JPS6231621Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は内燃機関の軸出力により駆動される
機械式過給機の制御装置に関する。

ルーツブロワ型・ベーン型など容積型の機械式
過給機の制御装置として例えば第１図に示すよう
なものが提案されている。

内燃機関１の負荷が軽い時はクラツチ２は断の
状態にあるが、加速および登板時の様に大きい負
荷が要求される時、すなわちアクセルペダルの操
作量があらかじめ設定した位置をこえた時はこれ
を検出したアクセルペダルスイツチ３と制御装置
４によりクラツチ２が接続状態となり機械式過給
機５が作動する。これにより、機械式過給機５の
低負荷域での駆動損失を回避するのである。

また、この装置では、機械式過給機５の吸込側
通路７と吐出側通路８との間に吸気バイパス通路
６Ａを形成し、その途中に介装した常閉の弁装置
６Ｂをスロツトルバルブ９の前後差圧に応動する
アクチユエータ１１を介して開閉制御するように
している。内燃機関１の停止時はスプリング１２
の力により弁装置６Ｂは閉じているが、機関の始
動後および低負荷時はスロツトルバルブ９の前後
差圧が大きいために装置６Ｂは開の状態となり、
吸気は機械式過給機５を通らない。

つまり吸気をバイパス通路６Ａを介して機関１
に供給するのであり、これにより吸入損失の増加
を回避しているのである。

これに対して高負荷時ほど前記差圧が小さくな
るので、負荷比例的に弁装置６Ｂは閉じる方向に
動き、これに伴つて内燃機関１は過給され出力が
増大する。（SAEペーパー81006号参照） しかしながら、このような従来の機械式過給機
の制御装置にあつては、常閉の吸気バイパス弁装
置６Ｂをスロツトルバルブ９の前後差圧で作動す
るアクチユエータ１１により駆動する構成となつ
ていたため、アクチユエータ１１に差圧を導入す
る導管１２ａ，１２ｂが破損した時、あるいはア
クチユエータ１１のダイヤフラム１３が破損した
時に弁装置６Ｂが閉じたままになり、機械式過給
機５が回転している場合には軽負荷時であつても
吐出圧力が異常に上昇して、過給機５や内燃機関
１の破損をもたらすという問題点があつた。

また、第１図のクラツチ２を廃止して過給機５
が常時作動する構成とし、かつ上述したような圧
力制御を行なつた場合、過給機５の１回転当りの
吐出量はスロツトルバルブ９が全開の時に適正に
なるように設定されるのでスロツトルバルブ９が
半開の時に吸気バイパス弁装置６Ｂが閉じ始める
と、過給機５の吐出圧が無用に上昇して不要な仕
事をすることになり、ひいては内燃機関の効率が
悪化するという問題を生じる。

本考案はこのような従来の問題点に着目してな
されたもので、制御系統の故障時にはバイパス弁
が確実に開くようにこれを常開付勢し、しかも所
定の機関高負荷時にはバイパス弁を確実かつ速や
かに閉じて所期の過給機能を発揮させられる機械
式過給機の制御装置を提供することを目的として
いる。

このために本考案では、内燃機関の軸出力で駆
動される機械式過給機の吸込側通路と吐出側通路
とを連通するバイパス通路と、このバイパス通路
を開閉する弁装置と、この弁装置を駆動するアク
チユエータとを備えた機械式過給装置において、
前記アクチユエータを負圧導入時に弁装置を閉弁
駆動する構成とする一方、前記弁装置を常開に付
勢する付勢手段と、機関負荷状態を検出する負荷
検出手段と、機関吸入負圧を貯留する負圧貯留手
段と、大気圧または前記負圧貯留手段からの負圧
を選択的に前記アクチユエータに供給する弁手段
と、前記負荷検出手段と協働して所定の高負荷時
に前記アクチユエータに負圧を供給するように前
記弁手段を駆動する制御系統とを設けた。

以下、本考案を図面に基づいて説明する。な
お、第１図と実質的に同一の部分には同一の符号
を付して示す。

第２図において、吸気バイパス弁装置６Ｂの開
閉はアクチユエータ（ダイヤフラム装置）１５を
介して行なわれる。アクチユエータ１５の一方の
部屋１５Ａには大気圧力が導かれ、もう一方の部
屋（圧力室）１５Ｂには基本的には配管１４を介
して、スロツトルバルブ９よりも下流側に発生す
る機関負圧力（吸気圧力）が導かれる。部屋１５
Ｂには内燃機関１が過給を必要としない時に弁装
置６Ｂを開くための付勢手段としてのスプリング
１６が介装される（このスプリング１６は他の場
所に設置してもよい）。

上記負圧力は配管１４及び逆止弁１７を介して
適度な容量をもつ負圧貯留手段に当たるタンク１
８に貯蔵される。

上記タンクに貯留された負圧は、アクチユエー
タ圧力室１５Ｂへと大気または負圧を選択的に供
給する弁手段としての２個の電磁弁１９，２０の
うち、常閉型の第１の電磁弁１９を介してアクチ
ユエータ１５の圧力室１５Ｂに導かれる。また、
常開型の第２の電磁弁２０が前記圧力室１５Ｂを
大気側に連通し、または遮断するために設けられ
る。

なお、前記２つの電磁弁１９，２０の開閉は相
反的であり、従つて三方電磁弁を用いれば各電磁
弁１９，２０を単一にまとめることができる。

次に負荷状態を検出して弁装置６Ｂ（電磁弁１
９，２０）の開閉を制御する制御系統について説
明する。２１はバツテリで、その一端はアースさ
れ、他端はスロツトルバルブ９がある程度開くと
閉成する負荷検出手段としてのスイツチ２２に接
続される。スイツチ２２の一端は電磁弁１９，２
０に接続され、電磁弁１９，２０の配線の一端は
アースされる。

なお、２３はブローオフバルブで、機械式過給
機５の吐出圧力が設定値以上になつた場合に空気
を大気に放出するために前記過給機５とスロツト
ルバルブ９の間に設けられる。

上記構成において、内燃機関１を始動すると、
スロツトルバルブ９の下流側では吸気圧力は負圧
となる。そのため逆止弁１７が開いてタンク１８
の中の空気が吸い出され、タンク１８は負圧とな
る。

内燃機関１が低負荷時には、スイツチ２２は開
の状態となつているため、第１の電磁弁１９は
閉、第２の電磁弁２０は開となつている。

従つてアクチユエータ１５の圧力室１５Ｂは大
気圧となつており、スプリング１６の弾力に基づ
き弁装置６Ｂは開の状態になつている（図示状
態）。

次に内燃機関１の出力を増大するために、スロ
ツトルバルブ９を開けてある開度にするとスイツ
チ２２が閉となるため、第２の電磁弁２０が閉じ
るとともに第１の電磁弁１９は開となり、圧力室
１５Ｂにタンク１８の負圧が導入される。このた
めスプリング１６に抗して弁装置６Ｂは全閉し、
過給が開始される。

この状態から内燃機関１の出力を減少するため
に、スロツトルバルブ９を閉じてある開度にする
とスイツチ２２が開となるため、第２の電磁弁２
０は開、第１の電磁弁１９は閉となる。

そうすると、アクチユエータ１５の圧力室１５
Ｂは大気圧となり、スプリング１６の力によつ
て、弁装置６Ｂは再び開となる。

このように、弁装置６Ｂは機関１が所定の高負
荷状態になつたときだけ閉じて過給を可能にする
ものの、常時開方向に付勢されているので、もし
高負荷で弁装置６Ｂが閉じているときに例えば電
磁弁１９下流側の配管１４ａが破損したとする
と、アクチユエータ１５への負圧がにげるのに伴
つて弁装置６Ｂは開弁方向に作動するというフエ
イルセーフ作動を行なう。

従つて装置故障時の機関１や過給機５の破損が
未然に回避されるのである。また、弁装置６Ｂは
低負荷運転域への移行に伴つて、過給時の閉状態
からただちに全開になるため、過渡期における無
用な過給圧の発生という問題を生じることがな
い。

第３図には、他の実施例を示す。

この実施例は、アクチユエータ１５に対する作
動圧の流れを司る２つの電磁弁１９，２０を開閉
制御するにあたり、スロツトルバルブ９の開度に
よつて互いに順次的に開閉するスイツチ２２，２
４及びスロツトルバルブ９の下流側の圧力によつ
て開閉する圧力スイツチ２５を設けた点で第２図
と異なる。スイツチ２４とスイツチ２２との間の
作動関係を説明すると、スロツトルバルブ９を開
いていくと最初にスイツチ２４が開となり、さら
にスロツトルバルブ９を開くとスイツチ２２が閉
となるように設定する。圧力スイツチ２５は、前
記圧力がある程度以上の負圧になつた時に開とな
り、その他の条件では閉成する設定である。

いま、内燃機関１の出力を上げるために、スロ
ツトルバルブ９を開けてある開度にすると、まず
スイツチ２４，２５が閉となり、第２の電磁弁２
０が閉となる。さらに前記スロツトルバルブ９を
開けてある開度に達すると次にスイツチ２２が閉
となり第１の電磁弁１９が開となる。

これに対して、過給運転状態からスロツトルバ
ルブ１９を閉じていくと、上述とは対称的にまず
第１の電磁弁１９が閉じ、しかるのちに第２の電
磁弁２０が開く。

このように、アクチユエータ１５に負圧を供給
するときはまず大気導入用の第２の電磁弁２０が
閉じ、同じく負圧を遮断するときは、まず負圧導
入用の第１の電磁弁１９が閉じる。このため、第
２の電磁弁２０が開閉するときにタンク１８の負
圧を逸失するおそれがなく、またこれによりタン
ク１８の小型化を図ることができる。

また、スロツトルバルブ９を急に閉じると、こ
のときの吸入負圧の急増で圧力スイツチ２５が開
き第２の電磁弁２０がただちに開くので、弁装置
６Ｂはすみやかに開く。従つて、減速時に弁装置
６Ｂの開作動が遅れて過給圧が相対的に過剰にな
るような不具合を確実に回避できる。

なお、マイクロコンピユータ等を設け、スロツ
トルバルブ９の開作動または閉作動をスイツチ２
２で検出して、上記２つの電磁弁１９，２０の順
次的作動を電子的に制御することも容易であり、
これによりさらに精密な制御が可能である。

以上説明してきたように、この考案によれば、
吸気バイパス弁装置を常時開くように付勢し、こ
れを過給すべきときにのみ強制的に全閉にするよ
うにしたので、弁装置を駆動するためのアクチユ
エータへの負圧導入用配管やアクチユエータのダ
イヤフラムが破損するようなことがあつても、機
械式過給機の吐出圧が異常に上昇して過給機自体
や内燃機関が破損するという事態を確実に防止で
きるという効果が得られる。

なお、上述のようにアクチユエータを駆動する
圧力源として機械式過給機からの吐出圧を利用す
ることも可能ではあるが、吐出圧は高負荷要求が
ある極く短時間の間だけ上昇するのみであるうえ
にその絶対値も機関の出力や耐久性の要求から抑
えられることがあるので、常に必要なだけの圧力
を確保できるとは限らない。また、吐出圧を十分
に利用しようとすると、機械式過給機は内燃機関
によつて駆動されているのであるから、アクチユ
エータ駆動のために機関動力の一部が使用される
ことになつて損失を生じる恐れがある。この点、
本考案では減速時などスロツトルバルブが閉じた
ときに生じる強い吸入負圧を利用する構成である
から、強力な圧力源を常時確保でき、従つてアク
チユエータ及びバイパス弁装置を確実かつ速やか
に作動させられる。また、この場合動力損失が生
じ得ないことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の概略構成図である。第２図は
本考案の一実施例の概略構成図である。第３図は
同じく他の実施例の概略構成図である。 １……内燃機関、５……機械式過給機、６Ａ…
…吸気バイパス弁通路、６Ｂ……吸気バイパス用
の弁装置、７……過給機の吸込側通路、８……過
給機の吐出側通路、９……スロツトルバルブ、１
５……アクチユエータ（ダイヤフラム装置）、１
９，２０……電磁弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の軸出力で駆動される機械式過給機の
   吸込側通路と吐出側通路とを連通するバイパス通
   路と、このバイパス通路を開閉する弁装置と、こ
   の弁装置を駆動するアクチユエータとを備えた機
   械式過給装置において、前記アクチユエータを負
   圧導入時に弁装置を閉弁駆動する構成とする一
   方、前記弁装置を常開に付勢する付勢手段と、機
   関負荷状態を検出する負荷検出手段と、機関吸入
   負圧を貯留する負圧貯留手段と、大気圧または前
   記負圧貯留手段からの負圧を選択的に前記アクチ
   ユエータに供給する弁手段と、前記負荷検出手段
   と協働して所定の高負荷時に前記アクチユエータ
   に負圧を供給するように前記弁手段を駆動する制
   御手段とを設けたことを特徴とする機械式過給機
   の制御装置。