JPH04140449A - エンジンの過給圧制御装置 - Google Patents

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、過給圧を目標値となるようにフィードバック
制御するエンジンの過給圧制御装置に関するものである
。

Ｃ従来の技術〉 従来より、エンジンとして、実開平１−１６０１２７号
公報等に示すものが知られている。

すなわち、このエンジンは、吸気を過給してエンジン出
力を高めるために、排気通路内に設番プられたタービン
と吸気通路内に設けられてタービンに連結されたコンプ
レッサとからなる過給機を備えている。しかも、過給圧
の上昇によるノッキングを防止するために、タービンを
バイパスするウェストゲート通路と、このウェストゲー
ト通路を開閉するウェストゲートバルブと、このウェス
トゲートバルブを過給圧に応じて開閉駆動させるアクチ
ュエータとを設けて、過給圧を目標ｍ以下に抑えるよう
にしている。

また、上記エンジンの構成に加えて、アクチュエータを
制御する過給圧制御用のデューティソレノイドバルブを
設け、このソレノイドバルブのデユーティ比を増減する
ことで、過給圧をエンジン運転状態に応じた目標値とな
るようにフィードバック制御するとともに、加速時に上
記フィードバック制御によるデユーティ比の増量分に一
定の加速補正量を加えるようにして、加速時の目標過給
圧への応答性を向上させるようにしたものが開発されて
いるっ 上記過給圧のフィードバック制御を行い、さらに加速補
正を行うものでは、過給圧が目標過給圧になるまで加速
補正し続けると、第５図に実線で示すように、過給圧Ｐ
が目標過給圧ＰＯを越えてオーバーシュートし、トルク
ショックやノッキングが生じるという問題がある。

そこで、従来は、過給圧Ｐが目標過給圧Ｐａに近づいた
ときに加速補正−を減衰させるようにして、オーバーシ
ュートを防止している。

（発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のようにすると、第５図に二点鎖線
で示すように、過給圧Ｐが目標過給圧Ｐ０に達するまで
に時間が掛かるようになり、応答性が劣るようになると
いう問題が発生していた。

一方、応答性を犠牲にしない方法として、ある程度のオ
ーバーシュートを許容するように目標過給圧Ｐａを予め
低く設定しておく方法があるが、この場合には、エンジ
ン出力等が犠牲になるという問題が起こる。

以上の事情に鑑みて、本発明は、過給圧のオーバーシュ
ートによるトルクショックやノッキングを防止しつつ、
応答性の向上を図ることができるとともに、過給圧の目
標値を菖く設定することができるエンジンの過給圧ｉｌ
ｌ　Ｉｌｌ装置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかるエンジンの過給圧制御ｌｌ装置は、過給
圧を目標値となるようにフィードバック制御するエンジ
ンの過給圧制御装置において、燃焼圧力を低下させる燃
焼圧力低下手段を備え、過給圧が目標値よりも低く、か
つ目標値から所定偏差内であって、過給圧の微分値が所
定値よりも大きいときに、微分値に応じて燃焼圧力が低
下補正されるように前記燃焼圧力低下手段を制御する制
御手段が設けられたものである。

上記燃焼圧力低下手段は、点火時期遅角補正を行うもの
であっても、燃料減量補正を行うものであってもよい。

（作用） 以上の構成によれば、加速時等、過給圧の微分値が所定
値よりも大きくなる場合は、過給圧が目標値よりも低く
、かつ目標値から所定偏差内である時点、つまり過給圧
がオーバーシュートする直前の時点から、燃焼圧力が過
給圧の微分値に応じて低下させられることとなる。口の
ため、その後、過給圧が目標過給圧を越えてオーバーシ
ュートし、過給圧が過度に＾くなったとしても、その過
度に高くなった分に対応して燃焼圧力が低下することで
、トルクショックやノッキングが防止されることとなる
。

特に、燃焼圧力低下手段として点火時期遅角補正を行う
ものを用いれば、燃焼圧力低下手段の応答性を向上させ
ることができる。また、燃焼圧力低下手段として燃料減
量補正を行うものを用いれば、燃費およびエミッション
に対して有利になる。

１実施例） 第１図は、本発明にかかるエンジンの過給圧制側装置の
一実施例を示している。

１はエンジン、２は吸気通路、３は排気通路であって、
吸気通路２には、上流側からエアクリーナ２１とエアフ
ローメータ２２とインタークーラ２３とスロットルバル
ブ２４とサージタンク２５と燃料噴射弁２６とが設けら
れている。また、排気通路３には、触媒コンバータ３１
が設けられている。

４は吸気を過給するための過給機であって、排気通路３
の触媒コンバータ３１上流側に設けられたタービン４１
と、吸気通路２のエアフローメータ２２とインタークー
ラ２３との間に設けられて上記タービン４１に連結され
たコンプレッサ４２とを備えている。

吸気通路２には、過給機４のタービン４１をバイバスす
るウェストゲート通路５１が接続されている。このウェ
ストゲート通路５１にはこの通路５１を開閉するウェス
トゲートバルブ５２が設けられ、このウェストゲートバ
ルブ５２はアクチュエータ５３によって開閉駆動される
ようになっている。

アクチュエータ５３と吸気通路２のコンプレッサ４２下
流側部分との間にはアクチュエータ制御用通路５４が設
けられ、このアクチュエータ制御用通路５４にはデユー
ティソレノイドバルブ６が介設されている。このデユー
ティソレノイドバルブ６は、デユーティ制御され、大気
に開放された大気圧ボート６１をデユーティ比に応じて
開閉して、アクチュエータ５３に導入される過給圧（制
御圧）を制御するように構成されている。

上記デユーティ比は、大気圧ポート６１の開時間の割合
となっている。このため、デユーティ比が大きい程、上
記制御圧が低くなって、ウェストゲートバルブ５２が開
かれ難くなり、この結果、過給圧が高くなるようになっ
ている。

７はエンジンコントロールユニットであって、このエン
ジンコントロールユニット７には、エンジン１の回転数
を検出する回転数センサ８１と、スロットルバルブ２４
のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ８２
と、過給圧を検出する過給圧センサ８３とからそれぞれ
検出信号が入力されるようになっている。また、このエ
ンジンコントロールユニット７からは、デユーティソレ
ノイドバルブ６と燃料噴射弁２６と点火コイル２７とに
それぞれ制卸信号が出力されるようになっている。

エンジンコントロールユニット７は、フィードバック制
御手段７１と、点火コイル２７の点火時期を遅角補正す
ることで燃焼圧力を低下させる燃焼圧力低下手段７２と
、燃焼圧力低下制御手段７４とを備えている。

上記フィードバックｔｉ１１１１１１手段７１は、デユ
ーティソレノイドバルブ６のデユーティ比を増減するこ
とで、過給圧をエンジン１の運転状態に応じた目標値と
なるようにフィードバック制御するように構成されてい
るつこのフィードバック制御手段７１には、加速時にフ
ィードバック制御によるデユーティ比の増量分に一定の
加速補正−を加える加速時補正手段７３が設けられてい
る。また、上記燃焼圧力低下制御手段７４は、過給圧が
目標値よりも低く、かつ目標値から所定偏差内であって
、過給圧の微分値が所定値よりも大きいときに、微分値
に応じて燃焼圧力が低下補正されるように上記燃焼圧力
低下手段７２をＩＩＩ　１ｉｌｌするように構成されて
いる。

第２図は、上記エンジンコントロールユニット７のｉ＋
１１御の具体例を示している。

このフローチャートにおいて、スタートすると、先ず回
転数センサ８１、スロットル開度センサ８２および過給
圧センサ８３からそれぞれエンジン回転数Ｎ、エンジン
負荷Ｑに対応したスロットル開度および過給圧Ｐを読み
込む（ステップＳ１）。

次に、上記読み込まれたエンジン回転数Ｎおよびエンジ
ン負荷Ｑに基づいてエンジン運転状態を検出し、この検
出されたエンジン運転状態と予め設定された過給圧マツ
プとを照合して、エンジン運転状態に応じた目標過給圧
Ｐａを読み込むくステップ８２　）。

続いて、加速しているか否かを、スロットル開度の変化
率に基づいて判別する（ステップＳ３）。

このステップＳ３によって、過給圧Ｐの微分値ｄｐ／ｄ
ｔが所定値よりも大きくてオーバーシュートが発生する
か否かについても判別される。すなわち、加速時には過
給圧Ｐの微分値ＣＩＰ／’ｄｔが常にプラスの大きな値
になるので、加速していると判別したときには過給圧Ｐ
の微分１ｉ１ｄ　Ｐ／Ｃｌ　ｔが所定値よりも大きくオ
ーバーシュ２トが発生するといえ、逆に加速していない
と判別したときには過給圧Ｐの微分ｌｉｄ　Ｐ／ｄ　ｔ
が所定値以下でオーバーシュートが発生しないといえる
。

ステップＳ３で加速していないと判別した場合は、デユ
ーティ比Ｃｔｂのフィードバック補正１１Ｋを通常値に
１に設定した（ステップＳ４）後、実過給圧Ｐが目標過
給圧Ｐａよりも大きいか否かを判別する（ステップ３５
　）。

実過給圧Ｐが目標過給圧Ｐｏよりも大きくない、つまり
目標過給圧Ｐａより小さいまたは目標過給圧ＰＯと等し
いと判別した場合は、ざらに実過給圧Ｐが目標過給圧Ｐ
Ｏよりも小さいか否かを判別する（ステップＳｓ）。そ
して、実過給圧Ｐが目標過給圧Ｐａよりも小さくない、
つまり目標過給圧Ｐａと等しいと判別した場合はデユー
ティ比Ｃｆｂを現状から変更することなくリターンし、
実過給圧Ｐが目標過給圧Ｐａよりも小さいと判別した場
合は現デユーティ比Ｃｒｂに通常値に１を加−して（ス
テップ８７）からリターンする。また、ステップＳ５で
実過給圧Ｐが目標過給圧Ｐｏよりも大きいと判別した場
合は、現デユーティ比Ｃｆｂから通常値に１を減稗して
（ステップＳａ）からリターンする。

すなわち、加速時でない場合は、デユーティ比Ｃｆｂの
フィードバック補正ＩＫを通常値に１とする通常のフィ
ードバック＃１ｗを行う。

一方、ステップＳ３で加速していると判別した場合は、
フィードバック補正量Ｋを通常値に１よりも大きな加速
時補正値に２に設定した（ステップＳ９）後、実過給圧
Ｐが目標過給圧ＰＯよりも所定偏差Δｐｂ分小さい値以
上であるか否かを判別する（ステップ５ＴＯ）。

ステップＳ１０でｒＮＯＪの場合、つまり、実過給圧Ｐ
Ｓ目標過給圧Ｐａよりもかなり小さい場合は、上記ステ
ップ８５〜Ｓ８を行う。この場合、実過給圧Ｐが目標過
給圧Ｐａよりも小さいため、常にステップＳ７が行われ
る。しかも、フィードバック補正ＩＫが加速時補正値に
２に設定されているため、ステップＳ７では現デユーテ
ィ比Ｃｆｂに通常１［Ｋ＋よりも大きな加速時補正値に
２が加算される。

すなわち、加速時の場合は、デユーティ比Ｃｆｂのフィ
ードバック補正ＩＫを加速時補正値に２とする加速補正
を行う。

ステップＳｔでｒＹＥｓＪの場合、つまり実過給圧Ｐが
目標過給圧Ｐａよりも優かに小さいか、または目標過給
圧Ｐａを越えている場合は、過給圧Ｐの微分値ｄ　Ｐ／
ｄ　ｔを検出する（ステップ５１１）。そして、その検
出結果と第３図に示す点火時期補正マツプとから微分値
ｄＰ、／ｄｔに応じた点火＠明補正１ｆｆ（ｄＰ／ｄｔ
）を求めてから、基本点火時期ＩＯＡから上記求めた値
を引いて、点火時期１ｏを求める（ステップ５１２）。

すなわち、点火時期ｒａを過給圧Ｐの微分１１ｄｐ、／
ｄｔに応じて遅角させる。

ステツブＳ１２実行後は、実過給圧Ｐが目標過給圧Ｐａ
以上か否かを判別する（ステップＳｏ）。

実過給圧Ｐが目標過給圧Ｐａに達していないと判別した
場合は、前述した加速補正を行い（ステップ８５〜Ｓ８
）、実過給圧Ｐが目標過給圧Ｐ。

以上になったと判別した場合は、最初に目標過給圧ｐｏ
以上になったと判別した時から１時間経過したか否かを
判別する（ステップＳ％）。

１時間経過していない場合は、ステップＳ　ｎに戻り、
点火時期ＩＱを遅角補正し続け、１時間経過した場合は
、点火時期ＩＱを一定値ずつ進角する（ステップＳ５）
。

そして、ステップＳ１１で点火時期１ａが基本点火時期
１ｇＡと一致したか否かを判別して、基本点火時期ＩＣ
八に一致するまでステップＳ１５を実行し続け、基本点
火時期ＩＯＡと一致すれば、リターンする。

第４図は、上記制御に基づく加速時の過給圧と点火時期
とデユーティ比との関係を示している。

すなわち、このエンジンの過給圧制御装置の構成では、
加速時には、過給圧Ｐが目標値ＰＯになるまでデユーテ
ィ比Ｃｒｂのフィードバック補正量Ｋを通常値に１より
も大きな加速時補正値に２とする加速補正が行われるの
で１、応答性が良くなる。

しかも、加速時、つまり過給圧Ｐの微分値ｄＰ／ｄｔが
所定値よりも大きくてオーバーシュートが発生するとき
には、過給圧Ｐが目標値Ｐｏよりも低く、かつ目標値Ｐ
ａから所定偏差Δｐｂ内である状態になると、微分値ｄ
　Ｐ／ｄ　ｔに応じて点火時期ＩＱが遅角補正される。

要するに、加速時には、過給圧Ｐが目標値ｐｏよりも低
く、かつ目標値Ｐｏから所定偏差ΔＰｂ内である時点、
つまり過給圧Ｐがオーバーシュートする直前の時点から
、点火時期ＩＱが微分値ｄＰ／・”ｄｔに応じて遅角補
正される。このため、過給圧Ｐが目標過給圧Ｐｏを越え
てオーバーシュートしても、そのオーバーシュート分に
対応して点火時期ＩＱが遅角補正される。

点火時期１ｇを遅角すると、燃焼圧力が低下する。この
ため、加速時、過給圧Ｐが目標過給圧ＰＯを越えてオー
バーシュートしたとしても、オーバーシュートによる過
度の過給圧上昇分が点火時期ＩＱの遅角補正によって相
殺され、燃焼圧力が過度に高くなることが防止される。

したがって、加速時、過給圧Ｐが目標過給圧ＰＯになる
まで加速補正し続けても、オーバーシュートによるトル
クショックやノッキングが起こらなくなり、トルクショ
ックやノッキングを防止しつつ、応答性の向上を図るこ
とができるようになる。

しかも、オーバーシュートしても、トルクショックやノ
ッキングが起こらないため、目標過給圧Ｐａを高く設定
することができる。

また、この実施例では、燃焼圧力低下手段７２として点
火時期を遅角させるものを用いているため、燃焼圧力低
下補正の応答性を向上させることができる。

なお、上記実施例では、過給圧の微分値が所定値よりも
大きいか否かをスロットル開度の変化率を見て間接的に
判別するようにしていたが、過給圧の微分値を演算し、
その結果より直接的に判別するようにしてもよい。

燃焼圧力低下手段７２としては、燃料噴射弁２６の燃料
噴射量を減量させるもの、つまり燃料減量補正を行うも
のであってもよいし、燃料減量補正と点火時期遅角補正
とを両方共行うものであってもよい。また、燃焼圧力を
低下補正する場合は、加速時に限らず、オーバーシュー
トが発生する場合、つまり過給圧の微分値が所定値より
も大きい場合であればよい。

〔発明の効果］ 本発明にかかるエンジンの過給圧制御装置は、燃焼圧力
を低下させる燃焼圧力低下手段を備え、過給圧が目標値
よりも低く、かつ目標値から所定偏差内であって、過給
圧の微分値が所定値よりも大きいときに、微分値に応じ
て燃焼圧力が低下補正されるように前記燃焼圧力低下手
段を制御するａｉｌｌ　Ｉｌ１手段を設けるようにして
いるために、加速補正等を行うことによって過給圧が目
標過給圧を越えてオーバーシュートしたとしても、その
オーバーシュート分に対応して燃焼圧力が低下すること
で、トルクショックやノッキングが防止される。

したがって、過給圧のオーバーシュートによるトルクシ
ョックやノッキングを防止しつつ、応答性の向上を図る
ことができるとともに、過給圧の目標値を高く設定する
ことができる。

特に、燃焼圧力低下を点火時期遅角補正によって行えば
、燃焼圧力低下補正の応答性を向上させることができる
。また、！！焼圧力低下をｔＩ料減量補正によって行え
ば、燃費およびエミッションを向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるエンジンの過給圧制■装置の一
実施例を示す全体概略図、第２図はエンジンコントロー
ルユニットの制御の具体例を示すフローチャート、第３
図は過給圧の微分値と点火時期補正量との関係を示すグ
ラフ、第４図Ｇよ加速時の過給圧と点火時期とデユーテ
ィ比との関係を示すタイムチャート、第５図は従来の過
給圧制御装置における加速時の過給圧特性を示すタイム
チャートである。 １・・・エンジン、４・・・過給機、２６・・・燃料噴
射弁、２７・・・点火コイル、７１・・・フィードバッ
ク制御手段、７２・・・燃焼圧力低下手段、７３・・・
加速時補正手段、７４・・・燃焼圧力低下手段手段。 特許出願人　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　人
　　　　　弁理士　　小谷　悦司同　　　　　　　弁理
士　　長１）　正向　　　　　　　弁理士　　伊藤　孝
夫第 図 第 図 時間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、過給圧を目標値となるようにフィードバック制御す
   るエンジンの過給圧制御装置において、燃焼圧力を低下
   させる燃焼圧力低下手段を備え、過給圧が目標値よりも
   低く、かつ目標値から所定偏差内であって、過給圧の微
   分値が所定値よりも大きいときに、微分値に応じて燃焼
   圧力が低下補正されるように前記燃焼圧力低下手段を制
   御する制御手段が設けられていることを特徴とするエン
   ジンの過給圧制御装置。 ２、燃焼圧力低下手段は点火時期遅角補正を行うもので
   あることを特徴とする請求項１記載のエンジンの過給圧
   制御装置。 ３、燃焼圧力低下手段は燃料減量補正を行うものである
   ことを特徴とする請求項１記載のエンジンの過給圧制御
   装置。