JPH0333432A - 圧力波過給機付エンジン - 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、排気の圧力波エネルギーを吸気に伝達して吸
気の過給を行う圧力波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、圧力波過給機を備えたエンジンにおいては、
この圧力波過給機のロータをエンジンの運転状態に応じ
て回転させる必要があることから、一般には、エンジン
の出力軸から伝動ベルトによって圧力波過給機の回転駆
動を行うようにしている。

また、例えば実開昭８０−１２５３２７号公報に見られ
るように、上記ロータを電動モータによって回転駆動す
るように設け、エンジン回転数に対するロータの回転数
を可変制御するようにした技術が公知である。

（発明が解決しようとする課題） しかして、圧力波過給機を単にエンジン出力軸の回転に
同期して駆動するようにしたものでは、減速時に減速シ
ョックが発生すると共に、この減速状態からの再加速時
に加速応答性が不足すると共に、シフトアップ変速時等
のトルク変動が大きくなる問題を有する。

すなわち、圧力波過給機は前述のように排気の圧力波エ
ネルギーを吸気に伝達して吸気の過給を行うものである
が、排気ガスの圧力波エネルギーが十分に得られるよう
な運転状態においては、この排気ガスのエネルギーによ
ってロータが自己回転し、外部からの駆動がなくても回
転を維持でき、また、高速回転状態では慣性力によって
回転を維持するものである。このようなロータを伝動ベ
ルトによってエンジン出力軸に直結すると、その回転は
エンジン出力軸の回転変化と同一特性で変化することに
なり、出力軸側の回転駆動より高い回転数で回転可能な
状態が生じる。

例えば、減速状態ではエンジン回転数の低下に対して排
気ガスエネルギーの低下が遅れると共に慣性回転によっ
て、上記ロータはエンジン回転数変化より高い回転数で
の回転が可能であり、過給機はエンジンによってブレー
キが掛けられるように減速回転する。そして、このよう
な状態からアクセル操作が行われて再加速状態に移行し
た場合には、エンジン回転数と同様に低下した回転状態
から過給機が駆動され、過給機による過給能力が上昇す
るまでのエンジントルクの低下が大きくなり、加速性も
低下する。また、シフトアップ変速のためにアクセルが
戻されてエンジン回転数が低下する状態でも同様な理由
でトルク低下が大きく、変速ショックを生起することに
なり、スムーズな変速が得られないものである。

なお、上記のような問題に対し、各運転状態に応じて圧
力波過給機の回転状態をモータの駆動制御によって最適
状態となるようにすればよいが、コスト的に不利となる
ものである。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、簡易な構成で、加速
性、減速ショックおよび変速ショックの改善等を得るよ
うにした圧力波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本発明の圧力波過給機付エンジ
ンは、圧力波過給機の駆動をエンジン出力軸の回転駆動
力を動力伝達系によって伝達して行うと共に、エンジン
出力軸側の駆動回転に対する圧力波過給機側の回転が増
速方向にある時のみ、出力軸からの駆動をカットするワ
ンウェイクラッチを、出力軸と圧力波過給機との間の動
力伝達系に備えるように構成したものである。

（作用） 上記のような圧力波過給機付エンジンでは、圧力波過給
機を動力伝達系によってエンジン出力軸で駆動するよう
にして、エンジン回転に対する最低の過給機回転数を確
保し過剰ＥＧＲを防止すると共に、過給機の自己回転が
可能にワンウェイクラッチを設置し、減速時等にはエン
ジン回転より高い回転数で自己回転させて、エンジン回
転の急減速を回避して減速ショックを低減すると共に、
加速状態に移行した場合には自己回転によって過給能力
を維持していることからエンジントルクの立ち上がりを
早めて良好な加速応答性を得ると同時に、変速時のトル
クショック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図は圧力波過給機付エンジンの要部正面図、第２図
は同側面図である。

エンジン本体１（鎖線で示す）に対し、その側方には各
気筒から排出された排気ガスの圧力波エネルギーを吸気
に伝達して過給を行う圧力波過給機２が設置されている
。この圧力波過給機２は、中央（第２図参照）に圧力伝
播を行うロータ（図示せず）を内蔵した本体部３と、フ
ロント側に吸気の流入流出用のエアケーシング４と、リ
ヤ側に排気の流入流出用のガスケーシング５とを備えて
いる。

まず、排気系統は、排気マニホールド６の分岐した上流
端６ａがそれぞれエンジン本体１の各気筒に接続され、
排気マニホールド６の下流端は圧力変動を低減するため
のサージタンク６ｂに集合され、このサージタンク６ｂ
から圧力波過給機２の後部側のガスケーシング５の排気
入口通路５ａに接続されて排気ガスが導入される。また
、該圧力波過給機２のガスケーシング５の排気出口通路
５ｂには排気パイプ７が接続され、図示しないサイレン
サなどを経て放出される。

一方、吸気系統は、エアクリーナなどを経て吸入された
空気が、圧力波過給機２のエアケーシング４の吸気入口
通路４ａに接続されて導入される。

加圧された吸気はエアケーシング４の吸気出口通路４ｂ
から吐出され、図示しないインタークーラなどを経て、
エンジン本体１の側方上部に配設された吸気マニホール
ド８に対しリヤ側流入部８ａから供給される。そして、
この吸気マニホールド８の分岐通路８ｂが各気筒に対し
て接続されて過給気を供給するように構成されている。

前記圧力波過給機２の内部構造の詳細は図示しないが、
本体部３内に配設されたロータはベルト伝動装置による
動力伝達系Ａを介して、エンジン本体１の出力軸１０（
クランク軸）によって回転駆動される。なお、上記ロー
タの外周部には多数の隔壁が放射状に配設されて、軸方
向に貫通し両端部が開放された多数の小通路（セル）が
形成されている。このロータの一端側には、それぞれ上
記小通路に連通して前記吸気入口通路４ａおよび吸気出
口通路４ｂが接続されている。また、ロータの他端側に
は、それぞれ上記小通路に連通して前記排気入口通路５
ａおよび排気出口通路５ｂが接続されている。以上によ
り、ロータの回転に伴い、小通路の一方から吸気が流入
し、他方から排気が流入して両者が直接接触してエネル
ギー交換が行われ、排気の圧力波エネルギーを吸気に伝
達することにより、加圧された吸気をエンジンに過給す
るものである。

次に、前記ロータの回転駆動を行う動力伝達系Ａの詳細
は、このロータの回転軸１１が圧力波過給機２のフロン
ト側に突出され、この回転軸１１の先端部には後述のワ
ンウェイクラッチ１４を備えた過給機プーリ１２が設け
られている。該過給機プーリ１２にはエンジン出力軸１
０からの駆動力が伝達されるものであるが、中間にオル
タネータ１５の駆動が介装されている。

すなわち、エンジン出力軸１ｏに設けられたクランクプ
ーリ１６からオルタネータ１５のフロント側プーリ１７
およびアイドルプーリ１８に第１の伝動ベルト１９が掛
けられてその駆動が行われる。また、上記オルタネータ
１５のフロント側プーリ１７と同一軸の後端部に固着さ
れたリヤ側プーリ２１から、前記圧力波過給機２の過給
機プーリ１２およびアイドルプーリ２２に第２の伝動ベ
ルト２２が掛けられてその駆動が行われる。

そして、前記過給機プーリ１２に設置されたワンウェイ
クラッチ１４は、エンジン出力軸ｌｏ側の駆動回転に対
する圧力波過給機２側の回転が増速方向にある時に出力
軸１０からの駆動をカットするものである。換言すれば
、排気エネルギーが小さく自己回転が低くて、相対的に
エンジン出力側による回転が高い場合には、ワンウェイ
クラッチ１４は連結状態となって動力伝達を行い、圧力
波過給機２をエンジン回転に対応した回転数まで駆動す
る。一方、大きな排気エネルギーもしくは慣性回転によ
る自己回転が高くて、相対的にエンジン出力側による回
転が低い場合には、ワンウェイクラッチ１４は非連結状
態となって、エンジン回転に対応した回転数以上の回転
数に圧力波過給機２のフリー回転を許容する。

上記ワンウェイクラッチ１４の構造例を第３図および第
４図に示す。このワンウェイクラッチ１４はロータ回転
軸１１と一体に回転するボス部２５と、外周側の第２の
伝動ベルト２２が係合されるプーリ部２６との間に設置
されている。プーリ部２６の内周面に順次斜面２６ａが
形成され、該斜面２６ａとボス部２５外周面との間にロ
ーラベアリング２７が介装され、このローラベアリング
２７はセパレータ２８とスプリング２つによって狭間隔
側に付勢されている。

上記ブーり部２６は矢符Ｂの方向に第２の伝動ベルト２
２によって回転され、プーリ部２６の回転速度が大きい
場合には、ローラベアリング２７は斜面２６ａに沿って
間隔の狭い方向に食い込んでボス部２５を一体的に回転
駆動する。一方、ボス部２５の回転速度が大きい場合に
は、ローラベアリング２７は斜面２６ａの間隔の広い方
向に移動して転動し、ブーり部２６側からの駆動をカッ
トするように作動する。

上記のようなワンウェイクラッチ１４を備えた動力伝達
系Ａによる駆動において、アクセル開度変化に応じたエ
ンジン回転数変化に対する圧力波過給機２の回転変化特
性を第５図に基づいて説明する。まず、アクセル開度が
比較的大きく負荷運転されている状態では、比較的高い
エンジン回転数に相当する過給機回転数で圧力波過給機
２が駆動されている。この状態からａ点でアクセル開度
Ｉ（実線）が急に閉じる減速状態に移行した場合には、
エンジン回転数■（鎖線）は吸気量の低減により出力が
低下するのに伴って急激に低下するのに対し、過給機回
転数■（破線）は排気エネルギの低下が遅れるのと慣性
による自己回転で高い回転数を維持するもので、ワンウ
ェイクラッチ１４はカットされて過給機回転数■はゆっ
くり低下する。これにより、減速ショックの軽減が得ら
れる。

上記減速状態の途中のｂ点からアクセル開度ｌが急に開
かれる再加速状態に移行した場合には、エンジン回転数
■は低い値から上昇が遅れるのに対し、過給機回転数■
は比較的高い回転数から上昇するので早期に過給が開始
され、エンジン回転数■の上昇を促進する。これにより
、加速応答性が向上すると共に、変速時にも上記のよう
な減速、加速が短時間で発生することから、その変速時
のトルク変動が滑らかで変速ショックが抑制される。

一方、低負荷状態等においては、圧力波過給機２の自己
回転作用は小さく、この圧力波過給機２はエンジン回転
に相当する回転数に駆動され、エンジン回転に対する最
低の過給機回転数を確保し、低回転状態での過剰ＥＧＲ
を防止する。

また、上記実施例においては、圧力波過給機２の駆動を
オルタネータ１５を介して行っているが、前記ワンウェ
イクラッチ１４を介装していることにより、例えば第１
もしくは第２の伝動ベルト１９．２２の緩み等によって
正常に駆動されなくなった時においても、自己回転によ
っである程度の過給作用を得ることができるものである
。

なお、ワンウェイクラッチ１４の構造としては、前記実
施例で示した機構の他、従来公知の構造が適宜採用可能
である。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、圧力波過給機をエンジン
出力軸で駆動すると共に、その動力伝達系にワンウェイ
クラッチを設けたことにより、エンジン回転に対応した
最低の過給機回転数を確保して過剰ＥＧＲが防止できる
と共に、前記ワンウェイクラッチによって圧力波過給機
の自己回転が可能となり、減速時等にはエンジン回転よ
り高い回転数で自己回転させて、減速ショックの低減、
加速状態でのエンジントルクの早い立ち上がりで良好な
加速応答性が得られ、さらに変速時のトルクショックを
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圧力波過給機付エン
ジンの要部正面図、 第２図は同側面図、 第３図はワンウェイクラッチの構造例を示す要部断面側
面図、 第４図は同要部断面正面図、 第５図は減速状態からの再加速時のアクセル開度変化に
応じたエンジン回転数および過給機回転数の変化特性を
示す特性図である。 １・・・・・・エンジン本体、２・・・・・・圧力波過
給機、６・・・・・・排気マニホールド、８・・・・・
・吸気マニホールド、Ａ・・・・・・動力伝達系、１０
・・・・・・出力軸、１１・・・・・・回転軸、１２・
・・・・・過給機プーリ、１４・・・・・・ワンウェイ
クラッチ、１６・・・・・・クランクプーリ、１９．２
３・・・・・・伝動ベルト、２７・・・・・・ローラベ
アリング。 第 １ 図 第 図 第 ４ 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン出力軸の回転駆動力を動力伝達系によっ
   て圧力波過給機に伝達し駆動するようにした圧力波過給
   機付エンジンにおいて、エンジン出力軸側の駆動回転に
   対する圧力波過給機側の回転が増速方向にある時のみ、
   出力軸からの駆動をカットするワンウェイクラッチを出
   力軸と圧力波過給機間の動力伝達系に備えたことを特徴
   とする圧力波過給機付エンジン。