JPS62113828A - タ−ボ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】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明は、ターボ過給機付エンジンの過給圧制御装置に
関する。

［従来の技術］ 第４図は従来のターボ過給機付エンジンの過給圧制御装
置の一例を示し、特開昭５８−１６５５２４号公報に開
示されたものである。ここで、１はエンジン、２はター
ボ過給機であり、本例では吸気通路３における絞り弁４
の下流側に圧力を導く導管５Ａと圧力制御弁５とが設け
られており、部分負荷域ではこの圧力制御弁５を介して
得られる負圧によって、排気バイパス弁（ウェストゲー
ト弁）６を動作させ、排気の一部を側路させるように構
成されている。すなわち、本例は部分負荷域のほぼ全域
にわたり、過給圧を低く保つことができるもので、更に
、排気タービン７の手前でエンジン排気の排圧を低下さ
せボンピングロスを低減させることにより燃費の向上を
図フたものである。なお、８はコンプレッサである。

しかし、本例のように、単に部分負荷域で排気バイパス
弁６を開弁させると、過給圧が低下したままになってし
まい、特に負荷変動の過渡時における応答性が適切に得
られなくなる。そこで、このような問題点の解消を図る
ものとして、パイエリッシェ・そ−トレン・ヴエルケ社
（ＢＭＷ社）のターボエンジンの電子制御装置が雑誌Ｍ
ＴＺ（１９８３年度、ＶｏＬ４の１１７頁〜１２０頁）
によって提案されている。

この提案では、過給圧と点火進角とが閉ループで制御可
能なように制御回路が構成されており、この制御回路に
エンジン回転速度およびスロットル弁開度が信号として
供給される一方、点火時期信号が入力され、制御圧カマ
ツブをルックアップすることにより過給圧を適切に制御
して燃費の向上を良好な加速応答性が得られるようにし
ている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来のターボ過給機付エンジ
ンの過給圧制御装置にあっては、エンジンの回転速度と
スロットル弁開度とによって過給圧制御マツプにより基
本制御値を決め、インテークマニホールド圧力によりフ
ィードバック制御を行うもので、マツプ上のエンジン回
転速度およびスロットル弁開度に対応した運転点に対し
て制御過給圧力を求め、この値をスロットル弁の変化に
応じて補正するように構成されており、トランスミッシ
ョンの位置によってエンジンの駆動負荷が変化する点は
考慮されておらず、本来、加速時に要求過給圧を決定す
る上で必要となる加速エネルギーの見積がなされないた
めに、全ての加速条件で加速性能が損なわれない範囲で
排気バイパス弁を間作勅させると第５図に示すように十
分に過給圧を下げられずしたがって燃費の向上率も未だ
十分とはいえない点があった。

［発明の目的コ 本発明の目的は、上述した問題点に着目し、その解決を
図るべく、エンジン回転速度とスロットル弁開度とに加
えて、車速またはトランスミッションギアの位置に関す
る情報およびそのときの吸気管内圧力とから適切な過給
圧が得られるよつに制御可能なターボ過給機付エンジン
の過給圧制御装置を提供することにある。

［発明の構成］ かかる目的を達成するために、本発明は、排気系に排気
タービンを側路させる排気バイパス弁を具え、排気ター
ビンに排気を供給して圧縮機を駆動し、圧縮機から得ら
れる吸気管内の過給圧を排気バイパス弁の開度を制御す
ることにより制御して絞り弁を介し、エンジンに供給す
るようにしたターボ過給機付エンジンの過給圧制御装置
において、エンジンの回転数を検知する第１手段と、絞
り弁の開度を検知する第２手段と、エンジンの車速を検
知する第３手段と、吸気管内の圧力を検知する第４手段
と、第１〜第４手段から得られる各検知出力に基づいて
排気バイパス弁の開度を変化させ、過給圧を制御する第
５手段とを具えたことを特徴とする。

［作　用］ このように構成したターボ過給機付エンジンの過給圧制
御装置にあっては、トランスミッションギアの位置や絞
り弁開度を操作するアクセルの踏込み加減までが情報と
して制御回路に入力されるので、これらに対応した好適
な過給圧が得られるように排気バイパス弁の開度が制御
され、以て、加速条件を含めた各種の運転条件において
燃費の向上を図ることができる。

［実施例］ 以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。

第１図は本発明の一実施例を、そのターボ過給機の構成
と共に示すもので、ここで、１１はエンジン、１２およ
び１３はエンジン１の吸気通路１４および１５にそれぞ
れ配設されている小流量圧縮機および大流量圧縮機であ
り、１６および１７は逆止弁である。

一方、エンジン１１の排気通路１８には圧縮機１２を駆
動する高圧タービン１９と圧縮機１３を駆動する低圧タ
ービン２０とが直列に配置してあり、更に高圧タービン
１９に対してはそのバイパス通路２１に流量調節弁（排
気バイパス弁）２２がまた低圧タービン２０に対しては
そのバイパス通路２３にウェストゲ・・−ト弁２４が設
けられている。

しかして、本例では流量調節弁ｚ２の開閉制御をステッ
ピングモータ２５によって行うもので、ステッピングモ
ータ２５はコントロールユニット２６からの制御信号に
よって動作する。なお、この調節弁２２を動作させるア
クチュエータとしてはステッピングモータに限らず、制
御信号に対応してその弁の開度が制御されるものであれ
ば、どのようなアクチュエータであってもよい。

２７はエンジンの回転速度検出器、２８はトランスミッ
ションギア２９を介して車速を検出するようにした車速
検出装置、３０は絞り弁開度の検出装置、３１はエアフ
ロメータである。

しかして、本例では、これらのエンジン回転速度検出器
２７、車速検出装置２８、絞り弁開度検出装置３０およ
びエアフローメータ３１からの検出信号がそれぞれコン
トロールユニット２６に供給されることによって、コン
トロールユニット２６ではこれらの情報に基づいて適切
な過給圧が得られるようにステッピングモータ２５を介
し、流量調節弁２２の開度を調節制御する。

なお、上記以外にノックセンサを設けるようにして、こ
のノックセンサからのノック検知信号により点火時期の
制御を併用して実施することも可能である。

ついで、第２図により本例のコントロールニット２６に
おいて実施する原理的な制御手順について述べることと
する。コントロールユニット２６は中央処理装置の機能
を有している。そこで、まずブロック■では、車速検出
装置２８からの車速検知信号Ｖとエンジン回転速度検出
器２７からのエンジン回転速度検知信号Ｎｅとによって
、トランスミッションギア位置が判断され、更に絞り弁
開度検出装置３０からの開度検知信号ＴＨによって目標
車速が判断される。すなわち、エンジン回転数Ｎｅ　−
トルクの特性曲線は第３図に示すように絞り弁開度に応
じて変化するが、いまトラジスミッションギア位置が決
っておれば、その目標車速を一義的に決めることができ
るので、絞り弁開度とエンジン回転数とから対応する目
標車速をマツプとして与えることが可能なことは明らか
であり、このようなマツプによって目標車速を判断する
ことができる。なお、本図において、Ａはロードロード
（Ｒ／Ｌ）運転線、Ｂは吸気圧がＯｍｍＨｇのときの運
転線を示す。

次にブロック■では、上記の目標車速に基づいてその時
点における車速と目標車速との車速の差を演算し、一方
、ブロック■では、絞り弁開度の時間的変化率ｄＴＨ／
ｄ　ｔを演算して、人間の操作しているアクセルの踏込
みの度合を判断する。すなわち、どのような度合で踏込
んでいるかによって、車速の変化の度合を判断するもの
である。

かくして、ブロック■では、目標車速に達するまでの加
速の度合をブロック■および■からの演算結果から判断
し、その時点におけるトランスミッションギア位置とエ
ンジン回転数とから、必要発生トルクを演算する。つい
でブロック■において、現時点における吸気圧ｐｂに基
つと必要トルりを得るための過給圧を演算し、ブロック
■でこのような過給圧を得るために動作させるステッピ
ングモータ２５の駆動量が演算される。

なお、必要発生トルクの演算については、ターボ過給機
の回転を高めるために必要なエネルギも加味されなけれ
ばならず、まずアクセル踏込みの度合と得られる車の加
速の度合との関係を予め実験によって求め、その加速を
実現するに要する加速エネルギと、ターボ過給機を対応
して加速させるに要するエネルギと、その時点の車のド
ライブに要しているエネルギとの総計として求めればよ
い。

かくして要求トルクＴが演算されることによって、要求
過給圧Ｐｂは次式で与えられる。

ＰｂＸＫ＝ＴＸＱ　　　　　　・１） ここで、Ｋは実験から求められる定数、Ｑは空気流量で
ある。

更にまた、所定の過給圧とするためにステッピングモー
タ２５をどれだけ駆動させればよいかは、エンジン１１
の回転数と絞り弁開度とを種々変化させて実験的に求め
ておくようにすればよい。

なお、以上の説明は、高圧タービン１９と低圧タービン
２０との２段のタービンを具えたマルチターボ過給機の
例について述べたが、本発明の適用はこのような多段タ
ーボ過給機付エンジンに限られるものではなく、１つの
ターボ過給機の場合についても適用できることはいうま
でもないが、特に本例のように低速回転から過給圧を容
易かつ滑らかに上昇させることのできるターボ過給機付
エンジンの場合に最も好適である。

［効　果］ 以上説明したように、本発明によれば、排気タービンを
側路させる排気バイパス弁を具え、この排気バイパス弁
の開度を制御することにより設定過給圧が供給されるよ
うにしたターボ過給機付エンジンにおいて、排気バイパ
ス弁の開度を変化させる駆動手段をエンジンの回転数検
知手段と、絞り弁開度検知手段と、トランスミッション
ギア位置またギア位置に関連して得られる車速検知手段
と、吸気管内圧力検知手段とから得られる情報に基づい
て動作させることにより、設定過給圧を変化させるよう
にしたので、ミッションギアの位置や絞り弁開度を操作
するアクセルの踏込み加減等に対応して適切な設定過給
圧が供給されるよう排気バイパス弁の開度を制御するこ
とが可能となり、燃費の向上に大いに貢献することがで
きる。

４図面の簡単な説明 第１図は本発明ターボ過給機付エンジンの過給圧制御装
置の構成の概要を示す線図、 第２図はその制御手段によって設定過給圧を求める手順
を示すブロック図、 第３図はそのエンジン回転数とトルクおよび絞り弁開度
の関係を示す運転特性の曲線図、第４図は従来のターボ
過給機付エンジンの過給圧制御装置の構成の一例を示す
模式図、 第５図は従来の他の過給圧制御装置を具えたエンジン搭
載車における車速と過給圧との関係を示す特性曲線図で
ある。

１．１１・・・エンジン、 ２・・・ターボ過給機、 ３・・・吸気通路、 ４・・・絞り弁、 ５・・・圧力制御弁、 ５Ａ・・・導管、 ６・・・排気バイパス弁、 ７・・・排気タービン、 ８・・・コンプレッサ、 １２．１３・・・圧縮機、 １４．１５・・・吸気通路、 １６．１７・・・逆止弁、 １８・・・排気通路、 １９．２０・・・タービン、 ２１．２３・・・バイパス通路、 ２２・・・流量調整弁（排気バイパス弁）、２４・・・
ウェストゲート弁、 ２５・・・ステッピングモータ、 ２６・・・コントローラ、 ２７・・・回転速度検出器、 ２８・・・車速検出装置、 ２９・・・トランスミッションギア、 ３０・・・絞り弁開度検出装置、 ３１・・・エアフロメータ。

特許出願人　日産自動車株式会社 代　　理　　人　　弁理士　　谷　　　義　　−第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 排気系に排気タービンを側路させる排気バイパス弁を具
   え、前記排気タービンに排気を供給して圧縮機を駆動し
   、該圧縮機から得られる吸気管内の過給圧を前記排気バ
   イパス弁の開度を制御することにより制御して絞り弁を
   介し、エンジンに供給するようにしたターボ過給機付エ
   ンジンの過給圧制御装置において、 前記エンジンの回転数を検知する第１手段 と、 前記絞り弁の開度を検知する第２手段と、 前記エンジンの車速を検知する第３手段と、前記吸気管
   内の圧力を検知する第４手段と、第１〜第４手段から得
   られる各検知出力に基づいて前記排気バイパス弁の開度
   を変化させ、前記過給圧を制御する第５手段とを具えた
   ことを特徴とするターボ過給機付エンジンの過給圧制御
   装置。