KR940001321B1

KR940001321B1 - 과급기부착엔진의 흡기제어장치

Info

Publication number: KR940001321B1
Application number: KR1019910001280A
Authority: KR
Inventors: 쯔요시 고또; 코오이찌 하타무라
Original assignee: 마쯔다 가부시기가이샤; 후루다 노리마사
Priority date: 1990-01-25
Filing date: 1991-01-25
Publication date: 1994-02-19
Also published as: KR910014593A; US5203309A; JPH03222819A; JP3046826B2

Abstract

내용 없음.

Description

과급기부착엔진의 흡기제어장치

제1도는 제1, 제2발명에 관한 실시예의 구성도.

제2도는 이 실시예에 있어서의 바이패스밸브의 개방도 특성도.

제3도는 제3발명에 관한 실시예의 구성도.

제4도는 제4발명에 관한 실시예의 구성도.

제5도는 이 실시예에 있어서의 바이패스밸브 및 삼방(三方) 솔레노이드 밸브의 작동 특성도.

제6도는 제5발명에 관한 실시예를 표시한 것으로서, 제6도(a)는 동구성도.

제6도(b) 및 (c)는 각각 동구성에 있어서의 과급압 및 이상시의 제어 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 흡기통로

3 : 드로틀밸브 4 : 과급기

9 : 바이패스통로 10 : 바이패스밸브

13 : 작동기(부세수단) 15 : 다이아프램

19 : 스프링 20 : 과급압 도입통로

22 : 체크밸브 27 : 릴리이프밸브

본 발명은 과급기부착엔진의 흡기제어장치, 특히 과급기를 바이패스하는 바이패스통로와, 이 통로를 개폐하는 바이패스밸브가 설치된 엔진의 흡기제어장치에 관한 것이다.

자동차용등의 엔진에 있어서는, 연소실에의 흡기충전량을 증대시키기 위한 과급기가 구비되는 일이 있으며, 이 과급기로서 배기가스의 에너지에 의해서 구동되는 배기터어보 과급기나, 엔진출력에 의해 구동되는 기계적 과급기등이 실용화되고 있다.

그런데, 이런 종류의 과급기는, 고부하시에는, 상기와 같이 흡기충전량을 증대시켜서, 엔진출력을 향상시키는 반면, 특히 고출력이 요구되고 있지 않은 저부하시에는, 흡기저항으로 되거나 혹은 엔진의 구동손실을 증대시키거나 해서, 엔진의 연비(燃費)성능을 저하시킨다고 하는 결점이 있다.

이에 대해서는, 예를들면 일본국 실개소 61-17141호 공보에 표시되어 있는 바와 같이, 흡기통로에 과급기를 바이패스하는 바이패스통로를 형성하는 동시에, 이 통로를 개폐하는 바이패스밸브를 구비하여, 저부하시에는 이 밸브를 개방해서 바이패스통로를 개통시키므로서, 흡기저항 또는 과급기의 구동손실을 저검시키는 것이 행하여지고 있다. 그런 경우에, 상기 바이패스밸브를 구동하는 작동기로서, 부압다이아프램식의 작동기가 구비되고, 이 작동기에 흡기통로에 있어서의 드로틀밸브하류의 흡기부압을 도입하므로서, 이 흡기부압이 큰저부하시에는 바이패스밸브를 개방하고, 이 부압이 작은 고부하시에는 이 바이패스밸브가 닫혀지도록 구성된다.

그런데, 상기와 같은 흡기제어장치에 있어서는, 바이패스통로상에 설치된 바이패스밸브의 밸브체에 과급기 하류쪽에 발생하는 과급압이 이 밸브의 개방방향으로 작용하고, 그 때문에 고부하시에 있어서의 과급압이 높은 상태에서 이 바이패스밸브를 확실하게 폐색상태로 유지하기 위해서는, 작동기에 있어서의 다이아프램을 개재해서 이 밸브를 폐색방향으로 부세하는 스프링의 탄력을 강하게 하지 않으면 안되고, 또 이와 같은 탄력을 강하게 하면, 저부하시에, 흡기부압에 의해 이 탄력에 저항해서 바이패스밸브를 개방작동시키기 위해서는, 다이아프램의 수압면적을 크게 하지 않으면 안되며, 그 결과, 작동기가 대형화되게 되는 것이다.

또, 상기와 같이 작동기에 있어서의 스프링의 탄력을 강하게 하면, 부하의 상승에 따라서 바이패스밸브를 폐색 동작시킬때에, 흡기부압의 약간의 저하에 의해서 이 밸브가 조기에 폐색되고, 그 때문에 중부하영역에서 이 밸브가 불필요하게 혹은 필요이상으로 폐색되게 되어서, 과급기의 부하 내지 그 구동손실이 쓸데없이 증대하는 것이다.

또, 상기와 같이 바이패스밸브의 밸브체에 이 밸브의 개방방향으로 과급압이 작용하는 구성에 있어서는, 이 밸브가 개방되어서 바이패스통로가 개통되었을때에, 과급압이 저하하여 일단 개방된 바이패스밸브가 다시 폐색방향으로 작동한다고 하는 이 밸브의 불안정한 거동이 발생하는 동시에, 바이패스밸브의 개방도에 의해서 과급압이 변동하기 때문에, 이 과급압을 소정치로 제어하기 위한 제어가 양효하게 행하여지지 않게 된다.

본 발명은, 과급기부착엔진에 관한 상기와 같은 문제에 대처하는 것으로서, 작동기의 소형화, 과급기구동 손실의 저감, 및 과급압제어의 안정성이나 응답성의 향상등을 도모하는 동시에, 또 과급압의 맥동에 대해서도 양호하게 작동하고, 또 과급압의 릴리이프기능을 구비한 과급기부착엔진의 흡기제어장치를 실현하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 관한 과급기부착엔진의 흡기제어장치는 다음과 같이 구성한 것을 특징으로 한다.

먼저, 본 발명의 제1발명은, 드로틀밸브 하류의 흡기통로에, 과급기와 이 과급기를 바이패스하는 바이패스통로가 형성되고, 또한 이 바이패스통로를 개폐하는 바이패스밸브가 구비된 과급기부착엔진에 있어서, 상기 바이패스밸브를 흡기통로에 있어서의 과급기 하류의 과급압과 드로틀밸브 하류의 흡기부압을 이 밸브의 개방방향으로 받도록 설치하는 동시에, 이들의 압력에 의한 개방방향의 힘중, 과급압에 의한 힘과 균형이 잡힌 힘을 생성해서, 이 힘으로 바이패스밸브를 폐색방향으로 부세하는 부세수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 제2발명은, 드로트밸브 하류의 흡기통로에, 과급기와 이 과급기를 바이패스하는 바이패스통로가 형성되고, 또한 이 바이패스통로를 개폐하는 바이패스밸브와, 이 밸브에 연결된 작동기가 구비된 과급기부착엔진에 있어서, 상기 바이패스밸브를, 흡기통로에 있어서의 과급기 하류의 과급압과 드로틀밸브 하류의 흡기부압을 이 밸브의 개방방향으로 받도록 설치하는 동시에, 상기 작동기에 바이패스밸브에 연결되고 또한 이 밸브의 상기 과급압에 대한 수압면적과 대략 동등한 수압면적을 가진 다이아프램과, 이 다이아프램을 개재해서 바이패스밸브를 폐색방향으로 부세하는 스프링을 구비하고, 또한 바이패스밸브 하류로부터 이 작동기에 상기 과급압을 인도하여, 이 과급압을 다이아프램에 대해서 바이패스밸프의 폐색방향으로 작용시키는 과급압 도입통로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 이 제2발명은 상기 제1발명을 구체화한 것이고, 제2발명에 있어서의 작동기의 수압면적이 특정된 다이아프램 및 이 다이아프램에 과급압을 작용시키는 과급압 도입통로등이 제1발명에 있어서의 부세수단에 상당하나, 제1발명에 있어서는, 제2발명에서 구체화된 구성이외의 구성, 예를들면 부세수단으로서 과급압과 균형이 잡힌 힘을 전기적으로 발생시키는 구성등이 포함된다.

또, 본 발명의 제3발명은, 상기 제2발명의 구성에 있어서, 바이패스밸브의 폐색시에 이 밸브의 과급압에 대한 실질 수압면적이 감소하도록, 상기 바이패스통로에 있어서의 바이패스밸브 직하류의 통로면적을 이 밸브의 수압면적보다 작게한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 제4발명은, 마찬가지로 제2발명의 구성에 있어서, 과급압 도입통로에, 바이패스밸브 하류의 과급압이 작동기내의 압력보다 높은 경우만 이 통로를 개통시키는 체크밸브를 설치한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 제5발명은, 마찬가지로 제2발명의 구성에 있어서, 과급압 도입통로에 소정의 시기에 개방하여 과급기에 의해서 가압된 흡기의 일부를 외부에 방출하는 릴리이프밸브를 설치한 것을 특징으로 한다.

다음에, 상기 각 발명의 작용을 설명한다.

먼저, 제1발명에 의하면, 흡기통로에 있어서의 과급기 하류의 과급압이 바이패스밸브에 작용하고, 그 압력과 이 밸브의 수압면적과의 적(積)으로 표시되는 힘이 이 밸브의 개방방향으로 작용하게 되나, 부세수단에 의해, 이 힘과 균형이 잡힌 힘이 생성되어서 바이패스밸브를 폐색방향으로 부세하기 때문에, 이 바이패스밸브를 개재해서 이들의 힘이 서로 제거하게 된다. 그 때문에, 바이패스밸브는 개방향으로 작용하는 드로틀밸브 하류의 흡기부하에 의해서 개폐동작하여, 흡기부압이 큰저부하시에는 개방되고, 이 부압이 작은 고부하시에는 폐색하게 된다. 그리고, 이와 같이 해서 이 바이패스밸브가 과급압의 영향을 받는 일없이 작동하게 되기 때문에, 고부하시에 이 밸브를 폐색상태로 유지하기 위한 스프링의 탄력을 약하게 할 수 있는 동시에, 이에 수반하여 흡기부압에 의해서 바이패스밸브를 작동시키기 위한 구성이 소형화되게 되고, 또한 이 바이패스밸브의 개방영역이 확대되어서, 중부하영역에서 이 밸브를 불필요하게 혹은 필요이상으로 폐색하게 되는 것에 의한 가급기의 부하의 증대나 구동손실의 증대를 회피하게 된다. 또, 바이패스밸브의 작동이 흡기부압만으로 제어되기 때문에, 드로틀밸브의 개방도 변화에 대해서 응답성 좋고, 또 바이패스밸브의 개폐에 의한 과급압의 변동에 불구하고 항상 안정해서, 이 과급압의 제어가 행하여지게 된다.

또, 제2발명에 의하면, 바이패스밸브에 대해서 그 개방방향으로 작용하는 과급압이 과급압 도입통로에 의해 작동기에 도입되고, 이 작동기의 다이아프램에 대해서 바이패스밸브의 폐색방향으로 작용하게 되나, 그 경우에, 이 다이아프램의 수압면적은 바이패스밸브의 과급압에 대한 수압면적과 대략 동등하게 되어 있기 때문에, 이 다이아프램에 작용하는 압력에 의해서 바이패스밸브에 직접 작용하는 과급압의 영향이 제거하게 된다. 따라서, 이 밸브를 폐색방향으로 부세하는 작동기내의 스프링의 탄력을 약하게 할 수 있으며, 이에 따라서 흡기부압에 대한 바이패스밸브의 수압면적을 작게 하는 것이 가능하게 되고, 또 이 바이패스밸브는, 개방방향으로 작용하는 흡기부압과, 폐색방향으로 작용하는 상기 스프링의 탄력과의 관계만에 의해서 작동하게 된다. 이에 의해, 상기 제1발명과 마찬가지로, 바이패스밸브 내지 작동기가 소형화되는 동시에, 이 바이패스밸브를 불필요하게 혹은 필요이상으로 폐색하는 것에 의한 과급기의 부하 내지 구동손실의 증대가 회피되고, 또 드로틀밸브의 개방도의 변화에 대해서 응답성 좋고, 또한 안정한 과급압제어가 행하여지게 된다.

또, 제3발명에 의하면, 상기 제2발명의 작용에 더해서 다음의 작용을 얻게 된다. 즉, 바이패스밸브의 페색시에 이 밸브의 과급압에 대한 실질수압면적이 감소해서, 작동기에 있어서의 다이아프램의 수압면적보다도 작게 되므로, 과급압에 맥동이 발생하고, 또한 이 맥동이 위상지연을 수반하여 작동기에 도입되는 경우에, 바이패스밸브에 직접 작용하는 개방방향의 과급압이 상기 다아아프램을 개재해서 폐색방향으로 작용하는 과급압보다 크게 되는 시기가 발생하여도, 개방방향의 힘이 폐색방향의 힘을 상회하는 일이 없어지며, 따라서, 바이패스밸브의 폐색시에, 과급압의 맥동에 불구하고, 이 밸브가 확실하게 폐색상태로 유지되게 된다.

또, 제4발명에 의하면, 과급압 도입통로에 설치된 체크밸브가, 바이패스통로 하류의 과급압이 작동기의 내압보다도 높아졌을때만 이 과급압 도입통로를 개통시키므로, 과급압의 맥동이 발생하고 있을 경우에, 작동기내에 그 맥동의 치대치의 압력을 비축할 수 있게 된다. 따라서, 바이패스밸브의 폐색시에, 이 밸브가 과급압의 맥동에 따라서 개폐하는 것이 방지되고, 상기 제3발명과 마찬가지로, 이 밸브가 확실하게 폐색상태로 유지되게 된다.

또, 제5발명에 의하면, 과급압 도입통로에 설치된 릴리이프밸브를 개방하므로서, 예를들면 흡기온이나 과급압의 이상상승시, 혹은 엔진출력을 억제할 필요가 있을때에, 가압된 흡기의 일부를 방출하므로서 과급압을 저하시키는 것이 가능하게 되고, 따라서 예를들면 상기 흡기온이나 과급압의 이상상승에 대한 폐일세이프기능, 혹은 당해 자동차의 차속제한기능이나 견인제어기능등이 실현되게 된다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.

제1도는 제1, 제2발명에 공통의 실시예를 표시한 것이고, 이 실시예에 관한 엔진(1)의 흡기통로(2)에는, 상류쪽으로부터 드로틀밸브(3), 기계식과급기(4), 중간냉각기(5) 및 서어지탱크(6)가 설치되어 있는 동시에, 이 서어지탱크(6)에 형성된 복수의 분기통로(7)…(7)을 이 엔진 본체의 각 기통의 흡기포오트에 각각 접속되어 있다. 그리고, 엔진(1)의 크랭크축(1a)에 의해 밸브(8)를 개재해서 상기 과급기(4)가 구동되므로서, 흡기통로(2)의 상류쪽으로부터 드로틀밸브(3)를 개재해서 흡입된 흡기가 가압된 위에서, 중간냉각기(5), 서어지탱크(6) 및 각 분기통로(7)…(7)을 거쳐서 각 기통의 연소실(1b)…(1b)에 공급되도록 되어 있다.

또, 이 흡기통로(2)에는, 상기 드로틀밸브(3)의 하류쪽으로부터 분기된 서어지탱크(6)에 합류하므로서, 상기 과급기(4) 및 중간냉각기(5)를 바이패스하는 바이패스통로(9)가 형성되어 있는 동시에, 이 바이패스통로(9)위에 바이패스밸브(10)가 설치되어 있다.

이 바이패스밸브(10)는, 바이패스통로(9)위, 하류부(9a), (9b)에 각각 접속된 입구(11a) 및 출구(11b)를 가진 하우징(11)과, 이 하우징(11)내에 구비된 상기 출구(11b)에 대해서 대접속, 이반하므로서 이 출구(11b)를 개폐하는 밸브체(12)로 구성되고, 이 밸브체(12)의 출구(11b)를 향한 면에 바이패스통로 하류부(9b)내의 압력, 즉 상기 과급기(4)에 의해서 발생되는 과급압(P₁)이 상기 밸브체(12)의 개방방향으로 작용하고, 또 하우징(11)의 내부를 향한 면에 바이패스통로 상류부(9a)내의 압력, 즉 흡기통로(2)에 있어서의 드로틀밸브(3)의 하류에 발생하는 흡기부압(P₂)이 마찬가지로 이 밸브체(12)의 개방방향으로 작용하도록 되어 있다.

또, 이 바이패스밸브(10)의 하우징(11)에는 작동기(13)가 장착되어 있다. 이 작동기(13)는 케이스(14)내를 다이아프램(15)에 의해서 대기 개방실(16)과 압력실(17)로 간막은 구성으로 되어 있는 동시에, 상기 다이아프램(15)이 로드(18)를 개재해서 상기 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)에 연결되어 있고, 또 압력실(17)내에는 상기 다이아프램(15) 및 로드(18)를 개재해서 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)를 폐색방향으로 부세하는 스프링(19)이 내장되어 있다.

그리고, 상기 바이패스밸브(10)에 있어서의 밸브체(12)의 하류부와 상기 작동기(13)의 압력실(17)과의 사이에 과급압 도입통로(20)가 형성되어서, 이 통로(20)에 의해 바이패스통로 하류부(9b)에 있어서의 과급압(P₁)이 압력실(17)에 도입되고, 이 압력실(17)내의 과급압(P₁')이 다이아프램(15)에 대해서 상기 스프링(19)의 부세력과 동방향, 즉 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)를 폐색하는 방향으로 작용하도록 되어 있다. 그 경우에, 다이아프램(15)의 과급압(P₁')에 대한 유효수압면적은, 상기 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)에 있어서의 과급압(P₁)에 대한 수압면적과 대략 동등하게 되어 있다.

다음에, 이 실시에의 작용을 설명한다.

엔진(1)의 크랭크축(1a)에 의해 벨트(8)르 개재해서 과급기(4)가 구동되면, 흡기통로(2)의 상류쪽으로부터 드로틀밸브(3)를 개재해서 흡입된 흡기가 이 과급기(4)에 의해 가압되고, 중간냉각기(5)를 개재해서 서어지탱크(6)에 도입되는 동시에, 또 각 기통의 흡기행정시에 이 서어지탱크(6)로부터 분기통로(7)…(7)을 개재해서 각 연소실(1b)…(1b)에 순차적으로 공급된다.

그 경우에, 상기 과급기(4)에 의해 흡기가 가압되므로서 흡기통로(2)의 하류부 내지 서어지탱크(6)내에 발생하는 과급압(P₁)은, 바이패스통로(9)의 하류부(9b)를 거쳐서 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)에 이 밸브체(12)의 개방방향으로 작요하는 동시에, 흡기통로(2)에 있어서의 드로틀밸브(3)의 하류부에 발생하는 흡기부압(P₂)이, 바이새프통로(9)의 상류부(9a)를 거쳐서 상기 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)에 마찬가지로 개방방향으로 작용한다.

또, 이 밸브체(12)에는, 작동기(13)내의 스프링(19)에 의한 부세력이 다이아프램(15) 및 로드(18)를 개재해서 폐색방향으로 작용하는 동시에, 상기바이패스통로 하류부(9b)의 과급압(P₁)이 과급압 도입통로(20)에 의해 작동기(13)내에 도입되어서, 상기 다이아프램(15) 및 로드(18)를 개재하여 밸브체(12)에 폐색방향으로 작용한다. 그 경우에, 다이아프램(15)의 수압면적은, 밸브체(12)의 과급압(P₁)에 대한 수압면적에 대략 같으므로, 밸브체(12)에 직접 작용하는 과급압(P₁)에 의해서 이 밸브체(12)를 개방방향으로 압압하는 힘과, 다이아프램(15)에 작용하는 과급압(P₁')에 의해서 이 밸브체(12)를 폐색방향으로 압압하는 힘이 균형이 잡혀서 서로 제거하게 된다. 그 때문에, 이 밸브체(12)는 하우징(11)내를 향한 면에 작용하는 흡기부압(P₂)에 의한 개방방향의 힘과 작동기(13)에 있어서의 스프링(19)에 의한 폐색방향의 힘과의 대소 관계만에 의해서 개폐 동작하게 된다.

결국, 드로틀밸브(3)가 폐색되어 있으며 혹은 그 개방도가 작고, 따라서 흡기부압(P₂)이 큰저부하시에는, 이 흡기부압(P₂)이 상기 스프링(19)의 탄력에 이겨내므로서 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)가 개방되고, 바이패스통로(9)가 개통한다. 이에 의해, 흡기의 과급 또는 강과급이 요구되지 않는 저부하시에는, 이 흡기의 일부 내지 대부분이 바이패스통로(9)를 통해서 연소실(1b)…(1b)에 공급되게 되어서 과급기(4)의 부하가 경감되고, 이에 따라서 이 과급기(4)의 구동손실이 저감된다.

한편, 드로틀밸브(3)의 개방도가 크고, 따라서 흡기부압(P₂)이 작은 고부하시에는, 상기 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)가 작동기(13)에 있어서의 스프링(19)의 탄력에 의해서 폐색되고, 바이패스통로(9)가 차단된다. 그 때문에, 고부하시에는 모든 흡기가 과급기(4)에 의해서 가압된 위에서 각 연소실(1b)…(1b)에 공급되고, 요구에 따라서 흡기충전량을 얻을 수 있게 된다.

그리고, 이와 같이 해서 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)가 과급압(P₁)의 영향을 받는 일없고, 드로틀밸브(3)의 개방도에 따른 흡기부압(P₂)의 변화에만 대응하여 작동하므로서, 이 밸브체(12)의 개폐에 수반되는 과급압의 변화에 불구하고 안정되고, 또 드로틀개방도의 변화에 대해서 응답성 좋게 바이패스제어가 행하여지게 된다.

또, 종래와 같이, 과급압이 바이새프밸브의 밸브체에 개방방향으로만 작용하기 때문에 이 밸브체를 폐색방향으로 부세하는 스프링의 탄력을 강하게 하고, 또 흡기부압에 의해 이 탄력에 대항해서 밸브체를 개방작동시키는 필요 때문에, 다이아프램의 수압면적을 크게 하지 않으면 안되었던 경우에 비교해서, 상기의 구성에 의하면 스프링(19)의탄력을 약하게 하여, 또한 다이아프램(15)의 수압면적을 작게 하는 것이 가능하게 되고, 따라서 작동기(13)가 소형화되는 것이다.

또, 스프링(19)의 탄력이 약하게되는 것에 따라서, 부하의 증대시에, 흡기부압(P₂)에 의한 개방방향의 힘이 어지간히 작아질때까지, 즉 제2도에 표시한 바와 같이, 드로틀개방도가 어진간히 커지는 고부하영역까지 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)가 개방상태로 유지되게 되고, 따라서, 사슬선으로 표시한 종래예와 같이, 중부하영역에서 불필요하게 바이패스밸브(10)의 밸브체가 폐색되고 혹은 그 개방도가 필요이상으로 작게 되는 것이 회피되며, 그 목만큼 과급기(4)의 부하 내지 구동손실이 경감되게 된다.

다음에, 제3도에 표시한 제3발명의 실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 실시예의 설명에서는, 제1도에 표시한 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호를 사용하여 설명한다.

제3도에 표시한 바와 같이, 이 실시예에 있어서도 흡기통로(2)에 있어서의 드로틀밸브(3)의 하류로부터 분기되어 서어지탱크(6)에 합류하므로서, 과급기(4)와 중간냉각기(5)를 바이패스하는 바이패스통로(9)가 형성되어 있는 동시에, 이 바이패스통로(9)위에 바이패스밸브(10)가 설치되어 있다. 또, 이 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)에 로드(18)를 개재해서 연결된 다이아프램(15)과, 이 다이아프램(15)를 개재해서 상기 밸브체(12)를 폐색방향으로 부세하는 스프링(19)를 가진 작동기(13)가 설치되어 있는 동시에, 바이패스통로(9)의 하류부(9b)로부터의 이 작동기(13)내에 과급압(P₁),(P₁')을 도입하고, 상기 다이아프램(15)에 밸브체(12)의 폐색방향으로 작용시키는 과급압 도입통로(20)가 형성되어 있다.

그리고, 이 실시예에 있어서도, 사이 밸브체(12)의 과급압(P₁)에 대한 수압면적(S₁)과 상기 작동기(13)에 있어서의 다이아프램(15)의 유효수압면적(S₂)이 대략 동등하게 되어 있으나, 바이패스밸브(10)의 하우징(11)에 있어서의 출구(11b)의 면적(S₃)이, 상기 밸브체(12)의 수압면적(S₁) 및 다이아프램(15)의 유효수압면적(S₂)보다도 작게 되어 있다.

따라서, 이 실시예에 의하면, 도시한 바와 같이 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)가 하우징(11)의 출구(11b)를 폐색하고 있는 상태에서는, 바이패스통로 하류부(9b)의 과급압(P₁)이 밸브체(12)의 수압면에 있어서의 출구면적(S₃)에 대응하는 부분에만 작용하게 된다. 이에 대해서, 상기 다이아프램(15)에는 과급압(P₁')이 그 유효수압면적(S₂)의 전체에 작용하고, 그 결과, 밸브체(12)에 개방방향으로 직접 작용하는 과급압(P₁)과 다이아프램(15)을 개재해서 폐색방향으로 작용하는 과급압(P₁')이 동등한 경우에는, 개방방향의 힘이 폐색방향의 힘보다 작아진다.

그런데, 과급압은 일반적으로 맥동을 수반하고 있으며, 또 이 과급압은 다이아프램(15)에 대해서는 과급압 도입통로(20)내를 전달한 후에 작용하므로, 밸브체(12)에 직접 작용하는 과급압(P₁)에 대해서, 다이아프램(15)에 작용하는 과급압(P₁')은 맥동의 위상지연이 발생하고 있다. 그 때문에, 밸브체(12)에 직접 작용하는 과급압(P₁)이 다이아프램(15)에 작용하는 과급압(P₁')보다 크게 되는 시기가 발생하게 되나, 상기와 같이 밸브체(12)의 폐색시에는, 그 실질수압면적(S₃)이 다이아프램(15)의 유효수압면적(S₂)보다 작으므로, 밸브체(12)에 직접 작용하는 과급압(P₁)에 의한 개방방향의 힘이 다이아프램(15)을 개재해서 작용하는 과급압(P₁')에 의한 폐색방향의 힘을 상회하는 일이 없고, 따라서 이 밸브체(12)의 폐색시에, 과급압의 맥동에 불구하고, 이 밸브체(12)가 폐색상태로 확실하게 유지되게 된다.

그리고, 밸브체(12)의 본체의 수압면적(S₁)은 다이아프램(15)의 유효수압면적(S₂)과 대략 동등하기 때문에, 이 밸브체(12)의 개방시에는, 상기 실시예와 마찬가지로, 과급압에 의한 영향이 제거되어서, 흡기부압(P₂)의 변화만에 의해서 작동하게 된다.

또한, 과급압의 맥동의 영향을 보다 효과적으로 제거하기 위하여, 필요한 경우에는, 도면에 표시한 바와 같이 과급압 도입통로(20)에 오리피스(21)를 형성하고, 과급압의 맥동을 감쇠시켜서 작동기(13)에 도입하도록 해도 된다.

제4도에 표시한 제4발명의 실시예에 있어서도, 흡기통로(2)에 있어서의 드로틀밸브(3)의 하류부와 서어지탱크(6)와의 사이에, 과급기(4)와 중간냉각기(5)를 바이패스하는 바이패스통로(9)가 형성되고, 이 바이패스통로(9)위에 바이패스밸브(10)가 설치되어 있다. 또, 과급압 도입통로(20)에 의해서 바이패스통로 하류부(9b)의 과급압(P₁)이 도입되는 작동기(13)이 구비되고, 또한 이 작동기(13)내의 다이아프램(15)의 유효수 압면적이, 상기 바이패스밸브(10)에 있어서의 밸브체(12)의 과급압(P₁)에 대한 수압면적에 대략 동등하게 되어 있다.

그리고, 이 실시예에 있어서는, 상기 과급압 도입통로(20)위에, 바이패스통로 하류부(9b)쪽의 압력(P₁)이 작동기(13)내의 압력보다 높은 경우에만 이 도입통로(20)를 개통시키는 체크밸브(22)와, 이 체크밸브(22)의 작동기(13)쪽에 위치하고, 제어기(23)로부터의 신호에 의해서 작동하는 삼방솔레노이드밸브(24)가 설치되어 있는 동시에, 체크밸브(22)를 바이패스해서 이 삼방솔레노이드밸브(24)에 접속된 보조도입통로(25)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 제어기(23)는, 드로틀밸브(3)의 개방도를 검출하는 센서(또는 서어지 탱크내의 과급압을 검출하는 센서)(26)로부터의 신호가 입력되고, 드로틀개방도(또느 과급압)가 소정치 이상의 고부하시에, 상기 삼방솔레노이드밸브(24)를 작동시켜서 보조도입통로(25)를 차단하도록 되어 있다.

이 실시예에 의하면, 저부하시 내지 중부하시에 있어서, 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)가 개방되어서 바이패스통로(9)가 개통하고 있는 상태에서는, 과급압 도입통로(20)에 있어서의 체크밸브(22)를 바이패스하는 보조도입통로(25)가 삼방솔레노이드밸브(24)를 개재해서 작동기(13)내에 연통하고 있으며, 따라서, 상기 실시예와 마찬가지로, 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)의 개방도가 드로틀개방도 내지 흡기부압(P₂)에 따라서 제어된다. 이에 대하여, 제5도에 표시한 바와 같이, 부하의 증대에 따라서 드로틀개방도가 완전개방보다 약간 작은 소정개방도 θ₁이상이 되면, 삼방솔레노이드밸브(24)가 ON(또는 OFF)이 되어서 상기 보조도입통로(25)를 차단하므로, 바이패스통로 하류부(9b)의 과급압(P₁)은 체크밸브(22)를 개재해서 작동기(13)에 도입되게 된다. 이 경우에, 이 체크밸브(22)는, 바이패스통로 하류부(9b)쪽이 작동기(13)내로부터 고압의 경우에만 과급압 도입통로(20)를 개통시키므로, 과급압(P₁)이 맥동을 발생하고 있을 경우에, 그 최대치의 압력(P₁″)이 작동기(13)내에 비축되게 된다.

따라서, 드로틀개방도가 상기 소정개방도 θ₁이상의 고부하시에는, 바이패스밸브(10)의 밸브체(12)에 직접 작용하는 과급압(P₁)에 의해 이 밸브체(12)를 개방방향으로 압압하는 힘이, 작동기(13)의 다이아프램(15)를 개재해서 밸브체(12)를 폐색방향으로 압압하는 힘을 상회하는 일이 없고, 제5도에 표시한 바와 같이, 과급압(P₁)의 맥동에 불구하고, 상기 밸브체(12)가 확실하게 폐색상태로 유지되게 된다.

또, 제6도(a)에 표시한 제5발명의 실시예에 있어서는, 제1도에 표시한 실시예의 구성에 더해서, 과급압 도입통로(20)에 릴리이프밸브(27)가 구비되어 있다. 이 릴리이프밸브(27)는 제어기(28)로부터의 신호에 의해서 개폐하고, 또는 개방도가 조정되도록 되어 있으며, 개방시에(그 개방도에 따라서) 상기 과급압 도입통로(20)내의 일부의 흡기를 배출해서, 과급압(P₁)을 저하시키도록 작용한다.

따라서, 이 실시예에 의하면, 예를들면 제6도(b)(c)에 표시한 바와 같이 과급압이 이상하게 상승한 경우, 혹은 흡기온도가 이상하게 상승한 경우등에 과급압을 저하시키도록 제어하므로서, 이들의 이상에 대한 페일세이프기능이 실현되게 된다. 또, 당해 자동차의 차속이 일정한도를 넘어서 상승했을 경우에, 과급압을 저하시켜서 엔진출력을저감시키도록 구성하므로서,차속제한기능을 실현할 수 있으며, 또, 과급압을 저하시키므로서, 주행상태에 따라서 구동론의 구동토오크를 감소시키도록 구성하면, 견인제어기능이 실현되게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 과급기를 바이패스하는 바이패스통로와, 이 통로를 개폐하는 바이패스밸브가 설치된 엔진에 있어서, 상기 바이패스밸브에 그 개방방향으로 작용하는 과급압의 영향을 제거하고, 이 밸브가 흡기부압의 변화만에 따라서 작동하도록 구성하였기 때문에, 고부하시에 이 밸브를 폐색상태로 유지하기 위한 스프링의 탄력을 약하게 할 수 있어서, 바이패스밸브 내지 이 밸브에 연결된 작동기를 소형화하는 것이 가능하게 되는 동시에, 바이패스밸브의 개방영역이 확대되어서, 중부하영역에서 이 밸브를 불필요하게 혹은 필요이상으로 폐색하므로서의 과급기의 부하의 증대나 구동손실의 증대가 회피되게 된다. 또, 바이패스밸브의 작동이 흡기부압만으로 제어되기 때문에, 드로틀밸브의 개방도의 변화에 대해서 응답성 좋고, 또 바이패스밸브의 개폐에 의한 과급압의 변동에 불구하고 항상 안정되어서, 이 과급압의 제어가 행하여지게 된다.

그리고, 특히 제3, 제4발명에 의하면, 상기와 같은 과급압제어가, 과급압의 맥동에 불구하고, 양호하게 행하여지게 되고, 또 제5발명에 의하면, 상기의 효과에 더해서 과급압이나 흡기온도의 이상상승에 대한 페일세이프기능이나, 당해 자동차의 차속제한기능, 혹은 견인제어기능등이 실현되게 된다.

Claims

드로틀밸브 하류의 흡기통로에 과급기와 이 과급기를 바이패스하는 바이패스통로가 형성되고, 또한 이 바이패스통로를 개폐하는 바이패스밸브가 구비된 과급기부착엔진의 흡기제어장치로서, 상기 바이패스밸브가, 드로틀밸브 하류의 흡기부압 및 과급기 하류의 과급압을 이 밸브의 개방방향으로 받도록 설치되어 있는 동시에, 이들의 압력에 의한 개방방향의 힘중, 과급압에 의한 힘과 균형이 잡히는 힘을 생성해서, 이 힘으로 바이패스밸브를 폐색방향으로 부세하는 부세수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 과급기부착엔진의 흡기제어장치.
드로틀밸브 하류의 흡기통로에, 과급기와 이 과급기를 바이패스하는 바이패스통로가 형성되고, 또한 이 바이패스통로를 개폐하는 바이패스밸브와, 이 밸브에 연결된 작동기가 구비된 과급기부착엔진의 흡기제어장치로서, 상기 바이패스밸브가, 드로틀밸브 하류의 흡기부압 및 과급기 하류의 과급압을 이 밸브의 개방 방향으로 받도록 설치되어 있는 동시에, 상기 작동기가, 바이패스밸브에 연결되고, 또한 이 밸브의 상기 과급압에 대한 수압면적과 대략 동등한 수압면적에 가진 다이아프램과, 이 다아아프램을 개재해서 바이패스밸브를 폐색방향으로 부세하는 스프링을 가지고, 또한 바이패스밸브 하류로부터 이 작동기에 상기 과급압을 인도하고, 이 과급압을 다이아프램에 대해서 바이패스밸브의 폐색방향으로 작용시키는 과급압 도입통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 과급기 부착엔진의 흡기제어장치.
드로틀밸브 하류의 흡기통로에, 과급기와 이 과급기를 바이패스하는 바이패스통로가 형성되고, 또한 이 바이패스통로를 개폐하는 바이패스밸브와, 이 밸브에 연결된 작동기가 구비된 고급기부착엔진의 흡기제어장치로서, 상기 바이패스밸브가, 드로틀밸브 하류의 흡기부착 및 과급기 하류의 과급압을 이 밸브의 개방 방향으로 되도록 설치되어 있는 동시에, 상기 작동기가 바이패스밸브에 연결되고 또한 이 밸브의 상기 과급압에 대한 수압면적과 대략 동등한 수압면적으로 가진 다이아프램과, 이 다이아프램을 개재해서 바이패스밸브를 폐색방향으로 부세하는 스프링을 가지고, 또한 바이패스밸브 하류로부터 이 작동기에 상기 과급압을 인도하고, 이 과급압을 다이아프램에 대해서 바이패스밸브의 폐색방향으로 작용시키는 과급압 도입통로가 형성되어 있는 동시에, 바이패스밸브의 폐색시에 이 밸브의 과급압에 대한 실질수압면적이 감소하도록, 상기 바이패스통로에 있어서의 바이패스밸브 바로 하류의 통로면적이 이 밸브의 수압면적보다 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 과급기부착엔진의 흡기제어장치.
드로틀밸브 하류의 흡기통로에, 과급기와 이 과급기를 바이패스하는 바이패스통로가 형성되고, 또한 이 바이패스통로를 개폐하는 바이패스밸브와, 이 밸브에 연결된 작동기가 구비된 과급기부착엔진의 흡기제어장치로서, 상기 바이패스밸브가, 드로틀밸브 하류의 흡기부압 및 과급기 하류의 과급압을 이 밸브의 개방 방향으로 받도록 설치되어 있는 동시에, 상기 작동기가, 바이패스밸브에 연결되고 또한 이 밸브의 상기 과급압에 대한 수압면적과 대략 동등한 수압면적을 가진 다이아프램과, 이 다이아프램을 개재해서 바이패스밸브를 폐색방향으로 부세하는 스프링을 가지고, 또한 바이패스밸브 하류로부터 이 작동기에 상기 과급압을 인도하고, 이 과급압을 다이아프램에 대해서 바이패스밸브의 폐색방향으로 작용시키는 과급압 도입통로가 형성되어 있는 동시에, 이 과급압 도입통로에, 바이패스밸브 하류의 과급압이 작동기내의 압력보다 높은 경우만 이 통로를 개통키는 체크밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 과급기부착엔진의 흡기제어장치.
드로틀밸브 하류의 흡기통로에, 과급기와 이 과급기를 바이패스하는 바이패스통로가 형성되고, 또한 이 바이패스통로를 개폐하는 바이패스밸브와, 이밸브에 연결된 작동기가 구비된 과급기부착엔진의 흡기제어장치로서, 상기 바이패스밸브가, 드로틀밸브 하류의 흡기부압 및 과급기 류의 과급압을 이 밸브의 개방 방향으로 받도록 설치되어 있는 동시에, 상기 작동기가, 바이패스밸브에 연결되고 또한 이 밸브의 상기 과급압에 대한 수압면적과 대략 동등한 수압면적을 가진 다이아프램과, 이 다이아프램을 개재해서 바이패스밸브를 폐색방향으로 부세하는 스프링을 가지고, 또한 바이패스밸브 하류로부터 이 작동기에 상기 과급압을 인도하고, 이 과급압을 다이아프램에 대해서 바이패스밸브의 폐색방향으로 작용시키는 과급압 도입통로가 형성되어 있는 동시에, 이 과급압 도입통로에, 소정의 시기에 개방하여 과급기에 의해서 가압된 흡기의 일부를 외부에 방출하는 릴리이프밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 과급기부착엔진의 흡기제어장치.