JPS6345418A - 排気タ−ビン過給機付エンジンの軽負荷時過給休止装置 - 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〉 本発明は排気タービン過給機を備えたエンジンに関し、
特に機関負荷か比較的低い軽負荷時に過給を休止させる
ようにした過給休止装置に関するもので、その特徴は燃
料消費率を改善することにある。

〈従来技術〉 この種の過給休止装置としては従来より例えば実公昭５
３−４６４０４号公報に開示されたものが知られている
（第５図参照）。

それはエンジン１０１の排気マニホールド１０５内を流
れる排気の温度を排気温度検出器１１８で検出し、その
検出温度が高いときには高負荷運転状態であると判別し
て作動装置１１４・１１５で方向切換弁１０８・１０９
を実線矢印で示すように過給側に投入することにより、
過給機１１０を作動させ、逆に検出温度が低いときには
、軽負荷運転状態であると判別して方向切換弁１０８・
１０９を破線矢印で示すようにバイパス１０６・１０７
側に切換えることにより過給機１１０か燃焼室に背圧を
与えないようにして、吸排気弁のオーバーラツプ期間に
排気ガスが燃焼室へ吹き返さないようにする構造になっ
ている。

この構造においては、排気温度検出器１１８か方向切換
弁１０８・１０９を切換えるための設定温度が特定され
ていない。

く先行技術〉 上記従来構造において、排気温度検出器１゛１８か方向
切換弁１０８・１０９を切換えるための設定品度を特定
するに当り、本発明者は木発明江先行する技術として、
第４図に示すようにその設定温度Ｔ。の値π設定するこ
とを考え出した。

即ち、第４図においてエンジンの負荷の変化に伴なう燃
料消費率の変化曲線ｂ０のうち、排気タービン過給機１
１０を作動させた状態での変化曲線を過給側燃費曲線ｂ
２、逆に休止させた状態での変化曲線を無過給側燃費曲
線ｂ１と呼び、過給側・燃費曲線ｂ２と無過給側燃費臼
保す、とが交差するエンジン負荷の地点を燃費曲線交差
負荷地点Ｐ。と呼び、エンジンの負荷の変化に伴なう排
気温度の変化曲線ｔ。のうち、排気タービン過給機１１
０を作動させた状！悪での変化曲線を過、治井］排気温
度曲線ｔ２、逆に休止させた状態での変化曲線を無過給
側排気温度曲線ｔ１と呼ぶ。

そして、排気温度検出器１１８が方向切換弁１０８・１
０９を切換えるための設定温度を燃費曲線交差負荷地点
Ｐ。付近での排気温度曲線ｔ。上の温度Ｔ。Ｋ設定した
ものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 第５図に示す上記従来構造においては、軽負荷時に排気
ガスの吹返しによる燃焼の悪化を改善できる点ですぐれ
ているが、燃料消費率を充分：・ζ改善できるのかどう
か不明である。

また、第４図に示す先行技術においては、燃費曲線交差
負荷地点Ｐ。付近よりも高い高負荷頭載πおいては、過
給を行って過給側燃費曲線ｂ２で運転しながらも、その
交差負荷地点Ｐ。付近よりも低い軽負荷＠域においては
、過給を休止させて前週１袷劃燃費曲線ｂ工で運転する
ことにより、燃料消費率を可成り低減できる点で優れて
いるが、実験の結果から見ると、無過給運転状態から過
給運蔽状西に切換わる過給開始側負荷地点とその逆の方
向シで切換わる過給中止側負荷地点との間で誤差が生ず
ることから、交差負荷地点Ｐｏ付近での無退恰ダ゛１ぐ
へ費曲線ｂ１と過給側燃費曲線ｂ２との間の乗り移りに
誤差が生じるため、この点で燃料消費率の改善の余地が
残されている。

そこで本発明（ｄ過給・無過給の両燃費曲線す、・ｂ２
間の乗り移りの誤差を実害がない程度に無くすことによ
り、燃料消費率を更に十分に低減できるようにすること
を目的とする。

く間頂点を解決するための手段〉 かＸる技術課題を解決するためて、本発明者は機関負荷
の変化に伴なう燃料消費率の変化特性及び排気温度の変
化特性について実験により（第３図、第４図参照）、次
のような知見を得た。

即ち、無過給状否での燃費曲線ｂ１と過給状懲での燃費
曲線ｂ２とが一点で交差し、この交差する機関負荷の地
点ＰＯよりも軽負荷領域では無過給の方が過給した場合
よりも燃料消費率か低く、地点Ｐａより高負荷領域では
過給した方か無過給の場合よりも燃料消費率か低い。

そして排気温度曲線ｔ。は負荷の増加に伴ない上昇曲線
を描く。

従って交差負荷地点Ｐ。のけ近での排気温度曲採ｔｏ上
の排気温度Ｔ。を過、袷・無過給切換用の設定温度とす
ることばより、この他点Ｐ。付近よりも軽負荷領域では
過給を休止させ、他方この他点Ｐ。よりも高負荷領域で
は過給を行って燃費の改善を図ることかできる。

なお無過給状態での排気温度曲線ｔ１は過給状愚での排
気温度曲線ｔ２に対して、交差負荷地点Ｐ。に対応する
近傍で分岐急上昇する。

そしてこの排気温度曲線ｔ。についてさらに詳しく実験
したところ、次のような知見か得られた。

即ち、第３図に示すように無過給時の排気温度曲線ｔ１
は、過給時の排気温度曲線ｊ２Ｄて対して、高温側へわ
ずかに分離しており、前記設定温度Ｔ。を画一的に設定
せずに、無過給状態から過給状思へ切換える場合と、過
！姶状害から無過給状態へ切換える場合と別々に設定す
ることばより、無過給側燃費曲線ｂ工と過給側燃費曲線
す、との聞の乗り移りを正確に行うことができる。

本発明はか＼る知見に基づいてなされたもので第１図〜
第６図を参照してその要旨を記すと次のよって構成され
る。

即ち、その基本構成は排気タービン過給機付エンジン１
の排気ボート３がら排気タービン過給機１０の排気ター
ビン入口室１２ａまでの間にバイパス７を分岐状に設け
、バイパス７にバイパス弁９を開閉可能に設け、エンジ
ン１の排気系統５に排気温度検出器１８を設け、排気温
度検出器１８は排気温度が設定温度Ｔ。以下であること
を検出することに基づきバイパス弁９を開けて排気ター
ビン過給機１０を休止させるが、設定温度１以上である
ことを検出することに基づきバイパス弁９を閉じて排気
タービン過給機１０を作動させるよって構成したもので
ある。

また、過給・無過給の切換えのための特徴的構成はエン
ジンの負荷の変化に伴なう燃料消費率の変化曲線ｂ０の
うち、排気タービン過、袷ｅ、１０を作動させた状態で
の変化曲線を過、拾グ（］燃費曲線ｂ２、逆に休止させ
た状態での変化曲線を無過給側燃費曲線ｂ１と呼び、過
給側燃費曲線ｂ２と前週袷刊燃費曲線ｂ１とが交差する
エンジン負荷の地点を燃費曲線交差負荷地点Ｐ。と呼び
、エンジンの負荷の変化に伴なう排気温度の変化曲線ｔ
。のうち排気タービン過給機１０を作動させた状態での
変化曲線を過給側排気温度曲線ｊ２．逆に休止させた状
態での変化曲線を無過給側排気温度曲線ｔ１と呼び、排
気温度検出器１８がバイパス弁９の開閉を指令する設定
温度Ｔ。のうち、閉弁を指令するものを閉弁用設定温度
Ｔ１、開弁を指令するものを開弁用設定温度Ｔ２と呼び
、閉弁用設定温度Ｔ１は燃費曲線交差負荷地点Ｐｏの付
近での無過給側排気温度曲線ｔ１上の温度に設定し、開
弁用設定温度Ｔ２は燃費曲線交差負荷地点Ｐの付近での
過給側排気温度曲線ｔ２上の温度に設定し、バイパス弁
９が閉弁状態であるか閉弁状態であるかを検出する弁状
態検出器１７を設け、弁状態検出器１７がバイパス弁９
の閉弁状態を検出している状咀で排気温度検出器１８か
閉弁用設定温度Ｌ１を検出することに基づき、バイパス
弁９を閉じて排気タービン過給機１０を作ｍノさせるよ
うに構成し、弁状態検出器１７かバイパス介９の閉弁状
態を検出している状態で排気温度検出器１８が開弁用設
定温度Ｔ２を検出することに基づき、バイパス弁９を開
いて排気タービン過給機を休止させるように構成したも
のである。

〈作用〉 本発明によれば、バイパス弁９の閉・開切換のための；
設定温度Ｔ１・Ｔ２を無過給状態から過給状態へ切換え
る場合と、過給状態から無過給状慝へ切換える場合とで
別々の＠Ｔ１・Ｔ２を設定するようにし、しかもこれら
の設定ｍ１度Ｔ１・Ｔ２？″ｉそれぞれ燃費曲線が交差
する負荷地点Ｐを標準とする温度であって、前者か無過
給ダリ排気温度曲線ｔ、上に、後者か過給ツリ排気温度
曲線ｔ２」二にあることから次のように作用する。

弁状態検出器１７が負圧を検出している状態において排
気温度検出器１８が開弁用設定温度Ｔ１を検出すること
に基づきバイパス弁９を閉じて過給機１０を作動させる
。これにより無過給側燃費曲Ｉｂ＋から過給ツリ燃費曲
線ｂ２へ乗り移る。一方弁状態検出器１７が正圧を検出
している状態において、排気温度検出器１８か開弁用設
定温度Ｔ２を検出することに基づきバイパス弁９を開き
、過給機１０の作動を休止させる。これにより過給側燃
費曲線ｂ２から無過給側燃費曲線ｂ１への乗り移りが正
確に行われる。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す概要図、第２図はその
要部の概要図である。これらの図において符号１はディ
ーゼルエンジンを示し、エンジン１の給気ポート２と排
気タービン過給機１０のプロワ羽根車１１の給気プロワ
吐出室１１ａとを給気管４で連通し、給気管４の途中に
吸気用のノクイバス６を分岐状に設けその他端ｉｔプロ
ワ吐出室１１ａを迂回してブロア入口室１１ｂに接続し
である。同様にエンジン１の排気ポート３と過給機１０
の排気タービン１２の入口室１２ａとを排気管５で連通
し、排気管５の途中に排気用のバイパス７を分岐状に設
けその他端は過給機１０の排気タービン入口室１２ａを
迂回して排気タービン出口室１２ｂに接続しである。

吸気用バイパス６及び排気用バイパスにはそれぞれバイ
パス弁８・９が内装され、後述する駆動制御回路１６に
よって、ソレノイド等アクチエータ１４・１５を介して
バイパス弁８・９を開閉操作するようしてなっている。

排気用バイパス７のバイパス弁９に対応させて弁状態検
出器１７を設はバイパス弁９が閉弁状態にあるか閉弁状
庸にあるかを識別する信号Ｊを出力するようにし、排気
管５の排気ポート３寄り部に排気温度検出器１８を設け
、バイパス弁８・９を閉門操作するための閉弁用設定温
度Ｔ１及び開弁開設′定温度Ｔ２を検出することに基づ
き、検知信号Ｋを出力す６ようにしである。なお閉弁用
、設定温度Ｔ１及び開弁用設定温度Ｔ２は第６図に示す
ようにそれぞれ無過給側燃費曲線ｂ１と過給側燃費曲線
ｂ２とが交差する負荷地点ＰＯの付近の地点に対応する
温度であって、前者Ｔ１が無過給側排気温度曲線ｔ１・
　上に、後者Ｔ２か過給側排気湿度曲線ｔ２上にある３
度１′直か設定される。

駆動制御回路１６は上記検知信号Ｊ及びＫを受けてアク
チエータ１４・１５を駆動制御する４駆切信号りを出力
する。即ち、弁状態検出器１７か閉弁状態を検出してい
る無過給状態で排気温度検出器１８が閉弁用設定温度Ｔ
、を検出した場合にはバイパス弁８・９を閉じて過給機
１０を作動させ、逆て弁状態検出器１７が閉弁状態を検
出している過給状態で排気温度検出器１８が開弁用設定
温度Ｔ２を検出した場合にはバイパス弁８・９を開いて
過給機１０を休止させるように駆動信号を出力するよう
になっている。なおこの駆動ル［」御回路１６はエンジ
ン１の回転数の変化に伴なう前記燃費曲線交差負荷地点
Ｐ、開閉弁用設定温度Ｔ１・Ｔ２をデータテーブルとし
て内部に記憶しておき、エンジンの回転数の変化シて対
応させてバイパス弁の開閉を自動的に制御するよう）て
なっている。

〈発明の効果〉 本発明てよれば、機関負荷の変化に伴なう排気温度から
、バイパス弁の開閉切換用の設定１品度を特定するに際
し、機関負荷の又化シて伴なう無（２）、袷側燃費曲線
と過、袷側燃費曲線とが交差する負荷地点（て対応させ
た温度で特定するようにしたから、この交差負荷地点Ｐ
。の付近で無過給側燃費曲線と過給側燃費曲線との間の
乗り移りが行われ、燃費の改善を図ることかできる。さ
らてバイパス弁の開閉切換用設定温度を過給状態か無過
給状急かによって別々の値に設定して検出するようにし
たから、両黙費曲線への乗り移りの誤差をなくし、一層
・燃費の改善を高めることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概要図、第２図はその
要部概要図、第３図は本発明に係る設定温度を特定する
ための説明図でろって機関負荷の変化に伴なう燃費曲線
及び排気温度曲線を表わすグラフ、第≠図は先発引例に
係る第６図対応図、第５図は従来例を示す概要図である
。 １・・・エンジン、２・・・給気ボート、３・・・排気
ホード、４・・・給気管、５・・・排気管、６・・・吸
気用バイパス、７・・・排気用バイパス、８・９・・・
バイパスが、１０・・・排気タービン過給器、１１・・
・ブロワ羽根車、１１ａ・・・プロワ吐出室、１２・・
・排気タービン、１２ａ・・・排気タービン入口室、１
４・１５・・アクチエータ、１６・・・制御回路、１７
・・・弁状３検出器、１８・・・排気温度検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、排気タービン過給機付エンジン１の排気ポート３か
   ら排気タービン過給機１０の排気タービン入口室１２ａ
   までの間にバイパス７を分岐状に設け、バイパス７にバ
   イパス弁９を開閉可能に設け、エンジン１の排気系統５
   に排気温度検出器１８を設け、排気温度検出器１８は排
   気温度が設定温度Ｔ＿０以下であることを検出すること
   に基づきバイパス弁９を開けて排気タービン過給機１０
   を休止させるが、設定温度Ｔ以上であることを検出する
   ことに基づきバイパス弁９を閉じて排気タービン過給機
   １０を作動させるよう構成した排気タービン過給機付エ
   ンジンの軽負荷時過給休止装置において、 エンジンの負荷の変化に伴なう燃料消費率の変化曲線ｂ
   ＿０のうち、排気タービン過給機１０を作動させた状態
   での変化曲線を過給側燃費曲線ｂ＿２、逆に休止させた
   状態での変化曲線を無過給側燃費曲線ｂ＿１と呼び、過
   給側燃費曲線ｂ＿２と無過給側燃費曲線ｂ＿１とが交差
   するエンジン負荷の地点を燃費曲線交差負荷地点Ｐ＿０
   と呼び、 エンジンの負荷の変化に伴なう排気温度の変化曲線ｔ＿
   ０のうち、排気タービン過給機１０を作動させた状態で
   の変化曲線を過給側排気温度曲線ｔ＿２、逆に休止させ
   た状態での変化曲線を無過給側排気温度曲線ｔ＿１と呼
   び、 排気温度検出器１８がバイパス弁９の開閉を指令する設
   定温度Ｔ＿０のうち、閉弁を指令するものを閉弁用設定
   温度Ｔ＿１、開弁を指令するものを開弁用設定温度Ｔ＿
   ２と呼び、 閉弁用設定温度Ｔ＿１は燃費曲線交差負荷地点Ｐの付近
   での無過給側排気温度曲線ｔ＿１上の温度に設定し、開
   弁用設定温度Ｔ＿２は燃費曲線交差負荷地点Ｐ＿０の付
   近での過給側排気温度曲線ｔ＿２上の温度に設定し、 バイパス弁９が開弁状態であるか閉弁状態であるかを検
   出する弁状態検出器１７を設け、弁状態検出器１７がバ
   イパス弁９の開弁状態を検出している状態で排気温度検
   出器１８が閉弁用設定温度ｔ＿１を検出することに基づ
   き、バイパス弁９を閉じて排気タービン過給機１０を作
   動させるように構成し、 弁状態検出器１７が、バイパス弁９の閉弁状態を検出し
   ている状態で排気温度検出器１８が開弁用設定温度Ｔ＿
   ２を検出することに基づき、バイパス弁９を開いて排気
   タービン過給機を休止させるように構成したことを特徴
   とする排気タービン過給機付エンジンの軽負荷時過給休
   止装置