、中加速状態と呼ぶ。）あ
るいは、ΔＴＡが４°／１６ｍ５より大きな加速状態（
以下、急加速状態と呼ぶ。）のいずれかの場合、ステッ
プ１０９に進み電磁式切換弁４４をＯＮにしてステップ
１１３でメインルーチンに復帰する。同様に、ステップ
１１１においても設定値（例えば４’　／１６ｍ５）よ
りΔ′ｒＡが大きい場合、即ち冷間状態において急加速
状態の場合も同様にステップ１０９に進む。これにより
、切換弁４４は通電され、前述した様に第２人口ボート
６０が出口ポート６２に接続され、大気圧ポート６６の
大気圧がバイパス制御弁４０の圧力室５４に印加される
ので制御弁４０はバイパス路２８を急激に閉じる。その
結果、過給圧は急速に立上るので過給レスポンスを確保
することができ、急加速に必要な出力を得ることが可能
となる。

これに対し、ステップ１０８においてΔＴＡが設定値よ
り小さな場合、即ら、暖機状態において例えばΔＴＡが
２°／１６ｍ５以下の加速状態（以下緩加速状態と呼ぶ
。）の場合、及びステ、ツブ１１１においてΔＴＡが設
定値より小さな場合、即ち、冷間状態においてΔＴＡが
４°／１６ｍ５以下の中加速状態と緩加速状態の場合に
は、夫々ステップ１１２に進み電ｃｆＩ式切換弁４４を
ＯＦＦ　（非励起）にしてステップ１１３にてメインル
ーチンに復帰する。

これにより切換弁４４の第１人口ポート５８が出口ポー
ト６２に接続され信号ボート４２とバイパス制御弁６０
の圧力室５４とは絞り６４付きの管路４８を介して接続
されるので、信号ボート４２からの圧力室５４への大気
の伝達は絞り６４の作用により遅延され圧力室５４内の
圧力は徐々に負圧から大気圧へと変化する。その結果、
バイパス；Ｉ、制御弁４０はバイパス路２８を比較的緩
慢に閉じることとなり、過給圧は比較的緩慢に上昇し、
冷間状態でのプラグくすぶり現象及び冷間・暖機状態に
おける出力急増によるショック、即ち、過給ショックを
低減することが可能となる。

以上記述した本発明による制御を総括すると下表の様に
なる。

即ち、バイパス通路緩閉により冷間及び暖機時の過給シ
ョック低減及び冷間時のプラグくすぶり現象の発生防止
の効果を高め、さらにバイパス通路急閉により過給立上
り（レスポンス）を向上させること、即ち、冷間時にお
いても急加速の必要が生じた場合急過給が可能であって
、かつ暖機時では中加速状態でも急過給が達成され得る
。なお、本実施例では第３図のフローチャートに示す様
に電磁式切換弁４４のＯＮ・ＯＦＦ　ｖＪ換え条件をあ
らかじめ設定された、冷却水温ＴＨＷの一点（例えば４
０℃）からの大小で制御しているが、第４図に示す様に
刻々と変化する水温Ｔ　ＨＷに応じて過給緩急間のΔＴ
Ａの設定値を連続的に変化しても良い。但し、この場合
においても冷却水４ＬＴ　ＨＷが高くなればなる程（暖
機状Ｂ）、ΔＴＡの設定値は減少して過給レスポンスを
向上せしめ、冷却水温Ｔ　ＨＷが低くなればなる程（冷
間状態）、ΔＴＡの設定値は増加してプラグくすぶり現
象及び過給ショックを防止しなければならない。

〔本発明の効果〕

本発明によれば冷却水温及びスロットル開度の速度変化
（即ち加速度）によってバイパス制御弁の閉じ速度を切
り換えることで冷間状態の過給レスポンスを悪化するこ
となく、プラグのくすぶり現象を防止できる。又、プラ
グくすぶり現象が発生しにくい暖機状態では一層過給レ
スポンスの向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、前記制御装置を備えた過給機付エンジンの模
式図； 第２図は、本発明の過給圧制御装置の機能的概略図； 第３図は、過給圧制御ルーチンのフローチャート図； 第４図は、横軸に機関状態を代表する冷却水温ＴＨＷ、
縦軸に該水温ＴＨＷに応じて連続的に変化せしめられる
ΔＴＡの設定値を表現した図である。 ２２・・・コンピュータ、　　２８・・・バイパス、３
８・・・水温センサ、　　　４０・・・バイパス制御弁
、４２・・・信号ボート、　　４４・・・電磁式切換弁
、４６・４８・・・圧力伝達管。 １・・・バイパス＄１１　ｆｉ１手段 ３・・・設定ＩＩ変ｌ負手段 ５・・・Ｉ開状態′４１定手段 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、過給機を吸気系に備え、機関の負荷の増加割合の大
   小に応じて過給機による過給程度を大小に可変制御する
   バイパス制御手段を備えた内燃機関において、機関が冷
   間状態にあるか暖機状態にあるか判定するための機関状
   態判定手段と、冷間状態における、過給状態を緩急に切
   換える負荷増加割合のバイパス制御手段における設定値
   を、暖機状態におけるその設定値よりも増加せしめた設
   定値変換手段とを有する、過給圧制御装置。