JP2005351168A - 過給機付エンジン用吸排気システム - Google Patents

Abstract

【課題】 フル加速時に、電動機４の応答遅れに起因するエンジン回転速度の上昇遅れを防止することで、ドライバビリティの悪化を防止することを課題とする。
【解決手段】 過給機３を回転駆動する電動機４の応答遅れに起因して、運転者がアクセルペダルを急激に踏み込む等のフル加速時に、アクセル開度の変化量に対応して設定される過給機３の目標過給圧に対する制御過給圧（実過給圧）の追従性が悪くなる。このような時には、吸気側バイパス弁５の弁開度を全開とすることで、吸気側バイパス通路３９の流路開口面積を最大とする。これによって、エンジンの吸入行程で発生する吸気管負圧により吸気通路２０内に流入した吸入空気が、吸気側バイパス通路３９、サージタンク２４および吸気ポート１２を経由してエンジンの燃焼室１内に吸入され、エンジン回転速度を上昇させるのに必要な吸入空気量を得ることができるようになる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電動過給機を迂回する吸気側バイパス通路を開閉する吸気側バイパス弁を備えた過給機付エンジン用吸気システムに関するもので、特に電動過給機を迂回する吸気側バイパス通路を開閉する吸気側バイパス弁と、電動排気機を迂回する排気側バイパス通路を開閉する排気側バイパス弁とを備えた過給機付エンジン用吸排気システムに係わる。

［従来の技術］
従来より、図１０に示したように、エアクリーナ１０１に吸入された空気は、吸入空気量を計測するエアフローメータ１０２を通り、吸気管１０３内に供給される。この吸気管１０３には、アクセルペダルの踏み込み量に応じて制御される駆動モータ１０９の回転出力を受けて吸入空気量を調整するスロットルバルブ１０４が設けられており、このスロットルバルブ１０４には、スロットルバルブ１０４のバルブ開度を検出するスロットル開度センサが設けられている。また、スロットルバルブ１０４よりも下流側には、吸気脈動を吸収するサージタンク１０５が接続されており、このサージタンク１０５の下流側には、エンジンのシリンダヘッドに形成される吸気ポート１０６が接続されている。また、エンジンのシリンダヘッドには、燃料噴射弁（インジェクタ）１０７が取り付けられており、また、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間には、混合気を燃焼させるための燃焼室１１０が形成されている。

このような構成の自然吸気式エンジン用吸気システムでは、エンジンの吸入行程で発生する吸気管負圧とスロットルバルブ１０４のバルブ開度に応じて変更される吸入空気流路１１１の流路開口面積とで、エンジンの燃焼室１１０内に吸入される吸入空気量が決定されている。これにより、エンジンの排気量以上のエンジン出力を出すことができず、エンジン出力または燃費のうちのいずれかを選択して、エンジンの排気量または吸気管のボア内径を決定していた。
また、自然吸気式エンジン用吸気システムでは、図１１に示したように、スロットルバルブ１０４を迂回するバイパス通路１１２を設けている。そして、スロットルバルブ１０４のバルブ全閉時、つまりアイドル運転時にバイパス通路１１２の流路開口面積をエンジン負荷やエンジンの暖機状態に応じて調節するアイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）１１３を設けているが、上記と同様の理由で、エンジンの排気量以上のエンジン出力を出すことができなかった。

ここで、過給機付エンジン用吸気システムとして、図１２に示したように、エンジンの排気管１１４を流れる排気ガスによって駆動される排気ターボ過給機（ターボチャージャー）１１５、１１６を備えた排気ターボ過給式エンジン用の吸気システムがある。これは、エンジンの排気量以上のエンジン出力を発揮させることができるが、そもそも排気圧を利用しているので、エンジン回転速度が低速回転では十分なエンジン出力を出すことができず、排気圧の上がる高速回転では燃費が非常に悪化するという問題があった。
また、空気を圧縮してエンジンの燃焼室内に供給する過給機（スーパーチャージャー）と、この過給機を駆動する電動機とを備えた過給機付エンジン用吸気システムがある（例えば、特許文献１参照）。これは、トルク増大や出力増大を図る必要が有る場合、スロットルバルブよりも上流側の吸入空気流路の途中に介装された過給機を電動機により駆動して過給するように制御している。

［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載の過給機付エンジン用吸気システムにおいては、電動機の応答遅れに起因して、運転者がアクセルペダルを急激に踏み込む等のフル加速時には、運転者のアクセル操作量に対応して設定される過給機の目標過給圧に対する制御過給圧の追従性が悪くなる。これにより、フル加速時には、エンジンの燃焼室内に吸入される吸入空気量が目標値に対応した目標吸入空気量よりも少なくなり、エンジン回転速度の上昇遅れが生じるため、運転者のアクセル操作量に対応した加速感を得ることができず、ドライバビリティを悪化させるという問題が生じている。

また、電動機とエンジン制御ユニットとを接続するワイヤーハーネスが断線したり、ショートしたりして、電動機がフェイル（異常停止）した時には、過給機の回転が止まり、エンジンを回すのに必要な最小限の空気量を圧送することができなくなるので、エンジンの回転が停止するか、あるいはエンジンの始動が不能となるという問題が生じている。また、過給機付エンジンの吸気管には、スロットルバルブを内蔵するスロットルボデーが組み込まれており、特に電子制御方式のスロットルバルブにおいてはスロットル開度センサ等の機能部品も必要となることから、部品点数が多く、製品コストを上昇させる要因になっている。
特開２００２−３５７１２７号公報（第１−４頁、図１）

本発明の目的は、加速時に、過給機を駆動する電動機の応答遅れに起因するエンジン回転速度の上昇遅れを防止することで、ドライバビリティの悪化を防止することのできる過給機付エンジン用吸排気システムを提供することにある。また、過給機を駆動する電動機の異常故障時に、エンジンが止まってしまうのを防止することのできる過給機付エンジン用吸排気システムを提供することにある。さらに、排気機によって排気ガスを強制的に排気することで、燃費の向上を図ることのできる過給機付エンジン用吸排気システムを提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、吸気管の一部を構成するスロットルボデー、このスロットルボデー内に開閉自在に収容されるスロットルバルブ、およびこのスロットルバルブのバルブ開度を検出するスロットル開度センサ等により構成される、吸入空気量（吸気量）を調節するための内燃機関用吸気絞り弁装置を不要としながらも、エンジンの運転状態に基づいて過給機を駆動する電動機の回転速度を制御することにより、エンジンの運転状態に対応した吸入空気量（吸気量）の空気を、エンジンの燃焼室内に強制的に吸気（過給）することができるので、燃費と出力とを両立させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、加速時、特にフル加速で過給機の目標過給圧に対して制御過給圧の追従性が悪い場合には、吸気側バイパス弁を強制的に開弁することにより、エンジンの吸入行程で発生する吸気管負圧により吸気通路内に流入した吸入空気が、流路開口面積が所定値以上、あるいは最大化（全開）された吸気側バイパス通路を経由してエンジンの燃焼室内に吸入され、エンジン回転速度を上昇させるのに必要な吸入空気量を得ることができる。これによって、過給機を駆動する電動機の応答遅れに起因するエンジン回転速度の上昇遅れを防止することができるので、例えば運転者のアクセル操作量に対応した加速感を得ることができ、ドライバビリティを向上することができる。

また、過給機を駆動する電動機の異常故障時、例えば電動機がフェイル（異常停止）した時には、吸気側バイパス弁を強制的に開弁することにより、エンジンの吸入行程で発生する吸気管負圧により吸気通路内に流入した吸入空気が、流路開口面積が所定値以上、あるいは最大化（全開）された吸気側バイパス通路を経由してエンジンの燃焼室内に吸入され、エンジン回転速度を所定値以上に維持させるのに必要な吸入空気量を得ることができる。これによって、エンジンが止まってしまうのを防止することができるので、車両を安全な場所に退避走行（リンプフォーム）させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、吸気量制御装置は、エンジンの運転状態に基づいて、電動機の目標回転速度または過給機の目標過給圧を算出し、この算出した電動機の目標回転速度または過給機の目標過給圧に基づいて、電動機の回転速度を制御することにより、過給機の制御過給圧を、燃費と出力とを両立させることが可能な最適値となるように制御することが可能となる。また、請求項４に記載の発明によれば、吸気側バイパス通路の流路断面積と吸気通路の流路断面積とを略同一とすることにより、過給機を駆動する電動機の異常故障時に、吸気側バイパス弁を強制的に開弁して吸気側バイパス弁の弁開度を全開とすることで、従来のスロットルバルブの全開流量と同一の吸入空気量（吸気量）をエンジンの燃焼室内に供給することができる。これによって、エンジンが止まってしまうのを防止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、吸気側バイパス弁に、吸気側バイパス通路を開閉する弁体、およびこの弁体が着座または離座する弁座を設けている。そして、弁座の表面上に低摺動抵抗部材を被覆または接着することにより、弁体と弁座との相対運動における摺動抵抗を低下させることができる。また、請求項６に記載の発明によれば、過給機に、電動機により回転駆動される回転体、およびこの回転体を回転自在に支持するハウジングを設けている。そして、回転体とハウジングとの摺動部に低摺動抵抗部材を介装することにより、回転体とハウジングとの相対運動における摺動抵抗を低下させることができる。

請求項７に記載の発明によれば、エンジンの燃焼室内から排気ガスを排出するための排気通路の途中に、電動機によって駆動される排気機を介装している。そして、エンジンの運転状態に基づいて排気機を駆動する電動機の回転速度を制御することにより、排気通路の途中に介装された排気機を用いて排気ガスを強制的に排気させることができるので、排気量の増加に伴って吸気量が増加するため、更に燃費の向上を図ることができる。また、請求項８に記載の発明によれば、加速時に、排気側バイパス弁を強制的に開弁することにより、排気機を駆動する電動機の応答遅れに起因するエンジン回転速度の上昇遅れを防止することができるので、ドライバビリティを向上することができる。また、排気機を駆動する電動機の異常故障時に、排気側バイパス弁を強制的に開弁して排気側バイパス弁の弁開度を全開とすることにより、エンジンが止まってしまうのを防止することができるので、車両を安全な場所に退避走行させることができる。

本発明を実施するための最良の形態は、吸入空気量（吸気量）を調節するための内燃機関用吸気絞り弁装置を不要としながらも、エンジンの運転状態に対応した吸入空気量（吸気量）の空気を得るようにするという目的を、吸気通路の途中に介装された過給機を電動機によって駆動して過給することで実現した。また、加速時に、過給機を駆動する電動機の応答遅れに起因するエンジン回転速度の上昇遅れを防止するという目的を、フル加速で過給機の目標過給圧に対して制御過給圧の追従性が悪い時に、吸気側バイパス弁を強制的に開弁することで実現した。また、過給機を駆動する電動機の異常故障時に、エンジンが止まってしまうのを防止するという目的を、吸気側バイパス弁を強制的に開弁することで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図４は本発明の実施例１を示したもので、図１は過給機付エンジン用吸排気システムの全体構成を示した図で、図２は過給機付エンジン用吸排気システムの主要構成を示した図である。

本実施例の過給機付エンジン用吸排気システムは、例えば多気筒４サイクルガソリンエンジン等の電動過給機付内燃機関（スーパーチャージャーエンジン：以下エンジンと略す）の燃焼室１内に吸入空気を供給する吸気管２と、エンジンの燃焼室１から排気ガスを排出する排気管（図示せず）と、吸気管２の途中に介装された電動過給機（スーパーチャージャー：以下過給機と呼ぶ）３と、この過給機３を回転駆動する電動機４と、過給機３に並列して設置された吸気側バイパス弁５とによって構成されている。本実施例のエンジンは、過給機３によってより多くの吸入空気を過給することによって、高出力化および低燃費化の両立を図るものである。また、エンジンには、エンジンの稼働状態や運転状態を検出する各種センサ、およびそれらを統合制御するエンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）１０等によって構成される電子制御式燃料噴射装置が搭載されている。この電子制御式燃料噴射装置は、電動式のフューエルポンプ（図示せず）により燃料を一定の圧力以上に加圧してフューエルフィルタ（図示せず）を介して電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）１１へ送り、最適な噴射タイミングで、最適な燃料噴射量の燃料噴射を実施できるようにしたシステムである。

エンジンは、吸入空気と燃料との混合気を燃焼室１内で燃焼させて得る熱エネルギーにより出力を得るもので、吸気管２の下流端に気密的に連結される吸気ポート１２を形成するシリンダヘッドと、吸気ポート１２より混合気が吸入される燃焼室１を形成するシリンダブロックとを備えている。シリンダヘッドの一方側に形成される吸気ポート（インテークポート）１２は、吸気バルブ（インテークバルブ）１３により開閉される。また、シリンダヘッドの他方側に形成される排気ポート（エキゾーストポート）１４は、排気バルブ（エキゾーストバルブ）１５により開閉される。そして、シリンダヘッドとシリンダブロックとで形成されるシリンダ内には、エンジンのクランクシャフト（エンジン出力軸：図示せず）にコンロッド（図示せず）を介して連結されるピストン１６が摺動自在に配設されている。なお、シリンダヘッドには、先端部が燃焼室１内に露出するようにスパークプラグ（図示せず）が取り付けられている。

吸気管２の内部には、エンジンの燃焼室１内に吸入空気を供給するための吸気通路２０が形成されている。この吸気管２は、吸入空気を濾過するエアクリーナ２１と、このエアクリーナ２１のケース２２の下流端に吸気ダクトを介して気密的に連結されて、過給機３を収容するハウジング２３と、このハウジング２３の下流端に気密的に連結されて、吸気脈動を吸収するサージタンク２４と、このサージタンク２４の下流端と吸気ポート１２の上流端とを気密的に連結するインテークマニホールド（またはインテークパイプ）とから構成されている。なお、エアクリーナ２１のケース２２の出口側には、吸入空気量を計測するエアフローメータ２５が組み込まれている。そして、過給機３の入口側には、吸気管２内を流れる吸入空気の温度（吸気温）を検出する吸気温センサ２６が設置されており、また、過給機３の出口側には、吸気管２内を流れる吸入空気の圧力（吸気圧または過給圧）を検出する圧力センサ２７が設置されている。

過給機３は、図２および図３に示したように、二葉式のルーツ式過給機であって、ハウジング（ケーシング）２３内に位相をずらして配設された繭形状のポンプロータ（回転体）３１、３２により区画されて容積可変室（空気加圧室、空気圧縮室）３３が形成されている。そして、ハウジング２３の図示上端には、天井側プレートが取り付けられており、また、ハウジング２３の図示下端には、底側プレートが取り付けられている。なお、ハウジング２３の一方側（図３（ｂ）において図示左側）には、容積可変室３３内に吸入空気を吸入するための吸入口が形成されており、また、ハウジング２３の他方側（図３（ｂ）において図示右側）には、容積可変室３３内より吸入空気を吐出するための吐出口が形成されている。なお、ポンプロータ３１、３２には、駆動軸３４の外周および従動軸の外周に嵌合する嵌合孔３１ａ、３２ａが形成されている。

そして、駆動軸３４の一端はハウジング２３に設けられたベアリング（図示せず）により回転自在に軸支されている。そして、駆動軸３４と平行に従動軸（図示せず）が設けられており、この従動軸の一端はハウジング２３に設けられたベアリング（図示せず）により回転自在に軸支されている。駆動軸３４の外周および従動軸の外周には、それぞれポンプロータ（回転体）３１、３２が固定されている。そして、ハウジング２３の底側プレートより外部に突出した駆動軸３４の一端には、駆動ギヤ（図示せず）が組み付けられており、また、ハウジング２３の底側プレートより外部に突出した従動軸の一端には、駆動ギヤに噛合する従動ギヤ（図示せず）が組み付けられている。なお、ハウジング２３の底側プレートより外部に突出した駆動軸３４は、電動機４の出力軸（モータシャフト）を構成している。

電動機４は、駆動軸３４に一体化されたロータ、およびこのロータの外周側に対向配置されたステータよりなるブラシレスＤＣモータであって、ロータには、永久磁石（マグネット）を有するロータコアが設けられ、また、ステータには、ステータコイル３５が巻回されたステータコアおよびステータコイル３５の起磁力により磁化されるヨークハウジングが設けられている。なお、電動機４の出力軸と過給機３の駆動軸３４との間に、電動機４の出力軸の回転速度を所定の減速比となるように減速する歯車減速機構を設けても良い。また、電動機４として、ブラシレスＤＣモータの代わりに、ブラシ付きの直流（ＤＣ）モータや、三相誘導電動機等の交流（ＡＣ）モータを用いても良い。

ここで、本実施例の過給機３は、図２および図３に示したように、ハウジング２３の内壁面とポンプロータ３１、３２の外壁面との間に、両者の相対運動における摺動抵抗が生じる。このため、この摺動抵抗を低下させるための潤滑剤３６、３７を、ハウジング２３の内壁面に塗布またはコーティングしている。なお、潤滑剤３６、３７としては、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、フッ素系樹脂（例えば四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、ポリ三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリ四フッ化−六フッ化エチレン（ＦＥＰ）、エチレン−四フッ化エチレン樹脂（ＥＴＦＥ）、四フッ化−パーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂（ＰＦＡ））のうちのいずれか１つ以上の低摺動抵抗材料が望ましい。

吸気側バイパス弁５は、図１、図２および図４に示したように、過給機３をバイパスする吸気側バイパス通路３９を開閉する電磁式開閉弁であって、吸気管２のハウジング２３の壁面に組み付けられたバルブハウジング４０を有している。このバルブハウジング４０内には、吸気側バイパス通路３９が形成されている。この吸気側バイパス通路３９は、図１および図２に示したように、断面コの字状に形成されており、流入口４１および流出口４２が吸気管２のハウジング２３の壁面で開口している。流入口４１は、過給機３よりも上流側の吸気通路２０と吸気側バイパス通路３９の入口側とを連通しており、また、流出口４２は、過給機３よりも下流側の吸気通路２０と吸気側バイパス通路３９の出口側とを連通している。これにより、吸気側バイパス通路３９は、過給機３よりも上流側で吸気通路２０より分岐して、過給機３よりも下流側で吸気通路２０に合流するように構成されており、内部に流入した吸入空気を過給機３から迂回させてエンジンの燃焼室１内に供給する吸入空気流路を構成している。なお、流入口４１および流出口４２を囲むハウジング２３の壁面には、後記するバルブ４３が着座または離座する弁座４４が形成されている。また、吸気側バイパス通路３９は、吸気管２内に形成される吸気通路２０の流路断面積と略同一の流路断面積を有している。

そして、バルブハウジング４０内には、バルブ４３およびベローズ４５が収容されており、また、バルブハウジング４０の図示上部には、電磁式アクチュエータ４６が一体的に取り付けられている。バルブ４３は、吸気側バイパス通路３９を開閉するための弁体であって、弁座４４に着座することが可能な略円板形状の当接部を有している。このバルブ４３は、バルブ４３の中央部を貫通するバルブシャフト４７に支持されており、バルブシャフト４７と共に軸方向に移動可能となっている。このバルブシャフト４７は、バルブハウジング４０の内部に設けられるシャフト支持孔４０ａの内壁に摺動自在に支持されている。そして、バルブシャフト４７は、後記する電磁式アクチュエータ４６のムービングコア４９およびバルブ４３と共に往復移動する。ベローズ４５は、バルブ４３と一体的に設けられており、バルブシャフト４７の外周に取り付けられている。

電磁式アクチュエータ４６は、樹脂製コイルボビン（図示せず）の外周に巻回されたソレノイドコイル４８、このソレノイドコイル４８の内周側に配設されたステータコア（図示せず）、このステータコアに対して往復移動可能に配設されたムービングコア４９等によって構成されている。ここで、吸気側バイパス弁５のバルブ４３の当接部とハウジング２３の弁座４４との間、および吸気側バイパス弁５のバルブシャフト４７の摺接部とバルブハウジング４０のシャフト支持孔４０ａの内壁との間に、両者の相対運動における摺動抵抗が生じる。このため、この摺動抵抗を低下させるための潤滑剤を含む塑性材（図示せず）を、ハウジング２３の弁座４４およびバルブハウジング４０の内壁に塗布した後にならしを実施している。なお、潤滑剤としては、上記の低摺動抵抗材料を用いることが望ましい。

ＥＣＵ１０の内部には、ＣＰＵ、ＲＡＭまたはＲＯＭ等のメモリ、入力回路、出力回路、電源回路、電磁弁駆動回路、電動機駆動回路等の機能を含んで構成されるマイクロコンピュータ（吸気量制御装置、排気量制御装置）が設けられ、各種センサからのセンサ信号がＡ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。そのマイクロコンピュータには、エアフローメータ２５からの吸入空気量信号、吸気温センサ２６からの吸気温信号、圧力センサ２７からの吸気圧信号または過給圧信号、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル操作量）を検出するアクセル開度センサ２８からのアクセル開度信号、およびクランク角度センサ２９からのクランク角度信号等のセンサ信号が入力される。なお、マイクロコンピュータは、クランク角度センサ２９からのクランク角度信号のパルス間隔時間を計測することでエンジン回転速度を検出する。

そして、ＥＣＵ１０は、エアフローメータ２５からの吸入空気量信号と計測したエンジン回転速度とから基本噴射量を計算し、この基本噴射量に各種センサからのセンサ信号による補正を加えて指令噴射量を決定している。なお、過給機３よりも下流側の吸気管圧力を圧力センサ２７によって検出し、この吸気管圧力とエンジン回転速度とをＥＣＵ１０で演算することにより間接的に吸入空気量を求めるようにしても良い。また、吸気管圧力とエンジン回転速度とから基本噴射量を直接計算しても良い。そして、ＥＣＵ１０は、エンジンの運転状態、例えばアクセル開度とエンジン回転速度とから目標過給圧を計算し、圧力センサ２７からの吸気管圧力を実過給圧として検出し、目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいて電動機４の目標回転速度を計算し、電動機４の実回転速度が目標回転速度となるように電動機４のステータコイル３５に印加する過給機駆動電流を調整している。そして、ＥＣＵ１０は、吸気側バイパス弁５の開弁が必要な時に、ＥＣＵ１０の電磁弁駆動回路から吸気側バイパス弁５のソレノイドコイル４８に電磁弁駆動電流を印加して強制的に所定の条件を満足するまで開弁するように構成されている。なお、所定の条件を満足するまでとは、例えば吸気側バイパス弁５を開弁してから一定時間が経過するまでの開弁期間、あるいは目標過給圧と実過給圧との偏差がなくなるまでの期間を指す。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の過給機付エンジン用吸排気システムの作用を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。

フューエルタンクから汲み上げられた燃料は、フューエルポンプ、フューエルフィルタ、燃料配管を通ってインジェクタ１１内に供給される。そして、インジェクタ１１は、ＥＣＵ１０からの噴射信号を受けて電磁コイルが通電されると、ニードルバルブが噴射孔を開く。これにより、インジェクタ１１の先端部の噴射孔から吸気ポート１２の壁面または吸気バルブ１３の背壁面にタイミング良く燃料噴霧が噴射される。なお、本実施例では、エンジンの吸気行程前に燃料噴霧の噴射を終了するように、あるいはエンジンの吸気行程と燃料噴霧の噴射期間とが重なるように噴射タイミングおよび燃料噴射量を制御している。また、エンジンの吸気行程では、吸気バルブ１３が開かれ、排気バルブ１５が閉じられ、ピストン１６が上死点から下死点に向かって下降運動すると、混合気がエンジンの吸気ポート１２を経由して燃焼室１内に吸入される。このとき、エアクリーナ２１で濾過された空気は、エアフローメータ２５を通り、過給機３のハウジング２３により区画された容積可変室３３内に流入する。

一方、ＥＣＵ１０により回転速度が制御されている電動機４の駆動軸３４が回されると、この駆動軸３４の回転に伴って従動軸も回転する。これにより、過給機３のポンプロータ３１、３２は、駆動軸３４および従動軸の回転中心軸線を中心にして互いに逆回転して、各ポンプロータ３１、３２とハウジング２３の内壁面との間で区画された容積可変室３３の容積を可変する。具体的には、ハウジング２３の吸入口より１つの容積可変室３３内に吸い込まれた吸入空気は、例えばポンプロータ３１の図示右回転方向の回転に従って吸入行程→圧縮行程→吐出行程を経て吐出口より吐出される。本実施例では、１回転に４回の吸入行程→圧縮行程→吐出行程が行われる。したがって、容積可変室３３内に流入した吸入空気は、各ポンプロータ３１、３２とハウジング２３の内壁面との間で区画された容積可変室３３の容積変化によって圧縮されて、圧力（吸気管圧力）が増大し過給される。そして、過給機３のハウジング２３の吐出口より流出した空気は、サージタンク２４およびインテークマニホールド（またはインテークパイプ）を経由してエンジンの吸気ポート１２内に到達する。そして、この吸気ポート１２内で、インジェクタ１１の噴射孔から噴射された燃料噴霧と混合して燃焼室１内に吸入される。

吸気バルブ１３が閉じられ、ピストン１６が上昇する圧縮行程では、混合気の中で霧化されている燃料が気化し、空気と混ざって燃え易いガスになりながら、燃焼室１内で圧縮されていく。そして、ピストン１６が上死点に達して温度、圧力が共に高くなったところで、スパークプラグの電極間に電気火花を飛ばして点火すると、混合気は急速に燃焼し、圧力の高まった燃焼ガスによってピストン１６が押し下げられ、エンジンのクランクシャフトが回される（爆発行程）。そして、ピストン１６が下死点に達したところで、排気バルブ１５が開かれ、燃焼ガスがエンジンの排気ポート１４から噴出すると共に、ピストン１６が上昇して燃焼室１内に残った燃焼ガスを追い出す（排気行程）。本実施例のエンジンでは、以上のような吸気行程、圧縮行程、爆発行程および排気行程の４行程を、エンジンのクランクシャフトが２回転（７２０°ＣＡ）する間に実施する。

［実施例１の特徴］
以上のように、本実施例の過給機付エンジン用吸排気システムにおいては、アクセル開度とエンジン回転速度とから目標過給圧を計算し、圧力センサ２７からの吸気管圧力を実過給圧として検出し、目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいて電動機４の目標回転速度を計算し、電動機４の実回転速度が目標回転速度となるように電動機４のステータコイル３５に印加する過給機駆動電流を制御することにより、吸気管の一部を構成するスロットルボデー、このスロットルボデー内に開閉自在に収容されるスロットルバルブ、およびこのスロットルバルブのバルブ開度を検出するスロットル開度センサ等により構成される、吸入空気量（吸気量）を調節するための内燃機関用吸気絞り弁装置を不要としながらも、エンジンの運転状態に対応した吸入空気量（吸気量）の空気を、エンジンの燃焼室１内に強制的に吸気（過給）することができるので、燃費と出力とを両立させることができる。

ここで、過給機３を回転駆動する電動機４の応答遅れに起因して、運転者がアクセルペダルを急激に踏み込む等のフル加速時に、アクセル開度の変化量に対応して設定される過給機３の目標過給圧に対する制御過給圧（実過給圧）の追従性が悪くなる。このような時には、ＥＣＵ１０の電磁弁駆動回路から吸気側バイパス弁５のソレノイドコイル４８に電磁弁駆動電流を印加して強制的に開弁する。すなわち、吸気側バイパス弁５の弁開度を全開とすることで、吸気側バイパス通路３９の流路開口面積を最大とする。これによって、エンジンの吸入行程で発生する吸気管負圧により吸気通路２０内に流入した吸入空気が、過給機３よりも上流側の流入口４１から吸気側バイパス通路３９内に流入する。そして、吸気側バイパス通路３９から過給機３よりも下流側の流出口４２、サージタンク２４、インテークマニホールド（またはインテークパイプ）および吸気ポート１２を経由してエンジンの燃焼室１内に吸入され、エンジン回転速度を上昇させるのに必要な吸入空気量を得ることができる。したがって、過給機３を回転駆動する電動機４の応答遅れに起因するエンジン回転速度の上昇遅れを防止することができるので、例えば運転者のアクセル操作量に対応した加速感を得ることができ、ドライバビリティを向上することができる。

また、電動機４とＥＣＵ１０の電動機駆動回路とを結線するワイヤーハーネスが断線したり、ショートしたりして、電動機４がフェイル（異常停止）した時には、過給機３のポンプロータ３１、３２の回転が止まり、エンジンのクランクシャフトを回すのに必要な最小限の空気量を圧送することができなくなる。このような時にも、ＥＣＵ１０の電磁弁駆動回路から吸気側バイパス弁５のソレノイドコイル４８に電磁弁駆動電流を印加して強制的に開弁する。すなわち、吸気側バイパス弁５の弁開度を全開とすることで、吸気側バイパス通路３９の流路開口面積を最大とする。これによって、エンジンの吸入行程、つまり吸気バルブ１３が開かれ、排気バルブ１５が閉じられ、ピストン１６が上死点から下死点に向かって下降運動する際にエンジンの燃焼室１内に発生する吸気管負圧によって、吸気通路２０内に流入した吸入空気が、過給機３よりも上流側の流入口４１から吸気側バイパス通路３９内に流入する。そして、吸気側バイパス通路３９から過給機３よりも下流側の流出口４２、サージタンク２４、インテークマニホールド（またはインテークパイプ）および吸気ポート１２を経由してエンジンの燃焼室１内に吸入され、エンジン回転速度を所定値以上に維持させるのに必要な吸入空気量を得ることができる。したがって、エンジンが止まってしまうのを防止することができるので、車両を安全な場所に退避走行させることができる。

また、吸気側バイパス弁５のバルブ４３の当接部とハウジング２３の弁座４４との間、および吸気側バイパス弁５のバルブシャフト４７の摺接部とバルブハウジング４０のシャフト支持孔４０ａの内壁との間に、両者の相対運動における摺動抵抗が生じるため、この摺動抵抗を低下させるための潤滑剤を含む塑性材を、ハウジング２３の弁座４４およびバルブハウジング４０の内壁に塗布した後にならしを実施している。これによって、塑性材の形状がバルブ４３およびバルブシャフト４７の摺動形状にならされるため、シール性が向上し、且つ摺動抵抗も低減することができる。また、塑性材を使用しているため、バルブ４３の当接部とハウジング２３の弁座４４との間、あるいはバルブシャフト４７の摺接部とバルブハウジング４０の内壁との間に異物が噛み込んでも、その異物が塑性材内に食い込み、バルブ４３およびバルブシャフト４７のロックを防止することができる。

図５は本発明の実施例２を示したもので、過給機付エンジン用吸排気システムの全体構成を示した図である。

本実施例の過給機付エンジン用吸排気システムは、エンジンの燃焼室１内に吸入空気を供給する吸気管２と、この吸気管２内を流れる吸入空気を圧縮して強制的に吸気（過給）する過給機（スーパーチャージャー）３と、この過給機３を回転駆動する電動機４と、過給機３に並列して設置された吸気側バイパス弁５と、エンジンの燃焼室１から排気ガスを排出する排気管６と、この排気管６内を流れる排気ガスを圧縮して強制的に排気する電動排気機（スーパーチャージャー：以下排気機と呼ぶ）７と、この排気機７を回転駆動する電動機８と、排気機７に並列して設置された排気側バイパス弁９とによって構成されている。そして、排気管６の内部には、エンジンの燃焼室１から排気ガスを排出するための排気通路５０が形成されている。この排気管６の上流端と排気ポート１４の下流端とは、エキゾーストマニホールド（またはエキゾーストパイプ）を介して気密的に連結されている。また、排気管６の下流端には、排気ガスを浄化する排気浄化装置（図示せず）が取り付けられている。

排気機７は、図３および図５に示したように、過給機３と同様な構成を有する二葉式のルーツ式排気機であって、排気管６の途中に介装されたハウジング（ケーシング）５３内に位相をずらして配設された繭形状のポンプロータ（回転体）３１、３２により区画されて容積可変室（空気加圧室、空気圧縮室）３３が形成されている。なお、ポンプロータ３１、３２には、駆動軸３４の外周および従動軸の外周に嵌合する嵌合孔３１ａ、３２ａが形成されている。なお、ハウジング５３の底側プレートより外部に突出した駆動軸３４は、電動機８の出力軸（モータシャフト）を構成している。電動機８は、電動機４と同様な構成を有するブラシレスＤＣモータであって、ロータには、永久磁石（マグネット）を有するロータコアが設けられ、また、ステータには、ステータコイル５５が巻回されたステータコアおよびステータコイル５５の起磁力により磁化されるヨークハウジングが設けられている。ここで、本実施例の排気機７は、ハウジング５３の内壁面とポンプロータ３１、３２の外壁面との間に、両者の相対運動における摺動抵抗が生じる。このため、この摺動抵抗を低下させるための潤滑剤５６、５７を、ハウジング５３の内壁面に塗布またはコーティングしている。

排気側バイパス弁９は、排気機７をバイパスする排気側バイパス通路５９を開閉する電磁式開閉弁であって、排気管６のハウジング５３の壁面に組み付けられたバルブハウジング６０を有している。このバルブハウジング６０内には、排気側バイパス通路５９が形成されている。この排気側バイパス通路５９は、図５に示したように、断面コの字状に形成されており、流入口６１および流出口６２が排気管６のハウジング５３の壁面で開口している。流入口６１は、排気機７よりも上流側の排気通路５０と排気側バイパス通路５９の入口側とを連通しており、また、流出口６２は、排気機７よりも下流側の排気通路５０と排気側バイパス通路５９の出口側とを連通している。なお、流入口６１および流出口６２を囲むハウジング５３の壁面には、後記するバルブ６３が着座または離座する弁座６４が形成されている。また、排気側バイパス通路５９は、排気管６内に形成される排気通路５０の流路断面積と略同一の流路断面積を有している。そして、バルブハウジング６０内には、バルブ６３、ベローズ（図示せず）および電磁式アクチュエータ６６等が収容されている。

バルブ６３は、排気側バイパス通路５９を開閉するための弁体であって、弁座６４に着座することが可能な略円板形状の当接部を有している。このバルブ６３は、バルブ６３の中央部を貫通するバルブシャフト６７に支持されており、バルブシャフト６７と共に軸方向に移動可能となっている。そして、バルブシャフト６７は、電磁式アクチュエータ６６のムービングコア（図示せず）およびバルブ６３と共に往復移動する。電磁式アクチュエータ６６は、樹脂製コイルボビン（図示せず）の外周に巻回されたソレノイドコイル６８、このソレノイドコイル６８の内周側に配設されたステータコア（図示せず）、このステータコアに対して往復移動可能に配設されたムービングコア等によって構成されている。ここで、排気側バイパス弁９のバルブ６３の当接部とハウジング５３の弁座６４との間、および排気側バイパス弁９のバルブシャフト６７の摺接部とバルブハウジング６０のシャフト支持孔の内壁との間に、両者の相対運動における摺動抵抗が生じる。このため、この摺動抵抗を低下させるための潤滑剤を含む塑性材（図示せず）を、バルブ６３の当接部、バルブハウジング６０の内壁、弁座６４の表面およびバルブシャフト６７の摺動部に塗布した後にならしを実施している。なお、潤滑剤としては、実施例１で説明した低摺動抵抗材料を用いることが望ましい。

以上のように、本実施例の過給機付エンジン用吸排気システムにおいては、吸気管２内に形成される吸気通路２０の途中に、電動機４によって回転駆動される過給機３を介装している。また、排気管６内に形成される排気通路５０の途中に、電動機８によって回転駆動される排気機７を介装している。そして、ＥＣＵ１０は、エンジンの運転状態、例えばアクセル開度とエンジン回転速度とから目標排気圧を計算し、排気機７よりも下流側に設置された圧力センサ（図示せず）からの排気管圧力を実排気圧として検出し、目標排気圧と実排気圧との偏差に基づいて電動機８の目標回転速度を計算し、電動機８の実回転速度が目標回転速度となるように電動機８のステータコイル５５に印加する過給機駆動電流を調整することにより、排気機７を用いて排気ガスを強制的に排気させることができるので、排気量の増加に伴って吸気量が増加するため、更に燃費の向上を図ることができる。

ここで、排気機７を回転駆動する電動機８の応答遅れに起因して、運転者がアクセルペダルを急激に踏み込む等のフル加速時に、アクセル開度の変化量に対応して設定される排気機７の目標排気圧に対する制御排気圧（実排気圧）の追従性が悪くなる。このような時には、ＥＣＵ１０から排気側バイパス弁９のソレノイドコイル６８に駆動電流を印加して強制的に開弁する。すなわち、排気側バイパス弁９の弁開度を全開とすることで、排気側バイパス通路５９の流路開口面積を最大とする。これによって、エンジンの排気行程で発生する排気管圧力によりエンジンの燃焼室１内から排気通路５０内に流入した排気ガスが、排気機７よりも上流側の流入口６１から排気側バイパス通路５９内に流入する。そして、排気側バイパス通路５９から排気機７よりも下流側の流出口６２、排気通路５０および排気浄化装置を経由して大気に排出される。したがって、排気機７を回転駆動する電動機８の応答遅れに起因するエンジン回転速度の上昇遅れを防止することができるので、例えば運転者のアクセル操作量に対応した加速感を得ることができ、ドライバビリティを向上することができる。

また、電動機８とＥＣＵ１０の電動機駆動回路とを結線するワイヤーハーネスが断線したり、ショートしたりして、電動機８がフェイル（異常停止）した時には、排気機７のポンプロータ３１、３２の回転が止まる。このような時にも、ＥＣＵ１０から排気側バイパス弁９のソレノイドコイル６８に駆動電流を印加して強制的に開弁する。すなわち、排気側バイパス弁９の弁開度を全開とすることで、排気側バイパス通路５９の流路開口面積を最大とする。これによって、エンジンの排気行程で発生する排気管圧力によりエンジンの燃焼室１内から排気通路５０内に流入した排気ガスが、排気機７よりも上流側の流入口６１から排気側バイパス通路５９内に流入する。そして、排気側バイパス通路５９から排気機７よりも下流側の流出口６２、排気通路５０および排気浄化装置を経由して大気に排出される。したがって、エンジンが止まってしまうのを防止することができるので、車両を安全な場所に退避走行（リンプフォーム）させることができる。

また、排気側バイパス弁９のバルブ６３の当接部とハウジング５３の弁座６４との間、および排気側バイパス弁９のバルブシャフト６７の摺接部とバルブハウジング６０のシャフト支持孔（図示せず）の内壁との間に、両者の相対運動における摺動抵抗が生じるため、この摺動抵抗を低下させるための潤滑剤を含む塑性材を、ハウジング５３の弁座６４およびバルブハウジング６０の内壁に塗布した後にならしを実施している。これによって、塑性材の形状がバルブ６３およびバルブシャフト６７の摺動形状にならされるため、シール性が向上し、且つ摺動抵抗も低減することができる。また、塑性材を使用しているため、バルブ６３の当接部とハウジング５３の弁座６４との間、あるいはバルブシャフト６７の摺接部とバルブハウジング６０の内壁との間に異物が噛み込んでも、その異物が塑性材内に食い込み、バルブ６３およびバルブシャフト６７のロックを防止することができる。

図６は本発明の実施例３を示したもので、ベーン式過給機またはベーン式排気機を示した図である。

本実施例の過給機３または排気機７は、吸気管２または排気管６の途中に介装された円筒形状のハウジング（ケーシング）７１内において偏心状態となるようにロータ（回転体）７２が収容された構造を備えたベーン式過給機またはベーン式排気機を採用している。そして、ロータ７２の外周には、複数のベーン溝７３が形成されており、これらのベーン溝７３内に板状の羽根（ベーン）７４が挿入されている。これらのベーン７４は、ロータ７２の回転中心軸線方向に対して略直交する半径方向（純放射状）か、あるいはロータ７２の回転方向に多少傾けて取り付けられている。なお、ロータ７２には、電動機４の出力軸または電動機８の出力軸の外周に固定される嵌合孔７２ａが形成されている。

そして、電動機４または電動機８によってロータ７２が回転駆動されると、ベーン７４は遠心力で半径方向の外方に飛び出し、ハウジング７１の内壁面に密着して空気の漏れを防止する。そして、ロータ７２が図示右回転方向に回転すると、ハウジング７１の内壁面とロータ７２の外周面と隣設する２つのベーン７４とによって区画された図示右側の容積可変空間７５の容積が回転につれて増大し、図示左側の容積可変空間７５の容積が回転につれて減少する。このため、図示しない吸入口から吸入空気または排気ガスを吸入し、図示しない吐出口から押し出すことにより、容積可変空間７５内に流入した吸入空気または排気ガスが圧縮された状態で吐出されるので、過給機３または排気機７がスーパーチャージャーとして機能することになる。

図７は本発明の実施例４を示したもので、フィン式過給機またはフィン式排気機を示した図である。

本実施例の過給機３または排気機７は、吸気管２または排気管６の途中に介装された円筒形状のハウジング（ケーシング）７１内において同心状態となるようにロータ（回転体）７２が収容された構造を備えたフィン式過給機またはフィン式排気機を採用している。そして、ロータ７２の外周には、回転方向に多少湾曲した複数のフィン７６が一体的に形成されている。なお、ロータ７２には、電動機４の出力軸または電動機８の出力軸の外周に固定される嵌合孔７２ａが形成されている。以上の構成により、ハウジング７１の内壁面と隣設する２つのフィン７６との間に形成される空間７７内に流入した吸入空気または排気ガスは、圧縮された状態で吐出されるので、過給機３または排気機７がスーパーチャージャーとして機能することになる。

図８は本発明の実施例５を示したもので、スクリュー式過給機またはスクリュー式排気機を示した図である。

本実施例の過給機３または排気機７は、吸気管２または排気管６の途中に介装されたハウジング９１、このハウジング９１の内部に回転自在に収容された雌雄一対のロータ９２、９３等によって構成されるスクリュー式過給機またはスクリュー式排気機を採用している。雌雄一対のロータ９２、９３は、ハウジング９１内に互いに噛み合うように内蔵され、それぞれのロータ軸（図示せず）の一端がハウジング９１に設けられた軸受け（図示せず）によって回転自在に軸支されている。また、それぞれのロータ軸の一端には、歯車減速機構を構成するロータ側ギヤ（図示せず）が取り付けられ、雌雄一対のロータ９２、９３間で駆動力が伝達されて回転駆動されるように構成されている。なお、雌雄一対のロータ９２、９３のうちの一方を駆動入力軸として、電動機４の出力軸または電動機８の出力軸に連結している。以上の構成により、ハウジング９１内に流入した吸入空気または排気ガスは、圧縮された状態で吐出されるので、過給機３または排気機７がスーパーチャージャーとして機能することになる。

図９は本発明の実施例６を示したもので、板スプリング式過給機または板スプリング式排気機を示した図である。

本実施例の過給機３または排気機７は、吸気管２または排気管６の途中に介装された円筒形状のハウジング（ケーシング）７１内において偏心状態となるようにロータ（回転体）７２が収容された構造を備えた板スプリング式過給機または板スプリング式排気機を採用している。そして、ロータ７２の外周には、複数のスプリング保持溝７８が形成されており、これらのスプリング保持溝７８内に板スプリング７９が固定されている。これらの板スプリング７９は、ロータ７２の回転方向に凸状となるように組み付けられている。なお、ロータ７２には、電動機４の出力軸または電動機８の出力軸の外周に固定される嵌合孔７２ａが形成されている。

そして、電動機４または電動機８によってロータ７２が回転駆動されると、板スプリング７９は弾性変形力によってハウジング７１の内壁面に密着して空気の漏れを防止する。そして、ロータ７２が図示左回転方向に回転すると、ハウジング７１の内壁面とロータ７２の外周面と隣設する２つの板スプリング７９とによって区画された図示左側の容積可変空間７５の容積が回転につれて増大し、図示右側の容積可変空間７５の容積が回転につれて減少する。このため、図示しない吸入口から吸入空気または排気ガスを吸入し、図示しない吐出口から押し出すことにより、容積可変空間７５内に流入した吸入空気または排気ガスが圧縮された状態で吐出されるので、過給機３または排気機７がスーパーチャージャーとして機能することになる。

［変形例］
本実施例では、吸気側バイパス弁５として、吸気側バイパス通路３９を開閉する電磁式開閉弁を用いたが、吸気側バイパス弁５として、吸気側バイパス通路３９の流路開口面積を変更する電磁式流量制御弁を用いても良い。また、本実施例では、排気側バイパス弁９として、排気側バイパス通路５９を開閉する電磁式開閉弁を用いたが、排気側バイパス弁９として、排気側バイパス通路５９の流路開口面積を変更する電磁式流量制御弁を用いても良い。なお、吸気側バイパス弁５または排気側バイパス弁９として電磁式流量制御弁を用いた場合には、エンジンの運転状態、例えばアクセル開度とエンジン回転速度とから目標弁開度を計算し、この目標弁開度となるように電磁弁駆動電流を制御するようにしても良い。

また、エンジンの運転状態、例えばエンジン負荷またはエンジンの暖機状態や、電動機４、８の立ち上がり時に、過給機３または排気機７の能力を補助する目的で、吸気側バイパス弁５または排気側バイパス弁９を強制的に開弁するようにしても良い。また、アイドル運転時または低速低負荷時に、吸気側バイパス弁５または排気側バイパス弁９を強制的に開弁するようにしても良い。また、高速高負荷時に、吸気側バイパス弁５または排気側バイパス弁９を強制的に開弁するようにしても良い。

本実施例では、吸気管２のハウジング２３の壁面と吸気側バイパス弁５のバルブハウジング４０との間に、過給機３を迂回（バイパス）する吸気側バイパス通路３９を形成しているが、吸気管２に、過給機３よりも上流側の吸気通路２０から分岐して過給機３よりも下流側の吸気通路２０またはサージタンク２４に接続するか、あるいはエンジンの吸気ポート１２に直接接続する吸気側バイパス配管を取り付けて、その吸気側バイパス配管内に吸気側バイパス通路３９を形成しても良い。

本実施例では、排気管６のハウジング５３の壁面と排気側バイパス弁９のバルブハウジング６０との間に、排気機７を迂回（バイパス）する排気側バイパス通路５９を形成しているが、排気管６に、排気機７よりも上流側の排気通路５０から分岐して排気機７よりも下流側の排気通路５０に接続する排気側バイパス配管を取り付けて、その排気側バイパス配管内に排気側バイパス通路５９を形成しても良い。

過給機付エンジン用吸排気システムの全体構成を示した概略図である（実施例１）。 過給機付エンジン用吸排気システムの主要構成を示した概略図である（実施例１）。 （ａ）はルーツ式過給機またはルーツ式排気機を示した斜視図で、（ｂ）はルーツ式過給機またはルーツ式排気機を示した断面図である（実施例１）。 吸気側バイパス弁を示した斜視断面図である（実施例１）。 過給機付エンジン用吸排気システムの全体構成を示した概略図である（実施例２）。 （ａ）はベーン式過給機またはベーン式排気機を示した斜視図で、（ｂ）はベーン式過給機またはベーン式排気機を示した断面図である（実施例３）。 （ａ）はフィン式過給機またはフィン式排気機を示した斜視図で、（ｂ）はフィン式過給機またはフィン式排気機を示した断面図である（実施例４）。 （ａ）はスクリュー式過給機またはスクリュー式排気機を示した斜視図で、（ｂ）はスクリュー式過給機またはスクリュー式排気機を示した断面図である（実施例５）。 （ａ）は板スプリング式過給機または板スプリング式排気機を示した斜視図で、（ｂ）は板スプリング式過給機または板スプリング式排気機を示した断面図である（実施例６）。 自然吸気式エンジン用の吸気システムの全体構成を示した概略図である（従来例１）。 （ａ）は自然吸気式エンジン用の吸気システムの全体構成を示した概略図で、（ｂ）は自然吸気式エンジン用の吸気システムの主要構成を示した概略図である（従来例２）。 過給機付エンジン用吸気システムの全体構成を示した概略図である（従来例３）。

符号の説明

１ エンジンの燃焼室
２ 吸気管
３ 過給機
４ 電動機
５ 吸気側バイパス弁
６ 排気管
７ 排気機
８ 電動機
９ 排気側バイパス弁
１０ ＥＣＵ（吸気量制御装置、排気量制御装置）
１１ インジェクタ
１２ エンジンの吸気ポート
１３ エンジンの吸気バルブ
１４ エンジンの排気ポート
１５ エンジンの排気バルブ
２０ 吸気通路
２３ 過給機のハウジング
３１ ポンプロータ（回転体）
３２ ポンプロータ（回転体）
３９ 吸気側バイパス通路
４０ 吸気側バイパス弁のバルブハウジング
４３ 吸気側バイパス弁のバルブ（弁体）
４４ 吸気側バイパス弁の弁座
４７ 吸気側バイパス弁のバルブシャフト
５０ 排気通路
５３ 排気機のハウジング
５９ 排気側バイパス通路
６０ 排気側バイパス弁のバルブハウジング
６３ 排気側バイパス弁のバルブ（弁体）
６４ 排気側バイパス弁の弁座
６７ 排気側バイパス弁のバルブシャフト
７２ ロータ（回転体）

Claims (8)

1. （ａ）エンジンの燃焼室内に吸入空気を供給するための吸気通路と、
   （ｂ）この吸気通路の途中に介装されて、流入した吸入空気を圧縮して前記エンジンの燃焼室内に圧送する過給機と、
   （ｃ）この過給機を駆動する電動機と、
   （ｄ）前記エンジンの運転状態に基づいて前記電動機の回転速度を制御する吸気量制御装置と
   を備えた過給機付エンジン用吸排気システム。
2. 請求項１に記載の過給機付エンジン用吸排気システムにおいて、
   前記過給機よりも上流側で前記吸気通路より分岐して、流入した吸入空気を前記過給機から迂回させて前記エンジンの燃焼室内に供給するための吸気側バイパス通路と、
   この吸気側バイパス通路を開閉する常閉型の吸気側バイパス弁とを備え、
   前記吸気量制御装置は、加速時、あるいは前記電動機の異常故障時に、前記吸気側バイパス弁を強制的に開弁することを特徴とする過給機付エンジン用吸排気システム。
3. 請求項２に記載の過給機付エンジン用吸排気システムにおいて、
   前記吸気量制御装置は、前記エンジンの運転状態に基づいて、前記電動機の目標回転速度または前記過給機の目標過給圧を算出し、
   この算出した前記電動機の目標回転速度または前記過給機の目標過給圧に基づいて、前記電動機の回転速度を制御することを特徴とする過給機付エンジン用吸排気システム。
4. 請求項２または請求項３に記載の過給機付エンジン用吸排気システムにおいて、
   前記吸気側バイパス通路は、前記吸気通路の流路断面積と略同一の流路断面積を有していることを特徴とする過給機付エンジン用吸排気システム。
5. 請求項２ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の過給機付エンジン用吸排気システムにおいて、
   前記吸気側バイパス弁は、前記吸気側バイパス通路を開閉する弁体、およびこの弁体が着座または離座する弁座を有し、
   前記弁座の表面上には、前記弁体と前記弁座との相対運動における摺動抵抗を低下させるための低摺動抵抗部材が被覆または接着されていることを特徴とする過給機付エンジン用吸排気システム。
6. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の過給機付エンジン用吸排気システムにおいて、
   前記過給機は、前記電動機により回転駆動される回転体、およびこの回転体を回転自在に支持するハウジングを有し、
   前記回転体と前記ハウジングとの摺動部には、前記回転体と前記ハウジングとの相対運動における摺動抵抗を低下させるための低摺動抵抗部材が介装されていることを特徴とする過給機付エンジン用吸排気システム。
7. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の過給機付エンジン用吸排気システムにおいて、
   前記エンジンの燃焼室内から排気ガスを排出するための排気通路と、
   この排気通路の途中に介装されて、流入した排気ガスを圧縮して排出する排気機と、
   この排気機を駆動する電動機と、
   前記エンジンの運転状態に基づいて前記電動機の回転速度を制御する排気量制御装置とを備えたことを特徴とする過給機付エンジン用吸排気システム。
8. 請求項７に記載の過給機付エンジン用吸排気システムにおいて、
   前記排気機よりも上流側で前記排気通路より分岐して、流入した排気ガスを前記排気機から迂回させて排出するための排気側バイパス通路と、
   この排気側バイパス通路の流路開口面積を変更する常閉型の排気側バイパス弁とを備え、
   前記排気量制御装置は、加速時、あるいは前記電動機の異常故障時に、前記排気側バイパス弁を強制的に開弁することを特徴とする過給機付エンジン用吸排気システム。
   

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