JPH1089080A - ターボ過給形内燃機関、この構成部品である排気逃がし弁の制御方法及び制御システム - Google Patents
ターボ過給形内燃機関、この構成部品である排気逃がし弁の制御方法及び制御システムInfo
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- JPH1089080A JPH1089080A JP9238544A JP23854497A JPH1089080A JP H1089080 A JPH1089080 A JP H1089080A JP 9238544 A JP9238544 A JP 9238544A JP 23854497 A JP23854497 A JP 23854497A JP H1089080 A JPH1089080 A JP H1089080A
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- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
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- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大形の産業用内燃機関の定常負荷時での燃料
消費を改善し、その上、エンジン負荷が変動するときに
満足できる負荷受容能力を確保する。 【解決手段】 絞り弁４０の前後の圧力差がセンサ６
６，７０で検出され、電子コントローラ６４は、適宜所
望の絞り弁圧力リザーブ値を発生し、圧力差が所望の絞
り弁圧力リザーブ値に近づくように排気逃がし弁１４を
調節する。所望の絞り弁圧力リザーブ値の少なくとも一
部は、エンジン負荷の履歴に基づいている。所望の絞り
弁圧力リザーブ値は、電子コントローラ６４に一定の負
のゲイン項を使用して、常時、低くなるようにしておく
のが好ましい。
消費を改善し、その上、エンジン負荷が変動するときに
満足できる負荷受容能力を確保する。 【解決手段】 絞り弁４０の前後の圧力差がセンサ６
６，７０で検出され、電子コントローラ６４は、適宜所
望の絞り弁圧力リザーブ値を発生し、圧力差が所望の絞
り弁圧力リザーブ値に近づくように排気逃がし弁１４を
調節する。所望の絞り弁圧力リザーブ値の少なくとも一
部は、エンジン負荷の履歴に基づいている。所望の絞り
弁圧力リザーブ値は、電子コントローラ６４に一定の負
のゲイン項を使用して、常時、低くなるようにしておく
のが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ターボ過給形内燃
機関、及びこの電子制御形排気逃がし弁の制御に関し、
より詳しくは、エンジン負荷が変動するときの負荷受容
能力（load acceptance)を改善しかつエンジン負荷が比
較的一定であるときのエンジン効率を最適化するため
の、ターボ過給形内燃機関、これの排気逃がし弁の制御
装置、及び制御方法に関する。
機関、及びこの電子制御形排気逃がし弁の制御に関し、
より詳しくは、エンジン負荷が変動するときの負荷受容
能力（load acceptance)を改善しかつエンジン負荷が比
較的一定であるときのエンジン効率を最適化するため
の、ターボ過給形内燃機関、これの排気逃がし弁の制御
装置、及び制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、主として、天然ガスを燃料と
し、長期間作動することを意図しかつ数千馬力を発生す
る大形内燃機関に関する。これらの大形エンジンは、一
般に、発電、天然ガスおよび石油のポンピング、または
沖合さく井作業等に使用される。
し、長期間作動することを意図しかつ数千馬力を発生す
る大形内燃機関に関する。これらの大形エンジンは、一
般に、発電、天然ガスおよび石油のポンピング、または
沖合さく井作業等に使用される。
【０００３】本発明は、排気逃がし弁を備えたターボ過
給形内燃機関に適用される。
給形内燃機関に適用される。
【０００４】図１および図２は、当業界で知られた態様
で制御されるターボ過給機１２および排気逃がし弁１４
を備えた大形の産業用内燃機関システムの２つの例を概
略的に示すものである。より詳しくは、図１は、最大ブ
ーストレギュレータとしても知られている標準形排気逃
がし弁制御装置を備えたシステムを示し、図２は、固定
ΔＰ排気逃がし弁制御装置（すなわち、固定絞り弁圧力
リザーブ制御装置）を備えたシステムを示す。
で制御されるターボ過給機１２および排気逃がし弁１４
を備えた大形の産業用内燃機関システムの２つの例を概
略的に示すものである。より詳しくは、図１は、最大ブ
ーストレギュレータとしても知られている標準形排気逃
がし弁制御装置を備えたシステムを示し、図２は、固定
ΔＰ排気逃がし弁制御装置（すなわち、固定絞り弁圧力
リザーブ制御装置）を備えたシステムを示す。
【０００５】図１のシステムでは、エンジン１０が吸気
マニホルド１６および排気マニホルド１８を有してい
る。排気は、排気マニホルド１８から排気マニホルド排
出ダクト２０を通って排出され、ターボ過給機１２のタ
ービン２２に流入し、排気出口ダクト２６内に導かれ
る。
マニホルド１６および排気マニホルド１８を有してい
る。排気は、排気マニホルド１８から排気マニホルド排
出ダクト２０を通って排出され、ターボ過給機１２のタ
ービン２２に流入し、排気出口ダクト２６内に導かれ
る。
【０００６】大気は、吸気ダクト２８を通ってターボ過
給機１２の圧縮機２４に導入される。通常、吸気ダクト
２８には、エアクリーナ（図示せず）が配置されてい
る。圧縮機２４に導入される大気は、エアクリーナを通
って吸引されるため、吸気ダクト２８内は、通常、僅か
に真空状態になる。ターボ過給機１２のタービン２２を
通って流れる排気ガスのエネルギがタービンホイール３
０を駆動し、このタービンホイール３０が、圧縮機ホイ
ール３４の軸３２を駆動する。圧縮機ホイール３４は、
吸気ダクト２８を通って圧縮機２４に流入する大気を圧
縮（すなわち、加圧、ターボ過給またはブースト）し、
加圧された吸気は、圧縮機２４から圧縮機吐出ダクト３
６内に流出する。圧縮機吐出ダクト２４内の加圧空気
は、ターボ過給された吸気から、過剰の熱を除去する熱
交換器として機能するインタークーラ３８に強制的に導
入される。ターボ過給された吸気は、次に、気化器３
９、絞り弁４０を通って、エンジン１０に導入される。
給機１２の圧縮機２４に導入される。通常、吸気ダクト
２８には、エアクリーナ（図示せず）が配置されてい
る。圧縮機２４に導入される大気は、エアクリーナを通
って吸引されるため、吸気ダクト２８内は、通常、僅か
に真空状態になる。ターボ過給機１２のタービン２２を
通って流れる排気ガスのエネルギがタービンホイール３
０を駆動し、このタービンホイール３０が、圧縮機ホイ
ール３４の軸３２を駆動する。圧縮機ホイール３４は、
吸気ダクト２８を通って圧縮機２４に流入する大気を圧
縮（すなわち、加圧、ターボ過給またはブースト）し、
加圧された吸気は、圧縮機２４から圧縮機吐出ダクト３
６内に流出する。圧縮機吐出ダクト２４内の加圧空気
は、ターボ過給された吸気から、過剰の熱を除去する熱
交換器として機能するインタークーラ３８に強制的に導
入される。ターボ過給された吸気は、次に、気化器３
９、絞り弁４０を通って、エンジン１０に導入される。
【０００７】気化器３９は、一般に、インタークーラ３
８と絞り弁４０との間に配置される。燃料は、気化器３
９内で圧縮空気と混合され、燃料−空気混合気が絞り弁
４０に流入する。大形の産業用内燃機関では、燃料は、
一般に天然ガスであるが、他の燃料を使用することもで
きる。別の構成として、気化器３９は、圧縮機２４の上
流側の吸気ダクト２８に配置することもできる。このよ
うな構成では、ターボ過給機１２の圧縮機２４は、ダク
ト２８内の空気−燃料混合気を圧縮しかつ加圧された空
気−燃料混合気を圧縮機吐出ダクト３６内に排出する。
８と絞り弁４０との間に配置される。燃料は、気化器３
９内で圧縮空気と混合され、燃料−空気混合気が絞り弁
４０に流入する。大形の産業用内燃機関では、燃料は、
一般に天然ガスであるが、他の燃料を使用することもで
きる。別の構成として、気化器３９は、圧縮機２４の上
流側の吸気ダクト２８に配置することもできる。このよ
うな構成では、ターボ過給機１２の圧縮機２４は、ダク
ト２８内の空気−燃料混合気を圧縮しかつ加圧された空
気−燃料混合気を圧縮機吐出ダクト３６内に排出する。
【０００８】絞り弁４０には、圧縮機吐出圧力またはこ
れより僅かに低い圧力の空気が流入する。この絞り弁４
０は、流入した空気の圧力を吸気マニホルド圧力になる
よう圧力降下させる。絞り弁４０の前後の圧力降下の大
きさは、絞り弁圧力リザーブと呼ばれている。絞り弁圧
力リザーブ、すなわち絞り弁の前後の圧力降下の大きさ
は、絞り弁４０を通る空気流量および絞り弁４０の位置
の両者に基づいて定まる。
れより僅かに低い圧力の空気が流入する。この絞り弁４
０は、流入した空気の圧力を吸気マニホルド圧力になる
よう圧力降下させる。絞り弁４０の前後の圧力降下の大
きさは、絞り弁圧力リザーブと呼ばれている。絞り弁圧
力リザーブ、すなわち絞り弁の前後の圧力降下の大きさ
は、絞り弁４０を通る空気流量および絞り弁４０の位置
の両者に基づいて定まる。
【０００９】排気マニホルド１８からの排気マニホルド
排出ダクト２０と、ターボ過給機１２のタービン２２か
らの排気出口ダクト２６との間には、排気逃がし弁通路
４２が設けられている。排気逃がし弁通路４２内には、
排気逃がし弁１４が配置されており、ターボ過給機１２
のタービン２２をバイパスするエンジン排気ガスのエネ
ルギ量を調整する。排気逃がし弁１４が部分的にまたは
完全に開かれると、排気マニホルド排出ダクト２０内の
エンジン排気が排気出口ダクト２６にそらされ、これに
より、ターボ過給機１２のタービン２２への排気質量流
量が減少される。タービン２２への排気質量流量が減少
すると、圧縮機２４の出力が低下し、これにより圧縮機
吐出ダクト３６内の圧縮機吐出圧力が低下する。
排出ダクト２０と、ターボ過給機１２のタービン２２か
らの排気出口ダクト２６との間には、排気逃がし弁通路
４２が設けられている。排気逃がし弁通路４２内には、
排気逃がし弁１４が配置されており、ターボ過給機１２
のタービン２２をバイパスするエンジン排気ガスのエネ
ルギ量を調整する。排気逃がし弁１４が部分的にまたは
完全に開かれると、排気マニホルド排出ダクト２０内の
エンジン排気が排気出口ダクト２６にそらされ、これに
より、ターボ過給機１２のタービン２２への排気質量流
量が減少される。タービン２２への排気質量流量が減少
すると、圧縮機２４の出力が低下し、これにより圧縮機
吐出ダクト３６内の圧縮機吐出圧力が低下する。
【００１０】図１に示す従来技術の標準形排気逃がし弁
制御は，前述したように、最大ブーストレギュレータで
あり、排気逃がし弁アクチュエータ４６および圧力タッ
プ４８を有している。一般に、圧力タップ４８は、絞り
弁４０の上流側の圧縮機吐出ダクト３６内の圧力をモニ
タリングする。なお、図１は、インタークーラ３８と圧
縮機２４との間の圧縮機吐出ダクト３６内の圧力をモニ
タリングする圧力タップ４８を示しているが、絞り弁４
０とインタークーラ３８との間の圧縮機吐出ダクト３６
内の空気圧力をモニタリングすることも知られている。
制御は，前述したように、最大ブーストレギュレータで
あり、排気逃がし弁アクチュエータ４６および圧力タッ
プ４８を有している。一般に、圧力タップ４８は、絞り
弁４０の上流側の圧縮機吐出ダクト３６内の圧力をモニ
タリングする。なお、図１は、インタークーラ３８と圧
縮機２４との間の圧縮機吐出ダクト３６内の圧力をモニ
タリングする圧力タップ４８を示しているが、絞り弁４
０とインタークーラ３８との間の圧縮機吐出ダクト３６
内の空気圧力をモニタリングすることも知られている。
【００１１】圧力タップ４８は、ばね付勢形排気逃がし
弁アクチュエータ４６に連結されている。アクチュエー
タ４６は、ライン４７で概略的に示すように、排気逃が
し弁１４を制御する。図１に示す従来技術では、排気逃
がし弁１４は、圧縮機吐出ダクト３６および圧力タップ
４８内の圧力がばね付勢形アクチュエータ４６を作動さ
せるのに充分な大きさになるまで、閉状態に維持され
る。排気逃がし弁アクチュエータ４６からのライン４５
は大気圧条件に開放しており、ライン４８内の圧力差が
ライン４５内の大気圧より大きくなると、アクチュエー
タ４６が排気逃がし弁１４を作動することを示してい
る。この形式の標準形排気逃がし弁制御装置、すなわち
最大ブーストレギュレータは、エンジンが最大全負荷の
８０〜９０％程度で運転されている迄は、排気逃がし弁
１４を閉状態に維持し、エンジンが最大全負荷の８０〜
９０％以上の高負荷で運転されていると、排気逃がし弁
１２を部分開状態または開状態にして、圧縮機２４の作
動を制限するように機能する。従って、図１に示す従来
技術のシステムは、ターボ過給機１２の圧縮機２４の最
大出力、すなわち最大ブースト値を予め定めた値に制限
することによりエンジン１０の最大出力を制限する。
弁アクチュエータ４６に連結されている。アクチュエー
タ４６は、ライン４７で概略的に示すように、排気逃が
し弁１４を制御する。図１に示す従来技術では、排気逃
がし弁１４は、圧縮機吐出ダクト３６および圧力タップ
４８内の圧力がばね付勢形アクチュエータ４６を作動さ
せるのに充分な大きさになるまで、閉状態に維持され
る。排気逃がし弁アクチュエータ４６からのライン４５
は大気圧条件に開放しており、ライン４８内の圧力差が
ライン４５内の大気圧より大きくなると、アクチュエー
タ４６が排気逃がし弁１４を作動することを示してい
る。この形式の標準形排気逃がし弁制御装置、すなわち
最大ブーストレギュレータは、エンジンが最大全負荷の
８０〜９０％程度で運転されている迄は、排気逃がし弁
１４を閉状態に維持し、エンジンが最大全負荷の８０〜
９０％以上の高負荷で運転されていると、排気逃がし弁
１２を部分開状態または開状態にして、圧縮機２４の作
動を制限するように機能する。従って、図１に示す従来
技術のシステムは、ターボ過給機１２の圧縮機２４の最
大出力、すなわち最大ブースト値を予め定めた値に制限
することによりエンジン１０の最大出力を制限する。
【００１２】図１は標準形排気逃がし弁制御の機械的構
成を示すが、圧縮機吐出ダクト３６内の圧力を測定する
圧力変換器を使用する電子スキームが当業界において知
られている。
成を示すが、圧縮機吐出ダクト３６内の圧力を測定する
圧力変換器を使用する電子スキームが当業界において知
られている。
【００１３】また、図１では、絞り弁４０の上流側の圧
縮機吐出ダクト３６内の圧力をモニタリングする圧力タ
ップ４８が示されているが、圧力タップ４８が絞り弁４
０の下流側の吸気マニホルド１６の圧力をモニタリング
するように構成することもでき、この構成でも、最大ブ
ーストレギュレータ４６に大きな影響を与えることはな
い。これは、エンジン１０が高負荷で作動している場合
には、通常、絞り弁４０が全開状態またはほぼ全開状態
にあることによる。このような最大ブースト状態では、
絞り弁４０の下流側の圧力が、絞り弁４０の上流側の圧
力とほぼ等しいか、僅かに小さくなる。
縮機吐出ダクト３６内の圧力をモニタリングする圧力タ
ップ４８が示されているが、圧力タップ４８が絞り弁４
０の下流側の吸気マニホルド１６の圧力をモニタリング
するように構成することもでき、この構成でも、最大ブ
ーストレギュレータ４６に大きな影響を与えることはな
い。これは、エンジン１０が高負荷で作動している場合
には、通常、絞り弁４０が全開状態またはほぼ全開状態
にあることによる。このような最大ブースト状態では、
絞り弁４０の下流側の圧力が、絞り弁４０の上流側の圧
力とほぼ等しいか、僅かに小さくなる。
【００１４】図２は、従来技術において知られている固
定ΔＰ排気逃がし弁制御を示す。このシステムは、排気
逃がし弁制御の点を除き、図１に示すシステムと同じで
あり、対応する構成部品については、図２においても同
じ参照番号を使用している。図２に示す固定ΔＰ排気逃
がし弁制御装置は、絞り弁４０の上流側の圧縮機吐出ダ
クト３６内の圧力をモニタリングするための上流側圧力
タップ５０と、絞り弁４０の下流側の吸気マニホルド圧
力をモニタリングするための下流側圧力タップ５２とを
有している。図１に示したシステムで説明したように、
上流側圧力タップ５０は、インタークーラ３８と圧縮機
２４との間、またはインタークーラ３８と絞り弁４０と
の間に配置することもできる。
定ΔＰ排気逃がし弁制御を示す。このシステムは、排気
逃がし弁制御の点を除き、図１に示すシステムと同じで
あり、対応する構成部品については、図２においても同
じ参照番号を使用している。図２に示す固定ΔＰ排気逃
がし弁制御装置は、絞り弁４０の上流側の圧縮機吐出ダ
クト３６内の圧力をモニタリングするための上流側圧力
タップ５０と、絞り弁４０の下流側の吸気マニホルド圧
力をモニタリングするための下流側圧力タップ５２とを
有している。図１に示したシステムで説明したように、
上流側圧力タップ５０は、インタークーラ３８と圧縮機
２４との間、またはインタークーラ３８と絞り弁４０と
の間に配置することもできる。
【００１５】上流側圧力タップ５０及び下流側圧力タッ
プ５２は、固定ΔＰ排気逃がし弁アクチュエータ５４と
連通している。上流側圧力タップ５０には、ブーストレ
ギュレータ５６が配置されており、別の構成として、こ
のブーストレギュレータ５６を下流側圧力タップ５２に
配置することもできる。ブーストレギュレータ５６は、
図１のシステムで説明したブーストレギュレータ４６と
同様に作動し、圧力タップ５０，５２内の圧力が、予め
定めた閾値を超えると、ライン５８により概略的に示し
たように、排気逃がし弁１４を開ける。ここで、閾値と
しては、圧縮機２４の最大出力を、通常、最大エンジン
負荷の８０〜９０％になるように制御できる値である。
ブーストレギュレータ５６からのライン６０は、大気圧
条件に開放しており、ライン５０（またはライン５２）
内の圧力差がライン６０内の大気圧より大きくなると、
ブーストレギュレータ５６が排気逃がし弁１４を作動す
ることを示している。
プ５２は、固定ΔＰ排気逃がし弁アクチュエータ５４と
連通している。上流側圧力タップ５０には、ブーストレ
ギュレータ５６が配置されており、別の構成として、こ
のブーストレギュレータ５６を下流側圧力タップ５２に
配置することもできる。ブーストレギュレータ５６は、
図１のシステムで説明したブーストレギュレータ４６と
同様に作動し、圧力タップ５０，５２内の圧力が、予め
定めた閾値を超えると、ライン５８により概略的に示し
たように、排気逃がし弁１４を開ける。ここで、閾値と
しては、圧縮機２４の最大出力を、通常、最大エンジン
負荷の８０〜９０％になるように制御できる値である。
ブーストレギュレータ５６からのライン６０は、大気圧
条件に開放しており、ライン５０（またはライン５２）
内の圧力差がライン６０内の大気圧より大きくなると、
ブーストレギュレータ５６が排気逃がし弁１４を作動す
ることを示している。
【００１６】固定ΔＰ排気逃がし弁アクチュエータ５４
は、エンジン１０が部分負荷で作動するときには、圧力
タップ５０と圧力タップ５２との間に固定圧力差を維持
するように、ライン６２で概略的に示すように排気逃が
し弁１４を制御する。換言すれば、固定ΔＰ排気逃がし
弁アクチュエータ５４は、固定絞り弁圧力リザーブを維
持すべく作動する。より詳しくは、固定ΔＰ排気逃がし
弁アクチュエータ５４は、上流側圧力タップ５０により
モニタリングされる圧縮機吐出圧力が、下流側圧力タッ
プ５２によりモニタリングされる吸気マニホルド圧力に
対して、選択された絞り弁圧力リザーブ、すなわちΔＰ
セットポイント以上に超えると、低エンジン負荷または
中エンジン負荷で排気逃がし弁１４を開く。一般に、固
定ΔＰ排気逃がし弁制御は、定常負荷に対し、約９イン
チ水銀柱（4psi) のΔＰセットポイントすなわち所望の
絞り弁圧力リザーブを有し、変動負荷に対し、１３イン
チ水銀柱 (6psi）のΔＰセットポイントを有する。
は、エンジン１０が部分負荷で作動するときには、圧力
タップ５０と圧力タップ５２との間に固定圧力差を維持
するように、ライン６２で概略的に示すように排気逃が
し弁１４を制御する。換言すれば、固定ΔＰ排気逃がし
弁アクチュエータ５４は、固定絞り弁圧力リザーブを維
持すべく作動する。より詳しくは、固定ΔＰ排気逃がし
弁アクチュエータ５４は、上流側圧力タップ５０により
モニタリングされる圧縮機吐出圧力が、下流側圧力タッ
プ５２によりモニタリングされる吸気マニホルド圧力に
対して、選択された絞り弁圧力リザーブ、すなわちΔＰ
セットポイント以上に超えると、低エンジン負荷または
中エンジン負荷で排気逃がし弁１４を開く。一般に、固
定ΔＰ排気逃がし弁制御は、定常負荷に対し、約９イン
チ水銀柱（4psi) のΔＰセットポイントすなわち所望の
絞り弁圧力リザーブを有し、変動負荷に対し、１３イン
チ水銀柱 (6psi）のΔＰセットポイントを有する。
【００１７】図２は、固定ΔＰ排気逃がし弁制御につい
ての機械的構成を示すものであるが、圧縮機吐出圧力を
検出する上流側圧力変換器および吸気マニホルド圧力を
測定する下流側圧力変換器を使用する電子的スキームも
当業界において知られている。このような１つの開示
が、米国特許第55，551，236号（出願番号第08/236，46
7号）の「ターボ過給機制御管理システム（Turbocharge
r Control Management System) 」で論じられている。
この米国特許は、本件出願人に譲渡されており、本願に
援用する。このようなシステムでは、絞り弁圧力リザー
ブは、絞り弁の上流側圧力および下流側圧力の両方を検
出しかつ検出した両圧力を電子的に減算することによ
り、電子的に決定される。上記のように、この米国特許
は、種々の条件に基づいて電子コントローラ内にマッピ
ングされるエンジンの所望の負荷応答に基づいて所望の
絞り弁圧力リザーブを調節できることを示唆している。
ての機械的構成を示すものであるが、圧縮機吐出圧力を
検出する上流側圧力変換器および吸気マニホルド圧力を
測定する下流側圧力変換器を使用する電子的スキームも
当業界において知られている。このような１つの開示
が、米国特許第55，551，236号（出願番号第08/236，46
7号）の「ターボ過給機制御管理システム（Turbocharge
r Control Management System) 」で論じられている。
この米国特許は、本件出願人に譲渡されており、本願に
援用する。このようなシステムでは、絞り弁圧力リザー
ブは、絞り弁の上流側圧力および下流側圧力の両方を検
出しかつ検出した両圧力を電子的に減算することによ
り、電子的に決定される。上記のように、この米国特許
は、種々の条件に基づいて電子コントローラ内にマッピ
ングされるエンジンの所望の負荷応答に基づいて所望の
絞り弁圧力リザーブを調節できることを示唆している。
【００１８】最大ブーストレギュレータに関して、以上
の固定ΔＰ排気逃がし弁制御を使用することは、当業界
において知られている。固定ΔＰ排気逃がし弁制御は、
最大ブーストレギュレータのみを使用する標準形排気逃
がし弁制御に比べ、排気圧力の低下およびこれに付随す
るポンピング損失の低下により、低負荷および中負荷時
のエンジン効率を改善できる。固定ΔＰ排気逃がし弁制
御における最大ブーストレギュレータは、標準形排気逃
がし弁制御と同様に作動して、圧縮機の最大吐出圧力を
制限する。
の固定ΔＰ排気逃がし弁制御を使用することは、当業界
において知られている。固定ΔＰ排気逃がし弁制御は、
最大ブーストレギュレータのみを使用する標準形排気逃
がし弁制御に比べ、排気圧力の低下およびこれに付随す
るポンピング損失の低下により、低負荷および中負荷時
のエンジン効率を改善できる。固定ΔＰ排気逃がし弁制
御における最大ブーストレギュレータは、標準形排気逃
がし弁制御と同様に作動して、圧縮機の最大吐出圧力を
制限する。
【００１９】一般に、産業用の大形内燃機関は、一定速
度で作動するが、エンジンに作用する負荷は変化する。
負荷が大きく増大すると、エンジンの絞り弁が開き、か
つ絞り弁の前後の圧力差が小さくなり、これによりエン
ジン出力に初期増大がもたらされる。換言すれば、絞り
弁圧力リザーブによってエンジン出力の初期増大がもた
らされるといえる。エンジン出力の残余の増大は、排気
逃がし弁が閉状態を維持しているときにターボ過給機が
連続的にスピードアップするという事実によるものであ
る。排気逃がし弁は、絞り弁圧力リザーブ（すなわち、
絞り弁の前後の圧力降下）が回復するまで閉状態を維持
する。ターボ過給機がスピードアップし、かつ絞り弁の
前後の圧力降下が完全に回復するのに、比較的長時間
（例えば５秒間）を要する。固定ΔＰ排気逃がし弁制御
を行なう大形の産業用内燃機関では、通常、納得できる
燃料消費と、満足できる負荷受容能力の維持との妥協が
得られるように選択される。
度で作動するが、エンジンに作用する負荷は変化する。
負荷が大きく増大すると、エンジンの絞り弁が開き、か
つ絞り弁の前後の圧力差が小さくなり、これによりエン
ジン出力に初期増大がもたらされる。換言すれば、絞り
弁圧力リザーブによってエンジン出力の初期増大がもた
らされるといえる。エンジン出力の残余の増大は、排気
逃がし弁が閉状態を維持しているときにターボ過給機が
連続的にスピードアップするという事実によるものであ
る。排気逃がし弁は、絞り弁圧力リザーブ（すなわち、
絞り弁の前後の圧力降下）が回復するまで閉状態を維持
する。ターボ過給機がスピードアップし、かつ絞り弁の
前後の圧力降下が完全に回復するのに、比較的長時間
（例えば５秒間）を要する。固定ΔＰ排気逃がし弁制御
を行なう大形の産業用内燃機関では、通常、納得できる
燃料消費と、満足できる負荷受容能力の維持との妥協が
得られるように選択される。
【００２０】固定ΔＰ排気逃がし弁制御では、絞り弁の
前後の小さな圧力降下を維持することによりエンジン効
率は改善されるが、エンジンの負荷受容能力は低下す
る。絞り弁圧力リザーブが大きいほど、エンジンは一定
速度で大きい負荷を受容でき、または絞り弁を開くと
き、吸気マニホルド圧力の不足を懸念することなく一定
負荷を加速することができる。しかしながら、最適エン
ジン効率を得るには、絞り弁を開位置に維持することが
望まれ、従って、スロットル圧力リザーブおよびエンジ
ンの負荷受容能力は低下する。従って、エンジン応答と
燃料消費との間には二律背反(trade-off) がある。
前後の小さな圧力降下を維持することによりエンジン効
率は改善されるが、エンジンの負荷受容能力は低下す
る。絞り弁圧力リザーブが大きいほど、エンジンは一定
速度で大きい負荷を受容でき、または絞り弁を開くと
き、吸気マニホルド圧力の不足を懸念することなく一定
負荷を加速することができる。しかしながら、最適エン
ジン効率を得るには、絞り弁を開位置に維持することが
望まれ、従って、スロットル圧力リザーブおよびエンジ
ンの負荷受容能力は低下する。従って、エンジン応答と
燃料消費との間には二律背反(trade-off) がある。
【００２１】エンジン負荷が比較的安定しているときに
エンジン効率を改善するには、比較的小さな絞り弁圧力
リザーブを維持するのが望ましいけれども、エンジン負
荷が変動するときにエンジンの負荷受容能力を改善する
には比較的大きな絞り弁圧力リザーブを維持するのが望
ましい。本件出願人に譲渡された前述の米国特許第5,55
1,236 号（出願番号第08/236,467号）「ターボ過給機制
御管理システム（Turbocharger Control Management Sy
stem) 」では、電子制御コントローラに関連する固定Δ
Ｐ排気逃がし弁制御システムが論じられている。この米
国特許出願では、種々の条件に基づいてコントローラ内
にマッピングされたエンジンの所望の負荷応答に基づい
て、所望の絞り弁圧力リザーブを調節できることが示唆
されている。
エンジン効率を改善するには、比較的小さな絞り弁圧力
リザーブを維持するのが望ましいけれども、エンジン負
荷が変動するときにエンジンの負荷受容能力を改善する
には比較的大きな絞り弁圧力リザーブを維持するのが望
ましい。本件出願人に譲渡された前述の米国特許第5,55
1,236 号（出願番号第08/236,467号）「ターボ過給機制
御管理システム（Turbocharger Control Management Sy
stem) 」では、電子制御コントローラに関連する固定Δ
Ｐ排気逃がし弁制御システムが論じられている。この米
国特許出願では、種々の条件に基づいてコントローラ内
にマッピングされたエンジンの所望の負荷応答に基づい
て、所望の絞り弁圧力リザーブを調節できることが示唆
されている。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
許出願で開示されているシステムでも、絞り弁圧力リザ
ーブを大きくすべき時点および絞り弁圧力リザーブを小
さくすべき時点を予測するのは困難である。このため、
従来技術では、定常負荷時での燃料消費を抑えること、
及び、エンジン負荷変動に対して、満足できる負荷受容
能力を確保すること、が困難であるという問題点があ
る。
許出願で開示されているシステムでも、絞り弁圧力リザ
ーブを大きくすべき時点および絞り弁圧力リザーブを小
さくすべき時点を予測するのは困難である。このため、
従来技術では、定常負荷時での燃料消費を抑えること、
及び、エンジン負荷変動に対して、満足できる負荷受容
能力を確保すること、が困難であるという問題点があ
る。
【００２３】そこで、本発明は、大形の産業用内燃機関
の定常負荷時での燃料消費を改善でき、その上、エンジ
ン負荷が変動するときに満足できる負荷受容能力を得ら
れることを主目的とする。
の定常負荷時での燃料消費を改善でき、その上、エンジ
ン負荷が変動するときに満足できる負荷受容能力を得ら
れることを主目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明は、所望の絞り弁
圧力リザーブすなわちΔＰセットポイントが、エンジン
負荷の履歴、またはエンジン負荷を示すエンジン速度ま
たは吸気マニホルド絶対圧力等の他の何らかのファクタ
の履歴に基づいて決定されるように構成した、排気逃が
し弁制御（adaptive wastegate control）を提供する。
このようにして、本発明は、エンジン負荷が変動すると
きに、大きな絞り弁圧力リザーブを付与して負荷変化に
対するエンジン応答を改善でき、かつエンジン負荷が比
較的安定しているときに、小さな絞り弁圧力リザーブを
付与して燃料消費を改善することができる。
圧力リザーブすなわちΔＰセットポイントが、エンジン
負荷の履歴、またはエンジン負荷を示すエンジン速度ま
たは吸気マニホルド絶対圧力等の他の何らかのファクタ
の履歴に基づいて決定されるように構成した、排気逃が
し弁制御（adaptive wastegate control）を提供する。
このようにして、本発明は、エンジン負荷が変動すると
きに、大きな絞り弁圧力リザーブを付与して負荷変化に
対するエンジン応答を改善でき、かつエンジン負荷が比
較的安定しているときに、小さな絞り弁圧力リザーブを
付与して燃料消費を改善することができる。
【００２５】より詳しくは、絞り弁の上流側に配置され
た上流側圧力センサからの上流側圧力信号、絞り弁の下
流側に配置された下流側圧力センサからの下流側圧力信
号、およびエンジン負荷センサからのエンジン負荷信号
を受ける電子コントローラを使用するものである。電子
コントローラは、排気逃がし弁アクチュエータに、排気
逃がし弁を開閉させることを知らせる排気逃がし弁制御
信号を発生する。電子コントローラは、少なくとも一部
がエンジン負荷の従前の履歴に基づいている所望の絞り
弁圧力リザーブ値を適宜発生する。上流側圧力センサお
よび下流側圧力センサからの各信号により決定された絞
り弁の前後の圧力降下が、所望の絞り弁圧力リザーブ値
より大きい場合には、電子コントローラが、排気逃がし
弁を開くことを知らせる排気逃がし弁制御信号を発生す
る。絞り弁の前後の圧力降下が所望の絞り弁圧力リザー
ブ値より小さい場合には、電子コントローラが、排気逃
がし弁を閉じることを排気逃がし弁アクチュエータに知
らせる。所望の絞り弁圧力リザーブ値の少なくとも一部
がエンジン負荷の履歴に基づいているため、電子コント
ローラは、変動負荷に対して比較的大きな絞り弁圧力リ
ザーブを付与して負荷受容能力を改善し、かつ負荷が比
較的定常である場合には比較的小さい絞り弁圧力リザー
ブを付与して燃料消費を改善することができる。
た上流側圧力センサからの上流側圧力信号、絞り弁の下
流側に配置された下流側圧力センサからの下流側圧力信
号、およびエンジン負荷センサからのエンジン負荷信号
を受ける電子コントローラを使用するものである。電子
コントローラは、排気逃がし弁アクチュエータに、排気
逃がし弁を開閉させることを知らせる排気逃がし弁制御
信号を発生する。電子コントローラは、少なくとも一部
がエンジン負荷の従前の履歴に基づいている所望の絞り
弁圧力リザーブ値を適宜発生する。上流側圧力センサお
よび下流側圧力センサからの各信号により決定された絞
り弁の前後の圧力降下が、所望の絞り弁圧力リザーブ値
より大きい場合には、電子コントローラが、排気逃がし
弁を開くことを知らせる排気逃がし弁制御信号を発生す
る。絞り弁の前後の圧力降下が所望の絞り弁圧力リザー
ブ値より小さい場合には、電子コントローラが、排気逃
がし弁を閉じることを排気逃がし弁アクチュエータに知
らせる。所望の絞り弁圧力リザーブ値の少なくとも一部
がエンジン負荷の履歴に基づいているため、電子コント
ローラは、変動負荷に対して比較的大きな絞り弁圧力リ
ザーブを付与して負荷受容能力を改善し、かつ負荷が比
較的定常である場合には比較的小さい絞り弁圧力リザー
ブを付与して燃料消費を改善することができる。
【００２６】所望の絞り弁圧力リザーブ値は、首尾一貫
して小さくなるようにし、これにより、エンジン負荷に
大きな変動が存在しない場合には所望の絞り弁圧力リザ
ーブ値を大きくしてエンジン効率すなわち燃料消費を改
善する。これは、電子コントローラのループ更新スキー
ム（loop update scheme) において、一定の負のゲイン
項並びにエンジン負荷項号を付与することにより行なう
ことができる。
して小さくなるようにし、これにより、エンジン負荷に
大きな変動が存在しない場合には所望の絞り弁圧力リザ
ーブ値を大きくしてエンジン効率すなわち燃料消費を改
善する。これは、電子コントローラのループ更新スキー
ム（loop update scheme) において、一定の負のゲイン
項並びにエンジン負荷項号を付与することにより行なう
ことができる。
【００２７】本発明は、この形式の適応スキームを全エ
ンジン負荷範囲に亘って使用することを必要としない。
例えば、産業用の発電用の場合には、低エンジン負荷で
のエンジン効率はあまり重要ではなく、従って、低負荷
の場合には絞り弁圧力リザーブを高レベルに設定し、か
つ高負荷時にのみエンジン効率を改善すべく適応スキー
ムを使用するのが好ましい。
ンジン負荷範囲に亘って使用することを必要としない。
例えば、産業用の発電用の場合には、低エンジン負荷で
のエンジン効率はあまり重要ではなく、従って、低負荷
の場合には絞り弁圧力リザーブを高レベルに設定し、か
つ高負荷時にのみエンジン効率を改善すべく適応スキー
ムを使用するのが好ましい。
【００２８】エンジン負荷は、幾つかの方法でモニタリ
ングすることができ、本発明は、エンジン負荷をモニタ
リングするこれらの特定な方法のうちのいずれかに限定
されるものではない。エンジン負荷の変化をモニタリン
グする１つの実用的な方法は、エンジン回転センサ等を
用いてエンジン速度をモニタリングすることである。エ
ンジン速度の変化は、特に大形の産業用途でのエンジン
負荷変化の場合にかなり良好な代用となる。
ングすることができ、本発明は、エンジン負荷をモニタ
リングするこれらの特定な方法のうちのいずれかに限定
されるものではない。エンジン負荷の変化をモニタリン
グする１つの実用的な方法は、エンジン回転センサ等を
用いてエンジン速度をモニタリングすることである。エ
ンジン速度の変化は、特に大形の産業用途でのエンジン
負荷変化の場合にかなり良好な代用となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】図３は、本発明に係る一実施形態
において、制御されるターボ過給機１２および排気逃が
し弁１４を備えた大形の産業用内燃機関システムを概略
的に示すものである。なお、図３に示す本実施形態のシ
ステムは、排気逃がし弁制御を除き、図１および図２に
示したシステムと同様であり、対応する構成部品につい
ては図３においても同じ参照番号を使用している。
において、制御されるターボ過給機１２および排気逃が
し弁１４を備えた大形の産業用内燃機関システムを概略
的に示すものである。なお、図３に示す本実施形態のシ
ステムは、排気逃がし弁制御を除き、図１および図２に
示したシステムと同様であり、対応する構成部品につい
ては図３においても同じ参照番号を使用している。
【００３０】本実施形態では、電子コントローラ６４を
使用して、これが所望の絞り弁圧力リザーブ値を適宜発
生し、エンジン負荷が変動する場合に負荷応答が改善さ
れかつエンジン負荷が比較的定常である場合に燃料消費
が改善されるようにする。
使用して、これが所望の絞り弁圧力リザーブ値を適宜発
生し、エンジン負荷が変動する場合に負荷応答が改善さ
れかつエンジン負荷が比較的定常である場合に燃料消費
が改善されるようにする。
【００３１】本発明の好ましい実施形態では、上流側圧
力センサ６６は、圧縮機吐出ダクト３６内の圧力をモニ
タリングし、かつこれに応答して上流側圧力信号を発生
する。上流側圧力信号は、上流側圧力センサ６６からラ
イン６８を介して電子コントローラ６４に伝達される。
上流側圧力信号は、０〜５Ｖ信号または４〜２０mA信号
のようなアナログ信号が好ましい。下流側圧力変換器７
０は、吸気マニホルド圧力を検出し、かつこれに応答し
て下流側圧力信号を発生する。下流側圧力信号は、下流
側圧力変換器７０からライン７２を介して電子コントロ
ーラ６４に伝達される。下流側圧力信号も、０〜５Ｖ信
号または４〜２０mA信号のようなアナログ信号が好まし
い。
力センサ６６は、圧縮機吐出ダクト３６内の圧力をモニ
タリングし、かつこれに応答して上流側圧力信号を発生
する。上流側圧力信号は、上流側圧力センサ６６からラ
イン６８を介して電子コントローラ６４に伝達される。
上流側圧力信号は、０〜５Ｖ信号または４〜２０mA信号
のようなアナログ信号が好ましい。下流側圧力変換器７
０は、吸気マニホルド圧力を検出し、かつこれに応答し
て下流側圧力信号を発生する。下流側圧力信号は、下流
側圧力変換器７０からライン７２を介して電子コントロ
ーラ６４に伝達される。下流側圧力信号も、０〜５Ｖ信
号または４〜２０mA信号のようなアナログ信号が好まし
い。
【００３２】エンジン負荷センサ７４は、エンジン負荷
をモニタリングし、かつこれに応答してエンジン負荷信
号を発生する。エンジン負荷信号は、エンジン負荷セン
サ７４からライン７６を介して電子コントローラ６４に
伝達される。エンジン負荷センサ７４は、エンジン負荷
を決定または推測できる、エンジン１０の何らかの作動
特性を検出できる任意の形式のもので構成できる。例え
ば、エンジン１０が発電機を駆動するシステムでは、エ
ンジン負荷は、ワット変換器等を用いて発電機からの電
力出力を測定することにより直接測定できる。エンジン
負荷の変化を推測する他の一般的な方法としては、吸気
マニホルド１６に取り付けられるマニホルド絶対圧力セ
ンサを使用して、吸気マニホルドの絶対圧力をモニタリ
ングする方法がある。エンジン負荷の変化をモニタリン
グする好ましい方法は、エンジン回転センサを用いかつ
電子コントローラに伝達されるエンジン回転信号を発生
させてエンジン速度をモニタリングすることである。エ
ンジン速度の変動はエンジン負荷に変動が生じたことを
示すものであるため、大形の産業用内燃機関を含む用途
において、エンジン速度変化は、エンジン負荷変化につ
いての実際的で信頼性のある代用である。適当な形式の
エンジン回転センサは、磁気ピックアップを用いて、エ
ンジン回転周波数に基づく信号を発生させる形式のセン
サである。
をモニタリングし、かつこれに応答してエンジン負荷信
号を発生する。エンジン負荷信号は、エンジン負荷セン
サ７４からライン７６を介して電子コントローラ６４に
伝達される。エンジン負荷センサ７４は、エンジン負荷
を決定または推測できる、エンジン１０の何らかの作動
特性を検出できる任意の形式のもので構成できる。例え
ば、エンジン１０が発電機を駆動するシステムでは、エ
ンジン負荷は、ワット変換器等を用いて発電機からの電
力出力を測定することにより直接測定できる。エンジン
負荷の変化を推測する他の一般的な方法としては、吸気
マニホルド１６に取り付けられるマニホルド絶対圧力セ
ンサを使用して、吸気マニホルドの絶対圧力をモニタリ
ングする方法がある。エンジン負荷の変化をモニタリン
グする好ましい方法は、エンジン回転センサを用いかつ
電子コントローラに伝達されるエンジン回転信号を発生
させてエンジン速度をモニタリングすることである。エ
ンジン速度の変動はエンジン負荷に変動が生じたことを
示すものであるため、大形の産業用内燃機関を含む用途
において、エンジン速度変化は、エンジン負荷変化につ
いての実際的で信頼性のある代用である。適当な形式の
エンジン回転センサは、磁気ピックアップを用いて、エ
ンジン回転周波数に基づく信号を発生させる形式のセン
サである。
【００３３】電子コントローラ６４は、現在のエンジン
負荷信号に基づくだけでなく、以前のエンジン負荷信号
にも基づいて、所望の絞り弁圧力リザーブを適宜発生す
る。エンジン負荷が変動していることを電子コントロー
ラ６４が決定する場合には、電子コントローラ６４は、
所望の絞り弁圧力リザーブ値を比較的大きな値に設定す
る。エンジン負荷が比較的定常であることを電子コント
ローラ６４が決定する場合には、所望の絞り弁圧力リザ
ーブ値を比較的小さな値に設定する。電子コントローラ
６４がひとたび所望の絞り弁圧力リザーブ値を決定する
と、電子コントローラ６４は、この所望の絞り弁圧力リ
ザーブ値と、ライン６８の上流側圧力信号とライン７２
の下流側圧力信号との差として決定される実際の絞り弁
圧力リザーブとを比較する。
負荷信号に基づくだけでなく、以前のエンジン負荷信号
にも基づいて、所望の絞り弁圧力リザーブを適宜発生す
る。エンジン負荷が変動していることを電子コントロー
ラ６４が決定する場合には、電子コントローラ６４は、
所望の絞り弁圧力リザーブ値を比較的大きな値に設定す
る。エンジン負荷が比較的定常であることを電子コント
ローラ６４が決定する場合には、所望の絞り弁圧力リザ
ーブ値を比較的小さな値に設定する。電子コントローラ
６４がひとたび所望の絞り弁圧力リザーブ値を決定する
と、電子コントローラ６４は、この所望の絞り弁圧力リ
ザーブ値と、ライン６８の上流側圧力信号とライン７２
の下流側圧力信号との差として決定される実際の絞り弁
圧力リザーブとを比較する。
【００３４】電子コントローラ６４は、ライン７８に排
気逃がし弁制御信号を出力して、排気逃がし弁１４の位
置を制御する排気逃がし弁アクチュエータ８０を作動さ
せる。実際の絞り弁圧力リザーブが所望の絞り弁圧力リ
ザーブ値より大きい場合には、電子コントローラ６４
は、ライン７８を介して、排気逃がし弁１４を開ける旨
の制御信号を排気逃がし弁アクチュエータ８０に伝達す
る。また、実際の絞り弁圧力リザーブが所望の絞り弁圧
力リザーブ値より小さい場合には、電子コントローラ６
４は、ライン７８を介して、排気逃がし弁１４を閉じる
旨の制御信号を排気逃がし弁アクチュエータ８０に伝達
する。
気逃がし弁制御信号を出力して、排気逃がし弁１４の位
置を制御する排気逃がし弁アクチュエータ８０を作動さ
せる。実際の絞り弁圧力リザーブが所望の絞り弁圧力リ
ザーブ値より大きい場合には、電子コントローラ６４
は、ライン７８を介して、排気逃がし弁１４を開ける旨
の制御信号を排気逃がし弁アクチュエータ８０に伝達す
る。また、実際の絞り弁圧力リザーブが所望の絞り弁圧
力リザーブ値より小さい場合には、電子コントローラ６
４は、ライン７８を介して、排気逃がし弁１４を閉じる
旨の制御信号を排気逃がし弁アクチュエータ８０に伝達
する。
【００３５】図４には、電子コントローラ６４に所望の
絞り弁圧力リザーブ値を適宜発生させるための好ましい
スキームが概略的に示されている。エンジン始動時（時
間（ｔ）＝０）では、所望の絞り弁圧力リザーブ値、す
なわちΔＰセットポイントは一般に約１３インチ水銀柱
であり、これは、変動負荷についての一般的な所望の絞
り弁圧力リザーブ値に等しい。しかしながら、エンジン
始動時に、異なるΔＰセットポイントを選択することも
できる。図４のフローチャートは、エンジン始動後（す
なわち、時間ｔ＝φ）は、他の何らかの理由により所望
の絞り弁圧力リザーブ値が調節されない限り、所望の絞
り弁圧力リザーブ値がループ形スキームに従って連続的
に適用されることを示している。例えば、低負荷時の燃
料消費は時として比較的重要であり、従って、低負荷の
場合には絞り弁圧力リザーブ値を高い値に固定し、中負
荷または高負荷の場合にのみ適応制御スキームを使用す
るのが望ましい。
絞り弁圧力リザーブ値を適宜発生させるための好ましい
スキームが概略的に示されている。エンジン始動時（時
間（ｔ）＝０）では、所望の絞り弁圧力リザーブ値、す
なわちΔＰセットポイントは一般に約１３インチ水銀柱
であり、これは、変動負荷についての一般的な所望の絞
り弁圧力リザーブ値に等しい。しかしながら、エンジン
始動時に、異なるΔＰセットポイントを選択することも
できる。図４のフローチャートは、エンジン始動後（す
なわち、時間ｔ＝φ）は、他の何らかの理由により所望
の絞り弁圧力リザーブ値が調節されない限り、所望の絞
り弁圧力リザーブ値がループ形スキームに従って連続的
に適用されることを示している。例えば、低負荷時の燃
料消費は時として比較的重要であり、従って、低負荷の
場合には絞り弁圧力リザーブ値を高い値に固定し、中負
荷または高負荷の場合にのみ適応制御スキームを使用す
るのが望ましい。
【００３６】ブロック８２は、所望の絞り弁圧力リザー
ブ値が、時間（ｔ）＝０で、最初に選択されることを示
している。図４は、各連続サンプリング期間についての
所望の絞り弁圧力リザーブ値（ブロック８４）が、固定
すなわち一定のゲインを減じ（ブロック８６）、前の所
望の絞り弁圧力リザーブ値に比例ゲインを加え（ブロッ
ク８８）、かつ積分ゲインを加える（ブロック９０）こ
とにより決定されることを示している。電子コントロー
ラのサンプリング速度は、一般に、１０〜５０Hzの範囲
内にあるが、本発明はこれに限定されるものではない。
ブ値が、時間（ｔ）＝０で、最初に選択されることを示
している。図４は、各連続サンプリング期間についての
所望の絞り弁圧力リザーブ値（ブロック８４）が、固定
すなわち一定のゲインを減じ（ブロック８６）、前の所
望の絞り弁圧力リザーブ値に比例ゲインを加え（ブロッ
ク８８）、かつ積分ゲインを加える（ブロック９０）こ
とにより決定されることを示している。電子コントロー
ラのサンプリング速度は、一般に、１０〜５０Hzの範囲
内にあるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３７】固定ゲイン（ブロック８６）は、常に、前
の所望の絞り弁圧力リザーブ値から減じられるのが好ま
しい。固定ゲインの減算（ブロック８６）により、所望
の絞り弁圧力リザーブ値が低下され、従って、過去また
は現在の負荷変動により改善されたエンジン速度が望ま
れるときに、比例ゲイン（ブロック８８）または積分ゲ
イン（ブロック９０）が所望の絞り弁圧力リザーブを上
に押し上げない限り、エンジン効率が改善される。
の所望の絞り弁圧力リザーブ値から減じられるのが好ま
しい。固定ゲインの減算（ブロック８６）により、所望
の絞り弁圧力リザーブ値が低下され、従って、過去また
は現在の負荷変動により改善されたエンジン速度が望ま
れるときに、比例ゲイン（ブロック８８）または積分ゲ
イン（ブロック９０）が所望の絞り弁圧力リザーブを上
に押し上げない限り、エンジン効率が改善される。
【００３８】ブロック８８は、現在のエンジン負荷が増
大すると、比例ゲインが加えられ、所望の絞り弁圧力リ
ザーブ値を押し上げることを示している。ブロック８８
の目的は、エンジン負荷が増大する場合には、所望の絞
り弁圧力リザーブ値が上昇できるようにすることにあ
る。圧縮機２４に作用する負荷が比較的不安定なときに
生じるサージングの問題を回避するには、所望の絞り弁
圧力リザーブ値の増大に最大限度を設けることが望まし
い。比例ゲイン（ブロック８８）は、一般に、比例ゲイ
ン値を掛けた負荷変化を表示する項を有している。ブロ
ック９０は、荷重が反復して変動した場合に、積分ゲイ
ンが加えられて所望の絞り弁圧力リザーブを押し上げる
ことを示している。
大すると、比例ゲインが加えられ、所望の絞り弁圧力リ
ザーブ値を押し上げることを示している。ブロック８８
の目的は、エンジン負荷が増大する場合には、所望の絞
り弁圧力リザーブ値が上昇できるようにすることにあ
る。圧縮機２４に作用する負荷が比較的不安定なときに
生じるサージングの問題を回避するには、所望の絞り弁
圧力リザーブ値の増大に最大限度を設けることが望まし
い。比例ゲイン（ブロック８８）は、一般に、比例ゲイ
ン値を掛けた負荷変化を表示する項を有している。ブロ
ック９０は、荷重が反復して変動した場合に、積分ゲイ
ンが加えられて所望の絞り弁圧力リザーブを押し上げる
ことを示している。
【００３９】図４に示すスキームを遂行する好ましい方
法として、エンジン負荷の表示として負の速度誤差を使
用する方法がある。負の速度誤差は、エンジン１０の実
速度より小さい、エンジン１０の所望の速度セットポイ
ントとして定義することができる。発電機に適用した場
合、所望の速度セットポイントは、一般に、米国では６
０Hz、ヨーロッパでは５０Hzである。エンジン１０は、
負荷の増大につれて減速するため、負の速度誤差はエン
ジン負荷の表示となる。エンジン負荷の代用として負の
速度誤差を使用すると、図４のスキームは、（数１）に
従って遂行することができる。すなわち、 ΔP(t+1)=−GAIN＋P× NSE＋I× ∫NSE＋ΔP(t)・・・・・・・・・・・・・・・(数1) ここで、 ΔＰ（ｔ）＝現在の時間についての所望の絞り弁圧力リ
ザーブ値 ＧＡＩＮ＝所望の絞り弁圧力リザーブ値をゼロに向かっ
てゆっくり駆動するように選択された固定値 Ｐ＝比例ゲイン ＮＳＥ＝負の速度誤差（すなわち、エンジン速度センサ
により測定されたエンジン速度より小さい、予め選択さ
れたエンジン速度セットポイント） Ｉ＝積分ゲイン ∫ＮＳＥ＝過去の所望の時間長さに亘っての負の速度誤
差の積分 である。
法として、エンジン負荷の表示として負の速度誤差を使
用する方法がある。負の速度誤差は、エンジン１０の実
速度より小さい、エンジン１０の所望の速度セットポイ
ントとして定義することができる。発電機に適用した場
合、所望の速度セットポイントは、一般に、米国では６
０Hz、ヨーロッパでは５０Hzである。エンジン１０は、
負荷の増大につれて減速するため、負の速度誤差はエン
ジン負荷の表示となる。エンジン負荷の代用として負の
速度誤差を使用すると、図４のスキームは、（数１）に
従って遂行することができる。すなわち、 ΔP(t+1)=−GAIN＋P× NSE＋I× ∫NSE＋ΔP(t)・・・・・・・・・・・・・・・(数1) ここで、 ΔＰ（ｔ）＝現在の時間についての所望の絞り弁圧力リ
ザーブ値 ＧＡＩＮ＝所望の絞り弁圧力リザーブ値をゼロに向かっ
てゆっくり駆動するように選択された固定値 Ｐ＝比例ゲイン ＮＳＥ＝負の速度誤差（すなわち、エンジン速度センサ
により測定されたエンジン速度より小さい、予め選択さ
れたエンジン速度セットポイント） Ｉ＝積分ゲイン ∫ＮＳＥ＝過去の所望の時間長さに亘っての負の速度誤
差の積分 である。
【００４０】（数１）の適用に際し、実エンジン速度が
予め選択されたエンジン速度セットポイントより高い場
合には、負の速度誤差（ＮＳＥ）は、ゼロに設定するの
が好ましい。（数１）を用いれば、変動するエンジン負
荷によりエンジンの制御可能性が困難になる兆しが不充
分な絞り弁圧力リザーブにより生じるまで、固定ゲイン
（ブロック８６）が、所望の絞り弁圧力リザーブ値をよ
り低くする。もちろん、ΔＰ（ｔ＋Δ）は、ゼロより小
さくなることはできず、小さな正の値より小さくならな
いことが好ましい。（数１）における各ゲイン（すなわ
ち、ＧＡＩＮ、ＰおよびＩ）は、制御スキームの挙動を
決定すべく相対的に選択される。好ましくは、各ゲイン
（ＧＡＩＮ、ＰおよびＩ）は、少なくとも数分間で所望
の絞り弁圧力リザーブ値になり、負荷の逸脱（aberrati
on）が生じた後に回復するように選択される。
予め選択されたエンジン速度セットポイントより高い場
合には、負の速度誤差（ＮＳＥ）は、ゼロに設定するの
が好ましい。（数１）を用いれば、変動するエンジン負
荷によりエンジンの制御可能性が困難になる兆しが不充
分な絞り弁圧力リザーブにより生じるまで、固定ゲイン
（ブロック８６）が、所望の絞り弁圧力リザーブ値をよ
り低くする。もちろん、ΔＰ（ｔ＋Δ）は、ゼロより小
さくなることはできず、小さな正の値より小さくならな
いことが好ましい。（数１）における各ゲイン（すなわ
ち、ＧＡＩＮ、ＰおよびＩ）は、制御スキームの挙動を
決定すべく相対的に選択される。好ましくは、各ゲイン
（ＧＡＩＮ、ＰおよびＩ）は、少なくとも数分間で所望
の絞り弁圧力リザーブ値になり、負荷の逸脱（aberrati
on）が生じた後に回復するように選択される。
【００４１】実エンジン速度が、予め選択されたエンジ
ン速度セットポイントより数回転だけ低い場合には、負
の速度誤差をゼロに設定することにより、負の速度誤差
についてのデッドゾーンを使用することもできる。この
ような負の速度のデッドゾーンは、スパークプラグの不
点火等のエンジン負荷とは無関係の原因でエンジン速度
が僅かに低下するような状況での所望の絞り弁圧力リザ
ーブ値の不必要な調節を防止する。
ン速度セットポイントより数回転だけ低い場合には、負
の速度誤差をゼロに設定することにより、負の速度誤差
についてのデッドゾーンを使用することもできる。この
ような負の速度のデッドゾーンは、スパークプラグの不
点火等のエンジン負荷とは無関係の原因でエンジン速度
が僅かに低下するような状況での所望の絞り弁圧力リザ
ーブ値の不必要な調節を防止する。
【００４２】図５〜図７は、エンジン負荷の変化に対す
る適応ΔＰ排気逃がし弁制御の応答をグラフで示すもの
である。図６および図７は、エンジン負荷トルクが、点
９２で示す時間（＝２０秒）で変化することを示してい
る。点９２でのエンジン負荷の変化により、好ましくな
いエンジン速度の変化が生じる。点９３ではエンジン負
荷トルクが低下し、エンジン速度は対応して増大する。
図５は、負荷変化９２、９３の両者に応答して、点９４
で、ΔＰセットポイントすなわち所望の絞り弁圧力リザ
ーブ値が変化し始めることを示している。所望の絞り弁
圧力リザーブ値は、参照番号９５で示す一定エンジン速
度を維持するのに充分な値まで跳ね上がる。不活性が定
常状態に保持された後、参照番号９６で示すように、所
望の絞り弁圧力リザーブが低下し、燃料消費が改善され
る。所望の絞り弁圧力リザーブ値が低下すると、燃料消
費が改善されるだけでなく、負荷変化の遷移中に生じる
好ましくない排出物質が低減される。
る適応ΔＰ排気逃がし弁制御の応答をグラフで示すもの
である。図６および図７は、エンジン負荷トルクが、点
９２で示す時間（＝２０秒）で変化することを示してい
る。点９２でのエンジン負荷の変化により、好ましくな
いエンジン速度の変化が生じる。点９３ではエンジン負
荷トルクが低下し、エンジン速度は対応して増大する。
図５は、負荷変化９２、９３の両者に応答して、点９４
で、ΔＰセットポイントすなわち所望の絞り弁圧力リザ
ーブ値が変化し始めることを示している。所望の絞り弁
圧力リザーブ値は、参照番号９５で示す一定エンジン速
度を維持するのに充分な値まで跳ね上がる。不活性が定
常状態に保持された後、参照番号９６で示すように、所
望の絞り弁圧力リザーブが低下し、燃料消費が改善され
る。所望の絞り弁圧力リザーブ値が低下すると、燃料消
費が改善されるだけでなく、負荷変化の遷移中に生じる
好ましくない排出物質が低減される。
【００４３】従って、図４および（数１）に示す制御ス
キームは、エンジンの過去の負荷履歴を考慮に入れるだ
けでなく、エンジン負荷の現在の変化の関数として所望
の絞り弁圧力リザーブ値のスケジューリングをも行な
う。なお、エンジン負荷の過去の履歴は、現在のエンジ
ン負荷が、エンジン１０の最大定格負荷の２５％より大
きい場合にのみ、考慮してもよい。
キームは、エンジンの過去の負荷履歴を考慮に入れるだ
けでなく、エンジン負荷の現在の変化の関数として所望
の絞り弁圧力リザーブ値のスケジューリングをも行な
う。なお、エンジン負荷の過去の履歴は、現在のエンジ
ン負荷が、エンジン１０の最大定格負荷の２５％より大
きい場合にのみ、考慮してもよい。
【００４４】負荷変化がなく長時間経過した後は、排気
逃がし弁が調節されて非常に小さな絞り弁リザーブを与
える。これらの条件下で初期負荷変化が生じると、突然
の負荷増大に適合する絞り弁リザーブは殆ど存在しな
い。この問題を解決するためには、一定期間の長い定常
負荷状態の後に突然の負荷増大が生じた場合に、エンジ
ン１０に流入する燃料／空気混合気の遷移濃厚化を行な
うのが好ましい。
逃がし弁が調節されて非常に小さな絞り弁リザーブを与
える。これらの条件下で初期負荷変化が生じると、突然
の負荷増大に適合する絞り弁リザーブは殆ど存在しな
い。この問題を解決するためには、一定期間の長い定常
負荷状態の後に突然の負荷増大が生じた場合に、エンジ
ン１０に流入する燃料／空気混合気の遷移濃厚化を行な
うのが好ましい。
【００４５】以上説明した本発明には、種々の変更およ
び均等物を考え得ることは理解されよう。これらの変更
および均等物は、特許請求の範囲内に包含されるものと
考えるべきである。
び均等物を考え得ることは理解されよう。これらの変更
および均等物は、特許請求の範囲内に包含されるものと
考えるべきである。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、大形の産業用内燃機関
の定常負荷時での燃料消費を改善でき、その上、エンジ
ン負荷が変動するときに満足できる負荷受容能力を得ら
れる。
の定常負荷時での燃料消費を改善でき、その上、エンジ
ン負荷が変動するときに満足できる負荷受容能力を得ら
れる。
【図１】従来の標準形排気逃がし弁制御装置を備えたタ
ーボ過給形内燃機関の系統図である。
ーボ過給形内燃機関の系統図である。
【図２】従来の固定ΔＰ排気逃がし弁制御装置を備えた
ターボ過給形内燃機関の系統図である。
ターボ過給形内燃機関の系統図である。
【図３】本発明に係る一実施形態における、適応ΔＰ排
気逃がし弁制御装置を備えたターボ過給形内燃機関の系
統図である。
気逃がし弁制御装置を備えたターボ過給形内燃機関の系
統図である。
【図４】図３に示すシステムの所望の絞り弁圧力リザー
ブを連続的に調節する、好ましいスキームを示すフロー
チャートである。
ブを連続的に調節する、好ましいスキームを示すフロー
チャートである。
【図５】時間に対するΔＰセットポイントをプロットし
たグラフであり、エンジン負荷に対する図３および図４
に示した適応ΔＰ排気逃がし弁制御の応答を示すもので
ある。
たグラフであり、エンジン負荷に対する図３および図４
に示した適応ΔＰ排気逃がし弁制御の応答を示すもので
ある。
【図６】時間に対するエンジン速度をプロットしたグラ
フであり、エンジン負荷に対する図３および図４に示し
た適応ΔＰ排気逃がし弁制御の応答を示すものである。
フであり、エンジン負荷に対する図３および図４に示し
た適応ΔＰ排気逃がし弁制御の応答を示すものである。
【図７】時間に対するエンジントルクをプロットしたグ
ラフであり、エンジン負荷に対する図３および図４に示
した適応ΔＰ排気逃がし弁制御の応答を示すものであ
る。
ラフであり、エンジン負荷に対する図３および図４に示
した適応ΔＰ排気逃がし弁制御の応答を示すものであ
る。
１０ 内燃機関（エンジン） １２ ターボ過給機 １４ 排気逃がし弁 ２０ 排気マニホルド排出ダクト ２２ タービン ２４ 圧縮機 ２６ 排気出口ダクト ３８ インタークーラ ３９ 気化器 ６４ 電子コントローラ ６６ 上流側圧力センサ ７０ 下流側圧力センサ ７４ エンジン負荷センサ ８０ 排気逃がし弁アクチュエータ
Claims (21)
- 【請求項１】エンジンと、 タービンおよび圧縮機を備えたターボ過給機と、 前記圧縮機と前記エンジンとの間に連結された絞り弁
と、 エンジン排気を前記タービンからそらせるための、前記
エンジンと前記タービンとの間に連結された排気逃がし
弁と、 前記排気逃がし弁の開閉量に対応した排気逃がし弁制御
信号が入力し、該排気逃がし弁制御信号に応じて該排気
逃がし弁を開閉動作させる逃がし弁アクチュエータと、 前記絞り弁と前記圧縮機との間で前記絞り弁の上流側の
圧力を検出し、該圧力に対応した上流側圧力信号を発生
する上流側圧力センサと、 前記絞り弁と前記エンジンとの間で前記絞り弁の下流側
の圧力を検出し、該圧力に対応した下流側圧力信号を発
生する下流側圧力センサと、 前記エンジンの負荷を検出し、該負荷に対応したエンジ
ン負荷信号を発生するエンジン負荷センサと、 前記上流側圧力信号、前記下流側圧力信号および前記エ
ンジン負荷信号が入力し、これらの信号に基づいて前記
排気逃がし弁制御信号を作成して、該排気逃がし弁制御
信号を前記逃がし弁アクチュエータに出力する電子コン
トローラと、 を備え、 前記排気逃がし弁制御信号の少なくとも一部が、前記エ
ンジン負荷信号の履歴に基づいていることを特徴とする
ターボ過給形内燃機関。 - 【請求項２】請求項１記載のターボ過給形内燃機関にお
いて、 前記エンジン負荷センサがエンジン速度センサであり、
前記エンジン負荷信号がエンジン速度信号であることを
特徴とするターボ過給形内燃機関。 - 【請求項３】請求項２記載のターボ過給形内燃機関にお
いて、 前記エンジン速度センサがエンジン回転センサであり、
前記エンジン速度信号がエンジン回転信号であることを
特徴とするターボ過給形内燃機関。 - 【請求項４】請求項１から３のいずれか一項に記載のタ
ーボ過給形内燃機関において、 前記排気逃がし弁制御信号の一部が、更に、現在のエン
ジン負荷に基づいていることを特徴とするターボ過給形
内燃機関。 - 【請求項５】請求項１から３のいずれか一項に記載のタ
ーボ過給形内燃機関において、 前記排気逃がし弁制御信号は、前のエンジン負荷ヒスト
リーに少なくとも一部が基づいている、連続的な所望の
絞り弁圧力リザーブ値に基づいて計算されることを特徴
とするターボ過給形内燃機関。 - 【請求項６】請求項５記載のターボ過給形内燃機関にお
いて、 前記連続的な絞り弁圧力リザーブ値の一部が、負の固定
ゲインにも基づいており、該負の固定ゲインは、所望の
絞り弁圧力リザーブ値を高めるため、連続的な所望の絞
り弁圧力リザーブ値を、エンジン負荷に大きな変動がな
い低い値にすることを特徴とするターボ過給形内燃機
関。 - 【請求項７】請求項６記載のターボ過給形内燃機関にお
いて、 前記連続的な絞り弁圧力リザーブ値の一部が、更に、現
在のエンジン負荷に基づいていることを特徴とするター
ボ過給形内燃機関。 - 【請求項８】請求項１記載のターボ過給形内燃機関にお
いて、 前記エンジン負荷センサがエンジン速度センサであり、 前記排気逃がし弁制御信号は、次式、すなわち、 ΔＰ（ｔ＋１）＝−ＧＡＩＮ＋Ｐ× ＮＳＥ＋Ｉ× ∫Ｎ
ＳＥ＋ΔＰ（ｔ） ここで、 ΔＰ（ｔ）＝現在の時間についての所望の絞り弁圧力リ
ザーブ値 ΔＰ（ｔ＋１）＝次の連続時間についての所望の絞り弁
圧力リザーブ ＧＡＩＮ＝所望の絞り弁圧力リザーブ値を、エンジン負
荷の大きな変動がないゼロに向かってゆっくり駆動する
ように選択された固定値 Ｐ＝比例ゲイン ＮＳＥ＝負の速度誤差（これは、現在の時間中にエンジ
ン速度センサにより測定されたエンジン速度が、ＮＳＥ
がゼロに等しくなるように予め選択されたエンジン速度
セットポイントより速くなければ、現在の時間中にエン
ジン速度センサにより測定されたエンジン速度より小さ
い予め選択されたエンジン速度セットポイントに等し
い） Ｉ＝積分ゲイン ∫ＮＳＥ＝過去の所望の時間長さに亘っての負の速度誤
差の積分 に従って、前記電子コントローラにより決定される連続
的な所望の絞り弁圧力リザーブ値に基づいて計算される
ことを特徴とするターボ過給形内燃機関。 - 【請求項９】請求項１から４のいずれか一項に記載のタ
ーボ過給形内燃機関において、 前記排気逃がし弁制御信号は、現在のエンジン負荷がエ
ンジンの最大定格負荷の２５％より大きい場合にのみ、
エンジン負荷の履歴に基づくことを特徴とするターボ過
給形内燃機関。 - 【請求項１０】請求項１，４，５，６，７のうち、いず
れか一項に記載のターボ過給形内燃機関において、 前記エンジンは発電機を駆動し、 前記エンジン負荷センサは、前記発電機の電気出力をモ
ニタリングする電気センサであることを特徴とするター
ボ過給形内燃機関。 - 【請求項１１】請求項１，４，５，６，７のうち、いず
れか一項に記載のターボ過給形内燃機関において、 前記エンジン負荷センサは、吸気マニホルドの絶対圧力
を測定し、かつ該絶対圧力に応答して前記エンジン負荷
信号を発生するマニホルド絶対圧センサであることを特
徴とするターボ過給形内燃機関。 - 【請求項１２】エンジンと、タービンおよび圧縮機を備
えたターボ過給機と、該圧縮機と該エンジンとの間に連
結された絞り弁と、エンジン排気を該タービンからそら
せるための、該エンジンと該タービンとの間に連結され
た排気逃がし弁と、を備えたターボ過給形内燃機関の排
気逃がし弁の制御システムにおいて、 前記絞り弁と前記圧縮機との間で前記絞り弁の上流側の
圧力を検出し、該圧力に対応した上流側圧力信号を発生
する手段と、 前記絞り弁と前記エンジンとの間で前記絞り弁の下流側
の圧力を検出し、該圧力に対応した下流側圧力信号を発
生する手段と、 前記エンジンの負荷を検出し、該負荷に対応したエンジ
ン負荷信号を発生する手段と、 前記排気逃がし弁の開閉量に対応した排気逃がし弁制御
信号が入力し、該排気逃がし弁制御信号に応じて該排気
逃がし弁を開閉動作させる逃がし弁アクチュエータと、 前記上流側圧力信号、前記下流側圧力信号および前記エ
ンジン負荷信号が入力し、これらの信号に基づいて前記
排気逃がし弁制御信号を作成して、該排気逃がし弁制御
信号を前記逃がし弁アクチュエータに出力する電子コン
トローラと、 を備え、 前記電子コントローラは、前記上流側圧力信号が示す前
記上流側圧力値と前記下流側圧力信号が示す前記下流側
圧力値との差が、適宜設定した所望の絞り弁圧力リザー
ブ値を超えると前記排気逃がし弁を開ける旨の排気逃が
し弁制御信号を出力し、前記上流側圧力信号が示す前記
上流側圧力値と前記下流側圧力信号が示す前記下流側圧
力値との差が、適宜設定した所望の絞り弁圧力リザーブ
値より小さいと、前記排気逃がし弁を閉じる旨の排気逃
がし弁制御信号を出力する、ことを特徴とするターボ過
給形内燃機関の排気逃がし弁の制御システム。 - 【請求項１３】請求項１２記載のターボ過給形内燃機関
の排気逃がし弁の制御システムにおいて、 前記エンジンの負荷を検出する手段は、エンジン速度を
該エンジン負荷の代用として検出し、 前記所望の絞り弁圧力リザーブ値は、次式、すなわち、 ΔＰ（ｔ＋１）＝−ＧＡＩＮ＋Ｐ× ＮＳＥ＋Ｉ× ∫Ｎ
ＳＥ＋ΔＰ（ｔ） ここで、 ΔＰ（ｔ）＝現在の時間についての所望の絞り弁圧力リ
ザーブ値 ΔＰ（ｔ＋１）＝次の連続時間についての所望の絞り弁
圧力リザーブ ＧＡＩＮ＝所望の絞り弁圧力リザーブ値を、エンジン負
荷の大きな変動がないゼロに向かってゆっくり駆動する
ように選択された固定値 Ｐ＝比例ゲイン ＮＳＥ＝負の速度誤差（これは、現在の時間中にエンジ
ン速度センサにより測定されたエンジン速度が、ＮＳＥ
がゼロに等しくなるように予め選択されたエンジン速度
セットポイントより速くなければ、現在の時間中にエン
ジン速度センサにより測定されたエンジン速度より小さ
い予め選択されたエンジン速度セットポイントに等し
い） Ｉ＝積分ゲイン ∫ＮＳＥ＝過去の所望の時間長さに亘っての負の速度誤
差の積分 に従って、連続時間に亘って適宜発生される、 ことを特徴とするターボ過給形内燃機関の排気逃がし弁
の制御システム。 - 【請求項１４】請求項１３記載のターボ過給形内燃機関
の排気逃がし弁の制御システムにおいて、 前記負の速度誤差は、デッドゾーンを説明するため計算
され、デッドゾーンでは、エンジン速度センサにより測
定されたエンジン速度が予め選択されたエンジン速度セ
ットポイントより大幅に小さくない限り、負の速度誤差
がゼロに等しくなるように設定される、 ことを特徴とするターボ過給形内燃機関の排気逃がし弁
の制御システム。 - 【請求項１５】エンジンと、タービンおよび圧縮機を備
えたターボ過給機と、該圧縮機と該エンジンとの間に連
結された絞り弁と、エンジン排気を該タービンからそら
せるための、該エンジンと該タービンとの間に連結され
た排気逃がし弁と、を備えたターボ過給形内燃機関の排
気逃がし弁の制御方法において、 前記絞り弁の前後の圧力差を測定し、 前記エンジンに作用する負荷を常時反復測定し、 所望の絞り弁圧力リザーブ値を適宜設定し、 前記絞り弁の前後の測定した前記圧力差が前記所望の絞
り弁圧力リザーブより大きい場合には、前記排気逃がし
弁を開き、前記絞り弁の前後の測定した前記圧力差が前
記所望の絞り弁圧力リザーブより小さい場合には、前記
排気逃がし弁を閉じるように、前記排気逃がし弁を制御
する、 ことを特徴とするターボ過給形内燃機関の排気逃がし弁
の制御方法。 - 【請求項１６】請求項１５記載のターボ過給形内燃機関
の排気逃がし弁の制御方法において、 適宜発生される前記所望の絞り弁圧力リザーブ値の少な
くとも一部が、エンジン負荷信号の履歴に基づいてい
る、 ことを特徴とするターボ過給形内燃機関の排気逃がし弁
の制御方法。 - 【請求項１７】請求項１６記載のターボ過給形内燃機関
の排気逃がし弁の制御方法において、 適宜発生される前記所望の絞り弁圧力リザーブ値の少な
くとも一部が、一定の負の固定ゲインにも基づいてお
り、該負の固定ゲインは、所望の絞り弁圧力リザーブ値
を高めるため、連続的な所望の絞り弁圧力リザーブ値
を、エンジン負荷に大きな変動がない低い値にする、 ことを特徴とするターボ過給形内燃機関の排気逃がし弁
の制御方法。 - 【請求項１８】請求項１５記載のターボ過給形内燃機関
の排気逃がし弁の制御方法において、 前記エンジン負荷の代用として、前記エンジン速度が測
定され、 前記所望の絞り弁圧力リザーブ値は、次式、すなわち、 ΔＰ（ｔ＋１）＝−ＧＡＩＮ＋Ｐ× ＮＳＥ＋Ｉ× ∫Ｎ
ＳＥ＋ΔＰ（ｔ） ここで、 ΔＰ（ｔ）＝現在の時間についての所望の絞り弁圧力リ
ザーブ値 ΔＰ（ｔ＋１）＝次の連続時間についての所望の絞り弁
圧力リザーブ ＧＡＩＮ＝所望の絞り弁圧力リザーブ値を、エンジン負
荷の大きな変動がないゼロに向かってゆっくり駆動する
ように選択された固定値 Ｐ＝比例ゲイン ＮＳＥ＝負の速度誤差（これは、現在の時間中にエンジ
ン速度センサにより測定されたエンジン速度が、ＮＳＥ
がゼロに等しくなるように予め選択されたエンジン速度
セットポイントより速くなければ、現在の時間中にエン
ジン速度センサにより測定されたエンジン速度より小さ
い予め選択されたエンジン速度セットポイントに等し
い） Ｉ＝積分ゲイン ∫ＮＳＥ＝過去の所望の時間長さに亘っての負の速度誤
差の積分 に従って、連続時間に亘って適宜設定される、 ことを特徴とするターボ過給形内燃機関の排気逃がし弁
の制御方法。 - 【請求項１９】請求項１５記載のターボ過給形内燃機関
の排気逃がし弁の制御方法において、 前記連続的な所望の絞り弁圧力リザーブ値は、ループ更
新スキームにより適宜設定される、 ことを特徴とするターボ過給形内燃機関の排気逃がし弁
の制御方法。 - 【請求項２０】請求項１５記載のターボ過給形内燃機関
の排気逃がし弁の制御方法において、 前記連続的な所望の絞り弁圧力リザーブ値が適宜設定さ
れ、２つの連続的発生間の所望の絞り弁圧力リザーブ値
の増大の大きさが予め選択された値に制限される、 ことを特徴とするターボ過給形内燃機関の排気逃がし弁
の制御方法。 - 【請求項２１】請求項１６記載のターボ過給形内燃機関
の排気逃がし弁の制御方法において、 長期負荷定常状態後の局部的増大の開始時に、前記エン
ジンに流入する燃料／空気混合気の遷移濃厚化を行な
う、 ことを特徴とするターボ過給形内燃機関の排気逃がし弁
の制御方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/707,009 | 1996-09-03 | ||
| US08/707,009 US5816047A (en) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | Electronically controlled wastegate valve for a turbo charger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089080A true JPH1089080A (ja) | 1998-04-07 |
| JP4069463B2 JP4069463B2 (ja) | 2008-04-02 |
Family
ID=24840000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23854497A Expired - Fee Related JP4069463B2 (ja) | 1996-09-03 | 1997-09-03 | ターボ過給形内燃機関、この構成部品である排気逃がし弁の制御方法及び制御システム |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5816047A (ja) |
| EP (1) | EP0829632B1 (ja) |
| JP (1) | JP4069463B2 (ja) |
| AT (1) | ATE292237T1 (ja) |
| AU (1) | AU713729B2 (ja) |
| CA (1) | CA2211747C (ja) |
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