JPS62195418A - 過給式内燃機関の過給圧制御装置 - 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、自動車等の車輌に用いられる過給式内燃機関
の過給圧制御装置に係り、特にターボチャージャとスー
パチャージャとを有する複合型の過給式内燃機関の過給
圧制御装置に係る。

従来の技術 過給装置として、排気ガスエネルギにより駆動されるタ
ーボチャージャと内燃機関の軸出力により直接的に駆動
されるスーパチャージャとを吸気流で見て互いに直列に
有する複合型の過給式内燃機関は既に提案されており、
これは例えば実開昭５９−６７５３７号公報に示されて
いる。

過給式内燃機関は、過剰過給を回ｉ！！！”ｊるために
、吸気リリーフ弁、或いはウニイスゲート弁の如ぎ過給
圧制御弁を有しており、これら過給圧制御弁は過給圧が
所定値に達したならば開弁じて吸気圧が所定の最大過給
圧を越えて上昇することを抑制するようになっている。

過給式内燃機関の最大過給圧は内燃機関の運転状態、内
燃機関に接続されている変速装置の作動状態、車輌の走
行状態等によって異なり、これらのことから過給式内燃
機関に於ける最大過給圧を可変設定することが、特公昭
５８−５５３３０号公報に示されており、また本願出願
人と同一の出願人による特願昭５９−１３８９９４号、
実願昭５９−１３３８７０号及び特願昭６０−５０８０
０号に於て既に提案されている。

発明が解決しようとする問題点 最大過給圧を可変設定することができる過給圧制御装置
は、上述の如〈従来より種々の態様にて知られているが
、しかしこれらは最大過給圧の可変設定のために数多く
の部品を必要として複雑な構造となる欠点を有している
。

本発明はターボチャージャとスーパチャージャとを有す
る複合型の過給式内燃機関の吸気管圧力特性を有効に利
用して構造を複雑なものにすることなく最大過給圧を種
々の条件に応じて可変設定′することができる過給式内
燃機関の過給圧制御装置を提供することを目的としてい
る。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、吸気通路の途中に
ターボチャージャとこれより吸気流で見て下流側にスー
パチャージャとを有する過給式内燃機関の過給圧制御装
置に於て、作動室に供給される圧力に応動し該圧力が所
定値以上である時には過給圧の上昇を抑制する過給圧制
御手段と、前記ターボチャージャと前記スーパチャージ
ャとの間の吸気通路の吸気管圧力を取出す第一の吸気管
圧力取出しボートと、前記スーパチャージャより下流側
の吸気通路の吸気管圧力を取出す第二の吸気管圧力取出
しボートと、前記第一の吸気管圧力取出しボートと前記
第二の吸気管圧力取出しボートのいずれか一方を選択的
に前記作動室に連通接続する切換手段とを有している過
給式内燃機関の過給圧制御装置によって達成される。

発明の作用及び効果 前記第一の吸気管圧力取出しボートの吸気管圧力と前記
第二の吸気管圧力取出しボートの吸気管圧力とはスーパ
チャージャが非作動状態である時には実質的に同じであ
るが、スーパチャージャが過給作動している時にはその
過給正分だ番ノ前記第二の吸気管圧力取出しボートの吸
気管圧力が前記第一の吸気管圧力取出しボートの吸気管
圧力より高くなり、これにより本発明による過給圧制御
装置に於ては、前記過給圧制御手段の前記作動室に与え
る制御圧力を特別な調圧装置を用いて調圧することなく
前記切換手段の切換作動のみによって前記第一の吸気管
圧力取出しボートの吸気管圧力と前記第二の吸気管圧力
取出しボートの吸気管圧力のいずれか一方が選択的に前
記作動室に供給されることにより前記作動室に互いに異
なった圧力の制御圧力が選択的に供給されるようになり
、最大過給圧が可変設定されるようになる。この最大過
給圧は前記作動室に前記第一の吸気管圧力取出しボート
の吸気管圧力が与えられている時にはこれに前記第二の
吸気管圧力取出しボートの吸気管圧力が与えられている
時に比して高くなり、従って、より高い最大過給圧を必
要とする場合は前記切換手段のＶ）Ｉ！ｉ！Ｉ作動によ
って前記作動室が前記第一の吸気管圧力取出しボートに
接続され、これに対しさほど高い最大過給圧を必要とし
ない時には前記切換手段の切換作動により前記作動室が
前記第二の吸気管圧力取出しボートに接続されれば良い
。

実施例 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は過給圧制御装置を備えた過給式内燃機関の一つ
の実施例を示している。図に於て、１０は内燃機関を示
しており、該内燃機関は、吸気ポート１２より燃焼室１
４内に燃料と空気との混合気を吸入し、燃焼室１４より
排気ガスを排気ポート１６へ排出するようになっている
。

内燃ｌ１ＩｒＷＪ１０の出力軸１８は一般的構造の車輌
用自動変速機２０に駆動連結されている。車輌用自動変
速機２０は、コンピュータ３０により作動を制御され、
コンピュータ３０は、スロットル開麿と車速とに応じた
変速パターンを動力性能重視のパワーモードと燃料経済
性重視のエコノミモードとその両者の中間的なノーマル
モードとして記憶しており１手動式の変速モードセレク
トスイツチ３２により設定された変速モードの変速パタ
ーンとスロットル開度センサ３４により検出されるスロ
ットル開度３４及び車速センナ３６により検出される車
速との比較に基づいて車輌用自動変速機２ｏの変速制御
を行うようになっている。

内燃機ｐＡ１０の吸気ボート１２には、エアクリーナ４
０．エアフロメータ４２、吸気チューブ４４、ターボチ
ャージャ４６のタービン４８、吸気チューブ５２、スー
パチャージャ５４、吸気チューブ５６、スロットル弁５
８を有するスロットルボディ６０、吸気マニホールド６
２が吸気流れで見て順に接続されている。即ち内燃機関
１０の吸気通路にはターボチャージャ４６とこれより吸
気流で児て下流側にスーパチャージャ５４が吸気流で見
て互いに直列に設けられている。

内燃機関１ｏの排気ボート１６には、排気マニホールド
６４、ターボチャージャ４６のコンプレッサ５０、排気
管６６、排気マフラ６８が排気流れで見て順に接続され
ている。

スーパチャージャ５４は、ルーツ７０７式のものであり
、電磁クラッチ７０、伝動装置７２によって内燃機関１
０の出力軸１８に駆動′＆結され、内燃機関１０の軸出
力によって回転駆動されるようになっている。電磁クラ
ッチ７０は、コンピュータ３０よりの制御信号によって
作動制御され、スロットル開度センサ３４により検出さ
れるスロットル開度が所定値以上である時には接続作動
し、スロットル開度が所定値以上でない時には解放され
るようになっている。

また内燃機関１０の吸気通路にはスーパチャージャ５４
をバイパスして吸気チューブ５２と５６とを直接接続す
るバイパス吸気通路７３が設けられており、このバイパ
ス吸気通路７３はバイパス弁７４によって開閉されるよ
うになっている。バイパス弁７４は電磁式アクチュエー
タ７６によって開閉駆動され、電磁式アクチュエータ７
６は、コンピュータ３０よりの制御信号に基づき作動し
て電磁クラッチ７０が接続状態にある時にはバイパス弁
７４を閉弁駆動し、これに対し電磁クラッチ７０が解放
状態にある時にはバイパス弁７４を開弁駆動するように
なっている２゜ ターボチャージャ４６には排気ガスをタービン５０より
バイパスして流すバイパス排気通路７日及び該バイパス
通路の開閉を行うウニイスゲート弁８０とが設けられて
いる。ウニイスゲート弁８０は、ダイヤフラム装置８２
に駆動連結され、その作動室８４に所定値以上の圧力が
導入されている時には開弁じ、作動室８４に所定値以上
の圧力が導入されていない時には閉弁するようになって
いる。

作動室８４は導管８６によって電磁切換弁８８のボート
ａに接続されている。電磁切換弁８８は、ボートａ以外
にボートｂとボートＣとを有しており、通電時にはボー
トａをボートｂに接続し、これに対し非通電時にはボー
トａをボートＣに接続するようになっている。ボートｂ
は導管９０によって吸気チューブ５２に設けられた第一
の吸気管圧力取出しボート９２に連通接続され、ボート
Ｃは導管９４によって吸気チューブ５６に設けられた第
二の吸気管圧力取出しボート９６に連通接続されている
。第一の吸気管圧力取出しボート９２はターボチャージ
ャ４６のタービン４８とスーパチャージャ５４との間の
吸気通路の吸気管圧力を及ぼされ、第二の吸気管圧力取
出しボート９６はスーパチャージャ５４より下流側の吸
気通路の吸気管圧力を及ぼされるようになっている。

電磁切換弁８８は、コンピュータ３０よりの制御信号に
基づき作動し、車輌用自動変速機２０の変速モードがパ
ワーモードである時のみ通電され、車輌用自動変速機２
０の変速モードがノーマルモード或いはエコノミモード
である時には通電されないようになっている。

第２図は電磁切換弁８８の切換作動及びスーパチャージ
ャ５４の過給作動の制御要領を示すフローチャートであ
る。

車輌用自動変速機２０の変速モードがパワーモードであ
る時には電磁切換弁８８に通電が行われ、これによりこ
れのボートａがボートｂに接続されてダイヤフラム装置
８２の作動室８４が第一の吸気管圧力取出しボート９２
と連通接続され、作動空８４には第一の吸気管圧力取出
しボート９２に現われる吸気管圧力が導入されるように
なる。内燃機関１０のスロットル開度が所定値以下であ
る低負荷運転時には電磁クラッチ７ｏが解放されてスー
パチャージャ５４が非作動状態になっていてバイパス弁
７４が開弁され、この時にはターボチャージャ４６のみ
によって吸気過給が行われる。

スロットル開度が所定開度以上開かれると、電磁クラッ
チ７０が接続されてスーパチャージャ５４が回転駆動さ
れると共にバイパス弁７４が閉弁し、スーパチャージャ
５４による吸気過給が行われるようになる。

ダイヤフラム装置８２の作動室８４に導入される圧力、
即ち吸気管圧力が予め定められた所定値に達すると、ウ
ニイスゲート弁８０が開弁じ、排気ガスがターボチャー
ジャ４６のタービン５０をバイパスして流れるようにな
ってターボチャージャ４６の吸気作動が制限され、内燃
機関１０に供給される吸気の圧力が、即ち過給圧が所定
値を越えて上昇することが抑制される。

車輌用自動変速機２０の変速モードがノーマルモードで
ある時には電磁切換弁８８に対する通電が停止されてこ
れのボートａがボートＣに接続され、ダイせフラム装置
８２の作動室８４が第二吸気管圧力取出しボート９６に
接続され、作動室８４にはスーパチャージャ５４より下
流側の吸気通路に於ける吸気管圧力が導入されるように
なる。

従ってこの時には作動室８４に第一の吸気管圧力取出し
ボート９２より吸気管圧力が供給されている時に比して
スーパチャージャ４６の過給圧が低い状態にてウニイス
ゲート弁８０が開弁するようになり、この結果、内燃！
ａｌ１３０１０に供給される吸気の最終的な過給圧がパ
ワーモード時である時に比して低くなる。即ち、パワー
モード時である時には最大過給圧が高めに設定され、ノ
ーマルモード時である時にはＪａ人通過給圧低めに設定
される。

また車輌用自動変速４１ｔ２０の変速モードがエコノミ
モード時である時にはスーパチャージャ５４の過給作動
が全面的に停止され、これによりこの時に最大過給圧は
ノーマルモード時に比してより低くなり、燃料経済性が
重視された運転モードとなる。

第３図は車輌用自動変速８２０の各モードに於Ｇブる最
大過給圧特性を示している。

第４図は本発明による過給圧制御装置を備えた過給式内
燃機関及びそれにＩ［運する車輌構造の他の一つの実施
例を示している。尚、第４図に於て第１図に対応する部
分は第１図に付した符号と同一の符号により示されてい
る。

かかる実施例に於ては、可変減衰力型のｔナスペンショ
ン装ｍｉ　ｏｏが用いられていてザスペンションモード
セレクトスイッチ１０２によりオートモードが設定され
ている時には可変減衰力リースペンション装置１００の
モードは車輌用自動変速機２０の変速モードに応じてパ
ワーモードである時にはハードモードに、ノーマルモー
ド或いはエコノミモードである時にはソフトモードに設
定されるようになっている。

このことによって内燃機関の出力特性と変速装置の変速
特性とサスペンションの減衰力特性とが互いに旨く適合
し、優れた走行性能が得られるようになる。

尚、本発明による最大過給圧の切換制御は、車輌用自動
変速機の変速モード以外に、内燃機関の温度特性、加減
速特性、車輌の旋回特性或いはその他の内燃機関の運転
状態、変速装置の作動特性、車輌の走行状態等に応じて
適宜に行われて良い。

また過給圧制御手段はウニイスゲート弁以外に例えば吸
気リリーフ弁であって良い。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例Ｂ可能であることは当
業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による過給圧制御装置を備えた過給式内
燃機関の一つの実施例を示す概略構成図、第２図は本発
明による過給圧制ｉ１］装置の作動を示すフローチャー
ト、第３図は本発明による過給圧制御装置の過給圧特性
を示すグラフ、第４図は本発明による過給圧制御装置を
描えた過給式内燃機関及びこれに関連した車輌構造を示
す概略構成図である。 １０・・・内燃機関、１２・・・吸気ボート、１４・・
・燃焼室、１６・・・排気ボート、１８・・・出力軸、
２０・・・車輌用自動変速機、３０・・・コンピュータ
、３２・・・変速モードセレクトスイッチ、３４・・・
スロットル開度センサ、３６・・・車速センサ、４０・
・・エアクリーナ、４２・・・エア７０メータ、４４・
・・吸気チューブ、４６・・・ターボチャージャ、４８
・・・コンプレッサ、５０・・・タービン、５２・・・
吸気チューブ、５４・・・スーパチャージャ、５６・・
・吸気チューブ、５８・・・スロットル弁、６０・・・
スロットルボディ、６２・・・吸気マニホールド、６４
・・・排気マニホールド。 ６６・・・排気管、６８・・・排気マフラ、７０・・・
電磁クラッチ、７２・・・伝動装置、７３・・・バイパ
ス吸気通路、７４・・・バイパス弁、７６・・・電磁ア
クチュエータ、７８・・・バイパス排気通路、８０・・
・ウニイスゲート弁、８２・・・ダイヤフラム装置、８
４・・・作動室。 ８４・・・導管、８８・・・電磁切換弁、９０・・・Ｓ
管、９２・・・第一の吸気管圧力取出しボート、９４・
・・導管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気通路の途中にターボチャージャとこれより吸気流で
   見て下流側にスーパチャージャとを有する過給式内燃機
   関の過給圧制御装置に於て、作動室に供給される圧力に
   応動し該圧力が所定値以上である時には過給圧の上昇を
   抑制する過給圧制御手段と、前記ターボチャージャと前
   記スーパチャージャとの間の吸気通路の吸気管圧力を取
   出す第一の吸気管圧力取出しポートと、前記スーパチャ
   ージャより下流側の吸気通路の吸気管圧力を取出す第二
   の吸気管圧力取出しポートと、前記第一の吸気管圧力取
   出しポートと前記第二の吸気管圧力取出しポートのいず
   れか一方を選択的に前記作動室に連通接続する切換手段
   とを有している過給式内燃機関の過給圧制御装置。