JPS63219822A - 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、特にエンジ
ンにより変速ｔｅａを介して過給機を駆動するようにし
たものに関する。

（従来の技術） 一般に、機械式過給機を備えたエンジンを冷間始動する
場合、始動直後に過給機を高速で回転させると、エンジ
ンの＠機が完了していないにもかかわらず過給圧が上昇
するので、エンジンのシール部や点火プラグ等がダメー
ジを受ける虞れがある。そこで、従来、例えば実開昭５
９−１１１９２１号公報に開示されるように、エンジン
出力軸に、゛電磁クラッチを介して過給機を連結し、冷
間始動後、エンジンの暖機が完了するまでの間、このＴ
ｉ磁ツクラッチＩＨｉして過給機を止め、エンジンを侃
護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） ところが、上記従来のものでは、エンジンの暖機完了時
に電磁クラッチを結合して過給を始めた場合、過給機自
体はそれまで停止していて全く暖機されていないので、
ケーシングとその内部で回転するロータ等の回転体との
間に、熱膨張によって吸収されるべき大きなりリアラン
スがそのまま残り、過＠能力を十分に発揮することがで
きない。

しかも、過給機の潤滑系が冷えているのｒ、いきなり回
転を上げると過給機がダメージを受けるという問題もあ
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
的とするどころ（、工、冷間時に過給機を止めずに適酊
に回転させることにより、エンジン及び過給機双方の暖
機の促進とダメージの発生防止とを両立させることにあ
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、本発明では、エンジンの回転
を変速して過給機に伝達し、冷間時に過給機を低速で回
転させることにより、過給機のダメージを防止しつつ過
給機の暖機を行うことである。

具体的に、本発明の講じた手段は、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、エンジン
１と過給機９との間に設けられ、エンジン回転故に対す
る過給機９の回転数の変速比を変更する変速機構１０と
、該変速機構１０の変速比をエンジン運転状態に応じて
制御する制御手段５１と、上記過給機９の温度を検出す
る温度検出手段２４と、該温度検出手段２４の出力を受
け、過給機９の温度が設定濡洩より５低いときには、−
Ｆ記制御手段５１による変速機構１０の変速比を低速側
に補正する補正手段５２とを備える構成としたものであ
る。

（作用） 上記の構成により、本発明では、冷間時、過給機９の温
麦が設定温度よりも低いと、補正手段５２によって変速
＠構１０の変速比が低速側に補正されるので、過給機９
が低速で回転することになる。このことにより、過給機
９の暖機が促進され、過給機９のケーシングと回転体と
の間のクリアランスが吸収されて過給能力が確保される
。

この場合、過給機９は低速で回転するので、潤滑能力の
不足により過給機９がダメージを受けることが防止され
るとともに、過給圧が低く抑えられてエンジン１がダメ
ージを受けることが防止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に橘づいて説明する。

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１ｇ勤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は一端がエアクリーナ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、７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トル弁８が配設さ
れている。また、該スロットル弁８下流の吸気通路５に
は、ルーツタイプの過給Ｉｊｉ９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
、上記過給機９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１２が配設さ
れている。また、上記吸気通路５には、過給（幾９およ
びインタークーラ１１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が介
設されている。尚、１５は吸気弁、１６は排気弁、１７
は燃焼室２の混合気に点火するための点火プラグである
。

また、２１はスロットル弁８上流の吸気通路５に設けら
れ、吸入空気量を検出するエア７０−センサ、２２はエ
ンジン回転数を検出する回転ｙｊｌｔ？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
ンナ、２４は過給機９に設けられ、過給機９の温度を検
出する温度検出手段としての温度センサ、２５は圧縮行
程におけるシリンダ圧力を検出する圧力センサである。

そして、上記センサ２１〜２５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
、上記変速機構１０、リリーフ弁１４、燃料噴射弁１２
および点火プラグ１７が各々制御される。

次に、上記過給機９および変速数構１０につぃて詳述す
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３２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を介して下流側吸気通路５に連通されている。ま
た、該ケーシング３１内にｔよ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
に回転することによって、ケーシング３１とロータ３４
．３４との間に形成された＋’Ｆ！７１卒３５により吸
気を吸入ポート３２側から吐出ポート３３側に移動せし
めることにより吸気を吐出側において高圧空気の逆流に
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（図では左側）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の一側（図では左側）には変速機構
１０が配設されている。該変速（幾構１０は、下側のロ
ータ３４の支軸３６に対向するように上記ケーシング３
１に回転自在に支持された中空の第１人力軸４１と、上
側のロータ３４の回転数が第１人力１［１１４１の回転
数の２分の１になるように第１人力１’１ｌ１４１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人力ｌ１１１４１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人力軸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４３との間に配設されたワンウェイクラッ
チ４４と、上記第１人力軸４１内に、該第１人力＠Ｉ４
１に対して回転自在に配設され］つ下側ロータ支＠３６
に連結された第２人ツノ軸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３
０に接続された電磁コイル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
磁コイル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人力軸４５に対して固定
されている。よって、変速ｆｉｌ　ｅｌ　１０を低速側
に切換えるべく、上記電磁コイル４８への通電を停止す
ると、クラッチ板４９がプーリ４６から離間して、プー
リ４６の回転力が第１人力軸４１から減速用ギヤ４２．
４２を介し、さらに上側ロータ３４自体が回転しないこ
とによって結合しているワンウェイクラッチ４４を介し
て上側ロータ支軸３６に伝達され、ロータ３４゜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
逆方向に回転し、一方、変速機構１０を高速側に切換え
るべく上記２４６０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に誘起される電磁
力によりクラッチ板４つがプーリ４６に結合し、プーリ
４６の回転力が第２人力軸４５を介して下側ローフ支軸
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によ
り、減速ギヤ４２．４３は空転するようにしている。

次に、上記コントローラ３０の作動を第４図のフローチ
ャートに基づいて説明するに、先ずステップ＄１で吸入
空気量、エンジン回転数、過給機温度等、各種センサ２
１〜２５の信号を読込み、ステップＳ２で過給機温度し
の判別を行う。

すなわち、過給機９の冷機状態に相当する第１設定温度
Ｔｏと、過給機９の暖機状態に相当する第２設定温麿Ｔ
Ｉとが設定されており、ｔ＞ＴＩと判定したときには、
暖機完了状態にあると判断してステップＳ３で、第５図
に実線で示す暖機完了変速特性を選択する。一方、Ｔｏ
≦ｔ≦Ｔ＋　と判定したときには、暖機中であると判断
して、ステップＳ４で、第５図に破線で示す暖機中変速
特性を選択する。また、ｔくＴ１〕と判定したときには
、冷機状態であると判断して、ステップＳ５で第５図に
一点鎖線で示す冷機変速特性を選択する。

ここで、暖機中′ｔ！を速性性は、［ｌＪＥ　）ｌ完了
変速特性に比べて、ｔＬ速機溝１０における低速側と高
速側との切換えを、高回転、高負荷側で行うよう設定し
たものである。また、冷機変速特性は全運転領域に亘っ
て変速機構１０を低速側に切換えるように設定したもの
である。

さらに、ステップＳ６で圧縮行程におけるシリング圧力
ｐが所定圧力ＰＱよりも低いか否かを判定し、ｐ　、ｚ
　ｐ　ｏであるＮＯのときにはエンジン１が正常である
と￥１１断して変速特性をそのままに維持する。一方、
ｐ＜ＰｏであるＹＥＳのときには、シリンダ３とピスト
ン４とが未だ十分なじんでいない、いわゆるグリーン時
、もしくはエンジン１が劣化した時と判断して、ステッ
プＳ７で変速特性における低速側領域を拡張する。

以上において選択、補正した変速特性に塔づき、ステッ
プ８８以下で変速機構１０を制御する。すなわら、ステ
ップＳ８でエンジン１が高速側の領域にあるか否かを判
定し、高速側にあるＹＥＳのときにはステップ＄９によ
り変３！！機構１０を高速側に切換える一方、ステップ
Ｓ８での判定が低速側にあるＮＯのときにはステップＳ
　ＩＱにより変速機構１０を低速側に切換えてリターン
する。

以上のフローにおいて、ステップ＄１及び８８〜Ｓ　ｔ
ｏにより、変速ｌ！′！構１０の変速比を、エンジン運
転状態に応じで制御する制御手段５１を構成するととも
に、ステップＳ２、Ｓ４及びＳ５により、温度検出手段
く温度センサ２４）の出力を受け、過給機９の温度が設
定温廓よりも低いときには上記制御手段５１による変速
（虚構１０の変速比を低速側に補正する補正手段５２を
構成している。

したがって、上記実施例においては、冷間時、過給機９
の温度℃が第１設定温麿Ｔｏよりも低い冷機時には、補
正手段５２によって冷機変速特性に変更され、また、上
記温度ｔが第１設定渇吹ＴＯと第２段定温喰Ｔ＋　との
間の暖機中には暖機中変速特性に変更されて、暖機完了
変速特性よりも、過給機９が低速で回転することになる
。このことにより、過給機９の暖機が促進され、過給機
９のケーシング３１とロータ３４．．３４との間のクリ
アランスが熱膨張により吸収されて過給能力が確保され
る。

この場合、過給機９は低速で回転するので、潤滑能力の
不足によって過給機９がダメージを受けることが防止さ
れるとともに、過給圧が低く抑えられてエンジン１がダ
メージを受けることが防止される。

尚、上記実施例において、エンジン水温が所定１１ｍを
超えてオーバーヒートしたとき、これを水温センサ７：
＠出し、変速特性を強制的に冷機変速特性に変更して過
給機９の回転を低くし、過給圧を下げてエンジン１を保
護するようにしてもよい。

また、上記実施例では、変速機構１０として２段変速タ
イプのものを用いたが、３段以上の変速段を有するもの
であってもよい。さらに、このような有段変速機溝にの
み限定されるものではなく、無段変速機構を用いてもよ
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１
置によれば、エンジンの回転を変速して過給機に伝達し
、過給機の渦醜が低いときには変速比を低速側に補正す
るようにしたので、冷間時、過給機を低速で回転させて
、過給機の暖機を促進し、過給能力を確保するとともに
、過給機及びエンジンのダメージを防止することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図、第２図〜第５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ト図、第５図は変速特性の
マツプ図である。 １・・・エンジン、９・・・過給機、１０・・・変速機
構、２４・・・温度センサ、５１・・・制御手段、５２
・・・補正手段。 特許出願人　　　　マツダ株式会社　　：、ニー　　、
（−′ 代　　理　　人　　　　　弁理士　　前　　１）　　弘
　・−ミＩ− ｔ−Ｌ“ 第ｆｉｌｌ 第５図 エンシン回転牧 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンによっ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、エンジン回転数に対する過
   給機の回転数の変速比を変更する変速機構と、該変速機
   構の変速比をエンジン運転状態に応じて制御する制御手
   段と、上記過給機の温度を検出する温度検出手段と、該
   温度検出手段の出力を受け、過給機の温度が設定温度よ
   りも低いときには、上記制御手段による変速機構の変速
   比を低速側に補正する補正手段とを備えたことを特徴と
   するエンジンの機械式過給装置。