JPH0410354Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は内燃機関に取り付けられ排気容量に応
じて排気流速を可変させる可変容量過給機のバツ
クアツプ装置に係り、特に可変容量過給機の故障
時にブーストコンペンセータへのブースト圧の供
給を停止させるいわゆるブーコンカツトを練習的
に短時間行なつて可変容量過給機の故障時には確
実にブーコンカツトが作動するようにしたバツク
アツプ装置に関するものである。

［従来の技術］ 近来の内燃機関においては、機関の高出力化、
高効率化及び応答性の向上を図るためにタービン
ノズル面積を変化させることで、排気流速及び排
気圧力を制御する可変容量過給機（VGSターボ）
が開発される一方、そのVGSターボを良好に駆
動制御する駆動装置が提供されている。VGSタ
ーボとしては、第４図に示すようにタービンハウ
ジング４１に回転自在なタービン４２を設けると
共に、そのタービン４２に排気を案内する複数の
可動ノズルベーン４３を回動自在に設ける一方、
上記タービン４２と同軸上に、且つタービンハウ
ジング４１に回転自在な制御リング４４を設け、
その制御リング４４の内周面に上記ノズルベーン
４３に一体的な制御レバ４５の自由端を係合させ
て構成したものが知られている。このような
VGSターボの駆動装置としては、第５図に示す
ごときものがある。すなわち、上記制御リング４
４を回動する制御レバ４５に連結された出力ロツ
ド４６の自由端に作動リンク４７を介してリンク
ロツド４８を連結し、そのリンクロツド４８の自
由端の等分位置にストロークの異なる二つのアク
チユエータ４９，５０を連結して駆動装置を構成
している。そして、アクチユエータ４９，５０に
それぞれ電磁弁５１，５２を介してエアタンク５
３を接続し、電磁弁５１，５２の開閉をコントロ
ーラ５４で制御する。

上述の如く、VGSターボは、いずれか一方、
または両方のアクチユエータを伸縮させることに
より、制御リングを回動させ、タービンと可動ノ
ズルベーンとが成すノズルスロート面積を可変さ
せるもので、機関の回転数及び負荷に基づいて過
給圧特性を可変させるものである。

また、第６図に示すように内燃機関６１に燃料
を給配する燃料供給装置６２にはブーストコンペ
ンセータ６３が設けられている。このブーストコ
ンペンセータ６３は内燃機関６１の回転数が上昇
するとVGSターボの作用により内燃機関６１の
シリンダ内に送られる吸入空気量を強制的に圧送
させて燃料の噴射量を増加させる装置である。具
体的には、第６図において吸気マニホールド６４
内の圧力が高くなるとその圧力（ブースト圧）が
ブーストホース６５を介してブーストコンペンセ
ータ６３に導かれ、ブーストコンペンセータ６３
が燃料供給装置６２のコントロールラツク（図示
せず）を燃料増量方向へ作動させるものであり、
ブースト圧が低くなれば逆に燃料減量方向に作動
させる。

ところで、第４図に示したVGSターボの故障
（可変ノズルステイツク、リンク損傷等）および
第５図に示した駆動装置の故障（リンク損傷、ア
クチユエータステイツク、電磁弁の固着等）時に
は燃料供給装置６２をゼロブーストＱとしてブー
ストカツトを行なわせ、VGSターボを保護する
ための装置が実公昭54−118915号公報に開示され
ている。この装置では第６図のようにブーストホ
ース６５の途中に三方電磁弁６６を設け、異常時
には三方電磁弁６６によつてブースト圧を大気開
放させるものである。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、この保護装置は異状が発生しな
い限り作動しないものである。従つて通常は長期
間にわたつて使用されないため、三方電磁弁が発
錆等によつて固着し、作動しなければならない異
常時に作動不能となる恐れがあつた。

［考案の目的］ 本考案の目的は前記した従来技術の問題点を解
消し、VGSターボの異常時には確実にブーコン
カツトを行なうことができるVGSターボのバツ
クアツプ装置を提供することにある。

［考案の概要］ 本考案は上記目的を達成するために、可変容量
過給機付内燃機関の燃料供給器にブーストコンペ
ンセータを設けると共に、上記内燃機関のアイド
ル運転時間が所定値を越えると上記ブーストコン
ペンセータの受圧部を所定の制御時間だけ大気開
放させる制御部を備えて、長時間のアイドル運転
時にブーコンカツトを短時間行なうものである。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して本考案の実施例を説
明する。

第１図は本考案の一実施例に係るVGSターボ
のバツクアツプ装置を備えた内燃機関の概略構成
図である。図中、１は内燃機関、２はVGSター
ボ、３はVGSターボ２の駆動装置、４および５
はそれぞれ吸気マニホールドおよび排気マニホー
ルドである。

また、上記VGSターボ２及びその駆動装置３
については、第４図、第５図にて説明した従来例
と同様なので、詳細については省略する。

先ず、構成の概略を説明する。

内燃機関１にVGSターボ２を設けるにあたつ
ては、VGSターボ２のコンプレツサハウジング
６の流出部に吸気マニホールド４が接続され、タ
ービンハウジング７の流入部に排気マニホールド
５が接続される。８は吸気導入管、９はマフラ１
０を有する排気マニホールド本体である。また駆
動装置３には、電磁弁１１により切り換えられる
エアホース１２が接続されると共に、そのエアホ
ース１２はエア供給源としてエアタンク１３に接
続されている。

１４は内燃機関１に設けられて、機関の回転数
と負荷とに応じて、所望する量の燃料油を機関に
給配する燃料供給装置であり、その燃料供給装置
１４には、ブーストコンペンセータ１５が設けら
れている。ブーストコンペンセータ１５は、過給
圧の増加に応じて、上記供給装置のコントロール
ラツク（図示せず）を燃料の増量方向へ作動する
もので、過給圧を失うことにより、燃料の減量方
向に（燃料カツトを含む）作動させるものであ
る。

このブーストコンペンセータ１５はブーストホ
ース１６を介して吸気マニホールド４に接続され
ている。このブーストホース１６に十字継手１７
を介設させ、そのホース１６との継手部を除く他
の継手部にブーストセンサ１８、ブーストメータ
１９とが各々接続される。一方、十字継手１７と
ブーストコンペンセータ１５との間のブーストホ
ース１６には、大気開放ポジシヨンを有する三方
電磁弁２０が介設されており、その電磁弁２０を
大気開放ポジシヨンに切換えることにより、ブー
ストホース１６内の過給圧はゼロとなり、コント
ロールラツクを燃料の減量方向に作動させること
ができる。

制御部２１は内部に回転数・ブースト圧特性を
示す制御マツプを記憶しており、ブーストセンサ
１８により検出されたブースト圧P_Bおよび外気
温度Ta、機関回転数Ne、機関負荷Leを入力し
て、これらの値から制御マツプに基づいてその時
点のターボの切換領域を決定し、この切換領域に
対応するコントロール信号S₁，S₂を電磁弁１１に
出力して電磁弁１１のオン／オフを制御する。さ
らに、制御部２１は決定したターボ切換領域がア
イドル領域であつた場合には、アイドル運転時間
Ｔを計測し始めると共に、アイドル運転時間Ｔが
所定値T₀（例えば、３分間）を越えると所定の制
御時間Tc（例えば、３秒間）だけ大気開放信号S₃
を三方電磁弁２０に出力する。

以上のような構成の装置によつて長時間アイド
ル運転を行なう場合に練習的に短時間のブーコン
カツトが行なわれる。

なお、ブーコンカツトを行なう領域をアイドル
領域として理由を簡単に述べる。ブーコンカツト
を練習作動させる切換領域の条件として、作動
頻度が少ないこと、作動時が確実に存在するこ
と、実用上（走行上）問題のないこと、が挙げ
られる。そこで、第２図のようにアイドル領域Ｉ
および他の領域Ａ〜Ｄに内燃機関の作動領域を区
分し、それぞれの領域について上記３つの条件を
あてはめてみた。その結果、領域ＡおよびＤは正
常な運転状態でなく、条件を満たさない。領域
Ｂは始動時の瞬間しか存在せずやはり条件が不
満足。領域Ｃは通常運転で使用する領域であり条
件を満たさない。

そこで、所定時間T₀以上の長時間アイドル状
態、すなわち暖機時あるいは内燃機関を始動させ
ながら仮眠する時のみブーコンカツトが作動する
ように設定した。

次に、本実施例の動作を第３図のフローチヤー
トを参照して説明する。

まず、装置が始動されると、ブーストセンサ１
８で検出されたブースト圧P_Bが正常な範囲内に
あるかどうかが制御部２１で判定され（処理ａ）、
正常であればブースト圧P_B、外気温度Ta、回転
数Ne、負荷Leに対応したターボの切換領域が決
定されてコントロール信号S₁，S₂により電磁弁１
１のオン／オフ制御が行なわれる。そして決定さ
れた切換領域がアイドル領域であると、アイドル
運転時間Ｔの計時が開始され、この時間Ｔと予め
設定されている所定値T₀（３分間）との大小関係
が判別される（処理ｂ）。その結果、アイドル運
転時間Ｔが所定値T₀を越えると、制御部２１か
ら大気開放信号S₃が出力されて三方電磁弁２０が
大気開放ポジシヨンとなり、いわゆるブーコンカ
ツトが行なわれる（処理ｃ）。このブーコンカツ
トは所定の制御時間Tc（３秒間）の間行なわれ
（処理ｃ，ｄ）、制御時間Tc経過後、制御部２１
からの大気開放信号S₃の出力が停止されて三方電
磁弁２０が再びブーストホース１６を接続状態と
し、ブーコンカツトが終了する（処理ｅ）。なお、
処理ａにおいてブースト圧P_Bが異常値を示す場
合にはすぐにVGSターボ２を保護するためにブ
ーコンカツトが行なわれる（処理ｆ）。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、次のごと
き優れた効果を発揮する。

(1) 練習的にブーコンカツトを行なうので、三方
電磁弁等が固着することもなく、VGSターボ
の故障時には確実にブーコンカツトが行なわ
れ、安全性が向上する。

(2) 暖機時や仮眠時等、長時間のアイドル運転時
にブーコンカツトを行なうので、このブーコン
カツトによる実用上の問題は発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る可変容量過給
機のバツクアツプ装置を備えた内燃機関の概略構
成図、第２図は本考案の原理を説明するための制
御マツプ、第３図は実施例の動作を示すフローチ
ヤート、第４図および第５図はそれぞれ一般的な
可変容量過給機の構造を示す断面図および駆動装
置の構成図、第６図は従来のVGSターボ保護装
置の概略構成図である。 図中、１は内燃機関、２は可変容量過給機、１
４は燃料供給装置、１５はブーストコンペンセー
タ、２０は三方電磁弁、２１は制御部である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 可変容量過給機付内燃機関の燃料供給器にブー
   ストコンペンセータを設けると共に、上記内燃機
   関のアイドル運転時間が所定値を越えると上記ブ
   ーストコンペンセータの受圧部を所定の制御時間
   だけ大気開放させる制御部を備えたことを特徴と
   する可変容量過給機のバツクアツプ装置。