JPH0669328U - 多気筒内燃機関のクランクケース過給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】クランクケース過給装置における低負荷時の燃
費向上を図ると共にエンジンブレーキ機能を持たせるこ
とを目的とする。 【構成】機関の回転速度と負荷の検出値に基づき、高負
荷時は弁10を全閉としてクランクケース５内をクランク
回転位置が異なる気筒群毎に隔壁６で仕切り弁18を全
閉、弁21,24 を全開として吸入空気をクランクケース５
内で過給し各シリンダに供給する。低負荷時は弁10,18
を全開とし、弁21，24を全閉として吸入空気をクランク
ケースを経由させずにシリンダに供給して無過給とす
る。また、各センサ43〜46の検出信号に基づき、エンジ
ンブレーキスイッチＯＮ、アクセルペダル踏込みなし、
クランク接続、ギア入り状態のエンジンブレーキ作動条
件成立時は、弁9,18を全閉、弁21,24,27を半開（略全
閉）としてクランクケース内の圧縮負荷とポンピングロ
ス増大によりエンジンブレーキ力を発生させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、多気筒内燃機関のクランクケース過給装置に関し、特に、高負荷時 の過給能力と共に、低負荷時の燃費向上及びエンジンブレーキ力の向上をも図る ことができるクランクケース過給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、低公害、低燃費化の要求から、過給化による機関出力の向上が望まれて いる。そして、内燃機関の過給方法の１つとしてクランクケースを利用して過給 するクランクケース過給装置が提案されている（例えば実開昭６３−１３２８４ １号公報等参照）。

【０００３】 かかるクランクケース過給装置は、クランクケース内を少なくともクランク回 転位相の異なる気筒群毎に隔壁で仕切って複数のクランク室を形成し、各クラン ク室にそれぞれ逆止弁を介装した空気入口と空気出口を設け、空気入口側からエ アクリーナを介して外気を導入し、導入した空気をクランク室内で圧縮して空気 出口側から吸気マニホールドを介して各気筒に過給する構成である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述した従来のクランクケース過給装置は、常時、過給動作が 行われる構造であるため、過給を必要としない機関の低負荷領域において、逆に 前記過給動作のためにフリクションが増大して燃費が悪化する虞れがあった。 また、過給による機関出力の向上に見合ったエンジンブレーキ力の向上が望ま れるが、圧縮ブレーキ（例えば実開平３−１０６１０７号公報及び実開平４−４ ０１３５号公報等参照）やリターダ等では、コストが高い等の問題がある。

【０００５】 本考案は上記の事情に鑑みてなされたものであり、過給による機関出力の向上 は勿論、低負荷時の燃費向上及びエンジンブレーキ力の向上も図ることができる クランクケース過給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】

このため、本考案の多気筒内燃機関のクランクケース過給装置では、クランク ケース内を少なくともクランク回転位置の異なる気筒群毎に隔壁で仕切って複数 のクランク室を形成し、前記各隔壁に開閉弁を設けて各クランク室を連通可能に 構成すると共に、各クランク室に、それぞれ逆止弁を介装した空気入口と空気出 口を設ける一方、エアクリーナと吸気マニホールドとを接続する吸気通路に第１ 通路開閉弁を介装し、該第１通路開閉弁下流側の吸気通路と前記各クランク室の 各空気出口とを連通する第１連通路に第２通路開閉弁を介装すると共に、前記第 １通路開閉弁より上流側の吸気通路と前記各クランク室の各空気入口とを連通す る第２連通路を設ける一方、機関負荷検出手段と、エンジンブレーキ作動条件判 定手段と、これら検出手段及び判定手段からの信号に基づいて、機関高負荷時に は前記開閉弁及び第１通路開閉弁を全閉、第２通路開閉弁を全開に駆動制御し、 機関低負荷時には前記開閉弁及び第１通路開閉弁を全開、第２通路開閉弁を全閉 に駆動制御し、エンジンブレーキ作動条件成立判定時には、前記開閉弁及び第１ 通路開閉弁を全閉、第２通路開閉弁を半開に駆動制御する弁駆動制御手段とを備 えて構成した。

【０００７】

【作用】

かかる構成において、機関負荷検出手段から信号に基づいて、機関高負荷時に は、吸気通路の第１通路開閉弁とクランクケース内の各隔壁の開閉弁とを閉弁す ると共に、第１連通路の第２通路開閉弁を全開とする。これにより、エアクリー ナからの外気は、クランク回転位相の異なる気筒群毎に分割形成された各クラン ク室に導入され、クランク室内で圧縮されて、各クランク室の空気出口から第１ 連通路を介して各気筒に供給され、過給が行われる。

【０００８】 また、機関が低負荷の時には、第１通路開閉弁及び隔壁の開閉弁を開弁し第２ 通路開閉弁を閉弁することによって、エアクリーナからの外気を、吸気通路を介 して各気筒に供給すると共に、クランクケース内での空気の圧縮が行われないよ うにする。これにより、低負荷時のフリクションが低減して燃費が向上する。 更に、エンジンブレーキ作動条件判定手段が、エンジンブレーキ作動条件成立 は判定した時には、開閉弁及び第１通路開閉弁を全閉、第２通路開閉弁を半開に する。これにより、クランクケース内における空気の圧縮と各気筒におけるポン ピングロスの増大によってエンジンブレーキ力が増大できる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 ６気筒内燃機関に適用した本実施例のクランクケース過給装置の構成を示す図 １〜図３において、機関本体１のピストン２は、クランク軸３の回転に伴ってコ ンロッド４を介しシリンダ内を往復動する。そして、前記クランク軸３が収納さ れるクランクケース５内は、クランク軸の回転位置が異なる気筒間に上壁６Ａと 下壁６Ｂからなる隔壁６を設けて複数のクランク室７に分割形成されている。即 ち、図２に示すように、３番気筒と４番気筒間を除く他の気筒間に隔壁３を設け て５つのクランク室７に分割されている。各隔壁６には、隣接するクランク室７ 間を連通する連通孔８が形成され、該連通孔８には、後述するコントロールユニ ット４０によって制御されるアクチュエータ９を介して駆動される開閉弁１０が それぞれ介装されて隣接するクランク室７が連通可能に構成されている。

【００１０】 また、各クランク室７毎に、空気入口１１と空気出口１２が設けられ、各空気 入口１１と空気出口１２には、逆止弁１３，１４が介装されている。 一方、機関本体１に接続される吸気マニホールド１５には、エアクリーナ１６ から空気を供給する吸気管１７が接続され、該吸気管１７には、第１通路開閉弁 １８が介装されている。また、前記吸気管１７は、第１通路開閉弁１８上流側で 分岐し、該分岐管１９は前記各空気入口１１に接続する図３に示す空気導入管２ ０の入口に接続し、通路開閉弁２１が介装されている。従って、前記分岐管１９ が第２連通路に相当する。

【００１１】 また、前記吸気マニホールド１５と空気出口１２との間には、空気導入管２０ と略同形状の空気排出管２２を介して第１連通路としての連通管２３が設けられ 、第２通路開閉弁２４が介装されている。 また、機関本体１に接続する排気マニホールド２５には、排気管２６が接続さ れ、通路開閉弁２７が介装されている。

【００１２】 図１中、２８，２９，３０，３１は、それぞれ第１通路開閉弁１８、第２通路 開閉弁２４及び両通路開閉弁２１，２７を駆動するアクチュエータを示す。 一方、コントロールユニット４０は、例えばマイクロコンピュータを内蔵して 構成され、機関回転速度を検出する回転センサ４１及び機関負荷を検出する機関 負荷検出手段としての負荷センサ４２からの各回転速度Ｎ信号と負荷Ｌ信号に基 づいて、図４に示すマップに従い過給領域（図中Ａ領域）か無過給領域（図中Ｂ 領域）かを判定し、図５のフローチャートに示すように前記各通路開閉弁と隔壁 ６に設けた開閉弁を駆動制御する。また、エンジンブレーキ作動スイッチ４３、 アクセルスイッチ４４、クラッチスイッチ４５及びギアポジションスイッチ４６ からの各検出信号に基づいてエンジンブレーキ作動条件が成立したか否かを判定 し、エンジンブレーキ作動条件が成立と判定した時には、前記過給・無過給領域 判定に優先して図５のフローチャートに示す如く各通路開閉弁と隔壁６に設けた 開閉弁を駆動制御する。

【００１３】 従って、エンジンブレーキ作動スイッチ４３、アクセルスイッチ４４、クラッ チスイッチ４５、ギアポジションスイッチ４６及びコントロールユニット４０が エンジンブレーキ作動条件判定手段を構成し、コントロールユニット４０及び各 アクチュエータが弁駆動制御手段を構成する。 次に、本実施例のクランクケース過給装置の動作を図５のフローチャートを参 照しながら説明する。

【００１４】 まず、ステップ１（図中、Ｓ１で示し、以下同様とする）では、エンジンブレ ーキスイッチ４３がＯＮか否かを判定し、ＹＥＳの時は、ステップ２〜４におい て、アクセルスイッチ４４、クラッチスイッチ４５及びギアポジションスイッチ ４６からの検出信号に基づいて、それぞれアクセルペダルを離しているか、クラ ッチは接続しているか、ギアポジションがニュートラル以外の位置にあるかをそ れぞれ判定し、全ての条件が成立している時には、エンジンブレーキ作動条件が 成立していると判断し、エンジンブレーキを動作させるべくステップ５〜９の制 御を実行する。

【００１５】 即ち、ステップ５においてアクチュエータ２８を介して吸気管１７に介装した 第１通路開閉弁１８を全閉とし、ステップ６においてアクチュエータ９を介して 各隔壁６に設けた各開閉弁１０を全閉とし、ステップ７においてアクチュエータ ２９を介して連通管２３に介装した第２通路開閉弁２４を半開とし、ステップ８ においてアクチュエータ３１を介して排気管２６に介装した通路開閉弁２７を半 開とし、ステップ９においてアクチュエータ３０を介して分岐管１９に介装した 通路開閉弁２１を半開とする。

【００１６】 ここで、前記半開とは、全閉ではないがほとんど全閉に近い状態を示し、前記 各弁２１，２４，２７は絞り弁として機能する。 これにより、クランクケース５内が、クランク軸の回転位置の異なる気筒毎に 隔壁６によって仕切られ、また、各クランク室７内における空気の流入出の量が 分岐管１９及び連通管２３に介装した各弁２１，２４の絞り作用によって低下す ることにより、各クランク室７内における圧縮負荷とポンピングロスの増大とに よってピストン２の往復動を妨げる方向に力が作用してエンジンブレーキ力が発 生する。

【００１７】 一方、ステップ１〜４において、いずれかの判定がＮＯとなった時は、エンジ ンブレーキ作動条件が不成立となってステップ１０に進む。 ステップ１０では、回転センサ４１と負荷センサ４２から機関回転速度Ｎと機 関負荷Ｌとを読み込む。 ステップ１１では、ステップ１０で読み込んだ機関回転速度Ｎと機関負荷Ｌと に基づいて図４のマップを用いて現在の運転領域がＡ領域か否かを判定する。Ａ 領域、即ち、機関負荷の高い過給領域であると判定した時には、ステップ１２、 １３に進む。

【００１８】 ステップ１２では、第１通路開閉弁１８と開閉弁１０を全閉とし、ステップ１ ３では、第２通路開閉弁２４及び両通路開閉弁２１，２７を全開とする。 これにより、クランクケース５内が、クランク軸の回転位置の異なる気筒毎に 隔壁６によって仕切られ、また、エアクリーナ１６からの空気は、分岐管１９を 通って空気導入管２０を介して各空気入口１１からクランク室７内に導入され、 ここで圧縮された後、この圧縮空気は各空気出口１２から空気排出管２２を介し て連通管２３を通って吸気マニホールド１５から各吸気ポートを介して各シリン ダ内に供給されるので、クランクケース過給が行われる。

【００１９】 一方、ステップ１１の判定がＮＯとなり、Ｂ領域、即ち、機関負荷が低い無過 給領域であると判定しステップ１４、１５に進んだ時は、ステップ１４では、開 閉弁１０、第１通路開閉弁１８及び通路開閉弁２７を全開とし、ステップ１５で は、通路開閉弁２１及び第２通路開閉弁２４を全閉とする。 これにより、クランクケース５内の各クランク室は各連通孔８を介して全て連 通状態となり、また、エアクリーナ１６からの空気は、吸気管１７から吸気マニ ホールド１５を介して各シリンダ内に供給され、クランクケース５内を経由する ことなく通常の経路で、各シリンダに供給されることになり、過給は行われない 。従って、機関の低負荷領域において、常時過給が行われる構成の従来のクラン クケース過給装置に比べて、フリクションによるロスが少なく、低負荷時の燃費 が向上できる。

【００２０】 尚、本実施例では、排気管２６及び分岐管１９にそれぞれ通路開閉弁２７，２ １を設けたが、これら開閉弁を省略しても同様の効果を奏することができるもの である。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、クランクケースを介して空気をシリンダ に供給する経路と、クランクケースを介さずにシリンダに空気を供給する経路を 設け、機関負荷状態に応じて経路を選択できるよう構成し、また、クランクケー ス内における圧縮機能を利用してエンジンブレーキ力を発生できるようにしたの で、機関高負荷時における出力を過給によって向上でき、また、機関低負荷時に は無過給とし且つ圧縮負荷とポンピングロスの増大を図って燃費を向上でき、更 には、高コストのブレーキ装置を搭載することなくエンジンブレーキ力を向上で きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のクランクケース過給装置の要部断面図

【図２】図１の左側面から見た一部断面図

【図３】図１の右側面から見た図

【図４】機関回転速度と機関負荷に基づく過給領域と無
過給領域を示すマップ図

【図５】同上実施例の各弁の制御動作を示すフローチャ
ート

【符号の説明】

１ 機関本体 ５ クランクケース ６ 隔壁 ７ クランク室 ９，２８，２９ アクチュエータ １０ 開閉弁 １１ 空気入口 １２ 空気出口 １３，１４ 逆止弁 １７ 吸気管 １８ 第１通路開閉弁 １９ 分岐管（第２連通路） ２３ 連通管（第１連通路） ２４ 第２通路開閉弁 ４０ コントロールユニット ４１ 回転センサ ４２ 負荷センサ ４３ エンジンブレーキスイッチ ４４ アクセルスイッチ ４５ クラッチスイッチ ４６ ギアポジションスイッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】クランクケース内を少なくともクランク回
   転位置の異なる気筒群毎に隔壁で仕切って複数のクラン
   ク室を形成し、前記各隔壁に開閉弁を設けて各クランク
   室を連通可能に構成すると共に、各クランク室に、それ
   ぞれ逆止弁を介装した空気入口と空気出口を設ける一
   方、エアクリーナと吸気マニホールドとを接続する吸気
   通路に第１通路開閉弁を介装し、該第１通路開閉弁下流
   側の吸気通路と前記各クランク室の各空気出口とを連通
   する第１連通路に第２通路開閉弁を介装すると共に、前
   記第１通路開閉弁より上流側の吸気通路と前記各クラン
   ク室の各空気入口とを連通する第２連通路を設ける一
   方、機関負荷検出手段と、エンジンブレーキ作動条件判
   定手段と、これら検出手段及び判定手段からの信号に基
   づいて、機関高負荷時には前記開閉弁及び第１通路開閉
   弁を全閉、第２通路開閉弁を全開に駆動制御し、機関低
   負荷時には前記開閉弁及び第１通路開閉弁を全開、第２
   通路開閉弁を全閉に駆動制御し、エンジンブレーキ作動
   条件成立判定時には、前記開閉弁及び第１通路開閉弁を
   全閉、第２通路開閉弁を半開に駆動制御する弁駆動制御
   手段とを備えて構成したことを特徴とする多気筒内燃機
   関のクランクケース過給装置。