JPH0529768B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排気タービン式過給機と機械駆動式
過給機とを備えた内燃機関の過給装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、自動車分野においては、例えば実開昭61
−169240号、実開昭61−169239号、実開昭60−
26235号、実開昭61−132444号公報等に開示され
るように、内燃機関（以下、機関と略記する）の
排気を利用した排気タービン式過給機と機関の駆
動力を利用した機械駆動式過給機とを組合せた過
給装置が提案されている。

この種の過給装置には、吸気通路のうち上流側
に排気タービン式過給機を、下流側に機械駆動式
過給機を配置し、これらの過給機を必要に応じて
併用させたり、或いは排気タービン式過給機のみ
を駆動させて、両者の長所を有効に利用して過給
がなされるようにしてある。

すなわち、一般に、排気タービン式過給機の過
給圧特性は、排気圧を利用するため、排気圧が低
下する機関の低速回転域よりも高速回転域の方が
有利とされ、一方、機械駆動式過給機は、機械ノ
イズ、振動の影響を受け易い高速回転域よりも、
これらの影響の左程ない低速回転域の方が安定し
た過給圧特性が得られる。

そこで、両者の長所を有効に利用するため、こ
の種過給システムでは、過給が必要な時でエンジ
ン回転数が所定値以下の場合には、排気タービン
式過給機と共に、これを補助するため、機械駆動
式過給機を運転させ、一方、機関が所定値以上の
高速回転域になると、機械駆動式過給機の運転を
停止し排気タービン式過給機のみを運転させる方
式を採用している。

以上の如く、この種の過給システムでは、機関
が所定の回転数に至ると、機械駆動式過給機の運
転を停止させるが、（以下、この時の機関回転数
をスーパーチヤージヤカツトオフ回転数と称す
る）、この場合、何らの配慮がなければ、機械駆
動式過給機の運転停止分だけ過給圧が低下する。

そこで、従来は、例えば実開昭61−169240号公
報等に開示されるように、排気タービンの出力調
整を行うウエストゲートアクチユエータに機械駆
動式過給機の上流側の過給圧を制御圧力として導
入したり、 或いは実開昭61−169239号、実開昭61−132444
号公報等に開示されるように、機械駆動式過給機
の下流側のインテークマニホールド内圧力（絞り
弁下流圧力）を制御圧力としてウエストゲートア
クチユエータに導入し、これらの制御圧力の変動
に基づき、機械駆動式過給機が停止した時の圧力
低下に等しい分だけ瞬時にウエストゲートの開弁
力を弱めることにより、排気タービン式過給機の
出力をアツプさせて過給圧の低下を防止する等、
種々の対策が講じられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、吸気通路中の過給圧は、通路、絞り
弁、インタークーラ等の通気抵抗を受けるため、
前述の如き機械駆動式過給機停止後の過給圧制御
も、理想的には、これらの通気抵抗を受けた後の
最終的なインテークマニホールド内圧力を制御圧
力としてウエストゲートアクチユエータに導入
し、この制御圧力に基づき過給圧制御を行うのが
理想とされる。

この点からすれば、前述した過給圧制御方式の
中で、後者の如く機械駆動式過給機の下流側で絞
り弁下流側の圧力を制御圧力としてウエストゲー
トアクチユエータに導入する方式のものが、この
条件を満足させる。

しかし、この過給圧制御方式の場合には、絞り
弁の開度が充分に大きくない部分負荷時に、排気
タービン式過給機の圧縮機出口圧力が所定圧力以
上となつても、絞り弁下流側の圧力が低くウエス
トゲートアクチユエータが依然としてウエストゲ
ートの開弁力を弱い状態に保つ可能性があり、そ
の結果、ウエストゲートが開かず排気タービン式
過給機が許容回転数を超えるおそれがあり、ま
た、ウエストゲートアクチユエータのダイヤフラ
ムには、運転状態に応じて正圧と負圧の双方が加
わり、その結果、ダイヤフラムに対する負荷が増
し、ダイヤフラムの疲労度を大きくしウエストゲ
ートアクチユエータの寿命を早める傾向にあつ
た。

一方、前者の場合は、ウエストゲートアクチユ
エータの制御圧力を機械駆動式過給機の上流より
導くため、過給圧の制御精度の向上化を図る上で
改善すべき点があつた。

本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目的
は、排気タービン式過給機、機械駆動式過給機を
備えた過給装置における過給圧制御精度を向上さ
せると共に、ウエストゲートアクチユエータにか
かる負荷を軽減させて寿命の向上化を図り得る過
給装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、基本的には次のように構成される
（なお、構成要素に付した符号は、内容の理解を
容易にするため図１、図３の実施例を符号を便宜
上引用したものである）。

すなわち、本発明は、内燃機関の吸気通路２
に、排気タービン式過給機４とその下流に位置す
る機械駆動式過給機５を設け、過給が必要な時で
機関回転数Neが所定値Ne₀以下の場合には、排
気タービン式過給機４及び機械駆動式過給機５の
双方を過給動作させ、機関回転数NeがNe₀以上
になると、機械駆動式過給機５の過給動作を停止
させて排気タービン式過給機４単独の過給動作に
切り換わる方式の過給装置で、内燃機関の排気通
路３には、排気の一部を排気タービン式過給機の
排気タービン４ａを迂回させるウエストゲート１
８付きバイパス１７が設けてある過給装置におい
て、 吸気通路２の絞り弁７が機械駆動式過給機５の
下流に配置され、 ウエストゲートアクチユエータ１９は、機械駆
動式過給機５の下流側で絞り弁７近くの絞り弁上
流過給圧P2を検知する手段13b、及び絞り弁上流
過給圧P2が設定過給圧P₀′となるようウエストゲ
ート１８の開弁力を調整する機構１９ａ、１９ｂ
を有し、 吸気通路２に機械駆動式過給機５を迂回する弁
９付きバイパス８が設けてあり、 この弁９を開閉制御するバイパス弁制御装置１
０は、少なくとも、 排気ターボ式過給機４の単独過給動作時にバイ
パス８がバイパスモードとなるよう弁９を開く手
段と、 絞り弁７下流の過給圧P1を検知する手段13a
と、 排気ターボ式過給機４及び機械駆動式過給機５
の双方の過給動作時に、絞り弁下流過給圧P1が
設定値P₀以下になると弁９を閉じ、設定値P₀以
上になると弁９を開いて、設定値Poを目標値と
する絞り弁下流過給圧P1の制御を行う手段とよ
り成り、 且つ、この絞り弁下流過給圧P1制御における
弁９の開動作時〔すなわちP1がPo以上となつて
弁９が開いた時〕に、バイパス８が機械駆動式過
給機５下流の過給気の一部を機械駆動式過給機５
上流に戻すリリーフ通路を兼ねる構成とした。

〔作用〕 排気タービン式過給機４及び機械駆動式過給
機５の双方が運転（過給動作）状態にある時に
は、バイパス弁制御装置１０が絞り弁７下流の
過給圧P1を検知して、P1が目標値Poとなるよ
う機械駆動式過給機５のバイパス弁９を開閉制
御する。

すなわち、絞り弁７下流の過給圧P1が設定
値P₀以下になると弁９が閉じ、設定値P₀以上
になると弁９が開く動作を繰り返すことによ
り、P1が目標値Poとなるように制御される。

この場合、P1がPo以上となつて弁９が開い
た時には、バイパス８が機械駆動式過給機５下
流の過給気の一部をバイパス８を介して機械駆
動式過給機５上流に戻す、いわゆるリリーフ作
用をなす。

この過給圧P1制御は、絞り弁７等の通気抵
抗要素の後の絞り弁下流の過給圧を制御するた
め、機関に供給される吸気の過給圧制御を高精
度に行い得ると共に、絞り弁下流過給圧P1の
検出位置とP1の調整を行うためのバイパス８
の位置は、バイパス８が排気タービン式過給機
４下流にある機械駆動式過給機５に配置したの
で、両者の位置が近くなり、その間のタイムラ
グを小さくして過給圧P1制御の応答性を早め
る。

次に、上記の運転状態から、機関の高速回転
に移行すると、機械駆動式過給機５の過給動作
を停止させて排気タービン式過給機４単独の過
給動作に切り換わる。この場合には、バイパス
８は開モードとなり、排気タービン式過給機４
から給送される過給気はバイパス８を経由して
機関には供給される。

そして、機械駆動式過給機４の過給が無くな
つた分だけ、過給圧が低下しようとするが、こ
の場合には、ウエストゲートアクチユエータ１
９が、機械駆動式過給機５の下流側で絞り弁７
近くの絞り弁上流過給圧P2を検知して、P2が
設定過給圧P₀′となるようウエストゲート１８
の開弁力を調整する。

すなわち、ウエストゲートアクチユエータ１
９が、過給圧低下の兆候を絞り弁上流過給圧
P2で検知して、ウエストゲート１８の開弁力
調整を行い、その結果、排気タービン式過給機
４の出力をアツプしてP2が設定過給圧P₀′とな
るよう維持する。

また、上記の状態から、引き続き排気ター
ビン式過給機４の単独運転がなされると、バイ
パス８は開モードの状態にあるから、の場合
と同様に、ウエストゲートアクチユエータ１９
が、機械駆動式過給機５の下流側で絞り弁７近
くの絞り弁上流過給圧P2を検知して、P2が設
定過給圧P₀′となるようウエストゲート１８の
開弁力を調整する。

このP2の過給圧制御は、過給圧P1の検知位
置より上流の過給圧を検知して行われるが、そ
れでも、絞り弁７に近い位置で行われるので、
内燃機関に供給される過給圧にほとんど変動を
きたすことなく、精度の良い過給圧制御を保証
する。

なお、この過給圧P2を検知しての過給圧制
御は、ウエストゲート１８の開度を調整するた
め、排気圧が大きくなつた時の排気タービンの
過回転防止の作用をなす。したがつて、排気タ
ービン式過給機４の単独運転は勿論、上記の過
給圧P1制御が行われている時（排気タービン
式過給機４・機械駆動式過給機５の双方の運転
時）にも行わせてもよいが、これに代わり次の
ようにしてもよい。

すなわち、第３図のようにウエストゲートア
クチユエータ１９に、絞り弁７近くの絞り弁上
流過給圧P2を検知する手段13のほかに、排気
タービン式過給機４・機械駆動式過給機５間で
排気タービン式過給機４の圧縮機出口近くの過
給圧P3を検知する手段21、及びこの検知対象
ととなる過給圧P2、P3を選択的に取り込む切
換手段20を付加して、この切換手段20の切換制
御により、ウエストゲートアクチユエータが、
排気タービン式過給機４の単独過給動作時に絞
り弁上流過給圧P2を取り込んでウエストゲー
ト１８の開弁力を調整し、排気タービン式過給
機４及び機械駆動式過給機５の双方の過給動作
時に排気タービン式過給機出口側の過給圧P3
を取り込んでウエストゲート１８の開弁力を調
整してもよい。

このようにすれば、排気タービン式過給機
４・機械駆動式過給機５の双方の運転時に、上
記の絞り弁下流側の過給圧P1が制御される
と共に、排気タービン式過給機４の出口側過給
圧P3が制御されるので、過給圧制御の精度保
証のほかに、排気タービン式過給機４の過回転
防止の確実性を一層高めることができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は、本発明の第１実施例を示す過給シス
テムの構成図である。

図中、１は内燃機関、２は吸気通路、３は排気
通路、４は排気タービン式過給機、５は機械駆動
式過給機である。排気タービン式過給機４の排気
タービン４ａは、排気通路３中に配置され、排気
タービン４ａにより駆動される圧縮機４ｂは吸気
通路２中に配置されている。機械駆動式過給機５
は、吸気通路２中の排気タービン式過給機４の圧
縮機４ｂよりも下流側に配置され、更に吸気通路
２中の機械駆動式過給機５の下流側にインターク
ーラ６、その下流側に絞り弁７が配置されてい
る。

機関１より排出された排気ガスは、排気タービ
ン式過給機４のタービン４ａを回転駆動し大気へ
排出される。一方、吸入空気は、排気タービン式
過給機４の圧縮機４ｂにより圧縮され、さらに機
械駆動式過給機５が駆動状態にある場合には、機
械駆動式過給機５により圧縮され、インタークー
ラ６を介し冷却された後、絞り弁７を介して機関
１へ供給される。

機械駆動式過給機５は、電磁クラツチ１１及び
動力伝達手段１２を介して機関１により駆動され
る。電磁クラツチ１１は、後述する制御ユニツト
１４で制御される。

８は、機械駆動式過給機５を迂回するバイパス
で、バイパス８には弁９が設けられ、弁９はバイ
パス弁制御装置１０によつて作動される。

バイパス弁制御装置１０は、絞り弁７下流の過
給圧P1を検知する検知管１３ａを有し、装置本
体１０内部に、制御ユニツト１４からの作動信号
及び検知管１３ａからの過給圧検知情報を取り込
んで、機関１の運転状態に応じてバイパス弁９を
開閉制御する手段を備えて成る。具体的には、機
関がアイドル状態及びスーパーチヤージヤカツト
オフ回転数以上の時、換言すれば、機械駆動式過
給機５の停止時（排気タービン式過給機５の単独
運転時）には、制御ユニツト１４からの作動信号
に基づいて、バイパス弁９を全開制御する手段
と、過給が必要な時でスーパーチヤージヤカツト
オフ回転数以下の機関回転数の場合（排気タービ
ン式過給機４及び機械駆動式過給機５の双方の運
転時）には、検知管１３ａで検知されるマニホー
ルド１５内圧力（絞り弁下流過給圧）P1に応じ
てバイパス弁９を開閉制御してP1が目標過給圧
P₀となるよう制御する手段とを備える。

制御ユニツト１４は、回転数検出器１６が検出
した機関１の回転数（回転信号）を入力し、この
回転数に基づき、電磁クラツチ１１、バイパス弁
制御装置１０を駆動させる機能を有する。制御ユ
ニツト１４の具体的動作については、後述する。

１７は排気タービン４ａを迂回するバイパス
で、バイパス１７には、ウエストゲートアクチユ
エータ１９によつて開閉制御されるウエストゲー
ト１８が設けられている。ウエストゲートアクチ
ユエータ１９には、機械駆動式過給機５の下流で
絞り弁７近くの絞り弁上流の圧力（過給圧）P2
が導入され、この圧力P2が検知管１３ｂにより
ウエストゲートアクチユエータ１９の作動室１９
ａに導入されることにより、ウエストゲート１８
の開弁力（開度）が調整される。

絞り弁上流圧力P2が高くなるほど、ウエスト
ゲートアクチユエータ１９の制御室１９ａの圧力
が高まり、この圧力で操作杆１９ｂを介してウエ
ストゲート１８の開弁力が大きくなり、逆にP2
が低くなる程、ウエストゲート１９の開弁力が小
さくなり、このようにしてウエストゲート１８の
開度が制御される。

次に本実施例の動作を第２図のフローチヤート
に基づき説明する。

第２図のステツプ100は、制御ユニツト１４に
組込まれたルーチンのスタートであり、別のオペ
レーシヨンによつて一定周期で起動される。まず
ステツプ101では、機関回転数Neをあらかじめ設
定されたアイドル回転数（Neアイドル）と比較
し、アイドル状態を判定する。

機関回転数Neが、設定アイドル回転数と等し
いか小の時、すなわちアイドル状態では、制御ユ
ニツト１４で電磁クラツチ１１をオフして、機械
駆動式過給機５の運転を停止させる（ステツプ
103）。また、ステツプ106に移行してバイパス弁
制御装置１０をオンし、バイパス弁９を開く。

この時には、アイドル状態に対応して低出力状
態にある排気タービン式過給機４から送出される
空気が、通気抵抗の大きい停止中の機械駆動式過
給機５を迂回して、バイパス８、インタークーラ
６及び絞り弁７をへて機関１に供給される。

次に、機関回転数Neが設定回転数よりも大き
くなると（Ne＞Neアイドル）、回転数Neをステ
ツプ102において、予め設定されたスーパーチヤ
ージヤカツトオフ回転数Ne₀と比較し、Ne≦Ne₀
の時は、制御ユニツト１４が電磁クラツチ１１を
オンさせる。

この時には、排気タービン式過給機４及び機械
駆動式過給機５の双方が運転（過給動作）し、排
気タービン式過給機４の低・中速回転域での出力
を機械駆動式過給機５の出力で補う。このよう
に、機関１がアイドル回転以上で、所定のスーパ
チヤージヤカツトオフ回転数以下（Ne＜Ne₀）
で運転されている時には、バイパス弁制御装置１
０は、インテークマニホールド１５内圧力P1が
所定値Poになる様に、次の如くバイパス弁９を
開閉制御する。

すなわち、排気タービン式過給機４及び機械駆
動式過給機５が運転している時において、ステツ
プ105では、圧力検知管１３ａを介してバイパス
弁制御装置１０に加わる絞り弁下流圧力P1を予
め設定された圧力Poと比較する。そして、P1が
Po以下の時には（P1≦Po）、バイパス弁制御装
置１０は、ステツプ107にてオフし、ステツプ108
に進む。よつて、バイパス弁９が閉となり、バイ
パス８が閉じ、排気タービン式過給機４及び機械
駆動式過給機５で圧縮された過給気は、すべて機
関１側に送られる。逆に、インテークマニホール
ド１５内圧力P1が所定の圧力Po以上の時には
（P1＞Po）、ステツプ106に進み、ステツプ106で
は、バイパス弁制御装置１０をオンさせ、バイパ
ス弁９が開き、バイパス８は連通する。従つて、
この場合には、機械駆動式過給機５出口から送出
される過給圧（過給圧力）の一部がバイパス８を
介して機械駆動式過給機５の入口へ戻される。

このように、インテークマニホールド内圧力
P1に応じてバイパス弁９を開閉制御することに
より、インテークマニホールド１５内圧力P1が
所定の圧力Poに保たれる。

一方、ウエストゲートアクチユエータ１９に
は、絞り弁７近くの絞り弁上流圧力P2が導入さ
れ、この圧力が所定値を越えると、ウエストゲー
ト１８を通して排気を逃がし、排気タービン４ａ
の過回転を抑えると同時に圧縮機４ｂによる過給
圧力を調整し、機械駆動式過給機５、インターク
ーラ６等による吸気抵抗を受けた後の絞り弁上流
圧力P2が所定値Po′となる様に制御される。

次に、ステツプ102にて機関回転数がスーパチ
ヤージヤカツトオフ回転数Ne₀を超えると（Ne
＞Ne₀）、制御ユニツト１４は、電磁クラツチ１
１をオフして（ステツプ103）、機械駆動式過給機
５の駆動を停止し、また、ステツプ106にてバイ
パス弁制御装置１０を作動させバイパス弁９を全
開とする。この場合には、排気タービン式過給機
４のみの単独運転に切り換わり、また、排気ター
ビン式過給機４の圧縮機４ｂから送出される過給
気は、バイパス８を経てインタークーラ６、絞り
弁７側に送られる。

このように機械駆動式過給機の運転を停止し、
排気タービン式過給機の単独運転に移行した場合
には、何らの配慮がなければ、機械駆動式過給機
５の過給効果がなくなつた分だけ、過給圧が一時
的に低下するが、本実施例では、絞り弁７近くの
絞り弁上流圧力P2をウエストゲートアクチユエ
ータ１９に導入して、機械駆動式過給機の過給圧
力のなくなつた分だけ瞬時にウエストゲート１８
の開弁力を弱め、このようにして排気タービン４
ａ側への排気流量を多くしてタービン出力をアツ
プさせて過給圧の低下を防止し、機関１へ供給さ
れる過給圧力は一定に保たれる。

また、引き続き排気タービン式過給機４の単独
運転がなされると、バイパス８は開モードの状態
にあるから、排気タービン式過給機４・機械駆動
式過給機５の双方の運転時のようなバイパス弁９
の開閉制御に代わつて、ウエストゲートアクチユ
エータ１９が、検知管１３ｂを介して取り込んだ
絞り弁上流過給圧P2により、P2が設定過給圧
P₀′となるようウエストゲート１８の開弁力を調
整する。

本実施例によれば、機関の運転状態に応じて、
排気タービン式過給機４と機械駆動式過給機５の
運転を使い分けて、両過給機の特長を利用して有
効な過給圧制御を行い得、特に次のような効果が
得られる。

第１には、排気タービン式過給機４・機械駆動
式過給機５の双方の運転時は、バイパス弁制御装
置１０が絞り弁下流側の圧力P1を検知して、P1
が設定過給圧Poとなるよう制御するため、機関
に供給される吸気の過給圧制御を高精度に行い得
る。また、このP1制御は、P1の検出位置とP1の
調整を行うためのバイパス８の位置とが近いの
で、その間のタイムラグを小さくして過給圧制御
の応答性を早めることができる。

第２には、排気タービン式過給機４の単独運転
になつた場合には、バイパス弁制御装置１０によ
る過給圧制御に代わつて、ウエストゲートアクチ
ユエータ１０が絞り弁７近くの絞り弁上流圧力
P2を検知して、P2が設定過給圧Po′となるように
制御するので、この場合にも、P1制御に近い精
度で過給圧制御を可能にする。また、排気タービ
ン式過給機４・機械駆動式過給機５の運転モード
から排気タービン式過給機４の単独運転に切り換
わつた場合の、内燃機関への過給圧の落ち込みを
有効に防止できる。

第３には、排気タービン式過給機４、機械駆動
式過給機５の双方運転、及び排気タービン式過給
機４の単独運転いずれの場合にも、P2を検出し
て排気タービン式過給機４の回転制御がなされる
ので、この過給機４の過回転防止を図り、装置の
信頼性を保証する。

第４には、ウエストゲートアクチユエータ１９
の作動室１９ａには、正圧のみが導入されるで、
そのダイアフラムの負担を軽くする。

第３図は本発明の第２実施例を示す過給システ
ムの構成図で、図中、前述した第１実施例と同一
符号は同一或いは共通する要素を示すものであ
る。

本実施例のシステム構成は第１実施例とほぼ同
様であり、ここでは、第１実施例と異なる点を述
べる。

本実施例では、ウエストゲートアクチユエータ
１９の作動室１９ａに、切換弁２０及び検知管２
１及び１３ｂを介して、排気タービン式過給機４
の圧縮機４ｂの出口圧力P3と、絞り弁７近くの
絞り弁上流圧力P2が選択的に導入されるように
設定してある。すなわち、検知管２１がP3を検
知する手段、検知管１３ｂがP2を検知する手段
となる。

切換弁２０は、制御ユニツト１４により切換制
御される。制御ユニツト１４は、内燃機関１の回
転数Neが所定のスーパチヤージヤカツトオフ回
転数Ne₀以下の時には、切換弁２０を検知管２１
側に切換えて、ウエストゲートアクチユエータ１
９に排気タービン式の圧縮機４ｂの出口圧力P3
を導入し、回転数NeがNe₀以上の時には、切換
弁２０を検知管１３側に切換えて、ウエストゲー
トアクチユエータ１９に絞り弁７上流側の圧力
P2を導入するようにしてある。

ここで、本実施例の動作を第４図のフローチヤ
ートに基づき説明する。

ステツプ200はスタートであり、別のオペレー
シヨンによつて一定周期で起動される。まずステ
ツプ201では、制御ユニツト１４がエンジン回転
数Neをあらかじめ設定されたアイドル回転数と
比較しアイドル状態を判定する。アイドル運転の
時（Ne≦Neアイドル）には、ステツプ203にて
電磁クラツチ１１をオフし、ステツプ204にてバ
イパス弁制御装置１０をオンして、バイパス弁９
を開き、更にステツプ205にて切換弁２０をオフ
して、ウエストゲートアクチユエータ１９には、
圧縮機４ｂ出口圧力P3を導入し、ステツプ214に
進む。この状態の時には、第１実施例同様に排気
タービン式過給機４が単独運転し、アイドルに対
応する空気がバイパス８を通して機関１側に供給
される。また、ウエストゲートアクチユエータ１
９は排気タービン式過給機４の圧縮機４ｂの出口
圧力P3に基づき制御する。

次に、ステツプ210にて、エンジン回転数Neが
アイドル回転数より大の時、すなわちアイドル状
態でない時は、ステツプ202に進みあらかじめ設
定されたスーパチヤージヤカツトオフ回転数Ne₀
と比較し、Ｎ≦Ne₀の時には、制御ユニツト１４
は、電磁クラツチ１１をオンさせ（ステツプ
209）、排気タービン式過給機４及び機械駆動式過
給機５の双方を運転させる。そして、ステツプ
210にてバイパス弁制御装置１０に加わるインテ
ークマニホールド１５内圧力P1を、予め設定さ
れた圧力Poと比較する。P1≦Poの時には、ステ
ツプ212においてバイパス弁制御装置１０をオフ
し、バイパス弁９は閉じられ、排気タービン式過
給機４及び機械駆動式過給機５で圧縮された過給
気は、すべてインテークマニホールド１５側に送
られる。逆に、P1＞Poの時はステツプ211におい
てバイパス弁制御装置１０をオンし、バイパス弁
９が開き、バイパス８が連通し、機械駆動式過給
機５出口から送出される過給気の一部がバイパス
８を介して機械駆動式過給機５の入口へ戻され
る。このようにして、インテークマニホールド内
圧力P1に応じてバイパス弁９が開閉制御され、
インテークマニホールド１５内圧力が一定に保た
れる。また、このような運転域においては、切換
弁２０がオフして、ウエストゲートアクチユエー
タ１９には、検知管２１を介して排気タービン式
の圧縮機４ｂの出口圧力P3が導入され、この圧
縮機４ｂの出口圧力P3が設定した所定値Po′を越
えると、ウエストゲート１８を通し排気を逃がし
てタービン４ａの回転数を押えて、圧縮機４によ
る過給圧力を調整し、圧縮機４ｂの過回転を防止
している。

次に、エンジン回転数が所定の回転数Ne₀を超
えると（Ne＞Ne₀）、制御ユニツト１４は電磁ク
ラツチ１１をオフにして（ステツプ206）、機械駆
動式過給機５の運転を停止させ、また、バイパス
弁制御装置１０をオンしてバイパス弁９を全開と
する。この場合には、単独運転の排気タービン式
過給機４で圧縮された過給気が、バイパス８を通
つて、インタークーラ６、絞り弁７等を経て機関
１に供給される。また、この時には、制御ユニツ
ト１４が切換弁２０をオン制御し検知管１３ｂを
介して絞り弁７近くの上流７ａの過給圧P2がウ
エストゲートアクチユエータ１９に制御圧力とし
て導入される。

この絞り弁７の上流側から導入される制御圧力
により、機械駆動式過給機５の過給圧のなくなつ
た分だけウエストゲートアクチユエータ１９を介
してウエストゲート１８の開弁力を弱められ、第
１実施例同様にタービン出力をアツプさせて、過
給圧の落ち込みを防止する。また、引き続き排気
タービン式過給機５が単独運転されると、絞り弁
下流の過給圧P1に代わつて絞り弁近くの上流過
給圧P2により、P2が目標過給圧Po′となるように
ウエストゲートアクチユエータ１９が過給圧制御
する。

本実施例によれば、第１実施例同様に高精度の
過給圧制御がなされるほかに、排気タービン式過
給機・機械駆動式過給機の双方の運転時には、ウ
エストゲートアクチユエータ１９に排気タービン
式の圧縮機４ｂ出口圧力P3を導入してウエスト
ゲート１８を開度調整するので、排気タービン式
過給機の過回転をさらに一層確実に防止できる。

第５図〜第７図は本発明に関連して、これを変
形した他のを示す過給システムの構成図である。
同図において既述した第１実施例と同一符号は、
同一或いは共通する要素を示すものである。

第５図及び第６図の例は、排気タービン式過給
機４のウエストゲートアクチユエータ１９の他に
バイパス弁制御装置１０にも連通管１３a′を介し
て、機械駆動式過給機５の下流でしかも絞り弁７
近くの絞り弁上流圧力P2が導入されるようにし
た。このような方式によれば、第２図のステツプ
105で設定圧力Poと比較される過給圧は、絞り弁
７のすぐ近くの上流圧力P2となり、この制御圧
力に基づきバイパス弁９が開閉制御され、精度的
には第１、第２実施例の方が優れるが、それで
も、従来のような排気タービン式過給機の圧縮機
出口圧力で機関供給の過給圧を制御する方式に比
べて良好な過給圧制御が得られる。

第７図の例は、ウエストゲートアクチユエータ
１９及びバイパス弁制御装置１０に導入される制
御圧力を絞り弁７下流側から導入しているが、絞
り弁７下流側の圧力がウエストゲートアクチユエ
ータ１９に導入されるのは、スーパチヤージヤカ
ツトオフ回転数Ne₀以上の時であり（この場合の
絞り弁７の開度は大きく絞り弁７下流が正圧にあ
る）、その他の場合には、排気タービン式の圧縮
機４ｂすぐ下流の圧力がウエストゲートアクチユ
エータ１９に導入されるので、この方式でもウエ
ストゲートアクチユエータ１９には、正圧のみを
導入しウエストゲートアクチユエータ１９にかか
る負荷を軽減させることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、排気タービン式過給機４、機
械駆動式過給機５の双方の運転時には、機関に供
給される過給圧制御を最も理想的とされる絞り弁
下流の圧力P1を検知して機械駆動式過給機側の
バイパス弁制御装置１０がバイパス弁９の開閉制
御により行い、排気タービン式過給機５の単独運
転時には、バイパス弁１０の開閉制御に代わつて
（バイパス弁１０が開モードにあるため）、その次
に理想とされる絞り弁近くの絞り弁上流圧力P2
を検出してウエストゲートアクチユエータ１９が
機関に供給される過給圧制御を行うので、常に、
高精度の過給圧制御を可能にする。

また、ウエストゲートアクチユエータ１９に
は、常に絞り弁上流側の圧力（正圧）P2或いは
P3を導入してこれらの圧力を検知し、これによ
り排気タービン式過給機４の過回転防止を図り、
しかも、ウエストゲートアクチユエータにかかる
負荷を軽減させひいては寿命の向上化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のシステム構成
図、第２図は第１実施例の動作を説明するための
フローチヤート、第３図は本発明の第２実施例の
システム構成図、第４図は第２実施例の動作を説
明するためのフローチヤート、第５図から第７図
は、本発明に関連して例示した他の変形例のシス
テム構成図である。 １……内燃機関、２……吸気通路、３……排気
通路、４……排気タービン式過給機、５……機械
駆動式過給機、７……絞り弁、８……リリーフ・
バイパス兼通路、９……バイパス弁、１０……バ
イパス弁制御装置、１７……排気バイパス、１８
……ウエストゲート、１９……ウエストゲートア
クチユエータ、２０……切換弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の吸気通路２に、排気タービン式過
   給機４とその下流に位置する機械駆動式過給機５
   を設け、過給が必要な時で機関回転数Neが所定
   値Ne₀以下の場合には、排気タービン式過給機４
   及び機械駆動式過給機５の双方を過給動作させ、
   機関回転数NeがNe₀以上になると、機械駆動式
   過給機５の過給動作を停止させて排気タービン式
   過給機４単独の過給動作に切り換わる方式の過給
   装置で、内燃機関の排気通路３には、排気の一部
   を排気タービン式過給機の排気タービン４ａを迂
   回させるウエストゲート１８付きバイパス１７が
   設けてある過給装置において、 吸気通路２の絞り弁７が機械駆動式過給機５の
   下流に配置され、 ウエストゲートアクチユエータ１９は、機械駆
   動式過給機５の下流側で絞り弁７近くの絞り弁上
   流過給圧P2を検知する手段13b、及び絞り弁上流
   過給圧P2が設定過給圧P₀′となるようウエストゲ
   ート１８の開弁力を調整する機構１９ａ、１９ｂ
   を有し、 吸気通路２に機械駆動式過給機５を迂回する弁
   ９付きバイパス８が設けてあり、 この弁９を開閉制御するバイパス弁制御装置１
   ０は、少なくとも、 排気ターボ式過給機４の単独過給動作時にバイ
   パス８がバイパスモードとなるよう弁９を開く手
   段と、 絞り弁７下流の過給圧P1を検知する手段13a
   と、 排気ターボ式過給機４及び機械駆動式過給機５
   の双方の過給動作時に、絞り弁下流過給圧P1が
   設定値P₀以下になると弁９を閉じ、設定値P₀以
   上になると弁９を開いて、設定値Poを目標値と
   する絞り弁下流過給圧P1の制御を行う手段とよ
   り成り、 且つ、この絞り弁下流過給圧P1制御における
   弁９の開動作時〔すなわちP1がPo以上となつて
   弁９が開いた時〕に、バイパス８が機械駆動式過
   給機５下流の過給気の一部を機械駆動式過給機５
   上流に戻すリリーフ通路を兼ねる構成としてある
   ことを特徴とする内燃機関の過給装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、ウエストゲ
   ートアクチユエータ１９は、機械駆動式過給機５
   の下流側で絞り弁７近くの絞り弁上流過給圧P2
   を検知する手段13bのほかに、排気タービン式過
   給機４・機械駆動式過給機５間で排気タービン式
   過給機４の圧縮機出口近くの過給圧P3を検知す
   る手段21、及びこの検知対象ととなる過給圧P2、
   P3を選択的に取り込む切換手段20を有し、 この切換手段20の切換制御により、ウエストゲ
   ートアクチユエータ１９が、排気タービン式過給
   機４の単独過給動作時に絞り弁上流過給圧P2を
   取り込んでウエストゲート１８の開弁力を調整
   し、排気タービン式過給機４及び機械駆動式過給
   機５の双方の過給動作時に排気タービン式過給機
   出口側の過給圧力P3を取り込んでウエストゲー
   ト１８の開弁力を調整可能にしてある内燃機関の
   過給装置。