JPS59194032A - 排気タ−ボ過給式内燃機関における過給圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、排気ガスによって駆動される過給機一つまり
排気ターボ過給機を備えた内燃機関において−その過給
圧を機関の加速運転に応答して制御する装置に関するも
のである。

排気ターボ過給機付きの内燃機関において賢その過給圧
がある値を越えないように制御するために、排気ターボ
過給機における排気タービンに対して設けた排気バイパ
ス通路に−ブロワー圧縮機下流の過給圧に関連したウェ
ストゲート弁を設け、過給圧が前記通常設定過給圧に達
するとウェストゲート弁を開き、排気ガスをバイパスさ
せることによって、過給圧のそれ以上の上昇を防止する
ようにすることはい例えば特開昭５２−５９２１１号公
報等によって良く知られている。

しかし、排気ターボ過給機は、機関の加速時に排気ター
ビン及びブロワ−圧縮機の慣性により、回転の立上りが
遅れ過給圧の上昇が遅く、且つ、過給圧を前記のように
制御するため、十分な加速性能が得ら」ｔない欠点があ
る。　そこで先行技術としての実ＶｊＦＪ昭５４−３７
７０３月公報は、機関の加速に際してアクセルペダルを
急速に踏み込むとき前記ウェストゲート弁を閉状態に保
持することにより、過給圧を前記ウェストゲート弁の通
常設定過給圧以上に高めて加速性能を向」ニオろことを
提案している。

トコろが、こ先行技術のものはアクセルペダルを急速に
踏み込んでいる限り、換言すればアクセルペダルの急踏
み込みを止めない限り、ウェストゲート弁は閉のま５で
、過給圧はウェストゲート弁の通常設定過給圧以」二に
大きく急上昇することになり、この過給圧の急上昇の値
は全く予測できず、極端な過過給の状態になる場合があ
るので、排気ターボ過給機を破損する危険性が大であり
、また、このことをおそれてアクセルペダルの急踏み込
みを早期に止めると、過給圧はウェストゲート弁の通常
設定過給圧まで急降下するので、十分な加速性能を得ら
れないことになる。

本発明は、このように機関の加速時にウェストゲート弁
を閉に保って加速性能を向上するにおいて−ウエストゲ
ート弁への第１の圧力伝達通路中に一過給圧の上昇を適
宜時間遅らせてウェストゲート弁に伝達するようにした
遅延手段を設けて一機関の加速時に前記適宜時間だけウ
ェストゲート弁を閉に保って過給圧が前記通常設定過給
圧を越えて上昇するように構成する一方、前記第１の圧
力伝達通路中の遅延手段に対してバイパスをなす第２の
圧力伝達通路中に一過給圧が前記通常設定過給圧より適
宜高い圧力の加速設定過給圧に達すると、前記遅延手段
の遅延を解除する圧力開閉弁を設けて一前記遅延手段の
遅延期間内における過給圧の上限を規制するように構成
ことにより、極端な過過給を生ずることなく加速性能の
向上を図り・、更にこれに加えて一前記圧力開閉弁の開
閉作動に伴う過給圧の急変及び変動を防止して、過給圧
をなめらかに且つ安定して制御するものである。

了 以下本発明を実施例の図面について説明すと、図におい
て（１）は吸気マニホールド（２）及び排気マニホール
ド（３）を有する３気筒内燃機関ｋ（４）は排気タービ
ン（５）とブロワ−圧縮機（６）とを直結した排気ター
ボ過給機を示し一該排気ターホ過給椴（４）におけるブ
ロワ−圧縮機（６）の吐出側と前記吸気マニホールド（
２）とをつなぐ過給通路（７）には、脈動消去用のサー
ジタンク（８）とスロットル弁（９）付き気化器００）
とがサージタンク（８）を上流側にして設けられ、ブロ
ワ−／Ｉ　縮８Ｍ　（６）の吸入側にはエアクリーナＯ
υが接続され、また、排気ターボ過給機（４）における
排気タービン（５）の人口側には排気通路α■を介して
前記排気マニホールド（３）が排気タービン（５）の出
ｌ」側には大気への排気管（１■が各々接続されている
。

イパス通路０４）　Ｉ’！舅と設けた圧力作動式のウェ
ストゲート弁を各々示し、、該ウェストゲート弁α４）
は、その弁体Ｑ６）を常時閉方向にイ」勢するばねＱ′
７）をａ１７える一方、そ１の圧力室α８）内に、前記
ブロワ−圧縮機（６）と気化器（ｌＯとの間の過給通路
（７）又はサージタンク（８）内の過給圧をト第１の圧
力伝達通路（１［相］を介して導入することによす＝前
記過給圧が通常設定過給圧（ＰＯ）（例えば約３５０ｍ
ｍＨｇ程度）になるとそのばね０７）に抗して弁体０・
を開くようになっている。

そして、前記ウェストゲート弁００の圧力室０８）への
第１の圧力伝法通路０９）中に−絞りオリフィス（イ）
と過給通路（７）への方向にのみ開くようにした逆止弁
（２１）とを並設して成る遅延手段（イ）を設ける一方
。

ウェストゲート弁００の圧力室０８）と過給通路（７）
又はサージタンク（８）との間には一前記第１の圧力伝
達通路θ勃中の遅延手段（２）に対して並列のバイパス
を構成する第２の圧力伝達通路（ハ）を設け。該第２圧
力伝達通路（ハ）中には一圧力開閉弁（財）を設ける。

この圧力開閉弁（ハ）は、ポート（ハ）を大気連通室１
２６）内のばね（イ）にて閉じるダイヤフラム（ハ）を
備え一過給圧が前記通常設過給圧（Ｐｏ）より適宜高い
圧力の加速設定過給圧（Ｐｉ）（例えば約４２０ｍｍＨ
ｇ程度）になるとポート（イ）を開くようになっており
、その圧力開閉弁（ハ）における大気連通室（ハ）の大
気への連通路Ｇ！９）には、絞りオリフィス（７）と大
気連通室（２（ｊへの方向にのみ開くようｌ乙した逆止
弁Ｃ３Ｊ）とを並設して成る補助遅延手段０りを設けて
成るものである。

ナオに補助遅延手段０のは絞りオリフィスＧｏのみでも
良い。

この構Ｄ５において一過給通路（７）又はサージタンク
（８）内における過給圧が通常設定過給圧（Ｐｏ）以下
に降下するときには、第１の圧力伝達通路（１９）の遅
延手段（イ）における逆止弁（２優の開によって、過給
圧の＋ｖ／：下は時間的に遅れなくウェストゲート弁α
Ｑの圧力室０８）に伝達されるから、ウェストゲート弁
００の弁体００は直ちに閉作動する。

一方、過給通路（７）又はサージタンク（８）内におけ
る過給圧の上昇は、ｉｒｅ　１の圧力伝達通路０９中の
遅延手段（ハ）における逆止弁ＣＤの閉によって絞りオ
リフィス（イ）のみを通ってｉｉｉ記圧力室０８）に遅
延伝達される。　この場合−スロットル弁（９）を緩る
やか開く普通の加速時には、機関の回転数の上昇ひいて
は排気ターボ過給機（４）の回転数の上昇は緩やかで、
従って過給圧の上昇も遅く、絞りオリフィス（イ）の遅
延規制を受けないので、過給圧の上昇はそのまト圧力室
α８）に伝達し一過給圧がウェストゲート弁０のにおけ
る通常設定過給圧（Ｐｏ　）になった時点で一前記ウエ
ストゲート弁α０の弁体０Ｏが開き排気カスを排気ター
ビン（５）に対してバイパスするから風過給圧は前記通
常設定過給圧（Ｐｏ　）を越えることがないように制御
され−このときの回転数に対する過給圧特性は第２図に
実線で示す曲線■となる。

しかし、スロットル弁（９）を急開しての急加速時には
、機関の回転数の上昇ひいては排気ターボ過給１幾（４
）の回転数の上昇が早く、従って過給圧は急上昇するが
、この過給圧の急上昇の圧力室０８）への伝達はオリフ
ィス（イ）での規制にて適宜遅れることになり賑この間
ウェストゲート弁ａＯの弁体０６）が閉状態に保持され
るから、機関に対する過給圧は、前記通常設定過給圧（
Ｐｏ）を越えることになり、やがて過給が第２の圧力伝
達通路（イ）中における圧力開閉弁（財）の加速設定過
給圧（Ｐｌ）に達すると、当該圧力開閉弁Ｈが開き、過
給圧が第２の圧力伝達通路（ハ）を介して圧力室α８）
に伝達することにより、遅延手段（ハ）による遅延作用
が解除されてウェストゲ）　弁（ＩＱが開き、排気ガス
を排気タービン（５）に対してバイパスするから、過給
圧は通常設定過給圧（Ｐｏ）に戻るように制御されるこ
とになる。

つまり、機関の急加速時において過給圧は、第２図に一
点鎖線で示す特性曲線０のように一旦通常設定過給圧（
Ｐｏ）を越えて高くなったのち通常設定過給圧（ＰＯ）
になるように制御されるから、この間機関の出力が増大
して加速性能が向上する一方、このとき最高過給圧は加
速設定過給圧（Ｐｌ）以上にならないように規制さ２す
るから、極端な過過給を防止できるのである。

そして、前記圧力開閉弁（ハ）における大気連通室Ｑ→
の大気への連通路翰中に、補助遅延手段０つを設けたこ
とにより、過給圧が加速設定過給圧（Ｐｌ）に上昇して
圧力開閉弁（ハ）が開くとき、当該圧力Ｕｉｌ閉弁（ハ
）はその大気連通室（ハ）内の空気が補助遅延手段０功
における絞りオリフィス（１）からリークすることに応
じて徐々に開くことになるから、圧力開閉弁■が急開す
ることでウェストゲート弁が急開してｊｌ、ｊ給圧が加
速設定過給圧（Ｐｉ　）から通常設定過給圧（ＰＯ）ま
で急降下すること、及び圧力開閉弁（ハ）が開閉を繰り
返して過給圧が変動することを防止できる。　従って前
記の過給圧特性線０はなだらかで且つウェーブのない安
定した形状になるのである。

また−第３図は第２の圧力伝達通路（ハ）巾に圧力開閉
弁（イ）より下流側に−絞りオリフィス０東と逆止弁■
とを並設して成る第２の遅延手段（ハ）を設けた場合の
実施例を示しく但し、第２の遅延手段（ハ）は絞りオリ
フィス０■のみでも良い）、このように第２の圧力伝達
通路（イ）に第２の遅延手段（ハ）を設けると、圧力開
閉弁（財）の開による圧力室Ｑ８）への圧力伝達が第２
の遅延手段（ハ）に遅れることにより、過給圧は加速設
定過給圧（Ｐｌ）を少し越えたのちゆるやかに通常設定
過給圧（Ｐｏ　）に制御され−そのときの過給圧特性は
第２図に二点鎖線で示す曲線０のようになって、通常設
定過給圧（Ｐｏ）を越える期間が長くなるから、加速性
能はより向上するのであり、この場合においても前記圧
力開閉弁■における大気連通室■Ｑの大気への連通路翰
中に補助遅延手段０２を設けることによって、前記過給
圧特性曲線０を、なだらかで且つ安定したものにするこ
とができるのである。

更にまた、第４図は第１の圧力伝達通路α９）に、その
通路０［相］中の遅延手段（イ）より下流側に大気連通
路（ト）を接続し、該大気連通路（ト）に大気への過給
圧のリークを規制する絞りオリフィス０７１を設けた場
合の実施例を示す。　この実施例における過給特性線は
前記第３図の第２の実施例の場合と略同様となり、そし
てその圧力開閉弁（ハ）における大気連通室（ハ）の大
気への連通路翰中に補助遅延手段０埠を設けることによ
って同様の作用、効果がｆｌｊ）られる、以上要するに
本発明は、排気タービンの」７流側と下流側とを連通さ
せる排気バイパス通路を設けると共に、該バイパス通路
中に圧力作動式のウェストゲート弁を備えた排気ターボ
過給機付きエンジンにおいて、前記排気ターボ過給機に
おけるブロワ−圧縮機下流の過給通路と前記ウェストゲ
ート弁の圧力室とを、ウェストゲート弁方向へのみ圧力
を遅延させて伝える遅延手段を有する第１の圧力伝達通
路を介して連通させる一方、前記第１の圧力伝達通路に
おける遅延手段と並列ににブロワ−圧縮機下流の過給通
路とウェストゲート弁の圧力室を、過給圧力が所定以上
になると開くようにした大気連通室付き圧力開閉弁を介
して連通させる第２の圧力伝達通路を設は−且つ前記圧
力開閉弁における大気連通室の大気への連通路には大気
へのリークを遅延させる補助遅延手段を設けて成るもの
で一過給圧を機関の加速時において圧力開閉弁における
設定過給圧を越えない範囲で高くすることかできるから
、機関の加速性能を、不必要な過過給を伴うことなく安
全に向上できる一方一前記圧力開閉弁の大気連通室に対
して設けた補助遅延手段によって′−加速時の過給圧を
なだらかで且つ安定した特性曲線に制御することができ
、従って過給圧の急変及び変動による機関出力の急変及
び変動が少なく弘加速フィーリングを向上できる効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は第１の実施例の
図、第２図は回転数に対する過給圧特性を示す図、第３
図は第２の実施例の図、第４図は第３の実施例の図であ
る。 （１）・・・機関、（４）・・・排気ターボ過給機、（
５）・・・排気タービン、　’　（６）・・・ブロワ−
圧縮機、０→・・・排気バイパス通路、ａの・・・ウェ
ストゲート弁、α８）・・・圧力室、０［有］・・・第
１の圧力伝達通路、（イ）・・・第１の遅延手段、（イ
）・・・第２の圧力伝達通路、（財）・・・圧力開閉弁
−（イ）・・・大気連通室、（ホ）・・・連通路、０の
・・・補助遅延手段。 −１７・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）。排気タービンの上流側と下ｂ′Ｉε側とを連通
   させる排気バイパス通路を設けると共に・２該バイパス
   通路中に圧力作動式のウェストゲート弁を備えた排気タ
   ーボ過給様付きエンジンにおいて、前記排気ターボ過給
   機におけるブロワ−圧縮機下流の過給通路と前記ウェス
   トゲート弁の圧力室とを、ウェストゲート弁方向へのみ
   圧力を遅延させて伝える遅延手段を有する第１の圧力伝
   達通路を介して連通させる一方、前記第１の圧力伝達通
   路における遅延手段と並列に、ブロワ−圧縮し下流の過
   給通路とウェストゲート弁の圧力室を、過給圧力が所定
   以上になるとし目くようにした大気連通室付き圧力開閉
   弁を介して連通させる第２の圧力伝達通路を設け、且つ
   ｎ１］記圧力開閉弁における大気連通室の大気連通室の
   大気への連通路には大気へのリ一りを遅延させる補助遅
   延手段を設けたことを特徴とする排気ターボ過給式内燃
   機関′におけろ過給圧制御装置。