JPS62101835A - 車両用エンジンの複合過給装置 - Google Patents

車両用エンジンの複合過給装置

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JPS62101835A
JPS62101835A JP24251285A JP24251285A JPS62101835A JP S62101835 A JPS62101835 A JP S62101835A JP 24251285 A JP24251285 A JP 24251285A JP 24251285 A JP24251285 A JP 24251285A JP S62101835 A JPS62101835 A JP S62101835A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
supercharger
engine
turbocharger
control valve
region
Prior art date
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Pending
Application number
JP24251285A
Other languages
English (en)
Inventor
Takemasa Yamada
剛正 山田
Hideo Yabuhara
薮原 日出男
Fujio Takimoto
瀧本 藤夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Heavy Industries Ltd filed Critical Fuji Heavy Industries Ltd
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Priority to US06/922,276 priority patent/US4730457A/en
Priority to DE19863636642 priority patent/DE3636642A1/de
Priority to GB8625761A priority patent/GB2182391B/en
Publication of JPS62101835A publication Critical patent/JPS62101835A/ja
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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、車両用エンジンの複合過給装置に関し、詳し
くは、排気タービン駆動式過給機と機械駆動式過給機を
組合わせたシステムに関する。 車両用エンジンの過給に関しては、主どして排気タービ
ン駆動式過給機(以下ターボチャージャと称する)が用
いられているが、低回転域での過給圧が充分に上らない
ため、ターボ領域は高回転側に限定される。そこで、低
速型のものを用゛いて低回転での過給圧を高めると、高
回転でのタービン効率が低下し、吸気温度の上昇をJB
 <。また、低回転域での急加速時にアクセル踏込み後
過給圧が上昇するまでに時間がかかり、いわゆるターボ
ラグを生じる等の不具合がある。 一方、過給機としては、ターボチャージャの外にエンジ
ン動力による機械駆動式(以下スーパーチャージャと称
する)のものがあり、これは低回転載での過給圧を高く
することができる。加速時の応答性も速い。しかるに、
高回転では、スーパーチャージャを駆動するのに要する
トルクが大きく、一般的に同一過給圧のターボチャージ
ャより正味トルクが若干低い等の特性を有する。 このことから、上記ターボチャージャとスーパーチャー
ジャとの2種類の過給機を組合わせ、両者の利点を最大
限発揮させて全域ターボ化を図ることが試みられている
。 【従来の技術1 そこで従来、上記ターボチャージャとスーパーチャージ
ャを組合わせた複合過給に関しては、例えば特開昭58
−222919号公報の先行技術がある。ここで、ター
ボチャージャとスーパーチャージャとを直列と並列接続
可能に組合わせ、スーパーチャージャに対するバイパス
管には過給圧により開閉するアクチュエータを設けるこ
とが示されている。 【発明が解決しようとする問題点】 ところで、上記先行技術の構成のものにあっては、直列
と並列運転が可能になっているが、構造が複雑化するだ
けで、実用上のメリットに欠Eプる。 また、スーパーチャージャ給のバイパス管におけるアク
チュエータはオン・オフ動作するものであるから、ター
ボチャージVの単独運転およびスーパーチャージャとの
複合運転の移行の際の制御を行うことができない。更に
、エンジン負荷との関係でのυ制御がなされていないの
で、低速の低負荷と高負荷の過給圧制御に欠ける等の問
題がある。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、ター
ボチャージ11単独およびそれとスーパーチャージャと
の複合の運転領域を最適化し、かつ両速転領域の移行を
スムーズに制御するようにした車両用エンジンの複合過
給装置を提供すると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、排気タービン駆動
式の第1の過給機の吐出側を、機械駆動式の第2の過給
機およびそのバイパス通路を介してエンジン本体の吸気
系に連通し、第2の過給機のII[出側過給圧を第1の
過給機のウェイストゲート弁のアクチュエータに導き、
第2の過給機のバイパス通路には弁開度可変式の制御弁
を設(〕、第2の過給機はエンジンクランク軸と電磁ク
ラッチを介して作動構成し、エンジン回転数とスロット
ル開度のセンサ信号を制御ユニットに入力し、該制御ユ
ニットの出力信号で電磁クラッチをオン・オフ動作し、
制御弁の開度を制御し、低回転で中。 高負荷の少合fA域では第1の過給機に加えて第2の過
給機を運転し、高回転のjr独領領域は第1の過給機の
みを運転し、複合領域から単独領域へ移行する場合に、
制御弁をエンジン回転数の増加関数で開くように構成さ
れている。 【作  用1 上記構成に基づき、第1の過給機は常に運転状態にあり
、これに対して第2の過給機は電磁クラッチとft1l
 III弁により運転が制御される。そして低回転で中
、高負荷の複合領域では、第2の過給機も運転して過給
圧特性を向上し、高回転の単独領域では、第1の過給機
のみの運転で駆動損失が無くなる。前者から後者への移
行時には、制御弁の開弁動作により第2の過給機の過給
圧が徐々に低下し、第1の過給機の単独運転にスムーズ
に移るようになる。 こうして、本発明によれば低回転・中、高負荷領域での
加速性を向上し、複合運転から単独運転へ移行する際の
ショックを防ぐことが可能となる。 【実 施 例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第1図にa3いて、全体的な複合過給システムについて
説明すると、符号1はエンジン本体であり、その吸入系
においてエアクリーナ2からの吸入管3がターボチャー
ジャ4のコンプレッサ4a1.:連通し、コンプレッサ
4aの吐出管5がスーパーチャージャ6のコンプレッサ
6aに連通づる。スーパーチャージpGのコンプレツナ
6aは容積型であり、吐出量は負荷による影響が少なく
略エンジン回転数のみに依存するため、低負荷でも吐出
量が下らない特性を有づる。また、コンプレッサ6aの
吐出管7はインタークーラ8に連通し、インタークーラ
8は更にスロットル弁9を介してエンジン本体1に連通
構成される。 スーパーチャージャ6のコンプレラス6aに対してはバ
イパス通路10が連設され、このバイパス通路10に弁
開度可変式の!II 10弁11が設けられる。排気系
において、エンジン本体1の排気管12がターボチャー
ジャ4のタービン4bに連通し、タービン4bからマフ
ラ13に連通する。タービン4bに対してもバイパス通
路14が連設され、このバイパス通路14にウェイスト
ゲート弁15が設けられる。こうしてターボチャージャ
4とスーパーチャージャ6とが、エンジン吸気系に直列
に配設される。そして、スーパーチャージャ6の吐出管
7と制御弁11のバイパス通路10との合流点とスロッ
トル弁9との間に開口する過給圧取出口16が通路17
を介してウェイストゲート弁15のアクチュエータ18
に連通し、常に全体の過給圧を制御するようになってい
る。 スーパーチャージャ6の機械式駆動系として、エンジン
本体1のクランク軸20におけるプーリ21が、ベルト
22を介して電磁クラッチ23に伝動構成される。N磁
りラッチ23の出力側には中間軸24が取出され、この
中間軸24とコンプレッサ6aの駆動軸25とがベルト
26とプーリ27.28で連結され、エンジンの回転に
よりスーパーチャージャGを10する構成になっている
。 制御系においては、エンジン回転数を検出するクランク
角センサ30.スロットル弁開度を検出するスロットル
センサ31.ウェイストゲート弁15の動作を検出する
スイッチ32を有し、これらのセンサ信号等が制御ユニ
ット33に入力する。そして、制御ユニット33の出力
信号で制御弁11を開閉させるステッピングモータ34
を動作し、電磁クラッチ23をオン・オフする。 ここでエンジン回転数Nとスロットル開度θの各エンジ
ン運転状態で、ターボチャージャ4とスーパーチャージ
ャ6の運転領域が第2図のように設定されている。即ち
所定のエンジン回転数NOと所定のスロットル開度θ0
を定め、N<Noでθくθ0の領域丁、N>Noの領域
H,N≦N○でθ≧θ0の領域■である。そしてN>N
oまたはθくθ0の単独領域■、■では、電磁クラッチ
23をオフすると共に制御弁11の開度ψを全開にし、
ターボチャージャ4のみを運転する。N≦Noでθ≧θ
0の領域■では、電磁クラッチ23をオンして制御弁1
1を全閉し、ターボチャージャ4とスーパーチャージャ
6を運転する。またNoとそれより低い所定のエンジン
回転数N1どの間には移行領域IVを設け、この領域I
Vでは制御弁開度φを、第3図のようにエンジン回転数
の増加関数として開弁動作する。ただし、N1〜NO間
のψの変化は直線に限らない。 Noの値はターボチャージャ4の特性曲線と制御過給圧
の交点で定まり、N1の値は両チャージャ4.6の合成
特性曲線と制御過給圧の交点ぐ定められる。 次いで、このように構成された複合過給装置のの用につ
いて第3図と第4図のフローチャートを用いて説明する
。第3図において、曲線り丁はターボチャージャ単独の
特性であり、Asはスーパーチャージャ単独の特性であ
る。 そこでエンジン運転時には、排気エネルギによりターボ
チャージャ4が常に駆動状態にあり、アイドリングを含
む低負荷時θくθ0の領!i!!■では、電磁クラッチ
23がオフすることでスーパーチャージャ6は停止して
おり、制御弁11が全開し−C吸入空気のすべてがバイ
パス通路10を経る。従って、ターボチャージャ4の単
独運転となるが、排気エネルギが小さいため実質的過給
は行われない、また、スーパーチャージャ6がその特性
により過給して余分な仕事を行うことに伴う損失も回避
される。 次いで、スロットル弁9が聞いてθ≧θ0の領域■に入
ると、電磁クラッチ23がオンするためエンジン動ノJ
がスーパーチャージャ6に入力して駆動を開始し、制御
弁11が全閉することでターボチャージャ4からの加圧
空気が更にスーパーチャージャ6により加圧され、イン
タークーラ8で冷却してエンジン本体1に吸入される。 従って、ターボチャージャ4とスーパーチャージ176
の複合運転となり、過給圧は第3図の曲線j11のよう
に両ヂャージャ4,6の特性曲線JIT、JISを複合
したカーブで急上昇して、過給効果を発揮することにな
る。 そしてエンジン回転@N1で領域IVに入り、全体とし
て所定の過給圧に達した点P1では、アクチュエータ1
8によりウェイストゲート弁15が聞き始めて排気をバ
イパスすることで、ターボチャージャ4の過給作用が制
限される。かかるウェイストゲート弁15の開動作はス
イッチ32により検出され、第3図のようにステッピン
グモータ34により制御弁11をエンジン回転数の上昇
に応じて徐々に開くことで、スーパーチャージャ6の過
給作用は1点鎖線のように低下し、その分ターボチャー
ジャ4の過給が2点鎖線のように変化する。こうして、
曲線j;Cmのように過給圧が一定制御される。 その後、エンジン回転数NOでスーパーチャージャ6に
よる過給圧が実質的に略零になり、N〉Noの領域Hに
入った点Pzでは、電磁クラッチ23が再びオフし、制
御弁11も全問してスーパーチャージャ6による過給は
行われなくなる。従って、これ以降はターJ1ζヂャー
ジv4の甲独運転で曲線jICsのように過給圧が一定
制御される。 一方、A域■からエンジン回転数の低下により領域■に
入る場合は、減速時のショックはそれほど大きくなtノ
れば途中の領域■vにおける上述の制御は行わず、N−
Noで電磁クラッチ23がオンして制御弁11は全閉し
、直ちにスーパーチャージャ・6が正規の運転を行って
もよく、あるいは加速時と異なってヒステリシス効果を
持たせてもよい。 以上、本発明の一実施例について述べたが、上記実施例
のみに限定されるものではない。 [ye明の効果1 以上述べてきたように、本発明によれば、ターボチャー
ジャにスーパーチャージャが直列配置され、低回転の中
、高負荷の領域で両者が複合過給されるので、この領域
の過給特性、急加速の応答性を向上させることができる
。 スーパーチャージャにバイパスして設番プられる制御弁
が移行領域で開弁制御し、複合領域からターボチャージ
ャ単独領域への移行をスムーズに行うので、スーパーチ
ャージャカットに伴うショックを防ぐことができる。 制御弁はエンジン回転数に応じて間弁じ、スーパーチャ
ージャの過給圧を徐々に低下させ、その分ターボチャー
ジャの比率を上げながら移行するので、スーパーチャー
ジャカット時の過給圧の変動が無い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の複合過給装置の実施例を示す全体の構
成図、第2図はターボチャージャとスーパーヂ↑・−ジ
ャの運転領域を示ず図、第3図は過給圧と制御弁の特性
図、第4図は作用を説明するフローチャート図である。 1・・・エンジン本体、4・・・ターボチャージャ、6
・・・スーパーチャージャ、10・・・バイパス通路、
11・・・制御弁、15・・・ウェイストゲート弁、1
8・・・アクチュエータ、23・・・電磁クラッチ、3
o・・・クランク角センサ、31・・・スロットルセン
サ、33・・・制御ユニット、34・・・ステッピング
モータ。 第2図 エンジン9皐馴e( 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 排気タービン駆動式の第1の過給機の吐出側を、機械駆
    動式の第2の過給機およびそのバイパス通路を介してエ
    ンジン本体の吸気系に連通し、第2の過給機の吐出側過
    給圧を第1の過給機のウェイストゲート弁のアクチュエ
    ータに導き、上記バイパス通路には弁開度可変式の制御
    弁を設け、 第2の過給機はエンジンクランク軸と電磁クラッチを介
    して作動構成し、 エンジン回転数とスロットル開度のセンサ信号を制御ユ
    ニットに入力し、該制御ユニットの出力信号で電磁クラ
    ッチをオン・オフ動作し、制御弁の開度を制御し、 低回転で中、高負荷の複合領域では第1の過給機に加え
    て第2の過給機を運転し、高回転の単独領域では第1の
    過給機のみを運転し、 複合領域から単独領域へ移行する場合に、制御弁をエン
    ジン回転数の増加関数で開く車両用エンジンの複合過給
    装置。
JP24251285A 1985-10-29 1985-10-29 車両用エンジンの複合過給装置 Pending JPS62101835A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24251285A JPS62101835A (ja) 1985-10-29 1985-10-29 車両用エンジンの複合過給装置
US06/922,276 US4730457A (en) 1985-10-29 1986-10-23 Supercharging system for automotive engines
DE19863636642 DE3636642A1 (de) 1985-10-29 1986-10-28 Aufladesystem fuer kraftfahrzeugmotoren
GB8625761A GB2182391B (en) 1985-10-29 1986-10-28 Supercharging system for automotive engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24251285A JPS62101835A (ja) 1985-10-29 1985-10-29 車両用エンジンの複合過給装置

Publications (1)

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JPS62101835A true JPS62101835A (ja) 1987-05-12

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ID=17090204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24251285A Pending JPS62101835A (ja) 1985-10-29 1985-10-29 車両用エンジンの複合過給装置

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JP (1) JPS62101835A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009215998A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Nissan Motor Co Ltd 過給機付き内燃機関の制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009215998A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Nissan Motor Co Ltd 過給機付き内燃機関の制御装置

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