JPH0117617Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ターボ過給機に冷却水等の冷媒を供
給する冷媒通路を備えたターボ過給機付エンジン
の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、実開昭54−21708号公報に示されるよう
に、潤滑油とは別に冷却水をターボ過給機に供給
してターボ過給機を冷却することにより、排気の
熱によるターボ過給機の過熱を防止し、高負荷運
転時や高負荷運転直後の停止時におけるベアリン
グの焼付きおよび潤滑油の炭化等を防止するよう
にしたターボ過給機付エンジンが知られている。
このようなエンジンにおいては、エンジンの作動
中、常に一定通路面積の冷却水通路を通して冷却
水をターボ過給機に供給し、循環させるようにな
つていた。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、低負荷運転時にはターボ過給機の温
度は比較的低いためそれほど冷却する必要はな
く、排気ガスの浄化を促進する意味からは低負荷
運転時にできるだけ排気ガスの温度低下を抑制す
ることが好ましい。また加速操作（アクセルペダ
ルの踏込み）に応じた低負荷運転状態から高負荷
運転状態への移行時や減速操作（アクセルペダル
の戻し）に応じた高負荷運転状態から低負荷運転
状態への移行時にはエンジン負荷の変動よりある
程度遅れてターボ過給機の温度が変化する。従つ
て、これらの運転条件に応じてターボ過給機に対
する冷却作用を調整することのできるようなエン
ジンの開発が望まれていた。

本考案はこれらの事情に鑑み、ターボ過給機に
対する冷却作用を負荷に応じて調整し、かつ、低
負荷運転状態から高負荷運転状態への移行時もし
くは高負荷運転状態から低負荷運転状態への移行
時にもターボ過給機の温度変化に適合するように
冷却作用を調整して、ターボ過給機の信頼性を保
ちつつエミツシヨンを向上することのできるター
ボ過給機付エンジンを提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、ターボ過給機に冷媒を供給する冷媒
通路を備えたターボ過給機付エンジンにおいて、
エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、この
負荷検出手段の出力を受け、低負荷運転状態では
上記冷媒通路を閉じ、若しくはその通路面積を小
さくして、高負荷運転状態では冷媒通路の通路面
積を大きくするようにし、かつ、エンジンが低負
荷運転状態から高負荷運転状態へ移行したときと
高負荷運転状態から低負荷運転状態へ移行したと
きの少なくともいずれかで、その時点から一定時
間経過後に上記冷媒通路の通路面積を変える冷媒
流量制御手段とを設けたものである。

〔作用〕

上記構成によると、低負荷運転状態では冷媒流
通量が制限されることによりターボ過給機に対す
る冷却作用が抑制され、また低負荷運転状態から
高負荷運転状態への移行時もしくは高負荷運転状
態から低負荷運転状態への移行時には、負荷の変
動に対するターボ過給機の温度変化の遅れに見合
う程度に、冷媒流通量の変化が遅らされる。

（実施例） 第１図は本考案の一実施例を示す。この図にお
いて、１はエンジン本体、２は吸気通路、３は排
気通路である。上記エンジン本体１におけるシリ
ンダ４の周囲にはウオータジヤケツト５が形成さ
れ、シリンダ４内のピストン６の上方には燃焼室
７が形成されている。この燃焼室７には吸気ポー
ト８および排気ポート９が開口し、これらのポー
ト８，９に吸気弁１０および排気弁１１が装備さ
れている。

１３はターボ過給機であつて、排気通路３中に
設けられたタービン１４と、吸気通路２中に設け
られたコンプレツサ１５と、これらを連結する軸
１６とを備え、排気流により上記タービン１４が
駆動され、これに伴つてコンプレツサ１５が回転
することにより吸気過給を行うようになつてい
る。上記軸１６はベアリング１７に支承されてベ
アリングハウジング１８にに収容され、このベア
リングハウジング１８には、冷媒としての冷却水
を導入するウオータジヤケツト１９が形成されて
いる。このウオータジヤケツト１９は冷却水通路
（冷媒通路）２０，２１を介してエンジン本体１
のウオータジヤケツト５に接続され、冷却水通路
２０，２１を通して冷却水が供給、循環されるこ
とによりターボ過給機１３の冷却が行われるよう
にしている。

冷却水通路２０の途中には、この通路２０の通
路面積を調節することによつて冷却水流量を制御
する制御弁２３が設けられている。この制御弁２
３は、第２図に詳しく示すように、冷却水通路２
０内に突入する弁体２４と、上記弁体２４を閉弁
方向に付勢するスプリング２５と、上記弁体２４
を作動するソレノイド２６とを備えている。そし
て、ソレノイド２６に通電されていないときはス
プリング２５により弁体２４が押し出されて冷却
水通路２０の通路面積を小さくし、またはこの通
路２０を完全に閉じ、ソレノイド２６に通電され
たときは弁体２４が後退して冷却水通路２０の通
路面積を大きくするように構成されている。

上記制御弁２３はコントロールユニツト２８か
ら出力される制御信号によつて制御されるように
している。このコントロールユニツト２８は、マ
イクロコンピユータ等からなり、スロツトル弁２
９の開度を検出するスロツトル開度センサ３０等
の負荷検出手段からの検出信号を受け、後述のフ
ローチヤートに示すようなプログラムに従つて制
御弁２３のソレノイドに対する通電を制御するよ
うにしてある。こうしてコントロールユニツト２
８と制御弁２３とで、冷却水（冷媒）流量制御手
段を構成している。

なお、図に示す実施例では、吸気通路２のスロ
ツトル弁２９下流に燃料噴射弁３２が設けられ、
この燃料噴射弁３２もコントロールユニツト２８
により制御されるようにしてあつて、エンジン１
回転当りの吸入空気量に応じた燃料噴射量の制御
を行うため、エアフローメータ３３およびエンジ
ン回転数センサ３４からの信号がコントロールユ
ニツト２８に入力されている。

第３図は、前記制御弁２３に対する制御のプロ
グラムをフローチヤートで示しており、このフロ
ーチヤートを次に説明する。

プログラムがスタートすると、先ず、前記ソレ
ノイド２６への通電開始時期を定めるための第１
タイマの値TM₁と通電停止時期を定めるための
第２タイマの値TM₂とを０とする初期化を行う
（ステツプS₁）。また、ソレノイドに通電すべき状
態かどうかを示すフラツグFLGを０とする（ス
テツプS₂）。次にスロツトル開度センサ３０によ
つて検出されるスロツトル開度TVOを読込み
（ステツプS₃）、このスロツトル開度TVOが第１
の設定値Ａ以上か否かを判別する（ステツプS₄）。

スロツトル開度TVOが第１の設定値Ａ以上で
あるときには、第２タイマの値TM₂を０とし、
（ステツプS₅）、第１タイマの値TM₁を１だけ加
算（ステツプS₆）してから、第１タイマの値
TM₁が予め定められた一定時間ａ以上となつた
か否かを判別し（ステツプS₇）、上記一定時間ａ
以上となれば前記フラツグFLGを１とする（ス
テツプS₈）。またスロツトル開度TVOが上記設定
値Ａ未満であるときには、第１タイマの値TM₁
を０とし（ステツプS₉）、さらにスロツトル開度
TVOが上記第１設定値Ａよりも低い第２の設定
値Ｂ以下となつたか否かを判別する（ステツプ
S₁₀）。そして上記設定値Ｂ以下となつたときに第
２タイヤの値TM₂を１だけ加算し（ステツプ
S₁₁）、ついで第２タイマの値TM₂が予め定めら
れた一定時間ｂ以上となつたか否かを判別し（ス
テツプS₁₂）、上記一定時間ｂ以上となれば前記フ
ラツグFLGを０とする（ステップS₁₃）。

これらの処理に続き、前記フラツグFLGが１
であるか否かを判別する（ステップS₁₄）。そして
このフラツグFLGが１であれば前記制御弁２３
のソレノイド２６に通電し（ステップS₁₅）、従つ
て冷却水通路２０の通路面積を大きくし、またフ
ラツグFLGが０であればソレノイド２６への通
電を停止し（ステップS₁₆）、従つて冷却水通路２
０の通路面積を小さくする。その後ステツプS₃に
戻つてそれ以下のフローを繰返すようになつてい
る。

このフローチヤートによると、第４図のタイム
チヤートに示すようにスロツトル開度TVOの変
化に応じて冷却水通路２０の通路面積が制御され
る。つまり、当初においてスロツトル開度TVO
が第１の設定値Ａ未満である低負荷運転状態にあ
るときは、前記フラツグFLGが０となつている
ので、前記ステツプS₁₆での処理により制御弁２
３のソレノイド２６への通電が停止されて冷却水
通路２０の通路面積が小さくされ、ターボ過給機
１３への冷却水の流入が制限される。従つて、タ
ーボ過給機１３の過冷却によつて排気ガスの熱が
奪われることが防止され、排気ガス浄化作用が良
好に行われることとなる。

この状態からスロツトル開度TVOが前記の第
１の設定値Ａ以上となつたときには、前記ステツ
プS₆での処理により第１タイマが作動し始める
が、一定時間ａに達するまでは前記ソレノイド２
６への通電が停止されている。この間にスロツト
ル弁２９が閉じられると第１タイマが０に戻され
るため、上記一定時間ａより小さい短時間だけス
ロツトル弁２９が開かれる場合には、冷却水通路
２０の通路面積が小さくされた状態に保たれる。

そして、第４図に符号t₁で示す時点でスロツト
ル開度TVOが第１の設定値Ａ以上となつてから、
その高負荷運転状態が持続した場合には、上記時
点t₁から一定時間ａを経過した後、前記ステツプ
S₈での処理によりフラツグFLGが１とされ、ス
テツプS₁₅での処理により前記ソレノイド２６に
通電されて、冷却水通路２０の通路面積が大きく
される。従つて、上記設定値Ａに相当する所定負
荷以上となつてからも、ターボ過給機１３の温度
上昇の遅れに見合う程度の時間はターボ過給機１
３に対する冷却作用が抑制されて排気ガス温度の
低下が防止され、その後はターボ過給機１３に対
する冷却作用が高められることにより、ターボ過
給機１３の過熱が防止されることとなる。

また、この状態からエンジン負荷が低下する場
合には、排気ガスおよびターボ過給機１３の温度
がある程度高くなつていることを考慮して、スロ
ツトル開度TVOが第１の設定値Ａよりも低い第
２の設定値Ｂ以下となつた時点t₂で第２タイマが
作動されるようにしてある。そして、上記時点t₂
から一定時間ｂが経過するまでは前記ソレノイド
２６に通電された状態が保たれ、一定時間ｂを経
過してからステツプS₁₆での処理が行われて通電
が停止される。従つて、上記第２の設定値Ｂに相
当する所定負荷以下となつてからも、ターボ過給
機１３の温度低下の遅れに見合う程度の時間はタ
ーボ過給機１３に対する冷却作用が高められた状
態に保たれてターボ過給機１３の過熱が防止さ
れ、その後は冷却作用が抑制されて排気ガスの温
度低下が防止されることとなる。

なお、上記実施例では、スロツトル開度TVO
が第１の設定値Ａ以上となつたときと、第２の設
定値Ｂ以下となつたときとにおいてそれぞれ、冷
却水通路２０の通路面積の変化を一定時間ａまた
はｂだけ遅延させるようにしているが、これらの
ときのいずれか一方において冷却水通路２０の通
路面積の変化を遅延させるようにしてもよい。ま
た、ターボ過給機１３を冷却する冷媒は冷却水に
限らず、クーラーの冷媒等を利用してもよい。

［考案の効果］ 以上のように本考案は、低負荷運転状態ではタ
ーボ過給機に対する冷媒通路を閉じ若しくはその
通路面積を小さくして排気ガスの温度低下を防止
し、高負荷運転状態では冷媒通路の通路面積を大
きくしてターボ過給機の過熱を防止している。そ
の上、エンジンが低負荷運転状態から高負荷運転
状態へ移行したときと高負荷運転状態から低負荷
運転状態へ移行したときの少なくともいずれか
で、その時点から一定時間経過後に上記冷媒通路
の通路面積を変えるようにしているので、低負荷
運転状態から高負荷運転状態への移行時もしくは
高負荷運転状態から低負荷運転状態へ移行時の、
負荷変動に対するターボ過給機の温度変化の遅れ
にも適合するように冷却作用を調整することがで
きる。従つて、ターボ過給機の信頼性を保ちつつ
エミツシヨンを向上することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す概略図、第２図
は冷却水通路に設けられた制御弁の構造を示す拡
大断面図、第３図は制御のフローチヤート、第４
図はスロツトル開度変化と冷却水通路の通路面積
の変化との関係を示すタイムチヤートである。 １……エンジン本体、１３……ターボ過給機、
２０，２１……冷却水（冷媒）通路、２３……制
御弁、２８……コントロールユニツト、３０……
スロツトル開度センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ターボ過給機に冷媒を供給する冷媒通路を備え
   たターボ過給機付エンジンにおいて、エンジンの
   負荷を検出する負荷検出手段と、この負荷検出手
   段の出力を受け、低負荷運転状態では上記冷媒通
   路を閉じ、若しくはその通路面積を小さくして、
   高負荷運転状態では冷媒通路の通路面積を大きく
   するようにし、かつ、エンジンが低負荷運転状態
   から高負荷運転状態へ移行したときと高負荷運転
   状態から低負荷運転状態へ移行したときの少なく
   ともいずれかで、その時点から一定時間経過後に
   上記冷媒通路の通路面積を変える冷媒流量制御手
   段とを設けたことを特徴とするターボ過給機付エ
   ンジン。