JPS6316130A

JPS6316130A - 内燃機関の排気タ−ボ過給装置

Info

Publication number: JPS6316130A
Application number: JP61157928A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Hoshino; 晴彦星野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-07-07
Filing date: 1986-07-07
Publication date: 1988-01-23

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、内燃機関の排気ターボ過給装置に関する。

〈従来の技術）内燃機関の排気ターボ過給装置の従来例として第２図に
示すようなものがある（実開昭６０−６６８３１号公報
参照）。

これを説明すると、図において、機関１から排出された
排気は小容量の低速用排気ターボ過給機２のタービン３
に導入され、次いで、高速用排気ターボ過給機４のター
ビン５を経て大気に放出される。低速用排気ターボ過給
機２のタービン３をバイパスする排気バイパス通路６が
設けられ、該通路６には、低速用排気ターボ過給機２の
コンプレッサ７下流の圧力によって制御される開閉弁８
が介装されている。更に、高速用排気ターボ過給機４の
タービン５をバイパスする排気バイパス通路９が設けら
れ、該通路９には、高速用排気ターボ過給機４のコンプ
レッサ１０下流の圧力によって制御される開閉弁１１が
介装されている。

一方、エアクリーナ１２から導入された吸気゛はエアフ
ローメータ１３を通過し、高速用排気ターボ過給機４の
コ・ンプレノサ１０に導入された後低速用排気ターボ過
給機２のコンプレッサ７に導入され、その後吸気絞弁１
４を介して機関１に導入される。

低速用排気ターボ過給機２のコンプレッサ７をバイパス
する吸気バイパス通路１５が設けられ、この通路１５に
は、開閉弁１６が介装される。この開閉弁１６は、制御
装置１７から入力される制御信号に基づいてアクチュエ
ータ１８により開閉駆動される。

具体的には、開閉弁１６は機関の低速高負荷運転域では
閉弁され、吸気を低速用排気ターボ過給機２のコンプレ
ッサ７を通過させる一方、それ以外の運転域では開弁さ
れ、吸気を吸気バイパス通路１５をも通過させるように
なっている。

そして、低速低負荷運転域では、開閉弁１６は開弁し、
吸気が吸気バイパス通路１５を通過するため、吸気負荷
が軽減され、低速用排気ターボ過給機２は高速で空転し
ている。この状態で、低速高負荷運転域からの加速運転
を行うと、低速高負荷運転域で低速用排気ターボ過給機
２により吸気が過給された後中〜高速高負荷運転域で高
速用排気ターボ過給機４により吸気が過給され、スムー
ズな加速性能が得られる。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかし、このような従来の排気ターボ過給装置において
は、開閉弁８をコンプレフサ７下流の圧力が所定値以上
の時に開弁させて排気をバイパスさせるようにしており
、開閉弁８が閉じられた加速時、即ち、主に低速用用排
気ターボ過給機２で過給が行われている時には、開閉弁
１１が閉じられている構成であるため、次のような問題
点を生じる。

即ち、上記の状態では、排気が高速用排気ターボ過給機
４のタービン５を通過し、このタービン５が流路抵抗に
なって、低速用用排気ターボ過給機２のタービン３出口
圧が高くなり、その分譲低速用排気ターボ過給機２が回
り難くなるため、過給圧の上昇も遅くなり、加速性能を
損なう結果となる。

そこで、本発明はかかる従来の実情に鑑み、大容量の排
気ターボ過給機のタービンをバイパスする排気バイパス
通路に介装したウェストゲートパルプの制御構造の改良
により、小容量の排気ターボ過給機のタービン出口圧を
低くして、過給圧の上昇を速めることを目的とする。

（問題点を解決するための手段）このため、本発明は、小容量の第１排気ターボ過給機の
タービンと大容量の第２排気ターボ過給機のタービンと
を直列接続してなり、前記第１排気ターボ過給機のター
ビンをバイパスする第１の排気バイパス通路と第２排気
ターボ過給機のタービンをバイパスする第２の排気バイ
パス通路とを設け、前記第１の排気バイパス通路には排
気切換弁を、第２の排気バイパス通路にはウェストゲー
トバルブを、夫々介装し、該ウェストゲートバルブを前
記排気切換弁が所定開度を越えて閉じた時に開放するべ
く制御する制御装置を設けた構成とする。

（作用）そして、かかる構成では、排気切換弁が閉じぎみである
加速時、即ち、主に小容量の第１排気ターボ過給機で過
給が行われている時には、ウェストゲートパルプが開か
れるので、排気が大容量の第２排気ターボ過給機のター
ビンを通過せず、第１排気ターボ過給機のタービン出口
圧が高くなるのが防止され、該第１排気ターボ過給機が
回り易くなるため、過給圧の上昇も速くなり、加速性能
を向上できる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。

図において、エンジン２０の排気通路２１には、第１の
排気ターボ過給機としての小容量のプライマリ排気ター
ボ過給機２２のタービン２３が介装され、このタービン
２３により吸気通路２４に介装されたコンプレッサ２５
を回転駆動する。前記タービン２３をバイパスする排気
バイパス通路２６が形成され、この排気バイパス通路２
６には排気切換弁２７が介装されている。排気バイパス
通路２６の下流端部より下流の排気通路２１には第２の
排気ターボ過給機としての大容量のセカンダリ排気ター
ボ過給機２８のタービン２９が介装され、このタービン
２９により前記プライマリ排気ターボ過給機２２のコン
プレッサ２５上流の吸気通路２４に介装されたコンプレ
ッサ３０を回転駆動する。タービン２９をバイパスする
排気バイパス通路３１が形成され、この排気バイパス通
路３１にはウェストゲートパルプ３２が介装されている
。

プライマリ排気ターボ過給機２２のコンプレフサ２５を
バイパスして吸気絞弁３３の上流側に接続される吸気バ
イパス通路３４が形成され、この吸気バイパス通路３４
には下流方向への吸気流のみを許容する逆止弁３５が介
装されコンプレッサ２５により過給された吸気が逆流し
ないように構成されている。

ここで、前記排気切換弁２７は機関運転状態に応じて開
閉制御され、コントロールユニット３９からの制御信号
により作動するステップモータ３６により開閉駆動され
る。

一方、前記排気バイパス通路３１は、エンジン２０の高
負荷域でのセカンダリ排気ターボ過給機２８の過回転を
防止するため設けられるものである。そして、前記ウェ
ストゲートパルプ３２は、アクチュエータ３７により罵
区動されるａ　Ｐｊアクチュエータ３７には、プライマ
リ排気ターボ過給機２２のコンプレッサ２５下流の吸気
圧力が導入され、この導入圧は、コントロールユニット
３９からの指令に基づき、デユーティ値によって動作さ
れる電磁弁３８により制御される。

上記コントロールユニット３９には、プライマリ排気タ
ーボ過給機２２のコンプレ・フサ２５下流の吸気圧力を
検出する圧力センサ２４の圧力検出信号、エエクリーナ
４１下流のエアフローメータ４０からの吸入空気量信号
及び吸気絞弁３３からの加速信号等が入力される。

かかるコントロールユニット３９は、ウェストゲートバ
ルブ３２を排気切換弁２７が所定開度を越えて閉じた時
に開放するべく制御する制御装置を備えた構成となって
いる。

そして、この制御装置の機能について説明すると、排気
切換弁２７は、上述のように、コントロールユニット３
９からの出力によってステップモータ３８を介して開閉
されるようになっており、前記制御装置は、ステップモ
ータ３８への出力に基づく排気切換弁２７の開度により
、電磁弁３８ヘデユーテイ値を出力してアクチュエータ
３７への導入圧力を変化させて、ウェストゲートバルブ
３２を開閉制御するようになっている。

以上の構成の作用について説明すると、排気切換弁２７
が全閉又はある程度閉じた状態では、エンジン１からの
排気ガスの全量又は殆どがプライマリ排気ターボ過給機
２２のタービン２３に流れるため、プライマリ排気ター
ボ過給機２２の回転が急上昇し、コンプレッサ２５の吐
出圧も急上昇し、これにより、エンジン２０の出力が増
大する。このように、排気切換弁２７が所定開度を越え
て閉じられると、前記コントロールユニット３９は、１
０１３８ヘデユーテイ値を出力してアクチュエータ３７
への導入圧力を変化させ、ウェストゲートパルプ３２を
全開する。

これにより、プライマリ排気ターボ過給機２２のタービ
ン２３の出口圧が低くなり、その分譲プライマリ排気タ
ーボ過給機２２が回り易くなるため、コンプレッサ２５
の吐出圧が更に大きくなり、エンジン２０の出力が増大
する。

尚、ウェストゲートパルプ３２を開閉するアクチュエー
タ３７には、プライマリ排気ターボ過給機２２のコンブ
レフサ２５出口圧が導入されているが、例えば、エンジ
ン２０の低速域においても排気切換弁２７を閉じれば、
プライマリ排気ターボ過給機２２のコンプレッサ２５吐
出圧は増大するため、ウェストゲートパルプ３２上流の
排圧が小さくても該ウェストゲートパルプ３２を開ける
ことができる。

次に、排気切換弁２７が全閉又はある程度閉じた状態で
、更にエンジン１の回転が上昇し、プライマリ排気ター
ボ過給機２２のコンプレッサ２５吐出圧が規定値に到達
すると、以後は該コンプレッサ２５の吐出圧が規定値で
保持されるように、コントロールユニット３９からの指
令によりステップモータ３６を駆動して排気切換弁２７
を開いていく。排気切換弁２７が規定開度を越えて開い
ていくと、コントロールユニット３９から電磁弁３８に
デユーティ値を出力してアクチュエータ３７への導入圧
力を凍らすことによりウェストゲートバルブ３２を閉じ
て行き、全閉とする。これにより、排気ガスが大容量の
セカンダリ排気ターボ過給機２８のタービン３０にも流
れていくため、該セカンダリ排気ターボ過給機２８のコ
ンプレッサ２９からの吐出が本格的に開始する。

排気切換弁２７が全開となると、プライマリ排気ターボ
過給機２２は殆ど運転されなくなり、セカンダリ排気タ
ーボ過給機２８のみで過給が行われることになり、セカ
ンダリ排気ターボ過給機２８とプライマリ排気ターボ過
給機２２夫々のコンプレッサ２５゜３０吐出圧は略等し
くなる。更に、エンジン１の回転が上昇し、セカンダリ
排気ターボ過給機２８によるコンプレッサ３０吐出圧が
規定圧力を越えようとする時は、コントロールユニット
３９から電磁弁３８にデユーティ値を出力してアクチュ
エータ３７への導入圧力を増大し、ウェストゲートバル
ブ３２を開くことにより、セカンダリ排気ターボ過給機
２８の回転を下げ、過給圧をコントロールする。

（発明の効果〉以上説明したように、本発明によれば、排な切換弁が閉
じぎみである加速時、即ち、主に小容量の第１排気ター
ボ過給機で過給が行われている時に、ウェストゲートバ
ルブを開くようにしたから、排気が大容量の第２排気タ
ーボ過給機のタービンを通過せず、第１排気ターボ過給
機のタービン出口圧が高くなるのを防止でき、該第１排
気ターボ過給機の回転上昇を速めて、過給圧の上昇を速
めることができ、低速トルク増大、加速性向上を図れる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる内燃機関の排気ターボ過給装置
の一実施例を示す概略図、第２図は従来の内燃機関の排
気ターボ過給装置を示す概略図である。２０・・・エンジン　　２１・・・排気通路　　２２・
・・プライマリ排気ターボ過給機　　２３・・・タービ
ン　　２４・・・吸気通路　　２５・・・コンプレフサ
　　２６・・・排気バイパス通路　　２７・・・排気切
換弁　　２８・・・セカンダリ排気ターボ過給機　　２
９・・・タービン　　３ｏ・・・コンプレッサ　　３１
・・・排気バイパス通路　　３２・・・ウェストゲート
バルブ　　３６・・・ステップモータ３７・・・アクチ
・ユエータ　　３８・・・電磁弁　　３９・・・コント
ロールユニット特許出願人　　　　日産自動車株式会社代　理　人　　
弁理士　笹　島　富二雄２０・・・エンジン２１・・・排気通路２２・・・プライマリ排気ターボ過給機２３・・・ター
ビン２４・・・吸気通路２５・・・コンプレッサ２６・・・排気バイパス通路２１・・・排気切換弁２Ｂ・・・セカンダリ排気ターボ過給機２９・・・ター
ビン３０・・・コンプレッサ　　　　　。３１・・・排気バイパス通路３２・・・ウニ名トゲートバルブ３６・・・ステップモータ３７・・・アクチュエータ３８・・・電磁弁３９…コントロールユニツト第１図

Claims

【特許請求の範囲】

小容量の第１排気ターボ過給機のタービンと大容量の第
２排気ターボ過給機のタービンとを直列接続してなり、
前記第１排気ターボ過給機のタービンをバイパスする第
１の排気バイパス通路と第２排気ターボ過給機のタービ
ンをバイパスする第２の排気バイパス通路とを設け、前
記第１の排気バイパス通路には排気切換弁を、第２の排
気バイパス通路にはウェストゲートバルブを、夫々介装
し、該ウェストゲートバルブを前記排気切換弁が所定開
度を越えて閉じた時に開放するべく制御する制御装置を
設けたことを特徴とする内燃機関の排気ターボ過給装置
。