JPH0511312Y2

JPH0511312Y2 -

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Publication number: JPH0511312Y2
Application number: JP1986191499U
Authority: JP
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1993-03-19
Anticipated expiration: 2001-12-12
Also published as: JPS6396239U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、ターボチヤージヤ付内燃機関の過給
圧制御装置に関し、特にその制御弁の故障をバツ
クアツプしたり、制御弁を動作させて過給圧制御
装置中の付着物を除去する際に車両にシヨツクを
与えないようにすることに関する。

〔従来の技術〕

従来のターボチヤージヤ付内燃機関の過給圧制
御装置としては、例えば第８図に示すようなもの
がある。第８図において、１はエンジン本体、２
はターボチヤージヤ、３はコンプレツサ、４はタ
ービン、５はバイパス通路、６はウエストゲート
弁、７はエアクリーナ、８は吸気通路、９は排気
通路、１０はスロツトルバルブ、１１はオリフイ
ス、１２はアクチユエータ、１３は作動圧室、１
４はスプリング、１５はロツド、１６はダイヤフ
ラム、１７は制御弁、１８はムービングコア、１
９ソレノイドコイル、２０は制御弁内部通路、２
１はフユエルインジエクタ、２２は燃焼室、２３
はリリーフバルブ、２４は吸気圧センサ、２５は
水温センサ、２６はノツクセンサ、２７は吸気温
センサ、２８はスロツトル弁開度センサ、２９は
電子制御装置、３０は回転数検出センサ、３３は
ブローバイガス通路、３４，３５は通路である。

過給圧制御は、次のように行われる。スロツト
ルバルブ１０下流側の吸気通路８内にある吸気圧
センサ２４で、吸気の圧力を検出し、スロツトル
弁開度センサ２８でスロツトルバルブ１０の弁開
度を検出する。検出した吸気圧が設定値（但し、
アクチユエータ１２の開弁圧以下の正圧）以上
で、且つ検出した弁開度が設定値以上の時に、吸
気圧が目標圧力と異なる時は、制御弁１７をデユ
ーテイコントロールすることにより、アクチユエ
ータ１２およびウエストゲート弁６を動作させ、
吸気圧を上記目標圧力に保つ。前記目標圧力は、
運転状態に応じて、即ち、エンジン回転数、スロ
ツトル弁開度、エンジン冷却水の水温、ノツキン
グ状態、車速等の要素を総合的に考慮して予め定
められ、電子制御装置２９に記憶させてある。

なお、ターボチヤージヤ付内燃機関の過給圧制
御装置に関する文献としては、特開昭60−81425
号公報がある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記した従来のターボチヤージ
ヤ付内燃機関の過給圧制御装置には、次のような
問題点があつた。

第１の問題点は、制御弁１７のソレノイドコイ
ル１９が断線すると、制御弁１７がOFFの状態
のままとなり、断線したコードがアースしてシヨ
ートすると、制御弁１７がONの状態のままにな
り、吸気圧がコントロールできなくなるという点
である。例えば、ONの状態のままで吸気圧がコ
ントロールできなくなると、吸気圧が上がり過
ぎ、エンジンがノツキングを起こす。

第２の問題点は、オリフイス１１や制御弁内部
通路２０に付着したオイル等の付着物を、車両減
速時に制御弁１７を用いて除去することが考えら
れるが、それを行つていてスロツトルバルブ１０
が開かれると（加速に転じると）、その時車両に
シヨツクを与えるという点である。

第１の問題点の理由については、何ら説明を要
しないであろう。第２の問題点が生ずる理由は、
次の通りである。

先ず最初に、オイル等が付着するメカニズムと
付着物がもたらす弊害について述べ、次に制御弁
１７を車両減速時に用いて付着物を除去すること
について述べ、最後にその除去を行つている時に
スロツトルバルブ１０を開くと車両にシヨツクを
与えることについて述べる。

エンジン本体１からブローバイガス通路３３を
通つて流れてきたブローバイガスは、コンプレツ
サ３を経てオリフイス１１や制御弁内部通路２０
に入り込んで来る。制御弁１７が閉じて（OFF
して）いれば、当然その中に溜まる。ところが、
ブローバイガスはオイル等を含んでおり、このオ
イル等はオリフイス１１や制御弁内部通路２０の
壁面に付着する。付着しても、制御弁１７が開い
た時（ONした時）流れる強い空気流で吹き飛ば
され、通路３５を通つて外部へ出されるというこ
とがしばしば行われているのであればよい。しか
し、ここを強い空気流が流れるのは、急加速時か
急な登り坂の時（エンジンが高回転、高負荷時）
に限られ、通常の走行時にはあまりない。そのた
め、付着がどんどん進み、やがては固着・堆積す
ることとなる。この固着・堆積物は過給圧制御装
置の耐久性を損なう上、次に述べるように、制御
性能を悪くしてしまう。

固着・堆積物によりオリフイス１１や制御弁内
部通路２０の通路径が狭められると、制御弁１７
をONさせた時に通過する空気量が減る。第７図
は、制御弁１７のONデユーテイ比に対する制御
弁通過空気流量を示す流量特性図であるが、初め
A₂のような特性であつたものが、固着・堆積が
進むと、B₂のような特性になつてしまい、同じ
ONデユーテイ比でも流れる空気量は非常に少な
くなつてしまうのである。

また、圧力特性も悪くなる。第６図は制御弁１
７のONデユーテイ比に対する作動圧室１３内圧
力を示す圧力特性図であるが、初めA₁のような
特性であつたものが、固着・堆積が進むとB₁の
ような特性になつてしまい、作動圧室１３の中の
圧力の可変範囲つまり調整範囲が狭くなつてく
る。そのため、制御弁１７を作動させて吸気圧を
目標圧力まで上げようとしても、上げられないと
いつた事態が生ずる。即ち、エンジンの動力性能
は、固着・堆積が進むにつれ、徐々に悪くなつて
いく。

さらに、固着・堆積物の量が多量になると、制
御弁１７が限度一杯開いた時、つまり第８図でム
ービングコア１８が限度一杯に左へ来た時、壁面
の固着・堆積物と当接し、その粘着性のために元
に戻りにくくなる（つまり閉じにくくなる）。そ
うすると、流量特性は第７図のC₂のような特性
となり、必要以上に空気が流れることとなる。ま
た、圧力特性は第６図のC₁のような、ONデユー
テイ比の僅かの変化に対して作動圧室内圧力が大
きく変化する部分があるという特性となる。作動
圧室１３の圧力の変化が大きいと、吸気圧やエン
ジン回転数に変動を与える。

次に、車両減速時に制御弁１７を開いて付着物
を除去することについて述べる。燃料噴射を行わ
ない車両減速時には、従来、制御弁１７は使用し
なかつた。そこでこの点に着目し、車両減速時の
適当な期間に制御弁１７を開き、オリフイス１
１、通路３４、制御弁内部通路２０、通路３５を
通つて強い空気流で付着物を流し出すことが考え
られる。その場合、制御弁１７を開く時、閉じる
時に車両にシヨツクを与えることは好ましくない
ので、それらの時、運転状態が車両にシヨツクを
与えない状態となつているか検知する必要があ
る。また、付着物を流し出すためには、吸気圧が
大気圧よりも高い正圧でなければならないから、
これも検知しておく必要がある。

次に、制御弁１７を開いて付着物を流し出す動
作を行つていてスロツトルバルブ１０を開くと、
車両にシヨツクを与える理由について述べる。車
両減速時に制御弁１７をONすると、コンプレツ
サ３とスロツトルバルブ１０の間の吸気通路８の
吸気圧の時間的低下速度は、制御弁１７をONし
ない場合に比し遅い。なぜなら、制御弁１７を
ONすると、作動圧室１３にウエストゲート弁６
を開かせるだけの正圧がかからなくなるため、排
気ガスをバイパス通路５に導くとが出来ず、ター
ボチヤージヤ２のタービンシヤフトの回転を減速
させることが出来なくなるからである。そのた
め、コンプレツサ３とスロツトルバルブ１０の間
の吸気通路８の吸気圧は下がりにくくなる。この
状態でスロツトルバルブ１０を開いた場合、高圧
の空気が急に燃焼室２２に送りこまれる。する
と、それまで負であつたエンジンのトルクは、急
に過大な正のトルクに転ずるので、車両にシヨツ
クを与えることになるのである。

以上が問題点とそれが生ずる理由であるが、本
考案は、前記した問題点を解決することを目的と
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解決するため、本考案では、ター
ボチヤージヤ付内燃機関の過給圧制御装置におい
て、指令信号により開閉してウエストゲート弁の
駆動部に吸気圧を直接伝える補助制御弁を設ける
こととした。

〔作用〕

指令信号により開閉してウエストゲート弁の駆
動部に吸気圧を直接伝える補助制御弁は、付着物
を除去するため車両減速時に使用する制御弁１７
と同時に使用（ON）すると、スロツトルバルブ
１０を開いたとき車両にシヨツクを与えるという
制御弁１７使用による弊害を、解消することが出
来る。また、制御弁１７が故障して吸気圧が高く
なつた時動作させると、制御弁１７の故障にもか
かわらず、ウエストゲート弁を駆動することが出
来、ノツキングを防止することが出来る。

〔実施例〕

第１図は本考案の実施例である。第８図と同じ
符号のものは、第８図と同じものを指す。３２は
補助制御弁であるところのバキユームスイツチン
グバルブである。バキユームスイツチングバルブ
３２は、電子制御装置２９からの指令により
ON，OFFが制御されて通路を切り換えるバルブ
である。OFFとなつている時は、作動圧室１３
への空気はオリフイス１１から供給される。ON
となつている時は、通路３６を通つて吸気圧が供
給される。バキユームスイツチングバルブ３２
は、制御弁１７をONする時にONし、OFFする
時にOFFするように制御される。

補助制御弁であるバキユームスイツチングバル
ブ３２を、付着物除去のために動作させる制御弁
１７による弊害を解消するために使用する場合
は、次のようにする。

制御弁１７を車両減速時に開閉する時点は、開
閉しても車両にシヨツクを与えないかとか、吸気
圧が所定の大きさあるかとかを考慮して決めなけ
ればならないが、その１例は次の通りである。

制御弁１７を開く時点（ONデユーテイ比100
％）……スロツトルバルブ１０が所定の時間内に
全閉となり、その場合にエンジン回転数および車
速がそれぞれ所定値より大である時。

制御弁１７を閉じる時点（OFF）……スロツ
トルバルブ１０が開かれるか、エンジン回転数お
よび車速がそれぞれ所定値以上でなくなつた時。
あるいは、スロツトルバルブ１０が閉じられ、エ
ンジン回転数および車速がそれぞれ所定値以上と
いう状態が所定時間以上続いた時。

第２図は、この場合の制御弁１７およびバキユ
ームスイツチングバルブ３２の制御のフローチヤ
ートである。以下この項での説明における番号
〜は、第２図に示す処理〜に対応する。

検出したスロツトル弁開度θが所定弁開度θ₀
（例えば、60°）より大の時のみ処理へ進む。

スロツトル弁が閉じる速度が所定値（例え
ば、100°／sec）より大きい時のみ処理へ進
む。

スロツトル弁開度θに応じてセツトされた時
間t₀経過させ、その後処理へ進む。

スロツトルバルブ１０が全閉したら、処理
へ進む。

エンジン回転数が所定値（例えば、
2500RPM）以上の時のみ処理へ進む。

車速が所定値（例えば、50Km／ｈ）以上の時
のみ処理へ進む。

制御弁１７が開かれる。つまり、処理〜
が制御弁１７のON条件ということになる。

′ バキユームスイツチングバルブ３２がON
される。

スロツトルバルブ１０が閉じている時のみ処
理へ進む。開けば処理へ進み、直ちに制御
弁１７を閉じる（OFFとする）。

エンジン回転数が所定値（例えば、
1700RPM）以上の時のみ処理へ進む。

車速が所定値（例えば、35Km／ｈ）以上の時
のみ処理へ進む。

タイマーで所定の時間t₁（例えば、100ms）
をセツトし、その時間が経過した後処理へ進
む。

Ｔはスロツトル弁開度とかエンジン回転数と
か車速を検出した（センシングした）回数を示
すパラメータであるが、このＴに１を加算す
る。

センシング回数が、所定の回数（例えば、10
回）に達したかどうかを判断する。達していな
いなら処理へ戻り、再びセンシングを繰り返
す。達していれば処理へ進み、制御弁１７を
閉じる（OFFとする）。

制御弁１７を閉じる。

′ バキユームスイツチングバルブ３２をOFF
する。

センシング回数のパラメータＴをクリヤーし
て、０にしておく。

なお、処理〜は、吸気圧が所定の正圧にな
る時点を検知するために行う処理である。また、
処理〜が挿入されているのは、所定の時間、
制御弁１７がONにされていれば、付着物を流し
出すには充分な空気が流れた筈ということで、制
御弁１７をOFFにするためである。

第３図は、制御弁１７を車両減速時に開閉する
場合の開閉時点の決定要素に、吸気圧の検出信号
を用いる場合を示す。第１図と異なる点は、吸気
通路８のスロツトルバルブ１０上流側に過給圧セ
ンサ３１を設けた点である。この例では、制御弁
１７を開く時点（ON）、閉じる時点（OFF）は
次のようにされる。

制御弁１７を開く時点（ONデユーテイ比100
％）……スロツトルバルブ１０が全閉であり、エ
ンジン回転数および車速がそれぞれ所定値より大
であり、さらに過給圧が、強い空気流を流すに充
分な第１の所定値（例えば、400mmHg）より大
きい時。

制御弁１７を閉じる時点（OFF）……スロツ
トルバルブ１０が開かれるか、エンジン回転数お
よび車速がそれぞれ所定値以上でなくなるか、過
給圧が第２の所定値（例えば、300mmHg）より
下がるかした時。

第４図は、この場合の制御弁１７とバキユーム
スイツチングバルブ３２の制御のフローチヤート
である。処理とが過給圧に関する処理であ
る。吸気圧が所定の正圧になつているかどうかを
検知するために、タイマーによる時間の要素の代
わりに過給圧の検出という要素を取り入れた点
が、先の例と異なる点である。前記第２の所定値
より下がつた場合に制御弁１７をOFFする理由
は、その値以下の圧力では付着物を流し出す力が
ないからである。

ソレノイドコイル１９が断線、シヨートして制
御弁１７がONの状態のままとなり、吸気圧がコ
ントロールできなくなつてしまうのを防止するた
めにバキユームスイツチングバルブ３２を用いる
場合は、第５図に示すような手順でバキユームス
イツチングバルブ３２を制御すればよい。ONの
状態のままコントロールできなくなると、吸気圧
は上昇してくる。そうすると、エンジンがノツキ
ングを起こしてダメージを受ける。そこで、吸気
圧が所定の圧力よりも高くなつたことを検知し
て、バキユームスイツチングバルブ３２をONし
てやるのである。すると制御弁１７には関係なく
アクチユエータ１２を作動する状態にすることが
出来る。アクチユエータ１２を作動させることが
出来れば、吸気圧を下げることが出来る。

なお、本考案は、吸入空気量を検出して燃料噴
射量を決定するシステムにも適用できるし、吸気
圧の制御方法が異なつていても、制御弁にてアク
チユエータの作動圧室内圧力を変化させるタイプ
の制御装置であれば適用することが出来る。

〔考案の効果〕

以上述べた如く、本考案のターボチヤージヤ付
内燃機関の過給圧制御装置には、指令信号により
開閉してウエストゲート弁を駆動部に吸気圧を直
接伝える補助制御弁を設けたので、車両減速時に
制御弁を動作させて行う過給圧制御装置中の付着
物の除去を、車両にシヨツクを与えることなくす
ることが出来る。

また、制御弁が故障しても、補助制御弁がそれ
をバツクアツプしてウエストゲート弁を制御可能
とし、吸気圧のコントロールが出来なくなつてノ
ツキングが生ずるといつた事態に至らないように
する。

【図面の簡単な説明】

第１図…本考案の実施例を示す図、第２図…第
１図に関するフローチヤート、第３図…本考案の
実施例の他の例を示す図、第４図…第３図に関す
るフローチヤート、第５図…ノツキング防止のた
めに補助制御弁を使用する場合のフローチヤー
ト、第６図…過給圧制御装置の圧力特性図、第７
図…過給圧制御装置の流量特性図、第８図…従来
の過給圧制御装置。図において、１はエンジン本体、２はターボチ
ヤージヤ、３はコンプレツサ、４はタービン、５
はバイパス通路、６はウエストゲート弁、７はエ
アクリーナ、８は吸気通路、９は排気通路、１０
はスロツトルバルブ、１１はオリフイス、１２は
アクチユエータ、１３は作動圧室、１４はスプリ
ング、１５はロツド、１６はダイヤフラム、１７
は制御弁、１８はムービングコア、１９ソレノイ
ドコイル、２０は制御弁内部通路、２１はフユエ
ルインジエクタ、２２は燃焼室、２３はリリーフ
バルブ、２４は吸気圧センサ、２５は水温セン
サ、２６はノツクセンサ、２７は吸気温センサ、
２８はスロツトル弁開度センサ、２９は電子制御
装置、３０は回転数検出センサ、３１は過給圧セ
ンサ、３２はバキユームスイツチングバルブ、３
３はブローバイガス通路、３４，３５，３６は通
路である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ターボチヤージヤのタービンへの排気をバイパ
スするウエストゲート弁と、該ウエストゲート弁
の駆動部と、ターボチヤージヤのコンプレツサの
下流位置から該駆動部へ供給する吸気を該コンプ
レツサ上流位置へ分流する経路中に設けられ、開
く時には前記ウエストゲート弁を閉じる方向に駆
動する制御弁とを具えたターボチヤージヤ付内燃
機関の過給圧制御装置において、車両減速時に、
前記制御弁を開いても車両にシヨツクを与えない
条件が整つているかどうかを検知する手段と、吸
気圧が正圧であることを検知する手段と、該条件
が整い且つ吸気圧が正圧であるときに制御弁を開
く指令を発する手段と、車両減速時に前記制御弁
が開かれる場合、前記ウエストゲート弁が閉じら
れないよう該ウエストゲート弁の駆動部に前記吸
気を直接伝える補助制御弁とを設けたことを特徴
とするターボチヤージヤ付内燃機関の過給圧制御
装置。