JPS6116231A - 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−１−の利用分野） 本発明は過給機（Ｎ＋エンジンの過給圧制御装置に関し
、と＜　ｋ二＜′″！倚に応じたスロットル弁上流と下
流との圧力調整に関する−しのである。 （従来技術） 従来から、過給機付エンジンにｄ３いては、過給圧が必
要以上に高くなることを防止づ−るため、ＨＨＢ高過給
圧を制御りるようにしている。一般のこの種エンジンで
（、Ｌ最高過給圧が一定の設定値に制御されているが、
運転状態に応じて過給圧をＩ１１御するようにしたもの
もあり、例えば特開昭５７−１４６０２３号公報に示さ
れた装置では、加速性能を高めるため、加速時には最高
過給圧を通常時の設定値Ｊ：り高いＩｆＪに補正するよ
うにしている。過給圧を制御１ｆｌる手段としては、過
給機にターボ過給機を用いる場合、タービンをバイパス
Ｊ−る排気バイパス通路に設りたウェス１−ゲートバル
ブを過給圧に応じて制ａｌｌ　することににり過給機に
与えられる駆動力を制御するようにしたいわゆるウェス
トゲート方式が多く採用されている。 ところで、このように過給圧を制ｔｉｌ＋する場合、吸
気通路におりるスロットル弁下流の圧力がエンジンに直
接作用するものであるから、−・般には、メロツトル弁
Ｆ流の圧力を制御している。イしτス［１ツトルブｔが
全開されているどきはスロットル弁上流のＩＦ力１）上
流の１ｆ力とばば等しくなる。たＩこしスロットル弁が
全開され（いない状態で過給が？ｊわれでいるどきは、
ス「１ツ１〜ル弁で吸気流通）■が制限上＼れるこ、ど
によってスロットル弁−上流のｌ［力が上流のＹ［力Ｊ
、り高くなり、その圧力差は過給量からの過給量とス［
］ツトル弁て゛の吸気抵抗との関係で変化Ｊる。このＪ
こめ、スロワ１−ル弁下流の圧力を制９１１シていても
、エンジンの負荷（スロワ１−ル弁の開度）によっては
スロワ１−ル弁上流の圧りがスロワ１−ル弁下流ど比べ
てかなり高くなる場合がある。そこで、スロットル弁が
全開されていない０荷領域では、できるだ番ノ吸気渇度
の上昇を抑制りるとどもに過給機の負担を軽減するため
、スロワ１−ル弁下流の圧ツノに応じてスロワ１−ル弁
上流のＦ［力も適正に制御することが望まれる。 （発明の目的） 本発明はこれらの事情に鑑み、スロットル弁が全開して
いない負６ｆｆ領域でス［ｌツＩ〜ル弁２Ｌ流の圧力を
ス［１ツ１−ル弁下流の圧力に応じて適正に制御りるこ
とにより、吸気温ｆｇの１−胃を抑制りるとともに過給
機の負担を軽減することができ、その１５、スロットル
弁の開度変化に対ηる出力変化の特性も改善づることの
できる過給４１４’Ｊ　エンジンの過給圧制御装置を提
供するものである。 （発明の構成） 本発明の過給圧制御装置は、エンジンに供給される吸気
を過給する過給機と、吸気通路のスロットル弁下流にお
いて過給圧を検出りる圧カレン１ノと、エンジンの負荷
を検出する０値検出手段と、ス［１ツトル弁上流の圧力
を検出する圧力検出手段と、上記圧力センサ、負荷検出
手段および圧ツノ検出手段の各出力を受けて、所定負荷
以上のときは過給圧を予め設定された目標圧力どなるよ
うに制御する−・方、所定負荷未満のときにスロットル
弁下流に比べてスロットル弁上流の圧力が所定値だけ」
−回るにうに制御する過給圧調整手段とを備えたもので
ある。つまり、スロットル弁が全開されていない所定負
荷未満の領域では、スロットル弁−１流ど下流の圧力差
を一定にして、スロットル弁十流の圧ツノが十昇し過ぎ
ないようにしたものである。 （実施例） 第１図は本発明の実施例を示してａ３す、この図に（１
３いて、１はエンジン、２は吸気通路、３は排気通路、
４は過給機であり、実施例では過給機４としてターボ過
給機を用いている。この過給機４は、新気通路３に設り
られたタービン４ａど、吸気通路２に設りられたコンプ
レッサ４ｂと、これらを連結Ｊる＠４　ｃ、とからなり
、排気通路３内の排気ガス流によりタービン４ａが駆動
され、これに連動して］ンブレッサ４ｂが回転すること
ににす１９丁ンジン１に吸気を過給す゛るようにしてい
る。 」：記コンプレツリ４ｂより下流の吸気通路２にはスロ
ワ１〜ル弁５が設番プられている。 また排気通路３には、タービン４ａをバイパスしてその
上流側と下流側とを連通り−るバイパス通路６が形成さ
れ、このバイパス通路６に、圧力応動式のアクチュエー
タ８によって作動されるつニス］−ゲートバルブ７が設
けられている。このバイパス通路６およびつＪス１−グ
ー１−バルブ７は過給圧を制御するためのものであって
、ウェストゲートバルブ７の開度が大きくなると、バイ
パス通路６に排気ガスが多く流れて過給機４の駆動力が
低下することにより過給圧が低くなり、ウェストゲート
バルブ７の開度が小さくなると排気ガスバイパス場が減
少して過給機４の駆動力が高められることにより過給圧
が高くなるようになっている。 上記アクチュエータ８は、ウェストゲ−１−バルブ７に
連結されたダイヤフラム８ａと、このダイレフラム８ａ
によって仕切られた大気室８ｂおよび圧力室８Ｇを備え
、上記大気室８ｂにはウェス１〜ゲートバルブ７を閉弁
方向にイ４勢りるスプリング８ｄ　ｌｆｉ設りられＣい
る。上記圧力室８Ｇには、コンプレッサ４ｂとスロット
ル弁５との間の吸気通路２からプレッシャレギュレータ
９を介して一定の正圧を導入づる通路１０と、人気に連
通（る通路１１とが接続され、これらの通路１０．１１
に加圧側電磁弁１２および大気側電磁弁１３が設ｔノら
れており、この両電磁弁１２．１３が制御されることに
よって上記圧力室８Ｇ内の圧力が調節されるようになっ
ている。つまり、加圧側電磁弁１２が駆動されると上記
圧ツノ室８Ｃに正圧が送り込まれて圧力室８Ｃ内の圧力
が上昇し、この場合の圧ツノ上昇度は加圧側電磁弁１２
の駆動時間によって調節され、また人気側電磁弁１３が
駆動されると上記圧力室８Ｃ内の圧力が低下し、この場
合の圧力低下度も大気側電磁弁１３の駆動時間によって
調節されるようになっている。イして、この３）、うに
アクヂ、／ＶＪ−夕８の圧力室８Ｃ内の圧力が調節され
ることにＪ：ってウェストゲートバルブ７の聞度が調節
され、過給圧がコントロールされるようＩこ゛４丁−）
でいる。 」−記電磁弁１２．１３は、マイクロコンビ−１−タを
用いた一１ン１〜ロ−ルユニツ１−１４から出力される
ｌ、！＋御パルスにＪ、って駆動されるようになってい
る。このコント・ロールユニット１４には、エンジン回
転数を検出する回転数センサ１６と、エンジン冷１４１
水格晶を検出りる水温センサ１７と、吸気温疫を検出す
る吸気温セン＋１１８と、スロワ１〜ル弁５の開度を検
出することにＪ、つＣ１ンジンの負荷を検出Ｊるスロッ
トルセンサ°（負荷検出１段）１つと、スロットル弁５
下流にａ３いて過給圧を検出する第１の圧カレンサ２０
と、スロットル弁５上流の圧ノｊを検出づる第２の圧カ
センザ（圧力検出手段）２１とからの各検出信号が入力
されている。上記コント［１−ル１ニット１４は、前記
スロットルセンサ１９の出力から、エンジンの負荷（ス
ロットル開ｒｃＪ、）がス［１ツトル弁５の全開状態に
近い所定負荷以上であるかどうかを調べ、所定負荷以上
のときは過給圧が運転状態に応じて設定した目標圧力と
なり、まｌＣ所定負荷未満のときはスロットル弁５下流
に比べてスロットル弁５上流の圧力が所定値だけ高くな
るように、電磁弁１２゜１３を制御している。こうして
コントロールユニット１４と、前記バイパス通路６、ウ
ェストゲートバルブ７、アクデーＬエータ８、通路１０
．１１および電磁弁１２．１３とで、過給圧調整手段が
構成されている。 上記−二１ン１−［１−ルコニッ１〜１４による制御の
１１１グ“ツムをノローブｌｙ　”　ｌ−ｔ’　、１体
的に承りと、第２図のＪ、うになる。ヴなわらこのプに
１グラムがスター１−りるど、先ヂ前記回転数センリ１
６、水温［！シリ１フ、吸気温センサ１８おＪ、び第１
の圧力レンリ２０から−ＣれぞれＬンジン回転数Ｎ１水
渇１’ｗ、吸気温Ｉ−ａ、スロツ１−ル間度θ、ス１］
ットル弁Ｊｚ流ＪＴ力Ｐ△の各検出１＋ａを入力η゛る
（ステップＳ＋　）。次に、検出されたス［１ツ１−ル
開度０が、予め設定された全開状態に近い所定開度θＸ
以上か否かを調べる（ステップＳ２）。そして所定開亀
Ｏｘ以上のと・きは、予め各種エンジン回転数に対応づ
りて基本過給１Ｆを配憶しているマツプからイの時のエ
ンジン回転数Ｎに応じた基本過給圧ＰＯを求め、この基
本過給圧Ｐｏに水温Ｔｗおよび吸気温ＴａＷに応じた補
正係数αを乗算し、そのＩｆｆ＋を目標Ｌ＋ｈＰ　ｄと
して設定り゛る（ステップＳ３　）。一方、所定開度θ
×未満のどぎは、スロワ１〜ル弁下流圧力ＰΔに所定値
Ｉくだ４Ｊ加算した値を目標ｊＴｈどりる（スーｊツブ
Ｓ４３゜ 次に、第２の圧力［！レザ２１からス［ｌツトル弁上流
圧力ＰＢを入力づる（スフツブＳ’ｉ　）。イしてこの
圧力Ｐａと目標圧力［）（１とに基づき、両者の差に定
数ＰＧを乗算づることによって比例制御パルス幅ｔ１を
算出し、さらに上記ＩＦ力ＰＢの今回の検出値１つＢ（
＋１）と前回の検出値ＰＢ（ｎ−１）どの差に定数ＤＧ
を乗算づることにｊ、って微分制御パルス幅ｔ２を尊出
し、この両パルス幅ｔ１．１２を加算し−（、電磁弁１
２または１３に対りる制御パルスのパルス幅りを求める
（ステップＢａ”−Ｂｇ）。゛つまり、上記圧力ＰＢが
目標圧力Ｐｄに充分近づいていないとさく、１過給圧制
９１１吊が人きくなり、上記圧力ＰＢが目標圧力Ｐ（ｊ
に近づくと過給圧制御楢が小ざくなるように、過給圧制
御１１ｆｉＪを決める囁躬パルス幅ｔが演算される。つ
いで上記圧力ＰＢが目標圧力Ｐｄよりも高いか否かを調
べ、Ｙ［ＥＳであれば加圧側電磁弁１２にｉｔ、ＩＩ　
９１１パルスを出力し、Ｎｏであれば大気側電磁弁１３
に制御パルスを出力して、電磁弁１２または１３を上記
パルス幅ｔに相当する時間だり駆動りる（・スＩツブ１
３９ヘーＢ１１）。つま、す、目標ｒｔ力Ｐｄと比べて
１−記圧力ＰＦ３が高い場合は前記ウェストゲートバル
ブ７を開り向に作動して過給圧を引下げ、Ｊ記圧力Ｐ　
１３が低い場合はつＴス１−ゲートパル１７を開方向に
作動して過給圧を高めることにＪ、す、Ｌ記圧力ＰＢを
目標圧力Ｐｄに近づりるようにりる。での後、スデッ／
Ｓ１に戻って以−１−の処理を繰返り。 以上のよう４１ノ［］ダラムに従って制御が行われるこ
とにより、スロワｉ・ル聞疫θが所定間１ｑ　ＯＸ未満
のとさ、′ｒＪ’　＜’ｈわら所定負荷未満のどきは、
スロワ弁上流弁圭流の圧力ＰａがスロワＩ・ル弁下流の
圧力［〕ΔＪζり所定ＩＫだＧｊ高い値に保たれ、スロ
ットル弁上流のｊ千力ＰＢが上昇し過ぎることが防止さ
れる。゛つまり、所定負荷未満では、スロワ１−ル弁５
にａ３いて吸気流通量が制限されるため、スロワｌ−・
ル弁下流の圧力Ｐ△は第３図に線Ａで示Ｊようにスロッ
トル開度θに応じて変化するが、これに対応したス

【」
ットル弁上流の圧力の制御が行われていないと、過給量
の増加に伴ってこのスロワ１−ル弁上流の１ｆ力が第３
図に一点鎖線Ｂ′で示Ｊように大きく上り？する傾向が
ある。このよう＜ｊ場合に前記フＩ」−ヂｐ−Ｉ−のス
】ツブＳ４以下の処理により、スロット・ル弁上流の圧
力１’Ｂが第３図に線１３で示１ように、制御ｎＴ能な
範囲でス［１ツＩ〜ル弁下流どの圧カフ？が所定１ｉｆ
ｊＫに保／ｊれるＪ、うに引下げられる。そして所定負
荷に達するまでは、スロットル開度が大きくなるにつれ
てスロワＩ・ル弁下流の圧力ＰＡが上昇し、これに対応
して−・定の圧力差を保ちつつスロットル弁上流の圧力
ＰＢが−１−昇づ−ることどなる。 このような制御により、所定負荷以上の領域で、吸気湿
度の１胃が抑制されるとともに、過給機４の負担が軽減
される。、まｌζ、スロ間度〜ル間度θの変化に対重る
出力トルク変化の特性も改善される。 つまりスロットル弁Ｅ流の圧力が第３図に線Ｂ′で示す
ようにスロワ１〜ル弁が全開するまでに七しく上昇する
と、スロットル弁での抵抗に抗して吸気が押込まれてし
まうため、スロットル開度θが全開の２／３程度となっ
たとき出ツノトルクがほぼ最大に達し、それ以上にスロ
ットル弁が開かれても出力１−ルクは殆ど変化しｔ【い
ことになる。これと比べ、第３図にＩＢで示すようにス
ロットル１流の圧力Ｐ　Ｂを制御づ°ると、スロットル
開度θの変化に対して出力トルクがほぼ直線的に変化し
、スロットル開度と出力トルクどの対応性が良くなる。 ｃｌ、Ｉこ、スロットル弁５がほぼ全開どなる所定負荷
以上の領域では、過給圧はスロワ１−ル弁上流ど下流ど
においてほぼ等しくなり、この過給圧はエンジン回転数
、水温、吸気温等に応じた適正値に制御されることどな
る。この場合、前記フローブー１７−１・におい（は、
スロットル弁上流の圧力ＰＢど目標１［力Ｐｄとを比較
して制御しているが、ス［１ツトル弁５）がほぼ仝聞と
イ【るどきはスロワ］・ル弁下流の圧力ＰΔと目標圧力
Ｐｄとを比較しでも同等に制御が行われることとべ【る
、。 なお、本発明装置の具体的構造は上記実施例に限定され
ず、種々変更可能である。例えば、スロットル弁上流の
圧力の検出手段としては、前記第２の圧カヒンサ２１の
代りに、コントロールユニッ１−１４内でエンジン回転
数とスロワ１〜ル開度とからスロットル弁上流の圧力を
算出するようにしてもよい。 （発明の効果） 以−Ｌのように本発明は、過給機付エンジンにおいて所
定Ω荷以下のどきに、スロットル弁上流の・圧力をスロ
ットル弁下流ど比べて所定値だ（プ高くなるように制御
しているため、スロットル弁が全開していないどぎにス
ロットル弁上流の圧力が＾くなり過ぎることを防止して
、吸気温度の上昇を抑制するとともに、過給機の負担を
軽減することができ、またス［１ットル開度ど出力ｊ−
ルクの対応性も向上することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略図、第２図は制御の
）［１−チャー１−　、第３図はス［ｌットル開度とス
ロワ１〜ル弁下流および上流の圧力との関係を示り一説
明図である。 ｌ・・・エンジン、２・・・吸気通路、４・・・過給機
、５・・・スＩＩツトル弁、６・・・バイパス通路、７
・・・ウェストグー１−バルブ、１４・・・コントロー
ルユニット、１９・・・ス［１ツ１−ルレン１）（負荷
検出手段）、２０゜２１・・・１■力ｌｌン（）、。 第　　１　　図 第　　２　　図 一氏 第　　３　　図 、ε′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１．エンジンに供給される吸気を過給する過給機と、
   吸気通路のスロットル弁下流において過給圧を検出する
   圧力センサと、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段
   と、スロットル弁上流の圧力を検出する圧力検出手段と
   、上記圧力センサ、負荷検出手段および圧力検出手段の
   各出力を受けて、所定負荷以上のときは過給圧を予め設
   定された目標圧力となるように制御する一方、所定負荷
   未満のときにスロットル弁下流に比べてスロットル弁上
   流の圧力が所定値だけ上回るように制御する過給圧調整
   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。