JPS633132B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、排気ガスによつて駆動される過給
機、つまり排気ターボ過給機を備えた内燃機関に
おいて、その過給圧を、内燃機関における加速運
転に応答して制御する装置に関するものである。

排気ターボ過給機付きの内燃機関において、そ
の過給圧が或る値を越えないように制御するため
に、排気ターボ過給機における排気タービンに対
して設けた排気バイパス通路に、ブロワー圧縮機
より下流側の過給圧に関連したウエストゲート弁
を設け、過給圧が、予め設定した通常設定過給圧
に達するとウエストゲート弁を開き、排気ガスの
一部をバイパスさせることによつて、過給圧のそ
れ以上の上昇を防止するようにすることは、例え
ば、特開昭52−59211号公報等によつて良く知ら
れている。

しかし、排気ターボ過給機は、内燃機関の加速
時において排気タービン及びブロワー圧縮機の慣
性により、回転の立上りが遅れ過給圧の上昇が遅
く、且つ、過給圧を前記のように制御するため、
十分な加速性能が得られない欠点がある。

そこで先行技術としての実開昭54−37703号公
報は、内燃機関の加速に際してアクセルペダルを
急速に踏み込むとき、前記ウエストゲート弁を閉
状態に保持することにより、過給圧を前記ウエス
トゲート弁による通常設定過給圧以上に高めて、
加速性能を向上することを提案している。

ところが、この先行技術のものは、アクセルペ
ダルを急速に踏み込んでいる限り、換言すれば、
アクセルペダルを急踏み込みを止めない限り、ウ
エストゲート弁は閉のまゝで、過給圧はウエスト
ゲート弁の通常設定過給圧以上に大きく急上昇す
ることになり、この過給圧の急上昇の値は全く予
測できず、極端な過過給の状態になる場合がある
ので、排気ターボ過給機等を破損する危険性が大
であり、また、このことをおそれてアクセルペダ
ルの急踏み込みを早期に止めると、過給圧はウエ
ストゲート弁の通常設定過給圧まで急降下するの
で、十分な加速性能は得られないことになる。

本発明は、この問題を解消し、内燃機関におけ
る加速性能を、過過給の発生、つまり内燃機関の
安全性を損なうことなく向上することを目的とす
るものであり、また、他の発明は、内燃機関の安
全性の一層の向上を図ることを目的とするもので
ある。

この目的を達成するため第１の発明は、排気タ
ービンの上流側と下流側とを連通させる排気バイ
パス通路を設け、該バイパス通路中に過給圧が設
定圧を越えると開くようにした圧力作動式のウエ
ストゲート弁を設けて成る排気ターボ過給式内燃
機関において、前記排気ターボ過給機におけるブ
ロワー圧縮機下流の過給通路と前記ウエストゲー
ト弁における圧力室とを、当該圧力室への方向に
のみ圧力を遅延させて伝える第１遅延手段を介し
て連通する第１の圧力伝達通路を設け、該第１の
圧力伝達通路における第１遅延手段と並列に、前
記過給通路と圧力室とを、圧力室の圧力が前記設
定圧と略等しい圧力になると開成するようにした
圧力開閉弁を介して連通させる第２の圧力伝達通
路を設ける一方、該第２の圧力伝達通路には、前
記圧力開閉弁の下流側に圧力開閉弁への方向にの
み圧力を遅延させて伝える第２遅延手段を設けた
構成にした。

また、第２の発明は、前記第１の発明に加え
て、第１遅延手段、第２遅延手段及び圧力開閉弁
と並列に、前記過給通路と圧力室とを、過給圧が
前記加速設定圧より適宜高い圧力になると開くよ
うにした過給圧上限設定用圧力開閉弁を介して連
通する第３の圧力伝達通路を設けた構成にした。

以下本発明の実施例を図面について説明する
に、第１図は第１の発明に対する実施例を示し、
この図において符号１は、吸気マニホールド２及
び排気マニホールド３を有する３気筒内燃機関、
符号４は、排気タービン５とブロワー圧縮機６と
を直結した排気ターボ過給機を示し、排気ターボ
過給機４におけるブロワー圧縮機６の吐出側と前
記吸気マニホールド２とつなぐ過給通路７には、
脈動消去用のサージタンク８とスロツトル弁９付
き気化器１０とが設けられ、ブロワー圧縮機６の
吸入側には、エアクリーナ１１が接続され、ま
た、排気ターボ過給機４における排気タービン５
の入口側には、排気通路１２を介して前記マニホ
ールド３が、排気タービン５の出口側には、大気
への排気管１３が各々接続されている。

符号１４は、前記排気通路１２と排気管１３と
の間に排気タービンを迂回して設けた排気バイパ
ス通路、符号１５は、該排気バイパス通路１４中
に設けた圧力作動式のウエストゲート弁を各々示
し、該ウエストゲート弁１５は、弁体１６を常時
閉方向に付勢するばね１７を備える一方、その圧
力室１８内に、前記ブロワー圧縮機６と気化器１
０との間の過給通路７又はサージタンク８内の過
給圧を、第１の圧力伝達通路１９を介して導入す
ることにより、前記過給圧が通常設定過給圧
（Po）（例えば約350mmHg程度）になると、その
ばね１７に抗して弁体１６を開くようになつてい
る。

そして、前記ウエストゲート弁１５の圧力室１
８への第１の圧力伝達通路１９中に、絞りオリフ
イス２０と過給通路７への方向にのみ開くように
した逆止弁２１とを並設して成る第１遅延手段２
２を設ける一方、ウエストゲート弁１５の圧力室
１８と過給通路７又はサージタンク８との間に
は、前記第１の圧力伝達通路１９における第１遅
延手段２２に対して並列のバイパスを構成する第
２の圧力伝達通路２３を設け、該第２の圧力伝達
通路２３中には、圧力開閉弁２４を設けると共
に、該圧力開閉弁２４の下流側に絞りオリフイス
２５と圧力室１８への方向にのみ開くようにした
逆止弁２６とを並設して成る第２遅延手段２７を
設ける。

前記圧力開閉弁２４は、そのダイヤフラム２８
で区成した弁室２９にウエストゲート弁１５にお
ける圧力室１８側の圧力が作用し、圧力室１８の
圧力が前記通常設定過給圧（Po）と略同じ圧力
になるとダイヤフラム２８が大気連通室３０内の
ばね３１に抗してポート３２を開き、通路が連通
するように構成されている。

この構成において、過給通路７又はサージタン
ク８内における過給圧が通常設定過給圧（Po）
以下に降下するときには、第１の圧力伝達通路１
９の第１遅延手段２２における逆止弁２１の開に
よつて、過給圧の降下は時間的に遅れなくウエス
トゲート弁１５の圧力室１８に伝達するから、ウ
エストゲート弁１５の弁体１６は直ちに閉作動す
る。

一方、過給通路７又はサージタンク８内におけ
る過給圧の上昇は、第１の圧力伝達通路１９中の
第１遅延手段２２における逆止弁２１の閉によつ
て絞りオリフイス２０のみを通つて前記圧力室１
８に遅延伝達される。この場合、スロツトル弁９
を緩やかに開く普通の加速時には、機関の回転数
の上昇、ひいては排気ターボ過給機４の回転数の
上昇は緩やかで、従つて過給圧の上昇も遅く、絞
りオリフイス２１の遅延規制を受けないので、過
給圧の上昇はそのまゝ圧力室１８に伝達し、過給
圧がウエストゲート弁１５における通常設定過給
圧（Po）なつた時点で、前記ウエストゲート弁
１５の弁体１６が開き排気ガスを排気タービン５
に対してバイパスするから、過給圧は前記通常設
定過給圧Poを越えることがないように規制され、
このときの回転数に対する過給圧特性は第２図に
実線で示す曲線Ａとなる。

しかし、スロツトル弁９を急開しての急加速時
には、機関の回転数の上昇、ひいては排気ターボ
過給機４の回転数の上昇が早く、従つて過給圧は
急上昇するが、この過給圧の急上昇の圧力室１８
への伝達は第１遅延手段２２におけるオリフイス
２１での規制によつて適宜遅れ、圧力室１８の圧
力が通常設定過給圧（Po）と同じ圧力なるまで
の間、ウエストゲート弁１５の弁体１６が閉状態
に保持されるから、機関に対する過給圧は、前記
通常設定過給圧（Po）を越えて上昇する。やが
て、圧力室１８の圧力が通常設定過給圧（Po）
と等しくなるとウエストゲート弁１５が開き始め
るが、その開は第１遅延手段２２における絞りオ
リフイス２１からのリークに応じて徐々に行なわ
れるから過給圧は、その上昇率が低下しながらな
お上昇する。一方、ウエストゲート弁１５におけ
る圧力室１８における圧力上昇は、第２の圧力伝
達通路２３中の第２遅延手段２７における絞りオ
リフイス２５によつて時間的に遅れて圧力開閉弁
２４の弁室２９に伝達され、やがて圧力開閉弁２
４の弁室２９の圧力が通常設定過給圧（Po）と
略等しい圧力となつた時点で、当該圧力開閉弁２
４が開作動し、この開作動によつて過給圧が第２
遅延手段２７における逆止弁２６を通つて瞬間的
にウエストゲート弁１５の圧力室１８に伝達され
てウエストゲート弁１５が急速に全開になつて、
排気タービン５に対する排気ガスのバイパス量が
増大するから、過給圧は通常設定過給圧（Po）
まで降下し、以後この通常設定過給圧（Po）に
制御されることになる。

つまり、機関の急加速時における過給特性は、
第２図に一点鎖線で示す曲線Ｂのようになり、機
関への過給圧が第１遅延手段２２及び第２遅延手
段２７によつて設定された比較的長い時間だけ通
常設定過給圧（Po）を越えるから、この間、機
関の出力が増大して加速性能が向上するのであ
り、一方、過給圧が通常設定過給圧（Po）を越
える時間は、制御第１遅延手段２２及び第２遅延
手段２７によつて設定された時間内に限定される
ことに加えて、前記時間における過給圧の上昇率
は、第１遅延手段２２と第２遅延手段２７との関
係によつて前記時間の終期に近づく程低下するこ
とになり、換言すれば、前記時間における過給圧
特性曲線Ｂは終期に近づくにつれて水平に接近す
るようになだらかになるから、前記時間における
最高過給圧は左程高くなることはなく、極端な過
過給を生じることがなくて、内燃機関の安全性を
保持できるのである。

第３図は、第２の発明に対する実施例を示し、
このものは、前記第１図の実施例におけるブロワ
ー圧縮機６下流の過給通路７とウエストゲート弁
１５の圧力室１８との間に、前記第１の圧力伝達
通路１９における第１遅延手段２２、第２の圧力
伝達通路２３における第２遅延手段２７及び圧力
開閉弁２４に対して並列のバイパスを構成する第
３の圧力伝達通路３８を設け、該第３の圧力伝達
通路３８中に、過給圧上限設定用の圧力開閉弁３
を設けて成るもので、この過給圧上限設定圧力開
閉弁３３は、ポート３４を大気連通室３５内のば
ね３６にて閉じるダイヤフラム３７を備え、過給
圧が通常設定過給Poより適宜高い圧力（例えば
約450mmHg程度）になるとポート３４をばね３６
に抗して開くもので、この過給圧上限設定用圧力
開閉弁３３の開により、過給圧がウエストゲート
弁１５の圧力室１８に第３の圧力伝達通路３８を
介して伝達して、ウエストゲート弁１５を、前記
第１遅延手段２２、第２遅延手段２７及び圧力開
閉弁２４に優先して開作動するから、機関の加速
時において通常設定過給圧（Po）を越えて高く
なる過給圧の上昇は、前記過給圧上限設定用圧力
開閉弁３３における設定圧力の所でカツトされ、
これを越えることがないように制御されるのであ
る。

以上の通り第１の発明は、特許請求の範囲第１
項に記載した構成にしたもので、機関の加速時に
おいてウエストゲート弁を、第１遅延手段と第２
遅延手段とによつて適宜時間の間だけ閉に保持す
るから、その間過給圧が通常設定過給圧を越えて
上昇して加速性能を向上できる一方、その間にお
ける過給圧の極端な上昇がなく、従つて過過給を
生ずることなく安全に加速性能を向上できるので
ある。

また、第２の発明は、前記第１の発明に加え
て、第１遅延手段、第２遅延手段及び圧力開閉弁
と並列に、前記過給通路と圧力室とを、過給圧が
前記加速設定より適宜高い圧力になると開くよう
にした過給圧上限設定用圧力開閉弁を介して連通
する第３の圧力伝達通路を設けたもので、前記第
１遅延手段と第２遅延手段とによる適宜時間の間
において上昇する過給圧を、過給圧上限設定用圧
力開閉弁の設定値を越えることがないように規制
制御することができるから、内燃機関の安全性を
より向上できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は第１の
実施例の図、第２図は回転数に対する過給圧特性
を示す図、第３図は第２の実施例の図である。 １…機関、４…排気ターボ過給機、５…排気タ
ービン、６…ブロワー圧縮機、１４…排気バイパ
ス通路、１５…ウエストゲート弁、１８…圧力
室、１９…第１の圧力伝達通路、２２…第１遅延
手段、２３…第２圧力伝達通路、２４…圧力開閉
弁、２６…第２遅延手段、３８…第３の圧力伝達
通路、３３…過給圧上限設定用圧力開閉弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 排気タービンの上流側と下流側とを連通させ
   る排気バイパス通路を設け、該排気バイパス通路
   中に過給圧が設定圧を越えると開くようにした圧
   力作動式のウエストゲート弁を設けて成る排気タ
   ーボ過給式内燃機関において、前記排気ターボ過
   給機におけるブロワー圧縮機下流の過給通路と前
   記ウエストゲート弁における圧力室とを、当該圧
   力室への方向にのみ圧力を遅延させて伝える第１
   遅延手段を介して連通する第１の圧力伝達通路を
   設け、該第１の圧力伝達通路における第１遅延手
   段と並列に、前記過給通路と圧力室とを、圧力室
   の圧力が前記設定圧と略等しい圧力になると開成
   するようにした圧力開閉弁を介して連通させる第
   ２の圧力伝達通路を設ける一方、該第２の圧力伝
   達通路には、前記圧力開閉弁の下流側に圧力開閉
   弁への方向にのみ圧力を遅延させて伝える第２遅
   延手段を設けたことを特徴とする排気ターボ過給
   式内燃機関における過給圧制御装置。 ２ 排気タービンの上流側と下流側とを連通させ
   る排気バイパス通路を設け、該排気バイパス通路
   中に過給圧が設定圧を越えると開くようにした圧
   力作動式のウエストゲート弁を設けて成る排気タ
   ーボ過給式内燃機関において、前記排気ターボ過
   給機におけるブロワー圧縮機下流の過給通路と前
   記ウエストゲート弁における圧力室とを、当該圧
   力室への方向にのみ圧力を遅延させて伝える第１
   遅延手段を介して連通する第１の圧力伝達通路を
   設け、該第１の圧力伝達通路における第１遅延手
   段と並列に、前記過給通路と圧力室とを、圧力室
   の圧力が前記設定圧と略等しい圧力になると開成
   するようにした圧力開閉弁を介して連通させる第
   ２の圧力伝達通路を設ける一方、該第２の圧力伝
   達通路には、前記圧力開閉弁の下流側に圧力開閉
   弁への方向にのみ圧力を遅延させて伝える第２遅
   延手段を設け、更に、前記第１遅延手段、第２遅
   延手段及び圧力開閉弁と並列に、前記過給通路と
   圧力室とを、過給圧が前記設定圧より適宜高い圧
   力になると開くようにした過給圧上限設定用圧力
   開閉弁を介して連通する第３の圧力伝達通路を設
   けたことを特徴とする排気ターボ過給式内燃機関
   における過給圧制御装置。