JPH01121512A - エンジン過給装置 - 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、ターボチャージャ付エンジンを使用した車両
において、電動機により電動過給ポンプを駆動するエン
ジン過給装置に関する。

「従来の技術およびその問題点」 従来、特開昭５７−１０８４１２号公報には、ターボチ
ャージャ付エンジンのターボラグを解消するため、エン
ジン加速時においてアクセルスイッチと連動した電動機
によりターボポンプを動作させることにより吸気圧力を
急速に得る過給装置が開示されているが、この過給装置
はターボチャージャにおける排気タービンとターボポン
プを結合する軸に電動機と発電機、または電動発電機を
設けたものであり、成るレベル以上の急加速時において
のみ電動機によってターボポンプを動作させ、その後排
気タービンと連動させた発電機を排気タービンにより作
動させるようにしたものであり、自動車が高速走行をす
る時には、排気タービンが発電機を回転させるのでエン
ジンを充分に過給することができない、また、電動機の
回転数も数がｒｐｍ程度のレベルが必要であり、これを
実現できる電動機も高価になるという問題点がある。ま
た、従来の過給装置は、エンジンにおける変速装置のギ
ヤ位置に関係なくアクセルペダルが急速に踏み込まれる
ごとに、アクセルスイッチのオンに基づいて通電される
電動機によりターボチャージャを作動させるようにして
いるので、手動変速装置のギヤ位置がｌ速または２遠で
は、エンジン出力が自動車を加速するに要する力より比
較的に大きいため、過給の効果が小さい時にも、電動機
に多大の電力が給電され、バッテリの電力消費が多く、
バッテリ上りを生ずるという欠点があった。

「発明が解決しようとする課題」 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
電力消費が少なくて、ターボラグを解消することができ
、しかも車両の高速走行時にも過給することができ、か
つバッテリに悪影響を与えることがないエンジン過給装
置を提供することを目的とする。

ｒｔｊＡＭを解決するための手段」 上記目的に沿う本発明の構成は、複数の電動過給ポンプ
と、排気タービンおよびターボポンプより成るターボチ
ャージャと、前記電動過給ポンプからエンジンに到る管
路に設けられた第１のチェックバルブと、前記ターボポ
ンプからエンジンに到る管路に設けられた第２のチェッ
クバルブと、エンジンにおけるスロットル関度を検出す
る手段と、エンジンにおける変速装置のギヤ位置を検出
する手段と、ターボチャージャによる過給圧力を検出す
る手段と、複数のモードの中から１つを選択するモード
選択手段と、前記スロットル開度が設定値より大きく開
かれた状態にあり、ギヤ位置が中速ギヤ位置以上であり
、かつターボチャージャによる過給圧が低い状態にある
時に、前記モード選択手段によって選択されたモードに
応じて前記複数の電動過給ポンプの各々を選択的に作動
させる作動手段とを備えることを特徴とする。

「作用」 本発明の構成によれば、手動変速装置車では３速または
４速などの中速ギヤ位置以上において、自動変速装置車
では、３速相当の中速ギヤ位置以上において、ターボチ
ャージャによる過給圧が低い時で、かつ、アクセルペダ
ルが大きく踏み込まれた時に、電動過給ポンプが作動さ
れるため、エンジン過給の効果が大きくなり、また電動
過給ボンプカを過度に頻繁には作動されないため、バッ
テリの電力消費が低く抑えられる。そして、過給が始ま
ると、エンジンはエンジンの回転数が低くても過給圧が
高いため、早い立上りで回転する。エンジンが高回転番
こなれば電動過給ポンプは停止し、ターボチャージャに
よるターボ過給が始まる。Ｔ４動過給ポンプが停止して
も、第１のチェックバルブによりターボポンプによるタ
ーボ過給圧力が電動過給ポンプ側に漏れることはない、
また、電動過給ポンプで過給している時は、第２のチェ
ックバルブによって、ターボポンプ側に過給圧が漏れる
ことはない、このように、アクセルペダルが踏み込まれ
ても、ターボチャージャが十分作動していない時、かつ
加速効果が高い時にのみ、電動過給ポンプが作動するた
め、必要最小限の電力消費となり、バッテリ上りが防止
される。

しかも、複数の電動過給ポンプの各々は、モード選択手
段によって選択されたモードに応じて、選択的に駆動さ
れる。従って、例えばモードとして、パワーモードとエ
コノミーモードの２種類を予め設定しておき、パワーモ
ードのときには総ての電動過給ポンプが駆動され、エコ
ノミーモードのときには一部の電動過給ポンプのみが駆
動されるようにすれば、必要に応じて高い加速性能を発
揮させることも、あるいは燃斜消費の節約を図ることも
可能となる。加えて、複数の電動過給ポンプを使うこと
により、個々の電動過給ポンプを小型にして慣性力を小
さくできるので、応答性を向上させることができる。

「実施例」 次に、本発明の実施例の構成を第１図及び第２図につい
て説明する。

第１図に示されるごとく、エアクリーナ１を通過した空
気は、一方ではターボチャージャ２におけるターボポン
プ２１を通り、エンジン３の吸気マニホールド３１に固
設された吸気管４に吸い込まれる。エアクリーナ１を通
過した空気は、他方では電動過給ポンプ５Ａ、５Ｂが作
動している時において、この電動過給ポンプ５Ａ、５Ｂ
により吸気管４を介してエンジン３の吸気マニホールド
３１に過給される。ターボポンプ２１から吸気マニホー
ルド３１に到る吸気管４、および電動過給ポンプ５Ａ、
５Ｂから吸気マニホールド３１に到る吸気管４にはチェ
ックバルブ６　Ａ　、　６　）３がそれぞれ設けられて
いる。吸気管４においては、スロットルバルブ７の前方
に、吸気を冷却するためのインタークーラ８が設けられ
ている。ターボチャージャ２におけるターボポンプ２１
は、排気タービン２２と回転軸２３により連結されてい
る。排気タービン２２は、エンジン３の排気マニホール
ド３２から大気に到る排気管９の途中に設けられている
。排気管９の末端には消音器１０が接続されている。電
動過給ポンプ５Ａ、５Ｂは特に限定しないが２台の直流
電動ａｌｌＡ、ＩＩＢを駆動源として備えており、この
直流＠動機１１Ａ、１１Ｂの回転は電子制御袋Ｗｔ１２
により制御されるようになっている。この電子制御装置
１２は、第２図に示すように、マイクロコンピュータ１
２Ａで構成されている。マイクロコンピュータ１２Ａの
入力側には、スロットルセンサ１３が接続されており、
スロットルバルブ７の開度に応じたスロットル開度信号
θ？イが導入される。また、マイクロコンピュータ１２
Ａの入力側には、回転センサ３４からのエンジン３の回
転数に比例したエンジン回転数信号Ｎｅ、回転センサ３
５からの手動変速装置３３の出力側回転数に比例した車
速信号Ｖ、およびモード選択スイッチ１６の出力信号が
導入されている。

このモード選択スイッチはパワーモードとエコノミーモ
ードの２段切換ができるように構成されている。

マイクロコンピュータ１２Ａの出力側には駆動回路１２
Ｂ、１２Ｂ’を介して直流電動機１１Ａ。

１１Ｂが接続されている。

「作動」 上記構成による本実施例の作動を、第３ｒＭに示すマイ
クロコンピュータ１２Ａのフローチャートを併用して説
明する。

第３図に示されたフローがスタートすると、ステップ１
０１において初期設定が行われ、ステップ１０２ではエ
ンジン回転数Ｎｅのデータが取り込まれる。ステップ１
０３では、エンジン回転数Ｎｅが設定回転数（＝ｘ）以
下か否かが判断され、正の判断結果が得られた時は、ス
テップ１０４において、車道データＶが取り込まれる。

ステップ１０５では、車速Ｖと変速比αの積がエンジン
回転数Ｎｅより大きいか否かが判断され、正の判断結果
が得られた時は、ステップ１０６においてスロットル開
度データθ７．が取り込まれる。ステップ１０７では、
スロットル開度θ！−が所定値以上か否かが判断され、
正の判断結果が得られた時は、ステップ１０８において
モード選択スイッチのデータが取り込まれる。続いてス
テップ１０９においてモード選択スイッチ１６がパワー
モードとエコノミーモードのいずれに切換えられている
のかが判断され、パワーモードに設定されていれば、ス
テップ１１０において、＋１￥流電動機１１Ａと直流電
動機１１Ｂの両方がオンされる。一方、モード選択スイ
ッチ１６がエコノミーモードに設定されていれば、ステ
ップ１１１において直流電動機１１Ａのみがオンされ、
ステップ１０２に戻る。

なお、ステップ１０３．ステップ１０５．またはステッ
プ１０７において、否の判断結果が得られた時は、ステ
ップ１１２において直流電動機１１Ａ及び直流電動機１
１Ｂをオフとし、ステップ１０２に戻る。

エンジン回転数Ｎｅはターボチャージャ２による過給圧
に比例するので、ステップ１０３においてエンジン回転
数Ｎｅが設定回転数（Ｘ）以下か否かを判断することに
より、過給圧が所定値以下か否かが判断される。

またエンジン回転１１ｉ１’Ｊｅと車速Ｖとの関連は一
例を示すと第４図に示されるごとくであり、変速装置３
３のギヤ位置が１速、２速、３速、４速。

５速のように切り換えられるに従って、同じエンジン回
転数Ｎｅであっても車速■が増加する。従って、ステッ
プ１０５において、車速Ｖと変速比αのＷｔｖαと、エ
ンジン回転数Ｎｅの大小を比較判断することにより、変
速装？［ｆ３３のギヤ位置が２速あるいは３速などの中
速位置以上にあるか否かが判断される。

以上述べた一連の制御ステップにより、変速装Ｗ！３３
が中速ギヤ位置以上にあり、ターボチャージャ２による
過給圧が低く、かつアクセルペダルが大きく踏み込まれ
てスロットル開度が所定値以上のとき、直流電動機１１
Ａ、ＩＩＢがオンされ、ｔｇＪ過給ポンプ５Ａ、５Ｂが
急速に作動され、チェックバルブ６Ｂおよびインターク
ーラ８を介して、エンジン３に過給される。そして、過
給が始まると、エンジン３は回転数が低くても過給圧が
高いため、早い立ち上がりで回転する。エンジン３の回
転数が高くなると電動過給ポンプ５Ａ、５Ｂは停止し、
ターボチャージャ２によるターボ過給が開始される。チ
ェックバルブ６Ｂはターボ過給開始と同８時（こ閉じ、
一方、このときチェックバルブ６Ａが開くのでターボ過
給圧力が電動過給ポンプ５Ａ、５Ｂ側に漏れることはな
い。また電動過給ポンプ５Ａ、５Ｂで過給しているとき
は、チェックバルブ６Ｂが開き、チェックバルブ６Ａが
閉じているので、ターボポンプ２側に過給圧力が漏れる
ことはない。

電動過給ポンプ５Ａ、５Ｂによる過給時、モード選択ス
イッチ１６がパワーモードに設定されていると、電動過
給ポンプ５Ａと電動過給ポンプ５Ｂの両方が駆動され、
高い圧力で過給されるので急速にエンジン回転数が増加
する。またモード選択スイッチ１６がエコノミーモード
に設定されている場合には電動過給ボンア５Ａのみが駆
動されるので、相対的に過給圧力が低くなり、燃料消費
量も少なくて済む。

「他の実施例」 本発明は、上記の実施例の細部に限定されるものではな
く、例えば本実施例における電子制御装置１２はマイク
ロンピユータ１２Ａに代えて論理回路により構成されて
もよい、また、本実施例ではチェックバルブによる自動
弁を用いた構成としているが、外部より切り替えられる
弁（例えばダイヤフラムにより切り替えられる弁〉を用
いて制御する構成としてもよい、さらに、車種によりギ
ヤ比が変わり、エンジン特性を考慮して、車両を効率良
く加速させることができるのが通常２〜３速位であるの
で、ミッション位置の判断は２速以上あるいは３速以上
のいずれかにすることもできる。すなわち、１速である
と、過給圧を増しても自動車の速度はそれほど上らす５
また、４速、５速において電動過給ポンプを作動させて
も、すでに車速か高くエンジンはある程度の回転数を得
ているためターボチャージャも作動しているので、電動
過給ポンプの必要性はないからである。なお、自動変速
装置車も変速ギヤを有するから、２速または３速相当の
中速ギヤ位置を検出することにより同様に構成すること
ができる。

さらに本実施例では、車速■と変速比αめ積をエンジン
回転数Ｎｅと比較して、変速装置３３が中間ギヤ位置に
あることを検出しているが、変速装置３３にスイッチ３
６（第１図参照）を設け、このスイッチ３６により変速
装置が何速に入っているかを検出してもよい。

また、本実施例ではエンジン回転数Ｎｅからターボチャ
ージャ２の過給圧力を判断しているが、ターボチャージ
ャ２のターボポンプ２１の出口側に圧力センサ１４（第
１図参照）を設けて直接ターボチャージャ２の過給圧力
を検出してもよい。

「効果」 以」−述べたごとく、本発明のエンジン過給装置は、複
数の電動過給ポンプとターボチャージャを備えると共に
、スロットル開度が大きく開かれた加速状態にあり、か
つギヤ位置が中速ギヤ位置以上であり、さらにターボチ
ャージャによる過給圧が低い状態にある時に、電動過給
ポンプを作動させるものであるから、消費電力が少なく
てターボラグを解消することができ、しかも短時間のう
ちに効率良く車両を加速することができ、さらに車両の
高速時にもエンジン過給を行うことができるという優れ
た効果がある。そして、本発明によれば、複数の電動過
給ポンプの各々は、モード選択手段によって選択された
モードに応じて、選択的に駆動することが可能である。

従って、例えばモードとして、パワーモードとエコノミ
ーモードの２種類を予め設定しておき、パワーモードの
ときには総ての電動過給ポンプが駆動され、エコノミー
モードのときには一部の電動過給ポンプのみが駆動され
るようにすれば、必要に応じて高い加速性能を発揮させ
ることも、あるいは燃料消費の節約を図ることも可能と
なる。加えて、複数の電動過給ポンプを使うことにより
、個々の電動過給ポンプを小型にして慣性力を小さくで
きるので、応答性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は本実施
例、における電子制御装置の構成を示すブロック図、第
３図は電子制御装置を構成するマイクロコンピュータの
フローチャート、第４図は車速とエンジン回転数の関連
を示す特性図である。 １０１．エアクリーナ、　２１１．ターボチャージャ、
２１　、、、ターボポンプ、　２２　、、、排気タービ
ン、３０３．エンジン、　３１　、、、吸気マニホール
ド、３２、、、排気マニホールド、　３３．、、変速装
置、３４．３５．、、回転センサ、　　３６　、、、ス
イッチ、４１１．吸気管、　５Ａ、　５Ｂ、、、Ｔ４Ｂ
過給ポンプ、６Ａ、６Ｂ０．、チェックバルブ、　　Ｉ
ＩＡ、１１Ｂ・・・直流電動機、　１２．、、電子制御
装置、１２Ａ、、、マイクロコンピュータ、　　１３　
、、、スロットルセンサ、　　１４　、、、圧力センサ
、　　１６．、、モード選択スイッチ。 第２１２１ 策３図 第４図 軍　速Ｖ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の電動過給ポンプと、排気タービンおよびタ
   ーボポンプより成るターボチャージャと、前記電動過給
   ポンプからエンジンに到る管路に設けられた第１のチェ
   ックバルブと、前記ターボポンプからエンジンに到る管
   路に設けられた第２のチェックバルブと、エンジンにお
   けるスロットル開度を検出する手段と、エンジンにおけ
   る変速装置のギヤ位置を検出する手段と、ターボチャー
   ジャにおける過給圧力を検出する手段と、複数のモード
   の中から１つを選択するモード選択手段と、前記スロッ
   トル開度が設定値より大きく開かれた状態にあり、ギヤ
   位置が中速ギヤ位置以上であり、かつターボチャージャ
   による過給圧が低い状態にある時に、前記モード選択手
   段によって選択されたモードに応じて前記複数の電動過
   給ポンプの各々を選択的に作動させる作動手段とを備え
   ることを特徴とするエンジン過給装置。
2. （２）前記ギヤ位置が、車速とギヤ比とエンジン回転数
   との関係式から求められることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のエンジン過給装置。
3. （３）前記ギヤ位置が、ギヤ位置を示すスイッチから直
   接に検出されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のエンジン過給装置。
4. （４）前記ターボチャージャによる過給圧が、この過給
   圧と比例するエンジン回転数より求められることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のエンジン過給装置。
5. （５）前記ターボチャージャによる過給圧が、圧力セン
   サにより求められることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のエンジン過給装置。