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JPH02286825A - Load control device of internal combustion engine - Google Patents

Load control device of internal combustion engine

Info

Publication number
JPH02286825A
JPH02286825A JP11087489A JP11087489A JPH02286825A JP H02286825 A JPH02286825 A JP H02286825A JP 11087489 A JP11087489 A JP 11087489A JP 11087489 A JP11087489 A JP 11087489A JP H02286825 A JPH02286825 A JP H02286825A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air pump
engine
throttle valve
load
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11087489A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jun Suzuki
鈴木 旬
Shinji Kamimaru
慎二 神丸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Heavy Industries Ltd filed Critical Fuji Heavy Industries Ltd
Priority to JP11087489A priority Critical patent/JPH02286825A/en
Priority to GB9007844A priority patent/GB2230817B/en
Priority to US07/512,647 priority patent/US5117799A/en
Priority to DE4013647A priority patent/DE4013647A1/en
Publication of JPH02286825A publication Critical patent/JPH02286825A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Supercharger (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance the rate of fuel consumption by installing a throttle valve upstream an air pump, wherein the throttle valve is interlocked with an accelation pedal for compensating the leakage of the air air pump under extra- low load operation, and by adjusting the revolving speed of the air pump through a variable speed mechanism. CONSTITUTION:An air pump 10 is installed on a suction pipe 8, and the drive shaft 10c of this air pump 10 is coupled with a crank shaft 1a of the engine 1 through a belt 11 and a variable speed mechanism 12 which is to vary the revolving speed of the air pump 10. A throttle valve 8a to compensate the leakage of the air pump 10 under extra-low load operation is installed upstream the air pump 10 in such a way as interlocked with an accel. pedal 15. Through a hydraulic control circuit 50 and said variable speed mechanism 12, the revolving speed of the air pump 10 is controlled by a control unit 30 so as to generate the engine output in compliance with the entered engine revolving speed sensed by sensors 16-18, degree of accel. opening, pressure in suction pipe, etc. When the load is very small, the throttle valve 8a shall be opened as specified in accordance with the degree of accelation opening. Thus the rate of fuel consumption can be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気ポンプを設けた内燃機関において、空気
ポンプの回転数を可変にすることでエンジンの負荷制御
を行なう負荷制御装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a load control device for an internal combustion engine equipped with an air pump, which controls the load of the engine by varying the rotational speed of the air pump. be.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、エンジンの高出力化を図るために、吸気管内の絞
り弁の上流または下流側に機械式過給機(以下過給機と
称する)を設置し、吸気管内の空気密度を変化させ、絞
り弁の開閉によって負荷制御を行なうようにしたものが
既に公知である。
Conventionally, in order to increase the output of an engine, a mechanical supercharger (hereinafter referred to as a supercharger) was installed upstream or downstream of a throttle valve in the intake pipe to change the air density in the intake pipe and reduce the throttle valve. A device in which load control is performed by opening and closing a valve is already known.

上記過給機付エンジンは、例えば第4図に示すように、
過給機aの空気ポンプが、エンジンbのクランク軸Cか
らベルトd等を介して駆動されるが、クランク軸Cの回
転数とは一定の減速比で駆動されるため、低負荷時には
吸気管e内の絞り弁fの開度を絞ると共に、過給機aの
回転数が所定値よりも低回転数になったときに作動する
回転センサgにより過給機aをバイパスするバイパス通
路りのバイパス制御弁jを開いて吸入空気量を制御する
ように構成されている。
The above-mentioned supercharged engine, for example, as shown in FIG.
The air pump of supercharger a is driven from the crankshaft C of engine b via belt d, etc., but since it is driven at a constant reduction ratio relative to the rotational speed of crankshaft C, the intake pipe In addition to reducing the opening degree of throttle valve f in e, a rotation sensor g is activated when the rotation speed of supercharger a becomes lower than a predetermined value. The intake air amount is controlled by opening the bypass control valve j.

ところが上述した従来例では、低負荷時にはバイパス制
御弁jを開いて過給機aの吐出空気の一部はバイパス通
路りを介して過給機aの吸入側へ戻糺れるため、エンジ
ンbには第5図のP−v線図の斜線部に示すようなボン
ピングロスが避けられないという問題がある。特にエン
ジンのアイドリング時には、エンジン内フリクションと
過給機のボンピング作用にのみエンジントルクが使用さ
れるため、アイドリング時の燃料消費量が増大するとい
う問題があつた。
However, in the conventional example described above, when the load is low, the bypass control valve j is opened and a part of the discharge air of the supercharger a is returned to the suction side of the supercharger a via the bypass passage, so that no air is supplied to the engine b. However, there is a problem in that a pumping loss as shown in the shaded area of the P-v diagram in FIG. 5 cannot be avoided. In particular, when the engine is idling, engine torque is used only for internal engine friction and the pumping action of the supercharger, so there has been a problem that fuel consumption during idling increases.

そこで、無過給運転時におけるエンジンでの吸気エネル
ギ損失を空気ポンプにて回収するために、例えば特開昭
60−90924号公報および特開昭60−20962
9号公報に示すような先行技術が提案されている。
Therefore, in order to recover the intake energy loss in the engine during non-supercharging operation using an air pump, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 60-90924 and 60-20962 disclose
A prior art as shown in Publication No. 9 has been proposed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、前者の先行技術では、エンジンのクラン
ク軸に連接された2つのポンプを有し、エンジンの負荷
11111mは絞弁の開閉によって行ない、低負荷運転
時には、一方の空気ポンプのみがポンプ吸入側と吐出側
との圧力差により回転駆動され、その発生動力をエンジ
ンへ伝達し、低負荷運転時以外では、他方の空気ポンプ
をエンジンにより駆動して過給を行なうように構成され
ている。
However, the former prior art has two pumps connected to the engine crankshaft, and the engine load 11111m is carried out by opening and closing the throttle valve, and during low load operation, only one air pump is connected to the pump suction side. It is configured to be rotationally driven by a pressure difference with the discharge side, transmit the generated power to the engine, and perform supercharging by driving the other air pump by the engine except during low load operation.

従って、低負荷時におけるエンジンのボンピングロスに
対しては一方の空気ポンプを、エンジンの負荷制御には
絞弁を、エンジン高負荷時におけるエンジン出力の増大
には他方の空気ポンプを用い、それぞれの運転状態に対
応して作動する機能構成部品が必要とされる。このため
、構成が複雑になるという問題点がある。
Therefore, one air pump is used to reduce engine pumping loss during low loads, a throttle valve is used to control engine load, and the other air pump is used to increase engine output during high engine loads. Functional components that operate in response to operating conditions are required. Therefore, there is a problem that the configuration becomes complicated.

また後者の先行技術では、可変容量エアポンプをエンジ
ンに連接し、ポンプ室容積を可変とすることでエンジン
の負荷制御を行なうように構成されている。
In the latter prior art, a variable displacement air pump is connected to the engine, and the volume of the pump chamber is made variable to control the load on the engine.

従って、アクセル開度に対応したポンプ吐出量とポンプ
室容積とのマツチングが困難であり、ひいてはエンジン
出力への影響が生ずるという問題点がある。
Therefore, there is a problem in that it is difficult to match the pump discharge amount corresponding to the accelerator opening degree and the pump chamber volume, which in turn affects the engine output.

本発明は、上述した問題点を課題として提案されたもの
で、空気ポンプ付内燃機関において、空気ポンプ上流に
絞り弁を設け、空気ポンプを可変速機構を介してクラン
ク軸により駆動し、上記可変速機構の変速比をアクセル
開度に応じて制御するようにした簡単な構成によりエン
ジンの負荷制御を行ない、しかも、アイドリング時等の
極低負荷時に、空気ポンプのリーク量によって吸入空気
量の減少を補償し、極低負荷時の負荷制御をアクセル開
度に応じて空気ポンプにより行なうと共に、低負荷時に
おいては、空気ポンプの出力トルクをエンジンへ回収す
ることにより、エンジンのボンピングロスを低減し、燃
費率の向上を図ることができるようにし、高負荷時には
、空気ポンプの回転数を上げて過給を行ない出力向上を
図るようにした内燃機関の負荷制御装置を提供すること
を目的とするものである。
The present invention was proposed to address the above-mentioned problems, and in an internal combustion engine equipped with an air pump, a throttle valve is provided upstream of the air pump, and the air pump is driven by a crankshaft via a variable speed mechanism. The engine load is controlled by a simple configuration that controls the gear ratio of the transmission mechanism according to the accelerator opening.Moreover, at extremely low loads such as idling, the amount of intake air is reduced due to the amount of air pump leakage. The air pump performs load control at extremely low loads according to the accelerator opening, and at low loads, the output torque of the air pump is recovered to the engine to reduce engine pumping loss. An object of the present invention is to provide a load control device for an internal combustion engine that can improve fuel efficiency and increase the rotational speed of an air pump to perform supercharging and improve output when the load is high. It is something.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この目的を達成するため、本発明は、エアクリーナより
吸入された空気を燃焼室に供給する吸気管の途中に、空
気ポンプを設置してなる内燃機関において、上記空気ポ
ンプの上流に、極低負荷時における上記空気ポンプのリ
ーク量を補償するアクセルペダル連動の絞り弁を配設し
、上記エンジンのクランク軸と上記空気ポンプの駆動軸
との間に、上記空気ポンプの回転数を変化させることに
よって上記エンジンの負荷制御を行なう、可変速機構を
配設したことを特徴とするものである。
In order to achieve this object, the present invention provides an internal combustion engine in which an air pump is installed in the middle of an intake pipe that supplies air taken in from an air cleaner to a combustion chamber. A throttle valve linked to the accelerator pedal is provided between the crankshaft of the engine and the drive shaft of the air pump to compensate for the amount of leakage of the air pump when The present invention is characterized in that a variable speed mechanism is provided to control the load of the engine.

〔作   用〕[For production]

このような構成では、空気ポンプ付内燃機関において空
気ポンプ上流側に絞り弁を設け、空気ポンプの回転数を
アクセル開度に応じて可変制御してエンジン吸入空気量
を調節し、エンジンの負荷を制御するように構成したの
で、低負荷時には、空気ポンプの回転数が極く低回転数
とされる。したがって、空気ポンプにはその上流側と下
流側との間にエンジン側の負圧によって圧力差が生じて
空気ポンプが駆動されるため、この空気ポンプの駆動ト
ルクがエンジンのクランク軸に伝達回収される。
In such a configuration, a throttle valve is provided upstream of the air pump in an internal combustion engine equipped with an air pump, and the rotation speed of the air pump is variably controlled according to the accelerator opening to adjust the engine intake air amount and reduce the engine load. Since the air pump is configured to be controlled, the rotational speed of the air pump is kept at an extremely low rotational speed when the load is low. Therefore, the air pump is driven by a pressure difference between its upstream and downstream sides due to negative pressure on the engine side, so the driving torque of this air pump is transmitted to and recovered from the engine crankshaft. Ru.

他方、極低負荷時には、アクセル開度に応じて絞り弁が
所定開度だけ開き、空気ポンプからのリーク量以上に見
合う空気流量を空気ポンプと絞り弁との間に流入させる
ことで、負荷制御が空気ポンプで行なわれる。
On the other hand, when the load is extremely low, the throttle valve opens by a predetermined opening depending on the accelerator opening, and the load is controlled by allowing an air flow rate equal to or greater than the amount of leakage from the air pump to flow between the air pump and the throttle valve. is carried out using an air pump.

また、高負荷時には、空気ポンプの回転数を高回転とし
て、クランク軸からのトルクにより吸入空気を圧縮、過
給して高出力が得られる。
In addition, when the load is high, the rotational speed of the air pump is set to high, and the intake air is compressed and supercharged by the torque from the crankshaft, thereby obtaining high output.

このように空気ポンプの回転数を、その時のアクセル開
度に応じたエンジン回転数により可変制御することによ
り、吸入空気量を調節してエンジンの負荷制御を行なう
ものであり、極低負荷時においても、空気ポンプのリー
ク量に影響されることなく空気ポンプで負荷制御を行な
い、低負荷時にはエンジンのボンピングロスが減少され
て燃料消費量が低減され、高負荷時には過給が行なわれ
て出力向上がなされる。
In this way, the air pump rotation speed is variably controlled by the engine rotation speed according to the accelerator opening at that time, thereby adjusting the amount of intake air and controlling the engine load. The air pump also controls the load without being affected by air pump leakage, reducing engine pumping loss and fuel consumption at low loads, and supercharging and increasing output at high loads. will be done.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。
Embodiments of the present invention will be specifically described below based on the drawings.

第1図は本発明による空気ポンプ付内燃機関の概略構成
図であり、図において、符号【はエンジン、2はエンジ
ンlの燃焼室、3は吸気弁、4は排気弁、5は燃料噴射
ノズル、6は点火栓、7はエアクリーナ、8は吸気管を
それぞれ示している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine with an air pump according to the present invention. In the figure, the symbol [ is the engine, 2 is the combustion chamber of the engine L, 3 is the intake valve, 4 is the exhaust valve, and 5 is the fuel injection nozzle. , 6 indicates a spark plug, 7 indicates an air cleaner, and 8 indicates an intake pipe.

上記エンジン1のエアクリーナ7より吸入された空気を
燃焼室2に供給する吸気管8の途中には、絞り弁8aと
ロータlOa 、 fobとからなる空気ポンプ10が
配設されている。
An air pump 10 consisting of a throttle valve 8a, a rotor lOa, and a fob is disposed in the middle of an intake pipe 8 that supplies air taken in from the air cleaner 7 of the engine 1 to the combustion chamber 2.

絞り弁8aは、リンク機構15aを介してアクセルペダ
ル15に連接され、アイドリング時等の極低負荷時にお
ける吸入空気流量がアクセルペダル■5の開度に応じて
空気ポンプ[0のリーク量以上となる所定開度に設定さ
れ、極低負荷時以外の低負荷時では絞り弁8aが全開と
なるように構成されている。
The throttle valve 8a is connected to the accelerator pedal 15 via a link mechanism 15a, and the intake air flow rate at extremely low loads such as idling is determined to be greater than or equal to the leakage amount of the air pump [0] according to the opening degree of the accelerator pedal ■5. The throttle valve 8a is set to a predetermined opening degree, and the throttle valve 8a is configured to be fully open during low loads other than extremely low loads.

上記空気ポンプ10のロータlOaの駆動軸10cは、
エンジンlのクランク軸1aよりベルト、チェーン等の
巻掛伝動装置IIを介して回転駆動される可変速機構1
2の出力軸12b(第2図)に直結されており、上記空
気ポンプlOは、可変速機構12の変速比によって回転
数が可変制御される。
The drive shaft 10c of the rotor lOa of the air pump 10 is
Variable speed mechanism 1 rotatably driven by a crankshaft 1a of an engine 1 via a winding transmission device II such as a belt or chain
The rotational speed of the air pump IO is variably controlled by the gear ratio of the variable speed mechanism 12.

すなわち、上記可変速機構12は無段変速機構を備えて
おり、可変速機構12の入力軸12aに装着された入力
側プーリ13は、エンジンl側のクランクプーリ14よ
り巻掛伝動装置tiを介して回転駆動されており、上記
入力側プーリ13の回転数は、可変速機構12の変速比
に基づいて出力軸12bより空気ポンプ10のロータL
Oaを駆動する駆動軸LOcに伝達される。
That is, the variable speed mechanism 12 is equipped with a continuously variable transmission mechanism, and the input pulley 13 attached to the input shaft 12a of the variable speed mechanism 12 is connected to the crank pulley 14 on the engine l side via the wrap transmission device ti. The input pulley 13 is rotated by the rotor L of the air pump 10 from the output shaft 12b based on the gear ratio of the variable speed mechanism 12.
It is transmitted to the drive shaft LOc that drives Oa.

可変速機構12は、第2図に示す如く入力軸12aとそ
れに平行配置された出力軸12bとを有し、入力軸12
aには油圧シリンダ20aを備えたブーり間隔可変のプ
ライマリプーリ20が、出力軸12bには同様に油圧シ
リンダ21aを備えたセカンダリプーリ2■が設けられ
る。また、両プーリ20.21には駆動ベルト22が巻
付けられ、両油圧シリンダ20a。
The variable speed mechanism 12 has an input shaft 12a and an output shaft 12b arranged parallel to the input shaft 12a, as shown in FIG.
A is provided with a primary pulley 20 with a variable boolean interval provided with a hydraulic cylinder 20a, and a secondary pulley 22 with a hydraulic cylinder 21a is provided with the output shaft 12b. Further, a drive belt 22 is wound around both pulleys 20, 21, and both hydraulic cylinders 20a.

21aは油圧制御回路50に回路構成される。そして両
シリンダ20a 、 21aには伝達トルクに応じたラ
イン圧を供給してブーり押付力を付与し、プライマリ圧
により駆動ベルト22のプーリ20.21に対する巻付
は径の比率を変えて無段階に変速制御するように構゛成
されている。
A circuit 21a is configured in the hydraulic control circuit 50. Then, line pressure corresponding to the transmitted torque is supplied to both cylinders 20a and 21a to apply a boolean pressing force, and the primary pressure causes the drive belt 22 to wrap around the pulley 20.21 steplessly by changing the diameter ratio. It is configured to control the speed change.

そして、エンジンlのクランク軸1aにはエンジン回転
数を検出するエンジン回転数センサ[6カ(、アクセル
ペダル15にはアクセル開度を検出するアクセル開度検
出センサ17が、吸気管8には吸気管圧力を検出する吸
気管圧力センサ18が、また可変速機構12のプライマ
リプーリ20にはブライマリブーり回転数を検出するプ
ライマリプーリ回転数センサ23が、セカンダリプーリ
21にはセカンダリプーリ回転数を検出するセカンダリ
プーリ回転数センサ24が配設されている。
The crankshaft 1a of the engine 1 is equipped with an engine rotation speed sensor [6 sensors] that detects the engine rotation speed, the accelerator pedal 15 is equipped with an accelerator opening detection sensor 17 that detects the accelerator opening, and the intake pipe 8 is equipped with an The intake pipe pressure sensor 18 detects the pipe pressure, the primary pulley 20 of the variable speed mechanism 12 has a primary pulley rotation speed sensor 23 that detects the briquetting rotation speed, and the secondary pulley 21 detects the secondary pulley rotation speed. A secondary pulley rotation speed sensor 24 is provided.

そしてこれら各センサは制御ユニット30に人力し、制
御ユニット30から油圧制御回路50へ変速制御信号と
ライン圧制御信号が出力するように構成されている。
Each of these sensors is manually operated by the control unit 30, and the control unit 30 is configured to output a speed change control signal and a line pressure control signal to the hydraulic control circuit 50.

次いで第3図に基づいて可変速機構12の変速比制御系
について述べると、プライマリプーリ回転数センサ23
.セカンダリブーり回転数センサ24のプライマリプー
リ回転数Npとセカンダリプーリ回転数Nsは実変速比
算出手段31に入力し、実変速比1−Np/Nsにより
実変速比iを算出する。
Next, referring to FIG. 3, the gear ratio control system of the variable speed mechanism 12 will be described.
.. The primary pulley rotation speed Np and the secondary pulley rotation speed Ns of the secondary pulley rotation speed sensor 24 are input to the actual gear ratio calculation means 31, and the actual gear ratio i is calculated from the actual gear ratio 1-Np/Ns.

この実変速比lとアクセル開度センサ17のアクセル開
度ψとは目標セカンダリプーリ回転数検索手段32に人
力し、アクセル開度ψに基づく1−ψのマツプを用いて
、空気ポンプ10のロータlOaの回転数を代表する。
This actual gear ratio l and the accelerator opening degree ψ of the accelerator opening degree sensor 17 are manually input to the target secondary pulley rotation speed search means 32, and the rotor of the air pump 10 is determined using a 1-ψ map based on the accelerator opening degree ψ. Represents the rotational speed of lOa.

目標セカンダリプーリ回転数NSDを検索する。この場
合、エンジン回転数センサ■6と吸気管圧力センサ18
は負荷判定手段33に入力し、低負荷と判定された時に
、この信号が目標セカンダリプーリ回転数検索手段32
に入力して、セカンダリプーリ21の回転数が極低回転
数となるようにされている。目標セカンダリブーり回転
数NSDとブライマリブーり回転数Npは目標変速比算
出手段34に人力し、目標変速比1sが1s−NSD/
Npにより算出される。そしてこの目標変速比1sと実
変速比lとは、デユーティ比検索手段35に入力する。
Search for target secondary pulley rotation speed NSD. In this case, engine speed sensor ■6 and intake pipe pressure sensor 18
is input to the load determination means 33, and when it is determined that the load is low, this signal is sent to the target secondary pulley rotation speed retrieval means 32.
is input so that the rotation speed of the secondary pulley 21 becomes an extremely low rotation speed. The target secondary boot rotation speed NSD and the primary boot rotation speed Np are input manually to the target gear ratio calculation means 34, and the target gear ratio 1s is 1s-NSD/
Calculated by Np. The target gear ratio 1s and the actual gear ratio l are then input to the duty ratio search means 35.

ここで、操作量のデユーティ比DIが1s−1のマツプ
を用いて検索される。そしてこの操作量のデユーティ比
DIの値は、駆動部3Bを介して油圧制御回路50の変
速制御用ソレノイド弁37に出力する。
Here, the duty ratio DI of the manipulated variable is searched using a map of 1s-1. The value of the duty ratio DI of this operation amount is output to the speed change control solenoid valve 37 of the hydraulic control circuit 50 via the drive unit 3B.

続いて、ライン圧制御系について述べる。エンジン回転
数センサ1B、アクセル開度センサ17のエンジン回転
数Neとアクセル開度φが入力するエンジントルク検索
手段38を有し、ψ−Neのトルク特性マツプからエン
ジントルクTを求める。このエンジントルクTと実変速
比算出手段31の実変速比■の信号は、目標ライン圧設
定手段39に入力し、実変速比lに応じた必要ライン圧
とエンジントルクの積で目標ライン圧PLdを定め、目
標ライン圧PLdがデユーティ比検索手段40に入力し
てライン圧PLdに応したデユーティ比D I、を定め
る。
Next, the line pressure control system will be described. It has an engine torque search means 38 which inputs the engine rotation speed sensor 1B, the engine rotation speed Ne of the accelerator opening sensor 17, and the accelerator opening φ, and calculates the engine torque T from the torque characteristic map of ψ-Ne. The engine torque T and the signal of the actual gear ratio (■) of the actual gear ratio calculating means 31 are input to the target line pressure setting means 39, and the target line pressure PLd is determined by the product of the necessary line pressure and engine torque according to the actual gear ratio l. is determined, the target line pressure PLd is input to the duty ratio search means 40, and the duty ratio DI corresponding to the line pressure PLd is determined.

そして、このデユーティ信号D l、が駆動部41を介
してライン圧制御用ソレノイド弁42に出力するように
構成されている。
The duty signal D1 is configured to be outputted to the line pressure control solenoid valve 42 via the drive section 41.

他方、エンジン回転数センサ16からのエンジン回転数
Neと、アクセル開度センサ17からのアクセル開度ψ
との信号が入力する燃料噴射制御手段43を有し、エン
ジン回転数N8とアクセル開度ψに対応した燃料噴射パ
ルス幅の信号がインジェクタ5へ出力される。
On the other hand, the engine rotation speed Ne from the engine rotation speed sensor 16 and the accelerator opening degree ψ from the accelerator opening degree sensor 17
The fuel injection control means 43 has a fuel injection control means 43 to which a signal of .

次いで、このように構成された内燃機関の負荷制御装置
の作用について説明する。
Next, the operation of the load control device for an internal combustion engine configured as described above will be explained.

先ず、アクセルペダル15が開放された車両停止時のア
イドリング状態を含む極低負荷時には、絞り弁8aは所
定開度に設定されており、絞り弁8aと空気ポンプIO
との間の吸気管8における圧力は大気圧以下となり、所
定の空気流量が流入する。しかも、この所定の空気流量
は空気ポンプ10からのリーク量より大きく設定されて
いるので、空気ポンプlOは、空気ポンプ10からのリ
ーク量に影響されないため、空気ポンプ10の回転数に
よって負荷制御が行なわれ、極低負荷時の状態からアク
セルペダル15を踏込むと、絞り弁8aは全開になる。
First, when the load is extremely low, including the idling state when the vehicle is stopped and the accelerator pedal 15 is released, the throttle valve 8a is set to a predetermined opening degree, and the throttle valve 8a and the air pump IO
The pressure in the intake pipe 8 between the two is below atmospheric pressure, and a predetermined flow rate of air flows in. Moreover, since this predetermined air flow rate is set larger than the amount of leakage from the air pump 10, the air pump IO is not affected by the amount of leakage from the air pump 10, so the load control can be performed depending on the rotation speed of the air pump 10. When the accelerator pedal 15 is depressed from an extremely low load state, the throttle valve 8a is fully opened.

さらに、極低負荷時を含む低負荷時には、可変速機構1
2のセカンダリブーり回転数、すなわち空気ポンプLO
の回転数が極低回転数に設定されているため、空気ポン
プ10の上流側圧力は大気圧、下流側圧力はエンジンl
の吸気作用により負圧となり、この圧力差で空気ポンプ
lOが回転する。そして空気ポンプlOからの発生トル
クは、可変速機構12を介してエンジン1のクランク軸
1aへ流れるので、第5図の斜線で示すボンピングロス
が空気ポンプlOの発生トルクで相殺され、低負荷時に
おける燃料消費量が低減される。
Furthermore, during low loads including extremely low loads, the variable speed mechanism 1
2 secondary boost rotation speed, i.e. air pump LO
Since the rotational speed of the air pump 10 is set to an extremely low rotational speed, the upstream pressure of the air pump 10 is atmospheric pressure, and the downstream pressure is the engine l
A negative pressure is created by the suction action of the air, and this pressure difference causes the air pump lO to rotate. Since the torque generated from the air pump IO flows to the crankshaft 1a of the engine 1 via the variable speed mechanism 12, the pumping loss shown by diagonal lines in FIG. fuel consumption is reduced.

低負荷時の状態で、さらにアクセルペダル15を踏込む
と、エンジン回転数Neとアクセル開度ψに対応した燃
料がインジェクタ5からエンジンlの燃焼室2へ噴射さ
れると共に、可変速機構12はアクセルペダル15の踏
込みによるアクセル開度ψに応じた目標変速比Isで出
力軸12bが増速される。
When the accelerator pedal 15 is further depressed in a low load condition, fuel corresponding to the engine speed Ne and the accelerator opening ψ is injected from the injector 5 into the combustion chamber 2 of the engine l, and the variable speed mechanism 12 The speed of the output shaft 12b is increased at a target speed ratio Is corresponding to the accelerator opening degree ψ caused by depression of the accelerator pedal 15.

アクセルペダル15の踏込みに応じたエンジン1の動力
は、クランク軸1a、 クランクプーリ14.可変速機
構12の入力側プーリ13を介して可変速機構12へ伝
達する。
The power of the engine 1 in response to the depression of the accelerator pedal 15 is transmitted to the crankshaft 1a, the crank pulley 14. The signal is transmitted to the variable speed mechanism 12 via the input pulley 13 of the variable speed mechanism 12.

そして可変速機構12のプライマリプーリ20に入力し
た動力は、駆動ベルト22を介してセカンダリプーリ2
1.出力軸L2bへと伝達され、空気ポンプ10の駆動
軸10cへ出力して、空気ポンプIOが増速駆動され、
吸入空気はエンジン1へ過給される。
The power input to the primary pulley 20 of the variable speed mechanism 12 is transmitted to the secondary pulley 2 via the drive belt 22.
1. It is transmitted to the output shaft L2b and output to the drive shaft 10c of the air pump 10, so that the air pump IO is driven at increased speed,
The intake air is supercharged to the engine 1.

そして走行中の実変速比lの値が大きい低置荷時以外に
おいて、エンジントルクTが大きくなるほど目標ライン
圧が大きく設定され、これに相当するデユーティ信号D
Lがライン圧制御用ソレノイド弁42に入力して制御圧
を生成し、その平均化した圧力でライン圧制御すること
でライン圧P Lを高くする。そして変速比1が小さく
なり、エンジントルクTも小さくなるに従い同様に作用
することで、ライン圧PLは低下するように制御される
のであり、こうして常に駆動ベルト22での伝達トルク
に相当するプーリ押付は力を作用する。
Then, when the actual gear ratio l during driving is large and the load is low, the target line pressure is set larger as the engine torque T becomes larger, and the corresponding duty signal D
L is input to the line pressure control solenoid valve 42 to generate a control pressure, and the line pressure is controlled using the averaged pressure to increase the line pressure PL. Then, as the gear ratio 1 becomes smaller and the engine torque T also becomes smaller, the line pressure PL is controlled to be reduced by the same action. acts a force.

上記ライン圧P Lは、常にセカンダリシリンダ21a
に供給されており、変速制御用ソレノイド弁37の制御
圧による図示しない変速制御弁によりプライマリシリン
ダ20aに給排油することで、変速制御されるのであり
、これを以下に説明する。
The above line pressure PL is always applied to the secondary cylinder 21a.
The gear change is controlled by supplying and discharging oil to the primary cylinder 20a by a shift control valve (not shown) using the control pressure of the shift control solenoid valve 37. This will be explained below.

先ず、プライマリプーリ回転数センサ23.セカンダリ
ブーり回転数センサ24およびアクセル開度センサ17
からの信号Np、Ns、  ψが読込まれ、制御ユニッ
ト30の実変速比算出手段31で実変速比1を求める。
First, the primary pulley rotation speed sensor 23. Secondary boot rotation speed sensor 24 and accelerator opening sensor 17
The signals Np, Ns, and ψ are read from the control unit 30, and the actual gear ratio calculation means 31 of the control unit 30 calculates the actual gear ratio 1.

一方、エンジン回転数センサ16と吸気管圧力センサ1
8からの信号Ne、Pが読込まれ、負荷判定手段33に
て負荷が低負荷か否かが判定され、負荷判定手段33に
て負荷が低負荷してないと判定されると、目標セカンダ
リプーリ回転数検索手段32では実変速比i、アクセル
開度ψにより目標セカンダリブーり回転数NSCがマツ
プにより検索され、目標変速比算出手段34でこの目標
セカンダリプーリ回転数NSDに対応した目標変速比I
sが算出される。そして低負荷の領域では、目標セカン
ダリプーリ回転数検索手段32で実変速比I アクセル
開度ψにより極低回転数となる目標セカンダリブーり回
転数NSDがマツプにより検索される。
On the other hand, the engine speed sensor 16 and the intake pipe pressure sensor 1
The signals Ne and P from 8 are read, and the load determining means 33 determines whether the load is low or not. If the load determining means 33 determines that the load is not low, the target secondary pulley The rotation speed search means 32 searches the map for the target secondary pulley rotation speed NSC based on the actual speed ratio i and the accelerator opening ψ, and the target speed ratio calculation means 34 calculates the target speed ratio I corresponding to the target secondary pulley rotation speed NSD.
s is calculated. In the low load area, the target secondary pulley rotation speed search means 32 uses a map to search for the target secondary pulley rotation speed NSD, which is an extremely low rotation speed based on the actual gear ratio I and the accelerator opening ψ.

これらの実変速比l、目標変速比Isは、デユーティ比
検索手段35に入力してデユーティ比DIが検索される
The actual speed ratio I and the target speed ratio Is are input to the duty ratio search means 35 to search for the duty ratio DI.

上記デユーティ信号Diは、変速制御用ソレノイド弁3
7に入力してパルス状の制御圧を生成し、これにより図
示しない変速制御弁を給油と排油の2位置で繰返し動作
する。ここで、デユーティ比DIが小さくなると、オフ
時間により変速制御弁は給油位置での動作時間が長くな
ってプライマリシリンダ20aに給油するようになり、
こうして変速比を大にする。一方、デユーティ比が大き
くなると、逆にオン時間により排油位置での動作時間が
長くなってプライマリシリンダ20aは排油され、これ
により変速比を小にする。そしてデユーティ比の変化が
小さくプライマリシリンダ20aの流量変化が少ないこ
とで、変速スピードが遅くなる。
The duty signal Di is the solenoid valve 3 for speed change control.
7 to generate a pulse-like control pressure, which repeatedly operates a speed change control valve (not shown) in two positions: oil supply and oil drain. Here, when the duty ratio DI becomes smaller, the shift control valve operates for a longer time in the refueling position due to the off time, and the primary cylinder 20a is refueled.
This increases the gear ratio. On the other hand, when the duty ratio increases, the operating time at the oil draining position becomes longer due to the ON time, and the oil is drained from the primary cylinder 20a, thereby reducing the gear ratio. Since the change in the duty ratio is small and the flow rate change in the primary cylinder 20a is small, the shift speed becomes slow.

一方、目標変速比isと実変速比1の偏差が大きくなる
に従ってデユーティ比の変化によりプライマリシリンダ
20aの流量変化が増して、変速スピードが速くなる。
On the other hand, as the deviation between the target speed ratio IS and the actual speed ratio 1 increases, the change in the flow rate of the primary cylinder 20a increases due to a change in the duty ratio, and the speed change speed becomes faster.

こうして、エンジン1の運転領域の全域において、可変
速機構12は変速速度を変えながら無段階に変速するこ
とになる。そして空気ポンプ10の回転数はアクセルペ
ダル15の踏込みに応じて可変制御されるため、極低負
荷時における空気ポンプlOのリーク量に影響されるこ
となく、空気ポンプ10の回転数を制御することでエン
ジンの負荷を制御することができる。
In this way, the variable speed mechanism 12 changes the speed continuously throughout the operating range of the engine 1. Since the rotational speed of the air pump 10 is variably controlled according to the depression of the accelerator pedal 15, the rotational speed of the air pump 10 can be controlled without being affected by the amount of leakage of the air pump IO at extremely low loads. can control the engine load.

なお、本発明では、アクセル開度により制御ユニット3
0を介して可変速機構12の変速比を可変制御している
が、制御ユニット30を介さず、アクセル開度に応じて
直接可変速機構12の変速比を可変制御することもでき
る。
In addition, in the present invention, the control unit 3
Although the speed ratio of the variable speed mechanism 12 is variably controlled via the control unit 30, the speed ratio of the variable speed mechanism 12 can also be variably controlled directly according to the accelerator opening degree without using the control unit 30.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明による内燃機関の負荷制御
装置は、エアクリーナより吸入された空気を燃焼室に供
給する吸気管の途中に、絞り弁と空気ポンプとを設置し
、空気ポンプの回転数を、クランク軸により駆動される
可変速機構によって回転制御するよう構成したので、空
気ポンプのバイパス通路などが不要になり、空気ポンプ
の回転数を可変とすることかできるため、空気ポンプの
容量を小さくできるなど構造が簡単であり、システム全
体を簡素化できる。
As explained above, the load control device for an internal combustion engine according to the present invention installs a throttle valve and an air pump in the middle of an intake pipe that supplies air taken in from an air cleaner to a combustion chamber, and Since the rotation is controlled by a variable speed mechanism driven by the crankshaft, there is no need for a bypass passage for the air pump, and the rotation speed of the air pump can be made variable, so the capacity of the air pump can be reduced. It has a simple structure that can be made small, and the entire system can be simplified.

さらに、空気ポンプの上流に、極低負荷時における空気
ポンプのリーク量を補償するアクセルペダル連動の絞り
弁を配設したので、空気ポンプのリーク量に影響される
ことなく、空気ポンプによって負荷制御を行なうことが
できる。
Furthermore, a throttle valve linked to the accelerator pedal is installed upstream of the air pump to compensate for air pump leakage at extremely low loads, allowing the air pump to control the load without being affected by air pump leakage. can be done.

また、エンジンの高負荷時においては空気ポンプの回転
数を高くすることができるため、出力向上が得られると
共に、低負荷時には空気ポンプの発生トルクをエンジン
側のクランク軸に回収できるため、エンジンのボンピン
グロスを低減することができ、燃費率の向上を図ること
ができる。
In addition, when the engine is under high load, the air pump's rotational speed can be increased, resulting in improved output, and when the engine is under low load, the torque generated by the air pump can be recovered to the engine crankshaft, which improves engine speed. Bumping loss can be reduced and fuel efficiency can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例を示す内燃機関の概略構成図、
第2図は制御系の構成図、第3図は制御系のブロック図
、第4図は従来の実施例を示す内燃機関の概略構成図、
第5図は内燃機関のP−V線図である。 ■・・・エンジン、la・・・クランク軸、2・・・燃
焼室、7・・・エアクリーナ、8・・・吸気管、8a・
・・絞り弁、lO・・空気ポンプ、10c・・・駆動軸
、12・・・可変速機構、15・・・アクセルペダル、
16・・・エンジン回転数センサ、17・・・アクセル
開度センサ、18・・・吸気管圧力センサ。 特許出願人    富士重工業株式会社代理人 弁理士
  小 橋 信 浮 量  弁理士  村 井   進
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine showing an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a block diagram of the control system, Fig. 3 is a block diagram of the control system, and Fig. 4 is a schematic block diagram of an internal combustion engine showing a conventional embodiment.
FIG. 5 is a PV diagram of the internal combustion engine. ■... Engine, la... Crankshaft, 2... Combustion chamber, 7... Air cleaner, 8... Intake pipe, 8a...
... Throttle valve, lO... Air pump, 10c... Drive shaft, 12... Variable speed mechanism, 15... Accelerator pedal,
16...Engine speed sensor, 17...Accelerator opening sensor, 18...Intake pipe pressure sensor. Patent applicant: Fuji Heavy Industries Co., Ltd. Agent: Patent attorney: Makoto Kobashi Ukiyo Patent attorney: Susumu Murai

Claims (1)

【特許請求の範囲】 エアクリーナより吸入された空気を燃焼室に供給する吸
気管の途中に、空気ポンプを設置してなる内燃機関にお
いて、 上記空気ポンプの上流に、極低負荷時における上記空気
ポンプのリーク量を補償するアクセルペダル連動の絞り
弁を配設し、 上記エンジンのクランク軸と上記空気ポンプの駆動軸と
の間に、上記空気ポンプの回転数を変化させることによ
って上記エンジンの負荷制御を行なう、可変速機構を配
設したことを特徴とする内燃機関の負荷制御装置。
[Scope of Claims] In an internal combustion engine in which an air pump is installed in the middle of an intake pipe that supplies air taken in from an air cleaner to a combustion chamber, the air pump is installed upstream of the air pump when the load is extremely low. A throttle valve linked to an accelerator pedal is provided between the crankshaft of the engine and the drive shaft of the air pump to compensate for the amount of leakage, and the load on the engine is controlled by changing the rotational speed of the air pump. A load control device for an internal combustion engine, characterized in that it is equipped with a variable speed mechanism.
JP11087489A 1989-04-27 1989-04-27 Load control device of internal combustion engine Pending JPH02286825A (en)

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GB9007844A GB2230817B (en) 1989-04-27 1990-04-06 A supercharger air pump control system.
US07/512,647 US5117799A (en) 1989-04-27 1990-04-20 Control system for a supercharged internal combustion engine
DE4013647A DE4013647A1 (en) 1989-04-27 1990-04-27 CONTROL SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

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