JPH0519530U - 過給圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料の残量に応じて最大過給圧を低下させ、
以て航続距離の延長を図った過給圧制御装置を提供す
る。 【構成】 ウエストゲートアクチュエータ１４の圧力室
１８は、連通配管２１を介して、吸気コンプレッサ６の
下流側の吸気通路４と連通している。また、連通配管２
１は、比較的管路の細い連通配管２２を介して、吸気コ
ンプレッサ６の上流側の吸気通路４と連通している。連
通配管２２の管路には、制御ユニット２３の指令により
駆動され、同管路を連通・遮断する制御圧調整手段たる
電磁弁２４が介装されている。制御ユニット２３には、
電磁弁２４を開閉制御するための信号として、燃料残量
計２５からの燃料残量信号が入力する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車用等のターボチャージャー付エンジンに設けられる過給圧制 御装置に係り、詳しくは燃料の残量が少なくなった際に燃料消費量を低減させる 技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ターボチャージャーは小排気量のエンジンで大出力の発生を可能とする過給機 であり、排気ガス量が増大する比較的高回転域で効果的な過給を行う。ターボチ ャージャーでは排気タービンと遠心式の吸気コンプレッサとが一軸で連結されて おり、排気ガスを排気タービンに導いてこれを回転させ、吸気コンプレッサによ り吸入空気を１．５〜２気圧に昇圧して燃焼室に送り込む。その結果、機関出力 は２０％〜５０％上昇し、発進加速や最高速度の向上が得られるのである。

【０００３】 ところで、ルーツ型ブロワのような容積式過給機とは異なり、ターボチャージ ャーは過給圧がエンジンの回転数に比例せずに２次曲線的に増加する特性を有し ている。したがって、高負荷・高回転時等において、過給圧が所定の値（最大過 給圧）以上に高くなりノッキング等が生じることを防止しなければならない。ウ エストゲートバルブはこの目的を達成するもので、ウエストゲートアクチュエー タに駆動されて開閉し、余剰排気ガスをターボチャージャーの排気タービンの上 流側から下流側にバイパスさせる。ウエストゲートアクチュエータには過給圧の 一部が制御圧として供給されており、過給圧が予め設定された最大過給圧より高 くなった時点でウエストゲートバルブが開放されるようになっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来の装置には次の問題点があった。 過給が行われている場合、出力は上述した如く増大するが、走向距離当たりの 燃料消費量は周知のように低下する。そのため、燃料の残量が少なく且つガソリ ンスタンドや目的地までの距離が長いような場合には、過給を行わずに走行する ことが望ましい。ところが上述した従来のターボチャージャーでは、排気コンプ レッサは排気ガスの量に応じて自動的に回転するため、運転者が意図的に過給を 行わないことはできなかった。

【０００５】 本考案は上記状況に鑑みなされたもので、燃料の残量に応じて最大過給圧を低 下させ、以て航続距離の延長を図った過給圧制御装置を提供することを目的とす る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

そこで本考案ではこの課題を解決するために、 エンジンの吸排気系に設けられたターボチャージャーの最大過給圧を制御する 過給圧制御装置であって、 燃料タンク内の燃料の残量を検出する燃料残量検出手段と、 前記ターボチャージャーのタービンの上流側に設けられ、排気ガスの排気管へ のバイパスを行うウエストゲートバルブと、 過給圧の一部を制御圧として当該ウエストゲートバルブを駆動するウエストゲ ートアクチュエータと、 当該ウエストゲートアクチュエータに印加される制御圧の値を調整する制御圧 調整手段と、 燃料残量が所定の値より少なくなった場合に前記最大過給圧を低下させるべく 、前記燃料残量検出手段の検出結果に応じて当該制御圧調整手段を駆動制御する 調整手段駆動制御手段と を具えたことを特徴とする過給圧制御装置を提案するものである。

【０００７】

【作用】

本考案では、燃料の残量が少なくなると最大過給圧が低下され、非過給あるい はそれに近い状態でエンジンが運転される。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づき詳細に説明する。 図１には本考案に係る過給圧制御装置が採用されたエンジンシステムの一実施 例の構成を概略的に示し、図２には制御フローチャートを示し、図３には電磁弁 の駆動デューティ比を燃料残量から検索するための制御マップを示してある。

【０００９】 図１において、エンジンＥのシリンダヘッド１には吸気マニホールド２と排気 マニホールド３とが接続しており、図示しない吸・排気バルブの作動によってそ れぞれ燃焼室と連通されるようになっている。吸気マニホールド２に接続する吸 気通路４には、上流側からエアクリーナ５，吸気コンプレッサ６，サージチャン バ７が配置され、吸気マニホールド２の入口付近には図示しないアクセルペダル により開閉駆動されるスロットルバルブ８が設けられている。一方、排気マニホ ールド３に接続する排気通路９には、上流側に排気タービン１０が配置され、そ の下流側には図示しない触媒コンバータやマフラーが設けられている。尚、吸気 通路４にはエアフローセンサや吸気温センサ等が、また排気通路９にはＯ₂セン サ等が取り付けられているが、これらについての説明は省略する。

【００１０】 吸気コンプレッサ６と排気タービン１０とはシャフト１１により連結され、タ ーボチャージャー１２を構成している。また、排気通路９には排気タービン１０ を迂回するバイパス通路１３が形成され、その入口にウエストゲートアクチュエ ータ１４により開閉駆動されるウエストゲートバルブ１５が設けられている。ウ エストゲートアクチュエータ１４は、ダイヤフラム１６により仕切られた大気室 １７および圧力室１８，ダイヤフラム１６とウエストゲートバルブ１５とを連結 するロッド１９，大気室１７内に介装されてウエストゲートバルブ１５を閉鎖方 向に付勢するスプリング２０から構成されている。

【００１１】 ウエストゲートアクチュエータ１４の圧力室１８は、連通配管２１を介して、 吸気コンプレッサ６の下流側の吸気通路４と連通している。また、連通配管２１ は、比較的管路の細い連通配管２２を介して、吸気コンプレッサ６の上流側の吸 気通路４と連通している。連通配管２２の管路には、制御ユニット２３の指令に より駆動され、同管路を連通・遮断する制御圧調整手段たる電磁弁（リークソレ ノイド）２４が介装されている。制御ユニット２３には、電磁弁２４を開閉制御 するための信号として、燃料残量検出手段たる燃料残量計２５からの燃料残量信 号が入力する。本実施例の燃料残量計２５としては、ヒュエルインジェクタ（図 示せず）の駆動パルス幅を積算するものや、オーバル歯車式流量計の他、燃料タ ンク内に設けられたフロートの位置を検出するもの等が採用可能である。

【００１２】 以下、本実施例の作用を図２と図３とに基づき説明する。 本実施例のエンジンシステムでは、図示しないイグニッションキーをＯＮにす ることによりエンジンＥが始動し、同時に図２に示す制御も開始される。尚、フ ローチャートにおける制御ステップ段をしめす記号（Ｓ１，Ｓ２─）は、説明文 の文末に記した記号に対応する。

【００１３】 制御が開始されると、先ず制御ユニット２３では燃料残量計２５からの燃料残 量信号が設定値ａより多いか否かを判定する。本実施例では、例えば設定値ａが 総容量の１０〜２０％程度に設定される。 ─Ｓ１

【００１４】 ステップＳ１において燃料残量Ｆ_Rが設定値ａより多かった場合、制御ユニッ ト２３は電磁弁２４の駆動デューティ比を１００％とし、電磁弁２４を完全な開 放状態とする。すると、ウエストゲートアクチュエータ１４の圧力室１８は、連 通配管２１を介して吸気通路４の吸気コンプレッサ６の下流側に連通する一方、 通配管２２を介して上流側との両方に連通することになる。その結果、圧力室１ ８には制御圧として過給圧が作用するが、その一部が連通配管２２を通して徐々 に吸気コンプレッサ６の下流側の吸気通路４に逃げるため、これがスプリング２ ０の付勢力に打ち勝つまでウエストゲートバルブ１５は開放されず、通常の過給 が行われる。尚、連通配管２２の内径は、電磁弁２４の完全開放時において、最 大過給圧でウエストゲートバルブ１５の開放が行われるように設定されている。 ─Ｓ２

【００１５】 一方、ステップＳ１において燃料残量Ｆ_Rが設定値ａより少なかった場合、制 御ユニット２３は電磁弁２４の駆動デューティ比Ｄ_Oを図３の制御マップから検 索する。同図に示すように、駆動デューティ比Ｄ_Oは燃料残量Ｆ_Rが設定値ａ以下 の領域でリニアに減少し、設定値ｂ以下では０％となる。 ─Ｓ３

【００１６】 駆動デューティ比Ｄ_Oが検索できたら、制御ユニット２３は電磁弁２４をこの 駆動デューティ比Ｄ_Oで駆動する。すると、過給圧が連通配管２２を通して吸気 コンプレッサ６の下流側の吸気通路４に逃げる率が減少し、上述した電磁弁２４ の完全な開放状態に比べて低い過給圧でウエストゲートバルブ１５が開くことに なる。すなわち、見掛けの最大過給圧の値が低下するのである。そして、燃料残 量Ｆ_Rが少なくなるに連れてより低い過給圧でウエストゲートバルブ１５が開く ようになり、駆動デューティ比Ｄ_Oが０％となるとウエストゲートバルブ１５の 開く割合が高くなり殆ど過給が行われないようになる。尚、ウエストゲートバル ブ１５の開弁特性の調整は、ダイヤフラム１６の外径やスプリング２０のばね力 を適宜設定することにより行える。 ─Ｓ４

【００１７】 本実施例ではこのようにした結果、燃料残量が少なくなるに連れて次第に過給 が行われなくなり、従来のものに比べて航続距離を延長させることができるよう になった。

【００１８】 以上で具体的実施例の説明を終えるが、本考案の態様はこの実施例に限るもの ではなく、例えば電磁弁２４の駆動をデューティ比ではなく、ＯＮ・ＯＦＦで行 うようにしてもよい。

【００１９】

【考案の効果】

本考案に係る過給圧制御装置自動車のボデー構造によれば、燃料残量検出手段 の検出結果に応じて制御圧調整手段を駆動制御して最大過給圧を低下させるよう にしたため、燃料残量が所定の値より少なくなった時点からの航続距離が延長さ れるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る過給圧制御装置が採用されたエン
ジンシステムの一実施例を示す概略構成図である。

【図２】実施例に係る制御フローチャートである。

【図３】電磁弁の駆動デューティ比を燃料残量から検索
するための制御マップである。

【符号の説明】

Ｅ エンジン ４ 吸気通路 ６ 吸気コンプレッサ ９ 排気通路 １０ 排気タービン １２ ターボチャージャー １４ ウエストゲートバルブアクチュエータ １５ ウエストゲートバルブ ２１，２２ 連通配管 ２３ 制御ユニット ２４ 電磁弁 ２５ 燃料残量計

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの吸排気系に設けられたターボ
   チャージャーの最大過給圧を制御する過給圧制御装置で
   あって、 燃料タンク内の燃料の残量を検出する燃料残量検出手段
   と、 前記ターボチャージャーのタービンの上流側に設けら
   れ、排気ガスの排気管へのバイパスを行うウエストゲー
   トバルブと、 過給圧の一部を制御圧として当該ウエストゲートバルブ
   を駆動するウエストゲートアクチュエータと、 当該ウエストゲートアクチュエータに印加される制御圧
   の値を調整する制御圧調整手段と、 燃料残量が所定の値より少なくなった場合に前記最大過
   給圧を低下させるべく、前記燃料残量検出手段の検出結
   果に応じて当該制御圧調整手段を駆動制御する調整手段
   駆動制御手段とを具えたことを特徴とする過給圧制御装
   置。