JPS608424A - Control unit of supercharger - Google Patents

Control unit of supercharger

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JPS608424A
JPS608424A JP58116400A JP11640083A JPS608424A JP S608424 A JPS608424 A JP S608424A JP 58116400 A JP58116400 A JP 58116400A JP 11640083 A JP11640083 A JP 11640083A JP S608424 A JPS608424 A JP S608424A
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internal combustion
load
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佐川 隆一
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修 永田
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/24Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
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Abstract

PURPOSE:To perform the optimum control by controlling the turbine nozzle of a supercharger in response to the operational condition of an internal-combustion engine. CONSTITUTION:A variable-pitch nozzle 7 is provided upstream the blades of a turbine 5. An intake air pressure signal from an intake air pressure detector 14 via a line 15 and a load signal from a load detector 24 via a line 19 are inputted to a divider 13. A target value outputted from a constant setter 21 is subtracted from the output signal of the divider 13 at a subtractor 22, and the deviation signal is inputted to an amplifier 12. The amplified deviation signal is fed to a limiter 11. The limiter 11 sets the upper and lower limits in response to the variable range of the nozzle pitch. A signal from a control circuit 10 is inputted to a drive section 9 via a line 20 to drive a variable-pitch nozzle.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、可変ピッチノズル付過給機を装備した内燃機
関において、内燃機関の運転状態に応じて過給機のター
ビンノズルピッチを制御する制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control device for controlling a turbine nozzle pitch of a supercharger according to the operating state of the internal combustion engine in an internal combustion engine equipped with a supercharger with a variable pitch nozzle.

近年、内燃機関の燃費の低減と出力率の向上の見地から
、静圧過給が当然のように行なわれるようになり、過給
機の効率向上のために種々の研究が実施されている。一
般に、内燃機関の燃費の低減には、爆発圧力と給気圧力
の比が大きい方が良いことが知られている。爆発圧力は
内燃機関の強度上から制約があり、あまり大きくできな
いので、給気圧力を圓くすることにより爆発圧力と給気
圧力の比を上げることが燃費の改善に有効である。
In recent years, static pressure supercharging has come to be carried out as a matter of course from the standpoint of reducing fuel consumption and improving the output rate of internal combustion engines, and various studies are being conducted to improve the efficiency of superchargers. Generally, it is known that in order to reduce fuel consumption of an internal combustion engine, it is better to have a larger ratio between explosion pressure and supply air pressure. Since the explosion pressure is limited by the strength of the internal combustion engine and cannot be increased too much, increasing the ratio of the explosion pressure to the supply air pressure by rounding the supply air pressure is effective in improving fuel efficiency.

しかし、給気圧力を抵くするために、過給機のタービン
ノズルをあまり拡げると、低負荷域での内燃機関性能の
確保に間穎が生じる。
However, if the turbine nozzle of the supercharger is expanded too much in order to reduce the supply air pressure, there will be a delay in ensuring the performance of the internal combustion engine in a low load range.

従来の過給機は、タービンノズルのピッチすなわち絞り
の大きさが固定されていて、低負荷域での内#A機関性
能の悪化と常用域での不充分な燃費の改善といった間蓋
点を有している。そしてこの間両を解決するために、タ
ービン入口ガス通路に遮断弁を配し、低負荷域で複数台
ある過給機のうち1台を停止する装置が提案されている
。しかし、このような装置では、過給機の運転または停
止は、内燃機関の運転に大きな変化を与えないようゆっ
くりと操作されるので、負荷の急激な変化にjB従する
ことができない。ま几過給機の運転η・停止力・の制仲
であるので、負荷状態に応じたきめ細かい制御ができず
、燃費の低減効果は小さい。さらに2台の過給機を有す
る内燃機関において、】台を停止すれば、風量の不足か
らサージングを起こすので、このような制御装置は、過
給機を3台以上有する大型の内燃機関に限定されるとい
う欠点を有している。
In conventional superchargers, the pitch of the turbine nozzle, that is, the size of the orifice, is fixed, and there are some intermediate points such as deterioration of engine performance in the low load range and insufficient improvement in fuel efficiency in the normal use range. have. In order to solve these problems, a device has been proposed in which a cutoff valve is disposed in the turbine inlet gas passage to shut down one of the plurality of superchargers in a low load region. However, in such a device, the supercharger is started or stopped slowly so as not to cause a large change in the operation of the internal combustion engine, and therefore cannot follow sudden changes in load. Since this is a control of the operation η and stopping power of the turbocharger, it is not possible to perform fine control according to the load condition, and the effect of reducing fuel consumption is small. Furthermore, in an internal combustion engine with two superchargers, if the engine is stopped, surging will occur due to insufficient air volume, so such a control device is limited to large internal combustion engines with three or more superchargers. It has the disadvantage of being

過給機のタービンノズル面積を可変にすれば、内燃機関
の常用域での燃費低減と低負荷域での性能確保の両方に
有効である。そして、過給機が1台才たけ2台の内燃機
関にも適用できる。またタービンノズル面積を連続的に
制御すれば、負荷の変化にスムーズに追従できるし、内
燃機関の負荷状態Vcg5じたきめ細かい制御ができ、
広い運転域において燃費の改善が期待できる。
Making the turbine nozzle area of the supercharger variable is effective in both reducing fuel consumption in the normal operating range of the internal combustion engine and ensuring performance in the low load range. The present invention can also be applied to internal combustion engines with one supercharger or two superchargers. In addition, by continuously controlling the turbine nozzle area, it is possible to smoothly follow changes in load, and the load state of the internal combustion engine can be controlled as finely as Vcg5.
Improvements in fuel efficiency can be expected over a wide driving range.

クービンノス゛ル面積が可変な可変ピッチノズル付過給
機の制御装置として、内燃機関の回転数を検出して、そ
の回転数に応じてタービンノズルのピッチを操作する袋
間が考えられる。また発電機を駆を力する内燃機関の場
合に、回転数の代りに発電機出力すなわち発生電力KE
じてタービンノズルのピッチを制御する装置が考えられ
る。しかし、このような装置は、設計計算や工場運転に
より予め定めたノズルピッチと回転数(または電力)の
関係に従ってノズルピッチを制御するので、内燃機関の
状態や運転の周囲条件が設計計算時や工場運転時のそれ
と相異する場合は、最適な運転ができないという欠点が
ある。つまり、同一回転数、回−負荷で内燃機関を運転
しても、気温、気圧、冷却海水温度等の周囲条件が変化
すれば、内燃機関特性は異なる。また、経年変化により
過給機や中間冷却器が汚れ、内燃機関の状態が変化すれ
に、内燃機関特性は変わる。このように内燃機関特性が
変化すれば、最適なノズルピッチと回転数(または電力
)の関係も異なることになる。
As a control device for a supercharger equipped with a variable pitch nozzle having a variable turbine nozzle area, a control device that detects the rotational speed of an internal combustion engine and operates the pitch of a turbine nozzle in accordance with the rotational speed can be considered. In addition, in the case of an internal combustion engine that powers a generator, the generator output, that is, the generated electric power KE, is used instead of the rotational speed.
Therefore, it is possible to consider a device that controls the pitch of the turbine nozzle. However, such devices control the nozzle pitch according to the relationship between the nozzle pitch and rotation speed (or power) that is predetermined through design calculations and factory operation, so the state of the internal combustion engine and the surrounding operating conditions are If it differs from that during factory operation, there is a drawback that optimum operation cannot be performed. In other words, even if the internal combustion engine is operated at the same rotational speed and load, the characteristics of the internal combustion engine will differ if ambient conditions such as air temperature, atmospheric pressure, and cooling seawater temperature change. Furthermore, as the supercharger and intercooler become dirty due to aging, and the conditions of the internal combustion engine change, the characteristics of the internal combustion engine change. If the internal combustion engine characteristics change in this way, the optimal relationship between nozzle pitch and rotation speed (or power) will also change.

さらに域筒運転等によって運転する気筒数が変化する場
合には、内燃機関特性が大幅に変化し、回転数(または
電力)によるノズルピッチの制御は、可変ピッチノズル
付過給機の有意性を充分に引き出すことができない。
Furthermore, when the number of operating cylinders changes due to range cylinder operation, etc., the characteristics of the internal combustion engine change significantly, and controlling the nozzle pitch by rotation speed (or electric power) makes it difficult to use a supercharger with a variable pitch nozzle. I can't get enough out of it.

本発明の目的は、上述の技術的課顕を解決し、内燃機関
の状態や運転の周囲条件に応じた最適な制御を行なうこ
とができるようにした過給機の制御装置を提供すること
である。
An object of the present invention is to provide a supercharger control device that solves the above-mentioned technical problems and can perform optimal control according to the state of the internal combustion engine and the surrounding conditions of operation. be.

e[のタービンノズルピッチが固定の過給機においては
、低負荷域での性能を確保しつつ、常用域で低燃費を達
成する二V要があり、内燃機関に適合した過給機を選定
することが望まれる。しかし、充分適合した過給機でも
、負荷が低下すると熱負荷の増大や燃費の悪化等の問題
が生じる。これは負債の大きさに比べて、過給機の容量
が大き過ぎるために起こるものであり、負荷の低下に応
じて過給機容量も小さくできれば、このような問題は生
じない。内燃機関の負荷に較べ、大き過ぎる過給機は、
大幅な給気圧力の低下となる。内燃機関の性能は空燃比
により大きく影響され、空燃比を一定に保てば、内燃機
関性能もほば一定に維持できる。一方、気筒内に充填さ
れる空気量は給気圧力により支配され、気筒に供給され
る燃料量は負荷に依存する。したがって内燃機関負荷が
変化しても負荷と給気圧力との比を一定に保つことがで
きれば、常用域での空燃比が低負荷域でも維持でき、低
負荷域での性能の劣化は未然に防げる。
For a turbocharger with a fixed turbine nozzle pitch, a 2V is required to ensure performance in the low load range and achieve low fuel consumption in the normal operating range, so a supercharger that is compatible with the internal combustion engine is selected. It is desirable to do so. However, even with a fully adapted supercharger, problems such as an increase in heat load and deterioration of fuel efficiency occur when the load decreases. This occurs because the capacity of the supercharger is too large compared to the size of the debt, and if the capacity of the supercharger could be reduced in accordance with the reduction in load, this problem would not occur. A supercharger that is too large compared to the load of the internal combustion engine,
This will result in a significant drop in air supply pressure. The performance of an internal combustion engine is greatly affected by the air-fuel ratio, and if the air-fuel ratio is kept constant, the performance of the internal combustion engine can also be kept almost constant. On the other hand, the amount of air filled into the cylinder is controlled by the air supply pressure, and the amount of fuel supplied to the cylinder depends on the load. Therefore, if the ratio between the load and supply air pressure can be kept constant even when the internal combustion engine load changes, the air-fuel ratio in the normal operating range can be maintained even in the low load range, and performance deterioration in the low load range can be prevented. It can be prevented.

本発明の目的は、低負荷域でタービンのノズルピッチを
絞ることにより、給気圧力を上昇せしめて内燃機関の劣
化を防ぐ工うにした過給機の制御袋間を提供することで
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control system for a supercharger that prevents deterioration of an internal combustion engine by increasing supply air pressure by narrowing the nozzle pitch of a turbine in a low load range.

以下、図面によって本発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

過給a1け、タービン5とプロワ4とが同軸に連結され
ており、大気から吸込んだ空気はプロワ4でFf:縮さ
れ、空気出口2から内燃機関(図示せず)+C送られる
。内燃機関で燃焼済の排気ガスはガス人口3に送られ、
タービン5を駆動する。タービン5の外画には羽根6が
取付けられてかり、排気ガスのエネルギをタービン5の
回転エネルギに変換する。羽根6の上流側VCは可変ピ
ッチノズル7が設けられており、リンク8を介して排気
ガスの流W、断面積を変更できるように構成されている
A turbocharging a1, a turbine 5, and a blower 4 are coaxially connected, and air taken in from the atmosphere is compressed by the blower 4 and sent from an air outlet 2 to an internal combustion engine (not shown) +C. Exhaust gas that has been burned by the internal combustion engine is sent to gas population 3,
The turbine 5 is driven. Blades 6 are attached to the outer surface of the turbine 5 and convert the energy of the exhaust gas into rotational energy of the turbine 5. A variable pitch nozzle 7 is provided on the upstream side VC of the blade 6, and is configured so that the flow W and cross-sectional area of exhaust gas can be changed via a link 8.

制御回路10には除算器】8が内蔵されており、この除
算器13には、給気圧力検出器14からライン15を介
l、て給気圧力信号が入力され、−iた負荷検出器24
からライン】9を介して負荷信号が入力さノする。除算
器13では給気圧力信号と負荷信号との比を演算する。
The control circuit 10 has a built-in divider 8, and the divider 13 receives a supply pressure signal from the supply pressure detector 14 via a line 15, 24
A load signal is input from line 9 to line 9. The divider 13 calculates the ratio between the supply pressure signal and the load signal.

除算器13からの出力信号は、減算器22で定数設定器
21から出力される目標値ROが減ぜられ、その偏差信
号が増幅器12に入力される。増幅された偏差信号は、
リミッタ11に送出される。リミッタ11は、ノス。
The target value RO output from the constant setter 21 is subtracted from the output signal from the divider 13 by a subtracter 22, and the deviation signal thereof is input to the amplifier 12. The amplified deviation signal is
The signal is sent to the limiter 11. Limiter 11 is Nos.

ルピツチの可変範囲IC応じて、上下限を設定する。The upper and lower limits are set according to the variable range IC of Lupitz.

制御回路10からの制御信号はライン20を介して駆動
部9Vc入力され、パワー増幅されてリンク8を介して
、可変ピツチングlし7を駆動する。
A control signal from the control circuit 10 is inputted to the drive unit 9Vc via a line 20, power amplified, and driven via the link 8 to the variable pitching unit 7.

給気圧力検出器14は、内燃機関の吸入空気集合管(図
示せず)内に取付けられ、集合管内の圧力p を検出す
る。負荷検出器24は、図示しない気筒内の圧力を検出
するインジケータ16を内蔵する。インジケ−416と
ピストン速度計17とからの信号は演算回路18に入力
され、そこで平均有効圧力pmi が計算される。
The charge air pressure detector 14 is installed in an intake air manifold (not shown) of the internal combustion engine, and detects the pressure p in the manifold. The load detector 24 includes an indicator 16 (not shown) that detects the pressure inside the cylinder. Signals from the indicator 416 and the piston speedometer 17 are input to the arithmetic circuit 18, where the mean effective pressure pmi is calculated.

計算方法は、たとえば ・・・11) pmi=−;fp−cdt ここに S・ビストンストローク(cm)p;インジケ
ータ出力(kg/cm )C;ピストン速噴(cm/s
 ) であり、積分器と適当な係数器とにより一行1−毎の平
均有効圧力p ・ が演算される。pmiの油nl! 算方法は龍の周知の方法を利用してもよい。本クツ5施
例では、平均有効圧力pmi が負荷信号としてライン
19を介して制御回路10に出力される。
The calculation method is, for example...11) pmi=-; fp-cdt where S. piston stroke (cm) p; indicator output (kg/cm) C; piston quick injection (cm/s
), and the average effective pressure p· for each row 1- is calculated using an integrator and an appropriate coefficient unit. Pmi oil nl! You may use Ryu's well-known method for calculation. In the fifth embodiment of the shoe, the mean effective pressure pmi is outputted to the control circuit 10 via line 19 as a load signal.

第2図は給気圧力信号と負荷信号の比p8/pmiとノ
ズルピッチyとの関係を示したグラフである0第2図の
(a) 、 (b)は、定数設定器21の目標物ROを
変更した場合である。周囲条件の風や波浪の影響1(よ
り、一時的&Cp、やpmi が変動することがあるの
で、制御回路10または駆動部9に若干の時間遅れをも
たせてもよい。適当な大きさの時間遅れは、制能1系を
安定にする。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the ratio p8/pmi of the supply pressure signal and the load signal and the nozzle pitch y. (a) and (b) in FIG. This is a case where the RO is changed. Due to the influence of wind and waves in the ambient conditions (1), &Cp and pmi may change temporarily, the control circuit 10 or the drive unit 9 may be provided with a slight time delay. The delay makes the control system 1 stable.

このような実施例において、その動作を説明する。一般
に内燃機関の負荷が低下すると給気温間も低下し空気の
密度が増加するので、気筒内への空気の充填の効率もよ
くなり、最適なp 、/pmiO値も低下する傾向にあ
る。このため制御偏差は負の方向に大きくなるので、制
御回路10からの制御信号は小さくなり、タービン5の
ノズルピッチは絞られる。タービンのノズルピッチが絞
うれると給気1王力psは上昇するので、p5/ pm
Hは目標イ直ROに保持される。目標@Roの値は、内
燃機関型式により若干異なるが、たとえば舶用大型2サ
イクル内燃機関の場合、0.2程度となる。
The operation of such an embodiment will be explained. Generally, when the load on the internal combustion engine decreases, the intake air temperature also decreases and the density of air increases, so the efficiency of filling air into the cylinder improves and the optimum p 2 /pmiO value also tends to decrease. Therefore, the control deviation increases in the negative direction, so the control signal from the control circuit 10 becomes smaller, and the nozzle pitch of the turbine 5 is narrowed. When the turbine nozzle pitch is narrowed, the air supply power ps increases, so p5/pm
H is held at the target I direct RO. The value of target @Ro differs slightly depending on the type of internal combustion engine, but for example, in the case of a large marine two-stroke internal combustion engine, it is about 0.2.

第1図示の実施例は偏差信号とルリ御信号が比例関係に
あるいわゆる比例制@系なので、タービンのノズルピッ
チの絞り飢が大きくなると、制御個差は犬きくなる。し
たがって、絞り量の大きな低負荷域において、ps”m
iは目標値ROより小さくなり、その偏差の大きさは増
幅器12のゲインに依存する。本実施例は、負荷ととも
にps/pm。
The embodiment shown in FIG. 1 is a so-called proportional control system in which the deviation signal and the Lully control signal are in a proportional relationship, so as the aperture of the turbine nozzle pitch increases, the individual control differences become smaller. Therefore, in a low load range with a large amount of throttling, ps”m
i becomes smaller than the target value RO, and the magnitude of the deviation depends on the gain of the amplifier 12. In this embodiment, ps/pm is applied along with the load.

を低下させ、負荷の影響・全自動的に補正するというメ
リットを有する。最適なps/pmiの値は、常用城と
低負#械で数%の差異があるので、増幅器120ゲイン
を適当に選べば、その差異′fr:補正できる。
It has the advantage of reducing the load and fully automatically correcting the influence of the load. Since there is a difference of several percent in the optimum ps/pmi value between a regular-use model and a low-negative model, this difference can be corrected by appropriately selecting the gain of the amplifier 120.

第3図は本発明の池の実施例に係る制御回路23のブロ
ック図であり、第4図は第3図示の実施例のノズルピッ
チyと9872m1との関係k 示fグラフである。本
実施例は、p8/pm+の伯に応じてタービンノズルピ
ッチを直接制御1するものであり、定数設定器21およ
び減算器22が省略されている。この制御回路23は、
制御機能は第1図示の実施例に劣るが、構我が簡略され
ているので、安価に実現できる。
FIG. 3 is a block diagram of the control circuit 23 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a graph showing the relationship between the nozzle pitch y and 9872 m1 in the embodiment shown in FIG. In this embodiment, the turbine nozzle pitch is directly controlled 1 according to the ratio of p8/pm+, and the constant setter 21 and subtracter 22 are omitted. This control circuit 23 is
Although the control function is inferior to that of the embodiment shown in the first figure, since the structure is simplified, it can be realized at low cost.

制御回@10.28の他の実施例として、マイクロコン
ピユータラ使用してもよい。マイクロコンピュータを採
用すれは、除算器13、成算器22、リミッタIIは、
プログラムに首換えられる。
As another embodiment of the control circuit @10.28, a microcomputer may be used. If a microcomputer is used, the divider 13, compiler 22, and limiter II are as follows.
The program will change your mind.

そしテ、フログラムを格納するメモリの他に、給気圧力
信号と負荷信号とをマイクロコンピュータに読込むため
のアナログ/デジタル変換器や制御信号を出力するため
のデジタル/アナログ変換器が別途・2要となる。
In addition to the memory that stores the program, two separate analog/digital converters are required to read the supply pressure signal and load signal into the microcomputer, and a digital/analog converter is required to output the control signal. Become.

第5図は制御回路10をマイクロコンピュータにより実
現した場合のプログラムのフローチャートである。電源
が投入されるとステップ100 ff:実行し、各種レ
ジスタやフラグの初期セラトラ行ない、制御基の初期化
を行なう。次にステップ1111.102に移り、それ
ぞれ負荷信号と給気圧力信号とをアナログ/デジタル変
換器(図示せず)を介して、マイクロコンピュータ(図
示セス)に読込む。ステップ109では、給気圧力信号
と負荷信号との比r (=p、/pmH) が計算され
、ステップ?Q4では制御個差ε(=r−RO)が計算
される。ステップ105でけ、ゲインAが乗算され(y
=A、ε)、ステップ106ではリミッタllICより
制限される( ymin≦y≦yma)<)。次にステ
ップ107に移り、デジタル/アナログ変換器(図示せ
ず)でアナログ量に変換され、制御信号として可動部9
に出力される。次に再びステップ101に戻り、以下の
ステップを逐次繰返す。
FIG. 5 is a flowchart of a program when the control circuit 10 is implemented by a microcomputer. When the power is turned on, step 100ff: is executed to perform initial reset of various registers and flags, and to initialize the control group. Next, the process moves to steps 1111 and 102, in which the load signal and the supply pressure signal are respectively read into a microcomputer (not shown) via an analog/digital converter (not shown). In step 109, the ratio r (=p, /pmH) between the supply pressure signal and the load signal is calculated, and in step ? In Q4, the control individual difference ε (=r-RO) is calculated. In step 105, the gain A is multiplied (y
=A, ε), and in step 106, it is limited by the limiter IIIC (ymin≦y≦yma)<). Next, the process moves to step 107, where it is converted into an analog quantity by a digital/analog converter (not shown), and is sent to the movable part 9 as a control signal.
is output to. Next, return to step 101 again and repeat the following steps one after another.

多気筒から成る内燃機関の場合は、代表的な気筒を選ん
で、その気筒の負荷を第1図のように検出してもよい。
In the case of an internal combustion engine consisting of multiple cylinders, a representative cylinder may be selected and the load on that cylinder may be detected as shown in FIG.

金気筒のpmiを計りその平均をとれば5、より正Nな
内燃機関負荷がゎがり、正確な制御が可能となるが、高
価になる。
If you measure the pmi of the gold cylinders and take the average, the internal combustion engine load will be more positive (N), and accurate control will be possible, but it will be expensive.

負荷検出器の他の実施例として、内燃機関の出力軸にト
ルク計を設け、このトルク計の出力Kll倍信号しても
よいが、トルク計は高価である。
As another embodiment of the load detector, a torque meter may be provided on the output shaft of the internal combustion engine and a signal multiplied by the output Kll of this torque meter may be provided, but the torque meter is expensive.

トルク計を負荷検出器として利用する場合、内燃機関の
機械効率の分だけ目標値ROを大きくしておく・区要が
ある。
When using a torque meter as a load detector, it is necessary to increase the target value RO by the mechanical efficiency of the internal combustion engine.

負荷検出器のさらに他の実施例として、ピストンの一行
程当りの燃PF量を検知する手段を利用してもよい。た
とtば、ディーゼル機関の場合は、燃料噴射ポンプのラ
ック位置會たとえば差動トランス式変位計により検出す
れば、−行程当りの噴射量が検出できる。また蓄圧式噴
射においては、燃料圧力と噴射時間とにより噴射量が計
算できる。
As yet another embodiment of the load detector, means for detecting the amount of fuel PF per stroke of the piston may be used. For example, in the case of a diesel engine, the injection amount per stroke can be detected by detecting the rack position of the fuel injection pump using, for example, a differential transformer type displacement meter. In addition, in pressure accumulation type injection, the injection amount can be calculated based on the fuel pressure and injection time.

本実施例によれば、池の実施例に比べ比較的安価に負荷
検出器が実現できる。
According to this embodiment, a load detector can be realized at a relatively low cost compared to the pond embodiment.

発電機を駆動する内燃機関の場合は、負荷検出器として
定電機の出力を検出する電力計を利用してもよい。電力
計を利用する場合は、発電機の損失を考1促して、目標
値ROを決める必要がある。
In the case of an internal combustion engine that drives a generator, a wattmeter that detects the output of a constant electric machine may be used as a load detector. When using a wattmeter, it is necessary to consider the loss of the generator when determining the target value RO.

また負荷検出器として、内燃機関吸込it酎耐または内
燃機関回転数計を用いてもよい。
Further, as the load detector, an internal combustion engine intake counter or an internal combustion engine rotation speed meter may be used.

また始動や逆転で負荷が急変するときは、タービンノス
°ルビツチをある一定値に固定するなどして、1伺系が
不安定になるのを防ぐ必要がある。
Also, when the load suddenly changes due to start-up or reversal, it is necessary to fix the turbine nozzle at a certain value to prevent the first-stroke system from becoming unstable.

以上のように本発明によれば、給気圧力と内燃機関員?
il+’とを検出し、これらの比を計算して、負Wli
が低下して給気圧力が負荷に比べて低下し過ぎるのを検
出して、可変ピッチノズル付過給機のノズルピッチを絞
ることにより、負荷に見合った給気圧力を実現したので
、常用域での燃費の区域および低負荷域での内燃機関性
能の確保が可能となる。
As described above, according to the present invention, the difference between supply air pressure and internal combustion engine personnel?
il+' and calculate their ratio to obtain negative Wli
By detecting that the supply air pressure is too low compared to the load due to a decrease in the supply air pressure, the nozzle pitch of the turbocharger with a variable pitch nozzle is narrowed down to achieve supply air pressure commensurate with the load. This makes it possible to ensure internal combustion engine performance in the low fuel consumption range and low load range.

また気温、気圧、冷却海水温度等の周囲条件が変化した
り、経年変化により過給機や中間冷却器が汚れて内燃機
関の状態が変化しても、これらの変化に対応して変わる
給気圧力を検知し、負荷に見合った給気圧力を常に実現
できる。
Furthermore, even if the conditions of the internal combustion engine change due to changes in ambient conditions such as air temperature, atmospheric pressure, and cooling seawater temperature, or if the supercharger or intercooler becomes dirty due to aging, the air supply will change in response to these changes. Detects pressure and can always achieve supply air pressure commensurate with the load.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

i1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は給気
圧力信号と負荷信号の比p8/pmiとノズルピッチy
との関係を示したグラフ、第3図は本発明の池の実施例
に係る制御回路23のブロック図、第4図は第3図示の
実施例のps/pmiとノズルピッチyとの関係を示す
グラフ、第5図は制御回路10をマイクロコンピュータ
により実現した場合のフローチャートである。 1・・・過給機、9・・・駆動部、10.28・・・制
御回路、11・・・リミッタ、13・・・除算器、14
・・・給気圧力検出器、16・・・インジケータ、18
・・・演算回路、22・・・減算器、24・・・負荷検
出器代惺人 弁理士 西教圭一部 第1図 第2− 1)s/pmi 第 3弱 第4図 ρslpmi 手続補正書 1、事件の表示 特願餡58−116400 2、発明の名称 過給機の制御装置 3、補正をする者 事件との関係 出願人 住所 名称 (097) 川崎重工業株式会社代表者 4、代理人 住所 大阪市西区西本町1丁目13番38号 新興量ビ
ル国際FAX GIII&GII (06)538−0
247特許庁長官 殿 1、事件の表示 特願昭58−116400 2、発明の名称 過給機の制御装置 3、補正をする者 事件との関係 出願人 住所 名称(097) 川崎重工業株式会社 代表者 4、代理人 住所 大阪市西区西本町1丁目13番38号 新興量ピ
ル6、補正の対象 明=舟の発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 (1)明細書第8頁第2行目において「内燃機関の劣化
」とあるを「機関性能の劣化」に訂正する。 (2)明細書第10頁第16行目〜第19行目を下記の
とおりに訂正する。 記 る。負荷が低下すると、その低下の割合を上回ってp8
が低下するのでps/pmi”低下する。このため制御
偏差は (3)明細書第11頁第6行目〜第7行目を下記のとお
りに訂正する。 記 型2サイクル内燃機関の場合、0.2程度となる。 一般に内燃機関の負荷が低下すると給気温度も低下し空
気の密度が増加するので、気筒内への空気の充填の効率
もよくなり最適なp5/pIT1iの饋も低下する傾向
にある。 一方、第1図示の実施例は偏差信号と制御4.5号が比
例 (4)明細書第11頁第13行目を下記のとおりに訂正
する。 記 ンに依存する。 本実施例は、負荷とともにp 5/pmH以上
Figure i1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and Figure 2 shows the ratio p8/pmi of the supply pressure signal to the load signal and the nozzle pitch y.
FIG. 3 is a block diagram of the control circuit 23 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a graph showing the relationship between ps/pmi and nozzle pitch y in the embodiment shown in FIG. The graph shown in FIG. 5 is a flowchart when the control circuit 10 is implemented by a microcomputer. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Supercharger, 9...Drive part, 10.28...Control circuit, 11...Limiter, 13...Divider, 14
...Air supply pressure detector, 16...Indicator, 18
...Arithmetic circuit, 22...Subtractor, 24...Load detector representative Patent attorney Kei Nishi Part Figure 1 Figure 2-1) s/pmi Figure 3 Weak Figure 4 ρslpmi Procedural amendment 1. Indication of the case Special application 58-116400 2. Name of the invention Turbocharger control device 3. Person making the amendment Relationship to the case Applicant address name (097) Kawasaki Heavy Industries Co., Ltd. Representative 4, Agent address 1-13-38 Nishihonmachi, Nishi-ku, Osaka Shinkoyaku Building International FAX GIII&GII (06)538-0
247 Commissioner of the Japan Patent Office 1. Indication of the case Patent application 1984-116400 2. Name of the invention Supercharger control device 3. Person making the amendment Relationship to the case Applicant address name (097) Representative of Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 4. Address of the agent: 1-13-38 Nishihonmachi, Nishi-ku, Osaka City Shinko Kuyaku Pill 6. Subject of amendment: Detailed explanation of Funa's invention column 7. Contents of amendment (1) Specification, page 8, No. 2 In line 1, "deterioration of the internal combustion engine" should be corrected to "deterioration of engine performance." (2) Lines 16 to 19 of page 10 of the specification are corrected as follows. write down When the load decreases, p8 exceeds the rate of decrease.
ps/pmi" decreases. Therefore, the control deviation is (3) Correct the following on page 11, lines 6 to 7 of the specification. In the case of a two-stroke internal combustion engine, Generally, when the load on the internal combustion engine decreases, the intake air temperature also decreases and the air density increases, which improves the efficiency of filling air into the cylinder and reduces the optimum p5/pIT1i value. On the other hand, in the embodiment shown in the first diagram, the deviation signal and control No. 4.5 are proportional (4).The 13th line of page 11 of the specification is corrected as follows.It depends on the notation. In this example, p 5 / pmH or more with the load

Claims (1)

【特許請求の範囲】 +1)可変ピッチノズル付過給機を装備した内燃機関に
おいて、ノズルピッチを変更する駆動部と、内燃機関の
負荷状態を検出する負荷検出器と、吸入空気集合管内の
圧力を検出する給気圧力検出器と、前記負荷検出型刃・
らの負荷信号と@記給気圧力検出器力・らの給気圧力信
号とに応答し、その比を演算して前記駆動部に信号を送
出する制御回路1とを含み、前記比に関連する値に基づ
いて前記比が小さ欠な、れはノズルピッチを絞り、大き
くなればノズルピッチを広げるように前記駆動部を作動
させるようにしたことを特徴とする過給機の制淘装塀。 (2)前記制商1回路は、給気圧力信号と負荷信号との
比と、予め定められた一定値との差を演算して、この差
に基づいて前記駆動部によってノズルピッチを制御する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の過給機の
制御装置。 (3)前記駆動部と前記制御回路との間に、制御回路か
ら送出される制匈信号の大きさを一定値以下に制限する
ためのリミッタを配買したことを特徴とする特許請求の
範囲第1項または第2項記載の過給機の制御装置。 (4)前記負荷検出器は、気筒内圧力を検出するインジ
ケータと、インジケータの出力から平均有効圧力を演算
する演算回路とから成ることを特徴とする特許請求の範
囲第1項または第2項記載の過給機の制御装置。 (5)前記負荷検出器として内燃機関のトルクを計るト
ルク計を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1瑣
または第2項記載の過給機の制佃i装員゛。 (61fftl記負前記出器として内燃機関回転計を用
いることを特徴とする特許請求の範囲第1「」または第
2項記載の過給機の制御装置“。 )7)前記負荷検出器として内燃機関により駆動される
発鶏″機の出力に接続された電力計を用いることを特徴
とする特許請求の範囲第1項才たけ第2項記載の過給機
の制御装置。 (8)前記負荷検出器として一行程当りの燃Fl−量を
検知する手段を用いることを特徴とする特許請求の範囲
第1項または第2項記載の過給機の制動装酋。 (9)前記負荷検出器として内燃機関吸込風幇計を用い
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項
記載の過給機の制御装置。
[Claims] +1) In an internal combustion engine equipped with a supercharger with a variable pitch nozzle, a drive unit that changes the nozzle pitch, a load detector that detects the load state of the internal combustion engine, and a pressure in an intake air manifold The air supply pressure detector that detects the
a control circuit 1 that responds to the load signal from the supply air pressure sensor and the supply air pressure signal from the supply air pressure detector force, calculates a ratio thereof, and sends a signal to the drive unit, and If the ratio is small, the nozzle pitch is narrowed, and if the ratio is large, the nozzle pitch is widened. . (2) The first control circuit calculates the difference between the ratio of the air supply pressure signal and the load signal and a predetermined constant value, and controls the nozzle pitch by the drive unit based on this difference. A supercharger control device according to claim 1, characterized in that: (3) A limiter is provided between the drive unit and the control circuit for limiting the magnitude of the restraining signal sent from the control circuit to a certain value or less. A control device for a supercharger according to item 1 or 2. (4) The load detector comprises an indicator that detects the cylinder pressure and an arithmetic circuit that calculates the average effective pressure from the output of the indicator. supercharger control device. (5) The supercharger constraint according to claim 1 (4) or 2 (2), wherein a torque meter for measuring the torque of the internal combustion engine is used as the load detector. (61fftl The supercharger control device according to claim 1 or 2, characterized in that an internal combustion engine tachometer is used as the output device.) 7) An internal combustion engine tachometer is used as the load detector. 2. A supercharger control device according to claim 1, which uses a wattmeter connected to the output of a chicken-breeding machine driven by an engine. (8) A braking device for a supercharger according to claim 1 or 2, characterized in that means for detecting the amount of fuel Fl per stroke is used as the load detector. (9) The supercharger control device according to claim 1 or 2, characterized in that an internal combustion engine intake airflow meter is used as the load detector.
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