JPS63140824A - 過給機付エンジンの過給圧制御装置 - 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） 本発明は、独立した複数グループの排気通路からそれぞ
れ排気ガスをタービンに導くようにした過給機付エンジ
ンの過給圧制御装置に関するものである。

（従来技術） 従来、例えば実開昭５９−１４８４２７号公報に示され
るように、複数気筒（例えば４気筒、６気筒等）の排気
通路を複数グループ（例えば２グループ）に分けて各々
独立にターボ過給機のタービンに導くようにするととも
に、各グループの排気通路を連通させる連通路と、この
連通路をエンジン回転数が設定値以上のとき開く連通バ
ルブとを設けた過給機付エンジンが知られている。この
エンジンによると、低速域では排気脈動が有効に利用さ
れ【ターボ過給機の駆動効率が高められる。

なお、このように独立した複数グループに排気系を構成
する場合に、上記公報の装置では排気行程が連続する気
筒の排気通路を別グループに分けているが、排気行程が
連続する気筒の排気通路を同一グループとしても、排気
脈動が高められてｈ効にタービンに作用し、駆動効率を
高めることができる。

ところで、上記従来装置では、高速時には上記連通バル
ブを聞くことにより、ある程度過給圧上昇が抑制される
ようにしているが、これだけでは、排気ガス量が非常に
多いときに過給圧の過度の上昇を充分に抑制することが
難しい。

このため、上記の構造に加え、ターボ過給機のタービン
をバイパスするウェストゲート通路と、高過給時に上記
ウェストゲート通路に排気ガスを逃がすウェストゲート
バルブとを設け、これによっても過給圧が調整されるよ
うにしておくことが考えられる。この場合、排気［ネル
ギーの利用効率等の面から、常識的には、エンジン回転
数の上昇に応じてＥ記連通バルブの開作動後にウェスｔ
−ゲートバルブが開かれ始めるように両バルブの作動条
件を設定することが考えられる。しかしこのようにする
と、連通バルブの開作動時に、排気脈動による効果が失
われることにより過給圧が急激に低）するので、これに
よるトルク低）で運転ショックが生じるという問題があ
る。

（発明の目的） 本発明ｔよこのような１１情に鑑み、独ヴした複数グル
ープの排気系により低速域での過給機駆動効率を高める
とともに、各グループ間の連通路を開閉する連通バルブ
とウェストゲートバルブとで過給作用を調整し、しかも
上記連通バルブの間作ωＪ時の運転ショックを防止する
ことができる過給機付エンジンの過給圧制御装置を提供
するものである。

（発明の構成） 本発明は、複数気筒の排気通路を複数のグループに分け
て各々独立にターボ過給機のタービンに導くようにした
過給機付エンジンにおいて、上記タービンをバイパスす
るつＬストゲート通路と、高過給時に上記ウェストゲー
ト通路に排気ガスを流すウェストゲートバルブと、上記
各グループの排気通路を連通させる連通路と、この連通
路を開１１１する連通バルブとを設け、少なくとも高負
荷域でウェストゲートバルブの開作動開始後に連通バル
ブが開作動されるように両バルブの作動条件を設定した
ものである。

この構成により、上記連通バルブの開作動時に、既に聞
かれているウェストゲートバルブが閉方向に作動される
ごとにより、過給圧の低下が抑制されることとなる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示し、この図では本発明装
置を４気筒エンジンに適用しており、１はエンジン、２
ａ〜２ｄはエンジン１の各気筒である。また、３はター
ボ過給機であって、排気系に組込まれたタービン４と、
このタービン４に軸５を介して連結されて吸気系に組込
まれたコンプレッサ６とを備え、排気ガス流によりター
ビン４が駆動され、これに伴ってコンプレッサ６が回転
することにより、エンジン１に吸気を過給するようにな
っている。上記タービン４を収容するタービンハウジン
グ７の排気導入口部分は、排気マニホールド８の下流端
部に連結されている。

１記排気マニホールド８には、各気筒２ａ〜２ｄの排気
ボート９に連通する気筒別の各排気通路１０が集結する
部分に、排気系を２つのグループに分ける仕切壁１１が
設けられている。またタービンハウジング７内にも、上
記仕切壁１１に対応した仕切壁により２つのスクロール
が形成されている。こうして、各気筒２ａ〜２ｄの排気
系が２つのグループに分けられ、各々独立に排気ガスを
タービン４に導く２系統の集合排気通路１２．１３が形
成されており、図示の実施例では、第１゜第２気ｎ２ａ
、２ｂの排気通路１０と、第３．第４気筒２Ｇ、　２ｄ
の排気通路１０とが、それぞれ別個に集合されている。

さらに排気系には、上記タービン４をバイパスするウェ
ストゲート通路１５と、高過給時にこのつ５「ストゲー
ト通路１５を開くウェストゲートバルブ１６とが設けら
れてＪ３す、ウェストゲート通路１５の上流端部は上記
各集合排気通路１２．１３にそれぞれ間口している。ま
た、上記各排気通路１０間には、両グループの排気通路
を連通ずる連通路１７が設（プられて、１３す、この連
通路１７には、両グループ間で連通路１７を開閉する連
通バルブ１８が設けられている。上記連通路Ｊ　７　Ｊ
３よび連通バルブ１８は、集合排気通路１２．１３間に
設りておいてもよい。

上記つ［ストゲートバルブ１６は、コンプレッサ６上流
の吸気通路１９から過給圧を圧力至２０ａに導くように
したアクチュエータ２０により、設定過給圧で聞かれる
ようになっている。

一方、上記連通バルブ１８は、ダイヤフラム装置を用い
たアクチュエータ２１により、このアクチュエータ２１
に負圧が導入されているときには開じられ、アクチュ１
−夕２１に大気が導入されたときは聞かれるようになっ
ている。上記アクブ・ユエータ２１は通路２２を介して
ハキ：１−ムタンク２３に１妄続され、バ１＝ニームタ
ンク２３はチェック弁２４を介してスロットル弁２５下
流の吸気マニホールド２６に接続されている。上記通路
２２には、上記アクチュエータ２１に負圧と大気とを選
択的に導く三方電磁弁２７が設けられ、エンジン回転数
センサ２８からの信号を受ける制御回路２９によって三
方Ｊｌ弁２７が制御されることにより、連通バルブ１８
の開）ｌが制御されるようになっている。

上記制御回路２９においては、少なくとも高負荷時にエ
ンジン回転数１＝ｌｆＩ−に応じてウェストゲートバル
ブ１６の開作動後に連通バルブ１８が間かれるように、
連通バルブ１８の作動条件が第２図のように設定されて
いる。すなわち、連通バルブ１８が口１じられていると
きの運転状態に応じたウェストゲートバルブ１６の開作
動位置は線△１のようになり、このようなウェストゲー
トパル７１６の作動条件に対して連通バルブ１８は、高
負荷時にウェストゲートバルブ１６が開作動する回転数
より高い回転数Ｎｏで開作動されるように設定されてい
る（線Ｂ）。なお、連通バルブ１８が開作動されると、
つＪ、ストゲートバルブ１６の開作動のラインは高負荷
側にずれる（線Ａ２　）。

このターボ過給装置の動作を第３図を参照して次に説明
する。

第３図は高負荷時のエンジン回転数と過給圧との関係を
示しており、過給圧が設定過給圧ｐｏに達するまでの、
ウェストゲートバルブ１６および連通バルブ１８がとも
に閉じている状態にある低回転域では、この図に線Ｃ１
で示すようにエンジン回転数が高くなるにつれて過給圧
が上昇する。

この状態では、２グループの豆いに独立した排気系の集
合排気通路１２．１３から排気脈動が有効にタービン４
に伝えられて過給機駆動効率が高められ、各気筒の排気
通路が連通している場合の過給圧特性（破線Ｄ）と比べ
ると、低回転域での過給圧が高められる。

そして、もしｒクエストゲートバルブ１６および連通バ
ルブ１８が１１１じられたままであれば、エンジン回転
数が高くなるにつれて二点鎖線Ｃ１−のように過給圧が
過度に上界するが、実際にｔよ設定過給圧１）０に達し
たとき、それに応じてウェストゲートバルブ１６が開か
れ、排気ガスがウェストゲート通路１５に逃がされるこ
とにより、それ以Ｆに過給圧が上界することが防止され
る。従って、ウェストゲートバルブ１６が開かれ始める
回転数Ｎａより高回転側では、線Ｃ２で示すように過給
ＥＥが設定過給圧Ｐ　ｏに保たれる。

また、このようにウェストゲートバルブ１６が開作動し
た後、Ｌ配回転数Ｎａよりも高い所定同転数Ｎｏに達し
たときは、制御回路２３からの制御信号で連通バルブ１
８が聞かれ、各気筒２ａ〜２ｄの排気通路１０が連通路
１７を介して相互に連通されることにより、上記所定回
転数Ｎｏより高回転側の排気量が多い運転領域では、排
気脈動が弱められる結果、排圧の上昇が抑制される１、
この場合に、連通バルブ１Ｂの開作動時点では、ＪＲ気
脈動による動的効果が失われて過給圧が低下しようとす
るが、これに応じ、既に開かれているウェストゲートパ
ル７１６が閉方向に作動し、タービン４に送られる排気
ガスＲが増加することにより、過給圧の低下が抑υ１さ
れることとなる。

このような信用を最適に１９るためには、連通バルブ１
８を開作動さｌｉる回転数Ｎｏを、第３図に破線りで示
す排気通路連通状態での過給圧特性による場合に設定過
給圧に達する回転数付近に設定しておくことが望ましい
。

なお、連通バルブ開作動時の過給圧の低下が問題となる
のは主に高負荷域であるので、上記実施例では、ウェス
トゲートバルブ間作動後に連通バルブが開作動するとい
う作動条件が高負荷域で得られるように、エンジン回転
数に応じて連通バルブ１８をａＩＩＩＩＩｌシているが
、高負荷域以外でも上記作動条件が得られるように、例
えば吸入空気債に応じ、あるいはエンジン回転数とス「
」ットル開度とに応じて連通バルブを制御してもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、複数グループの排気系を各々独
立にターボ過給機のタービンに導くようにした過給機付
エンジンにおいて、ウェストゲート通路およびウェスト
ゲートバルブと、上記各グループの排気通路を連通ずる
連通路およびこれを開閉する連通バルブとを設けるとと
らに、少なくとも高負荷域で、ウェストゲートバルブの
間作動後に連通バルブが開作動するように設定している
ため、低速域での過給効率向上、高速域での排圧上昇抑
制、過給圧の過度上昇防止等の効果を良好に発揮させつ
つ、連通バルブ間作動時の過給圧低下を抑制し、運転シ
ョックを防止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図、第２図は
ウェストゲートバルブおよび連通バルブの作動条件を示
す説明図、第３図はエンジン回転数と過給圧との関係を
示す説明図である。 １・・・エンジン、２ａ〜２ｄ・・・気筒、３・・・タ
ーボ過給機、４・・・タービン、６・・・コンプレッサ
、１０・・・気筒別の排気通路、１２．１３・・・集合
排気通路、１５・・・ウェストゲート通路、１６・・・
ウェストゲートバルブ、１７・・・連通路、１８・・・
連通バルブ、２１・・・アクチュエータ、２９川制御回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数気筒の排気通路を複数のグループに分けて各々
   独立にターボ過給機のタービンに導くようにした過給機
   付エンジンにおいて、上記タービンをバイパスするウェ
   ストゲート通路と、高過給時に上記ウェストゲート通路
   に排気ガスを流すウェストゲートバルブと、上記各グル
   ープの排気通路を連通させる連通路と、この連通路を開
   閉する連通バルブとを設け、少なくとも高負荷域でウェ
   ストゲートバルブの開作動開始後に連通バルブが開作動
   されるように両バルブの作動条件を設定したことを特徴
   とする過給機付エンジンの過給圧制御装置。