JP2000110570A - 機械式過給機付エンジンの負圧供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】簡素化したシステムにより過給機を保護しつつ
マスターバッグの負圧を確保することができる機械式過
給機付エンジンの負圧供給装置を得ること。 【解決手段】ブレーキ作動操作時でかつエンジン回転数
が所定回転数以下の場合に機械式過給機８をバイパスす
るバイパス通路９のバイパスバルブ１０を閉じ、吸気通
路２のスロットルバルブ５と過給機の間に負圧を発生増
加させる。このように所定回転数以下でバイパスバルブ
を閉じることにより、吸気通路の過給機上流側と過給機
下流側との圧力比を低く抑えることができ、過給機から
吸気通路の過給機下流側に吐出される吐出空気の温度を
所定温度以下に抑えることができる。したがって、吐出
空気の熱による過給機への影響を抑制することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械式過給機付エ
ンジンの負圧供給装置に関し、特に、吸気通路に機械式
過給機を備えるとともに、機械式過給機をバイパスする
バイパス通路と、バイパス通路を開閉するバイパスバル
ブとを備え、所定条件を満たす場合にはバイパスバルブ
を閉じて吸気通路のスロットルバルブと機械式過給機と
の間に連通接続されたマスターバッグに負圧を確保する
機械式過給機付エンジンの負圧供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車においてはエンジン出力
をより向上させるためにエンジンに機械式過給機を備え
る場合がある。このような機械式過給機付エンジンは、
一般的に吸気通路のスロットルバルブ下流側に機械式過
給機を備えるとともに、その過給機の上流と下流をバイ
パス通路で連結し、バイパス通路の空気流量を制御する
バイパスバルブを備えている。

【０００３】このバイパス通路及びバイパスバルブは、
吸気通路の過給機上流側の圧力と過給機下流側の圧力と
の圧力比を適切に調整する働きをする。例えば、スロッ
トルバルブの開度が小さいときは過給機上流側の圧力が
低くなりやすく、過給機上流側と過給機下流側の圧力比
が大きくなりやすい。このような場合には、過給機の吐
出空気温度が高騰するおそれがあり、その熱により過給
機内部のコーティング材に不具合を生ずるおそれがあ
る。したがって、バイパス通路を設けて所定の場合には
バイパスバルブを開き、吸気通路の過給機上流側と過給
機下流側の圧力比を小さくすることで吐出空気の温度上
昇を抑制している。

【０００４】また、ブレーキの倍力装置として用いられ
るマスターバッグは、負圧を過給圧がかからない吸気通
路のスロットルバルブと過給機との間（以下、過給機上
流位置）から得るのが一般的であるが、ブレーキ操作時
にスロットルバルブが全閉でバイパスバルブが開状態の
場合には、過給機下流側の圧力と過給機上流位置の圧力
は略同等であるものの、車両の運転状態、例えばエンジ
ン冷態時やエアコン使用状態では充分な負圧が発生しな
い場合がある。このような状況でマスターバッグ内の負
圧が不足している場合には、ブレーキの制動力が十分に
発揮されない可能性もある。

【０００５】そこで、従来より、そのような場合にはバ
イパスバルブを強制的に閉じて過給機を真空ポンプ代わ
りに使用することにより過給機上流位置の負圧を増加さ
せマスタバッグ内に負圧を確保する方法が提案されてい
る。

【０００６】これによれば、マスターバッグ内の負圧不
足を大幅に改善できるが、同時に過給機の上流側と下流
側との圧力比が増大するおそれがあり、これによる吐出
空気温度の上昇によって過給機のコーティング材に不具
合を生じさせるおそれがある。

【０００７】このような相反する効果と不具合に対して
特開平６−１０６８３号公報には、マスターバッグに負
圧検出センサを設け、負圧が所定値以下になるとバイパ
スバルブの開度を制御して負圧を確保する技術が開示さ
れている。該公報の技術によれば、過給機を保護しつつ
マスターバッグに理想的な負圧を供給することができ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マスタ
ーバッグに負圧検出センサを新たに設け、また、この検
出信号用のポートを電子制御装置（ＥＣＵ）に新たに設
けなければならないため、コスト増加は避けられず、特
に軽自動車等の比較的低価格の車両に用いるにはコスト
オーバーとなる。

【０００９】本発明は、上述した問題に対応すべくなさ
れたものであり、その目的は、簡素化したシステムによ
り過給機を保護しつつマスターバッグの負圧を確保する
ことができる機械式過給機付エンジンの負圧供給装置を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の請求項１にかかる機械式過給機付エンジ
ンの負圧供給装置は、ブレーキ作動操作時でかつエンジ
ン回転数が所定回転数以下の場合にバイパスバルブが閉
じられ、吸気通路のスロットルバルブと機械式過給機の
間に負圧を発生増加させることを特徴とする。

【００１１】これによれば、ブレーキ作動操作時にエン
ジン回転数が所定回転数以下である場合にバイパスバル
ブが閉じられ、吸気通路のスロットルバルブと機械式過
給機の間にて負圧の生成が行われる。このように所定回
転数以下でバイパスバルブを閉じることにより、吸気通
路の過給機上流側と過給機下流側との圧力比を低く抑え
ることができ、機械式過給機から吸気通路の過給機下流
側に吐出される吐出空気の温度を所定温度以下に抑える
ことができる。したがって、吐出空気の熱による機械式
過給機への影響を抑制することができる。

【００１２】請求項２に記載の機械式過給機付エンジン
の負圧供給装置は、第１気室と第２気室とを有し、第１
気室と第２気室の圧力差が所定値以下である場合にバイ
パスバルブを閉じ、圧力差により第１気室の容積が第２
気室よりも増大した場合にバイパスバルブを開方向へ移
動させるダイヤフラムを備え、第１気室を大気と連通さ
せ、第２気室を切換弁により大気及び吸気通路のスロッ
トルバルブと機械式過給機の間の負圧と同等の負圧が得
られる部位とに切り換え可能に連通させ、ブレーキ非作
動操作時は第２気室に吸気通路のスロットルバルブと過
給機の間の圧力を供給して第１気室と第２気室との圧力
差によりバイパスバルブの開度を調整し、ブレーキ作動
操作時は第２気室を大気開放してバイパスバルブを閉じ
る制御を行う制御部を有することを特徴とする。

【００１３】これによれば、ブレーキ作動操作時には第
２気室が大気開放され、大気と連通されている第１気室
との圧力を等しくすることができる。したがって、バイ
パスバルブはバイパス通路を完全に閉鎖する。これによ
り、吸気通路のスロットルバルブと機械式過給機との間
に高い負圧を発生させることができ、マスターバッグ内
に供給することができる。このように、ブレーキ作動操
作時に第２気室の連通を大気に切り換えるのみで、高い
負圧を得ることができ、負圧供給システムの簡素化を図
ることができる。

【００１４】請求項３に記載の機械式過給機付エンジン
の負圧供給装置は、吸気通路の過給機下流側と第１気室
とを連通する第１気室連通管路と、吸気通路のスロット
ルバルブと機械式過給機の間と第２気室とを連通する第
２気室連通管路と、第２気室連通管路と吸気通路の過給
機下流側とを連通する吸入管連通管路と、第１気室連通
管路の管路途中に設けられ、切換信号に応じて吸気通路
の過給機下流側と第１気室側との連通、又は吸気通路の
過給機下流側との連通を遮断しかつ第１気室側を大気開
放させる連通を行う第１気室用電磁弁と、第２気室連通
管路の管路途中に設けられ、切換信号に応じて吸気通路
のスロットルバルブと機械式過給機の間と第２気室との
連通、又は吸気通路のスロットルバルブと機械式過給機
の間との連通を遮断しかつ第２気室を大気開放させる連
通を行う第２気室用電磁弁と、ブレーキ非作動操作時は
第１気室を大気開放し、第２気室に吸気通路のスロット
ルバルブと機械式過給機の間の圧力と吸気通路の過給機
下流側の圧力とを総合した圧力を供給して第１気室と第
２気室との圧力差によりバイパスバルブの開度を調整
し、ブレーキ作動操作時は第１気室と第２気室を共に大
気開放してバイパスバルブを閉じる制御を行う制御部
と、を有することを特徴とする。

【００１５】これによれば、第１気室用電磁弁と第２気
室用電磁弁の切換制御により、ブレーキ非作動操作時に
は第１気室は大気開放され、第２気室は吸気通路のスロ
ットルバルブと機械式過給機の間の圧力と吸気通路の過
給機下流側の圧力とを総合した圧力が供給され、ブレー
キ作動操作時には第１気室と第２気室は共に大気開放さ
れる。

【００１６】したがって、ブレーキ非作動操作時には第
１気室と第２気室との圧力差に応じてバイパスバルブの
開度が調整される。また、ブレーキ作動操作時には第１
気室と第２気室との圧力差は消滅し、バイパスバルブは
バイパス通路を完全に閉鎖し、吸気通路のスロットルバ
ルブと機械式過給機との間に高い負圧を発生させ、その
負圧がマスターバッグに供給される。

【００１７】請求項４に記載の機械式過給機付エンジン
の負圧供給装置は、第１気室と第２気室とを有し、第１
気室と第２気室の圧力差が所定値以下である場合にバイ
パスバルブを閉じ、圧力差により第１気室の容積が第２
気室よりも増大した場合にバイパスバルブを開方向へ移
動させるダイヤフラムを備え、第２気室を吸気通路のス
ロットルバルブと機械式過給機の間の負圧と同等の負圧
が得られる部位に連通させ、第１気室を切換弁により大
気及び吸気通路の過給機下流側とに切換可能に連通さ
せ、ブレーキ非作動操作時は第１気室を大気と連通さ
せ、ブレーキ作動操作時は第１気室を吸気通路の過給機
下流側に連通させ、バイパスバルブを閉じる制御を行う
制御部を有することを特徴とする。

【００１８】これによれば、第２気室には常に吸気通路
のスロットルバルブと機械式過給機の間の圧力が供給さ
れており、第１気室にはブレーキ非作動操作時は大気圧
が供給され、ブレーキ作動操作時には吸気通路の過給機
下流側の圧力が供給される。

【００１９】したがって、ブレーキ非作動操作時には第
２気室に供給されている吸気通路のスロットルバルブと
機械式過給機の間の圧力と第１気室の大気圧とのバラン
スによりバイパスバルブの開度が調整される。また、ブ
レーキ作動操作時には第１気室に吸気通路の過給機下流
側の圧力が供給されるため、第１気室と第２気室との圧
力差を減少させることができる。

【００２０】これにより、バイパスバルブをバイパス通
路を閉鎖する方向に移動させることができ、バイパス通
路を通過する空気流量を減少させることができる。した
がって、吸気通路のスロットルバルブと機械式過給機と
の間の負圧を増加させ、マスターバッグ負圧を増大させ
ることができる。

【００２１】請求項５に記載の機械式過給機付エンジン
の負圧供給装置は、吸気通路の過給機下流側と第１気室
とを連通する第１気室連通管路と、吸気通路のスロット
ルバルブと機械式過給機の間と第２気室とを連通する第
２気室連通管路と、第２気室連通管路と吸気通路の過給
機下流側とを連通する吸入管連通管路と、第１気室連通
管路の管路途中に設けられ、切換信号に応じて吸気通路
の過給機下流側と第１気室との連通、又は吸気通路の過
給機下流側との連通を遮断しかつ第１気室を大気開放さ
せる連通を行う第１気室用電磁弁と、ブレーキ非作動操
作時は第１気室を大気開放し第１気室と第２気室との圧
力差によりバイパスバルブの開度を調整し、ブレーキ作
動操作時は第１気室と吸気通路の過給機下流側とを連通
して第１気室と第２気室との圧力差を減少させバイパス
バルブを閉方向に移動させる制御を行う制御部と、を有
することを特徴とする。

【００２２】これによれば、第２気室には第２気室連通
管路と吸入管連通管路により吸気通路のスロットルバル
ブと機械式過給機との間の圧力と吸気通路の過給機下流
側の圧力とを総合した圧力が供給されており、第１気室
にはブレーキ非作動操作時は大気圧が供給され、ブレー
キ作動操作時は吸気通路の過給機下流側の圧力が供給さ
れる。

【００２３】したがって、ブレーキ非作動操作時には第
２気室と第１気室の圧力バランスによりバイパスバルブ
の開度が調整される。また、ブレーキ作動操作時には第
１気室に吸気通路の過給機下流側の圧力が供給されるた
め、第１気室と第２気室との圧力は接近し、両者の圧力
差を減少させることができる。

【００２４】したがって、バイパスバルブはバイパス通
路を閉じる方向に移動し、バイパス通路を通過する空気
流量を減少させる。これにより、吸気通路のスロットル
バルブと機械式過給機との間に負圧を発生増加させるこ
とができ、マスターバッグに負圧を供給することができ
る。

【００２５】尚、第２気室は常に第２気室連通管路及び
吸入管連通管路と連通しているため、ブレーキ作動操作
時において吸気通路のスロットルバルブと機械式過給機
との間の負圧が増加した場合に第２気室の負圧も増大す
る。したがって、第１気室と第２気室との圧力差は同一
とはならず、所定の圧力差にてバランスし、バイパスバ
ルブは全閉までには至らずにバイパス通路を閉鎖気味の
開度でバランスする。

【００２６】したがって、請求項４に記載の発明により
得られる負圧値までには至らないが、ブレーキ作動操作
時におけるマスターバッグ内の負圧は十分に確保でき
る。

【００２７】請求項６に記載の機械式過給機付エンジン
の負圧供給装置は、制御部が、エンジン回転数が所定回
転数以下でかつスロットルバルブが全閉状態でかつブレ
ーキペダルが踏み込まれた状態である場合に、ブレーキ
作動操作時であると判断する負圧供給判断手段を備えて
いることを特徴とする。

【００２８】これによれば、制御部は、上記所定の条件
を全て満たした場合にのみブレーキ作動操作時と判断し
て負圧供給制御を行う。ここで、所定回転数とは、機械
式過給機の過給効率が低く、吸気通路のスロットルバル
ブと機械式過給機との間の圧力と吸気通路の過給機下流
側の圧力との圧力比による機械式過給機の吐出空気温度
が機械式過給機に不具合を生じない程度の温度となる回
転数をいう。

【００２９】したがって、機械式過給機から吸気通路の
過給機下流側に吐出される吐出空気の温度を所定温度以
下に抑えることができ、吐出空気の熱による機械式過給
機への影響を抑制することができる。

【００３０】また、ブレーキ作動操作時の判断条件とし
て、スロットルバルブが全閉状態であることを要するの
は、通常、ブレーキペダルを操作する場合はアクセルペ
ダルを離すのでスロットルバルブは全閉であり、全閉状
態が一番高い負圧を確保することができるからである。
これにより、機械式過給機を保護しつつ必要な負圧を確
保することができる。

【００３１】請求項７に記載の機械式過給機付エンジン
の負圧供給装置は、第１気室用電磁弁が、エンジン出力
が所定値を超えた場合に第１気室と吸気通路の過給機下
流側とを連通して第１気室の容積を第２気室よりも増大
させてバイパスバルブを開方向へ移動させ、吸気通路の
過給機下流側の圧力を低下させる最高速制御用電磁弁で
あることを特徴とする。

【００３２】これによれば、最高速制御用電磁弁をブレ
ーキ作動操作時に動作させることにより、第１気室用電
磁弁とすることができる。したがって、電磁弁を共用す
ることができ、部品コストの増加を抑えることができ
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て以下に図に基づいて説明する。図１は、本発明の第１
の実施の形態を示したシステム概念図である。本システ
ムは、軽自動車のエンジンに設けられる吸気系路を概念
的に示したものであり、機械式過給機付エンジンの負荷
供給装置を構成している。

【００３４】吸気系路１は、エンジン（図示せず）への
吸入空気量等を制御する吸気通路２と、エンジンに直接
接続される吸入管４（インテークマニホールド）を備え
ており、吸気通路２の上流にはアクセルペダル（図示せ
ず）の踏込量に応じてその開度を調整しエンジンへの吸
入空気量を制御するスロットルバルブ５が設けられてい
る。そして、このスロットルバルブ５をバイパスして設
けられたＩＳＣ通路には、アイドル運転時等のスロット
ル全閉時におけるエンジンへの吸入空気量を調整するＩ
ＳＣバルブ６が設けられている。

【００３５】スロットルバルブ５の下流側にはエンジン
への過給を行う過給機８が設けられている。過給機８
は、伝動手段によりエンジンのクランクシャフト（図示
せず）と連結され、エンジン回転に応じたロータの回転
によりエンジンへの過給を行うものである。

【００３６】また、吸気通路２には過給機８をバイパス
するバイパス通路９が設けられている。バイパス通路９
は、一端が吸気通路２の過給機８の上流側（以下、単に
「過給機上流側」という）２ａに連通し、他端が吸気通
路２の過給機８の下流側（以下、単に「過給機下流側」
という）２ｂに連通している。

【００３７】そして、バイパス通路９の他端、図中では
バイパス通路９と過給機下流側２ｂとの連結部分には、
バイパス通路９を開閉可能なバイパスバルブ１０が設け
られている。そして、バイパス通路９の上流位置には、
マスターバッグ（図示せず）へと連通する負圧供給通路
１１の一端が連通されている。

【００３８】バイパスバルブ１０はダイヤフラム１２と
連結されており、ダイヤフラム１２の動作に応じて開閉
される。ダイヤフラム１２は、一つの室内空間を可撓性
を有する例えばゴム製のシートにて仕切られた第１気室
１２ａと第２気室１２ｂとを備える。そして、第１気室
１２ａと第２気室１２ｂの差圧が所定値以下の場合はバ
イパスバルブ１０を全閉状態とし、第２気室１２ｂの容
積が第１気室１２ａよりも小さいときはバイパスバルブ
１０を開方向（図中上方）に移動させる。

【００３９】ダイヤフラム１２の第１気室１２ａは、所
定の流路面積を有する第１気室用連通管路２２を介して
吸入管４と連通されている。そして、第１気室用連通管
路２２の流路途中には第１気室用電磁弁２０が設けられ
ている。

【００４０】第１気室用電磁弁２０は、Ａポート２０
ａ、Ｂポート２０ｂ、Ｃポート２０ｃを有しており、Ｂ
ポート２０ｂには第１気室用連通管路２２の第１気室側
管路２２ａが連通接続され、Ｃポート２０ｃには吸入管
側管路２２ｂが連通接続されている。また、Ａポート２
０ａは大気開放フィルタ２１と連通接続されている。

【００４１】そして、第１気室用電磁弁２０は、通電
（ＯＮ）によりＢポート２０ｂとＣポート２０ｃとを連
通させ、非通電（ＯＦＦ）によりＢポート２０ｂとＡポ
ート２０ａとを連通させる。

【００４２】ダイヤフラム１２の第２気室１２ｂは、所
定の流路面積を有する第２気室用連通管路３２を介して
バイパスバルブ９のバイパスバルブ上流側位置と連通接
続されている。そして、第２気室用連通管路３２の流路
途中には第２気室用電磁弁３０が設けられている。

【００４３】第２気室用電磁弁３０は、第１気室用電磁
弁２０と同様に、Ａポート３０ａ、Ｂポート３０ｂ、Ｃ
ポート３０ｃを有しており、Ｂポート３０ｂには第２気
室用連通管路３２の第２気室側管路３２ａが連通接続さ
れ、Ａポート３０ａにはバイパス通路側管路３２ｂが連
通接続されている。また、Ｃポート３０ｃは大気開放フ
ィルタ３１と連通接続されている。

【００４４】そして、第２気室用電磁弁３０は、通電
（ＯＮ）によりＢポート３０ｂとＣポート３０ｃとを連
通させ、非通電（ＯＦＦ）によりＢポート３０ｂとＡポ
ート３０ａとを連通させる。

【００４５】第２気室用連通管路３２のバイパス通路側
管路３２ｂは、その経路途中にて所定の流路面積を有し
他端が吸入管４と連通された吸入管連通管路３３と連通
接続されている。吸入管連通管路３３は、その経路途中
に通路内を通過する空気流量を一定量以下に調整するオ
リフィス３４を備えている。

【００４６】尚、吸入管連通路３３は、過給特性の設定
に必要なもので必ずしも本発明上必要なものではなく省
略しても良い。

【００４７】次に、上記構成を有する機械式過給機付エ
ンジンの負圧供給装置の制御方法について、図２、図３
を用いて説明する。図２は、本実施の形態における制御
ブロック図である。エンジン制御を行う電子制御部（Ｅ
ＣＵ）は、その内部に負圧供給判断手段１５を構成して
おり、所定の判断に応じて第２気室用電磁弁３０に対し
て通電を行う。

【００４８】負圧供給判断手段１５は、入力側がエンジ
ン回転数ｒｐｍを検出するクランク角センサ、スロット
ルバルブ５のスロットル開度θを検出するスロットル開
度センサ、吸入管４内の圧力Ｐｍを検出する吸入管圧力
センサ、ブレーキペダル（図示せず）の踏み込みの有無
を検出するブレーキスイッチＳｗと接続され、出力側が
第２気室用電磁弁３０と接続されている。

【００４９】負圧供給判断手段１５は、作動条件判断部
１６と負圧供給駆動部１７を備えており、作動条件判断
部１６は、各センサ類からの検出信号に基づいて負圧供
給制御を行うか否かの判断を行う。負圧供給駆動部１７
は作動条件判断部１６の判断が負圧供給制御を行う場合
には第２気室用電磁弁３０に通電を行い、負圧供給制御
しない場合には第２気室用電磁弁３０に通電は行わな
い。

【００５０】図３は、負圧制御装置の制御フローチャー
トである。まず最初に、本ルーチンプログラムはサブル
ーチンプログラムであり、一定のプログラムサイクル
毎、本実施の形態では８０ｍｓ毎に実行される。Ｓ１０
１では、エンジンが始動しているか否かが判断され、Ｓ
１０１にて始動している場合（ＹＥＳ）には予め設定さ
れているブレーキ作動操作時の条件を満たすか否かを判
断すべくＳ１０２へ移行する。また、Ｓ１０１にて始動
していない場合（ＮＯ）にはＳ１０８へ移行する。

【００５１】Ｓ１０２では、エンジン回転数Ｎｅ、スロ
ットル開度θ、吸入管圧力Ｐｍ、ブレーキスイッチＳｗ
のＯＮ・ＯＦＦ状態に基づいて判断がなされる。具体的
には、エンジン回転数Ｎｅが２５００ｒｐｍ以下、
スロットル開度θが全閉、吸入管圧力Ｐｍが７６０ｍ
ｍＨｇＡ以下、ブレーキスイッチがＯＮ、という４つ
の条件を全て満たす場合にのみブレーキ作動操作時の条
件を満たす（ＹＥＳ）との判断がなされ、これを１つで
も欠く場合には条件を満たさない（ＮＯ）との判断がな
される。

【００５２】ブレーキ作動操作時の条件を満たす場合
（ＹＥＳ）は、負圧供給制御を行うとして、Ｓ１０３へ
移行し、条件を満たさない場合（ＮＯ）は、負圧供給制
御を行わないとしてＳ１０８へ移行する。

【００５３】Ｓ１０３では、既に負圧供給制御中である
か否かが判断される。ここでは、現在の第２気室用電磁
弁３０の状況が判断される。ここで、通電中であること
を示すフラグがセットされていない場合（ＮＯ）は、第
２気室用電磁弁は非通電状態であり、まだ負圧供給制御
に移行していないとしてＳ１０４へ移行する。また、Ｓ
１０３にてフラグがセットされている場合（ＹＥＳ）
は、第２気室用電磁弁３０は通電状態であり、現在、既
に負圧供給制御中であるとしてＳ１０６へ移行する。

【００５４】Ｓ１０４では、負圧供給制御前から負圧供
給制御に移行した場合に、負圧供給制御をどの位の時間
だけ行うのかが設定される。ここでは、第２気室用電磁
弁３０を所定時間作動させるための作動回数初期値：ｎ
の読み込みが行われる。

【００５５】Ｓ１０５では、第２気室用電磁弁３０に通
電（ＯＮ）が行われ、通電状態を示すフラグが立てられ
る。この通電（ＯＮ）により、第２気室用電磁弁３０
は、Ｂポート３０ｂとＣポート３０ｃとを連通させる。
したがって、第２気室１２ｂは、大気開放フィルタ３１
と連通され大気開放される。

【００５６】ここで、第１気室用電磁弁２０は、非通電
状態によりＢポート２０ｂとＡポート２０ａとを連通
し、第１気室１２ａを大気開放させている。したがっ
て、第１気室１２ａと第２気室１２ｂは共に大気開放さ
れ、第１気室１２ａと第２気室１２ｂとの圧力差は消滅
する。この結果、ダイヤフラム１２は、バイパスバルブ
１０を全閉状態とし、バイパス通路９を完全に閉鎖す
る。

【００５７】そして、吸気通路２の上流はスロットルバ
ルブ５により閉鎖され、機械式過給機８は回転による過
給を継続するため、機械式過給機８が真空ポンプの働き
をして吸気通路２の過給機上流側２ａに負圧を発生さ
せ、マスターバッグ内に負圧を確保することができる。

【００５８】Ｓ１０６では、作動回数初期値：ｎが０か
否かが判断される。これにより、Ｓ１０４で設定した第
２気室用電磁弁３０の作動時間が終了したか否かが判断
される。ここで、ｎ＝０である場合（ＹＥＳ）は、第２
気室用電磁弁３０の作動時間が終了したとしてＳ１０８
へ移行する。また、ｎ≠０である場合（ＮＯ）は、作動
時間が終了しておらず更に継続するとしてＳ１０７へ移
行する。

【００５９】Ｓ１０７では、Ｓ１０４にて読み込まれた
作動回数初期値ｎのデクリメント（ｎ−１）が行われ
る。そして、本ルーチンを抜ける（リターン）。したが
って、Ｓ１０４にて設定された作動回数初期値：ｎが０
となるまで第２気室用電磁弁３０への通電が行われる。
これにより、例えば、作動回数初期値：ｎを１３と設定
した場合、プログラムサイクルが８０ｍｓのルーチンを
１３回繰り返すこととなるので、８０ｍｓ×１３＝１０
４０ｍｓ≒１秒間だけ第２気室用電磁弁３０に通電を行
うこととなる。

【００６０】このように、作動回数初期値：ｎを設定し
て過給機８の真空ポンプとしての作動時間を一定に制限
することによって、過給機上流側と過給機下流側の圧力
比の増大を防止し、過給機８の吐出空気温度の上昇によ
る影響を防止することができる。

【００６１】尚、実施例では、軽自動車に用いられる６
インチ程度の大きさを有するマスターバッグは、第２気
室用電磁弁３０の作動時間を１秒ほど取ることにより十
分な負圧を確保できるため作動回数初期値：ｎを１３に
設定している（１秒≒１０４０ｍｓ＝プログラムサイク
ル８０ｍｓ×１３）。

【００６２】Ｓ１０８では、第２気室用電磁弁３０に対
して非通電（ＯＦＦ）とされ、フラグがクリアされる。
この非通電（ＯＦＦ）により、第２気室用電磁弁３０
は、Ａポート３０ａとＢポート３０ｂとが連通される。

【００６３】したがって、第２気室用連通管路３２の第
２気室側管路３２ａとバイパス通路側管路３３ａとが連
通され、第２気室１２ｂにバイパス通路９内の圧力と吸
入管４内の圧力とを総合した圧力が供給される。

【００６４】ここで、第１気室１２ａには、第１気室用
電磁弁２０による大気開放により大気圧が供給されてい
るため、第２気室用電磁弁３０が非通電時（ＯＦＦ）に
は、バイパスバルブ１０の開度は第１気室１２ａと第２
気室１２ｂとの圧力差により制御される。そして、本ル
ーチンを抜ける（リターン）。

【００６５】尚、第１気室用電磁弁２０は、通常は、エ
ンジン出力を所定値以下に制限する最高速制御用バルブ
として用いられており、その制御は従来より行われてい
るものと同様である。これは、例えば過給機下流側２ｂ
の圧力が所定値を超えた場合にはエンジン出力が過剰に
上昇して、速度が出過ぎるおそれがある。したがって、
これを抑制するために、このような場合には過給圧を低
減させる制御を行うものである。

【００６６】このような場合、まず最初に、第１気室用
電磁弁２０への通電（ＯＮ）がなされ、第１気室１２ａ
と吸入管４との連通がなされる。例えば、１３０ｋｍ／
ｈ時に吸入管圧力が過給状態にあるときに、第１気室１
２ａと吸入管４とが連通された場合は、第１気室１２ａ
に吸入管４内の過給圧が導入される。そして、第２気室
１２ｂは−１００ｍｍＨｇから大気圧程度である。した
がって、第１気室１２ａと第２気室１２ｂとの差圧によ
りバイパスバルブ１０は全開状態となる。

【００６７】したがって、過給機下流側２ｂとバイパス
通路９とは連通され、吸入管４内の圧力値は低下する。
これにより、エンジン出力は低下され、最高速度が制限
される。このように、従来より最高速制御用バルブとし
て用いられている電磁弁を第１気室用電磁弁２０として
用いることができ、本制御を行うために必要とする部品
コストの増加を抑制することができる。尚、第１の実施
の形態においては第２気室１２ｂを大気開放させればよ
いため、第１気室用電磁弁２０を用いなくても良い。

【００６８】図４は、本実施の形態におけるバイパスバ
ルブ１０の流量特性を説明するためのグラフ図、図５
は、バイパスバルブ１０の閉時におけるエンジン回転数
と過給機上流側２ａの負圧との関係を示したグラフ図、
図６は、過給機下流側２ｂの吐出空気温度と過給機上流
側２ａの負圧との関係を示したグラフ図である。

【００６９】図４は、横軸にバイパス通路通過流量（Ｌ
／ｍｉｎ）、縦軸に第１気室と第２気室との差圧（ｍｍ
Ｈｇ）をとる。バイパスバルブ１０は、図示したよう
に、ダイヤフラム１２の第１気室１２ａと第２気室１２
ｂとの差圧が１３０ｍｍＨｇ弱でバイパス通路通過流量
は０Ｌ／ｍｉｎとなる。したがって、第１気室１２ａと
第２気室１２ｂが大気開放された場合にはバイパス通路
通過流量を０Ｌ／ｍｉｎとすることができる。したがっ
て、過給機８が真空ポンプの役割を果たし、過給機上流
側２ａの負圧（＝マスターバッグ内の負圧）は、図５に
示したように、高い負圧力を得ることができる。

【００７０】また、上述のバイパスバルブ１０の閉鎖に
より、過給機上流側２ａと過給機下流側２ｂとの圧力差
による過給機８への影響が懸念される。そして、その主
な原因は、過給機下流側２ｂの吐出空気温度の上昇にあ
る。

【００７１】これについては、図６に示したように、ス
ロットル全閉状態においてＩＳＣ流量を小さくして過給
機上流側２ａの圧力を低下させ、過給機上流側２ａと過
給機下流側２ｂの圧力比が比較的大きくなり易い状況下
にて実験した結果、吐出空気温度が１５０℃を超えるの
は３０００ｒｐｍ以上であることが確認された。これ
は、低回転領域では過給機８の効率が低く、圧力比も上
昇しないためであり、必然的に過給機下流側の吐出温度
も上昇しないためである。

【００７２】一方、スロットル全閉状態にバイパスバル
ブ１０を制御して過給機下流側２ｂとバイパス通路９と
の間を連通させた場合における過給機上流側２ａの圧力
は、負圧が発生しにくい状態であるＩＳＣ開度が大きい
場合にて実験した結果、２５００ｒｐｍで−３５０ｍｍ
Ｈｇを確保できることが確認された。これは、エンジン
回転数の上昇に伴いエンジンの要求空気流量が増加する
ことにより負圧が発生し易くなったためである。

【００７３】したがって、上記実験結果に基づき本実施
の形態では、過給機８への影響を極力少なくするため
に、吐出空気温度１５０℃以下で負圧−３００ｍｍＨｇ
の確保を目標とし、２５００ｒｐｍ以下で負圧供給制御
を行うように作動条件を設定している。これにより、過
給機８の耐久性及び必要十分な負圧の確保を両立してい
る。

【００７４】以上、第１の実施の形態によれば、コスト
をかけずに低回転域から必要な負圧を確保できかつ過給
機８の耐久性を十分に考慮した負圧供給装置を得ること
ができる。

【００７５】次に、本発明の第２の実施の形態について
以下に説明する。図７は、本実施の形態を示したシステ
ム概念図、図８は制御ブロック図、図９は制御フローチ
ャートである。尚、第１の実施の形態と同様の構成要素
には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略す
る。

【００７６】本実施の形態において特徴的なことは、第
１の実施の形態における第２気室用電磁弁３０を省略し
たことにある。したがって、第２気室１２ｂは、第２気
室用連通管路３２を介してバイパス通路９のバイパスバ
ルブ上流側位置と連通されている。

【００７７】そして、図８に示したように、負圧供給判
断手段１５は、出力側が第１気室制御用電磁弁２０と接
続されている。負圧供給駆動部１７は、作動条件判断部
１６の判断が負圧供給を行う場合には第１気室用電磁弁
２０に通電を行い、負圧供給しない場合には通電を行わ
ない。

【００７８】図９では、Ｓ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０
４、Ｓ２０６、Ｓ２０７が第１の実施の形態（図３参
照）におけるＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０
６、Ｓ１０７と対応しているためその詳細な説明は省略
する。

【００７９】Ｓ２０３では、負圧供給制御中であるか否
かが判断される。ここでは、現在の第１気室用電磁弁２
０の状況が判断される。ここで、通電中であることを示
すフラグがセットされていない場合（ＮＯ）は、第１気
室用電磁弁２０は非通電状態であり、まだ負圧供給制御
に移行していないとしてＳ２０４へ移行する。また、Ｓ
２０３にてフラグがセットされている場合（ＹＥＳ）
は、第１気室用電磁弁２０は通電状態であり、現在、負
圧供給制御中であるとしてＳ２０６へ移行する。

【００８０】Ｓ２０５では、第１気室用電磁弁２０の通
電（ＯＮ）が行われ、通電状態を示すフラグがセットさ
れる。この通電（ＯＮ）により、第１気室用電磁弁２０
は、Ｂポート２０ｂとＣポート２０ｃとを連通させ、第
１気室１２ａに吸入管４内の圧力を供給する。

【００８１】第２気室１２ｂには、既にバイパス通路９
の圧力と吸入管４内の圧力とを統合した圧力が導かれて
いるため、第１気室１２ａと第２気室１２ｂとの差圧は
徐々に減少してバイパスバルブ１０は閉じ始める。した
がって、それまでバイパス通路９を介して機械式過給機
８の上流側に流れ込んでいた機械式過給機８の吐出空気
量は減少し、バイパス通路９の負圧が増加してマスター
バッグ内の負圧も増加する。

【００８２】しかし、負圧の増加量はバイパスバルブ１
０のリフト量に反比例するため、同時に第２気室１２ｂ
の負圧も増大し第１気室１２ａと第２気室１２ｂとの差
圧も再び大きくなる。このため、バイパスバルブ１０は
全閉にはならず、中開度でバランスすることとなる。

【００８３】このように、バイパスバルブ１０は全閉に
ならないが、全閉でなくても実験により目標値である−
３００ｍｍＨｇ以上の負圧を得ることが確認されてお
り、本制御により必要な負圧は十分に確保できる。

【００８４】Ｓ２０８では、Ｓ２０６によりマスターバ
ッグ内に負圧が確保できたと判断して第１気室用電磁弁
２０の通電が遮断（ＯＦＦ）され、フラグがクリアされ
る。この非通電（ＯＦＦ）により、第１気室用電磁弁２
０はＡポート２０ａとＢポート２０ｂとが連通され、第
１気室１２ａは大気開放される。また、第２気室１２ｂ
には、バイパス通路９の圧力と吸入管４内の圧力とを統
合した圧力が導かれている。したがって、バイパスバル
ブ１０の開度は第１気室１２ａと第２気室１２ｂとの圧
力差により制御される。そして、本ルーチンを抜ける
（リターン）。

【００８５】尚、第１気室用電磁弁２０は、第１の実施
の形態と同様に、通常はエンジン出力の上昇を一定に制
限する最高速制御用バルブとして用いられている。すな
わち、本実施の形態は、最高速制御用バルブを有する機
械式過給機付エンジンと同一の構成要素を有しており、
最高速制御用バルブを制御するタイミング及び条件を変
更することにより負圧供給装置として用いるものであ
る。

【００８６】上述した第２の実施の形態における機械式
過給機付エンジンの負圧供給装置によれば、機械式過給
機付エンジンが有する最高速制御用バルブ（第１気室用
電磁弁）を所定の条件で作動させるのみで負圧供給装置
とすることができる。したがって、第１の実施の形態と
比較して部品コストをかけることなく負圧供給装置を得
ることができる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る機械
式過給機付エンジンの負圧供給装置によれば、従来から
最高速制御用バルブ（第１気室用電磁弁）を有していた
機械式過給機付エンジンに新たに１の電磁弁（第２気室
用電磁弁）を追加するのみでマスターバッグ内の負圧を
確保するための負圧供給装置を得ることができ、コスト
上昇を抑えることができる。

【００８８】更に、最高速制御バルブ（第１気室用電磁
弁）のみで制御した場合、目標負圧確保のためのエンジ
ン回転数が若干上昇するが、更なるコスト低減が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示したシステム概
念図である。

【図２】第１の実施の形態における制御ブロック図であ
る。

【図３】第１の実施の形態における負圧制御装置の制御
フローチャートである。

【図４】第１の実施の形態におけるバイパスバルブの流
量特性を説明するためのグラフ図である。

【図５】バイパスバルブ１０の閉時におけるエンジン回
転数と過給機上流側の負圧との関係を示したグラフ図で
ある。

【図６】機械式過給機の出口側の吐出空気温度と過給機
上流側の負圧との関係を示したグラフ図である。

【図７】第２実施の形態を示したシステム概念図であ
る。

【図８】第２の実施の形態における制御ブロック図であ
る。

【図９】第２の実施の形態における負圧制御装置の制御
フローチャートである。

【符号の説明】

１ 吸気系路 ２ 吸気通路 ４ 吸入管 ５ スロットルバルブ ６ ＩＳＣバルブ ８ 機械式過給機 ９ バイパス通路 １０ バイパスバルブ １１ 負圧供給通路 １２ ダイヤフラム １２ａ 第１気室 １２ｂ 第２気室 ２０ 第１気室用電磁弁 ２１ 大気開放フィルタ ２２ バイパス連通管路 ３０ 第２気室用電磁弁 ３１ 大気開放フィルタ ３２ 第２気室用連通管路 ３３ 吸入管連通管路

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G005 DA10 EA05 EA19 FA45 GA02 GB10 GB17 GB18 GB37 GC04 HA00 JA06 JA23 JA39 JA51 JB02 JB09 3G065 AA03 AA11 CA00 DA02 GA00 GA01 GA10 GA29 GA41 GA46 KA34 KA35 3G092 AA18 AC00 DB02 DC01 FA50 HA05Z HA06X HA06Z HE01Z HE03Z HF08Z HF26Z

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気通路のスロットルバルブ下流側位置
   に機械式過給機を備えるとともに、前記機械式過給機を
   バイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉
   するバイパスバルブとを備え、前記バイパスバルブによ
   り前記バイパス通路を閉じて前記吸気通路のスロットル
   バルブと機械式過給機との間に負圧を発生増加させ、前
   記吸気通路のスロットルバルブと機械式過給機の間に連
   通接続されたマスターバッグ内に負圧を供給する機械式
   過給機付エンジンの負圧供給装置において、 前記バイパスバルブは、ブレーキ作動操作時でかつエン
   ジン回転数が所定回転数以下にて閉じられ、前記吸気通
   路のスロットルバルブと機械式過給機の間に負圧を発生
   増加させることを特徴とする機械式過給機付きエンジン
   の負圧供給装置。
2. 【請求項２】 吸気通路のスロットルバルブ下流側位置
   に機械式過給機を備えるとともに、前記機械式過給機を
   バイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉
   するバイパスバルブとを備え、前記バイパスバルブによ
   り前記バイパス通路を閉じて前記吸気通路のスロットル
   バルブと機械式過給機の間に負圧を発生増加させ、前記
   吸気通路のスロットルバルブと機械式過給機の間に連通
   接続されたマスターバッグ内に負圧を供給する機械式過
   給機付エンジンの負圧供給装置において、 第１気室と第２気室とを有し、前記第１気室と前記第２
   気室の圧力差が所定値以下である場合に前記バイパスバ
   ルブを閉じ、圧力差により前記第１気室の容積が前記第
   ２気室よりも増大した場合に前記バイパスバルブを開方
   向へ移動させるダイヤフラムを備え、 前記第１気室を大気と連通させ、 前記第２気室を切換弁により大気及び前記吸気通路のス
   ロットルバルブと機械式過給機の間の負圧と同等の負圧
   が得られる部位とに切り換え可能に連通させ、 ブレーキ非作動操作時は前記第２気室に前記吸気通路の
   スロットルバルブと機械式過給機の間の圧力を供給して
   前記第１気室と前記第２気室との圧力差により前記バイ
   パスバルブの開度を調整し、ブレーキ作動操作時は前記
   第２気室を大気開放して前記バイパスバルブを閉じる制
   御を行う制御部を有することを特徴とする機械式過給機
   付エンジンの負圧供給装置。
3. 【請求項３】 前記吸気通路の過給機下流側と前記第１
   気室とを連通する第１気室連通管路と、前記吸気通路の
   スロットルバルブと機械式過給機の間と前記第２気室と
   を連通する第２気室連通管路と、前記第２気室連通管路
   と前記吸気通路の過給機下流側とを連通する吸入管連通
   管路と、 前記第１気室連通管路の管路途中に設けられ、切換信号
   に応じて前記吸気通路の過給機下流側と前記第１気室側
   との連通、又は前記吸気通路の過給機下流側との連通を
   遮断しかつ前記第１気室側を大気開放させる連通を行う
   第１気室用電磁弁と、 前記第２気室連通管路の管路途中に設けられ、切換信号
   に応じて前記吸気通路のスロットルバルブと機械式過給
   機の間と前記第２気室との連通、又は前記吸気通路のス
   ロットルバルブと機械式過給機の間との連通を遮断しか
   つ前記第２気室を大気開放させる連通を行う第２気室用
   電磁弁と、 ブレーキ非作動操作時は前記第１気室を大気開放し、前
   記第２気室に前記吸気通路のスロットルバルブと機械式
   過給機の間の圧力と前記吸気通路の過給機下流側の圧力
   とを総合した圧力を供給して前記第１気室と前記第２気
   室との圧力差により前記バイパスバルブの開度を調整
   し、ブレーキ作動操作時は前記第１気室と前記第２気室
   を共に大気開放して前記バイパスバルブを閉じる制御を
   行う制御部と、を有することを特徴とする請求項２に記
   載の機械式過給機付エンジンの負圧供給装置。
4. 【請求項４】 吸気通路のスロットルバルブ下流側位置
   に機械式過給機を備えるとともに、前記機械式過給機を
   バイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉
   するバイパスバルブとを備え、前記バイパスバルブによ
   り前記バイパス通路を閉じて吸気通路のスロットルバル
   ブと機械式過給機の間に負圧を発生増加させ、前記吸気
   通路のスロットルバルブと機械式過給機の間に連通接続
   されたマスターバッグ内に負圧を供給する機械式過給機
   付エンジンの負圧供給装置において、 第１気室と第２気室とを有し、前記第１気室と前記第２
   気室の圧力差が所定値以下である場合に前記バイパスバ
   ルブを閉じ、圧力差により前記第１気室の容積が前記第
   ２気室よりも増大した場合に前記バイパスバルブを開方
   向へ移動させるダイヤフラムを備え、 前記第２気室を前記吸気通路のスロットルバルブと機械
   式過給機の間の負圧と同等の負圧が得られる部位に連通
   させ、 前記第１気室を切換弁により大気及び前記吸気通路の過
   給機下流側とに切換可能に連通させ、 ブレーキ非作動操作時は前記第１気室を大気と連通さ
   せ、ブレーキ作動操作時は前記第１気室を前記吸気通路
   の過給機下流側に連通させ、前記バイパスバルブを閉じ
   る制御を行う制御部を有することを特徴とする機械式過
   給機付エンジンの負圧供給装置。
5. 【請求項５】 前記吸気通路の過給機下流側と前記第１
   気室とを連通する第１気室連通管路と、前記吸気通路の
   スロットルバルブと機械式過給機の間と前記第２気室と
   を連通する第２気室連通管路と、該第２気室連通管路と
   前記吸気通路の過給機下流側とを連通する吸入管連通管
   路と、 前記第１気室連通管路の管路途中に設けられ、切換信号
   に応じて前記吸気通路の過給機下流側と前記第１気室と
   の連通、又は前記吸気通路の過給機下流側との連通を遮
   断しかつ前記第１気室を大気開放させる連通を行う第１
   気室用電磁弁と、 ブレーキ非作動操作時は前記第１気室を大気開放し前記
   第１気室と前記第２気室との圧力差により前記バイパス
   バルブの開度を調整し、ブレーキ作動操作時は前記第１
   気室と前記吸気通路の過給機下流側とを連通して前記第
   １気室と前記第２気室との圧力差を減少させ前記バイパ
   スバルブを閉方向に移動させる制御を行う制御部と、を
   有することを特徴とする請求項４に記載の機械式過給機
   付エンジンの負圧供給装置。
6. 【請求項６】 前記制御部は、 エンジン回転数が所定値以下でかつスロットルバルブが
   全閉状態でかつブレーキペダルが踏み込まれた状態であ
   る場合に、前記ブレーキ作動操作時であると判断する負
   圧供給判断手段を備えていることを特徴とする請求項２
   〜５のいずれかに記載の機械式過給機付エンジンの負圧
   供給装置。
7. 【請求項７】 前記第１気室用電磁弁は、 エンジン出力が所定値を超えた場合に前記第１気室と前
   記吸気通路の過給機下流側とを連通して前記第１気室の
   容積を前記第２気室よりも増大させて前記バイパスバル
   ブを開方向へ移動させ、前記吸気通路の過給機下流側の
   圧力を低下させる最高速制御用電磁弁であることを特徴
   とする請求項３〜６のいずれかに記載の機械式過給機付
   エンジンの負圧供給装置。