JPS61101625A - 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】 この発明は、内燃機関に取り付けられるターボチャージ
ャの過給圧制御装置に関する。

従来の過給圧の制御は、ターボチャージャのタービンを
迂回するバイパスをウェストゲートバルブにより開閉制
御することにより行なわれる。これを第５図を参照して
説明すると、ターボチャージャ１は、同軸的に結合され
て一体回転するコンプレッサ２とタービン３とを有し、
コンプレッサ２は、エアクリーナからエンジンの燃焼室
４に通じる吸気通路５の途中に配設され、タービン３は
。

エンジンの燃焼室４からマフラに通じる排気通路６の途
中に配設される。そして排気通路６には。

タービン３を迂回するようにその上流と下流とを連通さ
せるバイパス７が接続され、その上流側の接続部にはウ
ェストゲートバルブ８がピン９を中心に揺動可能に設け
られ、バイパス人ロアａを開閉するようになっている。

ウェストゲートバルブ８の開閉はアクチュエータｌＯに
よって行なわれる。

アクチュエータ１０は、導通管１１によりコンプレッサ
２下流の吸気通路５に連通される第１圧力室１２と、ダ
イアフラム１３により隔成されて大気に開放された第２
圧力室１４と、ダイアフラム１３を常時第■圧力室■２
側に抑圧付勢する圧縮コイルばね１５と。

ダイアフラム１３に一端を結合されて他端をウェストゲ
ートバルブ８に枢着されたアクチュエーティングロッド
１６とからなる。

タービン３は、燃焼室４から排気通路６を通って流れる
排圧ガスによって回転し、この回転によってコンプレッ
サ２が回転し、エアクリーナから吸入され空気を過給し
て、吸気通路５から燃焼室４内に送り込む。エンジンの
回転数が上昇してタービン３およびコンプレッサ２が高
速で回転すると、燃焼室４内送り込まれる過給気の圧力
も高くなる。この過給圧がアクチュエータ１０のばね１
５の設定圧よりも大きくなるとダイアフラム１３が押し
下げられ、ロッド１６を介してウェストゲートバルブ８
がピン９の回りに揺動してバイパスの入ロアａを開ける
。これにより、燃焼室４からの排出ガスの一部がバイパ
ス７を通ってタービン３の下流に流れ、タービン３の回
転上昇が抑えられてコンプレッサ２Ｌこよる過給圧が設
定圧に保たれる。

このような過給圧の制御は、タービン３やコンプレッサ
２の過回転による焼付きを防止するほか、ガソリンエン
ジンの場合は、ノックを防止する上で是非必要である。

しかしながら、第５図に示すような従来装置におけるウ
ェストゲートバルブアクチュエータ１０は、第２圧力室
１４に大気が導入されているため、高地等において大気
圧が下がると、第１圧力室１２に低い過給圧が導入され
てもウェストゲートバルブ８が開いてしまい、低地での
設定最大過給圧には至らない低い過給圧に制御されてし
まう。このためエンジン出力が低下し、また燃焼室４に
入る空気量が低下するので空燃比が変ってしまい、これ
を補正しないとディーゼルエンジンの場合は排出ガス中
に多量の黒煙を含むことになる。

この発明の目的は、したがって大気圧等の環境条件の変
動に応じて過給圧を補正することのできる改良された過
給圧制御装置を提供することにある。

この発明のよる過給圧制御装置は、大気圧およびまたは
大気温を検出するためのセンサと、ターボチャージャの
コンプレッサ下流の過給圧を検出するためのセンサと、
このコンプレッサ下流の過給圧が所定の値になるように
大気圧およびまたは大気温センサからの信号に基づいて
ウェストゲートバルブを開閉制御する手段とを備えてい
る。

大気圧が下がると過給圧も下がるので、低地走行の場合
よりも余計に過給してやらないと最大設定過給圧に達し
ない。ところが前記したように、従来の装置では、ウェ
ストゲートバルブアクチュエータの背圧に大気圧（詳し
くは、大気圧とばね圧との和）を利用しているので、大
気圧が下がると低地の場合よりも少ない過給圧でウェス
トゲートバルブが開いてしまい、エンジン出力が低下す
る。そこでこの発明においては、大気圧センサと過給圧
センサとを用い、大気圧センサが大気圧が低下したこと
を検知すると、過給圧が最大設定過給圧になるように、
ウェストゲートバルブを閉じたままにしておくための制
御を行なう。大気温が上昇すると低温条件に比べて過給
圧が低下するので、このような場合にも過給圧を余計に
行なうための制御を行なう。大気圧と大気温の条件を両
方取り入れて過給圧を精密制御することは望ましい。

以下、この発明の一実施例を第１図を参照して説明する
。なお、第５図の従来例の説明に用いた符号が同様な部
材に対して用いられている。この発明においては、装置
自体の構成は従来例とほぼ同様であるが、ウェストゲー
トバルブ８を開閉制御するための構成が従来例と異なっ
ている。ウェストゲートバルブ８は、その後端部に引張
コイルばね１７が設けられていて、常態においてその先
端部がバイパス人ロアａを閉じるように、ピン９の回り
に反時計回り方向の回動習性を与えられている。ウェス
トゲートバルブ８の後端部にはまた、ステップモータ１
８に一端が連結された連結棒１９の他端が枢着されてい
る。ステップモータ１８は、電子制御装置（ＥＣＵ）　
２０からの信号によって駆動される。ＥＣＵ２０には、
コンプレッサ２下流の吸気通路５に設けられた過給圧セ
ンサ２１からの信号の他、エンジン回転数センサ、負荷
センサ、大気圧センサ、大気温センサなどからの信号が
入力される。

第２図には、この装置における制御の仕方の一例が示さ
れている。まずそのエンジンにマツチングさせて所定の
最大過給圧を設定する。次にエンジン回転数センサや負
荷センサからの信号により、そのときの運転条件が、第
２ａ図に示すようなウェストゲートバルブ（ＷＣＶ）コ
ントロール域にあるかどうかが判断され、コントロール
域にない場合は制御の必要がないのでそのまま制御が終
りになる。コントロール域にある場合は、過給圧センサ
２１からの（６号に基づいて、コンプレッサ２下流の過
給圧が設定された最大過給圧になっているかどうかが判
断され、なっている場合は、それ以上の制御は必要ない
ので制御はそのまま終りになる。

所定の最大過給圧に達していない場合は、大気圧センサ
およびまたは大気温センサからの信号により大気圧が標
準大気圧よりも低い場合およびまたは大気温が基準大気
温より高い場合には、コンプレッサ２下流の過給圧が最
大設定過給圧になるようにウェストゲートバルブ８の開
度を設定し、その開度になるようにステップモータ１８
を駆動させる。

第３図に示すこの発明の別の実施例においては。

従来例と同様なウェストゲートバルブアクチュエータ１
０に対し、第１圧力室１２に大気開放管２２が接続され
、この大気開放管２２に圧力制御電磁弁２３が設けられ
ている。この電磁弁２３は、上記実施例と同様な運転状
Ｓや環境条件を表わす信号を入力されたＥＣＵ２０によ
って駆動制御される。すなわち、大気圧センサが気圧低
下を検知し、およびまたは大気温センサが気温−上昇を
検知すると、予め定められた大気圧の低下およびまたは
大気温の上昇に対する電磁弁２３による過給圧リリーフ
量を表わすマツプに従がって、電磁弁２３が制御される
。例えば大気圧が標準大気圧状態よりもΔＰだけ低下し
た場合には、第１圧力室１２内の圧力もそのときの過給
圧よりもΔＰだけ低くなるように電磁弁２３を制御する
。こうすることにより、標準大気圧状態においてばね１
５により設定された最大過給圧がそのまま維持され、高
地およびまたは高温走行の場合においても、低地および
または低温走行の場合と同様にしてウェストゲートバル
ブ８の開閉制御が行なわれて最大過給圧が一定に維持さ
れる。

第４図に示すこの発明のさらに別の実施例においては、
ウェストゲートバルブアクチュエータ１０の第２圧力室
１４が密閉ベローズ２４により密閉されるとともに、そ
こに圧力制御電磁弁２５を途中に設けた第２導通管２６
の一端が接続されている。第２導通管２６の他端は、コ
ンプレッサ２下流の過給圧をアクチュエータ１０の第１
圧力室１２に導入するための第１導通管１１の途中に接
続されている。

常態においては、ＥＣＵ２０・からの信号により電磁弁
２５が作動してアクチュエータｌＯの第２圧力室１４を
大気開放し、通常のアクチュエータ１ｏと同様にして作
動する。大気圧センサが気圧低下を検知すると、および
または大気温センサが気温上昇を検知すると、ＥＣＬＩ
２０が電磁弁２５を作動させて過給圧の一部を７クチユ
エータＩＯの第２圧力室１４に導入して背圧を高める。

こうすると、標準大気圧およびまたは基準大気温の場合
よりも余計に過給してやらないとウェストゲートバルブ
８が開かず、したがって大気圧低下゛およびまたは大気
温上昇による過給不足が補正される。

アクチュエータｌＯの第２圧力室１４に過給圧の一部を
導入する代りに、同じく圧力制御電磁弁２５を介してエ
ンジンのバキュームポンプまたはスロットルバルブ下流
で発生した負圧を導入してばね１５の復元力との併用で
第２圧力室１４内の背圧を制御するようにしてもよい。

すなわち、常態において第２圧力室１４内にある値の負
圧を導入して第２圧力室１４内の背圧を一定に保ち、高
地走行等の場合は、電磁弁２５により負圧の一部を逃が
して第２圧力室１４内の背圧を高め、常態よりも余計に
過給しないとウェストゲートバルブ８が開がないように
する。

以上のように、この発明による過給圧制御装置は、大気
圧およびまたは大気温を検出するためのセンサと、ター
ボチャージャのコンプレッサ下流の過給圧を検出するた
めのセンサと、このコンプレッサ下流の過給圧が所定の
値になるように大気圧およびまたは大気温センサからの
信号に基づいてウェストゲートバルブを開閉制御する手
段とを備えているので、環境条件の変動に応じて過給圧
を適正に補正することができ、エンジン出力の低下や空
燃比等の変化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す概略構成図、第２
図は、第１図に示す実施例の制御フローチャート、第２
ａ図は、ウェストゲートバルブコントロール域を示すグ
ラブ、第３図はこの発明の別の実施例の要部を示す概略
構成図、第４図は、この発明のさらに別の実施例を示す
概略構成図、第５図は、従来の過給圧制御装置の一例を
示す概略構成図である。 ■・・・・ターボチャージャ、２・・・・コンプレッサ
、３・・・・タービン、４・・・・燃焼室、５・・・・
吸気通路、６・・・・排気通路、７．・・・・バイパス
、８・・・・ウェストゲートバルブ、１０・・・・ウェ
ストゲートバルブアクチュエータ、１１・・・・導通管
、１２・・・・第１圧力室、１３・・・・ダイアフラム
、１４・・・・第２圧力室、１５・・・・圧縮コイルば
ね、１６・・・・アクチュエーティングロッド、１８・
・・・ステップモータ、２１・・・・過給圧センサ、２
３．２５・・・・圧力制御電磁弁、２４・・・・密閉ベ
ローズ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンの燃焼室からの排出ガスをターボチャージャ
   のタービンに供給するための排気通路から前記タービン
   の下流の排気通路に通じるバイパスをウエストゲートバ
   ルブにより開閉制御することにより前記ターボチャージ
   ャのコンプレッサの過給圧を制御する装置であって、大
   気圧およびまたは大気温を検出するためのセンサと、前
   記コンプレッサ下流の過給圧を検出するためのセンサと
   、前記コンプレッサ下流の過給圧が所定の値になるよう
   に前記大気圧およびまたは大気温を検出するセンサから
   の信号に基づいて前記ウエストゲートバルブを開閉制御
   するための手段とを備えた過給圧制御装置。