JP6155542B2 - 過給システムおよび過給システムの制御方法 - Google Patents

過給システムおよび過給システムの制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6155542B2
JP6155542B2 JP2012004473A JP2012004473A JP6155542B2 JP 6155542 B2 JP6155542 B2 JP 6155542B2 JP 2012004473 A JP2012004473 A JP 2012004473A JP 2012004473 A JP2012004473 A JP 2012004473A JP 6155542 B2 JP6155542 B2 JP 6155542B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
gate valve
waste gate
supercharging system
supercharger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012004473A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013142379A (ja
Inventor
篤史 小池
篤史 小池
剛 西山
剛 西山
和彦 品川
和彦 品川
光史 前山
光史 前山
智嗣 草野
智嗣 草野
小林 祐二
祐二 小林
正則 岡田
正則 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2012004473A priority Critical patent/JP6155542B2/ja
Priority to PCT/JP2013/050274 priority patent/WO2013105592A1/ja
Priority to CN201380004964.7A priority patent/CN104040139B/zh
Priority to EP13735573.1A priority patent/EP2803837B1/en
Publication of JP2013142379A publication Critical patent/JP2013142379A/ja
Priority to US14/308,769 priority patent/US10006353B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6155542B2 publication Critical patent/JP6155542B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/22Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/16Other safety measures for, or other control of, pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D41/0007Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

本発明は、タービンインペラに導かれる流体をタービンインペラの下流にバイパスさせるウェイストゲートバルブを備える過給システムおよび過給システムの制御方法に関する。
従来、過給機は、例えばエンジン等に接続して出力を高める用途で用いられる。この過給機の過給圧が高くなると、その後の排気ガスの流量や圧力が高まることから、過給機の回転力が高まって、さらに過給圧が高まり、エンジンや過給機が損傷する恐れがある。そこで、過給機の中には、排気ガスの一部をエンジンからタービンの下流にバイパスさせ、タービンハウジングに流入する排気ガスの圧力を抑制する機能を備えたものが普及している。
具体的に説明すると、過給機には、タービンインペラの上流と下流とを連通するバイパス流路が設けられるとともに、このバイパス流路を開閉するウェイストゲートバルブが設けられている。そして、コンプレッサハウジング内の圧力に応じ、ウェイストゲートバルブに連結されたアクチュエータによってウェイストゲートバルブの開度が調節される。
過給機の形状が経年変化すると、ウェイストゲートバルブと、ウェイストゲートバルブで塞がれる孔の相対位置も変化する。そのため、アクチュエータが電動式の場合、ウェイストゲートバルブの制御を行っても、開度を適切に調整できなくなる。そこで、特許文献1では、適時、ウェイストゲートバルブの制御量と開度との関係を設定し直す機能を備える過給機が提案されている。
特許第4434057号
過給機は、例えば、過給機に接続されたエンジン出力等の使用状況によって大きく温度が変化する。この温度変化に伴う熱膨張によって、過給機全体の形状も変化し、ウェイストゲートバルブと、ウェイストゲートバルブで塞がれる孔の相対位置も変わる。そのため、例えば、特許文献1に記載の過給機を用い、電動式アクチュエータによってウェイストゲートバルブの制御を行っても、使用状況ごとの温度変化によって、リークが生じたり、ウェイストゲートバルブが孔を塞ぐ際の締め付け力が強くなり過ぎたりするなど、開度を適切に調整できなくなるおそれがある。
本発明の目的は、過給機の温度に関わらず、ウェイストゲートバルブの開度を適切に調整することができる過給システムおよび過給システムの制御方法を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明の過給システムは、コンプレッサハウジングおよびタービンハウジングが設けられた過給機本体と、過給機本体に回転自在に支持されるとともに、タービンハウジング内に収容されるタービンインペラが一端に設けられ、コンプレッサハウジング内に収容されるコンプレッサインペラが他端に設けられたタービン軸と、タービンインペラに導かれるべき流体をタービンインペラの下流にバイパスさせるウェイストゲートバルブと、ウェイストゲートバルブに連結され、制御値に基づいてウェイストゲートバルブの開度を調整する電動アクチュエータと、過給機本体の温度、または、過給機本体の温度と相関関係を有する温度である対象温度を取得する温度取得部と、異なる複数の対象温度と対応づけられた各補正値に基づいて、ウェイストゲートバルブを全閉とする制御値を補正して、過給機の熱膨張に対応するようにウェイストゲートバルブの開度を調整するアクチュエータ制御部と、を備える。
対象温度において、前記ウェイストゲートバルブが全閉となるときの前記電動アクチュエータへの制御値と、基準温度において前記ウェイストゲートバルブが全閉となるときの前記電動アクチュエータへの制御値である基準値との差分である補正値が、当該対象温度に対応付けられた関係情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記アクチュエータ制御部は、前記温度取得部によって取得された前記対象温度から前記関係情報に基づいて前記補正値を特定し、前記電動アクチュエータに対する制御の入力値に当該特定した補正値を加減算して導出される制御値で、前記電動アクチュエータを制御してもよい。
前記記憶部は、前記対象温度と前記補正値とが対応付けられたテーブルを前記関係情報として記憶していてもよい。
前記記憶部は、前記対象温度から前記補正値を算出可能な演算式を前記関係情報として記憶していてもよい。
上記課題を解決するために、本発明の過給システムの制御方法は、タービンインペラに導かれるべき流体をタービンインペラの下流にバイパスさせるウェイストゲートバルブの開度を制御値に基づいて調整する電動アクチュエータを備えた過給システムの制御方法であって、過給機本体の温度、または、過給機本体の温度と相関関係を有する温度である対象温度を取得し、異なる複数の対象温度と対応づけられた各補正値に基づいて、ウェイストゲートバルブを全閉とする制御値を補正して、過給機の熱膨張に対応するようにウェイストゲートバルブの開度を調整する。
上記課題を解決するために、本発明の他の過給システムは、過給機のウェイストゲートバルブに連結された電動アクチュエータを制御する過給システムであって、ウェイストゲートバルブを全閉とする制御値を、過給機本体の温度、または、過給機本体の温度と相関関係を有する温度である、異なる複数の対象温度のそれぞれに対応づけられた各補正値に基づき補正して、過給機の熱膨張に対応するようにウェイストゲートバルブの開度を調整して、電動アクチュエータを制御する。
対象温度に対応して、制御値を補正する補正値を記憶する記憶部をさらに備えてもよい。
記憶部は、基準温度においてウェイストゲートバルブが全閉となるときの電動アクチュエータへの制御値である基準値をさらに記憶してもよい。
基準値に対して、所定の対象温度に対応する補正値を加算して制御値を補正してもよい。
対象温度から制御値を補正する補正値を算出可能な演算式を記憶する記憶部をさらに備えてもよい。
本発明によれば、過給機の温度に関わらず、ウェイストゲートバルブの開度を適切に調整することができる。
過給機の概略断面図である。 過給機の正面図である。 過給機の側面図である。 電動アクチュエータの制御を説明するためのブロック図である。 過給システムの制御方法を説明するためのフローチャートである。 対象温度と補正値との関係の一例を示すグラフである。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
図1は、過給機の概略断面図である。以下では、図1に示す矢印F方向を過給機Cの前側とし、矢印R方向を過給機Cの後側として説明する。図1に示すように、過給機Cは、過給機本体1を備えて構成される。この過給機本体1は、ベアリングハウジング2と、ベアリングハウジング2の前側に締結ボルト3によって連結されるタービンハウジング4と、ベアリングハウジング2の後側に締結ボルト5によって連結されるコンプレッサハウジング6と、が一体化されて形成されている。
ベアリングハウジング2には、過給機Cの前後方向に貫通する軸受孔2aが形成されており、この軸受孔2aにタービン軸7がベアリングを介して回転自在に支持されている。タービン軸7の前端部(一端)にはタービンインペラ8が一体的に連結されており、このタービンインペラ8がタービンハウジング4内に回転自在に収容されている。また、タービン軸7の後端部(他端)にはコンプレッサインペラ9が一体的に連結されており、このコンプレッサインペラ9がコンプレッサハウジング6内に回転自在に収容されている。
コンプレッサハウジング6には、過給機Cの後側に開口するとともに不図示のエアクリーナに接続される吸気口10が形成されている。また、締結ボルト5によってベアリングハウジング2とコンプレッサハウジング6とが連結された状態では、これら両ハウジング2、6の対向面によって、空気を圧縮して昇圧するディフューザ流路11が形成される。このディフューザ流路11は、タービン軸7(コンプレッサインペラ9)の径方向内側から外側に向けて環状に形成されており、上記の径方向内側において、コンプレッサインペラ9を介して吸気口10に連通している。
また、コンプレッサハウジング6には、ディフューザ流路11よりもタービン軸7(コンプレッサインペラ9)の径方向外側に位置する環状のコンプレッサスクロール流路12が設けられている。コンプレッサスクロール流路12は、エンジンの吸気口と連通するとともに、ディフューザ流路11にも連通している。したがって、コンプレッサインペラ9が回転すると、吸気口10からコンプレッサハウジング6内に流体が吸気されるとともに、当該吸気された流体は、ディフューザ流路11およびコンプレッサスクロール流路12で昇圧されてエンジンの吸気口に導かれることとなる。
タービンハウジング4には、過給機Cの前側に開口するとともに不図示の排気ガス浄化装置に接続される吐出口13が形成されている。また、締結ボルト3によってベアリングハウジング2とタービンハウジング4とが連結された状態では、これら両ハウジング2、4の対向面間に流路14が形成される。この流路14は、タービン軸7(タービンインペラ8)の径方向内側から外側に向けて環状に形成されている。
また、タービンハウジング4には、流路14よりもタービン軸7(タービンインペラ8)の径方向外側に位置する環状のタービンスクロール流路15が設けられている。タービンスクロール流路15は、エンジンの排気口から排出される排気ガスが導かれるガス流入口4a(図3参照)と連通するとともに、上記の流路14にも連通している。したがって、ガス流入口4aからタービンスクロール流路15に導かれた排気ガスは、流路14およびタービンインペラ8を介して吐出口13に導かれるとともに、その流通過程においてタービンインペラ8を回転させることとなる。そして、上記のタービンインペラ8の回転力は、タービン軸7を介してコンプレッサインペラ9に伝達されることとなり、コンプレッサインペラ9の回転力によって、上記のとおりに、流体が昇圧されてエンジンの吸気口に導かれることとなる。
図2は、過給機Cの正面図であり、図3は、過給機Cの側面図である。タービンハウジング4には、ガス流入口4aとタービンスクロール流路15との間の壁部から、図3中、吐出口13が開口する面に向かって貫通するバイパス孔4bが設けられており、このバイパス孔4bを介して、タービンインペラ8に導かれる流体の一部がタービンインペラ8の下流にバイパス(流出)可能となっている。ウェイストゲートバルブ20は、このバイパス孔4bに当接してバイパス孔4bを閉めたり、バイパス孔4bから離隔してバイパス孔4bを開いたりする開閉弁として機能する。
ウェイストゲートバルブ20には電動アクチュエータ21が連結されている。電動アクチュエータ21の可動部21aは、例えばモータ等で構成される。可動部21aにはエンジンなどの熱源からの輻射熱を遮熱する遮熱板21bが取り付けられている。電動アクチュエータ21のロッド21cは、可動部21aに連結され、可動部21aの動作に連動し、図2中、白抜き矢印Aに示す方向に移動する。
ロッド21cの先端には連結部材22の一端が回転自在に軸支される。また、連結部材22の他端は、回転自在に保持されたシャフト23の一端に固定されている。したがって、ロッド21cが移動すると、連結部材22がシャフト23に固定された他端を軸として回転するとともに、この連結部材22の回転に伴ってシャフト23が図3に示す矢印B方向に回転することとなる。シャフト23の他端には取付板24を介してウェイストゲートバルブ20が接続されており、シャフト23の矢印B方向の回転によってウェイストゲートバルブ20の開度が調整される。
こうして、電動アクチュエータ21は、連結部材22の作動に伴ってタービンインペラ8に導かれる流体(排気ガス)をバイパスさせる流量を調整し、ガス流入口4aからタービンスクロール流路15に流入する排気ガスの圧力を抑制し、タービンインペラ8の回転出力を調整する機能を果たす。
図4は、過給システムSにおける電動アクチュエータ21の制御を説明するためのブロック図である。過給システムSは、上述した過給機Cと、過給機Cに接続されたエンジンの制御装置(ECU:Engine Control Unit)とで構成される。図4では、過給システムSを構成するECUのうち、電動アクチュエータ21の制御に関わる機能部を示し、ECUの他の機能部については記載を省略する。ただし、かかる電動アクチュエータ21の制御に関わる機能部は、ECUに組み込まれる構成に限らず、別体の制御装置に組み込まれてもよい。
図4に示す温度取得部25は、後述する初期設定部27またはアクチュエータ制御部28の制御に応じ、過給機本体1の温度と相関関係を有する温度である対象温度、本実施形態においては、過給機Cに接続されたエンジンの排気経路に設けられた触媒の温度の測定値を、不図示の温度センサを介して取得する。
ここで、対象温度は、過給機本体1の例えば外壁の温度の測定値であってもよい。また、温度取得部25は、温度センサの温度を常時取得してもよいし、初期設定部27またはアクチュエータ制御部28から温度を測定すべき指示があったときのみ取得してもよい。
記憶部26は、例えば、フラッシュメモリ等の記憶媒体で構成され、初期設定部27の制御に応じ、基準温度(本実施形態においては常温とする)に対応付けられた基準値を記憶する。ここで、基準値は、基準温度においてウェイストゲートバルブ20が全閉となるときの電動アクチュエータ21への制御値(電圧)である。
また、記憶部26は、初期設定部27の制御に応じ、対象温度において、ウェイストゲートバルブ20が全閉となるときの電動アクチュエータ21への制御値と基準値との差分である補正値が、当該対象温度に対応付けられた関係情報を記憶する。ここでは、記憶部26は、対象温度と補正値とが対応付けられたテーブルを関係情報として記憶している。
初期設定部27は、常温時における過給システムSの設定処理において、ユーザの操作入力に応じ、温度取得部25から対象温度を取得させ基準温度として電動アクチュエータ21へ制御値を出力する。ユーザは、ウェイストゲートバルブ20がちょうど全閉となるように、初期設定部27に対する操作入力を行う。そして、ウェイストゲートバルブ20が全閉となると、初期設定部27は、このときの制御値を基準値として記憶部26に記憶させる。
ここでは、ウェイストゲートバルブ20が全閉となる状態を、ユーザの目視で確認することとするが、例えば、画像センサや位置センサ等によって確認するとしてもよい。
また、初期設定部27は、過給機Cに接続されたエンジンの運転時における過給システムSの設定処理において、ユーザの操作入力に応じ、温度取得部25から対象温度を取得させて電動アクチュエータ21へ制御値を出力する。ユーザは、ウェイストゲートバルブ20がちょうど全閉となるように、初期設定部27に対する操作入力を行う。そして、ウェイストゲートバルブ20が全閉となると、初期設定部27は、このときの制御値と基準値との差分を導出し、補正値として、対象温度と対応付けて関連情報として記憶部26に記憶させる。
アクチュエータ制御部28は、過給機Cに接続されたエンジンの運転時において、温度取得部25が取得した対象温度に基づいて、電動アクチュエータ21を制御する。詳細には、アクチュエータ制御部28は、温度取得部25によって取得された対象温度から記憶部26に記憶された関係情報に基づいて補正値を特定し、電動アクチュエータ21に対する制御の入力値に当該特定した補正値を加減算して導出される制御値(電圧)で、電動アクチュエータ21を制御する。
ここで、電動アクチュエータ21に対する制御の入力値は、例えば、ECUが、エンジン、回転数、給排気量などからウェイストゲートバルブ20の開度を決定し、このウェイストゲートバルブ20の開度に基づいて導出したものである。このウェイストゲートバルブ20の開度に対応する入力値は、過給機Cの出荷段階等、常温下における試験によって決定されるものであり、エンジンに接続された使用環境下における温度を考慮したものではない。
図5は、過給システムSの制御方法を説明するためのフローチャートである。特に、図5(a)は、常温時における過給システムSの設定処理の流れを示し、図5(b)は、運転時における過給システムSの設定処理の流れを示し、図5(c)は、運転時における過給システムSの制御処理の流れを示す。
図5(a)に示すように、まず常温時において、初期設定部27は、温度取得部25から対象温度を取得し基準温度とする(S200)。そして、初期設定部27は、例えばユーザの操作入力に応じ、ウェイストゲートバルブ20を全閉とし(S202)、このときの電動アクチュエータ21への制御値(電圧)を基準値として記憶部26に記憶させる(S204)。
続いて、図5(b)に示すように、例えば、過給機Cに接続したエンジンの運転時において、初期設定部27は、温度取得部25から対象温度を取得する(S220)。
そして、初期設定部27は、バルブ全閉ステップS202と同様、例えばユーザの操作入力に応じ、ウェイストゲートバルブ20を全閉とし(S222)、このときの電動アクチュエータ21への制御値を、記憶部26に記憶させた基準値から減算し(S224)、この差分を補正値として対象温度と対応付けて記憶部26に記憶させる(S226)。
かかる図5(b)に示す処理は、複数の運転条件において、すなわち、異なる複数の対象温度において、それぞれ行われる。
そして、図5(c)に示すように、過給機Cの運転時において、バイパス孔4bの開度を調整するよう指示を受けると、アクチュエータ制御部28は、温度取得部25から対象温度Tを取得する(S240)。アクチュエータ制御部28は、記憶部26に記憶させた関連情報であるテーブルを参照する。このテーブルには、例えば、対象温度の所定の範囲ごとに、補正値が対応付けられており、アクチュエータ制御部28は、温度取得部25から取得した対象温度Tに対応付けられた補正値を当該テーブルから取得する(S242)。
アクチュエータ制御部28は、取得した補正値を、記憶部26に記憶された基準値に加算し、対象温度Tにおいて適切となる制御値を導出し(S244)、導出された制御値で電動アクチュエータ21を制御して、ウェイストゲートバルブ20の開度を調整する(S246)。
このように、本実施形態の過給システムSでは、アクチュエータ制御部28が、対象温度に応じて電動アクチュエータ21を制御する。そのため、過給機本体1の温度が使用状況に応じて変化し、それに伴って過給機本体1や電動アクチュエータ21が熱膨張し、ウェイストゲートバルブ20とウェイストゲートバルブ20で塞がれるバイパス孔4bの相対位置が変化しても、過給システムSは、ウェイストゲートバルブ20の開度を適切に調整できる。
また、記憶部26は、対象温度から補正値を算出可能な演算式を関係情報として記憶していてもよい。
図6は、対象温度と補正値との関係の一例を示すグラフである。ここでは、常温T0における電動アクチュエータ21の制御値を基準値とし、この基準値に対する補正値と対象温度とが比例関係にある場合を例に挙げて説明する。
初期設定部27は、上述した図5(b)に示す処理を複数の運転条件において行った後、記憶部26に記憶された対象温度と補正値に基づいて、対象温度から補正値を近似的に算出可能な演算式(ここでは比例式)を導出し、記憶部26に記憶させる。
すると、図6に示すように、アクチュエータ制御部28は、演算式によって、対象温度T1における補正値が補正値Δa、対象温度T2における補正値が補正値Δbであることを特定可能となる。
このように、関係情報を演算式とすることで、過給システムSは、記憶部26にテーブルを記憶させる場合に比べ演算式のみを記憶させればよく、記憶部26に要する記憶容量を削減できる。また、テーブルに基づいて補正値を特定する場合に比べて、1つの対象温度について、一意に1つの補正値を特定でき、より細やかな制御を実現することができる。
一方、上記のように関係情報をテーブルとする場合、過給システムSは、対象温度から制御値を導出する演算処理を行う必要がなく、テーブルを参照するのみで補正値を取得できる。そのため、過給システムSは、関係情報を演算式とする場合に比べて処理負荷を低減できる。また、過給システムSは、対象温度と制御値の関係が演算式で表すことが困難なほど複雑であっても、対象情報を簡易なテーブルとして記憶部26に記憶させて対応可能となる。
したがって、関係情報としてテーブルを記憶するか、演算式を記憶するかは、記憶部26の容量や初期設定部27およびアクチュエータ制御部28の処理能力などに応じて決定されることが望ましい。
また、初期設定部27は、基準温度として常温T0、基準値として、常温T0におけるウェイストゲートバルブ20を全閉とする制御値を用いる構成に限らず、運転時の対象温度、例えば対象温度T1を基準温度とし、対象温度T1におけるウェイストゲートバルブ20を全閉とする制御値を基準値としてもよい。
また、上述した実施形態において、制御値および補正値は、電圧で表されるものとしたが、電流で表されてもよい。また、制御値および補正値は、アナログ信号で表されてもデジタル信号で表されてもよい。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は、タービンインペラに導かれる流体をタービンインペラの下流にバイパスさせる流量を調整する過給システムおよび過給システムの制御方法に利用することができる。
S …過給システム
1 …過給機本体
2 …ベアリングハウジング
4 …タービンハウジング
6 …コンプレッサハウジング
7 …タービン軸
8 …タービンインペラ
9 …コンプレッサインペラ
20 …ウェイストゲートバルブ
21 …電動アクチュエータ
25 …温度取得部
26 …記憶部
28 …アクチュエータ制御部

Claims (10)

  1. コンプレッサハウジングおよびタービンハウジングが設けられた過給機本体と、
    前記過給機本体に回転自在に支持されるとともに、前記タービンハウジング内に収容されるタービンインペラが一端に設けられ、前記コンプレッサハウジング内に収容されるコンプレッサインペラが他端に設けられたタービン軸と、
    前記タービンインペラに導かれるべき流体を該タービンインペラの下流にバイパスさせるウェイストゲートバルブと、
    前記ウェイストゲートバルブに連結され、制御値に基づいて該ウェイストゲートバルブの開度を調整する電動アクチュエータと、
    前記過給機本体の温度、または、該過給機本体の温度と相関関係を有する温度である対象温度を取得する温度取得部と、
    異なる複数の前記対象温度と対応づけられた各補正値に基づいて、前記ウェイストゲートバルブを全閉とする制御値を補正して、過給機の熱膨張に対応するように該ウェイストゲートバルブの開度を調整するアクチュエータ制御部と、
    を備える過給システム。
  2. 対象温度において前記ウェイストゲートバルブが全閉となるときの前記電動アクチュエータへの制御値と、基準温度において前記ウェイストゲートバルブが全閉となるときの前記電動アクチュエータへの制御値である基準値との差分である補正値が、当該対象温度に対応付けられた関係情報を記憶する記憶部をさらに備え、
    前記アクチュエータ制御部は、前記温度取得部によって取得された前記対象温度から前記関係情報に基づいて前記補正値を特定し、前記電動アクチュエータに対する制御の入力値に当該特定した補正値を加減算して導出される制御値で、前記電動アクチュエータを制御する請求項1に記載の過給システム。
  3. 前記記憶部は、前記対象温度と前記補正値とが対応付けられたテーブルを前記関係情報として記憶している請求項2に記載の過給システム。
  4. 前記記憶部は、前記対象温度から前記補正値を算出可能な演算式を前記関係情報として記憶している請求項2に記載の過給システム。
  5. タービンインペラに導かれるべき流体を該タービンインペラの下流にバイパスさせるウェイストゲートバルブの開度を制御値に基づいて調整する電動アクチュエータを備えた過給システムの制御方法であって、
    過給機本体の温度、または、該過給機本体の温度と相関関係を有する温度である対象温度を取得し、
    異なる複数の前記対象温度と対応づけられた各補正値に基づいて、前記ウェイストゲートバルブを全閉とする制御値を補正して、過給機の熱膨張に対応するように該ウェイストゲートバルブの開度を調整する過給システムの制御方法。
  6. 過給機のウェイストゲートバルブに連結された電動アクチュエータを制御する過給システムであって、
    前記ウェイストゲートバルブを全閉とする制御値を、前記過給機本体の温度、または、該過給機本体の温度と相関関係を有する温度である、異なる複数の対象温度のそれぞれに対応づけられた各補正値に基づき補正して、過給機の熱膨張に対応するように該ウェイストゲートバルブの開度を調整して、前記電動アクチュエータを制御する過給システム。
  7. 前記対象温度に対応して、前記制御値を補正する補正値を記憶する記憶部をさらに備える請求項6に記載の過給システム。
  8. 前記記憶部は、基準温度において前記ウェイストゲートバルブが全閉となるときの前記電動アクチュエータへの制御値である基準値をさらに記憶する請求項7に記載の過給システム。
  9. 前記基準値に対して、所定の対象温度に対応する前記補正値を加算して前記制御値を補正する請求項8に記載の過給システム。
  10. 前記対象温度から前記制御値を補正する補正値を算出可能な演算式を記憶する記憶部をさらに備える請求項6に記載の過給システム。
JP2012004473A 2012-01-12 2012-01-12 過給システムおよび過給システムの制御方法 Active JP6155542B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012004473A JP6155542B2 (ja) 2012-01-12 2012-01-12 過給システムおよび過給システムの制御方法
PCT/JP2013/050274 WO2013105592A1 (ja) 2012-01-12 2013-01-10 過給システムおよび過給システムの制御方法
CN201380004964.7A CN104040139B (zh) 2012-01-12 2013-01-10 增压系统和增压系统的控制方法
EP13735573.1A EP2803837B1 (en) 2012-01-12 2013-01-10 Turbocharger system and control method for the same
US14/308,769 US10006353B2 (en) 2012-01-12 2014-06-19 Turbocharger system and control method for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012004473A JP6155542B2 (ja) 2012-01-12 2012-01-12 過給システムおよび過給システムの制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013142379A JP2013142379A (ja) 2013-07-22
JP6155542B2 true JP6155542B2 (ja) 2017-07-05

Family

ID=48781536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012004473A Active JP6155542B2 (ja) 2012-01-12 2012-01-12 過給システムおよび過給システムの制御方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10006353B2 (ja)
EP (1) EP2803837B1 (ja)
JP (1) JP6155542B2 (ja)
CN (1) CN104040139B (ja)
WO (1) WO2013105592A1 (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9273597B2 (en) * 2013-05-16 2016-03-01 Ford Global Technologies, Llc Method and system for operating an engine turbocharger waste gate
JP6015569B2 (ja) * 2013-06-17 2016-10-26 株式会社デンソー ターボチャージャ
JP6229350B2 (ja) * 2013-07-26 2017-11-15 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
JP6217232B2 (ja) * 2013-08-21 2017-10-25 日産自動車株式会社 過給機付き内燃エンジンの過給圧制御装置及び過給圧制御方法
JP2015059549A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
GB2519164A (en) * 2013-10-14 2015-04-15 Gm Global Tech Operations Inc Method of controlling the pressure of a turbocharger
JP5847857B2 (ja) * 2014-01-14 2016-01-27 本田技研工業株式会社 内燃機関のバルブの基準位置学習装置
JP6295725B2 (ja) * 2014-02-28 2018-03-20 トヨタ自動車株式会社 ターボチャージャの異常判定装置
JP6123707B2 (ja) * 2014-03-04 2017-05-10 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置
JP2015214935A (ja) * 2014-05-12 2015-12-03 日産自動車株式会社 エンジンの制御装置
JP6414867B2 (ja) 2015-03-26 2018-10-31 株式会社ケーヒン バルブ制御装置及びバルブシステム
JP6477404B2 (ja) * 2015-10-13 2019-03-06 株式会社デンソー ターボチャージャ
WO2018067152A1 (en) * 2016-10-06 2018-04-12 Cummins Inc. System, method, and apparatus for throttled engine control using turbocharger wastegate
JP7127285B2 (ja) * 2018-01-25 2022-08-30 マツダ株式会社 ターボ過給機付エンジン
US10801417B1 (en) * 2019-07-12 2020-10-13 GM Global Technology Operations LLC Methods and systems for regulating exhaust gas flow

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62175237U (ja) * 1986-04-28 1987-11-07
US5551236A (en) * 1994-05-02 1996-09-03 Dresser Industries, Inc. Turbocharger control management system
JPH09195782A (ja) * 1996-01-16 1997-07-29 Toyota Motor Corp 過給機の過給圧制御装置
JP2003214171A (ja) * 2002-01-23 2003-07-30 Hks Co Ltd エンジンの過給圧制御装置
JP4434057B2 (ja) * 2005-03-28 2010-03-17 株式会社デンソー 内燃機関の過給圧制御装置
JP2007092622A (ja) 2005-09-28 2007-04-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP5130933B2 (ja) * 2008-02-07 2013-01-30 マツダ株式会社 エンジンの過給装置
JP5051008B2 (ja) * 2008-06-10 2012-10-17 トヨタ自動車株式会社 ターボチャージャの制御装置および制御方法
JP5053221B2 (ja) 2008-06-27 2012-10-17 本田技研工業株式会社 内燃機関の過給圧制御装置
US8360394B2 (en) * 2008-07-30 2013-01-29 GM Global Technology Operations LLC Control system and method for transitioning between position control and force control for multi-stage turbo engine turbine bypass valve
JP2010121534A (ja) * 2008-11-19 2010-06-03 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP5155911B2 (ja) 2009-03-13 2013-03-06 本田技研工業株式会社 内燃機関の過給圧制御装置
JP2011190778A (ja) 2010-03-16 2011-09-29 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
US8485498B2 (en) * 2010-06-30 2013-07-16 Denso Corporation Valve control apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN104040139A (zh) 2014-09-10
CN104040139B (zh) 2017-02-22
EP2803837A4 (en) 2015-08-19
EP2803837A1 (en) 2014-11-19
JP2013142379A (ja) 2013-07-22
US10006353B2 (en) 2018-06-26
WO2013105592A1 (ja) 2013-07-18
US20140301831A1 (en) 2014-10-09
EP2803837B1 (en) 2018-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6155542B2 (ja) 過給システムおよび過給システムの制御方法
FI114236B (fi) Sähköinen turboahtimen säätöjärjestelmä polttomoottoria varten, menetelmä polttomoottorin turboahtimen toiminnan säätämiseksi ja paikallaan oleva polttomoottori
US8347625B2 (en) Method and device for operating a wastegate actuator for a wastegate
US9062596B2 (en) Wastegate valve control device for internal combustion engine and wastegate valve control method for internal combustion engine
JP5165054B2 (ja) 二段ターボチャージャを有する内燃機関の過給圧の調整システム
US10060340B2 (en) Twin scroll turbocharger device with improved turbo response
JP5888422B2 (ja) ウェイストゲートバルブの制御装置
JP2010180781A (ja) 過給機付き内燃機関の制御装置
JP6764780B2 (ja) エンジンシステム用制御装置、及びエンジンシステム
JP2005098250A (ja) 過給装置
JP2007127121A (ja) 特に自動車の内燃機関エンジン用の、可変ターボチャージャーの形状を制御するための方法及び装置
JP2008510922A (ja) 内燃機関の給気圧力の制御方法および装置
US9765712B2 (en) System and method for turbocharger compressor surge control
CN108730056A (zh) 采用温度传感器的涡前排气温度闭环控制装置及方法
US9726072B2 (en) Motor vehicle and adaptation method
JP2010512480A (ja) ターボチャージャ
JP2010144519A (ja) ディーゼル機関の制御方法およびガバナー装置
JP2009002249A (ja) 内燃機関のスロットル上流圧推定装置
JP6381601B2 (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
JP2000345851A (ja) ターボチャージャ付きエンジン
JP5123241B2 (ja) ターボチャージャーの可変ノズル制御装置
JP2007107413A (ja) ターボチャージャーの可変ノズル制御装置
JP2016211532A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2008008245A (ja) 内燃機関の制御装置
KR20130020011A (ko) 터보 차져 시스템 및 그 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160628

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160722

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20161220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170303

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20170313

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170509

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170522

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6155542

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250