JP3337799B2

JP3337799B2 - 過給機付エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP3337799B2
Application number: JP33123793A
Authority: JP
Inventors: 久典中根
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 2002-10-21
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JPH07189719A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ターボ過給機を備えた
過給機付エンジンの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ターボ過給機を備えた過給機付エ
ンジンの制御装置として、例えば特公昭５９−５１６４
９号公報に示されるものが知られている。この装置で
は、吸気側に設けられるコンプレッサと排気側に設けら
れるタービンとがターボ回転軸で連結され、このターボ
回転軸が滑り軸受で回転可能に支持されるとともに、こ
のターボ回転軸の途中に流体タービンが設けられ、この
流体タービンにオイルが一定流量で噴射されることによ
り、ターボ回転軸の駆動が補助されるようになってい
る。より具体的には、制御弁の作動により補助駆動状態
と補助駆動停止状態とに切換可能とし、上記コンプレッ
サから出力される圧縮空気の圧力が所定値以下となった
時点で上記補助駆動停止状態から補助駆動状態に切換
え、上記ターボ回転軸をさらに加速する制御が行われ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記過給機付きエンジ
ンでは、ノッキングの対策が重要な課題となる。すなわ
ち、上記ターボ過給機によって過給圧を高めると、気筒
内の最高温度及び最高圧力が高まり、特に高負荷状態で
ノッキングが生じやすくなる。このノッキングを抑制す
る手段として、エンジンの点火進角を最大トルクを発生
するのに必要な最小点火進角よりも遅らせて気筒内の最
高温度及び最高圧力を下げることが有効であるが、この
ように点火進角を遅らせるとエンジン出力が犠牲にな
り、せっかくターボ過給機を設置しても要求加速度を十
分に満たすことが困難になる。また、燃費も悪化するこ
とになる。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑み、ノッキ
ングを有効に抑制しながら要求加速度を満足させること
ができる過給機付エンジンの制御装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、コンプレッサとタービンとこ
れらを連結するターボ回転軸とをもつターボ過給機と、
このターボ回転軸を排気エネルギ以外のエネルギにより
補助駆動する補助駆動手段と、エンジン負荷が予め設定
された高負荷領域にある場合に上記補助駆動手段に上記
ターボ過給機の補助駆動を行わせる補助駆動制御手段
と、実際の点火進角を最大トルクを発生するのに必要な
最小点火進角よりも遅らせる点火進角制御手段とを備え
た過給機付エンジンの制御装置において、上記エンジン
における吸気ポートの開期間と排気ポートの開期間を両
期間の一部がオーバーラップするように設定するととも
に、エンジン負荷上昇速度を検出する負荷上昇速度検出
手段と、上記高負荷領域において検出されたエンジン負
荷上昇速度が一定以上の場合にこの上昇速度が一定未満
の場合よりも実際の点火進角を上記最小点火進角に近付
ける点火進角補正手段とを備えたものである（請求項
１）。

【０００６】上記補助駆動制御手段としては、検出され
たエンジン負荷上昇速度が一定以上の場合にこの上昇速
度が一定未満の場合よりも低いエンジン負荷から上記補
助駆動を行わせるものが、より好ましい（請求項２）。

【０００７】また、上記ターボ回転軸をコンプレッサ側
軸とタービン側軸とに分割するとともに、エンジン回転
数が所定回転数未満の領域では上記コンプレッサ側軸と
タービン側軸とを相対回転可能に切離しエンジン回転数
が所定回転数以上の領域では上記コンプレッサ側軸とタ
ービン側軸とを連結する連結切換手段を備え、上記コン
プレッサ側軸を補助駆動するように上記補助駆動手段を
構成することにより、後述のようなより優れた効果が得
られる（請求項３）。

【０００８】

【作用】請求項１記載の装置において、高出力を要しな
い場合、すなわちエンジン負荷が低負荷領域にある場合
や、エンジン負荷が高負荷領域にあってもその上昇速度
が一定未満の場合（すなわち要求加速度が低い場合）に
は、通常通り点火進角が最大トルクを発生するのに必要
な最小点火進角（以下、ＭＢＴ進角：Minimum Spark Ad
vance for Best Torque と称する。）よりも十分リター
ドされることにより、ノッキングが抑制される。

【０００９】これに対し、エンジン負荷上昇速度が一定
以上の時には、一定未満の時よりも点火進角が上記ＭＢ
Ｔ進角に近付けられる（すなわちアドバンスされる）こ
とにより十分なエンジン出力が確保され、要求加速度が
満たされる。なお、上記点火進角のアドバンスのため、
この点火進角の制御によるノッキング抑制作用は減少す
るが、吸気ポートの開期間と排気ポートの開期間とが一
部オーバーラップしているため、このオーバーラップ期
間に吸気ポートから気筒内に導入される過給気で燃焼ガ
スを排気ポートを通じて追い出すいわゆる掃気作用で気
筒内温度を下げることにより、上記点火進角のアドバン
スが行われない場合と同様にノッキングを抑制すること
が可能である。

【００１０】ここで一般の過給気付エンジンでは、エン
ジン回転数の上昇に伴って過給圧とともに排気側圧力も
上昇するため、上記掃気作用を十分に得ることは困難と
されていたが、この請求項１記載の装置では、上記高負
荷領域での運転時にターボ過給機が排気エネルギ以外の
エネルギで補助駆動されるため、上記のようなエンジン
負荷の素早い上昇に伴って過給圧が排気圧よりも高い応
答性で上昇し、この排気圧を上回ることにより、十分な
掃気作用が維持される。

【００１１】なお、このようなエンジンでは、上記負荷
急上昇時の初期は応答遅れで排気圧がまだ十分に上がら
ず、排気エネルギによるターボ過給機の駆動力は低い
が、請求項２記載の装置では、上記開弁速度が一定以上
の場合には、開弁速度が一定未満の場合よりも低いエン
ジン負荷から補助駆動が開始されるので、この補助駆動
によってエンジン過給の応答性が十分高く維持される。

【００１２】また、請求項３記載の装置では、エンジン
回転数が所定回転数未満の低速領域で、上記ターボ回転
軸のコンプレッサ側軸が慣性モーメントの大きいタービ
ン及びタービン側軸から切り離され、慣性モーメントの
低いコンプレッサ側軸及びコンプレッサのみが補助駆動
されるので、ターボ回転軸が一体の場合よりもさらに過
給圧を高めることができ、特にノッキングの発生し易い
低速領域で上記掃気作用をより高めることができる。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１４】この実施例におけるエンジン本体１０に
は、図２に示すような気筒２が複数個並べて設けられて
いる。各気筒２の燃焼室には、吸気ポート３及び排気ポ
ート４が開口し、点火プラグ５が臨んでおり、上記吸気
ポート３及び排気ポート４はそれぞれ図略の吸気弁及び
排気弁により開閉されるようになっている。両弁は図略
の動弁機構により開閉駆動され、それぞれの開期間は図
３のように設定されている。すなわち、排気弁はピスト
ン下死点近傍からピストン上死点近傍にかけて開弁し、
吸気弁はピストン上昇点近傍からピストン下死点近傍に
かけて開弁するように構成されており、両弁の開期間同
士の間には、ピストン上死点付近で所定のオーバーラッ
プ期間が確保されている（図３の網目部分）。上記点火
プラグ５はデストリビュータ６に接続され、デストリビ
ュータ６は点火コイル７に接続されている。

【００１５】上記各気筒２には、図４に示すように吸気
マニホールド１２を介して共通吸気管１４が接続され、
上記吸気マニホールド１２内にインジェクタ８が設けら
れてている。この共通吸気管１４の途中には、上流側か
ら順にエアクリーナー１８、ターボ過給機２４のコンプ
レッサ（詳細後述）、インタクーラー１６、スロットル
弁１５等が設けられている。上記各気筒２には排気マニ
ホールド１９を介して共通排気管２０が接続されてお
り、その途中に、上記ターボ過給機２４のタービン（詳
細後述）、排気ガス浄化用触媒２２等が設けられてい
る。

【００１６】上記ターボ過給機２４の内部構造を図５に
示す。このターボ過給機２４は、通常のターボ過給機と
同様、コンプレッサ２６及びタービン２８を備え、両者
がターボ回転軸３５によって連結されている。コンプレ
ッサ２６はコンプレッサハウジング３０に収容され、タ
ービン２８はタービンハウジング３２に収容されてい
る。コンプレッサハウジング３０は上記共通吸気管１４
の途中に組み込まれ、タービンハウジング３２は上記共
通排気管２０の途中に組み込まれている。両ハウジング
３０，３２は略円筒状の本体ハウジング３４を介して連
結され、この本体ハウジング３４により上記ターボ回転
軸３５が回転可能に支えられている。

【００１７】このターボ過給機２４では、上記ターボ回
転軸３５がコンプレッサ側軸３６とタービン側軸３７と
に分割され、両者の間に遠心クラッチ（連結切換手段）
６０が設けられている。この遠心クラッチ６０は、ター
ビン側軸３７の回転数が一定未満の状態ではこのタービ
ン側軸３７とコンプレッサ側軸３６とを相対回転可能に
切り離す一方、タービン側軸３７の回転数が一定以上に
なるとその遠心力によりタービン側軸３７とコンプレッ
サ側軸３６とを両者が一体回転するように連結するもの
であり、周知の遠心クラッチ等が適用可能である。

【００１８】上記コンプレッサ側軸３６の適所には、油
圧タービン（流体タービン）３８が設けられている。こ
の油圧タービン３８には、周方向成分をもつ作動油流が
コンプレッサ側（図５では右側）から吹き付けられた時
にそのエネルギをターボ回転軸３５の回転エネルギに変
換する形状の羽根が形成されている。これに対し、上記
本体ハウジング３４には、その側壁を径方向に貫くオイ
ル供給ノズル（噴射手段）６２が固定され、このオイル
供給ノズル６２の噴射口４０が本体ハウジング３４内で
上記油圧タービン３８に向けられている。

【００１９】なお、図５において４２は、ターボ過給機
２４内のオイルを適宜機外へ導くためのオイル排出パイ
プである。

【００２０】前記図４に示すように、上記エンジン１０
のクランク軸１０２には、駆動伝達機構１０４を介して
オイルポンプ１０８が連結されている。このオイルポン
プ１０８は、上記クランク軸１０２の駆動力を受けて作
動し、エンジン１０内の潤滑油を作動油として上記オイ
ル供給ノズル６２に圧送するように構成されている。

【００２１】このオイルポンプ１０８の構造を図６に示
す。このオイルポンプ１０８は、可変容量型のものであ
り、外側ハウジング４４と、この外側ハウジング４４内
をスライドするロータハウジング４６とを備えている。
上記外側ハウジング４４の側壁には、オイル吸入口４４
ａ及びオイル吐出口４４ｂが形成され、オイル吸入口４
４ａが上記エンジン本体１０に接続される一方、オイル
吐出口４４ｂが上記ターボ過給機２４のオイル供給ノズ
ル６２に接続されている。ロータハウジング４６には、
オイル吸入溝４６ａ及びオイル吐出溝４６ｂが形成され
ており、このロータハウジング４６のスライド範囲内
で、上記オイル吸入溝４６ａを介して上記オイル吸入口
４４ａとロータハウジング４６内とが連通され、上記オ
イル吐出溝４６ｂを介して上記オイル吐出口４４ｂとロ
ータハウジング４６内とが連通されるようになってい
る。

【００２２】上記外側ハウジング４４側にはロータ回転
軸４８を中心として回転可能にロータ５０が支持され、
このロータ５０の外周部にその径方向に移動可能に複数
枚のベーン５２が装着されており、これらロータ５０及
びベーン５２がロータハウジング４６内に収納されてい
る。そして、上記軸４８が上記駆動伝達機構１０４に連
結されており、この軸４８及びロータ５０が回転駆動さ
れた状態で、上記ロータハウジング４６が外側ハウジン
グ４４に対してスライドすることにより、オイル吐出容
量が変化するようになっている。具体的には、上記ロー
タハウジング４６と軸４８との偏心量が増す（すなわち
ロータハウジング４６が図６の位置から左方向にスライ
ドする）につれて、オイルポンプ１０８のポンプ容量も
増えるようになっている。

【００２３】上記ロータハウジング４６からはそのスラ
イド方向にロッド４４ｃが延設されており、このロッド
４４ｃがスライド駆動装置（容量制御手段を構成）８０
に連結されている。このスライド駆動装置８０は、ステ
ッピングモータ及びボールねじ機構を備え、上記ステッ
ピングモータの作動で上記ロータハウジング４６をスラ
イド駆動するように構成されている。

【００２４】また、このエンジンには、スロットル開度
θを検出するスロットルセンサ（負荷上昇速度検出手
段）１１６、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回
転数センサ１１７、吸気圧 Boostを検出する負圧センサ
１１８等の各種センサを備え、これらのセンサの検出信
号が、マイクロコンピュータ等からなるＥＣＵ（電子コ
ントロールユニット）１２０に入力されるようになって
いる。

【００２５】このＥＣＵ１２０は、図１に示すように、
補助駆動制御手段１２２、点火進角制御手段２４、及び
点火進角補正手段１２６を備えている。

【００２６】補助駆動制御手段１２２は、上記スライド
駆動装置８０に制御信号を出力することにより、同装置
８０の作動制御、すなわちポンプ容量制御を実行するも
のである。例えば、上記制御信号の出力によりスライド
駆動装置８０が作動し、図６に示されるようにロータ回
転軸４８とロータハウジング４６との偏心量が最小とな
る位置にロータハウジング４６をスライドさせた場合に
は、オイルポンプ４４の容量が最小の微小量に抑えら
れ、補助駆動が実質上行われない状態となる。これに対
し、制御信号の出力によりスライド駆動装置８０が図示
の位置からロータハウジング４６を同図左方向にスライ
ド駆動してロータ回転軸４８とロータハウジング４６と
の偏心量を増やすと、オイルポンプ４４の容量が増加さ
れ、補助駆動実行状態となる。

【００２７】ここで、上記補助駆動制御手段１２２は、
補助駆動のオンオフ制御を次のようにして行うように構
成されている。

【００２８】ｉ）スロットルセンサ１１６の検出信号に
基づいて求められるスロットル弁開弁速度（＝ｄθ／ｄ
ｔ；エンジン負荷上昇速度に対応する速度）が一定値Ｃ
未満の時：エンジン負荷Ｐｅが予め設定された一定負荷
Ｐｅ１未満の低負荷領域では、オイルポンプ１０８の容
量を最小にして実質上補助駆動を停止させる。これに対
し、エンジン負荷Ｐｅが上記一定負荷Ｐｅ１以上の高負
荷領域では、オイルポンプ１０８の容量を最大にして補
助駆動を実行させる。

【００２９】ii）上記スロットル弁開弁速度（＝ｄθ／
ｄｔ）が一定値Ｃ以上の時（すなわち負荷急上昇時）：
エンジン負荷Ｐｅが予め設定された一定負荷Ｐｅ２（＜
Ｐｅ１）未満の低負荷領域では、オイルポンプ１０８の
容量を最小にして実質上補助駆動を停止させる。これに
対し、エンジン負荷Ｐｅが上記一定負荷Ｐｅ２以上の高
負荷領域では、オイルポンプ１０８の容量を最大にして
補助駆動を実行させる。すなわち、上記開弁速度ｄθ／
ｄｔが一定値Ｃ未満の時よりも低い負荷Ｐｅ２から補助
駆動を開始させる。

【００３０】図１に戻って点火進角制御手段１２４は、
上記点火コイル７に制御信号を出力することにより、点
火プラグ５によるエンジン点火の点火進角を制御するも
のであり、基本点火進角Ｉｇｏに後述の補正進角ΔＩｇ
を加えた実点火進角Ｉｇで点火プラグ５に点火を行わせ
るように構成されている。ここで、上記基本点火進角Ｉ
ｇｏは、エンジン回転数やエンジン負荷をパラメータと
するエンジン運転状態と対応づけて予めマップで定めら
れており、ノッキング抑制の観点からＭＢＴ進角（最大
トルクを発生するのに必要な最小点火進角）より十分遅
れた進角に設定されている。この実施例では、ノッキン
グが生じやすい高負荷領域で特に点火時期を遅らせるべ
く、エンジン負荷Ｐ１が高まるほどＭＢＴ進角からのリ
タード角が増大するような基本点火進角Ｉｇｏが設定さ
れている。

【００３１】点火進角補正手段１２６は、スロットル弁
開弁速度ｄθ／ｄｔが一定値Ｃ未満の時、あるいは、ス
ロットル弁ｄθ／ｄｔが一定値Ｃ以上であってもまだ補
助駆動が行われない低負荷領域（Ｐｅ＜Ｐ２）での運転
時には、上記補正進角ΔＩｇを０に設定する一方、スロ
ットル弁ｄθ／ｄｔが一定値Ｃ以上でかつ補助駆動が行
われる高負荷領域（Ｐｅ≧Ｐ２）での運転時には、上記
補正進角ΔＩｇをエンジンの運転状態や時刻により決定
される関数値（詳細後述）に設定し、この補正進角ΔＩ
ｇだけ上記実点火進角ＩｇをＭＢＴ進角に近付ける（す
なわちアドバンスさせる）ものである。

【００３２】次に、この装置の作用を図７のフローチャ
ートを併せて参照しながら説明する。

【００３３】まず、スロットル弁開弁速度ｄθ／ｄｔが
一定値Ｃ未満の場合、すなわち急加速操作が行われてお
らず、エンジン負荷が急速に上昇していない場合（ステ
ップＳ１でＮＯ）、エンジン負荷Ｐｅが一定負荷Ｐｅ１
未満の低負荷領域では（ステップＳ２でＮＯ）、ターボ
過給機３５の補助駆動は行われず、また補正進角ΔＩｇ
は０に設定される（ステップＳ４）。従って、実点火進
角Ｉｇは基本点火進角Ｉｇｏと等しい進角に設定され
（ステップＳ５）、このような点火進角Ｉｇ（＝Ｉｇ
ｏ）でもってエンジンの点火が行われる（ステップＳ
６）。これに対し、エンジン負荷Ｐｅが一定負荷Ｐｅ１
以上の高負荷領域に入ると（ステップＳ２でＹＥＳ）、
オイルポンプ１０８の容量が増加されてターボ過給機３
５の補助駆動が実行され（ステップＳ３）、過給圧が十
分に高められる。実点火進角Ｉｇは上記と同様に基本点
火進角Ｉｇｏと等しく設定され（ステップＳ４，Ｓ
５）、このような遅いタイミングで点火が行われること
により（ステップＳ６）、高負荷領域で特に発生しやす
いノッキングが十分に抑制される。

【００３４】一方、スロットル弁開弁速度ｄθ／ｄｔが
一定値Ｃ以上に達した場合、すなわち急加速操作が行わ
れた場合（ステップＳ１でＹＥＳ）でも、エンジン負荷
Ｐｅが一定負荷Ｐｅ２未満の低負荷領域では（ステップ
Ｓ７でＮＯ）、スロットル弁開弁速度ｄθ／ｄｔが一定
値Ｃ未満の場合における低負荷時と同様、ターボ過給機
３５の補助駆動は行われず、また補正進角ΔＩｇは０に
設定されて（ステップＳ４）基本点火進角Ｉｇｏと等し
い実点火進角Ｉｇ（＝Ｉｇｏ）でもってエンジンの点火
が行われる（ステップＳ６）。

【００３５】ところが、高負荷領域でスロットル弁開弁
速度ｄθ／ｄｔが一定値Ｃ以上まで高められている場合
（ステップＳ１でＹＥＳかつステップＳ７でＹＥＳ）、
すなわちエンジン負荷が急上昇して高出力が要求される
場合には、ターボ過給機３５の補助駆動が実行されると
ともに（ステップＳ８）、補正進角ΔＩｇがエンジン回
転数Ｎｅ及び吸気圧Boostの関数fe(Ne，Boost)と時間関
数ｆs(t) とで決定される関数ｆ（fe(Ne，Boost)，ｆs
(t) ）に設定される（ステップＳ９）。ここで、上記時
間関数ｆs(t)は、オイルポンプ１０８の容量増加を行っ
てから実際に補助駆動力が高まるまでの応答遅れを考慮
すべく設定される値である。

【００３６】このような補正進角ΔＩｇが上記基本点火
進角Ｉｇｏに加えられた進角が実点火進角Ｉｇに設定さ
れることにより（ステップＳ５）、実点火進角Ｉｇが基
本点火進角ＩｇｏよりもＭＢＴ進角に近付けられ（すな
わちアドバンス）され、その分エンジン出力が高められ
て要求加速度が満たされる。

【００３７】このような点火進角のアドバンスにより、
点火進角制御によるノッキング抑制作用は削減される
が、この実施例装置では、図３に示すように排気弁の開
弁期間と吸気弁の開弁期間とがオーバーラップしてお
り、しかも、エンジン負荷Ｐｅが一定負荷Ｐ２以上の高
負荷領域（ノッキングが発生し易い領域）で補助駆動が
行われることにより過給圧が排気圧よりも十分高められ
るため、上記のような急加速操作時（負荷急上昇時）に
は排気圧が応答遅れであまり上昇しないうちに過給圧の
みが上記補助駆動で応答性よく上昇し、その結果過給圧
が排気圧を上回ることにより、上記オーバーラップ期間
において吸気ポート３からの導入過給気により気筒内燃
焼ガスを排気ポート４を通じて気筒外へ追い出すいわゆ
る掃気作用を十分に確保することができ、これにより気
筒内最高温度を下げてノッキングを抑制することができ
る。すなわち、吸排気期間のオーバーラップ確保と、タ
ーボ過給機２４の補助駆動との組合せにより、効果的な
ノッキング抑制が果たされ、その分点火進角を進ませて
エンジンの出力向上及び燃費改善を果たすことができ
る。

【００３８】また、この実施例では、スロットル弁開弁
速度ｄθ／ｄｔが一定値Ｃ以上の時に、同開弁速度ｄθ
／ｄｔが一定値Ｃ未満の時よりも低いエンジン負荷Ｐｅ
２（＜Ｐｅ１）から補助駆動を開始するようにしている
ので、上記のような急加速操作時に排気圧の上昇が遅れ
ても、早い時期から補助駆動を開始することによってエ
ンジン過給につき高い応答性を確保することが可能とな
っている。

【００３９】図８は、上記装置における過給圧Ｐと点火
進角との関係をグラフに示したものであり、同図破線７
０は補助駆動による掃気作用がないとした場合にノッキ
ングを抑制可能とするための点火進角を、同図二点鎖線
７１はＭＢＴ進角を、実線７２は基本点火進角Ｉｇｏ
を、一点鎖線７３はスロットル弁開弁速度ｄθ／ｄｔが
一定値Ｃ以上の場合の補正済実点火進角Ｉｇをそれぞれ
示している。図において、ｄθ／ｄｔ＜Ｃの場合には過
給圧Ｐ１（エンジン負荷Ｐｅ１に相当）、ｄθ／ｄｔ≧
Ｃの場合には過給圧Ｐ２（エンジン負荷Ｐｅ２に相当）
からそれぞれ補助駆動が開始されるが、この補助駆動に
よる掃気作用でノッキング抑制が促進される分、基本点
火進角Ｉｇ（実線７２）を従来の点火進角（破線７０）
よりもアドバンスさせることが可能となっている。さら
に、高負荷領域においてｄθ／ｄｔ≧Ｃの場合に実点火
進角Ｉｇが一点鎖線７３で示される進角までアドバンス
側に補正されることにより、要求加速度を満たすべくエ
ンジン出力を高めることが可能となっている。

【００４０】なお、本発明は上記のような実施例に限定
されるものではなく、例として次のような態様を採るこ
とも可能である。

【００４１】(1) 上記実施例では、ターボ回転軸３５を
分割可能に構成したものを示したが、これに代え、従来
のようにコンプレッサ２６からタービン２８まで一体に
構成された通常のターボ回転軸をもつターボ過給機を用
いてもよい。ただし、上記実施例のような分割型とし、
特にノッキングが発生しやすい低速領域で両軸３６，３
７が切り離される構成にすれば、この低速領域で、比較
的慣性モーメントの小さいコンプレッサ側軸３６及びコ
ンプレッサ２６のみを補助駆動することにより、特に急
加速時、ターボ回転軸３５が一体のものに比べてより迅
速に過給圧を高めることができ、この過給圧上昇によっ
てエンジン出力を高めるとともに上記掃気作用の促進に
よってノッキングをより効果的に抑制することが可能に
なる。また、タービン回転数が十分高まった高速領域で
は両軸３６，３７を連結して排気エネルギによる駆動を
開始することにより、補助駆動力を節減して燃費向上を
図ることができる。

【００４２】(2) 上記実施例では、可変容量型オイルポ
ンプ１０８を用いているが、上記のように補助駆動を行
う状態と行わない状態とに切換えるだけのオンオフ制御
を行う場合には、特に可変容量型オイルポンプ１０８を
用いる必要はない。この場合は、例えば上記駆動伝達機
構１０４とオイルポンプ１０８との間にクラッチを介在
させ、そのオンオフによりオイルポンプ１０８を作動状
態と停止状態とに切換えるようにすればよい。

【００４３】(3) 上記実施例では、連結切換手段として
遠心クラッチ６０を用いることにより、エンジン回転数
に応じて自動的に連結／切離しの切換が行われるように
しているが、上記遠心クラッチ６０に代えて通常の油圧
クラッチを用い、アクチュエータの作動によりエンジン
回転数に応じて上記油圧クラッチのオンオフ制御を行う
ようにしてもよい。

【００４４】(4) 上記実施例では、スロットル開度θに
基づいて負荷上昇速度を把握するようにしているが、本
発明はこれに限らず、上記スロットル開度θに対応する
アクセル開度、吸気圧、等の時間変化を検出することに
よっても、エンジン負荷上昇速度を把握することが可能
である。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明は、吸気ポートの開
期間と排気ポートの開期間とを一部オーバーラップさせ
るとともに、ターボ過給機を補助駆動する高負荷領域に
おいてエンジン負荷上昇速度が一定以上の場合に点火進
角をＭＢＴ進角に近付けるようにしたものであるので、
この点火進角のアドバンスによって要求加速度を満足さ
せ、かつ燃費節減を図りながら、上記オーバーラップ期
間において上記補助駆動により過給圧を排気圧よりも相
対的に上昇させていわゆる掃気作用を確保することによ
り、点火進角をアドバンスさせても十分にノッキングを
抑制することができる効果がある。

【００４６】ここで、請求項２記載の装置では、上記エ
ンジン負荷上昇速度が一定以上の場合には、一定未満の
場合よりも低いエンジン負荷から補助駆動を開始するよ
うにしているので、上記負荷急上昇時に排気圧上昇が遅
れてもターボ過給機の補助駆動を早めに開始することに
よってエンジン過給の応答性を十分高く維持することが
できる効果がある。

【００４７】また、請求項３記載の装置では、エンジン
回転数が所定回転数未満の低速領域で、上記ターボ回転
軸のコンプレッサ側軸を慣性モーメントの大きいタービ
ン及びタービン側軸から切り離し、慣性モーメントの低
いコンプレッサ側軸及びコンプレッサのみを補助駆動す
るようにしたものであるので、ターボ回転軸が一体の場
合よりもさらに迅速に過給圧を高めることができ、特に
ノッキングの発生し易い低速領域で上記掃気作用を高め
てノッキング抑制をより確実に行うことができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における過給機付エンジンの
制御装置の機能構成を示すブロック図である。

【図２】上記エンジンの気筒を示す平面図である。

【図３】上記エンジンにおいて設定される吸気弁開期間
及び排気弁開期間を示す図である。

【図４】上記エンジンの全体構成図である。

【図５】上記エンジンに搭載されるターボ過給機の断面
図である。

【図６】上記実施例における可変容量型オイルポンプ及
びそのスライド駆動装置の断面図である。

【図７】上記エンジンの制御装置の作用を示すフローチ
ャートである。

【図８】上記エンジンにおける過給圧と点火進角との関
係を示すグラフである。

【符号の説明】

２気筒３吸気ポート４排気ポート１０エンジン本体１４吸気通路２０排気通路２４ターボ過給機２６コンプレッサ２８タービン３５ターボ回転軸３６コンプレッサ側軸３７タービン側軸３８油圧タービン６０遠心クラッチ（連結切換手段）６２オイル供給ノズル１０８オイルポンプ１１６スロットルセンサ（エンジン負荷上昇速度検出
手段）１２０ＥＣＵ１２２補助駆動制御手段１２４点火進角制御手段１２６点火進角補正手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コンプレッサとタービンとこれらを連結
するターボ回転軸とをもつターボ過給機と、このターボ
回転軸を排気エネルギ以外のエネルギにより補助駆動す
る補助駆動手段と、エンジン負荷が予め設定された高負
荷領域にある場合に上記補助駆動手段に上記ターボ過給
機の補助駆動を行わせる補助駆動制御手段と、実際の点
火進角を最大トルクを発生するのに必要な最小点火進角
よりも遅らせる点火進角制御手段とを備えた過給機付エ
ンジンの制御装置において、上記エンジンにおける吸気
ポートの開期間と排気ポートの開期間を両期間の一部が
オーバーラップするように設定するとともに、エンジン
負荷上昇速度を検出する負荷上昇速度検出手段と、上記
高負荷領域において検出されたエンジン負荷上昇速度が
一定以上の場合にこの上昇速度が一定未満の場合よりも
実際の点火進角を上記最小点火進角に近付ける点火進角
補正手段とを備えたことを特徴とする過給機付エンジン
の制御装置。
【請求項２】請求項１記載の過給機付エンジンの制御
装置において、検出されたエンジン負荷上昇速度が一定
以上の場合にこの上昇速度が一定未満の場合よりも低い
エンジン負荷から上記補助駆動を行わせるように上記補
助駆動制御手段を構成したことを特徴とする過給機付エ
ンジンの制御装置。
【請求項３】請求項１または２記載の過給機付エンジ
ンの制御装置において、上記ターボ回転軸をコンプレッ
サ側軸とタービン側軸とに分割するとともに、エンジン
回転数が所定回転数未満の領域では上記コンプレッサ側
軸とタービン側軸とを相対回転可能に切離しエンジン回
転数が所定回転数以上の領域では上記コンプレッサ側軸
とタービン側軸とを連結する連結切換手段を備え、上記
コンプレッサ側軸を補助駆動するように上記補助駆動手
段を構成したことを特徴とする過給機付エンジンの制御
装置。