JPS6056127A - Control device for variable displacement type turbo-charger - Google Patents
Control device for variable displacement type turbo-chargerInfo
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- JPS6056127A JPS6056127A JP58163772A JP16377283A JPS6056127A JP S6056127 A JPS6056127 A JP S6056127A JP 58163772 A JP58163772 A JP 58163772A JP 16377283 A JP16377283 A JP 16377283A JP S6056127 A JPS6056127 A JP S6056127A
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は、可変容量ターボチャージャの制御装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a control device for a variable displacement turbocharger.
(従来技術)
一般に、ターボチャージャ付エンジンの過給圧は排気を
バイパスさせてタービンへ流入する流量を減少させる排
気バイパス機構により制御されており、タービンの入口
圧はタービンの容量によって一義的に決定される。した
がって、小流量りΣビンを使用すると、低速でのトルク
は向上するが高速でのトルクが低下し、大流量タービン
を使用すると高速でのトルクは向上するが中低速でのト
ルクが低下する。そこで、エンジンの運転状態に応じて
タービンの容量を可変とし、低速域から高速域までトル
クを増大させることのできる可変容量ターボチャージャ
が従来より提案されている。(Prior art) Generally, the boost pressure of a turbocharged engine is controlled by an exhaust bypass mechanism that bypasses exhaust gas and reduces the flow rate flowing into the turbine, and the turbine inlet pressure is uniquely determined by the turbine capacity. be done. Therefore, using a small flow Σ bin will increase torque at low speeds but decrease torque at high speeds, and using a high flow turbine will increase torque at high speeds but decrease torque at medium and low speeds. Therefore, variable displacement turbochargers have been proposed that can vary the capacity of the turbine depending on the operating state of the engine and increase torque from a low speed range to a high speed range.
従来の可変容量ターボチャージャおよびその制御装置と
しては、例えば第1.2図に示すもの(実開昭53−5
03IO号公報参@)が知られている。第1図において
、■はスクロール2を画成するタービンハウジングであ
り、このタービンハウジング1のスクロール入口部2A
にはその通路面積を可変とする容量可変手段3が設けら
れている。容量可変手段3は、ハウジング1内周壁のス
クロール入1コ部2A付近に延在する可動部材4と、該
可動部材4とロッド5により連結され可動部材4を移動
させてスクロール入口部2Aの通路面積を変化させるア
クチュエータ6と、を有しており、第2図に示すように
、増幅器7を介して入力される関数発生器8からの信号
に基づいてアクチュエータ6がロッド5をその軸方向に
移動して可動部材4を移動させてタービン容量を変化さ
せている。関数発生器8には、アクセルレバ−9の位置
を検出するポテンショメータ10からの信号と、エンジ
ン回転数検出手段11が検出したエンジンの回転数を電
圧に変換するF/V変換器I2からの信号と、が入力さ
れており、関数発生器8は、エンジン回転数Neとアク
セルレバ−の位置(すなわち、アクセルレバ−によりR
,、R2、R3と操作されるアクセルラック位置)Rに
より、スクロール入口部2Aの通路の開度が、第3図に
示すような関係になるように、信号を増幅器7を介して
アクチュエータ6に出力する。このスクロール入口部2
Aの開度Yは次式で与えられる。As a conventional variable displacement turbocharger and its control device, for example, the one shown in Fig.
03IO Publication @) is known. In FIG. 1, ■ is a turbine housing that defines the scroll 2, and the scroll inlet portion 2A of the turbine housing 1 is
is provided with capacity variable means 3 for varying the passage area. The capacity variable means 3 includes a movable member 4 extending near the scroll entrance portion 2A on the inner circumferential wall of the housing 1, and a movable member 4 connected to the movable member 4 by a rod 5 to move the movable member 4 to adjust the passage of the scroll entrance portion 2A. As shown in FIG. 2, the actuator 6 moves the rod 5 in its axial direction based on a signal from a function generator 8 inputted via an amplifier 7. The movable member 4 is moved to change the turbine capacity. The function generator 8 receives a signal from a potentiometer 10 that detects the position of the accelerator lever 9, and a signal from an F/V converter I2 that converts the engine speed detected by the engine speed detection means 11 into a voltage. and the function generator 8 inputs the engine rotation speed Ne and the position of the accelerator lever (that is, the position of the accelerator lever is R).
, , R2, R3 (accelerator rack position operated) R, a signal is sent to the actuator 6 via the amplifier 7 so that the opening degree of the passage of the scroll entrance portion 2A becomes as shown in FIG. Output. This scroll entrance part 2
The opening degree Y of A is given by the following equation.
Y−に、R+に2 Ne+に3
ここで、k 、、k2−、に3 は定数、Rはアクセル
ラック位置
そしてこのスクロール入口部2Aの開度Yには、エンジ
ン保護上等のため上限(すなわち最大関度)OLと下1
!]!(すなわち最小開度)CLが設けられており、ス
クロール入口部IAはこの上限OLと下限CLの範囲の
開度Yで変化する。2 for Y-, 2 for R+, 3 for Ne+, where k,, k2-, and 3 are constants, R is the accelerator rack position, and the opening degree Y of this scroll inlet portion 2A has an upper limit ( i.e. maximum relationship) OL and lower 1
! ]! (that is, a minimum opening degree) CL is provided, and the scroll entrance portion IA changes with the opening degree Y within the range of this upper limit OL and lower limit CL.
例えば、第4図中A点でエンジン回転が安定していると
き、加速するために、アクセルレバ−9を操作してアク
セルランク位置をR2にすると、アクセルレバ−9を操
作した瞬間はエンジン回転数Neは同じであるから、ス
クロール入口部2Aの開度Yは全閉点B′にまで閉合し
ようとするが、開度Yに下限CLが設けられているため
、下限CLであるB点に移る。その後、エンジン回転数
Neの上昇に伴って、スクロール入口部2Aの開度Yは
B点から0点に移り、さらにアクセルラック位置R2の
線に沿って移動して徐々に開いていく。したがって、固
定通路面積のターボチャージャに比べて加速時多くの吸
気を得ることができ、良好な燃焼を行わせることができ
る。For example, when the engine rotation is stable at point A in Figure 4, if you operate the accelerator lever 9 to set the accelerator rank position to R2 in order to accelerate, the moment you operate the accelerator lever 9, the engine rotation is Since the number Ne is the same, the opening degree Y of the scroll inlet portion 2A tries to close to the fully closed point B', but since the lower limit CL is provided for the opening degree Y, it will not reach the lower limit CL, which is point B. Move. Thereafter, as the engine speed Ne increases, the opening degree Y of the scroll inlet portion 2A moves from point B to point 0, and then moves along the line of the accelerator rack position R2 and gradually opens. Therefore, compared to a turbocharger with a fixed passage area, more intake air can be obtained during acceleration, and better combustion can be achieved.
しかしながら、このような従来の可変容量ターボチャー
ジャの制御装置にあっては、エンジン回転数とアクセル
ラック位置に基づいてスクロール入口部の通路面積を調
整し、加速時、スクロール入口部の通路面積を所定の限
界まで小さくし、その後エンジン回転数がアクセルラン
ク位置により決定されるエンジン回転数以上になるとス
クロール人口部の通路面積を開く構成となっていたため
、エンジン保護上スクロール入口部の最小開度すなわち
、スクロール入口部の最小通路面積をあまり小さく設定
することができず、エンジンの運転状態(例えば、変速
機のギヤ比)の変化に伴って生じる吸気温度の上昇率や
シリンダ壁温度の上昇率の変化Gこ対応した最適な過給
圧を得ることができず、加速時間を十分に短縮すること
ができないという問題点があった。However, in such a conventional variable displacement turbocharger control device, the passage area of the scroll inlet is adjusted based on the engine speed and the accelerator rack position, and the passage area of the scroll inlet is kept at a predetermined level during acceleration. After that, when the engine speed exceeds the engine speed determined by the accelerator rank position, the passage area of the scroll entrance is opened, so for engine protection, the minimum opening of the scroll entrance is The minimum passage area of the scroll inlet cannot be set too small, and the rate of increase in intake air temperature and cylinder wall temperature change due to changes in engine operating conditions (e.g. gear ratio of transmission). There has been a problem in that it is not possible to obtain the optimum supercharging pressure corresponding to G, and it is not possible to sufficiently shorten the acceleration time.
(発明の目的)
そこで、本発明は、タービンへの排気導入通路の通―面
積をエンジン回転数と負荷に基づいて制御し、かつ、加
速時導入通路の通路面積を十分に小さくするとともにエ
ンジンの運転状態に基づいて通路面積を広げていくこと
により、エンジンの過熱やノッキングの発生を防止つつ
加速時間を十分に短縮することを目的としている。(Object of the Invention) Therefore, the present invention controls the passage area of the exhaust gas introduction passage to the turbine based on the engine speed and load, and also sufficiently reduces the passage area of the exhaust gas introduction passage during acceleration. By widening the passage area based on operating conditions, the aim is to sufficiently shorten acceleration time while preventing engine overheating and knocking.
(発明の構成)
本発明の可変容量ターボチャージャの制御装置は、第5
図にその全体構成図を示すように、エンジンの回転数を
検出するエンジン回転数検出手段と、エンジンの負荷を
検出する負荷検出手段と、エンジンの運転状態を検出す
るエンジン状態検出手段と、加速状態を検出する加速状
態検出手段と、タービンホイールに作用する排気の導入
通路の通路面積を容量可変手段により変化させることに
よりコンプレッサホイールにより過給される吸気の過給
圧を可変とする可変容量ターボチャージャと、エンジン
回転数と吸気流量に基づいて過給圧がエンジンに最適な
ものとなるように容量可変手段を制御する制御手段と、
加速時、導入通路の通路面積を所定の大きさに絞るとと
もにエンジン状態検出手段からの信号に基づいて導入通
路の通路面積を拡大するように容量可変手段を制御する
加速制御手段と、を備えたものとすることにより、加速
時、エンジンの過熱やノッキングの発生等を防止しつつ
、加速時間を十分に短縮するものである。(Structure of the Invention) The control device for a variable capacity turbocharger of the present invention includes a fifth
As shown in the figure, there is an engine speed detection means for detecting the engine speed, a load detection means for detecting the engine load, an engine state detection means for detecting the engine operating state, and an engine speed detection means for detecting the engine speed. A variable capacity turbo that changes the supercharging pressure of the intake air supercharged by the compressor wheel by changing the passage area of the exhaust gas introduction passage that acts on the turbine wheel using the variable capacity means. a charger, a control means for controlling the capacity variable means so that the boost pressure is optimal for the engine based on the engine rotation speed and the intake flow rate;
Acceleration control means controls the capacity variable means to narrow down the passage area of the introduction passage to a predetermined size and expand the passage area of the introduction passage based on a signal from the engine condition detection means during acceleration. By doing so, the acceleration time can be sufficiently shortened while preventing engine overheating and knocking during acceleration.
(実施例) 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the drawings.
第6〜8図は、本発明の第1実施例を示す図である。6 to 8 are diagrams showing a first embodiment of the present invention.
まず、構成を説明すると、第6図において、21はエン
ジン本体であり、エンジン本体21に番よ吸気管22お
よび吸気マニホルド詔を通して吸気が導入される。吸気
管22には、エアフロメータ(吸気量検出手段)24、
ターボチャージャ5のコンプレッサホイール室あ、絞り
弁27および逃し弁間が設けられており、吸気はエアフ
ロメータUでそあ流量が測定され、測定された流量QA
はコントロールユニット29に入力されている。First, to explain the configuration, in FIG. 6, 21 is an engine body, and intake air is introduced into the engine body 21 through an intake pipe 22 and an intake manifold. The intake pipe 22 includes an air flow meter (intake amount detection means) 24,
A space is provided between the compressor wheel chamber of the turbocharger 5, the throttle valve 27, and the relief valve.
is input to the control unit 29.
また、吸気はコンプレッサホイール室あに収納されたコ
ンプレッサホイール園により加圧され、絞り弁27で流
量規制された後吸気マニホルド23によりエンジン本体
21の各気筒に分配供給される。吸気マニホルド火には
過給圧センサ31オヨび吸気温センサ32が取付けられ
ており、過給圧センサ31は吸気マニホルドn内の吸気
の圧力を検出してコントロールユニット29に出力して
いる。吸気温センサ32は吸気マニホルドn内の吸気の
温度を検出してコントロールユニット29に出力してお
り、前記絞り弁27の開度はスロットル開度センサ(加
速状態検出手段)33により検出されてコントロールユ
ニット29に出力されている。また、エンジンの回転数
Neはクランク角センサ(エンジン回転数検出手段)3
4により検出されてコントロールユニット29に出力さ
れている。そして、エンジンからの排気は排気マニホル
ド35で集合されて排気管36を通して排出され、排気
管36には、容量可変手段37およびターボチャージャ
怒のタービンホイール室3Bが設けられている。タービ
ンホイール室38内には前記コンプレッサホイール30
に連結されたタービンホイール39が収納されており、
このタービンホイール39に作用する排気の流速が容量
可変手段37により変えられる。すなわち、タービンホ
イール室38は、第7図に示すように、タービンホイー
ル(第6図参照)39を取り囲むように形成された環状
のスクロール40を有しており、スクロール40はその
面積が導入通路41から下流(図中矢印方向)に向かう
に従って徐々に小さくなっている。このスクロール40
への導入通路41とスクロール40の終端部42の合流
部には可動舌部43が設けられており、可動舌部43は
軸44を中心として導入通路41を拡縮する方向に揺動
する。The intake air is pressurized by a compressor wheel housed in the compressor wheel chamber, and after its flow rate is regulated by a throttle valve 27, it is distributed and supplied to each cylinder of the engine body 21 by an intake manifold 23. A boost pressure sensor 31 and an intake temperature sensor 32 are attached to the intake manifold, and the boost pressure sensor 31 detects the pressure of intake air in the intake manifold n and outputs it to the control unit 29. The intake temperature sensor 32 detects the temperature of the intake air in the intake manifold n and outputs it to the control unit 29, and the opening degree of the throttle valve 27 is detected by the throttle opening sensor (acceleration state detection means) 33 and is controlled. It is output to unit 29. In addition, the engine rotation speed Ne is determined by a crank angle sensor (engine rotation speed detection means) 3.
4 and output to the control unit 29. Exhaust gas from the engine is collected in an exhaust manifold 35 and discharged through an exhaust pipe 36, and the exhaust pipe 36 is provided with a capacity variable means 37 and a turbine wheel chamber 3B containing a turbocharger. The compressor wheel 30 is disposed within the turbine wheel chamber 38.
A turbine wheel 39 connected to is housed,
The flow velocity of the exhaust gas acting on the turbine wheel 39 is changed by the capacity variable means 37. That is, as shown in FIG. 7, the turbine wheel chamber 38 has an annular scroll 40 formed to surround a turbine wheel (see FIG. 6) 39, and the area of the scroll 40 is the same as that of the introduction passage. It gradually becomes smaller as it goes downstream from 41 (in the direction of the arrow in the figure). This scroll 40
A movable tongue portion 43 is provided at the confluence of the introduction passage 41 and the terminal end portion 42 of the scroll 40, and the movable tongue portion 43 swings about a shaft 44 in a direction to expand and contract the introduction passage 41.
この軸44は、第6図に示すロッド45にアーム46を
介して連結されており、ロッド45は負圧アクチェエー
タ47のダイヤフラム48に連結されている。負圧アク
チュエータ47はダイヤフラム48によりそのダース4
9内が負圧室間と大気室51に区画されており、負圧室
50内にはダイヤフラム48を大気室51側に付勢する
スプリング52が収納されている。また、負圧室(資)
は負圧通路53により負圧タンク54に連通されており
、負圧クンク54の負圧は負圧ポンプδにより供給され
るが、負圧ポンプ55の作動が負圧タンク54に取付け
られ負圧タンク54の負圧が所定負圧よりも低い圧力に
なるとその接点端子をOFFにする負圧スイッチ56に
より制御されているため、負圧タンク54は常に所定負
圧に維持されている。そして、負圧通路53は電磁弁5
7を介して大気に開放されており、電磁弁57はコント
ロールユニット29によりデユーティ制御される。すな
わち、負圧アクチュエータ47の負圧室50に導入され
る負圧は電磁弁57のデユーティ比を変えることにより
変化し、デユーティ比が大きくなって負圧室5oの負圧
か弱くなるとダイヤフラム4日は大気室51側に移動す
る。このダイヤフラム48の移動によりロッド45、ア
ーム46および軸44が移動し、可動舌部招は導入通路
41を変えるように揺動する。This shaft 44 is connected via an arm 46 to a rod 45 shown in FIG. 6, and the rod 45 is connected to a diaphragm 48 of a negative pressure actuator 47. The negative pressure actuator 47 is operated by a diaphragm 48.
The inside of the diaphragm 9 is divided into a negative pressure chamber and an atmospheric chamber 51, and a spring 52 that biases the diaphragm 48 toward the atmospheric chamber 51 is housed in the negative pressure chamber 50. In addition, negative pressure chamber (capital)
is connected to a negative pressure tank 54 through a negative pressure passage 53, and the negative pressure of the negative pressure pump 54 is supplied by a negative pressure pump δ. The negative pressure tank 54 is always maintained at a predetermined negative pressure because it is controlled by a negative pressure switch 56 that turns off its contact terminal when the negative pressure in the tank 54 becomes lower than a predetermined negative pressure. The negative pressure passage 53 is connected to the solenoid valve 5.
The solenoid valve 57 is duty-controlled by the control unit 29. That is, the negative pressure introduced into the negative pressure chamber 50 of the negative pressure actuator 47 changes by changing the duty ratio of the solenoid valve 57, and when the duty ratio increases and the negative pressure in the negative pressure chamber 5o becomes weaker, the diaphragm 4 Move to the atmospheric chamber 51 side. This movement of the diaphragm 48 causes the rod 45, arm 46 and shaft 44 to move, and the movable tongue part swings to change the introduction passage 41.
上記可動舌部43、軸44、アーム46、ロッド45、
負圧アクチュエータ47、負圧通路53、負圧タンク5
4、負圧ポンプ55、負圧スイッチ56および電磁弁5
7は全体としてタービンホイール39に作用する排気の
導入通路41の通路面積を変化させる容量可変手段37
を構成する。容量可変手段としては、他にステップモー
タ等を利用したものであってもよい。The movable tongue portion 43, the shaft 44, the arm 46, the rod 45,
Negative pressure actuator 47, negative pressure passage 53, negative pressure tank 5
4, negative pressure pump 55, negative pressure switch 56 and solenoid valve 5
Reference numeral 7 denotes a capacity variable means 37 that changes the passage area of the exhaust gas introduction passage 41 that acts on the turbine wheel 39 as a whole.
Configure. Alternatively, a step motor or the like may be used as the capacity variable means.
コントロールユニット29は、主に、マイクロプロセッ
サと、メモリと、インターフェースと、から成るマイク
ロコンピュータで構成されており、コントロールユニッ
ト29のインターフェースには、前記エアフロメータ2
4、過給圧センサ31、吸気温センサ32、スロットル
開度センサ33およびクランク角センサ34からの信号
が入力されている。これらの信号のうちのアナログ信号
にあっては、A/D変換器を介してディジタル信号とし
て入力されている。メモリにはマイクロプロセッサを制
御するプログラムやマイクロプロセッサの行う演算に必
要な各種データや外部から取り込んだデータの一時記憶
を行っており、マイクロプロセッサは上記プログラムに
従ってこれらデータから燃料噴射量、噴射時期および点
火時期等を演算して運転状態に適切な噴射信号S1、点
火信号spを出方するとともに前記電磁弁57のデユー
ティ値を演算してインタフェースより制御信号Scを出
力している。The control unit 29 is mainly composed of a microcomputer including a microprocessor, a memory, and an interface, and the interface of the control unit 29 includes the air flow meter 2.
4. Signals from a boost pressure sensor 31, an intake air temperature sensor 32, a throttle opening sensor 33, and a crank angle sensor 34 are input. Among these signals, analog signals are inputted as digital signals via an A/D converter. The memory temporarily stores programs that control the microprocessor, various data necessary for calculations performed by the microprocessor, and data imported from outside.The microprocessor uses these data to calculate fuel injection amount, injection timing, and other data according to the above program. The ignition timing and the like are calculated to output the injection signal S1 and the ignition signal SP appropriate for the operating condition, and the duty value of the electromagnetic valve 57 is calculated to output the control signal Sc from the interface.
次に第8図に示すフローチャートに基づいて作用を説明
する。なお、図中P、〜Pl&はフローチャートの各ス
テツプを示す。Next, the operation will be explained based on the flowchart shown in FIG. In the figure, P, -Pl& indicate each step of the flowchart.
本発明の制御演算は、例えば1回転に1度又は定時間に
1度実行される。プログラムがスタートすると、Plで
エンジン回転数Neと吸気流量Q^が入力され、P2お
よびP3で吸気の過給圧P^と吸気温度T^が入力され
る。次いで、P−4でスロットル開度がら加速状態であ
るか否かを判別し、加速状態にないときには、p、で過
給圧P^が規定値Poより大きいが舌皮等から実験値に
基づいて設定される。過給圧PAが規定値Poより小さ
いとき(P4≦P。The control calculation of the present invention is executed, for example, once per rotation or once every fixed period of time. When the program starts, the engine speed Ne and the intake air flow rate Q^ are input at Pl, and the intake supercharging pressure P^ and the intake air temperature T^ are input at P2 and P3. Next, at P-4, it is determined whether or not it is in an acceleration state based on the throttle opening, and if it is not in an acceleration state, at p, the supercharging pressure P^ is greater than the specified value Po, but it is determined based on the experimental value from the tongue skin etc. is set. When boost pressure PA is smaller than specified value Po (P4≦P.
じめメモリに入力されているテーブルマツプよりデユー
ティ値をルックアップして基本デユーデユーティ値Dp
がら所定量Doだけ減少させたデユーティ値を基本デユ
ーティ値DM(DM=Dp−Do)とする。そして、こ
の基本デユ−ティ値DMが上限値Duと下限値りしの間
にあるか否かを、P8において判別する。、Du≧1)
t≧Dしのときには、D9で基本デユーティ値DMを制
御デユーティ値Dcとするとともにメモリに記憶させ、
Pゎでインタフェースを介して電磁弁57に制御デユー
ティ値Dcの信号SCを出力する。また、P8において
Dx>Duのときには、PIlで基本デユーティ値り開
として上限値T3uを設定し、P9でこの上限値Duで
ある基本デユーティ値DMを制御デユーティ値Dcとす
るとともにメモリに記憶させP、、で制御デユーティ値
(Dc=Du)の信号Scをインタフェースを介して電
磁弁57に出力する。First, look up the duty value from the table map input in the memory and obtain the basic duty value Dp.
The duty value reduced by a predetermined amount Do is set as the basic duty value DM (DM=Dp-Do). Then, it is determined in P8 whether this basic duty value DM is between the upper limit value Du and the lower limit value. , Du≧1)
When t≧D, in D9 the basic duty value DM is set as the control duty value Dc and stored in the memory;
At P, a signal SC of the control duty value Dc is outputted to the solenoid valve 57 via the interface. Further, when Dx>Du in P8, an upper limit value T3u is set as the basic duty value difference in PIl, and in P9, the basic duty value DM, which is this upper limit value Du, is set as the control duty value Dc and stored in the memory. , , outputs the signal Sc of the control duty value (Dc=Du) to the solenoid valve 57 via the interface.
そして、PIlにおいて、D M < D Lのときに
は、PIzで基本デユーティ値DMとして下限値DLを
設定し、同様にP9で下限値DLである基本デユーティ
値DMを制御デユーティ値Dcとするとともにメモリに
記憶させPあで制御デユーティ値(Dc=DL)の信号
Scをインタフェースを介して電磁弁57に出力する。Then, in PIl, when DM < DL, the lower limit value DL is set as the basic duty value DM in PIz, and similarly in P9, the basic duty value DM, which is the lower limit value DL, is set as the control duty value Dc and is stored in the memory. A signal Sc of the stored P-ad control duty value (Dc=DL) is output to the solenoid valve 57 via the interface.
この上限値Duおよび下限値DLはプログラムの暴走防
止、ノイズからのプログラムの保護、および電磁弁57
の保護等のために設けられている。例えば、電磁弁57
は一定周期で作動させるため、上限側においては最大2
0 Hzで、約51.2ms毎に作動することとなるが
、このとき、ONデユーティが100%を越えた数値に
なると、次サイクルへ流れ込むことになり、作動不良お
よび電磁弁57の故障の原因となる。したがって、上限
(iil)uを設けてこの不具合を防止している。この
ように、加速状態にないときには、エンジンの保護やプ
ログラムおよび電磁弁57の安全、保護を図りつつ、エ
ンジン回転数Neと1回転当りの吸気流量Q A /
N eに基づいて実験値で得られたエンジンに最適の過
給圧となる制御デユーティ値DCを得ることができる。The upper limit value Du and lower limit value DL are used to prevent the program from running out of control, protect the program from noise, and use the solenoid valve 57.
Established for the protection of For example, the solenoid valve 57
operates at a constant cycle, so on the upper limit side, the maximum
At 0 Hz, it will operate approximately every 51.2 ms, but at this time, if the ON duty exceeds 100%, it will flow to the next cycle, which may cause malfunction or failure of the solenoid valve 57. becomes. Therefore, an upper limit (iil)u is provided to prevent this problem. In this way, when the engine is not in an acceleration state, the engine rotation speed Ne and the intake air flow rate per rotation QA/
Based on Ne, it is possible to obtain the control duty value DC that provides the optimal boost pressure for the engine obtained from the experimental value.
一方、ステップp−+において加速状態にあるときには
、PI3において基本絞りデユーティ値DMMとこの値
の保持時間Tしを、エンジン回転数Neと1回転当りの
吸気流量QA/Neに基づいて実験によりめあらかじめ
メモリに入力されているテーブルマツプよりそれぞれ読
み取り、この基本絞りデユーティ値DMMを基本デユー
ティ値DMとして格納する。次いで、p14で基本デユ
ーティ値DMとした基本絞りデユーティ値DMMの保持
時間Tしを越えたか否かを判断(加速状態と判定したと
きタイマー起動)し、越えた場合には、この基本デユー
ティ値DMを、゛単位時間当り一定量だけ減少させ補正
する。これは、第11図に示す如く可動ノズルを空気流
量の増大に合わせて開いていくためである。さらに、P
lkで吸気温度TAが上限値(ノンキングの発生限界や
エンジン強度により実験により決定される。)Tuより
高いか否かを判別する。T^≦Tuのときには基本デユ
ーティ値DMがステップPIIを経て制御デユーティ値
Dcとして2日でメモリに記憶されP。でインタフェー
スを介して電磁弁57に出力されて再びフローが流れる
。しかし、吸気温度T^が上昇してTA>Tuになると
、Pl&において置換えられた基本デユーティ(+tD
sから所定量DAだけ減少させたデユーティ値が基本デ
ユーティ値DMとして設定され、P8を経て制御デユー
ティ値DcとしてP9でメモリに記憶されP、。On the other hand, when it is in the acceleration state at step p-+, the basic throttle duty value DMM and the holding time T of this value are experimentally determined in PI3 based on the engine speed Ne and the intake air flow rate per revolution QA/Ne. Each of the basic aperture duty values DMM is read from a table map previously input into the memory and stored as the basic duty value DM. Next, in p14, it is determined whether or not the holding time T of the basic aperture duty value DMM, which is set as the basic duty value DM, has been exceeded (a timer is activated when it is determined that the acceleration state is present). is corrected by decreasing it by a certain amount per unit time. This is because the movable nozzle is opened as the air flow rate increases, as shown in FIG. 11. Furthermore, P
At lk, it is determined whether the intake air temperature TA is higher than an upper limit value (determined by experiment based on the limit of occurrence of non-king and engine strength) Tu. When T^≦Tu, the basic duty value DM is stored in the memory as the control duty value Dc through step PII in two days. Then, the flow is outputted to the solenoid valve 57 via the interface, and the flow starts flowing again. However, when the intake air temperature T^ increases and becomes TA>Tu, the basic duty (+tD
A duty value reduced by a predetermined amount DA from s is set as a basic duty value DM, and is stored in the memory as a control duty value Dc via P8 in P9.
でインタフェースを介して電磁弁57に出力される。す
なわち、加速状態にあるときには、デユーティ値を回転
数と負荷に応したく場合によっては車速であってもよい
)基本絞りデユーティ値DM呂まで上げて導入通路41
の通路面積を最適値に絞り、この絞り保持時間Tしをも
エンジン回転数Neと1回転当りの吸気流量QA/Ne
に基づいて設定して排気のターヒンホイール39への作
用を最大限に大きくする。その結果、十分な過給圧が得
られ、加速時間を十分短縮することができる。一方、過
給圧を上げると吸気温度の上昇も早く、加速時間が短縮
されるが、ノンキングの発生やエンジンの過熱による強
度上の不具合の問題が生じる。しかし本実施例にあって
は、吸気温度TAを検出し、吸気温度1゛Aが上限値T
uを超えると、デユーティ値を下げて導入通路41を少
し広げることによりノンキングの発生やエンジンの過熱
を防止している。It is output to the solenoid valve 57 via the interface. That is, when in an acceleration state, the duty value is increased to the basic aperture duty value DM (which may be the vehicle speed depending on the case where the duty value corresponds to the rotational speed and load) and the introduction passage 41 is
The passage area of is narrowed down to the optimum value, and this throttling holding time T is also determined by engine speed Ne and intake air flow rate per revolution QA/Ne.
to maximize the effect of exhaust gas on the Tarchin wheel 39. As a result, sufficient supercharging pressure can be obtained and acceleration time can be sufficiently shortened. On the other hand, if the boost pressure is increased, the intake air temperature rises faster and the acceleration time is shortened, but this causes problems such as non-king and strength problems due to engine overheating. However, in this embodiment, the intake air temperature TA is detected, and the intake air temperature 1゛A is the upper limit value T.
When u exceeds, the duty value is lowered and the introduction passage 41 is slightly widened to prevent non-king and engine overheating.
このように、加速時においては、ノンキングの発生やエ
ンジンの過熱を防止しつつ加速時間を十分に短縮するこ
とができる。In this way, during acceleration, the acceleration time can be sufficiently shortened while preventing the occurrence of non-king and overheating of the engine.
第9.10図は本発明の第2実施例を示す図であり、本
実施例の説明にあたり、第1実施例と同一構成部分には
同一符号のみを付してその説明を省略する。第9図にお
いて、58はエンジンの運転状態としてエンジンで発生
するノッキングを検出するノックセンサ(エンジン状態
検出手段)であり、ノックセンサ関のノック信号SNは
コントロールユニット四に入力されている。コントロー
ルユニット29においては、第10図に示すフローチャ
ートに基づいて電磁弁57のデユーティ制御が行われて
おり、このフローチャートにおいて第1実施例と同一部
分には同一ステップ符号のみを付してその説明を省略す
る。FIGS. 9 and 10 are diagrams showing a second embodiment of the present invention. In describing this embodiment, only the same reference numerals are given to the same components as in the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted. In FIG. 9, reference numeral 58 denotes a knock sensor (engine state detection means) that detects knocking occurring in the engine as an operating state of the engine, and a knock signal SN related to the knock sensor is input to the control unit 4. In the control unit 29, duty control of the solenoid valve 57 is performed based on the flowchart shown in FIG. Omitted.
なお、第10図中PI、P2、P−〜pt2およびp2
−、xp2〜′4はフローの各ステップを示している。In addition, in FIG. 10, PI, P2, P-~pt2 and p2
-, xp2 to '4 indicate each step of the flow.
この制御においては、P2−1においてノック信号を入
力し、加速時P2−2において基本絞りデユーティ値D
MMをルックアップ後基本デユーティ値DMとして設定
し、P2−3で前記実施例と同様、保護時間の比較を行
う。次いで、p2−、でノッキングが発生しているか否
かをノック信号SNより判別し、ノッキングが発生して
イナいときには基本デユーティ値DMについてP8から
Pつまでの処理が行われる。そして、p2−4において
ノンキングが発生しているときには、P2−5で置換え
た基本デユーティ値DMから所定量DAを減少させたデ
ユーティ値を基本デユーティ値DMとして設定し、次い
でこの基本デユーティ値DMについてP8からP、まで
の処理が行われる。したがって、本実施例においては、
加速時、デユーティ値を基本絞りデユーティ値DM已と
して導入通路41の通路面積を最適に絞り、加速時間の
短縮を行う。そして、ノンキングが発生するとデユーテ
ィ値を減少させて導入通路41を広げ、ノッキングを回
避するとともにエンジンの過熱を防止している。In this control, a knock signal is input at P2-1, and a basic aperture duty value D is input at P2-2 during acceleration.
MM is set as the basic duty value DM after lookup, and the protection times are compared in P2-3 as in the previous embodiment. Next, at p2-, it is determined from the knock signal SN whether or not knocking has occurred, and if knocking has occurred and no knocking has occurred, steps P8 to P are performed on the basic duty value DM. When non-king occurs in p2-4, a duty value obtained by decreasing a predetermined amount DA from the basic duty value DM replaced in P2-5 is set as the basic duty value DM, and then this basic duty value DM is set as the basic duty value DM. Processing from P8 to P is performed. Therefore, in this example,
During acceleration, the duty value is set to the basic throttle duty value DM, and the passage area of the introduction passage 41 is optimally narrowed to shorten the acceleration time. When non-king occurs, the duty value is reduced to widen the introduction passage 41 to avoid knocking and prevent the engine from overheating.
なお、上記各実施例においては、エンジン状態検出手段
として吸気温度センサとノックセンサを用いたが、これ
らに限られるものではない。In each of the above embodiments, an intake air temperature sensor and a knock sensor are used as the engine state detection means, but the invention is not limited to these.
(効果)
本発明によれば、加速時、タービンホイールに作用する
排気の導入通路の通路面積を小さくし、エンジン状態に
過熱やノンキングの発生等が生じる前に導入通路の通路
面積を拡大することができるので、エンジンの過熱やノ
ンキングの発生を防止しつつ加速時間を十分に短縮する
ことができる。(Effects) According to the present invention, it is possible to reduce the passage area of the introduction passage for exhaust gas acting on the turbine wheel during acceleration, and to expand the passage area of the introduction passage before overheating or non-king occurs in the engine state. Therefore, the acceleration time can be sufficiently shortened while preventing engine overheating and non-king.
第1〜4図は、従来の可変容量ターボチャージャの制御
装置を示す図であり、第1図はそのターボチャージャの
断面図、第2図はそのアクチュエータの制御回路を示す
ブロック図、第3図はスクロール入口部開度とエンジン
回転数の関係を示す特性図、第4図はその作用説明図、
第5図は本発明の可変容量ターボチャージャの制御装置
の全体構成図、第6〜8図は本発明の可変容量ターボチ
ャージャの制御装置の第1実施例を示す図であり、第6
図はその全体概略図、第7図はその可変容量ターボチャ
ージャの断面図、第8図はそのコントロールユニットの
制御のフローチャート、第9〜10図は本発明の可変容
量ターボチャージャの制御装置の第2実施例を示す図で
あり、第9図はその全体概略図、第10図はそのコント
ロールユニットの制御のフローチャートである。第11
図は加速補正の説明のためのグラフである。
24・・・−・吸気量検出手段、
5−・−ターボチャージャ、
30−・・−コンプレッサホイール、
32.5B−−−−−・エンジン状態検出手段、33−
−−一−−加速状態検出手段、
34−−−−−一エンジン回転数検出手段、37−・−
容量可変手段、
39−・−タービンホイール、
41−−−・−導入通路。
にへ0−セ3シ呆g1 to 4 are diagrams showing a conventional control device for a variable displacement turbocharger. FIG. 1 is a sectional view of the turbocharger, FIG. 2 is a block diagram showing the control circuit of the actuator, and FIG. is a characteristic diagram showing the relationship between scroll inlet opening and engine speed, and Figure 4 is a diagram explaining its effect.
FIG. 5 is an overall configuration diagram of a control device for a variable displacement turbocharger according to the present invention, and FIGS. 6 to 8 are diagrams showing a first embodiment of the control device for a variable displacement turbocharger according to the present invention.
7 is a cross-sectional view of the variable displacement turbocharger, FIG. 8 is a flowchart of the control unit, and FIGS. FIG. 9 is an overall schematic diagram of the second embodiment, and FIG. 10 is a flow chart of the control of the control unit. 11th
The figure is a graph for explaining acceleration correction. 24...--Intake air amount detection means, 5--Turbocharger, 30--Compressor wheel, 32.5B--Engine state detection means, 33-
--1--Acceleration state detection means, 34-----1 Engine rotation speed detection means, 37-.-
Capacity variable means, 39--Turbine wheel, 41--Introduction passage. nihe0-se3shig
Claims (1)
il 転数検出半画と、エンジンの負荷を検出する負荷
検出手段と、エンジンの運転状態を検出するエンジン状
態検出手段と、加速状態を検出する加速状態検出手段と
、タービンホイールに作用する排気の導入通路の通路面
積を容量可変手段により変化させることによりコンプレ
ッサホイールにより過給される吸気の過給圧を可変とす
る可変容量ターボチャージャと、エンジン回転数と負荷
に基づいて過給圧がエンジンに最適なものとなるように
容量可変手段を制御する制御手段と、加速時、導入通路
の通路面積を所定の大きさに絞るとともにエンジン状態
検出手段からの信号に基づいて導入通路の通路面積を拡
大するように容量可変手段を制御する加速制御手段と、
を備えたことを特徴とする可変容量ターボチャージャの
制御装置。 (2)前記エンジン状態検出手段が吸気温度を検出する
吸気温度センサであり、前記加速制御手段が吸気温度が
所定温度以上となったとき導入通路の通路面積を拡大す
るように容量可変手段を制御することを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の可変容量ターボチャージャの制
御装置。 (3)前記エンジン状態検出手段がエンジンで発生する
ノンキングを検出するノックセン号であり、前記加速制
御手段がノンキングが発生ずると導入通路の通路面積を
拡大するように容量可変手段を制御することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の可変容量ターボチャージ
ャの制御装置。[Claims] (11 Engine for detecting the rotational speed of the engine;
il Rotation speed detection half screen, load detection means for detecting the engine load, engine state detection means for detecting the operating state of the engine, acceleration state detection means for detecting the acceleration state, and exhaust gas acting on the turbine wheel. A variable displacement turbocharger that varies the supercharging pressure of the intake air supercharged by a compressor wheel by changing the passage area of the introduction passage using a capacity variable means, and a variable displacement turbocharger that varies the supercharging pressure of the intake air supercharged by the compressor wheel, and the supercharging pressure is applied to the engine based on the engine speed and load. A control means for controlling the capacity variable means to optimize the capacity, and during acceleration, narrowing down the passage area of the introduction passage to a predetermined size and expanding the passage area of the introduction passage based on a signal from the engine condition detection means. acceleration control means for controlling the capacity variable means so as to
A control device for a variable capacity turbocharger, comprising: (2) The engine condition detection means is an intake air temperature sensor that detects the intake air temperature, and the acceleration control means controls the capacity variable means to expand the passage area of the introduction passage when the intake air temperature exceeds a predetermined temperature. A control device for a variable capacity turbocharger according to claim 1, characterized in that: (3) The engine state detection means is a knock sensor that detects non-king occurring in the engine, and the acceleration control means controls the capacity variable means to expand the passage area of the introduction passage when non-king occurs. A control device for a variable displacement turbocharger according to claim 1.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58163772A JPS6056127A (en) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | Control device for variable displacement type turbo-charger |
US06/644,338 US4769994A (en) | 1983-09-05 | 1984-08-27 | Method and apparatus for controlling a variable capacity turbine of an automotive turbocharger |
EP84110295A EP0136541B1 (en) | 1983-09-05 | 1984-08-29 | System controlling variable capacity turbine of automotive turbocharger |
DE8484110295T DE3480439D1 (en) | 1983-09-05 | 1984-08-29 | System controlling variable capacity turbine of automotive turbocharger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58163772A JPS6056127A (en) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | Control device for variable displacement type turbo-charger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6056127A true JPS6056127A (en) | 1985-04-01 |
Family
ID=15780421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58163772A Pending JPS6056127A (en) | 1983-09-05 | 1983-09-06 | Control device for variable displacement type turbo-charger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6056127A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6143221A (en) * | 1984-08-06 | 1986-03-01 | Mazda Motor Corp | Control device of engine with exhaust turbosupercharger |
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US5174119A (en) * | 1990-08-16 | 1992-12-29 | Mercedes-Benz Ag | Process for controlling the boost pressure in an internal-combustion engine supercharged by an exhaust-gas turbocharger of adjustable turbine geometry |
CN103590860A (en) * | 2013-11-08 | 2014-02-19 | 汉美综合科技(常州)有限公司 | Sectional volute with variable flow |
-
1983
- 1983-09-06 JP JP58163772A patent/JPS6056127A/en active Pending
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