JP3084136B2 - Exhaust control device for supercharged engine - Google Patents

Exhaust control device for supercharged engine

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JP3084136B2
JP3084136B2 JP04136284A JP13628492A JP3084136B2 JP 3084136 B2 JP3084136 B2 JP 3084136B2 JP 04136284 A JP04136284 A JP 04136284A JP 13628492 A JP13628492 A JP 13628492A JP 3084136 B2 JP3084136 B2 JP 3084136B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、車両用エンジンとし
て、複数のターボ過給機をシーケンシャルターボ式に作
動する過給機付エンジンの排気制御装置に関し、詳しく
は、セカンダリターボ過給機に付設される排気制御弁の
チャタリング防止対策に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust control device for a turbocharged engine which operates a plurality of turbochargers in a sequential turbo system as a vehicle engine, and more particularly, to an exhaust control device attached to a secondary turbocharger. To prevent chattering of exhaust control valves.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、車両用の過給機付エンジンとし
て、多気筒の排気系にプライマリとセカンダリのターボ
過給機を並列的に装備し、このターボ過給機をシーケン
シャルターボ式に作動するものが提案されている。この
シーケンシャルターボ式では、プライマリターボ過給機
が常に過給することが可能に構成され、セカンダリター
ボ過給機側には排気制御弁、吸気制御弁、過給圧リリー
フ弁等が設けられる。そして例えば低速域のシングルタ
ーボモードでプライマリターボ過給機のみを作動して、
高速域のツインターボモードになると、先ずセカンダリ
ターボ過給機を予備回転し、次いで両ターボ過給機を作
動して走行状態に応じた最適なエンジン出力特性を得る
ことを図っている。ここで、上述の各制御弁のアクチュ
エータは過給機の高熱に対する安全性、耐久性を考慮し
て、吸気系の負圧、正圧及び大気圧を用いて動作するよ
うになっている。
2. Description of the Related Art In recent years, as a supercharged engine for a vehicle, a multi-cylinder exhaust system is equipped with a primary and secondary turbocharger in parallel, and the turbocharger is operated in a sequential turbo system. Things have been suggested. In this sequential turbo system, the primary turbocharger is configured to be able to constantly supercharge, and an exhaust control valve, an intake control valve, a supercharging pressure relief valve, and the like are provided on the secondary turbocharger side. And, for example, operating only the primary turbocharger in single turbo mode in the low speed range,
In the twin-turbo mode in the high-speed range, the secondary turbocharger is first preliminarily rotated, and then both turbochargers are operated to obtain an optimum engine output characteristic according to the traveling state. Here, the actuator of each control valve described above operates using negative pressure, positive pressure and atmospheric pressure of the intake system in consideration of safety and durability against high heat of the supercharger.

【0003】ところでセカンダリターボ過給機の排気制
御弁は、排気の影響を受けながら全閉または全開に切換
動作されものであり、上流開きと、下流開きの方式があ
る。上流開きの方式では、排気圧が閉じる方向に作用し
ているので、排気制御弁を開いてセカンダリターボ過給
機を作動する際の制御性や応答性が悪く、この点で下流
開きの方式では排気圧が開く方向に作用しているので有
利である。そこで下流開きの方式を採用することが望ま
れるが、この方式では排気圧に抗して全閉に維持する構
成が重要になり、スプリング力を用いた構成では、排気
脈動やターボの振動によりスプリング力も変動してチャ
タリングを生じるおそれがある。そのため排気制御弁や
そのアクチュエータは、閉じる際の動作性を向上し、全
閉時のチャタリングを防止するように構成することが要
求される。
[0003] The exhaust control valve of the secondary turbocharger is operated to be fully closed or fully opened under the influence of exhaust gas, and there are two types, an upstream opening and a downstream opening. In the upstream opening method, since the exhaust pressure acts in the closing direction, the controllability and responsiveness when operating the secondary turbocharger by opening the exhaust control valve are poor. This is advantageous because the exhaust pressure acts in the opening direction. Therefore, it is desirable to adopt a downstream opening method.However, in this method, it is important to keep the valve fully closed against the exhaust pressure.In the structure using the spring force, the spring pulsation and turbo vibration cause The force may also fluctuate and chatter may occur. Therefore, the exhaust control valve and its actuator are required to be configured so as to improve the operability when closing and to prevent chattering when fully closed.

【0004】従来、上記シーケンシャルターボ式の過給
機付エンジンに関しては、例えば特開平2−20102
3号公報の先行技術がある。ここで、セカンダリターボ
過給機の排気カット弁に、スプリングを備えた圧力室を
有するアクチュエータを連結し、圧力室に負圧を導入し
て閉じ、圧力室を大気に開放して開くように構成するこ
とが示されている。
Conventionally, the above-mentioned sequential turbo type engine with a supercharger is disclosed in, for example,
There is a prior art in Japanese Patent Publication No. Here, an actuator having a pressure chamber with a spring is connected to the exhaust cut valve of the secondary turbocharger, a negative pressure is introduced into the pressure chamber, the pressure chamber is closed, and the pressure chamber is opened to the atmosphere and opened. It is shown to be.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、アクチュエータのスプリング力に
抗した負圧力のみで排気カット弁を全閉状態に維持する
構成であるから、閉じ作動力の不足でチャタリングを生
じる可能性がある。一方、負圧力を増すと、アクチュエ
ータの大型化を招いて、艤装上の制約を受ける等の問題
がある。
In the above prior art, the exhaust cut valve is maintained in the fully closed state only by the negative pressure against the spring force of the actuator. May cause chattering due to lack of data. On the other hand, when the negative pressure is increased, there is a problem in that the actuator is enlarged and the outfitting is restricted.

【0006】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、シーケンシャルターボ式の過給機付エンジンで、セ
カンダリターボ過給機の排気制御弁を下流開き方式に構
成する場合に、コンパクトで、チャタリング等を防止し
た確実な開閉動作性を得るように構成することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of this point, and is compact and compact when an exhaust control valve of a secondary turbocharger is configured to be a downstream opening type in a sequential turbocharged engine with a turbocharger. An object of the present invention is to provide a reliable opening / closing operation in which chattering or the like is prevented.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、エンジンの吸,排気系にプライマリター
ボ過給機とセカンダリターボ過給機とが並列的に配置さ
れ、プライマリターボ過給機は常時作動するように構成
され、セカンダリターボ過給機は少なくともタービン側
に下流開き式の排気制御弁を有して、ツインターボモー
ドでのみ作動するように構成される過給機付エンジンに
おいて、排気制御弁がセカンダリターボ過給機のタービ
ンハウジング側に設けられ、アクチュエータがブラケッ
トによりその付近に装着され、そのアクチュエータは一
方の室に大気圧を他方の室に負圧を供給して排気制御弁
を閉じ、一方の室に負圧を他方の室に正圧を供給して開
くように構成されるものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a primary turbocharger in which a primary turbocharger and a secondary turbocharger are arranged in parallel in an intake and exhaust system of an engine. The turbocharger is configured to operate at all times, the secondary turbocharger having a downstream-opening exhaust control valve at least on the turbine side, and in a supercharged engine configured to operate only in the twin turbo mode. An exhaust control valve is provided on the turbine housing side of the secondary turbocharger, and an actuator is mounted in the vicinity by a bracket, and the actuator supplies atmospheric pressure to one chamber and negative pressure to the other chamber to control exhaust. The valve is configured to be closed and open by supplying a negative pressure to one chamber and a positive pressure to the other chamber.

【0008】[0008]

【作用】上記構成に基づき、エンジン運転時のシングル
ターボモードでは、排気制御弁がアクチュエータの負圧
力等により閉じ、且つチャタリング等を生じないように
強固に閉じた状態に保持される。そしてツインターボモ
ードでは、排気制御弁がアクチュエータの負圧力と正圧
力により下流方向に開き、且つその開状態に確実に保持
されるようになる。
According to the above construction, in the single turbo mode during the operation of the engine, the exhaust control valve is closed by the negative pressure of the actuator or the like, and is kept in a tightly closed state so as to prevent chattering or the like. In the twin turbo mode, the exhaust control valve is opened in the downstream direction by the negative pressure and the positive pressure of the actuator, and is reliably maintained in the open state.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2において、過給機付エンジンとして水平対向
式エンジンにプライマリとセカンダリのターボ過給機を
装着した場合の全体の構成について説明する。符号1は
水平対向式エンジンのエンジン本体であり、クランクケ
ース2の左右のバンク3,4に、燃焼室5、吸気ポート
6、排気ポート7、点火プラグ8、動弁機構9等が設け
られている。また、このエンジン構造により左右バンク
3,4の付近に、プライマリとセカンダリのターボ過給
機40,50がそれぞれ配設されている。排気系とし
て、左右バンク3,4からの共通の排気管10が両ター
ボ過給機40,50のタービン40a,50aに連通さ
れ、タービン40a,50aからの排気管11が1つの
排気管12に合流して触媒コンバータ13、マフラ14
に連通される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 2, the overall configuration in the case where primary and secondary turbochargers are mounted on a horizontally opposed engine as a supercharged engine will be described. Reference numeral 1 denotes an engine body of a horizontally opposed engine, in which a combustion chamber 5, an intake port 6, an exhaust port 7, a spark plug 8, a valve mechanism 9, and the like are provided in left and right banks 3, 4 of a crankcase 2. I have. In addition, primary and secondary turbochargers 40 and 50 are disposed near the left and right banks 3 and 4 by this engine structure, respectively. As an exhaust system, a common exhaust pipe 10 from the left and right banks 3, 4 is communicated with turbines 40a, 50a of both turbochargers 40, 50, and an exhaust pipe 11 from the turbines 40a, 50a is connected to one exhaust pipe 12. Merge into catalytic converter 13 and muffler 14
Is communicated to.

【0010】吸気系として、エアクリーナ15から2つ
に分岐した吸気管16,17はそれぞれ両ターボ過給機
40,50のブロワ40b,50bに連通され、このブ
ロワ40b,50bからの吸気管18,19がインター
クーラ20に連通される。そして、インタークーラ20
からスロットル弁21を介してチャンバ22に連通さ
れ、チャンバ22から吸気マニホールド23を介して左
右バンク3,4の各気筒に連通されている。また、アイ
ドル制御系として、エアクリーナ15の直下流と吸気マ
ニホールド23の間のバイパス通路24に、アイドル制
御弁25、負圧で開く逆止弁26が設けられ、スロット
ル弁全閉のアイドル時と減速時に吸入空気量を制御する
ようになっている。
As an intake system, intake pipes 16 and 17 branched from the air cleaner 15 into two pipes are connected to blowers 40b and 50b of both turbochargers 40 and 50, respectively, and the intake pipes 18 and 17 from the blowers 40b and 50b are connected. 19 is communicated with the intercooler 20. And intercooler 20
From the chamber 22 via a throttle valve 21, and from the chamber 22 via an intake manifold 23 to each cylinder of the left and right banks 3, 4. Further, as an idle control system, an idle control valve 25 and a check valve 26 that opens with a negative pressure are provided in a bypass passage 24 directly downstream of the air cleaner 15 and the intake manifold 23, and the throttle valve is fully closed when idling and when decelerating. Sometimes the amount of intake air is controlled.

【0011】燃料系として、吸気マニホールド23のポ
ート近傍にインジェクタ30が配設され、燃料ポンプ3
1を有する燃料タンク32からの燃料通路33が、フィ
ルタ34、燃圧レギュレータ35を備えてインジェクタ
30に連通される。燃圧レギュレータ35は、吸気圧力
に応じて調整作用するものであり、これによりインジェ
クタ30に供給する燃料圧力を、吸気圧力に対して常に
一定の高さに保ち、噴射信号のパルス幅により燃料噴射
制御することが可能になっている。点火系として、点火
プラグ8にイグナイタ36からの点火信号が入力するよ
うに接続されている。
As a fuel system, an injector 30 is provided near a port of the intake manifold 23, and a fuel pump 3
A fuel passage 33 from a fuel tank 32 having a filter 1 and a fuel pressure regulator 35 communicates with the injector 30. The fuel pressure regulator 35 regulates the fuel pressure supplied to the injector 30 at a constant level with respect to the intake pressure, and controls the fuel injection by the pulse width of the injection signal. It is possible to do. The ignition system is connected so that an ignition signal from the igniter 36 is input to the ignition plug 8 as an ignition system.

【0012】次に、プライマリターボ過給機40の制御
系について説明すると、タービン40aには常に排気を
導入して作動し、スロットル弁21が開いた負荷運転時
にはブロワ40bから加圧空気を供給するようになって
いる。タービン側にはダイアフラム式アクチュエータ4
2を備えたウエイストゲート弁41が設けられる。ま
た、ブロワ40bの上、下流との間からアクチュエータ
42の圧力室に、デューティソレノイド弁43を有する
制御圧通路44が設けられ、デューティソレノイド弁4
3で過給圧をリークすることで制御圧を生じてアクチュ
エータ42に作用し、ウエイストゲート弁41の開度を
増減して過給圧を制御する。ここで、例えばデューティ
比が大きい場合は、リーク量の増大により制御圧が低下
してウエイストゲート弁41の開度を減じ、過給圧を上
昇する。逆にデューティ比が小さくなると、高い制御圧
で開度を増して過給圧を低下する。
Next, the control system of the primary turbocharger 40 will be described. Exhaust gas is always introduced into the turbine 40a to operate it, and during load operation when the throttle valve 21 is open, pressurized air is supplied from the blower 40b. It has become. Diaphragm type actuator 4 on turbine side
2 is provided. A control pressure passage 44 having a duty solenoid valve 43 is provided in the pressure chamber of the actuator 42 from above and downstream of the blower 40b.
The control pressure is generated by leaking the supercharging pressure in 3 and acts on the actuator 42 to control the supercharging pressure by increasing or decreasing the opening of the waste gate valve 41. Here, for example, when the duty ratio is large, the control pressure decreases due to the increase in the leak amount, the opening degree of the waste gate valve 41 is reduced, and the supercharging pressure is increased. Conversely, when the duty ratio decreases, the opening degree is increased at a high control pressure, and the supercharging pressure is reduced.

【0013】一方、常に過給可能になっているため、減
速時にスロットル弁21が急激に閉じると、ブロワ40
bの下流側に加圧空気が封じ込められてこの場合の高負
荷がターボ過給機40にかかり、ため息のような異音を
生じる。このため、ブロワ40bの上、下流の間にリリ
ーフ弁45を有するリーク通路46が設けられる。リリ
ーフ弁45はスプリングで閉じ、負圧で開くように構成
され、上述の減速時にはマニホールド負圧により開いて
封じ込められた加圧空気をリークし、上記異音の発生を
防ぐ。
On the other hand, since the supercharging is always possible, if the throttle valve 21 is suddenly closed during deceleration, the blower 40
The pressurized air is confined on the downstream side of b, and a high load in this case is applied to the turbocharger 40, and a sigh-like noise is generated. For this reason, a leak passage 46 having a relief valve 45 is provided between the upstream and downstream of the blower 40b. The relief valve 45 is configured to be closed by a spring and opened by a negative pressure. At the time of the above-described deceleration, the relief valve 45 is opened by the manifold negative pressure to leak the enclosed pressurized air, thereby preventing the generation of the abnormal noise.

【0014】セカンダリターボ過給機50の制御系につ
いて説明すると、プライマリ側と同様のウエイストゲー
ト弁51が、アクチュエータ52、デューティソレノイ
ド弁53を有する制御圧通路54により、各別に過給圧
制御するように設けられる。タービン50aの上流の排
気管10には、ダイアフラム式アクチュエータ56を備
えた排気制御弁55が設けられ、ブロワ50bの下流に
は同様のアクチュエータ57を備えた吸気制御弁58が
設けられ、ブロワ50bの上、下流の間に過給圧リリー
フ弁60を備えたリリーフ通路59が連通されている。
The control system of the secondary turbocharger 50 will be described. The waste gate valve 51 similar to that on the primary side controls the supercharging pressure separately by a control pressure passage 54 having an actuator 52 and a duty solenoid valve 53. Is provided. An exhaust control valve 55 having a diaphragm actuator 56 is provided in the exhaust pipe 10 upstream of the turbine 50a, and an intake control valve 58 having a similar actuator 57 is provided downstream of the blower 50b. A relief passage 59 provided with a supercharging pressure relief valve 60 is communicated between the upper and lower portions.

【0015】これらの各弁の作動制御系について説明す
ると、吸気マニホールド23からの通路61がチェック
弁62を有してサージタンク63に連通されて、スロッ
トル弁全閉時に負圧を貯え且つ脈動圧を緩衝するように
なっている。過給圧リリーフ弁60の一方のスプリング
室には、サージタンク63からの負圧通路64と吸気制
御弁58の下流の過給圧による正圧通路65が、切換用
ソレノイド弁70と通路66を介して連通され、電気信
号により負圧を作用して開き、正圧を作用して閉じる。
The operation control system of each of these valves will be described. A passage 61 from the intake manifold 23 has a check valve 62 and is connected to a surge tank 63 to store a negative pressure when the throttle valve is fully closed and to generate a pulsating pressure. It is designed to buffer. In one spring chamber of the supercharging pressure relief valve 60, a negative pressure passage 64 from the surge tank 63 and a positive pressure passage 65 by the supercharging pressure downstream of the intake control valve 58 are connected to the switching solenoid valve 70 and the passage 66. And is opened by applying a negative pressure by an electric signal and closed by applying a positive pressure.

【0016】吸気制御弁58のアクチュエータ57は、
一方の室に正圧通路67により常に正圧が作用し、スプ
リング室に上記正圧通路65と負圧通路64が、切換用
ソレノイド弁71と通路68を介して連通される。そし
て電気信号によりスプリング室に負圧を作用して吸気制
御弁58を閉じ、両室を正圧にした際のスプリング力に
より吸気制御弁58を開く。排気制御弁55のアクチュ
エータ56は、一方の室に大気圧と負圧を切換える第2
の切換用ソレノイド弁74が通路69を介して連通さ
れ、他方の室に正圧と負圧を切換える第1の切換用ソレ
ノイド弁73が通路75を介して連通される。そして電
気信号により一方の室に大気圧を、他方の室に負圧を作
用して排気制御弁55を閉じ、一方の室に負圧を、他方
の室に正圧を作用して排気制御弁55を開く。
The actuator 57 of the intake control valve 58 is
A positive pressure is always applied to one of the chambers by the positive pressure passage 67, and the positive pressure passage 65 and the negative pressure passage 64 are connected to the spring chamber via a switching solenoid valve 71 and a passage 68. Then, a negative pressure is applied to the spring chamber by an electric signal to close the intake control valve 58, and the intake control valve 58 is opened by a spring force when both chambers are set to a positive pressure. The actuator 56 of the exhaust control valve 55 has a second chamber for switching between atmospheric pressure and negative pressure in one chamber.
The switching solenoid valve 74 is communicated via a passage 69, and a first switching solenoid valve 73 for switching between positive pressure and negative pressure is communicated via a passage 75 with the other chamber. The exhaust control valve 55 is closed by applying atmospheric pressure to one chamber and negative pressure to the other chamber by an electric signal to close the exhaust control valve 55, and applying negative pressure to one chamber and positive pressure to the other chamber. Open 55.

【0017】各種のセンサについて説明すると、差圧セ
ンサ80が吸気制御弁58の上、下流の差圧を検出する
ように設けられ、絶対圧センサ81が切換用ソレノイド
弁76により吸気管圧力と大気圧を選択して検出するよ
うに設けられる。また、エンジン本体1にクランク角セ
ンサ82、ノックセンサ83、水温センサ84が設けら
れ、動弁機構9のカムシャフトに連設した図示しないカ
ムロータに対向してカム角センサ85が設けられ、排気
管10にO2 センサ86が設けられ、スロットル弁21
にスロットル開度センサ87が設けられ、エアクリーナ
15の直下流に吸入空気量センサ88が設けられてい
る。
A description will be given of various sensors. A differential pressure sensor 80 is provided to detect a differential pressure between upstream and downstream of the intake control valve 58, and an absolute pressure sensor 81 is controlled by a switching solenoid valve 76 to detect the intake pipe pressure. It is provided to select and detect the atmospheric pressure. Further, a crank angle sensor 82, a knock sensor 83, and a water temperature sensor 84 are provided on the engine body 1, and a cam angle sensor 85 is provided opposite to a cam rotor (not shown) connected to a cam shaft of the valve mechanism 9; 10 is provided with an O2 sensor 86 and the throttle valve 21 is provided.
A throttle opening sensor 87 is provided in the air cleaner 15, and an intake air amount sensor 88 is provided immediately downstream of the air cleaner 15.

【0018】図3において、電子制御系の全体の構成に
ついて説明する。先ず、制御ユニット100は、I/O
101、CPU102、RAM103、バックアップR
AM104、ROM105、定電圧回路106を有し
て、信号を処理する。また、イグニッションスイッチ9
0、リレー91をONしてバッテリ92から定電圧回路
106に電力を供給し、駆動回路107によりリレー9
3をONして燃料ポンプ31を通電により駆動する。I
/O101には各種センサ80〜88の信号が入力し、
駆動回路107から各種切換用ソレノイド弁70,7
1,73,74,76に切換信号を、デューティソレノ
イド弁43,53にデューティ信号を、インジェクタ3
0に噴射信号を、アイドル制御弁25に制御信号を、イ
グナイタ36に点火信号を出力するように構成されてい
る。
Referring to FIG. 3, the overall configuration of the electronic control system will be described. First, the control unit 100 controls the I / O
101, CPU 102, RAM 103, backup R
It has an AM 104, a ROM 105, and a constant voltage circuit 106, and processes signals. Also, the ignition switch 9
0, the relay 91 is turned on to supply power from the battery 92 to the constant voltage circuit 106, and the driving circuit 107
3 is turned on to drive the fuel pump 31 by energization. I
/ O101 receives signals from various sensors 80 to 88,
From the drive circuit 107, various switching solenoid valves 70, 7
1, 73, 74, 76, the duty signal to the duty solenoid valves 43, 53, the injector 3
It is configured to output an injection signal to 0, a control signal to the idle control valve 25, and an ignition signal to the igniter 36.

【0019】ここでCPU102は、図4(a)に示す
ように高,低負荷時のセカンダリターボ過給機作動開始
設定値Nb,Ncと基本燃料噴射量設定値Tpsの関係
で、低負荷低中速と高負荷低速と条件の場合にシングル
ターボモードを判断する。そして切換用ソレノイド弁7
0に開信号を出力して過給圧リリーフ弁60を開き、セ
カンダリ側のブロワ下流の過給圧をリークする。同時に
第1、第2の切換用ソレノイド弁73,74に閉信号を
出力して排気制御弁55を閉じ、排気がセカンダリター
ボ過給機50に導入することを遮断し、且つ切換用ソレ
ノイド弁71に閉信号を出力して吸気制御弁58を閉
じ、セカンダリターボ過給機50を不作動してプライマ
リターボ過給機40の単独作動状態にする。
Here, as shown in FIG. 4 (a), the CPU 102 determines the low-load, low-load condition based on the relationship between the secondary turbocharger operation start set values Nb, Nc and the basic fuel injection amount set value Tps at high and low loads. In the case of medium speed and high load low speed, the single turbo mode is determined. And the switching solenoid valve 7
An open signal is output to 0 to open the supercharging pressure relief valve 60 to leak the supercharging pressure downstream of the blower on the secondary side. At the same time, a closing signal is output to the first and second switching solenoid valves 73 and 74 to close the exhaust control valve 55, shut off exhaust gas from being introduced into the secondary turbocharger 50, and change the solenoid valve 71 for switching. , The intake control valve 58 is closed, the secondary turbocharger 50 is deactivated, and the primary turbocharger 40 is brought into an independent operation state.

【0020】上述の条件以外の場合は、ツインターボモ
ードを判断し、このモードの初期に予備回転モードを判
断する。そして予備回転モードでは、先ず切換用ソレノ
イド弁70に閉信号を出力して過給圧リリーフ弁60を
閉じ、次いで第1、第2の切換用ソレノイド弁73,7
4に開信号を出力して排気制御弁55を開き、更に切換
用ソレノイド弁71に開信号を出力して吸気制御弁58
を開くように、ディレーを有して順次開閉制御する。こ
れにより排気をセカンダリターボ過給機50に導入して
予備回転し、その後に実質的にツインターボモードに移
行する。
If the above conditions are not satisfied, the twin turbo mode is determined, and the preliminary rotation mode is determined at the beginning of this mode. In the preliminary rotation mode, first, a closing signal is output to the switching solenoid valve 70 to close the boost pressure relief valve 60, and then the first and second switching solenoid valves 73, 7
4 to open the exhaust control valve 55, and further output an open signal to the switching solenoid valve 71 to output the intake control valve 58.
Are opened and closed sequentially with delay. As a result, the exhaust gas is introduced into the secondary turbocharger 50 and preliminarily rotated, and thereafter substantially shifts to the twin turbo mode.

【0021】また各モードにおいてエンジン回転数Nと
基本燃料噴射量Tpにより目標過給圧Ptを、例えば同
図(b)のように、シングルターボ領域では適正な高さ
に、ツインターボ領域ではそれより高い適正な高さに定
める。そしてこの目標過給圧Ptと絶対圧センサ81の
実過給圧Pbとの偏差Δpを算出し、この偏差Δpに応
じた補正量を定める。そこでシングルターボモードで
は、この補正量に対応したデューティ信号をプライマリ
側のデューティソレノイド弁43に出力し、ウエイスト
ゲート弁41の開度によりプライマリターボ過給機40
の過給圧を可変する。ツインターボモードでは、両ター
ボ過給機40,50の作動配分に基づいたデューティ信
号をプライマリとセカンダリのデューティソレノイド弁
43,53に出力し、ウエイストゲート弁41,51の
開度により両過給機40,50の過給圧をそれぞれ可変
するのであり、こうして実過給圧Pbが常に目標過給圧
Ptに追従するようにフィードバック制御する。
In each mode, the target supercharging pressure Pt is set to an appropriate height in the single turbo range and to the proper boost pressure in the twin turbo range as shown in FIG. 3B, for example, by the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp. Determine a higher appropriate height. Then, a deviation Δp between the target supercharging pressure Pt and the actual supercharging pressure Pb of the absolute pressure sensor 81 is calculated, and a correction amount according to the deviation Δp is determined. Therefore, in the single turbo mode, a duty signal corresponding to the correction amount is output to the primary-side duty solenoid valve 43, and the primary turbocharger 40 is controlled by the opening degree of the waste gate valve 41.
Variable the supercharging pressure. In the twin turbo mode, a duty signal based on the operation distribution of both turbochargers 40 and 50 is output to primary and secondary duty solenoid valves 43 and 53, and both turbochargers are operated by opening the waste gate valves 41 and 51. The supercharging pressures 40 and 50 are respectively varied, and thus the feedback control is performed so that the actual supercharging pressure Pb always follows the target supercharging pressure Pt.

【0022】図1において、排気制御弁55について詳
細に説明する。先ず、セカンダリターボ過給機50は、
センターハウジング50cの両側にタービンハウジング
50dとブロワハウジング50eを連結して構成され、
エンジン本体1の右側バンク直後でブロワハウジング5
0eを前方に向けた車体前後方向に略水平に搭載され
る。そしてタービンハウジング50dの下部に排気制御
弁55の弁ボデー55aがボルト110により締結さ
れ、このボルト110によりアクチュエータ56を備え
るブラケット111が共締めされる。こうしてアクチュ
エータ56がセカンダリターボ過給機50に近接して沿
った状態で、後方下部の弁ボデー55aから前方のブロ
ワハウジング側に斜めに立設して設置されている。
Referring to FIG. 1, the exhaust control valve 55 will be described in detail. First, the secondary turbocharger 50
A turbine housing 50d and a blower housing 50e are connected to both sides of the center housing 50c,
Immediately after the right bank of engine body 1, blower housing 5
0e is mounted substantially horizontally in the front-rear direction of the vehicle body facing forward. The valve body 55a of the exhaust control valve 55 is fastened to the lower part of the turbine housing 50d by bolts 110, and the brackets 110 including the actuators 56 are fastened together by the bolts 110. In this way, the actuator 56 is installed obliquely from the lower rear valve body 55a to the front blower housing side in a state of being close to the secondary turbocharger 50.

【0023】排気制御弁55は下流開きに構成されるも
のであり、弁ボデー55aの弁ポート55bの下流に弁
座55cを介して広い弁室55dが形成され、弁室55
dの内部の下部に弁軸55eが水平に設けられ、この弁
軸55eと一体的なアーム55gに弁ポート55bより
大径の弁体55fが、弁座55cに接離して弁ポート5
5bを開閉するように取付けられている。
The exhaust control valve 55 is configured to open downstream, and a wide valve chamber 55d is formed downstream of the valve port 55b of the valve body 55a via a valve seat 55c.
A valve shaft 55e is provided horizontally at the lower portion inside the valve body 55d, and a valve body 55f having a larger diameter than the valve port 55b comes into contact with and separates from the valve seat 55c on an arm 55g integral with the valve shaft 55e.
5b is opened and closed.

【0024】アクチュエータ56は、ケース56aの内
部がダイアフラム56bにより2つの室56c,56d
に区画され、ダイアフラム56bがロッド56e、レバ
ー56fを介して弁軸55eに連結され、ダイアフラム
56bの弁閉方向にスプリング56gが付勢されてい
る。そして一方の室56cは通路69を介して第2の切
換用ソレノイド弁74に連通し、他方の室56dは通路
75を介して第1の切換用ソレノイド弁73に連通して
構成される。
In the actuator 56, the inside of a case 56a is divided into two chambers 56c and 56d by a diaphragm 56b.
The diaphragm 56b is connected to a valve shaft 55e via a rod 56e and a lever 56f, and a spring 56g is urged in the valve closing direction of the diaphragm 56b. One of the chambers 56c communicates with a second switching solenoid valve 74 via a passage 69, and the other chamber 56d communicates with a first switching solenoid valve 73 via a passage 75.

【0025】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ずエンジン運転時に例えば低負荷低中速のシング
ルターボモードでは、制御ユニット100からの電気信
号により第2の切換用ソレノイド弁74でアクチュエー
タ56の一方の室56cに大気圧Aが、第1の切換用ソ
レノイド弁73で他方の室56dに負圧(−P)がそれ
ぞれ供給される。そこでダイアフラム56bの負圧力と
スプリング力を加算した力でロッド56eが図の上方に
移動して、レバー56fにより排気制御弁55のアーム
55gを図の下方に揺動し、弁体55fが弁座55cに
当接して弁ポート55bを閉じる。そしてこの場合の負
圧力等により弁体55fが弁座55cに強固に当接して
確実に閉じた状態に保持されるのであり、これにより排
気Eのセカンダリターボ過給機50への導入が遮断さ
れ、このとき弁体55fに排気脈動や振動が作用しても
チャタリングを生じることが回避される。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, when the engine is operated, for example, in a single turbo mode with a low load and a medium speed, the atmospheric pressure A is applied to one chamber 56c of the actuator 56 by the second switching solenoid valve 74 by the electric signal from the control unit 100, and the first switching is performed. A negative pressure (-P) is supplied to the other chamber 56d by the solenoid valve 73 for use. Then, the rod 56e moves upward in the figure by the force obtained by adding the negative pressure of the diaphragm 56b and the spring force, and the arm 55g of the exhaust control valve 55 swings downward in the figure by the lever 56f. The valve port 55b is closed by contacting the valve port 55c. In this case, the valve body 55f is firmly brought into contact with the valve seat 55c due to the negative pressure or the like, so that the valve body 55f is securely held in a closed state. At this time, even if exhaust pulsation or vibration acts on the valve body 55f, chattering is prevented from occurring.

【0026】次いで、高速時にツインターボモードにな
ると、予備回転モードで制御ユニット100からの電気
信号により第2の切換用ソレノイド弁74でアクチュエ
ータ56の一方の室56cに負圧(−P)が、第1の切
換用ソレノイド弁73で他方の室56dに正圧(+P)
がそれぞれ供給される。そこでダイアフラム56bの負
圧力と正圧力を加算した力でロッド56eが図の下方に
移動して、レバー56fにより排気制御弁55のアーム
55gを逆の図の上方に略90度揺動する。このため弁
体55fが弁座55cから下流方向に離れ、且つ弁室5
5dの内部で排気の流れから後退して位置し、これによ
り弁ポート55bが開くと共にこの開状態に確実に保持
される。このため排気Eが弁ポート55bから弁室55
dを介してセカンダリターボ過給機50のタービンハウ
ジング50dに導入して予備回転し、その後に実質的に
セカンダリターボ過給機50を作動するようになる。
Next, in the twin turbo mode at a high speed, a negative pressure (-P) is applied to one chamber 56c of the actuator 56 by the second switching solenoid valve 74 by an electric signal from the control unit 100 in the preliminary rotation mode. Positive pressure (+ P) is applied to the other chamber 56d by the first switching solenoid valve 73.
Are supplied respectively. Then, the rod 56e is moved downward in the drawing by the force obtained by adding the negative pressure and the positive pressure of the diaphragm 56b, and the arm 55g of the exhaust control valve 55 is swung about 90 degrees upward in the opposite drawing by the lever 56f. Therefore, the valve element 55f moves away from the valve seat 55c in the downstream direction, and the valve chamber 5
The valve port 55b is opened and reliably held in the open state by retreating from the flow of exhaust gas inside 5d. For this reason, the exhaust E flows from the valve port 55b to the valve chamber 55.
The secondary turbocharger 50 is introduced into the turbine housing 50d of the secondary turbocharger 50 through d, and is preliminarily rotated. Thereafter, the secondary turbocharger 50 is substantially operated.

【0027】以上、本発明の実施例について説明した
が、排気制御弁55のリンク機構等に関しては、これの
みに限定されない。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the link mechanism of the exhaust control valve 55 is not limited to this.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シーケンシャルターボ式過給機付エンジンにおいて、セ
カンダリターボ過給機のタービン側に設けられる下流開
き式の排気制御弁のアクチュエータが、負圧力とスプリ
ング力を加算した力で閉じるように構成されるので、強
固に閉状態に保持されて排気脈動等によるチャタリング
を完全に回避することができる。このため騒音の発生、
排気制御弁の損傷、排気洩れ等を低減することが可能に
なる。また排気制御弁はアクチュエータの負圧力と正圧
力の加算した力で開くように構成されるので、開状態を
確実に保持することもできる。
As described above, according to the present invention,
In the engine with the sequential turbocharger, since the actuator of the exhaust control valve of the downstream opening type provided on the turbine side of the secondary turbocharger is configured to close with a force obtained by adding the negative pressure and the spring force, It is firmly held in the closed state, and chattering due to exhaust pulsation or the like can be completely avoided. This causes noise,
Damage to the exhaust control valve, exhaust leakage, and the like can be reduced. Further, since the exhaust control valve is configured to be opened by the sum of the negative pressure and the positive pressure of the actuator, the open state can be reliably maintained.

【0029】排気制御弁はタービンハウジングに固着さ
れ、アクチュエータはその付近に装着されるので、構造
がコンパクトになる。アクチュエータはリンク機構によ
り排気制御弁の弁体に連結して構成されるので、動作性
が良く、アクチュエータもコンパクトになる。
Since the exhaust control valve is fixed to the turbine housing and the actuator is mounted in the vicinity thereof, the structure becomes compact. Since the actuator is connected to the valve body of the exhaust control valve by a link mechanism, the operability is good and the actuator is compact.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る過給機付エンジンの排気制御装置
の実施例を、一部断面して示す側面図である。
FIG. 1 is a partially sectional side view showing an embodiment of an exhaust control device for a supercharged engine according to the present invention.

【図2】過給機付エンジンの全体を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing the entire supercharged engine.

【図3】制御系の全体の回路図である。FIG. 3 is an overall circuit diagram of a control system.

【図4】各ターボモードと、目標過給圧のマップを示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a map of each turbo mode and a target supercharging pressure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン本体 10,11,12 排気管 16,17,18,19 吸気管 40 プライマリターボ過給機 50 セカンダリターボ過給機 55 排気制御弁 56 アクチュエータ 73,74 切換用ソレノイド弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body 10, 11, 12 Exhaust pipe 16, 17, 18, 19 Intake pipe 40 Primary turbocharger 50 Secondary turbocharger 55 Exhaust control valve 56 Actuator 73, 74 Switching solenoid valve

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エンジンの吸,排気系にプライマリター
ボ過給機とセカンダリターボ過給機とが並列的に配置さ
れ、プライマリターボ過給機は常時作動するように構成
され、セカンダリターボ過給機は少なくともタービン側
に下流開き式の排気制御弁を有して、ツインターボモー
ドでのみ作動するように構成される過給機付エンジンに
おいて、排気制御弁がセカンダリターボ過給機のタービ
ンハウジング側に設けられ、アクチュエータがブラケッ
トによりその付近に装着され、そのアクチュエータは一
方の室に大気圧を他方の室に負圧を供給して排気制御弁
を閉じ、一方の室に負圧を他方の室に正圧を供給して開
くように構成されることを特徴とする過給機付エンジン
の排気制御装置。
1. A primary turbocharger and a secondary turbocharger are arranged in parallel in an intake and exhaust system of an engine, and the primary turbocharger is configured to operate constantly, and a secondary turbocharger is provided. In a turbocharged engine having at least a downstream-opening exhaust control valve on the turbine side and configured to operate only in the twin turbo mode, the exhaust control valve is disposed on the turbine housing side of the secondary turbocharger. An actuator is mounted in the vicinity by a bracket, the actuator supplies atmospheric pressure to one chamber and negative pressure to the other chamber, closes the exhaust control valve, and applies negative pressure to one chamber to the other chamber. An exhaust control device for a supercharged engine, wherein the exhaust control device is configured to supply and open a positive pressure.
【請求項2】 上記排気制御弁のアクチュエータは、一
方の室が大気圧と負圧を切換える第2の切換用ソレノイ
ド弁に、他方の室が負圧と正圧を切換える第1の切換用
ソレノイド弁にそれぞれ連通されることを特徴とする請
求項1記載の過給機付エンジンの排気制御装置。
2. An actuator of the exhaust control valve, wherein one of the chambers has a second switching solenoid valve for switching between atmospheric pressure and negative pressure, and the other chamber has a first switching solenoid valve for switching between negative pressure and positive pressure. 2. The exhaust control device for a supercharged engine according to claim 1, wherein the exhaust control device is connected to each of the valves.
【請求項3】 上記排気制御弁は、弁ポートの下流の弁
室内部で、弁軸と一体的はアームを揺動することにより
弁体を弁ポートに接離して開閉するように構成され、こ
の弁軸にアクチュエータからのロッドがレバーを介して
連結されることを特徴とする請求項1記載の過給機付エ
ンジンの排気制御装置。
3. The exhaust control valve is configured to open and close a valve body by moving an arm integrally with a valve shaft in a valve chamber downstream of a valve port so that the valve body contacts and separates from the valve port. The exhaust control device for a supercharged engine according to claim 1, wherein a rod from an actuator is connected to the valve shaft via a lever.
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