JPS6119939A - 過給機付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） 本発明は過給機付エンジンの過給圧制御装置に関し、と
（に燃料のオクタン価に応じた制御に関するものである
。

（従来技術） 従来から、過給機付エンジンにおいては、過給圧が必要
以上に高くなることを防止するため、最高過給圧を制御
するようにしＣいる。一般のこの種エンジンでは最高過
給圧が一定の設定値にυ制御されているが、運転状態に
応じて過給圧を制御するようにしたものもあり、例えば
特開昭５７−１４６０２３号公報に示された装置では、
加速性能を高めるため、加速時には最高過給圧を通常時
の設定値より高い値に補正するようにしている。過給圧
を制御する手段としては、過給機にターボ過給機を用い
る場合、タービンをバイパスするＩＩ気バイパス通路に
設けたウェストゲートバルブを過給圧に応じて制御ｌす
ることにより過給機に与えられる駆動力を制御１゛るよ
うにしＩ、：いわゆるウェストゲート方式が多く採用さ
れている。

ところで、ガソリンエンジンに使用されるｍＦ４にはオ
クタン価の高いものと低いものとがあって、オクタン価
が高くなるほどアンヂノック性が高められるが、過給機
付エンジンにおいて、高オクタン価の燃料に適応するよ
うに最高過給圧を比較的高く設定しておくと、低オクタ
ン価の燃料が使用されるときにノッキングが生じ易くな
る。従ってノッキングを確実に防止するには、低オクタ
ン価の燃料に対してノッキングが生じない範囲内に最高
過給圧を設定し−Ｃおけばよいが、この場合、高オクタ
ン価の燃料が使用されるときは過給圧をざらに高める余
地が歿されていた。

（発明の目的） 本発明はこれらの事情に鑑み、使用する燃料のオクタン
価に応じて過給圧を適正に制御することのできる過給機
付エンジンの過給圧制御Ｉｌ装置を提供するものである
。

（発明の構成） 本発明の過給機付エンジンの過給圧制御装置は、エンジ
ンに供給される吸気を過給寸ろ過給機と、この過給機に
よる吸気の最高過給圧をＩＩ！する過給圧調整手段と、
燃料のオクタン価を判別するオクタン価判別手段と、こ
のオクタン価判別手段の出力を受け、上記最高過給圧を
オクタン価が高くなるほど増加さゼるように補正する過
給圧補正手段とを備えたものである。つまり、オクタン
価が低い燃料が使用されるときはそれに応じてノッキン
グが生じないように最高過給圧を設定し、１９９２価の
高い燃料が使用されるどきはアンヂノック性が高められ
るのに見合うＪ、うに最高過給ノ１を高める構成どして
いる。

（実施例） 第１図は本発明の実施例を示しており、この図において
、１はエンジン、２は吸気通路、３は排気通路、４は過
給機であり、実施例では過給１１４としてターボ過給機
を用いている。この過給１ｆｉ４は、排気通路３に設け
られたタービン４ａど、吸気通路２に設けられた＝１ン
ブレッサ４ｂと、これらを連結する軸４ｃとから４１す
、排気通路３内の排気ガス流によりタービン４ａが駆動
され、これに連動してコンプレッ’ｊ４ｂｈ＜回転する
ことにより、エンジン１に吸気を過給するようにしてい
る。

上記コンプレッサ４ｂより下流の吸気通路２にはスロツ
Ｉヘル弁５が設けられている。

また排気通路３には、タービン４ａをバイパスしてその
上流側と下流側とを連通するバイパス通路６が形成され
、このバイパス通路６に、圧力応動式のアクチュエータ
８によって作動されるウェストゲートバルブ７が設けら
れている。このバイパス通路６およびウェストゲートバ
ルブ７は過給圧を制御するためのものであって、ウェス
トゲ−１−バルブ７の開度が大きくなると、バイパス通
路６に１１気ガスが多く流れて過給機４の駆動力が低下
することにより過給圧が低くなり、ウェストゲートバル
ブ７の開度が小さくなると排気ガスバイパス量が減少し
て過給ｌＩ４の駆動力が高められることにより過給圧が
高くなるようになっている。

」二記アクヂュエータ８は、ウェストゲートバルブ７に
連結されたダイヤフラム８ａと、このダイヤフラム８ａ
によって仕切られた大気室８ｂおよび圧力ｖ８Ｃを備え
１．Ｅ肥大気室８ｂにはウェス１−グー１〜バルブ７を
閉弁方向に付勢するスプリング８ｄが設けられている。

上記圧力室８Ｃには、」ンブレッサ４ｂとスロツ１〜ル
弁５との間の吸気通路２からプレッシャレギュレータ９
を介して一定の正圧を導入する通路１０と、大気に連通
ずる通路１１とが接続され、これらの通路１０．１１に
加圧側電磁弁１２および人気側電磁弁１３が設けられて
Ｊブリ、この両電磁弁１２．１３がＰＭ）　Ｉ２Ｉ＋さ
れることによって上記圧力室８Ｃ内の圧力が調節される
ようになっている。つまり、加珪側電磁弁１２が駆動さ
れると上記圧力室８Ｃに正圧が送り込まれて圧ノ〕室８
Ｃ内の圧力が上昇し、この場合の圧力上昇度は加圧側電
磁弁１２の駆動時間によって調節され、また大気側電磁
弁１３が駆動されるど上記圧力室８Ｃ内の圧力が低下し
、この場合の圧力低下度も大気側電磁弁１３の駆動時間
によって調節されるようになっている。そして、このに
うにアクチュエータ８の圧力室８Ｃ内の圧力が調節され
ることによってウェストゲートバルブ７の開度が調節さ
れ、過給圧がコン１−ロールされるようになっている。

上記電磁弁１２．１３は、マイクロコンビコータを用い
たコントロールユニツ１へ１４から出力される制御パル
スによって駆動されるようになっている。このコントロ
ールユニッ１〜１４には、ｊニレ２２回転数を検出する
回部数ヒンサ１６と、Ｊンジン冷却水温を検出Ｊる水温
センサ１７と、吸気潟爪を検出する吸気温センサ１８と
、スロットル弁５の開度を検出するスロットルセンサ１
９と、過給圧を検出するノ■カセンサ２０と、オクタン
、１ｉｌｌｉ判別手段としての比重センサ２１および燃
料温度センサ−２２とからの各検出信号が入力されてい
る。

上記比重センサ２１は、オクタン価の高い燃料はど比重
が大ぎくなることから、比重の測定によってオクタン価
を判別でさるようにしたものであり、その具体的構造は
図示しないが、例えばサーミスタを張（＝Ｊ−ｔ）だフ
ロートを燃料タンク内の燃料に浮かし、比重の相違によ
り放熱ｍが変化して号−ミスタの電気抵抗値が変わるよ
うにする等により、比■０を電気信号に変換して取出す
ようにしである。

上記コントロールユニット１４は、少なくとも最高過給
圧を設定し、かつ燃料のオクタン価に応じて、オクタン
価が高くなるほど最高過給圧の設定値を高くするように
補正し、とくに実施例では後にフローチャートで詳しく
示すように、運転状態に応じた目標圧力を設定し、目標
圧力と実際の過給圧との比較に基づいて制御パルスをＮ
磁弁１２または１３に出力するようにづ゛るとともに、
上記目標圧力をオクタン価に応じて補正するようにして
いる。こうして上記コントロールユニツ１−１４は、前
記バイパス通路６、ウェストゲートバルブ７、アクチュ
エータ８、通路１０．１１および電磁弁１２．１３とと
もに過給圧調整手段を構成し、かつ過給圧補正手段を構
成しＩいる。

上記コントロールユニット１４によるｆｄＪり１１の具
体的なプログラムをフローチャートで承りと、第２図乃
至第４図のようになる。

第２図は過給圧制御の基本的な７０−チ（・−トを示し
ている。このフローチャートにおいては、先ず前記回転
数センサ１６、水温センサ１７、吸気温ヒンナ１８およ
びスロットルセンサ１９からエンジン回転数Ｎ、水ｍ　
−ｒ　ｗ　、吸気４　Ｔ　ａおよびスロットル開度θを
それぞれ入力する（ステップ５Ａ１）。次に、エンジン
回転数Ｎ等の運転状態に応じた基本過給圧ｐｏをマツプ
から求め、この基本過給圧ｐｏに水温補正係数ＣｔＷ、
吸気温補正係数Ｃ１ａ、加速補正係数Ｃａｃおよびオク
タン価補正係数Ｃｇを乗偉することにより、目標圧力Ｐ
ｄを求める（ステップＳＡ２　）。上記水温補正係数Ｃ
［ＷＪ３Ｊ：び吸気温補正係数Ｃｔａは、その時の水温
ＴＷおよび吸気ｍ　Ｔ　ａに応じた値をマツプから求め
る。また加速補正係数Ｃａｃおよびオクタン価補正係数
Ｃｏは後述する加速補正係数演算用の１割込みルーチン
およびオクタン価補正係数演算用の割込みルーチンから
求める。

次に、前記圧力センサ２０から実圧力Ｐａを入力する（
ステップＳＡ３　）。そしてこの実圧力Ｐａと上記目標
圧ツノｅｄとに基づき、両者の差に定数１）　Ｇを乗算
することによって比例制御パルス幅ｔ１を緯出し、ざら
に実圧力の今回の検出値ｐａ（ｎ）と前回の検出値Ｐａ
、（ｎ−１）との差に定数ＤＧを乗算することによって
微分制御パルス幅ｔ２を算出し、この両パルス幅ｔ１．
ｔ２を加算して、電磁弁１２または１３に対する制御パ
ルスのパルス幅ｔを求める（ステップＳＡ４〜ＳＡｓ　
）。つまり、実圧力ｐａが目標圧力Ｐｄに充分近づいて
いないときは過給圧制御量が大きくなり、実圧力Ｐａが
目標圧力Ｐｄに近づくと過給圧制御ＩＰｌｉが小さくな
るように、過給圧制御量を決める噴射パルス幅ｔが演算
される。つい（゛実圧力Ｐａが目標圧力Ｐｄよりも高い
か否かを調べ、ＹＥＳであれば加圧側電磁弁１２に制御
パルスを出力し、ＮＯであれば大気側電磁弁１３に制御
パルスを出力して、電磁弁１２または１３を上記パルス
幅（゛に相当するｉ間だ番〕駆動Ｊる（ステップＳＡ７
〜５Ａ９）。その侵、ステップＳＡ＋に戻っ″（以上の
処理を繰返覆。

このような処理により、実圧力１）　Ｂがｌ］標圧力Ｐ
ｄより高くなったとぎは前記ウェストゲートバルブ７が
同方向に作動されて実圧力［ンａが目標圧力Ｐｄになる
まで引下げられ、こうして最高過給圧が制御される。ま
た実圧力Ｐ　ａ　ｌｆｉ　Ｉｆニー１ｊｌＡバカＰｄよ
り低いときは前記ウェストゲートバルブ７が閉方向に作
動されて実圧力Ｐａｆｆ１高められることどなる。

第３図は加速補正係数演算用のＦｉｌＪ込みルーチンを
示している。このルーチンによる処理は、加速時に１よ
り大きい加速補正係数ＣａＣを与えて、前記目標圧力Ｐ
ｄを高めることにより加速性能を向ＬＴＩ’るためのも
のであり、このルーチンによる処理はエンジンの一定周
期ごとに行われる。このルーチンにおいては、先ず加速
ＦＬＡＧが１か否かを調べ（ステップ５Ｂｔ）、加速Ｆ
　ｌ−Ａ　Ｇが１でなければ、スロットル開度θが所定
１ｉｃＩｃ＋より大きく、かつスロットル開度変化率ｄ
θ／ｄｔが所定値Ｃ２より大きいという条件を満足して
いるか否かを調べることにより、加速状態となったか否
かを判別する（ステップ８８２　）。そして加速状態と
なったときは、加速ＦＬＡＧを１としくステップ５Ｂ３
）、ついで加速補正係数Ｃａｃをエンジン回転数に対応
づけたマツプから読出すとともに、加速補正時間Ｔａｃ
をエンジン回転数とスロットル開度変化率とに対応づけ
たマツプから読出ず（ステップ８８４　）。マツプに記
憶されている加速補正係数Ｃａｃは１より大きい値とな
っている。

このステップＳＢ４までの処理を行った場合、および前
記のステップＳ８１で加速ＦＬＡＧが１であると判別し
た場合は、ついで加速補正時間］ａＣを１だけ減算しく
ステップ５ｒ３５）、つまり加速状態であることを判別
してからｔま、このステーツブＳＢ５を通る処理の繰返
しによって上記加速、補正時間Ｔａｃをしだいに減少さ
せるようにする。次に上記加速補正時間ＴａｃがＯとな
ったか否かを調べ（ステップ５Ｂｅ）、Ｏとなっていな
りればそのままリターンする。ぞして上記加速補正時間
「ａＣがＯとなったときは加速１−ｔ−Ａ　ＧをＯとす
るとともに、加速補正係数Ｃａｃを所定ｌｔｔ　Ｃ３ず
つ減少させるようにしくステップＳＢ７．８ｅａ　）　
、こうしてからリターンする。

なＪ３、前記のステップＳＢ２で加速状態でないことを
判別したときは、加速補正係数ＣａＣが１どなっている
か否かを調べ（ステップ５Ｂ９）、１となっていればそ
のままリターンし、１どなっていなければステップＳＢ
ａの処理を経てリターンする。

また、第４図はオクタン価補正係数演算用の割込みルー
チンを示し、このルーチンによる処理はエンジン始動直
後に行われる。このルーチンにおいては、イグニッショ
ンスイッチがＯＮとなってから、燃料温度センサ２２ａ
５よび比重センサ２１の各検出値を入カリ°る（ステッ
プＳＣ１，５Ｃ２）。そして、比重センサ２１の検出値
からオクタン価に換算した出力を求め、さらに燃料温度
によっても比重が弯わることから燃料温度による補正を
行って、使用されている燃料のオクタン価を検出づ−る
（ステップＳＣ３〜５Ｃ５）。さらにこの検出に基づい
て、使用されている燃料が高オクタンｌｔｉ　（ハイオ
クガソリン）であるか低オクタン価（レギュラーガソリ
ン）であるかを調べ（ステップ５Ｃｅ）、低オクタン価
であればオクタン価補正係数Ｇｏを１とする（ステップ
５Ｃ７）。また高オクタン価であるときは、１よりも大
きいオクタン価補正係数Ｃｇを求める。この場合、オク
タン価が高くなるほどＡクタン価補正係数Ｃｇが大きく
なるように予め各種オクタン価に対応した補正値をマツ
プに記憶させておく。そして単にオクタン価に応じてマ
ツプから読出した補正値をオクタン価補正係数Ｃｇとし
又もよいが、燃料ｍ度が高くなるほど空燃比がリーンに
なる傾向があることから、望ましくは燃料温度による補
正を加味し、オクタン価に応じた補正値ＣＧ１と燃料温
度に応じた補正値ＣＱ２とをそれぞれのマツプから読出
して両者を乗算することにより、オクタン価補正係数Ｃ
ａを求める（ステップ５Ｃａ）。（の摸リターンし、従
って第２図の基本）［１−チャートによる処理を行うこ
ととなる。

以上のようなプログラムに従って制御が行われることに
より、少なくとも最高過給圧が１２図の）凸−ヂャー１
〜のステップＳ△２で求められた目標圧力Ｐｄとなるよ
うに制御され、この目標ｆＬ力Ｐｄが第４図の割込みル
ーチンにおいて求められた補正係数Ｃｇにより補正され
、オクタン価に応じて適正に過給圧が制御される。つま
り、低オクタン価の燃料が使用されるどきは補正係数Ｃ
ｏが１となり、この場合に目１１Ａｉ（力Ｐｄが低オク
タン価の燃料に対してノッキングが生じない程度となる
ように予め基本過給圧ｐｏ等が設定されている。

そして高オクタン価の燃料が使用されると、それに応じ
て補正係数０９が大きくされることにより目標圧力Ｐｄ
が高められ、燃料のアンチノック性が高くなるのに見合
うだけ最高過給圧が高められることとなる。

さらに実施例では、エンジン回転数等に応じて基本過給
圧Ｐｏを設定η′るとともに、水温、吸気温および加速
状態によっても目標圧力を補正しているため、これらの
要素に対しでも適正に過給圧が制御されることとなる。

なお、本発明装置において、オクタン価判別手段として
は、前記比重センサ２１の代りに手動のスイッチを設け
、使用する燃料に応じて使用者がスイッチを操作するよ
うにしてもよい。また過給Ｉ工を制御するための機構も
上記実施例に限定されず、例えばコンプレッサ４ｂ下流
の吸気をリリーフするようにして、そのリリーフ社を制
御してもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、過給機からの吸気の最高過給圧
を燃料のオクタン価に応じて補正し、オクタン価が高く
なるほどＪ！高過給圧を高めるようにしているため、低
オクタン価の燃料が使用されるときに過給圧が高くなり
すぎてノッキングを！［しるという事態を防止する一方
、高オクタン価の燃料が使用されるときにそれに応じて
最高過給ｆ［を高めることにより出力を向上することが
でき、燃料のオクタン価に応じで最適に過給圧を制御す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例を示す概略図、第２図乃至
第４図は１ｌＩＩＩｌのフローヂト一トである。 １・・・エンジン、４・・・過給機、′６・・・バイパ
ス通路、７・・・ウェストゲートバルブ、８・・・アク
チュエータ、１４・・・コントロールユニット、２１・
・・比重センサ（オクタン価判別手段）。 第　　１　　図 第　　２　　図 第　　３　　図 第　　４　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．エンジンに供給される吸気を過給する過給機と、こ
   の過給機による吸気の最高過給圧を調整する過給圧調整
   手段と、燃料のオクタン価を判別するオクタン価判別手
   段と、このオクタン価判別手段の出力を受け、上記最高
   過給圧をオクタン価が高くなるほど増加させるように補
   正する過給圧補正手段とを備えたことを特徴とする過給
   機付エンジンの過給圧制御装置。