JPS61101626A - 過給圧制御装置 - Google Patents

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】 この発明は、内燃機関に取り句けられるターボチャージ
ャの過給圧制御装置に関する。

従来の過給圧の制御は、ターボチャージャのタービンを
迂回するバイパスをウェストゲートバルブにより開閉制
御することにより行なわれる。これを第５図を参照して
説明すると、ターボチャージャｌは、同軸的に結合され
て一体回転するコンプレッサ２とタービン３とを有し、
コンプレッサ２は、エアクリーナからエンジンの燃焼室
４に通じる吸気通路５の途中に配設され、タービン３は
、エンジンの燃焼室４からマフラに通じる排気通路６の
途中に配設される。そして排気通路６には、タービン３
を迂回するようにその」二流と下流とを連通させるバイ
パス７が接続され、その上流側の接続部にはウェストゲ
ートバルブ８がピン９を中心に揺動可能に設けられ、バ
イパス人ロアａを開閉するようになっている。ウェスト
ゲートバルブ８の開閉はアクチュエータ１０によって行
なわれる。

アクチュエータ１０は、導通管１１によりコンプレッサ
２下流の吸気通路５に連通される第１圧力室１２と、ダ
イアフラム１３により隔成されて大気に開放された第２
圧力室１４と、ダイアフラム１３を常時第ｌ圧力室１２
側に抑圧細分する圧縮コイルはね１５と、ダイアフラム
１３に一端を結合されて他端をウェストゲートバルブ８
に枢着されたアクチュエーティングロッド１６とからな
る。

タービン３は、燃焼室４から排気通路６を通って流れる
排出ガスによって回転し、この回転によってコンプレッ
サ２が回転し、エアクリーナから吸入され空気を過給し
て、吸気通路５から燃焼室４内に送り込む。エンジンの
回転数が上昇してタービン３およびコンプレッサ２が高
速で回転すると、燃焼室４内に送り込まれる過給気の圧
力も高くなる。この過給圧がアクチュエータｌＯのばね
１５の設定圧よりも大きくなるとダイアフラム１３が押
し下げられ、ロッド１６を介してウェストゲートバルブ
８がピン９の回りに揺動してバイパスの入ロアａを開け
る。これにより、燃焼室４からの排出ガスの一部がバイ
パス７を通ってタービン３の下流に流れ、タービン３の
回転上昇が抑えられてコンプレッサ２による過給圧が設
定圧に保たれる。

このような過給圧の制御は、タービン３やコンプレッサ
２の過回転による焼付きを防止するほか。

ガソリンエンジンの場合は、ノックを防止する上で是非
必要である。しかしながら、第５図に示すような従来装
置におけるウェストゲートバルブアクチュエータ１０は
、第２圧力室１４に大気が導入されているため、高地等
において大気圧が下がると、第１圧力室１２に低い過給
圧が導入されてもウェストゲートバルブ８が開いてしま
い、低地での設定最大過給圧には至らない低い過給圧に
制御されてしまう。このためエンジン出力が低下し、ま
た燃焼室４に入る空気量が低下するので空燃比が変って
しまい、これを補正しないとディーゼルエンジンの場合
は排出ガス中に多量の黒煙を含むことになる。

ところで、ガソリンエンジンの場合は、エンジンの低速
回転域では最大過給圧を高目に設定してエンジン出力の
増大を図り、高速回転域ではノッキングが発生しないよ
うに最大過給圧を低目に抑えることが望まれる。ディー
ゼルエンジンの場合は、同様にエンジンの低速回転域で
は過給を大目にしてエンジン出力の増大を図り、高速回
転域では最大許容筒内圧（Ｐｍａｘ）を越えないように
過給を抑ええることが望まれる。このようにガソリンエ
ンジンの場合のノッキング許容限界およびディーゼルエ
ンジンの場合の最大許容筒内圧は、どの程度までの過給
が許されるかの目安となる。

したがってこの発明の目的は、大気圧等の環境条件の変
動に応じた過給圧の補正を、ノッキング許容限界または
最大許容筒内圧を目安にして行なうよう−にした過給圧
制御装置を提供することにある。

この発明による過給圧制御装置は、大気圧およびまたは
大気温を検出するためのセンサと、エンジンのノッキン
グまたは筒内圧を検出するためのセンサと、ノッキング
または筒内圧が所定の許容値になるように大気圧および
または大気温を検出するセンサからの信号に基づいてウ
ェストゲートバルブを開閉制御するための手段とを備え
ている。

大気圧が下がると過給圧も下がるので１敗地走行の場合
に比へて余計に過給してやらないとエンジン出力が低下
する。そこでノッキング許容限界または最大許容筒内圧
になるまで過給圧を上げてエンジン出力を増大させる。

大気温が上昇すると低温条件に比べて過給圧が低下する
ので、このような場合にも過給を余計に行なってエンジ
ン出力を上げる。大気圧と大気温の条件を両方取り入れ
て過給圧を精密制御することは望ましい。

以下、この発明の一実施例を第１図を参照して説明する
。なお、第５図の従来例の説明に用いた符号が同様な部
材に対して用いられている。この発明においては、装置
自体の構成は従来例とほぼ同様であるが、ウェストゲー
トバルブ８を開閉制御するための構成が従来例と異なっ
ている。ウェストゲートバルブ８は、その後端部に引張
コイルばね１７が設けられていて、常態においてその先
端部がバイパス人ロアａを閉じるように、ピン９の回り
に反時計回り方向の回動習性を与えられている。ウェス
トゲートバルブ８の後端部にはまた。

ステップモータ１８に一端が連結された連結棒１９の他
端が枢着されている。ステップモータ１８は、電子制御
装置（ＥＣＵ）　２０からの信号によって駆動される。

ＥＣＵ２０には、燃焼室４内に露出して設けられた筒内
圧センサ２１からの信号の他、エンジン回転数センサ、
負荷センサ、大気圧センサ、大気温センサなどからの信
号が入力される。

第２図には、この装置における制御の仕方の一例が示さ
れている。まずそのエンジンにマツチングさせて所定の
最大許容筒内圧（Ｐｍａｘ）を設定する。

次にエンジン回転数センサや負荷センサがらの信号によ
り、そのときの運転条件が、第２ａ図に示すようなウェ
ストゲートバルブ（ＷＧＶ）コントロール域にあるかど
うかが判断され、コントロール域にない場合は制御の必
要がないのでそのまま制御が終りになる。コントロール
域にある場合は、筒内圧センサ２１からの信号に基づい
て、筒内圧が設定されたＰｍａｘになっているかどうが
が判断され、なっている場合は、それ以上の制御は必要
ないので制御はそのまま終りになる。所定のＰｍａｘに
達していない場合は、大気圧センサおよびまたは大気温
センサからの信号により大気圧が標準大気圧よすも低い
場合およびまたは大気温が基準大、気温より高い場合に
は、筒内圧がＰｍａｘになるようにウェストゲートバル
ブ８の開度を設定し、その開度になるようにステップモ
ータ１８を駆動させる。

第３図に示すこの発明の別の実施例においては。

従来例と同様なウェストゲートバルブアクチュエータＩ
Ｏに対し、第１圧力室１２に大気開放管２２が接続され
、この大気開放管２２に圧力制御電磁弁２３が設けられ
ている。この電磁弁２３は、上記実施例と同様な運転状
態や環境条件を表わす信号を入力されたＥＣＵ２０によ
って駆動制御される。すなわち。

大気圧センサが気圧低下を検知し、およびまたは大気温
センサが気温上昇を検知すると、予め定められた大気圧
の低下およびまたは大気温の上昇に対する電磁弁２３に
よる過給圧リリーフ量を表わすマツプに従がって、電磁
弁２３が制御される。例えば大気圧が標準大気圧状態よ
りもΔＰだけ低下した場合には、第１圧力室１２内の圧
力もそのときの過給圧よりもΔＰだけ低くなるように電
磁弁２３を制御する。こうすることにより、標準大気圧
状態においてばね１５により設定された最大過給圧がそ
のまま維持され、高地およびまたは高温走行の場合にお
いても、低地およびまたは低温走行の場合と同様にして
ウェストゲートバルブ８の開閉制御が行なわれてＰｍａ
ｘが一定に維持される。

第４図に示すこの発明のさらに別の実施例においては、
ウェストゲートバルブアクチュエータ１０の第２圧力室
１４が密閉ベローズ２４により密閉されるとともに、そ
こに圧力制御電磁弁２５を途中に設けた第２導通管２６
の一端が接続されている。第２導通管２６の他端は、コ
ンプレッサ２下流の過給圧をアクチュエータ１０の第１
圧力室１２に導入するための第１導通管１１の途中に接
続されている。

常態においては、ＥＣＵ２０からの信号により電磁弁２
５が作動してアクチュエータ１０の第２圧カ室１４を大
気開放し、通常のアクチュエータ１０と同様にして作動
する。大気圧センサが気圧低下を検知すると、およびま
たは大気温センサが気温上昇を検知すると、　ＥＣＵ２
０が電磁弁２５を作動させて過給圧の一部をアクチュエ
ータＩＯの第２圧カ室１４に導入して背圧を高める。こ
うすると、標準大気圧およびまたは基準大気温の場合よ
りも余計に過給してやらないとウェストゲートバルブ８
が開かず、したがって大気圧低下およびまたは大気温上
昇による過給不足が補正される。

アクチュエータ１０の第２圧力室１４に過給圧の一部を
導入する代りに、同じく圧力制御電磁弁２５を介してエ
ンジンのバキュームポンプまたはスロットルバルブ下流
で発生した負圧を導入してばね１５の復元力との併用で
第２圧力室１４内の背圧を制御するようにしてもよい。

すなわち、常態において第２圧力室１４内にある値の負
圧を導入して第２圧力室１４内の背圧を一定に保ち、高
地走行等の場合は、電磁弁２５により負圧の一部を逃が
して第２圧力室１４内の背圧を高め、常態よりも余計に
過給しないとウェストゲート）くルブ８が開かないよう
にする。

上記各実施例においては、筒内圧がＰｍａｘになるよう
に過給が制御されるが、ノックセンサを用いてノッキン
グ許容限界になるように過給を制御してもよい。また、
適当なエンジントルクセンサがあれば、これを用いてエ
ンジン出力が一定になるように制御してもよい。

以上のように、この発明による過給圧制御装置は、大気
圧およびまたは大気温を検出するためのセンサと、エン
ジンのノッキングまたは筒内圧を検出するためのセンサ
と、エンジンのノッキングまたは筒内圧が所定の許容値
になるように大気圧およびまたは大気温センサからの信
号に基づいてウェストゲートバルブを開閉制御する手段
とを備えているので、環境条件の変動に応じて過給圧を
適正に補正することができ、エンジン出力の低下や空燃
比等の変化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す概略構成図、第２
図は、第１図に示す実施例の制御フローチャート、第２
ａ図は、ウェストゲートバルブコントロール域を示すグ
ラフ、第３図はこの発明の別の実施例の要部を示す概略
構成図、第４図は。 この発明のさらに別の実施例を示す概略構成図、第５図
は、従来の過給圧制御装置の一例を示す概略構成図であ
る。 １・・・・ターボチャージャ、２・・・・コンプレッサ
、３・・・・タービン、４・・・・燃焼室、５・・・・
吸気通路、６・・・・排気通路、７・・・・バイパス、
８・・・・ウェストゲートバルブ、　１０・・・・ウェ
ストゲートバルブアクチュエータ、１１・・・・導通管
、１２・・・・第１圧力室、１３・・・・ダイアフラム
、１４・・・・第２圧力室、１５・・・・圧縮コ、ｒル
ばね、１６・・・・アクチュエーティングロッド、１８
・・・・ステップモータ、２１・・・・筒内圧センサ、
　２３．２５・・・・圧力制御電磁弁、２４・・・・密
閉ベローズ。 ＩＰ）δ　久 ｆＰ）Ｄ　　暖 −−ＩＳｌ１２Ｑ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンの燃焼室からの排出ガスをターボチャージャ
   のタービンに供給するための排気通路から前記タービン
   の下流の排気通路に通じるバイパスをウエストゲートバ
   ルブにより開閉制御することにより前記ターボチャージ
   ャのコンプレッサの過給圧を制御する装置であって、大
   気圧およびまたは大気温を検出するためのセンサと、エ
   ンジンのノッキングまたは筒内圧を検出するためのセン
   サと、前記ノッキングまたは筒内圧が所定の許容値にな
   るように前記大気圧およびまたは大気温を検出するセン
   サからの信号に基づいて前記ウエストゲートバルブを開
   閉制御するための手段とを備えた過給圧制御装置。