JPH0777051A - 過給機付内燃機関の過給圧制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 過給機付内燃機関の吸気管内の過給圧を、内
燃機関の特性に適合するように制御する。 【構成】 内燃機関２０の吸気管２２内の圧力空気はリ
リーフ弁４２を付設した蓄圧タンク４１内に設定圧力Ｐ
ｏで貯留され、電気制御式切換弁装置４６が連通したと
き、電気制御式レギユレータ４４で制御空気圧Ｐａに調
圧されてアクチユエータ３０の圧力室３３に印加され
る。内燃機関の回転速度Ｎｅは回転速度センサ５１によ
り、吸気管２２内の過給圧Ｐは圧力センサ５４によりそ
れぞれ検出され、ＣＰＵを備えた電気制御回路５０は検
出した過給圧Ｐを記憶している目標過給圧Ｐｉと比較
し、過給圧Ｐより目標過給圧Ｐｉを差し引いた差圧△Ｐ
が、負の値であるときアクチユエータ３０の圧力室３３
を外気に連通し、前記差圧△Ｐが正の値であるとき前記
差圧△Ｐに対応する制御空気圧Ｐａをアクチユエータ３
０の圧力室３３に印加してウエイストゲートバルブ１２
を開き、吸気管２２内の圧力を前記差圧△Ｐだけ低下さ
せるように過給圧制御を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に搭載する過
給機付内燃機関において、過給機より内燃機関の吸気管
に供給される過給圧を、該過給機を取付けた内燃機関の
特性に適合するように制御する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関に取付ける過給機において、内
燃機関の排気ガスのエネルギでタービンを駆動し、該タ
ービンで圧縮機を駆動して吸気を圧縮して内燃機関の吸
気管に過給圧の空気を供給するとともに、過給圧が内燃
機関の特性に基く目標過給圧に達したときは、過給圧の
空気で作動するアクチユエータで開閉するウエイストゲ
ートバルブの開度を調整して、排気ガスの一部をタービ
ンを迂回する排気バイパス通路に導き、過給圧の上昇を
抑制し、かつ内燃機関の最大回転速度において過給圧を
適正な最大圧力となるように制御することが周知であ
る。特に自動車に搭載される過給機付内燃機関において
は、該内燃機関の燃焼効率の改善および燃費の向上の見
地から、内燃機関の回転速度がかなり低速度域から過給
の開始が求められており、またデイーゼル機関において
は排気ガス浄化の目的からも機関の低回転速度域におい
て過給圧の上昇が求められている。

【０００３】このため、ウエイストゲートバルブの開閉
アームに複数個のアクチユエータを取付け、内燃機関の
回転速度に応じて電磁切換弁により選択されたアクチユ
エータの１つに過給圧を供給して特性を変更するように
したもの（実開平１−９７０３９号参照）、が知られて
いる。また、前記周知の制御方式では、過給圧が目標過
給圧に達したときに前記アクチユエータの作動が開始さ
れるので、内燃機関の加速時に過給圧が目標過給圧に達
したときには、応答遅れのため過給圧が目標過給圧を大
きく上回るオーバシユート現象を生じ、内燃機関の耐久
性に悪影響を及ぼすところから、内燃機関の回転速度
と、スロツトル開度、吸気管内圧力または吸入空気温
度、吸入空気量等を検出し、これらのデータから前記ア
クチユエータに供給する過給圧を調節して、前記オーバ
シユート現象を防止しようとするもの（特開平３−１８
２６３０号、特開平３−２１００２３号）も知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの従来技術は、
前記アクチユエータとして、その内部で過給圧の空気の
供給を受ける圧力室を区画するダイアフラム等の可動部
材を前記ウエイストゲートバルブにレバー等を介して連
結し、かつ前記ダイアフラムには前記圧力室内の圧力に
抗する方向にばねを付勢させ、前記圧力室内に直接内燃
機関の吸気管内の過給圧の空気を導入して、過給圧が目
標過給圧に達したとき前記ダイアフラムがばねの弾力に
抗して移動を開始し、ウエイストゲートバルブを閉弁状
態から開弁せしめる構成を採用しているため、過給圧の
大きさが前記目標過給圧の前後の大きさであるとき、ま
たは前記内燃機関の回転速度等のデータによりアクチユ
エータ内の圧力室に供給される過給圧の調節が行なわれ
るとき等において、アクチユエータ内の圧力室に目標過
給圧を中心とする微細な圧力変動が生じ、このためウエ
イストゲートバルブに前記圧力変動に基くバタツキが発
生して、過給機の耐久性に重大な影響を与える。

【０００５】そこで本発明は、ウエイストゲートバルブ
の開閉を司るアクチユエータの前記圧力室には、内燃機
関の吸気管内の過給圧を直接供給することなく、目標過
給圧より適宜減圧した安定した圧力源を形成し、内燃機
関の吸気管内の過給圧が目標過給圧Ｐｉを正の値の差圧
△Ｐだけ超えたことを判定したとき、前記アクチユエー
タの圧力室に前記安定した圧力源より前記差圧△Ｐに比
例せしめて調圧した圧力空気を供給して、前記ウエイス
トゲートバルブの開弁および開弁度制御を行なわせるこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明における過給圧制
御方法は、内燃機関の吸気管に過給機より供給される過
給圧の大きさに対応する制御空気圧をアクチユエータの
圧力室に印加し、該アクチユエータの可動部材の移動量
に応じて前記内燃機関の排気管より前記過給機に供給さ
れる排気ガスの一部をバイパス通路に排出するウエイス
トゲートバルブを開閉せしめる過給機付内燃機関の過給
圧制御方法において、 ａ）前記内燃機関の回転速度Ｎを回転速度検出手段によ
り検出し、 ｂ）前記内燃機関の吸気管内の過給圧Ｐを圧力検出手段
により検出し、 ｃ）過給圧制御のため予め設定した内燃機関の回転速度
Ｎｅと該回転速度Ｎｅに対応した目標過給圧Ｐｉとを記
憶する第１のメモリ手段から、前記検出した内燃機関の
回転速度Ｎに対応する目標過給圧Ｐｉを読み出して前記
検出した過給圧Ｐから前記目標過給圧Ｐｉを差し引いた
差圧△Ｐを演算して、該差圧△Ｐが正であるか否かを比
較手段により判定し、 ｄ）前記比較手段が前記差圧△Ｐは零または負の値であ
ると判定したときは、前記アクチユエータの圧力室を外
気に連通させるとともに、前記過給機より前記内燃機関
の吸気管に供給される過給圧の空気を圧力制御弁を介し
て脈動防止用蓄圧タンクに供給して前記圧力制御弁によ
り定められる設定圧力Ｐｏの圧力空気を貯留させ、 ｅ）前記比較手段が前記差圧△Ｐは正の値であると判定
したときは、過給圧制御のために前記第１のメモリ手段
に設定した目標過給圧Ｐｉに付加すべく内燃機関の回転
速度に対応せしめて定めた制御用差圧△Ｐｉと、内燃機
関の吸気管内の過給圧が前記目標過給圧Ｐｉを前記制御
用差圧△Ｐｉだけ超えたときに前記内燃機関の吸気管内
の過給圧を前記制御用差圧△Ｐｉに相当する圧力値だけ
低下せしめる前記ウエイストゲートバルブの移動量を定
める前記アクチユエータの圧力室内の制御空気圧Ｐａと
の関係を記憶する第２のメモリ手段から、前記検出した
回転速度Ｎにおける差圧△Ｐに等しい制御用差圧△Ｐｉ
に対応する制御空気圧Ｐａを読み出して、該蓄圧タンク
と前記アクチユエータの圧力室との間の空気通路に配設
した連続的に調圧制御可能の可変式絞りを備えた電気制
御式レギユレータに前記第２のメモリ手段から読み出し
た前記制御空気圧Ｐａに比例した電気信号を出力して、
前記アクチユエータの圧力室に前記設定圧力Ｐｏの圧力
空気を前記制御空気圧Ｐａに調圧した制御空気圧を印加
するとともに、前記アクチユエータの圧力室を前記蓄圧
タンクに連通せしめ、 ｆ）以下ａ）〜ｅ）の工程を繰り返すことを特徴とする
過給機付内燃機関の過給圧制御方法である。

【０００７】本発明における過給圧制御装置は、内燃機
関の吸気管に過給機より供給される過給圧の大きさに対
応する制御空気圧をアクチユエータの圧力室に印加し、
該アクチユエータの可動部材の移動量に応じて前記内燃
機関の排気管より前記過給機に供給される排気ガスの一
部をバイパス通路に排出するウエイストゲートバルブを
開閉せしめる過給機付内燃機関の過給圧制御装置におい
て、前記内燃機関の回転速度Ｎを検出する回転速度検出
手段と、前記内燃機関の吸気管内の過給圧を検出する圧
力検出手段と、前記アクチユエータの圧力室を前記内燃
機関の吸気管に連通せしめる空気通路に配設され、該空
気通路内の空気の脈動を防止する貯留容積を有するとと
もに、貯留される圧力空気の圧力を予め定めた設定圧力
Ｐｏに維持する圧力制御弁と連結された蓄圧タンクと、
前記蓄圧タンクと前記アクチユエータの圧力室とを連通
せしめる前記空気通路に配設され、前記アクチユエータ
の圧力室を外気に開放するとともに前記蓄圧タンクのア
クチユエータ側空気通路を閉塞する第１の位置と、前記
アクチユエータの圧力室と外気との連通を遮断して該圧
力室を前記蓄圧タンクのアクチユエータ側空気通路に連
通せしめる第２の位置との少なくとも２位置に変位可能
の切換弁を備えた電気制御式切換弁装置と、前記蓄圧タ
ンクと前記アクチユエータの圧力室とを連通せしめる前
記空気通路に前記電気制御式切換弁装置の切換弁と直列
に配設され、前記空気通路を通り前記アクチユエータの
圧力室に供給される圧力空気の圧力を連続的に調圧制御
する可変絞りを備えた電気制御式レギユレータと、過給
機制御のため予め設定した内燃機関の回転速度Ｎｅと該
回転速度Ｎｅに対応した目標過給圧Ｐｉとを記憶する第
１のメモリ手段と、過給圧制御のために前記目標制御圧
Ｐｉに付加すべく内燃機関の回転速度に対応せしめて定
めた制御用差圧△Ｐｉと、内燃機関の吸気管内の過給圧
が前記目標過給圧Ｐｉを前記制御用差圧△Ｐｉだけ超え
たときに、前記吸気管内の過給圧を前記制御用差圧△Ｐ
ｉに相当する圧力値だけ低下せしめる前記ウエイストゲ
ートバルブの移動量を定める前記アクチユエータの圧力
室内の制御空気圧Ｐａと前記制御用差圧△Ｐｉとの関係
を記憶する第２のメモリ手段と、前記回転速度検出手段
および圧力検出手段によりそれぞれ検出した前記回転速
度Ｎおよび過給圧Ｐを入力し、前記検出した過給圧Ｐと
前記第１のメモリ手段から読み出した前記検出した回転
速度Ｎに対応する目標過給圧Ｐｉとの差圧△Ｐが正であ
るか否かを比較判定する比較手段と、該比較手段が前記
過給圧Ｐと前記目標過給圧Ｐｉとの圧力差△Ｐは零また
は負の値であると判定したときに前記電気制御式切換弁
装置にその切換弁を前記第１の位置に位置せしめる電気
信号を供給し、前記比較手段が前記圧力差△Ｐは正の値
であると判定したときに前記電気制御式切換弁装置にそ
の切換弁を前記第２の位置に位置せしめる電気信号を供
給するとともに、前記電気制御式レギユレータの可変絞
りに前記蓄圧タンク内の設定圧力Ｐｏの圧力気体の通過
時に前記第２のメモリ手段から読み出した前記差圧△Ｐ
に等しい制御用差圧△Ｐｉに対応する制御空気圧Ｐａに
調圧せしめる絞り開度を付与する電気信号を供給する信
号発生手段とを備えた電気制御回路とから成ることを特
徴とする過給機付内燃機関の過給圧制御装置である。

【０００８】

【作用】本発明における過給圧制御方法は、内燃機関の
回転速度が増大し、過給機により内燃機関の吸気管に供
給圧が上昇しても、圧力検出手段により検出された前記
吸気管内の過給圧Ｐが、回転速度検出手段により検出さ
れた内燃機関の回転速度Ｎに対応する第１のメモリ手段
に設定記憶されている目標過給圧Ｐｉに等しいかまたは
これより小である間は、アクチユエータの圧力室を外気
に開放せしめてウエイストゲートバルブを作動せしめ
ず、従つて内燃機関の吸気管内圧力は、過給機により生
成された過給圧に等しい。一方、前記アクチユエータの
圧力室を前記内燃機関の吸気管に連通せしめる空気通路
内の空気圧は、蓄圧タンクと圧力制御弁とにより、予め
定めた設定圧力Ｐｏに達すると、それ以上の圧力上昇は
圧力制御弁により阻止されて、蓄圧タンク内の空気圧は
設定圧力Ｐｏに維持され（Ｐｉ＞Ｐｏ）、かつ蓄圧タン
クの圧力空気貯留容積により過給機の過給圧に脈動があ
つても蓄圧タンク内の圧力気体の圧力の脈動は阻止され
る。

【０００９】前記吸気管内の過給圧Ｐが増大し、該過給
圧Ｐと前記目標過給圧Ｐｉとの差圧△Ｐが正の値となる
と、前記アクチユエータの圧力室は外気への開放を断た
れて前記蓄圧タンクに連通させるとともに、前記アクチ
ユエータの圧力室と蓄圧タンクとを連通する空気通路に
配設した連続的に制御可能の可変絞りを備えた電気制御
式レギユレータに、前記第２のメモリ手段から読み出し
た前記差圧△Ｐに等しい前記制御用差圧△Ｐｉに対応し
て設定記憶されている制御空気圧Ｐａに比例した電気信
号を出力して電気制御式レギユレータの前記可変絞りを
前記設定圧力Ｐｏを制御空気圧Ｐａに調圧するよう変更
せしめ、該制御空気圧Ｐａを前記アクチユエータの圧力
室に印加（Ｐｏ≧Ｐａ）する。これにより前記アクチユ
エータの可動部材は前記ウエイストゲートバルブを移動
させ、内燃機関の排気ガスの一部を過給機を迂回するバ
イパス通路に排出する。

【００１０】引き続き内燃機関の回転速度Ｎおよび吸気
管内の過給圧Ｐの検出、該過給圧と前記回転速度Ｎに対
応する目標過給圧Ｐｉと制御用差圧△Ｐｉの和との対比
が行なわれ、内燃機関の吸気管内の過給圧Ｐは、内燃機
関の回転速度Ｎに対応して設定された目標過給圧Ｐｉの
圧力値に収斂する。前記アクチユエータの圧力室には、
内燃機関の吸気管内の過給圧が供給されることなく、蓄
圧タンク内に貯留されて圧力制御弁で調圧された設定圧
Ｐｏを上回らない圧力に一旦減圧され、かつ脈動のない
制御空気圧Ｐａに調圧した圧力を印加するとともに、該
制御空気圧Ｐａは、内燃機関の吸気管内の過給圧が目標
過給圧Ｐｉに達し、これを僅かな圧力値である差圧△Ｐ
を超えたときであつて、かつ前記吸気管内の過給圧を前
記差圧△Ｐだけ低下せしめる値の制御空気圧Ｐａは前記
吸気管内の過給圧ではなく、別途蓄圧タンクに貯留せし
めた設定圧力Ｐｏの空気圧を調圧した空気圧であるか
ら、前記目標過給圧Ｐｉに達する前後の時期におけるウ
エイストゲートバルブのバタツキは阻止される。

【００１１】本発明における過給圧制御装置は、前記圧
力検出手段により検出された前記吸気管内の過給圧Ｐ
が、前記回転速度検出手段により検出された内燃機関の
回転速度Ｎに対応して設定された目標過給圧Ｐｉに等し
いかまたはこれより小であると比較手段により判定され
ている間は、前記蓄圧タンクとアクチユエータの圧力室
とを連通する空気通路に配設された電気制御式切換弁装
置の切換弁を、前記アクチユエータの圧力室を外気に開
放するとともに前記蓄圧タンクのアクチユエータ側空気
通路を閉塞する第１の位置に位置するように、電気制御
回路の信号発生手段からの電気信号で制御され、従つて
前記アクチユエータの圧力室は外気に開放されて前記ウ
エイストゲートバルブはバイパス通路を閉塞し、内燃機
関の排気ガスのすべてを過給機に供給している。この状
態においては内燃機関の吸気管内の圧力は過給機によつ
て生成される過給圧と等しくされる。一方、前記アクチ
ユエータの圧力室と前記内燃機関の吸気管とを連通する
空気通路に配設された蓄圧タンクには、前記過給機によ
り生成された過給圧の圧力空気が供給され貯留される
が、蓄圧タンクに連結した圧力制御弁により、蓄圧タン
ク内に貯留される圧力空気の圧力は予め定めた設定圧力
Ｐｏを超えることがないように維持され、かつ蓄圧タン
クの貯留容積により蓄圧タンク内の圧力空気の圧力の脈
動が阻止されている。

【００１２】前記比較手段により、検出した吸気管内の
過給圧Ｐから検出した内燃機関の回転速度Ｎに対応する
目標過給圧Ｐｉを差し引いた差圧△Ｐが正の値であると
判定されたときは、電気制御回路の信号発生手段の発生
する電気信号により、前記電気制御式切換弁装置の切換
弁は前記アクチユエータの圧力室と外気との連通を遮断
して該圧力室を前記蓄圧タンクのアクチユエータ側空気
通路に連通せしめる第２の位置に位置せしめられ、かつ
前記電気制御回路の発生する電気信号により、前記電気
制御式レギユレータはその可変絞りを前記蓄圧タンク内
の圧力空気の設定圧力Ｐｏを前記第２のメモリ手段から
読み出した前記差圧△Ｐに等しい制御用差圧△Ｐｉに対
応する制御空気圧Ｐａに調圧する絞り開度に制御され
る。これにより前記アクチユエータの圧力室には制御空
気圧Ｐａが印加され、前記ウエイストゲートバルブは内
燃機関の吸気管内の過給圧を前記制御用差圧△Ｐｉに相
当する圧力値だけ低下せしめる量の排気ガスを内燃機関
の排気管よりバイパス通路に排出する開口を排気管に形
成する。

【００１３】前記アクチユエータの圧力室は前記電気制
御式切換弁装置と電気制御式レギユレータを直列に配設
した空気通路により前記蓄圧タンクと連結されており、
該蓄圧タンクに貯留された脈動のない設定圧力Ｐｏを電
気制御式レギユレータにより制御された前記設定圧力Ｐ
ｏまたはこれより低い圧力の制御空気圧により作動さ
れ、かつ前記内燃機関の吸気管内の過給圧Ｐが、検出さ
れた内燃機関の回転速度Ｎに対応する設定された目標過
給圧Ｐｉを超えたときは、前記内燃機関の吸気管内の過
給圧Ｐから前記目標過給圧Ｐｉを差し引いた差圧△Ｐに
対応する制御空気圧Ｐａにより制御されるから、前記内
燃機関の吸気管内の過給圧Ｐがそのときの内燃機関の回
転速度Ｎに対応する目標過給圧Ｐｉを超えた時期におけ
るウエイストゲートバルブの起動は迅速に行なわれてオ
ーバシユート現象を防止するとともに、前記アクチユエ
ータの圧力室に印加する制御空気圧Ｐａをウエイストゲ
ートバルブの起動時の吸気管内の過給圧Ｐに対して低い
圧力とした（Ｐ＞Ｐｏ≧Ｐａ）ことにより、前記アクチ
ユエータの可動部材に付勢するリターンスプリングの弾
力を小なるものとしても、前記蓄圧タンクにより制御空
気圧Ｐａの元圧である設定圧力Ｐｏが安定していること
から、前記アクチユエータの信頼度を極めて向上せしめ
ることができる。

【００１４】

【実施例】図１に本発明に係る過給機付内燃機関の過給
圧制御装置の一実施例を示す。過給機１は圧縮機２を軸
を介してタービン３に同心的に連結して、該圧縮機２を
内燃機関２０の吸気口２１の上流に配設された吸気管２
２に連結した過給機１の圧縮機ケーシング４内に回転自
在に収容するとともに、前記タービン３は前記内燃機関
２０の排気口２３の下流に配設された排気管２４と連結
した過給機１のタービンケーシング５内に回転自在に収
容し、該タービンケーシング５の排気ガス吐出口７は前
記内燃機関２０のためのマフラ（図示せず）と連通せし
めたものである。前記内燃機関２０の排気口２３と前記
過給機１のタービンケーシング５の導入口６の間の排気
管２４には該排気管２４よりタービン３に流れる排気ガ
スの一部を前記タービン３を迂回させて前記タービンケ
ーシング５の排気ガス吐出口７に排出するための排気ガ
スバイパス通路１０を分岐形成する。該排気ガスバイパ
ス通路１０の排気管２４との連通部である排気バイパス
ポート１１には、該排気バイパスポート１１を開閉する
ためのウエイストゲートバルブ１２を前記排気ガスバイ
パス通路１０内に配設し、該ウエイストゲートバルブ１
２はリンク機構１３によりアクチユエータ３０の可動部
材であるダイヤフラム３２と連結される。前記過給機１
の圧縮機ケーシング４の排出口８は内燃機関２０の吸気
管２２の上流側に連結される。これにより内燃機関２０
が運転されると過給機１のタービン３は内燃機関２０の
排気ガスにより回転駆動され、圧縮機２は前記タービン
３と同一回転速度で駆動され、圧縮機ケーシング４の吸
入口９より吸入した空気を圧縮して、内燃機関２０の吸
気管２２に過給圧の空気を圧縮機ケーシング４の排出口
８より供給する。

【００１５】前記内燃機関２０の吸気口２１と過給機１
の圧縮機ケーシング４の排出口８との間の前記吸気管２
２には空気通路２５の上流端が連結され、前記吸気管２
２に供給される過給圧の空気の一部は該空気通路２５に
分岐供給される。該空気通路２５には蓄圧タンク４１、
電気制御式レギユレータ４４、切換弁を備えた電気制御
式切換弁装置４６を直列に配設し、前記空気通路２５の
下流端を前記アクチユエータ３０の圧力室３３に連通せ
しめる。前記アクチユエータ３０は、周縁部をケーシン
グ３１に固定された前記ダイヤフラム３２により、該ケ
ーシング３１の内部を前記空気通路２５に連通する圧力
室３３と外気に連通する調圧室３４とに区画され、該調
圧室３４は前記ケーシング３１を貫通して前記ダイヤフ
ラム３２に連結されるリンク機構１３の貫通孔を介して
外気と連通され、該リンク機構１３は前記調圧室３４内
において前記ダイヤフラム３２とケーシング３１間に介
装されたリターンスプリング３５の弾力により、前記ウ
エイストゲートバルブ１２を排気バイパスポート１１を
閉塞する方向に付勢される。前記アクチユエータ３０の
圧力室３３に空気通路２５より制御空気圧Ｐａが供給さ
れるときは、前記ダイヤフラム３２は制御空気圧の大き
さに比例して撓み、リンク機構１３をリターンスプリン
グ３５の弾力に抗して移動させ、ウエイストゲートバル
ブ１２を開いて排気バイパスポート１１を開き、該排気
バイパスポート１１の開度に応じた量の排気ガスをター
ビン３を迂回せしめて排気ガスバイパス通路１０よりタ
ービンケーシング５の吐出口７に排出し、前記タービン
３および圧縮機２の回転速度を減少せしめて過給機１の
圧縮機ケーシング４の排出口８より内燃機関２０の吸気
管２２に供給する過給圧Ｐを低減せしめる。

【００１６】内燃機関２０の回転速度を検出するため、
内燃機関２０のケーシングに光学式回転速度センサ５１
が取付けられる。該光学式回転速度センサ５１は、前記
内燃機関のクランクシヤフト５２に同心的に取り付けら
れて、外周部に等間隔のスリツトあるいは歯形を刻設し
た円板５３と対向せしめられ、この円板５３のスリツト
または歯形を光学的に検出してパルス状の信号を出力
し、回転速度を検出する。一方内燃機関２０の吸気管２
２の燃料噴射弁または気化器の上流側の位置に吸気管圧
力を測定するための圧力センサ５４を配設する。この圧
力センサ５４はブルドン管型、ベローズ型、ダイヤフラ
ム型等の通常内燃機関の圧力検出器として通常用いられ
る半導体式圧力センサでよく、吸気管２２内の過給圧Ｐ
を検出して、過給圧Ｐに比例した電気信号を出力する。

【００１７】蓄圧タンク４１は、その内部に前記空気通
路２５を介して内燃機関２０の吸気口２１と連通してい
る吸気管２２より供給される過給機１の圧縮機２により
形成された過給圧Ｐの空気を、予め定めた容積だけ貯留
する内部空間を有する。この内部空間の容積は、前記過
給機１の回転速度むらにより生ずる前記空気通路２５内
の脈動を防止するに足る貯留容積とする。前記蓄圧タン
ク４１の内部空間は該蓄圧タンク４１の側壁に設けた圧
力制御弁としての圧力リリーフ弁４２を介して外気と連
通せしめられ、該圧力リリーフ弁４２は前記蓄圧タンク
４１内の空気の圧力が予め設定された設定圧力Ｐｏを超
えたときに該リリーフ弁４２およびフイルタ４３を介し
て前記蓄圧タンク４１内の空気の一部を放出し、該蓄圧
タンク４１内の空気圧を設定圧力Ｐｏの空気圧に維持す
る。

【００１８】電気制御式切換弁装置４６は前記蓄圧タン
ク４１と前記アクチユエータ３０とに直列に、両者を連
通せしめている空気通路２５に配設される。該電気制御
式切換弁装置４６は電磁ソレノイドと切換弁とを備え、
後述する電気制御回路５０よりＯＦＦの電気信号を電磁
ソレノイドに入力したとき、前記切換弁は前記アクチユ
エータ３０の圧力室３３側の連通孔２６を放出口４７お
よびフイルタ４８を介して外気に開放するとともに、前
記蓄圧タンク４１側の空気通路２５との連通口２７を閉
塞する第１の位置と、前記電気制御回路５０よりＯＮの
信号を電磁ソレノイドに入力したとき、前記切換弁は前
記アクチユエータ３０の圧力室３３と外気との連通を遮
断して該圧力室３３を前記連通孔２６に連通せしめると
ともに、前記蓄圧タンク４１側の空気通路２５との連通
口２７を開放して前記アクチユエータ３０の圧力室３３
を前記蓄圧タンク４１に連通せしめる第２の位置との、
２個の位置に選択的に位置せしめられる。

【００１９】電気制御式レギユレータ４４は前記蓄圧タ
ンク４１と前記アクチユエータ３０の圧力室３３とを連
通せしめる空気通路２５に前記切換弁を備えた電気制御
式切換弁装置４６と直列に配設される。該電気制御式レ
ギユレータ４４は、前記蓄圧タンク４１よりアクチユエ
ータ３０の圧力室３３に供給する圧力Ｐｏの空気流の流
路に絞り部を形成し、該絞り部より空気放出口４５を介
し外気に放出する空気量を規定する円形の通孔を有する
弁座と、ステツピングモータの回転により前記弁座の通
孔内においてその軸方向に移動自在とされた円錐形の弁
体とを備える。該弁体とステツピングモータの回転軸と
の間には、該回転軸の回転量を該回転軸の軸方向への前
記弁体の直線的移動量に変換するねじ式またはボールね
じ式の運動変換機構が介設され、前記弁座と弁体との間
の流体通路面積を前記ステツピングモータに入力するパ
ルス状の電気信号の大きさに比例して変化させ、これに
より前記空気放出口４５より外気に放出する空気量を加
減して前記絞り部の下流側の空気圧を上流側の空気圧よ
り可変的に減圧せしめる。従つて前記電気制御式レギユ
レータ４４は、後述するように電気制御回路５０よりパ
ルス状の電気信号を入力したときは、前記ステツピング
モータは入力した電気信号のパルス数に比例した角度だ
け回転軸が回転し、前記弁体は弁座に対してステツピン
グモータの回転角に比例した量だけ直線的に移動して弁
座との間の流体通路を変化させ、これにより前記空気通
路２５より前記アクチユエータ３０の圧力室３３に印加
される空気圧を前記電気制御回路５０の指令信号どうり
に減圧する。以上から、電気制御回路５０の出力信号Ｏ
ＦＦが電気制御式切換弁装置４６に入力しているとき
は、該切換弁装置４６の切換弁は前記第１の位置にあつ
て前記アクチユエータ３０の圧力室３３を外気に連通せ
しめているので、ウエイストゲートバルブ１２はリター
ンスプリング３５の弾力で排気バイパスポート１１を閉
塞しているが、電気制御回路５０の出力信号ＯＮが電気
制御式切換弁装置４６に入力すると、該切換弁装置４６
の切換弁は前記第２の位置に移動してアクチユエータ３
０の圧力室３３を蓄圧タンク４１に連通させ、該蓄圧タ
ンク４１内の設定圧力Ｐｏの圧力気体は、電気制御回路
５０の指令電気信号のパルス数に比例して制御される電
気制御式レギユレータ４４の絞り量に対応して制御空気
圧Ｐａに減圧されてアクチユエータ３０の圧力室３３に
供給され、ウエイストゲートバルブ１２を移動させ、排
気バイパスポート１１の開度が変更される。

【００２０】電気制御回路５０は、内燃機関の回転速度
Ｎｅと該内燃機関が回転速度Ｎｅで回転しているときに
該内燃機関の吸気管に印加すべき目標過給圧Ｐｉの関係
を記憶せしめた第１のメモリ手段と、前記内燃機関の回
転速度Ｎｅにおいて該内燃機関の吸気管内の過給圧の実
測値Ｐが前記目標過給圧Ｐｉより前記制御用差圧△Ｐｉ
だけ超えているときに、前記吸気管内の過給圧Ｐを前記
制御用差圧△Ｐｉだけ低下せしめて前記目標過給圧Ｐｉ
とするためのウエイストゲートバルブ１２による排気バ
イパスポート１１の開度を生じさせるために前記アクチ
ユエータ３０の圧力室３３に印加すべき制御空気圧Ｐａ
と前記制御用差圧△Ｐｉとの関係を内燃機関の回転速度
Ｎｅとともに記憶せしめた第２のメモリ手段と、前記回
転速度センサ５１が検出した内燃機関の回転速度実測値
Ｎから前記第１のメモリ手段より前記回転速度Ｎに対応
する目標過給圧Ｐｉを読み出し、前記圧力センサ５４が
検出した内燃機関の吸気管内の過給圧実測値Ｐとを比較
して該過給圧実測値Ｐと前記目標過給圧Ｐｉを差し引い
た差圧△Ｐが正であるか負であるかを判定する比較手
段、前記第２のメモリ手段から前記差圧△Ｐに等しい制
御用差圧△Ｐｉに対応する制御空気圧Ｐａを読み出す手
段および該比較手段の判定結果により前記電気制御式切
換弁装置４６と電気制御式レギユレータ４４に指令電気
信号を出力するＣＰＵを備えるものである。前記電気制
御回路５０は図２のフローチヤートに示すように、ステ
ツプ１０１において回転速度センサ５１の検出した内燃
機関２０の回転速度Ｎおよび圧力センサ５４の検出した
内燃機関の吸気管２２内の過給圧Ｐを読みとり、ステツ
プ１０２において前記第１のメモリ手段の記憶Ｐｉ＝ｆ
（Ｎｅ）より前記検出した内燃機関の回転速度Ｎに対応
する目標過給圧Ｐｉを読み出し、前記ステツプ１０１に
おいて読みとつた内燃機関の吸気管内の過給圧Ｐよりス
テツプ１０２で読み出した目標過給圧Ｐｉを差し引いた
差圧△Ｐが正の値であるか否かを対比する。

【００２１】ここで、ステツプ１０３において、圧力セ
ンサ５４により検出した過給圧Ｐが目標過給圧Ｐｉを超
えた差圧△Ｐが零または負の値であると判定したとき
は、ステツプ１０４において電気制御式切換弁装置４６
に電気信号ＯＦＦを出力してリターンする。該電気制御
式切換弁装置４６は前記電気信号ＯＦＦを電磁ソレノイ
ドに入力して前記切換弁を前記第１の位置、即ちアクチ
ユエータ３０の圧力室３３側の連通孔２６を外気に開放
させ、前記切換弁装置４６の蓄圧タンク４１側の空気通
路２５との連通口２７を閉塞する位置に位置せしめる。
前記ステツプ１０３において、圧力センサ５４により検
出した過給圧Ｐより目標過給圧Ｐｉを差し引いた差圧△
Ｐが正であると判定したときは、ステツプ１０５におい
て前記第２のメモリ手段の記憶Ｐａ＝ｆ（△Ｐｉ）より
前記内燃機関の回転速度実測値Ｎにおける前記差圧△Ｐ
と同一値である制御用差圧△Ｐｉと対応するアクチユエ
ータ制御空気圧Ｐａに比例するパルス信号を読み出し、
ステツプ１０６において該アクチユエータ制御空気圧Ｐ
ａに比例するパルス信号を電気制御式レギユレータ４４
に出力し、ステツプ１０７において電気制御式切換弁装
置４６に電気信号ＯＮを出力してリターンする。

【００２２】電気制御式レギユレータ４４は前記ステツ
プ１０６において出力されたアクチユエータ制御空気圧
Ｐａに比例するパルス信号を入力して該パルス信号に比
例する角度位置にステツピングモータの回転子が回転
し、弁体を弁座に対して直線的に移動させ、前記レギユ
レータ４４の設定圧力Ｐｏの空気流が流れる流路に形成
した絞り部より空気放出口を介して外気に放出する空気
量を前記弁体の移動量により変更して、前記絞り部の上
流側の空気圧Ｐｏを前記絞り部の下流側において前記制
御圧Ｐａ（Ｐｏ≧Ｐａ）に調圧する。電気制御式切換弁
装置４６は電気信号ＯＮを電磁ソレノイドに入力して、
前記切換弁を第２の位置、即ちアクチユエータ３０の圧
力室３３と外気との連通を遮断して前記連通口２６をア
クチユエータ３０の圧力室３３に連通せしめるととも
に、前記連通孔２７を開放せしめて、アクチユエータ３
０の圧力室３３を前記蓄圧タンク４１に連通せしめる位
置に位置せしめる。そして前記電気制御レギユレータ４
４と電気制御式切換弁装置４６は前記アクチユエータ３
０の圧力室３３と前記蓄圧タンク４１とを連結する空気
通路２５に直列に配設されているから、アクチユエータ
３０の圧力室３３には前記制御空気圧Ｐａが印加され、
アクチユエータ３０のダイヤフラム３２はリターンスプ
リング３５の弾力に抗してリンク機構１３およびウエイ
ストゲートバルブ１２を排気バイパスポート１１より離
間させ、検出した過給圧Ｐを前記第２のメモリ手段に前
記制御空気圧Ｐａと対応せしめて記憶されている制御用
差圧△Ｐｉだけ低下せしめるバイパス排気量を排気バイ
パス通路１０に放出せしめる。電気制御回路５０は、さ
らにステツプ１０１，１０２，１０３，１０５，１０
６，１０７の操作を繰返し、これにより内燃機関２０の
吸気管２２内の過給圧Ｐを、前記第１のメモリ手段に記
憶されている内燃機関の回転速度Ｎｅと目標過給圧Ｐｉ
との関係を示すデータに基き、検出された内燃機関２０
の回転速度Ｎに対応する目標過給圧Ｐｉに吸気管２２内
の過給圧を滑らかに収斂せしめる。

【００２３】図３ないし図６を用いて本発明の過給圧制
御方法の特徴を、従来技術と対比せしめて説明する。図
３は、内燃機関の回転速度Ｎｅと該回転速度における過
給圧Ｐｃおよび目標過給圧Ｐｉの関係を示す線図であ
る。一般的に、内燃機関の回転速度Ｎｅの増大に比例し
て過給機により生成される過給圧Ｐｃは実線６１に示す
ように直線状に増大する。この内燃機関においては回転
速度がＮｘで過給圧がＰｘ（＝Ｐｉ）に達した時点から
過給圧制御を開始するものとする。従来技術においては
ウエイストゲートバルブを開閉せしめるアクチユエータ
の圧力室に吸気管内の過給圧の空気を供給してダイヤフ
ラムに過給圧を作用せしめ、一方該ダイヤフラムを前記
過給圧に抗する方向に付勢するリターンスプリングは、
アクチユエータの圧力室内の圧力がＰｘと釣り合う高弾
力に設定され、アクチユエータの圧力室内の圧力即ち内
燃機関の吸気管内圧力がＰｘを超えたとき、ダイヤフラ
ムを過給圧により移動させてウエイストバルブを開き、
排気ガスの一部を過給機のタービンを迂回させてバイパ
ス通路より排気ガス吐出口へ排出し、タービンおよび圧
縮機の回転速度の増大を阻止する。これによつて理論的
には内燃機関の回転速度Ｎｅが回転速度Ｎｘより増大し
ても、内燃機関の吸気管内の圧力およびアクチユエータ
の圧力室内の圧力は破線６２に示すように一定値の過給
圧Ｐｘに維持される。この破線６２により示される過給
圧は目標過給圧Ｐｉと呼ばれ、前記過給圧制御開始点で
ある実線６１と破線６２との交点６３はインターセプト
点と呼ばれる。ところで、上記従来技術における過給圧
制御方法においては、過給圧制御開始時のアクチユエー
タの圧力室内の圧力は前記過給圧Ｐｘとなつているの
で、内燃機関が前記インターセプト点６３の回転速度Ｎ
ｘを超えてもウエイストゲートバルブの開放が開始され
ないオーバシユート現象が発生し、内燃機関の耐久性に
悪影響を及ぼすことがある。

【００２４】本発明の過給圧制御方法は、内燃機関の特
性に応じて内燃機関の回転速度Ｎｅに対する目標過給圧
Ｐｉとの関係を任意に設定して電気制御回路の第１のメ
モリ手段に記憶せしめるとともに、過給圧制御にあたり
前記目標過給圧Ｐｉに付加すべき制御用差圧△Ｐｉと内
燃機関の回転速度Ｎｅに対応させて内燃機関の吸気管内
の過給圧を前記制御用差圧△Ｐｉだけ低下せしめるウエ
イストゲートバルブのストローク量を発生するためにア
クチユエータの圧力室に印加する制御空気圧Ｐａとの関
係を設定するデータを電気制御回路の第２のメモリ手段
に記憶させておき、内燃機関の回転速度の検出値Ｎに対
応する目標過給圧Ｐｉと吸気管内の過給圧の検出値Ｐと
対比判定して、過給圧Ｐを内燃機関の回転速度Ｎに対応
する目標過給圧Ｐｉに収斂せしめる安定した制御を行な
うことを第１の特徴とする。説明を簡易にするために、
過給圧制御の対象とする目標過給圧Ｐｉを前記従来技術
の目標過給圧Ｐｘと同一値とし、かつ内燃機関の全回転
速度範囲で同一とする。図３の破線６２はこれを示す。
本発明の過給圧制御方法においては、図３に示す破線６
２で示される内燃機関の回転速度Ｎｅに対応する目標過
給圧ＰｉのデータＰｉ＝ｆ（Ｎｅ）を第１のメモリ手段
に記憶せしめておくとともに、少なくとも目標過給圧Ｐ
ｉのインターセプト点６３より大なる内燃機関の回転速
度Ｎｅに対応せしめて目標制御圧Ｐｉに付加すべき制御
用差圧△Ｐｉと前記制御空気圧Ｐａとの関連を示す式Ｐ
ａ＝ｆ（△Ｐｉ）またはデータを第２のメモリ手段に記
憶せしめておく。

【００２５】本発明においては、回転速度検出手段によ
り検出した内燃機関の回転速度Ｎと圧力検出手段により
検出した内燃機関の吸気管内の過給圧Ｐとにより、前記
第１のメモリ手段に記憶された回転速度Ｎｅ−目標過給
圧Ｐｉのデータより回転速度Ｎに対する目標過給圧Ｐｉ
と前記過給圧Ｐとを対比し、ＰからＰｉを除去した差圧
△Ｐが正の値であるか否かを判定し、前記差圧△Ｐが負
であるかまたは零であるときは、ウエイストゲートバル
ブを閉じたままとし、過給圧制御を行なわない（図２の
ステツプ１０１，１０２，１０３，１０４参照）。図３
において実線６１で示される直線状の回転速度Ｎｅ−目
標過給圧Ｐｉ線において回転速度Ｎｅが速度Ｎｘ以下の
直線部においては△Ｐは負または零であり、ウエイスト
ゲートバルブは閉塞位置にある。検出された内燃機関の
回転速度Ｎが速度Ｎｙであり検出された過給圧Ｐが圧力
Ｐｙであるときは、過給圧Ｐｙと回転速度Ｎｙに対応し
て設定された目標過給圧Ｐｉとの差圧△Ｐは正である。
このとき過給機の発生する過給圧を△Ｐだけ低下せしめ
る排気のバイパスを生ぜしめるために、前記第２のメモ
リ手段から内燃機関の回転速度Ｎにおいて前記差圧△Ｐ
に等しい前記制御用差圧△Ｐｉに対応する制御空気圧Ｐ
ａを読み出し、電気制御式レギユレータに前記制御空気
圧Ｐａに比例する電気信号を出力し、アクチユエータの
圧力室に前記制御空気圧を印加して、ウエイストゲート
バルブを前記排気のバイパスを生ずる大きさだけ排気バ
イパスポートより離間せしめる。以下回転速度Ｎおよび
過給圧Ｐの検出、目標過給圧Ｐｉとの対比判定を繰り返
す。これにより内燃機関の吸気管内の過給圧Ｐは、図３
の曲線６４に示すように内燃機関の回転速度Ｎｅが増大
しても、破線６２で示す過給圧に収斂する。前記制御用
差圧△Ｐｉを定めたことにより、内燃機関が自動車に搭
載されるものである場合、インターセプト点における目
標過給圧に対する内燃機関の吸気管内の過給圧の変動
は、前記目標過給圧Ｐｉに対しその０．５〜５％の範囲
に収めることができ、自動車の走行の滑らかさを保証す
ることができる。後述するアクチユエータの圧力室に制
御空気圧を印加する手段の分解能によつては、前記目標
過給圧Ｐｉの０．５〜２％の範囲に収めることができ、
一層目標過給圧Ｐｉに近似した過給圧制御を行うことが
できる。なお前記従来技術において、インターセプト点
において過給圧制御を開始するときに生ずるオーバシユ
ート現象は、アクチユエータの応答遅れのために過給圧
制御が目標過給圧Ｐｘを１０％を超えて上回つたときに
生ずる現象であるが、本発明における内燃機関の吸気管
内の過給圧の変動は１０％を上回ることはない。

【００２６】本発明の過給圧制御方法は、内燃機関の吸
気管内に過給機から吐出された過給圧の圧力空気を直接
アクチユエータの圧力室に制御用空気として供給するこ
となく、内燃機関の吸気管に吐出された過給圧の圧力空
気を圧力制御弁を連結した脈動防止用蓄圧タンクにより
前記圧力制御弁によつて定められる前記インターセプト
点における目標過給圧より低い圧力の設定圧力Ｐｏ（Ｐ
ｏ＜Ｐｉ）の圧力空気として貯留させ、前記アクチユエ
ータの圧力室には、前記蓄圧タンク内の設定圧力Ｐｏの
圧力空気を前記制御用差圧△Ｐｉに比例した制御空気圧
Ｐａ（Ｐａ≦Ｐｏ）に調圧して供給することを第２の特
徴とする。アクチユエータに制御空気圧を印加してウエ
イストゲートバルブを移動せしめると、該ウエイストゲ
ートバルブの移動量（ストロークＳ）に比例して排気バ
イパスポートから排気バイパス通路に流入して過給機の
タービンを迂回するバイパスガス量Ｑは図４に示すよう
に直線的に増大し、これにより過給機の圧縮機が生成す
る過給圧Ｐは減少する。ここで図３に示すように内燃機
関の回転速度がＮｙであるとき過給圧制御が開始される
内燃機関の運転状態であつたとき、前記第１のメモリ手
段に記憶した回転速度Ｎｙにおける目標過給圧Ｐｉとの
差圧△Ｐだけ過給圧Ｐを減少せしめると、過給機が生成
する過給圧は目標過給圧Ｐｉになる。一方、アクチユエ
ータに印加する制御空気圧Ｐａとウエイストゲートバル
ブのストロークＳとの関係を図５に示すと、制御空気圧
Ｐａが圧力Ｐａｂに達したときリターンスプリングの弾
力が相殺されて、それ以降はストロークＳは制御空気圧
Ｐａの増大に比例して直線的に増大することが自明であ
る。従つて過給機の特性とアクチユエータの特性が設計
上特定されたときは、図４に示すストロークＳとバイパ
スガス量Ｑとの関係を示すデータと、図５に示すアクチ
ユエータ制御空気圧ＰａとストロークＳとの関係を示す
データとから、制御用差圧△Ｐｉとアクチユエータ制御
空気圧Ｐａとの関係を示すデータを内燃機関の回転速度
に対応せしめて特定することができ計算をすることもで
きる。これを電気制御回路の第２のメモリ手段にＰａ＝
ｆ（△Ｐｉ）として記憶せしめる。

【００２７】アクチユエータの圧力室に印加される制御
空気圧Ｐａは、図１に示す蓄圧タンク４１から導かれ
る。既に説明したように、蓄圧タンク４１には、過給機
１から内燃機関２０の吸気管２２に吐出された過給圧Ｐ
の圧力空気の一部が空気通路２５を介して供給され、蓄
圧タンク４１内の圧力は圧力制御弁である圧力リリーフ
弁４２により設定される設定圧力Ｐｏに維持される。こ
こに設定圧力Ｐｏは、図３に示す目標過給圧線のインタ
ーセプト点６３における目標過給圧の６０〜８０％、好
ましくは７０％の圧力値に設定する。本発明の過給圧制
御方法においては、回転速度検出手段５１および圧力検
出手段５４によりそれぞれ内燃機関の実際の回転速度Ｎ
および吸気管内の実際の過給圧Ｐを検出し、前記第１の
メモリ手段に記憶せしめた回転速度Ｎｅとこれに対応す
る目標過給圧Ｐｉのデータメモリから前記実際の回転速
度Ｎに対応する目標過給圧Ｐｉを読み出し（ステツプ１
０１）、前記実際の過給圧Ｐより読み出した目標過給圧
Ｐｉを差し引いた差圧△Ｐが正であるか否かを比較手段
により判定する（ステツプ１０３）。過給機の過給圧制
御においては、目標過給圧線のインターセプト点におけ
る目標過給圧に達するまではウエイストゲートバルブを
作動せしめることはない。従つて図３の破線６２よりな
る目標過給圧線を設定した場合は内燃機関の回転速度Ｎ
ｅが速度Ｎｘに達するまでの回転速度においては目標過
給圧は回転速度Ｎｘに対応する目標過給圧Ｐｉに設定さ
れる。そこで回転速度Ｎｘ以下の回転速度において実際
の過給圧Ｐより目標過給圧Ｐｉを差し引いた差圧△Ｐは
零または負の値となる。このとき電気制御回路５０は電
気制御式切換弁装置４６に電気信号ＯＦＦを出力して
（ステツプ１０４）、アクチユエータ３０の圧力室３３
を外気に連通させるとともに蓄圧タンク４１側の空気通
路２５との連通口２７を遮断するように、前記切換弁装
置４６の切換弁を第１の位置に位置せしめる。これによ
りアクチユエータ３０の圧力室３３には大気圧が印加さ
れ、ウエイストゲートバルブ１２はリターンスプリング
３５の弾力により排気バイパスポート１１を閉塞した状
態に維持され、一方蓄圧タンク４１内には内燃機関２０
の吸気管２２から供給される圧力空気が貯留されるとと
もに、圧力リリーフ弁４２により貯留圧力空気の圧力は
前記設定圧力Ｐｏを超えないように維持される。

【００２８】内燃機関２０の運転状態により、回転速度
Ｎｅがインターセプト点６３を超えた後は、検出した実
際の過給圧Ｐは目標過給圧Ｐｉを超え、比較手段におい
て実際の過給圧Ｐから目標過給圧Ｐｉを差し引いた差圧
△Ｐが正の値となる（ステツプ１０３）。圧力検出手段
５４により検出された吸気管２２内の過給圧Ｐより回転
速度検出手段５１により検出された内燃機関２０の実際
の回転速度Ｎに対応する目標過給圧Ｐｉを差し引いた差
圧△Ｐを正の値であると比較手段が判定したときは、過
給圧制御が行なわれる。即ち、図３に示すように圧力検
出手段５４と回転速度検出手段５１がそれぞれ検出した
値が過給圧Ｐｙ、回転速度Ｎｙであるとしたとき、実際
の過給圧Ｐｙより前記目標過給圧Ｐｉを差し引いた差圧
△Ｐが正の値であると比較手段が判定したときは（ステ
ツプ１０３）、前記第２のメモリ手段に記憶された制御
用差圧△Ｐｉとこれに対応する制御空気圧Ｐａとの関係
を示すデータより前記回転速度Ｎｙに対応して記憶され
ている前記差圧△Ｐに等しい制御用差圧△Ｐｉに対応す
る制御空気圧Ｐａを読み出し（ステツプ１０５）、電気
制御式レギユレータ４４に制御空気圧Ｐａに比例する電
気パルス信号を出力（ステツプ１０６）し、前記レギユ
レータ４４の可変式絞りを、蓄圧タンク４１内の設定圧
力Ｐｏの圧力気体が該可変式絞りを通過後に前記制御空
気圧Ｐａに調圧せしめるようステツピングモータを回転
せしめ、かつ電気制御式切換弁装置４６に電気信号ＯＮ
を出力して、該切換弁装置４６によりアクチユエータ３
０の圧力室３３と外気との連通を遮断して該圧力室３３
を蓄圧タンク４１側の空気通路２５に連通せしめるよう
に、前記切換弁装置４６の切換弁を第２の位置に位置せ
しめる。これにより電気制御式レギユレータ４４により
設定圧力Ｐｏから制御空気圧Ｐａに調圧された制御用空
気がアクチユエータ３０の圧力室３３に導入され、アク
チユエータ３０のダイヤフラム３２は制御空気圧Ｐａが
印加されたことによりウエイストゲートバルブは図４お
よび図５から明らかなように吸気管２２内の過給圧Ｐを
制御用差圧△Ｐｉだけ減圧するバイパスガス量Ｑを排気
バイパス通路１０に放出する。

【００２９】電気制御回路は、再び圧力検出手段５４お
よび回転速度検出手段５１により検出した実際の過給圧
Ｐおよび回転速度Ｎから上記比較判定および出力を繰り
返す。これにより内燃機関２０の吸気管２２内の過給圧
Ｐｃは、図３に線６４で示したように目標過給圧Ｐｉに
限りなく近接するように収斂する。前記電気制御式レギ
ユレータ４４は、アクチユエータ３０の圧力室３３に印
加する制御空気圧Ｐａを、蓄圧タンク４１に貯留されて
いる圧力空気の圧力値である設定圧力Ｐｏの５０〜１０
０％の圧力値の範囲で連続的かつ直線的に調圧するもの
とする。これを達成する電気制御式レギユレータ４４と
しては、空気放出口４５を介して外気に放出する空気量
を規定する円形の通孔を有する弁座を円錐形の弁体が完
全に閉塞する位置と、該弁体と弁座との間の間隙が前記
レギユレータ４４を通過した後の圧力空気の空気圧が５
０％Ｐｏとなる位置との間を、ステツピングモータによ
り前記弁体を直線的に移動せしめる形式のものが好まし
い。また蓄圧タンク４１内の空気圧力を目標過給圧線の
インターセプト点６３における目標過給圧Ｐｉの７０％
の設定圧力Ｐｏとしたときは、アクチユエータ３０の圧
力室３３に印加する制御空気圧Ｐａは前記目標過給圧Ｐ
ｉの３５〜７０％と低い圧力とすることができ、ウエイ
ストゲートバルブ１２による排気ガスのバイパスを開始
せしめる制御空気圧Ｐａｂ（図５参照）を前記目標過給
圧Ｐｉの３５％の圧力値とすることができ、これにより
アクチユエータ３０に配設するリターンスプリング３５
の弾力を３５％Ｐｉに対応する弾力とすることができ
る。

【００３０】以上の説明においては、目標過給圧Ｐｉを
図３の破線６２に示すようにインターセプト点６３にお
ける目標過給圧Ｐｘと同一圧力値として説明したが、本
発明においては内燃機関の吸気管内の過給圧を直接アク
チユエータの圧力室に印加する制御ではなく、内燃機関
の圧力室には蓄圧タンク内の設定圧力Ｐｏの一定圧の空
気圧力を電気制御式レギユレータによりさらに調圧して
印加するものであるため、インターセプト点６３より内
燃機関の回転速度Ｎｅが高速側の目標過給圧Ｐｉを回転
速度Ｎｅに対応させて変化させて増減することにより、
内燃機関の特性に応じた回転速度−過給圧のパターンに
制御することができる。図６にこれら内燃機関の特性に
適応した過給圧制御の例を示す。図６のパターン７１
は、図３に示すインターセプト点を回転速度Ｎｘ，過給
圧Ｐｘに定め、回転速度Ｎｅのインターセプト点より高
速側において過給圧Ｐｃが直線的に低下するように目標
過給圧Ｐｉを定めた過給圧のパターンであつて、デイー
ゼル機関において過剰吸気量を防止せしめるに適したパ
ターンである。またパターン７２は、インターセプト点
をパターン７１と同様に回転速度Ｎｘ，過給圧Ｐｘに定
め、回転速度Ｎｅのインターセプト点より高速側におい
て過給圧Ｐｃを上昇させた後、下降するように目標過給
圧Ｐｉを定めた過給圧のパターンであつて、デイーゼル
機関のウエイストゲートバルブの全閉時から過給圧制御
を開始する過渡状態における回転速度域における運転状
態に難点のあるデイーゼル機関の過給圧制御に好適なパ
ターンである。さらにパターン７３は、インターセプト
点を前記回転速度Ｎｘ，過給圧Ｐｘより高速高圧である
回転速度Ｎｚ，過給圧Ｐｚに定め、内燃機関の回転速度
Ｎｅが前記速度Ｎｚより高速側において急速に過給圧Ｐ
ｃを低下させ、かつ回転速度Ｎｅのさらに高速側におい
ては過給圧Ｐｃを緩やかに低下せしめるように目標過給
圧Ｐｉを回転速度Ｎｅに対応させて設定した過給圧のパ
ターンであつて、ガソリン機関およびデイーゼル機関を
問わず、回転速度Ｎｘ，過給圧Ｐｘをインターセプト点
として定めた場合にウエイストゲートの全閉時から過給
圧制御を開始する過渡状態における回転速度域における
運転特性に難点のある内燃機関の過給圧制御に好適なパ
ターンである。

【００３１】本発明を過給機付の４気筒３０００ｃｃの
デイーゼル機関に実施した一例を示す。アクチユエータ
の圧力室を画成するダイヤフラムの有効受圧面積を１８
ｃｍ²とし、リターンスプリングにスプリング力が６ｋ
ｇ・ｆのコイルスプリングを用いた小型のアクチユエー
タにより、受圧面積が５ｃｍ²のウエイストゲートバル
ブを作動せしめる過給圧制御装置を構成し、前記デイー
ゼル機関のインターセプト点における目標過給圧を７０
０ｍｍＨｇに設定した。このときインターセプト点にお
けるウエイストゲートバルブにかかる背圧は約１ｋｇ／
ｃｍ²であつたが、ウエイストゲートバルブの開放を開
始するインターセプト点においてアクチユエータの圧力
室に印加する制御空気圧の最小値は２４５ｍｍＨｇで足
り、インターセプト点における目標過給圧の３５％で足
りた。なお上記実施例の説明において電気制御式切換弁
装置４６は、電気信号ＯＦＦを入力したとき切換弁を第
１の位置に位置させ、電気信号ＯＮを入力したとき切換
弁を第２の位置に位置させるものとして説明したが、前
記切換弁装置４６は電気信号が入力しないときはばねで
前記第１の位置に位置するように付勢されており、電気
信号が入力したときに前記ばねの付勢力に抗して前記第
２の位置に位置するものとしても差支えない。図７に本
発明の過給圧制御装置の他の実施例を示す。この実施例
は、図１に示す実施例と異なる点は電気制御式切換弁装
置４６が電気制御式レギユレータ４４とアクチユエータ
３０の圧力室３３とを連結する空気通路２５に配設され
ている点であつて、その他の構成は図１に示す実施例と
同一であり、作用効果においても図１に示す実施例と異
なるところはないが、電気制御式切換弁装置４６の切換
弁が第１の位置にあるとき、電気制御式レギユレータ４
４は、弁体が空気放出口４５に通ずる弁座を閉塞する位
置に位置せしめられる。図８に本発明の過給圧制御装置
のさらに他の実施例を示す。この実施例は、図１に示す
実施例において圧力制御弁６０を蓄圧タンク４１の上流
側に設けたものである。図において蓄圧タンク４１の上
流側の空気通路２５内には環状の弁座６１が前記空気通
路２５の壁面に突出するように設けられ、前記弁座６１
に着座して該弁座６１を閉塞可能の形状とした円錐形外
表面を備えた弁体６２の弁杆は、前記空気通路２５の外
壁にケーシング６３を固定したアクチユエータ６４に設
けたダイヤフラム６５に固定され、該ダイヤフラム６５
と前記ケーシング６３により囲まれた圧力室６６は前記
蓄圧タンク４１と連通せしめられ、前記ダイヤフラム６
５は前記蓄圧タンク４１内の圧力気体が上昇するに従
い、リターンスプリング６７の弾力に抗して弁体６２を
弁座６１に近接させる。前記リターンスプリング６７の
弾力は蓄圧タンク４１および圧力室６６内の圧力気体の
圧力が前記設定圧力Ｐｏに達したとき、弁体６２を弁座
６１に着座せしめ、閉塞せしめる弾力に設定する。従つ
て過給機１が起動せしめられて吸気管２２内の過給圧が
設定圧力Ｐｏに達すると、圧力制御弁６０は弁体６２を
弁座６１に着座させ、過給圧が設定圧力Ｐｏを超えた後
においても蓄圧タンク４１内の圧力気体の圧力を設定圧
力Ｐｏに維持するとともに、蓄圧タンク４１内の圧力気
体がウエイストゲートバルブ１２を駆動するアクチユエ
ータ３０により消費されてアクチユエータ６４の圧力室
６６内の圧力が設定圧力Ｐｏを下回つたときは、弁体６
２は弁座６１より離座せしめられて、蓄圧タンク４１内
の圧力を上昇させる。なお、前記弁体６２の弁杆がアク
チユエータ６４のケーシング６３および空気通路２５の
壁を貫通する部分は、オイルシール６８により摺動自在
に支承され、かつ空気通路２５内部の過給圧をアクチユ
エータ６４の大気圧室６９に導入せしめることはない。

【００３２】

【発明の効果】本発明の過給圧制御方法および装置にお
いては、アクチユエータの圧力室を区画するダイヤフラ
ム等の可動部材にリンク機構を介して連結したウエイス
トゲートバルブを開閉させるにあたり、過給機を付設し
た内燃機関の吸気管内の過給圧を前記アクチユエータの
圧力室に供給してウエイストゲートバルブの開閉を前記
アクチユエータの圧力室に供給される過給圧により直接
制御することなく、内燃機関の吸気管内の圧力空気を該
空気通路に連通せしめた蓄圧タンク内に導き、該蓄圧タ
ンクに連結した圧力制御弁により前記内燃機関の特性に
応じて設定した目標過給圧線の少なくともインターセプ
ト点における目標過給圧Ｐｉより低い中間値の一定圧で
ある設定圧力Ｐｏの圧力空気として貯留せしめ、さらに
過給圧制御時にはこの蓄圧タンクに貯留した圧力空気を
可変式絞りを備えた電気制御式レギユレータを介して前
記アクチユエータの圧力室に供給しその圧力を前記可動
部材に印加しているから、内燃機関の吸気管内に供給さ
れる過給機の生成した圧力空気に圧力の脈動があつても
蓄圧タンクの容積によりその脈動は消去され、アクチユ
エータの圧力室内には前記圧力の脈動が伝達されること
なく、またアクチユエータの圧力室に印加される制御空
気圧が内燃機関の吸気管内圧力より低圧であつてアクチ
ユエータの可動部材を付勢するリターンスプリングの弾
力を小とすることができることと相俟つて、ウエイスト
ゲートバルブの開閉作動を鋭敏とすることができ、その
バタツキを阻止することができる。

【００３３】さらに本発明においては、過給圧制御のた
め予め設定した内燃機関の回転速度Ｎｅと該回転速度に
対応した目標過給圧Ｐｉのデータを第１のメモリ手段に
記憶せしめ、また内燃機関の吸気管内の過給圧が前記目
標過給圧Ｐｉを制御用差圧△Ｐｉだけ超えたときに前記
吸気管内の過給圧を前記制御用差圧△Ｐｉに等しい圧力
だけ低下せしめるウエイストゲートバルブの移動量を定
めるアクチユエータの圧力室内の制御空気圧Ｐａと前記
制御用差圧△Ｐｉとの対応を示すデータを第２のメモリ
手段に記憶せしめておき、圧力検出手段により内燃機関
の吸気管内の実際の過給圧Ｐを、また回転速度検出手段
により内燃機関の実際の回転速度Ｎをそれぞれ検出し、
前記第１のメモリ手段の記憶から、前記実際の回転速度
Ｎに対応する目標過給圧Ｐｉを読み出し、比較手段によ
り前記実際の過給圧Ｐより前記目標過給圧Ｐｉを差し引
いた差圧△Ｐが正の値であるか負の値であるか比較判定
する。そして前記比較手段において前記差圧△Ｐが負で
あるか、または零であるときは、前記蓄圧タンク内の圧
力空気をアクチユエータの圧力室に供給することなく、
該圧力室を外気に連通せしめる。このときはウエイスト
ゲートバルブは閉じたままとされ過給圧制御は行なわれ
ないから、内燃機関の回転速度の増大に比例して、内燃
機関の吸気管内の過給圧は増大する。

【００３４】前記比較手段において前記差圧△Ｐは正で
あると判定されたときは、前記アクチユエータの圧力室
は外気との連通を遮断して前記蓄圧タンクに連通せしめ
られるとともに、該蓄圧タンクとアクチユエータの圧力
室との間の空気通路に配設した電気制御式レギユレータ
は前記第２のメモリ手段の記憶から読み出した前記差圧
△Ｐに等しい制御用差圧△Ｐｉに対応する制御空気圧Ｐ
ａに比例した電気信号により制御され、蓄圧タンクに貯
留した設定圧力Ｐｏの圧力空気を制御空気圧Ｐａに調圧
してアクチユエータの圧力室に供給する。これによりア
クチユエータのウエイストゲートバルブは制御空気圧Ｐ
ａに対応するストロークだけ移動して排気バイパス通路
に排出されて過給機をバイパスする内燃機関の排気ガス
量を調節し、内燃機関の吸気管内の過給圧Ｐを前記制御
用差圧△Ｐｉに相当する圧力値だけ低下せしめる。そし
てさらに検出した実際の過給圧Ｐと回転速度Ｎから、前
記実際の過給圧Ｐと前記回転速度Ｎに対応する目標過給
圧Ｐｉとの比較判定および電気制御式レギユレータの制
御が繰り返されて、吸気管内の過給圧Ｐは目標制御圧Ｐ
ｉに収斂するように制御される。本発明におけるアクチ
ユエータの圧力室に印加する制御空気圧は、内燃機関の
吸気管内の過給圧とは無関係に設定する蓄圧タンク内の
設定圧力Ｐｏに調圧した圧力であるので、第１のメモリ
手段に記憶せしめる内燃機関の回転速度Ｎｅと該回転速
度Ｎｅに対応する目標過給圧Ｐｉのデータは前記制御空
気圧Ｐａに無関係に設定できる。従つて目標過給圧のイ
ンターセプト点における回転速度Ｎｅと目標過給圧Ｐｉ
の設定を内燃機関の運転特性に適合するように変化させ
ることにより、図６に示すように内燃機関の特性に適合
した過給圧変化のパターン７１，７２，７３を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の過給圧制御方法を実施する装置の一実
施例の概要図。

【図２】本発明における過給圧制御を示すフローチヤー
ト。

【図３】内燃機関回転速度Ｎｅと目標過給圧Ｐｉおよび
制御された過給圧Ｐｃの関係を示す線図。

【図４】ウエイストゲートバルブのストロークＳと排気
バイパス通路に排出されるバイパスガス量Ｑとの関係を
示す線図。

【図５】アクチユエータ制御空気圧Ｐａとウエイストゲ
ートバルブのストロークＳとの関係を示す線図。

【図６】本発明により達成する内燃機関回転速度Ｎｅと
吸気管内過給圧Ｐｃとの関係の一例を示す線図。

【図７】本発明の過給圧制御方法を実施する装置の他の
実施例の概要図。

【図８】本発明の過給圧制御方法を実施する装置の、さ
らに他の実施例の概要図。

【符号の説明】

１ 過給機 ２ 圧縮機 ３ タービン １０ 排気バイパス通路 １１ 排気バイパスポート １２ ウエイストゲートバルブ ２０ 内燃機関 ２２ 吸気管 ２４ 排気管 ２５ 空気通路 ３０ アクチユエータ ３２ ダイヤフラム ３３ 圧力室 ３５ リターンスプリング ４１ 蓄圧タンク ４２ 圧力制御弁としての圧力リリーフ弁 ４４ 電気制御式レギユレータ ４５ 空気放出口 ４６ 電気制御式切換弁装置 ４７ 放出口 ５１ 回転速度センサ ５４ 圧力センサ ６０ 圧力制御弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気管に過給機より供給され
   る過給圧の大きさに対応する制御空気圧をアクチユエー
   タの圧力室に印加し、該アクチユエータの可動部材の移
   動量に応じて前記内燃機関の排気管より前記過給機に供
   給される排気ガスの一部をバイパス通路に排出するウエ
   イストゲートバルブを開閉せしめる過給機付内燃機関の
   過給圧制御方法において、 ａ）前記内燃機関の回転速度Ｎを回転速度検出手段によ
   り検出し、 ｂ）前記内燃機関の吸気管内の過給圧Ｐを圧力検出手段
   により検出し、 ｃ）過給圧制御のため予め設定した内燃機関の回転速度
   Ｎｅと該回転速度Ｎｅに対応した目標過給圧Ｐｉとを記
   憶する第１のメモリ手段から、前記検出した内燃機関の
   回転速度Ｎに対応する目標過給圧Ｐｉを読み出して前記
   検出した過給圧Ｐから前記目標過給圧Ｐｉを差し引いた
   差圧△Ｐを演算して、該差圧△Ｐが正であるか否かを比
   較手段により判定し、 ｄ）前記比較手段が前記差圧△Ｐは零または負の値であ
   ると判定したときは、前記アクチユエータの圧力室を外
   気に連通させるとともに、前記過給機より前記内燃機関
   の吸気管に供給される過給圧の空気を圧力制御弁を介し
   て脈動防止用蓄圧タンクに供給して前記圧力制御弁によ
   り定められる設定圧力Ｐｏの圧力空気を貯留させ、 ｅ）前記比較手段が前記差圧△Ｐは正の値であると判定
   したときは、過給圧制御のために前記第１のメモリ手段
   に設定した目標過給圧Ｐｉに付加すべく内燃機関の回転
   速度に対応せしめて定めた制御用差圧△Ｐｉと、内燃機
   関の吸気管内の過給圧が前記目標過給圧Ｐｉを前記制御
   用差圧△Ｐｉだけ超えたときに前記内燃機関の吸気管内
   の過給圧を前記制御用差圧△Ｐｉに相当する圧力値だけ
   低下せしめる前記ウエイストゲートバルブの移動量を定
   める前記アクチユエータの圧力室内の制御空気圧Ｐａと
   の関係を記憶する第２のメモリ手段から、前記検出した
   回転速度Ｎにおける差圧△Ｐに等しい制御用差圧△Ｐｉ
   に対応する制御空気圧Ｐａを読み出して、該蓄圧タンク
   と前記アクチユエータの圧力室との間の空気通路に配設
   した連続的に調圧制御可能の可変式絞りを備えた電気制
   御式レギユレータに前記第２のメモリ手段から読み出し
   た前記制御空気圧Ｐａに比例した電気信号を出力して、
   前記アクチユエータの圧力室に前記設定圧力Ｐｏの圧力
   空気を前記制御空気圧Ｐａに調圧した制御空気圧を印加
   するとともに、前記アクチユエータの圧力室を前記蓄圧
   タンクに連通せしめ、 ｆ）以下ａ）〜ｅ）の工程を繰り返すことを特徴とする
   過給機付内燃機関の過給圧制御方法。
2. 【請求項２】 内燃機関の吸気管に過給機より供給され
   る過給圧の大きさに対応する制御空気圧をアクチユエー
   タの圧力室に印加し、該アクチユエータの可動部材の移
   動量に応じて前記内燃機関の排気管より前記過給機に供
   給される排気ガスの一部をバイパス通路に排出するウエ
   イストゲートバルブを開閉せしめる過給機付内燃機関の
   過給圧制御装置において、 前記内燃機関の回転速度Ｎを検出する回転速度検出手段
   と、 前記内燃機関の吸気管内の過給圧を検出する圧力検出手
   段と、 前記アクチユエータの圧力室を前記内燃機関の吸気管に
   連通せしめる空気通路に配設され、該空気通路内の空気
   の脈動を防止する貯留容積を有するとともに、貯留され
   る圧力空気の圧力を予め定めた設定圧力Ｐｏに維持する
   圧力制御弁と連結された蓄圧タンクと、 前記蓄圧タンクと前記アクチユエータの圧力室とを連通
   せしめる前記空気通路に配設され、前記アクチユエータ
   の圧力室を外気に開放するとともに前記蓄圧タンクのア
   クチユエータ側空気通路を閉塞する第１の位置と、前記
   アクチユエータの圧力室と外気との連通を遮断して該圧
   力室を前記蓄圧タンクのアクチユエータ側空気通路に連
   通せしめる第２の位置との少なくとも２位置に変位可能
   の切換弁を備えた電気制御式切換弁装置と、 前記蓄圧タンクと前記アクチユエータの圧力室とを連通
   せしめる前記空気通路に前記電気制御式切換弁装置の切
   換弁と直列に配設され、前記空気通路を通り前記アクチ
   ユエータの圧力室に供給される圧力空気の圧力を連続的
   に調圧制御する可変絞りを備えた電気制御式レギユレー
   タと、 過給機制御のため予め設定した内燃機関の回転速度Ｎｅ
   と該回転速度Ｎｅに対応した目標過給圧Ｐｉとを記憶す
   る第１のメモリ手段と、過給圧制御のために前記目標制
   御圧Ｐｉに付加すべく内燃機関の回転速度に対応せしめ
   て定めた制御用差圧△Ｐｉと、内燃機関の吸気管内の過
   給圧が前記目標過給圧Ｐｉを前記制御用差圧△Ｐｉだけ
   超えたときに、前記吸気管内の過給圧を前記制御用差圧
   △Ｐｉに相当する圧力値だけ低下せしめる前記ウエイス
   トゲートバルブの移動量を定める前記アクチユエータの
   圧力室内の制御空気圧Ｐａと前記制御用差圧△Ｐｉとの
   関係を記憶する第２のメモリ手段と、前記回転速度検出
   手段および圧力検出手段によりそれぞれ検出した前記回
   転速度Ｎおよび過給圧Ｐを入力し、前記検出した過給圧
   Ｐと前記第１のメモリ手段から読み出した前記検出した
   回転速度Ｎに対応する目標過給圧Ｐｉとの差圧△Ｐが正
   であるか否かを比較判定する比較手段と、該比較手段が
   前記過給圧Ｐと前記目標過給圧Ｐｉとの圧力差△Ｐは零
   または負の値であると判定したときに前記電気制御式切
   換弁装置にその切換弁を前記第１の位置に位置せしめる
   電気信号を供給し、前記比較手段が前記圧力差△Ｐは正
   の値であると判定したときに前記電気制御式切換弁装置
   にその切換弁を前記第２の位置に位置せしめる電気信号
   を供給するとともに、前記電気制御式レギユレータの可
   変絞りに前記蓄圧タンク内の設定圧力Ｐｏの圧力気体の
   通過時に前記第２のメモリ手段から読み出した前記差圧
   △Ｐに等しい制御用差圧△Ｐｉに対応する制御空気圧Ｐ
   ａに調圧せしめる絞り開度を付与する電気信号を供給す
   る信号発生手段とを備えた電気制御回路とから成ること
   を特徴とする過給機付内燃機関の過給圧制御装置。