JPH064334U - Supercharging pressure control device for internal combustion engine equipped with turbocharger - Google Patents
Supercharging pressure control device for internal combustion engine equipped with turbochargerInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 内燃機関の運転パラメータに従って閉ループ
制御により安定した信頼性のある過給圧制御が可能なタ
ーボ過給機を備えた内燃機関の過給圧制御装置を提供す
る。
【構成】 過給圧の目標値ＰLsollが内燃機関の負荷Ｇ
Ｐと回転数ｎのパラメータに関係する特性信号発生器４
１から読み出され、また過給圧の実際値ＰListが過給圧
センサにより得られ、その目標値と実際値の比較により
過給圧が閉ループ制御される。過給圧を調節する調節装
置が信号発生回路４６のパルス信号により駆動される。
このパルス信号の制御デューティー比ＳＴが所定の最小
値と所定の最大値間に制限され、更に過給圧の閉ループ
制御回路が内燃機関の所定の運転状態で遮断でき、かつ
点火時点が少なくとも一つのノッキングセンサの信号に
応じて調節可能であり点火時点の調節が回転数に従って
制限される。
(57) [Abstract] [PROBLEMS] To provide a supercharging pressure control device for an internal combustion engine including a turbocharger capable of performing stable and reliable supercharging pressure control by closed-loop control according to operating parameters of the internal combustion engine. [Structure] The target value PLsoll of the boost pressure is the load G of the internal combustion engine.
Characteristic signal generator 4 relating to parameters of P and rotational speed n
1, the actual value PList of the supercharging pressure is obtained by the supercharging pressure sensor, and the supercharging pressure is closed-loop controlled by comparing the target value with the actual value. An adjusting device for adjusting the supercharging pressure is driven by the pulse signal of the signal generating circuit 46.
The control duty ratio ST of the pulse signal is limited between a predetermined minimum value and a predetermined maximum value, and further, the supercharging pressure closed loop control circuit can be shut off in a predetermined operating state of the internal combustion engine, and the ignition timing is at least one. It can be adjusted in response to the signal of the knocking sensor, and the adjustment of the ignition timing is limited according to the rotational speed.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、ターボ過給機を備えた内燃機関の過給圧制御装置、更に詳細には少 くとも一つのノッキングセンサからの信号に応じて過給圧を減少させることが可 能なターボ過給機を備えた内燃機関の過給圧制御装置に関する。 The present invention relates to a boost pressure control device for an internal combustion engine equipped with a turbocharger, and more specifically, a turbocharger capable of reducing the boost pressure in response to a signal from at least one knocking sensor. The present invention relates to a boost pressure control device for an internal combustion engine equipped with a feeder.
【０００２】[0002]
従来この種の装置は例えばドイツ特許第３０２８９４４号から知られている。 このような装置でも同様に過給圧はノッキング信号に従って減少できるように構 成されているが、その場合過給圧は電子的に前もって制御されていないので、最 適な過給圧に調節することができないと共に、メモリから過給圧を制御するパラ メータに従って過給圧の特性値を詠み出し、この特性値に従って予め概略過給圧 制御を行なう場合、過給圧をノックリミットに従って制御するようにすることが できない。この理由から従来の装置ではしばしばノックリミットを越えてしまう ので、ノッキングの強さに従って複雑なノッキング制御が必要となり、更に過給 圧を最適にすることは不可能である。更に従来の過給圧制御では、過給圧を調節 する電磁弁などの調節装置が飽和限界値まで駆動されてしまい調節装置の寿命が 短くなるとともに、安定した信頼性のある過給圧制御が困難であるという問題が あった。 A device of this type is conventionally known, for example, from German Patent No. 3,028,944. In such devices as well, the boost pressure is likewise designed to be reduced according to the knocking signal, in which case the boost pressure is not electronically controlled beforehand, so that the boost pressure is adjusted to the optimum boost pressure. In addition, the characteristic value of the supercharging pressure is read out from the memory according to the parameter for controlling the supercharging pressure. I can't. For this reason, the conventional device often exceeds the knock limit, so that complicated knocking control is required according to the knocking strength, and it is impossible to optimize the boost pressure. Furthermore, in the conventional supercharging pressure control, the solenoid valve and other regulating devices that regulate the supercharging pressure are driven to the saturation limit value, which shortens the life of the regulating device and ensures stable and reliable supercharging pressure control. There was a problem that it was difficult.
【０００３】[0003]
従って、本考案はこのような従来の欠点を解消するもので、それぞれの内燃機 関の運転状態、即ち内燃機関の駆動パラメータに従って閉ループ制御により安定 した信頼性のある過給圧制御が可能なターボ過給機を備えた内燃機関の過給圧制 御装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned conventional drawbacks, and turbocharger capable of stable and reliable supercharging pressure control by closed loop control according to the operating state of each internal combustion engine, that is, the drive parameter of the internal combustion engine. An object of the present invention is to provide a supercharging pressure control device for an internal combustion engine equipped with a feeder.
【０００４】[0004]
本考案は、この目的を達成するために、 少くともーつのノッキングセンサからの信号に応じて過給圧を減少させること が可能なターボ過給機を備えた内燃機関の過給圧制御装置であって、 過給圧の目標値が内燃機関の負荷と回転数のパラメータに関係する特性信号発 生器から読み出され、また過給圧の実際値が過給圧センサにより得られ、その目 標値と実際値の比較により過給圧を制御する閉ループ制御回路と、 前記閉ループ制御回路の後段に接続され、かつ過給圧を調節することができる 調節装置を駆動するパルス信号を発生する信号発生回路とを有するターボ過給機 を備えた内燃機関の過給圧制御装置において、 前記調節装置を駆動するパルス信号の制御デューティー比が所定の最小値と所 定の最大値間に制限され、 更に前記過給圧の閉ループ制御回路が内燃機関の所定の運転状態で遮断でき、 かつ点火時点が少なくとも一つのノッキングセンサの信号に応じて調節可能で あり点火時点の調節が回転数に従って制限される構成を採用した。 In order to achieve this object, the present invention is a supercharging pressure control device for an internal combustion engine equipped with a turbocharger capable of reducing the supercharging pressure according to a signal from at least one knocking sensor. The target value of the boost pressure is read from the characteristic signal generator that is related to the parameters of the internal combustion engine load and engine speed, and the actual value of the boost pressure is obtained by the boost pressure sensor. A closed-loop control circuit that controls the boost pressure by comparing the reference value and the actual value, and a signal that generates a pulse signal that drives a regulator device that is connected to the latter stage of the closed-loop control circuit and that can adjust the boost pressure. In a supercharging pressure control device for an internal combustion engine including a turbocharger having a generating circuit, a control duty ratio of a pulse signal for driving the adjusting device is limited between a predetermined minimum value and a predetermined maximum value, Furthermore, The closed-loop control circuit of the pressure can be shut off in a predetermined operating state of the internal combustion engine, the ignition timing can be adjusted according to the signal of at least one knocking sensor, and the adjustment of the ignition timing is limited according to the rotational speed. .
【０００５】[0005]
このような構成では、過給圧が記憶装置に格納されている値を介しそれぞれの 駆動状態（負荷、回転数）に従って出力が最大になり、又燃料消費が少なくなり 、更に排気ガス値が好ましくなるように最適に調節することが可能になる。それ によりノッキング現象はそもそも現われなくなるかあるいは極めて希れにしか発 生しなくなり、更に現われたとしても過給圧を減少させたりあるいは点火時点を 調節することにより極めて早く克服することが可能になる。 In such a configuration, the boost pressure is maximized according to each driving state (load, rotation speed) via the value stored in the storage device, the fuel consumption is reduced, and the exhaust gas value is preferable. It becomes possible to adjust optimally so that. As a result, the knocking phenomenon does not appear in the first place or occurs very rarely, and even if it appears, it can be overcome very quickly by reducing the supercharging pressure or adjusting the ignition timing.
【０００６】 従属項に記載された構成により好ましい変形例及び改良が得られる。The preferred embodiments and improvements can be obtained from the configurations described in the dependent claims.
【０００７】[0007]
以下図面に示す実施例に従い本考案を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings.
【０００８】 図１には本考案による制御装置の概略構成が図示されており、同図において符 号１０で示すものは内燃機関であり、この内燃機関には燃焼に必要な空気が空気 フィルタ１１、空気流量センサ１２、排ガスターボ過給機１４のコンプレッサ１ ３、過給クーラ１５並びにエアーディストリビュータ１６を介して供給される。 一方排気ガスは排ガスポート１７、ターボ過給機１４の排ガスタービン１８並び に排気管１９を介して排出される。排ガスタービン１８はバイパス路２０を介し てバイパスされており、このバイパス路に過給圧制御弁２１が配置される。この 過給圧制御弁２１はコンプレッサ１３からパイプ２２を介して供給される過給圧 によりばね２の付勢力に抗して開放することができる。又パイプ２２には電磁弁 ２３が設けられており、それによりパイプ２２を介して供給される過給圧を制御 することにより過給圧制御弁２１が調節される。原理的にはバイパス路２０に１ つの電磁弁だけを設けるようにすることもできることは勿論である。FIG. 1 shows a schematic configuration of a control device according to the present invention. In the figure, reference numeral 10 is an internal combustion engine in which air required for combustion is supplied by an air filter 11. , The air flow sensor 12, the compressor 13 of the exhaust gas turbocharger 14, the supercharge cooler 15, and the air distributor 16. On the other hand, the exhaust gas is discharged through the exhaust gas port 17, the exhaust gas turbine 18 of the turbocharger 14, and the exhaust pipe 19. The exhaust gas turbine 18 is bypassed via a bypass passage 20, and a supercharging pressure control valve 21 is arranged in this bypass passage. The supercharging pressure control valve 21 can be opened against the biasing force of the spring 2 by the supercharging pressure supplied from the compressor 13 via the pipe 22. Further, the pipe 22 is provided with a solenoid valve 23, which controls the supercharging pressure supplied through the pipe 22 to adjust the supercharging pressure control valve 21. In principle, it is also possible to provide only one solenoid valve in the bypass 20.
【０００９】 好ましくはマイクロプロセッサとして構成される電子制御装置２４が設けられ ており、それによって所定のデューティー比ＳＴをもった信号列を介し電磁弁２ ３が制御されると共に点火制御装置２５も制御される。この点火制御装置２５に は電子制御装置２４から信号Δαｚが供給され、それにより例えば内燃機関にノ ッキング運転時点火時点を遅れる方向に調節することが可能になる。点火時点は 点火制御装置２５により良く知られているように他のパラメータＰ、又場合によ ってメモリに格納された信号に従って調節することができる。そのようなパラメ ータは空気流量センサ１２からの信号あるいは温度信号等である。An electronic control unit 24, preferably configured as a microprocessor, is provided, by means of which the solenoid valve 23 is controlled via a signal train with a predetermined duty ratio ST and also the ignition control unit 25. To be done. The ignition control device 25 is supplied with a signal Δαz from the electronic control device 24, which makes it possible, for example, to adjust the ignition timing of the internal combustion engine in the delay direction. The ignition timing can be adjusted according to another parameter P, and possibly also the signal stored in the memory, as is well known by the ignition control device 25. Such parameters are signals from the air flow sensor 12 or temperature signals.
【００１０】 尚図１において内燃機関の点火プラグに至る配線は図を簡単にするために矢印 で図示されている。In FIG. 1, the wiring to the spark plug of the internal combustion engine is shown by an arrow for simplifying the drawing.
【００１１】 電子制御装置２４には内燃機関のクランク軸２６からセンサ２７を介して得ら れる参照マーク信号ＢＭ並びに回転数信号ｎが入力される。原理的には例えば点 火ディストリビュータ等から得られるような他のクランク軸に同期した信号を用 いることも可能である。更に電子制御装置２４には２つのノッキングセンサ２８ 、２９から得られるノッキング信号Ｋが入力される。又２つのノッキングセンサ ２８、２９を用いる代りに１つのノッキングセンサあるいは数個のノッキングセ ンサを用いることが可能である。その場合複数のノッキングセンサを用いる場合 には各シリンダにノッキングセンサを設けるようにする。複数個のノッキングセ ンサを用いた場合ノッキング信号を処理するためにシリンダを識別する信号Ｚが 必要となる。この信号は参照マークセンサから得るようにすることができ、それ によりどのシリンダからのノッキング信号かを知ることが可能になる。A reference mark signal BM and a rotation speed signal n obtained from a crankshaft 26 of the internal combustion engine via a sensor 27 are input to the electronic control unit 24. In principle, it is also possible to use signals synchronized with other crankshafts, such as those obtained from ignition distributors. Further, a knocking signal K obtained from two knocking sensors 28 1 and 29 2 is input to the electronic control unit 24. Instead of using two knocking sensors 28, 29, it is possible to use one knocking sensor or several knocking sensors. In that case, if multiple knocking sensors are used, each cylinder should be provided with a knocking sensor. When multiple knocking sensors are used, a cylinder identifying signal Z is required to process the knocking signal. This signal can be obtained from the reference mark sensor, which makes it possible to know from which cylinder the knocking signal is coming.
【００１２】 更に電子制御装置２４にはエアーディストリビュータ１６に配置された過給圧 センサ３０からの信号ＰL並びに絞り弁の位置センサ３１からの信号ＧＰが入力 される。このセンサ３１は内燃機関の空気供給路に配置された絞り弁３２の位置 を検出して負荷に関係した信号を発生させるものである。勿論原理的にはアクセ ルペダルの位置を検出したりあるいは他の負荷信号を用いるようにすることも可 能である。Further, a signal PL from a supercharging pressure sensor 30 arranged in the air distributor 16 and a signal GP from a throttle valve position sensor 31 are input to the electronic control unit 24. The sensor 31 detects the position of the throttle valve 32 arranged in the air supply passage of the internal combustion engine and generates a signal related to the load. Of course, in principle, it is also possible to detect the position of the accelerator pedal or use another load signal.
【００１３】 このような構成の装置ではまずノッキング現象が発生した場合ノッキング信号 Ｋが発生し、それにより点火を遅らせる方向に調節し再びノッキング現象が無い 状態に戻すようにされる。これは例えばノッキング現象が発生した場合点火時点 を段階的に継続して遅らせる方向に調節し、又ノッキング現象が終了した場合段 階的に再び元の値に戻すようにすることによって行なわれる。このような点火時 点の調節は例えはドイツ特許第３００９０４６号に記載されている。更にそれと 同時にあるいは点火時点を遅らせてから所定の時間が経過してからタービン１８ のバイパス路２０に配置された過給圧制御弁２１を開放することにより過給機の 過給圧が減少するようにされる。In the device having such a configuration, first, when a knocking phenomenon occurs, a knocking signal K is generated, whereby the ignition is delayed so that the knocking phenomenon is restored. For example, when the knocking phenomenon occurs, the ignition timing is adjusted so as to continuously delay the ignition timing, and when the knocking phenomenon ends, the ignition timing is gradually returned to the original value. Such an adjustment of the ignition point is described, for example, in DE 300 9046. Further, at the same time or after a predetermined time elapses after the ignition timing is delayed, the supercharging pressure control valve 21 arranged in the bypass passage 20 of the turbine 18 is opened to reduce the supercharging pressure of the supercharger. To be
【００１４】 上述した制御装置の外に内燃機関の噴射を制御する制御装置を設けるようにし なければならないことも明らかである。ここでは図面を簡単にするためにこれら の制御装置は図示されていない。又電子制御装置２４、点火制御装置２５並びに 噴射制御装置が個々のマイクロプロセッサによってそれぞれ構成することができ ると共に、１つのコンピュータにより実現することができることも勿論である。 原理的にはこのような制御は１つあるいは複数のキャブレータを有し燃料噴射を 行なわない装置についても行なうことができるものである。It is also obvious that a control device for controlling the injection of the internal combustion engine must be provided in addition to the control device described above. These controls are not shown here for the sake of simplicity of the drawing. Further, it goes without saying that the electronic control unit 24, the ignition control unit 25 and the injection control unit can be respectively configured by individual microprocessors and can be realized by one computer. In principle, such control can also be performed for a device that has one or more carburetors and does not perform fuel injection.
【００１５】 図２には電子制御装置２４の概略構成がブロック図として図示されており、同 図において回転数信号ｎが記憶装置４０、４１から構成される特性信号発生器Ｔ ＶL並びにＰLsollに入力され、ここに格納されている値が読み出される。これら の記憶装置ないしは特性信号発生器はＲＯＭ、ＰＲＯＭあるいはＥＰＲＯＭ等か ら構成することができる。更にこれらの記憶装置４０、４１には絞り弁位置信号 ＧＰから得られる負荷信号ＧＰ1が入力される。更に比較段４２には信号ＧＰ1信 号ＧＰ2並びに点火時点調節から得られる信号が入力される。これらについては 更に後で詳細に説明する。この比較段４２から出力信号として信号ＧＰ1が取り 出される。又信号ＧＰはＤ成分（微分特性）を有する処理回路４３並びにその後 段に接続されたディジタルフィルタ４４に導かれ、このフィルタによってΔＧＰ ｍｉｎ以下の値が抑圧され、それによって信号ＧＰ2が形成される。FIG. 2 shows a schematic configuration of the electronic control unit 24 as a block diagram, in which the rotation speed signal n is input to the characteristic signal generators T VL and PLsoll composed of the storage devices 40 and 41. Then, the value stored here is read. These storage devices or characteristic signal generators can be composed of ROM, PROM, EPROM or the like. Further, a load signal GP1 obtained from the throttle valve position signal GP is input to these storage devices 40 and 41. Furthermore, the comparison stage 42 receives the signal GP1 signal GP2 and the signal obtained from the ignition timing adjustment. These will be described in more detail later. The signal GP1 is taken out as an output signal from the comparison stage 42. Further, the signal GP is guided to a processing circuit 43 having a D component (differential characteristic) and a digital filter 44 connected to the subsequent stage thereof, and this filter suppresses a value of ΔGP min or less, thereby forming a signal GP2.
【００１６】 記憶装置４０に記憶されている値は比較段４５を介し信号発生回路４６に入力 され、そこで記憶装置４０から得られた値に従って所定のデューティー比ＳＴを もったパルス電圧が得られ、それにより電磁弁２３の位置が制御される。このデ ューティー比は好ましくは１５〜８５％の間に制限される。又記憶装置４１の出 力はローパスフィルタ４７を介して比較段４８に接続される。この比較段４８に は更に過給圧の実際値を測定するセンサ３０からの信号ＰＬｉｓｔが入力される 。比較段４８の出力はスイッチング素子４９と好ましくはＰＩ特性を備えた閉ル ープ調節器５０並びに制限回路５１を介して比較段４５に入力される。The value stored in the storage device 40 is input to the signal generation circuit 46 via the comparison stage 45, where a pulse voltage having a predetermined duty ratio ST is obtained according to the value obtained from the storage device 40. Thereby, the position of the solenoid valve 23 is controlled. This duty ratio is preferably limited to between 15 and 85%. The output of the storage device 41 is connected to the comparison stage 48 via the low-pass filter 47. The comparison stage 48 is further supplied with the signal PList from the sensor 30 which measures the actual value of the boost pressure. The output of the comparison stage 48 is input to the comparison stage 45 via a switching element 49, a closed loop regulator 50 preferably having a PI characteristic and a limiting circuit 51.
【００１７】 ノッキング制御ユニット５２には参照マーク信号ＢＭ並びにノッキングセンサ からのノッキング信号Ｋが入力される。ノッキング制御ユニット５２によって出 力信号Δαｚｋが作られ、それによってノッキング燃焼が発生した場合には点火 時点が遅れる方向に移動される。この出力信号は切り替えスイッチ５３を介して 選択的に値Δαｚｋをαｚｍａｘ1ないしはαｚｍａｘ2の値に制限する制限回路 ５４、５５のいずれか―方に入力される。その場合制限回路５４の制限値αｚｍ ａｘ1は回転数ｎに従って定められる。又両制限回路５４、５５の出力は比較段 ５６に入力され、その出力が信号Δαｚとなって点火制御装置２５に入力される 。A reference mark signal BM and a knocking signal K from a knocking sensor are input to the knocking control unit 52. An output signal Δαzk is generated by the knocking control unit 52, which causes the ignition timing to be delayed if knocking combustion occurs. This output signal is inputted via the changeover switch 53 to either one of the limiting circuits 54 and 55 for selectively limiting the value Δαzk to the value of αzmax1 or αzmax2. In that case, the limiting value αzm ax1 of the limiting circuit 54 is determined according to the rotational speed n. The outputs of both limiting circuits 54 and 55 are input to the comparison stage 56, and the outputs thereof are input to the ignition control device 25 as the signal Δαz.
【００１８】 ノッキング制御ユニット５２の出力信号は更にスイッチング素子５７並びにロ ーパスフィルタ５８を介して比較段５９に入力される。この比較段５９には更に 回転数に関係して変化する値αｚｍが入力される。この値は所定の最大に許容さ れる点火時点の遅れ調節信号に対応する。比較段５９の出力は調節器６０を介し て比較段４２に入力される。The output signal of the knocking control unit 52 is further input to the comparison stage 59 via the switching element 57 and the low pass filter 58. A value αzm that changes in relation to the rotation speed is further input to the comparison stage 59. This value corresponds to a predetermined maximum allowed ignition timing delay adjustment signal. The output of the comparison stage 59 is input to the comparison stage 42 via the regulator 60.
【００１９】 排ガスターボ過給機１４が有効に動作しているかいないかの内燃機関の駆動状 態を識別する識別回路６１が設けられ、それによって切り替えスイッチ５３並び にスイッチング素子４９、５７が制御される。この識別は負荷ＧＰ並びに回転数 ｎが所定の状態になっている場合ターボ過給機が有効に動作していないというこ とに基づいて行なわれる。ターボ過給機が有効に動作していない場合には両スイ ッチング素子４９、５７が開放されノッキング制御ユニット５２の出力は制御回 路５５と接続される。又上述したスイッチング素子並びに切り替えスイッチの制 御は直接記憶装置４０、４１を介して行なうこともできる。というのは記憶装置 に格納されている各値には所定の過給圧が関連して記憶されているからである。 従って過給圧が所定の限界値以下になった場合ターボ過給機が有効に動作してい ないとみなすことが可能である。A discriminating circuit 61 for discriminating the drive state of the internal combustion engine whether the exhaust gas turbocharger 14 is operating effectively or not is provided, and thereby the changeover switch 53 and the switching elements 49 and 57 are controlled. It This identification is performed based on the fact that the turbocharger is not operating effectively when the load GP and the rotational speed n are in predetermined states. When the turbocharger is not operating effectively, both switching elements 49 and 57 are opened and the output of the knocking control unit 52 is connected to the control circuit 55. Further, the control of the switching element and the changeover switch described above can be performed directly via the storage devices 40 and 41. This is because each value stored in the storage device is associated with a predetermined boost pressure. Therefore, it can be considered that the turbocharger is not operating effectively when the supercharging pressure falls below a predetermined limit value.
【００２０】 図２に図示した実施例の基本的な特徴は、過給圧が回転数ｎ並びに負荷ＧＰ（ 絞り弁の位置）に従って記憶装置４０に格納された特性信号ＴＶLにより所定の 値に予め制御されることである。ｎ並びにＧＰないしＧＰ1によりアクセスされ る記憶装置４０の値にはそれぞれ所定のデューティー比が関連させられており、 それにより信号発生回路４６を介してバイパス路２０の開口が制御され過給圧が 所定の値に調節される。負荷の変動が一定ないしは緩慢な場合には信号ＧＰは信 号ＧＰ1に対応する（ノッキングのことは考慮しない）。一方運転者により負荷 の変動が急速に行なわれた場合には処理回路４３により過給圧は短時間新しい定 常値以上に大きくなったりあるいは新しい定常値以下に減少する（Ｄ成分）。そ れによりターボ過給機の応答特性が改良される。The basic feature of the embodiment shown in FIG. 2 is that the boost pressure is preset to a predetermined value by the characteristic signal TVL stored in the storage device 40 according to the rotation speed n and the load GP (position of the throttle valve). To be controlled. n and the value of the storage device 40 accessed by GP or GP1 is associated with a predetermined duty ratio, respectively, whereby the opening of the bypass 20 is controlled via the signal generating circuit 46 and the supercharging pressure is predetermined. Is adjusted to the value of. The signal GP corresponds to the signal GP1 when the load change is constant or slow (knocking is not taken into account). On the other hand, if the driver rapidly changes the load, the processing circuit 43 causes the supercharging pressure to increase above a new constant value for a short time or decrease below a new steady value (D component). This improves the response characteristics of the turbocharger.
【００２１】 変動速度が所定の値（ΔＧＰｍｉｎ）以下の場合にはフィルタ４４により処理 回路４３の出力信号は抑圧される。このような過給圧を制御する（開ループ）制 御回路に対してもう１つの過給圧を制御する閉ループの制御回路が重複して、即 ち並列に接続される。この閉ループの制御回路により既に概略調節されて所定の 値になっている過給圧が補正され、それにより更に正確な調節が行なわれる。こ の閉ループの制御回路は記憶装置４１に格納され回転数ｎと負荷ＧＰ1に従って 過給圧の目標値を発生させる特性信号発生器ＰＬｓｏｌｌを有する。この目標値 はローパスフィルタ４７を介して比較段４８に遅延して入力される。その場合こ の遅延時間は過給圧形成の動的な特性に合わされる。When the changing speed is less than or equal to a predetermined value (ΔGPmin), the output signal of the processing circuit 43 is suppressed by the filter 44. A closed-loop control circuit for controlling another boost pressure overlaps the control circuit for controlling such a boost pressure (open loop), and is immediately connected in parallel. This closed-loop control circuit compensates for the supercharging pressure which has already been approximately adjusted to a predetermined value, so that a more precise adjustment is made. The closed loop control circuit has a characteristic signal generator PLsoll which is stored in the storage device 41 and generates a target value of the boost pressure according to the rotational speed n and the load GP1. This target value is delayed and input to the comparison stage 48 via the low pass filter 47. This delay time is then matched to the dynamic characteristics of boost pressure formation.
【００２２】 続いて制御偏差が好ましくはＰＩ特性を有する調節器５０に入力され、その補 正値は制限回路５１において例えば±２０％の間の値に制限される。この制御に より得られた補正値は続いて比較段４５においてデューティー比の設定値に加算 され信号発生器４６に入力される。ここで作動信号は例えば１５〜８５％のデュ ーティー比に制限される。排ガスターボ過給機並びにバイパス弁の部品の許容誤 差が過給圧並びに動的な特性に与える影響は、この閉ループの制御回路により補 償することができる。この制御回路はスイッチング素子４９を介して有効な過給 圧が存在する時のみ作動される。The control deviation is then input to the regulator 50, which preferably has a PI characteristic, the correction value of which is limited in the limiting circuit 51 to, for example, a value between ± 20%. The correction value obtained by this control is subsequently added to the set value of the duty ratio in the comparison stage 45 and input to the signal generator 46. Here, the actuation signal is limited to a duty ratio of, for example, 15-85%. This closed loop control circuit can compensate for the effects of the tolerances of the exhaust gas turbocharger and bypass valve components on the boost pressure and dynamic characteristics. This control circuit is activated only when there is an effective boost pressure via the switching element 49.
【００２３】 ノッキング信号Ｋが現われると、よく知られているように点火時点はノッキン グ制御ユニット５２により段階的に遅れる方向に調節され、これはノッキング現 象が止る迄継続される。その場合制御信号Δαｚが形成される。ターボ過給機が 有効に動作している場合にはノッキングに基づく点火時点の調節はαｚｍａｘ1 の値に制限される。この制限は排ガス温度があまり高くなり過ぎるのを防止する ために行なわれ、制限は正確な調節を行なうために回転数ｎに従って制御される 。ターボ過給機が有効に動作しない場合には、切り替えスイッチ５３が動作し制 限値αｚｍａｘ2が有効となり、それにより、より大きな点火時点の調節が可能 になる。When the knocking signal K appears, the ignition timing is adjusted in a stepwise delay by the knocking control unit 52, as is well known, and this continues until the knocking event stops. The control signal Δαz is then formed. When the turbocharger is operating effectively, the ignition timing adjustment based on knocking is limited to the value of αzmax1. This limit is provided in order to prevent the exhaust gas temperature from becoming too high, and the limit is controlled according to the speed n in order to make an accurate adjustment. When the turbocharger does not operate effectively, the changeover switch 53 operates and the limit value αzmax2 becomes effective, which allows a larger adjustment of the ignition timing.
【００２４】 ノッキングが僅かであるか、希れである場合には一般的にノッキング領域を脱 出するのには点火時点の調節だけで十分である。しかし、ノッキングが続き、そ れにより更に大きな点火時点の調節が行なわれる場合には、αｚｍの値に達した 場合（この値は好ましくは回転数に関係して変化させられる）、更に過給圧の減 少が行なわれる。その場合ローパスフィルタ５８によって平均値が形成されるの で、過給圧はノッキングが継続したりあるいは繰り返したりする場合にのみ減少 することになる。調節器６０を介し比較段４２からの負荷の値ＧＰ1が変ること によって過給圧に対する閉ループないしは開ループ制御が行なわれる。このよう なノッキング現象により過給圧の制御が行なわれる場合には耐ノック性の燃料が 少なくなったり吸気温度が大きくなり過ぎた時に行なわれる。このようにして内 燃機関はノッキングから生じる危険から有効に保護されることになる。又スイッ チング素子５７によりノッキングに基づく過給圧の制御はターボ過給機が有効に 動作している時のみに行なわれるようになる。In the case of slight or rare knocking, adjustment of the ignition point is generally sufficient to escape the knocking region. However, if the value of αzm is reached (this value is preferably changed in relation to the engine speed) if knocking continues, which results in a larger adjustment of the ignition timing, further boost pressure Will be reduced. In that case, since the average value is formed by the low-pass filter 58, the supercharging pressure decreases only when knocking continues or repeats. By changing the value GP1 of the load from the comparison stage 42 via the regulator 60, closed-loop or open-loop control for supercharging pressure is performed. When the supercharging pressure is controlled by such a knocking phenomenon, it is performed when the knock resistance fuel becomes low or the intake air temperature becomes too high. In this way, the internal combustion engine is effectively protected from the danger of knocking. Further, the switching element 57 controls the boost pressure based on knocking only when the turbocharger is operating effectively.
【００２５】 又簡単な実施例の場合にはスイッチング素子４９、５７並びに切り替え装置５ ３を省略することもできる。この場合には１つの制限回路５４が設けられること になる。In the case of a simple embodiment, the switching elements 49, 57 and the switching device 53 can also be omitted. In this case, one limiting circuit 54 is provided.
【００２６】 更にノッキング現象が発生した場合内燃機関の動作をノッキング領域外に出す ために他の従来の手段を更に用いることも可能である。このような手段は例えば 水を噴射したり、ノッキングを減少させる物質を投入したり、燃料と空気の混合 気を変化させたりする方法である。It is also possible to additionally use other conventional means to bring the operation of the internal combustion engine out of the knocking region in the event of a further knocking phenomenon. Such means are, for example, a method of injecting water, introducing a substance that reduces knocking, or changing a mixture of fuel and air.
【００２７】 以上説明したように本考案実施例によれば、過給圧が記憶装置に格納されてい る値を介しそれぞれの駆動状態（負荷、回転数）に従って出力が最大になり、又 燃料消費が少なくなり、更に排気ガス値が好ましくなるように最適に調節するこ とが可能になる。それによりノッキング現象はそもそも現われなくなるかあるい は極めて希れにしか発生しなくなり、更に現われたとしても過給圧を減少させた りあるいは点火時点を調節することにより極めて早く克服することが可能になる 。As described above, according to the embodiment of the present invention, the boost pressure is maximized according to each driving state (load, rotation speed) via the value stored in the storage device, and the fuel consumption is increased. Is reduced, and the exhaust gas value can be optimally adjusted so as to be preferable. As a result, the knocking phenomenon does not appear in the first place or it occurs extremely rarely, and even if it appears, it can be overcome very quickly by reducing the boost pressure or adjusting the ignition timing. Become .
【００２８】 更に本考案実施例によれば電子的な手段により過給圧を正確に調節できるとい う利点の他に、単一のノッキング制御ユニットを介しノッキングが発生した場合 点火時点を遅らせる方向に調節すると共に過給圧を減少させることができるとい う効果が得られる。このことは過給圧と点火時点の制御に対して比較的コストが 僅かであると共に点火時点を非常に素早く調節できることにより通常の場合ノッ キングを克服することができるので、過給圧の減少は、点火時点の調節だけでは 十分でない場合のような極端な場合だけに抑えることができるという利点が得ら れる。このようにして通常の場合には回転トルクに対する影響を減少させること が可能になる。Further, according to the embodiment of the present invention, in addition to the advantage that the supercharging pressure can be accurately adjusted by electronic means, when knocking occurs through a single knocking control unit, the ignition timing is delayed. It is possible to obtain the effect that the boost pressure can be reduced with the adjustment. This is relatively inexpensive to control the boost pressure and ignition timing, and the knocking can usually be overcome by the ability to adjust the ignition timing very quickly, thus reducing the boost pressure. However, there is an advantage that it can be suppressed only in extreme cases such as when the ignition timing adjustment is not enough. In this way, it is possible to reduce the influence on the rotating torque in the normal case.
【００２９】[0029]
以上説明したように、本考案では、過給圧の実際値と目標値の比較結果に従っ て過給圧を閉ループ制御により調節する調節装置をパルス駆動するとき、パルス 信号の制御デューティー比を所定の最小値と最大値間に制限するようにしている ので、調節装置を飽和限界値で駆動することがなくなり調節装置の寿命を長くで きるとともに閉ループ制御を安定なものにすることができ、更に過給圧を制御す る閉ループ制御回路が内燃機関の所定の駆動状態で遮断できることにより不必要 に過給圧目標値に制御しようとして制御が不安定になるのを防止できるので安定 で信頼性のある閉ループ制御による過給圧制御が可能になる。また、ノッキング 燃焼が発生した場合、点火時点の調節が回転数に従って制限されるので、排ガス 温度が高くなり過ぎるのを防止することが可能になる。 As described above, according to the present invention, when the adjusting device that adjusts the supercharging pressure by the closed loop control is pulse-driven according to the comparison result of the actual value and the target value of the supercharging pressure, the control duty ratio of the pulse signal is set to the predetermined value. Since the limit value is limited between the minimum value and the maximum value of, the controller is not driven at the saturation limit value, the life of the controller can be extended, and the closed-loop control can be stable. The closed-loop control circuit that controls the boost pressure can shut off the internal combustion engine in a predetermined driving state, which can prevent the control from becoming unstable due to unnecessary control of the boost pressure. It becomes possible to control the boost pressure by a certain closed loop control. Further, when knocking combustion occurs, the adjustment of the ignition timing is limited according to the number of revolutions, so that it becomes possible to prevent the exhaust gas temperature from becoming too high.
【図１】本考案による装置の原理的な構成を示した構成
図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a principle configuration of an apparatus according to the present invention.
【図２】電子制御装置の更に詳細な構成を示したブロッ
ク図である。FIG. 2 is a block diagram showing a more detailed configuration of an electronic control device.
１０ 内燃機関 １１ 空気フィルタ １２ 空気流量センサ １３ コンプレッサ １４ 排ガスターボ過給機 １５ 過給クーラ １８ タービン １９ 排気管 ２０ バイパス路 ２１ 過給圧制御弁 ２３ 電磁弁 ２４ 電子制御装置 ２５ 点火制御装置 ２６ クランク軸 ２８、２９ ノッキングセンサ ３０ 過給圧センサ ３１ 絞り弁位置センサ ３２ 絞り弁 ４０、４１ 記憶装置 ４６ 信号発生回路 ４７ ローパスフィルタ ５０ 制御器 ５１ 制限回路 ５２ ノッキング制御ユニット ５４、５５ 制限回路 ６０ 調節器 ６１ 識別回路 10 Internal Combustion Engine 11 Air Filter 12 Air Flow Sensor 13 Compressor 14 Exhaust Gas Turbocharger 15 Supercharge Cooler 18 Turbine 19 Exhaust Pipe 20 Bypass Path 21 Supercharging Pressure Control Valve 23 Electromagnetic Valve 24 Electronic Control Device 25 Ignition Control Device 26 Crankshaft 28, 29 Knocking sensor 30 Supercharging pressure sensor 31 Throttle valve position sensor 32 Throttle valve 40, 41 Storage device 46 Signal generating circuit 47 Low-pass filter 50 Controller 51 Limiting circuit 52 Knocking control unit 54, 55 Limiting circuit 60 Regulator 61 Identification circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 Ｊ 7536−3Ｇ ３６８ Ａ 7536−3Ｇ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｄ Ｈ (72)考案者 ロックス・クナップ ドイツ連邦共和国 7014 コルンヴェスト ハイム・ダンネッカーシュトラーセ 10 (72)考案者 ベルンハルト・ミラー ドイツ連邦共和国 7000 シュトゥットガ ルト１・レーヘンシュトラーセ 31 (72)考案者 ジィークフリート・ローデ ドイツ連邦共和国 7141 シュヴィーバー ディンゲン・メメルヴェーク １ (72)考案者 ヘルベルト・シュラム ドイツ連邦共和国 7000 シュトゥットガ ルト１・イム・ゲッツェン 25 (72)考案者 ヴァルター・フィース ドイツ連邦共和国 7132 イリンゲン・シ ュツィンガーシュトラーセ 54─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI technical display location F02D 45/00 J 7536-3G 368 A 7536-3G F02P 5/15 DH (72) Inventor Rox・ Knapp Germany 7014 Kornwest Heim Dannecker Strasse 10 (72) Inventor Bernhard Miller Germany 7000 Stuttgart 1 Rehenstraße 31 (72) Inventor Siegfried Rohde Germany 7141 Schwieber Dingen Memerweg 1 (72) Creator Herbert Schram Germany 7000 Stuttgart 1 Im Götzen 25 (72) Creator Walter Feiss Germany 7132 I Lingen Schuzinger Strasse 54
Claims (12)
信号に応じて過給圧を減少させることが可能なターボ過
給機を備えた内燃機関の過給圧制御装置であって、 過給圧の目標値（ＰLsoll）が内燃機関の負荷（ＧＰ）
と回転数（ｎ）のパラメータに関係する特性信号発生器
（４１）から読み出され、また過給圧の実際値（ＰLis
t）が過給圧センサにより得られ、その目標値と実際値
の比較により過給圧を制御する閉ループ制御回路（５
０）と、 前記閉ループ制御回路の後段に接続され、かつ過給圧を
調節することができる調節装置（２１、２３）を駆動す
るパルス信号を発生する信号発生回路（４６）とを有す
るターボ過給機を備えた内燃機関の過給圧制御装置にお
いて、 前記調節装置（２１、２３）を駆動するパルス信号の制
御デューティー比（ＳＴ）が所定の最小値と所定の最大
値間に制限され、 更に前記過給圧の閉ループ制御回路が内燃機関の所定の
運転状態で遮断でき、 かつ点火時点が少なくとも一つのノッキングセンサの信
号に応じて調節可能であり点火時点の調節が回転数に従
って制限されることを特徴とするターボ過給機を備えた
内燃機関の過給圧制御装置。1. A supercharging pressure control device for an internal combustion engine, comprising a turbocharger capable of reducing the supercharging pressure according to a signal from at least one knocking sensor. The target value (PLsoll) is the internal combustion engine load (GP)
And the actual value of the boost pressure (PLis) read from the characteristic signal generator (41) relating to the parameters of
t) is obtained by the supercharging pressure sensor, and the supercharging pressure is controlled by comparing the target value with the actual value.
0), and a signal generator circuit (46) for generating a pulse signal for driving an adjusting device (21, 23) connected to the latter stage of the closed loop control circuit and capable of adjusting the boost pressure. In a supercharging pressure control device for an internal combustion engine equipped with a feeder, a control duty ratio (ST) of a pulse signal for driving the adjusting device (21, 23) is limited between a predetermined minimum value and a predetermined maximum value, Further, the supercharging pressure closed-loop control circuit can be shut off in a predetermined operating state of the internal combustion engine, and the ignition timing can be adjusted according to the signal of at least one knocking sensor, and the adjustment of the ignition timing is limited according to the rotational speed A turbocharging pressure control device for an internal combustion engine, comprising a turbocharger.
格納し、内燃機関の負荷と回転数に従ってこの記憶装置
から読み出された過給圧の信号と前記閉ループ制御回路
からの信号に従って前記調節装置を駆動することを特徴
とする請求項１に記載のターボ過給機を備えた内燃機関
の過給圧制御装置。2. A supercharging pressure characteristic signal is stored in a storage device (40), and the supercharging pressure signal read from the storage device and the signal from the closed loop control circuit are stored according to the load and the rotational speed of the internal combustion engine. The supercharging pressure control device for an internal combustion engine having a turbocharger according to claim 1, wherein the adjusting device is driven in accordance with the above.
（４７）に導き過給圧に対し動的な特性を得ることを特
徴とする請求項１又は２に記載のターボ過給機を備えた
内燃機関の過給圧制御装置。3. The turbocharger according to claim 1, wherein a target value of the supercharging pressure is introduced into a low-pass filter (47) to obtain a dynamic characteristic with respect to the supercharging pressure. Supercharging pressure control device for internal combustion engine.
処理回路（４３）において処理することを特徴とする請
求項１から３迄のいずれか１項に記載のターボ過給機を
備えた内燃機関の過給圧制御装置。4. The turbocharger according to claim 1, wherein a load of the internal combustion engine is processed by a processing circuit (43) having a differential characteristic. Supercharging pressure control device for internal combustion engine.
により変動速度が所定の値（ΔＧＰｍｉｎ）以下の場合
に前記処理回路の出力信号を抑圧することを特徴とする
請求項４に記載のターボ過給機を備えた内燃機関の過給
圧制御装置。5. A turbo filter according to claim 4, wherein a digital filter (44) is provided to suppress the output signal of the processing circuit when the fluctuation speed is equal to or less than a predetermined value (ΔGPmin). A boost pressure control device for an internal combustion engine including a feeder.
グ制御ユニット（５２）を設け、このノッキング制御ユ
ニットの出力信号に従って過給圧を制御することを特徴
とする請求項１から５迄のいずれか１項に記載のターボ
過給機を備えた内燃機関の過給圧制御装置。6. A knocking control unit (52) for controlling the ignition timing of the internal combustion engine is provided, and the supercharging pressure is controlled in accordance with the output signal of the knocking control unit. A supercharging pressure control device for an internal combustion engine, comprising the turbocharger according to item 1.
をローパスフイルタ（５８）に導くことを特徴とする請
求項６に記載のターボ過給機を備えた内燃機関の過給圧
制御装置。7. The supercharging pressure control device for an internal combustion engine having a turbocharger according to claim 6, wherein an output signal from the knocking control unit is led to a low-pass filter (58).
を比較段において所定の値（αｚｍ）と比較し、その場
合出力信号がその所定の値を越えた場合過給圧を減少さ
せることを特徴とする請求項６又は７に記載のターボ過
給機を備えた内燃機関の過給圧制御装置。8. An output signal from the knocking control unit is compared in a comparison stage with a predetermined value (αzm), in which case the boost pressure is reduced if the output signal exceeds the predetermined value. A supercharging pressure control device for an internal combustion engine, comprising the turbocharger according to claim 6 or 7.
ることを特徴とする請求項８に記載のターボ過給機を備
えた内燃機関の過給圧制御装置。9. The supercharging pressure control device for an internal combustion engine having a turbocharger according to claim 8, wherein the predetermined value is changed according to the rotation speed.
（５４，５５）を設け、更にターボ過給機が有効に動作
しているかどうかを識別する識別回路（６１）を設け、
この識別回路により両制限回路（５４，５５）間の切り
替えを行ないターボ過給機が有効に動作している場合点
火時点の調節をより狭く制限することを特徴とする請求
項１から９迄のいずれか１項に記載のターボ過給機を備
えた内燃機関の過給圧制御装置。10. Two limiting circuits (54, 55) having different limiting values are provided, and an identifying circuit (61) for identifying whether or not the turbocharger is operating effectively is provided.
10. The identification circuit switches between the two limiting circuits (54, 55) to limit the ignition timing adjustment more narrowly when the turbocharger is operating effectively. A supercharging pressure control device for an internal combustion engine, comprising the turbocharger according to claim 1.
態を識別する識別回路（６１）を設け、この識別回路に
よりターボ過給機が有効に動作していないと識別された
場合閉ループ制御回路を遮断し、ノッキングセンサから
の信号に従った過給圧の制御を遮断することを特徴とす
る請求項１から１０迄のいずれか１項に記載のターボ過
給機を備えた内燃機関の過給圧制御装置。11. A closed loop control when a discrimination circuit (61) for discriminating a state where the turbocharger is operating effectively is provided, and when the discrimination circuit discriminates that the turbocharger is not operating effectively. An internal combustion engine equipped with a turbocharger according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the circuit is cut off and the control of the supercharging pressure according to the signal from the knocking sensor is cut off. Supercharging pressure control device.
の信号が印加される制御弁（２３）であり、この制御弁
によりターボ過給機（１４）に至るバイパス路の断面が
制御されることを特徴とする請求項１から１１迄のいず
れか１項に記載のターボ過給機を備えた内燃機関の過給
圧制御装置。12. The control device is a control valve (23) to which a signal having a predetermined duty ratio is applied, and the control valve controls a cross section of a bypass passage leading to the turbocharger (14). A supercharging pressure control device for an internal combustion engine, comprising the turbocharger according to any one of claims 1 to 11.
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