JPH0797927A - 過給機付エンジンの制御装置 - Google Patents

過給機付エンジンの制御装置

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JPH0797927A
JPH0797927A JP26585593A JP26585593A JPH0797927A JP H0797927 A JPH0797927 A JP H0797927A JP 26585593 A JP26585593 A JP 26585593A JP 26585593 A JP26585593 A JP 26585593A JP H0797927 A JPH0797927 A JP H0797927A
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JP
Japan
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supercharger
engine
differential pressure
intake air
pressure correction
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JP26585593A
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Inventor
Makoto Shimizu
良 清水
Masaki Fujii
正毅 藤井
Hideki Kobayashi
英樹 小林
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高地かつアイドル時に過給を行なうと共に、差
圧補正量を大きくすることで、大気圧が低く、空気密度
が低い高地アイドル時において充分な吸入空気量の確保
を図り、エンジンストップを防止する。 【構成】吸入空気を過給する過給機P2と、過給機P2
上流に配設されたスロットルバルブP1と、アイドル時
にスロットルバルブP1から上記過給機P2上流へ供給
される吸入空気量を調整するアイドル調整手段P3とを
備えた過給機付エンジンの制御装置であって、アイドル
調整手段P3に対して吸入空気量による差圧補正を実行
する差圧補正手段P4と、高地かつエンジンのアイドル
時を判定する判定手段P5と、判定手段P5の判定結果
に基づいて高地かつアイドル時に、過給を行なうと共
に、差圧補正量を大きくする差圧補正量変更手段P6と
を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、過給機(エ
ンジン駆動される機械式過給機)を備えたエンジンにお
いて、過給時に吸気遅閉じを行なうような過給機付エン
ジンの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上述例の過給機付エンジンの制御
装置としては、例えば、特開昭63−239312号公
報に記載のものがある。すなわち、過給機を備えたエン
ジンにおいて、エンジンの幾何学的圧縮比を8.5以上
の高圧縮比に設定すると共に、吸気弁がバルブリフト量
1mmの位置まで閉じる時点をもって定義した吸気弁閉時
期を、下死点よりクランク角で50deg以上遅れた時
期に設定し、過給時に上述の吸気遅閉じを行なうことに
より、ポンピングロスを低減させ、小さい排気量であり
ながら、大きい出力を確保するように構成したものであ
る。
【0003】上述の過給機には、一般に該過給機をバイ
パスする過給機バイパス通路と、このバイパス通路の空
気流量を調整制御するエアバイパスバルブ(以下単にA
BVと略記する)とを備え、このABVの開度調整によ
り過給機の吐出流量を上記過給機バイパス通路を介して
過給機上流に逃がすことで、吐出流量をコントロールし
ている。
【0004】また上述の過給機を備えたエンジンにおい
ては、過給機上流にスロットルバルブが設けられると共
に、エンジンのアイドル運転時に該スロットルバルブを
バイパスする空気流量を調整し、所定のアイドル回転数
になるように制御するISC(アイドル・スピード・コ
ントロール)装置の如きアイドル回転数制御装置が設け
られている。
【0005】このアイドル回転数制御装置においては、
エンジン水温に基づいて目標アイドル回転数を設定し、
実エンジン回転数をフィードバックしてアイドル調整手
段(具体的にはISCバルブやスロットルバルブ)の基
本制御量を決定すると共に、上述のアイドル調整手段の
空気流量の経年変化を補正するために学習補正値と、ス
ロットルバルブ上下流の差圧によりISCバルブが同一
開度であっても、流量が異なる点を防止するために、上
記差圧に対応して補正をかける差圧補正値とが設定さ
れ、 基本制御量×学習補正値×差圧補正値 に基づいて上述のISCバルブの開度を決定し、ISC
バルブが制御される。
【0006】ところで、上述の過給機、ABV、スロッ
トルバルブ、アイドル調整手段(ISC装置など)を備
えたエンジンにおいて、大気圧が低く、空気密度が小と
なる標高2000m 以上の高地で、かつアイドル時にエ
ンジンストップを防止するためには、上述のABVを全
閉にし、過給機上流すなわちスロットルバルブ下流の負
圧を増大して、スロットルバルブ上流と下流との差圧を
増加させて、ISCバルブを開いてスロットルバルブを
バイパスする流量を確保することで、高地アイドル時の
吸入空気量不足に起因するエンジンストップを防止する
ことが考えられる。
【0007】しかし、高地においては空気密度が小さい
関係上、上述の如きアイドル回転数制御の差圧補正を行
なっても、充分な吸入空気量が確保できず、吸入空気量
不足により、失火して、エンジンストップが発生する問
題点があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項1記
載の発明は、高地かつアイドル時に過給を行なうと共
に、差圧補正量を大きくすることで、大気圧が低く、空
気密度が低い高地アイドル時において充分な吸入空気量
の確保を図り、エンジンストップを防止することができ
る過給機付エンジンの制御装置の提供を目的とする。
【0009】この発明の請求項2記載の発明は、上記請
求項1記載の発明の目的と併せて、過給機付エンジンを
吸気遅閉じにすることで、吸入空気量が少ない場合にお
いても、気筒への流入空気量を増加させることができる
過給機付エンジンの制御装置の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1記載
の発明は、吸入空気を過給する過給機と、上記過給機上
流に配設されたスロットルバルブと、アイドル時に上記
スロットルバルブから上記過給機上流へ供給される吸入
空気量を調整するアイドル調整手段とを備えた過給機付
エンジンの制御装置であって、上記アイドル調整手段に
対して吸入空気量による差圧補正を実行する差圧補正手
段と、高地かつエンジンのアイドル時を判定する判定手
段と、上記判定手段の判定結果に基づいて高地かつアイ
ドル時に、過給を行なうと共に、差圧補正量を大きくす
る差圧補正量変更手段とを備えた過給機付エンジンの制
御装置であることを特徴とする。
【0011】この発明の請求項2記載の発明は、上記請
求項1記載の発明の構成と併せて、上記過給機付エンジ
ンは、有効圧縮比が有効膨張比に対して小となるバルブ
タイミングに設定され、吸気遅閉じを行なう過給機付エ
ンジンの制御装置であることを特徴とする。
【0012】
【発明の効果】この発明の請求項1記載の発明によれ
ば、図6にクレーム対応図で示すように、スロットルバ
ルブP1の上流から下流に流通した吸入空気は過給機P
2により過給される一方、エンジンのアイドル運転時に
おいては、スロットルバルブP1上下流の差圧が小とな
るので、アイドル調整手段P3により、スロットルバル
ブP1から上述の過給機P2上流へ供給される吸入空気
量が調整される。また差圧補正手段P4は上述のアイド
ル調整手段P3に対して吸入空気量による差圧補正を実
行するが、判定手段P5により高地かつエンジンのアイ
ドル時であることが判定された時、上述の差圧補正量変
更手段P6は過給を行なうと共に、差圧補正量を大きく
する。
【0013】このように、高地かつアイドル時に過給を
行なうと共に、差圧補正量を大きくするので、大気圧が
低く、空気密度が低い高地走行時で、かつアイドル時に
おいて充分な吸入空気量の確保を図ることができて、エ
ンジンストップを防止することができる効果がある。
【0014】この発明の請求項2記載の発明によれば、
上記請求項1記載の発明の効果と併せて、有効圧縮比が
有効膨脹比に対して小となるバルブタイミングに設定さ
れ、吸気遅閉じを行ない(具体的には一般的なエンジン
の遅閉じタイミングABDC50〜55度に対して、A
BDC70度の吸気閉じを行なう)、気筒から逆流を過
給機により押込むことで、吸入空気量が少ない場合にお
いても、気筒への流入空気量を増加させることができる
ので、ポンピングロスを低減しつつ、エンジンストップ
を良好に防止することができる効果がある。
【0015】
【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面はV型6気筒過給機付エンジンの制御装置
を示し、図1において、吸入空気を浄化するエアクリー
ナ1のエレメント2後位にエアフロセンサ3を接続し
て、このエアフロセンサ3で吸入空気量Qを検出すべく
構成している。
【0016】上述のエアフロセンサ3の後位にはレゾネ
ータ4を介してスロットルボディ5を接続し、このスロ
ットルボディ5内のスロットルチャンバ6には、吸入空
気量を制御するスロットルバルブ7を配設している。
【0017】上述のスロットルバルブ7下流の吸気通路
8には、エンジンにより駆動される機械式過給機として
のリショルムコンプレッサ9を介設し、このシリョルム
コンプレッサ9の過給圧出口10を各バンク用のインタ
クーラ11,11およびインタクーラ出口通路12,1
2を介して拡大室としてのサージタンク13,13に接
続している。
【0018】一方、上述のスロットルバルブ7下流の吸
気通路8と、インタクーラ11,11の入口側で、かつ
リショルムコンプレッサ9の出口側に相当する部位14
との間を、過給機バイパス通路15で接続し、この過給
機バイパス通路15にはABV16を介設している。
【0019】このABV16は高地アイドル時以外の通
常走行時においては、例えば、ブーストがマイナス20
0mmHgのアイドル相当の低負荷時に全開に制御され、
吸入空気はリショルムコンプレッサ9をバイパスし、ブ
ーストがプラス200mmHgおよびそれ以上の高負荷側
では全閉に制御され、吸入空気をリショルムコンプレッ
サ9へ流通させる。具体的にはデューティソレノイド弁
17によりコントロールされる。
【0020】また上述の部位14と、インタクーラ出口
通路12,12との間をそれぞれのインタクーラバイパ
ス通路18,18で連通接続すると共に、上述の部位1
4近傍にはインタクーラバイパス弁19を取付けて、こ
のインタクーラバイパス弁19の全閉時に、過給圧を上
述のインタクーラ11,11に導き、全開時には吸入空
気をインタクーラバイパス通路18,18に導いて、応
答性の向上を図るように構成している。
【0021】一方、上述の各サージタンク13,13の
下流には各バンクの吸気ポート20,20と連通するそ
れぞれの吸気マニホルド21,21を接続すると共に、
これら各吸気マニホルド21,21にはインジェクタ2
2,22を配設している。
【0022】ところで、V型エンジン23の各燃焼室2
4,24と適宜連通する上述の各吸気ポート20,20
および各排気ポート25,25には、動弁機構(図示せ
ず)により開閉操作される吸気弁26,26と排気弁2
7,27とをそれぞれ取付け、上述の各吸気弁26,2
6のバルブタイミングを遅閉じに設定して、有効圧縮比
が有効膨張比に対して小となるように構成している。具
体的には吸気弁26,26の閉弁タイミングがABDC
70度になるように設定している。また、シリンダヘッ
ドにはスパークギャップを上述の各燃焼室24,24に
臨ませた点火プラグ(図示せず)を取付けている。
【0023】上述の各バンクの排気ポート25,25と
連通するそれぞれの排気通路28,28を設け、これら
各排気通路28,28には空燃比センサとしてのO2
ンサ29,29をそれぞれ取付けると共に、O2 センサ
29,29配設部の下流に触媒コンバータ30,30を
それぞれ配設している。
【0024】また上述の各触媒コンバータ30,30下
流の排気通路31,31を集合部32にて集合させ、こ
の集合部32より下流の排気通路33にはサイレンサ
(図示せず)等を介設している。
【0025】一方、上述のスロットルバルブ7をバイパ
スするバイパス通路34を設け、このバイパス通路34
にはISC(アイドルスピードコントロール)機構とし
てデューティソレノイド弁により構成されたISCバル
ブ35を介設する一方、エアクリーナ1のエレメント2
下流側には外気温センサ36を、スロットルボディ5に
はスロットルセンサ37を、ウォータジャケットには水
温センサ38を、インタクーラバイパス弁19の近傍に
は過給機異常検出用の吐出温センサ39を、サージタン
ク13にはサージタンク内圧センサ40およびサージタ
ンク内空気温度センサ41をそれぞれ配設している。
【0026】図2は制御回路ブロック図を示し、CPU
50は、エアフロセンサ3からの吸入空気量Q、ディス
トリビュータ42からのエンジン回転数Ne、スロット
ルセンサ37からのスロットル開度TVO、スロットル
センサ37と一体的に形成されたアイドルスイッチ43
からのON、OFF信号、大気圧センサ44からの大気
圧Pa、サージタンク内圧センサ40からのサージタン
ク内圧Ps、サージタンク内空気温度センサ41からの
サージタンク内空気温度ts、外気温センサ36からの
外気温ta、水温センサ38からのエンジン冷却水の水
温tw、吐出温センサ39からのリショルムコンプレッ
サ吐出温などの必要な各種信号入力に基づいて、ROM
45に格納されたプログラムに従って、デューティソレ
ノイド弁17、ABV16、ISCバルブ35を駆動制
御し、またRAM46は図3に示す第1マップM1など
の必要なマップやデータを記憶する。
【0027】ここで、上述の第1マップM1は横軸にエ
ンジン回転数Neをとり、縦軸に基本過給圧Pmtbs
をとって、スロットル開度TVOが全開、1/2、1/
4、1/8のそれぞれの時におけるエンジン回転数に対
する基本過給圧Pmtbsを設定したマップである。
【0028】また上述のCPU50は、アイドル調整手
段(ISCバルブ35参照)に対して吸入空気量による
差圧補正を実行する差圧補正手段(図5に示すフローチ
ャートの第18ステップS18参照)と、高地かつエン
ジンのアイドル時を判定する判定手段(図4に示すフロ
ーチャートの第6、第7の各ステップS6、S7参照)
と、上記判定手段の判定結果に基づいて高地かつアイド
ル時に、過給を行なう(リショルムコンプレッサ9はエ
ンジン駆動されているので、ABV16を閉じることに
より過給を行なう)と共に、差圧補正量を大きくする差
圧補正量変更手段(この実施例では図5に示すフローチ
ャートの第18ステップS18が差圧補正量変更手段と
上述の差圧補正手段との双方を兼ねる)とを兼ねる。
【0029】このように構成した過給機付エンジンの制
御装置の作用を、図4、図5に示すフローチャートを参
照して、以下に詳述する。なお、図4、図5のフローチ
ャートは一連のものであるが、図示の便宜上、2つの図
に分けて示したフローチャートである。
【0030】第1ステップS1で、CPU50はエンジ
ン回転数Ne、スロットル開度TVO、吸入空気量Q、
サージタンク内圧Ps、大気圧Pa、外気温ta、サー
ジタンク内空気温度tsなどの必要な各種信号の読込み
を実行する。
【0031】次に第2ステップS2で、CPU50は現
行のエンジン回転数Neが1500rpm 以下か否かを判
定し、Ne>1500rpm のNO判定時には通常制御用
の第3ステップS3に移行する一方、Ne≦1500rp
m のYES判定時には別の第6ステップS6に移行す
る。
【0032】通常制御用の上述の第3ステップS3で、
CPU50は通常走行時の目標過給圧Poを次に示す
[数1]に基づいて決定する。
【0033】
【数1】
【0034】ここで、上述の基本過給圧Pmtbsはエ
ンジン回転数Neおよびスロットル開度TVOにより変
わるので、図3に示す第1マップM1から読込み処理さ
れる。
【0035】また上述の負荷補正値PceはエアコンO
N時、パワステアリングポンプ駆動時、オルタネータ駆
動時に負荷増量補正を行なうことで、ABV16閉時に
おけるリショルムコンプレッサ9の仕事量を補償するも
のである。
【0036】次に第4ステップS4で、CPU50は上
述の目標過給圧Poになるようにデューティソレノイド
弁17を介してABV16を制御し、次の第5ステップ
S5で、CPU50はABV16が目標開度になったか
否かを判定し、YES判定時には第1ステップS1にリ
ターンする一方、NO判定時には上述の第4ステップS
4にリターンする。すなわち、上述の各ステップS4、
S5では、目標過給圧Poと実過給圧との偏差に基づい
て、実過給圧の方が大きい時には、偏差に対応してAB
V16を開いて目標過給圧Poに近づける一方、近づか
ない場合にはフェイル判定を行なう。
【0037】また上述の吐出温センサ39で検出された
温度が例えば160℃以上(異常高温)になった場合、
一定時間(約2sec)毎に目標過給圧Poを低下さ
せ、マックス低下修正処理を行なっても160℃以上の
異常高温時には、フェイル判定し、フェイル検出後にお
いてABV16を全開させる。
【0038】さらに、上述のABV16はエンジン完爆
後において開動される。これは次のような理由による。
すなわち、ABV16を開動させる際にはABV16の
負圧室における負圧を調整するが、デューティソレノイ
ド弁17から空気が流入する時にデューティソレノイド
弁17により音が発生する。エンジン稼働中はエンジン
音の方が大きく、デューティソレノイド弁17の音は掻
消されるが、クランキング中においてはエンジン音が発
生しておらず、デューティソレノイド弁17の音の方が
大となる。このため、エンジン完爆後においてABV1
6を開動することで音の影響を抑制する。なお、これら
の処理は図示しないフローチャートにより実行される。
【0039】ところで、上述の第6ステップS6で、C
PU50はアイドルスイッチ43がONか否かを判定
し、オフアイドル時には上述の第3ステップS3に移行
する一方、アイドル時には次の第7ステップS7に移行
する。
【0040】上述の第7ステップS7で、CPU50は
大気圧センサ44からの大気圧Paに基づいて標高20
00m 以上の高地か否かを判定し、YES判定時には次
の第8ステップS8に移行する一方、NO判定時には別
の第9ステップS9に移行する。
【0041】上述の第8ステップS8で、CPU50は
RAM46の所定エリアにおけるフラグをF=1にす
る。このフラグFはF=1の時、高地かつアイドル時で
あることを識別するためのものである。一方、上述の第
9ステップS9では、CPU50はF=0にする。
【0042】次に第10ステップS10で、CPU50
は次に示す[数2]によりISC制御量CETNを演算
する。
【0043】
【数2】
【0044】次に第11ステップS11で、CPU50
はアイドル時の充填効率ηvを演算する。この充填効率
ηvは空気密度ρにより求めることができる。
【0045】次に第12ステップS12で、CPU50
は高地、アイドル判定用のフラグFが「1」か「0」か
を判定し、F=1のYES判定時には次の第13ステッ
プS13に移行する一方、F=0のNO判定時には別の
第15ステップS15に移行する。
【0046】上述の第13ステップS13で、CPU5
0は高地、アイドル時に対応してABV16を全閉に
し、次の第14ステップS14で、CPU50はアイド
ル時の充填効率ηvに対応して高地ブースト予測を実行
する。
【0047】一方、上述の第15ステップS15で、C
PU50は低地、アイドル時に対応してABV16を全
開にし、次の第16ステップS16で、CPU50はア
イドル時の充填効率ηvに対応して低地ブースト予測を
実行する。
【0048】次に第17ステップS17で、CPU50
は大気圧(760mmHg)から上記ステップS14、S1
6で予測されたブーストを減算して差圧を求める。
【0049】次に第18ステップS18で、CPU50
は上述の差圧に基づいて差圧補正量CDLTPを求め
る。この差圧補正量CDLTPは差圧が大きい程、大に
設定される。すなわち高地においては上述の差圧補正量
CDLTPが大に設定される。
【0050】次に第19ステップS19で、CPU50
はISC制御量CETNに差圧補正量CDLTPを乗じ
てISCバルブ35駆動用のデューティ比TISCを演
算する。
【0051】次に第20ステップS20で、CPU50
は上記デューティ比TISCに基づいてデューティソレ
ノイド弁により構成されたISCバルブ35を駆動す
る。
【0052】以上要するに、判定手段(図4の各ステッ
プS6、S7参照)により高地かつエンジンのアイドル
時であることが判定された時、差圧補正量変更手段(図
5の第18ステップS18参照)は過給を行なうと共
に、差圧補正量CDLTPを大きくする。
【0053】このように、高地かつアイドル時において
ABV16を全閉とし、過給を行なうと共に、差圧補正
量CDLTPを大きくするので、大気圧が低く、空気密
度が低い高地走行時で、かつアイドル時において充分な
吸入空気量の確保を図ることができて、エンジンストッ
プを防止することができる効果がある。
【0054】加えて上述の過給機付エンジンは、有効圧
縮比が有効膨脹比に対して小となるバルブタイミングに
設定され、吸気遅閉じ(具体的にはABDC70度)を
行なうミラーサイクルエンジンであるから、気筒からの
逆流をリショルムコンプレッサ9により押込むことで、
吸入空気量が少ない場合においても、気筒への流入空気
量を増加させることができるので、ポンピングロスを低
減しつつ、エンジンストップを良好に防止することがで
きる効果がある。
【0055】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の過給機は、実施例のリショルムコ
ンプレッサ9に対応し、以下同様に、アイドル調整手段
は、バイパス通路34およびISCバルブ35を含むI
SC機構に対応し、差圧補正手段は、CPU50制御に
よる第18ステップS18に対応し、判定手段は、CP
U50制御による第6および第7ステップS6、S7に
対応し、差圧補正量変更手段は、CPU50制御による
第18ステップS18に対応し、過給機付エンジンは、
V型6気筒過給機付ミラーサイクルエンジンに対応する
も、この発明は、上述の実施例の構成のみに限定される
ものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の過給機付エンジンの制御装置を示す系
統図。
【図2】制御回路ブロック図。
【図3】基本過給圧を設定したマップの説明図。
【図4】過給機付エンジンの制御処理を示すフローチャ
ート。
【図5】図4につづくフローチャート。
【図6】クレーム対応図。
【符号の説明】
7…スロットルバルブ 9…リショルムコンプレッサ 34…バイパス通路 35…ISCバルブ S6,S7…判定手段 S18…差圧補正量変更手段(差圧補正手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸入空気を過給する過給機と、上記過給機
    上流に配設されたスロットルバルブと、アイドル時に上
    記スロットルバルブから上記過給機上流へ供給される吸
    入空気量を調整するアイドル調整手段とを備えた過給機
    付エンジンの制御装置であって、上記アイドル調整手段
    に対して吸入空気量による差圧補正を実行する差圧補正
    手段と、高地かつエンジンのアイドル時を判定する判定
    手段と、上記判定手段の判定結果に基づいて高地かつア
    イドル時に、過給を行なうと共に、差圧補正量を大きく
    する差圧補正量変更手段とを備えた過給機付エンジンの
    制御装置。
  2. 【請求項2】上記過給機付エンジンは、有効圧縮比が有
    効膨張比に対して小となるバルブタイミングに設定さ
    れ、吸気遅閉じを行なう請求項1記載の過給機付エンジ
    ンの制御装置。
JP26585593A 1993-09-28 1993-09-28 過給機付エンジンの制御装置 Pending JPH0797927A (ja)

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