JPH0941981A - Supercharging pressure control device for internal combustion engine with supercharger - Google Patents

Supercharging pressure control device for internal combustion engine with supercharger

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Publication number
JPH0941981A
JPH0941981A JP7191483A JP19148395A JPH0941981A JP H0941981 A JPH0941981 A JP H0941981A JP 7191483 A JP7191483 A JP 7191483A JP 19148395 A JP19148395 A JP 19148395A JP H0941981 A JPH0941981 A JP H0941981A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
internal combustion
combustion engine
supercharging pressure
variable nozzle
Prior art date
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Pending
Application number
JP7191483A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Akita
浩市 秋田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH0941981A publication Critical patent/JPH0941981A/en
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Supercharger (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変ノズルの開口面積を制御して吸気圧を高
めた場合にもウエストゲート弁の閉状態を確実に維持す
ることのできる過給機付内燃機関の過給圧制御装置を提
供する。 【解決手段】 低回転数域において可変ノズル109に
よって排気タービン107への排気流入量が制御されて
いる間は、ウエストゲート弁アクチュエータ114へ内
燃機関で駆動される真空ポンプ111で発生する負圧が
供給され、ウエストゲート弁110が強制閉とされる。
従って可変ノズル109を調整して排気タービン107
に流入する排気ガス流速を速め過給圧を高めた場合にも
ウエストゲート弁110が開となることが防止され、可
変ノズルによる過給圧上昇の効果が十分に発揮される。
(57) 【Abstract】 PROBLEM TO BE SOLVED: To supercharge pressure of an internal combustion engine with a supercharger capable of reliably maintaining a closed state of a wastegate valve even when intake pressure is increased by controlling an opening area of a variable nozzle. Provide a control device. A negative pressure generated in a vacuum pump 111 driven by an internal combustion engine is applied to a wastegate valve actuator 114 while an amount of exhaust gas flowing into an exhaust turbine 107 is controlled by a variable nozzle 109 in a low rotation speed range. Then, the waste gate valve 110 is forcibly closed.
Therefore, the variable nozzle 109 is adjusted to adjust the exhaust turbine 107.
The wastegate valve 110 is prevented from being opened even when the exhaust gas flow rate flowing into the engine is increased to increase the boost pressure, and the effect of increasing the boost pressure by the variable nozzle is sufficiently exerted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は過給機付内燃機関の
過給圧制御装置に係り、特に可変ノズルとウエストゲー
ト弁とを具備する過給機付内燃機関の過給圧制御装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a supercharging pressure control system for an internal combustion engine with a supercharger, and more particularly to a supercharging pressure control system for an internal combustion engine with a supercharger equipped with a variable nozzle and a wastegate valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年吸気効率を高くして内燃機関の出力
を増加するために過給機を具備する自動車用内燃機関が
多い。そして過給機を具備する内燃機関にあっては、内
燃機関回転数および出力が増大して排気ガス流量が多く
なった場合に吸気圧力が高くなり過ぎてノッキングが発
生する、あるいは筒内圧が過上昇することを防止するた
めに、過給機駆動用排気ガスタービンをバイパスする排
気ガス流量を制御するウエストゲート弁を設置すること
が公知である。
2. Description of the Related Art In recent years, many automobile internal combustion engines are equipped with a supercharger in order to increase the intake efficiency and increase the output of the internal combustion engine. In an internal combustion engine equipped with a supercharger, when the internal combustion engine speed and output increase and the exhaust gas flow rate increases, the intake pressure becomes too high and knocking occurs, or the cylinder pressure becomes excessive. In order to prevent the rise, it is known to install a wastegate valve that controls the exhaust gas flow rate that bypasses the exhaust gas turbine for driving the supercharger.

【0003】さらに内燃機関の回転数が低い運転状態に
おいても排気タービンへの排気ガス流入速度を速くして
吸気圧力を高くするために、排気ガスタービンの排気ガ
ス流入口の開口面積を可変とする可変ノズルを設置する
ことも公知である(特開昭61−40415公報参
照)。即ち排気ガス量の少ない運転状態においては可変
ノズルを開口面積が小さくなるように制御して排気ガス
の流速を速めてタービン回転数を高速とし吸気圧を高
め、排気ガス量の増大に伴って開口面積を大きく制御す
る。
Further, in order to increase the exhaust gas inflow speed to the exhaust turbine and increase the intake pressure even in an operating state where the internal combustion engine has a low rotational speed, the opening area of the exhaust gas inlet of the exhaust gas turbine is made variable. It is also known to install a variable nozzle (see Japanese Patent Laid-Open No. 61-40415). That is, in an operating state in which the amount of exhaust gas is small, the variable nozzle is controlled so that the opening area is small, the flow velocity of exhaust gas is increased, the turbine speed is increased to increase the intake pressure, and the opening is increased as the amount of exhaust gas is increased. Greatly control the area.

【0004】従って排気ガス量の少ない運転状態にあっ
ては、ノッキングが発生しない範囲、あるいは筒内圧限
度内でウエストゲート弁を閉状態に維持することが望ま
しい。またウエストゲート弁の駆動方法としては過給機
出口の吸気を駆動力として使用するとともにウエストゲ
ート弁のアクチュエータに供給される吸気量をデューテ
ィ比制御される電磁弁によって制御し、供給される吸気
量が多いほどウエストゲート弁の開度を増加することが
一般的である。
Therefore, it is desirable to keep the wastegate valve closed in a range where knocking does not occur or within the cylinder pressure limit in an operating state where the exhaust gas amount is small. In addition, as a method of driving the wastegate valve, the intake air at the outlet of the supercharger is used as a driving force, and the intake air amount supplied to the actuator of the wastegate valve is controlled by a solenoid valve whose duty ratio is controlled to supply the intake air amount. It is common to increase the opening degree of the wastegate valve as the number increases.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従って低回転数域にお
いて可変ノズルの開口面積を制御して吸気圧を高めた場
合には排気タービン上流の排気ガスの圧力が上昇しウエ
ストゲート弁に作用する排気ガス圧力も大きくなる。従
ってウエストゲート弁は閉状態を維持することができず
排気ガスの一部はタービンに流入せずに排出されてしま
うため、可変ノズルの面積を制御して流速を速めた効果
を十分に発揮するすることができない。
Therefore, when the opening area of the variable nozzle is controlled to increase the intake pressure in the low rotational speed range, the exhaust gas pressure upstream of the exhaust turbine rises and the exhaust gas acts on the wastegate valve. The gas pressure also increases. Therefore, the wastegate valve cannot be maintained in the closed state, and part of the exhaust gas is discharged without flowing into the turbine, so the area of the variable nozzle is controlled and the effect of accelerating the flow velocity is fully exerted. Can not do it.

【0006】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、可変ノズルの開口面積を制御して吸気圧を高めた
場合にもウエストゲート弁の閉状態を確実に維持するこ
とのできる過給機付内燃機関の過給圧制御装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to reliably maintain the closed state of the wastegate valve even when the intake pressure is increased by controlling the opening area of the variable nozzle. An object of the present invention is to provide a supercharging pressure control device for an internal combustion engine with an engine.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1にかかる過給機
付内燃機関の過給圧制御装置は、排気タービンへの排気
ガス流入面積を変更する流入面積変更手段と、排気ター
ビン上流の排気ガス流路から分岐して排気タービンを迂
回して流れる排気ガス量を変更する迂回排気ガス量変更
手段と、排気タービンへの排気ガス流入面積が最大とな
るまでは流入面積変更手段により過給圧を内燃機関運転
状態に応じて定められる目標過給圧に制御するとともに
迂回排気ガス量変更手段を強制閉状態とする低回転数域
制御手段と、排気タービンへの排気ガス流入面積が最大
となった後は迂回排気ガス量変更手段により過給圧を内
燃機関運転状態に応じて定められる目標過給圧に制御す
る高回転数域制御手段と、を具備する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a supercharging pressure control device for an internal combustion engine with a supercharger, which comprises an inflow area changing means for changing an exhaust gas inflow area into an exhaust turbine, and an exhaust gas upstream of the exhaust turbine. Bypass exhaust gas amount changing means for changing the amount of exhaust gas that branches off from the gas flow path and bypasses the exhaust turbine, and supercharging pressure by the inflow area changing means until the exhaust gas inflow area to the exhaust turbine becomes maximum. Is controlled to a target boost pressure determined according to the operating state of the internal combustion engine, and the low revolution range control means for forcibly closing the bypass exhaust gas amount changing means, and the exhaust gas inflow area to the exhaust turbine is maximized. After that, the bypass exhaust gas amount changing means controls the supercharging pressure to a target supercharging pressure determined according to the operating state of the internal combustion engine.

【0008】この過給圧制御装置にあっては、流入面積
可変手段による流入面積の制御が可能である範囲では迂
回排気ガス量変更手段を強制閉とすることによって排気
ガス圧力が低下することを防止する。請求項2にかかる
過給機付内燃機関の過給圧制御装置は、2以上の変速パ
ターンを具備する変速機と、低回転数域制御手段および
高回転数域制御手段が変速機の2以上の変速パターンに
応じた2以上の目標過給圧パターンと、を具備する。
In this supercharging pressure control device, the exhaust gas pressure is reduced by forcibly closing the bypass exhaust gas amount changing means within a range where the inflow area can be controlled by the inflow area varying means. To prevent. A supercharging pressure control device for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 2, wherein the transmission has two or more shift patterns, and the low rotation speed range control means and the high rotation speed range control means are two or more transmissions. And two or more target supercharging pressure patterns according to the gear shift pattern.

【0009】この過給圧制御装置にあっては、変速パタ
ーンに応じて目標過給圧を変更することにより過給圧は
内燃機関運転状態に対応した適切な圧力に制御される。
In this supercharging pressure control device, the supercharging pressure is controlled to an appropriate pressure corresponding to the operating state of the internal combustion engine by changing the target supercharging pressure according to the shift pattern.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は過給機付内燃機関の過給圧
制御装置の構成図であって、エアクリーナ101から吸
入された吸気は吸気管102を介して圧縮機103に供
給される。圧縮機103で加圧された吸気はインターク
ーラ104を経てディーゼル機関105に供給される。
1 is a block diagram of a supercharging pressure control device for an internal combustion engine with a supercharger, in which intake air sucked from an air cleaner 101 is supplied to a compressor 103 via an intake pipe 102. . The intake air pressurized by the compressor 103 is supplied to the diesel engine 105 via the intercooler 104.

【0011】ディーゼル機関105から排出される排気
ガスは、排気マニホールド106を経て排気ガスタービ
ン107を駆動し排気管108から外部に排出される。
なお排気ガスタービン107の回転軸は圧縮機103に
直結されている。排気ガスタービン107の入口には流
路面積を可変とするための可変ノズル109と、排気ガ
スを排気タービンをバイパスして排気管108に流出さ
せるためのウエストゲート弁110とが設置されてい
る。
Exhaust gas discharged from the diesel engine 105 drives the exhaust gas turbine 107 through the exhaust manifold 106 and is discharged to the outside from the exhaust pipe 108.
The rotary shaft of the exhaust gas turbine 107 is directly connected to the compressor 103. At the inlet of the exhaust gas turbine 107, a variable nozzle 109 for varying the flow passage area and a waste gate valve 110 for bypassing the exhaust gas to the exhaust pipe 108 are installed.

【0012】可変ノズル109の開度は、ディーゼル機
関105によって駆動されるバキュームポンプ111で
発生する負圧を駆動源とする可変ノズルアクチュエータ
112によって制御される。なお可変ノズルアクチュエ
ータ112に供給される負圧は可変ノズル電磁弁113
によって調整される。またウエストゲート弁110の開
度は、通常は圧縮機103で発生する圧縮空気を駆動源
とするウエストゲート弁アクチュエータ114によって
制御されが、ウエストゲート弁110を強制的に閉止す
るためにバキュームポンプ111で発生する負圧が導入
される。
The opening of the variable nozzle 109 is controlled by a variable nozzle actuator 112 which uses a negative pressure generated by a vacuum pump 111 driven by the diesel engine 105 as a drive source. The negative pressure supplied to the variable nozzle actuator 112 is the variable nozzle solenoid valve 113.
Adjusted by Further, the opening degree of the wastegate valve 110 is controlled by a wastegate valve actuator 114 which normally uses compressed air generated in the compressor 103 as a drive source, but the vacuum pump 111 is used to forcibly close the wastegate valve 110. The negative pressure generated at is introduced.

【0013】なおウエストゲート弁アクチュエータ11
4の駆動源を切替えるために4方電磁弁115が、ウエ
ストゲート弁アクチュエータ114に供給される圧縮空
気量はウエストゲート弁電磁弁116によって調整され
る。可変ノズル電磁弁113、4方電磁弁115および
ウエストゲート弁電磁弁116は制御部120から出力
される操作信号によって操作される。
The waste gate valve actuator 11
The four-way solenoid valve 115 for switching the drive source of No. 4 and the amount of compressed air supplied to the wastegate valve actuator 114 are adjusted by the wastegate valve solenoid valve 116. The variable nozzle solenoid valve 113, the four-way solenoid valve 115, and the waste gate valve solenoid valve 116 are operated by an operation signal output from the control unit 120.

【0014】図2は制御部120で実行される制御ルー
チンのフローチャートであって、ステップ21において
内燃機関運転状態量、即ちスロットル弁開度θ、回転数
Neおよび圧縮機103のインテークマニフォールドの
吸気圧Pbを読み込む。ステップ22において基準値を
算出し、ステップ23で可変ノズル109が全開状態で
あるか否かを判定する。なお可変ノズル109が全開状
態であるか否かの判定は後述する可変ノズルに基準開度
VNsが予め定められた所定値(例えば95%)以上で
あるか否かによって判定することが可能である。
FIG. 2 is a flowchart of a control routine executed by the controller 120. In step 21, the internal combustion engine operating state quantity, that is, the throttle valve opening θ, the rotation speed Ne, and the intake pressure of the intake manifold of the compressor 103 are shown. Read Pb. In step 22, a reference value is calculated, and in step 23, it is determined whether or not the variable nozzle 109 is in the fully open state. Whether or not the variable nozzle 109 is fully open can be determined by whether or not the reference opening VNs of the variable nozzle, which will be described later, is a predetermined value (for example, 95%) or more. .

【0015】即ち、 VNs≦95%なら全開でない。 VNs>95%なら全開 と判定する。ステップ23で否定判定された時、即ち可
変ノズル109が全開でない時はステップ24に進み低
回転数域制御処理を実行してこの制御ルーチンを終了す
る。
That is, if VNs ≦ 95%, it is not fully open. If VNs> 95%, it is determined to be fully open. When a negative determination is made in step 23, that is, when the variable nozzle 109 is not fully opened, the process proceeds to step 24, the low rotation speed range control process is executed, and this control routine is ended.

【0016】ステップ24で肯定判定された時、即ち可
変ノズル109が全開状態である時にはステップ25に
進み高回転数域制御処理を実行してこの制御ルーチンを
終了する。図3は制御ルーチンのステップ22で実行さ
れる基準値算出処理のフローチャートであって、ステッ
プ22aで回転数Neの関数として可変ノズルの基準開
度VNsを算出する。
When the affirmative determination is made in step 24, that is, when the variable nozzle 109 is in the fully open state, the process proceeds to step 25, the high rotation speed range control processing is executed, and this control routine is ended. FIG. 3 is a flowchart of the reference value calculation processing executed in step 22 of the control routine, and in step 22a, the reference opening VNs of the variable nozzle is calculated as a function of the rotation speed Ne.

【0017】VNs=VNs(Ne) ステップ22bで回転数Neの関数としてウエストゲー
ト弁の基準開度WGBsを算出する。 WGVs=WGVs(Ne) さらにステップ22cで回転数Neおよびスロットル弁
開度θの関数として目標吸気圧Ptを算出してこの処理
を終了する。
VNs = VNs (Ne) In step 22b, the reference opening WGBs of the wastegate valve is calculated as a function of the rotation speed Ne. WGVs = WGVs (Ne) Further, at step 22c, the target intake pressure Pt is calculated as a function of the rotation speed Ne and the throttle valve opening degree θ, and this processing is ended.

【0018】Pt=Pt(Ne,θ) 図4は制御ルーチンのステップ24で実行される低回転
数域制御処理のフローチャートであって、ステップ24
aで実際の吸気圧Pbが目標吸気圧Ptより低圧である
か否かが判定される。ステップ24aで肯定判定されれ
ば、即ちPt>Pbであればステップ24bに進み、可
変ノズルの開度VNを次式に基づいて算出する。
Pt = Pt (Ne, θ) FIG. 4 is a flowchart of the low rotation speed range control processing executed in step 24 of the control routine.
At a, it is determined whether the actual intake pressure Pb is lower than the target intake pressure Pt. If an affirmative decision is made in step 24a, that is, if Pt> Pb, the routine proceeds to step 24b, where the opening VN of the variable nozzle is calculated based on the following equation.

【0019】VN=VNs+ΔVN ここでΔVNは予め定められた一定値である。ステップ
24aで否定判定されれば、即ちPt≦Pbであればス
テップ24cに進み、可変ノズルの開度VNを次式に基
づいて算出する。 VN=VNs−ΔVN ステップ24dにおいて可変ノズルの開度VNを出力
し、ステップ24eにおいてウエストゲート弁110に
強制閉指令を出力してこの処理を終了する。
VN = VNs + ΔVN Here, ΔVN is a predetermined constant value. If a negative determination is made in step 24a, that is, if Pt ≦ Pb, the process proceeds to step 24c, and the opening VN of the variable nozzle is calculated based on the following equation. VN = VNs-ΔVN In step 24d, the opening VN of the variable nozzle is output, and in step 24e, a forced closing command is output to the waste gate valve 110, and this processing ends.

【0020】図5は制御ルーチンのステップ25で実行
される高回転数域制御処理のフローチャートであって、
ステップ25aで実際の吸気圧Pbが目標吸気圧Ptよ
り低圧であるか否かが判定される。ステップ25aで肯
定判定されれば、即ちPt>Pbであればステップ25
bに進み、ウエストゲート弁の開度WGVを次式に基づ
いて算出する。
FIG. 5 is a flowchart of the high rotation speed range control processing executed in step 25 of the control routine.
In step 25a, it is determined whether the actual intake pressure Pb is lower than the target intake pressure Pt. If a positive determination is made in step 25a, that is, if Pt> Pb, step 25
Proceeding to b, the opening WGV of the waste gate valve is calculated based on the following equation.

【0021】WGV=WGVs+ΔWGV ここでΔWGVは予め定められた一定値である。ステッ
プ25aで否定判定されれば、即ちPt≦Pbであれば
ステップ25cに進み、ウエストゲート弁の開度WGV
を次式に基づいて算出する。 WGV=WGVs−ΔWGV ステップ25dにおいてウエストゲート弁の開度WGV
を出力してこの処理を終了する。
WGV = WGVs + ΔWGV Here, ΔWGV is a predetermined constant value. If a negative determination is made in step 25a, that is, if Pt ≤ Pb, the process proceeds to step 25c, and the wastegate valve opening degree WGV
Is calculated based on the following equation. WGV = WGVs-ΔWGV In step 25d, the waste gate valve opening degree WGV
Is output and the processing is terminated.

【0022】図6はウエストゲート弁および4方電磁弁
回りの系統図であって、(イ)はウエストゲート弁11
0が強制閉とされている時、(ロ)はウエストゲート弁
110が制御状態にある時を示す。即ちウエストゲート
弁アクチュエータ114はダイヤフラム114aによっ
てバネ室114bと空気室114cとに区切られてい
る。
FIG. 6 is a system diagram around the waste gate valve and the four-way solenoid valve. (A) shows the waste gate valve 11
When 0 is forcibly closed, (b) shows when the wastegate valve 110 is in control. That is, the waste gate valve actuator 114 is partitioned by the diaphragm 114a into a spring chamber 114b and an air chamber 114c.

【0023】バネ室114bにはバネ114dが設置さ
れており、ダイヤフラム114aを空気室114c側に
付勢している。4方電磁弁115は4つのポート115
a、115b、115cおよび115dが設置されてお
り、ソレノイド115eを励磁するか非励磁とするかで
ポート間に接続を切替える。
A spring 114d is installed in the spring chamber 114b and urges the diaphragm 114a toward the air chamber 114c. The 4-way solenoid valve 115 has four ports 115
a, 115b, 115c and 115d are installed, and the connection is switched between the ports depending on whether the solenoid 115e is energized or de-energized.

【0024】ポート115aは吸気を取り込むために圧
縮機103出口に、ポート115bはウエストゲート弁
アクチュエータ114に、ポート115cは負圧を導入
するためにバキュームポンプ111に接続される。なお
ポート115dは大気に開放されている。ソレノイド1
15eが励磁されたときは、(イ)に示すようにポート
115aとポート115dとが、ポート115cとポー
ト115bとが連通状態となる。
The port 115a is connected to the compressor 103 outlet for taking in intake air, the port 115b is connected to the waste gate valve actuator 114, and the port 115c is connected to the vacuum pump 111 for introducing negative pressure. The port 115d is open to the atmosphere. Solenoid 1
When 15e is excited, the ports 115a and 115d are in communication with each other, and the ports 115c and 115b are in communication with each other, as shown in (a).

【0025】従ってバキュームポンプ111で発生した
負圧によってダイヤフラム114aを空気室114c側
に吸引することにより、ウエストゲート弁110を確実
に閉状態に維持する。ソレノイド115eが非励磁とさ
れたときは、(ロ)に示すようにポート115aとポー
ト115bとが、ポート115cとポート115dとが
連通状態となる。
Therefore, by sucking the diaphragm 114a toward the air chamber 114c by the negative pressure generated by the vacuum pump 111, the waste gate valve 110 is reliably maintained in the closed state. When the solenoid 115e is de-energized, the ports 115a and 115b are in communication with each other, and the ports 115c and 115d are in communication with each other, as shown in (B).

【0026】従ってウエストゲート弁電磁弁116を介
して供給される吸気によりウエストゲート弁110の開
度が制御される。また制御部12から出力される可変ノ
ズル開度VNによって可変ノズル電磁弁113がデュー
ティ比制御され、可変ノズル109の開度が制御され
る。同様に制御部12から出力されるウエストゲート弁
開度WGVによってウエストゲート弁電磁弁116がデ
ューティ比制御され、ウエストゲート弁110の開度が
制御される。
Therefore, the opening of the wastegate valve 110 is controlled by the intake air supplied through the wastegate valve electromagnetic valve 116. The duty ratio of the variable nozzle solenoid valve 113 is controlled by the variable nozzle opening VN output from the control unit 12, and the opening of the variable nozzle 109 is controlled. Similarly, the wastegate valve opening WGV output from the control unit 12 controls the duty ratio of the wastegate valve electromagnetic valve 116, and the opening of the wastegate valve 110 is controlled.

【0027】なお大型トラックのようにブレーキ用圧縮
機を具備する車両にあっては、ウエストゲート弁110
を強制閉とするためにウエストゲート弁114のバネ室
114b側に正圧を供給することといてもよい。また、
4方電磁弁の代わりに、過給圧−大気圧供給路と、負圧
−大気圧供給路を独立に空気室114cに連通させ、各
々に3方電磁弁を設けるようにしてもよい。
In a vehicle equipped with a brake compressor such as a large truck, the wastegate valve 110
In order to forcibly close the valve, positive pressure may be supplied to the spring chamber 114b side of the waste gate valve 114. Also,
Instead of the 4-way solenoid valve, the supercharging pressure-atmospheric pressure supply path and the negative pressure-atmospheric pressure supply path may be independently communicated with the air chamber 114c, and a 3-way solenoid valve may be provided for each.

【0028】図7は第1の請求項にかかる過給機付内燃
機関の過給圧制御装置の効果の説明図であって、横軸に
内燃機関回転数Ne、縦軸に排気タービンに流入する排
気圧Peをとる。破線は従来の過給圧制御装置の場合で
あって、ウエストゲート弁110が閉である回転数域に
おいて排気圧Peが高となるとウエストゲート弁110
が開となってしまい、それ以上に排気圧Peが上昇する
ことは妨げられていた。
FIG. 7 is an explanatory view of the effect of the supercharging pressure control device for an internal combustion engine with a supercharger according to the first claim, in which the horizontal axis represents the internal combustion engine speed Ne and the vertical axis represents the flow into the exhaust turbine. Exhaust pressure Pe is set. The broken line shows the case of the conventional supercharging pressure control device, and when the exhaust pressure Pe becomes high in the rotational speed range in which the waste gate valve 110 is closed, the waste gate valve 110 is shown.
Was opened, and the exhaust pressure Pe was prevented from further increasing.

【0029】実線は第1の請求項にかかる過給圧制御装
置の場合であって、ウエストゲート弁110が負圧によ
って強制閉とされるため排気圧Peを十分に高めること
が可能となる。また近年変速機の変速パターンをスイッ
チにより、例えばパワーモードとエコノミーモードとの
間で切替ることが可能な自動車が増加している。
The solid line is the case of the supercharging pressure control device according to the first aspect of the present invention, and the waste gate valve 110 is forcibly closed by the negative pressure, so that the exhaust pressure Pe can be sufficiently increased. Further, in recent years, an increasing number of automobiles are capable of switching the shift pattern of the transmission with a switch, for example, between a power mode and an economy mode.

【0030】前記パワーモード、エコノミーモードの他
に雪道での走行を容易にするスノーモードあるいは4輪
駆動車の登坂および降坂を容易にするためにギヤ比を低
くするトランスファL4モードを具備する自動車もあ
る。このように変速機の変速パターンを切替えた場合に
は、それに応じて可変ノズル109およびウエストゲー
ト弁110の制御パターンを切替えることが必要とな
る。
In addition to the power mode and economy mode, a snow mode for facilitating traveling on a snowy road or a transfer L4 mode for lowering the gear ratio for facilitating climbing and descending of a four-wheel drive vehicle is provided. There are also cars. When the shift pattern of the transmission is switched in this way, it is necessary to switch the control patterns of the variable nozzle 109 and the waste gate valve 110 accordingly.

【0031】図8は制御パターン変更ルーチンのフロー
チャートであって、ステップ801において内燃機関回
転数Neが所定のしきい値Ni以上であるか、即ち内燃
機関がアイドリング状態でないかを判定する。ステップ
801で肯定判定されたときはステップ802に進み、
スロットル弁開度θが所定のしきい値θf以上である
か、即ち内燃機関出力が要求されている状態であるかを
判定する。
FIG. 8 is a flow chart of a control pattern changing routine. In step 801, it is determined whether the internal combustion engine speed Ne is equal to or higher than a predetermined threshold value Ni, that is, whether the internal combustion engine is not idling. If an affirmative decision is made in step 801, the operation proceeds to step 802,
It is determined whether the throttle valve opening θ is equal to or greater than a predetermined threshold value θf, that is, whether the internal combustion engine output is required.

【0032】ステップ802で肯定判定されたときはス
テップ803に進み、変速パターンがトランスファL4
モードであるかを判定する。ステップ803で肯定判定
されたときはステップ804に進み、可変ノズルおよび
ウエストゲート弁をトランスファL4モードに対応した
パターンで制御する。
If an affirmative decision is made in step 802, the routine proceeds to step 803, where the shift pattern is transfer L4.
Determine if it is in mode. When an affirmative decision is made in step 803, the routine proceeds to step 804, where the variable nozzle and waste gate valve are controlled in a pattern corresponding to the transfer L4 mode.

【0033】次にステップ805に進み、可変ノズルが
全開でない場合はウエストゲート弁アクチュエータに負
圧を供給してウエストゲート弁を強制閉とする。ステッ
プ803で否定判定されたときはステップ806に進
み、変速パターンがパワーモードであるかを判定する。
ステップ806で肯定判定されたときはステップ807
に進み、可変ノズルおよびウエストゲート弁をパワーモ
ードに対応したパターンで制御してステップ805に進
む。
Next, in step 805, when the variable nozzle is not fully opened, negative pressure is supplied to the wastegate valve actuator to forcibly close the wastegate valve. When a negative determination is made in step 803, the process proceeds to step 806, and it is determined whether the shift pattern is the power mode.
If a positive determination is made in step 806, step 807
And proceeds to step 805 by controlling the variable nozzle and waste gate valve in a pattern corresponding to the power mode.

【0034】ステップ806で否定判定されたときはス
テップ808に進み、変速パターンがノーマルモードで
あるかを判定する。ステップ808で肯定判定されたと
きはステップ809に進み、可変ノズルおよびウエスト
ゲート弁をノーマルモードに対応したパターンで制御し
てステップ805に進む。
When a negative determination is made in step 806, the process proceeds to step 808, and it is determined whether the shift pattern is in the normal mode. When an affirmative decision is made in step 808, the operation proceeds to step 809, the variable nozzle and the waste gate valve are controlled in a pattern corresponding to the normal mode, and the operation proceeds to step 805.

【0035】ステップ808で否定判定されたときはス
テップ810に進み、変速パターンがスノーモードであ
るかを判定する。ステップ810で肯定判定されたとき
はステップ811に進み、可変ノズルおよびウエストゲ
ート弁をスノーモードに対応したパターンで制御してス
テップ812に進みウエストゲート弁の強制閉を解除す
る。これは内燃機関出力を積極的に高める必要がなく、
むしろ燃費を改善することが要求されるからである。
When a negative determination is made in step 808, the process proceeds to step 810, and it is determined whether the shift pattern is the snow mode. When the affirmative determination is made in step 810, the process proceeds to step 811, the variable nozzle and the wastegate valve are controlled in a pattern corresponding to the snow mode, and the process proceeds to step 812 to release the forced closing of the wastegate valve. This is because it is not necessary to actively increase the output of the internal combustion engine,
Rather, it is required to improve fuel economy.

【0036】ステップ810で否定判定されたときはス
テップ813に進み、可変ノズルおよびウエストゲート
弁をエコノミーモードに対応したパターンで制御してス
テップ812に進みウエストゲート弁の強制閉を解除す
る。なおステップ801あるいは802で否定判定され
たときは直接ステップ812に進む。
When a negative determination is made in step 810, the process proceeds to step 813, the variable nozzle and the waste gate valve are controlled in a pattern corresponding to the economy mode, and the process proceeds to step 812 to cancel the forced closing of the waste gate valve. When a negative determination is made in step 801 or 802, the process directly proceeds to step 812.

【0037】図9は可変ノズルおよびウエストゲート弁
の制御パターン図であって、横軸に回転数、縦軸に可変
ノズル開度およびウエストゲート弁開度をとる。以上の
ように変速パターンに対応させて可変ノズルおよびウエ
ストゲート弁の制御パターンを変更することにより、変
速パターンにより適合した過給特性を得ることが可能と
なる。
FIG. 9 is a control pattern diagram of the variable nozzle and the wastegate valve, in which the horizontal axis represents the number of revolutions and the vertical axis represents the variable nozzle opening and the wastegate valve opening. As described above, by changing the control pattern of the variable nozzle and the waste gate valve in accordance with the shift pattern, it becomes possible to obtain the supercharging characteristic more suitable for the shift pattern.

【0038】[0038]

【発明の効果】請求項1にかかる過給機付内燃機関の過
給圧制御装置にあっては、流入面積可変手段による流入
面積の制御が可能である範囲では迂回排気ガス量変更手
段を強制閉とすることによって排気ガスの一部が排気タ
ービンを迂回して逃げることができるので所望の過給圧
を得ることが可能となる。
In the supercharging pressure control device for the internal combustion engine with a supercharger according to the first aspect of the present invention, the bypass exhaust gas amount changing means is forced within the range in which the inflow area can be controlled by the inflow area varying means. By closing the valve, a part of the exhaust gas can bypass the exhaust turbine and escape, so that a desired boost pressure can be obtained.

【0039】請求項2にかかる過給機付内燃機関の過給
圧制御装置にあっては、変速パターンに応じて目標過給
圧を変更することにより変速パターンに適合した過給圧
を得ることが可能となる。
In the supercharging pressure control device for an internal combustion engine with a supercharger according to a second aspect of the present invention, the target supercharging pressure is changed according to the shift pattern to obtain the supercharging pressure suitable for the shift pattern. Is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】過給機付内燃機関の過給圧制御装置の構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram of a supercharging pressure control device for an internal combustion engine with a supercharger.

【図2】制御ルーチンのフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of a control routine.

【図3】基準値算出処理のフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart of a reference value calculation process.

【図4】低回転数域制御処理のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of a low rotation speed range control process.

【図5】高回転数域制御処理のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of a high rotation speed range control process.

【図6】ウエストゲート弁および4方電磁弁回りの系統
図である。
FIG. 6 is a system diagram around a wastegate valve and a 4-way solenoid valve.

【図7】第1の請求項にかかる過給機付内燃機関の過給
圧制御装置の効果の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an effect of the supercharging pressure control device for the internal combustion engine with a supercharger according to the first claim.

【図8】制御パターン変更ルーチンのフローチャートで
あある。
FIG. 8 is a flowchart of a control pattern changing routine.

【図9】可変ノズルおよびウエストゲート弁の制御パタ
ーン図である。
FIG. 9 is a control pattern diagram of a variable nozzle and a waste gate valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

103…圧縮機 105…内燃機関 107…排気タービン 109…可変ノズル 110…ウエストゲート弁 112…可変ノズルアクチュエータ 113…可変ノズル電磁弁 114…ウエストゲート弁アクチュエータ 115…4方電磁弁 116…ウエストゲート弁電磁弁 12…制御部 103 ... Compressor 105 ... Internal Combustion Engine 107 ... Exhaust Turbine 109 ... Variable Nozzle 110 ... Wastegate Valve 112 ... Variable Nozzle Actuator 113 ... Variable Nozzle Solenoid Valve 114 ... Wastegate Valve Actuator 115 ... 4-Way Solenoid Valve 116 ... Wastegate Valve Electromagnetic Valve 12 ... Control unit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気タービンへの排気ガス流入面積を変
更する流入面積変更手段と、 排気タービン上流の排気ガス流路から分岐して排気ター
ビンを迂回して流れる排気ガス量を変更する迂回排気ガ
ス量変更手段と、 排気タービンへの排気ガス流入面積が最大となるまで
は、前記流入面積変更手段により過給圧を内燃機関運転
状態に応じて定められる目標過給圧に制御するととも
に、前記迂回排気ガス量変更手段を強制閉状態とする低
回転数域制御手段と、 排気タービンへの排気ガス流入面積が最大となった後
は、前記迂回排気ガス量変更手段により過給圧を内燃機
関運転状態に応じて定められる目標過給圧に制御する高
回転数域制御手段と、を具備する過給機付内燃機関の過
給圧制御装置。
1. An inflow area changing means for changing an exhaust gas inflow area to an exhaust turbine, and a bypass exhaust gas for changing an amount of exhaust gas which branches from an exhaust gas flow path upstream of the exhaust turbine and bypasses the exhaust turbine. Until the exhaust gas inflow area into the exhaust turbine reaches the maximum, the inflow area changing means controls the supercharging pressure to the target supercharging pressure determined according to the operating state of the internal combustion engine, and After the exhaust gas inflow area to the exhaust turbine reaches the maximum, the low rotation speed range control means for forcibly closing the exhaust gas amount changing means and the bypass exhaust gas amount changing means operate the supercharging pressure to operate the internal combustion engine. A supercharging pressure control device for an internal combustion engine with a supercharger, comprising: a high rotation speed range control means for controlling a target supercharging pressure determined according to a state.
【請求項2】 2以上の変速パターンを具備する変速機
と、 前記低回転数域制御手段および前記高回転数域制御手段
が、前記変速機の2以上の変速パターンに応じた2以上
の目標過給圧パターンと、を具備する請求項1に記載の
過給機付内燃機関の過給圧制御装置。
2. A transmission having two or more shift patterns, and the low rotation speed range control means and the high rotation speed range control means have two or more targets corresponding to two or more shift patterns of the transmission. A supercharging pressure control device for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 1, comprising a supercharging pressure pattern.
JP7191483A 1995-07-27 1995-07-27 Supercharging pressure control device for internal combustion engine with supercharger Pending JPH0941981A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007021132A1 (en) * 2005-08-17 2007-02-22 Bok-Ki Min Structure of wastegate valve for turbocharger
DE102006054044A1 (en) * 2006-11-16 2008-05-21 Volkswagen Ag Internal combustion engine i.e. otto engine, has actuator with membrane working on mechanism, and chamber connected with air system over line and clock valve, and another chamber connected with air system over line and non-return valve

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