JPS62247135A

JPS62247135A - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPS62247135A
Application number: JP9009686A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Hitomi; 光夫人見
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-04-21
Filing date: 1986-04-21
Publication date: 1987-10-28
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JP2628986B2

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）本発明は過給機によって過給を行うようにしたエンジン
の吸気装置に関するものである。

（従来技術）吸気通路途中に過給機を配設して過給を行う一方、スロ
ットル弁により負荷制御（吸入空気量の制御すなわち出
力制御）を行うエンジンにあっては、この過給機とスロ
ットル弁とが互いに直列に配設されることになる。

そして従来、実開昭６０−７７７３２号公報に示すよう
に、過給機上流の吸気通路に上記スロットル弁を配置し
て、過給機として機械式（スーパチャージャ式）のもの
を用いた場合に轟該過給機からの騒音発生を低下させる
ようにしたものが提案されている。また、上記公報には
開示されていないが、過給機として排気ターボ式のもの
を用いた場合でも、スロットル弁をこの過給機上流に配
設することにより、中・低負荷域におけるそのコンプレ
ッサの駆動抵抗を減少させて燃費を向上させることが可
能となる。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、過給機上流の吸気通路に負荷制御用のスロッ
トル弁を設けた場合には、特に軽負荷領域においてスロ
ットル弁下流の吸気通路すなわち過給機上流の吸気通路
に大きな負圧が発生することになる。そして、この大き
な負圧は、過給機が機械式のものであっても排気ターボ
式のものであっても、その軸受部からの潤滑油漏れの原
因となり、この潤滑油漏れの対策として上記軸受部のシ
ールを強固にすると、機械抵抗が増大して、過給機の応
答性悪化や燃費の悪化を招くことになる。

したがって、本発明の目的は、過給機上流の吸気通路に
スロットル弁を設けたものを前提として、この過給機上
流に大きな負圧が発生するのを防止し得るようにしたエ
ンジンの吸気装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達
成させるため、本発明にあっては、過給機が配設された
吸気通路に、この過給機の上流側と下流側とにおいてそ
れぞれスロットル弁を配設して、下流側のスロットル弁
を負荷制御用として用いる一方、上流側のスロットル弁
を負圧制御用として用いるようにしである。具体的には
、吸気通路の途中に設けられた過給機と。

前記過給機下流の吸気通路に設けられた負荷制御用の第
１スロットル升と、前記過給機上流の吸気通路に、没けられ、該過給機上流
の吸気通路内負圧を所定範囲に維持する負圧制御用の第
２スロットル弁と、を備えた構成としである。

このように、負荷制御用のｆｊＳｌスロットル弁は、過
給機下流において、従来と同様吸入空気量の制御を行な
うことになる。また一方、負圧制御用のｐ、２スロット
ル弁は、その開度を適宜設定することにより、過給機上
流の負圧が所定値以上になるのを抑制することになる。

なお、負圧が大きくなるのは軽負荷域であり、かつこの
軽負荷域では第１スロットル弁の開度も小さいため、過
給機上流の吸気通路内での大きな負圧発生を防止し得る
範囲で第２スロットル弁の開度を十分小さくしても、こ
のｆＪ１２スロットル弁のみにより吸入空気量を実質的
に制限してしまうというような＄態は生じないものであ
る。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

ｉ１図において、エンジン本体ｌは、４つのシリンダ（
燃焼室）２を有する往復動型の直列４気筒とされ、各シ
リンダ２に開口する吸気ボート３、排気ボート４は、そ
れぞれ図示を略す吸気弁あるいは排気弁によりエンジン
出力軸と同期して周知のタイミングで開閉されるように
なっている。

吸気ボート３に連なる吸気通路５は、その途中にサージ
タンク６を有する。このサージタンク６と各吸気ボート
３とは、互いに独立した独立吸気通路７により接続され
、各独立吸気通路７にはそれぞれ燃料噴射弁８が配設さ
れている。また、吸気通路５のうちサージタンク６へ吸
気を供給する□共通吸気通路９には、その上流側から下
流側へ順次、エアクリーナ１０．エアフローメータ１１
、負圧制御用の第２スロットル弁１２、過給ｆｉ１３の
コンプレッサ１３ａ、負荷制御用の第１スロットル弁１
４が配設されている。

一方、前記排気ボート４に連なる排気通路１５には、前
記過給ｆｉ１３のタービン１３ｂが配設され、排気エネ
ルギを受けてタービン１３ｂが回転されると、シャフト
１３ｃを介してコンプレッサ１３ａが回転されて、過給
が行われることになる。また、排気通路１５には、ター
ビン１３ｂをバイパスするバイパス通路１６が形成され
、このバイパス通路がウェストゲートバルブ１７により
開閉されるようになっている。そして、過給圧が所定値
以上になると、図示を略すアクチュエータによりウェス
トゲートバルブ１７が開かれて、過給圧があらかじめ定
めた最大過給圧以上とならないようにされている。

第１図中１８は例えばマイクロコンピュータによって構
成された制御ユニットで、この制御ユニット１８には、
各センサ１９．２０からの信号が入力されると共に、ア
クチュエータ２１に対して出力される。−に記センサ１
９はエンジン回転数を検出するものであり、センサ２０
は負荷制御用の第１スロットル１１４の開度（アクセル
開度に対応）を検出するものであり、アクチュエータ２
ｌは負圧制御用の第１スロットル升を駆動するものとな
っている。

次に、負圧制御用のｆｊＩＪ２スロットル弁１２を弁用
２て、過給機上流の吸気通路５内の負圧が所定値Ｐｏ以
上大きくなる（正圧でみた場合は所定値以上小さくなる
）のを防止する点について、ｆｆ’５２図を参照しつつ
説明する。なお、過給機１３（のコンプレッサ１３ａ）
上流でかつ第１スロットル弁１２下流の吸気通路５（共
通吸気通路９）内の圧力をＰｌ、サージタンク６内の圧
力をＰ２として示しである（第１図をも参照）。

先ず、負荷制御用のＰＩＳｌスロットル弁１４弁開４と
サージタンク６内の圧力Ｐ２との関係を第２図Ｘｔ（破
線）で示してあり、このＸｉ線から明らかなように、第
１スロットル弁１４の開度が大きくなるのに伴ってサー
ジタンク６内の圧力が大きくなる。すなわち、第１スロ
ットル弁１４の開度が小さい軽負荷域では、サージタン
ク６内の圧力Ｐ２がＰＯよりもかなり小さくなり、第１
スロットル弁１４の開度増大に伴って、Ｐ２が。

ＰＯから大気圧となり、さらにはｉａ　８６作用により
大気圧以上の正圧となるように変化する。

一方、負圧制御用のｆＪＳ２スロットルブ「１２は、第
２図Ｘ２（実線）で示すようにその開度が制御される。

すなわち、サージタンク６内の圧力Ｐ２が前記所定の負
圧値ＰＯ以下（負圧がＰＯ以上）となるような領域では
、過給機１３上流の吸気通路の負圧Ｐ１が一定となるよ
うｉｌスロットル弁１４の開度よりも大きく、より具体
的には、第１スロットル弁１４の開度が小さくなる程当
該第１スロットル弁１４との開度差が大きくなるように
開かれる。また、Ｐ２がＰＯから大気圧までの間は、第
２スロットル弁１２は、第１スロットル弁１４と同じか
若干大きく開かれ、Ｐ２が大気圧以上の領域では、ｉｉ
スロットル弁１４の開度よりも小さくならない範囲で任
意の開度とされる。上述のような第２スロットル弁１２
の開度制御により、過給機１３上流の圧力Ｐ！は、第２
図Ｙ線で示すように、設定負圧Ｐｏ以上に負圧が大きく
なることが防止される。すなわち、吸気通路５に単に負
荷制御用の第１スロットル升１４のみを設けて、この第
１スロットル弁１４を過給ａ１３（のコンプレッサｌ　
３　ａ）上流に配置した場合には、Ｘｉ線から明らかな
ように、過給機上流の圧力が設定負圧Ｐｏよりも大幅に
大きな負圧になってしまうことになるが、本発明ではこ
のような事１ムが確実に防止される。

ここで、第１スロットル弁１４の開度とサージタンク６
内の圧力Ｐ２との関係は、エンジン回転数によって変化
するものであり、エンジン低回転域はど、サージタンク
６内の圧力Ｐ２が大気圧となるときの第１スロットル弁
１４の開度が小さくなるものである。勿論、第１スロッ
トル弁１２の開度は、第１スロットル弁１４の開度より
も小さくすることがないので、このｆＪＳ２スロットル
弁１２のみによって実質的に吸入空気量を制限してしま
うというような支障は何等生じないものである。

第３図は、第２図に示したように第２スロットル弁１２
を制御するためのフローチャートを示し、先ずステップ
Ｓｌで第１スロットル弁１４の開度Ｏｃとエンジン回転
数Ｎとが読込まれた後、ステップＳ２において、このＯ
ｃとＮとに基づいて第２スロットル弁１２の開度ＯＡが
あらかじめ対応づけられたマツプから、当９ＯＡが読込
まれる。そして、最終的にステップＳ３において、上記
読込まれた開度ＯＡとなるように第２スロットル弁１２
が駆動される。

第４図は本発明の他の実施例を示すもので、前記実施例
と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略す
る。

本実施例では、前記実施例における排気ターボ式の過給
機１３に代えて、エンジン出力軸により機械的に駆動さ
れるルーツ式の過給ａ２２を用いたものである。これに
伴って、第１、第２の両スロットル弁１２と１４との間
の共通吸気通路９が、互いに並列な第１、第２の分岐通
路９Ａと９Ｂとして構成され、一方の分岐通路９Ａに上
記過給機２２が、また他方の分岐通路９Ｂに開閉弁２３
が配設されている。また、制御ユニット１８は、上記開
閉弁２３を駆動するためのアクチュエータ２４をも制御
するようになっている。本実施例による制御例を図式的
に第５図に示しであるが、その制御は前記実施例の場合
と基本的に同じであり、開閉弁２３の開度変化を第５図
Ｚ線として示しである。なお、機械式過給４１２２を用
いた場合には、軽負荷時における駆動騒音の低減化が得
られることになる。

以北実施例について説明したが、制御ユニット１８をコ
ンピュータによって構成する場合はデジタル式、アナロ
グ式のいずれであってもよい、また、圧力Ｐ１を検出す
るセンサを設けて、この圧力Ｐ、が設定負圧Ｐｏよりも
大きな負圧とならない範囲でかつ第１スロットル弁１４
の開度よりも小さくならない範囲で、第２スロットル弁
１２の開度を極力小さくするようにフィードバック制御
するようにしてもよい。

また、第２スロットル弁は第１スロットル弁とのリンク
機構により作動されるようにしてもよい。

（発明の効果）本発明は以七述べたことから明らかなように、過給機が
ｈ！、設された吸気通路に、過給機下流側において負荷
制御用の第１スロットル弁を、また過給機上流側におい
て負圧制御用の第２スロットル弁を設けることにより、
過給機上流の吸気通路にスロットル弁を設ける場合の利
点を生かしつつ、この過給機上流の負圧が大きくなり過
ぎるのを防止することにより過給機のシール装置の簡略
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。ｍ２図は第１図に示す構成における制御例を図式的に示
すグラフ。第３図は第２図に示す制御例のフローチャート。第４図は本発明の他の実施例を示す全体系統図。ｆｊＳ５図は第４図に示す構成における制御例を図式的
に示すグラフ。５：吸気通路１２：第２スロットル弁（負圧制御用）１３：過給機１３ａ：コンプレッサ１３ｂ＝タービン１３ｃ：シャフト１４：ｆＪＳｌスロットル弁（負荷制御用）１５：排気
通路１８：制御ユニット１９：センサ（エンジン回転数）２０：センサ（第１スロットル弁の開度）２１：アクチ
ュエータ２２：過給機２３：開閉弁２４：７クチュエータ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）吸気通路の途中に設けられた過給機と、前記過給
機下流の吸気通路に設けられた負荷制御用の第１スロッ
トル弁と、前記過給機上流の吸気通路に設けられ、該過給機上流の
吸気通路内負圧を所定範囲に維持する負圧制御用の第２
スロットル弁と、を備えていることを特徴とするエンジンの吸気装置。