JPH0758050B2 - 排気ターボ式過給機付エンジンの吸気制御装置 - Google Patents

排気ターボ式過給機付エンジンの吸気制御装置

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JPH0758050B2
JPH0758050B2 JP1157740A JP15774089A JPH0758050B2 JP H0758050 B2 JPH0758050 B2 JP H0758050B2 JP 1157740 A JP1157740 A JP 1157740A JP 15774089 A JP15774089 A JP 15774089A JP H0758050 B2 JPH0758050 B2 JP H0758050B2
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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、排気ターボ式過給機付エンジンの吸気制御装
置に関する。
（従来技術） エンジンの吸気充填効率を高める手段として、吸気管内
の圧力振動を利用した動的過給装置、吸排気弁の開閉時
期制御装置、および機会式あるいは排気ターボ式の過給
機が知られている。また、これらの吸気充填率向上手段
であって、エンジンの吸気状態をエンジンの低回転数領
域での吸気の充填効率が高まる第１の吸気状態と、高回
転数領域で吸気の充填効率が高まる第２の吸気手段と
に、所定のエンジン回転数で切換える手段を備え、もっ
て広い回転数領域で吸気充填効率を高めるようになった
ものも知られている。一方、近年これらの手段を組み合
わせて吸気充填効率をより一層高めたエンジンが開発さ
れるようになり、例えば、特開昭59−164408号公報に
は、排気ターボ式過給機と動的過給装置とを備えたエン
ジンが開示されている。
（発明が解決しようとする課題） 過給機付のエンジンでは、ノッキング防止の観点から、
低回転数領域での過給圧の過度の上昇を抑制するのが望
ましい。したがって、排気ターボ式過給機と他の吸気充
填効率向上手段とを備えたエンジンでは、エンジンの吸
気状態をエンジンの低回転数領域で吸気充填効率が高ま
る第１の吸気状態と、高回転数領域で吸気充填効率が高
まる第２の吸気状態とに切換えると共に、過給機の最高
過給圧をエンジン回転数に応じて低回転数領域では比較
的低圧に、高回転数領域では高圧に切り換えれば、広い
回転数領域で吸気充填効率を向上でき、同時にノッキン
グを防止できる。しかるに、従来の排気ターボ式過給機
と他の吸気充填効率向上手段とを備えたエンジンでは、
かかる手当てが講じられていなかったので、広い回転数
領域にわたる吸気充填効率の向上とノッキング防止とを
同時に達成できないという問題があった。
本発明は上記問題に鑑みて構成されたものであり、排気
ターボ式過給機と他の吸気充填効率向上手段とを備えた
エンジンにおいて、広い回転数領域にわたる吸気充填効
率の向上とノッキング防止とを同時に達成できるエンジ
ンを提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明にあっては、上記課題を解決するために、低速時
に吸気充填効率が高まる第１吸気状態と高速時に吸気充
填効率が高まる第２吸気状態とを所定のエンジン回転数
で切換える手段と、排気ターボ式過給機の過給圧を一定
の最高圧以下に制限する最高圧制限手段とを備えた排気
ターボ式過給機付エンジンの吸気制御装置において、第
１吸気状態から第２吸気状態への切換えに対応して前記
最高過給圧制限手段により定まる最高過給圧を低圧から
高圧に切り換える手段を設ける。
本発明の好ましい実施態様にあっては、第１吸気状態か
ら第２吸気状態への切換え手段が吸気系の同調回転数を
切変える可変吸気手段、あるいは吸気弁開閉時期制御手
段によって構成される。
本発明の他の好ましい実施態様にあっては、第１吸気状
態から第２吸気状態への切換え手段が吸気系の同調回転
数を切換える可変吸気手段と吸気弁開閉時期制御手段と
で構成され、かつ吸気弁開閉時期制御手段が可変吸気手
段よりも低い回転数領域で第２吸気状態へ切換えられ
る。
本発明の更に他の好ましい実施態様にあっては、第１吸
気状態から第２吸気状態への切換え手段がターボ式過給
機の容量変換手段によって構成される。
（作用） 本発明においては、低速時に吸気充填効率が高まる第１
吸気状態から高速時に吸気充填効率が高まる第２吸気状
態へ所定のエンジン回転数で切換える手段を設けると共
に、第１吸気状態から第２吸気状態への切換えに対応し
てターボ式過給機からの最高過給圧を低圧から高圧に切
り換える手段を設けたので、広いエジン回転数領域で吸
気充填効率が高く維持されると共に、低回転数領域での
過給圧の過度の上昇が抑制されてノッキングの発生が防
止される。
（実施例） 以下、添付の図面に基づいて、本発明の実施例を説明す
る。
第１図は本発明の実施例に係る制御装置を備えた排気タ
ーボ式過給機付４気筒エンジンの給排気系の全体構成を
示す。
第１図において、本実施例に係る４気筒エンジンＡは第
１気筒1a、第３気筒1c、第４気筒1d、第２気筒1bの順に
点火順序が設定されている。第１気筒1a〜第４気筒1dの
吸気ポートにはそれぞれ独立吸気通路2a〜2dが接続さ
れ、吸気工程が連続しない第１気筒、第４気筒の独立吸
気通路2a、2dは集合吸気通路3aに、また同様に吸気工程
が連続しない第３気筒、第２気筒の独立吸気通路2c、2d
は集合吸気通路3bに接続されている。集合吸気通路3a、
3bは、吸気上流側が長い連通路４により、給気下流側が
短い連通路５によりそれぞれ連通連結されており、下流
側連通路５には可変吸気制御ボルブ６が、また集合吸気
通路3a、3bの上流部にはそれぞれスロットルバルブ6a、
6bが配設されている。
上流側連通路４の寸法は独立吸気通路2a〜2dと集合吸気
通路3a、3bと連通路４とで構成される吸気通路がエンジ
ン回転数n0で共鳴過給効果を生ずるように設定されてお
り、下流側連通路５の寸法は独立吸気通路2a〜2dと集合
吸気通路3a、3bと連通路５とで構成される吸気通路がエ
ンジン回転数n1（n1＜n0）で共鳴過給効果を生ずるよう
に設定されている。
上流側連通路４の吸気上流部はクーラー７を経由して排
気ターボ式過給機Ｂのコンプレッサ８に連通し、コンレ
ッサ８の上流部はエアフローメータ９、エアクリーナ10
を介して図示しない吸気開口部に連通している。
第１気筒1a〜第４気1dの排気ポートほそれぞれ対応する
独立排気通路11a〜11dを介して集合排気通路12に接続
し、集合排気通路12の排気下流部はタービン13を経由し
て排気通路14に連通している。集合排気通路12のタービ
ン13よりも上流域と排気通路14は排気バイパス通路であ
るウエストゲート15を介して連通し、ウエストゲート15
の集合排気通路12側の開口部にはウエストゲート15を開
閉するウエストゲートバルブ16が配設されている。ウエ
ストゲートバルブ16はロッド17を介してウエストゲート
バルブ駆動用アクチュエータ18により開閉駆動される。
ウエスストゲートバルブ駆動用アクチュエータ18は、大
径円筒部18aと、大径円筒部18aと同心の小径円筒部18b
とから成る。大径円筒部18aと小径円筒部18bにはそれぞ
れダイヤフラム19a、19bが配設されて室19a1、18a2、18
b1、18b2が画成され、室18a1にはダイヤフラム19aを室1
8a2側に付勢するためのスプリング20が配設され、また
室18a1、18b2は大気開放されている。ロッド17はウエス
トゲートバルブ16とダイヤフラム19a、19bとに固着さ
れ、室18a1の大気開放用開口及び室18a2と室18b1の境界
壁に設けた開口を貫通している。室18a2と室18b1の境界
壁に設けた開口とロッド17との間にはシールが配設さ
れ、前記境界壁の気密性が担保されている。大径円筒部
18aの室18a2は連通路21を介してコンプレッサ８の直接
下流の吸気通路に連通しており、小径円筒部18bの室18b
1は連通路22、三方ソレノイド23、連通路24を介して連
通路、21は連通している。三方ソレノイド23は連通路22
から枝分かれした連通路25を介して可変吸気制御バルブ
駆動用アクチュエータ26の室26aにも連通している。室2
6aはダイヤフラム27を挟んで室26bに接しており、室26b
には、ダイヤフラム27を室26a側に付勢するスプリング2
8が配設されている。室26bは大気開放されており、大気
開放用開口を通して、一端がダイヤフラム27に取付けら
れたロッド29が室26bの外に延びている。ロッド29の他
端は適当な回転機構を介して可変給気制御バルブ６の回
転軸6aに連結されている。
三方ソレノイド23は、連通路22、ひいては連通路22に連
通した連通路25を大気開放し、連通路24を閉鎖する第１
作動位置と、連通路22、ひいては連通路22に連通した連
通路25を連通路24に連通させ、且つ連通路24の閉鎖を解
除する第２作動位置とを取りうるように構成されてい
る。また、三方ソレノイド23はコントロールユニットに
よって制御される。コントロールユニットは制御プログ
ラムを格納したメモリーと入出力インターフェースとCP
Uとから成る。コントロールユニットには、図示しない
エンジン回転数センサからのエンジン回転数信号が入力
され、またコントロールユニットからは三方ソレノイド
23に制御信号が出力される。
上記の如くに構成された本実施例に係るエンジンの制御
装置の作動を、第１図とエンジントルク、過給圧および
可変吸気制御バルブの開閉状態のエンジン回転数に伴う
変化を示す第２図とに基づいて以下に説明する。
エンジン停止状態およびエンジン回転数が所定回転
数Ｎ（n1＞Ｎ＞n0）未満の低回転数領域では、コントロ
ールユニットは、三方ソレノイド23の作動位置を第１作
動位置に設定維持する。
この状態では、アクチュエータ26の室26aは大気開放さ
れているのでダイヤフラム27はスプリング28の押圧力の
下で室26a方向に変位し、この変位がダイヤフラム27に
固着されたロッド29に伝達され、適当な回転機構を介し
て回転変位として回転軸6aひいては可変吸気制御バルブ
６に伝達され、その結果可変吸気制御バルブ６は連通路
５を閉鎖している。このため、独立吸気通路2a〜2dと、
集合吸気通路3a、3bと連通路４とで構成される吸気通路
がエンジン回転数n0で共鳴過給効果を生じ該回転数近傍
で吸気充填効率が高くなり、その結果、エンジントルク
はエンジン回転数の上昇に伴い、エンジン回転数n0でピ
ークとなる上に凸の曲線Ｉに沿って変化する。
一方エンジン停止状態ではアクチュエータ18のダイヤフ
ラム19aはスプリング20の押圧力の下で室18a2方向に変
位し、この変位がダイヤフラム19aに固着されたロッド1
7を介してウエストゲートバルブ16に伝達され、その結
果ウエストゲートバルブ16はウエストゲート15を閉鎖し
ている。エンジン始動後エンジン回転数の上昇に伴って
排気ターボ式過給機Ｂの過給圧が高くなり、エンジン回
転数がN0（N0＜Ｎ）になった時点で、コンプレッサ８の
下流の吸気通路から連通路12を介してアクチュエータ18
の室18a2に導かれた過給圧P1によって生じてダイヤフラ
ム19aを室18a1側に押す力がスプリング20の付勢力に打
ち勝ちウエストゲートバルブ16によるウエストゲート15
の閉鎖が解除される。その結果、排気ターボ式過給機の
過給圧はエンジン回転数がN0に達するまで上昇を続ける
が、エンジン回転数がN0になった時点、すなわち過給圧
がP1になった時点でウエストゲート15が開き排気を排気
通路14にバイパスするので、以後エンジン回転数が上昇
しても排気ターボ式過給機Ｂの過給圧はP1に保たれる。
エンジン回転数が上昇して所定の回転数Ｎになった
時点で、コントロールユニットはエンジン回転数信号に
基づいてエンジン回転数が所定値Ｎに達したと判断し、
三方ソレノイド23に制御信号をおくって、三方ソレノイ
ド23の作動位置を第２作動位置に変更する。
この状態では、アクチュエータ26の室26aにコンプレッ
サ８の下流の吸気通路から連通路21、24、25を介して導
入された過給圧P1によって生じたダイヤフラム27をスプ
リング28の方向に押す力がスプリング28の押圧力に打ち
勝ち、可変吸気制御バルブ６による連通路５の閉鎖が解
除される。このため、独立吸気通路2a〜2dと、集合吸気
通路3a、3bと連通路５とで構成される吸気通路がエンジ
ン回転数n1で共鳴過給効果を生じ該回転数近傍で吸気充
填効率が高くなり、その結果、エンジントルクはエンジ
ン回転数の上昇に伴い、エンジン回転数n1でピークとな
る上に凸の曲線IIに沿って変化する。
一方、コンプレッサ８の下流の吸気通路から連通路21、
24、22を介してアクチュエータ18の室18b1に導入された
過給圧P1によってダイヤフラム19bを室18b2側に押す力
が生じ、この力とスプリング20の付勢力の和がコンプレ
ッサ８の下流の吸気通路から連通路21を介して室18a2に
導入された過給圧P1によって生じたダイヤフラム19aを
スプリング20の方向に押す力に打ち勝って、ウエストゲ
ートバルブ16は再びウエストゲート15を閉方向に作動さ
せる。この結果過給圧は急激に上昇する。しかし、ダイ
ヤフラム19aの面積がダイヤフラム19bの面積よりも広い
ため、過給圧がP2（P2＞P1）になった時点で、導入され
た過給圧P2によって生じたダイヤフラム19aをスプリン
グ20の方向に押す力が、同じく導入された過給圧P2によ
って生じたダイヤフラム19bを室18b2側に押す力とスプ
リング20の付勢力の和に打ち勝ち、再びウエストゲート
バルブ16によりウエストゲート15が開方向に作動する。
その結果、排気ターボ式過給機ｂの過給圧はエンジン回
転数がＮに達した時点でP1からP2に急激に上昇し、その
後はエンジン回転数が上昇しても排気ターボ式過給機の
過給圧はP2に保たれる。
以上説明したごとく、本実施例に係るエンジンにあって
は、可変吸気制御バルブ６の開閉による吸気状態の切り
換えと、これと同時に行われるウエストゲートバルブ16
の開閉による最高過給圧の変更とにより、広い回転数領
域にわたって吸気の充填効率が高く維持されると共に、
低回転数領域ではターボ式過給機の最高過給圧が低く保
たれることによりノッキングが防止される。
第３図は本発明の他の実施例に係る制御装置を備えた排
気ターボ式過給機付４気筒エンジンの給排気系の全体構
成を示す。
本実施例に係る吸気系の構成は、低速時に吸気充填効率
が高まる第１吸気状態と高速時に吸気充填効率が高まる
第２吸気手段とを所定のエンジン回転数で切り換える手
段が以下の諸点において異なることを除き、第１図の実
施例に係る吸気系と同一である。すなわち、本実施例に
あっては、共立吸気通路2a′〜2d′は一本の集合吸気通
路3a′に連結されており、第１図の実施例と異なり、共
鳴過給を行うための構成要素である第２の集合吸気通
路、集合吸気通路を連通する長短２本の連通路、可変吸
気制御バルブ、可変吸気制御バルブを開閉駆動するアク
チュエータ、および該アクチュエータと三方ソレノイド
を連通する連通路は配設されておらず、その代わりに、
吸気弁開閉時期制御装置30が設置されている。吸気弁開
閉時期制御装置30は、吸気バルブを開閉駆動するカム軸
31のカム軸31に組み込まれた略Ｈ形の軸方向断面を有す
るスリーブ30aとコントロールユニットによって制御さ
れる駆動レバー30bとから成る。カム軸31は、バルブ開
閉駆動用カムに連結された部分31aと図示しないベルト
をかいして図示しないクランク軸によって回転駆動され
るプーリー32に連結された部分31bとに二分され、部分3
1a、31bの対峙する端部には互いに反対方向に巻いたヘ
リカルスプライン33a、33bがそれぞれ形成されており、
前記スリーブ30aの二つのフランジ30a1、30a2の内縁が
それぞれヘリカルスプライン33a、33bにスプライン嵌合
している。コントロールユニットからは駆動レバー30b
に制御信号が送られる。
係る構成を有する本実施例に係るエンジンにあっては、
エンジン回転数が所定値未満の低回転数領域では、吸気
弁の開閉タイミングが第４図に破線で示すタイミング、
すなわち早期に吸気弁が閉弁するタイミングとなるよう
に、カム軸31aと31bの相対位相角、すなわちカム軸31a
と図示しないクランク軸の相対位相角がスリーブ30によ
って規制されている。このため、吸気充填効率は低回転
数量域で高くなり、エンジントルクはエンジン回転数の
上昇に伴い、第２図の曲線Ｉと同様の曲線に沿って変化
する。エンジン回転数が上昇して所定値になると、コン
トロールユニットはエンジン回転数信号に基づいてエン
ジン回転数が所定値に達したと判断し、駆動レバー30b
に制御信号を送り、スリーブ30を軸方向に移動させる。
これによりスリーブ30のフランジ30a1、30a2の内縁とス
プライン嵌合したカム軸31aと31bは、ヘリカルスプライ
ン33aと33bが逆方向に巻いているために相対回転を生
じ、その結果、カム軸31aと31bの相対位相角、すなわち
カム軸31aと図示しないクランク軸の相対位相角が変化
し、吸気弁の開閉タイミングが第４図に実線で示すタイ
ミング、すなわち吸気弁が遅く閉弁するタイミングに平
行移動する。このため吸気充填効率は高回転数領域で高
くなり、エンジントルクはエンジン回転数の上昇に伴
い、第２図の曲線IIと同様の曲線に沿って変化する。
一方、前記所定エンジン回転数で吸気弁の開閉タイミン
グを閉弁時期が早いタイミングから閉弁時期が遅いタイ
ミングに切り換えると同時に、コントロールユニットは
三方ソレノイド23に制御信号を送り、三方ソレノイド23
の作動位置を第１作動位置から第２作動位置に切り換え
る。これにより、ウエストゲートバルブ16が開閉し排気
ターボ式過給機の最高過給圧が低圧から高圧に上昇す
る。
上述のごとく、本実施例にあっては、吸気弁開閉時期制
御装置30により吸気弁の閉弁タイミングを変更して吸気
状態を切り換え、これと同時にウエストゲートバルブ16
を開閉して最高過給圧を変更することにより、広い回転
数領域にわたって吸気の充填効率が高く維持されると共
に、ノッキングが防止される。
なお、上記の実施例ではカム軸とクランク軸の相対位相
角を変えることにより、吸気弁の開閉タイミングを平行
移動して吸気弁の閉弁時期を変え、これにより吸気状態
を変更したが、吸気バルブのリフト量を変更して、吸気
弁の開弁時期を増減しもって吸気弁の閉弁時期を変えて
吸気状態を変更してもよい。
第５図は本発明の更に他の実施例に係る制御装置を備え
た排気ターボ式過給機付４気筒エンジンの給排気系の全
体構成を示す。
本実施例に係る吸気系の構成は、低速時に吸気充填効率
が高まる第１吸気状態と高速時に吸気充填効率が高まる
第２吸気状態とを所定のエンジン回転数で切り変える手
段として、共鳴過給装置に加えて第３図の実施例で示し
た吸気弁開閉時期制御装置を備えている点と、連通路25
が連通路22に連通しておらずソレノイド23′を介して連
通路21に連通しており、ソレノイド23′にもコントロー
ルユニットから制御信号が送られる点を除き第１図の実
施例と同一である。
本実施例に係るエンジンの吸気装置にあっては、少なく
とも高負荷時には、三方ソレノイド23の第１作動位置か
ら第２作動位置への切り換えと、吸気弁開閉時期制御装
置30による吸気弁開閉タイミングの早閉じから遅閉じへ
の切り換えを所定回転数N1で行い、N1よりも高い所定回
転数N2でソレノイド23′を制御して連通路25に過給圧を
導入し可変吸気制御バルブ６による連通路５の閉鎖を解
除する。これにより、N1未満の回転数量域では吸気弁の
早閉じにより、又N1〜N2の回転領域では吸気弁の遅閉じ
により、さらにN2以上の回転数領域では集合吸気通路3
a、3bと連通路５とで構成される吸気通路の共鳴過給効
果により、それぞれ吸気充填効率が高まり、その結果、
エンジントルクはエンジンの回転数の上昇に伴い、第5A
図の曲線III、IV、Ｖに沿って変化する。また、N1未満
の回転数領域では過給圧が低い値P3に維持されることに
より、ノッキングが防止され、N1以上の回転数領域では
過給圧は高い値P4となるが吸気弁が遅閉じとなり圧縮比
が小さくなるのでノッキングが防止される。
第６図は本発明の更に別の実施例に係る制御装置を備え
た排気ターボ式過給機付６気筒エンジンの給排気系の全
体構成を示す。
第６図において、本実施例に係る６気筒エンジンＣは第
１、第５、第３、第６、第２、第４気筒の順に点火順序
が設定されており、第１気筒101a〜第６気筒101fの吸気
ポートにはそれぞれ独立吸気通路102a〜102fが接続さ
れ、独立吸気通路102a〜102fは集合吸気通路103に接続
されている。集合吸気通路103の吸気上流部はスロット
ルバルブ104、クーラー105を経由して第１の排気ターボ
式過給機106のコンプレッサ106bに連通し、コンプレッ
サ106bの上流部は二つの吸気通路107、108に分かれ、吸
気通路107は第２の排気ターボ式過給機109のコンプレッ
サ109b連通し、コンプレッサ109bの上流部はエアフロー
メータ110、エアクリーナ111に連通している。また吸気
通路108はコンプレッサ109bの上流域でコンプレッサ109
bからエアフローメータ110に連通する吸気通路に接続し
ている。また、吸気通路108には通路開閉弁112が設置さ
れている。
第１気筒101a〜第４気101fの排気ポートはそれぞれ対応
する独立排気通路113a〜113fを介して集合排気通路114
に接続している。集合排気通路114には第３気筒の独立
排気通路113cと第４気筒の独立排気通路113dの間の部位
に排気干渉防止用の縊れ部が設けられており、これによ
り、集合排気通路114は前記縊れ部を介して連通した第
１集合通路114aと第２集合通路114bとに分かれている。
そして、第１集合通路114aは第１過給機106のタービン1
06aに連通し、第２集合通路114bは第２過給機109のター
ビン109aに連通している。第１集合通路114aとタービン
106aの連通部には該連通部の開閉用弁115が設置されて
いる。タービン106aと109aの下流は排気通路116に連通
しており、また、ウエストゲート117が第２集合通路114
bと排気通路116を連通している。ウエストゲート117の
第２集合通路114b側の開口部にはウエストゲートバルブ
117aが配設されている。
開閉弁112、115を開閉駆動するために第１図の実施例に
おける可変吸気制御バルブ駆動用アクチュエータと同様
のアクチュエータ118、119が設置されており、ウエスト
ゲートバルブ117aを開閉駆動するために第１図の実施例
におけるウエストゲートバルブ開閉駆動用アクチュエー
タと同様のアクチュエータ120が設置されている。また
過給圧を各アクチュエータに供給するために、第１過給
機のタービン106bの下流域の吸気通路からアクチュエー
タ120に連通路121が連通し、連通路121から枝分かれし
た連通路122がアクチュエータ119に連通し、連通路122
から枝分かれした連通路123がアクチュエータ118に連通
し、更に連通路123から枝分かれした連通路124がアクチ
ュエータ120に連通している。連通路122には、連通路12
3との合流点よりも上流位置に三方ソレノイド125が設置
されている。三方ソレノイド125は連通路122の三方ソレ
ノイド125よりも上流の部分122aを閉鎖し、三方ソレノ
イド125よりも下流の部分122bを大気開放する第１作動
位置と、上流部分122aの閉鎖を解除し上流部分122aと下
流部分122bを連通する第２作動位置の二つの作動位置を
取り得るように構成されている。三方ソレノイド125は
コントロールユニットにより制御される。
上記の如くに構成された本実施例に係るエンジンの制御
装置の作動を以下に説明する。
エンジン停止状態およびエンジン回転数が所定値未
満の低回転数領域では、コントロールユニットは、三方
ソレノイド125の作動位置を第１作動位置に設定維持す
る。この状態では、連通路122bは大気開放されており、
アクチュエータ118、119には過給圧が供給されずアクチ
ュエータに内蔵されたスプリングの付勢力により適当な
リンク機構を介して、開閉弁112、115はそれぞれ連通路
108、第１集合通路114aとタービン106aとの連通部を閉
鎖している。このため、第２過給機109のみにより過給
が行われることになる。その結果低回転数領域でタービ
ン109aへの排気ガスの流入速度が大きくなって吸気充填
効率が高くなり、エンジントルクはエンジン回転数の上
昇に伴って第２図の曲線Ｉと同様の曲線に沿って変化す
る。
一方アクチュエータ120は第１図のアクチュエータ18と
全く同様に作動し、最高過給圧は所定の低圧に維持され
る。
エンジン回転数が上昇して所定値になった時点で、
コントローユニットは三方ソレノイド125に制御信号を
おくり、三方ソレノイド125の作動位置を第２作動位置
に変更する。これにより、アクチュエータ118、119に過
給圧が供給され、開閉弁112、115による連通路108、第
１集合通路114aとタービン106aとの連通路の閉鎖が解除
される。このため第２過給機109のみならず第１過給機1
06によっても過給が行われることになる。その結果高回
転数領域でタービン106a、109aへの排気ガスの流入速度
が大きくなって吸気充填効率が高くなり、エンジントル
クはエンジン回転数の上昇に伴って第２図の曲線IIと同
様の曲線に沿って変化する。
一方、アクチュエータ120は第１図のアクチュエータ18
と全く同様に作動し、最高過給圧は所定の高圧に維持さ
れる。
以上説明したごとく、本実施例に係るエンジンにあって
は、二つの排気ターボ式過給機106と109を用いた吸気状
態の切り換えと、これと同時に行われるウエストゲート
バルブ117aの開閉による最高過給圧の変更とにより、広
い回転数領域にわたって吸気の充填効率が高く維持され
ると共に、低回転数領域ではターボ式過給機の最高過給
圧が低く保たれることによりノッキングが防止される。
第７図は本発明の更に他の実施例に係る制御装置を備え
た排気ターボ式過給機付４気筒エンジンの給排気系の全
体構成を示す。
本実施例に係る吸気系の構成は、低速時に吸気充填効率
が高まる第１吸気状態と高速時に吸気充填効率が高まる
第２吸気状態とを所定のエンジン回転数で切り換える手
段として共鳴過給装置の代わりに以下に詳述するごとく
排気ターボ式過給機に二つのタービン入口通路を設けた
ことを除き第３図の実施例と同様である。
すなわち、本実施例にあっては、排気ターボ式過給機
Ｂ′に二つのタービン入口通路201、202が配設されてい
る。入口通路201の排気上流側端部にはアクチュエータ2
03によって駆動される通路開閉弁204が設置されてい
る。また、ウエストゲート205はタービン入口通路201、
202よりも上流の排気通路に配設されいる。
また第１図の実施例と同様にウエストゲートバルブ206
を駆動するためのアクチュエータ207が設置され、アク
チュエータ203、207を駆動制御するための三方ソレノイ
ド208が設置されている。
係る構成を有する本実施例に係るエンジンにあっては、
エンジン回転数が所定値未満の低回転数領域では、三方
ソレノイド208はアクチュエータ203を大気開放する作動
位置にあり、このためアクチュエータ203内のスプリン
グの付勢力を受けて弁204はタービン入口通路201を閉鎖
している。この結果、排気はタービン入口通路202のみ
を通ることになり、低回転数領域でタービンに流入する
排気の流速が増大し、過給機の出力が増大し、低回転数
領域で吸気充填効率が高まる。エンジン回転数が所定値
になると、三方ソレノイド208はコントロールユニット
からの制御信号を受けてアクチュエータ203に過給圧を
導入する作動位置に移行し、アクチュエータ203に導入
された過給圧がアクチュエータ203内のスプリングの付
勢力に打ち勝って、弁204によるタービン入口通路201の
閉鎖を解除する。この結果、排気はタービン入口通路20
2のみならずタービン入口通路201をも通ることになり、
高回転数領域でタービンに流入する排気の流速が増大
し、過給機の出力が増大し、高回転数領域で吸気充填効
率が高まる。一方、アクチュエータ203への過給圧の導
入と同時にアクチュエータ207にも三方ソレノイド208を
介して過給圧が導入され、これにより、ウエストゲート
バルブ206が開閉して最高過給圧が低圧から高圧に切り
換えられる。
以上説明したごとく、本実施例に係るエンジンにあって
は、二つのタービン入口通路201、202を用いた吸気状態
の切り換えと、これと同時に行われるウエストゲートバ
ルブ206の開閉による最高過給圧の変更とにより、広い
回転数領域にわたって吸気の充填効率が高く維持される
と共に、低回転数領域ではターボ式過給機の最高過給圧
が低く保たれることによりノッキングが防止される。
以上本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例
に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した
発明の範囲内で種々改変が可能であることは言うまでも
ない。
（発明の効果） 以上述べたように、本発明においては、低速時に吸気充
填効率が高まる第１吸気状態から高速時に吸気充填効率
が高まる第２吸気状態へ所定のエンジン回転数で切換え
る手段を設けると共に、第１吸気状態から第２吸気状態
への切換えに対応してターボ式過給機からの最高過給圧
を低圧から高圧に切り換える手段を設けたので、広いエ
ンジン回転数領域で吸気充填効率が高く維持されると共
に、低回転数領域での過給圧の過度の上昇が抑制されて
ノッキングの発生が防止され、もって本発明により、排
気ターボ式過給機と他の吸気充填効率向上手段とを備え
たエンジンにおいて、広い回転数領域にわって吸気充填
効率の向上とノッキング防止とを同時に達成できるエン
ジンが提供される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、共鳴過給装置を備えた本発明の実施例に係る
制御装置を備えた排気ターボ式過給機付４気筒エンジン
の給排気系の全体構成図である。 第２図は第１図のエンジンにおけるエンジントルクと過
給圧のエンジン回転の上昇に伴う変化を示す図である。 第３図は、吸気弁開閉時期制御装置を備えた本発明の他
の実施例に係る制御装置を備えた排気ターボ式過給機付
４気筒エンジンの給排気系の全体構成図である。 第４図は、吸気弁開閉時期制御装置による吸気弁の開閉
時期の変化を示す図である。 第５図は、共鳴過給装置と吸気弁開閉時期制御装置とを
備えた本発明の実施例に係る制御装置を備えた排気ター
ボ式過給機付４気筒エンジンの給排気系の全体構成図で
ある。 第5A図は、第５図のエンジンにおけるエンジントルクと
過給圧のエンジン回転の上昇に伴う変化を示す図であ
る。 第６図は二つの排気ターボ式過給機をそなえた本発明の
実施例に係る制御装置を備えた排気ターボ式過給機付４
気筒エンジンの給排気系の全体構成図である。 第７図は二つのタービン入口通路を備えた本発明の実施
例に係る制御装置を備えた排気ターボ式過給機付４気筒
エンジンの給排気系の全体構成図である。 ４、５……吸気連通路、 ６……可変吸気制御バルブ、 15……ウエストゲート、 16……ウエストゲートバルブ、 18……アクチュエータ、 23、23′……三方ソレノイド、 26……アクチュエータ、 30……吸気弁開閉時期制御装置、 106……第１過給機、 109……第２過給機、 112、115……開閉弁、 201、202……タービン入口通路、 204……開閉弁。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｂ 37/16 37/18 9332−3Ｇ Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０１ Ｊ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】低速時に吸気充填効率が高まる第１吸気状
    態と高速時に吸気充填効率が高まる第２吸気状態とを所
    定のエンジン回転数で切換える手段と、排気ターボ式過
    給機の過給圧を一定の最高圧以下に制限する最高圧制限
    手段とを備えた排気ターボ式過給機付エンジンの吸気制
    御装置において、第１吸気状態から第２吸気状態への切
    換えに対応して前記最高過給圧制限手段により定まる最
    高過給圧を低圧から高圧に切り換える手段を有すること
    を特徴とする排気ターボ式過給機付エンジンの吸気制御
    装置。
  2. 【請求項２】第１吸気状態から第２吸気状態への切換え
    手段が吸気系の同調回転数を切変える可変吸気手段であ
    ることを特徴とする請求項（１）に記載の吸気制御装
    置。
  3. 【請求項３】第１吸気状態から第２吸気状態への切換え
    手段が吸気弁開閉時期制御手段であることを特徴とする
    請求項（１）に記載の吸気制御装置。
  4. 【請求項４】第１吸気状態から第２吸気状態への切換え
    手段が吸気系の同調回転数を切変える可変吸気手段と吸
    気弁開閉時期制御手段から成り、かつ吸気弁開閉時期制
    御手段が可変吸気手段よりも低い回転数領域で第２吸気
    状態へ切換えられることを特徴とする請求項（１）に記
    載の吸気制御装置。
  5. 【請求項５】第１吸気状態から第２吸気状態への切換え
    手段が排気ターボ式過給機の要領変更手段であることを
    特徴とする請求項（１）に記載の吸気制御装置。
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