JPH0435533Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は機械式過給機を備えた内燃機関にお
いてエンジンの始動を容易に行わせるための補助
装置に関する。

〔従来の技術〕

機械式過給機は通常ルーツポンプとして構成さ
れ、複数のロータがロータ相互間及びハウジング
に対して微小間隙をもつて回転しポンプ作用を行
なうものである。ロータとハウジングとの間に及
びロータ相互間に僅かといつても隙間があるた
め、吐出側の空気がこの隙間を介して吸入側に漏
洩するのが避けられない。この場合回転軸を軸支
する軸受部分の両端間に圧力差が形成され、軸受
を潤滑するグリース等の潤滑剤の保持性能が悪化
することになる。そこで、軸受部分を大気圧ブリ
ード通路によつてスロツトル弁の上流でエアフロ
ーメータの下流の吸気管に接続し、軸受部分の圧
力を減少させることにより圧力差を解消しようと
したものが提案されている。この場合、十分な圧
力差解消を得ようとすればブリード通路の径を大
きくとる必要がある。この場合にブリード通路を
設けることで、通常運転時には圧力の高い機械式
過給機から前記隙間の間を介してエアフローメー
タとスロツトル弁間の吸気管部分へ戻る空気の流
れが形成されるが、このエンジンの通常運転時に
はエンジンに入る全吸入空気量と比較すればブリ
ード通路を流れる空気量は小さいので径が大きく
てもエンジンの運転性能には影響がない。ところ
が、ブリード通路の径を大きくすると、アイドル
運転時のような吸入空気量の少ない運転時に、吸
入空気量に対するブリードの影響が無視できなく
なり、アイドル回転を適正に制御できない問題が
あつた。即ち、アイドル運転時は機械式過給機は
負圧となるので、エアフローメータとスロツトル
弁間の吸気管部分から空気がブリード通路に吸い
込まれ、ブリード通路より隙間を介して機械式過
給機をへてサージタンクに向かう流れが得られる
が、このような流れはアイドル運転時の少ない吸
入空気量に対して無視できないのでアイドル回転
数が影響を受けるのである。そこで、特願昭59−
135217号ではブリード通路に開閉弁を設置し、通
常運転時にはこの制御弁を開放することによりブ
リードを実行し、通常運転時のブリードは行いつ
つ、アイドル運転時には開閉弁を閉鎖しブリード
を停止し適当なアイドル回転を得るようにしたも
のが提案されている。アイドル運転時は内燃機関
が負荷が所定値より小さく、かつ回転数が所定値
より小さいことより検出することができる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

先願技術ではアイドル状態ではブリードを行わ
ないため、これに準じて始動時にもブリードは行
われない。この場合、吸入空気量が足りないため
始動性が良好でないことがある。これは、エンジ
ンの暖機後の始動時に当てはまる。というのは、
エンジン低温時には所謂エアーバルブ等の始動補
助装置が働き吸入空気量を増やしているため吸入
空気量も十分となるが、暖機後はエアーバルブは
全閉となり、吸入空気量はスロツトル弁の漏れ、
アイドル調整ねじの調整、さらにはクランクケー
ス強制循環装置を通るブローバイガス量によつて
決まる最低限の空気量しかないからである。始動
時の吸入空気量が少ないことから始動性が不良と
なることがあるのである。

従つて、この考案の目的は機械式過給機の軸受
部へのブリード通路に開閉弁を設置したものにお
いて、始動を良好とすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案によれば、ハウジングに軸受により回
転自在に支承される２個のロータがハウジング内
周面との間に所定のクリアランスを保ちつつ相互
にかみ合いながら回転して一回転毎に定容積の流
体を吸入側から吐出側に吸排するルーツポンプを
絞り弁の下流に設け、回転軸の周囲でかつ前記ロ
ータの端面と前記軸受のシールとの間に形成され
る環状空間をブリード通路を介して大気に接続す
ると共に、内燃機関が負荷が所定値より小さく、
かつ回転数が所定値より小さい運転域において閉
鎖される開閉弁を前記ブリード通路に設けた過給
機付き内燃機関において、エンジンの始動状態を
検出する始動検出手段と、該始動検出手段によつ
て始動時と検出したときは、内燃機関が負荷が所
定値より小さく、かつ回転数が所定値より小さい
運転域であつても開閉弁を開放制御する制御手段
を具備することを特徴とする過給機付き内燃機関
の始動補助装置が提供される。

〔作用〕

始動検出手段によつて始動状態を検出すると、
制御手段は開閉弁を開放制御し、内燃機関が負荷
が所定値より小さく、かつ回転数が所定値より小
さい運転域であつてもブリード通路が開放され、
クリアランスの部分より空気の導入が行われる。

〔実施例〕

第１図において、１０はエンジン本体、１２は
吸気マニホルド、１４はサージタンク、１６は機
械式過給機、１８はスロツトル弁、２０はエアフ
ローメータ、２１はエアクリーナである。スロツ
トル弁１８を迂回する通路２２にエアバルブ２３
が設置される。周知のようにエアバルブ２３はエ
ンジン始動時全開となり、それから温度増大とと
もに開度を絞り最終的には全閉となるような感温
開度制御機構を組み込んでいる。この機構自体は
周知であることから構造についての説明は省略す
る。

機械式過給機１６は一対のロータ２４ａ，２４
ｂを備える。第２図に示すように、ロータ２４
ａ，２４ｂは回転軸２６ａ，２６ｂ上にピン２８
ａ，２８ｂによつて固定される。機械式過給機の
ハウジングは有底筒状部３０と、エンドプレート
３６とから構成される。回転軸２６ａ，２６ｂは
筒状部３０の底面のボス部３２ａ，３２ｂにロー
ラ軸受３４ａ，３４ｂによつて取付けられる。回
転軸２６ａ，２６ｂの他端はエンドプレート３６
のボス部３７ａ，３７ｂにボール軸受３８ａ，３
８ｂによつて取付けられる。回転軸２８ａ，２８
ｂのエンドプレート３６からの突出端に相互に噛
合いする歯車４０ａ，４０ｂがボルト４２ａ，４
２ｂによつて固定される。そのため、ロータ２４
ａ，２４ｂは反対方向に回転する。４４はギヤカ
バーであり、このギヤカバー４４とエンドプレー
ト３６との間の空間に歯車の潤滑用のオイルが収
納される。４６はクラツチ付きプーリであり、プ
ーリ部４８とクラツチ部５０とを備え、プーリ部
４８は第１図においてベルト５２を介してエンジ
ンのクランク軸１０ａ上のプーリ５４に連結され
る。クラツチ部５０の作動時、ソレノイド５０ａ
の通電によつてプーリ部４８と係合板５０ｂとが
係合し、クランク軸１０ａの回転運動がベルト５
２、プーリ部４８、クラツチ部５０を介して回転
軸２６ａに伝達され、過給作動が行われる。クラ
ツチ部５０の非作動時は、弾性体５０ｃは係合板
５０ｂをプーリ部４８から引き離し、クランク軸
１０ａの回転は回転軸２６ａに伝達されず、過給
は行われない。

ローラ軸受３４ａ，３４ｂの、ロータ側には環
状空間５６ａ，５６ｂが形成され、一方ボール軸
受３８ａ，３８ｂに近接したオイルシール５８
ａ，５８ｂの、ロータ側に環状空間６０ａ，６０
ｂが形成される。この部分において、ロータとハ
ウジングとの対向端面とは所定のクリアランスを
有したラビリンス部６１，６１′を形成し吸気圧
力の漏れを制御している。環状空間５６ａ，５６
ｂ，６０ａ，６０ｂはハウジング内のブリード通
路６２又はエンドプレート３６内のブリード通路
６４を介して外部のブリード通路６６に連通され
る。このブリード通路６６上に開閉弁６８が配置
される。この開閉弁６８は、例えば電磁弁として
構成することができ、弁体６９と、ばね７０と、
ソレノイド７１より成り、通常時は閉弁してい
る。

第１図に示すようにブリード通路６６はスロツ
トル弁１８の上流であるが、エアフローメータ２
０より下流の吸気管に連通される。そのため、ブ
リード分を含めた量として吸入空気量がエアフロ
ーメータ２０によつて計測され、これに見合つた
燃料が図示しない燃料供給手段によつて供給され
る。

７４はこの考案にしたがつて開閉弁６８を駆動
する制御回路を示す。尚、制御回路７４は論理回
路として図示してあるが、マイクロコンピユータ
のソフトウエアによつて実際は構成することがで
きる。制御回路７４は始動検知部７４ａと、アイ
ドル検知部７４ｂとより成る。始動検知部７４ａ
は第１の比較器７５とORゲート７６とを備え、
この第１の比較器７５はクランク軸１０ａの回転
数を検知するエンジン回転数センサ９０に接続さ
れ、エンジン回転数Ｎがクランキング相当の回転
数よりやや大きい所定回転数値Ａ（例えば
400rpm）より小さいとき“１”の信号を、所定
値Ａより大きいときは“０”の信号を発生する。
ORゲート７６は第１の比較器７５に接続される
とともに、所定電圧がかけられた反転入力はスタ
ータスイツチ又はこれと連動するスイツチ７７を
介して接地される。従つて、ORゲート７６はス
タータスイツチ７７がONのとき、またはエンジ
ン回転数Ｎがクランキング相当回転数よりやや大
きい回転数Ａより小さいとき、即ち始動時に
“１”の信号を発生する。始動時以外にはORゲ
ート７６は“０”の信号を発生する。

アイドル検知部７４ｂは第２の比較器８０と、
ANDゲート８１を備える。第２の比較器８０は
エンジン回転数Ｎがアイドル相当回転よりやや大
きい回転数値Ｂ（例えば800rpm）より小さいとき
“１”の信号を、その所定値Ｂより大きいとき
“０”の信号を発生する。ANDゲート８１は第２
の比較器８０に接続されるとともに、所定電圧を
かけたその反転入力はスロツトル弁１８に連結さ
れるアイドルスイツチ８３を介して接地される。
このアイドルスイツチ８３はスロツトル弁１８が
アイドル位置のときにONとなり、アイドル位置
より開放されるとOFFとなる。従つて、ANDゲ
ートは回転数がＢより小さくかつアイドルスイツ
チ８３がONのとき即ちアイドル運転時に“１”
の信号を発生し、アイドル運転時以外は“０”の
信号を発生する。

始動検知部７４ａのORゲート７６の非反転出
力及びアイドル検知部７４ｂのANDゲート８１
の反転出力はORゲート８５を介して駆動トラン
ジスタ８６に接続され、同トランジスタ８６のエ
ミツタ−コレクタ回路に開閉弁６８のソレノイド
７１が配設される。始動検知部７４ａが始動を検
知するとORゲート７６より“１”の信号が得ら
れ、アイドル検知部７４がアイドル以外の運転を
運転を検知するとANDゲート８１より“１”の
信号が発生される。そのため、ORゲート８５は
トランジスタ８６を駆動し、ソレノイド７１が励
磁されるため開閉弁６８は開放位置をとる。一
方、始動以外の運転時は始動検知部７４ａのOR
ゲート７６が“０”の信号を出し、アイドル時は
アイドル検知部７４ｂのANDゲートは“０”の
出力を出し、ORゲート８５はトランジスタ７１
をOFFとし、ソレノイド７１を除電するので、
開閉弁６８は閉鎖する。

以上延べたこの考案の作動を説明すると、制御
回路７４は通常走行時には開閉弁６８を開放す
る。そのため、機械式過給機１６の軸受３４ａ，
３４ｂ，３８ａ，３８ｂを収納する環状空間５６
ａ，５６ｂ，６０ａ，６０ｂはブリード通路６
２，６４を介してスロツトル弁１８の上流でエア
フローメータの下流の吸気管に連通される。その
ため、エアーフローメータ２０とスロツトル弁１
８との間の吸気管の部分における略大気圧が環状
空間５６ａ，５６ｂ，６０ａ，６０ｂにブリード
され、環状空間の圧力が大気圧付近まで低下する
ため、軸受に作用する圧力差は押さえられ、軸受
の潤滑油（グリース）の保持を良好に行うことが
できる。このとき、機械式過給機１６の圧力が高
いため、機械式過給機１６よりラビリンス部６
１，６１′、環状空間５６ａ，５６ｂ，６０ａ，
６０ｂ、ブリード通路６２，６４，６６を介して
エアフローメータ２０とスロツトル弁１８との間
の吸気管部分へ戻る空気の流れが形成されるが、
このような空気の流量は全体の吸入空気量に対し
て僅かであることから、運転性能に実質的に影響
はない。

アイドル時には制御回路７４は開閉弁６８を閉
鎖する。そのため、ブリード通路６６は閉鎖さ
れ、通常運転時のような大気圧のブリードは行わ
れない。もし、ブリード通路６６が開放されると
すると、アイドル時には機械式過給機１６の側で
の圧力が低い（負圧となる）ため、エアフローメ
ータ２０とスロツトル弁１８との間の吸気管の部
分より吸引され、空気ブリード通路６６，６２，
６４、環状空間５６ａ，５６ｂ，６０ａ，６０
ｂ、及びラビリンス部６１，６１′を介してサー
ジタンク１４に向かう空気の流れが形成される。
このような空気の流れがもし形成されるとする
と、アイドル時には全体の吸入空気量が少ないた
めその影響が無視できず、エンジン回転数が変化
し、適当なアイドル回転数が得られないおそれが
あるが、アイドル時に開閉弁６８を閉じてブリー
ド通路６６を閉鎖することによつて、前述のよう
なエアフローメータ２０とスロツトル弁１８との
間の吸気管の部分より機械式過給機１６を介して
サージタンクへ向かう空気の流れが停止され、エ
アフローメータ２０の検知する吸入空気量が過剰
となるのが防止され、アイドル回転数の適正を維
持することができる。

始動時は制御回路７４は開閉弁６８を開放す
る。始動時も機械式過給機の側の圧力が負圧のた
め、エアフローメータ２０とスロツトル弁１８と
の間の吸気管の部分より、空気ブリード通路６
６，６２，６４、環状空間５６ａ，５６ｂ，６０
ａ，６０ｂ、及びラビリンス部６１，６１′を介
して機械式過給機の側よりサージタンク１４に向
かつて吸気管に再導入される空気の流れが形成さ
れる。このような空気の流れ分吸入空気量が増え
クランキング時の吸入空気量が増加し回転数が上
がる。そのため、エアバルブ２３が全閉となるよ
うな暖機後の始動性を向上することができる。

第３図は以上述べたこの考案の作動を示すタイ
ミング線図である。時刻t₁でスタータが作動され
ると（イ）、回転数は増加し（ロ）、回転数Ｎが所
定値Ａに達するまで（又はスタータがONである
とき）開閉弁６８が開き（ニ）、ブリードが行わ
れる。時刻t₂で開閉弁６８は閉となり、アイドル
運転に移行しこの間はブリードは行われない。時
刻t₃でスロツトル弁１８を踏込み（ハ）、走行状
態に移ると開閉弁６８は再び開放される。

〔考案の効果〕

エンジン始動時に機械式過給機の軸受部へ空気
ブリード制御開閉弁を開放することにより、始動
時の吸入空気量がその分増大され、始動性の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の構成全体図。第２図は機械
式過給機の軸方向断面図。第３図はこの考案の作
動タイミング線図。 １０……エンジン本体、１６……機械式過給
機、１８……スロツトル弁、２０……エアフロー
メータ、２４ａ，２４ｂ……ロータ、２６ａ，２
６ｂ……回転軸、３２ａ，３２ｂ……ローラ軸
受、３８ａ，３８ｂ……ボール軸受、５６ａ，５
６ｂ……環状空間、６０ａ，６０ｂ……環状空
間、６２，６４，６６……ブリード通路、６８…
…開閉弁、７４……制御回路、７４ａ……始動検
知部、７４ｂ……アイドル検知部、７７……スタ
ータスイツチ、９０……回転数センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハウジングに軸受により回転自在に支承される
   ２個のロータがハウジング内周面との間に所定の
   クリアランスを保ちつつ相互にかみ合いながら回
   転して一回転毎に定容積の流体を吸入側から吐出
   側に吸排するルーツポンプを絞り弁の下流に設
   け、回転軸の周囲でかつ前記ロータの端面と前記
   軸受のシールとの間に形成される環状空間をブリ
   ード通路を介して大気に接続すると共に、内燃機
   関が負荷が所定値より小さく、かつ回転数が所定
   値より小さい運転域において閉鎖される開閉弁を
   前記ブリード通路に設けた過給機付き内燃機関に
   おいて、エンジンの始動状態を検出する始動検出
   手段と、該始動検出手段によつて始動時と検出し
   たときは、内燃機関が負荷が所定値より小さく、
   かつ回転数が所定値より小さい運転域であつても
   開閉弁を開放制御する制御手段を具備することを
   特徴とする過給機付き内燃機関の始動補助装置。