JPS61218731A - 過給機付エンジンの吸気圧制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は過給機付エンジンの吸気圧制御装置に関するも
ので、特に、過給機付エンジンの負荷状態に対応した圧
力の過給圧を供゛給する過給機付エンジンの吸気圧制御
装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の装置として特開昭５９−１０１５３６号
公報に記載された技術を挙げることができる。

上記公報の技術は、吸気通路に並設させて過給機を有す
る過給機通路を設け、前記過給機通路の過給機の上流側
通路と、下流側通路とを再循環通路で連通し、前記再循
環通路の途中には過給圧制御バルブを設け、スロットル
バルブの所定の開度に連動して、前記過給圧制御バルブ
を開閉制御する連結機構を設けたことを特徴とするもの
であり、具体的には、第４図の如く構成され動作するも
のである。

第４図において、気化器の吸気通路１に設けられたスロ
ットルバルブ２は、スロットル軸３を中心に回動するバ
タフライバルブ等からなるものである。

前記気化器の吸気通路１に並設された過給ｌ１１０は、
次にように構成される。過給機通路１１をＵ字状に形成
し、このＵ字状の過給機通路１１の曲率中心に円筒形の
コンプレッサーの回転ＩＦ１１２の中心を位置させる。

前記回転筒１２内には、偏心軸１３が設けられ、前記偏
心軸１３には複数の羽根１４を前記回転筒１２のスリッ
トから外方に突出させ、前記回転筒１２の回転に伴い、
羽根１４間で挾まれた空間を形成し、吸気の強制送出を
行うべく構成する。

また、前記過給機通路１１の過給機１０の吸気の上流側
通路１５と下流側通路１６との間を再循環通路１７を連
結し、前記再循環通路１７の途中に過給圧制御バルブ２
０を設ける。

スロットルバルブ２の開度により、過給圧制御バルブ２
０を開閉制御する連結機構３０を設ける。

連結機構３０は、次のように構成される。スロットル軸
３にカム４を配設し、前記カム４の外周を転勤する転子
５を連結杆６の一端に設け、前記連結杆６の他端と過給
圧制御バルブ２０との間を連結レバー２１で接続する。

このように構成された過給機付エンジンの吸気圧制御装
置は、次のように動作する。

エンジンの低・中負荷時には、スロットルバルブ２が僅
かに開かれ、これが、スロットル軸３、カム４、連結杆
６等の連結機構３０によって過給圧制御バルブ２０が軸
２２を中心に回動し、再循環通路１７が僅かに閉じられ
る。したがって、過給機１０によって給気の再循環が過
給圧制御バルブ２０により給気圧が僅かに上昇する。

また、エンジンの高負荷時には、スロットルパル、プ２
が略全開放状態となり、連結機構により、過給圧制御バ
ルブ２０が略全閉状態となる。これにより、再循環通路
１７を遮断し、過給機１０によって供給する給気圧が上
昇し、高出力を出すことができる。

即ち、エンジンの負荷状態に応じたスロットルバルブ２
の開度に応じた圧力の過給圧をエンジンに供給すること
ができる。

［発明が解決しようとする問題点１ しかし、上記従来の過給機付エンジンの吸気圧制御装置
は、スロットルバルブの開度に連動して、過給機がその
過給圧制御バルブの開度に応じた圧力の過給圧をエンジ
ンに供給するものであるから、アイドリンク時等の過給
圧の必要のない場合でも過給圧のコンプレッサーが作動
し、その分だけエンジンの機械的損失が増大し、アイド
リンク時のエンジン回転が不安定となりやすいという問
題があった。

そこで本発明は上記問題点を除去して、過給圧要求のな
い場合に過給機をエンジン負荷から切り離すことができ
る過給機付エンジンの吸気圧制御装置の提供を目的とす
るものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明にかかる過給機付エンジンの吸気圧制御装置は、
吸気通路に連関させた過給機通路に設けた過給機と、前
記過給機通路の過給機の上流側通路と下流側通路とを連
通させた再循環通路と、前記再循環通路の途中に配設し
た過給圧制御バルブと、エンジンの負荷状態を検出する
センサと、エンジンの回転状態を検出するセンサと、前
記過給圧制御バルブの開度状態を検出するセンサと、前
記各センサの出力によって、前記過給圧制御バルブを開
閉制御するアクチュエータを制御する過給圧制御回路と
、前記過給圧制御回路によって過給機とエンジンとの間
を電気的制御によって回転力を断続するクラッチ機構か
ら構成されるものである。

［作用］ 本発明によれば、過給圧制御回路は、センサでエンジン
の負荷状態を検出し、その検出出力が過給圧要求のとき
、過給圧制御バルブの開度を速かにエンジン回転状態に
応じた開度設定値とし、過給圧を上昇させるべくアクチ
ュエータを制御し、エンジン回転数が上昇すると、過給
圧制御バルブの開度をそれに応じた開度設定値とし、過
給圧を降下させるべくアクチュエータを制御し、過給圧
を低下させると共に、過給圧要求がないとき、クラッチ
機構により過給機を停止状態に制御するものである。

［実施例］ 第１図は本発明の第一実施例の過給機付エンジンの吸気
圧制御装置の全体構成図である。

図において、第４図と同−符号及び同一記号は従来の装
置と同一または相当部分を示すものである。ここでは、
特に、従来例の装置と相違する点についてのみ記載する
。

過給機１０は第４図で示した従来例では、エンジン回転
軸に直結されているが、本発明を実施する場合には、エ
ンジン回転軸と過給機１０のコンプレッサー軸との間に
クラッチ機構ＣＬを介在させて、前記エンジン回転軸と
過給１１１０のコンプレッサー軸とを接続している。前
記クラッチ機構ＣＬは、後述する過給圧制御回路ＣＰＵ
の出力によって断続するものであり、望ましくは、前記
クラッチ機構ＣＬ自体が電磁クラッチのように、電気的
信号によってそのクラッチ機構ＣＬが断続できるものが
よい。このクラッチ機構ＣＬはドライバー回路ＤＲ１を
介した後述する過給圧制御回路ＣＰＵの出力で断続され
る。

スロットルセンサＳＳは、公知のスロットルバルブ２の
開度を検出するセンサで、本実施例ではスロットルバル
ブ２のスロットル軸３にポテンショメータＰＭ１を直結
し、スロットルセンサＳＳの開度を直列抵抗Ｒ１とポテ
ンショメータＰＭ１との接続点電位として検出している
。前記ポテンショメータＰＭ１に替え、ロータリースイ
ッチまたはコード板等の回動輪を機械的に接続して、接
点の変化或いは抵抗値変化を電位の変化に変換して、ま
たは、コード板においてはそのコードを検出してその開
度を判断するものも使用できる。スロットルセンサＳＳ
で検出する対象は、エンジンの負荷状態であるから、本
発明を実施する場合には、必ずしもスロットルセンサＳ
Ｓの出力を用いる必要はなく、回転数、トルク、燃料の
供給状態、アクセルペダルの踏み込み量等を用いてもよ
い。

しかし、エンジンの負荷状態としてスロットルセンサＳ
Ｓを用いることは最も簡単にその負荷状態に近似した状
態を得ることができる。

エンジン回転状態を検出するセンサとして用いるエンジ
ン回転数センサＥＳは、エンジンシャフトに直接または
間接に接続された永久磁石ＭＧの回転により、抵抗Ｒ２
に直列に挿入されたリードスイッチをオン・オフさせ、
エンジン回転数に比例した周波数のパルスを得るもので
ある。エンジン回転数を車輌速度として検出する場合に
は、スピードメータケーブルに接続された永久磁石ＭＧ
の附近に配設したリードスイッチのオン・オフ信号から
、エンジン回転数に比例した周波数のパルスを得るスピ
ードセンサを用いればよい。なお、これらのエンジン回
転数センサ或いはスピードセンサは公知であり、前記機
械的なスイッチを有するもの以外の公知のセンサも使用
可能である。また、エンジン回転状態はイグニッション
回路から点火信号のパルスを検出し、そのパルス数をエ
ンジンの回転数として用いてもよい。この場合には、従
来のエンジンに電気的な回路を附加するのみでエンジン
の回転数を検出できる。

コントロールバルブＣ■は、そのソレノイドが過給圧制
御回路ＣＰＵの出力をドライバー回路ＤＲ２を介して励
磁されると、サージタンクＳＴ側から負圧をアクチュエ
ータＡＣ側に送出し、そのソレノイドが非励磁のとき、
アクチュエータＡＣの負圧を大気圧側に排出するもので
ある。

また、過給圧制御バルブ開度センサ■Ｓは、スロットル
センサＳＳと同極のセンサが使用できるもので、本実施
例ではポテンショメータＰＭ２と抵抗Ｒ３との直列回路
によって、過給圧制御バルブ２０の開度を、その軸２２
に直結したポテンショメータＰＭ２の回転軸の回動を電
位の変化として検出している。

過給圧制御回路ＣＰＵの出力によって過給圧制御バルブ
２０を制御するアクチュエータＡＣは、公知の負圧アク
チュエータでバキュームポンプ（図示せず）等によって
蓄積したサージタンクＳＴの負圧を、コントロールバル
ブＣＶを介してその負圧室に導き、そのＯツドＬＴの移
動によって過給圧制御バルブ２０を回動させ、開閉する
ものである。通常前記負圧室の負圧は、コントロールバ
ルブＣＶのソレノイドをデユーティ比制御することによ
って行われる。ここで使用したアクチュエータＡＣは、
過給圧制御回路ＣＰＵの電気的出力を受けて過給圧制御
バルブ２０のｍｍ制御を行うものであるから、本発明を
実施する場合には、必ずしも負圧アクチュエータを用い
る必要はなく、電磁的に制御するアクチュエータ等の使
用も可能である。例えば、公知のソレノイド、モータ等
が使用できる。

前記スロットルセンサＳＳの出力及びエンジン回転数セ
ンサＥＳの出力を得て、コントロールバルブＣ■のソレ
ノイドをデユーティ比制御する過給圧制御回路ＣＰＩＪ
にはＡ−Ｄ変換回路を内蔵または外付きにしたマイクロ
コンピュータが用いられる。

次に、前記過給圧制御回路ＣＰＵとしてマイクロコンピ
ュータを用いた本実施例の過給機付エンジンの吸気圧制
御装置について、第２図のフローチャートを用いてその
動作を説明する。

まず、イグニッションスイッチまたはイグニッションス
イッチに連動するスイッチＳＷによって、本過給機付エ
ンジンの吸気圧制御装置の全システムを作動状態とする
。ステップＳ１で本システムを実行するに必要なメモリ
のイニシャライズと共に、各センサ入力及び過給圧制御
バルブ２０の出力等の入出力を行う。ステップ＄２でエ
ンジンの負荷状態としてスロットルセンサＳＳにより現
在のスロットルバルブ２の開度を検出する。ステップＳ
３でエンジン回転状態としてエンジン回転数をエンジン
回転数センサＥＳから検出する。これら、ステップ＄２
及びステップＳ３で、現在のエンジンの負荷状態及びエ
ンジン回転数を得る。そして、ステップＳ４で、前記エ
ンジンの負荷状態及びエンジン回転数を基に、ＲＯＭか
ら過給圧制御バルブの開度指示値θａを読み取る。

即ち、ＲＯＭには第３図の過給圧制御バルブの開度設定
用メモリマツプの説明図に示すように、エンジン回転数
（車輌速度）とスロットルバルブ開度との関係において
、過給圧制御バルブの開度指示値θａの領域の最大開度
をθ１、最小開度をθ５とし、 θ１〉θ２〉θ３〉θ４〉θ５ と５段階にその領域を設定している。

なお、前記過給圧制御バルブの開度指示値θ１は過給圧
制御バルブ２０の最大開度の状態であるから、過給圧は
最小となり、前記過給圧制御バルブの開度指示値θ５は
過給圧制御バルブ２０の最小開度の状態であるから過給
圧は最大となる。

そして、第３図の過給圧＄ＩＪ　ｍバルブの開度設定用
メモリマツプの説明図の斜線部分は、過給圧が最小であ
って、過給圧をエンジンに供給する必要がない領域で、
過給機１０をエンジン負荷から切り離す領域を示すもの
である。本実施例の過給圧制御バルブの開度指示値θ１
の領域は、過給Ｉ！！１０に回転力を伝達するクラッチ
機構ＣＬをオフ状態とする領域である。なお、前記クラ
ッチ機構ＣＬをオフ状態とする領域は、必ずしも過給圧
制御バルブの開度指示値θ１の領域に設定しなくともよ
い。例えば、過給圧制御バルブの開度指示値θ１の領域
の、開度指示値θ２どの境界線附近でクラッチ機構ＣＬ
をオン領域に、他をオフ領域に設定してもよい。いずれ
にせよ、過給圧が最小となる条件でクラッチ機構ＣＬを
オフ状態とすればよい。

この過給圧制御バルブの開度設定用メモリマツプはエン
ジンの負荷特性の実測または設計値に基づくデータをＲ
ＯＭに記憶させたものである。

ステップ４で、ＲＯＭの過給圧制御バルブの開度指示値
θａを、エンジン回転数及びスロットルバルブ開度等の
情報によりアドレス指定して読み出し、ステップＳ５で
現在過給圧制御バルブ開度センサＶＳから実際にエンジ
ンに供給している過給圧制御バルブの開度検出値θＸを
検出する。そして、ステップＳ６で、ステップＳ４で前
記メモリマツプから読み出した過給圧制御バルブの開度
指示値θａと現在実際にエンジンに供給している過給圧
制御バルブの開度検出値θＸの差をとり、その差が過給
圧制御バルブの開度指示値θａの領域及びセンサの誤差
、過給圧制御バルブ２ｏの制ａ誤差等を基に定めた許容
差δ以下であるとき、ステップＳ７で出力手段によって
過給圧制御バルブ２０の開度を維持すべく過給圧制御バ
ルブ２０を駆動するアクチュエータＡＣのロッドＬＴの
移動を停止状態とする。そして、ステップ８で過給圧制
御バルブの開度指示値θａが、θａ−θ１の指示か判断
して、最大開度指示値θ１と判断されたとき、ステップ
９でクラッチ機構ＣＬをオフ状態として、エンジン負荷
から過給機１０を切り離す。

ステップＳ６で１θａ−θｘｉ＞δと判断されたとき、
ＲＯＭに従って設定した過給圧制御バルブの開度指示値
θａと現在の過給圧ｔｉｌｌ　ｍバルブの開度検出値θ
Ｘとの間に差が生じ、しかも、その差が許容差δよりも
大きいことを意味するから、ステップ８１０で過給圧制
御バルブの開度指示値θａが最大開度指示値でないとき
に、ステップ１１でクラッチ機構ＣＬがオンとなり、過
給圧制御バルブの開度指示値θａが最大開度指示値θ１
のときは、その状態のまま、ステップ８１２で過給圧Ｉ
ＩＩ御バルブの開度指示値θａと現在の過給圧制御バル
ブの開度検出値θＸと比較し、増加速度と減加速度の判
断を行い、増加速度の時、ステップ８１３で出力手段に
よって現在の過給圧制御バルブの開度検出値θＸが大に
なる方向に過給圧制御バルブ２０を駆動すべくアクチュ
エータＡＣに出力する。減加速度のとき、ステップ３１
４で出力手段によって現在の過給圧制御バルブの開度検
出値θＸが小になる方向に過給圧ｌ１ｌｔＩＩｌバルブ
２０を駆、動ずべくアクチュエータＡＣに出ノ〕する。

このとき、エンジン回転数及びスロットルバルブ開度に
より、ＲＯＭのアドレス指定をして読み出した過給圧制
御バルブ２０の開度検出値θＸの制御領域の制御段階を
、過給圧制御バルブの開度指示値θ５から開度指示値θ
１の方向に移動すれば過給圧制御バルブ２０は段階制御
になる。

例えば、アクセルペタルを踏み込み加速度を増す場合に
、過給圧制御バルブ２０の過給圧制御バルブの開度指示
値θ５の制ａｍ域に入り込んだとする。アクセルベタル
の踏み込み伍を一定とすれば、次第にエンジンの回転速
度が増加し、過給圧制御バルブ２０の開度指示値θ５の
制御領域から０４、更には、開度指示値θ３、θ２、θ
１と段階的に順次開き、エンジンに供給する過給圧を順
次低下させることができる。したがって、アクチュエー
タＡＣのロッドＬＴによって過給圧制御バルブ２０を徐
々に聞くことになり、過給機１０からエンジンに供給す
る過給圧を徐々に減することができる。

上記のように、本実施例の過給機付エンジンの吸気圧制
御装置は、吸気通路１に連関させた過給機通路１１に設
けた過給機１０と、前記過給機通路１１の過給機１０の
上流側通路１５と下流側通路１６とを連通させた再循環
通路１７と、前記再循環通路１７の途中に配設した過給
圧制御バルブ２０と、前記過給機１０とエンジンとの間
に設けた電気的に回転力の断続制御が可能なりラッチ機
構ＣＬと、エンジンの負荷状態を検出するスロットルセ
ンサＳＳと、エンジン回転状態を検出するエンジン回転
数センサＥＳと、これらの各センサの出力によって、前
記過給圧制御バルブ２０を開閉制御するアクチュエータ
ＡＣを制御する過給圧制御回路ＣＰＵからなる過給機付
エンジンの吸気圧制御装置において、前記過給圧制御回
路ＣＰＵのエンジンの負荷特性に応じた過給圧制御バル
ブ２０の開度を記憶させたメモリと、前記メモリから読
み出した過給圧制御バルブ２０の開度設定値θａと現在
の過給圧制御バルブ２０の開度検出値θＸとを比較する
比較手段によって、前記比較手段の出力が過給圧要求状
態の許容値以上のとぎ、前記メモリの記憶内容により前
記過給圧制御バルブ２０を開閉制御すると共に、前記比
較手段の出力が過給圧要求状態にないとき、クラッチ機
構ＣＬによって過給機を停止状態に制御するものである
。

したがって、本実施例の過給機付エンジンの吸気圧制御
装置によれば、エンジン回転数及びスロットルバルブ開
度の検出により、エンジン回転状態及びエンジン負荷状
態に応じて過給圧を制御し、エンジン負荷特性に対応し
た制御が可能となる。

また、過給圧が不要になった状態下では、クラッチ機構
によって過給機をエンジン負荷から切り難ずことができ
るので、特に、アイドリング時に安定したエンジンの回
転状態を維持することができる。更に、アイドリング時
に過給機をエンジンの負荷から切り離すことにより過給
機のコンプレッサーの作動音による騒音の発生を防止で
きる、そして、過給圧が不要になった状態下で過給機を
停止させるから、過給機の寿命、特に、コンプレッサー
の寿命を長くすることができる。

また、ドライバーがアクセルペダルを急激に踏み込み、
増加速度要求を行うと、スロットルバルブの開度がエン
ジン回転状態及びエンジン負荷状態に応じて急激に変化
し、エンジンの負荷状態が目的値に到達したとき、過給
圧が徐々に低下するから、燃料消費に無駄が少なくなる
と共に、過給圧の低下に伴うドライバーに速度変化によ
るハンチング等のショックを与えることのない滑かな走
行ができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明は、過給圧が不要になった状態下で
は、クラッチ機構によって過給機をエンジン負荷から切
り離すことができるので、特に、アイドリンク時に安定
したエンジンの回転状態を維持することができる。更に
、アイドリンク時に過給機をエンジンの負荷から切り離
すことにより過給機のコンプレッサーの作動音による騒
音の発生を防止できる。そして、過給圧が不要になった
状態下で過給機を停止させるから、過給機の寿命、特に
、コンプレッサーの寿命を長くすることができる。

また、エンジンの負荷状態を検出するセンサと、エンジ
ン回転状態を検出するセンサと、過給圧制御バルブのｎ
度状態を検出するセンサと、前記センサの出力によって
前記過給圧制御バルブを開閉制御するアクチュエータを
具備し、前記過給圧制御回路によってエンジンの負荷状
態に応じて行う過給圧の上昇を、エンジン回転状態によ
って変化させるものであるから、エンジン状態に応じた
燃料の供給ができ、無駄な燃料消費但を押えることがで
きる。

そして、エンジン状態が変動した場合でも、エンジンの
負荷状態とエンジン回転状態によって過給圧を一旦上昇
させた後、過給圧を低下させるものであるから１、エン
ジン状態に対応して一様にアクセルレスポンスを上げる
ことができる。また、ドライバーに速度変化によるハン
チング等のショックを与えることのない滑かな走行を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例の過給機付エンジンの吸気
圧制御装置の全体構成図、第２図は本発明の過給機付エ
ンジンの吸気圧制御装置を動作させる過給圧制御回路の
フローチャート、第３図は過給圧制御パルプの開度設定
用メモリマツプの記憶例の説明図、第４図は従来例の過
給機付エンジンの吸気圧制御装置の全体構成図である。 図において １・・・吸気通路、　　　　　　１０・・・過給機、１
１・・・過給機通路、　　　１５・・・上流側通路、１
６・・・下流側通路、　　　１７・・・再循環通路、２
０・・・過給圧制御パルプ、 ＥＳ・・・エンジン回転数センサ、 ＳＳ・・・スロットルセンサ、 ＶＳ・・・過給圧制御バルブ開度センサ、ＡＣ・・・ア
クチュエータ、 ＣＬ・・・クラッチ機構、 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気通路に連関させた過給機通路に設けた過給機
   と、前記過給機通路の過給機の上流側通路と下流側通路
   とを連通させた再循環通路と、前記再循環通路の途中に
   配設した過給圧制御バルブと、 エンジンの負荷状態を検出するセンサと、エンジンの回
   転状態を検出するセンサと、前記過給圧制御バルブの開
   度状態を検出するセンサと、前記過給圧制御バルブを開
   閉制御するアクチュエータと、 エンジンの負荷特性に応じた過給圧制御バルブの開度を
   記憶させたメモリと、前記メモリから読み出した過給圧
   制御バルブの開度設定値と現在の過給圧制御バルブの開
   度検出値とを比較する比較手段と、 前記比較手段の出力が過給圧要求状態のとき、前記メモ
   リの記憶内容により前記過給圧制御バルブを開閉制御す
   る出力手段と、 前記比較手段の出力が過給圧要求状態にないとき過給機
   を停止状態に制御するクラッチ機構とを具備した過給圧
   制御回路とからなることを特徴とする過給機付エンジン
   の吸気圧制御装置。
2. （２）前記エンジンの負荷状態を検出するセンサを、ス
   ロットルバルブの開度を検出するセンサとしたことを特
   徴する特許請求の範囲第１項に記載の過給機付エンジン
   の吸気圧制御装置。
3. （３）エンジン回転状態によつてエンジンの負荷状態に
   応じて行う過給圧の制御を、段階的に制御することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の過給機付エンジ
   ンの吸気圧制御装置。
4. （４）エンジン回転状態によつてエンジンの負荷状態に
   応じて行う過給圧の制御を、連続的に制御することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の過給機付エンジ
   ンの吸気圧制御装置。
5. （５）前記エンジン回転状態を、エンジン回転数とした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の過給機
   付エンジンの吸気圧制御装置。
6. （６）前記エンジン回転状態を、エンジンの点火回路か
   ら得たパルス数としたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の過給機付エンジンの吸気圧制御装置。
7. （７）前記エンジン回転状態を、車輌速度によつて得た
   値としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の過給機付エンジンの吸気圧制御装置。
8. （８）前記過給圧制御回路を、マイクロコンピュータと
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の過
   給機付エンジンの吸気圧制御装置。