JPS5844242A

JPS5844242A - 過給機付エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPS5844242A
Application number: JP56141202A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Oda; 博之小田; Haruhiko Sato; 佐藤　東彦; Haruo Okimoto; 沖本　晴男; Shigeru Sakurai; 茂桜井
Original assignee: Mazda Motor Corp; Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1981-09-08
Filing date: 1981-09-08
Publication date: 1983-03-15
Also published as: JPH0229849B2

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】本発明は、過給機付エンジンの吸気装置に関し、特に混
合気を自然吸入させる主吸気系と、空気を過給する補助
吸気系とを備えた過給Ｊａ１・ｔエンジンの吸気装置に
関するものである。

従来より、過給機付エンジンとして、エンジンの単一の
吸気系にターボ過給機を備えて、エンジンに吸気を過給
することによりエンジンの出力性能を向上させるように
したものは知られている。

しかし、このターボ過給方式では、排気流により回転す
るタービンによってプロアを駆動し、該プロアによシ吸
気過給を行うものであるため、エンジンの低回転域では
排気流の減少により過給不足が生じ、出力性能の向上を
十分に図れ得ないきともに、応答性が悪いという問題が
あった。

そのため、従来、例えば特開昭５５−１３７３１４号公
報に開示されているように、エンジンの吸気系を主吸気
系と補助吸気系とにより構成し、上記主吸気系に燃料供
給装置を設けるとともに、上記補助吸気系に過給機を設
け、エンジンの設定負荷に加えて少なくとも圧縮行程に
おいて上記補助吸気系から加圧空気を供給するようにし
て、エンジンによって駆動される過給機により、エンジ
ンの低回転域においても過給不足を生じることなく、応
答性良く吸気過給を行い得るようにしたいわゆる部分過
給方式のものが提案されている。

しかるに、このような部分過給方式では、非過給域から
過給域に移行する際、燃焼室内において、補助吸気系か
らの加圧空気の過給により吸入空気量が急激に増加する
のに対し、それに応じて主吸気系に役けた燃料供給装置
からの燃料も増量するが、主吸気系では自然吸入のため
吸気流速が遅く、かつそのために燃料の気化霧化が悪く
て燃料が通路壁に付着することにより、増量された燃料
の−　、一部しか供給されないことになる。つまり、過
給開始時には燃料供給の追従性が悪化して、燃料供給遅
れが生じることになり、その結果、トルクショックを生
じるという問題がある。特にエンジンの急加速時等の過
渡運転時にその傾向が顕著となる。

そこで、零発！１Ｆｉ斯かる問題点に鑑みてなされたも
のであり、上記のような部分過給方式の過給機付エンジ
ンにおいて、過給開始時に燃料を増量する制御装置を設
けることにより、過給開始時、燃料供給の追従性の悪化
による燃料供給遅れを補償して、実質的に燃焼室に流入
する燃料を吸入空気量の増加に応じて増量するようにし
、よってトルクショックの発生を防止し、運転性の向上
を図るようにした過給機付エンジンの吸気装置を提供せ
んとするものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図において、１はエンジンで、２はシリンダ、３Ｆ
ｉ該シリンダ２内を往復動するピストン、４はシリンダ
２とピストン３とによって画成された燃焼室、５＃ｉ上
記ピストン３にフンロッド６を介して連結されたクラン
クシャフトである。

また、７はエアクリーナ、８および９はそれぞれエンジ
ン１の吸気系を構成する主吸気法および補助吸気系であ
る。上記主吸気系８は、上流端がエアクリーナ７に接続
され、下流端が吸気口１０ａ；□゛′：を介して燃焼室４に開口した主吸気通路１０によって構
成され、該主吸気通路１０には、アク−セルペダル（図
示せず）と連動され、主吸気通路１０からの吸気量を制
御する主絞り弁１１が配設されている。また、上記主吸
気通路１０の主絞り弁１１上流には燃料噴射弁１２が、
さらに上流には全吸入空気量を検出するメジャリングプ
レート型のエア７０−センサ１３がそ五セれ配設されて
おり、該エアフローセンサ１３にはそのメジャリングプ
レートの回動角度を検出するポテンションメータ１４が
接続され、該ポテンションメータ１４の出力信号はエン
ジン回転数倍４ｊｓと共に、上記燃料噴射弁１２の燃料
噴射量を制御する制御回路１５に入力されており、よっ
てエンジン１の吸入空気量およびエンジン回転数に応じ
た量の燃料を燃料噴射弁１２から噴射し、主吸気通路１
０を介してエンジン１に供給するようにした燃料噴射式
の燃料供給装置１６を構成している。

一方、上記補助吸気系９け、上流端が上記主吸気通路１
０のエア７０−センサ１３下流で燃料噴射弁１２および
主絞り弁１１上流に連通し、下流端が吸気口１７ａを介
して燃焼室４に開口した補助吸気通路１７によって構成
され、該補助吸気通路１７の途中には例えばベーンポン
プ型の過給ポンプよりなるｄ袷機１８が配設されている
。該過給機１８Ｆｉ’４磁クラツチ１９を介して、上記
クランクシャフト５にベルト２０により伝動されたプー
リ２１が駆動連結されている。また、上記補助吸気通路
１７の過給機１８下流には、上記主絞り弁１１にリンケ
ージ２２を介して・連結され、該主絞り弁１１が設定開
度に開かれるまでは、すなわちエンジンの設定負荷以下
のときには閉作動したままで、主絞り弁１１が設定開度
以上開かれると、すなわちエンジンが設定負荷以上にな
ると開作動する補助絞り弁２３が配設されている。さら
に、該補助絞り弁２３に対し、補助絞り弁２３の開度を
検出して上記電磁クラ、ツチ１９を０Ｎ−ＯＦＦ作蛸せ
しめる開度センサ２４が設けられており、よって補助絞
り弁２３の開作動時（エンジンの設定負荷以上の走き）
には電磁クラッチ１９をＯＮ作動せしめて、プーリ２１
（すなわちエンジン１）により過給機１８を作動せしめ
る一方、補助絞り弁２３の閉作動時（エンジンの設定負
荷以下のとき）には電磁クラッチ１９をＯＦＦ作動せし
めて、過給機１日の作動を停止させるように構成されて
いるうさらに、上記補助吸気系９には、一端が補助吸気通路１
７の過給機１８下流で補助絞シ弁２３上流に開口し、他
端が補助吸気通路１７の過給機１８上流に開口するバイ
パス通路２５が設けられ、該パイバ子通路２５にはリリ
ーフ弁２６が介設されており、過給機１日の作動時（過
給時）、過給機１８下流の補助吸気通路１７の圧力（過
給圧）が設定圧以上になると、上記リリーフ弁２６の開
作動によりその圧力をバイパス通路２５を介して過給機
１８上流の補助吸気通路１７に逃がして、上記過給圧を
設定圧に保持するようにしている。

さらにまた、上記主吸気通路１０の燃焼室４への開口部
（吸気口１０ａ）には主吸気弁２７が、また上記補助吸
気通路１７の燃：焼声４への開口部（吸気口１７ａ）に
は補助吸気弁２８がそれぞれ配設されており、両吸気弁
２７．２８のパルプタイミングは、第２図に示すように
、主吸気弁２７の開弁終期すなわち吸気行程の後半７５
．ら圧縮行程にかけて補助吸気弁２８が一部オーバラツ
プして開くように設定されている。向、吸気の各吸気通
Ｍ１０．１７への逆流を防止する点からは、オーバラッ
プさせずに主吸気弁２７の閉弁後、すなわち圧縮行程に
おいて補助吸気弁２８を開くように設定することが好ま
しい。

以上により、エンジンの設定負荷以下では、主吸気系８
（主吸気通路１０）から混合気を自然吸入によりエンジ
ン１に供給する一方、エンジンの設定負荷以上では、主
吸気系８からの混合気に加えて少なくとも圧縮行程にお
いて補助吸気系９（補助吸気通路１７）力為ら過給機１
８の作動により加圧空気をエンジン１に供給するように
したいわゆる部分過給システムが構成されている。向、
２９は補助吸気弁２８のパルプタイミングを制御する動
弁機構、３０け一端が燃焼室４に開口した排気通路、３
１＃ｉ該排気通路３０の燃焼室４への関口部（排気口３
０３）に配設された排気弁である。

また、上記補助絞シ弁２３＃ｉ、上述の如く過給制御を
行うとともに、補助吸気弁２８の開弁時に燃焼室４内の
吸気が補助吸気系９、特に過給機１８へ逆流するのを阻
止する逆止弁の役目も果たすため、補助吸気通路１７の
できるだけ下流に、例えば補助吸気通路１７を形成する
吸気マニホールドとエンジン１との接続部等に配置する
ことが好ましい。

上記構成に加えて、本発明の特徴として、３２は上記主
絞シ弁１１の開度を検出し、該主絞り弁１１が設定開度
以上に開かれたとき過給開始時期信号を出力する過給開
始時期検出装置、３３＃−ｊ該過給開始時期検出装置３
２の過給開始時期信号を所定時間保持し、その間該過給
開始時期信号を上記制御回路１５に入力せしめるタイマ
であって、この過給開始時期検出装置３２とタイマ３３
とによって、主絞り弁１１が設定開度以上開かれたとき
、すなわち過給開始時、タイマ３３からの出力を受けた
制御回路１５により燃料噴射弁１２から主吸隼通路１０
に噴射供給される燃料を所定時間増量制御するようにし
た制御装置３４を構成している。該制御装置３４による
燃料増加量は、過給域での吸入空気量の増加に伴う一定
の空燃比を保つ上での増量分に加えて更番こ上乗せして
増量するように設定されるものである。

したがって、上記実施例Ｃζ詔いては、エンジンが設定
負荷以下の非過給時には、補助吸気通路１７からの加圧
空気の供給に行われず、燃焼室４内には主吸気通路１０
からの混合気のみが供給される。

その場合、制御装置３４は作動せず、燃料供給装置１６
からは吸入空気量およびエンジン回転数に応じた燃料が
主吸気通路１０に供給されるので、通常のエンジンと同
様に良好なエンジン性能を確保することができる。

一方、エンジンが設定負荷以上の過給時には、燃焼室４
内において、主吸気通路１０から供給される混合気に対
し、補助吸気通路１７から加圧空気が応答性良く過給さ
れるため、過給不足を生ずることがなく、良好な出力性
能が得られる。

ここで、非過給域から過給域に移行する過給開始時には
、補助吸気通路１７からの加圧空気の過給により燃焼室
４内に供給される吸入空気量は急激に増加する一方、そ
れに応じて燃料供給装置１６から主吸気通路１０に噴射
された燃料は、主吸気通路１０での自然吸入による吸気
の低流速およびこの低流速に起因する燃料の気化霧化の
悪化による燃料の主吸気通路１０壁への付着により、直
ちに燃焼室４に供給されず、その一部しか供給きれない
。？まり、燃料供給の追従性が悪く、燃料供給遅れが生
じる。しかし、その際、制御装置３４の作動により、こ
の燃料供給遅れを補償するように燃料供給装置１６の燃
料噴射弁１２の噴射中が増加し、該燃料噴射弁１２から
主吸気通路１０に供給される燃料が所定時間増量される
ので、実質的に燃焼室４に流入する燃料が吸入空気量の
増加に応じて増量し、その結果、燃焼室４内の空燃比は
適正な空燃比となる。よって、過給開始一時のトルクシ
ョックを確実に防止でき、急加速時等の過渡運転時にお
いても良好な運転性を確保することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の他種々の変形例をも包含するものである。例えば上記
実施例では、主吸気系８に設ける燃料供給装置１６とし
て燃料噴射方式のものについて述べたが、本発明は気化
器方式のものにも適用可能である。しかし、この気化器
方式の場合、吸入空気流によるベンチュリ負圧によ多燃
料を吸引する関係上、全吸入空気が流れる主吸気通路１
０の補助吸気通路１７上流端開ロ部よりも上流の位置に
気化器を設ける必要があり、そのため、燃料が補助吸気
通路１７の過給機１８に流入して該過給機１８を汚損す
る嫌いがあるので、上記実施例の如き燃料噴射方式に好
適である。

また、上記実施例では、過給開始時に燃料を増量する制
御装置３４として、主絞り弁１１が設定開度以上に開か
れたときを検出する過給開始時期検出装置３２と、該過
給開始時期検出装置３２の出力を所定時間保持してその
間該出力を制御回路１５に入力するタイマ３３とで構成
し、該タイマ３３からの出力を受けた制御回路１５によ
り燃料供給装置１６の燃料噴射弁１２からの燃料噴射量
を増量制御するようにしだが、該燃料噴射弁１２とは別
個の増量用燃料噴射弁を主吸気系８に設けて、過給開始
時、上記燃料噴射弁１２からは吸入空気量およびエンジ
ン回転数に応じた量の燃料を噴射し、燃料増量分を上記
別個の増量用燃料噴射弁から噴射供給するようにしても
よい。また、気化器方式の場合には増量用燃料ポンプを
主吸気系８に設ければよい。

さらに、上記１１Ｍ開始時期検出装置３２は、主絞り弁
１１が設定開度以上に開かれたときを検出したが、電磁
クラッチ１９のＯＮ作動時または補助絞シ弁２３の開作
動時により過給開始時を検出するようにしてもよい。し
かし、上記実施例の如く主絞り弁１１の開度を検出する
場合には過給開始時より希干前もつで燃料を増量するこ
とができるので、トルクショックをよりａｉ実に防止で
きる利点がある。

さらにまた、上記実尋例ではタイマ３３を設けて過給開
始時に所定時間燃料を増量するようにしたが、該タイマ
３３を省略して過給全域すなわちエンジンの高負荷運転
領域で燃料を増量するようにしてもよく、この場合、高
負荷時における出力向上を図る得る点で有効である。

加えて、上記実施例では、過給機１Ｂを、エンジン１と
同軸回転するプーリ２１に電磁クラッチ１９を介して連
結して、過給時のみ駆動するようにしたが、過給機１８
をプーリ２１と直結して常時駆動するとともに、バイパ
ス通路に制御弁を設けることにより、非−給時には制御
弁の作動により過給機１Ｂからの過給気を、（イノくス
通路を介してリリーフする一方、過給時には過給機１８
の実質的な作動によりその過給気を補助吸気通路１７ヲ
介してエンジン１に供竺するようにしてもよい。

さらにまた、上記実施例では、補助絞り弁２３の開度を
検出する開度センサ２４の出力により電磁クララ≠１９
を０Ｎ−ＯＦＦ制御して過給機１８を作動制御するよう
にしたが、開度センサ２４により該補助絞り弁２３と連
動された主絞り弁１１の開度を検出して一過給機１８の
作＃制御を行ってもよく、゛また吸入空気量あるいは過
給゛圧等番こ応じて過給機１８を作動制御するようにし
てもよい。

以上説明したように、本発明によれば、部分過給方式の
過給機付エンジンにおいて、過給開始時、主吸気系に供
給する燃料を増量するようにしたので、過給開始時の燃
料供給遅れによるトルクショックを確実に防止する。こ
とができ、運転性の向上を図ることができるものである
う

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示するもので、第１図は全
体概略構成図、第２図は主吸気弁および補助吸気弁のパ
ルプタイミングを示す説明図である。１・・・エンジン、４・・・燃焼室、８・・・主吸気系
、９・・・補助吸気系、１０・・・主吸気通路、１１・
・・主絞り弁、１５・・・制御回路、１６・・・燃料供
給装置、１７・・・補助吸気通路、１日・・・過給機、
２３・・・補助絞り弁、２７・・・主吸気弁、２８・・
・補助吸気弁、３２・・・過給開始時期検出装置、３３
・・・タイマ、３４・・・制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンの吸気系を主吸気系と補助１吸気系とに
より構成し、上記主吸気系に燃料供給装置を設けるとと
もに、上記補助吸気系に過給機を設け１．エンジンの設
定負荷以下では上記主吸気系から混合気を供給する一方
、エンジンの設定負荷以上では主吸気系からの混合気に
加えて少なくとも圧縮行程において上記補助吸気系から
加圧空気を供給するようにした過給機付エンジンにおい
て、過給開始時に燃料を増量する制−装置を設けたこと
を特徴とする弱給）襄付エンジンの吸気装置。