JP2003227341A - 排気ガス・ターボチャージャのチャージ圧力の制御方法および装置 - Google Patents

排気ガス・ターボチャージャのチャージ圧力の制御方法および装置

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JP2003227341A JP2003023760A JP2003023760A JP2003227341A JP 2003227341 A JP2003227341 A JP 2003227341A JP 2003023760 A JP2003023760 A JP 2003023760A JP 2003023760 A JP2003023760 A JP 2003023760A JP 2003227341 A JP2003227341 A JP 2003227341A
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electric auxiliary
auxiliary charger
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Michael Baeuerle
ミヒャエル・ボイエルレ
Carsten Reisinger
カルステン・ライジンガー
Guido Porten
ギド・ポルテン
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Robert Bosch GmbH
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気ガス・ターボチャージャのタービン・バ
イパスの不必要な開放および電動補助チャージャの不必
要な作動を防止する、排気ガス・ターボチャージャのチ
ャージ圧力の制御方法および装置を提供する。 【解決手段】 チャージ圧力実際値（ｐｖｄｋｄｓ）が
チャージ圧力目標値（ｐｌｓｏｌｌ）に近づけられる、
排気ガス・ターボチャージャ（１）のチャージ圧力の制
御方法において、排気ガス・ターボチャージャ（１）の
チャージ圧力が、吸気を圧縮する排気ガス・ターボチャ
ージャ（１）と協働する電動補助チャージャ（５）の特
性変数の関数として制御される。このようにして、排気
ガス・ターボチャージャ（１）のバイパス弁の不必要な
開放が回避される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チャージ圧力実際
値をチャージ圧力目標値に近づけるタイプの、排気ガス
・ターボチャージャのチャージ圧力の制御方法および装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】排気ガス・ターボチャージャのチャージ
圧力実際値を制御によりチャージ圧力目標値に近づける
ことが既知である。
【０００３】排気ガス・ターボ過給を有する今日の内燃
機関において、チャージ圧力の制御は、排気ガス・ター
ボチャージャのタービング・バイパスを介して行われ
る。
【０００４】さらに、排気ガス・ターボチャージャに加
えて、チャージ圧力の追加上昇を可能にする電動ブース
ト圧縮機または電動補助チャージャを設けることが既知
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】排気ガス・ターボチャ
ージャのタービン・バイパスの不必要な開放および電動
補助チャージャの不必要な作動を防止する、排気ガス・
ターボチャージャのチャージ圧力の制御方法および装置
を提供することが本発明の課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、チャー
ジ圧力実際値がチャージ圧力目標値に近づけられる、排
気ガス・ターボチャージャのチャージ圧力の制御方法に
おいて、排気ガス・ターボチャージャのチャージ圧力
が、吸気を圧縮する排気ガス・ターボチャージャと協働
する電動補助チャージャの特性変数の関数として制御さ
れる。
【０００７】また、本発明によれば、チャージ圧力実際
値をチャージ圧力目標値に近づける、排気ガス・ターボ
チャージャのチャージ圧力の制御装置において、排気ガ
ス・ターボチャージャのチャージ圧力を、吸気を圧縮す
る排気ガス・ターボチャージャと協働する電動補助チャ
ージャの特性変数の関数として制御する手段を備えてい
る。
【０００８】本発明による方法および本発明による装置
は、従来技術に比較して、排気ガス・ターボチャージャ
のチャージ圧力が、吸気を圧縮する排気ガス・ターボチ
ャージャと協働する電動補助チャージャの特性変数の関
数として制御されるという利点を有している。このよう
にして、排気ガス・ターボチャージャのタービン・バイ
パスの開度を最小必要値に設定し、且つ電動補助チャー
ジャないし電動ブースト圧縮機の不必要な作動を防止す
ることができる。
【０００９】本発明は更に、以下のような有利な変更お
よび改善が可能である。
【００１０】特性値を選択する有利な可能性は、電動補
助チャージャのチャージ圧力または電動補助チャージャ
の圧縮機圧力比を使用することにある。
【００１１】電動補助チャージャのチャージ圧力を考慮
する、特に簡単な可能性は、電動補助チャージャのチャ
ージ圧力が制御入力変数の補正に使用されるときに得ら
れる。
【００１２】他の利点は、電動補助チャージャの正のフ
ィードバック効果が、排気ガス・ターボチャージャの圧
力比に考慮されることにある。このように、排気ガス・
ターボチャージャのチャージ圧力の制御において、排気
ガス・ターボチャージャの圧縮への電動補助チャージャ
の影響が考慮される。
【００１３】他の利点は、正のフィードバック効果を考
慮して補正された電動補助チャージャのチャージ圧力
が、正のフィードバック係数と電動補助チャージャのチ
ャージ圧力との乗算により決定され、また電動補助チャ
ージャおよび排気ガス・ターボチャージャのそれぞれの
運転点における正のフィードバック係数が、特に特性曲
線群により適応されることにある。このように、電動補
助チャージャおよび排気ガス・ターボチャージャの複数
の運転点における正のフィードバック効果を正確に考慮
することができる。
【００１４】この場合、チャージ圧力目標値またはチャ
ージ圧力実際値を補正するために、圧縮機圧力比を直接
使用することが制御にとって最も簡単である。これはき
わめて僅かな計算費用を必要とするにすぎない。
【００１５】正のフィードバック効果を考慮して補正さ
れた電動補助チャージャの圧縮機圧力比が、正のフィー
ドバック係数と、特に電動補助チャージャの圧力上昇を
制限する電動補助チャージャの圧縮機圧力比との乗算に
より決定されるときもまた、それは有利である。このよ
うにして、電動補助チャージャの効果の正確なシミュレ
ーションが達成される。
【００１６】他の利点は、チャージ圧力目標値が、電動
補助チャージャのチャージ圧力だけ差し引かれたチャー
ジ圧力実際値により超えられたときに、電動補助チャー
ジャが遮断されることにある。このようにして、電動ブ
ースト圧縮機ないし電動補助チャージャの不必要な運転
が防止され且つエネルギーが節約される。
【００１７】以下に本発明を図面により詳細に説明す
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１において、符号２５は内燃機
関を示す。内燃機関２５に、電動ブースト圧縮機ないし
電動補助チャージャ５、排気ガス・ターボチャージャ１
および絞り弁３０を介してフレッシュ・エアが供給され
る。電動補助チャージャ５の圧縮機３５は、第１の軸３
８を介して、モータ４０により、この例においては一定
回転速度ｎｅｚｖで駆動される。排気ガス・ターボチャ
ージャ１の圧縮機４５は、第２の軸４８を介して、排気
ガス・ターボチャージャ１のタービン５０により駆動さ
れる。この場合、タービン５０は、内燃機関２５の排気
ガス流により駆動される。タービン５０には、いわゆる
バイパス５５が並列に配置されている。バイパス５５内
に、ウェイスト・ゲートとも呼ばれる弁６０が配置され
ている。弁６０が閉じられている場合、排気ガス流はす
べてタービン５０内に導かれる。弁６０が開かれている
場合、排気ガス流の少なくとも一部がタービン５０をバ
イパスして導かれる。これにより第２の軸４８の出力は
低減され、したがって、排気ガス・ターボチャージャ１
の圧縮機４５の圧縮機圧力比は低減される。弁６０はベ
ロー６５を介して開くことができる。このために、ベロ
ー６５に調節信号が供給され、調節信号は、デューティ
比ｌｄｔｖｍによって、周囲圧力ｐｕと、排気ガス・タ
ーボチャージャ１の出口および絞り弁３０の入口におけ
るチャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓとの間に存在する、
ベロー６５における圧力の調節を行う。この場合、１０
０％のデューティ比ｌｄｔｖｍは、ベロー６５に周囲圧
力ｐｕが作用し、これにより弁６０は閉じられているこ
とを意味する。これに対して、０％のデューティ比にお
いては、ベロー６５にチャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓ
が作用し、且つ弁６０は開かれている。したがって、デ
ューティ比ｌｄｔｖｍの関数として、周囲圧力ｐｕとチ
ャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓとの間の任意の各圧力が
与えられ、この場合、ベロー６５におけるそれぞれの圧
力値の関数として、弁６０は全閉と全開との間の任意の
各開度をとることができる。
【００１９】このように、デューティ比ｌｄｔｖｍによ
って、バイパス内の排気ガス流、したがって排気ガス・
ターボチャージャ１の圧縮機４５の圧縮機圧力比を調節
することができる。これにより、デューティ比ｌｄｔｖ
ｍによって、チャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓもまたチ
ャージ圧力目標値ｐｌｓｏｌｌに再調節される。したが
って、デューティ比ｌｄｔｖｍは、図１に示されてい
る、排気ガス・ターボチャージャ１のチャージ圧力の制
御ユニット１０の適切な出力変数ないし制御変数であ
る。この場合、制御ユニット１０に、入力変数として、
チャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓおよびチャージ圧力目
標値ｐｌｓｏｌｌが供給される。この場合、加速ペダル
角から、図１には示されていない機関制御によりドライ
バの希望トルクが決定され、ドライバの希望トルクは、
例えばトルク構成を介してチャージ圧力目標値ｐｌｓｏ
ｌｌに変換される。
【００２０】本発明により、排気ガス・ターボチャージ
ャ１のチャージ圧力の制御は、制御ユニット１０によ
り、さらに吸気を圧縮する排気ガス・ターボチャージャ
１と協働する電動補助チャージャ５のチャージ圧力ｐｌ
ｅｚｖの関数としても行われる。したがって、制御ユニ
ット１０に、空気質量流量ｍｌ、電動補助チャージャ５
のモータ４０の回転速度ｎｅｚｖおよび周囲圧力ｐｕの
ような他の入力変数が供給される。
【００２１】ここで、図２に、制御ユニット１０が、フ
ロー図とも解釈できるブロック回路図により示されてい
る。
【００２２】電動補助チャージャ５のモータ４０の既知
の回転速度ｎｅｚｖおよび測定空気質量流量ｍｌを用い
て、圧縮機の特性曲線群ＫＦＶＰＥＺＶを介して電動補
助チャージャ５の圧力比ｖｐｅｚｖを決定することがで
きる。第１の結合点７０において、この圧力比ｖｐｅｚ
ｖを周囲圧力ｐｕと乗算すると、電動補助チャージャ５
の出口における圧力ｐｎｅｚｖが得られる。代替態様と
して、周囲圧力ｐｕの代わりに、電動補助チャージャ５
の入口において測定またはモデル化により決定された圧
力が使用されてもよい。これは、特に、電動補助チャー
ジャ５が、図１に示すように排気ガス・ターボチャージ
ャの前方ではなく、後方に配置されているときに必要で
ある。
【００２３】圧縮機特性曲線群ＫＦＶＰＥＺＶおよび第
１の結合点７０により電動補助チャージャ５の出口にお
ける圧力ｐｎｅｚｖを数学的に決定する代わりに、電動
補助チャージャ５の出口における圧力ｐｎｅｚｖは直接
測定されてもよい。
【００２４】電動補助チャージャ５を使用することによ
り、排気ガス・ターボチャージャ１との正のフィードバ
ック効果が発生する。これにより、内燃機関２５の注目
すべき運転点において、ないし電動補助チャージャ５お
よび排気ガス・ターボチャージャ１の注目すべき運転点
において、排気ガス・ターボチャージャ１は、電動補助
チャージャ５がない場合に発生するであろう圧力比より
も高い圧力比を供給する。図２に示されているように、
第２の結合点７５において電動補助チャージャ５の出口
における圧力を正のフィードバック係数ＭＦと乗算する
ことにより、正のフィードバック効果を考慮することが
できる。この場合、正のフィードバック係数ＭＦは固定
値として選択され、例えば値１．５をとってもよい。し
かしながら、内燃機関２５ないし電動補助チャージャ５
および排気ガス・ターボチャージャ１のそれぞれの運転
点における正のフィードバック係数ＭＦを、特に特性曲
線群により適応させ、このようにして複数の運転点に対
してできるだけ正確に正のフィードバック効果を考慮す
ることもまた考えられる。このとき、第２の結合点７５
における乗算により得られた圧力ｐｌｅｚｖはチャージ
圧力の部分を示し、このチャージ圧力の部分は投入ない
し作動された電動補助チャージャ５に基づいて得られ、
且つ以下において電動補助チャージャ５のチャージ圧力
ｐｌｅｚｖと呼ばれる。ここで、第３の結合点１５にお
いて、電動補助チャージャ５のチャージ圧力ｐｌｅｚｖ
がチャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓから減算される。こ
の場合、いずれの場合も、チャージ圧力実際値ｐｖｄｋ
ｄｓは、絞り弁３０の前方、したがって電動補助チャー
ジャ５および排気ガス・ターボチャージャ１の後方にお
けるチャージ圧力実際値であり、このとき電動補助チャ
ージャ５と排気ガス・ターボチャージャ１との順序には
無関係である。第３の結合点１５における減算の結果と
して、電動補助チャージャ５のチャージ圧力ｐｌｅｚｖ
だけ差し引かれたチャージ圧力実際値ｐｌａｔｌが得ら
れる。したがって、差し引かれたチャージ圧力実際値ｐ
ｌａｔｌは、排気ガス・ターボチャージャ１のみに基づ
いて達成されるチャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓの部分
を示す。第４の結合点８０において、差し引かれたチャ
ージ圧力実際値ｐｌａｔｌがチャージ圧力目標値ｐｌｓ
ｏｌｌから減算される。形成された第１の差の値Δｐｌ
は制御器８５に供給される。さらに第５の結合点９０が
設けられ、第５の結合点９０に、チャージ圧力目標値ｐ
ｌｓｏｌｌおよびチャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓが供
給されている。第５の結合点において、チャージ圧力実
際値ｐｖｄｋｄｓがチャージ圧力目標値ｐｌｓｏｌｌか
ら減算される。この差として第２の差の値Δｐｖが得ら
れ、第２の差の値Δｐｖは同様に制御器８５に供給され
る。制御器８５の出力信号はデューティ比ｌｄｔｖｍで
ある。
【００２５】第１の差の値Δｐｌが正であり且つ第２の
差の値Δｐｖが正である場合、弁６０の開度を低減させ
且つタービン５０内の排気ガス流量を上昇させるため
に、可能な場合にはデューティ比ｌｄｔｖｍを上昇させ
る。この場合、チャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓをチャ
ージ圧力目標値ｐｌｓｏｌｌに近づけ且つ第２の差の値
Δｐｖを０に制御することが目的である。
【００２６】第１の差の値Δｐｌが０より大きく且つ第
２の差の値Δｐｖが０より小さい場合、タービン５０内
の排気ガス流量を低減させ、したがってチャージ圧力実
際値ｐｖｄｋｄｓもまた低減させるために、制御器８５
は、デューティ比ｌｄｔｖｍを低減させ、これにより弁
６０の開度を増大させるであろう。このようにして、チ
ャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓは、同様にチャージ圧力
目標値ｐｌｓｏｌｌに近づけられ且つ第２の差の値Δｐ
ｖは０に制御される。
【００２７】第１の差の値Δｐｌが０より小さいかまた
は０に等しく且つ第２の差の値Δｐｖが０より小さい場
合、制御器８５は、図２には示されていない他の信号を
出力し、この信号はモータ４０、したがって電動補助チ
ャージャ５の遮断を行う。即ち、この場合には、チャー
ジ圧力目標値ｐｌｓｏｌｌを達成するために、差し引か
れたチャージ圧力実際値ｐｌａｔｌ、したがって排気ガ
ス・ターボチャージャ１の作用のみで十分である。この
とき、エネルギーを節約するために、上記のように電動
補助チャージャ５を遮断することができる。ここで、第
１の差の値Δｐｌが０より小さい場合、差し引かれたチ
ャージ圧力ｐｌａｔｌをチャージ圧力目標値ｐｌｓｏｌ
ｌに近づけ且つ第１のその値Δｐｌを０に制御すること
を目的として、弁６０の開度を増大させ且つチャージ圧
力実際値ｐｖｄｋｄｓを低減させるために、デューティ
比ｌｄｔｖｍが制御器８５により低減される。この場
合、電動補助チャージャ５は当然遮断され、したがって
電動補助チャージャ５のチャージ圧力ｐｌｅｚｖは０に
等しいので、差し引かれたチャージ圧力実際値ｐｌａｔ
ｌはチャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓに対応する。さら
に、この場合、第１の差の値Δｐｌは第２の差の値Δｐ
ｖに対応する。したがって、第１の差の値Δｐｌは、０
より小さいΔｐｌに対して電動補助チャージャ５を遮断
することができるかどうか、または０より大きいΔｐｌ
に対して遮断したままにしなければならないかどうかを
検査するためにのみ使用される。第１の差の値Δｐｌの
評価は、図２に示すように制御器８５内で行われるが、
これとは別に、出力信号として電動補助チャージャ５な
いしモータ４０を作動または非作動とする信号を出力す
る固有の比較モジュール内で行われてもよい。これに対
して、第２の差の値Δｐｖは、対応のデューティ比ｌｄ
ｔｖｍの出力により０に制御されるべき制御器８５の本
来の入力変数である。この場合、この制御は、例えばＰ
ＩＤ制御器により行われてもよい。したがって制御ユニ
ット１０により、一方で弁６０が閉じられるように調節
され且つ電動補助チャージャ５が不必要に作動されない
ことが保証される。
【００２８】第５の結合点９０におけるチャージ圧力実
際値ｐｖｄｋｄｓのチャージ圧力目標値ｐｌｓｏｌｌか
らの減算は、電動補助チャージャ５ないしモータ４０が
一定回転速度ｎｅｚｖで運転される場合に対してのみ設
けられている。電動補助チャージャ５のモータ４０の回
転速度ｎｅｚｖが可変であり且つ固有の回転速度制御を
有する場合、第５の結合点９０はもはや必要ではない。
このとき、制御器８５の本来の唯一の入力変数は、第１
の差の値Δｐｌである。この場合、制御器８５は、例え
ば同様にＰＩＤ制御器として形成されていてもよい。
【００２９】ここで第１の差の値Δｐｌが０より大きい
とき、即ちデューティ比ｌｄｔｖｍがまだ１００％でな
い場合には、制御器８５はデューティ比ｌｄｔｖｍの上
昇を指令する。デューティ比ｌｄｔｖｍの上昇により、
この弁６０がまだ閉じられていないかぎり、弁６０の開
度は低減される。これにより、差し引かれたチャージ圧
力実際値ｐｌａｔｌは上昇され且つチャージ圧力目標値
ｐｌｓｏｌｌに近づけられる。弁６０が完全に閉じら
れ、したがってデューティ比ｌｄｔｖｍが１００％であ
る場合、差し引かれたチャージ圧力実際値ｐｌａｔｌの
これ以上の上昇は不可能である。このときでもなお、チ
ャージ圧力目標値ｐｌｓｏｌｌが、差し引かれたチャー
ジ圧力実際値ｐｌａｔｌより大きい場合、この差は上記
のＰＩＤ制御器によってはもはや低減させることができ
ない。このときには、チャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓ
をチャージ圧力目標値ｐｌｓｏｌｌにさらに近づけるこ
とは、電動補助チャージャ５の回転速度ｎｅｚｖの制
御、即ちこの場合電動補助チャージャ５の回転速度ｎｅ
ｚｖの上昇によってのみ可能である。
【００３０】第１の差の値Δｐｌが０より小さい場合、
差し引かれたチャージ圧力実際値ｐｌａｔｌを低減させ
且つチャージ圧力目標値ｐｌｓｏｌｌに近づけて第１の
差の値Δｐｌを０に制御することを目的として、制御器
８５は、デューティ比ｌｄｔｖｍの低減、したがって弁
６０の開度の増大を指令する。しかしながら、これとは
独立に、チャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓをチャージ圧
力目標値ｐｌｓｏｌｌに近づけるために、図１には示さ
れていない電動補助チャージャ５の回転速度制御によ
り、最初に電動補助チャージャ５の回転速度ｎｅｚｖが
下方に制御される。
【００３１】したがって、電動補助チャージャ５の回転
速度ｎｅｚｖが可変の場合には、弁６０の開度の制御
は、差し引かれたチャージ圧力実際値ｐｌａｔｌに基づ
き、電動補助チャージャ５のチャージ圧力ｐｌｅｚｖを
考慮して実行可能であるので、電動補助チャージャ５が
作動ないし投入されているときには、弁６０の開度は不
必要に増大されることはない。したがって、弁６０の開
度は最小必要値に設定される。
【００３２】図３に示す他の実施態様においては、同じ
符号は図２に示した第１の実施態様内の要素と同じ要素
を示す。この場合、図３に示す第２の実施態様における
ブロック回路図の構成は、図３に示すブロック回路図に
おける電動補助チャージャ５のチャージ圧力ｐｌｅｚｖ
は、チャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓとはもはや結合さ
れず、第６の結合点２０においてチャージ圧力目標値ｐ
ｌｓｏｌｌと加算結合されることにおいてのみ、図２に
示したブロック回路図と異なっている。したがって、図
２に示した第３の結合点１５は、図３に示すブロック回
路図においては必要ではない。次に、第７の結合点９５
において、第６の結合点２０において形成された和から
チャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓが減算され、これによ
り、第７の結合点９５の出口において、同様に第１の差
の値Δｐｌが得られる。したがって、図３に示す第２の
実施態様によるブロック回路図の機能方式は、図２に示
した第１の実施態様の機能方式と同じである。この場
合、図３に示す第２の実施態様においては、モータ４０
の回転速度ｎｅｚｖおよび空気質量流量ｍｌに対する測
定値の代わりに、目標回転速度ｎｅｚｖｓｏｌおよび空
気質量流量目標値ｍｌｓｏｌを使用することが制御の安
定性の向上のためにも有効であろう。
【００３３】他の実施態様において、電動補助チャージ
ャ５の運転範囲内のチャージ圧力が電動補助チャージャ
５の回転速度のみを介して制御されるように設計されて
もよい。排気ガス・ターボチャージャ１の制御と電動補
助チャージャ５の制御との間の好ましくない相互作用が
発生しないように、排気ガス・ターボチャージャ１は、
電動補助チャージャ５のこの運転範囲内で事前制御され
て運転される。これは、排気ガス・ターボチャージャ１
の圧縮機４５の圧縮機圧力比を制御するために、例えば
使用されるＰＩＤ制御器の少なくとも１つの制御部分、
または排気ガス・ターボチャージャ１のＰＩＤ制御器と
は独立の排気ガス・ターボチャージャ１の事前制御が、
デューティ比ｌｄｔｖｍが１００％に等しいかまたはほ
ぼ等しくなるように制御されることを意味する。これに
より弁６０は閉じられ、且つチャージ圧力実際値ｐｖｄ
ｋｄｓは、電動補助チャージャ５のモータ４０の回転速
度ｎｅｚｖの制御によってのみチャージ圧力目標値ｐｌ
ｓｏｌｌに近づけられる。
【００３４】このように、排気ガス・ターボチャージャ
１のチャージ圧力は、電動補助チャージャ５の運転の
間、即ち電動補助チャージャ５が作動されている間に、
排気ガス・ターボチャージャ１に対してデューティ比ｌ
ｄｔｖｍが１００％に等しいかまたはほぼ等しく設定さ
れるように、電動補助チャージャ５のチャージ圧力ｐｌ
ｅｚｖの関数として制御される。このようにして、同様
に、電動補助チャージャ５の運転においては、弁６０の
不必要な開放が回避される。
【００３５】図４に示す他の実施態様においては、同じ
符号は図２に示した要素と同じ要素を示す。しかしなが
ら、この場合、図２とは異なり、除算要素１００におい
て、チャージ圧力実際値ｐｖｄｋｄｓが電動補助チャー
ジャ５の圧縮機圧力比ｖｐｅｚｖにより除算されること
により、電動補助チャージャ５のチャージ圧力ｐｌｅｚ
ｖだけ差し引かれたチャージ圧力実際値ｐｌａｔｌが簡
単に計算される。さらに、図４のフロー図は図２のフロ
ー図に対応する。圧縮機の特性曲線群ＫＦＶＰＥＺＶに
より電動補助チャージャ５の圧力比ｖｐｅｚｖを決定す
る代わりに、電動補助チャージャ５の出口における圧力
ｐｎｅｚｖの測定が行われてもよい。圧力ｐｎｅｚｖが
周囲圧力ｐｕにより除算されたとき、同様に電動補助チ
ャージャ５の圧縮機圧力比ｖｐｅｚｖが得られる。代替
態様として、電動補助チャージャ５のモータ４０の測定
回転速度ｎｅｚｖおよび測定空気質量流量ｍｌの代わり
に、当業者に既知のように、内燃機関２５の機関制御に
より計算された電動補助チャージャ５のモータ４０の回
転速度目標値ｎｅｚｖｓｏｌおよび空気質量流量目標値
ｍｌｓｏｌが使用されてもよい。
【００３６】図５に示す他の実施態様においては、同じ
符号は図３に示した要素と同じ要素を示す。しかしなが
ら、この場合、図３とは異なり、乗算要素１０５におい
て、チャージ圧力目標値ｐｌｓｏｌｌが圧縮機圧力比ｖ
ｐｅｚｖと乗算され、また第７の結合点９５において、
図３に示した例と同様に、この積からチャージ圧力実際
値ｐｖｄｋｄｓが差し引かれる。さらに、図５に示すフ
ロー図は図３に示したフロー図に対応する。
【００３７】上記の例においては、排気ガス・ターボチ
ャージャ１のチャージ圧力を制御するために、或いは制
御入力変数を補正するために、電動補助チャージャ５の
特性変数として、電動補助チャージャ５のチャージ圧力
ｐｌｅｚｖまたは圧縮機圧力比ｖｐｅｚｖが使用されて
いる。
【００３８】図６に本発明によるチャージ圧力制御の第
５の実施態様が示され、この図において、図４に示した
第３の実施態様からの同じ符号は同じ要素を示す。図４
に示した第３の実施態様から出発して、図６に示す第５
の実施態様はさらに減算要素１１０を含み、減算要素１
１０において、電動補助チャージャ５の圧縮機圧力比ｖ
ｐｅｚｖが値１だけ低減される。このように低減された
圧縮機圧力比 ｖｐｅｚｖ−１ は、それに続いて、乗算
要素１１５において正のフィードバック係数ＭＦと乗算
される。したがって、即ち、正のフィードバック係数Ｍ
Ｆの乗算により電動補助チャージャ５の圧力上昇だけが
上昇され、これにより、排気ガス・ターボチャージャ１
と電動補助チャージャ５との正のフィードバックのデー
タが考慮される。乗算結果は、それに続いて、加算要素
１２０において再び１だけ上昇され、これにより、加算
要素１２０の出力において、正のフィードバック係数Ｍ
Ｆの関数として補正された電動補助チャージャ５の圧縮
機圧力比ｖｐｅｚｖｋが得られ、この圧縮機圧力比ｖｐ
ｅｚｖｋは、図４に示した第３の実施態様の場合と同様
に、除算要素１００に供給される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排気ガス・ターボチャージャのチ
ャージ圧力制御のブロック回路図である。
【図２】チャージ圧力制御の第１の実施態様に対するフ
ロー図である。
【図３】チャージ圧力制御の第２の実施態様に対するフ
ロー図である。
【図４】チャージ圧力制御の第３の実施態様に対するフ
ロー図である。
【図５】チャージ圧力制御の第４の実施態様に対するフ
ロー図である。
【図６】チャージ圧力制御の第５の実施態様に対するフ
ロー図である。
【符号の説明】
１ 排気ガス・ターボチャージャ ５ 電動補助チャージャ １０ 制御ユニット １５ 第３の結合点 ２０ 第６の結合点 ２５ 内燃機関 ３０ 絞り弁 ３５ 電動補助チャージャの圧縮機 ３８ 第１の軸 ４０ モータ ４５ 排気ガス・ターボチャージャの圧縮機 ４８ 第２の軸 ５０ タービン ５５ バイパス ６０ 弁 ６５ ベロー ７０ 第１の結合点 ７５ 第２の結合点 ８０ 第４の結合点 ８５ 制御器 ９０ 第５の結合点 ９５ 第７の結合点 １００ 除算要素 １０５、１１５ 乗算要素 １１０ 減算要素 １２０ 加算要素 ＫＦＶＰＥＺＶ 特性曲線群 ＭＦ 正のフィードバック係数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミヒャエル・ボイエルレ ドイツ連邦共和国 71254 ディツィンゲ ン−ハイマーディンゲン，レルヒェンシュ トラーセ ４ (72)発明者 カルステン・ライジンガー ドイツ連邦共和国 70180 シュトゥット ガルト，リストシュトラーセ 18 (72)発明者 ギド・ポルテン ドイツ連邦共和国 71665 エンツヴァイ ヒンゲン，シュトゥンプヴェーク 21 Ｆターム(参考） 3G005 EA16 EA20 FA04 FA05 GB28 GC08 JA24 JA39 JA40 JB25 3G092 AA18 BA02 DB03 DB04 DB05 DB06 DF01 EA09 EA14 EC01 FA24 HA16X HA16Z

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 チャージ圧力実際値（ｐｖｄｋｄｓ）が
    チャージ圧力目標値（ｐｌｓｏｌｌ）に近づけられる、
    排気ガス・ターボチャージャ（１）のチャージ圧力の制
    御方法において、 排気ガス・ターボチャージャ（１）のチャージ圧力が、
    吸気を圧縮する排気ガス・ターボチャージャ（１）と協
    働する電動補助チャージャ（５）の特性変数の関数とし
    て制御されることを特徴とする排気ガス・ターボチャー
    ジャのチャージ圧力の制御方法。
  2. 【請求項２】 前記特性変数として、吸気を圧縮する排
    気ガス・ターボチャージャ（１）と協働する電動補助チ
    ャージャ（５）のチャージ圧力（ｐｌｅｚｖ）が使用さ
    れることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
  3. 【請求項３】 制御入力変数が電動補助チャージャ
    （５）のチャージ圧力（ｐｌｅｚｖ）により補正される
    ことを特徴とする請求項２に記載の制御方法。
  4. 【請求項４】 チャージ圧力実際値（ｐｖｄｋｄｓ）
    が、電動補助チャージャ（５）のチャージ圧力（ｐｌｅ
    ｚｖ）の減算により補正されることを特徴とする請求項
    ３に記載の制御方法。
  5. 【請求項５】 チャージ圧力目標値（ｐｌｓｏｌｌ）
    が、電動補助チャージャ（５）のチャージ圧力（ｐｌｅ
    ｚｖ）の加算により補正されることを特徴とする請求項
    ３に記載の制御方法。
  6. 【請求項６】 電動補助チャージャ（５）の正のフィー
    ドバック効果が、前記排気ガス・ターボチャージャの圧
    力比に考慮されることを特徴とする請求項２ないし５の
    いずれかに記載の制御方法。
  7. 【請求項７】 前記正のフィードバック効果を考慮して
    補正された電動補助チャージャ（５）のチャージ圧力
    が、正のフィードバック係数（ＭＦ）と電動補助チャー
    ジャ（５）のチャージ圧力（ｐｌｅｚｖ）との乗算によ
    り決定されることを特徴とする請求項６に記載の制御方
    法。
  8. 【請求項８】 正のフィードバック効果を考慮して補正
    された電動補助チャージャ（５）の圧縮機圧力比（ｖｐ
    ｅｚｖｋ）が、正のフィードバック係数（ＭＦ）と、特
    に電動補助チャージャ（５）の圧力上昇を制限する電動
    補助チャージャ（５）の圧縮機圧力比（ｖｐｅｚｖ）と
    の乗算により決定されることを特徴とする請求項６に記
    載の制御方法。
  9. 【請求項９】 電動補助チャージャ（５）および排気ガ
    ス・ターボチャージャ（１）のそれぞれの運転点におけ
    る正のフィードバック係数（ＭＦ）が、特に特性曲線群
    により適応されることを特徴とする請求項７または８に
    記載の制御方法。
  10. 【請求項１０】 チャージ圧力目標値（ｐｌｓｏｌｌ）
    が、電動補助チャージャ（５）のチャージ圧力（ｐｌｅ
    ｚｖ）だけ差し引かれたチャージ圧力実際値（ｐｌａｔ
    ｌ）により超えられたときに、電動補助チャージャ
    （５）が遮断されることを特徴とする請求項２ないし８
    のいずれかに記載の制御方法。
  11. 【請求項１１】 前記特性変数として、電動補助チャー
    ジャ（５）の圧縮機圧力比（ｖｐｅｚｖ）が使用される
    ことを特徴とする請求項１または請求項６ないし９のい
    ずれかに記載の制御方法。
  12. 【請求項１２】 制御入力変数が、電動補助チャージャ
    （５）の圧縮機圧力比（ｖｐｅｚｖ）により補正される
    ことを特徴とする請求項１１に記載の制御方法。
  13. 【請求項１３】 チャージ圧力実際値（ｐｖｄｋｄｓ）
    が、電動補助チャージャ（５）の圧縮機圧力比（ｖｐｅ
    ｚｖ）の除算により補正されることを特徴とする請求項
    １２に記載の制御方法。
  14. 【請求項１４】 チャージ圧力目標値（ｐｌｓｏｌｌ）
    が、電動補助チャージャ（５）の圧縮機圧力比（ｖｐｅ
    ｚｖ）の乗算により補正されることを特徴とする請求項
    １２に記載の制御方法。
  15. 【請求項１５】 排気ガス・ターボチャージャ（１）の
    タービン（５０）に並列に配置されたバイパス（５５）
    が、電動補助チャージャ（５）が作動されている間は閉
    じられていることを特徴とする請求項１ないし１４のい
    ずれかに記載の制御方法。
  16. 【請求項１６】 制御入力変数が、電動補助チャージャ
    （５）の特性変数により補正されることを特徴とする請
    求項１ないし１５のいずれかに記載の制御方法。
  17. 【請求項１７】 チャージ圧力実際値（ｐｖｄｋｄｓ）
    をチャージ圧力目標値（ｐｌｓｏｌｌ）に近づける、排
    気ガス・ターボチャージャ（１）のチャージ圧力の制御
    装置（１０）において、排気ガス・ターボチャージャ
    （１）のチャージ圧力を、吸気を圧縮する排気ガス・タ
    ーボチャージャ（１）と協働する電動補助チャージャ
    （５）の特性変数の関数として制御する手段（１５；２
    ０）を備えたことを特徴とする排気ガス・ターボチャー
    ジャのチャージ圧力の制御装置。
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