JPS60259725A - 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ηる」、うにしＩＣ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
信頼性、耐久性を確保しながら加速性能を向上させるた
めの対策に閉覆る９、（従来技術） 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Ｊ：り吸気を過給することにより、エンジンの
吸気の充虜効率の向、に、出方向上を図るようにＪ−る
ことは広く知られている。

そして、従来、このような過給機付エンジンにおいては
、例えば特開昭５７−’１’１６０２３号公報に開示さ
れるように、過給機下流の最高過給圧を制御するための
最高過給圧制御装置を（１１６えて、過給機下流の最高
過給几を設定値に制御すること−２− により、過給圧の界雷上昇に伴うエンジンの破１ｎ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°うになされて
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ａ３いては、例えば特開昭５７−１５７０１
７弓公報に開示されるＪ：うに、エンジンのスロットル
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背させて、
これを通常時の場合（設定値）にりも高い値に制御する
ことにより、エンジンの加速性能の向」−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
記の如く最高過給圧を上界制御する所定期間を設定覆る
場合、例えば低回転域での加速運転のように熱的、機械
的な負荷が比較的小さい場合を想定して上記所定期間を
長く設定すると、上記負荷が大きい高回転域での加速運
転では、−３− 燃焼圧力のＴＲ等に伴ってその負荷が茗しく増大するの
で、エンジンの信頼性、耐久性の面から好ましくない。

さりとて、高回転域での加速運転に合せて上記所定期間
を短く設定すると、低回転域での加速運転では低回転か
ら高回転に至るまでの加速時間が長いために加速運転の
途中で上記所定期間が経過してしまい、この時点で最高
過給圧が設定値に下降復帰することになるため、その加
速性能の向上を有効に図り得ない。

また、最高過給圧の−Ｌ昇値を設定する場合においても
、低回転域での加速運転に合せて−Ｆ記上昇値を高く設
定すると、高回転域での加速運転では、熱的、機械的角
筒が著しく増大してエンジンの信頼性、耐久性が損われ
る反面、高回転域での加速運転に合せて上記上Ｒ値を低
く設定すると、低回転域での加速運転では、加速性能の
向上がさほど望めない。

さらに、加速開始時のエンジン回転数が同じでもその時
のエンジン負荷状態（坂道等）により、エンジン回転数
上昇度が変わるため、最高過給圧−４− の上貸度が同じ場合、満足のいく加速性能を得ることは
勤しい。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、上記の如くエンジンの加速時に最高過給
圧を所定期間通常時にりも上昇させるようにした場合、
この最高過給圧の上昇制御を加速運転開始後過給圧が所
定値に達した時のエンジン回転数に応じて期間的又は単
向に変更することにより、エンジンの信頼性、耐久性を
確保しながら、エンジンの運転状態に拘らず常に良好な
加速性能を得ることにある。

（問題点を解決するための手段） １−記目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１
図に示すにうに吸気過給のために吸気通路２に介設され
た過給Ｉｌｌ　６と、該過給機６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、エンジ
ンの加速状態を検出する加速検出手段２５ど、過給機６
下流の過給圧を検１１１する過給圧検出１段２１と、該
過給圧検出手段−５＝ ２１の出力を受け、該圧力が所定値になった時のエンジ
ン回転数を検出する回転数検出手段１７と、上記加速検
出手段２５の出力を受け、所定期間最高過給圧を−Ｆ記
設定値ｊ、り高くづるとともに、回転数検出手段１７の
出力を受け該回転数に応じて上記所定期間あるいは最高
過給圧の少なくとも一方を変更する過給圧調整手段２６
とを設けたものである。

ここで、上記過給圧調整手段２６は、回転数検出手段１
７からの回転数が高い程所定期間を短くあるいは最高過
給圧を低下させるにうにしている。

（作用） 上記構成により、本発明では、エンジンの加速時に、過
給機下流の最高過給圧を所定期間設定値よりも上昇制御
するとともに、この最高過給圧の上昇制御を、過給機下
流の過給圧が所定値になった時のエンジン回転数に応じ
てその制御時間あるいはその制御上昇値を変更すること
により、つまり高回転域での加速運転程加速時間が短く
かつエンジンの負荷が大きいことから上記エンジン回転
−６− 数が高い稈所定明間を短くあるいは最高過給圧を低下さ
１！ることにより、エンジン運転状態に応じた良好な加
速Ｖ１能を得るようにしたものである。

（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図は本発明の実施例を示し、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Ｊ−るための１ノ１気通路、
４は吸気通路２に配設され吸気量を制御Ｊるスロワ１〜
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、該過給は６は、１
ノ１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）６１）とからなり、排
気ガス流ににって回転するタービン６ａにより］ンプレ
ッサ６ｂが駆動し、この］コンプレッサｂの回転駆動に
より吸気をエンジン１に過給するＪζうにしたものであ
る。

−７− そして、上記排気通路３には、上記過給機６のタービン
６ａをバイパスするバイパス通路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を開閉するつ■ス
］〜ゲー１へ弁８が配設され、該ウェストグー１〜弁８
はウエストグートアクヂコ工−タ９によって開閉制御さ
れる。該つ］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よりなり、つ■ス１ヘゲー１〜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９１〕おｊ；び大気室
９Ｇと、該大気室９Ｃ内に縮装されウェストゲ−ｈ弁８
を閉弁方向に付勢Ｊるスプリング９〔１とを備え、上記
圧ツノ室９ｂは、過給圧連通路１０を介して過給ＩＩ！
１６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６
ｂ）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を人気に開放するようにしている。しかして、上記
ウー　８　＝ ニストゲ−１〜アクチユエータ９の圧力室９１）に過給
機６（］ンプレッサ６ｂ）下流の過給圧が過給圧連通路
１０にｊ；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１１６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］ンプレッリ−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９１）が大気連通路１１
ににっで大気に開放されたときには、スプリング９ｄの
付勢力にＪ：リウエストゲート弁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１６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、にって過給機６下流の最高過給圧
を制御するに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。

−９− さらに１．ト記過給圧連通路１０の途中には該過給圧連
通路１０を開閉制御でる第１制御弁１／Ｉ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はコントロールコニツ１〜１
６に仁弓の授受可能に接続されていて、該コントロール
コニツ１〜１６には、エンジン回転数を検出づ”る回転
数検出手段としての回転数１？ン」Ｊ１７．１ンジン温
ｍをエンジン冷却水温度により検出する水温レンリ１８
、吸気温度を検出する吸気温センサ１９、スロワ１ヘル
弁４の開度を検出するスロワ１〜ル聞バＬレンリ２０お
よび過給機６（コンプレッサ６１））下流でスロツ１〜
ル弁４上流の吸気通路２の圧力（過給圧）を検出する過
給圧検出手段どしての圧力セン１ノー２１の各検出信号
が入力されており、これらのレンサ１７〜２１の信号に
基づいてコントロールコニット１６により第１．第２制
御弁１／１．１５を作動制御して、過給機６（コンプレ
ッサ６１））下流の最高過給圧をエンジン運転状態に応
じて目標過−１０− 給圧（設定１ｉｉ′ｉ）にフィードバック制御するよう
に構成されている。ここで、−ト記各制御弁１４，１５
はデニ１−ティソレノイド弁にＪこって構成することが
制御精度の而で好ましいが、比例ソレノイド弁で構成し
てもＪ：い。また、第１制御弁１４は常時間のものを、
第２制御弁１５は常時閉のものを使用Ｊ−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−１で好ましい。また
、−■−記過給圧制御の際、スロワ１〜間度度センサ２
０に代えて吸入空気量を検出するエアフローレジ１ノー
の信号を用いてもに＜、あるいは圧力センサ２１に代え
てエアフローはンリの侶Ｆ３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、導入されろ過給機６下流の過給圧〈例えば５００　
ｍｍ１−１　ａ　）を減圧してウェストゲ−１・アクヂ
コＴ−タ９の圧力室９１）に加えられる過給圧をほぼ一
定値〈例えば２００　ｍｍＨ（］　）に調整７１６圧力
調整弁２２が介設されている。尚、２３および２４はそ
れぞれ過給圧連通路１０および大−１１− 気運通路１１にｉＱ　ｔＪられたオリフィスであって、
両オリフィス２３．２４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−バシコー１〜の発生防止とを＋＋ｎ味した適当な
［］径に設定されている。

次に、上記コン１〜ロールユニツ１へ１６の作動を第３
図おにび第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１〜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水渇センザ１８から
のエンジン冷却水湿度Ｔｗ、吸気温センサ１９からの吸
気温度Ｔａおよびスロットル間ｌｉｔンサ２０からのス
ロットル開度θ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」：り算出する。

Ｐｏ　＝ＫＸＰＢ　ａｓｅ ここで、Ｋは補正係数であって、エンジン冷却水渇痘王
ｗ１吸気温度Ｔａ１加速補正邑などによって決定される
。

−１２− 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Ｓ４において、実際の過給圧Ｐａど目
標過給圧ＰＤとの差に塞づき後）ボの第１゜第２制御弁
１４．１５のデコーティ化制御における比例制御による
パルス巾ｔｐを、ｔ　ｐ　＝ＰＧＸ（Ｐａ−ρＤ）の式
（Ｐ　Ｇ　：比例ゲイン）により篩用するどどｂに、ス
テップＳ５において今回の実際過給圧Ｐａ（ｎ）と前回
の実際過給圧ｐａ（ｎ−、）どの差に）１づき同じく微
分制御ににるパルス［１］ｔＤを、ｔ　ｒ）＝ｒ）ＧＸ
　（Ｐａ　（ｎ　）　Ｐａ（ｎ−、））の式（ＤＧ　：
微分ゲイン）により瞳出し、ステップＳ６でこれらのパ
ルスｒｌ］ｔｐ。

ｔ、　Ｄを加締して制御パルス＋ｌ］ｔ　（−ｔ　ｐ　
＋ｔ　ｏ　）を算出Ｊ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どの大小を比較判別
し、Ｐｉｌ　−Ｐｏ＞（’）のＹＥＳのときにはステッ
プ＄８で第１制御弁１４を駆動することにより、過給機
６下流の過給圧を圧力調整弁−１３− ２２で一定の圧力に調圧して最高過給圧制御装置１３（
ウエストゲートアクチコエータ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、ｐ　ａ　Ｐ　ｒ）＜　０のＮｏのどきには
ステップＳ９で第２　ｆｂ’ｌ　ｉｌｌ　ｎ　１５を駆
動することにより、最高過給圧制御装置１３（ウエスト
ゲートアクチュＴ−夕９の圧力室９ｂ）を大気に開放し
、実際過給圧ｐａを目標過給圧ＰＤに増大させるべく制
御し、以後、上記ステップＳ１に戻って同様の制御動作
を繰返す。

これに対し、加速運転時には、加速性能の向−にを図る
べく最高過給圧を所定時間上記目標過給圧ＰｏＪ：りも
高くするｊ：う補正するために第４図に示す加速補正）
ナブル−チンに基づく動作が行われ、この加速補正１ノ
ブルーチンは上記過給圧基本制御フローのステップＳ＋
　とステップＳ２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で加速フラグが「１」であ
るか否かを判別し、加速フラグ−１であるＹＥＳのとき
には＋＋ｎ速補正補正中ると判断して直１５にステップ
３ｅに移−１４− る一方、加速フラグ−ＯであるＮｏのときには加速補正
中でないと判断してステップｓｂに移る。

このステップｓｂにおいて、スロットル開度θが所定値
Ｃ１よりも大きいか否か、おにびスロラミ〜ル聞度の変
化率ｄθ／ｄｔが所定値Ｃ２よりも大きいか否かを判別
し、共に大きいＹＥＳの場合にはさらにステップＳｃに
おいて、上記実際過給圧Ｐａと設定圧Ｐｏ　（目標過給
圧）との大小を比較判別し、ｐａ≧ＰＤのＹＥＳのとき
には加速補正係数！１が成立したと判断してステップＳ
ｄに進む。一方、上記ステップｓｂの判別のいずれかが
小さいＮｏの場合、および上記ステップＳＣの判別がＰ
ａぐＰｏの場合には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Ｓｊに進み、最高過給圧の補正係
数ＣＡｃｃ（ｎ）が基本値１１１１１であるか否かを判
別して、ＣＡ　ｃｃ（ｎ　）　＝　１のＹＥＳのとぎに
はそれで終了し、ＣＡｃｃ（ｎ）≠１のＮＯのとぎには
ステップＳｉに移る。

そして、加速補正条件が成立した場合には、ステップＳ
ｄで力旧宋フラグを「１」にしたのち、スー　１５　− テップＳｅにおいて所定時間最高過給圧を上昇させるべ
くマツプＭａｐ（Ｎ）から実際過給圧Ｐａが設定過給圧
Ｐｏになった時、つまりステップ３ｃでＹＥＳと判断し
た時のエンジン回転数Ｎに応じた最高過給圧の補正係数
ＣＡＣＣと補正時間ＴＡＣＣとを読込む。ここで、上記
マツプＭａｐ（Ｎ）は回転数が高い程補正時間ＴＡＣＣ
が短いように設定されている。その後、ステップＳｆに
おいて、補正時間ＴＡＣＣ（ｎ）を［１１ずっ減算して
漸次減少させて行き、ステップＳＦ＋でＴＡＣＣが「０
」になったか否かを判別し、ＴＡｃｃ≠０のＮｏのとき
には元に戻って上記動作を繰返してＴＡＣＣ＝Ｏとなる
のを持つ。そして、ＴＡｃｃ−０の’ｌ／　Ｅ　Ｓにな
ると、ステップＳｈで加速フラグを１０−１にしたのち
、ステップＳｉにおいて補正係数ＣＡｃｃ（ｎ）を一定
値Ｃ３ずつ減算して、加速補正係数を一定の勾配で徐々
に減少させることににす、加速補正をトルクショックを
生ずることなく終らせるよう制御する。

よって、加速補正サブルーチンのステップｓｂ−１６− におけるθ＞　Ｃ’ｌおＪ：びｄθ／ｄｔ＞Ｃｚの判定
により、エンジン１の加速状態を検出するようにしだ力
［口中検出手段２５が構成されている。また、上記加速
補正サブルーチンのステップｓｂにおけるエンジンの加
速状態の検出時に、ステップＳｅ〜Ｓｇにおいて最高過
給圧の補正係数ＣＡＣＣでもって目標過給圧Ｐｏを増大
補正しｎつこの補正時間ＴＡＣＣを過給Ｉａ６下流の過
給圧が設定圧Ｐｏになった時のエンジン回転数に応じて
該回転数が高い程短くするようにした過給圧調整手段２
６が構成されている。

したがって、」−配貨流側では、エンジンの加速運転時
過給機６下流の最高過給圧を補正係数ＣＡｃｃににり目
標過給圧（設定値）よりも所定期間（補正時間ＴＡＣＣ
）のあいだ上界させるようにしたので、エンジン１の信
頼性等に支障を与えることなく加速性能の向上を図るこ
とができる。

しかも、ぞの際、最高過給圧の上背制御時間としての補
正時間ＴＡＣＣを、過給機６下流の過給圧が設定値（目
標過給圧Ｐｏ）になった時のエンジー　１７　− ン回転数が高い程短くなるようにしたので、低回転域で
の加速時には加速時間が長く、高回転域での加速時には
加速時間が短いことから、−に記補正時間ＴＡＣＣが個
々のエンジン回転域からの加速時間に対応することにな
り、よってエンジン１の信頼性、耐久性を確保しながら
、加速時のエンジン回転数に拘らず常に良好な加速性能
を得ることができる。

尚、上記実施例では、エンジン回転数が高い程補正時間
ＴＡＣＣを短くするようにしたが、エンジン回転数が高
い稈最高過給圧の補正係数ＣＡＣＣを低下させて最高過
給圧のト昇値を減少させるようにしてもよく、その場合
、低回転域では負荷が小で、高回転域では負荷が大であ
ることから、最高過給圧の上昇値が各回転域にお【プる
負荷と反比例的に対応して、同様にエンジン１の信頼性
、耐久性の確保と各回転域で良Ｏｒな加速性能との両立
を図ることができる。また、両者をを併用する。つまり
エンジン回転数が高くなるにつれて補正時間ＴＡＣＣお
よび補正係数ＣＡＣＣの両方を小さくする−　１８　− ようにしてもＪ：り、加速性能の一層の向上が図れて好
ましい。

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、
上記各実施例では、過給圧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、イれに
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にい。

また、−ト記実施例では、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、その仙ポンプ式
等の公知の過給機が採用可ＯＬである。

また、過給機下流の過給圧を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）本べたが、本発明は、その他過給機下
流の過給圧を直接リリーフ制御づ゛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（＝ｌ　Ｉンジー
　１９　− ンの過給圧制御装置ににれば、加速運転時に最高過給圧
の上昇制御を加速開始後過給圧が所定値に達した時のエ
ンジン回転数に応じて回転数が高い程制御時間が短く、
あるいは制御上昇値が減少するように変更したので、エ
ンジンの信頼性、耐久性を確保しながら、エンジンの運
転状態に拘らず常に良好な加速性能を１ｑることができ
、加速性能の一層の向上を図ることができる。

【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４
図は本発明の実施例を例示し、第２図は全体概略構成図
、第３図はコントロールコニットの基本作動を説明する
フローチレート図、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（７一ト図である。 １・・・エンジン、２・・・吸気通路、６・・・過給機
、８・・・ウェストゲート弁、１３・・・最高過給圧制
御装置、１６・・・コントロールコニット、１７・・・
回転数センサ（回転数検出手段）、２１・・・圧力セン
サ（過給圧検出手段）、２５・・・加速検出手段、２６
・・・過給−２０− 圧調整手段。 −２１− 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気過給のために吸気通路に介設された過給機と
   、該過給機ト流の最高過給圧を設定値に制御ｎ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、エンジンの加速状態を検出する
   力ｎ３１検出手段と、過給機下流の過給圧を検出する過
   給圧検出手段と、該過給圧検出手段の出力を受Ｉｊ、該
   １ｒ力が所定値になった時のエンジン回転数を検出する
   回転数検出手段と、上記加速検出手段の出力を受け、所
   定期間最高過給圧を上記設定値ｊ；り高くするとともに
   、回転数検出手段の出力を受【Ｊ該回転数に応にて上記
   所定期間あるいは最高過給圧の少なくとも一方を変更す
   る過給圧調整手段とを設けたことを特徴とする過給機付
   エンジンの過給圧制御ｎ装置。
2. （２）過給圧調整手段は、回転数検出手段からの−　１
   　− 回転数が高い程所定期間を短くあるいは最高過給圧を低
   下さけるものである特許請求の範囲第（１）項記載の過
   給機付エンジンの過給圧制御装置。