JPH0545773B2 - - Google Patents
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- JPH0545773B2 JPH0545773B2 JP58203235A JP20323583A JPH0545773B2 JP H0545773 B2 JPH0545773 B2 JP H0545773B2 JP 58203235 A JP58203235 A JP 58203235A JP 20323583 A JP20323583 A JP 20323583A JP H0545773 B2 JPH0545773 B2 JP H0545773B2
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- Japan
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- pressure
- passage
- variable
- compressor
- control
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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
- F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、一個のステツパモータにより過給圧
コントロールとアイドル時のエンジン回転数のコ
ントロールを切替制御すると共にリリーフ圧をコ
ントロールするターボチヤージヤの制御装置に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a turbocharger control device that uses a single stepper motor to switch between supercharging pressure control and engine speed control during idling, as well as controlling relief pressure. .
（従来技術）
デイーゼル機関のシリンダ容積当りの出力を増
大するために、ノツキングの心配がない過給機関
が用いられている。排気ターボ過給の場合には、
機関の回転速度が低下すると給気圧力も著しく低
下し、中高速での毎回燃料噴射量を低速でも維持
すると排煙が黒化するので、毎回の燃料噴射量を
大幅に低減しなければならない。この場合に、機
関回転速度の低下に従つて、タービンノズル面積
を絞り、低速でも十分に高い気圧が得られるよう
にして、低速トルク特性を改善している。また、
高速での給排気圧力過上昇による弊害を避けるた
め、高速で排気ガスの一部が排気タービンをバイ
パスするようにしたウエストゲートを用いる装置
が知られている。(Prior Art) In order to increase the output per cylinder volume of a diesel engine, a supercharged engine that is free from knocking is used. In the case of exhaust turbocharging,
When the engine speed decreases, the supply air pressure also drops significantly, and if the same amount of fuel is injected at medium to high speeds even at low speeds, the exhaust smoke will turn black, so the amount of fuel injected each time must be significantly reduced. In this case, as the engine rotational speed decreases, the turbine nozzle area is reduced so that a sufficiently high air pressure can be obtained even at low speeds, thereby improving low-speed torque characteristics. Also,
In order to avoid the adverse effects of an excessive increase in supply and exhaust pressure at high speeds, a device using a waste gate is known that allows part of the exhaust gas to bypass the exhaust turbine at high speeds.
（従来技術の問題点）
このようなターボチヤージヤの過給圧をコント
ロールするためには、ステツパモータにより駆動
される可変オリフイスを用いた通路を必要とする
が、アイドル時のエンジン回転を制御する場合に
も、別のステツパモータで駆動される電磁バルブ
により、エアバイパス通路の流路制御を必要とす
るため、ステツパモータを２台設けなければなら
ず、装置が複雑になつていた。また、２台のステ
ツパモータを制御するための制御装置も大型化す
る欠点があつた。(Problems with the prior art) In order to control the supercharging pressure of such a turbocharger, a passage using a variable orifice driven by a stepper motor is required, but it is also necessary to control the engine rotation at idle. Since the air bypass passage must be controlled by a solenoid valve driven by a separate stepper motor, two stepper motors must be provided, making the device complicated. Further, there is a drawback that the control device for controlling the two stepper motors is also large in size.
（発明の目的）
本発明は、一個のステツパモータにより過給圧
コントロールとアイドル時のエンジン回転数を切
替制御し、円滑にエンジンを制御することを目的
とするものである。(Object of the Invention) An object of the present invention is to control the boost pressure and the engine rotational speed during idling by switching between one stepper motor and smoothly control the engine.
（発明の概要）
本発明のターボチヤージヤ制御装置は、排ガス
により駆動されるタービンと、該タービンの出力
軸に連結されたコンプレツサと、該コンプレツサ
をバイパスするように配置された可変通路および
可変オリフイスと、を備え、前記可変通路および
前記可変オリフイスは、通常運転時には、前記コ
ンプレツサにより圧縮された過給圧が所定値より
大きいときタービン駆動圧を低下させる圧力調整
手段に、前記可変オリフイスによつて圧力調整さ
れた過給圧を供給するとともに、過給圧が一定値
を超えたときに該圧力を外気方向に逸走させ、ア
イドリング運転時には、前記可変通路の通路面積
を拡大し、新気を吸気側に供給する、ことを特徴
として構成される。(Summary of the Invention) A turbocharge control device of the present invention includes a turbine driven by exhaust gas, a compressor connected to an output shaft of the turbine, a variable passage and a variable orifice arranged to bypass the compressor. During normal operation, the variable passage and the variable orifice are connected to a pressure regulating means that lowers the turbine drive pressure when the boost pressure compressed by the compressor is greater than a predetermined value. In addition to supplying the boost pressure that has been set, when the boost pressure exceeds a certain value, the pressure is released to the outside air, and during idling operation, the passage area of the variable passage is expanded and fresh air is directed to the intake side. It is characterized by supplying.
（実施例）
以下、本発明の実施例について図面に基づいて
説明する。第１図ａは、本発明を適用するガソリ
ン機関の概略図である。図において、１はエンジ
ン、２はステツパモータ、３はウエストゲート、
４はスロツトル弁、５はタービン、６はコンプレ
ツサ、７はエアークリーナ、８はインンジエク
タ、９はエキゾーストマニホルド、１０はインレ
ツトマニホルド、１１はインレツトパイプ、１２
はバイパス通路、１３はエキゾーストパイプ、１
７は本発明の特徴であり、分岐路２３に設けられ
る可変通路を示している。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1a is a schematic diagram of a gasoline engine to which the present invention is applied. In the figure, 1 is the engine, 2 is the stepper motor, 3 is the wastegate,
4 is a throttle valve, 5 is a turbine, 6 is a compressor, 7 is an air cleaner, 8 is an injector, 9 is an exhaust manifold, 10 is an inlet manifold, 11 is an inlet pipe, 12
is a bypass passage, 13 is an exhaust pipe, 1
Reference numeral 7 indicates a variable passage provided in the branch path 23, which is a feature of the present invention.
次に第１図ａに示されているガソリン機関の概
略の動作について説明すると、エンジン１からの
排気ガスはエキゾーストマニホルド９を通り、一
部はタービン５に導入されてタービン５を駆動
し、タービン５の出力軸に連結されたコンプレツ
サ６を駆動する。コンプレツサ６の駆動により、
エアクリーナ７を通り吸気圧P0で導入された空
気は圧縮され、過給圧PAとしてインレツトパイ
プ１１、スロツトルパイプ４を通り、一部は可変
通路１７が設けられている分岐路２３に分流し、
残部はインレツトマニホルド１０を通過してイン
ジエクタ８で噴射される燃料と混合され、エンジ
ン１に供給される。エンジン１の排ガスはエキゾ
ーストマニホルド９を通り、一部はタービン５を
駆動し、残部はバイパス通路１２を通り、エキゾ
ーストパイプ１３より排出される。 Next, to explain the general operation of the gasoline engine shown in FIG. A compressor 6 connected to the output shaft of 5 is driven. By driving the compressor 6,
The air introduced through the air cleaner 7 at an intake pressure P 0 is compressed, passes through the inlet pipe 11 and the throttle pipe 4 as a supercharging pressure P A , and part of it flows into a branch passage 23 in which a variable passage 17 is provided. Diversion,
The remainder passes through the inlet manifold 10, mixes with the fuel injected by the injector 8, and is supplied to the engine 1. Exhaust gas from the engine 1 passes through an exhaust manifold 9, part of which drives the turbine 5, and the remainder passes through a bypass passage 12 and is discharged from an exhaust pipe 13.
このようなガソリン機関において過給圧コント
ロールを行なう場合には、第１図ｂに示すよう
に、水温、回転数等、機関の運転状態に応じた入
力信号S1〜S6により、制御装置２２が所定の演算
を実行し、ステツパモータ２への制御出力信号S0
を形成する。また、要部を拡大した第２図ａ，ｂ
に示されるように、可変通路１７は固定オリフイ
ス１９、電磁バルブ１８により構成されており、
過給圧のコントロールを行なう場合には電磁バル
ブ１８が閉じられているので、スロツトルバルブ
４を通過した空気流の一部は固定オリフイス１９
を通り、更にウエストゲート３のコントロールバ
ルブに分流するP1と、ステツパモータ２の駆動
により調整される可変オリフイス２０へ流れる
P2とに別れる。この分流P1は過給圧としてウエ
ストゲート３に供給されるが、その際、供給され
る過給圧はステツパモータ２の制御により精密に
調整される。更に、この時には電磁バルブ１８が
閉じられているので、可変通路１７にバイパスさ
れる空気量は減少するので、コンプレツサ６の効
率低下を防ぐことができる。 When controlling the boost pressure in such a gasoline engine, as shown in FIG . executes a predetermined calculation and outputs a control output signal S 0 to the stepper motor 2.
form. In addition, Fig. 2 a and b enlarged the main parts.
As shown in , the variable passage 17 is composed of a fixed orifice 19 and a solenoid valve 18.
When controlling the boost pressure, the solenoid valve 18 is closed, so a part of the airflow that has passed through the throttle valve 4 flows through the fixed orifice 19.
, and further flows to P 1 which is diverted to the control valve of the waste gate 3 and to the variable orifice 20 which is adjusted by the drive of the stepper motor 2.
Parted with P 2 . This divided flow P 1 is supplied to the waste gate 3 as a supercharging pressure, and at this time, the supplied supercharging pressure is precisely adjusted by controlling the stepper motor 2 . Furthermore, since the electromagnetic valve 18 is closed at this time, the amount of air bypassed to the variable passage 17 is reduced, so that a decrease in the efficiency of the compressor 6 can be prevented.
次に、アイドル付近のエンジン回転をコントロ
ールする場合について説明する。この場合には、
ステツパモータ２の駆動で可変オリフイス２０を
通して可変通路１７に供給される空気流P3が調
整され、電磁バルブ１８を開くことにより必要な
流量を確保して、エンジン１への給気を増加させ
る。このように、本発明においてはステツパモー
タ２の駆動により形成される可変オリフイス２０
と、電磁バルブ駆動による固定オリフイス１９を
組合せた通路を用いることにより、ターボ過給時
には過給圧をコントロールし、アイドル付近では
スロツトル弁４のバイパス空気量を制御してエン
ジン回転をコントロールすることができる。 Next, a case will be described in which the engine rotation near idle is controlled. In this case,
The air flow P3 supplied to the variable passage 17 through the variable orifice 20 is adjusted by driving the stepper motor 2, and by opening the electromagnetic valve 18, a necessary flow rate is secured and the air supply to the engine 1 is increased. In this way, in the present invention, the variable orifice 20 formed by driving the stepper motor 2
By using a passage combining a fixed orifice 19 driven by an electromagnetic valve, it is possible to control the supercharging pressure during turbocharging, and to control the bypass air amount of the throttle valve 4 near idle to control engine rotation. can.
ところで、スロツトル弁４直下で燃料と空気が
混合される形式のガソリン機関では、第１図、第
２図に示すようなステツパモータ２の配置にする
と、過給圧のコントロールに際して混合気体がコ
ンプレツサの吸入側にバイパスされるという問題
が生じる。このため、ステツパモータ２への通路
をインレツトパイプ１１より、即ち、スロツトル
弁４の上流側より取出す構成として、この問題を
解決した例を第３図、第４図に示す。第３図ａの
例では、切替バルブ２１を２１−Ａ側に移動した
場合には、アイドルエアコントロールIACはスロ
ツトル弁４をバイパスした通路により形成され、
ウエストゲートコントロールは、セツトされた圧
力で行なわれる。次に、切替バルブ２１を２１−
Ｂ側に移動した場合には、アイドルエアコントロ
ールは行なわれず、ウエストゲートコントロール
はセツト圧以上にコントロールが可能となる。こ
の状態を第３図ｂに示す。第４図は、第３図の例
の切替バルブと、第１図、第２図の例の可変通路
１７を併用した例で、過給圧コントロールは電磁
バルブ１８を閉じ、切替バルブ２１をＡ側に移動
して行なう。また、アイド回転コントロールは、
電磁バルブ１８を開き、切替バルブ２１をＢ側に
移動させることにより行なう。 By the way, in a gasoline engine in which fuel and air are mixed directly below the throttle valve 4, if the stepper motor 2 is arranged as shown in Figs. The problem arises that it is bypassed to the side. Therefore, an example in which this problem is solved by taking out the passage to the stepper motor 2 from the inlet pipe 11, that is, from the upstream side of the throttle valve 4, is shown in FIGS. 3 and 4. In the example of FIG. 3a, when the switching valve 21 is moved to the 21-A side, the idle air control IAC is formed by a passage bypassing the throttle valve 4,
Wastegate control is performed at a set pressure. Next, switch the switching valve 21 to 21-
When moving to the B side, idle air control is not performed and wastegate control becomes possible to control more than the set pressure. This state is shown in FIG. 3b. FIG. 4 shows an example in which the switching valve in the example shown in FIG. 3 and the variable passage 17 in the examples shown in FIGS. Move to the side. In addition, the idle rotation control is
This is done by opening the electromagnetic valve 18 and moving the switching valve 21 to the B side.
以上の説明においては、過給圧のコントロール
とアイドル時のエンジン回転コントロールを対象
としたが、本発明の構成によれば、リリーフ圧の
コントロールも行なうことができる。再び第１
図、第２図を参照して、過給圧をコントロールし
ているときに、スロツトル弁が何等かの原因によ
り急閉した場合には、電磁バルブ１８を開いて、
スロツトル弁４とコンプレツサ６の間に発生する
高圧の空気を、コンプレツサ６の吸入側にバイパ
スすることにより、コンプレツサ６の破損を防止
する。この状態から再度スロツトル弁４が開いた
場合にもコンプレツサ６の回転数低下が少ないの
で、応答性が良好で立上りを早くできる。同様
に、ウエストゲートが故障し、過給圧が上昇した
場合にも電磁弁１８を開放して、リリーフ弁の機
能を持たせることにより、エンジンの破損を防止
することが可能となる。このようなリリーフ圧の
コントロールが第３図、第４図のような構成とし
た場合にも可能であるのは明らかである。即ち、
本発明の構成によれば、ウエストゲート故障時、
又はスロツトルバルブの急閉によつて高圧が発生
した場合、特別なバイパス通路やリリーフ弁を設
けることなく、リリーフ圧の制御を行なうことが
できる。 In the above description, control of supercharging pressure and engine rotation control during idling were targeted, but according to the configuration of the present invention, relief pressure can also be controlled. 1st again
2, if the throttle valve suddenly closes for some reason while controlling the boost pressure, open the solenoid valve 18,
Damage to the compressor 6 is prevented by bypassing the high pressure air generated between the throttle valve 4 and the compressor 6 to the suction side of the compressor 6. Even when the throttle valve 4 is opened again from this state, the rotational speed of the compressor 6 does not decrease much, so the response is good and the start-up can be made quickly. Similarly, even if the wastegate fails and the supercharging pressure increases, the solenoid valve 18 is opened to function as a relief valve, thereby making it possible to prevent damage to the engine. It is clear that such control of the relief pressure is also possible with the configurations shown in FIGS. 3 and 4. That is,
According to the configuration of the present invention, when the wastegate fails,
Alternatively, when high pressure is generated due to sudden closing of the throttle valve, the relief pressure can be controlled without providing a special bypass passage or relief valve.
なお、本発明の実施例として、ステツパモータ
の代りに、比例ソレノイドを用いて可変オリフイ
スを調整することも可能である。更に、第５図に
示すように、可変通路１７をステツパモータとエ
ンジン吸入側との間の配管部に設け、可変通路と
ステツパモータとの間からウエストゲートへ連接
する配管を設けた構成とすることもできる。 In addition, as an embodiment of the present invention, it is also possible to adjust the variable orifice using a proportional solenoid instead of the stepper motor. Furthermore, as shown in FIG. 5, the variable passage 17 may be provided in a piping section between the stepper motor and the engine suction side, and a configuration may be provided in which a piping is provided between the variable passage and the stepper motor and connected to the waste gate. can.
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、過給圧
が不要に上昇した時には、排気圧と給気圧を同時
に低下させるので、エンジン動作の即応性がよ
い。また、更にアイドリング時に給気が不足する
ような時にはバイパスからの吸気量が調整されて
不足新気を補うので、排気ガスに煙りなどが混ざ
るようなことが無い。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, when the supercharging pressure increases unnecessarily, the exhaust pressure and the boost pressure are simultaneously lowered, so that the engine operation can respond quickly. Furthermore, when there is a shortage of air supply during idling, the amount of intake air from the bypass is adjusted to compensate for the lack of fresh air, so there is no chance of smoke mixing with the exhaust gas.
第１図ａは本発明によるターボチヤージヤ制御
装置の概略図、第１図ｂは制御信号発生装置、第
２図ａ，ｂは要部の拡大図、第３図〜第５図は本
発明の他の実施例説明図である。
１……エンジン、２……ステツパモータ、３…
…ウエストゲート、４……スロツト弁、５……タ
ービン、６……コンプレツサ、７……エアクリー
ナ、８……インジエクタ、９……エキゾーストマ
ニホルド、１０……インレツトマニホルド、１１
……インレツトパイプ、１２……バイパス通路、
１３……エキゾーストパイプ、１４……ウエスト
ゲート制御圧PB、１５……過給圧PA、１６……
吸気圧P0、１７……可変通路、１８……電磁バ
ルブ、１９……固定オリフイス、２０……可変オ
リフイス、２１……切替バルブ、２２……制御装
置、２３……分岐管。
FIG. 1a is a schematic diagram of a turbocharger control device according to the present invention, FIG. 1b is a control signal generator, FIGS. 2a and b are enlarged views of main parts, and FIGS. It is an explanatory diagram of an example. 1...Engine, 2...Stepper motor, 3...
...Wastegate, 4...Slot valve, 5...Turbine, 6...Compressor, 7...Air cleaner, 8...Injector, 9...Exhaust manifold, 10...Inlet manifold, 11
...Inlet pipe, 12...Bypass passage,
13...Exhaust pipe, 14...Wastegate control pressure P B , 15...Supercharging pressure P A , 16...
Intake pressure P 0 , 17...variable passage, 18...electromagnetic valve, 19...fixed orifice, 20...variable orifice, 21...switching valve, 22...control device, 23...branch pipe.
Claims (1)
と、 該コンプレツサをバイパスするように配置され
た可変通路および可変オリフイスと、 を備え、 前記可変通路および前記可変オリフイスは、 通常運転時には、前記コンプレツサにより圧縮
された過給圧が所定値より大きいときタービン駆
動圧を低下させる圧力調整手段に、前記可変オリ
フイスによつて圧力調整された過給圧を供給する
とともに、過給圧が一定値を超えたときに該圧力
を外気方向に逸走させ、 アイドリング運転時には、前記可変通路の通路
面積を拡大し、新気を吸気側に供給する、 ことを特徴とするターボチヤージヤの制御装置。[Scope of Claims] 1. A turbine driven by exhaust gas, a compressor connected to an output shaft of the turbine, and a variable passage and a variable orifice arranged to bypass the compressor, the variable passage comprising: and the variable orifice transmits the boost pressure adjusted by the variable orifice to a pressure regulating means that lowers the turbine driving pressure when the boost pressure compressed by the compressor is larger than a predetermined value during normal operation. At the same time, when the supercharging pressure exceeds a certain value, the pressure is released to the outside air, and during idling operation, the passage area of the variable passage is expanded to supply fresh air to the intake side. Turbocharger control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58203235A JPS6095134A (en) | 1983-10-29 | 1983-10-29 | Control device of turbo-charger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58203235A JPS6095134A (en) | 1983-10-29 | 1983-10-29 | Control device of turbo-charger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6095134A JPS6095134A (en) | 1985-05-28 |
| JPH0545773B2 true JPH0545773B2 (en) | 1993-07-12 |
Family
ID=16470680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58203235A Granted JPS6095134A (en) | 1983-10-29 | 1983-10-29 | Control device of turbo-charger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6095134A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0326266Y2 (en) * | 1985-11-15 | 1991-06-06 | ||
| WO2008083769A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-07-17 | Borgwarner Inc. | Multistep turbocharger arrangement |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5716232A (en) * | 1980-07-01 | 1982-01-27 | Toyota Motor Corp | Air by-pass system for engine with supercharger |
| JPS5855330B2 (en) * | 1981-01-23 | 1983-12-09 | マツダ株式会社 | Boost pressure control device for supercharged engines |
| JPS57146024A (en) * | 1981-03-06 | 1982-09-09 | Mazda Motor Corp | Supercharge pressure controller of engine with supercharger |
| JPS5813127A (en) * | 1981-07-18 | 1983-01-25 | Nippon Soken Inc | Knocking control device of internal-conbustion engine with supercharger |
-
1983
- 1983-10-29 JP JP58203235A patent/JPS6095134A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6095134A (en) | 1985-05-28 |
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