JPH0323316A - 排気ターボ式過給機付エンジンの吸気制御装置 - Google Patents

排気ターボ式過給機付エンジンの吸気制御装置

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JPH0323316A
JPH0323316A JP1157740A JP15774089A JPH0323316A JP H0323316 A JPH0323316 A JP H0323316A JP 1157740 A JP1157740 A JP 1157740A JP 15774089 A JP15774089 A JP 15774089A JP H0323316 A JPH0323316 A JP H0323316A
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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、排気ターボ式過給機付エンジンの吸気制御装
置に関する。
(従来技術) エンジンの吸気充填効率を高める手段として、吸気管内
の圧力振動を利用した動的過給装置、吸排気弁の開閉時
期制御装置、および機械式あるいは排気ターボ式の過給
機が知られている。また、これらの吸気充填率向上手段
であって、エンジンの吸気状態をエンシンの低回転数領
域で吸気の充填効率が高まる第1の吸気状態と、高回転
数領域で吸気の充填効率が高まる第2の吸気状態とに、
所定のエンジン回転数で切換える手段を備え、もって広
い回転数領域で吸気充填効率を高めるようになったもの
も知られている。一方、近年これらの手段を組み合わせ
て吸気充填効率をより一層高めたエンジンが開発される
ようになり、例えば、特開昭59−164408号公報
には、排気ターボ式過給機と動的過給装置とを備えたエ
ンジンが開示されている。
(発明が解決しようとする課題) 過給機付のエンジンでは、ノッキング防止の観点から、
低回転数領域での過給圧の過度の上昇を抑制するのが望
ましい。したがって、排気ターボ式過給機と他の吸気充
填効率向上手段とを備えたエンジンでは、エンジンの吸
気状態をエンジンの低回転数領域で吸気充填効率が高ま
る第1の吸気状態と、高回転数領域で吸気充填効率が高
まる第2の吸気状態とに切換えると共に、過給機の最高
過給圧をエンジン回転数に応じて低回転数領域では比較
的低圧に、高回転数領域では高圧に切り換えれば、広い
回転数領域で吸気充填効率を向上でき、同時にノッキン
グを防止できる。しかるに、従来の排気ターボ式過給機
と他の吸気充填効率向上手段とを備えたエンジンでは、
かかる手当てが講じられていなかったので、広い回転数
領域にわたる吸気充填効率の向上とノッキング防止とを
同時に達成できないという問題があった。
本発明は上記問題に鑑みて構成されたものであり、排気
ターボ式過給機と他の吸気充填効率向上手段とを備えた
エンジンにおいて、広い回転数領域にわたる吸気充填効
率の向上とノッキング防止とを同時に達成できるエンジ
ンを提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明にあっては、上記課題を解決するために、低速時
に吸気充填効率が高まる第1吸気状態と、高速時に吸気
充填効率が高まる第2吸気状態とを所定のエンジン回転
数で切換える手段を備えた排気ターボ式過給機付エンジ
ンの吸気制御装置において、第1吸気状態から第2吸気
状態への切換えに対応してターボ式過給機からの最高過
給圧を低圧から高圧に切り換える手段を設けた。
本発明の好ましい実施態様にあっては、第1吸気状態か
ら第2吸気状態への切換え手段は吸気系の同調回転数を
切換える可変吸気手段、あるいは吸気弁開閉時期制御手
段によって構成される。
本発明の他の好ましい実施態様にあっては、第1吸気状
態から第2吸気状態への切換え手段が吸気系の同調回転
数を切換える可変吸気手段と吸気弁開閉時期制御手段と
で構威され、かつ吸気弁開閉時期制御手段が可変吸気手
段よりも低い回転数領域で第2吸気状態へ切換えられる
本発明の更に他の好ましい実施態様にあっては、第1吸
気状態から第2吸気状態への切換え手段がターボ式過給
機の容量変更手段によって構威される。
(作用) 本発明においては、低速時に吸気充填効率が高まる第1
吸気状態から高速時に吸気充填効率が高まる第2吸気状
態へ所定のエンジン回転数で切換える手段を設けると共
に、第1吸気状態から第2吸気状態への切換えに対応し
てターボ式過給機からの最高過給圧を低圧から高圧に切
り換える手段を設けたので、広いエンジン回転数領域で
吸気充填効率が高く維持されると共に、低回転数領域で
の過給圧の過度の上昇が抑制されてノッキングの発生が
防止される。
(実施例) 以下、添付の図面に基づいて、本発明の実施例を説明す
る。
第1図は本発明の実施例に係る制御装置を備えた排気タ
ーボ式過給機付4気筒エンジンの給排気系の全体構成を
示す。
第1図において、本実施例に係る−4気筒エンジンAは
第1気筒1a,第3気筒1c1第4気筒1d、第2気筒
lbの順に点火順序が設定されている。第1気筒1a〜
第4気筒1dの吸気ボートにはそれぞれ独立吸気通路2
a〜2dが接続され、吸気工程が連続しない第1気筒、
第4気筒の独立吸気通路2a、2dは集合吸気通路3a
に、また同様に吸気工程が連続しない第3気筒、第2気
筒の独立吸気通路2c、2bは集合吸気通路3bに接続
されている。集合吸気通路3a、3bは、吸気上流側が
長い連通路4により、給気下流側が短い連通路5により
それぞれ連通連結されており、下流側連通路5には可変
吸気制御バルブ6が、また集合吸気通路3a,3bの上
流部にはそれぞれスロットルバルブ6a,6bが配設さ
れている。
上流側連通路4の寸法は独立吸気通路2a〜2dと集合
吸気通路3a、3bと連通路4とで構成される吸気通路
がエンジン回転数n0で共鳴過給効果を生ずるように設
定されており、下流側連通路5の寸法は独立吸気通路2
a〜2dと集合吸気通路3a,3bと連通路5とで構成
される吸気通路がエンジン回転数n+  (n+ >n
o )で共鳴過給効果を生ずるように設定されている。
上流側連通路4の吸気上流部はクーラー7を経由して排
気ターボ式過給機Bのコンプレッサ8に連通し、コンプ
レッサ8の上流部はエアフローメータ9、エアクリーナ
lOを介して図示しない吸気開口部に連通している。
第1気筒1a〜第4気1dの排気ボートはそれぞれ対応
する独立排気通路11a〜lidを介して集合排気通路
l2に接続し、集合排気通路l2の排気下流部はタービ
ンl3を経由して排気通路l4に連通している。集合排
気通路l2のタービンl3よりも上流域と排気通路l4
は排気バイパス通路であるウエストゲート15を介して
連通し、ウエストゲートl5の集合排気通路l2側の開
口部にはウエストゲートl5を開閉するウエストゲート
バルブ16が配設されている。ウエストゲートバルブl
6はロツド17を介してウエストゲートバルブ駆動用ア
クチュエータl8により開閉駆動される。
ウエスストゲートバルブ駆動用アクチュエータl8は、
大径円筒部18aと、大径円筒部18aと同心の小径円
筒部18bとから成る。大径円筒部18aと小径円筒部
18bにはそれぞれダイヤフラム19a,19bが配設
されて室18a+118a* 、18b+ 、18b*
が画成され、室18a+にはダイヤフラム19aを室1
8at側に付勢するためのスプリング20が配設され、
また室18a+、18btは大気開放されている。
ロッドl7はウエストゲートバルブl6とダイヤフラム
19aS 19bとに固着され、室18aの大気開放用
開口及び室18atと室1 8 b +の境界壁に設け
た開口を貫通している。室18atと室18b.の境界
壁に設けた開口とロッドl7との間にはシールが配設さ
れ、前記境界壁の気密性が担保されている。大径円筒部
18aの室18a2は連通路2lを介してコンブレッサ
8の直近下流の吸気通路に連通しており、小径円筒部l
8bの室18blは連通路22、三方ソレノイド23、
連通路24を介して連通路 2lに連通している。三方
ソレノイド23は連通路22から枝分かれした連通路2
5を介して可変吸気制御バルブ駆動用アクチュエータ2
6の室26aにも連通している。室26aはダイヤフラ
ム27を挟んで室26bに接しており、室26bには、
ダイヤフラム27を室26a側に付勢するスプリング2
8が配設されている。室26bは大気開放されており、
大気開放用開口を通して、一端がダイヤフラム27に取
付けられたロッド29が室26bの外に延びている。ロ
ッド29の他端は適当な回転機構を介して可変給気制御
バルブ6の回転軸6aに連結されている。
三方ソレノイド23は、連通路22、ひいては連通路2
2に連通した連通路25を大気開放し、連通路24を閉
鎖する第1作動位置と、連通路22、ひいては連通路2
2に連通した連通路25を連通路24に連通させ、且つ
連通路24の閉鎖を解除する第2作動位置とを取りうる
ように構威されている。また、三方ソレノイド23はコ
ントロールユニットによって制御される。コントロール
ユニットは制御プログラムを格納したメモリーと入出力
インターフェースとCPUとから成る。
コントロールユニットには、図示しないエンジン回転数
センサからのエンジン回転数信号が入力され、またコン
トロールユニットからは三方ソレノイド23に制御信号
が出力される。
上記の如くに構成された本実施例に係るエンジンの制御
装置の作動を、第1図とエンジントルク、過給圧および
可変吸気制御バルブの開閉状態のエンジン回転数に伴う
変化を示す第2図とに基づいて以下に説明する。
■ エンジン停止状態およびエンジン回転数が所定回転
数N (n+ >Nano )未満の低回転数領域では
、コントロールユニットは、三方ソレノイド23の作動
位置を第1作動位置に設定維持する。
この状態では、アクチュエータ26の室26aは大気開
放されているのでダイヤフラム27はスプリング28の
押圧力の下で室26a方向に変位し、この変位がダイヤ
フラム27に固着されたロッド29に伝達され、適当な
回転機構を介して回転変位として回転軸6aひいては可
変吸気制御バルブ6に伝達され、その結果可変吸気制御
バルブ6は連通路5を閉鎖している。このため、独立吸
気通路2a〜2dと、集合吸気通路3a、3bと連通路
4とで構成される吸気通路がエンジン回転数n0で共鳴
過給効果を生じ該回転数近傍で吸気充填効率が高くなり
、その結果、エンジントルクはエンジン回転数の上昇に
伴い、エンジン回転数n0でピークとなる上に凸の曲線
■に沿って変化する。
一方エンジン停止状態ではアクチュエータ18のダイヤ
フラム19aはスプリング20の押圧力の下で室18a
t方向に変位し、この変位がダイヤフラム19aに固着
されたロッド17を介してウエストゲートバルブ16に
伝達され、その結果ウエストゲートバルブl6はウエス
トゲート15を閉鎖している。エンジン始動後エンジン
回転数の上昇に伴って排気ターボ式過給機Bの過給圧が
高くなり、エンジン回転数がNO  (NO <N)に
なった時点で、コンプレッサ8の下流の吸気通路から連
通路2lを介してアクチュエータ18の室18azに導
かれた過給圧P+によって生じたダイヤフラム19aを
室18a+側に押す力がスプリング20の付勢力に打ち
勝ちウエストゲートバルブl6によるウエストゲートl
5の閉鎖が解除される。その結果、排気ターボ式過給機
の過給圧はエンジン回転数がN0に達するまで上昇を続
けるが、エンジン回転数が N0になった時点、すなわ
ち過給圧がP1になった時点でウエストゲート15が開
き排気を排気通路l4にバイパスするので、以後エンジ
ン回転数が上昇しても排気ターボ式過給機Bの過給圧は
 P,に保たれる。
■ エンジン回転数が上昇して所定の回転数Nになった
時点で、コントロールユニットはエンジン回転数信号に
基づいてエンジン回転数が所定値Nに達したと判断し、
三方ソレノイド23に制御信号をおくって、三方ソレノ
イド23の作動位置を第2作動位置に変更する。
この状態では、アクチュエータ26の室26aにコンプ
レッサ8の下流の吸気通路から連通路2124、25を
介して導入された過給圧P1によって生じたダイヤフラ
ム27をスプリング28の方向に押す力がスプリング2
8の押圧力に打ち勝ち、可変吸気制御バルブ6による連
通路5の閉鎖が解除される。このため、独立吸気通路2
a〜2dと、集合吸気通路3a、3bと連通路5とで構
成される吸気通路がエンジン回転数nで共鳴過給効果を
生じ該回転数近傍で吸気充填効率が高くなり、その結果
、エンジントルクはエンジン回転数の上昇に伴い、エン
ジン回転数n!でピークとなる上に凸の曲線■に沿って
変化する。
一方、コンプレッサ8の下流の吸気通路から連通路2l
、24、22を介してアクチュエータ18の室18b1
に導入された過給圧P+によってダイヤフラム19bを
室18b2側に押す力が生じ、この力とスプリング20
の付勢力の和がコンブレッサ8の下流の吸気通路から連
通路2lを介して室18a.に導入された過給圧P.に
よって生じたダイヤフラム19aをスプリング20の方
向に押す力に打ち勝って、ウエストゲートバルブl6は
再びウエストゲート15を閉方向に作動させる。この結
果過給圧は急激に上昇する。しかし、ダイヤフラム19
aの面積がダイヤフラム19bの面積よりも広いため、
過給圧がP2(Pg >P,)になった時点で、導入さ
れた過給圧P,によって生じたダイヤフラム19aをス
プリング20の方向に押す力が、同じく導入された過給
圧P,によって生じたダイヤフラム19bを室18b2
側に押す力とスプリング20の付勢力の和に打ち勝ち、
再びウエストゲートバルブl6によりウエストゲートl
5が開方向に作動する。
その結果、排気ターボ式過給機bの過給圧はエンジン回
転数がNに達した時点でP1からP,に急激に上昇し、
その後はエンジン回転数が上昇しても排気ターボ式過給
機の過給圧はP2に保たれる。
以上説明したごとく、本実施例に係るエンジンにあって
は、可変吸気制御バルブ6の開閉による吸気状態の切り
換えと、これと同時に行われるウエストゲートバルブ1
6の開閉による最高過給圧の変更とにより、広い回転数
領域にわたって吸気の充填効率が高く維持されると共に
、低回転数領域ではターボ式過給機の最高過給圧が低く
保たれることによりノッキングが防止される。
第3図は本発明の他の実施例に係る制御装置を備えた排
気ターボ式過給機付4気筒エンジンの給排気系の全体構
成を示す。
本実施例に係る吸気系の構成は、低速時に吸気充填効率
が高まる第1吸気状態と高速時に吸気充填効率が高まる
第2吸気状態とを所定のエンジン回転数で切り換える手
段が以下の諸点において異なることを除き、第1図の実
施例に係る吸気系と同一である。すなわち、本実施例に
あっては、独立吸気通路2a’〜2d’は一本の集合吸
気通路3a’に連結されており、第1図の実施例と異な
り、共鳴過給を行うための構成要素である第2の集合吸
気通路、集合吸気通路を連通ずる長短2本の連通路、可
変吸気制御バルブ、可変吸気制御バルブを開閉駆動する
アクチュエー夕、および該アクチュエー夕と三方ソレノ
イドを連通ずる連通路は配設されておらず、その代わり
に、吸気弁開閉時期制御装置30が設置されている。吸
気弁開閉時期制御装置30は、吸気バルブを開閉駆動す
るカム軸31とカム軸3lに組み込まれた略H形の軸方
向断面を有するスリーブ30aとコントロールユニット
によって制御される駆動レバー30bとから成る。カム
軸31は、バルブ開閉駆動用カムに連結された部分31
aと図示しないベルトをかいして図示しないクランク軸
によって回転駆動されるプーリー32に連結された部分
3lbとに二分され、部分31a,3lbの対峙する端
部には互いに反対方向に巻いたヘリカルスプライン33
a、33bがそれぞれ形或されており、前記スリーブ3
0aの二つのフランジ30a1、30a2の内縁がそれ
ぞれヘリカルスプライン33a、33bにスプライン嵌
合している。コントロールユニットからは駆動レバー3
0bに制御信号が送られる。
係る構成を有する本実施例に係るエンジンにあっては、
エンジン回転数が所定値未満の低回転数領域では、吸気
弁の開閉タイミングが第4図に破線で示すタイミング、
すなわち早期に吸気弁が閉弁ずるタイミングとなるよう
に、カム軸31aと3lbの相対位相角、すなわちカム
軸31aと図示しないクランク軸の相対位相角がスリー
ブ30によって規制されている。このため、吸気充填効
率は低回転数領域で高くなり、エンジントルクはエンジ
ン回転数の上昇に伴い、第2図の曲線■と同様の曲線に
沿って変化する。エンジン回転数が上昇して所定値にな
ると、コントロールユニットはエンジン回転数信号に基
づいてエンジン回転数が所定値に達したと判断し、駆動
レバー30bに制御信号を送り、スリーブ30を軸方向
に移動させる。これによりスリーブ30のフランジ30
a+   30azの内縁とスプライン嵌合したカム軸
31aと3lbは、ヘリカルスプライン33aと33b
が逆方向に巻いているために相対回転を生じ、その結果
、カム軸31aと3lbの相対位相角、すなわちカム軸
31aと図示しないクランク軸の相対位相角が変化し、
吸気弁の開閉タイミングが第4図に実線で示すタイミン
グ、すなわち吸気弁が遅く閉弁するタイミングに平行移
動する。このため吸気充填効率は高回転数領域で高くな
り、エンジントルクはエンジン回転数の上昇に伴い、第
2図の曲線■と同様の曲線に沿って変化する。
一方、前記所定エンジン回転数で吸気弁の開閉タイミン
グを閉弁時期が早いタイミングから閉弁時期が遅いタイ
ミングに切り換えると同時に、コントロールユニットは
三方ソレノイド23に制御信号を送り、三方ソレノイド
23の作動位置を第1作動位置から第2作動位置に切り
換える。これにより、ウエストゲートバルブl6が開閉
し排気ターボ式過給機の最高過給圧が低圧から高圧に上
昇する。
上述のごとく、本実施例にあっては、吸気弁開閉時期制
御装置30により吸気弁の閉弁タイミングを変更して吸
気状態を切り換え、これと同時にウエストゲートバルブ
l6を開閉して最高過給圧を変更することにより、広い
回転数領域にわたって吸気の充填効率が高く維持される
と共に、ノッキングが防止される。
なお、上記の実施例ではカム軸とクランク軸の相対位相
角を変えることにより、吸気弁の開閉タイミングを平行
移動して吸気弁の閉弁時期を変え、これにより吸気状態
を変更したが、吸気バルブのリフト量を変更して、吸気
弁の開弁期間を増減しもって吸気弁の閉弁時期を変えて
吸気状態を変更してもよい。
第5図は本発明の更に他の実施例に係る制御装置を備え
た排気ターボ式過給機付4気筒エンジンの給排気系の全
体構成を示す。
本実施例に係る吸気系の構成は、低速時に吸気充填効率
が高まる第1吸気状態と高速時に吸気充填効率が高まる
第2吸気状態とを所定のエンジン回転数で切り換える手
段として、共鳴過給装置に加えて第3図の実施例で示し
た吸気弁開閉時期制御装置を備えている点と、連通路2
5が連通路22に連通しておらずソレノイド23′を介
して連通路2lに連通しており、ソレノイド23′にも
コントロールユニットから制御信号が送られる点を除き
第1図の実施例と同一である。
本実施例に係るエンジンの吸気装置にあっては、少なく
とも高負荷時には、三方ソレノイド23の第1作動位置
から第2作動位置への切り換えと、吸気弁開閉時期制御
装置30による吸気弁開閉タイミングの早閉じから遅閉
じへの切り換えを所定回転数N1で行い、Nlよりも高
い所定回転数N2でソレノイド23′を制御して連通路
25に過給圧を導入し可変吸気制御バルブ6による連通
路5の閉鎖を解除する。これにより、N1未満の回転数
領域では吸気弁の早閉じにより、又Nl〜N2の回転領
域では吸気弁の遅閉じにより、さらにN2以上の回転数
領域では集合吸気通路3a、3bと連通路5とで構成さ
れる吸気通路の共鳴過給効果により、それぞれ吸気充填
効率が高まり、その結果、エンジントルクはエンジンの
回転数の上昇に伴い、第5A図の曲線■、■、■に沿っ
て変化する。また、Nl未満の回転数領域では過給圧が
低い値P,に維持されることにより、ノッキングが防止
され、N1以上の回転数領域では過給圧は高い値P4と
なるが吸気弁が遅閉じとなり圧縮比が小さくなるのでノ
ッキングが紡止される。
第6図は本発明の更に別の実施例に係る制御装置を備え
た排気ターボ式過給機付6気筒エンジンの給排気系の全
体構成を示す。
第6図において、本実施例に係る6気筒エンジンCは第
11第5、第3、第6、第2、第4気筒の順に点火順序
が設定されており、第1気筒101a〜第6気筒101
fの吸気ポートにはそれぞれ独立吸気通路102a〜1
02fが接続され、独立吸気通路102a〜102fは
集合吸気通路103に接続されている。集合吸気通路1
03の吸気上流部はスロットルバルブ104、クーラー
105を経由して第1の排気ターボ式過給機106のコ
ンプレッサ106bに連通し、コンブレッサ106bの
上流部は二つの吸気通路107、108に分かれ、吸気
通路107は第2の排気ターボ式過給機109のコンブ
レッサ109b連通し、コンプレッサ109bの上流部
はエアフローメータl l O,エアクリーナ111に
連通している。また吸気通路lO8はコンブレッサ10
9bの上流域でコンプレッサ109bからエアフローメ
ータ110に連通する吸気通路に接続している。また、
吸気通路108には通路開閉弁112が設置されている
第1気筒101a〜第4気101fの排気ボートはそれ
ぞれ対応する独立排気通路113a〜113fを介して
集合排気通路114に接続している。集合排気通路11
4には第3気筒の独立排気通路113cと第4気筒の独
立排気通路113dの間の部位に排気干渉防止用の溢れ
部が設けられており、これにより、集合排気通路114
は前記隘れ部を介して連通した第1集合通路114aと
第2集合通路114bとに分かれている。そして、第1
集合通路114aは第1過給機106のタービン106
aに連通し、第2集合通路114bは第2過給機109
のタービン109aに連通している。第1集合通路11
4aとタービン106aの連通部には該連通部の開閉用
弁115が設置されている。タービン106aと109
aの下流は排気通路116に連通しており、また、ウエ
ストゲート117が第2集合通路114bと排気通路1
16を連通している。ウエストゲート117の第2集合
通路114b側の開口部にはウエストゲートバルブ11
7aが配設されている。
開閉弁112、115を開閉駆動するために第1図の実
施例における可変吸気制御バルブ駆動用アクチュエー夕
と同様のアクチュエータ118、119が設置されてお
り、ウエストゲートバルブ117aを開閉駆動するため
に第1図の実施例におけるウエストゲートバルブ開閉駆
動用アクチュエー夕と同様のアクチュエータ120が設
置されている。また過給圧を各アクチュエー夕に供給す
るために、第1過給機のタービン106bの下流域の吸
気通路からアクチュエータ120に連通路121が連通
し、連通路121から枝分かれした連通路122がアク
チュエータ119に連通し、連通路122から枝分かれ
した連通路123がアクチュエータ118に連通し、更
に連通路123から枝分かれした連通路124がアクチ
ュエータ120に連通している。連通路122には、連
通路123との合流点よりも上流位置に三方ソレノイド
125が設置されている。三方ソレノイド125は連通
路122の三方ソレノイド125よりも上流の部分12
2aを閉鎖し、三方ソレノイド125よりも下流の部分
122bを大気開放する第1作動位置と、上流部分12
2aの閉鎖を解除し上流部分122aと下流部分122
bを連通ずる第2作動位置の二つの作動位置を取り得る
ように構成されている。三方ソレノイド125はコント
ロールユニットにより制御される。
上記の如くに構成された本実施例に係るエンジンの制御
装置の作動を以下に説明する。
■ エンジン停止状態およびエンジン回転数が所定値未
満の低回転数領域では、コントロールユニットは、三方
ソレノイド125の作動位置を第1作動位置に設定維持
する。この状態では、連通路122bは大気開放されて
おり、アクチュエータ118、119には過給圧が供給
されずアクチュ工−夕に内蔵されたスプリングの付勢力
により適当なリンク機構を介して、開閉弁112、11
5はそれぞれ連通路108、第1集合通路114aとタ
ービンl06aとの連通部を閉鎖している。
このため、第2過給機109のみにより過給が行われる
ことになる。その結果低回転数領域でタービン109a
への排気ガスの流入速度が大きくなって吸気充填効率が
高くなり、エンジントルクはエンジン回転数の上昇に伴
って第2図の曲線Iと同様の曲線に沿って変化する。
一方アクチュエータ120は第1図のアクチュ工一タl
8と全く同様に作動し、最高過給圧は所定の低圧に維持
される。
■ エンジン回転数が上昇して所定値になった時点で、
コントロールユニットは三方ソレノイド125に制御信
号をおくり、三方ソレノイド125の作動位置を第2作
動位置に変更する。
これにより、アクチュエータ118、119に過給圧が
供給され、開閉弁112、115による連通路108、
第1集合通路114aとタービン106aとの連通部の
閉鎖が解除される。このため第2過給機109のみなら
ず第1過給機106によっても過給が行われることにな
る。その結果高回転数領域でタービン106a,109
aへの排気ガスの流入速度が大きくなって吸気充填効率
が高くなり、エンジントルクはエンジン回転数の上昇に
伴って第2図の曲線■と同様の曲線に沿って変化する。
一方、アクチュエータ120は第1図のアクチュエータ
l8と全く同様に作動し、最高過給圧は所定の高圧に維
持される。
以上説明したごとく、本実施例に係るエンジンにあって
は、二つの排気ターボ式過給機106と109を用いた
吸気状態の切り換えと、これと同時に行われるウエスト
ゲートバルブ1’ 1 7 aの開閉による最高過給圧
の変更とにより、広い回転数領域にわたって吸気の充填
効率が高く維持されると共に、低回転数領域ではターボ
式過給機の最高過給圧が低く保たれることによりノッキ
ングが防止される。
第7図は本発明の更に他の実施例に係る制御装置を備え
た排気ターボ式過給機付4気筒エンジンの給排気系の全
体構成を示す。
本実施例に係る吸気系の構成は、低速時に吸気充填効率
が高まる第1吸気状態と高速時に吸気充填効率が高まる
第2吸気状態とを所定のエンジン回転数で切り換える手
段として共鳴過給装置の代わりに以下に詳述するごとく
排気ターボ式過給機に二つのタービン入口通路を設けた
ことを除き第3図の実施例と同様である。
すなわち、本実施例にあっては、排気ターボ式過給機B
′に二つのタービン入口通路203202が配設されて
いる。入口通路201の排気上流側端部にはアクチュエ
ータ203によって駆動される通路開閉用弁204が設
置されている。
また、ウエストゲート205はタービン入口通路201
、202よりも上流の排気通路に配設されている。
また第1図の実施例と同様にウエストゲートバルブ20
6を駆動するためのアクチュエータ207が設置され、
アクチュエータ203、207を駆動制御するための三
方ソレノイド208が設置されている。
係る構成を有する本実施例に係るエンジンにあっては、
エンジン回転数が所定値未満の低回転数領域では、三方
ソレノイド208はアクチュエータ203を大気開放す
る作動位置にあり、このためアクチュエータ203内の
スプリングの付勢力を受けて弁204はタービン入口通
路201を閉鎖している。この結果、排気はタービン入
口通路202のみを通ることになり、低回転数領域でタ
ービンに流入する排気の流速が増大し、過給機の出力が
増大し、低回転数領域で吸気充填効率が高まる。エンジ
ン回転数が所定値になると、三方ソレノイド208はコ
ントロールユニットからの制御信号を受けてアクチュエ
ータ203に過給圧を導入する作動位置に移行し、アク
チュエータ203に導入された過給圧がアクチュエータ
203内のスプリングの付勢力に打ち勝って、弁204
によるタービン入口通路201の閉鎖を解除する。この
結果、排気はタービン人口通路202のみならずタービ
ン入口通路201をも通ることになり、高回転数領域で
タービンに流入する排気の流速が増大し、過給機の出力
が増大し、高回転数領域で吸気充填効率が高まる。一方
、アクチュエータ203への過給圧の導入と同時にアク
チュエータ207にも三方ソレノイド208を介して過
給圧が導入され、これにより、ウエストゲートバルブ2
06が開閉して最高過給圧が低圧から高圧に切り換えら
れる。
以上説明したごとく、本実施例に係るエンジンにあって
は、二つのタービン入口通路20l1202を用いた吸
気状態の切り換えと、これと同時に行われるウエストゲ
ートバルブ206の開閉による最高過給圧の変更とによ
り、広い回転数領域にわたって吸気の充填効率が高く維
持されると共に、低回転数領域ではターボ式過給機の最
高過給圧が低く保たれることによりノッキングが防止さ
れる。
以上本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例
に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した
発明の範囲内で種々改変が可能であることは言うまでも
ない。
(発明の効果) 以上述べたように、本発明においては、低速時に吸気充
填効率が高まる第1吸気状態から高速時に吸気充填効率
が高まる第2吸気状態へ所定のエンジン回転数で切換え
る手段を設けると共に、第1吸気状態から第2吸気状態
への切換えに対応してターボ式過給機からの最高過給圧
を低圧から高圧に切り換える手段を設けたので、広いエ
ンジン回転数領域で吸気充填効率が高く維持されると共
に、低回転数領域での過給圧の過度の上昇が抑制されて
ノッキングの発生が防止され、もって本発明により、排
気ターボ式過給機と他の吸気充填効率向上手段とを備え
たエンジンにおいて、広い回転数領域にわたって吸気充
填効率の向上とノッキング防止とを同時に達成できるエ
ンジンが提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、共鳴過給装置を備えた本発明の実施例に係る
制御装置を備えた排気ターボ式過給機付4気筒エンジン
の給排気系の全体構成図である。 第2図は第1図のエンジンにおけるエンジントルクと過
給圧のエンジン回転の上昇に伴う変化を示す図である。 第3図は、吸気弁開閉時期制御装置を備えた本発明の他
の実施例に係る制御装置を備えた排気ターボ式過給機付
4気筒エンジンの給排気系の全体構成図である。 第4図は、吸気弁開閉時期制御装置による吸気弁の開閉
時期の変化を示す図である。 第5図は、共鳴過給装置と吸気弁開閉時期制御装置とを
備えた本発明の実施例に係る制御装置を備えた排気ター
ボ式過給機付4気筒エンジンの給排気系の全体構戊図で
ある。 第5A図は、第5図のエンジンにおけるエンジントルク
と過給圧のエンジン回転の上昇に伴う変化を示す図であ
る。 第6図は二つの排気ターボ式過給機をそなえた本発明の
実施例に係る制御装置を備えた排気ターボ式過給機付4
気筒エンジンの給排気系の全体構成図である。 第7図は二つのタービン入口通路を備えた本発明の実施
例に係る制御装置を備えた排気ターボ式過給機付4気筒
エンジンの給排気系の全体構成図である。 4、5・・・吸気連通路、 6・・・可変吸気制御バルブ、 15・・・ウエストゲート、 16・・・ウエストゲートバルブ、 18・・・アクチュエー夕、 23、23′ ・・・三方ソレノイド、26・・・アク
チュエー夕、 0 ● 6 ● 9 ・ 2、 1、 4 ● 吸気弁開閉時期制御装置、 第1過給機、 第2過給機、 5・・・開閉弁、 2・・・タービン入口通路、 開閉弁。 エンジン回転数 第3図 第4図 第5図 第5A図 N1 N2

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)低速時に吸気充填効率が高まる第1吸気状態と、
    高速時に吸気充填効率が高まる第2吸気状態とを所定の
    エンジン回転数で切換える手段を備えた排気ターボ式過
    給機付エンジンの吸気制御装置において、第1吸気状態
    から第2吸気状態への切換えに対応してターボ式過給機
    からの最高過給圧を低圧から高圧に切り換える手段を有
    することを特徴とする排気ターボ式過給機付エンジンの
    吸気制御装置。
  2. (2)第1吸気状態から第2吸気状態への切換え手段が
    吸気系の同調回転数を切換える可変吸気手段であること
    を特徴とする請求項第(1)に記載の吸気制御装置。
  3. (3)第1吸気状態から第2吸気状態への切換え手段が
    吸気弁開閉時期制御手段であることを特徴とする請求項
    第(1)に記載の吸気制御装置。
  4. (4)第1吸気状態から第2吸気状態への切換え手段が
    吸気系の同調回転数を切換える可変吸気手段と吸気弁開
    閉時期制御手段とから成り、かつ吸気弁開閉時期制御手
    段が可変吸気手段よりも低い回転数領域で第2吸気状態
    へ切換えられることを特徴とする請求項第(1)に記載
    の吸気制御装置。
  5. (5)第1吸気状態から第2吸気状態への切換え手段が
    排気ターボ式過給機の容量変更手段であることを特徴と
    する請求項第(1)に記載の吸気制御装置。
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