(57)【要約】【課題】  構成の複雑化を招くことなく低・中速域から高流量の高速域の広範囲にわたって高い圧力比で過給を行うことができる過給装置を提供する。【解決手段】  過給手段およびＥＧＲ装置を備えたエンジンにおいて、前記過給手段を並列に接続された可変容量ターボチャージャ２と低容量のコンベンショナルターボチャージャ３で構成する。エンジン１が高速域で運転されたときにのみ可変容量ターボチャージャ２を作動させるコントロールユニット４を設けたことにより、低・中速域から高速域にわたってまんべんなく高い圧力比を得ることができるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給手段およびＥＧＲ装置を備えたエンジンであって、前記過給手段を並列に接続された可変容量ターボチャージャ（２）と低容量のコンベンショナルターボチャージャ（３）で構成する一方、エンジン（１）が高速域で運転されたときにのみ可変容量ターボチャージャ（２）を作動させるコントロールユニット（４）を設けたことを特徴とするエンジンの過給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は過給手段およびＥＧＲ装置を備えたエンジンの過給装置に係り、特に、低・中速域から高速域のすべての領域にわたって高い圧力比を得ることができるとともに、高速域での運転時に懸念される背圧の上昇を防止してポンピングロスを少なくするようにした簡潔構成の過給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＧＲ装置を備えたエンジンの過給装置として、特許文献１に見られるように複数の過給機を並列に接続することにより、エンジンの運転状況に応じて各過給機を制御してＥＧＲ量を総体的に最適制御するようにしたものがある。
【０００３】
ところが、上記従来例のように複数の過給機をともに可変容量過給機で構成した場合は、低・中速域においても大量のＥＧＲガスをエンジンに供給することができるものの、個々の過給機にそれぞれ制御装置を設けてこれを連携させる必要性があるために、構成が複雑になるという不具合があった。
【特許文献１】特開２００３−１２０３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、構成の複雑化を招くことなく低・中速域から高流量の高速域の広範囲にわたって的確な過給を行うことができない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、過給手段およびＥＧＲ装置を備えたエンジンにおいて、前記過給手段を並列に接続された可変容量ターボチャージャと低容量のコンベンショナルターボチャージャで構成している。そして、エンジンが高速域で運転されたときにのみ可変容量ターボチャージャを作動させる制御手段を設けたことを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の過給装置は、エンジンが低・中速域で運転されているときは低容量のコンベンショナルターボチャージャのみを稼働させてサージラインを拡大して圧力比を向上させつつ、エンジンが高速域で運転されたときは可変容量ターボチャージャを稼働させてチョーク域を高流量側にシフトさせるようにしているために、高速域で懸念されるチョークが回避されるとともに、背圧の上昇にともなうポンピングロスが小さくなるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明に係る過給装置の一実施形態を示す概略平面図であり、エンジン１の排気マニフォールド２と図示しないインテークマニフォールドの間をＥＧＲ装置を介して接続することにより、排気の一部を給気に混入させて燃焼過程におけるＮＯｘの生成を抑制するようにしている。なお、ＥＧＲ装置は従来公知のＥＧＲ通路、ＥＧＲバルブおよびＥＧＲクーラなどで構成される。
【０００８】
エンジン１に設けた過給手段は、並列に接続された２個のターボチャージャ２、３で構成され、その一方を従来公知の可変容量ターボチャージャ２で構成するとともに、他方のターボチャージャを、可変容量ターボチャージャ２より低容量のコンベンショナルターボチャージャ３で構成している。また、エンジン回転数、負荷、アクセル開度などで代表されるエンジンの運転情報が制御信号として供給されるコントロールユニット４を設けることにより、エンジン１が低・中速域で運転されたときは可変容量ターボチャージャ２を不作動状態に保持させてコンベンショナルターボチャージャ３側に供給される排気の流量を総体的に増加させ、エンジン１が高速域で運転されたときは可変容量ターボチャージャ２を稼働させて給気流量を増加させつつ、背圧の上昇を防止してターボチャージャを設けたことによるポンピングロスの上昇を回避するようにしている。
【０００９】
なお、図１中５は排気マニフォールド、６は図示しない給気マニフォールドに至る給気通路、７は図示しないエアクリーナから各ターボチャージャ２、３のコンプレッサに至る吸気通路、８は各ターボチャージャ２、３のタービンから図示しない排気後処理装置に至る排気通路であり、前記吸気通路６には必要に応じてインタークーラなどを設けることにより、エンジン１に供給される給気の温度が必要以上に上昇することを回避するようにしている。
【００１０】
上記の構成になる過給装置において、エンジン１が低・中速域で運転されているときは、コントロールユニット４が可変容量ターボチャージャ２を不作動状態に保持させる。従って、エンジン１から排気マニフォールド５に流出した排気は、コンベンショナルターボチャージャ３のみに供給される。図２はコンベンショナルターボチャージャ３のコンプレッサパップであり、このマップからも判るように低容量のコンベンショナルターボチャージャ３ではチョークラインａおよびサージラインｂがともに低回転側に位置する。
従って、このように低容量のコンベンショナルターボチャージャ３のみを稼働させた場合は、４／４負荷時の作動線ｃをサージラインに可能な限りに近接させて設定して低・中速域での圧力比を高くすることができる。
【００１１】
一方、エンジン１が高速域で運転されるとコントロールユニット４から可変容量ターボチャージャ２のノズルに開信号が供給される。すると、それまでは低容量のコンベンショナルターボチャージャ３のみに供給されていた排気が可変容量ターボチャージャ２のタービンにも供給されるために、コンベンショナルターボチャージャ３による過給作用に加えて可変容量ターボチャージャ２も過給作用をする。
【００１２】
すると、それまでは図３に二点鎖線で示した示した低・中速域でのサージラインａおよびチョークラインｂがともに動ずに実線で示したように高速側にシフトされるために、低容量コンベンショナルターボチャージャ３のみでは不可能であった高速域においても圧力比を高くすることができ、ＥＧＲガスの流量を増加させて燃焼過程におけるＮＯｘの生成抑制効果を改善することが可能となる。
【００１３】
また、可変容量ターボチャージャ２のノズル開度を変化させるとコンベンショナルターボチャージャ３に供給される排気の圧力が変化するために、従来のように複数のターボチャージャを個々に制御する必要性がなく、可変容量ターボチャージャ２を制御するのみで両ターボチャージャ２、３を実質的に制御することができる。従って、過給装置全体としての制御装置を簡略構成とすることができるために、特に、小型軽量化が要求される車載用エンジンの過給装置として最適である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る過給装置の一実施形態を示す概略平面図である。
【図２】図１に示した過給装置の低・中速域でのコンプレッサマップである。
【図３】図１に示した過給装置の高速域でのコンプレッサマップである。
【符号の説明】
【００１５】
１    エンジン
２    低容量のコンベンショナルターボチャージャ
３    可変容量ターボチャージャ
４    コントロールユニット
５    排気マニフォールド
６    給気通路
７    吸気通路
８    排気通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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