JPH0742864B2 - 過給機付き内燃機関の過給圧制御装置 - Google Patents

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。

〔関連技術と問題点〕

本発明は昭和60年５月27日出願の特願昭60−112033号に
おいて提案した過給圧制御装置の改良に関する。前記特
許願の例えば第２図には過給機付きエンジンが示されて
おり、吸気系には過給機のバイパスが設けてある。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、バイパスを開らくと過給気がバイパスを通って過給
機の吸込み側に逃れるので過給が停止される様になって
いる。バイパスの開閉は圧力応答式のバイパス制御弁に
よって行われ、このバイパス制御弁の作動圧力にはスロ
ットル弁下流の信号ポートから得られる吸気管圧力が利
用される。バイパス制御弁の圧力室と信号ポート間には
電磁式切換弁が設けてあり、加速状態に応じて作動圧力
が切換えられる様になっている。即ち、緩加速時には吸
気管圧力は絞り付きの通路を介してバイパス制御弁の圧
力室に印加され、バイパス制御弁が徐々に閉じて過給が
緩慢に開始されるが、急加速時には吸気管圧力は絞りの
無い通路を介して圧力室に印加されるのでバイパス制御
弁は速やかに閉じて過給が直ちに開始される。

しかしながら、吸気管圧力はスロットル弁開度の変化に
十分に敏速に応答するものでは無く、急加速時にスロッ
トル弁が急激に開かれても吸気管圧力の変化には若干の
応答遅れが生ずる。従って、前記特許願の方式では、急
加速時には吸気管圧力の前記応答遅れによりバイパス制
御弁の閉弁に遅れがあり、トルクの立上りが遅れるとい
う問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は前記の過給圧制御装置を更に改良し、急加速時
のトルクの立上りを一層向上させることを目的とするも
のである。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

上記目的を達成するために本発明によれば、スロットル
弁下流の機関吸気通路内に過給機が設けられており、該
過給機を迂回して過給機の吐出側と吸入側とを連結する
バイバス内に該バイバス内を流通する空気量を制御する
バイバス制御弁を配置し、該バイパス制御弁の圧力室を
スロットル弁下流の吸気通路に連結して該圧力室内にス
ロットル弁下流の吸気通路内の圧力を導き、該圧力室内
の圧力が低下するに従ってバイパス制御弁の開弁量が大
きくなる過給機付き内燃機関の過給制御装置において、
機関負荷の増大率が予め定められた設定値よりも小さい
ときには圧力室をスロットル弁下流の吸気通路に連結し
た状態に保持し、機関負荷の増大率が該設定値よりも大
きいときには圧力室を大気に開放する制御手段を設けて
いる。

この様に、負荷の急増時（車両の急加速時）にはバイパ
ス制御弁の圧力室に直ちに大気圧を印加する様にしたの
で、バイパス制御弁がより速やかに閉じられ、過給がよ
り早く開始され、加速レスポンサが向上する。

〔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、吸気通路14、エアフローメータ16、スロットル
弁18、等から成り、燃料供給系は電子制御式燃料噴射弁
20を含んで成る。吸気通路14にはルーツブロワから成る
過給機22およびバイパス24が設けてある。過給機22は電
磁クラッチ26を介してエンジン10により駆動されるもの
で、電磁クラッチ26の入力プリー28には伝動ベルト30を
介してクランクプリー32から動力が伝えられる。エンジ
ン作動中に電磁クラッチ26を接続すると過給機22は吸入
空気を圧送するが、バイパス24が開かれていると過給気
はバイパス24を経て過給機22の吸込側へ逃れるので、エ
ンジンは過給されない。電磁クラッチ26はマイクロコン
ピュータから成るエンジン制御コンピュータ（ECU）34
によりオン／オフ制御される。スロットル弁18はスロッ
トル開度を検出するスロットルセンサ36に連動してお
り、そのアナログ出力はECU34に入力される。エアフロ
ーメータ16の出力信号もECU34に送られる。

バイパス24はバイパス制御弁38により開閉される。この
制御弁38は、バイパス24を開閉する可動弁体40、該弁体
40と連動するダイヤフラム42、このダイヤフラム42によ
り隔成された圧力室44と大気圧室46、および復帰ばね48
を有する。圧力室44は電磁式切換弁50の出口ポート52に
接続されている。この切換弁50は２つの入口ポート54,5
6を有し、これらの入口ポートのうちいずれかが選択的
に出口ポート52に接続される様になっている。即ち、EC
U34により切換弁50に通電した時には第２入口ポート56
が出口ポート52に接続され、通電を停止した時には第１
入口ポート54が出口ポート52に接続される。

吸気通路14には、スロットル弁18の上流において大気圧
ポート58が設けてあり、この大気圧ポート58は管路60に
より切換弁50の第２入口ポート56に接続されている。ま
た、吸気通路14にはスロットル弁18の下流において信号
ポート62が設けてあり、吸気管圧力を取出す様になって
いる。周知の様に、この信号ポート62における吸気管圧
力は、スロットル弁18の開度が小さい時には負圧とな
り、スロットル開度の増大に応じて大気圧に近づく。こ
の信号ポート62は管路64により切換弁50の第１入口ポー
ト54に接続されている。

以上の構成によれば、電磁式切換弁50に通電すればバイ
パス制御弁38の圧力室44には大気圧ポート58の大気圧が
印加され、制御弁38は閉弁する。通電停止すれば圧力室
44には信号ポート62の吸気管圧力が印加されるが、この
場合、吸気管圧力はスロットル開度に応じて前述の如く
変化するので、スロットル開度の小さい軽負荷時には圧
力室44には負圧が印加されバイパス制御弁38が開いてバ
イパス24は解放され、スロットル開度の大きな高負荷時
には圧力室44には大気圧が印加されバイパス制御弁38は
閉弁してバイパス24を閉じる。

切換弁50の第１入口ポート54が出口ポート52に接続され
ている場合において、負荷の漸増に伴いスロットル開度
が徐々に増大した時には、バイパス制御弁38が徐々に閉
じるので、過給圧は緩慢に上昇することが理解されよ
う。しかし、負荷の急増に伴いスロットル開度が急増し
た時には、吸気管圧力の変化には応答遅れがあり、吸気
管圧力は負圧から直ちに大気圧に上昇するものではな
い。従って、切換弁50が通電停止状態にあり第１入口ポ
ート54が出口ポート52に接続されている時には、負荷が
急増してもバイパス制御弁38が直ちに閉弁せず、過給圧
の上昇が遅れ、必要なトルクの立上りが得られない。本
発明は、この様な時に切換弁50に通電して速やかに大気
圧ポート58の大気圧を圧力室44に印加し、直ちにバイパ
ス制御弁38を閉じることにより過給圧を上昇させ、トル
クの立上りを早くしようというものである。従って、EC
U34はこの様な制御を行う様にプログラムされている。

ECU34は従来型のマイクロコンピュータであり、その構
成は説明を要しないであろう。ECU34は第２図のフロー
チャートに示す制御ルーチンを実行することにより電磁
式切換弁50を制御し、これにより過給圧を制御する。EC
U34は燃料噴射量の制御、点火時期の制御、等を主とし
て行うことを目的としたもので、過給圧の制御もこれを
利用して行われる。第２図のフローチャートに示した過
給圧制御ルーチンはメインルーチンに対する割込みルー
チンとして例えば16ミリ秒ごとに実行することができ
る。

第２図のフローチャートにおいて、ステップ101で割込
みが開始される。ステップ102と103は車両の加速状態が
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開度の変化に
基いて機関負荷が急増状態であるか漸増状態であるかを
判定する様に構成されている。即ち、ステップ102で
は、スロットルセンサ36からの信号に基いてスロットル
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TAとの差を計算する
ことにより求めることができる。

次に、ステップ103において、スロットル開度速度変化
ΔTAが設定値（例えば、10゜/16ミリ秒）より大きいか
否かを判定する。大きい場合には、機関負荷が急増状
態、即ち、車両が急加速状態にあるとみなし、ステップ
104に進んで電磁式切換弁50に通電し、ステップ105でメ
インルーチンに復帰する。これにより、切換弁50の第２
ポート56が出口ポート52に接続され、大気圧ポート58の
大気圧がバイパス制御弁38の圧力室44に印加されるの
で、制御弁38はバイパス24を閉じ、機関は過給される。

スロットル開度速度変化ΔTAが設定値より小さい場合に
は、負荷が漸増状態、即ち、車両が緩加速状態にあると
みなし、ステップ106に進んで切換弁50への通電を停止
する。これにより第１ポート54が出口ポート52に接続さ
れるので、制御弁38は信号ポート62における吸気管圧力
に応じて開閉する。従って、軽負荷時には吸気管圧力が
負圧となるのでバイパス制御弁38は開弁して過給圧を低
下させ、高負荷時には吸気管圧力が大気圧となるので制
御弁38が閉じて過給が行われる。また、緩加速時には吸
気管圧力は負圧から大気圧へと徐々に変化するので、過
給圧は徐々に上昇し、機関出力も比較的緩慢に増加す
る。

なお、以上の実施例においては、ステップ103の判定に
おいてスロットル開度の速度変化を利用して加速状態を
判定したが、エアフローメータ16で計測した吸入空気量
とエンジン回転数Ｎとに基いてエンジン一回転当りの吸
入空気量Q/Nを計算し、このQ/Nの速度変化に基いて加速
状態を判定してもよい。

また、信号ポート62と切換弁50の第１入口ポート54との
間の管路64には特願昭60−112033号に図示した絞りまた
は絞り付きチェック弁を設けてもよい。そうすれば、緩
加速時のトルクの立上りを緩やかにすることができる。

〔発明の効果〕

本発明固有の効果は第３図のグラフを参照すれば容易に
理解できる。第３図は本発明の装置と先に提案した特願
昭60−112033号の装置の急加速時における特性を対比し
て示したもので、第３図（イ）はスロットル開度の変化
を、（ロ）は切換弁50の位置を、（ハ）はバイパス制御
弁38の圧力室44内の圧力変化を、（ニ）はトルク変動を
示す。時点T₁で急加速が始まり、スロットル開度TAが急
増すると、本発明の装置では時点T₂で電磁式切換弁50が
励起され、圧力室44内には大気圧ポート58から大気圧が
印加されるのでバイパス制御弁38は速やかに閉じられ、
過給圧、従ってトルクが速やかに上昇する。これに対
し、第３図（ハ）に破線で示した様に、特願昭60−1120
33号の装置では吸気管圧力の応答遅れにより圧力室44内
の圧力が大気圧になるまでに遅れがあるので、本発明に
較ベバイパス制御弁38が比較的ゆっくりと閉じるので、
トルクの立上りも遅れがちとなる。

この様に本発明によれば、機関負荷の増大率が設定値よ
りも大きいときにはバイパス制御弁の圧力室を大気圧に
解放するようにしているので圧力室内の圧力を大気圧ま
で速やかに上昇させることができ、その結果過給圧を速
やかに上昇させることができ、したがって機関出力トル
クの急激な立ち上がりを確保することができる。このた
めエンジンの応答性を向上させることができる。この場
合圧力室内に大気圧を開放しているのでスロットル弁下
流の吸気通路内の圧力に関わらず圧力室内の圧力を大気
圧まで速やかに上昇させることができ、したがって過給
圧を速やかに上昇させることができる。一方、機関負荷
の増大率が設定値よりも小さいときには圧力室をスロッ
トル弁下流の吸気通路に連結した状態に保持するように
しているのでこの場合にはスロットル弁下流の吸気通路
内の圧力上昇に応じてバイパス制御弁が閉弁され、した
がってバイパス制御弁が急激に閉弁されるのを阻止する
ことができる。その結果機関負荷の増大率が設定値より
も小さいときに過給圧が急激に上昇するのを阻止するこ
とができ、したがってこの場合機関出力トルクが急激に
増大するのを阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の過給圧制御装置を備えた過給機付きエ
ンジンの模式図、第２図は過給圧制御ルーチンのフロー
チャート、第３図は本発明の装置と先の提案に係る装置
との特性を示すグラフである。 14……吸気通路、18……スロットル弁、 22……過給機、24……バイパス、 34……エンジン制御コンピュータ、 36……スロットルセンサ、 38……バイパス制御弁、 44……圧力室、50……電磁式切換弁、 52……出口ポート、 54,56……入口ポート、58……大気圧ポート、 62……信号ポート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スロットル弁下流の機関吸気通路内に過給
   機が設けられており、該過給機を迂回して過給機の吐出
   側と吸入側とを連結するバイバス内に該バイバス内を流
   通する空気量を制御するバイバス制御弁を配置し、該バ
   イパス制御弁の圧力室をスロットル弁下流の吸気通路に
   連結して該圧力室内にスロットル弁下流の吸気通路内の
   圧力を導き、該圧力室内の圧力が低下するに従ってバイ
   パス制御弁の開弁量が大きくなる過給機付き内燃機関の
   過給圧制御装置において、機関負荷の増大率が予め定め
   られた設定値よりも小さいときには圧力室をスロットル
   弁下流の吸気通路に連結した状態に保持し、機関負荷の
   増大率が該設定値よりも大きいときには圧力室を大気に
   開放する制御手段を設けた過給圧制御装置。