JPH0745826B2 - エンジンの過給装置 - Google Patents

エンジンの過給装置

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JPH0745826B2
JPH0745826B2 JP61072212A JP7221286A JPH0745826B2 JP H0745826 B2 JPH0745826 B2 JP H0745826B2 JP 61072212 A JP61072212 A JP 61072212A JP 7221286 A JP7221286 A JP 7221286A JP H0745826 B2 JPH0745826 B2 JP H0745826B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、エンジンの排気ガスにより駆動される排気タ
ーボ過給機と、エンジンにより機械的に駆動される機械
式過給機とを備え、エンジンの所定運転領域で機械式過
給機による過給気をエンジンに供給するようにしたエン
ジンの過給装置に関するものである。
[従来技術] 従来より、上記した如く、排気ターボ過給機と機械式過
給機とを備え、所定の運転時には機械式過給機をエンジ
ンにより駆動するようにして、両過給機を併用する過給
システムは知られている(例えば、特開昭59−138748号
公報参照)。
この種の過給システムにおいては、排気ターボ過給機の
過給能力の不足を機械式過給機によって補うことができ
るが、その反面、例えば機械式過給機を投入した時点で
排気ターボ過給機の負荷が一時的に低下し、それに伴っ
て排圧が低下するため、エンジンの燃焼性が向上してエ
ンジンの出力トルクが段階的にアップし、いわゆるトル
クショックが発生するといった問題がある。また、両過
給機の併用運転領域から機械式過給機を停止させる運転
領域に移行したときには、上記とは逆に排圧が一時的に
上昇して燃焼性が低下し、その分エンジンの出力トルク
が一時に低下してしまう。
[発明の目的] 本発明の目的は、排気ターボ過給機に対して機械式過給
機をさらに投入する、あるいは停止する機械式過給機の
切り替え時における出力トルクの変動を防止して、出力
トルクをスムースに変化させることができるエンジンの
過給装置を提供することである。
[発明の構成] このため、本発明は、排気ガスにより駆動される排気タ
ーボ過給機と、エンジンにより駆動される機械式過給機
とを備え、エンジンの運転領域を隣接する第1領域と第
2領域とに区画し、第1領域では、排気ターボ過給機の
みにより吸気過給を行い、第2領域では排気ターボ過給
機と機械式過給機の両方を用いて吸気過給を行うエンジ
ンの過給装置において、上記排気ターボ過給機のタービ
ンの上流の排気ガスをタービンの下流にバイパスさせる
バイパス通路と、該バイパス通路を開閉するバイパス弁
と、バイパス弁の開閉を制御することによりエンジンへ
の最高過給圧を設定値に制御する最高過給圧制御手段
と、上記第1,第2の領域のうちの一方から他方の領域へ
の移行時に、最高過給圧の設定値を補正する設定値補正
手段とを備えたことを特徴とするエンジンの過給装置を
提供するものである。
[発明の効果] 本発明によれば、機械式過給機の投入時あるいは切断時
に、最高過給圧を一時的に補正するようにしたので、エ
ンジンの出力トルクの変動を確実に回避することがで
き、排気ターボ過給機の単独使用領域から排気ターボ過
給機と機械式過給機の併用領域への移行時並びに併用領
域から単独使用領域への移行時のエンジンの運転性能を
円滑なものとすることができる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
第1図に本発明にかかるエンジンの過給システムの構成
図を示す。
第1図に示すように、エンジン1は吸気弁2が開かれた
ときに、吸気通路3から混合気を燃焼室4内に吸入し、
ピストン5で圧縮した混合気を点火プラグ6により着火
燃焼させ、排気弁7が開かれたときに、燃焼室4内の排
気ガスを排気通路8に排出する基本構成を有する。
上記吸気通路3には、上流から順に、エアクリーナ9、
時々刻々の吸気量を検出するエアフローメーター10、
吸,排気通路3,8にまたがって設置した排気ターボ過給
機11のブロア11a、ブロア11aによって加圧されたエアを
冷却するためのインタークーラ12、負荷に応じて開閉さ
れるスロットル弁13、吸気通路3に燃料を噴射供給する
インジェクタ14が設置されている。
上記吸気通路3のエアフローメータ10の下流でブロア11
aの上流となる位置と、インタークーラ12の下流でスト
ットル弁13の上流となる位置との間には、ブロア11aを
バイパスする副吸気通路15が設けられており、この副吸
気通路15の途中には、エンジン1の出力軸(具体的に図
示せず)により機械的に駆動されるベーン式エアポンプ
等の機械式過給機16が介設されている。この機械式過給
機16より下流の副吸気通路15には、アキュムレータバル
ブ17が介設される一方、機械式過給機16とアキュムレー
タバルブ17との間の副吸気通路16から機械式過給機16を
バイパスしてその上流に連通するリリーフ通路18には、
機械式過給機16の下流の副吸気通路15の圧力が設定以上
の圧力に達したときに上流側にエアをリリーフさせるリ
リーフバルブ19を介設している。
一方、前記排気通路8には、エンジン1から排出される
排気ガスによって駆動される排気ターボ過給機11のター
ビン11bが介設されるとともに、タービン11bをバイパス
して、その上,下流を連通するウエストゲート通路20が
設けられ、このウエストゲート通路20の入口側には該通
路を開閉するウエストゲートバルブ21(本願発明にいう
バイパス弁)が介設されている。
なお、上記排気通路8のウエストゲート通路20の下流に
は、アキュムレータバルブ17の一つのポートに上流端を
接続した2次エア供給通路22を連通させ、下流に設けた
排気ガス浄化用触媒装置(図示せず)に必要な2次エア
を供給するようにしている。
また、上記ウエストゲートバルブ21を開閉作動する、例
えばダイヤフラム装置よりなるアクチュエータ23に対し
ては、吸気通路3のブロア11a下流に過給圧取出口を有
する過給圧導入通路24と過給圧導入通路24の途中から分
岐して吸気通路3のエアフローメータ10より若干下流側
に連通する過給圧調整通路25と、この過給圧調整通路25
を開閉するデューティ比制御可能なソレノイド式の過給
圧調整弁26とを設けている。
上記アクチュエータ23を構成するダイヤフラム装置のス
プリング23aとダイヤフラム23bとは、過給圧調整弁26を
例えばデューティ比50%で駆動させた条件下で、ブロア
11a下流の過給圧が、予め設定した最高過給圧Pmaxに達
したときには、ウエストゲートバルブ21を開作動するこ
とができる設定とする。つまり、アクチュエータ23の開
弁P0は、デューティ比50%で過給圧調整弁26を駆動した
状態で、過給圧が上記最高過給圧Pmaxと等しくなると開
作動されるように設定されている(P0=Pmax−ΔP:ΔP
…過給圧調整弁の駆動による圧力損失分)。
したがって、いま、過給圧調整弁26を全開した状態(デ
ューティ比0%)を考えると、この場合には、過給圧調
整通路25によるリリーフ圧力損失(ΔP)はなくなるか
ら、ブロア11a下流の過給圧Pがそのままアクチュエー
タ23に作用するので、デューティ比50%の場合に比して
圧力損失分ΔPだけ高い圧力がアクチュエータ23に作用
し、それだけアクチュエータ23が早期に(相対的に低い
過給圧で)作動され、ウエストゲートバルブ21を開作動
させる。つまり、ウエストゲートバルブ21は、この場
合、過給圧Pが(Pmax−ΔP)に達した段階で開作動さ
れるようになり、したがって、過給圧調整通路25と過給
圧調整弁26とは、“バイパス弁(ウエストゲートバルブ
21)に対する設定値を補正する補正手段”を構成する。
また、過給圧調整弁26をデューティ比100%、つまり全
開状態に保持したときには、過給圧調整通路25によるリ
リーフ量がそれだけ増加して、リリーフ圧力損失がデュ
ーティ比50%のときよりさらにΔPだけ増加し、ブロア
11aの過給圧Pが(Pmax+ΔP)に達したとき、はじめ
てウエストゲートバルブ21が開作動されるようになる。
この過給圧調整弁26は、点火プラグ6や吸気通路3のイ
ンジェクタ14や副吸気通路15のアキュムレータバルブ17
とともに、マイクロコンピュータを主構成要素とするコ
ントロールユニット27によって制御される。このコント
ロールユニット27は、回転数センサ(図示せず)によっ
て検出されるエンジン回転数、エアフローメータ10によ
って検出される吸入エア空気量、スロットル弁13によっ
て検出されるスロットル開度(エンジン負荷)および2
次エア供給通路22に介設した2次エアのためのエアフロ
ーメータ28によって検出される2次エア量等を入力デー
タとして、必要な各種の制御を実行する。
各種の制御のうち、点火プラグ6やインジェクタ14に対
する制御は、基本的には従来公知の手法により実行さ
れ、本発明の主題ではないので、これ以上の説明を省略
し、以下ではアキュムレータバルブ17および過給圧調整
弁26に対する制御について説明する。
いま、第2図に示すように、エンジン回転数が予め設定
した設定回転数R0(rpm)に達するまでの低速運転領域
(単独使用領域)(I)にあるときには、過給圧Pは、
予め設定した最高過給圧Pmaxに達するまでエンジン回転
数の上昇に伴って上昇し、最高過給圧に達すると、アク
チュエータ23がウエストゲートバルブ21を開作動するよ
うにしてウエストゲート通路20が開かれ、以後はエンジ
ン回転数が上昇しても過給圧が最高過給圧Pmaxに維持さ
れることになる。
この間、アキュムレータバルブ17は、2次エア供給通路
22側に副吸気通路15を接続するようにコントロールユニ
ット27によって制御されており、機械式過給機16から吐
出されるエアの一部が2次エアとして排気通路8に供給
され、残りの大部分はリリーフ通路18により吸込側にリ
リーフされるようになっている。このため、機械式過給
機16による過給は行われない。またこの間、過給圧調整
弁26はデューティ比50%で駆動する。
エンジン回転数がさらに上昇して、予め設定したエンジ
ン回転数R0(rpm)(切替点)に達すると、コントロー
ルユニット27は、アキュムレータバルブ17を副吸気通路
15に連通するように切替え制御し、機械式過給機16によ
る過給を排気ターボ過給機12による過給に併せて開始す
る。
と同時に、コントロールユニット27は、過給圧調整通路
25の過給圧調整弁26を全閉とする。このため、過給圧導
入通路24を通して導入されるブロア11a下流の過給圧P
は、減圧されずにアクチュエータ23に作用することにな
り、前述したように、最高過給圧の設定値は、Pmaxから
P′max(=Pmax−ΔP)に一段低下される。したがっ
て過給圧Pは、補正された最高過給圧P′maxまで低下
する。この過給圧Pの低下は、排気ターボ過給機11の負
荷の軽減に伴う排圧EPの低下(ΔEP)およびこの低下に
伴う燃焼性の向上、さらにこれに伴う出力トルクの向上
をキャンセルするように働き、第2図の中段に矢印aで
示すように、出力トルクTqは滑らかに変化することにな
り、出力トルクTqが急激に上昇してトルクショックを生
ずることがなくなる。
かかる意味で、過給圧調整弁26を全閉しておく時間はさ
ほど長くする必要はなく、徐々にデューティ比をアップ
していく等、要は、上記の如きトルクショックを回避す
ることができるように過給圧調整弁26のデューティ比を
制御するようにすればよい。
上記所定時間の閉作動の後、コントロールユニット27
は、過給圧調整弁26を再びデューティ比50%で駆動し、
最高過給圧の設定値をP′maxからPmax(=P′max+Δ
P)に戻す。このため、以後の高速運転領域(併用領
域)(II)において、エンジン回転数の上昇に伴って出
力トルクTqはスムースに向上することになる。
次に、高速運転領域(II)から低速運転領域(I)に移
行する場合、エンジン回転数数が切替点R0(rpm)にな
った時点で、コントロールユニット27は、過給圧調整弁
26をデューティ比100%で駆動、つまり全開とする。こ
のように、過給圧調整弁26を全開すれば、過給圧Pが
(Pmax+ΔP)になるまで瞬間的に上昇する。また、こ
の時点でアキュムレータバルブ17は、機械式過給機16の
過給を停止するように切り替えられる。
上記の過給圧の一時的な上昇は、排圧EPの段階的なアッ
プに伴う出力トルクの一時的な低下をキャンセルするよ
うに働き、第2図において矢印bで示すように、エンジ
ン回転数の低下に伴って、出力トルクTqはスムースに低
下するようになる。
次に第3図に示す実施例について説明する。
この実施例は、もともと、排気ターボ過給機11の単独使
用領域(低速運転領域)(I)から機械式過給機との併
用領域(高速運転領域)(II)へ移行する際に、最高過
給圧を第1最高過給圧Pmaxから一定値ΔP″[ΔP″<
ΔP(前記リリーフ圧力損失分)]だけ高い第2最高過
給圧P″max(Pmax+ΔP″)に一段アップするように
したものに、本発明を適用したものである。
この場合、第1最高過給圧Pmaxはデューティ比50%で設
定し、第2最高過給圧P″maxは、例えばデューティ比2
5%で設定する。
そして、低速運転領域(I)から高速運転領域(II)の
切り替えに際しては、過給圧調整弁26のデューティ比を
50%から一旦0%に切り替えたうえで、あるヒステリシ
スをもってデューティ比25%まで上昇させるようにデュ
ーティ比を制御する。
かかる制御によって、上記の切替点では、出力トルクTq
を矢印aで示すように、比較的滑らかに変化させること
ができることになる。
また、逆に、高速運転領域(II)から低速運転領域
(I)に移行する段階では、デューティ比を25%から例
えば100%にアップする。これにより、過給圧は、一時
的にそれまでの第2最強過給圧より一旦アップしたうえ
で、以後エンジン回転数の低下に見合ってデューティ比
を50%まで低下させるように制御する。したがって、こ
の場合にも、矢印bで示すように出力トルクTqを滑らか
に変化させることができる。
この実施例では、従って、最高過給圧自体の切替えに伴
うトルクショックも同時に回避することができるように
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかるエンジンの過給システムの構成
図、第2図は本発明の第1実施例による出力トルク変化
を過給圧,排圧の変化とともに示すグラフ、第3図は本
発明の第2実施例による出力トルク変化を示す第2図と
同様のグラフである。 1……エンジン、2……吸気弁、3……吸気通路、4…
…燃焼室、7……排気弁、8……排気通路、11……排気
ターボ過給機、11a……ブロア、11b……タービン、13…
…スロットル弁、14……インジェクタ、15……副吸気通
路、16……機械式過給機、20……ウエストゲート通路、
21……ウエストゲートバルブ、23……アクチュエータ、
24……過給圧導入通路、25……過給圧調整通路、26……
過給圧調整弁、27……コントロールユニット。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】排気ガスにより駆動される排気ターボ過給
    機と、エンジンにより駆動される機械式過給機とを備
    え、エンジンの運転領域を隣接する第1領域と第2領域
    とに区画し、第1領域では、排気ターボ過給機のみによ
    り吸気過給を行い、第2領域では排気ターボ過給機と機
    械式過給機の両方を用いて吸気過給を行うエンジンの過
    給装置において、 上記排気ターボ過給機のタービンの上流の排気ガスをタ
    ービンの下流にバイパスさせるバイパス通路と、該バイ
    パス通路を開閉するバイパス弁と、バイパス弁の開閉を
    制御することによりエンジンへの最高過給圧を設定値に
    制御する最高過給圧制御手段と、上記第1,第2の領域の
    うちの一方から他方の領域への移行時に、最高過給圧の
    設定値を補正する設定値補正手段とを備えたことを特徴
    とするエンジンの過給装置。
  2. 【請求項2】上記設定値補正手段は、第1領域から第2
    領域への移行に際して最高過給圧を一時的に低下させ、
    逆の場合には一時的に上昇させるように設定値を補正す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のエンジ
    ンの過給装置。
JP61072212A 1986-03-28 1986-03-28 エンジンの過給装置 Expired - Lifetime JPH0745826B2 (ja)

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JPS62228626A JPS62228626A (ja) 1987-10-07
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