JPS6013924A - 過給機付エンジンの過給圧制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、過給機付エンジンの過給圧制御装置に関する
ものである。

（従来技術） 吸気を過給機により加圧し、加圧した吸気（過給気）を
エンジンに供給することにより、充填効率をたかめ、エ
ンジンの出力性能の、向上を図った過給機付エンジンは
、従来よりよく知られており、実際に汎用されている。

ところで、この種の過給機付エンノンでは、エンジンの
高速・高負荷運転時等において過給機が過度に高速駆動
されると、過給（幾の焼付外を生じたり、過給圧が過度
に」−昇して、エンジンに悪影響をもたらすといった問
題があり、実際には過給圧の過度の上昇を防止するため
、過給圧を制御する必要がある。

この種の過給圧制御装置として、所謂ターボ過給機では
、排気ガスにより駆動されるタービンをバイパスする排
気バイパス通路に、該通路を開閉するダイヤフラム式制
御弁を設け、この制御弁を過給圧に応じて開閉制御する
ようにした所謂ウェストゲート式のものが知られている
（特開昭５０−６５７１２号公報参照）。

この型式の過給圧制御装置では、過給圧を作動源とする
ダイヤフラム式制御弁の開弁圧が、内蔵したスプリング
の設定荷重によって決定され、過給圧は原理的には、設
定された開弁圧以上に一ヒ昇しないようになっている。

しかしなが呟アクセルペダルを大きく踏込んで急加速し
た場合、排圧の上昇にともなってタービンが高速駆動さ
れ、過給圧が急上昇し、多量の過給気が天外な慣性をと
もなって一時にエンジンに供給されるため、現象的には
、設定された開弁圧以上に過給圧が上昇し、充填量が過
剰になって７ツキングを発生するといった問題がある。

これは、実際には、過給機付エンジンの応答性の問題と
して把握することができる。即ち、エンシ゛ンの急加速
時においては、過給圧の上昇が早いため、過給圧か開弁
圧を越えたことを検出してダイヤフラム式制御弁が開作
動されたときには、過給圧は過給気の大ぎな慣性もあっ
て既に開弁圧を上廻ってしまっていることに起因すると
考えることができる。

（発明の目的） 本発明の目的は、したがって、エンシ゛ンの急加速時に
おいても、過給圧を過度に上昇させることなく過給圧の
制御を行なうことができる過給機付エンノンの過給圧制
御装置を提供することにある。

（発明の構成） このため、本発明は、エンジンの急加速時には、過給圧
の急激な上昇を見込んで、実質的には、本来の設定値よ
り低い値で排気バイパス通路に介設したダイヤプラム式
制御弁を開作動させるようにして、応答性の遅れを補償
するようにしたことを基本的な特徴としている。

即ち、本発明は、ダイヤフラム式制御弁の開弁圧を制御
する手段を設け、エンノンの加速時には、ダイヤプラム
式制御弁の開弁圧を一定時間の間通常運転時の開弁圧よ
り低下させるようにしたものである。

なお、本発明にいう開弁圧制御手段は、ダイヤフラム式
制御弁の開弁圧そのものを直接に制御する手段のほか、
開弁圧そのものは変更しないが、過給圧と開弁圧の相対
的な関係で、開弁圧か変更されたのと実質的に同等な制
御を行なう手段を包含する。

（発明の構成） したがって、本発明によれば、エンジンの急加速時にあ
っては、過給圧がある程度」１昇した時点でダイヤフラ
ム式制御弁が開作動して排気ガスの一部をタービンに対
してバイパスさせることかできるので、過給圧が過度に
上昇することはなく、エンジンの充填量が必要以」二に
は増大しないので、急加速時に生じうるノッキングを確
実に防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

（第１実施例） 第１図に示すように、エンジン１はエンジン１の吸気通
路２１こ介設したブロア３を、排気通路４に介設したタ
ービン５に駆動軸６で連結し、タービン５を排気通路４
を流下する排気ガスによって駆動し、このタービン５の
回転でブロア３を駆動し、ブロア３によって加圧した吸
気をエンジン１に供給するターボ過給機７を備えている
。

上記の排気通路４には、タービン５をバイパスする排気
バイパス通路８を設け、この排気バイパス通路８の途中
には、該通路８を開閉するダイヤフラム式制御弁９を介
設している。

このダイヤフラム式制御弁９は、作動ロンド１０を介し
て制御用ダイヤフラム装置１１のグイヤフラム１１ａに
支持されている。この制御用ダイヤフラム装置１１のグ
イヤフラム１１ａによって仕切られた第１．第２室１１
１〕、１１ｃには、吸気通路２のブロア３より下流に過
給圧取出口１２ａを有する過給圧導入通路１２の途中か
ら分岐した第１、第２分岐通路１３．１４を夫々連通さ
せている。上記第１室川１〕は、内周部がベローズ１１
（１によって仕切られ、ベローズｌｌｄによって囲われ
た室１．１ｅには、コイルスプリング１１Ｆを縮装する
とともに、この室１１ｅはケーシング１１゜の開口１１
１〕を通して大気に開放されている。

また、上記第１室１１１〕に過給圧を導入する第１分岐
通路１３の途中には、過給圧の導入を所定時間遅延させ
る遅延装置１５を介設している。この遅延装置１５は、
ケーシング１５ａの中央を仕切る仕切板）５１〕にオリ
フィス１６と一方向弁１７とを並設したものであって、
一方向弁１７は、吸気通路２の過給圧がダイヤフラム装
置１１の第１室１１１〕に既に導入された過給圧より上
昇すると閉じ、逆の場合、即も、第１室１１ｂ側の過給
圧が吸気通路２の過給圧より高いとぎに開く構成となっ
ている。

この遅延装置１５は、以下に述べることがら明らかなよ
うに、ダイヤフラム式制御弁９の開弁圧を制御する開弁
圧制御手段を構成する。

即ち、過給圧の変動か緩慢である場合には、遅延装置１
５は、実質的に（幾能せず、第１室１１）〕と第２室１
１ｃ　に導入される過給圧は等しくなってお１）、ダイ
ヤフラム式制御弁９の開弁圧Ｐ０は、コイルスプリング
１１Ｆの設定荷重Ｆおよびダイヤフラム１１ａの第１室
１１１〕と第２室１１ｃとに関する受圧面Ｓ４．Ｓ２の
面積差Δ５（＝８２−８Ｉ）とによって基本的に決定さ
れる。つまり、開弁圧Ｐ。ｉ、ｔＦ’ｏ＝Ｐ／△Ｓによ
って決まり、過給圧Ｐがこの開弁圧Ｐ。以上に上昇しよ
うとすると、ダイヤフラム１１ａが作動ロッド１０をコ
イルスプリング１１Ｆのば゛ね力に抗して引込んで、ダ
イヤフラム式制御弁９を開作動し、排気バイパス通路８
を開通して、排気ガスの一部をタービン５を通さずにそ
の下流にバイパスさせる。

一方、アクセルペダル（図示せず）を太とく踏込んでエ
ンジン１を急加速すると、これに件ってタービン５が高
速で駆動され、過給圧し急に別する。上昇した過給圧Ｐ
は、過給圧導入通路１２゜第２分岐通路１４を介してダ
イヤフラム装置１１の第２室１１ｃ　には直ちに導入さ
れるが、第１分岐通路１３には遅延装置１５が介設され
ているため、第１室１１１〕には直もに導入されない。

このため、第１室コ１１〕内の圧力は、加速が開始され
る以前の低い圧力Ｐ’（Ｐ＞Ｐ゛）に継持される。

このため、ダイヤフラム式制御弁１〕の開弁圧Ｐｏ゛は
、前記定常時の開弁圧Ｐ。と比較しゃすいかたちで書け
ば、Ｐｏ’＝（Ｆ−３，（Ｐ−Ｐ’））／ΔＳとなり、
実際には、フィルスプリング１１「のぼね力ＦがＳ、（
Ｐ−Ｐ’）だけ減少されたこととなるのである。つまり
、加速開始時には、ダイヤフラム式制御弁９の開弁圧Ｐ
。゛は、定常時の開弁圧Ｐ。より低下されることとなり
、過給圧Ｐが加速の開始にともなって急上昇しても、開
弁圧Ｐ。゛に達した時点でダイヤフラム式制御弁９が開
作動されるため、ダイヤプラム式制御弁９の応答遅れの
開に過給圧か開弁圧Ｐ。゛より上昇したとしても定常時
の開弁圧Ｐ。以」二には上昇させないようにすることか
できる。

したがって、」−記遅延装置１５によって設定する遅延
時間は、ダイヤフラム式制御弁９の応答遅れを考慮して
設定すればよく、また、加速時の開弁圧Ｐ。゛は、加速
時における過給圧Ｐの」二昇度を考慮して設定すればよ
い。

（第２実施例） 第２図、第３図に本発明の第２実施例を示す。

第２図に示すように、本実施例では、ダイヤフラム式制
御弁９の制御用ダイヤフラム装置１１の第１室１１１〕
に過給圧を導入する第１分岐通路１３の途中に、第１デ
ユーテイソレノイド弁１８を介設する一方、第１分岐通
路］３の第１デユーテイソレノイド弁１８より下流に、
フィルタ１つを介して大気に連通する大気連通路２０を
連結し、該大気連通路２０に第２デユーテイソレノイド
弁２１を介設し、これら第１．第２デユーティソレノイ
ド弁１８．２１の各デユーティ比を制御回路２２によっ
て制御するようにしたことを特徴とするものである。

第３図に示すように、」１記制御回路２２は、加速検出
手段としてのスロットル開度センサ２３す３よびエンジ
ン回転数センサ２４の出力を人力として、目標開弁圧を
設定する開弁圧設定回路２５と、過給圧センサ２６によ
って検出される実際の過給圧と、上記設定開弁圧とを比
較する比較回路２７と、この比較回路２７の出力に応じ
て決まるデユーティ比で、第１．第２テ゛ユーテイソレ
ノイ１パ弁１８．２１を駆動するソレフイド駆動回路２
８とからなる。

即ち、この実施例では、ダイヤフラム装置１１の第２室
１１ｃに常時導入される過給圧Ｐに則して、第１室１１
１）に導入される圧力Ｐ゛は、第１゜第２デユーティソ
レノイド弁１８．２１のデユーティ比で決まる大気で稀
釈された相対的に低い圧力に制御されており、エンジン
１の加速時が検出されると、一定時間の間、目標開弁圧
を定常時の目標開弁圧より低い値に設定し、第１デユー
テイソレノイド弁１８の開弁時間を短く、第２デユーテ
イツレメイド弁２１の開弁時間を長く設定するようにし
ている。このため、エンジン１の加速時には、第１室１
１１）の圧力Ｐ゛が低い圧力に制御され、ダイヤフラム
式制御弁９は、第１実施例の場合と同様、低下された開
弁圧で開作動されるため、過給圧が過度に上昇すること
はない。

以上の説明から明らかなように、第２実施例では、第１
分岐通路１３に設けた第１デユーテイソレノイド弁１８
および大気連通路２０に設けた第２デユーテイソレノイ
ド弁２１およびこれら弁１８゜２１のデユーティ比を制
御する制御回路２２か、本発明にいう開弁圧制御手段を
構成する。

なお、第２図において、第１図と同じものには、同一番
号を付してこれ以上の説明を省略する。

（第３実施例） 第４図に示す第３実施例は、ダイヤフラム式制御弁９の
開閉を制御するダイヤフラム装置３０において、ダイヤ
フラム３０ａによって仕切った第１室３０）〕を大気室
として第１．第２実施例の場合に比して弱いばね定数を
有するコイルスプリング３０ｃを縮装する一方、第２室
３０ｄは、過給圧導入通路３１に連通し、この過給圧導
入通路３１に３方弁３２を介設し、この３方弁３２を制
御回路３３によって制御することにより、開弁圧制御手
段を構成したものである。

上記の３方弁３２のいま−っのボートは、フィルタ３４
を介して大気に連通し、途中にオリフィス３５を介設し
た大気連通路３６に連結し、この大気連通路３６によっ
て、常時は第２室３０ｃｌに導入する過給圧を稀釈する
一方、加速センサ３７によって加速時が検出されると、
制御回路３３は３方弁３２を大気連通路３６側を閉しる
ように作動させ、大気による過給圧の稀釈を一定時間中
止する。

したがって、ダイヤフラム装置３０は、第２室３０ｃｌ
に過給圧がそのまま導入されるため、弱いぼｈ定数を有
するフィルスプリング３０ｃの設定荷重を上廻るまで過
給圧が上昇すると、直ちに作動し、ダイヤフラム式制御
弁９を開作動することがでとるのである。

つまり、加速時以外においては、過給圧を大気で稀釈し
て低下させているため、過給圧が設定値本で上昇するま
でダイヤフラム式制御弁９は開作動されない、換言すれ
ば、実質的に開弁圧が高くなっているのに対し、エンジ
ン１の加速時には、過給圧の稀釈力仲断されるので、過
給圧が通常時には開作動しない過給圧において、ダイヤ
フラム式制御弁９が開作動されることとなる。

これを言い換えれば、加速時においては、ダイヤフラム
式制御弁９に対する開弁圧は、実質上、低下されること
となる。

なお、第４図に示す第３実施例について、第１゜第２実
施例と同一のものには、同一の参照番号を付して、これ
以上の説明を省略する。

【図面の簡単な説明】

第Ｘ図は本発明の第１実施例を示す概略説明図、第２図
は本発明の第２実施例を示す概略説明図、第３図は第２
図の制御回路のブロック説明図、第４図は本発明の第３
実施例を示す概略説明図である。 １・・・・・・エンジン、　２・・・・・・吸気通路、
３・・・・・・ブロア、　４・・・・・・排気通路、５
・・・・・・タービン、　７・・・・・・ターボ過給機
、８・・・・・・排気バイパス通路、 ９・・・・・・ダイヤフラム式制御弁、１１・・・・・
・制御用ダイヤフラム装置、１２・・・・・・過給圧導
入通路、 （１３，１，４・・・第１．第２分岐通路）１５・・・
・・・遅延装置、 １８、２１・・・・・・第１．第２デユーテイソレノイ
ド弁、２２・・・・・・制御回路、 ３０・・・・・・ダイヤフラム装置、 ３１・・・・・・過給圧導入通路、 ３２・・・・・・３方弁、　３３・・・・・・制御回路
、３６・・・・・・大気連通路、３７・・・・・・加速
センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）タービンをバイパスした排気バイパス通路に、過
   給圧に応じて該通路を開閉するダイヤフラム式制御弁を
   設けた過給Ｉ幾刊エンジンにおいて、上記ダイヤフラム
   式制御弁の開弁圧を加速時から一定時間低減する開弁圧
   制御手段を設けたことを特徴とする過給機付エンジンの
   過給圧制御装置。