JPS5848716A - エンジン用タ−ボチヤ−ジヤの制御装置 - Google Patents

エンジン用タ−ボチヤ−ジヤの制御装置

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Publication number
JPS5848716A
JPS5848716A JP56138853A JP13885381A JPS5848716A JP S5848716 A JPS5848716 A JP S5848716A JP 56138853 A JP56138853 A JP 56138853A JP 13885381 A JP13885381 A JP 13885381A JP S5848716 A JPS5848716 A JP S5848716A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
exhaust gas
turbocharger
turbine
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP56138853A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsunori Kawatake
川竹 勝則
Hiroyuki Domiyo
道明 博之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP56138853A priority Critical patent/JPS5848716A/ja
Publication of JPS5848716A publication Critical patent/JPS5848716A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

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】 本発明は自動串等の車輌に用いられるエンジン用ターボ
チャージャの制御装置に係る。
ガソリンエンジンの如き吸気絞り調速式エンジンに於て
、エンジンの排気ガスにより駆動されるタービンと該タ
ービンにより駆動されるコンプレッサとを有し、コンプ
レッサによりエンジンの過給を行うターボチャージャが
組込まれたものが従来から知られている。吸気絞り調速
式エンジンに於ては、部分負荷運転時、スロットルバル
ブによりコンプレッサより下流側の吸気通路が絞られる
ため、該運転時にコンプレッサが駆動されてもスロット
ルバルブより上流側の吸気圧力は成る程度上昇するが、
スロットルバルブより下流側の吸気圧力はターボチャー
ジャを備えていないエンジンのそれとほぼ同じであり、
この時にはターボチャージャによる実質的な過給効果は
生じない。
しかし従来、ターボチャージャ付エンジンに於ては、上
述の如くターボチャージャによる過給効果が生じない運
転域に於ても排気ガスの全てがタービンを通過しており
、このため排圧と吸気濃度の上昇が生じ、かかる運転域
に於ては、ターボチャージャを備えていないエンジンよ
りエンジン出力及び燃費が悪化することがある。
上述の如き不具合に鑑み、ターボチャージャによる過給
効果が生じない運転域、即ち低乃至中負荷運転時には排
気ガスの全てをタービンをバイパスさせて流し、この運
転域に於てはターボチャージャを全く作動させないよう
にすることが考えられている。しかし、このように低乃
至中負荷運転時に於てターボチャージャの作動が全く停
止され、そのタービンホイールの1転が完全に停止され
ていると、これらの運転域から高負荷運転域に移行した
時に於けるターボチャージャの作動の立上り、即ち応答
性が悪く、ターボチャージャによる加速性能の向上が生
じなくなる。1また、低乃至中負荷運転時での加速時に
はターボチャージャが有効に作動しないことにより十分
な加速性能が得られないことがある。
本発明はターボチャージャが有効に作動しない運転域に
於けるエンジン出力及び燃費の悪化を招来することなく
ターボチャージャを有効に応答性よく作動させることが
できるターボチャージャの輌−装置を提供せんとするも
のである。
本発明の主たる目的は、エンジン負荷が所定値以上であ
る時にはターボチャージャのタービンへエンジンより排
出される排気ガスの全量がターボチャージャのタービン
へ供給され、エンジン負荷が所定値以下である時にはタ
ービンへ比較的受働の排気ガスが供給され、これによっ
てタービンホイールの回転数を所定値に雑持し、エンジ
ン負荷が所定俵を越えて上昇した時にはタービンホイー
ルの回転数が素早く上昇するようにし、ターボチャージ
ャの応答遅れを減少することである。
また本発明のもう一つの目的は、エンジンが所定値以下
の負荷にて運転されていてもエンジンが加速された時に
はタービンへエンジンより排出される排気ガスの実質的
に全量が供給されるようし、低乃至中負荷域での加速に
於てもターボチャージャが有効に作動するようにしてこ
の加速性能の改善を図ることである。
以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳報
に説明する。
第1図は本発明による制御装置が岨込ま−れたターボチ
ャージャ付エンジンの一つの実施例を示す概略構成図で
ある。図に於て、1はエンジンを示しており、該エンジ
ンはエアクリーナ2、エアフローメータ3、ターボチャ
ージャ4のコンプレッサハウジング5、スロットルバル
ブ11を備えたスロットルボディ10及び吸気マニホー
ルド12を経て空気を吸入すると共に吸気マニホールド
12に設けられた図には示されていない燃料噴射弁より
ガソリンの如き燃料を供給され、排気ガスを排気マニホ
ールド13及びターボチャージャ4のタービンハウジン
グ7を経て大気中に排出するようになっている。
ターボチャージャ4はコンプレッサハウジング5にコン
プレッサホイール6を、タービンハウジング7にタービ
ンホイール8′を有し、これら両ホイールは一〇により
駆動連結されている。タービンハウジング7は、途中に
タービンホイール8を含む排気通路14と、タービンホ
イール8をバイパスしで設けられたバイパス排気通路1
5とを有している。タービンホイール8は排気通路14
を流れる排気ガスにより回転駆動され、コンプレッサホ
イール6はタービンホイール8により回転駆動され、エ
ンジン1に過給を行うようになっている。
排気通路14の入口部には咳通路の開閉をtnwする流
入弁16が、またバイパス排気通路15には該通路の開
閉を行うバイパス弁17が各々設けられている。流入弁
16及びバイパス弁17は各□々弁軸16a、17aに
担持されたバタフライ弁として構成され、レバー18.
19を経てアクチュエータ20.21に駆動連結され、
これらアクチュエータにより個別に開閉制御されるよう
になっている。アクチュエータ21.22は流体式或い
は電気式等の適宜のアクチュエータであってよい。アク
チュエータ20及び21は制御@1122によりその作
動な制御されるようになっている。
制御装置22は、エア70−メータ3が発生する級入空
気量信号と、エンジン回転数センサ23が発生するエン
ジン回転数信号と、水温センサ24が発生する冷却水温
信号と、ノックセンサ25が発生するノック信号と、コ
ンプレッサ回転数センサ26が発生するフンプレッサ回
転数信号とを入力され、それら信号に応じて第2図に示
されている如きフローチャートに従ってアクチュエータ
20及び21へ制御信号を出力するようになっている。
尚、エア70−メータ3およびエンジン回転数センサ2
3は燃料噛射最制御のために設けられているものが利用
されてよい。
次に第2図に示されたフローチャートを参照して本発明
によるターボチャージャの制W@冒の作動について説明
する。
先ずステップ1に於て水温センサ24により測定される
エンジンの冷却水温度が所定値以上であるか否か、即ち
エンジン1の畷1が完了しているか否かの判別が行われ
る。エンジンの暖機が完了していない時にはステップ2
へ進み、このステップに於ては、制御11122はアク
チュエータ20へ全閉指令信号を、アクチュエータ21
へ全開指令信号を各々出力する。これにより流入弁16
は図示されている如き全閉位置にもたされ、バイパス弁
17は全開位置にもたらされる。従ってこの時にはエン
ジン1が排出する排気ガスの実質的に全てが排気通路1
4をバイパスしてバイパス排気通路15を経て流れる。
これによりタービンハウジング7より下流側の排気系中
に設けられている排気浄化用触媒コンバータやOtセン
サの如き装置の暖機性が向上する。
ステップ1に於てエンジンの暖気が完了していることが
判別されると、ステップ3に進み、このステップ3に於
ては、エンジン1が高負荷運転されているか否かの判別
が行われる。この高負荷運転の判別は、エア70−メー
タ3により測定される吸入空気−とエンジン回転数セン
サ23により測定されるエンジン回転数とに基き行われ
ても、またスロットルバルブ11の開演により行われて
もよい。ステップ3に於てエンジン1が高負荷運転され
ていないと判別されると、次にステップ4へ進み、エン
ジン1が加速運転されているか否かの判別が行われる。
この加速運転の判別はエアフローメータ3により測定さ
れる吸入空気量とエンジン回転数センサ23により測定
されるエンジン回転数の時聞的変化串より判別されてよ
く、またこれはスロットルバルブ11の■弁速度により
判別されてもよい。ステップ4に於てエンジン1が加速
状態にないことが検知されると、次にステップ5に進み
、このステップに於ては、コンプレッサ゛回転数センサ
26によって測定されたコンプレッサ回転数Nが所定値
へより大きいか否かの判別が行われる。このときN>A
でない時にはステップ6へ進み、このステップに於ては
、14’lJ@@22はアクチュエータ20へ開弁指令
信号を、アクチュエータ21へ開弁指令信号を出力する
。′これにより流入弁16が開弁し、バイパス弁17が
閉弁するようになる。これによりエンジン1が排出する
排気ガスの少なくとも一部が排気通路14を経て流れる
ようになり、この排゛気ガスによりタービンホイール8
が回転する。ステップ5に於てN〉八である時にはステ
ップ7へ進み、このステップに於ては、制御@1122
はアクチュエータ20へ閉弁指令信号を、アクチュエー
タ21へ開弁指令信号を出力する。この結果、流入弁1
6はその開度を減少し、バイパス弁17はその開度を増
大する。このように、エンジン1が高負荷運転されてお
らず、しかも加速状態でない時には流入弁16とバイパ
ス弁17の弁開度が上述の如く定―的に制−されること
によりタービンホイール8の回転数がほぼ所定値Aに保
たれるようになる。この所定値Aは比較的低い回転数で
あってよく、このためこの時にはエンジン1が排出する
排気ガスの大部分はバイパス排気通路15を経て流れ、
この結果、排圧が大幅に上昇することが回避され、また
吸気濃度が大幅に上昇することが回避される。
これによりターボチャージャ4が実質的な過給効果を生
じない運転域に於けるエンジン出力及び燃費の悪化が防
止される。
ステップ3に於てエンジン1が^速運転されていること
が検知された場合及びステップ4に於てエンジンが加速
状態にあることが検知された時にはステップ8へ進み、
このステップに於ては、ノックセンサ25によりエンジ
ン1にノックが発生しているか否かの判別が行われる。
この時ノックが発生していなければ、ステップ9へ進む
。このステップに於ては、アクチュエータ20へ全開指
令信号が、アクチュエータ21へ全閉指令信号が出力さ
れ、これにより流入弁16は全開になり、バイパス弁1
7は全開となるなる。このためエンジ゛ン1が排出する
排気ガスの全てが排気通路14を経て流れ、タービンホ
イール8が高速回転し、またこれに伴いフンプレジサホ
イール6が高速回転し、過給が行われるようになる。こ
のときタービンホイール8は停止状態からではなく低速
1転状態から増速されるので、その増速応答性がよく、
この結果、ターボチャージャ4はエンジン1が低乃至中
負荷運転域より^負萄遅転域に移行した時及び加速時に
は素早く過給効果を生じ、エンジン1の加速特性を改善
する。尚、ステップ8に於てノックの発生が検知された
場合にはステップ7へ進み、流入弁16の開腹を減少し
、バイパス弁17の11度を増大してバイパス排気通路
15を流れる排気ガス流量を増大し、タービンホイール
8の回転数を低減して過給圧を低減する。これによりエ
ンジン1のノック発生が回避される。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく本発明
の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当業者に
とって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による制御装置が組込まれたターボチャ
ージャ付エンジンの一つの実施例を示す概略**図、第
2図は本発明によるv4Ill装置の作動を説明するフ
ローチャートである。 1・・・エンジン、2・・・エアクリーナ、3・・・エ
ア70−メータ、4・・・ターボチャージャ、5・・・
コンプレッサハウジング、6・・・コンプレッサホイー
ル。 7・・・タービンハウジング、8・・・タービンホイー
ル。 9・・・軸、10・・・スロットルボディ、11・・・
スロットルバルブ、12・・・吸気マニホールド、13
・・・排気マニホールド、14・・・排気通路、15・
・・バイパス排気通路、16・・・流入弁、17・・・
バイパス弁。 18.19・・・レバー、20.21・・・アクチュエ
ータ、22・・・−一装置、23・・・エンジン1転数
センサ、24・・・水温センサ、25・・・ノックセン
サ、26・・・コンプレッサ回転数センサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ターボチャージャの回転数を測定する回転数測定
    手段と、エンジンの負荷を測定する負荷測定手段と、タ
    ーボチャージャのタービンへ供給される排気ガスの流−
    を制御する排気ガス流量制御手段とを有し、前記排気ガ
    ス流量制御手段は前記負荷測定手段により測定されるエ
    ンジン負荷が所定−以上であるときにはエンジンより排
    出される排気ガスの実質的に全量が前記タービンへ供給
    され、前記エンジン負荷が所定値以下である時には前記
    回転数測定手段により測定ξれるターボチャージャ回転
    数が所定値を越えて上昇することを防止すべく前記ター
    ビンへ供給される排気ガスの流量を可変制御するよう構
    成されていることを特徴とするエンジン用ターボチャー
    ジャの#1IIlli%lF。
  2. (2)ターボチャージャの1転数を測定する回転数測定
    手段と、エンジンの負荷を測定する負荷測定手段と、エ
    ンジンが加速状態であるか否−かを検知するエンジン加
    速検知手段と、前記タービンへ供給する排気ガスの流量
    を制御する排気ガス流量制御手段とを有し、前記排気ガ
    ス流量制御手段は前記負荷測定手段により測定されるエ
    ンジン負荷が所定値以上であるか前記エンジン加速検知
    手段によりエンジンが加速運転状態にあることが検知さ
    れているかの少なくとも一方の時にはエンジンより排出
    される排気ガスの実質的に全量が前記タービンへ供給さ
    れ、前記エンジン負荷が所定値以下で且前記エンジン加
    速検知手段によりエンジンが加速状態にないことが検知
    されている時には前記回転数測定手段により測定される
    ターボチャージャ回転数が所定値を越えて上昇すること
    を防止すべく前記タービンへ供給される排気ガスの流量
    を可変制御するよう構成されていることを特徴とするエ
    ンジン用ターボチャージャの制御装置。
JP56138853A 1981-09-03 1981-09-03 エンジン用タ−ボチヤ−ジヤの制御装置 Pending JPS5848716A (ja)

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Cited By (4)

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