JPH072982Y2 - エキゾーストブレーキ付きエンジンの可変容量ターボチャージャの制御装置 - Google Patents

エキゾーストブレーキ付きエンジンの可変容量ターボチャージャの制御装置

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JPH072982Y2
JPH072982Y2 JP6580388U JP6580388U JPH072982Y2 JP H072982 Y2 JPH072982 Y2 JP H072982Y2 JP 6580388 U JP6580388 U JP 6580388U JP 6580388 U JP6580388 U JP 6580388U JP H072982 Y2 JPH072982 Y2 JP H072982Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、エキゾーストブレーキ付きエンジンの可変容
量ターボチャージャの制御装置に関する。
[従来技術] ターボチャージャのタービンの入口側に複数のガイドベ
ーンを設け、エンジン回転が低いときにガイドベーンの
開度を小さくしてガイドベーンで形成されるノズルの面
積を絞り、回転数が高くなるに比例してノズルの面積を
大きくするように制御する可変容量ターボチャージャの
制御装置は知られている(例えば実開昭58−111324号公
報)。
ところで、ガイドベーンの開度の制御をエンジン回転と
負荷とによって行う制御装置も知られており、これを第
2図について説明する。
エンジン1に接続されたターボチャージャ2のコンプレ
ッサ3には過給圧検出手段であって、実測電圧Vbを出力
する過給圧センサ4が設けられ、タービン5には図示し
ないガイドベーンの開度を変える容量可変制御手段であ
るベーンアクチュエータ6が設けられている。
全体を20で示す制御回路は、エンジン回転センサ7と負
荷センサ8からの信号に基づいて目標過給圧を判定し基
準電圧Vaを出力する判定回路21と、判定回路21からの基
準電圧Vaと、過給圧センサ4からの実測値電圧Vbとを比
較する比較回路22と、比較回路22の比較結果すなわち電
圧Va−Vb=Vcに基づいて制御量を演算する制御量演算回
路23と、増幅回路24とからなっている。
このような制御装置の制御には、一般的に下記の演算式
によるPID制御いわゆる学習制御方式が用いられてい
る。すなわち、 Yn=KP・ΔXn+Σ(K1・ΔXn)+KD(Xn−Xn−1)
(I) ここで、Yn:そのときの制御量 Xn:そのときの目標値 Xn−1:1デジタル量前の目標値 ΔXn:そのときの実測値と目標値との差 KP:比例定数 KI:積分定数 KD:微分定数 ところで、過給圧センサ4からのフィードバック反応が
遅いために、式(I)のΔXnが大きくなり、従ってYnも
大きくなる。これはいわゆる制御のし過ぎとなり、目標
過給圧の変化に追従できず、実過給圧がハンチングを起
こし、制御精度が低下する。
そこで本出願人は実願昭62−40032号において、制御精
度を向上する可変容量ターボチャージャの制御装置を提
案した。
これを第3図について説明する。図において、全体を10
で示す制御回路は、エンジン回転センサ8、エンジン負
荷センサ9の検出信号に基づいて目標過給圧を判定し、
基準電圧Vaを出力する判定回路11と、基準電圧Vaと過給
圧センサ4からの実測電圧Vbとの差Vcを求める比較回路
12と、電圧差Vcに基づいて過給状態を判断する第1の過
給状態判断回路14および第2の過給状態判断回路14と、
エンジンの標準状態で目標過給圧が得られる基準制御量
を内蔵したエンジン回転と負荷とをパラメータとする3
次元マップから求めて信号を出力する基準制御量印加回
路いわゆる学習回路15と、第1の過給状態判断回路13の
判断結果に基づき、最大制御量の信号を出力する最大制
御量印加回路16と、第2の過給状態判断回路14の判断結
果に基づき、基準制御量印加回路15からの基準制御量に
対し補正する制御量補正回路17と、基準制御量に対し演
算を行う制御量演算回路18と、これら諸回路16、17、18
からの出力信号を増幅してベーンアクチュエータ6に出
力する増幅回路19とからなっている。
制御に際し、制御回路10は概略を第4図に示すように、
目標値(実線で示す)と実測値(鎖線で示す)の差が大
きいときは、最大制御によりできる限り目標に近付け
(領域)、差がある程度の値になったときに目標に対
しての制御量を抑えこみ(領域)、更に差が小さくな
ったときにフィードバックをかけ、いわゆる制御し過ぎ
ることなく細かく制御し(領域)、ハンチングを少な
くして制御精度を向上することができる。
この制御の態様を詳細に説明する。第5図はそのときの
目標値Xnに対しマイナス側またはプラス側にある判定領
域量W3、W1(マイナス側)、W4、W2(プラス側)で画成
される判定領域ないしを設け、そのときの実測値と
目標値との差ΔXnが領域ないしのいずれにあるかに
より、制御量Ynを次のように採る。
すなわち、差ΔXnが ΔXn≧W1 すなわち領域にあるときは、 Yn=100%(正の最大制御量) ΔXn≦W2 すなわち領域にあるときは、 Yn=0%(負の最大制御量) W3≧ΔXn>W1 すなわち領域にあるときは、 Yn=Dn+A ここで Dn:Xnの目標値を与える理論制御量 A:Dnの補正量(定数) W2>ΔXn≧W4 すなわち領域にあるときは、 Yn=Dn−B ここで、B:Dnの補正量(定数) W4>ΔXn>W3 すなわち領域にあるときは、 Yn=Dn+KP・ΔX+KIΣΔX (II) これは式(I)に対応する理論学習制御量である。
そこで、A1:判定過給圧−200mmHgの等加電圧(量W1に対
応) A2:判定過給圧 300mmHgの等加電圧(量W2に対応) B1:判定過給圧 −50mmHgの等加電圧(量W3に対応) B2:判定過給圧 70mmHgの等加電圧(量W2に対応) を設定し、次のように制御を行う。
すなわち、第1の過給状態判断回路13において、Vc≦A1
またはVc≧A2であるか否かを判断し、YESだったたら、
最大制御量印加回路16からの出力で理論制御量Yn=100
%または0%の制御を行う。そして、前記の判定がNOに
なったら、すなわち量W1またはW2に達したら、第2の過
給状態判断回路14で、Vc≦B1またはVc≧B2であるか否か
を判断する。YESだったら、制御量補正回路17におい
て、基準制御量印加回路15からのマップに基づく理論制
御量Dnに補正量Aをプラスまたは補正量Bをマイナスし
た制御量Ynの制御を行う。そして、前記の判定がNOにな
ったら、すなわち量W3または量W4に達したら、すなわち
領域に入ったら、制御量演算回路18で制御量Ynを式
(II)により計算し、いわゆる学習制御を行うのであ
る。この状態では実過給圧が目標値に近付いているの
で、変化の予測が可能となり、高い精度で制御を行うこ
とができる。
[考案が解決しようとする課題] 上記従来の制御装置において、ガイドベーンの動き、す
なわちベーン開度は第6図にパラメータとして示すよう
にエンジン回転に比例して大きくなる。
ところで、エンジンにエキゾーストブレーキ(以下単に
エキブレと記す)が装着されている場合、エキゾースト
領域Aから加速したとき、加速初期においてガイドベー
ンの動きは、電子制御のベーンアクチュエータ6に駆動
され矢印に示すように急速に閉じる。これに対し、通
常、タービンの下流側に設けられエアシリンダで駆動さ
れるエキゾーストシャッタの解放は遅い。したがって、
加速によるエンジンの高エネルギが一気にガイドベーン
が閉じたターボチャージャに加わり、したがって、ター
ボチャージャがオーバランして破損するという不具合が
生じる。
本考案は、エキブレ作動時に加速した場合のターボチャ
ージャのオーバランによる破損を防止するエキゾースト
ブレーキ付きエンジンの可変容量ターボチャージャの制
御装置を提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段] 本考案によれば、エンジン回転および負荷に基づきエキ
ゾーストブレーキ領域から離脱したことを判定して後出
のゲート回路に所定時間ゲート信号を出力する領域離脱
判定回路、該判定回路からゲート信号が出力されないと
きに目標過給圧を判定する目標過給圧判定回路、実過給
圧を検出する過給圧検出手段、前記目標過給圧判定回路
の判定圧と過給圧検出手段の検出圧との差を求める比較
回路、該比較回路の比較結果に基づいて過給状態を判断
する第1および第2の判断回路、エンジンの標準状態で
目標過給圧が得られる基準制御量を与える基準制御量印
加回路、前記第1および第2の判断回路の判断結果に基
づいて制御量を与える最大制御量印加回路、制御量補正
回路および制御量演算回路、前記領域離脱判定回路から
のゲート信号に基づいて前記基準制御量印加回路からの
出力を前記制御量補正回路および制御量演算回路の入力
側から出力側に切換えるゲート回路および該制御量補正
回路、制御量演算回路および前記最大制御量印加回路か
らの信号に基づいてガイドベーンの開度を変える容量可
変制御手段を設けている。
上記所定時間は、短すぎるとターボチャージャがオーバ
ランし、長すぎると運転性不良になるのを防止するた
め、0.25ないし1.00秒に設定するのが好ましい。
[作用] 上記のように構成されたエキブレ付きエンジンの可変容
量ターボチャージャの制御装置において、領域離脱判定
回路はエキブレ領域から離脱したことを判定すると、ゲ
ート回路に所定時間ゲート信号を出力する。このゲート
信号に基づきゲート回路は所定時間だけ基準制御量を容
量可変制御手段に切換えて基準制御量の制御を行う。し
たがって、ガイドベーンの閉じるのとエキブレの開放が
シンクロし、ターボチャージャにはエンジンの高エネル
ギが一気に加わるのが避けられ、その結果、オーバラン
が防止される。
[実施例] 以下第1図を参照して本考案の実施例を説明する。第1
図において第3図に対応する部分については、同じ符号
を付して重複説明を省略する。
第1図において、全体を符号30で示す制御回路は、エン
ジン回転セサン7、エンジン負荷センサ8からの検出信
号に基づき、運転状態が第6図に矢印で示すように加速
によりエキブレ領域Aから離脱し、ガイドベーンが急速
に閉じようとしているときに、ゲート回路32に所定時間
t(例えば0.25ないし1.00秒)だけゲート信号を出力す
るエキブレ領域離脱判定回路31と、該判定回路31からの
ゲート信号が出力されないときに目標過給圧を判定する
目標過給圧判定回路11と、ゲート信号に基づいて基準制
御量印加回路15からの出力を制御量補正回路17、制御量
演算回路18の入力側から出力側に切換えるゲート回路32
とを備え、他は第3図と同様に構成されている。
制御に際し、領域離脱判定回路31からゲート信号が出力
されないとき、すなわちエキブレ非作動時およびエキブ
レ作動時は、第3図と同様の制御を行う。
これに対し、領域離脱判定回路31からゲート信号が出力
されると、すなわちエキブレ差動中に加速したとき、第
3図においては最大制御量印加回路16からベーンアクチ
ュエータ6に最大制御量信号を出力するが、本考案にお
いてゲート回路32は、基準制御量印加回路15からの信号
を制御量補正回路17、制御量演算回路18の入力側から出
力側に切換えて直接ベーンアクチュエータ6に出力す
る。したがって、ガイドベーンの閉じ方とエキブレの開
放とがシンクロし、ターボチャージャ2にエンジンの高
エネルギが一気に加わるのが防止され、その結果、ター
ボチャージャ2のオーバランが防止されるようになって
いる。
[考案の効果] 本考案は、以上説明したように構成されているので、エ
キブレ領域から離脱したとにきベーンアクチュエータを
所定時間だけ基準制御量で制御してガイドベーンの開く
のとエキブレの開放をシンクロし、ターボチャージャに
エンジンの高エネルギが一気に加わるのを避け、ターボ
チャージャのオーバランを防止して破損を防止すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例を示す全体構成図、第2図お
よび第3図はそれぞれ異なる従来装置を示す全体構成
図、第4図、第5図および第6図はそれぞれ第3図の制
御特性図、判定領域の説明図およびベーン開度特性図で
ある。 A…エキブレ領域、4…過給圧センサ、6…ベーンアク
チュエータ、11…目標過給圧判定回路、12…比較回路、
13…第1の過給状態判断回路、14…第2の過給状態判断
回路、15…基準制御量印加回路、16…最大制御量印加回
路、17…制御量補正回路、18…制御量演算回路、30…制
御回路、31…エキブレ領域離脱判定回路、32…ゲート回

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジン回転および負荷に基づきエキゾー
    ストブレーキ領域から離脱したことを判定して後出のゲ
    ート回路に所定時間ゲート信号を出力する領域離脱判定
    回路、該判定回路からゲート信号が出力されないときに
    目標過給圧を判定する目標過給圧判定回路、実過給圧を
    検出する過給圧検出手段、前記目標過給圧判定回路の判
    定圧と過給圧検出手段の検出圧との差を求める比較回
    路、該比較回路の比較結果に基づいて過給状態を判断す
    る第1および第2の判断回路、エンジンの標準状態で目
    標過給圧が得られる基準制御量を与える基準制御量印加
    回路、前記第1および第2の判断回路の判断結果に基づ
    いて制御量を与える最大制御量印加回路、制御量補正回
    路および制御量演算回路、前記領域離脱判定回路からの
    ゲート信号に基づいて前記基準制御量印加回路からの出
    力を前記制御量補正回路および制御量演算回路の入力側
    から出力側に切換えるゲート回路および該制御量補正回
    路、制御量演算回路および前記最大制御量印加回路から
    の信号に基づいてガイドベーンの開度を変える容量可変
    制御手段を設けたことを特徴とするエキゾーストブレー
    キ付きエンジンの可変容量ターボチャージャの制御装
    置。
JP6580388U 1988-05-20 1988-05-20 エキゾーストブレーキ付きエンジンの可変容量ターボチャージャの制御装置 Expired - Lifetime JPH072982Y2 (ja)

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