JPS61123717A - Variable nozzle controller for turbosupercharger - Google Patents

Variable nozzle controller for turbosupercharger

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JPS61123717A
JPS61123717A JP59243416A JP24341684A JPS61123717A JP S61123717 A JPS61123717 A JP S61123717A JP 59243416 A JP59243416 A JP 59243416A JP 24341684 A JP24341684 A JP 24341684A JP S61123717 A JPS61123717 A JP S61123717A
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exhaust gas
engine
pressure
sensor
predetermined value
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Akio Suehiro
末広 明夫
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Mitsubishi Motors Corp
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Mitsubishi Motors Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve a degree of start-accelerating performance or the like, by keeping an opening area of an exhaust gas intake port in a turbine in a minimal state irrespective of an engine speed when boost pressure is below the specified value and exhaust gas pressure also is below the specified value, in the case where engine load is more than the specified value. CONSTITUTION:When engine load to be detected by a load sensor 31 additionally installed in an accelerator pedal 30 is below the specified value, a driving mechanism 7 is controlled by a controller 40, and adjustable vanes 4 are kept in a normal state of maximum in opening. On the other hand, when engine load in more than the specified value, output Pb of a boost pressure sensor 41 is compared with maximum boost pressure Pbmax. And, when Pb>=Pbmax is the case, output Ne of an engine speed sensor 32 is compared with the specified value Ne2, and when Ne W Ne2 is the case, these adjustable vanes 4 are set to their intermediate opening but when Ne>=Ne2, these vanes are controlled to be set to the maximum opening. And, when Pb<Pbmax is the case, exhaust gas pressure by an exhaust gas pressure sensor 42 is compared with maximum exhaust gas pressure Pitmax, and when Pit<Pitmax is the case, these adjustable vanes 4 are kept up to the minimum opening.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はタービンに排気ガスを導びく導入口に開閉弁機
構を設は九ターメ過給機の可変ノズル制御装置に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a variable nozzle control device for a nine-term supercharger in which an on-off valve mechanism is provided at an inlet for introducing exhaust gas to a turbine.

〈従来の技術〉 ターボ過給機は、エンジンからの排気ガスの通路内に配
設されたタービンと、このタービンに連結されると共に
エンジンへの吸入空気の通路内に配設されたコンプレッ
サとを備え、エンジンから排出される排気ガスによりタ
ービンが回転駆動されるに伴なってコンプレッサを回転
駆動し、エンジンの燃焼室へ多責の吸入空気を送給する
ものである。
<Prior Art> A turbocharger includes a turbine disposed in a passage for exhaust gas from an engine, and a compressor connected to the turbine and disposed in a passage for intake air to the engine. As the turbine is rotationally driven by the exhaust gas discharged from the engine, the compressor is rotationally driven to supply a large amount of intake air to the combustion chamber of the engine.

ところで、上記の如き従来のターボ過給機にあっては、
エンジン回転数が小さいとき、すなわち排気ガスの流量
が少ないときにはタービンの回転速度が低下する九め、
吸入空気量の十分なる増大機能全発揮できないという問
題があった。
By the way, in the conventional turbocharger as mentioned above,
When the engine speed is low, that is, when the flow rate of exhaust gas is low, the rotational speed of the turbine decreases.
There was a problem in that the function of sufficiently increasing the amount of intake air could not be fully utilized.

そこで、本願出願人は上記問題を解決することを目的と
して、既に第4図に示すような可変ノズル式のターゲ過
給1!!ヲ開発した。
Therefore, with the aim of solving the above problem, the applicant of the present application has already developed a variable nozzle type target supercharging system 1! as shown in FIG. ! I developed it.

第4図に示すように、ターざ過給機はエンジンの排気ガ
スの排気通路内に配設されmタービン1とエンジンの吸
気通路内に配設されたコンプレッサとから形成されてお
り、エンジンの排気ガスによってタービン1が回転駆動
され、このタービン1の駆動にともないタービン1と同
軸上に装着されたコンプレッサを回転駆動し、エンジン
の燃焼室内に供給される吸入空気の充填効率を高める構
成になっている。また、タービン1の排気ガスの導入口
には開閉弁機構2が配設されている。この開閉弁機構2
は可動リング3、複数の可動ベーン4・・・および各可
動ベーン4・・・を可動リング3に連結する複数の連結
ロッド5・・・によって形成されている。前記各可動ベ
ーン4・・・はそれぞれピン6・・・を中心に回動可能
に設けられており、可動リング3が第4図中で時計方向
に回動する動作にとも表い各可動ベーン4・・・がピン
6・・・を中心に時計方向に回動操作されるとともに、
可動リング3が反時計方向に回動する動作にともない各
可動ベーン4・・・がピン6・・・を中心に反時計方向
に回動操作されるようになっている。この開閉弁機構2
は駆動機構7によって駆動されるようになっている。こ
の駆動機構7はアクチュエータであるシリンダ8、第1
1第2の各電磁切換弁9.10およびエアタンク11に
よって形成されている。前記シリンダ8の内部には第1
.第2の各ピストン12.13が配設されているととも
に、第1゜第2の各ストン/414,15がそれぞれ設
け・られている。第1のストツノぐ14はシリンダ8内
の中間部に取付けられており、第1のストツノ414に
よってシリンダ8の内部に第1.第2の各圧力室16.
17がそれぞれ形成されている。
As shown in Fig. 4, the Tarza supercharger is formed of a turbine 1 disposed in the exhaust passage of the engine's exhaust gas and a compressor disposed in the intake passage of the engine. A turbine 1 is rotationally driven by the exhaust gas, and as the turbine 1 is driven, a compressor installed coaxially with the turbine 1 is rotationally driven, thereby increasing the filling efficiency of intake air supplied into the combustion chamber of the engine. ing. Furthermore, an on-off valve mechanism 2 is disposed at the exhaust gas inlet of the turbine 1 . This on-off valve mechanism 2
is formed by a movable ring 3, a plurality of movable vanes 4, and a plurality of connecting rods 5 that connect each movable vane 4 to the movable ring 3. Each of the movable vanes 4 is rotatably provided around a pin 6, and as the movable ring 3 rotates clockwise in FIG. 4... is rotated clockwise around pin 6..., and
As the movable ring 3 rotates counterclockwise, each movable vane 4 is rotated counterclockwise about the pin 6. This on-off valve mechanism 2
is adapted to be driven by a drive mechanism 7. This drive mechanism 7 includes a cylinder 8, which is an actuator, and a first cylinder 8, which is an actuator.
1 and 2 are formed by the respective electromagnetic switching valves 9 and 10 and the air tank 11. Inside the cylinder 8 is a first
.. Second respective pistons 12,13 are arranged, as well as first and second respective pistons/414, 15, respectively. The first stop nog 14 is attached to the middle part inside the cylinder 8, and the first stop nog 414 connects the first stop nog 14 to the inside of the cylinder 8. Each second pressure chamber 16.
17 are formed respectively.

第2のストッパ15は第2の圧力室17側の端面に突設
されている。第1の圧力室16の内部には第1のピスト
ン12が、第2の圧力室17の内部には第2のピストン
13がそれぞれ配置されている。第1のピストン12の
ピストンロッド12aは第1のストン/4’14の中央
に設けられた挿通孔18内に挿通されており、このピス
トンロッド12aが挿通孔18にガイドされた状態で第
1のピストン12が第1の圧力室17内で往復動作を行
なうようになっている。第2のピストン13のピストン
ロッド13aはシリンダ8の第2の圧力室17側の端面
に設けられた挿通孔19′t−介して外部に突出されて
おジ、連結部材20を介して可動リノグ3に連結されて
いる。この第2のピストン13のピストンロッド13a
にはコイルばね21が巻装されている。そして、第2の
ピストン13は第2の圧力室17内で往復動作可能にな
っているとともに、常時はこのコイルばね21の付勢力
によって第1のストツノ414に押し付けられた状態で
保持されている。シリンダ8には第1の圧力室16側の
端面に第1の通気孔22、第2の圧力室17側の周管面
に第2の通気孔23がそれぞれ形成されている。そして
、第1の通気孔22には第1の送気管24の一端部、第
2の通気孔23には第2の送気管25の一端部がそれぞ
れ連結されている。第1の送気管24の他端部は第1の
電磁切換弁9、第2の送気管25の他端部は第2の電磁
切換弁10にそれぞれ連結されている。
The second stopper 15 is provided protruding from the end face on the second pressure chamber 17 side. A first piston 12 is disposed inside the first pressure chamber 16, and a second piston 13 is disposed inside the second pressure chamber 17. The piston rod 12a of the first piston 12 is inserted into an insertion hole 18 provided at the center of the first piston/4'14, and in a state where the piston rod 12a is guided by the insertion hole 18, the first The piston 12 reciprocates within the first pressure chamber 17. The piston rod 13a of the second piston 13 is protruded to the outside through an insertion hole 19't provided in the end face of the cylinder 8 on the second pressure chamber 17 side. It is connected to 3. Piston rod 13a of this second piston 13
A coil spring 21 is wound around. The second piston 13 is capable of reciprocating movement within the second pressure chamber 17 and is normally held pressed against the first stop horn 414 by the biasing force of the coil spring 21. . A first vent hole 22 is formed in the end surface of the cylinder 8 on the first pressure chamber 16 side, and a second vent hole 23 is formed in the circumferential tube surface on the second pressure chamber 17 side. One end of a first air pipe 24 is connected to the first ventilation hole 22, and one end of a second air pipe 25 is connected to the second ventilation hole 23, respectively. The other end of the first air pipe 24 is connected to a first electromagnetic switching valve 9, and the other end of the second air pipe 25 is connected to a second electromagnetic switching valve 10.

第1の電磁切換弁9には排気管26および第3の送気管
27、第2の電磁切換弁10には排気管28および第4
の送気管29がそれぞれ連結されている。そして、第1
の電磁切換弁9によって第1の送気管24と排気管26
とが連通された状態または第1の送気管24と第3の送
気管27とが連通された状態にそれぞれ切換操作される
とともに、第2の電磁切換弁10によって第2の送気管
25と排気管28とが連通され次状態または第2の送気
管25と第4の送気管29とが連通された状態にそれぞ
れ切換操作されるようになっている。前記第3および第
4の各送気管27.29はそれぞれ連通されているとと
もに、それぞれエアタンク11からエアが供給されるよ
うになっている。そして、第1゜第2の各電磁切換弁9
,10が第1.第2の各送気管24.25と各排気管2
6.28とをそれぞれ連通させた状態に切換操作された
場合には第2のピストン13はコイルばね21の付勢力
によって第1のストッパ14に押し付けられた基準位置
に保持されるようになっている。まt、第1の電磁弁9
が第1の送気管24と第3の送気管27とを連通させ次
状態に切換操作されるとともに第2の電磁切換弁10が
第2の送気管25と排気管28とを連通させた状態に切
換操作された場合にはエアタンク11から第3゜第1の
各送気管27,24t−介して第1の圧力室16内に供
給されるエアによって第1のピストン12が第1のスト
ツノ414に押し付けられるとともに、この第1のピス
トン12のピストンロッド12aによって第2のピスト
ン13がコイルばね21の付勢力に抗して移動され、第
2のピストン13が第1.第2の両ストッパ14.15
間の第1の変位位置で保持されるようになっている。第
1.第2の各電磁切換弁9゜10が第1.第2の各送気
管24.25と第3゜@4の各送気管27.29と全そ
れぞれ連通させた状態に切換操作され九場合にはエアタ
ンク11から第3.第1の各送気管27.24’に介し
て第1の圧力室16内にエアが供給されるとともに、第
4.第2の各送気管29.25t−介して第2の圧力室
17内にもエアが供給されるので、第2のピストン13
がtIX2のストッパ15に押し付けられた第2の変位
位置で保持されるようになっている。したがって、々■
2のピスト/13は第1.第2の各電磁切換弁9.10
の切換操作にもとづき基準位置、第1の変位位置および
第2の変位位置の3段階に移動操作されるようになって
おり、この第2のピストン13が基準位置に保持されて
いる場合には可動リンク3および各可動ベーン4・・・
はその開度が最大となり、タービン1の排気ガス導入口
の開口面積を大きく開いた通常状態で保持され、また、
第2のピストン13が第2の変位位置に移動操作された
場合には第2のピストン13の移動動作にともない可動
リング3が第1図中・で時計方向に回動されるとともに
各可動ベーン4・・・がビン6・・・を中心にそれぞれ
時計方向に回動され、その開度が最小となってタービン
1の排気ガス導入口の開口面積を絞った絞り状態で保持
され、また、第2のピストン13が第1の変位位置に移
動操作された場合には第2のピストン13の移動動作に
ともない可動リング3および各可動ベーン4・・・がそ
れぞれ中間状態に移動操作され、その開度が最大と最小
の中間であるタービン1の排気ガス導入口の開口面積を
通常状態と絞り状態との間の状態に絞った中間絞り状態
で保持されるようになっている。
The first electromagnetic switching valve 9 has an exhaust pipe 26 and a third air supply pipe 27, and the second electromagnetic switching valve 10 has an exhaust pipe 28 and a fourth air pipe 27.
The air supply pipes 29 are connected to each other. And the first
The first air supply pipe 24 and the exhaust pipe 26 are controlled by the electromagnetic switching valve 9.
or the first air pipe 24 and the third air pipe 27 are connected to each other, and the second electromagnetic switching valve 10 connects the second air pipe 25 and the exhaust gas. The pipe 28 is connected to the next state or the second air pipe 25 and the fourth air pipe 29 are connected to each other. The third and fourth air supply pipes 27 and 29 are in communication with each other, and are supplied with air from the air tank 11, respectively. Then, each of the first and second electromagnetic switching valves 9
, 10 is the first. Each second air pipe 24,25 and each exhaust pipe 2
6.28, the second piston 13 is held at the reference position pressed against the first stopper 14 by the biasing force of the coil spring 21. There is. Also, the first solenoid valve 9
is operated to connect the first air pipe 24 and the third air pipe 27 to the next state, and the second electromagnetic switching valve 10 connects the second air pipe 25 and the exhaust pipe 28. When the switching operation is performed, the air supplied from the air tank 11 into the first pressure chamber 16 through the first air pipes 27 and 24t causes the first piston 12 to move to the first stop horn 414. At the same time, the second piston 13 is moved by the piston rod 12a of the first piston 12 against the biasing force of the coil spring 21, and the second piston 13 is moved against the first piston 13. Second double stopper 14.15
It is adapted to be held at a first displacement position between. 1st. Each second electromagnetic switching valve 9°10 is connected to the first solenoid switching valve 9°10. If the air tank 11 is switched so that the second air pipes 24,25 and the third air pipes 27,29 are in communication with each other, the air tank 11 is switched to the third air pipe 27,29. Air is supplied into the first pressure chamber 16 via the first respective air supply pipes 27, 24', and the fourth. Since air is also supplied into the second pressure chamber 17 through each second air supply pipe 29.25t, the second piston 13
is held at the second displacement position pressed against the stopper 15 at tIX2. Therefore,
2 piste/13 is the 1st piste. Each second solenoid switching valve 9.10
Based on the switching operation, the second piston 13 is moved to three stages: a reference position, a first displacement position, and a second displacement position, and when the second piston 13 is held at the reference position, Movable link 3 and each movable vane 4...
The opening degree is maximized, and the opening area of the exhaust gas inlet of the turbine 1 is maintained in a normal state with a wide open area, and
When the second piston 13 is operated to move to the second displacement position, the moving operation of the second piston 13 causes the movable ring 3 to rotate clockwise at - in FIG. 4 are rotated clockwise around the bins 6, respectively, and their opening degrees are minimized, and the opening area of the exhaust gas inlet of the turbine 1 is held in a constricted state, and When the second piston 13 is operated to move to the first displacement position, the moving operation of the second piston 13 causes the movable ring 3 and each movable vane 4 to move to an intermediate state, respectively. The opening area of the exhaust gas inlet of the turbine 1, which is between the maximum and minimum opening degrees, is maintained in an intermediate throttle state, which is narrowed down to a state between the normal state and the throttle state.

一方、30は自動本本体のアクセルペダル、31はこの
アクセルペダル30のアクセル開度からエンジン負荷を
検出する負荷センサ、32はエンジンの回転数Neを検
出する回転数センサである。これらの負荷センサ31お
よび回転数センサ32からの出力信号はコントローラ3
3に入力されるようになっている。このコントローラ3
3はエンジンの回転数およびエンジン負荷に応じて駆動
機構7を制御するものである。すなわち、エンジン負荷
を検出して、このエンジン負荷が所定値(例えば65%
)未満であれば駆動機構7t−制御して可動ベー/4・
・・を前記通常状態に保持する。これは、低負荷領域で
は吸入空気過剰率が十分に大きく、良好な燃焼が行われ
るためであシ、可動ベーン4・・・を前記絞り状態や前
記中間絞り状態としてタービン1の排気ガス導入口の開
口面積を絞ると、かえって吸排気のポンピング損失が増
大して燃費を悪化させてしまうからである。
On the other hand, 30 is an accelerator pedal of the automatic main body, 31 is a load sensor that detects the engine load from the accelerator opening degree of this accelerator pedal 30, and 32 is a rotation speed sensor that detects the engine rotation speed Ne. The output signals from these load sensors 31 and rotation speed sensors 32 are sent to the controller 3.
3 is set to be input. This controller 3
Reference numeral 3 controls the drive mechanism 7 according to the engine speed and engine load. That is, the engine load is detected and the engine load is set to a predetermined value (for example, 65%).
), the drive mechanism 7t-controls the movable base/4.
... is maintained in the normal state. This is because the intake air excess ratio is sufficiently large in the low load region and good combustion is performed. This is because if the opening area of the engine is narrowed, the pumping loss of intake and exhaust air will increase, which will worsen the fuel efficiency.

一方、エンジン負荷が所定値以上である場合には、エン
ジン回転数Ne を検出して所定値Net INew 
、 (但し、Ne1 ) Nez、例えばNet = 
1350 rpmNe、= 175Orpm )  と
比較する。そして、Ne<Net、すなわちエンジン回
転数が極めて小さいときには、可動ベーン4・・・を絞
り状態に保持する。
On the other hand, when the engine load is equal to or higher than the predetermined value, the engine rotation speed Ne is detected and the predetermined value Net INew is detected.
, (However, Ne1) Nez, for example, Net =
1350 rpmNe, = 175Orpm). Then, when Ne<Net, that is, when the engine speed is extremely low, the movable vanes 4 are held in the throttled state.

この結果、第5図中実線で示すように、エンジン回転数
の増大に対応して、エンジンの燃焼室への吸入空気圧(
以下、ブースト圧という)Pbが大きな増大率にて増大
し、吸入空気量の十分なる増大機能が奏せられる。また
、Nel≦Ne < Net 。
As a result, as shown by the solid line in Figure 5, the intake air pressure (
Pb (hereinafter referred to as boost pressure) increases at a large rate of increase, and a sufficient function of increasing the amount of intake air can be achieved. Moreover, Nel≦Ne<Net.

Ne≧Nc4のときには、可動ベーン4・・・全それぞ
れ中間絞り状態9通常状態に保持する。この結果、第5
図に実線で示すように、エンジン回転数のそれぞれに適
した増大率にてブースト圧pbが増大し、十分なる増大
機能にて吸入空気ii力力漕増大れる。
When Ne≧Nc4, all the movable vanes 4 are held in the intermediate aperture state 9 and the normal state. As a result, the fifth
As shown by the solid line in the figure, the boost pressure pb is increased at an increase rate suitable for each engine speed, and the intake air ii is increased with a sufficient increase function.

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述した可変ノズル式のターボ過給機は、定常状態にお
いては第5図中実線で示すような特性を奏し、十分なる
吸入空気量の増大機能を達成するものであるが、例えば
風雨の発進加速時や追抜き加速時等のようにエンジン負
荷が小さく且つブースト圧が低い状態から一気にアクセ
ルペダルを踏込む本うな過渡時にあっては次のような不
具合があって。すなわち、第5図中に点線で示すように
、ブースト圧pbが十分に上昇していないにもかかわら
ず、エンジン回転数Neの増大に応じて可動ベーンの開
度が最大側へ展性してしまい、ターボ過給機による所期
の加速性能を得られなかつ文。
<Problems to be Solved by the Invention> The variable nozzle type turbocharger described above exhibits the characteristics shown by the solid line in Fig. 5 in a steady state, and achieves a sufficient function of increasing the amount of intake air. However, during transient situations where the accelerator pedal is pressed all at once from a state where the engine load is small and the boost pressure is low, such as when accelerating to start or passing in wind and rain, the following problems may occur. hand. That is, as shown by the dotted line in Fig. 5, the opening degree of the movable vane expands to the maximum side as the engine speed Ne increases, even though the boost pressure pb has not increased sufficiently. Unfortunately, I was unable to obtain the desired acceleration performance with the turbo supercharger.

本発明は上記従来の事情に鑑みなされにもので、燃費全
悪化させることなく発進加速性能や追抜加速性能等の過
渡時における性能向上を達成するターI過給機の可変ノ
ズル制御装置を提供すること金目的とする。
The present invention was developed in view of the above-mentioned conventional circumstances, and provides a variable nozzle control device for a turbocharger that achieves performance improvement during transitions such as starting acceleration performance and overtaking acceleration performance without deteriorating overall fuel efficiency. What you do is for money.

〈問題点を解決するための手段〉 本発明に係るターボ過給機の可変ノズル制御imu、エ
ンジンからの排気ガスによって駆動されるターボ過給機
のタービンへ該排気ガスを導び〈導入口に配設された開
閉弁機構と、前記開閉弁機構を駆動して前記導入口の面
積を可変する駆動機構と、エンジン回転数を検出する回
転数センサと、エンジン負荷を検出する負荷センサと、
前記ターボ過給機から前記エンジンへ送給される吸入空
気圧を検出するブースト圧センサと、前記エンジンと前
記タービンとの間の排気ガス圧を検出する排気圧センサ
と、前記回転数センサ、前記負荷センサ、前記プニスト
王センサ及び前記排気圧センサからの出力信号が入力さ
れて、エンジン負荷が所定値以上である場合において吸
入空気圧が所定値以上若しくは吸入空気圧が所定値未満
且つ排気ガス圧が所定値以上のときには前記駆動機構を
制御してエンジン回転数の増大に対応して前記導入口の
面積を増大させる一方、エンジン負荷が所定値以上であ
る場合において吸入空気圧が所定値未満且つ排気ガス圧
が所定値未満のときには前記駆動機構を制御してエンジ
ン回転数に係わらず前記導入口の面積を最小の状態に保
持させるコントローラとを備えたこと全特徴とする。
<Means for solving the problem> The variable nozzle control imu of the turbocharger according to the present invention guides the exhaust gas from the engine to the turbine of the turbocharger driven by the exhaust gas from the engine. an on-off valve mechanism provided, a drive mechanism that drives the on-off valve mechanism to vary the area of the inlet, a rotation speed sensor that detects engine rotation speed, and a load sensor that detects engine load;
a boost pressure sensor that detects intake air pressure supplied from the turbo supercharger to the engine; an exhaust pressure sensor that detects exhaust gas pressure between the engine and the turbine; the rotation speed sensor; and the load. When output signals from the sensor, the Punist King sensor, and the exhaust pressure sensor are input, and the engine load is a predetermined value or more, the intake air pressure is a predetermined value or more, or the intake air pressure is less than a predetermined value and the exhaust gas pressure is a predetermined value. In this case, the drive mechanism is controlled to increase the area of the inlet in response to the increase in engine speed, while when the engine load is above a predetermined value, the intake air pressure is less than the predetermined value and the exhaust gas pressure is The present invention is characterized in that it includes a controller that controls the drive mechanism to maintain the area of the inlet in a minimum state regardless of the engine speed when the value is less than a predetermined value.

く作用〉 エンジン負荷が所定値以上の場合において、吸入空気圧
(ブースト圧)が所定値未満且つ排気ガス圧が所定値未
満であるときには、エンジン回転数に係わらずタービン
の排気ガス導入口の開口面積を最小の状態に保持し、ブ
ースト圧の増大率を大きくして発進加速性能等の向上を
達成する。また、このように制御するのは、排気ガス圧
が所定値未満のときとして排気ガス導入口の開口面積を
最小に絞ってしまうことにより排気ガス圧が所定値以上
とならないようにしているため、排気ガス圧が高圧状態
となることによシ生ずる燃費の悪化をも防止している。
When the engine load is above a predetermined value, when the intake air pressure (boost pressure) is less than the predetermined value and the exhaust gas pressure is less than the predetermined value, the opening area of the exhaust gas inlet of the turbine is increased regardless of the engine speed. is maintained at a minimum, and the increase rate of boost pressure is increased to achieve improvements in starting acceleration performance, etc. In addition, this control is performed to prevent the exhaust gas pressure from exceeding a predetermined value by narrowing the opening area of the exhaust gas inlet to the minimum when the exhaust gas pressure is less than a predetermined value. This also prevents deterioration in fuel efficiency caused by high exhaust gas pressure.

く実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。尚
、従来と同一部分については同一符号を付して重複する
説明は省略する。
Embodiment> Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings. It should be noted that the same parts as those in the prior art are given the same reference numerals and redundant explanations will be omitted.

本実施例に係るターボ過給機の可変ノズル制御装置の概
略構成を表す第1図に示すように、従来のものに較べて
、ブースト圧pbを検出するブースト圧センサ41と、
エンジンの排気気口とタービン1への排気導入口との間
における排気ガス圧を検出する排気圧センサ42とが設
けられている。グースト圧センサ41は例えばエンジン
のインテークマニホウルド内からブースト圧pbを検出
し、排気圧センサ42はエグゾーストマニホウルド内、
例えばタービン1への排気導入口部分での排2ガス圧P
itt−検出する。
As shown in FIG. 1, which schematically shows the configuration of a variable nozzle control device for a turbocharger according to this embodiment, compared to the conventional one, a boost pressure sensor 41 that detects boost pressure pb;
An exhaust pressure sensor 42 is provided to detect the exhaust gas pressure between the exhaust air port of the engine and the exhaust gas inlet to the turbine 1. The gust pressure sensor 41 detects the boost pressure pb from within the intake manifold of the engine, and the exhaust pressure sensor 42 detects the boost pressure PB from within the exhaust manifold.
For example, the exhaust gas pressure P at the exhaust gas inlet to the turbine 1
itt-detect.

また、コントローラ40にはグースト圧センサ41、排
気圧センサ42それぞれからの出刃傷号も入力されるよ
うKなっており、従って、このコントローラ40は従来
のコントローラ33に較べてブースト圧pb及び排気ガ
ス圧Pitに基づいた制御機能が付加されている。尚、
コントローラ40のその他の機能は前記コントローラ3
3と同一である。
Further, the controller 40 is configured to receive the output signal from each of the gust pressure sensor 41 and the exhaust pressure sensor 42. Therefore, compared to the conventional controller 33, this controller 40 has a higher controllability of boost pressure pb and exhaust gas. A control function based on pressure Pit is added. still,
The other functions of the controller 40 are those of the controller 3.
Same as 3.

上記構成の可変ノズル制御装置の作用は第2図に示すフ
ローチャートに従ってなされる。
The operation of the variable nozzle control device configured as described above is performed according to the flowchart shown in FIG.

マス、エンジン負荷を検出して、このエンジン負荷が所
定値(例えば65%)未満であれば、駆動機構7′f、
制御して一可動ペーン4・・・を開度最大の状態(通常
状態)に保持する。一方、エンジン負荷が所定値以上で
ある場合には、ブースト圧Pbを検出して最大ブースト
圧Pbmaxと比較する。ここに、最大ブースト圧Pb
maxはエンヅ/のシリンダ簡円圧上限等の条件から、
エンジンの機種毎に定められるものであるが、他の条件
により適宜定めても良い。この比較の結果、Pb≧Pb
maxの場合にはエンジン回転数Ne ’に検出して所
定値Ne、と比較し、駆動機構7を制御して、Ne< 
Ne、のときには可動ベー/4・・・上中間の開度(中
間絞り状B)に、Ne上Ne、のときには可動ベーン4
・・・全最大の開度に保持する。この結果、第3図中実
巌で示すように、最大・ブースト圧Pbmax以下の範
囲でエンジン回転数Neの増大に応じて大きな増大率に
てブースト圧Pbが増大し、吸入空気量の十分なる増大
機能が奏せられる。
mass, engine load is detected, and if this engine load is less than a predetermined value (for example, 65%), the drive mechanism 7'f,
The movable pane 4 is controlled to be held in the maximum opening state (normal state). On the other hand, when the engine load is greater than or equal to a predetermined value, boost pressure Pb is detected and compared with maximum boost pressure Pbmax. Here, the maximum boost pressure Pb
The max is based on the conditions such as the upper limit of the cylinder pressure of the engine.
Although it is determined for each engine model, it may be determined as appropriate depending on other conditions. As a result of this comparison, Pb≧Pb
max, the engine rotation speed Ne' is detected and compared with a predetermined value Ne, and the drive mechanism 7 is controlled so that Ne<
When Ne, the movable vane /4... is at the upper intermediate opening (intermediate drawing shape B), and when Ne is on Ne, the movable vane 4 is
...Keep at the maximum opening. As a result, as shown by the solid rock in Figure 3, the boost pressure Pb increases at a large rate of increase as the engine speed Ne increases in the range below the maximum boost pressure Pbmax, and the intake air amount becomes sufficient. The increasing function is performed.

また、前記比較の結果、Pb< Pbmaxの場合には
、排気ガス圧Pitt−検出して最大排気ガス圧PIt
maxと比較する。ここK、最大排気ガス圧Pi t 
maXは燃費悪化を引き起さない範囲の最大値であり、
エンジンの機種毎に定められるものである。この比較の
結果、Pit < Pitmaxの場合には駆動機構7
を制御して、可動べ一/4・・・をエンジンの回転数N
に係わりなく最小の開度(絞り状態)に保持する。この
結果、デースト玉島はエンジン回転数の増大に伴って極
めて大きな増大率にて増大することとなる。従って、発
進加速時や追抜き加速時等のようにブースト圧が低い状
態から一気にアクセル波タルを踏込むような過渡時にあ
っても、第3図中点線で示すようにブースト圧式の増大
が持続され、燃費全悪化させることなくターゲ過給機に
よる所期の加速性能を得ることができる。
Furthermore, as a result of the above comparison, if Pb<Pbmax, the exhaust gas pressure Pitt- is detected and the maximum exhaust gas pressure PIt
Compare with max. Here K, maximum exhaust gas pressure Pi t
max is the maximum value within the range that does not cause deterioration of fuel efficiency,
It is determined for each engine model. As a result of this comparison, if Pit < Pitmax, the drive mechanism 7
by controlling the movable base 1/4... to the engine rotation speed N.
It is maintained at the minimum opening (throttled state) regardless of the As a result, the deadest Tamashima increases at an extremely large rate as the engine speed increases. Therefore, even during transitions such as starting acceleration or overtaking acceleration, where the accelerator pedal is pressed all at once from a low boost pressure state, the boost pressure formula continues to increase as shown by the dotted line in Figure 3. , it is possible to obtain the desired acceleration performance by the target supercharger without causing any deterioration in fuel efficiency.

また、上記比較の結果、Pit≧Pitmaxの場合に
は、エンジン回転数Neを検出して前述と同じ条件によ
り可動ベーン4・・・の開度を中間又は最大に保持する
。すなわち、排気ガス圧Pitが高圧状態にあるにも係
わらず可動ベーン4・・・の開度上最小にしてしまうこ
とはなく、排気ガス圧Pitの更なる上昇全回避するこ
とができる。この結果、第3図中一点鎖線で示すように
、排気fス圧PitはPitmax以下の範囲内に抑え
られ、排気抵抗の増大による燃費の悪化が防止される。
Further, as a result of the above comparison, if Pit≧Pitmax, the engine rotation speed Ne is detected and the opening degree of the movable vanes 4 is maintained at an intermediate or maximum value under the same conditions as described above. That is, even though the exhaust gas pressure Pit is in a high pressure state, the opening degree of the movable vanes 4 is not minimized, and a further increase in the exhaust gas pressure Pit can be completely avoided. As a result, as shown by the dashed line in FIG. 3, the exhaust gas pressure Pit is suppressed within a range below Pitmax, and deterioration of fuel efficiency due to an increase in exhaust resistance is prevented.

尚、エンジン負荷に対する所定値及びエンジン回転数に
対する所定値は上記実施例に限定されるものではなく、
これらはエンジンやターゲ過給機の機種毎に設定される
ものである。また、可動ベーン開度の切換段数は2段以
上であれば良く、無段階的に可動ベーン開ft−可変と
するものであっても艮い。また、コントローラにコンパ
レータやマイコン制御を用い罠ものを用いにものである
が、他に電子がパナ等の公知の子役を応用することもで
きる。また、駆動機構7は空気圧式以外にも例えば油圧
式、を気弐等のものでも良い。
Note that the predetermined value for the engine load and the predetermined value for the engine rotation speed are not limited to the above embodiments.
These are set for each engine and target supercharger model. Further, the number of switching stages of the movable vane opening may be two or more stages, and the movable vane opening ft may be variable steplessly. In addition, although a comparator or microcomputer control is used as a controller and a trap is used, it is also possible to apply a known child actor such as an electronic controller. Further, the drive mechanism 7 may be of a hydraulic type, for example, other than a pneumatic type.

〈発明の効果〉 本発明によれば、ブースト圧が比較的低い伏態にあって
も排気ガス圧がちまり裏圧とならない範囲で、タービン
の排気ガス導入口の開口面積全校るようにし7?j’j
め、燃費を悪化させてしまうことなく、発進加速時や追
抜き加速時等の過渡時においてタープ過給機の機能を十
分に発揮させた加速性能を得ることができる。
<Effects of the Invention> According to the present invention, the entire opening area of the exhaust gas inlet of the turbine is adjusted to the extent that the exhaust gas pressure does not decrease and become back pressure even when the boost pressure is in a relatively low state. j'j
Therefore, it is possible to obtain acceleration performance that fully utilizes the function of the tarp supercharger during transitions such as starting acceleration and overtaking acceleration, without deteriorating fuel efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第3図は本発明の一実施例に係り、WJ1図は
ターざ過給機の可賀ノズル制御装置の概略構成図、第2
図はフローチャート、第3図はブースト圧及び排気ガス
圧の特性図、第4図は従来のターぎ過給機の可変ノズル
制御装置の概略構成図、第5図はそのブースト圧の特、
性図である。 図面中、 1はタービン、 2は開閉弁機構、 7は駆動機構、 31は負荷センサ、 32は回転数センサ 40はコントローラ、 41はブースト圧センサ、 42は排気圧センサである。 %+7′f出願人 三使目動車工業抹式会社 代   理   人
Figures 1 to 3 relate to one embodiment of the present invention; Figure WJ1 is a schematic configuration diagram of the Kaga nozzle control device of the Tarza turbocharger;
Figure 3 is a flowchart, Figure 3 is a characteristic diagram of boost pressure and exhaust gas pressure, Figure 4 is a schematic configuration diagram of a conventional variable nozzle control device for a turbocharger, Figure 5 is a characteristic diagram of its boost pressure,
It is a sex diagram. In the drawings, 1 is a turbine, 2 is an on-off valve mechanism, 7 is a drive mechanism, 31 is a load sensor, 32 is a rotation speed sensor 40 is a controller, 41 is a boost pressure sensor, and 42 is an exhaust pressure sensor. %+7'f Applicant Sanshime Dosha Kogyo Koshiki Company Agent

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エンジンからの排気ガスによつて駆動されるターボ過給
機のタービンへ該排気ガスを導びく導入口に配設された
開閉弁機構と、前記開閉弁機構を駆動して前記導入口の
面積を可変する駆動機構と、エンジン回転数を検出する
回転数センサと、エンジン負荷を検出する負荷センサと
、前記ターボ過給機から前記エンジンへ送給される吸入
空気圧を検出するブースト圧センサと、前記エンジンと
前記タービンとの間の排気ガス圧を検出する排気圧セン
サと、前記回転数センサ、前記負荷センサ、前記ブース
ト圧センサ及び前記排気圧センサからの出力信号が入力
されて、エンジン負荷が所定値以上である場合において
吸入空気圧が所定値以上若しくは吸入空気圧が所定値未
満且つ排気ガス圧が所定値以上のときには前記駆動機構
を制御してエンジン回転数の増大に対応して前記導入口
の面積を増大させる一方、エンジン負荷が所定値以上で
ある場合において吸入空気圧が所定値未満且つ排気ガス
圧が所定値未満のときには前記駆動機構を制御してエン
ジン回転数に係わらず前記導入口の面積を最小の状態に
保持させるコントローラとを備えたことを特徴とするタ
ーボ過給機の可変ノズル制御装置。
An on-off valve mechanism is provided at an inlet that guides exhaust gas from the engine to a turbine of a turbocharger driven by the exhaust gas, and the on-off valve mechanism is driven to reduce the area of the inlet. a variable drive mechanism; a rotational speed sensor that detects engine rotational speed; a load sensor that detects engine load; a boost pressure sensor that detects intake air pressure supplied from the turbocharger to the engine; An exhaust pressure sensor detects the exhaust gas pressure between the engine and the turbine, and output signals from the rotation speed sensor, the load sensor, the boost pressure sensor, and the exhaust pressure sensor are input, and the engine load is adjusted to a predetermined level. If the intake air pressure is above a predetermined value, or when the intake air pressure is less than a predetermined value and the exhaust gas pressure is above a predetermined value, the drive mechanism is controlled to increase the area of the inlet in response to an increase in engine speed. On the other hand, when the engine load is above a predetermined value and the intake air pressure is less than the predetermined value and the exhaust gas pressure is less than the predetermined value, the drive mechanism is controlled to increase the area of the inlet regardless of the engine speed. A variable nozzle control device for a turbo supercharger, comprising: a controller for maintaining the nozzle in a minimum state.
JP59243416A 1984-11-20 1984-11-20 Variable nozzle control device for turbocharger Expired - Lifetime JPH0791997B2 (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2665928A1 (en) * 1990-08-16 1992-02-21 Daimler Benz Ag METHOD FOR CONTROLLING THE SUPPLY PRESSURE IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE SUPERCHARGED BY A TURBOCHARGER WITH ADJUSTABLE TURBINE GEOMETRY AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE PROCESS.
EP1471234A2 (en) * 2003-04-23 2004-10-27 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating an internal combustion engine
KR100527513B1 (en) * 2002-11-14 2005-11-09 현대자동차주식회사 Variable geometry turbocharger control method

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EP1471234A3 (en) * 2003-04-23 2006-07-19 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating an internal combustion engine

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