(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的にエンジンの低回転側でシフト変更するエコノミーモードと、エンジンの高回転側でシフト変更するパワーモードとの一方を選択する選択手段を備えた自動変速機がエンジン本体の出力軸に連結されるとともに、吸気通路に介在される機械式過給機と、この機械式過給機への駆動力の伝達を断続するクラッチ手段とを備えた機械式過給機付エンジンの制御装置において、上記エコノミーモードの選択時に、機械式過給機による非過給領域で上記クラッチ手段を遮断状態とするとともに機械式過給機を予回転させ、同領域におけるパワーモードの選択時に、上記クラッチ手段を接続状態とするように構成したことを特徴とする機械式過給機付エンジンの制御装置。
【請求項２】
少なくともエンジンの低負荷低回転領域で上記クラッチ手段を遮断状態とし、高回転領域でクラッチ手段を接続状態とするように構成された請求項１記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、エコノミーモードの選択時には、パワーモードの選択時に比べてクラッチ手段を遮断状態から接続状態に移行させるエンジンの設定回転数を高回転側に設定し、かつクラッチ遮断領域の高回転側で機械式過給機を予回転させるように構成したことを特徴とする機械式過給機付エンジンの制御装置。
【請求項３】
機械式過給機をバイパスするエアバイパス通路が吸気通路に設けられた請求項１または２記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、上記エアバイパス通路を閉止することにより機械式過給機を予回転させるように構成したことを特徴とする機械式過給機付エンジンの制御装置。
【請求項４】
エコノミーモードの選択時に、クラッチ手段の遮断領域の低回転側では、エアバイパス通路を開放して機械式過給機の予回転を禁止するように構成したことを特徴とする請求項３記載の機械式過給機付エンジンの制御装置。
【請求項５】
エンジンの低負荷領域におけるエコノミーモードの選択時に上記機械式過給機の予回転を禁止する領域に対して、パワーモード選択時にエアバイパス通路を開放する領域を広くするとともに、パワーモード選択時にクラッチ手段を遮断する領域を狭くしたことを特徴とする請求項４記載の機械式過給機付エンジンの制御装置。
【請求項６】
少なくともエンジンの低負荷低回転領域で上記クラッチ手段を遮断状態とし、高回転領域でクラッチ手段を接続状態とするように構成された請求項１記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、エコノミーモードの選択時には、パワーモードの選択時に比べてクラッチ手段を遮断状態から接続状態に移行させるエンジンの設定回転数を高回転側に設定し、かつパワーモード選択時に遮断状態のクラッチ手段を接続状態に移行させる設定回転数から、エコノミーモードの選択時に遮断状態のクラッチ手段を接続状態に移行させる設定回転数の範囲で、機械式過給機を予回転させるように構成したことを特徴とする機械式過給機付エンジンの制御装置。
【請求項７】
パワーモードの選択時にクラッチ手段を遮断状態とする領域を、エンジンのアイドル回転領域またはこれに近い回転領域に設定したことを特徴とする請求項１記載の機械式過給機付エンジンの制御装置。
【請求項８】
機械式過給機をバイパスするエアバイパス通路が吸気通路に設けられた請求項１記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、上記エアバイパス通路を閉止することにより機械式過給機を予回転させるとともに、エコノミーモード選択時の予回転領域を除いてパワーモードまたはエコノミーモードのいずれの選択時でも、エンジンの低負荷領域の全域でエアバイパス通路を開放するように構成したことを特徴とする機械式過給機付エンジンの制御装置。
【請求項９】
エコノミーモードからパワーモードの選択切替時には、少なくとも機械式過給機の予回転領域での切替に際してクラッチ手段の接続状態の移行を遅延させるように構成したことを特徴とする請求項５または請求項８記載の機械式過給機付エンジンの制御装置。
【請求項１０】
エンジンの低負荷領域では、クラッチ手段の接続領域において上記バイパス通路を開放するとともに、エコノミーモードの選択時には、エンジンの運転状態が低負荷領域のクラッチ手段の接続領域から遮断領域に変化した時点から、所定時間が経過するまでの間、上記エアバイパス通路の開放状態から閉動作への移行を遅延させるように構成したことを特徴とする請求項３記載の機械式過給機付エンジンの制御装置。
【請求項１１】
エコノミーモードの選択時には、エンジンの運転状態が高負荷領域でクラッチ手段の接続領域から、低負荷領域でクラッチ手段の遮断領域に変化したときに、その変化時点から所定時間が経過するまでの間、クラッチ手段の遮断を遅延させるように構成したことを特徴とする請求項３記載の機械式過給機付エンジンの制御装置。
【請求項１２】
自動変速機の最高変速段にシフトしたときの最終減速比が２．５以下に設定された車両に搭載されたことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の機械式過給機付エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エコノミーモードと、パワーモードとの一方を選択可能な自動変速機がエンジン本体の出力軸に連結されるとともに、機械式過給機を備えた機械式過給機付エンジンの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば実公平１−４４７４３号公報に示されるように、機械式過給機とエンジン本体の出力軸との間に設けられた電磁クラッチからなるクラッチ手段を、エンジンの低負荷低回転領域で遮断して機械式過給機を非作動状態とすることにより、エンジン出力の損失を防止するとともに、エンジンの高負荷高回転領域で上記クラッチ手段を接続状態として機械式過給機を起動することにより、過給エアをエンジンに供給して車両の走行状態に適合した加速性能が得られるようにすることが行われている。
【０００３】
上記エンジンの吸気通路には、機械式過給機をバイパスするエアバイパス通路が設けられるとともに、このエアバイパス通路の途中にバイパス制御弁が設けられている。一般に、この種のエンジンにおいては、エンジンの高負荷過給領域で、上記バイパス制御弁を閉止することによって過給エアのバイパスを停止する一方、低負荷側の非過給領域で上記バイパス制御弁を開放し、かつ低回転側でクラッチ手段を遮断するように構成されている。また、上記公報に記載された制御装置では、クラッチ手段を遮断状態から接続状態に移行させる際にエンジン回転数が急変するのを防止するために、上記クラッチ手段の遮断状態でバイパス制御弁を閉止し、機械式過給機の設置部を通る吸気流によりロータを回転させて機械式過給機を予回転させることが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように非過給領域で機械式過給機を予回転させるように構成した場合には、エンジン負荷の上昇に応じて機械式過給機を起動させる際に、上記ロータの回転数を十分に高めた後にクラッチ手段を接続状態に移行させることができるため、このクラッチ手段に大きな接続負荷が生じるのを防止してクラッチ手段の耐久性を確保できるという利点がある。この反面、上記予回転状態から機械式過給機による過給を開始する際に、バイパス制御弁が閉止状態のままであれば、急激に過給圧が上昇するので、エンジントルクが急上昇して走行性の悪化を招くことになる。したがって、閉止状態にあるバイパス制御弁を一旦開放した後、上記電磁クラッチを接続状態として過給を開始する必要があり、上記バイパス制御弁の開放作業が終了するまでの時間に相当する過給の応答遅れが生じることが避けられないという問題がある。
【０００５】
また、エンジンの燃費を重視したエコノミーモードと、エンジンの加速性能を重視したパワーモードとの一方を選択する選択手段を備えた自動変速機がエンジン本体の出力軸に連結されるとともに、機械式過給機と、この機械式過給機への駆動力の伝達を断続するクラッチ手段とを備えた機械式過給機付エンジンにおいて、上記予回転制御を実行すると、パワーモードの選択時に機械式過給機の予回転状態から過給を開始する際に、上記過給の応答遅れが生じてパワーモードの走行に適した加速性能が得られなくなるという問題がある。
【０００６】
上記問題が生じるのを防止するため、機械式過給機の非過給領域でも上記クラッチ手段を接続状態に保持してロータを回転駆動するとともに、上記バイパス制御弁を開放して過給エアを吸気通路の上流側に戻すようにし、エンジン負荷が過給領域に上昇した時点で、上記バイパス制御弁を閉止状態に移行させることにより、応答遅れを生じることなく過給を開始できるようにすることも考えられるが、この場合には、機械式過給機の非過給領域で上記ロータをエンジン本体の出力軸によって回転駆動する必要があるので、その駆動抵抗損失によって燃費が悪化するという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、エコノミーモードの走行時に、クラッチ手段の耐久性を確保しつつ燃費を効果的に改善することができるとともに、パワーモードの走行時に、上記過給の応答遅れに起因した加速性能の悪化を防止することができる機械式過給機付エンジンの制御装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、相対的にエンジンの低回転側でシフト変更するエコノミーモードと、エンジンの高回転側でシフト変更するパワーモードとの一方を選択する選択手段を備えた自動変速機がエンジン本体の出力軸に連結されるとともに、吸気通路に介在される機械式過給機と、この機械式過給機への駆動力の伝達を断続するクラッチ手段とを備えた機械式過給機付エンジンの制御装置において、上記エコノミーモードの選択時に、機械式過給機による非過給領域で上記クラッチ手段を遮断状態とするとともに機械式過給機を予回転させ、同領域におけるパワーモードの選択時に、上記クラッチ手段を接続状態とするように構成したものである。
【０００９】
上記構成によれば、エコノミーモードの選択時には、機械式過給機による非過給領域で上記クラッチ手段を遮断状態とし、かつ機械式過給機を予回転させることにより、そのロータの回転数が高められるため、クラッチ手段を接続状態として過給を開始する際に、クラッチ手段に大きな接続負荷が作用することが防止されるとともに、上記非過給領域でクラッチ手段が遮断されて機械式過給機が非作動状態に保持されることにより、燃費が効果的に改善されることになる。また、パワーモードの選択時には、上記非過給領域でクラッチ手段が接続状態に保持されるため、過給の応答遅れを生じることなく、上記機械式過給機による過給が迅速に開始されることになる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、少なくともエンジンの低負荷低回転領域で上記クラッチ手段を遮断状態とし、高回転領域でクラッチ手段を接続状態とするように構成された請求項１記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、エコノミーモードの選択時には、パワーモードの選択時に比べてクラッチ手段を遮断状態から接続状態に移行させるエンジンの設定回転数を高回転側に設定し、かつクラッチ遮断領域の高回転側で機械式過給機を予回転させるように構成したものである。
【００１１】
上記構成によれば、エコノミーモードの選択時には、クラッチ手段を遮断状態から接続状態に移行させるエンジンの設定回転数が高回転側に設定されることにより、機械式過給機の駆動抵抗損失を抑制できる領域での運転頻度が増大されて燃費が効果的に改善される。つまり低負荷領域では、本来エンジンの高回転側での機械式過給機を作動させる必要がないが、クラッチ手段の耐久性を確保するためにエンジン本体の出力軸と機械式過給機の入力軸との回転数差の大きい高回転側でクラッチ手段を常に接続状態に維持する必要がある。これに対して上記のように機械式過給機を予回転させた場合には、上記回転数差を低減してクラッチ手段の接続領域をエンジンの高回転側にずらすことができるため、上記クラッチ手段の遮断による機械式過給機の駆動抵抗がない領域が拡大されて、燃費が改善されることになる。また、パワーモードの選択時には、エコノミーモードの選択時に比べて上記クラッチ手段が遮断状態となる領域が狭められることにより、機械式過給機を予回転させなくてもクラッチ手段の耐久性が確保され、かつ上記過給の応答遅れが生じるのを抑制してこれに起因した加速性能の低下を防止することができる。さらに、クラッチ手段の接続時におけるエンジン本体の出力軸と機械式過給機の入力軸の回転数差を、エコノミーモードおよびパワーモードのいずれの選択時においても小さくできるため、クラッチ手段の接続時におけるトルクショックが抑制されることになる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、機械式過給機をバイパスするエアバイパス通路が吸気通路に設けられた請求項１または２記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、上記エアバイパス通路を閉止することにより機械式過給機を予回転させるように構成したものである。
【００１３】
上記構成によれば、エコノミーモードの選択時に、機械式過給機による非過給領域でクラッチ手段を遮断状態とするとともに、上記バイパス通路を閉止することにより、エンジン本体の吸気作用によって吸気通路から機械式過給機に吸気が供給され、この機械式過給機が予回転してロータの回転数が高められるため、クラッチ手段を接続状態として過給を開始する際に、クラッチ手段に大きな接続負荷が作用することが防止されるとともに、上記クラッチ手段が遮断状態にある非過給領域で機械式過給機が実質的に非作動状態に保持されることにより、燃費が効果的に改善されることになる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、上記請求項３記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、エコノミーモードの選択時に、クラッチ手段の遮断領域の低回転側では、エアバイパス通路を開放して機械式過給機の予回転を禁止するように構成したものである。
【００１５】
上記構成によれば、エンジンの運転状態がクラッチ手段を接続状態とする設定回転数から離れた低回転側領域では、加速時にエアバイパス通路から吸気が増量されることにより、加速応答性が確保されるとともに、上記エコノミーモードの選択時においても、機械式過給機の予回転が禁止されることにより、機械式過給機の回転に伴う機械騒音の発生等が抑制されることになる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、上記請求項４記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、エンジンの低負荷領域におけるエコノミーモードの選択時に上記機械式過給機の予回転を禁止する領域に対して、パワーモード選択時にエアバイパス通路を開放する領域を広くするとともに、パワーモード選択時にクラッチ手段を遮断する領域を狭くしたものである。
【００１７】
上記構成によれば、エアバイパス通路を閉止状態とするエコノミーモードの予回転領域がエンジンの高回転側にのみ設定されているため、エンジンの低負荷低回転領域でモード選択の切替が行なわれた場合に、エアバイパス通路が開放状態に維持されるため、エアバイパス通路の閉止状態と、クラッチ手段の接続状態とが同時に生じることがなく、これによってトルクショックの発生が防止されることになる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、少なくともエンジンの低負荷低回転領域で上記クラッチ手段を遮断状態とし、高回転領域でクラッチ手段を接続状態とするように構成された請求項１記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、エコノミーモードの選択時には、パワーモードの選択時に比べてクラッチ手段を遮断状態から接続状態に移行させるエンジンの設定回転数を高回転側に設定し、かつパワーモード選択時に遮断状態のクラッチ手段を接続状態に移行させる設定回転数から、エコノミーモードの選択時に遮断状態のクラッチ手段を接続状態に移行させる設定回転数の範囲で、機械式過給機を予回転させるように構成したものである。
【００１９】
上記構成によれば、エコノミーモードおよびパワーモードのいずれの選択時でも、クラッチ手段の遮断領域を設けることにより、機械式過給機の駆動損失が防止されて燃費の向上が図られるとともに、出力要求の低いエコノミーモードの選択時には、クラッチ手段を遮断しつつ機械式過給機を予回転させる領域がエンジンの高回転側に設定されることにより、クラッチ手段の信頼性が確保されるとともに、燃費の向上が図られることになる。さらに、エコノミーモードにおける予回転領域からパワーモードに切り替えられても、機械式過給機の回転数が予回転により高められているために、大きな接続負荷が作用することが防止されてクラッチ手段の信頼性が確保されることになる。
【００２０】
請求項７に係る発明は、上記請求項１記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、パワーモードの選択時にクラッチ手段を遮断状態とする領域を、エンジンのアイドル回転領域またはこれに近い回転領域に設定したものである。
【００２１】
上記構成によれば、クラッチ手段を遮断状態から接続状態に移行させるエンジン回転数が低く設定されるため、機械式過給機の回転数が急変することが防止されてトルクショックの発生が抑制されるとともに、パワーモードでの出力応答性が向上することになる。
【００２２】
請求項８に係る発明は、機械式過給機をバイパスするエアバイパス通路が吸気通路に設けられた請求項１記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、上記エアバイパス通路を閉止することにより機械式過給機を予回転させるとともに、エコノミーモード選択時の予回転領域を除いてパワーモードまたはエコノミーモードのいずれの選択時でも、エンジンの低負荷領域の全域でエアバイパス通路を開放するように構成したものである。
【００２３】
上記構成によれば、エンジンの低負荷領域では、その全領域が非過給状態となって燃費が向上するとともに、機械式過給機の予回転領域からパワーモードへのモード切り替えが行なわれたときに、上記予回転によって機械式過給機のロータの回転数が高められているため、クラッチ手段の耐久性および信頼性が確保されることになる。
【００２４】
請求項９に係る発明は、上記請求項５または請求項８記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、エコノミーモードからパワーモードの選択切替時には、少なくとも機械式過給機の予回転領域での切替に際してクラッチ手段の接続状態の移行を遅延させるように構成したものである。
【００２５】
上記構成によれば、エコノミーモードからパワーモードの選択切替時に、クラッチ手段の接続状態の移行が遅延されることにより、閉止状態にあるエアバイパス通路を開放させる際の応答遅れが生じた状態で、クラッチ手段が接続状態となることによる一時的な過給が行なわれることがなくなり、トルクショックの発生が防止されることになる。
【００２６】
請求項１０に係る発明は、上記請求項３記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、エンジンの低負荷領域では、クラッチ手段の接続領域において上記バイパス通路を開放するとともに、エコノミーモードの選択時には、エンジンの運転状態が低負荷領域のクラッチ手段の接続領域から遮断領域に変化した時点から、所定時間が経過するまでの間、上記エアバイパス通路の開放状態から閉動作への移行を遅延させるように構成したものである。
【００２７】
上記構成によれば、エコノミーモードの選択時において、エンジンの運転状態がクラッチ手段の接続領域から遮断領域に変化した後においても、クラッチ手段の遮断とエアバイパス通路の開放により、機械式過給機のロータの回転がその慣性により数秒間維持されるため、エアバイパス通路の閉止を遅延させることで、数秒間は機械式過給機のロータを回転させたまま、再びクラッチ手段を接続することができ、エンジン回転数の急激な加減速による機械式過給機の予回転の遅れが防止されて、クラッチ手段の耐久性が確保されることになる。
【００２８】
請求項１１に係る発明は、上記請求項３記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、エコノミーモードの選択時には、エンジンの運転状態が高負荷領域でクラッチ手段の接続領域から、低負荷領域でクラッチ手段の遮断領域に変化したときに、その変化時点から所定時間が経過するまでの間、クラッチ手段の遮断を遅延させるように構成したものである。
【００２９】
上記構成によれば、エコノミーモードの選択状態で、エンジンが高負荷領域からエンジンの低負荷領域に移行してから、上記遅延時間内で再加速が行なわれるような場合は、クラッチ手段が接続状態に保持されるため、エンジン負荷の急変によってクラッチ手段の断続が繰り返されることが防止されるとともに、上記機械式過給機の予回転と併せてクラッチ手段の耐久性がさらに効果的に向上することになる。また、エンジン負荷が減少する場合にのみ、上記遅延制御が実行されるため、エンジンの加速応答性は確保される。
【００３０】
請求項１２に係る発明は、上記請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の機械式過給機付エンジンの制御装置において、自動変速機の最高変速段にシフトしたときの最終減速比が２．５以下に設定された車両に搭載されたものである。
【００３１】
上記構成によれば、自動変速機が最高変速段にシフトされたときには、最終減速比が２．５以下となり、パワートレーンの最終減速比が通常の車両よりもかなり小さな値となるため、これによってもエンジンの燃費が効果的に改善されることになる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る機械式過給機付エンジンの制御装置の実施形態を示している。このエンジンは、複数の気筒を有するエンジン本体１０を備え、このエンジン本体１０には、吸気通路１２と排気通路１４とが接続されている。この吸気通路１２には、その上流側から順に図外のエアクリーナと、スロットル弁１６と、機械式過給機１８と、インタークーラ２０とが設けられ、かつ各気筒ごとにインジェクタ２２が配設されている。
【００３３】
上記機械式過給機１８は、電磁クラッチ２４からなるクラッチ手段と、図外の動力伝達ベルトとを介してエンジン本体１０の出力軸に連結されている。そして、上記電磁クラッチ２４がＯＮ状態となったクラッチ手段の接続時には、上記エンジン本体１０の出力軸から機械式過給機１８の入力軸に駆動力が伝達されて送風用のロータが回転駆動され、上記電磁クラッチ２４がＯＦＦ状態となったクラッチ手段の遮断時には、上記エンジン本体１０の出力軸から機械式過給機１８の入力軸に対する駆動力の伝達が遮断されるようになっている。
【００３４】
上記吸気通路１２には、機械式過給機１８をバイパスするエアバイパス通路２６が接続され、このエアバイパス通路２６には、ダイヤフラム式圧力調節弁からなるバイパス制御弁２８が設けられている。このバイパス制御弁２８が開放状態となると、上記エアバイパス通路２６を吸気が流れ、上記バイパス制御弁２８が閉止状態となると、エアバイパス通路２６が閉止されて上記機械式過給機１８の設置部を通ってエンジン本体１０に吸気が供給されることになる。
【００３５】
すなわち、ダイヤフラムで区画されたバイパス制御弁２８の圧力室が負圧導入通路３０を介してバイパス制御弁２８の弁体上流側の通路に接続されるとともに、その途中に三方電磁弁３２が設けられている。そして、この三方電磁弁３２が上記圧力室に大気圧を導入させる状態となることにより、図示を省略したばねの付勢力で上記バイパス制御弁２８が全閉状態に保持され、三方電磁弁３２が上記圧力室に負圧を導入させる状態となることにより、この負圧力に応じてバイパス制御弁２８が開放されるようになっている。また、上記三方電磁弁３２のデューティ制御によりバイパス制御弁２８の開度調節が可能に構成されている。
【００３６】
また、上記エンジン本体１０の出力軸には、エンジンの低回転側でシフト変更する燃費を重視したエコノミーモードと、エンジンの高回転側でシフト変更する加速性能を重視したパワーモードとの一方を選択可能に構成された切替スイッチ等からなる選択手段３４を備えた図外の自動変速機が連結されている。
【００３７】
さらに、上記エンジンには、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルセンサ３６およびエンジン移転数を検出する回転数センサ３８等の各種センサが設けられ、これらの検出信号がエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４０に入力されるようになっている。このエンジンコントロールユニット４０は、上記選択手段３４から出力された選択信号および各センサから出力された検出信号に基づいて上記電磁クラッチ２４と、三方電磁弁３２とに制御信号を出力することにより、エンジン本体１０から上記機械式過給機１８への駆動力の伝達を断続制御するとともに、上記バイパス制御弁２８を開閉制御するように構成されている。
【００３８】
上記選択手段３４によってエコノミーモードが選択された場合において、図２に示すように、エンジン負荷Ｐｅが、吸気通路１２の圧力が略大気圧となる値に相当する設定値Ｐ１未満の低負荷状態となり、かつエンジン回転数Ｎｅが、１５００ｒｐｍ程度の第１設定回転数Ｎ１未満となったエンジンのアイドル領域またはこれに近い領域Ａでは、上記バイパス制御弁２８を開放状態とするとともに、上記電磁クラッチ２４をＯＦＦ状態として機械式過給機１８の入力軸に対する駆動力の伝達を遮断する制御信号が出力される。これによってエンジン本体１０による機械式過給機１８の駆動が停止された状態で、吸気が上記機械式過給機１８をバイパスして上記エアバイパス通路２６からエンジン本体１０に供給されることにより、この機械式過給機１８のロータが非回転状態に保持され、後述する予回転が禁止されることになる。
【００３９】
そして、エンジン負荷Ｐｅが上記設定値Ｐ１未満の低負荷状態において、エンジン回転数Ｎｅが３５００ｒｐｍ程度の第２設定回転数Ｎ２未満で、上記領域Ａ外となった斜線で示す低負荷低回転領域Ｂでは、上記バイパス制御弁２８を閉止状態とする制御信号が出力されるとともに、上記電磁クラッチ２４がＯＦＦ状態に維持されて、機械式過給機１８の入力軸に対する駆動力の伝達が遮断された状態に保持される。この結果、エンジン本体１０の出力軸による機械式過給機１８の駆動が停止された状態で、上記エアバイパス通路２６を介した吸気のバイパスが停止されて、エンジン本体１０の吸気作用により上記吸気通路１２から機械式過給機１８の設置部に吸気が供給され、これによって機械式過給機１８が非作動状態に保持されたまま、上記吸気流により機械式過給機１８が予回転されてロータが回転し始める。
【００４０】
また、エンジン負荷Ｐｅが上記設定値Ｐ１未満で、エンジン回転数Ｎｅが上記第２設定回転数Ｎ２以上となったエンジンの低負荷高回転領域Ｃでは、上記バイパス制御弁２８を開放状態に移行させた後、上記電磁クラッチ２４をＯＮ状態とする制御信号が出力されることにより、機械式過給機１８の入力軸に対する駆動力の伝達が開始される。上記機械式過給機１８によって加圧された過給エアは、エアバイパス通路２６を通って吸気通路の上流側に戻されることにより、機械式過給機１８による過給が停止状態に保持されることになる。
【００４１】
そして、エンジン回転数Ｎｅが３５００ｒｐｍ程度の第２設定回転数Ｎ２以上の上記低負荷高回転領域Ｃから、エンジン負荷Ｐｅが増大して上記設定値Ｐ１以上となる高負荷領域Ｄにエンジンの運転状態が変化すると、上記電磁クラッチ２４をＯＮ状態に維持したまま、バイパス制御弁２８をエンジン負荷Ｐｅに対応した開度に閉止する制御信号が出力されることにより、上記エアバイパス通路２６を介して吸気通路１２の上流側に戻される過給エア量が低減され、上記機械式過給機１８による過給が開始される。
【００４２】
また、エンジン回転数Ｎｅが上記第２設定回転数Ｎ２未満の上記低負荷低回転領域Ｂから、エンジン負荷Ｐｅが増大して上記高負荷領域Ｄにエンジンの運転状態が変化した場合には、図３に示すように、この運転領域の変化時点Ｔ１で上記電磁弁３２を制御してバイパス制御弁２８を一旦開放状態に移行させた後、この移行時点Ｔ２で上記電磁クラッチ２４をＯＮ状態として機械式過給機１８の入力軸に対する駆動力の伝達を開始するとともに、上記バイパス制御弁２８をエンジン負荷Ｐｅに対応した開度に閉止する制御信号が出力されることにより、上記エアバイパス通路２６を介して吸気通路１２の上流側に戻される過給エア量が低減され、上記機械式過給機１８による過給が開始されることになる。
【００４３】
なお、上記領域Ａから上記高負荷領域Ｄにエンジン運転状態が変化すると、上記電磁クラッチ２４がＯＮ状態となり、バイパス制御弁２８がエンジン負荷Ｐｅに対応した開度に閉止される。
【００４４】
一方、上記選択手段３４によってパワーモードが選択された場合において、図４に示すように、エンジン負荷Ｐｅが設定値Ｐ１未満となり、かつエンジン回転数Ｎｅが１５００ｒｐｍ程度の第１設定回転数Ｎ１未満となったエンジンのアイドル領域またはこれに近い領域Ａでは、上記エコノミーモードと同じくバイパス制御弁２８を開放状態とするとともに、上記電磁クラッチ２４をＯＦＦ状態として機械式過給機１８の入力軸に対する駆動力の伝達を遮断する制御信号が出力されることにより、この機械式過給機１８の駆動が停止された状態で、吸気が上記機械式過給機１８をバイパスして上記エアバイパス通路２６からエンジン本体１０に供給される。
【００４５】
そして、エンジン負荷Ｐｅが上記設定値Ｐ１未満の領域において、エンジン回転数Ｎｅが上記領域Ａ外となった低負荷領域Ｂ，Ｃでは、上記バイパス制御弁２８を開放状態に維持しつつ、上記電磁クラッチ２４をＯＮ状態とする制御信号が出力されることにより、機械式過給機１８の入力軸に対する駆動力の伝達が開始される。この結果、上記機械式過給機１８によって加圧された過給エアがエアバイパス通路２６を通って吸気通路１２の上流側に戻されることにより、機械式過給機１８による過給が停止状態に保持されることになる。
【００４６】
その後、上記低負荷領域Ｂ，Ｃから、エンジン負荷Ｐｅが増大して高負荷領域Ｄにエンジンの運転状態が変化した場合には、図５に示すように、この運転領域の変化時点Ｔ１で、バイパス制御弁２８をエンジン負荷Ｐｅに対応した開度に閉止する制御信号が出力されるとともに、上記電磁クラッチ２４がＯＮ状態に維持されることにより、上記エアバイパス通路２６を介して吸気通路１２の上流側に戻される過給エア量が低減され、上記機械式過給機１８による過給が開始されることになる。
【００４７】
このようにエコノミーモードと、パワーモードとの一方を選択する選択手段３４を備えた自動変速機がエンジ本体１０の出力軸に連結されるとともに、吸気通路１２に介在される機械式過給機１８と、この機械式過給機１８への駆動力の伝達を断続する電磁クラッチ２４等からなるクラッチ手段とを備えた機械式過給機付エンジンの制御装置において、上記エコノミーモードの選択時に、機械式過給機１８による非過給領域（低負荷低回転領域）Ｂで上記電磁クラッチ２４をＯＦＦ状態とするとともに機械式過給機１８を予回転させ、同領域Ｂにおけるパワーモードの選択時に、上記電磁クラッチ２４をＯＮ状態とするように構成したため、エコノミーモードの選択時には、上記非過給領域Ｂで機械式過給機１８を予回転させることにより、上記電磁クラッチ２４の締結前に機構式過給機１８のロータ回転数を予め高めておくことができる。
【００４８】
したがって、上記低負荷低回転領域の非過給領域Ｂからエンジン負荷Ｐｅが上昇して高負荷領域Ｄに変化した時点で、電磁クラッチ２４をＯＮ状態として過給を開始する際には、エンジン本体１０の出力軸と機械式過給機１８の入力軸との回転差に起因した大きな接続負荷が上記電磁クラッチ２４に作用するのを防止し、この電磁クラッチ２４の耐久性を確保することができる。そして上記のように機械式過給機１８を予回転させるにより、エンジン回転数が比較的に高回転側でも電磁クラッチ２４を遮断状態に維持することが可能となり、この電磁クラッチをＯＦＦ状態とすることによって機械式過給機１８の駆動抵抗損失が生じるのを防止できる上記領域Ｂを拡大できるため、エンジンの燃費を効果的に改善することができる。
【００４９】
なお、エンジンの運転状態が上記低負荷低回転領域の非過給領域Ｂから高負荷領域Ｄに変化して過給を開始する際には、運転状態に適合した過給エア量をエンジン本体１０に供給できるようにするため、図３に示すように、上記運転領域の変化時点Ｔ１で上記電磁弁３２を操作してバイパス制御弁２８をエンジン負荷Ｐｅに対応する開度まで開放状態に移行させた後、この移行時点Ｔ２で上記電磁クラッチ２４をＯＮ状態として機械式過給機１８を起動するように構成する必要があり、上記バイパス制御弁２８が閉止状態から部分開放状態に移行するまでの時間ｔに相当する過給の応答遅れが多少生じる。しかし、燃費を重視した上記エコノミーモードの選択時には、パワーモードの選択時に比べて加速性能がそれ程要求されないので、上記多少の応答遅れが生じても問題はない。
【００５０】
これに対して上記パワーモードの選択時に、エンジンの運転状態が非過給領域Ｂ，Ｃから高負荷領域Ｄに変化して過給を開始する場合には、図５に示すように、電磁クラッチ２４をＯＮ状態に維持したまま、上記運転領域の変化時点Ｔ１で、三方電磁弁３２を閉止してエアバイパス通路２６を開放状態から閉止状態に移行させることにより、上記変化時点Ｔ１から機械式過給機１８によって加圧された過給エアをエンジン本体１０に供給することができる。したがって、上記バイパス制御弁２８が閉止状態から開放状態に移行するまでの時間ｔに相当する過給の応答遅れが生じるのを防止し、迅速に過給を開始してパワーモードの走行に適した加速性能を得ることができる。
【００５１】
また、上記実施形態では、少なくともエンジンのアイドル領域またはこれに近い低負荷低回転領域Ａで上記電磁クラッチ２４からなるクラッチ手段を遮断状態とし、高回転領域Ｃでクラッチ手段を接続状態とするように構成された機械式過給機付エンジンの制御装置において、エコノミーモードの選択時には、パワーモードの選択時に比べて上記電磁クラッチ２４をＯＦＦ状態からＯＮ状態に移行させるエンジンの設定回転数を高回転側に設定し、かつクラッチ遮断領域の高回転側の領域Ｂで機械式過給機１８を予回転させるように構成したため、エコノミーモードの選択時に、機械式過給機１８の駆動抵抗損失を抑制できる領域での運転頻度を増大して燃費を効果的に改善することができる。
【００５２】
すなわち、パワーモードの選択時には、エンジン回転数が１５００ｒｐｍ程度に設定された第１設定回転数Ｎ１以上となった時点で、電磁クラッチ２４をＯＮ状態とするようにしたのに対し、エコノミーモードの選択時には、エンジン回転数が３５００ｒｐｍ程度に設定された第２設定回転数Ｎ２以上となった時点で、電磁クラッチ２４をＯＮ状態とするように構成したため、このエコノミーモードの選択時に、上記電磁クラッチ２４をＯＦＦ状態とする領域を十分に確保し、これによって上記機械式過給機１８の駆動抵抗損失を抑制できる領域での運転頻度を増大してエンジンの燃費を効果的に改善することができる。
【００５３】
また、パワーモードの選択時には、上記エコノミーモードの選択時に比べて電磁クラッチ２４がＯＦＦ状態となる領域が狭められることにより、機械式過給機１８を予回転させなくても電磁クラッチ２４からなるクラッチ手段の耐久性が確保され、かつ上記過給の応答遅れが生じる領域での運転頻度を低減してこの応答遅れに起因した加速性能の低下を効果的に防止することができる。さらに、上記クラッチ手段の接続時におけるエンジン本体１０の出力軸と機械式過給機１８の入力軸の回転数差を、エコノミーモードおよびパワーモードのいずれの選択時においても小さくできるため、クラッチ手段の接続時におけるトルクショックの発生を抑制することができる。
【００５４】
また、上記実施形態に示すように、機械式過給機１８をバイパスするエアバイパス通路２６を備えた機械式過給機付エンジンの制御装置において、上記エアバイパス通路２６を閉止して機械式過給機１８に吸気を供給することにより、この機械式過給機１８を予回転させるように構成した場合には、別体の予回転手段を設けることなく、エンジン本体１０の吸気負圧を利用して簡単な構成で上記機械式過給機１８を予回転させて、そのロータの回転数を予め高めた後に、上記電磁クラッチ２４を締結することができる。したがって、この電磁クラッチ２４からなるクラッチ手段に、エンジン本体１０の出力軸機械式過給機１８の入力時との回転差に起因した大きな締結負荷が作用するのを防止し、その耐久性を十分に確保することができるため、高回転での上記クラッチ手段の接続が可能となる。
【００５５】
また、上記実施形態では、エコノミーモードの選択時に、エンジンがアイドル領域またはこれに近い領域Ａにあるときには、上記エアバイパス通路２６を開放状態として機械式過給機１８の予回転を禁止し、この機械式過給機１８の設置部に吸気が供給されるのを防止するように構成したため、加速時に、上記機械式過給機１８の設置部を吸気が通過することに起因した吸気の応答遅れを防止し、十分な加速性能を得ることができるとともに、機械式過給機１８の回転に伴う機械騒音の発生等を抑制することができる。しかも、エンジンがアイドル領域またはこれに近い領域Ａにある場合には、直ぐに高回転のクラッチ接続領域Ｃに変化することはなく、エンジン本体１０の出力軸と機械式過給機１８の入力軸との間に大きな回転差は生じないため、上記電磁クラッチ２４からなるクラッチ手段が高回転で接続状態に移行することはないと考えられる。したがって、上記領域Ａで機械式過給機１８の予回転を禁止したとしても特に問題が生じることはない。
【００５６】
なお、エンジンの低負荷領域におけるエコノミーモードの選択時に上記機械式過給機１８の予回転を禁止する領域に対して、パワーモード選択時にエアバイパス通路２６を開放する領域を広くするとともに、パワーモード選択時にクラッチ手段を遮断する領域を狭くするようにしてもよい。すなわち、エコノミーモードの選択時には、図６に示すように、低負荷領域のエンジン回転数Ｎｅが２５００ｒｐｍ程度の第１設定回転数Ｎ１´未満の領域Ａ´にある場合に、クラッチ手段を遮断するとともに、バイパス通路２６を開放して予回転を禁止し、かつ、パワーモード選択時には、図４に示すように、低負荷領域Ａ，Ｂ，Ｃの全域でエアバイパス通路２６を開放してこの開放領域を上記予回転の禁止領域Ａ´よりも広くするとともに、低負荷領域のエンジン回転数Ｎｅが１５００ｒｐｍ程度の第１設定回転数Ｎ１未満の領域Ａにある場合に、クラッチ手段を遮断してこの遮断領域を上記予回転の禁止領域Ａ´よりも狭くするようにしてもよい。
【００５７】
上記構成によれば、エアバイパス通路２６を閉止状態とするエコノミーモードの予回転領域Ｂがエンジンの高回転側にのみ設定されているため、モードの切替によってエコノミーモードの予回転領域Ｂから、パワーモードのクラッチ接続領域Ｂ，Ｃへの移行頻度が減少する。そして、図６に示すエコノミーモードの予回転禁止領域Ａ内の点ａにおいてパワーモードへの切替が行なわれ、クラッチ手段が遮断状態から接続状態に移行したとしても、上記エアバイパス通路２６は開放状態に維持されているため、上記モード選択の切替に伴うエアバイパス通路２６の閉止状態と、クラッチ手段の接続状態とが同時に生じることはなく、これによってトルクショックの発生を防止することができる。
【００５８】
また、上記のように少なくともエンジンの低負荷低回転領域Ａで上記クラッチ手段を遮断状態とし、高回転領域Ｃでクラッチ手段を接続状態とするように構成された機械式過給機付エンジンの制御装置において、エコノミーモードの選択時には、パワーモードの選択時に比べてクラッチ手段を遮断状態から接続状態に移行させるエンジンの設定回転数を高回転側に設定し、かつパワーモード選択時に遮断状態のクラッチ手段を接続状態に移行させる設定回転数から、エコノミーモードの選択時に遮断状態のクラッチ手段を接続状態に移行させる設定回転数の範囲で、機械式過給機１８を予回転させるように構成してもよい。
【００５９】
すなわち、エコノミーモードの選択時には、図６に示すように、低負荷領域のエンジン回転数Ｎｅが３５００ｒｐｍ程度の第２設定回転数Ｎ２以上となって高回転領域Ｃに移行した時点で、クラッチ手段を遮断状態から接続状態に移行させるとともに、パワーモードの選択時には、図７に示すように、低負荷領域のエンジン回転数Ｎｅが２５００ｒｐｍ程度の第１設定回転数Ｎ１´以上となって領域Ｂ，Ｃに移行した時点で、クラッチ手段を遮断状態から接続状態に移行させるように構成し、かつエコノミーモードの選択時に２５００ｒｐｍ程度の第１設定回転数Ｎ１´から上記３５００ｒｐｍ程度の第２設定回転数Ｎ２未満の範囲に設定された領域Ｂで、機械式過給機１８を予回転させるように構成してもよい。
【００６０】
上記構成によれば、エコノミーモードおよびパワーモードのいずれの選択時でも、クラッチ手段の遮断領域を設けることにより、機械式過給機１８の駆動損失を防止して燃費の向上を図ることができるとともに、出力要求の低いエコノミーモードでは、クラッチ手段の遮断しつつ機械式過給機１８を予回転させる領域Ｂがエンジンの高回転側に設定されることにより、クラッチ手段の信頼性を確保するとともに、燃費の向上を図ることができる。さらに、エコノミーモードにおける上記予回転領域Ｂからパワーモードに切り替えられても、機械式過給機１８の回転数が予回転により高められているために、クラッチ手段に大きな接続負荷が作用するのを防止してその信頼性を確保することができる。
【００６１】
また、上記図４に示すように、パワーモードの選択時にクラッチ手段を遮断状態とする領域Ａを、エンジンの低負荷領域で回転数Ｎｅが１５００ｒｐｍ程度の第１設定回転数Ｎ１未満の領域に設置する等により、エンジンのアイドル回転領域またはこれに近い回転領域に設定した場合には、クラッチ手段を遮断状態から接続状態に移行させるエンジン回転数が低く設定されるため、機械式過給機１８の回転数が急変することを防止し、これによってトルクショックの発生を抑制することができとともに、パワーモードでの出力応答性を効果的に向上させることができる。
【００６２】
また、上記のように機械式過給機１８をバイパスするエアバイパス通路２６が吸気通路１２に設けられた上記機械式過給機付エンジンの制御装置において、上記エアバイパス通路２６を閉止することにより機械式過給機１８を予回転させるとともに、エコノミーモード選択時の上記予回転領域Ｂを除いてパワーモードまたはエコノミーモードのいずれの選択時でも、エンジンの低負荷領域の全域でエアバイパス通路２６を開放するように構成した場合には、エンジンの低負荷領域の全領域Ａ，Ｂ，Ｃを非過給状態として燃費を向上させることができるとともに、機械式過給機１８の予回転領域Ｂからパワーモードへのモード切り替えが行なわれたときに、上記予回転によって機械式過給機１８のロータの回転数を高めておくことができるため、クラッチ手段に大きな接続負荷が作用するのを防止してその耐久性および信頼性を確保することができる。
【００６３】
また、エコノミーモードからパワーモードの選択切替時には、少なくとも機械式過給機１８の予回転領域Ｂにおける選択切替に際して上記電磁クラッチ２４からなるクラッチ手段の接続状態の移行を遅延させるように構成してもよい。このように構成した場合には、エコノミーモードからパワーモードの選択切替時に、クラッチ手段の接続状態の移行を遅延させることにより、閉止状態にあるエアバイパス通路２６を開放させる際の応答遅れが生じた状態で、クラッチ手段が接続状態となることによる一時的な過給が行なわれることがなくなるため、トルクショックの発生を防止することができる。
【００６４】
なお、上記実施形態では、機械式過給機１８を起動する際の制御動作について説明したが、エコノミーモードの選択時において、エンジンの運転状態が電磁クラッチ２４からなるクラッチ手段の接続領域Ｃから遮断領域Ｂに変化した時点から、所定時間が経過するまでの間、上記エアバイパス通路の開放状態から閉動作への移行を遅延させるように構成してもよい。このように構成した場合には、エコノミーモードの選択時において、エンジンの運転状態がクラッチ手段の接続領域Ｃから遮断領域Ｂに変化した後においても、クラッチ手段の遮断とエアバイパス通路２６の開放により、機械式過給機１８のロータの回転がその慣性に応じて数秒間維持されるため、上記のようにエアバイパス通路２６の閉止を遅延させることで、数秒間は機械式過給機１８のロータを回転させたまま、再びクラッチ手段を接続することができ、エンジン回転数の急激な加減速による機械式過給機１８の予回転の遅れを防止して、クラッチ手段の耐久性を確保することができる。
【００６５】
また、エコノミーモードの選択時において、エンジンの運転状態が高負荷領域でクラッチ手段の接続領域Ｄから、エンジンの低負荷領域でクラッチ手段の遮断領域Ａ，Ｂに変化した時点、その変化時点から所定時間が経過するまでの間、クラッチ手段の遮断を遅延させるように構成してもよい。このように構成した場合には、エコノミーモードの選択状態で、エンジンが高負荷領域からエンジンの低負荷領域に移行してから、上記遅延時間内で再加速が行なわれたとしても、クラッチ手段が接続状態に保持されるため、エンジン負荷の急変によってクラッチ手段の断続が繰り返されることが防止されるとともに、上記機械式過給機１８の予回転と併せてクラッチ手段の耐久性を、さらに効果的に向上させることができる。また、エンジン負荷が減少する場合にのみ、上記遅延制御が実行されるため、エンジンの加速応答性が阻害されるという事態を生じることはない。
【００６６】
また、自動変速機の最高変速段にシフトしたときの最終減速比を、通常のエンジンに比べて低い値である２．５以下に設定してなるエンジンに本発明を適用した場合には、自動変速機が最高変速段にシフトされたときに、最終減速比が２．５以下となって動力の伝達効率が向上するため、これによる燃費の改善効果と、上記過給制御を実行することによる燃費の改善効果の相乗作用により、エンジンの燃費を著しく向上させることができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、相対的にエンジンの低回転側でシフト変更するエコノミーモードと、エンジンの高回転側でシフト変更するパワーモードとの一方を選択する選択手段を備えた自動変速機がエンジン本体の出力軸に連結されるとともに、吸気通路に介在された機械式過給機と、この機械式過給機への駆動力の伝達を断続するクラッチ手段とを備えた機械式過給機付エンジンの制御装置において、上記エコノミーモードの選択時に、機械式過給機による非過給領域で上記クラッチ手段を遮断状態とするとともに機械式過給機を予回転させ、同領域におけるパワーモードの選択時に、上記クラッチ手段を接続状態とするように構成したため、エコノミーモードの走行時には、クラッチ手段の耐久性を確保しつつ燃費を良好状態に維持することができるとともに、パワーモードの走行時には、過給応答性を向上させて優れた加速性能が得られるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る機械式過給機付エンジンの制御装置の実施形態を示す説明図である。
【図２】エコノミーモードにおける制御領域を示すグラフである。
【図３】エコノミーモードにおけるバイパス制御弁および電磁クラッチの作動状態を示すタイムチャートである。
【図４】パワーモードにおける制御領域を示すグラフである。
【図５】パワーモードにおけるバイパス制御弁および電磁クラッチの作動状態を示すタイムチャートである。
【図６】エコノミーモードにおける制御領域の他の例を示すグラフである。
【図７】パワーモードにおける制御領域の他の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  エンジン本体
１２  吸気通路
２４  電磁クラッチ（クラッチ手段）
２６  エアバイパス通路
２８  バイパス制御弁
３４  選択手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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