JPH01195921A - Supercharger for engine - Google Patents
Supercharger for engineInfo
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- JPH01195921A JPH01195921A JP63020968A JP2096888A JPH01195921A JP H01195921 A JPH01195921 A JP H01195921A JP 63020968 A JP63020968 A JP 63020968A JP 2096888 A JP2096888 A JP 2096888A JP H01195921 A JPH01195921 A JP H01195921A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は複数個の排気ターボ式過給機によって過給を行
なうようにしたエンジンの過給装置に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to an engine supercharging device that performs supercharging using a plurality of exhaust turbo superchargers.
（従来技術）
排気ターボ式過給機にあっては、過給能力を大きく設定
すると応答性、特に低回転時の応答性が悪くなる一方、
応答性を確保しようとすると十分な過給を行なうことが
困難になる。(Prior art) In exhaust turbo superchargers, when the supercharging capacity is set to a large value, the response, especially at low rotation speeds, deteriorates.
Attempting to ensure responsiveness makes it difficult to provide sufficient supercharging.
このため、特開昭５６−４１４１７号公報に示すように
、排気ターボ式過給機を２個説けて、低回転または低負
荷時に１つの過給機のみ作動させる一方、高回転または
高負荷時に２つの過給機を共に作動させるようにしたも
のが提案されている。このようにすることによって、低
回転または低負荷時でのみ作動させる１つの過給機を応
答性の優れたものとすることにより低速すなわち低回転
時での応答性の問題を解決することができ、また高速す
なわち高回転時での十分な過給能力を得ることが可能に
なる。For this reason, as shown in Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-41417, two exhaust turbo superchargers are installed, and only one supercharger is operated at low speeds or low loads, while at high speeds or high loads, A system in which two superchargers are operated together has been proposed. By doing this, it is possible to solve the problem of responsiveness at low speeds or low rotations by making one supercharger that operates only at low speeds or low loads have excellent responsiveness. Also, it becomes possible to obtain sufficient supercharging capacity at high speeds, that is, high rotations.
そして、複数個の排気ターボ式過給機を用いて、運転状
態に応じて使用する過給機の数あるいは柿頚な変更、す
なわち過給能力を変更する場合、各過給機の作動領域と
いうものがあらかじめ設定されることになる。When multiple exhaust turbo superchargers are used and the number of superchargers used or the supercharging capacity is changed depending on the operating condition, the operating range of each supercharger is Things will be preset.
−・ｈ、最近のエンジンでは、オクタン価の低い低オク
タン燃料とオクタン価の高い高オクタン燃料との両方を
使用し得るようにしたものが増加する傾向にある。この
ようなエンジンにおいては、オクタン価の相違に応じて
点火時期等を最適制量１するようなっているが、その前
提として燃料のオクタン価な検出する必要がある。この
オクタン価検出のためには、Ｗ川のセンサを設けること
も１１（能であるが１．ノッキング発生状態に基づいて
オクタン価を検出することが一般に行われている。-・h, There is an increasing trend in recent engines to be able to use both low-octane fuel with a low octane number and high-octane fuel with a high octane number. In such an engine, the ignition timing and the like are optimally controlled depending on the difference in octane number, but as a prerequisite for this, it is necessary to detect the octane number of the fuel. In order to detect this octane number, it is possible to provide a W river sensor, but 1. It is common practice to detect the octane number based on the state of knocking occurrence.
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、に述のような過給機の作動領域をいかに設定
するかが、この種の過給装置を天川化するに際して大き
な問題となる。このような作動領域決定を行うに際して
、考慮すべき１つの大きな要素として、エンジンのノッ
キングがある。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, how to set the operating range of the supercharger as described in (2) becomes a big problem when making this type of supercharging device into a Tenkawa system. When determining such an operating range, one major factor to consider is engine knocking.
この点を詳述すると、過給能力の小さい第１状態とされ
たときは、応答性を確保する点で利点を有する反面、応
答性を良好にするような過給状態というものは排気抵抗
が大きいため排圧がかなり大きくなって、ノッキング防
１．の上で好ましくないものとなる。一方、過給能力の
大きい第２状態の場合は、高回転時でも十分な過給が得
られると共に、排気抵抗も小さいもののすることができ
ノッキング防止の点で有利となる。To explain this point in detail, when the first state has a small supercharging capacity, it has an advantage in ensuring responsiveness, but on the other hand, the supercharging state that improves responsiveness has a large exhaust resistance. Because it is large, the exhaust pressure becomes quite large, preventing knocking.1. It becomes undesirable on On the other hand, in the case of the second state in which the supercharging capacity is large, sufficient supercharging can be obtained even at high rotation speeds, and the exhaust resistance is also small, which is advantageous in terms of preventing knocking.
この一方で、ノッキングは燃料のオクタン価に大きな影
響を及ぼすため、単に＋”＋ｉｊ述した応答性とト分な
過給とのバランスを考えて作動領域を決定したのでは、
オクタン価の相違に応じた最適な；ｈす御を行うことが
不可能となる。より具体的には、例えば低オクタン燃料
のノッキング限界を考慮して、応答性を確保するのに自
利な１１（１記第１状態の広さを設定した場合を考える
３、この場合に、高オクタン燃料を使用したときは、ノ
ッキング限界に対して十分余裕があるにも拘らず前記第
２状態とならざるを得ないことになり、十分な応答性な
得られないことになる。逆に、高オクタン燃料の使用を
前提として上記第１状態とする領域を設定した場合は、
低オクタン燃料を使用したときに、ノッキングを生じ易
くなってしまうことになる。On the other hand, since knocking has a large effect on the octane number of the fuel, the operating range may have been determined simply by considering the balance between the responsiveness mentioned above and sufficient supercharging.
It becomes impossible to perform optimal control according to the difference in octane number. More specifically, for example, considering the knocking limit of low octane fuel, consider the case where the width of the first state is set to 11 (1), which is advantageous for ensuring responsiveness, in this case, When using high octane fuel, the second state is forced even though there is sufficient margin for the knocking limit, and sufficient responsiveness cannot be obtained.On the contrary, , if the region for the first state is set based on the use of high octane fuel,
When low octane fuel is used, knocking becomes more likely to occur.
したがって、本発明の目的は、複数個の排気ターボ式過
給機を用いて、作動される過給機の数あるいは種類を運
転状態に応じて変更するようにしたものを１ｉ；１提と
して、燃料のオクタン価に応じた最適な過給状態が得ら
れるようにしたエンジンの過給装置を提供することにあ
る。Therefore, an object of the present invention is to provide a system in which a plurality of exhaust turbo superchargers are used, and the number or type of superchargers to be operated can be changed according to the operating conditions. An object of the present invention is to provide a supercharging device for an engine capable of obtaining an optimal supercharging state according to the octane number of fuel.
（問題点を解決するだめの手段、作用）前述の目的を達
成するため、本発明にあっては次のような構成としであ
る。すなわち。(Means and operations for solving the problems) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has the following configuration. Namely.
複数個の排気ターボ式過給機を備え、切換手段により、
低回転時には一部の過給機のみを作動させることにより
過給能力の小さい第１状態とする一ツノ、高回転時には
少なくとも残りの過給機を作動させることにより過給能
力の大きい第２状態とするようにしたエンジンの過給装
置において、第９図に示すように、
燃料のオクタン価を検出するオクタン価検出手段と、
オクタン価が低い場合は、オクタン価が高い場合に比し
て、前記第２状態とする領域を拡大するように前記切換
手段の切換条件を変更する切換条件変速手段と、
を備えた構成としである。Equipped with multiple exhaust turbo superchargers, with switching means,
At low speeds, only some of the superchargers are operated to create a first state with low supercharging capacity, and at high speeds, at least the remaining superchargers are activated to achieve a second state where supercharging capacity is large. As shown in FIG. 9, the engine supercharging device includes an octane number detection means for detecting the octane number of the fuel; and switching condition changing means for changing the switching condition of the switching means so as to expand the range of the switching means.
このような構成とすることにより、応答性確保と過給能
力確保という両者を適切にバランスさせつつ、ノッキン
グ回避の上で有利なものとすることができる。By adopting such a configuration, it is possible to appropriately balance both ensuring responsiveness and ensuring supercharging ability, while also being advantageous in terms of avoiding knocking.
（実施例）
以下、本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the attached drawings.
第１図において、１はエンジン本体で、これは互いに直
列に６つの気筒Ｃ１−Ｃ６を４７するオツトー式の往復
動直列６気ｎ型用のものとされている。この６気ＲＣｌ
” ＣＢには、吸気ボート２、排気ボート３が開［Ｉ
され、各ボート２あるいは３は、それぞれ図示を略す吸
気弁あるいは、゛排気弁によって、エンジン出力軸の回
転と同期して所定のタイミングで開閉される。そして、
第１図では点火プラグの図示を略しであるが、各気筒Ｃ
１〜Ｃ６における点火順序は、例えばＣ１→Ｃ５→Ｃ３
→Ｃ６→Ｃ２→Ｃ４として設定され、これにより実施例
では、３つの気筒Ｃ１−Ｃ５が点火順序（排気行程）の
連続しない第１の気筒群を構成し、また３−）の気筒Ｃ
４〜Ｃ６が点火順序（排気行程）の連続しない第２の気
筒群を構成している。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an engine body, which is an Otto-type reciprocating in-line 6-air n-type engine having six cylinders C1 to C6 connected in series. This 6ki RCl
” In the CB, intake boat 2 and exhaust boat 3 are open [I
Each boat 2 or 3 is opened and closed at a predetermined timing in synchronization with the rotation of the engine output shaft by an intake valve or an exhaust valve (not shown). and,
Although the spark plugs are not shown in Fig. 1, each cylinder C
The ignition order for C1 to C6 is, for example, C1→C5→C3.
→C6→C2→C4. Accordingly, in the example, three cylinders C1-C5 constitute a first cylinder group in which the ignition order (exhaust stroke) is not consecutive, and the cylinders C
4 to C6 constitute a second group of cylinders in which the ignition order (exhaust stroke) is not consecutive.
各吸気ボート２へ吸気を供給するための吸気通路１１は
、その途中にサージタンク１２を備え、このサージタン
ク１２と各吸気ボート２とが１個々独立した独立吸気通
路１３ａ−”１３ｆによって接続されている。サージタ
ンク１２よりも−に流側の吸気通路１１は、」１流側共
通吸気通路１４と下流側共通吸気通路１５と、を備え、
Ｌ流側共通吸気通路１４にはエアクリーナ１６およびエ
アフロメータ１７が接続される一方、下流側共通吸気通
路１５にはインタクーラ１８およびスロットル弁１９が
接続されている。The intake passage 11 for supplying intake air to each intake boat 2 is provided with a surge tank 12 in the middle, and this surge tank 12 and each intake boat 2 are connected by one individual independent intake passage 13a to 13f. The intake passage 11 on the downstream side of the surge tank 12 includes a first downstream common intake passage 14 and a downstream common intake passage 15,
An air cleaner 16 and an air flow meter 17 are connected to the L-stream common intake passage 14, while an intercooler 18 and a throttle valve 19 are connected to the downstream common intake passage 15.
１−流側と下流側との共通吸気通路１４と１５同志は、
。７１．いに並列な第１、第２の２本の分岐吸気通路２
０および２１によって接続されている。この第１分岐吸
気通路２０には、排気ターボ式とされた第１過給磯２２
のコンプレッサ２２ａが配設され、また第２分岐通路２
１とは、排気ターボ式とされた第２過給機２３のコンプ
レッサ２３ａが配、没されている。上記コンプレッサ２
２ａの第１分岐吸気通路２０と、上記コンプレッサ２３
ａ ト流の第２分岐吸気通路２１とが、バイパス路２
４によって接続され、このバイパス路２４には開閉弁か
らなるバイパス弁２５が配設されている。また、第２分
岐吸気通路２１の下流端部、すなわちバイパス路２４に
対する接続部よりも下流側位置に、開閉弁からなるカッ
ト弁２６が配置層されている。1- The common intake passages 14 and 15 on the upstream side and the downstream side are:
. 71. Two parallel first and second branch intake passages 2
0 and 21. In this first branch intake passage 20, a first supercharging island 22 of an exhaust turbo type is provided.
A compressor 22a is disposed, and a second branch passage 2
1, the compressor 23a of the second supercharger 23, which is an exhaust turbo type, is arranged and sunk. Above compressor 2
2a first branch intake passage 20 and the compressor 23
a The second branch intake passage 21 of the second flow is the bypass passage 2.
4, and this bypass passage 24 is provided with a bypass valve 25 consisting of an on-off valve. Further, a cut valve 26 consisting of an on-off valve is arranged at the downstream end of the second branch intake passage 21, that is, at a position downstream from the connection part to the bypass passage 24.
一方、排気通路３１は、排気マニホルド３２を備え、該
排気マニホルド３２は、隔壁３２ｅによって画成された
第１集合部ｘ１と、第２集合部Ｘ２と、を有する。この
第１集合部Ｘ１に対しては、互いに排気行程のオーバラ
ップしない前記第１気筒群となる３つの気筒ＣｌＮＣ５
の排気ボート３が、独立排気通路３２ ａ〜３２ｃによ
って個々独立して接続されている。また、第２集合部Ｘ
２に対しては、互いに排気通路行程のオーバラップしな
い前記第２気筒群となる３つの気筒Ｃ４〜Ｃ６の排気ボ
ート３が、独立吸気通路３２ｄ−３２ｒによって個々独
立して接続されている。On the other hand, the exhaust passage 31 includes an exhaust manifold 32, and the exhaust manifold 32 has a first gathering portion x1 and a second gathering portion X2 defined by a partition wall 32e. For this first gathering portion X1, three cylinders ClNC5 forming the first cylinder group whose exhaust strokes do not overlap with each other are
The exhaust boats 3 are individually and independently connected by independent exhaust passages 32a to 32c. Also, the second gathering section
2, the exhaust boats 3 of the three cylinders C4 to C6 forming the second cylinder group whose exhaust passage strokes do not overlap with each other are individually connected to each other by independent intake passages 32d to 32r.
上記第１、第２の２つの集合部Ｘ１、ｘ２からの排気ガ
スは、第１分岐排気通路３３によって。Exhaust gas from the first and second collecting portions X1 and x2 is passed through the first branch exhaust passage 33.
前記第１過給磯２２のタービン２２ｂに供給される。こ
の第１過給機２２の排気ガス導入路となるスクロール通
路は、隔壁２２Ｃによって２つのスクロール通路２２ｄ
と２２ｅとに画成されている。これに対して、上記第１
分岐排気通路コ３３も、−本の管を隔壁３３ａによって
区画することにより構成された２つの通路３３Δと３３
１３とを有し、一方の通路３３△が第１集合部Ｘ１と一
方のスクロール通路２２ｄとを連通し、他方の通路３３
Ｂが第２集合部×２と他方のスクロール通路２２ｅとを
連通している。勿論、第１過給機２２のタービン２２ｂ
は、シャフト２２ｆを介してコンプレッサ２２ａと連結
されている。It is supplied to the turbine 22b of the first supercharging island 22. The scroll passage serving as the exhaust gas introduction passage of the first supercharger 22 is divided into two scroll passages 22d by the partition wall 22C.
and 22e. On the other hand, the first
The branch exhaust passage 33 also has two passages 33Δ and 33 formed by dividing two pipes by a partition wall 33a.
13, one passage 33Δ communicates the first gathering portion X1 with one scroll passage 22d, and the other passage 33
B communicates the second collecting portion x2 with the other scroll passage 22e. Of course, the turbine 22b of the first supercharger 22
is connected to the compressor 22a via a shaft 22f.
同様に、１ｒ１記第２過給機２３も、隔壁２３ｃによっ
てｉｌ！Ｉｉ成された２つのスクロール通路２３ｄ、２
３ｅを備え、一方のスクロール通路２３ｄは通路３４Δ
を介して第ｔ４Ｘ合部ＸＩに連通され、他方のスクロー
ル通路２３ｅが通路３４Ｂを介して第２集合部ｘ２に連
通されている。この両道路３４Δと３４８とを構成する
第２分岐排気通路３４は、吸気マニホルド３２と一体に
短尺なものとして形成、すなわち吸気マニホルド３２の
集合部として形成されて、画集合部Ｘ１と×２とを区画
する隔壁３２ｅがそのまま、当該両道路３４△、３４Ｂ
とを画成する隔壁となっている。勿論、この第２過給機
２３のタービン２３ｂは、シャフト２３［を介してコン
プレッサ２３ａに連結されている。そして、両道路３４
Ａ、３４Ｂには、Ｔｉ、いに同時に開まはた閉となるよ
うに連動された開閉弁からなる切換弁３５Ａあるいは３
５１３が配設されている。Similarly, the second supercharger 23 of 1r1 is also connected to the il! by the partition wall 23c. Two scroll passages 23d, 2
3e, one scroll passage 23d is a passage 34Δ
The other scroll passage 23e is communicated with the second gathering part x2 via the passage 34B. The second branch exhaust passage 34 constituting both roads 34Δ and 348 is formed as a short piece integrally with the intake manifold 32, that is, it is formed as a collection part of the intake manifold 32, and is formed as a collection part of the intake manifold 32. The bulkhead 32e that separates both roads 34△, 34B remains unchanged.
It is a partition wall that separates the Of course, the turbine 23b of the second supercharger 23 is connected to the compressor 23a via the shaft 23. And both roads 34
A and 34B are Ti, and a switching valve 35A or 3 consisting of an on-off valve that is linked to open or close at the same time.
513 are arranged.
上記両過給機２２．２コ３のタービン２２ｂ、２３ ｂ
を通過した後の排気ガスは、分岐排気通路３６あるいは
３７を経て排出される。そして、両分岐排気通路３６と
３７は図示は略すが最終的に一本に合流されて、この合
流部分よりもド流側において、排気ガス浄化用の触媒が
配設されている。Turbines 22b and 23b of both the above superchargers 22.2 and 3
After passing through, the exhaust gas is discharged through the branch exhaust passage 36 or 37. Although not shown, the two branch exhaust passages 36 and 37 are finally merged into one, and a catalyst for purifying exhaust gas is disposed on the downstream side of this merged portion.
また、第１、第２の過給機２２．２３はそれぞれＷＧ１
３（ウェストゲートバルブ）３８、＝３９を（１する。In addition, the first and second superchargers 22 and 23 are each WG1
3 (wastegate valve) 38,=39 (1).
なお、このＷＧ８３８（３９）は、過給機２２ （２３
）の２つのスクロール通路２２（１，２２ｃ （２３ｄ
、２３ｅ）に対応してそれぞれ２個有するが、図面では
その一方のみが表示されている。In addition, this WG838 (39) has a supercharger 22 (23
) two scroll passages 22 (1, 22c (23d
, 23e), but only one of them is shown in the drawing.
ここで、第１過給機２２は小型のもの、すなよ）ち過給
能力は小さいものの低速時においても十分に応答性を満
足するようなものとされている。これに対して第２過給
機２３は大型のもの、すなわち応答性の点では劣るも十
分に過給能力の大きいものとされている。Here, the first supercharger 22 is small-sized, that is, has a small supercharging capacity, but is designed to have sufficient responsiveness even at low speeds. On the other hand, the second supercharger 23 is large-sized, that is, has a sufficiently large supercharging capacity, although it is inferior in response.
なお、実施例のように、排気行程のオーバラップしない
気筒群毎に過給機２２．２３のタービン２２ｂ、２３ｂ
へ排気ガスを供給するようにすれば、排気干渉を防上し
て、同じ運転状態であればより過給ｎ、を高めることが
できる（タービン効率の向Ｊ−）。Note that, as in the embodiment, the turbines 22b and 23b of the supercharger 22 and 23 are connected to each cylinder group whose exhaust strokes do not overlap.
By supplying exhaust gas to the engine, exhaust interference can be prevented and the supercharging n can be further increased under the same operating conditions (increase in turbine efficiency J-).
第２図には、両過給機２２．２；３の軸受部２２ｇ、２
３ｇに対する冷却本川通路とオイル通路との構成例を小
しである。この第２図において、エンジン本体ｌの一所
に、冷却水取出部５１とオイル取出部５２とが設置され
ている。冷却水取出部５１より取出された冷却水は、配
管５３を介して、第２過給機２３の軸受部２３ｇ・＼供
給される１、さらに、冷却水は、この軸受部２３ｇを第
２図紙側面表側から裏側へと流れた後、配管５４を介し
て、第１過給１１２２の軸受部２２ｇへ供給される。そ
して、冷却水は、軸受部２２ｇを第２図紙面裏側から表
側へと流れた後、配管５５を介してウォータポンプ（図
示略）へ戻される。In Fig. 2, bearing parts 22g, 2 of both superchargers 22.2;
The configuration example of the main cooling passage and the oil passage for 3g is small. In FIG. 2, a cooling water outlet 51 and an oil outlet 52 are installed at one location in the engine body l. The cooling water taken out from the cooling water extraction part 51 is supplied to the bearing part 23g of the second supercharger 23 via the pipe 53, and the cooling water is further supplied to the bearing part 23g in FIG. After flowing from the front side to the back side of the paper, it is supplied to the bearing portion 22g of the first supercharger 1122 via the pipe 54. After the cooling water flows through the bearing portion 22g from the back side to the front side of the paper in the second drawing, it is returned to the water pump (not shown) via the piping 55.
上記第１過給機２２の軸受部２２ｇは、第２過給機２３
の軸受部２３ｇよりも低い位置にある。The bearing portion 22g of the first supercharger 22 is connected to the second supercharger 23.
It is located at a lower position than the bearing portion 23g.
したがって、後述するように常用されて高熱となり易い
第１過給機２２は、エンジン停＋ｈ後に生じる沸騰冷却
によって冷却水が循環される際に、高所にある第２過給
機２３に比してより１分に冷却されることになる。Therefore, as will be described later, the first supercharger 22, which is frequently used and tends to become hot, has a higher temperature than the second supercharger 23, which is located at a higher place, when cooling water is circulated by boiling cooling that occurs after the engine stops + h. It will be cooled down in 1 minute.
−・方、前記オイル取出部５２からのオイルは、配管５
６を介して第１過給機２２の軸受部２２ｇへ供給される
。このオーイルは、軸受ＱＳ ２２ ｇを第２図上から
下へと流れた後、配管５７を介してオイルパン５８へと
戻される。また、上記オイルは、配管５６から分岐され
た配管５９により、第２過給機２３の軸受部２３ ｇを
第２図１−から下へと流れた後、配管６０を介してオイ
ルパン５８へ戻される。- On the other hand, the oil from the oil outlet 52 is transferred to the pipe 5
6 to the bearing portion 22g of the first supercharger 22. After this oil flows through the bearing QS 22 g from top to bottom in FIG. 2, it is returned to the oil pan 58 via the pipe 57. Further, the oil flows downward through the bearing portion 23g of the second supercharger 23 from FIG. be returned.
第１図中７１は、マイクロコンピュータを利用して構成
された制御ユニットで、この制御ユニット７１には、エ
アフローメータ１７からの吸入空気Ｅ４信号の他、セン
サ７２〜７４および８０．８１からの信号が人力される
一方、制御ユニット７１からは、アクチュエータ７５〜
７９に対して出力される。上記センサ７２はエンジン回
転数を検出するものである。センサ７３はスロットル開
度を検出するものである。センサ７４はエンジンのノッ
キ：ノグを検出するものである。センサ８０はカット弁
２６下流の圧力ｌ〕１を検出するものである。センサ８
１はカット弁２６上流の圧力ｌ）、を検出するものであ
る。１１１１記アクチユエータ７５はバイパス弁２５を
開閉駆動するためのものである。アクチュエータ７６は
カット弁２６を開閉駆動するだめのものである。アクチ
ュエータ７７は、リノ換弁、３５八、３５Ｂを開閉駆動
するためのものである。アクチュエータ７８．７９は、
ＷＧ Ｂ ３８あるいは３９の開弁圧力、すなわち最大
過給圧を調整するだめのものである。Reference numeral 71 in FIG. 1 denotes a control unit configured using a microcomputer. In addition to the intake air E4 signal from the air flow meter 17, the control unit 71 receives signals from sensors 72 to 74 and 80.81. is manually operated, while the control unit 71 controls the actuators 75 to 75.
79. The sensor 72 detects the engine rotation speed. The sensor 73 detects the throttle opening. The sensor 74 detects engine knocking. The sensor 80 detects the pressure l]1 downstream of the cut valve 26. sensor 8
1 detects the pressure l) upstream of the cut valve 26. The actuator 75 is for driving the bypass valve 25 to open and close. The actuator 76 is used to open and close the cut valve 26. The actuator 77 is for opening and closing the reno exchange valves 358 and 35B. Actuator 78.79 is
This is for adjusting the valve opening pressure of WG B 38 or 39, that is, the maximum boost pressure.
制御ユニット７１の制御内容について、以Ｆに説明する
。The control details of the control unit 71 will be explained below.
制御ユニット７１は、第３図（低オクタン燃料用）ある
いは第４図（高オクタン燃料用）に示すマツプに基づい
て、開閉弁３５Ａ、３５Ｂを開閉制御する。この点を第
３図に示すマツプ八に着目して説明すると、次の通りで
ある。先ず、エンジンの運転状態が、第３図α線より右
側の■の領域にあるときは、開閉弁３５Ａ、３５Ｂを開
（全開）とする。これにより、両過給機２２．２３のタ
ービン２２ ｂ、２３ｂが共に排気ガスエネルギを受け
て回転駆動され、両方の過給ｍ２２と２３とによって過
給能力の大きな第２状態とされる。The control unit 71 controls the opening and closing of the on-off valves 35A and 35B based on the map shown in FIG. 3 (for low octane fuel) or FIG. 4 (for high octane fuel). This point will be explained by focusing on map 8 shown in FIG. 3 as follows. First, when the operating state of the engine is in the region (■) on the right side of the α line in FIG. 3, the on-off valves 35A and 35B are opened (fully opened). As a result, both the turbines 22b and 23b of both superchargers 22, 23 are rotationally driven by receiving exhaust gas energy, and both supercharging m22 and m23 are brought into a second state with a large supercharging capacity.
このとき、バイパス弁２５が閉、カット弁２６が開とさ
れる。At this time, the bypass valve 25 is closed and the cut valve 26 is opened.
次に第３図α線よりも左方側の領域としては、α線と０
線との間の領域■とβ線よりも左方側の■とが佇在する
が、この領域■においては、開閉弁３５Δ、３５Ｂが閉
（全開）とされる。これにより、第２過給機２３のター
ビン２３ｂに対しては排気ガスが流入せず、したがって
第１過給磯２２のみによる過給が行なわれる。このとき
、バイパス弁２５、カット弁２６共に閉とされる。Next, the area to the left of the α line in Figure 3 is the α line and 0
There is a region (2) between the lines and a region (2) to the left of the β line, and in this region (2), the on-off valves 35Δ and 35B are closed (fully open). As a result, exhaust gas does not flow into the turbine 23b of the second supercharger 23, so that supercharging is performed only by the first supercharging island 22. At this time, both the bypass valve 25 and the cut valve 26 are closed.
また、領域■のときは、開閉弁３５Ａ、：Ｓ５Ｂが若干
開かれて、領域■となったときに備えて第２過給ｆｆ１
２３が空転される。このとき、バーイバス弁２５は開と
され、かつカット弁２６は閉とされる。In addition, when in the region ■, the on-off valves 35A, :S5B are slightly opened, and the second supercharging ff1
23 is idled. At this time, the bypass valve 25 is opened and the cut valve 26 is closed.
上述した第３図に示すマツプＡは、低オクタン燃料が使
用されているときに使用されるものである。これに対し
て、高オクタン燃料が使用されているときは、第３図に
示すマツプへの代りに、第４図に示すマツプＢが用いら
れる。この第４図のマツプＢは、第３図のマツプＡに比
して、第２過給機２３が作動される領域が、より高［ｉ
１転側へとオフセットされている。すなわち、α線がα
′線に変更され、β線がβ′線に変更される。これによ
り第２過給機２３は、第３図のマツプ八に比して、より
高回転となったときに始めて作動されることになる。換
言すれば、第３図に示す低オクタン燃料ハ１のマツプＡ
は、過給能力の大きい第２状態としての領域■が、第４
図に示す高オクタン燃料用のマツプＢに比して拡大され
て設定されている。Map A shown in FIG. 3 mentioned above is used when low octane fuel is used. On the other hand, when high octane fuel is used, map B shown in FIG. 4 is used instead of the map shown in FIG. Map B in FIG. 4 has a higher [i] region in which the second supercharger 23 is operated than map A in FIG.
It is offset to the 1st turn side. In other words, the α ray is α
' line, and the β line is changed to the β' line. As a result, the second supercharger 23 is operated only when the rotation speed is higher than that of the MAP 8 shown in FIG. In other words, map A of low octane fuel H1 shown in FIG.
In this case, the region ■ as the second state with large supercharging capacity is the fourth state.
It is set to be enlarged compared to map B for high octane fuel shown in the figure.
さらに、制御ユニット７１は、点火時期の制御を行う。Furthermore, the control unit 71 controls the ignition timing.
この点火時期の決定に際しては、既知のように、センサ
７４によってノッキングが検出されたときは、点火時期
を遅角させる（ノック補ｉＥ）。そして、実施例では、
このノック補〔Ｅによる遅角：量が所定値以上になった
ときに、低オクタン燃料を使用しているときであると判
定（検出）するようにしである。換言すれば、点火時期
は５エンジンの運転開始時には高オクタン燃料用として
設定（イニシャラ・イズ）され、低オクタン燃料を使用
しているか台かをノッキングの発生態様によって検出す
るようになっている。In determining this ignition timing, as is known, when knocking is detected by the sensor 74, the ignition timing is retarded (knock compensation iE). And in the example,
When the amount of knock compensation (retard angle by E) exceeds a predetermined value, it is determined (detected) that low octane fuel is being used. In other words, the ignition timing is set (initialized) for high octane fuel when the engine 5 starts operating, and whether low octane fuel is used or not is detected based on the manner in which knocking occurs.
これに加えて制御ユニット７１は、過給１−［が第５図
に示す特性となるように制御する。この場合、高オクタ
ン燃料を使用しているときは、ノッキングが生じにくい
ため高い過給圧が得られるように特性ａとなるように制
御し、また低オクタン燃料を使用しているときは特性す
となるようにｉｔ、１１御する。なお、領域■および■
のときはＷ Ｇ Ｂ ３８をｉｌ＋ｌＩ御することによ
り、また領域■のときけＷＧ Ｂ ３９を制御すること
により、上記特性ａあるいはｂを得る。In addition to this, the control unit 71 controls the supercharging 1-[ so that it has the characteristics shown in FIG. In this case, when high octane fuel is used, control is performed to achieve characteristic a to obtain high boost pressure because knocking is less likely to occur, and when low octane fuel is used, control is performed to achieve characteristic a. Control it, 11 so that it becomes . In addition, areas ■ and ■
In this case, the above characteristic a or b is obtained by controlling WGB 38 (il+lI) and by controlling WGB 39 in region (2).
ここで、カット弁２６の開閉は、切換弁３５Ａ、３５Ｂ
の開閉と同期して行うようにしてもよいが、本実施例で
は、前述した圧力［’＋ とＰ２どの大きさを勘案しつ
つ開閉制御するのがようにしである。すなわち、切換弁
３５Ａ、３５Ｂが全開とのときは、カット弁２６も開か
れることになるが、この開くタイミングを、差圧△Ｐ
（＝Ｐ＋−Ｆ）２）が所定値以下となるときに設定する
のがよい。すなわち、第２過給機２３が十分に過給し得
る状態となったのを待って始めてカット弁２６を開くこ
とにより過給機２３の作動遅れに伴なう−・時的な過給
圧の減少（トルク低ド）が防１１−される。また、切換
弁３５Ａ、３５Ｂが全開となったときは力・ソト弁２６
も閉じられるが、このカット弁２６の閉じるタイミング
を、圧力Ｐ、が所定値以下になるのをイ、νって行うと
よい。４−なわち、第２過給機２３の慣性による過給が
収まってから行うことにより過給圧の一時的な減少（ト
ルク低下）が防Ｉトされる。Here, the opening and closing of the cut valve 26 is performed by switching valves 35A and 35B.
However, in this embodiment, the opening/closing control is performed while taking into consideration the magnitudes of the pressure ['+ and P2 described above. In other words, when the switching valves 35A and 35B are fully open, the cut valve 26 is also opened, but the opening timing is determined by the differential pressure ΔP.
It is preferable to set this when (=P+-F)2) is less than or equal to a predetermined value. That is, by opening the cut valve 26 only after the second supercharger 23 is in a state where it can provide sufficient supercharging, the temporary supercharging pressure caused by the delay in the operation of the supercharger 23 is reduced. (low torque) is prevented. Also, when the switching valves 35A and 35B are fully open, the force/isolation valve 26
However, it is preferable to close the cut valve 26 at a time when the pressure P becomes less than a predetermined value. 4- That is, by performing supercharging after the inertia of the second supercharger 23 has subsided, a temporary decrease in supercharging pressure (torque reduction) can be prevented.
子連した制御ユニット７１のニトリ御内容っにいて、第
６図、第７図に示すフローチャートを参照しつつ説明す
る。なお、以ドの説明で【〕、ＱあるいはＲはステップ
を示す。The contents of the control unit 71 will be explained with reference to the flowcharts shown in FIGS. 6 and 7. In the following explanation, [ ], Q or R indicate a step.
先ず、第６図のＰｌにおいて、＋ｉｉｌ記各センサ７２
〜７４からの信号が読込まれた後、「）２において、ノ
ッキングによる点火時期の遅角量θＲがあらかじめ定め
た所定４αａよりも小さいか否か、すなわち現在使用さ
れている燃料が高オクタン燃料であるか否かが判別され
る。このＲ２の判別でＹＥＥＳのときは、Ｒ３において
高オクタン燃料用となる第４図のマツプＢが選１尺され
、またＲ２の判別でＮ Ｏのときには、Ｒ４において低
オクタン燃料用となる第：３図のマツプＡが選択される
。First, in Pl of FIG.
After the signals from ~74 are read, in step 2) it is determined whether the ignition timing retardation amount θR due to knocking is smaller than a predetermined predetermined value 4αa, that is, the fuel currently being used is a high octane fuel. If the judgment of R2 is YES, map B in Fig. 4, which is for high octane fuel, is selected in R3, and if the judgment of R2 is NO, R4 is selected. Map A in FIG. 3, which is for low octane fuel, is selected.
Ｒ３あるいはＩ） ４の後は、エンジン回転数とスロッ
トル開度とを選択されたマツプにあてはめて、現在の運
転状態が読込まれる（領域■、■あるいは■の読込）。After R3 or I) 4, the engine speed and throttle opening are applied to the selected map, and the current operating state is read (reading of areas ■, ■, or ■).
そして、Ｒ６において、現在領域のであるか否かを判別
され一〇、この判別がＹＥＳのときは［）７において、
開閉弁３５Ａ、３５Ｂが全開とされる（第１過給機２２
のみ作動）。Then, in R6, it is determined whether or not the current area is 10, and if this determination is YES, in [)7,
The on-off valves 35A and 35B are fully opened (first supercharger 22
only).
また、Ｒ６の判別でＮＯのときは、ｌ’ ８において、
領域■であるが否かが判別される１、このＲ８の判別で
Ｙ Ｆ、 Ｓのときは、ｌ〕９において開閉弁；３５Ａ
、３５ Ｂが全開とされる（第１１第２の２つの過給機
２２．２３が共に作動）。さらに、Ｒ８の判別でＮｏの
ときは、結局のところ領域■であるので、１）１０にお
いて開閉弁３５Ａ、３５１３が一部開とされる（第１過
給磯２２が作動かつ第２過給ｒ！１２３が空転）、なお
、切換弁３５Δ、３５Ｂの作動に応じたバイパス弁２５
の作動は前述した通りなので、その説明は省略する。Moreover, when the determination of R6 is NO, at l'8,
It is determined whether or not it is in the area ■1. If Y F, S is determined by this R8, the on-off valve is opened at l]9; 35A
, 35B are fully opened (the two 11th and 2nd superchargers 22 and 23 are in operation). Furthermore, when the determination of R8 is No, it is in the area ■ after all, so 1) In 10, the on-off valves 35A and 3513 are partially opened (the first supercharging port 22 is activated and the second supercharging r!123 is idling), and the bypass valve 25 according to the operation of the switching valves 35Δ and 35B
Since the operation is as described above, the explanation thereof will be omitted.
上記Ｐ７．）’９あるいはＰ Ｉ Ｏの後は、［）１１
において、カット弁２６の開閉制御が行なわれ、この開
閉制御を示すのが第７図である。先ず、Ｆ＜１において
、カット弁２６下流の１上刃Ｐ＋ と土浦の圧力Ｐ、と
が読込まれる。次いで、Ｒ２においてフラグＦがＯであ
るか否かが判別される。このフラグＦが「Ｏ」のときが
カット弁２６が閉であることを意味する。このｌ（２の
判別においてＹＥＳのときは、１（３においてＰｌから
Ｒ２を差し引くことによりΔＰが算出される。この後、
Ｒ４において、上記ΔＰがあらかじめ定めた設定値Ｐｉ
よりも小さいか否かが判別される。このＲ４の判別でＮ
Ｏのときは、圧力Ｐ２が十分に−ｈ 界していないので
、カット弁２６を開（ことなくそのままリターンされる
。逆にＲ４の判別でＹ Ｅ Ｓのときは１セ５において
カット弁２６を開作動させた後、Ｒ６においてフラグｐ
°が１にセットされる。Above P7. )'9 or after P I O, [)11
At this time, the opening/closing control of the cut valve 26 is performed, and FIG. 7 shows this opening/closing control. First, when F<1, the first upper blade P+ downstream of the cut valve 26 and the Tsuchiura pressure P are read. Next, in R2, it is determined whether the flag F is O or not. When this flag F is "O", it means that the cut valve 26 is closed. When YES in this l(2 determination, ΔP is calculated by subtracting R2 from Pl in 1(3). After this,
In R4, the above ΔP is a predetermined set value Pi
It is determined whether or not it is smaller than . With this R4 determination, N
When it is O, the pressure P2 is not sufficiently -h, so the cut valve 26 is returned without opening.On the other hand, when the judgment of R4 is YES, the cut valve 26 is opened in the first cycle 5. After opening the flag p at R6,
° is set to 1.
前記Ｒ２の判別でＮＯのとき、すなわち現在カット弁２
６が開いているときは、Ｒ７において、圧力Ｐ＋があら
かじめ定めた設定値Ｐｃよりも小さいか否かが判別され
る。このＲ７の判別でＮｏのときは、第２過給機２３に
よる過給の影響が残っているときなのでそのままリター
ンする。逆に、Ｒ７の判別でＹＥＳのときは、［Ｒ８に
おいてカット弁２６を閉じた後Ｒ９においてフラグが０
にセットされる。When the determination of R2 is NO, that is, the current cut valve 2
6 is open, it is determined in R7 whether the pressure P+ is smaller than a predetermined set value Pc. If the determination in R7 is No, this means that the influence of supercharging by the second supercharger 23 remains, so the process returns directly. On the other hand, when the determination in R7 is YES, [after the cut valve 26 is closed in R8, the flag is set to 0 in R9].
is set to
第６図Ｆ）１１の後は、［］１２での過給圧制御が行な
われる。このＰｌ２の内容は、第８図に示す通りである
。After 11 in FIG. 6F), supercharging pressure control is performed in []12. The contents of Pl2 are as shown in FIG.
先ず第８図Ｑｌにおいて、切換弁３５Ａ、３５Ｂの作動
状態（第６図のＰ７％Ｐ９、ＰＩＯのいずれであるか）
が読込まれる。この後、Ｑ２においてノキングによる点
火時期の遅角１０Ｒが所定、値αより小さいか否かが判
別される。このＱ２の判別でＹＥＳのときは、高オクタ
ン燃料が使用されているときである。この場合は、Ｑ３
において、現在領域■であるか否かが’１．ｌｉ別され
て、この判別がＹ Ｆ： Ｓであれば、Ｑ４において第
２ＷＧＢ３９を制御することにより特性ａとなるように
する。また、この判別がＮｏのときは、Ｑ５において第
１ＷＧＢを制御することによって特性ａとなるようにす
る。First, in FIG. 8 Ql, the operating state of the switching valves 35A and 35B (Which is P7, P9 or PIO in FIG. 6)?
is loaded. Thereafter, in Q2, it is determined whether the retardation angle 10R of the ignition timing due to knocking is smaller than a predetermined value α. When the determination in Q2 is YES, it means that high octane fuel is being used. In this case, Q3
In , it is determined whether or not the current area is '1. If the determination is YF:S, the second WGB 39 is controlled in Q4 so that characteristic a is achieved. Moreover, when this determination is No, the first WGB is controlled in Q5 so that characteristic a is achieved.
前記Ｑ２の判別でＮｏのときは低オクタン燃料が使用さ
れているときであり、この場合はＱ６において領域■で
あるか否かが判別される。ごのＱ３の判別でＹＥＳのと
きは、Ｑ７において、第２Ｗ Ｇ Ｒ３９を制御するこ
とによって特性すとなるようにする。また、Ｑ３の判別
でＮｏのときは、Ｑ８において、第１ Ｗ Ｇ Ｂ ：
３８を制御することによって特性すどなるようにする。When the determination in Q2 is No, it means that low octane fuel is being used, and in this case, it is determined in Q6 whether or not it is in the region (3). If the determination in Q3 is YES, in Q7 the second WGR 39 is controlled so that the characteristics are determined. Moreover, when the determination in Q3 is No, in Q8, the first W G B:
By controlling 38, the characteristics are controlled.
以上実施例について説明したが、本発明はこれに限らず
、例えば次のような場合をも含むものである。Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited thereto, and includes, for example, the following cases.
■排気ターボ式過給機は、３個以上であってもよい。■There may be three or more exhaust turbo superchargers.
■排気ターボ式過給機は、その過給能力を全て同じもの
として設定してもよい。■All exhaust turbo superchargers may be set to have the same supercharging capacity.
■実施例のように過給能力が異なるものとして設定した
場合は、低速時には過給能力の小さい第１過給機２２の
みを作動させ、高速時には過給能力の大きい第２過給ｉ
２３のみを作動させるようにしてもよい８
■低速から高速までの間で１例えば３段階以上で過給能
力を変更するようにしてもよい。この場合は、実施例に
おいて、低速時には第１の過給機２２のみを作動させ、
中速時には第２過給ｔ３１２３のみを作動させ、高速時
には両方の過給機２２と２３とを共に作動させるように
すればよい。■If the supercharging capacities are set to be different as in the example, only the first supercharger 22 with a small supercharging capacity is operated at low speeds, and the second supercharger i with a large supercharging capacity is operated at high speeds.
23 may be operated. 8. The supercharging capacity may be changed in 1, for example, 3 or more stages from low speed to high speed. In this case, in the embodiment, only the first supercharger 22 is operated at low speeds,
Only the second supercharger t3123 may be operated at medium speeds, and both superchargers 22 and 23 may be operated at high speeds.
■オクタン価に応じた作動領域の変更を、３種類以」ユ
あるいは連続可変式としてもよい。■The operating range may be changed in three or more ways or in a continuously variable manner depending on the octane number.
■第１過給機２２のみを作動させているときは、第２過
給機２３へのオイル供給を遮断するようにして、第１過
給機２２へよりト分なオイルが供給されるようにしても
よい。そして、好ましくは、領域■から■あるいは■へ
移行するときに、才・ｒル供給の遮断を遅延させて、第
２過給機２３が作動しなくなった後でもしばらくの間は
く第２過給機２３の温度が低下するまで）は当該第２過
給機２３へオイルを供給するようにするとよい３．この
場合は１例えば第２図の配管５９に対してカット弁を設
けて、このカット弁の開閉を制御すればよい。■When only the first supercharger 22 is operating, the oil supply to the second supercharger 23 is cut off so that more oil is supplied to the first supercharger 22. You may also do so. Preferably, when transitioning from region (2) to (3) or (3), the cutoff of the turbocharger supply is delayed so that the second supercharger 23 is turned off for a while even after the second supercharger 23 stops operating. (3) It is preferable to supply oil to the second supercharger 23 until the temperature of the charger 23 falls.3. In this case, for example, a cut valve may be provided for the piping 59 in FIG. 2, and the opening and closing of this cut valve may be controlled.
（発明の効果）
本発明は以ヒ述へたことから明らかなように、応答性確
保と過給能力確保との両者を適切にバランスさせつつ、
ノッキング特に低オクタン燃料を使用しているときのノ
ッキングを防Ｉ卜するＦ−でイｌ利となる。(Effects of the Invention) As is clear from what has been described below, the present invention appropriately balances both ensuring responsiveness and ensuring supercharging capacity, while
F- is advantageous in preventing knocking, especially when using low octane fuel.
第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。
第２図は２つの過給機の配置例とその冷却水通路系とオ
イル通路系とを示す側面図。
第３図、第４図はそれぞれ過給機の作動領域を示すマツ
プで、第３図は低オクタン燃料用のものを第４図は高オ
クタン燃料用のものを示す。
第５図は過給圧特性を示すグラフ。
第６図〜第８図は本発明の；ｔｒ’制御例を示すフロー
チャート。
第９図は本発明の構成をブロック図的に示した図。
１ニ工ンジン本体
２２：第１過給機（低速用）
２３：第２過給機（高速用）
：３５△、３５Ｂ＝切換弁（切換１段）７１：制御ユニ
ット
７４：センサ
（ノッキング＝オクタン価）
７７：アクチュエータ（切換弁用）
区りトＬコ盟菖割
区０凋Ｑピ嶌 胃篭奥
第８図
第９′図FIG. 1 is an overall system diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view showing an example of the arrangement of two superchargers and their cooling water passage system and oil passage system. 3 and 4 are maps showing the operating range of the supercharger, respectively. FIG. 3 shows the map for low octane fuel, and FIG. 4 shows the map for high octane fuel. FIG. 5 is a graph showing boost pressure characteristics. 6 to 8 are flowcharts showing examples of ;tr' control according to the present invention. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the present invention. 1 engine main body 22: 1st supercharger (for low speed) 23: 2nd supercharger (for high speed): 35△, 35B = switching valve (1st stage switching) 71: control unit 74: sensor (knocking = Octane number) 77: Actuator (for switching valve) Section L Co.
Claims (1)
より、低回転時には一部の過給機のみを作動させること
により過給能力の小さい第１状態とする一方、高速時に
は少なくとも残りの過給機を作動させることにより過給
能力の大きい第２状態とするようにしたエンジンの過給
装置において、燃料のオクタン価を検出するオクタン価
検出手段と、 オクタン価が低い場合は、オクタン価が高い場合に比し
て、前記第２状態とする領域を拡大するように前記切換
手段の切換条件を変更する切換条件変速手段と、 を備えていることを特徴とするエンジンの過給機装置。(1) Equipped with multiple exhaust turbo superchargers, using a switching means to operate only some of the superchargers at low speeds to achieve the first state with low supercharging capacity, while at high speeds at least the remaining An octane number detection means for detecting the octane number of fuel; A supercharger device for an engine, comprising: switching condition changing means for changing the switching condition of the switching means so as to expand the range of the second state.
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|---|---|---|---|
| JP63020968A JP2532548B2 (en) | 1988-01-31 | 1988-01-31 | Engine supercharger |
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| EP89101470A EP0326167B1 (en) | 1988-01-29 | 1989-01-27 | Air supply control systems for internal combustion engines |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59160022A (en) * | 1983-03-02 | 1984-09-10 | Mazda Motor Corp | Secondary air supplying apparatus of engine with turbosupercharger |
| JPS60178933A (en) * | 1984-02-25 | 1985-09-12 | Nissan Motor Co Ltd | Supercharging pressure control device for exhaust turbosupercharger |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2532548B2 (en) | 1996-09-11 |
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Legal Events
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