JPS60206937A - 可変容量タ−ボチヤ−ジヤの制御装置 - Google Patents

可変容量タ−ボチヤ−ジヤの制御装置

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Publication number
JPS60206937A
JPS60206937A JP59061147A JP6114784A JPS60206937A JP S60206937 A JPS60206937 A JP S60206937A JP 59061147 A JP59061147 A JP 59061147A JP 6114784 A JP6114784 A JP 6114784A JP S60206937 A JPS60206937 A JP S60206937A
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JP
Japan
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pressure
air flow
engine
lead
turbine
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Pending
Application number
JP59061147A
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English (en)
Inventor
Takeshi Yamane
健 山根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP59061147A priority Critical patent/JPS60206937A/ja
Publication of JPS60206937A publication Critical patent/JPS60206937A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/146Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by throttling the volute inlet of radial machines or engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/22Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

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」 この発明は可変容量ターボチャージャの制御装置に関し
、特に、自動車用ターボチャージャ付エンジンの低速高
負荷域での燃費低減をはかった制御装置に関りる。
[従来技術] 従来の可変容量ターボチャージ1!の制御装置としては
、タービンハウジング内部の通路面積を変える可動ベー
ンを設り、エンジンの負荷と回転数に応じてタービン容
量を可変とし、広範囲に亘るエンジントルクの増大を図
ったものがある。(例えば、実開昭53−50310、
特開昭58〜17647公報等参照)しかしながら、こ
のような従来装置にあっては、エンジン回転数が負荷に
対し、あらかじめ規定した導入通路面積となるよう可動
ベーン開度を制御するか、エンジン強度」−許容される
限界過給圧に早期に到達するような可動ベーンを開じる
制御を行い、限界過給圧に達した後に可動ベーンを開き
、この限界過給圧をぞの後維持する制御を行うよう構成
していたため、特に小空気流量領域において可動ベーン
の閉じ過ぎによるエンジン背1fの過上昇を来し、1ン
ジン出力の低下及び燃費率の低下をもたらす。即ち、一
般の車両用エンジンは広範囲の運転域が要求されるが、
低速型エンジンではオーバラップを小さく、高速型エン
ジンではオーバラップを人どりるのが好ましい。しかし
、かかる広範囲の領域をカバーリ゛るには、ある妥協点
でA−バラツブを設定せざるを1!、ノない。このJ、
うにオーバラップを設定J゛るど、特にエンジンの低速
いわゆる小空気流量領域で、]−ンジン背圧が過上昇す
ると、吸入行程初期に、13いて、排気側から吸気側へ
の逆流いわゆる吹返しが生じ、前述の如き出ツノ及び燃
費率の低下という問題が生ずるのである。要づれば、過
給圧をいくら上昇さUても、エンジン背圧がそれに伴い
上背4れば過給圧上昇による充填効率の向上は、相殺さ
れ望み得ないこととなる。
[発明の目的] この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、小学気流iH領域においてのエンジン背圧が
過給圧に対し、一定値以、Lとならないよう導入通路面
積を制御することにより、小空気流量領域でのエンジン
出力の向上と燃費率の改正を促りことを目的と覆る。
[発明の(14成] この発明は、前記[1的を達成り”るため、可変容量タ
ーボヂャージャの導入通路可変手段を駆動する駆動アク
チュエータに、タービン入口圧どコンブレラ勺出口圧か
コンプレツリー11目]圧と大気圧かをエンジン運転領
域検出手段の出力信号に応じて制御される尋人圧力切換
手段によって、選択的に及ぼし得るように構成したこと
を妥当とづ゛る。
[作用] エンジンの小空気流な1領域では、タービン入]」圧力
とコンプレッサ出口圧力との圧力差が所定値よりも上回
ると、導入通路可変手段が導入通路面積を大きくするよ
うに開いて、エンジン背圧が低下する。また、エンジン
の小空気流m領域以外の領域では、コンプレッサ出口圧
力と人気圧力との圧力差によって導入通路面積が調整さ
れる。もっど本発明は、上記したような作用を有するた
めに、所定値以上のエンジン背圧及び過給圧を得ること
なく可変容量制御が行なわれ、特に、小空気流量領域で
のエンジン出力の向上と燃費の改善に対処できる。
[実施例] 第1図、第2図(a)、(b ) G、lt、この発明
の一実施例を示す図である。
ます構成を説明する。第1図において、1は尋人圧力切
換手段の1例としての導入圧力切換弁、2はタービン入
口圧力導入口、3はコンプレッサi1.i n圧ノj導
入1]、4は大気圧力導入口、5.6は導出口、7は切
換スプール、8はスプリング、9は1アフロメータ、1
0はコントローラ(調整装置tff)、11はダイヤフ
ラムアクチュエータ、12は上部室、13及び15は圧
力導入管、14は下部室、1GはダイA7フラム、17
はスプリング、18は気密シール、19はリンク、20
は連結棒、21は軸、22はタービン、23は可動舌部
、2/Iは導入通路、25はスフロール、26はコンプ
レッサ、21はエンジン本体、28はスロットル弁であ
る。
上記にJ3いて吸気管には、エンジン運転領域検出手段
としてのエアフロメータ9とコンプレッサ26が設けら
れており、排気管にはタービン部22が設()であり、
又、導入圧力切換手段の1例としての導入圧力切換弁1
と導入通路可変手段を駆動するダイヤフラムアクチュエ
ータ11が個別に設けである。前記、タービン部22内
には、第1図に示すように、スクロール25を有してお
り、スクロール25はその面積が導入通路24から−1
・流に向かうに従って徐々に小ざくなっている1、この
スクロール25への導入通路24とスクロール25の終
端部との合流部には可動舌部23が設置ノられており、
可動舌部23は軸21を中心として導入通路24の面積
を増減するように揺動し、かくて導入通路可変手段を構
成する。この軸21はリンク19に連結棒20を介して
連結されており、リンク19はダイ1フラムアクチユエ
ータ11のダイA7フラム16に連結されている。前記
ダイ17フラムアクチユエータ11は、ダイヤフラム1
6によりそのケース内が上部室12と下部室14に区画
されており、下部室14内にはダイヤフラム16を上部
室12側(即ち、可動舌部23を閉じ側)に付勢するス
プリング17が縮設され、連結棒とケースの接触する間
には気密シールが備えであり外気を遮断しである。また
、導入圧力切換弁1は、コントローラ10の制御信号を
受けて、エンジン運転領域により切換えられる。本実施
例では、小空気流量領域でON作動、それ以外の領域e
 OF F−作動を行なうよう構成されている。これは
、エンジン背圧の過上昇が、出力、燃費等のエンジン性
能に著しく影響するためで、その影響する領域ではエン
ジン諸元により異なるが、エンジン吸入空気流量値は過
給圧と相互に関係するからである。
前記、導入圧ツノ切換弁1のタービン入口圧力導入口2
は、タービン部22の入口に連結されており、]]ンプ
レッリ出ロ圧力尋人口はコンプレッサ2Gの出口に連結
されている。さらに、導入圧力切換弁1の導出口5は、
導入通路可変手段を駆動りるダイ)7フラムアクヂユエ
ータ11の上部室12に導入管13を介して連結されて
おり、同じ<39出口6は、ダイヤフラムアクチュエー
タ11の下部室14に導入管15を介して連結されてい
る。
次に上記実施例の作用を説明する。
可動舌部23は、アクチュエータ11によって作動し、
導入通路24の面積を変えることによりタービン流量特
性を調節する機能を有し、その開度特性は、アクチュエ
ータ11の士下室12.14に加わる圧力、スプリング
17の力、及び舌部に加わる作動ガス圧力により決定さ
れる。
コントローラ10(調整装置)のインターフェイスには
エアフロメータ9からの出力信号が人力されており、エ
ンジンの空気流入量に応じてコントローラ10内でエン
ジン運転領域を検出し、導入圧力切換弁1にコント[1
−ラ10からの制御信号を出力し、導入圧ツノ切換弁1
はイの制御信号を受けて小空気流量領域ではON状態、
前記以外の空気流量領域ではOFF状態の作動決定を行
う。
一般に、排気量2oooccFIJ度のエンジンでは最
大空気流量は0 、12 kg/ sec位であるから
、小空気流量領域と判断する領域は、例えば空気流量0
 、05 ko/ sec以下と1’ル。
導入圧力切換弁1がON状態にあっては、第2図(a)
に示1ように切換スプール7は上方に位置し、タービン
入口圧力が導入管13を通してダイヤフラムアクチュエ
ータ11の上部室12に掛かり、同時にコンプレッサ出
口圧力が下部室14に掛かる。この状態では、タービン
入日圧力とコンブレラ1ノ出口圧力との間の圧力差によ
って作動する。即ち、可動舌部23を閑じたことにより
下部室12にかかるタービン入口圧力が過大に上昇りる
ど、グイAノフラム16は下部室14側に移動りる。こ
のダイヤフラム16の移動によりリンク19、及び連結
棒20が移動し、可動舌部23は尋人通路を人きくする
J、うに囲き、導入通路面積が拡大覆る。これによって
エンジン背圧の低下をムIこらし、小空気流量領域での
エンジン出力の向1−ど燃費を改善することができる。
J: /、、:、導入圧力切換弁1がOFF状態にあっ
ては第2図(b)に示り−ように、切換スプール7は十
ツノに位置し、コンプレッサ出口圧力がダイヤフラムア
クチュエータ11の上部室12に掛かり、下部室14は
人気に開放される。従って、この領域ではコンプレッサ
出口圧ツノが一定値を越えない様に可動舌部開度が自動
調節される。
尚、作動状態の説明を第3図(a)、(b)を用いて行
う。
第3図(a)の状態図においC1横頓に]−ンジン回転
数、縦軸に軸トルクをどるど、スロワ1〜ル弁全開で運
転状態を示1線が[となり、可動部全開で所定過給圧と
なる点がBL、また可動部仝聞で所定過給圧どなる点が
BUとなり、この間の領域C,D部が可動部開度が変化
する領域である。
また、導入圧力切換弁が圧ツノ切換を行なう等空気流量
線がAで、A線の左側がON状態を示し、右側がOFF
状態を示し、人々、発明にいう小空気流量領域及び小空
気流化以外の空気流1領域を表わしている。
第3図(b>の状態図において、横軸にエンジン空気流
量、縦軸に可動部作動ガス圧をとると、ガス圧が空気流
量とともに比例して上昇することがわかる。
また、縦軸に」ンブレッサ出口圧力とタービン入L1几
力をとると、可動舌部23を過給圧のみで制御した場合
のタービン入口圧力及び]ンブレツIす出L1圧力の線
がX線となり、本発明の圧力差で制御しl、:線がYと
なる。このことからA線より左側の小空気流聞領域での
タービン入口圧りの過大上tlが回避されていることが
わかる。
尚、本実施例では運転領域の判定を空気流量によったが
、エンジン回転数と吸気マニホルド圧力とによって判定
してもよい。
[発明の効果] 以上説明してきたように、この発明によれば、1ンジン
運転領域検出手段とその出力信号に応じて圧力切換を行
なう導入圧力切換手段と、前記、切換手段を切換制御す
る制御手段とを設り、小空気流最領域においてのエンジ
ン背圧が過給圧に対し一定値以上とならないよう導入通
路面積を制御(JるiiJ変容φm 4Mを構成したこ
とによって、小空気流伝領域での燃費率の改善とエンジ
ン出)Jの向]−を図ることができる。その結果、低速
域での良W <L運転性能を挙げることができるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の実施例の全体構成図(詳細倒曲図含
む)、第2図(a)は、この発明の実施例の導入圧力切
換弁がON作動をした状態側面図、第2図(b)は、同
じく導入圧力切換弁がOFF作動をした状態側面図、第
3図(a)は、この発明の実施例の作動領域説明図、第
3図(b)は、従来発明と本発明の圧力曲線比較図であ
る。 (図面の主要な部分を表わす参照番号の説明)1・・・
尋人圧力切換弁 9・・・エアフロメータ10・・・コ
ントローラ(調整装置) 11・・・ダイヤフラムアクチュエータ22・・・ター
ビン 23・・・可動舌部24・・・導入通路 26・
・・コンプレッサ27・・・エンジン本体 28・・・
スロットル弁第2図(a) 第2図(b) 第3図(a) 〜 尚 工S、vン凹転徹5 1ンジリ空覧九i

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 導入通路1ム1積iil変手段を備えた可変容量ターボ
    デ1z−ジVにおいて、前記導入通路可変手段を駆動り
    る駆動アクチュエータと、該駆動アクチュエータにター
    ビン入口圧とコンプレッサ出口圧かコンプレッサ出口圧
    と大気圧かを選択的に及ぼし得る導入J1力切換手段と
    、エンジン運転領域検出手段と、該検出手段の出力信号
    に応じ前記切換手段を切換制御する制御手段とを設けて
    なる可変容聞ターボデレージ17の制御装置。
JP59061147A 1984-03-30 1984-03-30 可変容量タ−ボチヤ−ジヤの制御装置 Pending JPS60206937A (ja)

Priority Applications (1)

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JP59061147A JPS60206937A (ja) 1984-03-30 1984-03-30 可変容量タ−ボチヤ−ジヤの制御装置

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JP59061147A JPS60206937A (ja) 1984-03-30 1984-03-30 可変容量タ−ボチヤ−ジヤの制御装置

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JPS60206937A true JPS60206937A (ja) 1985-10-18

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ID=13162702

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59061147A Pending JPS60206937A (ja) 1984-03-30 1984-03-30 可変容量タ−ボチヤ−ジヤの制御装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0232957A2 (en) * 1986-02-10 1987-08-19 General Motors Corporation Control apparatus for a motor vehicle variable geometry turbocharger
KR20010017261A (ko) * 1999-08-09 2001-03-05 이원서 하·폐수처리장의 슬러지 처리방법
US7481056B2 (en) * 2006-03-30 2009-01-27 Blaylock Jimmy L Turbocharger with adjustable throat

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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