JPH0240270Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、ターボチヤージヤ付内燃機関の構
造技術に関する。

〔従来の技術〕 近時、自動車用内燃機関においてはパワーアツ
プを図るために第５図に例示するようなターボチ
ヤージヤａを付設する傾向にある。ターボチヤー
ジヤａは、タービンｂが機関ｃの排気ｄによつて
回転すると、これにコンプレツサｅが連動し、こ
のコンプレツサｅを給気ｆを加圧して燃焼室に過
給する。

〔考案が解決しようとする課題〕

このようなターボチヤージヤａにおいては、上
記のように、給気ｆを加圧するコンプレツサｅは
機関ｃの排気ｄによつて回転するタービンｂを駆
動源としているために、その給気圧力はタービン
ｂの回転に影響される。従つて、機関ｃが低回転
域にある場合には排気の圧力が低いためにタービ
ンｂの回転速度も低く、このことがコンプレツサ
ｅの加圧能力を低下させ、所望の過給能力が得ら
れない原因となつている。また、過渡応答性が悪
いため加速性も劣つている。

給気を加圧して過給するものに、上記ターボチ
ヤージヤａとは別に第６図に例示したようなスー
パーチヤージヤｇがある。このスーパーチヤージ
ヤｇはメカニカルコンプレツサであつて、機関
c′のクランクシヤフトｈに連結されて該クランク
シヤフトｈの回転に連動して燃焼室に供給される
給気f′を加圧する。このスーパーチヤージヤｇに
おいては機関c′を駆動源としているために上記タ
ーボチヤージヤａのような不都合は生じないが、
機関を大型化する、吸収馬力が大きいため燃
費が悪化し、騒音も大きいと云つた欠点がある。
図中、ｉは燃料噴射ポンプである。

そこで、従来特開昭58−222919号公報に示すも
のが提案されている。

しかし機関が低回転、高負荷状態から中・高回
転、低・高負荷状態に移行する際、又は逆に中・
高回転、低・高負荷状態から低回転、高負荷状態
に移行する際、スーパーチヤージヤ駆動系への負
荷急増によるシヨツクが大きい。

そのため、これらの耐久性、信頼性に問題があ
り、また耐久性を増大させるため駆動系の許容ト
ルクを大きなものにすることになるので、コスト
高となる問題がある。

本考案はかかる問題に対処するためになされた
もので、その目的とするところは機関が低回転、
高負荷運転状態と低回転、高負荷以外の運転状態
との移行する際のスーパーチヤージヤ駆動系への
負荷急増によるシヨツクを小さくして耐久性、信
頼性を増大させ、またスーパーチヤージヤを小型
化してコスト低減も図れるターボチヤージヤ付内
燃機関を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本考案の構成は、タ
ーボチヤージヤのコンプレツサ下流にバイパス通
路を設けてそのバイパス通路に電磁クラツチを備
えているスーパーチヤージヤを配設し、前記コン
プレツサにて加圧された給気がバイパス電磁開閉
弁を作動させることによつて直接路を通つて又は
スーパーチヤージヤに加圧されて燃焼室に供給さ
れるようにしたターボチヤージヤ付内燃機関にお
いて、機関が低回転、高負荷状態にあるときバイ
パス電磁開閉弁は直接路を閉じるようにかつ電磁
クラツチは接続状態になるように作動され、機関
が低回転、高負荷以外の運転状態にあるときバイ
パス電磁開閉弁は開放されかつ電磁クラツチは分
断状態となるように作動され、機関の低回転、高
負荷運転状態と低回転、高負荷以外の運転状態と
の移行期にあるとき、バイパス電磁開閉弁が開放
されかつ電磁クラツチが接続状態となるように作
動させるコントローラを具備したことを特徴とす
るものである。

〔作用〕

機関が低回転、高負荷運転状態にあるときは、
電磁クラツチは接続状態（on）、バイパス電磁開
閉弁は閉状態に制御とされ、ターボチヤージヤで
加圧された給気がバイパス通路を流れ、スーパー
チヤージヤにより更に加圧されて燃焼室に供給さ
れる。

中・・高回転、低・高負荷の運転状態にあると
きは、電磁クラツチは分断状態（off）、バイパス
電磁開閉弁は開状態に制御され、ターボチヤージ
ヤで加圧された給気が直接路を流れてそのまま燃
焼室に供給される。

そして、機関が低回転、高負荷運転状態と低回
転、高負荷以外の運転状態との移行期において
は、電磁クラツチは接続状態（on）、バイパス電
磁開閉弁は開状態に制御され、ターボチヤージヤ
で加圧された給気が直接路を通つて、又はスーパ
ーチヤージヤで更に加圧されてそれぞれ燃焼室に
供給される。

そして、機関の低回転、高負荷運転状態と低回
転、高負荷以外の運転状態との移行期の際のスー
パーチヤージヤ駆動系への負荷急増によるシヨツ
クが低減される。

〔実施例〕

以下、この考案の第１図に基づき具体的に説明
する。

図において、１は機関、２は該機関１に付設さ
れているスーボチヤージヤ、３は燃料噴射ポンプ
である。

前記ターボチヤージヤ２のコンプレツサ２ａの
直接路４にはバイパス通路５が設けられ、該バイ
パス通路５には電磁クラツチ６を介してクランク
シヤフト７と連結するスーパーチヤージヤ（メカ
ニカルコンプレツサ）８が配設されている。

ターボチヤージヤ２のコンプレツサ２ａにて加
圧された給気はバイパス電磁開閉弁９が開状態に
あるときは直接路４を通つて燃焼室に供給され、
閉状態にあるときはバイパス通路５を流れて燃焼
室に供給されるようになつている。また、給気が
バイパス通路５を流れるとき電磁クラツチ６の接
続によつてスーパーチヤージヤ８が作動し、給気
は更に加圧される。

前記電磁クラツチ６とバイパス電磁開閉弁９
は、機関回転数を検出する回転数センサ１０から
の回転信号と、機関負荷を検出する負荷センサ１
１からの負荷信号を入力するコントローラ１２に
よつて制御される。機関１が低回転、高負荷状態
にあるとき、給気がバイパス通路５を流れてスー
パーチヤージヤ８により加圧されるように、電磁
クラツチ６は接続状態（on）、バイパス電磁開閉
弁９は閉状態に制御され、機関１が低回転、高負
荷以外の運転状態にあるときは給気が直接路４を
流れてそのまま燃焼室に供給されるように、電磁
クラツチ６は分断状態（off）、バイパス電磁開閉
弁９は開状態に制御される。そして、機関１が低
回転、高負荷状態から中・高回転、低・高負荷状
態に移行する移行期、又は逆に中・高回転、低・
高負荷状態から低回転、高負荷状態に移行する移
行期においては電磁クラツチ６は接続状態
（on）、バイパス電磁開閉弁９は開状態に制御さ
れる。第２図はこの制御マツプを示すもので、
は機関１が低回転、高負荷状態にある領域、は
低回転、高負荷状態にある領域、は→又は
→への移行期にある領域である。

第３図は上記の如き作動を実現するコントロー
ラ１２のフローチヤートを示すものである。すな
わち、ステツプ１３において機関花転数及び機関
負荷を読み込み、ステツプ１４において機関１が
の領域の運転状態あるか否かを判断し、の領
域にある場合にはステツプ１５において電磁クラ
ツチ６をon、バイパス電磁開閉弁９を閉状態に
制御する。一方、の領域にない場合には更にス
テツプ１６においての領域にあるか否かを判断
し、の領域にある場合にはステツプ１７におい
て電磁クラツチ６をoff、バイパス電磁開閉弁９
を開状態に制御し、の領域にない場合にはステ
ツプ１８において電磁クラツチ６をon、バイパ
ス電磁開閉弁９を開状態に制御する。

このような構成にしたから、機関１が低回転、
高負荷状態にあるとき、給気はターボチヤージヤ
２において一次加圧され、更にバイパス通路５を
流れる過程においてスーパーチヤージヤ８によつ
て二次加圧されて燃焼室に過給される。また、機
関１が低回転、高負荷の運転状態と低回転、高負
荷の運転以外の運転状態との移行期、給気は直接
燃焼室に供給されると共にスーパーチヤージヤ８
において加圧されて燃焼室に過給される。従つ
て、機関１が低回転、高負荷状態にあるときの給
気圧力が高められ、所望の過給能力が得られると
同時に過渡応答が速く、従つて、加速性も良好と
なる。第４図は実施例構造にて得られる全負荷に
おける給気特性を示している。スーパーチヤージ
ヤ８は高圧側に配置されるため小容量４例えば
2l／１回転以下）のものでも上記のように十分な
過給（11l以上）が得られ、従つて非常に小型化
される。スーパーチヤージヤ８は機関１が低回
転、高負荷状態にあるとき、及び低回転、高負荷
以外の運転状態に変わる移行期にあるとき（領域
，）のみ作動し、高回転（領域）あるとき
は作動しないので、スーパーチヤージヤ８による
吸収馬力の影響が小さく、かつ、騒音も小さい。
機関１の運転が領域から領域に変わる場合及
びその逆の場合に移行のための領域を設けてい
るため円滑な運転が実施できると共にスーパーチ
ヤージヤ８駆動系への負荷急増が避けられシヨツ
クが小さくなり、耐久性、信頼性が増大する。

また、スーパーチヤージヤ８をターボチヤージ
ヤ２の高圧側に設け、かつスーパーチヤージヤ８
駆動系への負荷急増を避けてシヨツクを小さくす
るので、スーパーチヤージヤ８駆動系への許容ト
ルクが小さくなり、スーパーチヤージヤ８が小型
化され、コスト低減が図れる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案は機関が低回転、高
負荷運転状態と低回転、高負荷以外の運転状態と
の移行期にあるとき、バイパス電磁開閉弁が開放
されかつ電磁クラツチが接続状態となるように作
動させるコントローラを具備したので、かかる移
行期にスーパーチヤージヤ駆動系への負荷急増に
よるシヨツクが無くなり、円滑な運転が可能とな
ると共に耐久性、信頼性が向上し、また駆動系の
許容トルクが小さくなりスーパーチヤージヤが小
型化されてコストも低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例の構成図、第２図は
同電磁クラツチ及びバイパス電磁開閉弁の制御マ
ツプ、第３図は同コントローラのフローチヤー
ト、第４図は同給気特性線図、第５図は従来のタ
ーボチヤージヤ付内燃機関の構成図、第６図は従
来のスーパーチヤージヤ付内燃機関の構成図であ
る。 １……機関、２……ターボチヤージヤ、２ａ…
…コンプレツサ、４……直接路、５……バイパス
通路、６……電磁クラツチ、８……スーパーチヤ
ージヤ、９……バイパス電磁開閉弁、１０……回
転数センサ、１１……負荷センサ、１２……コン
トローラ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ターボチヤージヤのコンプレツサ下流にバイパ
   ス通路を設けてそのバイパス通路に電磁クラツチ
   を備えているスーパーチヤージヤを配設し、前記
   コンプレツサにて加圧された給気がバイパス電磁
   開閉弁を作動させることによつて直接路を通つて
   又はスーパーチヤージヤに加圧されて燃焼室に供
   給されるようにしたターボチヤージヤ付内燃機関
   において、機関が低回転、高負荷状態にあるとき
   バイパス電磁開閉弁は直接路を閉じるようにかつ
   電磁クラツチは接続状態になるように作動され、
   機関が低回転、高負荷以外の運転状態にあるとき
   バイパス電磁開閉弁は開放されかつ電磁クラツチ
   は分断状態となるように作動され、機関の低回
   転、高負荷運転状態と低回転、高負荷以外の運転
   状態との移行期にあるとき、バイパス電磁開閉弁
   が開放されかつ電磁クラツチが接続状態となるよ
   うに作動させるコントローラを具備したことを特
   徴とするターボチヤージヤ付内燃機関。