JPS6278433A - 過給機の制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は内燃機関に装着された排気タービンの過給機の
制御装置に係り、特に過給圧を低速域から高速域まで高
めるのに好適な可変容量式過給機の制御装置に関する。

〔発明の背景〕

ディーゼル機関などの内燃機関に装着された可変容量式
過給機の制御装置としては、特開昭５９−３２６２０号
公報によって開示されたものが知られている。しかしこ
の提案によるとマイコンを使用したものであり、装置が
複雑になるという問題があった。またこの制御装置の運
転範囲が狭い欠点もあった。

堕明の目的〕 未発明は上述した点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、簡単な構造で運転範囲の広い過給機を
有効に制御することのできる可変容量式の過給機の制御
装置を提供するにある６〔発明の概要〕 本発明は、２つのスクロールに分離されたタービンケー
スを有する内燃機関の可変容量式過給機の、前記２つの
スクロールの切換えをダイヤフラムを備えたアクチュエ
ータで制御する過給機の制御装置において、前記内燃機
関の回転数と前記過給機を介してこの内燃機関に送られ
る圧縮空気の吐出圧を検出部で検出し、この検出値を演
算回路部に入力して、この演算回路部からの出力を駆動
圧力制御部に入力し、この駆動圧力制御部により前記ア
クチュエータを動作させるとともに、前記スクロール内
の圧力を排気バイパス４ｔによって調整するようにして
、所期の目的を達成するようになしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明に係る過給機の制御装置の一実施例を図面
を参照して説明する。

第１図に本発明の一実施例を示す。過給機はコンプレッ
サ羽根車１、タービン羽根車２、これらの２つの羽根車
１，２を同軸上に固設する回転軸を回転自在に支承する
一対の軸受３、前記コンプレッサ羽根車１を収納するコ
ンプレッサケース４、前記タービン羽根車２を収納する
タービンケース５とにより構成されている。

前記タービンケース５は、スクロールの内部が小スクロ
ール６と大スクロール７とに分割さ九たダブルエントリ
形となっている。この小スクロール６には排気バイパス
弁８が設けられており、この排気バイパス弁８はダイヤ
フラムを備えたアクチュエータ９により劾かされるよう
になっている。

そしてこの排気バイパス弁８により予じめ設定された過
給圧に制御する構造となっている。また前記大スクロー
ル７の排気ガス入口には、大スクロール７に入る排気ガ
ス流量を制御する流量制御弁１１と、この流量制御弁１
１をおおう弁シート板１０が設けられている。この流量
制御弁１１には、前記アクチュエータ９と同様な構造の
アクチュエータ１２がリンク１３を介して連絡されてい
て。

このアクチュエータ１２を空気圧で動かして流量制御弁
１１を働かし、排気流量を制御する構造となっている。

アクチュエータ１２を働かす制御回路部１６は、内燃機
関１４の回転数を検出する回転検出器１５からの信号を
受は入れるコンパレータ１７と、過給機の突出圧Ｐｃを
検出する圧力変換器１９からの信号を受は入れるコンパ
レータ１８と、演算回路部２ｏとより構成されている。

前記アクチュエータ１２を動かす駆動圧力制御部２１は
、オリフィス２２．２３及びソレノイドバルブ２４によ
り構成され、駆動圧力の大きさを切換出来る構造となっ
ている。

上述したように構成された本実施例の動作を以下に説明
する。過給機は内燃機関１４から排気ガスをタービンケ
ース５の入り口より流量制御弁１１を介して導入され、
タービン羽根車２を回転させる。タービン羽根車２の回
転は同軸上に固設されたコンプレッサ羽根車１の回転に
伝達され、前記内燃機関１４へ圧縮空気を送り過給する
。

次に過給圧の制御動作を説明する。本発明の過給機シス
テムは、内燃機関１４の軽負荷時及び低回転時には排気
ガス量が少ないので、小スクロール６を使用し、従来の
過給機に比べて機関の低回転領域から過給圧を立上げる
ようになっている。

また機関の重負荷、高回転時には、前記大スクロール７
の入口に設けた流量制御弁１１を開けて、小スクロール
６と大スクロール７との両方から排気ガスを取り入れる
ようになっている。

初め機関が始動し、低回転時には前記の通り排気ガス量
が少ないので流量制御弁１１が閉じていて小スクロール
６にのみ排気ガスが流れる。この小スクロール６は従来
の過給機のタービンスクロールに比べて３０乃至５０％
の通路面積になっており、このため従来の過給機より過
給圧が早く立上る。すなわち過給圧の立上りが早くなり
機関の過渡特性をよくするとともに、出力及び低速トル
クを向上させる。

さらに機関回転数が上ると、予め設定された過給圧まで
上昇するとバイパス弁８がアクチュエータ９により動か
されて過給圧を制御する。次にさらに機関回転数が上る
と、制御回路部１６が機関の回転数及びコンプレッサの
突出圧力ＰＣとにより演算を行ない、ソレノイドバルブ
２４を入切する。ソレノイドバルブ２４は第２図（ｃ）
に示すように、機関回転数Ｎが一定値以上になると開か
ら閉になる。この結果流量制御弁１１を動かすアクチュ
エータ１２の駆動圧Ｐｓは、第２図（ｂ）に点線で示す
ように急速に立上る。一方予め流量制御弁１１を動かす
アクチュエータ１２のバネ圧を、第２図（ａ）に示す機
関回点数２７乃至２８の間で内燃機関１４の排圧により
バルブ開度２乃至−３ｍｍの間を直線的に動くようにセ
ットしておくと、大ストローク７への排気ガス流入量を
制御することができ、設定された過給圧Ｐｉｍに制御す
ることができる。

さらに機関回転数が上昇すると、流量制御弁１１は絞り
損失となるばかりで排圧を上昇させるので、第２図（ａ
）に示す機関回転数２８以上の領域では、前述したよう
にソレノイドバルブ２４を閉めて駆動圧Ｐｓを第２図（
ｂ）に示すように上昇させて流量制御弁１１を全開にし
、排圧を低下させて機関の出力が出るように制御する。

第３図は本考案による過給圧力の制御の一例を示したも
ので、機関回転数Ｎとアクチュエータ９．１２動作用の
圧縮空気圧力Ｐｃ及び過給圧力Ｐｉｍとの関係を示して
いる。Ｎが１５００以下ではバイパス弁８が閉じており
、Ｎが１５００以上１７５０以下でバイパス弁８による
制御を行ない、Ｎが１７５０以上２０００以下で流量制
御弁１１による制御を行ない、Ｎが２０００以上で流量
制御弁１１を全開としてバイパス弁８による制御を行な
って過給圧力Ｐｉｍの制御を行なうものである。

第４図は回転コンパレータ１７と圧力コンパレータ１８
のＮの上昇時と下降時におけるヒステリシスを示すもの
で、Ｎで１５Ｏｒｐｍ、Ｐｉｍで１００　ｍ　ｍ　Ｈｇ
の差がある。

本実施例によれば、従来のバイパス弁付過給機に用いた
ダイヤフラム式のアクチュエータを使用し、機関の回転
数と過給圧によりタービンケースのスクロールを切換え
ることができるため、従来の過給機より運転範囲の広い
機関の低速域から高速域までの過給機が有効に働くよう
にすることができる。

本発明による制御装置はガソリン機関にもディーゼル機
関にも同様に有効に用いることができる。

〔発明の効果〕

上述したように１本発明によれば、内燃機関の回転数と
コンプレッサの突出圧を入力とする演算回路部により、
可変容量式過給機に設けられた２つのスクロールをアク
チュエータを動作させて切換えるようにしたものである
から、簡単な横進で内燃機関の低速域から高速域までの
広い範囲にわたり出力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る過給機の制御装置の一実施例を示
すシステム構成図、第２図、第３図及び第４図は本実施
例の動作を示すグラフである。 ５・・・タービンケース、６・・・ｔＪ＋スクロール、
７・・・大スクロール、８・・・排気バイパス弁、９，
１２・・・アクチュエータ、１４・・・内燃機関、１５
・・・回転検出器、１９・・・圧力変換器（突出圧検出
部）、２０・・・演算回路部、２１・・・駆動圧力制御
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、２つのスクロールに分離されたタービンケースを有
   する内燃機関の可変容量式過給機の、前記２つのスクロ
   ールの切換えをダイヤフラムを備えたアクチュエータで
   制御する過給機の制御装置において、前記内燃機関の回
   転数と前記過給機を介してこの内燃機関に送られる圧縮
   空気の突出圧とを検出する検出部と、この検出部により
   検出された前記回転数及び突出圧を入力とする演算回路
   部と、この演算回路部の出力を入力とし前記アクチュエ
   ータを動作させる駆動圧力制御部と、前記スクロール内
   の圧力を調整する排気バイパス弁とを具備したことを特
   徴とする過給機の制御装置。