JPS61268827A - 過給機付エンジンの過給圧制御装置 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、排気ターボ式過給機を備えたエンジンの過給
圧制御装置に関し、詳しくは、大気条件の変化に対しで
に常に一定の過給特性を得るように制御するものに関す
る。

【従来の技術】

一般に過給機付エンジンでは、過給機のタービンに対し
てバイパス通路を設け、このバイパス通路中にウェイス
トゲート弁を設けて成る排気バイパス式の過給圧制御装
置が装着されている。そして過給圧が極端に上昇してノ
ッキングを生じ、エンジン破壊を招（のを防ぐようにし
ている。 そこで従来、上記過給圧制御装置は、例えば特開昭５７
−２０６７２７８公報に示すように、吸気系の圧力信号
と機関運転信号によりウェイストゲート弁のアクチュエ
ータを動作して、過給圧制御するようになっている。

【発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記構成のものにあっては、過給機のコンプレッサ吐出側の過給圧自体を用い、ウェイストゲート弁のアクチュエータにおいてその過給圧の大気圧に対する相対圧が一定化するように制御している。従って、大気条件と共に空気密度が一定の場合には、過給圧により充填効率も一定化して、所定の過給特性をつもつここができる。 しかるに、大気条件と共に空気密度等が変化すると、過給特性も変動する。即ち高地では、過給圧の絶対値が低下することで、充填効率が実質的に低下して出力性能のダウンを招く。また高気圧下では、逆に過給圧の絶対値が島くなり、ノッキングを生じ易くなる等の問題がある。 そこで、かかる問題に対処するには、大気条件の変化に対して不変的要素、即ち吸気流量の重量を用いた充填効率で過給圧制御することが望まれる。 本発明は、このような点に鑑みて創作されたもので、吸気流量の重量による充填効率を用いて過給圧制御することで、大気条件の変化に対して常に一定の過給特性を得ることが可能な過給機付エンジンの過給圧制御装置を提供することを目的としている。 【問題点を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明は、ウェイストゲート
弁のアクチュエータを三方ソレノイド弁を介して大気側
と、吸気系の過給機コンプレッサ下流側とに連通し、制
御ユニットで吸気流量の重量とエンジン回転数により充
填効率を演算し、かつ所定の充填効率と比較判別し、該
充填効率が常に一定化するように上記ソレノイド弁を大
気側または吸気系に切換えて過給圧制御するように構成
されている。

【作　　用】

上記構成に基づき、本発明は、吸気流量の重量とエンジ
ン回転数により充填効率が演算され、常にそれを一定化
するようにソレノイド弁でオン・オフ制御されることで
、高地では過給圧が高めに、高気圧下では逆に過給圧が
低めに設定されるようになる。そして充填効率が常に一
定であることから、大気条件の変化に対して所定の過給
特性を得ることが可能となる。

【実　施　例１ 以下、第１図ないし第３図を参照して本発明の実施例を
具体的に説明する。 第１図において、先ず本発明が適用される過給機付エン
ジンについて説明すると、符号１は過給機であり、コン
プレッサ１ａの吸入側が、ダクト２を介してエアクリー
ナ３直下流のエア７０−メータ４連通し、コンプレッサ
１ａの吐出側が、吸気管５、スロットル弁６を有するス
ロットルボデー１゜吸気マニホールド８を介してエンジ
ン本体９に連通ずる。またエンジン本体９からの排気管
１０が、上記過給ＩＩのタービン１ｂに連通構成され、
所定のエンジン回転数以上のにおいて排気エネルギによ
り過給機１を駆動することで、過給作用するようになっ
ている。エアフローメータ４はホットワイヤ式であり、
吸入空気流量の重量を直接計測するものである。 過給圧ｆｉｌｌ　ＩＩＩ装置ｉ１１は、過給機１のター
ビン１ｂに対してバイパス通路１２が連設され、このバ
イパス通路１２中に、ダイヤフラム式アクチュエータ１
３の作用でｒＭ閉動作するウェイストゲート弁１４が設
けられている。そしてアクチュエータ１３のダイヤフラ
ム室１３ａが、通路１５を介して三方ソレノイド弁１６
に連通する。ソレノイド弁１Ｇは、コイル１６ａの通電
の有無により弁体１６ｂがポート１６ｃと１６ｄの一方
を連携的に聞くものであり、ポート１６ｃが通路１７に
より吸気管５に、ポート１６ｄが通路１８により大気側
のエアクリーナ３に連通ずる。 更に、電気制御系について説明すると、ホットワイヤ式
エア７０−メータ４で計測された吸気流量の重ｆｆ１Ｇ
と、例えばアイス１〜リビユータ２０からのエンジン回
転数Ｎが、制御ユニット２１の充填効率演算部２２に入
カリ−る。この充填効率演算部２２で充填効率ηが、η
＝に−Ｇ／（２Ｎ）により演算され、この値が比較判定
部２３に入力する（Ｋ：比例定数）。また充填効率設定
部２４では、第２図に示すようにエンジン回転数に対す
る充填効率の最大ηｍａｘの特性がマツプ等により定め
である。そこで比較判定部２３では、ηとη１ｌｌａ×
とを比較し、ηくηｍａｘの場合はオン信号を、η≧η
ｍａｘの場合はオン信号を出力し、これらが駆動部２５
を介してソレノイド弁１Ｇに入力する。 次いで、このように構成された過給圧制御装置の作用に
ついて説明する。 先ず、エンジン運転時、エンジン回転数が高くなるにつ
れて、排気エネルギにより過給機１が駆動じて過給され
始める。一方、このときの吸気流量の重ｆｌＧがエア７
０−メータ４で計測され、これとエンジン回転数Ｎの信
号が、制御ユニット２１の充填効率演算部２２に入力し
て、充填効率が演算される。そして過給機初期の過給圧
と共に充填効率が低い段階では、比較判定部２３からの
オフ信号がソレノイド弁１６に入力して、ポート１６ｄ
を開く。 そのため、過給圧制部製＠１１のアクチュエータ１３に
おけるダイヤフラム室１３ａには大気圧が導入してウェ
イストゲート弁１４を閉じるようになり、こうして排気
のすべてが過給機のタービン１ｂに供給されて過給を促
す。 その後、第３図に示すように、時間ｔ１で充填効率ηが
その最大値η１ｌｌａｘに達すると、制御ユニット２１
の比較判定部２３からオン信号が出力することで、ソレ
ノイド弁１６はボート１６ｃを開き、過給′圧をアクチ
ュエータ１３のダイヤフラム室１３ａに導入する。そこ
でウェイストゲート弁１４は開き、排気の一部をバイパ
ス通路１２を導くようになり、これにより過給圧と共に
充填効率ηは低下する。そして時間【ｉで充填効率ηが
最大値ηｍａｘより小さくなると、再びオフ信号により
ソレノイド弁１Ｇは大気側に切換ねるのであり、こよう
な作用を繰返すことで、充填効率の最大値ηＷａＸを一
定に保つように過給圧制御される。 また高地では、空気密度の低下により過給圧が上述に比
べて高めに設定され、同様に充填効率の最大値ηｍａｘ
を一定化する制御が行われる。逆に高気圧下では、過給
圧が低めに設定され、同様に充填効率の最大値ηｍａｘ
の一定化制御が行われる。 こうして大気条件が変化する場合にも、平地の大気圧の
場合と同一の過給特性を発揮する。 なお充填効率の特性は、エンジン回転数に対して任意に
設定し得るのは勿論である。 【発明の効果】 以上述べてきたように、本発朗によれば、大気条件の変
化に対して不変的な要素、即ち吸気流量の重量を用いた
充填効率で過給圧制御、し、常に一定の過給特性を得る
ので、高地での出力性能の低下、高気圧下での過給圧の
上昇等が解消される。 制御ユニットによりソレノイド弁をオン・オフ制御する
ものであるから、制御系が簡素化し、デユーティ制御す
る場合のデユーティ発生回路等が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の実施例を示す全体の構成図
、第２図はエンジン回転数と充填効率の関係を示す図、
第３図は動作状態を示す絵図である。 １・・・過給機、４・・・ホットワイヤ式エア７０−メ
ータ、１１・・・過給圧制御装置、１２・・・バイパス
通路、１３・・・アクチュエータ、１４・・・ウェイス
トゲート弁、１６・・・三方ソレノイド弁、２０・・・
ディストリビュータ、２１・・・制御ユニット、２２・
・・充填効率演算部、２３・・・比較判定部、２４・・
・充填効率設定部。 特許出願人　　　　富士重工業株式会社代理人　弁理士
　　小　橋　信　浮 量　　弁理士　　村　井　　　進 第２図 エンシン口に軟 第３図 １′ｔ２吟藺

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ウェイストゲート弁のアクチュエータを三方ソレノイド
   弁を介して大気側と、吸気系の過給機コンプレッサ下流
   側とに連通し、 制御ユニットで吸気流量の重量とエンジン回転数により
   充填効率を演算し、かつ所定の充填効率と比較判別し、 該充填効率が常に一定化するように上記ソレノイド弁を
   大気側または吸気系に切換えて過給圧制御する過給機付
   エンジンの過給圧制御装置。