JPS6232225A - Engine provided with exhaust turbo-supercharger - Google Patents

Engine provided with exhaust turbo-supercharger

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Publication number
JPS6232225A
JPS6232225A JP60172581A JP17258185A JPS6232225A JP S6232225 A JPS6232225 A JP S6232225A JP 60172581 A JP60172581 A JP 60172581A JP 17258185 A JP17258185 A JP 17258185A JP S6232225 A JPS6232225 A JP S6232225A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
exhaust gas
bypass passage
turbine
passage
Prior art date
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Pending
Application number
JP60172581A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Osumi
敏彦 大住
Toru Kurisu
徹 栗栖
Yasuhiro Yuzuriha
楪 泰浩
Mitsuo Hitomi
光夫 人見
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP60172581A priority Critical patent/JPS6232225A/en
Publication of JPS6232225A publication Critical patent/JPS6232225A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To aim at enhancing the economy of fuel consumption and the output of an engine, by providing a second bypass passage to a specified engine cylinder, bypassing a turbine in a supercharger and a bypass passage bypassing the supercharger, and by disposing a valve mechanism adapted to open at a predetermined timing in the second bypass passage. CONSTITUTION:In an engine in which a waste gate valve 9 opening and closing in accordance with the supercharged pressure is disposed in a first bypass passage bypassing a turbine 5a in a supercharger 5 and connected to an exhaust passage 7, a third engine cylinder 1c is connected with a second bypass passage 10 leading exhaust gas from the third engine cylinder 1c into the exhaust passage 7, bypassing a turbine 5a and the first bypass passage 8. Further, there is provided a valve mechanism 11 composed of two valves 11A, 11B adapted to be changed over to feed exhaust gas to the turbine 5a or the first bypass passage 8 from a first engine cylinder 1a, or to feed exhaust gas directly to the exhaust passage 7 from the first engine 1c, bypassing the turbine 5a and the first bypass passage 8. Further, control is made such that the ignition timing of the engine cylinder 1c is advanced or the air-fuel ratio is lowered when the second bypass passage is opened.

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過給機付エンジンに係り、詳しくは
、排気ターボ過給機のタービンを迂回して、ウェストゲ
ートバルブを有するバイパス路が備えられたエンジンに
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an engine with an exhaust turbo supercharger. This relates to the equipped engine.

〔従来技術〕[Prior art]

排気ターボ過給機付エンジンにあっては、排気通路に排
気ターボ過給機のタービンを迂回するバイパス路を接続
したエンジンが知られている。例えば、実開昭58−2
0335号公報には、そのバイパス路に過給圧に応じて
開閉するウェストゲートバルブを取付けたエンジンが記
載されている。そのウェストゲートバルブの開度を過給
圧に応じて調整すれば、タービンを駆動するに適した排
気量が供給されることになり、エンジンに対して最適の
過給圧を、タービンで駆動されるコンプレッサによって
発生させることができる。
BACKGROUND ART Among engines with an exhaust turbo supercharger, an engine is known in which a bypass passage that bypasses a turbine of an exhaust turbo supercharger is connected to an exhaust passage. For example, Utsukai Showa 58-2
Publication No. 0335 describes an engine in which a wastegate valve is installed in the bypass passage, which opens and closes depending on the boost pressure. By adjusting the opening of the wastegate valve according to the boost pressure, a displacement suitable for driving the turbine will be supplied. can be generated by a compressor.

しかし、このような排気ターボ過給機付エンジンでは、
エンジンの回転数が高回転になるにしたがって、排気量
が大輪に、増大するため、高回転時にはウェストゲート
バルブが排気の絞り抵抗として作用し、排圧が上昇して
ボンピングロスが生じ、高速域で出力低下を招く。一方
、抵抗の少ない大型のウェストゲートバルブを採用する
と、低速域での過給圧を精度よく制御することが容易で
ない。
However, in such an engine with an exhaust turbo supercharger,
As the engine speed increases, the displacement becomes larger and increases, so at high speeds the wastegate valve acts as exhaust throttling resistance, increasing exhaust pressure and causing pumping loss. This results in a decrease in output. On the other hand, if a large wastegate valve with low resistance is used, it is difficult to accurately control boost pressure in the low speed range.

そこで、本出願人は特願昭60−49623号において
、幾つかの気筒のうちのある特定の気筒に、その排気が
上記タービンおよびバイパス路(以下、第1バイパス路
という)を迂回して排気通路に至る第2バイパス路を接
続し、この第2バイパス路ヲ通過する排気量を制御する
弁機構を設けたものを提案した。これによれば、第2バ
イパス路から直接排気通路に排出される排気量を制御す
ることができるので、高速域において第2バイパス路か
ら多量に排気させ、ウェストゲートバルブでの抵抗を大
幅に減少させて、排圧の上昇を抑制することができる。
Therefore, in Japanese Patent Application No. 60-49623, the present applicant proposed that the exhaust gas bypass the turbine and the bypass path (hereinafter referred to as the first bypass path) to a specific cylinder among several cylinders. We have proposed a valve mechanism that connects a second bypass path leading to the passage and controls the amount of exhaust gas passing through the second bypass path. According to this, it is possible to control the amount of exhaust gas discharged directly from the second bypass passage to the exhaust passage, so a large amount of exhaust gas is exhausted from the second bypass passage at high speeds, and the resistance at the waste gate valve is significantly reduced. As a result, an increase in exhaust pressure can be suppressed.

しかも、ウェストゲートバルブとして小型のものを採用
できるので、ウェストゲートバルブによる低速域での過
給圧制御が精度よく行なわれる。
Furthermore, since a small wastegate valve can be used, the supercharging pressure can be controlled accurately in a low speed range by the wastegate valve.

このような第2バイパス路を有する多気筒エンジンにあ
っては、第2バイパス路の開口している気筒と、第2バ
イパス路が設けられていない気筒との間で、その排気損
失が異なることになる。すなわち、排気がタービンまた
は第1バイパス路に排出される気筒においては、排気の
一部または全部が直接排気通路に排出される気筒に比べ
て、その排圧が上昇する。その結果、排圧の高い気筒で
は、その残留排気ガス量によって燃焼室内の温度が上が
ってノッキング限界に近い状態となる。一方、第2バイ
パス路が開口された気筒は、他の気筒に比べて燃焼室内
の温度が低く、ノッキング限界までに余裕がある。しか
し、点火時期や空燃比の制御は、従来から、ノッキング
限界までの余裕の少ない気筒を基準にして、全気筒−律
に行なわれている。したがって、第2バイパス路が開口
された気筒では、ノッキング限界に余裕を残すことにな
り、燃費や出力を向上させる余地があるのを利用してい
ないことになる。
In a multi-cylinder engine having such a second bypass passage, the exhaust loss is different between the cylinder in which the second bypass passage is open and the cylinder in which the second bypass passage is not provided. become. That is, in a cylinder whose exhaust gas is discharged to the turbine or the first bypass passage, the exhaust pressure thereof increases compared to a cylinder whose exhaust gas is discharged directly into the exhaust passage. As a result, in cylinders with high exhaust pressure, the temperature in the combustion chamber increases due to the amount of residual exhaust gas, reaching a state close to the knocking limit. On the other hand, in the cylinder in which the second bypass passage is opened, the temperature in the combustion chamber is lower than that in other cylinders, and there is a margin before the knocking limit. However, control of ignition timing and air-fuel ratio has conventionally been performed on all cylinders, with the cylinder having little margin up to the knocking limit as the reference. Therefore, in the cylinder in which the second bypass passage is opened, a margin is left in the knocking limit, and the room for improving fuel efficiency and output is not utilized.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明はこのような排気ターボ過給機付エンジンにおけ
る問題に鑑みてなされたもので、その目的は、第2バイ
パス路が開口している気筒の排圧が他の気筒のそれより
小さく、ノッキング限界に対して余裕のあることに着目
し、各気筒をそれぞれのノッキング限界に近づけるよう
な独立した制御を可能にして、出力と燃費の向上を図る
ことができる排気ターボ過給機付エンジンを提供するこ
とを目的とする。
The present invention was made in view of such problems in exhaust turbocharged engines.The purpose of the present invention is to prevent knocking by reducing the exhaust pressure of the cylinder in which the second bypass passage is open than that of other cylinders. Focusing on the fact that there is a margin for the limit, we provide an engine with an exhaust turbo supercharger that enables independent control of each cylinder to bring it closer to its knocking limit, improving output and fuel efficiency. The purpose is to

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明の特徴を、第1図に引用した符号を参照して、以
下に説明する。排気により駆動されて過給する排気ター
ボ過給機5が設けられると共に、排気通路7に排気ター
ボ過給機5のタービン5aを迂回する第1バイパス路8
が接続され、過給圧に対応した信号でその第1バイパス
路8を開閉するウェストゲートバルブ9が設けられてい
る。そして、特定の気筒1cに、°その排気がタービン
5aおよび第1バイパス路8を迂回して排気通路7に至
ることができる第2バイパス路10が接続される。前記
特定気筒1cの排気をタービン5aおよび第1バイパス
路8に送出し、または、第2バイパス路10に送出する
ために上記ウェストゲートバルブ9の開作動より遅れて
切換えられる弁機構11が設けられ、その弁機構11が
第2バイパス路10を開いたとき、特定気筒1cの点火
時期を進ませおよび/または空燃比を薄くする制御手段
17が具備されている。
Features of the invention will be explained below with reference to the reference numbers quoted in FIG. An exhaust turbo supercharger 5 that is driven by exhaust gas for supercharging is provided, and a first bypass passage 8 that bypasses the turbine 5a of the exhaust turbo supercharger 5 is provided in the exhaust passage 7.
A waste gate valve 9 is provided which opens and closes the first bypass passage 8 in response to a signal corresponding to the boost pressure. A second bypass passage 10 is connected to the specific cylinder 1c, through which the exhaust gas can bypass the turbine 5a and the first bypass passage 8 and reach the exhaust passage 7. A valve mechanism 11 is provided which is switched later than the opening operation of the waste gate valve 9 in order to send the exhaust gas of the specific cylinder 1c to the turbine 5a and the first bypass path 8 or to the second bypass path 10. A control means 17 is provided for advancing the ignition timing of the specific cylinder 1c and/or reducing the air-fuel ratio when the valve mechanism 11 opens the second bypass passage 10.

〔作   用〕[For production]

エンジンの高回転時に、ウェストゲートバルブ9の開作
動より遅れて弁機構11が切換えられ−1・特定気筒1
cの排気の一部または全部が、タービン5aおよび第1
バイパス路8を迂回して、直接排気通路7に送出される
。このとき、第1バイパス路8に介在されたウェストゲ
ートバルブ9による排気の絞り抵抗が軽減され、高速域
での出力低下が回避される。その際、上記気筒1cの排
圧は他の気筒の排圧より低くなり、その気筒ICのノッ
キング限界までの余裕が他の気筒のそれより大きくなる
。一方、エンジン回転数からそのときの排気量が検出さ
れ、その値で弁機構11による第2バイパス路10を通
過する排気量が調整されるが、その弁機構11で第2バ
イパス路10が開いたとき、制御手段17により、特定
気筒1cにおける従前の点火時期および/または噴射時
間に対して修正が加えられる。したがって、特定気筒I
Cもノンキング限界に近づき、その気筒における出力と
燃費が向上され、エンジン全体として同様の効果がもた
らされる。
When the engine is running at high speed, the valve mechanism 11 is switched later than the opening operation of the waste gate valve 9.
A part or all of the exhaust gas from the turbine 5a and the first
The gas bypasses the bypass path 8 and is sent directly to the exhaust path 7. At this time, the exhaust gas throttling resistance by the waste gate valve 9 interposed in the first bypass path 8 is reduced, and a decrease in output in the high speed range is avoided. At this time, the exhaust pressure of the cylinder 1c becomes lower than the exhaust pressure of the other cylinders, and the margin of the cylinder IC up to the knocking limit becomes larger than that of the other cylinders. On the other hand, the displacement amount at that time is detected from the engine rotation speed, and the displacement amount passing through the second bypass path 10 is adjusted by the valve mechanism 11 based on the detected value, but the second bypass path 10 is opened by the valve mechanism 11. At this time, the control means 17 modifies the previous ignition timing and/or injection time in the specific cylinder 1c. Therefore, the specific cylinder I
C also approaches the non-king limit, improving the output and fuel efficiency in that cylinder, and producing similar effects for the engine as a whole.

〔実 施 例〕〔Example〕

第°1図は本発明による排気ターボ過給機付エンジンの
一実施例を示す概略構成図である。これは、本発明を4
気筒エンジンに適用した例であり、4つの気筒1a〜1
dが一列に配置されている。そして、エアクリーナ2お
よびエアフローセンサ3を介して、吸気通路4よりター
ボ過給機5に清浄な外気が与えられるようになっている
。ターボ過給機5は各気筒からの排気によって回転する
タービン5aと、これに直結されて回転し外気を加圧す
るコンプレッサ5bとを有しており、吸気通路4より流
入する外気が加圧され、スロットルバルブ6を経て各気
筒1a〜1dに供給される。各気筒1a〜1dの排気ポ
ートはそれぞれ排気通路7に接続され、排気でもってタ
ービン5aが回転するように構成されている。その排気
通路7には、そのタービン5aを迂回するように第1バ
イパス路8が接続され、過給圧に対応した過給圧制御信
号で第1バイパス路8を開閉し、その中を通過する排気
量を調整するウェストゲートバルブ9が設けられている
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an engine with an exhaust turbo supercharger according to the present invention. This makes the invention 4
This is an example applied to a cylinder engine, and four cylinders 1a to 1
d are arranged in a row. Then, clean outside air is supplied to the turbocharger 5 from the intake passage 4 via the air cleaner 2 and the air flow sensor 3. The turbo supercharger 5 includes a turbine 5a that is rotated by exhaust gas from each cylinder, and a compressor 5b that is directly connected to the turbine 5a and rotates to pressurize outside air. It is supplied to each cylinder 1a to 1d via a throttle valve 6. The exhaust ports of each cylinder 1a to 1d are connected to an exhaust passage 7, and the turbine 5a is configured to be rotated by the exhaust gas. A first bypass passage 8 is connected to the exhaust passage 7 so as to bypass the turbine 5a, and the first bypass passage 8 is opened and closed by a boost pressure control signal corresponding to the boost pressure, and the first bypass passage 8 is opened and closed in response to a boost pressure control signal corresponding to the boost pressure. A waste gate valve 9 is provided to adjust the exhaust amount.

このような排気ターボ過給機付エンジンにあっては、あ
る特定気筒、本例では第3番目の気筒ICに、その排気
がタービン5aおよび第1バイパス路8を迂回して、排
気通路7に至ることができる第2バイパス路10が接続
されている。すなわち、タービン5aおよび第1バイパ
ス路8に送出されていた気筒ICの排気の一部または全
部が、タービン5aおよび第1バイパス路8を迂回して
直接排気通路7に送出することができるようになってい
る。
In such an engine with an exhaust turbo supercharger, the exhaust gas flows into a specific cylinder, the third cylinder IC in this example, bypasses the turbine 5a and the first bypass passage 8, and enters the exhaust passage 7. A second bypass path 10 that can be reached is connected. That is, part or all of the exhaust gas from the cylinder IC that has been sent to the turbine 5a and the first bypass passage 8 can be sent directly to the exhaust passage 7, bypassing the turbine 5a and the first bypass passage 8. It has become.

このような第2バイパス路10を設けたエンジンには、
気筒1cの排気をタービン5aまたは第1バイパス路8
に送出し、または、それらを迂回して直接排気通路7に
送出するために切換えられる2つの弁11A、IIBか
らなる弁機構11が設けられている。この弁機構11は
弔なる切換え作動するだけでな(、上述したウェストゲ
ートバルブ9と同様、検出されたエンジン回転数などを
基にアクチュエータの作動量を演算する電子制御器12
からの信号で、第2バイパス路10の開度が調整され、
そこを通過する排気量が制御されるようになっている。
In an engine provided with such a second bypass passage 10,
The exhaust gas from the cylinder 1c is transferred to the turbine 5a or the first bypass path 8.
A valve mechanism 11 is provided which includes two valves 11A and IIB which can be switched to send the air to the exhaust gas or bypass them and directly send the air to the exhaust passage 7. This valve mechanism 11 not only performs a switching operation (similar to the waste gate valve 9 described above, but also an electronic controller 12 that calculates the actuating amount of the actuator based on the detected engine speed etc.
The opening degree of the second bypass path 10 is adjusted by the signal from
The amount of exhaust gas passing through it is controlled.

すなわち、排気量の制御により第1バイパス路8に介在
されたウェストゲートバルブ9による排気の絞り抵抗が
軽減され、高速域での出力低下が回避されるように配慮
されているのである。
In other words, by controlling the displacement, the exhaust gas throttling resistance by the waste gate valve 9 interposed in the first bypass path 8 is reduced, and a reduction in output in the high speed range is avoided.

その電子制御器12は、エア、フローセンサ3からの空
気流量およびエンジン回転数などが入力され、上述のバ
ルブ9.IIA、IIBおよび各気筒1a〜1dの点火
時期や空燃比を制御するものである。そして、排気通路
7の第1.第2バイパス路8.10との合流点下流には
、破線で示すようにタービン5aを通過した排気とバイ
パスされた排気とを、混合および整流する整流部13a
または13bが設けられている。なお、弁機構11は、
図示の例にあっては2つのバイパスバルブ11A、11
Bが第2バイパス路10およびタービン5aに至る通路
14に設けられているが、第2バイパス路10だけに設
けるようにしておいてもよい。図示の例にあっては、両
弁の開閉度を調整することにより、タービン5aへのき
め細かい排気量制御が可能となる利点がある。ちなみに
、図中の15と16は、排気通路7の下流側に設けられ
た排ガス浄化装置および消音器である。
The electronic controller 12 receives input of air, the air flow rate from the flow sensor 3, the engine rotation speed, etc., and the above-mentioned valve 9. It controls the ignition timing and air-fuel ratio of IIA, IIB and each cylinder 1a to 1d. Then, the first section of the exhaust passage 7. Downstream of the confluence with the second bypass passage 8.10, a rectifier 13a mixes and rectifies the exhaust gas that has passed through the turbine 5a and the bypassed exhaust gas, as shown by the broken line.
Or 13b is provided. Note that the valve mechanism 11 is
In the illustrated example, two bypass valves 11A, 11
Although B is provided in the second bypass path 10 and the passage 14 leading to the turbine 5a, it may be provided only in the second bypass path 10. In the illustrated example, by adjusting the degree of opening and closing of both valves, there is an advantage that fine control of the displacement amount to the turbine 5a is possible. Incidentally, 15 and 16 in the figure are an exhaust gas purification device and a muffler provided on the downstream side of the exhaust passage 7.

第2図は電子制御機器12の一実施例で、空燃比を制御
する制御手段17を有する場合のブロック図である。こ
の電子制御器12には、エンジン回転数を検出する検出
部より回転数信号が与えられ、パルプ開閉制御手段18
における比較部20および基本噴射量算出部21に入力
される。比較部20には基準となるエンジンの回転数に
対応した所定の弁開度の設定値を記憶する設定値記憶部
22が設けられており、回転数入力と設定値とを比較す
ることによって、比較出力が補正値算出部23および増
幅器24に与えられるようになっている。増幅器24は
この入力を所定レベルに増幅するものであって、その出
力をアクチュエータ25に与え、アクチュエータ25は
これらの入力に基づいて第1図に示したウェストゲート
バルブ9および/またはバイパスパルプIIA、IIB
を開閉作動させる。なお、電子制御器12における空燃
比制御にあっては、エアフローセンサ3より空気流量が
基本噴射量算出部21に与えられる。
FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of the electronic control device 12, which includes a control means 17 for controlling the air-fuel ratio. This electronic controller 12 is given a rotational speed signal from a detection section that detects the engine rotational speed, and the pulp opening/closing control means 18
It is input to the comparison section 20 and the basic injection amount calculation section 21 in . The comparison unit 20 is provided with a set value storage unit 22 that stores a predetermined valve opening setting value corresponding to the reference engine rotation speed, and by comparing the rotation speed input and the set value, The comparison output is given to the correction value calculation section 23 and the amplifier 24. The amplifier 24 amplifies this input to a predetermined level, and provides its output to an actuator 25, which, based on these inputs, operates the wastegate valve 9 and/or the bypass pulp IIA shown in FIG. IIB
Operate opening and closing. In addition, in the air-fuel ratio control in the electronic controller 12, the air flow rate is given from the air flow sensor 3 to the basic injection amount calculation unit 21.

基本噴射量算出部21は回転数と空気流量に基づいて各
気筒に対する基本噴射量を算出するもので、その出力は
補正部26に与えられる。補正値算出部23は、気筒I
Cの排気のバイパス量によって必要となる基本噴射量の
補正値を算出するもので、その出力を補正部26に与え
る。補正部26は補正値算出部23からの信号に基づい
て排気がバイパスされている気筒ICの基本噴射量をバ
イパス量に対応させて薄くなるように補正すると共に、
その他の気筒の基本噴射量をそのまま噴射パルス発生器
27に伝えるものである。噴射パルス発生器27は所定
のタイミングで噴射パルスを発生し、各気筒1a〜1d
の燃料噴射時間信号を伝えるようになっている。なお、
電子制御器12にあって、空燃比を制御する手段に代え
て、点火時期を調整する手段または両手段が採用される
場合には、基本点火時期算出部からの信号が補正され、
新たな点火時期がイグナイタを介して点火コイルに伝達
される。
The basic injection amount calculation section 21 calculates the basic injection amount for each cylinder based on the rotation speed and air flow rate, and its output is given to the correction section 26. The correction value calculation unit 23
It calculates a correction value for the basic injection amount that is necessary based on the bypass amount of exhaust gas of C, and the output thereof is given to the correction section 26. The correction unit 26 corrects the basic injection amount of the cylinder IC whose exhaust gas is bypassed based on the signal from the correction value calculation unit 23 so that it becomes thinner in accordance with the bypass amount, and
The basic injection amount of other cylinders is directly transmitted to the injection pulse generator 27. The injection pulse generator 27 generates injection pulses at predetermined timing, and generates injection pulses for each cylinder 1a to 1d.
The fuel injection time signal is transmitted. In addition,
In the electronic controller 12, when a means for adjusting ignition timing or both means is employed instead of means for controlling the air-fuel ratio, the signal from the basic ignition timing calculation section is corrected,
The new ignition timing is transmitted to the ignition coil via the igniter.

第3図はタービン5aおよび第1バイパス路8を通過し
た排気と、第2バイパス路10を通過した排気の合流点
に設けられている排気整流部13bの一実施例断面図で
ある。本例では合流点の直後に排気を混合かつ整流する
案内羽根30が設けられているが、合流前の各通路内に
排気ガスを整流する案内羽根を設置しても、はぼ同様の
効果を得ることができる。すなわち、気筒ICからの排
気ガスとタービン5aを通過した排気ガスの組成・温度
・流速が均一化され、排ガス浄化装置15におけるガス
浄化が効率よく行なわれるのである。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an embodiment of an exhaust gas rectifying section 13b provided at the confluence of the exhaust gas that has passed through the turbine 5a and the first bypass path 8 and the exhaust gas that has passed through the second bypass path 10. In this example, a guide vane 30 for mixing and rectifying the exhaust gas is provided immediately after the merging point, but the same effect can be obtained even if a guide vane for rectifying the exhaust gas is installed in each passage before the merging point. Obtainable. That is, the composition, temperature, and flow rate of the exhaust gas from the cylinder IC and the exhaust gas that has passed through the turbine 5a are made uniform, and the gas purification in the exhaust gas purification device 15 is performed efficiently.

なお、排気通路7と第1バイパス路8との合流点の排気
整流部13aも同様に構成される。
Note that the exhaust gas rectifying section 13a at the junction of the exhaust passage 7 and the first bypass path 8 is similarly configured.

次に、上述した実施例の動作について説明する。Next, the operation of the above-described embodiment will be explained.

エンジンの回転数が低く過給圧も低くてよい場合、気筒
1cの排気が他の気筒1a、lb、ldの排気と共にタ
ービン5aに送出されるよう、バイパスバルブ11A、
11Bが実線のような切換え位置とされる。加えて、ウ
ェストゲートバルブ9で第1バイパス路8も閉止される
。このとき、全気筒1a〜1dの排気がタービン5aに
与えられ、タービン5aの回転で駆動されるコンプレッ
サ5bにより外気が圧縮され、各気筒へは所定の過給圧
の吸気がなされる。過給圧がある所定値以上になれば、
電子制御器12からの、駆動信号でウェストゲートバル
ブ9が徐々に°開口され、タービン5aへの排気の流入
量が制御される。その結果、タービン5aがその過給圧
を維持するように回転し、小型のウェストゲートバルブ
9で低速域の過給圧制御が精度よく行なわれる。
When the engine speed is low and the supercharging pressure is low, the bypass valve 11A is configured so that the exhaust gas from the cylinder 1c is sent to the turbine 5a together with the exhaust gas from the other cylinders 1a, lb, and ld.
11B is the switching position as shown by the solid line. In addition, the first bypass path 8 is also closed by the wastegate valve 9. At this time, the exhaust gas from all the cylinders 1a to 1d is applied to the turbine 5a, and the outside air is compressed by the compressor 5b driven by the rotation of the turbine 5a, and air is taken into each cylinder at a predetermined supercharging pressure. If the boost pressure exceeds a certain value,
The waste gate valve 9 is gradually opened in response to a drive signal from the electronic controller 12, and the amount of exhaust gas flowing into the turbine 5a is controlled. As a result, the turbine 5a rotates to maintain its supercharging pressure, and the small wastegate valve 9 accurately controls the supercharging pressure in the low speed range.

高速域になると、タービン5aに過剰な排気が送出され
ることになるので、電子制御器12からの信号でバイパ
スバルブIIA、IIBの開度が調整される。この場合
においても、そのときのエンジン回転数に適したタービ
ン5aの回転とされ、コンプレッサ5bにより所望の過
給圧が確保される。そして、本発明ではエアブロ−セン
サ3からの空気流量とエンジンの回転数に応じて基本噴
射量算出部21より各気筒の基本噴射量が算出され、第
2バイパス路を有さない気筒に対してそれらの噴出量が
補正部26をそのまま通過して、噴射パルス発生器27
より各気筒1a、lb、ldに噴射信号が伝えられる。
In the high speed range, excessive exhaust gas is sent to the turbine 5a, so the opening degrees of the bypass valves IIA and IIB are adjusted by a signal from the electronic controller 12. Even in this case, the rotation of the turbine 5a is set to be appropriate for the engine speed at that time, and the desired supercharging pressure is ensured by the compressor 5b. In the present invention, the basic injection amount calculation unit 21 calculates the basic injection amount for each cylinder according to the air flow rate from the air blow sensor 3 and the engine rotation speed, and the basic injection amount for each cylinder is Those ejection amounts pass through the correction section 26 as they are, and the ejection pulse generator 27
An injection signal is transmitted to each cylinder 1a, lb, and ld.

このような作動状態にあるとき、気筒1cの排気の一部
または全部が直接排気通路7に排出、されるので、その
気筒1cにおける排圧が他の気筒の排圧より低くなる。
In such an operating state, part or all of the exhaust gas from the cylinder 1c is directly discharged into the exhaust passage 7, so that the exhaust pressure in that cylinder 1c becomes lower than the exhaust pressure in the other cylinders.

排圧の高い気筒1a、’lb、ldにあっては、その残
留排気ガス量によって燃焼室内の温度が上がってノッキ
ング限界に近づくが、気筒1cでは他の気筒の比べて燃
焼室内の温度が低く、ノッキング限界までに余裕がある
。そこで、弁機構11が第2バイパス路10を開いたと
きから、補正値算出部23よりその補正値が補正部26
に与えられ、気筒ICに対してのみ空燃比を薄くするよ
うに制御される。その気筒ICにおいては従前の燃料噴
射量に対して修正が加えられ、その信号が噴射パルス発
生器27より発せられる。その結果、気筒1cがほぼノ
ッキング限界に近い状態での燃焼を行ない、エンジン全
体における出力と燃費が向上する。
In cylinders 1a, 'lb, and ld, which have high exhaust pressure, the temperature in the combustion chamber rises due to the amount of residual exhaust gas and approaches the knocking limit, but in cylinder 1c, the temperature in the combustion chamber is lower than in other cylinders. , there is plenty of room up to the knocking limit. Therefore, from the time when the valve mechanism 11 opens the second bypass passage 10, the correction value is calculated by the correction value calculation unit 23 and the correction value is calculated by the correction unit 26.
is given to the cylinder IC, and the air-fuel ratio is controlled to be lean only for the cylinder IC. In that cylinder IC, a correction is made to the previous fuel injection amount, and the signal thereof is issued from the injection pulse generator 27. As a result, the cylinder 1c performs combustion in a state close to its knocking limit, improving the output and fuel efficiency of the entire engine.

第4図は上述した排気整流部の他の実施例である。本例
では、排気整流部13bに図示のような整流槽31を設
けたものである。これによって、排気ガスの組成温度・
流速が均一化され、排ガス浄化装置での効率よい排ガス
浄化を促進することができる。また、整流槽31内に直
角または仮想線で示す傾斜した案内板32を設けると、
排気の混合効果を高めることができる。
FIG. 4 shows another embodiment of the above-mentioned exhaust gas rectifier. In this example, a rectifier tank 31 as shown in the figure is provided in the exhaust gas rectifier 13b. This allows the composition temperature of the exhaust gas to
The flow velocity is made uniform, and efficient exhaust gas purification in the exhaust gas purification device can be promoted. Furthermore, if a guide plate 32 is provided in the rectifying tank 31 at a right angle or inclined as shown by an imaginary line,
The mixing effect of exhaust gas can be enhanced.

以上述べた実施例では、第3気筒の排気のみを第2バイ
パス路でバイパスさせるようにしているが、複数の気筒
に適用した排気ターボ過給機付エンジンにおいても、そ
れぞれの気筒を同様にして空燃比および点火時期め制御
、またはいずれかの制御を行わせることができる。なお
、4気筒エンジンを例にしたが、本発明は気筒が2以上
の多気筒エンジンに適用できる。
In the embodiment described above, only the exhaust gas of the third cylinder is bypassed through the second bypass passage, but even in an engine with an exhaust turbo supercharger applied to multiple cylinders, each cylinder is bypassed in the same way. Air/fuel ratio and/or ignition timing control can be performed. Although a four-cylinder engine is used as an example, the present invention can be applied to a multi-cylinder engine having two or more cylinders.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上の実施例の詳細な説明から判るように、特
定の気筒にタービンおよび第1バイパス路を迂回する第
2バイパス路を接続し、その気筒の排気をタービンまた
は第1バイパス路に送出し、または、それらを迂回して
直接排気通路に送出するために、ウェストゲートバルブ
の開作動より遅れて、切換えられる弁機構を設け、その
弁機構が第2バイパス路を開いたとき、特定気筒の点火
時期を進ませまたは空燃比を薄くする制御手段を具備し
たので、排気が第2バイパス路を通じて排出される気筒
に対しては、他の気筒と異なった空燃比または点火時期
の制御を行なわせることができる。その結果、各気筒に
おいてノッキング限界まで燃焼制御が可能になり、高出
力時のエンジンの燃費および出力の向上を実現すること
ができる。
As can be seen from the detailed description of the embodiments above, the present invention connects a turbine and a second bypass path that bypasses the first bypass path to a specific cylinder, and sends the exhaust gas of that cylinder to the turbine or the first bypass path. Or, in order to bypass them and directly send the exhaust gas to the exhaust passage, a valve mechanism is provided that is switched later than the opening operation of the waste gate valve, and when the valve mechanism opens the second bypass passage, Since the cylinder is equipped with a control means for advancing the ignition timing or reducing the air-fuel ratio of the cylinder, the air-fuel ratio or ignition timing of the cylinder whose exhaust gas is discharged through the second bypass passage is controlled differently from that of other cylinders. can be set. As a result, it becomes possible to control combustion up to the knocking limit in each cylinder, making it possible to improve fuel efficiency and output of the engine at high output.

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

第1図は本発明の一実施例を示す排気ターボ過給機付エ
ンジンの全体概略構成図、第2図は電子制御器の一実施
例を示すブロック図、第3図は排気通路に設けられた排
気整流部の一実施例断面図、第4図は排気整流部の異な
る実施例である。 IC・・−特定の気筒、5−排気ターボ過給機、5a・
・・タービン、7−排気通路、8−第1バイパス路、9
−ウェストゲートバルブ、10−・第2バイパス路、1
1−弁機構、17−制御手段。 特許出願人  マ ツ ダ 株式会社 代理人 弁理士 吉村勝俊(ばか1名)第1図
Fig. 1 is an overall schematic configuration diagram of an engine with an exhaust turbo supercharger showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of an electronic controller, and Fig. 3 is a block diagram showing an embodiment of an electronic controller. FIG. 4 is a sectional view of one embodiment of the exhaust gas rectifying section, and FIG. 4 shows a different embodiment of the exhaust gas rectifying section. IC...-specific cylinder, 5-exhaust turbo supercharger, 5a...
...turbine, 7-exhaust passage, 8-first bypass passage, 9
-Wastegate valve, 10-・Second bypass path, 1
1 - Valve mechanism, 17 - Control means. Patent applicant Mazda Co., Ltd. agent Patent attorney Katsutoshi Yoshimura (one idiot) Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)排気により駆動されて過給する排気ターボ過給機
が設けられると共に、排気通路に上記排気ターボ過給機
のタービンを迂回する第1バイパス路が接続され、かつ
、過給圧に対応した信号に応じ、上記第1バイパス路を
開閉するウェストゲートバルブが設けられた排気ターボ
過給機付エンジンにおいて、 特定の気筒に、その排気が上記タービンおよび第1バイ
パス路を迂回して前記排気通路に至る第2バイパス路が
接続され、 前記ウェストゲートバルブの開作動より遅れて前記特定
気筒からの排気が第2バイパス路に送出されるために切
換えられる弁機構が設けられ、その弁機構が第2バイパ
ス路を開いたとき、前記特定気筒の点火時期を進ませる
点火時期制御装置および/または空燃比を薄くする空燃
比制御装置が、具備されていることを特徴とする排気タ
ーボ過給機付エンジン。
(1) An exhaust turbo supercharger that is driven by exhaust gas for supercharging is provided, and a first bypass passage that bypasses the turbine of the exhaust turbo supercharger is connected to the exhaust passage, and corresponds to supercharging pressure. In an engine with an exhaust turbo supercharger, the exhaust gas is provided with a waste gate valve that opens and closes the first bypass passage in response to a signal from the engine, and the exhaust gas bypasses the turbine and the first bypass passage to a specific cylinder. A second bypass path leading to the passage is connected, and a valve mechanism is provided that is switched so that the exhaust gas from the specific cylinder is sent to the second bypass path later than the opening operation of the waste gate valve, and the valve mechanism is An exhaust turbo supercharger characterized in that the exhaust turbo supercharger is equipped with an ignition timing control device that advances the ignition timing of the specific cylinder and/or an air-fuel ratio control device that thins the air-fuel ratio when the second bypass path is opened. Engine included.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1612385A1 (en) * 2004-06-29 2006-01-04 Ford Global Technologies, LLC Compact turbine and waste-gate design

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