JP3931573B2

JP3931573B2 - 直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置

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Publication number: JP3931573B2
Application number: JP2001080230A
Authority: JP
Inventors: 浩一栗原
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2021-03-21
Also published as: JP2002276382A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気通路に直列に配置された高圧段側タービン及び低圧段側タービンと、吸気通路に直列に配置され該高圧段側タービン及び該低圧段側タービンによって各々駆動される高圧段側コンプレッサ及び低圧段側コンプレッサを備えた直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンはガソリンエンジンのように出力の調整を吸入空気量によって行わないためターボチャージャーとの相性がよく、燃費の悪化や騒音の悪化を招くことなく出力の向上を図ることが出来ることはよく知られている。
【０００３】
また、近年においては更なる出力及び燃費の向上を目指してターボチャージャーを複数個配設してより無駄のない排気エネルギーの回収を行い、燃費の向上とより高い過給圧力を得るためのシステムも提案されている（実開昭５９−１８３３号、実開昭６１−５７１３５号）。
【０００４】
例えば実開昭５９−１８３３号に見られる過給エンジンでは、ディーゼルエンジンの排気通路に直列に配置された高圧段側タービン及び低圧段側タービンと、該ディーゼルエンジンの吸気通路に直列に配置され該高圧段側タービン及び該低圧段側タービンによって各々駆動される高圧段側コンプレッサ及び低圧段側コンプレッサと、該高圧段側タービンの上流側と該高圧段側タービンと低圧段側タービン間の排気通路を連結するバイパス通路、及び該バイパス通路の開度を調節するバイパス弁とを備え、バイパス弁をエンジン回転速度と負荷に基づき開度制御を行っている。
【０００５】
一方、本出願人は、直列２段過給ディーゼルエンジンにおいて、少なくとも全負荷領域においてはバイパス弁開度をエンジン回転速度に対応して細かく線形的に制御するシステムを特願平１１−３２７２３６号として提案した。これは、直列２段過給ディーゼルエンジンにおける高圧段側の吸気コンプレッサの圧力比が、エンジン回転速度とバイパス弁の開度を固定した場合、エンジン負荷（燃焼噴射量）にほぼ比例するのであり、エンジン負荷（燃料噴射量）は通常ドライバーの意思であるアクセルペダルの踏込量（アクセル開度）とエンジン回転速度により略一義的に決められるものであるから、バイパス弁の開度を決める際には基本的にはエンジン回転速度のみに基づいて決定すればよい、という知見に基づくものである。
【０００６】
以下、図８に基づき従来の直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置について説明する。
シリンダブロックおよびシリンダヘッド等からなるエンジン本体２には吸気マニホールド３及び排気マニホールド４が配設され、この吸気マニホールド３及び排気マニホールド４にはそれぞれ吸気通路５および排気通路６が接続されている。排気通路６にはエンジン側から順に高圧段側タービン７１とその下流に低圧段側タービン８１が配設されており、吸気通路５には上記高圧段側タービン７１によって駆動される高圧段側コンプレッサ７２と上記低圧段側タービン８１によって駆動される低圧段側コンプレッサ８２が配置されている。よって高圧段側タービン７１と高圧段側コンプレッサ７２により高圧段側ターボチャージャー７が構成され、低圧段側タービン８１と低圧段側コンプレッサ８２により低圧段側ターボチャージャー８が構成されている。また、排気通路６には高圧段側タービン７の上流側と高圧段側タービンの下流側で低圧段側タービンの上流側である排気通路を連結するバイパス通路９が設けられており、このバイパス通路９にはバイパス通路の断面積を変化させるバイパス弁１０が配設されている。このバイパス弁１０は、制御手段１２によってエンジンの図示しないフライホイール近傍に設けられるエンジン回転速度検出手段である回転速度センサ１１から検出したエンジン回転速度と、図９に示すようなエンジン回転速度をパラメータとするバイパス弁開度マップにより決定した値により開度が制御される。
【０００７】
上記吸気通路５における低圧段側コンプレッサ８２と高圧段側コンプレッサ７２との間には低圧段側コンプレッサ８２にて圧縮され温度が上昇した吸気を冷却するインタークーラ１３が配設され、高圧段側コンプレッサ７２の下流側には高圧段側コンプレッサ７２にて圧縮され温度が上昇した吸気を冷却するインタークーラ１４が配設されている。上記のバイパス弁開度マップは、各エンジン回転速度領域において良好な燃費と出力特性が得られるように設定される。図９に示す従来のバイパス弁開度マップは、対応するエンジン回転速度領域３００回転毎にその領域の中央値に相当するＮｃを領域名として定義しており、検出したエンジン回転速度からＮｃを特定し、そのＮｃに対応するバイパス弁開度を決めてバイパス弁を制御している。例えば、エンジン回転速度が１１０１ｒｐｍ〜１４００ｒｐｍに含まれる場合は、Ｎｃ＝１２５０の領域に含まれると判定し、１２５０ｒｐｍにおける予め定義された最適なバイパス弁開度、つまり１５％開度に基づき制御を行う。
【０００８】
なお、従来は図９に示すバイパス弁開度マップのＮｃ領域毎にバイパス弁開度の制御を一律に行っているが、現実的には隣り合うＮｃのバイパス弁開度同士で線形補間し合い、エンジン回転速度毎にきめ細やかにバイパス弁開度の制御を行うことも出来る。例えばエンジン回転速度が１１００ｒｐｍの時には、５％＋（１５％−５％）÷（１２５０−９５０）×（１１００−９５０）＝１０％、つまりバイパス弁開度を１０％とする、といった具合にである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような直列２段過給ディーゼルエンジンにおいては、各エンジンごとに性能や特性に多少ならずともばらつきがあり、またエンジン出荷後の運転状態により発生する経時変化もエンジン毎に異なってくる。特にバイパス通路の断面積を制御しているバイパス弁は高温で、且つ煤を含む排気ガスの通路に置かれるため、その開度特性が時間の経過とともに変化し、当初の目標開度が得られなくなってくるという問題が生じている。
【００１０】
バイパス弁の開度が目標に対してずれてくると高圧段側タービンと低圧段側タービンとの仕事比率が目標と異なってくるため、エンジンの燃費率や出力にも影響が出てくる。また、経時変化に影響されないように、常に圧力を監視して目標の圧力比になるようにバイパス弁開度のフィードバック制御を行うことが考えられるが、エンジン回転速度と負荷の変化に対するターボチャージャーの応答、及びターボチャージャーの仕事の変化に対する圧力比変化には相当な時間遅れが介在し、運転状態が刻々と変化するディーゼルエンジンにおけるターボチャージャーに対して常にフィードバック制御を行うことはパラメータの設定（例えばＰＩＤ制御を行う場合のＰＩＤゲインの設定）が極めて困難であるとともに、制御値が定まらず、却って制御の安定性を損ねる畏れもある。
【００１１】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、その主たる技術的課題は、上記バイパス弁の開度を基本的にはマップに基づく制御で行いつつ、経時変化に対応して目標の圧力比が得られるようにバイパス弁の開度を制御する直列２段過給デーゼルエンジンの制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するために、本発明によれば、ディーゼルエンジンの排気通路に直列に配置された高圧段側タービン及び低圧段側タービンと、該ディーゼルエンジンの吸気通路に直列に配置され該高圧段側タービン及び該低圧段側タービンによって各々駆動される高圧段側コンプレッサ及び低圧段側コンプレッサと、該高圧段側タービンの上流側と該高圧段側タービンと低圧段側タービン間の排気通路を連結するバイパス通路、及び該バイパス通路の開度を調節するバイパス弁とを備え、エンジン回転速度に応じて該バイパス弁の開度を調整するように構成した直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置において、
エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、該高圧段側コンプレッサの上流側と下流側の給気圧力をそれぞれ検出する第１及び第２の圧力検出手段と、エンジンの負荷状態を検出するエンジン負荷検出手段と、少なくともエンジン回転速度をパラメータとするバイパス弁開度マップと、該バイパス弁開度マップの更新要求状態を検出する更新要求状態検出手段と、エンジン回転速度とエンジン負荷をパラメータとする高圧段側コンプレッサの目標圧力比マップと、これらの検出手段からの信号と各マップに基づき該バイパス弁の開度を決定し該バイパス弁を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該更新要求状態検出手段により該バイパス弁開度マップの更新要求状態が検出されたときは、エンジン回転速度が所定の期間において変化がない場合で、該目標圧力比マップにより得られる目標圧力比と該第１、第２の圧力検出手段によって検出された検出値に基づく実圧力比を比較して該実圧力比が該目標圧力比よりも小さい場合は該バイパス弁に出力するバイパス弁開度信号をバイパス弁開度が小さくなるように補正し、該実圧力比が該目標圧力比よりも大きい場合は該バイパス弁開度信号をバイパス弁開度が大きくなるように補正し、該実圧力比と該目標圧力比との偏差が所定の期間所定範囲内であると認められるときに、該補正の結果得られたバイパス弁開度信号に基づいて該バイパス弁開度マップを更新する、
ことを特徴とする直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置が提供される。
【００１３】
また、本発明によれば、ディーゼルエンジンの排気通路に直列に配置された高圧段側タービン及び低圧段側タービンと、該ディーゼルエンジンの吸気通路に直列に配置され該高圧段側タービン及び該低圧段側タービンによって各々駆動される高圧段側コンプレッサ及び低圧段側コンプレッサと、該高圧段側タービンの上流側と該高圧段側タービンと低圧段側タービン間の排気通路を連結するバイパス通路、及び該バイパス通路の開度を調節するバイパス弁とを備え、エンジン回転速度に応じて該バイパス弁の開度を調整するように構成した直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置において、
エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、該高圧段側コンプレッサの上流側と下流側の給気圧力をそれぞれ検出する第１及び第２の圧力検出手段と、エンジンの負荷状態を検出するエンジン負荷検出手段と、少なくともエンジン回転速度をパラメータとするバイパス弁開度マップと、該バイパス弁開度マップの更新要求状態を検出する更新要求状態検出手段と、エンジン回転速度とエンジン負荷をパラメータとする高圧段側コンプレッサの目標圧力比マップと、これらの検出手段からの信号と各マップに基づき該バイパス弁の開度を決定し該バイパス弁を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該更新要求状態検出手段により該バイパス弁開度マップの更新要求状態が検出されたときは、エンジン回転速度が所定の期間において変化がない場合で、該目標圧力比マップにより得られる目標圧力比と該第１、第２の圧力検出手段によって検出された検出値に基づく実圧力比を比較してその偏差に基づきバイパス弁開度の補正値を演算し、該補正値に基づいて該バイパス弁開度マップを更新する、
ことを特徴とする直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置が提供される。
【００１４】
上記バイパス弁開度マップの更新要求状態検出手段は、ディーゼルエンジンの運転積算値を検出しても良いし、人為的に与えられる更新を要求する外部スイッチの入力信号を検出しても良い。なお、運転積算値はエンジンの作動状態でタイマーを起動してエンジン作動状態での総時間を演算しても良いし、また、車両に搭載したディーゼルエンジンにおいては車両の走行距離を単純に監視することでも良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図１は本発明に基づき構成された直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置の一実施形態を示す概略図である。なお、図１に示す実施形態においては上記図８で示した従来の直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置と同じ構成部材には同一の番号を付して詳細な説明は省略する。以下、図１に示す実施形態について図８、図９に示す従来技術と相違する点を述べる。
【００１６】
図１に示す実施形態においては、高圧段側コンプレッサ７２の上流側と下流側の給気圧力をそれぞれ検出する第１の圧力センサ１５及び第２の圧力センサ１６を具備している。第１の圧力センサ１５は高圧段側コンプレッサ７２と低圧段側コンプレッサ８２との間の吸気通路５に配設されており、第２の圧力センサ１６は高圧段側コンプレッサ７２の下流側の吸気通路５に配設されている。この第１の圧力センサ１５及び第２の圧力センサ１６による検出信号は制御手段１２に随時送られる。また、制御手段１２には、アクセル開度検出手段としてのアクセルセンサ１７と、バイパス弁開度マップの更新を任意で要求するための更新要求スイッチ１８が接続されている。なお、制御手段１２は、アクセル開度とエンジン回転速度と図６に示す燃料噴射量マップとにより、エンジン負荷（ＬＤ）としての燃料噴射量（Ｑ）を算出するエンジン負荷検出手段を有している。
【００１７】
また、制御手段１２は、上記第１の圧力センサ１５及び第２の圧力センサ１６からの検出値（Ｐ１、Ｐ２）を用いて高圧段側コンプレッサの過給仕事である実圧力比（ＰＲ＝Ｐ２／Ｐ１）を演算する。更に制御手段１２は制御上必要となる、時間計測のためのタイマ機能（Ｔ）およびプログラムルーチン回数をカウントするカウンタ機能（Ｆ）を有している。
【００１８】
本発明の実施形態では、図２に示すようなエンジン回転速度をパラメータとするバイパス弁開度マップからバイパス弁開度を決定するようになっており、この点については上述した従来技術と変わりはない。従来技術のバイパス弁開度マップに対して異なる点は、各Ｎｃ毎にそのバイパス弁開度Ｘ（Ｎｃ）が定期的に更新され、最後に更新がなされた時の最新更新距離が記録されている点である。以下に本発明の作動を説明する。
【００１９】
本発明の第１実施形態における制御手段のフローチャートを図３に示す。フローチャートはエンジンが始動された後、通常の燃料噴射量に基づく制御に移行した後にスタートする。エンジンの始動制御及び通常の燃料噴射量の制御については本発明には関与しないのでここでは詳細を省略する。本フローチャートがスタートすると、まずステップＳ１においてエンジン回転速度検出手段としてのエンジン回転速度センサ１７からの検出値Ｎｅをエンジン回転速度Ｎ１として読み込む。ステップＳ２ではステップＳ１で読み込んだＮ１に基づき、図２に示すバイパス弁開度マップを参照して対応するＮｃ領域に対応するバイパス弁開度Ｘ（Ｎｃ）を特定し、バルブ開度制御信号Ｖとして出力する（Ｖ←Ｘ（Ｎｃ））。
【００２０】
ステップＳ３の判断ステップはバイパス弁開度マップの更新要求状態検出手段として機能する。図２に示すバイパス弁開度マップには、Ｎｃ領域毎に最後に更新がなされた時点での走行距離が最新更新距離Ｙ（Ｎｃ）として記録されている。ステップＳ２において現在のＮｃ領域が特定されているので、該当するＮｃ領域のバイパス弁開度の更新が最後に行われてからどのくらいの走行距離を走っているかを、最新更新距離Ｙ（Ｎｃ）と現在の車両走行距離Ｙに基づき確認する（Ｙ−Ｙ（Ｎｃ））。過去所定期間の間（例えば５０００ｋｍ以内）に更新がなされていたか、または更新を要求する更新要求スイッチがＯＮになっているかを判断する。ここで、所定期間内に更新がなされており、つまりＹ−Ｙ（Ｎｃ）＜５０００ｋｍで、かつ更新要求スイッチがＯＮであると認められない場合は、更新要求がない、と判断してリターンする。ちなみに更新要求スイッチとは、工場出荷時や整備工場において、あるいは通常走行中でも操作者が任意に更新要求を制御手段に与えることが出来るスイッチ１８のことである。
【００２１】
なお、更新がいつなされたかをここでは走行距離を用いて判断したが、走行距離ではなく、運転の積算時間を用いても良いし、エンジン回転数の積算値などを用いても良い。要するにエンジンの使用頻度を検出するための代用値であれば如何なる値を用いても本ロジックに採用は可能である。また更新要求スイッチについてはドライバーが任意に操作できる手動スイッチで実施可能であるが、工場出荷時や定期点検整備時に制御装置に接続されるコンピュータからの更新要求信号であっても構わない。
【００２２】
もし、ステップＳ３において更新要求がある（現在の走行距離−最新更新距離＞＝５０００ｋｍＯＲ更新要求スイッチＯＮ）と判断される場合はステップＳ４に進み、まず更新要求を検知してからの時間Ｔｓについてリセット（Ｔｓ＝０）しカウントを開始する。次にステップＳ５で、改めて現在のエンジン回転速度（Ｎ２）を検出し、ステップＳ６において上記ステップＳ２でバイパス弁開度マップにより特定されたエンジン回転速度領域の中央値としてのＮｃとの偏差を演算する。このＮｃはステップＳ１にて検出したＮ１とバイパス弁開度マップに基づくものである。そしてＮ２がＮｃ近傍にある（前後５０ｒｐｍ内）ときにのみ更新可能であると判断する。更にステップＳ７ではＴｓの計時開始から３ｓｅｃ以上経過しているか否かを確認する。これはエンジン回転速度が変化してから吸気コンプレッサの圧力比が安定するまでの時間を考慮したものであり、ターボチャージャーの特性、及び許容する精度に応じて任意に設定できるものである。ただし、必ずしも時間によるタイマに限らず、繰返しルーチンによるカウンタによっても可能である。
【００２３】
ステップＳ７においてＴｓの計時が３ｓｅｃ以上経過していない場合は、再びステップＳ５に戻り現在のエンジン回転速度Ｎ２がＮｃ近傍にとどまり安定していることを確認（ステップＳ５，ステップＳ６）した上でカウントを継続する。Ｔｓが３ｓｅｃ以上経過したことが確認されれば、ターボチャージャーによる吸気コンプレッサの圧力比が安定したと判断してステップＳ８に進む。
【００２４】
ステップＳ８において、カウンタＦをリセットし、次にステップＳ９にてエンジンの負荷検出手段から負荷（ＬＤ）を検出する。実際にはアクセルセンサ１７からアクセル開度を読み取り、アクセル開度とエンジン回転速度（Ｎ２）をパラメータとする図６に示すような燃料噴射量マップから、燃料噴射量（Ｑ）をエンジン負荷（ＬＤ）として検出する。
【００２５】
次にステップＳ１０では、先のステップＳ９にて検出したエンジン負荷（ＬＤ）とエンジン回転速度（Ｎ２）をパラメータとする図４に示すような目標圧力比マップにより高圧段吸気コンプレッサ前後の目標圧力比（ＰＲｔ）を演算する。この目標圧力比マップは高圧段吸気コンプレッサの特性に合わせて主に燃費、出力、そして耐久性などを考慮し適宜決めることが出来る。更に高圧段側コンプレッサの上流側と下流側に配置された圧力検出手段としての第１の圧力センサ１５及び第２の圧力センサ１６からの検出信号（Ｐ１、Ｐ２）に基づいて圧力比を演算する。前述したように圧力比（ＰＲ）はＰＲ＝Ｐ２／Ｐ１である。
【００２６】
ステップＳ１１において、先のステップＳ１０にて演算した圧力比（ＰＲ）及び目標圧力比（ＰＲｔ）を用いてその偏差（ずれ量）を演算し、その目標圧力比（ＰＲｔ）に対するずれ量の割合（｜（ＰＲ−ＰＲｔ）／ＰＲｔ｜）を求め、その値が許容範囲（ε）内か否か判断する。許容範囲（ε）も使用者のニーズに合わせ適宜決定することが出来るが、ここでは０．０２〜０．０３程度（２〜３％）が好ましい。また、許容範囲（ε）については、目標圧力比の絶対値に応じて変化させても良く、その時は目標圧力比が大きい程許容範囲（ε）を大きめに設定する方が望ましい。ステップＳ１１で、偏差が所定値よりも大きい、つまり経年変化等による制御ずれが発生していると認められる場合はステップＳ１２に進む。
【００２７】
ステップＳ１２ではバイパス弁開度信号Ｖのフィードバック制御を行う。具体的には目標圧力比が実際の圧力比よりも大きい場合はバイパス弁開度信号Ｖにより過給仕事を増やす必要があるのでバイパス弁開度信号Ｖを小さくするようにバイパス弁開度信号Ｖを補正し、目標圧力比が実圧力比よりも小さい場合はバイパス弁開度Ｖにより過給仕事を減らす必要があるのでバイパス弁開度信号Ｖを大きくするようにバイパス弁開度信号Ｖを補正する。このフィードバック制御についてはＰＩＤ制御を採用し、偏差に比例したパラメータと偏差の変化率を考慮したパラメータと偏差の時間的変化の積分値に比例するパラメータを考慮してバイパス弁開度Ｖに対する補正値（α）が決定される（Ｖ←Ｖ＋α）。詳細は一般的に用いられるＰＩＤ制御を行うだけなのでここでは省略する。フィードバック制御を行っている最中ではステップＳ８にあるようにＦは常にリセットされる。なお、実際の圧力比が目標圧力比に一致するようにフィードバック制御している間でも、ステップＳ５からのフローチャートを通すことによりエンジン回転速度がＮｃに対して前後５０ｒｐｍ以上ずれた場合は更新作業を即座に停止（Ｓ６でリターンされる）するようになっている。また、ここではＰＩＤ制御を行うこと、としたがフィードバック制御におけるバイパス弁の作動特性によってはαを決定するための制御として、ＰＩ制御或いはＰＤ制御とするなど適宜選択が可能である。
【００２８】
上記ステップＳ１１で実際の圧力比（ＰＲ）と目標圧力比（ＰＲｔ）が略一致する（ずれがε以内）と判断された場合はＦを１づつカウント（ステップＳ１３）して所定回数中に圧力比が目標圧力比に対して殆ど変化しないか否か、つまり収束しているか否かを判断する。このＦをカウント中に目標圧力比（ＰＲｔ）から実際の圧力比（ＰＲ）がずれた場合（ステップＳ１０）は再度フィードバック制御を実施することになり、エンジン回転速度Ｎ２がＮｃから５０ｒｐｍ以上ずれた場合も、即座に更新作業が停止される。
【００２９】
ステップＳ１４でＦが２０カウント超えたと判断された場合は高圧段側コンプレッサの圧力比が目標圧力比に対して所定の期間近接していると認められることを示し、バイパス弁開度に対して圧力比が収束していると判断されるので、ステップＳ１５に進み、該当するバイパス弁開度Ｘ（Ｎｃ）を、補正された最新のバイパス弁開度信号Ｖで更新する。この時にはバイパス弁開度のみならず、その時の車両の走行距離を最新更新距離としてバイパス弁開度マップに保存される。なお、図２に示すように、バイパス弁開度が更新された場合には、更新前の値をＮｃ毎にＸｏｌｄ（Ｎｃ）として保存する。Ｘｏｌｄ（Ｎｃ）はＸ（Ｎｃ）の値が何らかの原因で消去（或いは破損）されてしまった場合のバックアップ用の代用値として使用したり、また、Ｘ（Ｎｃ）とＸｏｌｄ（Ｎｃ）を比較してあまりに偏差が大きい場合は故障である、と判断する故障診断に用いることも可能である。
【００３０】
以上により、バイパス弁開度マップを更新できるようになったので、経時変化や何らかの不具合によりエンジン回転速度によるバイパス弁開度制御が初期状態で意図したように働かなくなっていても、定期的にまたは任意に修正でき直列２段過給ディーゼルエンジンの制御が良好に行われる。また、バイパス弁開度のマップ更新にあたり、実際の圧力比を目標圧力比に一致させるようにフィードバック制御を実行し収束したのを確認した後にマップを書き換えているので、正確な信頼できる値に更新されることになる。
【００３１】
次に第２の実施形態を以下に説明する。なお、全体構成は図１に示した第１の実施形態と全く同一であり、フローチャートが異なるのみであるので新たに示す図５のフローチャートに基づき説明する。
なお、ステップＳ１からステップＳ７までは上記図３に示す第１の実施形態と同一であるのでここでは説明を省略する。
【００３２】
第１の実施形態と同様に、ステップＳ７においてタイマー機能によりＴｓが３ｓｅｃ以上になった場合はステップＳ９，ステップＳ１０に進む。ステップＳ９、ステップＳ１０における作動は第１の実施形態と全く同一のであり、目標圧力比（ＰＲｔ）と実際の圧力比（ＰＲ）の演算を行う。次にステップＳ１０１に進み、目標圧力比（ＰＲｔ）と実際の圧力比（ＰＲ）との偏差からその偏差に応じたバイパス弁開度信号Ｖ（＝Ｘ（Ｎｃ））に対する補正値Ｈを演算する。具体的には
Ｈ＝Ｖ×（（ＰＲｔ−ＰＲ）／ＰＲｔ）×Ｋ
とする。なお、上記補正値Ｈを演算する式において、Ｋは補正値Ｈを決定する際に用いる係数値であり、図７に示すようなエンジン回転速度とエンジン負荷をパラメータとするマップに基づき決定される。係数値Ｋはエンジン回転速度が高く、エンジン負荷が大きい程大きく設定されるようになっている。Ｖ×（ＰＲｔ−ＰＲ）／ＰＲｔは圧力比のずれ量を比率で演算し、現在のバイパス弁開度Ｖにかけることにより単純な補正値を演算するものである。この値で補正すれば１％の圧力比のずれに対して単純にバイパス弁開度が１％補正されるようになるが、実際にはコンプレッサを通過する吸気の流量によって圧力比の改善度合いが全く異なっているため一律に採用することは好ましくない。例えば吸気の流量が大きい場合はバイパス弁開度を変えても圧力比への影響が小さくなかなか変化しないが、逆に吸気の流量が少ない場合はバイパス弁開度を少し変えただけで圧力比が大きく変化してしまう。そこで、この図７のマップにより吸気の流量が大きくなる右上方の位置では係数値Ｋが大きくなるように、左下方部方向では係数値Ｋを小さくするように設定する。なお、この補正値の決定の仕方は、使用者が任意に決定できるものであり影響が少なければＫを一律としても構わないし、更に他の要素を追加してＫを決定したりしても良い。要するに重要なのは、目標と実際の圧力比の偏差に応じてバイパス弁開度の補正値が適切に決定されるところにある。
【００３３】
次にステップＳ１０２では、ベースとなるバイパス弁開度信号ＶとステップＳ１０１において決定された補正値Ｈとに基づき、バイパス弁開度マップのバイパス弁開度Ｘ（Ｎｃ）が更新される。Ｘ（Ｎｃ）が新しいバイパス弁開度に更新された場合は第１の実施形態と同様にその時の車両の走行距離が記録され、また更新前のバイパス弁開度がＸｏｌｄとして保存される。
【００３４】
以上のように第２の実施形態では、高圧段吸気コンプレッサの実際の圧力比と目標圧力比との偏差に基づき直接的に補正量を求め、即座にマップが更新されるので更新が速やかに実行される。
【００３５】
【発明の効果】
以上の発明によれば、直列２段過給のディーゼルエンジンにおいて高圧段側の排気タービンをバイパスするバイパス通路およびバイパス通路にバイパス弁を設けてコンプレッサの圧力比を制御するようにした場合においても、バイパス弁開度を基本的にはマップに基づく制御で行いつつ、経時変化に対応して目標の圧力比が得られるようにバイパス弁の開度を制御することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づき構成された直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置
【図２】直列２段過給ディーゼルエンジンの排気通路に設けられたバイパス弁の開度マップ
【図３】本発明の基づく第１の実施形態を示す直列２段過給ディーゼルエンジンの制御手段に関わるフローチャート
【図４】本発明における目標圧力比を求めるマップ
【図５】本発明の基づく第２の実施形態を示す直列２段過給ディーゼルエンジンの制御手段に関わるフローチャート
【図６】本発明に関わる燃料噴射量マップ
【図７】本発明に関わるバイパス弁開度補正係数マップ
【図８】従来の直列２段過給ディーゼルエンジンの構成図
【図９】従来技術におけるバイパス弁開度マップ
【符号の説明】
２ディーゼルエンジン
３吸気マニホールド
４排気マニホールド
５吸気通路
６排気通路
７高圧段側ターボチャージャー
７１高圧段側タービン
７２高圧段側コンプレッサ
８低圧段側ターボチャージャー
８１低圧段側ターボチャージャー
９バイパス通路
１０バイパス弁
１１エンジン回転速度センサ
１２制御手段
１３、１４インタークーラ
１５第１の圧力センサ
１６第２の圧力センサ
１７アクセルセンサ
１８更新要求スイッチ

Claims

ディーゼルエンジンの排気通路に直列に配置された高圧段側タービン及び低圧段側タービンと、該ディーゼルエンジンの吸気通路に直列に配置され該高圧段側タービン及び該低圧段側タービンによって各々駆動される高圧段側コンプレッサ及び低圧段側コンプレッサと、該高圧段側タービンの上流側と該高圧段側タービンと低圧段側タービン間の排気通路を連結するバイパス通路、及び該バイパス通路の開度を調節するバイパス弁とを備え、エンジン回転速度に応じて該バイパス弁の開度を調整するように構成した直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置において、
エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、該高圧段側コンプレッサの上流側と下流側の給気圧力をそれぞれ検出する第１及び第２の圧力検出手段と、エンジンの負荷状態を検出するエンジン負荷検出手段と、少なくともエンジン回転速度をパラメータとするバイパス弁開度マップと、該バイパス弁開度マップの更新要求状態を検出する更新要求状態検出手段と、エンジン回転速度とエンジン負荷をパラメータとする高圧段側コンプレッサの目標圧力比マップと、これらの検出手段からの信号と各マップに基づき該バイパス弁の開度を決定し該バイパス弁を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該更新要求状態検出手段により該バイパス弁開度マップの更新要求状態が検出されたときは、エンジン回転速度が所定の期間において変化がない場合で、該目標圧力比マップにより得られる目標圧力比と該第１、第２の圧力検出手段によって検出された検出値に基づく実圧力比を比較して該実圧力比が該目標圧力比よりも小さい場合は該バイパス弁に出力するバイパス弁開度信号をバイパス弁開度が小さくなるように補正し、該実圧力比が該目標圧力比よりも大きい場合は該バイパス弁開度信号をバイパス弁開度が大きくなるように補正し、該実圧力比と該目標圧力比との偏差が所定の期間所定範囲内であると認められるときに、該補正の結果得られたバイパス弁開度信号に基づいて該バイパス弁開度マップを更新する、
ことを特徴とする直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置。
該バイパス弁開度マップの更新要求状態検出手段は、該ディーゼルエンジンの運転積算値を検出する、請求項１に記載の直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置。
該バイパス弁開度マップの要求状態検出手段は、更新を要求する外部スイッチの入力信号を検出する、請求項１に記載の直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置。
ディーゼルエンジンの排気通路に直列に配置された高圧段側タービン及び低圧段側タービンと、該ディーゼルエンジンの吸気通路に直列に配置され該高圧段側タービン及び該低圧段側タービンによって各々駆動される高圧段側コンプレッサ及び低圧段側コンプレッサと、該高圧段側タービンの上流側と該高圧段側タービンと低圧段側タービン間の排気通路を連結するバイパス通路、及び該バイパス通路の開度を調節するバイパス弁とを備え、エンジン回転速度に応じて該バイパス弁の開度を調整するように構成した直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置において、
エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、該高圧段側コンプレッサの上流側と下流側の給気圧力をそれぞれ検出する第１及び第２の圧力検出手段と、エンジンの負荷状態を検出するエンジン負荷検出手段と、少なくともエンジン回転速度をパラメータとするバイパス弁開度マップと、該バイパス弁開度マップの更新要求状態を検出する更新要求状態検出手段と、エンジン回転速度とエンジン負荷をパラメータとする高圧段側コンプレッサの目標圧力比マップと、これらの検出手段からの信号と各マップに基づき該バイパス弁の開度を決定し該バイパス弁を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該更新要求状態検出手段により該バイパス弁開度マップの更新要求状態が検出されたときは、エンジン回転速度が所定の期間において変化がない場合で、該目標圧力比マップにより得られる目標圧力比と該第１、第２の圧力検出手段によって検出された検出値に基づく実圧力比を比較してその偏差に基づきバイパス弁開度の補正値を演算し、該補正値に基づいて該バイパス弁開度マップを更新する、
ことを特徴とする直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置。
該バイパス弁開度マップの更新要求状態検出手段は、該ディーゼルエンジンの運転積算値を検出する、請求項４に記載の直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置。
該バイパス弁開度マップの更新要求状態検出手段は、該バイパス弁開度マップの更新を要求する外部スイッチの入力信号を検出する、請求項４に記載の直列２段過給ディーゼルエンジンの制御装置。