JPH01187318A - 機械式過給機付エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジン出力によって駆動される機械式過給
機を備えたエンジンに関するものである。

（従来の技術） 従来より、エンジン出力軸の駆動力によって駆動される
機械式過給機を備え、アイドル状態での該過給機の設置
に伴う回転脈動を抑制することから、過給機下流の吸気
通路にスロットル弁とは別途に第２の絞り弁を介装し、
この第２の絞り弁をアイドル運転時に閉じるようにした
技術が、例えば実公昭５３−１２８９２号公報に見られ
るように公知である。

また、エンジン低回転域では前記機械式過給機を非駆動
状態として燃費性能を向上するように、エンジンとの連
結を制御するクラッチ手段を介装する技術も知られてい
る。

（発明が解決しようとする課題） しかして、上記のような機械式過給機付エンジンにおい
て、過給領域ではクラッチ手段によってエンジン駆動力
を過給機に伝達して駆動し吸気の過給を行う場合に、高
回転高負荷の運転領域で燃焼室内に残る残留排気ガスの
量を低減すると燃焼室内温度が低下して耐ノツキング性
で有利となることから、吸気弁と排気弁とのバルブオー
バーラツプ期間を長く設定し、この期間に上記過給機に
よる加圧エアによって排気ガスを押出して掃気効果を得
ることが考えられる。

上記のようにバルブオーバーラツプを長く設定した状態
でアイドル運転などの低回転域に移行すると、エンジン
回転の低下に伴って過給圧が低下し、排圧の方が高くな
ると逆に排気ガスが過給機の部分にまで吹き返し、低回
転域ではかえって排気ガスの持ち込み量が増大して燃焼
性が低下し、エンジン安定性の点で不利となる。

そして、上記過給機の下流側における各気筒で独立形成
された独立吸気通路に第２の絞り弁を介装し、この第２
の絞り弁を上記のような低回転領域で閉じるように作動
すると、燃焼室から吸気通路に吹き返す排気ガス量を抑
制することができ、エンジン回転の安定化が得られる。

一方、前記のように過給機のクラッチ手段は、低回転低
負荷領域には駆動抵抗を低減して燃費性能を向上するこ
とから、連結を断って非駆動状態とするものであって、
このように低回転領域においては、過給機は非駆動状態
で、第２の絞り弁は閉じられるものであるが、両者の作
動領域の設定によっては燃費性能の向上効果が十分に得
られない場合が生じる。

すなわち、クラッチ手段がオンで過給機が駆動状態にあ
る領域において、第２の絞り弁か閉じられて実質的に絞
り制御を実施している領域があると、スロットル弁を通
過する吸気量より第２の絞り弁を通過する吸気量が少な
く、両弁の間の吸気通路が過給機の駆動にともなって高
圧、高密度状態となる。この状態では過給機は実質的に
多くの空気を移送しなければならず、必要駆動力が増大
し、燃費性能の低下を招く。また、駆動力が増大するこ
とは、第２の絞り弁が閉じた状態でクラッチ手段のオン
作動時のトルクショックも太きくなるものであり、この
クラッチ手段および過給機の耐久性、信頼性の面から、
クラッチ手段のオフ領域が狭くなり、低燃費領域が狭く
なる問題を有する。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、過給機の必要駆動力
の低減およびクラッチ手段のオフ領域を拡大して燃費性
能を改善するようにした機械式過給機付エンジンを提供
することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の機械式過給機付エン
ジンは、スロットル弁より下流側の吸気通路に機械式過
給機を介装し、該過給機をエンジン低回転域で非駆動状
態とするクラッチ手段を設けると共に、前記過給機より
下流側の各気筒の独立吸気通路に該通路を開閉する制御
弁を設け、該制御弁の閉領域を少なくともエンジン回転
数に対する前記クラッチ手段による過給機の非駆動領域
よりも狭く設定するように構成したものである。

（作用） 上記のような過給機付エンジンでは、過給機の非駆動領
域よりも、排気ガスの吹き返しを防止する制御弁の閉領
域の方を、少なくともエンジン回転数に対して狭く設定
し、制御弁が閉じている領域でクラッチ手段をオン作動
して過給機の駆動を行う状態を回避し、これにより過給
機の必要駆動力の低減およびクラッチ手段のオフ領域を
拡大して燃費性能を改善するようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図は機械式過給機付エンジンの概略構成を示す。

エンジン１の各気筒１ａに吸気を供給する吸気通路２に
は、上流側からエアクリーナ３、吸気量センサ４、スロ
ットル弁５が介装され、このスロットル弁５下流にエア
ポンプによる機械式過給機６が配設されている。さらに
、上記過給機６の下流側の吸気通路２は、サージタンク
７の下流側が各気筒１ａに対して独立した独立吸気通路
２ａに形成され、この独立吸気通路２ａに第２の絞り弁
として制御弁８がそれぞれ介装され、同様に各気筒１ａ
に対して燃料を噴射供給するインジェクタ９が配設され
ている。また、前記過給機６をバイパスしてリリーフ通
路１１が接続され、このリリーフ通路１１に過給圧の上
限を規制するリリーフ弁１２が介装されている。

前記過給機６は電磁クラッチによるクラッチ手段１４を
備えたプーリ１５によってエンジン出力軸１６のプーリ
１７からの駆動力がベルト１８を介して伝達され、この
クラッチ手段１４に制御手段２０からの駆動信号（オン
・オフ信号）が出力されて、過給機６とエンジン１との
連結関係を制御してその駆動制御が行われる。

また、前記各独立吸気通路２ａに配設された制御弁８は
、共通のアクチュエータ１９によって開閉操作され、こ
のアクチュエータ１９に対して前記制御手段２０から駆
動信号が出力されて開閉制御か行われる。

前記制御手段２０には、クラッチ手段１４のオン・オフ
領域および制御弁８の開閉領域を判定するだめに、吸気
量センサ出力等に基づく負荷信号およびエンジン回転信
号が入力される。この制御手段２０は、エンジン負荷お
よび回転数に基づいて、現在の運転状態に対応したクラ
ッチ手段１４および制御弁８の作動領域を判定し、それ
に基づく駆動信号を出力して過給機６の駆動制御および
制御弁８の開閉制御を行うものであり、少なくともエン
ジン回転数に対する制御弁８の閉領域が前記クラッチ手
段１４のオフ領域よりも狭くなるように設定された制御
特性に基づいて制御するものである。

第２図にエンジン負荷と回転数に対応する制御領域の設
定例を示す。先ず、クラッチ手段１４のオフ領域Ｉすな
わち過給機６を非駆動状態とする非過給領域は、エンジ
ン回転数が第１設定値Ｎｃ以下でかつエンジン負荷が第
１設定値Ｌｃ以下の低回転低負荷領域であり、これ以外
の高回転高負荷領域がオン領域■すなわち過給機６を駆
動状態とする過給領域である。一方、制御弁８の閉領域
■すなわち排気ガスの吹き返し防止領域は、ハツチング
で示すように、前記クラッチ手段１４のオフ領域Ｉ内に
設定され、エンジン回転数が第２設定値Ｎｖ以下でかつ
エンジン負荷が第２設定値しＶ以下で、回転数の低下に
対して負荷が広がるように設定されている。

これにより、制御弁８はクラッチ手段１４がオフ状態と
なっている非過給領域においてのみ閉作動し、過給機６
の駆動力を増大するような領域での閉作動は行わないよ
うにして燃費性を確保する。

なお、エンジン負荷については、制御弁８の閉領域をク
ラッチ手段１４のオフ領域Ｉよりも狭く設定することが
好ましいが、低速中負荷の使用頻度は低いので、このエ
ンジン負荷側は破線で示すように低回転領域においてク
ラッチ手段１４のオフ領域Ｉより高負荷側まで制御弁８
の閉領域■′を設定するようにしてもよい。しかし、少
なくともエンジン回転数については、制御弁８の閉領域
■をクラッチ手段１４のオフ領域Ｉより狭く設定するも
のである。

また、クラッチ手段１４のオフ領域Ｉは、エンジン出力
の要求が少ない低負荷側および低回転側においてなるべ
く広く設定するのが駆動抵抗の低減による燃費性能の点
から好ましいが、クラッチ手段１４をオン作動した際に
急激な駆動によるクラッチ手段１４および過給機６の耐
久性、信頼性の点、また過給圧の急上昇によるトルクシ
ョックの点から設定するものである。

次に、第３図はエンジン負荷と回転数に対応する制御領
域の他の設定例を示し、この例では制御弁８の制御を単
なる開閉制御でなく、徐々に開度が変化するように設定
するものである。すなわち、クラッチ手段１４のオフ領
域Ｉ（非過給領域）およびオン領域■（過給領域）は前
例同様に設定され、制御弁８の開度は、等開度線Ａで示
すように基本的にはエンジン回転数が上昇するのにした
がって開度が大きくなり、同様にエンジン負荷が増大す
るのにしたがって開度が大きくなる特性であり、その閉
領域■としては次のように定義する。

すなわち、この例では、制御弁８のセット開度はスロッ
トル弁５との開度関係によってその特性が決定されるも
のであり、スロットル弁５をセット状態に保ったままで
、制御弁８を実際にセットした開度から開いた場合に、
吸気充填量がセット状態から２％以上増えるような領域
を閉領域とし、２％より小さい領域では実質的に開いて
いる状態と同様であるから開領域と定義するものである
。

そして、上記定義に対応する制御弁８の閉領域■をクラ
ッチ手段１４のオフ領域Ｉより狭くなるように設定する
ものである。

上記のような実施例によれば、高負荷高回転では過給機
６の駆動によりバルブオーバーラツプ期間中に過給エア
によって燃焼室内の排気ガスを掃気してノッキング性能
を向上する一方、低負荷低回転領域においては過給機６
の駆動停止を行うと共に制御弁８を閉じて過給圧の低下
に伴う排気ガスの吹き返しを防止する。その際、クラッ
チ手段１４をオフとして過給機６を非駆動状態としてい
ても、エンジンの吸入作用によって過給機６は回転し、
クラッチ手段１４のオン時にそれまでの過給機６の自然
回転とエンジンの駆動による回転との差が少なければ、
オン時の抵抗少なく問題ないものであり、過給機６の非
駆動状態における自然回転数を高くすることができれば
、高速側までオフ領域を拡大できて燃費性の向上が図れ
る。この点について、制御弁８の開度による通気量より
スロットル弁５による通気量を小さくすると、エンジン
の吸気量が同一であっても、スロットル弁５下流の空気
密度が低くなって体積移動量が増大して過給機６の自然
回転数が増大することになり、オフ領域の拡大が図れる
。

なお、上記実施例においては、制御弁８はスロットル弁
５とは別途に開閉制御するようにしているが、制御弁８
の開閉をスロットル弁−５に連動して行うようにしても
よく、その際、スロットル弁５が全閉状態から開く開度
変化に対し、制御弁８は初期により大きく開くように設
定するのが好ましい。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、過給機を非駆動状態とす
るクラッチ手段のオフ領域よりも、各気筒の独立吸気通
路に該通路を開閉して排気ガスの吹き返しを防止する制
御弁の閉領域を狭く設定したことにより、制御弁が閉じ
ている領域でクラッチ手段をオン作動して過給機の駆動
を行う状態を回避し、これにより過給機の必要駆動力の
低減およびクラッチ手段のオフ領域を拡大して燃費性能
を改善することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるエンジンの全体構成
図、 第２図は制御領域の設定例を示す特性図、第３図は他の
制御領域の設定例を示す特性図である。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・吸気通路、２
ａ・・・・・・独立吸気通路、５・・・・・・スロット
ル弁、６・・・・・・過給機、８・・・・・・制御弁、
１４・・・・・・クラッチ手段、１６・・・・・・エン
ジン出力軸、２０・・・・・・制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スロットル弁より下流側の吸気通路にエンジン出
   力によって駆動される機械式過給機を介装し、該過給機
   の駆動を制御してエンジン低回転域で非駆動状態とする
   クラッチ手段を設けると共に、前記過給機より下流側の
   各気筒の独立吸気通路に該通路を開閉する制御弁を設け
   、該制御弁の閉領域を少なくともエンジン回転数に対す
   る前記クラッチ手段による過給機の非駆動領域よりも狭
   く設定したことを特徴とする機械式過給機付エンジン。