JPS63201324A - エンジンの機械式過給装置 - 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） 本発明はエンジンの機械式過給装置に関し、特に１ンジ
ンにより有段変速機構を介して過給機を駆動するように
しｔ；ものに関する。

（従来の技術） 従来、エンジンの過給装置として、例えば実開昭６１−
３２５２５号公報に開示されるように、エンジンの出力
軸に無段ｔ２速機構を介して過給機を連結し、該過給機
の回転数がエンジンの運転状態に応じた最適な回転数に
なるように上記無段変速機構の変速比を制御するように
したものが知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記従来の過給装置では、無段変速機構として
例えば可変プーリ機構等を使用するので、過給′ＪＡ置
が大型化するとともに構造および制御機構が複雅なもの
になる。

ところで、上記無段変速機構に代えでイｉ段変速機構を
用いれば、無段変速機構付過給装置はどの過給機回転数
の細かな制御は得られないものの、エンジン運転状態に
応じた過給機回転数の制御は十分可能であり、しかも過
給９Ａ置をコンバク１−で■つ簡単な構造のものにでき
る。

しかし、この場合、有段変速機構において高速段から低
速段への変速時に例えば′ＮｉＮｉワクラッチより高速
段とエンジン出力軸との駆動関係を断つとともに低速段
とエンジン出り軸とを結合するようにプると、変速時に
過給機の回転数が急激に変動して過給機がショックを受
けるという問題が生ずる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、右段変速１幾梧を用いて過給装置を
コンパクトで且つ簡単な構造のものにするとともに、ワ
ンウェイクラッチを用いて変速時のショックを減少させ
ることにある。

さらに、本発明では、エンジンの！！４速に伴い有段変
速機構を高速段から低速段に変速する場合、その変速の
タイミングを適切に設定することにより、より一層、変
速ショックを小さくすることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１図
に示すように、エンジン１によって駆動される過給機９
と、ニシジン１と過給機９との間に設けられ過給８１０
の回転数を複数段に弯ｉ！ＩＩ！　Ｊる有段変速機構１
０と、該有段変速機構１０の低速段から高速段への変速
時に、低速段とエンジン１との駆動関係を断つワンウェ
イクラッチ４４とを備えるとともに、エンジン１の運転
状態に応じて上記有段変速機構１０の変速特性を設定す
る変速特性設定手段５１と、エンジン１の運転状態を検
出する運転状態検出手段５２と、該運転状態検出手段５
２の出力を受け、エンジン１の運転状態により上記＊速
特性設定手段５１の変速特性に基づいて上記有段変速機
構１０をｉ％ｌｊ御する制御手段５３とを備え、上記変
速特性設定手段５１を、高速段から低速段への変速特性
が、低速段から高速段への変速特性よりも低速側又は低
負荷側になるように設定する構成としたものである。

（作用） 」−記の構成により、本発明では、エンジン１の運転状
態に応じて最適な過給を行うにあたって、有段変速機構
１０を用いたので、過給￥Ｒ＠がコンパクトになるとと
もに、その構造が簡単なりのになる。

また、高速段から低速段への変速時、高速段とエンジン
出力軸との駆動関係を断つと、ワンウェイクラッチ４４
が結合し、低速段とエンジン出力軸との駆動関係がつな
がる。その場合、高速段とエンジン出力軸との駆動関係
を断ってからワンウェイクラッチ４４が結合するまでの
間、過給機９が、その回転慣性により徐々に減速するの
で、変速時のショックが少ないものになる。

さらに、高速段から低速段への変速が、低速段から高速
段への斐速よりも低速側又は低負荷側で行われるので、
変速時の過給機回転数差を小さくでき、−ＩＩショック
を減少できる。

（尖梅例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいで説明する。

第２図は本発明の実施例に係る機械式過給装置を備えた
エンジンを示し、１はエンジン、２は該エンジン１のシ
リンダ３に１８＃Ｊ自在に嵌挿したピストン４により容
積可変に形成される燃焼室、５は一端が１アクリーナ６
を介して大気に連通し、他端が上記燃焼室２に開口して
吸気をエンジン１に供給するだめの吸気通路、１は一端
が上記燃焼室２に開口し、他端が大気に開放されて排気
を排出するための排気通路であって、上記吸気通路５の
途中には、吸入空気量を制御するスロッ１〜ル弁８が配
設されている。また、該ス【コツ］・ル弁８下流の吸気
通路５には、ルーツタイプの過給機９が配設されており
、該過給機９は、例えば２段変速タイプの有段変速機構
１０を介してエンジン１の出力軸１ａに連結されている
。さらに、上記過給ｔ１９下流の吸気通路５には、吸気
を冷却するためのインタークーラ１１が配設され、その
下流にはエンジン１に燃料を噴射供給する燃料噴射弁１
２が配設されている。また、上記吸気通路５には、過給
機９およびインタークー５１１をバイパスするリリーフ
通路１３が設けられ該リリーフ通路１３にはリリーフ弁
１４が／？設されている。尚、１５は吸気弁、１６は排
気弁である。

また、２１はスロットル弁８上流の吸気通路５に設けら
れ、吸入空気間を検出するエアフローセンサ、２２はエ
ンジン回転数を検出する回転数センサ、２３はスロット
ル弁８の開度により負荷を検出するスロットルセンザで
ある。これらセンサ２１〜２３によりエンジンの運転状
態を検出する運転状態検出手段５２を構成している。そ
して、上記センサ２１〜２３の各検出信号はコントロー
ラ３０に入力されていて、該コントローラ３０により、
上記有段変速機構１０、リリーフ弁１４、燃料噴射弁１
２および点火プラグ１７が各々Ｍ御される。

次に、上記過給ｌ１９および有段礎３１！機構１０につ
いて詳述する。第３図において、３１は過給機９のケー
シングであって、該ケーシング３１内は、吸入ボート３
２を介して上流側吸気通路５に連通されているとともに
、吐出ボート３３を介して下流ｌｌ＠ｌ通気５に連通さ
れている。また、該ケーシング３１内には一対の繭形の
ロータ３４．３４が配設され、該ロータ３４．３４が互
いに逆方向に回転することｋよって、ケーシング３１と
ロータ３４．３４との間に形成された作動室３５により
吸気を吸入ボート３２側から吐出ボート３３側に移′＃
Ｊせしめることにより吸気を吐出側において＾圧空気の
逆流により圧縮して過給するようにしている。

上記各ロータ３４はそれぞれ支軸３６を介して上記ケー
シング３１に回転自在に支持されており、該支軸３６．
３６は互いに平行に配されている。

該支軸３６．３６の一側（図では右側）には、同一歯数
のカウンターギヤ３７．３７が互いに噛合するように取
付けられており、ロータ３４．３４を互いに逆方向に回
転させるようにしている。

また、上記過給機９の他側（図では左側）には有段＊速
機構１０が配設されている。該有段変速機構１０は、下
側のロータ３４の支軸３Ｇに対向するように上記ケーシ
ング３１に回転自在に支持された中空の第１人内軸４１
と、上側のロータ３４の回転数が第１人内軸４１の回転
数の２分の１になるように第１人内軸４１と上側ロータ
３４の支軸３６との間に取付けられた一対の減速用ギヤ
４２．４３と、第１人内軸４１の回転数が上側ロータ支
軸３６の回転数よりも高いときに結合し且つ第１人内軸
４１の回転数が上側ロータ支軸３６の回転数よりも低い
ときに離脱するよう上側ロータ支軸３６と減速用ギヤ４
３との間に配設されたワンウェイクラッチ４４と、上記
第１人内軸４１内に、該第１人力軸４１に対して回転自
在に配設され且つ下側ロータ支軸３６に連結された第２
人内軸４５とからなる。上記第１人力軸４１にはプーリ
４６が取付けられ、該プーリ４６はベルト４７を介して
エンジン出力軸１ａに連結されている。

一方、該プーリ４６の一側には上記コントローラ３０に
接続されたＭ磁コイル４８がケーシング３１に対して固
定されているとともに、プーリ４６を挾んで上記電磁６
イル４８と対向する位置にはクラッチ板４９が配設され
、該クラッチ板４９は第２人内軸４５に対して固定され
ている。よって、有段変速機構１０を＊＊側に変速すべ
く上記電磁コイル４８に通電すると、電磁コイル４８の
磁束によって上記プーリ４６に誘起されるｍｍ力により
クラッチ板４９がプーリ４６に結合し、ブー９４６の回
転力が第２人内軸４５を介し【下側１］−タ支軸３６に
伝達され、ロータ３４．３４がプーリ４６の回転数と同
一の回転数でもって互いに逆方向に回転し、またこの回
転によって離脱したワンウェイクラッチ４４がｌ１ｌｌ
ｌｌｔｌ、低速側とエンジン出力軸１ａとの駆動関係が
断たれ、減速ギヤ４２．４３は空転する一方、有段変速
機構１０を低速側に変速すべく、上記′Ｒ礒ココイル８
への通電を停止すると、クラッチ板４９がプーリ４６か
ら＃ｉ脱しＴ：ｗ４速側とエンジン出力軸１ａとの駆動
関係が断たれ、プーリ４６の回転力が第１人内軸４１か
ら減速用ギヤ４２．４３に伝達される。さらに上側ロー
タ３４自体が回転しないことによってワンウェイクラッ
チ４４が結合し、このワンウェイクラッチ４４を介して
上記回転力が上側ロータ支軸３６に伝達され、ロータ３
４．３４がプーリ４６の回転数の２分の１の回転数でも
って互いに逆方向に回転する。

次に、上記コントローラ３０の作動について説明する。

このコントローラ３０には、第５図に示すような有段変
速機構１０の変速特性のマツプが記憶されており、この
マツプにより、エンジン１の運転状態に応じて右段変３
１！ＩＩＩＩ構１０の変速特性を設定する′ｌｉ造特造
設性設定手段５１成している。

該マツプ（変速特性設定手段５１）は、高速段から低速
段への変速特性（実線）が、低速段から高速段への変速
特性（破線）よりも低速側又は高速側になるように設定
されている。まず、ステップＳ１で吸入空気量Ｑ、エン
ジン回転Ｖ＆等、各種センサ２１〜２３の信号を読込み
、ステップＳ２で、エンジン１が第５図に示すマツプの
１１域にあるか否かを判定し、へ領域にあると判定した
ＹＥＳのときにはステップＳ３で、前回は第５図のマツ
プのＢ領域にあったか否かを判定し、Ｂ領域にあったと
判定したＹＥＳのときには、低速側から高速側への変速
時であると判断してステップＳ４で′ＦＩｉ磁］イル４
８への通電を開始し、有段変速機構１０を高速側に変速
する。一方、ステップｓ３で前回はＢ領域になかったと
判定したＮｏのときには直ちにリターンする。

一方、ステップＳ２で、へ領域にないと判定したＮＯの
ときは、ステップＳ５で、エンジン１が第５図のマツプ
Ｃ領域にあるか否かを判定し、Ｃ領域にあると判定した
ＹＥＳのときにはステップＳ６で、前回は８領域にあっ
たか否かを判定し、ＢＡ域にあったと判定したＹＥＳの
ときには、高速側から低速側への′Ｄ！速時であると判
断してステップＳ７で電磁コイル４８への通電を停止し
、有段変速機構１０を低速側に変速する。一方、ステッ
プＳ５でＣ領域にないと判定したＮｏのとき、およびス
テップＳ６で前回は８領域になかったと９１定したＮＯ
のときには直ちにリターンする。

以上のフローにおいて、ステップ８２〜８７により各種
センサ２１〜２３（運転状態検出子ｆＱ５２）の出力を
受け、エンジン１の運転状態により上記変速特性設定手
段５１の変速特性に雄づいて上記右段変速機＠１０を制
御する制御手段５３を構成している。

したがって、上記実施例においては、エンジン１の出力
軸１ａに有段変速ｖａ構１０を介してルーツタイプの過
給ａ９を連結して過給装置を構成したので、過給装置と
して＾・低２段の回転特性を持ち、エンジン低回転時の
充填効率の向上とエンジン＾回転時の機械効率の向上と
の両立を図りながら、装置がコンパクトになるとともに
、その構造が簡単ならのになる。

また、第６図に示すように、有段変速機構１０による高
速側から低速側への変速時、Ｉ３速側とエンジン出力軸
１ａとの駆＠ｂ　［ｌＱ係を断ってからワンウェイクラ
ッチ４４が結合するまでの間、過給機９のロータ３４．
３４、カウンターギヤ３７．３７４３よび第２人内軸４
５が、その回転慣性により徐々に減速するので、切換時
のショックが少ないものになる。

さらに、低速側から高速側への変速特性に比べて、１Ｓ
３１１側から低速側への変速特性を低速、低負荷側へず
らしたので、第６図に示すように、エンジン１の減速時
、高速側での過給機９の回転数特性と低３１！側での過
給機９の回転数特性との回転数差が十分小さくなってか
ら有段変速機構１０が高速段から低速段へ＊途されるの
で、ワンウェイクラッチ４４結合時のショックを一層低
減することができる。

尚、上記実施例では、２段変速タイプの有段変速機構１
０を用いたが、３段以上の変速段を有するものを用いる
ようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの機械式過給装
置によれば、エンジンにより右段変速機を介して過給機
を駆動し、かつ低速段から高速段への変速時に、ワンウ
ェイクラッチにより低速段とエンジン出力軸との駆動関
係を断つようにしたので、過給ＩＡ置のコンパクト化及
び構造の問申化を図ることができるとともに、高速段か
ら低速段への変速時のショックを減少させることができ
るさらに、高速段から低速段への変速を、低速段から高
速段への変速よりも低速側又は低負荷側で行うようにし
たので、変速時の過給機回転数差を小さくでき、一層シ
ョックを減少できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である第２図〜
第６図は本発明の実施例を示し、第２図は全体概略構成
図、第３図は過給機及び有段変速機構の断面図、第４図
はコントローラの作動を説明するフローチャーＩ・図、
第５図は変速特性のマツプを示す図、第６図は？Ｓ３１
！側から低速側への変速時における過給機の減速状態を
示す説明図である。 １・・・エンジン、９・・・過給機、１０・・・有段変
速機構、４４・・・ワンウェイクラッチ、５１・・・変
速特性設定手段、５２・・・運転状態検出手段、５３・
・−１ｌｌ一手段。 第２図 １０（ピゴカ筆白） 第４図 第５図 ５１（更迭で桂殴定今暎） 第６図 時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンによつて駆動される過給機と、エンジン
   と過給機との間に設けられ過給機の回転数を複数段に変
   速する有段変速機構と、該有段変速機構の低速段から高
   速段への変速時に、低速段とエンジンとの駆動関係を断
   つワンウェイクラッチとを備えるとともに、エンジンの
   運転状態に応じて上記有段変速機構の変速特性を設定す
   る変速特性設定手段と、エンジンの運転状態を検出する
   運転状態検出手段と、該運転状態検出手段の出力を受け
   、エンジンの運転状態により上記変速特性設定手段の変
   速特性に基づいて上記有段変速機構を制御する制御手段
   とを備え、上記変速特性設定手段は、高速段から低速段
   への変速特性が、低速段から高速段への変速特性よりも
   低速側又は低負荷側になるように設定されていることを
   特徴とするエンジンの機械式過給装置。