JP4412030B2

JP4412030B2 - Intake device for turbocharged engine

Info

Publication number: JP4412030B2
Application number: JP2004100574A
Authority: JP
Inventors: 直之山形
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005282526A

Description

本発明は、エンジンの吸気通路に設けられた遠心式ブロワを有する過給機を備えた過給機付エンジンの吸気装置に関するものである。 The present invention relates to a supercharger-equipped engine intake device including a supercharger having a centrifugal blower provided in an intake passage of the engine.

従来から、エンジンの吸込み圧を増加させる過給機を備えた過給機付エンジンの吸気装置が知られている。このような吸気装置では、サージングの発生を防止することが課題の１つになっている。 DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, the intake device of the engine with a supercharger provided with the supercharger which increases the suction pressure of an engine is known. In such an intake device, one of the problems is to prevent the occurrence of surging.

例えば、特許文献１に示す吸気装置は、過給機のコンプレッサの上流側と下流側とを連通する通路とその通路に開閉可能に設けられたバルブとを備え、そのバルブを開閉することにより、サージングが発生するサージング域内でのエンジンの運転を回避し、サージングの発生を防止している。 For example, the intake device shown in Patent Document 1 includes a passage that communicates the upstream side and the downstream side of the compressor of the supercharger, and a valve that can be opened and closed in the passage, and by opening and closing the valve, The engine operation in the surging area where surging occurs is avoided and the occurrence of surging is prevented.

また、特許文献２に示す吸気装置では、コンプレッサの上流側の圧力（すなわち、大気圧）に対するコンプレッサの下流側の圧力（すなわち、過給圧）の比を表すコンプレッサ圧力比を、サージングを発生する限界線を表すサージングライン付近で保つことにより、サージングの発生を防止しながらエンジンのトルクを高めている。 Further, in the intake device shown in Patent Document 2, surging is generated at a compressor pressure ratio that represents the ratio of the pressure (ie, supercharging pressure) on the downstream side of the compressor to the pressure (ie, atmospheric pressure) on the upstream side of the compressor. By maintaining the vicinity of the surging line representing the limit line, the engine torque is increased while preventing the occurrence of surging.

また、特許文献３に示す吸気装置は、吸気をエンジンに供給するための吸気ダクトを複数具備していて、それらの吸気ダクトを切り換えることにより吸気をエンジンに供給している。
特開２００１−２８０１４４号公報特開２００１−３４２８４０号公報特開平６−２３９１８４号公報 Further, the intake device shown in Patent Document 3 includes a plurality of intake ducts for supplying intake air to the engine, and supplies the intake air to the engine by switching the intake ducts.
JP 2001-280144 A JP 2001-342840 A JP-A-6-239184

ここで、コンプレッサの作動状態がサージングラインに近付くと、まず過給サージング域（プレサージング域）に入る。この過給サージング域内では、サージング域内のように過給機（特に、コンプレッサ）が破損するおそれはないが、コンプレッサの上流側及び下流側に吸気脈動が発生して、それにより、エンジンの不整振動が起きる。そして、その吸気脈動により、吸気ダクトに設けられたエアフローメータが誤作動して、その結果、エンジンの不整振動が助長される。そのため、この場合、コンプレッサでは正常な過給が行えず、過給圧が大幅に低下してしまう。 Here, when the operating state of the compressor approaches the surging line, the supercharging surging area (pre-surging area) is entered first. In this supercharged surging zone, there is no risk of damage to the turbocharger (particularly the compressor) as in the surging zone, but intake pulsation occurs on the upstream and downstream sides of the compressor, thereby causing irregular vibration of the engine. Happens. The intake air pulsation causes an air flow meter provided in the intake duct to malfunction, and as a result, irregular vibration of the engine is promoted. Therefore, in this case, the compressor cannot perform normal supercharging, and the supercharging pressure is greatly reduced.

さらに、コンプレッサの作動状態が過給サージング域内にあると共にエンジン回転速度が低速であるときは、吸気脈動が発生しやすく、過給圧が不足しやすい。 Further, when the operating state of the compressor is in the supercharging surging region and the engine speed is low, intake pulsation is likely to occur and the supercharging pressure is likely to be insufficient.

以上により、従来から、コンプレッサの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速であるときの吸気脈動を抑制できる吸気装置を開発することが望まれていた。 As described above, it has been desired to develop an intake device that can suppress intake pulsation when the operating state of the compressor is in the supercharging surging region and the engine speed is low.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの吸気通路に設けられた遠心式ブロワを有する過給機を備えた過給機付エンジンの吸気装置において、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速であるときの吸気脈動を抑制する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a supercharger-equipped engine intake device including a supercharger having a centrifugal blower provided in an intake passage of the engine. Another object of the present invention is to provide a technique for suppressing intake pulsation when the operating state of a centrifugal blower is in a supercharging surging region and the engine speed is low.

第１の発明は、エンジンの吸気通路に設けられた遠心式ブロワを有する過給機を備えた過給機付エンジンの吸気装置であって、上記吸気通路が、上記遠心式ブロワの上流側に設けられ且つ上流端に吸気口部が形成された吸気ダクトを有し、上記吸気口部の全開口面積に対する該吸気口部の吸気流通面積の比を開口比として、上記遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときには、上記開口比が略１／２になるように上記吸気口部の一部を塞ぐ閉塞手段を備えたことを特徴とするものである。 A first aspect of the present invention is an intake device for a supercharged engine having a supercharger having a centrifugal blower provided in an intake passage of the engine, wherein the intake passage is located upstream of the centrifugal blower. An operating state of the centrifugal blower having an intake duct having an intake port portion provided at the upstream end and having an opening ratio as a ratio of an intake flow area of the intake port portion to a total opening area of the intake port portion When the engine is in the supercharging surging region and the engine rotational speed is smaller than a predetermined value, there is provided a closing means for closing a part of the intake port so that the opening ratio is approximately ½. Is.

ところで、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときは、コンプレッサの上流側及び下流側において吸気脈動が発生する。ここで、本発明によれば、閉塞手段は、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときには、開口比が略１／２になるように吸気ダクトの吸気口部の一部を塞ぐ。よって、吸気口部に達した圧力波は、吸気口部の閉塞手段によって塞がれている部分では、反転しないで同位相で反射される一方、吸気口部の閉塞手段によって塞がれていない部分では、反転して逆位相で反射される（ホイヘンスの原理）。そして、それら同一波長の、同位相で反射された圧力波と逆位相で反射された圧力波とが、吸気口部付近において相殺される。そのため、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときの吸気脈動が抑制され、ひいては、エンジンの不整振動が抑制される。 By the way, when the operating state of the centrifugal blower is in the supercharging surging region and the engine speed is lower than a predetermined value, intake air pulsation occurs on the upstream side and the downstream side of the compressor. Here, according to the present invention, the closing means is configured so that when the operating state of the centrifugal blower is in the supercharging surging region and the engine speed is smaller than a predetermined value, the intake ratio is approximately 1/2. Close a part of the air inlet of the duct. Therefore, the pressure wave that has reached the intake port is reflected in the same phase without being reversed in the portion blocked by the closing means of the intake port, but is not blocked by the closing means of the intake port. In part, it is inverted and reflected in reverse phase (Huigens principle). Then, the pressure wave reflected in the same phase and the pressure wave reflected in the opposite phase of the same wavelength cancel each other in the vicinity of the intake port. Therefore, the intake pulsation when the operating state of the centrifugal blower is in the supercharging surging region and the engine rotation speed is smaller than a predetermined value is suppressed, and hence irregular vibration of the engine is suppressed.

第２の発明は、上記第１の発明において、上記閉塞手段が、上記吸気口部に開閉可能に設けられ、且つ、閉状態のときには上記吸気ダクトの軸方向と直交する方向に延びると共に上記開口比を略１／２にする可動式弁体と、上記遠心式ブロワの作動状態が上記過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が上記所定値よりも小さいときには、上記可動式弁体を閉状態にする制御手段とを有することを特徴とするものである。 According to a second invention, in the first invention, the closing means is provided in the intake port portion so as to be openable and closable, and extends in a direction perpendicular to the axial direction of the intake duct when closed. When the operating state of the movable valve body having a ratio of approximately ½ and the centrifugal blower is within the supercharging surging region and the engine speed is smaller than the predetermined value, the movable valve body is closed. And a control means.

これにより、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときの吸気脈動を抑制する閉塞手段を具現化できる。 As a result, it is possible to embody the closing means that suppresses the intake pulsation when the operation state of the centrifugal blower is in the supercharging surging region and the engine speed is lower than a predetermined value.

第３の発明は、上記第２の発明において、上記制御手段が、上記遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び上記過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が上記所定値以上であるときには、上記可動式弁体の開度を該エンジン回転速度に基づき決定して該可動式弁体を該決定された開度にするように構成されていることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the control means is configured such that when the operating state of the centrifugal blower is outside the surging region and the supercharging surging region and the engine speed is equal to or higher than the predetermined value, The opening degree of the movable valve element is determined based on the engine rotation speed so that the movable valve element is set to the determined opening degree.

これにより、制御手段は、遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が所定値以上であるときには、可動式弁体の開度を該エンジン回転速度に基づき決定して該可動式弁体を該決定された開度にするので、遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が所定値以上であるときは、そのエンジン回転速度に見合った吸気量を得ることができる。 Thereby, the control means determines the opening degree of the movable valve body based on the engine speed when the operating state of the centrifugal blower is outside the surging area and the supercharging surging area and the engine speed is equal to or higher than a predetermined value. Since the movable valve body is set to the determined opening degree, when the operating state of the centrifugal blower is outside the surging area and the supercharging surging area and the engine speed is equal to or higher than a predetermined value, the engine speed An intake amount commensurate with the speed can be obtained.

第４の発明は、上記第１の発明において、上記閉塞手段が、上記遠心式ブロワの作動状態が上記過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が上記所定値よりも小さいときときには上記吸気口部の全体を覆うように構成され且つ厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成された閉塞部材を有し、上記吸気口部の全開口面積に対する上記各貫通孔の開口面積を総和した総開口面積の比が略１／２であることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, when the operating means of the centrifugal blower is in the supercharging surging area and the engine rotational speed is lower than the predetermined value, A total opening area obtained by summing the opening area of each of the through holes with respect to the total opening area of the intake port portion, and having a closing member formed with a plurality of through holes penetrating in the thickness direction. The ratio is approximately ½.

第５の発明は、上記第１の発明において、上記閉塞手段は、上記開口比が略１／２になるように上記吸気口部に固定された閉塞部材を有し、上記吸気通路は、上記遠心式ブロワの上流側に設けられた、上記吸気ダクトとは別の吸気ダクトと、該別の吸気ダクトを上記遠心式ブロワの上流側に連通可能にする開閉弁とをさらに有し、上記遠心式ブロワの作動状態が上記過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が上記所定値よりも小さいときには、上記開閉弁を閉状態にすることにより上記別の吸気ダクトを上記遠心式ブロワの上流側に連通させない一方、上記遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び上記過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が上記所定値以上であるときには、上記開閉弁を開状態にすることにより上記別の吸気ダクトを上記遠心式ブロワの上流側に連通させる制御手段をさらに備えたことを特徴とするものである。 In a fifth aspect based on the first invention, the closure means includes a closure member the opening ratio is fixed to the inlet portion so as to be substantially 1/2, the intake passage, the An air intake duct that is provided on the upstream side of the centrifugal blower and that is different from the air intake duct; and an on-off valve that allows the air intake duct to communicate with the upstream side of the centrifugal blower. When the operating state of the blower is within the supercharging surging region and the engine speed is smaller than the predetermined value, the other intake duct is moved upstream of the centrifugal blower by closing the open / close valve. while not communicated, when and engine rotational speed operating state is in the surging area and the supercharger surging outside of the centrifugal blower is above the predetermined value, the by the on-off valve to an open state An intake duct is characterized in further comprising a control means for communicating with the upstream side of the centrifugal blower.

また、別の吸気ダクトは、遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が所定値以上であるときには、該遠心式ブロワの上流側に連通するので、遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が所定値以上であるときは、吸気が吸気ダクトと共に別の吸気ダクトからも導入される。そのため、遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が所定値以上であるときに必要な吸気量を確保できる。 Another intake duct communicates with the upstream side of the centrifugal blower when the operating state of the centrifugal blower is outside the surging area and the supercharging surging area and the engine speed is equal to or higher than a predetermined value. When the operating state of the blower is outside the surging area and the supercharging surging area and the engine speed is equal to or higher than a predetermined value, intake air is introduced from another intake duct together with the intake duct. Therefore, it is possible to secure a necessary intake air amount when the operating state of the centrifugal blower is outside the surging region and the supercharging surging region and the engine speed is equal to or higher than a predetermined value.

第６の発明は、上記過給機が、上記遠心式ブロワに加えて、上記エンジンの複数の気筒にそれぞれ連通した複数の排気管が集合してなる排気管集合部に連通し且つ上記エンジンからの排気によって駆動されるタービンを有すると共に該タービンによって上記遠心式ブロワを駆動するように構成されているターボチャージャからなることを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, the turbocharger communicates with an exhaust pipe collecting portion formed by collecting a plurality of exhaust pipes respectively communicating with a plurality of cylinders of the engine in addition to the centrifugal blower and from the engine. And a turbocharger configured to drive the centrifugal blower by the turbine.

このように、本発明を、サージングの発生頻度が高いターボチャージャを具備するエンジンに適用することにより、本発明の作用・効果が顕著になる。 As described above, when the present invention is applied to an engine including a turbocharger having a high occurrence frequency of surging, the operation and effect of the present invention become remarkable.

第７の発明は、上記過給機が、上記遠心式ブロワに加えて、上記エンジンからの排気によって駆動されるタービンと該タービンに供給される排気の流速を変更可能な可動ベーンとを有すると共に上記タービンによって上記遠心式ブロワを駆動するように構成されているバリアブル・ジオメトリ・ターボチャージャからなることを特徴とするものである。 In a seventh aspect of the invention, the turbocharger includes, in addition to the centrifugal blower, a turbine driven by exhaust from the engine and a movable vane capable of changing a flow rate of the exhaust supplied to the turbine. It comprises a variable geometry turbocharger configured to drive the centrifugal blower by the turbine.

このように、本発明を、サージングの発生頻度が高いバリアブル・ジオメトリ・ターボチャージャを具備するエンジンに適用することにより、本発明の作用・効果が顕著になる。 As described above, by applying the present invention to an engine having a variable geometry turbocharger having a high surging frequency, the effects and advantages of the present invention become remarkable.

本発明によれば、閉塞手段は、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときには、開口比が略１／２になるように吸気ダクトの吸気口部の一部を塞ぐので、遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときの吸気脈動が抑制され、ひいては、エンジンの不整振動が抑制される。したがって、過給サージング域内の高い過給圧を利用でき、ひいては、エンジンの性能を高めることができる。 According to the present invention, the closing means is configured such that when the operating state of the centrifugal blower is in the supercharging surging region and the engine speed is smaller than a predetermined value, the intake air of the intake duct is set so that the opening ratio is approximately ½. Since a part of the mouth is closed, intake pulsation is suppressed when the operation state of the centrifugal blower is in the supercharging surging region and the engine speed is lower than a predetermined value, and thus irregular vibrations of the engine are suppressed. . Therefore, the high supercharging pressure in the supercharging surging region can be used, and consequently the performance of the engine can be improved.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（実施形態１）
図１に示すように、本発明の実施形態１に係る過給機付エンジンの吸気装置１は、吸気を流通させる吸気ダクト３と、後述する開口比を調節する開閉弁５と、吸気を清浄するエアクリーナ７と、吸気量を検出するエアフローメータ９と、排気のエネルギーを利用するターボチャージャ１１と、そのターボチャージャ１１のコンプレッサ１１ｂにより圧縮されて高温になった吸気を冷却するインタクーラ１３と、吸気をエンジン１７に供給するための吸気マニホールド１５と、直列４気筒のエンジン１７と、エンジン１７から放出される排気を導くための排気マニホールド１９と、排気を流通させる排気ダクト２１と、開閉弁５のアクチュエータ等を制御する制御装置（ＥＣＵ）２３（図２を参照）とを備えている。この過給機付エンジンの吸気装置１では、上流側から順に吸気ダクト３、吸気マニホールド１５、エンジン１７、排気マニホールド１９及び排気ダクト２１が配設されている。なお、本発明に係る遠心式ブロワはコンプレッサ１１ｂに対応し、過給機はターボチャージャ１１に対応し、可動式弁体は開閉弁５に対応し、制御手段は制御装置２３に対応し、閉塞手段は開閉弁５及び制御装置２３に対応する。 (Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, an intake device 1 for a supercharged engine according to Embodiment 1 of the present invention includes an intake duct 3 that circulates intake air, an on-off valve 5 that adjusts an opening ratio, which will be described later, and an intake air cleaner. An air cleaner 7 that detects the intake air amount, a turbocharger 11 that uses the energy of the exhaust, an intercooler 13 that cools the intake air that has been compressed by the compressor 11b of the turbocharger 11 and that has become hot, and an intake air The intake manifold 15 for supplying the engine 17 to the engine 17, the in-line four-cylinder engine 17, the exhaust manifold 19 for guiding the exhaust discharged from the engine 17, the exhaust duct 21 for circulating the exhaust, and the on-off valve 5 And a control device (ECU) 23 (see FIG. 2) for controlling the actuator and the like. In the intake device 1 for an engine with a supercharger, an intake duct 3, an intake manifold 15, an engine 17, an exhaust manifold 19 and an exhaust duct 21 are arranged in this order from the upstream side. The centrifugal blower according to the present invention corresponds to the compressor 11b, the supercharger corresponds to the turbocharger 11, the movable valve body corresponds to the on-off valve 5, the control means corresponds to the control device 23, and is closed. The means corresponds to the on-off valve 5 and the control device 23.

吸気ダクト３には上流側から順に開閉弁５、エアクリーナ７、エアフローメータ９、ターボチャージャ１１のコンプレッサ１１ｂ及びエアクリーナ７が配設されている。吸気ダクト３は、エアクリーナ７の上流側に設けられた第１吸気ダクト３ａと、エアクリーナ７とコンプレッサ１１ｂとの間に設けられた第２吸気ダクト３ｂと、コンプレッサ１１ｂと吸気マニホールド１５との間に設けられた第３吸気ダクト３ｃとを有する。第１吸気ダクト３ａは、一端から他端に亘って直線状に形成された円筒状の管である。すなわち、第１吸気ダクト３ａの軸方向と流路方向とは一致している。また、第１吸気ダクト３ａの流路面積は一定である。第１吸気ダクト３ａの上流端には、外気を吸い込むための円状の吸気口３ｄが形成されている。そして、第１吸気ダクト３ａの上流端部が吸気口部３ｅを構成している。 The intake duct 3 is provided with an on-off valve 5, an air cleaner 7, an air flow meter 9, a compressor 11 b of a turbocharger 11, and an air cleaner 7 in order from the upstream side. The intake duct 3 includes a first intake duct 3a provided on the upstream side of the air cleaner 7, a second intake duct 3b provided between the air cleaner 7 and the compressor 11b, and between the compressor 11b and the intake manifold 15. And a third intake duct 3c provided. The first intake duct 3a is a cylindrical tube formed linearly from one end to the other end. That is, the axial direction of the first intake duct 3a and the flow path direction coincide with each other. Further, the flow passage area of the first intake duct 3a is constant. A circular intake port 3d for sucking outside air is formed at the upstream end of the first intake duct 3a. The upstream end of the first intake duct 3a constitutes the intake port 3e.

開閉弁５は第１吸気ダクト３ａの吸気口部３ｅの一部を開閉自在に塞ぐように該吸気口部３ｅに取り付けられていて、アクチュエータによって駆動される。開閉弁５は、吸気の流れを遮断する遮断面の面積が吸気口部３ｅの全開口面積の半分である半円状の板状部材からなる。「吸気口部３ｅの全開口面積」とは、吸気口部３ｅの実際の開口面積である。言い換えれば、「吸気口部３ｅの全開口面積」とは、開閉弁５が全開状態のときの吸気口部３ｅの開口面積である。開閉弁５は、全閉状態のときには、第１吸気ダクト３ａの軸方向に直交する方向に延び且つ開口比を１／２にする。開口比とは、吸気口部３ｅの全開口面積に対する該吸気口部３ｅの吸気流通面積の比を意味する。「吸気口部３ｅの吸気流通面積」とは、吸気口部３ｅにおける吸気が流通することができる面積である。言い換えれば、「吸気口部３ｅの吸気流通面積」とは、吸気口部３ｅにおける有効な吸気流れ断面積である。 The on-off valve 5 is attached to the intake port 3e so as to be able to open and close part of the intake port 3e of the first intake duct 3a, and is driven by an actuator. The on-off valve 5 is formed of a semicircular plate-like member in which the area of the blocking surface that blocks the flow of intake air is half the total opening area of the intake port portion 3e. The “total opening area of the intake port portion 3e” is the actual opening area of the intake port portion 3e. In other words, the “entire opening area of the intake port portion 3e” is the opening area of the intake port portion 3e when the on-off valve 5 is in the fully open state. In the fully closed state, the on-off valve 5 extends in a direction orthogonal to the axial direction of the first intake duct 3a and the opening ratio is halved. The opening ratio means the ratio of the intake flow area of the intake port portion 3e to the total opening area of the intake port portion 3e. The “intake circulation area of the intake port portion 3e” is an area through which intake air can flow through the intake port portion 3e. In other words, the “intake flow area of the intake port portion 3e” is an effective intake flow cross-sectional area at the intake port portion 3e.

ターボチャージャ１１は、排気のエネルギーによって回転するタービン１１ａと、そのタービン１１ａに直結され且つタービン１１ａの回転によって駆動される遠心式のコンプレッサ１１ｂとを有する。タービン１１ａの入口側には排気マニホールド１９が接続され、出口側には排気ダクト２１が接続されている。コンプレッサ１１ｂは羽根車を有していて、その羽根車の回転によって生ずる気体の遠心力を利用して吸気を圧送する。コンプレッサ１１ｂの入口側には第２吸気ダクト３ｂが接続され、出口側には第３吸気ダクト３ｃが接続されている。 The turbocharger 11 includes a turbine 11a that is rotated by the energy of exhaust gas, and a centrifugal compressor 11b that is directly connected to the turbine 11a and is driven by the rotation of the turbine 11a. An exhaust manifold 19 is connected to the inlet side of the turbine 11a, and an exhaust duct 21 is connected to the outlet side. The compressor 11b has an impeller, and pumps intake air using centrifugal force of gas generated by the rotation of the impeller. A second intake duct 3b is connected to the inlet side of the compressor 11b, and a third intake duct 3c is connected to the outlet side.

エンジン１７は、所定方向一端側（図１では左側）から所定方向他端側に向かって順に配設された第１〜第４気筒１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを有する。このエンジン１７では、第１、第３、第４及び第２気筒１７ａ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｂの順で排気行程が行われる。排気マニホールド１９は、第１〜第４気筒１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄにそれぞれ連通した第１〜第４排気分岐管１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄと、第１及び第４排気分岐管１９ａ，１９ｄの下流側に設けられ且つ第１及び第４排気分岐管１９ａ，１９ｄが集合してなる第１排気分岐管集合部１９ｅと、第２及び第３排気分岐管１９ｂ，１９ｃの下流側に設けられ且つ第２及び第３排気分岐管１９ｂ，１９ｃが集合してなる第２排気分岐管集合部１９ｆとを有する。そして、第１及び第２排気分岐管集合部１９ｅ，１９ｆの下流端がタービン１１ａの入口側に連通している。 The engine 17 includes first to fourth cylinders 17a, 17b, 17c, and 17d that are sequentially arranged from one end in a predetermined direction (left side in FIG. 1) toward the other end in the predetermined direction. In the engine 17, the exhaust stroke is performed in the order of the first, third, fourth, and second cylinders 17a, 17c, 17d, and 17b. The exhaust manifold 19 includes first to fourth exhaust branch pipes 19a, 19b, 19c, and 19d that communicate with the first to fourth cylinders 17a, 17b, 17c, and 17d, and first and fourth exhaust branch pipes 19a and 19d, respectively. Of the first exhaust branch pipe collecting portion 19e formed by collecting the first and fourth exhaust branch pipes 19a and 19d, and downstream of the second and third exhaust branch pipes 19b and 19c. In addition, a second exhaust branch pipe collecting portion 19f formed by collecting the second and third exhaust branch pipes 19b and 19c is provided. The downstream ends of the first and second exhaust branch pipe collecting portions 19e and 19f communicate with the inlet side of the turbine 11a.

図２に示すように、制御装置２３は、入出力装置と、「コンプレッサの性能曲線（圧力曲線）のマップ」等を記憶する記憶装置と、中央処理装置と、タイマカウンタとを有する。「コンプレッサの性能曲線のマップ」とは、図３に示すように、本実施形態に係るターボチャージャ１１の性能を示したものである。このマップでは、コンプレッサ１１ｂの上流側の圧力（すなわち、大気圧）に対するコンプレッサ１１ｂの下流側の圧力（すなわち、過給圧）の比を示すコンプレッサ圧力比を縦軸にとり、エンジン回転数を横軸にとっている。図３のサージングラインとは、サージングを発生する限界線、つまり、ターボチャージャ１１が正常に駆動する限界線である。図３のサージング域（サージ域）とは、サージングを発生する領域であって、ターボチャージャ１１（特に、コンプレッサ１１ｂ）が破損するおそれがある領域である。図３の過給サージング域（プレサージング域）とは、サージング域に入る前に入る領域であって、コンプレッサ１１ｂの上流側及び下流側に吸気脈動が発生する領域である。図３からも明らかなように、サージングラインは、サージング域と過給サージング域との間に位置している。 As shown in FIG. 2, the control device 23 includes an input / output device, a storage device for storing a “compressor performance curve (pressure curve) map”, a central processing unit, and a timer counter. The “compressor performance curve map” indicates the performance of the turbocharger 11 according to the present embodiment, as shown in FIG. In this map, the compressor pressure ratio indicating the ratio of the pressure (ie, supercharging pressure) on the downstream side of the compressor 11b to the pressure (ie, atmospheric pressure) on the upstream side of the compressor 11b is taken on the vertical axis, and the engine speed is shown on the horizontal axis. For The surging line in FIG. 3 is a limit line for generating surging, that is, a limit line for normal operation of the turbocharger 11. The surging region (surge region) in FIG. 3 is a region where surging occurs, and the turbocharger 11 (particularly, the compressor 11b) may be damaged. The supercharging surging area (pre-surging area) in FIG. 3 is an area that enters before entering the surging area, and is an area where intake pulsation occurs on the upstream side and downstream side of the compressor 11b. As is apparent from FIG. 3, the surging line is located between the surging area and the supercharging surging area.

制御装置２３の入力側には、エアフローメータ９や、コンプレッサ１１ｂの上流側の圧力を検出する大気圧センサ２５や、コンプレッサ１１ｂの下流側の圧力を検出する過給圧センサ２７や、エンジン回転速度を検出するエンジン回転数センサ２９等が接続されている。制御装置２３の出力側には、エンジン１７の燃料噴射弁（図示せず）やエンジン１７の点火プラグ（図示せず）や開閉弁５のアクチュエータ等が接続されている。制御装置２３は、各センサ９，２５，２７，２９からの検出情報に基づいて、燃料噴射弁の燃料噴射制御や点火プラグの点火時期制御や開閉弁５の開閉制御等を行う。 On the input side of the control device 23, the air flow meter 9, the atmospheric pressure sensor 25 for detecting the pressure upstream of the compressor 11b, the supercharging pressure sensor 27 for detecting the pressure downstream of the compressor 11b, the engine speed Is connected to an engine speed sensor 29 and the like. A fuel injection valve (not shown) of the engine 17, an ignition plug (not shown) of the engine 17, an actuator of the on-off valve 5 and the like are connected to the output side of the control device 23. The control device 23 performs fuel injection control of the fuel injection valve, ignition timing control of the ignition plug, opening / closing control of the on-off valve 5 and the like based on detection information from each sensor 9, 25, 27, 29.

−過給機付エンジンの吸気装置の動作−
以下に、図１を参照しながら、過給機付エンジンの吸気装置１の動作について説明する。まず、外部から第１吸気ダクト３ａの吸気口部３ｅを介して導入された吸気は、第１吸気ダクト３ａ、エアクリーナ７及び第２吸気ダクト３ｂを介してコンプレッサ１１ｂに導入される。コンプレッサ１１ｂに導入された吸気は、コンプレッサ１１ｂによって圧縮される。加圧された吸気は、インタクーラ１３、第３吸気ダクト３ｃ及び吸気マニホールド１５を介してエンジン１７に導入される。エンジン１７に導入された吸気は燃料噴射弁から噴射された燃料と混合され、その混合気がエンジン１７の燃料室内で燃焼される。燃焼後にエンジン１７から流出した排気は、排気マニホールド１９を介してタービン１１ａに導入されてタービン１１ａを回転させる。そして、タービン１１ａの回転によってコンプレッサ１１ｂが駆動する。その後、タービン１１ａから流出した排気は、排気ダクト２１を介して外部に排出される。 -Operation of the intake system of the turbocharged engine-
Hereinafter, the operation of the intake device 1 for the supercharged engine will be described with reference to FIG. First, intake air introduced from the outside through the intake port 3e of the first intake duct 3a is introduced into the compressor 11b through the first intake duct 3a, the air cleaner 7 and the second intake duct 3b. The intake air introduced into the compressor 11b is compressed by the compressor 11b. The pressurized intake air is introduced into the engine 17 via the intercooler 13, the third intake duct 3 c and the intake manifold 15. The intake air introduced into the engine 17 is mixed with the fuel injected from the fuel injection valve, and the mixture is combusted in the fuel chamber of the engine 17. Exhaust gas flowing out from the engine 17 after combustion is introduced into the turbine 11a through the exhaust manifold 19 to rotate the turbine 11a. The compressor 11b is driven by the rotation of the turbine 11a. Thereafter, the exhaust gas flowing out from the turbine 11 a is discharged to the outside through the exhaust duct 21.

−開閉弁の動作−
以下に、開閉弁５の動作について説明する。まず、制御装置２３は、各センサ９，２５，２７，２９からの検出情報に基づいて、コンプレッサ１１ｂの作動状態及びエンジン回転速度の状態を判定する。コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域（図３を参照）内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であると判定したときには、制御装置２３は、開閉弁５のアクチュエータを閉制御して開閉弁５を全閉状態にする。低速状態とは、エンジン回転数が２０００ｒｐｍよりも小さい状態である。このとき、開閉弁５は、第１吸気ダクト３ａの軸直交方向に延び且つ開口比を１／２にする。なお、本発明に係る所定値は２０００ｒｐｍに対応する。 -Operation of on-off valve-
Below, operation | movement of the on-off valve 5 is demonstrated. First, the control device 23 determines the operating state of the compressor 11b and the state of the engine rotation speed based on detection information from the sensors 9, 25, 27, and 29. When it is determined that the operating state of the compressor 11b is in the supercharging surging region (see FIG. 3) and the engine rotational speed is in the low speed state, the control device 23 controls the on / off valve 5 to be closed. 5 is fully closed. The low speed state is a state where the engine speed is smaller than 2000 rpm. At this time, the on-off valve 5 extends in the direction perpendicular to the axis of the first intake duct 3a and the opening ratio is halved. The predetermined value according to the present invention corresponds to 2000 rpm.

ここで、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときは、コンプレッサ１１ｂの上流側及び下流側において吸気脈動が発生する。このとき、上述のように、開閉弁５は全閉状態にされている。よって、図４に示すように、吸気口部３ｅに達した圧力波は、吸気口部３ｅにおける開閉弁５によって塞がれている部分では、反転しないで同位相で反射される一方、吸気口部３ｅにおける開閉弁５によって塞がれていない部分（すなわち、吸気口部３ｅの吸気が流通することができる部分）では、反転して逆位相で反射される（ホイヘンスの原理）。そして、それら同一波長の、同位相で反射された圧力波と逆位相で反射された圧力波とが、吸気口部３ｅ付近において相殺される。そのため、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときの吸気脈動が抑制され、ひいては、エンジン１７の不整振動が抑制される。このとき、サージングラインが、サージング域を狭める方向に移動する。 Here, when the operating state of the compressor 11b is in the supercharging surging region and the engine speed is a low speed state, intake air pulsation occurs on the upstream side and the downstream side of the compressor 11b. At this time, as described above, the on-off valve 5 is fully closed. Therefore, as shown in FIG. 4, the pressure wave that reaches the intake port portion 3 e is reflected in the same phase without being inverted at the portion of the intake port portion 3 e that is blocked by the on-off valve 5, while the intake port The part of the part 3e that is not blocked by the on-off valve 5 (that is, the part through which the intake air of the intake port part 3e can flow) is inverted and reflected in reverse phase (Huigens principle). And the pressure wave reflected in the same phase and the pressure wave reflected in the opposite phase of the same wavelength cancel each other in the vicinity of the intake port portion 3e. Therefore, intake pulsation when the operating state of the compressor 11b is in the supercharging surging region and the engine rotational speed is in the low speed state is suppressed, and thus irregular vibration of the engine 17 is suppressed. At this time, the surging line moves in the direction of narrowing the surging area.

一方、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域（図３を参照）外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であると判定したときには、制御装置２３は、開閉弁５のアクチュエータを開制御して開閉弁５を開状態にする。中・高速状態とは、エンジン回転数が２０００ｒｐｍ以上の状態である。具体的には、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であると判定したときには、制御装置２３は、開閉弁５の開度をそのエンジン回転速度に基づき決定して開閉弁５を決定された開度にする。このとき、制御装置２３は、エンジン回転速度が大きい程、その開度を大きくして吸気口部３ｅの吸気流通面積を大きくする。 On the other hand, when it is determined that the operating state of the compressor 11b is outside the surging region and the supercharging surging region (see FIG. 3) and the engine speed is in the middle / high speed state, the control device 23 Is controlled to open the on-off valve 5. The medium / high speed state is a state where the engine speed is 2000 rpm or more. Specifically, when it is determined that the operating state of the compressor 11b is outside the surging region and the supercharging surging region and the engine speed is in the middle / high speed state, the control device 23 determines the opening degree of the on-off valve 5 for the engine. Based on the rotational speed, the opening / closing valve 5 is set to the determined opening. At this time, the control device 23 increases the opening degree as the engine speed increases, thereby increasing the intake air flow area of the intake port portion 3e.

−効果−
以上により、本実施形態によれば、開閉弁５は、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときには、開口比が略１／２になるように第１吸気ダクト３ａの吸気口部３ｅの一部を塞ぐ。よって、吸気口部３ｅに達した圧力波は、上述のように、吸気口部３ｅの開閉弁５によって塞がれている部分では、反転しないで同位相で反射される一方、吸気口部３ｅの開閉弁５によって塞がれていない部分では、反転して逆位相で反射される（ホイヘンスの原理）。そして、それら同一波長の、同位相で反射された圧力波と逆位相で反射された圧力波とが、吸気口部３ｅ付近において相殺される。そのため、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときの吸気脈動が抑制され、ひいては、エンジン１７の不整振動が抑制される。したがって、過給サージング域内の高い過給圧を利用でき、ひいては、エンジン１７の性能を高めることができる。 -Effect-
As described above, according to the present embodiment, the on-off valve 5 has the opening ratio of approximately ½ when the operating state of the compressor 11b is in the supercharging surging region and the engine speed is low. A portion of the intake port 3e of the 1 intake duct 3a is closed. Therefore, as described above, the pressure wave reaching the intake port portion 3e is reflected in the same phase without being inverted at the portion of the intake port portion 3e closed by the on-off valve 5, while the intake port portion 3e is reflected. The portion not closed by the on / off valve 5 is inverted and reflected in the opposite phase (Huigens principle). And the pressure wave reflected in the same phase and the pressure wave reflected in the opposite phase of the same wavelength cancel each other in the vicinity of the intake port portion 3e. Therefore, intake pulsation when the operating state of the compressor 11b is in the supercharging surging region and the engine rotational speed is in the low speed state is suppressed, and thus irregular vibration of the engine 17 is suppressed. Therefore, the high supercharging pressure in the supercharging surging region can be used, and consequently the performance of the engine 17 can be improved.

また、制御装置２３は、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であると判定したときには、開閉弁５の開度を該エンジン回転速度に基づき決定して該開閉弁５を該決定された開度にするので、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であるときは、そのエンジン回転速度に見合った吸気量を得ることができる。 Further, when the control device 23 determines that the operating state of the compressor 11b is outside the surging region and the supercharging surging region and the engine speed is in the middle / high speed state, the controller 23 sets the opening degree of the on-off valve 5 to the engine speed. Since the opening / closing valve 5 is determined based on the determined opening degree, when the operating state of the compressor 11b is outside the surging region and the supercharging surging region and the engine speed is in the middle / high speed state, the engine An intake amount corresponding to the rotation speed can be obtained.

また、本発明を、サージングの発生頻度が高いターボチャージャ１１を具備するエンジン１７に適用することにより、本発明の作用・効果が顕著になる。 Further, when the present invention is applied to the engine 17 including the turbocharger 11 having a high surging frequency, the operation and effect of the present invention become remarkable.

なお、本実施形態では、開閉弁５は半円状の板状部材からなるが、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときの開口比が１／２になる限り、開閉弁５は如何なる形状であっても良い。 In the present embodiment, the on-off valve 5 is made of a semicircular plate-like member, but the opening ratio when the operating state of the compressor 11b is in the supercharging surging region and the engine speed is low is 1 /. As long as it becomes 2, the on-off valve 5 may have any shape.

（実施形態２）
本実施形態では、図５（ａ）に示すように、開閉弁５が、厚み方向に貫通する複数の貫通孔５ａ，…が形成され且つ吸気口３ｄと同一形状の板状部材からなっていて、全閉状態のときには吸気口部３ｅの全体を覆うように吸気口部３ｅに取り付けられている。これらの貫通孔５ａ，…は、吸気口部３ｅの全開口面積に対する各貫通孔５ａの開口面積を総和した総開口面積の比が１／２になるように開閉弁５に設けられている。その他の点に関しては実施形態１とほぼ同様である。 (Embodiment 2)
In the present embodiment, as shown in FIG. 5A, the on-off valve 5 is formed of a plate-like member having a plurality of through holes 5a penetrating in the thickness direction and having the same shape as the intake port 3d. In the fully closed state, it is attached to the intake port 3e so as to cover the entire intake port 3e. These through holes 5a,... Are provided in the on-off valve 5 so that the ratio of the total opening area obtained by summing the opening areas of the respective through holes 5a to the total opening area of the intake port portion 3e is 1/2. The other points are almost the same as in the first embodiment.

−開閉弁の動作−
以下に、開閉弁５の動作について説明する。まず、制御装置２３は、各センサ９，２５，２７，２９からの検出情報に基づいて、コンプレッサ１１ｂの作動状態及びエンジン回転速度の状態を判定する。コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速であると判定したときには、制御装置２３は、開閉弁５のアクチュエータを閉制御して開閉弁５を全閉状態にする。このとき、開閉弁５は、第１吸気ダクト３ａの軸直交方向に延び且つ開口比を１／２にする。 -Operation of on-off valve-
Below, operation | movement of the on-off valve 5 is demonstrated. First, the control device 23 determines the operating state of the compressor 11b and the state of the engine rotation speed based on detection information from the sensors 9, 25, 27, and 29. When it is determined that the operating state of the compressor 11b is in the supercharging surging region and the engine rotation speed is low, the control device 23 controls the actuator of the on-off valve 5 to be closed so that the on-off valve 5 is fully closed. At this time, the on-off valve 5 extends in the direction perpendicular to the axis of the first intake duct 3a and the opening ratio is halved.

ここで、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときは、コンプレッサ１１ｂの上流側及び下流側において吸気脈動が発生する。このとき、上述のように、開閉弁５は全閉状態にされている。よって、吸気口部３ｅに達した圧力波は、開閉弁５の貫通孔５ａ，…が形成されていない部分では、反転しないで同位相で反射される一方（図５（ｂ）を参照）、開閉弁５の貫通孔５ａ，…が形成された部分（すなわち、吸気口部３ｅの吸気が流通することができる部分）では、反転して逆位相で反射される（図５（ｃ）を参照）。そして、それら同一波長である、同位相で反射された圧力波と逆位相で反射された圧力波とが、吸気口部３ｅ付近において相殺される。そのため、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときの吸気脈動が抑制され、ひいては、エンジン１７の不整振動が抑制される。このとき、サージングラインが、サージング域を狭める方向に移動する。 Here, when the operating state of the compressor 11b is in the supercharging surging region and the engine speed is a low speed state, intake air pulsation occurs on the upstream side and the downstream side of the compressor 11b. At this time, as described above, the on-off valve 5 is fully closed. Therefore, the pressure wave that has reached the intake port 3e is reflected in the same phase without being inverted in the portion where the through holes 5a,... Of the on-off valve 5 are not formed (see FIG. 5B). In the portion where the through-holes 5a,... Of the on-off valve 5 are formed (that is, the portion where the intake air of the intake port portion 3e can flow), it is inverted and reflected in the opposite phase (see FIG. 5C). ). Then, the pressure wave reflected in the same phase and the pressure wave reflected in the opposite phase, which have the same wavelength, cancel out in the vicinity of the intake port portion 3e. Therefore, intake pulsation when the operating state of the compressor 11b is in the supercharging surging region and the engine speed is in a low speed state is suppressed, and thus irregular vibration of the engine 17 is suppressed. At this time, the surging line moves in the direction of narrowing the surging area.

一方、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であると判定したときには、制御装置２３は、開閉弁５の開度をそのエンジン回転速度に基づき決定して開閉弁５を決定された開度にする。 On the other hand, when it is determined that the operating state of the compressor 11b is outside the surging region and the supercharging surging region and the engine rotational speed is in the middle / high speed state, the control device 23 sets the opening degree of the on-off valve 5 to the engine rotational speed. Based on this, the opening / closing valve 5 is set to the determined opening.

−効果−
以上により、本実施形態によれば、実施形態１と同様の作用・効果が得られると共に、複数の貫通孔５ａ，…の開口面積を管理することにより、開閉弁５の開度（特に、全閉時）の誤差を吸収できる。 -Effect-
As described above, according to the present embodiment, the same actions and effects as those of the first embodiment can be obtained, and the opening degree of the on-off valve 5 (particularly, the entire opening / closing valve 5 is controlled by managing the opening areas of the plurality of through holes 5a,. It can absorb errors when closed.

（実施形態３）
図６に示すように、本実施形態では、第１吸気ダクト３ａの吸気口部３ｅに、開閉弁５の代わりに閉塞部材５´が設けられていると共に、吸気ダクト３に、該吸気ダクト３とは別の第４吸気ダクト３ｆがさらに接続されている。その他の点に関しては、実施形態１とほぼ同様である。なお、本発明に係る閉塞手段は閉塞部材５´に対応し、別の吸気ダクトは第４吸気ダクト３ｆに対応する。 (Embodiment 3)
As shown in FIG. 6, in this embodiment, a closing member 5 ′ is provided in the intake port 3 e of the first intake duct 3 a instead of the on-off valve 5, and the intake duct 3 is connected to the intake duct 3. A fourth intake duct 3f different from the above is further connected. The other points are almost the same as in the first embodiment. The closing means according to the present invention corresponds to the closing member 5 ', and the other intake duct corresponds to the fourth intake duct 3f.

閉塞部材５´は吸気の流れを遮断する遮断面の面積が吸気口部３ｅの全開口面積の半分である半円状の板状部材からなっていて、吸気口部３ｅに固定取付されている。閉塞部材５´は第１吸気ダクト３ａの軸直交方向に延びている。本実施形態では、このような閉塞部材５´が吸気口部３ｅに設けられているゆえに、開口比が常に１／２になっている。 The blocking member 5 'is a semicircular plate-like member whose blocking surface area for blocking the flow of intake air is half the total opening area of the intake port portion 3e, and is fixedly attached to the intake port portion 3e. . The blocking member 5 'extends in the direction perpendicular to the axis of the first intake duct 3a. In the present embodiment, since such a closing member 5 ′ is provided in the intake port portion 3 e, the opening ratio is always ½.

第４吸気ダクト３ｆは、第１吸気ダクト３ａの下流端の近傍（エアクリーナ７の近傍）に接続されている。第４吸気ダクト３ｆの上流端には、外気を吸い込むための吸気口部３ｇが形成されている。第４吸気ダクト３ｆの下流端部３ｈには、該下流端部３ｈを開閉自在に塞ぐスライド弁４が設けられている。 The fourth intake duct 3f is connected in the vicinity of the downstream end of the first intake duct 3a (in the vicinity of the air cleaner 7). An intake port portion 3g for sucking outside air is formed at the upstream end of the fourth intake duct 3f. The downstream end 3h of the fourth intake duct 3f is provided with a slide valve 4 that closes the downstream end 3h so as to be freely opened and closed.

制御装置２３は、各センサ９，２５，２７，２９からの検出情報に基づいて、スライド弁４の開閉制御も行う。 The control device 23 also performs opening / closing control of the slide valve 4 based on detection information from the sensors 9, 25, 27, 29.

−スライド弁の動作−
以下に、スライド弁４の動作について説明する。まず、制御装置２３は、各センサ９，２５，２７，２９からの検出情報に基づいて、コンプレッサ１１ｂの作動状態及びエンジン回転速度の状態を判定する。 -Slide valve operation-
Below, operation | movement of the slide valve 4 is demonstrated. First, the control device 23 determines the operating state of the compressor 11b and the state of the engine rotation speed based on detection information from the sensors 9, 25, 27, and 29.

コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速であると判定したときには、制御装置２３は、スライド弁４のアクチュエータを閉制御してスライド弁４を全閉状態にする。よって、吸気は第１吸気ダクト３ａの吸気口部３ｅのみから流入する。 When it is determined that the operating state of the compressor 11b is in the supercharging surging region and the engine speed is low, the control device 23 controls the actuator of the slide valve 4 to be closed so that the slide valve 4 is fully closed. Therefore, the intake air flows only from the intake port 3e of the first intake duct 3a.

ここで、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときは、コンプレッサ１１ｂの上流側及び下流側において吸気脈動が発生する。よって、吸気口部３ｅに達した圧力波は、吸気口部３ｅにおける閉塞部材５´によって塞がれている部分では、反転しないで同位相で反射される一方、吸気口部３ｅにおける閉塞部材５´によって塞がれていない部分では、反転して逆位相で反射される。そして、それら同一波長の、同位相で反射された圧力波と逆位相で反射された圧力波とが、吸気口部３ｅ付近において相殺される。そのため、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときの吸気脈動が抑制され、ひいては、エンジン１７の不整振動が抑制される。このとき、サージングラインが、サージング域を狭める方向に移動する。 Here, when the operating state of the compressor 11b is in the supercharging surging region and the engine speed is a low speed state, intake air pulsation occurs on the upstream side and the downstream side of the compressor 11b. Therefore, the pressure wave that has reached the intake port portion 3e is reflected in the same phase without being reversed at the portion of the intake port portion 3e that is blocked by the closing member 5 ′, while the blocking member 5 at the intake port portion 3e is reflected. In the portion not blocked by ′, it is inverted and reflected in the opposite phase. And the pressure wave reflected in the same phase and the pressure wave reflected in the opposite phase of the same wavelength cancel each other in the vicinity of the intake port portion 3e. Therefore, intake pulsation when the operating state of the compressor 11b is in the supercharging surging region and the engine rotational speed is in the low speed state is suppressed, and thus irregular vibration of the engine 17 is suppressed. At this time, the surging line moves in the direction of narrowing the surging area.

一方、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であると判定したときには、制御装置２３は、スライド弁４の開度をそのエンジン回転速度に基づき決定してスライド弁４を決定された開度にする。よって、吸気は第１吸気ダクト３ａの吸気口部３ｅのみならず第４吸気ダクト３ｆの吸気口部３ｇからも導入される。 On the other hand, when it is determined that the operating state of the compressor 11b is outside the surging region and the supercharging surging region and the engine rotational speed is in the middle / high speed state, the control device 23 sets the opening of the slide valve 4 to the engine rotational speed. Based on the determination, the slide valve 4 is set to the determined opening. Therefore, the intake air is introduced not only from the intake port portion 3e of the first intake duct 3a but also from the intake port portion 3g of the fourth intake duct 3f.

−効果−
以上により、本実施形態によれば、第４吸気ダクト４ｆは、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であると判定したときには、該コンプレッサ１１ｂの上流側に連通するので、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であるときは、吸気が第１吸気ダクト３ａと共に第４吸気ダクト４ｆからも導入される。そのため、コンプレッサ１１ｂの作動状態がサージング域及び過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が中・高速状態であるときに必要な吸気量を確保できる。 -Effect-
As described above, according to the present embodiment, when it is determined that the operating state of the compressor 11b is outside the surging region and the supercharging surging region and the engine speed is in the middle / high speed state, the fourth intake duct 4f Since the compressor 11b is in an operating state outside the surging region and the supercharging surging region and the engine rotational speed is in the middle / high speed state, the intake air together with the first intake duct 3a is communicated with the upstream side of the 11b. Also introduced from 4f. Therefore, it is possible to secure a necessary intake amount when the operating state of the compressor 11b is outside the surging region and the supercharging surging region and the engine speed is in the middle / high speed state.

なお、本実施形態では、閉塞部材５´は半円状の板状部材からなるが、コンプレッサ１１ｂの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が低速状態であるときの開口比が１／２になる限り、閉塞部材５´は如何なる形状であっても良い。例えば、閉塞部材５´は、吸気口部３ｅの全体を覆うように取り付けられ且つ厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成された円状の板状部材によって構成されても良い。 In this embodiment, the closing member 5 ′ is formed of a semicircular plate-like member. However, the opening ratio when the operating state of the compressor 11b is in the supercharging surging region and the engine speed is low is 1. As long as it is / 2, the closing member 5 ′ may have any shape. For example, the closing member 5 ′ may be configured by a circular plate-like member that is attached so as to cover the entire intake port portion 3 e and has a plurality of through holes that penetrates in the thickness direction.

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、開口比を１／２に設定しているが、開口比を１／２±１０％の範囲内の値に設定すれば、上記各実施形態と同様の作用・効果が得られる。 (Other embodiments)
In each of the above embodiments, the aperture ratio is set to 1/2. However, if the aperture ratio is set to a value within a range of 1/2 ± 10%, the same operation and effect as in each of the above embodiments can be obtained. It is done.

また、上記各実施形態では、本発明に係る過給機が、遠心式のコンプレッサ１１ｂに加えて、エンジン１７の複数の気筒１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄにそれぞれ連通した複数の排気分岐管１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄが集合してなる排気分岐管集合部１９ｅ，１９ｆに連通したタービン１１ａを有するツインスクロール・ターボチャージャからなるが、過給機が、サージングの発生頻度が高いバリアブル・ジオメトリ・ターボチャージャ（以下、ＶＧＴという）や、遠心式のコンプレッサがタービンではなくモータによって駆動される電動式ターボチャージャ等によって構成されても良い。ＶＧＴは、遠心式のコンプレッサに加えて、エンジン１７の排気によって駆動されるタービンと該タービンに供給される排気の流速を変更可能な可動ベーンとを有すると共に上記タービンによって上記遠心式のコンプレッサを駆動するように構成されているものである。すなわち、ＶＧＴでは、可動ベーンによって形成されるノズルの開度を変更することができる。この場合、本発明が、サージングの発生頻度が高いＶＧＴを具備するエンジンに適用されるため、本発明の作用・効果が顕著になる。 Further, in each of the above embodiments, the supercharger according to the present invention includes a plurality of exhaust branch pipes 19a, 17b, 17c, 17c, 17d that communicate with the cylinders 17a, 17b, 17c, 17d of the engine 17 in addition to the centrifugal compressor 11b. The variable geometry turbocharger is composed of a twin scroll turbocharger having a turbine 11a communicating with exhaust branch pipe collecting portions 19e and 19f formed by collecting 19b, 19c and 19d. A charger (hereinafter referred to as VGT), a centrifugal compressor driven by a motor instead of a turbine, or the like may be used. In addition to the centrifugal compressor, the VGT has a turbine driven by exhaust of the engine 17 and a movable vane capable of changing the flow rate of the exhaust supplied to the turbine, and drives the centrifugal compressor by the turbine. It is comprised so that it may do. That is, in VGT, the opening degree of the nozzle formed by the movable vane can be changed. In this case, since the present invention is applied to an engine equipped with a VGT having a high frequency of surging, the effects and advantages of the present invention become significant.

また、上記各実施形態では、第１吸気ダクト３ａは全長に亘って直線状に形成されているが、吸気口部３ｅから少なくとも吸気口部３ｅの開口径（直径）と同じ長さだけ直線状に形成されていれば良い。 In each of the above embodiments, the first intake duct 3a is linearly formed over the entire length. However, the first intake duct 3a is linear from the intake port portion 3e by a length equal to at least the opening diameter (diameter) of the intake port portion 3e. It suffices if it is formed.

また、図３に示すマップでは、エンジン回転数を横軸にとっているが、コンプレッサ１１ｂを流通する空気流量を横軸にとってもよい。 In the map shown in FIG. 3, the engine speed is on the horizontal axis, but the flow rate of air flowing through the compressor 11b may be on the horizontal axis.

本発明は、上記各実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.

このように、上述の各実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 As described above, the above-described embodiments are merely examples in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

以上説明したように、本発明は、エンジンの吸気通路に設けられた遠心式ブロワを有する過給機を備えた過給機付エンジンの吸気装置等について有用である。 As described above, the present invention is useful for an intake device for a supercharged engine equipped with a supercharger having a centrifugal blower provided in an intake passage of the engine.

本発明の実施形態に係る過給機付エンジンの吸気装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an intake device for a supercharged engine according to an embodiment of the present invention. 制御装置とその周辺機器の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a control apparatus and its peripheral devices. コンプレッサの性能曲線のマップである。It is a map of the performance curve of a compressor. 吸気口部で反射した圧力波の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the pressure wave reflected in the inlet port part. （ａ）は開閉弁の変形例を示す図であり、（ｂ）及び（ｃ）は吸気口部で反射した圧力波の様子を示す図である。(A) is a figure which shows the modification of an on-off valve, (b) And (c) is a figure which shows the mode of the pressure wave reflected in the inlet port part. 過給機付エンジンの吸気装置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the intake device of a supercharged engine.

１過給機付エンジンの吸気装置
３吸気ダクト
３ｅ吸気口部
３ｆ第４吸気ダクト（別の吸気ダクト）
５開閉弁（可動式弁体，閉塞手段）
５´ 閉塞部材（閉塞手段）
９エアフローメータ
１１ターボチャージャ（過給機）
１１ｂコンプレッサ（遠心式ブロワ）
１７エンジン
１９排気マニホールド
２３制御装置（制御手段，閉塞手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Intake device of engine with a supercharger 3 Intake duct 3e Inlet 3f 4th intake duct (another intake duct)
5 On-off valve (movable valve element, closing means)
5 'blocking member (blocking means)
9 Air flow meter 11 Turbocharger (supercharger)
11b Compressor (centrifugal blower)
17 Engine 19 Exhaust manifold 23 Control device (control means, closing means)

Claims

エンジンの吸気通路に設けられた遠心式ブロワを有する過給機を備えた過給機付エンジンの吸気装置であって、
上記吸気通路は、上記遠心式ブロワの上流側に設けられ且つ上流端に吸気口部が形成された吸気ダクトを有し、
上記吸気口部の全開口面積に対する該吸気口部の吸気流通面積の比を開口比として、上記遠心式ブロワの作動状態が過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が所定値よりも小さいときには、上記開口比が略１／２になるように上記吸気口部の一部を塞ぐ閉塞手段を備えた
ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。 An intake device for a supercharged engine comprising a supercharger having a centrifugal blower provided in an intake passage of the engine,
The intake passage has an intake duct provided on the upstream side of the centrifugal blower and having an intake port portion formed at the upstream end thereof,
When the ratio of the intake air flow area of the intake port portion to the total opening area of the intake port portion is an opening ratio, when the operating state of the centrifugal blower is in the supercharging surging region and the engine speed is smaller than a predetermined value, An intake system for an engine with a supercharger, comprising: closing means for closing a part of the intake port so that the opening ratio is approximately ½.

請求項１記載の過給機付エンジンの吸気装置において、
上記閉塞手段は、
上記吸気口部に開閉可能に設けられ、且つ、閉状態のときには上記吸気ダクトの軸方向と直交する方向に延びると共に上記開口比を略１／２にする可動式弁体と、
上記遠心式ブロワの作動状態が上記過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が上記所定値よりも小さいときには、上記可動式弁体を閉状態にする制御手段とを有する
ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。 The intake system for an engine with a supercharger according to claim 1,
The closing means is
A movable valve body provided in the intake port portion so as to be openable and closable, and extending in a direction orthogonal to the axial direction of the intake duct when in the closed state, and making the opening ratio approximately ½,
Control means for closing the movable valve body when the operating state of the centrifugal blower is within the supercharging surging region and the engine speed is lower than the predetermined value. Air intake system for aircraft engine.

請求項２記載の過給機付エンジンの吸気装置において、
上記制御手段は、上記遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び上記過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が上記所定値以上であるときには、上記可動式弁体の開度を該エンジン回転速度に基づき決定して該可動式弁体を該決定された開度にするように構成されている
ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。 The intake system for an engine with a supercharger according to claim 2,
When the operating state of the centrifugal blower is outside the surging area and the supercharging surging area and the engine speed is equal to or higher than the predetermined value, the control means sets the opening of the movable valve body to the engine speed. An intake device for a supercharged engine, characterized in that the movable valve body is determined based on the determined opening degree.

請求項１記載の過給機付エンジンの吸気装置において、
上記閉塞手段は、上記遠心式ブロワの作動状態が上記過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が上記所定値よりも小さいときときには上記吸気口部の全体を覆うように構成され且つ厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成された閉塞部材を有し、
上記吸気口部の全開口面積に対する上記各貫通孔の開口面積を総和した総開口面積の比が略１／２である
ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。 The intake system for an engine with a supercharger according to claim 1,
The closing means is configured to cover the entire intake port and penetrate in the thickness direction when the operating state of the centrifugal blower is in the supercharging surging region and the engine speed is lower than the predetermined value. Having a closing member formed with a plurality of through-holes,
The ratio of the total opening area obtained by summing the opening areas of the respective through holes to the total opening area of the intake port portion is approximately ½.

請求項１記載の過給機付エンジンの吸気装置において、
上記閉塞手段は、上記開口比が略１／２になるように上記吸気口部に固定された閉塞部材を有し、
上記吸気通路は、上記遠心式ブロワの上流側に設けられた、上記吸気ダクトとは別の吸気ダクトと、該別の吸気ダクトを上記遠心式ブロワの上流側に連通可能にする開閉弁とをさらに有し、
上記遠心式ブロワの作動状態が上記過給サージング域内にあり且つエンジン回転速度が上記所定値よりも小さいときには、上記開閉弁を閉状態にすることにより上記別の吸気ダクトを上記遠心式ブロワの上流側に連通させない一方、上記遠心式ブロワの作動状態がサージング域及び上記過給サージング域外にあり且つエンジン回転速度が上記所定値以上であるときには、上記開閉弁を開状態にすることにより上記別の吸気ダクトを上記遠心式ブロワの上流側に連通させる制御手段をさらに備えた
ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。 The intake system for an engine with a supercharger according to claim 1,
The closing means has a closing member fixed to the intake port so that the opening ratio is approximately ½,
The intake passage includes an intake duct provided on the upstream side of the centrifugal blower, which is different from the intake duct, and an opening / closing valve that allows the separate intake duct to communicate with the upstream side of the centrifugal blower. In addition,
When the operating state of the centrifugal blower is in the supercharging surging region and the engine speed is lower than the predetermined value, the other intake duct is placed upstream of the centrifugal blower by closing the open / close valve. On the other hand, when the operating state of the centrifugal blower is out of the surging area and the supercharging surging area and the engine speed is equal to or higher than the predetermined value, the other valve is opened by opening the on-off valve. an intake duct intake device for an engine with a supercharger, characterized by further comprising a control means for communicating with the upstream side of the centrifugal blower.

請求項１記載の過給機付エンジンの吸気装置において、
上記過給機は、上記遠心式ブロワに加えて、上記エンジンの複数の気筒にそれぞれ連通した複数の排気管が集合してなる排気管集合部に連通し且つ上記エンジンからの排気によって駆動されるタービンを有すると共に該タービンによって上記遠心式ブロワを駆動するように構成されているターボチャージャからなる
ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。 The intake system for an engine with a supercharger according to claim 1,
In addition to the centrifugal blower, the supercharger communicates with an exhaust pipe assembly formed by a plurality of exhaust pipes communicating with a plurality of cylinders of the engine, and is driven by exhaust from the engine. A turbocharger engine intake device comprising a turbocharger having a turbine and configured to drive the centrifugal blower by the turbine.

請求項１記載の過給機付エンジンの吸気装置において、
上記過給機は、上記遠心式ブロワに加えて、上記エンジンからの排気によって駆動されるタービンと該タービンに供給される排気の流速を変更可能な可動ベーンとを有すると共に上記タービンによって上記遠心式ブロワを駆動するように構成されているバリアブル・ジオメトリ・ターボチャージャからなる
ことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。 The intake system for an engine with a supercharger according to claim 1,
In addition to the centrifugal blower, the supercharger includes a turbine driven by exhaust from the engine and a movable vane capable of changing the flow rate of exhaust supplied to the turbine, and the centrifugal type by the turbine. An air intake system for a supercharged engine comprising a variable geometry turbocharger configured to drive a blower.