JPS6278430A - 過給機付内燃機関の制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は過給機付内燃機関の制御装置に関し、詳しくは
吸気バイパス通路に過給圧制御用バルブを備えた過給機
付内燃機関の制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来、過給機付内燃機関の制御装置として吸気通路をバ
イパスする吸気バイパス通路を設けたものが提案、実用
化されている。そのようなものには実開昭５８−７０４
２８号公報に記載の「自動車用ターボチャージャ付エン
ジンの制御機構」等がある。

更に発展したものとして、第６図の従来例の構成図に示
す如きものも提案されている。図において１００は内燃
機関の本体で、吸入通路１０１に上流より順次コンプレ
ッサ１０２．スロットルバルブ１０３．サーシタンク１
０４力脣ｐけられている。また、コンプレッサ１０２の
上流部と下流部とをバイパスする吸気バイパス通路１０
５があり、エアバイパスバルブ１０６が股【ブられてい
る。またサージタンク１０４には、リリーフ弁１０８が
設けられている。

一１般に過給機付内燃機関の減速時においてスロットル
バルブ１０３が閉じられると、コンプレッサ１０２から
スロットルバルブ１０３までの圧力がコンプレッサの上
流の圧力と比べて高いものとなり逆流を起こしたりする
。またその後圧力が戻り正流となったりする。即ら、正
逆流を繰り返すコンプレッササージの現象が起ぎる。上
記エアバイパスバルブ１０６は、このコンプレッササー
ジに起因する吸気系の騒音を防止するためのもので、ス
ロットルバルブ１０３の閉状態をサージタンク１０４に
より検知してエアバイパスバルブ１０６を開けるように
して、コンプレッサの下流の気圧をコンプレッサの上流
に逃がしてやる。

また、上記リリーフバルブ１０８は、ウェストゲートバ
ルブ１０７の異常等に起因するコンプレッサ下流の吸気
通路の異常過給圧を大気等にリリーフするものである。

［発明が解決しようとする問題点Ｊ ところが、上記の従来例の過給機付内燃機関の制御装置
は、コンプレッササージに起因する吸気系の騒音を防止
するエアバイパスバルブ１０６と異常過給圧を防止する
リリーフバルブ１０８とを別体に持つため、資源の無駄
及び部品点数の増加による信頼性の低下という問題を有
していた。

そこで本発明は上記問題点に着目してなされたもので、
単体のバルブでもって、コンプレッササージに起因する
吸気系の騒音、及び異常過給圧を防止することができ、
省資源で、信頼性の高い優れた過給機付内燃機関の制御
装置を提供覆ることを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は問題点を解決するた
めの手段として、次の構成をとった。即ち、第１図に示
すように、本発明は、 内燃機関の吸気通路Ｍ１内に、上流より順次ターボチャ
ージャのコンプレッサＭ２．スロツ］〜ルバルブＭ３．
及びサージタンクＭ４を設け、上記コンプレッサの上流
部と、コンプレッサとスロットルバルブとの間部とを連
結する吸気バイパス通路Ｍ５と、 上記サージタンクＭ４内圧力に応じて上記吸気バイパス
通路Ｍ５に設けたバイパスバルブＭ６の開閉を制御する
バルブ制御手段Ｍ７と、を備えた過給機付内燃機関の制
御装置において、上記バルブ制御手段Ｍ７が、サージタ
ンクＭ４内圧力が第１所定値以下のとき、または第１所
定値より大きい第２所定値以上のときはバイパスバルブ
Ｍ６を開状態にし、第１所定値から第２所定値までのと
きはバイパスバルブＭ６を閉状態にする制御を行なうよ
う構成されたことを特徴とする過給機付内燃機関の制御
装置を要旨としている。

ここでバルブ制御手段Ｍ７とは、メカニカルな機構を用
いることにより実現するものであってもよいし、近年広
く普及したマイクロコンピュータを用いて実現すること
もできる。

前者の場合には、例えば、吸気バイパス通路Ｍ５に設け
たバイパスバルブＭ６と、そのバイパスバルブが連結さ
れたダイヤフラムと、そのダイヤフラムを付勢するスプ
リングを備えた圧力作動室と、その圧力作動室にサージ
タンク内圧力を導入する圧力導入通路とから構成するこ
とにより実現される。また後者の場合には、例えば、マ
イクロコンピュータと、サージタンク内圧力センサとバ
イパスバルブＭ６とより構成され、マイクロコンピュー
タは、その内部の記憶手段（ＲＯＭ等）内に記憶された
所定の手順に従って、サージタンク内圧力センサからの
信号の入力、内部での論理演算、バイパスバルブＭ６の
作動アクチュエータへの信号出力等の手順を繰返すこと
によって実現される。

上記第１所定値とは、上記したコンプレツナサージの現
象が起きる恐れのあるサージタンクＭ４内圧力の境界値
であり、上記第２所定値とは、上記したコンプレツυＭ
２の下流の吸気通路の異常過給圧を示す境界値である。

これら第１所定値及び第２所定値は、予め定められるも
ので、バルブ制御手段Ｍ７がメカニカルな機構よりなる
ものにおいては、ダイヤフラム等の特性により決定され
、またマイクロコンピュータを用いてなるものにおいて
は、マイクロコンピュータの内部の記憶手段（ＲＯＭ等
）に予め記憶するようにして決定される。

［作用］ 上記構成を有する本発明の過給機付内燃機関の制御装置
は、吸気通路Ｍ１の上流より流れ込んだ空気がコンプレ
ッサＭ２にて過給され、スロットルバルブＭ３を介して
サージタンクＭ４に流れ、またコンプレッサＭ２とスロ
ットルバルブＭ３との間部から吸気バイパス通路Ｍ５に
てバイパスしてコンプレッサ前に流れるというようにな
されている。そして、サージタンク８内圧力が第１所定
値以下のときには、前述したコンプレッササージが発生
する恐れがあるものとしてバイパスバルブＭ６を開状態
にし、また第１所定値より大きい第２所定値以上のとき
は、異常過給圧になっているものとしてバイパスバルブ
Ｍ６を開状態にし、上記以外のときはバイパスバルブＭ
６を閉状態にするよう、上記バルブ制御手段Ｍ７が制御
を行なっている。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。

第２図ないし第３図に本発明の第１実施例を示す。第２
図は本実施例の過給機付内燃機関の制御装置が適用され
た過給機付内燃機関及びその周辺装置を表わす概略構成
図である。

図において、１は内燃機関の本体で、排ガスの流速を利
用して排気通路２に設けられたタービン３を回し、吸気
通路４に設けられたコンプレッサ５によって吸入空気を
過給する過給機本体６が取り付【プられている。吸気通
路４にはスロットルバルブ７及びサージタンク８が、コ
ンプレッサ５より下流に順次Ｉｔ、プられており、コン
プレッサ５の下流をバイパスするバイパス通路９が、吸
気通路４のコンプレッサ５とスロットルバルブ７との間
部よりコンプレッサ５の上流に向かって設けられている
。そのバイパス通路９の中間部にはバイパス通路９の開
閉を行なうコントロールバルブ１０が設けられている。

また排気通路２にはウェストゲートバルブ２ａが設けら
れている。

上記コントロールバルブ１０は、第１空室１１゜第２空
室１２．第３空室１３の３つの筒状の空室と圧力導入通
路１４とよりなり、その第１空￥１１は、その中央に設
けられたダイヤフラム１５にて２つの部屋に分けられて
いる。第１空室１１の圧力導入通路１４側の部屋は圧力
により作動する圧力作動室１６であり、上記ダイヤフラ
ム１３を付勢するスプリング１７を備えており、圧力導
入通路１４を介してか一ジタンク８に通じている。

一方、上記第２空至１２は、上記ダイヤフラム１５と連
結され、１占動するビス］ヘン状のバイパス弁体１８を
備えており、バイパス通路９を開閉するようなされてい
る。なお、ダイヤフラムの変動時に圧縮された空気が他
の空室に逃げるよう、通気孔１９ａ、１９ｂがそれぞれ
第１空室１１と第２空室１２との間、第２空室１２と第
３空至１３との間に設【プられている。第３空室１３は
、上記圧縮された空気を逃がすための部屋で、バイパス
弁体１８の摺動を容易なものにしている。

ここで上記の如く構成された過給機付内燃機関の制御装
置の働きについて説明する。スロットルバルブ７が閉じ
られていくと、サージタンク８に流れる吸入空気が少な
くなり、サージタンク内圧力が低下する。そうすると圧
力導入通路１４を介して圧力作動室１６の圧力が低下し
、ダイヤフラム１５の第２空室１２側の圧力と比べて圧
力差が生じ、ダイヤフラム１５は圧力作動室１６側に引
っばられる。その結果、ダイヤフラム１５に連結された
バイパス弁体１８を第１空室１１の方向に摺動すること
になる。なお、サージタンク８内圧力がダイヤフラム１
５の特性により決まる第１所定値に１より低い圧力とな
ったとき、第３図（イ）に示す如き、バイパス弁体１８
が第１空室１１側に完全に引っばられ、バイパス通路９
が開状態になる。一方、吸気通路４が過給圧となると、
サージタンク８内圧力が上昇する。そうすると圧力導入
通路１４を介して圧力作動室１６の圧力が上昇し、ダイ
ヤフラム１５の第２空室１２側の圧力と比べて圧力差が
生じ、ダイヤフラム１５は第２空室１２側に押しやられ
る。その結果、バイパス弁体１８を第３空室１３の方向
に摺動することになる。、なお、サージタンク８内圧力
がダイヤフラム１５の特性により決まる第２所定値に２
　　（＞Ｋｌ　）より高い圧力となったとき、第３図（
ロ）に示す如ぎバイパス弁体１８が第３空至１３側に完
全に押しやられ、バイパス通路９が開状態になる。

またサージタンク８内圧力が、上記説明した以外の、Ｋ
１より大きくＫ２より小さいときは、第２図のコン１〜
ロールバルブ１０に示す如く、ダイヤフラム１５を位置
せしめ、バイパス弁体１８のリフト母を変え、バイパス
通路９を閉状態にさせる。

以上本実施例の過給機付内燃機関の制御装置を詳しく説
明してきたが、上記のよう構成することにより、コンブ
レッザサージ現象が起きる急減速時、又は過給圧時にバ
イパス通路９を開（ブるようにして、吸入空気をコンプ
レッサの下流からコンプレッサの上流に逃がすようにし
ている。従って、本実加剰の過給機イ」の内燃機関の制
御装置は、コントロールバルブ１０の一体で、コンプレ
ッサージに起因する吸気系の騒音及び異常過給圧を防止
することができ、省資源で、信頼性の高い優れたもので
ある。なａ＞、コントロールバルブ１（］Ｊ。

従来あるエアバイパスバルブを改良しただ【プのもので
あるので、容易に本実施例の過給機付の内燃機関の制り
１装置を作ることができる。

続いて、本発明の第２実施例を第４図及び第５図と共に
説明する。第４図は本実施例の過給機イ」内燃機関の制
御装置が適用された過給機付内燃機関及びその周辺装置
を表わす概略構成図である。

図において、バルブ制御手段に該当する部分以外は、第
１実施例と同じであるので詳しい説明を省略する。バイ
パス通路２１の中間部にはバイパス通路の開閉を行なう
電磁バルブ２２が設りられ、サージタンク２３にはサー
ジタンク内圧力を検出するサージタンク圧力センサ２４
が設けられている。

電子制御回路２５は、上記圧力センサ及び図示しない各
種センサからの検出信号を受け、内燃機関の運転状態に
応じ、燃料噴射弁２６からの燃１１噴射ｍあるいは点火
プラグ２７による点火時期を算出し、制御し、あるいは
電磁バルブ２２の開閉を制御するものであって、各セン
サからの出力信号を入力するため、Ａ／Ｄ変換器、マル
チプレクサ等を備えた入力ポート２８と、この入力ポー
ト２８を介して入力された各センサからの検出信号に基
づき燃料噴射制御や点火時期制御を実行するセントラル
プロセツシングユニット（ＣＰＵ）２９と、ＣＰＵ２９
で燃料噴射制御、点火時期制御、電磁バルブ制御等を実
行するのに必要な制御プログラムやマツプ等のデータが
格納されたり一ドオンリメモリ（ＲＯＭ）３０と、制御
に必要なデータが一時的に読み書きされるランダムアク
セスメモリ（、ＲＡＭ＞３１と、燃料噴射弁２６、電磁
バルブ２２等に駆動信号を出力する出力ボート３２と、
上記各部を結び、データの通路とされるパスライン３３
と、上記各部に電源を供給する電源回路をなす電源部３
４とから構成されている。

以下、上記の如く構成された電子制御回路２５において
実行される電磁バルブ制御について第５図に示すフロー
チャートに沿って詳しく説明する。

尚、第５図のフローチャーｉ〜は、圧力セン１）２４の
検出結果状態に応じて電磁バルブ２２の開閉を制御する
電磁バルブ制御ルーチンを表わしている。

図に示す如く、処理が開始されるとまず、ステップ１０
０を実行し、サージタンク圧力センサ２４より出力され
る検出信号からサージタンク内圧力Ｐ’＆読み込み、ス
テップ１１０に移行する。

ステップ１１０においては、上記読み込まれたサージタ
ンク内圧力Ｐが予め設定された第１所定値に３．例えば
２００ｍＨＱａｂｓ以下であるか否かを判断し、Ｐ≦に
３であれば次ステツプ１２０に移行する。

そしてステップ１２０では、電磁バルブ２２が開状態に
なるよう、パルス信号を出力する処理を実行し、その後
本処理ルーチンを終了する。

一方、ステップ１１０でＰ＞Ｋ３であると判断された場
合、ステップ１３０に移行する。ステンプ１３０におい
ては２、上記ステップ１００て読み込まれたサージタン
ク内圧力Ｐが予め設定された第１所定値に３より大きい
第２所定値に４　、例えば１．３００ｍｍ１ｌｑ　ａ　
ｂ　ｓｕ上テｃｌ’ｌ　ルカ否カヲ判訪し、Ｐ≧に４て
あれば上記したステップ１２０に移行する。

一方、ステップ１３０てＰ＜Ｋ４であると判断された場
合、ステップ１４０に移行する。

ステップ１４０では、電磁バルブ２２が開状態になるよ
う、パルス信号を出力する処理を実行し、その後、水処
理ルーヂンを終了する。

ここで、上記ステップ１１０は、コンプレッササ−ジ現
象を生じるような内燃機関の急減速を検知するための処
理であって、サージタンク圧カセ合にコンプレッササー
ジ現象が生じるものとする。

このとき、ステップ１２０にて電磁バルブを開状態にし
、バイパス通路が通じる。また、上記ステップ１３０は
コンプレッサ以後の吸気通路の異常過給圧を検知するた
めの処理であって、υ−ジタンク内圧力Ｐが例えば１３
００ｍｍ）−１ｇａｂｓ以上であるような場合に吸気通
路は異常過給圧であるとする。このとき、ステップ１２
０にて電磁バルブを開状態にし、バイパス通路が通じる
。

以上本実施例の過給機付内燃機関の制御装置を詳しく説
明してきたが、上記のよう構成することにより、コンプ
レッササージ現象が起きる急減速時、及び異常過給圧時
にバイパス通路を開（プるようにして、吸入空気をコン
プレツ１）後からコンブレラυ前に逃がしている。従っ
て、本実施例の過給機付の内燃機関の制御装置は、第１
実施例と同様に電磁バルブ２２の一体でコンブレツリサ
ージに起因する吸気系の騒音及び異常過給圧を防止する
ことができ、省資源で信頼性の高い優れたものである。

更に、コンプレッササージ現象検知のための定数に３、
及び異常過給圧検知のための定数に４が容易に変更する
ことができ、制御の特↑１変更が容易である。

［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明の過給機付の内燃機関の制御
装置においては、コンプレッサの上流部とコンプレッサ
とスロワ１〜ルバルブとの間部とを連結する吸気バイパ
ス通路を設け、サージタンク内圧力が第１所定値以下ま
たは第１所定値より大きい第２所定値以上の時は、上記
吸気バイパス通路に設けたバイパスバルブを開状態にし
、第１所定値から第２所定値までの時はバイパスバルブ
を閉状態にする制御を行なうよう構成されている。

従って、単体のバルブでもって、コンプレツリ−ジに起
因する吸気系の騒音、及び異常過給圧を防止することが
でき、省資源で信頼＋（ｌの高い優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の（す１成を表わすブロック図、第２図
ないし第３図は本発明の第１実施例を示し、第２図は本
実施例の過給機付内燃機関の制御装置が適用された過給
機付内燃機関及びその周辺装置を表わす概略構成図、第
３図（イ）はコントロールバルブ１０の一状態を示ず概
略図、第３図（ロ）はコントロールバルブ１０の伯の状
態を示す概略図、 第４図ないし第５図は本発明の第２実施例を示し、第４
図は本実施例の過給機ｆＪ内燃機関の制御装置が適用さ
れた過給機付内燃機関及びその周辺装置を表わす概略構
成図、第５図は本実施例の電磁バルブ制御ルーチンを示
すフ［１−チャート、第６図は従来例を説明する概略構
成図である。 Ｍｌ・・・吸気通路 Ｍ２・・・コンプレツリー Ｍ３・・・スロワ１〜ルバルブ Ｍｌ・・・サージタンク Ｍ５・・・吸気バイパス通路 Ｍ６・・・バイパスバルブ Ｍｌ・・・バルブ制御手段 １・・・内燃機関 ４・・・吸気通路 ５・・・コンプレッサ ６・・・過給機本体 ７・・・スロットルバルブ ８．２３・・・サージタンク ９．２１・・・バイパス通路 １、０・・・コン１〜ロールバルブ ２２・・・電磁バルブ ２４・・・サージタンク圧力センυ ２５・・・電子制御回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の吸気通路に、上流より順次ターボチャージャ
   のコンプレッサ、スロットルバルブ、及びサージタンク
   を設け、 上記コンプレッサの上流部と、コンプレッサとスロット
   ルバルブとの間部とを連結する吸気バイパス通路と、 上記サージタンク内圧力に応じて上記吸気バイパス通路
   に設けたバイパスバルブの開閉を制御するバルブ制御手
   段と、 を備えた過給機付内燃機関の制御装置において、上記バ
   ルブ制御手段が、サージタンク内圧力が第１所定値以下
   のとき、または第１所定値より大きい第２所定値以上の
   ときはバイパスバルブを開状態にし、第１所定値から第
   ２所定値までのときはバイパスバルブを閉状態にする制
   御を行なうよう構成されたことを特徴とする過給機付内
   燃機関の制御装置。