JPS633131B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、排気ガスによつて駆動される過給
機、つまり排気ターボ過給機を備えた内燃機関に
おいて、その過給圧を、内燃機関における加速運
転に応答して制御する装置に関するものである。

排気ターボ過給機付きの内燃機関において、そ
の過給圧が或る値を越えないように制御するため
に、排気ターボ過給機における排気タービンに対
して設けた排気バイパス通路に、ブロワー圧縮機
より下流側の過給圧に関連したウエストゲート弁
を設け、過給圧が、予め設定した通常設定過給圧
に達するとウエストゲート弁を開き、排気ガスの
一部をバイパスさせることによつて、過給圧のそ
れ以上の上昇を防止するようにすることは、例え
ば、特開昭52−59211号公報等によつて良く知ら
れている。

しかし、排気ターボ過給機は、内燃機関の加速
時において排気タービン及びブロワー圧縮機の慣
性により、回転の立上りが遅れ過給圧の上昇が遅
く、且つ、過給圧を前記のように制御するため、
十分な加速性能が得られない欠点がある。

そこで、先行技術としての実開昭54−37703号
公報は、内燃機関の加速に際してアクセルペダル
を急速に踏込むとき、前記ウエストゲート弁を閉
状態に保持することにより、過給圧を、前記ウエ
ストゲート弁による通常設定過給圧以上に高め
て、加速性能を向上することを提案している。

ところが、この先行技術のものは、アクセルペ
ダルを急速に踏み込んでいる限り、換言すると、
アクセルペダルの急踏み込みを止めない限り、ウ
エストゲート弁は閉のまゝで、過給圧は前記通常
設定過給圧よりも大きく急上昇することになり、
この過給圧の急上昇は全く予側できず、極端な過
過給の状態になる場合があるので、排気ターボ過
給機等を破損する危険性が大であり、また、この
ことをおそれてアクセルペダルの吸気踏み込み早
期に止めると、過給圧は前記通常設定過給圧以上
に上昇しないので、十分な加速性能が得られない
ことになる。

本発明は、この問題を解消し、内燃機関の加速
に際して、過給圧を、一定の時間の間だけ前記通
常設定過給圧よりも上昇し、安全性を損なうこと
なく、加速性能の向上を図ることを目的とするも
のであり、また、他の発明は、加速性能の一層の
向上を図ることを目的とするものである。

この目的を達成するため第１の発明は、排気タ
ービンの上流側と下流側とを連通させる排気バイ
パス通路を設け、該バイパス通路中に過給圧が設
定圧を越えると開くようにした圧力作動式のウエ
ストゲート弁を設けて成る排気ターボ過給式内燃
機関において、ブロワー圧縮機下流の過給通路と
前記ウエストゲート弁における圧力室とを、当該
圧力室への方向にのみ圧力を遅延させて伝える遅
延手段を介して連通させる第１の圧力伝達通路を
設け、更に、前記第１の圧力伝達通路における遅
延手段と並列に、ブロワー圧縮機下流の過給通路
と前記ウエストゲート弁の圧力室とを、過給圧が
前記設定圧より高い圧力になると開成する圧力開
閉弁を介して連通させる第２の圧力伝達通路を設
けた構成にした。

また、第２の発明は、前記第１の発明に加え
て、その第２の圧力伝達通路中に、圧力開閉弁の
下流側に第２遅延手段を設けた構成にした。

以下本発明の実施例を図面について説明する
に、第１図は第１の発明に対する実施例を示し、
この図において符号１は、吸気マニホールド２及
び排気マニホールド３を有する３気筒内燃機関、
符号４は、排気タービン５とブロワー圧縮機６と
を直結した排気ターボ過給機を各々示し、排気タ
ーボ過給機４におけるブロワー圧縮機６の吐出側
と前記吸気マニホールド２とをつなぐ過給通路７
には、脈動消去用のサージタンク８とスロツトル
弁９付き気化器１０とが設けられ、ブロワー圧縮
機６の吸入側には、エアクリーナ１１が接続さ
れ、また、排気ターボ過給機４における排気ター
ビン５の入口側には、排気通路１３を介して前記
排気マニホールド３が、排気タービン５の出口側
には、大気への排気管１４が各々接続されてい
る。

符号１５は、前記排気通路１３と排気管１４と
の間に排気タービン５を迂回して設けた排気バイ
パス通路を示し、この排気バイパス通路１５中に
は、圧力作動式のウエストゲート弁１７が設けら
れ、該ウエストゲート弁１７は、弁体１８を常時
閉方向に付勢するばね１９を備える一方、その圧
力室２０内に、前記ブロワー圧縮機６と気化器１
０との間の過給通路７又はサージタンク８内の過
給圧を、第１の圧力伝達通路１６を介して導入す
ることにより、前記過給圧が通常設定過給圧
（Po）になると、そのばね１９に抗して弁体１８
を開くようになつている。

そして、前記ウエストゲート弁の１７の圧力室
２０への圧力伝達通路１６中に、絞りオリフイス
２２と過給通路７への方向にのみ開くようにした
逆止弁２３とを並設して成る第１遅延手段２４を
設ける一方、前記第１の圧力伝達通路１６には、
前記第１遅延手段２４をバイパスして過給通路７
と圧力室２０とを連通する第２の圧力伝達通路２
５を設けて、この第２の圧力伝達通路２５中に、
圧力開閉弁２７を設ける。この圧力開閉弁２７
は、ポート２８を、大気連通室２９内のばね３０
にて閉じるダイヤフラム３１を備え、過給圧が前
記通常設定過給圧（Po）よりも適宜高い加速設
定過給圧（P1）になるとポート２８をばね３０
に抗して開くように構成されている。

この構成において、過給通路７又はサージタン
ク８内における過給圧が通常設定過給圧（Po）
以下に降下するときには、圧力伝達通路16中の遅
延手段２４における逆止弁２３の開によつて、過
給圧の降下は時間的に遅れなくウエストゲート弁
１７の圧力室２０に伝達され、弁体１８を直ちに
閉作動する一方、過給通路７又はサージタンク８
内における過給圧の上昇は、圧力伝達通路１６中
の遅延手段２４における逆止弁２３の閉によつて
絞りオリフイス２２のみを通つて前記圧力室２０
に遅延伝達されるが、スロツトル弁９を緩やかに
開く普通の加速時には、機関の回転数の上昇、延
いては排気ターボ過給機４の回転数の上昇は緩や
かで、従つて過給圧の上昇も遅くて、オリフイス
２２の遅延規制を受けないので、過給圧の上昇は
そのまゝ圧力室２０に伝達し、過給圧がウエスト
ゲート弁１７における通常設定過給圧（Po）な
つた時点で、前記ウエストゲート弁１７の弁体１
８が開き、排気ガスの一部を排気タービン５に対
してバイパスするから、過給圧は、前記通常過給
圧（Po）を越えることがないように制御され、
このときの回転数に対する過給圧特性は第２図に
実線で示す曲線Ａとなる。

しかし、スロツトル弁９を急開しての急加速時
には、機関の回転数の上昇、延いては排気ターボ
過給機４の回転数の上昇が早く、従つて過給圧は
急上昇するが、この過給圧の急上昇の圧力室２０
への伝達は、オリフイス２２での規制によつて適
宜遅れ、この間、ウエストゲート弁の弁体１８が
閉状態に保持されるから、機関に対する過給圧
は、前記通常設定過給圧（Po）を越えることに
なり、やがて、オリフイス２２による遅延時間が
経過して、圧力室２０の圧力が通常設定過給圧
（Po）まで上昇すると、前記ウエストゲート弁１
７の弁体１８が開き、排気ガスを排気タービン４
に対してバイパスするから、過給圧は前記通常設
定過給圧（Po）に戻るように制御されることに
なる。

つまり、機関の急加速時における過給特性は、
第２図に一点鎖線で示す曲線Ｂのようになり、機
関への過給圧が機関の急加速時において一定時間
だけ、通常設定過給圧（Po）を越えるから、こ
の期間機関の出力が増大して加速性能が向上する
のである。

しかし、この場合における過給圧の上昇は、内
燃機関における加速状態によつて決り、内燃機関
の加速状態によつては、前記第１遅延手段２４に
よる規制時間の間に、不測に大きく上昇する場合
があつて、極めて危険な状態になることがある。

これに対して、本発明は、前記のように圧力開
閉弁２７を備えた第２の圧力伝達通路２５を設け
たもので、これにより、前記第１遅延手段２４に
より規制時間の間に過給圧が、前記通常設定過給
圧（Po）よりも適宜高い加速設定過給圧（P1）
になると、圧力開閉弁２７が開き、前記第１遅延
手段２４による遅延作用を解除して、ウエストゲ
ート弁１７の弁体１８を開作動するから、このと
きの過給圧特性は、第２図に二点鎖線で示す曲線
Ｃのようになり、急加速時の最高過給圧を、前記
加速設定過給圧（P1）を越えることがないよう
に制御できるから、安全制を損なうことなく、加
速性能を向上できるのである。

また、第３図は、第２の発明に対する実施例を
示し、このものは、前記第１図の実施例において
第２の圧力伝達通路２５に設けた圧力開閉弁２７
の下流側に、補助絞りオリフイス３２と前記圧力
開閉弁２７への方向にのみ開くようにした逆止弁
３３とを並設した第２遅延手段３４を設けたもの
である。なお、この第２遅延手段３４は、補助絞
りオリフイス３２のみでも良い。

このように構成すると、機関の急加速時におい
て、過給圧が前記加速設定過給圧（Ｐ１）に達し
て圧力開閉弁２７が開いても、過給圧は直ちに圧
力室２０に伝達することなく、補助絞りオリフイ
ス３２にて遅延されることになり、圧力室２０の
圧力が、通常設定過給圧（Po）にまで上昇する
までの間、前記ウエストゲート弁１７は閉のまゝ
に保持されるから、過給圧は、加速設定過給圧
（P1）を緩やかに越えたのち、この後ゆつくりと
通常設定過給圧（Po）に戻されることになり、
そのときの過給圧特性は、第２図に点線で示す曲
線Ｄのようになり、急加速時において過給圧を、
前記加速設定過給圧（P1）の付近に適宜時間の
間保持することができるから、内燃機関の安全性
を損なうことなく、加速性能を一層向上できるの
である。

なお、前記実施例においては、第２の圧力伝達
通路２５を、第１の圧力伝達通路１６に対して、
その第１遅延手段２４をバイパスするように設け
た場合を示したが、この第２の圧力伝達通路２５
は、第１図及び第３図に点線で示すように、第１
の圧力伝達通路１６とは全く別個に独立し、過給
通路７と圧力室２０とを接続する等、第１遅延手
段２４をバイパスするものであれば種々の形態の
ものが採用できる。

以上の通り第１の発明は、特許請求の範囲の第
１項に記載した構成にしたもので、機関の加速時
において、ウエストゲート弁の弁体を、前記第１
遅延手段で所定時間だけ閉に保持して、過給圧を
通常設定過給圧以上に高くする一方、この加速時
における過給圧を、圧力開閉弁にて、一定値を越
えないように規制するものであるから、内燃機関
における加速性能を、安全を損なうことなく向上
できるのである。

また、第２の発明は、前記第１の発明に加え
て、その第２の圧力伝達通路中に、圧力開閉弁の
下流側に第２遅延手段を設けたもので、これによ
り、前記第１の発明の効果である加速性能をより
助長できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は第１の
実施例を示す図、第２図は回転数に対する過給圧
特性を示す図、第３図は第２の実施例を示す図で
ある。 １……内燃機関、４……排気ターボ過給機、５
……排気タービン、６……ブロワー圧縮機、７…
…過給通路、１５……排気バイパス通路、１７…
…ウエストゲート弁、２０……圧力室、１６……
第１の圧力伝達通路、２４……第１遅延手段、２
５……第２の圧力伝達通路、２７……圧力開閉
弁、３４……第２遅延手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 排気タービンの上流側と下流側とを連通させ
   る排気バイパス通路を設け、該バイパス通路中に
   過給圧が設定圧を越えると開くようにした圧力作
   動式のウエストゲート弁を設けて成る排気ターボ
   過給式内燃機関において、ブロワー圧縮機下流の
   過給通路と前記ウエストゲート弁における圧力室
   とを、当該圧力室への方向にのみ圧力を遅延させ
   て伝える遅延手段を介して連通させる第１の圧力
   伝達通路を設け、更に、前記第１の圧力伝達通路
   における遅延手段と並列に、ブロワー圧縮機下流
   の過給通路と前記ウエストゲート弁の圧力室と
   を、過給圧が前記設定圧より高い圧力になると開
   成する圧力開閉弁を介して連通させる第２の圧力
   伝達通路を設けたことを特徴とする排気ターボ過
   給式内燃機関における過給圧制御装置。 ２ 排気タービンの上流側と下流側とを連通させ
   る排気バイパス通路を設け、該バイパス通路中に
   過給圧が設定圧を越えると開くようにした圧力作
   動式のウエストゲート弁を設けて成る排気ターボ
   過給式内燃機関において、ブロワー圧縮機下流の
   過給通路と前記ウエストゲート弁における圧力室
   とを、当該圧力室への方向にのみ圧力を遅延させ
   て伝える第１遅延手段を介して連通させる第１の
   圧力伝達通路を設け、更に、前記第１の圧力伝達
   通路における第１遅延手段と並列に、ブロワー圧
   縮機下流の過給通路と前記ウエストゲート弁の圧
   力室とを、過給圧が前記設定圧より高い圧力にな
   ると開成する圧力開閉弁を介して連通させる第２
   の圧力伝達通路を設け、該第２の圧力伝達通路中
   には、前記圧力開閉弁の下流側に第２遅延手段を
   設けたことを特徴とする排気ターボ過給式内燃機
   関における過給圧制御装置。