JPS61169623A - エンジンの過給圧制御装置 - 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） 本発明は最高過給圧の制御機能を備えたエンジノの過給
圧制御装置に関するものである。

（従来技術） 一般にエンジンにおいては、エンジン出力を変速機を介
して取り出すようになっているため、エンジンの加速中
に変速機のシフトアップ操作が行なわれると、該変速機
のギヤ比が増大するところから、エンジン出力が一定で
あれば変速機から取り出される駆動力が低下する。この
ため、変速機のシフトアップ直後の再加速時には、駆動
力不足によりエンジンの加速性能が悪化することになる
。

又、エンジンの運転中に変速機のシフトアップを行う場
合には、一旦、アクセルを戻した状態でクラッチを切っ
てギヤソフトを行い、その後、再びクラッチを継いでア
クセルを踏み込むようにするため、ギヤシフト時には一
時的に排気ガス量が減少する。このため、特にターボ過
給機付きエンジンにあっては、変速機のギヤソフト時に
は排気ガス唖の減少に伴うタービン回転の低下により過
給圧が一時的に低下し、これに伴ってエンジン出力が低
下することになる。

従って、特に過給機付きエンジンでしかも最高過給圧を
設定値に制御する最高過給圧制＠機能を備えたものにお
いて、エンジンの加速中に変速機のシフトアップ操作を
行うとエンジン出力の低下とギヤ比の増大の相乗作用に
よりノフトアノブ直後において駆動力が大きく落ち込み
加速性能が悪化するという問題か発生することになる。

（発明の目的） 本発明は上記従来技術の項で指摘した問題点を解決しよ
うとするもので、過給機付きエンジンにおいて、加速時
にシフトアップ操作を行った場合における加速性能の悪
化を未然に防止するようにした過給圧制御装置を提供す
ることを目的とするしのである。

（目的を達成するための手段） 本発明は上記の目的を達成するための手段として、第１
図に示す如くエンノン１の吸気通路２に介設された過給
機４と、上記過給機４の最高過給圧を設定値に制御する
ための最高過給圧制御手段５３と、エンジン加速時にお
けるシフトアップを検出する加速時シフトアップ検出手
段５■と、該加速時ノフトアノブ検出手段５１の出力を
受けてシフトアップ時に所定時間だけ上記最高過給圧を
上記設定値よりも高い値に設定するように最高過給圧を
補正する加速時シフトアップ補正手段５２とを備え、加
速時にシフトアップが行なわれた時には、その後、所定
時間だけ最高過給圧を設定値よりも高めに設定するよう
にしたものである。

（作用） 未発明では上記の手段により、エンジンの加速時に変速
機のシフトアップが行なわれた時には、その後所定時間
だけ最高過給圧が設定値よりも高めに補正制御されるた
め、シフトアップ操作時に過給圧の低下によってエンジ
ン出力が一時的に低下してもシフトアップ後にはエンジ
ン出力がシフトアップ前よりも高出力に保持される。こ
のため、シフトアップ（ギヤ比増大）による駆動力低下
が工　′ンノン出力の増大によって補填され、高水準の
加速性能が保持されることになる。

（実施例） 以下、第２図ないし第５図を参照して本発明の好適な実
施例を説明する。

（構成） 第２図には本発明の実施例に係る過給圧制御装置を備え
た自動車用エンジン１が示されている。

このエンジン！の吸気通路２には、ターボ過給機４のブ
ロア４１とスロットルバルブ５が、また排気通路３には
、上記ターボ過給機４のタービン４２がそれぞれ設けら
れている。

さらに、排気通路３には、上記タービン４２をバイパス
する如くバイパス通路６が接続されている。このバイパ
ス通路６には、後述のアクチュエータ８によって駆動さ
れて該バイパス通路６を開閉制御する制御弁７が取付け
られている。

アクチュエータ８は、スプリング８３によって常時一方
向に付勢されたダイヤフラム８１と、一端が該ダイヤフ
ラム８１にまｆ二池端がリンクレバー８５を介して上記
制御弁７に連結された作動子８４とを有しており、該ダ
イヤフラム８１の反スブリノク８３　（ｌｌＩ＋の面に
形成された加圧室８２の内圧と上記スプリング８３のバ
ネ力との釣合い状部に応じて上記ダイヤフラム８Ｉが変
位することにより上記制御弁７を開閉するように構成さ
れている。尚、この実施例においては、上記加圧室８２
の内圧がスプリング８３のバネ力より大きくなってダイ
ヤフラム８１が反加圧室８２側に変位したとき上記制御
弁７が開弁されるようにその作動方向を設定している。

さらに、上記加圧室８２は、その途中にデユーティバル
ブで構成される第１電磁弁１２を備えた過給気導入通路
１０を介して上記吸気通路２のブロア下流位置に接続さ
れるとともに、通路端にデユーティバルブで構成される
第２電磁弁１３を備えｆ二大気開放通路！■を介して大
気に開放されている。尚、この第１電磁弁Ｉ２と第２ｉ
ｉＥ磁弁１３は、ともに制御器１４から出力される制御
信号を受けて作動する。

尚、第２図において符号夏６はエンジン回転数を検出す
る回転数センナ、１７はエンジン１の潤滑油レベルを検
出するオイルレベルセンサ、１８は潤滑油温を検出する
油温センサ、１９はプロア下流の吸気圧（即ち、過給圧
）を検出Δ−ろ過給圧センサ、２０はエンジン冷却水温
を検出オる水温センサ、２１は吸気温度を検出する吸気
温センサ、２２はスロットルバルブ５の開度を検出する
スロットル開度センサである。

（作動並びにその作用） 続いて、この過給圧制御装置の作動並びにその作用を第
２図に示すシステム図及び第３図に示すメイン制御ルー
チン並びに第４図及び第５図に示すサブ制御ルーチンを
参照して説明する。

先ず、過給圧制御の概略を第２図を参照して説明すると
、エンツノ１が運転されると該エンジン！から排出され
る排気ガスのガスエネルギーを受けてタービン４２が回
転せしめられ、さらに、このタービン４２の回転が回転
軸４３を介してブロア４１に伝達され、該ブロア４Ｉに
より吸気過給が行なわれる。

この吸気の過給圧があまり高くなりすぎるとエンジン１
の破損等を生じてエンノンの信頼性が損なわれるため、
該過給圧がエンジンの信頼性の点から定めた設定＠（最
高過給圧）に達した場合には、後に詳述する如く制御器
１４からの制御信号に基づいて第１電磁弁１２を開いて
過給気導入通路ＩＯを介してアクチュエータ８の加圧室
８２内に過給気を導入し、該アクチュエータ８により制
御弁７を開いて排気ガスの一部をバイパス通路６を介し
て排出し、タービン４２の回転を抑制することにより過
給圧を上記設定値まで低下させ、逆に過給圧が上記設定
値よりも低下した場合には、第２電磁弁１３を開いて上
記加圧室８２を大気に開放し制御弁７を閉じてタービン
４２の回転を促進させて過給圧を上記設定値まで高める
（最高過給圧制御）。

さらに、この過給圧制御装置においては、上述の如きタ
ービン下流の過給圧の高低に基づく最高過給圧制御と並
行して、本発明の要旨である２つの補正制御即ち、エン
ジン！の加速状態に基づく加速補正制御とシフトアップ
操作の有無によるシフトアップ補正制御（この両者で加
速時シフトアップ補正制御が構成される）と、エンジン
冷却水温、吸気温度、潤滑油温及び潤滑油レベルの各補
正要素に基づく補正制御を行ない、上記設定値を、エン
ノンｌの加速状態、シフトアップ操作の有無、エンジン
冷却水温の高低、吸気温の高低、潤滑油温の高低並びに
潤滑油レベルの高低に基づいてそれぞれ増減補正するよ
うにしている。以下、これらの各補正要素に基づく補正
制御を加えた最高過給圧制御を第３図ないし第５図を参
照して詳述する。

先ず、第３図のメイン制御ルーチンを参照して全体的な
制御フローを説明する。

エンジン始動後、先ず、現在のエンジン回転数Ｎ、潤滑
油レベルＬＯ１潤滑油温ＴＯ１冷却水温Ｔｗ、吸気温Ｔ
ａ及びスロットル開度θをそれぞれ読み込む（ステップ
Ｓ、）。

次に、上記各検出値に基づいて現在のエンジン状態に最
適な目標最高過給圧Ｐα（−ＰｏｘＣａｃｘＣｔｖＸＣ
ｔａＸ’ＣｔＯＸＣＱＯＸＣｇ）を算出する（ステップ
Ｓ、）。尚、ここでＰｏは予め設定された基本となる最
高過給圧の設定値、Ｃａｃ（≧１）は第４図のサブ制御
ルーチン（後に詳述する）においてエンジンの加速状態
に基づいて算出される加速補正係数、Ｃｔｖ（≧１）は
冷却水温の高低に基づいて算出される水温補正係数、Ｃ
ｔａ（≧１）は吸気温の高低に基づいて算出される吸気
温補正係数、Ｃｔｏ（≧１）は潤滑油温の高低に基づい
て算出される油温補正係数、Ｃａｏ　（≧１）は潤滑油
レベルの高低に基づいて算出される潤滑油レベル補正係
数、Ｃｇ（≧１）は第５図のサブ制御ルーチン（後に詳
述する）においてシフトアップ操作の有無に基づいて算
出されるシフトアップ補正係数である。

次に、現在の過給圧（検出過給圧）Ｐａを読み込み（ス
テップＳ、）、さらにこの検出過給圧Ｐａと上記目標最
高過給圧Ｐαとの差（Ｐａ−ＰＧ）に基づいて上記第１
電磁弁１２と第２電磁弁１３のデユーティ比制御におけ
る比例制＠（Ｐ制御）による制御値（パルス幅）ｔ＋（
＝ＰＧＸ（Ｐａ　　ＰＧ）、ＰＧ。

比例ゲイン）を求める（ステップＳ、）。さらに、今回
の検出過給圧Ｐ　ａ（ｎ）と前回の検出過給圧Ｐ　ａ（
ｎ−りの差（Ｐ　ａ（ｎ）　−Ｐ　ａ（ｎ　−１））即
ち過給圧の変動状態から微分制御（Ｄ＄１１御）による
制御イ＾ｔｙ（＝Ｄ　Ｇ　Ｘ　（Ｐ　ａ（ｎ）　−Ｐ　
ａ（ｎ　−ｌ　）、ＤＧ　微分ゲイン）を求める（ステ
ップＳ、）。

この２つの制御値１＋と同ｔ、を加え（ステップＳ、）
、この和ｔ（＝ｔ＋＋ｔｙ）を実際の制御値とする。

次に、過給圧の制御方向を判定する。即ち、検出過給圧
Ｐａと目標最大過給圧Ｐαとを比較しくステップＳ、）
、Ｐａ−Ｐａ〉０である場合には、減圧の必要有りと判
断し、この場合には第１電磁弁！２を上記制御値に基づ
いて開弁駆動しくステップＳ、）、制御弁７を開いてタ
ービン４２の回転を抑制してブロア下流の過給圧を低下
せしめる。逆に、Ｐａ−Ｐａ〈０である場合には、昇圧
の必要有りと判断し、この場合には第２電磁弁！３を開
弁駆動しくステップＳ８）、アクチュエータ８の加圧室
８２を大気に開放し、制御弁７を閉じてタービン４２の
回転を促進させて過給圧の上昇を図る。

上述の如く最高過給圧の設定値は、エンジンの加速状態
等の緒条性により補正されるわけであるが、この各補正
要素の内、加速補正ペンフトアノブ補正以外の補正要素
についてはその補正値かマツプから択一的に得られる。

ところが、加速補正係数とシフトアップ補正係数はエン
ノンの運転状懇に応じて演算により設定される。以下、
この加速補正制御とシフトアップ補正制御の制御フロー
を第４図及び第５図のサブ制御ルーチンを参照して詳述
する。

先ず、第４図を参照して加速補正制御の制御フローを説
明する。制御スタート時には加速フラッグがＯであるた
め、この場合にはステップＳａからステップｓｂと進み
、ここで現在エンジンは加速状態であるかどうかを判定
する。即ち、現在のスロットル開度θと予め定めた所定
スロットル開度Ｃ＋（即ち、現在の過給圧Ｐａが基本と
なる設定値Ｐａを越え、制御弁７が開弁じて過給圧の上
昇抑制作用が行なわれるようなエンジン負荷に対応する
スロットル開度（特許請求の範囲中の所定開度に該当）
であり、該所定スロットル開度ＣＩ以上の開度領域にお
いては常に制御弁７が多少なりとも開弁されている）を
、また現在のスロットル開度の変化速度ｄθ／ｄｔと予
め定めた変化速度の所定値Ｃ２（即ち、アクセルペダル
が急激に踏み込まれた場合におけるスロットル開度の変
化速度、特許請求の範囲中の所定値に該当）とをそれぞ
れ比較し、θ＞Ｃ，で且つｄθ／ｄｔ＞ｃｔである場合
にのみ加速状態であると判定する。

ステップｓｂにおいて加速状態と判定された場合には、
加速フラッグを１としくステップＳｃ）、さらにマツプ
から現在のエンジン回転数Ｎに対応する加速補正係数Ｃ
ａｃと、回転数Ｎに対応する補正時間（即ち、加速補正
を継続させる時間）Ｔ　ａｃとを読み出しくステップＳ
ｄ）、該補正時間Ｔａｃがタイムアツプするまでステッ
プＳｅ→ステップＳｒ→ステップＳａの制御フローを繰
り返し実行して加速補正係数を係数Ｃａｃのまま保持す
る。

補正時間Ｔａｃがタイムアツプすると、加速フラッグを
０としくステップＳｇ）、さらに−サイクル毎に上記加
速補正係数Ｃａｃを所定値ｃコずっ減じて該加速補正係
数Ｃａｃを徐々にＣａＣ＝１に収束せしめ（ステップＳ
ｈ）、もって加速補正をトルクショックを生ずることな
くスムーズに終了させる。

一方、ステップｓｂにおける判定の結果、加速状態では
ないと判定された場合には、加速補正係数ＣａｅをＣａ
ｃ＝１に設定する（ステップＳｉ）。従って、この場合
には加速補正は行なわれない。

次に、第５図を参照してシフトアップ補正制御の制御フ
ローを説明する。

このシフトアップ補正制御は、上記加速補正制御の場合
と基本的に同じ制御フローにより制御される。先ず、制
御開始時にはシフトフラッグが０であるため、この場合
にはステップＳｊからステップＳｋに進み、ここで加速
中のシフトアップの有無（換言すれば、運転者が加速運
転の意志をしってシフトアップ操作を行ったかどうか）
を判定する。即ち、通常、加速意志をしってソフトアン
プする場合にはアクセルペダルをあまり大きく戻さない
であろうという前提のらとに、現在のスロットル開度θ
と、運転者がシフトアップを行う意志をも−でアクセル
ペダルをその最大踏み込み位置がら戻］場合にむけろ推
定の最小踏み込み弔に対応するスロットル開度Ｃ１とを
比較し、また変速機のシフトアップ直後においてはギヤ
比か増大するところからエンジン回転数の低下率が、シ
フトアップを行わすにたた単にアクセルペダルを一時的
に戻した場合（即ち、減速時）よりも大きいところから
、エンジン回転数Ｎの変化率ｄＮ／ｄｔと変速機のシフ
トアップ操作を行った直後に相当する変化率の設定値−
〇、とを比較する。

比較の結果、θ〉Ｃ４で且ッｄ　Ｎ　／　ｄ　ｔ　＜　
　Ｃｓである場合に（よ、運転者が加速の意志をもって
変速機をシフトアップさせた即ち、加速中にシフトアッ
プ操作を行ったと判定し、それ以外の場合には、加速中
の７フトアツプ操作は行なわれなかった乙のとｆＪＩ定
する。

加速中においてシフトアップ操作が行なわれたと判定し
た場合には、シフトフラッグを１に設定しくステップＳ
　ｅ）、さらにステップＳｍにおいてマツプより現在の
エンジン回転数Ｎに対応したシフトアップ補正係数Ｃｇ
（第６図（Ａ）参照）とＪノノノ回転数に対応した補正
時間Ｔｇ（第６図（Ｂ）参！ＩＱ）をそれぞれ読み出す
。シフトアップ補正係数Ｃｇ及び補正時間Ｔｇをそれぞ
れ設定した後：よ、ステップＳｍ−ステップＳｐ−ステ
ップＳｊ→ステップＳｎと制御フローを繰り返して実行
し、該補正時間Ｔｇの間、ノットアップ補正係数を係数
Ｃｇのまま保持する。

補正時間Ｔｇがタイムアツプすると、ステップＳＱにお
いてシフトフラッグをＯに設定したのち、ステップＳｒ
において上記シフト補正係数ｃｇを所定値Ｃ１づつ徐々
に減少させてシフト補正をドルクツ３ツクを生ずること
なくスムーズに終了させる。

一方、ステップＳｋにおいて加速時におけるシフトアッ
プ状態でないと判定された場合には、シフト補正係数Ｃ
ｇを１に設定する。従って、この場合にはソフト補正は
行なわれない。

尚、このシフトアップ補正係数Ｃｇと補正時間Ｔｇは、
第６図（Ａ）及び（Ｂ）の特性図にそれぞれ示す如くエ
ンジン回転数の増大にともなって次第にその値が減少す
るように設定される。これは、エンジンの高回転時には
低回転時に比べて熱負荷が高くなる等その運転条件が厳
しくなるため、高回転時にはシフトアップ時における最
高過給圧の補正量及び補正時間を低回転時よりも少なめ
に設定してエンジンの信頼性を確保しようとするもので
ある。

上述の如く加速時において変速機のシフトアップ操作が
行なわれた場合に上記の加速補正とノットアップ補正と
を同時に行って最高過給圧を通常時の設定値よりも高圧
側に設定するようにすると、変速機のシフトアップ時に
おけるスロットル弁の閉操作により一時的に落ち込んだ
過給圧が該シフトアップの直後においてシフトアップ操
作以前よりも高圧側に所定時間保持され、エンジン出力
がシフトアップ操作以前よりもさらに高められる。

従って、変速機のシフトアップ操作を行ってギヤ比を増
大させたにもかかわらず、該ギヤ比の増大に起因する駆
動力（即ち、変速機を介して取り出される軸出力）の低
下分が過給圧の上昇によるエンジン出力（即ち、変速機
の入力）の増大によって補填されるため、該駆動力の低
下が未然に防止され、高水準の加速性能が保持されるこ
とになる。

尚、上記実施例においては変速機のシフトアップ操作の
有無をエンジン回転数の低下率によって判定するように
しているが、本発明はこれに限定されるものでなく、例
えばエンジン回転数の低下率による判定にかえて変速機
のギヤ位置によって判定するようにすることもできる。

（発明の効果） 本発明のエンジンの過給圧制御装置は、吸気過給のため
に吸気通路に介設された過給機と、上記過給機下流の最
高過給圧を設定値に制御するための最高過給圧制御手段
と、加速時における変速機のシフトアップ操作を検出す
る加速時シフトアップ検出手段と、該加速時シフトアッ
プ検出手段の出力を受けて加速時における変速機の７フ
トアツプ操作時に所定時間最高過給圧を上記設定値より
も高い値に設定するように最高過給圧を補正士る加速時
シフトアップ補正手段を備えｆ、ことを特徴とするもの
である。

従って、本発明のエンジンの過給圧制御装置によれば、
エンジンの加速時に変速機のシフトアップ操作か行なわ
れた場合には、その後所定時間だけ最高過給圧が設定値
よりも高めに補正制御されるため、変速機のシフトアッ
プ操作に起因する駆動力の低下が過給圧の上昇に伴うエ
ンジン出力の増大によって補填され、エンジンの加速性
能が高水準に保持されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエンジンの過給圧制御装置の機能ブロ
ック図、第２図は本発明の実施例に係る過給圧制御装置
を備えたエンジンのシステム図、第３図ないし第５図は
第２図の過給圧制御装置における制御フローチャート図
、第６図（Ａ）、及び（Ｂ）はシフトアップ補正係数と
補正時間の特性図である。 ！　・・・・拳エンジン ２　・・・・・吸気通路 ３　・・・・・排気通路 ４　・・・・・過給機 ５　・・・・・スロットル弁 ６　・・・・・バイパス通路 ７　・・・・・制御弁 ８　・・・・・アクチュエータ １０・・・・・過給気導入通路 Ｉｔ・・・・・大気圧導入通路 １２．１３・・・・・電磁弁 １４・・・・・制御器 ＋６・・・・・回転数センサ ＋７・・・・・オイルレベルセンサ １８・・・・・油温センサ １９・・・・・過給圧センサ ２０・・・・・水温センサ ２１・・・・・吸気温センサ ２２・・・・・スロットル開度センサ ／・・・・・エンジン ２・・・・・吸気通路 ３・・・・・排気通路 弘・・・・・過給機 夕・・・・・スロットル弁 乙・・・・・バイパス通路 ７・・・・・制飢弁 と・・・・・アクチュエータ １０・・・・過給伝導入通路 ／／・・・・大気圧導入通路 ／２．７３・・・ｔミ弁 ／ｑ・・・・制御器 ／乙・・・・回転数センサ ／７・・・・オイルレベルセンサ ／ｒ・・・・油温センサ ／９・・・・過給圧センサ ー〇・・・・水畠センサ ２／・・・・吸気温センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吸気過給のために吸気通路に介設された過給機と、
   上記過給機下流の最高過給圧を設定値に制御するための
   最高過給圧制御手段と、加速時における変速機のシフト
   アップ操作を検出する加速時シフトアップ検出手段と、
   該加速時シフトアップ検出手段の出力を受けて加速時に
   おける変速機のシフトアップ操作時に所定時間最高過給
   圧を上記設定値よりも高い値に設定するように最高過給
   圧を補正する加速時シフトアップ補正手段を備えたこと
   を特徴とするエンジンの過給圧制御装置。