JPS60182319A - 可変容量タ−ボチヤ−ジヤの制御装置 - Google Patents

可変容量タ−ボチヤ−ジヤの制御装置

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JPS60182319A
JPS60182319A JP59036105A JP3610584A JPS60182319A JP S60182319 A JPS60182319 A JP S60182319A JP 59036105 A JP59036105 A JP 59036105A JP 3610584 A JP3610584 A JP 3610584A JP S60182319 A JPS60182319 A JP S60182319A
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JP
Japan
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overboost
engine
pressure
control unit
condition
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JP59036105A
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English (en)
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Fumio Nishiguchi
西口 文雄
Masahito Noguchi
雅人 野口
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/22Control 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
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は自動車用タービンの過給圧制御装置のうち、
回転数と負荷に応じての可変容量機構と加速状態でのオ
ーバーブースト機構を設け、それによる排気バイパス機
構を設けることにより、エンジン全運転域で、特に加速
時でのトルクの増大と加速性の向上を図る可変容量ター
ボチャージャの制御装置に関する。
[従来技術] 従来の可変容量タービンの過給圧制御装置としては、ス
クロールを画成するタービンハウジング内部の通路面積
を可変させる可動部材を設け、それを移動することによ
りタービン容量を変化させて、エンジンの全運転域での
過給圧制御及び加速時の吸気燃焼効率の向上を図ったも
のがある。
(実開昭53−50310号公報参照)しかしながら、
このような従来の装置にあっては、可動部材を移動させ
る可変容量機構のみで全運転域に亘ろ過給圧を制御させ
る構成となっていた為に、可動部材が移動してスクロー
ルの通路面積を可変させる範囲が限られ、その可変容量
機構の移動範囲領域よりずれた領域、即ら、可動部材が
移動する範囲領域外特に低速域と高速域での過給制御を
図ることができず、タービンの効率に悪化を来たし過給
圧の低下をもたらした。また、加速時においても安定な
過給圧の供給を得ることができず、そのために過給圧の
上昇を促せず、加速時におけるトルクの増大をも望めな
かった。これらの要因により低速域、高速域及び低速域
から高速域に至る加速時にd5いて過給圧を上げること
ができなかった為に、エンジンの全運転域でのトルクの
向上を促すのが困難であり、加速性の促進をも良好に図
れないという問題点を生ずるものであった。もって可動
部材の移動範囲領域外での過給圧制御及び加速時の過給
圧上昇を要求されるものである。
[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、エンジンの全運転域で高い過給圧を得られる
ようA−パーブースト機構を追加した構成により、トル
クの増大と加速性の向上を図ることを目的とする。
[発明の構成] この発明は、前記目的を達成づる為、可変客用タービン
の過給圧制御装置において、可変容量機構と前記タービ
ンをバイパスする排気バイパス機構とオーバーブースト
機構を設(プ、該オーバーブースト機構は加速検出手段
と該加速検出手段により排気バイパス機構を作動させな
い制御手段を設けたことを要旨とするものである。
[作用] 可変容量機構と、排気バイパス機構及びオーバーブース
ト機構を設Gノたことにより、エンジンの低速域では可
変音111i横による過給圧制御を行い、これによって
タービン回転数を上げることができ、高速域ではバイパ
ス機構による過給圧制御を行うことによってタービン回
転数を上げることを可能としている。また、オーバーブ
ースト機構には加速検出手段を設り、それによる排気バ
イパス機構を一時的に作動させない制御手段を設(プた
ことによって、低速域から高速域に至る加速時において
過給圧上昇を促すことができ、加速性の促進をも可能と
している。もって、エンジンの低速域と高速域及びエン
ジンの低速域から高速域に至る加速時のトルクの向上を
改善でき、ざらにトルクの向上による燃費の向上をも図
ることができるものであり、特に加速性の促進に対処す
る。
[実施例] 3− 第1図、第2図、第3図及び第4図は、この発明の一実
施例を示す図である。
まず構成を説明する。第1図において、1ばエンジン、
2は吸気管、3は吸気マニホールド、4はエア70メー
タ、5は可変容量ターボチャージャ、6はコンプレッサ
ーホイール室、7は絞り弁、8は逃し弁、9はコントロ
ールユニット、10はコンプレッサホイール、11はス
ロットル開度センサ、12はクランク角センサ、13は
排気マニホールド、14は排気バイパス弁、15は容量
可変手段、16はタービンホイール室、17はタービン
ホイール、21は可動舌部、22は軸、23はロッド、
24はアーム、25は正圧アクチュエータ、26はダイ
ヤフラム、27はケース、28は正圧室、29は大気圧
室、3oはスプリング、31は正圧通路、32は固定オ
リイフィス、33はバイパス導管、34は電磁弁、35
はダイヤフラムアクテコエータ、36はリンク機構、3
7はロッド、38は導管、39は開放口、40は固定オ
リイフィス、41はノーマルク[コーズ型電磁弁、4− 42はプレッシャスイッチ、43はノックセンサ、44
はダイヤフロムである。
上記において吸気管2には、■アフロメータ4、ターボ
チャージャ5のコンプレッサホイール室6、絞り弁7及
び逃し弁8が設けられており、排気は排気マニホールド
13で集合された排気管に容量可変手段15及びターボ
チャージャ5のタービンホイール室16が設けられてい
る。タービンホイール室16内には前記コンプレッサホ
イール10に連結されたタービンホイール17が収納さ
れており、タービンホイール室16は、第2図に示すよ
うに、タービンホイール17を取り囲むように形成され
たスクロール18を有しており、スクロール18はその
面積が導入通路1つから下流(図中矢印方向)に向かう
に従って除々に小ざくなっている。このスクロール18
への導入通路19とスクロール18の終端部20との合
流部には可動舌部21が設けられており、可動舌部21
は軸22を中心として導入通路19を大きくするように
揺動する。この軸22は第1図に示10ット23にアー
ム24を介して連結されており、ロッド23正圧アクチ
ュ■−夕25のダイヤフラム26に連結されている。正
圧アクチユエータ25はダイヤフラム26によりそのケ
ース27内が正圧室28と大気圧質29に区画されてお
り、大気圧室29内にはダイヤフラム26を正圧室28
側に付勢するスプリング30が縮設されている。また、
排気通路には排気バイパス弁14及びダイヤフラムアク
チュエータ35のダイヤフラム44に接続されたロッド
37の直線運動を回転運動に変換づるリンク機構36が
設けられている。さらに開放口39は正圧通路31と固
定オリイフィス32の上流側に開口し、導管38の上流
には別の固定オリイフィス40が設けられ、この固定オ
リイフイス40とダイA7フラムアクチユ■−タ35と
の間には、ノーマルクローズ型電磁弁41が設置され、
」ントロールユニット9からの制御信号により閉作動す
る。2またノーマルクローズ型電磁弁41の他方の通路
はバイパス導管33に連通している。
一方、正圧通路31の上流イ」近とコンブレッザホイー
ル室6出日付近との間にはオーバーブースト圧力を検出
するプレッシャスイッチ42が設けられている。
次に上記実施例の作用を説明り−る。
コントロールユニット9は、主にマイクロプロセツリ−
と、メモリと、インターフェイスと、からなるマイクロ
コンピュータで構成されている。
コントロールユニット9のインターフェイスには、エア
フロメータ4、プレッシャースイッチ42、スロットル
開度センサ11、クランク角センザ12、及びノックセ
ンサ43からの各信号が入力されており、自動車の回転
数と負荷に応じてスロットル開度センサ11の信号をコ
ントロールユニット9に入力され、その信号によりコン
1−ロールユニット9内で加速判定を行い、定常状態時
と加速状態時における機構の作用決定をづ−る。
定常状態時の場合、コントロールユニット9によりデユ
ーティ制御される電磁弁34は、コントロールユニット
9よりデユーディ値に応じた制御信号を受けてデユーテ
ィ値が例えば0%のとぎは 7− 閉作動を行い、それによって正圧通路31に正圧の増大
を来たし正圧アクチュエータ25の正圧室28に正圧が
掛かる。この正圧が強まると、ダイヤフラム26は大気
室29側に移動する。このダイヤフラム26の移動によ
りロッド23、アーム24及び軸22が運動し、可動舌
部21は導入通路19を大きくするように揺動し、上記
可動舌部21は、全体どしてタービンホイール17に作
用する排気の導入通路19の通路面積を変化させ、これ
により可変容量機構としての作用をする。即ち、コント
ロールユニット9より制御信号を受けて、電磁弁34の
作用により正圧アクチュエータを作動さゼて、可動舌部
21の揺動により排気マニホールド13から流入する排
気流量を可変とし、低速域でのトルク特性の向上を図る
加速状態時の場合、コントロールユニット9に人力され
たスロットル開度センサ11の信号により、加速状態時
に判定するとコントロールユニット9内のフローが変更
され、オーバーブースト回路へ信号が流れる。このフロ
ー変更によりコント8− ロールユニット9内に入力されていた、ノックセンサの
信号によってコントロールユニット9内でノック判定を
行い、その結果、ノック状態で運転していれば、定常状
態へとフロ〜が変更され、ノックしていない状態で運転
していれば、コント[1−ルユニット9に入力されてい
たプレッシャスイッチ42の信号によって、オーバーブ
ースト圧が所定圧に達しない場合と達した場合に応じて
コントロールユニット9の制御が変わり、オーバーブー
スト圧が所定圧に達しない場合は、コントロールユニッ
ト9の制御信号によりノーマルクローズ型電磁弁41が
閉作動し、それによってバイパス導管33の開放により
、ダイヤフラムアクチュエータ35に掛かる制御圧が下
がり、排気バイパス弁を閉のまま固定される。この時コ
ントロールユニット9からの電磁弁34への制御信号が
変更されない為に、可動舌部21開度は一定に保たれる
オーバーブースト圧が所定圧に達している場合には、コ
ントロールユニット9の信号により定常状態へとフロー
変更され、る。即ち、ブースト圧が所定圧に達しない場
合にはバイパス機構のバイパス弁を介に作動させない制
御手段により、高速域での1〜ルク特性の向上及び加速
性の促進を図ることができる。
次に、第3図に示すフローヂャ−1・に基づいてデユー
ティ制御の作用を説明する。なお、P+〜P7はフロー
チャートの各ステップを示t。
まずPlでエンジン回転数Neと吸気流iQAのA /
 D変換及びノック信号、プレッシャスイッヂ信号が入
力され、P2でスロットルスイッチ信号が入力され、P
2aで人力されたスロットルスイッチ信号により加速判
定を行い、その結果、定常状態を判定の場合P3でエン
ジン回転数Neと一回転当りの空気流量Tpに関し、デ
ユーティ値をルックアップしてくる。
ざらにP4では、ルックアップされた基本デユーディー
値DMが電磁弁の作動遅れ時間があり、まIζ、演算部
が誤作動しないようにさだめた上限DUと下限DLの間
にあるかどうかの判定を行い、DUよりDMが大ぎくな
っているときにはP5でDMを上限値に固定し、またD
LよりDMが小ざくなっているとぎにはP6で下限値に
固定する。
そしてPlでルックアップされた基本デユーティ値DM
がメモリーに記憶され、電磁弁34へのデコーティ計算
が行われ、その結果インターフェイスを介して電磁弁3
4の作動を決定している。
また加速状態を判定の場合P+で入力されたノックセン
号信号により、オーバーブースト回路へフローが変更さ
れノック判定が行われる。ノック状態においては、定常
状態へとフローが変更される。ノックが生じていない状
態においては、Plで入力されたプレッシャースイッチ
信号により所定オーバーブースト圧に達しているかいな
いかの判断により、達しているときは電磁弁41は閉じ
たまま定常状態へとフローが変更され、3全1ノ”(い
ないときは、ノーアルク1コース型電磁弁41に開作動
を来たす。この時、電磁弁34のデコーデイ制御値は、
加速状態判定時の値と同じであるため、メモリーに記憶
されていた基本デユーティ値DMがそのまま用いられて
行なわれ、その結果インク11− 一フェイスを介して出力される。
第4図は実際の制御テーブルの説明を示したもので、横
軸にエンジン回転数(Ne)、縦軸にエンジン1回転当
りの空気流!(Tp)をとると、スロットル弁全開で運
転状態を示す線がEとなり、可動舌部全開で過給圧所定
値(水銀柱375mmHg)となる点がBL、また可動
舌部全開で過給圧が所定値となる点がB+−となり、こ
の間の領域C部が可動舌部開度が変化する領域で、矢印
方向に行くに従って開作動を行う。本発明においての正
圧アクチュエータ24は、所定の過給圧よりも少し高い
圧力で開作動するように調整されているため、ノーマル
クローズ型電磁弁40の閉時にはD領域で作動ケる。即
ちAから全開での運転線[の間の領域り部で作動する。
[発明の効果1 以上説明したように、この発明はその構成を、可変容儀
機構と、排気バイパス機構と、オーバーブーストm構と
を設りたことにより、エンジン低速負荷域から高速負荷
域に至り、高い過給圧を得12− られるので、エンジンの全運転域の1〜ルク特性の改善
を図ることができ、更に、オーバーブースト機構により
加速性の向上を従来よりも非常に良好にできるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による装置を備えた実施例の全体構成図
、第2図は容量可変手段を示り−この発明の実施例の断
面図、第3図は本発明の制御プログラムを示すフローチ
ャート、第4図はトルクとエンジン回転数に関した制御
テーブルの説明をする図を示したものである。 (図面の主要な部分を表わす参照番号の説明〉1・・・
エンジン、2・・・吸気管、5・・・可変容量ターボチ
ャージャ、9・・・コントロールユニット、11・・・
スロットル開度センザ、12・・・クランク角センサ、
14・・・排気バイパス弁、15・・・容量可変手段、
17・・・タービンホイール、21・・・可動舌部、2
5・・・正圧アクチュエータ、34・・・電磁弁、35
・・・ダイヤフラムアクチュエータ、36・・・リンク
機構、41・・・ノーマルクローズ型電磁弁、42・・
・プレッジPスイッチ、43・・・ノックセンサ。 ゛発1工ポ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. タービンの排気容量を変化さける可変容量機構と、前記
    タービンをバイパスする排気バイパス機構と、オーバー
    ブースト機構とを設警プ、該オーバーブースト機構は、
    加速検出手段と、A加速検出手段の信号により排気バイ
    パス機構を作動させない制御手段とを有する可変容量タ
    ーボチャージャの制御装置。
JP59036105A 1984-02-29 1984-02-29 可変容量タ−ボチヤ−ジヤの制御装置 Pending JPS60182319A (ja)

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