JPH09287505A - 内燃機関の過給圧制御装置 - Google Patents

内燃機関の過給圧制御装置

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JPH09287505A
JPH09287505A JP8097914A JP9791496A JPH09287505A JP H09287505 A JPH09287505 A JP H09287505A JP 8097914 A JP8097914 A JP 8097914A JP 9791496 A JP9791496 A JP 9791496A JP H09287505 A JPH09287505 A JP H09287505A
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JP
Japan
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supercharging pressure
target
throttle opening
internal combustion
combustion engine
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Pending
Application number
JP8097914A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Nakamura
正生 中村
Toru Kitayama
亨 北山
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
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Publication date
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Publication of JPH09287505A publication Critical patent/JPH09287505A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電制スロットル弁9を利用して、過給圧を制
御する。 【解決手段】 過給機5(排気タービン6及び吸気コン
プレッサ7)による過給圧Pcを、過給圧センサ14によ
り、検出する。そして、過給圧Pcが制限値を超えた場
合は、コントロールユニット11にて算出する目標スロッ
トル開度を減少側に補正して、電制スロットル弁9の開
度を減少させ、機関1の排気流量を減少させて、過給圧
Pcを制限値以下に制御する。又は、過給圧Pcが目標
過給圧と一致するように、電制スロットル弁9の開度を
制御して、過給圧Pcをフィードバック制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、過給機付き内燃機
関の過給圧制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、車両用内燃機関においては、
過給機として、排気通路に配置されて排気により駆動さ
れる排気タービンと、吸気通路に配置されて排気タービ
ンにより駆動される吸気コンプレッサとを備えている。
そして、過給機付き内燃機関においては、過給圧センサ
により過給圧を検出しつつ、過給圧を予め定めた制限値
以下に制御したり、機関運転条件に応じた目標過給圧に
フィードバック制御している。
【0003】このような過給圧の制御のため、排気通路
に排気タービンをバイパスして排気を流すことのできる
バイパス通路を設けると共に、このバイパス通路を開閉
するバイパス弁を設け、バイパス弁の開弁制御のみによ
り、排気タービンへの排気流量を制御して、過給圧を制
御している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関の過給圧制御装置にあっては、過給
圧の制限値あるいは目標過給圧以上の過給が行われた場
合に、余分な排気をバイパスさせるようにしているの
で、熱効率の面で効果的ではなく、燃費の向上にはつな
がらないという問題点があった。
【0005】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、熱効率(燃費)の向上を図ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明で
は、過給機として、排気通路に配置されて排気により駆
動される排気タービンと、吸気通路に配置されて排気タ
ービンにより駆動される吸気コンプレッサとを備える一
方、吸気通路の吸気コンプレッサ下流に配置される電制
スロットル弁と、機関運転条件に基づいて目標スロット
ル開度を設定して、前記電制スロットル弁の開度を制御
するスロットル開度制御手段とを備える内燃機関である
ことを前提とする。
【0007】そして、特徴的には、図1に示すように、
吸気コンプレッサ下流の過給圧を検出する過給圧検出手
段と、検出された過給圧に基づいて前記目標スロットル
開度を補正する目標スロットル開度補正手段とを設け
て、内燃機関の過給圧制御装置を構成する。このよう
に、電制スロットル弁を利用し、そのスロットル開度を
補正制御して、機関から排出する排気流量を制御するこ
とにより、過給圧を制御する。
【0008】これによれば、通常運転時には排気の全て
を過給機に回すことができるため、機関の熱効率が向上
し、燃費が向上する。請求項2に係る発明では、前記目
標スロットル開度補正手段は、検出された過給圧を制限
値と比較して、過給圧が制限値を超えた場合に、目標ス
ロットル開度を減少側に補正するものであることを特徴
とする。
【0009】すなわち、過給圧が制限値を超えた場合
は、電制スロットル弁の開度を減少させて、機関からの
排気流量を減少させることにより、過給圧を制限値以下
に抑制する。請求項3に係る発明では、前記制限値は、
機関運転条件に基づく目標過給圧に所定値を加算して得
るものであることを特徴とする。
【0010】これにより、機関運転条件の変化による目
標過給圧の変化を考慮しつつ、過給圧を制限することが
できる。請求項4に係る発明では、前記目標スロットル
開度補正手段は、検出された過給圧が機関運転条件に基
づく目標過給圧となるように、目標スロットル弁開度を
補正するものであることを特徴とする。
【0011】すなわち、過給圧が目標過給圧より高い
(低い)場合は、電制スロットル弁の開度を減少(増
大)させて、機関からの排気流量を減少(増大)させる
ことにより、過給圧を目標過給圧に制御する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図2はシステム構成を示している。図中1は機
関、2はエアクリーナ、3は吸気通路、4は排気通路、
5は過給機(ターボチャージャー)である。
【0013】過給機5は、排気通路4に配置されて排気
により駆動される排気タービン6と、吸気通路3に配置
されて排気タービン6により駆動される吸気コンプレッ
サ7とを備えてなり、吸気コンプレッサ7により、エア
クリーナ2から吸入した空気を過給する。過給された空
気は、インタークーラ8により冷却された後、電制スロ
ットル弁9の制御を受けて、機関1の各気筒に吸入され
る。尚、燃料は各気筒毎に設けた燃料噴射弁(図示せ
ず)より噴射供給される。
【0014】電制スロットル弁9は、アクセルペダルに
機械的に連結されることなく、モータ10により駆動され
るようになっている。そして、モータ10はコントロール
ユニット11からの指令信号により作動するようになって
いる。尚、12はリサキュレーションバルブである。この
バルブ12にはスロットル弁上流側圧力P1と下流側圧力
P2とが作用しており、スロットル弁9が閉じたときな
どに、P1>>P2となると、このバルブ12が開いて、リ
リーフ通路13により、過給空気を吸気コンプレッサ7上
流へ逃がすようになっている。
【0015】コントロールユニット11には、各種センサ
(図示省略)からの信号(アクセル開度ACC、車速V
SP、機関回転数NE、吸入空気流量QA等の検出信
号)が入力されているが、吸気コンプレッサ7下流(ス
ロットル弁9上流)の過給圧Pcを検出する過給圧セン
サ14からの信号も入力されている。ここにおいて、コン
トロールユニット11は、内蔵のマイクロコンピュータに
より、図3のフローチャートに示すスロットル制御ルー
チンに従って演算処理を行い、モータ10へ指令信号を発
して、電制スロットル弁9の作動を制御する。
【0016】図3のスロットル制御ルーチンについて説
明する。ステップ1(図にはS1と記してある。以下同
様)では、各種センサからの信号に基づいて、各種情報
(アクセル開度ACC、車速VSP、機関回転数NE、
吸入空気流量QA等)を入力する。ステップ2では、こ
れらの情報をベースに、機関運転条件に基づいて、目標
スロットル開度tTVOを設定する。
【0017】具体的には、アクセル開度ACCと車速V
SPとから車両の目標駆動力tTdを求め、これに基づ
いて目標エンジントルクtTeを算出する。そして、目
標エンジントルクtTeと機関回転数NEとから、目標
スロットル開度tTVOを算出する。ステップ3では、
過給圧センサ14からの信号に基づいて、過給圧Pcを検
出する。
【0018】ステップ4では、機関運転条件、例えば吸
入空気量QA/NEに基づいて、テーブルを参照するな
どして、目標過給圧tPcを設定する。ステップ5で
は、目標過給圧tPcに所定値ΔPを加算して、過給圧
の制限値Pmax =tPc+ΔPを算出する。ステップ6
では、実際の過給圧Pcと制限値Pmax とを比較し、P
c>Pmaxか否かを判定する。
【0019】この結果、Pc>Pmax の場合は、ステッ
プ7へ進み、目標スロットル開度tTVOを減少側に補
正する。具体的には、目標スロットル開度tTVOを例
えば一定量C減少させる(tTVO=tTVO−C)。
これらの後、ステップ8では、目標スロットル開度tT
VOに対応した指令信号によりモータ10を駆動して、目
標スロットル開度tTVOになるように電制スロットル
弁9を制御する。
【0020】このような電制スロットル弁9の制御によ
り、過給圧Pcが制限値Pmax を超えた場合は、スロッ
トル開度を減少させて、機関1からの排気流量を減少さ
せることで、過給圧Pcを制限値Pmax 以下に制御でき
る。本実施形態においては、ステップ1,2,8の部分
がスロットル開度制御手段に相当し、ステップ3の部分
が過給圧センサ14と共に過給圧検出手段に相当し、ステ
ップ4〜7の部分が目標スロットル開度補正手段に相当
する。
【0021】次に本発明の実施の他の形態について説明
する。システム構成は図2と同じであるが、コントロー
ルユニット11にて、図4のフローチャートに示すスロッ
トル制御ルーチンに従って演算処理を行う。図4のスロ
ットル制御ルーチンについて説明する。ステップ11で
は、各種センサからの信号に基づいて、各種情報(アク
セル開度ACC、車速VSP、機関回転数NE、吸入空
気流量QA等)を入力する。
【0022】ステップ12では、これらの情報をベース
に、機関運転条件に基づいて、目標スロットル開度tT
VOを設定する。具体的には、アクセル開度ACCと車
速VSPとから車両の目標駆動力tTdを求め、これに
基づいて目標エンジントルクtTeを算出する。そし
て、目標エンジントルクtTeと機関回転数NEとか
ら、目標スロットル開度tTVOを算出する。
【0023】ステップ13では、過給圧センサ14からの信
号に基づいて、過給圧Pcを検出する。ステップ14で
は、機関運転条件、例えば吸入空気量QA/NEに基づ
いて、テーブルを参照するなどして、目標過給圧tPc
を設定する。ステップ15では、実際の過給圧Pcと目標
過給圧tPcとを比較して、これらの大小関係を判別す
る。
【0024】Pc>tPcの場合は、ステップ16へ進
み、目標スロットル開度tTVOを減少させるべく、補
正量ΔTVOを微小量減少させる(マイナス側;ΔTV
O=ΔTVO−CON)。Pc<tPcの場合は、ステ
ップ17へ進み、目標スロットル開度tTVOを増大させ
るべく、補正量ΔTVOを微小量増大させる(プラス
側;ΔTVO=ΔTVO+CON)。
【0025】Pc=tPcの場合(ほぼ等しい不感帯内
の場合を含む)は、補正量ΔTVOを現在値に維持す
る。ステップ18では、目標スロットル開度tTVOを、
補正量ΔTVOの分、減少又は増大させる(tTVO=
tTVO+ΔTVO)。これらの後、ステップ19では、
目標スロットル開度tTVOに対応した指令信号により
モータ10を駆動して、目標スロットル開度tTVOにな
るように電制スロットル弁9を制御する。
【0026】このような電制スロットル弁9の制御によ
り、過給圧Pcが目標過給圧tPcより高い(低い)場
合は、スロットル開度を減少(増大)させて、機関1か
らの排気流量を減少(増大)させることで、過給圧Pc
を目標過給圧tPcにフィードバック制御できる。本実
施形態においては、ステップ11,12,19の部分がスロッ
トル開度制御手段に相当し、ステップ13の部分が過給圧
センサ14と共に過給圧検出手段に相当し、ステップ14〜
18の部分が目標スロットル開度補正手段に相当する。
【0027】尚、本発明による電制スロットル弁を用い
た過給圧制御と併用して、従来公知の排気バイパス弁あ
るいは吸気バイパス弁等を用いた過給圧制御を行うこと
も可能である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る発
明によれば、電制スロットル弁を利用し、そのスロット
ル開度を補正制御して、過給圧を制御することにより、
排気の全てを過給機に回すことが可能となるため、機関
の熱効率が向上し、燃費が向上するという効果が得られ
る。
【0029】請求項2に係る発明によれば、過給圧が制
限値を超えた場合に、電制スロットル弁の開度を減少さ
せることで、過給圧を常に制限値以下に抑制することが
できる。請求項3に係る発明によれば、機関運転条件の
変化による目標過給圧の変化を考慮しつつ、過給圧を制
限することができる。
【0030】請求項4に係る発明によれば、目標過給圧
との比較結果に応じて、電制スロットル弁の開度を減少
又は増大させることで、過給圧を目標過給圧にフィード
バック制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】 本発明の実施の一形態のシステム図
【図3】 同上一形態のスロットル制御ルーチンのフロ
ーチャート
【図4】 実施の他の形態のスロットル制御ルーチンの
フローチャート
【符号の説明】
1 機関 3 吸気通路 4 排気通路 5 過給機 6 排気タービン 7 吸気コンプレッサ 9 電制スロットル弁 10 モータ 11 コントロールユニット 14 過給圧センサ
───────────────────────────────────────────────────── 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 45/00 364 F02D 45/00 364E

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】過給機として、排気通路に配置されて排気
    により駆動される排気タービンと、吸気通路に配置され
    て排気タービンにより駆動される吸気コンプレッサとを
    備える一方、吸気通路の吸気コンプレッサ下流に配置さ
    れる電制スロットル弁と、機関運転条件に基づいて目標
    スロットル開度を設定して、前記電制スロットル弁の開
    度を制御するスロットル開度制御手段とを備える内燃機
    関において、 吸気コンプレッサ下流の過給圧を検出する過給圧検出手
    段と、 検出された過給圧に基づいて前記目標スロットル開度を
    補正する目標スロットル開度補正手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の過給圧制御装置。
  2. 【請求項2】前記目標スロットル開度補正手段は、検出
    された過給圧を制限値と比較して、過給圧が制限値を超
    えた場合に、目標スロットル開度を減少側に補正するも
    のであることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の過
    給圧制御装置。
  3. 【請求項3】前記制限値は、機関運転条件に基づく目標
    過給圧に所定値を加算して得るものであることを特徴と
    する請求項2記載の内燃機関の過給圧制御装置。
  4. 【請求項4】前記目標スロットル開度補正手段は、検出
    された過給圧が機関運転条件に基づく目標過給圧となる
    ように、目標スロットル弁開度を補正するものであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の内燃機関の過給圧制御装
    置。
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