JP3274909B2 - 過給機付エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、機械式過給機（スー
パーチャージャ）とインタクーラとインタクーラバイパ
ス通路とバイパス弁などを備えたような過給機付エンジ
ンの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述例の過給機付エンジンの制御
装置としては、例えば、特開平４−２０３３１６号公報
に記載のような装置がある。すなわち、図８に示す如
く、スロットル弁１００を取付けた上流側吸気通路１０
１と、この上流側吸気通路１０１と下流側吸気通路１０
２との間に介設され、吸気を過給する機械式過給機１０
３（いわゆるスーパーチャージャ）と、この過給機１０
３による過給エアをリリーフさせるリリーフ通路１０４
と、このリリーフ通路１０４をエンジン１１１の運転状
態（低負荷側の非過給領域）に応じて開弁させるリリー
フ弁１０５と、上述の過給機１０３の下流側に配設され
たインタクーラ１０６と、このインタクーラ１０６をバ
イパスするインタクーラバイパス通路１０７（以下単に
バイパス通路と略記する）と、このバイパス通路１０７
をエンジン１１１の運転状態（部分負荷のパーシャル領
域）に応じて開弁させるバイパス弁１０８と、サージタ
ンク１０９と、吸気マニホルド１１０等を備えた過給機
付エンジンの制御装置である。

【０００３】そして、この従来装置は、スロットル弁１
００全開等の高負荷領域においては上述のリリーフ弁１
０５およびバイパス弁１０８を閉じ、吸気を各要素１０
１，１０３，１０２，１０６，１１０の順に流通して、
過給機１０３で吸気を過給すると共に、過給された吸気
をインタクーラ１０６で冷却した後に、過給圧をエンジ
ン１１１に供給して、充填効率の向上を図る一方、エン
ジン１１１の部分負荷領域においては上述のリリーフ弁
１０５およびバイパス弁１０８を図示の如く開き、吸気
を図８に矢印で示すようにインタクーラ１０６をバイパ
スさせて流通し、吸気温度を上昇させることにより、燃
焼性能の向上を図ると共に、過給エアをリリーフさせる
ことにより、過給機１０３前後の差圧を低減させて、抵
抗の低減を図っている。

【０００４】しかし、このような過給機付エンジンの制
御装置と蒸発燃料供給装置のような付加ガス供給手段と
を組合わせた場合には、次の如き問題点が生ずる。すな
わち、上述の付加ガス供給手段による付加ガス（例えば
パージガス）は一般にサージタンク１０９やバイパス通
路１０７にその付加ガス導入部が設けられ、上述の部分
負荷領域において付加ガスが供給されると、サージタン
ク１０９内の圧力Ｐ０と、過給機１０３上流側の圧力Ｐ
１と、過給機１０３下流側の圧力Ｐ２とがほぼ等しい値
となる関係上、この付加ガスのエンジン１１１に対する
供給経路長が不充分となって、付加ガスと吸気との良好
なミキシングが阻害される関係上、付加ガスの気筒分配
が悪化し、特にエンジン１１１のアイドル運転時などの
軽負荷時には、エンジンの安定性不良が発生する問題点
があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１記
載の発明は、付加ガス供給手段からの付加ガス導入部を
特定部位に設定すると共に、付加ガス供給時にバイパス
弁を強制的に閉弁させることで、付加ガス供給時のエン
ジンに対する供給経路を長くし、付加ガスと吸気とのミ
キシング向上を図り、各気筒に対する混合気の分配性能
の向上を図ることができる過給機付エンジンの制御装置
の提供を目的とする。

【０００６】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、付加ガス導入部をリ
リーフ弁配設部のリリーフ流方向下流側に設けること
で、一部の付加ガスが直接サージタンク側へリークする
のを防止し、付加ガス供給時の長い供給経路により供給
された付加ガスの全量を吸気とより一層良好にミキシン
グさせることができる過給機付エンジンの制御装置の提
供を目的とする。

【０００７】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項１または２記載の発明の目的と併せて、付加ガスを
蒸発燃料に設定すると共に、エンジンのアイドルパージ
運転時に上記バイパス弁を強制的に閉弁させることで、
混合気の気筒分配に起因するアイドル時のエンジン安定
性不良を確実に防止することができる過給機付エンジン
の制御装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、吸気を過給する過給機と、上記過給機による
過給エアをリリーフさせるリリーフ通路と、上記リリー
フ通路をエンジンの運転状態に応じて開閉制御するリリ
ーフ弁と、上記過給機の下流に配設されたインタクーラ
と、上記インタクーラをバイパスするバイパス通路と、
上記バイパス通路をエンジンの運転状態に応じて開閉制
御するバイパス弁と、エンジンの吸気系に付加ガスを供
給する付加ガス供給手段とを備えた過給機付エンジンの
制御装置であって、リリーフ流方向における上記バイパ
ス弁下流側と上記過給機上流側との間に配設された上記
付加ガス供給手段の付加ガス導入部と、上記バイパス弁
の開領域の有無を判定する第１判定手段と、上記付加ガ
ス供給の可否を判定する第２判定手段と、上記第２判定
手段の判定結果により付加ガス供給時には上記第１判定
手段によるバイパス弁開領域であっても該バイパス弁を
強制的に閉弁させる強制閉弁手段とを備えた過給機付エ
ンジンの制御装置であることを特徴とする。

【０００９】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記付加ガス導入部
を上記リリーフ弁配設部のリリーフ流方向下流側に設け
た過給機付エンジンの制御装置であることを特徴とす
る。

【００１０】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項１または２記載の発明の構成と併せて、上記付加ガ
スを蒸発燃料に設定すると共に、エンジンのアイドルパ
ージ運転時に上記バイパス弁を強制的に閉弁させる過給
機付エンジンの制御装置であることを特徴とする。

【００１１】

【発明の効果】この発明の請求項１記載の発明によれ
ば、図７にクレーム対応図で示しすように、エンジンＰ
１の運転状態に応じて第１判定手段Ｐ２がバイパス通路
Ｐ３中のバイパス弁Ｐ４の開領域であると判定した時
に、バイパス弁Ｐ４が開弁され、このバイパス弁Ｐ４の
開領域とほぼ同一領域においてリリーフ通路Ｐ５のリリ
ーフ弁Ｐ６が開弁する。このため吸気は過給機Ｐ７の上
流側から過給機Ｐ７の下流側に流動した後、インタクー
ラＰ８をバイパスして、バイパス通路Ｐ３を介してエン
ジンＰ１に供給されると共に、過給機Ｐ７の下流側から
リリーフ通路Ｐ５を介して過給機Ｐ７の上流側に過給エ
アをリリーフするリリーフ流により、過給機Ｐ７の前後
の差圧が低減する。

【００１２】しかも、エンジンＰ１の吸気系に付加ガス
を供給する付加ガス供給手段Ｐ９の付加ガス導入部Ｐ１
０を、リリーフ流方向におけるバイパス弁Ｐ４の下流側
と過給機Ｐ７の上流側との間（図７に図示の便宜上、多
点を施して示す部分参照）に設けると共に、第２判定手
段Ｐ１１および強制閉弁手段Ｐ１２を設けたので、上述
の第２判定手段Ｐ１１が付加ガス供給時であることを判
定した時、強制閉弁手段Ｐ１２は上述の第１判定手段Ｐ
２によるバイパス弁Ｐ４の開領域であっても該バイパス
弁Ｐ４を強制的に閉弁させる。

【００１３】このように付加ガス供給時に上述のバイパ
ス弁Ｐ４を強制的に閉じると、過給機Ｐ７の吸気入口部
と過給圧出口部との圧力により、サージタンク内の圧力
に対して過給機Ｐ７上流側の圧力が低くなり、吸気およ
び付加ガスは図７に矢印で示すように、過給機Ｐ７の上
流側、過給機Ｐ７、過給機Ｐ７の下流側、インタクーラ
Ｐ８の順に流通してエンジンＰ１に供給される供給経路
となり、付加ガス供給時のエンジンＰ１に対する供給経
路が長くなる。この結果、付加ガスと吸気とのミキシン
グが向上し、各気筒に対する混合気の分配性能の向上を
図ることができる効果がある。

【００１４】この発明の請求項２記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、上記付加ガス
導入部を上記リリーフ弁配設部のリリーフ流方向下流
側、換言すればバイパス通路の下流端から離間し、かつ
過給機上流側に比較的近接する部位に設けたので、一部
の付加ガスが直接サージタンク側へリークするのを防止
し、付加ガス供給時の長い供給経路により供給された付
加ガスの全量を吸気とより一層良好にミキシングさせる
ことができる効果がある。

【００１５】この発明の請求項３記載の発明によれば、
上記請求項１または２記載の発明の効果と併せて、上記
付加ガスを蒸発燃料（パージガス）に設定すると共に、
エンジンのアイドルパージ運転時に上記バイパス弁を強
制的に閉弁させるので、吸気と蒸発燃料との混合気の気
筒分配に起因するアイドル時のエンジン安定性不良を確
実に防止することができる効果がある。

【００１６】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面は過給機付エンジンの制御装置を示し、図
１（但し、同図ではスロットル全開時の状態で図示）に
おいて、この装置は、エアクリーナのエレメント下流に
エアフロセンサを設け、このエアフロセンサの下流にス
ロットルボディ１を接続して、このスロットルボディ１
にスロットルセンサ２を取付けると共に、スロットルチ
ャンバ３内にはスロットル弁４を配設している。

【００１７】上述のスロットル弁４下流のスロットルチ
ャンバ３には上流側吸気通路５を介して機械式過給機６
（スーパチャージャのことで以下単に過給機と略記す
る）の吸気入口部６ａを接続している。この過給機６は
エンジン７の出力プーリと同過給機６の入力プーリ８と
の間に張架したＶベルト９で駆動され、吸気入口部６ａ
から吸入したエアを過給して、過給圧出口部６ｂから過
給エアを吐出する。

【００１８】上述の過給機６の過給圧出口部６ｂには下
流側吸気通路１０を介してインタクーラ１１のインレッ
ト側１１ａを接続し、このインタクーラ１１のアウトレ
ット側１１ｂはサージタンク１２に接続している。この
インタクーラ１１は上述の過給機６で過給された吸気を
冷却する。

【００１９】また上述のインタクーラ１１をバイパスし
て、吸気を下流側吸気通路１０からサージタンク１２へ
流通させるバイパス通路１３を設け、このバイパス通路
１３にはエンジン７の運転状態に応じて同バイパス通路
１３を開閉制御するバイパス弁１４を設けている。

【００２０】さらに上述の過給機６による過給エアをリ
リーフさせるリリーフ通路１５を設けている。図面で
は、このリリーフ通路１５の一部が上述のバイパス通路
１３とラップするが、リリーフ経路は次の通りである。

【００２１】すなわち、上述のリリーフ経路は過給機６
の過給圧出口部６ｂ、下流側吸気通路１０、バイパス通
路１３の一部、上流側吸気通路５を介して過給機６の吸
気入口部６ａに至る経路である。

【００２２】そして、上述のリリーフ通路１５にはエン
ジン７の運転状態に応じて同リリーフ通路１５を開閉制
御するリリーフ弁１６を設けている。このリリーフ弁１
６はエンジン７の過給領域においてはバルブロッド１７
先端の弁体１８を弁座に圧接して、リリーフ通路１５を
閉じ、エンジン７の非過給領域においては弁体１８を弁
座から離間して、リリーフ通路１５を開く。

【００２３】一方、付加ガス供給手段としての蒸発燃料
供給装置２０は次のように構成している。すなわち、燃
料タンク２１とキャニスタ２２のインレット側とを第１
パージライン２３で接続し、この第１パージライン２３
にはエンジン７の運転時にのみ開弁する開閉弁２４が介
設されると共に、キャニスタ２２のアウトレット側とパ
ージソレノイドバルブ２５のインレット側とを第２パー
ジライン２６で接続し、さらにパージソレノイドバルブ
２５のアウトレット側と吸気系とを第３パージライン２
７で接続して、上述の燃料タンク２１の蒸発燃料（パー
ジガス）をキャニスタ２２の活性炭層に吸着し、蒸発燃
料をパージソレノイドバルブ２５を介して吸気系に導入
すべく構成している。

【００２４】しかも、上述の蒸発燃料供給装置２０の吸
気系に対する付加ガス導入部としてのパージガス導入部
２８を、上述のリリーフ弁１６配設部のリリーフ流方向
側におけるリリーフ通路１５に設けている。なお、上述
のサージタンク１２に一体または一体的に形成された吸
気マニホルド２９…はエンジン７のシリンダヘッドにお
ける吸気ポートに連通接続している。

【００２５】図２は過給機付エンジンの制御装置の制御
回路を示し、ＣＰＵ３０は、エアフロセンサ３１からの
吸気空気量Ｑ、ディストリビュータ３２からのエンジン
回転数Ｎｅ、スロットルセンサ２からのスロットル開度
ＴＶＯ、スロットルセンサ２と一体的に形成されたアイ
ドルスイッチ３３からのＯＮ，ＯＦＦ信号、サージタン
ク１２内の温度を検出するサージタンク内温度センサ３
４からの温度Ｔａ、過給機６の出口側温度を検出する過
給温度センサ３５からの温度Ｔｂなどの必要な各種信号
入力に基づいて、ＲＯＭ３６に格納されたプログラムに
従って、バイパス弁１４、リリーフ弁１６、開閉弁２
４、パージソレノイドバルブ２５を駆動制御し、またＲ
ＡＭ３７はバイパス弁１４を閉弁されるためのサージタ
ンク内温度Ｔａの所定値（たとえば８０℃）、バイパス
弁１４を閉弁させるための過給温度Ｔｂの所定値（たと
えば１６０℃）に相当するデータなどの必要なデータや
マップを記憶する。

【００２６】ここで、上述のＣＰＵ３０は、上述のバイ
パス弁１４の開領域の有無を判定する第１判定手段（図
３に示すフローチャートの第７ステップＳ７参照）と、
上述の蒸発燃料供給装置２０からの付加ガス供給（アイ
ドルパージ）の可否を判定する第２判定手段（図３に示
すフローチャートの第８ステップＳ８参照）と、上述の
第２判定手段の判定結果により付加ガス供給時（アイド
ルバージ実行時）には上記第１判定手段によるバイパス
弁開領域であっても該バイパス弁１４を強制的に閉弁さ
せる強制閉弁手段（図３に示すフローチャートの第１０
ステップＳ１０参照）とを兼ねる。

【００２７】このように構成した過給機付エンジンの制
御装置の作用を、図３に示すフローチャートを参照して
以下に詳述する。第１ステップＳ１で、ＣＰＵ３０は図
２に示す各種信号Ｑ、Ｎｅ、ＴＶＯ、Ｔａ、Ｔｂの読込
みを実行し、次の第２ステップＳ２で、ＣＰＵ３０は現
行のエンジン運転状態が非過給領域か或は過給領域かを
判定する。この実施例ではＴＶＯ＜所定値の時、非過給
領域と判定し、ＴＶＯ≧所定値の時、過給領域と判定す
るが、エンジン回転数に対する過給圧の関係は図４の如
くなるため、他の手段にて非過給領域と過給領域との判
定を実行してもよい。そして、ＮＯ判定時には次の第３
スデップＳ３に移行し、ＹＥＳ判定時には別の第４ステ
ップＳ４に移行する。

【００２８】上述の第３ステップＳ３で、ＣＰＵ３０は
過給領域に対応してバイパス弁１４およびリリーフ弁１
６を共に閉弁する。すなわち、図１に示す如き状態と
し、吸気を上流側吸気通路５、過給機６の吸気入口部６
ａ、過給機６、過給機６の過給圧出口部６ｂ、下流側吸
気通路１０、インタクーラ１１、サージタンク１２、吸
気マニホルド２９を介してエンジン７に供給して、充填
効率の向上を図る。つまり吸気を過給機６で過給した後
に、インタクーラ１１で冷却して、エンジン７に供給す
ることにより、充填効率の向上を図る。

【００２９】一方、上述の第４ステップＳ４で、ＣＰＵ
３０は非過給領域に対応してバイパス弁１４およびリリ
ーフ弁１６を共に開弁する。すなわち図５に示す如き状
態とし、吸気を上流側吸気通路５、過給機６の吸気入口
部６ａ、過給機６、過給機６の過給圧出口部６ｂ、下流
側吸気通路１０、バイパス通路１３、サーリジタンク１
２、吸気マニホルド２９を介してエンジン７に供給し
て、吸気温度の上昇を図って、燃焼性能を向上させると
共に、過給エアを各要素６ｂ，１５，５，６ａの順にリ
リーフさせ、過給機６前後の差圧を低減させて、抵抗低
減を図る。

【００３０】次に第５ステップＳ５で、ＣＰＵ３０はサ
ージタンク内温度がＴａ＞８０℃もしくは過給温度がＴ
ｂ＞１６０℃の何れかの条件が成立したか否かを判定
し、条件成立時には次の第６ステップＳ６に移行し、条
件の非成立時には別の第７ステップＳ７に移行する。

【００３１】上述の第６ステップＳ６で、ＣＰＵ３０は
サージタンク内温度Ｔａもしくは過給温度Ｔｂあるいは
双方の高温時に対応して、バイパス弁１４を閉弁し、過
給機６の過給圧出口部６ｂから吐出される過給エアをイ
ンタクーラ１１に流通して、冷却した後にサージタンク
１２および吸気マニホルド２９を介してエンジン７に供
給する。

【００３２】一方、上述の第７ステップＳ７で、ＣＰＵ
３０はバイパス弁１４が開弁している領域か否かを判定
し、バイパス弁閉領域の場合には第１ステップＳ１にリ
ターンする一方、バイパス弁開領域の場合には次の第８
ステップＳ８に移行する。

【００３３】上述の第８ステップＳ８で、ＣＰＵ３０は
アイドルパージ条件成立か否かを判定し、アイドルパー
ジ条件の非成立時には第１ステップＳ１にリターンする
一方、アイドルパージ条件成立時には次の第９ステップ
Ｓ９に移行する。上述の第９ステップＳ９で、ＣＰＵ３
０はパージソレノイドバルブ２５を所定デューティ率に
て駆動して、蒸発燃料（パージガス）を吸気系に供給す
る。

【００３４】次に第１０ステップＳ１０で、ＣＰＵ３０
はバイパス弁１４を強制的に閉弁させる。すなわち、バ
イパス弁１４の開領域下においてアイドルパージが実行
された時には、この第１０ステップＳ１０でバイパス弁
１４を強制閉弁させ、図６に示す如き状態とする。この
ため、過給機６の吸気入口部６ａと過給圧出口部６ｂと
の圧力により、サージタンク１２内の圧力に対して過給
機６上流側の圧力が低くなり、吸気およびパージガスは
図６に矢印で示すように、過給機６の吸気入口部６ａ、
過給機６、過給機６の過給圧出口部６ｂ、下流側吸気通
路１０、インタークーラ１１の順に流通してエンジン７
に供給されるので、パージガス供給時のエンジン７に対
する供給経路が長くなる。この結果、パージガスと吸気
とのミキシングが向上し、各気筒に対する混合気の分配
性能の向上を図ることができる効果がある。

【００３５】加えて、パージガス導入部２８をリリーフ
弁１６配設部のリリーフ流方向下流側、換言すればバイ
パス通路１３の下流端から離間し、かつ過給機６上流側
に比較的近接する部位に設けたので、一部のパージガス
が直接サージタンク１２側へリークするのを防止し、パ
ージガス供給時の長い供給経路により供給されたパージ
ガスの全量を吸気とより一層良好にミキシングさせるこ
とができる効果がある。

【００３６】さらに、前述の付加ガスを蒸発燃料（パー
ジガス）に設定すると共に、エンジン７のアイドルパー
ジ運転時に上記バイパス弁１４を強制的に閉弁させるの
で、吸気と蒸発燃料（パージガス）との混合気の気筒分
配に起因するアイドル時のエンジン安定性不良を確実に
防止することができる効果がある。

【００３７】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の付加ガス供給手段は、実施例の蒸
発燃料供給装置２０に対応し、以下同様に、付加ガス導
入部は、パージガス導入部２８に対応し、第１判定手段
は、ＣＰＵ３０制御による第７ステップＳ７に対応し、
第２判定手段は、ＣＰＵ３０制御による第８ステップＳ
８に対応し、強制閉弁手段は、ＣＰＵ３０制御による第
１０ステップＳ１０に対応するも、この発明は、上述の
実施例の構成のみに限定されるものではない。

【００３８】例えば上述の付加ガスとしてはバージガス
の他にＥＧＲガス等があるので、ＥＧＲ装置等の他の付
加ガス供給手段を備えた過給機付エンジンに上記構成を
適用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の過給機付エンジンの制御装置を示す系
統図。

【図２】制御回路ブロック図。

【図３】バイパス弁およびリリーフ弁の開閉制御を示す
フローチャート。

【図４】過給領域および非過給領域の一例を示す説明
図。

【図５】バイパス弁およびリリーフ弁の開閉時における
説明図。

【図６】アイドルパージ状態下におけるバイパス弁の強
制閉弁を示す説明図。

【図７】クレーム対応図。

【図８】従来の過給機付エンジンの制御装置を示す系統
図。

【符号の説明】

６…過給機 ７…エンジン １１…インタクーラ １３…バイパス通路 １４…バイパス弁 １５…リリーフ通路 １６…リリーフ弁 ２０…蒸発燃料供給装置 ２８…パージガス導入部 Ｓ７…第１判定手段 Ｓ８…第２判定手段 Ｓ１０…強制閉弁手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｂ 33/00 Ｆ０２Ｂ 33/00 Ｃ (56)参考文献 実開 平２−78755（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 25/08 F02M 25/08 301 F02B 29/04 F02B 33/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気を過給する過給機と、上記過給機によ
   る過給エアをリリーフさせるリリーフ通路と、上記リリ
   ーフ通路をエンジンの運転状態に応じて開閉制御するリ
   リーフ弁と、上記過給機の下流に配設されたインタクー
   ラと、上記インタクーラをバイパスするバイパス通路
   と、上記バイパス通路をエンジンの運転状態に応じて開
   閉制御するバイパス弁と、エンジンの吸気系に付加ガス
   を供給する付加ガス供給手段とを備えた過給機付エンジ
   ンの制御装置であって、リリーフ流方向における上記バ
   イパス弁下流側と上記過給機上流側との間に配設された
   上記付加ガス供給手段の付加ガス導入部と、上記バイパ
   ス弁の開領域の有無を判定する第１判定手段と、上記付
   加ガス供給の可否を判定する第２判定手段と、上記第２
   判定手段の判定結果により付加ガス供給時には上記第１
   判定手段によるバイパス弁開領域であっても該バイパス
   弁を強制的に閉弁させる強制閉弁手段とを備えた過給機
   付エンジンの制御装置。
2. 【請求項２】上記付加ガス導入部を上記リリーフ弁配設
   部のリリーフ流方向下流側に設けた請求項１記載の過給
   機付エンジンの制御装置。
3. 【請求項３】上記付加ガスを蒸発燃料に設定すると共
   に、エンジンのアイドルパージ運転時に上記バイパス弁
   を強制的に閉弁させる請求項１または２記載の過給機付
   エンジンの制御装置。