JPH0121148Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は過給機付エンジン、特に、エンジン始
動用のスタータより回転力を得る機械式過給機を
備えた過給機付エンジンに関する。

エンジンの出力アツプを計る一方法として過給
機の装着が知られている。この過給機はエンジン
の燃焼室への空気の供給量あるいは空気と燃料か
らなる混合気の供給量を増加させるもので、通常
排気過給機と機械式過給機とに区分される。排気
過給機はエンジンの排出する排気の持つ熱エネル
ギを有効利用し、これによりタービンを回し、タ
ービン直結のコンプレツサを駆動し、燃焼室に供
給される空気の充填効率を上げ、エンジン出力の
向上を計れる。しかし、排気の少ない状態（低回
転時）よりの急加速等においての応答性が低いと
いう欠点がある。これに対し、機械式過給機はコ
ンプレツサ側を直接エンジンの回転力を用い回転
させたり、モータ等により回転させるという方式
であり、制御も比較的容易である。しかし、出力
の一部を消費する上にモータを必要としたり、ま
たは回転伝達系を付加する必要がある。

本考案はスタータモータを有効利用して形成し
た過給機を備える過給機付エンジンを提供するこ
とを目的としている。

本考案による過給機付エンジンは車両のエンジ
ンを始動するスタータモータのアーマチユアシヤ
フトに連結された送風手段と、上記スタータモー
タのフイールドコイルに電源を適時に接続する送
風手段駆動スイツチと、上記送風手段より吐出さ
れる空気を上記エンジンの吸気路に直接供給しま
たは上記空気を上記エンジンの排気過給機のター
ビンに供給する空気路と、上記エンジンの回転数
を検出する回転センサと、上記車両のアクセルペ
ダルの踏込量を検出するアクセルセンサと、上記
車両の変速機の変速段を検出する変速段スイツチ
と、同変速段スイツチからの信号によつて低速段
を判断し上記アクセルセンサからの信号によつて
所定量以上の踏込みを判断し上記回転センサから
の信号によつて所定回転数以下を判断したとき上
記送風手段駆動スイツチを接続するコントローラ
とを備えたことを特徴とする。

以下、本考案を添付図面と共に説明する。

第１図には本考案の一実施例としての過給機付
エンジンを示した。このエンジンはデイーゼルエ
ンジン本体（以後単にエンジンと記す）１にクラ
ツチ２、ミツシヨン３をそれぞれ連結し、しかも
エンジン１の両側部には吸気マニホウルド４、排
気マニホウルド５、列型の燃料噴射ポンプ６、ス
タータ７をそれぞれ装着している。更に、エンジ
ン１は排気過給機８を備え、吸気マニホウルド４
より延出する吸気管８の他端にコンプレツサ９の
出口９０１を、排気マニホウルド５の出口側に三
方管１３を介しタービン１０の入口１０１をそれ
ぞれ連結する。コンプレツサ９の入口９０２はエ
アクリーナ１１に連結し、タービン１０の出口１
０２はマフラー１２側に連結する。三方管１３は
後述するスタータ駆動過給機１４より吐出される
空気を空気路としての三方管の枝部１３１を介し
排気マニホウルド５側からの排気に合流させター
ビン１０に導く。

スタータ７は、第２図に示すように、モータ部
３０と機械部３１とマグネツトスイツチ２０とか
らなり、周知の電磁押込み式である。即ち、アー
マチユアシヤフト１５に外嵌するピニオン１６を
図示しないエンジンのフライホイールのリングギ
ア１７に押込み噛合せ、かつ、スタータ回路１８
（第３図参照）に流す電流をマグネツトスイツチ
２０により断続させる。アーマチユアシヤフト１
５上のアーマチユア１９は対設されるフイールド
コイル２１との間の電磁力の働きを受け回転し、
周知のオーバーランニングクラツチ２２を介しピ
ニオン１６を回転させる。オーバーランニングク
ラツチ２２およびピニオン１６はレバー２３によ
り、実線で示す脱却位置と２点鎖線で示す始動位
置に切換移動させられる。レバー２３はその一端
をマグネツトスイツチ２０内のプランジヤ２４に
連結され、マグネツトスイツチ２０のオン時にピ
ニオン１６を始動位置に移動させる。なお、第３
図に示すようにプランジャ２４はスタータ回路１
８を断続するメーンスイツチ２５の切換部として
も働く。ここで第３図中に示すようにマグネツト
スイツチはＢ端子とＭ端子を備える。このプラン
ジヤ２４にはこれが、レバー２３を介しピニオン
１６を始動方向に押し出す力を発生させるための
プルインコイル２６と、ピニオン１６がリングギ
ア１７と噛み合つた状態をホールドさせるための
ホールデイングコイル２７が外嵌する。なお、両
コイルの巻き数は同じに設定される。これら両コ
イルの結合点Ｏと電源２８との間には補助スイツ
チ３２が配備され、この補助スイツチの励磁コイ
ル２９と電源２８間がキースイツチ（スタータス
イツチ）３３により断続される。

一方、フイールドコイル側のＭ端子は過給機駆
動スイツチ（以後単に駆動スイツチと記す）３４
を介し電源２８に接続する。この駆動スイツチの
励磁コイル３５は後述するコントローラ３６より
の過給オン信号に基づき図示しない駆動回路が出
力する励磁電流を受け得る。このためコントロー
ラ３６より過給オン信号としての出力電流が励磁
コイル３５に流れるとマグネツトスイツチ２０側
に無関係にモータ部３０は駆動する。なお、Ｍ端
子には電磁クラツチ３７が接続されており、モー
タ部３０作動と同時にクラツチ接状態を得るよう
構成されている。

ところでアーマチユアシヤフト１５の他端には
電磁クラツチ３７を介し増速機３８が接続され、
この増速機３８には送風手段としてのブロア３９
が取付けられる。なお、このブロア３９、増速機
３８、スタータ７によりスタータ駆動過給機１４
が形成される。増速機３８はアーマチユアシヤフ
トの回転速度（6000rpm程度）を過給効果の生じ
る回転速度にまで増速するもので多段ギア列で形
成され、これに代え図示しない遊星ギア列を用い
ることもできる。ブロア３９は増速機３８の出力
軸４０に取付けられたブロア扇車４１と、これを
収容するブロアハウジング４２とで形成される。
このブロアの入口３９１は図示しないエアフイル
タを介し大気開放され、出口３９２は三方管１３
の枝部１３１に連結する。空気路としての枝部１
３１は第１図に示すように逆止弁４３を備え、こ
れにより排気マニホウルド５側よりブロア３９へ
の排気の逆流を防止できる。

コントローラ３６は車両の要部を制御するマイ
クロコンピユータを利用して形成される。即ち、
コンピユータの内部のメモリのROM（読み出し
専用メモリ）に第５図にフローチヤートとして示
したプログラムを記憶処理しておき、適時にマイ
クロコンピユータの入出力信号処理回路としての
インタフエースに所定信号を入力し、出力を得て
いる。ここではアクセルペダル４３の回動量に応
じた抵抗変化をアクセルセンサ４６が電圧値とし
て生じさせ、これをＡ／Ｄ変換器４４でデジタル
化し入力する。更に、噴射ポンプ６に付設され、
エンジンの回転数信号を出力する回転センサ４５
およびミツシヨン３のギア位置が１あるいは２速
に切換えられた時変速信号を出力する変速段スイ
ツチ４７もそれぞれ入力を行なう。一方、インタ
ーフエースの出力ポートは駆動スイツチ３４の励
磁コイル３５に対し図示しない駆動回路を介し適
時に、出力電流を供給する。プログラムがスター
トすると、マイクロコンピユータ４８はまず変速
信号を入力させ、これが１あるいは２速（低速
段）であると判断するとステツプS1よりS2へ否
定（NO）だとステツプS3へ進む。ステツプS2で
はアクセル開度信号を入力させ、これが設定値
（発進時の踏込量）以上か否かを判断し、YESで
ステツプS4へNOでステツプS3へ進む。ステツプ
４ではエンジンの回転数信号を入力させ、これが
設定値（１および２速におけるスムーズな発進に
要する回転数として設定される）以下か否かが判
断され、YESでステツプS5へNOでステツプ３へ
進む。ステツプS5では駆動スイツチをオンさせ
るよう図示しない駆動回路を介し、励磁コイル３
５に励磁電流を流す。これによりモータ部３０お
よび電磁クラツチ３７が作動し機械式過給機であ
るスタータ駆動過給機１４が駆動する（ステツプ
S6）。なお、ステツプS3では駆動スイツチオフ、
即ち、励磁電流断処理をし、リターンする。な
お、このようなコンピユータ制御に代え、アンド
回路よりなるロジツク回路を用いてもよい。

このような過給機付エンジンでは、キースイツ
チ３３オンにより補助スイツチ３２がオンし、プ
ルインコイル２６およびホールデイングコイル２
７が励磁される。これにより、プランジヤ２４は
メーンスイツチ２５をオンすると共にレバー２３
を介しピニオン１６を始動位置に移動させ、リン
グギア１７に押込み、噛合わせる。そしてスター
タ回路１８オンによりスタータ７が作動し、エン
ジン始動がなされる。

次に一時停止中の車両のアクセルペダル４３が
踏込まれ発進に入る場合、コントローラ３６では
ギア位置が低速段にあり、アクセル開度が設定値
を上回り、エンジン回転数が設定値に達していな
い間、駆動スイツチ３４をオンさせる処理をす
る。これにより、モータ部３０が回転し、電磁ク
ラツチ３７が断より接に切換わる。するとモータ
部３０、増速機３８、ブロア３９は直結し、スタ
ータ駆動過給機１４が駆動し、ブロア３９より吐
出される空気は三方管１３で排気と合流し、共に
排気過給機８のタービン１０を回転させる。する
と、排気過給機８はエアクリーナ１１よりの吸気
をコントプレツサ９で吸入し、吸気マニホウルド
４を介し図示しない燃焼室に供給する。そして、
この状態はエンジンの出力により車両が発進し、
エンジンの回転数が増加し、これが設定値を上回
るまで続き、上回つた時点で駆動スイツチ３４が
オフすることで終了する。この間、ピニオン１６
は脱却位置を保持している。

このように本考案による過給機付エンジンはス
タータ７を始動時にはエンジン始動に用いると共
に、車両が低速段での加速時であつて所定回転数
以下にある時には、送風手段の駆動源として働か
せる。このため、排気過給機８は過給効果の生じ
る回転にまで直ちに回転増を計ることができ、発
進時における排気過給機８の低回転より高回転に
達するまでのタイムラグを低減でき、発進時の応
答性が良好となり、車両の発進加速性を向上でき
る。特に、送風手段としてのスタータ駆動過給機
１４の駆動源としてスタータを用いるため、新た
に駆動源を必要とせず、コスト増を押えることが
できる。しかも、新たに駆動源の取付スペースを
必要とせず、取付性も良い。なお、プログラムを
代えスタータ駆動過給機１４に発進または急加速
時に共に過給を行なわせてもよい。

なお、第１図に示した過給機付エンジンはスタ
ータ駆動過給機１４の吐出する空気を排気と合流
させ排気過給機８を駆動させるものであつたが、
これに代え、第４図に示すようにスタータ駆動過
給機１４の吐出する空気を空気路を形成する連結
チユーブ４４を介し吸気マニホウルド４に加える
構成としてもよい。この場合機械式過給機で直接
エンジンを過給することになり、図示しない制御
系により設定された時限、たとえば発進時や急加
速時にのみ過給作動を行なう構成とすればよい。
なお、否過給時には図示しないエアクリーナより
バイパス路（図示せず）を介し連結チユーブ４４
に新気を流入させるよう形成することが望まし
い。なお、第１図にはデイーゼルエンジンに本考
案を適用した場合を説明したがガソリンエンジン
にも本考案を適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例としての過給機付エ
ンジンの概略平面図、第２図は同上過給機付エン
ジンに用いるスタータ駆動過給機の断面図、第３
図は同上過給機付エンジンのスタータ回路図およ
びスタータ駆動過給機の駆動回路図、第４図は本
考案の他の実施例としての過給機付エンジンの概
略平面図、第５図はコントローラ内蔵のプログラ
ムのフローチヤートをそれぞれ示している。 １……エンジン、４……吸気マニホウルド、７
……スタータ、８……排気過給機、１０……ター
ビン、１４……スタータ駆動過給機、１５……ア
ーマチユアシヤフト、２１……フイールドコイ
ル、２８……電源、３４……駆動スイツチ、３６
……コントローラ、３９……ブロア、４４……連
結チユーブ、４６……アクセルセンサ、１３１…
…枝部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 車両のエンジンを始動するスタータモータのア
   ーマチユアシヤフトに連結された送風手段と、上
   記スタータモータのフイールドコイルに電源を適
   時に接続する送風手段駆動スイツチと、上記送風
   手段より吐出される空気を上記エンジンの吸気路
   に直接供給しまたは上記空気を上記エンジンの排
   気過給機のタービンに供給する空気路と、上記エ
   ンジンの回転数を検出する回転センサと、上記車
   両のアクセルペダルの踏込量を検出するアクセル
   センサと、上記車両の変速機の変速段を検出する
   変速段スイツチと、同変速段スイツチからの信号
   によつて低速段を判断し上記アクセルセンサから
   の信号によつて所定量以上の踏込みを判断し上記
   回転センサからの信号によつて所定回転数以下を
   判断したとき上記送風手段駆動スイツチを接続す
   るコントローラとを備えたことを特徴とする過給
   機付エンジン。