JP3603499B2

JP3603499B2 - 機械式過給機付きエンジン

Info

Publication number: JP3603499B2
Application number: JP25948296A
Authority: JP
Inventors: 潤三佐々木; 光夫人見; 典之岩田; 伸次藤平
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2016-09-30
Also published as: JPH10103067A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気通路に機械式過給機を備えたエンジンにおいて、特に、ブレーキのマスターバック等の負圧作動機器の作動負圧を吸気通路から取り出すようにした機械式過給機付きエンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンが搭載される車両には、ブレーキのマスターバックやその他の各種負圧作動機器が装備されており、負圧供給装置によりこれらに対して作動負圧を供給するようになっている。
【０００３】
負圧供給装置としては、スロットル弁を備えたエンジンではスロットル弁の下流に生じる吸気負圧を取り出すようにしたものが一般的であるが、これ以外に、例えばエンジンで駆動されるバキュームポンプを搭載し、このバキュームポンプと吸気負圧とを併用するようにしたものも普及している。
【０００４】
また、近年では、エンジン出力を効率良く高めるべく、吸気通路に機械式過給機を設けて吸気を過給することが行われており、このようなエンジンでは、過給機の下流側の吸気通路、あるいはスロットル弁と機械式過給機との間の吸気通路から吸気負圧を取り出すようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、機械式過給気を設けたエンジンでは、スロットル弁から下流側の容積が大きく、これにより吸気負圧が充分に得られ難いという問題がある。特に、機械式過給機を設けるエンジンでは、殆どの場合、インタークーラや、無過給時の吸気確保のための過給機バイパス用の通路が付設されるなどするため、スロットル弁の下流側の容積がより一層大きくなる傾向にある。
【０００６】
そのため、エンジンで駆動されるバキュームポンプを併用することも考えられるのであるが、エンジン構造の簡略化を考えると極力バキュームポンプを併用することなく必要な作動負圧を生成できることが望まれる。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ブレーキのマスターバック等の負圧作動機器に対する作動負圧を吸気通路から効果的に取り出すことができる機械式過給機付きエンジンを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、吸気通路に、機械式過給機と、この機械式過給機の上流に位置するスロットル弁とを備え、この吸気通路から負圧作動機器用の作動負圧を取り出すようにした機械式過給機付きエンジンにおいて、上記機械式過給機の下流側に、上記吸気通路を開閉するシャッタ弁と、このシャッタ弁の下流側の吸気通路から作動負圧を取り出すための負圧取出通路とを設けるとともに、エンジンの定地走行駆動トルクより低負荷域ではシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となり、かつ高負荷域ではシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度よりも大きくなるように上記シャッタ弁を作動させる制御手段を設けたものである（請求項１）。
【０００９】
このエンジンによれば、シャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下とされることによりシャッタ弁下流側への吸気の導入が抑制されつつシャッタ弁から吸気弁に至る比較的小容積の部分での吸気が促進され、これによりにシャッタ弁下流側で速やかに吸気負圧が増大させられる。しかも、このようなシャッタ弁の開度制御はエンジンの定地走行駆動トルクより低負荷側の領域で行われるため、燃費やエンジン出力に殆ど影響を及ぼすことなく効果的に吸気負圧が生成される。
【００１０】
特に、請求項１記載のエンジンにおいて、燃料供給停止領域でのみシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となるようにシャッタ弁を作動させるようにすれば（請求項２）、燃費への影響が全くなくなる。
【００１１】
また、請求項１記載のエンジンにおいて、変速機のギア段に対応した定地走行駆動トルクより低負荷域において、シャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となるように上記シャッタ弁を作動させるようにすれば（請求項３）、各ギア段毎に、燃費やエンジン出力への影響を抑えながら効果的に吸気負圧を増大させることが可能となる。
【００１２】
さらに、請求項１乃至３のいずれかに記載のエンジンにおいて、機械式過給機が所定回転数を境に低回転側と高回転側とで停止状態と駆動状態とに切替えられるものである場合には、機械式過給機の駆動状態では定地走行駆動トルクより低負荷域でシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となり、かつ高負荷域ではシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度よりも大きくなるようにシャッタ弁を作動させる一方、機械式過給機の停止状態では負荷に拘らずシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となるようにシャッタ弁を作動させるように制御手段を構成するようにすれば（請求項４）、特に、過給機が停止状態とされる低回転側の領域での吸気負圧の生成力が高められる。
【００１３】
また、請求項１記載のエンジンにおいて、スロットル弁と機械式過給機の間に、吸気通路から作動負圧を取り出すための副負圧取出通路を設けるとともに、この副負圧取出通路と上記負圧取出通路とを同一の負圧受入部に接続するとともに、これらの各負圧取出通路のうち大きい方の負圧を優先して負圧受入部に導く負圧導入調整手段を設けるようにすれば（請求項５）、シャッタ弁を境に吸気通路の上流側及び下流側で生成された吸気負圧うち負圧作動機器を作動させるのに有利な負圧を有効に利用することが可能となる。
【００１４】
特に、このエンジンが、吸気通路における機械式過給機の上流側と下流側とを連通するバイパス通路と、このバイパス通路を開閉するバイパス弁と、低負荷域でバイパス弁を開作動させるバイパス弁制御手段とを有するものである場合には、スロットル弁が閉じられた後、これに遅れてバイパス弁を開作動させるようにバイパス弁制御手段を構成するようにすれば（請求項６）、一時的にスロットル弁及びバイパス弁の双方が閉じられた状態となることにより、スロットル弁とバイパス弁と過給機とで区画される部分に大きな吸気負圧が生成される。そのため、より効果的に副負圧取出通路を通じて負圧作動機器に吸気負圧を導入することが可能となる。
【００１５】
また、請求項１記載のエンジンにおいて、エンジンのアイドル運転域においてシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となるようにシャッタ弁を作動させるようにすれば（請求項７）、スロット弁の上流側及び下流側の圧力差が小さくなり、これによりアイドル運転域でのスロットル弁からの吸気もれを抑制することが可能となる。
【００１６】
また、本発明は、吸気通路に、駆動状態と停止状態とに切替え可能な機械式過給機と、この機械式過給機の上流に位置するスロットル弁とを備え、この吸気通路から負圧作動機器用の作動負圧を取り出すようにした機械式過給機付きエンジンにおいて、上記機械式過給機の下流側に、上記吸気通路を開閉するシャッタ弁と、このシャッタ弁の下流側の吸気通路から作動負圧を取り出すための負圧取出通路とを設けるとともに、上記機械式過給機の停止状態ではシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となり、かつ上記機械式過給機の駆動状態ではシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度よりも大となるように上記シャッタ弁を作動させる制御手段を設けたものである（請求項８）。
【００１７】
このエンジンによれば、シャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下とされることによりシャッタ弁下流側への吸気の導入が抑制されつつシャッタ弁から吸気弁に至る比較的小容積の部分での吸気が促進され、これによりにシャッタ弁下流側で速やかに吸気負圧が増大させられる。しかも、このようなシャッタ弁の開度制御は機械式過給機が停止状態の運転域で行われるため、燃費やエンジン出力に殆ど影響を及ぼすことなく効果的に吸気負圧が生成される。
【００１８】
さらに、本発明は、吸気通路に、機械式過給機と、この機械式過給機の上流に位置するスロットル弁と、吸気通路における機械式過給機の上流側と下流側とを連通するバイパス通路と、このバイパス通路を開閉するバイパス弁と、低負荷域でバイパス弁を開作動させるバイパス弁制御手段と、スロットル弁の下流に設けられ、負圧作動機器用の作動負圧を取り出すための負圧取出通路とを備えた機械式過給機付きエンジンにおいて、負圧取出通路がスロットル弁と機械式過給機との間に接続されるとともに、上記スロットル弁が閉じられた後、これに遅れてバイパス弁を開作動させるようにバイパス弁制御手段が構成されているものである（請求項９）。
【００１９】
このエンジンによれば、バイパス弁が全閉状態から開状態に切替わる際に一時的にスロットル弁及びバイパス弁の双方が閉じられた状態となり、スロットル弁とバイパス弁と過給機とで区画される部分に大きな吸気負圧が生成される。そのため、負圧取出通路を通じて効果的に負圧作動機器に吸気負圧を導入することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る機械式過給機付きエンジンの概略を示している。この図において、エンジンは、エンジン本体１と、機械式過給機１１を備えた吸気通路２と、排気通路３等で構成されており、このエンジンの出力軸には図示を省略しているがクラッチを介して手動変速機（例えば５段変速機）が連結されている。
【００２２】
上記吸気通路２には、上流側から順にエアクリーナ４，エアフローメータ５，スロットル弁６，機械式過給機１１（以下、過給機１１と略す），インタークーラ７，サージタンク８，シャッタバルブ９、燃料噴射弁１０が配設されている。
【００２３】
上記シャッタバルブ９は、サージタンク８の下流側において吸気通路２を開閉するもので、後記ＥＣＵ２５によりその開度調節が行われるようになっている。
【００２４】
上記過給機１１は、図外のエンジン出力軸により機械的に駆動されて吸気の過給を行うもので、例えば、一対のロータを有しており、ベルト伝導機構によるエンジンの回転力伝達に応じて各ロータを回転させて吸入空気を圧縮して吐出するように構成されている。また、過給機１１には、上記回転力伝達を断続するための電磁クラッチ１２（クラッチ手段）が設けられており、この電磁クラッチ１２がオンとなったときに回転力が伝達されて過給機１１が駆動状態となり、電磁クラッチ１２がオフとなったときに回転力の伝達が遮断されて過給機１１が停止状態になるように構成されている。
【００２５】
また、エンジンの吸気通路２には、上記スロットル弁６の下流側と上記サージタンク８とを連絡して過給機１１及びインタークーラ７をバイパスするバイパス通路１３が設けられ、このバイパス通路１３にバイパスバルブ１４が設けられている。バイパスバルブ１４は、バイパス通路１３に形成されたハウジング内にステッピングモータ１５の作動により全閉から全開にまでわたって開度調節が行われる弁体１４ａを有した構成となっており、ＥＣＵ２５によりその開度が制御されるようになっている。また、吸気通路２には、スロットル弁６の上流側と上記インタークーラ７の上流側とを連絡して過給機１１をバイパスするアイドルスピードコントロール通路１６（ＩＳＣ通路１６という）が設けられ、このＩＳＣ通路１６にアイドルスピードコントロールバルブ１７（ＩＳＣバルブ１７）が介設されている。
【００２６】
上記エンジンには、さらに負圧作動機器としてブレーキのマスターバック２１が設けられるとともに、吸気通路２から吸気負圧を取り出してこのマスターバック２１に導入するための負圧取出通路が設けられている。負圧圧取出通路としては、上記スロットル弁６と過給機１１の間で取出し口１８ａを介して吸気通路２に連通する第１取出通路１８と、上記シャッタバルブ９と燃料噴射弁１０との間で取出し口１９ａを介して吸気通路２に連通する第２取出通路１９とが設けられており、両取出通路１８，１９が共に連絡通路２０に接続されて、この連絡通路２０を介してマスターバック２１の負圧受入れ部に連通している。
【００２７】
上記第１取出通路１８には、取出し口１８ａ側からマスターバック２１側への負圧移動（マスターバック２１側から取出し口１８ａ側への空気流通）のみを許容する一方向弁２２が設けられ、一方、第２取出通路１９には取出し口１９ａ側からマスターバック２１側への負圧移動（マスターバック２１側から取出し口１９ａ側への空気流通）のみを許容する一方向弁２３が設けられている。つまり、これらの一方向弁２２，２３により、取出し口１８ａ側の吸気通路２の吸気負圧と取出し口１９ａ側の吸気通路２の吸気負圧とのうち大きい方の負圧を優先してマスターバック２１に導く負圧導入調整手段が構成されている。
【００２８】
また、図１において２５はエンジン制御用のＥＣＵ（コントロールユニット）であり、このＥＣＵ２５には、上記エアフローメータ５からの信号が入力されるとともに、スロットル弁６の開度を検出するスロットル開度センサ２６、エンジン回転数を検出する回転センサ２７、手動変速機の変速段（ギア段）を検出するシフトセンサ２８等からの信号が入力されている。そして、このＥＣＵ２５は、運転状態に応じてそれぞれ上記電磁クラッチ１２を制御するクラッチ制御手段２９と、上記ステッピングモータ１５を制御することによりバイパスバルブ１４を制御するバイパスバルブ制御手段３０と、図外のバルブ駆動装置を制御することにより上記シャッタバルブ９を制御するシャッタバルブ制御手段３１とを含んでいる。
【００２９】
上記ＥＣＵ２５のクラッチ制御手段２９による電磁クラッチ１２の制御を図２（ａ）に基づいて説明する。同図は、縦軸をエンジントルク（負荷）、横軸をエンジン回転数として、過給機１１が停止される運転領域である過給機停止領域Ｉと、過給機１１が駆動される運転領域である過給機駆動領域ＩＩとを示しており、過給機停止領域Ｉでは上記電磁クラッチ１２がオフとされ、過給機駆動領域ＩＩでは上記電磁クラッチ１２がオンとされる。また、同図中のラインＡは、過給機下流の吸気圧が大気圧となるときのトルクに相当するもので、実際には回転数の増加に伴い変動するものであるが、同図では便宜上これを無視している。なお、ＲＬは、エンジンの特定ギア段、例えば３速ギアでの運転状態下における定地走行駆動トルク（Ｒｏａｄ−Ｌｏａｄ）を示している。
【００３０】
同図に示すように、設定回転数Ｎ１より低速側においては、ラインＡを境に低負荷側と高負荷側とで過給機１１が停止状態と駆動状態とに切替えられ、設定回転数Ｎ１より高速側においては過給機１１が駆動状態とされる。つまり、過給機停止領域Ｉは、上記設定回転数Ｎ１より低速側における低負荷の領域とされ、過給機駆動領域ＩＩは、上記設定回転数Ｎ１より低速側の高負荷側の領域及び設定回転数Ｎ１より高速側の領域とされている。
【００３１】
また、上記ＥＣＵ２５のシャッタバルブ制御手段３１によるシャッタバルブ９の制御は次のように行われる。
【００３２】
上記電磁クラッチ１２がオフとされる過給機停止領域Ｉでは、上記シャッタ弁９の開度（ＳＶＯ）が上記スロットル弁６の開度（ＴＶＯ）以下となるように制御される。また、電磁クラッチ１２がオンとされる過給機駆動領域ＩＩでは、上記定地走行駆動トルクＲＬよりもある程度低い所定トルクのラインｒｌを境に、低負荷側の領域（図２（ａ）中で斜線で囲んだ領域）ではシャッタ弁９の開度がスロットル弁６の開度以下となるように制御され（以下、絞り制御という）、一方、高負荷側の領域ではシャッタ弁９の開度がスロットル弁６の開度より大きくなるように制御される（以下、通常制御という）。例えば、図２（ａ）に示すように、設定回転数Ｎ１より低速の回転数Ｎ２において低負荷側から高負荷側へ運転（図中矢印▲１▼で示す）される場合には、図２（ｂ）に示すように、ラインＡ（トルクＴ２）を境に低負荷側の領域ではシャッタ弁９が絞り制御され、高負荷側の領域ではシャッタ弁９が通常制御される。また、設定回転数Ｎ１より高速の回転数Ｎ３において低負荷側から高負荷側へ運転（図中矢印▲２▼で示す）される場合には、図２（ｃ）に示すように、ラインｒｌを境に低負荷側の領域ではシャッタ弁９が絞り制御され、高負荷側の領域では、シャッタ弁９が通常制御される。
【００３３】
なお、変速機のギア段が切替えられると、ギア段に応じて定地走行駆動トルクＲＬが図２（ａ）に示したラインよりも高トルク側、あるいは低トルク側に傾くことになるが、シャッタバルブ制御手段３１には各ギア段の定地走行駆動トルクＲＬに対応するラインｒｌが予め記憶されており、過給機駆動領域ＩＩでは、各ギア段に対応したラインｒｌを境に高負荷側と低負荷側とでシャッタバルブ９の開閉が絞り制御と通常制御とに切替えられるようになっている。
【００３４】
さらに、上記ＥＣＵ２５のバイパスバルブ制御手段３０による上記バイパスバルブ１４の制御は次のように行われる。
【００３５】
上記電磁クラッチ１２がオフとされる過給機停止領域Ｉではバイパスバルブ１４が開かれ、一方、電磁クラッチ１２がオンとされる過給機駆動領域IIでは、バイパスバルブ１４が基本的には閉じられる。つまり、過給機１１の駆動状態ではバイパスバルブ１４を閉じて過給を促進する一方、過給機１１の停止状態ではバイパスバルブ１４を開いて過給機１１等をバイパスさせることにより吸気を確保するようにしている。特に、過給機１１の停止状態では、運転状態に応じてその開度が調節され、例えば、低負荷側ほど開度が小さく高負荷側ほど開度が大きくなるように制御される。
【００３６】
また、このようなバイパスバルブ１４の開閉作動において、バイパスバルブ１４が閉状態から開状態に切替えられる際には、スロットル弁６が閉じられた後、これに遅れてバイパスバルブ１４が開かれるようにバイパスバルブ１４が制御される。つまり、バイパスバルブ１４がこのように制御されることにより、バイパスバルブ１４の開状態への切替わり時には、図３に示すように、スロットル弁６及びバイパスバルブ１４が微小時間ｔだけ共に閉じられた状態となって、スロットル弁６とバイパスバルブ１４と過給機１１とで区画された部分に速やかに大きな吸気負圧が生成されるようになっている。
【００３７】
以上のような当実施形態の過給機付きエンジンの作用効果を次に説明する。
【００３８】
このエンジンによれば、高トルクを必要としない低速側の低負荷域では上記電磁クラッチ１２がオフとされて過給機１０が停止状態とされることにより（過給機停止領域Ｉ）過給機１１駆動によるエネルギー損失が避けられる。
【００３９】
また、この過給機停止領域Ｉでは、上記のようにシャッタバルブ９が絞り制御されることにより、マスターバック２１へ充分な作動負圧が供給される。
【００４０】
すなわち、過給機停止領域Ｉでは、上記バイパスバルブ１４が開かれることによりバイパス通路１３を介して吸気が導入されるが、シャッタバルブ９が絞り制御されるためにシャッタバルブ９下流側への吸気の導入が抑制されるとともに、シャッタバルブ９と吸気弁とで区画された比較的小容積の部分において空気の消費が促進され、この部分で吸気負圧が効率良く生成されて第２取出通路１９を介してマスターバック２１に供給される。そのため吸気負圧が不足しがちな低速低負荷域でもマスターバック２１に充分な作動負圧が供給され、この運転領域でブレーキが踏み込まれる場合にもブレーキ性能が適切に確保される。しかも、この運転領域では、過給機１１が停止状態にあるため、シャッタバルブ９下流側への吸気の導入が抑制されても過給機１１に負荷がかからず、過給機１１のエネルギー損失を伴うことがない。従って、エンジン出力や燃費への影響が殆どない。
【００４１】
また、上記のように低速低負荷域でシャッタバルブ９が絞り制御されてシャッタバルブ９下流側への吸気の導入が抑制されると、これによってスロットル弁６を境としたその上流側と下流側との圧力差が小さくなる。そのためアイドル運転時には、スロットル弁６からの空気もれを効果的に抑えることができるという効果もある。
【００４２】
一方、これ以外の運転域、すなわち低速側の高負荷域、あるいは高速側の領域では、上記バイパスバルブ１４が閉じられるとともに電磁クラッチ１２がオンとされて過給機１１が駆動状態とされ（過給機駆動領域ＩＩ）、また、シャッタバルブ９が通常制御に切替えられることにより吸気が効果的に過給されてエンジン出力が高められる。
【００４３】
但し、過給機駆動領域ＩＩであっても上記ラインｒｌより低負荷側の領域では、シャッタバルブ９が絞り制御され、これにより過給機停止領域Ｉの場合と同様にマスターバック２１への充分な作動負圧の供給が行われる。この場合には、過給機１１が駆動されているため、過給機１１に負荷がかかることになるが、主に低負荷側の運転域であるためにスロットル弁６下流側の圧力は比較的低く、そのため過給機１１への負荷は少ない。しかも、このような運転域は、そもそも減速等の運転域であるため、過給機１１への負荷は減速に有効に作用することになり特に問題となることがなく、また、燃料の消費にも殆ど影響を与えることがない。
【００４４】
また、上記エンジンでは、過給機１１より上流側から吸気負圧を取り出す第１取出通路１８とシャッタバルブ９の下流側から吸気負圧を取り出す第２取出通路１９とを設け、いずれか大きい方の負圧を優先してマスターバック２１に導くようにしているため、例えば、高回転側の低負荷域等では、スロットル弁６と過給機１１の間に生成される吸気負圧を有効に利用することができるという効果がある。特に、このエンジンでは、バイパスバルブ１４を全閉状態から開状態に切替える際に、一時的にスロットル弁６及びバイパスバルブ１４を共に閉じた状態とし、スロットル弁６とバイパスバルブ１４と過給機１１とで区画された部分に速やかに大きな吸気負圧を生成してマスターバック２１に導くようにしているので、この点においても吸気負圧を効果的に吸気通路２から取り出すことができるという効果がある。
【００４５】
ところで、以上説明したエンジンは本発明にかかるエンジンの基本的な構成であって、より具体的な構成として図４に示すようなエンジンを構成することもできる。以下、このエンジンの構成について簡単に説明する。なお、図１に示した上記実施形態のエンジンと同一の部材については同一の符号付して説明する。
【００４６】
この図は第１〜第４気筒４５〜４８を備えた４気筒エンジンの主にサージタンク８から下流側の吸気通路２の構成を示している。この図に示すように、吸気通路２は、サージタンク８の下流側で単位通路３５，３７に分岐し、さらに単位通路３５が通路３６ａ，３６ｂに、単位通路３７が通路３８ａ，３８ｂに分岐して各気筒４５〜４８の各吸気ポートに接続されている。具体的には、単位通路３５から分岐した通路のうち通路３６ａが第１気筒４５に、通路３６ｂが第４気筒４８にそれぞれ接続され、単位通路３７から分岐した通路のうち通路３８ａが第２気筒４６に、通路３８ｂが第３気筒４７にそれぞれ接続されている。そして、各単位通路３５，３７にそれぞれシャッタバルブ９ａ，９ｂが設けられるとともに、各シャッタバルブ９ａ，９ｂの下流側に吸気負圧を取り出すための取出通路４２，４３が設けられ、これらの取出通路４２，４３が相互に接続されて上記マスターバック２１の負圧受入部に接続されている。
【００４７】
このようなエンジンの構成によれば、４気筒エンジンにおいて、エンジン構造や制御の複雑化を抑えながら効果的に吸気通路２から吸気負圧を取り出してマスターバック２１に供給することができるという特徴がある。
【００４８】
すなわち、４気筒エンジンの場合、一般には第１，第４の一組の気筒で吸気タイミングが同一とされ、第３，第４の一組の気筒で吸気タイミングが同一とされされる一方、各組間では吸気タイミングが異なるタイミングとされている。そのため、図１に示したエンジンにおいて、シャッタバルブ９の下流側で吸気通路２を分岐して各気筒の吸気ポートに接続し、これらの分岐後の吸気通路からそれぞれ負圧取出用の取出通路を設けるとすると、取出通路がシャッタバルブ９の下流部分で互いに連通しているために、例えば、第１，第４気筒に対応する取出通路で吸気負圧が生成されたとしても、これが他の気筒に対応する取出通路の正圧と平均化されて大きな吸気負圧を取り出すことが難しい。一方、吸気通路２を分岐して各気筒の吸気ポートに接続するとともに、分岐後の各吸気通路にシャッタバルブ９及び負圧取出用の取出通路を設けるようにすれば、上記のように吸気負圧が平均化されるという問題は解消されるが、この場合には、各気筒に対応する吸気通路毎にシャッタバルブ９を設ける必要があるためエンジン構造や制御が複雑になるという欠点がある。
【００４９】
これに対して図４に示すエンジンでは、吸気タイミングが同一である第１，第４気筒４５，４８に対応する通路３６ａ，３６ｂで生成された吸気負圧は通路４２を介してマスターバック２１に導入され、別のタイミングで吸気が行われる第２，第３気筒４６，４７に対応する通路３８ａ，３８ｂで生成された吸気負圧は通路４３を介してマスターバック２１に導入される。そのため、吸気タイミングの異なる気筒間で生成される吸気負圧が平均化されることがなく、大きな吸気負圧を取り出してマスターバック２１に供給することができる。しかも、同一タイミングで吸気を行う一組の気筒、例えば第１及び第４気筒４５，４８（又は、第２及び第３気筒４６，４７）に対応して一つのシャッタバルブ９ａ（又はシャッタバルブ９ｂ）を設けているので、各気筒に対応してシャッタバルブを設ける構成に比べるとエンジン構造や制御を簡単にすることができる。
【００５０】
なお、このような構造は、４気筒エンジンに限られず、６気筒、８気筒、あるいはそれ以上の多気筒エンジンにおいても有効である。
【００５１】
ところで、以上図１乃至図４を用いて説明したエンジンは、本発明にかかる機械式過給機付きエンジンの一例であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５２】
例えば、図１に示したエンジンでは、過給機停止領域Ｉでは負荷に拘らずシャッタバルブ９を絞り制御するようにし、過給機駆動領域ＩＩでは定地走行駆動トルクＲＬよりもある程度低い所定トルクのラインｒｌを境に低負荷側の領域でシャッタバルブ９を絞り制御するようにしているが、例えば、過給機停止領域Ｉに拘らず、一律にラインｒｌの低負荷側の領域でシャッタバルブ９を絞り制御するようにしたり、あるいは過給機停止領域Ｉでのみシャッタバルブ９を絞り制御するようにしてもよい。また、ラインｒｌの低負荷側の領域のうち、いわゆるＦｕｅｌＣｕｔ領域（燃料供給停止領域；図２（ａ）にＦｃで示す領域）でのみシャッタバルブ９を絞り制御するようにしてもよい。このようにすれば吸気負圧を上述のように効果的に取り出しながらも燃費への影響が全くなくなるという利点がある。
【００５３】
また、図１に示すエンジンでは、第１取出通路１８及び第２取出通路１９によって吸気負圧を取り出してマスターバック２１に供給するようにしているが、勿論、シャッタバルブ９及び第２取出通路１９を省略して第１取出通路１８のみによって吸気負圧を取り出すようにしてもよいし、逆に、第１取出通路１８を省略して、第２取出通路１９のみによって吸気負圧を取り出すようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、吸気通路から負圧作動機器用の作動負圧を取り出すようにした機械式過給機付きエンジンにおいて、機械式過給機の下流側に、吸気通路を開閉するシャッタ弁を設けるとともに、このシャッタ弁の下流側の吸気通路から作動負圧を取り出すための負圧取出通路を設け、エンジンの定地走行駆動トルクより低負荷域ではシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となり、かつ高負荷域ではシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度よりも大きくなるようにシャッタ弁を作動させることにより、シャッタ弁から吸気弁に至る小容積の部分に効果的に吸気負圧を生成して取り出すようにしたので、燃費やエンジン出力への影響を抑えながら吸気通路から効果的に吸気負圧を取り出すことができるとともに、高負荷域では吸気を効果的に過給してエンジン出力を高めることができる。
【００５５】
また、本発明は、吸気通路から負圧作動機器用の作動負圧を取り出すようにした機械式過給機付きエンジンにおいて、機械式過給機の下流側に、吸気通路を開閉するシャッタ弁を設けるとともに、このシャッタ弁の下流側の吸気通路から作動負圧を取り出すための負圧取出通路とを設け、機械式過給機の停止状態ではシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となり、かつ上記機械式過給機の駆動状態ではシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度よりも大となるようにシャッタ弁を作動させるようにしたので、過給機が停止状態とされる運転域で燃費やエンジン出力への影響を抑えながら効果的に吸気負圧を取り出すことができるとともに、機械式過給機の駆動状態においては吸気を効果的に過給してエンジン出力を高めることができる。
【００５６】
さらに、本発明は、機械式過給機と、この機械式過給機の上流に位置するスロットル弁と、吸気通路における機械式過給機の上流側と下流側とを連通するバイパス通路と、このバイパス通路を開閉するバイパス弁と、低負荷域でバイパス弁を開作動させるバイパス弁制御手段と、スロットル弁の下流に設けられ、負圧作動機器用の作動負圧を取り出すための負圧取出通路とを備えた機械式過給機付きエンジンにおいて、負圧取出通路をスロットル弁と機械式過給機との間に接続するとともに、スロットル弁が閉じられた後、これに遅れてバイパス弁が開作動されるようにバイパス弁を制御するようにしたので、バイパス弁が閉状態から開状態に切替えられる際に、スロットル弁とバイパス弁と過給機とで区画される部分に効果的に大きな吸気負圧を生成させて取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の機械式過給機付きエンジンの一例を示す全体概略図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、クラッチ制御手段による電磁クラッチの制御及びシャッタバルブ制御手段によるシャッタバルブの制御内容を説明する図である。
【図３】バイパスバルブ制御手段によるバイパスバルブの制御内容を説明する図である。
【図４】本発明の機械式過給機付きエンジンの別の例を示す要部概略図である。
【符号の説明】
１エンジン本体
２吸気通路
３排気通路
４エアクリーナ
５エアフローメータ
６スロットル弁
７インタークーラ
８サージタンク
９シャッタバルブ
１０燃料噴射弁
１１機械式過給機
１２電磁クラッチ
１３バイパス通路
１４バイパスバルブ
１８第１取出通路
１９第２取出通路
２０連絡通路
２１マスターバック
２５ＥＣＵ
２６スロットル開度センサ
２７回転センサ
２８シフトセンサ
２９クラッチ制御手段
３０バイパスバルブ制御手段
３１シャッタバルブ制御手段

Claims

吸気通路に、機械式過給機と、この機械式過給機の上流に位置するスロットル弁とを備え、この吸気通路から負圧作動機器用の作動負圧を取り出すようにした機械式過給機付きエンジンにおいて、上記機械式過給機の下流側に、上記吸気通路を開閉するシャッタ弁と、このシャッタ弁の下流側の吸気通路から作動負圧を取り出すための負圧取出通路とを設けるとともに、エンジンの定地走行駆動トルクより低負荷域ではシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となり、かつ高負荷域ではシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度よりも大きくなるように上記シャッタ弁を作動させる制御手段を設けたことを特徴とする機械式過給機付きエンジン。
上記制御手段は、燃料供給停止領域でのみシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となるように上記シャッタ弁を作動させるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の機械式過給機付きエンジン。
上記制御手段は、変速機のギア段に対応した定地走行駆動トルクより低負荷域において、シャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となるように上記シャッタ弁を作動させるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の機械式過給機付きエンジン。
上記機械式過給機は、所定回転数を境に低回転側と高回転側とで停止状態と駆動状態とに切替えられるものであって、上記制御手段は、機械式過給機の駆動状態では定地走行駆動トルクより低負荷域でシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となり、かつ高負荷域ではシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度よりも大きくなるようにシャッタ弁を作動させる一方、機械式過給機の停止状態では負荷に拘らずシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となるようにシャッタ弁を作動させるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の機械式過給機付きエンジン。
上記スロットル弁と機械式過給機の間に、吸気通路から作動負圧を取り出すための副負圧取出通路を設けるとともに、この副負圧取出通路と上記負圧取出通路とを同一の負圧受入部に接続するとともに、これらの各負圧取出通路のうち大きい方の負圧を優先して上記負圧受入部に導く負圧導入調整手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の機械式過給機付きエンジン。
上記エンジンは、上記吸気通路における機械式過給機の上流側と下流側とを連通するバイパス通路と、このバイパス通路を開閉するバイパス弁と、低負荷域で上記バイパス弁を開作動させるバイパス弁制御手段とを有するものであって、このバイパス弁制御手段は、上記スロットル弁が閉じられた後、これに遅れてバイパス弁を開作動させるように構成されていることを特徴とする請求項５記載の機械式過給機付きエンジン。
上記制御手段は、エンジンのアイドル運転域においてシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となるように上記シャッタ弁を作動させるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の機械式過給機付きエンジン。
吸気通路に、駆動状態と停止状態とに切替え可能な機械式過給機と、この機械式過給機の上流に位置するスロットル弁とを備え、この吸気通路から負圧作動機器用の作動負圧を取り出すようにした機械式過給機付きエンジンにおいて、上記機械式過給機の下流側に、上記吸気通路を開閉するシャッタ弁と、このシャッタ弁の下流側の吸気通路から作動負圧を取り出すための負圧取出通路とを設けるとともに、上記機械式過給機の停止状態ではシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となり、かつ上記機械式過給機の駆動状態ではシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度よりも大となるように上記シャッタ弁を作動させる制御手段を設けたことを特徴とする機械式過給機付きエンジン。
吸気通路に、機械式過給機と、この機械式過給機の上流に位置するスロットル弁と、上記吸気通路における機械式過給機の上流側と下流側とを連通するバイパス通路と、このバイパス通路を開閉するバイパス弁と、低負荷域で上記バイパス弁を開作動させるバイパス弁制御手段と、上記スロットル弁の下流に設けられ、負圧作動機器用の作動負圧を取り出すための負圧取出通路とを備えた機械式過給機付きエンジンにおいて、上記負圧取出通路がスロットル弁と機械式過給機との間に接続されるとともに、上記バイパス弁制御手段は、上記スロットル弁が閉じられた後、これに遅れてバイパス弁を開作動させるように構成されていることを特徴とする機械式過給機付きエンジン。