JPH0461182B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば過給圧が設定圧以上になつ
た場合とかエンジン温度が異常上昇した場合ある
いは潤滑油温が異常上昇した場合等の如くエンジ
ンの異常運転状態発生時にこれを検出して所定の
エンジン保護措置を講ずるようにしたエンジンの
保護装置に関するものである。

（従来技術） この種のエンジンの保護装置の従来例として
は、例えば特開昭57−122142号公報に示される如
くターボ過給機付きエンジンにおいて過給圧がエ
ンジン保護の観点から予じめ設定した設定圧以上
に達した場合にエンジンへの燃料供給を停止し、
エンジン回転数を下げて過給圧を該設定以下に収
束させることによつてエンジンの損壊事故を未然
に防止するようにしたものがある。

ところで、元来、エンジンの保護の観点から設
定される過給圧とかエンジン温度あるいは潤滑油
温の設定値は、エンジンの損壊を招くおそれのあ
る限界値よりは可成り安全側に設定されているた
め、例え過給圧等が設定値を越えたとしても該設
定値との差分（即ち、圧力あるいは温度の超過
幅）が比較的小さいとかあるいは差分は大きくて
も短時間で設定値以下に下がつてしまうような圧
力あるいは温度の変動はエンジン保護上さほど悪
影響を与えないものである。従つて、エンジンの
保護作用を異常に対する緊急度に応じて（換言す
れば、エンジン保護上悪影響を及ぼすと思われる
ような異常状態発生時に）的確且つ効果的に実行
させるためには、これらの検出値が設定値を越え
た場合、現在発生している異常圧力等はエンジン
の保護上悪影響を及ぼすような規模及び性質のも
のであるのかそれともエンジン保護上さほど影響
のないようなものであるのかを的確に判断する必
要がある。しかるに、上記の如き従来のエンジン
保護装置においては、異常圧力あるいは温度の規
模・性質の確認手段が何ら講じておらず、これら
の値が設定値を越えた場合には画一的に異常状態
の発生として保護装置を作動させるようになつて
いるため、エンジンの保護上不必要と思われる保
護作用、例えば燃料カツトが頻繁に行なわれ、そ
の結果、エンジン回転数が頻繁に変動してエンジ
ンの運転性が悪化するという問題を生じる。特
に、自動車用エンジンにあつては、運転者に不快
なシヨツクを頻繁に与えるため、ドライバービリ
テイが悪化し商品価値の低下を招くことになる。

ここで単純に圧力あるいは温度等の設定値を上
げることも考えられるが、このようにした場合に
は、設定値よりも低い圧力あるいは油温が連続す
ることによりエンジン保護上悪影響を与えるよう
な規模に至つたとしてもこれを有効に保護できな
いことになるため好ましくない。

（発明の目的） 本発明は上記の如き従来のエンジンの保護装置
の問題に鑑み、エンジンの運転状態の異常のう
ち、エンジン保護上さほど悪影響を及ぼさない程
度の異常についてはそれがある程度集積されてエ
ンジン保護上悪影響を及ぼすおそれのある規模に
達するまでそのまま容認するこにより、エンジン
の運転性を維持しつつ、異常に対する緊急度に応
じてエンジンを適切に保護し得るようにしたエン
ジンの保護装置を提供することを目的としてなさ
れたものである。

（発明の構成） 本発明のエンジンの保護装置は、第１図のクレ
ーム対応図に示す如く、エンジン１の運転状態を
検出する運転状態検出手段２１と該運転状態検出
手段２１により検出される検出値から運転状態を
判定する判定手段２２と該判定手段２２が運転状
態の異常を示す異常判定信号を出力した場合にエ
ンジンの各種運転制御手段２３を補正する補正手
段２４を備えたエンジンの保護装置において、上
記判定手段２２が、前記運転状態検出手段２１に
より検出される検出値と予じめ定めた第１設定値
とを比較し該検出値が該第１設定値を越えてこれ
より大きくなつたとき該検出値と第１設定値との
差分の大きさを算出してこれを出力する第１比較
回路３１と、該第１比較回路３１から出力される
差分の大きさを該検出値が第１設定値を越えてこ
れより大きくなつた時点から再度該第１設定値よ
り小さくなるまでの期間中だけ積分する差分積分
回路３３と、該差分積分回路において順次積分さ
れる差分の積分値の現在値と予じめ定めた第２設
定値とを順次比較して該積分値の現在値が該第２
設定値を越えた時点において前記異常判定信号を
出力する第２比較回路３２とを備えたことを特徴
としている。

（作用） このように構成することにより (1) 運転状態検出手段２１により検出される検出
値は予じめエンジン保護という観点から設定さ
れた第１設定値X₁と第１比較回路３１におい
て比較され、該検出値が前記第１設定値を越え
てこれより大きくなつたとき、該検出値と第１
設定値との差分の大きさが、該検出値が第１設
定値を越えてこれより大きくなつた時点から再
度該第１設定値より小さくなるまでの期間中だ
け、差分積分回路３３において順次積分され
る、 (2) 差分積分回路３３において順次積分される前
記差分の積分値の現在値は、前記差分がこれ以
上集積された時にはエンジン保護上悪影響を及
ぼすであろうとして予じめ設定した最大許容積
分値である第２設定値X₂と第２比較回路にお
いて順次比較され、該積分値の現在値が該第２
設定値X₂を越える時には補正手段２４に対し
て異常判定信号が出力され、しかもその場合、
第１設定値を越える検出値の発生開始から前記
積分値の現在値が第２設定値を越えて異常判定
信号が出力されるまでの時間は、前記検出値と
第１設定値の差分の大きさが大きいほど短くな
り、該差分の大きさが小さいほど長くなる、 (3) 異常判定信号が入力されると補正手段２４は
運転制御手段２３に対して所定の補正信号を出
力され、該運転制御手段２３をして所定のエン
ジン保護作用が行なわれるものである。

（発明の効果） 従つて、本発明のエンジンの保護装置によれ
ば、 (1) 運転状態検出手段により保護状態の異常が継
続的に検出された時にこの検出値と予じめ定め
た第１設定値との差分の大きさを求めてこれを
順次積分することによりエンジンに与えられる
エンジン保護上悪影響を及ぼすダメージを積分
値としてその異常の規模、性質等に対応して定
量的に捉え、この積分値の現在値がエンジン保
護上許容される量、即ち第２設定値を越える場
合にのみ所定のエンジン保護作用を行なわし
め、これ以下の場合には何らエンジン保護作用
を行なわないようにしているため、例えば特開
昭57−122142号公報に開示される如く運転状態
検出手段により検出される検出値が設定値を越
えた場合にその異常の規模、性質等にかかわり
なく画一的に保護装置を作動させるようにした
ために過度のエンジン保護作用が頻繁に行なわ
れるというようなことがなく、エンジンの安定
的な運転が促進されその運転性が向上する、 (2) 運転状態検出手段により異常運転が検出され
た後、エンジン保護作用が開始されるまでの時
間は、該運転状態検出手段の検出値と予じめ定
めた第１設定値との差分の大きさが大きい時
（即ち発生している異常の規模が大きくまた異
常の状態が過激であるような場合）ほど積分値
の増加率が大きくなることから短くなり、逆に
差分の大きさが小さい時（即ち、発生している
異常の規模が小さくまた異常の状態が穏やかで
ある場合）ほど前記積分値の増加率が小さくな
ることから前記時間は長くなるものであり、結
果的に、異常に対するエンジン保護の緊急度に
対応した適切なエンジン保護作用が実現され
る、等の効果が得られる。

（実施例） 以下、本発明のエンジンの保護装置を、過給式
エンジンにおいて異常過給圧発生からエンジンを
保護する場合を例にとつて、第２図ないし第３図
に示す実施例に基いて説明すると、第２図には本
発明の実施例に係る保護装置を備えたターボ過給
機付き自動車用エンジン１の吸・排気系システム
図が示されている。エンジン１の吸気通路２に
は、吸気上流側からエアフローメータ７と過給機
４のブロア５とスロツトルバルブ９とインジエク
ター１０が順次取付けられている。又、吸気通路
２のブロア５とスロツトルバルブ９の間には、過
給圧検出用の圧力センサ８が取付けられている。
この圧力センサ８は特許請求の範囲中の運転状態
検出手段に該当するもので（第１図参照）この圧
力センサ８によつて検出される過給圧は、エアフ
ローメータ７から出力される吸入空気量と回転数
センサ１１から出力されるエンジン回転数ととも
に燃料制御フアクターとして制御器１２に入力さ
れる。尚、制御器１２は、特許請求の範囲中の判
定手段と補正手段とを包含（第１図参照）するも
のであつて、後述する如くエンジン回転数と吸入
空気量とから燃料噴射量を設定する燃料噴射制御
装置と、異常過給圧からエンジンを保護するエン
ジン保護装置の二つの別装置としてそれぞれ機能
する。

一方、エンジン１の排気通路３には、過給機４
のタービン６が設けられている。又、このタービ
ン６をバイパスするバイパス路１４には、該バイ
パス路１４の途中に設けたバルブシート１７を開
閉するウエストゲートバルブ１６が取付けられて
いる。このウエストゲートバルブ１６は、負圧導
入路１５を介して前記ブロア５とスロツトルバル
ブ９の間の吸気通路２から導入される過給圧とス
プリング１８のバネ力との釣り合いによつて作動
するダイヤフラム弁であつて、吸気通路２内の過
給圧P₀がエンジン保護上から予じめ設定した第
１設定圧P₁より大きくなつた場合にその超過圧
力に対応した開弁度に開弁してバイパス路１４を
連通させ、エンジン１から排出される排気ガスの
一部をタービン６をバイパスして外部へ排出する
ことによりブロア５の回転数を下げて過給圧P₀
を第１設定圧P₁以下に低下せしめる如く作用す
る。即ち、このウエストゲートバルブ１６は、前
記制御器１２による燃料カツト方式のエンジン保
護装置（後述）とは別にエンジンを異常過給圧か
ら保護するものであり、該燃料カツト方式のエン
ジン保護装置と並行して作動せしめられる。

続いて、第３図に示した制御フローチヤートを
参照して制御器１２による噴射量制御作用とエン
ジン保護作用を説明すると、先ず、イニシヤライ
ズしたのち、エアフローメータ７と圧力センサ８
と回転数センサ１１とからそれぞれ制御データと
して吸入空気量と過給圧とエンジン回転数を読み
込み（ステツプS₁）、吸入空気量とエンジン回転
数に基いて制御器１２内のマツプから燃料の噴射
量τを読み出す（ステツプS₂）。

次にステツプS₃において現在の過給圧P₀（この
過給圧P₀は特許請求の範囲中の検出値に該当す
る）はエンジン保護の観点から定めた第１設定圧
P₁（この第１設定圧P₁は特許請求の範囲中の第１
設定値に該当するものであり、この実施列におい
ては該第１設定圧P₁ををP₁＝450mmHgに設定し
ている）よりも大きいか小さいかを判断する。即
ち、過給圧P₀が第１設定圧P₁よりも小さい第１
の場合（P₀＜P₁）には、現在の過給圧P₀はエン
ジン保護上何ら悪影響を与えるおそれのない正常
な値であると判断し、後述する如くステツプS₄以
下の通常の噴射量制御フローを実行する。これに
対して、過給圧P₀が第１設定値P₁よりも大きい
第２の場合（P₀＞P₁）には、現在の過給圧P₀は
エンジン保護上何らかの悪影響を及ぼす可能性が
ある値であると判断し、後述する如くステツプS₅
以下のエンジン保護制御の実行に移るものであ
る。

先ず、前記第１の場合について説明すると、こ
の場合には、先ずステツプS₄において後述する差
分（即ち、過給圧P₀と第１設定圧P₁の圧力差）
Paと該差分Paの積分値PAをそれぞれリセツトし
た後、所定の噴射タイミングにおいて燃料噴射を
行なう（噴射量τ、ステツプS₉，S₁₀）。この噴射
量制御フローは過給圧P₀が第１設定圧P₁を越え
るまで繰り返えして実行される。

一方、第２の場合には、先ず、ステツプS₅にお
いて現在の過給圧P₀と第１設定圧P₁との差分Pa
を求める。次に、この差分Paを順次積分して積
分値PAを求めるとともに、該積分値PAの現在値
と第２設定圧P₂（この第２設定圧P₂は特許請求の
範囲の項でいうところの第２設定値に相当するも
のであり、この実施例においてはP₂＝100mmHgに
設定している）とを比較する（ステツプS₇）。

比較の結果、（積分値PA）＜（第２設定圧P₂）
である場合には、現在発生している異常過給圧は
燃料カツトを行なつてエンジン保護作用を行なう
ような規模にまだ達してないものと判断し、この
場合には何らエンジン保護作用を行なうことなく
通常の燃料噴射量制御を行なう。

このような差分Paの積分が繰り返えして実行
された結果、（積分値PA）＞（第２設定圧P₂、P₂
＝1000mmHg）となつた場合には、現在発生し続
けている異常過給圧はエンジン損壊等のエンジン
の保護上重大な悪影響を及ぼす規模及び性質のも
のであると判断し、この場合にはマツプから求め
た噴射量τを強制的に零に設定し（ステツプS₈）、
燃料カツトを行なう。従つて、エンジン１から排
出される排気ガス量が減少して過給機４の回転数
が低下せしめられ、それに伴つて吸気通路２内の
過給圧が第１設定圧P₁以下に低下収束せしめら
れ、エンジン１が異常過給圧によつて損壊すると
いうような最悪事態が回避される（エンジンの保
護作用）。尚、燃料カツトの結果、過給圧P₀が第
１設定圧P₁以下まで下がると燃料カツトが解除
され、再び燃料の噴射作用が開始される（ステツ
プS₃，₄）。

一方、積分値PAが第２設定圧P₂に達しないう
ちに過給圧P₀が第１設定圧P₁よりも下つた場合
には、今まで発生していた異常過給圧は、その
個々の大きさそのものは第１設定圧P₁より大き
くてもこれらを集積して一つの状態量として把握
した場合には、エンジンの保護上格別の悪影響を
生じない程度の規模の小さなものであつたと判断
し（ステツプS₃）、この場合には燃料カツト等を
行なうことなく差分Paと積分値PAをそれぞれリ
セツトした後、再び通常の噴射量制御の実行に移
る（ステツプS₃，₄）。

上述の如くこの実施例のエンジンの保護装置
は、第１設定圧P₁以上の異常過給圧P₀が発生し
た場合、この異常過給圧P₀の規模及び性質（即
ち、エンジンに与える影響）を、過給圧P₀と第
１設定圧P₁との差分Paを積分して一つの状態量
として把握される積分値PAを第２設定圧P₂と比
較することによつてエンジン保護上の影響を定量
的に的確に判断するものである。そして、その結
果、現在発生している異常過給圧がエンジンの保
護上悪影響を及ぼすような大きな規模及び性質の
ものであり、このまま放置しておくとエンジンの
損壊を招く危険性があるため直ちにエンジン保護
作用を実行する必要があると思われる場合（換言
すれば、異常過給圧是正に対する緊急度が高い場
合）には直ちにこの異常事態の発生を警報灯１３
の点灯によつて運転者に知らしめるとともに、燃
料カツトを行なつて過給圧P₀を速やかに第１設
定圧P₁以下に低下させてエンジンの保護を確実
且つ適切に行なう。

また、この場合、異常過給圧の発生から燃料カ
ツトの実行までの時間は一定ではなく、異常過給
圧の規模の大きいほどまた性質が過激であるほど
短くなり（即ち、異常過給圧是正に対する緊急度
に対応して変化し）、より効果的なエンジン保護
作用が実現されるものである。

これに対して現在発生している異常過給圧がエ
ンジンの保護上さほど影響がないものであると判
断された場合（換言すれば、異常過給圧是正に対
する緊急度が低い場合）には、燃料カツトを行な
うことなくこの異常過給圧の発生を容認すること
により、本来不必要な燃料カツトによる不快なエ
ンジン振動（シヨツク）が頻繁に発生するのを未
然に防止するようにしたものである。

尚、上記実施例においてはエンジンの異常運転
状態の一例として過給圧の異常上昇について説明
したが、本発明のエンジンの保護装置は異常過給
圧に対するエンジン保護装置として適用できる外
に、例えばエンジン温度の異常上昇あるいは潤滑
油温の異常上昇等の他の運転異常を対象としたエ
ンジン保護装置としても適用できることは勿論で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエンジンの保護装置のクレー
ム対応図、第２図は本発明実施例に係る保護装置
を備えたエンジンの要部システム図、第３図は第
２図に示したエンジンの制御フローチヤートであ
る。 １……エンジン、２……吸気通路、３……排気
通路、４……過給機、５……ブロア、６……ター
ビン、７……エアフローメータ、８……圧力セン
サ、９……スロツトルバルブ、１０……インジエ
クター、１１……回転数センサ、１２……制御
器、１３……警報灯、１６……ウエストゲートバ
ルブ、２１……運転状態検出手段、２２……判定
手段、２３……運転制御手段、２４……補正手
段、３１……第１比較回路、３２……第２比較回
路、３３……差分積分回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの運転状態を検出する運転状態検出
   手段と該運転状態検出手段により検出される検出
   値から運転状態を判定する判定手段と該判定手段
   が運転状態の異常を示す異常判定信号を出力した
   場合にエンジンの各種運転制御手段を補正する補
   正手段を備えたエンジンの保護装置において、上
   記判定手段が、前記運転状態検出手段により検出
   される検出値と予じめ定めた第１設定値とを比較
   し該検出値が該第１設定値を越えてこれより大き
   くなつたとき該検出値と第１設定値との差分の大
   きさを算出してこれを出力する第１比較回路と、
   該第１比較回路から出力される差分の大きさを該
   検出値が第１設定値を越えてこれより大きくなつ
   た時点から再度該第１設定値より小さくなるまで
   の期間中だけ積分する差分積分回路と、誤差分積
   分回路において順次積分される差分の積分値の現
   在値と予じめ定めた第２設定値とを順次比較して
   該積分値の現在値が該第２設定値を越えた時点に
   おいて前記異常判定信号を出力する第２比較回路
   とを備えていることを特徴とするエンジンの保護
   装置。