JPS6329024A - 内燃機関のタービン式過給機の制御装置 - Google Patents

内燃機関のタービン式過給機の制御装置

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JPS6329024A
JPS6329024A JP62175024A JP17502487A JPS6329024A JP S6329024 A JPS6329024 A JP S6329024A JP 62175024 A JP62175024 A JP 62175024A JP 17502487 A JP17502487 A JP 17502487A JP S6329024 A JPS6329024 A JP S6329024A
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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、タービン式過給機が内燃機関に設けられて可
変タービン案内羽根を持ち、制御装置により過給圧力信
号に関係して制御可能な操作駆動装置を介して、タービ
ン案内羽根が開放位置の方向又は閉鎖位置の方向へ動く
ことができる、タービン式過給機の負荷に関係する制御
方法及び装置に関する。
〔従来の技術〕
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２９４３７２９号明細
書から、タービン式過給機のタービン案内羽根を制御し
て、低負荷範囲から中負荷範囲への移行の際タービン案
内羽根が開放位置から閉鎖位置へ動かされ、中負荷範囲
から高負荷範囲への移行まで沼まり、続いて再び開放位
置へもたらされるようにすることは公知である。このよ
うな制御は、正の負荷変化の際特に低負荷範囲から高負
荷範囲への変化の際、タービン式過給機がよく応動せず
、即ち圧縮機がｖＩｆＩされる燃料量に応じた過給圧力
を確立するまでに、比較的長い時間が経過する。
更に゛出願人の工場ハンドブック’　１９８５年型乗用
車米国版“の’　１０７．１２３．１２６．２０１型、
１０３ページ１の章には、特に機関負荷及び過給圧力に
関係して空気圧で作用する圧力変換器により自動変速機
制御用負圧を発生する装置が示されている。しかしこの
文獣には、タービン式過給機のタービン案内羽根をどの
ように制御すべきかについて何も述べていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の基礎になっている課題は、正の負荷変化の際タ
ービン式過給機の応動時間を最小に保つけれども、最適
な燃料消費を保証する、最初にあげたような方法を提示
することである。
〔問題点を解決するための手段〕
この課題を解決するため本発明によれば、正の負荷変化
の際タービン案内羽根をまず第１の所定の特性曲線に従
って閉鎖位置の方向へ案内し、続いて負荷上昇による過
給圧力上昇に関係して第２の所定の特性曲線に従って再
び開放位置の方向へ案内する。
特許請求の範囲第１項による方法を実施する装置及びそ
の有利な構成は、特許請求の範囲第２項ないし第５項に
示されている。
〔発明の効果〕
正の負荷変化の際即ち負荷の上昇の際、タービン案内羽
根がまず閉鎖位置の方向に案内される結果、タービン羽
根への排気ガスの流入速度が高められ、他方タービン羽
根への排気ガスの流入方向が最適化される。閉鎖位置と
は、タービン案内羽根がタービン羽根へ当る排気ガスに
対して最小の断面を与えるようなタービン案内羽根の位
置を意味する。これと同じように開放位置では、最大断
面が与えられる。従ってタービン側では、タービン式過
給機をできるだけ速く加速するための最良の前提条件が
与えられる。
それに続いて過給圧力が上昇する段諧でタービン案内羽
根を再び開放位置の方向へ動かすことは、今や当然増大
する排気ガス流量のため、小さい流通断面によるタービ
ンの前の励圧がいかなる時点にも大きくなりすぎること
がなく、それにより燃料消費も最小に留まるという利点
を持っている。
〔実施例〕
第１図は、タービン式過給機２により過給されかつ過給
空気導管３と排気ガス導管４とを持つディーゼル内燃機
関１を示している。タービン式過給８！１２のタービン
部分５は、空気圧を受ける操作駆動装置６により操作可
能な可変タービン案内羽根を備えている。タービン案内
羽根は、タービン羽根が最小断面を介してのみ排気ガス
を受ける開鎖位置と、流入断面が最大である開放位置と
の間で、いかなる位置もとることができる。
操作駆動装置６は負圧導管７を介して制御負圧１’　Ｖ
Ｔ（、を受け、空気圧で作用する圧力変換器８が、内燃
機関１の噴射ポンプ９に設けられた調節レバーｌＯの位
置と過給空気導管３内の圧力ＰＬ、とに関係してこの制
御負圧を発生する。
圧力変換器８自体はケース１１を含み、このケースｌｌ
内で連結素子１２を介して互いに固定的に結合された２
つの膜１３及び１４が、ケース１１と共に３つの制御空
間１５〜１７を形成している。膜１３はＭ１４より大き
い表面を持ってい＝。
ケース１１には４つの空気圧接続口１８〜２１が設けら
れ、そのうち接続口１８及び１９は側根空間１５へ通じ
、接続口２０は制御空間１６へ通じ、接続口２１は制御
空間１７へ通じている。膜１３は、ばね２３により連結
素子１２に支持される弁板２４により閉鎖可能な開口２
２を持っている。更に弁板２４により接続口１８も閉鎖
することができる。膜１３は調整ばね２５を介してケー
ス上部に支持されている。膜１３の下側には設定はね２
６が当り、その予荷重は可変ストッパ２７により外部か
ら制御可能である。
接続口Ｉ８に設けられている負圧導管２８を介して、圧
力変換器８は真空ポンプ２９に直接接続されている。導
管２８から負圧導管３０が分岐して１ｎ射ポンプ９に設
けられた負圧制御弁３１へ通じ、この負圧制御弁はリン
ク３２を介して噴射ポンプ９の調節レバー１０に結合さ
れている。この負圧制御弁３１により、真空ポンプ２９
により発生される負圧が調節レバー１０の位置に応じて
（例えば通気により）変調され、接続口２０．に取付け
られた負圧導管３３を介して圧力変換器８の制御空間１
６へ供給される。負圧変調は、調節レバー１０の振れが
大きくなり、即ち燃料噴射量が増大すると、接続口２０
を介して圧力変換器８へ供給される負圧ｐｕｓｖが大き
くなるように行なわれる。しかし負圧制御弁３１は、制
御空間１６内の負圧が各時点に全負荷でも制御空間１５
内の負圧より小さいように設計されている。
導管３３には更に電子制御可能な電磁弁３４が設けられ
て、必要な場合接続口２０を負圧制御弁３１に接続する
か（弁３４の矢印３５）、又は導管３３のぐ初の部分を
遮断即ち閉鎖し、同様に導管２８から分岐する導管３６
を介して真空ポンプ２９への接続を行なう　（弁３４の
矢Ｅｌ］　３７　）。
過給圧力＋１Ｌの影響も考慮するため、過給空気導管３
から別の空気圧導管３８が分岐し、この導管を介して圧
力変換器８の制御空間１７が過給圧力ｐＬを受ける。操
作駆動装置６は、導管７内の負圧の上昇につれてタービ
ン案内羽根を閉鎖位置の方向へ動かすように設計されて
いる。
圧力変換器８の構造によって、定常運叱点では、第１に
負圧制御弁３１において変調されて膜３１の大きい表面
のため矢印３９の方向に作用する負圧により生ずる膜力
と、第２に矢印３９の方向とは逆に膜１４に作用する過
給圧力ＩＬＬの力と、第３に矢印３９の方向とは逆に操
作駆動装置６に生ずる負圧から上の膜１３に作用する力
と、第４に矢印３９の方向に作用する調整ばね力及び設
定ばね力の合力との間に、力の平衡が行なわれている。
接続口２０にかかる負圧が大き・くなり、即ち１ｎ射１
′７上が増大すると、膜表面の大きさの相違のため、膜
の系が矢印３９の方向へ動き、それにより弁板２４が接
続口１８から離れ、制御空間１５の負圧も操作駆動装置
６にかかる負圧も大きくなる。前述した力の平衡が与え
られるような大きさに制御空間１５内の負圧が達するま
で、弁板２４は接続口１８からｍれたままである。さて
過給圧力ｐＬが上昇すると、膜の系が矢印３９の方向と
は逆に上方へ押され、それにより弁板２４は膜１３の開
口２２から離され、その結果再び力の平衡が与えられる
まで、制御空間１６内の引続き減少する負圧により制御
空間１５内の負圧の減少が行なわれる。この段階で真空
接続口Ｉ８は弁板２４により閉鎖される。制御空間１５
内の負圧の減少は、操作駆動装置６を介してタービン案
内羽根を開放位置の方向へ動かす。同じことが機関負荷
の減少についても言える。この場合も今や制御空間１６
の負圧が低下するため、膜の系は矢印３９の方向へ動く
ので、制御空間１５は同様に力平衡の生ずるまで開口２
２を介して通気される。
圧力変換器８にある接続口２０が真空ポンプ２９に直接
接続される（矢ＥＤ　３７　’）ように電磁弁３４が切
換えられると、膜の系は矢印３９の方向に動き、それに
より再び平衡が行なわれるまで制御空間１５の負圧が直
ちに上昇するが、これは制御空間１５に最大負圧がかか
る時始めておこる。タービン式過給機２のタービン案内
羽根について、これはタービン案内羽根が閉鎖位置へ励
くことを意味する。電磁弁３４は無負荷で前述した切換
え位置をとる（第２図とその説明を参照）。
第２区の線図４０にはｐｖｒｃ＝ｆ　（＋）ＵＳＶ、　
ｐｔ）即ち圧力変換器８の作用が定性的に示されている
。
線図４０の横座標４１は、調節レバーｌＯの振れに関係
して負圧制御弁３１により変調される負圧ｐｕｓｖを示
し、この負圧は調節レバーの振れの大きくなるにつれて
上昇する。負圧１’ＵＳＶＬＬは無負荷において、また
ｐＵｓｖｖＬは全負荷において生ずる。
縦Ｂ！、楢４２には、タービン案内羽根を操作する操作
駆動装置６を制御する制御負圧１’ＶＴＣが記入されて
いる。ここでｐＶＴＧａｕｆはタービン案内羽根を完全
に開放位置へもたらす負圧を意味し、ｐｖＴｃｚｕはタ
ービン案内羽根を完全に閉鎖位置へもたらす負圧を意味
する。
瞬間過給圧力！’Ｌ１においてＩ’ＵＳＶＩからｌ’Ｕ
ｓＶ２への正の負荷変化の際、圧力変換器８ではまず特
性曲線４３に従ってΔｐＶＴＣだけ制御負圧の上昇が行
なわれ、それにより特性臼ｎ４３の傾斜に応じて、即ち
圧力変換器８の設定に応じて、タービン案内羽根が開放
位置（ｐＶＴ（、ｚｕ　）の方向へ向き、それによりこ
の負荷変化Δｐｕｓｖに対して、タービン式過給機２を
速やかに加速するのに最適な前提条件が与えられる。し
かし時間の増大につれて、今や排気ガス流量が増大する
ため、過給圧力ＩＬＬも上昇する。今や圧力変換器８カ
１制御負圧１’ＶＴ（、をそのつどの過給圧力りＬに合
わせることにより、この過給圧力上昇が考慮され、それ
によりタービン案内羽根は再び開放位置の方向へ動かさ
れる。個々の線４４は一定の過給圧力ｐＬを持つ特性曲
線であり、過給圧力は矢印４５の方向に高くなる。
さて負荷Ｉ）ＵＳＶ２において一定の過給圧力ｐＬ２（
特性曲線４６）が現われるまで、タービン案内羽根は開
放位置の方向へ動かされる。この運転点でタービン案内
羽根は負圧ｐＶＴＣＥに相当する位置にある。
これと同じように負の負荷変化の際、タービン案内羽根
はまず一定の過給圧力を持つ特性曲線に沿って開放位置
の方向へ案内され、続いて負荷減少のため過給圧力が減
少すると、定常運　４転点に達するまで、タービン案内
羽根が再び閉鎖位置の方向へ案内される。
無負荷からの負荷変化の際、特にタービン案内羽根をい
ずれにせよ閉鎖位置の近く又は完全に閉鎖位置へ案内せ
ねばならないような比較的大きい負荷変化の際、大きす
ぎる時８遅れが生じないようにするため、無負荷でター
ビン案内羽根を閉鎖位置に保持（点４７）するのがよい
。
これは、無負荷において圧力変換器８にある。接続口２
０を真空ポンプ２９へ直接接続する切換え位ｖｉ（第１
図の矢印３７）へ電磁弁３４をもたらすことによって行
なわれる。
制御負圧を重畳できるようにするため、圧力変換器８と
操作駆動装置６との間の導管７に排気弁を設けて、これ
を例えば温度、回転数等のような内燃機関の特定の運転
パラメータに関係して開き、それにより操作ｍｍ装＠６
に大気圧がかかつてタービン案内羽根を開放位置へもた
らすことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による方法を実施する装置の実施例の原
理図、第２図は調節レバーの位置に関係して変調される
負圧信号ｐＵＳＶとタービン案内羽根又はこれを操作す
る操作駆動装置を過給圧力ｐしの影響の下で制御する制
御負圧１’ＶＴＣとの定性的関係１）ＶＴＣ”ｆ　　（
＋）ＵＳＶ、　Ｉ）Ｌ　）を示す線図である。 １・・・内燃機関、２・・・タービン式過給機、６・・
・操作型ｍ装置、８・・・圧力変換器、９・・・噴射ポ
ンプ、１０・・・調節レバー、１８・・・第１の接続口
、２０・・・第２の接続口、２１・・・第３の接続口、
２９・・・真空ポンプ、３３・・・導管、３４・・・弁
、４３・・・特性曲線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　タービン式過給機が内燃機関に設けられて可変ター
    ビン案内羽根を持ち、制御装置により過給圧力信号に関
    係して制御可能な操作駆動装置を介して、タービン案内
    羽根が開放位置の方向又は閉鎖位置の方向へ動くことが
    できるものにおいて、正の負荷変化の際タービン案内羽
    根をまず第１の所定の特性曲線（４３）に従つて閉鎖位
    置の方向へ案内し、続いて負荷上昇による過給圧力上昇
    に関係して第２の所定の特性曲線に従つて再び開放位置
    の方向へ案内することを特徴とする、タービン式過給機
    の負荷に関係する制御方法。 ２　負圧により発生される第１の負圧信号を第１の接続
    口を介して受け、内燃機関の噴射ポンプに設けられる調
    節レバーの位置に関係して変調される第２の負圧信号を
    第２の接続口を介して受け、また過給圧力信号を第３の
    接続口を介して受ける圧力変換器が、印加される圧力信
    号に関係して、車両に設けられる装置を制御する制御負
    圧を発生し、圧力変換器へ第２の負圧信号を供給する導
    管に弁が設けられ、この弁によりこの導管が閉鎖可能で
    、同時に真空ポンプと圧力変換器にある第２の接続口と
    が接続可能であるものにおいて、タービン式過給機（２
    ）のタービン案内羽根を操作する操作駆動装置（６）が
    制御負圧を受けることを特徴とする、タービン式過給機
    の負荷に関係する制御装置。 ３　制御負圧がタービン案内羽根を制御して、負荷の上
    昇につれて閉鎖位置の方向に、また過給圧力の上昇につ
    れて開放位置の方向に動かし、無負荷で閉鎖位置に保つ
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第２項に記載の装置
    。 ４　操作駆動装置（６）が導管（７）を介して圧力変換
    器（８）に接続されていることを特徴とする、特許請求
    の範囲第２項に記載の装置。 ５　タービン案内羽根が制御負圧の上昇につれて開放位
    置の方向に動かされることを特徴とする、特許請求の範
    囲第２項又は第３項に記載の装置。
JP62175024A 1986-07-18 1987-07-15 内燃機関のタービン式過給機の制御装置 Granted JPS6329024A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863624248 DE3624248A1 (de) 1986-07-18 1986-07-18 Verfahren zur ladedruckabhaengigen steuerung des turbinenleitapparates des turboladers einer brennkraftmaschine
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JPS6329024A true JPS6329024A (ja) 1988-02-06
JPH0577848B2 JPH0577848B2 (ja) 1993-10-27

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US (1) US4773225A (ja)
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DE (1) DE3624248A1 (ja)
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IT (1) IT1206300B (ja)

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