JPH0835433A - 高度による内燃機関の出力変動を補正する方法及びその装置 - Google Patents
高度による内燃機関の出力変動を補正する方法及びその装置Info
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- JPH0835433A JPH0835433A JP7070095A JP7009595A JPH0835433A JP H0835433 A JPH0835433 A JP H0835433A JP 7070095 A JP7070095 A JP 7070095A JP 7009595 A JP7009595 A JP 7009595A JP H0835433 A JPH0835433 A JP H0835433A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高度に関係なく、過給機付き内燃機関の出力
を一定に保つ従来技術の装置を改良すること。 【構成】 コンピュータ制御の火花点火、過給機付き内
燃機関は、海上レベル（７６０ｍｍＨｇ）の大気圧のエ
ンジン作動状態におけるエンジン速度範囲の全体に亙る
所望のエンジン性能に対する過給機コンプレッサの絶対
排出圧力を記憶装置に記憶させてある。過給機コンプレ
ッサの絶対排出圧力に応答可能なセンサがその絶対圧力
を絶えず監視し、任意の特定の時点にてエンジンが作動
するエンジン速度に対する記憶した圧力値と、その検出
値とを比較する。両者に差がある場合、コンピュータが
これに応答して、排気ゲート弁２２の位置を保持し又は
変更し、ブースタ圧力を保持し又は変更し、海上レベル
の大気状態のエンジン速度４７に関して記憶させたコン
プレッサの絶対排出圧力と同一の圧力に再設定されるよ
うにする。
を一定に保つ従来技術の装置を改良すること。 【構成】 コンピュータ制御の火花点火、過給機付き内
燃機関は、海上レベル（７６０ｍｍＨｇ）の大気圧のエ
ンジン作動状態におけるエンジン速度範囲の全体に亙る
所望のエンジン性能に対する過給機コンプレッサの絶対
排出圧力を記憶装置に記憶させてある。過給機コンプレ
ッサの絶対排出圧力に応答可能なセンサがその絶対圧力
を絶えず監視し、任意の特定の時点にてエンジンが作動
するエンジン速度に対する記憶した圧力値と、その検出
値とを比較する。両者に差がある場合、コンピュータが
これに応答して、排気ゲート弁２２の位置を保持し又は
変更し、ブースタ圧力を保持し又は変更し、海上レベル
の大気状態のエンジン速度４７に関して記憶させたコン
プレッサの絶対排出圧力と同一の圧力に再設定されるよ
うにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、概ね、過給機を備える
内燃機関（Ｉ．Ｃ）の制御システム、特に、エンジンが
作動するときの高度が増すことに伴う出力の低下を回避
する制御システムに関する。
内燃機関（Ｉ．Ｃ）の制御システム、特に、エンジンが
作動するときの高度が増すことに伴う出力の低下を回避
する制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】火花点火、定容サイクルの往復運動エン
ジンが作動するとき、高い高度で空気の濃度が低下する
結果、通常、利用可能な出力が低下する。これを補うた
め、幾つかのシステムが開発されている。例えば、１９
８４年９月４日付けでスズキ（Ｓｕｚｕｋｉ）に付与さ
れた米国特許第４，４６８，９２８号において、排気ゲ
ート弁３が過給機の排出圧力と、その過給機の排出圧力
と過給機の吸入圧力との組み合わせから得られた制御圧
力との組合せに応答して、アクチュエータ４０によって
制御される。図３の実施例において、ベローズ３６内に
海上レベルの圧力で貯蔵された気体が最初に空気圧によ
りその補正を行う。図４の実施例において、大気圧セン
サが補正のため、ソレノイド弁の負荷サイクルを電気的
に制御する。
ジンが作動するとき、高い高度で空気の濃度が低下する
結果、通常、利用可能な出力が低下する。これを補うた
め、幾つかのシステムが開発されている。例えば、１９
８４年９月４日付けでスズキ（Ｓｕｚｕｋｉ）に付与さ
れた米国特許第４，４６８，９２８号において、排気ゲ
ート弁３が過給機の排出圧力と、その過給機の排出圧力
と過給機の吸入圧力との組み合わせから得られた制御圧
力との組合せに応答して、アクチュエータ４０によって
制御される。図３の実施例において、ベローズ３６内に
海上レベルの圧力で貯蔵された気体が最初に空気圧によ
りその補正を行う。図４の実施例において、大気圧セン
サが補正のため、ソレノイド弁の負荷サイクルを電気的
に制御する。
【０００３】１９８４年１０月１６日付けで付与された
マッキナニー（ＭｃＩｎｅｒｎｅｙ）の米国特許第４，
４７６，６８２号は、通常は、ばね４２によって偏倚さ
れて閉じられた排気ゲート弁３２を採用するが、管４４
内のコンプレッサの排出圧力がダイヤフラム３８に加え
られて、弁３２を開放状態に偏倚させる。高度補正装置
としてのブリード弁組立体５０は、通常、弁座６０に閉
じられており、管４４内の全部のコンプレッサ排出圧力
を加えて、排気ゲート弁３２を開放することを可能にす
る弁５８を備えている。しかし、大気圧が低下すると、
ベローズ５２は、膨張して、弁５８を開き、これによ
り、絞り弁４６から下流にて十分な圧力を放出し、これ
により、排気ゲート弁がより長時間、閉じられたままで
あることを許容し、より高所における大気圧の低下を補
正することが出来る。
マッキナニー（ＭｃＩｎｅｒｎｅｙ）の米国特許第４，
４７６，６８２号は、通常は、ばね４２によって偏倚さ
れて閉じられた排気ゲート弁３２を採用するが、管４４
内のコンプレッサの排出圧力がダイヤフラム３８に加え
られて、弁３２を開放状態に偏倚させる。高度補正装置
としてのブリード弁組立体５０は、通常、弁座６０に閉
じられており、管４４内の全部のコンプレッサ排出圧力
を加えて、排気ゲート弁３２を開放することを可能にす
る弁５８を備えている。しかし、大気圧が低下すると、
ベローズ５２は、膨張して、弁５８を開き、これによ
り、絞り弁４６から下流にて十分な圧力を放出し、これ
により、排気ゲート弁がより長時間、閉じられたままで
あることを許容し、より高所における大気圧の低下を補
正することが出来る。
【０００４】アオキへの米国特許第４，４６６，２４７
号において、圧力変換器１６により検出されたチャンバ
１３内の低い大気圧に応答して、チャンバ１３内の電気
ヒータ１７が励起させる。ベローズ１５がこの低い大気
圧に応答して膨張すると、電気回路は、ヒータ１７をオ
ンにして、これにより、チャンバ１３内の圧力を上昇さ
せ、ばね１４が排気ゲート弁７が閉じた状態に保つのを
支援する。
号において、圧力変換器１６により検出されたチャンバ
１３内の低い大気圧に応答して、チャンバ１３内の電気
ヒータ１７が励起させる。ベローズ１５がこの低い大気
圧に応答して膨張すると、電気回路は、ヒータ１７をオ
ンにして、これにより、チャンバ１３内の圧力を上昇さ
せ、ばね１４が排気ゲート弁７が閉じた状態に保つのを
支援する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高度差によ
る出力変動を補正する従来技術の装置を改良することを
目的とするものである。
る出力変動を補正する従来技術の装置を改良することを
目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記に簡単に説明したよ
うに、火花点火式過給機付き内燃機関における、本発明
による高度差による出力変動を補正するため、過給機コ
ンプレッサの絶対排出圧力に応答するセンサを使用して
エンジンの制御装置に信号を送り、エンジンが海上レベ
ル以上の高度で作動しているとき、最終的に、過給機の
排気ゲート弁の過早の開弁を回避する。より具体的に
は、電子エンジン制御のデジタルコンピュータを備える
かかるエンジンにおいて、海水レベルの大気圧（７６０
ｍｍＨｇ，２９．９２ＰＳＩＡ）にて、エンジンの所望
の性能（特に、エンジンの全運転速度における望ましい
トルク曲線）を達成するために必要とされるコンプレッ
サ出口の絶対排出圧力の「マップ」がコンピュータの記
憶装置に記憶させてある。絶対圧力センサを使用して、
コンプレッサの絶対排出圧力を検出し、エンジンが海上
レベルよりも低い大気圧力状態（例えば、より高度）に
て作動するとき、絶対圧力センサは、過給機により発生
されたコンプレッサの絶対排出圧力を連続的に検出し、
コンピュータ内の制御ループに信号を送り、このループ
がその圧力をそのときにおける特定のエンジン記憶速度
と比較し、排気ゲート弁が開放したかどうか、又その開
弁の量を判断する。従って、コンプレッサの絶対排出圧
力をその瞬間におけるエンジン速度の記憶値と比較する
ことによって、システムは、過給機の排気ゲートを閉じ
たままにし、より高い高度のとき、過給機が海上レベル
の状態におけると同程度のブースト圧力を提供すること
を可能にする。
うに、火花点火式過給機付き内燃機関における、本発明
による高度差による出力変動を補正するため、過給機コ
ンプレッサの絶対排出圧力に応答するセンサを使用して
エンジンの制御装置に信号を送り、エンジンが海上レベ
ル以上の高度で作動しているとき、最終的に、過給機の
排気ゲート弁の過早の開弁を回避する。より具体的に
は、電子エンジン制御のデジタルコンピュータを備える
かかるエンジンにおいて、海水レベルの大気圧（７６０
ｍｍＨｇ，２９．９２ＰＳＩＡ）にて、エンジンの所望
の性能（特に、エンジンの全運転速度における望ましい
トルク曲線）を達成するために必要とされるコンプレッ
サ出口の絶対排出圧力の「マップ」がコンピュータの記
憶装置に記憶させてある。絶対圧力センサを使用して、
コンプレッサの絶対排出圧力を検出し、エンジンが海上
レベルよりも低い大気圧力状態（例えば、より高度）に
て作動するとき、絶対圧力センサは、過給機により発生
されたコンプレッサの絶対排出圧力を連続的に検出し、
コンピュータ内の制御ループに信号を送り、このループ
がその圧力をそのときにおける特定のエンジン記憶速度
と比較し、排気ゲート弁が開放したかどうか、又その開
弁の量を判断する。従って、コンプレッサの絶対排出圧
力をその瞬間におけるエンジン速度の記憶値と比較する
ことによって、システムは、過給機の排気ゲートを閉じ
たままにし、より高い高度のとき、過給機が海上レベル
の状態におけると同程度のブースト圧力を提供すること
を可能にする。
【０００７】
【実施例】本発明の原理の理解を容易にするため、以下
に、図面に示した本発明の実施例について説明し、その
説明のため、特別の用語を使用する。しかしながら、こ
れにより、本発明の範囲を何ら限定することを意図する
ものではなく、図示した装置の変更及びその応用例、並
びに本発明の原理の更なる適用は、本発明の当業者によ
り通常、案出されるものであることが理解されよう。
に、図面に示した本発明の実施例について説明し、その
説明のため、特別の用語を使用する。しかしながら、こ
れにより、本発明の範囲を何ら限定することを意図する
ものではなく、図示した装置の変更及びその応用例、並
びに本発明の原理の更なる適用は、本発明の当業者によ
り通常、案出されるものであることが理解されよう。
【０００８】先ず、図１を参照すると、この線図は、一
般的な方法にて、過給機付き内燃機関用のマイクロプロ
セッサ利用の電子エンジン制御装置を備える典型的な空
気／燃料及び排気の制御システムを示す。概略図で示し
たエンジン１１は、吸気マニホルド１３から空燃混合気
が供給され、排気マニホルド１４を通じて燃焼生成物を
排出する６つのシリンダ１２を備えている。この排気マ
ニホルドは、通路１６、１７を通じて過給機１９のター
ビン１８内に排出する。通路１６から通路２１を通り、
排気ゲート弁２２及び通路２３に達する過給機のバイパ
ス路が設けられている。過給機は、排気をタービンから
排気通路２４を通じて、排気管２６に排出し、排気ゲー
ト２２からのバイパス２３もこの排気管２６に排出す
る。
般的な方法にて、過給機付き内燃機関用のマイクロプロ
セッサ利用の電子エンジン制御装置を備える典型的な空
気／燃料及び排気の制御システムを示す。概略図で示し
たエンジン１１は、吸気マニホルド１３から空燃混合気
が供給され、排気マニホルド１４を通じて燃焼生成物を
排出する６つのシリンダ１２を備えている。この排気マ
ニホルドは、通路１６、１７を通じて過給機１９のター
ビン１８内に排出する。通路１６から通路２１を通り、
排気ゲート弁２２及び通路２３に達する過給機のバイパ
ス路が設けられている。過給機は、排気をタービンから
排気通路２４を通じて、排気管２６に排出し、排気ゲー
ト２２からのバイパス２３もこの排気管２６に排出す
る。
【０００９】外気は、過給機コンプレッサの入口２７か
ら入り、コンプレッサホイール２８によって圧縮され、
通路２９及びアフタークーラ３１を通って排出され、次
に、ミキサー３２に排出される。
ら入り、コンプレッサホイール２８によって圧縮され、
通路２９及びアフタークーラ３１を通って排出され、次
に、ミキサー３２に排出される。
【００１０】このエンジンの燃料は、圧力調整弁３３、
遮断弁３４、及びミキサー３２への流量制御弁３６を通
じてタンク（図示せず）から供給される天然ガスであ
る。ミキサーにて、空気と天然ガスとが混合されて、管
３７及び絞り弁３８を通じて吸気マニホルド１３に供給
される。
遮断弁３４、及びミキサー３２への流量制御弁３６を通
じてタンク（図示せず）から供給される天然ガスであ
る。ミキサーにて、空気と天然ガスとが混合されて、管
３７及び絞り弁３８を通じて吸気マニホルド１３に供給
される。
【００１１】図１に全体的に示した点火制御装置４１
は、図２の点火制御モジュール４２と、点火プラグ４４
に出力を提供するコイルパック４３とを備えている。
は、図２の点火制御モジュール４２と、点火プラグ４４
に出力を提供するコイルパック４３とを備えている。
【００１２】エンジン制御装置４６は、破線で示した特
定のシステム構成要素に対する出力信号線を備える状態
で図１に示してある。制御装置４６は、プログラムＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ、アナログＩ／Ｏ、デジタルＩ／Ｏ及びマイ
クロプロセッサを含んでいる。かかる制御装置の一例
は、米国、インディアナ州、コロンバスのカミンズ・エ
ンジン・カンパニー・インコーポレーテッド（Ｃｕｍｍ
ｉｎｓ ＥｎｇｉｎｅＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）によ
り販売されているＣＭ４２０エンジン制御モジュールで
ある。図２に示すように、制御装置４６は、各種のエン
ジンセンサから検出入力信号を受け取り、エンジンの幾
つかの作動機能を制御する出力信号を発生する。
定のシステム構成要素に対する出力信号線を備える状態
で図１に示してある。制御装置４６は、プログラムＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ、アナログＩ／Ｏ、デジタルＩ／Ｏ及びマイ
クロプロセッサを含んでいる。かかる制御装置の一例
は、米国、インディアナ州、コロンバスのカミンズ・エ
ンジン・カンパニー・インコーポレーテッド（Ｃｕｍｍ
ｉｎｓ ＥｎｇｉｎｅＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）によ
り販売されているＣＭ４２０エンジン制御モジュールで
ある。図２に示すように、制御装置４６は、各種のエン
ジンセンサから検出入力信号を受け取り、エンジンの幾
つかの作動機能を制御する出力信号を発生する。
【００１３】特定の供給源からの入力信号は、エンジン
速度４７、クランクシャフトの位置４８、吸気マニホル
ドの圧力４９、吸気マニホルドの温度５１、過給機コン
プレッサの排出圧力５２、冷却液の温度５３、排気ラム
ダ５４及び絞り弁の位置５６である。左側に示した入力
は、流量制御弁３６へのガス流量を検出するガス体積セ
ンサ入力５７である。出力信号線は、点火制御モジュー
ルへの線５８、流量制御弁への線５９、遮断弁への線６
１、排気ゲート制御弁６３への線６２、アイドリング制
御装置６５への線６４を含む。排気ゲート制御弁６３
は、制御装置４６からの線６２における信号により、電
気的に作動され、空気圧制御線６６に影響して、ロッド
６８を作動させる空気圧アクチュエータをして排気弁の
開閉を行わせる弁を備えることが出来る。この時点で、
また、本発明の目的上、線５２におけるコンプレッサの
排出圧力信号は、コンプレッサの排出導管２９（図１）
にてセンサ５２により検出された絶対圧力（測定圧力で
はなく）を表示することを強調することが重要である。
海上レベルの大気圧は、通常、７６０ｍｍＨｇである。
ラムダ信号は、実際の空燃比と理論空燃比との比率を示
す。
速度４７、クランクシャフトの位置４８、吸気マニホル
ドの圧力４９、吸気マニホルドの温度５１、過給機コン
プレッサの排出圧力５２、冷却液の温度５３、排気ラム
ダ５４及び絞り弁の位置５６である。左側に示した入力
は、流量制御弁３６へのガス流量を検出するガス体積セ
ンサ入力５７である。出力信号線は、点火制御モジュー
ルへの線５８、流量制御弁への線５９、遮断弁への線６
１、排気ゲート制御弁６３への線６２、アイドリング制
御装置６５への線６４を含む。排気ゲート制御弁６３
は、制御装置４６からの線６２における信号により、電
気的に作動され、空気圧制御線６６に影響して、ロッド
６８を作動させる空気圧アクチュエータをして排気弁の
開閉を行わせる弁を備えることが出来る。この時点で、
また、本発明の目的上、線５２におけるコンプレッサの
排出圧力信号は、コンプレッサの排出導管２９（図１）
にてセンサ５２により検出された絶対圧力（測定圧力で
はなく）を表示することを強調することが重要である。
海上レベルの大気圧は、通常、７６０ｍｍＨｇである。
ラムダ信号は、実際の空燃比と理論空燃比との比率を示
す。
【００１４】次に、図３を参照すると、本発明を具体化
するコンピュータ４６におけるサブルーチンのフローチ
ャートが示してある。ブロック７１で示したこの順序を
開始した後、コンプレッサの排出センサ５２からの絶対
圧力をブロック７２にて読み取り、センサ４７からのエ
ンジン速度入力と共に記憶し、この段階はブロック７３
で示してあり、また、この情報は、ブロック７４にて通
常の海上レベルの大気圧状態（７６０ｍｍＨｇ）におけ
るそのエンジン速度のコンプレッサの絶対的排出圧力の
記憶値と比較される。その両者に差があるならば、排気
ゲート弁の位置を補正のために図示する方向に変更する
計算を行い、排気ゲート制御装置２２に対するブロック
７７で示した信号を発生し、その排気ゲート弁の位置を
変更する。この読み取り及び比較手順は、連続的に反復
し、制御出力は、例えば、２０Ｈｚとすることが出来
る。
するコンピュータ４６におけるサブルーチンのフローチ
ャートが示してある。ブロック７１で示したこの順序を
開始した後、コンプレッサの排出センサ５２からの絶対
圧力をブロック７２にて読み取り、センサ４７からのエ
ンジン速度入力と共に記憶し、この段階はブロック７３
で示してあり、また、この情報は、ブロック７４にて通
常の海上レベルの大気圧状態（７６０ｍｍＨｇ）におけ
るそのエンジン速度のコンプレッサの絶対的排出圧力の
記憶値と比較される。その両者に差があるならば、排気
ゲート弁の位置を補正のために図示する方向に変更する
計算を行い、排気ゲート制御装置２２に対するブロック
７７で示した信号を発生し、その排気ゲート弁の位置を
変更する。この読み取り及び比較手順は、連続的に反復
し、制御出力は、例えば、２０Ｈｚとすることが出来
る。
【００１５】大気圧力が７６０ｍｍＨｇ（２９．９２Ｐ
ＳＩＡ）以下となる海上レベルよりも高い高度にあると
き、記憶値は、検出値よりも大きく、このため、ブロッ
ク７４からの出力が「零」であれば、通常、作動状態が
変化する迄、排気ゲート弁は閉じたままであり、このた
め、任意の時点で検出した圧力は、その時点のエンジン
速度の記憶値よりも大きくなる。海上レベルよりも低い
高さで作動するとき（例えば、荒野の峡谷の場合）、検
出圧力の方が記憶値よりも大きく、制御装置４６は、排
気ゲート弁を開放させてこれに応答する。
ＳＩＡ）以下となる海上レベルよりも高い高度にあると
き、記憶値は、検出値よりも大きく、このため、ブロッ
ク７４からの出力が「零」であれば、通常、作動状態が
変化する迄、排気ゲート弁は閉じたままであり、このた
め、任意の時点で検出した圧力は、その時点のエンジン
速度の記憶値よりも大きくなる。海上レベルよりも低い
高さで作動するとき（例えば、荒野の峡谷の場合）、検
出圧力の方が記憶値よりも大きく、制御装置４６は、排
気ゲート弁を開放させてこれに応答する。
【００１６】次に、図４のチャートを参照すると、高度
が海上レベルから３０４８ｍ（１０，０００）フィート
にて本発明を具体化するカミンズ・エンジン・カンパニ
ーの６ＢＧエンジンに対するブレーキ馬力出力を予想す
るエンジニアリングコンピュータエンジンシミュレーシ
ョンの結果が示してある。このチャートにおいて、海上
レベルの大気圧（７６０ｍｍＨｇ）にてエンジンの（定
格）馬力が実現されるエンジンの運転速度の場合、線Ａ
は、本発明を利用して、海上レベルから２４３８．４ｍ
（８，０００フィート）の高度におけるコンピュータ予
測によるブレーキ馬力出力を示す。この線は、この「定
格」エンジン速度の場合、本発明は、２４３８．４ｍ
（８，０００フィート）まで海上レベルの値の±３％の
範囲の馬力を維持することを可能にする。
が海上レベルから３０４８ｍ（１０，０００）フィート
にて本発明を具体化するカミンズ・エンジン・カンパニ
ーの６ＢＧエンジンに対するブレーキ馬力出力を予想す
るエンジニアリングコンピュータエンジンシミュレーシ
ョンの結果が示してある。このチャートにおいて、海上
レベルの大気圧（７６０ｍｍＨｇ）にてエンジンの（定
格）馬力が実現されるエンジンの運転速度の場合、線Ａ
は、本発明を利用して、海上レベルから２４３８．４ｍ
（８，０００フィート）の高度におけるコンピュータ予
測によるブレーキ馬力出力を示す。この線は、この「定
格」エンジン速度の場合、本発明は、２４３８．４ｍ
（８，０００フィート）まで海上レベルの値の±３％の
範囲の馬力を維持することを可能にする。
【００１７】図４のチャートにおいて、及びピークトル
クが海上レベルの大気圧にて達成されるエンジン速度の
場合、線「Ｂ」は、海上レベルから３０４８ｍ（１０，
０００フィート）までの高度にて、本発明により予測さ
れる馬力出力を示す。この表示は、本発明を使用した場
合、エンジンの馬力出力が、海上レベルの値の±２％以
内に保つことが可能であることを示している。
クが海上レベルの大気圧にて達成されるエンジン速度の
場合、線「Ｂ」は、海上レベルから３０４８ｍ（１０，
０００フィート）までの高度にて、本発明により予測さ
れる馬力出力を示す。この表示は、本発明を使用した場
合、エンジンの馬力出力が、海上レベルの値の±２％以
内に保つことが可能であることを示している。
【００１８】
【発明の効果】上記の説明から、通常の運転中、排気ゲ
ート弁の位置は、過給機を流れる排気の量を調整するよ
うに電子制御装置４６により計算される。この位置は、
最適なエンジン出力が得られるよう空気マニホルドの圧
力、及び燃焼チャンバ内のその後の空気の体積が最高と
なるように計算される。エンジンが乗物内にあり、ある
絞り位置にて運転して、高度が変化するとき（例えば、
長いより勾配のとき）、所望の路上速度を提供する場
合、エンジンの制御装置は、常に、コンプレッサの絶対
排出圧力を読み取る。この制御装置は、この読み取り値
を同一エンジンの海上レベルにおける記憶値と比較し、
過給機の排気ゲート弁を調整して、海上レベルの状態の
ときに供給されるであろうと同一のブースト圧力を提供
するようにする。従って、この技術を利用することによ
り、利用可能な吸気マニホルドの圧力は、高度に伴う大
気圧の変化による影響を受けることが実質的に解消され
る。故に、エンジンは、様々な高度におけるエンジンの
利用可能な出力が一定となる。
ート弁の位置は、過給機を流れる排気の量を調整するよ
うに電子制御装置４６により計算される。この位置は、
最適なエンジン出力が得られるよう空気マニホルドの圧
力、及び燃焼チャンバ内のその後の空気の体積が最高と
なるように計算される。エンジンが乗物内にあり、ある
絞り位置にて運転して、高度が変化するとき（例えば、
長いより勾配のとき）、所望の路上速度を提供する場
合、エンジンの制御装置は、常に、コンプレッサの絶対
排出圧力を読み取る。この制御装置は、この読み取り値
を同一エンジンの海上レベルにおける記憶値と比較し、
過給機の排気ゲート弁を調整して、海上レベルの状態の
ときに供給されるであろうと同一のブースト圧力を提供
するようにする。従って、この技術を利用することによ
り、利用可能な吸気マニホルドの圧力は、高度に伴う大
気圧の変化による影響を受けることが実質的に解消され
る。故に、エンジンは、様々な高度におけるエンジンの
利用可能な出力が一定となる。
【００１９】図５は、定格エンジン速度の百分率（定格
速度に正規化した値）として、速度の範囲に至り、所望
の広く開放したスロットルのトルク曲線を得るための所
望の海上レベルのコンプレッサの絶対排出圧力の「マッ
プ」を示すプロット図である。これは、比較（図３のブ
ロック７４）のための基準を提供すべくコンピュータに
記憶させた情報である。この定格エンジン速度は、過速
度により生じるエンジンの損傷を回避するための技術に
より設定され、また、制御装置４６は、絶えず標本抽出
し且つマップとの変動差に応答するから、制御装置は、
そのエンジン速度の全体に亙ってコンプレッサの絶対排
出圧力を自動的に制限する。このコンプレッサの絶対排
出圧力（ブースト圧力）がエンジンの特定の速度に対す
る限界値よりも低い場合、排気ゲート弁は、閉じたまま
である。特定の速度におけるブースト圧力がその速度の
記憶値以上になり始めると、制御装置は、排気ゲート弁
を十分に開放して、ブースト圧力をその記憶値に戻す。
このため、絞り弁の位置に関係なく、全てのエンジン速
度に対するブースト圧力の上限値が設定され、排気ゲー
ト弁は、そのブースト圧力が記憶値よりも大きくなった
ときに限り開放する。故に、本発明は、空気濃度の低下
を補正し、また、より高度の位置で運転するときに通
常、生じるであろう、達成可能なブースト圧力の低下を
補正する一方、この制御装置は、その許容可能な速度範
囲に亙ってブースト圧力を記憶値の程度に制限する。
速度に正規化した値）として、速度の範囲に至り、所望
の広く開放したスロットルのトルク曲線を得るための所
望の海上レベルのコンプレッサの絶対排出圧力の「マッ
プ」を示すプロット図である。これは、比較（図３のブ
ロック７４）のための基準を提供すべくコンピュータに
記憶させた情報である。この定格エンジン速度は、過速
度により生じるエンジンの損傷を回避するための技術に
より設定され、また、制御装置４６は、絶えず標本抽出
し且つマップとの変動差に応答するから、制御装置は、
そのエンジン速度の全体に亙ってコンプレッサの絶対排
出圧力を自動的に制限する。このコンプレッサの絶対排
出圧力（ブースト圧力）がエンジンの特定の速度に対す
る限界値よりも低い場合、排気ゲート弁は、閉じたまま
である。特定の速度におけるブースト圧力がその速度の
記憶値以上になり始めると、制御装置は、排気ゲート弁
を十分に開放して、ブースト圧力をその記憶値に戻す。
このため、絞り弁の位置に関係なく、全てのエンジン速
度に対するブースト圧力の上限値が設定され、排気ゲー
ト弁は、そのブースト圧力が記憶値よりも大きくなった
ときに限り開放する。故に、本発明は、空気濃度の低下
を補正し、また、より高度の位置で運転するときに通
常、生じるであろう、達成可能なブースト圧力の低下を
補正する一方、この制御装置は、その許容可能な速度範
囲に亙ってブースト圧力を記憶値の程度に制限する。
【００２０】本発明は、天然ガスを燃料とするエンジン
に適用する場合について説明したが、本発明は、その他
の燃料を燃料とする過給機付きエンジンにも適用可能で
ある。故に、本発明は、図面に図示し且つ上記に詳細に
説明したが、これは、本発明の特徴の一例であり、限定
的なものではないと解釈され、また、好適な実施例のみ
を図示し且つ説明したものであり、本発明の精神に属す
る全ての変更及び応用例を保護の対象に含めることを希
望するものであると理解する。
に適用する場合について説明したが、本発明は、その他
の燃料を燃料とする過給機付きエンジンにも適用可能で
ある。故に、本発明は、図面に図示し且つ上記に詳細に
説明したが、これは、本発明の特徴の一例であり、限定
的なものではないと解釈され、また、好適な実施例のみ
を図示し且つ説明したものであり、本発明の精神に属す
る全ての変更及び応用例を保護の対象に含めることを希
望するものであると理解する。
【図１】本発明を具体化するエンジンシステムの線図で
ある。
ある。
【図２】図１の電子制御部分のブロック図である。
【図３】本発明を具体化する図２の電子制御装置により
実行される制御サブルーチンのフローチャートである。
実行される制御サブルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明により補正した高度の相違による影響を
受けるエンジンの出力馬力を示すチャートである。
受けるエンジンの出力馬力を示すチャートである。
【図５】エンジン速度に関係付けたコンプレッサの排出
圧力のマップを示すプロット図である。
圧力のマップを示すプロット図である。
１１ エンジン １２ シリンダ １３ 吸気マニホルド １４ 排気マニホ
ルド １６、１７ 通路 １８ タービン １９ 過給機 ２２ 排気ゲート
弁 ２３ 通路 ２６ 排気路 ２８ コンプレッサホイール ２９ 通路 ３１ アフタークーラ ３２ ミキサー ３３ 圧力調整弁 ３４ 遮断弁 ３６ 流量制御弁 ３７ 管 ３８ 絞り弁 ４３ コイルパッ
ク ４４ 点火プラグ ４６ エンジン制
御装置 ５８ 点火モジュールへの線 ５９ 制御弁への
線 ６１ 遮断弁への線 ６２ 排気ゲート
制御弁への線 ６３ 排気ゲート制御弁 ６４ アイドリン
グ制御装置への線 ６５ アイドリング制御装置 ６６ 空気圧制御
線 ６８ ロッド
ルド １６、１７ 通路 １８ タービン １９ 過給機 ２２ 排気ゲート
弁 ２３ 通路 ２６ 排気路 ２８ コンプレッサホイール ２９ 通路 ３１ アフタークーラ ３２ ミキサー ３３ 圧力調整弁 ３４ 遮断弁 ３６ 流量制御弁 ３７ 管 ３８ 絞り弁 ４３ コイルパッ
ク ４４ 点火プラグ ４６ エンジン制
御装置 ５８ 点火モジュールへの線 ５９ 制御弁への
線 ６１ 遮断弁への線 ６２ 排気ゲート
制御弁への線 ６３ 排気ゲート制御弁 ６４ アイドリン
グ制御装置への線 ６５ アイドリング制御装置 ６６ 空気圧制御
線 ６８ ロッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレッグ・エイ・ムーア アメリカ合衆国インディアナ州47201，コ ロンブス，サルツバーグ・ブールバード 52，アパートメント・エイチ
Claims (19)
- 【請求項１】 過給機と、過給機のバイパス弁とを備え
る内燃機関の高度による出力変動を補正する方法にし
て、 前記エンジンが所定の大気圧にて所望の馬力出力を発生
させるときに存在する過給機コンプレッサの絶対排出圧
力を記憶する段階と、 前記所定の大気圧にて所望の馬力出力が発生されるエン
ジン速度を記憶する段階と、 前記所定の圧力と異なる大気圧にて作動する間のコンプ
レッサの排出圧力を検出する段階と、 該検出された排出圧力を測定し、記憶させた排出圧力値
と比較する段階と、 該比較結果に応答して、その排出圧力を記憶させた絶対
圧力値に維持するのに必要とされる位置に過給機のバイ
パス弁を維持する段階とを備えるを特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法にして、 アイドリング速度と前記大気圧にて最大の馬力が発生さ
れる速度との間におけるエンジンの運転速度の範囲の全
体に亙り、前記所定の大気圧における最大のエンジン出
力のトルク需要に対して存在するコンプレッサの絶対排
出圧力の一組の値を記憶する段階と、 前記所定の圧力と異なる大気圧にて作動する間に、エン
ジンの運転速度及びコンプレッサ出口の絶対圧力を検出
する段階と、 検出された絶対圧力をその運転速度に対して記憶させた
コンプレッサ出口の絶対圧力値と比較する段階と、 該比較結果に対応して、その速度に対し記憶させた絶対
排出圧力値が得られる方向にバイパス弁の位置を変更す
る段階とを備えることを備えることを特徴とする方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の方法にして、 前記所定の圧力を略海上レベルの絶対的な大気圧力にお
ける所定の圧力に設定する段階を更に備えることを特徴
とする方法。 - 【請求項４】 排気入口及び排気出口を有し、更に、空
気入口及び圧縮空気出口を有する過給機を備える内燃機
関の高度による出力差を補正する装置にして、 第一の端部及び第二の端部を備え、該第一の端部が過給
機の排気入口に接続され、前記第二の端部が過給機の排
気出口に接続された排気バイパス導管と、 該導管に結合され、該導管を通って流れる排気ガスの流
量を制御する電子エンジン制御装置であって、所定の大
気圧の状態にてエンジンが作動するエンジン速度を関数
として、過給機コンプレッサの空気出口の絶対圧力を記
憶する制御装置と、 該制御装置に結合されたコンプレッサの空気出口の絶対
圧力センサとを備え、 前記制御装置が、所望のエンジン出力が得られる各種の
エンジン速度にて、前記大気状態における記憶させた空
気出口の絶対圧力と検出されたコンプレッサの空気出口
の絶対圧力とを比較し、該比較結果に応答して、前記バ
イパス導管内の排気ガスの流量を変更して、コンプレッ
サの排出圧力をその所望のエンジン出力を発生する記憶
値となるようにすることを特徴とする補正装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の装置にして、 前記制御装置に結合されたエンジン速度センサを備え、 前記制御装置が、エンジン速度センサに応答して、比較
のためのエンジン速度情報を提供するようにしたことを
特徴とする装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の装置にして、 前記排気バイパス導管内に設けられ、開放したとき、前
記過給機を流れる排気ガスの流量を少なくする作用可能
であるバイパス弁を更に備えることを特徴とする装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の装置にして、検出され
たコンプレッサの絶対排出圧力が所望のエンジン出力に
対する記憶値よりも低い場合に応答して、排気バイパス
弁の開弁時間が遅れるようにしたことを特徴とする装
置。 - 【請求項８】 請求項７に記載の装置にして、前記エン
ジンが天然ガスである燃料を使用することを特徴とする
方法。 - 【請求項９】 多気筒、コンピュータ制御、火花点火式
の過給機付内燃機関において、高度の変化による大気圧
の変化に伴う出力変動を補正する方法にして、 海上レベルの大気圧状態に対する所定のエンジン速度に
て最適なエンジン馬力出力を発生させる過給機コンプレ
ッサの絶対排出圧力を前記コンピュータに記憶させる段
階と、 コンプレッサの絶対排出圧力を検出し、 該検出された絶対排出圧力に応答して、過給機タービン
のバイパスを通るエンジン排気を制御し、高度の変化に
関係なく、その所定のエンジン速度に関して、コンプレ
ッサの絶対排出圧力を記憶させた圧力値と略等しい値に
維持するようにする段階とを備えることを特徴とする方
法。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の方法にして、 各種のエンジン速度の状態に対し、海上レベルにおける
エンジンのコンプレッサの絶対排出圧力の値を記憶させ
る段階と、 異なる運転高度にて所定のエンジン速度に対する所定の
馬力出力が望まれるとき、検出された値を該所定の馬力
出力に対する記憶値と比較する段階と、 圧力差に応答して、排気ゲート弁を調節し、その馬力出
力に対して海上レベルにおけると等しいブースト圧力を
供給し得るようにブースト圧力を変化させる段階とを備
えることを特徴とする方法。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の方法にして、前記
所定の馬力出力が、最大のブースト圧力にてピークトル
クが発生されるエンジン速度における出力であることを
特徴とする方法。 - 【請求項１２】 請求項１０に記載の方法に対して、前
記所定の馬力出力が、最大のブースト圧力にて最大の出
力が発生されるエンジン速度における出力であることを
特徴とする方法。 - 【請求項１３】 請求項１０に記載の方法に対して、前
記所定の馬力出力が定格馬力であることを特徴とする方
法。 - 【請求項１４】 絞り弁を備えるエンジンに対する請求
項２に記載の方法にして、 コンプレッサの空気出口の絶対圧力を記憶させる段階
が、最大のエンジン出力を要求する広く開放した絞り状
態であることを特徴とする方法。 - 【請求項１５】 排気入口及び排気出口を有し、更に、
空気入口及び圧縮空気出口を有する過給機を備える内燃
機関の高度による出力変動を補正する装置にして、 前記過給機の排気入口の上流に設けられた排気バイパス
と、 前記バイパスに結合され、該バイパスを流れる排気ガス
の流量を制御する電子エンジン制御装置であって、所定
の大気圧の圧力状態におけるエンジン運転に対するエン
ジン速度の関数として、過給機コンプレッサの空気出口
の絶対圧力を記憶する制御装置と、 該制御装置に結合され、コンプレッサ空気出口の絶対圧
力センサとを備え、前記制御装置が、所望のエンジン出
力が得られるように、検出されたコンプレッサの空気出
口の絶対圧力と前記大気状態における各種のエンジン速
度にて記憶させた空気出口の絶対圧力とを比較し、該比
較結果に応答して、前記バイパス導管内の排気ガスの流
量を変更し、コンプレッサの排出圧力がその所望のエン
ジン出力が発生される記憶値になるようにすることを特
徴とする補正装置。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載の装置にして、 前記制御装置に結合されたエンジン速度センサを更に備
え、 前記制御装置が、該エンジン速度センサに応答して、比
較のためのエンジン速度情報を提供することを特徴とす
る装置。 - 【請求項１７】 請求項１５に記載の装置にして、 前記排気バイパス内に設けられ、開放したとき、前記過
給機を流れる流量を減少させる作用可能な弁を更に備え
ることを特徴とする装置。 - 【請求項１８】 請求項１５に記載の装置にして、 前記制御装置がエンジン速度の範囲に亙り最大のエンジ
ン出力トルク需要に対してエンジンが作動するための出
口の絶対圧力を記憶することを特徴とする装置。 - 【請求項１９】 絞り弁を備えるエンジンに対する請求
項１８に記載の装置にして、 前記制御装置が、広く開放した絞り弁の最大出力需要の
下でエンジンが作動するための絶対排出圧力を記憶する
ことを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/218,728 US5442920A (en) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | Altitude compensation for spark-ignited turbocharged internal combustion engines |
| US218728 | 2002-08-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0835433A true JPH0835433A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=22816273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7070095A Pending JPH0835433A (ja) | 1994-03-28 | 1995-03-28 | 高度による内燃機関の出力変動を補正する方法及びその装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5442920A (ja) |
| EP (1) | EP0675275A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0835433A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040024193A (ko) * | 2002-09-13 | 2004-03-20 | 현대자동차주식회사 | 터보차저 제어방법 |
| KR100444053B1 (ko) * | 2001-12-27 | 2004-08-11 | 현대자동차주식회사 | 차량의 터보 차저 제어장치 및 방법 |
| JP6351784B1 (ja) * | 2017-04-03 | 2018-07-04 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法 |
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| US5816047A (en) * | 1996-09-03 | 1998-10-06 | Dresser Industries, Inc. | Electronically controlled wastegate valve for a turbo charger |
| US6151549A (en) * | 1997-09-03 | 2000-11-21 | Cummins Engine Co Inc | System for controlling engine fueling according to vehicle location |
| US6609372B2 (en) * | 1998-04-15 | 2003-08-26 | Caterpillar Inc | Method and apparatus for controlling the temperature of an engine |
| US6234149B1 (en) | 1999-02-25 | 2001-05-22 | Cummins Engine Company, Inc. | Engine control system for minimizing turbocharger lag including altitude and intake manifold air temperature compensation |
| US6560963B2 (en) * | 2000-12-20 | 2003-05-13 | Caterpillar Inc | Variable timing to avoid turbocharger overspeed while engine braking under different atmospheric conditions |
| US6698203B2 (en) * | 2002-03-19 | 2004-03-02 | Cummins, Inc. | System for estimating absolute boost pressure in a turbocharged internal combustion engine |
| DE10235013B4 (de) * | 2002-07-31 | 2004-07-22 | Siemens Ag | Verfahren zur Bestimmung eines Ladedrucksollwerts in einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader |
| KR100456854B1 (ko) * | 2002-09-10 | 2004-11-10 | 현대자동차주식회사 | 차량의 브레이크 사용시 부하 보상방법 |
| FR2882574A1 (fr) | 2005-02-28 | 2006-09-01 | Inst Francais Du Petrole | Procede de controle de l'admission d'air d'un moteur a combustion interne suralimente pour compenser les variations de densite de l'air. |
| JP2006274831A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Denso Corp | ターボチャージャ付き内燃機関の制御装置 |
| DE102015003013B4 (de) * | 2015-03-06 | 2022-09-01 | Man Energy Solutions Se | Verfahren und Regelsystem zum Betreiben eines Motors |
| CN108691693B (zh) * | 2018-06-13 | 2021-07-20 | 哈尔滨工程大学 | 一种带回流管的天然气发动机燃料供给系统及控制方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US2374708A (en) * | 1942-07-25 | 1945-05-01 | Gen Electric | Control system for aircraft turbosuperchargers |
| US2454038A (en) * | 1942-10-14 | 1948-11-16 | Gen Electric | Control system for aircraft turbosuperchargers |
| US4174617A (en) * | 1977-08-08 | 1979-11-20 | Jalali Karchay Mir Javid | Turbocharger control system |
| JPS57206729A (en) * | 1981-06-15 | 1982-12-18 | Fuji Heavy Ind Ltd | Altitude corrector of internal combustion engine with supercharger |
| JPS57206728A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-18 | Hitachi Ltd | Altitude corrector of supercharger |
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| SE8702208D0 (sv) * | 1987-05-26 | 1987-05-26 | Nira Automotive Ab | The nira turbo control system |
| DE3939754A1 (de) * | 1989-12-01 | 1991-06-06 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur regelung des druckes in der ansaugleitung vor den einlassventilen bei einer mittels eines abgasturboladers aufgeladenen luftverdichtenden einspritzbrennkraftmaschine |
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-
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- 1994-03-28 US US08/218,728 patent/US5442920A/en not_active Expired - Lifetime
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1995
- 1995-03-14 EP EP95301649A patent/EP0675275A3/en not_active Withdrawn
- 1995-03-28 JP JP7070095A patent/JPH0835433A/ja active Pending
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| KR20040024193A (ko) * | 2002-09-13 | 2004-03-20 | 현대자동차주식회사 | 터보차저 제어방법 |
| JP6351784B1 (ja) * | 2017-04-03 | 2018-07-04 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0675275A2 (en) | 1995-10-04 |
| EP0675275A3 (en) | 1996-10-30 |
| US5442920A (en) | 1995-08-22 |
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