JPS6095134A - Control device of turbo-charger - Google Patents
Control device of turbo-chargerInfo
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- JPS6095134A JPS6095134A JP58203235A JP20323583A JPS6095134A JP S6095134 A JPS6095134 A JP S6095134A JP 58203235 A JP58203235 A JP 58203235A JP 20323583 A JP20323583 A JP 20323583A JP S6095134 A JPS6095134 A JP S6095134A
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- Japan
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- engine
- control
- compressor
- valve
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、−個のステッパモータにより過給圧コントロ
ールとアイドル時のエンジン回転数のコントロールを切
替制御すると共にリリーフ圧をコ、、ｌ−−１−ｙ＃
ｆｆ１４． −”、＋６＋ｌＩ 湘ｌａ＋瀝＋ｆｆ１ｌ
ｆｉ →トる０
（従来技術）
ディーゼル機関のシリンダ容積当りの出力を増大するた
めに、ノッキングの心配がない過給機１列が用いられて
いる。排気ターボ過給の場合には、機関の回転速度が低
下すると給気圧力も著しく低下し、中高速での毎回燃料
噴射量を低下し、中高速での毎回燃料噴射量を低速ても
維持すると排煙が黒化するので、毎回の燃料噴射量を大
幅に低減しなければならない。この場合に、機関回転速
度の低下に従って、タービンノズル面積を絞り、低速で
も十分に高い気圧が得られるようにして、低速トルク特
性を改善しているが、高速での給排気圧力過上昇による
弊害を避けるため、高速で排気ガスの一部が排気タービ
ンをバイパスするようにしたウェストゲートを用いる装
置が知られている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention provides control for switching between boost pressure control and engine speed control during idling using stepper motors, and relief pressure control. -1-y#
ff14. -”, +6+lI Xiangla+瀝+ff1l
fi → toru 0 (Prior art) In order to increase the output per cylinder volume of a diesel engine, a single row of superchargers, which is free from knocking, is used. In the case of exhaust turbocharging, when the engine rotation speed decreases, the supply air pressure also drops significantly, and the fuel injection amount is reduced every time at medium and high speeds, and the fuel injection amount is maintained every time at medium and high speeds even at low speeds. Because the exhaust smoke turns black, the amount of fuel injected each time must be significantly reduced. In this case, as the engine rotation speed decreases, the turbine nozzle area is reduced to ensure that a sufficiently high air pressure is obtained even at low speeds, improving low-speed torque characteristics, but this causes problems due to an excessive rise in supply and exhaust pressure at high speeds. In order to avoid this, a device is known that uses a wastegate that allows part of the exhaust gas to bypass the exhaust turbine at high speed.
（従来技術の問題点）
このようなターボチャージャの過給圧をコントロールす
るためには、ステッパモータにより駆動される可変オリ
フィスを用いた通路を必豊とするが、アイドル時のエン
ジン回転を制御する場合にも、別のステッパモータで駆
動される電磁パルプによシ、エアバイパス通路の流路制
御を必要とするため、ステッパモータを２台設けなけれ
ばならず、装置が複雑になっていた。また、２台のステ
ッパモータを制御するための制御装置も大型化する欠点
がちった。更に、ターボチャージャの過給圧をコントロ
ールする際に、ウェストゲートが故障したり、スロット
パルプの急閉により高圧が発生した場合には、リリーフ
圧を解放する特別なバイパス通路が必要となっていた。(Problems with conventional technology) In order to control the supercharging pressure of such a turbocharger, a passage using a variable orifice driven by a stepper motor is required, but it is difficult to control the engine rotation at idle. In this case, the electromagnetic pulp driven by a separate stepper motor requires flow path control of the air bypass passage, so two stepper motors must be provided, making the apparatus complicated. Furthermore, the control device for controlling the two stepper motors also had the disadvantage of being large in size. Furthermore, when controlling the boost pressure of a turbocharger, a special bypass passage was required to release the relief pressure in the event of a wastegate failure or sudden closing of the slot pulp. .
（発明の目的）
本発明は、−個のステッパモータにより過給圧コントロ
ールとアイドル時のエンジン回転数を切替制御し、過給
圧コントロールの際のウェストゲート故障やスロットル
バルブの急閉にょシ生じる高圧を特別な通路を設けるこ
となくリリーフさせることを目１自とするものでちる。(Object of the Invention) The present invention uses stepper motors to switch and control boost pressure control and engine speed at idle, thereby preventing waste gate failure or sudden closing of the throttle valve during boost pressure control. The main objective is to relieve high pressure without providing a special passage.
（発明の概要）
本発明のターボチャージャ制御装置は、排気ガスにより
駆動されるタービンと、該タービンの出力軸に連結され
るコンプレッサと、該コンプレッサによって圧縮された
過給の一部はスロットル弁を通してエンジンに送給し、
過給の残部はエンジンの供給路から分岐して流通させる
分岐路と、該分岐路に設けられ流通状態を切替え得る可
変通路とよりなる過給圧調整手段と、該調整手段により
ｉｊｌ！ＪＪｉされた過給圧が印加されるウェストゲー
トとから構成される。(Summary of the Invention) A turbocharger control device of the present invention includes a turbine driven by exhaust gas, a compressor connected to an output shaft of the turbine, and a portion of supercharging compressed by the compressor passing through a throttle valve. feed to the engine,
The remainder of the supercharging is controlled by a supercharging pressure adjusting means consisting of a branch path branching from the engine supply path and a variable passage provided in the branch path and capable of switching the flow state, and by the adjusting means ijl! and a wastegate to which the JJi supercharging pressure is applied.
（実施例）
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する
。第１図［３１は、本発明を適用するディーゼル機関の
概略図である。図において、１はエンジン、２はステッ
パモータ、３はウェストゲート、４はスロット弁、５は
タービン、６はコンプレッサ、７はエアークリーナ、８
はインジェクタ、９はエキゾーストマニホルド、１０は
インレットマニホルド、１１はインレットパイプ、１２
はバイパス通路、１３はエキゾーストパイプ、１７は本
発明の特徴であシ、分岐路５２に設けられる可変１ｉｉ
Ｔｔｖｒを示している。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 [31] is a schematic diagram of a diesel engine to which the present invention is applied. In the figure, 1 is an engine, 2 is a stepper motor, 3 is a wastegate, 4 is a slot valve, 5 is a turbine, 6 is a compressor, 7 is an air cleaner, 8
is an injector, 9 is an exhaust manifold, 10 is an inlet manifold, 11 is an inlet pipe, 12
13 is a bypass passage, 13 is an exhaust pipe, 17 is a feature of the present invention, and variable 1ii provided in the branch passage 52.
Ttvr is shown.
次に第１図（ａｔに示されているディーゼル機関の概略
の動作について説明すると、エンジン１からの排気ガス
Ｆ、Ｆ、、−＋−ホゾーストマニポルド９ヲ、、ｉｍＪ
、一部はタービン５に導入されてタービン５を駆動し、
タービン５の出力軸に連結されたコンプレッサ６を１駆
動する。コンプレッサ６の駆動によシ、エアクリーナ７
を通り吸気圧（Ｐｏ）で尋人された空気は圧縮され、過
給圧ＰＡとしてインレットパイプ１１、スロットルバル
ブ４を通シ、一部は可変通路１７が設けられている分岐
路２５に分流し、残部はインレットマニホルド１０を通
過してインジェクタ８で喧射される燃料と混合され、エ
ンジン１に供給されろ。エンジン１の排ガスはエキシ−
ス） −ｒ 、＝ ホルト９ｆｉ３ｉｆＪす、一部１ｄ
タービン５を駆動し、残部はパ・イパス通路１２を通り
、エキゾーストパイプ１３より排出される。Next, to explain the general operation of the diesel engine shown in FIG.
, a part is introduced into the turbine 5 to drive the turbine 5,
The compressor 6 connected to the output shaft of the turbine 5 is driven once. For driving the compressor 6, the air cleaner 7
The air that is compressed at the intake pressure (Po) is compressed and passed through the inlet pipe 11 and the throttle valve 4 as the supercharging pressure PA, and a part of it is diverted to the branch passage 25 where the variable passage 17 is provided. The remainder passes through the inlet manifold 10, mixes with the fuel injected by the injector 8, and is supplied to the engine 1. The exhaust gas of engine 1 is exhaust gas.
) -r, = Holt 9fi3ifJ, part 1d
The turbine 5 is driven, and the remainder passes through the pipe passage 12 and is discharged from the exhaust pipe 13.
このようなディーゼル機関において過給圧コントロール
を行なう場合には、第１図（ｂ）に示すように、水温、
回転数等、機関の運転゛１に態に応じた入力信号Ｓ、
−Ｓ、により、制御装置２１が所定の演算を実行し、ス
テッパモー・夕２への制御出力信号Ｓ。When controlling boost pressure in such a diesel engine, as shown in Figure 1(b), the water temperature,
Input signal S according to the operating condition of the engine, such as the rotation speed, etc.
-S, the control device 21 executes a predetermined calculation and outputs a control output signal S to the stepper motor 2.
を形成する。１Ｌ要部を拡大した第２図（ａｔ、 （ｂ
ｌに示されるように、可変通路１７は固定オリフィス１
９、電磁パルプ１８により構成されておシ、過給圧のコ
ントロールを行なう場合には電磁バルブ１８が閉じられ
るので、スロットルバルブ４を通過した空気流の一部は
固定オリフィス１９を通り、更にウェストゲート３のコ
ントロールパルプに分流するＰＩと、ステッパモータ２
の駆動により調整される可変オリフィス２０へ流れるＰ
、とに別れる。この分流Ｐ１は過給圧としてウェストゲ
ート３に供給され、ステッパモータ２の制御により鞘密
に調整される。更に、この時には電磁パルプ１８が閉じ
られているので、可変通路１７にバイパスされる空気量
は減少するので、コンプレッサ６の効率低下を防ぐこと
ができる。form. Figure 2 shows an enlarged view of the main part of 1L (at, (b)
As shown in FIG.
9. The valve is composed of an electromagnetic pulp 18. When controlling the boost pressure, the electromagnetic valve 18 is closed, so a part of the airflow that has passed through the throttle valve 4 passes through the fixed orifice 19 and further flows to the waist. PI diverted to control pulp of gate 3 and stepper motor 2
P flowing into the variable orifice 20 adjusted by the drive of
, and parted ways. This divided flow P1 is supplied to the waste gate 3 as supercharging pressure, and the sheath density is adjusted by controlling the stepper motor 2. Furthermore, since the electromagnetic pulp 18 is closed at this time, the amount of air bypassed to the variable passage 17 is reduced, so that a decrease in the efficiency of the compressor 6 can be prevented.
次に、アイドル付近のエンジン回転金コントロールする
場合について説明する。この１局合には、ステッパモー
タ２のｊｌｌに千すでｉｊＪ 変オリクィス２℃を通し
て可、変通路１７に供給される空気流Ｐ、が調整され、
電磁パルプ１８を開くことにより必要女流量を確保して
、エンジン１への給気を増加させる。Next, a case will be described in which the engine rotational speed near the idle is controlled. In this one phase, the air flow P supplied to the variable passage 17 is adjusted so that it passes through the variable orifice 2° C. to the stepper motor 2.
By opening the electromagnetic pulp 18, the necessary female flow rate is secured and the air supply to the engine 1 is increased.
このように、本発明においてはステッパモータ２の駆動
により形成される可変オリフィス２０と、電磁パルプ駆
動による固定オリフィス１９を組合せた通路を用いるこ
とにより、ターボ過給時には過給圧をコントロールし、
アイドル付近ではスロットル弁４のバイパス空気量を制
御してエンジン回転をコントロールすることができる。In this way, in the present invention, by using a passage that combines the variable orifice 20 formed by the drive of the stepper motor 2 and the fixed orifice 19 driven by the electromagnetic pulp, the supercharging pressure is controlled during turbo supercharging,
Near idle, the engine rotation can be controlled by controlling the bypass air amount of the throttle valve 4.
ところで、スロットル弁４直下で燃料と空気が混合され
る形式のディーゼル機関では、第１図、第２図に示すよ
うなステッパモータ２の配置にすると、過給圧のコント
ロールに際して混合気体がコンプレッサの吸入側にバイ
パスされるという問題が生じる。このため、ステッパモ
ータ２への通路をインレットパイプ１１より、即ち、ス
ロットル弁４の上流側より地出す構成として、この問題
を解決した例を第３図、第４図に示す。第３図（ａｌの
例では、切替パルプ２１をＡ側に移動した場合には、フ
イ）’ルエアコントロールＩＡＯｌｄスロットル弁４を
バイパスした通路により形成され、ウェス） ）ｔ’−
）コントロールは、セットさしｒｔ 圧力で行なわれろ
。次に、切替パルプ２１をＢ側に移動しブこ場合に：・
１、アイドルエアコントロールは行なわれず、ウェスト
ゲートコントロールはセット圧以上にコントロールが可
能となる。この状態を第６図（ｂｌに示す。第４図は、
第３図の例の切替）（ルプと、＠ １１７１．第２図の
例の可変通路１７を併用した列で、過給ｍコントロール
は電磁）（ル）１８を閉じ、切替パルプ２１をＡ側に移
動して行なう。また、アイドル回転コントロー、ＪしＩ
ｄ 、 ’＋ｌｊ磁パルプ１８を開き、切替パルプブ２
１をＢ （ｔｉＱに移・セリさせることにより行なう。By the way, in a diesel engine in which fuel and air are mixed directly below the throttle valve 4, if the stepper motor 2 is arranged as shown in Figs. The problem arises that it is bypassed to the suction side. For this reason, an example in which this problem is solved by providing a passage to the stepper motor 2 from the inlet pipe 11, that is, from the upstream side of the throttle valve 4, is shown in FIGS. 3 and 4. Fig. 3 (In the example of al, when the switching pulp 21 is moved to the A side, the air control IAOld is formed by a passage bypassing the throttle valve 4, and the waste) t'-
) Control should be done at set rt pressure. Next, when moving the switching pulp 21 to the B side:
1. Idle air control is not performed, and wastegate control can control more than the set pressure. This state is shown in Figure 6 (bl).
(Switching in the example in Figure 3) (In the row that uses the variable passage 17 in the example in Figure 2, the supercharging m control is electromagnetic) (Le) 18 is closed, and the switching pulp 21 is moved to the A side. Move to and do it. In addition, the idle rotation control,
d, '+lj Open the magnetic pulp 18 and switch the switching pulp 2.
This is done by moving 1 to B (tiQ) and bidding.
以上の説明においては、過給圧のコントロールとアイド
ル時のボンジン回転コントロールを対象としたが、本発
明の構成によれば、ｌｊ ＩＪ−）圧のコントロールも
行なうことができる。再び第１１又１ 。In the above description, the control of the supercharging pressure and the engine rotation control during idling were targeted, but according to the configuration of the present invention, the lj IJ-) pressure can also be controlled. The 11th and 1st again.
第２図を参照して、過給圧をコントロールしているとき
に、スロットル弁が何Ｑ６かのＪＪｊｒ因により急閉し
た場合には、電磁パルプ１８を開いて、スロットル弁４
とコンプレッサ６の間に発生する高圧の突気を、コンプ
レッサ６の吸入側にバイパスすることにより、コンプレ
ッサ６の破損を防止する。Referring to FIG. 2, if the throttle valve suddenly closes due to some reason while controlling the boost pressure, open the electromagnetic pulp 18 and close the throttle valve 4.
Damage to the compressor 6 is prevented by bypassing the high-pressure rush generated between the compressor 6 and the compressor 6 to the suction side of the compressor 6.
この状態から再度スロットル弁４が開いた場合にもコン
プレッサ６の回転数低下が少ないので、応答性が良好で
立上りを早くできる。同様に、ウェストゲートが故障し
、過給圧が上昇した場合にも回磁弁１８を開放して、リ
リーフ弁の機能を持たせることにより、エンジンの破損
を防止することが可能と力る。このようなリリーフ圧の
コントロールが第５図％第４図のような構成とした場合
にも可能であるのは明らかである。即ち、本発明の構成
によれば、ウェストゲート故障時、又はスロットルバル
ブの急閉によって高圧が発生した場合、特別なバイパス
通路やリリーフ弁を設けることなく、リリーフ圧の制御
を行なうととができる。Even when the throttle valve 4 is opened again from this state, the rotational speed of the compressor 6 does not decrease much, so the response is good and the start-up can be made quickly. Similarly, even if the wastegate malfunctions and boost pressure increases, the magnet valve 18 is opened to function as a relief valve, thereby preventing damage to the engine. It is clear that such control of the relief pressure is also possible when the configuration is as shown in FIG. 5 and FIG. 4. That is, according to the configuration of the present invention, when high pressure is generated due to wastegate failure or sudden closing of the throttle valve, relief pressure can be controlled without providing a special bypass passage or relief valve. .
なお、本発明の実施例として、ステッパモータの変りに
、比例ソレノイドを用いて可変オリフィスを調整するこ
とも可能である。更に、第５図に示すように１．可変通
路１７をステッパモータとエンジン吸入側との間の配管
部に設け、可変通路とステッパモータとの間からウェス
トゲートへ連接する配管を設けた構成とすることもでき
る。In addition, as an embodiment of the present invention, it is also possible to adjust the variable orifice using a proportional solenoid instead of the stepper motor. Furthermore, as shown in FIG. It is also possible to provide a configuration in which the variable passage 17 is provided in a piping section between the stepper motor and the engine suction side, and a piping is provided between the variable passage and the stepper motor and connected to the wastegate.
（発明の効果）
以上説明したように、本発明のターボチャージャ制御装
置によれば、ステッパモータ等により調整される可変オ
リフィスと、・［電磁パルプ駆動により開閉されるバイ
パス通路と、固ツ・ヒオリフィスを設けた通路よシなる
可変通路を組合せた構成として、ターボ過給時には過給
圧をコントロールし、アイドル付近では、スロットル弁
のバイパス窄気縫を制御してエンジン回転斂をコントロ
ールできる。央に、ウェストゲート故１１ｉｑ時、又は
スロットルバルブ急閉によって高圧が発生しＡリシ↓イ
（に、′１１「別なバイパス通路、リリーフ弁を設リム
ことなく、リリーフ圧をコントロールできろ。(Effects of the Invention) As explained above, according to the turbocharger control device of the present invention, the variable orifice adjusted by a stepper motor etc.; As a combination of a variable passage and a variable passage, it is possible to control the supercharging pressure during turbocharging, and to control the engine rotation by controlling the bypass air stitch of the throttle valve near idle. In the center, high pressure is generated when the wastegate is faulty or when the throttle valve is suddenly closed.
第１図（ａ） ｔ：Ｌ本発明によるクーボノーヤージャ
制σ１１装餘の概略図、第１図ｉｈ）は制ｊｉｌ （ｉ
’Ｉ弓弔生４々ｌ？Ｙ％第２図（ａｌ 、 ｆｂｌは要
部の拡大図、第３図〜第５図は本発明の他の実施例説明
図である。
１・・・エンジン、２・・・ステッパモータ、３・・・
ウェストゲート、４・・・スロット弁、５・・・タービ
ン、６・・・コンプレッサ、７・・・エアクリーナ、８
・・・インジェクタ、９・・・エキゾーストマニホルド
、１０・・インレットマニホルド、１１・・・インレッ
トパイプ、１２・・・バイパス通路、１３・・・エキゾ
ーストパイプ、１４・・・ウェストゲート制御圧（ＰＢ
）、１５・・・過給圧（ＰＡ）、−１６・・・吸気圧（
Ｐｏ）、１７−・・可変通路、１８・・・電磁バルブ、
１９・・・固定オリフィス、２０・・・可変オリフィス
、２１・・・切替バルブ、２２・・・制御装置、２３・
・・分岐Ｔ７゜
特許出願人 いすソ自動車株式会社
代理人 弁理士比 實
外１名Figure 1 (a) t:L Schematic diagram of the Coubo No Yager system σ11 installation according to the present invention, Figure 1 (ih) shows the control jil (i
'I'm a four-year-old archer? Y% Fig. 2 (al, fbl are enlarged views of main parts, Figs. 3 to 5 are explanatory diagrams of other embodiments of the present invention. 1... Engine, 2... Stepper motor, 3 ...
Waste gate, 4... Slot valve, 5... Turbine, 6... Compressor, 7... Air cleaner, 8
...Injector, 9...Exhaust manifold, 10...Inlet manifold, 11...Inlet pipe, 12...Bypass passage, 13...Exhaust pipe, 14...Wastegate control pressure (PB
), 15...Supercharging pressure (PA), -16...Intake pressure (
Po), 17-... variable passage, 18... electromagnetic valve,
19... Fixed orifice, 20... Variable orifice, 21... Switching valve, 22... Control device, 23...
...Branch T7゜Patent applicant: Isuso Jidosha Co., Ltd. Agent: Patent attorney ratio: 1 person in fact
Claims (1)
ッサと、該コンプレッサによって圧縮された過給の一部
はスロットル弁を通してエンジンに送給し、過給の残部
はエンジンへの供給路から分岐して流通させる分岐路と
該分岐路に設けられ流通状態を切替える切替手段を有す
る可変通路とよりなる過給圧調整手段と、該調整手段に
より調整された過給圧が印加されるウェストゲートとを
具備することを！１ツ徴とするターボチャージャの制御
装置。A turbine, a compressor connected to the output shaft of the turbine, a part of the supercharge compressed by the compressor is sent to the engine through a throttle valve, and the remainder of the supercharge is branched from the supply path to the engine. The supercharging pressure adjusting means is comprised of a branching path for circulation and a variable passage provided in the branching path and having a switching means for switching the flow state, and a wastegate to which the supercharging pressure adjusted by the adjusting means is applied. What to do! A turbocharger control device with one characteristic.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58203235A JPS6095134A (en) | 1983-10-29 | 1983-10-29 | Control device of turbo-charger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58203235A JPS6095134A (en) | 1983-10-29 | 1983-10-29 | Control device of turbo-charger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6095134A true JPS6095134A (en) | 1985-05-28 |
| JPH0545773B2 JPH0545773B2 (en) | 1993-07-12 |
Family
ID=16470680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58203235A Granted JPS6095134A (en) | 1983-10-29 | 1983-10-29 | Control device of turbo-charger |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0545773B2 (en) | 1993-07-12 |
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