JPS6220642A - 圧力波過給機付エンジン - 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） 本発明は圧力波過給機を備えたエンジンに係り、特にス
ロットル弁を有する一般のガソリンエンジンに圧力波過
給機を適用する場合の吸入空気槍センサの搭載構成に関
する。

（従来技術） 従来よりエンジンに対して吸気を過給する過給機の一つ
として排気の圧力波エネルギーを吸気に伝達して吸気の
過給を行なう、いわゆる圧力波過給機が知られている（
特公昭３Ｂ−１１５３＠公報参照）。かかる圧力波過給
機は、通常、吸排気条件が厳しく制約され、吸排気の圧
力バランスが適正にとられなければならず、また冷却用
の内部吹き抜はエアが存することから、吸気通路にスロ
ットル弁を有さずエンジン回転数のみから吸気量が定ま
り上記吸排気条件を満足し易いディーゼル゛エンジンに
適用することは比較的容易であったが、スロットル弁を
有し、スロットル弁の開閉により吸気量が大きく変わる
一般のガソリンエンジンに適用するには種々の対策が配
慮されなければならない。すなわち、例えば空燃比（Ａ
／Ｆ）制御を行なうには、燃料噴ｒＪ４ｆｆｌを制御す
るために吸入空気量の検出を行なう必要があるが、圧力
波過給機においては上述のごとく吹き抜はエアがあるた
め、これが吸入空気量検出に悪影響を及ぼし的確な燃料
噴射Ｆの制御が困難となり、Ａ／Ｆが正常でなくなると
いった問題を有する。

なお、加速時においてスロットル弁が開状態からｌｔｉ
状態に急速に移行することにより、スロットル弁下流の
負圧が圧力波過給機に伝播し、このために圧力波過給機
の圧力バランスが崩れ排気側から吸気側に排気が流れ込
み、いわゆる内部還流排気ガス（内部ＥＧＲ）ｆｆｌが
増加する傾向にある。

この内部ＥＧＲｆｆｉの増加は、一般のガソリンエンジ
ンにおいては空気過剰率が小さいことからエンジンに及
ぼす影響が大きく、したがって過渡応答性を悪くする要
因となっていた。

（発明の目的） 本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、圧
力波過給機の吹き抜はエアによって吸入空気量検出が影
響を受けることを低減し、空燃比く八／Ｆ）制御の安定
性の向上を図ることができる圧力波過給機付エンジンを
提供するものである。

（発明の構成） 本発明はロータの回転に伴い排気の圧力波エネルギーを
吸気に伝達して吸気の過給を行なう圧力波過給機を備え
たエンジンにおいて、上記圧力波過給磯下流の吸気通路
に吸気量セン号を設けたものである。

この構成により圧力波過給機の吹き抜はエアがあっでも
吸入空気量検出に影響を受けることは少なくなるものひ
ある。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図において、１は４気筒エンジン、２．３は各気筒
における吸気ボートおよび排気ボート、４は上流端が大
気に開口し下流端が分岐通路を介してエンジン１の各気
筒の吸気ボート２に開口して各気筒に吸気を供給する吸
気通路、５は上流端が分岐通路を介してエンジン１の各
気筒の排気ボート３に開口し、下流端が大気に開口して
エンジン１の各気筒からの排気を排出する排気通路であ
る。

６は上記吸気通路４および排気通路５に跨って配設され
、エンジン１によってペル１〜伝動機構（図示せず）等
を介して回転駆動される圧力波過給機であって、この圧
力波過給機６は周知の如くケース内に回転可能に支持さ
れたロータ７を有していて、このロータ７の外周には多
数の隔壁が放射状に配設され、この隔壁によってロータ
７の外周に円周方向に多数の小室が形成されている。上
記ロータ７の一端側のケースには吸気導入口８および吸
気吐出口９が形成されており、この吸気導入口８は吸気
通路４の圧力波過給機６上流側に、吸気吐出口９は吸気
通路４の圧力波過給機６下流側にそれぞれ連通している
。また、上記ロータ７の他端側のケースには排気導入口
１０および排気吐出口１１．１２が形成されており、そ
れぞれ排気通路５の圧力波過給機６上流側および下流側
に連通している。また、上記一方の排気吐出口１２は他
方の排気吐出口１１に対しＵ−夕７の回転方向進み側に
位置するもので、これら排気吐出口１１．１２のそれぞ
れに対向して排気通路５が分岐して並設されている。

しかして上記ロータ７の回転に伴い低圧の吸気が閉じ込
められた小室内に高圧の排気が排気導入口１０から流入
すると、その圧力差により圧力波が発生して小室内を伝
播し、吸気に排気の圧力波エネルギーが伝達されること
により、吸気を圧縮して吸気吐出口９から吐出し、吸気
の過給を行ない、次いで小室内に流入した排気を排気吐
出口１１．１２から排出するとともに、吸気導入口８か
ら小室内に吸気を導入して排気の掃気を行なうことを繰
返すように構成されている。

また、１３は吸気通路４の圧力波過給１１１６上流側に
介設されたエアクリーナ、１４は上記吸気通路４の圧力
波過給様６下流に介設され、圧力波過給機６から過給さ
れる高温の吸気を外気との熱交換により冷却するための
インタークーラであって、このインタークーラ１４はザ
ージタンクのＩＩ能を備えたものであってもよい。

１５は本発明の特徴とする上記インタークーラ１４下流
の吸気通路４に設けられた吸気量を計量するエアフロー
メータ（吸気量センサ）、１６は上記エアフローメータ
１５より下流の吸気通路４に設けられたスロットル弁、
１７はその下流に設けられたナージタンク、１８は分岐
吸気通路に設けられた燃料噴射弁である。１９は上記吸
気通路４のスロットル弁１６上流側と圧力波過給機６の
上流側との間に設けられ、圧力波過給機６をバイパスす
るバイパス通路で、このバイパス通路１９には上記スロ
ットル弁１６より上流側の吸気通路４内の負圧が所定値
以上になった時あるいは加速初期に、バイパス通路１９
を開く逆止弁（バルブ）２０が設けられている。

また、排気通路５には圧力波過給機６よりも上流に排ガ
スを浄化するための触媒２１および排気の脈動を消、す
ためのサージタンク２２が設けられ、圧力波過給機６よ
りも下流側に吸音タイプでなるサイセンサ２３が設けら
れている。ざらに圧力波過給１！１６を排気側において
バイパスするバイパス通路２４が設けられ、このバイパ
ス通路２４には吸気圧に応じて開閉し、過給圧を所定値
に調整するためのウェストゲートバルブ２５が設けられ
ている。また一方の排気吐出口１２に対向して排気通路
開閉弁２６が設けられ、この排気通路開閉弁２６はスロ
ットル弁１６の開度信号およびエンジンの回転数信号に
基いてアクチュエータなどにより開閉制御されるように
なっている。

また、２７は圧力波過給Ｉ！１６下流の吸気通路４に臨
設された吸気中のＣＯ２ｆｋを検出するＧＯ２センナ、
２８はり［気ボート３下流の排気通路５から吸気ボート
２上流側へ還流排気ガス（外部ＥＧＲ）を導入する外部
ＥＧＲ通路で、この外部ＥＧＲ通路２８中に外部ＥＧＲ
量を制御するＥＧＲバルブ２９が介設されている。３０
は制御回路で、上記エアフローメータ１５の検出信号、
スロットル弁１６の開度信号、ＣＯ２ｔ？ンリ°２７の
検出信号、エンジン回転数センザからの検出信号等が入
力され、メ［りさせＣおいた学習制御のマツプなどに基
づき、後述するごとく燃料噴射弁１８からの燃料噴射量
の制御、ＥＧＲバルブ２９の開度制御などを行なう信号
を出力するものである。

次に上記構成の作用を説明１−る。

通常のエンジン運転状態において、圧力波過給Ｖｉ１６
は通常の過給作用を奏し、そして、エアフローメータ１
５により検出した吸気量信号に基づき制御回路３０にて
燃料噴射弁１８からの燃料噴射量をＡ／Ｆが一定となる
よう制６１１する。ここに、圧力波過給機６には常時、
ロータ７の冷却のために、あるいは内部ＥＧＲの増加を
抑制するために、吸気導入口８から排気吐出口１２もし
くは排気吐出口１１への吹き抜はエアがあるため、エア
フローメータ１５が吸気通路４の圧力波過給１１６上流
側に設けられると、吸気量検出信号は真の吸気量とは大
幅に違ったものとなり、Ａ／Ｆが大きくずれることにな
るが、本発明では圧力波過給機６下流の吸気通路４にエ
アフローメータ１５を設けているので、吸気量検出信号
は真の吸気量に近く、上述のような問題はない。

また、スロットル弁１６上流側の吸気通路４内の負圧が
所定値以下の時には、バイパス通路１９は逆止弁２０に
より閉路され、圧力波過給１１４６は通常の過給作用を
行なっていて、その圧力波過給機６の吸気側と排気側と
の圧力バランスが保たれている限り、内部ＥＧＲＩが大
幅に増大するといったことはない。

一方、急加速時等においてスロットル弁１６が閉状態か
ら急速に開状態に移行されると、スロットル弁１６下流
側の吸気負圧がスロットル弁１６上流側の吸気通路４ｖ
なわち圧力波過給機６の吸気吐出口９に伝達される。こ
のため、圧力波過給機６の吸気側と排気側の圧力バラン
スが崩れ、内部ＥＧＲＩＳｉの増加すなわち多量の排気
ガスが吸気側に混入しようとするが、スロットル弁１６
上流の吸気通路４内の負圧が所定値以上になった時、バ
イパス通路１９の逆止弁２０が開き、このバイパス通路
１９でもって圧力波過給機６の吸気側の上流部と下流部
がバイパスされる。このため、バイパス通路１つを介し
て吸気が導入されることにより、上記吸気負圧が圧力波
過給機６の吸気吐出口９側へ伝達されることｔよ緩和さ
れ、したがって圧力波過給機６における圧力バランスの
崩れは低減され、大幅な内部ＥＧＲ間の増加を防止でき
る。

しかも、本実施例では、ＣＯ２センサ２７により検出し
た信号と、エアフローメータ１５により検出した信号に
基づき、制御回路３０にてそれぞれ吸気中のＥＧＲｆｆ
ｉと吸気量を演算し、これらから吸入空気量の補正と外
部ＥＧＲｔｌの補正値を算出し、これらの補正値に基い
て、燃料噴（ト）弁１８からの燃料噴！）Ｊ　ｌと外部
ＥＧＲ通路２８中のＥＧＲバルブ２９の開度を制御して
いる。すなわち△／Ｆが一定となるように、また、内部
、外部のＥＧＲｆｆｉが所定値の範囲に収まるように制
御されている。したがって、圧力波過給機６の内部ＥＧ
Ｒ旧がたとえ若干増加したとしても、エンジン１の燃焼
室に導入されるＥＧＲｆｆｉは所定値内に抑えられ、そ
の安定化を図ることができ、過渡応答性のより一層の向
上を図ることができる。

なお、上記排気通路開閉弁２６の開閉制御については、
スロットル弁の開度制御１（ｒｌ域において、低速領域
で、排気通路開閉弁２６を「開」とすることにより、圧
力波過給機６の吸気導入口８から排気吐出口１２へ至る
吸気の吹き抜は量を増やして、これにより低速域におい
て圧力波過給機６の内部ＥＧＲｆｌが増大することを抑
制している。また、比較的高速、高負荷の領域において
排気通路間ｍ弁２６を「開」とすることにより、圧力波
過給ｌ１１６の吹き抜は量を増大させ、これでもって高
負荷時の高温排ガスにより加熱されるロータ７の冷却を
図っている。また、これら中間の領域においては内部Ｅ
ＧＲｍも比較的少なく、また排ガスの熱量も比較的少な
いことから排気通路開閉弁２６を「閉」とし、吸気の吹
き抜は量を少なくし、以って排気ｌｊＡ音の低減を図っ
ている。

また、上記実施例では圧力波過給機６とエアフローメー
タ１５との間の吸気通路４にインタークーラ１４を設け
ているが、このインタークーラ１４にサージタンクの機
能をもたせることにより、上述した加速時におけるスロ
ットル弁１６上流側に伝達される吸気負圧の伝播を遅延
させ、これにより加速時等において圧力波過給機６に負
圧が伝播することを低減でき、内部ＥＧ’Ｒ量が増大す
ることを防止できる。これに加えて、エアフローメータ
１５により吸気量検出が排気脈動に伴う圧力波過給機６
の過給作用の変動により悪影響を受けることを低減する
ことができる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、圧力波過給機付エンジン
において、過給機下流の吸気通路に吸気量センサを設け
たことにより、圧力波過給機の特質から吹き抜はエアが
存するにも拘らず、吸気量センサにて的確に吸気量を検
出することができ、したがって一般のガソリンエンジン
にて要求される空燃比制御を行なうとき、Ａ／Ｆのずれ
を低減することができ、過渡応答性を良好とすることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例による圧力波過給機付エンジン
の全体構成図である。 １・・・エンジン、４・・・吸気通路、５・・・排気通
路、６・・・圧力波過給機、１５・・・エアフローメー
タ（吸気量センサ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．ロータの回転に伴い排気の圧力波エネルギーを吸気
   に伝達して吸気の過給を行なう圧力波過給機を備えたエ
   ンジンにおいて、上記圧力波過給機下流の吸気通路に吸
   気量センサを設けたことを特徴とする圧力波過給機付エ
   ンジン。