JPH0418126B2 - - Google Patents

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JPH0418126B2
JPH0418126B2 JP58016919A JP1691983A JPH0418126B2 JP H0418126 B2 JPH0418126 B2 JP H0418126B2 JP 58016919 A JP58016919 A JP 58016919A JP 1691983 A JP1691983 A JP 1691983A JP H0418126 B2 JPH0418126 B2 JP H0418126B2
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JP
Japan
Prior art keywords
turbocharger
engine
speed
passage
exhaust
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58016919A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59145326A (ja
Inventor
Hirobumi Nishimura
Yasuyuki Morita
Misao Fujimoto
Mitsuo Hitomi
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda 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 Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP58016919A priority Critical patent/JPS59145326A/ja
Publication of JPS59145326A publication Critical patent/JPS59145326A/ja
Publication of JPH0418126B2 publication Critical patent/JPH0418126B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/007Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はターボ過給機付エンジンの制御装置、
詳細にはエンジン運転状態に応じて作動制御され
る複数のターボ過給機を備えたエンジンの制御装
置に関するものである。
エンジンから排出される排気ガスのエネルギー
によつて回転駆動されるタービンにより吸気通路
内のブロアを回転させ、それによつて吸入空気あ
るいは混合気を予圧し、容積効率を高めてエンジ
ンの出力性能向上を図るターボ過給機が既に広く
実用に供されている。
上記のようなターボ過給機のうち比較的高速領
域において高効率で作動するものは、低速領域の
トルクを十分に向上させることができず、特に低
速出力が要求される自動車用エンジン等にとつて
は余り好適ではない。他方、比較的低速領域にお
いて高効率で作動するターボ過給機は反対に、高
速領域の出力向上を十分に果たせないという欠点
を有する。
そこで従来より、例えば特開昭50−118117号公
報、実開昭56−159626号公報に記載されているよ
うに、複数のターボ過給機を、各タービンおよび
ブロアが排気通路、吸気通路内で並列配置するよ
うに設け、エンジンの運転状態に応じて特定のタ
ーボ過給機を作動停止させたり、あるいは運転状
態に応じて複数のターボ過給機のうちの1台を択
一的に作動させて、ターボ過給機とエンジンのマ
ツチングを改善しようとする提案がなされてい
る。
しかし、上記のように複数のターボ過給機を作
動制御して使用する場合、エンジン運転状態が所
定状態となつてあるターボ過給機が作動開始され
るとき、当然このターボ過給機が作動開始される
とき、当然このターボ過給機の回転数が所定の回
転数に上昇するまでに多少の時間を要するので、
そのときに一時的に過給効果が低下してエンジン
出力が落ちるという問題が発生する。
上記エンジン出力の一時的低下は、低速領域に
おいては高次過給機を停止させて低次過給機のみ
を作動させ、高速領域においては高次過給機も併
せて作動させるようにした過給機併用型のエンジ
ンにおいては、上記高次過給機が作動開始する際
に認められ、また低速用の過給機と高速用の過給
機が択一的に作動切換される過給機完全切換型の
エンジンにおいては、作動切換時に認められる。
特に後者のタイプのエンジンにおいては、作動切
換時に、それまで作動していたターボ過給機が停
止するため、上記不具合が顕著に認められる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、上記過給機併用型のエンジンにも、また過給
機完全切換型のエンジンにも適用可能で、前述し
たような一時的な過給効果の低下を生じない、タ
ーボ過給機付エンジンの制御装置を提供すること
を目的とする。
本発明のターボ過給機付エンジンの制御装置
は、前述したような複数台のターボ過給機を並列
に設置し、エンジン運転状態に応じて特定の過給
機の作動を停止させて過給機を併用運転あるいは
完全切換運転するようにしたエンジンにおいて、
各ターボ過給機の上流側の排気通路を絞つてター
ボ過給機を個々に急速回転させうる過給機強制駆
動手段と、過給作動を停止しているターボ過給機
(すなわち前記過給機併用型のエンジンにあつて
は高次側の過給機であり、過給機完全切換型のエ
ンジンにあつては低速側、高速側を問わず作動切
換後に作動する過給機)の作動開始時に前記過給
機強制駆動手段を所定時間だけ作動させて該ター
ボ過給機を急速回転させる制御回路とを設けてな
るものである。
上記のような過給機強制駆動手段により、作動
開始するターボ過給機を急速回転させれば、この
ターボ過給機の回転数は瞬時に過給回転数まで上
昇するので、該ターボ過給機の応答遅れによる一
時的なエンジン出力低下が生じない。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説
明する。
第1図は本発明の第1実施例によるターボ過給
機付エンジンの制御装置を概略的に示すものであ
る。エンジン1の排気ガスを排出する排気通路2
は排気通路2a,2bの2系統に分岐され、この
分岐部には排気切換弁3が設けられている。この
排気切換弁3はアクチユエータ4によつて、上記
2系統の排気通路2a,2bのうちのどちらか一
方のみに択一的に排気ガスを流すように切換操作
される。一方、エンジン1の吸入空気が流通する
吸気通路5は、エンジンの運転状態を示す吸入空
気量を検出するエアフローセンサ6の下流側にお
いて吸気通路5a,5bの2系統に分岐され、ス
ロツトル弁7の上流側において合流されている。
そしてこの合流部には吸気切換弁8が設けられ、
該吸気切換弁8はアクチユエータ9によつて、2
系統の吸気通路5a,5bのうちのどちらか一方
のみを択一的にエンジン1に連通させるように切
換操作される。スロツトル弁7の下流側の吸気通
路5には、吸入空気中に燃料を噴射して混合気を
形成する燃料噴射弁10が設けられている。なお
図には示されていないがこの燃料噴射弁10は、
従来から行なわれているように、エンジン運転状
態に応じた噴射量、噴射タイミングで燃料を噴射
するように制御される。
前述の2系統の排気通路2a,2bのうちの一
方の排気通路2aには、排気ガスによつて回転駆
動されるタービンTpが配設され、該タービンTp
は回転軸Lpを介して、上記吸気通路5aに配設
されたブロアCpに連結されている。すなわちこ
れらタービンTp、回転軸Lp、ブロアCpを主要素
として低速用ターボ過給機11が構成されてい
る。同様に、他方の排気通路2bには排気ガスに
よつて駆動されるタービンTsが配設されるとと
もに、他方の吸気通路5bにはブロアCsが配設
され、これらタービンTsとブロアCsとが回転軸
Lsによつて連結されて高速用ターボ過給機12
が構成されている。
上記低速用ターボ過給機11は、比較的低速領
域において効率良くエンジン出力向上を果たすも
のが選択使用され、一方高速用ターボ過給機12
は、比較的高速領域において効率良くエンジン出
力向上を果たすものが選択使用されている。
前記高速用ターボ過給機12のタービンTsの
すぐ上流の位置において排気通路2b内には、該
排気通路2bを2分割する整流板13aと、この
整流板13aの上流側に支持された流路制御弁1
3が設けられている。流路制御弁13は常時は上
記整流板13aと整合して排気通路2bを全開す
る位置(図中仮想線表示の位置)をとるが、アク
チユエータ14によつて駆動されると2分割され
た排気通路2bの一方側を閉じる位置(図中実線
表示の位置)をとる。
前記排気切換弁3の上流側の排気通路2には排
気バイパス通路15の上流端が開口され、その下
流端はタービンTpの下流側において排気通路2
aに連通されている。この排気バイパス通路15
にはウエストゲート弁16が介設され、このウエ
ストゲート弁16は、制御圧力導管17aがスロ
ツトル弁7の上流側において吸気通路5に開口さ
れたダイヤフラム式アクチユエータ17によつて
操作されるようになつている。
前述したエアフローセンサ6の出力である吸入
空気量信号S1は、制御回路18に入力され、該制
御回路18はこの吸入空気量信号S1に応じてアク
チユエータ駆動信号S2,S3を出力する。
以下、上記制御回路18を詳しく説明しつつ本
実施例の装置の作用について述べる。第2図は上
記制御回路18の構成を詳しく示すものである。
この第2図に示されるように、前記エアフローセ
ンサ6から出力される電圧信号からなる吸入空気
量信号S1は、制御回路18の比較器20に入力さ
れる。前述したように2台のターボ過給機11,
12はそれぞれ低速領域、高速領域で効率良くエ
ンジンの出力向上を果たすものが選択使用されて
いるので、それらは所定のエンジン回転数R1
境界として、該回転数R1以下の過給領域では低
速用ターボ過給機11が作動し、該回転数R1
超える領域では高速用ターボ過給機12が作動す
るように作動切換することが望まれる。そこで前
記比較器20には、上記エンジン回転数R1に対
応する吸入空気量Q1(周知のように一般に過給が
行なわれるような運転領域においてはエンジン回
転数は吸入空気量に対応する)を担持する基準電
圧e1が加えられ、該基準電圧e1と吸入空気量信号
S1の大小が比較判定される。そして吸入空気量信
号S1が基準電圧e1を上回つたとき、すなわち吸入
空気量が前記所定吸入空気量Q1を上回つたとき
(全開高速時のエンジン回転数が前記所定回転数
R1を上回つたときと考えられる)には該比較器
20から出力S′が発せられる。この出力S′は駆動
回路21に入力され、該駆動回路21からはアク
チユエータ駆動信号S2が出力されてアクチユエー
タ4,9がONされる。
ここで、排気切換弁3、吸気切換弁8はそれぞ
れアクチユエータ4,9がOFF状態のとき、す
なわち吸入空気量が上記Q1以下のときは第1図
に実線で示される位置をとり、したがつて排気ガ
スは2系統の排気通路2a,2bのうちの一方の
排気通路2aのみに流され、また吸入空気は2系
統の吸気通路5a,5bのうちの一方の吸気通路
5aのみを通つてエンジン1に供給される。した
がつてエンジン回転数が、上記吸入空気量Q1
対応する回転数R1以下の領域で過給領域に達す
れば、低速用ターボ過給機11が過給作動し、吸
気通路5aを流通する吸入空気が加圧されて低速
領域のエンジン出力が向上される。
前述のようにアクチユエータ4,9がONされ
ると、排気切換弁3、吸気切換弁8はそれぞれ第
1図に仮想線で示す位置をとり、排気通路2aが
閉じられて排気ガスは排気通路2bに流され、ま
た吸気通路5aが閉じられて吸入空気は吸気通路
5b内を流通する。したがつて上記回転数R1
超えるエンジン回転数領域(当然過給領域であ
る)では、高速用ターボ過給機12が過給作動
し、高速領域のエンジン出力が向上される。
以下、本発明の特徴部分である、高速用ターボ
過給機12を作動開始時に急速回転させる点につ
いて述べる。前述したように吸入空気量が所定の
吸入空気量Q1を上回つたときに発せられる比較
器20の出力S′は、既述の通り駆動回路21に入
力されると同時に、駆動回路22およびタイマー
23にも入力される。駆動回路22は上記出力
S′が入力されると、アクチユエータ駆動信号S3
出力する。前記アクチユエータ14はこのアクチ
ユエータ駆動信号S3によつて駆動され、既述のよ
うに2分割された排気通路2bの一方側を閉じる
ように流路制御弁13を操作する。そこで、前述
したように排気切換弁3によつて流れが切り換え
られてこの排気通路2bを流通する排気ガスは、
上記2分割された排気通路2bの他方側のみを流
れるようになる。すなわち排気通路2bはタービ
ンTsのすぐ上流側で絞られた形となり、排気ガ
スは流速が高められた状態でタービンTsに供給
されるようになる。したがつてタービンTsは、
排気ガスが通常に供給される場合すなわち流路制
御弁13が開かれている場合に比べると急速に回
転上昇する。したがつて高速用ターボ過給機12
は、極めて応答性良く過給回転数に達するように
なり、該高速用ターボ過給機12の回転上昇遅れ
によつて一時的に過給効果が低下することがな
い。
タイマー23は、前記出力S′が入力されてから
所定時間後に停止信号S4を出力し、駆動回路22
はこの停止信号S4を受けてアクチユエータ駆動信
号S3の出力を停止する。それによつて流路制御弁
13は排気通路2bを全開する位置に戻され、排
気ガスは高速用ターボ過給機12に適合した流速
で供給されるようになり、以後は通常の過給がな
される。タイマー23がセツトする流路制御弁1
3の操作時間、すなわち該流路制御弁13が2分
割された排気通路2bの一方を閉じている時間
は、高速用ターボ過給機12が上記のようにして
急速に回転上昇し、過給回転数に到達するのに要
する時間程度に設定される。
低速用ターボ過給機11、あるいは高速用ター
ボ過給機12による過給運転時に、過給圧が設定
値以上に上昇すると、その高い過給圧は制御圧力
導管17aを介してアクチユエータ17に導か
れ、該アクチユエータ17のダイヤフラム17b
が第1図中右方に移動される。それによつてウエ
ストゲート弁16が開かれ、エンジン1から排出
された排気ガスの一部は、ターボ過給機11ある
いは12を迂回し排気バイパス通路15を通して
排出されるので、ターボ過給機11あるいは12
の回転数が低下し過給圧の異常上昇が防止され
る。
以上の説明の実施例においては、低速用ターボ
過給機11から高速用ターボ過給機12に作動切
換されるときに、高速用ターボ過給機12の応答
性が高められるようになつているが、例えば自動
車に搭載されたエンジンが高速用ターボ過給機1
2による過給を受けながら高速運転され、自動車
が昇り坂にさしかかつた時などは高速用ターボ過
給機12から低速用ターボ過給機11に作動切換
されることがあり、このようなときにも低速用タ
ーボ過給機11の過給作動開始時に該過給機11
の応答遅れによつて一時的な過給効果低下が生じ
る恐れがある。このような低速用ターボ過給機1
1の応答遅れをも解消するには、前記流路制御弁
13と同様の流路制御弁を低速用ターボ過給機1
1のタービンTpの上流側に設けておき、低速用
ターボ過給機11の作動開始時に、この制御弁を
上記流路制御弁13と同様に操作すればよい。
以上説明した実施例は、ターボ過給機が2台設
けられているエンジンに本発明を適用したもので
あるが、本発明は3台以上のターボ過給機が並列
配置されたエンジンに対しても勿論適用可能であ
る。
以上詳細に説明した通り本発明のターボ過給機
付エンジンの制御装置は、過給作動開始するター
ボ過給機の回転数を急速に高め、よつてこの過給
機の応答遅れによる一時的なエンジン出力の低下
を防止するものであり、複数台のターボ過給機を
備えるエンジンの運転性を改善する効果大であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す概略図、第
2図は上記第1実施例の制御回路の構成を示す系
統図である。 1……エンジン、2,2a,2b……排気通
路、3……排気切換弁、4,14……アクチユエ
ータ、5,5a,5b……吸気通路、6……エア
フローセンサ、11……低速用ターボ過給機、1
2……高速用ターボ過給機、13……流路制御
弁、18……制御回路、Tp,Ts……タービン、
Cp,Cs……ブロア、Lp,Ls……回転軸。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エンジンの排気通路に配設され排気ガスによ
    つて駆動されるタービンと、吸気通路に配設され
    前記タービンに回転軸を介して連結されたブロア
    とからなるターボ過給機複数台を、各タービンお
    よびブロアを各通路において並列に配して設置
    し、エンジン運転状態に応じて特定のターボ過給
    機の作動を停止させるようにしたターボ過給機付
    エンジンにおいて、各ターボ過給機の上流側の排
    気通路を絞つてターボ過給機を個々に急速回転さ
    せうる過給機強制駆動手段と、過給作動を停止し
    ているターボ過給機の作動開始時に前記過給機強
    制駆動手段を所定時間だけ作動させて該ターボ過
    給機を急速回転させる制御回路とを設けてなるタ
    ーボ過給機付エンジンの制御装置。
JP58016919A 1983-02-04 1983-02-04 タ−ボ過給機付エンジンの制御装置 Granted JPS59145326A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58016919A JPS59145326A (ja) 1983-02-04 1983-02-04 タ−ボ過給機付エンジンの制御装置

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JPS59145326A JPS59145326A (ja) 1984-08-20
JPH0418126B2 true JPH0418126B2 (ja) 1992-03-26

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2645631B2 (ja) * 1992-10-13 1997-08-25 富士重工業株式会社 シーケンシャルターボエンジンの過給圧制御方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5399125A (en) * 1977-02-09 1978-08-30 Isuzu Motors Ltd Exhaust turbo-supercharger

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS591058Y2 (ja) * 1975-04-14 1984-01-12 いすゞ自動車株式会社 デイ−ゼルキカンノカキユウソウチ

Patent Citations (1)

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