JPS61218730A - 過給機付エンジンの吸気圧制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は過給機付エンジンの吸気圧制御装置に関するも
ので、特に、過給機付エンジンの負荷状態に対応した圧
力の過給圧を供給する過給機付エンジンの吸気圧制御装
置に関するものである。

［従来の技Ｉ］ 従来のこの種の装置として特開昭５９−１０１５３６号
公報に記載された技術を挙げることができる。

上記公報の技術は、吸気通路に並設させて過給機を有す
る過給機通路を設け、前記過給機通路の過給機の上流側
通路と、下流側通路とを再循環通路で連通し、前記再循
環通路の途中には過給圧制御バルブを設け、スロットル
バルブの所定の開度に連動して、前記過給圧制御バルブ
を開閉制御する連結機構を設けたことを特徴とするもの
であり、具体的には、第５図の如く構成されＦ記の如く
動作するものである。

第５図において、気化器の吸気通路１に設けられたスロ
ットルバルブ２は、スロットル軸３を中心に回動するバ
タフライバルブ等からなるものである。

前記気化器の吸気通路１に並設された過給機１０は、次
にように構成される。過給機通路１１をＵ字状に形成し
、このＵ字状の過給機通路１１の曲率中心に円筒形のコ
ンプレッサーの回転筒１２の中心を位置させる。前記回
転筒１２内には、偏心軸１３が設けられ、前記偏心軸１
３には複数の羽根１４を前記回転筒１２のスリットから
外方に突出させ、前記回転筒１２の回転に伴い、羽根１
４間で挾まれた空間を形成し、吸気の強制送出を行うべ
く構成する。

Ｃまた、前記過給機通路１１の過給機１０の吸気の上流
側通路１５と下流側通路１６との間を再循環通路１７を
連結し、前記再循環通路１７の途中に過給圧制御バルブ
２０を設ける。

スロットルバルブ２の開度により、過給圧制御バルブ２
０をｒＩｒＵｒ１１制御する連結機構３０を設ける。

連結機構３０は、次のように構成される。スロットル軸
３にカム４を配設し、前記カム４の外周を転勤する転子
５を連結杆６の一端に設け、前記連結杆６の他端と過給
圧制御バルブ２０との間を連結レバー２１で接続する。

このように構成された過給機付エンジンの吸気圧制御装
置は、次のように動作する。

エンジンの低・中負荷時には、スロットルバルブ２が僅
かに開かれ、これが、スロットル軸３、カム４、連結杆
６等の連結機構３０によって過給圧制御バルブ２０が軸
２２を中心に回動し、再循環通路１７が僅かに閉じられ
る。したがって、過給機１０によって給気の再循環が過
給圧制御バルブ２０により給気圧が僅かに上昇する。

また、エンジンの高負荷時には、スロットルバルブ２が
略全開放状態となり、連結機構により、過給圧制御バル
ブ２０が略全閉状態となる。これにより、再循環通路１
７を遮断し、過給機１０によって供給する給気圧が上昇
し、高出力を出すことができる。

即ち、エンジンの負荷状態に応じたスロットルバルブ２
の開度に応じた圧力の過給圧をエンジンに供給すること
ができる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記従来の過給機付エンジンの吸気圧制御装置
は、スロットルバルブの開度に連動して、過給機がその
開度に応じた圧力の過給圧をエンジンに供給するもので
あるから、エンジン回転数に対応した過給圧制御ができ
ないという問題があった。

そこで本発明は上記問題点を除去して、エンジン状態が
変動した場合でも一様にアクセルレスボンスを上げると
共に、ドライバーに速度変化によるハンチング等のショ
ックを与えることのない滑かな走行フィーリングを得る
ことができる過給機付エンジンの吸気圧制御装置の提供
を目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明にかかる過給機付エンジンの吸気圧制御装置は、
吸気通路に連関させて過給機を有する過給機通路を設け
、前記過給機通路の過給機の上流側通路と下流側通路と
を再循環通路で連通させ、前記再循環通路の途中には過
給圧制御バルブを配設し、エンジンの負荷状態を検出す
るセンサと、エンジン回転状態を検出するセンサと、過
給圧制御バルブの開度を検出する過給圧制御バルブ開度
センサと、前記過給圧制御バルブを開閉制御するアクチ
ュエータと、エンジンの負荷特性に応じた過給圧制御バ
ルブの開度指示値を記憶させたメモリと、前記エンジン
の負荷状態″を検出するセンサ及びエンジンの回転状態
を検出するセンサの検出出力に応じて前記メモリから読
み出した過給圧制御バルブの開度指示値と現在の過給圧
制御バルブの開度検出値とを比較する比較手段と、前記
比較手段の出力が許容値以上のとき、前記比較手段の出
力が小となる方向に前記アクチュエータを制御する出力
制御手段を具備する過給圧制御回路とから構成されるも
のである。

［作用］ 本発明によれば、予めエンジンの負荷特性に応じた過給
圧制御バルブの開度指示値をメモリに記憶させておき、
エンジンの負荷状態検出出力及びエンジンの回転状態の
検出出力に応じて、前記エンジンの負荷特性に応じた過
給圧制御バルブの開度指定値をメモリから読み出し、現
在の過給圧制御バルブの開度検出値とメモリから読み出
した開度指示値とを比較し、その差が所定の許容値以上
になったとき、過給圧制御バルブの開度指示値を新たな
値に更新させ、更新された開度指示値によりて過給圧１
ｌｌｌバルブの開度を決定するものであるから、エンジ
ン回転状態の検出出力に応じた制御ができる。

［実施例］ 第１図は本発明の第一実施例の過給機付エンジンの吸気
圧制御装置の全体構成図である。

図において、第５図と同−符号及び同一記号は従来の装
置と同一または相当部分を示すものである。

スロットルセンサＳＳは、公知のスロットルバルブの開
度を検出するセンサで、本実施例ではポテンショメータ
ＰＭ１を用いるが、これは、スロットルバルブ２のスロ
ットル軸３にポテンショメータＰＭの回動輪を機械的に
接続して、ポテンショメータＰＭ１の抵抗値変化を電位
の変化に変換したものである。この種のスロットルセン
サＳＳはロータリースイッチまたはコード板等の回転軸
を前者同様にスロットル軸３に接続してもよい。

前記コード板を用いたものではそのコードを検出してそ
の開度を判１ｇｉ′！ｒることができる。スロットルセ
ンサＳＳで検出する対象は、エンジンの負荷状態である
から、本発明を実施する場合には、必ずしもスロットル
センサＳＳの出力を用いる必要はなく、回転数、トルク
、燃料の供給状態としてアクセルペダルの踏み込み量等
を用いてもよい。

しかし、エンジンの負荷状態としてスロットルセンサＳ
Ｓを用いることは、最も簡単にその負荷状態に近似した
状態を得ることができる。

エンジン回転状態を検出するセンサとして用いるエンジ
ン回転数センサＥＳは、エンジンシ１１フトに直接また
は間接に接続された永久磁石ＭＧの回転により、リード
スイッチをオン・オフさせ、エンジン回転数に比例した
周波数のパルスを得るものである。エンジン回転数を車
輌速度として検出する場合には、スピードメータケーブ
ルに接続された永久磁石ＭＧの附近に配設したリードス
イッチのオン・オフ信号から、エンジン回転数に比例し
た周波数のパルスを得るスピードセンサを用いればよい
。なお、これらのエンジン回転数センサ及びスピードセ
ンサは公知であり、前記機械的なスイッチを有するもの
以外の公知の電子スイッチを用いたセンサも使用可能で
ある。また、エンジン回転状態はイグニッション回路か
ら点火信号を検出し、それをエンジンの回転数として用
いてもよい。

また、過給圧制御バルブ開度センサ■Ｓは、前記スロッ
トルセンサＳＳと同種のセンサで、過給圧制御バルブ２
０の軸にポテンショメータＰＭ２の回動輪を機械的に接
続して、ポテンショメータＰＭ２の抵抗値変化を電位の
変化に変換して、その電位を検出してその開度を判断す
るものである。

勿論、スロットルセンサＳＳの場合と同様に、ロータリ
ースイッチ或いはコード板等の使用が可能である。

前記過給圧制御バルブ開度センサ■Ｓで検出する対象は
、過給圧制御バルブの開度状態である。

即ち、本実施例においては、ポテンショメータＰＭ２を
用いて、エンジン回転数（車輌速度）とスロットルバル
ブ開度との関係に゛おいて、過給圧制御バルブ２０の開
度指示値の領域θａの最大開度をθ１、最小開度をθ５
とし、過給圧制御バルブの開度設定用メモリの過給圧制
御バルブの開度設定値の０１からθ５　（θ１〉θ２〉
θ３〉θ４〉θ５）に応じて、５段階に切替えられるよ
うにし、それに応じた過給圧制御バルブ２０の開度状態
を抵抗値変化から読み取り、後述する過給圧制御バルブ
の設定値との差を判断する。

コントロールバルブＣｖはそのソレノイドが過給圧制御
回路ＣＰＵの出力により駆動回路ＤＲ２を介して励磁さ
れると、サージタンクＳＴの負圧をアクチュエータＡＣ
の負圧室に導いたり、遮断したりするものである。また
、リリースバルブＲＶはそのソレノイドが過給圧制御回
路ＣＰＵの出力により駆動回路ＤＲＩを介して励磁され
ると、アクチュエータＡＣの負圧室の負圧を大気圧側に
排出したり、停止したりするものである。

過給圧制御回路ＣＰＵの出力によって過給圧ＩＩＩ御バ
ルブ２０を制御するアクチュエータＡＣは、本実施例で
は、公知の負圧アクチュエータを用いており、バキュー
ムポンプ（口承せず）等によりて蓄積したサージタンク
ＳＴの負圧を、コントロールバルブＣ■を介してその負
圧室に導いたり、或いはリリースバルブＲＶによって負
圧室の負圧を大気圧側に排出したりして、そのロッドＬ
Ｔの移動によって過給圧制御バルブ２０を開閉制御する
ものである。ここで使用したアクチュエータＡＣは、電
気的出力を受けて過給圧制御バルブ２０の開閉制御を行
うものであるから、本発明を実施する場合には、必ずし
も負圧アクチュエータを用いる必要はなく、電磁的に制
御するアクチュエータ等の使用も可能である。本実施例
ではアクチュエータＡＣをパルス幅制御しているので、
例えば、公知のソレノイド、モータ等のアクチュエータ
が使用できる。勿論、ステッピングモータも使用できる
。

前記スロットルセンサＳＳの出力を得てコントロールバ
ルブＣ■及びリリースバルブＲＶのソレノイドをデユー
ティ比制御する過給圧制御回路ＣＰＵにはマイクロコン
ピュータが用いられる。前記過給圧制御回路ＣＰＵは、
エンジンの負荷特性に応じた過給圧制御バルブの開度指
示値を記憶させたメモリと、前記エンジンの負荷状態を
検出するセンサ及びエンジンの回転状態を検出するセン
サの検出出力に応じて前記メモリから読み出した過給圧
制御バルブの開度指示値と現在の過給圧制御バルブの開
度検出値とを比較する比較手段と、前記比較手段の出力
が許容値以上のとき、前記比較手段の出力が小となる方
向に前記アクチュエータを制御する出力制御手段を具備
している。

なお、抵抗Ｒ１はポテンショメータＰＭＩの電位検出用
の直列抵抗で、抵抗Ｒ２はエンジン回転数検出用抵抗で
ある。また、抵抗Ｒ３はポテンショメータＰＭ２の電位
検出用の直列抵抗である。

次に、前記過給圧制御回路ＣＰＵとしてマイクロコンピ
ュータを用いた本実施例の過給機付エンジンの吸気圧制
御装置について、第２図のフローチャートを用いてその
動作を説明する。

まず、イグニッションスイッチまたはイグニッションス
イッチに連動するスイッチＳＷによって、本過給機付エ
ンジンの吸気圧制御装置の全システムを作動状態とする
。ステップＳ１で必要なメモリのイニシャライズと共に
、各センサ入力及び過給圧制御バルブ２０の出力等の入
出力のセットを行う。ステップＳ２でエンジンの負荷状
態としてスロットルセンサＳＳにより現在のスロットル
バルブ２の開度を検出する。ステップＳ３でエンジン回
転状態としてエンジン回転数をエンジン回転センサＥＳ
から検出する。これら、ステップＳ２及びステップＳ３
で、現在のエンジンの負荷状態及びエンジン回転数を得
る。そして、ステップＳ４で、前記エンジンの負荷状態
及びエンジン回転数を基に、エンジンの負荷特性から得
られた過給圧制御バルブ２０の開度指示値をデジタル情
報として収納した過給圧制御回路ＣＰＵのＲＯＭから、
過給圧制御バルブの開度指示値θａを読み取る。

即ち、ＲＯＭには第３図の過給圧制御バルブの開度設定
用メモリマツプの説明図に示すように、エンジン回転数
（車輌速度）とスロットルバルブ開度との関係において
、過給圧ｖｉ御バルブの開度指示値θａの領域を最大開
度をθ１、最小開度をθ５とし、 θ１〉θ２〉θ３〉θ４〉θ５ と５段階にその領域を設定している。

なお、前記過給圧制御バルブの開度指示値θ１は過給圧
制御バルブ２０の最大開度の状態であるから、過給圧は
最小となり、前記過給圧制御バルブの開度指示値θ５は
過給圧制御バルブ２０の最小開度の状態であるから過給
圧は最大となる。

この過給圧制御設定用メモリマツプはエンジンの負荷特
性の実測または設計値に基づき、圧力センサＰＳで測定
した過給圧制御バルブの開度領域のデータをＲＯＭに記
憶させたものである。

今、ＲＯＭの過給圧制御バルブの開度指示値θａをエン
ジン回転数検出値及びスロットルバルブｍ１度検出値に
応じてアドレス指定し、ステップＳ５で現在過給圧制御
バルブ開度センサ■Ｓから実際にエンジンに供給してい
る過給圧制御バルブの開度検出値θＸを検出する。そし
て、ステップＳ６で、ステップＳ４で前記メモリマツプ
から読み出した過給圧制御バルブの開度指示値θａと現
在実際にエンジン供給している過給圧制御バルブ開度セ
ンサの開度検出値θＸの差をとり、その差が過給圧制御
バルブ開度センサｖＳのポテンショメータＰＭ２の出力
差（他に、センサの誤差、過給圧制御バルブ２０の制ｍ
ｒｉ＋差等を基に定める）である許容差δ以下であると
き、ステップＳ７によって過給圧制御バルブ２０の出力
をオフとする。

即ち、過給圧制御バルブ２０の開度をその位置にて保持
するようにコントロールバルブＣｖ及びリリースバルブ
ＲＶをオフ状態とし、アクチュエータＡＣの出力変動を
行わない。

ステップＳ６で１θａ−θｘｉ＞δのとき、ステップＳ
８で・ＲＯＭの過給圧制御バルブの開度指示値θａと現
在の過給圧制御バルブの開度検出値θＸと比較し、増加
速度と減加速度の判断を行い、増加速度の時、ステップ
Ｓ９で現在の過給圧制御バルブの開度検出値θＸが大に
なる方向に過給圧制御バルブ２０を駆動すべく、駆動回
路ＯＲ２を介してコントロールバルブＣＶをオン状態と
し、アクチュエータＡＣの負圧空の負圧を増加させる。

減加速度のとき、ステップＳ１０で現在の過給圧制御バ
ルブの開度検出値θＸが小になる方向に過給圧制御バル
ブ２０を駆動すべく、駆動回路ＤＲ１を介してリリース
バルブＣ■をオン状態とし、アクチュエータＡＣ負圧室
の負圧を減少させる。

このとき、エンジン回転数及びスロットルバルブ開度に
応じて、ＲＯＭのアドレス指定をして読み出した過給圧
制御バルブの開度指定値θａを、スロットルバルブ開度
及びエンジン回転数に応じて過給圧制御バルブの開度指
示値θａを複数段に設定し、制御する開度指示値θａの
制御段階を逐次開度指示値θ５から開度指示値θ１の方
向に開部すれば過給圧制御バルブは段階制御になる。前
記複数段に設定した開度指示値θａの制御段階を多くす
れば、過給圧制御バルブ２０は連続制御になり、滑らか
な制御出力が得られる。

例えば、アクセルペタルを踏み込み加速度を増す場合に
、過給圧制御バルブ２０の開度指示値θ５の領域に入り
込んだとする。アクセルベタルの踏み込み胆を一定とす
れば、次第にエンジンの回転速度が増加し、過給圧制御
バルブ２０の開度指示値がθ５からθ４、更には、θ３
、θ２、θ１と段階的に順次開き、エンジンに供給１゛
る過給圧を順次低下させることができる。したがって、
アクチュエータＡＣのロッドＬＴによって過給圧制御バ
ルブ２０を徐々に開くことになり、過給機１０からエン
ジンに供給する過給圧を徐々に減することができる。こ
のように、過給圧制御バルブ２０が徐々に開くと過給圧
が徐々に低下するから、ドライバーに速度変化によるハ
ンチング等のショックを与えることのない滑かな走行が
できる。

また、ＲＯＭの記憶を第４図の過給圧制御バルブ開度設
定用メモリマツプの説明図に示すように、エンジン回転
数（車輌速度）とスロットルバルブ開度との関係におい
て、過給圧制御バルブの開度指示値θａを最大開度をθ
ＷＡＸ　、最小開度をθ旧Ｎとの２条件に設定し、エン
ジン回転数に応じて過給圧制御バルブ２０の開度制御を
行えば、エンジンに供給する過給圧のオン・オフ制御に
なる。

この場合においても、過給圧制御回路ＣＰＵの出力によ
って電流（電圧）制御を行えば、過給圧制御バルブ２０
が開く速度を減することができ、それに伴い過給圧が徐
々に低下するから、ドライバーに速度変化によるハンチ
ング等のショックを与えることのない滑かな走行ができ
る。

上記のように、本実施例の過給機付エンジンの吸気圧制
御装置は、吸気通路１に連関させて過給機１０を有する
過給機通路１１を設け、前記過給機通路１１の過給機の
上流側通路１５と下流側通路１６とを再循環通路１７で
連通させ、前記再循環通路途中には、過給圧制御バルブ
２０を配設し、エンジンの負荷状態を検出するスロット
ルセンサＳＳと、エンジン回転状態を検出するエンジン
回転数センサＥＳと、過給圧制御バルブ２０の開度を検
出する過給圧制御バルブ開度センサＶＳと、それらのセ
ンサの出力によって前記過給圧制御バルブ２０を開閉制
御する過給圧制御回路ＣＰＵを有する過給機付エンジン
の吸気圧制御装置において、過給圧制御回路ＣＰＵによ
って、エンジンの負荷状態に応じて行う過給圧を、エン
ジン回転状態によって変化させるべくアクチュエータＡ
Ｃを制御するものである。

したがって、本実施例の過給機付エンジンの吸気圧制御
装置によれば、エンジン回転数及びスロットルバルブＦ
ｔ度の検出により、エンジン回転状態及びエンジン負荷
状態に応じて過給圧をすみやか”に上昇させ、エンジン
負荷特性に対応した制御が可能となる。

また、ドライバーがアクセルペダルを急激に踏み込み、
増加速度要求を行うと、スロットルバルブの開度がエン
ジン回転状態及びエンジン負荷状態に応じてすみやかに
変化し、エンジンの負荷状態が目的値に到達したとき、
過給圧が徐々に低下するから、常に過給圧を上昇させて
いるものに比較して、燃料消費に無駄が少なくなると共
に、過給圧の低下に伴うドライバーに速度変化によるハ
ンチング等のショックを与えることのない滑かな走行が
できる。

［発明の効果］ 以上のように本発明は、エンジンの負荷状態を検出する
センサと、エンジン回転状態を検出するセンサと、前記
各センサの出力によって前記過給圧制御バルブをＷｌｒ
ｊ１１制御するアクチュエータを制御する過給圧制御回
路とを具備し、過給圧＄１Ｊ御回路によってエンジンの
負荷状態に応じて行う過給圧を、エンジン回転状態によ
ってあらかじめ設定されたエンジンの負荷特性に応じて
過給圧制御バルブの開度を変化させるべくアクチュエー
タを制御するものであるから、エンジン状態に応じた燃
料の供給ができ、無駄な燃料消費ｍを押えることができ
る。

そして、エンジン状態が変動した場合でも、エンジンの
負荷状態とエンジン回転状態によって過給圧を一旦上昇
させた後、徐々にその過給圧を低下させるものであるか
ら、エンジン状態に対応して一様にアクセルレスポンス
を上げることができる。また、ドライバーに速度変化に
よるハンチング等のショックを与えることのない滑かな
走行フィーリングを得ることができる

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例の過給機付エンジンの吸気
圧制御装置の全体構成図、第２図は本発明の過給機付エ
ンジンの吸気圧制御装置を動作させる過給圧制御回路の
フローチャート、第３図は過給圧制御バルブ開度設定用
メモリマツプの記憶例の説明図、第４図は過給圧ＩＩ御
バルブ間開度定用メモリマツプの他の記憶例の説明図、
第５図は従来例の過給機付エンジンの吸気圧制御装置の
全体構成図である。 図において １・・・吸気通路、　　　　　１０・・・過給機、１１
・・・過給機通路、　　　１５・・・上流側通路、１６
・・・下流側通路、　　　１７・・・再循環通路、２ｏ
・・・過給圧制御バルブ、 ＥＳ・・・エンジン回転数センサ、 ＳＳ・・・スロットルセンサ、 ■Ｓ・・・過給圧制御バルブ間度ゼンサ、ＡＣ・・・ア
クチュエータ、 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気通路に連関させた過給機通路に設けた過給機
   と、前記過給機通路の過給機の上流側通路と下流側通路
   とを連通させた再循環通路と、前記再循環通路の途中に
   配設した過給圧制御バルブと、 エンジンの負荷状態を検出するセンサと、エンジン回転
   状態を検出するセンサと、過給圧制御バルブの開度を検
   出する過給圧制御バルブ開度センサと、 前記過給圧制御バルブを開閉制御するアクチュエータと
   、 エンジンの負荷特性に応じた過給圧制御バルブの開度指
   示値を記憶させたメモリと、前記エンジンの負荷状態を
   検出するセンサ及びエンジンの回転状態を検出するセン
   サの検出出力に応じて前記メモリから読み出した過給圧
   制御バルブの開度指示値と現在の過給圧制御バルブの開
   度検出値とを比較する比較手段と、前記比較手段の出力
   が許容値以上のとき、前記比較手段の出力が小となる方
   向に前記アクチュエータを制御する出力制御手段を具備
   する過給圧制御回路と からなることを特徴とする過給機付エンジンの吸気圧制
   御装置。
2. （２）前記比較手段の出力が許容値以上のとき、前記比
   較手段の出力が小となる方向に制御するアクチュエータ
   を、段階的に制御することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の過給機付エンジンの吸気圧制御装置。
3. （３）前記比較手段の出力が許容値以上のとき、前記比
   較手段の出力が小となる方向に制御するアクチュエータ
   を、連続的に制御することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の過給機付エンジンの吸気圧制御装置。
4. （４）前記エンジンの負荷状態を検出するセンサを、ス
   ロットルバルブの開度を検出するセンサとしたことを特
   徴する特許請求の範囲第１項に記載の過給機付エンジン
   の吸気圧制御装置。
5. （５）前記エンジン回転状態を検出するセンサを、エン
   ジンの点火系統から得た点火パルスの値としたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の過給機付エンジ
   ンの吸気圧制御装置。