JPS60249619A - 過給機付エンジンの過給圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、過給機を備えたエンジンにおいて該過給機下
流の最高過給圧を設定値に制御するようにした過給機付
エンジンの過給圧制御装置に関し、特に、エンジンの加
速要求時には最高過給圧を上記設定値よりも高く制御す
るようにしたものに関する。

（従来の技術） 従来より、エンジンの吸気通路に過給機を介設して、該
過給機により吸気を過給することにより、エンジンの吸
気の充填効率の向上、出方向上を図るようにすることは
広く知られている。また、このような過給機付エンジン
において、過給機下流の最高過給圧を設定値に制御する
ための最高過給圧制御装置を設けて、過給機下流の最高
過給圧が過上昇するのを抑えることにより、過給圧の異
常上昇に伴うエンジンの破損を防止して、エンジンの信
頼性、耐久性を確保しながら上記充填効率向上、出方向
上を有効に図るようにすることは知られている。

ところで、従来、このような過給機付エンジンの過給圧
制御装置においては、例えば特開昭５７−１５７０１７
号公報に開示されるように、スロットル弁が所定開度以
上に開くエンジンの加速時には、エンジンの破損を確実
に防止し得る範囲内で過給機下流の最高過給圧を予め設
定された所定期間のあいだ上昇させて、これを通常時の
場合（設定値）よりも高く制御する、つまり過給圧の加
速補正を行うことにより、エンジンの加速性能の向上を
図るようにすることが行われている。

（発明が解決しようとする問題点、課題）ところで、上
記従来のものでは、過給圧の加速補正（最高過給圧の上
昇制御）の時間は所定時間に一定に定められている関係
上、例えば所定時間経過後もエンジン回転数（又は車速
）の上昇変化率が所定値以上である加速要求状態に対し
て過給圧の加速補正を行い得ないなど、加速要求時間の
長短に応じて過給圧の加速補正を適確に行い得ないとい
う問題がある。

そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、そ
の目的どするところは、エンジンの加速要求状態を常時
検出して、その加速要求時には常に過給圧の加速補正、
つまり最高過給圧の上昇制御を行うことにより、加速要
求時間の長短に拘らず常に良好に過給圧の加速補正を行
って、加速性能の向上を確実に図ることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１図
に示すように、吸気過給のために吸気通路２に介設され
た過給機６と、該過給機６下流の最高過給圧を設定値に
制御するだめの最高過給圧制御装置１３とを備えた過給
機付エンジンの過給圧制御装置において、吸気通路２に
設けたスロットル弁４の開度を検出するスロットル開度
検出手段２０と、エンジン回転数の変化率を検出するエ
ンジン回転変化率検出手段２６と、上記スロットル開度
検出手段２０およびエンジン回転変化率検出手段２６の
出力を受け、スロットル開度が所定値以上でエンジン回
転数の上昇変化率が所定値以上のとき最高過給圧を上記
設定値よりも上昇増大させる過給圧調整手段２７とを備
えたものである。

く作用） 上記構成により、本発明では、スロットル開疫が所定値
以上でかつエンジン回転数〈又はそれに対応する車速）
の上昇変化率が所定値以上となる加速要求時には、過給
機下流の最高過給圧を通常時（設定値）よりも所定量上
昇増大させることによって、最高過給圧の上昇制御つま
り過給圧の加速補正を常にエンジンの加速要求に良好に
対応させるようにしたものである。

尚、上記の加速要求状態は特殊な運転態様であって、そ
の＠度は比較的少ないので、エンジンの信頼性の面では
さほど問題はない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面を参照しなが
ら説明する。

第２図において、１はエンジン、２はエンジン１に吸気
を供給するための吸気通路、３はエンジン１からの排気
ガスを排出するための排気通路、４は吸気通路２に配設
され吸気間を制御するスロットル弁、５は吸気通路２の
スロットル弁４下流に設けられたサージタンクである。

６は排気ターボ式の過給機であって、該過給機６は、排
気通路３に介設されたタービン６ａと、吸気通路２に介
設され該タービン６ａに連結軸６Ｃを介して駆動連結さ
れたコンプレッサ（ブロア）６ｂとからなり、排気ガス
流によって回転するタービン６ａによりコンプレッサ６
ｂが駆動し、このコンプレッサ６ｂの回転駆動により吸
気をエンジン１に過給するようにしたものである。

そして、上記排気通路３には、上記過給機６のタービン
６ａをバイパスでるバイパス通路７が設けられており、
該バイパス通路７にはバイパス通路７を間開するウェス
トグー１〜弁８が配設され、該ウェストゲート弁８はウ
ェストゲートアクチュエータ９によって開閉制御される
。該ウェストゲートアクチュエータ９は圧力応動式のダ
イヤフラム装置にりなり、ウェストゲート弁８にリンク
連結されたダイヤフラム９ａと、該ダイヤフラム９ａに
よって区画された圧力室９ｂおよび大気室９Ｃと、該大
気室９Ｃ内に縮装されウエストゲート弁８を閉弁方向に
付勢するスプリング９ｄとを備え、上記圧力室９ｂは、
過給圧連通路１０を介して過給機６のコンプレッサ６ｂ
下流でスロットル弁４上流の吸気通路２に連通されてい
て、過給機６〈コンプレッサ６ｂ）下流の過給圧を圧力
室９ｂに導入する一方、大気連通路１１および該大気連
通路１１の先端開口に設けたエアフィルタ１２を介して
大気に連通されていて、圧力室９ｂを大気に開放するよ
うにしている。しかして、上記ウェストゲートアクチュ
エータ９の圧力室９１）に過給機６（コンプレッサ６ｂ
）下流の過給圧が過給圧連通路１０によって導入された
ときには、ダイヤフラム９ａがスプリング９ｄの付勢力
に抗して偏倚して、ウェストゲート弁８を閉作動させ、
バイパス通路７を開くことにより、排気ガス流の一部が
過給機６のタービン６ａを迂回して流下し、このことに
よりタービン６ａの回転が抑えられるとともにコンプレ
ッサ６ｂの回転が抑えられて、該過給機６（コンプレッ
サ６ｂ）下流の過給圧を低下させる。一方、上記圧力室
９ｂが大気連通路１１にＪ：って大気に開放されたとき
には、スプリング９ｄの付勢力によりウェストゲート弁
８が閉作動してバイパス通路７を閉じることにより、排
気ガスの全潰が過給機６のタービン６ａに流れて、上記
のタービン６ａの回転抑制による過給１１ｔ６下流の過
給圧の低下を停止して増大させるように制御し、よって
過給機６下流の最高過給圧を設定値に制御するようにし
たウェストゲート方式の最高過給圧制御装置１３が構成
されている。

さらに、上記過給圧連通路１０の途中には該過給圧連通
路１０を開閉制御する第１制御弁１４が介設されている
とともに、上記大気連通路１１の途中には該大気連通路
１１を開閉制御する第２制御弁１５が介設されている。

該両制御弁１４，１５は該両制御弁１４．１５を作動制
御するコント１コールコニツ１−１６に信号の授受可能
に接続されていて、該コントロールユニツ１〜１６には
、エンジン回転数を検出する回転数センサ１７、エンジ
ン温度をエンジン冷却水温度により検出する水温センサ
１８、吸気温度を検出する吸気温センサ１９、スロット
ル弁４の開度を検出するスロットル間度検出手段として
のスロットル開度センサ２０、過給機６（コンプレッサ
６ｂ）下流でスロットル弁４上流の吸気通路２の圧力（
過給圧）を検出する圧力センサ２１、および変速機のシ
フト位置を検出するシフト位置センサ２２の各検出信号
が入力されている。ここで、上記各制御弁１４’、、１
５はデユーティソレノイド弁によって構成することが制
御精度の面で好ましいが、比例ソレノイド弁で構成して
もよい。また、第１制御弁１４は常時開のものを、第２
制御弁１５は常時閉のものを使用することは、制御系の
故障時、過給圧を低下させるべく過給圧制御されるので
エンジン１の信頼性確保の上で好ましい。また、上記過
給圧制御の際、スロットル開度センサ２０に代えて吸入
空気量を検出するエアフローセンサの信号を用いてもＪ
：り、あるいは圧力センサ２１に代えてエアフローセン
サの信号を用いてもよい。

加えて、上記過給圧連通路１０の第１制御弁１４上流に
は、過給機６下流の過給圧（例えば５００ｍｍＨｏ、）
を減圧導入してウェストゲートアクチュエータ９の圧力
室９ｂに加えられる過給圧をほぼ一定値（例えば２００
ｍｍＨｇ＞に調整する圧力調整弁２３が介設されている
。尚、２４および２５はそれぞれ過給圧連通路１０およ
び大気連通路１１に設けられたオリフィスであって、両
オリフィス２４．２５は各連通路１０．１１の通路面積
を絞ることによる圧力伝達作用の良好な安定性の確保と
Ａ−バシュートの発生防止とを加味した適当な口径に設
定されている。

次に、上記コントロールユニット１６による第１および
第２の制御弁１４．１５の制御を第３図および第４図に
示す作動フローに基づいて説明する。まず、第３図に示
す過給圧制御の基本フローチャートにおいて、スタート
してステップＳ１において回転数センサ１７からのエン
ジン回転数Ｎ１水温センサ１８からのエンジン冷却水温
度Ｔｗ。

吸気温センサ１９からの吸気温度Ｔ、ａおよびスロット
ル開度センサ２０からのスロットル開度Ｏの各信号デー
タを入力し、ステップＳ２でこれらの信号データに基づ
いて目標過給圧Ｐｏを下記の式により算出する。

Ｐｏ　＝ＫＸＰ８ａｓｅ ここで、Ｋは補正係数であって、エンジン冷却水温度Ｔ
ｗ、吸気温度Ｔａ、加速補正量などによって決定される
。

次いで、ステップＳ３において圧力センサ２１から実際
の過給圧Ｐａの信号データを入力する。

そして、ステップ＄４において、実際の過給圧Ｐａと目
標過給圧Ｐｏとの差に基づき後述の第１゜第２制御弁１
４．１５のデユーティ比制御におりる比例制御によるパ
ルス中ｔｐを、ｔ　ｐ　＝ＰＧＸ（Ｐａ　−Ｐｏ　）の
式（ＰＧ：比例ゲイン）により算出するとともに、ステ
ップＳ５にＪ３いて今回の実際過給圧ｐａ（ｎ）と前回
の実際過給圧ｐａ（ｎ−＋）との差に基づき同じく微分
制御によるパルス中ｔｏを、ｔ　ｏ　＝ＤＧＸ　（Ｐａ
　（ｎ　）　−Ｐａ（ｎ−＋））の式（ＤＧ　：微分ゲ
イン）により算出し、ステップＳ６でこれらのパルス中
ｔＰ。

ｔｏを加算して制御パルス中ｔ（＝ｔ　Ｐ’＋ｔ　ｏ　
）を算出する。

次に、ステップＳ７において、制御方向を決定すべく上
記実際過給圧Ｐａと目標過給圧Ｐｏとの大小を比較判別
し、Ｐａ　−Ｐｏ　＞ＯのＹＥＳのときにはステップＳ
８で第１制御弁１４を駆動することにより、過給１１’
６下流の過給圧を圧力調整弁２３で一定の圧力に調圧し
て最高過給圧制御装置１３つまりウェストゲートアクチ
ュエータ９の圧力室９ｂに加え、実際過給圧Ｐａを目標
過給圧ＰＤに低下させるべく制御する一方、Ｐａ−ＰＤ
〈０のＮＯのときにはステップ＄９で第２制御弁１５を
駆動することにより、ウェストゲートアクチュエータ９
の圧ツノ室９ｂを大気に開放し、実際過給圧ｐａを目標
過給圧Ｐｏに増大させるべく制御し、以後、上記ステッ
プＳ＋に戻って同様の制御動作を繰返す。よって、第３
図の過給圧基本制御フローに基づいてコントロールユニ
ット１６により第１および第２の制御弁１４．１５を開
閉制御することにより、ウェストグー１〜アクチユエー
タ９を作動制御して、過給機６下流の最高過給圧を設定
値（目標過給圧）にフィードバック制御するようにして
いる。

これに対し、加速要求時には、加速性能の向上を図るべ
く最高過給圧を上記目標過給圧Ｐ○よりも高くするよう
補正するために第４図に示す加速補正サブルーチンに基
づく動作が行われ、この加速補正サブルーチンは上記過
給圧基本制御フローのステップＳ１とステップＳ２との
間で呼出されて実行されるものである。すなわち、ステ
ップＳａでスロットル開度θが所定値Ｃ１よりも大きい
か否かを判別し、θ＞Ｃ＋のＹＥＳの場合にはステップ
ｓｂに進んで、シフト位置センサ２２からの変速機のシ
フト位置の信号に基づいて第５図に示すようなマツプか
ら現在のシフト位置での加速要求状態に相当にするエン
ジン回転数の上昇変化率の所定値Ｃ２を・読込む。次い
で、ステップＳＣで実際のエンジン回転数の上置変化率
ｄＮ／ｄｔを算出して、このｄＮ／ｄｔが上記所定値Ｃ
２よりも大きいか否かを判別し、ｄＮ／ｄｔ＞ＣｚのＹ
ＥＳのときには加凍城正冬件Ｈ俵台すたと１１断ＬＴ−
ステップＳｄに進み、最高過給圧を上昇させるべくマツ
プＭａｐ　（、Ｎ　＞からエンジン回転数に応じた最高
過給圧の補正係数ＣＡＣＣを読込み、該補正係数ＣＡＣ
Ｃでもって目標過給圧ＰＤを補正して終了する。

一方、上記ステップＳａの判別がθ≦０１のＮＯの場合
あるいは上記ステップＳｃの判別がｄＮ／ｄｔ≦０２の
Ｎｏの場合にはいずれも加速補正条件が成立していない
と判断して直ちにステップＳｅに進み、最高過給圧の補
正係数ＣＡｃｃ（ｎ）が基本値ＩＩ　１　ＩＩであるか
否かを判別して、ＣＡＣＣ（ｎ）＝’１のＹＥＳのとき
にはそれで終了し、ＣＡｃｃ（ｎ）≠１のＮＯのときに
はステップＳｆに移り、補正係数０ＡＣＧ（ｎ）を一定
値ｃ３ずっ減　。

算して、加速補正係数を一定の勾配で徐々に減少させる
ことにより、加速補正をトルクショックを生ずることな
（終らせる。

よって、加速補正サブルーチンのステップＳｃにお番プ
るｄＮ／ｄｔの算出により、エンジン回転数の変化率を
検出するようにしたエンジン回転変化率検出手段２６が
構成されている。また、同すブルーヂンのステップＳミ
ルステップＳｄにより、スロワ１〜ル開度検出手段（ス
ロットル間度センザ２０）により検出したスロットル開
度がほぼ全開状態に相当する所定値０１以上の状態で、
かつ変速機のシフト位置毎において上記エンジン回転変
化率検出手段２６で検出したエンジン回転数の上昇変化
率ｄＮ／ｄｔが所定値０２以上のときには、最高過給圧
の補正係数ＣＡＣｃでもって目標過給圧ＰＤを増大補正
するようにした過給圧調整手段２７が構成されている。

したがって、上記実施例においては、スロットル開度が
所定値以上のほぼ全開状態でかつエンジン回転数の上昇
変化率が所定値以上の加速要求時には、目標過給圧Ｐｏ
が補正係数ＣＡＣＣにより増大補正されて、過給機６下
流の最高過給圧が設定値（目標過給圧Ｐｏ）よりも高く
制御されることになり、よって加速要求に応じて過給圧
の加速補正（最高過給圧の上昇制御）が゛適確に行われ
て良好な加速性能が得られる。

尚、上記実施例では、エンジン回転変化率検出手段２６
をｄＮ／ｄｔの直接の検出により構成したが、これに代
えて車速の変化率の検出により間接的にエンジン回転数
の変化率を検出するようにしてもよい。

また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
その他種々の変形例をも包含するものである。例えば、
上記実施例では、最高過給圧の制御を実際の過給圧の検
出に基づいてフィードバック制御するようにしたが、そ
れに併用してウェストゲート弁８の開度でポジションフ
ィードバック制御するようにしてもよい。

さらに、上記実施例では、吸気過給のための過給機とし
て、排気ターボ式のものを例示したが、その他ポンプ式
等の公知の過給機が採用可能である。また、過給機下流
の最高過給圧を設定値（目標過給圧）に制御するための
最高過給圧制御装置として、上記実施例ではウェストゲ
ート方式のものについて述べたが、本発明は、その他過
給機下流の最高過給圧を直接リリーフ制御するリリーフ
方式等の各種方式に対しても適用可能である。

〈発明の効果） 以上説明したように、本発明の過給機付エンジンの過給
圧制御装置によれば、スロットル開度が所定値以上でか
つエンジン回転数の上昇変化率が所定値以上である加速
要求時には、過給機下流の最高過給圧を設定値よりも増
大させて過給圧の加速補正を行うようにしたので、過給
圧の加速補正をエンジンの加速要求時間の長短に拘わら
ずこれに良好に対応させることができ、良好な加速性能
を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図〜第５
図は本発明の実施例を示し、第２図は全体概略構成図、
第３図はコン１〜ロールユニツトの基本作動を説明する
フローチャー１〜図、第４図は同加速補正のためのサブ
ルーチンを説明するフローチャート図、第５図は各シフ
ト位置毎にお（プる所定のエンジン回転数上昇変化率の
値を示すマツプ図である。 １・・・エンジン、２・・・吸気通路、４・・・スロッ
トル弁、６・・・過給機、１３・・・最高過給圧制御装
置、２０・・・スロットル間度検出手段、２６・・・エ
ンジン回転変化率検出手段、２７・・・過給圧調整手段
。 第１図 １ 第２図 第４図 第５図 暗闇（ｔ）１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気過給のｋめに吸気通路に介設された過給機と
   、該過給機下流の最高過給圧を設定値に制御するための
   最高過給圧制御装置とを備えた過給機付エンジンの過給
   圧制御装置において、吸気通路に設けたスロットル弁の
   開度を検出するスロットル開度検出手段と、エンジン回
   転数の変化率を検出するエンジン回転変化率検出手段と
   、上記スロットル開度検出手段およびエンジン回転変化
   率検出手段の出力を受け、スロットル開度が所定値以上
   でかつエンジン回転数の上昇変化率が所定値以上のとき
   最高過給圧を上記設定値よりも増大させる過給圧調整手
   段とを備えたことを特徴とする過給機付エンジンの過給
   圧制御装置。