JPS63129129A - 過給圧の制御方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関の過給圧の制御方法に関し、特に応答
性に優れしかも安定な過給圧の制御方法に関する。

〈従来の技術〉 一般に、過給機はエンジンの排気ガスまたは出力軸動力
により駆動されることから、その駆動力がエンジンの回
転速度に応じて増大し、過給圧もそれに従って高くなる
が、過給圧が過大であるとノッキングが発生するなどの
不都合があるため、過給圧を適宜制御し、あらゆる条件
下に於て最適な値となるようにするのが望ましい。過給
圧の制御手段としては、エンジンの出力軸動力により駆
動される所謂スーパチャージャの場合には、スーパチャ
ージャへの駆動力の断続或いはバイパス通路の開閉によ
り行なわれ、エンジンの排気ガスにより駆動される形式
のターボチャージャにあっては、排気ベーンに向けて供
給される排気ガス流を絞るための可動ベーンを用いたり
、ウェストゲート弁の開閉により行なわれる。

いずれの形式の過給機に於ても、エンジンの回転速度或
いはスロットル開度に対する過給圧の応答に成る程度の
時間遅れが伴うため、通常のフィードバック制御を行な
った場合、制御量（過給圧）が過度なオーバーシュート
を行なったり、ハンチングを起す可能性がおり、フィー
ドバック制御を安定化しようとすると、系の応答性が著
しく損われるなどの問題が発生する。しかしながら、マ
ップ制御などのオープンループ制御を採用した場合には
、制御安定性が問題とならない利点があるが、パラメー
タが多数であり、マツプの格子点の数が極めて多くなり
、制御装置に於て著しく大きなメモリー容量が必要とな
ったり、制御装置の応答速度が低下するなどの問題が発
生する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的
は、安定で必ってしかも応答性の良い過給圧の制御方法
を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、エンジンの排気ガ
スまたは出力軸動力により駆動される過給機に於ける過
給圧の制御方法であって、過給圧の操作量が所定の上下
限度値を越えたとぎには前記操作量としてそれぞれ前記
上下限度値を用いるようにしてフィードバック制御を行
なうことを特徴とする過給圧の制御方法を提供すること
により達成される。

〈作用〉 このように、過給圧の操作量に上下限値を設けることに
より、アクチュエータの線形領域のみを利用することが
でき、また制御量のオーバーシュートを抑制することが
できるため、過渡応答特性が改善される。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図は本発明が適用されるエンジンの過給構造を模式
的に示す。エンジン１に供給されるべき吸気は、エアク
リーナ５から吸気通路６を経て過給機２のコンプレッサ
部７に送り込まれて加圧され、吸気通路８、インタクー
ラ９、スロットル弁１１を有するスロットルボディ及び
吸気通路１０を経てエンジン１の燃焼室に供給される。

スロットル弁１１の下流側の吸気通路１０には燃料噴射
弁１２が設けられている。エンジン１からの排気ガスは
、排気通路１３を経て過給機２のタービン部１４に供給
され、コンプレッサ部７を駆動するための動力を放出し
た後、排気通路１５、及びマフラ１６を経て大気に放出
される。このタービン部１４の上流側には、環状に列設
された多数のベーンからなる可変ノズル３が設けられて
おり、該可変ノズル３の開度を調節機構４にて調節する
ことにより、タービン部１４に流入する排気ガスの流速
を制御することができる。

調節機構４はアクチュエータ２０により制御されるが、
このアクチュエータ２０は、コイルばね３３により常時
一方向に付勢された正圧ダイヤフラム２５により郭成さ
れた正圧室３８を有するもので、この正圧室３８は、制
御弁１８ａを有する管路１８を介してスロットル弁１１
の上流側の吸気通路８に接続されている。またこの制御
弁１８ａは、エンジン回転速度Ｎｅ及びスロットル開度
θｔｈをパラメータとする制御装置１７により開閉制御
される。

アクチュエータ２０のダイヤフラム２５の中心部にはロ
ンド２８が固着されており、該ロンド２８の軸端は前記
した調節機構４に連結されている。

制御弁１８ａは、制御装置１７によりデユーティ比制御
されるが、第２図は制御信号りを発生するべく制御装置
１７に於いて実行される制御プログラムを単純化して示
している。

まず電源の投入に伴い、ＳＴＩに於て変数のクリア、自
己診断などを行ない、ＳＴ２に於てスロットル開度θ及
びエンジン回転速度Ｎｅに基づき、制御装置内に組込ま
れたマツプから仮の制御目標値Ｐ丁及び仮の制御信号Ｄ
Ｏを読み出す。ＳＴ３に於て、現在の過給圧値Ｐ２．ｎ
と前回の過給圧値Ｐ２．　ｎ−１との差ΔＰＤを求める
。

次に、ＳＴ４に於てΔＰＤ即ら過給圧値の変化率の関数
として目標過給圧値ＰＴの増分ΔＰＴをテーブルから読
み出し、ＳＴ５に於て過給圧目標値ＰＴをこの増分ΔＰ
Ｔに相当する量をもって修正する。ＳＴ６に於て目標過
給圧値ＰＴと実際の過給圧値Ｐ２との差ΔＰ２を求め、
かつＳＴ７に於て吸気温度Ｔ＾の影響を考慮するための
定数に丁をテーブルから求める。ＳＴ８に於て、ΔＰ２
が０以上であるか、又は０未満であるかを判定し、ΔＰ
２が０以上である場合、即ち実際の過給圧値Ｐ２が目標
過給圧値ＰＴを下回っている場合には指数Ｉに＋１を代
入しく５Ｔ９）、ΔＰ２が０未満である場合、即ち過給
圧値Ｐ２が目標過給圧値ＰＴを上回っている場合には指
数Ｉに−１を代入する（ＳＴ１０）。

５Ｔ１１に於て、指数Ｉが前回の値から変化したか否か
が判定される。指数Ｉが変化していない場合、即ち実際
の過給圧値Ｐ２が目標過給圧値Ｐ■を横切っていない場
合、５Ｔ１２に於てΔＰ２の絶対値が定数Ｇよりも大き
いか否かが判定される。ΔＰ２の絶対値がＧより大きい
場合、即ち実際の過給圧値Ｐ２を目標過給圧値ＰＴに近
付けなければならない場合には、５Ｔ１３〜５Ｔ１５に
於て比例制御及び積分制御の定数ＫＰ　、ＫＩをそれぞ
れエンジンの回転速度Ｎｅについてのテーブルから求め
、これらの定数により算出される修正量ＤＰ　、ＤＩを
求める。次に、５Ｔ１６に於て、ＤＩのリミットチェッ
クを行ない、５Ｔ１７に於て制御信号Ｄ’２算出する。

この時、ＳＴ７に於て得られた吸気温度補償のための定
数ＫＴが考慮されることとなる。

次に５Ｔ１Ｂに於て制御量＠Ｄのリミットチェックを行
なうが、これは例えばダイヤフラムアクチュエータの非
線形性を考慮し、アクチュエータの特性が概ね線形であ
るような範囲内に制御信号の値を強制的に保持するもの
で、過給圧値のオーバーシュートを抑制する効果も得ら
れ、過渡応答特性の改善に有効である。更に、５Ｔ１９
に於て制御信号りを出力し、再びＳＴ２に復帰する。

第３図は、上記した５Ｔ１８のリミットチェックの手順
を示すもので、５Ｔ３１に於いて、エンジンの回転速度
Ｎｅについてのテーブルから制御信号りの上限値Ｑ　ｌ
ｌ１ａＸ及び下限値Ｄｍｔｎを求め、５Ｔ３２及び５Ｔ
３３に於いて制御信号りが上下限値を越えているか否か
がそれぞれ判別され、Ｄ＞ＤｍａＸｒある場合には５Ｔ
３４に於いてＤ＝Ｄｍａｘとし、０＜□ｍｉｎである場
合には５Ｔ３５に於いて［）＝［）ｍｉｎとする。

上記したようにして実際の過給圧値Ｐ２を目標過給圧値
ＰＴに近付けるような制御が行なわれるが、５Ｔ１１に
於て■の値が前回の値と比較して変化したことが判定さ
れた場合には、５Ｔ２１に於てΔＰ２の関数としてＤＡ
をテーブルから読み出し、このＤＡにより積分制御の修
正項ＤＩの値を修正しく５Ｔ２２＞、同時に比例制御の
修正項ＤＰをＯとしく５Ｔ２３＞　、５Ｔ１６に進む。

５Ｔ１２に於てΔＰ２の絶対値がＧよりも小さいと判定
された場合、即ち実際の過給圧値Ｐ２が目標過給圧値Ｐ
Ｔにほぼ等しいと判定された場合には、ＤＩの値をその
まま保存すると共にＤＰを０としＳＴ１７に進む。

以上説明したように、本実施例の制御方法は、デジタル
ＣＰＵを用いた比例積分制御に基づくものであるが、Ｓ
Ｔ３〜ＳＴ６により表されるように、実際の過給圧値Ｐ
２の変化率ΔＰ２が大きい場合には目標過給圧値ＰＴを
実際の過給圧値Ｐ２から離すようにしているため、実際
の過給圧値Ｐ２を目標過給圧値ＰＴに近行けようとする
作用が一層強力となり、それだけ実際の過給圧値が目標
過給圧値に迅速に収束することとなる。また、ＳＴ８〜
５Ｔ２３により表されるように、実際の過給圧値Ｐ２が
目標過給圧値ＰＴを横切った時に積分項ＤＩの大きざを
減少させることから、尚一層過給圧値を迅速に収束させ
ることができる。

更に、過給圧の操作１に上下限値を設けることにより、
アクチュエータの線形領域のみを利用することができ、
また制御量のオーバーシュートを抑制することができる
ため、過渡応答特性が改善される。

以上本発明の好適実施例について説明したが、本発明は
上記に限らず、スーパチャージャに於ける入力軸のオン
オフ制御或いはバイパス弁の開閉制御、或いはターボチ
ャージャに於けるウェストゲート弁の制御、更には同種
又は異種の過給機を複数併用する２ステージターボ或い
はハイブリッド過給構造にも本発明を等、シフ応用する
ことができる。

〈発明の効果〉 このように本発明によれば、過給圧の高精度かつ安定な
制御が可能となるため、エンジンの性能向上及び燃費改
善に多大の効果を秦することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるエンジンの過給圧構造を示
すダイヤグラム図である。 第２図は本発明に基づく過給圧制御方法の一実施例を示
すフロー図である。 第３図は第２図に於ける５Ｔ１８を詳細に示すフロー図
である。 １・・・エンジン　　　　２・・・過給機３・・・可変
ノズル　　　４・・・調節機構５・・・エアクリーナ　
　６・・・吸気通路７・・・コンプレッサ　　８・・・
吸気通路９・・・インタクーラ　　１０・・・吸気通路
１１・・・スロットル弁　１２・・・噴射弁１３・・・
排気通路　　　１４・・・タービン部１５・・・排気通
路　　　１６・・・マフラ１７・・・制御装置　　　１
８・・・管路１８ａ・・・制御弁　　　２０・・・アク
チュエータ２５・・・正圧ダイヤフラム ２８・・・ロッド　　　　３３・・・コイルばね３８・
・・正圧室 特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代　　　
理　　　人　　弁理士　大　島　陽　−第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの排気ガスまたは出力軸動力により駆動
   される過給機に於ける過給圧の制御方法であって、 過給圧の操作量が所定の上下限度値を越えたときには前
   記操作量としてそれぞれ前記上下限度値を用いるように
   してフィードバック制御を行なうことを特徴とする過給
   圧の制御方法。