JPS63162935A - 内燃機関の過給圧制御装置 - 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、車両用等のターボチャージヤイ・１内燃ｆｉ
１３ＱにおＧｅｌる過給圧制御装置に関するものである
。

【従来の技術】

通常、ターボテ１！−ジ１Ｆ付エンジンは第４図に示す
ように、エアクリープ−２からの吸気はターボテ１１−
ジャ５のコンプレッサ部５ａで加圧され、過給圧となっ
て吸気管３を通りエンジン１に供給される。一方、エン
ジン１からの排ガスは排気管４を経てターボチャージｐ
　、５のタービン部５ｂへ送られ、ターボチャージャ５
を回転駆動した後に排気管６より排出される。そして、
ターボチャージャ５による過給圧はダイヤフラム形アク
チュエータ８に導入され、過給圧に応じてウェストゲー
トバルブ１を開閉して過給を防止゛していた。

【発明が解決しようとする問題点】

ところで、上記のように構成された従来の吸気系は、吸
気は必ずターボデ１７−ジャ５を通り、スロットルバル
ブ９で負ＶＩ−整されてエンジン１に吸入されるので、
パーシャル負荷時には、ターボヂマｌ−ジＶ５を通過し
て過給された空気をむりやりスロットルバルブ９で絞る
ため、ターボチャージｐ　５とス［１ツトルバルブ９と
の間の圧力が高くなる。このため、ターボチャージャ５
のインペラにかかる抵抗が大きくなってインペラの回転
数が低下するために排気抵抗が増加し、排圧が上背して
ポンプ損失は大きくなるので、燃費率が悪化していた。 一方、スロットルバルブ全開時には、スロットルバルブ
９によ−）で吸気を絞ることは必要ないので、上記のよ
・うな無駄な損失は発生しないが、パーシャル時と全開
時のインペラの速度差が大きいため、ターボチャージャ
のタイムラグが大きくなっていた。 そこで、例えば特開昭５５−７２６２７　＠公報に示さ
れるように、吸排気ともターボブ

【！−ジ１ｒをバイパ
スするバイパス通路を設け、そこに設けられたそれぞれ
の制御弁で空気の流れを変えるようにしたしのがあった
。しかし、このシステムにおいては、バイパス通路は吸
気、排気とも同時に作動するため、パーシャルロ荷時の
ポンプ損失は減少するが、ターボデせ一ジＶには排ガス
が供給されなくなるので、ターボチャージャの憤性吊に
対する排ガスの割合が減少し、ターボデ１ｒ−・ジャの
タイムラグはさらに増大するという問題があった。 本発明は、−Ｆ記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、ターボチャージャ付エンジンのパージｔ’
ルｆＱｖ１時におけるポンプ損失の低減およびターボヂ
ト−ジＶのタイムラグを減少させることができるように
することを目的とする。 【問題点を解決するための手段】 上記目的を達成するため、本発明による内燃機関の過給
圧制御・装置は、ターボチャージャ付内燃機関において
、このターボチャージャをバイパスする吸気通路を設け
、その吸気通路にデユーアイソレノイド等を備える制御
弁を設けて、エンジン回転速度、吸入管圧力およびスロ
ットル開度等に応じ」−記制御弁のデユーティ比制御を
行い、過給圧を運転状態に応じて最適に制御するように
したものである。

【作　　用】

Ｌ−記の構成に基づき、過給圧制ｔｌｌｌｌ！置はスロ
ット、ル前圧力、吸入管圧ノコ１エン２２回転速度、排
圧、およびアクセル開度などの信号に基づいて、低負荷
間にはデユーディ比を１００％としてバイパス吸気通路
を全開し、負荷はスロットルバルブの・みで制御する。 一方、高負荷時には、デユーディ比を下げてバイパス吸
気通路の面積を絞り、過給圧を上昇させる。この場合、
エンジンの保護とターボチャージャのサージングを防止
するため、エンジン回転速度に基づきマツプ検索によっ
てそれぞれ設定されるフルブースト以上、あるいは排圧
が異常に上界すると、デユーティ比を高めてバイパス吸
気流量を増加させ、過給圧を低下させる。 こうして、バージｊｙル負荷時におけるポンプ損失を低
減し、ターボチャージャのタイムラグが減少する。

【実　施　例】

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図によって
説明り−る。第１図は過給圧制御装置を含む全体の構成
を承りシステム図、第２図は過給圧制御装置の構成を示
ずブロック図、第３図は本発明の動作を示すフローヂャ
ートである。 第１図において、符号１〜６．９は従来例を示す第４図
の６のと同じである。符１１０Ｇよ吸気マ二ｊｊζ−ル
ド、１０ユターボヂヤージヤ５のコンプレッサ部５ａを
バイパスするバイパス吸気通路、１２はバイパス吸気通
路１１に介設されたデユーティソレノイド制御弁で１０
０％デコーティ比のパルス信号で仝間し、０％デユー・
ティ比のパルス（１号で全開となり、デユーティ比に応
じた弁開度となる。符号１５はスロットルバルブ９前の
圧力を検出する第１吸入管圧カセンサ、符号１６は吸気
マニホルド１０の圧力を検出する第２吸入管圧カセンサ
、符号１１はエンジン回転数センサ、符号１８は排気管
４内の排気ガス圧を検出する排圧センサ、符号１９はア
クセルペダルの踏み込み出を検出するアクヒル間度セン
サ、符１１２０はマイクロコンピュータからなる過給圧
制御装置である。上記の構成において、ターボテ１ｒ−
ジ１７５の過給圧制御は、従来は排ガス側にバイパス通
路を設け、ウェストゲ−１へバルブのσｎ閉によって行
っていたが、本発明において警よ吸気側にバイパス通路
１１を設け、デユーティソレノイド制御弁１２によって
行う。こうすると、高温の排気ガス側に設けていたａ′
！価なウェス１−ゲートバルブが土間となり、またパー
シャル負荷時には、吸気側をバイパスするのみで排気側
通路を゛特に絞ることはないので、排圧が低下してポン
プ損失が減少するとともに、吸気がターボチャージャ５
を循環するため吸気温度が上界して燃焼が改善され、燃
費が向上する。また、パーシャル負荷時に、ターボチャ
ージャ５のタービン部５ｂの回転数が従来よりも高くな
るので、ターボチャージ１ｚ　５のタタイムラグ（動作
おくれ）が小さくなる。 また、過給圧制部製［２０の構成を示１第２図において
、符号２１はアクセルペダル踏込状態判定手段で、アク
セル回度センサ１９からの信号に基づいて、アクヒルペ
ダルの踏込み、一定、離すの各状態を判定する。符＠２
２は吸入管圧方正・負判定手段で、第２吸入管圧カセン
サ１６の信号に基づいて判定する。符号２３はフルブー
スト圧設定手段で、エンジン回転数センサ１１からの信
号ＮＯに基づいて、予め格納されている設定フルブース
ト判定手段２４を検索して読出し、フルブースト圧を設
定する。符号２５はフルブースト判定手段で、第１吸入
管圧力ヒンサ１５によって検出されるスロットル前圧力
が、エンジン回転数に応じて設定されたフルブースト圧
を超えた否かを判定する。符号２６は排圧設定手段で、
エンジン回転数センサ１１からの信号Ｎｅに基づいて、
予め格納されている設定排圧マツプ２７を検索して読出
し、設定排圧信号を出力する。符号２８は排圧異常判定
手段で制御パルス信号ＰＯを出力する。符号３０はこの
制御パルス信号Ｐｏ　（デユディ比０％の場合、はＰｏ
ｏ、１００％の場合はＰＤｏ）に基づいて、デユーティ
ソレノイド制御弁１２を駆＃７１フる駆動回路である。 次に、上記のように構成された過給圧制御装置２０の動
作を、第３図のフローチャートを参照しながら説明する
。アクセルペダル踏込状態判定手段２１は、アクセル開
度センサ１９か′らめ信号に基づいてアクセルペダルの
踏込状態、すなわも踏込み、一定、離すの状態を判定し
くステップ３１０１）、それぞれの判定信号をデユーテ
ィ比制御手段２９へ出力する。そして、制御手段２９は
、アクセルペダルｐ踏込みが一定であれば、デユーティ
比一定の制御パルス信号Ｐｏを駆動回路３０を介してデ
ユーティソレノイドＵｌ　ｍ弁１２へ出力しくステップ
８１０８）、そのデユーティ比に応じた開度でターボチ
ャージ１７５のコンプレッサ部５ａを経た吸気をバイパ
スし、一定の過給圧を（ηる。また、アクセルペダルを
踏込んだ状態を判定した場合は、吸入管圧方正・負判定
手段２２が吸入管圧力センサ１６の信号によって吸気マ
ニホールド１０内の負圧を判定すると、制御手段２９は
デユーティ比一定の制御を行い（ステップ３１０２）、
正圧を、すなわらス［１ツトルバルブ９が開いて過給圧
が吸気マニホールド１０内に導入された高負荷時を判定
すると、現在出力されていいる制御パルス信号Ｐｏのデ
ユーディ比が０％であおれば（ステップ３１０３）、そ
のまま信号１〕Ｏｏを出力する。 一方、現在のデユーティ比が０％でない場合は、制御手
段、２９はアクセルペダルが踏込まれて加速の意思があ
るものとして、デユーティ比を下げるような制御パルス
信＠ＰＯｏを出力しくステップ５１０９　）　、デユー
アイソレノイド制御弁１２をｔｌｌじてバイパス吸気通
路１１の吸気バイパスｍを減少させ過給圧を高める。し
かし、このｔｓｍ装置のフルブースト判定手段２５にお
いて、第１吸入管圧力センリ１５によって検出されるブ
ースト圧が、フルブースト圧設定手段２３により、エン
ジン回転数センナ１１の信すＮｅに基づきマツプ２４を
検索して読み出された設定フルブースト圧を越えた判定
する（ステップ８１０４のＹＥＳ）か、あるいは、排圧
異常判定手段２８において、排圧セン１Ｊ１８によって
検出される排気管４内の排圧が、排圧設定手段２Ｇによ
り、エンジン回転数信号ＮＯに基づきマツプ２７を検索
して読み出された設定排圧を越えたと判定する（ステッ
プ５１０５のＹＥＳ＞と、制御手段２９はデユーティ比
を高めるような制御パルス信号ＰＯをデユーティソレノ
イドｉｌＪ　’ｍ弁１２へ出力しくステップ３１０７）
、その開度を大きくして過給圧を下げ、エンジン１の保
護とターボチャージャ５のサージング防１［を図る。こ
の場合、これらの設定圧は、エンジン回転数に対応して
最適設定値が予めマツプ２４．２７に５格納されている
ので、検出されたエンジン回転数Ｎｅに基づいて読み出
すことにより、エンジン１の出力を最高の状態で発揮さ
せることができる。 次に、アクピルペダル踏込状１刊定手段２１において、
アクセルペダルより足を離した状態、すなわら、制御手
段２９は、現在出力されているデ」−ティ比が１００％
であれば〈ステップ３１０６のＹＥＳ）、デユーティ比
一定の制御パルス信号１”’Ｄ。 をそのまま出力しつづけ（ステップ３１０８）、現自の
デーｌ−ティ比が１００％でなＧノれば（Ｎｏ＞、デユ
ーディ比を高めるような制御パルス信号［）ＯをデーＬ
−ティソレノイド１ｔｊＪ御弁１２へ出力しくステップ
８１０７）、その開度を開いてターボチャ−ジ％ｉ　！
＋からの吸気をバイパス吸気通路１１によって還流し、
スロットルバルブ９のみによって０問を制御する。した
がって、ターボチャージＩＦ　５による過給圧は１界せ
ず、タービン５ｂのインペラにかかる排気抵抗は小さく
なる。これにより、アクセルペダルから足を離した状態
、あるいは吸入惰圧力が０圧どなるバージＶル負荷時の
ような排気ガス、１−ネルギーが少ない時でも、ターボ
ブーヤージＶ５のインペラを十分回転させることができ
、排圧が低下してポンプ１０失も減少する。また、ター
ボア１ノージｔ−５のインペラにかかる抵抗が少なくな
るので従来よりも回転数が轟くなり、ターボチャージ！
・５のｇ作おくれが小さ゛くなる。さらにまた、バージ
１／ルｆ１荷峙には、吸入空気がターボチャージｐ　５
を循環しているので吸気温度は上昇し、エンジン１にお
ける燃焼が改善される。

【発明の効果】

以上述べたように、本発明によれば、ターボチャージＶ
をバイパスする吸気通路を設け、その通路にデユーティ
ソレノイド制御弁を介設して負荷Ｊ３よび過給ＩＦを制
御するようにしたので、バージｔ’ル負荷時に、ポンプ
損失の減少および吸気温１復のに背によって燃費の向上
を図れ、またターボチャージヤのタイ、ムラグ（動作お
くれ）が小さくなって制御性が向上する。さらに、高濡
扶気側のつＪ、スロットルバルブを廃」ｌ−できごので
、コスト低減が可能になるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示寸らのであ
り、第１図は過給圧制御ｌｌ装置を含む全体の構成を示
すシステム図、第２図は過給圧制御装置の構成を示リブ
ロック図、第３図は本発明の動作を示す７０−ヂｐ−ト
、第４図は従来の過給圧制御システム図である。 ５・・・ターボヂャ〜ジ１＝　、　９・・・スロットル
バルブ、１１・・・バイパス吸気通路、１２・・・デユ
ーアイソレノイド１す御弁、１５・・・第１吸入管圧カ
センサ、１Ｇ・・・第２吸入管圧カセンリ、１７・・・
エンジン回転数１？ンサ、１８・・・排圧センナ、１９
・・・アクピル間度しンリ、２０・・・過給圧制御２Ｉ
Ｉ装置、。 特許出願人　　　　富士重工業株式会社代理人　弁理士
　　小　橋　信　浮 量　　　弁理士　　　小　　橋　　信　　淳第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ターボチャージャ付内燃機関において、このターボチャ
   ージャをバイパスする吸気通路を設け、その吸気通路に
   デューティソレノイド等を備える制御弁を設けて、エン
   ジン回転速度、吸入管圧力およびスロットル開度等に応
   じ上記制御弁のデューティ比制御を行い、過給圧を運転
   状態に応じて最適に制御するようにしたことを特徴とす
   る内燃機関の過給圧制御装置。