JPS595773B2 - タ−ボ過給火花点火機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子制御燃料噴射用コンピュータを利用してタ
ーボ過給機のタービン及びコンプレッサの静翼のピッチ
を制御するようにしたターボ過給火花点火機関に関する
。

一般にターボ過給機においては、スロットル操作に対す
るターボ過給機の回転数の応答性が低く、従つてエンジ
ン出力の応答性も低いという不具合があり、具体的な一
例としては、低回転低負荷運転状態からスロットルを急
激に開いても、排気エネルギが増大するまでは過給機の
回転数が増加せず、エンジン出力も急激には増加しない
という不具合があつた。

本発明は上記不具合を解決するために、電子制御燃料噴
射用コンピュータを利用しで過給機のタービン及びコン
プレッサの可変静翼のピッチを制御するようにしたもの
で、次のように構成されている。

すなわち本発明はコンピュータにより燃料噴射量を制御
するようにしたターボ過給火花点火機関において、ター
ボ過給機のタービン及びコンプレッサに可変静翼を設け
、可変静翼のピッチを変えるサーボモータを上記電子制
御燃料噴射用コンピュータに電気的に接続し、コンピュ
ータにより、アクセル開度の増加に対応して吸入空気流
量が増加するように上記ピッチを制御し、アクセル開度
急増時に、タービンの可変静翼のピッチを減少させてコ
ンプレッサの回転数を急増させ、かつコンプレッサの可
変静翼のピッチを増大させてサージシダを防止するよう
にしたことを特徴としている。

次に図面により実施例を説明する。略図である第１図に
おいて、Ｅは火花点火機関で、具体的にはガソリンエン
ジン又はアルコールエンジン、ＬＰＧエンジン等の一つ
であり、機関Ｅの吸気人口１にターボ過給機２のコンプ
レッサＣの空気出口が接続し、機関Ｅの排気出口３に過
給機２のタービンＴの排気入口が接続している。

４はタービン軸である。

第２図においてコンプレッサＣ（第１図の■−■矢視略
図で示されている）のディフューザのフレーム５には環
状に配置した多数の可変静翼６の中間部が第１図のター
ビン軸４と平行なピンＴを介して回動自在に支持されて
いる。

各可変静翼６の空気出口８側の端部はピン１０を介して
例えば図示されていないリングで連結されており、その
リングにはサーボモータＣＭの駆動部１１が連結されて
いる。タービンＴのノズルのフレーム１５にも同様にピ
ン１７を介して可変静翼１６が支持され、可変静翼１６
は同様にサーボモータＴＭの駆動部２１が連結されてい
る。１８は排気ガス人口、２０は連結ピンである。

両サーボモータＣＭ，ＴＭは例えば電気的人力信号の大
きさに応じて駆動部１１，２１の位置か変わるようにな
つて卦り、両サーボモータＣＭ，ＴＭには電子制御燃料
噴射用コンピユータ２５の出力端子が電気的に接続して
いる。コンピユータ２５は従来から電子制御燃料噴射方
式の機関に一般に使用されているもので、従来と同様に
コンピユータ２５の人力端子には各種センサが接続され
、具体的にはエアフローメータ３０、アクセル開度セン
サ３１、吸気圧力センサ３２、吸気温度センサ３３、機
関回転数センサ３４、冷却水温度センサ３５、排気圧力
センサ３６、排気温度センサ３７、ノツクセンサ３８等
が接続されている。

又コンピユータ２５の別の出力端子にはインジエクタノ
ズル３９とデイストリビユータ４０が接続して｝り、コ
ンピユータ２５に工り燃料噴射量及び点火時期を制御す
るようになつている。第２図はアクセル開度が小さく、
エンジン出力も小さい時の状態が示されて｝り、この状
態に訃いてタービンＴの可変静翼１６は実線で示された
ようにピツチＰ１が大きくなる姿勢を占めている。

その状態においてアクセル開度を急増すると、それをコ
ンピユータ２５がアクセル開度センサ３１からの信号に
工り検知してサーボモータＴＭに信号送り、駆動部２１
が移動して可変静翼１６の端部を矢印Ｆ，方向に引き、
可変静翼１６はピン１ｒを中心にして２点鎖線１６′の
姿勢まで回動し・３゜２チＰｌはＰ１′まで減少する。
一方アクセル開度を急増した時点ではエンジン出力は低
いままであり、タービンＴへ送られる排気エネルギは小
さいが、それにもかかわらず静翼１６のピッチＰ１が減
少するので、タービン人口、出口間に｝ける膨張比が増
大しタービン軸４及びコンプレツサＣの回転数は急増す
る。従つてコンプレツサＣから送り出される空気量が急
増し、エンジン出力も速やかに増加する。しかし、この
場合第３図に示すように、コンプレツサ作動点Ａが、サ
ージ域内Ｂへ突人する危険性があるが、この際、給気圧
、給気流量等のデータに基づきコンビユータ２５により
処理された出力信号によりサーボモータＣＭが作動し、
可変静晩６のピツチＰからＰ５の如〈変化させ、作動点
をサージ域外の点Ｃへ移動させることによりコンブレツ
サのサージングを防ぐものとする。な｝第３図中、線Ｎ
ｌ，Ｎ２，Ｎ３はそれぞれ一定のコンブレツサ回転数を
示している。又、排気エネルギが過剰な高回転高負荷運
転時には静翼のピツチＰ，を増加させ、タービン入口圧
を減少させることも可能である。更にコンビユータ２５
は常に各センサからの信号により両サーボモータＣＭ，
ＴＭを介して静翼６，１６のピッチＰ，Ｐ，を変化させ
、所望かつ最適の運転状態が得られるようコンブレツサ
回転数、空気流量圧力比を制御する。

以上説明したように本発明によると、火花点火機関Ｅの
ターボ過給機２に可変静翼６，１６を設け、可変静翼６
，１６のピツチＰ，Ｐ，を運転状況に応じてコンピユー
タ２５にエリ制御するようにしたので、アクセル開度の
急増に対して以下の如く機関出力を速やかに追隨させる
ことができる。

すなわら本発明では、アクセル開度急増時に、タービン
Ｔの可変静翼１６のピッチＰ，を減少させてコンブレツ
サＣの回転数を急増させ、かつコンブレツサＣの可変静
翼６のピッチＰを増大させてサージングを防止する工う
にしたので、コンブレツサＣから送り出される空気量を
アクセル開度に対応させて急増させ、機関出力を速やか
に増加させることができる。又アクセル開度急増時以外
にも、常に最適量の空気を機関Ｅへ供給することができ
る。

しかもコンピユータ２５は電子制御燃料噴射用のものを
利用したので、ターボ過給機２専用のコンピユータを設
ける場合と異なり、大幅なコスト増は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図はターボ過給機付き機関の略図、第２図は過給機
及び制御装置の部分略図、第３図はコンプレツサマツプ
略図である。 １・・・・・・ターボ過給機、６，１６・・・・・・可
変静翼、２５・・・・・・コンピユータ、Ｃ・・・・・
・コンプレツサ、ＣＭ，ＴＭ・・・・・・サーボモー夕
、Ｅ・・・・・・機関、 Ｐ，Ｐｌ・・・・・・ピツチ、 Ｔ ーピン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コンピュータにより燃料噴射量を制御するようにし
   たターボ過給火花点火機関において、ターボ過給機のタ
   ービン及びコンプレッサに可変静翼を設け、可変静翼の
   ピッチを変えるサーボモータを上記電子制御燃料噴射用
   コンピュータに電気的に接続し、コンピュータにより、
   アクセル開度の増加に対応して吸入空気流量が増加する
   ように上記ピッチを制御し、アクセル開度急増時に、タ
   ービンの可変静翼のピッチを減少させてコンプレッサの
   回転数を急増させ、かつコンプレッサの可変静翼のピッ
   チを増大させてサージングを防止するようにしたことを
   特徴とするターボ過給火花点火機関。