JPH03202635A - 車両用排気ターボチャージャ付エンジンの過給圧制御装置 - Google Patents

車両用排気ターボチャージャ付エンジンの過給圧制御装置

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JPH03202635A
JPH03202635A JP1342749A JP34274989A JPH03202635A JP H03202635 A JPH03202635 A JP H03202635A JP 1342749 A JP1342749 A JP 1342749A JP 34274989 A JP34274989 A JP 34274989A JP H03202635 A JPH03202635 A JP H03202635A
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pressure
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intake
compressor
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Tamotsu Shimada
保 嶋田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用排気ターボチャージャ付エンジンの過
給圧制御装置に関する。
〔従来の技術〕
車両用エンジン、特に自動車用エンジンにおいては、出
力増大を計るために、排気ターボチアジャを備えるもの
がしばしば見受けられるが、この排気ターボチャーシア
付のエンジンにおいては、エンジンの排気ガス流量の増
大に伴って過給圧が無制限に上昇してしまう虞があるた
め、従来かさ、排気タービンをバイパスする排気バイパ
ス通路に設けろれたウェストゲートバルブを、過給圧が
設定値を越えたときに開放し、タービン即ちコンブレフ
すの回転数を下げ過給圧を上記設定値以下に抑えようと
することが行われている。そして、最近では、エンジン
性能をさSに向上させるため、この手のエンジンτ:よ
、運転状態に応じて上記設定値を可変設定する提案が各
種見されろようにな二発明が解決しようとする課題:・ エンジンの回転数やノンキンクの発生状態に応じて設定
値を可変設定するものがその代表例であるが、従来のも
のはすべてエンジンのみの運転状態を捉えて最大過給圧
の可変設定を行っていたため、このようなエンジンを車
両に搭載した場合には、必ずしも車体と十分にマツチン
グした性能が得られないという欠点があった。加速操作
の際に低速時に過給圧が高すぎると滑らかな運転性が得
られないことはその顕著な例であり、特に車両速度に対
応した最大過給圧の設定という点が、車載状態にあるエ
ンジンの適正なる制御を全うする上で要求されるように
なった。
こ課題を解決するための手段: 本発明は上記に鑑み提案されたものであって、車両に搭
載されたエンジン、同エンジンの吸気通路に介装された
コンプレッサと同エンジンの排気通路に介装されて上記
コンプレッサを駆動するタービンとを有し上記エンジン
の燃焼室に供給される吸気を加圧する排気ターボチャー
シア、上記コンプレッサ下流側吸気通路の吸気圧力を検
出して同吸気圧力が設定圧力以下となるように上記排気
ターボチャーシアの作動を制御する過給圧制御手段を備
え、さらに少なくとも車両の速度または車両の速度状態
を間接的に示す車両の運転状態即ち変速機の変速段に応
じて上記設定圧力を可変設定する設定圧力調整手段を備
えたことをP?ffiとする車両用排気ターボチ丁−ン
下付エンジンの過給圧制御装置を要旨とするものである
〔作用〕
本発明では、車両の運転状態特に車両の速度に応じて過
給圧の最大値が調整される。
こ実施例] 以下本発明の一実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
第1図において、図示しない自動車に搭載されたエンジ
ンEはその燃焼室1に通じる図示しフニ;)吸気ポート
および排気ポートを有しており、吸気ポートハll気マ
ニホルド2および吸気通路4を介して外気iこ連通され
、排気ポートは排気マニホルド6および排気通路8を介
して外気に連通されている。なお、吸気通路4およブ排
気通路8に記載された矢印は気体の流れ方向を示す。
また、吸気通路4には、上流側から順にエアクリーナ1
0、ターボチャージャ12のコンプレッサ14、インタ
クーラ16および運転者が操作するアクセルペダルに連
結されたスロットル弁18が設けられており、排気通路
8には、ターボチャン丁12のタービン20が設けられ
、このタービンの下流側排気通路8には図示しない触媒
コンバータおよ二(マフラーが設けられている。なお、
コンプレッサ14とタービン20とは軸13を介して一
体的に結合されている。
また、排気通路8には、タービン介装位置を迂回するよ
うにバイパス通路22が設けられ、この通路22にはウ
ェストゲートバルブ24が介装されている。ウェストゲ
ートバルブ24はロッド26を介してウェストゲートア
クチュエータ28のダイヤフラム30に連結されている
。ウェストゲートアクチュエータ28には、ダイヤフラ
ム30によって仕切られる大気室32と圧力室34が形
成されでおり、大気室32にはウェストゲートバルブ2
4を閉方向に付勢するスプリング36が収容されている
。なお、本実施例ではウェストゲートバルブ24および
ウェストゲートアクチュエータ28が過給圧制御手段を
構成している。
圧力室34は、通路38を介してインタクーラ16下流
側の吸気通路2に連通されており、また通路38は、通
路40を介してコンプレッサ14上流側の吸気通路2に
連通されている。通路40には電磁弁42が介装されて
おり、この電磁弁42はマイクロコンピュータを中心と
した電子制御ユニット44からの指令信号に基づいて通
路40を開閉するようになっている。電子制御ユニット
44には、少なくとも電磁弁42の開閉制御のための人
力信号としてエンジン回転数センサ46からのエンジン
回転数信号、車速センサ48からの車速信号およびノッ
クセンサ50からのノック信号が人力され、また、燃料
噴射量制御や点火時期制御のために必要な他の各種のセ
ンサからの信号も人力される。本実施例では、電磁弁4
2および電子制御ユニット44が設定圧力調整手段を構
成している。
なお、吸気マニホルド2には各気筒毎に図示しないイン
ジェクタが設けられており、このインジェクタには図示
しない燃圧レギュレータを介して定圧の燃料が供給され
ており、電子制御ユニット44の指令に基づきインジェ
クタはその開放時間に応じた燃料を吸気マニホルド2に
噴射している。
次に電子制御ユニ7ト44で行われる電磁弁42の制御
態様について第2図のフローチアートを用いて説明する
第2図においで、電子制御ユニット44では、ノン7セ
ンサ16の信号を累積評価した結果から(1あれた燃料
種別情報に基づき使用燃料が高オクタン価燃料(ハイオ
クタン燃料)であるか低オククン価轡料(レギュラー燃
料)であるかを判別して(ステップS1)、低オクタン
価燃料であると判定されたときには常時電磁弁42への
通電を停止して電磁弁42を閉じる信号を発しくステッ
プS2)、他方ステップS1で高オクタン価燃料である
と判定されたときにはステップS3おいて車速が設定値
(例えば15km/時)を越えているか否かを判定し、
越えているときには電磁弁42に通電信号を出力して電
磁弁42を開放させる(ステップS4>。また、ステッ
プS3において車速が設定値を越えていないと判定され
たときには、ステップS5でエンジン回転数が設定値(
例えば3000 rpm )を越えでいるか否かを判定
し、越えているときには電磁弁42に通電信号を出力し
て電磁弁42を開放させる(ステップS4)が、越えて
5)ないときには電磁弁42への通電を停止する信号を
発して電磁弁42を閉塞せしめる(ステップS2)。
ところで、電磁弁42の閉塞時には、インタクラ16の
下流側の吸気圧がそのまま通路38を経てウェストゲー
トアクチュエータ28の圧力室34に作用するため、該
吸気圧が第1の設定正圧に達すると、圧力室34内の付
勢力がスプリング36の付勢力を上回り、この結果ウェ
ストゲートバルブ24が開放されで上記吸気圧が上記第
1の設定正圧を越えで上昇することが抑制される。池方
電磁弁42の開放時には、ウェストゲートアクチュエー
タ28の圧力室34に作用する圧力がインククーラ16
の下流側の吸気圧と通路40からの圧力(略大気圧)と
の合成圧力となるため、インタクーラ16の下流側の吸
気圧はある程度希釈された形で圧力室34に作用するこ
とになる。このため、電磁弁42の開放時にはインタク
ーラ16の下流側の吸気圧が上記第1の設定正圧より大
きい第2の設定正圧になって初めてウェストゲートバル
ブ24が開放されることになり、即ちこの際は上記吸気
圧が上記第2の設定正圧を越えて上昇することが抑制さ
れることになる。従って、電磁弁42の閉塞時には、イ
ンククーラ16の下流側の吸気圧即ち過給圧の最大値が
第1の設定正圧制限され、電磁弁42の開放時には過給
圧の最大値が第1の設定正圧より大きい第2の設定正圧
まで引き上げられる。
上記構成においては、高オクタン価燃料を使用した場合
には、その発進加速時の比較的初期に過給圧が低く抑え
られ、その後車速またはエンジン回転数が設定値を超え
たときに高過給圧が得与れ、他方低オクタン価燃料を使
用した場合には、常時過給圧は低い値で抑えられる。
従って、発進加速時にエンジントルクが急激に上昇する
のが抑えられ、発進時のショック発生が防止されるとと
もに、車速がある程度まで上昇したときには特に高オク
タン価燃料を使用した場合において高トルクが尋られ、
強カブj加速状態を得ることができるという効果を奏す
る。
その際車速のみならずエンジン回転数によっても低過給
状態の解除ができるようにしたので、特にターボ型流体
継手付自動変速機を有する車両のように流体継手のすべ
りにより車速か設定車速に達する以前に既に回転数が十
分に高くtり発進時のショックを発生しにくいようフヨ
状態が発生しうる場合において加速性能を向上させるこ
とができ、また、比較的安価な車速センサを使用した場
合においても、トルク制御すべき運転状態を確実にとら
えることができるという効果を奏する。
上記実施例では車速およびエンジン回転数によって最大
過給圧を低減すべき運転状態を検出したが、発進加速時
のショック対策のために最大過給圧の低減を行う運転状
態を検出する場合には車速のみを検出して低車速時にト
ルク低減を図るようにしてもよい。
また、上記実施例では、発進加速時のショック対策を念
頭において車速およびエンジン回転数によって最大過給
圧の制御を行うようにしたが、例えば第3図のように、
車速およびエンジン回転数に応じて運転状態をさらに細
かく分割しく第3図の場合6つに区分)、分割されたゾ
ーンごとに車両の走行状態およびエンジンの運転状態を
考慮しで最適な最大過給圧が得られるように構成しても
よい。なお、その際に最大過給圧を高低よりさらに細か
く3段階以上に制御する場合には、電磁弁42を単にオ
ンまたはオフするだけでなく、デユーティ制御(短時間
の間にオン・オフを繰り返し、その際のオンオフの比率
を所定のものとする制御)すればよい。
さらに上記実施例では、車速センサ48を設け、低車速
時に最大過給圧を低減するように構成したが、車速セン
サ48の代わりに変速機の変速段を検出する変速位置セ
ンサ52を設け、低車速状態で用いられる低変速段(例
え:fローギア)が検出されたときには、常に最大過給
圧が低減されるように制御してもよい。tヨお、変速位
置センサ52を使用する場合には、変速段信号とエンジ
ン回転数センサ46からのエンジン回転数信号とから車
速を推定し、この推定された車速に基づいて低車速時に
最大過給圧を低減するように構成してもよ二発明の効果
〕 本発明によれば、車両の走行状性に応じて最適な機関の
過給状態を得ることができると−)う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係るエンジンEのンステ
ム図、第2図は、同実施例における電磁弁42の開閉作
動態様を示すフローチャート、第3図は、本発明の他の
実施例の制御態様を示すグラフである。 E・・・エンジン 4・・・吸気通路 8・・・排気通路 12・・ターボチャーシア 14・・・コンプレッサ 20・・・タービン 24・・・ウェストゲートバルブ 28 ・ウェストゲートアクチュエータ42・・・電磁
弁 44・・・電子制御ユニット 46・・・エンジン回転数センサ 48・・・車速センサ 52・・・変速位置センサ 第 図 8 E−・・エンジン 4・・吸気通路 44・・・電子制御ユニット 46、−、エンジン回転数センサ 22−・・バイパス通路 24・・−ウェストゲートバルブ 28・・・ウェストゲートアクチュエータ38・・・通
路 40−・・通路 42・・・電磁弁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)車両に搭載されたエンジン、同エンジンの吸気通
    路に介装されたコンプレッサと同エンジンの排気通路に
    介装されて上記コンプレッサを駆動するタービンとを有
    し上記エンジンの燃焼室に供給される吸気を加圧する排
    気ターボチャージャ、上記コンプレッサ下流側吸気通路
    の吸気圧力を検出して同吸気圧力が設定圧力以下となる
    ように上記排気ターボチャージャの作動を制御する過給
    圧制御手段、上記車両の速度を検出し同車両の速度に応
    じて上記設定圧力を可変設定する設定圧力調整手段を備
    えたことを特徴とする車両用排気ターボチャージャ付エ
    ンジンの過給圧制御装置
  2. (2)車両に搭載されたエンジン、同エンジンの吸気通
    路に介装されたコンプレッサと同エンジンの排気通路に
    介装されて上記コンプレッサを駆動するタービンとを有
    し上記エンジンの燃焼室に供給される吸気を加圧する排
    気ターボチャージャ、上記コンプレッサ下流側吸気通路
    の吸気圧力を検出して同吸気圧力が設定圧力以下となる
    ように上記排気ターボチャージャの作動を制御する過給
    圧制御手段、上記車両の速度と上記エンジンの回転数と
    を検出し同車両の速度およびエンジンの回転数に応じて
    上記設定圧力を可変設定する設定圧力調整手段を備えた
    ことを特徴とする車両用排気ターボチャージャ付エンジ
    ンの過給圧制御装置
  3. (3)車両に搭載されたエンジン、同エンジンの吸気通
    路に介装されたコンプレッサと同エンジンの排気通路に
    介装されて上記コンプレッサを駆動するタービンとを有
    し上記エンジンの燃焼室に供給される吸気を加圧する排
    気ターボチャージャ、上記コンプレッサ下流側吸気通路
    の吸気圧力を検出して同吸気圧力が設定圧力以下となる
    ように上記排気ターボチャージャの作動を制御する過給
    圧制御手段、上記車両の変速機の変速段を検出し同車両
    の変速段に応じて上記設定圧力を可変設定する設定圧力
    調整手段を備えたことを特徴とする車両用排気ターボチ
    ャージャ付エンジンの過給圧制御装置
  4. (4)車両に搭載されたエンジン、同エンジンの吸気通
    路に介装されたコンプレッサと同エンジンの排気通路に
    介装されて上記コンプレッサを駆動するタービンとを有
    し上記エンジンの燃焼室に供給される吸気を加圧する排
    気ターボチャージャ、上記コンプレッサ下流側吸気通路
    の吸気圧力を検出して同吸気圧力が設定圧力以下となる
    ように上記排気ターボチャージャの作動を制御する過給
    圧制御手段、上記車両の変速機の変速段と上記エンジン
    の回転数とを検出し同車両の変速段およびエンジンの回
    転数に応じて上記設定圧力を可変設定する設定圧力調整
    手段を備えたことを特徴とする車両用排気ターボチャー
    ジャ付エンジンの過給圧制御装置
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