JPS58165523A - エンジン過給機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 の制御装置に関する。

エンジンの吸気通路に加圧空気を供給するとエンジン出
力が向上し、延いては燃料の節約が可能になることは知
られており、近時過給機を装備した自動車エンジンが広
く採用されている。

しかしながらエンジンの運転状況は常に変化されるもの
であり、全ての運転領域において常に過給機を運転する
ことは、場合によって動力の損失を生じて好ましいもの
ではない。

このため、従来、吸気通路内のスロットル弁よりも吸気
上流側に過給制御弁を設けるとともに、（２） この過給制御弁をバイパスして過給通路を形成し、この
過給通路に過給機としてのエアポンプを設けるようにし
、上記過給制御弁をリンク機構などを介してスロットル
弁と連動させるようにし、スロットル弁が閉止状態にお
いては過給制御弁を開いて過給空気を吸気上流側に逃が
すような手段が開発されている。

しかしながら、エンジシ側が過給を欲しない運転状況は
単にスロットル弁の閉止運転時ばかりでなく、つまりス
ロットル弁開度のみに左右されるものではなく、たとえ
ばエンジン回転速度、インテークヤニホルトの負圧状態
、エンジン温度など他の条件も影響するものであり、し
たがって上記従来のスロットル弁とリンク機構を介して
連動される過給制御弁の制御手段ではエンジンの運転状
況に応じた高精度な過給−御を行なうことは不可能であ
った。　　　　　　璽 １ 本発明はこのような事−：にもとづきなされたもｏｒ、
　＋ｏｍｉｎよオ、・・１ε・垢よ、ｘ＞’）＞＠Ｑ）
＊求に応じた過給が高精度に行えるエンジン過給機（３
） の制御装置を提供しようとするものである。

すなわち本発明は、過給制御弁をアクチュエータの作動
体に応動させるようにするとともに、４このアクチェエ
ータは吸気通路のスロットル弁より下流側および上流側
の圧力差によって作動されるようにし、かつ上記アクチ
ュエータの導入圧力は、エンジンの運転状況に応じて作
動される切替弁によって制御されるようにして上記目的
を達成しようとするものである。

以下本発明の一実施例を図面にもとづき説明する。

図中１はエンジンのシリンダ、２はピストン、３および
４は吸気孔および排気孔である。吸気孔３は吸気弁５に
より、また排気孔４は排気弁６によっておのおの開閉さ
れる。吸気孔３はサージタンク７に連通して基り、この
サージタンク７は吸１１ 気運路８に導通している。上記吸気通路８の下流□ 側にはスロットル−，９が設けられており、このスロッ
トル弁９はた□とｉばアクセルペダル等のスロットル操
作子によって開閉動される。吸気通路８（４） の”上流端はエアクリーナ１０の大気開放口１１に連通
している。なお、１２はクリーナエレメント、１３はエ
アフローメータを示す。

上記エアフローメータ１３とスロットル弁９の間に位置
する吸気通路８には過給制御弁１４力１設けられている
。この過給制御弁１４は弁軸１５を介して制御レバー１
６に連結されており、制御レバー１６の回動に伴って一
体的に回動し、吸気通路８を開閉する。なお制御レバー
１６の作−動については後述する。上記吸気通路８には
上記過給制御弁１４をバイパスして過給通路１７が連通
されている。すなわち過給通路１７の上流端は吸気通路
８のエアフローメータ１３と過給制御弁１４との間に連
結されているとともに、下流端は過給制御弁１４とスロ
ットル弁９との間に連通されている。

上記過給通路１７には過給機としてのエアポンプ１８が
設けられている。このエアポンプ１８はエンジンのクラ
ンク軸（図示しない）によって回転される。この場合、
図示しないがエアポンプ１８（５） とクランク軸とはベルト掛けなどの巻掛は伝動手段によ
って連結されているとともに、電磁クラ・ノチによって
クランク軸からエアポンプ１８への動力の通断が行われ
る。そして電磁クラ・ノチの通断はコンピュータ１９か
らの指令信号Ｇこもとづし）て行われるようになってお
り、このコンピュータ１９はエンジンの回転速度、スロ
・ノトル弁９の開度、サージタンク７の負圧、エンジン
の温度などエアポンプ１８の制御を必要とするエンジン
運転状態を回転数センサ６１スロ・ノトル開度センサ６
２、圧力センサ６３、温度センサ６４８こより検知し、
それぞれ設定条件に応じて電磁クラ・ノチのオンｉ旨令
信号を発するようになっている。また吸気通路８には過
給制御弁１４をバイノでスして他のＩＪ　ＩＪ−フ通路
２０が形成されている。このリノーフ通路２０も、上流
端がエアフローメータ１３と過給制御弁１４との間の吸
気通路８に開口して（するとともに、下流端が過給制御
弁１４とスロ・ノトル弁９との藺に連通されている。そ
してこのり１ノ一フ通路２０内には、吸気通路８の下流
側から上流側ζこ（６） 向けて圧力を逃がすためのリリーフ弁２１が設けられて
おり、このリリーフ弁２１はコイルばねｎによって押圧
されてリリーフ通路２０を閉止している。

しかして２５はアクチュエータであり、このアクチュエ
ータ２５内には作動体としてのダイアフラム２６が張架
されており、このダイアフラム５は上記アクチュエータ
２５内を上部圧力室２７と下部圧力室２８とに区割して
いる。ダイアフラム２６には作動ロッド２９が連結され
ており、この作動ロッド２９は過給制御弁１４の制御レ
バー１６に連結されている。そしてダイアフラム２６が
第２図のとと（上方に撓み湾曲されると作動ロッド２９
を介して制御レバー１６が回動されるので過給制御弁１
４は吸気通路８を閉じるようになっている。上部圧力室
２７にはダイアフラム２６を常に下向きに押圧するコシ
ルばね３０が設けられて・き いる。また上部圧力室２・、７には導圧室３１ａが形成
されており、これら、、！□圧室３１ａと上部圧力室゛
１ ２７とはチェック弁３２ａによって閉止されてい（７） る。導圧室３１ａは逃がし用通路３３を介して逃がし用
ポート３４に連通している。この逃がし用ポート３４は
エアフローメーター３と過給制御弁１４との間に位置す
る吸気通路８に開口されている。上部圧力室２７は第１
の圧力導入１１＆３５を介して第１の圧力検知ボート３
６に連通されており、この第１の圧力導入路３５の途中
にはチェック弁３９ａを装えた負圧タンク３９が設けら
れている。

この第１の圧力検知ボート３６は吸気通路８におけるス
ロットル弁９よりも下流側に位置して開口されている。

またアクチェエータ２５の上部圧力室２７と下部圧力室
２８にはそれぞれ第２の圧力導入路３７および第３の圧
力導入路３８が連通されている。

そしてこれら第２および第３の圧力導入路３７および３
８は切替弁４０に連通されている。切替弁□山 ４０は受圧室４１と４２を有し、一方の受圧室４１・□
°す …第２　（７）ＥＥ：、：Ａｌ１１′３７１−１−ｉ’
　７１　＋　ｘ“−タ２５の上部圧　　２７に通じてい
るとともに、”＼・ 他方の受圧室４２は第３の圧力導入路３８経てア（８） クチュエータ２５の下部圧力室２８に連通している。そ
して切替弁４０の両受圧室４１と４２は弁孔４３を介し
て相互に連通している。この弁孔４３は弁体４４によっ
て開閉されるようになっており、この弁体４４はソレノ
イド４５の作用によって進退動される。また他方の受圧
室４２には導入ボート４６が開口されており、この導入
ボート４６は第４の圧力導入路４７を介して第２の圧力
検知ボート４８に連通されている。この第２の圧力検知
ボート４８は吸気通路８におけるスロットル弁９と過給
制御弁１４との間に位置して開口されている。

そして、上記ソレノイド４５の作用によって変位される
弁体４４は、上記弁孔４３と導入ボート４６とのいずれ
かを選択的に開放するようになっている。この選択作動
は前述したコンピュータ１９からの指令にもとづき行わ
れる。すなわちコンビエータ１９は前述のエアポンプ１
８の制御の場合と同時に、エンジンの回転速度、スロッ
トル弁９の開度、サージタンク７の負圧、エンジンの温
度など、運転状況に応じた設定条件にもとづいてソレノ
イ（９） ド４５を作動させるようになっている。この場合、上記
エアポンプ１８の作動とソレノイド４５の作動は同じタ
イミングであってもよいが、エアポンプ１８の作動から
若干遅くれてソレノイド４５が作動するように各設定条
件をエアポンプ１８の作動条件とソレノイド４５の作動
条件とを異ならせておいてもよい。

また第３の圧力導入路３８には圧力伝達を遅くらせるた
めのオリフィス５０が設けられている。

なお５１はシール材を示す。

上記のごとく構成された実施例の作用について説明する
。

エンジンの運転条件がたとえばアイドリング運転などの
ような低回転、低負荷運転中などのように、コンビエー
タ１９に設定した条件に達していない場合にはエアポン
プ１８の電磁クラッチは開放されており、よってエアポ
ンプ１８は回転されない、またこの状態ではソレノイド
４５に指令信号が与えられないので第１図に示される通
り、切替弁４０の弁体４４は弁孔４３を開くとともに導
（ｌＯ） 入ボート４６を閉じている。このため第２の圧力導入路
３７と第３の圧力導入路３８は弁孔４３を介して相互に
連通している。換言すればアクチュエータ２５の上部圧
力室２７と下部圧力室２８とが相互に連通されているも
のである。そして吸気通路８にあってはスロットル弁９
がほとんど閉じているため、スロットル弁９の下流側に
吸気負圧が生じており、この吸気負圧は第１の圧力検知
ボート３６を通じてチェック弁３９ａ１負圧タンク３９
、第１の圧力導入路３５を介して上部圧力室２７へ伝え
られる。この場合アクチュエータ２５の上部圧力室２７
と下部圧力室２８は弁孔４３を通じて相互に連通してい
るから、これら上部圧力２７と下部圧力室２８は相互に
等圧の吸気負圧に保たれる。したがってダイアフラム２
６はコイルばね加の押圧力だけを受けて下方向に押され
、作動ロッド２９が下動されていりため過給制御弁１４
は吸気通路８を開いているン′、：′ ：、″・１゜ よって上記低回転、低負荷運転時などのごとくコンピュ
ータ１９の設定条件に達しない場合にはエアポンプ１８
が停止されているので過給通路１７は実質的に閉止され
る状態となって過給が全く行なわれず、しかしながら吸
気は過給−制御弁１４の周囲を通ってスロットル弁９側
に吸引されるので、過給機をもたないエンジンと同等の
吸気特性となる。

つぎにエンジンの回転速度、スロットル開度、サージタ
ンク７の負圧またはエンジン温度などの各特性が過給条
件に達するとコンピュータ１９からの指令にもとづき、
エアポンプ１８の電磁クラッチが継がれるのでエアポン
プ１８はクランク軸の回転によって駆動される。このた
めエアポンプ１８１よ空気を加圧して吸気通路８の過給
制御弁１４とスロットル弁９との間に加圧空気を圧送し
始め６・　　　　、。

またコンビニ−１：：夕１９からの指令にもとづいてよ
２．アイ２−ｊ辷パ８゜、あよ。□−３よぉ：：１１１
：：１１１ 子連れて切替弁−′□９：１のソ′ノイド４５１電力゛
嗜テわれる。このため弁体４４が作動されて第２図のご
とく弁孔４３を閉止し、しかしながら導入ボート４６を
開く。この結果アクチェエータ２５の上部圧力室２７と
下部圧力室２８との連通が遮断される。上部圧力室２７
は負圧タンク３９にたくわえられた負圧を受けておりま
た下部圧力室２８は第３の圧力導入路３８および切替弁
４０の他方の受圧室４２を介して第４の圧力導入室４７
ならびに第２の圧力検知ボート４８を通じて、吸気通路
８のスロットル弁９よりも上流側に連通される。

そして吸気通路８においてはスロットル弁９の上流側に
エアポンプ１８からの加圧空気が作用しているが過給弁
１４が開いているためほぼ大気圧となっており、また下
流側の吸気負圧はスロットル弁９が開かれることにより
少なくなっているが前記低負荷時の吸気負圧がチェック
弁３９ａにより負圧タンク３９に保持されているため、
負圧は上部圧力室２７だけに作用することになり、この
負圧力がコイルばね３０の押し下げ力に打勝ってダイア
フラム２６は第２図のように上方に向って撓み変位され
る。したがって作動ロッド２９が引き上げられるので制
御レバー１６を介して過給制御（１３） 弁１４が回動され、吸気通路８を閉止する。

この状態にあってはエアポンプ１Ｂからの空気は過給制
御弁１４が閉じられるため加圧されてエンジンシリンダ
１に圧送されるので過給されることになり、よって過給
機を有しない場合に比べて出力向上し、燃料の節約を実
現することになる。

そしてこの加圧力は圧力検知ボート４８、受圧室４２、
圧力導入路３８を介して下部圧力室２８へ導通されるた
め、下部圧力室２８は正圧となりダイアフラム２６を上
方へ押し上げその作動を確実にする。つまり保持さてい
る上部圧力室２７および負圧タンク内の負圧が洩れた減
少してもダイアフラム２６が下動しない様になる。

またエンジンの減速運転時、つまりスロットル弁９を閉
じた場合には第１図の状態に戻されるので過給が実質的
に停止され、エンジンは円滑に減速運転されることにな
る。

なお、アクチェエータ２５の一方のチェック弁３２ａは
、第２図の状態において、切替弁４０の弁孔４３から正
圧が洩れて上部圧力室２７に浸入（１４） した場合にこの正圧を逃がすためのものであり、これに
よって上部圧力室２７は正圧にならず、過給制御弁１４
の閉止状態を保つ。

またリリーフ弁２１は過給圧が必要以上に高くなった場
合に開放され、過給圧の不所望な上昇を防止しているも
のである。

なお上記実施例においては過給機としてのエアポンプ１
８を電磁クラッチによってクランク軸と通断させるもの
について説明したが、このようにすると低回転、低負荷
運転時にエアポンプ１８を格別に駆動するための動力を
必要としないので出力低下の惧れはない。しかしながら
本発明はこれに限らず、エアポンプは常時クランク軸と
連結されるように構成してもよいし、またエンジンの排
気流によって駆動されるタニボチャージャであっても実
施可能である。何故層らば、エンジンの低回転もしくは
スロットル開門の小さい場合などには過給制御弁が吸気
通路を開いているので実質的に過給されないので、過−
一・１がエンジンの運転中に常に回転されるものであっ
ても実施できるものまた上記実施例においては第１の圧
力導入路３５と第２の圧力導入路３７をそれぞれアクチ
ュエータ２５の上部圧力室２７に導通させるように構成
したが、たとえば第１の圧力導入路３５は切替弁４０の
一方の受圧室４１に連通させるようにしても実施可能で
ある。

さらにアクチェエータ２５はダイアフラム２６を使用す
るものには限らず、たとえばピストンを用いてもよいも
のである。

以上詳述した通り本発明によれば、エンジンの運転状況
が設定値以下の場合に、切替弁を作動させてアクチェエ
ータの前圧力室に吸気通路内における圧力を同時に作用
させて、作動体によって過給制御弁を開位置に保つよう
にし、またエンジン運転状況が設定値以上の場合にはア
クチュエータ：：：、・。

の前圧力室に吸気通路の差圧を作用せしめて作動体を変
動させ、これ二１より過給制御弁を閉作動さｌよう、し
たも、）４″′：ｉ。したが７−ｃ、：。も。

によると、エンジンの運転状況が設定値以下の場合にエ
ンジンに向けて過給をしないことになるので、動力損失
やエンジンの不整燃焼あるいは不所望な吹き上がりなど
を防止でき、全ての運転状況において所望かつ円滑な運
転を可能にする。このことから過給機本来の機能を有効
に活用でき、出力向上や燃料節約を効果的に実現できる
ことになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図および第２図は
相異なる作動状態の吸気系統を示す概略的構成図である
。 ｌ・・・シリンダ、２・・・ピストン、８・・・吸気通
路、９・・・スロットル弁、１４・・・過給制御弁、１
７・・・過給通路、１８・・・エアポンプ（過給機）、
１９・・・コンピュータ、２５・・・アクチュエータ、
２６・・・ダイアフラム（作動体）、２７．２８・・・
圧力室、３５．３７．３８．４７・・・圧力導入路、３
６．４８・・・圧力検知ボート、４０・・・電磁切替弁
、３９・・・負圧タンク。 代理人弁理士　岡　部　　　隆 （１７）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１エンジンの吸気通路におけるスロットル弁よりも
   吸気上流側に位置して過給制御弁を設けるとともに、こ
   の過給制御弁をバイパスして過給通路を形成し、この過
   給通路にはエンジンの運転によって駆動される過給機を
   設け、上記過給制御弁はアクチェエータ内の圧力差に応
   動される作動体によって開閉動されるようにし、上記作
   動体によって区割されたアクチェエータ内の各圧力室は
   圧力導入路を介して各々吸気通路のスロットル弁より下
   流側および上流側に開口した圧力検知ポートと連通させ
   るとともに上記圧力導入路のうちスロットル弁より下流
   側に開口した圧力検知ポートに連通ずる側の圧力導入路
   の途中にはチェック弁を介して負圧タンクを設け、かつ
   上記圧力導入路には切替弁を介装し、この切替弁はエン
   ジンの運転状況に応じて作動されて上記両圧力導入路を
   相互に（１） 導通させるようにしたことを特徴とするエンジン過給機
   の制御装置。 （２）上記切替弁は電磁式切替弁とし、この切替弁はエ
   ンジンの運転状況を検知するコンビエータからの指令に
   もとづき作動されるようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第（１１項記載のエンジン過給機の制御装置。