JPH03246321A - 車両用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、いわゆるスーパーチャジャといわれる、エン
ジン出力軸と連結されて過給動作する車両用エンジンの
過給装置に関する。

（従来の技術） 来期に車室を暖房するための車両用の暖房装置は、通常
ではエンジンから排気される熱を利用している。このた
めエンジン始動直後からすぐに車室を適温まで暖房する
には、燃料の消費量が大ぎくなり、効率が良くない。そ
こで専用の暖房装置を備え、あるいは別の燃焼システム
を用意することが考えられるが、コスト的にもスペース
的にもデメリットが大きい。

また、同一の排気量のエンジンを効率良く駆動して高い
パワーを得る手段として、従来から過給機が使用されて
いる。こうした過給機として、エンジンの出力の一部を
空気の圧縮に利用したスーパーチャージャを採用する車
両がある。しかし、本来車両の駆動力として使用される
エネルギーの一部を圧縮のために割くことから、エンジ
ンの燃費を低下させるばかりか、空気の圧縮の割合が、
エンジン回転数によって決定されるため、その吐出量に
融通性がない。このため、アクセル全開のときを想定し
てポンプ、つまり過給機の容量を決定してしまうと、ア
クセルをしぼったとき、あるいはエンジンブレーキを必
要とする場合などに、その効率が著しく低下する。

（発明が解決しようとする課題） このような従来の過給機を備えた車両用エンジンでは、
それを利用して車室の急速暖房システム（ＱＨＳ）を構
成すると、運転者が乗車して暖房スイッチを投入してか
ら、実際に温度が上昇するまでに１〜３分程度の時間遅
れがあって、これを解消することが容易でない。また、
高速回転しているエンジンを制御して、エンジンブレー
キ作用を行なわせようとする場合には、過給機の過給動
作によってトルクが高くなフていればピストン容積は相
対的に小さいため、制動力も小さくなり、ブレーキシュ
ーめ加熱を防止するためには、別途、リターダを設けな
くてはならないという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
エンジン出力軸と連結されて過給動作する過給機を備え
、そのための空気流の管路を利用して、確実かつ簡便に
車両の暖房を行なえ、かつエンジンを過給するだけでな
く過給機をリターダとしても効率良く使用できるように
した車両用エンジンの過給装置を提供することを目的と
している。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、暖房装置を有する車両のエンジンを過
給する車両用エンジンの過給装置において、前記エンジ
ンの出力軸にクラッチ機構を介して連結される増速手段
と、この増速手段により回転駆動される遠心式のポンプ
と、このポンプで圧縮された空気を前記暖房装置と前記
エンジンの吸気口とに切換えて排出する切換手段と、こ
の切換手段および前記クラッチ機構を制御するとともに
前記エンジンの吸気管を開閉制御して前記ポンプをリタ
ーダとして作用せしめる減速制御手段とを有することを
特徴とする車両用エンジンの過給装置を提供で与る。

（作用） 本発明の車両用エンジンの過給装置では、エンジン出力
軸と連結されて過給動作する遠心式のポンプからの圧縮
空気はただちに高温高圧となるから、切換手段、例えば
第１の切換弁、第２の切換弁を切換えて、車室空気をエ
ンジン始動の直後に圧縮された空気を車室に吐出して急
速暖房をなし、その後にポンプを通常のスーパーチャー
ジャとして作用させ、さらに強力なエンジンブレーキが
必要とされる場合にも、減速制御手段によってエンジン
の吸気管を開閉制御して該エンジンに対してこのポンプ
をリターダとして作用させる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
。

第１図は、自動車用エンジンの過給システムの一例を示
すブロック図である。エンジン１は、その出力軸に無段
変速機（ＣＶＴ）システム２を介して過給機３のコンプ
レッサ軸が連結されている。スーパーチャージャ用の遠
心式のポンプを構成するインペラーは、エンジンの過給
に必要な空気の圧力を形成するためにエンジンアイドル
時においても所定の高速回転するように制御されている
。エアクリーナ４から吸い込まれる空気は、第１の切換
弁Ｉを介してフンブレッサハウジング内に人り、圧縮さ
れて第２の切換弁ＴＩを介してチャージクーラ５に吐出
される。このインペラーは、毎分例えば６万から８万の
回転速度で回転させることが必要であるが、ここでは上
記ＣＶＴと遊星歯車機構とを組合せて、かっこの変速の
割合を変えて、エンジンの回転数に応じて予め決められ
た増速比で変換することが可能になっている。

この無段変速機（ＣＶＴ）は、プーリの幅を可変とし、
ベルトのサイド部分の摩擦によって有効周長を変えてい
く、いわゆるバリオタイプの変速装置であり、後にさら
に説明する。

６は運転席などを設けた客室、つまりキャビンであり、
キャブ吸入側にはブレクリーナ６１が設けられ、ここか
ら上記切換弁Ｉを介してキャビン６内の空気がＡＭＭＢ
２供給される。６２はキャビン６内のエアコンユニット
であり、上記切換弁ＩＩから過給機３で圧縮された高温
の空気が供給される。７は、上記エンジン１の排気機構
であり、エンジン１とこの排気機構７とを結合する排気
管８には、エンジン１の吸気管とをバイパスする管路９
が接続され、この管路９に設けられる第３の切換弁ＩＩ
Ｉを開くことにより、一部の圧縮空気が直接に排気機構
７に送られるようになっている。

１０は、上記過給システムの３つの切換弁Ｉ〜ＩＩＩを
切換制御するとともにＣＶＴシステム２を制御するコン
トローラであって、このコントローラ１０にはキャビン
６内で操作されるＱＨＳスイッチ１１およびリターダス
イッチ１２からの信号が入力され、さらにエンジン回転
センサ１３、エンジン水温センサ１４からの検知信号が
人力されている。

第２図は、第１図の過給システムのうち、エアクリーナ
４からエンジン排気管８に至る空気回路と、エンジン１
の出力を過給機３での圧縮に利用する勤カシステムとを
示す説明図である。

エアクリーナ４の出口側と過給機３のコンプレッサ吸入
口とを接続する管路には、第１の切換弁（バルブＩ）が
設けられ、このバルブＩは通常は図の実線にて示すよう
に、エアクリーナ４からの外気を過給機３に供給するよ
うに制御されている。コンプレッサの排出口とチャージ
クーラ５とを接続する管路には、第２の切換弁（バルブ
ＩＩ）が設けられ、これも、通常は図の実線にて示すよ
うに、圧縮された空気をチャージクーラ５に供給するよ
うに制御されている。そして、前記ＱＨＳスイッチ１１
が投入され、例えばエンジン水温が３０°Ｃ以下であり
、エンジン回転数が１５００ｒｐｍ以下であるとき、コ
ントローラ１０からの指令によってこれら２つのバルブ
Ｉ、ＩＩが切換えられる。これにより、第３図に示すキ
ャビン６の例えば座席の下に設けたプレクリーナ６１か
らキャビン６内の空気が過給機のコンプレッサ部に送ら
れて加圧され、エアコンユニット側に切換えられている
バルブＩＩを介してキャビン内に吐出される。

上記チャージクーラ５からエンジンシリンダ１０１の吸
気側に燃料とともに空気を送り込む管路には、第３の切
換弁（バルブＩＩＩ　）が設けられ、通常は図の実線に
て示す状態にされ、強力なブレーキ作用を必要とする際
にコントローラ１０からの指令によって、これが図の点
線にて示すように半開ぎの状態になるように制御されて
いる。

すなわち、バルブＩＩＩによって排気管８とのバイパス
管路９が閉じられていると、過給機３で圧縮された空気
がエンジンを過給して、その動力がコンロッドを介して
クランクシャフト１０２に与えられる。クランクシャフ
ト１０２の回転力はＣ■Ｔ２１によってエンジンの広い
回転域に対応して最適な速度に調整されて、電磁クラッ
チ２２の入力端のシャフトに伝達され、更に遊星歯車機
構２３によって約１５倍の増速比で増速され、過給機３
のタービンインペラーを高速で回転せしめる。従って、
バルブＩＩＩを半分量いた状態にして、高圧の空気を直
接に排気管８に逃してやると、過給機３がエンジン１の
負荷として作用する。すなわち、その車速が一定値以上
のところで過給機の吸収トルクを大きく設定しておけば
、過給機３がリターダとして作用して、エンジンブレー
キカを増大する方向に働くのである。

第４図は、上述した過給装置の実施例の動作を説明する
流れ図である。

ステップａでは、エンジンの回転数および水温に基づい
て、急速暖房スイッチが投入されている時には、その信
号をコントローラ１０に与える。

つぎのステップｂでＱＨＳモードであるか否かが判断さ
れ、ＱＨＳモードであればステップＣに進み、バルブＩ
をキャビンからの空気吸入側に切換え、更にステップｄ
にてバルブＩＩをエアコンユニット側に切換える。その
後ステップｅで、ＣｖＴユニット２を最増速側にシフト
すれば、エンジン１がアイドル回転の状態であっても、
過給機３のコンプレッサは最高速で回転する。このよう
に、冷寒地での始動の直後に、過給機３を含むＱ８３回
路が構成されて、プレクリーナ６１から吸入された空気
が圧縮され、高温となってキャビンのエアコンダクトに
排出される。

ステップｂでＱＨＳモードではないと判断されると、ス
テップｆに進み、ＣＶＴユニット２は通常変速比となる
位置にシフトされる。そしてステップｇによりまずバル
ブＩＩをエンジン吸気管の側に切換え、次にステップｈ
でバルブＩをエアクリーナ側に切換えれば、ステップｉ
の通常の過給動作の制御状態になる。なお、ＣＶＴユニ
ット２の電磁クラッチ２２を切断することによって自然
吸気の状態にすることもできる。

その後、走行中に大きなエンジンブレーキ力が必要とさ
れる場合に、リターダスイッチ１２が投入されれば、ス
テップｊからステップｋに進み、バルブＩＩＩを切換え
て、エンジン吸気を半閉として、バイパス管路９により
スーパーチャージャをリターダとして作動させる。この
時、ステップＤで上記ＣＶＴユニット２が、エンジン回
転数に応じて設定される増速比までシフトされる。速度
が低下してエンジンブレーキを必要としなくなれは、ス
テップｍに進み、ＣＶＴユニット２を通常位置に戻し、
ステップｎにてバルブＩＩＩを切換えて、排気管路への
バイパスを閉じて、過給された空気をエンジン吸気側に
接続する。

以上、この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施
態様について説明したが、その好ましい実施態様の説明
は、構成の詳細な部分についての変形、特許請求の範囲
に記載された本発明の精神に反しない限りでの種々な変
形、あるいはそれらを組み合わせたものに変更すること
ができることは明らかである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、エアコンシステ
ムへ至る配管系の熱損失はあるが、特別の燃焼手段を設
けることなしに急速暖房システムを構成することができ
る。また、運転者などユーザの判断によって、ポンプを
通常のスーパーチャージャとして作用させながら、強力
なエンジンブレーキが必要な場合には、リターダとして
の空気回路を構成して、過給機を効率良く使用できるよ
うにした車両用エンジンの過給装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は、３つの弁を含む空気回路と動力伝達システムを示す
説明図、第３図は、キャビン内の暖房システムの一例を
示す説明図、第４図は、同実施例の動作を説明する流れ
図である。 １・・・エンジン、２・・・無段変速機（ＣＶＴ）シス
テム、３・・・過給機、６・・・キャビン、９・・・バ
イパス管路、Ｉ−ＩＮ・・・切換弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）暖房装置を有する車両のエンジンを過給する車両
   用エンジンの過給装置において、前記エンジンの出力軸
   にクラッチ機構を介して連結される増速手段と、この増
   速手段により回転駆動される遠心式のポンプと、このポ
   ンプで圧縮された空気を前記暖房装置と前記エンジンの
   吸気口とに切換えて排出する切換手段と、この切換手段
   および前記クラッチ機構を制御するとともに前記エンジ
   ンの吸気管を開閉制御して前記ポンプをリターダとして
   作用せしめる減速制御手段とを有することを特徴とする
   車両用エンジンの過給装置。
2. （２）前記増速手段は、エンジン出力軸と連結された無
   段変速機であることを特徴とする請求項（１）に記載の
   車両用エンジンの過給装置。