JPH0415948Y2 - - Google Patents

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JPH0415948Y2
JPH0415948Y2 JP1985052760U JP5276085U JPH0415948Y2 JP H0415948 Y2 JPH0415948 Y2 JP H0415948Y2 JP 1985052760 U JP1985052760 U JP 1985052760U JP 5276085 U JP5276085 U JP 5276085U JP H0415948 Y2 JPH0415948 Y2 JP H0415948Y2
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supercharger
valve
pressure
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turbocharger
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ターボチヤージヤとスーパーチヤー
ジヤの2つの過給機により二段過給を行なう、内
燃機関の過給制御装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a supercharging control device for an internal combustion engine that performs two-stage supercharging using two superchargers: a turbocharger and a supercharger.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、ターボチヤージヤとスーパーチヤージヤ
を直列に配置した内燃機関が既に知られている。
(例えば特公昭41−8081号公報又は実開昭60−
26235号公報参照)。これは、低回転域で吸気を高
過給することができるスーパーチヤージヤと、高
回転域で吸気を高過給することができるターボチ
ヤージヤとを組合わせたものであり、スーパーチ
ヤージヤのみにより過給する場合における応答性
の悪化を防止するとともに、低速域から高速域に
かけての広い範囲にわたつて高過給を得ようとし
ており、高回転時にはターボチヤージヤのみによ
り過給を行なうこともできる。過給圧の制御はタ
ーボチヤージヤの場合、ウエストゲートバルブを
開放することにより行ない、スーパーチヤージヤ
の場合は、その前後を連結するバイパス通路を開
放することにより行なう。
Conventionally, internal combustion engines in which a turbocharger and a supercharger are arranged in series are already known.
(For example, Japanese Patent Publication No. 41-8081 or Utility Model Application Publication No. 1983-8081)
(See Publication No. 26235). This is a combination of a supercharger that can highly supercharge the intake air in the low-speed range and a turbocharger that can highly supercharge the intake air in the high-speed range. In addition to preventing deterioration in responsiveness when charging, the aim is to obtain high supercharging over a wide range from low speeds to high speeds, and it is also possible to perform supercharging only by turbocharger at high speeds. In the case of a turbocharger, the supercharging pressure is controlled by opening a wastegate valve, and in the case of a supercharger, it is controlled by opening a bypass passage connecting the front and rear parts.

さて、内燃機関の燃費は、第2図に示されるよ
うに、ターボチヤージヤにより過給する場合(図
中、実線で示す)の方が、スーパーチヤージヤに
より過給する場合(図中、破線で示す)よりも良
い。これはスーパーチヤージヤの駆動には、内燃
機関の発生出力が用いられるからである。一方、
ターボチヤージヤとスーパーチヤージヤの両者を
備えた内燃機関の場合においても、スーパーチヤ
ージヤが駆動される運転域においては燃費の悪化
を招いている。このため、スーパーチヤージヤと
ターボチヤージヤの両者による二段過給時に、タ
ーボチヤージヤの過給圧が高くなると可変変速装
置によつてスーパーチヤージヤを駆動する変速装
置の変速化を減少させてスーパーチヤージヤの負
荷を軽減させようとするものである(特公昭46−
14165号公報参照)。
Now, as shown in Figure 2, the fuel efficiency of an internal combustion engine is better when supercharging is performed using a turbocharger (indicated by a solid line in the figure), and when it is supercharging using a supercharger (indicated by a broken line in the figure). ) better than This is because the output generated by the internal combustion engine is used to drive the supercharger. on the other hand,
Even in the case of an internal combustion engine that is equipped with both a turbocharger and a supercharger, fuel efficiency deteriorates in the operating range where the supercharger is driven. For this reason, during two-stage supercharging using both a supercharger and a turbocharger, when the supercharging pressure of the turbocharger increases, the variable transmission reduces the speed change of the transmission that drives the supercharger, and the supercharger This is an attempt to reduce the load (Special Public Interest Publication Act, 1977).
(See Publication No. 14165).

〔考案が解決しようとする課題〕[The problem that the idea attempts to solve]

従来の二段過給システムにおいては、高回転時
にスーパーチヤージヤを遮断すると同時に、バイ
パスバルブによつてスーパーチヤージヤのバイパ
ス通路を開いて、ターボチヤージヤのみの一段過
給に切り換えるようになつているので、その切り
換え時に機関の負荷や過給圧がかなり大きく変動
する結果、場合によりトルクシヨツクを感じるこ
とがあつた。また、減速後の再加速時には、スー
パーチヤージヤを継続駆動する電磁クラツチの応
答遅れや、スーパーチヤージヤの過給圧の立ち上
りの遅れから、高い応答性が得られないという問
題があつた。
In conventional two-stage supercharging systems, the supercharger is shut off at high speeds, and at the same time a bypass valve opens the supercharger bypass passage to switch to single-stage supercharging using only the turbocharger. During this switching, the engine load and boost pressure fluctuated considerably, resulting in the feeling of torque shock in some cases. Furthermore, when accelerating again after deceleration, there was a problem in that high responsiveness could not be obtained due to a delay in the response of the electromagnetic clutch that continuously drives the supercharger and a delay in the rise of supercharging pressure of the supercharger.

しかしながら、スーパーチヤージヤを変速比の
可変な変速装置によつて駆動すると、装置が複雑
となり、その制御も決して容易ではない。本考案
は、これらの従来技術の問題点を解決しようとす
るものである。
However, if the supercharger is driven by a transmission device with a variable gear ratio, the device becomes complicated and its control is not easy. The present invention attempts to solve these problems of the prior art.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本考案は、前記の課題を解決するための手段と
して、吸気通路上に設けられたターボチヤージヤ
と、前記吸気通路上の前記ターボチヤージヤの下
流側に直列に設けられたスーパーチヤージヤと、
前記ターボチヤージヤのタービンのバイパス通路
に設けられたウエストゲートバルブと、前記吸気
通路の前記スーパーチヤージヤの上流側と下流側
とを連通するリリーフ通路と、前記リリーフ通路
を開閉するリリーフバルブとを備えるとともに、
前記ウエストゲートバルブ及び前記リリーフバル
ブはいずれも前記スーパーチヤージヤの下流側の
吸気通路における吸気圧力により開閉作動される
ように構成されており、前記スーパーチヤージヤ
の駆動は所定の機関回転数以下のスーパーチヤー
ジヤ駆動領域で行われ、前記ウエストゲートバル
ブが開弁を開始するウエストゲートバルブ開弁圧
は、前記リリーフバルブが開弁を開始するリリー
フバルブ開弁圧よりも高圧側に設定されており、
また、前記リリーフバルブ及び前記ウエストゲー
トバルブの開弁開始時期がいずれも前記スーパー
チヤージヤの駆動領域内に置かれていて、前記ス
ーパーチヤージヤが駆動されている状態で前記リ
リーフバルブ及び前記ウエストゲートバルブが開
弁を開始するように設定されていることを特徴と
する内燃機関過給制御装置を提供する。
As a means for solving the above problems, the present invention includes: a turbocharger provided on an intake passage; a supercharger provided in series on the downstream side of the turbocharger on the intake passage;
A waste gate valve provided in a bypass passage of a turbine of the turbocharger, a relief passage that communicates between an upstream side and a downstream side of the supercharger of the intake passage, and a relief valve that opens and closes the relief passage. ,
Both the waste gate valve and the relief valve are configured to be opened and closed by the intake pressure in the intake passage downstream of the supercharger, and the supercharger is driven when the engine speed is below a predetermined engine speed. The waste gate valve opening pressure at which the waste gate valve starts opening in the supercharge drive region is set to a higher pressure side than the relief valve opening pressure at which the relief valve starts opening. ,
Further, the valve opening timings of the relief valve and the waste gate valve are both placed within the driving range of the supercharger, and the relief valve and the wastegate are in a state where the supercharger is being driven. An internal combustion engine supercharging control device characterized in that a valve is set to start opening.

〔作用〕[Effect]

本考案による内燃機関の過給制御装置は前記の
ような構成を有するから、機関回転数が低い間は
ターボチヤージヤが有効な過給作用をしないの
で、殆どスーパーチヤージヤのみによつて過給作
用が営まれるが、回転数の上昇とともにターボチ
ヤージヤの過給作用が高まると実質的な二段過給
の状態になる。そして、両者の合計の過給圧が所
定値を越えたとき、まずリリーフバルブが開きは
じめ、スーパーチヤージヤの下流側から上流側に
向かつて加圧された吸気のリリーフが始まる。従
つてその分だけ過給圧におけるスーパーチヤージ
ヤの寄与分が減少して、過給の主力がターボチヤ
ージヤの方へ移行する。
Since the supercharging control device for an internal combustion engine according to the present invention has the above-described configuration, the turbocharger does not perform an effective supercharging action while the engine speed is low, so the supercharging action is almost exclusively performed by the supercharger. However, as the rotational speed increases, the supercharging effect of the turbocharger increases, resulting in a substantial two-stage supercharging state. When the total supercharging pressure of both exceeds a predetermined value, the relief valve begins to open, and the pressurized intake air starts to be relieved from the downstream side to the upstream side of the supercharger. Therefore, the contribution of the supercharger to the boost pressure decreases accordingly, and the main force of supercharging shifts to the turbocharger.

さらに回転数が上昇して過給圧が次の所定値を
越えると、今度はウエストゲートバルブも開きは
じめて、合計の過給圧が最大過給圧を越えないよ
うにその開度を調整する。そして、高回転数高負
荷域でリリーフバルブが全開になり、ウエストゲ
ートバルブのみによる一段過給の状態になる。そ
の後、所定の機関回転数においてスーパーチヤー
ジヤの駆動は遮断される。この状態では、リリー
フ通路とリリーフバルブは、吸気通路を上流側か
ら下流側に向かうスーパーチヤージヤのバイパス
通路として、ターボチヤージヤの過給吸気を直接
機関へ送り込むのに役立つ。
When the rotational speed further increases and the boost pressure exceeds the next predetermined value, the waste gate valve also begins to open, and its opening degree is adjusted so that the total boost pressure does not exceed the maximum boost pressure. Then, in the high rotation speed and high load range, the relief valve becomes fully open, resulting in a state of first-stage supercharging using only the waste gate valve. Thereafter, the drive of the supercharger is cut off at a predetermined engine speed. In this state, the relief passage and the relief valve serve to send supercharged intake air from the turbocharger directly to the engine by using the intake passage as a bypass passage for the supercharger from the upstream side to the downstream side.

反対に、機関の負荷が増加して回転数が低下し
はじめると、空転状態ながらスーパーチヤージヤ
の駆動が開始される。更にウエストゲートバルブ
が閉じ始め、ターボチヤージヤをバイパスする排
気の量を減少させることにより、ターボチヤージ
ヤによる過給圧を高めて対応する。しかし、それ
でも過給圧が所定値に達しないときは、今度はリ
リーフバルブも閉じ始めて、スーパーチヤージヤ
の有効な過給作用を増加させる。前述のように、
スーパーチヤージヤはこの状態では既に起動され
十分高い回転数で回転しているから、リリーフバ
ルブが閉じ始めると、リリーフされる吸気の量が
減少して直ちに過給圧の上昇に寄与する。このよ
うにして、過給圧を機関の広い回転数領域にわた
つて可及的に一定に保つことができる。また、ウ
エストゲートバルブ及びリリーフバルブが閉じる
ときは、先にスーパーチヤージヤの駆動が開始さ
れているので、切り換えによるトルクシヨツクが
小さく、また応答性も高くなる。
On the other hand, when the load on the engine increases and the engine speed begins to drop, the supercharger starts driving even though the engine is idling. Furthermore, the wastegate valve begins to close, reducing the amount of exhaust gas that bypasses the turbocharger, thereby increasing the supercharging pressure by the turbocharger. However, if the supercharging pressure still does not reach the predetermined value, the relief valve also begins to close, increasing the effective supercharging action of the supercharger. As aforementioned,
In this state, the supercharger has already been activated and is rotating at a sufficiently high rotational speed, so when the relief valve begins to close, the amount of intake air that is relieved decreases and immediately contributes to an increase in supercharging pressure. In this way, the boost pressure can be kept as constant as possible over a wide engine speed range. Furthermore, when the waste gate valve and the relief valve are closed, the supercharger has already started driving, so the torque shock caused by switching is small and the responsiveness is high.

〔実施例〕〔Example〕

以下図示実施例により本考案を説明する。 The present invention will be explained below with reference to illustrated embodiments.

図は本考案の一実施例を適用した内燃機関を示
す。図において、エンジン本体10に形成された
シリンダボア11内にはピストン12が摺動自在
に支持され、このピストン12の上方には燃焼室
13が形成される。燃焼室13には吸気通路14
と排気通路15が連通する。
The figure shows an internal combustion engine to which an embodiment of the present invention is applied. In the figure, a piston 12 is slidably supported in a cylinder bore 11 formed in an engine body 10, and a combustion chamber 13 is formed above the piston 12. The combustion chamber 13 has an intake passage 14
The exhaust passage 15 communicates with the exhaust passage 15.

エアクリーナ16は吸気通路14の最も上流側
に設けられ、エアフローメータ17はその下流側
に設けられる。さらに下流側にはターボチヤージ
ヤ18のコンプレツサ19が配設され、このコン
プレツサ19の下流側にはスーパーチヤージヤ2
0が設けられる。スロツトル弁21はターボチヤ
ージヤ18のコンプレツサ19とスーパーチヤー
ジヤ20との間に設けられ、図示しないアクセル
ペダルに連動して吸気通路14内の流路面積を変
化させる。吸気通路14のスーパーチヤージヤ2
0の下流側にはサージタンク23が形成される。
The air cleaner 16 is provided at the most upstream side of the intake passage 14, and the air flow meter 17 is provided at the downstream side thereof. Further downstream, a compressor 19 of the turbocharger 18 is provided, and a supercharger 2 is provided downstream of this compressor 19.
0 is set. The throttle valve 21 is provided between the compressor 19 of the turbocharger 18 and the supercharger 20, and changes the flow area in the intake passage 14 in conjunction with an accelerator pedal (not shown). Supercharger 2 of intake passage 14
A surge tank 23 is formed downstream of 0.

一方、排気通路15の途中にはターボチヤージ
ヤ18のタービン25が設けられ、またこのター
ビン25を迂回するバイパス通路26が形成され
る。ターボチヤージヤ18は、排気通路15を通
過する排気ガスによりタービン25が回転駆動さ
れ、これによりコンプレツサ19が回転して吸気
通路14から吸入される空気の圧力を高めるよう
になつている。ウエストゲートバルブ27はバイ
パス通路26を開閉してタービン25へ供給され
る排気ガスの量を調節し、ターボチヤージヤ18
の回転を制御する。ウエストゲートバルブ27を
開閉駆動するアクチユエータ28は、従来公知の
構成を有しておりシエル29内をダイヤフラム3
0により区画して圧力室31を形成し、この圧力
室31内には通路32を介してサージタンク23
内の圧力が伝達されるようになつている。サージ
タンク23は吸気通路14上のスーパーチヤージ
ヤ20の下流側に設けられている。したがつて、
圧力室31内の圧力、すなわちスーパーチヤージ
ヤ20の下流側の過給圧がばね33の弾発力に打
勝つとウエストゲートバルブ27はバイパス通路
26を開放し、タービン25を通過する排気ガス
の量を減少させてターボチヤージヤ18のコンプ
レツサ19の出口圧を一定圧にする。
On the other hand, a turbine 25 of the turbocharger 18 is provided in the middle of the exhaust passage 15, and a bypass passage 26 that bypasses the turbine 25 is formed. In the turbocharger 18 , a turbine 25 is rotationally driven by exhaust gas passing through the exhaust passage 15 , which rotates a compressor 19 to increase the pressure of air taken in from the intake passage 14 . The wastegate valve 27 opens and closes the bypass passage 26 to adjust the amount of exhaust gas supplied to the turbine 25 and the turbocharger 18.
control the rotation of The actuator 28 that opens and closes the waste gate valve 27 has a conventionally known configuration, and the diaphragm 3 is connected to the inside of the shell 29.
0 to form a pressure chamber 31, and a surge tank 23 is connected to the pressure chamber 31 via a passage 32.
The internal pressure is transmitted. The surge tank 23 is provided on the intake passage 14 on the downstream side of the supercharger 20. Therefore,
When the pressure in the pressure chamber 31, that is, the supercharging pressure on the downstream side of the supercharger 20 overcomes the elastic force of the spring 33, the waste gate valve 27 opens the bypass passage 26, and the exhaust gas passing through the turbine 25 is released. The outlet pressure of the compressor 19 of the turbocharger 18 is made constant by reducing the amount.

ターボチヤージヤ18のコンプレツサ19によ
り加圧された空気は、スロツトル弁21により調
量され、スーパーチヤージヤ20に流入する。ス
ーパーチヤージヤ20の駆動軸は、電磁クラツチ
を有するプーリ35に連結され、このプーリ35
は、エンジン本体10に設けられたクランクプー
リ36と無端状のベルト37により連結される。
したがつてスーパーチヤージヤ20は、電磁クラ
ツチが接続状態にある時、クランクプーリ36を
介して駆動される。吸気通路14のスーパーチヤ
ージヤ20の上流側と下流側とはリリーフ通路3
8により接続され、リリーフ通路38の途中には
これを開閉するリリーフバルブ39が設けられ
る。リリーフバルブ39を開閉するアクチユエー
タ40は、シエル41内をダイヤフラム42によ
り区画して圧力室43を形成することにより構成
され、ダイヤフラム42はリリーフバルブ39に
連結される。圧力室43には、アクチユエータ2
8の圧力室31と同様に、通路45を介してサー
ジタンク23内の圧力が伝達されるようになつて
おり、この圧力、すなわちスーパーチヤージヤ2
0の下流側の過給圧が圧力室43の反対側の室に
設けられたばね44の弾発力に打勝つと、リリー
フバルブ39はリリーフ通路38を開放する。
The air pressurized by the compressor 19 of the turbocharger 18 is regulated by the throttle valve 21 and flows into the supercharger 20 . The drive shaft of the supercharger 20 is connected to a pulley 35 having an electromagnetic clutch.
is connected to a crank pulley 36 provided on the engine body 10 by an endless belt 37.
The supercharger 20 is therefore driven via the crank pulley 36 when the electromagnetic clutch is in the engaged state. The upstream and downstream sides of the supercharger 20 in the intake passage 14 are the relief passage 3.
8, and a relief valve 39 is provided in the middle of the relief passage 38 to open and close it. An actuator 40 that opens and closes the relief valve 39 is configured by partitioning the inside of a shell 41 with a diaphragm 42 to form a pressure chamber 43, and the diaphragm 42 is connected to the relief valve 39. The actuator 2 is located in the pressure chamber 43.
Similarly to the pressure chamber 31 of No. 8, the pressure inside the surge tank 23 is transmitted through the passage 45, and this pressure, that is, the supercharger 2
When the boost pressure on the downstream side of 0 overcomes the elastic force of the spring 44 provided in the chamber on the opposite side of the pressure chamber 43, the relief valve 39 opens the relief passage 38.

なお、図示実施例のリリーフバルブ39は、ス
ーパーチヤージヤ20と並列のリリーフ通路38
に設けられ、図示のように吸気通路14の上流側
から下流側に向かつて開き勝手の構造を有するの
で、たとえばスーパーチヤージヤ20が故障して
回転しなくなつたときのように、何かの理由でス
ーパーチヤージヤ20の上流側の圧力が下流側の
圧力よりも、ばね44の強さによつて決まる所定
値以上に高くなつたときには、アクチユエータ4
0の作動によらずに自動的に開弁し、スーパーチ
ヤージヤ20をバイパスする吸気通路を形成し
て、吸気流を維持する作用もある。
Note that the relief valve 39 in the illustrated embodiment has a relief passage 38 parallel to the supercharger 20.
As shown in the figure, it has a structure that opens from the upstream side to the downstream side of the intake passage 14, so if something happens, such as when the supercharger 20 breaks down and stops rotating, If for some reason the pressure on the upstream side of the supercharger 20 becomes higher than the pressure on the downstream side by more than a predetermined value determined by the strength of the spring 44, the actuator 4
It also has the effect of maintaining the intake air flow by automatically opening the valve without depending on the operation of zero and forming an intake passage that bypasses the supercharger 20.

スーパーチヤージヤ20の電磁クラツチは、マ
イクロコンピユータを備えた電子制御部50によ
り切換制御される。電子制御部50はスロツトル
弁21が開放される高負荷運転時に図示しない負
荷センサから入力されるエンジン負荷を示す信号
に基いてプーリ35にON指令を出力し、電磁ク
ラツチを接続させる。したがつてスーパーチヤー
ジヤ20のロータ20a,20bは、クランクプ
ーリ36の回転を伝達されて回転駆動され、過給
を開始する。また、内燃機関の高負荷運転により
排気ガスの流量が増加すると、これに伴ないター
ボチヤージヤ18も過給作用を開始し、二段過給
が行なわれる。
The electromagnetic clutch of the supercharger 20 is switched and controlled by an electronic control section 50 equipped with a microcomputer. The electronic control unit 50 outputs an ON command to the pulley 35 to connect the electromagnetic clutch based on a signal indicating the engine load input from a load sensor (not shown) during high-load operation when the throttle valve 21 is opened. Therefore, the rotors 20a and 20b of the supercharger 20 are rotationally driven by the rotation of the crank pulley 36, and start supercharging. Further, when the flow rate of exhaust gas increases due to high-load operation of the internal combustion engine, the turbocharger 18 also starts a supercharging action accordingly, and two-stage supercharging is performed.

さて、ターボチヤージヤ18およびスーパーチ
ヤージヤ20による過給時、ウエストゲートバル
ブ28およびリリーフバルブ39は、スーパーチ
ヤージヤ20の下流側の過給圧、すなわちサージ
タンク23内の圧力が設定過給圧になるように開
閉する。ここでウエストゲートバルブ27が開弁
を開始する時の過給圧、すなわちウエストゲート
バルブ開弁圧の方が、リリーフバルブ39が開弁
を開始する時の過給圧、すなわちリリーフバルブ
開弁圧よりも高くなるように、ばね33及び44
のばね定数が定められている。したがつて、サー
ジタンク23内の圧力が所定値に達すると、まず
リリーフバルブ39が開弁しはじめ、これにより
スーパーチヤージヤ20の下流側の空気が一部リ
リーフ通路38を通つて上流側へ循環するように
なり、スーパーチヤージヤ20による過給が制御
される。しかし、このときは電磁クラツチが接続
したままであり、スーパーチヤージヤ20は未だ
駆動状態にある。一方、ターボチヤージヤ18の
ウエストゲートバルブ27は、リリーフバルブ3
9の開放後にサージタンク23内の圧力がさらに
上昇して所定値に達すると開弁し、ターボチヤー
ジヤ18による過給を制限する。すなわち、ウエ
ストゲートバルブ27は、リリーフバルブ39が
全開した後、過給圧が更に上昇すると開弁してそ
れ以上の過給圧の上昇を抑制する。
Now, during supercharging by the turbocharger 18 and the supercharger 20, the wastegate valve 28 and the relief valve 39 set the supercharging pressure on the downstream side of the supercharger 20, that is, the pressure in the surge tank 23, to the set supercharging pressure. Open and close as shown. Here, the supercharging pressure when the waste gate valve 27 starts opening, that is, the waste gate valve opening pressure, is higher than the supercharging pressure when the relief valve 39 starts opening, that is, the relief valve opening pressure. springs 33 and 44 so that they are higher than
The spring constant is determined. Therefore, when the pressure inside the surge tank 23 reaches a predetermined value, the relief valve 39 begins to open, and as a result, some of the air downstream of the supercharger 20 passes through the relief passage 38 and flows upstream. The fuel starts to circulate, and supercharging by the supercharger 20 is controlled. However, at this time, the electromagnetic clutch remains connected, and the supercharger 20 is still in the driving state. On the other hand, the waste gate valve 27 of the turbo charger 18 is connected to the relief valve 3.
After the pressure in the surge tank 23 increases further and reaches a predetermined value after the valve 9 is opened, the valve opens and supercharging by the turbocharger 18 is restricted. That is, after the relief valve 39 is fully opened, the waste gate valve 27 opens when the supercharging pressure further increases to suppress a further increase in the supercharging pressure.

内燃機関が高回転高負荷運転状態になると、タ
ーボチヤージヤ18のみにより過給を行なうよう
にするため、電子制御部50は図示しない回転数
センサからの信号に基づきスーパーチヤージヤ2
0の電磁クラツチを切離す。これによりスーパー
チヤージヤ20は実質的に休止するが、サージタ
ンク23内の圧力はリリーフバルブ39の開弁圧
よりも高いため、リリーフバルブ39は開放した
ままであり、吸入空気の大部分はリリーフ通路3
8を通つてサージタンク23に流入する。このと
きはリリーフ通路38がスーパーチヤージヤ20
のバイパス通路となる。
When the internal combustion engine enters a high-speed, high-load operating state, in order to perform supercharging only by the turbocharger 18, the electronic control unit 50 activates the supercharger 2 based on a signal from a rotational speed sensor (not shown).
Disconnect the electromagnetic clutch of 0. As a result, the supercharger 20 substantially stops, but since the pressure inside the surge tank 23 is higher than the opening pressure of the relief valve 39, the relief valve 39 remains open, and most of the intake air is released into the relief valve. aisle 3
8 and flows into the surge tank 23. At this time, the relief passage 38 is connected to the super charger 20.
This will serve as a bypass passage.

第3図a,bはエンジン回転数と過給圧の関係
を示し、第3図aはウエストゲートバルブ27の
開弁圧PWの方がリリーフバルブ39の開弁圧PB
よりも高い場合、第3図bはリリーフバルブ39
の開弁圧PBの方がウエストゲートバルブ27の
開弁圧PWよりも高い場合を示す。特定のエンジ
ン回転数Nにおいて第3図a,bを比較するとわ
かるように、開弁圧PWを開弁圧PBより高くした
方が、スーパーチヤージヤ20による過給圧分S
がターボチヤージヤ18による過給圧分Tに比べ
て少なくなり、したがつて燃費を向上させること
が可能になる。また低回転域においてターボチヤ
ージヤ18はほとんど作用しないが、スーパーチ
ヤージヤ20が作動するため過給圧は迅速に上昇
する。
Figures 3a and 3b show the relationship between engine speed and supercharging pressure, and Figure 3a shows that the opening pressure PW of the waste gate valve 27 is higher than the opening pressure PB of the relief valve 39.
3b, the relief valve 39
The case where the valve opening pressure P B of is higher than the valve opening pressure P W of the waste gate valve 27 is shown. As can be seen by comparing Fig. 3 a and b at a specific engine speed N, the higher the valve opening pressure P W is than the valve opening pressure P B , the more the supercharging pressure S due to the supercharger 20
is smaller than the supercharging pressure T caused by the turbocharger 18, thus making it possible to improve fuel efficiency. Further, in the low rotation range, the turbocharger 18 hardly acts, but the supercharger 20 operates, so the supercharging pressure increases quickly.

次に、高回転におけるターボチヤージヤ18の
みによる過給状態から、負荷の増加により回転数
が低下してきたときは、電子制御部50の作動で
電磁クラツチが接続され、スーパーチヤージヤ2
0の駆動が再開される。このときは、未だリリー
フバルブ39及びウエストゲートバルブは少くと
も部分的に開弁しているので、スーパーチヤージ
ヤ20の稼働によるシヨツクは発生しない、更に
負荷の増加により回転数が低下すると、先にウエ
ストゲートバルブ27が全開になるが、ターボチ
ヤージヤ18のみではサージタンク23内の過給
圧が所定値を下回るような場合に、はじめてリリ
ーフバルブ39は全閉となり、リリーフ通路38
を通る流れは遮断されるので、スーパーチヤージ
ヤ20は全力の過給作用を行ない、過給圧の低下
を防止する。
Next, when the rotational speed decreases due to an increase in load from the supercharging state using only the turbocharger 18 at high rotational speeds, the electromagnetic clutch is connected by the operation of the electronic control section 50, and the supercharger 2
Driving of 0 is resumed. At this time, the relief valve 39 and wastegate valve are still at least partially open, so no shock will occur due to the operation of the supercharger 20. Furthermore, if the rotation speed decreases due to an increase in load, the shock will occur first. The waste gate valve 27 is fully opened, but the relief valve 39 is fully closed only when the turbocharger 18 alone causes the supercharging pressure in the surge tank 23 to fall below a predetermined value, and the relief passage 38
Since the flow through the supercharger 20 is blocked, the supercharger 20 performs full supercharging and prevents a drop in supercharging pressure.

このように、リリーフバルブ39が開弁した
り、再び閉弁したりするときには、従来のものの
ように電磁クラツチが同時に遮断されたり接続さ
れたりするのではなく、リリーフバルブ39の開
閉は、高回転時にスーパーチヤージヤ20の駆動
状態で起こり、また電磁クラツチの断続はリリー
フバルブ39の開弁状態で行なわれるので、スー
パーチヤージヤ20による過給作用の遮断あるい
は再開時に負荷や過給圧が大きく変動して、機関
トルクの変動によるシヨツクを発生するというよ
うなおそれがない。また、スーパーチヤージヤ2
0の過給作用の再開も、スーパーチヤージヤ20
が既に駆動されてその回転数が十分高くなつてい
る状態で、リリーフバルブ39の閉弁により行な
われるので、電磁クラツチの応答遅れやスーパー
チヤージヤ20の回転数の上昇遅れによる加速レ
スポンスの低下も起こらない。
In this way, when the relief valve 39 opens and closes again, the electromagnetic clutch is not simultaneously disconnected and connected as in the conventional case, but the opening and closing of the relief valve 39 is performed at high rotation speeds. This sometimes occurs when the supercharger 20 is in operation, and since the electromagnetic clutch is engaged and engaged while the relief valve 39 is open, the load and boost pressure may fluctuate greatly when the supercharger 20 shuts off or restarts the supercharging action. Therefore, there is no risk of shock occurring due to fluctuations in engine torque. Also, Super Charger 2
Supercharger 20 also restarts the supercharging action of 0.
Since this is done by closing the relief valve 39 when the engine is already driven and its rotational speed is sufficiently high, there is also a drop in acceleration response due to a delay in the response of the electromagnetic clutch or a delay in the increase in the rotational speed of the supercharger 20. It doesn't happen.

さらに本実施例によれば、特別な装置を用いる
ことなく、スーパーチヤージヤ20による過給圧
分Sを減少させることができ、これにより、燃費
を改善するとともに低速から高速にかけての広い
範囲にわたつて高出力を得ることができる。また
高回転時においてスーパーチヤージヤ20を休止
させる時、リリーフ通路38が開放されていてス
ーパーチヤージヤ20のバイパス通路となるた
め、ロータ20a,20bを空転させるための回
転抵抗が小さくなり、これにより機関出力を向上
させることができる。
Furthermore, according to this embodiment, it is possible to reduce the supercharging pressure S by the supercharger 20 without using any special equipment, thereby improving fuel efficiency and increasing the speed over a wide range from low speeds to high speeds. high output can be obtained. Furthermore, when the supercharger 20 is stopped at high rotation speed, the relief passage 38 is open and serves as a bypass passage for the supercharger 20, so the rotational resistance for making the rotors 20a and 20b idle is reduced. Engine output can be improved.

なおウエストゲートバルブ27およびリリーフ
バルブ39を開弁させるための圧力は、スーパー
チヤージヤ20の下流側の吸気通路14であれ
ば、サージタンク23以外の部分から導いてもよ
い。
Note that the pressure for opening the waste gate valve 27 and the relief valve 39 may be introduced from a portion other than the surge tank 23 as long as the intake passage 14 is downstream of the supercharger 20.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上のように本考案によれば、ターボチヤージ
ヤと断続駆動されるスーパーチヤージヤとを備え
た二段過給式の内燃機関において、簡単な構成に
よりスーパーチヤージヤによる過給の断続に伴な
うシヨツクや応答遅れを防止すると共に、燃費を
改善することができるという効果が得られる。
As described above, according to the present invention, in a two-stage supercharged internal combustion engine equipped with a turbocharger and a supercharger that is driven intermittently, the shock caused by the intermittent supercharging by the supercharger can be avoided with a simple configuration. This has the effect of preventing delays in response and response, as well as improving fuel efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案の一実施例を示す断面図、第2
図はスーパーチヤージヤとターボチヤージヤを設
けた各場合における内燃機関の燃費率を示すグラ
フ、第3図aはウエストゲートバルブの開弁圧を
リリーフバルブの開弁圧より高く定めた場合の過
給圧を示すグラフ、第3図bはリリーフバルブの
開弁圧をウエストゲートバルブの開弁圧より高く
定めた場合の過給圧を示すグラフである。 14……吸気通路、15……排気通路、18…
…ターボチヤージヤ、20……スーパーチヤージ
ヤ、25……タービン、27……ウエストゲート
バルブ、38……リリーフ通路、39……リリー
フバルブ。
Fig. 1 is a sectional view showing one embodiment of the present invention;
The figure is a graph showing the fuel efficiency of an internal combustion engine in each case where a supercharger and a turbocharger are installed. Figure 3a shows the supercharging pressure when the opening pressure of the waste gate valve is set higher than the opening pressure of the relief valve. FIG. 3b is a graph showing the supercharging pressure when the opening pressure of the relief valve is set higher than the opening pressure of the waste gate valve. 14...Intake passage, 15...Exhaust passage, 18...
...Turbocharger, 20...Supercharger, 25...Turbine, 27...Wastegate valve, 38...Relief passage, 39...Relief valve.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 吸気通路上に設けられたターボチヤージヤと、
前記吸気通路上の前記ターボチヤージヤの下流側
に直列に設けられたスーパーチヤージヤと、前記
ターボチヤージヤのタービンのバイパス通路に設
けられたウエストゲートバルブと、前記吸気通路
の前記スーパーチヤージヤの上流側と下流側とを
連通するリリーフ通路と、前記リリーフ通路を開
閉するリリーフバルブとを備えるとともに、前記
ウエストゲートバルブ及び前記リリーフバルブは
いずれも前記スーパーチヤージヤの下流側の吸気
通路における吸気圧力により開閉作動されるよう
に構成されており、前記スーパーチヤージヤの駆
動は所定の機関回転数以下のスーパーチヤージヤ
駆動領域で行われ、前記ウエストゲートバルブが
開弁を開始するウエストゲートバルブ開弁圧は、
前記リリーフバルブが開弁を開始するリリーフバ
ルブ開弁圧よりも高圧側に設定されており、ま
た、前記リリーフバルブ及び前記ウエストゲート
バルブの開弁開始時期がいずれも前記スーパーチ
ヤージヤの駆動領域内に置かれていて、前記スー
パーチヤージヤが駆動されている状態で前記リリ
ーフバルブ及び前記ウエストゲートバルブが開弁
を開始するように設定されていることを特徴とす
る内燃機関の過給制御装置。
A turbocharger installed on the intake passage,
a supercharger provided in series on the downstream side of the turbocharger on the intake passage; a wastegate valve provided in the bypass passage of the turbine of the turbocharger; and a wastegate valve provided in the intake passage upstream and downstream of the supercharger. and a relief valve that opens and closes the relief passage, and both the waste gate valve and the relief valve are opened and closed by the intake pressure in the intake passage downstream of the supercharger. The supercharger is driven in a supercharge drive range below a predetermined engine speed, and the wastegate valve opening pressure at which the wastegate valve starts opening is:
The relief valve is set to a higher pressure side than the relief valve opening pressure at which the relief valve starts opening, and the opening timings of the relief valve and the waste gate valve are both within the driving range of the supercharger. A supercharging control device for an internal combustion engine, wherein the relief valve and the waste gate valve are set to start opening when the supercharger is driven.
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