JPH0647934B2 - 可変容量型タ−ボチヤ−ジヤ付エンジンの排気環流装置 - Google Patents
可変容量型タ−ボチヤ−ジヤ付エンジンの排気環流装置Info
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- JPH0647934B2 JPH0647934B2 JP62087396A JP8739687A JPH0647934B2 JP H0647934 B2 JPH0647934 B2 JP H0647934B2 JP 62087396 A JP62087396 A JP 62087396A JP 8739687 A JP8739687 A JP 8739687A JP H0647934 B2 JPH0647934 B2 JP H0647934B2
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- pressure
- exhaust gas
- blower
- turbine
- engine
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
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Description
本発明は、可変容量型ターボチャージャ付エンジンにお
ける排気環流装置（Exhaust Gas Recirculation,以下
「ＥＧＲ装置」という）に関するものである。
ける排気環流装置（Exhaust Gas Recirculation,以下
「ＥＧＲ装置」という）に関するものである。
【従来の技術】 ＥＧＲ装置は、自動車のエンジン等において、エンジン
より排出される排気ガスの一部を排気系より取り出し、
吸気と混合してエンジンの燃焼室に送り、燃焼時の最高
温度を下げることによりＮＯｘの発生量を低減する装置
である。 ＥＧＲのための排気ガス（以下「環流用排気ガス」とい
う）を、排気の中に混合するためには、混合する部分に
おける吸気の圧力が環流用排気ガスの圧力より低くなけ
ればならない。そこで、ターボチャージャ付エンジンで
は、一般に、ターボチャージャのブロワー下流側の圧力
は排気圧より高いので、圧力が低い（大気圧）ブロワー
上流側（入口側）で環流用排気ガスを混合することが行
われていた。 なお、ターボチャージャ付エンジンのＥＧＲ装置に関す
る文献としては、特開昭56-124664 号公報がある。
より排出される排気ガスの一部を排気系より取り出し、
吸気と混合してエンジンの燃焼室に送り、燃焼時の最高
温度を下げることによりＮＯｘの発生量を低減する装置
である。 ＥＧＲのための排気ガス（以下「環流用排気ガス」とい
う）を、排気の中に混合するためには、混合する部分に
おける吸気の圧力が環流用排気ガスの圧力より低くなけ
ればならない。そこで、ターボチャージャ付エンジンで
は、一般に、ターボチャージャのブロワー下流側の圧力
は排気圧より高いので、圧力が低い（大気圧）ブロワー
上流側（入口側）で環流用排気ガスを混合することが行
われていた。 なお、ターボチャージャ付エンジンのＥＧＲ装置に関す
る文献としては、特開昭56-124664 号公報がある。
（問題点） しかしながら、前記した従来の技術には、ブロワー内の
ブロワー・インペラーの耐久信頼性が落ちるという問題
点があった。 （問題点の説明） 前記従来例では、排気ガスをブロワーの入口側に供給す
るようにしているため、ブロワー・インペラーは排気ガ
スによって汚されると共に、排気ガスの熱によって機械
的強度（例えば、クリープ強度）が低下させられる。そ
のため、耐久信頼性が落ちてしまう。更に、ブロワー吐
出温度を制限すれば、エンジン性能が制限されることに
なり、最近の高出力化傾向に対する対応を考えた場合、
マイナスになってしまう。 排気ガスをブロワー吐出側に環流するものもあり、その
ようなものの場合には、ブロワー・インペラーが排気ガ
スによって汚染されることはない。しかし、エンジン負
荷が高いところでは、一般にブースト圧の方が排気ガス
の圧力より高くなり、排気ガスを環流することはできな
くなり、ＮＯｘを低減することはできなくなるという不
都合があった。 本発明は、以上のような問題点を解決することを目的と
するものである。
ブロワー・インペラーの耐久信頼性が落ちるという問題
点があった。 （問題点の説明） 前記従来例では、排気ガスをブロワーの入口側に供給す
るようにしているため、ブロワー・インペラーは排気ガ
スによって汚されると共に、排気ガスの熱によって機械
的強度（例えば、クリープ強度）が低下させられる。そ
のため、耐久信頼性が落ちてしまう。更に、ブロワー吐
出温度を制限すれば、エンジン性能が制限されることに
なり、最近の高出力化傾向に対する対応を考えた場合、
マイナスになってしまう。 排気ガスをブロワー吐出側に環流するものもあり、その
ようなものの場合には、ブロワー・インペラーが排気ガ
スによって汚染されることはない。しかし、エンジン負
荷が高いところでは、一般にブースト圧の方が排気ガス
の圧力より高くなり、排気ガスを環流することはできな
くなり、ＮＯｘを低減することはできなくなるという不
都合があった。 本発明は、以上のような問題点を解決することを目的と
するものである。
前記問題点を解決するため、本発明の可変容量型ターボ
チャージャ付エンジンの排気還流装置では、可変容量型
ターボチャージャのタービン入口側より還流用排気ガス
を取り出しブロワー吐出側に供給する手段と、タービン
入口側の圧力がブロワー吐出側の圧力より高い値であっ
て且つ該ブロワー吐出側の圧力との差圧が所定の下限値
と所定の上限値との間の範囲の値となるようタービンの
可動ノズルを制御する手段とを具えることとした。
チャージャ付エンジンの排気還流装置では、可変容量型
ターボチャージャのタービン入口側より還流用排気ガス
を取り出しブロワー吐出側に供給する手段と、タービン
入口側の圧力がブロワー吐出側の圧力より高い値であっ
て且つ該ブロワー吐出側の圧力との差圧が所定の下限値
と所定の上限値との間の範囲の値となるようタービンの
可動ノズルを制御する手段とを具えることとした。
可変容量型ターボチャージャのタービン入口側より環流
用排気ガスを取り出しブロワー吐出側に供給する手段
は、還流用排気ガスがブロワー・インペラーに触れるこ
となくエンジンへ流れて行くことを可能とする。その結
果、ブロワー・インペラーが汚されたり機械的強度を低
下させられたりすることがなく、耐久信頼性が増す。 タービンの可動ノズルを制御する手段は、可動ノズル間
の隙間を広げたり狭めたりするが、これによってタービ
ン入口側の圧力を変えることが出来る。即ち、隙間を広
げることによりタービン入口側の圧力は下降し、狭める
ことにより上昇する。従って、前記手段により、タービ
ン入口側の圧力を調節してブロワー吐出側の圧力より所
望の値だけ高くすることが出来る。
用排気ガスを取り出しブロワー吐出側に供給する手段
は、還流用排気ガスがブロワー・インペラーに触れるこ
となくエンジンへ流れて行くことを可能とする。その結
果、ブロワー・インペラーが汚されたり機械的強度を低
下させられたりすることがなく、耐久信頼性が増す。 タービンの可動ノズルを制御する手段は、可動ノズル間
の隙間を広げたり狭めたりするが、これによってタービ
ン入口側の圧力を変えることが出来る。即ち、隙間を広
げることによりタービン入口側の圧力は下降し、狭める
ことにより上昇する。従って、前記手段により、タービ
ン入口側の圧力を調節してブロワー吐出側の圧力より所
望の値だけ高くすることが出来る。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。 第１図に、本発明の実施例にかかわる可変容量型ターボ
チャージャ付エンジンのＥＧＲ装置を示す。第１図にお
いて、１は回転センサ、２はエンジン、３は吸気マニフ
ォールド、４は排気マニフォールド、５は環流用排気ガ
ス供給パイプ、６はブロワー、６′はブロワー・インペ
ラー、７はタービン、８は吸気パイプ、９は吸気マニフ
ォールドのエンジン連結部、１０は排気マニフォールド
のエンジン連結部、１１はエアクリーナ、１２はステッ
プ・モータ、１３はコントローラ、１４は負荷センサ、
１５はアクセル開度センサ、１６はフライホイール・ハ
ウジング、１７はブースト圧測定用圧力センサ、１８は
排気圧測定用圧力センサである。 （イ）気体の流れる経路について 吸気および排気ガスの流れは、次の通りである。吸気
は、エアクリーナ１１→ブロワー６→吸気パイプ８→吸
気マニフォールド３→エンジン２という経路で流れる。
そして、ブロワー６の吐出側即ち、吸気パイプ８のとこ
ろで、タービン７入口側から取り出した環流用排気ガス
が供給される。一方、排気ガスは、エンジン２→排気マ
ニフォールド４→タービン７の経路で外部へ排出され
る。そして、タービン７入口側で排気ガスの一部が、吸
気パイプ８へ供給される。 可変容量型ではないターボチャージャでは、高負荷域に
おいては、タービン７入口側の圧力はブロワー６吐出側
の圧力より低いから、タービン７入口側からブロワー６
吐出側へは環流用排気ガスを送ることは出来ない。 しかし、可変容量型ターボチャージャでは、後に詳しく
述べるように、タービン７の可動ノズルを制御すること
によって、タービン７入口側の圧力を高くすることが出
来る。それゆえ、タービン７入口側からブロワー６吐出
側へ、環流用排気ガスを送ることが出来る。 タービン７の可動ノズルは、アクチュエータ（第１図で
は、ステップ・モータ１２）によって作動させられる
が、そのアクチュエータはコントローラ１３からの制御
信号によって制御される。 コントローラ１３は、回転センサ１，負荷センサ１４，
アクセル開度センサ１５，ブースト圧測定用圧力センサ
１７，排気圧測定用圧力センサ１８等のからの信号を基
にエンジンの状態を判断し、アクチュエータへの制御信
号を発する。 以上のようにされているので、環流用排気ガスはブロワ
ー・インペラー６′に触れることなくエンジンに環流す
る。その結果、ブロワー・インペラー６′の耐久信頼性
が増す。 （ロ）可変容量型ターボチャージャの構成および動作に
ついて 可変容量型ターボチャージャは、排気ガスの流量を制御
する可動ノズルをタービンに具えたところのターボチャ
ージャである。 第６図に、可変容量型ターボチャージャの可動ノズル付
近の断面図を示し、第７図に、第６図においてＸ−Ｘ方
向から見た図を示す。これらの図において、７０１は作
動リンク、７０２は作動軸、７０３は作動レバー、７０
４は制御リング、７０５は制御レバー、７０６はノズル
回転軸、７０７はタービン・ハウジング、７０８は可動
ノズル、７０９はタービン・ホイール、７１０は自由
端、７１１は凹部である。 作動リンク７０１が、図示しないアクチュエータ（第１
図の場合、ステップ・モータ１２）によって動かされる
と、作動軸７０２，作動レバー７０３を介して制御リン
グ７０４が回動される。制御リング７０４の凹部７１１
に制御レバー７０５の自由端７１０が嵌め込まれている
ので、制御リング７０４が回動すると、制御レバー７０
５を介して可動ノズル７０８がノズル回転軸７０６を中
心として回動する。かくして、可動ノズル７０８間の隙
間が広げられたり、狭められたりする。排気ガスは、そ
の隙間から入り込んでタービン・ホイール７０９を回
し、しかる後外部へ出て行く。 従って、可動ノズル７０８の開度を調節することによっ
て排気ガスの流速を制御することが出来る。同時に、次
に述べるように、タービン７入口側の圧力も制御するこ
とが出来る。 第３図は、可変容量型ターボチャージャのタービン入口
側の圧力と、排気ガスの流量と、可動ノズルの開度との
関係を示す図である。第３図においてθＡないしθＣは
可動ノズルの開度である。可動ノズルの開度を一定に保
ったまま排気ガスの流量を増加させて行くと、圧力は最
初ゆるやかに増加するが、途中から急激に増加する特性
を持っている。また排気ガス流量を一定にしておき、可
動ノズルの開度を変えると、圧力も変わることが読み取
れる。 可動ノズル間の隙間が狭くなるような開度にすれば、排
気ガスは僅かしか流れ出ることが出来ず、タービン７入
口側の圧力は高まる。逆に、可能ノズル間の隙間を広く
なるような開度にすれば、排気ガスは大量に流れ出るか
ら圧力は低くなる。 本発明は、可変容量型ターボチャージャのこの特性を利
用して、タービン７入口側の圧力をブロワー６吐出側の
圧力より高くなるように制御し、環流用排気ガスがブロ
ワー６吐出側に向かって流れることを可能にしたもので
ある。 （ハ）可動ノズルを制御するアクチュエータについて 第２図に、可動ノズル７０８を制御するアクチュエータ
として、ステップ・モータ１２を採用した場合の可変容
量型ターボチャージャのタービン７とステップ・モータ
１２との接続関係を示す。ステップ・モータ１２によっ
て駆動されるレバー２１はリンクロッド１９を介して作
動リンク７０１を動かす。以後の動作は第６図，第７図
で説明した通りである。ステップ・モータ１２は、正方
向または負方向に１ステップづつ回り、開度を小刻みに
制御することが出来る。 リターン・スプリング２０は、故障時に可動ノズル７０
８を安全側（可動ノズル７０８間の隙間が広くなるよ
う）に回動しておくためのものである。隙間が狭くなっ
たままで故障すると、タービン・ホイール７０９に吹き
付ける排気ガスの流速が大のままにされることになる。
すると、ブロワー６も高速回転を続け、ブースト圧が上
がり過ぎ、エンジンを破壊する恐れがあるからである。 可動ノズル７０８を制御すアクチュエータとして、従
来、エア・シリンダが用いられていたが、その場合、エ
ア・シリンダを組み合わせて数ステップの制御とされる
のが一般的である。しかし、この程度のステップ数で
は、可変容量型ターボチャージャの能力を最大限に利用
することは困難であり、エンジンの性能も十分に発揮さ
せることが出来なかった。 そこで、連続制御をするために油圧シリンダを用いるこ
とが考えられるが、その場合、油圧シリンダの絶対位置
を検出することが必要不可欠となり、コントロール・バ
ルブおよび位置センサを設けなければならない（クロー
ズド制御による制御）。 しかし、高い制度の作動を要求するこのような部品を、
ターボチャージャ周辺という高温で且つ腐食性ガス等が
存在する悪環境下に設置することは、耐久信頼性の面で
好ましくなかった。 上記実施例ではアクチュエータとしてステップ・モータ
を採用したが、ステップ・モータを使用すれば、オープ
ン制御による制御で充分所望の動作をさせることが出来
る。従って、悪環境下に位置センサ等を設置する必要が
なく、熱該防止等の考慮を払わなければならないのは、
ステップ・モータだけということになり、上記のものに
比し信頼性が増す。熱害防止の手段としては、例えば、
第２図に示すように遮熱板２２を設けることが考えられ
る。 （ニ）本発明の動作手段について 第４図に、本発明の動作手順を示す。以後の説明におけ
るないしは、第４図中のないしに対応する。 エンジンの状態を知るため、コントローラ１３に、
回転センサ１，負荷センサ１４，ブースト圧測定用圧力
センサ１７からの信号を読み込む。また、，の過程
で運転車が加速しようとしているか減速しようとしてい
るかの判定に使うために、アクセル開度センサ１５によ
りこの時のアクセル開度α１を読み込んでおく。 エンジンの状態からみて、可変容量型ターボチャー
ジャの可動ノズルの開度を規定するレバーの位置を設定
する。この設定は、予め定めておくレバー位置マップか
ら読み取って行う。 第５図に、可変容量型ターボチャージャのレバー位置マ
ップの例を示す。曲線Ｍは最大出力時のカーブを示す。
直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、それぞれ最大出力に対し、略
１／４，２／４，３／４の出力を示す。第５図は、仮に
今、回転数がＮＡで、負荷（即ち、出力）が回転数ＮＡ
での最大出力の１／４の状態であるという時には、レバ
ー位置としてθ１という位置を与えることにするという
ことを意味している。同様に、２／４の出力の時にはθ
２，３／４の出力の時にはθ３，最大出力の時にはθＭ
を与える。回転数が変わってＮＢになれば、また別の値
が与えられる。 排気圧測定用圧力センサ１８によりタービン７入口
側の圧力である排気圧を読み込む。 ブースト圧と排気圧との差圧が、差圧の下限値とし
て設定してあるＰＬ以上あるかどうか判断する。 差圧が下限値より小さければ、差圧が上がる方向に
ステップ・モータ１２を１ステップだけ駆動する。，
を繰り返して、差圧が下限値ＰＬ以上になるようにす
る。 ブースト圧と排気圧との差圧が、差圧の上限値とし
て設定してあるＰＨ以下であるかどうか判断する。 差圧が上限値ＰＨ以下でないならば、差圧が下がる
方向にステップ・モータ１２を１ステップだけ駆動す
る。，を繰り返して、差圧が上限値ＰＨ以下になる
ようにする。 アクセル開度センサ１５より、この時点のアクセル
開度α２を読み込む。 で読み込んだアクセル開度α１と、で読み込ん
だアクセル開度α２との差の絶対値が、予め設定してあ
るアクセル開度α０以上あるかどうかを判断する。左が
大きいということは、運転者が急加速または急減速した
ということを意味する。 加速したのか減速したのかの判断をする。α２−α
１が正であれば減速であり、負であれば加速である。 排気ブレーキが使用中かどうかチェックする。排気
ブレーキは排気圧を利用して行うので、排気ブレーキ使
用中に排気圧を低下させてしまうような作動をすること
は好ましくないからである。 タービン７の可動ノズルを全閉する。ブロワー６の
回転は落ち、エンジンへの吸気の供給は減少する。 エンジンの状態がアイドル運転状態まで落ちて着た
かどうかを監視する。それ以上に落ちるとエンジンが停
止する恐れがあるからである。 ブースト圧が設定値Ｂｓ以上に上昇しないかどうか
を監視する。上がり過ぎるとエンジンを破壊する恐れが
あるからである。
る。 第１図に、本発明の実施例にかかわる可変容量型ターボ
チャージャ付エンジンのＥＧＲ装置を示す。第１図にお
いて、１は回転センサ、２はエンジン、３は吸気マニフ
ォールド、４は排気マニフォールド、５は環流用排気ガ
ス供給パイプ、６はブロワー、６′はブロワー・インペ
ラー、７はタービン、８は吸気パイプ、９は吸気マニフ
ォールドのエンジン連結部、１０は排気マニフォールド
のエンジン連結部、１１はエアクリーナ、１２はステッ
プ・モータ、１３はコントローラ、１４は負荷センサ、
１５はアクセル開度センサ、１６はフライホイール・ハ
ウジング、１７はブースト圧測定用圧力センサ、１８は
排気圧測定用圧力センサである。 （イ）気体の流れる経路について 吸気および排気ガスの流れは、次の通りである。吸気
は、エアクリーナ１１→ブロワー６→吸気パイプ８→吸
気マニフォールド３→エンジン２という経路で流れる。
そして、ブロワー６の吐出側即ち、吸気パイプ８のとこ
ろで、タービン７入口側から取り出した環流用排気ガス
が供給される。一方、排気ガスは、エンジン２→排気マ
ニフォールド４→タービン７の経路で外部へ排出され
る。そして、タービン７入口側で排気ガスの一部が、吸
気パイプ８へ供給される。 可変容量型ではないターボチャージャでは、高負荷域に
おいては、タービン７入口側の圧力はブロワー６吐出側
の圧力より低いから、タービン７入口側からブロワー６
吐出側へは環流用排気ガスを送ることは出来ない。 しかし、可変容量型ターボチャージャでは、後に詳しく
述べるように、タービン７の可動ノズルを制御すること
によって、タービン７入口側の圧力を高くすることが出
来る。それゆえ、タービン７入口側からブロワー６吐出
側へ、環流用排気ガスを送ることが出来る。 タービン７の可動ノズルは、アクチュエータ（第１図で
は、ステップ・モータ１２）によって作動させられる
が、そのアクチュエータはコントローラ１３からの制御
信号によって制御される。 コントローラ１３は、回転センサ１，負荷センサ１４，
アクセル開度センサ１５，ブースト圧測定用圧力センサ
１７，排気圧測定用圧力センサ１８等のからの信号を基
にエンジンの状態を判断し、アクチュエータへの制御信
号を発する。 以上のようにされているので、環流用排気ガスはブロワ
ー・インペラー６′に触れることなくエンジンに環流す
る。その結果、ブロワー・インペラー６′の耐久信頼性
が増す。 （ロ）可変容量型ターボチャージャの構成および動作に
ついて 可変容量型ターボチャージャは、排気ガスの流量を制御
する可動ノズルをタービンに具えたところのターボチャ
ージャである。 第６図に、可変容量型ターボチャージャの可動ノズル付
近の断面図を示し、第７図に、第６図においてＸ−Ｘ方
向から見た図を示す。これらの図において、７０１は作
動リンク、７０２は作動軸、７０３は作動レバー、７０
４は制御リング、７０５は制御レバー、７０６はノズル
回転軸、７０７はタービン・ハウジング、７０８は可動
ノズル、７０９はタービン・ホイール、７１０は自由
端、７１１は凹部である。 作動リンク７０１が、図示しないアクチュエータ（第１
図の場合、ステップ・モータ１２）によって動かされる
と、作動軸７０２，作動レバー７０３を介して制御リン
グ７０４が回動される。制御リング７０４の凹部７１１
に制御レバー７０５の自由端７１０が嵌め込まれている
ので、制御リング７０４が回動すると、制御レバー７０
５を介して可動ノズル７０８がノズル回転軸７０６を中
心として回動する。かくして、可動ノズル７０８間の隙
間が広げられたり、狭められたりする。排気ガスは、そ
の隙間から入り込んでタービン・ホイール７０９を回
し、しかる後外部へ出て行く。 従って、可動ノズル７０８の開度を調節することによっ
て排気ガスの流速を制御することが出来る。同時に、次
に述べるように、タービン７入口側の圧力も制御するこ
とが出来る。 第３図は、可変容量型ターボチャージャのタービン入口
側の圧力と、排気ガスの流量と、可動ノズルの開度との
関係を示す図である。第３図においてθＡないしθＣは
可動ノズルの開度である。可動ノズルの開度を一定に保
ったまま排気ガスの流量を増加させて行くと、圧力は最
初ゆるやかに増加するが、途中から急激に増加する特性
を持っている。また排気ガス流量を一定にしておき、可
動ノズルの開度を変えると、圧力も変わることが読み取
れる。 可動ノズル間の隙間が狭くなるような開度にすれば、排
気ガスは僅かしか流れ出ることが出来ず、タービン７入
口側の圧力は高まる。逆に、可能ノズル間の隙間を広く
なるような開度にすれば、排気ガスは大量に流れ出るか
ら圧力は低くなる。 本発明は、可変容量型ターボチャージャのこの特性を利
用して、タービン７入口側の圧力をブロワー６吐出側の
圧力より高くなるように制御し、環流用排気ガスがブロ
ワー６吐出側に向かって流れることを可能にしたもので
ある。 （ハ）可動ノズルを制御するアクチュエータについて 第２図に、可動ノズル７０８を制御するアクチュエータ
として、ステップ・モータ１２を採用した場合の可変容
量型ターボチャージャのタービン７とステップ・モータ
１２との接続関係を示す。ステップ・モータ１２によっ
て駆動されるレバー２１はリンクロッド１９を介して作
動リンク７０１を動かす。以後の動作は第６図，第７図
で説明した通りである。ステップ・モータ１２は、正方
向または負方向に１ステップづつ回り、開度を小刻みに
制御することが出来る。 リターン・スプリング２０は、故障時に可動ノズル７０
８を安全側（可動ノズル７０８間の隙間が広くなるよ
う）に回動しておくためのものである。隙間が狭くなっ
たままで故障すると、タービン・ホイール７０９に吹き
付ける排気ガスの流速が大のままにされることになる。
すると、ブロワー６も高速回転を続け、ブースト圧が上
がり過ぎ、エンジンを破壊する恐れがあるからである。 可動ノズル７０８を制御すアクチュエータとして、従
来、エア・シリンダが用いられていたが、その場合、エ
ア・シリンダを組み合わせて数ステップの制御とされる
のが一般的である。しかし、この程度のステップ数で
は、可変容量型ターボチャージャの能力を最大限に利用
することは困難であり、エンジンの性能も十分に発揮さ
せることが出来なかった。 そこで、連続制御をするために油圧シリンダを用いるこ
とが考えられるが、その場合、油圧シリンダの絶対位置
を検出することが必要不可欠となり、コントロール・バ
ルブおよび位置センサを設けなければならない（クロー
ズド制御による制御）。 しかし、高い制度の作動を要求するこのような部品を、
ターボチャージャ周辺という高温で且つ腐食性ガス等が
存在する悪環境下に設置することは、耐久信頼性の面で
好ましくなかった。 上記実施例ではアクチュエータとしてステップ・モータ
を採用したが、ステップ・モータを使用すれば、オープ
ン制御による制御で充分所望の動作をさせることが出来
る。従って、悪環境下に位置センサ等を設置する必要が
なく、熱該防止等の考慮を払わなければならないのは、
ステップ・モータだけということになり、上記のものに
比し信頼性が増す。熱害防止の手段としては、例えば、
第２図に示すように遮熱板２２を設けることが考えられ
る。 （ニ）本発明の動作手段について 第４図に、本発明の動作手順を示す。以後の説明におけ
るないしは、第４図中のないしに対応する。 エンジンの状態を知るため、コントローラ１３に、
回転センサ１，負荷センサ１４，ブースト圧測定用圧力
センサ１７からの信号を読み込む。また、，の過程
で運転車が加速しようとしているか減速しようとしてい
るかの判定に使うために、アクセル開度センサ１５によ
りこの時のアクセル開度α１を読み込んでおく。 エンジンの状態からみて、可変容量型ターボチャー
ジャの可動ノズルの開度を規定するレバーの位置を設定
する。この設定は、予め定めておくレバー位置マップか
ら読み取って行う。 第５図に、可変容量型ターボチャージャのレバー位置マ
ップの例を示す。曲線Ｍは最大出力時のカーブを示す。
直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、それぞれ最大出力に対し、略
１／４，２／４，３／４の出力を示す。第５図は、仮に
今、回転数がＮＡで、負荷（即ち、出力）が回転数ＮＡ
での最大出力の１／４の状態であるという時には、レバ
ー位置としてθ１という位置を与えることにするという
ことを意味している。同様に、２／４の出力の時にはθ
２，３／４の出力の時にはθ３，最大出力の時にはθＭ
を与える。回転数が変わってＮＢになれば、また別の値
が与えられる。 排気圧測定用圧力センサ１８によりタービン７入口
側の圧力である排気圧を読み込む。 ブースト圧と排気圧との差圧が、差圧の下限値とし
て設定してあるＰＬ以上あるかどうか判断する。 差圧が下限値より小さければ、差圧が上がる方向に
ステップ・モータ１２を１ステップだけ駆動する。，
を繰り返して、差圧が下限値ＰＬ以上になるようにす
る。 ブースト圧と排気圧との差圧が、差圧の上限値とし
て設定してあるＰＨ以下であるかどうか判断する。 差圧が上限値ＰＨ以下でないならば、差圧が下がる
方向にステップ・モータ１２を１ステップだけ駆動す
る。，を繰り返して、差圧が上限値ＰＨ以下になる
ようにする。 アクセル開度センサ１５より、この時点のアクセル
開度α２を読み込む。 で読み込んだアクセル開度α１と、で読み込ん
だアクセル開度α２との差の絶対値が、予め設定してあ
るアクセル開度α０以上あるかどうかを判断する。左が
大きいということは、運転者が急加速または急減速した
ということを意味する。 加速したのか減速したのかの判断をする。α２−α
１が正であれば減速であり、負であれば加速である。 排気ブレーキが使用中かどうかチェックする。排気
ブレーキは排気圧を利用して行うので、排気ブレーキ使
用中に排気圧を低下させてしまうような作動をすること
は好ましくないからである。 タービン７の可動ノズルを全閉する。ブロワー６の
回転は落ち、エンジンへの吸気の供給は減少する。 エンジンの状態がアイドル運転状態まで落ちて着た
かどうかを監視する。それ以上に落ちるとエンジンが停
止する恐れがあるからである。 ブースト圧が設定値Ｂｓ以上に上昇しないかどうか
を監視する。上がり過ぎるとエンジンを破壊する恐れが
あるからである。
【発明の効果】 以上述べた如く、本発明の可変容量型ターボチャージャ
付エンジンの排気環流装置によれば、可変容量型ターボ
チャージャのタービン入口側より環流用排気ガスを取り
出しブロワー吐出側に供給する手段を具えたので、環流
用排気ガスがブロワー・インペラーに触れることがなく
なり、ブロワーインペラーの耐久信頼性が増す。 また、タービン入口側の圧力がブロワー吐出側の圧力よ
り高く、且つブロワー吐出側の圧力との差圧が所定範囲
の値になるようタービンの可動ノズルを制御する手段を
具えたので、排気ガスがブロワー吐出側に常に順調に供
給され、ＮＯｘ低減が適正に行われる。
付エンジンの排気環流装置によれば、可変容量型ターボ
チャージャのタービン入口側より環流用排気ガスを取り
出しブロワー吐出側に供給する手段を具えたので、環流
用排気ガスがブロワー・インペラーに触れることがなく
なり、ブロワーインペラーの耐久信頼性が増す。 また、タービン入口側の圧力がブロワー吐出側の圧力よ
り高く、且つブロワー吐出側の圧力との差圧が所定範囲
の値になるようタービンの可動ノズルを制御する手段を
具えたので、排気ガスがブロワー吐出側に常に順調に供
給され、ＮＯｘ低減が適正に行われる。
第１図…本発明の実施例にかかわる可変容量型ターボチ
ャージャ付エンジンのＥＧＲ装置 第２図…本発明における可変容量型ターボチャージャの
タービンとステップ・モータとの接続関係を示す図 第３図…可変容量型ターボチャージャにおける排気ガス
流量と圧力比との関係を、可動ノズルの開度をパラメー
タとして描いた図 第４図…本発明の動作手順を示す図 第５図…可変容量型ターボチャージャのレバー位置マッ
プ 第６図…可変容量型ターボチャージャの可動ノズル付近
の断面図 第７図…第６図においてＸ−Ｘ方向から見た図 図において、１は回転センサ、２はエンジン、３は吸気
マニフォールド、４は排気マニフォールド、５は環流用
排気ガス供給パイプ、６はブロワー、６′はブロワー・
インペラー、７はタービン、８は吸気パイプ、９は吸気
マニフォールドのエンジン連結部、１０は排気マニフォ
ールドのエンジン連結部、１１はエアクリーナ、１２は
ステップ・モータ、１３はコントローラ、１４は負荷セ
ンサ、１５はアクセル開度センサ、１６はフライホイー
ル・ハウジング、１７はブースト圧測定用圧力センサ、
１８は排気圧測定用圧力センサ、１９はリンクロッド、
２０はリターン・スプリング、２１はレバー、２２は遮
熱板、７０１は作動リンク、７０２は作動軸、７０３は
作動レバー、７０４は制御リング、７０５は制御レバ
ー、７０６はノズル回転軸、７０７はタービン・ハウジ
ング、７０８は可動ノズル、７０９はタービン・ホイー
ル、７１０は自由端、７１１は凹部である。
ャージャ付エンジンのＥＧＲ装置 第２図…本発明における可変容量型ターボチャージャの
タービンとステップ・モータとの接続関係を示す図 第３図…可変容量型ターボチャージャにおける排気ガス
流量と圧力比との関係を、可動ノズルの開度をパラメー
タとして描いた図 第４図…本発明の動作手順を示す図 第５図…可変容量型ターボチャージャのレバー位置マッ
プ 第６図…可変容量型ターボチャージャの可動ノズル付近
の断面図 第７図…第６図においてＸ−Ｘ方向から見た図 図において、１は回転センサ、２はエンジン、３は吸気
マニフォールド、４は排気マニフォールド、５は環流用
排気ガス供給パイプ、６はブロワー、６′はブロワー・
インペラー、７はタービン、８は吸気パイプ、９は吸気
マニフォールドのエンジン連結部、１０は排気マニフォ
ールドのエンジン連結部、１１はエアクリーナ、１２は
ステップ・モータ、１３はコントローラ、１４は負荷セ
ンサ、１５はアクセル開度センサ、１６はフライホイー
ル・ハウジング、１７はブースト圧測定用圧力センサ、
１８は排気圧測定用圧力センサ、１９はリンクロッド、
２０はリターン・スプリング、２１はレバー、２２は遮
熱板、７０１は作動リンク、７０２は作動軸、７０３は
作動レバー、７０４は制御リング、７０５は制御レバ
ー、７０６はノズル回転軸、７０７はタービン・ハウジ
ング、７０８は可動ノズル、７０９はタービン・ホイー
ル、７１０は自由端、７１１は凹部である。
Claims (1)
- 【請求項１】可変容量型ターボチャージャのタービン入
口側より環流用排気ガスを取り出しブロワー吐出側に供
給する手段と、タービン入口側の圧力がブロワー吐出側
の圧力より高い値であって且つ該ブロワー吐出側の圧力
との差圧が所定の下限値と所定の上限値との間の範囲の
値となるようタービンの可動ノズルを制御する手段とを
具えたことを特徴とする可変容量型ターボチャージャ付
エンジンの排気環流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62087396A JPH0647934B2 (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 可変容量型タ−ボチヤ−ジヤ付エンジンの排気環流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62087396A JPH0647934B2 (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 可変容量型タ−ボチヤ−ジヤ付エンジンの排気環流装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62320397A Division JPS63253116A (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 可変容量型ターボチャージャ付エンジンの排気環流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63253115A JPS63253115A (ja) | 1988-10-20 |
| JPH0647934B2 true JPH0647934B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=13913713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62087396A Expired - Lifetime JPH0647934B2 (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 可変容量型タ−ボチヤ−ジヤ付エンジンの排気環流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0647934B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4952109B2 (ja) * | 2006-07-20 | 2012-06-13 | 株式会社Ｉｈｉ | 過給機 |
| JP2013167218A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の還流装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59196966A (ja) * | 1983-04-23 | 1984-11-08 | Fuji Heavy Ind Ltd | 過給機付エンジンの出力抑制装置 |
| JPS606835U (ja) * | 1983-06-28 | 1985-01-18 | 三菱自動車工業株式会社 | 可変タ−ビンノズル付過給機の制御装置 |
| JPS6014904A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-25 | Tanabe Seiyaku Co Ltd | 撹拌液滴生成式接触型液体膜装置 |
-
1987
- 1987-04-09 JP JP62087396A patent/JPH0647934B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63253115A (ja) | 1988-10-20 |
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