JPS61175239A - エンジンの過給装置 - 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、エンジンの過給装置に関するものである。

「従来の技術、発明が解決しようとする問題点」エンジ
ンの過給装置として、従来、特開昭５８−１３８２２２
号公報に示されるものがあり、この装置においては、タ
ービン回転数の内部を隔壁により２つのスクロール室に
分割し、このうちの１つのスクロール室にバルブを設け
、低速時に該バルブを閉じ、高速時に該バルブを開く構
成が示されている。

しかしながら、このような従来装置においては、高速時
に加速するときにはバルブが開いており、タービン回転
数の上昇が遅れエンジンの応答性が悪いという問題があ
った。

本発明の目的は、加速時に応答性のよいエンジンの過給
装置を提供することにある。

「問題点を解決するための手段、作用」本発明は、ター
ビンケーシングと、該タービンケーシング内に回転自在
に設けられたタービンと、前記タービンケーシング内に
形成されエンジンの排気が導入され該排気により前記タ
ービンを回転させる排気ガス導入通路と、該排気ガス導
入通路内に設けられた制御弁と、エンジン運転状態に応
じて、少なくとも、排気ガス通路面積の小さい第１の状
態と、排気ガス通路面積の大きい第２の状態と、に前記
制御弁を制御する制御装置と、を含む工゛ンジンの過給
装置において、前記制御装置は、加速を検出した後所定
時間、前記制御弁を第１の状態に制御することを特徴と
する。

「実施例」 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図の構成の説明 第１図は、本実施例のエンジンの排気ターボ装置の断面
図を示すものであって、エンジン１の吸気ポート２（こ
は吸気通路３が、また、排気ポート４には排気通路５が
それぞれ接続されている。

排気ターボ装置６は、排気通路５の途中に設けられたタ
ービン７と、吸気通路３の途中に設けられたコンプレッ
サ８とを備えており、このタービン７とコンプレッサ８
とはタービン軸９により連結され、タービン７の出力で
コンプレッサ８を駆動するように構成されている。

排気通路５の途中部分を構成するタービンハウジング１
０のタービン７上流側、すなわち排気ガス流入通路１１
は、隔壁１２により、常時解放される低速用通路１３（
！：開閉制御される高速用通路１４とに分けられると共
に、低速用通路１３の上流側開口面積Ａ１　　は、高速
用通路１４の」二流側開ロ面積Ａ２より大きく形成され
ている。

一方、前記低速用通路１３の通路中間部と、前記タービ
ンハウジング１０のタービン７下流側すなわち排気ガス
流出通路１５との間には、タービン７を迂回するバイパ
ス通路１６が接続されている。このバイパス通路１６に
は、ウェストゲートバルブ装置１７の弁体１８が、その
通路１６を開閉制御し得るように設けられており、ウェ
ストゲートバルブ装置１７の圧力伝達管１９は、コンブ
レブザ８下流側の吸気通路３に開口させである。

これにより、過給圧が上限設定値以上になると、ウェス
トゲートバルブ装置Ｉ７が作動してバイパス通路１６が
解放され、排気ガスの一部がバイパス通路１６からター
ビン７下流側に逃がされ、過給圧が設定値以下に下げら
れる。

前記高速用通路１４には、この通路１４を開閉する制御
弁２０が設けられている。この制御弁２０は、レバー２
１、ロッド２２を介して連係するダイヤフラム装置２３
により、開閉制御するように構成され、また、ダイヤフ
ラム装置２３の圧力伝達管２４は、コンプレブザ８下流
側の吸気通路３に開口させである。この圧力伝達管２４
の通路途中には、この通路を開閉制御する三方弁２５が
設けられている（第２図参照）。

上記三方弁２５の開閉制御は、制御回路２６の出力信号
によって行なうようにされている。すなわち、この制御
回路２６は、エンジンが高負荷でかつ高回転時に三方弁
２５を作動させ、過給圧をダイヤフラム装置２３に導び
くことにより制御弁２０を開作動させ、高速用通路１４
を開く。

なお、制御回路２６には、八ＦＭ（エアフローメータ〉
信号１００１スロツトル弁２７からのスロットル開度信
号１０２、回転数センサ２８からの回転数信号１０４が
供給されており、制御回路２６は、三方向弁２５を制御
し、また燃料噴射装置２９を制御する。

上記の構成により、エンジン出力が必要とされるエンジ
ン高負荷時において、排気ガス量の少ないエンジンの低
速時には、制御弁２０が高速用通路１４を閉じているた
め、排気ガスは低速用通路１３を通じてのみ流れる。こ
れによって、タービン上流排気圧力が上昇するため、タ
ービン７の回転を高くし、必要な過給圧を得ることが可
能となる。また、エンジン回転が上昇し排気ガス量が増
大すると、制御回路２６が三方弁２５を作動させ、それ
までダイヤフラム装置２４の圧力室へ導入していた大気
圧を過給圧に切換え、制御弁２０を開動作させる。これ
によって排気ガスは低・高速用通路１３．１４の両方か
らタービン７へ流れる。

これによりタービン上流排気圧力を下げタービンが過回
転するのを防ぐと共に、背圧の上昇によるエンジンの燃
焼悪化を防止する。

また、コンプレッサ８の過給圧が設定値以上になると、
ウェストゲートバルブ１７が作動するので、低速用通路
１３を流れる排気ガス量の一部は、バイパス通路１６を
経てタービン７下流に逃がされる。これにより、タービ
ン７の回転が幾分低下するので、過給圧は設定値以下に
抑えられる。

この場合、バイパス通路１６から逃がされる排気ガス量
は、低速用通゛路１３に流入する排気ガス量の一部であ
るから、高速用通路１４に比べて低速用通路１３を流れ
る排気ガスの量が低下することになるが、先述したよう
に高速用通路１４の上流側開口面積Ａ２　に比べて、低
速用通路１３のバイパス通路１６の接続位置より上流の
上流側開口面積Ａ１　を大寺く形成しであるので、上記
排気ガス量の低下にもかかわらず、両通路１３．１４か
らタービン７に作用する排気ガス圧は、はぼ均等になる
。即ち、エンジン１の高回転・高負荷領域において、タ
ービン７に対し排気ガスが所謂片当りになるのを確実に
防止し、この運転領域における排気ガスのタービン７へ
の流入時の損失増大を防止させることができる。

そして、制御回路２６は、加速を検出した後所定時間、
制御弁２０を第１の状態（閉じた状態）に制御しており
、これにより、タービンの回転上昇を促進し、応答性を
改善し、加速性能を向上させている。なお、このときに
は、一時的に排圧上昇により内部ＥＧＲの作用が増え、
ＮＯｘが低減する。

第３．４図のグラフの説明 第３図には、回転数（ｒｐｍ　）と過給圧との関係が示
されており、曲線Ｑ（吸入空気量）の左側では、バルブ
が閉じ、右側では、バルブが開いている。なお、曲線Ｑ
の左側の破線は、バルブを開いた場合の仮想線である。

そして、第３図のバルブ閉の領域で、定常状態から加速
した場合、第４図のように、タービン回転数、エンジン
出力が変化する。

すなわち、加速初期に、所定時間へＴ、バルブを閉じる
と、その間に、エンジン出力は通常に比べて下がるが、
タービン回転数はす速く上昇し、その後のバルブ開の状
態において、所望の目標出力まで早く達することができ
る。

従って、全体的な加速性能は、向上する。

第５図のフローチャートの説明 次に、第５図には、実施例のフローチャートが示されて
いる。

スタートから始まり、ステップｓ１において、エンジン
回転数Ｎ１吸入空気量Ｑ１スロ°ツトル開度ＴＶＯを読
み込み、ステップｓ２において、該ＮとＱから燃料噴射
量ｆを演算し、ステップｓ３においで、吸入空気量Ｑが
所定値ＱＳＥＴ　よりも大きいか否かが判断され、Ｑ＞
Ｑｓａ□の場合には、ステップＳ４に進む。ステップｓ
４においてスロットル開度変化率ΔＴＶＯが所定値ΔＴ
ＳＥＴ　よりも大きいか否かが判断され、ΔＴｖｏ〉Δ
Ｔ　Ｓ　Ｅ　ｒの場合には、加速時であると判断し、時
間Ａだけバルブを低速用にセットする。

ステップＳ４からステップＳ５に進み、ステップＳ５に
おいて、加速切換時間Ａが、Ａ＝Ｋ・ΔＴＶＯ／Ｎによ
り演算され、ステップＳ６に進む。なお、Ｋは、係数で
あり、ΔＴＶＯが大きいほど時間Ａが長くなり（応答性
が要求されるから）、Ｎが大きいほど時間Ａが短くなる
（高回転側では応答遅れが少ないので短時間でよいから
）。

ステップＳ６において、Ａ≠０であると、ステップＳ７
でΔ−１がＡとされ、ステップＳ８において、バルブを
低速ゾーンにセットし、ＦＺを０とする。その後、ステ
ップＳ７でＡから１が順次差し引かれていく。そして、
所定時間Ａが経過してＡが０にな・ると、ステップＳ６
からステップＳ９に進み、バルブを高速ゾーンにセット
し、ＦＺを１とする。

また、最初から、スロットル開度変化率ΔＴＶＯが△Ｔ
　Ｓ　Ｅ　Ｔ以下である場合には、Ａ＝Ｏなので、ステ
ップＳ４→Ｓ６→Ｓ９に進み、バルブを高速ゾーンにセ
ットし、ＦＺを１とする。

また、前記ステップＳ３において、吸入空気量ＱｆＪ（
Ｑ、□１以下の場合には、ステップＳ　１．　Ｏに進み
、バルブを低速ゾーンにセットし、ＦＺを０とする。

前記ステップＳ８、Ｓ９、ＳＩＯからは、ステップＳｌ
ｌに進み、切換バルブを作動し、ＦＺ−１ならば開とし
、ＦＺ＝０ならば閉とする信号をバルブに出力する。そ
して、ステップＳ１２において、ステップＳ２で決定し
たｆに応じた出力を燃料噴射弁に出力する。

そして、ステップＳＩ２からステップＳ１に戻り以下、
この流れが繰り返される。

変形例 なお、実施例においては、１個の制御弁２０を排気ター
ビン７の」二流に設けているが、第６図に示されるよう
に、排気タービン７の周囲に複数個の制御弁３０を設け
、これらの制御弁３０を軸３１を中心として回転させ、
排気タービン７への排気ガス通路面積を制御してもよい
。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、加速時にタービ
ンの回転上昇を促進し、応答性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略構成図、第２図は三
方弁を示す説明図、 第３図は回転数と過給圧との関係を示すグラフ図、 第４図はタービン回転数、エンジン出力を示すグラフ図
、 第５図は実施例のフローチャート図、 第６図は変形例を示す説明図である。 １・・・・・エンジン、３・・・・・・吸気通路、５・
・・・・・排気通路、６・・・・排気ターボ装置、７・
・・・・タービン、８・・・・・・コンプレッサ、１０
・・・・・・タービンハウジング、１３・・・・・・低
速用通路、１４・・・・・・高速用通路、１６・・・・
・バイパス通路、１７・・・・・・ウェストゲートバル
ブ装置、２０・・・・・・制御弁、２３・・・・・・ダ
イヤフラム装置、２５・・・・・・三方弁、２６・・・
・・・制御回路、２８・・・・・・回転数センサ。 第、２図　　　　第３図 回転駁（ｒｐｍ） 銅５図 スタート ニシジン回転、［Ｎ ぢしく空ｆｌｕ　　Ｑ ズロットル肩し虻Ｔ■Ｏｓ１ ０証み込み ＮとＱかう 即電引演其　Ｓ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 タービンケーシングと、 該タービンケーシング内に回転自在に設けられたタービ
   ンと、 前記タービンケーシング内に形成されエンジンの排気が
   導入され該排気により前記タービンを回転させる排気ガ
   ス導入通路と、 該排気ガス導入通路内に設けられた制御弁と、エンジン
   運転状態に応じて、少なくとも、排気ガス通路面積の小
   さい第１の状態と、排気ガス通路面積の大きい第２の状
   態と、に前記制御弁を制御する制御装置と、 を含むエンジンの過給装置において、 前記制御装置は、加速を検出した後所定時間、前記制御
   弁を第１の状態に制御することを特徴とするエンジンの
   過給装置。