JPH0352986Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、エンジン回転速度に応じて排気通路
の一部を開閉する切換バルブによつて過給機のタ
ービンへの排気流速が制御されるようになつてい
る過給機付エンジンにおいて、上記切換バルブの
故障時の対策に関するものである。

（従来技術） 従来から、エンジンの排気エネルギーを利用す
ることにより、タービンを駆動し、この駆動力に
よりコンプレツサを作動させて、エンジンへの吸
気を過給し、出力の増大を図るようにした過給機
付エンジンにおいて、エンジン回転速度に応じて
排気通路の一部を開閉する切換バルブによつて過
給機のタービンへの排気流速が制御されるようし
たものは知られており、例えば特開昭58−172427
号公報には、低速から高速の全領域において、エ
ネルギーの有効利用を図るため、タービンへの流
路を複数に分割するとともにエンジンの回転速度
に応じて、上記流路を切換える構成とした、いわ
ゆる可変容量型と称される過給機が示されてい
る。

すなわち、この可変容量型の過給機は、エンジ
ン低速時には、タービンへの流路の一部を切換バ
ルブにより閉路し、タービンに対する排ガスの流
速を高め、一方、エンジン高速時には、タービン
への流路を全開し、タービンを実質的に大容量化
し排ガスエネルギーを有効に利用しようとしたも
のである。

ところが、上記のごとき装置において、切換バ
ルブが故障して、例えばエンジン高速時において
もタービンへの流路の一部を閉路したままで、流
路を全開にできないような場合には、高回転域で
はタービン上流の排圧が異常に高くなり、燃焼室
内の残留ガスが多くなつて出力が低下し、極端な
場合、失火に至る可能性もある。また、比較的回
転の低い領域では、急速に過給圧が増加し、ノツ
キングが発生してエンジンの損傷に至らしめるこ
とがある。

一般に過給機には排ガスをタービンに対してバ
イパスさせてやることにより、過給圧を所定の範
囲内に調整する、いわゆるウエストゲートバルブ
が付設されているので、ある程度の過給圧上昇は
防止することができる。しかしながら、このウエ
ストゲートバルブは正常な動作を行う時の値にセ
ツトされていることから、上述のごとく切換バル
ブが故障した場合には、ウエストゲートバルブが
作動して排圧が下がるまでには、時間的な遅れが
あり、したがつてウエストゲートバルブが作動す
る時には、既に燃焼性悪化による出力の急激な低
下やエンジンのノツキングが発生しているといつ
た問題がある。

（考案の目的） 本考案は、過給機のタービンへの排気流速を制
御する切換バルブの故障時に、それを検出して排
気ガスをバイパスできるようにしたことにより、
残留ガスの増大による燃焼性の悪化を未然に防止
し、あるいは異常ノツキングの発生を末然に防止
して、エンジン損傷の招来を防止した過給機付エ
ンジンを提供することを目的とする。

（考案の構成） 本考案は、エンジンの排気通路に介設されるタ
ービンを備えた過給機と、エンジン回転速度に応
じて排気通路の一部を開閉することにより上記タ
ービンへの排気流速を制御する切換バルブと、過
給圧が所定値以上になつたときに排気ガスが上記
タービンをバイパスするように開くウエストゲー
トバルブとを備えた過給機付エンジンにおいて、
エンジン回転数と過給圧とを検出し、この検出し
た過給圧とエンジン回転数に対応して予め記憶し
た過給圧とを比較し、過給圧が異常である比較結
果のときに上記切換バルブの異常と判断する故障
検出手段と、上記故障検出手段の作動時に上記ウ
エストゲートバルブを強制的に開く開弁手段とを
設けたものである。

この構成により、上記切換バルブが故障したと
き、エンジンの回転数に対する過給圧は所定値の
範囲から逸脱することにより、これを検出して、
即座にウエストゲートバルブを強制的に開くこと
ができ、ウエストゲートバルブの作動の時間遅れ
を防止しうるものである。

（実施例） 以下、本考案の一実施例について、第１図、第
２図により説明する。

１はエンジンで、ピストン２、燃焼室３を有
し、燃焼室３に開口する吸気ポートおよび排気ポ
ートにはそれぞれ、吸気弁４ａ、排気弁４ｂが設
けられている。５は吸気通路、６は排気通路、７
は排気通路６の途中に介設された可変容量型の過
給機で、この過給機７は、同軸に設けられた吸気
通路５の途中に介在させたコンプレツサ８と、排
気通路６の途中に介在させたタービン９とを有す
る。この過給機７に対し、エンジン１の回転速度
に応じてタービン９に対する排気通路の一部を開
閉する切換バルブ１０が設けられている。すなわ
ち、タービン９に対する排気通路は、第２図から
も明らかなように第１通路１１ａ、第２通路１１
ｂとに分割され、後述するアクチユエータ２０に
より、エンジン１の低速時には上記切換バルブ１
０が第１通路１１ａを閉路し、エンジン１の高速
時には第１通路１１ａ、第２通路１１ｂを共に開
路するように構成されている。

１２は後述する第１アクチユエータ２１によ
り、過給機７による過給圧が所定値以上となつた
ときに排気ガスがタービン９をバイパスし得るよ
うに開動作するウエストゲートバルブであり、１
３，１４はそれぞれ吸気通路５の上流側に設けら
れたエアクリーナ、エアフローメータ、１５，１
６はそれぞれコンプレツサ８よりも下流の吸気通
路５に設けられたスロツトル弁、サージタンクで
ある。

１７はエアフローメータ１４の信号とエンジン
１の回転数信号を入力とするコントロールユニツ
ト、１８はコントロールユニツト１７により制御
される電磁弁、１９は電磁弁１８により一端がス
ロツトル弁１５より下流の吸気通路５側または大
気側に切換え接続され、他端が上記切換バルブ１
０を制御するアクチユエータ２０に接続された制
御圧通路で、これらでもつて切換バルブ１０を制
御する手段が構成されている。

２１は過給圧進入路２２を介して導入された吸
気通路５内の過給圧に基づいて上記ウエストゲー
トバルブ１２を制御する第１アクチユエータであ
る。

２３はブーストセンサ２４と回転数センサ２５
からの信号を入力とする制御手段で、この内部に
は、正常運転状態における回転数と負荷に対応し
たブーストのマツピングが記憶されており、この
マツピングと検出した値とを比較して、過給圧が
異常に高くなつたときには、上記切換バルブ１０
の故障であると判断し、出力を発する。

２６は上記制御手段２３の出力を受けて空気圧
通路２７を開閉する開閉弁で、空気圧通路２７の
一端はエアポンプ２８に接続され、他端は第２ア
クチユエータ２９に接続され、開閉弁２６が空気
圧通路２７を開くことにより、エアポンプ２８よ
り第２アクチユエータ２９にポンプ吐出圧が伝わ
り、この第２アクチユエータ２９により、ウエス
トゲートバルブ１２が強制的に開かれるようにな
つている。すなわち、これらでもつてウエストゲ
ートバルブ１２の強制的な開弁手段が構成されて
いる。

次に上記構成の作用を説明する。

まず、エンジン１の回転数信号が所定値以下の
低速運転時には、コントロールユニツト１７によ
り、電磁弁１８、制御圧通路１９、アクチユエー
タ２０を介して切換バルブ１０が第１通路１１ａ
を閉路する。したがつて排気通路６を流下しター
ビン９に流入する排気ガスの流速が上がり、過給
機７の過給作用が高まり、低速域における出力の
向上が図られる。

エンジン１の回転数信号が所定値以上の高速運
転時には、コントロールユニツト１７により上記
切換バルブ１０が第１通路１１ａを開き、第１通
路１１ａ、第２通路１１ｂの両通路が開かれ、過
給機７の実質上の容量が増大する。

低速から高速までの全ての運転領域においてウ
エストゲートバルブ１２は過給圧に応じて第１ア
クチユエータ２１により開閉制御され、排気ガス
のタービン９に対するバイパス量を制御し、過給
圧が設定範囲内に入るように作用する。

ところで、上記切換バルブ１０が故障して高速
域においても第１通路１１ａが閉じたままである
と、大流量の排気ガスが一方の第２通路１１ｂの
みに流入するため、排気ガスの流速は異常に高速
になり、過給機７が異常な過給作用を行う。この
とき、当然、ウエストゲートバルブ１２が機能し
て過給圧を抑えようとするが、ウエストゲートバ
ルブ１２およびそのバイパス路は、上記のごとき
故障時を見込して設計されておらず、絞りぎみに
セツトされているため、ウエストゲートバルブ１
２の作動だけでは過渡的にはウエストゲートバル
ブ１２により異常な過給圧発生を防止することが
できない。そのため、エンジン１はノツキングを
生じ、エンジン１を損傷するおそれがある。

ところが、本考案では、ブーストセンサ２４、
回転数センサ２５からの検出値と、制御手段２３
内にマツピングした正常値とを制御手段２３にて
比較して、異常と判断されたときには、開閉弁２
６を作動させ、エアポンプ２８より空気圧通路２
７を通して第２アクチユエータ２９にポンプ吐出
圧を導き、強制的にウエストゲートバルブ１２を
開く。したがつて上述のごときウエストゲートバ
ルブ１２の作動に要する過渡的な時間遅れによる
エンジン１のノツキングが生じる前に、過給圧を
下げることができ、ノツキングを生じたり、エン
ジン１を損傷に至らしめることがなくなる。

なお、上記実施例では、ウエストゲートバルブ
１２を駆動する手段として２段構成とした第１ア
クチユエータ２１、第２アクチユエータ２９を用
い、第２アクチユエータ２９の作動源として開閉
弁２６、エアポンプ２８を用いたものを示した
が、開閉弁２６、エアポンプ２８、第２アクチユ
エータ２９の代りに電磁弁を用いてもよい。

（考案の効果） 以上のように本考案によれば、過給機とそのタ
ービンへの排気流速を制御する切換バルブを備え
たエンジンにおいて、上記切換バルブの故障を検
出する手段と、それを検出したときにウエストゲ
ートバルブを強制的に開く手段を設けたことによ
り、上記切換バルブの故障時に排圧の異常上昇、
あるいは過給圧の異常上昇前に排気を逃がすこと
ができ、したがつてウエストゲートバルブの作動
時間遅れによる出力の急激な低下やエンジンの異
常ノツキングが発生することが未然に防止でき、
走行性の悪化、エンジンの損傷を招来することの
ないものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の過給機付エンジンの一実施例
による構成図、第２図は同過給機付エンジンの要
部断面図である。 １……エンジン、７……過給機、９……タービ
ン、１０……切換バルブ、１１ａ……第１通路、
１１ｂ……第２通路、１２……ウエストゲートバ
ルブ、１７……コントロールユニツト、２３……
制御手段、２４……ブーストセンサ、２５……回
転数センサ、２６……開閉弁、２７……空気圧通
路、２８……エアポンプ、２９……第２アクチユ
エータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンの排気通路に介設されるタービンを備
   えた過給機と、エンジン回転速度に応じて排気通
   路の一部を開閉することにより上記タービンへの
   排気流速を制御する切換バルブと、過給圧が所定
   値以上になつたときに排気ガスが上記タービンを
   バイパスするように開くウエストゲートバルブと
   を備えた過給機付エンジンにおいて、エンジン回
   転数と過給圧とを検出し、この検出した過給圧と
   エンジン回転数に対応して予め記憶した過給圧と
   を比較し、過給圧が異常である比較結果のときに
   上記切換バルブの異常と判断する故障検出手段
   と、上記故障検出手段の作動時に上記ウエストゲ
   ートバルブを強制的に開く開弁手段とを設けたこ
   とを特徴とする過給機付エンジン。