JPH02201028A - 可変容量過給機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ウェイストゲート弁を備えた可変容量過給機
の制御方法に関する。

く背景技術〉 排気ガスでタービンロータを回して吸気マニホールド内
の空気圧を高くする過給機を備えた自動車用エンジンが
知られている。

過給機の流量特性が一定になっている場合、エンジンの
高回転時には排気ガス流量が多くなり過ぎて過給機内の
流速が増加してタービンロータが回り過ぎろことがある
。逆にエンジンの低回転時には、排気ガス流量が少な過
ぎて過給機内の流速が減少してタービンロータが回りに
くくなり、過給が十分に行な又ないことがある。

そこで、排気ガス路に流路面積を変丸る可動ベーンを備
えた過給機が使用されている。

この過給機は、エンジンの高回転時には可動ベーンを開
いて流路面積を大きくし、排気ガスの流速を遅くしてタ
ービンロータの回り過ぎを防止している。また、エンジ
ンの低回転時には可動ベーンを閉じて流路面積を小さく
し、排気ガスの流速を早くしてタービンロータを回転さ
せ十分な過給を行なうようにしている。

一方、エンジンの排気系に過給機を通らずに排気管につ
ながるバイパス路を設け、排気ガスの流量が一定以上に
なると開くウェイストゲート弁をバイパス路に設け、エ
ンジンの高回転時に排気ガス流量が多くなり過ぎた場合
、排気ガスの一部を過給機に通さないようにしてタービ
ンロータの回り過ぎを防止したものも使用されている。

可動ベーンやウェイストゲート弁を備えろことにより、
エンジンの低回転域から高回転域まで幅広く効果的に過
給を行なうことができる。

〈発明の目的〉 可動ベーン及びウェイストゲート弁が併設された過給機
において、可動ベーンの開閉動とウェイストゲート弁の
開閉動とを併用して過給効率を向上させた可変容量過給
機の制御方法を提供し、もってエンジンの性能向上を図
ることを目的とする。

〈目的を達成するための手段〉 上記目的を達成するための本発明の可変容ｌ過給機の制
御方法は、エンジンの排気系につながる過給機のハウジ
ング内の排気ガス通路に該排気ガス通路の流路を大開及
び半開及び小開状態に変化させる可動ベーンを設け、前
記エンジンの排気系に開放通路を連結すると共に、該開
放通路の開閉を行なう開閉弁を該開放通路に設けた可変
容量過給機において、前記エンジンが低回転高負荷とな
る第一領域で前記可動ベーンを小開状態にし、前記エン
ジンが中回転高負荷となる第二領域で前記可動ベーンを
半開状態にし、前記エンジンが高回転高負荷となる第三
領域及び前記エンシンカ賢低負荷となる第四領域で前記
ガイドベーンを大開状態にすると共に前記開閉弁を開状
態にすることを特徴とする。

く実　施　例〉 第１図には本発明方法を実施する可変容量過給機の概略
構成、第２図にはその断面側面、第３図にはその可動ベ
ーンの駆動機構を示しである。

第１図に示すように、エンジン１の排気系２には可変容
量過給機（可変ターボ）３がつながれ、排気が可変ター
ボ３に導入されるとタービンロータ４の回転によって圧
縮空気が吸気系５からエンジン１に導入される。エンジ
ン１の排気系２には開放通路としてのバイパス路６が設
けられ、バイパス路６は可変ターボ３を通らずに可変タ
ーボ３の入口部と出口部とを連結している。バイパス路
６には開閉弁としてのウェイストゲート弁７が設けられ
、ウェイストゲート弁７の開閉によりバイパス路６の開
閉を行なうことができる。

第２図に示すように、可変ターボ３のハウジング８内の
排気ガス通路９内には、排気ガス通路９の流路を三段階
（大間、中開、小開）に変化させろ可動ベーン１０が二
枚設けられている。第２図に実線で示す状態が小開状態
（閉じた状態）で流路幅は−となり、第２図に点線で示
す状態が大開状態（開いた状態）で流路幅はＬとなり、
途中の状態が申開状態となる。

第３図に基づいて可動ベーン１０の駆ＳＪＪ機構を説明
する。駆動シリンダ１１のピストンロッド１２が往１ｘ
動することによりレバー１３を介して可動ベーン１０が
＠動（開閉動）する。ピストンロッド１２は駆動シリン
ダ１１の第−室１１ａ内に配され、ばね１４によって図
中左側に付勢されている。駆動シリンダ１１には隔壁１
５を挾んで第二室１１ｂが設けられ、第二室１１ｂには
補助ピストンロッド１６が配されている。第−室１１ａ
及び第二室１１ｂにはピストンロッド１２及び補助ピス
トンロッド１６を図中右側に移動させろためのエアロ１
７．１８が設けられている。

通常、ばね１４のばね力によりピストンロッド１２及び
補助ピストンロッド１６は図中左端に移動し、可動ベー
ン１０は大開状態になる。エアロ１８からエアを供給す
ると、補助ピストンロッド１６がｉ壁１５に当接するま
で図中右側に移動し、ピストンロッド１２も補助ピスト
ンロッド１６に押されてばね１４のばね力に抗して図中
右側に移動する。補助ピストンロッド１６が隔壁１５に
当接した時点でピストンロッド１２の移動が停止し、可
動ベーン１０は申開状態になる。従って、駆動シリンダ
１１によって可動ベーン１０を三段階の開度に変化させ
ることができる。

次に上記構成の可変容量過給機の具体的な！ＩＩ御方法
を説明する。

第４図には可動ベーン１０の開度別のタービン修正流量
とタービン膨張比の関係を表わすグラフ、第５図にはウ
ェイストゲート弁７の開閉時期を表わすグラフを示しで
ある。

エンジン１が低回転負荷となる第一領域１９ではエアシ
リンダ１１のエアロ１７．１８７！ｌ）らエアを供給し
、可動ベーン１０４！閉じて小開状態にすると共にウェ
イストゲート弁７を閉じた状態にする。これにより、エ
ンジン１が低回転で排気ガス量が少なくても排気ガス通
＃Ｉ９の流路が絞られ、排気ガスの流速が増加して可変
ターボ３のタービン３ａを十分に回転させ、過給を十分
に行なうことができ排煙低減と燃費低減が図れる。

エンジン１が中回転中負荷となる第二領域２０では、ｗ
Ａ！１！ｂシリンダ１１のエアロ１８からのみエアを供
給して可動ベーン１０を申開状態にすると共にウェイス
トゲート弁７を閉じた状態にする。これにより、可変タ
ーボ３内の排気ガスの流速を下げることなくタービン３
ａを回転させることができ、燃料に合った過給が行なえ
燃費低減が図れる。

尚、第一領域１９．第二領域２０で負荷が比較的小さい
場合、ウェイストゲート弁７を開いて排気ガス量を調節
しハウジング８内の排気ガスの流速を調整することもで
きる。これにより、きめ細かく排気ガス流量と過給性能
とをマツチさせることが可能である。

エンジン１が高回転高負荷になる第三領域２１及び回転
数に係らず低負荷になる第四領域２２では駆動シリンダ
１１のばね力のみによって可動ベーン１０を大開状態（
開いた状態）にすると共に、ウェイストゲート弁７を開
いた状態にする。これにより、排気ガス量が多くてもそ
の一部はバイパス略６ｔｅ通って排出されて筒内からの
排気がスムーズに行なわれ、可変ターボ３に導入された
排気ガスは流路が全開となって流路抵抗が低くなった排
気ガス通路９で）光速が上がりすぎないようにされてタ
ービン３ａを回転させろことができる◇したがって、タ
ービン３ａの回し過ぎを防止すると共に吸入をスムーズ
に行なわせ、ボンピング損失を低減させて過給する空気
量をある程度抑制し、エンジン１のシリンダ筒内の温度
低下を防止し未燃の炭化水素を低減してパティキュレー
トを減少させろことができろ。

上述した＠押力法の制御マツプを第６図に示しである。

図中大、中、小は可動ベーン１０の開閉状況を示したも
ので、第６図のグラフは、縦軸がトルク（負荷）Ｔ、横
軸がエンジン１の回転数Ｎ、である。

上述した可変過給機の制御方法によると、可動ベーン１
０の開度をエンジン１の状態に応じて三段階に変えろと
共に、ウェイストゲート弁７の開閉も同時に行なうよう
にしたので、一つの可変ターボ３によりエンジン１の広
範囲の運転状態に応じて最適な過給が行なえる。可動ベ
ーン１０の開閉動とウニイス・トゲート弁７の開閉を組
合わせることにより、個々の利点が相乗して可変ターボ
３による過給がより効率的に行なわれる。

〈発明の効果〉 本発明の可変容量過給機の制御方法は、エンジンの状況
に応じて可動ベーンの開度を三段階に変化させると共に
、開放通路の開閉弁の開閉動作も同時にＩＩＪＩｌａｌ
するようにしたので、可動ベーンによる排気ガス流速の
制ｆＪＩＪ機能と１！！閉弁による排気ガス流速の抑制
機能とが相乗してエンジンの運転状態に応じた効率的な
過給が可能になる。この結果、燃費低減が図れると共に
排気状態を向上させろことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する可変容量過給機の概略構
成図、第２図はその断面側面図、第３図はその可動ベー
ンの駆動機構図、第４図は可変容量過給機の流量特性図
、第５図はウェイストゲート弁の制御マツプ図、第６図
は可変容量過給機の制御マツプ図である。 図　面　中、 １はエンジン、 ３は可変容量過給ａ！（可変ターボ）、６はバイパス路
、 ７はウェイストゲート弁、 ９は排気ガス通路、 １０１よ可動ベー　ン、 １１１よ駆動シリンダである。 特　　許　　出　　願　　人 三菱自動車工業株式会社 代　　　　理　　　　人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの排気系につながる過給機のハウジング内の排
   気ガス通路に該排気ガス通路の流路を大開及び半開及び
   小開状態に変化させる可動ベーンを設け、前記エンジン
   の排気系に開放通路を連結すると共に、該開放通路の開
   閉を行なう開閉弁を該開放通路に設けた可変容量過給機
   において、前記エンジンが低回転高負荷となる第一領域
   で前記可動ベーンを小開状態にし、前記エンジンが中回
   転高負荷となる第二領域で前記可動ベーンを半開状態に
   し、前記エンジンが高回転高負荷となる第三領域及び前
   記エンジンが低負荷となる第四領域で前記ガイドベーン
   を大開状態にすると共に前記開閉弁を開状態にすること
   を特徴とする可変容量過給機の制御方法。