JPH04276130A - ターボ過給機付内燃機関の制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自動車等のターボ過給
機付内燃機関の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の内燃機関の性能を向上
するために、排気ガスのエネルギーでタービンを回転し
、それに直結されたコンプレッサによって吸入空気を圧
縮して内燃機関に送り込む排気タービン式過給機が使用
されている。

【０００３】この種のターボ過給機は、比較的高速領域
において高効率で作動するものは、低速領域でのトルク
を十分向上させることができず、また、比較的低速領域
において高効率で作動するものは、高速領域での出力向
上を十分果たせないという傾向があった。

【０００４】そのため、従来、２個のターボ過給機を装
備して、全域にわたり性能の向上を図かったものが公知
である。

【０００５】図４は、このような２個のターボ過給機付
内燃機関の一例を示す概略図である。

【０００６】図４に示すようにエンジン５１の各気筒の
排気枝管５２ａ〜５２ｆは、排気流が相互に干渉し合わ
ない排気枝管同士をそれぞれ集合部５３Ａ，５５Ｂによ
りまとめられており、その排気流をそれぞれターボ過給
機５５Ａ，５５Ｂに導くように構成されている。なお、
符号５７は排気管であり、５８は圧縮空気を送り込む吸
気管である。

【０００７】しかし、このような構成においても、低速
領域，高速領域でのなお一層の性能向上が求められてい
た。これに対処して、２個のターボ過給機をエンジンの
運転状態に応じて選択的に作動させる方法が知られてい
る。

【０００８】図５はこのようなターボ過給機付内燃機関
の制御装置の一例を示すものである。図５において、各
排気枝管５２ａ〜５２ｆは集合部５３によりまとめられ
るとともに、並設された導出路５４Ａ，５４Ｂを経由し
てターボ過給機５５Ａ，５５Ｂに接続されており、一方
の導出路５４Ｂには、その管路を開閉する制御弁５６が
設けられている。この制御弁５６を開閉することにより
、低速領域では全排気流をターボ過給機５５Ａのみに導
き、高速領域ではターボ過給機５５Ａ、５５Ｂに排気流
を導くように構成されていた。（なお、このようなター
ボ過給機の制御装置の公知技術としては、例えば実開昭
５６−１６１１３４号，実公昭６０−３８０２７号公報
等に記載されたものがある）

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のターボ過給機付内燃機関の制御装置にあっては、低
速領域から高速領域まで高トルクを発生するものの、高
速領域においては排気流が干渉し合い、排気効率が低下
するという問題があった。

【００１０】この発明は上記問題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、低速領域か
ら高速領域まで高トルクを発生できるとともに、高速領
域において高い排気効率を保持することのできるターボ
過給機付内燃機関の制御装置を提供しようとするもので
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するためになされたものであり、排気流が相互に干渉
し合わない気筒の排気枝管同士をそれぞれ下流側の集合
部で集合して２群にまとめ、各排気枝管群にそれぞれ導
出路を介してターボ過給機を装備して、内燃機関の運転
状態に応じて上記ターボ過給機を選択的に駆動制御可能
なターボ過給機付内燃機関の制御装置であって、上記各
排気枝管群の集合部は連通部により連通され、上記連通
部開口および一方のターボ過給機への導出路を交互に閉
塞可能な制御弁を設けたことを特徴とするターボ過給機
付内燃機関の制御装置である。

【００１２】

【作用】この発明は上記のように構成されたものであり
、内燃機関の運転状態に応じて制御弁を切替えることに
より、２個のターボ過給機を選択的に、かつ排気流の干
渉のない状態で作動させる。

【００１３】即ち低速領域においては、制御弁により一
方のターボ過給機への排気ガス導出路を閉塞する。これ
により、内燃機関の各排気枝管群の集合部は連通部を介
して連通し、各気筒の全排気流は他方のターボ過給機の
みに導かれる。そして、そのタービンを高回転で回転さ
せ、吸入空気を圧縮して内燃機関へ供給し高トルクを発
生させる。

【００１４】高速領域においては、制御弁により連通部
開口を閉塞し、各排気枝管群の集合部間は遮断する。ま
た、一方の導出路は開放され、各排気枝管群は、それぞ
れの集合部より導出路を介して各ターボ過給機と連通す
る。

【００１５】そして、相互に干渉し合わない気筒の排気
枝管群の排気流が、互いに排気干渉することなくターボ
過給機へ導かれ、高い排気効率で各ターボ過給機を駆動
する。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１７】図１はこの発明の一実施例のターボ過給機
付内燃機関の制御装置の概略図である。

【００１８】図１において１は多気筒型のエンジンであ
り、エンジン１の気筒２ａ〜２ｆの排気ポートには、排
気マニホルド１０が取付けられている。

【００１９】排気マニホルド１０は、実施例では気筒２
ａ〜２ｆにそれぞれ対応する排気枝管１１ａ〜１１ｆと
、それらを２分して集約する集合部１２Ａ，１２Ｂおよ
び連通部１２Ｃと、排気流をターボ過給機２０Ａ、２０
Ｂに導く導出路１３Ａ，１３Ｂを備えて一体的に形成さ
れている。

【００２０】排気マニホルド１０の排気枝管１１ａ〜１
１ｆは、各気筒２ａ〜２ｆの吸入行程が相互に連続し合
わない、即ち排気流が相互に干渉し合わない二つのグル
ープに分けられている。例えば、気筒２ａ〜２ｃに対応
した排気枝管１１ａ〜１１ｃからなる排気枝管群と、気
筒２ｄ〜２ｆに対応した排気枝管１１ｄ〜１１ｆからな
る排気枝管群とにまとめられている。排気枝管１１ａ〜
１１ｃの下流側は集合部１２Ａにより集約され、排気枝
管１１ｄ〜１１ｆの下流側は集合部１２Ｂにより集約さ
れている。そして、集合部１２Ａ，１２Ｂは連通部１２
Ｃにより互いに連通されている。

【００２１】そして集約部１２Ａ，１２Ｂには、それぞ
れ所定位置に導出路１４Ａ，１４Ｂが設けられている。 また、集合部１２Ｂの導出路１３Ｂ開口部の近傍で、か
つ連通部１２Ｃの近傍には、排気流の方向を切換える制
御弁１５が配設されている。

【００２２】制御弁１５は、一側に切換えたとき導出路
１３Ｂ開口を閉塞し、集合部１２Ｂと連通部１２Ｃとの
間を連通させ、他側に切換えたとき、集合部１２Ｂと連
通部１２Ｃとの間を閉塞し、集合部１２Ｂと導出路１３
Ｂとの間を連通させるように構成されている。

【００２３】この導出路１３Ａの下流端には、ターボ過
給機２０Ａのタービン２１Ａが接続されており、導出路
１３Ｂの下流端には、ターボ過給機２０Ｂのタービン２
１Ｂが接続されている。そして各タービン２１Ａ，２１
Ｂの排気出口はそれぞれ排気管２５に接続されている。 またターボ過給機２０Ａ，２０Ｂのコンプレッサ２２Ａ
，２２Ｂの吐出口は、それぞれ導気管３０Ａ，３０Ｂを
介して吸気管３３に接続されており、吸気管３３はスロ
ットルボデー３５および吸気マニホルド３６を介して気
筒２ａ〜２ｆの吸気ポートに接続されている。

【００２４】そして、制御弁１５は、図示しないアクチ
ュエータおよび制御装置により、エンジン１の回転数，
負荷，吸気圧等に応じて駆動制御されるように構成され
ている。

【００２５】次にこのように構成されたターボ過給機付
内燃機関の制御装置の動作について説明する。

【００２６】エンジン１の低速運転時には、制御弁１５
は図２に示すように導出路１３Ｂ開口部を閉塞し、連通
部１２Ｃは開放されて集合部１２Ａ，１２Ｂは連通部１
２Ｃを介して連通状態となる。

【００２７】そして、エアクリーナ（図示せず）からの
吸気は、ターボ過給機２０Ａ，２０Ｂの各コンプレッサ
２２Ａ，２２Ｂによって圧縮され、導気管３０Ａ，３０
Ｂおよび吸気管３３からスロットルボデー３５を経由し
、吸気マニホルド３６からエンジン１の各気筒２ａ〜２
ｆに供給される。

【００２８】また、気筒２ａ〜２ｃの排気は、それぞれ
排気枝管１１ａ〜１１ｃおよび集合部１２Ａを経由して
導出路１３Ａに導かれ、気筒２ｄ〜２ｆの排気は、それ
ぞれ排気枝管１１ｄ〜１１ｆおよび集合部１２Ｂ，連通
部１２Ｃ，集合部１２Ａを経由して導出路１３Ａに導か
れる。

【００２９】従って、各気筒２ａ〜２ｆの全排気は、タ
ーボ過給機２０Ａのタービン２１Ａに供給され、タービ
ン２１Ａを駆動して排出される。このとき、導出路１３
Ｂは全閉状態であり、ターボ過給機２０Ｂには排気は供
給されない。

【００３０】このように、切換弁１５により導出路１３
Ｂ開口部を閉塞するとともに、集合部１２Ａ，１２Ｂを
連通することにより、各排気枝管１１ａ〜１１ｆの全排
気をターボ過給機２０Ａのみに供給することができる。 そのため、低速運転で少ない排気ガス量であっても、タ
ービン２１Ａを高回転で駆動し、コンプレッサー２２Ａ
は吸気の圧力を上げて各気筒２ａ〜２ｆに供給し、エン
ジン１は高トルクを発生することができる。

【００３１】一方、エンジン１の高速運転時には、制御
弁１５は図３に示すように連通部１２Ｃ開口を閉塞し、
集合部１２Ａ，１２Ｂの間を遮断するとともに、導出路
１３Ｂ開口部を開放する。

【００３２】即ち、ターボ過給機２０Ａ，２０Ｂにそれ
ぞれ接ながる導出路１３Ａ，１３Ｂは全開状態となる。 そして、排気枝管１１ａ〜１１ｃの排気流は、集合部１
２Ａを経由して導出路１３Ａに導かれてタービン過給機
２０Ａに供給され、タービン２１Ａを駆動して排出され
る。また、排気枝管１１ｄ〜１１ｆの排気流は、集合部
１２Ｂを経由して導出路１３Ｂに導かれてターボ過給機
２０Ｂ供給され、タービン２１Ｂを駆動して排出される
。

【００３３】このとき、連通部１２Ｃは全閉状態であり
、排気枝管１１ａ〜１１ｃの排気流と排気枝管１１ｄ〜
１１ｆの排気流は互いに干渉することなくそれぞれター
ボ過給機２０Ａ，２０Ｂは導かれ、排気干渉によるエネ
ルギー損失を防止して、高い排気効率によりターボ過給
機２０Ａ，２０Ｂを駆動する。

【００３４】なお、この発明は上述の説明および図例に
限定されることなく、この発明の技術的思想から逸脱し
ない範囲において、その実施態様を変更することができ
る。例えば、連通部および一方の導出路にそれぞれ制御
弁を設け、それらを連動して交互に開閉するように構成
してもよい。この構成によれば一方の導出路の配設位置
を自由に設定することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明のターボ過
給機付内燃機関の制御装置は、排気流が相互に干渉し合
わない気筒の排気枝管同士をそれぞれ下流側の集合部で
集合して２群にまとめ、各排気枝管群にそれぞれ導出路
を介してターボ過給機を装備して、内燃機関の運転状態
に応じてターボ過給機を選択的に駆動制御可能なターボ
過給機付内燃機関の制御装置であって、各排気枝管群の
集合部は連通部により連通され、連通部開口および一方
のターボ過給機への導出路を交互に閉塞可能な制御弁を
設けた構成なので、低速領域において、各気筒の全排気
流を一方のターボ過給機にのみ導いているので、低速運
転の少ない排気ガス量であっても、そのターボ過給機を
高回転で駆動でき、内燃機関の吸入空気圧を上げて高ト
ルクを発生することができる。

【００３６】また、高速領域においては、干渉し合わな
い排気枝管群同士の排気流を、互いに干渉することなく
それぞれターボ過給機に直結して導いているので、排気
干渉を防止して高い排気効率でターボ過給機を駆動する
ことができる。

【００３７】従って、本発明の制御装置によれば、低速
領域から高速領域にわたって効率よくターボ過給機を駆
動して高いトルクを発生することができる効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のターボ過給機付内燃機関
の制御装置の概略図。

【図２】同じく低速領域で運転されたときの排気マニホ
ルドにおける排気の流れを示す説明図。

【図３】同じく高速領域で運転されたときの排気マニホ
ルドにおける排気の流れを示す説明図。

【図４】２個のターボ過給機付内燃機関の従来例を示す
概略図。

【図５】従来のターボ過給機付内燃機関の制御装置の概
略図。

【符号の説明】

１　　エンジン １０　　排気マニホルド １１ａ〜１１ｆ　　排気枝管 １２Ａ，１２Ｂ　　集合部 １２Ｃ　　連通部 １３Ａ，１３Ｂ　　導出路 １５　　制御弁 ２０Ａ，２０Ｂ　　ターボ過給機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　排気流が相互に干渉し合わない気筒の
   排気枝管同士をそれぞれ下流側の集合部で集合して２群
   にまとめ、各排気枝管群にそれぞれ導出路を介してター
   ボ過給機を装備して、内燃機関の運転状態に応じて前記
   ターボ過給機を選択的に駆動制御可能なターボ過給機付
   内燃機関の制御装置であって、前記各排気枝管群の集合
   部は連通部により連通され、前記連通部開口および一方
   のターボ過給機への導出路を交互に閉塞可能な制御弁を
   設けたことを特徴とするターボ過給機付内燃機関の制御
   装置。