JPS6067734A - 過給機付き内燃機関 - Google Patents
過給機付き内燃機関Info
- Publication number
- JPS6067734A JPS6067734A JP58174218A JP17421883A JPS6067734A JP S6067734 A JPS6067734 A JP S6067734A JP 58174218 A JP58174218 A JP 58174218A JP 17421883 A JP17421883 A JP 17421883A JP S6067734 A JPS6067734 A JP S6067734A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressor
- upstream
- throttle valve
- valve
- turbine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
- F02B33/44—Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs
- F02B33/446—Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs having valves for admission of atmospheric air to engine, e.g. at starting
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Supercharger (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は過給機付き内燃機関に係り、特に加速応答性を
向上させるに好適表設気制御装置及び排気制御装置を備
えた過給機付き内燃機関に関する。
向上させるに好適表設気制御装置及び排気制御装置を備
えた過給機付き内燃機関に関する。
号
第１図に特開昭５０−６５７１２Ａ公報にみられるよう
な従来の過給機付き内燃機関の一例を示す。
な従来の過給機付き内燃機関の一例を示す。
機関１の運転状態はアクセル２を介して開閉するスロッ
トルバルブ３による空気流量の制御に基づいて決定され
る。吸入空気はエアクリーナ４を介して過給機としての
コンプレッサ５及びスロットルバルブ３を通り、インテ
ークマニホールド６から機関１に供給される。コンプレ
ッサ５駆動用のタービン８は、機関１からエキゾースト
マニホールド７ｆ：介して排出される排気ガスにより駆
動される。そしてこのタービン８の回転数は、タービン
８前段の排気ガス迂回通路に備えた排気バイノくスバル
ブ９によって制御されるようにし、この排気バイパスバ
ルブ９は過給圧通路１１から供給される過給圧により駆
動されるアクチュエータ１０で制御される。これによ、
！７．機関ｌに供給される過給圧の上限値が調整できる
ようになっている。
トルバルブ３による空気流量の制御に基づいて決定され
る。吸入空気はエアクリーナ４を介して過給機としての
コンプレッサ５及びスロットルバルブ３を通り、インテ
ークマニホールド６から機関１に供給される。コンプレ
ッサ５駆動用のタービン８は、機関１からエキゾースト
マニホールド７ｆ：介して排出される排気ガスにより駆
動される。そしてこのタービン８の回転数は、タービン
８前段の排気ガス迂回通路に備えた排気バイノくスバル
ブ９によって制御されるようにし、この排気バイパスバ
ルブ９は過給圧通路１１から供給される過給圧により駆
動されるアクチュエータ１０で制御される。これによ、
！７．機関ｌに供給される過給圧の上限値が調整できる
ようになっている。
このような制御系では、機関１に吸入される全空気量が
過給機のコンプレッサ５を通過するため、コンプレッサ
５には常に負荷がかけられている。
過給機のコンプレッサ５を通過するため、コンプレッサ
５には常に負荷がかけられている。
このような低速での運転、つまｔ） Ｒ／ Ｌ ８０ｈ
／ｈ以下のような状態から加速すると、タービン回転数
が低い状態になっているため、その回転数が上昇するま
でに時間がかかり、ひいては過給圧の立ち上がり、エン
ジン回転数の立ち上がりが遅くなるという欠点がある。
／ｈ以下のような状態から加速すると、タービン回転数
が低い状態になっているため、その回転数が上昇するま
でに時間がかかり、ひいては過給圧の立ち上がり、エン
ジン回転数の立ち上がりが遅くなるという欠点がある。
−
〔発明の目的〕
本発明の目的は、コンプレッサの負荷を小さくしてター
ビン回転数を高くシ、加速時にこのタービン回転数のポ
テンシャルを生かし、加速性能全太幅に向上することが
できる過給機料き内燃機関を提供することにある。
ビン回転数を高くシ、加速時にこのタービン回転数のポ
テンシャルを生かし、加速性能全太幅に向上することが
できる過給機料き内燃機関を提供することにある。
本発明はタービン回転数を高い状態に保持すれば加速性
能が大巾に向上するという実験結果に基づき、タービン
回転数を高い状態にする手段として、軽負荷運転の時は
、機関に吸入される空気全コンプレッサを迂回した通路
から供給しコンプレッサ上流側をスロットルバルブで全
開近傍状態とし、コンプレッサの負荷を軽減することに
より、タービン回転数金高く保持するようにしたもので
ある。即ち、車両の加速性能を向上させるには、機関に
短時間で空気流量を多く供給することでおる。そのため
には、過給圧を短時間で立ち上げるシステムが望ましい
。同一サイズの過給機を用い同一運転条件から加速する
場合、タービン回転数が高い方が加速性能が優れている
ことが実験的に確認されている。本発明はこの点に着目
したものである。
能が大巾に向上するという実験結果に基づき、タービン
回転数を高い状態にする手段として、軽負荷運転の時は
、機関に吸入される空気全コンプレッサを迂回した通路
から供給しコンプレッサ上流側をスロットルバルブで全
開近傍状態とし、コンプレッサの負荷を軽減することに
より、タービン回転数金高く保持するようにしたもので
ある。即ち、車両の加速性能を向上させるには、機関に
短時間で空気流量を多く供給することでおる。そのため
には、過給圧を短時間で立ち上げるシステムが望ましい
。同一サイズの過給機を用い同一運転条件から加速する
場合、タービン回転数が高い方が加速性能が優れている
ことが実験的に確認されている。本発明はこの点に着目
したものである。
・以下、本発明の一実施例を第２図〜第８図を参照して
説明する。
説明する。
なお、説明を容易にするため従来と同一構成部分には第
１図と同一符号を用いる。第２図において、コンプレッ
サ５の」二流側吸気通路２１とスロットルバルブ３の上
流側とを迂回通路２２で連通し、これによシ吸気系全コ
ンプレッサ上流吸気通路２１と迂回通路２２との２系統
からなるものとしている。この各通路２１．２２に夫々
スロットルバルブ２３．２４を設け、機関停止時にコン
プレッサ上流通路２１内のバルブ２３は全閉またはアジ
ャストスクリュー２７によシ全閉近傍状態とバルブ２４
は全開となっている。これらのノ（ルフ゛２３．２４は
リンクを介してアクチュエータ２５により駆動されるよ
うにしている。アクチュエータ２５にはスロットルノ（
ルブ３の下流側圧ブ］ｒｉｍが導入通路２６を介して導
入される。
１図と同一符号を用いる。第２図において、コンプレッ
サ５の」二流側吸気通路２１とスロットルバルブ３の上
流側とを迂回通路２２で連通し、これによシ吸気系全コ
ンプレッサ上流吸気通路２１と迂回通路２２との２系統
からなるものとしている。この各通路２１．２２に夫々
スロットルバルブ２３．２４を設け、機関停止時にコン
プレッサ上流通路２１内のバルブ２３は全閉またはアジ
ャストスクリュー２７によシ全閉近傍状態とバルブ２４
は全開となっている。これらのノ（ルフ゛２３．２４は
リンクを介してアクチュエータ２５により駆動されるよ
うにしている。アクチュエータ２５にはスロットルノ（
ルブ３の下流側圧ブ］ｒｉｍが導入通路２６を介して導
入される。
次にこれらの動作について説明する。第３図はＰｉｍの
マツプを示している。即ち、横軸にエンジン回転数、縦
軸にトルクを表わしている。−例として、ロード（以下
Ｒ／Ｌと表す）４１ｎ／ｈからＬ’Ｌ８０ｂ／ｈまで加
速する状態を実線でしめしている。この時Ｐｉｍのマツ
プは第３図に示す状態で変化する。ここでアクチュエー
タ２５の動作特性を仮に、−３５０簡Ｈｇで始動、−５
０簡Ｈｇで動作終了するように設定した場合を考える。
マツプを示している。即ち、横軸にエンジン回転数、縦
軸にトルクを表わしている。−例として、ロード（以下
Ｒ／Ｌと表す）４１ｎ／ｈからＬ’Ｌ８０ｂ／ｈまで加
速する状態を実線でしめしている。この時Ｐｉｍのマツ
プは第３図に示す状態で変化する。ここでアクチュエー
タ２５の動作特性を仮に、−３５０簡Ｈｇで始動、−５
０簡Ｈｇで動作終了するように設定した場合を考える。
Ｒ／Ｌ４０Ｋｍ／ｈ では、バルブ２３が動作しないた
め、コンプレッサ５の上流側の空気は流通せず、タービ
ン８に排気ガスが導入される。このだめ、コンプレッサ
５の負荷が小さく、タービン回転数が増加する。この状
態から、アクセル２をふみ込むと、スロツトルノくルブ
３の下流側圧力Ｐｉｍは一瞬にして０咽■■に近傍にな
るため、バルブ２３は全開に、バルブ２４は全閉となる
。すると、迂回通路２２から流れていた空気は反転し、
全てコンプレッサ上流吸気通路２１から流れるようにな
る。この時の加速性能を従来のものと比較して示したデ
ータが第４図に示すものである。同図中、従来の機関特
性を実線で示し、本実施例特性を破線で示している。こ
のことから、初期のタービン回転光がｎｌから０２に高
化しているため、過給圧の立ち上がり、エンジン回転光
及びトルクの立ち上がりが従来のシステムに比べて大幅
に向上していることが判明した。
め、コンプレッサ５の上流側の空気は流通せず、タービ
ン８に排気ガスが導入される。このだめ、コンプレッサ
５の負荷が小さく、タービン回転数が増加する。この状
態から、アクセル２をふみ込むと、スロツトルノくルブ
３の下流側圧力Ｐｉｍは一瞬にして０咽■■に近傍にな
るため、バルブ２３は全開に、バルブ２４は全閉となる
。すると、迂回通路２２から流れていた空気は反転し、
全てコンプレッサ上流吸気通路２１から流れるようにな
る。この時の加速性能を従来のものと比較して示したデ
ータが第４図に示すものである。同図中、従来の機関特
性を実線で示し、本実施例特性を破線で示している。こ
のことから、初期のタービン回転光がｎｌから０２に高
化しているため、過給圧の立ち上がり、エンジン回転光
及びトルクの立ち上がりが従来のシステムに比べて大幅
に向上していることが判明した。
次に排気系のシステムについて説明する。第２図に示す
ように、従来の過給機制御と同様、過給圧の上限値を制
御するために、コンプレッサ出口圧でアクチュエータ１
０を駆動し、排気ガスの一部をバイパスパルプ９から排
出するようにしている。しかして、コンプレッサ５の上
流側には、従来と異な９、バルブ２３を設けたことによ
シ、コンプレッサ５がサージングを起こす可能性が生ず
る。これを防止するため、コンプレッサ５の上流側でバ
ルブ２３から下流側の圧力をアクチュエータ１０の上側
チャンバＩＯＡに導入する。なお、チャンバＩＯＡとシ
ャツ）ＩＯＢの間はンールされている。チャンバ内負圧
が大きくなると、排気バイパスバルブ９が開き、排気ガ
スの一部が排気バイパスパルプ９から排出され、タービ
ン回転数が制御され、サージングが防止される。
ように、従来の過給機制御と同様、過給圧の上限値を制
御するために、コンプレッサ出口圧でアクチュエータ１
０を駆動し、排気ガスの一部をバイパスパルプ９から排
出するようにしている。しかして、コンプレッサ５の上
流側には、従来と異な９、バルブ２３を設けたことによ
シ、コンプレッサ５がサージングを起こす可能性が生ず
る。これを防止するため、コンプレッサ５の上流側でバ
ルブ２３から下流側の圧力をアクチュエータ１０の上側
チャンバＩＯＡに導入する。なお、チャンバＩＯＡとシ
ャツ）ＩＯＢの間はンールされている。チャンバ内負圧
が大きくなると、排気バイパスバルブ９が開き、排気ガ
スの一部が排気バイパスパルプ９から排出され、タービ
ン回転数が制御され、サージングが防止される。
以上の制御方法を第５図〜第７図に示す。
第５図はタービン回転数の制御特性を示す。実線は過給
領域、一点鎖線はサージング領域である。
領域、一点鎖線はサージング領域である。
第６図はその圧力関係を示している。この特性を得るた
めに、第７図に示すように排気バイパスを駆動する必要
が生じてくるものである。
めに、第７図に示すように排気バイパスを駆動する必要
が生じてくるものである。
なお、本発明に係る過給機付き内燃機関では、前記実施
例に示したものの他第８図に示すように、バルブを駆動
するアクチュエータ３１を２個としてもよい。即ち、各
バルブ２３はアクチュエータ３１により第２図と同様の
制御を行なう。バルブ２４はアクチュエータ３３により
駆動し、その制御圧は、スロットルバルブ３の上流側圧
力Ｐ −ｚ’ｆｒ：用いている。Ｐ、２のマツプを第９
図に示す。Ｐ、２マツプはＰｉｍ マツプと同じ傾向に
あるが圧力値は高くなっているため、バルブ２３が全開
と成る前にバルブ２４を全閉とし、過給圧の立ち上がり
をさらに向上するようにしている。
例に示したものの他第８図に示すように、バルブを駆動
するアクチュエータ３１を２個としてもよい。即ち、各
バルブ２３はアクチュエータ３１により第２図と同様の
制御を行なう。バルブ２４はアクチュエータ３３により
駆動し、その制御圧は、スロットルバルブ３の上流側圧
力Ｐ −ｚ’ｆｒ：用いている。Ｐ、２のマツプを第９
図に示す。Ｐ、２マツプはＰｉｍ マツプと同じ傾向に
あるが圧力値は高くなっているため、バルブ２３が全開
と成る前にバルブ２４を全閉とし、過給圧の立ち上がり
をさらに向上するようにしている。
第１０図に第８図の電気的な制御装置を示している。
差圧センサ４１によりコンプレッサのサージングを検出
するようにし、圧力センサ４１，４７゜４８により運転
状態を検出してその信号をコントロールユニット４３の
内部で計算する。その出力によりアクチュエータ％４４
，４５．４６で７（ルフ渣駆動する。これにより、最適
な運転性能を得ることができる。即ち、バルブ２３が全
閉近傍にあると、タービン回転光をできるだけ高く保持
させるために差圧センサー４１によシサージング波形を
検出する。そして、できるだけタービン回転数を高く制
御できるように、アクチュエータ４５または４４を制御
することが有効である。この動作状態を第１１図に示す
。図中Ａ点は従来のシステム（第１図）で加速した時の
コンプレッサマツプ上の動きを示し、最終的にＢ点まで
速度を増加したものである。０点は、本実施例（第２図
、第８図）のシステムで加速した時のコンブレラ勺マツ
プ上の動きを示す。
するようにし、圧力センサ４１，４７゜４８により運転
状態を検出してその信号をコントロールユニット４３の
内部で計算する。その出力によりアクチュエータ％４４
，４５．４６で７（ルフ渣駆動する。これにより、最適
な運転性能を得ることができる。即ち、バルブ２３が全
閉近傍にあると、タービン回転光をできるだけ高く保持
させるために差圧センサー４１によシサージング波形を
検出する。そして、できるだけタービン回転数を高く制
御できるように、アクチュエータ４５または４４を制御
することが有効である。この動作状態を第１１図に示す
。図中Ａ点は従来のシステム（第１図）で加速した時の
コンプレッサマツプ上の動きを示し、最終的にＢ点まで
速度を増加したものである。０点は、本実施例（第２図
、第８図）のシステムで加速した時のコンブレラ勺マツ
プ上の動きを示す。
以上のように、本発明によれば、加速時の過給圧の立め
上がり性能を大幅に向上することができ、過渡性能を改
良し、車両の運転性の向上が有効に図れるという優れた
効果が奏される。
上がり性能を大幅に向上することができ、過渡性能を改
良し、車両の運転性の向上が有効に図れるという優れた
効果が奏される。
第１図は従来例を示すシステム図、第２図〜第７図は本
発明の一実施例を示すもので、第２図は第３図は吸気管
内の圧力特性金示す特性図、第４図はＲ／Ｌ４０ら／ｈ
からの全開加速特性を示す特性図、第５図〜第７図は排
気系の制御特性を示す特性図、第８図は本発明の他の実
施例を示すシステム図、第９図はその吸気系の制御特性
を示す特性図、第１０図はさらに他の実施例を示すシス
テム図、第１１図はコンプレッサの作動特性を示す特性
図である。 ３・・・スロットルバルブ、８・・・タービン、５・・
・コンプレッサ、２１・・・迂回通路、２３．２４・・
・スロッ不ｌ 図 第２０ ＄３目 エンジー〉回茸聴、数 ｒＰ峨 第４ ｌ 府Ｐｌ を声で 茅５ ロ ７４図 第８０ ９
発明の一実施例を示すもので、第２図は第３図は吸気管
内の圧力特性金示す特性図、第４図はＲ／Ｌ４０ら／ｈ
からの全開加速特性を示す特性図、第５図〜第７図は排
気系の制御特性を示す特性図、第８図は本発明の他の実
施例を示すシステム図、第９図はその吸気系の制御特性
を示す特性図、第１０図はさらに他の実施例を示すシス
テム図、第１１図はコンプレッサの作動特性を示す特性
図である。 ３・・・スロットルバルブ、８・・・タービン、５・・
・コンプレッサ、２１・・・迂回通路、２３．２４・・
・スロッ不ｌ 図 第２０ ＄３目 エンジー〉回茸聴、数 ｒＰ峨 第４ ｌ 府Ｐｌ を声で 茅５ ロ ７４図 第８０ ９
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、スロットルバルブの制御による空気量の変化に基づ
いて運転状態が決定され、排気ガスにより駆動されるタ
ービンと一体のコンプレッサが、該スロットルバルブ上
流から過給空気を供給する内燃機関において、コンプレ
ッサ上流の吸気通路と、該コンプレッサ下流でかつ該ス
ロットパルプの上流との間を迂回通路で連通し、該迂回
通路及びコンプレッサ上流吸気通路の両方にスロットル
バルブを設け、機関停止時に該迂回通路のスロットルバ
ルブは全開、コンプレッサ上流吸気通路のスロットルバ
ルブは全閉状態に夫々設定され、過給効果おるいは過給
効果状態に近づいた時に、迂回通路のスロットルバルブ
は全閉、コンプレッサ上流吸気通路のスロットルバルブ
は非全閉状態に設定されることを特徴とする過給機付き
内燃機関。 ２、各スロットルバルブは、１個または２個のアクチュ
エータによる制御手段を有することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の過給機利き内燃機関。 ３、排気通路のタービン前段に設けたバイパス部に過給
圧の上限値を制御する排気バイパスバルブを備え、該排
気バイパスパルプをアクチュエータによシ制御するよう
に構成し、該バイパスバルブを、コンプレッサ上流吸気
通路に有したスロットルバルブが全閉または全閉近傍状
態時に、該コンプレッサ上流側負圧の下限値が一定とな
るべく、制御するようにしたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の過給機付き内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58174218A JPS6067734A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 過給機付き内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58174218A JPS6067734A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 過給機付き内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6067734A true JPS6067734A (ja) | 1985-04-18 |
Family
ID=15974788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58174218A Pending JPS6067734A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 過給機付き内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6067734A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61272420A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-02 | Mazda Motor Corp | 排気タ−ボ過給機付エンジン |
| JP2017155657A (ja) * | 2016-03-02 | 2017-09-07 | マツダ株式会社 | ターボ過給機付エンジン |
-
1983
- 1983-09-22 JP JP58174218A patent/JPS6067734A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61272420A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-02 | Mazda Motor Corp | 排気タ−ボ過給機付エンジン |
| JP2017155657A (ja) * | 2016-03-02 | 2017-09-07 | マツダ株式会社 | ターボ過給機付エンジン |
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