JP2515314B2 - エンジンの機械式過給装置 - Google Patents

エンジンの機械式過給装置

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JP2515314B2
JP2515314B2 JP62033917A JP3391787A JP2515314B2 JP 2515314 B2 JP2515314 B2 JP 2515314B2 JP 62033917 A JP62033917 A JP 62033917A JP 3391787 A JP3391787 A JP 3391787A JP 2515314 B2 JP2515314 B2 JP 2515314B2
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朝雄 田所
晴男 沖本
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエンジンの機械式過給装置に関し、特にエン
ジンにより有段変速機構を介して過給機を駆動するよう
にしたものに関する。
(従来の技術) 従来、エンジンの過給装置として、例えば実開昭61-3
2525号公報に開示されるように、エンジンの出力軸に無
段変速機構を介して過給機を連結し、該過給機の回転数
がエンジンの運転状態に応じた最適な回転数になるよう
に上記無段変速機構の変速比を制御するようにしたもの
が知られている。
(発明が解決しようとする課題) しかし、上記従来の過給装置では、無段変速機構とし
て例えば可変プーリ機構等を使用するので、過給装置が
大型化するとともに構造および制御機構が複雑なものに
なる。
ところで、上記無段変速機構に代えて有段変速機構を
用いれば、無段変速機構付過給装置ほどの過給機回転数
の細かな制御は得られないものの、エンジン運転状態に
応じた過給機回転数の制御は十分可能であり、しかも過
給装置をコンパクトで且つ簡単な構造のものにできる。
しかし、この場合、有段変速機構において高速段から
低速段への変速時に例えば電磁クラッチ等により高速段
とエンジン出力軸との駆動関係を断つとともに低速段と
エンジン出力軸とを結合するようにすると、この変速時
に過給機の回転数が急激に減少変化して過給機がショッ
クを受けるという問題が生ずる。
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、有段変速機構を用いて過給装置を
コンパクトで且つ簡単な構造のものにするとともに、エ
ンジンの減速に伴い有段変速機構を高速段から低速段に
変速する場合、その変速のタイミングを適切に設定する
ことにより、変速ショックを小さくすることを目的とす
る。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、第1
図に示すように、エンジン1によって駆動される過給機
9と、エンジン1と過給機9との間に設けられ過給機9
の回転数を複数段に変速する有段変速機構10とを備える
とともに、エンジン1の運転状態に応じて上記有段変速
機構10の変速特性を設定する変速特性設定手段51と、エ
ンジン1の運転状態を検出する運転状態検出手段52と、
該運転状態検出手段52の出力を受け、エンジン1の運転
状態により上記変速特性設定手段51の変速特性に基づい
て上記有段変速機構10を制御する制御手段53とを備え、
上記変速特性設定手段51を、高速段から低速段への変速
特性が、低速段から高速段への変速特性よりも低速側又
は低負荷側になるように設定する構成としたものであ
る。
(作用) 上記の構成により、本発明では、エンジン1の運転状
態に応じて最適な過給を行うにあたって、有段変速機構
10を用いたので、過給装置がコンパクトになるととも
に、その構造が簡単なものになる。
さらに、高速段から低速段への変速が、低速段から高
速段への変速よりも低速側又は低負荷側で行われるの
で、減速時の過給機回転数差を小さくでき、変速時のト
ルクショックを減少できる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図は本発明の実施例に係る機械式過給装置を備え
たエンジンを示し、1はエンジン、2は該エンジン1の
シリンダ3に摺動自在に嵌挿されたピストン4により容
積可変に形成される燃焼室、5は一端がエアクリーナ6
を介して大気に連通し、他端が上記燃焼室2に開口して
吸気をエンジン1に供給するための吸気通路、7は一端
が上記燃焼室2に開口し、他端が大気に開放されて排気
を排出するための排気通路であって、上記吸気通路5の
途中には、吸入空気量を制御するスロットル弁8が配設
されている。また、該スロットル弁8下流の吸入通路5
には、ルーツタイプの過給機9が配設されており、該過
給機9は、例えば2段変速タイプの有段変速機構10を介
してエンジン1の出力軸1aに連結されている。さらに、
上記過給機9下流の吸気通路5には、吸気を冷却するた
めのインタークーラ11が配設され、その下流にはエンジ
ン1に燃料を噴射供給する燃料噴射弁12が配設されてい
る。また、上記吸気通路5には、過給機9およびインタ
ークーラ11をバイパスするリリーフ通路13が設けられ、
該リリーフ通路13にはリリーフ弁14が介設されている。
尚、15は吸気弁、16は排気弁である。
また、21はスロットル弁8上流の吸気通路5に設けら
れ、吸入空気量を検出するエアフローセンサ、22はエン
ジン回路数を検出する回転数センサ、23はスロットル弁
8の開度により負荷を検出するスロットルセンサであ
る。これらセンサ21〜23により、エンジンの運転状態を
検出する運転検出手段52を構成している。そして、上記
センサ21〜23の各検出信号はコントローラ30に入力され
ていて、該コントローラ30により、上記有段変速機構1
0、リリーフ弁14、燃料噴射弁12および点火プラグ17が
各々制御される。
次に、上記過給機9および有段変速機構10について詳
述する。第3図において、31は過給機9のケーシングで
あって、該ケーシング31内は、吸入ポート32を介して上
流側吸気通路5に連通されているとともに、吐出ポート
33を介して下流側吸気通路5に連通されている。また、
該ケーシング31内には一対の繭形のロータ34,34が配設
され、該ロータ34,34が互いに逆方向に回転することに
よって、ケーシング31とロータ34,34との間に形成され
た作動室35により吸気を吸入ポート32側から吐出ポート
33側に移動せしめることにより吸気を吐出側において高
圧空気の逆流により圧縮して過給するようにしている。
上記各ローラ34はそれぞれ支軸36を介して上記ケーシ
ング31に回転自在に支持されており、該支軸36,36は互
いに平行に配されている。該支軸36,36の一側(図では
右側)には、同一歯数のカウンターギヤ37,37が互いに
噛合するように取付けられており、ロータ34,34を互い
に逆方向に回転させるようにしている。
また、上記過給機9の他側(図では左側)には有段変
速機構10が配設されている。該有段変速機構10は、下側
のロータ34の支軸36に対向するように上記ケーシング31
に回転自在に支持された中空の第1入力軸41と、上側の
ロータ34の回転数が第1入力軸41の回転数の2分の1に
なるように第1入力軸41と上側ロータ34の支軸36との間
に取付けられた一対の減速用ギヤ42,43と、第1入力軸4
1の回転数が上側ロータ支軸36の回転数よりも高いとき
に結合し且つ第1入力軸41の回転数が上側ロータ支軸35
の回転数よりも低いときに離脱するよう上側ロータ支軸
36と減速用ギヤ43との間に配設されたワンウェイクラッ
チ44と、上記第1入力軸41内に、該第1入力軸41に対し
て回転自在に配設され且つ下側ロータ支軸36に連結され
た第2入力軸45とからなる。上記第1入力軸41にはプー
リ46が取付けられ、該プーリ46はベルト47を介してエン
ジン出力軸1aに連結されている。一方、該プーリ46の一
側には上記コントローラ30に接続された電磁コイル48が
ケーシング31に対して固定されているとともに、プーリ
46を挟んで上記電磁コイル48と対向する位置にはクラッ
チ板49が配設され、該クラッチ板49は第2入力軸45に対
して固定されている。よって、有段変速機構10を高速段
に変速すべく上記電磁コイル48に通電すると、電磁コイ
ル48の磁束によって上記プーリ46に誘起される電磁力に
よりクラッチ板49がプーリ46に結合し、プーリ46の回転
力が第2入力軸45を介して下側ロータ支軸36に伝達さ
れ、ロータ34,34がプーリ46の回転数と同一の回転数で
もって互いに逆方向に回転し、またこの回転によってワ
ンウェイクラッチ44が離脱し、低速段とエンジン出力軸
1aとの駆動関係が断たれ、減速ギヤ42,43は空転する一
方、有段変速機構10を低速段に変速すべく、上記電磁コ
イル48への通電を停止すると、クラッチ板49がプーリ46
から離脱して高速段とエンジン出力軸1aとの駆動関係が
断たれ、プーリ46の回転力が第1入力軸41から減速用ギ
ヤ42,43に伝達される。さらに上側ロータ34自体が回転
しないことによってワンウェイクラッチ44が結合し、こ
のワンウェイクラッチ44を介して上記回転力が上側ロー
タ支軸36に伝達され、ロータ34,34がプーリ46の回転数
の2分の1の回転数でもって互いに逆方向に回転する。
次に、上記コントローラ30の作動について第4図によ
り説明する。このコントローラ30には、第5図に示すよ
うな有段変速機構10の変速特性のマップが記憶されてお
り、このマップにより、エンジン1の運転状態に応じて
有段変速機構10の変速特性を設定する変速特性設定手段
51を構成している。該マップ(変速特性設定手段51)
は、高速段から低速段への変速特性(実線)が、低速段
から高速段への変速特性(破線)よりも低速側又は低負
荷側になるように設定されている。まず、ステップS1
吸入空気量Q、エンジン回転数等、各種センサ21〜23の
信号を読込み、ステップS2で、エンジン1が第5図に示
すマップのA領域にあるか否かを判定し、A領域にある
と判定したYESのときにはステップS3で、前回は第5図
のマップのB領域にあったか否かを判定し、B領域にあ
ったと判定したYESのときには、低速段から高速段への
変速時であると判断してステップS4で電磁コイル48への
通電を開始し、有段変速機構10を高速段に変速する。一
方、ステップS3で前回はB領域になかったと判定したNO
のときには直ちにリターンする。
一方、ステップS2で、A領域にないと判定したNOのと
きは、ステップS5で、エンジン1が第5図のマップのC
領域にあるか否かを判定し、C領域にあると判定したYE
SのときにはステップS6で、前回はB領域にあったか否
かを判定し、B領域にあったと判定したYESのときに
は、高速段から低速段への変速時であると判定してステ
ップS7で電磁コイル48への通電を停止し、有段変速機構
10を低速段に変速する。一方、ステップS5でC領域にな
いと判定したNOのとき、およびステップS6で前回はB領
域になかったと判定したNOのときには直ちにリターンす
る。
以上のフローにおいて、ステップS2〜S7により各種セ
ンサ21〜23(運転状態検出手段52)の出力を受け、エン
ジン1の運転状態により上記変速特性設定手段51の変速
特性に基づいて上記有段変速機構10を制御する制御手段
53を構成している。
したがって、上記実施例においては、エンジン1の出
力軸1aに有段変速機構10を介してルーツタイプの過給機
9を連結して過給装置を構成したので、過給装置として
高・低2段の回転特性を持ち、エンジン低回転時の充填
効率の向上とエンジン高回転時の機械効率の向上との両
立を図りながら、装置がコンパクトになるとともに、そ
の構造が簡単なものになる。
また、第6図に示すように、有段変速機構10による高
速段から低速段への変速時、高速段とエンジン出力軸1a
との駆動関係を断ってからワンウェイクラッチ44が結合
するまでの間、過給機9のロータ34,34、カウンターギ
ヤ37,37および打2入力軸45が、その回転慣性により徐
々に減速するので、切換時のトルクショックが少ないも
のになる。
さらに、低速段から高速段への変速特性に比べて、高
速段から低速段への変速特性を低速、低負荷側へずらし
たので、第6図に示すように、エンジン1の減速時、高
速段での過給機9の回転数特性と低速段での過給機9の
回転数特性との回転数差が十分小さくなってから有段変
速機構10が高速段から低速段へ変速されるので、変速時
のトルクショックを一層低減することができる。
尚、上記実施例では、2段変速タイプの有段変速機構
10を用いたが、3段以上の変速段を有するものを用いる
ようにしてもよい。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明のエンジンの機械式過給
装置によれば、エンジンにより有段変速機構を介して過
給機を駆動したので、過給装置のコンパクト化及び構造
の簡単化を図ることができるとともに、高速段から低速
段への変速を、低速段から高速段への変速よりも低速側
又は低負荷側で行うようにしたので、エンジン減速時の
過給機回転数差を小さくでき、変速時のトルクショック
を減少できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図である。第2図
〜第6図は本発明の実施例を示し、第2図は全体概略構
成図、第3図は過給機及び有段変速機構の断面図、第4
図はコントローラの作動を説明するフローチャート図、
第5図は変速特性のマップを示す図、第6図は高速側か
ら低速側への変速時における過給機の減速状態を示す説
明図である。 1……エンジン、9……過給機、10……有段変速機構、
51……変速特性設定手段、52……運転状態検出手段、53
……制御手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田島 誠司 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−104121(JP,A) 特開 昭60−190622(JP,A) 特開 昭61−31621(JP,A) 特開 昭61−25917(JP,A) 実開 昭58−37927(JP,U) 実開 昭59−110330(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンによって駆動される過給機と、エ
    ンジンと過給機との間に設けられ過給機の回転数を複数
    段に変速する有段変速機構とを備えるとともに、エンジ
    ンの運転状態に応じて上記有段変速機構の変速特性を設
    定する変速特性設定手段と、エンジンの運転状態を検出
    する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段の出力を
    受け、エンジンの運転状態により上記変速特性設定手段
    の変速特性に基づいて上記有段変速機構を制御する制御
    手段とを備え、上記変速特性設定手段は、高速段から低
    速段への変速特性が、低速段から高速段への変速特性よ
    りも低速側又は低負荷側になるように設定されているこ
    とを特徴とするエンジンの機械式過給装置。
JP62033917A 1987-02-17 1987-02-17 エンジンの機械式過給装置 Expired - Lifetime JP2515314B2 (ja)

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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5837927U (ja) * 1981-09-04 1983-03-11 マツダ株式会社 過給機付エンジンの過給機制御装置
JPS59110330U (ja) * 1983-01-18 1984-07-25 トヨタ自動車株式会社 機械式過給機付エンジン
JPS60190622A (ja) * 1984-03-10 1985-09-28 Mazda Motor Corp エンジンの過給装置
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JPS61104121A (ja) * 1984-10-26 1986-05-22 Diesel Kiki Co Ltd 内燃機関の過給制御装置

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JPS63201324A (ja) 1988-08-19

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