JPH07150959A - ディーゼル式内燃機関の過給圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関を制御するのに必要な種々の圧力特
性値を簡単に求めることができ、最適な制御を可能にす
るディーゼル式内燃機関の過給圧制御装置を提供する。 【構成】 過給圧センサ１０を用いて絶対過給圧ＰＬが
測定される。ディーゼル式内燃機関のアイドリング状態
ＬＬで測定された絶対過給圧が大気圧ＰＡＴＭとしてメ
モリ１３に格納される。測定された絶対過給圧と格納さ
れた大気圧からその両圧力の差に対応する相対過給圧Ｐ
ＲＥＬが求められ、この相対過給圧がディーゼル式内燃
機関の過給圧の制御に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のディーゼル式
過給圧制御装置、更に詳細には過給圧を発生する排ガス
ターボ過給機と、排ガスターボ過給機を制御する過給圧
制御器と、過給圧を測定し過給圧制御器に信号を送る過
給圧センサとを備えたディーゼル式内燃機関の過給圧制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から目標過給圧値と実際の過給圧値
に従って内燃機関の過給圧を制御する方法が知られてい
る。その場合実際の過給圧は過給圧センサを用いて測定
される。過給圧センサは例えば差を検出する過給圧セン
サとして構成され、内燃機関に発生する過給圧と空気の
大気圧間の圧力、即ち相対過給圧を測定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】過給圧制御を行なう場
合だけだとこの相対過給圧を測定するだけで十分である
が、内燃機関を他の形態に従って制御する場合にはこの
ような相対過給圧は用いることができず、場合によって
は例えば絶対過給圧あるいは空気の大気圧が必要となる
場合が生じる。

【０００４】従って本発明はこのような点に鑑みなされ
たもので、内燃機関を制御するのに必要な種々の圧力特
性値を簡単に求めることができ、最適な制御を可能にす
るディーゼル式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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するために、過給圧を変化させる制御可能な排
ガスターボ過給機を備えたディーゼル式内燃機関の過給
圧制御装置において、過給圧センサを用いて絶対過給圧
が測定され、ディーゼル式内燃機関のアイドリング状態
で測定された絶対過給圧が大気圧として格納され、測定
された絶対過給圧と格納された大気圧からその両圧力の
差に対応する相対過給圧が求められ、前記相対過給圧が
ディーゼル式内燃機関の過給圧の制御に用いられる構成
を採用した。

【０００６】

【作用】このような構成において、過給圧センサは内燃
機関に発生する絶対過給圧値を測定すると共に、測定さ
れた過給圧から相対過給圧、大気圧を簡単に求めること
が可能になる。

【０００７】

【実施例】以下図面に示す実施例に従い本発明を詳細に
説明する。

【０００８】以下に本発明の実施例を説明するが、本発
明は、ディーゼル式内燃機関に適用されるが、以下に述
べる実施例に限定されるものでなく、過給圧制御装置を
アナログ回路を用いて構成したり、それに対応してプロ
グラムされたデジタルコンピュータを用いても実現でき
るものである。また、以下に説明する実施例における信
号はアナログ電圧であったり、また所定のデューティ比
を持ったデジタル信号等である。

【０００９】図１において符号１０で示すものは過給圧
センサであり、この過給圧センサ１０の出力信号ＰＬは
スイッチ１１に入力される。スイッチ１１は駆動回路１
２により２つの切り換え状態に切り換えられる。駆動回
路１２は例えば内燃機関のアイドリング状態を示す信号
ＬＬ等の入力信号によって駆動される。スイッチ１１の
一方の切り換え状態ではスイッチ１１はメモリ１３に接
続され、そのメモリ１３の出力信号がＰＡＴＭで図示さ
れている。またスイッチ１１が他方の切り換え位置にあ
ると、スイッチ１１はメモリ１４側に切り換わり、その
メモリの出力信号がＰＡＢＳで図示されている。符号１
５で示された差形成回路にはメモリ１３から出力信号Ｐ
ＡＴＭが、またメモリ１４から出力信号ＰＡＢＳが入力
される。これらの両信号に従って差形成回路１５は出力
信号ＰＲＥＬを形成し、それによって過給圧制御器１６
を駆動する。この過給圧制御器１６には、所望の過給圧
目標値ＰＳＯＬＬ等の他の入力信号が入力される。過給
圧制御器はこれらの入力信号に従って出力信号を形成
し、それに従い排ガスターボ過給機１７を制御する。過
給圧制御器１６の出力信号が変化すると、排ガスターボ
過給機１７の特性が変化し、それに従って内燃機関に発
生する過給圧が変化する。このように変化した過給圧は
過給圧センサ１０により測定されるので、それによって
フィードバック回路、即ち閉ループ制御回路が形成され
る。

【００１０】図１に図示した実施例で、過給圧センサ１
０は内燃機関に発生する真空に対する過給圧に対応した
圧力を測定する。即ち、信号ＰＬは絶対圧力値となる。
内燃機関が今、信号ＬＬで示したようなアイドリング状
態にあると、信号ＰＬはメモリ１３に入力される。内燃
機関はアイドリング状態にあり、従って過給が行なわれ
ないので、この状態では過給圧センサ１０により測定さ
れた圧力は空気の大気圧ＰＡＴＭに対応する。この大気
圧はメモリ１３に一時記憶され、差形成回路１５を介し
て過給圧制御器１６において処理される。

【００１１】これに対して内燃機関がアイドリング状態
にない時には、信号ＰＬはメモリ１４に入力される。内
燃機関がアイドリング状態にないので、ターボ過給機が
動作し、内燃機関に過給が行なわれる。従ってこの状態
では信号ＰＬは内燃機関に発生する絶対過給圧ＰＡＢＳ
となる。この絶対過給圧値ＰＡＢＳはメモリ１４に一時
格納され、同様に差形成回路１５を介して過給圧制御器
１６に送られる。差形成回路１５の出力信号は、ＰＲＥ
Ｌ＝ＰＡＢＳ−ＰＡＴＭから得られる相対過給圧ＰＲＥ
Ｌとなる。この相対過給圧ＰＲＥＬ、即ち絶対過給圧Ｐ
ＡＢＳと空気の大気圧ＰＡＴＭの差に従い過給圧制御器
１６を介して圧力ＰＲＥＬが所望の過給圧目標値ＰＳＯ
ＬＬに対応するように排ガスターボ過給機１７が制御さ
れる。

【００１２】このように本発明の装置により、過給圧セ
ンサ１０により測定された圧力信号ＰＬから内燃機関の
駆動状態がどのような状態になっているかに従い、空気
の大気圧に関する信号ＰＡＴＭ、絶対過給圧に関する信
号ＰＡＢＳ並びに相対過給圧に関する信号ＰＲＥＬを得
ることができる。これを一般的に言うと、過給圧センサ
により測定された圧力から他の圧力特性値を求めること
ができることになる。

【００１３】図１に図示した装置においてメモリ１３、
１４はそれぞれ信号を一時格納するだけでなく、信号を
整合化させることもできる。また利用例では、メモリの
うち１つあるいは両方を省略することもできる。そのよ
うな実施例が図２に図示されており、図２に図示した実
施例は原理的に図１の構成と同一であるが、図２の場合
にはメモリ１４が設けられておらず、それによりスイッ
チ１１は遮断機の機能を果たしている。他の構成は基本
的に図１に図示した機能ないし作用と同一である。

【００１４】本発明装置では駆動回路１２を介してスイ
ッチ１１を駆動させるのを内燃機関のアイドリング状態
だけでなく、例えば回転数等のような内燃機関の他の動
作特性量によって行なうことも可能である。そのような
場合には過給圧センサ１０は内燃機関の回転数が所定の
回転数領域にある場合にのみメモリ１３と接続されるこ
とになる。一般的にスイッチ１１の駆動を他の量に関係
させることもでき、その場合過給圧センサが実際に空気
の大気圧ＰＡＴＭを測定している時のみ信号ＰＬをメモ
リ１３に入力させるようにスイッチの切り換え時点を制
御させる。

【００１５】図１及び図２から明らかなように過給圧制
御器１６は相対過給圧ＰＲＥＬによって駆動されるが、
この信号を他の大気圧に関係した圧力信号とすることも
できる。

【００１６】しかし、本発明装置では大気圧ＰＡＴＭと
絶対過給圧ＰＡＢＳが同時に得られるので、これらの信
号を内燃機関の他の動作特性量の開ループ制御あるいは
閉ループ制御に利用することができるという利点があ
る。例えば絶対過給圧ＰＡＢＳは内燃機関に供給される
燃料の量を制御する時の排煙制限に用いることができ
る。また大気圧ＰＡＴＭは高度に関係した補正、例えば
排気再循環制御における高度補正、また噴射開始時期、
吸入空気量の高度補正等に用いることができる。

【００１７】また本発明装置では差形成回路によって発
生する相対過給圧ＰＲＥＬの精度が向上し、特に過給圧
が小さい領域において著しく精度が向上することが判明
している。

【００１８】本発明装置では内燃機関が何らかの時点で
所定の駆動状態、例えばアイドリング状態となり、この
駆動状態にある時に大気圧ＰＡＴＭを測定することが必
要である。しかし内燃機関が例えば始動後長い期間に渡
って上述した駆動状態にならないような可能性が存在す
る。その結果、この時間の間に空気の大気圧の変動があ
ってもそれを測定することができず、内燃機関の過給圧
制御が誤ってしまうという結果が生じる。従って他の方
法あるいは装置でこのような状態を識別し、このような
問題を解決するのが好ましい。

【００１９】例えば、空気量センサの出力信号を用いて
アイドリング時以外の過給圧制御により内燃機関に供給
される空気量が所定の上限値を超えるまでの大きな値に
なっているかどうかを検出することができる。このよう
な場合には過給圧制御が誤動作していると判断され、例
えば過給圧制御を遮断する等の対応した処置がとられ
る。

【００２０】内燃機関が上述した過給圧制御でなく、更
に排気再循環制御も行なう場合には、排気再循環制御に
用いられる空気量センサの出力信号を用いて過給圧制御
の誤作動を検出したり、ないしは過給圧センサ１０の機
能を空気量センサに置き換えることが可能である。即ち
内燃機関がアイドリング状態であり、同時に過給も行な
わず、また排気再循環も行なわない場合にはこの駆動状
態において空気量センサの出力信号から空気の大気圧を
求めることが可能である。それにより空気量センサを用
いて過給圧制御の誤動作を識別し、例えば空気量センサ
の出力信号から大気圧を測定する等の手段を講じてこの
問題に対処することができる。また過給圧制御を直接空
気量センサの出力信号に従って作動させることもでき
る。また過給圧制御に誤動作が検出された場合には単純
に過給圧制御を遮断することも可能である。上述した空
気量センサは、例えば弁式の空気量センサ、熱線式の空
気量センサ等が考えられる。

【００２１】上述した装置の中で個々のブロックないし
素子をどのように実現できるかは公知のものであり、回
路技術的に見て種々の改変ないしは改良が可能であるこ
とももちろんである。

【００２２】本発明の核心は測定圧力から種々の他の特
性圧力値を導き出すことであり、その範囲内において種
々の改変が可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、過
給圧センサから得られる過給圧がディーゼル式内燃機関
のアイドリング状態において大気圧として測定され格納
されるので、ほぼ車両の停止毎に、過給圧センサを用い
て比較的頻繁に大気圧を測定して更新することが可能に
なり、別の大気圧センサを用いることなく、精度のよい
大気圧信号が得られるようになる。従って、過給圧セン
サで測定した大気圧であっても、この大気圧との差で得
られる相対過給圧に基づく過給圧制御の精度を維持でき
ることから、安価な構成で、精度のよい内燃機関の制御
が可能になる。

【００２４】また、相対過給圧を用いて過給圧制御を行
なう場合、過給圧センサで測定された絶対過給圧と大気
圧の差から相対過給圧を得るようにしているので、過給
圧センサの出力に加算的な誤差があるような場合でも、
あるいは各内燃機関毎に過給圧センサに大きな許容誤差
があっても、このような誤差を相殺させることができ、
更に上述のように精度のよい大気圧が得られることも相
まって、相対過給圧の測定精度を向上させることがで
き、良好で最適な過給圧制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１０ 過給圧センサ １２ 駆動回路 １３、１４ メモリ １６ 過給圧制御器 １７ 排ガスターボ過給機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲルハルト・シュトゥンプ ドイツ連邦共和国 7000 シュトゥットガ ルト 80・ボーゲンシュトラーセ 29ハー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 過給圧を変化させる制御可能な排ガスタ
   ーボ過給機を備えたディーゼル式内燃機関の過給圧制御
   装置において、 過給圧センサを用いて絶対過給圧が測定され、 ディーゼル式内燃機関のアイドリング状態で測定された
   絶対過給圧が大気圧として格納され、 測定された絶対過給圧と格納された大気圧からその両圧
   力の差に対応する相対過給圧が求められ、 前記相対過給圧がディーゼル式内燃機関の過給圧の制御
   に用いられることを特徴とするディーゼル式内燃機関の
   過給圧制御装置。