JPH0417725A - Supercharged pressure control device of two stage supercharged internal combustion engine - Google Patents

Supercharged pressure control device of two stage supercharged internal combustion engine

Info

Publication number
JPH0417725A
JPH0417725A JP2117661A JP11766190A JPH0417725A JP H0417725 A JPH0417725 A JP H0417725A JP 2117661 A JP2117661 A JP 2117661A JP 11766190 A JP11766190 A JP 11766190A JP H0417725 A JPH0417725 A JP H0417725A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
valve
turbocharger
exhaust
supercharging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2117661A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Oki
久 大木
Katsuhiko Arisawa
克彦 蟻沢
Hironori Okamizu
岡水 宏則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2117661A priority Critical patent/JPH0417725A/en
Publication of JPH0417725A publication Critical patent/JPH0417725A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To regulate the torque down in the high engine speed area by controlling an waste gate valve by the pressure of the down stream of an inter cooler. CONSTITUTION:A high pressure stage turbocharger 18 and low pressure stage turbocharger 17 are arranged in series in the gas flow direction, and an exhaust change over valve 38 is provided in an exhaust air by-path 36, which makes detour around the high pressure stage turbocharger 18, and a waste gate valve 32 is provided in an exhaust by-path 30, which makes detour around the low pressure stage turbocharger 17. The waste gate valve 32 is controlled by the pressure of the down stream of an intercooler 29 after completely releasing the exhaust change over valve 38. Since owing to this constitution, the down stream pressure of the intercooler 29 is substantially lowered based on a passage resistance on the high engine speed area, the manifold pressure on the high engine speed area can be raised resulting in the rise of torque the higher.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は2段過給内燃機関における過給圧制御装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a boost pressure control device for a two-stage supercharged internal combustion engine.

〔従来技術〕[Prior art]

大型ターボチャージャと小型ターボチャージャをガスの
流れ方向に直列に配置した直列2段過給内燃機関が知ら
れている(特願昭63−250928参照)。
A two-stage supercharged internal combustion engine in which a large turbocharger and a small turbocharger are arranged in series in the gas flow direction is known (see Japanese Patent Application No. 63-250928).

小型ターボチャージャを迂回するバイパス通路に排気切
替弁を設け、大型ターボチャージャを迂回するバイパス
通路にウェイストゲート弁が設けられる。排気切替弁は
小型ターボチャージャのコンプレッサ出口圧力で、ウェ
イストゲート弁は大型ターボチャージャのコンプレッサ
出口圧力で制御される。大型ターボチャージャの立ち上
がりが未了のエンジンの低回転時は排気切替弁は閉鎖さ
れ、小型ターボチャージャにより過給が行われる。大型
ターボチャージャの立ち上がりの完了により排気切替弁
は開放され、小型ターボチャージャの作動は停止される
An exhaust gas switching valve is provided in a bypass passage that bypasses a small turbocharger, and a wastegate valve is provided in a bypass passage that bypasses a large turbocharger. The exhaust switching valve is controlled by the compressor outlet pressure of the small turbocharger, and the wastegate valve is controlled by the compressor outlet pressure of the large turbocharger. When the engine is running at low speeds before the large turbocharger has finished starting up, the exhaust switching valve is closed and supercharging is performed by the small turbocharger. Upon completion of startup of the large turbocharger, the exhaust switching valve is opened and the operation of the small turbocharger is stopped.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

排気切替弁の閉鎖時は小型ターボチャージャ及び大型タ
ーボチャージャの共用により過給が行われ(2段過給域
)、排気切替弁の開放後は大型り−ボチャージャのみが
過給に関与する(1段過給域)。2段過給域において過
給圧が目標値に達すると排気切替弁は徐々に開弁を開始
し、切り替え点では排気切替弁は一気に開弁を行う。そ
の後は大型ターボチャージャのコンプレッサ出口圧力に
よってウェイストゲート弁の開弁が制御される。
When the exhaust switching valve is closed, supercharging is carried out by the shared use of the small turbocharger and the large turbocharger (two-stage supercharging region), and after the exhaust switching valve is opened, only the large turbocharger is involved in supercharging (1 stage supercharging area). When the supercharging pressure reaches the target value in the second-stage supercharging region, the exhaust switching valve gradually starts to open, and at the switching point, the exhaust switching valve opens all at once. Thereafter, the opening of the wastegate valve is controlled by the compressor outlet pressure of the large turbocharger.

そして、2段過給、1段過給の全体を通じて過給圧は殆
ど一定の値に維持される。
The supercharging pressure is maintained at an almost constant value throughout the second-stage supercharging and the first-stage supercharging.

この従来方式の場合、ウェイストゲート弁によって過給
が制御される高回転時にトルクが低下する問題点がある
。即ち、ウェイストゲート弁は大型ターボチャージャの
下流の圧力により制御されるが、大型ターボチャージャ
の下流にインタクーラが配置され、インタクーラの分だ
け圧力降下があり、その分だけエンジンに入るときの吸
気管圧力(吸気マニホルドの部分での圧力)が降下し、
吸気管圧力の降下に応じたエンジンのトルクダウンが避
けられないのである。
In the case of this conventional system, there is a problem in that torque decreases at high speeds when supercharging is controlled by the wastegate valve. In other words, the wastegate valve is controlled by the pressure downstream of the large turbocharger, but since an intercooler is placed downstream of the large turbocharger, there is a pressure drop due to the intercooler, and the intake pipe pressure when entering the engine is reduced by that amount. (pressure at the intake manifold) drops,
It is unavoidable that the engine torque decreases in response to the drop in intake pipe pressure.

この発明はウェイストゲート弁により過給圧が制御され
るエンジン高回転域でのトルクダウンの低下を抑えるこ
とを目的とする。
The object of the present invention is to suppress a reduction in torque in a high engine speed range where boost pressure is controlled by a wastegate valve.

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

この発明によれば、大型ターボチャージャと小型ターボ
チャージャをガスの流れ方向に直列に配置し、小型ター
ボチャージャを迂回するバイパス通路に排気切替弁を設
け、大型ターボチャージャを迂回するバイパス通路にウ
ェイストゲート弁を設け、小型ターボチャージャのコン
プレッサの下流にインタークーラを配置した2段過給内
燃機関において、排気切替弁は小型ターボチャージャの
コンプレッサ出口圧力によって制御され、ウェイストゲ
ート弁はインタークーラの下流の圧力によって制御され
ることを特徴とする2段過給内燃機関の過給圧制御装置
が提供される。
According to this invention, a large turbocharger and a small turbocharger are arranged in series in the gas flow direction, an exhaust switching valve is provided in a bypass passage that bypasses the small turbocharger, and a waste gate is provided in the bypass passage that bypasses the large turbocharger. In a two-stage supercharged internal combustion engine with a valve and an intercooler located downstream of the compressor of a small turbocharger, the exhaust switching valve is controlled by the compressor outlet pressure of the small turbocharger, and the wastegate valve is controlled by the pressure downstream of the intercooler. A supercharging pressure control device for a two-stage supercharged internal combustion engine is provided.

〔作用〕[Effect]

小型ターボチャージャのコンプレッサ出口圧力に応じて
排気切替弁は制御される。小型ターボチャージャの出口
の圧力はエンジンの回転数の小さいとき大きく、エンジ
ン回転数が大きいとき小さい。そのため、コンプレッサ
出口圧力によって排気切替弁を制御することで、エンジ
ンの回転数の増大によって増大する吸気マニホルド圧力
を得ることができ、排気切替弁が閉から開に切り替わっ
たときの排圧減少によるトルク増大があってもこれと調
和させ、円滑なトルク変化を得ることができる。
The exhaust switching valve is controlled according to the compressor outlet pressure of the small turbocharger. The outlet pressure of a small turbocharger is large when the engine speed is low and small when the engine speed is high. Therefore, by controlling the exhaust switching valve using the compressor outlet pressure, it is possible to obtain intake manifold pressure that increases as the engine speed increases, and the torque generated by the exhaust pressure decrease when the exhaust switching valve switches from closed to open. Even if there is an increase, it can be balanced with this increase and smooth torque changes can be obtained.

また排気切替弁が完全開放後はウェイストゲート弁がイ
ンタクーラの下流圧力によって制御され、インタクーラ
の下流圧力はエンジンの高回転側テ通路抵抗に基づいて
大きく低下する。そのため、インタクーラ下流圧力によ
ってウェイストゲート′弁を制御することで、エンジン
高回転側の吸気マニホルド圧力を上げることができ、そ
の分トルクを高くし、従来技術における高回転側のトル
クダウンを解消することができる。
Further, after the exhaust gas switching valve is completely opened, the wastegate valve is controlled by the downstream pressure of the intercooler, and the downstream pressure of the intercooler is greatly reduced based on the high-speed side passage resistance of the engine. Therefore, by controlling the wastegate' valve using the intercooler downstream pressure, it is possible to increase the intake manifold pressure on the high engine speed side, which increases the torque accordingly, eliminating the torque reduction on the high speed side in the conventional technology. I can do it.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明の高密度過給ガソリン内燃機関の全体
を示しており、10はエンジン本体であり、吸気管12
と排気管14とが接続される。大型ターボチャージ17
と小型ターボチャージャ18とが直列に配置される。大
型ターホチャージャ17はコンプレッサ20と、タービ
ン22と、回転軸24とから構成される。小型ターボチ
ャージャ18はコンプレッサ26と、タービン28と、
回転軸25とから構成される。吸気管12において吸入
空気の流れ方向に、大型ターボチャージャ17のコンプ
レッサ20、小型ターボチャージャI8のコンプレッサ
26の順で配置され、その下流にインタクーラ29が配
置される。排気管において排気ガスの流れ方向に、小型
ターボチャージャ18のタービン28、大型ターボチャ
ージャ18のタービン22の順で配置される。
FIG. 1 shows the entire high-density supercharged gasoline internal combustion engine of the present invention, where 10 is the engine body, the intake pipe 12
and the exhaust pipe 14 are connected. large turbo charge 17
and a small turbocharger 18 are arranged in series. The large-sized turbo charger 17 is composed of a compressor 20, a turbine 22, and a rotating shaft 24. The small turbocharger 18 includes a compressor 26, a turbine 28,
It is composed of a rotating shaft 25. In the intake pipe 12, the compressor 20 of the large turbocharger 17 and the compressor 26 of the small turbocharger I8 are arranged in this order in the flow direction of intake air, and an intercooler 29 is arranged downstream thereof. In the exhaust pipe, the turbine 28 of the small turbocharger 18 and the turbine 22 of the large turbocharger 18 are arranged in this order in the flow direction of exhaust gas.

大型ターボチャージャ17のタービンを迂回して第1の
排気バイパス通路30が排気管に接続され、第1の排気
バイパス通路3oにスイングドア型弁であるウェイスト
ゲート弁32が配置される。
A first exhaust bypass passage 30 is connected to the exhaust pipe, bypassing the turbine of the large turbocharger 17, and a wastegate valve 32, which is a swing door type valve, is arranged in the first exhaust bypass passage 3o.

ウェイストゲート弁32はダイヤフラムアクチュエータ
34に連結され、そのダイヤフラム34gはバイパス弁
32に連結される。バイパス弁32はスプリング34b
によって通常は閉鎖するべく付勢されるが、ダイヤフラ
ム34aに加わる圧力によってスプリング34bに抗し
てウェイストゲート弁32の開弁が行われる。
Wastegate valve 32 is connected to a diaphragm actuator 34 whose diaphragm 34g is connected to bypass valve 32. Bypass valve 32 has spring 34b
Normally, the wastegate valve 32 is urged to close by the pressure applied to the diaphragm 34a, but the wastegate valve 32 is opened against the force of the spring 34b.

小型ターボチャージャ17のタービン28を迂回して第
2の排気バイパス通路36が設けられ、この第2のバイ
パス通路36に蝶型弁としての排気切替弁38が設けら
れる。排気切替弁38はそのアクチュエータ40に連結
され、アクチュエータ40は1段ダイヤフラム機構とし
て構成される。
A second exhaust bypass passage 36 is provided to bypass the turbine 28 of the small turbocharger 17, and an exhaust switching valve 38 as a butterfly valve is provided in this second bypass passage 36. The exhaust switching valve 38 is connected to its actuator 40, and the actuator 40 is configured as a one-stage diaphragm mechanism.

このアクチュエータ40は、後述のように、大型ターボ
チャージャ17が全過給能力を発揮するまでは排気切替
弁38を閉鎖し、大型ターボチャージャ17がその全過
給能力を発揮するに至ると排気切替弁38を急速に開放
せしめるように作動する。排気切替弁40はダイヤフラ
ム40aと、スプリング40bを備える。スプリング4
0b と対向したダイヤフラム40aの側面に第1のダ
イヤフラム室40cが形成され、ダイヤフラム40aの
スプリング40bの側に第2のダイヤフラム室40dが
形成される。
As will be described later, this actuator 40 closes the exhaust switching valve 38 until the large turbocharger 17 exerts its full supercharging capacity, and switches the exhaust switching valve 38 when the large turbocharger 17 reaches its full supercharging capacity. It operates to cause valve 38 to open rapidly. The exhaust switching valve 40 includes a diaphragm 40a and a spring 40b. spring 4
A first diaphragm chamber 40c is formed on the side surface of the diaphragm 40a facing the spring 40b, and a second diaphragm chamber 40d is formed on the spring 40b side of the diaphragm 40a.

小型ターボチャージャ18のコンプレッサ26を迂回す
る吸気バイパス通路44が設けられ、この吸気バイパス
通路44に吸気バイパス弁46が配置される。切替弁4
6はダイヤフラムアクチュエータ48に連結され、その
ダイヤフラム48aに加わる圧力により吸気バイパス弁
46の作動が制御される。この吸気バイパス弁46は大
型ターボチャージャ17の立ち上がりが完了しない小型
ターボチャージャ18の作動域では吸気バイパス通路4
4を閉鎖するも、その完了の後は過給圧がダイヤフラム
48Hに下側から作用し、吸気バイパス弁46の開弁が
行われる。
An intake bypass passage 44 that bypasses the compressor 26 of the small turbocharger 18 is provided, and an intake bypass valve 46 is disposed in the intake bypass passage 44. Switching valve 4
6 is connected to a diaphragm actuator 48, and the operation of the intake bypass valve 46 is controlled by the pressure applied to the diaphragm 48a. This intake bypass valve 46 is connected to the intake bypass passage 4 in the operating range of the small turbocharger 18 where the startup of the large turbocharger 17 is not completed.
4 is closed, but after that is completed, supercharging pressure acts on the diaphragm 48H from below, and the intake bypass valve 46 is opened.

排気切替弁を2段過給時は徐々に開弁せしめ、1段過給
への移行時に一挙に開弁させるための機構として、電磁
弁50(VSVI)  と圧力レギャレータ52とが第
2ダイヤフラム室40d と、吸気管12の過給圧取出
ポート54との間を結ぶ導管56に設けられる。電磁弁
50(vSvl)は第2ダイヤフラム室(50d)に減
圧された過給圧を導入する位置と、大気圧を導入する位
置とで切り換えられる。圧力レギュレータ52はダイヤ
フラム52aとスプリング52bとを有し、ダイヤフラ
ム52aのスプリング52bの側は大気に開口され、ダ
イヤフラム52aのスプリング52bと反対側に形成さ
れるダイヤフラム室52cは電磁弁50を挾んでアクチ
ュエータ40と反対側で導管56に接続される。ダイヤ
フラム52aに弁体52dが設けられ、弁体52dによ
って大気導入ポート52eが開閉される。即ち、ダイヤ
フラム室52cの圧力がスプリング52bのセット力よ
り大きくなるとスプリング52bに抗して弁体52dが
開弁せしめられ、その結果ダイヤフラム室52cの圧力
が下がるとスプリング52bはダイヤフラム52aを閉
弁せしめられる。このような開弁と閉弁との繰り返しに
よりダイヤフラム室52aの圧力はスプリング52bの
セット力に応じた一定圧力に制御される。そのため、圧
力レギュレータ52に接続されるアクチュエータ40の
第2ダイヤフラム室40dの圧力はポート54の圧力よ
り減圧された一定の圧力に制御される。
As a mechanism for gradually opening the exhaust switching valve during second-stage supercharging and opening it all at once when transitioning to first-stage supercharging, a solenoid valve 50 (VSVI) and a pressure regulator 52 are installed in the second diaphragm chamber. 40d and the supercharging pressure extraction port 54 of the intake pipe 12. The solenoid valve 50 (vSvl) is switched between a position where reduced supercharging pressure is introduced into the second diaphragm chamber (50d) and a position where atmospheric pressure is introduced. The pressure regulator 52 has a diaphragm 52a and a spring 52b, the spring 52b side of the diaphragm 52a is open to the atmosphere, and the diaphragm chamber 52c formed on the opposite side of the diaphragm 52a from the spring 52b is connected to the actuator with the solenoid valve 50 in between. 40 and is connected to conduit 56 on the opposite side. A valve body 52d is provided on the diaphragm 52a, and the atmosphere introduction port 52e is opened and closed by the valve body 52d. That is, when the pressure in the diaphragm chamber 52c becomes larger than the set force of the spring 52b, the valve element 52d opens against the spring 52b, and as a result, when the pressure in the diaphragm chamber 52c decreases, the spring 52b causes the diaphragm 52a to close. It will be done. By repeating such valve opening and closing, the pressure in the diaphragm chamber 52a is controlled to a constant pressure according to the set force of the spring 52b. Therefore, the pressure in the second diaphragm chamber 40d of the actuator 40 connected to the pressure regulator 52 is controlled to a constant pressure that is lower than the pressure in the port 54.

第1のダイヤフラム室40cは導管56によって過給圧
取出ポート54に常時接続される。一方、電磁弁60(
VSV2)は吸気バイパス弁46のアクチュエータ48
のダイヤフラム48aの下側へ圧力制御のため設けられ
、この電磁弁60(VSV2)はダイヤフラム48aの
下側に大気圧を導入する位置と、小型ターホチャージャ
18のコンプレッサ出口61の過給圧を導入する位置と
で切り替わる。
The first diaphragm chamber 40c is constantly connected to the supercharging pressure outlet port 54 via a conduit 56. On the other hand, the solenoid valve 60 (
VSV2) is the actuator 48 of the intake bypass valve 46
This solenoid valve 60 (VSV2) is provided below the diaphragm 48a for pressure control, and this solenoid valve 60 (VSV2) is located at a position where atmospheric pressure is introduced below the diaphragm 48a, and at a position where the supercharging pressure at the compressor outlet 61 of the small turbocharger 18 is controlled. It changes depending on the position where it is introduced.

制御回路72はこの発明における過給制御のため設ケラ
レ、各電磁弁50(VSVI)、 60(VSV2)駆
動信号を発生する。制御回路72には過給圧制御に必要
となるセンサに接続される。まず、大型ターボチャージ
ャ17のコンプレッサ20の出口圧力Pを検出するため
第1の圧力センサ78が設けられ、また小型ターボチャ
ージャ18のコンプレッサ26の出口圧力P2を検出す
るため第2の圧力センサ80が設けられる。
The control circuit 72 generates drive signals for the vignetting and the solenoid valves 50 (VSVI) and 60 (VSV2) for supercharging control in the present invention. The control circuit 72 is connected to a sensor necessary for supercharging pressure control. First, a first pressure sensor 78 is provided to detect the outlet pressure P of the compressor 20 of the large turbocharger 17, and a second pressure sensor 80 is provided to detect the outlet pressure P2 of the compressor 26 of the small turbocharger 18. provided.

制御回路72の作動を第2図で説明するとステップ10
0では1段過給域か否か判別される。2段過給域から1
段過給域への切替えは大型ターボチャージャの立ち上が
りが完了した第3図(イ)のNE=NE2の時点である
が、この時点の判別はエンジン回転数、吸気空気量又は
小型ターボチャージャ18のコンプレッサ出口圧力P 
R、大型ターボチャージャ17のコンプレッサ出口圧力
P、により判断することができる。大型ターボチャージ
ャの立ち上がりが未完了の2段過給領域ではステップ1
02に進み排気切替弁40を制御する電磁弁50(VS
VI)がOFFされる。そのため、アクチュエータ40
の第2ダイヤフラム室40dに減圧された過給圧が導入
される。一方、第1ダイヤフラム室40cには過給圧が
そのまま導入される。そのため、排気切替弁38を閉鎖
方向に付勢する力はスプリングの力+第2ダイヤフラム
室40d内の減圧された圧力に基づきダイヤフラム40
aの図の右方向に加わる力である。第1ダイヤフラム室
40cに加わる過給圧がこのセット力に打ち勝つと排気
切替弁は徐々に開弁される。即ち、過給圧P2が所定値
P 5LITに到達する回転数(第5図のNEI)まで
は排気切替弁38は全閉を維持し、P2=所定値P3□
丁に到達した時点で排気切替弁38はスプリング40b
に抗して徐々に開弁を開始することになる。ステップ1
04では電磁弁60(VSV2)が叶Fされる。そのた
め、ダイヤフラム48aの下側に大気圧が作用し、スプ
リングによって吸気バイパス弁46は閉鎖維持される。
The operation of the control circuit 72 is explained in FIG. 2 at step 10.
If it is 0, it is determined whether or not it is in the 1st stage supercharging region. 1 from 2nd stage supercharging area
Switching to the stage supercharging region occurs at the point NE=NE2 in FIG. Compressor outlet pressure P
This can be determined based on R and the compressor outlet pressure P of the large turbocharger 17. Step 1 in the 2-stage supercharging region where the large turbocharger has not yet completed startup.
02, the solenoid valve 50 (VS
VI) is turned off. Therefore, the actuator 40
The reduced supercharging pressure is introduced into the second diaphragm chamber 40d. On the other hand, the supercharging pressure is directly introduced into the first diaphragm chamber 40c. Therefore, the force that urges the exhaust switching valve 38 in the closing direction is based on the spring force + the reduced pressure in the second diaphragm chamber 40d.
This is the force applied in the right direction in the figure a. When the supercharging pressure applied to the first diaphragm chamber 40c overcomes this setting force, the exhaust switching valve is gradually opened. That is, the exhaust switching valve 38 remains fully closed until the rotation speed at which the supercharging pressure P2 reaches the predetermined value P5LIT (NEI in FIG. 5), and P2=predetermined value P3□
When the exhaust switching valve 38 reaches the spring 40b
The valve will gradually start opening against the Step 1
At 04, the solenoid valve 60 (VSV2) is closed. Therefore, atmospheric pressure acts on the lower side of the diaphragm 48a, and the intake bypass valve 46 is kept closed by the spring.

加速状態において、エンジンの回転数NEがNE。In the acceleration state, the engine rotation speed NE is NE.

まで上昇し、1段過給域への移行と判断したときはステ
ップ100よりステップ106に進み、電磁弁50(V
SVI)がONすれると、第1ダイヤフラム室40dに
大気圧が導入され、排気切替弁38に加わる閉鎖方向の
付勢力は急に小さくなるので排気切替弁38は一気に開
弁に至らしめる。ステップ108では電磁弁60(VS
V2)がONされるため過給圧がダイヤフラム48aの
下側に作用し、ダイヤフラム48aは上方に押圧され、
吸気バイパス弁46は一気に開弁される。
When it is determined that the transition to the first stage supercharging region has occurred, the process proceeds from step 100 to step 106, and the solenoid valve 50 (V
When SVI) is turned on, atmospheric pressure is introduced into the first diaphragm chamber 40d, and the biasing force applied to the exhaust switching valve 38 in the closing direction suddenly decreases, causing the exhaust switching valve 38 to open all at once. In step 108, the solenoid valve 60 (VS
V2) is turned on, supercharging pressure acts on the lower side of the diaphragm 48a, and the diaphragm 48a is pressed upward.
The intake bypass valve 46 is opened all at once.

第4図は大型ターボチャージャのコンプレッサ出口の位
置■と、小型ターボチャージャのコンプレッサ下流の位
置■と、インタークーラの下流の位置■との夫々の圧力
を示す。低速域では破線lに示すように小型ターボチャ
ージャのコンプレッサ出口■での圧力が最大圧力箇所と
なる。即ち、低速域(Iりでは大型ターボチャージャ1
7の回転が上がっていないため■の圧力は低く、小型タ
ーボチャージャは過給作動を行っているためその下流■
の圧力は高く、インタクーラの下流■ではインタクーラ
29の圧力損失分(損失そのものは小さいが)だけ圧力
が下がる。一方、高速域(m)では大型ターボチャージ
ャは過給しているためその下流■の圧力は最大で、小型
ターボチャージャ■ではその圧力損失分だけ圧力は下が
り、インククーラ29の圧力損失が大きいため■の圧力
は更に下降する。
FIG. 4 shows the respective pressures at the compressor outlet position (2) of the large turbocharger, the position (2) downstream of the compressor of the small turbocharger, and the position (3) downstream of the intercooler. In the low speed range, the pressure at the compressor outlet (2) of the small turbocharger is the maximum pressure point, as shown by the broken line (1). In other words, in the low speed range (I), the large turbocharger 1
Since the rotation of 7 is not increasing, the pressure of ■ is low, and the small turbocharger is performing supercharging operation, so downstream ■
The pressure is high, and downstream of the intercooler 2, the pressure decreases by the pressure loss of the intercooler 29 (although the loss itself is small). On the other hand, in the high speed range (m), the large turbocharger is supercharging, so the pressure downstream of it is at its maximum, and with the small turbocharger, the pressure decreases by the pressure loss, and the pressure loss of the ink cooler 29 is large. The pressure in (①) further decreases.

排気切替弁を小型ターボチャージャのコンプレッサ出口
■の圧力によって制御することにより、排気切替弁38
の開弁後の吸気マニホルドの圧力P8を第3図(イ)の
nの特性とすることができる。
By controlling the exhaust switching valve by the pressure at the compressor outlet of the small turbocharger, the exhaust switching valve 38
The pressure P8 of the intake manifold after the valve is opened can be set to the characteristic n in FIG. 3(a).

即ち、■の位置での圧力は第4図に示すようにエンジン
の低速で大きく、高速で小さい。従って、小型ターボチ
ャージャの下流の■の位置の圧力で制御することよりエ
ンジンの回転の増大に応じて増大する吸気マニホルドの
圧力nを得ることができる。即ち、排気切替弁38の駆
動アクチュエータ40のスプリング40dのセット圧は
低速域において開弁するように定められ、高回転では圧
力を上げないと開弁じないので、結果として下流の吸気
マニホルドの圧力はこの圧力増大分高くなるのである。
That is, as shown in FIG. 4, the pressure at the position (■) is large at low engine speeds and small at high engine speeds. Therefore, by controlling the pressure at the position (2) downstream of the small turbocharger, it is possible to obtain the intake manifold pressure n that increases as the engine rotation increases. That is, the set pressure of the spring 40d of the drive actuator 40 of the exhaust switching valve 38 is determined so that the valve opens in a low speed range, and the valve does not open unless the pressure is increased at high speeds.As a result, the pressure in the downstream intake manifold is The pressure increases by this increased pressure.

2段過給から1段過給への移行時排気切替弁38は急開
され、そのため過給圧はNE=NE1で急降下し、トル
クとしては減少する。しかし、同時に排圧が小さくなる
のでこれはトルクの増大要因である。その結果、トルク
の減少要因と増大要因とがキャンセルされ、排気切替弁
の急開時点で大きなトルク変化の発生のおそれはない。
At the time of transition from second-stage supercharging to first-stage supercharging, the exhaust switching valve 38 is suddenly opened, so that the supercharging pressure suddenly drops to NE=NE1, and the torque decreases. However, at the same time, the exhaust pressure decreases, which causes an increase in torque. As a result, the torque decreasing factor and the torque increasing factor are canceled, and there is no risk of a large torque change occurring when the exhaust switching valve is suddenly opened.

排気切替弁の開放した後はインククーラ29の下流の■
の点の圧力によってウェイストゲート弁34が制御され
る。インククーラ29の下流■の圧力は第4図に示すよ
うに低速域で大きく、高速域で小さい。これはインタク
ーラ29の圧力損失の影響が流量が大きい高速時に強い
ことによる。
After opening the exhaust switching valve, the downstream part of the ink cooler 29
The wastegate valve 34 is controlled by the pressure at point . As shown in FIG. 4, the pressure downstream of the ink cooler 29 is large in the low speed range and small in the high speed range. This is because the influence of the pressure loss of the intercooler 29 is stronger at high speeds when the flow rate is large.

従って、ウェイストゲート弁をインククーラ29の下流
の圧力によって制御することで第3図(イ)のmで示す
ように高回転側で吸気マニホルドの圧力を上げることが
できる。即ち−、ウェイストゲート弁34のスプリング
34bの設定は低回転側の圧力を基準に設定されるから
、高回転側ではより過給圧を上げないと開弁できないこ
とになり、結果として吸気マニホルドの圧力P、は高回
転側で高くなるのである。従って、m゛のようなトルク
特性に改善することができる。尚、破線pは高回転時に
インタクーラより上流側の圧力(例えば、大型ターボチ
ャージャの下流■の圧力)でウェイストゲート弁を制御
したときの過給圧特性であり、吸気マニホルド圧力が下
がるためp′のようにトルクダウンが大きくなる欠点が
あったがこの発明はこれを解消するものである。
Therefore, by controlling the waste gate valve by the pressure downstream of the ink cooler 29, the pressure in the intake manifold can be increased on the high rotation side, as shown by m in FIG. 3(a). That is, since the setting of the spring 34b of the wastegate valve 34 is set based on the pressure on the low rotation side, the valve cannot be opened on the high rotation side unless the supercharging pressure is increased, and as a result, the intake manifold The pressure P increases on the high rotation side. Therefore, it is possible to improve the torque characteristic to m'. The broken line p is the boost pressure characteristic when the wastegate valve is controlled by the pressure upstream of the intercooler (for example, the pressure downstream of a large turbocharger) during high rotation, and as the intake manifold pressure decreases, p' This invention solves the problem of large torque down as shown in the figure.

〔効果〕〔effect〕

この発明によれば、排気切替弁を小型ターボチャージャ
の出口圧力で制御し、ウェイストゲート弁をインタクー
ラ下流圧力により制御することにより2段過給から1段
過給への移行域でのトルクの変化を円滑化し、かつ1段
過給域における高回転時のトルク低下を防止することが
できる。
According to this invention, the exhaust switching valve is controlled by the outlet pressure of the small turbocharger, and the waste gate valve is controlled by the intercooler downstream pressure, thereby changing the torque in the transition region from 2-stage supercharging to 1-stage supercharging. It is possible to make this smooth and prevent a decrease in torque at high rotation speeds in the first-stage supercharging region.

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

第1図はこの発明の実施例の構成を示す図。 第2図は作動を説明するフローチャート。 第3図は回転数と過給圧、トルクとの関係を模式的に示
すグラフ。 第4図は吸気管の各位置と圧力との関係を示すグラフ。 10・・・エンジン本体、12・・・吸気管、14・・
・排気管、17・・・大型ターボチャージャ、18・・
・小型ターボチャージャ、 30・・・第1排気バイパス通路、 32・・・ウェイストゲート弁、 36・・・第2排気バイパス通路、 38・・・排気切替弁、44・・・吸気バイパス弁、7
8、80・・・圧力センサ。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart explaining the operation. FIG. 3 is a graph schematically showing the relationship between rotation speed, boost pressure, and torque. FIG. 4 is a graph showing the relationship between each position of the intake pipe and pressure. 10...Engine body, 12...Intake pipe, 14...
・Exhaust pipe, 17...Large turbocharger, 18...
- Small turbocharger, 30... First exhaust bypass passage, 32... Waste gate valve, 36... Second exhaust bypass passage, 38... Exhaust switching valve, 44... Intake bypass valve, 7
8, 80...pressure sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  大型ターボチャージャと小型ターボチャージャ及びイ
ンタークーラをガスの流れ方向に直列に配置し、小型タ
ーボチャージャを迂回するバイパス通路に排気切替弁を
設け、大型ターボチャージャを迂回するバイパス通路に
ウェイストゲート弁を設け、小型ターボチャージャのコ
ンプレッサの下流にインタークーラを配置した2段過給
内燃機関において、排気切替弁は小型ターボチャージャ
のコンプレッサ出口圧力によって制御され、ウェイスト
ゲート弁はインタークーラの下流の圧力によって制御さ
れることを特徴とする2段過給内燃機関の過給圧制御装
置。
A large turbocharger, a small turbocharger, and an intercooler are arranged in series in the gas flow direction, an exhaust switching valve is provided in the bypass passage that bypasses the small turbocharger, and a waste gate valve is provided in the bypass passage that bypasses the large turbocharger. In a two-stage supercharged internal combustion engine with an intercooler located downstream of the compressor of a small turbocharger, the exhaust switching valve is controlled by the compressor outlet pressure of the small turbocharger, and the wastegate valve is controlled by the pressure downstream of the intercooler. A supercharging pressure control device for a two-stage supercharging internal combustion engine, characterized in that:
JP2117661A 1990-05-09 1990-05-09 Supercharged pressure control device of two stage supercharged internal combustion engine Pending JPH0417725A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2117661A JPH0417725A (en) 1990-05-09 1990-05-09 Supercharged pressure control device of two stage supercharged internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2117661A JPH0417725A (en) 1990-05-09 1990-05-09 Supercharged pressure control device of two stage supercharged internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0417725A true JPH0417725A (en) 1992-01-22

Family

ID=14717162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2117661A Pending JPH0417725A (en) 1990-05-09 1990-05-09 Supercharged pressure control device of two stage supercharged internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0417725A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6112523A (en) * 1998-04-30 2000-09-05 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Multistage supercharging system for a reciprocating engine
GB2349427A (en) * 1999-04-21 2000-11-01 Alstom Gas Turbines Ltd Multi-stage turbocharger having coaxial shafts
US6655141B1 (en) 2002-05-14 2003-12-02 Caterpillar Inc Airflow system for engine with series turbochargers
US6658848B1 (en) 2002-05-14 2003-12-09 Caterpillar Inc Airflow system for engine with series turbochargers
JP2013160112A (en) * 2012-02-03 2013-08-19 Isuzu Motors Ltd Internal combustion engine and supercharging method of internal combustion engine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6112523A (en) * 1998-04-30 2000-09-05 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Multistage supercharging system for a reciprocating engine
GB2349427A (en) * 1999-04-21 2000-11-01 Alstom Gas Turbines Ltd Multi-stage turbocharger having coaxial shafts
US6655141B1 (en) 2002-05-14 2003-12-02 Caterpillar Inc Airflow system for engine with series turbochargers
US6658848B1 (en) 2002-05-14 2003-12-09 Caterpillar Inc Airflow system for engine with series turbochargers
JP2013160112A (en) * 2012-02-03 2013-08-19 Isuzu Motors Ltd Internal combustion engine and supercharging method of internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0450433A (en) Exhaust gas recirculating device of serial two-step supercharge internal combustion engine
JPS6161920A (en) Supercharge pressure controller for supercharged engine
JPS60169630A (en) Supercharger for internal-combustion engine
JPH0417725A (en) Supercharged pressure control device of two stage supercharged internal combustion engine
JPH0417714A (en) Exhaust gas purifying device of two stage supercharged internal combustion engine
JPS6278432A (en) Control device for turbosupercharger
JP2522376B2 (en) Combined supercharger for internal combustion engine
JPS6316130A (en) Exhaust turbo supercharger for internal combustion engine
JPH0417724A (en) Supercharged pressure control device of two stage supercharged internal conbustion engine
JPH0417765A (en) Exhaust gas recirculation device for in-line two-stage supercharged internal combustion engine
JPH03275937A (en) Supercharge controller for series two-stage supercharge internal combustion engine
JPS5846654B2 (en) Boost pressure control device for supercharged engines
JP2605053B2 (en) Engine boost pressure control device
JPH03225029A (en) Control method for engine with supercharger
JPH01177413A (en) Engine with turbocharger
JPS61291728A (en) 2-step type supercharging device
JPS6235028A (en) Exhaust turbo supercharger
JPS60206937A (en) Variable capacity turbo-charger controller
JPH03194122A (en) Composite-type supercharging device for vehicular internal combustion engine
JPH0242168A (en) Intake structure for engine with supercharger
JPH0736096Y2 (en) Supercharging pressure controller for 2-stage turbocharged engine
JPS62107232A (en) Supercharging pressure control device
JPH0310348Y2 (en)
JPS61164040A (en) Internal-combustion engine with turbo charger
JPS59134326A (en) Device for controlling super-charged pressure of engine provided with turbo-supercharger