JP3220794B2 - 過給される内燃機関の過給圧力の制御システム - Google Patents

過給される内燃機関の過給圧力の制御システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、過給される内燃機
関の排気ガスターボ過給機が過給圧力用の操作器特に調
節可能なタービン形状寸法を持つている、過給される内
燃機関の過給圧力の制御システムに関する。ここで制御
は開ループ制御を意味し、調整は閉ループ制御を意味す
る。制御装置又は制御器、又は調整装置又は調整器につ
いても同様である。
【0002】
【従来技術】欧州特許出願公開第0747585号明細
書から、制御システムに制御装置及び付加的に調整装置
を設け、内燃機関の下の負荷範囲では過給圧力を制御
し、上負荷範囲においてはじめて調整器を接続して、過
給圧力を調整することが、既に公知である。その際ター
ボ過給機の安定な運転を保証するため、調整される負荷
範囲でも制御装置が動作したままである。過給圧力を設
定するため、制御装置は、機関回転数及び燃料噴射量に
応じて電子的に記憶されている目標値を特性曲線図から
読出す。目標値は、操作器を始動する特定のパルス占有
率に換算される。過給圧力を決定するため、調整装置
は、過給圧力の所定の目標値と求められる実際値との目
標値−実際値比較から調整パルス占有率を決定し、この
調整パルス占有率が操作器へ至る作用通路へ供給され、
制御パルス占有率へ加算される。下の負荷範囲から上の
負荷範囲への移行の際調整装置を始動するために開閉器
が設けられ、この開閉器の入力側へ燃料噴射量信号及び
回転数信号が供給される。燃料噴射量信号が特性曲線か
ら読出されかつ回転数に関係する閾値を上回る時に始め
て、始動が行われる。燃料噴射量の低下の際燃料噴射量
信号が、ヒステリシス効果を得るため上の特性曲線に対
して間隔をおいてほぼ平行に延びる下の特性曲線から読
出される回転数依存性閾値を下回ると、調整装置が停止
される。調整運転において、同様に始動される制御装置
従つてそれに伴う過給圧力の制御目標値の制御ループ通
過により、前制御効果が与えられる。
【0003】調節可能なタービン形状寸法を持つ排気ガ
スターボ過給機は、過給圧力確立の際高い速度を持つて
いる。過給圧力を公知のように制御されるVTGターボ
過給機の運転の際、速い過給圧力確立により過給圧力が
目標値を越えて行き過ぎ、それにより直ちに内燃機関の
出口路における排気ガス圧力の有害な過度の上昇が起こ
る。過給タービンのせき止め作用による高い排気ガス圧
力が、内燃機関の駆動ピストンへ作用し、排気ガスの排
出のためピストンの大きい仕事を要求する。排気ガス圧
力の過度の上昇は無条件に防止せねばならないので、過
給される内燃機関の特に不安定な運転状態における過給
圧力の公知の制御では、トルクのために最適な過給圧力
確立を行うことができない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎になつて
いる課題は、最初にあげた種類の制御システムを発展さ
せて、調節可能なタービン形状寸法を持つ排気ガスター
ボ過給機の動的性質が、過給圧力確立に関して内燃機関
のすべての運転状態で利用され、トルクのために最適な
過給圧力確立が可能なようにすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題は請求項1の特徴によつて解決される。
【0006】本発明による制御システムは、操作器へ至
信号伝送路にある制御装置に機関回転数及び現在の燃
料噴射量に応じて規定される目標値による過給圧力の制
御も、動作点のために最適な過給圧力及びトルクのため
に最適な過給圧力確立を常に保証する過給圧力の調整も
可能にする。内燃機関の一層広い運転範囲において、特
に次第に増大する部分負荷及び全負荷で、過給圧力が有
利に調整される。小さい部分負荷では、調整装置が停止
され、過給圧力が制御され、この負荷範囲では排気ガス
ターボ過給機の非常にゆるやかな特性曲線のため、過給
圧力の制御が有利とみなされる。切換え状態が、操作器
へ至る信号伝送路に調整器を接続する切換え装置に規定
されている。調整運転と制御運転との間の切換え状態を
確認するために、切換え装置は少なくとも回転数に関係
する燃料噴射量パラメータを供給される。
【0007】制御装置の電流出力信号としての制御パル
ス占有率、及び調整運転において加算的に供給される調
整装置の調整パルス占有率は、操作器へ影響を及ぼすた
め、操作器へ達する前に前制御パルス占有率を加算され
る制御システムのパルス占有率を形成する。前制御パル
ス占有率は、別個の前制御装置により、内燃機関の運転
パラメータの要求される目標値変化から計算され、調整
パルス占有率用加算素子の後ではじめて、操作器へ至る
信号伝送路へ供給される。前制御パルス占有率を求める
ため入力信号として前制御装置へ、過給圧力の調整偏差
が目標値−実際値比較の結果として供給される。最後に
操作器へ達する操作パルス占有率における累進的にされ
た前制御パルス占有率の割合は、要求される目標値変化
の勾配と共に増大し、それにより特に不安定な運転状態
において、調節可能なタービン形状寸法への前制御装置
の増大する影響をもつて、速い過給圧力確立が行われ
る。
【0008】本発明の別の特徴は、図面に基く過給圧力
用制御システムの以下の説明から明らかになる。
【0009】
【実施例】図1の回路図は、過給される内燃機関の過給
圧力の制御システムにおいて操作器へ至る信号伝送路1
にある装置及び構成素子の共同作用を原理的に示してい
る。過給圧力用操作器は、内燃機関の排気ガスターボ過
給機の可変に調節可能なタービン形状寸法を形成してい
る。タービン形状寸法の設定を介する過給圧力のための
後述する制御システムは、燃料直接噴射によりかつ共通
レール噴射システムを備えることができる過給内燃機関
に使用するのに特に適している。過給圧力確立に関する
VTG過給機の動的性質は、本発明による制御システム
によりすべての運転状態で利用でき、トルクのために最
適な過給圧力確立が可能にされ、それにより特にデイー
ゼル機関のように過剰な空気で動作する過給内燃機関の
運転において、利点が得られる。VTG過給機及び内燃
機関自体は公知であり、従つてこれ以上説明しない。
【0010】図1に示す過給圧力の制御システムは、排
気ガスターボ過給機の操作器としての過給機最終段7へ
入力されて調節可能なタービン形状寸法の設定のため適
当に換算される過給圧力に影響を及ぼす操作パルス占有
率TVENDを発生する。制御システムは制御装置2及
切離し可能な調整装置3を含んでいる。排気ガスター
ボ過給機の特性曲線がゆるやかに延びる内燃機関の低い
部分負荷範囲では、調整装置3が有利に切離され、従つ
て過給圧力が制御される。高い運転負荷では調整運転へ
切換えられる。制御装置2には、制御パルス占有率TV
を決定するために、機関回転数及び現在の燃料噴射量
に応じて目標値が規定される。制御装置2は図2につい
て更に説明される。調整装置3には、信号伝送路1へ加
算的に供給可能な調整パルス占有率TVを決定するた
めに、過給圧力の調整偏差ΔPが入力される。調整偏
差ΔPは過給圧力の目標値−実際値偏差から求めら
れ、比較素子11において、求められた過給圧力の実際
値Pは、例えば負荷に応じて規定される目標値P
2sollに負帰環される。調整パルス占有率TV
決定するため別の入力量を通す調整装置3は、図3によ
り更に説明される。
【0011】調整運転と制御運転とを切換えるため、調
整装置3を信号伝送路1に接続する切換え装置が設けら
れている。図2において更に説明される切換え装置
は、調整運転と制御運転との間に所定の切換え状態を
するため、切換え装置の入力量から形成されかつ少な
くとも回転数に関係する燃料噴射量パラメータを利用す
る。
【0012】制御パルス占有率TV又は過給圧力調整
の場合調整パルス占有率TV及び制御パルス占有率T
から形成される原パルス占有率TVRSが、操作器
へ至る信号伝送路1にある制限装置6へ供給される。入
つて来る原パルス占有率TVRSを制限する許容パルス
占有率を決定するため、制限装置6に上の限界値及び下
の限界値が機関パラメータに応じて規定される。パルス
占有率の限界値を動作点に応じて決定するための機関パ
ラメータとして、制限装置6は内燃機関の回転数n又は
燃料消費Vの入力信号を選択的に使用する。制限装置6
の機器技術的配置及機能は図4において説明される。
【0013】制御システムは本発明によれば前制御装置
5を持ち、この前制御装置5は、信号伝送路1にある制
御装置2及び調整装置3とは無関係に、累進的にされる
前制御パルス占有率TVVOを発生する。前制御装置5
の出力側は、作用方向において制御区間の直前にある加
算素子12を介して、信号伝送路1に接続されている。
最後に制御区間即ち過給機最終段7へ供給されるパルス
占有率TVENDは、こうして前制御パルス占有率TV
VO及び制限装置6の出力パルス占有率TVから加算
的に形成される。
【0014】前制御パルス占有率TVVOは過給圧力の
要求される目標値変化に応じて累進的にされる。しかし
例えば噴射すべき燃料の希望量のような内燃機関の他の
運転パラメータの目標値変化も求めることができる。最
後に過給機最終段7へ達する操作パルス占有率TV
ENDに対する前制御パルス占有率TVVOの割合は、
目標値変化の勾配と共に増大する。信号伝送路1から分
離されている前制御装置5は、従つて内燃機関の安定な
運転状態で弱い前制御パルス占有率TVVOを発生する
ので、過給圧力への前制御効果は小さく、調整の利点が
完全に発揮される。不安定な運転状態例えば高度の加速
要求のある場合又は内燃機関の制動運転では、累進的に
前制御されるパルス占有率TVVOにより過給圧力確立
が著しく影響を受ける。制御装置2及び調整装置3の装
置がその持ち分に応じて発生されるパルス占有率TV
RSを過給圧力に与えるように、過給圧力の調整又は下
位の調整を持つ制御に対して、内燃機関の不安定な運転
状態における過給圧力確立は速く行うことができる。更
に前制御装置5には、実施例ではなるべく機関回転数n
のような別の機関パラメータが供給されて、求められる
勾配の分類のために使用されるが、これについては後述
する。
【0015】図5は前制御装置の概略的な回路図を示し
ている。この前制御装置には、入力信号として過給圧力
の調整偏差ΔPが供給される。前制御装置は、DT1
伝送特性を持ち出て行く前制御パルス占有率TVVO
発生する制御器35を含んでいる。DT1関数に影響を
与えることによつて制御器35の伝送特性を設定可能に
することによつて、動的前制御が行われる。その際制御
器35には、伝送パラメータとして増幅率K及びDT1
数の時定数が規定される。制御器35のDT1関数の適
当な伝送パラメータは調整偏差ΔPの勾配傾斜に応じ
て規定される。前制御装置は勾配検出装置8を含み、こ
の勾配検出装置において調整偏差ΔPの入力信号か
ら、微分によつて勾配監視値が計算される。求められた
勾配傾斜を分類するために、勾配検出装置8には2つの
限界勾配Gr,Grが規定される。これらの限界勾
配は前制御のない勾配区域を区画し、この勾配区域では
前制御パルス占有率TVVOは発生されない。求められ
た過給圧力勾配が所定の勾配区域内にあると、制御器3
5のDT1関数はパラメータ化されず、前制御装置の電
流出力信号即ち前制御パルス占有率TVVOは、DT1
伝送特性にとつて典型的な指数関数で減衰する。
【0016】限界区域外にあつて急峻な勾配を持つ両方
の範囲のために、制御器35のDT1伝送特性を設定す
る個々の伝送パラメータが設けられている。求められた
勾配傾斜が上の限界勾配Grより上又は下の限界勾配
Grより下にあると、勾配検出装置8は、前制御パル
ス占有率TVVOの発生の要求についての情報を制御器
35へ伝送する。制御器35は、勾配区域外にある両方
の範囲用の種々の伝送パラメータへアクセスする。上の
BR>限界勾配Grの超過は、正のパルスPOSにより
制御器35に表示され、正のパルスPOSのために設け
られる伝送パラメータTPOS及びKPOSを持つDT
1伝送関数が設定される。下の限界勾配Grを下回る
際負のパルスNEGは、時定数Tneg及び増幅率K
negを持つDT1関数のパラメータ化を行う。
【0017】勾配検出装置8の正の勾配POS及び負の
勾配NEGのために、増幅率Kpos/Kneg及び時
定数Tpos/Tnegの定数対がDT1素子に利用可
能である。限界勾配Gr,Grの1つを超過する
と、DT1素子の出力値が初期化される。正及び負の負
荷変化が数回順次に続く内燃機関の不安定な運転状態が
存在しても、最適な過給圧力確立を行うことができる。
なぜならば、負荷変化毎に出力パルス占有率の発生が値
零で始まり、場合によつてはまだ減衰しない増幅率が消
滅せしめられるからである。
【0018】前制御装置5は更に制御器35の後に接続
される制限器38を含んでいる。出て行く前制御パルス
占有率TVVOを制限するため、制限器38に一定の限
界値即ち上の前制御限界値Vormax及び下の前制御
限界値Vorminが規定される。制限器38は、前制
御装置により発生される前制御パルス占有率TVVO
これらの限界値により決定される区域内にあるのを保証
し、望ましくないパルス占有率ピークを防止する。
【0019】累進的にされる前制御パルス占有率TV
VOを発生するために必要な定数、即ち限界勾配G
,Gr、前制御パルス占有率の閾値Vo
max,Vormin、及びDT1関数の増幅率及び
時定数は、まとめられるパラメータ組として一緒に読出
し可能にパラメータ記憶装置34に記憶されている。
【0020】前制御装置のパラメータ記憶装置34に
は、内燃機関の異なる運転状態用の複数のパラメータ組
DATA1〜DATA4が記憶されている。パラメータ
組DATA1〜DATA4は内燃機関のそれぞれ特定の
回転数範囲に対応している。前もつて求められてそれぞ
れの運転状態に合わされる設定パラメータを持つ4つの
異なるパラメータ組DATA1〜DATA4は、回転数
閾値により分離されて存在し、内燃機関の全回転数範囲
を覆つている。前制御パルス占有率の発生の基礎となり
かつそのつど読出すべきパラメータ組を決定するため、
内燃機関の現在の回転数nが入力される。
【0021】次に図2に基いて、本発明による制御シス
テムの制御装置2及び切換え装置4を説明する。制御装
置2には基本特性曲線図9が属し、制御パルス占有率T
を決定する目標値が内燃機関の機関回転数n及び現
在の燃料噴射量Meに応じてこの基本特性曲線図9に電
子的に記憶され、読出しのために準備されている。制御
装置2には、基本特性曲線図9のほかに読出し用補正特
性曲線図10が利用可能で、基本特性曲線図9の目標値
用の補正値が、周囲圧力及び燃料噴射量に応じてこの補
正特性曲線図10に記憶されている。これらの特性曲線
図からそれぞれ読出される目標値及び補正値は、加算素
子19を介して制御パルス占有率TVにまとめられ
る。目標値と補正値の加算論理結合は、過給圧力の回転
数、負荷に応じた制御及び場合によつては高さにより補
正可能な制御を可能にする。
【0022】制御システムの信号伝送路において制御装
置2の後に、制御パルス占有率TVと調整装置の調整
パルス占有率TVとを論理結合して共通な原パルス占
有率TVRSを形成する加算素子20が設けられてい
る。調整装置を信号伝送路に接続する切換え装置4が設
けられて、制御システムの調整運転から制御運転への切
換えのため、調整装置と信号伝送路との信号伝送接続を
開閉器18,18′により制御する。
【0023】調整運転と制御運転との間の切換え状態を
確認するため、切換え装置4は現在の燃料噴射量Meを
検出して、この燃料噴射量Meと動作点に応じて形成さ
れる燃料噴射量閾値MeRSの基準信号とを比較する。
現在の燃料噴射量Meが求められた燃料噴射量閾値Me
RSより上にあると、調整運転に切換えられる。燃料噴
射量閾値MeRSを決定するため、基本閾値が基本特性
曲線21から内燃機関の回転数nに応じて読出され、加
算素子23を介して、周囲圧力Pに応じて補正特性曲
線22から取出し可能な高さ補正値と論理結合される。
求められた燃料噴射量Meが燃料噴射量閾値MeRS
範囲内にあると、現在の入力値の変動する値のため調整
運転と制御運転との間の不断の跳躍を避けるため、場合
によつては燃料噴射量を分類する回路がヒステリシス素
子13を備えている。過給圧力を制御するか又は調整す
るかの切換え装置の決定に応じて、切換え装置4の切換
え状態についての情報を持つブール切換え信号が発生さ
れる。切換え信号のはね上りを防止するため、現在の燃
料噴射量Meはヒステリシス素子13へ入る前にPTI
フイルタ36で平滑化される。
【0024】切換え信号Sは、調整パルス占有率TV
が操作器へ至る信号伝送路にある加算素子20へ通過す
るのを監視する切換え装置4の開閉器18,18′の切
換え位置を決定する。切換え装置4は、調整パルス占有
率TVの通過分枝15の代わりに並列接続される移行
回路を持つている。並列分枝14にある移行回路は、サ
ンプル・ホールド素子16とその後に接続されるDTI
素子17とから成り、調整運転から制御運転への切換え
の際、切離すべき調整パルス占有率TVが指数関数的
に値零へ減衰するのを保証する。従つて制御運転への切
換え中に過給圧力の連続的な調整が行われて、まだ制御
成分及び調整成分から成る原パルス占有率TVRSが切
換えの際跳躍なしに発生されるのを保証される。切換え
装置4の切換え信号Sに応じて、通過分枝15と移行回
路用並列分枝14との接続点にある論理開閉器18、及
び並列分枝14に設けられる第2の論理開閉器18′
が、切換え装置4(制御/調整)のそれぞれの運転状態
に対応する位置をとる。
【0025】切換え信号S及び制御パルス占有率TV
は、以下図3について説明する調整装置へ供給される。
調整装置3はPI調整器として構成される調整器24を
含み、調整パルス占有率TVを発生するため、この調
整器24へ入力量として過給圧力の目標値−実際値比較
の調整偏差ΔP(図1参照)、制御パルス占有率TV
、及び出て行く調整パルス占有率TV用の動作点依
存規定可能な増幅率が供給される。更にPI調整器24
は、切換え装置(図2)の切換え信号S、及び信号伝送
において後続の制限装置の始動状態についてのブール
制限信号Sを考慮し、調整パルス占有率TVを発生す
る際制限装置の出力パルス占有率TVを通す。調整装
置は、PI調整器24のP成分及びI成分のために比例
作用する増幅率KP及び積分作用する増幅率KIを形成
するため、動作点に応じて記憶される基本増幅率K
,KIを持つ基本特性曲線を含んでいる。調整装
置は、更に調整偏差ΔPに応じて取出し可能なP成分
及びI成分用の重み付け計数G及びGを持つ重み付
け特性曲線28,28′を含んでいる。基本増幅率を求
めるため、内燃機関の機関回転数n又は燃料消費Vに応
じて選択的に読出し可能な基本特性曲線25,26が設
けられている。それぞれの特性曲線を読出すための所望
の判定基準の選択は、ソフトウエア開閉器の切換え信号
Umを印加される開閉器27によつて行われる。P成分
又はI成分の増幅率KP又はKIは、それぞれ乗算素子
29,29′において論理結合される基本増幅率と重み
付け計数との積から形成される。重み付け特性曲線は、
調整偏差に応じて、大きい調整偏差ΔPでは調整パル
ス占有率TVの強い増幅を行い、同様に小さい調整偏
差ΔPについては増幅を減少する。
【0026】PI調整器24のI成分は、制御運転にお
いて、又は制限装置によるパルス占有率の積極的な制限
の場合にも、次の初期化規定により常に初期化される。 I=TV−ΔP・KP−TV この初期化規定は、過給圧力の調整への切換えの際制限
装置の出力端におけるパルス占有率TVBが跳躍を受け
ないように保証する。制御パルス占有率TVへの調整
パルス占有率TVの接続は従つて同期化される。調整
運転及び制限装置の出力端における制限されないパルス
占有率において、PI調整器24のI成分は普通の積分
式に従つて計算される。 I=I−1+ΔP・KI・Δt
【0027】図4に基いて、操作器へ至る信号伝送路
おいて調整装置の加算素子の後に設けられている制限装
置6が説明される。制限装置6は論理モジユール30を
含み、入つて来る原パルス占有率TVRSを制限する上
の限界値TVmax及び下の限界値TVminがこの論
理モジユール30に規定される。入つて来る原パルス占
有率TVRSが両方の限界値により決定される許容値区
域内にあると、原パルス占有率は制限なしに更に送られ
る。入力値がこの許容値区域外にあると、制限が行わ
れ、出て行くパルス占有率TVはそれぞれ超過される
限界値に設定される。制限が行われると、ブール制限信
号Bが発生されて、I成分の適当な初期化規定を選択す
るため調整装置のPI調整器へ供給される。上の限界値
TVmaxは、機関パラメータ及び付加的に大気圧力P
に応じて、限界特性曲線図31に電子的に記憶され、
必要に応じて読出し可能である。その際大気圧力P
考慮は、最適な制限区域の高さを補正される規定を可能
にする。下の限界値TVminは、機関パラメータに応
じて限界特性曲線32から読出される。
【0028】制限装置は上の限界値TVmax用の2つ
の限界特性曲線図31,31′及び下の限界値TV
min用の2つの限界特性曲線32,32′を含み、こ
れらの限界値の情報はそれぞれ異なる機関パラメータに
応じて記憶されている。実施例では、回転数に関係する
限界特性曲線図31又は回転数に関係する特性曲線32
のほかに、択一的に読出し可能な特性曲線図31′又は
特性曲線32′が設けられ、内燃機関の燃料消費に応じ
て電子的に記憶されている限界値を準備している。こう
して限界値は回転数n又は燃料消費Vに応じて選択的に
規定可能である。下の限界値用の適当な限界特性曲線と
共に回転数に関係する限界特性曲線図31へのアクセ
ス、又は限界特性曲線32′と共に燃料消費に関係する
限界特性曲線図の択一的な始動は、ソフトウエア開閉器
の選択信号Wを印加される選択開閉器33,33′の
設定によつて決定される。どんな条件で内燃機関が一般
に運転されるかに応じて、一方又は他方の設定が有利で
ある。
【0029】特性曲線図31′及び対応する特性曲線3
2′を読出すための動作点に関係する判定基準としての
燃料消費信号Vは、次の計算規定に従つて標準化されて
求められる。 V〔Liter/min〕=n〔1/min〕・Me
〔mm/ピストン行程〕・(シリンダ数/2)・10
−6
【0030】過給圧力の上述した制御システムは、排気
ガス再循環で動作するような過給される内燃機関におい
て有利に使用される。図6は排気ガス再循環率の調整装
置の回路図を示し、この調整装置は操作器として通常の
ように排気ガス再循環導管に設けられる排気ガス再循環
弁を始動し、更に内燃機関の入口範囲にある絞り弁を排
気ガス再循環率を高めるために使用する。装置は調整器
40を含み、排気ガス再循環率AGRの調整偏差がこの
調整器へ供給される。調整偏差は、論理結合素子45の
所で、要求される目標値AGRsollから排気ガス再
循環率の実際値AGRistを差引くことによつて形成
される。排気ガス再循環調整器40の出力信号は、変数
として弁制御特性曲線図41へ供給され、排気ガス再循
環弁を設定するための排気ガス再循環パルス占有率TV
AGRがこの弁制御特性曲線図41から取出される。弁
制御特性曲線図41は、調整器パルス占有率TVREG
のほかに、内燃機関の現在の回転数nに応じて読出され
る。絞り弁パルス占有率TVDKを形成するため、別個
の絞り弁特性曲線図42が設けられて、弁特性曲線図4
1と同様に、排気ガス再循環調整器40の調整器パルス
占有率TVREGに応じて、更に内燃機関の現在の回転
数nに応じて読出し可能である。絞り弁特性曲線図42
から取出される値は、絞り弁の操作器へ供給される前
に、補正値との乗算論理結合により最適化される。この
ため内燃機関の温度Tに応じて読出し可能な補正特性曲
線43、及び更に大気圧力Hに応じて読出し可能なデー
タを持つ高さ補正特性曲線44が設けられている。従つ
て温度特性曲線43及び高さ補正特性曲線44は、絞り
弁の絞り作用の冷却水又は高さに応じた減少を可能に
し、排気ガス再循環率の動作点に関して最適な設定を可
能にする。排気ガス再循環率に影響を及ぼすための上述
した絞り弁制御は、実施例において説明した共通レール
噴射で動作する内燃機関のような直接噴射内燃機関に特
に適し、このような内燃機関では、最大排気ガス再循環
率を高めるため優先的に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】制御システムの装置の回路図である。
【図2】制御システムの切換え限界値の構成素子及び伝
送素子の回路図である。
【図3】制御システムの調整装置の構成素子及び伝送素
子の回路図である。
【図4】制御システムの制限装置の構成素子及び伝送素
子の回路図である。
【図5】制御システムの前制御装置の構成素子及び伝送
素子の回路図である。
【図6】過給圧力の制御システムと共に有利に使用され
る排気ガス再循環調整装置の回路図である。
【符号の説明】
信号伝送路 2 制御装置 3 調整装置 4 切換え装置 5 前制御装置 7 操作器 9 基本特性曲線図 12 加算素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 43/00 301 F02D 45/00 301E 45/00 301 301F 340H 340 364E 364 F02M 25/07 570P F02M 25/07 570 F02B 37/12 301N (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02B 37/12 302 F02B 37/22 F02D 23/00 F02D 43/00 301 F02D 45/00 F02M 25/07 570

Claims (22)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 過給される内燃機関の排気ガスターボ過
    給機が過給圧力(P)用の操作器(7)を持つている
    ものにおいて、 操作器(7)へ至る信号伝送路(1)にある制御装置
    (2)に、少なくとも機関回転数(n)及び現在の燃料
    噴射量(Me)に応じて目標値を記憶する少なくとも1
    つの基本特性曲線図(9)が属し、制御パルス占有率
    (TV)を決定するためこの目標値が読出し可能であ
    り、 過給圧力(P)の規定可能な目標値(P2soll
    と求められる実際値(P2ist)との目標値−実際値
    比較から信号伝送路(1)へ加算的に供給可能な調整パ
    ルス占有率を決定するための切離し可能な調整装置
    (3)が設けられ、 調整装置(3)を信号伝送路(1)に接続する切換え装
    置(4)が、調整運転と制御運転との間所定の切換え
    状態が存在することを確認するため、少なくとも回転数
    に関係する燃料噴射量パラメータを供給され、内燃機関
    の少なくとも1つの運転パラメータの要求される目標値
    変化に応じて累進的にされかつ加算素子(12)を介し
    信号伝送路(1)へ供給可能な前制御パルス占有率
    (TVVO)を計算する前制御装置(5)が設けられて
    いることを特徴とする、過給される内燃機関の過給圧力
    の制御システム。
  2. 【請求項2】 調整装置(3)の加算素子(20)の後
    において信号伝送路(1)に制限装置(6)が設けられ
    て、入つて来る原パルス占有率(TVRS)を制限する
    上の限界値(TVmax)及び下の限界値(T
    min)が、少なくとも1つの機関パラメータ(n,
    V)に応じて制限装置(6)に規定可能であることを特
    徴とする、請求項1に記載の制御システム。
  3. 【請求項3】 限界値(TVmax,TVmin)が回
    転数(n)又は燃料消費(V)に応じて選択的に規定可
    能であることを特徴とする、請求項2に記載の制御シス
    テム。
  4. 【請求項4】 上の限界値(TVmax)が、付加的に
    大気圧力(P)に応じて限界特性曲線図(31,3
    1′)に記憶され、必要な場合読出し可能であることを
    特徴とする、請求項3に記載の制御システム。
  5. 【請求項5】 前制御パルス占有率(TVVO)用の加
    算素子(12)が信号伝送路(1)において制限装置
    (6)の後にあることを特徴とする、請求項2〜4の1
    つに記載の制御システム。
  6. 【請求項6】 切換え装置(4)が、調整パルス占有率
    (TV)を通過する代わりに接続されかつ後に接続さ
    れるDT1素子(17)を持つサンプル・ホールド素子
    (16)から成る移行回路を持つていることを特徴とす
    る、請求項1〜5の1つに記載の制御システム。
  7. 【請求項7】 切換え装置(4)が、制御運転と調整運
    転との間の切換え状態を決定する際、大気圧力(P
    を考慮することを特徴とする、請求項1〜6の1つに記
    載の制御システム。
  8. 【請求項8】 調整装置(3)が調整器(24)を含
    み、過給圧力(P)の目標値−実際値比較の調整偏差
    (ΔP)及び少なくとも制御パルス占有率(TV
    が入力量として調整器(24)へ供給され、出て行く調
    整パルス占有率(TV)の増幅率(KP,KI)が動
    作点に応じて調整器(24)に規定可能であることを特
    徴とする、請求項1〜7の1つに記載の制御システム。
  9. 【請求項9】 調整器(24)がPI調整器として構成
    され、比例増幅率(KP)及び積分作用する増幅率(K
    I)を形成するため調整装置(3)が、動作点に応じて
    記憶される基本増幅率(KP,KI)を持つ基本特
    性曲線(25,25′,26,26′)、及び調整偏差
    (ΔP)に応じて取出し可能な重み付け係数(G
    )を持つ重み付け特性曲線(28,28′)を含ん
    でいることを特徴とする、請求項8に記載の制御システ
    ム。
  10. 【請求項10】 回転数(n)に応じて読出し可能な基
    本特性曲線(25,25′)又は燃料消費(V)に応じ
    て読出し可能な基本特性曲線(26,26′)が設けら
    れていることを特徴とする、請求項9に記載の制御シス
    テム。
  11. 【請求項11】 調整器(24)が制限装置(6)の出
    力パルス占有率(TV)を通すことを特徴とする、請
    求項8〜10の1つに記載の制御システム。
  12. 【請求項12】 調整器(24)が切換え装置(4)及
    び制限装置(6)に信号を伝送するように接続され、か
    つそれぞれの運転状態についての情報を持つそれぞれ1
    つのブールパラメータ(S,B)を受信し、その際ブー
    ルパラメータ(S,B)の各組合わせに対してI成分用
    の初期化命令が調整器(24)に準備されていることを
    特徴とする、請求項9〜11の1つに記載の制御システ
    ム。
  13. 【請求項13】 前制御パルス占有率(TVVO)を決
    定するための入力信号として、前制御装置(5)へ過給
    圧力(P)の調整偏差(ΔP)が供給されることを
    特徴とする、請求項1〜12の1つに記載の制御システ
    ム。
  14. 【請求項14】 出て行く前制御パルス占有率(TV
    VO)を発生するため、前制御装置(5)の制御器(3
    5)がDT1伝送特性を持つていることを特徴とする、
    請求項1〜13の1つに記載の制御システム。
  15. 【請求項15】 制御器(35)の伝送特性が、少なく
    とも1つの伝送パラメータ特にDT1関数の増幅率(K
    pos,Kneg)及び時定数(Tpos,Tneg
    の規定によつて設定可能であることを特徴とする、請求
    項14に記載の制御システム。
  16. 【請求項16】 前制御装置(5)が入力信号から要求
    される目標値変化の勾配を検出する装置(8)を含み、
    求められる勾配の傾斜に応じて制御器(35)のDT1
    関数の伝送パラメータが規定されることを特徴とする、
    請求項15に記載の制御システム。
  17. 【請求項17】 求められる勾配傾斜を分類するため、
    勾配検出装置(8)に2つの限界勾配(Gr,G
    )が規定されて、前制御なしの勾配区域を区画し、
    勾配区域外にある両方の範囲に対して、制御器(35)
    のDT1伝送特性を設定するため個々の伝送パラメータ
    が設けられていることを特徴とする、請求項16に記載
    の制御システム。
  18. 【請求項18】 前制御装置(5)が制御器(35)の
    後に設けられる制限器(38)を含み、出て行く前制御
    パルス占有率(TVVO)を制限するため、上の前制御
    限界値(Vormax)及び下の前制御限界値(Vor
    min)が制限器(38)に規定されることを特徴とす
    る、請求項14〜17の1つに記載の制御システム。
  19. 【請求項19】 前制御装置(5)にパラメータ記憶装
    置(34)が付属し、このパラメータ記憶装置から、前
    制御パルス占有率(TVVO)の発生の際前制御装置
    (5)に規定すべき設定パラメータ(Gr,Gr
    pos,Tneg,Vormax,Vormin)を
    持つパラメータ組(DATA1〜DATA4)が取出し
    可能であることを特徴とする、請求項15〜18の1つ
    に記載の制御システム。
  20. 【請求項20】 内燃機関の異なる運転状態のための複
    数のパラメータ組(DATA1〜DATA4)がパラメ
    ータ記憶装置(34)に記憶されていることを特徴とす
    る、請求項19に記載の制御システム。
  21. 【請求項21】 パラメータ組(DATA1〜DATA
    4)が内燃機関のそれぞれ特定の回転数範囲に属し、読
    出しかつ規定すべきパラメータ組(DATA1〜DAT
    A4)を決定するため、内燃機関の現在の回転数(n)
    が前制御装置(5)へ入力されることを特徴とする、請
    求項20に記載の制御システム。
  22. 【請求項22】 内燃機関が排気ガス再循環及び直接噴
    射で動作し、排気ガス再循環率が、排気ガス再循環導管
    にある排気ガス再循環弁の設定を介して制御又は調整可
    能であり、かつ内燃機関の入口範囲にある絞り弁の設定
    により増大可能であり、絞り弁の始動が排気ガス再循環
    弁の始動に関連せしめられている、請求項1〜21の1
    つに記載の制御システム
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