JPS6038026Y2 - 機械式駆動過給機を備えた内燃機関 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、吸気系に機関本体クランク軸により電磁クラ
ッチを介して駆動される機械式駆動の過給機を備えた内
燃機関に関し、特に過給圧を滑らかに制御するものに関
る。

〔従来の技術〕

従来かかる機械式駆動過給機を備えた内燃機関として、
例えば実開昭４９−４３６１３号公報あるいは特開昭５
３−１３４１０９Ｍ公報に記載のものや、第１図および
第２図に示されるものなどが提案されている。

図に示すものは過給機１がブロワのみから威るもので、
機関本体２のクランク軸３によりベルト伝動手段４、電
磁クラッチ５を介して機械的に連結して駆動されるよう
に構成され、機関本体２の吸入管６の気化器７上流側に
連通して設けられる。

そして、過給機１の入口側と出口側との間にはバイパス
通路８が連設して、この通路８内に逆止弁９が設けられ
、逆止弁９にバイパスしてＩＪ ＩＪ−フ弁１０が設け
られ、過給機１の入口側に制御弁１１が吸入管負圧によ
り動作するダイヤプラム式アクチュエータ１２で負荷の
増大に応じて開くように設けられている。

また、気化器７のスロットル弁１３に成る開度以上にな
るとオンするスロットルスイッチ１４が設けられ、この
スイッチ１４が電磁クラッチ５に電気的に接続して接断
作用するようになっている。

このように構成されることで、気化器７のスロットル弁
１３の開度が小さい場合は、スロットルスイッチ１４が
オフして電磁クラッチ５を切るために過給機１は駆動さ
れず、このときの大きい吸入管負圧で制御弁１１が全閉
するようになり、こうして過給機１をバイパスしたバイ
パス通路８により自然吸気され、無過給状態になる。

次いで、スロットル弁１３の開度が成る程度大きくなる
と、スロットルスイッチ１４がオンして電磁クラッチ５
を入れることで過給機１が駆動するようになる。

また、このときの吸入管負圧の減少で制御弁１１が成る
開度に開き、且つ過給機１の駆動で入口側に対して出口
側の圧力が高くなって逆止弁９が閉じ、こうして過給が
行われるのである。

そして、スロットル弁１３がほぼ全開になると制御弁１
１も全開してフル過給を行い、過給圧が設定値以上にな
るとリリーフ弁１０が開いて過給気の一部を逃がすこと
で設定値に保持する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このように従来のものは、過給時の低負荷では制御弁１
１の開度を減じて過給機１の入口側を大きく絞ることに
より過給圧を低くシ、負荷の増大により制御弁１１の開
度を大きくして過給機１の入口側の絞りを少なくすこと
で過給圧を増すように制御している。

そのため、過給時常に制御弁１１の絞りによる損失が生
じ、特に低負荷ではその損失が非常に大きくて吸気温度
を上昇したり、制御弁１１付近での振動、騒音を招くと
いう致命的な不具合がある。

そこでこのような不具合を回避するため、電磁クラッチ
５を入れて過給が開始されるときに制御弁１１を成る程
度間いた状態にセットすることが考えられるが、こうす
ると第３図のように過給時トルクがステップ状に変化し
て滑らかな特性を得られない。

即ち、成るゾーンで一定速走行が不可能な状態になって
しまう。

また、制御弁１１により過給圧を制御する範囲が狭くな
るなどの問題を生じる。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案はこのような事情に鑑みてなされたもので、過給
機は電磁クラッチを介して機関本体のクランク軸に機械
的に結合されているが、電磁クラッチを電流制御して半
クラツチ状態にすることで過給機回転数と共に過給圧を
制御し得る点に着目し、スロットル弁の全開直前から以
降はアクセルペダルの踏込量に応じて電磁クラッチを半
クラツチ状態にして過給機回転数と共に過給圧制御を行
い、アクセルストローク一杯のスロットル弁全開時は電
磁クラッチを完全に一体係合して過給機をクランク軸と
等速回転することでフル過給するようにし、スロットル
弁開度に応じ滑らかなトルク特性を得、無過給状態から
過給状態への移行をスムーズに行う機械式駆動過給機を
備えた内燃機関を提供するものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本考案の一実施例を具体的に説明
すと、第４図において、符号１は機関本体クランク軸に
より電磁クラッチ５を介して機械的に駆動されるブロワ
のみから戒る過給機であり、吸入管６において気化器７
の上流側に連通して設けられる。

また、符号８は過給機１の入口側と出口側との間に設け
られるバイパス通路でありこの通路８内に過給時の逆流
を防ぐ逆止弁９が設けられると共に、過給圧が設定値以
上になると加圧空気の一部を過給機１の入口側に逃がす
リリーフ弁１０が上記逆止弁９にバイパスして設けられ
ており、以上は第１図と全く同様である。

そしてこのような構成において、気化器７のスロットル
弁１３からアクセルペダル側に結ばれているスロットル
ケーブル１５中に、ストローク延長スプリング１６がス
ロットル弁全開付近でのみ伸びてストロークを延長する
ように介設される。

またスプリング」６の伸長する領域にポテンショメータ
１７が設けられ、このメータ１７が制御回路１８を介し
て電磁クラッチ５に電気的に接続するようにしである。

ポテンショメータ１７はスプリング１６側の可動接点Ａ
と固定側の複数個の低抗値を異にした固定接点Ｂ１．Ｂ
２・・・・・・Ｂｎから戊り、スロットル弁開直前の成
る開度で接点Ａとａを接し、それ以降アクセルペダルの
踏込量の増大により、スプリング１６が伸びるのに伴っ
て接点Ａを接点賜、 Ｂ３・・・・・・に順次接し、ペ
ダルストローク一杯のスロットル弁全開時には接点Ａと
Ｂｎを接することで、スロットル弁全開付近の開度を電
気的に細かく検出するようになっている。

制御回路１８はこのようなポテンショメータ１７からの
信号を入力し、接点Ａが接点鳩ないしＢｎ−１に接して
いる間は電磁クラッチ５にそれを半クラツチ状態で係合
を順次強くするように電流制御し、接点ＡとＢ。

が接したところで完全に一体係合するように給電する。

本考案はこのような構成であるから、スロットル弁１３
の開度が全開直前までにならない中負荷以下では、スト
ローク延長スプリング１６の伸びもなくポテンショメー
タ１７で接点Ａが接点Ｂ１に達しないために、制御回路
１８から電磁クラッチ５には給電されない。

従って、電磁クラッチ５は切った状態になって過給機１
は駆動されず、バイパス通路８を経て自然吸気されるこ
とになる。

次いでスロットル弁１３が全開直前に開いた高負荷時に
なると、スロットルケーブル１５の移動によりポテンシ
ョメータ１７の光点Ａが接点Ｂ１に接するようになり、
このため制御回路１８から電磁クラッチ５に完全に一体
係合する場合に比べて弱い電流が供給されて半クラツチ
状態にする。

そこで過給機１はこのような電磁クラッチ５の半クラツ
チ作用によりクランク軸に対し低速で回転して多少の過
給を行うようになり、こうして低い過給圧を有して過給
が開始する。

ここで、第５図ａのように過給機駆動損失トルク分だけ
トルクが上昇するような過給圧になるように過給機回転
数を設定すれば、同図すのよように無過給状態から過給
状態へ移行する際にトルクが変動することなくスムーズ
につながる。

そしてこれ以降はアクセルペダルの踏込量の増大に伴っ
て、スロットル弁が全開味さらにストローク延長スプリ
ング１６が伸びてポテンショメータ１７の接点Ａは接点
Ｂ２．Ｂ３・・・・・・に順次接し、制御回路１８から
電磁クラッチ５への制御電流が大きくなってその半クラ
ツチ状態の係合を順に強くするようになる。

そこで過給機１の回転数も増して活発に過給を行うよう
になり、過給圧が上昇していく。

こうしてアクセルペダルがストローク一杯に踏込まれる
と、ポテンショメータ１７の接点ＡとＢ。

の接触により制御回路１８から電磁クラッチ５への制御
電流が最大になってその電磁クラッチ５を完全に一体係
合するのであり、ここで過給機１はクランク軸と一体に
なって等しく高速回転し、フル過給を行う。

〔考案の効果〕

このように本考案によると、電磁クラッチ５を介して機
械的に駆動されて過給を行う過給機１において、電磁ク
ラッチ５の電流制御を行ってそれを半クラツチ状態で動
作し、過給機１の回転と共に過給圧制御するので、滑ら
かなトルク特性を得るとかでき、且つ無過給状態から過
給状態への移行モショックがなくスムーズに行い得る。

スロットル弁が全開直前になるまでは過給機１を駆動さ
せない方式であるので、無過給ゾーン全域で過給機１の
駆動損失が全くなく、燃費の点でも有利になる。

ストローク延長スプリング１６とポテンショメータ１７
によりスロットル弁全開直前以後の制御を確実に行うこ
とができ、過給機１を有する吸気系の構造が非常に簡単
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の機関の一例を示す構成国、第２図は過給
機駆動系の平面図、第３図は軸トルクとスロットル弁開
度の関係を示す線図、第４図は本考案による機関の一実
施例を示す構成図、第５図は本考案による特性線図であ
る。 １・・・・・・過給機、２・・・・・・機関本体、３・
・・・・・クランク軸、５・・・・・・電磁クラッチ、
６・・・・・・吸入管、８・・・・・・バイパス通路、
９・・・・・・逆止弁、１０・・・・・・リリーフ弁、
１３・・・・・・スロットル弁、１７・・・・・・ポテ
ンショメータ、１８・・・・・・制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関本体のクランク軸により電磁クラッチを介して駆動
   される過給機を吸気系に設け、該過給機の入口側と出口
   側との間にバイパス通路を連設して、該バイパス通路内
   に過給時の逆流を防止するように逆止弁を設け、該逆止
   弁にバイパスしてリリーフ弁を設け、上記電磁クラッチ
   にアクセルペダルの踏込量に応じた制御電流を供給する
   制御系を接続し、スロットル弁の全開直前から以降はア
   クセルペダルの踏込量に応じて上記電磁クラッチを半ク
   ラツチ状態にして上記過給機回転数を変化し、アクセル
   ストローク一杯のスロットル弁全開時は上記電磁クラッ
   チを完全に一体係合して、上記過給機をクランク軸と等
   速回転するように構成したことを特徴とする機械式駆動
   過給機を備えた内燃機関。