JPH10103067A

JPH10103067A - 機械式過給機付きエンジン

Info

Publication number: JPH10103067A
Application number: JP8259482A
Authority: JP
Inventors: Junzo Sasaki; 潤三佐々木; Mitsuo Hitomi; 光夫人見; Noriyuki Iwata; 典之岩田; Shinji Fujihira; 伸次藤平
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-21
Anticipated expiration: 2016-09-30
Also published as: JP3603499B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ブレーキのマスターバック等の負圧作動機器
に対する作動負圧を吸気通路から効果的に取り出す。【解決手段】吸気通路２に、その上流側から順にエア
クリーナ４，エアフローメータ５，スロットル弁６，過
給機１１，インタークーラ７，サージタンク８，燃料噴
射弁１０を設けた。また、サージタンク８と燃料噴射弁
１０との間の吸気通路２に、シャッタバルブ９と、負圧
取出用の第２取出通路１９を設け、この第２取出通路１
９を連絡通路２０を介してマスターバック２１に接続し
た。また、シャッタバルブ制御手段３１を設け、エンジ
ンの定地走行駆動トルクより低負荷域において、シャッ
タバルブ９の開度がスロットル弁６の開度以下となるよ
うにシャッタバルブ９を制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気通路に機械式
過給機を備えたエンジンにおいて、特に、ブレーキのマ
スターバック等の負圧作動機器の作動負圧を吸気通路か
ら取り出すようにした機械式過給機付きエンジンに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンが搭載される車両には、
ブレーキのマスターバックやその他の各種負圧作動機器
が装備されており、負圧供給装置によりこれらに対して
作動負圧を供給するようになっている。

【０００３】負圧供給装置としては、スロットル弁を備
えたエンジンではスロットル弁の下流に生じる吸気負圧
を取り出すようにしたものが一般的であるが、これ以外
に、例えばエンジンで駆動されるバキュームポンプを搭
載し、このバキュームポンプと吸気負圧とを併用するよ
うにしたものも普及している。

【０００４】また、近年では、エンジン出力を効率良く
高めるべく、吸気通路に機械式過給機を設けて吸気を過
給することが行われており、このようなエンジンでは、
過給機の下流側の吸気通路、あるいはスロットル弁と機
械式過給機との間の吸気通路から吸気負圧を取り出すよ
うにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、機械式過給
気を設けたエンジンでは、スロットル弁から下流側の容
積が大きく、これにより吸気負圧が充分に得られ難いと
いう問題がある。特に、機械式過給機を設けるエンジン
では、殆どの場合、インタークーラや、無過給時の吸気
確保のための過給機バイパス用の通路が付設されるなど
するため、スロットル弁の下流側の容積がより一層大き
くなる傾向にある。

【０００６】そのため、エンジンで駆動されるバキュー
ムポンプを併用することも考えられるのであるが、エン
ジン構造の簡略化を考えると極力バキュームポンプを併
用することなく必要な作動負圧を生成できることが望ま
れる。

【０００７】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、ブレーキのマスターバック等の負圧作
動機器に対する作動負圧を吸気通路から効果的に取り出
すことができる機械式過給機付きエンジンを提供するこ
とを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、吸気通路に、機械式過給機と、この機械
式過給機の上流に位置するスロットル弁とを備え、この
吸気通路から負圧作動機器用の作動負圧を取り出すよう
にした機械式過給機付きエンジンにおいて、機械式過給
機の下流側に、吸気通路を開閉するシャッタ弁と、この
シャッタ弁の下流側の吸気通路から作動負圧を取り出す
ための負圧取出通路とを設けるとともに、エンジンの定
地走行駆動トルクより低負荷域において、シャッタ弁の
開度がスロットル弁の開度以下となるようにシャッタ弁
を作動させる制御手段とを設けたものである（請求項
１）。

【０００９】このエンジンによれば、シャッタ弁の開度
がスロットル弁の開度以下とされることによりシャッタ
弁下流側への吸気の導入が抑制されつつシャッタ弁から
吸気弁に至る比較的小容積の部分での吸気が促進され、
これによりにシャッタ弁下流側で速やかに吸気負圧が増
大させられる。しかも、このようなシャッタ弁の開度制
御はエンジンの定地走行駆動トルクより低負荷側の領域
で行われるため、燃費やエンジン出力に殆ど影響を及ぼ
すことなく効果的に吸気負圧が生成される。

【００１０】特に、請求項１記載のエンジンにおいて、
燃料供給停止領域でのみシャッタ弁の開度がスロットル
弁の開度以下となるようにシャッタ弁を作動させるよう
にすれば（請求項２）、燃費への影響が全くなくなる。

【００１１】また、請求項１記載のエンジンにおいて、
変速機のギア段に対応した定地走行駆動トルクより低負
荷域において、シャッタ弁の開度がスロットル弁の開度
以下となるように上記シャッタ弁を作動させるようにす
れば（請求項３）、各ギア段毎に、燃費やエンジン出力
への影響を抑えながら効果的に吸気負圧を増大させるこ
とが可能となる。

【００１２】さらに、請求項１乃至３のいずれかに記載
のエンジンにおいて、機械式過給機が所定回転数を境に
低回転側と高回転側とで停止状態と駆動状態とに切替え
られるものである場合には、機械式過給機の駆動状態で
は定地走行駆動トルクより低負荷域においてシャッタ弁
の開度がスロットル弁の開度以下となるようにシャッタ
弁を作動させる一方、機械式過給機の停止状態では負荷
に拘らずシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下と
なるようにシャッタ弁を作動させるように制御手段を構
成するようにすれば（請求項４）、特に、過給機が停止
状態とされる低回転側の領域での吸気負圧の生成力が高
められる。

【００１３】また、請求項１記載のエンジンにおいて、
スロットル弁と機械式過給機の間に、吸気通路から作動
負圧を取り出すための副負圧取出通路を設けるととも
に、この副負圧取出通路と上記負圧取出通路とを同一の
負圧受入部に接続するとともに、これらの各負圧取出通
路のうち大きい方の負圧を優先して負圧受入部に導く負
圧導入調整手段を設けるようにすれば（請求項５）、シ
ャッタ弁を境に吸気通路の上流側及び下流側で生成され
た吸気負圧うち負圧作動機器を作動させるのに有利な負
圧を有効に利用することが可能となる。

【００１４】特に、このエンジンが、吸気通路における
機械式過給機の上流側と下流側とを連通するバイパス通
路と、このバイパス通路を開閉するバイパス弁と、低負
荷域でバイパス弁を開作動させるバイパス弁制御手段と
を有するものである場合には、スロットル弁が閉じられ
た後、これに遅れてバイパス弁を開作動させるようにバ
イパス弁制御手段を構成するようにすれば（請求項
６）、一時的にスロットル弁及びバイパス弁の双方が閉
じられた状態となることにより、スロットル弁とバイパ
ス弁と過給機とで区画される部分に大きな吸気負圧が生
成される。そのため、より効果的に副負圧取出通路を通
じて負圧作動機器に吸気負圧を導入することが可能とな
る。

【００１５】また、請求項１記載のエンジンにおいて、
エンジンのアイドル運転域においてシャッタ弁の開度が
スロットル弁の開度以下となるようにシャッタ弁を作動
させるようにすれば（請求項７）、スロット弁の上流側
及び下流側の圧力差が小さくなり、これによりアイドル
運転域でのスロットル弁からの吸気もれを抑制すること
が可能となる。

【００１６】また、本発明は、吸気通路に、駆動状態と
停止状態とに切替え可能な機械式過給機と、この機械式
過給機の上流に位置するスロットル弁とを備え、この吸
気通路から負圧作動機器用の作動負圧を取り出すように
した機械式過給機付きエンジンにおいて、機械式過給機
の下流側に、吸気通路を開閉するシャッタ弁と、このシ
ャッタ弁の下流側の吸気通路から作動負圧を取り出すた
めの負圧取出通路とを設けるとともに、機械式過給機の
停止状態で、シャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以
下となるようにシャッタ弁を作動させる制御手段を設け
たものである（請求項８）。

【００１７】このエンジンによれば、シャッタ弁の開度
がスロットル弁の開度以下とされることによりシャッタ
弁下流側への吸気の導入が抑制されつつシャッタ弁から
吸気弁に至る比較的小容積の部分での吸気が促進され、
これによりにシャッタ弁下流側で速やかに吸気負圧が増
大させられる。しかも、このようなシャッタ弁の開度制
御は機械式過給機が停止状態の運転域で行われるため、
燃費やエンジン出力に殆ど影響を及ぼすことなく効果的
に吸気負圧が生成される。

【００１８】さらに、本発明は、吸気通路に、機械式過
給機と、この機械式過給機の上流に位置するスロットル
弁と、吸気通路における機械式過給機の上流側と下流側
とを連通するバイパス通路と、このバイパス通路を開閉
するバイパス弁と、低負荷域でバイパス弁を開作動させ
るバイパス弁制御手段と、スロットル弁の下流に設けら
れ、負圧作動機器用の作動負圧を取り出すための負圧取
出通路とを備えた機械式過給機付きエンジンにおいて、
負圧取出通路がスロットル弁と機械式過給機との間に接
続されるとともに、上記スロットル弁が閉じられた後、
これに遅れてバイパス弁を開作動させるようにバイパス
弁制御手段が構成されているものである（請求項９）。

【００１９】このエンジンによれば、バイパス弁が全閉
状態から開状態に切替わる際に一時的にスロットル弁及
びバイパス弁の双方が閉じられた状態となり、スロット
ル弁とバイパス弁と過給機とで区画される部分に大きな
吸気負圧が生成される。そのため、負圧取出通路を通じ
て効果的に負圧作動機器に吸気負圧を導入することが可
能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。

【００２１】図１は、本発明に係る機械式過給機付きエ
ンジンの概略を示している。この図において、エンジン
は、エンジン本体１と、機械式過給機１１を備えた吸気
通路２と、排気通路３等で構成されており、このエンジ
ンの出力軸には図示を省略しているがクラッチを介して
手動変速機（例えば５段変速機）が連結されている。

【００２２】上記吸気通路２には、上流側から順にエア
クリーナ４，エアフローメータ５，スロットル弁６，機
械式過給機１１（以下、過給機１１と略す），インター
クーラ７，サージタンク８，シャッタバルブ９、燃料噴
射弁１０が配設されている。

【００２３】上記シャッタバルブ９は、サージタンク８
の下流側において吸気通路２を開閉するもので、後記Ｅ
ＣＵ２５によりその開度調節が行われるようになってい
る。

【００２４】上記過給機１１は、図外のエンジン出力軸
により機械的に駆動されて吸気の過給を行うもので、例
えば、一対のロータを有しており、ベルト伝導機構によ
るエンジンの回転力伝達に応じて各ロータを回転させて
吸入空気を圧縮して吐出するように構成されている。ま
た、過給機１１には、上記回転力伝達を断続するための
電磁クラッチ１２（クラッチ手段）が設けられており、
この電磁クラッチ１２がオンとなったときに回転力が伝
達されて過給機１１が駆動状態となり、電磁クラッチ１
２がオフとなったときに回転力の伝達が遮断されて過給
機１１が停止状態になるように構成されている。

【００２５】また、エンジンの吸気通路２には、上記ス
ロットル弁６の下流側と上記サージタンク８とを連絡し
て過給機１１及びインタークーラ７をバイパスするバイ
パス通路１３が設けられ、このバイパス通路１３にバイ
パスバルブ１４が設けられている。バイパスバルブ１４
は、バイパス通路１３に形成されたハウジング内にステ
ッピングモータ１５の作動により全閉から全開にまでわ
たって開度調節が行われる弁体１４ａを有した構成とな
っており、ＥＣＵ２５によりその開度が制御されるよう
になっている。また、吸気通路２には、スロットル弁６
の上流側と上記インタークーラ７の上流側とを連絡して
過給機１１をバイパスするアイドルスピードコントロー
ル通路１６（ＩＳＣ通路１６という）が設けられ、この
ＩＳＣ通路１６にアイドルスピードコントロールバルブ
１７（ＩＳＣバルブ１７）が介設されている。

【００２６】上記エンジンには、さらに負圧作動機器と
してブレーキのマスターバック２１が設けられるととも
に、吸気通路２から吸気負圧を取り出してこのマスター
バック２１に導入するための負圧取出通路が設けられて
いる。負圧圧取出通路としては、上記スロットル弁６と
過給機１１の間で取出し口１８ａを介して吸気通路２に
連通する第１取出通路１８と、上記シャッタバルブ９と
燃料噴射弁１０との間で取出し口１９ａを介して吸気通
路２に連通する第２取出通路１９とが設けられており、
両取出通路１８，１９が共に連絡通路２０に接続され
て、この連絡通路２０を介してマスターバック２１の負
圧受入れ部に連通している。

【００２７】上記第１取出通路１８には、取出し口１８
ａ側からマスターバック２１側への負圧移動（マスター
バック２１側から取出し口１８ａ側への空気流通）のみ
を許容する一方向弁２２が設けられ、一方、第２取出通
路１９には取出し口１９ａ側からマスターバック２１側
への負圧移動（マスターバック２１側から取出し口１９
ａ側への空気流通）のみを許容する一方向弁２３が設け
られている。つまり、これらの一方向弁２２，２３によ
り、取出し口１８ａ側の吸気通路２の吸気負圧と取出し
口１９ａ側の吸気通路２の吸気負圧とのうち大きい方の
負圧を優先してマスターバック２１に導く負圧導入調整
手段が構成されている。

【００２８】また、図１において２５はエンジン制御用
のＥＣＵ（コントロールユニット）であり、このＥＣＵ
２５には、上記エアフローメータ５からの信号が入力さ
れるとともに、スロットル弁６の開度を検出するスロッ
トル開度センサ２６、エンジン回転数を検出する回転セ
ンサ２７、手動変速機の変速段（ギア段）を検出するシ
フトセンサ２８等からの信号が入力されている。そし
て、このＥＣＵ２５は、運転状態に応じてそれぞれ上記
電磁クラッチ１２を制御するクラッチ制御手段２９と、
上記ステッピングモータ１５を制御することによりバイ
パスバルブ１４を制御するバイパスバルブ制御手段３０
と、図外のバルブ駆動装置を制御することにより上記シ
ャッタバルブ９を制御するシャッタバルブ制御手段３１
とを含んでいる。

【００２９】上記ＥＣＵ２５のクラッチ制御手段２９に
よる電磁クラッチ１２の制御を図２（ａ）に基づいて説
明する。同図は、縦軸をエンジントルク（負荷）、横軸
をエンジン回転数として、過給機１１が停止される運転
領域である過給機停止領域Ｉと、過給機１１が駆動され
る運転領域である過給機駆動領域IIとを示しており、過
給機停止領域Ｉでは上記電磁クラッチ１２がオフとさ
れ、過給機駆動領域IIでは上記電磁クラッチ１２がオン
とされる。また、同図中のラインＡは、過給機下流の吸
気圧が大気圧となるときのトルクに相当するもので、実
際には回転数の増加に伴い変動するものであるが、同図
では便宜上これを無視している。なお、ＲＬは、エンジ
ンの特定ギア段、例えば３速ギアでの運転状態下におけ
る定地走行駆動トルク（Road-Load）を示している。

【００３０】同図に示すように、設定回転数Ｎ１より低
速側においては、ラインＡを境に低負荷側と高負荷側と
で過給機１１が停止状態と駆動状態とに切替えられ、設
定回転数Ｎ１より高速側においては過給機１１が駆動状
態とされる。つまり、過給機停止領域Ｉは、上記設定回
転数Ｎ１より低速側における低負荷の領域とされ、過給
機駆動領域IIは、上記設定回転数Ｎ１より低速側の高負
荷側の領域及び設定回転数Ｎ１より高速側の領域とされ
ている。

【００３１】また、上記ＥＣＵ２５のシャッタバルブ制
御手段３１によるシャッタバルブ９の制御は次のように
行われる。

【００３２】上記電磁クラッチ１２がオフとされる過給
機停止領域Ｉでは、上記シャッタ弁９の開度（ＳＶＯ）
が上記スロットル弁６の開度（ＴＶＯ）以下となるよう
に制御される。また、電磁クラッチ１２がオンとされる
過給機駆動領域IIでは、上記定地走行駆動トルクＲＬよ
りもある程度低い所定トルクのラインｒｌを境に、低負
荷側の領域（図２（ａ）中で斜線で囲んだ領域）ではシ
ャッタ弁９の開度がスロットル弁６の開度以下となるよ
うに制御され（以下、絞り制御という）、一方、高負荷
側の領域ではシャッタ弁９の開度がスロットル弁６の開
度より大きくなるように制御される（以下、通常制御と
いう）。例えば、図２（ａ）に示すように、設定回転数
Ｎ１より低速の回転数Ｎ２において低負荷側から高負荷
側へ運転（図中矢印で示す）される場合には、図２
（ｂ）に示すように、ラインＡ（トルクＴ２）を境に低
負荷側の領域ではシャッタ弁９が絞り制御され、高負荷
側の領域ではシャッタ弁９が通常制御される。また、設
定回転数Ｎ１より高速の回転数Ｎ３において低負荷側か
ら高負荷側へ運転（図中矢印で示す）される場合に
は、図２（ｃ）に示すように、ラインｒｌを境に低負荷
側の領域ではシャッタ弁９が絞り制御され、高負荷側の
領域では、シャッタ弁９が通常制御される。

【００３３】なお、変速機のギア段が切替えられると、
ギア段に応じて定地走行駆動トルクＲＬが図２（ａ）に
示したラインよりも高トルク側、あるいは低トルク側に
傾くことになるが、シャッタバルブ制御手段３１には各
ギア段の定地走行駆動トルクＲＬに対応するラインｒｌ
が予め記憶されており、過給機駆動領域IIでは、各ギア
段に対応したラインｒｌを境に高負荷側と低負荷側とで
シャッタバルブ９の開閉が絞り制御と通常制御とに切替
えられるようになっている。

【００３４】さらに、上記ＥＣＵ２５のバイパスバルブ
制御手段３０による上記バイパスバルブ１４の制御は次
のように行われる。

【００３５】上記電磁クラッチ１２がオフとされる過給
機停止領域Ｉではバイパスバルブ１４が開かれ、一方、
電磁クラッチ１２がオフとされる過給機駆動領域IIで
は、バイパスバルブ１４が基本的には閉じられる。つま
り、過給機１１の駆動状態ではバイパスバルブ１４を閉
じて過給を促進する一方、過給機１１の停止状態ではバ
イパスバルブ１４を開いて過給機１１等をバイパスさせ
ることにより吸気を確保するようにしている。特に、過
給機１１の駆動状態では、運転状態に応じてその開度が
調節され、例えば、低負荷側ほど開度が小さく高負荷側
ほど開度が大きくなるように制御される。

【００３６】また、このようなバイパスバルブ１４の開
閉作動において、バイパスバルブ１４が閉状態から開状
態に切替えられる際には、スロットル弁６が閉じられた
後、これに遅れてバイパスバルブ１４が開かれるように
バイパスバルブ１４が制御される。つまり、バイパスバ
ルブ１４がこのように制御されることにより、バイパス
バルブ１４の開状態への切替わり時には、図３に示すよ
うに、スロットル弁６及びバイパスバルブ１４が微小時
間ｔだけ共に閉じられた状態となって、スロットル弁６
とバイパスバルブ１４と過給機１１とで区画された部分
に速やかに大きな吸気負圧が生成されるようになってい
る。

【００３７】以上のような当実施形態の過給機付きエン
ジンの作用効果を次に説明する。

【００３８】このエンジンによれば、高トルクを必要と
しない低速側の低負荷域では上記電磁クラッチ１２がオ
フとされて過給機１０が停止状態とされることにより
（過給機停止領域Ｉ）過給機１１駆動によるエネルギー
損失が避けられる。

【００３９】また、この過給機停止領域Ｉでは、上記の
ようにシャッタバルブ９が絞り制御されることにより、
マスターバック２１へ充分な作動負圧が供給される。

【００４０】すなわち、過給機停止領域Ｉでは、上記バ
イパスバルブ１４が開かれることによりバイパス通路１
３を介して吸気が導入されるが、シャッタバルブ９が絞
り制御されるためにシャッタバルブ９下流側への吸気の
導入が抑制されるとともに、シャッタバルブ９と吸気弁
とで区画された比較的小容積の部分において空気の消費
が促進され、この部分で吸気負圧が効率良く生成されて
第２取出通路１９を介してマスターバック２１に供給さ
れる。そのため吸気負圧が不足しがちな低速低負荷域で
もマスターバック２１に充分な作動負圧が供給され、こ
の運転領域でブレーキが踏み込まれる場合にもブレーキ
性能が適切に確保される。しかも、この運転領域では、
過給機１１が停止状態にあるため、シャッタバルブ９下
流側への吸気の導入が抑制されても過給機１１に負荷が
かからず、過給機１１のエネルギー損失を伴うことがな
い。従って、エンジン出力や燃費への影響が殆どない。

【００４１】また、上記のように低速低負荷域でシャッ
タバルブ９が絞り制御されてシャッタバルブ９下流側へ
の吸気の導入が抑制されると、これによってスロットル
弁６を境としたその上流側と下流側との圧力差が小さく
なる。そのためアイドル運転時には、スロットル弁６か
らの空気もれを効果的に抑えることができるという効果
もある。

【００４２】一方、これ以外の運転域、すなわち低速側
の高負荷域、あるいは高速側の領域では、上記バイパス
バルブ１４が閉じられるとともに電磁クラッチ１２がオ
ンとされて過給機１１が駆動状態とされ（過給機駆動領
域II）、また、シャッタバルブ９が通常制御に切替えら
れることにより吸気が効果的に過給されてエンジン出力
が高められる。

【００４３】但し、過給機駆動領域IIであっても上記ラ
インｒｌより低負荷側の領域では、シャッタバルブ９が
絞り制御され、これにより過給機停止領域Ｉの場合と同
様にマスターバック２１への充分な作動負圧の供給が行
われる。この場合には、過給機１１が駆動されているた
め、過給機１１に負荷がかかることになるが、主に低負
荷側の運転域であるためにスロットル弁６下流側の圧力
は比較的低く、そのため過給機１１への負荷は少ない。
しかも、このような運転域は、そもそも減速等の運転域
であるため、過給機１１への負荷は減速に有効に作用す
ることになり特に問題となることがなく、また、燃料の
消費にも殆ど影響を与えることがない。

【００４４】また、上記エンジンでは、過給機１１より
上流側から吸気負圧を取り出す第１取出通路１８とシャ
ッタバルブ９の下流側から吸気負圧を取り出す第２取出
通路１９とを設け、いずれか大きい方の負圧を優先して
マスターバック２１に導くようにしているため、例え
ば、高回転側の低負荷域等では、スロットル弁６と過給
機１１の間に生成される吸気負圧を有効に利用すること
ができるという効果がある。特に、このエンジンでは、
バイパスバルブ１４を全閉状態から開状態に切替える際
に、一時的にスロットル弁６及びバイパスバルブ１４を
共に閉じた状態とし、スロットル弁６とバイパスバルブ
１４と過給機１１とで区画された部分に速やかに大きな
吸気負圧を生成してマスターバック２１に導くようにし
ているので、この点においても吸気負圧を効果的に吸気
通路２から取り出すことができるという効果がある。

【００４５】ところで、以上説明したエンジンは本発明
にかかるエンジンの基本的な構成であって、より具体的
な構成として図４に示すようなエンジンを構成すること
もできる。以下、このエンジンの構成について簡単に説
明する。なお、図１に示した上記実施形態のエンジンと
同一の部材については同一の符号付して説明する。

【００４６】この図は第１〜第４気筒４５〜４８を備え
た４気筒エンジンの主にサージタンク８から下流側の吸
気通路２の構成を示している。この図に示すように、吸
気通路２は、サージタンク８の下流側で単位通路３５，
３７に分岐し、さらに単位通路３５が通路３６ａ，３６
ｂに、単位通路３７が通路３８ａ，３８ｂに分岐して各
気筒４５〜４８の各吸気ポートに接続されている。具体
的には、単位通路３５から分岐した通路のうち通路３６
ａが第１気筒４５に、通路３６ｂが第４気筒４８にそれ
ぞれ接続され、単位通路３７から分岐した通路のうち通
路３８ａが第２気筒４６に、通路３８ｂが第３気筒４７
にそれぞれ接続されている。そして、各単位通路３５，
３７にそれぞれシャッタバルブ９ａ，９ｂが設けられる
とともに、各シャッタバルブ９ａ，９ｂの下流側に吸気
負圧を取り出すための取出通路４２，４３が設けられ、
これらの取出通路４２，４３が相互に接続されて上記マ
スターバック２１の負圧受入部に接続されている。

【００４７】このようなエンジンの構成によれば、４気
筒エンジンにおいて、エンジン構造や制御の複雑化を抑
えながら効果的に吸気通路２から吸気負圧を取り出して
マスターバック２１に供給することができるという特徴
がある。

【００４８】すなわち、４気筒エンジンの場合、一般に
は第１，第４の一組の気筒で吸気タイミングが同一とさ
れ、第３，第４の一組の気筒で吸気タイミングが同一と
されされる一方、各組間では吸気タイミングが異なるタ
イミングとされている。そのため、図１に示したエンジ
ンにおいて、シャッタバルブ９の下流側で吸気通路２を
分岐して各気筒の吸気ポートに接続し、これらの分岐後
の吸気通路からそれぞれ負圧取出用の取出通路を設ける
とすると、取出通路がシャッタバルブ９の下流部分で互
いに連通しているために、例えば、第１，第４気筒に対
応する取出通路で吸気負圧が生成されたとしても、これ
が田の気筒に対応する取出通路の正圧と平均化されて大
きな吸気負圧を取り出すことが難しい。一方、吸気通路
２を分岐して各気筒の吸気ポートに接続するとともに、
分岐後の各吸気通路にシャッタバルブ９及び負圧取出用
の取出通路を設けるようにすれば、上記のように吸気負
圧が平均化されるという問題は解消されるが、この場合
には、各気筒に対応する吸気通路毎にシャッタバルブ９
を設ける必要があるためエンジン構造や制御が複雑にな
るという欠点がある。

【００４９】これに対して図４に示すエンジンでは、吸
気タイミングが同一である第１，第４気筒４５，４８に
対応する通路３６ａ，３６ｂで生成された吸気負圧は通
路４２を介してマスターバック２１に導入され、別のタ
イミングで吸気が行われる第２，第３気筒４６，４７に
対応する通路３８ａ，３８ｂで生成された吸気負圧は通
路４３を介してマスターバック２１に導入される。その
ため、吸気タイミングの異なる気筒間で生成される吸気
負圧が平均化されることがなく、大きな吸気負圧を取り
出してマスターバック２に供給することができる。しか
も、同一タイミングで吸気を行う一組の気筒、例えば第
１及び第４気筒４５，４８（又は、第２及び第３気筒４
６，４７）に対応して一つのシャッタバルブ９ａ（又は
シャッタバルブ９ｂ）を設けているので、各気筒に対応
してシャッタバルブを設ける構成に比べるとエンジン構
造や制御を簡単にすることができる。

【００５０】なお、このような構造は、４気筒エンジン
に限られず、６気筒、８気筒、あるいはそれ以上の多気
筒エンジンにおいても有効である。

【００５１】ところで、以上図１乃至図４を用いて説明
したエンジンは、本発明にかかる機械式過給機付きエン
ジンの一例であって、その具体的な構成は本発明の要旨
を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【００５２】例えば、図１に示したエンジンでは、過給
機停止領域Ｉでは負荷に拘らずシャッタバルブ９を絞り
制御するようにし、過給機駆動領域IIでは定地走行駆動
トルクＲＬよりもある程度低い所定トルクのラインｒｌ
を境に低負荷側の領域でシャッタバルブ９を絞り制御す
るようにしているが、例えば、過給機停止領域Ｉに拘ら
ず、一律にラインｒｌの低負荷側の領域でシャッタバル
ブ９を絞り制御するようにしたり、あるいは過給機停止
領域Ｉでのみシャッタバルブ９を絞り制御するようにし
てもよい。また、ラインｒｌの低負荷側の領域のうち、
いわゆるFuel Cut領域（燃料供給停止領域；図２（ａ）
にＦｃで示す領域）でのみシャッタバルブ９を絞り制御
するようにしてもよい。このようにすれば吸気負圧を上
述のように効果的に取り出しながらも燃費への影響が全
くなくなるという利点がある。

【００５３】また、図１に示すエンジンでは、第１取出
通路１８及び第２取出通路１９によって吸気負圧を取り
出してマスターバック２１に供給するようにしている
が、勿論、シャッタバルブ９及び第２取出通路１９を省
略して第１取出通路１８のみによって吸気負圧を取り出
すようにしてもよいし、逆に、第１取出通路１８を省略
して、第２取出通路１９のみによって吸気負圧を取り出
すようにしてもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、吸気通
路から負圧作動機器用の作動負圧を取り出すようにした
機械式過給機付きエンジンにおいて、機械式過給機の下
流側に、吸気通路を開閉するシャッタ弁を設けるととも
に、このシャッタ弁の下流側の吸気通路から作動負圧を
取り出すための負圧取出通路を設け、エンジンの定地走
行駆動トルクより低負荷域においてシャッタ弁の開度が
スロットル弁の開度以下となるようにシャッタ弁を作動
させることにより、シャッタ弁から吸気弁に至る小容積
の部分に効果的に吸気負圧を生成して取り出すようにし
たので、燃費やエンジン出力への影響を抑えながら吸気
通路から効果的に吸気負圧を取り出すことができる。

【００５５】また、本発明は、吸気通路から負圧作動機
器用の作動負圧を取り出すようにした機械式過給機付き
エンジンにおいて、機械式過給機の下流側に、吸気通路
を開閉するシャッタ弁を設けるとともに、このシャッタ
弁の下流側の吸気通路から作動負圧を取り出すための負
圧取出通路とを設け、機械式過給機の停止状態で、シャ
ッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となるようにシ
ャッタ弁を作動させるようにしたので、過給機が停止状
態とされる運転域で燃費やエンジン出力への影響を抑え
ながら効果的に吸気負圧を取り出すことができる。

【００５６】さらに、本発明は、機械式過給機と、この
機械式過給機の上流に位置するスロットル弁と、吸気通
路における機械式過給機の上流側と下流側とを連通する
バイパス通路と、このバイパス通路を開閉するバイパス
弁と、低負荷域でバイパス弁を開作動させるバイパス弁
制御手段と、スロットル弁の下流に設けられ、負圧作動
機器用の作動負圧を取り出すための負圧取出通路とを備
えた機械式過給機付きエンジンにおいて、負圧取出通路
をスロットル弁と機械式過給機との間に接続するととも
に、スロットル弁が閉じられた後、これに遅れてバイパ
ス弁が開作動されるようにバイパス弁を制御するように
したので、バイパス弁が閉状態から開状態に切替えられ
る際に、スロットル弁とバイパス弁と過給機とで区画さ
れる部分に効果的に大きな吸気負圧を生成させて取り出
すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の機械式過給機付きエンジンの一例を示
す全体概略図である。

【図２】(ａ)〜(ｃ)は、クラッチ制御手段による電磁ク
ラッチの制御及びシャッタバルブ制御手段によるシャッ
タバルブの制御内容を説明する図である。

【図３】バイパスバルブ制御手段によるバイパスバルブ
の制御内容を説明する図である。

【図４】本発明の機械式過給機付きエンジンの別の例を
示す要部概略図である。

【符号の説明】

１エンジン本体２吸気通路３排気通路４エアクリーナ５エアフローメータ６スロットル弁７インタークーラ８サージタンク９シャッタバルブ１０燃料噴射弁１１機械式過給機１２電磁クラッチ１３バイパス通路１４バイパスバルブ１８第１取出通路１９第２取出通路２０連絡通路２１マスターバック２５ＥＣＵ２６スロットル開度センサ２７回転センサ２８シフトセンサ２９クラッチ制御手段３０バイパスバルブ制御手段３１シャッタバルブ制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 23/00 Ｆ０２Ｄ 23/00 ＮＰ 35/00 ３７４ 35/00 ３７４ＧＦ０２Ｍ 35/10 Ｆ０２Ｍ 35/10 ３０１Ｍ (72)発明者藤平伸次広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気通路に、機械式過給機と、この機械
式過給機の上流に位置するスロットル弁とを備え、この
吸気通路から負圧作動機器用の作動負圧を取り出すよう
にした機械式過給機付きエンジンにおいて、上記機械式
過給機の下流側に、上記吸気通路を開閉するシャッタ弁
と、このシャッタ弁の下流側の吸気通路から作動負圧を
取り出すための負圧取出通路とを設けるとともに、エン
ジンの定地走行駆動トルクより低負荷域において、シャ
ッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となるように上
記シャッタ弁を作動させる制御手段を設けたことを特徴
とする機械式過給機付きエンジン。
【請求項２】上記制御手段は、燃料供給停止領域での
みシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となるよ
うに上記シャッタ弁を作動させるように構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の機械式過給機付きエン
ジン。
【請求項３】上記制御手段は、変速機のギア段に対応
した定地走行駆動トルクより低負荷域において、シャッ
タ弁の開度がスロットル弁の開度以下となるように上記
シャッタ弁を作動させるように構成されていることを特
徴とする請求項１記載の機械式過給機付きエンジン。
【請求項４】上記機械式過給機は、所定回転数を境に
低回転側と高回転側とで停止状態と駆動状態とに切替え
られるものであって、上記制御手段は、機械式過給機の
駆動状態では定地走行駆動トルクより低負荷域において
シャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以下となるよう
にシャッタ弁を作動させる一方、機械式過給機の停止状
態では負荷に拘らずシャッタ弁の開度がスロットル弁の
開度以下となるようにシャッタ弁を作動させるように構
成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
かに記載の機械式過給機付きエンジン。
【請求項５】上記スロットル弁と機械式過給機の間
に、吸気通路から作動負圧を取り出すための副負圧取出
通路を設けるとともに、この副負圧取出通路と上記負圧
取出通路とを同一の負圧受入部に接続するとともに、こ
れらの各負圧取出通路のうち大きい方の負圧を優先して
上記負圧受入部に導く負圧導入調整手段を設けたことを
特徴とする請求項１記載の機械式過給機付きエンジン。
【請求項６】上記エンジンは、上記吸気通路における
機械式過給機の上流側と下流側とを連通するバイパス通
路と、このバイパス通路を開閉するバイパス弁と、低負
荷域で上記バイパス弁を開作動させるバイパス弁制御手
段とを有するものであって、このバイパス弁制御手段
は、上記スロットル弁が閉じられた後、これに遅れてバ
イパス弁を開作動させるように構成されていることを特
徴とする請求項５記載の機械式過給機付きエンジン。
【請求項７】上記制御手段は、エンジンのアイドル運
転域においてシャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以
下となるように上記シャッタ弁を作動させるように構成
されていることを特徴とする請求項１記載の機械式過給
機付きエンジン。
【請求項８】吸気通路に、駆動状態と停止状態とに切
替え可能な機械式過給機と、この機械式過給機の上流に
位置するスロットル弁とを備え、この吸気通路から負圧
作動機器用の作動負圧を取り出すようにした機械式過給
機付きエンジンにおいて、上記機械式過給機の下流側
に、上記吸気通路を開閉するシャッタ弁と、このシャッ
タ弁の下流側の吸気通路から作動負圧を取り出すための
負圧取出通路とを設けるとともに、上記機械式過給機の
停止状態で、シャッタ弁の開度がスロットル弁の開度以
下となるように上記シャッタ弁を作動させる制御手段を
設けたことを特徴とする機械式過給機付きエンジン。
【請求項９】吸気通路に、機械式過給機と、この機械
式過給機の上流に位置するスロットル弁と、上記吸気通
路における機械式過給機の上流側と下流側とを連通する
バイパス通路と、このバイパス通路を開閉するバイパス
弁と、低負荷域で上記バイパス弁を開作動させるバイパ
ス弁制御手段と、上記スロットル弁の下流に設けられ、
負圧作動機器用の作動負圧を取り出すための負圧取出通
路とを備えた機械式過給機付きエンジンにおいて、上記
負圧取出通路がスロットル弁と機械式過給機との間に接
続されるとともに、上記バイパス弁制御手段は、上記ス
ロットル弁が閉じられた後、これに遅れてバイパス弁を
開作動させるように構成されていることを特徴とする機
械式過給機付きエンジン。