JPS62276220A - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） この発明は過給機付エンジンに関し、特にスロットル弁
とバイパス弁とで負荷制御を行う過給機付エンジンに関
するものである。

（従来の技術） 近時、エンジンの充填効率を高めることで出力を増加さ
せる過給機付エンジンが着目され、例えば特開昭５９−
６００２９号公報にその一例が開示されている。

同号報に示されている過給機付エンジンで１３１、エン
ジンの吸気通路を開閉するスロットル弁と、エンジンの
過給を行なう過給機とを直列に配置し、過給機を迂回す
るバイパス通路に制御バルブを設けて、負荷制御は次の
ようにして行なっていた。

この公報に示されているエンジンでは、アクセル踏込間
が設定踏込量に達する前は、制御バルブを全開状態とし
、スロットル弁により吸入空気量を調整する一方で、ア
クセル踏込間が設定踏込量に達した後は、スロットル弁
を全開状態とし、制御バルブにより吸入空気量を制御す
る。

つまり、アクセルの踏込量に一定の値を設定し、その前
後で吸入空気ｍを制御するバルブを切換えるようにし、
スロットルバルブの上流側の圧力上昇を抑え、過給機の
コンプレッサーに逆負荷が加わらないようにしている。

しかしながら、このような過給機付エンジンでは、エン
ジンの回転状態を考慮すると以下のような問題があった
。

（発明が解決しようとする問題点） すなわち、スロットルバルブの上・下流での圧力変化は
、エンジンの回転状態によって変動し、エンジンが高回
転をしていれば、吸入空気量が大きいのでスロットルバ
ルブを全開から、少し開じるとバルブの前後で差圧が生
じるが、エンジンが低回転になると吸入空気量が少なく
なるので、スロットルバルブを全開からある程度閉じて
も差圧が生じなくなる。

従って、上記公報のように、アクセルの踏込量だけをフ
ァクターにして負荷制御をするバルブを切換えると、高
回転の場合には余り問題がないが、低回転の場合には、
設定されたアクセル踏込量に到達しないうちに、スロッ
トルバルブの前後でアクセルを踏み込んでも差圧の生じ
ない領域であって、さらにアクセルを踏み込／υで設定
値を越えると、スロットルバルブを全開にして制御バル
ブを閉じて過給を行なう状態になる。

このため、設定されたアクセル踏込量の前で吸入空気ｍ
を制御できなくなり、その結果過給応答性が悪化すると
いう問題があった。

この発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、過給機の駆動抵抗を
最小限にさせるとともに過給応答性を向上できる過給機
付エンジンを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明は、エンジンの吸気
通路を開閉するスロットル弁とエンジンの過給を行う過
給機とを直列に配置し、且つ、前記過給機を迂回するバ
スパス通路と、このバイパス通路を開閉するバイパス弁
とを設けた過給機付エンジンにおいて、前記バイパス弁
をアクセル開度に応じて低負荷域で全開として前記スロ
ットル弁の１ｍ度調整による負荷制御を行ない且つ、島
負荷域で前記スロットル弁を全開としてアクセル開度に
応じてバイパス弁の開度調整による負荷制御を行うとと
もに、前記バイパス弁の閉じ始め時期をエンジンの低回
転時程早める負荷制御装貨を設けた。

（作　用） 上記構成の過給機付エンジンによれば、バイパス弁の閉
じ始め時期がエンジンの回転数によって異なり、エンジ
ンの低回転時程早められるように制御されるので、低回
転時にスロットル弁の前後で差圧がなくなる領域に対応
してバイパス弁がＩＪしられることになり、過給圧制御
の空白期間が生じない。

これにより、非過給領域から過給領域への移行が円滑に
行なわれ、過給応答性が向上する。

（実施例） 以下、この発明の好適な実施例について、添附図面を参
照にして詳細に説明する。

第１図から第３図は、この発明に係る過給機付エンジン
の第１実施例を示している。

同図に示す過給機付エンジンでは、過給機をエンジンの
駆動力で作動させる機械式過給様を備えたエンジンに本
発明を適用したものであって、エンジン本体１０に設け
られたシリンダ室１２にピストン１４を配置し、ピスト
ン１４の上方に吸・排気弁１６．１８とが配置され、吸
気弁１６側には吸気通路２０が接続されている。

吸気通路２０には、その上流側からエアフローメータ２
２．過給機２４．スロットル弁２６．サージタンク２８
．燃料噴射ノズル３０の順に配置されており、吸気通路
２０を開閉するスロットル弁２４と、過給を行なう過給
機２６とは直Ｉ／１１に配置されている。

また、吸気・通路２０には、過給機２４の上・下流側で
これを迂回するバイパス通路３２が設けられ、バイパス
通路３２にはその開閉を行なうバイパス弁３４が配設さ
れている。

上記過給機２４は、一対のロータ２４ａ、２４ａを右ザ
るルーツ式ポンプから構成され、一方のロータ２４ａは
ベルト３６を介してエンジン本体１０のクランクシャフ
ト４０と連結されており、エンジンの回転力によってロ
ータ２４ａ、２４ａが回転させられ、これにより過給が
行なわれる。

以上のように構成された過給機付エンジンでは、アクセ
ル開度に対する負荷制御は制御ユニット４２によって行
なわれ、制御ユニット４２はアクセル開度（θａ’）と
エンジン回転数（Ｎ）およびバイパスバルブ開度（θＢ
’）を入力信号とし、スロットル弁２６およびバイパス
弁３４をそれぞれに接続されたアクチュエータ４４．４
４８を介して以下のようにコントロールする。

制御ユニット４２による負荷制ａＧよ、基本的には低負
荷域でバイパス弁３４を全開として、スロットル弁２６
の開度調整をアクセル開度（θａ’）に対応させて行な
うとともに、高負荷域でスロットル弁２６を全開として
、バイパス弁３４の開度調整をアクセル開度（θａ’）
に対応させて行なうが、特に、この場合にバイパス弁３
４の閉じ始め時期に特徴がある。

アクセル開度（θａ’）が全閉から全開になる問に、吸
気管２０内の圧力はエンジンの回転数によって異なった
開度で大気圧になり、それ以上の給気圧を得るために過
給１２６が用いられるが、第２図からも明らかなように
、高回転と低回転とでは、大気圧に到達するアクセル開
度（θａ）が異なり、低回転の場合の方が少ないアクセ
ル開度（Ｏａｌ）で大気圧になる。

これに対し、従来のエンジンでは、高回転に大気圧に到
達するアクセル開度（θａ２）に対応さけて、スロット
ル弁２６を全開とし、バイパス弁３４を開じ始めるよう
にしていたが、これでは低回転の場合にアクセル開度θ
ａ２になる前のＯａｌで吸気管内圧が大気圧になり、し
かもこの状態ではバイパス弁３４が閉じられていないの
で、アクセルを踏み込んでも過給１ｆｉ２６が働かない
。

つまり、アクセル開度がθａ１〜θａ２との間では、吸
気管内圧力が何ら変化せず、負荷制御に空白１１１間が
生ずることになる。

そこで、この実施例では、エンジンが低回転の時には、
吸気管２０内圧力が大気圧となるアクセル開度（Ｏａｌ
）に対応させて、バイパス弁３４を予めθＢの角度まで
閉じてるようにシフトさせて制御の空白を回避している
。

第３図は上記制御ユニット４２による、第２図に示した
負荷制御のフローチャートを示している。

ステップ１００で制御がスタートすると、ステップ１０
１でエンジンの回転数ＮＩｆｉ読み込まれた後、ステッ
プ１０２でエンジンの回転数Ｎに対するバイパス弁３４
による制ｍ＋開始角度θ８およびその角度に対応するア
クセル開度θａが決定される。

なお、これらの角度θａ、θＢは、エンジンの回転数Ｎ
に対する函数として予め測定され、制御ユニット４２の
記憶手段に格納されている。

次いで、ステップ１０３で現在のアクセル開度θａ°が
検知され、ステップ１０４でアクセル開度θａ゛とステ
ップ１０２で決定されたアクセル開度θａとが比較され
る。

ステップ１０４でθａ°がθａより６小さいと判断され
た場合には、現在のアクセル開度θａ゛では、まだ吸気
管内圧力が大気圧まで達しておらず過給が必要とされな
いので、ステップ１０５で現在のバイパス弁３４の開度
θＢ°を検知した後、ステップ１０６でこのθＢ゛とス
テップ１０２で決定したθＢとが一致するか否かを判断
し、一致していればステップ１０８によってステップ１
００に戻る。

また、ステップ１０５でθ８゛とθＢとが不一致と判断
されると、ステップ１０７でバイパス弁３４の開度を０
８に設定して、ステップ１０８を経てスタートに戻る。

一方、ステップ１０４でθａ゛がθａよりも大ぎいと判
断された場合には、エンジンには過給が必要な状態なの
で、ステップ１０９でθａ°とθａとの減口を行ない、
ステップ１１０でその減算にス・１応したバイパス弁３
４の開度を設定して、ステップ１０８を経てスタートに
戻る。

さて、以上のように構成された過給機付エンジンの負荷
制御では、バイパス弁３４を全開としてスロットル弁２
６の調整ににり負荷ｆｆ１ｌｊ御を行なう非過給領域か
ら、スロットル弁２６を全開にしてバイパス弁３４の調
整により負荷１１ｉ１１　ｔｉｌｌを行なう過給領域へ
の移行に当たって、特にエンジンの低回転時に、回転数
Ｎによって異なる過給の必要なアクセル開度に対応させ
てバイパス弁３４の開度を予め絞るように設定しである
ので、アクセル開度が大気圧になるまで開くと、バイパ
ス弁３４が閉じられているので、その模直らに過給１ａ
２６が動き、領域間の移行が円滑に行なわれる。

なお、低回転域では、バイパス弁３４をθＢまでｍじｌ
ことしても吸入空気ｍが少ないので圧力損失は生じない
。

第４図はこの発明の第２実施例を示している。

同図に示す実施例では、前述した実施例がバイパス弁３
４を予めエンジンの回転数に対応させた角度θＢだけ絞
るように設定したのに対して、バイパス弁３４がアクセ
ル開度がθａ１になった時に、全開からθ８まで閉じる
ように、アクセル開度θａ１′の開度から■１じ始める
ように制御する。

このようにバイパス弁３４を制御しても上記実施例と同
じ作用効果が得られる。

なお、上記実施例は過給！ｆｉ２４の下流側にスロット
ル弁２６を設けたエンジンを例示したが、この発明の実
施はこれに限定されることはなく、スロットル弁２６を
過給機２４の上流側に設けたものであってもよい。

（発明の効果） 以上実施例で詳細に説明したように、この発明に係る過
給機付エンジンでは、過給を開始する直前のバイパス弁
の開度をエンジンの回転数によって異ならせ、回転数が
低くなる程開じ始め時期を早期に設定しているので、す
べての回転数に対してアクセル開度１度に対する過給圧
の上昇が円滑に行なわれ、しかも圧力損失を最小限に抑
えられるので燃費改善が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明エンジンの第１実施例を示し
ており、第１図はその全体構成図、第２図はアクセル開
度とスロットル弁およびバイパス弁の開度との関係と、
アクセル開度と吸気管内圧力との関係をそれぞれ示すグ
ラフ、第３図は制御の一例を示すフローチャート図、第
４図は本発明エンジンの第２実施例の説明図である。 ２０・・・吸気通路　　　　２４・・・過給曙２６・・
・スロットル弁　　３２・・・バイパス通路３４・・・
バイパス弁　　　４２・・・制御ユニット特許出願人　
　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　人　　　　　
　弁理士　−色　［輔同　　　　　　　　弁理士　松　
木　雅　利第３図 箪２図 （ａノ スσ・ントルコントリール　バ４／−ヌ、コントシール
第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの吸気通路を開閉するスロットル弁とエンジン
   の過給を行う過給機とを直列に配置し、且つ、該過給機
   を迂回するバスパス通路と、該バイパス通路を開閉する
   バイパス弁とを設けた過給機付エンジンにおいて、該バ
   イパス弁をアクセル開度に応じて低負荷域で全開として
   該スロットル弁の開度調整による負荷制御を行ない且つ
   、高負荷域で該スロットル弁を全開としてアクセル開度
   に応じて該バイパス弁の開度調整による負荷制御を行う
   とともに、該バイパス弁の閉じ始め時期をエンジンの低
   回転時程早める負荷制御装置を設けたことを特徴とする
   過給機付エンジン。