JPS6126594Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はエンジンに加圧空気を供給する過給機
の制御装置に関する。

エンジンの吸気通路に加圧空気を供給するとエ
ンジン出力が向上し、延いては燃料の節約が可能
になることは知られており、近時過給機を装備し
た自動車エンジンが広く採用されている。

しかしながらエンジンの運転状況は常に変化さ
れるものであり、全ての運転領域において常に過
給機を運転することは、場合によつて動力の損失
を生じて好ましいものではない。

このため、従来、吸気通路内のスロツトル弁よ
りも吸気上流側に過給制御弁を設けるとともに、
この過給制御弁をバイパスして過給通路を形成
し、この過給通路に過給機としてのエアポンプを
設けるようにし、上記過給制御弁をリンク機構な
どを介してスロツトル弁と連動させるようにし、
スロツトル弁が閉止状態においては過給制御弁を
開いて過給空気を吸気上流側に逃がすような手段
が開発されている。

しかしながら、エンジン側が過給を欲しない運
転状況は単にスロツトル弁の閉止運転時ばかりで
なく、つまりスロツトル弁開度のみに左右される
ものではなく、たとえばエンジン回転速度、イン
テークマニホルドの負圧状態、エンジン温度など
他の条件も影響するものであり、したがつて上記
従来の、スロツトル弁とリンク機構を介して運転
される過給制御弁の制御手段ではエンジンの運転
状況に応じた高精度な過給制御を行うことは不可
能であつた。

しかも一般に過給機は空気洩れなどを補ぎなう
べく、エンジン側で要求するよりも過剰な過給能
力を備えているものであり、このような過剰な過
給はエンジンの運転制御を困難にする不具合があ
る。

本考案はこのような事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、エンジン側の要
求に応じた過給が高精度に行えるエンジン過給機
の制御装置を提供しようとするものである。

すなわち本考案は、吸気通路におけるスロツト
ル弁の吸気上流側および吸気下流側の圧力差を利
用し、エンジンの運転状況に応じて過給制御弁を
開閉作動させるようにするとともに、過給がオー
バ気味になればその圧力によつて過給制御弁を開
いてやるようにし、全運転領域において必要なか
つ効果的な過給が行えるようにしたものである。

以下本考案の一実施例を図面にもとづき説明す
る。

図中１はエンジンのシリンダ、２はピストン、
３および４は吸気孔および排気孔である。吸気孔
３は吸気弁５により、また排気孔４は排気弁６に
よつて各々開閉される。吸気孔３はサージタンク
７は連通しており、このサージタンク７は吸気通
路８に導通している。上記吸気通路８の下流側に
はスロツトル弁９が設けられており、このスロツ
トル弁９はたとえばアクセルペダル等のスロツト
ル操作子によつて開閉動される。吸気通路８の上
流端はエアクリーナ１０の大気開放口１１に連通
している。なお１２はエアクリーナエレメント、
１３はエアフローメータを示す。

上記エアフローメータ１３とスロツトル弁９の
間に位置する吸気通路８には過給制御弁１４が設
けられている。この過給制御弁１４は弁軸１５を
介して制御レバー１６に連結されており、制御レ
バー１６の回動に伴つて一体的に回動し、吸気通
路８を開閉する。なお制御レバー１６の作動につ
いては後述する。上記吸気通路８には上記過給制
御弁１４をバイパスして過給通路１７が連通され
ている。すなわち過給通路１７の上流端は吸気通
路８のエアフローメータ１３と過給制御弁１４と
の間に連結されているとともに、下流端は過給制
御弁１４とスロツトル弁９との間に連通されてい
る。

上記過給通路１７には過給機としてのエアポン
プ１８が設けられている。このエアポンプ１８は
エンジンのクランク軸（図示しない）によつて回
転される。この場合、図示しないエアポンプ１８
とクランク軸とはベルト掛けなどの巻掛け伝動手
段によつて連結されているとともに、電磁クラツ
チによつてクランク軸からエアポンプ１８への動
力の断続が行われる。そして電磁クラツチの断続
はコンピユータ１９からの指令信号にもとづいて
行われるようになつており、このコンピユータ１
９はエンジンの回転速度度およびスロツトル弁９
の開度、サージタンク７などの負圧、エンジンの
温度など、エアポンプ１８を制御するに必要なエ
ンジン運転状態を検知し、それぞれ設定条件に応
じて電磁クラツチのオン・オフ指令信号を発する
ようになつている。

しかして２０はアクチユエータであり、このア
クチユエータ２０内は第１のダイアフラム２１に
よつて第１の圧力室２２と第２の圧力室２３とに
よつて区割されている。上記第１のダイアフラム
２１にはその中央部に圧力ケース２４が取り付け
られている。したがつて圧力ケース２４は上記第
１および第２の圧力室２２，２３の圧力差によつ
てダイアフラム２１が撓み変形した場合に、この
ダイアフラム２１と一体的に変位されるようにな
つている。なお第１の圧力室２２にはダイアフラ
ム２１を常に下向きに押圧するコイルばね２５が
設けられている。

圧力ケース２４内は第２のダイアフラム２６に
よつて上部圧力室２７と下部圧力室２８とに区割
されている。上部圧力室２７は連通孔２９を介し
てアクチユエータ２０の第２の圧力室２３に通じ
ている。また上部圧力室２７にはダイアフラム２
６の上動を規制するストツパ３０が設けられてい
る。そしてこの第２のダイアフラム２６には作動
ロツド３１が連結されており、この作動ロツド３
１は、圧力ケース２４およびアクチユエータ２０
を遊貫して前述した過給制御弁１４の制御レバー
１６に連結されている。したがつて上記第２のダ
イアフラム２６は本考案の作動体をなしているも
のである。なおこの第２のダイアフラム２６は前
記第１のダイアフラム２１と一体物であつてもよ
い。下部圧力室２８は、圧力ケース２４とアクチ
ユエータ２０との間に架設されたベローズ３２を
介して大気に開放されており、上記作動ロツド３
１はこのベローズ３２内を貫通されている。下部
圧力室２８には第２のダイアフラム２６を上向き
に押し上げるコイルばね３３が収容されている。

アクチユエータ２０における第１の圧力室２２
内は、仕切壁３５，３６によつて区割された導圧
室３７ａ，３７ｂが形成されている。これら導圧
室３７ａ，２７ｂはそれぞれチエツク弁３８ａ，
３８ｂによつて第１の圧力室２２と遮断されてお
り、この第１の圧力室２２内の圧力がこれら導圧
室３７ａ，３７ｂよりも大きい場合にチエツク弁
３８ａ，３８ｂが開かれるようになつている。一
方の導圧室３７ａは逃がし用通路３９を介して逃
がし用ポート４０に連通されている。この逃がし
用ポート４０は吸気通路８におけるエアフローメ
ータ１３と過給制御弁１４との間に開口されてい
る。また他方の導圧室３７ｂは、第１の圧力導入
路４１を介して第１の圧力検知ポート４２に導通
されている。この第１の圧力検知ポート４２は吸
気通路８におけるスロツトル弁９よりも下流側に
位置して開口されている。

またアクチユエータ２０の各第１の圧力室２２
および第２の圧力室２３にはそれぞれ第２の圧力
導入路４３および第３の圧力導入路４４が連通さ
れている。これら第２および第３の圧力導入路４
３および４４は切換弁４５に接続されている。上
記切換弁４５は受圧室４６および４７を備え、一
方の受圧室４６には上記第２の圧力導入路４３が
連通されているとともに他方の受圧室４７には第
３の圧力導入路４４が導通されている。そして切
換弁４５における両受圧室４６と４７は弁孔４８
によつて相互に連通されている。この弁孔４８は
弁体４９によつて開閉されるようになつており、
該弁体４９はソレノイド５０への通電によつて進
退動される。

また上記他方の受圧室４７には弁孔４８と対向
して導圧ポート５１が開口されている。この導圧
ポート５１は第４の圧力導入路５２を介して第２
の圧力検知ポート５３に導通されている。この第
２の圧力検知ポート５３は吸気通路８におけるス
ロツトル弁９と過給制御弁１４との間に位置して
開口されている。

上記受圧室４７の導圧ポート５１は前記ソレノ
イド５０の作動によつて変位される弁体４９によ
り開閉される。つまり弁体４９は弁孔４８と導圧
ポート５１とのいづれか一方を開いた場合に他方
を閉じるようになつている。上記ソレノイド５０
の作動は前述したコンピユータ１９の指令によつ
て行われるようになつている。すなわちコンピユ
ータ１９は前述のエアポンプ１８の制御の場合と
同様に、エンジンの回転速度、スロツトル弁９の
開度、サージタンク７の負圧、エンジンの温度な
ど、運転状況に応じた設定条件にもとづいてソレ
ノイド５０を作動させるようになつている。この
場合、上記エアポンプ１８の作動とソレノイド５
０の作動は同じタイミングであつてもよいが、エ
アポンプ１８の作動から若干遅くれてソレノイド
５０が作動するように各設定条件をエアポンプ１
８の作動条件とソレノイド５０の作動条件とを異
ならせておいてもよい。

なお、第３の圧力導入路４４には圧力伝達を遅
らせるためのオリフイス５５が形成されている。

このように構成された実施例の作用について説
明する。

エンジンの運転条件がコンピユータ１９に設定
された条件に達していない場合には、エアポンプ
１８の電磁クラツチは解放されており、よつてエ
アポンプ１８は回転されない。またこの状態にお
いてはソレノイド５０に指令信号が与えられない
から、切換弁４５にあつては第１図に示された通
り、弁体４９によつて弁孔４８を開いているとと
もに導圧ポート５１を閉じている。したがつて第
２の圧力導入路４３と、第３の圧力導入路４４は
弁孔４８を介して導通しているため、アクチユエ
ータ２０の第１の圧力室２２と第２の圧力室２３
とは相互に導通して同圧に保たれる。吸気通路８
に開口された第１の圧力検知ポート４２は大きな
吸気負圧を検知し、この吸気負圧は第１の圧力導
入路４１を通じて導圧室３７ｂに作用し、チエツ
ク弁３８ｂを開いて第１の圧力室２２を上記吸気
負圧と同圧にする。よつて第１の圧力室２２は第
２の圧力室２３とともに大きな吸気負圧と同圧と
なる。したがつて第１のダイアフラム２１はコイ
ルばね２５によつて下向きに押されるので、圧力
ケース２４は第１図のごとく下部位置に位置され
る。また圧力ケース２４における上部圧力室２７
は第２の圧力室２３に通じていることから、第２
のダイアフラム２６は上方に位置されてストツパ
３０に当つている。このようなことから作動ロツ
ド３１は過給制御弁１４の制御レバー１６を押し
下げており、よつて過給制御弁１４は吸気通路８
を開いている。

したがつて、過給条件が揃わない運転状態にお
いては過給機としてのエアポンプ１８は停止され
たままであり、かつ吸気は過給制御弁１４が開か
れているのでこの制御弁１４の周囲を介して下流
側に吸引されることになり、これは過給機を持た
ないエンジンと同等な状態となる。

つぎにエンジン回転速度、スロツトル開度、サ
ージタンク負圧またはエンジン温度などの各特性
が過給条件を満すと、コンピユータ１９がこれら
を検知してエアポンプ１８の電磁クラツチを継
ぐ。このためエアポンプ１８はクランク軸によつ
て駆動されて回転するので過給通路１７の上流側
から空気を取り入れて下流側に向けて圧送し、つ
まり加圧空気を送り出す。上記コンピユータ１９
は上記電磁クラツチに指令信号を送ると同時に、
もしくは若干遅くれてソレノイド５０にも信号を
送る。このためソレノイド５０が作動されて弁体
４９は、第２図に示すように、導圧ポート５１を
開くとともに弁孔４８を閉止する。この結果、ア
クチユエータ２０の第１の圧力室２２は第１の圧
力検知ポート４２に導通したままであるのに対
し、第２の圧力室２３は、第３の圧力導入路４
４、導圧ポート５１、第４の圧力導入路５２を介
して第２の圧力検知ポート５３に導通される。こ
のように第２の圧力室２３が第２の圧力検知ポー
ト５３と導通されると、この第２の圧力室２３は
オリフイス５５の流量制限作用にもとづき除々に
第２の圧力検知ポート５３の圧力と同圧になる。
このときにはスロツトル弁９の上流側にエアポン
プ１８から送られた加圧空気が作用しており、ま
たスロツトル弁９の下流側は上流側よりも圧力が
小さいものである。このためアクチユエータ２０
における第２の圧力室２３内の圧力が第１の圧力
室２２の圧力よりも高くなるので、コイルばね２
５に打ち勝つた場合に第１のダイアフラム２１は
撓み変形され、よつて圧力ケース２４は第２図の
ように上動される。

したがつて圧力ケース２４の上動にもとづき作
動ロツド３１も引き上げられるので制御レバー１
６を介して過給制御弁１４は第２図のように回動
され、吸気通路８を閉止する。

この結果、エアポンプ１８が回転される場合に
は過給制御弁１４が閉じられるので、エアポンプ
１８で加圧された空気は過給制御弁１４を介して
上流側に逃げることがなく、スロツトル弁９を経
てエンジン側に圧送される。つまりエンジンは過
給されることになる。

ところで一般に過給機としてのエアポンプ１８
は、空気洩れなどを補ぎなうべく、エンジン側で
必要とする過給量以上の能力をもつたポンプが使
用されるものであり、第２図のごとき過給運転中
に余剰圧力が発生することがある。このような余
剰圧力は吸気通路８内のスロツトル弁９と過給制
御弁１４との間に大きな正圧として発生する。こ
の正圧は第２の圧力検知ポート５３を通じてアク
チユエータ２０の第２の圧力室２３に作用する。
しかしながらアクチユエータ２０の第１のダイア
フラム２１はすでに上動されているとともに圧力
ケース２４も上動されたままである。ところが第
２の圧力室２３の正圧は連通孔２９を介して圧力
ケース２４の上部圧力室２７にも作用するので、
この上部圧力室２７の正圧がコイルばね３３に打
ち勝つと、第２のダイアフラム２６は第２図の想
像線に示されたように下動される。このため作動
レバー３１が押し下げられるので制御レバー１６
を介して過給制御弁１４を回動させ、吸気通路８
を開く。この結果、過給余剰圧力は過給制御弁１
４を介して吸気上流側に逃がされることになる。
したがつて余剰過給圧が逃がされることによつて
スロツトル弁９の上流の圧力が低下し、この圧力
低下は第２の圧力検知ポート５３で検出して第２
のダイアフラム２６を作動させて過給制御弁１４
を閉止させる。つまり、過給制御弁１４はスロツ
トル弁９の上流の圧力に応じて自動的に開閉され
て、エンジン側に必要とされる過給圧力を一定に
保つように作動されるので過給圧力が高精度に維
持されることになる。

なお導圧室３７ｂへ過給によつて正圧に保たれ
ることになるが、チエツク弁３８ｂによつて正圧
が第１の圧力室２２に作用することを防止してい
る。しかしながら、たとえば異物の噛み込み等が
原因して、チエツク弁３８ｂや弁孔４８を通じて
第１の圧力室２２に正圧が加えられようとして
も、チエツク弁３８ａ、導圧室３７ａを介して第
１の圧力室２２内の正圧は逃がし通路３９から逃
がしポート４０を経て吸気通路８へ逃がされるの
で、該第１の圧力室２２が正圧になることが防止
され、もつて過給制御弁１４の誤作動が未然に防
止される。

したがつて上述のごとき実施例によれば、エン
ジンの全運転域において、過給を必要とする場合
と必要としない場合における過給制御弁１４の制
御が高精度に行えるので、全運転域に亘つて高性
能なエンジン特性が精度よく得られることにな
る。しかもこの実施例では、従来のごときスロツ
トル弁と過給制御弁とを連結するリンク機構など
は使用しないから、リンク機構の不具合などにも
とづくエンジンの制御不能などのごとき危険性が
防止されることにもなる。

なお、上記実施例においては、導圧室３７ａ，
３７ｂおよびチエツク弁３８ａ，３８ｂを用いた
ものについて説明したが本考案はこれに限らな
い。またアクチユエータ２０の第１の圧力室２２
には第１の圧力導入路４１と第２の圧力導入路４
３の２本の通路を別個に連通させたものについて
説明したが、たとえば第１の圧力導入路４１は第
１の圧力検知ポート４２と切換弁４５における圧
力室４６とを結ぶように連結してもよい。

また第１のダイアフラム２１および第２のダイ
アフラム２６にそれぞれ代つてピストンを用いる
ようにしてもよいものである。

以上詳述した通り本考案によれば、切換弁の作
動にもとづきアクチユエータ内の第１および第２
の圧力室に吸気通路におけるスロツトル弁の下流
側および上流側の圧力を導入し、これらの圧力差
によつて過給制御弁を開閉作動させるようにした
から、切換弁の作動をエンジン側から過給を要求
する条件に応動するように設定すれば、必要な過
給および非過給運転を適宜選択設定することがで
きて、エンジンの運転状況に応じた過給を行うこ
とができる。しかも上記切換弁により第４の圧力
導入路と第３の圧力導入路が導通されている状態
においては、アクチユエータ内の圧力ケースにお
ける一方の部屋は、過給圧力を導入するので、余
剰過給圧力の場合には過給制御弁を開いて余剰圧
力を逃がすことができ、よつて必要な過給圧力を
高精度に維持することができる。しかもアクチユ
エータや切換弁は吸気通路の外部に設置されるこ
とになるので、故障が少く、かつ故障を生じても
直ちに修理等が行えるので、安全性が高いなどの
利点を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は非過
給時を示す吸気系統の概略的構成図、第２図は過
給時を示す概略的構成図である。 １……シリンダ、２……ピストン、８……吸気
通路、９……スロツトル弁、１４……過給制御
弁、１７……過給通路、１８……エアポンプ（過
給機）、１９……コンピユータ、２０……アクチ
ユエータ、２１……第１のダイアフラム、２２…
…第１の圧力室、２３……第２の圧力室、２４…
…圧力ケース、２６……第２のダイアフラム（作
動体）、２７……上部圧力室、２８……下部圧力
室、２９……連通孔、４１，４３，４４，５２…
…圧力導入路、４２……第１の圧力検知ポート、
４５……切換弁、５３……第２の圧力検知ポー
ト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) エンジンの吸気通路におけるスロツトル弁よ
   りも吸気上流側に過給制御弁を設けるととも
   に、この過給制御弁をバイパスして過給通路を
   形成し、この過給通路にはエンジンの運転によ
   つて駆動される過給機を設け、上記吸気通路の
   スロツトル弁より下流側および上流側に各々第
   １および第２の圧力検知ポートを開口し、上記
   第１の圧力検知ポートは第１の圧力導入路を介
   してアクチユエータの第１の圧力室に連通する
   とともに、上記第２の圧力検知ポートは第４の
   圧力導入路を介して切換弁に接続し、この切換
   弁を第２の圧力導入路および第３の圧力導入路
   を介して前記アクチユエータのそれぞれ第１の
   圧力室および第２の圧力室に接続し、上記アク
   チユエータ内にはこれら第１および第２の圧力
   室の差圧にもとづき作動されるとともに第１の
   圧力室に収容されたコイルばねにより押圧され
   た圧力ケースを設け、この圧力ケース内にはこ
   の圧力ケース内を区割しかつこの区割された両
   室の差圧によつて作動される作動体を設け、こ
   の作動体によつて区割された一方の室は前記第
   ２の圧力室に連通されるとともに他方の室は大
   気に開放し、かつこの他方の室には上記作動体
   を押圧するコイルばねを収容し、この作動体を
   前記過給制御弁に連結し、前記第３の圧力導入
   路は前記切換弁によつてエンジンの運転状況に
   応じて第２の圧力導入路および第４の圧力導入
   路のいずれかに切換接続されるようにしたこと
   を特徴とするエンジン過給機の制御装置。 (2) 上記切換弁は過給設定条件にもとづきコンピ
   ユータの指令信号で作動されるようにしたこと
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)項記
   載のエンジン過給機の制御装置。