JP2522376B2 - 内燃機関の複合過給装置 - Google Patents
内燃機関の複合過給装置Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
- F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
- F02B33/34—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
- F02B33/36—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps of positive-displacement type
- F02B33/38—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps of positive-displacement type of Roots type
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B33/44—Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は排気式過給機と機械式過給機とを備えた内燃
機関の複合過給装置に関する。
機関の複合過給装置に関する。
排気式過給機（ターボチャージャ）はエンジンの低回
転数域では十分に作動しないため、この低回転域におけ
る吸入空気の過給を確保すべく排気式過給機の下流側に
機械式過給機（スーパーチャージャ）を配設した複合過
給装置が、従来知られている。特開昭62−91626号公報
に記載された複合過給装置は、機械式過給機の上流側と
下流側を２本のバイパス通路により連結するとともに各
バイパス通路にそれぞれ制御弁を設け、これらの制御弁
をエンジン回転数域に応じて独立に開閉制御し、全回転
数域にわたって十分な過給効果を確保している。すなわ
ち、一方のバイパス通路はターボチャージャの吐出圧力
に応じて開放せしめられ、他方のバイパス通路はスロッ
トル弁開度に応じて開放せしめられ、これによりスーパ
ーチャージャの制御がスムーズに行なわれる。
転数域では十分に作動しないため、この低回転域におけ
る吸入空気の過給を確保すべく排気式過給機の下流側に
機械式過給機（スーパーチャージャ）を配設した複合過
給装置が、従来知られている。特開昭62−91626号公報
に記載された複合過給装置は、機械式過給機の上流側と
下流側を２本のバイパス通路により連結するとともに各
バイパス通路にそれぞれ制御弁を設け、これらの制御弁
をエンジン回転数域に応じて独立に開閉制御し、全回転
数域にわたって十分な過給効果を確保している。すなわ
ち、一方のバイパス通路はターボチャージャの吐出圧力
に応じて開放せしめられ、他方のバイパス通路はスロッ
トル弁開度に応じて開放せしめられ、これによりスーパ
ーチャージャの制御がスムーズに行なわれる。
特開昭62−91626号公報に記載された複合過給装置
は、上述のように機能の異なる２つのバイパス通路を有
するため構成が複雑であり、車両への搭載の点において
不利である。本発明は、バイパス通路を１本とするとと
もに、内燃機関の運転状態により変化する吸気圧力（正
圧・負圧）を用いて、１個のバイパス制御弁を駆動可能
とすることにより構成が簡単かつ小形で、車両への搭載
上有利であり、しかもエンジンの全回転数域において所
定の過給圧を得ることができる複合過給装置を得ること
を目的とする。
は、上述のように機能の異なる２つのバイパス通路を有
するため構成が複雑であり、車両への搭載の点において
不利である。本発明は、バイパス通路を１本とするとと
もに、内燃機関の運転状態により変化する吸気圧力（正
圧・負圧）を用いて、１個のバイパス制御弁を駆動可能
とすることにより構成が簡単かつ小形で、車両への搭載
上有利であり、しかもエンジンの全回転数域において所
定の過給圧を得ることができる複合過給装置を得ること
を目的とする。
本発明に関る複合過給装置は、吸気通路に設けられた
排気式過給機と、上記吸気通路の排気式過給機より下流
側に設けられた機械式過給機と、上記吸気通路の排気式
過給機と機械式過給機との間に配設されたスロットル弁
と、上記機械式過給機の上流側と下流側とを連結するバ
イパス通路に設けられ、正圧室および負圧室に導かれた
圧力に応じてバイパス通路を開閉し、負圧室内に閉弁方
向に作用するばねを有するバイパス制御弁とを備え、上
記負圧室は、機関の軽負荷運転時上記スロットル弁と機
械式過給機の間の圧力を導かれ、上記正圧室は、機関の
高負荷運転時上記機械式過給機より下流側の圧力を降圧
せしめられて得られる制御圧を導かれることを特徴とし
ている。
排気式過給機と、上記吸気通路の排気式過給機より下流
側に設けられた機械式過給機と、上記吸気通路の排気式
過給機と機械式過給機との間に配設されたスロットル弁
と、上記機械式過給機の上流側と下流側とを連結するバ
イパス通路に設けられ、正圧室および負圧室に導かれた
圧力に応じてバイパス通路を開閉し、負圧室内に閉弁方
向に作用するばねを有するバイパス制御弁とを備え、上
記負圧室は、機関の軽負荷運転時上記スロットル弁と機
械式過給機の間の圧力を導かれ、上記正圧室は、機関の
高負荷運転時上記機械式過給機より下流側の圧力を降圧
せしめられて得られる制御圧を導かれることを特徴とし
ている。
機関の軽負荷運転時、負圧室にはスロットル弁ンと機
械式過給機の間の圧力が導かれ、この負圧が大きくなる
ほどバイパス通路が開放される。機関の高負荷運転時、
正圧室には過給圧を降圧せしめて得られる制御圧が導か
れ、この制御圧が大きくなるほどバイパス通路が解放さ
れる。このように高負荷時には過給圧を降圧させて用い
るため、低負荷時に比較的弱い吸気管負圧でバイパス通
路を開放して吸気抵抗を低減させること、および高負荷
時に比較的高い過給圧に達するまでバイパス通路を閉じ
て出力を向上させることが両立できる。
械式過給機の間の圧力が導かれ、この負圧が大きくなる
ほどバイパス通路が開放される。機関の高負荷運転時、
正圧室には過給圧を降圧せしめて得られる制御圧が導か
れ、この制御圧が大きくなるほどバイパス通路が解放さ
れる。このように高負荷時には過給圧を降圧させて用い
るため、低負荷時に比較的弱い吸気管負圧でバイパス通
路を開放して吸気抵抗を低減させること、および高負荷
時に比較的高い過給圧に達するまでバイパス通路を閉じ
て出力を向上させることが両立できる。
以下、図示実施例により本発明を説明する。
第１図は本発明に関る複合過給装置の第１実施例を示
す。エンジン本体11の燃焼室12に連通する吸気通路13に
は、排気式過給機すなわちターボチャージャ14と機械式
過給機すなわちスーパーチャージャ15とが設けられる。
スーパーチャージャ15はターボチャージャ14の下流側に
設けられる。
す。エンジン本体11の燃焼室12に連通する吸気通路13に
は、排気式過給機すなわちターボチャージャ14と機械式
過給機すなわちスーパーチャージャ15とが設けられる。
スーパーチャージャ15はターボチャージャ14の下流側に
設けられる。
エアクリーナ16は吸気通路13の最も上流側に設けら
れ、エアフロメータ17はその下流側に設けられる。さら
に下流側にはターボチャージャ14のコンプレッサ14aが
配設され、スーパーチャージャ15はこのコンプレッサ14
aの下流側に設けられる。スロットル弁18は、吸気通路1
3のターボチャージャ14とスーパーチャージャ15の間に
設けられ、アクセルペダル（図示せず）に連動して吸気
通路の流路面積を変化させる。
れ、エアフロメータ17はその下流側に設けられる。さら
に下流側にはターボチャージャ14のコンプレッサ14aが
配設され、スーパーチャージャ15はこのコンプレッサ14
aの下流側に設けられる。スロットル弁18は、吸気通路1
3のターボチャージャ14とスーパーチャージャ15の間に
設けられ、アクセルペダル（図示せず）に連動して吸気
通路の流路面積を変化させる。
一方、排気通路21の途中には、ターボチャージャ14の
タービン14bが設けられ、またこのタービン14bを迂回す
る排気バイパス通路22が形成される。ターボチャージャ
14のタービン14bは、排気通路21を通過する排気ガスに
より回転駆動され、これによりコンプレッサ14aが回転
して吸入空気が過給される。ウエストゲートバルブ23は
排気バイパス通路22を開閉してタービン14bへ供給する
排気ガスの量を調節し、ターボチャージャ14の回転を制
御する。ウエストゲートバルブ23を開閉駆動するアクチ
ュエータ24は、従来公知のように、圧力室24aを有し、
この圧力室24a内には通路25を介してコンプレッサ下流
の吸気通路部分26に連結されたターボ過給圧が伝達され
るようになっている。しかして、圧力室24a内の圧力が
ばね24bの弾発力に打ち勝つとウエストゲートバルブ23
はバイパス通路22を開放し、タービン14bを通過する排
気ガスを制御してターボチャージャ14のコンプレッサ14
bの出口圧を一定値以下に抑える。
タービン14bが設けられ、またこのタービン14bを迂回す
る排気バイパス通路22が形成される。ターボチャージャ
14のタービン14bは、排気通路21を通過する排気ガスに
より回転駆動され、これによりコンプレッサ14aが回転
して吸入空気が過給される。ウエストゲートバルブ23は
排気バイパス通路22を開閉してタービン14bへ供給する
排気ガスの量を調節し、ターボチャージャ14の回転を制
御する。ウエストゲートバルブ23を開閉駆動するアクチ
ュエータ24は、従来公知のように、圧力室24aを有し、
この圧力室24a内には通路25を介してコンプレッサ下流
の吸気通路部分26に連結されたターボ過給圧が伝達され
るようになっている。しかして、圧力室24a内の圧力が
ばね24bの弾発力に打ち勝つとウエストゲートバルブ23
はバイパス通路22を開放し、タービン14bを通過する排
気ガスを制御してターボチャージャ14のコンプレッサ14
bの出口圧を一定値以下に抑える。
ターボチャージャ14により過給された吸入空気は、ス
ーパーチャージャ15に流入する。スーパーチャージャ15
の駆動軸は、電磁クラッチを有するプーリ15aに連結さ
れ、このプーリ15aは、エンジン本体11に設けられたク
ランクプーリ11aに、無端状にベルト27により連結され
る。スーパーチャージャ15は、電磁クラッチが接続状態
にある時、クランクプーリ15aを介して駆動される。
ーパーチャージャ15に流入する。スーパーチャージャ15
の駆動軸は、電磁クラッチを有するプーリ15aに連結さ
れ、このプーリ15aは、エンジン本体11に設けられたク
ランクプーリ11aに、無端状にベルト27により連結され
る。スーパーチャージャ15は、電磁クラッチが接続状態
にある時、クランクプーリ15aを介して駆動される。
本実施例において、スーパーチャージャ15の上流側と
下流側は吸気バイパス通路31により連結され、このバイ
パス通路31にはバイパス制御弁41が設けられる。バイパ
ス制御弁41は、シェル42とダイアフラム43により正圧室
44と負圧室45とに区画するとともに負圧室45内にばね46
を設け、ダイアフラム43に弁体47を連結して構成され
る。弁体47は、シェル42から突出し、バイパス通路31内
に臨んでこれを開閉する。ばね46はダイアフラム43を正
圧室44の方向に付勢し、すなわち弁体47を閉弁方向に付
勢する。弁体42は、正圧室44および負圧室45に導かれた
圧力に応じて変位し、バイパス通路31を開閉する。
下流側は吸気バイパス通路31により連結され、このバイ
パス通路31にはバイパス制御弁41が設けられる。バイパ
ス制御弁41は、シェル42とダイアフラム43により正圧室
44と負圧室45とに区画するとともに負圧室45内にばね46
を設け、ダイアフラム43に弁体47を連結して構成され
る。弁体47は、シェル42から突出し、バイパス通路31内
に臨んでこれを開閉する。ばね46はダイアフラム43を正
圧室44の方向に付勢し、すなわち弁体47を閉弁方向に付
勢する。弁体42は、正圧室44および負圧室45に導かれた
圧力に応じて変位し、バイパス通路31を開閉する。
正圧室44は通路51により、吸気通路13のスーパーチャ
ージャ15より下流側に連結され、この通路51には第１の
負圧切換弁52が設けられる。第１の負圧切換弁52は、ス
ーパーチャージャ15より下流側部分と大気とを選択的に
正圧室44に連通させる。通路51の途中であってバイパス
制御弁41と第１の負圧切換弁52との間は、絞り53を有す
る通路54によりエアクリーナ16に連結される。しかし
て、第１の負圧切換弁52は正圧室44に、オン状態の時ス
ーパーチャージャ15の下流側の過給圧と大気圧の合成圧
である制御圧を導き、オフ状態の時大気圧を導く。
ージャ15より下流側に連結され、この通路51には第１の
負圧切換弁52が設けられる。第１の負圧切換弁52は、ス
ーパーチャージャ15より下流側部分と大気とを選択的に
正圧室44に連通させる。通路51の途中であってバイパス
制御弁41と第１の負圧切換弁52との間は、絞り53を有す
る通路54によりエアクリーナ16に連結される。しかし
て、第１の負圧切換弁52は正圧室44に、オン状態の時ス
ーパーチャージャ15の下流側の過給圧と大気圧の合成圧
である制御圧を導き、オフ状態の時大気圧を導く。
負圧室45は通路55により、空気通路13のスロットル弁
18とスーパーチャージャ15の間に連結され、この通路55
には第２の負圧切換弁56が設けられる。第２の負圧切換
弁56は、スロットル弁18とスーパーチャージャ15の間の
部分とを大気とを選択的に負圧室45に連通させる。しか
して、第２の負圧切換弁56は負圧室45に、オン状態の時
大気圧を導き、オフ状態の時スロットル弁18とスーパー
チャージャ15の間の部分の圧力を導く。
18とスーパーチャージャ15の間に連結され、この通路55
には第２の負圧切換弁56が設けられる。第２の負圧切換
弁56は、スロットル弁18とスーパーチャージャ15の間の
部分とを大気とを選択的に負圧室45に連通させる。しか
して、第２の負圧切換弁56は負圧室45に、オン状態の時
大気圧を導き、オフ状態の時スロットル弁18とスーパー
チャージャ15の間の部分の圧力を導く。
第１および第２の負圧切換弁52,56は、マイクロコン
ピュータを備えた制御回路61により、エンジンの負荷の
大きさに応じて切り換え制御される。このため制御回路
61は、スロットル弁18に連結されたスロットル開度セン
サ62、エアフロメータ17、およびエンジン回転数センサ
63からそれぞれ検出信号を入力され、この検出信号に基
づいて第１および第２の負圧切換弁52,56を切り換え
る。また制御回路61は、スーパーチャージャ15の駆動制
御のため、クラッチに接続される。
ピュータを備えた制御回路61により、エンジンの負荷の
大きさに応じて切り換え制御される。このため制御回路
61は、スロットル弁18に連結されたスロットル開度セン
サ62、エアフロメータ17、およびエンジン回転数センサ
63からそれぞれ検出信号を入力され、この検出信号に基
づいて第１および第２の負圧切換弁52,56を切り換え
る。また制御回路61は、スーパーチャージャ15の駆動制
御のため、クラッチに接続される。
上述のような構成を有する本実施例装置は次ぎのよう
に作用する。
に作用する。
アイドル運転あるいは部分負荷運転等の軽負荷運転
時、第１および第２の負圧切換弁52,56はオフ状態に切
り換え制御される。この結果、正圧室44には大気圧が導
かれ、また負圧室45にはスロットル弁18とスーパーチャ
ージャ15の間の負圧が導かれる。したがって、ダイアフ
ラム43は負圧室45内の負圧の大きさに応じて、ばね46に
抗して変位し、これにより弁体47は開弁する。第２図の
上の図は負圧室45内の圧力とバイパス制御弁41の開度と
の関係を示す。この図において、バイパス制御弁41の開
度は、負圧が第１の値（−ａ）より小さいとき全閉状態
にあり、負圧が第２の値（−ｂ）より大きいとき全開状
態にあり、第１の値（−ａ）から第２の値（−ｂ）へか
けて直線的に増加する。
時、第１および第２の負圧切換弁52,56はオフ状態に切
り換え制御される。この結果、正圧室44には大気圧が導
かれ、また負圧室45にはスロットル弁18とスーパーチャ
ージャ15の間の負圧が導かれる。したがって、ダイアフ
ラム43は負圧室45内の負圧の大きさに応じて、ばね46に
抗して変位し、これにより弁体47は開弁する。第２図の
上の図は負圧室45内の圧力とバイパス制御弁41の開度と
の関係を示す。この図において、バイパス制御弁41の開
度は、負圧が第１の値（−ａ）より小さいとき全閉状態
にあり、負圧が第２の値（−ｂ）より大きいとき全開状
態にあり、第１の値（−ａ）から第２の値（−ｂ）へか
けて直線的に増加する。
しかしてバイパス制御弁41の開度はスロットル弁18の
下流側の負圧の大きさに応じて変化し、これによりスー
パーチャージャ15による過給圧が制御される。一方、ク
ラッチを接続させてスーパーチャージャ15を始動させる
とき、バイパス制御弁41が開放されているため、吸入空
気はバイパス通路31を通ることとなり、これによりスー
パーチャージャ15による圧縮損失が低減される。また、
クラッチを遮断してスーパーチャージャ15を停止させる
とき、バイパス制御弁41が開放されているため、吸入空
気はバイパス通路31を通ることとなり、これによりスー
パーチャージャ15による吸気損失が低減される。
下流側の負圧の大きさに応じて変化し、これによりスー
パーチャージャ15による過給圧が制御される。一方、ク
ラッチを接続させてスーパーチャージャ15を始動させる
とき、バイパス制御弁41が開放されているため、吸入空
気はバイパス通路31を通ることとなり、これによりスー
パーチャージャ15による圧縮損失が低減される。また、
クラッチを遮断してスーパーチャージャ15を停止させる
とき、バイパス制御弁41が開放されているため、吸入空
気はバイパス通路31を通ることとなり、これによりスー
パーチャージャ15による吸気損失が低減される。
これに対して高負荷運転時、第１および第２の負圧切
換弁52,56はオン状態に切り換え制御される。この結
果、正圧室44にはスーパーチャージャ15の下流側の過給
圧と大気圧の合成圧、すなわち過給圧がブリードされ降
圧せしめられて得られる制御圧が導かれ、また負圧室45
には大気圧が導かれる。したがって、ダイアフラム43は
正圧室44内の正圧の大きさに応じて、ばね46に抗して変
位し、これにより弁体47は開弁する。第２図の下の図は
正圧室44内の圧力とバイパス制御弁41の開度との関係を
示す。この図において、バイパス制御弁41の開度は実線
により示されるように、正圧が第３の値（ｃ）より小さ
いとき全閉状態にあり、正圧が第４の値（ｄ）より大き
いとき全開状態にあり、第３の値（ｃ）から第４の値
（ｄ）へかけて直線的に増加する。
換弁52,56はオン状態に切り換え制御される。この結
果、正圧室44にはスーパーチャージャ15の下流側の過給
圧と大気圧の合成圧、すなわち過給圧がブリードされ降
圧せしめられて得られる制御圧が導かれ、また負圧室45
には大気圧が導かれる。したがって、ダイアフラム43は
正圧室44内の正圧の大きさに応じて、ばね46に抗して変
位し、これにより弁体47は開弁する。第２図の下の図は
正圧室44内の圧力とバイパス制御弁41の開度との関係を
示す。この図において、バイパス制御弁41の開度は実線
により示されるように、正圧が第３の値（ｃ）より小さ
いとき全閉状態にあり、正圧が第４の値（ｄ）より大き
いとき全開状態にあり、第３の値（ｃ）から第４の値
（ｄ）へかけて直線的に増加する。
しかしてバイパス制御弁41の開度は、スーパーチャー
ジャ15の下流側の過給圧と大気圧の合成圧である制御圧
に応じて変化し、これによりスーパーチャージャ15によ
る過給圧が制御される。すなわち、低回転数域において
は、バイパス制御弁41が閉塞してターボチャージャ14と
スーパーチャージャ15による複合過給が行われ、高回転
数域においては、バイパス制御弁41が開放して吸入空気
の過給圧が設定値よりも高くならないように制御され
る。
ジャ15の下流側の過給圧と大気圧の合成圧である制御圧
に応じて変化し、これによりスーパーチャージャ15によ
る過給圧が制御される。すなわち、低回転数域において
は、バイパス制御弁41が閉塞してターボチャージャ14と
スーパーチャージャ15による複合過給が行われ、高回転
数域においては、バイパス制御弁41が開放して吸入空気
の過給圧が設定値よりも高くならないように制御され
る。
第２図の下の図において破線は、バイパス制御弁41と
第１の負圧切換弁52との間に大気に連通する通路54を連
結させなかった場合、すなわち正圧室44に過給圧を直接
導いた場合における、バイパス制御弁41の開閉特性を示
す。この破線に示されるように、バイパス制御弁41は、
正圧が第１の値（ａ）より低いとき全閉となり、正圧が
第２の値（ｂ）より高いとき全開となる。つまり制御弁
41は、負圧室44に負圧が導かれたときと同じ開閉特性を
有し、したがって高負荷運転時、比較的低い過給圧によ
り開弁してしまう。この結果、十分な過給圧が得られな
いこととなる。しかし本実施例においては、通路54が設
けられているため、高負荷運転時バイパス制御弁41はさ
らに高い過給圧のとき開放されることとなり、これによ
り十分な過給圧が得られる。
第１の負圧切換弁52との間に大気に連通する通路54を連
結させなかった場合、すなわち正圧室44に過給圧を直接
導いた場合における、バイパス制御弁41の開閉特性を示
す。この破線に示されるように、バイパス制御弁41は、
正圧が第１の値（ａ）より低いとき全閉となり、正圧が
第２の値（ｂ）より高いとき全開となる。つまり制御弁
41は、負圧室44に負圧が導かれたときと同じ開閉特性を
有し、したがって高負荷運転時、比較的低い過給圧によ
り開弁してしまう。この結果、十分な過給圧が得られな
いこととなる。しかし本実施例においては、通路54が設
けられているため、高負荷運転時バイパス制御弁41はさ
らに高い過給圧のとき開放されることとなり、これによ
り十分な過給圧が得られる。
したがって本実施例によれば、軽負荷運転時、適当な
大きさの過給圧が得られるとともに、スーパーチャージ
ャ15のクラッチのオンオフ時このスーパーチャージャに
よる圧縮損失および吸気損失が低減される。また高負荷
運転時、低回転数域においてはターボチャージャとスー
パーチャージャによる複合過給が行われ、高回転数域に
おいては十分な過給圧が得られる。また本実施例は、バ
イパス制御弁41が１個だけ設けられるものであるから、
従来のように２つの制御弁を有するものに比べて構成が
簡単であり、車両への搭載の点において有利である。
大きさの過給圧が得られるとともに、スーパーチャージ
ャ15のクラッチのオンオフ時このスーパーチャージャに
よる圧縮損失および吸気損失が低減される。また高負荷
運転時、低回転数域においてはターボチャージャとスー
パーチャージャによる複合過給が行われ、高回転数域に
おいては十分な過給圧が得られる。また本実施例は、バ
イパス制御弁41が１個だけ設けられるものであるから、
従来のように２つの制御弁を有するものに比べて構成が
簡単であり、車両への搭載の点において有利である。
さて上記第１実施例は、上述のように、高負荷運転時
バイパス制御弁41の正圧室44に導かれる制御圧は、過給
圧を大気にブリードして得られるものであるため、この
ブリードによる降圧の割合は一定である。したがって過
給圧の上昇に対する制御弁41の開度は、第３図（ａ）に
破線Ｐで示すように、直線的に増加し、そして制御弁41
の開度の増加に対するバイパス通路31の空気流量の増加
の割合は、第３図（ｂ）に破線Ｑで示すように、開度の
小さい時ほど大きくなる。ところが実際に必要な空気流
量は、第３図（ｂ）に実線Ｒで示すように、制御弁41の
開度に対してほぼ直線的に増加するようなものであり、
このため過給圧が第３図（ｃ）に破線Ｓで示すように、
設定圧P0の周りで大きくハンチングするおそれがある。
バイパス制御弁41の正圧室44に導かれる制御圧は、過給
圧を大気にブリードして得られるものであるため、この
ブリードによる降圧の割合は一定である。したがって過
給圧の上昇に対する制御弁41の開度は、第３図（ａ）に
破線Ｐで示すように、直線的に増加し、そして制御弁41
の開度の増加に対するバイパス通路31の空気流量の増加
の割合は、第３図（ｂ）に破線Ｑで示すように、開度の
小さい時ほど大きくなる。ところが実際に必要な空気流
量は、第３図（ｂ）に実線Ｒで示すように、制御弁41の
開度に対してほぼ直線的に増加するようなものであり、
このため過給圧が第３図（ｃ）に破線Ｓで示すように、
設定圧P0の周りで大きくハンチングするおそれがある。
そこで本発明の第２実施例においては、このハンチン
グを抑制すべく、制御弁41の開度が小さい領域において
空気流量の増加を抑える構成、すなわち制御弁41の開度
の増加割合が第３図（ａ）に実線Ｔで示すように過給圧
が低いほど少なくなる構成を有する。
グを抑制すべく、制御弁41の開度が小さい領域において
空気流量の増加を抑える構成、すなわち制御弁41の開度
の増加割合が第３図（ａ）に実線Ｔで示すように過給圧
が低いほど少なくなる構成を有する。
第４図は第２実施例を示し、通路54は第１実施例と異
なり、ターボチャージャ14の下流側の吸気通路部分28に
連結されている。すなわち制御弁41の正圧室44は、過給
圧と大気圧の合成圧が導かれるのではなく、スーパーチ
ャージャ15による過給圧をターボチャージャ14の下流側
のブリードして得られる制御圧が導かれる。その他の構
成は第１実施例と同様であるので、その説明を省略す
る。
なり、ターボチャージャ14の下流側の吸気通路部分28に
連結されている。すなわち制御弁41の正圧室44は、過給
圧と大気圧の合成圧が導かれるのではなく、スーパーチ
ャージャ15による過給圧をターボチャージャ14の下流側
のブリードして得られる制御圧が導かれる。その他の構
成は第１実施例と同様であるので、その説明を省略す
る。
通路54が連結される吸気通路部分28の圧力すなわちタ
ーボチャージャ14による過給圧は、エンジン回転数の上
昇とともに高くなる。したがって、エンジン回転数が高
くなるほど通路54によるブリード量は減少し、この結
果、制御弁41の開度の増加割合は、第３図（ａ）の実線
Ｔのように過給圧が高いほど大きく、また過給圧が低い
ほど小さくなる。しかして制御弁41の開度特性は、低過
給圧側において鈍い感度を有するものとなり、第３図
（ｃ）に実線Ｕで示すように過給圧のハンチングを抑制
することができ、過給圧を安定化させることができる。
ーボチャージャ14による過給圧は、エンジン回転数の上
昇とともに高くなる。したがって、エンジン回転数が高
くなるほど通路54によるブリード量は減少し、この結
果、制御弁41の開度の増加割合は、第３図（ａ）の実線
Ｔのように過給圧が高いほど大きく、また過給圧が低い
ほど小さくなる。しかして制御弁41の開度特性は、低過
給圧側において鈍い感度を有するものとなり、第３図
（ｃ）に実線Ｕで示すように過給圧のハンチングを抑制
することができ、過給圧を安定化させることができる。
上記第２実施例において、燃費向上を図るため、負圧
室45内のばね46のばね定数を小さくして部分負荷域で制
御弁41が開放するようにすると、高回転数域において、
吸気通路部分28におけるターボチャージャ14の過給圧に
よって制御弁41が開放してしまう可能性がある。このよ
うな場合には、第５図に示す第３実施例のように、通路
54を途中で分岐させ、第１の分岐通路54aをエアクリー
ナ16に、第２の分岐通路54bを吸気通路部分28にそれぞ
れ連結させる構成をとればよい。第１および第２の分岐
通路54a,54bには、それぞれ絞り53,57が形成される。そ
の他の構成は、第１および第２実施例と同様である。
室45内のばね46のばね定数を小さくして部分負荷域で制
御弁41が開放するようにすると、高回転数域において、
吸気通路部分28におけるターボチャージャ14の過給圧に
よって制御弁41が開放してしまう可能性がある。このよ
うな場合には、第５図に示す第３実施例のように、通路
54を途中で分岐させ、第１の分岐通路54aをエアクリー
ナ16に、第２の分岐通路54bを吸気通路部分28にそれぞ
れ連結させる構成をとればよい。第１および第２の分岐
通路54a,54bには、それぞれ絞り53,57が形成される。そ
の他の構成は、第１および第２実施例と同様である。
この第３実施例の作用を第６図（ａ），（ｂ）により
説明すると、ターボチャージャ14の出口圧力はエンジン
回転数が高いほど大きいため、通路54による過給圧のブ
リード量は、エンジン回転数が高いほど小さくなる。し
たがって通路54による吸気通路部分28へのブリード量
は、エンジン回転数が高いほど少なくなり、これにより
制御弁41が吸気通路部分28の圧力によって開放すること
が防止される。よって制御弁41を、低回転数域において
開放しやすく、かつ高回転数域においては開放しにくく
することができる。
説明すると、ターボチャージャ14の出口圧力はエンジン
回転数が高いほど大きいため、通路54による過給圧のブ
リード量は、エンジン回転数が高いほど小さくなる。し
たがって通路54による吸気通路部分28へのブリード量
は、エンジン回転数が高いほど少なくなり、これにより
制御弁41が吸気通路部分28の圧力によって開放すること
が防止される。よって制御弁41を、低回転数域において
開放しやすく、かつ高回転数域においては開放しにくく
することができる。
以上のように本発明は、構成が簡単かつ小形で、車両
への搭載上有利であり、しかもエンジンの全回転数域に
おいて所定の過給圧を得ることができる複合過給装置が
得られる、という効果を奏する。
への搭載上有利であり、しかもエンジンの全回転数域に
おいて所定の過給圧を得ることができる複合過給装置が
得られる、という効果を奏する。
第１図は本発明の第１実施例に係る複合過給装置を示す
図、 第２図は正圧室および負圧室の圧力によるバイパス制御
弁の開閉特性を示すグラフ、 第３図（ａ）は過給圧と制御弁開度の関係を示すグラ
フ、 第３図（ｂ）は制御弁開度と空気流量の関係を示すグラ
フ、 第３図（ｃ）は過給圧の時間的変化を示すグラフ、 第４図は第２実施例の複合過給装置を示す図、 第５図は第３実施例の複合過給装置を示す図、 第６図（ａ）はエンジン回転数とターボチャージャ出口
圧力の関係を示すグラフ、 第６図（ｂ）はエンジン回転数とブリード量の関係を示
すグラフである。 13……吸気通路、14……排気式過給機、 15……機械式過給機、18……スロットル弁、 31……バイパス通路、41……バイパス制御弁、 44……正圧室、45……負圧室、 46……ばね。
図、 第２図は正圧室および負圧室の圧力によるバイパス制御
弁の開閉特性を示すグラフ、 第３図（ａ）は過給圧と制御弁開度の関係を示すグラ
フ、 第３図（ｂ）は制御弁開度と空気流量の関係を示すグラ
フ、 第３図（ｃ）は過給圧の時間的変化を示すグラフ、 第４図は第２実施例の複合過給装置を示す図、 第５図は第３実施例の複合過給装置を示す図、 第６図（ａ）はエンジン回転数とターボチャージャ出口
圧力の関係を示すグラフ、 第６図（ｂ）はエンジン回転数とブリード量の関係を示
すグラフである。 13……吸気通路、14……排気式過給機、 15……機械式過給機、18……スロットル弁、 31……バイパス通路、41……バイパス制御弁、 44……正圧室、45……負圧室、 46……ばね。
Claims (1)
- 【請求項１】吸気通路に設けられた排気式過給機と、上
記吸気通路の排気式過給機より下流側に設けられた機械
式過給機と、上記吸気通路の排気式過給機と機械式過給
機との間に配設されたスロットル弁と、上記機械式過給
機の上流側と下流側とを連結するバイパス通路に設けら
れ、正圧室および負圧室に導かれた圧力に応じて該バイ
パス通路を開閉し、該負圧室内に閉弁方向に作用するば
ねを有するバイパス制御弁とを備え。上記負圧室は、機
関の軽負荷運転時上記スロットル弁と機械式過給機の間
の圧力を導かれ、上記正圧室は、機関の高負荷運転時上
記機械式過給機より下流側の圧力を降圧せしめられて得
られる制御圧を導かれることを特徴とする内燃機関の複
合過給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1005883A JP2522376B2 (ja) | 1988-07-07 | 1989-01-17 | 内燃機関の複合過給装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16784788 | 1988-07-07 | ||
| JP63-167847 | 1988-07-07 | ||
| JP1005883A JP2522376B2 (ja) | 1988-07-07 | 1989-01-17 | 内燃機関の複合過給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02125930A JPH02125930A (ja) | 1990-05-14 |
| JP2522376B2 true JP2522376B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=26339904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1005883A Expired - Lifetime JP2522376B2 (ja) | 1988-07-07 | 1989-01-17 | 内燃機関の複合過給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2522376B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8640458B2 (en) * | 2009-10-28 | 2014-02-04 | Eaton Corporation | Control strategy for an engine |
| EP2715090A2 (en) | 2011-05-25 | 2014-04-09 | Eaton Corporation | Supercharger-based twin charging system for an engine |
| CN103306805B (zh) * | 2013-06-04 | 2015-11-18 | 北京理工大学 | 一种可调复合增压进气系统 |
| US20230014159A1 (en) * | 2021-07-14 | 2023-01-19 | Southwest Research Institute | Internal Combustion Engine Air Intake System for Avoiding Turbocharger Surge |
-
1989
- 1989-01-17 JP JP1005883A patent/JP2522376B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02125930A (ja) | 1990-05-14 |
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