JPH03213619A - 過給機付エンジン - Google Patents
過給機付エンジンInfo
- Publication number
- JPH03213619A JPH03213619A JP2006444A JP644490A JPH03213619A JP H03213619 A JPH03213619 A JP H03213619A JP 2006444 A JP2006444 A JP 2006444A JP 644490 A JP644490 A JP 644490A JP H03213619 A JPH03213619 A JP H03213619A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbocharger
- switching valve
- engine
- exhaust
- intake
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Supercharger (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
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。
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、主、副ター4ζチV−シ(・が並列に配置さ
れ、運転条件に応じターボチャージャの作動個数を変え
るようにした過給機付エンジンに関する。
れ、運転条件に応じターボチャージャの作動個数を変え
るようにした過給機付エンジンに関する。
[従来の技術]
エンジン本体に対し、二つのターボチャージャを並列に
配置し、エンジンの運転条件に応じて(主として高速域
と低速域とについて)、ターボチャージャの作動個数を
変えるようにした、いわゆる2ステージターボシステム
を採用した過給機1」エンジンか知られている。この種
のエンジンにおいては、副ターボチャージャの吸、排気
系にそれぞれ吸気切替弁、排気切替弁を設は主ターボチ
ャージャのみを作動させるときには、吸気切替弁、排気
切替弁を閉じ、副ターボチャージャの過給作動を停止さ
せるようになっている。また、排気切替弁は、副ターボ
チャージャのタービンの上流側(たとえば特開昭59’
−141709号公報)あるいは下流側(たとえば特願
平1−300873号)のいずれかに設けられているが
、排気切替弁を閉じた状態でも排気ガスの動圧かタービ
ンにかかる構造になっているため、停止側ターボチャー
ジV(副ターボチャージャ)を過給作動に切り替える前
に、該停止側ターボチャージャを上記動圧を利用して助
走回転させることができる。
配置し、エンジンの運転条件に応じて(主として高速域
と低速域とについて)、ターボチャージャの作動個数を
変えるようにした、いわゆる2ステージターボシステム
を採用した過給機1」エンジンか知られている。この種
のエンジンにおいては、副ターボチャージャの吸、排気
系にそれぞれ吸気切替弁、排気切替弁を設は主ターボチ
ャージャのみを作動させるときには、吸気切替弁、排気
切替弁を閉じ、副ターボチャージャの過給作動を停止さ
せるようになっている。また、排気切替弁は、副ターボ
チャージャのタービンの上流側(たとえば特開昭59’
−141709号公報)あるいは下流側(たとえば特願
平1−300873号)のいずれかに設けられているが
、排気切替弁を閉じた状態でも排気ガスの動圧かタービ
ンにかかる構造になっているため、停止側ターボチャー
ジV(副ターボチャージャ)を過給作動に切り替える前
に、該停止側ターボチャージャを上記動圧を利用して助
走回転させることができる。
[発明か解決しようとする課題]
ところが、エンジン温度が低いとき、吸、排気切替弁を
閉じターボチャージャの作動個数を減らすことにより、
排気系に設けられた触媒の暖機性を向上できるものの、
排気脈動により排気ガスの一部が停止している副ターボ
チャージャ側に流れ込むため、この分触媒の暖機性が低
下するという問題がある。
閉じターボチャージャの作動個数を減らすことにより、
排気系に設けられた触媒の暖機性を向上できるものの、
排気脈動により排気ガスの一部が停止している副ターボ
チャージャ側に流れ込むため、この分触媒の暖機性が低
下するという問題がある。
たとえば特開昭59−141709号公報開示の排気切
替弁を副ターボチャージャのタービン上流に設ける構造
では、第6図に示すように、排気切替弁51を閉じた状
態で、主ターボチャージャ52のタービン52aを通過
してきた排気ガスの一部が排気脈動により下流側から副
ターボチャージャ53のタービン53aの部分まで流れ
込み、その分排気ガスの温度が低下して触媒54の暖機
性が低下する。
替弁を副ターボチャージャのタービン上流に設ける構造
では、第6図に示すように、排気切替弁51を閉じた状
態で、主ターボチャージャ52のタービン52aを通過
してきた排気ガスの一部が排気脈動により下流側から副
ターボチャージャ53のタービン53aの部分まで流れ
込み、その分排気ガスの温度が低下して触媒54の暖機
性が低下する。
特願平1−300873号のように排気切替弁を副ター
ボチャージャのタービン下流に設ける構造では、第7図
に示すように、排気切替弁55を閉じた状態で、エンジ
ンからの排気ガスの一部が上流側から副ターボチャージ
ャ56のタービン56aの部分まで流れ込み、その分、
主ターボチャージャ57を通して送られる排気ガスの温
度が低下して、触媒58の暖機性が低下する。
ボチャージャのタービン下流に設ける構造では、第7図
に示すように、排気切替弁55を閉じた状態で、エンジ
ンからの排気ガスの一部が上流側から副ターボチャージ
ャ56のタービン56aの部分まで流れ込み、その分、
主ターボチャージャ57を通して送られる排気ガスの温
度が低下して、触媒58の暖機性が低下する。
本発明は、このような問題点に着目し、エンジン低温時
には停止側ターボチャージャのタービンへは排気ガスを
流さないようにして、触媒の暖機性を向上することを目
的とする。
には停止側ターボチャージャのタービンへは排気ガスを
流さないようにして、触媒の暖機性を向上することを目
的とする。
[課題を解決するための手段]
この目的に沿う本発明の過給機付エンジンは、エンジン
本体に対し並列に設けられた主ターボチャージャおよび
副ターボチャージャと、副ターボチャージャに接続され
たエンジンの吸、排気系に設けられ、ともに全開のとき
は副ターボチャージャに過給作動を行わせ、ともに仝閑
のときには副ターボチV−ジセの過給作動を停止させる
吸気切替弁および排気切替弁と、を備えた過給機付エン
ジンにおいて、前記排気切替弁を、副ターボチャージャ
のタービン下流側に設けられた第1の排気切替弁と上流
側に設けられた第2の排気切替弁とから構成し、エンジ
ンの温度判定手段を設けて、エンジン低温時には両排気
切替弁を閉じるように構成したものから成る。すなわち
、第1図に示すように、エンジン温度判定手段81によ
りエンジン低温時か高温時かが判定され、低温時の場合
には、両排気切替弁が閉じられ(ステップ82)、高温
時には、ターボチャージャの作動個数判定(ステラップ
83)により、2個ターボチャージャ作動(主、副筒タ
ーボチャージャ作動)とすべき場合には両排気切替弁と
ともに吸気切替弁が開かれ(ステップ84)、1個ター
ボチャージャ作動(主ターボチャージャのみ過給作動)
とすべき場合には、下流の排気切替弁のみが閉じられる
とともに吸気切替弁が原則として閉じられる(ステップ
85)ようになっている。
本体に対し並列に設けられた主ターボチャージャおよび
副ターボチャージャと、副ターボチャージャに接続され
たエンジンの吸、排気系に設けられ、ともに全開のとき
は副ターボチャージャに過給作動を行わせ、ともに仝閑
のときには副ターボチV−ジセの過給作動を停止させる
吸気切替弁および排気切替弁と、を備えた過給機付エン
ジンにおいて、前記排気切替弁を、副ターボチャージャ
のタービン下流側に設けられた第1の排気切替弁と上流
側に設けられた第2の排気切替弁とから構成し、エンジ
ンの温度判定手段を設けて、エンジン低温時には両排気
切替弁を閉じるように構成したものから成る。すなわち
、第1図に示すように、エンジン温度判定手段81によ
りエンジン低温時か高温時かが判定され、低温時の場合
には、両排気切替弁が閉じられ(ステップ82)、高温
時には、ターボチャージャの作動個数判定(ステラップ
83)により、2個ターボチャージャ作動(主、副筒タ
ーボチャージャ作動)とすべき場合には両排気切替弁と
ともに吸気切替弁が開かれ(ステップ84)、1個ター
ボチャージャ作動(主ターボチャージャのみ過給作動)
とすべき場合には、下流の排気切替弁のみが閉じられる
とともに吸気切替弁が原則として閉じられる(ステップ
85)ようになっている。
[作 用]
このような装置においては、エンジン低温時には副ター
ボチャージャのタービン上、下流に設けられた両排気切
替弁がともに閉じられるので、排気脈動によって排気ガ
スの一部が停止している副ターボチャージャのタービン
にまわり込むことがなく、排気ガスの温度低下が抑制さ
れて触媒の暖機性が向上される。
ボチャージャのタービン上、下流に設けられた両排気切
替弁がともに閉じられるので、排気脈動によって排気ガ
スの一部が停止している副ターボチャージャのタービン
にまわり込むことがなく、排気ガスの温度低下が抑制さ
れて触媒の暖機性が向上される。
また、低温時以外のときには、下流の排気切替弁が閉じ
られるだけであるので、排気ガスの動圧が停止側の副タ
ーボチャージャのタービン部にかかり、2個ターボチャ
ージレへの切替前に副ターボチャージャが適切に助走回
転され、切替をスムーズに行うことができる。
られるだけであるので、排気ガスの動圧が停止側の副タ
ーボチャージャのタービン部にかかり、2個ターボチャ
ージレへの切替前に副ターボチャージャが適切に助走回
転され、切替をスムーズに行うことができる。
[実施例]
以下に、本発明の望ましい実施例を、図面を参照して説
明する。
明する。
第2図は、本発明の一実施例に係る過給機付エンジンを
示しており、6気筒エンジンに本発明を適用したものを
示している。
示しており、6気筒エンジンに本発明を適用したものを
示している。
第2図において、1はエンジン、2はサージタンク、3
は排気マニホルドを示す。排気マニホルド3は排気干渉
を伴わない#1〜#3気筒群と#4〜#6気筒群の2つ
に集合され、その集合部か連通路3aによって互いに連
通されている。7.8は互いに並列に配置された主ター
ボチャージV、副ターボチャージャである。ターボチャ
ージt 7.8のそれぞれのタービン7a、8aは排気
マニホルド3の集合部に接続され、それぞれのコンプレ
ッサ7b、8bは、インタクーラ6、スロットル弁4を
介してサージタンク2に接続されている。
は排気マニホルドを示す。排気マニホルド3は排気干渉
を伴わない#1〜#3気筒群と#4〜#6気筒群の2つ
に集合され、その集合部か連通路3aによって互いに連
通されている。7.8は互いに並列に配置された主ター
ボチャージV、副ターボチャージャである。ターボチャ
ージt 7.8のそれぞれのタービン7a、8aは排気
マニホルド3の集合部に接続され、それぞれのコンプレ
ッサ7b、8bは、インタクーラ6、スロットル弁4を
介してサージタンク2に接続されている。
主ターボチャージャ7はエンジン低速域から高速域まで
作動され、副ターボチャージャ8はエンジン低速域で停
止される。
作動され、副ターボチャージャ8はエンジン低速域で停
止される。
双方のターボチャージャ7.8の作動、停止を可能なら
しめるために、副ターボチャージャ8のタービン8aに
接続される排気系に排気切替弁17か、副ターボチャー
ジャ8のコンプレッサ8bの下流に吸気切替弁18が設
けられる。吸、排気切替弁18.17の両方とも全開の
ときは、両方のターボチャージヤ7.8が作動される。
しめるために、副ターボチャージャ8のタービン8aに
接続される排気系に排気切替弁17か、副ターボチャー
ジャ8のコンプレッサ8bの下流に吸気切替弁18が設
けられる。吸、排気切替弁18.17の両方とも全開の
ときは、両方のターボチャージヤ7.8が作動される。
この排気切替弁17は、副ターボチャージャ8のタービ
ン8aの下流側に設けられた第1の排気切替弁17aと
、タービン8aの上流側に設けられた第2の排気切替弁
17bとから成っている。第1の排気切替弁17aはア
クチュエータ16によって開閉され、第2の排気切替弁
17bはアクチュエータ34によって開閉される。
ン8aの下流側に設けられた第1の排気切替弁17aと
、タービン8aの上流側に設けられた第2の排気切替弁
17bとから成っている。第1の排気切替弁17aはア
クチュエータ16によって開閉され、第2の排気切替弁
17bはアクチュエータ34によって開閉される。
低速域で停止される副ターボチP−シャ8の吸気通路に
は、1飼ターボチヤージヤから2個ターボチャージャへ
の切替を円滑にするために、コンプレッサ8bの上流と
下流とを連通する吸気バイパス通路13と、吸気バイパ
ス通路13途中に配設される吸気バイパス弁33が設け
られる。吸気バイパス弁33はアクチュエータ10によ
って開閉される。
は、1飼ターボチヤージヤから2個ターボチャージャへ
の切替を円滑にするために、コンプレッサ8bの上流と
下流とを連通する吸気バイパス通路13と、吸気バイパ
ス通路13途中に配設される吸気バイパス弁33が設け
られる。吸気バイパス弁33はアクチュエータ10によ
って開閉される。
なお、吸気バイパス通路の空気流れ下流側を副ターボチ
ャージャ8のコンプレッサ上流の吸気通路に連通しても
よい。また、吸気切替弁18の上流と下流とを連通ずる
バイパス通路に逆止弁12を設けて、吸気切替弁18閉
時においても、副ターボチャージレ8側のコンプレッサ
出口圧力が主ターボチャージセフ側より大になったとぎ
、空気か上流側から下流側に流れることができるように
しである。
ャージャ8のコンプレッサ上流の吸気通路に連通しても
よい。また、吸気切替弁18の上流と下流とを連通ずる
バイパス通路に逆止弁12を設けて、吸気切替弁18閉
時においても、副ターボチャージレ8側のコンプレッサ
出口圧力が主ターボチャージセフ側より大になったとぎ
、空気か上流側から下流側に流れることができるように
しである。
なあ、第2図中、14はコンプレッサ出口側の吸気通路
、15はコンプレッサ出口側の吸気通路を示す。
、15はコンプレッサ出口側の吸気通路を示す。
吸気通路15は、吸気通路15aと吸気通路15bとに
分岐した後、各ターボチャージャ7.8のコンプレッサ
入口部へど接続されている。
分岐した後、各ターボチャージャ7.8のコンプレッサ
入口部へど接続されている。
吸気通路15はエアフローメータ24を介してエアクリ
ーナ23に接続される。排気通路を形成するフロントパ
イプ20は、排気ガス触媒21を介して排気マフラー2
2に接続される。
ーナ23に接続される。排気通路を形成するフロントパ
イプ20は、排気ガス触媒21を介して排気マフラー2
2に接続される。
吸気切替弁18はアクチュエータ11によって開閉され
る。なお、9はウェス1〜ゲートバルブ31を開閉する
アクチュエータを示す。アクチュエータ10.11.1
6.34を作動する過給圧または負圧を0NOFFする
(過給圧または負圧と大気圧とを選択的に切り替える〉
ために、第1、第2、第3、第4、第5の三方電磁弁2
5.26.27.28.36が設けられている。第5の
三方電磁弁36には、逆止弁35を介してサージタンク
2内の吸気管圧力か導入されている。三方電磁弁25.
26.27.28.36の切替は、エンジンコントロー
ルコンピュータ29からの指令に従って行う。三方電磁
弁25のONは吸気切替弁18を全開とするようにアク
チュエータ11を作動させ、OFFは吸気切替弁18を
全開とするようにアクチュエータ11を作動させる。三
方電磁弁28のONは第1の排気切替弁17aを全開と
するようにアクチュエータ16を作動させ、OFFは排
気切替弁17aを全閉とするようにアクチュエータ16
を作動させる。三方電磁弁36のONは第2の排気切替
弁17bを全閉とするようにアクチュエータ34を作動
させ、OFFは排気切替弁17bを全開とするようにア
クチュエータ34を作動させる。なあ、16aはアクチ
ュエータ16のダイヤフラム室、10aはアクチュエー
タ10のダイヤフラム室、11a111bはアクチュエ
ータ11のダイヤフラム室を、34aはアクチュエータ
34のダイヤフラム室を、それぞれ小している。
る。なお、9はウェス1〜ゲートバルブ31を開閉する
アクチュエータを示す。アクチュエータ10.11.1
6.34を作動する過給圧または負圧を0NOFFする
(過給圧または負圧と大気圧とを選択的に切り替える〉
ために、第1、第2、第3、第4、第5の三方電磁弁2
5.26.27.28.36が設けられている。第5の
三方電磁弁36には、逆止弁35を介してサージタンク
2内の吸気管圧力か導入されている。三方電磁弁25.
26.27.28.36の切替は、エンジンコントロー
ルコンピュータ29からの指令に従って行う。三方電磁
弁25のONは吸気切替弁18を全開とするようにアク
チュエータ11を作動させ、OFFは吸気切替弁18を
全開とするようにアクチュエータ11を作動させる。三
方電磁弁28のONは第1の排気切替弁17aを全開と
するようにアクチュエータ16を作動させ、OFFは排
気切替弁17aを全閉とするようにアクチュエータ16
を作動させる。三方電磁弁36のONは第2の排気切替
弁17bを全閉とするようにアクチュエータ34を作動
させ、OFFは排気切替弁17bを全開とするようにア
クチュエータ34を作動させる。なあ、16aはアクチ
ュエータ16のダイヤフラム室、10aはアクチュエー
タ10のダイヤフラム室、11a111bはアクチュエ
ータ11のダイヤフラム室を、34aはアクチュエータ
34のダイヤフラム室を、それぞれ小している。
エンジンコントロールコンピュータ29は、エンジンの
各種運転条件検出センサと電気的に接続され、各種セン
サからの信号か入力される。エンジン運転条件検出セン
サには、吸気管圧力セン)l−30、スロットル開度セ
ンサ5、吸入空気量測定センサとしてのエアフローメー
タ24.0□センサ19、エンジン温度を検出するため
の水温センサ32が含まれる。
各種運転条件検出センサと電気的に接続され、各種セン
サからの信号か入力される。エンジン運転条件検出セン
サには、吸気管圧力セン)l−30、スロットル開度セ
ンサ5、吸入空気量測定センサとしてのエアフローメー
タ24.0□センサ19、エンジン温度を検出するため
の水温センサ32が含まれる。
エンジンコントロールコンピュータ29は、演算をする
ためのセントラルプロセッサユニット(CPU)、読み
出し専用のメモリであるリードオンリメモリ(ROM)
、−時記憶用のランダムアクセスメモリ(RAM)
、入出力インターフェイス(1/’ Dインターフェイ
ス)、各種センサからのアナログ信号をディジタル量に
変換するA /’ Dコンバータを備えている。第3図
は切替弁開閉用の制御プログラムであり、ROMに記憶
され、CPUに読み出されて、弁開閉の演算を実行する
プログラムである。
ためのセントラルプロセッサユニット(CPU)、読み
出し専用のメモリであるリードオンリメモリ(ROM)
、−時記憶用のランダムアクセスメモリ(RAM)
、入出力インターフェイス(1/’ Dインターフェイ
ス)、各種センサからのアナログ信号をディジタル量に
変換するA /’ Dコンバータを備えている。第3図
は切替弁開閉用の制御プログラムであり、ROMに記憶
され、CPUに読み出されて、弁開閉の演算を実行する
プログラムである。
本実施例における制御について、第3図に示した制御フ
ローとともに、第4図に示した過給圧特性を参照しつつ
説明する。なあ、第3図においては第1〜第5の三方電
磁弁をそれぞれV S V No。
ローとともに、第4図に示した過給圧特性を参照しつつ
説明する。なあ、第3図においては第1〜第5の三方電
磁弁をそれぞれV S V No。
1〜VSVN0.5として表している。また、第3図お
よび第4図においては、ターボチャージャをT y’
Cと表わしである。
よび第4図においては、ターボチャージャをT y’
Cと表わしである。
まず第3図において、ステップ90でバルブ制御ルーチ
ンに入り、ステップ91で水温センサ32からの信号に
よりエンジン水温(THW>を読み込む。
ンに入り、ステップ91で水温センサ32からの信号に
よりエンジン水温(THW>を読み込む。
続いて、ステップ92で、エンジンの暖機状態を判定、
たとえばTHWが60’Cより高いか否かを判定する。
たとえばTHWが60’Cより高いか否かを判定する。
低温(COLD>条件では、ステップ94で第5の三方
電磁弁36をONとし、サージタンク2内の負圧をアク
チュエータ34のダイヤフラム室34aに導き、第2の
排気切替弁17bを閉じる。逆止弁35でアクチュエー
タ34のダイヤフラム室34aの負圧はホールドされる
ので、加速して吸気管負圧がなくなっても排気切替弁1
7bは閉のまま維持される。このとき、後述のフローの
如く、ターボチャージャ作動個数は1個(つまり主ター
ボチャージャ7のみ作動)の状態にあるから、第1の排
気切替弁17aは、閉じられている。したかって、排気
ガスは、作動停止している副ターボチャージャ8のター
ビン8aの上流側からも下流側からもまわり込まず、そ
の温度低下が抑制される。その結果、主ターボチャージ
ャ7の部分を通して触媒21に送られる排気ガスの温度
低下が抑えられ、触媒21が迅速に昇温されてその暖機
性が向上される。
電磁弁36をONとし、サージタンク2内の負圧をアク
チュエータ34のダイヤフラム室34aに導き、第2の
排気切替弁17bを閉じる。逆止弁35でアクチュエー
タ34のダイヤフラム室34aの負圧はホールドされる
ので、加速して吸気管負圧がなくなっても排気切替弁1
7bは閉のまま維持される。このとき、後述のフローの
如く、ターボチャージャ作動個数は1個(つまり主ター
ボチャージャ7のみ作動)の状態にあるから、第1の排
気切替弁17aは、閉じられている。したかって、排気
ガスは、作動停止している副ターボチャージャ8のター
ビン8aの上流側からも下流側からもまわり込まず、そ
の温度低下が抑制される。その結果、主ターボチャージ
ャ7の部分を通して触媒21に送られる排気ガスの温度
低下が抑えられ、触媒21が迅速に昇温されてその暖機
性が向上される。
エンジンの暖機が完了した状態、すなわちステップ92
でTHWが60’Cを越えた場合、ステップ93に准み
、第5の三方電磁弁32がOFFとされる。
でTHWが60’Cを越えた場合、ステップ93に准み
、第5の三方電磁弁32がOFFとされる。
その結果、アクチュエータ34のダイヤフラム室34a
には大気圧か導入され、ダイヤフラムのスプリングによ
るアクチュエータ34の作動により、第2の排気切替弁
17bか開かれる。この状態では、既に触媒21の暖機
を考慮する必要はなく、排気ガスの一部が上流側から副
ターボチャージャ8のタービン8aの部分にまわり込み
、その動圧によって副ターボチャージャ8を、2個ター
ボチャージャへの切替に備えて助走回転させることがで
きる。
には大気圧か導入され、ダイヤフラムのスプリングによ
るアクチュエータ34の作動により、第2の排気切替弁
17bか開かれる。この状態では、既に触媒21の暖機
を考慮する必要はなく、排気ガスの一部が上流側から副
ターボチャージャ8のタービン8aの部分にまわり込み
、その動圧によって副ターボチャージャ8を、2個ター
ボチャージャへの切替に備えて助走回転させることがで
きる。
第2の排気切替弁17bの開弁制御後、ステップ101
に進み、エンジンの吸入空気量Qを読み込む。
に進み、エンジンの吸入空気量Qを読み込む。
吸入空気量はエアフロメータ24からの信号である。
つぎにステップ102て高速域か低速域か、すなわち2
個ターボチャージャ作動域か1個ターボタージャ作動域
かを判定する。図示例では、たとえばQが55001/
’m!nより大きい場合は2個ターボチャージャ作動に
切替えるべきと判断し、5500fl/min以下のと
きは1個ターボチャージャ作動域と判断している。ただ
し、後述の如く、実際に2個ターボチャージャ作動に切
り替わるには、時間遅れがあるので、60004!z’
m!n近辺で切り替わることになる。
個ターボチャージャ作動域か1個ターボタージャ作動域
かを判定する。図示例では、たとえばQが55001/
’m!nより大きい場合は2個ターボチャージャ作動に
切替えるべきと判断し、5500fl/min以下のと
きは1個ターボチャージャ作動域と判断している。ただ
し、後述の如く、実際に2個ターボチャージャ作動に切
り替わるには、時間遅れがあるので、60004!z’
m!n近辺で切り替わることになる。
ステップ102で2個ターボチャージャ作動に切り替え
るべきと判断された場合はステップ103に進み、第2
の三方電磁弁26かONになっている場合にはOFFと
し、吸気切替弁18の開弁(パーシャル載量)を中止す
る。第2の三方電磁弁26をOFFとした後、あるいは
元々OFFである場合ステップ104に進み、第3の三
方電磁弁27をONとし、アクチュエータ10のダイヤ
フラム室10aにコンプレッサ下流の吸気管圧力(過給
圧力)を導いて吸気バイパス弁33を閉じる。吸気バイ
パス弁33閉前は、排気切替弁17は全閉の状態にある
か、エンジン排気圧力か副ターボチレージp 3のター
ビン8aにもかかるため、前述の如く、副ターボヂャー
ジャ8は助走回転されている。そして、吸気バイパス弁
33を閉じると、コンプレッサ8bの出口圧力か高まる
ため、助走回転数かアップする。
るべきと判断された場合はステップ103に進み、第2
の三方電磁弁26かONになっている場合にはOFFと
し、吸気切替弁18の開弁(パーシャル載量)を中止す
る。第2の三方電磁弁26をOFFとした後、あるいは
元々OFFである場合ステップ104に進み、第3の三
方電磁弁27をONとし、アクチュエータ10のダイヤ
フラム室10aにコンプレッサ下流の吸気管圧力(過給
圧力)を導いて吸気バイパス弁33を閉じる。吸気バイ
パス弁33閉前は、排気切替弁17は全閉の状態にある
か、エンジン排気圧力か副ターボチレージp 3のター
ビン8aにもかかるため、前述の如く、副ターボヂャー
ジャ8は助走回転されている。そして、吸気バイパス弁
33を閉じると、コンプレッサ8bの出口圧力か高まる
ため、助走回転数かアップする。
次に、上記第3の三方電磁弁270 N後、作動停止側
のターボチャージャ、つまり副ターボチャジャ8の助走
回転数をアップするのに必要な所定時間、例えば1秒の
時間遅れをもたせ、1秒経過後にステップ105て第4
の三方電磁弁28をONとし、アクチュエータ16のダ
イヤフラム室16aにコンプレッサ下流の吸気管圧力(
過給圧力)を導いて排気切替弁17aを全開にする。も
し、副ターボチャージャ8のコンプレッサ圧力が主ター
ボチャージャ7のコンプレッサ圧力より大きくなると、
副ターボチャージャ8の過給空気が逆止弁12を介して
エンジンに供給される。続いて、上記第4の三方電磁弁
280 N後、所定時間、例えば0.5秒経過後にステ
ップ106で第1の三方電磁弁25をONとし、アクチ
ュエータ11のダイヤフラム室11aにコンプレッサ下
流の吸気管圧力(過給圧力)を導いて吸気切替弁18を
全開にする。この状態では2個のターボチャージャが作
動する(なお、上記所定時間経過後に2個ターボチャー
ジャに切り替えられる際には、吸入空気量はタービン効
率の良い目標のほぼ6000u /minとなっている
)。続いてステップ114に進んでリターンする。
のターボチャージャ、つまり副ターボチャジャ8の助走
回転数をアップするのに必要な所定時間、例えば1秒の
時間遅れをもたせ、1秒経過後にステップ105て第4
の三方電磁弁28をONとし、アクチュエータ16のダ
イヤフラム室16aにコンプレッサ下流の吸気管圧力(
過給圧力)を導いて排気切替弁17aを全開にする。も
し、副ターボチャージャ8のコンプレッサ圧力が主ター
ボチャージャ7のコンプレッサ圧力より大きくなると、
副ターボチャージャ8の過給空気が逆止弁12を介して
エンジンに供給される。続いて、上記第4の三方電磁弁
280 N後、所定時間、例えば0.5秒経過後にステ
ップ106で第1の三方電磁弁25をONとし、アクチ
ュエータ11のダイヤフラム室11aにコンプレッサ下
流の吸気管圧力(過給圧力)を導いて吸気切替弁18を
全開にする。この状態では2個のターボチャージャが作
動する(なお、上記所定時間経過後に2個ターボチャー
ジャに切り替えられる際には、吸入空気量はタービン効
率の良い目標のほぼ6000u /minとなっている
)。続いてステップ114に進んでリターンする。
ステップ102て1個ターボチャージャ作動域と判断さ
れた場合はステップ107に進み、第1の三方電磁弁2
5をOFFとして吸気切替弁18を全閉とし、ステップ
108で第4の三方電磁弁28をOFFとして排気切替
弁17aを全閉とし、ステップ109で第3の三方電磁
弁27をOFFとして吸気バイパス弁33を全開とする
。続いてステップ110て吸気管圧力PMを読み込む。
れた場合はステップ107に進み、第1の三方電磁弁2
5をOFFとして吸気切替弁18を全閉とし、ステップ
108で第4の三方電磁弁28をOFFとして排気切替
弁17aを全閉とし、ステップ109で第3の三方電磁
弁27をOFFとして吸気バイパス弁33を全開とする
。続いてステップ110て吸気管圧力PMを読み込む。
この状態でステップ111に進み、軽負荷か高負荷かを
判断する。図は負荷信号として吸気管圧力を例にとった
場合を示しているか、吸気管圧力の代わりにスロットル
開度、吸入空気量/′エンジン回転数で代替えされても
よい。例えば吸気管圧力PMか一100mHgより小さ
い場合は軽負荷と判断し、−100mm Hg以上の場
合は高負荷と判断する。
判断する。図は負荷信号として吸気管圧力を例にとった
場合を示しているか、吸気管圧力の代わりにスロットル
開度、吸入空気量/′エンジン回転数で代替えされても
よい。例えば吸気管圧力PMか一100mHgより小さ
い場合は軽負荷と判断し、−100mm Hg以上の場
合は高負荷と判断する。
ステップ111で高負荷と判断された場合はステップ1
13に進み、第2の三方電磁弁26をOFFとする。第
1および第2の三方電磁弁25および26がOFFとな
り、アクチュエータ11のダイヤフラム室11aおよび
11bの双方に大気圧力が導かれるから、吸気切替弁1
8が全閉とされ、ステップ114に進みリターンする。
13に進み、第2の三方電磁弁26をOFFとする。第
1および第2の三方電磁弁25および26がOFFとな
り、アクチュエータ11のダイヤフラム室11aおよび
11bの双方に大気圧力が導かれるから、吸気切替弁1
8が全閉とされ、ステップ114に進みリターンする。
この状態では吸気切替弁18か全閉、排気切替弁17a
が全閉、吸気バイパス弁33が全開だから、吸入空気量
の少ない状態にて1個ターボチャージャ作動となり、過
給圧力、トルクレスポンスが良好となる。
が全閉、吸気バイパス弁33が全開だから、吸入空気量
の少ない状態にて1個ターボチャージャ作動となり、過
給圧力、トルクレスポンスが良好となる。
ステップ111て軽負荷と判断された場合は、ステップ
112に進み第2の三方電磁弁26をONとし、アクチ
ュエータ11のダイヤフラム11bにサージタンク2内
の負圧を導いて吸気切替弁18を開く。この時には、吸
気負圧か第2の三方電磁弁26からアクチュエータ11
のダイヤファム室11bに導入され、吸気切替弁18は
開いた状態になる。この状態では、排気切替弁17aが
閉であるから副ターボチψ−ジャ8は作動せず、主ター
ボチャージャ7のみの作動となる。しかし、吸気通路1
4は吸気切替弁18が開いているため、2個ターボチP
−ジr分の吸気通路が開の状態である。しかも吸気負圧
の大小に応じて吸気切替弁18の開度か変わる。したが
って、両方のターボチャージャのコンプレッサ7b、8
bを通して空気か吸入される。この結果、多量の過給空
気量をエンジン1に供給でき、低負荷からの加速特性が
改善される。続いて、ステップ114に進みリターンす
る。
112に進み第2の三方電磁弁26をONとし、アクチ
ュエータ11のダイヤフラム11bにサージタンク2内
の負圧を導いて吸気切替弁18を開く。この時には、吸
気負圧か第2の三方電磁弁26からアクチュエータ11
のダイヤファム室11bに導入され、吸気切替弁18は
開いた状態になる。この状態では、排気切替弁17aが
閉であるから副ターボチψ−ジャ8は作動せず、主ター
ボチャージャ7のみの作動となる。しかし、吸気通路1
4は吸気切替弁18が開いているため、2個ターボチP
−ジr分の吸気通路が開の状態である。しかも吸気負圧
の大小に応じて吸気切替弁18の開度か変わる。したが
って、両方のターボチャージャのコンプレッサ7b、8
bを通して空気か吸入される。この結果、多量の過給空
気量をエンジン1に供給でき、低負荷からの加速特性が
改善される。続いて、ステップ114に進みリターンす
る。
上記の制御において、1個ターボチャージャ時のエンジ
ン低温時の触媒暖機特性は、たとえば第5図のようにな
る。
ン低温時の触媒暖機特性は、たとえば第5図のようにな
る。
第5図は、一定の車速パターンに従ってエンジンを運転
した場合の、触媒21の温度と時間との関係を示したも
のである。従来の、副ターホチャーシャのタービン上流
か下流かのいずれかの位置のみに排気切替弁を設置した
場合には、該タービンへの排気カスのまわり込みにより
触媒の暖機が遅れ、特性Bのようになるが、本発明にお
いては、第1、第2の両排気切替弁17a 、17bが
閉じられて副ターボチセージt78のタービン8aへの
排気カスのまわり込みがないため、特性Aのように触媒
暖機特性か改善される。なお、第5図における特性Cは
2個ターボチャージャ時の触媒暖機特性を示している。
した場合の、触媒21の温度と時間との関係を示したも
のである。従来の、副ターホチャーシャのタービン上流
か下流かのいずれかの位置のみに排気切替弁を設置した
場合には、該タービンへの排気カスのまわり込みにより
触媒の暖機が遅れ、特性Bのようになるが、本発明にお
いては、第1、第2の両排気切替弁17a 、17bが
閉じられて副ターボチセージt78のタービン8aへの
排気カスのまわり込みがないため、特性Aのように触媒
暖機特性か改善される。なお、第5図における特性Cは
2個ターボチャージャ時の触媒暖機特性を示している。
前述のターボチャージャ切替制御における、1個ターホ
チV−ジャ作動の場合と2個ターボチャージャ作動の場
合の過給圧特性は第4図のようになる。ただし、第4図
は暖機後の特性、つまり第2の排気切替弁17bが既に
開かれた状態を前提としている。
チV−ジャ作動の場合と2個ターボチャージャ作動の場
合の過給圧特性は第4図のようになる。ただし、第4図
は暖機後の特性、つまり第2の排気切替弁17bが既に
開かれた状態を前提としている。
高速域では、吸気切替弁18と排気切替弁17aがとも
に開かれ、吸気バイパス弁33が閉じられる。
に開かれ、吸気バイパス弁33が閉じられる。
これによって2個ターボチャージャ7.8が過給作動し
、十分な過給空気量が得られ、出力が向上される。この
とき過給圧は、設定圧を越えないように、ウェストゲー
トバルブ31で制御される。
、十分な過給空気量が得られ、出力が向上される。この
とき過給圧は、設定圧を越えないように、ウェストゲー
トバルブ31で制御される。
低速域でかつ高負荷時には、吸気切替弁18と排気切替
弁17aがともに閉じられ、吸気バイパス弁33は開か
れる。これによって1([Iilのターボチャージャ7
のみが駆動される。低回転域で111!!ifターボチ
ヤージヤとする理由は、第4図に示すように、低回転域
では1個ターボチャージャ過給特性が2個ターボチャー
ジャ過給特性より優れているからである。1個ターボチ
ャージャとすることにより、過給圧、トルクの立上りが
早くなり、レスポンスが迅速となる。このときにも、過
給圧は、設定圧を越えないように、ウェストゲートバル
ブ31で制御される。
弁17aがともに閉じられ、吸気バイパス弁33は開か
れる。これによって1([Iilのターボチャージャ7
のみが駆動される。低回転域で111!!ifターボチ
ヤージヤとする理由は、第4図に示すように、低回転域
では1個ターボチャージャ過給特性が2個ターボチャー
ジャ過給特性より優れているからである。1個ターボチ
ャージャとすることにより、過給圧、トルクの立上りが
早くなり、レスポンスが迅速となる。このときにも、過
給圧は、設定圧を越えないように、ウェストゲートバル
ブ31で制御される。
低速域でかつ軽負荷時には、排気切替弁17aを閉じた
まま吸気切替弁18を開弁する。これによって、1個タ
ーボチャージャ駆動のまま、吸気通路2個ターボチャー
ジャ分が開となり、1個ターボチャージャによる吸気抵
抗の増加を除去できる。
まま吸気切替弁18を開弁する。これによって、1個タ
ーボチャージャ駆動のまま、吸気通路2個ターボチャー
ジャ分が開となり、1個ターボチャージャによる吸気抵
抗の増加を除去できる。
これによって、低負荷からの加速初期における過給圧立
上り特性、レスポンスをざらに改善できる。
上り特性、レスポンスをざらに改善できる。
低速域から高速域に移行するとき、つまり1個ターボチ
レージャから21固ターボチr−ジャ1乍動へ切り替え
るときには、吸入空気量Qが550097minに達し
たときに吸気バイパス弁33が閉じられ、副ターボチャ
ージャ8の助走回転が高められた後時間遅れをもたせて
(本実施例では1秒経過後)、排気切替弁17aか全開
され、続いて吸気切替弁18が全開されて、2個ターボ
チャージャ過給作動が開始される。
レージャから21固ターボチr−ジャ1乍動へ切り替え
るときには、吸入空気量Qが550097minに達し
たときに吸気バイパス弁33が閉じられ、副ターボチャ
ージャ8の助走回転が高められた後時間遅れをもたせて
(本実施例では1秒経過後)、排気切替弁17aか全開
され、続いて吸気切替弁18が全開されて、2個ターボ
チャージャ過給作動が開始される。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明の過給機付エンジンによる
ときは、2ステージターボシステムのエンジンにおいて
、副ターボチレージャのタービン上、下流両位置に排気
切替弁を設け、エンジン低温時には両排気切替弁を閉じ
るようにしたので、低温時に排気カスの一部が副ターボ
チャージャのタービン部にまわり込むことを防止でき、
排気ガス全体の温度低下を抑制して触媒の暖機性を大幅
に向上できるという効果が得られる。
ときは、2ステージターボシステムのエンジンにおいて
、副ターボチレージャのタービン上、下流両位置に排気
切替弁を設け、エンジン低温時には両排気切替弁を閉じ
るようにしたので、低温時に排気カスの一部が副ターボ
チャージャのタービン部にまわり込むことを防止でき、
排気ガス全体の温度低下を抑制して触媒の暖機性を大幅
に向上できるという効果が得られる。
第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明の一実施例に係る過給機付エンジンの系統図、 第3図は第2図の装置の制御フロー図、第4図は第3図
の制御フローによるエンジン回転数−過給圧特性図、 第5図は第2図の装置における1個ターボチャージャ、
エンジン低温時の触媒暖機特性を示す触媒温度と時間と
の関係図、 第6図は従来の過給機付エンジンのターボチャージャま
わりの系統図、 第7図は従来の別の過給機付エンジンのターボチャージ
ャまわりの系統図、 である。 1・・・・・・エンジン 2・・・・・・サージタンク 3・・・・・・排気マニホルド 4・・・・・・スロットル弁 5・・・・・・スロットル開度センサ 6・・・・・・インタクーラ 7・・・・・・主ターボチャージャ 7a・・・・・・主ターボチャージャのタービン8・・
・・・・副ターボチャージャ 8a・・・・・・副ターボチャージャのタービン10・
・・・・・吸気バイパス弁のアクチュエータ11・・・
・・・吸気切替弁のアクチュエータ13・・・・・・吸
気バイパス通路 14・・・・・・吸気通路(コンプレッサ下流)15・
・・・・・吸気通路(コンプレッサ上流)16・・・・
・・第1の排気切替弁のアクチュエタ 17a・・・・・・第1の排気切替弁 17b・・・・・・第2の排気切替弁 18・・・・・・吸気切替弁 24・・・・・・エアフローメータ 25・・・・・・第1の三方電磁弁 26・・・・・・第2の三方電磁弁 27・・・・・・第3の三方電磁弁 28・・・・・・第4の三方電磁弁 29・・・・・・エンジンコン]〜ロールコンピュタ 30・・・・・・吸気管圧力センナ 31・・−・・・ウェストグー1〜バルブ32・・・・
・・水温センサ 33・・・・・・吸気バイパス弁 34・・・・・・第2の排気切替弁のアクチュエータ 35・・・・・・逆止弁 36・・・・・・第5の三方電磁弁 用 願 人 トヨタ自動車株式会社 第1 図 2 第4図 第2図 1 剛IV 第5図 手 続 補 正 書 平成 2年 4月17日
明の一実施例に係る過給機付エンジンの系統図、 第3図は第2図の装置の制御フロー図、第4図は第3図
の制御フローによるエンジン回転数−過給圧特性図、 第5図は第2図の装置における1個ターボチャージャ、
エンジン低温時の触媒暖機特性を示す触媒温度と時間と
の関係図、 第6図は従来の過給機付エンジンのターボチャージャま
わりの系統図、 第7図は従来の別の過給機付エンジンのターボチャージ
ャまわりの系統図、 である。 1・・・・・・エンジン 2・・・・・・サージタンク 3・・・・・・排気マニホルド 4・・・・・・スロットル弁 5・・・・・・スロットル開度センサ 6・・・・・・インタクーラ 7・・・・・・主ターボチャージャ 7a・・・・・・主ターボチャージャのタービン8・・
・・・・副ターボチャージャ 8a・・・・・・副ターボチャージャのタービン10・
・・・・・吸気バイパス弁のアクチュエータ11・・・
・・・吸気切替弁のアクチュエータ13・・・・・・吸
気バイパス通路 14・・・・・・吸気通路(コンプレッサ下流)15・
・・・・・吸気通路(コンプレッサ上流)16・・・・
・・第1の排気切替弁のアクチュエタ 17a・・・・・・第1の排気切替弁 17b・・・・・・第2の排気切替弁 18・・・・・・吸気切替弁 24・・・・・・エアフローメータ 25・・・・・・第1の三方電磁弁 26・・・・・・第2の三方電磁弁 27・・・・・・第3の三方電磁弁 28・・・・・・第4の三方電磁弁 29・・・・・・エンジンコン]〜ロールコンピュタ 30・・・・・・吸気管圧力センナ 31・・−・・・ウェストグー1〜バルブ32・・・・
・・水温センサ 33・・・・・・吸気バイパス弁 34・・・・・・第2の排気切替弁のアクチュエータ 35・・・・・・逆止弁 36・・・・・・第5の三方電磁弁 用 願 人 トヨタ自動車株式会社 第1 図 2 第4図 第2図 1 剛IV 第5図 手 続 補 正 書 平成 2年 4月17日
Claims (1)
- 1、エンジン本体に対し並列に設けられた主ターボチャ
ージャおよび副ターボチャージャと、副ターボチャージ
ャに接続されたエンジンの吸、排気系に設けられ、とも
に全開のときは副ターボチャージャに過給作動を行わせ
、ともに全閉のときには副ターボチャージャの過給作動
を停止させる吸気切替弁および排気切替弁と、を備えた
過給機付エンジンにおいて、前記排気切替弁を、副ター
ボチャージャのタービン下流側に設けられた第1の排気
切替弁と上流側に設けられた第2の排気切替弁とから構
成し、エンジンの温度判定手段を設けて、エンジン低温
時には両排気切替弁を閉じるように構成したことを特徴
とする過給機付エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006444A JPH03213619A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 過給機付エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006444A JPH03213619A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 過給機付エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03213619A true JPH03213619A (ja) | 1991-09-19 |
Family
ID=11638581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006444A Pending JPH03213619A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 過給機付エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03213619A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102588051A (zh) * | 2012-02-29 | 2012-07-18 | 长城汽车股份有限公司 | 一种双涡轮增压发动机的废气后处理系统 |
| CN103233899A (zh) * | 2013-05-20 | 2013-08-07 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | 机械增压装置及具有该装置的活塞发动机 |
-
1990
- 1990-01-17 JP JP2006444A patent/JPH03213619A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102588051A (zh) * | 2012-02-29 | 2012-07-18 | 长城汽车股份有限公司 | 一种双涡轮增压发动机的废气后处理系统 |
| CN103233899A (zh) * | 2013-05-20 | 2013-08-07 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | 机械增压装置及具有该装置的活塞发动机 |
| CN103233899B (zh) * | 2013-05-20 | 2016-05-04 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | 机械增压装置及具有该装置的活塞发动机 |
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