JPH04136424A - 過給エンジンのインタークーラバイパス制御装置 - Google Patents
過給エンジンのインタークーラバイパス制御装置Info
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- JPH04136424A JPH04136424A JP2257143A JP25714390A JPH04136424A JP H04136424 A JPH04136424 A JP H04136424A JP 2257143 A JP2257143 A JP 2257143A JP 25714390 A JP25714390 A JP 25714390A JP H04136424 A JPH04136424 A JP H04136424A
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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。
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〕
本発明はインタークーラを備えた過給エンジンのインタ
ークーラバイパス制御装置に関する。
ークーラバイパス制御装置に関する。
吸気系にインタークーラをバイパスするバイパス通路と
、このバイパス通路を閉鎖するインタークーラバイパス
弁とを設け、エンジンが暖機温度に達していないときに
は上記バイパス弁を開弁して過給機吐出空気をインター
クーラを通さずに直接エンジンに吸入させるようにした
過給機付きエンジンが公知である。
、このバイパス通路を閉鎖するインタークーラバイパス
弁とを設け、エンジンが暖機温度に達していないときに
は上記バイパス弁を開弁して過給機吐出空気をインター
クーラを通さずに直接エンジンに吸入させるようにした
過給機付きエンジンが公知である。
例えば実開昭59−2927号公報には、冷間始動時等
、エンジンが暖機温度に達していない場合には上記バイ
パス弁を開弁して過給機吐出空気をインタークーラを通
さずにエンジンに供給し、エンジンが暖機された後はバ
イパス弁を閉じてインタークーラにより冷却した空気を
エンジンに供給するようにしたエンジンが記載されてい
る。
、エンジンが暖機温度に達していない場合には上記バイ
パス弁を開弁して過給機吐出空気をインタークーラを通
さずにエンジンに供給し、エンジンが暖機された後はバ
イパス弁を閉じてインタークーラにより冷却した空気を
エンジンに供給するようにしたエンジンが記載されてい
る。
上記バイパス弁操作は、エンジンの暖機が不充分な場合
に、過給機により昇圧されて高温になった空気をエンジ
ンに直接吸入させることにより、燃焼状態を改善し冷間
時のエンジン性能を確保するとともに、排気温度を上昇
させて、排気ガス浄化装蓋の触媒を機能させ、冷間時の
排ガス性状の悪化を防止することを目的としている。
に、過給機により昇圧されて高温になった空気をエンジ
ンに直接吸入させることにより、燃焼状態を改善し冷間
時のエンジン性能を確保するとともに、排気温度を上昇
させて、排気ガス浄化装蓋の触媒を機能させ、冷間時の
排ガス性状の悪化を防止することを目的としている。
上記公報のエンジンではインタークーラバイパス弁の開
閉をエンジンの暖機温度によって制御しているため、エ
ンジンが暖機温度に達していない間は運転条件の変動に
は関係な(インタークーラバイパス弁が常に開弁してい
る。
閉をエンジンの暖機温度によって制御しているため、エ
ンジンが暖機温度に達していない間は運転条件の変動に
は関係な(インタークーラバイパス弁が常に開弁してい
る。
ところが、実際の運転では、エンジン暖機が完了する前
であってもエンジンを高速高負荷で運転する必要が生じ
ることがある。エンジンを高速高負荷で運転した場合過
給機の回転数の上昇により過給圧力が増大するため、過
給機吐出空気温度が急激に上昇することになる。従って
このような状態でインタークーラを通さずにエンジンに
過給機吐出空気を直接供給するとエンジンの吸気温度が
上昇して吸入空気量が相対的に減少するため、所期のエ
ンジン性能が発揮できなくなる。また、吸気温度の上昇
によりエンジンでノッキングが発生しやすくなり極端な
場合にはノッキング発生により運転に支障をきたす恐れ
がある。
であってもエンジンを高速高負荷で運転する必要が生じ
ることがある。エンジンを高速高負荷で運転した場合過
給機の回転数の上昇により過給圧力が増大するため、過
給機吐出空気温度が急激に上昇することになる。従って
このような状態でインタークーラを通さずにエンジンに
過給機吐出空気を直接供給するとエンジンの吸気温度が
上昇して吸入空気量が相対的に減少するため、所期のエ
ンジン性能が発揮できなくなる。また、吸気温度の上昇
によりエンジンでノッキングが発生しやすくなり極端な
場合にはノッキング発生により運転に支障をきたす恐れ
がある。
本発明は上記問題に鑑み、エンジンの暖機が完了してい
ない状態での高速高負荷運転の際にエンジン性能の低下
やノッキング発生を防止できるインタークーラバイパス
制御装置を提供することを目的とする。
ない状態での高速高負荷運転の際にエンジン性能の低下
やノッキング発生を防止できるインタークーラバイパス
制御装置を提供することを目的とする。
本発明は、エンジン暖機が完了しておらず、インターク
ーラバイパス弁が開弁している状態であっても、高速高
負荷運転等の過給機吐出温度が上昇する運転領域ではバ
イパス弁を閉弁し、インタークーラを通して吸気を供給
することによりエンジンの吸気温度上昇を防止すること
を特徴としている。
ーラバイパス弁が開弁している状態であっても、高速高
負荷運転等の過給機吐出温度が上昇する運転領域ではバ
イパス弁を閉弁し、インタークーラを通して吸気を供給
することによりエンジンの吸気温度上昇を防止すること
を特徴としている。
すなわち、本発明によれば、吸気系に過給機とインター
クーラとを設け、エンジンが所定暖機温度以下の状態の
ときにインタークーラバイパス弁を開弁して、インター
クーラを通さずに過給機吐出空気をエンジンに吸入させ
る過給エンジンのインタークーラバイパス制御装置にお
いて、エンジンの高速高負荷運転時には、前記インター
クーラバイパス弁を閉弁して、前記インタークーラを通
して吸気をエンジンに供給することを特徴とする過給エ
ンジンのインタークーラバイパス制御装置が提供される
。
クーラとを設け、エンジンが所定暖機温度以下の状態の
ときにインタークーラバイパス弁を開弁して、インター
クーラを通さずに過給機吐出空気をエンジンに吸入させ
る過給エンジンのインタークーラバイパス制御装置にお
いて、エンジンの高速高負荷運転時には、前記インター
クーラバイパス弁を閉弁して、前記インタークーラを通
して吸気をエンジンに供給することを特徴とする過給エ
ンジンのインタークーラバイパス制御装置が提供される
。
エンジン暖機が未了の状態であっても高速高負荷運転時
にはインタークーラバイパス弁が閉弁され、吸気はイン
タークーラで冷却されてからエンジンに供給される。こ
のため過給機吐出温度が上昇した場合でも吸気温度は適
切な範囲に保持される。
にはインタークーラバイパス弁が閉弁され、吸気はイン
タークーラで冷却されてからエンジンに供給される。こ
のため過給機吐出温度が上昇した場合でも吸気温度は適
切な範囲に保持される。
以下に本発明の実施例を添付図面を用いて説明する。
第1図は本発明によるインタークーラバイパス制御装置
を適用したエンジンの実施例を示している。本実施例で
はエンジン吸気系に吸気流方向に沿って直列に大型と小
型の2台のターボチャージャを配置した構成をとってお
り、エンジンの低回転領域では小流量領域での作動に適
した小型ターボチャージャで主に過給を行ない、回転数
が上昇して大型ターボチャージャの回転数が充分に高く
なった領域では小型ターボチャージャの作動を停止させ
て大流量領域での作動に適した大型ターボチャージャの
みで過給を行なうことによってエンジンの全負荷領域に
わたって適切な過給を得るようにしている。
を適用したエンジンの実施例を示している。本実施例で
はエンジン吸気系に吸気流方向に沿って直列に大型と小
型の2台のターボチャージャを配置した構成をとってお
り、エンジンの低回転領域では小流量領域での作動に適
した小型ターボチャージャで主に過給を行ない、回転数
が上昇して大型ターボチャージャの回転数が充分に高く
なった領域では小型ターボチャージャの作動を停止させ
て大流量領域での作動に適した大型ターボチャージャの
みで過給を行なうことによってエンジンの全負荷領域に
わたって適切な過給を得るようにしている。
図において10はエンジン本体を示し、12.14はそ
れぞれエンジン10に接続された吸気管と排気管を示し
ている。
れぞれエンジン10に接続された吸気管と排気管を示し
ている。
吸気管12には上流側から大型ターボチャージャ15の
コンプレッサ、小型ターボチャージャ16のコンプレッ
サ、インタークーラ17、スロットル弁18がこの順に
配置されている。また吸気管12には小型ターボチャー
ジャ16のコンプレッサをバイパスする吸気バイパス通
路21とインタークーラ17をバイパスするインターク
ーラバイパス通路101が設けられている。
コンプレッサ、小型ターボチャージャ16のコンプレッ
サ、インタークーラ17、スロットル弁18がこの順に
配置されている。また吸気管12には小型ターボチャー
ジャ16のコンプレッサをバイパスする吸気バイパス通
路21とインタークーラ17をバイパスするインターク
ーラバイパス通路101が設けられている。
また排気管14には上流側(エンジン側)から小型ター
ボチャージャ16のタービン、大型ターボチャージャ1
5のタービンがこの順に設けられている。
ボチャージャ16のタービン、大型ターボチャージャ1
5のタービンがこの順に設けられている。
また31は小型ターボチャージャ16のタービンをバイ
パスする第1の排気バイパス通路、32は大型ターボチ
ャージャ15のタービンをバイパスする第2の排気バイ
パス通路である。
パスする第1の排気バイパス通路、32は大型ターボチ
ャージャ15のタービンをバイパスする第2の排気バイ
パス通路である。
前記吸気バイパス通路21には吸気バイパス弁41が配
置され、ダイヤフラムアクチュエータ42により駆動さ
れて吸気バイパス通路21を開閉するよう1こなってい
る。ダイヤフラムアクチュエータ42は吸気バイパス弁
41の駆動軸に連結されたダイヤフラム42aを備えて
おり、このダイヤフラム42Hの片側は大気圧に開放さ
れもう一方の側には電磁三方切替弁(SV2)43を介
して大気圧又は小型ターボチャージャ16のコンプレッ
サ吐出圧P2が選択的に導かれる作動室42Cが形成さ
れている。また、42bはダイヤフラム42aを吸気バ
イパス弁41の閉弁方向に付勢するスプリングである。
置され、ダイヤフラムアクチュエータ42により駆動さ
れて吸気バイパス通路21を開閉するよう1こなってい
る。ダイヤフラムアクチュエータ42は吸気バイパス弁
41の駆動軸に連結されたダイヤフラム42aを備えて
おり、このダイヤフラム42Hの片側は大気圧に開放さ
れもう一方の側には電磁三方切替弁(SV2)43を介
して大気圧又は小型ターボチャージャ16のコンプレッ
サ吐出圧P2が選択的に導かれる作動室42Cが形成さ
れている。また、42bはダイヤフラム42aを吸気バ
イパス弁41の閉弁方向に付勢するスプリングである。
吸気バイパス弁41は小型ターボチャージャ16コンブ
レツサの吐出圧P2が所定値以上のときにSV2を切替
えて吐出圧P2をダイヤフラム42aの一方に付加する
ことにより開弁せしめられる。
レツサの吐出圧P2が所定値以上のときにSV2を切替
えて吐出圧P2をダイヤフラム42aの一方に付加する
ことにより開弁せしめられる。
インタークーラバイパス通路101 にはバイパス弁1
03が設けられ、ダイヤフラムアクチュエータ105に
駆動されてバイパス通路101を開閉するようになって
いる。ダイヤフラムアクチュエータ105はバイパス弁
103の駆動軸に連結されたダイヤフラム105aと、
その両側に形成された作動室105C105d及びダイ
ヤフラム105aをバイパス弁103の閉弁方向に付勢
するスプリング105bを備えている。
03が設けられ、ダイヤフラムアクチュエータ105に
駆動されてバイパス通路101を開閉するようになって
いる。ダイヤフラムアクチュエータ105はバイパス弁
103の駆動軸に連結されたダイヤフラム105aと、
その両側に形成された作動室105C105d及びダイ
ヤフラム105aをバイパス弁103の閉弁方向に付勢
するスプリング105bを備えている。
上記作動室105Cには電磁三方切替弁107 (SV
3 )を介して小型ターボチャージャ16のコンプレ
ッサの吐出圧P2と大気圧とが選択的に供給され、同様
に作動室105Cには電磁三方切替弁109 (SV
4 )を介してスロットル弁18下流の吸気管圧力P、
と大気圧とが選択的に導かれている。バイパス弁103
は後述するようにコンプレッサ吐出圧P2とスロットル
弁下流圧力P3の値に応じてSV3とSV4とをそれぞ
れ切替動作させることによって自由に開閉することがで
きる。
3 )を介して小型ターボチャージャ16のコンプレ
ッサの吐出圧P2と大気圧とが選択的に供給され、同様
に作動室105Cには電磁三方切替弁109 (SV
4 )を介してスロットル弁18下流の吸気管圧力P、
と大気圧とが選択的に導かれている。バイパス弁103
は後述するようにコンプレッサ吐出圧P2とスロットル
弁下流圧力P3の値に応じてSV3とSV4とをそれぞ
れ切替動作させることによって自由に開閉することがで
きる。
次に、排気系の小型ターボチャージャ16のタービンヲ
バイパスする第1のバイパス通路31には排気バイパス
弁51が設けられている。また、図に53で示したのは
排気バイパス弁51を駆動してバイパス通路31を開閉
するダイヤフラムアクチュエータである。ダイヤフラム
アクチュエータ53は排気バイパス弁51の駆動軸に連
結されたダイヤフラム53aと、その両側に形成された
作動室53C,53d及びダイヤフラム53aを排気バ
イパス弁51の閉弁方向に付勢するスプリング53bと
を備えており、作動室53cには電磁三方切替弁55(
SVI)の出口ポートが接続され、作動室53dには小
型ターボチャージャ16のコンプレッサ吐出圧P2が導
かれている。また電磁三方切替弁55(SVI)の一方
の入口ポートには小型ターボチャージャ16のコンプレ
ッサ吐出圧がレギユレータ57により一定の値まで減圧
されて導かれており、もう一つの入口ボートは大気圧に
開放されている。従ってダイヤフラムアクチュエータ5
3の作動室53cには大気圧と圧力P2より低い一定の
圧力とを選択的に作用させることができる。
バイパスする第1のバイパス通路31には排気バイパス
弁51が設けられている。また、図に53で示したのは
排気バイパス弁51を駆動してバイパス通路31を開閉
するダイヤフラムアクチュエータである。ダイヤフラム
アクチュエータ53は排気バイパス弁51の駆動軸に連
結されたダイヤフラム53aと、その両側に形成された
作動室53C,53d及びダイヤフラム53aを排気バ
イパス弁51の閉弁方向に付勢するスプリング53bと
を備えており、作動室53cには電磁三方切替弁55(
SVI)の出口ポートが接続され、作動室53dには小
型ターボチャージャ16のコンプレッサ吐出圧P2が導
かれている。また電磁三方切替弁55(SVI)の一方
の入口ポートには小型ターボチャージャ16のコンプレ
ッサ吐出圧がレギユレータ57により一定の値まで減圧
されて導かれており、もう一つの入口ボートは大気圧に
開放されている。従ってダイヤフラムアクチュエータ5
3の作動室53cには大気圧と圧力P2より低い一定の
圧力とを選択的に作用させることができる。
大型ターボチャージャ15のタービンをバイパスする第
2の排気バイパス通路32にはウェイストゲート弁61
が設けられ、ダイヤフラムアクチュエータ63により駆
動されてバイパス通路32を開閉するようになっている
。ダイヤフラムアクチュエータ63はウェイストゲート
弁61の駆動軸に連結されたダイヤフラム63aとその
両側に形成された作動室63cと63d及びダイヤフラ
ム63aをウェイストゲート弁61の閉弁方向に付勢す
るスプリング63bとを備えている。上記作動室63c
には大型ターボチャージャ15のコンプレッサ吐出圧P
1が導かれており、作動室63dは大気に開放されてい
る。従って大型ターボチャージャ15のコンプレッサ吐
出圧P、が所定値以上に上昇するとダイヤフラム63a
はスプリング63bの付勢力に抗して変位し、ウェイス
トゲート弁61が開弁される。これにより、排気ガスの
一部が大型ターボチャージャ15のタービンを迂回して
バイパス通路32を通って流れるため大型ターボチャー
ジャ15の回転数が下がり、コンプレッサ吐出圧P1の
過大な上昇が防止される。
2の排気バイパス通路32にはウェイストゲート弁61
が設けられ、ダイヤフラムアクチュエータ63により駆
動されてバイパス通路32を開閉するようになっている
。ダイヤフラムアクチュエータ63はウェイストゲート
弁61の駆動軸に連結されたダイヤフラム63aとその
両側に形成された作動室63cと63d及びダイヤフラ
ム63aをウェイストゲート弁61の閉弁方向に付勢す
るスプリング63bとを備えている。上記作動室63c
には大型ターボチャージャ15のコンプレッサ吐出圧P
1が導かれており、作動室63dは大気に開放されてい
る。従って大型ターボチャージャ15のコンプレッサ吐
出圧P、が所定値以上に上昇するとダイヤフラム63a
はスプリング63bの付勢力に抗して変位し、ウェイス
トゲート弁61が開弁される。これにより、排気ガスの
一部が大型ターボチャージャ15のタービンを迂回して
バイパス通路32を通って流れるため大型ターボチャー
ジャ15の回転数が下がり、コンプレッサ吐出圧P1の
過大な上昇が防止される。
110は本発明のインタークーラバイパス弁103の開
閉制御とターボチャージャ15・16の切替制御とを行
なうディジタルコンピュータから成る制御回路である。
閉制御とターボチャージャ15・16の切替制御とを行
なうディジタルコンピュータから成る制御回路である。
制御回路110には、これらの制御を行なうため、吸気
管入口に設けた流量計(図示せず)からエンジン空気流
量Qが入力され、またエンジンに設けた回転数センサと
機関温度検出センサ(図示せず)からエンジン回転数N
とエンジン冷却水温度TWが入力されている。また、同
様に大型ターボチャージャ15コンプレツサ吐出圧PI
と小型ターボチャージャ16コンブレツサ吐出圧P。
管入口に設けた流量計(図示せず)からエンジン空気流
量Qが入力され、またエンジンに設けた回転数センサと
機関温度検出センサ(図示せず)からエンジン回転数N
とエンジン冷却水温度TWが入力されている。また、同
様に大型ターボチャージャ15コンプレツサ吐出圧PI
と小型ターボチャージャ16コンブレツサ吐出圧P。
が圧力センサ76,78によってそれぞれ制御回路に入
力されている。更に、制御回路110は、図示しない駆
動回路を介してSVIからSV4に接続され、これらの
切替を行なっている。
力されている。更に、制御回路110は、図示しない駆
動回路を介してSVIからSV4に接続され、これらの
切替を行なっている。
制御回路110による大型ターボチャージャ15と小型
ターボチャージャ16との切替制御は以下のように行な
われる。
ターボチャージャ16との切替制御は以下のように行な
われる。
ターボチャージャの切替操作は第2図に示すような最大
吸入空気量特性を得ることを目的として行なわれる。図
において縦軸は吸入空気量Qをエンジン回転数で割った
値(Q/N)を示しており、また横軸はエンジン回転数
Nを示している。図に破線Aで示したのは小型ターボチ
ャージャ16の最大流量特性であり、排気ガス流量の少
ないエンジン低回転領域で最大のQ/N値を得るような
特性を有している。また、同様に破線Bは大型ターボチ
ャージャ15の最大流量特性を示し、エンジンの高回転
領域で最大のQ/N値を得るような特性を有している。
吸入空気量特性を得ることを目的として行なわれる。図
において縦軸は吸入空気量Qをエンジン回転数で割った
値(Q/N)を示しており、また横軸はエンジン回転数
Nを示している。図に破線Aで示したのは小型ターボチ
ャージャ16の最大流量特性であり、排気ガス流量の少
ないエンジン低回転領域で最大のQ/N値を得るような
特性を有している。また、同様に破線Bは大型ターボチ
ャージャ15の最大流量特性を示し、エンジンの高回転
領域で最大のQ/N値を得るような特性を有している。
制御口Vs110は大型ターボチャージャ15と小型タ
ーボチャージャ16の流量特性を組合せることによって
第2図に実線で示すようにエンジン回転数Nの広い範囲
にわたって最大Q/N値の変動が少ない流量特性を得て
いる。
ーボチャージャ16の流量特性を組合せることによって
第2図に実線で示すようにエンジン回転数Nの広い範囲
にわたって最大Q/N値の変動が少ない流量特性を得て
いる。
図においてIで示した領域は大型と小型のターボチャー
ジャの2段過給領域を示し、過給は主に立ち上がりの早
い小型ターボチャージャによって行なわれる。この状態
ではSVIとSV2とは励磁されておらず(OFF状態
)、図に白塗りで示した回路を形成している。これによ
りダイヤフラムアクチュエータ53の作動室53Cには
レギュレータ57により減圧された小型ターボチャージ
ャ16コンプレツサ吐出圧が加わり、P2より低い一定
圧力に保持される。一方作動室53dには圧力P2が直
接印加されており、作動室53c内の圧力と付勢スプリ
ング53bの力とによってダイヤフラム53aは排気バ
イパス弁5工の閉弁方向に変位し、排気バイパス弁を全
閉とするため、排気ガスの全量が小型ターボチャージャ
16のタービンを通って流れる。
ジャの2段過給領域を示し、過給は主に立ち上がりの早
い小型ターボチャージャによって行なわれる。この状態
ではSVIとSV2とは励磁されておらず(OFF状態
)、図に白塗りで示した回路を形成している。これによ
りダイヤフラムアクチュエータ53の作動室53Cには
レギュレータ57により減圧された小型ターボチャージ
ャ16コンプレツサ吐出圧が加わり、P2より低い一定
圧力に保持される。一方作動室53dには圧力P2が直
接印加されており、作動室53c内の圧力と付勢スプリ
ング53bの力とによってダイヤフラム53aは排気バ
イパス弁5工の閉弁方向に変位し、排気バイパス弁を全
閉とするため、排気ガスの全量が小型ターボチャージャ
16のタービンを通って流れる。
また吸気バイパス弁41のダイヤフラムアクチュエータ
42の作動室42cにはSV2を通じて大気圧が導入さ
れ、スプリング42bにより吸気バイパス弁41が閉弁
され、吸入空気はその全量が小型ターボチャージャ16
のコンプレッサを通って流れる。エンジン回転が上昇し
て領域Hに入ると、小型ターボチャージャ16の回転数
が上昇し、圧力P2が増大する。従って排気バイパス弁
51のアクチユエータ53の作動室53dに加わる圧力
が徐々に増大し、作動室53d内の圧力によりダイヤフ
ラム53aに加わる力が作動室53c内の圧力とスプリ
ング53bとによりダイヤフラム53aに加わる力より
大きくなると排気バイパス弁51が徐々に開弁を始める
。これにより過給圧P2が増大するにつれて、小型ター
ボチャージャ16をバイパスして流れる排気ガス量の割
合が増加し、Q/Nの値はほぼ一定に保たれる。この間
SV2はOFF状態に保持され、吸気バイパス弁21は
閉弁したままである。次にエンジン回転数が増大して、
領域■に入ると制御回路はSVIとSV2のンレノイド
を励磁(ONに)する。
42の作動室42cにはSV2を通じて大気圧が導入さ
れ、スプリング42bにより吸気バイパス弁41が閉弁
され、吸入空気はその全量が小型ターボチャージャ16
のコンプレッサを通って流れる。エンジン回転が上昇し
て領域Hに入ると、小型ターボチャージャ16の回転数
が上昇し、圧力P2が増大する。従って排気バイパス弁
51のアクチユエータ53の作動室53dに加わる圧力
が徐々に増大し、作動室53d内の圧力によりダイヤフ
ラム53aに加わる力が作動室53c内の圧力とスプリ
ング53bとによりダイヤフラム53aに加わる力より
大きくなると排気バイパス弁51が徐々に開弁を始める
。これにより過給圧P2が増大するにつれて、小型ター
ボチャージャ16をバイパスして流れる排気ガス量の割
合が増加し、Q/Nの値はほぼ一定に保たれる。この間
SV2はOFF状態に保持され、吸気バイパス弁21は
閉弁したままである。次にエンジン回転数が増大して、
領域■に入ると制御回路はSVIとSV2のンレノイド
を励磁(ONに)する。
これにより、排気バイパス弁51のアクチュエータ作動
室53cはSVIを通じて大気圧に開放され、排気バイ
パス弁51は一挙に全開となり、小型ターボチャージャ
16は作動を停止する。同時に吸気バイパス弁2工のア
クチュエータ作動室42cにはSV2を通じて大きな圧
力P2が加わるため、吸気パイパス弁21は全開となり
、吸気は小型ターボチャージャ16をバイパスして流れ
る。従って領域■においては、エンジン高回転領域での
作動特性が良好な大型ターボチャージャ15のみによっ
て過給が行なわれる。
室53cはSVIを通じて大気圧に開放され、排気バイ
パス弁51は一挙に全開となり、小型ターボチャージャ
16は作動を停止する。同時に吸気バイパス弁2工のア
クチュエータ作動室42cにはSV2を通じて大きな圧
力P2が加わるため、吸気パイパス弁21は全開となり
、吸気は小型ターボチャージャ16をバイパスして流れ
る。従って領域■においては、エンジン高回転領域での
作動特性が良好な大型ターボチャージャ15のみによっ
て過給が行なわれる。
上述の制御回路110によるSVIとSV2の切替操作
はエンジン回転数(N)と吸入空気量(Q)とにより第
2図に基いて行なうが、エンジン回転数(N)とコンプ
レッサ吐出圧(P、、P2)によって行なっても良い。
はエンジン回転数(N)と吸入空気量(Q)とにより第
2図に基いて行なうが、エンジン回転数(N)とコンプ
レッサ吐出圧(P、、P2)によって行なっても良い。
第3図は制御回路110による上記切替制御動作を示す
フローチャートであるが詳細は上記説明より明らかであ
るので省略する。
フローチャートであるが詳細は上記説明より明らかであ
るので省略する。
次に、制御回路110による本発明のインタークーラバ
イパス弁103の制御について説明する。
イパス弁103の制御について説明する。
前述のように、従来はインタークーラバイパス弁103
の制御は冷却水温等の機関温度によってのみ制御されて
おり、機関負荷やエンジン回転数とは無関係に制御され
ていたため、機関温度が所定値以下の場合は機関負荷や
エンジン回転数が高い領域(例えば第2図の領域■)で
過給圧の増大により吸気温度が高くなってもインターク
ーラバイパス弁103は開弁したままであり、吸気温度
の上昇によりノッキングが発生する恐れがあった。本発
明では、機関温度が低く、インタークーラバイパス弁を
開弁している状態であっても吸気温度が高くなる負荷領
域ではインタークーラバイパス弁103を閉弁してイン
タークーラ17により冷却した吸気をエンジンに供給す
るようにしたことを特徴としている。
の制御は冷却水温等の機関温度によってのみ制御されて
おり、機関負荷やエンジン回転数とは無関係に制御され
ていたため、機関温度が所定値以下の場合は機関負荷や
エンジン回転数が高い領域(例えば第2図の領域■)で
過給圧の増大により吸気温度が高くなってもインターク
ーラバイパス弁103は開弁したままであり、吸気温度
の上昇によりノッキングが発生する恐れがあった。本発
明では、機関温度が低く、インタークーラバイパス弁を
開弁している状態であっても吸気温度が高くなる負荷領
域ではインタークーラバイパス弁103を閉弁してイン
タークーラ17により冷却した吸気をエンジンに供給す
るようにしたことを特徴としている。
第4図は、本発明により、機関低温時であってもインタ
ークーラ17を通して給気を行なう領域の一例を示すも
ので、第2図の過給特性に重ねてインタークーラバイパ
ス禁止領域を斜線で示している。図かられかるように、
インタークーラバイパス禁止領域は大型ターボチャージ
ャ15のみで過給を行なう領域■のうち、ターボチャー
ジャの最大流量作動線近傍に設定しである。
ークーラ17を通して給気を行なう領域の一例を示すも
ので、第2図の過給特性に重ねてインタークーラバイパ
ス禁止領域を斜線で示している。図かられかるように、
インタークーラバイパス禁止領域は大型ターボチャージ
ャ15のみで過給を行なう領域■のうち、ターボチャー
ジャの最大流量作動線近傍に設定しである。
インタークーラバイパス弁103の開閉は第1図のSV
3とSV4とにより行なわれる。制御回路110は、エ
ンジン吸気量Qとエンジン回転数Nとから第4図の関係
を基にしてSV3とSV4との切替を行なう。第4図の
領域Iはエンジンの軽負荷領域を示し、この領域ではエ
ンジン過給圧P2は低く、またスロットル弁18の開度
が小さいためスロットル弁下流の吸気管圧力P3は負圧
になっている。
3とSV4とにより行なわれる。制御回路110は、エ
ンジン吸気量Qとエンジン回転数Nとから第4図の関係
を基にしてSV3とSV4との切替を行なう。第4図の
領域Iはエンジンの軽負荷領域を示し、この領域ではエ
ンジン過給圧P2は低く、またスロットル弁18の開度
が小さいためスロットル弁下流の吸気管圧力P3は負圧
になっている。
この状態では制御回路110はSV3のソレノイドを消
磁(OFFに)してアクチュエータ105の作動室10
5Cに大気圧を導入すると共にSV4をONにしてアク
チユエータ105の作動室105dにスロットル弁18
下流の吸気管負圧P3を導入する。これによりダイヤフ
ラム105aはスプリング105bに抗して変位し、バ
イパス弁101を開弁させ、吸気はインタークーラ17
をバイパスしてエンジンに流入する。また、エンジンの
負荷がもっと高い領域(領域■)では、スロットル弁1
8の開度が増大するためスロットル弁下流圧P、は上昇
する。また同時に過給圧P2もエンジン負荷増大により
上昇するが、このとき制御回路はSV3とSV4の両方
をONにする。
磁(OFFに)してアクチュエータ105の作動室10
5Cに大気圧を導入すると共にSV4をONにしてアク
チユエータ105の作動室105dにスロットル弁18
下流の吸気管負圧P3を導入する。これによりダイヤフ
ラム105aはスプリング105bに抗して変位し、バ
イパス弁101を開弁させ、吸気はインタークーラ17
をバイパスしてエンジンに流入する。また、エンジンの
負荷がもっと高い領域(領域■)では、スロットル弁1
8の開度が増大するためスロットル弁下流圧P、は上昇
する。また同時に過給圧P2もエンジン負荷増大により
上昇するが、このとき制御回路はSV3とSV4の両方
をONにする。
これにより作動室105Cには大気圧より高い過給圧P
2が導入され、作動室105dに導かれているスロット
ル弁下流圧が上昇してもバイパス弁103を開弁保持す
ることができる。次に、更に負荷が上昇して図の領域■
でエンジンが運転されるようになると、スロットル弁1
8はほぼ全開に近くなり、スロットル弁下流圧P3は過
給圧P2に近づいてくる。この時制御回路110はSV
IをON状態のまま、SV4をOFFにする。これによ
り作動室105dは大気に開放され圧力が下がるため、
作動室105Cに作用している過給圧P2によりバイパ
ス弁103を開弁することができる。
2が導入され、作動室105dに導かれているスロット
ル弁下流圧が上昇してもバイパス弁103を開弁保持す
ることができる。次に、更に負荷が上昇して図の領域■
でエンジンが運転されるようになると、スロットル弁1
8はほぼ全開に近くなり、スロットル弁下流圧P3は過
給圧P2に近づいてくる。この時制御回路110はSV
IをON状態のまま、SV4をOFFにする。これによ
り作動室105dは大気に開放され圧力が下がるため、
作動室105Cに作用している過給圧P2によりバイパ
ス弁103を開弁することができる。
次にエンジンが高負荷、高回転の領域■で運転される場
合、過給圧P2の増大により吸気温度が上昇するためバ
イパス弁103を閉弁して、吸気をインタークーラ17
で冷却する必要が生じる。このとき制御回路110はS
V3とSV4との両方をOFFにし、作動室105Cと
105dの両方を大気に連通させる。これによりダイヤ
フラム105aは付勢ばね105bに押動されて変位し
、バイパス弁103を閉弁する。
合、過給圧P2の増大により吸気温度が上昇するためバ
イパス弁103を閉弁して、吸気をインタークーラ17
で冷却する必要が生じる。このとき制御回路110はS
V3とSV4との両方をOFFにし、作動室105Cと
105dの両方を大気に連通させる。これによりダイヤ
フラム105aは付勢ばね105bに押動されて変位し
、バイパス弁103を閉弁する。
上記のエンジン負荷領域とSV3.SV4の0N10F
F組合せを表1に示す。このようにSV3とSV4とを
エンジン負荷領域に応じて切替えて使用しているのは、
スロットル弁下流圧力P、と過給圧P2とがエンジン負
荷領域に応じて広い範囲で変動するため、SV3或いは
SV4の一方のみでは、エンジンの広い負荷範囲にわた
ってバイパス弁103の開弁状態を確保することができ
ないためである。
F組合せを表1に示す。このようにSV3とSV4とを
エンジン負荷領域に応じて切替えて使用しているのは、
スロットル弁下流圧力P、と過給圧P2とがエンジン負
荷領域に応じて広い範囲で変動するため、SV3或いは
SV4の一方のみでは、エンジンの広い負荷範囲にわた
ってバイパス弁103の開弁状態を確保することができ
ないためである。
次に制御回路110の上記制御動作フローチャートを第
5図に示す。本制御動作は一定時間間隔(例えば16I
!Is毎)若しくはエンジンの一定回転毎に行なわれる
。
5図に示す。本制御動作は一定時間間隔(例えば16I
!Is毎)若しくはエンジンの一定回転毎に行なわれる
。
第5図ステップ110はパラメータの読込動作を示し、
機関温度(本実施例ではエンジン冷却水温度TW) 、
エンジン吸入空気量Q、エンジン回転数Nの読込みが行
なわれる。次にステップ120では機関温度TWが所定
の暖機温度TW0に達しているか否かが判断され、TW
。以上であった場合はインタークーラ17のバイパスは
必要ないと判断してステップ190に進み、SV3.S
V4の両方をOFFにしてバイパス弁103を閉弁する
。ステップ120で機関温度が暖機温度TW、より低い
場合はステップ130からステップ150で、吸入空気
量Qとエンジン回転数Nが第3図の領域Iから■のいず
れかに相当するか否かを判定し、領域Iから■のいずれ
かであった場合はステップ160〜180でSV3とS
V4とをそれぞれの領域に応じて表1のように切替え、
バイパス弁103を開弁する。また、ステップ130か
らステップ150でエンジン運転領域が第3図の領域I
から■のいずれにも鉄箔しない場合は、運転領域が領域
■、すなわちインタークーラバイパス禁止領域にあると
判断してステップ190でSV3とSV4との両方をO
FFにしてバイパス弁103を閉弁する。
機関温度(本実施例ではエンジン冷却水温度TW) 、
エンジン吸入空気量Q、エンジン回転数Nの読込みが行
なわれる。次にステップ120では機関温度TWが所定
の暖機温度TW0に達しているか否かが判断され、TW
。以上であった場合はインタークーラ17のバイパスは
必要ないと判断してステップ190に進み、SV3.S
V4の両方をOFFにしてバイパス弁103を閉弁する
。ステップ120で機関温度が暖機温度TW、より低い
場合はステップ130からステップ150で、吸入空気
量Qとエンジン回転数Nが第3図の領域Iから■のいず
れかに相当するか否かを判定し、領域Iから■のいずれ
かであった場合はステップ160〜180でSV3とS
V4とをそれぞれの領域に応じて表1のように切替え、
バイパス弁103を開弁する。また、ステップ130か
らステップ150でエンジン運転領域が第3図の領域I
から■のいずれにも鉄箔しない場合は、運転領域が領域
■、すなわちインタークーラバイパス禁止領域にあると
判断してステップ190でSV3とSV4との両方をO
FFにしてバイパス弁103を閉弁する。
上記実施例においては、インタークーラバイパス弁10
3の切替制御は第3図のようにエンジン負荷(Q/N)
と回転数(N)との関係を基にして行なっており、イン
タークーラバイパス弁103の切替は必らずしも2段過
給から大型ターボチャージャのみの過給への切替とは一
致していない。
3の切替制御は第3図のようにエンジン負荷(Q/N)
と回転数(N)との関係を基にして行なっており、イン
タークーラバイパス弁103の切替は必らずしも2段過
給から大型ターボチャージャのみの過給への切替とは一
致していない。
しかし、2段過給エンジンにおいてはターボチャージャ
の切替とインタークーラバイパス弁との切替を連動させ
ることも運転上有効である。これは2段過給から大型タ
ーボチャージャのみの過給へ切替を行なうと小型ターボ
チャージャ16の排気バイパス弁51が全開となるため
、エンジン排気系の抵抗が急激に下がり、排気圧力の低
下により同じ過給圧でもエンジンシリンダに吸入される
空気量が増大することから実効圧縮比が増大し、シリン
ダ内の圧縮行程にふける吸気の温度上昇も増大してノッ
キングが発生しやすくなる傾向があるからである。従っ
て2段過給エンジンではSV3とSV4の切替動作をS
V2に連動させるようにしても良い。この制御動作実施
例のフローチャートを第6図に示す。
の切替とインタークーラバイパス弁との切替を連動させ
ることも運転上有効である。これは2段過給から大型タ
ーボチャージャのみの過給へ切替を行なうと小型ターボ
チャージャ16の排気バイパス弁51が全開となるため
、エンジン排気系の抵抗が急激に下がり、排気圧力の低
下により同じ過給圧でもエンジンシリンダに吸入される
空気量が増大することから実効圧縮比が増大し、シリン
ダ内の圧縮行程にふける吸気の温度上昇も増大してノッ
キングが発生しやすくなる傾向があるからである。従っ
て2段過給エンジンではSV3とSV4の切替動作をS
V2に連動させるようにしても良い。この制御動作実施
例のフローチャートを第6図に示す。
なお、機関が暖機温度以下のときにインタークーラバイ
パスを禁止した場合、排気温度の低下により排ガス浄化
触媒の機能が低下して排ガス性状が悪化することが予想
されるが、現実には高負荷高回転領域では、機関暖機温
度以下の状態でインタークーラによる吸気冷却を行なっ
ても排気温度は充分に高くなるため、触媒機能低下によ
る排ガス性状の悪化は生じない。
パスを禁止した場合、排気温度の低下により排ガス浄化
触媒の機能が低下して排ガス性状が悪化することが予想
されるが、現実には高負荷高回転領域では、機関暖機温
度以下の状態でインタークーラによる吸気冷却を行なっ
ても排気温度は充分に高くなるため、触媒機能低下によ
る排ガス性状の悪化は生じない。
本発明によるインタークーラバイパス制御装置はエンジ
ンが暖機温度以下の場合でもエンジンが高負荷、高回転
で運転されるときにはインタークーラバイパスを取止め
、インタークーラで冷却した吸気をエンジンに供給する
ようにしたことにより、暖機温度以下の高負荷高回転領
域でのノッキング発生やエンジン性能低下を確実に防止
することができる。
ンが暖機温度以下の場合でもエンジンが高負荷、高回転
で運転されるときにはインタークーラバイパスを取止め
、インタークーラで冷却した吸気をエンジンに供給する
ようにしたことにより、暖機温度以下の高負荷高回転領
域でのノッキング発生やエンジン性能低下を確実に防止
することができる。
第1図は本発明の実施例の構成を示す図、第2図は2段
過給方式の過給特性を示す図、第3図は過給機の切替制
御動作を示すフローチャート、 第4図はインタークーラバイパス制御動作を示す図、 第5図はインタークーラバイパス制御動作を示すフロー
チャート、 第6図はインタークーラバイパス通路の別の実施例の制
御動作を示すフローチャート。 10・・・エンジン、 12・・・吸気管、1
4・・・排気管、 15・・・大型ターボチャージャ、 16・・・小型ターボチャージャ、 17・・・インタークーラ、18・・・スロットル弁、
21・・・吸気バイパス通路、 31・・・第1排気バイパス通路、 41・・・吸気バイパス弁、 42・・・ダイヤフラムアクチュエータ、43・・・電
磁三方切替弁(SV 2 )、51・・・排気バイパス
弁、 53・・・ダイヤフラムアクチュエータ、55・・・電
磁三方切替弁(SV 1 )、101 ・・・インター
クーラバイパス通路、103・・・インタークーラバイ
パス弁、105・・・ダイヤフラムアクチュエータ、1
07・・・電磁三方切替弁(SV 3 )、109・・
・電磁三方切替弁(SV 4 )、110・・・制御回
路。
過給方式の過給特性を示す図、第3図は過給機の切替制
御動作を示すフローチャート、 第4図はインタークーラバイパス制御動作を示す図、 第5図はインタークーラバイパス制御動作を示すフロー
チャート、 第6図はインタークーラバイパス通路の別の実施例の制
御動作を示すフローチャート。 10・・・エンジン、 12・・・吸気管、1
4・・・排気管、 15・・・大型ターボチャージャ、 16・・・小型ターボチャージャ、 17・・・インタークーラ、18・・・スロットル弁、
21・・・吸気バイパス通路、 31・・・第1排気バイパス通路、 41・・・吸気バイパス弁、 42・・・ダイヤフラムアクチュエータ、43・・・電
磁三方切替弁(SV 2 )、51・・・排気バイパス
弁、 53・・・ダイヤフラムアクチュエータ、55・・・電
磁三方切替弁(SV 1 )、101 ・・・インター
クーラバイパス通路、103・・・インタークーラバイ
パス弁、105・・・ダイヤフラムアクチュエータ、1
07・・・電磁三方切替弁(SV 3 )、109・・
・電磁三方切替弁(SV 4 )、110・・・制御回
路。
Claims (1)
- 1、吸気系に過給機とインタークーラとを設け、エンジ
ンが所定暖機温度以下の状態のときにインタークーラバ
イパス弁を開弁して、インタークーラを通さずに過給機
吐出空気をエンジンに吸入させる過給エンジンのインタ
ークーラバイパス制御装置において、エンジンの高速高
負荷運転時には、前記インタークーラバイパス弁を閉弁
して、前記インタークーラを通して吸気をエンジンに供
給することを特徴とする過給エンジンのインタークーラ
バイパス制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2257143A JPH04136424A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 過給エンジンのインタークーラバイパス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2257143A JPH04136424A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 過給エンジンのインタークーラバイパス制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04136424A true JPH04136424A (ja) | 1992-05-11 |
Family
ID=17302315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2257143A Pending JPH04136424A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 過給エンジンのインタークーラバイパス制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04136424A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007285130A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-11-01 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
JP2012136957A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関、及びそのegr方法 |
WO2017002578A1 (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | エンジンの制御装置 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP2257143A patent/JPH04136424A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007285130A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-11-01 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
JP2012136957A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関、及びそのegr方法 |
WO2017002578A1 (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | エンジンの制御装置 |
JPWO2017002578A1 (ja) * | 2015-06-29 | 2017-12-21 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | エンジンの制御装置 |
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