JPH03105019A - エンジンの過給装置 - 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、特に吸／排気系が少なくとも２系統
に分けられたエンジンに対する吸気を過給する過給装置
に関する。

（従来の技術） 従来より、この種エンジンの過給装置として、例えば特
開昭６２−１１３８２８号公報等に開示されるように、
エンジンの低回転域から高回転域までの広い運転域に亘
って吸気を過給して出力トルクを増大するようにするた
めに、容ユの異なる２つのターボ過給機を配設し、排気
エネルギーの小さい低回転域では、主として小容量の過
給機を作動させて吸気を過給する一方、高回転域で排気
エネルギーが増大すると、大きな容量の過給機により吸
気過給を行うようにしたツインターボ過給方式のものは
よく知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、例えばＶ型６気筒エンジンでは、６つの気筒
が３つずつ左右バンクに分かれて形成されていることか
ら、吸／排気系をバンク毎にまとめて２系統とし、その
各系統にターボ過給機を配設することがある。しかし、
エンジンルーム内のスペース等の制約から２系統の吸気
通路の各々のエアクリーナからターボ過給機までの通路
長を同等にするのが難しいことがあり、その場合、過給
機の作動応答性、吸気通路の通路抵抗による圧力損失等
が異なり、過給機双方に均等な過給効果が得られないこ
ととなる。

また、Ｖ型６気筒エンジン等の気筒数の多いエンジンで
は、排気ガス中に燃料の未燃成分が多く、このため、上
記２系統のうちスペース上有利な側の排気通路にブリキ
ャタリストを配設することがある。その場合にも同様に
、ブリキャタリストの有無により排気通路の圧力損失が
異なるので、過給効果が不均衡になる。

本発明は斯かる諸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、上記従来の技術における２柚類の
ターボ過給機の容量を変えるという考えに話づき、その
２種類のターボ過給機を通路抵抗に対応させることによ
り、各過給機の効率を高めて低速から高速に亘って効率
の良い過給を行うようにすることにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的の達成のため、請求項（１）に係る発明では
、通路抵抗の大きい吸／排気系では、その通路抵抗によ
る圧力損失が大きくても、容量の小さい過給機であれば
効率よく作動できることに着目し、通路抵抗の大きい吸
／排気系に容量の小さいターボ過給機を配設する一方、
通路抵抗の小さい吸／排気系には容量の大きいターボ過
給機を配設する。

すなわち、この発明は、エンジンの吸／排気系がそれぞ
れ少なくとも２系統に分けられ、その各系統にターボ過
給機が配設されたエンジンの過給装置であって、通路抵
抗の大きい吸／排気系に配設された過給機の容量は、通
路抵抗の小さい吸／排気系に配設された過給機よりも小
さいことを特徴とするものである。

（作用） 上記構成により、請求項（１）に係る発明では、通路抵
抗の大きい吸／排気系では、その通路抵抗による圧力損
失が大きいが、この吸／排気系には容量の小さい過給機
が配設されているので、排気ガスエネルギーの小さいエ
ンジンの低速域であっても、その小容量の過給機により
効率よく過給することができる。一方、通路抵抗の小さ
い吸／排気系では、その通路抵抗による圧力損失が小さ
く、この吸／排気系には容量の大きい過給機が配設され
ているので、該過給機は排気ガスエネルギーの大きいエ
ンジンの高速域で効率よく作動する。よって、各系統の
吸／排気系の通路抵抗が異なっているにも拘らず、エン
ジンの低速域から高速域に亘って効率のよい過給効果が
１１ｔられることとなる。

（大施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例の全体構成を示し、１は自
動車の重体に縦置きされたＶ型６気筒エンジンで、この
エンジン１はＶ字状に左右方向に対向する第１及び第２
の１対のバンク１ａ．１ｂを有し、各バンクｌａ，ｌｂ
にはそれぞれ３つの気筒６，６，・・・が等間隔をあけ
て直列に形成されている。

上記各バンクｌａ，ｌｂには下流端が各気筒６に連通ず
る吸気ボート７と、上流端が各気筒６に連通ずる排気ポ
ート８とが形成され、吸気ポート７はバンクｌａ，ｌｂ
間に、また排気ポート８はバンクｌａ，ｌｂ間と反対側
にそれぞれ延びている。上記各吸気ボート７はそれぞれ
独立吸気通路９を介してバンクｌａ，ｌｂ毎のサージタ
ンク（図示せず）に接続され、この両サージタンクは上
流側で互いに集合されてインタクーラ１１に接続されて
いる。また、このインタクーラ１１には第１及び第２吸
気通路１２ａ，１２ｂの下流端が接続され、この両吸気
通路１２ａ，　　１２ｂの上流端は互いに集合されてス
ロットル弁１３及びエアフローメータ１５を介してエア
クリーナ１６に接続されている。すなわち、エアクリー
ナ１６からインタクーラ１１までの吸気通路がバンクｌ
ａ，１ｂ毎に２系統に分けられている。

一方、上記各排気ポート８はそれぞれ独立排気通路１７
を介してバンクｌａ，ｌｂ毎の第１及び第２排気通路１
８ａ，１８ｂに接続され、この両排気通路１８ａ，ｌ３
ｂは上流側で互いに集合されてキャタリスト２０（排気
浄化装置）に接続されている。よって排気通路はバンク
ｌａ，ｌｂ毎に２系統に分けられている。

上記第１バンク１ａに対応する第１吸気通路１２ａと第
１排気通路１８ａとは部分的に近接配置され、その部分
には第１ターボ過給機２２ａが配設されている。また、
同様に、第２バンク１ｂに対応する第２吸気通路１２ｂ
と第２排気通路１８ｂとは部分的に近接配置され、その
部分には第２ターボ過給機２２ｂが配設されている。こ
れらの過給機２２ａ，２２ｂは各々同じ構造の公知のも
ので、ハウジング内に、排気通路１８ａ，１８ｂ内の排
気ガスエネルギーにより回転駆動される夕一ビン２３と
、吸気通路１２ａ，１２ｂ内の吸気を加圧するブロワ２
４と、タービン２３及びブロワ２４を回転一体に連結す
る回転軸２５とを備えてなり、排気ガスエネルギーによ
りブロワ２４を回転させて吸気を過給するものである。

そして、上記エアクリーナ１６はエンジン１よりも右側
に配置されており、この配置の位置ずれにより、エアク
リーナ１６から第１ターボ過給機２２ａまでの第１吸気
通路１２ａの長さがエアクリーナ１６から第２ターボ過
給機２２ｂまでの第２吸気通路１２ｂの同長さよりも長
くされている。

そして、この両吸気通路１２ａ，１２ｂの断面積は同じ
であり、よって上記第１吸気通路１２ａの通路抵抗が第
２吸気通路１２ｂよりも大きくなっている。

また、上記インタクーラ１１もエンジン１の右側に配置
されており、このため、第１ターボ過給機２２ａからイ
ンタクーラ１】までの第１吸気通路１２ａまでの長さは
、第２ターボ過給機２２ｂからインタクーラ１１までの
第２吸気通路１２ｂよりも長くされている。また、この
インタクーラ１１までの第１吸気通路１２ａの断面積は
第２吸気通路１２ｂよりも大とされている。そして、こ
の第１及び第２吸気通路１２ａ，１２ｂはそれぞれ独立
してインタクーラ１１に接続されている。

一方、上記キャタリスト２０もエンジン１の右側に配設
されており、このことにより、第１夕一ボ過給機２２ａ
からキャタリスト２０までの第１排気通路１８ａの長さ
が第２ターボ過給機２２ｂからキャタリスト２０までの
第２排気通路１８ｂの長さよりも長くされている。そし
て、この両排気通路１８ａ．．１８ｂの断面積は同じで
あり、よって上記第１排気通路１８ａの通路抵抗が第２
排気通路１８ｂよりも大きくなっている。

上記第１ターボ過給機２２ａ直下流の第１吸気通路１２
ａには、過給機の故障時等に該吸気通路１２ａを閉じて
吸気の逆流を防ぐ常時開の第１シャッターバルブＶ１が
、また第２ターボ過給機２２ｂ直下流の第２吸気通路１
．　２　ｂには同様の常時開の第２シャッターバルブＶ
，がそれぞれ配設されている。この両シャッターバルブ
Ｖ，，Ｖ！はエンジン制御用のコントロールユニット３
０により開閉制御されるようになされている。このコン
トロールユニット３０において両シャッターバルブｖ，
，Ｖ．を制御するときの手順を第２図により説明するに
、まず、ステップＳ１で両ターボ過給機２２ａ，２２ｂ
の各々が正常に作動していることを示す信号（例えば吸
気又は排気ガス圧の信号）を含む各種信号を読み込み、
次のステップＳ２で上記信号に基づいて第１ターボ過給
機２２ａが故障等のフェイル状態にあるか否かを判定す
る。

この判定がフエイルなしのＮＯのときにはステップＳ３
に進み、今度は第２ターボ過給機２２ｂがフエイル状態
にあるかどうかを判定する。この判定がフェイルなしの
Ｎｏのときには、両過給機２２ａ．２２ｂとも正常であ
るので、ステップＳ４において第１及び第２シャッター
バルブｖｌ，ｖ２の双方を開き、吸気通路１２ａ．１２
ｂを全開にする。

一方、上記ステップＳ２での判定がフェイル有りのＹＥ
Ｓのときには、ステップＳ５に進んで第１シャッターバ
ルブｖ１のみを閉じ、第２シャッターバルブｖ２は全開
にする。従って、このときには、フエイル状態により過
給を行わない第１夕−ボ過給機２２ａへの吸気の逆流が
第１シャッターバルブＶ１により防止される。また、ス
テップＳ３での判定がフェイル有りのＹＥＳのときには
、ステップＳ６に進んで第２シャッターバルブｖ２のみ
を閉じ、第１シャッターバルブＶ１は全開にする。この
ときには、フェイルにより過給を行わない第２ターボ過
給機２２ｂへの吸気の逆流が第２シャッターバルブＶ：
により防止される。

さらに、本発明の特徴として、上記通路抵抗の大きい第
１吸気通路１２ａ及び第１排気通路１８ａに配設される
第１ターボ過給機２２ａは比較的容量の小さいものが使
用されている。すなわち、この第１ターボ過給機２２ａ
はタービン２３及びブロワ２４の径がいずれも小さく、
エンジン１の低回転域での小さな排気ガスエネルギーに
よって吸気を過給できるものである。一方、通路抵抗の
小さい第２吸気通路１２ｂ及び第２排気通路１８ｂに配
設される第２ターボ過給機２２ｂは、夕一ビン２３及び
ブロワ２４の径がいずれも大きく、エンジン１の高回転
域での大きな排気ガスエネルギーによって吸気を過給で
きる比較的容量の大きなものが使用されている。よって
、この実施例では、通路抵抗の大きい吸／排気系に配設
された第１ターボ過給機２２ａの容量は、通路抵抗の小
さい吸／排気系に配設された第２ターボ過給機２２ｂよ
りも小さくされている。

尚、第１図中、２７はエンジン冷却水冷却用のファン、
２８は変速機である。

したがって、上記実施例においては、エンジン１の運転
中、エアクリーナ１６から吸い込まれた吸気（空気）は
排気ガスエネルギーによる第１及び第２ターボ、過給機
２２ａ，２２ｂの作動により加圧され、この吸気はイン
タクーラ１１で冷却された後、各バンクｌａ，ｌｂの気
筒６に供給され、よって吸気を過給することができる。

そして、この場合、エアクリーナ１６及びキャタリスト
２０のエンジン１に対する位置ずれにより、エアクリー
ナ１６から第１ターボ過給機２２ａまでの第１吸気通路
１２ａの長さがエアクリーナ１６から第２ターボ過給機
２２ｂまでの第２吸気通路１２ｂの長さよりも長くされ
ており、しかも、第１ターボ過給機２２ａからキャタリ
スト２０までの第１排気通路１８ａの長さが第２ターボ
過給機２２ｂからキャタリスト２０までの第２排気通路
１８ｂの長さよりも長い。このため、第１吸気通路１２
ａの通路抵抗が第２吸気通路１２ｂよりも大きくなると
ともに、第１排気通路１８ａの通路抵抗が第２排気通路
１８ｂよりも大きくなり、この大きな通路抵抗により吸
気及び排気ガスの圧力損失が大きくなる。それ故、排気
ガスエネルギーの小さいエンジン１の低速域では過給機
による過給効率が低下しようとするが、この第１吸気通
路１２ａ及び第１排気通路１８ａに配設されている第１
ターボ過給機２２ａの容エは小さいので、排気ガスエネ
ルギーが小さくても、その小容量の過給機２２ａが有効
に作動して吸気を効率よく過給することができ、良好な
過給効果を得ることができる。一方、第２吸気通路１２
ｂ及び第２排気通路１８ｂは通路抵抗が小さいので、そ
の圧力損失も小さくなるが、この第２吸気通路１２ｂ及
び排気通路には容量の大きい第２ターボ過給機２２ｂが
配設されているので、該過給機２２ｂは排気ガスエネル
ギーの大きいエンジン１の高速域で効率よく作動する。

よって、２系統の吸／排気系の通路抵抗が異なっている
にも拘らず、エンジン１の低速域から高速域に亘って効
率のよい過給効果が得られる。

また、上記第１及び第２吸気通路１２ａ，１２ｂがそれ
ぞれ独立してインタクーラ１１に接続されているので、
エンジン１の運転中、両吸気通路１２ａ，１２ｂをイン
ククーラ１１に入る前に集合させた場合のように、両タ
ーボ過給機２２ａ，２２ｂからの加圧吸気が互いに干渉
することはなく、吸気をスムーズにインククーラ１１に
流入させることができ、過給効果を向上維持することが
できる。

また、上記第１ターボ過給機２２ａからインタクーラ１
１までの第１吸気通路１２ａの断面積は、第２ターボ過
給機２２ｂからインククーラ１１までの第２吸気通路１
２ｂよりも大とされているので、両通路１２ａ，１２ｂ
の通路抵抗の差が過給機２２ａ，２２ｂ上流側と逆転し
、このことにより、インククーラ１１に流入する吸気圧
を同等とすることができる。

さらに、ターボ過給機２２ａ，２２ｂが故障等のフエイ
ル状態に陥ったときには、そのことが検出されて、フェ
イル状態にある過給機２２ａ，２２ｂに対応するシャッ
ターバルブＶ，，Ｖ，が閉じられ、該過給機２２ａ，２
２ｂ直下流側の吸気通路１２ａ，１２ｂが閉鎖される。

このため、過給機２２ａ，２２ｂが故障等してもその過
給機２２ａ，２２ｂに吸気が逆流することが防止される
。

第３図は本発明の第２実施例を示し（尚、第１図と同じ
部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略
する）、プリキャタリストの配置により２系統の排気ガ
ス通路の通路抵抗が異なる場合に適用した例である。

すなわち、この実施例では、エンジン１は第１バンク１
ａが車体前側に位置するよう車体に横置きされており、
この第１バンク１ａに対応する第１排気通路１８ａ回り
には比較的大きなスペースが形或されている。そして、
このスペースを利用して、第１ターボ過給機２２ａの下
流側の第１排気通路１８ａには、集合された排気通路で
のキャタリスト２０をメインキャタリストとするブリキ
ャタリスト２９が配設されており、このブリキャタリス
ト２９により、第１排気通路１８ａの通路抵抗が第２排
気通路１８ｂよりも増大している。

また、上記通路抵抗の大きい第１排気通路１８ａに容量
の小さい第１ターボ過給機２２ａが、また通路抵抗の小
さい第２排気通路１８ｂに容量の大きい第２ターボ過給
機２２ｂがそれぞれ配設されている。その他は上記第１
実施例と同様の構茂とされている。尚、２はエンジン１
のシリンダブロック、３ａ，３ｂはシリンダヘッド、４
は各気筒６内に咲挿されたピストン、５はクランク軸、
１０ａ．１０ｂは各バンクｌａ，ｌｂ毎のサージタンク
、１４はスロットル弁１３を収納するスロットルボディ
、２１は排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ：センサで
ある。

したがって、この実施例の場合、ブリキャタリスト２つ
の配設により第１排気通路１８ａの通路抵抗が第２排気
通路１．　８　ｂよりも増大するが、この第１排気通路
１８ａの第１ターボ過給機２２ａは第２ターボ過給機２
２ｂよりも容量が小さいので、エンジン１の低速域で排
気ガスエネルギーが小さくても良好に作動して吸気を効
率よく過給する。一方、通路抵抗の小さい第２排気通路
１８ｂには容量の大きい第２ターボ過給機２２ｂが配設
されているので、排気ガスエネルギーの大きいエンジン
１の高速域で良好に作動し、過給効率がよくなる。よっ
て上記第１実施例と同様に、２系統の吸／排気系の通路
抵抗に差かあっても、エンジン１の低速域から高速域ま
で効率のよい過給を行うことができる。

尚、本発明は、エンジンの吸／排気系が３系統以上に分
かれた場合でも適用することができ。

（発明の効果） 以上説明した如く、請求項（１）記載の発明によると、
エンジンの吸／排気系がそれぞれ少なくとも２系統に分
けられ、その通路抵抗の大きい吸／排気系に配設された
過給機の容量を、通路抵抗の小さい吸／排気系に配設さ
れた過給機よりも小さくしたことにより、各系統の吸／
排気系の通路抵抗に応じてターボ過給機の容量が設定さ
れ、各吸／排気系の通路抵抗が異なっていても、エンジ
ンの低速域から高速域まで効率のよい過給効果を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は第１実施例の全
体構成を概略的に示す平面図、第２図は同シャッターバ
ルブの制御手順を示すフローチャート図である。第３図
は第２実施例を示す第１図相当図である。 １・・・エンジン １　ａ，　．１　ｂ・・・バンク ６・・・気筒 １１・・・インタクーラ １２ａ・・・第１吸気通路 （通路抵抗の大きい吸気通路） １２ｂ・・・第２吸気通路 （通路抵抗の小さい吸気通路） １８ａ・・・第１排気通路 （通路抵抗の大きい排気通路） １８ｂ・・・第２排気通路 （通路抵抗の小さい排気通路） ２０・・・キャタリスト ２２ａ・・・第１ターボ過給機 ２２ｂ・・・第２ターボ過給機 ２９・・・ブリキャタリスト （小容量の過給機） （人容瓜の過給機） 第２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの吸／排気系がそれぞれ少なくとも２系
   統に分けられ、その各系統にターボ過給機が配設された
   エンジンの過給装置であって、通路抵抗の大きい吸／排
   気系に配設された過給機の容量は、通路抵抗の小さい吸
   ／排気系に配設された過給機よりも小さいことを特徴と
   するエンジンの過給装置。