JPH0519012B2 - - Google Patents
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- JPH0519012B2 JPH0519012B2 JP59036102A JP3610284A JPH0519012B2 JP H0519012 B2 JPH0519012 B2 JP H0519012B2 JP 59036102 A JP59036102 A JP 59036102A JP 3610284 A JP3610284 A JP 3610284A JP H0519012 B2 JPH0519012 B2 JP H0519012B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、可変容量ターボチヤージヤの制御
装置、特に、排気バイパス機構を有する自動車用
エンジンの可変容量ターボチヤージヤの改良に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control device for a variable displacement turbocharger, and particularly to an improvement of a variable displacement turbocharger for an automobile engine having an exhaust bypass mechanism.
[従来技術]
自動車用ターボチヤージヤ付エンジンは、一般
に、排気のエネルギを利用して吸気を過給しエン
ジントルクを向上させるもので、この場合、エン
ジン破損防止上、過給圧(正圧)が規定値より上
昇しないよう排気バイパス機構を備え、過給圧が
導かれるアクチユエータでバイパス弁(スイング
式ウエストゲート弁)を開いて排気をバイパスさ
せている。[Prior art] Automotive turbocharged engines generally use exhaust energy to supercharge intake air to improve engine torque. In this case, supercharging pressure (positive pressure) is specified to prevent engine damage. An exhaust bypass mechanism is provided to prevent the pressure from rising above the specified value, and the actuator to which the supercharging pressure is guided opens the bypass valve (swing type wastegate valve) to bypass the exhaust gas.
一方、ターボチヤージヤは広範囲の性能向上を
図るべく可変容量機構を備えるものが提案され、
タービン入口に設けたフラツプ弁型式のノズル、
又は、リング状ノズルの開度を変え、全エンジン
回転数での過給圧の向上を図るようにしている
(実開昭53−50310号公報参照)。 On the other hand, a turbocharger equipped with a variable displacement mechanism has been proposed in order to improve performance over a wide range.
Flap valve type nozzle installed at the turbine inlet,
Alternatively, the opening degree of the ring-shaped nozzle is changed to improve the boost pressure at all engine speeds (see Japanese Utility Model Application No. 53-50310).
即ち、可変容量ターボチヤージヤは、低容量
(エンジン回転数の低い領域)の場合はノズルを
閉じ、また、反対に、高容量(エンジン回転数の
高い領域)の場合はノズルを開くというように、
エンジンの使用回転数に応じて、夫々に適合する
性能を発揮し、これにより所定の過給圧を得よう
とするものである。 In other words, the variable displacement turbocharger closes the nozzle when the capacity is low (low engine speed range) and, conversely, opens the nozzle when the capacity is high (high engine speed range).
The purpose is to exhibit performance that is appropriate for each engine rotational speed, thereby obtaining a predetermined supercharging pressure.
しかしながら、このような従来の可変容量ター
ボチヤージヤにあつては、エンジンの低回転域で
過給圧を上昇させようとノズルを閉じると、その
初期段階でタービン入口の排圧が上り、所定の過
給圧に到達する前にバイパス弁が開いてしまい、
過給圧が規定値まで上らないため、エンジントル
クが低下するという問題がある。 However, with such conventional variable displacement turbochargers, when the nozzle is closed in an attempt to increase boost pressure in the low engine speed range, the exhaust pressure at the turbine inlet rises in the initial stage, causing the predetermined boost pressure to rise. The bypass valve opens before the pressure is reached,
There is a problem in that the engine torque decreases because the boost pressure does not rise to the specified value.
この理由は以下のとおりである。 The reason for this is as follows.
即ち、エンジン過給圧を上げるためにはタービ
ンノズル前後に適当な圧力差が必要であり、この
圧力差でタービンがその速度エネルギを得、これ
と同軸のコンプレツサを高回転して過給圧が得ら
れるのである。このように、タービン入口のエン
ジン排圧が上つた状態にしてから、次のノズル開
度になるよう開度調整する関係上、この排圧の影
響をノズル上流のバイパス弁が受けてしまう。 In other words, in order to increase the engine boost pressure, an appropriate pressure difference is required before and after the turbine nozzle.The turbine obtains its velocity energy from this pressure difference, and the compressor coaxial with it is rotated at high speed to increase the boost pressure. You can get it. In this way, since the engine exhaust pressure at the turbine inlet has increased and then the opening is adjusted to the next nozzle opening, the bypass valve upstream of the nozzle is affected by this exhaust pressure.
従つて、従来のバイパス弁は、これを作動する
アクチユエータの過給圧と内蔵ばねとのバランス
が前述の排圧の上昇分により崩れ、開作動して、
排気をバイパスすることになる。 Therefore, in the conventional bypass valve, the balance between the supercharging pressure of the actuator that operates the bypass valve and the built-in spring is disrupted by the above-mentioned increase in exhaust pressure, and the valve opens.
This will bypass the exhaust.
この結果、過給圧が規定値より落ちこむ、いわ
ゆる、だれ込みを生じ、従つて、トルクも低下す
るという不具合点を生ずるものであつた。 As a result, the supercharging pressure drops below the specified value, ie, a so-called slump occurs, resulting in a problem that the torque also decreases.
[発明の目的]
この発明は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、可変容量のターボチヤージヤ
の過給圧のだれ込みを防止し、もつて、エンジン
トルクの向上を図ることを目的とする。[Object of the Invention] The present invention has been made by focusing on such conventional problems, and an object thereof is to prevent the supercharging pressure of a variable capacity turbocharger from sagging, and thereby improve engine torque. With the goal.
[発明の構成]
この発明は、前記目的を達成するため、ノズル
の作動によりタービンの流量特性を変える可変容
量機構と、バイパス弁により前記タービンをバイ
パスして排気を流す排気バイパス機構と、ダイヤ
フラム及びダイヤフラムを押圧するスプリングと
スプリングに対抗する圧力室とを備えて前記バイ
パス弁を駆動する駆動手段と、前記圧力室に過給
圧を及ぼす過給圧通路を介して過給圧より低い圧
力を圧力室に導入可能な制御弁と、前記排気バイ
パス機構の作動領域では前記圧力室に過給圧を供
給しバイパス弁を開作動する一方、前記可変容量
機構の作動領域では前記圧力室に過給圧より低い
圧力を供給しバイパス弁を閉作動するよう前記制
御弁を制御する制御手段とを設けたものである。[Structure of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention includes a variable capacity mechanism that changes the flow rate characteristics of a turbine by operating a nozzle, an exhaust bypass mechanism that bypasses the turbine by a bypass valve and allows exhaust gas to flow, a diaphragm and a driving means for driving the bypass valve, including a spring that presses a diaphragm and a pressure chamber that opposes the spring; and a drive means that applies a pressure lower than the supercharging pressure to the pressure chamber through a supercharging pressure passage that applies supercharging pressure to the pressure chamber. A control valve that can be introduced into the chamber and a control valve that supplies boost pressure to the pressure chamber in the operating region of the exhaust bypass mechanism to open the bypass valve, while supplying boost pressure to the pressure chamber in the operating region of the variable displacement mechanism. and control means for controlling the control valve to supply a lower pressure and close the bypass valve.
[作用]
可変容量機構のノズルが開作動しているとき
は、制御手段が制御弁を制御して駆動手段の圧力
室に過給圧に加えて大気圧を供給し、排気バイパ
ス機構のバイパス弁を閉作動させるので、ノズル
上流の排圧が上つてもバイパス弁は閉作動を維持
する。従つて、排気流量は全量タービンに流れる
ので、これが高速回転し、同軸のコンプレツサに
より規定の過給圧まで吸気を上昇させる。よつて
過給圧のだれ込み、ひいてはトルクの落ちこみを
防止する。やがてエンジン回転数が上昇して過給
圧が規定値を越えると、制御手段は制御弁を制御
して駆動手段の圧力室に過給圧のみを供給し、こ
れにより通常通り、バイパス弁が開作動し、過過
給等によるエンジン機器の破損を防止する。[Operation] When the nozzle of the variable displacement mechanism is open, the control means controls the control valve to supply atmospheric pressure in addition to supercharging pressure to the pressure chamber of the drive means, and the bypass valve of the exhaust bypass mechanism The bypass valve maintains its closed operation even if the exhaust pressure upstream of the nozzle increases. Therefore, all of the exhaust gas flows to the turbine, which rotates at high speed and raises the intake air to a specified boost pressure by the coaxial compressor. This prevents a drop in supercharging pressure and, in turn, a drop in torque. When the engine speed eventually rises and the boost pressure exceeds the specified value, the control means controls the control valve to supply only boost pressure to the pressure chamber of the drive means, thereby opening the bypass valve as usual. This prevents damage to engine equipment due to overcharging, etc.
[実施例]
以下、この発明を図面に基づいて説明する。第
1図〜第4図はこの発明の一実施例を示す図であ
る。[Example] The present invention will be described below based on the drawings. 1 to 4 are diagrams showing an embodiment of the present invention.
まず、全体構成を第1図により説明する。エン
ジン1は吸気管2より吸気を得て、作動を終えた
排気を排気管3より大気へ放出する。 First, the overall configuration will be explained with reference to FIG. The engine 1 obtains intake air through an intake pipe 2 and releases exhaust gas after operation to the atmosphere through an exhaust pipe 3.
ターボチヤージヤ4はタービン5とコンプレツ
サ6とを同軸で備えると共に、タービン5の排気
入口部に可変容量機構7と排気バイパス機構8と
を備え、これらを制御機構9により制御するよう
にしている。 The turbocharger 4 includes a turbine 5 and a compressor 6 coaxially, and also includes a variable displacement mechanism 7 and an exhaust bypass mechanism 8 at the exhaust inlet of the turbine 5, which are controlled by a control mechanism 9.
第2図は具体的実施例で、吸気はエアフロメー
タ11で計量され、コンプレツサ6で加圧され出
口で過給圧Pbとなり、絞弁12で制御され、エ
ンジン1に吸入される。 FIG. 2 shows a specific example, in which intake air is measured by an air flow meter 11, pressurized by a compressor 6, becomes supercharging pressure Pb at the outlet, controlled by a throttle valve 12, and sucked into the engine 1.
排気はエンジン1から排気管3を通り、途中、
可変容量機構7のノズル13を介してタービン5
にエネルギを与えてから排出する。 Exhaust passes from engine 1 through exhaust pipe 3, and on the way,
Turbine 5 via nozzle 13 of variable displacement mechanism 7
gives energy to and then discharges it.
ノズル13は第3図に示すように、軸14を中
心に回動し、スロート15の面積を可変とし、渦
巻状のスクロール16へ入る排気量に対応する。 As shown in FIG. 3, the nozzle 13 rotates about a shaft 14, and the area of the throat 15 is variable to correspond to the amount of exhaust gas entering the spiral scroll 16.
再び第2図において、ノズル13の軸14はレ
バー17及びロツド18を介して、アクチユエー
タ19のダイヤフラム20に連結される。 Referring again to FIG. 2, the shaft 14 of the nozzle 13 is connected via a lever 17 and a rod 18 to a diaphragm 20 of an actuator 19.
アクチユエータ19には、吸気管2のコンプレ
ツサ6の出口圧、即ち、過給圧Pbを導く導管2
1を設け、その途中に絞り22を設けると共に、
この絞り22の下流に逃し導管23を分岐し、そ
の他端をコンプレツサ6の入口側へ接続する。ま
た、アクチユエータ19の大気室27にばね24
を設け、過給圧Pbに対向するようにする。 The actuator 19 is provided with a conduit 2 that guides the outlet pressure of the compressor 6 of the intake pipe 2, that is, the supercharging pressure Pb.
1 is provided, and a diaphragm 22 is provided in the middle,
A relief conduit 23 is branched downstream of this throttle 22, and the other end is connected to the inlet side of the compressor 6. In addition, a spring 24 is installed in the atmospheric chamber 27 of the actuator 19.
is provided so that it faces the boost pressure Pb.
逃し導管23には制御弁としての電磁弁25を
設け、これを制御手段としてのコントロールユニ
ツト26でデユーテイ制御する。 The relief conduit 23 is provided with a solenoid valve 25 as a control valve, which is duty-controlled by a control unit 26 as a control means.
排気バイパス機構8は、バイパス通路30の入
口にバイパス弁31をスイング式に取付け、これ
をベルクランク32及びロツド33で駆動手段と
してのアクチユエータ34のダイヤフラム35に
連結する。ダイヤフラム35は大気室28に設け
たばね36によりロツド33の反対方向に弾発さ
れる。また、アクチユエータ34には過給圧Pb
を導入する過給圧通路としての導管37が接続さ
れるが、その圧力の取出口は電磁弁25の上流、
好ましくは、第2図のように、絞り22の上流
で、吸気管2の取出口38より、所定の管路抵抗
(後述)を呈する位置とする。 In the exhaust bypass mechanism 8, a bypass valve 31 is swing-mounted at the entrance of a bypass passage 30, and is connected to a diaphragm 35 of an actuator 34 as a driving means by a bell crank 32 and a rod 33. The diaphragm 35 is urged in the opposite direction of the rod 33 by a spring 36 provided in the atmospheric chamber 28. Also, the actuator 34 has a supercharging pressure Pb
A conduit 37 is connected as a boost pressure passage for introducing the pressure, but the pressure outlet is upstream of the solenoid valve 25,
Preferably, as shown in FIG. 2, the position is located upstream of the throttle 22 and exhibits a predetermined line resistance (described later) from the intake port 38 of the intake pipe 2.
以上に述べたアクチユエータ19,34、電磁
弁25、導管21,37等が第1図の制御機構9
を構成する。 The actuators 19, 34, solenoid valve 25, conduits 21, 37, etc. described above are the control mechanism 9 of FIG.
Configure.
なお、吸気管2には過給圧(コンプレツサ出口
の吸気管圧力)Pbを検出する過給圧センサ41
と緊急用逃し弁42が取付けられている。 The intake pipe 2 is equipped with a boost pressure sensor 41 that detects the boost pressure (intake pipe pressure at the compressor outlet) Pb.
An emergency relief valve 42 is installed.
コントロールユニツト26は、主に、マイクロ
プロセツサと、メモリと、インタフエースとから
なるマイクロコンピユータで構成され、前記、エ
アフローメータ11から空気流量Qaを、過給圧
センサ41から過給圧Pbを、クランク角センサ
43からエンジン回転数Neを、絞弁開度センサ
44から絞弁開度を入力信号として受ける。これ
らの信号のうちアナログ信号はA/D変換器を介
してデジタル信号として入力される。メモリには
マイクロプロセツサを制御するプログラムやマイ
クロプロセツサが実行する演算に必要な各種デー
タが格納されると共に、メモリは外部から取り込
んだデータの一時記憶を行う。マイクロプロセツ
サは前記プログラムに従つて燃料噴射量、噴射時
期及び点火信号等を演算して運転状態に適切な噴
射信号Si、点火信号Spを出力すると共に、電磁
弁25のデユーテイ値を演算して制御信号DMを
出力する。 The control unit 26 is mainly composed of a microcomputer consisting of a microprocessor, a memory, and an interface. It receives the engine rotation speed Ne from the crank angle sensor 43 and the throttle valve opening from the throttle valve opening sensor 44 as input signals. Among these signals, analog signals are input as digital signals via an A/D converter. The memory stores programs that control the microprocessor and various data necessary for operations executed by the microprocessor, and also temporarily stores data imported from outside. The microprocessor calculates the fuel injection amount, injection timing, ignition signal, etc. according to the program and outputs the injection signal Si and ignition signal Sp appropriate for the operating condition, and also calculates the duty value of the solenoid valve 25. Outputs control signal DM .
次に前記実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be explained.
まず、第4図のフローチヤートにより電磁弁2
5のデユーテイ値DMが求まる。図中、P1〜P7は
フローチヤートの各ステツプを示す。 First, according to the flowchart in Figure 4, the solenoid valve 2
The duty value D M of 5 is determined. In the figure, P 1 to P 7 indicate each step of the flowchart.
P1でエンジン回転数Neと吸気流量QaのA/D
変換値が入力され、P2でエンジン1回転当りの
空気流量Tpが計算される。P3でエンジン回転数
と1回転当りの空気流量Tpに対しあらかじめ決
められたデユーテイ値をルツクアツプしてくる。
このテーブルはNe及びTpの分割点が有限であ
り、分割点間の数値に対しては比例補間計算を行
ない基本デユーテイ値DMが決定される。 A/D of engine speed Ne and intake flow rate Qa at P 1
The converted value is input, and the air flow rate Tp per engine revolution is calculated at P2 . P3 looks up the predetermined duty value for the engine speed and air flow rate per revolution Tp.
In this table, the division points of Ne and Tp are finite, and the basic duty value D M is determined by performing proportional interpolation calculation on the numerical values between the division points.
さらに、P4ではルツクアツプされた基本デユ
ーテイ値DMが電磁弁の作動遅れ時間及び演算ソ
フト部の誤動作をしないよう上限値Duと下限値
DLの間にあるかどうかの判定を行い、Duより大
きくなつているときはP5でDMを上限値に固定し、
DUより小さくなつているときはP6でDMを下限値
に固定する。そして、P7でルツクアツプされた
基本デユーテイ値DMが記憶されこのメモリの数
値に応じ図示していないタイマ計測部で電磁弁へ
のデユーテイ計算が行なわれその結果がI/Oイ
ンターフエースを介し電磁弁の作動を決定する。 Furthermore, in P 4 , the basic duty value D M that has been looked up is set to an upper limit value Du and a lower limit value to prevent the operation delay time of the solenoid valve and the malfunction of the calculation software section.
Determine whether it is between D L , and if it is greater than Du, fix D M to the upper limit with P 5 ,
When D is smaller than U , fix D M to the lower limit value with P6 . Then, the basic duty value D M looked up in P7 is stored, and a timer measuring section (not shown) calculates the duty to the solenoid valve according to the value in this memory, and the result is sent to the solenoid valve via the I/O interface. Determine valve operation.
次に実際の作動を第5図、第6図及び第7図に
より説明する。 Next, the actual operation will be explained with reference to FIGS. 5, 6, and 7.
第5図は横軸にエンジン回転数Neを、縦軸に
エンジン1回転当りの空気流量Tpをとつたもの
である。図のように、絞弁全開での運転線がEの
線となり、ノズル全閉で過給圧Pbが規定値例え
ば水銀柱375m/mとなる点がBL、同じく全開で
規定値となる点がBuとなり、この間の領域C部
がノズル開度が変化する領域で矢印方向に行くに
従つて開作動してゆく。 In FIG. 5, the horizontal axis represents the engine rotational speed Ne, and the vertical axis represents the air flow rate Tp per engine rotation. As shown in the figure, the operating line with the throttle valve fully open is line E, and the point where the boost pressure Pb reaches the specified value, for example 375 m/m of mercury, when the nozzle is fully closed is B L , and the point where it also reaches the specified value with the nozzle fully open is B L . The region C between these regions is a region where the nozzle opening degree changes, and the nozzle opens as it goes in the direction of the arrow.
又、排気バイパス弁はBuの点の前後に決めら
れたAから全開での運転線Eの間の領域D部で作
動する。 Further, the exhaust bypass valve operates in a region D between A and a fully open operating line E, which are determined before and after the point Bu.
上記の図でNeとTpに関して電磁弁のデユーテ
イ値を書いてこれをテーブルとして与えておく。
このテーブルはエンジンの特性及び耐及信頼性に
より許容される最大過給圧になるよう各エンジン
回転数と空気流量に関して制御デユーテイ値とな
るよう予め決められている。 In the above figure, write the duty value of the solenoid valve in terms of Ne and Tp and provide this as a table.
This table is predetermined to provide control duty values for each engine speed and air flow rate so as to achieve the maximum boost pressure allowed by the characteristics and durability of the engine.
第6図は電磁弁デユーテイ値とアクチユエータ
正圧及びノズル、バイパス弁の両開度の関係を示
す。 FIG. 6 shows the relationship between the solenoid valve duty value, the actuator positive pressure, and the opening degrees of the nozzle and bypass valve.
前述のC領域の開度はC線で、このときのデユ
ーテイ値はF線(100〜50位)の範囲、D領域の
開度はD線で、このときのデユーテイ値はG線
(50〜0位)の範囲である。 The opening degree of the above-mentioned C area is C line, and the duty value at this time is in the range of F line (100 to 50), and the opening degree of D area is D line, and the duty value at this time is in the range of G line (50 to 50). 0) range.
即ち、第2図において、電磁弁25へのデユー
テイ値を多くすると、電磁弁25の開時間が多く
なり、アクチユエータ19の正圧は低下し、ばね
24の力が打勝つてノズル13を全閉とする。反
対にデユーテイ値を少くすると正圧が多くなつて
ロツド18を介してノズル13を全開とする。 That is, in FIG. 2, when the duty value to the solenoid valve 25 is increased, the opening time of the solenoid valve 25 increases, the positive pressure of the actuator 19 decreases, and the force of the spring 24 overcomes and the nozzle 13 is fully closed. shall be. Conversely, when the duty value is decreased, the positive pressure increases and the nozzle 13 is fully opened via the rod 18.
このノズルの作動範囲F(第6図)間において
はバイパス弁はd1のように全閉である。そして、
パイパス弁は徐々にd2及びd3のように開いてゆ
く。 During the nozzle operating range F (FIG. 6), the bypass valve is fully closed as indicated by d1 . and,
The bypass valve gradually opens like d 2 and d 3 .
第7図はデユーテイ値0%、50%及び100%の
場合のアクチユエータへの導管の圧力が、導管の
距離及び各要素によつて低下(R)する様子をグラフ
にしたもので、絞り22の位置まではほぼ直線状
に低下し、また、デユーテイ値が0に近いとき
は、流れがなくアクチユエータへの正圧が逃げな
いので、殆ど低下しないものである。 Figure 7 is a graph showing how the pressure in the conduit to the actuator decreases (R) depending on the distance of the conduit and each element when the duty value is 0%, 50% and 100%. When the duty value is close to 0, there is no flow and the positive pressure to the actuator does not escape, so there is almost no drop.
従つて、ノズル13の作動範囲(C)においては、
電磁弁25のオンオフ作動により、導管21の圧
力が低下して、バイパス弁31のアクチユエータ
34にかかるので、ばね28の張力を適宜選択す
ることにより、その間、ばね28の力で、ロツド
33を介して、バイパス弁31を閉作動させるこ
とができ、排圧上昇による、バイパス弁31の過
早な開弁開始時期を容易に遅らせることができ
る。 Therefore, in the operating range (C) of the nozzle 13,
Due to the on/off operation of the solenoid valve 25, the pressure in the conduit 21 decreases and is applied to the actuator 34 of the bypass valve 31, so by appropriately selecting the tension of the spring 28, the force of the spring 28 is applied to the actuator 34 of the bypass valve 31. As a result, the bypass valve 31 can be closed, and a premature start of opening of the bypass valve 31 due to an increase in exhaust pressure can be easily delayed.
かくして、バイパス弁31の制御用圧力は開始
圧力P0に対して、iだけ低下しているので、こ
の間全閉に保持され、P0に到つて、d2のように開
作動してゆくことになる。 In this way, since the control pressure of the bypass valve 31 is reduced by i with respect to the starting pressure P 0 , it is kept fully closed during this period, and when P 0 is reached, it opens as shown in d 2 . become.
なお、領域Hではアクチユエータ正圧が変化し
ないにもかかわらず、d3のように開作動を継続し
ているが、これはバイパス流量の増大による弁前
後の差圧増大によるもので、この範囲では、もは
や、ノズル制御は全開のままの開閉作動領域外の
領域であるので不都合は生じない。 In addition, in region H, although the actuator positive pressure does not change, the opening operation continues as shown in d 3 , but this is due to the increase in the differential pressure before and after the valve due to the increase in bypass flow rate. Since the nozzle control is now outside the opening/closing operation range where the nozzle remains fully open, no inconvenience occurs.
第8図はエンジン回転数に対する排圧の変化を
図示したもので、Aはノズル全閉、Bはノズル全
開で、ノズルの開閉のときの排圧はCのような過
渡状態となる。K範囲外がバイパス弁の作動域で
あるので、過渡線CのX部分で排圧が上る際、バ
イパス弁にこの圧力がかかつて、従来は第9図の
点線Yのように過給圧が低下し、いわゆるだれ込
みを生じた。 FIG. 8 shows the change in exhaust pressure with respect to the engine speed, where A is when the nozzle is fully closed, B is when the nozzle is fully open, and the exhaust pressure is in a transient state as shown in C when the nozzle is opened and closed. Since outside the K range is the operating range of the bypass valve, when the exhaust pressure rises at the X portion of the transient line C, this pressure builds up in the bypass valve, and conventionally the boost pressure increases as shown by the dotted line Y in Figure 9. This caused a so-called slump.
しかしながら、本発明の実施例では、ノズル開
閉作動中、電磁弁25、アクチユエータ34等の
制御機構9により、バイパス弁31を閉作動する
ので、第9図の実線Zのように、過給圧がシヤー
プに上り従来のようなだれ込みがなくなる。この
結果、エンジントルクが向上し、ノズル開閉作動
により性能を良好に発揮できる。 However, in the embodiment of the present invention, the bypass valve 31 is closed by the control mechanism 9 such as the electromagnetic valve 25 and the actuator 34 during the nozzle opening/closing operation, so that the supercharging pressure is increased as shown by the solid line Z in FIG. It rises sharply and eliminates the sagging that occurs in the past. As a result, the engine torque is improved, and the nozzle opening/closing operation enables better performance.
前記実施例は、更に、アクチユエータの作動圧
として、制御しようとする過給圧を用いているの
で、過給圧が上ると、ノズル又はバイパス弁が開
作動してこれを下げようとし、フイードバツクが
かかり、都合がよい。 Furthermore, in the embodiment described above, the supercharging pressure to be controlled is used as the operating pressure of the actuator, so when the supercharging pressure increases, the nozzle or bypass valve opens to try to lower it, causing feedback. It takes a while and is convenient.
第10図には、他の実施例を示す。 FIG. 10 shows another embodiment.
この実施例は第2図とはバイパス弁31のアク
チユエータ34への導管37に三方電磁弁45を
設け、これをコントロールユニツト26で制御す
るようにしたことが異なる。 This embodiment differs from FIG. 2 in that a three-way solenoid valve 45 is provided in the conduit 37 of the bypass valve 31 to the actuator 34, and this is controlled by the control unit 26.
三方電磁弁45は通電時、アクチユエータ34
の導管47が大気口46と通じ、非通電時、該導
管47がノズル側アクチユエータ19の導管21
と通ずる。 When the three-way solenoid valve 45 is energized, the actuator 34
A conduit 47 communicates with the atmosphere port 46, and when the current is not energized, the conduit 47 communicates with the conduit 21 of the nozzle-side actuator 19.
I understand.
この実施例はバイパス弁の作動開始圧力P0に
対し、電磁弁25のデユーテイ値を100%近くに
してもノズルの開作動までの余裕圧力iが充分に
確保できないような場合には、更に、バイパス弁
用アクチユエータ34の正圧を下げて、これを閉
作動する必要があり、その場合に有効である。本
実施例によりノズル作動と同時にコントロールユ
ニツト26から指令して、三方電磁弁45に通電
し、アクチユエータ34の圧力を大気圧に通じて
下げることにより、バイパス弁31を確実に閉作
動させることができる。 In this embodiment, even if the duty value of the solenoid valve 25 is set close to 100% with respect to the operation start pressure P 0 of the bypass valve, a sufficient margin pressure i until the nozzle opens is not secured. It is necessary to lower the positive pressure of the bypass valve actuator 34 to close it, and this is effective in that case. According to this embodiment, the bypass valve 31 can be reliably closed by issuing a command from the control unit 26 at the same time as the nozzle is activated, energizing the three-way solenoid valve 45, and lowering the pressure of the actuator 34 to atmospheric pressure. .
このようなことは、ノズル用アクチユエータ1
9の過渡特性を改善するため、絞り22の面積を
大きくした場合、往々にして必要になる。特に、
ノズル開度を小さく絞るとタービン入口排圧が上
昇し、また、エンジン加速時のように、ターボチ
ヤージヤの回転上昇に先だつて入口排圧が上昇す
るので、これによりバイパス弁が開き易くなる。
そこで上記実施例のように大きな差圧で確実に閉
じることが必要となるのである。 This kind of thing happens when the nozzle actuator 1
In order to improve the transient characteristics of the diaphragm 9, it is often necessary to increase the area of the diaphragm 22. especially,
When the nozzle opening is narrowed, the turbine inlet exhaust pressure increases, and the inlet exhaust pressure also increases before the turbocharger rotation increases, such as during engine acceleration, which makes it easier to open the bypass valve.
Therefore, it is necessary to securely close the valve with a large pressure difference as in the above embodiment.
[発明の効果]
以上説明したように、この発明によれば、その
構成を可変容量ターボチヤージヤの可変容量手段
で過給圧を制御しているときは、排気バイパス弁
を駆動する駆動手段の圧力室に過給圧よりも低い
圧力を導入して排気バイパス弁を閉作動させる構
成としたため、タービン入口圧力が上昇してもバ
イパス弁は開作動せず、所定の過給圧に上昇させ
ることができ、エンジントルクの増大を図ること
ができるという効果が得られる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, when the supercharging pressure is controlled by the variable displacement means of the variable displacement turbocharger, the pressure chamber of the drive means for driving the exhaust bypass valve The structure is such that the exhaust bypass valve is closed by introducing a pressure lower than the boost pressure into the engine, so even if the turbine inlet pressure increases, the bypass valve does not open, allowing the boost pressure to rise to the predetermined level. , the effect of increasing engine torque can be obtained.
また、他の実施例は確実にバイパス弁を閉作動
するため、過給圧のだれ込みの心配は全くなくな
る。 Further, in other embodiments, since the bypass valve is reliably closed, there is no need to worry about the supercharging pressure sagging.
なお、この発明は、アクチユエータの制御圧と
して真空を用いても成立し、また、バイパス弁を
デユーテイ制御する場合にも同様に成立する。 It should be noted that the present invention is applicable even when a vacuum is used as the control pressure for the actuator, and is also applicable when duty-controlled the bypass valve.
第1図はこの発明の一実施例の全体図、第2図
は第1図の具体的構成図、第3図は可変容量機構
を示す断面図、第4図は第2図の制御信号プラグ
ラムのフローチヤート、第5図はテーブル説明
図、第6図はデユーテイ値に対する開度及び圧力
線図、第7図は導管の圧力勾配を示す説明図、第
8図はノズル作動時のエンジン排圧性能図、第9
図は過給圧性能図、第10図は他の実施例の具体
的構成図である。
図面の主要部を現わす符号の説明、1…エンジ
ン、2…吸気管、3…排気管、4…ターボチヤー
ジヤ、5…タービン、6…コンプレツサ、7…可
変容量機構、8…排気バイパス機構、9…制御機
構、13…ノズル、19…アクチユエータ、25
…電磁弁、26…コントロールユニツト、30…
バイパス通路、31…バイパス弁、34…アクチ
ユエータ、45…三方電磁弁。
FIG. 1 is an overall view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a specific configuration diagram of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view showing a variable capacitance mechanism, and FIG. 4 is a control signal program of FIG. 2. Flow chart, Figure 5 is a table explanatory diagram, Figure 6 is an opening degree and pressure diagram against duty value, Figure 7 is an explanatory diagram showing the pressure gradient of the conduit, and Figure 8 is the engine exhaust pressure when the nozzle is activated. Performance chart, No. 9
The figure is a boost pressure performance diagram, and FIG. 10 is a specific configuration diagram of another embodiment. Explanation of symbols representing main parts of the drawings: 1...Engine, 2...Intake pipe, 3...Exhaust pipe, 4...Turbocharger, 5...Turbine, 6...Compressor, 7...Variable displacement mechanism, 8...Exhaust bypass mechanism, 9 ...control mechanism, 13...nozzle, 19...actuator, 25
...Solenoid valve, 26...Control unit, 30...
Bypass passage, 31... Bypass valve, 34... Actuator, 45... Three-way solenoid valve.
Claims (1)
変にする可変容量機構と、バイパス弁により前記
タービンをバイパスして排気を流す排気バイパス
機構と、ダイヤフラム及びダイヤフラムを押圧す
るスプリングとスプリングに対抗する圧力室とを
備えて前記バイパス弁を駆動する駆動手段と、前
記圧力室に過給圧を及ぼす過給圧通路を介して過
給圧より低い圧力を圧力室に導入可能な制御弁
と、前記排気バイパス機構の作動領域では前記圧
力室に過給圧を供給しバイパス弁を開作動する一
方、前記可変容量機構の作動領域では前記圧力室
に過給圧より低い圧力を供給しバイパス弁を閉作
動するよう前記制御弁を制御する制御手段とを設
けた可変容量ターボチヤージヤの制御装置。1. A variable capacity mechanism that varies the flow rate characteristics of the turbine by operating a nozzle, an exhaust bypass mechanism that bypasses the turbine and allows exhaust gas to flow through a bypass valve, a diaphragm, a spring that presses the diaphragm, and a pressure chamber that opposes the spring. a drive means for driving the bypass valve, a control valve capable of introducing a pressure lower than the boost pressure into the pressure chamber via a boost pressure passage that applies boost pressure to the pressure chamber, and the exhaust bypass mechanism. In the operating region, supercharging pressure is supplied to the pressure chamber to open the bypass valve, while in the operating region of the variable displacement mechanism, a pressure lower than the supercharging pressure is supplied to the pressure chamber to close the bypass valve. A control device for a variable displacement turbocharger, comprising: control means for controlling the control valve.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59036102A JPS60182316A (en) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | Control device of variable displacement turbocharger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59036102A JPS60182316A (en) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | Control device of variable displacement turbocharger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60182316A JPS60182316A (en) | 1985-09-17 |
| JPH0519012B2 true JPH0519012B2 (en) | 1993-03-15 |
Family
ID=12460400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59036102A Granted JPS60182316A (en) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | Control device of variable displacement turbocharger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60182316A (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0544486A (en) * | 1991-08-13 | 1993-02-23 | Mitsubishi Motors Corp | Waste gate opening/closing controller of variable volume turbocharger |
| DE10305646B4 (en) * | 2003-02-11 | 2005-02-03 | Siemens Ag | Method for controlling the boost pressure in an internal combustion engine with turbocharger |
| CN102482989B (en) | 2009-07-02 | 2014-06-11 | 霍尼韦尔国际公司 | Turbocharger system for air-throttled engines |
| US8446029B2 (en) | 2010-04-05 | 2013-05-21 | Honeywell International Inc. | Turbomachinery device for both compression and expansion |
| US8544262B2 (en) | 2010-05-03 | 2013-10-01 | Honeywell International, Inc. | Flow-control assembly with a rotating fluid expander |
| EP2705220A1 (en) | 2011-05-05 | 2014-03-12 | Honeywell International Inc. | Flow- control assembly comprising a turbine - generator cartridge |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56132332U (en) * | 1980-03-10 | 1981-10-07 | ||
| JPS59159732U (en) * | 1983-04-12 | 1984-10-26 | 三菱自動車工業株式会社 | Variable throttle turbo gear |
-
1984
- 1984-02-29 JP JP59036102A patent/JPS60182316A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60182316A (en) | 1985-09-17 |
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