JPH09324638A - 機械式過給機付エンジンの吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷間時等におけるエンジンの始動性を効果的
に向上させる。 【解決手段】 吸気通路２に設けられた機械式過給機７
から吐出されたエアを機械式過給機７の上流側にバイパ
スさせる過給機バイパス通路１５と、この過給機バイパ
ス通路１５を開閉して吸気の過給圧を制御するエアバイ
パス弁１６と、機械式過給機７に導入されるエア量を調
節するアイドル制御弁３２等のエア量調節手段とを設
け、エンジンの始動時に、上記エアバイパス弁１６を閉
止するとともに、上記エア量調節手段によって調節され
るエア量を最小量と最大量との間の中間領域に設定した
状態で機械式過給機７を駆動し、かつエンジンが自励回
転状態となった時点以降に、上記エアバイパス弁１６を
開放するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンによって
駆動されて吸気を過給する機械式過給機付エンジンの吸
気制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンによって駆動される機
械式過給機を備えたエンジンは、それほど大きな駆動力
を必要としないエンジンのアイドル運転時等の低負荷時
に、上記機械式過給機によって過給された吸気をエンジ
ンの燃焼室に供給すると、エンジンの駆動損失が生じる
ため、エンジンの始動時を含む低負荷時に上記機械式過
給機による過給を停止させるように構成されている。

【０００３】しかし、エンジンの始動時に、上記のよう
に機械式過給機の作動を停止させると、吸気の充填量が
不足して寒冷地等における始動性が悪化するため、例え
ば特開平７−２６９７０号公報に示されるように、機械
式過給機から吐出されたエアをその上流側にバイパスさ
せる過給機バイパス通路を設けるとともに、この過給機
バイパス通路に設けられたエアバイパス弁の開度を調節
することにより、上記エアのバイパス量を制御するよう
に構成されたエンジンにおいて、エンジンの始動時点か
らエンジンが目標アイドル回転数に達するまでの間、機
械式過給機を作動させるとともに、上記エアバイパス弁
を全閉状態に維持することにより、上記機械式過給機か
ら吐出されたエアをエンジンの燃焼室内に供給して過給
することが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成によれば、エ
ンジンの始動時にスロットル弁が閉止状態となると、機
械式過給機に十分な量のエアが供給されないため、過給
機バイパス通路に設けられたエアバイパス弁を閉止状態
としても、エンジンの気筒内に十分な量をエアを供給す
ることができず、冷間時等におけるエンジンの始動性を
向上させることが困難であるという問題がある。

【０００５】特に、エンジンの気筒内における有効圧縮
比が膨張比よりも小さくなるように、吸気弁の閉弁時期
を通常よりも遅らせるように構成されている場合には、
気筒内における吸気の充填不足に起因した気筒内圧力の
低下が生じ易いとともに、圧縮トップにおける混合気の
温度が通常のエンジンよりも低くなって燃料が霧化しに
くいので、冷間時における始動性が悪いという問題があ
る。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、簡単な
構成で冷間時等におけるエンジンの始動性を効果的に向
上させることができる機械式過給付エンジンの吸気装置
を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
吸気通路に設けられた機械式過給機から吐出されたエア
を機械式過給機の上流側にバイパスさせる過給機バイパ
ス通路と、この過給機バイパス通路を開閉して吸気の過
給圧を制御するエアバイパス弁と、機械式過給機に導入
されるエア量を調節するエア量調節手段とを設け、エン
ジンの始動時に、上記エアバイパス弁を閉止するととも
に、上記エア量調節手段によって調節されるエア量を最
小量と最大量との間の中間領域に設定した状態で機械式
過給機を駆動し、かつエンジンが自励回転状態となった
時点以降に、上記エアバイパス弁を開放するように構成
したものである。

【０００８】上記構成によれば、エンジンの始動時に、
エアバイパス弁が閉止されることにより、機械式過給機
から吐出されたエアが機械式過給機の上流側にバイパス
されることが防止された状態で、エア量調節手段によっ
て調節された所定量のエアが機械式過給機に導入され、
この機械式過給機によって加圧された後にエンジンの燃
焼室内に上記エアが供給されることになる。そして、エ
ンジンが始動されて自励回転状態となったことが確認さ
れた時点以降に、上記エアバイパス弁が開放されること
により、不必要な吸気の過給が行われることが防止され
ることになる。

【０００９】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
の機械式過給機付エンジンの吸気制御装置において、吸
気通路に設けられたスロットル弁の設置部をバイパスす
るスロットルバイパス通路と、このスロットルバイパス
通路の開度を調節するアイドル制御弁とを有するエア量
調節手段を設け、上記アイドル制御弁の開度を変化させ
ることによって機械式過給機に導入されるエア量を調節
するように構成したものである。

【００１０】上記構成によれば、エンジンのアイドル制
御を実行するアイドル制御弁の開度を変化させることに
より、エンジンの始動時に、吸気を過給してエンジンの
始動性を改善するのに必要な量のエアを上記スロットル
バイパス通路から機械式過給機に導入させる制御が実行
されることになる。

【００１１】請求項３に係る発明は、上記請求項２記載
の過給機付エンジンの吸気制御装置において、エンジン
の始動時点からエンジンが安定した自励回転状態となる
までの間、アイドル制御弁の開度を中間領域に設定する
とともに、エアバイパス弁を閉止状態とし、エンジンが
自励回転状態なった時点で、上記アイドル制御弁を全開
状態とし、かつエンジンが安定した自励回転状態となっ
た時点で、上記エアバイパス弁を開放するように構成し
たものである。

【００１２】上記構成によれば、エンジンの始動時点か
らエンジンが自励回転状態となるまでの間、アイドル制
御弁の開度が中間領域に設定されるとともに、エアバイ
パス弁が閉止状態とされることにより、機械式過給機か
ら吐出された適量のエアがエンジンの燃焼室に供給され
て始動性が改善されることになる。そして、エンジンが
自励回転状態となった時点から安定した自励回転状態と
なるまでの間は、上記アイドル制御弁が全開状態に維持
されるとともに、エアバイパス弁が閉止状態に維持され
ることにより、エンジン回転数を早期に上昇させてエン
ジンを安定した自励回転状態に移行させるとともに、エ
ンジン回転数を適度に吹き上がらせてファーストアイド
ル制御を実行するのに必要な量のエアが上記機械式過給
機に導入されることになる。

【００１３】請求項４に係る発明は、上記請求項３記載
の機械式過給機付エンジンの吸気制御装置において、エ
ンジンが安定した自励回転状態となった時点以降に、過
給機バイパス通路に設けられたエアバイパス弁の開度を
全閉状態と全開状態との間の中間領域に設定し、かつエ
ンジン回転数に吹き上がりが発生した時点で、上記エア
バイパス弁を全開状態とするように構成したものであ
る。

【００１４】上記構成によれば、エンジンが始動されて
自励回転状態となったことが確認された時点で、上記エ
アバイパス弁の開度が中間領域に設定されることによ
り、不必要な吸気の過給が行われることが防止されつ
つ、適度の過給が行われてエンジン回転数の低下が防止
される。そして、エンジン回転数に吹き上がりが発生し
てファーストアイドル状態となった時点で、上記エアバ
イパス弁が全開状態となることにより、不必要な過給が
行われることが防止されてエンジンが所定のアイドル運
転状態に移行することになる。

【００１５】請求項５に係る発明は、請求項１〜４のい
ずれかに記載の機械式過給機付エンジンの吸気制御装置
において、エンジンの有効圧縮比が膨張比よりも小さく
なるように吸気弁の閉弁時期を遅く設定したものであ
る。

【００１６】上記構成によれば、吸気弁の閉弁時期が通
常のエンジンよりも遅く設定されることにより、非過給
時に気筒内の吸気充填量が不足することに起因して気筒
内圧力が大きく低下する傾向にあるエンジンにおいて、
エンジンの始動時に、エアバイパス弁を閉止した状態
で、機械式過給機に所定量のエアを導入して適度の過給
を行うことにより、エンジンの始動性が効果的に改善さ
れることになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態に係る機
械式過給機付エンジンの吸気制御装置を備えたエンジン
の概略構成を示している。このエンジンは、エンジン本
体１と、吸気通路２と、排気通路３とを有している。上
記吸気通路２には、その上流側から順に、エアクリーナ
４と、エアフローメータ５と、スロットル弁６と、エン
ジンの出力軸により駆動されるリショルム式ポンプ等か
らなる機械式過給機７と、この機械式過給機７から吐出
されたエアを冷却するインタクーラ８と、サージタンク
９と、燃料噴射弁１０とが設けられている。

【００１８】詳しくは、上記スロットル弁６を収容する
スロットルボディの出口と機械式過給機７の入口とが接
続されるとともに、上記機械式過給機７の出口とインタ
クーラ８の入口とが吸気管１２を介して接続され、か
つ、このインタクーラ８の出口とサージタンク９の入口
とが吸気管１３を介して接続されている。上記サージタ
ンク９は吸気マニホールド１４を介してエンジン本体１
内の燃焼室３４に接続されており、この吸気マニホール
ド１４に上記燃料噴射弁１０が設けられている。

【００１９】また、上記吸気通路２には、機械式過給機
７をバイパスする過給機バイパス通路１５が付設されて
いる。この過給機バイパス通路１５は、一端部が機械式
過給機７の下流側に位置するサージタンク９に接続され
るとともに、他端部が機械式過給機７の上流側でスロッ
トル弁６の下流側において吸気通路２に接続されてい
る。そして、上記過給機バイパス通路１５には、その通
路を開閉するエアバイパス弁１６が設けられている。

【００２０】上記エアバイパス弁１６は、過給機バイパ
ス通路１５に形成されたハウジング１７と、このハウジ
ング１７内に設置された弁体１８と、この弁体１８を駆
動するアクチュエータ１９とを有し、このアクチュエー
タ１９に供給される作動圧力に応じて上記弁体１８が駆
動されて開度が調節される圧力押動式バルブからなって
いる。

【００２１】すなわち、上記アクチュエータ１９は、弁
体１８にロッドを介して連結されたダイヤフラム２０
と、その両側に設けられた負圧室２１および大気圧室２
２と、上記ダイヤフラム２０の片側に配設されて上記弁
体１８を閉弁方向に付勢するスプリング２３とを備えて
いる。また、アクチュエータ１９には、作動圧力調節用
のソレノイドバルブ２４が設けられ、上記負圧室２１が
連通路２５を介してソレノイドバルブ２４に接続される
とともに、このソレノイドバルブ２４が、エンジン本体
１の出力軸によって駆動されるバキュームポンプ（負圧
源）２６に通じる負圧通路２７と、スロットル弁６より
も上流側において吸気通路２に連通する大気圧通路２８
とに接続されている。また、上記大気圧室２２は、スロ
ットル弁６よりも上流側において吸気通路２に連通する
通路２９に接続されている。

【００２２】上記負圧通路２７には、エアバイパスバル
ブ１６のハウジング１７に連通する分岐負圧通路３３が
接続されており、ハウジング１１側（機械式過給機７と
スロットル弁６との間の吸気通路２）の圧力が低くなる
と、上記分岐負圧通路３３に設けられた一方弁３９が開
き、ハウジング１７側の負圧が負圧通路２７に導かれる
ように構成されている。

【００２３】そして、下記のエンジンコントロールユニ
ット（ＥＣＵ）３０から出力されるデューティ信号に応
じて上記ソレノイドバルブ２４が作動し、負圧と大気圧
との混合割合が調節されることにより、上記エアバイパ
ス弁１６の弁体１８が全閉位置から全開位置に至る範囲
に亘って駆動され、上記負圧室２１に作用する負圧が大
きくなるに伴って上記弁体１８の開度が大きくなるよう
駆動される。このようにしてエンジンの通常運転時に、
その運転状態に対応して上記エアバイパス弁１６が開閉
駆動されることにより、機械式過給機７から吐出された
エアのバイパス量が調節されて吸気の過給圧が制御され
るようになっている。

【００２４】また、上記吸気通路２には、スロットル弁
６の設置部をバイパスするスロットルバイパス通路３１
が付設されるとともに、このスロットルバイパス通路３
１の開度を調節するアイドル制御弁３２が設けられてい
る。そして、エンジンのアイドル運転時に、吸気通路２
のスロットル弁６が閉止された状態で、エンジンコント
ロールユニット３０から出力される制御信号に応じ、上
記スロットルバイパス通路３１のアイドル制御弁３２が
開閉駆動されることにより、機械式過給機７およびエン
ジン本体１の燃焼室３４に供給されるエア量が調節され
てエンジン回転数が所定のアイドル回転数となるように
制御されるようになっている。

【００２５】また、上記アイドル制御弁３２は、エンジ
ンの始動時に、機械式過給機７に導入されるエア量を調
節するエア量調節手段としての機能を有し、上記スロッ
トル弁６を閉止した状態で、エンジンコントロールユニ
ット３０から出力される制御信号に応じてアイドル制御
弁３２の開度が所定値に設定されることにより、スロッ
トルバイパス通路３１を介して機械式過給機７に導入さ
れるエア量が調節されるようになっている。

【００２６】上記エンジン本体１には、その燃焼室３４
に形成された吸気ポートを開閉する吸気弁３５と、排気
ポートを開閉する排気弁３６とが設けられている。そし
て、上記吸気弁３５の閉弁時期が下死点（ＢＤＣ）後７
０°程度に設定されている。このように吸気弁３５の閉
弁時期が、下死点後４５〜５０°程度に設定された通常
のエンジンよりも遅閉じとなるように設定されることに
より、エンジン本体１の各気筒における有効圧縮比が膨
張比よりも小さくなるように構成されている。

【００２７】また、上記エンジンコントロールユニット
３０には、エアフローメータ５から出力される吸入空気
量の検出信号と、エンジン回転数を検出する回転センサ
３７から出力されるエンジン回転数の検出信号と、エン
ジン本体１の出力軸をクランキングする図外のスタータ
が作動状態にあるか否かを検出する始動検出手段３８の
検出信号とが入力されるように構成されている。

【００２８】上記エンジンコントロールユニット３０
は、始動検出手段３８の検出信号に応じてエンジンが始
動状態にあることが確認された時点で、上記スロットル
バイパス通路３１に設けられたアイドル制御弁３２の開
度を全閉状態と全開状態と間の中間領域に設定するとと
もに、過給機バイパス通路１５に設けられたエアバイパ
ス弁１６を閉止状態とする制御信号を、上記エンジンコ
ントロールユニット３０から上記アイドル制御弁３２お
よびエアバイパス弁１６のソレノイドバルブ２４に出力
するように構成されている。

【００２９】また、上記エンジンコントロールユニット
３０は、回転センサ３７の検出信号に応じてエンジン回
転数が所定値に上昇してスタータによるクランキング状
態からエンジンの自励回転状態、つまり燃料の燃焼に応
じた運転状態に移行したことが確認された時点で、上記
アイドル制御弁３２を全開状態とする制御信号を出力
し、かつエンジン回転数がさらに上昇してエンジンが安
定した自励回転状態になったことが確認された時点で、
上記エアバイパス弁１６を全閉状態と全開状態との間の
中間領域に設定する制御信号をソレノイドバルブ２４に
出力するようになっている。

【００３０】さらに、上記エンジンコントロールユニッ
ト３０は、回転センサ３７の検出信号に応じ、エンジン
回転数に吹き上がりが生じてファーストアイドル状態と
なったことが確認された時点で、上記エアバイパス弁１
６を全開状態とする制御信号がソレノイドバルブ２４に
出力し、機械式過給機７から吐出されたエアを、過給機
バイパス通路１５を介して機械式過給機７の上流側にバ
イパスさせることにより、エンジン始動時の過給を停止
して通常のアイドル運転状態に移行させる制御を実行す
るように構成されている。

【００３１】上記構成の吸気制御装置によって実行され
る制御動作を図２に示すフローチャートおよび図３に示
すタイムチャートに基づいて説明する。上記制御動作が
スタートすると、まずステップＳ１において、スタータ
がＯＮ操作されたか否かを判定する。そして、上記ステ
ップＳ１でＹＥＳと判定された時点Ａで、ステップＳ２
に進み、上記アイドル制御弁（ＩＳＣ弁）３２の開度を
全開状態と全閉状態との間の中間領域に設定して半開状
態とする制御信号を出力するとともに、ステップＳ３に
おいて、上記エアバイパス弁（ＡＢＶ）１６を全閉状態
とする制御信号を出力する。

【００３２】次いで、ステップＳ４において、エンジン
回転数ＮＥが６００ｒｐｍ程度に設定された第１基準値
Ｒ１以上になったか否かを判定することにより、エンジ
ンが自励回転状態に移行したか否かを確認する。そし
て、上記ステップＳ４でＹＥＳと判定されてエンジンが
自励回転状態に移行したことが確認された時点Ｂで、ス
テップＳ５に進み、アイドル制御弁（ＩＳＣ弁）３２を
全開状態とする制御信号を出力する。

【００３３】その後、ステップＳ６において、エンジン
回転数ＮＥが７００ｒｐｍ程度に設定された第２基準値
Ｒ２以上になったか否かを判定することにより、エンジ
ンが安定した自励回転状態に移行したか否かを判定す
る。そして、上記ステップＳ５でＹＥＳと判定されてエ
ンジンが安定した自励回転状態に移行したことが確認さ
れた時点Ｃで、ステップＳ７に進み、エアバイパス弁
（ＡＢＶ）１６の開度を全開状態と全閉状態との間の中
間領域に設定して半開状態とする制御信号をソレノイド
バルブ２４に出力した後、ステップＳ７において、エン
ジン回転数ＮＥが１８００ｒｐｍ程度に設定された第３
基準値Ｒ３以上になったか否かを判定することにより、
エンジン回転数に吹き上がりが発生したか否かを判定す
る。

【００３４】上記ステップＳ８でＹＥＳと判定され、エ
ンジン回転数に吹き上がりが発生したことが確認された
時点Ｄで、ステップＳ９に進み、エアバイパス弁（ＡＢ
Ｖ）を全開状態とする制御信号をソレノイドバルブ２４
に出力した後、ステップＳ１０において、エンジン回転
数が所定のアイドル回転数となるように上記アイドル制
御弁３２の開度を調節するアイドル制御を実行する。

【００３５】このようにエンジンの始動時点Ａにおい
て、過給機バイパス通路１５に設けられたエアバイパス
弁１６を閉止するとともに、上記スロットルバイパス通
路３１に設けられたアイドル制御弁３２の開度を中間領
域に設定した状態で機械式過給機７を駆動し、かつエン
ジンが自励回転状態となった時点Ｂ以降に、上記エアバ
イパス弁１６を開放するように構成したため、エンジン
の始動時に、機械式過給機７から吐出されたエアが機械
式過給機７の上流側にバイパスされることを防止した状
態で、上記アイドル制御弁３２の開度に応じて調節され
た所定量のエアを機械式過給機７に導入させることがで
きる。

【００３６】したがって、エンジンの始動時点Ａからエ
ンジンが自励回転状態となる時点Ｂまでの間、上記スロ
ットルバイパス通路３１を介して機械式過給機７に導入
されたエアを、この機械式過給機７によって加圧した後
にエンジン本体１の燃焼室３４内に供給することによ
り、エンジンの起動抵抗よりも大きなエンジントルクを
発生させることができるため、始動性の悪い冷間時等に
おいても、エンジンを確実に始動させることができる。

【００３７】また、上記エンジンの始動時点Ａで、アイ
ドル制御弁３２の開度を中間領域に設定することによ
り、過度のエアがエンジン本体１の燃焼室３４に供給さ
れるのを抑制できるため、エンジンの点火プラグに燃料
粒が付着することに起因する失火の発生を効果的に防止
することができる。例えば、アイドル制御弁３２を全開
状態とした場合に、スロットルバイパス通路３１を流通
するエア量が１０リットル／秒程度となるように構成さ
れたエンジンにおいて、上記アイドル制御弁３２の開度
を、上記エア量が１．８リットル／秒程度となる中間領
域に設定することにより、上記失火の発生を防止しつ
つ、エンジンの始動性を改善するのに適した量のエアを
燃焼室３４に供給することができる。

【００３８】そして、図３に示すように、エンジンが始
動されて自励回転状態となったことが確認された時点Ｂ
以降の所定時点Ｃで、上記エアバイパス弁１６を開放す
ることにより、機械式過給機７から吐出されたエアの一
部を過給機バイパス通路１５を介して機械式過給機７の
上流側にバイパスさせるように構成したため、不必要な
吸気の過給が行われることに起因した駆動損失の発生を
効果的に防止することができる。

【００３９】すなわち、エンジン回転数が７００ｒｐｍ
となってエンジンが安定した自励回転状態となった時点
Ｃ以降も、機械式過給機７による吸気の過給を継続した
場合には、図４の破線βに示すように、エンジン回転数
の上昇に伴って一回転当りの仕事量が顕著に増大する
が、図５に示すように、機械式過給機７の体積効率は、
その上昇率が回転数の増大に伴って次第に鈍化する。つ
まり、アイドル制御弁３２が開放されても、スロットル
バルブ６が閉止されていることで吸気量が制限されてい
る状況で、エンジン回転数が所定値以上になると、機械
式過給機７の過給作用によるエンジントルクの上昇量が
低減するのに対し、機械式過給機７の駆動に伴うエンジ
ンの駆動損失が増大するため、回転数上昇（始動促進）
が有効に図れない。

【００４０】このため、エンジン回転数が７００ｒｐｍ
以上になった時点で、上記エアバイパス弁１６を開放し
て吸気の過給を略停止した状態とすることにより、エン
ジンの駆動損失を低減してエンジンストップの発生を効
果的に防止することができる。なお、上記機械式過給機
７の仕事量の変化には応答遅れが生じるため、エアバイ
パス弁１６を開放した時点で仕事量が急激に減少するこ
とはなく、図４の実線αに示すように、一回転当りの仕
事量が徐々に減少することになる。

【００４１】上記実施形態に示すように、燃費を低減し
つつ高出力を得るために吸気弁の閉弁時期を通常のエン
ジンよりも遅く設定するように構成されたエンジンにお
いては、非過給時、特にエンジン回転数の低い始動初期
に、吸気の吹き返しが多くなることにより気筒内の吸気
充填量が不足することに起因して気筒内圧力が大きく低
下する傾向にあるため、上記のようにエンジンの始動時
に、エアバイパス弁１６を閉止した状態で、機械式過給
機７に所定量のエアを導入して適度の過給を行うことに
より、エンジンの始動性を効果的に改善できるという利
点がある。

【００４２】また、上記実施形態では、吸気通路２に設
けられたスロットル弁６の設置部をバイパスするスロッ
トルバイパス通路３１と、このスロットルバイパス通路
３１の開度を調節するアイドル制御弁３２とを有するエ
ア量調節手段を設けたため、エンジンのアイドル制御を
実行するために設けられた上記アイドル制御弁３２を利
用して上記機械式過給機７に導入されるエア量を適正に
調節できるという利点がある。

【００４３】そして、上記のようにエンジンの始動時点
Ａからエンジンが自励回転状態となる時点Ｂまでの間、
上記アイドル制御弁３２の開度を全閉状態と全開状態と
の間の中間領域に設定するとともに、エンジンが自励回
転状態となった時点Ｂで、上記アイドル制御弁３２を全
開状態とし、かつエンジンが安定した自励回転状態とな
った時点Ｃで、上記エアバイパス弁１６を開放するよう
にするように構成したため、始動時におけるエンジン回
転数の制御を適正に実行することができる。

【００４４】すなわち、図６に示すように、エンジン回
転数が６００ｒｐｍ程度となった時点から、エンジン回
転数が７００ｒｐｍ程度になってエンジンが安定した自
励回転状態となるまでの間、アイドル制御弁（ＩＳＣ
弁）３２の開度を全閉状態と全開状態との間の中間領域
に設定して半開状態とするとともに、上記エアバイパス
弁（ＡＢＶ）１６を閉止状態に維持するように構成した
ため、スロットルバイパス通路３３を介して機械式過給
機７に導入されたエアを加圧してエンジン本体１の燃焼
室３４に供給することにより、エンジン回転数を早期に
上昇させて、エンジンを安定した自励回転状態に迅速に
移行させることができるとともに、エンジン回転数を適
度に吹き上がらせて上記ファーストアイドル制御を実行
することができるという利点がある。

【００４５】また、上記実施形態では、図６に示すよう
に、エンジン回転数が７００ｒｐｍ程度になってエンジ
ンが安定した自励回転状態となった時点Ｃで、エアバイ
パス弁（ＡＢＶ）１６の開度を全閉状態と全開状態との
間の中間領域に設定し、かつエンジン回転数が１８００
ｒｐｍ程度に上昇して吹き上がりが発生したことが確認
された時点Ｄで、エアバイパス弁（ＡＢＶ）１６を全開
状態とするように構成したため、上記時点Ｃ，Ｄの間
に、吸気の過給が停止されることなく、吹き上がりに必
要なエア供給量が確保されるため、この間の回転の停滞
を生じることなくエンジン回転数をスムーズに上昇させ
ることができる。

【００４６】したがって、エンジンが安定した自励回転
状態となった時点Ｃ以降に、エンジン回転数をアイドル
回転数よりも大きな値に吹き上がらせることにより、エ
ンジン温度を早期に上昇させてその機械損失を効果的に
抑制するファーストアイドル制御を適正に実行すること
ができる。また、上記ファーストアイドル制御の終了時
点Ｄで、エアバイパス弁（ＡＢＶ）１６を全開状態とす
ることにより、不必要な吸気の過給が行われることに起
因した上記駆動損失の発生を効果的に防止することがで
きる。

【００４７】なお、上記構成に代え、エンジン回転数が
７００ｒｐｍ程度になってエンジンが安定した自励回転
状態となった時点で、図６の破線で示すように、上記エ
アバイパス弁（ＡＢＶ）１６を全開状態とするように構
成してもよいが、この場合には、上記時点以降にエア不
足に起因するエンジン回転の停滞が生じる可能性がある
ため、上記のようにエンジン回転数が１８００ｒｐｍ程
度になってファーストアイドル制御が終了した時点で、
上記エアバイパス弁（ＡＢＶ）１６を全開状態とするよ
うに構成することが望ましい。

【００４８】また、上記構成に代え、バキュームポンプ
２６の負圧生成力をアクチュエータ１９のスプリング２
３の付勢力に対して相対的に弱く設定し、図６の一点鎖
線で示すように、エンジン回転数が１８００ｒｐｍ程度
になってバキュームポンプ２６の生成負圧でエアバイパ
ス弁（ＡＢＶ）１６が全開状態となるように構成しても
よい。すなわち、図２に示すフローチャートのステップ
Ｓ６においてエンジン回転数ＮＥが７００ｒｐｍ程度以
上と判定されたとき、ステップＳ７において上記ソレノ
イドバルブ２７にエアバイパス弁（ＡＢＶ）１６を全開
状態とする制御信号を出力した後に、全開状態に移行さ
せるように構成してもよい。

【００４９】上記ソレノイドバルブ２４は、負圧通路２
７の圧力が負圧室２１に十分に作用するように、負圧通
路２７と連通路２５との開通期間（ＯＮデューティ値）
が最大に高められる。しかしながら、この状態では、バ
キュームポンプ２６の生成負圧が低く、この圧力よりも
負圧となっている機械式過給機７とスロットル弁６との
間の吸気通路２の生成負圧が一方弁３９および分岐負圧
通路３３を介して負圧通路２７に導かれるため、比較的
弱い吸気通路２の生成負圧がダイヤフラム２０に作用す
る、この結果、エアバイパス弁（ＡＢＶ）１６は、全開
状態とはならず、図６の一点鎖線で示すように、半開状
態となる。

【００５０】そして、エンジン回転数が１８００ｒｐｍ
程度に上昇すると、バキュームポンプ２６の回転数も上
昇して生成負圧が十分に高くなり、この生成負圧が機械
式過給機７とスロットル弁６との間の吸気通路２の生成
負圧以上に強められ、一方弁３９が閉じて、バキューム
ポンプ２６の生成負圧そのものがダイヤフラムに作用
し、エアバイパス弁（ＡＢＶ）１６が全開状態となる。
このようにして負圧源の生成負圧とアクチュエータ１９
のスプリング２３の付勢力等とを調節することにより、
自動的にエアバイパス弁（ＡＢＶ）１６を半開状態から
全開状態に移行させるようにしてもよい。

【００５１】また、上記のようにして自動的にエアバイ
パス弁（ＡＢＶ）１６を半開状態から全開状態に移行さ
せるように構成したものでは、他の運転領域でエアバイ
パス弁（ＡＢＶ）１６の開度調整にソレノイドバルブ２
４のデューティ制御が不必要であれば、ソレノイドバル
ブとして通常のＯＮ・ＯＦＦ弁を使用することができ
る。

【００５２】さらに、上記スロットルバイパス通路３１
と、このスロットルバイパス通路３１の開度を調節する
アイドル制御弁３２とからなる上記エア量調節手段の他
に、エンジンの暖機運転時に吸気量を制御するエアバル
ブからなるエア量調節手段を設けた構造としてもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、吸気通
路に設けられた機械式過給機から吐出されたエアを機械
式過給機の上流側にバイパスさせる過給機バイパス通路
と、この過給機バイパス通路を開閉して吸気の過給圧を
制御するエアバイパス弁と、機械式過給機に導入される
エア量を調節するエア量調節手段とを設けるとともに、
エンジンの始動時に、上記エアバイパス弁を閉止すると
ともに、上記エア量調節手段によって調節されるエア量
を最小量と最大量との間の中間領域に設定した状態で機
械式過給機を駆動し、かつエンジンが自励回転状態とな
った時点以降に、上記エアバイパス弁を開放するように
構成したため、エンジンの始動時に、機械式過給機から
吐出されたエアが機械式過給機の上流側にバイパスされ
ることを防止した状態で、上記エア量調節手段によって
機械式過給機に導入されるエア量を調節することによ
り、始動性の悪い冷間時等においても、エンジンを確実
に始動させることができるとともに、エンジンの点火プ
ラグに燃料粒が付着することに起因する失火の発生を効
果的に防止し、かつ不必要な吸気の過給が行われること
に起因した駆動損失の発生を効果的に防止できるという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る機械式過給機付エンジンの吸気制
御装置の実施形態を示す説明図である。

【図２】上記吸気制御装置の制御動作を示すフローチャ
ートである。

【図３】上記吸気制御装置の作用を示すタイムチャート
である。

【図４】エンジン回転数と過給機の仕事量との関係を示
すグラフである。

【図５】エンジン回転数と機械式過給機の体積効率との
関係を示すグラフである。

【図６】エンジン回転数とアイドル制御弁およびエアバ
イパス弁の開度との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ エンジン本体 ２ 吸気通路 ６ スロットル弁 ７ 機械式過給機 １５ 過給機バイパス通路 １６ エアバイパス弁 ３１ スロットルバイパス通路 ３２ アイドル制御弁（エア量調節手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 大之 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気通路に設けられた機械式過給機から
   吐出されたエアを機械式過給機の上流側にバイパスさせ
   る過給機バイパス通路と、この過給機バイパス通路を開
   閉して吸気の過給圧を制御するエアバイパス弁と、機械
   式過給機に導入されるエア量を調節するエア量調節手段
   とを設け、エンジンの始動時に、上記エアバイパス弁を
   閉止するとともに、上記エア量調節手段によって調節さ
   れるエア量を最小量と最大量との間の中間領域に設定し
   た状態で機械式過給機を駆動し、かつエンジンが自励回
   転状態となった時点以降に、上記エアバイパス弁を開放
   するように構成したことを特徴とする機械式過給機付エ
   ンジンの吸気制御装置。
2. 【請求項２】 吸気通路に設けられたスロットル弁の設
   置部をバイパスするスロットルバイパス通路と、このス
   ロットルバイパス通路の開度を調節するアイドル制御弁
   とを有するエア量調節手段を設け、上記アイドル制御弁
   の開度を変化させることによって機械式過給機に導入さ
   れるエア量を調節するように構成したことを特徴とする
   請求項１記載の機械式過給機付エンジンの吸気制御装
   置。
3. 【請求項３】 エンジンの始動時点からエンジンが安定
   した自励回転状態となるまでの間、アイドル制御弁の開
   度を中間領域に設定するとともに、エアバイパス弁を閉
   止状態とし、エンジンが自励回転状態なった時点で、上
   記アイドル制御弁を全開状態とし、かつエンジンが安定
   した自励回転状態となった時点で、上記エアバイパス弁
   を開放するように構成したことを特徴とする請求項２記
   載の機械式過給機付エンジンの吸気制御装置。
4. 【請求項４】 エンジンが安定した自励回転状態となっ
   た時点以降に、過給機バイパス通路に設けられたエアバ
   イパス弁の開度を全閉状態と全開状態との間の中間領域
   に設定し、かつエンジン回転数に吹き上がりが発生した
   時点で、上記エアバイパス弁を全開状態とするように構
   成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
   の機械式過給機付エンジンの吸気制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の機械式
   過給機付エンジンの吸気制御装置において、エンジンの
   有効圧縮比が膨張比よりも小さくなるように吸気弁の閉
   弁時期を遅く設定したことを特徴とする機械式過給機付
   エンジンの吸気制御装置。