JPH0525010B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、自動車用ターボチヤージヤの制御
装置に関する。

［従来技術］ 自動車用ターボチヤージヤ付エンジンは、一般
に、排気のエネルギを利用して吸気を過給しエン
ジントルクを向上させるもので、この場合、エン
ジン破損防止上、過給圧（正圧）が規定値より上
昇しないよう排気バイパス機構を備え、過給圧が
導かれるアクチユエータでバイパス弁（スイング
式ウエストゲート弁）を開いて排気をバイパスさ
せている。

また、上記排気バイパス機構に加えて、加速時
に最高過給圧を一時的に上昇させて加速性能を向
上させるための機構が設けられたものがある。こ
れは、過給圧がアクチユエータに導かれる管路に
設けられた電磁弁の作動により、管路を開放して
吸気を大気へ逃してバイパス弁の開きうる過給圧
を上昇させている。

前記電磁弁は、コントロールユニツトからの
ON、OFFの比率によるいわゆるデユーテイ制御
により作動し、この制御は、特開昭56−156435等
で知られているエンジンの制御用マイクロコンピ
ユータにより過給圧検出手段を用いたフイードバ
ツク制御で容易に実現できる。

しかしながら、このような従来のターボチヤー
ジヤの制御装置では、加速時に電磁弁を作動させ
て過給圧を上昇させるべくコントロールユニツト
に信号を送る加速判別手段は、アクセル全開信号
を使用しているため、全開加速の場合のみ最高過
給圧を上昇させるいわゆるオーバーブースト機能
が働き、部分加速時にはオーバーブーストできず
加速性能の向上が図れないという問題があつた。
また、全開加速時を判別するための全開スイツチ
を設けなければならないので、この分部品点数が
増加することによりコストが上昇するという問題
があつた。

［発明の目的］ この発明は、このような従来の問題点に鑑み創
案されたもので、特別な部品を用いることなく部
分加速時においてもオーバーブースト制御を的確
に行なえるようにしたターボチヤージヤの制御装
置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ 上記目的を達成するためにこの発明は、第５図
に示すように、ターボチヤージヤによる過給圧を
検出する過給圧検出手段と、変速機のギヤ比を検
出するギア比検出手段と、前記過給圧の目標とす
る最高過給圧を一時的に上昇させるオーバーブー
スト機構と、前記ギア比検出手段により検出され
たギア比に対応する加速判定用過給圧の上昇量を
求める第１演算手段と、前記過給圧検出手段によ
り検出された実際の過給圧の所定時間内での上昇
量を求める第２演算手段と、前記第２演算手段に
より求められた過給圧の所定時間内での上昇量が
前記第１演算手段により求められた加速判定用過
給圧の上昇量を超えたとき、車両が加速状態にあ
ると判別して前記オーバーブースト機構を作動さ
せるオーバーブースト制御手段とを有する構成と
した。

［実施例］ 以下、添付図面に基づきこの発明の一実施例を
詳細に説明する。

第１図は、ターボチヤージヤ付エンジンの概略
を示す全体構成図である。これによると、エンジ
ン本体１には、吸気管３および排気管５が連結さ
れている。エンジン本体１近傍の吸気管３には絞
り弁７が設けられ、更にその上流側（エンジン本
体１と反対側）には逃し弁９およびエアフローメ
ータ１１が設けられている。そして、このエアフ
ローメータ１１を逃し弁９との間の吸気管３には
コンプレツサ１３が、一方排気管５にはタービン
１５がそれぞれ配設され、これらコンプレツサ１
３とタービン１５とは連結軸１７で連動連結され
ることによりターボチヤージヤを構成している。

また、エンジン本体１とタービン１５との間の
排気管５には、タービン１５をバイパスする排気
バイパス通路１９を備えたタービン１５への排気
容量を制御し目標とする最高過給圧を設定する排
気バイパス機構２１が配設されている。この排気
バイパス機構２１は、排気バイパス通路１９を開
閉する排気バイパス弁２３にリンク機構２５を介
してロツド２７の一端が連結されている。すなわ
ち、ロツド２７が第１図中で右方向に移動する
と、排気バイパス弁２３が排気バイパス通路１９
を開放する方向に移動する機構となつている。

ロツド２７の他端部はアクチユエータ２９のダ
イヤフラム３１に連結され、このダイヤフラム３
１によりアクチユエータ２９内は、その右側が大
気圧室３３に左側が正圧室３５に分割されてい
る。そして、この大気圧室３３内には、ダイヤフ
ラム３１を正圧室３５側へ付勢するスプリング３
７が弾装されている。更に、正圧室３５と前記コ
ンプレツサ１３の出口部３９とはオリフイス４１
が配設された管路４３により連通している。この
管路４３には、例えばマイクロコンピユータで構
成されるコントロールユニツト４５のON、OFF
の比率による制御いわゆるデユーテイ制御により
管路４３を開閉可能にして正圧室３５側の吸気を
大気へ逃すことができる電磁弁４７が設けられて
いる。電磁弁４７が開弁することで、アクチユエ
ータ２９に供給される過給圧が大気中に逃がさ
れ、排気バイパス機構２１により設定される最高
過給圧が上昇する。したがつて、この電磁弁４７
と排気バイパス機構２１およびアクチユエータ２
９とにより、目標とする最高過給圧を一時的に上
昇させるオーバーブースト機構を構成している。

また、エンジン本体１には、エンジン回転数を
検出する回転数検出手段４９が、コンプレツサ１
３の出口部３９側の吸気管３には過給圧検出手段
５１がそれぞれ設けられている。これら各検出手
段４９，５１およびエアフローメータ１１、更に
車速検出手段４６からの各信号はコントロールユ
ニツト４５に入力されている。なお、前記回転数
検出手段４９と車速検出手段４６とでギア比検出
手段を構成している。ギア比検出手段としては、
変速機でのギア噛合位置あるいはシフトレバー位
置を直接検出するものであつてもよい。

前記コントロールユニツト４５は、第２図に示
すように、回転数検出手段４９が検出するエンジ
ン回転数Ｎおよび車速検出手段４６が検出する車
速Ｖの各信号の入力を受け、このエンジン回転数
Ｎと車速Ｖとの比より各ギア比１速（ローギア）
〜５速（トツプギア）を判別する判別部１０１
と、過給圧検出手段５１が検出する過給圧Ｐの信
号入力を受け、所定過給圧を越えた時点より所定
時間後の過給圧Ｐの上昇量△Ｐを計測する計測部
１０３と、前記判別部１０１で求めたギア比に
夫々対応する加速判定用過給圧の上昇量△Pkを
求める演算部１０５と、前記計測部１０３で求め
た実際の過給圧Ｐの上昇量△Ｐと前記演算部１０
５で求めた加速判定用過給圧の上昇量△Pkとを
比較しその差により加速状態であるか否かを加速
判別信号として出力する比較部１０７とで構成さ
れている。

前記判別部１０１と演算部１０５とにより、ギ
ア比に対応する加速判定用過給圧の上昇量△Pk
を求める第１演算手段を構成し、計測部１０３に
より過給圧Ｐの所定時間内での上昇量△Ｐを求め
る第２演算手段を構成し、さらに比較部１０７
は、加速判定用過給圧の上昇量△Pkと実際の過
給圧の上昇量△Ｐとを比較して△Ｐが△Pkを超
えたとき（△Ｐ≧△Pk）、車両が加速状態にある
と判別してオーバーブースト機構を作動させるオ
ーバーブースト制御手段を構成している。

次に作用を説明する。

まず、エンジンが稼動すると、エンジン本体１
から排出された排気が排気管５を介してタービン
１５に達しターボチヤージヤが作動する。ターボ
チヤージヤが作動するとコンプレツサ１３の出口
部３９の圧力すなわち過給圧が上昇することによ
つて、管路４３を介してアクチユエータ２９の正
圧室３５の圧力も上昇する。このように上昇した
正圧室３５の圧力が所定圧に達すると、アクチユ
エータ２９内に弾装されたスプリング３７とのバ
ランスにより排気バイパス弁２３が開き排気がバ
イパスされる。（このときの過給圧は目標とする
最高過給圧となつている。） 次に第３図に基づいて加速時の作用を説明す
る。図中点で加速が開始されたとすると、過給
圧は点の大気圧までは瞬時に上昇する。このよ
うに大気圧まで達した過給圧はその後各ギア比に
応じて上昇する。この第３図ではサードギアでの
過給圧の上昇を表わす実線およびトツプギアの
同実線における全開加速時での過給圧の上昇を
示している。そして、点での過給圧Pbおよび
この点から所定時間T₁経過後の点での過給
圧Pcを過給圧検出手段５１でそれぞれ検出し、
この検出した各信号はコントロールユニツト４５
へ送られ、第２図の計測部１０３で点から所定
時間T₁経過後の過給圧の上昇量△Ｐ（サードギア
３では△P₃、トツプギア５では△P₅）が計測さ
れる。

一方、第１図の回転数検出手段４９および車速
検出手段４６で検出されたエンジン回転数Ｎおよ
び車速Ｖの各信号はコントロールユニツト４５へ
入力され、第２図の判別部１０１ではギア比が判
別される。ギア比が判別されたら、演算部１０５
でこのギヤ比に対応する加速判別用過給圧の上昇
量△Pkがルツクアツプされる。この△Pkは、
夫々のギア比毎に実験によつて所定値が求められ
ている。

この加速判定用過給圧の上昇量△Pkと前記過
給圧上昇量△Ｐとを比較部１０７で比較し加速状
態の判別を行ない加速判別信号Ｊを出力し、コン
トロールユニツト４５は電磁弁４７をデユーテイ
制御する。そして、加速状態であれば、このデユ
ーテイ制御により管路４３が適宜開放され、正圧
室３５側へ導かれた吸気を大気へ逃すことで排気
バイパス弁２３が開きうる過給圧を上昇させるオ
ーバーブースト制御ができるので、加速性は良好
なものとなる。この場合、全開加速状態を検出す
るための絞り弁７の全開スイツチが不要であるの
で、その分部品点数が減少し、コストを下げるこ
とができる。なお、第３図のPsetは目標とする最
高過給圧、Psetθはオーバーブースト制御したと
きの最高過給圧をそれぞれ示す。

第４図は、以上の動作処理を行なうためのフロ
ーチヤートである。すなわち、ステツプ201でエ
ンジン回転数および車速よりあるいはギヤ位置に
より直接ギア比を求め、これをPOSGと定義す
る。ステツプ203ではこのPOSGにより加速判定
用過給圧の上昇量△Pkを求める。次のステツプ
205では、ステツプ203で求められた加速判定用過
給圧の上昇量△Pkと、加速時における所定時間
での過給圧の上昇量△Ｐとを比較し、△Ｐ≧△
Pkすなわち加速状態であればKFLAG＝１と定
義したステツプ207へ、△Ｐ＜△Pkすなわち加速
状態でない場合であればKFLAG＝０と定義した
ステツプ209へそれぞれ進む。そして、次のステ
ツプ211で、KFLAG＝１かあるいはKFLAG＝
０かどうかを判定し、KFLAG＝１であればステ
ツプ213へ進みオーバーブースト制御を行なつて
加速性を良好にし、KFLAG＝０であればオーバ
ーブースト制御を行なわない。

前記加速状態の判別は、加速開始時点では判
別できないが、実際の過給圧が排気バイパス機構
２１により設定されている目標過給圧Psetに達す
るまでには十分に判別可能である。そして、この
判別後デユーテイ制御により電磁弁４７を作動さ
せることで排気バイパス弁２３の開弁時期を遅ら
せ、この結果前記過給圧Psetが上昇し、一定時間
T₂の間過給圧Psetθとするオーバーブースト制御
を容易に実現できる。

また、トツプギアでの部分加速時すなわち緩加
速時は、第３図中の破線図示のように過給圧の上
昇が前記した全開加速時での実線に比べ緩やか
となつている。この部分加速時においては、所定
時間T₁での過給圧Ｐの上昇量△P₅₀を用いること
で、全開加速時と同様にして加速状態を判別でき
る。したがつて、この部分加速時においても、ト
ツプギアを始め他のギア比でも、実際の過給圧の
上昇量△Ｐを一義的に設定せず運転状態に応じて
適宜変化させることで、オーバーブースト制御が
可能となつて加速性能を向上させることが可能と
なる。

なお、この発明は前述の実施例に限定されるも
のではない。例えば、前述の実施例ではタービン
への排気容量を制御する機構として排気バイパス
機構を用いたが、この排気バイパス機構に代えて
タービンへの排気流入通路面積を可変ノズルによ
り変化させて排気容量を制御する可変容量機構を
用いてもよく、また、この可変容量機構と排気バ
イパス機構との両方を備えたターボチヤージヤに
使用してもよい。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、ギア比に対応
する加速判定用過給圧の上昇量と所定時間内での
過給圧の上昇量とを比較することによつて加速状
態を判別して的確なオーバーブースト機能を働か
せることができるため、全開加速時はもちろんの
こと部分加速時であつても加速状態であることを
判別できるので、どのような加速状態であつても
加速性能を向上させることができる。また、従来
は全開加速時を判別するために全開スイツチが必
要であつたが、この発明ではこの全開スイツチは
不要となるので、この分部品点数を減らすことが
でき、コストを下げることができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面はこの発明の一実施例を示し、第１図
はターボチヤージヤ付エンジンの全体構成図、第
２図は第１図のコントロールユニツトの内部構成
を示すブロツク図、第３図は加速時の作用を示す
説明図、第４図はフローチヤート、第５図はクレ
ーム対応図である。 （図面の主要部を表わす符号の説明）、２１…
…排気バイパス機構（オーバーブースト機構）、
２９……アクチユエータ（オーバーブースト機
構）、４６……車速検出手段（ギア比検出手段）、
４７……電磁弁（オーバーブースト機構）、４９
……回転数検出手段（ギア比検出手段）、５１…
…過給圧検出手段、１０１……判別部（第１演算
手段）、１０３……計測部（第２演算手段）、１０
５……演算部（第１演算手段）、１０７……比較
部（オーバーブースト制御手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ターボチヤージヤによる過給圧を検出する過
   給圧検出手段と、変速機のギヤ比を検出するギア
   比検出手段と、前記過給圧の目標とする最高過給
   圧を一時的に上昇させるオーバーブースト機構
   と、前記ギア比検出手段により検出されたギア比
   に対応する加速判定用過給圧の上昇量を求める第
   １演算手段と、前記過給圧検出手段により検出さ
   れた実際の過給圧の所定時間内での上昇量を求め
   る第２演算手段と、前記第２演算手段により求め
   られた過給圧の所定時間内での上昇量が前記第１
   演算手段により求められた加速判定用過給圧の上
   昇量を超えたとき、車両が加速状態にあると判別
   して前記オーバーブースト機構を作動させるオー
   バーブースト制御手段とを有することを特徴とす
   る自動車用ターボチヤージヤの制御装置。