JPH05288067A - ターボチャージャ過給圧制御装置 - Google Patents
ターボチャージャ過給圧制御装置Info
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- JPH05288067A JPH05288067A JP4087013A JP8701392A JPH05288067A JP H05288067 A JPH05288067 A JP H05288067A JP 4087013 A JP4087013 A JP 4087013A JP 8701392 A JP8701392 A JP 8701392A JP H05288067 A JPH05288067 A JP H05288067A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ターボチャージャ過給圧制御装置を有するエ
ンジンにおいて、従来低中速域が主として不十分であっ
た過給圧の上昇を燃焼室内の筒内圧許容限界値まで各回
転域にわたって上昇させエンジントルク（出力）の増大
を図ることのできる手段を提供する。 【構成】 ウェイストゲートバルブの開閉を行うダイヤ
フラム式アクチュエータの作動を制御する電磁式三方切
換弁を給気管よりの給気取出し通路内に設ける。前記電
磁切換弁としては、バキュームスイッチングバルブ（Ｖ
ＳＶ）又はエレクトリックバキュームレギュレーティン
グバルブ（ＥＶＲＶ）を配設し、前者（ＶＳＶ）の場合
には中低速回転域を中心として過給圧をステップ状に、
後者（ＥＶＲＶ）の場合はリニヤに、筒内圧許容限界値
の範囲内で上昇させ、エンジンのトルク（出力）の向上
を図る。
ンジンにおいて、従来低中速域が主として不十分であっ
た過給圧の上昇を燃焼室内の筒内圧許容限界値まで各回
転域にわたって上昇させエンジントルク（出力）の増大
を図ることのできる手段を提供する。 【構成】 ウェイストゲートバルブの開閉を行うダイヤ
フラム式アクチュエータの作動を制御する電磁式三方切
換弁を給気管よりの給気取出し通路内に設ける。前記電
磁切換弁としては、バキュームスイッチングバルブ（Ｖ
ＳＶ）又はエレクトリックバキュームレギュレーティン
グバルブ（ＥＶＲＶ）を配設し、前者（ＶＳＶ）の場合
には中低速回転域を中心として過給圧をステップ状に、
後者（ＥＶＲＶ）の場合はリニヤに、筒内圧許容限界値
の範囲内で上昇させ、エンジンのトルク（出力）の向上
を図る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はターボチャージャ付内燃
機関のターボ過給圧制御装置に係り、特にエンジンの運
転状態に即応した過給圧を提供する手段に関する。
機関のターボ過給圧制御装置に係り、特にエンジンの運
転状態に即応した過給圧を提供する手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のターボチャージャ付エンジンの過
給圧は、ターボチャージャ本体に取付けられたアクチュ
エータにより中高速域における制御、特に高速域におい
て過給圧が過大となるためのエンジンの破損を防止する
目的で過給圧の上昇を制御している。
給圧は、ターボチャージャ本体に取付けられたアクチュ
エータにより中高速域における制御、特に高速域におい
て過給圧が過大となるためのエンジンの破損を防止する
目的で過給圧の上昇を制御している。
【０００３】図６に従来の一般のターボチャージャシス
テムの概略を示す。１はエンジン本体、２は給気通路
で、外部より供給された給気（空気）Ａはコンプレッサ
５で圧縮された給気（圧縮空気）Ｃとなりエンジン本体
１に供給される。３は排気通路、４はターボチャージ
ャ、５はコンプレッサ、６はタービン、７はウェイスト
ゲートバルブ、８はダイヤフラム式アクチュエータ、９
は給気通路２より給気の一部がアクチュエータ８内へ供
給される給気取り出し通路である。Ｇはターボチャージ
ャ４を出た排気ガスを示す。
テムの概略を示す。１はエンジン本体、２は給気通路
で、外部より供給された給気（空気）Ａはコンプレッサ
５で圧縮された給気（圧縮空気）Ｃとなりエンジン本体
１に供給される。３は排気通路、４はターボチャージ
ャ、５はコンプレッサ、６はタービン、７はウェイスト
ゲートバルブ、８はダイヤフラム式アクチュエータ、９
は給気通路２より給気の一部がアクチュエータ８内へ供
給される給気取り出し通路である。Ｇはターボチャージ
ャ４を出た排気ガスを示す。
【０００４】上記の構成により、エンジンが高速回転を
してコンプレッサ５よりの給気通路２内への吐出圧が所
定値以上になると給気取り出し通路９を経て高い吐出圧
（給気圧）がアクチュエータ８に作動し、ウェイストゲ
ートバルブ７が開いてターボーチャージャ４の過給圧が
制御低減される。このとき、アクチュエータ８において
はダイヤフラム８３を隔壁として給気通路側に位置する
作動圧室８１とウェイストゲートバルブ側に位置するば
ね室８２とに分かれ、ばね室８２は大気圧に通じスプリ
ング８４の付勢力と作動圧室８１内の給気圧力とが釣合
っている。エンジンが高負荷高回転となり、ターボチャ
ージャ４により吐出圧（給気圧、過給圧）が所定値以上
に上昇するとダイヤフラム８３が図の左側に撓みスプリ
ング８４が圧縮され、ロッド８５が動き、リンク７１が
回動してウェイストゲートバルブ７が開放されタービン
６の回転が落ちて過給圧の異常な上昇が防がれる。
してコンプレッサ５よりの給気通路２内への吐出圧が所
定値以上になると給気取り出し通路９を経て高い吐出圧
（給気圧）がアクチュエータ８に作動し、ウェイストゲ
ートバルブ７が開いてターボーチャージャ４の過給圧が
制御低減される。このとき、アクチュエータ８において
はダイヤフラム８３を隔壁として給気通路側に位置する
作動圧室８１とウェイストゲートバルブ側に位置するば
ね室８２とに分かれ、ばね室８２は大気圧に通じスプリ
ング８４の付勢力と作動圧室８１内の給気圧力とが釣合
っている。エンジンが高負荷高回転となり、ターボチャ
ージャ４により吐出圧（給気圧、過給圧）が所定値以上
に上昇するとダイヤフラム８３が図の左側に撓みスプリ
ング８４が圧縮され、ロッド８５が動き、リンク７１が
回動してウェイストゲートバルブ７が開放されタービン
６の回転が落ちて過給圧の異常な上昇が防がれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の通り従来のター
ボチャージャ４においては、その過給圧の制御は中高速
域における制御、特に高速域における筒内圧の制約の立
場から過給圧の上昇を高速域に一義的に合わせて制御し
ておりこのためにまだ筒内圧に余裕のある低速乃至中速
域の時からウェイストゲートバルブが作動する形とな
り、低中速域での発生トルク（出力）がエンジンの容量
以下に低く抑えられている。
ボチャージャ４においては、その過給圧の制御は中高速
域における制御、特に高速域における筒内圧の制約の立
場から過給圧の上昇を高速域に一義的に合わせて制御し
ておりこのためにまだ筒内圧に余裕のある低速乃至中速
域の時からウェイストゲートバルブが作動する形とな
り、低中速域での発生トルク（出力）がエンジンの容量
以下に低く抑えられている。
【０００６】上記の事情に鑑み、本発明においては、過
給圧を、特に低中速域を中心として燃焼室内の筒内圧の
許容限界値までは上昇できるような制御手段を提供し、
更にこれを全回転域にも及ぼして許容限界内で十分に大
きな過給圧を得てトルク（出力）の増大を図り、エンジ
ンの動力性能と車両のドライバビリティ（運転性能）の
向上と安全性を確保することを目的とする。
給圧を、特に低中速域を中心として燃焼室内の筒内圧の
許容限界値までは上昇できるような制御手段を提供し、
更にこれを全回転域にも及ぼして許容限界内で十分に大
きな過給圧を得てトルク（出力）の増大を図り、エンジ
ンの動力性能と車両のドライバビリティ（運転性能）の
向上と安全性を確保することを目的とする。
【０００７】なお、このターボチャージャの過給圧の制
御に関しては、従来各種の手段の提案がなされており、
その例をあげると、実開昭６２−２４０２９号公報に開
示された手段では第１と第２の２つのダイヤフラム室を
設けてこれにより使用中の燃料のオクタン価に適合した
過給圧特性を確保することが提案され、また、実開昭６
３−９６２３９号公報においては、ウェイストゲートバ
ルブに対する補助制御弁を設けてこれにより、車両減速
時の車両のショックを緩和し、また、制御弁の故障時の
作用を補うことが提案されているが、いづれも、上記の
本発明の目的を達成するものでは無い。
御に関しては、従来各種の手段の提案がなされており、
その例をあげると、実開昭６２−２４０２９号公報に開
示された手段では第１と第２の２つのダイヤフラム室を
設けてこれにより使用中の燃料のオクタン価に適合した
過給圧特性を確保することが提案され、また、実開昭６
３−９６２３９号公報においては、ウェイストゲートバ
ルブに対する補助制御弁を設けてこれにより、車両減速
時の車両のショックを緩和し、また、制御弁の故障時の
作用を補うことが提案されているが、いづれも、上記の
本発明の目的を達成するものでは無い。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明においては、ターボチャージャの過給圧を制
御するウェイストゲートバルブの開閉を行うダイヤフラ
ム式アクチュエータに対して給気通路より給気を供給す
る給気取り出し通路内にエンジンの運転状態に応じて開
閉する電磁式三方切替弁を備えたことを特徴とするター
ボチャージャ過給圧制御装置を提供する。
めに本発明においては、ターボチャージャの過給圧を制
御するウェイストゲートバルブの開閉を行うダイヤフラ
ム式アクチュエータに対して給気通路より給気を供給す
る給気取り出し通路内にエンジンの運転状態に応じて開
閉する電磁式三方切替弁を備えたことを特徴とするター
ボチャージャ過給圧制御装置を提供する。
【０００９】また、前記電磁式三方切替弁としてバキュ
ームスイッチングバルブ（１０）を備えることができ
る。さらに、前記電磁式三方切替弁としてエレクトリッ
クバキュームレギュレーティングバルブ（２０）を備え
ると都合がよい。さらにまた、前記ダイヤフラム式アク
チュエータ（８）のばね室（８２）に大気又は真空ポン
プ（４０）に連通するように切替え可能なバキュームス
イッチングバルブ（３０）を備えると好都合である。
ームスイッチングバルブ（１０）を備えることができ
る。さらに、前記電磁式三方切替弁としてエレクトリッ
クバキュームレギュレーティングバルブ（２０）を備え
ると都合がよい。さらにまた、前記ダイヤフラム式アク
チュエータ（８）のばね室（８２）に大気又は真空ポン
プ（４０）に連通するように切替え可能なバキュームス
イッチングバルブ（３０）を備えると好都合である。
【００１０】
【作用】制御手段として給気取り出し通路内にバキュー
ムスイッチングバルブ（ＶＳＶ）を備えた場合には、低
中速回転域において過給圧が所定値以上の場合にＶＳＶ
がＯＦＦとなり、ウェイストゲートバルブは作動せず、
したがって高い過給圧の状態はそのままエンジンに作用
して低中速域において十分な発生トルクが得られる。
ムスイッチングバルブ（ＶＳＶ）を備えた場合には、低
中速回転域において過給圧が所定値以上の場合にＶＳＶ
がＯＦＦとなり、ウェイストゲートバルブは作動せず、
したがって高い過給圧の状態はそのままエンジンに作用
して低中速域において十分な発生トルクが得られる。
【００１１】制御手段として、給気取り出し通路内にエ
レクトリックバキュームレギュレーテイングバルブ（Ｅ
ＶＲＶ）を備えた場合には、エンジン回転が低中速域に
あり、エンジン過給圧が所定値以上の場合にはＥＶＲＶ
がＯＦＦとなりウェイストゲートバルブは作動せず、十
分な発生トルクが得られる。一方中高速域においてＥＶ
ＲＶがＯＦＦではなくＯＮの時にはその時のエンジンの
運転状態に応じて電子制御装置（ＥＣＵ）においてマッ
プによる計算が行われ、その結果がＥＶＲＶに入力され
て適正な過給圧が設定されるようなウェイストゲートバ
ルブの開度となるようにＥＶＲＶの開度が設定される。
レクトリックバキュームレギュレーテイングバルブ（Ｅ
ＶＲＶ）を備えた場合には、エンジン回転が低中速域に
あり、エンジン過給圧が所定値以上の場合にはＥＶＲＶ
がＯＦＦとなりウェイストゲートバルブは作動せず、十
分な発生トルクが得られる。一方中高速域においてＥＶ
ＲＶがＯＦＦではなくＯＮの時にはその時のエンジンの
運転状態に応じて電子制御装置（ＥＣＵ）においてマッ
プによる計算が行われ、その結果がＥＶＲＶに入力され
て適正な過給圧が設定されるようなウェイストゲートバ
ルブの開度となるようにＥＶＲＶの開度が設定される。
【００１２】次に過熱、過回転振動、等のエンジンの運
転に異常が発生した場合にはアクチュエータのばね室の
ＶＳＶが作動して該室内圧を大気圧より真空圧に切り換
えてウェイストゲートバルブが積極的に開かれ、過給圧
を下げて安全が図られる。
転に異常が発生した場合にはアクチュエータのばね室の
ＶＳＶが作動して該室内圧を大気圧より真空圧に切り換
えてウェイストゲートバルブが積極的に開かれ、過給圧
を下げて安全が図られる。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に第一実施例を示す。図において前記図６と共通の
部分については図６と同一の符号が付してある。１はエ
ンジン本体、２は給気通路、３は排気通路、４はターボ
チャージャ、５はコンプレッサ、６はタービン、７はウ
ェイストゲートバルブ、８はアクチュエータ、９は給気
取り出し通路で、ここにバキュームスイッチングバルブ
（Ｖacuum Ｓwitching Ｖalve、以下ＶＳＶと言う）１
０が配設されている。
図１に第一実施例を示す。図において前記図６と共通の
部分については図６と同一の符号が付してある。１はエ
ンジン本体、２は給気通路、３は排気通路、４はターボ
チャージャ、５はコンプレッサ、６はタービン、７はウ
ェイストゲートバルブ、８はアクチュエータ、９は給気
取り出し通路で、ここにバキュームスイッチングバルブ
（Ｖacuum Ｓwitching Ｖalve、以下ＶＳＶと言う）１
０が配設されている。
【００１４】ＶＳＶ１０は、三方向にそれぞれポート１
１，１２，１３を有する切換え弁であり、各ポートは通
路９に図示の通りに連通しており、ＶＳＶ１０がＯＮの
時（通電時）には黒塗のポート位置をとり電磁弁が作動
して弁が開かれポート１１はポート１２と連通し、ポー
ト１３とは遮断される。このときは給気通路２内の給気
圧（吐出圧）がアクチュエータ８の作動圧室８１に通じ
る。ＶＳＶ１０がＯＦＦの時（除電時）には白抜きのポ
ート位置をとりポート１１はポート１３と連通し、ポー
ト１２とは遮断される。したがって給気通路２内の給気
圧はアクチュエータ８に通じない。
１，１２，１３を有する切換え弁であり、各ポートは通
路９に図示の通りに連通しており、ＶＳＶ１０がＯＮの
時（通電時）には黒塗のポート位置をとり電磁弁が作動
して弁が開かれポート１１はポート１２と連通し、ポー
ト１３とは遮断される。このときは給気通路２内の給気
圧（吐出圧）がアクチュエータ８の作動圧室８１に通じ
る。ＶＳＶ１０がＯＦＦの時（除電時）には白抜きのポ
ート位置をとりポート１１はポート１３と連通し、ポー
ト１２とは遮断される。したがって給気通路２内の給気
圧はアクチュエータ８に通じない。
【００１５】エンジンの運転中は、エンジン回転数Ｒ、
エンジン負荷（アクセル開度）Ｌ、給気圧Ｂ等の計測値
がそれぞれのセンサーにより電子制御装置（Ｅlectroni
c Ｃontrol Ｕnit 、以下ＥＣＵと言う）５０に入力さ
れ、これによりエンジンの運転状態に応じて前記ＶＳＶ
に発信された信号に基づいて、前記の通りＶＳＶ１０が
作動し、その開閉が行われる。ＶＳＶ１０がＯＮのとき
は前述の通りアクチュエータ８が作動可能の状態になっ
ているがＶＳＶ１０がＯＦＦの時は作動圧室８１に給気
圧がかからないためにアクチュエータは全く作動せず、
したがってウェイストゲートバルブ７も閉じたままで開
くことは無い。
エンジン負荷（アクセル開度）Ｌ、給気圧Ｂ等の計測値
がそれぞれのセンサーにより電子制御装置（Ｅlectroni
c Ｃontrol Ｕnit 、以下ＥＣＵと言う）５０に入力さ
れ、これによりエンジンの運転状態に応じて前記ＶＳＶ
に発信された信号に基づいて、前記の通りＶＳＶ１０が
作動し、その開閉が行われる。ＶＳＶ１０がＯＮのとき
は前述の通りアクチュエータ８が作動可能の状態になっ
ているがＶＳＶ１０がＯＦＦの時は作動圧室８１に給気
圧がかからないためにアクチュエータは全く作動せず、
したがってウェイストゲートバルブ７も閉じたままで開
くことは無い。
【００１６】図２に本実施例におけるＶＳＶ１０による
過給圧制御ルーチンのフローチャートを示す。図示の通
り、ステップ１に示す通り、エンジン回転数Ｒが所定の
回転数Ｒｉよりも大きい場合（Ｒ＞Ｒｉ）すなわち高速
回転の時にはステップ２に移り、ＶＳＶ１０はＯＮとな
り、弁が開かれ吐出圧はアクチュエータ８に通じ、吐出
圧（過給圧）が過大のときはウェイストゲートバルブ７
が開き得る状態となる。Ｒ＞ＲｉがＮＯすなわち、中低
速回転の状態であればステップ３に移りここで、エンジ
ン過給圧Ｂが低く、所定値Ｂｉと比べてＢ≦Ｂｉのとき
はステップ２に移り、ＶＳＶ：ＯＮとなる。このときは
過給圧が低いので、ＶＳＶ：ＯＮでもウェイストゲート
バルブ７が開くことはない。ステップ３がＮＯのときす
なわち過給圧が所定値より高い時は、ステップ４に移り
ＶＳＶ：ＯＦＦとなる。
過給圧制御ルーチンのフローチャートを示す。図示の通
り、ステップ１に示す通り、エンジン回転数Ｒが所定の
回転数Ｒｉよりも大きい場合（Ｒ＞Ｒｉ）すなわち高速
回転の時にはステップ２に移り、ＶＳＶ１０はＯＮとな
り、弁が開かれ吐出圧はアクチュエータ８に通じ、吐出
圧（過給圧）が過大のときはウェイストゲートバルブ７
が開き得る状態となる。Ｒ＞ＲｉがＮＯすなわち、中低
速回転の状態であればステップ３に移りここで、エンジ
ン過給圧Ｂが低く、所定値Ｂｉと比べてＢ≦Ｂｉのとき
はステップ２に移り、ＶＳＶ：ＯＮとなる。このときは
過給圧が低いので、ＶＳＶ：ＯＮでもウェイストゲート
バルブ７が開くことはない。ステップ３がＮＯのときす
なわち過給圧が所定値より高い時は、ステップ４に移り
ＶＳＶ：ＯＦＦとなる。
【００１７】上記の通り、エンジン回転が低中速域にあ
って、エンジン回転数Ｒが所定回転数Ｒｉ以下のＲ≦Ｒ
ｉにある時には、エンジン過給圧Ｂが所定過給圧Ｂｉ以
上のＢ＞ＢｉになるとＶＳＶがＯＦＦとなりＶＳＶが閉
じ、ウェイストゲートバルブ７は作動せず閉じたままで
あるために高い過給圧の状態はそのままエンジンに作用
して中低速域において減圧されることなく、十分な発生
トルクが得られる。これにより、車両発進直後の余裕ト
ルクを向上することが可能となり、車両の安全性も向上
する。
って、エンジン回転数Ｒが所定回転数Ｒｉ以下のＲ≦Ｒ
ｉにある時には、エンジン過給圧Ｂが所定過給圧Ｂｉ以
上のＢ＞ＢｉになるとＶＳＶがＯＦＦとなりＶＳＶが閉
じ、ウェイストゲートバルブ７は作動せず閉じたままで
あるために高い過給圧の状態はそのままエンジンに作用
して中低速域において減圧されることなく、十分な発生
トルクが得られる。これにより、車両発進直後の余裕ト
ルクを向上することが可能となり、車両の安全性も向上
する。
【００１８】本発明の第２実施例を図３，４に基づいて
説明する。本実施例においては、第１実施例と異なると
ころは第１実施例においてＶＳＶを配置した給気取り出
し通路９内の位置にエレクトリックバキュームレギュレ
ーティングバルブ（Ｅlectric Ｖacuum Ｒegulating Ｖ
alve、以下ＥＶＲＶと言う）２０を配設した点である。
また、アクチュエータ８のばね室８２がＶＳＶ３０に通
じている場合について、ここに合わせて説明する。其の
他の構成については第一実施例と異なるところは無い。
説明する。本実施例においては、第１実施例と異なると
ころは第１実施例においてＶＳＶを配置した給気取り出
し通路９内の位置にエレクトリックバキュームレギュレ
ーティングバルブ（Ｅlectric Ｖacuum Ｒegulating Ｖ
alve、以下ＥＶＲＶと言う）２０を配設した点である。
また、アクチュエータ８のばね室８２がＶＳＶ３０に通
じている場合について、ここに合わせて説明する。其の
他の構成については第一実施例と異なるところは無い。
【００１９】第２実施例においては、ＥＶＲＶ２０がＯ
Ｎの時にはコンプレッサ５からの吐出圧力をＥＶＲＶ２
０によりリニヤに変化させて給気取り出し通路９よりア
クチュエータ８に伝達することにより、エンジンの各運
転状態に最も適した過給圧を設定することが可能とな
る。すなわち、あらかじめ、ＥＣＵ５０内で、エンジン
回転数Ｒ、エンジン負荷Ｌ、エンジン過給圧Ｂ等のエン
ジンの運転状態に対応した適正な過給圧マップを作り、
各それぞれのセンサーよりの前記Ｒ，Ｌ，Ｂ等の入力信
号に応じて、低中速域を中心としながらエンジンの各回
転域において過給圧を適正に保持できるようにＥＣＵ５
０からＥＶＲＶ２０に信号が送られる。第一実施例にお
いてはこの信号はＶＳＶのＯＮ，ＯＦＦの信号のみとし
て送信されたが本実施例においては、エンジンの運転状
態に応じた目標過給圧が全回転域にわたりＥＣＵ５０の
マップにより算出され、その目標過給圧になるようにＥ
ＶＲＶ２０の開度をデューティ制御し、アクチュエータ
８の作動圧室８１に送られる吐出圧力をそれに応じて変
化させて、ウェイストゲートバルブ７の開度を変化さ
せ、これにより過給圧をその時のエンジンの運転状態に
応じた最適のものに設定することが可能となる。図３に
おいて、ＥＶＲＶ２０は、三方向にそれぞれポート２
１，２２，２３を有し、ＥＶＲＶ２０がＯＮの時はポー
ト２１とポート２２は連通し、ポート２３とは遮断され
る。この場合に、第一実施例とは異なり、ポート２１と
２２とが連通したときの流路の開度はデューティ制御さ
れてエンジンの運転状態に応じた開度となり、これによ
りアクチュエータ８の給気圧室８１に働く吐出圧が制御
され、ウェイストゲートバルブの開度がそれに応じて調
整されて適正な過給圧がエンジンに与えられる。また、
ＥＶＲＶ２０がＯＦＦのときには、ポート２１はポート
２２と遮断され、ポート２３と連通する。このために、
給気管２内の給気圧（過給圧）はアクチュエータ８の作
動圧室８１に通じなくなりダイヤフラム８３にはこの時
の過給圧が作用せず、したがって、ロッド８５は押され
ることなく、ウェイストゲートバルブ７は閉じたままの
状態にあり、過給圧が制御低減されることは無い。
Ｎの時にはコンプレッサ５からの吐出圧力をＥＶＲＶ２
０によりリニヤに変化させて給気取り出し通路９よりア
クチュエータ８に伝達することにより、エンジンの各運
転状態に最も適した過給圧を設定することが可能とな
る。すなわち、あらかじめ、ＥＣＵ５０内で、エンジン
回転数Ｒ、エンジン負荷Ｌ、エンジン過給圧Ｂ等のエン
ジンの運転状態に対応した適正な過給圧マップを作り、
各それぞれのセンサーよりの前記Ｒ，Ｌ，Ｂ等の入力信
号に応じて、低中速域を中心としながらエンジンの各回
転域において過給圧を適正に保持できるようにＥＣＵ５
０からＥＶＲＶ２０に信号が送られる。第一実施例にお
いてはこの信号はＶＳＶのＯＮ，ＯＦＦの信号のみとし
て送信されたが本実施例においては、エンジンの運転状
態に応じた目標過給圧が全回転域にわたりＥＣＵ５０の
マップにより算出され、その目標過給圧になるようにＥ
ＶＲＶ２０の開度をデューティ制御し、アクチュエータ
８の作動圧室８１に送られる吐出圧力をそれに応じて変
化させて、ウェイストゲートバルブ７の開度を変化さ
せ、これにより過給圧をその時のエンジンの運転状態に
応じた最適のものに設定することが可能となる。図３に
おいて、ＥＶＲＶ２０は、三方向にそれぞれポート２
１，２２，２３を有し、ＥＶＲＶ２０がＯＮの時はポー
ト２１とポート２２は連通し、ポート２３とは遮断され
る。この場合に、第一実施例とは異なり、ポート２１と
２２とが連通したときの流路の開度はデューティ制御さ
れてエンジンの運転状態に応じた開度となり、これによ
りアクチュエータ８の給気圧室８１に働く吐出圧が制御
され、ウェイストゲートバルブの開度がそれに応じて調
整されて適正な過給圧がエンジンに与えられる。また、
ＥＶＲＶ２０がＯＦＦのときには、ポート２１はポート
２２と遮断され、ポート２３と連通する。このために、
給気管２内の給気圧（過給圧）はアクチュエータ８の作
動圧室８１に通じなくなりダイヤフラム８３にはこの時
の過給圧が作用せず、したがって、ロッド８５は押され
ることなく、ウェイストゲートバルブ７は閉じたままの
状態にあり、過給圧が制御低減されることは無い。
【００２０】一方、アクチュエータ８のばね室８２には
図示の通りにＶＳＶ３０がポート３１を経て連通し、こ
のＶＳＶ３０はポート３２で大気に連通し、ポート３３
により真空ポンプ４０に通じている。通常の運転時には
ポート３１はポート３２と連通し、ポート３３とは遮断
されている。したがって前記第１実施例の場合と同様
に、アクチュエータ８のばね室８２は常時大気圧が作用
し、これとスプリング８４の付勢力と作動圧室８１内の
吐出圧（過給圧）とが釣り合っている。
図示の通りにＶＳＶ３０がポート３１を経て連通し、こ
のＶＳＶ３０はポート３２で大気に連通し、ポート３３
により真空ポンプ４０に通じている。通常の運転時には
ポート３１はポート３２と連通し、ポート３３とは遮断
されている。したがって前記第１実施例の場合と同様
に、アクチュエータ８のばね室８２は常時大気圧が作用
し、これとスプリング８４の付勢力と作動圧室８１内の
吐出圧（過給圧）とが釣り合っている。
【００２１】上記の構成において、エンジンの運転状態
に異常が発生し、過給圧をそれ以上高くするとエンジン
がノッキングを起こし、エンジンの故障、破損等が発生
するおそれがある状態、例えばエンジン燃焼温、排気
温、振動等が過大になった異常時に、各センサーからの
エンジン回転数Ｒ、エンジン出力Ｌ、過給圧Ｂ、温度、
振動等の情報のＥＣＵ５０への入力に基づいてＥＣＵ５
０よりＶＳＶ３０に信号が出されＶＳＶのポート３１は
ポート３２との連通が遮断され、ポート３３と連通して
真空ポンプ４０に通じ、大気圧室８２が負圧となる。こ
れによりロッド８５が図面左方に急速に動いてウェイス
トゲートバルブ７が開放され、過給圧が下げられ、エン
ジンの安全が確保される。
に異常が発生し、過給圧をそれ以上高くするとエンジン
がノッキングを起こし、エンジンの故障、破損等が発生
するおそれがある状態、例えばエンジン燃焼温、排気
温、振動等が過大になった異常時に、各センサーからの
エンジン回転数Ｒ、エンジン出力Ｌ、過給圧Ｂ、温度、
振動等の情報のＥＣＵ５０への入力に基づいてＥＣＵ５
０よりＶＳＶ３０に信号が出されＶＳＶのポート３１は
ポート３２との連通が遮断され、ポート３３と連通して
真空ポンプ４０に通じ、大気圧室８２が負圧となる。こ
れによりロッド８５が図面左方に急速に動いてウェイス
トゲートバルブ７が開放され、過給圧が下げられ、エン
ジンの安全が確保される。
【００２２】図４に本実施例によるＥＶＲＶ２０とＶＳ
Ｖ３０による過給圧制御ルーチンのフローチャートを示
す。この場合は、ＥＣＵ５０において過給圧制御マップ
（ステップ１）が作られているので、その時のエンジン
の運転状態に応じた適正な過給圧が算出されて居り、こ
れに基づいて制御が行われる。先ず第１実施例の場合と
同様に、エンジン回転数Ｒが所定値Ｒｉより高く、エン
ジン過給圧Ｂが所定値Ｂｉよりも低い時（ステップ２）
にはＥＶＲＶはＯＮとなり（ステップ３）、それがＮＯ
の場合にはＥＶＲＶはＯＦＦとなる（ステップ４）。し
かしこの場合はＥＶＲＶがＯＮであっても過給圧制御マ
ップにより算出された適正な過給圧になるようにＥＶＲ
Ｖの開度は調整され、したがってウェイストゲートバル
ブの開度もＥＶＲＶの開度に応じて制御され、必ずしも
全開とはならず、ＥＶＲＶのバルブ開度に応じた開度と
なる（後述の図５，（ｃ），（ｄ）のＥ2 線参照）。ス
テップ４の時には、アクチュエータ８のばね室８２は大
気に通じているが、エンジンの運転中にエンジンの運転
状態、例えば燃焼温α、排気温β、振動γ、其の他が過
大となり異常事態が発生した時（ステップ５）には、ア
クチュエータに取り付けたＶＳＶ３０がＯＮとなり（ス
テップ７）、ウェイストゲートバルブを開いて過給圧を
下げてエンジンの安全を確保する。
Ｖ３０による過給圧制御ルーチンのフローチャートを示
す。この場合は、ＥＣＵ５０において過給圧制御マップ
（ステップ１）が作られているので、その時のエンジン
の運転状態に応じた適正な過給圧が算出されて居り、こ
れに基づいて制御が行われる。先ず第１実施例の場合と
同様に、エンジン回転数Ｒが所定値Ｒｉより高く、エン
ジン過給圧Ｂが所定値Ｂｉよりも低い時（ステップ２）
にはＥＶＲＶはＯＮとなり（ステップ３）、それがＮＯ
の場合にはＥＶＲＶはＯＦＦとなる（ステップ４）。し
かしこの場合はＥＶＲＶがＯＮであっても過給圧制御マ
ップにより算出された適正な過給圧になるようにＥＶＲ
Ｖの開度は調整され、したがってウェイストゲートバル
ブの開度もＥＶＲＶの開度に応じて制御され、必ずしも
全開とはならず、ＥＶＲＶのバルブ開度に応じた開度と
なる（後述の図５，（ｃ），（ｄ）のＥ2 線参照）。ス
テップ４の時には、アクチュエータ８のばね室８２は大
気に通じているが、エンジンの運転中にエンジンの運転
状態、例えば燃焼温α、排気温β、振動γ、其の他が過
大となり異常事態が発生した時（ステップ５）には、ア
クチュエータに取り付けたＶＳＶ３０がＯＮとなり（ス
テップ７）、ウェイストゲートバルブを開いて過給圧を
下げてエンジンの安全を確保する。
【００２３】以上述べた様に第２実施例においては、過
給圧制御マップを用いて制御を行うことにより、第１実
施例の場合よりはより木目の細かい過給圧制御を行うこ
とが可能となり、また、第１実施例では低中速域にその
効果が限定されていたが後述の図５（ａ）にも、Ｅ2 線
として示してあるように、エンジンの低中速域のみなら
ず、中高速域における過給圧も筒内圧の許容する範囲ま
で高めてエンジンの発生トルク（出力）を高め、エンジ
ンの全回転域での過給圧の最適化が可能となり、車両の
動力性能、安全性も更に向上する。
給圧制御マップを用いて制御を行うことにより、第１実
施例の場合よりはより木目の細かい過給圧制御を行うこ
とが可能となり、また、第１実施例では低中速域にその
効果が限定されていたが後述の図５（ａ）にも、Ｅ2 線
として示してあるように、エンジンの低中速域のみなら
ず、中高速域における過給圧も筒内圧の許容する範囲ま
で高めてエンジンの発生トルク（出力）を高め、エンジ
ンの全回転域での過給圧の最適化が可能となり、車両の
動力性能、安全性も更に向上する。
【００２４】図５（ａ）にターボチャージャ４のコンプ
レッサー５の回転により生ずる過給圧Ｂとエンジンの回
転数Ｒとの関係を示す。図中２点鎖線で示す線ＰL はエ
ンジンの構造強度上許容される各回転数に応じた筒内圧
限界時の過給圧を示し、実線で示す線Ｄは従来例（図
６）の場合の過給圧、破線で示す線Ｅ1 は第１実施例、
一点鎖線で示すＥ2 は第２実施例による場合の過給圧を
示す。本図を見ると、従来例Ｄにおいては、高速回転時
における過給圧を許容限界値ＰL 以下とするために、中
低速回転時において、この限界値ＰL はまだ余裕がある
にもかかわらず、ウェイストゲートバルブ７が開いて中
低速域において過給圧が必要以上に低く押さえられてい
る状況が判る。このために、本発明の第１実施例におい
てはこれを破線Ｅ1 に示すように修正し、第２実施例に
おいては一点鎖線Ｅ2 に示すように修正することによ
り、中低速回転時における過給圧を上げて発生トルクを
大きくするようにしたものである。
レッサー５の回転により生ずる過給圧Ｂとエンジンの回
転数Ｒとの関係を示す。図中２点鎖線で示す線ＰL はエ
ンジンの構造強度上許容される各回転数に応じた筒内圧
限界時の過給圧を示し、実線で示す線Ｄは従来例（図
６）の場合の過給圧、破線で示す線Ｅ1 は第１実施例、
一点鎖線で示すＥ2 は第２実施例による場合の過給圧を
示す。本図を見ると、従来例Ｄにおいては、高速回転時
における過給圧を許容限界値ＰL 以下とするために、中
低速回転時において、この限界値ＰL はまだ余裕がある
にもかかわらず、ウェイストゲートバルブ７が開いて中
低速域において過給圧が必要以上に低く押さえられてい
る状況が判る。このために、本発明の第１実施例におい
てはこれを破線Ｅ1 に示すように修正し、第２実施例に
おいては一点鎖線Ｅ2 に示すように修正することによ
り、中低速回転時における過給圧を上げて発生トルクを
大きくするようにしたものである。
【００２５】図示の通り本発明を実施することにより、
例えばエンジン回転数Ｒ2 以下の中低速回転域におい
て、回転数Ｒ1 のときの過給圧は、Ｅ1,Ｅ2 線共にＢ1
となりこれは従来例を示す実線Ｄ線よりも高くなり、こ
れは上述の実施例１及び２において示したようにＶＳＶ
１０又はＥＶＲＶ２０がＯＦＦになりウェイストゲート
バルブ７が開かなかったために得られた高い過給圧Ｂで
ある。Ｅ1 線はＶＳＶのＯＮ，ＯＦＦ制御により、ＶＳ
Ｖ１０がＯＮになった後はＤ線と一致するが、Ｅ 2 線は
ＥＶＲＶ２０のデューティ制御によるために、ＥＶＲＶ
がＯＮになった後はリニヤな変化をしてＤ線に次第に近
づき、従って中高速域においても従来例Ｄよりも過給圧
Ｂを高め、トルク、出力の向上を図ることができる。
例えばエンジン回転数Ｒ2 以下の中低速回転域におい
て、回転数Ｒ1 のときの過給圧は、Ｅ1,Ｅ2 線共にＢ1
となりこれは従来例を示す実線Ｄ線よりも高くなり、こ
れは上述の実施例１及び２において示したようにＶＳＶ
１０又はＥＶＲＶ２０がＯＦＦになりウェイストゲート
バルブ７が開かなかったために得られた高い過給圧Ｂで
ある。Ｅ1 線はＶＳＶのＯＮ，ＯＦＦ制御により、ＶＳ
Ｖ１０がＯＮになった後はＤ線と一致するが、Ｅ 2 線は
ＥＶＲＶ２０のデューティ制御によるために、ＥＶＲＶ
がＯＮになった後はリニヤな変化をしてＤ線に次第に近
づき、従って中高速域においても従来例Ｄよりも過給圧
Ｂを高め、トルク、出力の向上を図ることができる。
【００２６】図５（ｂ）は、ウェイストゲートバルブ７
のバルブ開度とエンジン回転数との関係を示す線図であ
る。図５（ｃ）は前記ＶＳＶ１０及びＥＶＲＶ２０の開
度とエンジン回転数との関係を示す。図５（ｃ）におい
て従来例Ｄは最初からバルブが開放された状態と同じで
あるからＤ線のバルブ開度ははじめから１００％であ
る。この図５（ｃ）によりバルブＶＳＶ１０はＯＮ，Ｏ
ＦＦのみの作動をなし、ＥＶＲＶ２０はＯＮになってか
らはバルブの開き始めから全開までＥＣＵ５０のデュー
ティ制御によりリニヤな作動で開閉されることが判る。
これにより、図５（ａ）のＥ2 線に示すような、筒内圧
限界時の過給圧ＰL に近い筒内圧Ｅ2 を実現することが
可能となる。
のバルブ開度とエンジン回転数との関係を示す線図であ
る。図５（ｃ）は前記ＶＳＶ１０及びＥＶＲＶ２０の開
度とエンジン回転数との関係を示す。図５（ｃ）におい
て従来例Ｄは最初からバルブが開放された状態と同じで
あるからＤ線のバルブ開度ははじめから１００％であ
る。この図５（ｃ）によりバルブＶＳＶ１０はＯＮ，Ｏ
ＦＦのみの作動をなし、ＥＶＲＶ２０はＯＮになってか
らはバルブの開き始めから全開までＥＣＵ５０のデュー
ティ制御によりリニヤな作動で開閉されることが判る。
これにより、図５（ａ）のＥ2 線に示すような、筒内圧
限界時の過給圧ＰL に近い筒内圧Ｅ2 を実現することが
可能となる。
【００２７】以上述べた第１実施例と第２実施例とを比
較すると、第１実施例の方が構造は簡単でありコスト的
には有利であるがその制御はＯＮ，ＯＦＦのみでステッ
プ的に行われ、且つその制御範囲は主として低中速域の
範囲に限られるが、第２実施例は、構造は複雑である
が、リニヤな制御が行われ、全回転域にわたり、筒内圧
許容限度値内の過給圧の上昇が可能で、トルク（出力）
の向上が図れる。
較すると、第１実施例の方が構造は簡単でありコスト的
には有利であるがその制御はＯＮ，ＯＦＦのみでステッ
プ的に行われ、且つその制御範囲は主として低中速域の
範囲に限られるが、第２実施例は、構造は複雑である
が、リニヤな制御が行われ、全回転域にわたり、筒内圧
許容限度値内の過給圧の上昇が可能で、トルク（出力）
の向上が図れる。
【００２８】
【発明の効果】本発明を実施することにより次の効果を
奏する。 （１）従来のターボチャージャでは高速域の過給圧の上
昇を制限するために低、中速域の過給圧の上昇が必要以
上に制限されていたのが吐出圧力供給経路にＶＳＶを配
置した本発明により低、中速域での過給圧を筒内圧力の
限界まで上昇させることが可能となり、低、中速域での
発生トルク（出力）を十分に大きくすることができ、エ
ンジンの動力性能が向上し、車両の安全性も高くなる。
奏する。 （１）従来のターボチャージャでは高速域の過給圧の上
昇を制限するために低、中速域の過給圧の上昇が必要以
上に制限されていたのが吐出圧力供給経路にＶＳＶを配
置した本発明により低、中速域での過給圧を筒内圧力の
限界まで上昇させることが可能となり、低、中速域での
発生トルク（出力）を十分に大きくすることができ、エ
ンジンの動力性能が向上し、車両の安全性も高くなる。
【００２９】（２）吐出圧力供給経路にＥＶＲＶを配置
した本発明によれば、全回転域での過給圧の最適化が可
能となり、トルク（出力）向上も全域に渡って可能とな
り、エンジンの動力性能、車両の安全性も更に向上す
る。 （３）エンジンの異常発生時に真空ポンプを用いて急速
に過給圧を低下させる機構を備えたことでエンジン及び
車両の信頼性、安全性が向上する。
した本発明によれば、全回転域での過給圧の最適化が可
能となり、トルク（出力）向上も全域に渡って可能とな
り、エンジンの動力性能、車両の安全性も更に向上す
る。 （３）エンジンの異常発生時に真空ポンプを用いて急速
に過給圧を低下させる機構を備えたことでエンジン及び
車両の信頼性、安全性が向上する。
【図１】本発明の第１実施例を示す全体構成図である。
【図２】第１実施例の過給圧制御ルーチンを示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図３】本発明の第２実施例を示す全体構成図である。
【図４】第２実施例の過給圧制御ルーチンを示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図５】従来例と本発明の各実施例におけるエンジン回
転数に対する過給圧、バルブ開度等の変化の特性を比較
して示す線図で、図５（ａ）は過給圧Ｂの変化特性線
図、図５（ｂ）はウェイストゲートバルブ開度％の変化
特性線図、図５（ｃ）は電磁切換弁開度％の変化特性線
図である。
転数に対する過給圧、バルブ開度等の変化の特性を比較
して示す線図で、図５（ａ）は過給圧Ｂの変化特性線
図、図５（ｂ）はウェイストゲートバルブ開度％の変化
特性線図、図５（ｃ）は電磁切換弁開度％の変化特性線
図である。
【図６】従来技術によるターボチャージャ過給圧制御機
構の一例を示す全体構成図である。
構の一例を示す全体構成図である。
１…エンジン本体 ２…給気通路 ３…排気通路 ４…ターボチャージャ ５…コンプレッサ ６…タービン ７…ウェイストゲートバルブ ８…ダイヤフラムアクチュエータ ９…給気取り出し通路 １０，３０…バキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ） ２０…エレクトリックバキュームレギュレーティングバ
ルブ（ＥＶＲＶ） ４０…真空ポンプ ８１…作動圧室 ８２…ばね室 ８３…アクチュエータダイヤフラム ８４…スプリング
ルブ（ＥＶＲＶ） ４０…真空ポンプ ８１…作動圧室 ８２…ばね室 ８３…アクチュエータダイヤフラム ８４…スプリング
Claims (4)
- 【請求項１】 ターボチャージャ（４）の過給圧を制御
するウェイストゲートバルブ（７）の開閉を行うダイヤ
フラム式アクチュエータ（８）に対して給気通路（２）
より給気を供給する給気取り出し通路（９）内にエンジ
ンの運転状態に応じて開閉する電磁式三方切替弁を備え
たことを特徴とするターボチャージャ過給圧制御装置。 - 【請求項２】 前記電磁式三方切替弁としてバキューム
スイッチングバルブ（１０）を備えたことを特徴とす
る、請求項１記載のターボチャージャ過給圧制御装置。 - 【請求項３】 前記電磁式三方切替弁としてエレクトリ
ックバキュームレギュレーティングバルブ（２０）を備
えたことを特徴とする請求項１記載のターボチャージャ
過給圧制御装置。 - 【請求項４】 前記ダイヤフラム式アクチュエータ
（８）のばね室（８２）に大気又は真空ポンプ（４０）
に連通するように切替え可能なバキュームスイッチング
バルブ（３０）を備えたことを特徴とする請求項２又は
３のいづれか１項に記載のターボチャージャ過給圧制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4087013A JPH05288067A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | ターボチャージャ過給圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4087013A JPH05288067A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | ターボチャージャ過給圧制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05288067A true JPH05288067A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=13903086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4087013A Pending JPH05288067A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | ターボチャージャ過給圧制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05288067A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030037937A (ko) * | 2001-11-07 | 2003-05-16 | 현대자동차주식회사 | 터보차저용 웨이스트 게이트의 작동시스템 |
| JP2010127122A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Mitsubishi Motors Corp | 筒内噴射型内燃機関の過給圧制御装置 |
| CN114753891A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-07-15 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种超高速涡轮负载自适应稳速控制***及方法 |
-
1992
- 1992-04-08 JP JP4087013A patent/JPH05288067A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030037937A (ko) * | 2001-11-07 | 2003-05-16 | 현대자동차주식회사 | 터보차저용 웨이스트 게이트의 작동시스템 |
| JP2010127122A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Mitsubishi Motors Corp | 筒内噴射型内燃機関の過給圧制御装置 |
| CN114753891A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-07-15 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种超高速涡轮负载自适应稳速控制***及方法 |
| CN114753891B (zh) * | 2022-03-25 | 2024-02-09 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种超高速涡轮负载自适应稳速控制***及方法 |
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