JPH0357288B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、過給機付エンジンの吸気装置に関す
るものである。

（従来の技術） 従来より、吸気通路に加圧空気をエンジンに過
給する過給機を設けた過給機付エンジンは公知で
ある。その一種として、例えばエンジンの吸気負
圧により新気を供給する主吸気系に加えて、過給
機を備えた補助吸気系を設け、エンジンの設定負
荷未満で上記主吸気系から新気を供給し、エンジ
ンの設定負荷以上で主吸気系からの新気に加えて
少なくとも圧縮行程において補助吸気系から過給
気を供給するようにした所謂部分過給方式のもの
（例えば特開昭55−137314号公報参照）がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような過給機付エンジンに
おいて、過給圧の低い過給領域では圧縮圧力が低
下して出力不足となる不具合を有する。

すなわち、例えば非過給領域から過給領域に移
行し過給気を供給し始める過給領域の初期におい
ては、徐々に過給気を供給する目的から過給圧は
低く、負荷の上昇に従つて過給圧が上昇するよう
に設けられている。一方、吸気弁のリフト量は最
大過給時の過給気量に対応して大きく設定されて
いる。よつて、過給圧の低いときには、吸気弁が
閉じるまでに燃焼室内の圧縮ガスの一部が吸気通
路に吹き返すために、圧縮圧力の上昇が不充分と
なつて所期の出力性能（過給効果）が得られない
ものである。

特に、エンジン出力軸によつて駆動される機械
式過給機を吸気通路に設け、エンジンの所定負荷
以上の高負荷側で該機械式過給機による加圧空気
をエンジンに過給するようにした、いわゆる実過
給機作動のON−OFFタイプの過給機付エンジン
においては、非過給領域から過給領域へ移行する
過渡時には、過給圧は低いものの、上記吹き返し
の発生と共に、機械式過給機による過給開始によ
り過吸気が燃焼室に急激に供給されるため、出力
の変動が大きく、トルクシヨツクが生じる。

本発明はかかる点に鑑み、実過給機の作動を
ON−OFFする機械式過給機を備えたエンジンに
おいて、吸気弁の閉弁時期等によつて規定される
吸気ポートの閉時期を過給圧の増大に応じて連続
的に遅らせて行くことで、過給圧と吸気ポートの
閉時期とを１対１に対応させて、過給領域におけ
る圧縮ガスの吹き返しを常に防止し、所期の過給
効果を十分に発揮させるとともに、トルクシヨツ
クの発生を防止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） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段
は、吸気通路にエンジン出力軸によつて駆動され
る機械式過給機を設けるとともに、所定負荷以上
の高負荷側で上記機械式過給機による加圧空気を
エンジンに過給する過給制御手段を設けた過給機
付エンジンの吸気装置を前提とする。そして、上
記機械式過給機下流側の吸気通路の過給圧を検出
する検出手段と、該検出手段の出力を受け、上記
機械式過給機下流側の吸気通路の過給圧が増大す
るに応じて吸気ポートの閉時期を連続的に遅らせ
るよう制御する制御手段とを備えたものとする。

（作用） これにより、本発明では、機械式過給機下流側
の吸気通路の過給圧の増大に応じて吸気ポートの
閉時期が連続的に遅くなり、過給圧と吸気ポート
の閉時期が１対１に対応する。このため、機械式
過給機による過給領域の初期等、上記過給圧が低
いときには、吸気ポートの閉時期が早いことによ
り、吸気行程終了直前において圧縮圧力が過給圧
より高く上昇しても、圧縮ガスが吸気通路に吹き
返すことはない。一方、上記過給圧が高いときに
は、吸気ポートの閉時期が遅いことにより、圧縮
ガスの吹き返しもなく充分な過給記を燃焼室に供
給できる。ことことから、常に圧縮ガスの拭き返
しを防止しながら過給効率を十分に発揮させてエ
ンジンの効率を最適に保つことができる。

さらに、非過給領域から過給領域へ移行する過
渡時には過給圧が低く、しかも吹き返しが生じな
いために、過給気が徐々に供給され、出力の急変
動が無く、エンジンのシヨツクが防止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に沿つて説明す
る。第１図は本発明を部分過給方式の過給機付エ
ンジンに適用した実施例を示す。同図において、
１はエンジン、２は該エンジン１のシリンタヘツ
ド１ａの燃焼室３に開口した主吸気ポート４を介
してエンジン１に新気を供給する主吸気系、５は
同じく燃焼室３に開口した補助吸気ポート６を介
してエンジン１に過給気を供給する補助吸気系、
７は同じく燃焼室３に開口した排気ポート８を介
してエンジン１からの排気ガスを排出する排気系
である。

上記主吸気系２において、９は主吸気ポート４
を所定のタイミングで開閉する主吸気弁、１０は
主吸気通路１１の途中に介設され吸気流量を制御
する主絞弁、１２は主絞弁１０の上流に燃料を噴
射する燃料噴射ノズル、１３は燃料噴射量を制御
する噴射制御装置である。

上記噴射制御装置１３は、エアフローメータ１
４により検出した吸気量信号及び回転センサー１
５により検出したエンジン回転数信号を受け、こ
れらの信号によりエンジン１の運転状態に応じた
燃料噴射量を演算し、燃料噴射ノズル１２に制御
信号を発して所定量の燃料を主吸気系２に噴射せ
しめるよう構成されている。

上記補助空気系５において、１６は補助吸気ポ
ート６をタイミングカム１７により所定のタイミ
ング（第３図参照）で開閉する補助吸収弁、１８
は補助吸気通路１９の途中に介装されたベーン形
のエアポンプよりなる機械式過給機である。ま
た、２０は過給機１８の下流における補助吸気通
路１９に介設された補助絞弁で、該補助絞弁２０
は前期主絞弁１０とリンク機構等にて連係され、
主絞弁１０が所定開度以上に開くのに連動して閉
鎖状態から開くように連係作動される。

上記過給機１８はエンジン１の出力軸により電
磁クラツチ２１を介して駆動される。すなわち、
エンジン１におけるピストン２２の往復動により
連接棒２３を介して回転駆動されるクランク軸２
４の駆動力が駆動装置２５を介して伝達されるこ
とにより過給機１８は回転駆動され、電磁クラツ
チ２１の断接操作により過給機１８の駆動及び停
止が制御されるものである。

上記電磁クラツチ２１は、エンジン１の負荷に
応じて断接されるものであつて、この電磁クラツ
チ２１には補助絞弁２０の開度を検出する開度セ
ンサー２６の信号が入力され、補助絞弁２０が設
定値以上開いたとき、すなわち、エンジン１の負
荷が設定値以上の高負荷側のときに電磁クラツチ
２１が接続状態となつて過給機１８を駆動して該
過給機１８により加圧空気をエンジン１に過給す
るようにした過給制御手段が構成されている。

さらに、２７は上記機械式過給機１８をバイパ
スするリリーフ通路、２８は該リリーフ通路２７
に介設されたリリーフ弁であり、これらによつて
過給機１８下流の過給圧力の上限を規制するもの
である。また、排気系７において、２９は排気ポ
ート８を所定のタイミングで開閉する排気弁、３
０は排気ポート８に連通する排気通路である。

上記主吸気弁９と補助吸気弁１６との開閉時期
の関係は第３図に例示するように、補助吸気弁１
６は吸気行程の終期から圧縮行程にかけて開き、
主吸気弁９よりも遅い時期に閉じるものであり、
少なくともこの圧縮行程において補助吸気系５か
ら過給気を供給するものである。

一方、第１図において、３１は過給領域におい
て過給圧（負荷）の増大に応じて補助吸気弁１６
のリフト量を増大して補助吸気ポート６の閉時期
を連続的に遅らせるように制御する制御装置であ
る。該制御装置３１は、上記機械式過給機１８下
流側の補助吸気通路１９の過吸圧を検出する検出
手段と、該検出手段で検出された過給圧に応じて
タイミングカム１７を調整することで補助吸気弁
１６のリフト量を第３図に示す如く上記過給圧
（負荷）が上昇するのに従つて開弁曲線がＡから
ＢないしＣに変化するようにリフト量を連続的に
増大させて補助吸気ポート６の閉時期を連続的に
遅らせる制御手段とを備えてなる。

第２図は上記制御装置３１の具体例を示し、ロ
ツカーシヤフト３２に揺動自在に支承されたロツ
カーアーム３３の一端は補助吸気弁１６に連係さ
れ、他端にはローラ３４が設けられている。一
方、カムシヤフト３５にスプライン３６を介して
タイミングカム１７が軸方向に揺動自在に嵌装さ
れ、該タイミングカム１７のカム面１７ａは摺動
方向に傾斜して設けられており、このカム面１７
ａに前記ロツカーアーム３３のローラ３４が圧接
されてタイミングカム１７の回転に応じてロツカ
ーアーム３３が揺動するよう構成されている。ま
た、タイミングカム１７の溝１７ｂにはアクチユ
エータ３８のレバー３８ａが係合され、該アクチ
ユエータ３８の作用によつてタイミングカム１７
が摺動される。上記アクチユエータ３８は、上記
レバー３８ａを先端に固着したロツド３８ｂの基
端がダイヤフラム３８ｃで支持され、該ダイヤフ
ラム３８ｃにて区画された圧力室３８ｄに補助絞
弁２０下流の補助吸気通路１９における過給圧が
導入される一方、大気室３８ｅに圧縮スプリング
３８ｆが縮装されてなり、圧力室３８ｄに導入さ
れる過給機１８下流の過給圧に応じてダイヤフラ
ム３８ｃが偏位し、タイミングカム１７を摺動操
作するよう構成されている。尚、３９は補助吸気
弁１６のスプリングリテーナである。

次に、上記実施例の作用を説明すれば、先ず、
主絞弁１０の開度が設定値以下の低負荷時には、
補助絞弁２０は閉じており、電磁クラツチ２１は
遮断状態にあつて過給機１８は駆動されておら
ず、主吸気系２からのみ新気が自然吸入によつて
燃焼室３に供給される。

その際、補助絞弁２０の閉鎖により圧縮ガス
（燃料）が過給機１８に流入するのが阻止される。
さらに、補助吸気弁１６のリフト量は小さく、開
口面積は絞られた状態にあり、しかも、早い時期
に閉じるので、圧縮ガスが補助吸気弁１６から補
助絞弁２０との間の補助吸気通路１９に吹き返す
ことはなく、圧縮圧力の低下が防止される。尚、
上記のような非過給時には、補助吸気弁１６のリ
フト量をゼロにして閉弁状態にするのが好まし
い。

そして、エンジン１の負荷が上昇して主絞弁１
０が設定値を越えて開かれると、これに連動して
補助絞弁２０が開き始め、開度センサー２６から
の信号により電磁クラツチ２１が接続状態となつ
て過給機１８が駆動されることにより、燃焼室３
には主吸気系２からの新気に加えて補助吸気系５
から過給気が供給される。この補助絞弁２０下流
（過給機１８下流）の補助吸気通路１９における
過給圧は、エンジン１の負荷が増大しつつこれに
応じて補助絞弁２０が開くのに従つて上昇する。

この過給圧は制御装置３１におけるアクチユエ
ータ３８の圧力室３８ｄに導入され、過給圧の大
きさに応じてダイヤフラム３８ｃが圧縮スプリン
グ３８ｆに抗して偏位し、レバー３８ａを介して
タイミングカム１７を軸方向に摺動させて、ロツ
カーアーム３３のローラ３４に対するカム面１７
ａの接触位置を変更することで、ロツカーアーム
３３の揺動量を大きくして補助吸気弁１６のリフ
ト量を増大させるものである。

よつて、過給領域の初期には、過給圧は小さい
が、補助吸気弁１６のリフト量も小さいことによ
り、吸気開口面積が小さくかつ補助吸気弁１６の
閉弁時期（吸気ポートの閉時期）が早くなるの
で、補助吸気弁１６が閉じる直前において圧縮圧
力が過給圧より高く上昇しても、補助吸気通路１
９に吹き返す圧縮ガス量はほとんどない。一方、
過給圧が上昇するに従つて補助吸気弁１６のリフ
ト量が連続的に増大して吸気開口面積が大きくな
りかつ補助吸気弁１６の閉弁時期が連続的に遅く
なることから、圧縮ガスの吹き返しを防止しつつ
充分な過給気が燃焼室３に供給される。

さらに、非過給領域から過給領域へ移行する過
渡時には過給圧が低く、しかも吹き返しが生じな
いために、過給気が徐々に供給され、出力の急変
動がなく、エンジン１のシヨツクが防止される。
尚、上記実施例においては、制御装置３１によつ
て、補助吸気弁１６のリフト量によりその開弁時
期及び閉弁時期を変更するようにしているが、補
助吸気弁１６のリフト量によらずにその閉弁時期
（吸気ポートの閉時期）のみを過給圧の増大に応
じて遅らせることで吹き返し防止効果が得られ
る。また、アクチユエータ３８としてはダイヤフ
ラム方式のほかに油圧方式を採用してもよく、過
給圧の検出についても、負荷のほか補助絞弁２０
の開度等から間接的に検出してもよい。

また、上記実施例では主吸気系２のみに燃料を
供給するようにしているが、主吸気系２に加えて
補助吸気系５にも燃料を供給するようにしてもよ
い。また、燃料噴射ノズル１２に代えて気化器を
使用した燃料供給装置を採用してもよい。

さらに、電磁クラツチ２１で過給機１８を駆動
及び停止するようにしているが、常時駆動してリ
リーフ量を制御するようにしてもよい。一方、上
記電磁クラツチ２１の制御は補助絞弁２０の開度
センサー２６によらず、吸気負圧等のエンジン１
の負荷に応じて変動する各種信号が採用できる。

（発明の効果） 従つて、以上の如き本発明によれば、実過給機
作動がON−OFFタイプの機械式過給機付エンジ
ンにおいて、過給圧の増大に応じて吸気ポートの
閉時期を連続的に遅らせて過給圧と吸気ポートの
閉時期とを１対１に対応させたので、過給領域に
おいて常に圧縮ガスの吸気通路への吹き返しを防
止して圧縮圧力の低下を防止しながら所期の過給
効果を十分に発揮することができ、エンジンの効
率が最適に保つことができる。さらに非過給領域
から過給領域への過渡期におけるエンジンのシヨ
ツクを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は過給
機付エンジンの全体構成図、第２図は制御装置の
具体例を示す機構図、第３図は弁開閉時期を示す
曲線図である。 １……エンジン、２……主吸気系、５……補助
吸気系、１１……主吸気通路、１６……補助吸気
弁、１７……タイミングカム、１８……機械式過
給機、１９……補助吸気通路、３１……制御装
置、３２……ロツカーシヤフト、３３……ロツカ
ーアーム、３５……カムシヤフト、３８……アク
チユエータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸気通路にエンジン出力軸によつて駆動され
   る機械式過給機を設けると共に、所定負荷以上の
   高負荷側で上記機械式過給機をによる加圧空気を
   エンジンに過給する過給制御手段を設けた過給機
   付エンジンの吸気装置において、 上記機械式過給機下流側の吸気通路の過給圧を
   検出する検出手段と、 該検出手段の出力を受け、上記機械式過給機下
   流側の吸気通路の過給圧が増大するに応じて吸気
   ポートの閉時期を連続的に遅らせるよう制御する
   制御手段とを備えたこと を特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。