JPS5818520A - 内燃機関の過給装置 - 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】 本発明はたとえばガソリンエンジン、ディーゼルエンジ
ン、ロータリエンジンなどの自動車用エンジンの吸気系
に空気を強制給送するために用いられる内燃機関の過給
装置に関し、特にエンジンにて駆動されるエアポンプを
備えた機・械式の過給装置に関する。

この種内燃機関の過給装置は機関出力を増大させ、ｔた
燃費節約を図るうえで効果的であり、かなり以前から利
用され、現在は排気タービンを用いたターボ過給機が一
般に採用されている。そして、このようなターボ過給機
では、エンジン排気で排気タービンを回転させることに
よりタービン圧縮機を駆動して空気をエンジンの吸気系
に給送する構成であり、はとんど無駄に捨てられる高温
排気を駆動源として利用しているため、排気エネルギを
回収し、余分な馬力損失がないという利点があゐ。

己かし、このようなターボ過給機において、所望のブー
スト圧を得るためには、エンジンをかなり高い回転数で
運転しなければならず、エンジン回転数が低い領域では
過給効果が得られず、却ってエンジン出力が足りない結
果となる。また、エンジン排気を利用することからエン
ジンの激しい回転数変動に応じて瞬時に過給機の回転を
追随させること（ま困難で、若干の時間遅れを生じ、エ
ンジンの出力不足を招き加速性が悪いという問題もある
。そして、このような問題を取除くために各種の制御機
構を必要とし、また耐熱性や強度も要求され、コスト面
からも好ましいものではない。

これに対し、エンジンにより駆動されるエアポンプを用
いた機械式の過給装置は、エンジンの回転数の低い領域
でも過給効果を得ることができ、たとえば坂道上り走行
などの高負荷低回転時においてエンジン出力を向上させ
るうえで効果を発揮し得るもので、特に自動車用として
用いて好ましいものである。そして、このような機械式
の過給装置において、エアポンプをエンジンにクラッチ
機構を介して連結し、このクラッチ機構を過給必要時に
のみ作動させるように構成することにより、エンジンに
対するポンプ駆動のための負荷を軽減し、燃費節約を図
ることが可能となる。

したがって、このような機械式の過給装置は、エンジン
の回転数の大小にかかわらず、必要時にのみ選択的に迅
速かつ確実な過給動作を行ない、エンジン出力を向上さ
せ、また燃費節約を達成するうえで、ターボ過給機に比
べ有利であり、さらにその構成も比較的簡単であるとい
った利点があるが、この場合に若干の問題を生じる。

すなわち、上述したエアポンプは過給運転時にクラッチ
機構がオンされると直ちにエンジンに直結されて作動を
開始し、大量の空気をエンジンの吸気系に強制給送する
ことになり、これによりブースト圧が大きく段階的に上
昇する結果となる。

そして、このように急激なブースト圧上昇が生じると、
エンジンの吸気系に悪影響を及ぼすとともに、エンジン
出力が急上昇し、自動車用としては好ましくない。

このため、エアポンプの吸込側と吐出側とを調節弁を介
して接続し、この調節弁をポンプ作動直後においては全
閉せず、これに−よりポンプ吐出圧の一部を吸込側（勿
論、大気中でもよい。）へ逃がし、ブースト圧の急激な
上昇をおさえ、以後順次調節弁を閉じてブースト圧を円
滑かつ適正に上昇させるようにするとよい。すなわち、
この調節弁を通常の自然吸気運転時には開けて空気取入
口からの空気をエンジンの吸気系に直接供給するように
し、過給運転時に徐々に閉塞させてブースト圧を適正に
上昇させ、しかる後全閉して所望のブースト圧を給送し
、エンジン出力を上昇させればよい。そして、このよう
な働きを行なう調節弁を、運転者が操作するアクセルペ
ダルの踏み角の変位量に応じて制御するようにスロット
ル弁の駆動系に連結すれば、最も簡単かつ確実に運転者
の意思を伝達してブースト圧を制御することが可能であ
り、またアクセルペダルを離すと常に調節弁が開状態と
なり、過給解除となることから緊急時の安全対策上から
も最上の方法であることを、本発明者らは見い出した。

これを第１図を用いて簡単に説明すると、図中符号１は
エンジン２によりクラッチ機構３を介し′て選択的に駆
動されるエアポンプで、その吸込側が通路４にてエアフ
ィルタ５ｍを有する空気取入口５に、また吐出側が通路
６によりエンジン２の吸気系、図示の場合気化器７にそ
れぞれ接続されている。また、ポンプ吸込側通路４と吐
出側通路６とを連通させる連通路８中には自然吸気運転
時には開けられ、過給運転時に閉弁されてブースト圧を
制御する調節弁９が配設されている。そして、この調節
弁９はアクセルペダル１０に連動して開閉制御される気
化器７のスロットル弁１１の駆動系に直結され、アクセ
ルペダル１０の踏み角に応じた変位量により回動してポ
ンプ吸込側と吐出側とを連通または遮断するように構成
されている。

なお、図中１２はクラッチ機構３を作動させるためのセ
ンサである。

しかしながら、このような構成を採用すると、運転者の
加速要求に応じて過給装置を作動させることができる反
面、調節弁９をエンジン特性に応じた所望のブースト圧
特性が得られるように開閉制御することが困難で、これ
により必要な空気量をエンジン２の吸気系に供給できず
、若干のエンジン出力の低下を招くという問題を生じる
。

すなわち、クラッチ機構３の作動時期つまりエアポンプ
１の作動開始が早いときには、第２図（→（ｂ）（Ｃ）
に示すように、アクセルペダル１０の踏み込み量が小さ
く、調節弁９の閉じ量が小さいため、クララチオ／直後
においてポンプ吐出空気のほとんどが吸込側に流れ、ブ
ースト圧はわずかにしか上昇せず、却って空気はエンジ
ン側には抵抗をもちながら送られることになり、これに
よりポンプの負荷に対応するだけの出力に必要なブース
ト圧が得られないためエンジン出力が自然吸気運転時よ
りも低下し、加速遅れを生じるという問題がある。これ
は、ブースト圧がわずかに上昇した程度’ｔ’＋ｔエン
ジン出力には伺ら影響しないこと番こよる。

また１クラッチ機構３の作動時期が遅いときには、第３
図（ａ）（ｂ）（ｅ）に示すように、アクセルペダル１
０の踏み込み量が大きく、調節弁９の開度も小さくなる
ため、吸気抵抗が増大し、エアポンプ１が作動する以前
にエンジン２への充分な吸気量を維持することが困離で
、これによりエンジン出力が低下するという問題を生じ
ている。

そして、このような問題は、調節弁９を単にアクセルペ
ダル１０に直結した構成では解消することができないも
ので、過給開始直後における、ショック軽減と損失軽減
との兼ね合いが取れず、またエンジン特性に応じたブー
スト圧制御も不可能で、伺らかの対策を講じる必要があ
る。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、エアポ
ンプの吸込側と吐出側とを接続するスロットル弁の駆動
系に連結された調節弁とは別に、ポンプ吸込側と吐出側
とを所望の信号により開閉制御される電磁弁を介して接
続するという簡単な構成によって、この電磁弁にて調節
弁によるブースト圧制御を調整し、過給開始時のショッ
クを軽減し、かつ適正かつ効率のよいブースト圧特性を
得ることができ、これによりエンジン特性に合わせた吸
気を行なって高効率の過給効果が得られ、燃費節約とエ
ンジン出力向上とを図ることが可能となる内燃機関の過
給装置を提供するものである。

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第４図は本発明に係る内燃機関の過給装置の一実施例を
示し、同図において第１図と同一部分あるいは相当する
部分には同一番号を付している。

さて、本発明によれば、スロットル弁１１の駆動系に連
結された調節弁９によるブースト圧制御を適正なものと
するため、この調節弁９とは別個にポンプ吸込側と吐出
側とを電磁弁２０を介して接続し、この電磁弁２０を必
要時に開閉制御させるようにしたところに特徴を着して
いる。すなわち、このような構成において、電磁弁２ｏ
を、調節弁９のクラッチ１７時点での開度を前原して作
動させることにより、調節弁９が開きすぎたり、あるい
は閉じすぎたりすることによって生じる整置を防ぐこと
ができるように、調整可能に構成したものである。

なお、図中２１は電磁コイル２２＃を有する弁駆動部、
２３はアクセルペダル１０の踏み角に応じてスロットル
弁１１を回動する作動円板、２４はこの作動円板２３に
よりばね２５に抗して調節弁９を回動させる作動レバー
である。

そして、このように構成された過給装置において、調節
弁９と”を磁弁２０とは次のようにして開閉制御され、
所望のブースト圧特性を得ることが可能となる。

すなわち、第５図（ａ）に示すように、アクセルペダル
１０に連動して調節弁９が閉じられ、クラッチオン時点
が遅い場合、同図（ｂ）のように電磁弁２０をクラッチ
オン信号により開から閉状態に制御すれば、自然吸気運
転時には必要な吸気量が維持され、才た過給運転時ｉこ
は調節弁９により同図（Ｃ）のように所望のブースト圧
特性を得て同図（ｄ）のようなエンジン出力の向上を図
ることが可能となる。

そして、このようにすれば、自然吸気運転時および過給
運転時において燃費節約を図ることができる。

勿論、調節弁９の動きに応じて［ａ弁２ｏを第６図イこ
示すように開閉制御するようにしてもよいし、また場合
によっては電磁弁２０をクラッチオン時点よりも早く、
ある′いは遅く開閉制御することは自由で、その信号取
出しとしてはたとえばアクセルペダル１０やその駆動系
の一部一こ別のスイッチ手段等を設けるようにすればよ
い。

要するに、アクセルペダル１０に連動する調節弁９の動
きによるブースト圧特性を、電磁弁２０にて１ＩＩｉｉ
ｌｌｌｋ自在とし、これにより適正なブースト圧特性を
得て、為効率の過給効果が得られるようにすればよいも
のである。

なお、前述した実施例では気化器７を有するタイプのエ
ンジンに適用した場合を示しているが、これに限定され
るものではなく、たとえばディーゼルエンジンなどでは
気化器７は燃料噴射ポンプにおきかえられることは言う
までもない。

才た、アクセルペダル１ｏの踏み角に応じて作動される
スロットル弁１１の駆動系としても必ずしも実施例構造
に限定されるものではなく、種々変形例が考えられるも
ので、さらにクラッチ機構３を作動するセンサ１２の取
出し位置もその駆動−系の範囲内で自由に設定できるも
のである。

以上説明したように、本発明に係る内燃機関の過給装置
によれば、ポンプ吸込側と吐出側とを接続するスロット
ル弁の駆動系に連結された調節弁とは別に、所望の信号
により開閉制御される電磁弁を介してポンプ吸込側と吐
出側とを接続するようにしたので、以下に列挙する糧々
優れた効果がある。

（１１電磁弁の働きにより調節弁によるブースト圧制御
を調整し、過給開始時のショック軽減と損失軽減とを兼
ね合わせ、適正かつ効率のよいブースト圧特性を得るこ
とができる。

（２）そして、このようなエンジン特性に応じた吸気を
行なうことにより高効率の過給効果が得られ、燃費節約
とエンジン出力向上に果たす役割が大である。

（３）調節弁に電磁弁を組合わせるという簡単な構成に
よって所望のブースト圧特性が得られるため、全体がコ
ンパクトで取付スペースの面からも有利で、またコスト
的にも安価である。

（４）電磁弁の働きにより自然吸気時において適正かつ
確実に必要な空気蓋を維持できるため、エンジン出力の
低下を招くといった問題が全くない。

【図面の簡単な説明】

第１図はアクセルペダル直結式の調節弁を有する内燃機
関の過給装置の一例を示す概略系統図、第２図体）（ｂ
）（Ｃ）および第３図（荀Φ）（Ｃ）はその特性図、第
４図は本発明に係る内燃機関の過給装置の一実施例を示
す概略系統図、第５図（Ｊｌ）（ｂ）（Ｃ）（ｄ）はそ
の特性図、第６図はｔａ弁の作動特性の変形例を示す特
性図である。 １＃−・・エアポンプ、２・ｅｅ・エンジン、３・ψ・
・クラッチ機構、４・・・−吸込側通路、５＠・・・空
気取入口、６−・・―吐出側通路、９・・・ｅｖ１４節
弁、１０＃−・・アクセルペダル、１１・−・・スロッ
トル弁、２０・・・・電磁弁。 特許出願人　自動車機器株式会社 代理人　山川数ｔｆＲ（ばか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンにより選択的に駆動され空気をエンジンの吸気
   系に強制給送するエアポンプの吸込側と吐出側とを調節
   弁を介して接続し、この調節弁を・スロットル弁の駆動
   系に連結するとともに、前記エアポンプの吸込側と吐出
   側とを電磁弁を介して接続したことを特徴とする内燃機
   関の過給装置。