JPH0610682A - 機械式過給機付エンジンの吸気制御装置 - Google Patents
機械式過給機付エンジンの吸気制御装置Info
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- JPH0610682A JPH0610682A JP17331892A JP17331892A JPH0610682A JP H0610682 A JPH0610682 A JP H0610682A JP 17331892 A JP17331892 A JP 17331892A JP 17331892 A JP17331892 A JP 17331892A JP H0610682 A JPH0610682 A JP H0610682A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 機械式過給機に対するリリーフ用の通路に制
御弁を備えたものにおいて、運転状態に応じた制御弁の
作動が正常に行なわれないような故障発生時にも、過給
機吐出側温度が過大に上昇することを防止し、過給機の
信頼性を確保する。 【構成】 吸気通路内圧力の変化に応じて作動する制御
弁15がリリーフ用のリサーキュレーション通路11に
設けられるとともに、一対のスプリング27,28から
なるフェイルセーフ手段としての付勢手段により、制御
弁15の不良時における全閉減速時に、制御弁15が一
定開度に開いた状態に保たれるようにする。
御弁を備えたものにおいて、運転状態に応じた制御弁の
作動が正常に行なわれないような故障発生時にも、過給
機吐出側温度が過大に上昇することを防止し、過給機の
信頼性を確保する。 【構成】 吸気通路内圧力の変化に応じて作動する制御
弁15がリリーフ用のリサーキュレーション通路11に
設けられるとともに、一対のスプリング27,28から
なるフェイルセーフ手段としての付勢手段により、制御
弁15の不良時における全閉減速時に、制御弁15が一
定開度に開いた状態に保たれるようにする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、吸気通路の過給機下流
側と過給機上流側とを連通するリリーフ用通路を有し、
このリリーフ通路に運転状態に応じて作動する制御弁が
設けられている機械式過給機付エンジンの吸気制御装置
に関するものである。
側と過給機上流側とを連通するリリーフ用通路を有し、
このリリーフ通路に運転状態に応じて作動する制御弁が
設けられている機械式過給機付エンジンの吸気制御装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば特開平3−222819号
公報に示されるように、吸気通路のスロットル弁の下流
に機械式過給機を備えるとともに、過給機の下流側と上
流側とを連通するリリーフ用通路(バイパス通路)が形
成され、この通路に制御弁(バイパスバルブ)が設けら
れ、低負荷時にはこの制御弁が開かれることにより過給
機吐出圧がリリーフされ、高負荷時には制御弁が閉じら
れることにより過給圧が高められるようにした機械式過
給機付エンジンの吸気制御装置は知られている。
公報に示されるように、吸気通路のスロットル弁の下流
に機械式過給機を備えるとともに、過給機の下流側と上
流側とを連通するリリーフ用通路(バイパス通路)が形
成され、この通路に制御弁(バイパスバルブ)が設けら
れ、低負荷時にはこの制御弁が開かれることにより過給
機吐出圧がリリーフされ、高負荷時には制御弁が閉じら
れることにより過給圧が高められるようにした機械式過
給機付エンジンの吸気制御装置は知られている。
【0003】上記制御弁は、エンジン負荷に対応した吸
気通路内の圧力に応動するもので、上記公報に示された
構造によると、弁体およびこれに連結されたダイヤフラ
ムを備え、過給機下流の過給圧が上記弁体とダイヤフラ
ムとにつり合うように作用するとともに、スプリングに
より弁体が閉方向に付勢され、かつ、スロットル弁下流
で過給機上流の吸気負圧が弁体に作用するようになって
いる。そして、上記吸気負圧が大きい(絶対圧が小さ
い)低負荷時にはその負圧により開弁され、吸気負圧が
小さい(大気圧に近い)高負荷時には、上記スプリング
の付勢力で閉弁される。
気通路内の圧力に応動するもので、上記公報に示された
構造によると、弁体およびこれに連結されたダイヤフラ
ムを備え、過給機下流の過給圧が上記弁体とダイヤフラ
ムとにつり合うように作用するとともに、スプリングに
より弁体が閉方向に付勢され、かつ、スロットル弁下流
で過給機上流の吸気負圧が弁体に作用するようになって
いる。そして、上記吸気負圧が大きい(絶対圧が小さ
い)低負荷時にはその負圧により開弁され、吸気負圧が
小さい(大気圧に近い)高負荷時には、上記スプリング
の付勢力で閉弁される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の吸気制御装置によると、上記ダイヤフラムの破
損、圧力導入用の通路の詰り等の故障が生じると、上記
ダイヤフラム等に正常に圧力が作用しなくなって、低負
荷時に制御弁開作動力が十分に得られなくなる場合があ
り、この場合に上記スプリングによる閉弁方向の付勢力
により、制御弁が閉じられた状態となる。このようにな
ると、高速運転状態からスロットル弁が閉じられて減速
される全閉減速時等に、過給機吸入側圧力に対する過給
機吐出側圧力の比が著しく増大する。そして、過給機吐
出側温度は上記圧力比に依存するため、上記圧力比の増
大に伴い、過給機吐出側温度が過大に上昇し、過給機の
信頼性に悪影響を及ぼすという問題があった。
な従来の吸気制御装置によると、上記ダイヤフラムの破
損、圧力導入用の通路の詰り等の故障が生じると、上記
ダイヤフラム等に正常に圧力が作用しなくなって、低負
荷時に制御弁開作動力が十分に得られなくなる場合があ
り、この場合に上記スプリングによる閉弁方向の付勢力
により、制御弁が閉じられた状態となる。このようにな
ると、高速運転状態からスロットル弁が閉じられて減速
される全閉減速時等に、過給機吸入側圧力に対する過給
機吐出側圧力の比が著しく増大する。そして、過給機吐
出側温度は上記圧力比に依存するため、上記圧力比の増
大に伴い、過給機吐出側温度が過大に上昇し、過給機の
信頼性に悪影響を及ぼすという問題があった。
【0005】本発明は、上記の事情に鑑み、運転状態に
応じた制御弁の作動が正常に行なわれないような故障発
生時にも、過給機吐出側温度が過大に上昇することを防
止し、過給機の信頼性を確保することができる機械式過
給機付エンジンの吸気制御装置を提供することを目的と
する。
応じた制御弁の作動が正常に行なわれないような故障発
生時にも、過給機吐出側温度が過大に上昇することを防
止し、過給機の信頼性を確保することができる機械式過
給機付エンジンの吸気制御装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明(請求項1記載)は、吸気通路に機械式
過給機を備えるとともに、吸気通路の過給機下流側と過
給機上流側とを連通するリリーフ用通路を形成し、この
リリーフ用通路に、エンジン低負荷域で開いて高負荷域
で閉じるように運転状態に応じて作動する制御弁を設け
た機械式過給機付エンジンにおいて、上記制御弁の運転
状態に応じた作動の不良時で、かつ少なくとも過給機の
吸入側圧力に対する吐出側圧力の比が所定値を越えるよ
うな異常状態となるときに、強制的に上記リリーフ用通
路を開くフェイルセーフ手段を設けたものである。
に、第1の発明(請求項1記載)は、吸気通路に機械式
過給機を備えるとともに、吸気通路の過給機下流側と過
給機上流側とを連通するリリーフ用通路を形成し、この
リリーフ用通路に、エンジン低負荷域で開いて高負荷域
で閉じるように運転状態に応じて作動する制御弁を設け
た機械式過給機付エンジンにおいて、上記制御弁の運転
状態に応じた作動の不良時で、かつ少なくとも過給機の
吸入側圧力に対する吐出側圧力の比が所定値を越えるよ
うな異常状態となるときに、強制的に上記リリーフ用通
路を開くフェイルセーフ手段を設けたものである。
【0007】第2の発明(請求項2記載)は、第1の発
明において、機械式過給機が常時駆動されるようにエン
ジン出力軸に連結されているものである。
明において、機械式過給機が常時駆動されるようにエン
ジン出力軸に連結されているものである。
【0008】第3の発明(請求項3記載)は、第1の発
明において、機械式過給機が所定エンジン回転数以上の
運転領域で作動されるようにクラッチ手段を介してエン
ジン出力軸に連結されているものである。
明において、機械式過給機が所定エンジン回転数以上の
運転領域で作動されるようにクラッチ手段を介してエン
ジン出力軸に連結されているものである。
【0009】第4の発明(請求項4記載)は、第1乃至
第3のいずれかの発明において、上記制御弁が、リリー
フ用通路中に位置する弁体と圧力応動部とを有して、エ
ンジン負荷に対応した吸気通路内圧力の変化に応じて作
動するように構成されるとともに、この制御弁に、上記
吸気通路内圧力の変化に応じた作動の不良時に上記弁体
を所定開度に開くように付勢する付勢手段がフェイルセ
ーフ手段として設けられているものである。
第3のいずれかの発明において、上記制御弁が、リリー
フ用通路中に位置する弁体と圧力応動部とを有して、エ
ンジン負荷に対応した吸気通路内圧力の変化に応じて作
動するように構成されるとともに、この制御弁に、上記
吸気通路内圧力の変化に応じた作動の不良時に上記弁体
を所定開度に開くように付勢する付勢手段がフェイルセ
ーフ手段として設けられているものである。
【0010】第5の発明(請求項5記載)は、第4の発
明において、上記圧力応動部にダイヤフラムが設けられ
るとともに、ダイヤフラムを両側から押圧する一対のス
プリングにより上記付勢手段が構成されているものであ
る。
明において、上記圧力応動部にダイヤフラムが設けられ
るとともに、ダイヤフラムを両側から押圧する一対のス
プリングにより上記付勢手段が構成されているものであ
る。
【0011】第6の発明(請求項6記載)は、第1の発
明において、上記リリーフ用通路に、上記制御弁をバイ
パスする通路とこの通路を開閉するサブバルブとが設け
られるとともに、上記制御弁の運転状態に応じた作動の
不良時で、かつ少なくとも過給機の吸入側圧力に対する
吐出側圧力の比が所定値を超える異常状態のときに、上
記サブバルブを開作動するようにフェイルセーフ手段が
構成されているものである。
明において、上記リリーフ用通路に、上記制御弁をバイ
パスする通路とこの通路を開閉するサブバルブとが設け
られるとともに、上記制御弁の運転状態に応じた作動の
不良時で、かつ少なくとも過給機の吸入側圧力に対する
吐出側圧力の比が所定値を超える異常状態のときに、上
記サブバルブを開作動するようにフェイルセーフ手段が
構成されているものである。
【0012】第7の発明(請求項7記載)は、第1また
は第6の発明において、フェイルセーフ手段が、過給機
の吸入側圧力および吐出側圧力の検出に基づく演算によ
り上記異常状態を判定する手段と、この判定に基づいて
上記リリーフ用通路を開く制御手段とを有するものであ
る。
は第6の発明において、フェイルセーフ手段が、過給機
の吸入側圧力および吐出側圧力の検出に基づく演算によ
り上記異常状態を判定する手段と、この判定に基づいて
上記リリーフ用通路を開く制御手段とを有するものであ
る。
【0013】
【作用】本発明によると、上記制御弁の運転状態に応じ
た作動が正常に行なわれない故障時にも、上記フェイル
セーフ手段により、過給機の吸入側圧力に対する吐出側
圧力の比の増大を抑制し、過給機吐出側温度の上昇を抑
制する作用が得られる。
た作動が正常に行なわれない故障時にも、上記フェイル
セーフ手段により、過給機の吸入側圧力に対する吐出側
圧力の比の増大を抑制し、過給機吐出側温度の上昇を抑
制する作用が得られる。
【0014】とくに、機械式過給機が常時駆動され、あ
るいは機械式過給機が所定エンジン回転数以上の運転領
域で作動されるようになっている場合に、上記故障時に
おいて全閉減速時に生じ易い過給機吐出側温度の上昇が
抑制される。
るいは機械式過給機が所定エンジン回転数以上の運転領
域で作動されるようになっている場合に、上記故障時に
おいて全閉減速時に生じ易い過給機吐出側温度の上昇が
抑制される。
【0015】上記制御弁に、その作動不良時に上記弁体
を所定開度に開くように付勢する付勢手段が設けられて
いると、上記制御弁自体がフェイルセーフ機能を有し
て、確実に上記作用が得られる。
を所定開度に開くように付勢する付勢手段が設けられて
いると、上記制御弁自体がフェイルセーフ機能を有し
て、確実に上記作用が得られる。
【0016】上記制御弁をバイパスする通路を開閉する
サブバルブが設けられて、制御弁の作動不良時に上記サ
ブバルブを開作動される構造によっても、上記作用が得
られる。
サブバルブが設けられて、制御弁の作動不良時に上記サ
ブバルブを開作動される構造によっても、上記作用が得
られる。
【0017】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施例による過給機付エンジンの吸気
装置の全体構造を示し、この図において、1は複数のシ
リンダ2を備えたエンジン本体、3は上記エンジン本体
1に対する吸気通路であり、この吸気通路3には吸気を
加圧供給する過給機4が設けられている。この過給機4
はリショルム型過給機等の機械式過給機であって、その
回転軸端部に設けられたプーリ等の伝動用部分4aが図
外のエンジン出力軸にベルト等を介して連結されること
により、エンジン出力軸で駆動されるようになってい
る。また、エンジン本体1の各シリンダ2の吸気ポート
に設けられている吸気弁は、通常エンジンと比べて閉時
期がかなり遅くなるような遅閉じに設定され、これによ
り、低負荷時にポンピングロスが低減されるとともに、
高負荷時には吸気過給と吸気冷却と吸気弁遅閉じとの作
用で有効に充填効率が高められるようになっている。
図1は本発明の一実施例による過給機付エンジンの吸気
装置の全体構造を示し、この図において、1は複数のシ
リンダ2を備えたエンジン本体、3は上記エンジン本体
1に対する吸気通路であり、この吸気通路3には吸気を
加圧供給する過給機4が設けられている。この過給機4
はリショルム型過給機等の機械式過給機であって、その
回転軸端部に設けられたプーリ等の伝動用部分4aが図
外のエンジン出力軸にベルト等を介して連結されること
により、エンジン出力軸で駆動されるようになってい
る。また、エンジン本体1の各シリンダ2の吸気ポート
に設けられている吸気弁は、通常エンジンと比べて閉時
期がかなり遅くなるような遅閉じに設定され、これによ
り、低負荷時にポンピングロスが低減されるとともに、
高負荷時には吸気過給と吸気冷却と吸気弁遅閉じとの作
用で有効に充填効率が高められるようになっている。
【0018】吸気通路3における過給機4の上流には、
アクセルペダルの操作等によって開度が調節されるスロ
ットル弁5が設けられ、さらに吸気通路3の上流端側に
はエアクリーナ6が配置されている。また、吸気通路3
における過給機4の下流には、過給気を冷却するインタ
クーラ7が設けられている。インタクーラ7より下流の
吸気通路3にはサージタンク8が形成され、このサージ
タンク8の下流の分岐吸気通路9がエンジン本体1の各
シリンダ2の吸気ポートに連なっている。
アクセルペダルの操作等によって開度が調節されるスロ
ットル弁5が設けられ、さらに吸気通路3の上流端側に
はエアクリーナ6が配置されている。また、吸気通路3
における過給機4の下流には、過給気を冷却するインタ
クーラ7が設けられている。インタクーラ7より下流の
吸気通路3にはサージタンク8が形成され、このサージ
タンク8の下流の分岐吸気通路9がエンジン本体1の各
シリンダ2の吸気ポートに連なっている。
【0019】また、吸気通路3における過給機4の下流
側と上流側とを連通するリリーフ用通路が形成され、こ
のリリーフ用通路に、エンジンの低負荷時に開く制御弁
15が設けられている。このリリーフ用通路として、当
実施例では、制御弁15を備えたリサーキュレーション
通路11が形成されるとともに、上記制御弁15をバイ
パスする補助通路12が形成され、この補助通路12に
サブバルブ30が設けられている。さらに、インタクー
ラバイパス通路13が設けられている。
側と上流側とを連通するリリーフ用通路が形成され、こ
のリリーフ用通路に、エンジンの低負荷時に開く制御弁
15が設けられている。このリリーフ用通路として、当
実施例では、制御弁15を備えたリサーキュレーション
通路11が形成されるとともに、上記制御弁15をバイ
パスする補助通路12が形成され、この補助通路12に
サブバルブ30が設けられている。さらに、インタクー
ラバイパス通路13が設けられている。
【0020】図1と要部の拡大図である図2とによって
吸気系の構造を具体的に説明すると、上記リサーキュレ
ーション通路11とインタクーラバイパス通路13と
は、吸気通路3の過給機4とインタクーラ7との間の部
位から、共通通路部分14を経て互いに分岐しており、
リサーキュレーション通路11の流出側端部が吸気通路
3の過給機4の直上流に至る一方、インタクーラバイパ
ス通路13の下流端部が吸気通路3のインタクーラ7下
流部分に至るように、これらの通路11,13が形成さ
れている。そして、上記リサーキュレーション通路11
に制御弁15が設けられている。また、共通通路部分1
4には開閉弁40が設けられている。
吸気系の構造を具体的に説明すると、上記リサーキュレ
ーション通路11とインタクーラバイパス通路13と
は、吸気通路3の過給機4とインタクーラ7との間の部
位から、共通通路部分14を経て互いに分岐しており、
リサーキュレーション通路11の流出側端部が吸気通路
3の過給機4の直上流に至る一方、インタクーラバイパ
ス通路13の下流端部が吸気通路3のインタクーラ7下
流部分に至るように、これらの通路11,13が形成さ
れている。そして、上記リサーキュレーション通路11
に制御弁15が設けられている。また、共通通路部分1
4には開閉弁40が設けられている。
【0021】上記制御弁15は、エンジン負荷に対応し
た吸気通路内圧力の変化に応じて作動するもので、リサ
ーキュレーション通路11に介設された弁室16内に位
置する弁体17と、圧力応動部18とを有し、圧力応動
部18には上記弁体17にロッド19を介して連結され
たダイヤフラム20が設けられ、このダイヤフラム20
の両側に第1圧力室21および第2圧力室22が形成さ
れている。そして、上記弁体17に対して片側から過給
機下流の吸気圧力P2 が開弁方向に作用するとともに、
反対側から過給機上流でスロットル弁下流の圧力P1 が
作用し、一方、上記第1圧力室21に、過給機下流の吸
気圧力P2 が上記ロッド19の内部に形成された導通路
23を通して導入されている。また、第2圧力室22
は、導通路24および三方電磁弁25を介し、スロット
ル弁5上流の吸気通路3とバキュームタンク26とに選
択的に連通され、通常時は大気圧に相当するスロットル
弁上流の圧力P0 が第2圧力室22に導入されるが、後
述する強制全閉時には負圧が第2圧力室22に導入され
るようになっている。
た吸気通路内圧力の変化に応じて作動するもので、リサ
ーキュレーション通路11に介設された弁室16内に位
置する弁体17と、圧力応動部18とを有し、圧力応動
部18には上記弁体17にロッド19を介して連結され
たダイヤフラム20が設けられ、このダイヤフラム20
の両側に第1圧力室21および第2圧力室22が形成さ
れている。そして、上記弁体17に対して片側から過給
機下流の吸気圧力P2 が開弁方向に作用するとともに、
反対側から過給機上流でスロットル弁下流の圧力P1 が
作用し、一方、上記第1圧力室21に、過給機下流の吸
気圧力P2 が上記ロッド19の内部に形成された導通路
23を通して導入されている。また、第2圧力室22
は、導通路24および三方電磁弁25を介し、スロット
ル弁5上流の吸気通路3とバキュームタンク26とに選
択的に連通され、通常時は大気圧に相当するスロットル
弁上流の圧力P0 が第2圧力室22に導入されるが、後
述する強制全閉時には負圧が第2圧力室22に導入され
るようになっている。
【0022】さらに、上記制御弁15の運転状態に応じ
た作動の不良時で、かつ少なくとも過給機4の吸入側圧
力に対する吐出側圧力の比が所定値を越えるような異常
状態となるときにリリーフ用通路を開くフェイルセーフ
手段が設けられ、当実施例では、ダイヤフラム20を両
側から押圧する一対のスプリング27,28が上記両圧
力室21,22に具備され、この一対のスプリング2
7,28からなる付勢手段によりフェイルセーフ手段が
構成されている。
た作動の不良時で、かつ少なくとも過給機4の吸入側圧
力に対する吐出側圧力の比が所定値を越えるような異常
状態となるときにリリーフ用通路を開くフェイルセーフ
手段が設けられ、当実施例では、ダイヤフラム20を両
側から押圧する一対のスプリング27,28が上記両圧
力室21,22に具備され、この一対のスプリング2
7,28からなる付勢手段によりフェイルセーフ手段が
構成されている。
【0023】この制御弁15の構造によると、過給機下
流の圧力P2 は上記弁体17に片側から作用するととも
に第1圧力室21に導入されてダイヤフラム20にも作
用することにより打ち消される。従って、上記第2圧力
室22にスロットル弁上流の圧力P0 が導入される状態
にある場合に、この圧力P0 と、弁体17に作用するス
ロットル弁下流の圧力P1 と、弁体17およびダイヤフ
ラム20の受圧面積Sと、上記スプリング27,28の
荷重が0となる位置を基準とした弁体17の開方向変位
量xと、スプリング27,28のバネ定数kとから、次
の関係式が成立する。
流の圧力P2 は上記弁体17に片側から作用するととも
に第1圧力室21に導入されてダイヤフラム20にも作
用することにより打ち消される。従って、上記第2圧力
室22にスロットル弁上流の圧力P0 が導入される状態
にある場合に、この圧力P0 と、弁体17に作用するス
ロットル弁下流の圧力P1 と、弁体17およびダイヤフ
ラム20の受圧面積Sと、上記スプリング27,28の
荷重が0となる位置を基準とした弁体17の開方向変位
量xと、スプリング27,28のバネ定数kとから、次
の関係式が成立する。
【0024】(P0 −P1 )S=k・x …… 図3はエンジン負荷(過給機下流の吸気圧力P2 をもっ
て表す)と制御弁の開度との関係を示し、この図のよう
に、低負荷時(吸気圧力P2 が低いとき)にはスロット
ル弁上流の圧力P0 とスロットル弁下流の圧力P1 との
圧力差が大きいために制御弁15が全開となり、所定負
荷(吸気圧力がPa)以上ではエンジン負荷の上昇(ス
ロットル弁の開度増大)に伴い上記圧力差(P0 −P
1 )が小さくなるのにつれて、制御弁15が次第に閉じ
られる。また、過給機下流の吸気圧力が大気圧よりも高
い所定高圧力Pb以上の高負荷域に達すると、コントロ
ールユニット(ECU)40からの信号により上記第2
圧力室22にバキュームタンク26から負圧が導入され
るように三方電磁弁25が切換えられ、これによって制
御弁15が強制的に全閉状態とされるようになってい
る。
て表す)と制御弁の開度との関係を示し、この図のよう
に、低負荷時(吸気圧力P2 が低いとき)にはスロット
ル弁上流の圧力P0 とスロットル弁下流の圧力P1 との
圧力差が大きいために制御弁15が全開となり、所定負
荷(吸気圧力がPa)以上ではエンジン負荷の上昇(ス
ロットル弁の開度増大)に伴い上記圧力差(P0 −P
1 )が小さくなるのにつれて、制御弁15が次第に閉じ
られる。また、過給機下流の吸気圧力が大気圧よりも高
い所定高圧力Pb以上の高負荷域に達すると、コントロ
ールユニット(ECU)40からの信号により上記第2
圧力室22にバキュームタンク26から負圧が導入され
るように三方電磁弁25が切換えられ、これによって制
御弁15が強制的に全閉状態とされるようになってい
る。
【0025】また、フェイルセーフ手段としての付勢手
段を構成する一対のスプリング27,28は、弁体17
が弁座に対して所定の隙間c(0.5mm程度)をもった
位置にあるときに、両スプリング27,28の押圧力が
打消しあってスプリング荷重が0となるように、予め設
定されている(図4参照)。従って、ダイヤフラム20
の損傷などで上記圧力差(P0 −P1 )に応じた作動が
正常に行なわれなくなる異常時には、上記隙間c分だけ
制御弁15が開いた状態に保たれるようになっている。
段を構成する一対のスプリング27,28は、弁体17
が弁座に対して所定の隙間c(0.5mm程度)をもった
位置にあるときに、両スプリング27,28の押圧力が
打消しあってスプリング荷重が0となるように、予め設
定されている(図4参照)。従って、ダイヤフラム20
の損傷などで上記圧力差(P0 −P1 )に応じた作動が
正常に行なわれなくなる異常時には、上記隙間c分だけ
制御弁15が開いた状態に保たれるようになっている。
【0026】なお、図1において、上記の補助通路12
に設けられたサブバルブ30は、主として過給機下流の
圧力P2 が過大に上昇したときに過給気をリリーフする
ためのものであり、補助通路12に位置して過給機下流
の圧力P2 を受ける弁体31と、これにロッドを介して
連結されたダイヤフラム32と、その片側に形成された
圧力室33と、比較的大きなセット荷重で弁体31を閉
弁方向に付勢するスプリング34とを備えている。上記
圧力室33には三方電磁弁35を介してバキュームタン
ク26からの負圧と大気圧とが選択的に導入されるよう
になっている。そして、通常はスロットル弁上流の吸気
通路内の圧力P0 が上記圧力室33に導入される状態に
保たれ、弁体31に作用する圧力がスプリング34によ
る設定圧力以上に過大上昇したときにサブバルブ30が
開かれるようになっている。また、このような圧力過大
上昇時のほかに、三方電磁弁35の切換わりにより上記
圧力室33に負圧が導入されるとサブバルブ30が開か
れ、必要に応じて強制的にサブバルブ30を開くことも
できるようになっている。
に設けられたサブバルブ30は、主として過給機下流の
圧力P2 が過大に上昇したときに過給気をリリーフする
ためのものであり、補助通路12に位置して過給機下流
の圧力P2 を受ける弁体31と、これにロッドを介して
連結されたダイヤフラム32と、その片側に形成された
圧力室33と、比較的大きなセット荷重で弁体31を閉
弁方向に付勢するスプリング34とを備えている。上記
圧力室33には三方電磁弁35を介してバキュームタン
ク26からの負圧と大気圧とが選択的に導入されるよう
になっている。そして、通常はスロットル弁上流の吸気
通路内の圧力P0 が上記圧力室33に導入される状態に
保たれ、弁体31に作用する圧力がスプリング34によ
る設定圧力以上に過大上昇したときにサブバルブ30が
開かれるようになっている。また、このような圧力過大
上昇時のほかに、三方電磁弁35の切換わりにより上記
圧力室33に負圧が導入されるとサブバルブ30が開か
れ、必要に応じて強制的にサブバルブ30を開くことも
できるようになっている。
【0027】また、上記共通通路部分14に設けられた
開閉弁40は、ダイヤフラム装置からなるアクチュエー
タ41に接続され、このアクチュエータ41に三方電磁
弁42を介してバキュームタンク26からの負圧と大気
圧とが選択的に導入されるようになっている。そして、
上記ECU45による運転状態に応じた三方電磁弁42
の制御により、上記開閉弁40が低負荷時に開いて高負
荷時に閉じるようになっている。
開閉弁40は、ダイヤフラム装置からなるアクチュエー
タ41に接続され、このアクチュエータ41に三方電磁
弁42を介してバキュームタンク26からの負圧と大気
圧とが選択的に導入されるようになっている。そして、
上記ECU45による運転状態に応じた三方電磁弁42
の制御により、上記開閉弁40が低負荷時に開いて高負
荷時に閉じるようになっている。
【0028】上記ECU45は、スロットル弁5の開度
を検出するスロットル開度センサ46およびエンジン回
転数を検出する回転数センサ47等からの信号を受け、
上記各三方電磁弁25,35,42に制御信号を出力し
ている。
を検出するスロットル開度センサ46およびエンジン回
転数を検出する回転数センサ47等からの信号を受け、
上記各三方電磁弁25,35,42に制御信号を出力し
ている。
【0029】以上のような当実施例の吸気制御装置の作
用を、次に説明する。
用を、次に説明する。
【0030】上記制御弁15が正常である場合には、上
記圧力差(P0 −P1 )に応じて作動し、図3に示すよ
うな特性で制御弁15の開度が変化する。この制御弁1
5の作動および上記開閉弁40の作動により、吸気供給
状態がエンジン負荷等に応じて適正に調整される。
記圧力差(P0 −P1 )に応じて作動し、図3に示すよ
うな特性で制御弁15の開度が変化する。この制御弁1
5の作動および上記開閉弁40の作動により、吸気供給
状態がエンジン負荷等に応じて適正に調整される。
【0031】すなわち、低負荷側の領域では、制御弁1
5が開かれることにより、過給機4から吐出された吸気
の一部がリサーキュレーション通路11を通って過給機
4の上流に戻される。これにより、過給機下流の圧力が
リリーフされて、過給機下流の圧力(吐出側圧力)P2
と過給機上流の圧力(吸入側圧力)P1 との圧力比(P
2 /P1 )が小さくなり、過給機4でのエネルギー損失
が低減される。さらに低負荷領域では開閉弁40も開か
れることにより、過給機4からエンジンに送られる吸気
はインタクーラ7とインタクーラバイパス通路13とに
分流し、過冷却が防止される(図2中の破線矢印)。
5が開かれることにより、過給機4から吐出された吸気
の一部がリサーキュレーション通路11を通って過給機
4の上流に戻される。これにより、過給機下流の圧力が
リリーフされて、過給機下流の圧力(吐出側圧力)P2
と過給機上流の圧力(吸入側圧力)P1 との圧力比(P
2 /P1 )が小さくなり、過給機4でのエネルギー損失
が低減される。さらに低負荷領域では開閉弁40も開か
れることにより、過給機4からエンジンに送られる吸気
はインタクーラ7とインタクーラバイパス通路13とに
分流し、過冷却が防止される(図2中の破線矢印)。
【0032】所定負荷以上では制御弁15の開度が次第
に小さくなって上記リリーフが調整される。また、ある
程度の負荷に達すると開閉弁40が閉じられ、この状態
で制御弁15が開いているときは、過給機4からインタ
クーラ7を経た吸気の一部がインタクーラバイパス通路
13とリサーキュレーション通路11とを通って過給機
上流に戻される(図2中の実線矢印)。
に小さくなって上記リリーフが調整される。また、ある
程度の負荷に達すると開閉弁40が閉じられ、この状態
で制御弁15が開いているときは、過給機4からインタ
クーラ7を経た吸気の一部がインタクーラバイパス通路
13とリサーキュレーション通路11とを通って過給機
上流に戻される(図2中の実線矢印)。
【0033】スロットル弁全開付近の高負荷領域では、
上記リサーキュレーション通路11の制御弁15が閉じ
られるとともに、上記開閉弁40も閉じられ、また過給
圧がリリーフ圧を超えない限り上記リリーフ弁30も閉
じられた状態で、過給機4から吐出された吸気がインタ
クーラ7を通ってエンジン本体1の各シリンダ2に供給
され、過給性能が高められる。
上記リサーキュレーション通路11の制御弁15が閉じ
られるとともに、上記開閉弁40も閉じられ、また過給
圧がリリーフ圧を超えない限り上記リリーフ弁30も閉
じられた状態で、過給機4から吐出された吸気がインタ
クーラ7を通ってエンジン本体1の各シリンダ2に供給
され、過給性能が高められる。
【0034】一方、上記のようなエンジン負荷に応じた
制御弁15の作動が正常に行なわれない作動不良時に
は、図4に示すように少なくとも上記隙間c程度は制御
弁15が開かれることにより、とくに全閉減速時等に、
過給機吐出側の温度が過度に上昇することが防止され
る。
制御弁15の作動が正常に行なわれない作動不良時に
は、図4に示すように少なくとも上記隙間c程度は制御
弁15が開かれることにより、とくに全閉減速時等に、
過給機吐出側の温度が過度に上昇することが防止され
る。
【0035】すなわち、例えばダイヤフラム20が破損
して第1圧力室21と第2圧力室22とが連通状態とな
る等の故障により、上記ダイヤフラム20に対して実質
的に圧力が作用しない状態になった場合、制御弁15が
正常に作動しなくなる。そしてこの状態では、制御弁1
5の弁体17に作用する過給機下流側圧力P2 と過給機
上流圧力P1 との差が開作動方向に働くが、特に全閉減
速時には、絶対圧で例えばP1 =60mmHg,P2 =16
0mmHg程度となり、その差(P2 −P1 )は小さいため
に、従来のように比較的大きなスプリング荷重が閉弁方
向に加わっていると、弁体17が全閉状態となる。しか
も、このときの圧力比(P2 /P1 )は非常に大きくな
る。過給機吐出側の温度T2 は上記圧力比(P2 /
P1 )と過給機吸入側温度(大気温度)T1 とに依存し
て、 T2 =(P2 /P1 )・T1 …… となるため、上記圧力比(P2 /P1 )が増大すると過
給機吐出側の温度T2 が過大に上昇する。
して第1圧力室21と第2圧力室22とが連通状態とな
る等の故障により、上記ダイヤフラム20に対して実質
的に圧力が作用しない状態になった場合、制御弁15が
正常に作動しなくなる。そしてこの状態では、制御弁1
5の弁体17に作用する過給機下流側圧力P2 と過給機
上流圧力P1 との差が開作動方向に働くが、特に全閉減
速時には、絶対圧で例えばP1 =60mmHg,P2 =16
0mmHg程度となり、その差(P2 −P1 )は小さいため
に、従来のように比較的大きなスプリング荷重が閉弁方
向に加わっていると、弁体17が全閉状態となる。しか
も、このときの圧力比(P2 /P1 )は非常に大きくな
る。過給機吐出側の温度T2 は上記圧力比(P2 /
P1 )と過給機吸入側温度(大気温度)T1 とに依存し
て、 T2 =(P2 /P1 )・T1 …… となるため、上記圧力比(P2 /P1 )が増大すると過
給機吐出側の温度T2 が過大に上昇する。
【0036】このような場合に、当実施例の装置では、
フェイルセーフ手段としての一対のスプリング27,2
8からなる付勢手段により、制御弁15の弁体17が上
記隙間cだけ開いた状態に保たれ、その隙間を通して過
給機下流の圧力が過給機上流側にリリーフされる。従っ
て、上記圧力比(P2 /P1 )の増大が避けられ、過給
機吐出側の温度T2 の上昇が抑制されることとなる。
フェイルセーフ手段としての一対のスプリング27,2
8からなる付勢手段により、制御弁15の弁体17が上
記隙間cだけ開いた状態に保たれ、その隙間を通して過
給機下流の圧力が過給機上流側にリリーフされる。従っ
て、上記圧力比(P2 /P1 )の増大が避けられ、過給
機吐出側の温度T2 の上昇が抑制されることとなる。
【0037】なお、上記機械式過給機4は、図1に実線
で示す例では回転軸が伝動用部分4aに直結されてエン
ジン出力軸により常時駆動されるようになっているが、
図1中に二点鎖線で示す電磁クラッチ等のクラッチ手段
4bとこれを制御する手段により、機械式過給機4が所
定エンジン回転数以上の高速域で作動されて低速域で停
止されるようになっているものであってもよい。
で示す例では回転軸が伝動用部分4aに直結されてエン
ジン出力軸により常時駆動されるようになっているが、
図1中に二点鎖線で示す電磁クラッチ等のクラッチ手段
4bとこれを制御する手段により、機械式過給機4が所
定エンジン回転数以上の高速域で作動されて低速域で停
止されるようになっているものであってもよい。
【0038】また、上記実施例では一対のスプリング2
7,28からなる付勢手段によってフェィルセーフ手段
が構成されているが、図5に示すように、ダイヤフラム
20の片側にスプリング50を設け、そのセット荷重
を、前記のような故障時における全閉減速時に弁体に作
用する圧力P1 ,P2 の差による開弁方向の力と比べて
十分に小さく設定しておいても、故障時において圧力比
(P2 /P1 )が大きくなる全閉減速時に制御弁15を
開かせ、フェィルセーフ機能をもせることができる。
7,28からなる付勢手段によってフェィルセーフ手段
が構成されているが、図5に示すように、ダイヤフラム
20の片側にスプリング50を設け、そのセット荷重
を、前記のような故障時における全閉減速時に弁体に作
用する圧力P1 ,P2 の差による開弁方向の力と比べて
十分に小さく設定しておいても、故障時において圧力比
(P2 /P1 )が大きくなる全閉減速時に制御弁15を
開かせ、フェィルセーフ機能をもせることができる。
【0039】さらに別の実施例として、図6に示すよう
に、上記補助通路12のサブバルブ30に対して設けら
れた三方電磁弁35を利用して、この三方電磁弁35と
これを制御するECU45により、故障時において圧力
比が大きくなる状態のときにサブバルブ30を開くよう
にフェィルセーフ手段を構成してもよい。すなわち、こ
の実施例において、ECU45は、過給機上流側の圧力
P1 を検出する圧力センサ51と過給機下流側の圧力P
2 を検出する圧力センサ52とからの信号に基づいて圧
力比(P2 /P1 )を演算し、あるいはこれらの信号と
過給機上流側の吸気温度を検出する温度センサ53から
の信号とに基づいて過給機吐出温度T2を前記式によ
り演算する。そして、上記圧力比(P2 /P1 )もしく
は過給機吐出温度T2 が所定値以上のときに上記三方電
磁弁35を制御することによりサブバルブ30を開作動
するようになっている。
に、上記補助通路12のサブバルブ30に対して設けら
れた三方電磁弁35を利用して、この三方電磁弁35と
これを制御するECU45により、故障時において圧力
比が大きくなる状態のときにサブバルブ30を開くよう
にフェィルセーフ手段を構成してもよい。すなわち、こ
の実施例において、ECU45は、過給機上流側の圧力
P1 を検出する圧力センサ51と過給機下流側の圧力P
2 を検出する圧力センサ52とからの信号に基づいて圧
力比(P2 /P1 )を演算し、あるいはこれらの信号と
過給機上流側の吸気温度を検出する温度センサ53から
の信号とに基づいて過給機吐出温度T2を前記式によ
り演算する。そして、上記圧力比(P2 /P1 )もしく
は過給機吐出温度T2 が所定値以上のときに上記三方電
磁弁35を制御することによりサブバルブ30を開作動
するようになっている。
【0040】このように圧力比(P2 /P1 )もしくは
過給機吐出温度T2 が所定値以上のときにこれを判定し
てフェィルセーフのための制御を行なう場合に、例えば
制御弁15に制御信号に応じて弁体を作動させるソレノ
イド等を設けておき、ECUからの制御信号で制御弁1
5を開作動するようにしてもよい。
過給機吐出温度T2 が所定値以上のときにこれを判定し
てフェィルセーフのための制御を行なう場合に、例えば
制御弁15に制御信号に応じて弁体を作動させるソレノ
イド等を設けておき、ECUからの制御信号で制御弁1
5を開作動するようにしてもよい。
【0041】
【発明の効果】以上のように本発明は、機械式過給機の
下流側と上流側とを連通するリリーフ用通路に制御弁を
備えた機械式過給機付エンジンにおいて、上記制御弁の
作動の不良時で、かつ少なくとも過給機の吸入側圧力に
対する吐出側圧力の比が所定値を越える状態となるとき
に、強制的に上記リリーフ用通路を開くフェイルセーフ
手段を設けている(請求項1)ため、上記制御弁の故障
時にも、過給機吐出温度が過大に上昇することを防止
し、過給機の信頼性を高めることができる。
下流側と上流側とを連通するリリーフ用通路に制御弁を
備えた機械式過給機付エンジンにおいて、上記制御弁の
作動の不良時で、かつ少なくとも過給機の吸入側圧力に
対する吐出側圧力の比が所定値を越える状態となるとき
に、強制的に上記リリーフ用通路を開くフェイルセーフ
手段を設けている(請求項1)ため、上記制御弁の故障
時にも、過給機吐出温度が過大に上昇することを防止
し、過給機の信頼性を高めることができる。
【0042】とくに、機械式過給機が常時駆動されるよ
うにエンジン出力軸に連結されている場合(請求項2)
や、機械式過給機が所定エンジン回転数以上の運転領域
で作動されるようにクラッチ手段を介してエンジン出力
軸に連結されている場合(請求項3)に、制御弁の故障
時において全閉減速時に生じ易い過給機吐出温度の過大
上昇を防止することができる。
うにエンジン出力軸に連結されている場合(請求項2)
や、機械式過給機が所定エンジン回転数以上の運転領域
で作動されるようにクラッチ手段を介してエンジン出力
軸に連結されている場合(請求項3)に、制御弁の故障
時において全閉減速時に生じ易い過給機吐出温度の過大
上昇を防止することができる。
【0043】また、この発明において、吸気通路内圧力
の変化に応じて作動するように構成されている制御弁
に、その作動不良時に上記弁体を所定開度に開くように
付勢する付勢手段が設けられ(請求項4)、例えばダイ
ヤフラムを両側から押圧する一対のスプリングにより上
記付勢手段が構成されていると(請求項5)、制御弁自
体にフェイルセーフ機能をもたせ、確実に過給機吐出温
度の過大上昇を防止することができる。
の変化に応じて作動するように構成されている制御弁
に、その作動不良時に上記弁体を所定開度に開くように
付勢する付勢手段が設けられ(請求項4)、例えばダイ
ヤフラムを両側から押圧する一対のスプリングにより上
記付勢手段が構成されていると(請求項5)、制御弁自
体にフェイルセーフ機能をもたせ、確実に過給機吐出温
度の過大上昇を防止することができる。
【0044】また、上記制御弁をバイパスする通路とこ
の通路を開閉するサブバルブとが設けられるとともに、
上記異常状態のときにこのサブバルブを開作動するよう
にフェイルセーフ手段が構成されているものでも(請求
項6)、上記のように過給機吐出温度の過大上昇を防止
する効果が得られる。
の通路を開閉するサブバルブとが設けられるとともに、
上記異常状態のときにこのサブバルブを開作動するよう
にフェイルセーフ手段が構成されているものでも(請求
項6)、上記のように過給機吐出温度の過大上昇を防止
する効果が得られる。
【0045】フェイルセーフ手段が、過給機の吸入側圧
力および吐出側圧力の検出に基づく演算により上記異常
状態を判定する手段と、この判定に基づいて上記リリー
フ用通路を開く制御手段とを有するようになっていても
(請求項7)、上記効果が得られる。
力および吐出側圧力の検出に基づく演算により上記異常
状態を判定する手段と、この判定に基づいて上記リリー
フ用通路を開く制御手段とを有するようになっていても
(請求項7)、上記効果が得られる。
【図1】本発明の一実施例による吸気制御装置全体の概
略図である。
略図である。
【図2】要部の拡大図である。
【図3】制御弁の開度特性を示す図である。
【図4】制御弁の作動不良時の状態を示す説明図であ
る。
る。
【図5】別の実施例による場合の制御弁の作動不良時の
状態を示す説明図である。
状態を示す説明図である。
【図6】さらに別の実施例を示す要部の構造説明図であ
る。
る。
1 エンジン本体 3 吸気通路 4 過給機 5 スロットル弁 11 リサーキュレーション通路 12 補助通路 15 制御弁 27,28 付勢手段を構成する一対のスプリング 30 バイパスバルブ 45 ECU
Claims (7)
- 【請求項1】 吸気通路に機械式過給機を備えるととも
に、吸気通路の過給機下流側と過給機上流側とを連通す
るリリーフ用通路を形成し、このリリーフ用通路に、エ
ンジン低負荷域で開いて高負荷域で閉じるように運転状
態に応じて作動する制御弁を設けた機械式過給機付エン
ジンにおいて、上記制御弁の運転状態に応じた作動の不
良時で、かつ少なくとも過給機の吸入側圧力に対する吐
出側圧力の比が所定値を越えるような異常状態となると
きに、強制的に上記リリーフ用通路を開くフェイルセー
フ手段を設けたことを特徴とする機械式過給機付エンジ
ンの吸気制御装置。 - 【請求項2】 機械式過給機が常時駆動されるようにエ
ンジン出力軸に連結されている請求項1記載の機械式過
給機付エンジンの吸気制御装置。 - 【請求項3】 機械式過給機が所定エンジン回転数以上
の運転領域で作動されるようにクラッチ手段を介してエ
ンジン出力軸に連結されている請求項1記載の機械式過
給機付エンジンの吸気制御装置。 - 【請求項4】 上記制御弁が、リリーフ用通路中に位置
する弁体と圧力応動部とを有して、エンジン負荷に対応
した吸気通路内圧力の変化に応じて作動するように構成
されるとともに、この制御弁に、上記吸気通路内圧力の
変化に応じた作動の不良時に上記弁体を所定開度に開く
ように付勢する付勢手段がフェイルセーフ手段として設
けられている請求項1乃至3のいずれかに記載の機械式
過給機付エンジンの吸気制御装置。 - 【請求項5】 上記圧力応動部にダイヤフラムが設けら
れるとともに、ダイヤフラムを両側から押圧する一対の
スプリングにより上記付勢手段が構成されている請求項
4記載の機械式過給機付エンジンの吸気制御装置。 - 【請求項6】 上記リリーフ用通路に、上記制御弁をバ
イパスする通路とこの通路を開閉するサブバルブとが設
けられるとともに、上記制御弁の運転状態に応じた作動
の不良時で、かつ少なくとも過給機の吸入側圧力に対す
る吐出側圧力の比が所定値を超える異常状態のときに、
上記サブバルブを開作動するようにフェイルセーフ手段
が構成されている請求項1記載の機械式過給機付エンジ
ンの吸気制御装置。 - 【請求項7】 フェイルセーフ手段が、過給機の吸入側
圧力および吐出側圧力の検出に基づく演算により上記異
常状態を判定する手段と、この判定に基づいて上記リリ
ーフ用通路を開く制御手段とを有する請求項1または6
記載の機械式過給機付エンジンの吸気制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17331892A JPH0610682A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 機械式過給機付エンジンの吸気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17331892A JPH0610682A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 機械式過給機付エンジンの吸気制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610682A true JPH0610682A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=15958216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17331892A Pending JPH0610682A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 機械式過給機付エンジンの吸気制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610682A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017008724A (ja) * | 2015-06-16 | 2017-01-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置及びスロットル弁保護装置 |
| US9605588B2 (en) | 2013-10-18 | 2017-03-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Air intake pathway structure for internal combustion engine |
| JP2017522511A (ja) * | 2014-07-17 | 2017-08-10 | デイコ アイピー ホールディングス, エルエルシーDayco Ip Holdings, Llc | ターボチャージシステム用の吸引リリーフバルブ |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP17331892A patent/JPH0610682A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9605588B2 (en) | 2013-10-18 | 2017-03-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Air intake pathway structure for internal combustion engine |
| JP2017522511A (ja) * | 2014-07-17 | 2017-08-10 | デイコ アイピー ホールディングス, エルエルシーDayco Ip Holdings, Llc | ターボチャージシステム用の吸引リリーフバルブ |
| JP2017008724A (ja) * | 2015-06-16 | 2017-01-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置及びスロットル弁保護装置 |
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