(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給気圧に応答して開度制御されるウェイストゲートバルブ（２）を有する過給機（１）を備えた過給機付エンジンにおいて、アクセルペダルの踏込度合に応答して開度制御される給気絞り弁（５）を設けた給気通路（４）に常開の補助絞り弁（６）を設ける一方、エンジン回転数および給気圧を監視して過過給状態に陥る可能性が高くなっていることを検出した場合、あるいは、すでに過過給状態であると判断したときに給気圧に代えてエアを導入して前記ウェイストゲートバルブ（２）を強制的に全開作動させると同時に前記補助絞り弁（６）を閉弁作動させるコントロールユニット（１３）を設けたことを特徴とする過給機付エンジンの過過給防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェイストゲートバルブを有する過給機を備えた過給機付エンジンの過過給防止装置に係り、特に、空燃比制御手段の故障にともなう空燃比の濃化による過過給を確実に防止することができるようにした装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の過給機付エンジンにおいては、給気圧に応答して開度が変化するウェイストゲートバルブを過給機に設けることにより、過過給を防止するようにしていた。このような過過給防止装置を例えば過給機付のＣＮＧエンジンに適用した場合は、空燃比制御装置が正常に作動している間は所期の目的を達成することができる。
【０００３】
ところが、空燃比制御装置が故障して空燃比が濃化した場合は、ウェイストゲートバルブを全開制御したとしても過給機に供給される排気のエネルギが必要以上に高くなってしまうために、過過給の状態を確実に回避することができないという不具合があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、空燃比制御装置の故障などにともなって空燃比が濃化した場合においても、過給機付エンジンの過過給を確実に防止することができる過過給防止装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、アクセルペダルの踏込度合に応答して開度制御される給気絞り弁を設けた給気通路に常開の補助絞り弁を設けている。また、エンジン回転数および給気圧力を監視して過過給状態に陥る可能性が高くなっていることを検出した場合、あるいは、すでに過過給状態であると判断したときに給気圧に代えてエアを導入して過給機のウェイストゲートバルブを強制的に開弁作動させると同時に、前記補助絞り弁を閉弁作動させるコントロールユニットを設けたことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る過給機付エンジンの過過給防止装置の一実施形態を示す概略構成図であり、ウェイストゲートバルブ２を有する過給機１を備えた過給機付エンジン３の給気通路４に給気絞り弁５を設けるとともに、給気絞り弁５の下流に常開の補助絞り弁６を設けている。なお、給気絞り弁５は例えばアクセルペダルの踏込度合に応答して開度制御され、エンジン３に供給される空気の流量を変化させてエンジンの出力を可変制御する。
【０００７】
そして、ウェイストゲートバルブ２を開閉駆動するダイヤフラムアクチュエータ７の圧力室８と補助絞り弁６より下流の給気通路４を信号通路９を介して接続することにより、給気の圧力に応答してウェイストゲートバルブ２の開度を可変制御し、もって、過給圧を最適制御して過過給を回避するようにしている。
【０００８】
また、前記信号通路９とエアタンク１０を電磁三方弁１１を介して接続するとともに、前記補助絞り弁６の開度を可変制御するアクチュエータ１２を設けている。なお、電磁三方弁１１は、常時は圧力室８を給気通路４に連通させて圧力室８に給気圧力を導入するが、後述するコントロールユニットから開弁信号が供給された場合は給気通路４に代えて圧力室８をエアタンク１０に連通させることにより、圧力室８にエアを導入してウェイストゲートバルブ２を全開作動させる。
【０００９】
一方、電磁三方弁１１およびアクチュエータ１２の制御手段として設けたコントロールユニット１３に図示しない回転センサから出力されたエンジン回転数信号および給気圧センサ１４から出力された給気圧信号を供給している。また、コントロールユニット１３は、入力されたエンジン回転数信号と給気圧信号に基づいて実際の給気圧が適正範囲内であるか否かを演算し、給気圧が適正範囲内であるときはアクチュエータ１２を介して補助絞り弁６を全開保持させるとともに、電磁三方弁１１を閉弁状態に維持させてダイヤフラムアクチュエータ７の圧力室８に給気圧を導入する。
【００１０】
ところが、空燃比の濃化などを原因として給気圧が予め定めた値より高くなった場合は、前記電磁三方弁１１を開弁作動させてダイヤフラムアクチュエータ７の圧力室８にエアを導入してウェイストゲートバルブ２を強制的に全開作動させると同時に、アクチュエータ１２を作動させて補助絞り弁６を閉弁作動させて給気流量を制限するようにしている。なお、補助絞り弁６は閉弁状態においてもエンジンの運転を維持するに必要最小限の給気流量を確保する。
【００１１】
上記のような構成になる過給機付エンジンの過過給防止装置において、通常の運転状態においては電磁三方弁１１が閉弁状態に維持されて補助絞り弁６の下流から取り出した給気の圧力をダイヤフラムアクチュエータ７の圧力室８に導入することにより、給気圧に応答してウェイストゲートバルブ２の開度を可変制御させることにより、従来同様に過過給を回避する。
【００１２】
このように過過給を回避するウェイストゲートバルブ２を設けた場合であっても、例えば空燃比制御手段が故障するなどの原因によってエンジン３に供給される空燃比が濃化した場合は、ウェイストゲートバルブ２を全開制御しようとも過給機１に供給される排気のエネルギを充分に低下させることができないために、過過給の状態に陥ってしまう可能性がある。
【００１３】
しかしながら、エンジン３の運転中はコントロールユニット１３がエンジン３の回転数および給気圧を監視し、過過給状態に陥る可能性があるか否かを判断する。そして、過過給状態に陥る可能性が高いと判断した場合あるいはすでに過過給状態に陥っていると判断した場合は、電磁三方弁１１に開弁信号を供給してダイヤフラムアクチュエータ７の圧力室８にエアを導入してウェイストゲートバルブ２を強制的に全開作動させると同時に、アクチュエータ１２に閉弁信号を供給して補助絞り弁６を閉弁作動させる。
【００１４】
従って、過過給状態に陥る可能性が高い場合あるいはすでに過過給状態に陥っている場合は、例えばアクセルペダルの踏込度合に応答して開度制御される給気絞り弁５で流量制御された給気が補助絞り弁６で制限された後にエンジンに供給されるためにエンジン３の出力が低下する。同時に、ウェイストゲートバルブ２を全開作動させて過給圧を低下させるために、給気の流量が減少補正されて致命的な過過給状態に陥ることが回避される。
【００１５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、給気絞り弁を備えたあらゆる形式の過給エンジンに適用することができる。
【００１６】
さらに、上記実施形態においては給気絞り弁５の下流に補助絞り弁６を設けて過過給時のエンジン出力を制限するようにしているが、図示しない空燃比制御装置などとの関係によっては給気絞り弁５の上流側に補助絞り弁６を設けることもできる。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明は、空燃比制御手段などの故障によって過過給状態に陥った場合もしくは過過給状態に陥る可能性が高い場合は補助絞り弁を閉弁作動させてエンジンの出力を低下させると同時に、給気圧に代えてエアを導入してウェイストゲートバルブを強制的に全開作動させて過給圧を低下させるようにしているために、ウェイストゲートバルブの全開作動が迅速かつ確実であり、万一にも致命的な過過給状態に陥る可能性がなく、過給エンジンの信頼性および耐久性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る過給機付エンジンの過過給防止装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１    過給機
２    ウェイストゲートバルブ
３    エンジン
４    給気通路
５    給気絞り弁
６    補助絞り弁
７    ダイヤフラムアクチュエータ
８    圧力室
９    信号通路
１０    エアタンク
１１    電磁三方弁
１２    アクチュエータ
１３    コントロールユニット
１４    給気圧センサ
【図１】
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