JPS5849387Y2 - 排気タ−ボ過給機の過給圧制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は排気ターボ過給機を具えた内燃機関に関し、特
に排気ターボ過給機の過給圧制御装置に関する。

過給機を具えた内燃機関において過給圧を過度に大きく
すると機関本体が破損したり或いは過給機自身が破損し
、また実圧縮比が高くなるためにノンキングを発生しや
すくなる。

従がって従来より過給機付き内燃機関では過給圧が過度
に大きくならないようにするための過給圧制御装置を備
えている。

このような過給圧制御装置として、排気ターボ過給機の
排気タービンの上流側と下流側とを連結する排気ガスバ
イパス通路を設けると共にこのバイパス通路内にダイヤ
フラム式排気ガス流制御弁を設け、該排気ガス流制御弁
の圧力制御室を排気ターボ過給機の遠心ブロワ下流の吸
気通路内に連結し、該吸気通路内の過給圧が所定の一定
圧力に達したときに排気ガスの一部をバイパス通路を介
して大気に放出し、それによって過給圧が一定圧力以上
にならないようにした過給圧制御装置が既に提案されて
いる。

従ってこの種の過給圧制御装置を使用した場合には機関
回転数が成る回転数以上では一定の過給圧を発生するこ
とになる。

しかしながら最大出力を得るためには機関或いは過給機
が破損しない範囲で可能な限り過給圧を高めると共に点
火時期を遅らせてノンキングの発生を抑制することが最
も有効な方法である。

即ち、成る回転数以上において過給圧を７定に保持する
のではなくて成る回転数以上で回転数の上昇に伴なって
過給圧を高くすることが望ましいのである。

本考案は機関回転数の上昇に伴なって過給圧を徐々に高
くすることのできる過給圧制御装置を提供することにあ
る。

以下、添附図面を参照して本考案を詳細に説明する。

第１図を参照すると、１は機関本体、２は吸気マニホル
ド、３は排気マニホルド、４は排気ターボ過給機、５は
遠心ブロワ、６は排気タービン、γは吸気吸込み管、８
は吸気吐出管、９は排気供給管、１０は排気管を夫々示
し、吸気マニホルド２と吸気吐出管８の接続部に気化器
１１が取付げられる。

従って吸気吸込み管１から導入された空気は遠心ブロワ
５を通過する際に昇圧され、次いでこの昇圧された空気
は気化器１１において供給された燃料と共に吸気マニホ
ルド２を介してシリンダ内に送り込まれる。

一方、シリンダから排出された排気ガスは排気マニホル
ド３並びに排気供給管９を介し、て排気タービン６内に
送り込まれ、次いで排気タービン６に回転力を与えた後
に排気管１０を介（７て大気に放出される。

第１図に示すように気化器１１上流の吸気吐出管８には
大気連通管１２が接続され、この大気連通管１２内には
ダイ・ヤフラム式吸気流制御弁１３が設けられる。

この制御弁１３はダイヤフラム１４により隔成された圧
力制御室１５と大気圧室１６とを有し、大気圧室１６内
にダ・イヤフラム押圧用の圧縮ばね１７が挿入される。

またダイヤフラム１４には大気連通管１２内に形成され
た弁ポート１８を開閉制御する開閉弁１９が連結される
。

圧力制御室１５は導管２０を介り、、−Ｃ吸気マニホル
ド２内に連結され、この導管２ａ内に大気に連通可能な
電磁切換弁２１が設けられる。

この電磁切換弁２１はソＬ／ノイドが付勢されたとき圧
力制御室１５を大気に連通させ、一方ソレノイドが虚勢
されたとき圧力制御室１５を吸気マニホルド２内に連結
する作用をなす。

また吸気マニホルド２には吸気マニホルド内の過給圧を
検出する抵抗型圧力検出器２２が取付けられ、この圧力
検出器２２の抵抗値は吸気マニホルド内の圧力が高くな
るにつれて大きくなるように設定されている。

一方、機関本体１には回転数検出器２３が取付けられ、
この回転数検出器２３はクランクシャフトの回転に同期
してパルス信号を発生する。

第１図に示されるようにこれら圧力検出器２２並びに回
転数検出器２３は電子制御回路２４の入力側に接続され
、一方電子制御回路２４の出力側は電磁切換弁２１のソ
レノイドに接続される。

第２図は第１図の電子制御回路２４０回路図を示す。

第２図を参照すると可変抵抗からなる圧力検出器２２の
一方の端子は接地され、他方の端子は抵抗２５を介して
電源電圧２６に接続される。

なお、これら圧力検出器２２と抵抗２５との接続点に現
われる電圧が直流増巾器２７に入力される。

この直流増巾器２７は入力電圧が増大するとそれに比例
して増大する出力電圧を発生する。

従って前述したような吸気マニホルド２内の圧力が増大
すると圧力検出器２２の抵抗が増大するために圧力検出
器２２と抵抗２５との接続点の電圧は大きくなり、斯く
して過給圧が高くなると直流増巾器２１の出力電圧が大
きくなることがわかる。

一方、回転数検出器２３の一方の端子は接地され、他方
の端子に発生するパルス電流が増巾器２８に入力される
。

増巾器２８の出力側は結合コンデンサを介して単安定マ
ルチバイブレーク２９の入力側に接続され、この単安定
マルチバイブレーク２９の出力側は積分回路３０の入力
側に接続される。

符号３１はコンパレータを示し、このコンパレータ３１
の一方の入力に積分回路３０の出力側が接続され、コン
バレー、夕３１の他方の入力に直流増巾器２７の出力側
が接続される。

なお、コンパレータ３１の出力側は電磁切換弁２１０ン
レノイドを付勢するための増巾器３２の入力側に接続さ
れる。

前述したように回転数検出器２３はクランクシャフトの
回転に同期してパルス信号を発生するために増巾器２８
には第３図ａで示すようなパルス信号が入力される。

一方、このパルス信号は増巾器２８で増巾されて単安定
マルチバイブレータ２９に入力され、その結果単安定マ
ルチバイブレータ２９の出力には第３図すで示すように
入力パルス信号によりトリガされた一定中のパルスが発
生する。

次いでこのパルスは積分回路３０に入力され、斯くして
積分回路３０の出力には第３図Ｃに示されるようなほぼ
直流電圧が発生する。

積分回路３０の出力に現われる電圧は単安定マルチバイ
ブレータ２９の発生パルス数、即ち回転数検出器２３０
発生パルス数に比例しており、斯くして積分回路３０の
出力電圧は機関回転数に比例することになる。

従って増巾器２８と、単安定マルチバイブレーク２９ど
、積分回路３０は回転数検出器２３の出力信号に応動し
て回転数に比例した出力電圧を発生する回転数信号発生
器を構成する。

一方、前述したように直流増巾器２７の出力電圧は吸気
マニホルド２内の圧力に比例する。

従ってこの直流増巾器２γは圧力検出器２２の出力信号
に応動して過給圧に比例した出力電圧を発生する過給圧
信号発生器を構成する。

これら回転数信号発生器の出力電圧と過給圧信号発生器
の出力信号とは、即ち積分回路３０の出力電圧と直流増
巾器２７の出力電圧とはコンパレータ３１において比較
され、その結集積分回路３０の出力電圧が直流増巾器２
７の出力電圧よりも大きくなったとき電磁切換弁２１０
ンレノイドは付勢され、一方直流増巾器２７の出力電圧
が積分回路３０の出力電圧よりも大きくなったとき電磁
切換弁２１のソレノイドは虚勢される。

第４図は積分回路３０並びに直流増巾器２７の出力電圧
を示す。

第４図において縦軸は出力電圧Ｖを示し、横軸は機関回
転数Ｒ並びに過給圧Ｐを示す。

なお、直線Ａは積分回路３０の出力電圧を、直線Ｂは直
流増巾器２７の出力電圧を夫々示す。

一方、第５図は機関回転数と過給圧との関係を示す。

第５図において縦軸は過給圧Ｐを示し、横軸は機関回転
数を示す。

機関回転数が低いときには過給圧は低く、従ってこのと
き積分回路３０の出力電圧は直流増巾器２７の出力電圧
よりも大きなために電磁切換弁２１０ソレノイドが付勢
される。

斯くして吸気流制御弁１３の圧力制御室１５は電磁切換
弁２１を介して大気に連結され、その結果ダイヤフラム
１４は圧縮ばね１７のばね力により右方に移動して開閉
弁１９が弁ポート１８を閉鎖する。

従ってこのとき遠心ブロワ５から吸気吐出管８内に供給
された空気は全てシリンダ内に供給される。

一方、機関回転数が高くなり、それに伴なって過給圧が
徐々に上昇し、直流増巾器２７の出力電圧が積分回路３
０の出力電圧よりも大きくなると前述したように電溶切
換弁２１のソレノイドは虚勢される。

その結果、圧力制御室１５は電磁切換弁２１並びに導管
２０を介して吸気マニホルド２内に連結され、斯くして
圧力制御室１５内には過給圧が加わることになる。

このように圧力制御室１５内に過給圧が加わるとダイヤ
フラム１４は圧縮ばねＩＴに抗して左方に移動し、それ
によって開閉弁１９が弁ポート１８を開口し、吸入空気
の一部が大気連通管１２を介して大気に放出される。

その結果、吸気吐出管８内の過給圧は低下することにな
る。

このように過給圧が低下すると積分回路３０の出力電圧
は直流増巾器２７の出力電圧よりも大きくなり、斯くし
て電磁切換弁２１０ンレノイドが付勢されて開閉弁１９
が弁ボート１８を閉鎖する。

それ故、吸気吐出管８内の過給圧は再び高くなる。

その結果、前述したように開閉弁１９は弁ボート１８を
再び開口する。

このように機関回転数が高くなると積分回路３０の出力
電圧と直流増巾器２７の出力電圧が等しくなるように開
閉弁１９は弁ポート１８の開閉動作を繰返することにな
る。

即ち、機関回転数が成る回転数に達するとその回転数に
応じた過給圧に設定されることになる。

一方、積分回路３０の出力電圧は第４図に示すように機
関回転数の上昇に伴なって大きくなり、直流増巾器２７
の出力電圧がこの徐々に増大する積分回路３０の出力電
圧に等しくなるように過給圧が制御されるので、第５図
に示されるように機関回転数の上昇につれて過給圧が徐
々に上昇することがわかる。

以上述べたように本考案によれば機関回転数が比較的高
いときに機関回転数の上昇に伴なって過給圧を徐々に上
昇せしめることができ、それにより排気ターボ過給機を
十分に活用して所望の高出力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る過給圧制御装置を図解的に示した
全体図、第２図は第１図の電子制御回路の回路図、第３
図は第２図の電子制御回路内における電圧変化を示すグ
ラフ、第４図は直流増巾器と積分回路の出力電圧を示す
グラフ、第５図は機関回転数と過給圧との関係を示すグ
ラフである。 ２・・・・・散気マニホルド、３・・・・・・排気マニ
ホルド、４・・・・・・排気ターボ過給器、５・・・・
・・遠心ブロワ、６・・・・・・排気タービン、１１・
・・・・・気化器、１２・・・・・・大気連通管、１３
・・・・・・吸気流制御弁、１５・・・・・・圧力制御
室、２１・・・・・・電磁切換弁、２２・・・・・・圧
力検出器、２３・・・・・・回転数検出器、２４・・・
・・・電子制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 大気に連通ずる大気連通管を排気ターボ過給機の吸気ブ
   ロワ下流の吸気通路内に連結して該大気連通管内に吸気
   流制御弁を設け、機関回転数を検出する回転数検出器と
   、上記吸気通路内の過給圧を検出する圧力検出器と、こ
   れら雨検出器の出力信号に応動する電子制御回路を具備
   すると共に上記吸気流制御弁の圧力制御室を大気に連通
   可能な切換弁を介して上記吸気通路内に連結し、上記電
   子制御回路が回転数検出器の出力信号に応動して回転数
   に比例した出力電圧を発生する回転数信号発生器と、圧
   力検出器の出力信号に応動して過給圧に比例した出力電
   圧を発生する過給圧信号発生器と、該回転数信号発生器
   の出力電圧と該過給圧信号発生器の出力電圧を比較する
   コンパレータとを具備し、該比較結果に基いて上記切換
   弁を作動させて回転数信号発生器の出力電圧が過給圧信
   号発生器の出力電圧よりも高いときは上記排気ガス制御
   弁の圧力制御室を大気に連通せしめて大気連通管を閉鎖
   し、回転数信号発生器の出力電圧が過給圧信号発生器の
   出力信号よりも低いときは該圧力制御室を吸気通路内に
   連結して大気連通管を開通せしめるようにした排気ター
   ボ過給機の過給圧制御装置。