JPH01300016A - エンジンの排気ターボ過給機制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの排気ターボ過給機制御装置に関し、
特に複数の排気ターボ過給機を備え、エンジンの運転状
態に応じて一部の排気ターボ過給機を作動または停止さ
せるようにしたものに関する。

（従来の技術） 従来、二つの排気ターボ過給機を備えたエンジンの排気
ターボ過給機制御装置として、例えば実開昭６０−１７
８３２９号公報に開示されるように、排気通路に第１お
よび第２の排気ターボ過給機のタービンを並列的に設け
、この二つの排気ターボ過給機のコンプレッサをエンジ
ンの吸気通路に接続するとともに、第２排気ターボ過給
機のタービン上流側の排気通路に排気カット弁を設け、
エンジンの低速低負荷時には排気カット弁を閉じて排気
通路からの排気ガスを第１排気ターボ過給機のタービン
に集中的に供給して高い過給圧を確保する一方、エンジ
ンの高速高負荷時には排気カット弁を開いて排気通路か
らの排気ガスを二つの排気ターボ過給機のタービンに供
給して吸気流量を確保しながら適正な過給圧を得るよう
にしたものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記従来のものでは、エンジンの低速低負荷
時には排気カット弁が閉じるので、排気通路の通路面積
が小さくなって排気抵抗が増大し排気ガス圧力が高まる
。しかも、このときに作動する第１排気ターボ過給機の
容量は、単一の排気ターボ過給機を備えるエンジンの排
気ターボ過給機の容量に較べれば小さいので、排気抵抗
が一層増大して排気ガス圧力が高まる。そのため、エン
ジン燃焼系の背圧が高まってダイリューションガスが増
大し、燃焼が不安定になって燃費が悪くなるという問題
が生じる。

また、例えば低速低負荷状態からの急加速時等には、第
２排気ターボ過給機が停止している状態で排気カット弁
が急に開いて第２排気ターボ過給機がいきなり回り出す
ので、排気ターボ過給機の軸受等の潤滑部へのオイルの
供給がすぐには間に合わず、潤滑が不十分になる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、燃焼安定性が問題となる軽負荷領域
においては、本来一部の排気ターボ過給機を停止すべき
であっても敢てこれを作動させて、エンジン燃焼系の背
圧を低下させるとともに排気ターボ過給機の予運転を行
って排気ターボ過給機を常に潤滑しておくことにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明では、エンジンが所定
の停止領域にあるときには一部の排気ターボ過給機の作
動を停止させることを原則とし、エンジンがこの停止領
域にあっても軽負荷領域にあるときには全ての排気ター
ボ過給機を作動させることである。

具体的に、本発明の講じた解決手段は、第１図に示すよ
うに、エンジンに複数設けられ且つ排気ガスのエネルギ
により吸気を過給する排気ターボ過給機３１．３２と、
排気ターボ過給機３２の作動を停止させる過給機作動停
止手段４１と、エンジンの運転状態を検出する運転状態
検出手段９１と、該運転状態検出手段９１の出力を受け
、エンジンが所定の停止領域にあるときには一部の排気
ターボ過給機３２の作動が停止するように上記過給機作
動停止手段４１を制御する過給機制御手段９２と、上記
運転状態検出手段９１の出力を受け、エンジンが上記停
止領域にあっても軽負荷領域にあるときには上記過給機
制御手段９２による排気ターボ過給機３２の停止命令を
解除する停止解除手段９３とを設ける構成としたもので
ある。

（作用） 上記の構成により、本発明では、過給機制御手段９２の
制御により、運転状態検出手段９１で検出された運転状
態が停止領域にあるときには過給機作動停止手段４１に
よって一部の排気ターボ過給機３２の作動が停止されて
、常用の排気ターボ過給機３１に排気ガスが集中的に供
給されて高い過給圧が確保される一方、停止領域にない
ときには全ての排気ターボ過給機３１．３２に排気ガス
が供給されて吸気流量を確保しながら適正な過給圧が得
られる。

その場合、停止解除手段９３により、エンジンが上記停
止領域にあっても軽負荷領域にあるときには上記過給機
制御手段９２による排気ターボ過給機３２の停止制御が
解除されて全ての排気ターボ過給機３１．３２に排気ガ
スが供給されるので、排気抵抗が低減され、エンジン燃
焼系の背圧が低くなってダイリューションガスが減少し
、燃焼が安定になって燃費が改善されることになる。

しかも、このことによって上記一部の排気ターボ過給機
３２の予運転が行われて該排気ターボ過給機３２が常に
良好に潤滑されることになり、この排気ターボ過給機３
２が作動を開始したときにも潤滑部が追随性良く潤滑さ
れることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施例に係る排気ターボ過給機制御装
置を備えた２０−タタイプの排気ターボ過給機付ロータ
リピストンエンジンを示す。同図において、１はインタ
メゾイエイトハウジング、ロータハウジングおよびサイ
ドハウジングからなるハウジングであって、該ハウジン
グ１内には、二つの多角形状のロータ２，２が配されて
おり、該各ロータ２が遊星回転運動してハウジング１内
に形成される三つの作動室に吸気、圧縮、爆発、膨張お
よび排気の各行程を順に行わせるようにしている。

上記ハウジング１には、吸気行程にある作動室に新気を
供給するプライマリポート３およびセカンダリポート４
が設けられている。また、このハウジング１には、排気
行程にある作動室から排気を排出する排気ポート５が設
けられている。

そして、上記各ロータ２に対応するプライマリポート３
およびセカンダリポート４には吸気通路１０がその分岐
した端部において接続され、該吸気通路１０はエアクリ
ーナ１３を介して大気に開放されている。上記吸気通路
１０はその途中において第１および第２の二つの吸気通
路１１．１２に分割されている。そして、該吸気通路１
０の合流部分の下流には、上流側から順に、吸気を冷却
するためのインタークーラ１４と、吸気流量を調節する
ためのスロットル弁１５と、吸気の脈動を緩和するため
のサージタンク１６とが設けられている。さらに、上記
吸気通路１０には、プライマリポート３およびセカンダ
リポート４に臨ませて燃料を噴射供給するためのインジ
ェクタ１７．１８がそれぞれ設けられている。

また、上記排気ボート５．５には排気通路２０が接続さ
れている。すなわち、該排気通路２０の一端は第１およ
び第２の二つの排気通路２１．２２に分岐されていて、
該各排気通路２１．２２がそれぞれ二つの排気ボート５
，５に接続されている。

そして、このエンジンには第１および第２の二つの排気
ターボ過給機３１．３２が設けられている。すなわち、
上記第１および第２排気通路２１゜２２には第１および
第２排気ターボ過給機３１゜３２のタービン３１ａ、３
２ａがそれぞれ設けられているとともに、第１および第
２吸気通路１１゜１２には第１および第２排気ターボ過
給機３１゜３２のコンプレッサ３１ｂ、３２ｂがそれぞ
れ設けられていて、排気ガスのエネルギにより吸気を過
給するようにしている。また、上記第１および第２排気
通路２１．２２は各排気ターボ過給機３１．３２の上流
側で連通路３３を介して接続されている。

また、上記第２排気通路２２において第２排気ターボ過
給機３２のタービン３２ａと連通路３３との間には排気
カット弁４１が設けられており、第２排気ターボ過給機
３２のタービン３２ａへの排気ガスの供給を調整するよ
うにしている。すなわち、この排気カット弁４１は、第
２排気ターボ過給機３２の作動を停止させる過給機作動
停止手段として機能する。さらに、該排気カット弁４１
下流の第２排気通路２２と上記連通路３３とは洩らし通
路４２で接続されている。該洩らし通路４２には洩らし
弁４３が設けられており、第２排気ターボ過給機３２の
タービン３２ａへの微量の排気ガスの供給を調整するよ
うにしている。また、上記連通路３３と第１および第２
排気ターボ過給機３１．．３２下流の排気通路２０とは
バイパス通路４４で接続されている。該バイパス通路４
４にはウェストゲート弁４５が設けられており、加圧エ
アのバイパス量を調整して過給圧特性を改善するように
している。これら６弁４１，４３．４５は圧力応動式の
アクチュエータ４６〜４８によってそれぞれ駆動される
。

さらに、上記第２吸気通路１２における第１吸気通路１
１との合流部分の直上流には吸気カット弁５１が設けら
れている。また、該第２吸気通路１２には第２排気ター
ボ過給機３２のタービン３２ａをバイパスするリリーフ
通路５２が設けられている。このリリーフ通路５２には
リリーフ弁５３が設けられており、タービン３２ａの上
流側と下流側との圧力差を緩和するようにしている。こ
れら６弁５１および５３は圧力応動式のアクチュエータ
５６および５７によってそれぞれ駆動される。

また、上記排気通路２０における第１および第２排気通
路２１．２２の合流部分よりも下流には触媒装置６０が
設けられており、排気ガスを浄化するようにしている。

そして、上記各アクチュエータ４６〜４８および５６．
５７はコントロールユニット８０によって制御される。

さらに、８１は吸気通路１０に設けられ吸気流量を検出
するためのエアフローセンサ、８２は上記スロットル弁
１５の開度を検出するためのスロットルセンサ、８３は
吸気通路１０に設けられ吸気圧力を検出するためのブー
スト圧力センサ、８４はエンジンの回転数を検出するた
めの回転数センサ、８５はエンジンの水温を検出するた
めの水温センサ、８６は上記吸気カット弁５１の両側の
吸気圧力の差圧を検出するための差圧センサである。こ
れら各センサ８１〜８６はコントロールユニット８０に
それぞれ接続されている。

次に、上記コントロールユニット８０の作動制御を第３
図のフローに基づいて説明する。まず、ステップＳｌで
上記各センサ８１〜８６からの信号を入力する。そして
、ステップＳ２でエンジンが第４図の停止領域にあるか
否かを判定し、ステップＳ３でエンジンが第４図の軽負
荷領域にあるか否かを判定する。ここで上記停止領域と
は、エンジンの低速低負荷領域を中心とする領域であっ
て吸気流量が少ない領域に対応する。また、軽負荷領域
とは該停止領域のなかでも特に負荷の低い領域である。

そして、エンジンが停止領域にあって且つ軽負荷領域に
ないとき、つまりステップＳ２での判定がＹＥＳで且つ
ステップＳ３での判定がＮｏのときにはステップ８４〜
ステツプＳ７で第２排気ターボ過給機３２の作動を停止
する。すなわち、ステップＳ４で洩らし弁４３を、ステ
ップＳ５で排気カット弁４１をそれぞれ閉じて第２排気
ターボ過給機３２の作動を停止させ、第１排気ターボ過
給機３１に排気ガスを集中的に供給して高い過給圧を確
保するとともに、ステップＳ６で吸気カット弁５１を閉
じて吸気通路１０から第２吸気通路１１への吸気の逆流
を防止し、且つステップＳ７でリリーフ弁５３を開き、
減速時等、吸気流量が少なく且つ圧力が大きくなる運転
状態においてはリリーフ通路５２を介してコンプレッサ
３２ｂの圧力を′リリーフしてコンプレッサ３２ｂのサ
ージングを防止するようにしている。

一方、エンジンが停止領域になくステップＳ２での判定
がＮｏのときにはステップ８８〜ステツプＳ１１で第２
排気ターボ過給機３２を作動させる。

すなわち、ステップＳ２でエンジンが停止領域にないと
判定したときには、ステップＳ８で洩らし弁４３を開き
、少量の排気ガスを第２排気ターボ過給機３２に供給し
てタービン３２ａの助走を行う。そして、ステップＳ９
でリリーフ弁５３を閉じるとともにステップＳ＋ｅで排
気カット弁４１を開き、上記吸気カット弁５１の両側の
吸気圧力の差圧が小さくなるとステップＳ１１でこの吸
気カット弁５１を開いて第２排気ターボ過給機３２を作
動させ、第１および第２排気ターボ過給機３１゜３２の
双方により吸気を過給する。このことにより、吸気流量
を確保しながら適正な過給圧を得ることができる。ここ
で、排気カット弁４１が開く前にリリーフ弁５３を閉じ
るようにしたのは、排気カット弁４１が開くときにリリ
ーフ弁５３が開いているとタービン３２ａが空回りして
回転数が急に上ってしまい排気圧力が急激に変動してエ
ンジンのダイリューションガスが大きく変化して燃焼変
動をきたすからである。

また、エンジンが停止領域にあっても軽負荷領域にある
とき、つまりステップＳ２での判定およびステップＳ３
での判定のいずれもがＹＥＳのときにはステップ８８〜
ステツプＳ１１で第２排気ターボ過給機３２を作動させ
る。このことにより、双方の排気ターボ過給機３１．３
２に排気ガスが供給されるので、排気抵抗が低減され、
エンジン燃焼系の背圧が低くなってダイリューションガ
スが減少し、燃焼を安定にして燃費を改善することがで
きる。

しかも、このことによって第２排気ターボ過給機３２の
予運転が行われて該排気ターボ過給機３２が常に良好に
潤滑されることになり、この排気ターボ過給機３２が作
動を開始したときにも潤滑部が追随性良く速やかに潤滑
されて良好な潤滑性を確保することができる。

尚、排気カット弁４１により洩らし弁４３としての機能
を持たせることも可能であるが、本実施例では排気カッ
ト弁４１と洩らし弁４３とを各々別個のものにして洩ら
し弁４３の機能の精度を上げている。

また、上記フローには示していないが、ウェストゲート
弁４５も上記コントロールユニット８０により過給圧に
応じて作動制御される。

以上のフローにおいて、ステップＳ１によりエンジンの
運転状態を検出する運転状態検出手段９１を構成してい
る。また、ステップＳ２およびステップＳ４〜ステツプ
Ｓｌ＋により、該運転状態検出手段９１の出力を受け、
エンジンが所定の停止領域にあるときには一部の排気タ
ーボ過給機３２の作動が停止するように上記過給機作動
停止手段（排気カット弁４１）を制御する過給機制御手
段９２を構成している。また、ステップＳ３により、上
記運転状態検出手段９１の出力を受け、エンジンが上記
停止領域にあっても軽負荷領域にあるときには上記過給
機制御手段９２による排気ターボ過給機３２の停止命令
を解除する停止解除手段９３を構成している。

尚、上記実施例ではロータリピストンエンジンについて
説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は
例えばレシプロエンジン等、他のタイプのエンジンの排
気制御装置についても適用することができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの排気ターボ過
給機制御装置によれば、エンジンが所定の停止領域にあ
るときには一部の排気ターボ過給機の作動を停止させる
一方、エンジンが上記停止領域にあっても軽負荷領域に
あるときには排気ターボ過給機の停止命令を解除するよ
うにしたので、エンジンの全運転領域で吸気を適正に過
給できるという基本的効果を得ながら、エンジンの軽負
荷領域で排気抵抗が低減され、エンジン燃焼系の背圧が
低くなってダイリューションガスが減少し、燃焼を安定
にして燃費を改善することができるとともに、排気ター
ボ過給機の作動開始時における潤滑を良好に行うことが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を例示し、第１図は本発明の構成
を示すブロック図である。第２図〜第４図は実施例を示
し、第２図は全体概略構成図、第３図はコントロールユ
ニットの作動制御を示すフローチャート図、第４図は停
止領域および軽負荷領域を示す説明図である。 ３１・・・第１排気ターボ過給機、３２・・・第２排気
ターボ過給機、４１・・・排気カット弁（過給機作動停
止手段）、９１・・・運転状態検出手段、９２・・・過
給機制御手段、９３・・・停止解除手段。 第１図 第４図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンに複数設けられ且つ排気ガスのエネルギ
   により吸気を過給する排気ターボ過給機と、排気ターボ
   過給機の作動を停止させる過給機作動停止手段と、エン
   ジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転
   状態検出手段の出力を受け、エンジンが所定の停止領域
   にあるときには一部の排気ターボ過給機の作動が停止す
   るように上記過給機作動停止手段を制御する過給機制御
   手段と、上記運転状態検出手段の出力を受け、エンジン
   が上記停止領域にあっても軽負荷領域にあるときには上
   記過給機制御手段による排気ターボ過給機の停止命令を
   解除する停止解除手段とを設けたことを特徴とするエン
   ジンの排気ターボ過給機制御装置。