JPH0343624A - 過給機付内燃機関 - 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、過給機付内燃機関に係り、特に吸入空気を制
御する過給機付内燃機関に関する。

（従来の技術） ターボチャージャは吸気を過給し、充填効率を高めるも
のであるため、近時は多くのエンジンで使用され、車両
性能の向上に貢献している。

従来のこの種のターボチャージャ付エンジンとしては、
例えば特開昭６１−１６２３０号公報に記載のものがあ
り、第７図のように示される。第７図において、１はエ
ンジン、２は吸気通路、３は排気通路、４は排気通路３
に設けられたタービン４ａと吸気通路２に設けられたコ
ンプレフサ４ｂと、これらを連結する軸４Ｃとからなる
ターボチャージャ、５はスロットル弁、６はタービン４
ａをバイパスする排気バイパス通路、７はウェストゲー
トバルブ、８は過給圧導入通路９を介して供給される過
給圧に応じてウェストゲートバルブ７を開閉するアクチ
ュエータ、１０はコンプレッサ４ｂをバイパスする吸気
リリーフ通路、１１は吸気リリーフ通路１０を開閉する
吸気リリーフ弁、１２は吸気リリーフ弁１１の開閉を制
御する負圧応動式のアクチュエータ、１３はアクチュエ
ータ１２に吸入負圧を導入する負圧導入通路、１４は負
圧導入通路１３の途中に設けられた電磁弁、１５はコン
トロールユニット、１６はスロットルセンサ、１７は回
転数センサ、１８は吸気圧力を検出する圧力センサであ
る。

吸入空気はターボチャージャ４のコンプレッサ４ｂによ
って加圧され、スロットル弁５を通ってエンジン１に供
給される。この場合、電（ｎ弁１４の作動はコントロー
ルユニット１５により第８図に示すプログラムに従って
制御される。すなわち、スロットル開度θ、エンジン回
転数Ｎを人力して（ステップｐ＋）＃、速か否かを検知
しくステップｐｚ＞、’４速であれば過給圧力（実圧力
）Ｐａを読み込み（ステップＰ３）、この実圧力Ｐａと
予め設定された減速補正用の目標圧力Ｐとに基づき両者
の差に定数Ｇを乗算することによって制御パルス幅ｔを
生威しくステップＰ４）、電磁弁１４を駆動して（ステ
ップＰ、）、電磁弁１４を開きスロットル上流圧でアク
チュエータ１２を作動させて吸気リリーフ弁１１を開き
、スロットル弁５の上流側からコンプレッサ４ｂの人口
へと吸気リリーフ通路１０を通して空気を還流させ、コ
ンプレッサ４ｂがサージ状態になることを防止している
。

一方、第９図に示すものは第７．８図に示したものと同
様の機能を電子制御無しで実施した例である。第９図に
おいて、スロットル弁５が全開時は、このバルブ前後の
圧力差は無く、これらの圧力を導入しているアクチュエ
ータ２１は圧力差がない状態で吸気リリーフ弁１１が閉
じるようにセットされている。減速時、スロットル弁５
が閉じられると、このバルブ前後の圧力差によりアクチ
ュエータ２１は吸気リリーフ弁１１を開けるように作動
し、スロットル弁５の上流側よりコンプレッサ４ｂの入
口へと空気が還流し、サージが防止される。なお、２２
はスロットル下流圧導入通路、２３はスロットル上流圧
導入通路、２４はインタークーラ、２５はエアフローメ
ータである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の過給機付内燃機関にあ
っては、エンジンが減速するときにのみ吸気リリーフ弁
１１を作動させてサージを防止する構成となっていたた
め、加速運転時の騒音発生を有効に防止できないという
問題点があった。

騒音の発生原因を第３図により説明すると、この図は圧
縮機（コンプレッサ）の作動状態を示し、横軸は吸入空
気流量、縦軸は過給圧である。右下りの幾本かのライン
は圧縮機回転数一定での圧縮機特性を示す。−点鎖線は
定常、スロットル全開時の作動ラインを示し、２点鎖線
は全開加速時の作動ラインを示す。図中の斜線で示した
領域内では、加速運転時に圧縮機出口の圧力が高周波数
で脈動し、特定の周波数を持った高周波の圧力脈動が発
生して吸気系で共鳴し、騒音を発生させる。

特に、全開加速を行うと、過給圧が所定の圧力となり、
ウェストゲートバルブが作動を始める少し前に騒音が発
生する。このような騒音は車両の商品性を低下させるの
で改善する必要がある。

（発明の目的） そこで本発明は、圧縮機の作動状態を空気流量、過給圧
などより検知し、圧縮機出口より圧縮機入口に空気を還
流することにより、圧縮機の作動点を騒音発生域外へ移
動させ、車両の騒音を低減して商品性を向上させること
を目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明による過給機付内燃機関は上記目的達成のため、
吸気を過給する過給機と、過給機の圧縮機をバイパスす
るバイパス通路と、バイパスｉｆｆを開閉する開閉弁と
を備えた過給機付内燃機関において、吸入空気流量を検
出する流量検出手段と、過給圧力を検出する過給圧検出
手段と、吸入空気流量と過給圧が所定範囲内にあるとき
前記開閉弁を駆動して前記バイパス通路を開くように制
御する制御手段とを設けている。

（作用） 本発明では、吸入空気流量と過給圧が所定範囲内にある
とき開閉弁が駆動されてバイパス通路が開かれ、圧縮空
気が圧縮機の入口に還流する。

したがって、圧縮機の作動点が騒音発生域から移動し、
車両の騒音が低減する。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜３図は本発明に係る過給機付内燃機関の第１実施
例を示す図である。第１図は過給機付内燃機関の要部構
成図であり、この図の説明にあたり第９図に示した従来
例と同一構成部分には同一番号を付して重複説明を省略
する。

第１図において、３１はコンプレッサ４ｂ出口の圧力を
検出する圧力センサ（過給圧検出手段）であり、圧力セ
ンサ３１の出力およびエアフローメータ（流量検出手段
）２５の出力はコントロールユニット３５へ入力される
。また、スロットル下流圧導入通路２２の途中には三方
弁タイプの電磁弁（開閉弁に相当）３２が設けられてお
り、電磁弁３２は通常、スロットル弁５下流の圧力をス
ロットル下流圧導入通路２２を介してアクチュエータ２
１に導き、電磁弁３２が駆動されてオンになると、スロ
ットル弁５下流の圧力を阻止して大気吸入口３３から大
気を吸入してアクチュエータ２１に大気を導く。アクチ
ュエータ２１は吸気リリーフ弁１１に連結されたダイヤ
フラム２１ａと、このダイヤフラム２１ａによって区画
された上流圧力室２１ｂおよび下流圧力室２１Ｃと、下
流圧力室２１Ｃに縮設されたスプリング２１ｄとを有し
ており、下流圧力室２１ｃに大気が導入されると、スロ
ットル上流圧力により吸気リリーフ弁１１を開くように
作動する。その他の全体的構成は第９図と同様である。

上記アクチュエータ２１、スロットル下流圧導入通路２
２、スロットル上流圧導入通路２３、電磁弁３２、大気
吸入口３３およびコントロールユニット３５は全体とし
て制御手段３６を構成している。

以上の構成において、コントロールユニット３５による
電磁弁３２の制御は第２図のプログラムで示される。ま
ず、Ｐ、で吸入空気流量Ｇと過給圧力Ｐを読み込み、Ｐ
Ｉ２で騒音を発生する領域内にコンプレッサ４ｂの作動
点があるか否かを判別する。

これは、第３図に示すように騒音発生域の空気流量、過
給圧力の上、下限をそれぞれＱａ、　Ｇｂ、Ｐａ、Ｐｂ
として予め設定しておき、今回の吸入空気流量Ｇおよび
過給圧力Ｐが該領域内にあるか否かで判別する。領域内
にあるときはＰ８．で電磁弁３２をオンとしてアクチュ
エータ２１の下流圧力室２１ｃに大気を導いてスロット
ル上流圧力により吸気リリーフ通路１１を開き、圧縮空
気を吸気リリーフ通路（バイパス通路に相当）　１０を
通してコンプレッサ４ｂの入口に還流させる。還流する
と、コンプレッサ４ｂを通る空気流量が増加するので、
コンプレッサ４ｂの作動点は大流量側へ移動して騒音発
生域から抜は出し、騒音発生を防止することができる。

その結果、車両の騒音を低減して商品性を向上させるこ
とができる。

なお、上記第１実施例ではサージ防止のバイパス開閉弁
を騒音防止のためのバルブとして共用しているが、サー
ジ防止と騒音防止に必要なバルブの猟貴特性が一致しな
いこともあるので、騒音防止用のバイパス装置を別に設
けたのが、第２実施例で、これは第４図のように示され
る。

第４図において、４１はアクチュエータであり、アクチ
ュエータ４１は開閉弁４２に連結されたダイヤフラム４
１ａと、このダイヤフラム４１ａによって区画された大
気室４１ｂおよび圧力室４１Ｃと、大気室４１ｂに縮設
されたスプリング４１ｄとを有しており、圧力室４１Ｃ
はスロットル上流圧導入通路４３を介して吸気通路２に
接続されている。開閉弁４２は吸気リリーフ通路１０の
途中から分岐しているバイパス通路４４を開閉するもの
である。一方、スロットル上流圧導入通路４３の途中に
は三方弁タイプの電磁弁４５が設けられており、作動す
ると大気吸入口４６からの大気の吸入を停止してアクチ
ュエータ４１に大気スロットル上流圧（過給圧）を導き
、開閉弁４２を開くように駆動する。その他の構成は第
１実施例と同様であり、また制御のフローチャートは第
２図と同様である。上記アクチュエータ４１、スロット
ル上流圧導入通路４３、電磁弁４５、大気吸入口４６お
よびコントロールユニット３５は全体として制御手段４
７を構成する。したがって、第２実施例では第１実施例
以上に騒音防止を適切に行うことができる。

次に、第５．６図は本発明の第３実施例を示す図であり
、本実施例では第５図に示すようにインタークーラ２４
の出口側に圧力センサ３１が設けられている。また、コ
ントロールユニット３５にはバンドパスフィルタが設け
られている。その他のハード的構成は第４図と同様であ
る。

第６図は制御のプログラムであり、まず、ＰＺＩでイン
タークーラ出口圧力Ｖ　（ｔ）を人力し、Ｐ２□でバン
ドパスフィルタにかける。このフィルタの特性は騒音の
周波数領域ｆａ−ｆｂに合わせておく。したがって、バ
ンドパスフィルタ通過後の出力Ｕ。、を見れば騒音発生
域内に作動点があるか否かが判断できる。そこで、Ｐ２
４でバンドパスフィルタ出力Ｕ＋ｔ＋　を騒音発生域に
対応する所定値Ｕ０と比較し、Ｕ　ｔｔ＋　　≧Ｕ、の
ときはＰＺＳで電磁弁４５を駆動する。これにより、作
動点が大流量域へ移動し、騒音発生が防止される。

（効果） 本発明によれば、騒音が発生する圧縮機の作動領域を回
避して運転することができるため、車両の騒音を低減さ
せることができ、商品性を著しく向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明に係る過給機付内燃機関の第１実施
例を示す図であり、第１図はその要部構成図、第２図は
その制御のプログラムを示すフローチャート、第３図は
その騒音発生領域を示す図、第４図は本発明に係る過給
機付内燃機関の第２実施例を示す要部構成図、第５．６
図は本発明に係る過給機付内燃機関の第３実施例を示す
図であり、第５図はその要部構成図、第６図はその制御
のプログラムを示すフローチャート、第７．８図は従来
の過給機付内燃機関を示す図であり、第７図はその全体
構成図、第８図はその制御のプログラムを示すフローチ
ャート、第９図は従来の他の過給機付内燃機関を示す要
部構成図である。 ２・・・・・・吸気通路、 ４・・・・・・ターボチャージャ、 ５・・・・・・スロットル弁、 １０・・・・・・吸気リリーフ通路（バイパス通路）、
１１・・・・・・吸気リリーフ弁（開閉弁）、２１４１
・・・・・・アクチュエータ、２２・・・・・・スロッ
トル下流圧導入通路、２３．４３・・・・・・スロット
ル上流圧導入通路、２４・・・・・・インタークーラ、 ２５・・・・・・エアフローメータ（流量検出手段）３
１、・・・・・・圧力センサ（過給圧検出手段）、３２
、・１５・・・・・・電磁弁、 ３３．４６・・・・・・大気吸入口、 ３５・・・・・・コントロールユニット、３６．４７・
・・・・・制？ｆｆＩＩ手段、４２・・・・・・開閉弁
、 ４４・・・・・・バイパスｉ［３゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 吸気を過給する過給機と、過給機の圧縮機をバイパスす
   るバイパス通路と、バイパス通路を開閉する開閉弁と、
   を備えた過給機付内燃機関において、 吸入空気流量を検出する流量検出手段と、過給圧力を検
   出する過給圧検出手段と、吸入空気流量と過給圧が所定
   範囲内にあるとき前記開閉弁を駆動して前記バイパス通
   路を開くように制御する制御手段とを設けたことを特徴
   とする過給機付内燃機関。