JPS62247125A - 内燃機関の過給制御装置 - Google Patents

内燃機関の過給制御装置

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JPS62247125A
JPS62247125A JP61090105A JP9010586A JPS62247125A JP S62247125 A JPS62247125 A JP S62247125A JP 61090105 A JP61090105 A JP 61090105A JP 9010586 A JP9010586 A JP 9010586A JP S62247125 A JPS62247125 A JP S62247125A
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JP
Japan
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supercharging
engine
passages
state
exhaust turbocharger
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JP61090105A
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English (en)
Inventor
Nobuaki Wakita
伸昭 脇田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/013Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/007Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
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    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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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〕 本発明は内燃機関の過給制御装置に関する。
〔従来の技術〕
従来より一対の排気ターボチャージャを具え、各排気タ
ーボチャージャのコンプレッサ出口通路を機関吸気ポー
トに連結した内燃機関が公知である。また、唯一個の排
気ターボチャージャを具え、機関低負荷運転時には排気
ターボチャージャのコンプレッサ出口通路を排気ターボ
チャージャのコンプレッサ入口通路に連結するようにし
た内燃機関が公知である(特公昭47−43373号公
報参照)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上述のように一対の排気ターボチャージャ
のコンプレッサ出口通路を機関吸気ポートに連結するよ
うにした場合には機関高速高負荷運転時には十分な過給
を行なうことができるものの機関中負荷運転時には十分
な過給を行なうことができないという問題がある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために本発明によれば、一対の排
気ターボチャージャを具えた内燃機関において、機関高
速高負荷運転時に各排気ターボチャージャのコンプレッ
サ出口通路を機関吸気ポートに連結すると共に機関中負
荷運転時に一方の排気ターボチャージャのコンプレッサ
出口通路を他方の排気ターボチャージャのコンプレッサ
入口通路に連結しかつこの他方の排気ターボチャージ中
のコンプレッサ出口1ffl路を機関吸気ポートに連結
する切換装置を具備している。
〔実施例〕
第1図を参照すると、lは機関本体、2はエアクリーナ
、3はインタクーラ、4および5は排気ターホチャ、−
ジャを夫々示し、各排気ターボチャージャ4,5の排気
タービン6.7は機関本体1に取付けられた排気マニホ
ルドに連結される。また、各排気ターボチャージャ4,
5のコンプレッサ8.9は夫々コンプレッサ入口通路1
0.11およびコンプレッサ出口通路12.13を具備
し、これらコンプレッサ入口通路10.11およびコン
プレッサ出口通路12.13はドラム状の切換値w、1
4に連結される。エアクリーナ2の一端は大気に開放さ
れ、エアクリーナ2の他端は吸気流人路15を介して切
換装置14に連結される。一方、インタクーラ3の一端
は吸気流出路16を介して切換値R14に連結され、イ
ンタクーラ3の他端は吸気流出路17を介して機関吸気
ポート(図示せず)に連結される。第1図かられかるよ
うにコンプレッサ人口通路10,11、コンプレッサ出
口通路12.13、吸気流入路15、吸気流出路16は
互いに60度の角度間隔をおいて切換値rf114のド
ラム状ハウジング14a上に形成された開孔に連結され
る。
第3図に示されるように切換装置ハウジング14a内に
は円筒状の切換弁体14bが矢印X方向に摺動可能に配
置される。第2図に切換弁体14bの斜視図を示す、な
お、第2図は切換弁体14bの内部の様子を理解しやす
くするために切換弁体14bを図解的に示している。第
2図を参照すると切換弁体14b内には同一平面内に配
置された3個の通路、即ち1個の真直通路20および2
個の湾曲通路21.22と、別の同一平面内に配置され
た3個の通路、即ち1個の真直通路23および2個の湾
曲通路24.25と、更に別の同一平面内に配置された
一対の分岐通路26.27とが形成される。これらの各
通路20〜27は切換弁体14bの円筒状外周壁面上に
おいて開口する。
再び第3図を参照すると、切換装置ハウジング14a内
には切換弁体14bの夫々両側に大気圧室30と圧力制
御室31とが形成され、大気圧室30内には切換弁体1
4bを圧力制御室31に向けて押圧する圧縮ばね32が
挿入される。圧力制御室31は大気に連通可能な電磁切
換弁33を介してスロットル弁34後流の吸気流出路1
7内に連結される。この電磁切換弁33は電子制御ユニ
ット40の出力信号によって制御される。電子制御ユニ
ット40はディジタルコンピュータがらなり、双方向性
バス41によって相互に接続されたROM(リードオン
リメモリ)42、RAM (ランダムアクセスメモリ)
43、CPU (マイクロプロセッサ)44、入力ポー
ト45および出力ポート46を具備する。出力ポート4
6は駆動回路47を介して電磁切換弁33に接続される
。一方、スロットル弁34の弁軸にはスロットルセンサ
35が取付けられ、このスロットルセンサ35はAD変
喚器48を介して入力ポート45に接続される。
このスロットルセンサ35はスロットル弁34の開度に
比例した出力電圧を発生する。また、入力ポート45に
は回転数センサ36が接続される。
第4図は電磁切換弁33の切換制御を実行するためのフ
ローチャートを示す、第4図を参照するとまず始めにス
テップ50において機関回転数NEが読み込まれ、次い
でステップ51においてスロットル弁34の開度が読み
込まれる。次いでステップ52では、ROM42内に記
憶された切損弁作動マツプから切換動作を行なうか否か
が判断され、次いでステップ53において電磁切換弁3
3の付勢側i21或いは消勢制御が行なわれる。第5図
はROM42内に記憶された切損弁作動マツプを示す、
第5図に示されるようにこの作動マツプの縦軸はスロッ
トル弁34の開度であり、横軸は機関回転数NEである
。また、第5図において領域■では圧力制御室31内に
負圧を導くために圧力制御室31てか吸気流出路17に
連結され、領域■では圧ツノ制御室31を大気に開放す
るために電磁切換弁33が大気に連通せしめられ、領域
■では圧力制御室31内に正圧を導びくために圧力制御
室31が吸気流出路17に連結される。
第5図の領域1、即ち機関低質@運転時および中負荷低
速運転時には上述したように圧力制御室31内に負圧が
導びかれる。このとき切換弁体14bは圧力制御室31
側に移動し、第2図において同一平面内に配置された各
通路20 、21 、22が対応する通路10 、11
 、12 、13 、15 、16に連結される。この
ときの連結状態が第6図に示される。第6図に示される
ようにこのときには吸気流入路I5が真直通路20を介
して排気ターボチャージャ4.5を経ることなく吸気流
出路16に連結される。機関低負荷運転時には排気ター
ボチャージャ4.5が作動せず、従って排気ターボヂャ
ージャ4.5を経由しなくても同じことである。
また、このときにはスロットル弁34 (第3図)の開
度が小さいために圧力制御室31を吸気流出路17に連
結すれば圧力制御室31内に負圧を4びくことができる
。また、このときには各排気ターボチャージャ4,5の
コンプレッサ出力通路10.11は夫々湾曲通路21.
22を介してコンプレッサ人口iil路12.13に連
結される。このようにコンプレッサ出口通路In、!1
をコンプレッサ人口通路12.13に連結するとコンプ
レッサ8,9は仕事をしないために各排気ターボチャー
ジャ4.5は高速度で回転し続けられることになる。そ
の結果、低負荷運転状態から加速運転が行なわれた場合
にはただちに排気ターボチャージャ4.5の回転数が上
昇するために応答性のよい加速運転を得ることができる
一方、第5図の領域■、即ち低速高負荷、中高速中負荷
運転時には上述したように圧力制御室31は大気に開放
され、このとき切換弁体14bは第3図に示されるよう
に中間位置をとる。このとき、第2図において同一平面
内に配置された各通路23 、24 、25が対応する
通路10 、 II 、 12 。
13 、15 、16に連結される。このときの連結状
態が第7図に示される。第7図に示されるようにこのと
きには吸気流入路15が湾曲通路24を介して排気ター
ボチャージャ4のコンプレッサ入口通路10に連結され
、排気ターボチャージャ4のコンプレッサ出口通路12
は真直通路23を介して排気ターボチャージャ5のコン
プレッサ入口通路11に連結され、排気ターボチャージ
ャ5のコンプレッサ出口通路13は湾曲通路25を介し
て吸気流出路16に連結される。従ってこのときは排気
ターボチャージャ4.5が直列に接続された形となり、
2段過給が行なわれることになる。低速高負荷、中高速
中負荷運転時には排気ターボチャージャにより並列的に
過給しても過給圧をさほど上昇させることができないが
上述したように排気ターボチャージャにより2段過給を
行なうことによって過給圧を高めることができ、斯くし
て低速高負荷、中高速中9荷運転時であっても機関高出
力を得ることができる。
一方、第5図の領域■、即ち機関高速高負荷運転時には
上達したように圧力制御室31が吸気流出路17に連結
され、従って圧力制御室31内に過給圧が作用するため
に切換弁体14bが大気圧室30側に移動する。このと
き、第2図において同一平面内に配置された通路26.
27が対応する通路10 、11 、12 、13 、
15 、16に連結される。
このときの連結状態が第8図に示される。第8図に示さ
れるようにこのときには吸気流入路15が分岐通路26
により分岐されて各排気ターボチャージャ4,5のコン
ブレフす人口通路10.Itに連結され、各排気ターボ
チャージャ4.5のコンプレッサ出口通路12.13は
分岐通路26において集合して吸気流出路16に連結さ
れる。従ってこのときには一対の排気ターボチャージャ
4゜5による並列過給が行なわれる。
〔発明の効果〕
機関高速高負荷運転時には一対の排気ターボチャージ中
により並列的に過給を行なうことによって従来と同様の
高出力を得ることができると共に機関低速高負荷運転時
および機関中高速中負riiI運転時には一対の排気タ
ーボチャージャにより2段過給をすることにより過給圧
を従来に比べて高めることができる。その結果、機関低
速高負荷運転時および中高速中負荷運転時であっても機
関高出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は内燃機関の斜視図、第2図は切換弁体を図解的
に示す斜視図、第3図は過給制御装置の全体図、第4図
は過給制御を実行するためのフローチャート、第5図は
!磁切換弁の切換作動領域を示す線図、第6図乃至第8
図は夫々別の運転状態における通路連結状態を示す図で
ある。 4.5・・・排気ターボチャージャ、 8.9・・・コンプレッサ、 10.11・・・コンプレッサ入口通路、12.13・
・・コンプレッサ出口通路、14・・・切損装置、 1
4b・・・切換弁体。 12図 第3図 第4図 E 第5図 第7図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一対の排気ターボチャージャを具えた内燃機関において
    、機関高速高負荷運転時に各排気ターボチャージャのコ
    ンプレッサ出口通路を機関吸気ポートに連結すると共に
    機関中負荷運転時に一方の排気ターボチャージャのコン
    プレッサ出口通路を他方の排気ターボチャージャのコン
    プレッサ入口通路に連結しかつ該他方の排気ターボチャ
    ージャのコンプレッサ出口通路を機関吸気ポートに連結
    する切換装置を具備した内燃機関の過給制御装置。
JP61090105A 1986-04-21 1986-04-21 内燃機関の過給制御装置 Pending JPS62247125A (ja)

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