JPH02221634A - 過給機付エンジンの制御手段 - 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、内部圧縮により吸気を加圧してエンジンを過
給する過給機を備えたエンジンの制御手段に関する。

（従来の技術） 従来、この種の過給機として、例えば特開昭６３−１７
０５２４号公報に開示される、いわゆるネジ式の機械式
過給機が知られている。このものは、ハウジングと、該
ハウジング内に配設され且つ複数のローブを有するスク
リュー状の雄ロータと、該ハウジング内に配設され且つ
上記雄ロータのローブに噛み合う複数のフルート（溝）
を有するスクリュー状の雌ロータとを備え、この二つの
ロータを回転させると、ロータの四部とハウジング内壁
との間に形成される空間が徐々に小さくなりながらロー
タの軸方向に移動していくことを利用して、ハウジング
のロータ軸方向一端の吸込ボートから吸込んだ吸気を上
記空間に取り込んで圧縮し、ハウジングのロータ軸方向
他端の吐出ボートから吐出するようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このような過給機の場合、過給機下流の過給
圧が運転状態によって変動するので、過給機の吐出圧と
過給機下流の過給圧との大小関係が変動して過給機の吐
出ガスに圧力変動が生じ易く、過給効率が低下するとと
もに騒音が増大するという問題がある。

本発明はこのような点に着目してなされたものであり、
その目的とするところは、過給機が内部圧縮により吸気
を加圧するものであることを利用して、過給機の吐出圧
を適切に調整して過給機の吐出ガスの圧力変動を抑制す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明では、過給機の吐出圧
を過給機下流の過給圧に等しくなるよう調整することで
ある。

具体的に、請求項（１）の発明の７Ｒじた解決手段は、
内部圧縮により吸気を加圧してエンジンを過給する過給
機を備えた過給機付エンジンの制御手段を対象とする。

そして、これに対し、上記過給機の吐出圧を調整する吐
出圧調整手段と、過給機の吐出圧が過給機下流の過給圧
に等しくなるように吐出圧調整手段を制御する吐出圧制
御手段とを設ける構成としたものである。

さらに、請求項（２）の発明の講じた解決手段は、ネジ
式の過給機のように内部圧縮により吸気を加圧する機械
式過給機の場合には、吐出圧調整手段として、過給機の
吐出タイミングを調整して吐出圧を調整するものとして
いる。

（作用） 上記の構成により、請求項（１）の発明では、吐出圧制
御手段により吐出圧調整手段が制御されて、過給機の吐
出圧が過給機下流の過給圧に等しくなるので、過給機下
流の過給圧が運転状態によって変動しても、過給機の吐
出ガスに圧力変動が生じず、過給効率が向上するととも
に騒音が低減される。

また、請求項（２）の発明では、ネジ式の過給機のよう
に内部圧縮により吸気を加圧する機械式過給機の場合、
吐出圧制御手段により過給機の吐出タイミングが制御さ
れて、過給機の吐出圧が過給機下流の過給圧に等しくな
るので、過給機下流の過給圧が運転状態によって変動し
ても、過給機の吐出ガスに圧力変動が生じず、過給効率
が向上するとともに騒音が低減される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係る制御手段を備えた過
給機付エンジンを示す。同図において、１はエンジンで
あって、該エンジン１にはシリンダ２が形成されており
、該シリンダ２にはピストン３が摺動自在に嵌挿されて
おり、このシリンダ２とピストン３とにより、燃焼室４
が形成されている。

また、６は一端が上記燃焼室４に接続され、他端がエア
クリーナ７を介して大気に開放された吸気通路である。

該吸気通路６には、吸気流量を調整するためのスロット
ル弁８が設けられている。

さらに、該吸気通路６には、該スロットル弁８をバイパ
スするスロットルバイパス通路１０が設けられており、
該スロットルバイパス通路１０には、エアバルブ１１と
バイパスエア・コントロールバルブ１２とが並列に設け
られている。また、スロットル弁８下流の吸気通路６に
は、インタークーラ１３が設けられている。そして、該
インタークーラ１３下流の吸気通路６は二本に分岐され
ていて、各分岐吸気通路６ａごとにサージタンク１４が
設けられ、該サージタンク１４下流の分岐吸気通路６ａ
には吸気に燃料を供給するためのインジェクタ１５が設
けられている。

さらに、上記スロットル弁８とインタークーラ１３との
間の吸気通路６には、いわゆるネジ式の機械式過給機２
０が設けられており、エンジン１の出力軸により駆動さ
れ、内部圧縮により吸気を加圧してエンジンを過給する
ようにしている。また、上記吸気通路６には、上記過給
機２０をバイパスする過給機バイパス通路１６が設けら
れ、該過給機バイパス通路１６にはバイパスエア・バル
ブ１７が設けられている。尚、１つは一端が上記燃焼室
４に接続され、他端が大気に開放された排気通路である
。

ここで、上記過給機２０の構造を第２図および第３図に
基づいて説明する。これらの図において、２１はハウジ
ングであって、該ハウジング２１は、センタハウジング
２１ｂと、該センタハウジング２１ｂの前後に設けられ
たフロントおよびリヤのハウジング２１ａ、２１ｃとか
らなる。該センタハウジング２１ｂには前後方向に向く
二つのシリンダ２１ｄ、２１ｅが形成されている。該シ
リンダ２１ｄ、２１ｅは平行に、且つ互いに連通ずるよ
うに設けられている。

そして、上記一方のシリンダ２１ｄには、三つのロープ
２２ａを有するスクリュー状の雄ロータ２２が配設され
ている。該雄ロータ２２は、その前後に設けられた駆動
軸２２ｂを介してノ１ウジング２１ａ、２１ｃに枢支さ
れており、該駆動軸２２ｂはエンジン１によって駆動さ
れる。上記他方のシリンダ２１ｄには、上記雄ロータ２
２のロープ２２ａに対応する形状の五本のフルート（溝
）２３ａを有するスクリュー状の雌ロータ２３が配設さ
れている。該雌ロータ２３は、その前後においてハウジ
ング２１ａ、２１ｃに枢支されている。

この雄ロータ２２のロープ２２ａと雌ロータ２３のフル
ート（溝）２３ａとはシリンダ２１ｄ、２１ｅの連通部
において噛み合っている。

さらに、上記フロントハウジング２１ａには吸込ボート
２５が形成されている。該吸込ボート２５は、一端が過
給機２０上流の吸気通路６に接続されているとともに、
他端がセンタハウジング２１ｂの前端上部においてロー
タ２２，２３の凹部とハウジング２１ｂの内壁との間に
形成される空間２４に開口している。また、上記リヤハ
ウジング２１ｃには吐出ボート２６が形成されている。

該吐出ボート２６は、一端２６ａがセンタハウジング２
１ｂの後端下部においてロータ２２．　２３の凹部とハ
ウジング２１ｂの内壁との間に形成される空間２４に開
口しているとともに、他端が過給機２０下流の吸気通路
６に接続されている。

よって、駆動軸２２ｂが駆動されて上記二つのロータ２
２，２３が回転すると、ロータ２２，２３の凹部とセン
タハウジング２１ｂの内壁との間に形成される空間２４
が徐々に小さくなりながらロータの軸方向（第２図では
右方向）に移動していく。この間に吸気ボート２５から
吸込んだ吸気を上記空間２４に取り込んで内部圧縮によ
り圧縮し、吐出ポート２６から吐出するようになされて
いる。

そして、この過給機２０には、該過給機２０の吐出圧を
調整するための吐出圧調整手段３０が設けられている。

すなわち、上記センタハウジング２’ｌｂの中央下部に
は、第４図に示すように、シリンダ２１ｅに開口し、且
つロータ２３の外周シール面２３ｂの形状に合わせた逃
し溝３２が形成されている。また、該逃し溝３２よりも
ハウジング内方にはシリンダ３１が形成されている。該
シリンダ３１は、その上部で逃し溝３，２に連通してい
るとともに、その後端が上記吐出ボート２６　Ｅ連通し
ていて、逃し溝３２に対向して位置する上記空間２４の
圧縮エアを吐出エアとして吐出ボート２６に供給するよ
うにしている。この空間２４の圧縮エア圧は圧縮途中に
あるため、ロータ右端の空間２４の圧縮エアを吐出エア
として吐出ポート２６に供給する場合よりも吐出圧が低
くなる。

さらに、上記シリンダ３１にはスライド弁３３が摺動自
在に設けられており、該スライド弁３３が前後方向に摺
動すると、逃し溝３２とシリンダ３１との連通部分が前
後方向にずれて該連通部分を開閉することになる。すな
わち、第５図に示すように、連通部分が開くことにより
吐出タイミングが図中記号Ｔ１のタイミングに早まるこ
とで吐出圧を下げ、連通部分を閉じることで吐出タイミ
ングが記号Ｔ２のタイミングに遅くなり吐出圧を上げる
ように働く。また、スライド弁３３が摺動することによ
り連通部分の面積が変化して、早いタイミングで吐出さ
れる空気量の割合が変わり、吐出圧が連続的且つリニア
に調整制御されるようになっている。

また、上記吐出圧調整手段３０の前側には、過給機２０
の吐出圧が過給機下流の過給圧に等しくなるように上記
吐出圧調整手段３０を制御する吐出圧制御手段４０が設
けられている。すなわち、上記センタハウジング２１ｂ
の前側下部には、第２図に示すように、円筒状のケーシ
ング４１が設けられている。該ケーシング４１にはピス
トン４２が配設され、該ピストン４２によってケーシン
グ４１内の空間が、上記スライド弁側の第１室４３と、
反スライド弁側の第２室４４とに区画されている。該第
１室４３には上記ピストン４２を反スライド弁側に向っ
て付勢するスプリング４５が配設されている。また、上
記ピストン４２はリンクロッド４６を介して上記スライ
ド弁３３に連結されている。そして、上記第１室４３は
第１連通路４７を介して上記逃し溝３２に連通されてい
て、ピストン４２の後側に、逃し溝３２に対向して位置
する上記空間２４の圧縮エア圧と上記スプリング４５の
付勢力との合力が作用するようになっている。一方、上
記第２室４４は第２連通路４８を介して上記吐出ボート
２６に連通されていて、ピストン４２の前側に、吐出ボ
ート２６の圧力（過給圧）が作用するようになっている
。よって、上記過給圧が逃し溝３２に対向して位置する
空間２４の圧縮エア圧と上記スプリング４５の付勢力と
の合力よりも高いと、ピストン４２が後方に移動し、リ
ンクロッド４６を介して上記スライド弁３３が後方に移
動して第４図の破線位置に至り、逃し溝３２とシリンダ
３１との間を遮断する。このことにより、ロータ後端の
空間２４の高圧圧縮エアが吐出エアとして吐出ボート２
６に供給されて吐出圧が過給圧に等しくなる。一方、逃
し溝３２に対向して位置する空間２４の圧縮エア圧と上
記スプリング４５の付勢力との合力が過給圧よりも高い
と、ピストン４２が前方に移動し、リンクロッド４６を
介して上記スライド弁３３が前方に移動して第４図の二
点鎖線位置に至り、ピストン４２前後の圧力差に応じた
前後方向位置でもって逃し溝３２とシリンダ３１との間
を連通ずる。このことにより、スライド弁３３の吐出ボ
ート側端部の逃し溝３２から低圧縮エアを吐出しながら
空間２４が小さくなって行くので、空間２４が吸気ポー
ト２６に開口する時の吐出圧が過給圧に等しくなる。

尚、第１図中、４９は、過給機２０による吐出タイミン
グをよりリニアに補正（コントロール制御）する絞り弁
である。

したがって、上記実施例においては、吐出圧制御手段４
０により吐出圧調整手段３０が制御されて過給機２０の
吐出タイミングが制御され、過給機２０の吐出圧が過給
機下流の過給圧に等しくなるので、過給機下流の過給圧
が運転状態によって変動しても、過給機２０の吐出ガス
に圧力変動が生じず、過給効率が向上するとともに騒音
が低減される。

さらに、第６図および第７図は本発明の第２実施例に係
る制御手段を備えた過給機２０−を示す。

この過給機２０″は上記第１実施例に係る過給機２０と
同一の基本構造をもつが、吐出圧調整手段および吐出圧
制御手段の構造が異なっている。したがって、これらに
ついてのみ説明し、ハウジング２１〜吐出ボート２６の
説明は省略する。第６図および第７図に示すように、こ
の過給機２０′には、該過給機２０−の吐出圧を調整す
るための吐出圧調整手段３０″が設けられている。すな
わち、上記リヤハウジング２１ｃには、前後方向に向く
シリンダ３１′が形成されている。第７図に示すように
、該シリンダ３１′の前端は、リヤハウジング２１ｃの
前壁において吐出ボート２６のロータ側聞口部２６ａよ
りもロータ２３の回転方向で遅れ側に開口していて、ロ
ータ２３の四部とセンタハウジング２１ｂの内壁との間
に形成される空間２４に連通している。また、該リヤハ
ウジング２１ｃには、一端が該シリンダ３１゛の前部側
壁に開口し他端が吐出ボート２６に開口するバイパス通
路３２′が形成されている。つまり、このバイパス通路
３２゛によって上記シリンダ３１゛が連通する空間２４
の圧縮エアを吐出エアとして吐出ボート２６に供給する
ようにしている。この空間２４は吐出ボート２６のロー
タ側聞口部２６ａに対向する空間２４よりもロータ２３
の回転方向で遅れ側にあるので、吐出ボート２６のロー
タ側聞口部２６ａに対向する空間２４の圧縮エアを吐出
エアとして吐出ボート２６に供給する場合よりも吐出圧
が低くなる。すなわち、過給機２０の吐出タイミングが
早まって吐出圧が低く調整されるようになっている。

また、上記吐出圧調整手段３０−の後側には、過給機２
０−の吐出圧が過給機下流の過給圧に等しくなるように
上記吐出圧調整手段３０′を制御する吐出圧制御手段４
０゛が設けられている。すなわち、上記シリンダ３１−
にはピストン４２゛が設けられ、該ピストン４２の後側
に室４４−が形成されている。該室４４′には上記ピス
トン４２′を反ロータ側に向って付勢するスプリング４
５′が配設されている。また、上記室４４−は連通路４
７゛を介して吐出ボート２６に連通されている。つまり
、上記ピストン４２゛にはシリンダ３１゛が連通する空
間２４の圧縮エア圧と上記スプリング４５の付勢力との
合力が後向きに作用し、一方、吐出ボート２６の圧力（
過給圧）が前向きに作用するようになっている。よって
、上記過給圧がシリンダ３１′が連通ずる空間２４の圧
縮エア圧と上記スプリング４５−の付勢力との合力より
も高いと、ピストン４２′が前方に移動して第６図の二
点鎖線位置に至り、バイパス通路３２゛とシリンダ３１
−が連通する空間２４との間を遮断する。このことによ
り、吐出ボート２６のロータ側聞口部２６ａに対向する
空間２４の高圧圧縮エアが吐出エアとして吐出ボート２
６に供給されて吐出圧が過給圧に等しくなる。一方、シ
リンダ３１″が連通する空間２４の圧縮エア圧と上記ス
プリング４５′の付勢力との合力が過給圧よりも高いと
、ピストン４２−が後方に移動して第５図の実線位置に
至り、バイパス通路３２′とシリンダ３１″が連通ずる
空間２４との間を連通ずる。

このことにより、上記シリンダ３１゛が連通する空間２
４の低圧圧縮エアが吐出エアとして吐出ボート２６に供
給されて吐出圧が過給圧に等しくなる。

したがって、上記実施例においても、吐出圧制御手段４
０゛により吐出圧調整手段３０′が制御されて過給機２
０−の吐出タイミングが制御され、過給機２０゛の吐出
圧が過給機下流の過給圧に等しくなるので、過給機下流
の過給圧が運転状態によって変動しても、過給機２０′
の吐出ガスに圧力変動が生じず、過給効率が向上すると
ともに騒音が低減される。

尚、上記各実施例では過給機２０゛の吐出タイミングを
変えて吐出圧を調整するようにしたが、吸込タイミング
を変えて吐出圧を調整するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の過給機付エンジンの制御
手段によれば、内部圧縮により吸気を加圧してエンジン
を過給する過給機を備え、過給機の吐出圧が過給機下流
の過給圧に等しくなるように制御したので、過給機下流
の過給圧が運転状態によって変動しても、過給機の吐出
ガスに圧力変動が生じず、過給効率を向上できるととも
に騒音を低減できる。

また、過給機が機械式過給機である場合、過給機の吐出
タイミングの調整により上記同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の第１実施例を例示し、第１図
は全体概略構成図、第２図は過給機の縦断側面図、第３
図は第２図における■−■線断面図、第４図は逃し溝を
上から見た図、第５図は機械式過給機の回転角に対する
容量特性図である。第６図および第７図は本発明の第２
実施例を例示し、第６図は第２図相当図、第７図は第６
図における■−■線断面図である。 ２０．２０”・・・過給機 ３０．３０”・・・吐出圧調整手段 ４０．４０−・・・吐出圧制御手段 二■

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部圧縮により吸気を加圧してエンジンを過給す
   る過給機を備えた過給機付エンジンの制御手段であって
   、上記過給機の吐出圧を調整する吐出圧調整手段と、過
   給機の吐出圧が過給機下流の過給圧に等しくなるように
   吐出圧調整手段を制御する吐出圧制御手段とを設けたこ
   とを特徴とする過給機付エンジンの制御手段。
2. （２）過給機は機械式過給機であるとともに、吐出圧調
   整手段は、過給機の吐出タイミングを調整して吐出圧を
   調整するものである請求項（１）記載の過給機付エンジ
   ンの制御手段。