JPS6329027A - 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〕 本発明は内燃機関に設けられ吸入空気を過給するターボ
チャージャの過給圧制御装置に関する。

〔従来の技術および問題点〕

通常ターボチャージャの過給圧制御は、タービンの上流
側および下流側を連結するバイパス通路を、ウェストゲ
ートバルブにより開閉することにより行なわれる。ウェ
ストゲートバルブはコンプレッサ下流側における吸入空
気の過給圧に応して開閉し、過給圧の上昇を抑制する。

さて、運転者の要求に応してエンジンの運転特性を変え
るため、従来、ウェストゲートバルブが開弁するときの
設定圧を２種類設け、過給圧を２段階に切替える構成が
知られている（例えば「トヨタスターレット新型車解説
書」昭和６１年１月発行、特開昭５７−６５８３０号公
報、特開昭５７−２０６７２７号公報、特開昭５９−８
５４２６号公報、実開昭５６−１３９８３１号公報、実
開昭５７−１４４２２３号公報）。

ところが、近年ユーザーのニーズは多様化してきており
、単に過給圧を切替えるだけでは得られない特性、例え
ば特に高回転域において高出力を得るような運転特性（
ダブル・オーバーヘッド・カムシャフト型エンジンの特
性）を特に中回転域において高出力を得るような運転特
性（通常のターボチャージャを有するエンジンの特性）
とを選択的に得ることのできるエンジンが望まれること
がある。

本発明はこのようにニーズが多様化しているという問題
に対処する一つの手段を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る過給圧制御装置は、ウェストゲートバルブ
の開弁設定圧よりも高圧の圧力源と、ウェストゲートバ
ルブを開弁させるためのアクチュエータをコンプレッサ
の下流側部分もしくは圧力源に選択的に連通させる制御
手段とを設けたことを特徴としている。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す。ターボチャージャ１
１はコンプレッサ１２とタービン１３を有し、これらは
シャフト１４により連結される。

コンプレッサ１２は吸気通路１５の途中に設けろ。

れ、またタービン１３は排気通路１６の途中に設けられ
る。しかしてタービン１３は排気通路１６を流れる排気
ガスにより回転し、これによりコンプレフサ１２が回転
駆動されて吸入空気を過給する。なお吸気通路１５のコ
ンプレッサ１２より下流側には吸入空気を冷却するイン
タークーラ１７が設けられ、さらに下流側にはスロット
ル弁１８が配設される。

バイパス通路２１はタービン１３の上流側と下流側を連
結し、このバイパス通路２１の途中にはこれを開閉する
ウェストゲートバルブ２２が設けられる。アクチュエー
タ３１はリンク２３を介してウェストゲートバルブ２２
に連結され、コンプレッサ１２の下流側部分における吸
入空気の過給圧によって作動し、ウェストゲートバルブ
２２を開閉させる。アクチュエータ３１は、シェル３２
をダイヤフラム３３により区画して圧力室３４と大気室
３５を形成し、大気室３５内にばね３６を設けるととも
に、ダイヤフラム３３に固定したロッド３７をリンク２
３に連結して構成される。

大気室３５は大気に連通ずる。一方、圧力室３４は制御
管４１を介して吸気通路１５のコンプレッサ１２の下流
側部分に連通し、過給圧を導かれるようになっている。

制御管４１の途中には、圧力源４２に連通ずる高圧管４
３が合流し、この合流部分には切替弁４４が設けられる
。切替弁４４は圧力室３４を、コンプレッサ１２の下流
側吸気通路１５もしくは圧力＃４２に選択的に連通させ
るべく、制御管４１および高圧管４３を開閉する。

切替弁４４の開閉は制御回路４５により制御され、制御
回路４５は運転席に設けられたスイッチ４６の操作に応
して指令信号を出力し、切替弁４４を切替える。

圧力源４２は、ウェストゲートバルブ２２が開弁すると
きの設定圧よりも高い圧力を発生し、この圧力は例えば
パワーステアリング機構の油圧源が発生する圧力を空気
圧に変換することにより得られる。

上記構成を有する実施例の動作を説明する。

スイッチ４６を通常モードに定めている時、切替弁４４
はアクチュエータ３１の圧力室３４を吸気通路１５に連
通させている。したがって圧力室３４には過給圧が導か
れ、ウェストゲートバルブ２２は過給圧が設定圧に達す
ると開弁じ、タービン１３へ供給される排気ガスの量を
制限してターボチャージャ１１の回転を抑え、過給圧の
上昇を抑制する。しかして過給圧は、第２図に実線Ａで
示すように、エンジン回転数が低い時このエンジン回転
数の上昇とともに増加するが、エンジン回転数がある程
度高くなると一定値に抑えられる。

また軸トルクは、実線Ｂで示すように中回転数域におい
て最高値をとり、高回転数域においていくらか低下する
。一方空燃比は、実ｖＡＣで示すように低回転数域にお
いて一定値をとり、エンジン回転数がある程度高くなる
と徐々に濃くなっていく。

これに対し、スイッチ４６をオープンモードに定めてい
る時、切替弁４４はアクチュエータ３１の圧力室３４を
圧力源４２に連通させている。したがって圧力室３４は
ウェストゲートバルブ２２の開弁設定圧よりも高い圧力
が導かれ、ウェストゲートバルブ２２は常に一定の開度
で開放する。

この結果、排気ガスは、一部がタービン１３に流入し、
残りがバイパス通路２１を通過することとなる。エンジ
ン回転数の上昇に伴ない、ウェストゲートバルブ２２を
通ってバイパス通路２１に流入する排気ガスの流量はあ
まり増加しないが、タービン１３に流入する排気ガスの
流量は急に増加し、点線りで示すように過給圧は直線的
に増加する。過給圧を２段階に切替える従来の構成によ
ると、二点鎖線Ｉで示すように過給圧の上限値が実線Ａ
と平行に低下するような特性しか得られなかったが、本
実施例によると過給圧は回転数に応して増加するように
なる。しかして軸トルクは点線Ｅで示すように低中回転
数域において小さく、高回転数域において最高値をとり
、ＤＯＨＣ（ダブル・オーバーヘッド・カムシャフト）
型のエンジンの場合に類似した特性を呈する。またエン
ジンを加速すべくスロットル弁１８の開度を大きくする
時、ターボチャージャ１１の回転が大きく増加するわけ
ではないので、このターボチャージャ１１の慣性の影響
は小さく、したがって軸トルクの増加の応答性はよい。

一方空燃比については、点に％Ｆで示すように過給圧が
従来の低圧モード（二点鎖線Ｉで示す）よりもさらに低
くなるので、より薄くなり、この結果燃費が向上する。

このように本実施例によれば、アクチュエータ３１の圧
力室３４に過給圧を導くモードにおいて、通常のターボ
チャージャの特性を発揮させ、特に中回転数域において
高い軸トルクを得ることができる。また、アクチュエー
タ３１の圧力室３４にウェストゲートバルブ２２の開弁
設定圧よりも高い圧力を導くモードにおいて、Ｄｏ）Ｉ
Ｃ型エンジンの特性を発揮させ、特に高回転数域におい
て高い軸トルクを得ることができ、また燃費を向上させ
ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、簡易な構成により、異な
った種類のターボチャージャ特性を容易に得ることがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の実施例の作用を示し、エンジン回転数に対する軸ト
ルク、過給圧および空燃比の変化を示すグラフである。 ＩＸ・・・ターボチャージャ、 １２・・・コンプレッサー １３・・・タービン、 ２１・・・バイパス通路、 ２２・・・ウェストゲートバルブ、 ３１・・・アクチュエータ、 ４２・・・圧力源、 ４４・・・切替弁（制御手段）、 ４６・・・スイ・ノチ。 第１図 ２２−−−　ウエストケ゛−トパルブ ３１−−−アクチュエータ ４２−ｍ＝圧力源 ４４−一一切替弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、タービンの上流側および下流側を連結するバイパス
   通路に設けられたウェストゲートバルブと、コンプレッ
   サの下流側部分における吸入空気の過給圧を導かれて作
   動し、上記ウェストゲートバルブを開閉駆動するアクチ
   ュエータとを備え、上記ウェストゲートバルブはアクチ
   ュエータに導かれる過給圧が設定圧以上になったとき開
   弁して過給圧の上昇を抑制する過給圧制御装置において
   、上記設定圧よりも高圧の圧力源と、上記アクチュエー
   タを上記コンプレッサの下流側部分もしくは上記圧力源
   に選択的に連通させる制御手段とを設けたことを特徴と
   する過給圧制御装置。