JPS6394030A - 排気タ−ボ過給機の回転数検出装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は排気ターボ過給機の回転数検出装置に関するも
のである。

（従来技術） 過給を行うエンジンにおいて、過給機として、エンジン
の排気エネルギによって駆動される排気ターボ式のもの
を用いるものが多い（実開昭５８−１５４８２９号公報
参照）。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、近時は、上述した排気ターボ式過給機の回転
数を検出することが望まれている。すなわち、過給機の
回転数を例えばインストルメントパネルに表示して運転
者に告知すること、あるいは過給機の回転数をエンジン
のより最適な制御に用いる等のことが考えられている。

この排気ターボ式過給機の回転数を検出するのに、例え
ばジェネレータ式やピックアップ式等の回転数検出機を
別途設けることも考えられるが、この場合は、コストの
点や、回転数検出機の設置スペース、さらには信頼性の
点からも好ましくないものとなる。

このため、エンジンの運転状態を示すパラメータを利用
して、理論的に排気ターボ式過給機の回転数を求めるよ
うにすることが考えられつつある。すなわち、排気ター
ボ式過給機の回転数は、定常走行が継続している限り、
エンジン負荷とエンジン回転数とをパラメータとして、
正確に対応づけられることになる。

しかしながら、排気ターボ式過給機にあっては、いわゆ
るターボラグと呼ばれるように、エンジン負荷あるいは
エンジン回転数の変化にすみやかに追従してその回転数
が変化せず、このため過渡時における過給機の回転数を
いかに正確に求めるかが、実用化に際しての大きな問題
となる。

したがって、本発明の目的は、エンジン負荷とエンジン
回転数とをパラメータとするエンジンの運転状態に基づ
いて排気ターボ式過給機の回転数を求めるものを前提と
して、過渡時にあってもこの過給機の回転数を正確に求
め得るようにした排気ターボ過給機の回転数検出装置を
提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達
成するため、本発明にあっては、エンジン負荷とエンジ
ン回転数とをパラメータとする運転状態から得られた回
転数をそのまま過給機の回転数とするものではなく、い
わゆるなまし処理を行うことによって最終的に過給機の
回転数を決定するようにしである。具体的には、第６図
に示すように、 エンジンの排気エネルギによって駆動される排気ターボ
式の過給機において、 エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいてエンジンの
実際の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記運転状態が定常的に継続されたときの前記過給機の
回転数を決定する定常回転数決定手段と、 前記定常回転数決定手段により決定された定常回転数を
記憶しておく記憶手段と、 前記定常回転数決定手段により決定された最新の定常回
転数と前記記憶手段に記憶されていた過去の定常回転数
とに基づいて、過給機の最終的な回転数を決定する最終
回転数決定手段と、を備えた構成としである。

このように、過給機の最終回転数は、現在の運転状態に
対応した最近の定常回転数と、記憶手段に記憶されてい
た過去（例えば前回の定常回転数〕の定常回転数とに基
づいて決定、すなわちなまし処理（検出感度の低下）さ
れるので、過渡時にあってもいわゆるターボラグを補償
して精度よく排気ターボ式過給機の回転数を検出するこ
とが可能になる。なお、上記なまし処理は、最も一般的
なｎｏ重平均処理（最近の定常回転数と過去の定常回転
数とをある割合で反映させる）とすればよい。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

ｍｌ［ｆｆｌにおいて、ｌは往復動多気筒型とされたエ
ンジン本体で既知のように、シリンダブロック２とシリ
ンダヘッド３とピストン４とにより燃焼室５が画成され
、この燃焼室５には、吸気ボート６および排気ポート７
が開口されている。そして、吸気ボート６は吸気弁８に
より、また排気ポート７は排気弁９により、図示を略す
クランク軸と同期して所定のタイミングで開閉されるよ
うになっている。

吸気ボート６に連なる吸気通路１１には、その上流側か
ら下流側へ順次、エアクリーナ１２、フラップ式のエア
フローメータ１３、排気ターボ式過給ｆｉ１４のコンプ
レッサホイール１４ａ、スロットルバルブ１６、サージ
タンク１７、燃料噴射弁１８が配設されている。なお、
サージタンク１７下流の吸気通路１１は各気筒毎に独立
した独立吸気通路とされる一方、サージタンク１７より
も上流の吸気通路１１は共通（１本）の共通吸気通路と
されている。

排気ポート７に連なる排気通路１９は、各気筒の合流部
分よりも下流側において、前記過給機１４のタービンホ
イール１４ｂが配設されている。

このタービンホイール１４ｂは、コンプレッサホイール
１４ａに対してシャフト１４ｃを介して連結され、これ
により、排気ガスエネルギを受けてタービンホイール１
４ｂが回転されると、コンプレッサホイール１４ａが回
転されて、過給が行われるようになっている。なお、最
大過給圧の調整は、ウェストゲートバルブ２０によって
、従来と同様にして行われるようになっている。

Ｅｍ１図中Ｕはマイクロコンピュータによって構成され
た制御ユニットで、この制御ユニットＵには、センサ３
１からのスロットル開度すなわちエンジン負荷信号、お
よびセンサ３２からのエンジン回転数信号が入力される
。また、制御ユニットＵからは、排気ターボ式過給機１
４の回転数を表示するターボ回転計３３に対して出力さ
れる。このターボ回転計３３は、第４図に示すように、
メータパネル３４に対して、速度計３５およびタコメー
タ（エンジン回転計）３６と共に配設される。

なお、制御二二ツ）Ｕは、基本的にＣＰＵ、ＲＡＭ、Ｒ
ＯＭ、ＣＬＯＣＫを有するが、後述するマツプはＲＡＭ
に記憶され、また定常回転数の一時的な記憶はＲＯＭに
よってなされるものである。

制御ユニツ）Ｕの制御概要について説明すると、先ず、
所定タイミングでサンプリングされたエンジン回転数Ｎ
ｅとスロットル開度（エンジンＡ荷）ＴＶＱとをパラメ
ータとする運転状態に基づいて、第３図に示すようにあ
らかじめ作成、記憶されたマツプに照らし合せて、過給
機１４の定常回転数ＮＴＣが決定される。勿論、この定
常回転ｆｉ　Ｎ　ＴＣは、上記サンプリングされた運転
状態による定常走行が継続して行われた場合（過給機１
４の回転数が安定した場合）の値に相当する。そして、
第３図では、エンジン回転数ＮｅとしてＮｅ１、Ｎｅ２
、Ｎｅ３の３種類の場合を示しであるが、実際は、この
エンジン回転数Ｎｅとして多数のものがスロットル開度
ＴＶＯに対して対応づけられている。

制御ユニッ）Ｕは、上述のようにして決定された現在の
運転状態に基づく最新の定常回転ａ　Ｎ　ＴＣと、過去
の定常回転数とに基づいて、過給機１４の最終回転数Ｎ
ＴＦを決定する。この最終回転数Ｎ↑Ｆの決定に際し、
実施例では、過去の定常回転数ＮＴＣとして、運転状態
検出のためのサンプリングタイミング１回前の定常回転
数ＮＴＣ（Ｉ−１）ＣｒニーｌＪは１回前の意味）を用
いるようにしである。そして、最終回転数ＮＴＦの決定
に際しては、例えば次式を用いて演算することにより得
るようにしである。

上記式中ｒｍＪは、１回前の定常回転数ＮＴＣ（Ｉ　−
１）と現在の定常回転数ＮＴＣとの反映割合（重みづけ
）を決定するもので、エンジン本体１、過給機１４の仕
様等に応じて実ＪＩ＊的に求められた一定値とされてい
る。勿論、上記式から明らかなように、ｒ　ｍ　Ｊの値
を大きくするほど、なまし処理の度合が大きく（検出感
度かにぶ〈）なるものである。

このようにして決定された最終回転数ＮＴＦが、ターボ
回転計３３に表示される。勿論、現在の定常回転数ＮＴ
Ｃは次の最終回転数ＮＴＦ決定の際の過去の定常回転数
ＮＴＯ（Ｉ−１）として記憶、更新される。

前述した制御ユニットＵの制御内容について、第２図に
示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下
の説明でＰはステップを示す。

先ず、Ｐｌで、所定のサンプリングタイミングでエンジ
ン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯが読込まれる０次
いで、Ｐ２において、エンジン回転数Ｎｅとスロットル
開度ＴＶＯとをパラメータとする運転状態に基づいて、
第３図のマツプに照合して、定常回転数ＮＴＣが決定さ
れる。そして、Ｐ３において、前述したように、現在の
運転状態に対応した定常回転数ＮＴＣとサンプリングタ
イミングで１回前の定常回転数ＮＴＧ（Ｉ−１）とに基
づいて、＠読口転数ＮＴＦが決定される。この後は、Ｐ
４において、ターボ回転計３３に上記Ｐ３で決定された
最終回転数ＮＴＦを表示させた後、Ｐ５において、現在
の定常回転数ＮＴＣが１回前の定常回転ａＮＴｃ（Ｉ−
１）として記憶が更新される。

第５図は、検出した過給機１４の回転数を、スロットル
開度特性を変更するために用いた例を示すものである。

この点を詳述すると、エンジンのなかには、アクセルペ
ダルとスロットルバルブとを電磁気的に連係されて、ア
クセル開度に対するスロットル開度の特性を任意に変更
し得るようにしたものが既に提案されている。このよう
なものにおいて、過給圧が大きいほど（過給圧は一般に
過給機の回転数の２乗に比例するので、過給圧と過給機
の回転数とを同価とみることができる）、アクセル開度
に対するスロットル開度を小さくするようにしである。

すなわち、第５図において、過給圧の大きさとしてＰＬ
、Ｐ２、Ｐ３の３種類を示しているが（Ｐｉ＞Ｐ２＞Ｐ
３）、上述のように過給圧の大小に応じてスロットル開
度の特性を変更することにより、同じアクセル開度であ
れば過給圧の相違に拘らず同じような出力とすることが
可能になる。

以上実施例について説明したが、本発明はこれに限らず
例えば次のような場合をも含むものである。

■最終回転数決定のために用いる過去の定常回転数とし
ては、運転状態のサンプリングタイミングで１回前のも
のに限らず、さらに２回前、３回前のものというように
、適宜の時期のものを用いることができる。この場合、
より古い定常回転数を用いるほどなまし処理の度合が大
きくなる。

ｑ）最終回転数を決定する際に用いた式中のｒ　ｍ　Ｊ
の値を一定値としてではなく、エンジンの運転状態特に
エンジン回転数に応じて変更するようにしてもよい。す
なわち、いわゆるターボラグは、エンジン回転数が大き
くなるのに従って小さくなる傾向にあるので、エンジン
回転数が大きいときにはこのｒｍＪの値を小さく（なま
し処理の度合を小さく）するようにしてもよい。

（≦）制御ユニットＵをコンピュータによって構成する
場合は、デジタル式、アナログ式のいずれであってもよ
い。

［株］検出した過給機の回転数としては、適宜の利用に
供することができる。例えば、自動変速機においては、
その変速特性が、一般にエンジン回転数と車速（あるい
はトルクコンバータのタービン回転数）とに基づいて決
定されるため、過給機の回転数に応じてこの変速特性を
補正する等、適宜の用途に用いることが可能である。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、排気ター
ボ式過給機の回転数を、別途回転検出器を用いることな
く、エンジンの運転状態を示すパラメータとして最も一
般的なエンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて、定
常走行時は勿論のこと過渡時にあっても精度良く求める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第２図は本発明の制御例を示すフローチャート。 第３図はスロットル開度とエンジン回転数とにより定常
回転数を決定する際に用いるマツプを示す図。 第４図は過給機の回転数をメータパネルに表示する際の
ターボ回転計の配設例を示す図。 第５図は過給機の回転数をアクセル開度に対するスロッ
トル開度の特性を変更するために用いる例を示すグラフ
。 第６図は本発明の全体構成図。 Ｕ：制御ユニット ｌ：エンジン本体 ｌｌ：吸気通路 １４：排気ターボ式過給機 １９：排気通路 ３１：センサ（スロットル開度） ３２：センサ（エンジン回転数） ３３：ターポ回転計 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの排気エネルギによって駆動される排気
   ターボ式の過給機において、 エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいてエンジンの
   実際の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記運転状態が定常的に継続されたときの前記過給機の
   回転数を決定する定常回転数決定手段と、 前記定常回転数決定手段により決定された定常回転数を
   記憶しておく記憶手段と、 前記定常回転数決定手段により決定された最新の定常回
   転数と前記記憶手段に記憶されていた過去の定常回転数
   とに基づいて、過給機の最終的な回転数を決定する最終
   回転数決定手段と、 を備えていることを特徴とする排気ターボ過給機の回転
   数検出装置。