JPH0418125B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンに加圧空気を供給する過
給機の過給圧を制御する制御装置に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

エンジンの吸気通路に加圧空気を供給する過給
機は、通常エンジンのクランク軸の回転もしくは
排気流を駆動力として回転されるようになつてお
り、したがつてエンジンの低回転、低負荷運転領
域から高回転、高負荷運転領域までの全運転領域
に亘つて過給するようになつている。

しかしながら、エンジンの運転状況は常に変化
されるものであり、全ての運転領域において常に
過給機を運転することは、場合によつては動力の
損失を生じて好ましいものではない。

このため、従来、吸気通路内のスロツトル弁よ
りも吸気上流側を過給制御通路と過給通路に分岐
し、この過給制御通路に過給制御弁を設けるとと
もに、この過給通路に過給機としてのエアポンプ
を設けかつ上記過給制御弁を連動機構としてのリ
ンクなどを介してスロツトル弁の開作動と連動し
て閉作動させるようにしたものがある。したがつ
て、スロツトル弁が閉止状態あるいはその開度が
小さい範囲においては過給制御弁が開かれている
ので過給空気を吸気上流側に逃がすものであり、
またスロツトル弁が全開あるいは全開に近い範囲
においては過給制御弁を全閉して完全な過給が行
えるようになつている。

しかしながら、上記過給制御弁を全閉し、エア
ポンプからの過給吸気のみを供給する場合には、
上記過給吸気の圧力いわゆる過給圧が過度に上昇
し、エンジンの運転においては好ましいものでは
ない。このため、上記過給圧が設定圧以上となら
ないように、例えば上記過給制御通路にエアポン
プをバイパスするようなリリーフ通路を形成し、
このリリーフ通路に上記過給圧を制御するリリー
フ弁機構を設けたものがあり、このリリーフ弁機
構は従来過給圧が設定圧以上となつた場合にリリ
ーフ通路を開いて過給吸気を逃がすような１つの
リリーフ弁で構成されていた。

しかしながら、このように上記リリーフ弁が１
つであると、このリリーフ弁の弁孔は必要とされ
る過給吸気の最大逃し流量を確保可能な孔径に形
成されることになるため、上記弁孔の孔径は大き
なものである。このため、従来のリリーフ弁では
上記過給圧が設定圧をわずかに越えた場合でも上
記弁孔が全開してしまい、上記逃し流量にもとづ
く上記過給圧の制御を精度良く行えない不具合が
あつた。

この発明はこのような事情にもとづいてなされ
たもので、その目的とするところは、リリーフ通
路を通じて逃がされる過給吸気の逃し流量を上記
過給圧に応じて調整でき、この逃し流量にもとづ
く過給圧を精度良く制御することのできるエンジ
ン過給機の制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は上記の問題点を解決するために、エン
ジンの吸気通路を過給通路と過給制御通路とに分
岐させ、上記過給通路にエンジンの運転によつて
駆動される過給機を設けるとともに、上記過給制
御通路に過給制御弁を設け、この過給制御弁をエ
ンジンの運転状態により開閉作動されるように
し、かつ上記過給制御通路もしくは過給通路に上
記過給機をバイパスしてリリーフ通路を形成する
とともにこのリリーフ通路にリリーフ弁機構を設
け、上記過給機から過給通路を通じて送られる過
給圧が設定値以上となつた場合には上記リリーフ
弁機構によつてリリーフ通路を開き、このリリー
フ通路を通じて上記過給圧を吸気下流側から吸気
上流側へ逃がすようにしたエンジン過給機の制御
装置において、上記リリーフ弁機構が、上記リリ
ーフ通路に形成された第１弁孔をリリーフ通路内
から吸気下流側に向かつて第１ばね部材で付勢さ
れた第１弁体により開閉可能に閉じる第１リリー
フ弁と、上記第１弁体に形成された第２弁孔を同
じくリリーフ通路内から吸気下流側に向かつて第
２ばね部材で付勢された第２弁体により開閉可能
に閉じる第２リリーフ弁とから構成されており、
上記第２ばね部材の付勢力は上記第２弁体が過給
圧の設定値において開くように設定されていると
ともに、上記第１ばね部材の付勢力は上記第１弁
体が過給圧の設定値よりも実質的に高い圧力にお
いて開くように上記第２ばね部材の付勢力よりも
大きく設定されており、また、上記第１弁孔の孔
径は必要とされる過給吸気の最大逃がし流量を確
保することができる大きさを有するとともに、上
記第２弁孔の孔径は上記第１弁孔の孔径よりも実
質的に小さい通路断面積を有することを特徴とす
るエンジン過給機の制御装置を提供する。

〔作 用〕

エンジンの運転状態において、過給圧が設定値
よりも僅かに高くなつた場合には、まず第１弁体
に形成された第２弁体が小径の第２弁孔を開き、
小流量の過給吸気をバイパスさせる。それによつ
て、エンジンの過給圧を精度良く設定値に合わせ
ることができる。

また、過給機の回転数の増大等により過給吸気
の流量が非常に増加し、第２弁孔の逃がし量だけ
では過給圧が設定値を大幅に越えるおそれがある
場合には、第１弁体が大径の第１弁孔を開くの
で、大量の過給吸気が速やかにバイパスされ、過
給圧を設定値よりも若干高い程度に制御すること
ができる。

それによつて、過給圧の制御機能が向上し、単
一のリリーフ弁の開閉による場合に比して過給圧
の変動幅が小さくなり、過給圧をきめ細かく制御
して、常に正確に過給圧を設定値に近づけること
ができる。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例を第１図にもとづき説
明する。

図中１はエンジンのシリンダ、２はピストン、
３および４はそれぞれ吸気孔および排気孔で、
各々吸気弁５および排気弁６によつて開閉され
る。吸気孔３はサージタンク７を介して吸気通路
８に連通されている。吸気通路８の下流側にはス
ロツトル弁９が設けられている。スロツトル弁９
はスロツトル軸１０と一体的に回動されるように
連結されており、このスロツトル軸１０にはスロ
ツトルレバー１１が一体的に回動するように取着
されている。スロツトルレバー１１には、アクセ
ルペダルなどのスロツトル操作子（図示しない）
と連結された作動レバー１２が連結されている。
したがつて上記アクセルペダルを踏圧すればスロ
ツトル弁９が回動されて吸気通路８を開くように
なつている。

吸気通路８の上流端はエアクリーナ１３の大気
開放口１４に連通している。なお１５はクリーナ
エレメント、１６はエアフローメータを示す。

そして、上記エアフローメータ１６とスロツト
ル弁９との間における吸気通路８の上流側は、過
給通路１７と過給制御通路１８とに分岐されてい
る。上記過給通路１７の途中には過給機としての
エアポンプ例えばベーンポンプ１９が設けられて
いる。このベーンポンプ１９は図示しないエンジ
ンのクランク軸等によつて回転駆動されるもので
あるが、この一実施例の場合、このベーンポンプ
１９とクランク軸等はベルト掛けなどの巻掛け伝
達手段および電磁クラツチ（いずれも図示しな
い。）を介して連結されており、この電磁クラツ
チによりクランク軸からベーンポンプ１９に伝達
される動力の通断がなされるようになつている。
また、上記電磁クラツチはマイクロコンピユータ
等の電子制御装置２０からの指令信号によりその
通断が制御されるもので、上記電子制御装置２０
は例えばエンジンの回転速度センサ２１、スロツ
トル弁９のスロツトル開度センサ２２およびエン
ジンの温度センサ２３からのそれぞれの信号にも
とづいてエンジンの運転状態を判断し、この運転
状態が所定の運転モードに達した時点で上記電磁
クラツチをつなぐべく上記指令信号を出力するよ
うに構成されている。

また、他方上記過給制御通路１８の途中には過
給制御弁２４が設けられている。この過給制御弁
２４は制御弁軸２５に一体的に取り付けられてお
り、この制御弁軸２５には制御レバー２６が一体
的に回動するように連結されている。この制御レ
バー２６と前記スロツトルレバー１１との間には
例えばリンクレバー２７が架設されており、これ
らレバー１１，２６は相互に連動可能となつてい
る。つまり、過給制御弁２４の開閉作動はエンジ
ンの運転状態を把握するスロツトルレバー１１の
開閉作動にもとづきなされるもので、上記リンク
レバー２７により、スロツトル弁９が開作動され
る場合には過給制御弁２４が閉作動され、また逆
にスロツトル弁９が閉作動される場合には過給制
御弁２４が開作動されるように構成されている。

そして、上記過給制御通路１８にはベーンポン
プ１９つまり過給制御弁２４をバイパスするリリ
ーフ通路２８が形成されている。このリリーフ通
路２８にはリリーフ弁機構２９が設けられてお
り、このリリーフ弁機構２９はこの一実施例の場
合、第１リリーフ弁３０と第２リリーフ弁３１と
で構成してある。すなわち、第１リリーフ弁３０
はリリーフ通路２８に形成した第１弁孔３２を第
１弁体３３で開閉可能に閉止するように構成され
ており、この第１弁体３３は第１ばね部材として
の第１コイルばね３４によりリリーフ通路２８内
から上記第１弁孔３２を閉止する方向に付勢され
ている。また、第２リリーフ弁３１は上記第１弁
体３３に形成した第２弁孔３５を同様にして第２
弁体３６で開閉可能に閉止するように構成されて
おり、この第２弁体３６もまた同様にリリーフ通
路２８内から第２ばね部材としての第１コイルば
ね３４よりも付勢力の小さな第２コイルばね３７
により上記第２弁孔３５を閉止する方向に付勢さ
れている。また、この一実施例の場合においては
上記第２コイルばね３７の付勢力が過給圧の設定
圧と同等に設定されていることはもちろんのこ
と、上記第１弁孔３２の孔径は必要とされる過給
吸気の最大逃し流量を確保できる大きさに設定さ
れているものである。

次に、上記一実施例の作用について説明する。

例えば、アイドリング運転などのごときエンジ
ンの低回転、低負荷運転時には、アクセルペダル
を踏み込まないので、スロツトル弁９は吸気通路
８を殆んど閉じているとともに過給制御弁２４は
全開となつており、エンジンの運転状態はまだ所
定の運転モードに達していない状態である。した
がつて、このような場合にはクランク軸からベー
ンポンプ１９に伝達される動力は断たれているの
で、このベーンポンプ１９は回転駆動されず、ま
だ過給は行われない。

そして、アクセルペダルが踏み込まれると、ス
ロツトル弁９の弁開度が大きくなり、その運転状
態は除々に上記所定の運転モードに近づく。そし
て、その運転状態が所定の運転モードに達した時
点で、上記電子制御装置２０からの指令信号が電
磁クラツチに伝達され、この電磁クラツチがつな
がつて上記ベーンポンプ１９は回転駆動される。
これによつて、過給が開始されることになるが、
まだこの時点では上記過給制御弁２４が全閉とな
つていないため、その過給圧は低いものである。

そしてさらに、アクセルペダルを踏み込むこと
により、スロツトル弁９が全開に近づくにつれ、
所定の時期に上記過給制御弁２４は全閉となる。
したがつて、このような場合にはこの過給制御弁
２４によつて過給制御通路１８が遮断されること
になるので、スロツトル弁９を流れる吸気は過給
吸気のみとなり、完全な過給が行われるものであ
る。

そして、このようにして過給が行われている
際、その過給圧が設定圧以上になると、この過給
圧はまず上記第２リリーフ弁３１における第２コ
イルばね３７の付勢力に打ち勝つて第２弁体３６
を押し上げ、第２弁孔３５が開かれる。これによ
つて、この第２弁孔３５から過給吸気がリリーフ
通路２８を通じ、ベーンポンプ１９をバイパスし
て吸気上流側に逃がされ、上記スロツトル弁９を
流れるその過給吸気の過給圧は上記設定圧に保持
される。また、上記過給圧が設定圧よりも異常に
高まつた場合においては、その過給圧が第２コイ
ルばね３７のみならずこの第２コイルばね３７と
第１コイルばね３４の付勢力を合せた付勢合力に
も打ち勝つて第１弁体３３を押し上げ、第２弁孔
３５のみならず第１弁孔３２も開かれることにな
る。これによつて、この第１弁孔３２から大流量
の過給吸気がリリーフ通路２８を通じて上記吸気
上流側に逃がされ、スロツトル弁９を流れるその
過給吸気の過給圧は速やかに上記設定圧に保持さ
れ、エンジンの運転を正常な状態に維持できるも
のである。

したがつて、このような一実施例によれば、過
給圧がわずかに設定圧よりも高くなつた場合には
第１弁体３３に形成した小径の第２弁孔３５を開
き、少流量の過給吸気を逃がすことができるの
で、スロツトル弁９を流れる過給吸気の過給圧を
上記設定圧に精度良く追随制御させることがで
き、また過給圧が設定圧よりも異常に高まつた場
合には大径の第１弁孔３２を開いて速やかにその
過給圧を設定圧に追随制御させることができる。
この結果、従来に比べ必要以上に過給吸気を逃が
すことがないので、過給効率の向上をも図れる利
点を有する。

なお、この発明は上記一実施例に制約されるも
のではない。例えば、第２図に示されるように第
２弁体３６にガイド棒４０を設けるとともに、こ
のガイド棒４０をガイド孔４１で摺動案内するよ
うにして第２弁体３６の横振れを防止するように
してもよいし、また第３図および第４図に示され
るように、上記ガイド棒４０の下端部をさらに第
１弁体３３に形成したガイド孔４２によつて摺動
案内するようにすれば、第２弁体３６のみならず
第１弁体３３の横振れをも防止できる。また、こ
の場合には第２弁孔３５を上記ガイド孔４２を中
心とする複数の弁孔３５ａ等から構成すればよ
い。

また、リリーフ弁機構２９は第１リリーフ弁３
０、第２リリーフ弁３１のみから構成されるもの
に限らず、第２リリーフ弁３１の第２弁体３６に
さらに第３弁孔を形成し、この第３弁孔を第３リ
リーフ弁で開閉するようにしてもよいなど、２つ
以上のリリーフ弁を組合せて構成してもよい。

また、リリーフ通路は過給制御通路１８に限ら
ず、過給通路１７に設けてもよいものであり、第
１および第２ばね部材もまたコイルばねに限らず
板ばね等から構成するようにしてもよい。

そして、この一実施例では過給制御弁２４の開
閉作動をスロツトル弁９と連動するようにした
が、この過給制御弁２４の開閉作動を電子制御装
置２０などからの制御信号によりスロツトル弁９
とは独立して制御するようにしてもよいものであ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明は、リリーフ機構
を少なくとも、リリーフ通路に形成された第１弁
孔をこのリリーフ通路内から第１ばね部材で付勢
した第１弁体により開閉可能に閉じる第１リリー
フ弁と、上記第１弁体に形成された第２弁孔を同
じく上記リリーフ通路内から上記第１ばね部材よ
りも付勢力の小さな第２弁体により開閉可能に閉
じる第２リリーフ弁とから構成したことを特徴と
するものである。したがつて、過給機から送られ
てくる過給吸気の過給が設定圧よりもわずかに越
えた場合には第１弁体に形成した小さな第２弁孔
を開いて少流量の過給吸気を逃がし、また過給圧
が設定圧よりも異常に高まつた場合には大きな第
１弁孔をも開いて大流量の過給吸気を逃がすこと
により過給圧を精度良く設定圧に追随制御でき、
その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す吸気系統の
概略構成図、第２図ないし第４図はこの発明の他
の実施例を示し、第２図および第３図はリリーフ
弁機構をそれぞれ示す断面図、第４図は第３図中
−方向からの矢視図である。 ８…吸気通路、９…スロツトル弁、１７…過給
通路、１８…過給制御通路、１９…ベーンポンプ
（過給機）、２４…過給制御弁、２８…リリーフ通
路、２９…リリーフ弁機構、３０…第１リリーフ
弁、３１…第２リリーフ弁、３２…第１弁孔、３
３…第１弁体、３４…第１コイルばね（第１ばね
部材）、３５…第２弁孔、３６…第２弁体、３７
…第２コイルばね（第２ばね部材）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの吸気通路を過給通路と過給制御通
   路とに分岐させ、上記過給通路にエンジンの運転
   によつて駆動される過給機を設けるとともに、上
   記過給制御通路に過給制御弁を設け、この過給制
   御弁をエンジンの運転状態により開閉作動される
   ようにし、かつ上記過給制御通路もしくは過給通
   路に上記過給機をバイパスしてリリーフ通路を形
   成するとともにこのリリーフ通路にリリーフ弁機
   構を設け、上記過給機から過給通路を通じて送ら
   れる過給圧が設定値以上となつた場合には上記リ
   リーフ弁機構によつてリリーフ通路を開き、この
   リリーフ通路を通じて上記過給圧を吸気下流側か
   ら吸気上流側へ逃がすようにしたエンジン過給機
   の制御装置において、上記リリーフ弁機構が、上
   記リリーフ通路に形成された第１弁孔をリリーフ
   通路内から吸気下流側に向かつて第１ばね部材で
   付勢された第１弁体により開閉可能に閉じる第１
   リリーフ弁と、上記第１弁体に形成された第２弁
   孔を同じくリリーフ通路内から吸気下流側に向か
   つて第２ばね部材で付勢された第２弁体により開
   閉可能に閉じる第２リリーフ弁とから構成されて
   おり、上記第２ばね部材の付勢力は上記第２弁体
   が過給圧の設定値において開くように設定されて
   いるとともに、上記第１ばね部材の付勢力は上記
   第１弁体が過給圧の設定値よりも実質的に高い圧
   力において開くように上記第２ばね部材の付勢力
   よりも大きく設定されており、また、上記第１弁
   孔の孔径は必要とされる過給吸気の最大逃がし流
   量を確保することができる大きさを有するととも
   に、上記第２弁孔の孔径は上記第１弁孔の孔径よ
   りも実質的に小さい通路断面積を有することを特
   徴とするエンジン過給機の制御装置。