JPH0318661Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は機関の吸気系のスロツトル弁の下流に
機械式過給機を設け、この機械式過給機をバイパ
スする通路にバイパス制御弁を配置した内燃機関
に関する。

〔従来の技術〕

特開昭58−15719号ではスロツトル弁の上流に
機械式過給機を設け、機械式過給機を迂回するバ
イパス通路にバイパス制御弁を設けたものが開示
されている。機械式過給機はクラツチによつて選
択的に作動される。更に、バイパス制御弁を駆動
するダイヤフラム機構と、ダイヤフラム機構への
制御圧力の導入制御用の３方切替弁が具備され
る。ダイヤフラム機構はバイパス制御弁に連結さ
れるダイヤフラムと、バイパス制御弁が開放する
ようにダイヤフラムを付勢するスプリングとを具
備する。スプリング側のダイヤフラム室はチエツ
ク弁を介してスロツトル弁の下流の吸気管に接続
される。３方切替弁はスプリングと反対側のダイ
ヤフラム室がスプリング側のダイヤフラム室に連
通する位置とバイパス制御弁の下流でスロツトル
弁の上流の吸気管に連通する位置との間を切替作
動する。また、スプリングと反対側のダイヤフラ
ム室への作動圧力通路に絞りが配置される。

クラツチが開放される非過給運転時は３方切替
弁は上下のダイヤフラム室を連通するように位置
され、このときは上下のダイヤフラム室は吸気管
負圧が導入されるため圧力が均衡し、スプリング
によつてバイパス制御弁は開放される。

クラツチが係合される過給運転時は３方切替弁
はスプリングと反対側のダイヤフラム室をバイパ
ス制御弁の下流でスロツトル弁の上流の吸気管に
連通させる。そのため、過給圧がスプリングと反
対側のダイヤフラム室に導入され、スプリング側
のダイヤフラム室のみが負圧となるのでダイヤフ
ラムはスプリングに抗して変形し、バイパス制御
弁を閉弁せしめる。

また、スプリングと反対側のダイヤフラム室へ
の作動圧力通路に設けた絞りはバイパス制御弁の
開放から閉鎖への切替時は過給圧を徐々に導入す
ることによりバイパス制御弁の閉鎖を徐々に行わ
せ、加速シヨツクの発生を防止する。また、バイ
パス制御弁の閉鎖から開放への切替時に負圧が
徐々に導入されるためよりバイパス制御弁の開放
も徐々に行われるようになつている。

〔考案が解決しようとする課題〕

特開昭58−15719号はスロツトル弁の上流に過
給機を設けたものであるが、騒音対策としてスロ
ツトル弁の下流に過給機を設けたものもある。こ
のような過給装置においてもクラツチの開放から
係合への切替時（即ち過給動作への移行時）特開
昭58−15719号に準じてシヨツク軽減のためバイ
パス制御弁の動作速度を減速することが必要であ
る。特開昭58−15719号そのままでは非過給動作
に戻る時にも絞りの働きでバイパス制御弁の閉鎖
から開放が緩慢に行われる。ところが、スロツト
ル弁の下流に過給機を設けた過給システムではバ
イパスを徐々に閉鎖すると吸入空気の温度の上昇
が起こる問題点がある。その理由は以下の通りで
ある。スロツトル弁が閉じられクラツチが切られ
ても慣性により過給機の高速回転は暫次継続され
る。このときバイパス制御弁は絞りの働きで即座
には開放せず上流のスロツトル弁は閉鎖されてい
るため、過給機の入口側は負圧となり過給機の吸
気空気量が少なく、結果として吸入空気の温度が
増大するのである。尚、特開昭58−15719号のシ
ステムでは過給機がスロツトル弁の上流側である
ため、過給機の入口側の圧力は大気圧であり減速
時に過給機の吸気空気量が減少することはなく、
吸入空気温度は適正に維持される。

この考案の目的はスロツトル弁の下流に過給機
を設けた機械式過給機において、過給シヨツクが
発生することなく過給機から非過給機への移行の
過渡的な時点での吸入空気の温度が上昇するのを
防止することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この考案によれば、機関の吸気系におけるスロ
ツトル弁の下流に、機関駆動軸にクラツチ手段を
介して連結される機械式過給機を設け、該過給機
をバイパスし、過給機の下流をスロツトル弁の下
流で過給機の上流の間に接続する通路にバイパス
制御弁を配置した機械式過給内燃機関において、
バイパス制御弁はバイパス通路に配置される弁体
と、該弁体に連結されるダイヤフラムと、弁体と
反対側におけるダイヤフラムの側面に形成される
負圧室と、弁体が常態ではバイパス通路を閉鎖す
るように付勢するスプリングとより成り、更に常
態では前記負圧室を吸気系のスロツトル弁の下流
の負圧ポートに接続するが、制御信号により負圧
室が大気に連通するように切り換える切替弁を有
し、該切替弁より大気側に前記負圧室への大気圧
の伝達速度を制御する絞りを設け、一方切替弁よ
り負圧側には前記負圧室への負圧の伝達速度を制
御する絞りは存在せず、クラツチ手段の開放と係
合との切換え時点を検知して、切替弁を前記負圧
室が前記負圧ポートに接続する位置と負圧室が大
気に連通する位置との間で切り換える制御回路を
具備し、これによりクラツチ手段の開放から係合
への切替時の大気圧の導入は絞りを通すことでバ
イパス制御弁の閉鎖は徐々に行い、クラツチ手段
の係合から開放への切替時の負圧の導入は絞りを
通さないことでバイパス制御弁の開放は即座に行
うようにしたことを特徴とする機械式過給内燃機
関が提供される。

〔作用〕

非過給時に切替弁は消磁され、バイパス制御弁
はその負圧室に負圧が印加されているため、バイ
パス通路を開放している。

過給運転に入りクラツチ手段が係合されると、
切替弁は励磁され、空気フイルタから大気が絞り
を通じて負圧室に導入され、最初は負圧室に負圧
が残りバイパス制御弁は開放を維持する。

絞り寸法で決まる時間が来るとスプリングによ
て弁体はバイパス通路を閉鎖し、過給が行われ
る。

過給域から非過給域への切替時の負圧の導入は
絞りを通さないことで即座に行われ、バイパス制
御弁の開放は急速に行われる。

〔実施例〕

第１図において、１０はエンジン本体であり、
ピストン１２、コネクテイングロツド１４、クラ
ンク軸１６、吸気ポート１８、排気ポート２０、
吸気弁２２、排気弁２４等の構成要素より成る。
吸気ポート１８は吸気管２６に接続され、吸気管
２６中にスロツトル弁２８があり、スロツトル弁
２８の上流にエアフローメータ３０が設けられ、
その上流に空気クリーナ３２が位置する。

この実施例では内燃機関は燃料噴射式であり、
吸気管２６内に燃料噴射弁３３が設けられる。

スロツトル弁２８の下流において機械式過給機
３４が吸気管２６内に配置される。スロツトル弁
２８の下流に機械式過給機を設けたのは騒音低減
を意図したものである。即ち、機械式過給機の作
動時にバイパス通路４４を通して気流が上流に伝
わるがスロツトル弁２８はこの伝達を遮断するこ
とにより騒音を抑制するものである。機械式過給
機３４はクラツチ３６を備え、このクラツチ３６
はプーリ３８、ベルト４０を介してクランク軸１
６上のプーリ４２に連結される。これによつて、
機関によつて過給機の駆動が行われる。

機械式過給機３４をバイパスするようにバイパ
ス通路４４が設けられ、このバイパス通路４４に
ダイヤフラム式のバイパス制御弁８０が設けられ
る。

４８は機械式過給機のクラツチ３６及びバイパ
ス制御弁８０の駆動のための電磁式３方切替弁８
６の制御回路でありマイクロコンピユータとして
構成される。制御回路４８は、スロツトルセンサ
５２、エンジン回転数センサ５４等のエンジン運
転条件検出センサに接続され、周知のように、機
関の運転条件に応じてクラツチ３６、バイパス制
御弁８０の駆動用の切替弁８６の作動信号を形成
し、機関の高負荷、高回転時にクラツチ３６を係
合し、バイパス制御弁８０を閉鎖するように作動
する。バイパス制御弁８０は弁体８０１と弁棒８
０２とダイヤフラム８０３とばね８０４とよりな
り、更に負圧室８０５を形成している。スロツト
ル弁２８の下流に負圧ポート８２がありチエツク
弁８４及び切替弁８６を介して負圧室８０５に負
圧が選択的に導入される。電磁３方切替弁８６は
非通電時は白抜きのポート位置をとり、負圧室８
０５は負圧ポート８２に連通される。一方通電時
は黒塗のポート位置をとり負圧室８０５は絞り８
８を介して大気即ち空気フイルタ９０に連通され
る。この実施例の作動においてスロツトルセンサ
５２の信号よりスロツトル開度TAが設定値TA_x
より小さい軽負荷時は制御回路４８はクラツチ３
６の開放信号を出力し、クランク軸１６の回転は
機械式過給機３４に伝達されず過給はされない。
この信号は切替弁８６にも伝達され、これを白抜
きのポート位置とする。このスロツトル弁開度の
小さい運転時ポート８２に大きな負圧が生じてい
ることから、その負圧がチエツク弁８４を介して
負圧室８０５に導入されダイヤフラム８０３はば
ね８０４に抗して引つ張られ弁体８０１は開弁し
バイパス通路４４は解放する。この際チエツク弁
８４は負圧室８０５の負圧を開弁圧に応じた或る
値以上に保持する。ポート８２から負圧室８０５
への負圧経路には絞りは存在しないため負圧の導
入は切替弁８６がONからOFFに切り替わると即
座に行われる。

スロツトル開度TAが設定値TA_xより大きい高
負荷時は制御回路４８よりクラツチ３６の係合信
号が出力され機械式過給機３４が作動に入ると同
時に切替弁８６に印加される。そのため切替弁８
６は黒塗のポート位置をとり負圧室８０５は大気
に連通される。ところが絞り８８が存在している
ため大気の導入は緩慢に行われ、負圧室８０５は
クラツチ３６の係合後暫時負圧を維持し切替の直
後はバイパス制御弁８０の弁体８０１はリフトし
ない。

絞り８８の寸法で決定される時間（Tm（第２
図））が経過すると負圧室８０５内の負圧はばね
８０４に打勝つことができなくなり、ダイヤフラ
ム８０３は下降しバイパス制御弁８０は閉弁する
に至る。そのため吸入空気はバイパス通路４４へ
は向かわず全量が機関本体１０に導入されること
になる。

減速に移行するとスロツトル弁２８は全閉さ
れ、過給機３４の作動域から非作動域への移行ラ
インを横切つた時（TA＜TA_xとなつた時）にク
ラツチ３６は開放され、同時に切替弁８６はON
からOFFに切替られる。このとき負圧ポート８
２から負圧室８０５への負圧配管系に絞りが存在
しないため負圧ポート８２の負圧が即座にダイヤ
フラム室８０５に導入され、バイパス制御弁８０
を急速に開弁に至らしめる。仮に、バイパス制御
弁８０の開弁が緩慢に行われたとするとクラツチ
３６が切られた直後の時点においてスロツトル弁
２８が閉鎖しかつバイパス制御弁８０も閉鎖し、
過給機３４は慣性により暫時回転を継続するため
過給機３４の入口側は負圧となり、吸気空気量が
少なくなり、吸入空気温度が上昇するおそれがあ
る。この考案ではクラツチ３６が切られると即座
にバイパス制御弁８０が開放されるため過給機３
４の慣性によつて圧縮される空気はバイパス通路
４４に分流され、それから過給機３４を介して再
びバイパス通路４４に戻る。このような循環流に
より吸入空気量が多くなり、吸入空気を適温に維
持することができる。

尚、実施例における過給条件判定はスロツトル
弁開度であるが、周知のように他の要因例えば機
関回転数、車速、吸気管負圧等を取入れて制御す
ることができる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、スロツトル弁の下流に過給機
を設けた内燃機関において、バイパス制御弁を開
放する負圧の経路に絞りを設けないことにより減
速時にクラツチ手段の係合から開放への移行領域
における吸入空気温度の上昇を防止することがで
き、ノツキングを抑制し、しかも過給シヨツクを
低減する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例の全体構成図。第２
図はスロツトル開度が変化した場合の電磁クラツ
チ及びバイパスの作動タイミング線図。第３図は
機械式過給機及びバイパス制御弁の作動マツプ
図。 ２８……スロツトル弁、３４……機械式過給
機、３６……クラツチ、４４……バイパス通路、
４８……制御回路、８０……バイパス制御弁、８
４……チエツク弁、８６……切替弁、８８……絞
り、８０１……弁体、８０３……ダイヤフラム、
８０４……スプリング、８０５……負圧室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関の吸気系におけるスロツトル弁の下流に、
   機関駆動軸にクラツチ手段を介して連結される機
   械式過給機を設け、該過給機をバイパスし、過給
   機の下流をスロツトル弁の下流で過給機の上流の
   間に接続する通路にバイパス制御弁を配置した機
   械式過給内燃機関において、バイパス制御弁はバ
   イパス通路に配置される弁体と、該弁体に連結さ
   れるダイヤフラムと、弁体と反対側におけるダイ
   ヤフラムの側面に形成される負圧室と、弁体が常
   態ではバイパス通路を閉鎖するように付勢するス
   プリングとより成り、更に常態では前記負圧室を
   吸気系のスロツトル弁の下流の負圧ポートに接続
   するが、制御信号により負圧室が大気に連通する
   ように切り換える切替弁を有し、該切替弁より大
   気側に前記負圧室への大気圧の伝達速度を制御す
   る絞りを設け、一方切替弁より負圧側には前記負
   圧室への負圧の伝達速度を制御する絞りは存在せ
   ず、クラツチ手段の開放と係合との切換え時点を
   検知して、切替弁を前記負圧室が前記負圧ポート
   に接続する位置と負圧室が大気に連通する位置と
   の間で切り換える制御回路を具備し、これにより
   クラツチ手段の開放から係合への切替時の大気圧
   の導入は絞りを通すことでバイパス制御弁の閉鎖
   は徐々に行い、クラツチ手段の係合から開放への
   切替時の負圧の導入は絞りを通さないことでバイ
   パス制御弁の開放は即座に行うようにしたことを
   特徴とする機械式過給内燃機関の過給圧制御装
   置。