JPH0823299B2

JPH0823299B2 - ターボ過給式内燃エンジンの過給圧制御装置

Info

Publication number: JPH0823299B2
Application number: JP63504748A
Authority: JP
Inventors: ダハルイレン，マーツ; ニルスジョーンソーン
Original assignee: NIRA OOTOMOOTEIBU AB
Current assignee: NIRA OOTOMOOTEIBU AB
Priority date: 1987-05-26
Filing date: 1988-05-26
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: EP0362266B1; WO1988009432A1; DE3867238D1; ATE70895T1; SE8702208D0; EP0362266A1; US5083434A; JPH02504536A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ターボ過給式内燃エンジンの過給圧を制御
する装置に関する。

ターボ（排気タービン）過給式オットーサイクルエン
ジンにおいては、最大許容圧力を超えないように過給圧
を制御することが必要である。最大許容圧力は、シリン
ダヘッド、クランクシャフト、コネクティングロッド等
の寸法によって決まる。これに関しては、最大許容伝達
トルクも一つの限定因子である。

最も簡単な方法は、ターボ過給機の寸法を、過給圧が
最大許容値を超えることのないように定めることであ
る。この場合、最大許容過給圧及び最大トルクは、スロ
ットルを最大限に開放したエンジンの最高回転数領域内
でのみ得られる。これによりエンジン性能は低劣にな
る。

より一般的な方法は、ウェイストゲートとも呼ばれる
分岐弁を作動させる圧力感知装置によって過給圧をフィ
ードバックすることである。分岐弁の機能は、タービン
をまたがって排気流の一部を迂回させる通路を開くこと
にあり、これにより過給圧が減少する。フィードバック
機能を持たない方式に比較してこの方式の有利な点は、
最大トルクを適切なエンジン回転数、例えば3000〜4000
rpmの回転数まで下げることが可能な点である。しかし
それでもなおトルク曲線は、狭い範囲のエンジン回転数
領域の中で急峻なピーク値を示す。

圧力感知式分岐弁の制御システムの機能は、電子制御
システムによって格段に改善可能である。簡潔に言え
ば、電子制御システムは弁アクチュエータへのフィード
バック圧力を調整し、そして弁アクチュエータが分岐弁
（ウェイストゲート）を制御する。フィードバック圧力
は、吸気管からアクチュエータへのフィードバック回路
において可変気流を狭窄した後に、その気流を脈流形態
で放出するオンオフ制御弁によって制御される。したが
ってアクチュエータに作用する圧力は、吸気管内での圧
力から狭窄部を横切る圧力降下を差引いた圧力に相当す
る。より低い名目上の設定、すなわちアクチュエータが
ウェイストゲートを開き始める圧力設定をアクチュエー
タに与え、かつ放出される気流を調整することにより、
機械式フィードバックだけで達成しうる範囲よりも広い
範囲に亙って直線状のトルク曲線を得るように過給圧を
制御することができる。

この基礎的技術は今日では多くの乗物ないし自動車メ
ーカーによって使われており、広く知られている。この
ようなシステムにおける課題は、制御システムがエンジ
ン製造の間に十分に調整されたとしても、エンジンに関
する種々のデータは使用時間と共に変化し、それにより
時間の経過と共に制御システムの性能が悪化することに
ある。この修正はある程度の労働量を要し、また制御シ
ステムの再調整は時間を消費し、そしてこういった事項
はいずれも費用がかかる。

本発明の目的は、最適な制御を遂行するために断えず
自己調整をする自己教育型の制御システムを提供するこ
とにある。

本発明の他の目的は、エンジン回転数の最大可能範囲
内で直線状のトルク曲線を生じ得る制御システムを提供
することにある。なお、エンジン回転数は以下の２因子
によって制限される。

ａ）低速エンジン回転数（rpm）領域では、ターボ過給
機を駆動するための排気流が不十分である。

ｂ）高速エンジン回転数領域では、最大過給圧は制御弁
を通過する気流において達成し得る最高動圧によって制
限される。この気流は弁及び制御装置の構造に依存す
る。

与えられたターボ過給機によって、可能な範囲の最低
のエンジン回転数で最大トルクを達成することが望まし
い。しかしながら、後に明記するように、運転性能に対
して注意を払う必要がある。さらにトルク曲線は、高速
回転に至るまでのエンジンの全回転数を通して直線状を
呈するべきである。

エンジンすなわち車両の加速時には、ターボ過給式エ
ンジンの応答性は同一出力の自然吸気エンジンに劣る。
これは特に以下の事実のためである。

ａ）ターボ過給機の加速に時間を要する。

ｂ）機械式制御システムの場合、ウェイストゲートが最
大圧力又は有効圧よりも低い圧力で既に開き始める。

要因ａ）はターボ過給機の選択のみによって決まる。
これに対し、アクチュエータへのフィードバック圧力を
下げて、アクチュエータの早期開放を防止することによ
り、ｂ）の影響を最小にすることが本発明のもう１つの
目的である。ウェイストゲートは、圧力が許容最大値に
達するまで開かないこととする。この制御システムの１
つの用件は、このシステムがオーバシュートを出さずに
可能な限り最速の応答を生じさせることにある。

さらに本発明の他の目的は、いわゆる「ラバーバンド
効果（rubber band effect）」を最小限にすることによ
り運転性能を改善することにある。ラバーバンド効果は
ターボ過給式エンジンの特性であり、排気流と吸気流と
の間の正フィードバックによるものである。スロットル
弁角度の増加が排気流の増加を生じ、その結果、タービ
ンがより高速で回転して吸気圧が増大し、それによりま
た排気流が増加する。したがって、アクセルペダル（ガ
スペダル）によってラバーバンド効果を制御することは
困難である。運転者は、一定の速度を保つために、ペダ
ルを使って常に補正を行なわなければならない。本発明
によれば、ペダル操作時の明確な応答感覚を減じること
なく、ラバーバンド効果を低減することができる。

上記の目的を達成するために、本発明は、制御装置
と、エンジン負荷を検出、算定するとともにエンジン負
荷を表す信号を制御装置に送る手段と、制御装置に組込
まれ、作動装置の所定の設定及び値に関するデータを記
憶するとともに実際の過給圧値と所与の過給圧制御値と
を比較するデータ処理装置と、ウェイストゲートを調整
する感圧アクチュエータ及び制御弁を備え、感圧アクチ
ュエータが制御装置により制御されてタービンの回転速
度を調整するように作用する作動装置と、タービンに連
結されるコンプレッサと、制御装置に接続され、スロッ
トル弁の上流位置での実際の過給圧値を表す信号を制御
装置に送る手段と、エンジン回転数を表す信号を制御装
置に送る手段とを具備し、スロットル弁を有したターボ
過給式内燃エンジンの過給圧を制御する装置において、
データ処理装置に記憶された作動装置の所定の設定及び
値に関するデータは、算定後にエンジン回転数に基づい
て所与の過給圧制御値を与える制御弁の設定及び値に関
するデータであり、制御装置は、まず実際の過給圧の上
昇を伴うエンジン負荷の増加が生じた後に、次いで所定
時間に亙って、エンジン負荷を監視するとともに、実際
の過給圧値と過給圧制御値とを比較し、データ処理装置
は、制御装置によって検出かつ比較された実際の過給圧
値と過給圧制御値との差の変化に応答して計算を実行す
るとともに、制御弁を調整するための制御設定値の補正
データを第１記憶装置に書込むようになっており、以
て、過給圧の上昇の伴うエンジン負荷の次の増加が生じ
たときに、補正データにより補正された制御設定値が、
オーバシュートが生じていた場合には過給圧制御値に順
応してさらに低い圧力オーバシュートが得られ、かつ、
所定値を超える調整時間が生じていた場合にはさらに短
い調整時間が得られるようになっていること、を特徴と
する装置を提供する。

以下、添付図面を参照して、本発明をさらに詳細に説
明する。同添付図面において、第１図は、本発明に係る制御装置を備えたターボ過給
式エンジンの概略図、第２図は、数種類の制御シーケンスを示す線図、第３図は、エンジン回転数の関数で最大過給圧を示す
線図、第４図は、最大及び最小過給圧に対するスロットルバ
ルブ角度をエンジン回転数の関数で示す線図、及び第５図は、第１図と異なるセンサ配置を備えた本発明
の他の実施例を示す。

第１図は、公知でかつ比較的一般的な種類のいわゆる
ターボエンジン（排気タービン過給式エンジン）１を示
す。したがって本明細書では、本発明に関連するエンジ
ン部品だけを詳しく説明する。ターボエンジン１は、タ
ーボ／コンプレッサ装置３を備えた四気筒オットーサイ
クル機関２を具備する。ターボ／コンプレッサ装置３
は、過給気冷却器８を通るエンジン吸気管７に連絡され
るタービン部４を備える。このエンジンを自動車に適用
する際、エンジンスロットル弁９は吸気管７内に設置さ
れ、アクセルペダルによって制御される。タービン４を
通過する気流は、分岐路10に設置された分岐弁11（いわ
ゆるウェイストゲート）によって制御される。分岐弁11
の弁板は、空気式感圧アクチュエータ12によって操作さ
れる。分岐弁が閉じているときは、全気流がタービン４
を通過する。アクチュエータ12内の圧力及びそれに伴う
分岐弁11の位置は、調節自在な制御弁13によって決定さ
れる。制御弁13は電磁弁が適しており、放出管14内に設
置される。放出管14は、吸入管17に組み込まれて過給気
冷却器８の上流に設置されたコンプレッサ部６から延長
される。吸入管17は、エアフィルタ16を介して吸気口15
に接続される。狭窄部141は、放出管14のアクチュエー
タ12及び吸入管17への各取付部の間に設置される。放出
管14の放出端はエアフィルタ16に注ぎ込んでいる。

本発明によれば、過給圧制御システムの制御装置171
はデータ処理装置18を備える。データ処理装置18は、処
理装置制御プログラムを組み込んだ静的記憶装置（スタ
ティックメモリ;ROM）19と作業用記憶装置（RAM）20
と、さらに電気的書込消去可能記憶装置（EEPROM）21と
協働する。制御装置171は適応性があり、かつ回帰的
（すなわち学習効果を有した）識別処理を行ない、それ
により以下に詳述するような方法で制御パラメータを間
断なく補正する。今日この種の制御は、１つの複雑な多
機能構成要素を具備するのが一般的である。制御装置17
1のブロック図に示される全ての構成要素は、例えばモ
トローラ・エムシー6805アール３（Motorola MC6805R3:
商品名）と称する種類の単チップ処理装置、すなわち図
示の圧力センサ22とEEPROM21とを除いたものに組み込む
ことができる。制御装置171はさらに、例えば増幅器、
変換器等の電子装置を具備するが、これらの装置は本発
明の概念を説明する助けとはならないため図には示さな
い。

過給圧はセンサ22によって検出される。センサ22は、
好ましくは制御装置171に組み込まれ、ホース23を介し
て圧力を検出する。センサ22は絶対圧センサであること
が望ましく、そにより周囲の多様な大気圧のもとでの運
転時に生じる影響が回避される。センサ22の出力信号
は、アナログ／デジタル変換器24を経てデータ処理装置
18の入力部に送られる。スロットル弁角度αの値は、ア
ナログ／デジタル変換器25を経てデータ処理装置18に送
られる。ノッキングセンサ26から得られる信号は、ノッ
キングアナライザ27を経てデジタル出力信号と共にデー
タ処理装置18へ送られる。さらにデータ処理装置18に
は、エンジン回転数（RPM）、及び所望により過給気温
度、ギヤ位置、エンジン温度等を表すエジタル信号が送
り込まれる。なおこのとき、これらの数値を表す信号が
アナログ形式のときは、各信号はアナログ／デジタル変
換器でデジタル形式に変換される。

データ処理装置18は、特に制御弁13を制御する。制御
弁13は、弁の開放位置及び閉鎖位置の各々に対し、制御
可能なパルス間隔で脈動形式に制御される。長時間の弁
開放すなわち長い相対パルス幅が、感圧アクチュエータ
12による分岐弁11の閉鎖を引き起こし、それにより分岐
路10を通る流量が減少してタービンの回転速度が増し、
その結果、高い過給圧が生じる。したがって、より短時
間の弁開放が低い過給圧を生じさせる。

過渡状態の圧力スーケンスの場合、これは迅速な制御
を要するのだが、制御弁13は最初の時間間隔の間完全に
開放しており、その後制御装置171が相対パルス幅（デ
ューティサイクル）を制御弁13に送り、その結果、可能
な限り補正値に近づくように意図された圧力値が生じ
る。相対パルス幅が短かすぎる場合には、制御装置が圧
力を補正値まで高めるのに時間を要するであろう。時間
の遅れは、タービンの加速に要する時間と感圧アクチュ
エータの設定（すなわち位置決め）に要する時間とに起
因する。相対パルス幅が長すぎる場合には、同じ理由で
オーバシュート発生の可能性がある。

設定補正値は、特にアクチュエータの設定状態、損耗
度等により変動する。したがってオーバシュートの危険
性を排除するために、大多数のシステムにおいては、補
正値より低く相対パルス幅を設定する必要がある。しか
しこの解決策は結果として低劣な応答性を生じさせる。

これらの課題を回避するために、本発明は、回帰的
（すなわち学習効果を有した）識別処理を備えた適応制
御を利用する。制御装置171は、理論的に算出された応
答パターン及び経験的に許容しうる応答パターンの少な
くとも一方をまず最初に備える。この場合、全てのパタ
ーンすなわち変更不能形及び変更可能形のアルゴリズム
の双方がEEPROM21に記憶されるか、あるいは変更されな
い定数項を持つアルゴリズムがROM19（すなわちソフト
ウェア）に記憶されかつ変更可能な補正項がEEPROM21に
記憶されるかのいずれかである。前者の方法によりもた
らされる１つの有益性は、アルゴリズムが製造工程後期
において製造者により容易に変形し得ることにある。多
様な車両ないし乗物の形態によって決まる種々のパラメ
ータも、EEPROM21に記憶される。

データ処理装置18は、初期の急加速の後に、圧力オー
バシュートが発生するか否か、圧力が非常にゆっくり
（非常に長い立上り時間で）増加するか否か、及び静的
誤差が所定時間経過後に存在するか否かを決定する目的
で、制御ステップ応答を観察するようにプログラムされ
る。ここでの情報は制御装置に、アルゴリズムにおける
定数群の変更、その変更特性、及び変更が為される方向
又は意図を知らせる。これらの定数に関する補正値は、
EEPROM21に記憶される。補正された定数群は、車両が次
に加速される際に制御装置で使用される。制御装置は制
御反応を調査し、新しい補正値をEEPROM21に記憶する。

このように本発明に係る装置は、事前に使用された設
定値を記憶する。この設定値は、ROM19又はEEPROM21内
のテーブルに配置された設定値を補正するために使用さ
れ、それにより、アクチュエータ12の設定における経時
的に生じる損耗及び変化を補正する。この作用により、
以下に詳しく説明するように、ウェイストゲート、さら
には感圧アクチュエータ12における損耗や障害の検出も
また可能になる。

補正値は、EEPROMに記憶されるので、エンジンの電流
が切られたときでさえも記憶装置（EEPROM）に残る。し
たがってこの装置の適応性は、ある運転状況から次の運
転状況までそのまま維持される。本発明により適応性を
もって得られる最も重要な利点は、この制御装置がエン
ジンに、オーバシュートを生じない極めて機敏な応答性
を与えることにある。

第２図は、本発明に係る制御装置を使って得られた測
定値と、本発明のような回帰的（学習効果を有する）識
別を備えた適応性のある制御能力を持たない他の制御シ
ステムを使って得られた測定値との比較を明示する。

曲線１は、圧力フィードバックを備えた制御装置のス
テップ応答を、アクチュエータの設定が名目値より高く
かつ名目値の許容誤差内にある場合で示す。

曲線２は、アクチュエータの設定が名目値より低いが
まだ名目値の許容誤差内にある場合の制御装置のステッ
プ応答を示す。

曲線３は、本発明による制御装置のステップ応答を示
す。連続的に生じる適応性のある設定は、調節及び製造
許容誤差の影響を排除し、後に発生するエンジンの損耗
に対して制御を適応させる。

本発明に係る制御装置での使用に適した調整器（レギ
ュレータ）は、比例部分、積分部分、及び微分部分を具
備したいわゆるピーアイデー（PID）調整器である。微
分部分は安定している。したがって、オーバシュートや
極端に長いステップ応答に関して補正されるのは微分部
分である。補正項は単純に累積的なものであり、オーバ
シュートが認められるときには増加しかつ遅い応答が認
められるときには減少する。したがって補正値への補正
項の調整は、運転者が乗物を急加速させるときに多く行
なわれる。その結果、制御システム内で行なわれる変更
は急激なものではなく、このことが運転及び運転「感
覚」に関しての有利点である。なお、補正値の変更はい
ずれも、エンジンが安定した運転状態に適合していると
き、及び所定時間に亙って安定して運転されているとき
に行なわれる。したがって、乗物が急激な連続爆発で急
加速されるときには補正値にいかなる変更も行なわれな
い。

有益性を付与するために、一方が過度の加速に対し使
用され、かつ他方が適度な加速に対して使用される調整
器の２つの部分を備えることができる。いずれの部分
も、実際の多様な速度変化に対し上記のようにして得ら
れる累積的補正項を備えることができる。

調整器の積分部分もまた補正項を持つことができる。
この補正項は、補正項が記憶されるべきとき、したがっ
てエンジンが加速後の所与の時間に亙って一定速度で稼
働しているときに決定されることが望ましい。この点に
関して調査される調整済の実際の圧力値の積分部分は、
制御圧力（設定圧力）からの実際の圧力値の調整済偏差
である。全ての補正項は同時に記憶される。

このように微分項の補正は、制御圧力（設定圧力）を
算出し、かつ調整器が制御値に適応しようとする制御始
期に、測定された実際の圧力値を減算することによって
行なわれる。積分項の補正は、制御圧力を算出し、かつ
調整器が制御圧力に設定されたときから所定時間経過後
の実際の圧力値を減算することによって行なわれる。補
正微分項は、エンジンにおける動的変化を表示する。し
たがって補正項の値又は値群は、それらの値が所定の危
険水準を超えたときに警告を与えるためにデータ処理装
置18によって監視される。この所定の危険水準は、もし
それを超えた場合に例えばタービンのベアリングの初期
損傷が生じる水準として定められる。補正積分項は、損
耗等の他のエンジン障害を表示する。したがってこの項
は、その値が所定の危険水準を超えたときに警告を与え
るためにデータ処理装置18によって監視される。

データ処理装置18は、エンジン回転数と実際のスロッ
トル弁角度とに基づいて制御圧力を算出する。このと
き、最初に最大許容制御圧力が、エンジン回転数のみに
基づいて算出される。第３図はこの最大許容制御圧力の
曲線を、純機械式システムによる曲線と比較して示す。
直線状のトルク曲線を得るために、最大許容制御圧力は
エンジン回転数とともに変化する曲線によって制限され
る。この曲線は経験に基づいたエンジン測定値によって
得られており、したがって異なるエンジン構造の間でわ
ずかに違ってくるだろう。この曲線は製造時に、ROM19
又はEEPROM21のいずれかにテーブル形式で記憶される。

第４図は、最大許容制御圧力と調節が為される最小制
御圧力とに関し、スロットル弁角度をエンジン回転数の
関数として示したものである。調節目標の実際の制御圧
力は、これらの曲線間のどこかに存在することが望まし
い。ボルボ（Volvo）エンジンの試験の場合、予圧Ｐ
_cont.（制御圧力）は、実際のスロットル弁角度α_prev.
と、実際の最大許容制御圧力Ｐ_{cont.max.prev.}と、最大
許容制御圧力におけるスロットル弁角度α_pb.max.prev.
と、100kpa（概略大気圧）におけるスロットル弁角度α
₁₀₀とによって、以下のように示された。

Ｐ_cont.＝（Ｐ_{cont.max.prev.}−100） ×（α_prev.−α₁₀₀）／（α_pb.max.prev.−α₁₀₀）＋100 最小制御圧力直線の下方で、スロットルがわずかに開
いただけのような場合には、制御圧力はウェイストゲー
トアクチュエータ12,13における名目圧力設定の最大値
に限定される。最小制御圧力直線の上方で、スロットル
が大きく開いた場合には、圧力はエンジン回転数に関連
して最大制御圧力直線まで直線状又は非直線状に増加す
る。

スロットル弁角度によって決まる制御圧力（設定圧
力）によりもたらされた有益点は以下のとおりである。

・特に低速エンジン回転数における明確な応答感覚。

．高速エンジン回転数におけるスロットル弁上流の減
圧。それにより、スロットル弁を横切る圧力降下が減少
し、熱負荷及び燃料消費が低減される。

・一定速度での運転時又はごくわずかな速度変更時の実
際のスロットル弁角度におる滑らかな出力制御。この機
能が無ければ、一定速度で運転する際の車両速度制御は
困難である。

自動車は互いに異なる力学を持つ多様な状況下で運転
される。したがって、それらの状況を、わずかに異なる
制御アルゴリズム及びそれに伴う異なる補正値を必要と
する様々な操作様態に分割することぎ有利である。した
がってデータ処理装置18は、例えば実際の過給圧、エン
ジン回転数、及びスロットル弁角度を調べ、かつ例えば
プログラムテーブルから関連する操作様態を選択するこ
とにより、どの操作様態に関連するものであるかを決定
するようにプログラムされる。このとき各操作様態（操
作環境）は、記憶装置に記憶されたそれ自体の補正値を
備えることもできる。動的変化又は過度の損耗を警告す
るために使われる補正値は、この目的で特定の操作様態
の中で選ばれるか、或いは全ての補正値が監視され、そ
して最初に最大許容補正値を超える補正値によって警告
が生じるかのいずれかである。

最大許容トルクを制限する因子は、実際のエンジンよ
り通常はむしろ変速機である。変速機の場合、最大許容
伝達はギア比によって変化する。この因子は、デジタル
入力信号の形でデータ処理装置18に送られる実際のギア
比の値に従って制御装置171にトルクを制御させるこ
と、又は、エンジン回転数信号及び車両速度信号によっ
てギア位置を算定するようにデータ処理装置18をプログ
ラムすることにより、制御装置171で利用される。デー
タ処理装置18は、ギア位置に関連してトルクを変化させ
るようにプログラムされ、それにより各ギア位置に対し
て最大トルクの利益が得られる。各ギアは、データ処理
装置に記憶された個別適合値テーブルを持つ。

EEPROMはエラー発生の危険無しに莫大な量のデータ等
を記憶することができないので、補正値が変化するたび
に補正値をEEPROM21に書込む代わりに、作業用記憶装置
RAM20を使用してそれらの補正値を作業用記憶すること
が望ましい。次に、最新の当座関連補正値が均等時間、
例えば10分間隔でEEPROM21に書き込まれる。これは、実
際に電算機が、EEPROM21から集められてRAM20に記憶さ
れた補正値を使って作業することを意味する。とぎれの
無い運転シーケンスの間にRAM20だけにおいて補正値を
更新すること、及びエンジン回転数がゼロ付近に降下し
ているときだけ補正値を移送することも考えられる。こ
の機能は、乗物が駐車されようとしていることやエンジ
ン電流が切られたことの指示として使用することができ
る。

ノッキングセンサ26は、エンジンのノックを探知する
のに有効である。一般的に点火装置は、ノッキングの発
生時に点火角度を減少させる。その結果、燃料消費の高
騰、排気量の増大、排気ガス温度の上昇、及びトルクの
減少を伴った好ましからざる稼働状態が生じる。制御装
置171はその代わりに、エンジンがノッキングを終える
まで徐々に過給圧を減少させる。その後点火角度は、ノ
ッキング発生時の角度に優先する点火角度に維持され、
それにより前記の欠点のうち初めの３個の欠点が回避さ
れる。しかしながら、トルクの減少は回避できない。

上記実施例では、スロットル弁開度が指標となること
を説明した。ここで、ターボエンジン及び制御装置の機
能に関して重要な要素は、実際のところスロットル弁９
を横切る圧力差である。この圧力差はスロットル弁角度
αの関数である。したがって、スロットル弁角度を測定
する代わりに、スロットル弁９の下流に位置する吸気管
７内の圧力を検出するためにもう１つのセンサ30を配置
することができる（第５図参照）。センサ30は、センサ
22と同様のものであるが、望ましくは絶対圧指示器であ
り、制御装置171内に配置されかつホース31を介して吸
気管７に連絡される。もちろん、センサ30のように、相
対圧センサも使用しなければならない。しかしながらそ
のためには、ホース23からアナログ／デジタル変換器32
に面するセンサ30の後方面まで引伸ばされたもう１つの
ホースが必要となる。センサ30の信号は、アナログ／デ
ジタル変換器32を経由してデータ処理装置18へ送られ
る。データ処理装置18は、センサ22及び30からの２つの
信号間の差から１つの差信号を作成し、この差信号を、
過給圧制御値（過給圧設定値）を算定するための基礎と
して使用する。そこで第４図の曲線が異なる形状で得ら
れる。制御装置171は、圧力差からスロットル弁角度へ
は何も変換しないが、その代わりに、意図的に記憶され
たアルゴリズムによって圧力差を直接使用することによ
り過給圧制御値を算定する。

第１図を参照して説明したスロットル弁角度依存の過
給圧制御に関する前述の有利点は、スロットル弁９を横
切る圧力差に依存した過給圧制御にも適用できることが
理解されよう。

もちろん制御装置171は、エンジンやそれを搭載した
車両の動作限界においても過給圧を制御する。いくつか
の車両構成部品（例えばブレーキ）の寸法決定の基準と
なる車両の算定最高速度は、エンジンの最大出力すなわ
ち最高性能から算出される。出力を増加するためには、
さらに高い最高速度に対して車両寸法を適応させる必要
があり、これはコストを増大させる。制御装置171がト
ルクを制御するので、エンジンの出力値は、所望の最高
速度における道路の影響（すなわち道路地形や道路面
等）に対応する値に制限される。したがって、車両速度
が所望の最高速度に達する際に、制御装置171は電算機
内にプログラムされた曲線に従って、最高速度における
出力がその速度での道路影響に対応するように、過給圧
を下げる。

乗物（例えば自動車）にオーバドライブ機構を設ける
ことは一般的である。電動オーバドライブ機構における
損耗は、オーバドライブに変更する時の高トルクにより
多大なものとなる。制御装置171は、オーバドライブに
変更する際のトルクを、過給圧を減じることにより制限
する。この減圧は、オーバドライブから四速ギアに下げ
る際にも実施される。オーバドライブクラッチが滑る場
合には、過給圧の減圧は滑りがおさまるまで維持され
る。そしてそののち過給圧は、時間制御のもとで増加さ
れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−138829（ＪＰ，Ａ) 特公昭59−49408（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御装置と、エンジン負荷を検出、算定す
るとともに該エンジン負荷を表す信号を該制御装置に送
る手段と、該制御装置に組込まれ、作動装置の所定の設
定及び値に関するデータを記憶するとともに実際の過給
圧値と所与の過給圧制御値とを比較するデータ処理装置
と、ウェイストゲートを調整する感圧アクチュエータ及
び制御弁を備え、該感圧アクチュエータが該制御装置に
より制御されてタービンの回転速度を調整するように作
用する作動装置と、該タービンに連結されるコンプレッ
サと、該制御装置に接続され、スロットル弁の上流位置
での実際の過給圧値を表す信号を該制御装置に送る手段
と、エンジン回転数を表す信号を該制御装置に送る手段
とを具備し、スロットル弁を有したターボ過給式内燃エ
ンジンの過給圧を制御する装置において、前記データ処理装置に記憶された作動装置の所定の設定
及び値に関する前記データは、算定後にエンジン回転数
に基づいて所与の過給圧制御値を与える前記制御弁の設
定及び値に関するデータであり、前記制御装置は、まず実際の過給圧の上昇を伴うエンジ
ン負荷の増加が生じた後に、次いで所定時間に亙って、
エンジン負荷を監視するとともに、実際の過給圧値と過
給圧制御値とを比較し、前記データ処理装置は、前記制御装置によって検出かつ
比較された実際の過給圧値と過給圧制御値との差の変化
に応答して計算を実行するとともに、前記制御弁を調整
するための制御設定値の補正データを第１記憶装置に書
込むようになっており、以て、過給圧の上昇を伴うエン
ジン負荷の次の増加が生じたときに、該補正データによ
り補正された該制御設定値が、オーバシュートが生じて
いた場合には過給制御値に順応してさらに低い圧力オー
バシュートが得られ、かつ、所定値を超える調整時間が
生じていた場合にはさらに短い調整時間が得られるよう
になっていること、を特徴とする装置。
【請求項２】前記データ処理装置がEEPROMを備えること
を特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】補正データは前記データ処理装置の作業用
RAMに書込まれ、特定の時間間隔及び所定のエンジン回
転数において、そのとき該作業用RAMに記憶されていた
補正データがEEPROMに転送されかつ記憶されることを特
徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】前記データ処理装置は、エンジン負荷が増
加した後に、エンジンが複数の所定作動状態において実
際のエンジン作動値に基づいて稼働していることを調査
し、互いに異なる補正データが、前記第１記憶装置に書
込まれるとともに異なる作動状態における過給圧を制御
するために使用されることを特徴とする請求項１〜３の
いずれか１つに記載の装置。
【請求項５】エンジン回転数とスロットル弁設定とによ
って決まる最大許容過給圧制御値に関するデータが前記
データ処理装置に記憶され、スロットル弁設定に関する
情報が該データ処理装置に送られ、該データ処理装置
は、スロットル弁設定に関する該情報と実際のエンジン
回転数及び実際のスロットル弁設定における最大許容過
給圧制御値に関するデータとによって過給圧制御値を算
定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに
記載の装置。
【請求項６】エンジン回転数とスロットル弁を横切る圧
力差とによって決まる最大許容過給圧制御値に関するデ
ータが前記データ処理装置に記憶され、該スロットル弁
の下流の実際の過給圧値を表わす信号を前記制御装置に
送る手段が設けられ、該データ処理装置は、該スロット
ル弁の両側に設置された圧力検出用の各手段からの信号
間の差と実際のエンジン回転数及びスロットル弁を横切
る実際の圧力差における最大許容過給圧制御値に関する
データとによって過給圧制御値を算定することを特徴と
する請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】エンジン回転数によって決まる最大許容過
給圧制御値に関するデータは、該データに基づいて算定
された過給圧制御値がエンジン回転数領域の主要部分内
で直線状のエンジン／トルク曲線を生むように変化する
ことを特徴とする請求項５又は６記載の装置。
【請求項８】過給圧制御値Ｐ_cont.の算定が下記の式に
よって行なわれることを特徴とする請求項５又は７記載
の装置。Ｐ_cont.＝（Ｐ_{cont.max.prev.}−100） ×（α_prev.−α₁₀₀）／（α_pb.max.prev.−α₁₀₀）＋100 ただし、α_prev.は実際のスロットル弁角度、α₁₀₀は略
大気圧での実際のエンジン回転数におけるスロットル弁
角度、Ｐ_{cont.max.prev.}は実際のエンジン回転数におけ
る最大許容過給圧制御値、及びα_pb.max.prev.は最大許
容過給圧制御値での実際のエンジン回転数におけるスロ
ットル弁角度を示す。
【請求項９】多段変速ギアボックスに連結されるエンジ
ンに適用され、エンジン回転数によって決まる最大許容
過給圧制御値の多様な変化がそれぞれのギア比に対応し
て前記データ処理装置に記憶されることを特徴とする請
求項１〜８のいずれか１つに記載の装置。