JP3365533B2 - ターボチャージャを備えたエンジンの吸気装置 - Google Patents

ターボチャージャを備えたエンジンの吸気装置

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JP3365533B2 JP06945095A JP6945095A JP3365533B2 JP 3365533 B2 JP3365533 B2 JP 3365533B2 JP 06945095 A JP06945095 A JP 06945095A JP 6945095 A JP6945095 A JP 6945095A JP 3365533 B2 JP3365533 B2 JP 3365533B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気マニフ
ォルドにタービンを設け、該タービンで駆動されるコン
プレッサを吸気マニフォルドに連通したターボチャージ
ャを備えたエンジンの吸気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ターボチャージャ過給機付エンジンにお
いて、空気量を高回転の最大過給点で適性となるように
設定した場合には、低回転域では空気量が著しく減少す
るため、低回転域で適性吸気量を確保し、高過給圧とな
った時にターボチャージャをバイパスさせるウェストゲ
ート付ターボチャージャや、低回転域で排気ガスの流路
及び流通面積を変えることにより積極的にタービンに排
気ガスを衝突させタービン回転数を上昇させ、低速域に
おける過給圧の向上を狙ったVNT(可変容量型)ター
ボチャージャといった、低速時におけるレスポンスの向
上や吸入空気量の増大を狙ったターボチャージャ過給機
の技術がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
安全性向上や装備の充実のための車両質量の増加、及び
排気ガス対策の強化により、前述の技術では発進性に関
わる低速トルクの向上に対する過給レスポンスの向上や
吸入空気量の増大量は必ずしも十分なものではなくなっ
てきた。
【0004】以上の問題点に鑑み、本発明では低速時に
十分な吸入空気量を確保し、車両の発進加速性の向上を
図るターボチャージャを備えたエンジンの吸気制御方法
と、吸気制御装置の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のターボチャージ
ャを備えたエンジンの吸気制御装置はエンジンの排気マ
ニフォルドにタービンを設け、該タービンで駆動される
コンプレッサを吸気マニフォルドに連通したターボチャ
ージャを備えたエンジンの吸気装置において、前記コン
プレッサからの管路にバイパス管を設け、このバイパス
管に電磁弁と蓄圧タンクとレギュレータバルブとを直列
に接続し、前記管路と前記バイパス管の合流点には方向
切換弁を設け、この方向切換弁の下流側は管路を介して
前記吸気マニフォルドに接続し、蓄圧タンク内のタンク
圧と前記管路の前記バイパス管との合流点よりもコンプ
レッサ側の圧力と前記方向切換弁の下流側の管路の圧力
とを検出する圧力センサを設け、これ等の圧力センサか
らの信号に基づき電磁弁、レギュレータバルブ、又は方
向切換弁7を制御する制御装置を備えている。
【0006】また、本発明によれば、さらにエンジン回
転数が一定以上の場合に電磁弁を開くとともにレギュレ
ータバルブを閉じ、蓄圧タンクにコンプレッサで圧縮さ
れた吸気を溜め、一定時間後にタンク圧を検出し、目標
圧力以上であれば前記電磁弁を閉じ、次に車両が一旦停
車したか否かを判断し、停車した場合には方向切換弁を
蓄圧タンクと吸気マニフォルドが連通するように制御
し、レギュレータバルブを目標圧になるように開度調整
し、一定時間後にタンク圧とバイパス分岐前のダクト圧
を比較し、タンク圧の方がダクト圧よりも高くなった場
合には再度レギュレータバルブを目標圧になるように開
度調整し、タンク圧の方がダクト圧よりも低くなった場
合に初期の状態に戻すように吸気を制御するようになっ
ている。
【0007】
【作用】このように本発明によれば、蓄圧タンクを設け
ることにより、発進時等の吸気圧を高め、もって従来の
ターボチャージャ過給式エンジンでは得られなかった発
進時等の低速運転においての十分な空気量が比較的に簡
単なシステムにより得られる。
【0008】
【実施例】以下、図1〜図4に基づいて本発明の実施例
について説明する。
【0009】図1において、エンジンの排気マニフォル
ド15にはターボチャージャ1のタービン1aが接続さ
れ、このタービンにより駆動されるコンプレッサは、図
示しない空気取り入れ口から大気を吸い込み、エアクリ
ーナ16を経由した吸気を圧縮し、吸気管2とこれに連
なる管路8を介して吸気マニフォルド10に接続してい
る。
【0010】また、前記吸気管2には分岐点17でバイ
パス管6が設けられており、該バイパス管6には順を追
って、電磁弁3と、エンジンが高速回転の時に余剰の過
給圧を一旦貯えておく蓄圧タンク4と一旦貯えておいた
過給圧を発進加速時等の低回転時に圧力を調整しながら
取り出すレギュレータバルブ5が介装されている。
【0011】そして吸気管2とバイパス管6の合流点に
は方向切換弁7が設けられ管路8に連なる様に構成さ
れ、前記蓄圧タンク内、分岐点17前の吸気管2内、及
び管路8内には圧力センサ11、12、13が設けられ
ている。さらにエンジン回転速度を検出するエンジン回
転センサ18、車速を検出する車速センサ19、アクセ
ルセンサ20及び前記圧力センサ11、12、13から
の入力情報に基づき前記電磁弁3、レギュレータバルブ
5、方向切換弁7の開閉、流量、方向の切換えを制御す
るためのコントロールユニット9を備えている。
【0012】次に図4のフローチャート図、及び図2の
蓄圧タンク4に過給圧を充填する際のタンク内の過給圧
特性図と図3の蓄圧タンク4から圧力を取出す時(減圧
時)のタンク内の過給圧及びダクト圧特性図を用いて過
給の制御フローを説明する。先ずスタートして、ステッ
プS1でエンジン回転センサ18によりエンジン回転数
Nを検出する。次にステップS2に進みコントロールユ
ニット9はエンジン回転数Nが所定の値N0 以上である
か否かを判断し、所定の値N0 以上でない場合にはステ
ップS1に戻り、所定の値N0 以上である場合には次の
ステップS3に進み、電磁弁3を開き、レギュレータバ
ルブ5を閉じて蓄圧タンク4に過給圧を貯める。一定時
間t2 経過後にタンク内圧を圧力センサで検出(ステッ
プS4)し、ステップS5に進み図2を参照して、コン
トロールユニット9はタンク内の圧力Pが目標値(例え
ば最大過給圧の80%程度)P0 を超したか否かを判断
して、P0 を超していなければステップS4に戻り、P
0 を超していればステップS6に進み電磁弁3を閉じ、
さらにステップS7に進み、車速センサ19により車速
Vを検出し、コントロールユニット9は車速センサ19
からの入力情報に基づき車速Vが0であるのか否かを判
断(ステップS8)して、0でなければステップS7に
戻り、0であり、アクセルがONであれば方向切換弁7
を蓄圧タンク4と吸気マニフォルド10が連通するよう
に制御(ステップS9)し、ステップS10に進みコン
トロールユニット9は圧力センサ13で検出した圧力が
一定過給圧PB (P0 の30%程度が適当である。)に
なるようにレギュレータバルブ5を調節して開き、さら
にステップS11に進みt4時間後のタンク圧PT と管
路8内のダクト圧PD を圧力センサ11、12によって
検出し、ステップS12に進みコントロールユニット9
はPT ≦PD であるか否かを判断し、PT ≦PD でなけ
ればステップS10に戻り、PT ≦PD であれば制御は
最初に戻りこれ等の制御を繰り返す。
【0013】
【発明の効果】以上のように構成され、制御される本発
明のターボチャージャの吸気装置によれば、従来のター
ボチャージャ過給式エンジンでは得られなかった発進時
等の低速運転においての十分な空気量が比較的に簡単な
システムにより得られる。
【0014】従って、発進時等特に低速加速が改善され
るとともに高速時での出力においても従来のターボチャ
ージャ付エンジンの性能が維持される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による全体構成模式図。
【図2】本発明に使用する蓄圧タンクの充填時の経過時
間と過給圧(タンク圧力)の関係を示す図。
【図3】本発明に使用する蓄圧タンクの開放時の経過時
間とタンク圧力、上流側ダクト圧力の関係を示す図。
【図4】本発明の制御の流れを示すフローチャート図。
【符号の説明】
1・・・ターボチャージャ 1a・・・タービン 1b・・・コンプレッサ 2・・・吸気管 3・・・電磁弁 4・・・蓄圧タンク 5・・・レギュレータバルブ 6・・・バイパス管 7・・・方向切換弁 8・・・管路 9・・・制御装置 10・・・吸気マニフォルド 11、12、13・・・圧力センサ 15・・・排気マニフォルド 16・・・エアクリーナ 18・・・エンジン回転センサ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの排気マニフォルドにタービン
    を設け、該タービンで駆動されるコンプレッサを吸気マ
    ニフォルドに連通したターボチャージャを備えたエンジ
    ンの吸気装置において、前記コンプレッサからの管路に
    バイパス管を設け、このバイパス管に電磁弁と蓄圧タン
    クとレギュレータバルブとを直列に接続し、前記管路と
    前記バイパス管の合流点には方向切換弁を設け、この方
    向切換弁の下流側は管路を介して前記吸気マニフォルド
    に接続し、蓄圧タンク内のタンク圧と前記管路の前記バ
    イパス管との合流点よりもコンプレッサ側の圧力と前記
    方向切換弁の下流側の管路の圧力とを検出する圧力セン
    サを設け、これ等の圧力センサからの信号に基づき電磁
    弁、レギュレータバルブ、又は方向切換弁7を制御する
    制御装置を備えたことを特徴とするターボチャージャを
    備えたエンジンの吸気制御装置。
  2. 【請求項2】 前記制御装置は、エンジン回転数が一定
    以上の場合に電磁弁を開くとともにレギュレータバルブ
    を閉じ、蓄圧タンクにコンプレッサで圧縮された吸気を
    溜め、一定時間後にタンク圧を検出し、目標圧力以上で
    あれば前記電磁弁を閉じ、次に車両が一旦停車したか否
    かを判断し、停車した場合には方向切換弁を蓄圧タンク
    と吸気マニフォルドが連通するように制御し、レギュレ
    ータバルブを目標圧になるように開度調整し、一定時間
    後にタンク圧とバイパス分岐前のダクト圧を比較し、タ
    ンク圧の方がダクト圧よりも高くなった場合には再度レ
    ギュレータバルブを目標圧になるように開度調整し、タ
    ンク圧の方がダクト圧よりも低くなった場合に初期の状
    態に戻すように吸気を制御する機能を有する請求項1記
    載の吸気制御装置を備えたターボチャージャを備えたエ
    ンジンの吸気制御装置。
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