JPS62186015A - 自動車の可変静翼排気タ−ビン過給機の制御方法及び装置 - 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】 発明の技術分野 本発明は、運転者の要求及び自動車の運転・条件に応答
して自動車の可変静翼排気タービン過給機を調整する制
御装置及び方法に関する。

従来技術 混合気の密度を高くすることにより機関の出力を増大す
るために自動車の内燃機関に一般に使用されているのは
過給機である。空気、燃料混合気密度を高くするのには
、機関により直接又は間接的に駆動される回転コンプレ
ッサにより実行される。

排気タービン過給機は、機関の排気ガスにより駆動され
るタービンによって回転コンプレッサが駆動される構成
の過給装置である。排気ガスはタービン車室に入り、ノ
ズルによりタービン翼車のブレードに送られ、タービン
車室から排気パイプに排出される。ノズルは回転コンプ
レッサが提供できる過給気の量を制御するために排気ガ
スの迎え角を決定する。

ノズルを含む排気タービン過給機の構成要素の大きさは
機関及び所望の性能に関連して決定される。しかしなが
ら、このように大きさを決定してしまうと、それに伴な
って性能の点で問題が生じることは避けられない。機関
回転数が低いときに高速応答するように大きさが決定さ
れた装置は機関回転数が高くなると十分な性能で動作せ
ず、また、その逆の場合も同様に考えられる。

上述のような性能上の欠陥を回避するために、ある種の
可変静翼排気タービン過給機（ＶＧＴ）が開発された。

ＶＧＴも同様に機関及び所望の性能に関連して大きさを
決定されるが、タービン車室内における排気ガスの流れ
、すなわち迎え角を調整するために可変制御される。従
って、ＶＧＴはある場合には低い機関回転数で高速応答
を提供し、別の場合には高い機関回転数で十分に出力を
向上させるように制御されることが可能となる。

そのような構成は英国特許第２．１５７，３６５号に記
載されている。

発明の概要 本発明は、自動車に適用される場合のＶＧＴの動作を調
整する制御装置を目的とする。この制御装置は制御の精
度及び安定性の改善を含めていくつかの点で従来のＶＧ
Ｔ制御装置とは異なる。

本発明に従ってＶＧＴの動作を調整する方法及び制御装
置は特許請求の範囲第１項及び第４項の特徴部分にそれ
ぞれ記載される特徴を有する。

ＶＧＴに関連して記載される本発明の制御装置において
は、タービン車室のノズルは調整自在の制御機構の位置
に従って一体に制御される複数枚の可動ノズルベーンに
より構成される。調整自在の制御機構は２ポート空気圧
アクチユエータなどのサーボ手段により位置決めされ、
このアクチュエータは一対の電子的に動作される可変オ
リフィスを介して機関の負圧又はマニホルド圧力により
制御される。可変オリフィスは、ＶＧＴの所望の動作を
表わす信号を発生するコンピュータによる機関制御装置
と、可変オリフィス装置を適切に制御する圧力制御装置
の双方を含んでいる電子制御装置により調整される。

正圧動作モード、すなわち圧力動作モードが望まれるこ
と、すなわち、大気圧を越える所望のマニホルド圧力を
機関制御装置が指示すると、圧力制御装置は実際のマニ
ホルド圧力と所望の圧力とを連続的に比較することによ
り調整自在の制御機構の閉ループ調整を実行する。この
ようなモードにおいては、可変オリフィスは所望の圧力
と実際の圧力との誤差を安定した正値な方法により減少
するように、その誤差に関連して決定される変化レベル
及び変化率で動作される。圧力モードで機関制御装置に
より発生される信号は、機関回転数の範囲全体にわたり
最適の応答速度と出力向上を達成するために機関の動作
条件に基づいており、過剰な機関応力が検出されるたび
に制御に従って制限又は減少される。

負圧動作モードが望まれること、すなわち、大気圧以下
のマニホルド圧力を機関制御装置が指示したときは、圧
力制御装置は調整自在の制御機構の開ループ調整を実行
し、可変オリフィスを信号の関数として所定のスケジュ
ールに従って動作させる。このようなモードにおいては
、機関制御装置により発生される信号は機関回転数の範
囲全体にわたりタービン速度、機関背圧、マニホルド負
圧、燃料消費及び機関トルクを最適にするためにノズル
ベーンを適正に位置決めする。

実施例 以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図において、数字１０は可変ノズルベーン形の可変
静翼排気タービン過給機（ＶＧＴ）である。ＶＧＴＩＯ
はタービン車室１２と、コンプレッサ車室１４とを具備
する。

タービン車室１２は内燃機関のシリンダ１６から排気マ
ニホルド１８を介して熱した排気ガスを受取る。排気ガ
スは、タービン車室１２に入ると、車室の周囲に沿って
配置される複数枚のノズルベーン２０を介して回転ター
ビン翼車２２のプレードに送られる。使用後の排気ガス
はタービン車室１２から排気パイプ２４に排出される。

ノズルベーン２０の半径方向角度は、排気ガスが回転タ
ービン翼車２２のブレードに流入する際に迎え角を決定
する。ノズルベーン２０の角度は、制御アーム２８を介
して板２６を直線状に向き調整することにより変えられ
る。ノズルベーン２０と、板２６と、制御アーム２８は
調整自在の制御機構を構成する。制御アーム２８が図示
されるような最も左側の位置にあるとき、ノズルベーン
２０はほぼ閉じており、従って、排気ガスの迎え角は比
較的大きい。この状態ではタービン翼車の速度は最大と
なるが、機関の回転が速くなると排気ガス背圧は著しく
高くなると考えられる。制御アーム２８が右方向へ移動
されるにつれて、ノズルベーン２０は徐々に開くので迎
え角は徐々に小さくなる。その結果、回転タービン翼車
２２の速度と排気ガス背圧は共に低下する。

回転タービン翼車２２はシャフト３２を介してコンプレ
ッサ翼車３０を回転自在に駆動し、コンプレッサ翼車３
０はコンプレッサ車室１４の内部に支持される。コンプ
レッサ車室１４は運転者により位置決めされるスロット
ル３６を下流側の吸気パイプ３４から燃焼空気を受取る
。駆動されたコンプレッサ翼車３０は空気を大気圧より
高い圧力に圧縮し、出口バイブ３８から排出する。燃料
は燃料噴射装置４０により圧縮空気の中へ噴射され、空
気、燃料混合気は吸気マニホルド４２を介してシリンダ
１６に送られる。

上述の説明にほぼ適合する可変静翼排気タービン過給機
はテキサス州ダラスのＡｅｒｏｄｙｎｅ　Ｄａｌｌａｓ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより市販されている。

ＶＧＴＩＯの制御アーム２８の軸方向位置は２ボートア
クチユエータ５０により構成されるサーボ手段によって
定められる。２ポートアクチユエータ５０はアクチュエ
ータハウジング５８の内周面に対し密封されているダイ
アフラム５６により負圧チャンバ５２と、正圧チャンバ
５４とに分割される。制御アーム２８はダイアフラム５
６に取付けられ、ダイアフラムと共に軸方向に動く。負
圧チャンバ５２側のダイアフラム５６とアクチュエータ
ハウジング５８との間に配置されるばね６０はダイアフ
ラム５６及び制御アーム２８を左方向に押圧する。

制御アーム２８の位置はばね６０により加えられる力と
、ダイアフラム５６の両側の空気圧差によって生じる力
とにより決定される。負圧チャンバ５２内の空気圧はラ
イン６４を介して電子負圧調整器（ＥＶＲ）６２により
制御され、正圧チャンバ５４内の空気圧はライン６８を
介して電子正圧調整器（ＥＰＲ）６６により制御される
。以下に第２図及び第３図を参照して説明する圧力制御
装置７０はＥＶＲ６２及びＥＰＲ６６の動作を信号線７
２及び７４を介してそれぞれ電子的に制御する。

ＥＶＲ６２及びＥＰＲ６６は、共に、軸方向に移動自在
の電機子と、電機子を一方の軸方向末端位置に向かって
押しつけるばねと、電流で励磁されたときに電機子を他
方の軸方向末端位置へ押しつける電気コイルとを含む従
来通りの構成のソレノイド装置である。実際には、電気
コイルはそれぞれ対応する電機子が何れかの軸方向平衡
位置に達するように圧力制御装置７０によりパルス幅変
調される。ＥＶＲ６２の場合、電機子は負圧チャンバ５
２を運転者により位置決めされたスロットル３６の下流
側で吸気パイプ３４にライン７６を介して交互に接続、
遮断する。その結果、ＥＶＲ６２は負圧チャンバ５２と
吸気パイプ３４との間で可変オリフィスとして動作し、
開ループ手段を構成する。ＥＰＲ６６においては、電機
子は正圧チャンバ５４を吸気マニホルド４２とライン７
８を介して交互に接続、遮断する−と共に、通気孔８０
を介して大気圧と交互に接続、遮断する。従って、ＥＰ
Ｒ６６は正圧チャンバ５４と吸気マニホルド４２との間
で可変オリフィスとして動作し、閉ループ手段を構成す
る。

内燃機関はＶＧＴＩＯにより過給圧がほぼ提供されない
負圧モード又はＶＧＴＩＯが吸気を大気圧を越える圧力
に圧縮する正圧モードのいずれか一方で動作する。内燃
機関が負圧動作モードにあるとき、ＥＰＲ６６は非動作
状態とされて正圧チャンバ５４を大気圧と連通し、ＥＶ
Ｒ６２は制御アーム２８の変位を制御するためにパルス
幅変調される。内燃機関が正圧動作モードで動作してい
るときは、Ｆ、　Ｖ　Ｒ６２は非動作状態とされて吸気
パイプ３４を負圧チャンバ５２から遮断し、ＥＰＲ６６
は制御アーム２８の変位を制御するために使用される。

いずれの場合にも、有効オリフィスが広がるとノズルベ
ーン２０は開いて過給圧を減少させ、有効オリフィスが
閉鎖するとノズルベーン２０は開いて過給圧を増加させ
る。

電子的な構成からいえば、本発明の制御装置はマイクロ
コンピュータに基づ（機関制御装置（ＥＣＭ）９０と、
この装置と共に発生手段を構成する圧力制御装置７０と
を含む。ＥＣＭ９０は自動車の蓄電池９２から給電線９
４を介して動作電流を直接受取り、圧力制御装置７０は
自動車の蓄電池９２から点火スイッチ９６と、給電線９
８とを介して動作電流を受取る。

ＥＣＭ９０は自動車の速度Ｎｖ、早期機関異常燃焼（ノ
ッキング）Ｋの有無、機関冷却液温度Ｔｃ、機関回転数
Ｎｅ及びスロットル位置ＴＰに関する人力を信号線１０
０〜１０８から受信する。信号線１００〜１０８の信号
は従来の変換器により発生されるが、第１図にはスロッ
トル位置センサ１０９のみが変換器として示されている
。ＥＣＭ９０は様々な入力信号値に基づいてＶＧＴＩＯ
の所望の動作を決定し、それに従ってパルス幅変調信号
を信号線１）０に出力する。

圧力制御装置７０は信号線１）０によりＥＣＭ９０から
の出力信号を人力信号として受信し、ＶＧＴＩＯの所望
の動作が実行されるように信号線７２及び７４を介して
ＥＶＲ６２及びＥＰＲ６６を動作させる。内燃機関が負
圧モードで動作しているとき、入力信号のデユーティサ
イクルはノズルベーン２０の所望の位置に対応し、圧力
制御装置７０は所望の動作を実行するために所定のスケ
ジュールに従ってＥＶＲ６２を開ループ方式で動作させ
る。内燃機関が正圧モードで動作しているときは、入力
信号は吸気マニホルド４２と所望の圧力に対応し、圧力
制御装置７０は所望の動作を実行するためにＥＰＲ６６
を閉ループ方式で動作させる。パイプ１）２はＥＰＲ６
６の閉ループ制御を容易にするために圧力制御装置７０
を吸気マニホルド４２と接続する。

第２図は、第１図のブースト制御装置７０をさらに詳細
に示す。従って、第１図及び第２図の双方に共通する要
素は同じ図中符号により示されている。圧力制御装置７
０は別として、参照数字１）４はＥＰＲ６６の電気コイ
ルを示し、参照数字１）６はＥＶＲ６２の電気コイルを
示す。電気コイル１）４及び１）６はそれぞれ一端で給
電線９８に接続される。電気コイル１）４の他端はトラ
ンジスタ１）Ｂのコレクターエミッタ回路を介して接地
点に接続され、電気コイル１）６の他端はトランジスタ
１２０のコレクターエミッタ回路を介して接地点に接続
される。

トランジスタ１）８の導通、すなわち電気コイル１）４
の励磁は比較器１２２により制御されるが、この比較器
１２２の出力電圧はｖＯとして示されている。給電線９
８はレジスタ１２４を介して比較器１２２の電力入力端
子に接続され、出力電圧Ｖｏは比較器の反転入力端子及
び非反転入力端子に印加される電圧の大きさの相対的関
係に従って自動車の蓄電池９２の蓄電池電圧ｖｂと、接
地電圧との間で切替わる。信号線１）０のパルス幅変調
入力信号はＲＣフィルタ１２６によりフィルタ処理され
、その結果発生されるほぼ正弦波形の電圧Ｖｄは比較器
１２２の非反転入力端子に印加される。

パイプ１）２に接続される圧力変換器１２８はパイプの
圧力に従って電圧Ｖａを信号線１３０に発生し、この信
号線は比較器１２２の反転入力端子に接続される。

比較器１２２の動作と、これに対応するＥＰＲ６６の動
作は時間軸を共通とする第３図（Ａ）及び第３図ＣＢ）
にグラフとして示されている。第３図（Ａ）のグラフは
定常状態制御における電圧Ｖａ及びＶｄを示し、第３図
（Ｂ）のグラフは比較器１２２の出力電圧Ｖｏを示す。

所望のマニホルド圧力に対応する電圧Ｖｄが実際の圧力
に対応する電圧Ｖａを越えるたびに、出力電圧Ｖｏは高
電圧状態をとる。このような場合、トランジスタ１）８
は導通状態にバイアスされてＥＰＲ６６の電気コイル１
）４を励磁する。電圧Ｖｄが電圧Ｖａより低いときは、
出力電圧Ｖｏは低電圧状態をとる。そのような場合、ト
ランジスタ１）８は非導通状態にバイアスされて電気コ
イル１）４を非動作状態とする。

この動作の結果、正圧チャンバ５４と吸気マニホルド４
２との間に実際のマニホルド圧力を所望の圧力に対応さ
せる可変オリフィスを有効に発生させる、第３図（Ｂ）
に示されるような動作デユーティサイクルが得られる。

上述の閉ループ制御装置は、制御アームの変位速度が実
際のマニホルド圧力と所望の圧力との誤差の大きさによ
って決まるという利点を有する。

誤差が相対的に大きいときは制御アーム２８の動きはそ
れだけ速くなり、誤差が相対的に小さいときには制′ａ
７−ム２８の動きは遅くなる。言いかえれば、マニホル
ド圧力が所望のレベルに近いほど、制御アーム２８の修
正運動は遅くなる。この特徴は、特に、制御アーム２８
の変位の小さい変化がマニホルド圧力に比較的大きな変
化を発生させるような制御領域においては装置の安定し
た動作を得るために有用である。

電圧Ｖａ及びＶｄの大きさの相対的関係は、信号線１）
０の人力信号が大気圧を越える所望の圧力を要求すると
きに限り、すなわち、人力信号が内燃機関を正圧モード
で動作させるべきであることを指示するたびに、Ｖｄが
Ｖａを越えることができるように設定される。入力信号
が内燃機関を負圧モードで動作させるべきであることを
指示したときは、比較器１２２の出力は低電圧状態に維
持されるので、電気コイル１）４の励磁は禁止される。

トランジスタ１２０の導通、すなわちＥＶＲの動作は信
号線１）０の入力信号と、比較器１４０との組合せによ
り制御される。信号％’ｊｌｌｌＯの入力信号はＡＮＤ
ゲート１４２の一方の入力端子に接続され、比較器１４
０の出力端子はＡＮＤゲート１４２の他方の入力端子に
接続される。ＡＮＤゲート１４２の出力端子はトランジ
スタ１２０の導通を制御するためにそのベースに直接接
続される。比較器１４０の出力が高電圧状態にあるとき
、トランジスタ１２０は信号線１）０の入力信号のデユ
ーティサイクルに従って導通状態と、非導通状態とにバ
イアスされる。比較器１４０の出力が低電圧状態になっ
たときは、トランジスタ１２０は常に信号線１）０の入
力信号とは無関係に非導通状態にバイアスされる。

比較器１４０の反転入力端子は信号線１３０の圧力変換
器１２８の出力に接続され、非反転入力端子は大気圧に
対応する基準電圧Ｖｒｅｆに接続される。従って、吸気
マニホルド４２の実際の圧力が大気圧より低いとき、す
なわち、内燃機関が負圧モードで動作しているときは比
較器１４０の出力は常に高電圧状態であり、電気コイル
１）６のパルス幅変調を可能にする。これに対し、吸気
マニホルド４２の実際の圧力が大気圧より高いとき、す
なわち、内燃機関が正圧モードで動作しているときは比
較器１４０の出力は低電圧状態にあり、電気コイル１）
６の励磁を禁止する。

以上の説明かられかるように、圧力制御装置７０は制御
アーム２８の開ループ調整と、閉ループ調整との間で自
動的に切替わる。内燃機関が実際に負圧モードで動作し
ているときは、比較器１４０の出力は常に高電圧状態に
あり、ＥＶＲ６２は信号線１）０の入力信号のデユーテ
ィサイクルに従って開ループ方式でパルス幅変調される
。信号線１）０の入力信号が内燃機関を負圧モードで動
作させるべきであることを指示している間は、比較器１
２２の出力は低電圧状態であり、ＥＰＲ６６は非動作状
態のままである。しかしながら、信号線１）０の入力信
号が内燃機関を正圧モードで動作させるべきであること
を指示すると、比較器１２２の出力は所望のマニホルド
圧力を得るために第３図に示されるように高電圧状態と
、低電圧状態のサイクルを繰返して、ＥＰＲ６６を閉ル
ープ方式でパルス幅変調する。吸気マニホルド４２の圧
力が実際に大気圧を越えると、直ちに内燃機関は負圧モ
ードでは動作しなくなり、比較器１４０の出力は低電圧
状態に降下し、ＥｖＲ６２を非動作状態とする。続いて
信号線１）０の入力信号のデユーティサイクルが内燃機
関を負圧モードで動作させるべきであることを指示した
とき、比較器１２２の出力は低電圧状態のままであり、
ＥＰＲ６６は非動作状態となる。吸気マニホルド４２の
圧力が実際に大気圧より降下すると、比較器１４０の出
力は高電圧状態になり、ＥＶＲ６２は所望の制御を実行
するために再び開ループ方式でパルス幅変調される。

第４図の流れ図は、ＶＧＴＩＯの所望の動作を決定し、
それに従って信号線１）０に入力信号を発生するために
ＥＣＭ９０により実行されるプログラム命令を示す。Ｅ
ＣＭ９０が燃料噴射装置４０の制御を含めてその他の多
数の機関制御動作及び自動車制御動作に関係しているこ
とは自明である。

従って、第４図の流れ図は別個の制御サブルーチンとし
て周期的に実行される。開始ブロックはサブルーチンの
開始を示し、復帰ブロックはサブルーチンの完了と、他
の制御機能の再実行とを示す。

総じて数字１５０で示される決定／命令ブロックはＶＧ
ＴＩＯの制御が適切であるか否かを判定するために入力
レベル条件を検査する。決定ブロック１５２は内燃機関
が停止しているか否かを判定し、決定ブロック１５４は
蓄電池電圧が異常に高いか否かを判定する。いずれか一
方の返答が肯定であった場合、信号線１）０には出力信
号が印加されず、ＥＣＭ９０は他の制御機能の実行に戻
る。双方の決定ブロック１５２及び１５４に対する返答
が否定であれば、機関冷却液温度Ｔｃに関する信号が内
燃機関の冷却状態を示すか否かを判定するために決定ブ
ロック１５６が実行される。内燃機関が冷却状態にある
場合、デユーティサイクルＤＣをゼロに設定し且つデユ
ーティサイクルＤＣの信号を１２８１）ｚの周波数で信
号線１）０に出力するために命令ブロック１５８及び１
６０が実行される。内燃機関が冷却状態にない場合は、
異なるデユーティサイクルＤＣが適すると考えられ、ル
ーチンの残る部分が実行される。

総じて数字１６２により示される命令ブロックは所望の
マニホルド圧力、すなわちノズルベーン２０の位置に対
応するデユーティサイクルを実験に基づいて得られたス
ケジュールに従ってスロットル位置ＴＰの信号及び機関
回転数Ｎｅの信号の関数として決定する。スケジュール
はＥＣＭ９０内にルックアップテーブルの形態で記憶さ
れるのが好都合である。まず、スロットル位置ＴＰの信
号に従って基本デユーティサイクルＤＣを決定するため
に命令ブロック１６４．１６６が実行される。

スロットル位置は運転者の要求を指示する一次的な値で
あり、デユーティサイクルは実質的にスロットル位置に
直接関連して変化する。次に、機関回転数Ｎｅの信号の
関数としてデユーティサイクル変更子に１を決定するた
めに命令ブロック１６８．１７０が実行される。命令ブ
ロック１７２において、デユーティサイクル変更子に１
は図示されるように乗法的方式で基本デユーティサイク
ルＤＣに適用される。変更子に１は、内燃機関がアイド
ル状態にあるときにオフアイドル応答を向上させるため
にデユーティサイクルを増加しく従って、ノズルベーン
２０を閉鎖し）、及び／又は機関が比較的高速で回転し
ているときは内燃機関の損傷を阻止するためにデユーテ
ィサイクルを減少させる効果を有する。

総じて１７４により示される命令／決定ブロックは自動
車が高速である場合に必要に応じてデユーティサイクル
ＤＣを修正する。自動車速度Ｎｖの信号が基準値Ｎｒｅ
ｆを越える自動車速度を示すことが命令ブロック１７６
及び決定ブロック１７８により決定されると、自動車速
度Ｎｖの関数としてデユーティサイクル変更子に２を決
定し且つそのデユーティサイクル変更子に２を図示され
るように乗法的方法でデユーティサイクルＤＣに適用す
るために命令ブロック１８０．１８２が実行される。

デユーティサイクル変更子に２は、通常、ｌより小さく
、巡行を示す自動車速度でノズルベーン２０を開き、そ
の結果、排気ガス背圧を低下させることにより内燃機関
の運転効率を向上させる。

総じて数字１８４により示される決定／命令ブロックは
内燃機関の温度に対して必要に応じてデユーティサイク
ルＤＣを調整する。機関冷却液温度Ｔｃの信号が基準値
Ｔｒｅｆを越える機関温度を示すことが決定ブロック１
８６により決定されると、機関冷却温度Ｔｃの関数とし
てデユーティサイクル変更子に３を決定し且つそのデユ
ーティサイクル変更子に３を図示されるように乗法的方
式でデユーティサイクルＤＣに適用するために命令ブロ
ック１８８．１９０が実行される。デユーティサイクル
変更子に３は１より小さく、内燃機関が高温であるとき
にマニホルド圧力レベルを低下することにより内燃機関
を保護する。

総じて１９２により示される決定／命令ブロックは要求
の高い状態が長く続いた場合にデユーティサイクルＤＣ
を調整する。スロットル位置ＴＰの信号が所定の時間間
隔、たとえば２０分間にわたり基準値ＴＰｒｅｆを越え
ていることが決定ブロック１９４により判定されると、
所定のデユーティサイクル変更子に４を図示されるよう
に乗法的方式でデユーティサイクルＤＣに適用するため
に命令ブロック１９６が実行される。デユーティサイク
ル変更子に４はｌより著しく小さく、所望のマニホルド
圧力を減少させることにより内燃機関を保護する。

総じて１９８により示される命令／決定ブロックは早期
機関異常燃焼、すなわちノッキングに対して必要に応じ
てデユーティサイクルＤＣを修正する。ノッキングＫに
関する信号が基卓Ｋｒｅｆを越える機関ノッキング状態
であると、命令ブロック２００及び決定ブロック２０２
により判定されると、アキュムレータを増分し且つアキ
ュムレータの内容をデユーティサイクルＤＣから減じる
ために命令ブロック２０４及び２０６が実行される。

決定ブロック２０２に対する返答が否定であり、アキュ
ムレータの内容がゼロでない（決定プロ・７り２０８に
より判定される）場合は、アキュムレータを減分し且つ
アキュムレータの内容をデユーティサイクルＤＣから減
じるために命令ブロック２１０及び２０６が実行される
。スケジュールに従ったデユーティサイクルを減少させ
るアキュムレータの内容は、検出されたノッキングが接
続している間はサブルーチンの実行のたびに増分され、
ノッキングが検出されなくなってから同様の動作時間を
経て初めてゼロまで減分される。ノンキングは内燃機関
には著しく有害であり、ここに説明するルーチンはノッ
キングが検出されたときにスケジュールに従ったマニホ
ルド圧力を急速に減少させる。ノッキングのない同様の
動作時間を経た後に初めてマニホルド圧力はスケジュー
ル値に戻される。

命令ブロック２１２は所望のマニホルド圧力信号の過度
に急激な変化を阻止するために一次遅延フィルタをデユ
ーティサイクルＤＣに適用し、命令ブロック１６０はフ
ィルタ処理されたデユーティサイクルを信号線１）０に
前述のように１２８Ｈｚの周波数で出力する。

要するに、本発明の制御装置はＶＧＴＩＯの安定した正
確な制御を実行する。制御信号のデユーティサイクルは
最大マニホルド圧力を要求する一方の極値から、最小の
排気ガス背圧を要求する他方の極値に変化する。スロッ
トル位置、機関回転数、自動車速度、機関温度及びノッ
キングを含む様々な機関動作条件が制御信号のデユーテ
ィサイクルを決定する際に考慮される。

内燃機関が負圧モードで動作しており且つ正圧が望まれ
ない場合、制御信号のデユーティサイクルは機関の動作
効率及び圧力応答時間を最良にするためのノズルベーン
２０の最適位置を示す。すなわち、デユーティサイクル
は相対的に低いときはノズルベーン２０をほぼ開いて、
巡行条件下の排気ガス背圧を低下し、相対的に高いとき
はノズルベーン２０をほぼ閉鎖して、アイドル条件下の
タービン速度を上昇させる。このモードにおいて、圧力
制御装置７０は制御信号のデユーティサイクルに従って
開ループ方式でノズルベーン２０を位置決めする。

内燃機関を正圧モードで動作させることが望まれる場合
又は正圧モード動作が予測される（アイドル時など）場
合には、制御信号のデユーティサイクルは所望のマニホ
ルド圧力を指示する。そのような場合、圧力制御装置７
０はマニホルド圧力誤差に従って閉ループ方式でノズル
ベーン２０を位置決めする。そのようなモードにおける
制御の安定性は、制御アーム２８の移動速度をマニホル
ド圧力誤差と関連して変化させることにより向上する。

マニホルド圧力誤差が大きいときは制御アーム２８の移
動は相対的に速く、マニホルド圧力誤差が小さいときに
は制御アーム２８の移動は相対的に遅くなる。

圧力制御装置７０は、正圧モード動作が望まれることを
制御信号が指示し且つ圧力変換器１２８が負圧から正圧
への遷移を示すとき、開ループ動作から閉ループ動作に
自動的に切替わる。同様に、ブースト制御装置７０は、
負圧モード動作が望まれることを制御信号が指示し且つ
圧力変換器１２８が正圧から負圧への遷移を示すときに
、閉ループ動作から開ループ動作に自動的に切替わる。

本発明を図示実施例に関連して説明したが、その他の構
成を使用しても良いことは明白である。

たとえば、必要に応じて、圧力制御装置７０とＥＣＭ９
０の双方の機能を単一の制御回路に兼ねさせることがで
きるであろう。さらに、異なる種類のＶＧＴ　（調整自
在の板装置など）を使用することも可能であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、マイクロコンピュータに基づく機関制御装置
と別個の圧力制御装置とを含む自動車に使用される本発
明による制御装置の略図、第２図は、第１図の圧力制御
装置の概略的な回路図、 第３図は、マニホルド圧力の閉ループ制御中の第１図の
圧力制御装置の動作を示すグラフ、及び第４図は、第１
図の機関制御装置により実行されるコンピュータプログ
ラム命令を表わす流れ図である。 １０−可変静翼排気タービン過給機（ＶＧＴ）、２０−
ノズルベーン、 ２６−・板、 ２８−・・制御アーム、 ３４−吸気バイブ、 ５０−２ボートアクチユエータ、 ５２−負圧チャンバ、 ５４−正圧チャンバ、 ５６−ダイアフラム、 ６２・−・電子負圧調整器（ＥＶＲ）、６６・・−電子
正圧調整器（Ｅ　Ｐ　Ｒ）、７〇−圧力制御装置、 ９０一機関制御装置（ＥＣＭ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の機関運転状態に対して過給圧を増加又は減少
   させるために排気タービン過給機の形態を有効に変化さ
   せる調整自在の制御機構（２０、２６、２８）を使用す
   ることにより、自動車の機関の可変静翼排気タービン過
   給機（１０）の動作を調整する方法であって、機関に供
   給される可燃性混合気の実際の圧力を検出する過程から
   成る方法において、機関が混合気の圧力が大気圧より低
   い負圧モードで動作しているか、又は排気タービン過給
   機が混合気の圧力を大気圧を越えるように過給する正圧
   モードで動作しているかを前記検出圧力に基づいて判定
   する過程と；（１）検出条件が機関を負圧モードで動作
   させるべきであることを指示するときは機関の性能及び
   効率の基準を満たすための所望の排気タービン過給機の
   形態を表わし、（２）検出条件が機関を正圧モードで動
   作させるべきであることを指示するときには可燃性混合
   気の所望の圧力を表わす特性を有する制御信号を検出さ
   れる機関及び自動車の条件に従って発生する過程と；機
   関が負圧モードで動作していることが判定されたときは
   、制御信号の特性に従って調整自在の制御機構の開ルー
   プ調整により排気タービン過給機の形態を制御し、機関
   を正圧モードで動作させるべきであることが判定された
   ときには、制御信号の特性により表わされる所望の圧力
   と検出圧力との差に従って調整自在の制御機構の閉ルー
   プ調整により排気タービン過給機の形態を制御する過程
   とを含むことを特徴とする自動車の可変静翼排気タービ
   ン過給機の制御方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、自動車
   は機関の早期異常燃焼を検出するセンサを含み、制御信
   号により表わされる所望の吸気圧力を低下させるように
   制御信号変更子の値に従って制御信号を調整する過程と
   ；著しく大きな早期異常燃焼の検出に応答して、その検
   出が接続している間は制御信号変更子の値を増加し、そ
   れにより、機関に供給される吸気圧力を変更子の値の増
   加がなければ起こると考えられる圧力より低下させて機
   関の損傷を阻止する過程と；著しく大きな早期異常燃焼
   が検出されなくなったときに制御信号変更子の値を所定
   の割合で減少し、それにより、吸気圧力をその自動車の
   運転条件に従った値まで徐々に戻す過程とをさらに含む
   方法。 ３、特許請求の範囲第１項記載の方法において、調整自
   在の制御機構（２０、２６、２８）の閉ループ調整が、
   調整の速度が検出圧力と制御信号の特性により表わされ
   る所望の圧力との差の大きさに直接関連して変化される
   ように実行され、それにより制御の安定性を向上させる
   方法。 ４、大気圧の吸気を受入れる吸気通路（３４）を有する
   自動車の機関に使用され、吸気圧力を上昇させ且つ燃焼
   空気をその上昇圧力で機関に供給する可変静翼排気ター
   ビン過給機（１０）の動作を調整する制御装置であって
   、所定の機関運転状態に対して圧力の上昇を増減させる
   ために排気タービン過給機の形態を有効に変化させる調
   整自在の制御機構（２０、２６、２８）を含む制御装置
   において、（１）検出される動作条件が機関を機関に供
   給される燃焼空気の圧力が大気圧より低い負圧モードで
   動作させるべきであることを指示するときは所望の排気
   タービン過給機の形態を表わし、また、（２）検出され
   る条件が機関を燃焼空気が大気圧より高い圧力に過給さ
   れる正圧モードで動作させるべきであることを指示する
   ときには所望の燃焼空気の圧力を表わす特性を有する形
   態指令信号を検出される機関及び自動車の運転条件に従
   って発生する発生手段（９０、７０）と；第１及び第２
   の相反する制御信号を受信し、それらの信号の合成に対
   してオフセット関係で調整自在の制御機構を位置決めす
   るサーボ手段（５０）と；形態指令信号が所望の燃焼空
   気の圧力を表わすときに、燃焼空気の実際の圧力と指令
   信号の特性により表わされる所望の燃焼空気の圧力との
   差に関連してサーボ手段に対する第１の制御信号を発生
   する閉ループ手段（６６）と；可燃性混合気の実際の圧
   力が大気圧より低くなるたびに、形態指令信号により表
   わさる所望の排気タービン過給機の形態に直接関連して
   サーボ手段に対する第２の制御信号を発生する開ループ
   手段（６２）とを具備することを特徴とする自動車の可
   変静翼排気タービン過給機の制御装置。 ５、特許請求の範囲第４項記載の制御装置において、サ
   ーボ手段（５０）は調整自在の制御機構（２６）に結合
   されるダイアフラム（５６）により分離される第１及び
   第２のチャンバ（５４、５２）を具備し；閉ループ手段
   （６６）は燃焼空気の圧力がサーボ手段の第１のチャン
   バと連通するための有効可変オリフィスを具備し；開ル
   ープ手段（６２）は吸気通路（３４）の吸気がサーボ手
   段の第２のチャンバと連通するための有効可変オリフィ
   スを具備する制御装置。 ６、特許請求の範囲第４項又は第５項記載の制御装置に
   おいて、調整自在の制御機構は制御アーム（２８）及び
   板（２６）により運動自在の複数枚の可動ノズルベーン
   （２０）を具備する制御装置。