JPH0424534B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンの吸気装置、特に詳細には過
給機と、過給タイミングを制御するタイミング弁
とを備えたエンジンの吸気装置に関する。

吸入空気あるいは混合気を過給機によつて加圧
してエンジン燃焼室に供給することにより、充填
効率を高め、エンジンの出力性能向上を図ること
が従来より広く行なわれている。また、過給機に
よる充填効率を一層向上させるために、例えば特
開昭56−85522号公報に示されているように、過
給機下流の過給通路に、エンジン出力軸の回転角
に同期して間欠的に開閉するタイミング弁を設
け、該タイミング弁によつて過給タイミングを制
御するようにした吸気装置も公知となつている。

上述のような過給をより効率的に行なうため、
過給気供給量をエンジン回転数、負荷の増大にし
たがつて増大するように制御したいという要求が
ある。自然吸気通路と過給通路が分設された吸気
装置においては従来より、上記のようにエンジン
の運転状態に応じて過給気供給量を制御するため
に、過給通路にスロツトル弁を設置し、該スロツ
トル弁の操作によつて過給気供給量を調整するこ
とが行なわれている。

しかし過給通路に、前記タイミング弁に加えて
上記スロツトル弁を設ければ、該過給通路まわり
の構造が複雑化することは必至である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、構造簡潔にして、過給気供給量をエンジン運
転状態に応じて制御し得るエンジンの吸気装置を
提供することを目的とする。

本発明のエンジンの吸気装置は、前述したよう
な自然吸気通路と、過給機およびタイミング弁が
介設された過給通路とを有するエンジンの吸気装
置において、タイミング弁として電磁式開閉弁を
用いるとともに、エンジンの運転状態検出器を設
けた上で、この運転状態検出器の出力によつて該
開閉弁の開閉時期を制御するとともに、エンジン
の高速域ではこの開閉弁をエンジン運転状態に応
じた弁開度で連続的に開かせ、かつ、運転状態検
出器が検出した運転状態が過給領域から外れてい
るときはこの開閉弁の作動を停止させる制御回路
を設けたことを特徴とするものである。

電磁式開閉弁の開閉時期を変化させれば当然該
開閉弁の開時間が変化し、該開閉弁を通過して燃
焼室に供給される過給気量が制御されるようにな
る。したがつて過給気量を制御するためにスロツ
トル弁等を別途設ける必要がなくなり、吸気装置
の構造は簡単なものとなる。

そして、エンジンの高速域では上記のようにし
て開閉弁を連続的に開かせれば、この高速域にお
ける過給効率の低下を防止することができる。す
なわち、エンジンの高速域では、開閉弁を間欠的
に開閉させると、この開閉弁と過給機との間の圧
力が間欠的に高くなり、それが過給機の駆動抵抗
となつて過給効率の低下を招くが、開閉弁を連続
的に開かせればそのような不具合を招くことがな
い。

以下、図面を参照して本発明の実施例について
説明する。

第１図は本発明の１実施例によるエンジンの吸
気装置を示すものである。エンジンの燃焼室１に
は、自然吸気ポート２、過給ポート３、および排
気ポート４が開口され、各ポート２，３，４には
各々自然吸気通路５、過給通路６、排気通路７が
連通されている。そして自然吸気ポート２、過給
ポート３、排気ポート４にはそれぞれ、吸気弁
８、過給弁９、排気弁１０が設けられている。

上記自然吸気通路５の上流端はエアクリーナ１
１に接続され、そして該自然吸気通路５には、上
流側から順に、吸気流量を検出するエアフローメ
ータ１２と、スロツトル弁１３と、燃料噴射弁１
４とが設けられている。また過給通路６の上流端
は、上記エアフローメータ１２とスロツトル弁１
３との間において自然吸気通路５に開口され、該
過給通路６には、公知の電磁クラツチ（図示せ
ず）を介してエンジンによつて駆動されるエアポ
ンプ式の過給機１５と、該過給機１５の下流側に
配され後述する制御回路１６によつて駆動されて
該過給通路６を開閉するソレノイド弁１７が設け
られている。

上記制御回路１６には、エンジンのクランクシ
ヤフトの回転角を検出するクランク角センサ１８
が出力する、電圧信号からなるクランク角信号S₁
と、前記スロツトル弁１３の開度を検出するスロ
ツトル弁開度センサ１９が出力する、電圧信号か
らなるスロツトル弁開度信号S₂、それにエアフロ
ーメータ１２が出力する吸気流量信号S₃が入力さ
れる。

制御回路１６は例えばマイクロコンピユータか
らなるものであり、上記クランク角信号S₁と、吸
気流量信号S₃に対応した噴射弁駆動信号S₄を出力
し、クランク角に対する所定のタイミング、およ
び吸気流量に見合つた所定の噴射量で燃料噴射を
行なうように、燃料噴射弁１４を駆動する。

前述した過給機１５は制御回路１６からの過給
機駆動信号S₀により過給域において駆動され、し
たがつて過給弁９およびソレノイド弁１７が開か
れれば燃焼室１に過給気が供給され、過給がなさ
れる。このソレノイド弁１７も、上述の制御回路
１６が出力するソレノイド弁駆動信号S₅によつて
駆動される。以下、このソレノイド弁１７の駆動
について、第２図を参照して詳しく説明する。

第２図は、制御回路１６内の、ソレノイド弁駆
動回路１１６ａの構成を示すブロツク図である
（なお該制御回路１６内の、前述した燃料噴射系
の制御に関する部分は省略してある）。クランク
角センサ１８が出力するクランク角信号S₁は、回
転数検出回路２０に入力され、該回転数検出回路
２０においてエンジン回転数が検出される。この
回転数検出回路２０が出力するエンジン回転数信
号S₆は、スロツトル弁開度センサ１９が出力する
スロツトル弁開度信号S₂とともに、過給パルス発
生回路２１に入力される。この過給パルス発生回
路２１は、上記エンジン回転数信号S₆と、エンジ
ン負荷に対応するスロツトル弁開度信号S₂に基づ
き、エンジン回転数に対応する周期（例えば４サ
イクルエンジンにあつてはクランクシヤフト２回
転毎に１回の周期）を有し、エンジン負荷および
回転数の増大に応じて増大するパルス巾のパルス
信号S₁₇を発生させる。

上記スロツトル弁開度センサ１９が出力するス
ロツトル弁開度信号S₂は、過給域判別回路２２に
も入力され、該過給域判別回路２２はスロツトル
弁開度信号S₂から、エンジンが過給域で運転され
ているか否かを判別し、過給域で運転されている
場合には、過給信号S₈を発して前記過給パルス発
生回路２１に入力する。過給パルス発生回路２１
はこの過給信号S₈が入力されたときのみ、すなわ
ちエンジンが過給域で運転されているときのみ前
記パルス信号S₁₇を出力する。このパルス信号S₁₇
は、過給タイミング設定回路２３に入力される。

なお上記過給域判別回路２２は、基準電圧発生
回路２２ａから出力される基準電圧信号S₉（過給
域と非過給域の境界のスロツトル弁開度を担持す
る）と、スロツトル弁開度信号S₂とを比較回路２
２ｂにおいて比較し、スロツトル弁開度信号S₂
の、基準電圧信号S₉に対する大小を検出して過給
域を判別するものである。

過給タイミング設定回路２３には、クランク角
信号S₁も入力され、前記パルス信号S₁₇はこのク
ランク角信号S₁に基づいて、例えば吸気弁８が閉
じた直前に立ち上がる、というようにクランク角
に対して同期がとられる。同期がとられたパルス
信号S₁₇は後述する切替回路１００を介して駆動
回路１２４に入力され、該駆動回路１２４はこの
パルス信号S₁₇に対応した立ち上がりタイミング、
パルス巾のパルス信号からなるソレノイド弁駆動
信号S₅を出力し、所定のタイミング、開時間でソ
レノイド弁１７を開作動させ、燃焼室１に過給気
を供給する。

前述したように、ソレノイド弁駆動信号S₅のパ
ルス巾を決定するパルス信号S₁₇のパルス巾は、
エンジン負荷および回転数の増大にともなつて増
大するようになつているから、上記ソレノイド弁
駆動信号S₅によつて開かれるソレノイド弁１７は
エンジン負荷および回転数が大であるほど長時間
開く。したがつてエンジン負荷および回転数の増
大にともなつてより多量の過給気が燃焼室１に供
給されるようになる。２５は電磁クラツチ駆動回
路で、過給域判別回路２２からの過給信号S₈を受
けると、前述した電磁クラツチを接状態に作動さ
せて、エンジンにより過給機１５を駆動させる。

なお過給弁９は、吸気弁８、排気弁１０ととも
に、カムシヤフト等の動弁機構によつて駆動され
るが、勿論、少なくとも上記ソレノイド弁１７が
開いている間は開き続けるように設定される。

回転数検出回路２０から出力される回転数信号
S₆は、過給方式判別回路１０１に入力される。こ
の過給方式判別回路１０１は前述した過給域判別
回路２２と同様に、過給域内の所定のエンジン回
転数を担持する基準電圧信号S₁₀（基準電圧発生回
路１０１ａから出力される）と、回転数信号S₆と
の大小を比較回路１０１ｂにおいて比較し、エン
ジン回転数が上記所定回転数を上回ると連続過給
信号S₁₁を出力するものである。

回転数信号S₆はまた、弁ストローク制御回路１
０２のデユーテイ比設定回路１０２ａに入力され
る。このデユーテイ比設定回路１０２ａには、定
パルス発生回路１０２ｂにより発生された、一定
パルス巾を有するパルス信号S₁₂が入力される。
そして該デユーテイ比設定回路１０２ａには、上
記回転数信号S₆とともにスロツトル弁開度信号S₂
が入力され、上記パルス信号S₁₂は、エンジン回
転数および負荷（スロツトル弁開度信号S₂が担持
する）の増大に応じてデユーテイ比が大となるよ
うに設定される。このようにしてデユーテイ比が
エンジン回転数および負荷に対応して設定された
パルス信号S₁₂′は、前記切替回路１００に入力さ
れる。

切替回路１００は、前記連続過給信号S₁₁が入
力されたとき、すなわちエンジンが高速域で運転
されているときには、上記パルス信号S₁₂′を出力
して駆動回路１２４に入力させる。そこで駆動回
路１２４は、上記パルス信号S₁₂′のデユーテイ比
と同じデユーテイ比のパルス信号からなるソレノ
イド弁駆動信号S₅を出力し、ソレノイド弁１７は
該駆動信号S₅によつてデユーテイ制御され、エン
ジン負荷および回転数が大であるほど大きな開度
（開ストローク）で連続的に開くようになる。

切替回路１００に連続過給信号S₁₁が入力され
ないとき、すなわちエンジンが中、低速域で運転
されているとき、切替回路１００は上記パルス信
号S₁₂′に代えて、前記パルス信号S₁₇′を出力する。
このパルス信号S₁₇′を受ける駆動回路１２４は、
該パルス信号S₁₇′のパルス巾に応じた開時間でソ
レノイド弁１７を間欠的に開かせる、ソレノイド
弁駆動信号S₅を出力する。

以上説明した第２図の回路によるソレノイド弁
１７の駆動状態を、まとめて第３，４，５図に概
略的に示す。第３図，第４図，第５図の順に、低
速域、中速域、高速域の様子を示し、各図におい
て符号ａのもの（上段）は全負荷域、符号ｂのも
の（下段）は中負荷域の様子を示している。高速
域では切替回路１００によつてパルス信号S₁₂′が
出力されてソレノイド弁１７は連続的に開き、連
続過給がなされるが、第５図に示されているよう
に、そのときのソレノイド弁１７の開度はエンジ
ン負荷あるいは回転数の大小に応じて変えられ、
エンジン負荷、回転数に見合つた最適量の過給気
が燃焼室１に供給されるようになる。高速域にお
いてソレノイド弁１７を間欠的に開閉させると、
それと過給機１５との間の圧力が間欠的に高くな
り、それが過給機１５の駆動抵抗となつて過給効
率の低下を招くが、上記のようにソレノイド弁１
５を連続的に開かせれば、そのような不具合を招
くことがない。

なお、上記のソレノイド弁駆動回路１１６ａの
ように、ソレノイド弁１７を間欠的に開く場合に
その開時間をエンジン負荷と回転数の双方に対応
させて変化させることは必ずしも必要ではなく、
エンジン負荷のみに対応させて変化させてもよ
い。

また、上記過給機は、非過給域でも常時エンジ
ンにより駆動されるようにしてもよいが、この場
合非過給時にはソレノイド弁の上流側過給通路か
ら排気ガス浄化用の２次エアとして加圧エアを排
気系に導くなどして、過給機によつて加圧された
エアを、ソレノイド弁上流側過給通路から放出す
る必要がある。

以上詳細に説明した通り本発明のエンジンの吸
気装置は、過給通路に過給タイミングを制御する
コントロール弁として設けたソレノイド弁（電磁
式開閉弁）を利用して過給気量をも制御できるも
のであり、したがつて該過気量を制御するための
スロツトル弁が不要になり、極めて簡単な構造に
形成され得る。しかも開閉弁は電磁式であるた
め、エンジンの運転状態に応じて開閉時期を任意
に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す概略図、第２
図は第１図の実施例における制御回路の一部を示
すブロツク図、第３，第４および第５図は第２図
の実施例におけるソレノイド弁の作動を説明する
グラフである。 ５……自然吸気通路、６……過給通路、１５…
…過給機、１６……制御回路、１１６ａ……ソレ
ノイド弁駆動回路、１７……ソレノイド弁（電磁
式開閉弁）、１８……クランク角センサ、１９…
…スロツトル弁開度センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自然吸気通路と、 過給機を備えた過給通路と、 該過給機下流の過給通路に設けられエンジン出
   力軸の回転角に同期して間欠的に開閉する電磁式
   開閉弁と、 エンジンの運転状態を検出する運転状態検出器
   と、 該検出器の出力を受けて前記開閉弁の開閉時期
   を制御するとともに、エンジンの高速域ではこの
   開閉弁をエンジン運転状態に応じた弁開度で連続
   的に開かせ、かつ、運転状態が過給領域から外れ
   ているときには該開閉弁の作動を停止させる制御
   回路とを設けたことを特徴とするエンジンの吸気
   装置。