JPH0229849B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、機械式過給機を備えた過給機付エン
ジの吸気装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、過給機付エンジンとして、エンジン
の単一の吸気系にターボ過給機を備えて、エンジ
ンに吸気を過給することによりエンジンの出力性
能を向上させるようにしたものは知られている。
しかし、このターボ過給方式では、排気流により
回転するタービンによつてブロアを駆動し、該ブ
ロアにより吸気過給を行うものであるため、エン
ジンの低回転域では排気流の減少により過給不足
が生じ、出力性能の向上を十分に図り得ないとと
もに、応答性が悪いという問題があつた。

そのため、従来、機械式過給機による過給方式
が採用されつつある。その一例として、例えば特
開昭55−137314号公報に開示されているように、
エンジンの吸気系を主吸気系と補助空気系とによ
り構成し、上記主吸気系に燃料供給装置を設ける
とともに、上記補助空気系に機械式過給機を設
け、エンジンの設定負荷以下では上記主吸気系か
ら混合気を供給する一方、エンジンの設定負荷以
上では主吸気系からの混合気に加えて少なくとも
圧縮行程において上記補助吸気系から加圧空気を
供給するようにして、エンジンによつて駆動され
る上記過給機により、エンジンの低回転域におい
ても過給不足を生じることなく、応答性良く吸気
過給を行い得るようにした、いわゆる機械式の部
分過給方式のものが提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、このような機械式過給方式では、例
えば、非過給域から過給域に移行する際、燃焼室
内においては、加圧空気の過給により吸入空気量
が直ちに急激に増加する。これに対して、燃料供
給装置からの燃料も上記吸入空気量の増加に応じ
て増量するが、燃料の気化霧化が悪くて燃料が吸
気通路壁に付着することにより、実際には増量さ
れた燃料の一部しか燃焼室内に供給されないこと
になる。つまり、過給開始時には燃料供給の追従
性が悪化して、燃料供給遅れが生じることにな
り、その結果、トルクシヨツクを生じるという問
題がある。特に過給開始時としてのエンジンの急
加速時等の過渡運転時にはその傾向が顕著とな
る。また、機械式過給機のクラツチ接続に伴いト
ルクシヨツクが生じるという問題もある。

そこで、本発明は斯かる問題点に鑑みてなされ
たものであり、上記のような機械式過給方式の過
給機付エンジンにおいて、過給開始時に吸入空気
量に応じた燃料供給量に上乗せして燃料を増量す
ることにより、過給開始時、例えば燃料供給の追
従性の悪化による燃料供給遅れを補償して実質的
に燃焼室に流入する燃料を吸入空気量の増加に応
じて増量するようにして、よつてトルクシヨツク
の発生を防止し、運転性の向上を図るようにした
過給機付エンジンの吸入装置を提供せんとするも
のである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の講じた解
決手段は、エンジンの吸気系に加圧空気を過給す
る機械式過給機を備えた過給機付エンジンを対象
とする。そして、エンジンの吸入空気量に関連す
る信号に基づいてエンジンの吸気系に供給する燃
料供給量を設定する設定手段と、上記過給機によ
り過給を開始する時を検出する過給開始時検出手
段と、該過給開始時検出手段の出力を設け、過給
開始時に吸気系に供給する燃料量を上記検出手段
による燃料供給量に上乗せして増量する増量手段
とを備える構成としたものである。

（作用） これにより、本発明では、非過給機から過給域
に移行する過給開始時には、過給機からの加圧空
気の過給により燃焼室内に供給される吸入空気量
は直ちに急激に増加する。一方、この吸入空気量
の増加に応じて設定手段により燃料供給量を増量
するように設定されるが、この増量された燃料
は、燃料の気化霧化の悪化による燃料の吸気通路
壁への付着により、直ちに燃焼室に供給されず、
その一部しか供給されない。つまり、燃料供給の
追従性が悪く、燃料供給が遅れる。しかし、その
際、増量手段の作動により、この燃料供給遅れを
補償するように上記燃料供給量に上乗せして燃料
が増量されるので、実質的に燃料室に流入する燃
料が吸入空気量の増加に応じて増量することとな
り、その結果、燃料室内の空燃比は適正な空燃比
となる。また、この燃料増量による出力アツプに
よりクラツチ接続に伴うトルクシヨツクを抑制で
き、よつて、過給開始時のトルクシヨツクを確実
に防止できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本発明を部分過給方式の過給機付エン
ジンに適用した実施例を示す。同図において、１
はエンジンで、２はシリンダ、３は該シリンダ２
内を往復動するピストン、４はシリンダ２とピス
トン３とによつて区画形成された燃焼室、５は上
記ピストン３にコンロツド６を介して連結された
クランクシヤフトである。

また、７はエアクリーナ、８および９はそれぞ
れエンジン１の吸気系を構成する主吸気系および
補助空気系である。上記主吸気系８は、上流端が
エアクリーナ７に接続され、下流端が吸気口１０
ａを介して燃焼室４に開口した主吸気通路１０に
よつて構成される。該主吸気通路１０には、アク
セルペダル（図示せず）と連動され、主吸気通路
１０からの吸気量を制御する主絞り弁１１が配設
されている。また、上記主吸気通路１０の主絞り
弁１１上流には燃料噴射弁１２が、さらにその上
流には全吸入空気量を検出するメジヤリングプレ
ート型のエアフローセンサ１３がそれぞれ配設さ
れている。該エアフローセンサ１３にはそのメジ
ヤリングプレートの回動角度を検出するポテンシ
ヨメータ１４が接続され、該ポテンシヨメータ１
４の出力信号はエンジン回転数信号Ｓと共に、上
記燃料噴射弁１２の燃料噴射量を制御する制御回
路１５に入力されている。よつて、エンジン１の
吸入空気量およびエンジン回転数に応じて量の燃
料を燃料噴射弁１２から噴射し、主吸気通路１０
を介してエンジン１に供給するようにした燃料噴
射式の燃料供給装置１６を構成している。また、
上記制御回路１５はエンジンの吸入空気量に関連
する信号に基づいてエンジンに供給する燃料供給
量を設定する設定手段を構成している。

一方、上記補助吸気系９は、上流端が上記主吸
気通路１０のエアフローセンサ１３下流で燃料噴
射弁１２および主絞り弁１１上流に連通し、下流
端が吸気口１７ａを介して燃焼室４に開口した補
助吸気通路１７によつて構成される。該補助吸気
通路１７の途中には例えばベーンポンプ型の過給
ポンプよりなる機械式過給機１８が配設されてい
る。該過給機１８は電磁クラツチ１９を介して、
上記クランクシヤフト５にベルト２０により伝動
されたプーリ２１に駆動連結されている。また、
上記補助吸気通路１７の過給機１８下流には、上
記主絞り弁１１にリンケージ２２を介して連結さ
れ、該主絞り弁１１が設定開度に開かれるまで
は、すなわちエンジンの設定負荷以下のときには
閉作動したままで、主絞り弁１１が設定開度以上
開かれると、すなわちエンジンが設定負荷以上に
なると開作動する補助絞り弁２３が配設されてい
る。さらに、該補助絞り弁２３に対し、補助絞り
弁２３の開度を検出して上記電磁クラツチ１９を
ON−OFF作動せしめる開度センサ２４が設けら
れている。よつて、補助絞り弁２３の開作動時
（エンジンの設定負荷以上のとき）には電磁クラ
ツチ１９をON作動せしめて、プーリ２１（すな
わちエンジン１）により過給機１８を作動せしめ
る一方、補助絞り弁２３の閉作動時（エンジンの
設定負荷以下のとき）には電磁クラツチ１９を
OFF作動せしめて、過給機１８の作動を停止さ
せるように構成されている。

さらに、上記補助吸気系９には、一端が補助吸
気通路１７の過給機１８下流で補助絞り弁２３上
流に開口し、他端が補助吸気通路１７の過給機１
８上流に開口するバイパス通路２５が設けられ、
該バイパス通路２５にはリリーフ弁２６が介設さ
れている。よつて、過給機１８の作動時（過給
時）、過給機１８下流の補助吸気通路１７の圧力
（過給圧）が設定圧以上になると、上記リリーフ
弁２６の開作動によりその圧力をバイパス通路２
５を介して過給機１８上流の補助吸気通路１７に
逃がして、上記過給圧を設定圧に保持するように
している。

さらにまた、上記主吸気通路１０の燃焼室４へ
の開口部（吸気口１０ａ）には主吸気弁２７が、
また上記補助吸気通路１７の燃焼室４への開口部
（吸気口１７ａ）には補助吸気弁２８がそれぞれ
配設されている。両吸気弁２７，２８のバルブタ
イミングは、第２図に示すように、主吸気弁２７
の開弁終期すなわち吸気行程の後半から圧縮行程
にかけて補助吸気弁２８が一部オーバラツプして
開くように設定されている。尚、吸気の各空気通
路１０，１７への逆流を防止する点からは、オー
バラツプさせずに主吸気弁２７の閉弁後、すなわ
ち圧縮行程において補助吸気弁２８を開くように
設定することが好ましい。

以上により、エンジンの設定負荷以下では、主
吸気系８（主吸気通路１０）から混合気を自然吸
入によりエンジン１に供給する一方、エンジンの
設定負荷以上では、主吸気系８からの混合気に加
えて少なくとも圧縮行程において補助吸気系９
（補助吸気通路１７）から過給機１８の作動によ
り加圧空気をエンジン１に供給するようにした、
いわゆる部分過給システムが構成されている。
尚、２９は補助吸気弁２８のバルブタイミングを
制御する動弁機構、３０は一端が燃焼室４に開口
した排気通路、３１は該排気通路３０の燃焼室４
への開口部（排気口３０ａ）に配設された排気弁
である。また、上記補助絞り弁２３は、上述の如
く過給制御を行うとともに、補助吸気弁２８の開
弁時に燃焼室４内の吸気が補助吸気系９、特に過
給機１８へ逆流するのを阻止する逆止弁の役目も
果たすため、補助吸気通路１７のできるだけ下流
に、例えば補助吸気通路１７を形成する吸気マニ
ホールドとエンジン１との接続部等に配置するこ
とが好ましい。

上記構成に加えて、本発明の特徴として、３２
は上記主絞り弁１１の開度を検出し、該主絞り弁
１１が設定開度以上に開かれたとき過給開始時期
信号を出力する過給開始時検出手段としての過給
開始時期検出装置、３３は該過給開始時期検出装
置３２の過給開始時期信号を所定時間保持し、そ
の間該過給開始時期信号を上記制御回路１５に入
力せしめるタイマである。このタイマ３３と制御
回路１５とによつて、主絞り弁１１が設定開度以
上開かれたとき、すなわち過給開始時、タイマ３
３からの出力を受けた制御回路１５により、燃料
噴射弁１２からの主吸気通路１０に噴射供給され
る燃料量を上記吸入空気量に基づいて設定される
燃料供給量に上乗せして所定時間増量するように
した増量手段３４を構成している。該増量手段３
４による燃料供給量は、過給域での吸入空気量の
増加に伴う一定の空燃比を保つ上での増量分に加
えて更に上乗せして増量するように設定されるも
のである。

したがつて、上記実施例においては、エンジン
が設定負荷以下の非過給時には、補助吸気通路１
７からの加圧空気の供給は行われず、燃焼室４内
には主吸気通路１０からの混合気のみが供給され
る。その場合、増量手段３４は作動せず、燃料供
給装置１６からは吸入空気量およびエンジン回転
数に応じた燃料が主吸気通路１０に供給されるの
で、通常のエンジンと同様に良好なエンジン性能
を確保することができる。

一方、エンジンが設定負荷以上の過給時には、
燃焼室４内において、主吸気通路１０から供給さ
れる混合気に対し、補助吸気通路１７から加圧空
気が応答性良く過給されるため、過給不足を生ず
ることがなく、良好な出力性能が得られる。

ここで、非過給域から過給域に移行する過給開
始時には、補助吸気通路１７からの加圧空気の過
給により燃焼室４内に供給される吸入空気量は直
ちに急激に増加する。一方、この吸入空気量の増
加に応じて燃料供給装置１６から主吸気通路１０
に噴射される燃料は増量されるが、この増量され
た燃料は、主吸気通路１０での自然吸入による吸
気の低流速およびこの低流速に起因する燃料の気
化霧化の悪化による燃料の主吸気通路１０壁への
付着により、直ちに燃焼室４に供給されず、その
一部しか供給されない。つまり、燃料供給の追従
性が要く、燃料供給遅れが生じる。しかし、その
際、増量手段３４の作動により、この燃料供給遅
れを補償するように燃料供給装置１６の燃料噴射
弁１２の噴射巾が増加し、該燃料噴射弁１２から
主吸気通路１０に供給される燃料が所定時間上乗
せして増量されるので、実質的に燃焼室４に流入
する燃料が吸入空気量の増加に応じて増量し、そ
の結果、燃焼室４内の空燃比は適正な空燃比とな
る。よつて、過給開始時のトルクシヨツクを確実
に防止でき、急加速時等の過渡運転時においても
良好な運転性を確保することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、その他種々の変形例をも包含するものであ
る。例えば上記実施例では、主吸気系８に設ける
燃料供給装置１６として燃料噴射方式のものにつ
いて述べたが、本発明は気化器方式のものにも適
用可能である。しかし、この気化器方式の場合、
吸入空気流によるベンチユリ負圧により燃料を吸
引する関係上、全吸入空気が流れる主吸気通路１
０の補助吸気通路１７上流端開口部よりも上流の
位置に気化器を設ける必要があり、そのため、燃
料が補助吸気通路１７の過給機１８に流入して該
過給機１８を汚損する嫌いがあるので、上記実施
例の如き燃料噴射方式が好適である。

また、上記実施例では、過給開始時に吸入空気
量に応じて設定される燃料供給量に上乗せして燃
料を増量する増量手段３４として、主絞り弁１１
が設定開度以上に開かれたときを検出する過給開
始時期検出装置３２の出力を所定時間保持するタ
イマ３３と、その間該出力を入力する制御回路１
５とで構成し、該タイマ３３からの出力を受けた
制御回路１５により燃料供給装置１６の燃料噴射
弁１２からの燃料噴射量を吸入空気量に応じた燃
料供給量に上乗せして増量するようにしたが、該
燃料噴射弁１２とは別個の増量用燃料噴射弁を主
吸気系８に設けて、過給開始時、上記燃料噴射弁
１２からは吸入空気量およびエンジン回転数に応
じた量の燃料を噴射し、上乗せする燃料増量分を
上記別個の増量用燃料噴射弁から噴射供給するよ
うにしてもよい。また、気化器方式の場合には増
量用燃料ポンプを主吸気系８に設ければよい。

さらに、過給開始時検出手段として、上記過給
開始時期検出装置３２は、主絞り弁１１が設定開
度以上に開かれたときを検出したが、電磁クラツ
チ１９のON動作時または補助絞り弁２３の開作
動時により過給開始時を検出するようにしてもよ
い。しかし、上記実施例の如く主絞り弁１１の開
度を検出する場合には実際の過給開始時より若干
前もつて燃料を増量することができるので、トル
クシヨツクをより確実に防止できる利点がある。

さらにまた、上記実施例ではタイマ３３を設け
て過給機開始時に所定時間燃料量を吸入空気量に
応じた燃料供給量に上乗せして増量するようにし
たが、該タイマ３３を省略して過給全域すなわち
エンジンの高負荷運転領域で燃料を上乗せ増量す
るようにしてもよく、この場合、高負荷時におけ
る出力向上を図り得る点で有効である。

加えて、上記実施例では、過給機１８を、エン
ジン１と同軸回転するプーリ２１に電磁クラツチ
１９を介して連結して、過給時のみ駆動するよう
にしたが、過給機１８をプーリ２１と直結して常
時駆動するとともに、バイパス通路に制御弁を設
けて、非過給時に制御弁の開作動により過給機１
８からの過給気をバイパス通路を介してリリーフ
する一方、過給時には過給機１８の実質的な作動
によりその過給気を補助吸気通路１７を介してエ
ンジン１に供給するようにしてもよい。

さらにまた、上記実施例では、補助絞り弁２３
の開度を検出する開度センサ２４の出力により電
磁クラツチ１９をON−OFF制御して過給機１８
を作動制御するようにしたが、開度センサ２４に
より、該補助絞り弁２３と連動された主絞り弁１
１の開度を検出して過給機１８の作動制御を行つ
てもよく、また吸入空気量あるいは過給圧等に応
じて過給機１８を作動制御するようにしてもよ
い。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、機械式
過給方式の過給機付エンジンにおいて、非過給域
から過給域へ移行する過給開始時、吸気系に供給
する燃料量を吸入空気量に応じて設定される燃料
供給量に上乗せして増量し、実質的に燃焼室内に
流入する燃料量が吸入空気量の増加に応じて増量
されて適正な空燃比となるようにしたので、過給
開始時のトルクシヨツクを確実に防止することが
でき、運転性の向上を図ることができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を例示するもので、第１
図は全体概略構成図、第２図は主吸気弁および補
助吸気弁のバルブタイミングを示す説明図であ
る。 １……エンジン、４……燃焼室、８……主吸気
系、９……補助吸気系、１０……主吸気通路、１
１……主絞り弁、１５……制御回路、１６……燃
料供給装置、１７……補助吸気通路、１８……過
給機、２３……補助絞り弁、２７……主吸気弁、
２８……補助吸気弁、３２……過給開始時期検出
装置（過給開始時検出手段）、３３……タイマ、
３４……増量手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの吸気系に加圧空気を過給する機械
   式過給機を備えた過給機付エンジンにおいて、 エンジンの吸入空気量に関連する信号に基づい
   てエンジンの吸気系に供給する燃料供給量を設定
   する設定手段と、 上記過給機により過給を開始する時を検出する
   過給開始時検出手段と、 該過給開始時検出手段の出力を受け、過給開始
   時に吸気系に供給する燃料量を上記設定手段によ
   る燃料供給量に上乗せして増量する増量手段とを
   備えたことを特徴とする過給機付エンジンの吸気
   装置。