JPH05280361A

JPH05280361A - 過給機付き内燃機関の吸気装置

Info

Publication number: JPH05280361A
Application number: JP4077807A
Authority: JP
Inventors: Akira Nakagome; 章中込; Yutaka Kasagi; 豊笠木; Kenji Watanabe; 健治渡辺; Takashi Sano; 貴司佐野
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1993-10-26
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: JP3128935B2

Abstract

(57)【要約】【目的】サージングの発生を防止することができ、
更に、アクセル開度が零の状態から加速状態に移行した
場合に、速やかに過給圧を高めて、スムーズな加速が行
える過給機付き内燃機関の吸気装置を提供すること。【構成】機関に取り付けた過給機のコンプレッサの
上流側の吸気管と下流側の吸気管とを連通するバイパス
管と、このバイパス管を開閉する弁機構と、前記機関を
搭載した車両の速度を検出する車速センサーと、この機
関にエンジンブレーキが作動しているか否かを検出する
ブレーキセンサーと、車両が走行している状態を前記車
速センサーが検出し且つ前記機関にエンジンブレーキが
作動していない状態を前記ブレーキセンサーが検出した
場合に前記弁機構を開弁する制御装置とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、過給機を備えた内燃機
関において、サージングの発生を防止すると共に、車両
の減速後、再び加速状態に移行する際に、速やかに高い
過給圧を得ることができる吸気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の過給機付き内燃機関の吸気装置と
しては、例えば図５に示すようなものが知られている。
先ず、エアクリーナ１を介して吸気ダクト２から吸入さ
れた空気は、吸気管３を通って、過給機（ターボチャー
ジャ）４のコンプレッサ５によって圧縮される。そし
て、圧力の高くなった空気は、吸気管６を通りチャージ
エアクーラー（インタークーラー）７で冷却され、密度
を高めた後、吸気マニホールド８を経て機関９のシリン
ダ内に吸入される。

【０００３】一方、ターボチャージャ４は、排気マニホ
ールド10で集められた排気ガスのエネルギーをタービン
12の回転力に変換し、このタービン12と回転軸13で接続
されたコンプレッサ５を回転させ、上述したように吸入
した空気を圧送している。このように、機関９に吸入さ
れる空気の圧力を大気圧よりも高め、過給機４を有して
いない機関よりも多くの空気をシリンダ内に送り込むこ
とによって、より高いエンジン出力を得られるようにし
ている。

【０００４】ところで、アクセルを踏み込むに従って機
関９にはより多くの燃料が供給され、それに伴って、機
関９の回転数及び出力が上昇し、排気ガスのエネルギー
（温度・流量）が増加する。この排気ガスのエネルギー
の増加によって、ターボチャージャ４のタービン12の回
転速度は速くなり、コンプレッサ５によって過給される
吸入空気の量も増加する。

【０００５】一方、この状態から急にアクセルを緩め、
ターボチャージャ４に供給される排気ガスのエネルギー
が減少すると、コンプレッサ５の仕事量も減少し、この
ような動作が急激に起きると、それ以前にコンプレッサ
５によって加圧されていた吸気管６内の空気が吸気管３
の方向に向かってコンプレッサ５を逆流する。この現象
をサージングと称し、この時、吸気管３内に激しい空気
振動が生じ、この振動によって発生する脈動波が騒音と
なって、車両の居住性を損なうのである。また、このサ
ージングによって、ターボチャージャ４、及びその周辺
部品の耐久性が低下するという問題も発生する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、このようなサ
ージングを防止するために、図６に示すような吸気装置
14が提案されている。これは、ターボチャージャ４のコ
ンプレッサ５の上流側の吸気管３と下流側の吸気管６と
を、バイパス管15で接続すると共に、このバイパス管15
を開閉する吸気バイパスバルブ16を設けたものである。
そして、アクセルペダルの踏み込み量が零または小さい
時（例えば５％以下の時）に、前記吸気バイパスバルブ
16を開弁し、バイパス管15を連通させ、逆にアクセルペ
ダルの踏み込み量がある程度以上に大きい時には、前記
吸気バイパスバルブ16を閉弁し、バイパス管15を遮断す
るのである。

【０００７】また、吸気バイパスバルブ16を開閉駆動す
るために、負圧源17の負圧をこの吸気バイパスバルブ16
に作用させるバキュームホース18を設けると共に、この
バキュームホース18に切換弁19を設け、アクセル開度に
応じてこの切換弁19を開閉することによって、吸気バイ
パスバルブ16の開閉を行うようにしている。この吸気装
置14によれば、アクセルペダルがある程度以上に踏み込
まれた状態から、踏み込み量が零または小さい状態（例
えば５％以下の状態）に移行したことを検出し、この検
出信号によって負圧源17の負圧を吸気バイパスバルブ16
に作用させ、吸気バイパスバルブ16を開弁して、コンプ
レッサ５の下流側の吸気管６の内圧を、バイパス管15を
介して上流側の吸気管３に逃がし、サージングが発生す
ることを防止することができる。

【０００８】しかしながら、アクセル開度が零の場合に
は、吸気バイパスバルブ16が開弁状態にあり、常にバイ
パス管15によって吸気管３と吸気管６が連通しているた
め、その状態からアクセルペダルを踏み込んで再び加速
状態に移行した場合に、ターボチャージャ４の過給圧の
立ち上がりが遅れてしまい、スムーズな加速が得られな
いという欠点があった。

【０００９】本発明は上記の問題点に鑑みて、サージン
グの発生を防止することができ、更に、アクセル開度が
零の状態から加速状態に移行した場合に、速やかに過給
圧を高めて、スムーズな加速が行える過給機付き内燃機
関の吸気装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の過給機付き内燃機関の吸気装置は、機関に取
り付けた過給機のコンプレッサの上流側の吸気管と下流
側の吸気管とを連通するバイパス管と、このバイパス管
を開閉する弁機構と、前記機関を搭載した車両の速度を
検出する車速センサーと、この機関にエンジンブレーキ
が作動しているか否かを検出するブレーキセンサーと、
車両が走行している状態を前記車速センサーが検出し且
つ前記機関にエンジンブレーキが作動していない状態を
前記ブレーキセンサーが検出した場合に前記弁機構を開
弁する制御装置とを設けた構成である。

【００１１】本発明の吸気装置に使用する弁機構を駆動
する方法としては、例えば、圧力流体を利用して間接的
に駆動するようにしても良いし、この弁機構を電磁弁と
して直接駆動するようにしても良い。また、前記ブレー
キセンサーは、ＭＴ車の場合にはアクセル開度を検出す
るアクセルセンサー、クラッチが繋がれているか否かを
検出するクラッチセンサー、ギヤがニュートラル状態に
あるか否かを検出するギヤセンサー等を組み合わて構成
すると好ましい。

【００１２】一方、ＡＴ車に適用する場合には、前記ア
クセルセンサーとトランスミッションのロックアップが
解除されているか否かを検出するロックアップセンサー
等を組み合わせて構成すると好ましい。

【００１３】

【作用】本発明の過給機付き内燃機関の吸気装置は以
上の構成を有しており、車両が走行している状態を前記
車速センサーが検出し、更に、機関にエンジンブレーキ
が作動していない状態をブレーキセンサーが検出した場
合には、機関に取り付けた過給機のコンプレッサの上流
側の吸気管と下流側の吸気管とを連通するバイパス管が
弁機構によって開放状態となり、サージングを防止する
ように作用する。

【００１４】また、それ以外の状態では、弁機構によっ
てバイパス管が閉鎖状態となるので、機関の過給機のコ
ンプレッサの下流側の圧力、即ち過給圧は高い状態に保
持され、アクセル開度が零の状態から加速状態に移行し
た場合に、速やかに過給圧を高めてスムーズな加速がで
きるように作用する。

【００１５】

【実施例】次に図面を参照して、本発明の過給機付
き内燃機関の吸気装置の実施例を説明する。先ず図１に
示すように、吸気ダクト２から導入された空気はエアク
リーナ１で塵等を除去されて清浄になり、これが吸気管
３を通って過給機（ターボチャージャ）４のコンプレッ
サ５で圧縮され、高圧になった状態で、更に吸気管６を
進み、インタークーラー７で冷却されて密度を高めた
後、これが吸気マニホールド８から機関９に吸入され
る。

【００１６】排気ガスは排気マニホールド10を通ってタ
ーボチャージャ４のタービン12を回転させて、これと同
軸に設けられたコンプレッサ５を回転させ、排気管20か
ら排出される。前記コンプレッサ５の上流側の吸気管３
と下流側の通気管６はバイパス管15で接続されており、
更にこのバイパス管15には弁機構（吸気バイパスバル
ブ）16が設けられている。この吸気バイパスバルブ16
は、これを開閉駆動するために設けられた負圧源17にバ
キュームホース18を介して接続されており、更に、この
負圧源17によって発生させる負圧を前記吸気バイパスバ
ルブ16に作用させるか否かを制御するための切換弁19が
設けられている。

【００１７】この切換弁19は、制御装置21によって開閉
駆動され、この制御装置21に予め設定されている条件の
下で、前記負圧源17の負圧を吸気バイパスバルブ16に作
用させるように構成されている。この制御装置21は手動
変速機を使用したＭＴ車に適用させたものであり、この
機関９を搭載した車両の速度を検出する車速センサー2
2、及びこの機関９にエンジンブレーキが作動している
か否かを検出するブレーキセンサー23によって検出され
た状態が信号として入力される。また、このブレーキセ
ンサー23は、アクセル開度を検出するためのアクセルセ
ンサー24、クラッチが繋がれているか否かを検出するク
ラッチセンサー25、トランスミッションのギヤポジショ
ンを検出するためのギヤセンサー26からなり、各センサ
ーの検出信号が前記制御装置21に入力される。

【００１８】更に、上記した各センサーの他に、アクセ
ルペダルの戻し速度を検出するペダルセンサー27、機関
の吸入気圧（過給圧）を検出する気圧センサー28、吸気
バイパスバルブ16が開弁した後の経過時間を測定するタ
イマー29からも、それぞれの検出信号が制御装置21に入
力されるようになっている。このＭＴ車に適用した実施
例の場合は、図２に示すような制御マップに従って吸気
バイパスバルブ16を開閉制御するように構成されてお
り、先ずステップS₁において、車速センサー22からの検
出信号に基づいて、車速Ｓがあるか否かが判断される。
次にステップS₂では、アクセルセンサー24からの検出信
号に基づいて、アクセル開度θが零か否かが判断され
る。更にステップS₃ではペダルセンサー27からの検出信
号に基づいて、アクセルペダルの戻し速度Spが設定値ｘ
と比較される。

【００１９】次に、ステップS₄では、気圧センサー28か
らの検出信号に基づいて、機関に吸入される空気の吸入
気圧Ｐが設定値ｙと比較され、ステップS₅では、クラッ
チセンサー25からの検出信号に基づいて、クラッチが繋
がれているか否かを判断し、更にギヤセンサー26からの
検出信号に基づいて、ギヤポジションがニュートラルか
否かが判断される。

【００２０】そして、図中に示すように、全てＹｅｓで
ある場合には吸気バイパスバルブ16が開弁されて、バイ
パス管15を開放し、コンプレッサ５の下流側の吸気管６
内の吸気圧力をコンプレッサ５の上流側の吸気管３に逃
がすように作動する。更にステップS₆では、タイマー29
によって計測された吸気バイパスバルブ16の開弁後の経
過時間が設定値ｚと比較され、時間ｚ経過後に前記吸気
バイパスバルブ16は閉弁されて、バイパス管15は閉鎖さ
れ、コンプレッサ５の下流側の吸気管６には、高い吸気
圧力（過給圧）が発するようになる。

【００２１】なお、図１中に、制御装置21に入力される
信号ラインを鎖線で示したペダルセンサー27、気圧セン
サー28、タイマー29は本発明を構成するためには必ずし
も必要なものではないが、これらを追加し、併用するこ
とによって、よりきめ細かな制御が可能となる。また、
これらの追加した各センサーを使用しない場合には、図
２中に鎖線で囲ったステップS₃、ステップS₄、ステップ
S₆の演算動作は省略されることとなる。

【００２２】次に、図３に示す別の実施例は自動変速機
を使用したＡＴ車に本発明を適用した場合であって、図
１に示すＭＴ車の場合との違いは、クラッチセンサー25
及びギヤセンサー26の替わりに、トランスミッションの
ロックアップが解除されているか否かを検出するロック
アップセンサー30を使用している点である。それ以外の
構成は図１の場合と同様であり、制御動作にも変わりが
ないので、説明は省略する。

【００２３】なお、この図３の実施例の場合には、図４
に示す制御マップに従って制御され、この場合には、ス
テップS₅において、ロックアップセンサー30からの検出
信号に基づいて、ロックアップ解除の状態にあるか否か
を判断する以外は、図２の実施例による制御マップと同
一である。本発明の吸気装置14は以上のように制御さ
れ、アクセルを閉じた状態で、且つエンジンブレーキが
作動していない状態の場合には、吸気バイパスバルブ16
を開弁して、サージングが発生することを防止し、再
び、アクセルを開いて加速状態に移行した場合には、吸
気バイパスバルブ16を閉弁して、速やかに過給気圧を高
めることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の過給機付き内燃機関の吸気装置
は、機関に取り付けた過給機のコンプレッサの上流側の
吸気管と下流側の吸気管とを連通するバイパス管と、こ
のバイパス管を開閉する弁機構と、前記機関を搭載した
車両の速度を検出する車速センサーと、この機関にエン
ジンブレーキが作動しているか否かを検出するブレーキ
センサーと、車両が走行している状態を前記車速センサ
ーが検出し且つ前記機関にエンジンブレーキが作動して
いない状態を前記ブレーキセンサーが検出した場合に前
記弁機構を開弁する制御装置とを設けたので、以下の効
果を奏することができる。

【００２５】車両が走行している状態を前記車速センサ
ーが検出し、更に、機関にエンジンブレーキが作動して
いない状態をブレーキセンサーが検出した場合には、機
関に取り付けた過給機のコンプレッサの上流側の吸気管
と下流側の吸気管とを連通するバイパス管が弁機構によ
って開放状態となり、サージングを防止することができ
る。

【００２６】また、それ以外の状態では、弁機構によっ
てバイパス管が閉鎖状態となるので、機関の過給機のコ
ンプレッサの下流側の圧力、即ち過給圧は高い状態に保
持され、アクセル開度が零の状態から加速状態に移行し
た場合に、速やかに過給圧を高めてスムーズな加速がで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の過給機付き内燃機関の吸気装置をＭＴ
車に適用した場合の一実施例の概略図である。

【図２】図１の過給機付き内燃機関の吸気装置の制御マ
ップを示すフローチャートである。

【図３】本発明の過給機付き内燃機関の吸気装置をＡＴ
車に適用した場合の一実施例の概略図である。

【図４】図３の過給機付き内燃機関の吸気装置の制御マ
ップを示すフローチャートである。

【図５】従来の過給機付き内燃機関の吸気装置の概略図
である。

【図６】従来の過給機付き内燃機関の吸気装置の概略図
である。

【符号の説明】

３吸気管４過給機（タ
ーボチャージャ）５コンプレッサ６吸気管９機関 14 吸気装置 15 バイパス管 16 弁機構（吸
気バイパスバルブ） 21 制御装置 22 車速センサ
ー 23 ブレーキセンサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐野貴司神奈川県藤沢市土棚８いすゞ自動車株式会社藤沢工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関に取り付けた過給機のコンプレッサ
の上流側の吸気管と下流側の吸気管とを連通するバイパ
ス管と、このバイパス管を開閉する弁機構と、前記機関
を搭載した車両の速度を検出する車速センサーと、この
機関にエンジンブレーキが作動しているか否かを検出す
るブレーキセンサーと、車両が走行している状態を前記
車速センサーが検出し且つ前記機関にエンジンブレーキ
が作動していない状態を前記ブレーキセンサーが検出し
た場合に前記弁機構を開弁する制御装置とを設けた過給
機付き内燃機関の吸気装置。