JPS5830414A - 内燃機関の過給装置 - 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】 本発明はたとえばガソリンエンジン、ディーゼルエンジ
ン、ロータリエンジンなどの自動車用エンジンの吸気系
に空気を強制給送するために用いられる内燃機関の過給
装置に関し、特にエンジンにて駆動されるエアポンプを
備えた機械式の過給装置に関する。

この種内燃機関の過給装置は機関出力を増大させ、また
燃費節約を図るうえで効果的であり、かなシ以前から利
用され、現在は排気タービンを用いたターボ過給機が一
般に採用されている。そして、このようなターボ過給機
では、エンジン排気で排気タービンを回転させることに
よｐタービン圧縮機を駆動して空気をエンジンの吸気系
に給送する構成であり、はとんど無駄に捨てられる高温
排気を駆動源として利用しているため、排気エネルギを
回収し、余分な馬力損失がないという利点がある。

しかし、このようなターボ過給機において、所望のブー
スト圧金得るためには、エンジンをかなシ高い回転数で
運転しなければならず、エンジン回転数が低い領域では
過給効果が得られず、却ってエンジン出力が足シないと
いう結果となる。また、エンジン排気を利用することか
らエンジンの激しい回転数変動に応じて瞬時に過給機の
回転を追随させることは困難で、着干の時間遅れを生じ
、エンジンの出力不足を招き加速性が悪いという問題も
ある。そして、このような問題を取除くために各種の制
御機構を必要とし、また耐熱性や強度も要求され、コス
ト面からも好捷しいものではない。

これに対し、エンジンにより駆動されるエアポンプを用
いた機械式の過給装置け、エンジンの回転数の低い領域
でも過給効果を得ることができ、たとえば坂道上多走行
などの高負荷低回転時においてエンジン出力を向上させ
るうえで効果を発揮し得るもので、特に自動市川として
用いて好ましいものである。そして、このような機械式
の過給装置において、エアポンプをエンジンＶこクラッ
チ機構を介して連絡し、このクラッチ機構を過給必要時
にのみ作動させるように構成することによシ、エンジン
に対するポンプ駆動のだめの負荷を軽減し、燃費節約を
図ることが可能となる。

しだがって、このような機械式の過給装置ｒｔｔは、エ
ンジン回転数の大小にかかわらず、必要時にのみ選択的
に迅速かつ確実な過給動作を行ない、エンジン出力を向
上させ、また燃費節約を達成するうえで、ターボ過給機
に比べ有利であｐ、きらにその構成も比較的簡単である
といった利点があるが、この場合エアポンプをエンジン
に連結する電磁クラッチを作動させるうえで若干の問題
を生じる。

すなわち、過給必要時に電磁クラッチを作動させる信号
を取や出すため最も簡単な方法としては、運転者が操作
するアクセルペダルの踏み角が所定量以上になったこと
を検出できるスイッチを、アクセルペダル“またはこれ
に連動しエンジンに燃料を供給するだめのスロットル弁
の駆動系に設けるとよい。このアクセルペダルは運転者
の意思によシ踏み込まれるもので、またその踏み込み量
が大きいときはエンジンの高出力を必要とする過給運転
時である。

しかし、このような電磁クラッチにオン・オフ続した状
態で走行する際、スイッチがオン・オフを繰り返えすこ
ととなる。そして、このオン・オフ信号によシミ磁りラ
ッチを介してエアポンプが作動、非作動を繰り返し、そ
の結果エンジンの出力変動を生じる。このような不規則
振動は運転者等にとって乗シ心地が悪いばかシでなく、
過給機を含めた周辺部品の耐久性にも悪影響を与えるも
ので、何らかの対策が必要となっている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、エア
ポンプをエンジンに連結する電磁クラッチを、アクセル
ペダルに連動するスロットル開度が設定値よシも低い値
でオフするようにオン・オフ時にヒステリシスをもたせ
て制御するという簡単な構成によって、エアポンプが作
動、非作動を繰シ返し、各部に悪影響を与えるといった
問題がなく、円滑かつ適正なエアポンプ制御が行なえる
内燃機関の過給装置を提供するものである。

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳＃１に説
明する。

第１図は本発明に係る内燃機関の過給装置の一実施例を
示し、同図において、符号１はエンジン２により＊磁り
ラッチ３ｔ−介して選択的に駆動されるエアポンプで、
その吸込側が通路４にてエアフイ、ルタ５ａを有する空
気取入口５に、また吐出側が通路６によりエンジン２の
吸気系、図示の場合スロットル弁７を有する気化器８に
それぞれ接続されている。なお、図中９はベーン１Ｇｍ
およびこれを支持するベーンシャツ）１０ｂを偏心した
位置に組込んでなるポンプロータで、とのロータ９がエ
ンジン２にて回転されることによりベーン１０ａがポン
プ室内で出入りしポンプ作用を行なう。また、気化器を
用いないタイプのエンジン、たトエばディーゼルエンジ
ンなどでは、上述した気化器８は燃料噴射ポンプにおき
かえられることは言うまでもない。

１１は前記ポンプ吸込側の通路４と吐出側の通路６とを
連通ずる通路１２中に配設されたいわゆルＩＪサーキュ
レーテイングバルプと称される調節弁で、過給運転時に
閉弁はれてブースト圧を制御する役割を果たす。そして
、この調節弁１１はアクセルペダル１３に連動して開閉
制御される気化器８のスロットル弁７の駆動系に連結さ
れ、アクセルペダル１３の踏み角に応じた変位量により
回動し不（″″吸込側と吐出側とを連通または遮断する
ように構成されている。すなわち、ポンプ作動直後にお
いてはブースト圧の急搬な上昇をおさえるためこの調節
弁１１を全閉せず、以後順次調節弁を閉じてブースト圧
を円滑かつ適正に上昇させるもので、この制御をアクセ
ルペダル１３に連動させると、最も簡単かつ確実な運転
者の意思伝達が可能である。この駆動系を簡単に説明す
ると、図中１４はアクセルペダル１３の踏み角に応じて
回動される円板で、これによシスロットル弁Ｉが回動さ
れると共に、調節弁１１に連結された作動円板１５が回
動きれ、これにより調節弁１１か開閉される。しかし、
必ずしもこのような駆動系に限定されず、これに類する
構成であればよいことは言うまでもない。

さて、本発明によれば、上述した構成による過給装置に
おいて、エアポンプ１をエンジン２に連結する電磁クラ
ッチ３を、エンジン２に燃料を供給するスロットル開度
が予め定めた設定値以上となったときにオンし、前記設
定値よりも低い値でオフするように、オン、オフ時にヒ
ステリシスをもたせて制御するように構成したところに
特徴を有している。

すなわち、本実施例によれば、アクセルペダル１３の踏
み込み操作により制御されるスロットル弁７のスロット
ル開度を検出するために、これに連結されて前記調節弁
１１を制御する作動円板１５を利用している。そして、
この作動円板１５の偏心した位置にスイッチ作動用の突
起１６が立設され、かつこの作動円板１５の外側でその
周方向に並らんで２個のマイクロスイッチＡ、Ｂが配設
され、そのスイッチレバー１７，１８が前記作動円板１
５の突￥ら１６の回動軌跡上に臨んでいる。

このような構成によれば、２個のマイクロスイッチＡ、
Ｂは作動円板１５が回動され、スロットル開度が大きく
すなわちアクセルペダル１３の踏み込み量が大きくなる
にしたがって、順次オンされ、またスロットル開度が小
さくなるにしたがって順次オフする。そして、電磁クラ
ッチ３のオン、オフ時にヒステリシスをもたせるために
は、２個のマイクロスイッチＡ、Ｂが共にオンされたと
きにオン信号を送出し、共にオフされたときにオフ信号
を送出するようにすればよく、その回路構成の一例が第
２図に示されている。

これを簡単に説明すると、２個のマイクロスイッチＡ、
Ｂの接点ＳＷＡ　、　ＳＷＢはリレーＲ１と直列に接続
され、かつ接点ＳＷＢに並列に前記リレーＲ１の自己保
持回路を構成するメイク接点ｒＩＢが配設されている。

また、リレーＲ１の別のメイク接点ｒｌｌ）とこれに直
列接続されたリレーＲ２とが前記スイッチ接点ｓｗＡ　
、　ｓｗＢおよびリレーＲ１とに並列接続されている。

そして、さらにこれらにリレーＲ２のメイク接点ｒ２と
電磁クラッチ３の作動用コイルＣｏ１１が直列接続され
ている。

このような構成では、アクセルペダル１３が所定量踏み
込まれ、マイクロスイッチＡがオンしても電磁クラッチ
３はオフ状態にある。そして、アクセルペダル１３が畜
らに踏み込まれ、マイクロスイッチＢが共にオンすると
、リレーＲ１，リレーＲ２の働きでコイルＣｏ１１が励
磁され、電磁クラッチ３がオン状態とされる。また、ア
クセルペダル１３が戻され、マイクロスイッチＢがオフ
されても、リレーＲ１のメイク接点ｒｌｌが閉じている
ため、電磁クラッチ３のオン状態が維持され、アクセル
ペダル１３がさらに戻されてマイクロスイッチＡがオフ
されたとき、始めて電磁クラッチ３がオフ状態となる。

このようにして電磁クラッチ３をオン、オフ制御すると
、第３図に示されるように、スロットル開度に伴碌いエ
アポンプの作動、非作動状態を得ることができ、第４図
のようにエアポンプが断続を繰り返えして駆動されると
いった問題はなくなる。

なお、上述した実施例では、電磁クラッチのオン、オフ
時にヒステリシスをもたせて制御するため、安価でしか
もエンジンルーム内の高温化ニおいても確実なスイッチ
作動を行なえる２個のマイクロスイッチＡ、Ｂを用いた
場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、たとえ
ばリードスイッチやホール素子等を用いてもよく、また
その取付は位置もアクセルペダル１３やその他スロット
ル弁Ｉの駆動系など、スロットル開度を検出できる所で
あればよいことは勿論である。

さらに、上述したスイッチ手段は必ずしも２個に１坂定
されず、１（ｉｉｌＩでもよいもので、その回路構成を
適宜選定すれば、前述したようにヒステリシスをもたせ
て制御することが可能で、またこれをカムやスプリング
などの手段によシ機械的に制御することも自由である。

第５図はスロットル開度を可変抵抗器２ａを用いて検出
し、これによシ′醒磁クラッチ３０オン、オフ時にヒス
テリシスをもたせて制御するようにしだ制御回路の一実
施例を示している。

これを簡単に説明すると、可変抵抗器２０はスロットル
開度により抵抗Ｒ１とＲ２とが変化し、その検出端の検
出電圧■１はこれと並列配置された比較器２１のプラス
側に接続されている。また、可変抵抗器２０と並列な抵
抗Ｒ４と規準電圧設定用の可変抵抗器ＶＲとの間の規準
電圧ｖ２が前記比較器２１のマイナス側に接続されてい
る。そして、この比較器２１は抵抗Ｒ３を介して前記可
変抵抗器２０の検出端にフィードバックされるとともに
、抵抗Ｒ５とＲ６との間からダーリントントランジスタ
２２０ベース側に接続され、このダーリントントランジ
スタ２２のエミッタ側はアースに、またコレクタ側は電
磁クラッチ３のコイルＣｏ１１を介して電源に接続され
ている。

この場合、 １ Ｖｌ−□・ＶＯ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（１）Ｒｚ　＋２１ となる。

このような構成において、アクセルペダル１３の踏み角
に応じてスロットル開度が変化し、検出電圧Ｖ、が規準
電圧ｖ２よシも大きくなると、比較器２１の出力が電源
電圧Ｖｏとほぼ等しくな夛、ダーリントントランジスタ
をオンし、電磁クラッチ３のコイルＣｏ１１に通電され
る。

そして、このとき、検出電圧Ｖｌは抵抗Ｒ３を介して比
較器２１出力がフィードバックされるため、電圧Ｖ１’
に変化する。

そして、この電圧ｖ１′は検出電圧Ｖ１よりも大きり、
シたがってアクセルペダル１３が戻され、可変抵抗器２
０が変化したとしても規準電圧Ｖ２以下となるまでには
ヒステリシスをもたせることができることは容易に理解
されよう。したがって、スロットル開度がたとえば車速
１００に卯へ以上に相当するようになったときにエアポ
ンプをオンさせ、車速９０Ｋｍ／ｈに相当するときにオ
フするといった制御が簡単かつ確実に行なえるもので、
またこれにエンジン回転数等に合わせることも容易であ
る。

以上説明したように本発明に係る内燃機関の過給装置に
よれば、エアポンプを作動する電磁クラッチを、エンジ
ンに燃料を供給するスロットル開度が予め定めた設定値
以上となったときにオンし、ｉ＃記膜設定値りも低い値
でオフするよ５にヒステリシスをもって制御したので、
エアポンプが作ｔｄ＋、非作動を繰り返し、不規則な振
動を生じるといった問題がなく、適正でかつ円滑なポン
プ作動が可能となシ、これにより確実な過給効果を得て
、エンジン出力の向上と燃費節約を図ることができる。

また、制御用接点、電磁クラッチ、さらには内燃機関の
駆動系、取付部等、各部の耐久性を向上させるうえで、
効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関の過給装置の一実施例を
示す概略系統図、第２図はその電磁クラッチ作動用の制
御回路図、第３図および第４図はその制御状態を説明す
るための説明図、第５図は電磁クラッチ作動用の別の実
施例を示す制御回路図である。 １・・―・エアポンプ、２−・曝・エンジン、３・・・
１電磁クラツチ、１ψ−・健スロットル弁、１３−−・
・アクセルペダル、１５・・情・作動円板、１６・・・
・突起、Ａ、Ｂ・・・・マイクロスイッチ。 特許出願人　自動車機器株式会社 代理人　山川政樹（ほか１名） ＠２図 ０　　−酊を 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンにより電磁クラッチを介して選択的に駆動され
   空気をエンジンの吸気系に強制給送するエアポンプを備
   え、前記電磁クラッチは、エンジンに燃料を供給するス
   ロットル開度が予め定めた設定値以上となったときにオ
   ンし、前記設定値よシも低い値でオフするように制御さ
   れることを特徴とする内燃機関の過給装置。