JPH0515541Y2

JPH0515541Y2 -

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Publication number: JPH0515541Y2
Application number: JP4050087U
Authority: JP
Priority date: 1987-03-19
Filing date: 1987-03-19
Publication date: 1993-04-23
Anticipated expiration: 2002-03-19
Also published as: JPS63147529U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は内燃機関の過給圧制御装置の改良に
関する。

（従来の技術）自動車用内燃機関にあつては出力向上のため、
エンジンの排気エネルギを利用して排気タービン
を駆動し、この排気タービンと同軸回転する吸気
コンプレツサによりエンジンの吸気を過給するタ
ーボチヤージヤが広く採用されている。

このうち、ターボチヤージヤの効率や応答性を
高めるために、排気タービンのノズル部に流入ガ
スを案内する可変ベーンを取り付けたものが知ら
れている（実開昭61−105729号公報参照）。

第６図はこのような可変容量型ターボチヤージ
ヤの過給圧制御装置の構成を示す概略図で、デイ
ーゼルエンジン１にはフライホイール回転からエ
ンジン回転速度を検出するエンジン回転センサ２
と、アクセルペダルに連動する燃料噴射ポンプの
ラツク位置からエンジン負荷を検出する負荷セン
サ３が設けられる。

ターボチヤージヤ４は排気タービン５の可変ベ
ーン（図示せず）を駆動して、タービンノズルの
面積を拡縮するアクチユエータ６を備え、吸気コ
ンプレツサ７にはその吐出圧力（過給圧）を検出
する過給圧センサ８が設けられる。

そして、エンジン回転センサ２、負荷センサ
３、過給圧センサ８からの信号に基づいてアクチ
ユエータ６の駆動を制御する制御装置９はエンジ
ン運転状態判定回路１０と、定常制御回路１１
と、最小容量制御回路１２及び制御期間決定回路
１３と、増幅回路１４とから構成され、エンジン
運転状態判定回路１０が負荷信号から過渡運転状
態（加速）を判定すると、最小容量制御回路１２
が制御期間決定回路１３によりそのときのエンジ
ン回転と過給圧（ブースト圧）から求めた制御期
間だけタービンノズルの面積を最小に制御する。
このようにタービンノズル面積を絞り込むことに
より、流速が高まりタービン回転数が応答良く上
昇し、加速時のターボラグを少なくすることによ
りエンジン加速性能を高めることができるのであ
る。なお、定常制御回路１１は定常運転時にター
ビンノズルの面積を常用の回転領域で最大効率が
得られるように制御する。

（考案が解決しようとする問題点）ところで、このような過給圧制御装置にあつて
は、既述のようにエンジン過渡運転状態でタービ
ンノズルの面積を所定の時間だけ最小に制御する
ようになつているが、これではエンジンの負荷状
態によつては、第７図中実過給圧，で示すよ
うにオーバまたはアンダブーストになり、充分な
エンジン出力を引き出せない場合があつた。たと
えば、比較的回転数が高い状態からの加速では、
タービンノズルを所定時間最小に保持することに
より、タービン回転数が過剰に上昇することがあ
り、このような場合はタービンノズルを早めに開
く必要があるし、逆に低回転域からの加速では充
分にタービン回転数が上昇しないうちにノズルが
開かれてしまうこともある。

（問題点を解決するための手段）この考案はこのような問題点を解決するため、
第１図で示すように可変容量ターボチヤージヤを
備える内燃機関の過給圧制御装置において、エン
ジン負荷を検出する手段と、エンジン回転速度を
検出する手段と、過給圧を検出する手段と、エン
ジン回転と負荷の変化から加速運転状態を判別す
る判定手段と、この加速運転時にエンジン回転が
規準回転以下の領域でターボチヤージヤのタービ
ン容量を最小に制御する容量最小制御手段と、同
じく加速運転時にエンジン回転が規準回転を超え
る領域でそのときの過給圧に基づき固定制御量と
制御期間を演算してタービン容量を制御する容量
固定制御手段とを設ける。

（作用）例えば低速定常状態からの加速時にはエンジン
回転が規準回転に達するまでは、つまり過給圧の
急上昇が要求される加速前期にあつてはタービン
容量を最小に、エンジン回転が規準回転を越える
加速後期に入るとそのときの過給圧に基づいて演
算した固定制御量と制御期間にてタービン容量を
固定制御する、つまり加速状態を前期（過給圧上
昇期）と後期（安定期）に分けてタービン容量を
制御するので、エンジンの回転数が変化してもオ
ーバまたはアンダブーストになることはなく、常
に適正な過給圧が得られる。

（実施例）第２図において、２０はデイーゼルエンジン２
１のフライホイール回転からエンジン回転速度を
検出するエンジン回転センサ、２２はアクセルペ
ダルに連動する燃料噴射ポンプのラツク位置から
エンジン負荷を検出する負荷センサ、２３はター
ボチヤージヤ２４の吸気コンプレツサ２５の吐出
圧力（過給圧）を検出する過給圧センサ、また２
６は排気タービン２１の可変ベーン（図示せず）
を駆動してタービンノズル面積を拡縮するアクチ
ユエータを示す。

そして、エンジン回転センサ２０、負荷センサ
２２、過給圧センサ２３からの信号に基づいてア
クチユエータ２６の駆動を制御する制御回路３０
はエンジン負荷に基づいて運転状態を判別するエ
ンジン運転状態判定回路３１と、定常運転時にタ
ービンノズル面積を常用の回転領域で最大効率が
得られるように制御する定常制御回路３２と、後
述の過渡状態判定回路３３と、固定容量制御回路
３４、最小容量制御回路３５、制御期間決定回路
３６、増幅回路３７とから構成される。

過渡状態判定回路３３は加速運転時に回路中の
規準回転Naとエンジン回転速度NEを比較し、
NE−Na≦０のときは最小容量制御回路３５に、
NE−Na＞０のときには固定容量制御回路３４に
起動信号を出力する。

最小容量制御回路３５はNE−Na≦０の加速運
転領域でアクチユエータ２６を介してタービンノ
ズル面積を最小（デユーテイ100％）に制御する。

固定容量制御回路３４はNE−Na＞０の加速運
転領域でエンジン回転NEが規準回転Naに達した
ときの過給圧に基づいて、回路中のデータマツプ
（第４図）から求めた固定制御量Ｄ（ダウンデユー
テイ）と、制御期間決定回路３６にて同じく回路
中のデータマツプから求めた制御期間ｔとにした
がつてタービンノズル面積を固定制御する。

なお、データマツプ中の固定制御量Ｄと制御期
間ｔは実験的に求めたものである。

第３図は制御装置３０にて行なわれる制御動作
の一例を説明する流れ図で、図中の番号は処理番
号を示す。なお、制御分解能力は1/20秒程度以上
とする。

まず、ステツプ41では規準回転Na（例えば
1000rpm）以下の低速定常状態からの加速か否か
を判定し、YESの場合にはステツプ42にてデユ
ーテイ100％の信号をアクチユエータに出力して、
排気タービンのノズル面積を最小に制御する。

そして、43，44にて加速状態の継続によりエン
ジン回転NEが上昇して規準回転Naに達すると、
45〜47にてエンジン回転NEが規準回転Naを越え
たときの過給圧Pbに基づいてデータマツプから
求めた固定制御量つまり、デユーテイＤ％の信号
を、同じくデータマツプから求めた制御期間ｔの
経過するまで（加速状態の解除されない限り）出
力してタービンノズル面積を固定制御する。

例えば、エンジン回転NEが規準回転Naを越し
たときの実過給圧がPb₂と高いときには第４図で
示したようにデユーテイD₂％、すなわちタービ
ンノズル面積の縮小率を小さくして制御期間をt₂
と長く固定制御する。

尚、制御期間ｔの経過後はステツプ48の定常制
御へ移行する。

このように、加速状態を規準回転により要求過
給圧の上昇が急速な前期と要求過給圧の上昇がに
ぶる後期とに分けて、加速前期ではタービン容量
を最小に、後期ではエンジン回転が規準回転を越
えたときの過給圧に応じた固定制御量と制御期間
にて固定制御するようにしたので、エンジンの負
荷状態によつてオーバまたはアンダブーストにな
ることもなく、第５図で示すように要求過給圧に
近い実過給圧が得られる。なお、固定制御期間の
設定に替えて、定常制御モード内の目標過給圧と
同じ過給圧状態に達したら、固定制御を解除する
ようにしても良い。

（考案の効果）以上要するにこの考案によれば、加速運転状態
を規準回転により加速前期（過給圧急上昇期）と
後期（上昇安定期）に分け、前期ではタービン容
量を最小に、後期ではエンジン回転が規制回転を
越えたときの実過給圧に応じた固定制御量と制御
期間にて固定制御するようにしたので、エンジン
の負荷状態が変化しても常に適正な過給圧が得ら
れ、エンジン出力を最も効率良く引き出せるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の構成を説明する全体構成
図、第２図はこの考案の実施例を示す概略図、第
３図は制御装置にて行なわれる制御動作の一例を
説明する流れ図、第４図は固定容量制御に使われ
るデータマツプ、第５図は効果を示す実過給圧特
性図、第６図は従来技術を示す概略図、第７図は
その実過給圧特性図である。２０……エンジン回転センサ、２２……負荷セ
ンサ、２３……過給圧センサ、２４……可変容量
型ターボチヤージヤ、２５……吸気コンプレツ
サ、２６……アクチユエータ、２７……排気ター
ビン、３０……制御装置、３１……エンジン運転
状態判定回路、３３……過渡状態判定回路、３４
……固定容量制御回路、３５……最小容量制御回
路、３６……制御期間決定回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

可変容量ターボチヤージヤを備える内燃機関の
過給圧制御装置において、エンジン負荷を検出す
る手段と、エンジン回転速度を検出する手段と、
過給圧を検出する手段と、エンジン回転と負荷の
変化から加速運転状態を判別する判定手段と、こ
の加速運転時にエンジン回転が規準回転以下の領
域でターボチヤージヤのタービン容量を最小に制
御する容量最小制御手段と、同じく加速運転時に
エンジン回転が規準回転を超える領域でそのとき
の過給圧に基づき固定制御量と制御期間を演算し
てタービン容量を制御する容量固定制御手段とを
設けたことを特徴とする内燃機関の過給圧制御装
置。