JP2001516419A - 逃し給気調整弁の制御装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
内燃機関(1)のチャージャの逃し給気調整弁(13)の制御装置において、逃し給気調整弁(13)が吸気管(2)内の圧縮器(9)を橋絡する逃し給気調整−導管(12)内に配されており、逃し給気調整弁(13)は、絞り弁(4)の下流側の吸気管圧力により制御可能である。逃し給気調整弁(13)の確定的開閉動作を確保するため、逃し給気調整弁(13)に、付加的制御圧力(17)が供給可能であり、該付加的制御圧力(17)により、逃し給気調整弁(13)を吸気管圧力(pvdk)に無関係に開放し得るように構成されている。
Description
【発明の詳細な説明】
逃し給気調整弁の制御装置
技術水準
本発明は、内燃機関のチャージャの逃し給気調整弁(Schubumluft
ventil)の制御装置であって、逃し給気調整弁が吸気管内の圧縮機を橋絡
する逃し給気調整−導管(Schubumluftleitung)内に配され
ており、逃し給気調整弁は、絞り弁の下流側の吸気管圧力により制御可能である
当該の制御装置に関する。
その種の装置はDE2823067C2から公知である。逃し給気調整弁は、
当該の技術水準においてもっぱら空気力学的に吸気管圧力により制御され、ここ
で逃し給気調整弁は次のような場合開かれる、即ち、吸気管内で絞り弁の下流側
で、車両のエンジンブレーキ作動中生じる所定の負圧が支配するとき開かれる。
逃し給気調整−導管を介して圧縮器の出口がそれの入口と連結されることにより
、圧縮器の下流で吸気管内の過給圧(boost-pressure)が減少し、このことは、
絞り弁迅速な閉動作への機関の一層より良好な応答特性に現れる。逃し給気調整
の開ないし閉動作特性は、吸気管圧力による単独の制御の場合最適に規定されな
い。
したがって本発明の課題とするところは、逃し給気調整弁の著しく明確化され
た開ないし閉特性を可能にする冒頭に述べた形式の装置を提供することにある。
発明の利点
サブクレームによれば、有利に、電気的に制御可能な磁石弁が設けられており
、該磁石弁を介して、負圧容器から付加的に制御圧力を逃し給気調整弁に供給可
能である。制御信号により磁石弁の作動化の際、もっぱら負圧容器からの制御圧
力が、そして、磁石弁の非作動化の場合専ら吸気管圧力が絞り弁の下流側で逃し
給気調整弁へ達するように構成されているとよい。更に有利には、内燃機関の負
荷グラジエント勾配が設定値―過給圧(boost-pressure)に依存する限界値を越
えると、磁石弁を作動化する制御信号を送出して、逃し給気調整弁を開くように
構成されているとよい。なお有利には実際の負荷グラジエント勾配が1時間クロ
ック先行して与えられた負荷グラジエント勾配に比して増大した場合、当該の負
荷グラジエント勾配に予測値を重畳するとよい。更に亦、有利には絶対吸気管圧
力が、そこにて、逃し給気調整弁の開放し得べき限界値を下回る時磁石弁を作動
化する制御信号を生成するとよい。吸気管絶対圧が圧力限界値を超えると磁石弁
を作動化する制御信号を生成するとよい。圧力限界値を実際値過給圧(boost-pr
essure)と周囲圧力との関係依存性の特性マップから取出し得る。
実施例の説明
図示の実施例に即して、本発明を詳述する。
各図は次の通りである。
図1は、本発明の装置を有する機関のブロック接続図である。
図2は、本発明の装置の動作ダイヤグラムである。
図1は、吸気管2と排ガス通路3とを有する内燃機関1を示す。吸気管2中に
絞り弁4及び絞り弁4の開角αの検出のためセンサ5が設けられている。更に絞
り弁4の下流側に実際値―過給圧(boost-pressure)pvdkの検出のための圧
力センサ6が設けられている。内燃機関1には機関回転数nmotの検出のため
回転数センサ7が取り付けられている。制御装置SGは、絞り弁4の開角α、実
際値―過給圧(boost-pressure)pvdk、機関回転数nmot及び測定された
周囲圧力puを入力信号として受け取る。
内燃機関は、チャージャを備え、ここで、排ガスタービン8が排ガス通路3内
に設けられて、圧縮器9は、吸気管2内に設けられている。圧縮器9はシャフト
10を介して排ガスタービン8を介して駆動される。排ガスタービン8は、公知
形式でバイパス導管10により橋絡されており、このバイパス導管10内にバイ
パス弁11が設けられている。バイパス弁11に対する制御信号1dtvは制御
装置SG内で生成される。バイパス弁11の制御は、ここでは詳述しない、それ
というのは、本発明の対象ではないからである。
吸気管2内の圧縮器9は、逃し給気調整−導管12により橋絡されており、こ
の逃し給気調整−導管12を介して、圧縮器9の加圧側での逃し給気調整弁2か
らの空気が圧縮器9の吸引側の吸気管2内へフィードバックされ得る。逃し給気
調整−導管12内に空気力学的逃し給気調整弁13が挿入接続されており、この
逃し給気調整弁13は、制御導管14と接続されている。逃し給気調整弁11が
開動作又は閉動作するかは制御導管14上の圧力に依存する。
制御導管中には電気的制御可能な磁石弁15が設けられている。この磁石弁1
5が閉じられている場合、制御導管14は導管16と接続されており、この導管
16は絞り弁4の下流側で吸気管2内に開口する。この場合、絞り弁4の下流側
で支配する圧力が逃し給気調整弁13に加わる。絞り弁4の閉動作により、例え
ば車両のエンジンブレーキ動作モードにおける絞り弁4の閉動作により絞り弁4
の下流側で負圧が生じる。逃し給気調整弁13に達する前述の負圧が所定の限界
値を下回ると、弁13が開き、その結果逃し給気調整−導管を介して吸気管2内
での圧縮器9の加圧側での圧力低減が生ぜしめられる。要するに、絞り弁4の上
流側での過給圧(boost-pressure)は低下する。それにより過給圧(boost-pres
sure)の振動が回避される。
絞り弁4の下流側での圧力による逃し給気調整弁13の制御のみでは、逃し給
気調整弁13の最適に確定的な開ないし閉動作特性を得られない。この欠点は、
次のようにして取り除き得る、即ち、絞り弁4の下流側での吸気管2における圧
力に無関係に逃し給気調整弁13が制御可能であるようにするのである。このた
めに電気的に制御可能な磁石弁15に負圧容器17が接続されている。磁石弁1
5が開かれると、逃し給気調整弁11に負圧容器17からの負圧が制御導管14
を介して供給され、このことにより、逃し給気調整弁13が直ちに開放される。
磁石弁15が開又は閉動作するかは、磁石弁15に加わる制御信号B_1dsu
aに依存する。前記の制御信号B1dsuaは制御装置SGにより生ぜしめられ
る。どのような条件下で制御信号B―dsuaが磁石弁15の作動化のため生成
されるかを以下図2に即して説明する。
図2における動作ダイヤグラムから明らかなように、制御信号B―1dsua
は、オアゲートORの出力側にてロジック1にセットされ、そして磁石弁15を
作動化する―信号pdpd又は信号pdpsが加わったとき。
信号pdpdは、内燃機関のダイナミック動作中磁石弁15の迅速な制御を行
わせるものである。内燃機関の負荷グラジエントが下記の条件を充足するときダ
イナミック作動のための信号pdpdがセットされる
(ロジック1)。負荷グラジェント勾配dpは、実際値―圧力pvdk―これは吸気
管2内の絞り弁4の下流側にて測定される―と、設定値―過給圧(boost-pressu
re)plsolとの間の、結合点VIにて形成される差である。設定値―過給圧
(boost-pressure)plsolは公知のように機関回転数nmotと絞り弁の開
角αとの関係性を表す特性マップKFLDPSから読出される。
ダイナミック動作に対する信号dpからは次のようにして、予測値pdwが形
成される、即ち、先ず、結合点V2にて、実際のグラジェント勾配dpと1時間
クロック先に(i−1)与えられたグラジェント勾配dp(i−1)との差が形
成されるのである。遅延素子VZからは、その出力側にて先行のグラジェント勾
配dp(i−1)が送出される。次いで差信号は、リミッタBG1を介して導か
れ、このリミッタBG1は、次のような場合当該の差信号を0にセットする、即
ち、実際のグラジェント勾配dpが先行のグラジェント勾配dp(i−1)より
小であるか等しい場合には当該の差信号を0にセットする。予測値pdwは乗算
器MUにて適用可能な時間インターバルPIDLDSUAと乗算される。所定の
時間インターバルに対してのみ存在する予測値pdwは、結合点V3にて負荷グ
ラジェント勾配に対する信号dpに重畳される。したがって、結合点V3の出力
側に、前述の時間インター
バルに対して、実際の負荷グラジェント勾配に比して高められた信号値pdpl
dが現れる。
要するに、予測値pdwは次のような場合のみ0とは異なる正の値を取る、即
ち、実際の負加値やグラジェント勾配dpが、1時間クロックだけ先に与えられ
た負荷グラジェント勾配(i−1)より大である場合のみ0とは異なる正の値を
とる。換言すれば設定値過給圧(boost-pressure)plsolは、絞り弁の開角
αの減少度が増大するので実際値―過給圧(boost-pressure)に比して減少して
いる。負荷グラジェント勾配が所定の限界値を越えると、今や逃し給気調整弁1
3は直ちに開かれねばならない。予測値pdwの重畳により、負荷グラジェント
勾配は当該の所定の限界値に一層より迅速に到達し、その結果より早期の、ない
しより迅速な磁石弁15の開放が行われ、その結果、逃し給気調整弁13の適時
な開放が行われる。
負荷グラジェント勾配に対する信号dpと、予測値pdwとの和信号pdpl
dは、限界値判定前にリミッタBG2を介して導かれ、このリミッタBG2は、
和信号pdpldの正の値のみを通過させる。限界値判定器SEは、信号pdp
ldと所定の限界値sdsuaとの前記の比較を実施する。限界値sdsuaは
、設定値過給圧(boost-pressure)plsolの関数である特性カーブSDLD
SUAから引き出される。
全負荷に近い領域では限界値sdsuaは、内燃機関
のアイドリング無負荷に近い領域におけるより著しく大である。信号pdpld
が限界値sdsuaを越えると、限界値判定器SEの出力側にロジック1を有す
る信号pdpdが現れる。限界値判定器SEは、ヒステリシス特性カーブ曲線を
有し、このヒステリシス特性カーブ曲線を以て、出力信号pdpdが所定のヒス
テリシスHDLDSuA通りに0へリセットされる。ヒステリシスは、下方、上
方スイッチングポイント間の差を表し、それぞれの内燃機関に適合されなければ
ならず、その結果信号pdpdの不確定の往復的スイッチングを回避するもので
ある。
次のような圧力関係が生じた場合オアゲートORの入力側に加わる第2信号p
dpsをセットするものである(ロジック1)。
除算器DVにより、実際値過給圧(boost-pressure)pvdkと周囲圧力puとの
商dppが形成され、この商は、圧縮器−圧力比(Verdichterdruckverhaeltnis
)に相応する。上記商dppは、コンパレータK1により、限界値SVUVSと
比較される。限界値SVUVSは、機関回転数nmotの関数である特性カーブ
SVDLDUVSから引き出される。商dppが限界値SVUVSを下回ると、
コンパレータK1の出力信号によりRS−フリップフロップFFがセットされる
。要するに、RS−FFの出力信号pdpsは次のような場合セットされる、即
ち、圧縮器−圧力比(Verd
ichterdruckverhaeltnis)が、そこにて逃し給気調整弁13が開き得べき値に到
達した場合セットされる。RS−FF、FF。ひいては信号pdpsのリセット
、即ち、逃し給気調整弁13に対する制御信号B―1dsuaのリセットは、設
定値過給圧(boost-pressure)plsolが周囲圧力を越えると行われる。限界
値判定器SESは、設定値過給圧(boost-pressure)plsolを周囲圧力と比
較する。その限界値判定の場合、信号pdpsの不確実の往復的スイッチングを
回避するためヒステリシスHSLDSUAが考慮される。
信号pdps、ひいては、磁石弁15に対する制御信号B_1dsuaの前述
のセット及びリセットにより逃し給気調整弁13は、絞り弁4の下流側の吸気管
圧力が所定の限界値以下に低下したとき開かれる。逃し給気調整弁13の後続の
閉動作は、吸気管圧力により不確定に行われるのではなく、磁石弁15に対する
制御信号B_1dsuaにより全く確定的に行われるるのである。前記の磁石弁
15は、次のような時はじめて、負圧容器17からの負圧を制御導管14から切
り離すものである、即ち、設定値過給圧ないしターボ圧(boost-pressure)pl
solがヒステリシスHSLDSUAの考慮下で周囲圧力puを越えたときはじ
めて負圧容器17からの負圧を制御導管14から切り離す。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】平成10年12月23日(1998.12.23)
【補正内容】
US−A5083543からは、逃し給気調整弁が負圧容器からそれの制御圧
力を付加的に供給されることが公知である。この負圧容器は、吸気管圧力の供給
、給気を受ける。それにより、逃し給気調整弁は全く吸気管圧力に依存して制御
される。
日本の特許抄緑(Patent Abstract of Japan)JP06117263A,Vo
l.No.408(M−1647)29.Juli 1994,によれば逃し給
気調整−導管内に逃し給気調整弁が設けられており、この逃し給気調整弁は、絞
り弁の下流側で吸気管内の負圧に依存して制御される。吸気管下流側と、逃し給
気調整弁との間の導管内に真空容器が挿入されており、この真空容器の負圧は絞
り弁の下流側で吸気管内の負圧にのみ依存する。真空容器は、逃し給気調整弁の
開放の際、生じる空気流ノイズ騒音を減衰するため使用させる。
したがって本発明の課題とするところは、逃し給気調整弁の著しく明確化され
た開ないし閉特性を可能にする冒頭に述べた形式の装置を提供することにある。
内燃機関は、チャージャを備え、ここで、排ガスタービン8が排ガス通路3内
に設けられて、圧縮器9は、吸気管2内に設けられている。圧縮器9はシャフト
を介して排ガスタービン8を介して駆動される。排ガスタービン8は、公知形式
でバイパス導管10により橋絡されており、このバイパス導管10内にバイパス
弁11が設けられている。バイパス弁11に対する制御信号1dtvは制御装置
SG内で生成される。バイパス弁11の制御は、ここでは詳述しない、それとい
うのは、本発明の対象ではないからである。
吸気管2内の圧縮器9は、逃し給気調整−導管12により橋絡されており、こ
の逃し給気調整−導管12を介して、圧縮器9の加圧側での逃し給気調整弁2か
らの空気が圧縮器9の吸引側の吸気管2内へフィードバックされ得る。逃し給気
調整−導管12内に空気力学的逃し給気調整弁13が挿入接続されており、この
逃し給気調整弁13は、制御導管14と接続されている。逃し給気調整弁11が
開動作又は閉動作するかは制御導管14上の圧力に依存する。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】平成11年3月5日(1999.3.5)
【補正内容】
発明の利点
サブクレームによれば、有利には、内燃機関の負荷グラジエント勾配が設定値
―過給圧(boost-pressure)に依存する限界値を越えると、磁石弁を作動化する
制御信号を送出して、逃し給気調整弁を開くように構成されているとよい。なお
有利には実際の負荷グラジエント勾配が1時間クロック先行して与えられた負荷
グラジエント勾配に比して増大した場合、当該の負荷グラジエント勾配に子測値
を重畳し得るのである。更に亦、有利には絶対吸気管圧力が、そこにて、逃し給
気調整弁の開放し得べき限界値を下回る時磁石弁を作動化する制御信号を生成す
るとよい。吸気管絶対圧が圧力限界値を超えると磁石弁を作動化する制御信号を
生成するとよい。圧力限界値を実際値過給圧(boost-pressure)と周囲圧力との
関係依存性の特性マップから取出し得る。
実施例の説明
図示の実施例に即して、本発明を詳述する。
各図は次の通りである。
図1は、本発明の装置を有する機関のブロック接続図である。
図2は、本発明の装置の動作ダイヤグラムである。
図1は、吸気管2と排ガス通路3とを有する内燃機関1を示す。吸気管2中に
絞り弁4及び絞り弁4の開角αの検出のためセンサ5が設けられている。更に絞
り弁4の下流側に実際値―過給圧(boost-pressure)pvdkの検出のための圧
力センサ6が設けられている。内燃機関1には機関回転数nmotの検出のため
回転数センサ7が取り付けられている。制御装置SGは、絞り弁4の開角α、実
際値―過給圧(boost-pressure)pvdk、機関回転数nmot及び測定された
周囲圧力puを入力信号として受け取る。
請求の範囲
1. 内燃機関のチャージャの逃し給気調整弁の制御装置であって、逃し給気調
整弁が吸気管内の圧縮機を橋絡する逃し給気調整−導管内に配されており、逃し
給気調整弁は、絞り弁の下流側の吸気管圧力により制御可能である当該の制御装
置において、
電気的に制御可能な磁石弁(15)が設けられており、該磁石弁(15)は
、制御信号(B―1dsua)に依存して吸気管圧力(pvdk)又はそれに無
関係な制御圧力を負圧容器(17)から逃し給気調整弁(13)に供給して、こ
の逃し給気調整弁(13)を開くように構成されていることを特徴とする逃し給
気調整弁の制御装置。
2. 絞り弁(4)の下流側で測定された実際値−過給圧(boost-pressure)(
pvdk)と設定値―過給圧(boost-pressure)(plsol)との間の差から
負荷グラジエント勾配(dp)を決定する手段(V1,VZ,V2,BG1,M
U,V3,BG2,SE,OR)が設けられており、当該の決定手段は、負荷グ
ラジエント勾配(dp)が設定値―過給圧(boost-pressure)(plsol)に
依存する限界値(sdsua)を越えると、磁石弁(15)を作動化する制御信
号(B_1dsua)を送出して、逃し給気調整弁(13)を開くように構成さ
れて
いることを特徴とする請求項1記載の装置。
3. 実際の負荷グラジエント勾配dpが1時間クロック先行して与えられた負
荷グラジエント勾配(dp(i―1))に比して増大した場合、当該の負荷グラ
ジエント勾配(dp)に予測値(pdw)を重畳する手段(V2,BG1,MU
,V3)が設けられていることを特徴とする請求項2記載の装置。
4. 予測値(pdw)は、実際の負荷グラジエント勾配(dp)と1時間クロ
ック先行して与えられる負荷グラジエント勾配(dp(i―1))との差形成に
より生ぜしめられ、予測値(pdw)は、所定の時間インターバル(PIDLD
SUA)に制限されていることを特徴とする請求項3記載の装置。
5. 吸気管圧力(pvdk)と周囲圧力(pu)との比が、そこにて、逃し給
気調整弁(13)の開放し得べき限界値を下回る時磁石弁(15)を作動化する
制御信号(B_1dsua)を生成する手段(K1,DV,SVDLDUVS,
SES,FF)が設けられていることを特徴とする請求項1記載の装置。
6. 非作動化がヒステリシス特性(HSLDSUA)を以て磁石弁(15)の
作動化の後行われるように構成されていることを特徴とする請求項5記載の装置
。
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フロントページの続き
(72)発明者 ヴェルナー ヘーミング
ドイツ連邦共和国 D―74861 ノイデナ
ウ ナハティガレンヴェーク 15
(72)発明者 イワン スルジャディ
ドイツ連邦共和国 D―71665 ファイヒ
ンゲン タネンヴェーク 51
(72)発明者 シュテフェン フランケ
ドイツ連邦共和国 D―71701 シュヴィ
ーバーディンゲン ダンツィガー シュト
ラーセ 2
(72)発明者 ミヒャエル ボイアーレ
ドイツ連邦共和国 D―71706 マルクグ
レーニンゲン マルクトプラッツ 13
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 内燃機関のチャージャの逃し給気調整弁の制御装置であって、逃し給気調 整弁が吸気管内の圧縮機を橋絡する逃し給気調整−導管内に配されており、逃し 給気調整弁は、絞り弁の下流側の吸気管圧力により制御可能である当該の制御装 置において、 逃し給気調整弁(13)に、付加的制御圧力(17)が供給可能であり付加 的制御圧力(17)により、逃し給気調整弁(13)を吸気管圧力(pvdk) に無関係に開放し得るように構成されていることを特徴とする逃し給気調整弁の 制御装置。 2. 電気的に制御可能な磁石弁(15)が設けられており、該磁石弁(15) を介して、負圧容器(17)から付加的に制御圧力を逃し給気調整弁(13)に 供給可能であり、磁石弁(15)の作動化の場合は、制御信号(B1dsua) により、もっぱら負圧容器(17)からの制御圧力が逃し給気調整弁(13)へ 達するように、そして、磁石弁(15)の非作動化の場合専ら絞り弁(4)の下 流側で吸気管圧力(pvdk)が逃し給気調整弁(13)へ達するように構成さ れていることを特徴とする請求項1記載の装置。 3. 絞り弁(4)の下流側で測定された実際値―過給圧(boost-pressure)( pvdk)と設定値―過 給圧(boost-pressure)(plsol)との間の差から負荷グラジエント勾配( dp)を決定する手段(V1,VZ,V2,BG1,MU,V3,BG2,SE ,OR)が設けられており、当該の決定手段は、負荷グラジエント勾配(dp) が設定値―給圧(boost-pressure)(p1sol)に依存する限界値(sdsu a)を越えると、磁石弁(15)を作動化する制御信号(B_1dsua)を送 出して、逃し給気調整弁(13)を開くように構成されていることを特徴とする 請求項1又は2記載の装置。 4. 実際の負荷グラジエント勾配dpが1時間クロック先行して与えられた負 荷グラジエント勾配(dpCi―1)に比して増大した場合、当該の負荷グラジ エント勾配(dp)に予測値(pdw)を重畳する手段(V2,BG1,MU, V3)が設けられていることを特徴とする請求項3記載の装置。 5. 予測値(pdw)は、実際の負荷グラジエント勾配(dp)と1時間クロ ック先行して与えられる負荷グラジエント勾配(dp(i―1))との差形成に より生ぜしめられ、予測値(pdw)は、所定の時間インターバル(PIDLD SUA)に制限されていることを特徴とする請求項4記載の装置。 6. 吸気管圧力(pvdk)と周囲圧力(pu)との比が、底にて、逃し給気 調整弁(13)の開放し得べき限界値を下回る時磁石弁(15)を作動化す る制御信号(B_1dsua)を生成する手段(K1,DV,SVDLDUVS ,SES,FF)が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の装置 。 7. 非作動化がヒステリシス特性(HSLDSUA)を以て磁石弁(15)の 作動化の後行われるように構成されていることを特徴とする請求項6記載の装置 。
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