JPH09195782A - 過給機の過給圧制御装置 - Google Patents

過給機の過給圧制御装置

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JPH09195782A
JPH09195782A JP8005083A JP508396A JPH09195782A JP H09195782 A JPH09195782 A JP H09195782A JP 8005083 A JP8005083 A JP 8005083A JP 508396 A JP508396 A JP 508396A JP H09195782 A JPH09195782 A JP H09195782A
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pressure
pressure control
supercharging
supercharger
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Takashi Hayashi
孝士 林
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転条件の変化にかかわらず過給圧制御の応
答性を良好に維持する。 【解決手段】 航空機用過給機関１の過給圧を、排気タ
ーボチャージャ１０のウエィストゲート弁２６開度を調
節することにより制御する。制御装置は、大気圧と機関
回転数から定まるフィードフォワード量と、目標過給圧
とセンサ３４で検出した実際の過給圧との偏差に基づい
て設定するフィードバック量との和として与えられる開
度に弁２６開度を制御する。また、制御装置は、大気温
度や吸入空気圧力損失の標準状態における値からのずれ
量に応じて、フィードフォワード量を補正しフィードバ
ック量の変動範囲を小さくする。これにより、標準状態
からの運転状態のずれにより、フィードバック量による
開度補正量の増大が生じ、過給圧制御の応答性が低下す
ることが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、過給機の過給圧制
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の過給圧制御装置の例としては、
例えば特開平６−１０６８６号公報に記載されたものが
ある。同公報の装置は、航空機用過給機関の過給圧を応
答性良好にしかも精度良く目標過給圧に制御することを
目的として、フィードフォワード制御（オープンループ
制御）とフィードバック制御との両方を用いて過給機
（排気ターボチャージャ）のウエィストゲート弁の開度
を制御している。すなわち、同公報の装置は、大気圧、
機関回転数（すなわち、吸入空気量）、機関空燃比等
の、過給圧以外の過給機の運転状態パラメータに基づい
て、予め定めた数値マップから過給圧を目標値にほぼ一
致させるウエィストゲート弁開度設定値（フィードフォ
ワード量）を求めている。また、同公報の装置では、更
に実際に検出した過給圧と過給圧目標値との偏差に基づ
いてウエィストゲート弁開度補正量（フィードバック
量）を算出し、上記フィードフォワード量とフィードバ
ック量との和としてウエィストゲート弁開度を設定して
いる。
【０００３】上記公報の過給圧制御装置では、ウエィス
トゲート弁の開度は大気圧、機関回転数、機関運転空燃
比等の値を用いて、実際の過給圧とは無関係にオープン
ループ制御により決定されるフィードフォワード量と、
実際の過給圧と目標過給圧との相違に基づいてフィード
バック制御により決定されるフィードバック量との和と
して与えられる。このため、上記数値マップから与えら
れるウエィストゲート弁開度設定値（フィードフォワー
ド量）のみで実際の過給圧が目標過給圧に一致する場合
には開度補正量（フィードバック量）はゼロになる。
【０００４】上記フィードフォワード量は、数値マップ
から決定される量であるため、ターボチャージャ吸気圧
力、吸気量等が大きく変化した場合でも極めて短時間で
変化後の値に応じたフィードフォワード量が設定され
る。フィードフォワード量を算出するための数値マップ
は、機関性能やターボチャージャ性能の経年変化がな
く、しかも機関が標準的な運転条件（例えば、標準的な
大気温度、ターボチャージャの標準的な吸気圧力損失
等）で運転されている場合に基づいて作成されているた
め、例えば機関やターボチャージャの性能に経年変化が
生じたような場合には、数値マップから求めたフィード
フォワード量では、ウエィストゲート弁開度設定値は実
際の運転状態からずれたものとなり、フィードフォワー
ド量のみでウエィストゲート弁開度を決定していると、
実際の過給圧と目標過給圧との間に定常的な偏差が生じ
る場合がある。
【０００５】一方、 フィードバック量は実際の過給圧
と目標過給圧との偏差に基づいて決定されるため、ター
ボチャージャの性能変化等が生じた場合でもフィードバ
ック量が増減され、過給圧が目標過給圧に一致するまで
ウエィストゲート弁開度が調節される。しかし、フィー
ドバック量の変化速度をあまり大きくすると制御が不安
定になることから、実際にはフィードバック量の変化速
度は比較的小さくなるように設定する必要がある。この
ため、フィードバック量のみでウエィストゲート弁開度
を制御すると、ターボチャージャや機関の運転状態が大
きく変化するような場合には、過給圧を目標過給圧に収
束させるまでに比較的長い時間を要する問題がある。
【０００６】そこで、上記公報の装置ではフィードフォ
ワード量とフィードバック量との和をウエィストゲート
弁の開度指令値として与えることにより上記問題を解決
している。すなわち、上記公報の装置では、機関吸入空
気量や大気圧等の運転条件の変化に対しては、数値マッ
プから求まるフィードフォワード量によりウエィストゲ
ート弁開度を設定し、過給圧を直ちに目標過給圧近傍に
制御するとともに、機関性能の変化により生じる上記定
常的な偏差は、実際の過給圧と目標過給圧との差に基づ
いて設定されるフィードバック量により補正するように
している。通常、上記定常的偏差は比較的小さく、フィ
ードバック量は短時間で偏差を補正する値に到達するの
で、上記のようにフィードフォワード量とフィードバッ
ク量との和としてウエィストゲート弁開度を設定するこ
とにより、変化に対する応答性を良好に維持しながら精
度良く過給圧を目標圧力に収束させることが可能とな
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
６−１０６８６号公報の装置のように、フィードフォワ
ード量を機関の標準的な運転状態に基づいて設定された
数値マップを用いて決定していると、過給圧制御の応答
性が低下する場合が生じる問題が判明している。すなわ
ち、上述したようにフィードフォワード量は、標準的な
運転状態（標準的な大気温度、標準的な吸気圧力損失）
に基づいて設定されるため、例えば大気温度や吸気圧力
損失等の条件が標準状態から大きく変化した場合には、
フィードフォワード量自体も最適値から大きくずれた値
になる。この場合も、実際の過給圧はフィードバック量
により目標過給圧に正確に収束するものの、フィードフ
ォワード量のずれが大きいと、それに応じてフィードバ
ック量によるウエィストゲート弁の開度補正量も大きく
なる。このため、過給圧の収束時間も長くなり制御応答
性が悪化する場合が生じるのである。特に、航空機用機
関の場合には、大気条件の変化が大きく、実際の運転状
態が標準状態から大きくずれる場合があり、それに応じ
てフィードフォワード量のずれも大きくなる場合が起こ
りやすい。
【０００８】上記問題に鑑み、本発明は機関運転状態が
標準状態からずれた場合にも、過給圧制御の応答性を良
好に維持することが可能な過給圧制御装置を提供するこ
とを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、空気を昇圧し、被過給装置に供給する過給機の
過給圧制御装置であって、少なくとも大気圧と大気温度
とを含む、過給圧以外の過給機の運転状態パラメータを
検出する過給機運転状態検出手段と、検出された運転状
態パラメータと、予め定めた目標過給圧とに基づいて過
給圧制御量を設定する過給圧制御手段と、検出された大
気圧と大気温度とに基づいて、前記過給圧制御手段の設
定した過給圧制御量を補正する制御量補正手段と、補正
後の過給圧制御量に応じて過給機の過給圧を変化させる
過給圧調節手段と、を備えた過給機の過給圧制御装置が
提供される。
【００１０】請求項２に記載の発明によれば、前記制御
量補正手段は、検出された大気圧から予め定めた関係に
基づいて標準大気温度を算出する標準大気温度算出手段
と、該標準大気温度と検出された大気温度との差に基づ
いて前記過給圧制御量を補正する補正手段と、を備えた
請求項１に記載の過給圧制御装置が提供される。請求項
３に記載の発明によれば、空気を昇圧し、被過給装置に
供給する過給機の過給圧制御装置であって、少なくとも
過給機の吸入空気圧力損失を含む、過給圧以外の過給機
の運転状態パラメータを検出する過給機運転状態検出手
段と、検出された運転状態パラメータと、予め定めた目
標過給圧とに基づいて過給圧制御量を設定する過給圧制
御手段と、過給機吸入空気圧力損失を検出する吸気圧損
検出手段と、検出された吸入空気圧力損失に基づいて、
前記過給圧制御手段の設定した過給圧制御量を補正する
制御量補正手段と、補正後の過給圧制御量に応じて過給
機の過給圧を変化させる過給圧調節手段と、を備えた過
給機の過給圧制御装置が提供される。
【００１１】請求項４に記載の発明によれば、前記過給
機運転状態検出手段は、大気圧を検出する手段を含み、
前記制御量補正手段は、検出された大気圧から予め定め
た関係に基づいて標準吸入空気圧力損失を算出する標準
吸気圧損算出手段と、該標準吸入空気圧力損失と前記吸
気圧損検出手段により検出された実際の吸入空気圧力損
失とに基づいて前記過給圧制御量を補正する補正手段
と、を備えた請求項３に記載の過給圧制御装置が提供さ
れる。
【００１２】請求項５に記載の発明によれば、更に、過
給機の過給圧を検出する過給圧検出手段と、検出された
過給圧と前記目標過給圧とに基づいて第２の過給圧制御
量を設定する第２の過給圧制御手段とを備え、前記過給
圧調節手段は、前記過給圧制御手段の設定した過給圧制
御量と前記第２の過給圧制御手段の設定した第２の過給
圧制御量とに基づいて過給機の過給圧を変化させる請求
項１から４のいずれか１項に記載の過給圧制御装置が提
供される。
【００１３】請求項６に記載の発明によれば、前記過給
機運転状態検出手段は、前記被過給装置に供給される過
給空気温度を検出する手段を備え、前記第２の過給圧制
御手段は、検出された過給空気温度に基づいて前記目標
過給圧を補正する目標過給圧補正手段と、補正後の目標
過給圧と前記検出された過給圧とに基づいて前記第２の
過給圧制御量を設定する設定手段と、を備えた請求項５
に記載の過給圧制御装置が提供される。
【００１４】請求項７に記載の発明によれば、前記過給
圧制御手段は、検出された過給圧とは無関係に、前記目
標過給圧と過給機の運転状態パラメータとのみに基づい
て過給圧制御量を設定し、前記第２の過給圧制御手段
は、検出された過給圧が目標過給圧に一致するように前
記第２の過給圧制御量を設定する請求項５に記載の過給
圧制御装置が提供される。
【００１５】請求項８に記載の発明によれば、前記過給
圧制御手段は、検出された過給圧とは無関係に、前記目
標過給圧と過給機の運転状態パラメータとのみに基づい
て過給圧制御量を設定し、前記設定手段は、検出された
過給圧が前記補正後の目標過給圧に一致するように前記
第２の過給圧制御量を設定する、請求項６に記載の過給
圧制御装置が提供される。
【００１６】以下、各請求項に記載の発明の作用につい
て説明する。各請求項に記載の発明では、過給圧以外の
過給機運転状態を表す運転状態パラメータの値と、予め
定めた目標過給圧とに基づいて、実際に検出した過給圧
を用いずに過給圧を制御する過給圧制御量が設定され、
過給圧調節手段はこの過給圧制御量に応じて実際の過給
圧を制御する。
【００１７】また、このように、実際に検出した過給機
の過給圧とは無関係に過給圧制御量を設定していると、
過給機の運転状態の変化等により、設定された過給圧制
御量自体が実際の運転状態に合致しないものになるおそ
れがある。そこで、各請求項記載の発明では、過給機の
運転状態に影響を与える要因の変化に応じて、上記設定
された過給圧制御量を補正するようにして実際の過給機
運転状態の変化に応じたウエィストゲート弁開度が得ら
れるようにしている。
【００１８】すなわち、請求項１の発明では、過給機の
性能に影響を与える要因である大気圧と大気温度とに応
じて過給圧制御量が補正され、補正後の過給圧制御量に
応じて過給圧が調節されるため、大気圧と大気温度との
変化による過給機の性能の変化に応じて過給圧が制御さ
れる。請求項２の発明では、過給圧制御量の設定に用い
た標準的な大気温度と実際の大気温度との相違に基づい
て過給圧制御量が補正されるため、大気温度の変化によ
り生じた過給機の標準状態からの性能の変化が補正され
る。
【００１９】請求項３の発明では、過給機の性能に影響
を与える要因である吸気圧損の値に応じて過給圧制御量
が補正され、補正後の過給圧制御量に応じて過給圧が調
節されるため、吸気圧損の変化による過給機の性能の変
化に応じて過給圧が制御される。請求項４の発明では、
過給圧制御量の設定の際に用いた標準的な吸気圧損と実
際の吸気圧損との相違に基づいて過給圧制御量が補正さ
れるため、吸気圧損の変化により生じた過給機の標準状
態からの性能の変化が補正される。
【００２０】請求項５の発明では、実際の過給圧と目標
過給圧とに基づいて第２の過給圧制御手段により第２の
過給圧制御量が設定され、過給圧調節手段は過給圧制御
量と第２の過給圧制御量との両方に基づいて過給圧を調
節する。このため実際の過給状態に応じた過給圧制御が
行われる。請求項６の発明では、目標過給圧が過給空気
温度に基づいて補正され、第２の過給圧制御手段は補正
後の目標過給圧と実際に検出された過給圧とに基づいて
過給圧を調節するため、被過給装置に供給する過給空気
量が過給空気温度の変化により変動することが防止され
る。
【００２１】請求項７と請求項８の発明では、過給圧制
御手段はオープンループ制御により過給圧制御量を設定
し、第２の過給圧制御手段はフィードバック制御により
第２の過給圧制御量を設定する。このため、過給圧制御
の制御応答性と制御精度との両方が向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。図１は本発明の過給圧制御
装置を航空機用内燃機関に適用した場合の実施形態の概
略構成を示す図である。図１において、１は内燃機関本
体、２は機関１により駆動されるプロペラを示す。本実
施形態では機関１として多気筒（図１ではＶ型８気筒）
の４サイクルレシプロ機関が使用されている。また、図
１において５は機関１の各気筒の吸気ポートを共通の吸
気ダクト６に接続する吸気マニホルドである。吸気マニ
ホルド５の各気筒の吸気ポート接続部近傍には、それぞ
れ各気筒の吸気ポートに加圧燃料を噴射する燃料噴射弁
７が配置されている。
【００２３】図１において、１１で示したのは、インタ
クーラ８下流の吸気ダクト６内に配置されたスロットル
弁である。スロットル弁１１は、操縦席に設けられたパ
ワーレバー１２に制御ケーブルにより接続され、パワー
レバー１２の操作量に応じた開度をとる。また、８は吸
気ダクト６上に設けられたインタクーラ、１０は排気タ
ーボチャージャ、９はターボチャージャ１０のコンプレ
ッサ１６の吐出口１５とインタクーラ８とを接続する吸
気ダクトを示している。
【００２４】また、図１において２１、２２で示したの
は、機関１の両側のバンクの各気筒の排気ポートを共通
の排気管２３に接続する排気マニホルドである。共通排
気管２３はターボチャージャ１０の排気タービン２０の
排気入口１７に接続されている。ターボチャージャ１０
は遠心型コンプレッサ１６と、コンプレッサ１６を駆動
する遠心型の排気タービン２０とからなる。機関１の吸
入空気は、エアクリーナ（図示せず）から吸気入口管１
３を経てコンプレッサ１６に流入し、昇圧された過給空
気となって吸気ダクト９からインタクーラ８に供給さ
れ、インタクーラ８で冷却された後、吸気ダクト６、ス
ロットル弁１１、吸気マニホルド５を通って機関１の各
気筒に供給される。
【００２５】また、機関１の排気は、排気マニホルド２
１、２２から排気管２３を通り、排気入口１７からター
ビン２０に流入し、タービン２０及びそれに接続された
コンプレッサ１６を回転駆動した後、排気出口管１９か
ら排出される。本実施形態では、排気管２３とタービン
２０の排気出口管１９とを接続する排気バイパス通路２
４が設けられている。この排気バイパス通路２４には、
バイパス通路２４からタービン２０をバイパスして排気
出口管１９に流れる排気の流量を制御するウエィストゲ
ート弁２６が設けられている。ウエィストゲート弁（以
下「ＷＧＶ」と呼ぶ）２６が全閉状態では、機関１から
の排気の略全量がタービン２０に流入するためターボチ
ャージャ１０の回転数が上昇し、コンプレッサ１６の出
口圧力（デッキ圧）が上昇する。一方、ＷＧＶ２６が開
弁すると機関１の排気の一部はタービン２０をバイパス
して排気出口管１９に流出するためタービン２０を通過
する排気流量が低下する。これにより、ターボチャージ
ャ１０の回転は低下し、ＷＧＶ２６の開度に応じてデッ
キ圧が低下する。すなわち、ＷＧＶ２６の開度を調節す
ることにより、機関１のデッキ圧とターボチャージャ１
０の回転数とを所望のレベルまで低下させることができ
る。
【００２６】図１において、２５で示したのはＷＧＶ２
６を開閉駆動するアクチュエータである。アクチュエー
タ２５は、後述するエンジン制御装置（ＥＥＣ）３０
（図２）からの開度指令信号に応じて作動し、ＷＧＶ２
６をＥＥＣ３０からの指令信号に応じた開度に制御す
る。なおアクチュエータ２５としては、ＥＥＣ３０から
の指令信号に応じた開度にＷＧＶ２６を駆動できるもの
であれば使用可能であり、例えば、公知のサーボ機構付
ＤＣモータ、ステッパモータ、電気／油圧式のアクチュ
エータ等を使用することもできる。
【００２７】本実施形態では、機関１により駆動される
プロペラ２は可変ピッチプロペラとされており、プロペ
ラ２のプロペラピッチを制御する回転数ガバナー３１を
備えている。本実施形態では、プロペラガバナー３１は
遠心型ガバナーとされ、図示しない回転伝達軸を介して
プロペラ２の駆動軸に接続されている。プロペラガバナ
ー３１は機関回転数（プロペラ回転数）が設定回転数に
一致するようにプロペラピッチを調節する作用を行う。
すなわち、プロペラ回転数が設定回転数より高くなった
場合にはガバナー３１はプロペラピッチを増加させ、プ
ロペラの吸収馬力を増大することにより機関回転数を低
下させる。また、プロペラ回転数が設定回転数より低く
なった場合にはガバナー３１はプロペラピッチを低減
し、プロペラの吸収馬力を低下させることにより機関回
転数を増大させる。これにより、プロペラ回転数（機関
回転数）はプロペラガバナーの設定回転数に一致するよ
うに制御される。本実施形態では、回転数ガバナー３１
はスロットル弁１１とともに共通のパワーレバー１２に
接続され、単一のパワーレバー１２を操作することによ
りスロットル弁１１開度（機関出力）と機関回転数（プ
ロペラ２のピッチ）との両方を同時に制御することがで
きるようにされている。このため、スロットル弁１１と
ガバナー３１の制御用ケーブルを、それぞれ機体特性に
応じた形状のカムを介してパワーレバーに連結し、パワ
ーレバー１２の操作量に対するスロットル弁１１とガバ
ナー３１との動作量変化特性をそれぞれ適宜な特性に設
定することにより、機体特性に応じた最適な機関出力／
回転数特性を予め設定できるようになっている。
【００２８】図２は、機関１の制御を行う制御装置（Ｅ
ＥＣ：エレクトリカルエンジンコントローラー）３０の
構成を示す図である。図２に示すように、ＥＥＣ３０は
本実施形態では、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ、及び入力ポ
ート、出力ポートを相互に双方向性バスで接続した公知
の構成のマイクロコンピュータとされている。本実施形
態では、ＥＥＣ３０は機関１の燃料噴射制御、点火時期
制御等の基本制御を行う他、後述するターボチャージャ
１０の過給圧制御を行っている。これらの制御のため、
ＥＥＣ３０の入力ポートには、機関１のクランク軸（図
示せず）に設けられた機関回転数センサ（ＮＥセンサ）
３２から、機関１の回転数ＮＥに応じたパルス信号が入
力されている。ＥＥＣ３０のＣＰＵは、このパルス信号
に基づいて機関回転数ＮＥを算出し、後述する種々の制
御に使用する。
【００２９】また、ＥＥＣ３０の入力ポートには、吸気
マニホルド５にそれぞれ設けられた吸気圧力センサ（Ｐ
Ｍセンサ）３３と吸気温度センサ（ＴＭセンサ）３８と
から吸気ダクト６内の絶対圧力ＰＭと温度ＴＭとに応じ
た電圧信号が、また、スロットル弁１１上流の吸気ダク
ト６に設けられたデッキ圧センサ（ＰＤセンサ）３４か
ら、ターボチャージャ１０の過給圧（デッキ圧）ＰＤ
（絶対圧力）に応じた電圧信号とが、それぞれＡＤ変換
器６７を介して入力されている。更に、ＥＥＣ３０の入
力ポートにはスロットル弁１１近傍に設けられたスロッ
トル弁開度センサ（ＴＨセンサ）３５からスロットル弁
１１開度ＴＨに応じた電圧信号がＡＤ変換器６７を介し
て入力されている他、コンプレッサ１６の吸気入口管１
３に配置されたコンプレッサ吸気圧力センサ（ＰＩＮセ
ンサ）３９からターボチャージャ吸気圧ＰＩＮに応じた
電圧信号がＡＤ変換器６７を介して入力されている。ま
た、図１には図示していないが、航空機機体には大気圧
センサ（ＰＡセンサ）３６と大気温度センサ（ＴＡセン
サ）３７とが設けられており、ＥＥＣ３０の入力ポート
には、これらのセンサから大気圧ＰＡと大気温度ＴＡと
に応じた電圧信号が、それぞれＡＤ変換器６７を介して
入力されている。
【００３０】また、ＥＥＣ３０の出力ポートは、機関１
の各気筒の点火プラグ４と燃料噴射弁７とにそれぞれ点
火回路６８、駆動回路６９を介して接続され、機関１の
燃料噴射量及び時期、点火時期を制御している。本実施
形態では、ＥＥＣ３０はＰＭセンサ３３とＮＥセンサ３
２とによりそれぞれ検出した吸気圧力ＰＭと機関回転数
ＮＥとに基づいて、予めＲＯＭに格納した数値テーブル
から最適な燃料噴射量、噴射時期、点火時期を決定し、
これらに基づいて燃料噴射及び点火を行う。
【００３１】また、ＥＥＣ３０の出力ポートは、更に駆
動回路６９を介してＷＧＶ２６のアクチュエータ２５に
接続されており、ＷＧＶ２６開度を制御することによ
り、以下に説明する過給圧制御を行っている。次に、本
実施形態における過給圧制御について説明する。本実施
形態では、ＥＥＣ３０からＷＧＶ２６のアクチュエータ
２５に供給される開度指令信号ＴＬＳは、フィードフォ
ワード量ＦＦとフィードバック量ＦＢとの和となってい
る（すなわち、ＴＬＳ＝ＦＦ＋ＦＢ）。
【００３２】ここで、フィードフォワード量は、ＰＤセ
ンサ３４で実際に検出したデッキ圧（過給圧）とは無関
係に、コンプレッサ吸気圧力、吸気量等の運転状態パラ
メータに基づいてＥＥＣ３０のＲＯＭに格納された数値
マップから決定される。また、フィードフォワード量
は、機関１及びターボチャージャ１０の標準的な運転状
態（すなわち、後述するように各飛行高度における標準
大気温度、標準吸気圧力損失下で機関１とターボチャー
ジャ１０の性能の経年変化がない状態）において、過給
圧ＰＤを所定の目標過給圧に維持するために必要なＷＧ
Ｖ２６開度を与える開度指令値である。
【００３３】一方、フィードバック量は、実際に検出し
たデッキ圧ＰＤと目標過給圧との偏差に基づいてフィー
ドバック制御（本実施形態ではＰＩ、すなわち比例積分
制御）により決定される値である。従って、機関１やタ
ーボチャージャ１０が標準的な運転状態で運転されてお
り、フィードフォワード量によるＷＧＶ２６開度で過給
圧が目標過給圧になる場合には、実際の過給圧と目標過
給圧との偏差が０になるためフィードバック量は０に設
定される。
【００３４】すなわち、本実施形態のフィードフォワー
ド量は各請求項中の過給圧制御量に相当し、フィードバ
ック量は第２の過給圧制御量に相当する。フィードフォ
ワード量は、数値マップから決定される量であるため、
コンプレッサ吸気圧力、吸気量等が大きく変化した場合
でも極めて短時間で変化後の値に応じたフィードフォワ
ード量が設定されるが、機関性能等の経年変化が生じる
とフィードフォワード量と、実際に過給圧を目標過給圧
に維持するためのＷＧＶ２６開度との間に定常的な偏差
が生じる。一方、フィードバック量は、実際の過給圧と
目標過給圧との偏差に基づいて決定されるため、フィー
ドバック量により機関１やターボチャージャ１０の性能
変化等により、フィードフォワード量に上記定常的偏差
が生じた場合でもＷＧＶ２６開度が実際の過給圧が目標
過給圧に一致するように調節されることになる。
【００３５】そこで、本実施形態ではフィードフォワー
ド量とフィードバック量との和をＷＧＶ２６の開度指令
値として与えることにより、フィードフォワード制御に
よる応答性の向上とフィードバック制御による制御精度
の向上との両方を達成している。また、本実施形態で
は、上記に加えて、数値マップから決定されたフィード
フォワード量を更に大気温度や吸気圧力損失の変化に応
じて補正するようにして、機関運転状態が標準状態から
ずれた場合の制御応答性を高めている。
【００３６】すなわち、上述したようにフィードフォワ
ード量は、標準的な運転状態に基づいて設定されるた
め、例えば大気温度や吸気圧力損失等の条件が標準状態
から大きく変化した場合には、フィードフォワード量自
体も最適値から大きくずれた値になる。この場合でも、
実際の過給圧はフィードバック量により目標過給圧に正
確に収束するものの、フィードバック量は、機関１やタ
ーボチャージャ１０の性能の経年的変化により生じた比
較的小さい定常的偏差を補償することを目的としてお
り、制御安定性を高めるためにフィードバック量の変化
速度は比較的小さくなるように設定されている。このた
め、運転状態の変化によるフィードフォワード量のずれ
が大きいと、それに応じてフィードバック量による過給
圧の収束時間も長くなり、制御応答性が悪化する場合が
生じる。しかし、本実施形態のように、数値マップから
決定されるフィードフォワード量そのものを、運転状態
の変化に応じて補正することにより、フィードフォワー
ド量が実際の運転状態に即した値になるため、フィード
バック量による補正量が小さくなり、制御応答性を更に
向上させることができる。
【００３７】次に、本実施形態の過給圧制御について図
３から図１３を参照して具体的に説明する。図３は、本
実施形態の基本的な過給圧制御動作を示すフローチャー
トである。本ルーチンは、ＥＥＣ３０により一定時間間
隔で実行される。図３においてルーチンがスタートする
と、ステップ３０１では、それぞれ対応するセンサ３
２、３６、３７、３４、３８及び３９で検出された、機
関回転数ＮＥ、大気圧ＰＡ、大気温度ＴＡ、過給圧Ｐ
Ｄ、吸入空気温度ＴＭ及びコンプレッサ吸気圧力ＰＩＮ
が、読み込まれる。
【００３８】次いで、ステップ３０３から３２３では、
機関１がリーン空燃比で運転されているかリッチ空燃比
で運転されているかに応じて、目標過給圧ＴＰＤ及びＷ
ＧＶ２６の開度指令値のフィードフォワード量ＴＤＢＳ
が決定される。航空機用機関は、通常、最大出力が必要
とされる離着陸時等には機関燃焼室に供給する混合気の
空燃比をリッチ（過濃）にして燃料により燃焼系各部の
冷却を図る。また、航空機が巡航高度に到達して機関が
定常運転されるようになると、混合気の空燃比はリーン
（希薄）にされ、燃費の向上による航続距離の増大を図
る。すなわち、航空機用機関では、運転空燃比をリーン
とリッチとの間で切り換える運転が行われ、それに応じ
て機関やターボチャージャの運転特性も変化する。この
ため、本実施形態では、機関の運転空燃比がリッチかリ
ーンかに応じて、目標過給圧ＴＰＤと、フィードフォワ
ード量ＴＤＢＳとが決定される。
【００３９】すなわち、ステップ３０３では、フラグＸ
ＡＦの値から、現在機関１がリッチ空燃比で運転されて
いるか、リーン空燃比で運転されているかが判断され
る。ここで、ＸＡＦは別途ＥＥＣ３０により実行される
燃料噴射量演算ルーチン（図示せず）により設定される
フラグであり、ＸＡＦ＝１は現在リッチ空燃比運転が行
われていることを、ＸＡＦ＝０はリーン空燃比運転が行
われていることをそれぞれ示している。
【００４０】本実施形態では、目標過給圧ＴＰＤとフィ
ードフォワード量ＴＤＢＳは以下のように設定される。
まず、ステップ３０５、３１３では機関運転空燃比がリ
ッチかリーンかに応じて、仮の目標過給圧ＴＰＤＡが設
定される。ここで、ステップ３０５、３１３のＴＰＤ
Ｌ、ＴＰＤＲはそれぞれ運転空燃比がリーンの場合とリ
ッチの場合の目標過給圧であり、本実施形態ではそれぞ
れ一定値とされる。次に、ステップ３０７から３１１及
びステップ３１５から３１９では、ステップ３０１で読
み込んだ、コンプレッサ１６の吸入空気圧力ＰＩＮか
ら、仮の目標過給圧ＴＰＤＡに過給圧を制御した場合に
コンプレッサの圧力比（コンプレッサの吐出空気の圧力
と吸入空気の圧力との比）が最大圧力比ＫＬまたはＫＲ
を越えるか否かが判断され（ステップ３０７、３１
５）、圧力比がＫＬまたはＫＲを越える場合には、真の
目標過給圧ＴＰＤが入口空気圧力ＰＩＮと最大圧力比Ｋ
Ｌ（またはＫＲ）の積として設定される（ステップ３０
９、３１７）。また、仮の目標過給圧ＴＰＤＡが最大圧
力比以下の圧力比で達成できる場合には、仮の目標過給
圧ＴＰＤＡの値がそのまま真の目標過給圧ＴＰＤとして
設定される（ステップ３１１、３１９）。
【００４１】上記のように、コンプレッサ１６の最大圧
力比で目標過給圧を制限するのは、目標過給圧ＴＰＤに
実際の過給圧を制御した場合に、ターボチャージャ１０
の回転数が最大許容回転数を越えてしまうことを防止す
るためである。なお、本実施形態ではリーン運転時とリ
ッチ運転時の最大圧力比ＫＬ、ＫＲは、それぞれ一定値
とされる。
【００４２】ステップ３２１と３２３では、それぞれ運
転空燃比がリッチかリーンかに応じてフィードフォワー
ド量ＴＤＢＳが設定される。本実施形態では、ＴＤＢＳ
は、機関及びターボチャージャが標準状態、すなわち各
飛行高度での標準的な大気温度と吸入空気圧力損失とで
運転されており、機関とターボチャージャの性能の経年
変化が生じていない場合に、過給圧をほぼ目標過給圧Ｔ
ＰＤ（すなわちＴＰＤＬまたはＴＰＤＲ）に維持するた
めに必要とされるＷＧＶ２６開度に相当する値である。
ＴＤＢＳは、コンプレッサ吸気圧力ＰＩＮと機関回転数
ＮＥとを用いた、図４に示す形式の数値マップとして、
予めＥＥＣ３０のＲＯＭにリーン空燃比運転時用（図４
(A) ）とリッチ空燃比運転時用（図４(B) ）のものが格
納されている。コンプレッサ１６の吐出圧力は、コンプ
レッサ１６の吸気圧力ＰＩＮと吸気流量およびターボチ
ャージャ回転数とにより決定される。また、コンプレッ
サの吸入空気流量は機関吸入空気量に等しく、ターボチ
ャージャ回転数は機関排気流量（すなわち、機関吸入空
気量）とＷＧＶ２６開度とに応じて変化する。一方、機
関吸入空気量は機関回転数に応じて変化するため、結局
コンプレッサの吐出圧力（過給圧ＰＤ）を目標値ＴＰＤ
に維持するために必要なＷＧＶ２６開度は、概略コンプ
レッサ吸気圧力ＰＩＮと機関回転数ＮＥとの関数として
表すことができる。そこで、本実施形態では、標準吸気
圧力損失下で各飛行高度に相当する大気圧ＰＡで機関１
の回転数を変えて運転し、過給圧を目標値ＴＰＤに維持
するために必要なＷＧＶ２６開度を実測し、予めＰＡと
ＮＥとを用いた数値マップ（図４(A) 、６(B) ）を作成
しており、このマップに基づいて、ＰＡとＮＥとからＷ
ＧＶ２６開度指令値のフィードフォワード量ＴＤＢＳを
決定するようにしている。なお、図４(A) 、図４(B) の
マップ中のＴＤＢＳＬ及びＴＤＢＳＲは、それぞれリー
ン空燃比運転時とリッチ空燃比運転時のＷＧＶ２６開度
指令値フィードフォワード量を表している。
【００４３】上記により、目標過給圧ＴＰＤとフィード
フォワード量ＴＤＢＳとを設定後、ステップ３２５、３
２７ではセンサ３８で検出した、機関１の吸気温度ＴＭ
に応じて目標過給圧が補正される。吸気温度ＴＭに応じ
て目標過給圧ＴＰＤを補正するのは吸気温度の変化によ
る機関１の吸気量変動を防止するためである。過給空気
は、図１に示したようにインタクーラ８で冷却された後
に機関１に供給されるが、インタクーラ８の冷却条件が
変化すると機関１に供給される吸気の温度ＴＭも変化す
ることになる。このため、目標過給圧ＴＰＤ及び他の機
関運転状態が同一であっても、例えば吸気温度ＴＭが上
昇すると実際に機関１に吸入される空気の重量流量は減
少してしまい、機関出力が低下するおそれがある。ま
た、逆に何らかの原因で吸気温度ＴＭが低下すると、実
際に機関１に吸入される空気の重量流量は増大するため
高負荷運転時等では機関の燃焼圧力が増大して機関の耐
久性が低下する可能性がある。このため、本実施形態で
は、例えば吸気温度ＴＭが高い場合には目標過給圧ＴＰ
Ｄも高くなるようにステップ３２５、３２７で目標過給
圧ＴＰＤを補正して、吸気温度ＴＭの変化による機関吸
入空気量の変動を防止するようにしている。
【００４４】なお、ステップ３２５、３２７の目標過給
圧の吸気温度による補正の詳細については後に詳述す
る。次に、ステップ３２９ではステップ３２１、３２３
で標準状態での数値マップから求めたフィードフォワー
ド量ＴＤＢＳの値が、実際の運転状態に応じて補正さ
れ、最終的なＷＧＶ２６の開度指令値のフィードフォワ
ード量がＴＬＳＢＳとして算出される。この補正によ
り、図４のマップにより設定されるフィードフォワード
量ＴＤＢＳが実際の運転状態の変化のために大きくずれ
た場合でも、ＴＤＢＳは実際の運転状態に応じて補正さ
れるようになる。このため、後述するフィードバック量
による補正幅は小さくなり、過給圧制御の応答性が向上
することになる。
【００４５】なお、ステップ３２９の詳細については、
後に詳述する。ステップ３３１、３３３はフィードバッ
ク量の算出のためのステップである。本実施形態では、
フィードバック量は目標過給圧ＴＰＤとセンサ３４で検
出した実際の過給圧ＰＤとの偏差ΔＰＤに基づくＰＩ
（比例積分）制御により算出される。つまり、ステップ
３３１では、ＴＰＤとＰＤとの偏差ΔＰＤが、またステ
ップ３３３では偏差ΔＰＤの積分値がそれぞれ算出され
る。
【００４６】ステップ３３５では、最終的なＷＧＶ２６
の開度指令値ＴＬＳが、上記により算出したフィードフ
ォワード量（ＴＬＳＢＳ）とフィードバック量（α×Ｐ
Ｉ＋β×ΔＰＤ）との和として算出される。また、ステ
ップ３３７では、上記により算出された最終的な開度指
令値ＴＬＳがＷＧＶ２６のアクチュエータ２５に出力さ
れ、ＷＧＶ２６が開度指令値ＴＬＳに応じた開度に駆動
される。なお、本実施形態では、ＴＬＳの値が小さいほ
どＷＧＶ２６の開度が増大し、ＴＬＳ＝０でＷＧＶ２６
が１００パーセント開度になるように設定されている。
【００４７】このように、ＷＧＶ２６開度を、実際の過
給圧とは無関係にフィードフォワード制御（オープンル
ープ制御）により設定されるフィードフォワード量と、
フィードバック制御により、目標過給圧と実際の過給圧
との偏差に応じて設定されるフィードバック量との和と
して設定することにより、精度が高くしかも応答性の良
好な過給圧制御が行われる。
【００４８】次に、図３ステップ３２５、３２７で実行
される、目標過給圧ＴＰＤの吸気温度ＴＭに基づく補正
について説明する。図３、ステップ３２５ではセンサ３
８で検出した機関１の吸気温度ＴＭに基づいて、下記に
説明するように吸気温度補正量ＴＰＤＴＭが算出され、
ステップ３２７では、目標過給圧ＴＰＤから補正量ＴＰ
ＤＴＭを減算することにより、目標過給圧ＴＰＤが補正
される。
【００４９】図５は、吸気温度ＴＭと補正量ＴＰＤＴＭ
との関係を示す図である。図５に示すように、補正量Ｔ
ＰＤＴＭは吸気マニホルド温度ＴＭ（吸気温度）が高い
ほど小さな値に設定される。このため、補正後の目標過
給圧ＴＰＤは温度ＴＭが高いほど大きな値に設定される
ようになる。過給圧が上昇すると、他の運転条件が同一
であっても機関１に吸入される空気量（重量流量）は増
大する。このため、図５のように補正量ＴＰＤを設定す
ることにより、吸気温度ＴＭの上昇による機関吸気量
（重量流量）の減少が補償され、吸気温度上昇による機
関性能の低下が防止される。なお、図５の関係は、予め
ＥＥＣ３０のＲＯＭに一次元数値マップの形で格納され
ており、ステップ３２５では、検出したＴＭの値を用い
てこの数値マップからＴＰＤＴＭの値が決定される。
【００５０】次に、図３ステップ３２９で実行される、
フィードフォワード量ＴＤＢＳの補正について説明す
る。ステップ３２９では、大気圧ＰＡ、大気温度ＴＡ、
コンプレッサ吸気圧力ＰＩＮの各運転状態パラメータ、
及び図３ステップ３２５で算出された補正量ＴＰＤＴＭ
の値に応じてＴＤＢＳが補正され、補正後の開度指令値
フィードフォワード量ＴＬＳＢＳが算出される。図６
は、図３ステップ３２９で実行されるサブルーチンを示
すフローチャートである。本サブルーチンでは、吸気温
度補正量ＤＴＬＴＭが補正量ＴＰＤＴＭに基づいて算出
され（ステップ６０１）、さらに大気温度補正量ＤＴＬ
ＴＡが大気圧ＰＡと大気温度ＴＡとに基づいて（ステッ
プ６０３）、吸気圧力損失補正量ＤＴＬＰＩＮが大気圧
ＰＡとコンプレッサ吸気圧力ＰＩＮとに基づいて（ステ
ップ６０５）、それぞれ算出される。上記補正量の算出
については、後に詳述する。
【００５１】また、ステップ６０７では、上記により算
出された補正量と、図４のマップから求めたＴＤＢＳと
を用いて、補正後の開度指令値フィードフォワード量Ｔ
ＬＳＢＳが、 ＴＬＳＢＳ＝ＴＤＢＳ＋ＤＴＬＴＭ＋ＤＴＬＴＡ＋ＤＴ
ＬＰＩＮ として算出される。これにより、標準状態に基づく図４
の数値マップから決定されたフィードフォワード量ＴＤ
ＢＳが、標準状態と実際の運転状態との相違に基づいて
補正されるため、補正後の開度指令値フィードフォワー
ド量ＴＬＳＢＳの値は実際の運転状態において目標過給
圧ＴＰＤを得るために必要なＷＧＶ２６開度に極めて近
い値となる。従って、フィードバック制御によるＷＧＶ
２６の開度補正量は運転状態の変化にかかわらず極めて
小さくなるため、運転状態の変化による過給圧制御の応
答性低下が防止される。なお、本実施形態では、各補正
量ＤＴＬＴＭ、ＤＴＬＴＡ、ＤＴＬＰＩＮは、機関始動
時に初期値０にイニシャライズされる。
【００５２】以下、順を追って図６のサブルーチンで算
出される各補正量について説明する。ステップ６０１で
算出される吸気温度補正量ＤＴＬＴＭは、図３ステップ
３２５、３２７で目標過給圧ＴＰＤが吸気温度ＴＭに基
づいて補正されたことに伴う補正である。前述のよう
に、数値マップから決定されるＴＤＢＳの値は、過給機
の各運転状態において、実際の過給圧を目標値ＴＰＤ
（すなわち、図３ステップ３０３から３１９で設定され
る値）に一致させるための値である。このため、目標値
ＴＰＤが補正により変化した場合には、それに応じて図
４の数値マップから設定されたＴＤＢＳの値を補正しな
ければ、ＷＧＶ２６開度を補正後の目標過給圧ＴＰＤに
対応した値に設定することができない。そこで、本実施
形態では目標過給圧の吸気温度補正量ＴＰＤＴＭの値に
基づいてフィードフォワード量ＴＤＢＳを補正すること
により、補正後の目標過給圧ＴＰＤに対応したフィード
フォワード量を得るようにしている。
【００５３】図７(A) は、目標過給圧ＴＰＤの吸気温度
補正量ＴＰＤＴＭと、フィードフォワード量ＴＤＢＳの
吸気温度補正量ＤＴＬＴＭとの関係を示す図である。図
７(A) から判るように、ＤＴＬＴＭの値は補正量ＴＰＤ
ＴＭが小さくなるほど（すなわち、目標過給圧ＴＰＤの
値が増大補正されるほど）大きな値に設定される。前述
のように、本実施形態では、ＴＬＳの値が大きくなるほ
どＷＧＶ２６開度は減少するように設定されているた
め、上記により目標過給圧ＴＰＤの値が増大補正される
ほど、それに対応してＷＧＶ２６の開度も小さく設定さ
れることになり、過給圧が上昇するようになる。
【００５４】なお、図７(A) では補正量ＴＰＤＴＭのみ
に基づいてＤＴＬＴＭの値を決定しているが、実際には
ＷＧＶ２６はバタフライ弁が使用されるため、開度指令
値ＴＤＢＳの変化に対するＷＧＶ２６の実効流路断面積
の変化は、ＷＧＶ２６の開度に応じて異なっている。す
なわち、目標過給圧の補正量ＴＰＤＴＭに相当するＷＧ
Ｖ２６の開度補正量ＤＴＬＴＭも、ＷＧＶ２６の開度に
より異なってくることになる。そこで、補正量ＤＴＬＴ
Ｍを目標過給圧の補正量ＴＰＤＴＭの他に補正前のＷＧ
Ｖ２６開度指令値フィードフォワード量ＴＤＢＳを用い
て、図７(B) に示すような二次元数値マップから求める
ようにしても良い。図７(B) のマップは、各ＴＤＢＳに
対応するＷＧＶ２６開度での、開度指令値の単位変化量
当たりの実効有効流路断面積変化率を考慮して作成され
る。これにより、ＷＧＶ２６開度による実効流路断面積
の変化率の相違が補正され、さらに正確に補正量ＴＰＤ
ＴＭが算出されるようになる。
【００５５】次に、図６ステップ６０３で算出される大
気温度補正量ＤＴＬＴＡについて説明する。大気温度Ｔ
Ａ、すなわちコンプレッサ１６の吸入空気温度が低下す
ると、コンプレッサ１６の圧縮効率が向上するため他の
条件が同一であってもコンプレッサ吐出圧力、すなわち
過給圧は上昇する。一方、前述のように、フィードフォ
ワード量ＴＤＢＳの算出に用いられる数値マップは、機
関の標準状態に基づいて決定されている。すなわち、大
気温度ＴＡも各飛行高度（大気圧ＰＡ）における標準的
な大気温度ＴＳＴＤに基づいて数値マップが作成されて
いる。このため、実際の大気温度が標準大気温度ＴＳＴ
Ｄと異なる場合、例えば実際の大気温度が標準大気温度
ＴＳＴＤより高い場合には、図３ステップ３２１、３２
３で設定されるＴＤＢＳの値でＷＧＶ２６開度を設定す
ると、実際の過給圧は目標過給圧より低くなってしま
う。このため、本実施形態では実際の大気温度ＴＡに基
づいてＴＤＢＳの値を補正することにより、実際の大気
温度ＴＡに基づいたＷＧＶ２６開度が得られるようにし
ている。また、上述のように、ＴＤＢＳ算出に用いる数
値マップは各大気圧ＰＡにおける標準大気温度に基づい
て作成されているため、大気温度ＴＡに基づく補正も実
際の大気温度ＴＡの標準大気温度ＴＳＴＤからのずれ量
に応じて行う必要がある。そこで、本実施形態ではセン
サ３６で検出した大気圧ＰＡから、その大気圧（飛行高
度）における標準大気温度ＴＳＴＤを算出し、センサ３
７で検出した実際の大気温度ＴＡの標準大気温度ＴＳＴ
Ｄからのずれ量ΔＴに応じてＴＤＢＳの値を補正するよ
うにしている。
【００５６】図８は、図６ステップ６０３の大気温度補
正量ＤＴＬＴＡの算出サブルーチンを説明するフローチ
ャートである。図８において、ステップ８０１ではセン
サ３６で検出した大気圧ＰＡに基づいて、ＴＤＢＳの補
正に用いる標準大気温度ＴＳＴＤが算出される。図９
は、大気圧ＰＡと標準大気温度ＴＳＴＤとの関係を示す
図である。図９に示すように、標準大気温度ＴＳＴＤ
は、大気圧ＰＡが小さくなるほど（すなわち、飛行高度
が高くなるほど）低下する。
【００５７】また、図８ステップ８０３では、センサ３
７で検出した実際の大気温度ＴＡと標準大気温度ＴＳＴ
Ｄとの差ΔＴが、ΔＴ＝ＴＡ−ＴＳＴＤとして算出され
る。更に、ステップ８０５では、算出されたΔＴの値を
用いて、大気温度補正量ＤＴＬＴＡの値が、図１０に示
す関係から算出される。図１０に示すように、大気温度
補正量ＤＴＬＴＡの値は、ΔＴの値が大きいほど、すな
わち実際の大気温度ＴＡが標準大気温度ＴＳＴＤより高
くなる程大きな値に設定される。このため、実際の大気
温度ＴＡが高く、コンプレッサ１６の吐出圧が低下傾向
にあるほどＴＤＢＳの値は大きく、すなわちＷＧＶ２６
開度は小さく補正されるようになり、大気温度上昇によ
る過給圧の低下が防止される。
【００５８】次に、図６ステップ６０５で算出される吸
入空気圧力損失補正量ＤＴＬＰＩＮについて説明する。
前述のように、ＷＧＶ２６の開度指令値のフィードフォ
ワード量ＴＤＢＳは、図４の大気圧ＰＡと機関回転数Ｎ
Ｅとを用いた数値マップから算出される。ところが、実
際にコンプレッサ吐出圧に影響を与えるのは大気圧ＰＡ
ではなく、コンプレッサ１６の吸入空気圧力ＰＩＮであ
る。ＴＤＢＳの算出に用いられる図４の数値マップは、
コンプレッサの吸入空気圧力損失ΔＰＩＮを標準的な値
に設定することにより、大気圧ＰＡと機関回転数ＮＥと
からＴＤＢＳを設定している。このため、大気圧ＰＡが
同一であってもコンプレッサ１６の吸入空気圧力損失が
標準圧力損失からずれた値になった場合、例えば実際の
吸入空気圧力損失が標準圧力損失より大きくなった場合
には、図３ステップ３２１、３２３で設定されるＴＤＢ
Ｓの値でＷＧＶ２６開度を設定すると、実際の過給圧は
目標過給圧より低くなってしまう。このため、本実施形
態では実際の吸入空気圧力損失ΔＰＩＮに基づいてＴＤ
ＢＳの値を補正することにより、実際の吸入空気圧力損
失ΔＰＩＮに基づいたＷＧＶ２６開度が得られるように
している。
【００５９】また、上述のように、ＴＤＢＳ算出に用い
る数値マップは各大気圧ＰＡにおける標準圧力損失に基
づいて作成されており、大気圧が異なると標準圧力損失
も異なってくる。このため、本実施形態では現在の吸入
空気圧力損失ΔＰＩＮの値を一定の基準圧力（基準高
度）における圧力損失の値ＤＰＣＲに換算し、この換算
圧力損失ＤＰＣＲと基準高度における標準圧力損失との
差に基づいてＴＤＢＳの値を補正するようにしている。
【００６０】図１１は、図６ステップ６０５で実行され
る吸入空気圧力損失補正量ＤＴＬＰＩＮ算出サブルーチ
ンを説明するフローチャートである。図１１においてサ
ブルーチンがスタートすると、ステップ１１０１では、
センサ３２で検出した現在の機関回転数ＮＥが、機関１
の定格回転数ＮＥR 付近にあるか否かが判定される（ス
テップ１１０１において、ΔＮ0 は、例えば１００ｒｐ
ｍ程度の一定値とされる）。
【００６１】ステップ１１０１で、機関１が定格回転数
付近で運転されている場合にはステップ１１０３から１
１０９で、吸入空気圧力損失補正量ＤＴＬＰＩＮ0 が算
出される。すなわち、ステップ１１０３では、センサ３
６で検出した大気圧ＰＡとセンサ３９で検出したコンプ
レッサ吸気圧力ＰＩＮとから、現在の吸入空気圧力損失
ΔＰＩＮが、ΔＰＩＮ＝ＰＡ−ＰＩＮとして算出され
る。また、ステップ１１０５では、センサ３６で検出し
た現在の大気圧ＰＡから、この大気圧における標準圧力
損失ＤＰＳＴＤが算出される。
【００６２】図１２は、各大気圧ＰＡ（飛行高度）での
機関定格回転数運転における標準圧力損失ＤＰＳＴＤの
値を示す図である。ＴＤＢＳを算出するのに用いた図４
の数値マップは、各大気圧ＰＡにおける上記標準大気圧
ＤＰＳＴＤの値を用いて作成されている。図１２に示す
ように、標準圧力損失ＤＰＳＴＤの値は、或る大気圧
（図１２にＰＡＣＲで示す大気圧）までは大気圧ととも
に増加し、ＰＡＣＲ以上の大気圧では大気圧が上昇する
ほど低下する。図３で説明したように、本実施形態では
ターボチャージャ回転数が最大許容回転数以下になるよ
うに、コンプレッサの圧力比が一定値以下になるように
過給圧を制限している（図３ステップ３０７から３１
１、及びステップ３１５から３１９）。このため、飛行
高度が増大して大気圧が低下するとコンプレッサ圧力比
の制限を受けて過給圧は徐々に低下するようになり、同
一機関回転数であっても吸入空気量は徐々に低下するよ
うになる。図１２の大気圧ＰＡＣＲは、圧力比による過
給圧の制限が開始される大気圧（高度）であり、この大
気圧に相当する高度をクリティカル高度と称する。
【００６３】図１２から現在の大気圧ＰＡにおける標準
圧力損失ＤＰＳＴＤを求めた後、ステップ１１０７で
は、ステップ１１０３で算出した現在の圧力損失ΔＰＩ
Ｎの値を、図１２で求めた標準大気圧力損失ＤＰＳＴＤ
を用いてクリティカル高度における圧力損失の値ＤＰＣ
Ｒに換算する。換算圧力損失ＤＰＣＲの値は、以下の式
により算出される。
【００６４】 ＤＰＣＲ＝（ＤＰＳＴＤCR／ＤＰＳＴＤ）×ΔＰＩＮ ここで、ＤＰＳＴＤCRは、クリティカル高度（大気圧Ｐ
ＡＣＲ）における標準圧力損失である（図１２）。すな
わち、現在の大気圧における圧力損失ΔＰＩＮのクリテ
ィカル高度における換算値ＤＰＣＲは、線型近似により
算出される。なお、圧力損失ΔＰＩＮの値の換算のため
の基準高度をクリティカル高度に設定したのは、クリテ
ィカル高度における吸入空気圧力損失が最大値を示すた
めである（図１２参照）。
【００６５】ついで、図１１ステップ１１０９では、上
記によりクリティカル高度に換算した圧力損失の値ＤＰ
ＣＲの、クリティカル高度における標準圧力損失ＤＰＳ
ＴＤ CRからの偏差から、図１３を用いて定格回転数ＮＥ
R における吸入空気圧力損失補正量ＤＴＬＰＩＮ0 が算
出される。図１３は、クリティカル高度における標準圧
力損失からの実際の圧力損失のずれ、ＤＰＣＲ−ＤＰＳ
ＴＤCRと補正量ＤＴＬＰＩＮ0 との関係を示す図であ
る。図１３に示すように、実際の圧力損失ＤＰＣＲが標
準圧力損失より大きくなるほど（すなわち、ＤＰＣＲ−
ＤＰＳＴＤCRの値が大きくなるほど）、補正量ＤＴＬＰ
ＩＮ0 の値は大きくなる。このため、吸入空気圧力損失
が増大して過給圧が低下傾向にあるほどＴＤＢＳの値は
増大補正され、ＷＧＶ２６開度は減少するようになり、
吸入空気圧力損失の増大による過給圧の低下が防止され
る。
【００６６】また、ステップ１１１１では、上記により
求めた定格回転数ＮＥR における吸入空気圧力損失補正
量ＤＴＬＰＩＮ0 を用いて、現在の機関回転数ＮＥにお
ける吸入空気圧力損失補正量ＤＴＬＰＩＮが、 ＤＴＬＰＩＮ＝ＤＴＬＰＩＮ0 ×（ＮＥ−Ａ）／（ＮＥ
R −Ａ） として算出される。すなわち、ステップ１１０７で算出
された補正量ＤＴＬＰＩＮ0 は機関が定格回転数ＮＥR
で運転されている場合の値であるため、ステップ１１１
１では、このＤＴＬＰＩＮ0 の値と現在の機関回転数Ｎ
Ｅ及び定格回転数ＮＥR を用いて、図６のルーチンで使
用する現在の機関回転数ＮＥにおける吸入空気圧力損失
補正量ＤＴＬＰＩＮを線型近似により算出する。なお、
上記線型近似式において、Ａは線型近似補正係数であ
る。
【００６７】一方、ステップ１１０１で、機関回転数Ｎ
Ｅが定格回転数付近にない場合（すなわち、｜ＮＥ−Ｎ
ＥR ｜≧ΔＮ0 の場合には、ルーチンは直接ステップ１
１１１に進み、前回のルーチン実行時に使用した機関定
格回転数ＮＥR における吸入空気圧力損失補正量ＤＴＬ
ＰＩＮ0 の値を使用して現在の回転数ＮＥにおける吸入
空気圧力損失補正量ＤＴＬＰＩＮの値を線型近似で算出
する。このように、機関が定格回転数ＮＥから離れた回
転数で運転されている場合に吸入空気圧力損失補正量Ｄ
ＴＬＰＩＮを定格回転数における補正量ＤＴＬＰＩＮ0
を用いて線型近似により算出することにより、定格回転
数以外での吸入空気圧力損失の補正が簡略化される。
【００６８】航空機では、稼働時間が長くなるにつれて
エアクリーナの汚れなどにより吸入空気圧力損失が徐々
に増大する。また、航空機の場合には、同一型式の機関
を異なる機体に搭載するのが一般的であるため、同一型
式の機関であっても吸気系のレイアウトの相違により機
体の種類毎に吸気圧力損失が異なる場合が多い。このた
め、航空機用機関では実際の圧力損失と標準圧力損失と
の偏差が大きくなる場合が生じやすく、標準圧力損失に
基づく数値マップから求めたＴＤＢＳを用いてＷＧＶ開
度を制御すると、フィードバック制御による補正量が大
きくなってしまい、過給圧制御の応答性が悪化する場合
が生じる。本実施形態では、上記のように吸入空気圧力
損失の標準圧力損失からのずれに基づいて、フィードフ
ォワード量ＴＤＢＳを補正するようにしたため、吸入空
気圧力損失の値が標準圧力損失の値から大きくずれたよ
うな場合でも、フィードバック制御による補正量を小さ
く維持することが可能となり、過給圧制御の応答性を高
く維持することができる。
【００６９】なお、図１１では、吸入空気圧力損失の補
正は機関１が定格回転数近傍で運転されている場合の吸
入空気圧力損失補正量ＤＴＬＰＩＮ0 に基づいて算出し
ているが、機関の各回転数領域において、図１２と図１
３に示した関係を予め求めておき、機関の回転数に応じ
て直接吸入空気圧力損失補正量ＤＴＬＰＩＮを算出する
ようにすることも可能である。
【００７０】また、上述の実施形態では、本発明を航空
機用過給機関に適用した場合について説明したが、本発
明は上記実施形態に限定されるものではなく、他の過給
機付機関、例えば車両用機関などにも適用可能であるこ
とはいうまでもない。更に、ウエィストゲート弁開度に
影響するパラメータとしては、上述した大気温度、大気
圧等の他にも排気ガス温度、排気ガス圧力や排気系の圧
力損失等が挙げられる。従って、請求項１における大気
圧及び大気温度に代えて排気ガス温度、排気ガス圧力を
パラメータとして、また請求項３における過給機の吸入
空気圧力損失に代えて排気圧力損失等をパラメータとし
て、それぞれ上記と同様にウエィストゲート弁開度をフ
ィードフォワード制御することによっても本発明と同様
な効果を得ることができる。
【００７１】
【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、機関の
運転状態の標準状態からのずれ量に基づいて、フィード
フォワード量を補正するようにしたことにより標準状態
と実際の機関運転状態とのずれが大きくなった場合で
も、過給圧制御の応答性を高く維持することが可能とな
るという共通の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の過給圧制御装置を航空機用過給機関に
適用した実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】図１の機関の制御ユニットの概略構成を示す図
である。
【図３】図１の過給圧制御装置の過給圧制御動作を説明
するフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートで使用する数値マップの
形式を示す図である。
【図５】図３のフローチャートで用いる補正量の設定を
示す図である。
【図６】図３のフローチャートのステップ３２９で実施
される補正操作の詳細を説明するフローチャートであ
る。
【図７】図６のフローチャートで用いる補正量の設定を
説明する図である。
【図８】図６のフローチャートで用いる補正量の算出動
作を説明するフローチャートである。
【図９】図８のフローチャートで補正量の算出に用いる
関係を示す図である。
【図１０】図８のフローチャートで補正量の算出に用い
る関係を示す図である。
【図１１】図６のフローチャートで用いる補正量の算出
動作を説明するフローチャートである。
【図１２】図１１のフローチャートで補正量の算出に用
いる関係を示す図である。
【図１３】図１１のフローチャートで補正量の算出に用
いる関係を示す図である。
【符号の説明】
１…内燃機関 １０…過給機 ２６…ウエィストゲート弁 ３０…ＥＥＣ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４Ｅ ３６４ Ｇ０５Ｂ 11/32 Ｆ Ｇ０５Ｂ 11/32 Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０１Ｇ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 空気を昇圧し、被過給装置に供給する過
    給機の過給圧制御装置であって、 少なくとも大気圧と大気温度とを含む、過給圧以外の過
    給機の運転状態パラメータを検出する過給機運転状態検
    出手段と、 検出された運転状態パラメータと、予め定めた目標過給
    圧とに基づいて過給圧制御量を設定する過給圧制御手段
    と、 検出された大気圧と大気温度とに基づいて、前記過給圧
    制御手段の設定した過給圧制御量を補正する制御量補正
    手段と、 補正後の過給圧制御量に応じて過給機の過給圧を変化さ
    せる過給圧調節手段と、 を備えた過給機の過給圧制御装置。
  2. 【請求項２】 前記制御量補正手段は、検出された大気
    圧から予め定めた関係に基づいて標準大気温度を算出す
    る標準大気温度算出手段と、該標準大気温度と検出され
    た大気温度との差に基づいて前記過給圧制御量を補正す
    る補正手段と、を備えた請求項１に記載の過給圧制御装
    置。
  3. 【請求項３】 空気を昇圧し、被過給装置に供給する過
    給機の過給圧制御装置であって、 少なくとも過給機の吸入空気圧力損失を含む、過給圧以
    外の過給機の運転状態パラメータを検出する過給機運転
    状態検出手段と、 検出された運転状態パラメータと、予め定めた目標過給
    圧とに基づいて過給圧制御量を設定する過給圧制御手段
    と、 過給機吸入空気圧力損失を検出する吸気圧損検出手段
    と、 検出された吸入空気圧力損失に基づいて、前記過給圧制
    御手段の設定した過給圧制御量を補正する制御量補正手
    段と、 補正後の過給圧制御量に応じて過給機の過給圧を変化さ
    せる過給圧調節手段と、 を備えた過給機の過給圧制御装置。
  4. 【請求項４】 前記過給機運転状態検出手段は、大気圧
    を検出する手段を含み、 前記制御量補正手段は、検出された大気圧から予め定め
    た関係に基づいて標準吸入空気圧力損失を算出する標準
    吸気圧損算出手段と、該標準吸入空気圧力損失と前記吸
    気圧損検出手段により検出された実際の吸入空気圧力損
    失とに基づいて前記過給圧制御量を補正する補正手段
    と、を備えた請求項３に記載の過給圧制御装置。
  5. 【請求項５】 更に、過給機の過給圧を検出する過給圧
    検出手段と、 検出された過給圧と前記目標過給圧とに基づいて第２の
    過給圧制御量を設定する第２の過給圧制御手段とを備
    え、 前記過給圧調節手段は、前記過給圧制御手段の設定した
    過給圧制御量と前記第２の過給圧制御手段の設定した第
    ２の過給圧制御量とに基づいて過給機の過給圧を変化さ
    せる請求項１から４のいずれか１項に記載の過給圧制御
    装置。
  6. 【請求項６】 前記過給機運転状態検出手段は、前記被
    過給装置に供給される過給空気温度を検出する手段を備
    え、 前記第２の過給圧制御手段は、検出された過給空気温度
    に基づいて前記目標過給圧を補正する目標過給圧補正手
    段と、 補正後の目標過給圧と前記検出された過給圧とに基づい
    て前記第２の過給圧制御量を設定する設定手段と、 を備えた請求項５に記載の過給圧制御装置。
  7. 【請求項７】 前記過給圧制御手段は、検出された過給
    圧とは無関係に、前記目標過給圧と過給機の運転状態パ
    ラメータとのみに基づいて過給圧制御量を設定し、前記
    第２の過給圧制御手段は、検出された過給圧が目標過給
    圧に一致するように前記第２の過給圧制御量を設定する
    請求項５に記載の過給圧制御装置。
  8. 【請求項８】 前記過給圧制御手段は、検出された過給
    圧とは無関係に、前記目標過給圧と過給機の運転状態パ
    ラメータとのみに基づいて過給圧制御量を設定し、 前記設定手段は、検出された過給圧が前記補正後の目標
    過給圧に一致するように前記第２の過給圧制御量を設定
    する、請求項６に記載の過給圧制御装置。
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