JP2005282526A - 過給機付エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速であるときの吸気脈動を抑制する、過給機付エンジンの吸気装置を提供する。
【解決手段】過給機付エンジンの吸気装置１は、吸気ダクト３と、吸気ダクト３の吸気口部３ｅの全開口面積に対する該吸気口部３ｅの吸気流通面積の比を示す開口比を調節する開閉弁５と、吸気量を検出するエアフローメータ９と、排気のエネルギーを利用するターボチャージャ１１と、直列４気筒のエンジン１７と、開閉弁５のアクチュエータを制御する制御装置とを備えている。コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速であると判定したときには、制御装置は、開閉弁５のアクチュエータを閉制御して開閉弁５を全閉状態にする。このとき、開口比が１／２になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの吸気通路に設けられた遠心式ブロワを有する過給機を備えた過給機付エンジンの吸気装置に関するものである。

従来から、 エンジンの吸込み圧を増加させる過給機を備えた過給機付エンジンの吸気装置が知られている。このような吸気装置では、サージングの発生を防止することが課題の１つになっている。

例えば、特許文献１に示す吸気装置は、過給機のコンプレッサの上流側と下流側とを連通する通路とその通路に開閉可能に設けられたバルブとを備え、そのバルブを開閉することにより、サージングが発生するサージング域内でのエンジンの運転を回避し、サージングの発生を防止している。

また、特許文献２に示す吸気装置では、コンプレッサの上流側の圧力（すなわち、大気圧）に対するコンプレッサの下流側の圧力（すなわち、過給圧）の比を表すコンプレッサ圧力比を、サージングを発生する限界線を表すサージングライン付近で保つことにより、サージングの発生を防止しながらエンジンのトルクを高めている。

また、特許文献３に示す吸気装置は、吸気をエンジンに供給するための吸気ダクトを複数具備していて、それらの吸気ダクトを切り換えることにより吸気をエンジンに供給している。
特開２００１−２８０１４４号公報 特開２００１−３４２８４０号公報 特開平６−２３９１８４号公報

ここで、コンプレッサの作動状態がサージングラインに近付くと、まず過給サージング域（プレサージング域）に入る。この過給サージング域内では、サージング域内のように過給機（特に、コンプレッサ）が破損するおそれはないが、コンプレッサの上流側及び下流側に吸気脈動が発生して、それにより、エンジンの不整振動が起きる。そして、その吸気脈動により、吸気ダクトに設けられたエアフローメータが誤作動して、その結果、エンジンの不整振動が助長される。そのため、この場合、コンプレッサでは正常な過給が行えず、過給圧が大幅に低下してしまう。

さらに、コンプレッサの作動状態が過給サージング域内にあると共にエンジン回転速度が低速であるときは、吸気脈動が発生しやすく、過給圧が不足しやすい。

以上により、従来から、コンプレッサの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速であるときの吸気脈動を抑制できる吸気装置を開発することが望まれていた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの吸気通路に設けられた遠心式ブロワを有する過給機を備えた過給機付エンジンの吸気装置において、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速であるときの吸気脈動を抑制する技術を提供することにある。

第１の発明は、エンジンの吸気通路に設けられた遠心式ブロワを有する過給機を備えた過給機付エンジンの吸気装置であって、上記吸気通路が、上記遠心式ブロワの上流側に設けられ且つ上流端に吸気口部が形成された吸気ダクトを有し、上記吸気口部の全開口面積に対する該吸気口部の吸気流通面積の比を開口比として、上記遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときには、上記開口比が略１／２になるように上記吸気口部の一部を塞ぐ閉塞手段を備えたことを特徴とするものである。

ところで、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときは、コンプレッサの上流側及び下流側において吸気脈動が発生する。ここで、本発明によれば、閉塞手段は、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときには、開口比が略１／２になるように吸気ダクトの吸気口部の一部を塞ぐ。よって、吸気口部に達した圧力波は、吸気口部の閉塞手段によって塞がれている部分では、反転しないで同位相で反射される一方、吸気口部の閉塞手段によって塞がれていない部分では、反転して逆位相で反射される（ホイヘンスの原理）。そして、それら同一波長の、同位相で反射された圧力波と逆位相で反射された圧力波とが、吸気口部付近において相殺される。そのため、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときの吸気脈動が抑制され、ひいては、エンジンの不整振動が抑制される。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記閉塞手段が、上記吸気口部に開閉可能に設けられ、且つ、閉状態のときには上記吸気ダクトの軸方向と直交する方向に延びると共に上記開口比を略１／２にする可動式弁体と、上記遠心式ブロワの作動状態が上記過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が上記所定値よりも小さいときには、上記可動式弁体を閉状態にする制御手段とを有することを特徴とするものである。

これにより、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときの吸気脈動を抑制する閉塞手段を具現化できる。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記制御手段が、上記遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び上記過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が上記所定値以上であるときには、上記可動式弁体の開度を該エンジン回転速度に基づき決定して該可動式弁体を該決定された開度にするように構成されていることを特徴とするものである。

これにより、制御手段は、遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が所定値以上であるときには、可動式弁体の開度を該エンジン回転速度に基づき決定して該可動式弁体を該決定された開度にするので、遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が所定値以上であるときは、そのエンジン回転速度に見合った吸気量を得ることができる。

第４の発明は、上記第１の発明において、上記閉塞手段が、上記遠心式ブロワの作動状態が上記過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が上記所定値よりも小さいときときには上記吸気口部の全体を覆うように構成され且つ厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成された閉塞部材を有し、上記吸気口部の全開口面積に対する上記各貫通孔の開口面積を総和した総開口面積の比が略１／２であることを特徴とするものである。

これにより、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときの吸気脈動を抑制する閉塞手段を具現化できる。

第５の発明は、上記第１の発明において、上記閉塞手段が、上記開口比が略１／２になるように上記吸気口部に固定された閉塞部材を有し、上記吸気通路が、上記遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び上記過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が上記所定値以上であるときには上記遠心式ブロワの上流側に連通するように構成されている別の吸気ダクトをさらに有することを特徴とするものである。

これにより、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときの吸気脈動を抑制する閉塞手段を具現化できる。

また、別の吸気ダクトは、遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が所定値以上であるときには、該遠心式ブロワの上流側に連通するので、遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が所定値以上であるときは、吸気が吸気ダクトと共に別の吸気ダクトからも導入される。そのため、遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が所定値以上であるときに必要な吸気量を確保できる。

第６の発明は、上記過給機が、上記遠心式ブロワに加えて、上記エンジンの複数の気筒にそれぞれ連通した複数の排気管が集合してなる排気管集合部に連通し且つ上記エンジンからの排気によって駆動されるタービンを有すると共に該タービンによって上記遠心式ブロワを駆動するように構成されているターボチャージャからなることを特徴とするものである。

このように、本発明を、サージングの発生頻度が高いターボチャージャを具備するエンジンに適用することにより、本発明の作用・効果が顕著になる。

第７の発明は、上記過給機が、上記遠心式ブロワに加えて、上記エンジンからの排気によって駆動されるタービンと該タービンに供給される排気の流速を変更可能な可動ベーンとを有すると共に上記タービンによって上記遠心式ブロワを駆動するように構成されているバリアブル・ジオメトリ・ターボチャージャからなることを特徴とするものである。

このように、本発明を、サージングの発生頻度が高いバリアブル・ジオメトリ・ターボチャージャを具備するエンジンに適用することにより、本発明の作用・効果が顕著になる。

本発明によれば、閉塞手段は、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときには、開口比が略１／２になるように吸気ダクトの吸気口部の一部を塞ぐので、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときの吸気脈動が抑制され、ひいては、エンジンの不整振動が抑制される。したがって、過給サージング域内の高い過給圧を利用でき、ひいては、エンジンの性能を高めることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１に示すように、本発明の実施形態１に係る過給機付エンジンの吸気装置１は、吸気を流通させる吸気ダクト３と、後述する開口比を調節する開閉弁５と、吸気を清浄するエアクリーナ７と、吸気量を検出するエアフローメータ９と、排気のエネルギーを利用するターボチャージャ１１と、そのターボチャージャ１１のコンプレッサ１１ｂにより圧縮されて高温になった吸気を冷却するインタクーラ１３と、吸気をエンジン１７に供給するための吸気マニホールド１５と、直列４気筒のエンジン１７と、エンジン１７から放出される排気を導くための排気マニホールド１９と、排気を流通させる排気ダクト２１と、開閉弁５のアクチュエータ等を制御する制御装置（ＥＣＵ）２３（図２を参照）とを備えている。この過給機付エンジンの吸気装置１では、上流側から順に吸気ダクト３、吸気マニホールド１５、エンジン１７、排気マニホールド１９及び排気ダクト２１が配設されている。なお、本発明に係る遠心式ブロワはコンプレッサ１１ｂに対応し、過給機はターボチャージャ１１に対応し、可動式弁体は開閉弁５に対応し、制御手段は制御装置２３に対応し、閉塞手段は開閉弁５及び制御装置２３に対応する。

吸気ダクト３には上流側から順に開閉弁５、エアクリーナ７、エアフローメータ９、ターボチャージャ１１のコンプレッサ１１ｂ及びエアクリーナ７が配設されている。吸気ダクト３は、エアクリーナ７の上流側に設けられた第１吸気ダクト３ａと、エアクリーナ７とコンプレッサ１１ｂとの間に設けられた第２吸気ダクト３ｂと、コンプレッサ１１ｂと吸気マニホールド１５との間に設けられた第３吸気ダクト３ｃとを有する。第１吸気ダクト３ａは、一端から他端に亘って直線状に形成された円筒状の管である。すなわち、第１吸気ダクト３ａの軸方向と流路方向とは一致している。また、第１吸気ダクト３ａの流路面積は一定である。第１吸気ダクト３ａの上流端には、外気を吸い込むための円状の吸気口３ｄが形成されている。そして、第１吸気ダクト３ａの上流端部が吸気口部３ｅを構成している。

開閉弁５は第１吸気ダクト３ａの吸気口部３ｅの一部を開閉自在に塞ぐように該吸気口部３ｅに取り付けられていて、アクチュエータによって駆動される。開閉弁５は、吸気の流れを遮断する遮断面の面積が吸気口部３ｅの全開口面積の半分である半円状の板状部材からなる。「吸気口部３ｅの全開口面積」とは、吸気口部３ｅの実際の開口面積である。言い換えれば、「吸気口部３ｅの全開口面積」とは、開閉弁５が全開状態のときの吸気口部３ｅの開口面積である。開閉弁５は、全閉状態のときには、第１吸気ダクト３ａの軸方向に直交する方向に延び且つ開口比を１／２にする。開口比とは、吸気口部３ｅの全開口面積に対する該吸気口部３ｅの吸気流通面積の比を意味する。「吸気口部３ｅの吸気流通面積」とは、吸気口部３ｅにおける吸気が流通することができる面積である。言い換えれば、「吸気口部３ｅの吸気流通面積」とは、吸気口部３ｅにおける有効な吸気流れ断面積である。

ターボチャージャ１１は、排気のエネルギーによって回転するタービン１１ａと、そのタービン１１ａに直結され且つタービン１１ａの回転によって駆動される遠心式のコンプレッサ１１ｂとを有する。タービン１１ａの入口側には排気マニホールド１９が接続され、出口側には排気ダクト２１が接続されている。コンプレッサ１１ｂは羽根車を有していて、その羽根車の回転によって生ずる気体の遠心力を利用して吸気を圧送する。コンプレッサ１１ｂの入口側には第２吸気ダクト３ｂが接続され、出口側には第３吸気ダクト３ｃが接続されている。

エンジン１７は、所定方向一端側（図１では左側）から所定方向他端側に向かって順に配設された第１〜第４気筒１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを有する。このエンジン１７では、第１、第３、第４及び第２気筒１７ａ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｂの順で排気行程が行われる。排気マニホールド１９は、第１〜第４気筒１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄにそれぞれ連通した第１〜第４排気分岐管１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄと、第１及び第４排気分岐管１９ａ，１９ｄの下流側に設けられ且つ第１及び第４排気分岐管１９ａ，１９ｄが集合してなる第１排気分岐管集合部１９ｅと、第２及び第３排気分岐管１９ｂ，１９ｃの下流側に設けられ且つ第２及び第３排気分岐管１９ｂ，１９ｃが集合してなる第２排気分岐管集合部１９ｆとを有する。そして、第１及び第２排気分岐管集合部１９ｅ，１９ｆの下流端がタービン１１ａの入口側に連通している。

図２に示すように、制御装置２３は、入出力装置と、「コンプレッサの性能曲線（圧力曲線）のマップ」等を記憶する記憶装置と、中央処理装置と、タイマカウンタとを有する。「コンプレッサの性能曲線のマップ」とは、図３に示すように、本実施形態に係るターボチャージャ１１の性能を示したものである。このマップでは、コンプレッサ１１ｂの上流側の圧力（すなわち、大気圧）に対するコンプレッサ１１ｂの下流側の圧力（すなわち、過給圧）の比を示すコンプレッサ圧力比を縦軸にとり、エンジン回転数を横軸にとっている。図３のサージングラインとは、サージングを発生する限界線、つまり、ターボチャージャ１１が正常に駆動する限界線である。図３のサージング域（サージ域）とは、サージングを発生する領域であって、ターボチャージャ１１（特に、コンプレッサ１１ｂ）が破損するおそれがある領域である。図３の過給サージング域（プレサージング域）とは、サージング域に入る前に入る領域であって、コンプレッサ１１ｂの上流側及び下流側に吸気脈動が発生する領域である。図３からも明らかなように、サージングラインは、サージング域と過給サージング域との間に位置している。

制御装置２３の入力側には、エアフローメータ９や、コンプレッサ１１ｂの上流側の圧力を検出する大気圧センサ２５や、コンプレッサ１１ｂの下流側の圧力を検出する過給圧センサ２７や、エンジン回転速度を検出するエンジン回転数センサ２９等が接続されている。制御装置２３の出力側には、エンジン１７の燃料噴射弁（図示せず）やエンジン１７の点火プラグ（図示せず）や開閉弁５のアクチュエータ等が接続されている。制御装置２３は、各センサ９，２５，２７，２９からの検出情報に基づいて、燃料噴射弁の燃料噴射制御や点火プラグの点火時期制御や開閉弁５の開閉制御等を行う。

−過給機付エンジンの吸気装置の動作−
以下に、図１を参照しながら、過給機付エンジンの吸気装置１の動作について説明する。まず、外部から第１吸気ダクト３ａの吸気口部３ｅを介して導入された吸気は、第１吸気ダクト３ａ、エアクリーナ７及び第２吸気ダクト３ｂを介してコンプレッサ１１ｂに導入される。コンプレッサ１１ｂに導入された吸気は、コンプレッサ１１ｂによって圧縮される。加圧された吸気は、インタクーラ１３、第３吸気ダクト３ｃ及び吸気マニホールド１５を介してエンジン１７に導入される。エンジン１７に導入された吸気は燃料噴射弁から噴射された燃料と混合され、その混合気がエンジン１７の燃料室内で燃焼される。燃焼後にエンジン１７から流出した排気は、排気マニホールド１９を介してタービン１１ａに導入されてタービン１１ａを回転させる。そして、タービン１１ａの回転によってコンプレッサ１１ｂが駆動する。その後、タービン１１ａから流出した排気は、排気ダクト２１を介して外部に排出される。

−開閉弁の動作−
以下に、開閉弁５の動作について説明する。まず、制御装置２３は、各センサ９，２５，２７，２９からの検出情報に基づいて、コンプレッサ１１ｂの作動状態及びエンジン回転速度の状態を判定する。コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域（図３を参照）内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であると判定したときには、制御装置２３は、開閉弁５のアクチュエータを閉制御して開閉弁５を全閉状態にする。低速状態とは、エンジン回転数が２０００ｒｐｍよりも小さい状態である。このとき、開閉弁５は、第１吸気ダクト３ａの軸直交方向に延び且つ開口比を１／２にする。なお、本発明に係る所定値は２０００ｒｐｍに対応する。

ここで、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときは、コンプレッサ１１ｂの上流側及び下流側において吸気脈動が発生する。このとき、上述のように、開閉弁５は全閉状態にされている。よって、図４に示すように、吸気口部３ｅに達した圧力波は、吸気口部３ｅにおける開閉弁５によって塞がれている部分では、反転しないで同位相で反射される一方、吸気口部３ｅにおける開閉弁５によって塞がれていない部分（すなわち、吸気口部３ｅの吸気が流通することができる部分）では、反転して逆位相で反射される（ホイヘンスの原理）。そして、それら同一波長の、同位相で反射された圧力波と逆位相で反射された圧力波とが、吸気口部３ｅ付近において相殺される。そのため、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときの吸気脈動が抑制され、ひいては、エンジン１７の不整振動が抑制される。このとき、サージングラインが、サージング域を狭める方向に移動する。

一方、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域（図３を参照）外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であると判定したときには、制御装置２３は、開閉弁５のアクチュエータを開制御して開閉弁５を開状態にする。中・高速状態とは、エンジン回転数が２０００ｒｐｍ以上の状態である。具体的には、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であると判定したときには、制御装置２３は、開閉弁５の開度をそのエンジン回転速度に基づき決定して開閉弁５を決定された開度にする。このとき、制御装置２３は、エンジン回転速度が大きい程、その開度を大きくして吸気口部３ｅの吸気流通面積を大きくする。

−効果−
以上により、本実施形態によれば、開閉弁５は、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときには、開口比が略１／２になるように第１吸気ダクト３ａの吸気口部３ｅの一部を塞ぐ。よって、吸気口部３ｅに達した圧力波は、上述のように、吸気口部３ｅの開閉弁５によって塞がれている部分では、反転しないで同位相で反射される一方、吸気口部３ｅの開閉弁５によって塞がれていない部分では、反転して逆位相で反射される（ホイヘンスの原理）。そして、それら同一波長の、同位相で反射された圧力波と逆位相で反射された圧力波とが、吸気口部３ｅ付近において相殺される。そのため、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときの吸気脈動が抑制され、ひいては、エンジン１７の不整振動が抑制される。したがって、過給サージング域内の高い過給圧を利用でき、ひいては、エンジン１７の性能を高めることができる。

また、制御装置２３は、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であると判定したときには、開閉弁５の開度を該エンジン回転速度に基づき決定して該開閉弁５を該決定された開度にするので、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であるときは、そのエンジン回転速度に見合った吸気量を得ることができる。

また、本発明を、サージングの発生頻度が高いターボチャージャ１１を具備するエンジン１７に適用することにより、本発明の作用・効果が顕著になる。

なお、本実施形態では、開閉弁５は半円状の板状部材からなるが、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときの開口比が１／２になる限り、開閉弁５は如何なる形状であっても良い。

（実施形態２）
本実施形態では、図５（ａ）に示すように、開閉弁５が、厚み方向に貫通する複数の貫通孔５ａ，…が形成され且つ吸気口３ｄと同一形状の板状部材からなっていて、全閉状態のときには吸気口部３ｅの全体を覆うように吸気口部３ｅに取り付けられている。これらの貫通孔５ａ，…は、吸気口部３ｅの全開口面積に対する各貫通孔５ａの開口面積を総和した総開口面積の比が１／２になるように開閉弁５に設けられている。その他の点に関しては実施形態１とほぼ同様である。

−開閉弁の動作−
以下に、開閉弁５の動作について説明する。まず、制御装置２３は、各センサ９，２５，２７，２９からの検出情報に基づいて、コンプレッサ１１ｂの作動状態及びエンジン回転速度の状態を判定する。コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速であると判定したときには、制御装置２３は、開閉弁５のアクチュエータを閉制御して開閉弁５を全閉状態にする。このとき、開閉弁５は、第１吸気ダクト３ａの軸直交方向に延び且つ開口比を１／２にする。

ここで、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときは、コンプレッサ１１ｂの上流側及び下流側において吸気脈動が発生する。このとき、上述のように、開閉弁５は全閉状態にされている。よって、吸気口部３ｅに達した圧力波は、開閉弁５の貫通孔５ａ，…が形成されていない部分では、反転しないで同位相で反射される一方（図５（ｂ）を参照）、開閉弁５の貫通孔５ａ，…が形成された部分（すなわち、吸気口部３ｅの吸気が流通することができる部分）では、反転して逆位相で反射される（図５（ｃ）を参照）。そして、それら同一波長である、同位相で反射された圧力波と逆位相で反射された圧力波とが、吸気口部３ｅ付近において相殺される。そのため、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときの吸気脈動が抑制され、ひいては、エンジン１７の不整振動が抑制される。このとき、サージングラインが、サージング域を狭める方向に移動する。

一方、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であると判定したときには、制御装置２３は、開閉弁５の開度をそのエンジン回転速度に基づき決定して開閉弁５を決定された開度にする。

−効果−
以上により、本実施形態によれば、実施形態１と同様の作用・効果が得られると共に、複数の貫通孔５ａ，…の開口面積を管理することにより、開閉弁５の開度（特に、全閉時）の誤差を吸収できる。

（実施形態３）
図６に示すように、本実施形態では、第１吸気ダクト３ａの吸気口部３ｅに、開閉弁５の代わりに閉塞部材５´が設けられていると共に、吸気ダクト３に、該吸気ダクト３とは別の第４吸気ダクト３ｆがさらに接続されている。その他の点に関しては、実施形態１とほぼ同様である。なお、本発明に係る閉塞手段は閉塞部材５´に対応し、別の吸気ダクトは第４吸気ダクト３ｆに対応する。

閉塞部材５´は吸気の流れを遮断する遮断面の面積が吸気口部３ｅの全開口面積の半分である半円状の板状部材からなっていて、吸気口部３ｅに固定取付されている。閉塞部材５´は第１吸気ダクト３ａの軸直交方向に延びている。本実施形態では、このような閉塞部材５´が吸気口部３ｅに設けられているゆえに、開口比が常に１／２になっている。

第４吸気ダクト３ｆは、第１吸気ダクト３ａの下流端の近傍（エアクリーナ７の近傍）に接続されている。第４吸気ダクト３ｆの上流端には、外気を吸い込むための吸気口部３ｇが形成されている。第４吸気ダクト３ｆの下流端部３ｈには、該下流端部３ｈを開閉自在に塞ぐスライド弁４が設けられている。

制御装置２３は、各センサ９，２５，２７，２９からの検出情報に基づいて、スライド弁４の開閉制御も行う。

−スライド弁の動作−
以下に、スライド弁４の動作について説明する。まず、制御装置２３は、各センサ９，２５，２７，２９からの検出情報に基づいて、コンプレッサ１１ｂの作動状態及びエンジン回転速度の状態を判定する。

コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速であると判定したときには、制御装置２３は、スライド弁４のアクチュエータを閉制御してスライド弁４を全閉状態にする。よって、吸気は第１吸気ダクト３ａの吸気口部３ｅのみから流入する。

ここで、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときは、コンプレッサ１１ｂの上流側及び下流側において吸気脈動が発生する。よって、吸気口部３ｅに達した圧力波は、吸気口部３ｅにおける閉塞部材５´によって塞がれている部分では、反転しないで同位相で反射される一方、吸気口部３ｅにおける閉塞部材５´によって塞がれていない部分では、反転して逆位相で反射される。そして、それら同一波長の、同位相で反射された圧力波と逆位相で反射された圧力波とが、吸気口部３ｅ付近において相殺される。そのため、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときの吸気脈動が抑制され、ひいては、エンジン１７の不整振動が抑制される。このとき、サージングラインが、サージング域を狭める方向に移動する。

一方、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であると判定したときには、制御装置２３は、スライド弁４の開度をそのエンジン回転速度に基づき決定してスライド弁４を決定された開度にする。よって、吸気は第１吸気ダクト３ａの吸気口部３ｅのみならず第４吸気ダクト３ｆの吸気口部３ｇからも導入される。

−効果−
以上により、本実施形態によれば、第４吸気ダクト４ｆは、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であると判定したときには、該コンプレッサ１１ｂの上流側に連通するので、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であるときは、吸気が第１吸気ダクト３ａと共に第４吸気ダクト４ｆからも導入される。そのため、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であるときに必要な吸気量を確保できる。

なお、本実施形態では、閉塞部材５´は半円状の板状部材からなるが、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときの開口比が１／２になる限り、閉塞部材５´は如何なる形状であっても良い。例えば、閉塞部材５´は、吸気口部３ｅの全体を覆うように取り付けられ且つ厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成された円状の板状部材によって構成されても良い。

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、開口比を１／２に設定しているが、開口比を１／２±１０％の範囲内の値に設定すれば、上記各実施形態と同様の作用・効果が得られる。

また、上記各実施形態では、本発明に係る過給機が、遠心式のコンプレッサ１１ｂに加えて、エンジン１７の複数の気筒１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄにそれぞれ連通した複数の排気分岐管１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄが集合してなる排気分岐管集合部１９ｅ，１９ｆに連通したタービン１１ａを有するツインスクロール・ターボチャージャからなるが、過給機が、サージングの発生頻度が高いバリアブル・ジオメトリ・ターボチャージャ（以下、ＶＧＴという）や、遠心式のコンプレッサがタービンではなくモータによって駆動される電動式ターボチャージャ等によって構成されても良い。ＶＧＴは、遠心式のコンプレッサに加えて、エンジン１７の排気によって駆動されるタービンと該タービンに供給される排気の流速を変更可能な可動ベーンとを有すると共に上記タービンによって上記遠心式のコンプレッサを駆動するように構成されているものである。すなわち、ＶＧＴでは、可動ベーンによって形成されるノズルの開度を変更することができる。この場合、本発明が、サージングの発生頻度が高いＶＧＴを具備するエンジンに適用されるため、本発明の作用・効果が顕著になる。

また、上記各実施形態では、第１吸気ダクト３ａは全長に亘って直線状に形成されているが、吸気口部３ｅから少なくとも吸気口部３ｅの開口径（直径）と同じ長さだけ直線状に形成されていれば良い。

また、図３に示すマップでは、エンジン回転数を横軸にとっているが、コンプレッサ１１ｂを流通する空気流量を横軸にとってもよい。

本発明は、上記各実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

このように、上述の各実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明は、エンジンの吸気通路に設けられた遠心式ブロワを有する過給機を備えた過給機付エンジンの吸気装置等について有用である。

本発明の実施形態に係る過給機付エンジンの吸気装置の概略構成図である。 制御装置とその周辺機器の概略構成図である。 コンプレッサの性能曲線のマップである。 吸気口部で反射した圧力波の様子を示す図である。 （ａ）は開閉弁の変形例を示す図であり、（ｂ）及び（ｃ）は吸気口部で反射した圧力波の様子を示す図である。 過給機付エンジンの吸気装置の変形例を示す図である。

符号の説明

１ 過給機付エンジンの吸気装置
３ 吸気ダクト
３ｅ 吸気口部
３ｆ 第４吸気ダクト（別の吸気ダクト）
５ 開閉弁（可動式弁体，閉塞手段）
５´ 閉塞部材（閉塞手段）
９ エアフローメータ
１１ ターボチャージャ（過給機）
１１ｂ コンプレッサ（遠心式ブロワ）
１７ エンジン
１９ 排気マニホールド
２３ 制御装置（制御手段，閉塞手段）

Claims (7)

1. エンジンの吸気通路に設けられた遠心式ブロワを有する過給機を備えた過給機付エンジンの吸気装置であって、
   上記吸気通路は、上記遠心式ブロワの上流側に設けられ且つ上流端に吸気口部が形成された吸気ダクトを有し、
   上記吸気口部の全開口面積に対する該吸気口部の吸気流通面積の比を開口比として、上記遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときには、上記開口比が略１／２になるように上記吸気口部の一部を塞ぐ閉塞手段を備えた
   ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。
2. 請求項１記載の過給機付エンジンの吸気装置において、
   上記閉塞手段は、
   上記吸気口部に開閉可能に設けられ、且つ、閉状態のときには上記吸気ダクトの軸方向と直交する方向に延びると共に上記開口比を略１／２にする可動式弁体と、
   上記遠心式ブロワの作動状態が上記過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が上記所定値よりも小さいときには、上記可動式弁体を閉状態にする制御手段とを有する
   ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。
3. 請求項２記載の過給機付エンジンの吸気装置において、
   上記制御手段は、上記遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び上記過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が上記所定値以上であるときには、上記可動式弁体の開度を該エンジン回転速度に基づき決定して該可動式弁体を該決定された開度にするように構成されている
   ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。
4. 請求項１記載の過給機付エンジンの吸気装置において、
   上記閉塞手段は、上記遠心式ブロワの作動状態が上記過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が上記所定値よりも小さいときときには上記吸気口部の全体を覆うように構成され且つ厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成された閉塞部材を有し、
   上記吸気口部の全開口面積に対する上記各貫通孔の開口面積を総和した総開口面積の比が略１／２である
   ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。
5. 請求項１記載の過給機付エンジンの吸気装置において、
   上記閉塞手段は、上記開口比が略１／２になるように上記吸気口部に固定された閉塞部材を有し、
   上記吸気通路は、上記遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び上記過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が上記所定値以上であるときには上記遠心式ブロワの上流側に連通するように構成されている別の吸気ダクトをさらに有する
   ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。
6. 請求項１記載の過給機付エンジンの吸気装置において、
   上記過給機は、上記遠心式ブロワに加えて、上記エンジンの複数の気筒にそれぞれ連通した複数の排気管が集合してなる排気管集合部に連通し且つ上記エンジンからの排気によって駆動されるタービンを有すると共に該タービンによって上記遠心式ブロワを駆動するように構成されているターボチャージャからなる
   ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。
7. 請求項１記載の過給機付エンジンの吸気装置において、
   上記過給機は、上記遠心式ブロワに加えて、上記エンジンからの排気によって駆動されるタービンと該タービンに供給される排気の流速を変更可能な可動ベーンとを有すると共に上記タービンによって上記遠心式ブロワを駆動するように構成されているバリアブル・ジオメトリ・ターボチャージャからなる
   ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。

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