JPS6385220A - 過給機付エンジンの吸気装置 - 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、吸気通路に過給機が備えられた過給機付エン
ジンの吸気装置に関する。

（従来の技術） 近年、燃焼室へのエア供給分を増大させて出力を向上さ
せるため、吸気通路に過給機を備えたエンジンが実用化
されているが、この過給機とじては、排気エネルギーを
利用する排気ターボ過給機と、エンジン出力軸により駆
動される機械式過給機とがある。

ところで、この種の過給機は、過給圧がエンジンの負荷
に応じて変化して、特に多量のエアが要求される高負荷
時に高い過給圧が得られるものであることが必要である
が、上記の機械式過給機は、エンジン出力軸により駆動
される関係で過給圧がエンジン回転数に依存し、必ずし
も高負荷時に十分な過給圧が得られるとは限らない。そ
こで、第８図に示すように吸気通路Ａに過給機Ｂの吸入
側と吐′出側とを連通させるバイパス通路Ｃ＠設け、該
バイパス通路Ｃに該通路を通過するエア量を制御する制
御弁りを備えると共に、この制御弁りの開度を調整する
ことにより負荷に応じて過給圧をυノ罪することが行わ
れる（実公昭６１−１４５９１号公報参照）。つまり、
低負荷時には上記制御弁りの開度を大きくして過給［８
の吐出側から吸入側へバイパス通路Ｃを還流するリリー
フエア吊を多くすることにより、不必要な過給圧の上昇
を抑制すると共に、高負荷時には上記制御弁りの開度を
小さくしてリリーフエアｍを少なくし又は＄制御弁りを
全開としてバイパス通路Ｃを遮断することにより、所要
の過給圧が得られるようにするのである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記のように過給４１　Ｂの吸入側と吐出側
とを連通させるバイパス通路Ｃに制御弁りを設け、該弁
りを負荷に応じて開閉制御するようにした場合、次のよ
うな不具合が発生する。

つまり、エンジンが中負荷ないし高負荷状態にあって、
上記制御弁りの開度が小さい時に、バイパス通路Ｃにお
いては、制御弁１〕の過給機吐出側Ｃ１の圧力が高く、
過給機吸入側Ｃ２の圧力が低くなって、制御弁りの両側
の圧力差が大きくなり、そのため該制御弁りによって狭
くされた通路を通ってエアが過給機吐出側Ｃ１から吸入
側Ｃ２へ大きな流速で流れ、この時に耳障りな気流音が
発生するのである。

また、上記制御弁りの開度が例えば全閉状態がら全開状
態へ或いは全開状態から全開状態へというように急変し
た場合には、バイパス通路Ｃにおける過給機吸入側Ｃ２
に大きな正圧波又は負圧波が発生し、これに伴って吸気
通路Ａにおける過給機Ｂの上流側に圧力変動が生じるこ
とになる。そのため、第８図に鎖線で示すように、吸気
通路Ａの上流部に燃料供給母の制御に必要とされるエア
吸入量を検出するエア７０−メータＥが設置されている
場合に、上記の圧力変動がこのエアフローメータＥに影
響を及ぼして該メータＥを誤動作させ、燃料供給ｍの制
御に狂いを生じさせるのである。

本発明は、従来における上記のような不具合に対処する
もので、吸気通路における過給機の吸入側と吐出側とを
連通させるバイパス通路に制御弁が備えられた過給機付
エンジンにおいて、上記υ制御弁の開度が小さい時の気
流音の発生を防止もしくは低減し、また該弁の開度の急
変時におけるエアフローメータの誤動作を防止すること
を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 即ち、本発明に係る過給機付エンジンの吸気装置は、吸
気通路における過給機の吸入側と吐出側とを連通させる
バイパス通路に該通路を通過するエア量を制御する制御
弁を備えると共に、該バイパス通路における制御弁と過
給機吸入側への連通部との間に絞り部材を設けたことを
特徴とする。

この絞り部材は、バイパス通路の通路断面積を固定的に
絞縮するものでもよく、また必要に応じて絞りを解除で
きるようにしたものとしてもよい。

尚、上記制御弁の開度はエンジンの負荷に応じて調整さ
れて、低負荷時にはバイパス通路を過給機吐出側から吸
入側へ流れるリリーフエア量を増大させ、高負荷時には
該リリーフエア量を減少させるようになっているが、過
給機が作動しないエンジンのアイドル時等においては、
該制御弁は全開とされて、バイパス通路を過給機吸入側
から吐出側へエアを通過させる。

（作　　　用） 上記の構成によれば、高負荷時等においてバイパス通路
上の制御弁の開度が小さくされ、これに′伴って該通路
の過給機吐出側の圧力が高く、過給機吸入側の圧力が低
くなっている時に、上記制御弁とその過給機吸入側に設
けられた絞り部材との間に中間圧力の領域が形成される
ことになり、制御弁の両側で圧力差が小さくなる。その
ため、該制御弁を通って過給機吐出側から吸入側へ流れ
るリリーフエアの流速が低下し、これに伴って気流音が
低減されることになる。

また、制御弁の開度の急変時において、該制御弁の過給
機吸入側に正圧波又は負圧波が生じても、これらの圧力
波が上記絞り部材によって減衰されることになり、該圧
力波に起因して吸気通路の過給機上流側に大きな圧力変
動が発生することが防止される。従って、吸気通路の上
流部°にエア７０−メータが備えられている場合に、上
記圧力変動による該メータの誤動作が防止されることに
なる。

（実　　施　　例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図に示すように、エンジン１には吸、排気弁２．３
を介して燃焼室４に夫々連通された吸気通路５及び排気
通路６が設けられていると共に、吸気通路６には上流側
からエアクリーナ７、エア７０−メータ８、スロットル
バルブ９、過給ｖａ１０、サージタンク１１及び燃料噴
射ノズル１２が配設され、また排気通路６には、図示し
ないが、触媒装置や消音器が配設されている。

上記過給機１０は、エンジン１の出力軸１３によりチェ
ーンもしくはベルト等を用いた伝動機構１４を介して駆
動される機械式過給機であって、その駆動経路の途中に
は電磁クラッチ１５が介設されている。また、上記吸気
通路５の過給機１０の吸入側におけるスロットルバルブ
９の下流部と、該過給機１０の吐出側におけるサージタ
ンク１１との間には、該過給機１０をバイパスするバイ
パス通路１６が設けられていると共に、該バイパス通路
１６上には該通路１６を通過するエア量をＩＩＪ御する
制御弁・１７が備えられており、またこの制御弁１７の
開度をｉｉｌ！！１する負圧ダイヤフラム式のアクチュ
エータ１８が備えられている。このアクチュエータ１８
は、バイパス通路１６における過給機吸入側への連通部
近傍から分岐された負圧通路１９により逆止弁２０及び
負圧調整弁２１を介して導入される吸気負圧により作動
され、上記負圧調整弁２１によって調整される負圧導入
量の増大に従って上記制御弁１７の開度を大きくするよ
うに動作する。そして、本発明の特徴部分として、バイ
パス通路１６における制御弁１７の過給機吸入側の所定
位置には、該通路１６の断面積を絞縮する絞り部２２が
設けられている。

一方、このエンジン１には、上記燃料噴射ノズル１２に
よる燃料噴射機の制御と、上記過給様１０の駆動経路上
に介設された電磁クラッチ１５の断接制御と、上記負圧
導入通路１９上の負圧調整弁２１によるアクチュエータ
１８への負圧導入量の制御、即ち制御弁１７の開閉制御
とを行うコントローラ３１が備えられており、このコン
トローラ３１に上記エアフローメータ８からのエア吸入
°量信号ａと、スロットルバルブ９の開度を検出するセ
ンサ３２からのスロットル開度信号すと、エンジン出力
軸１３の回転数を検出するセンサ３３からのエンジン回
転数信号Ｃと、エンジン冷却水の温度を検出するセンサ
３４からの水温信号ｄとが入力されるようになっている
。

そして、該コントローラ３１は、上記燃料噴射量制御と
、電磁クラッチ１５の断接制御と、負圧調整弁２１ない
し開閉弁１７の制御とを、夫々次のように行う。つまり
、燃料噴射量制御については、上記エア吸入量信号ａと
エンジン回転数信号Ｃとに基づいて燃焼室４への１サイ
クル当りのエア吸入ｍを求め、この吸入量に応じた燃料
供給量を検出すると共に、これを水温信９ｄが示すエン
ジン１の暖機状態に応じて補正し、このようにして１ｒ
Ｉられた噴射■となるように燃料噴射ノズル１２に燃料
制御信号ｅを出力する。また、電磁クラッチ１５の断接
制御については、第２図に示すようにエンジン回転数と
スロットル開度とをパラメータとするエンジンの全運転
領域中に予めアイドル領域Ｏを設定しておくと共に、上
記スロットル開度信号すとエンジン回転数信号Ｃとに基
づいて現在のエンジン運転状態がアイドル領域Ｏ内にあ
るか否かを判定し、アイドル領域Ｏにある場合は電磁ク
ラッチ１５を切断するように、アイドル領域０にない場
合、即ち通常の運転領域にある場合は該クラッチ１５を
接続するようにクラッチ制御信号ｔを出力する。

更に、制御弁１７の開閉制御については、第２図に示す
上記のエンジン全運転領域中に、低スロツトル開度側か
ら上記アイドル領域０を含む低負荷領域工と、中負荷領
域■と、高負荷領域■とを設定すると共に、上記スロッ
トル開度信号すとエンジン回転数信号Ｃとに基づいて現
在の運転状態がいずれの領域にあるかを判定する。そし
て、低負荷領域工にある時はアクチュエータ１８に負圧
を十分導入するように、高負荷領域■にある時はアクチ
ュエータ１８への負圧の導入を遮断する（大気を導入す
る）ように、また中負荷領域■にある時は負荷に応じて
負圧を導入するように、夫々負圧調整弁２１に負圧制御
信号９を出力し、これにより、低負荷領域工では制御弁
１７を全開とし、高負荷領域■では該弁１７を全閉とし
、また中負荷領域■では負荷の増大に従って制御弁１７
の開度を小さくするように制御する。

次に、上記実施例の作用を説明する。

エンジン１がアイドル領域Ｏ以外の通常の運転領域にあ
る場合は、吸気通路５に設けられた過給機１０がエンジ
ン出力軸１３により伝動機構１４及び電磁クツラッチ１
５を介して回転駆動されることにより、エアクリーナ７
からスロットルバルブ８を介して吸入されたエアが上記
過給機１０により加圧された上でサージタンク１１から
燃焼室４に圧送供給されるのであるが、この時、燃焼室
４に供給されるエアの圧力、即ち過給圧は負荷に応じて
次のように調整される。即ち、高い過給圧を必要としな
い低負荷領域工においては、コントローラ３１からの負
圧制御信号ｇで作動される負圧調整弁２１を介してアク
チュエータ１８に負圧が十分導入されて、バイパス通路
１６上の制御弁１７が全開とされることにより、上記過
給機１゜から吐出されたエアのかなりの部分がリリーフ
エアとしてサージタンク１１から上記バイパス通路１６
を通って過給機１０の吸入側に還流され、過給圧が必要
以上に高くなることが防止されるのである。また、中負
荷領域■においては、上記信号ｇにより負圧調整弁２１
及びアクチュエータ１８を介して制御弁１７の開度が負
荷の増大に応じて小さくされることにより、バイパス通
路１６によって過給１１０の吐出側から吸入側へ還流さ
れるリリーフエア量が負荷の増大に従って減少され、過
給圧が負荷の増大に従って高くされるのである。

そして、高負荷領域■においては、上記制御弁１７が全
開とされることにより、バイパス通路１６が遮断されて
リリーフエア量が零とされ、過給圧が所要の高圧とされ
るのである。このようにしてエンジン負荷に応じて過給
圧が制御され、これに伴って燃焼室４に供給されるエア
量も負荷に応じて必要とされる固にコントロールされる
ことになる。

尚、アイドル領域Ｏにおいては電磁クラッチ１５が切断
されて過給機１０が停止されるのであるが、この場合、
上記制御弁１７が全開とされて、アイドル運転に必要な
エアがバイパス通路１６を通って燃焼室４に供給される
。

然して、上記のように過給機１ｏの吐出エアの一部をバ
イパス通路１６により制御弁１７を介して過給機１０の
吸入側へ還流させる場合、特に上記制御弁１７の開度が
小さい場合には、第３図に示すようにバイパス通路１６
における過給機吐出側通路（サージタンク１１側）１６
１の圧力Ｐ１が高く、過給機吸入側通路（スロットルバ
ルブ９側）１６２の圧力Ｐ２が低くなって大きな圧力差
ＪＰ　（−Ｐ＋−Ｐ２）が生じることになる。しかし、
上記制御弁１７の過給機吸入側には絞り部２２が設けら
れているため、該制御弁１７と絞り部２２の中間部１６
３に、上記圧力Ｐ１．Ｐ２の中間の圧力Ｐ３となる領域
が形成されて、制御弁１７の両側における圧力差ΔＰ′
が上記圧力差ΔＰより小さくなる。そのため、この圧力
差ＪＰ／ないし第３図に示す圧力変化の勾配に対応する
制御弁１７を通過するエアの流速Ｖ′が、従来の圧力差
Ａｐの場合における流速■に比較して小さくなり、これ
によりリリーフエアが制御弁１７を通過する際の気流音
が低減されることになる。尚、絞り部２２を設けたこと
によってその両側に新たな圧力差ΔＰ”　　（−Ｐ３−
Ｐ２）が生じることになるが、この圧力差Ａｐ”も上記
圧力差ΔＰより小さいので、気流音を発生させることは
ない。

また、例えば低負荷領域工と高負荷領域■との間での運
転領域の移行時において制御弁１７の開度が全閉状態か
ら全開状態へ或いはその逆方向に急激に変化した場合、
バイパス通路１６における該制御弁１７の過給機吸入側
に第４図に示すような圧力波Ｘｏが発生し、これが吸気
通路５の過給機上流側（吸入側）へ伝播する。その場合
に、この圧力波Ｘｏの伝播経路には上記絞り部２２が設
けられているため、第４図に符号×１で示す絞り部が設
けられていない場合に比較して減衰率が大きくなり、吸
気通路５側に伝播された時点では著しく小さな圧力波Ｘ
１’となる。従って、この圧力波Ｘｏに起因して生じる
吸気通路５の上流部における圧力変動も弱いものとなる
。これにより、吸気通路５の上流部に設置されたエア７
０−メータ８が大きな圧力変動により誤＠−作するとい
った不具合が防止され、該エアフローメータ８からのエ
ア吸入組信号ａに基づく燃料噴射ｆｆｉ　Ｍ　Ｉ２０が
正しく行われることになる。

ここで、第５図に示すように、バイパス通路１６′にお
ける制御弁１７′と絞り部２２′との間に拡張空２３′
を設ければ、上記の如き圧力波が一層効果的に減衰され
ることになり、エアフローメータの誤動作をより確実に
防止することができるＪ：うになる。

尚、以上の実施例は、バイパス通路１６．１６′にその
通路断面積を固定的に絞縮する絞り部２２．２２’を設
けたものであるが、第６図に示すように、上記絞り部２
２．２２’　に代えて絞り量可変の絞り部材２２″を設
けてもよい。つまり、この絞り部材２２″は、負圧調整
弁２１″によって負荷に応じて調整された負圧が導入さ
れるアクチュエータ２４″により作動され、第、７図に
示すように制御弁１７″と同様に負荷の増大に応じて開
度が小さくなるように（絞り量が大ぎくなるように）制
御されるようになっている。従って、この絞り部材２２
″ににれば、中負荷ないし高負荷領域においては所要の
絞り作用が得られて、上記実施例と同様に気流音が低減
され、また圧力波ないし圧力変動によるエアフローメー
タの誤動作が防止されると共に、制御弁１７が全開とさ
れる低負荷ｆｌＡ域においては、該絞り部材２２″も全
開もしくは略全開とされて、リリーフ能力が向上される
ことになる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、吸気通路における過給機
吸入側と吐出側とを連通させるバイパス通路に制御弁を
備え、該制御弁の開度を調整することにより負荷に応じ
た過給圧が得られるようにした過給機付エンジンの吸気
装置において、上記バイパス通路における制御弁と過給
機吸入側への連通部との間に絞り°部材を設ける構成と
したから、上記制御弁の開度が小さいエンジンの高負荷
時等に該制御弁の両側の圧力差が小さくなって該弁を通
過するリリーフエアの流速が遅くされ、これにより該リ
リーフエアが制御弁を高速で通過することによる気流音
の発生が防止もしくは低減されることになる。また、上
記制御弁の開度の急変時に大きな圧力波が発生しても、
この圧力波が上記絞り部によって減衰されて吸気通路の
過給機上流側に圧力変動を発生させることが防止される
。これにより、吸気通路の上流部にエアフローメータが
設置されている場合に、該メータが上記圧力変動により
誤動作することが防止され、このエア７０−メータの出
力信号に基づいて燃料噴射最の制御が精度良く行われる
ことになる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明に係る吸気装置の第１実施例を示す
もので、第１図は該吸気装置の制御システム図、第２図
は制御弁の制御領域を示す領域図、第３．４図は作用を
示すバイパス通路における各部の圧力分布図、及び圧力
波の減衰状態の説明図である。また、第５図は本発明の
第２実滴例を示す要部構成図、第６図は第３実施例を示
す要部構成図、第７図は第３実施例における制御弁と絞
り部材の開閉特性図である。更に第８図は従来例として
示す吸気装置の概略図である。 ５・・・吸気通路、１ｏ・・・過給機、１６．１６’・
・・バイパス通路、１７．１７’　、１７″・・・制御
弁、２２．２２’　、２２”・・・絞り部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気通路に過給機が備えられたエンジンの吸気装
   置であつて、上記吸気通路における過給機の吸入側と吐
   出側とを連通させるバイパス通路を設けると共に、該バ
   イパス通路上に該通路内を通過するエア量を制御する制
   御弁を備え、且つ該通路における制御弁と過給機吸入側
   への連通部との間に絞り部材を設けたことを特徴とする
   過給機付エンジンの吸気装置。