JPS63129126A - Controlling method for supercharging pressure - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make highly accurate, stable control over supercharging pressure performable as well as to improve a rate of fuel consumption, by performing a closed-loop control when the supercharging pressure is in a stationary state and, when it is in a transient state, performing open-loop control, respectively, when the supercharging pressure of a supercharger is controlled. CONSTITUTION:In a suction passage 8, there are provide with a compressor part 7 of a turbosupercharger 2, an intercooler 9 and a throttle valve 11 in order. At the upstream side of a turbine part 14 of the supercharger 2, there is provided with a variable nozzle 3 consisting of a lot of vanes annularly installed in line, and each opening of the variable nozzle 3 is adjusted by an adjusting mechanism 4 whereby a flow velocity of exhaust gas is made controllable. This adjusting mechanism 4 is controlled by an actuator 20, and pressure at the downstream side of the compressor part 7 is made so as to be led into the positive pressure chamber 38 via a control valve 18a. And, this control valve 18a is made so as to be controlled by closed-loop control when the supercharging pressure is in a stationary state but it is in a transident state, by open loop control, respectively, by a control unit 17.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関の過給圧の制御方法に関し、特に応答
性に優れしかも安定な過給圧の制御方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for controlling the boost pressure of an internal combustion engine, and particularly to a method for controlling the boost pressure with excellent responsiveness and stability.

〈従来の技術〉 一般に、過給機はエンジンの排気ガスまたは出力軸動力
により駆動されることから、その駆動力がエンジンの回
転速度に応じて増大し、過給圧もそれに従って高くなる
が、過給圧が過大であるとノッキングが発生するなどの
不都合があるため、過給圧を適宜制御し、あらゆる条件
下に於て最適な値となるようにするのが望ましい。過給
圧の制御手段としては、エンジンの出力軸動力により駆
動される所謂スーパチャージャの場合には、スーパチャ
ージャへの駆動力の断続或いはバイパス通路の開閉によ
り行なわれ、エンジンの排気ガスにより駆動される形式
のターボチＶ−ジャにあっては、排気ベーンに向けて供
給される排気ガス流を絞るための可動ベーンを用いたり
、ウェストゲート弁の開閉により行なわれる。<Prior Art> Generally, since a supercharger is driven by engine exhaust gas or output shaft power, its driving force increases in accordance with the rotational speed of the engine, and the supercharging pressure increases accordingly. If the supercharging pressure is excessive, there will be problems such as knocking, so it is desirable to appropriately control the supercharging pressure so that it becomes the optimum value under all conditions. In the case of a so-called supercharger that is driven by the output shaft power of the engine, the supercharging pressure is controlled by intermittent driving force to the supercharger or by opening and closing a bypass passage. In the case of a turbocharger of this type, movable vanes are used to throttle the flow of exhaust gas supplied to the exhaust vanes, or a wastegate valve is opened and closed.

いずれの形式の過給機に於ても、エンジンの回転速度或
いはスロットル開度に対する過給圧の応答に成る程度の
時間遅れが伴うため、通常のフィードバック制御を行な
った場合、制御ω（過給圧）が過度なオーバーシュート
を行なったり、ハンチングを起す可能性があり、フィー
ドバック制御を安定化しようとすると、系の応答性が著
しく損われるなどの問題が発生する。しかしながら、マ
ツプ制御などのオープンループ制御を採用した場合には
、制御安定性が問題とならない利点があるが、パラメー
タが多数であり、マツプの格子点の数が極めて多くなり
、制御装置に於て著しく大きなメモリー容量が必要とな
ったり、制御装置の応答速度が低下するなどの問題が発
生する。In any type of supercharger, there is a time delay that causes the boost pressure to respond to the engine speed or throttle opening, so when normal feedback control is performed, the control ω (supercharging (pressure) may cause excessive overshoot or hunting, and attempts to stabilize feedback control may cause problems such as a significant loss of system responsiveness. However, when open-loop control such as map control is adopted, control stability is not a problem, but there are many parameters, and the number of grid points in the map becomes extremely large, making it difficult for the control device to operate. Problems arise, such as requiring a significantly large memory capacity and slowing down the response speed of the control device.

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的
は、安定であってしかも応答性の良い過給圧の制御方法
を提供することにおる。<Problems to be Solved by the Invention> In view of the problems of the prior art, the main purpose of the present invention is to provide a method for controlling supercharging pressure that is stable and has good responsiveness. .

く問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、エンジンの排気ガ
スまたは出力軸動力により駆動される過給機に於ける過
給圧の制御方法であって、過給圧が定常状態にある時に
はクローズドループ制御を行ない、過給圧が過渡状態に
ある時にはオープンループ制御を行なうことを特徴とす
る過給圧の制御方法を提供することにより達成される。According to the present invention, the object is to provide a method for controlling supercharging pressure in a supercharger driven by engine exhaust gas or output shaft power, comprising: This is achieved by providing a supercharging pressure control method characterized by performing closed loop control when the supercharging pressure is in a steady state and performing open loop control when the supercharging pressure is in a transient state.

く作用〉 このＪ：うに、過給圧が過渡状態にある時には例えばマ
ツプ制御であって良いオープンループ制御が行なわれ、
比較的精度良く安定な制御が行なわれ、過給圧が定常状
態にある時には極めて精密なフィードバック制御が行な
われることにより、過給圧制御の応答性と安定性とを両
立させることができる。This J: When the boost pressure is in a transient state, open-loop control, which may be map control, for example, is performed,
By performing relatively accurate and stable control, and by performing extremely precise feedback control when the boost pressure is in a steady state, both responsiveness and stability of the boost pressure control can be achieved.

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。<Embodiments> Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第１図は本発明が適用されるエンジンの過給構造を模式
的に示す。エンジン１に供給されるべき吸気は、エアク
リーナ５から吸気通路６を経て過給機２のコンプレッサ
部７に送り込まれて加圧され、吸気通路８、インタクー
ラ９、スロットル弁１１を有するスロットルボディ及び
吸気通路１０を経てエンジン１の燃焼室に供給される。FIG. 1 schematically shows a supercharging structure for an engine to which the present invention is applied. Intake air to be supplied to the engine 1 is sent from the air cleaner 5 through the intake passage 6 to the compressor section 7 of the supercharger 2 and is pressurized. It is supplied to the combustion chamber of the engine 1 via a passage 10.

スロワ　　　・トル弁１１の下流側の吸気通路１０には
燃料噴射弁１２ｈ＜ＭＵけられている。エンジン１から
の排気ガスは、排気通路１３を経て過給機２のタービン
部１４に供給され、コンプレッサ部７を駆動するための
動力を放出した後、排気通路１５、及びマフラ１６を経
て大気に放出される。このタービン部１４の上流側には
、環状に列設された多数のベーンからなる可変ノズル３
が設けられており、該可変ノズル３の開度を調節別構４
にて調節することにより、タービン部１４に流入する排
気ガスの流速を制御することができる。A fuel injection valve 12h<MU is provided in the intake passage 10 on the downstream side of the thrower/torque valve 11. Exhaust gas from the engine 1 is supplied to the turbine section 14 of the supercharger 2 through an exhaust passage 13, and after releasing power for driving the compressor section 7, it passes through an exhaust passage 15 and a muffler 16 to the atmosphere. released. On the upstream side of this turbine section 14, a variable nozzle 3 consisting of a large number of vanes arranged in a ring shape is installed.
A separate mechanism 4 is provided to adjust the opening degree of the variable nozzle 3.
By adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine section 14, the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine section 14 can be controlled.

調節ｍ構４はアクチュエータ２０により制御されるが、
このアクチュエータ２０は、コイルばね３３により常時
一方向に付勢された正圧ダイヤフラム２５により郭成さ
れた正圧室３８を有するもので、この正圧室３８は、制
御弁１８ａを有する管路１８を介してスロットル弁１１
の上流側の吸気通路８に接続されている。またこの制御
弁１８ａは、エンジン回転速度Ｎｅ及びスロットル開度
６ｔｈをパラメータとする制御装置１７により開閉制御
される。The adjustment mechanism 4 is controlled by an actuator 20,
This actuator 20 has a positive pressure chamber 38 defined by a positive pressure diaphragm 25 that is always biased in one direction by a coil spring 33. Throttle valve 11 through
The intake passage 8 is connected to the upstream side of the intake passage 8. Further, the control valve 18a is controlled to open and close by a control device 17 using the engine rotational speed Ne and the throttle opening 6th as parameters.

アクチュエータ２０のダイヤフラム２５の中心部にはロ
ッド２８が固着されており、該ロッド２８の軸端は前記
した調節機構４に連結されている。A rod 28 is fixed to the center of the diaphragm 25 of the actuator 20, and the shaft end of the rod 28 is connected to the adjustment mechanism 4 described above.

制御弁１８ａは、制ｍ装置１７によりデユーティ比制御
されるが、第２図は制御信号りを発生するべく制御装置
１７に於いて実行される制御プログラムを単純化して示
している。The duty ratio of the control valve 18a is controlled by the control device 17, and FIG. 2 shows a simplified control program executed by the control device 17 to generate a control signal.

先ず、電源の投入に伴い、ＳＴＩに於て変数のクリア、
自己診断などを行ない、Ｓｒ２に於てスロットル開度θ
及びエンジン回転速度Ｎｏに基づき、制御装置内に組込
まれたマツプから仮の制御信号［）０を読み出し、Ｓｒ
３に於て吸気温度Ｔ八に基づき吸気温度補償のための定
数ＫＴを同じくテーブルから読み出す。次に、Ｓｒ４に
於て過給圧Ｐ２の変化を検出し、Ｓｒ５に於て過給圧が
過渡状態か否かを判定する。過給圧が定常状態にあれば
、Ｓｒ１に於て、現在のθ及びＮｅに基づき目標となる
過給圧ＰＴをテーブルからｉみ出す。First, when the power is turned on, variables are cleared in the STI,
Perform self-diagnosis, etc., and check the throttle opening θ at Sr2.
and engine rotation speed No., a temporary control signal [)0 is read from a map built into the control device, and Sr
In step 3, a constant KT for intake air temperature compensation is also read from the table based on the intake air temperature T8. Next, a change in supercharging pressure P2 is detected at Sr4, and it is determined at Sr5 whether or not the supercharging pressure is in a transient state. If the supercharging pressure is in a steady state, the target supercharging pressure PT is extracted from the table in Sr1 based on the current θ and Ne.

次にＳｒ７に於て、目標過給圧Ｐ丁と現在の過給圧Ｐ２
との差ΔＰを求め、Ｓｒ８に於てΔＰの絶封鎖がＧより
大きいか否か、即ち過給圧Ｐ２が許容範囲（±Ｇ）内で
目標過給圧に制御されたか否かが判定される。Next, in Sr7, the target supercharging pressure Pd and the current supercharging pressure P2
The difference ΔP between the two Ru.

ΔＰの絶対値がＧに等しいかまたはそれよりも大きい場
合には、ＳＴ９に於て比例制御及び積分制御の定数ＫＰ
　、ＫＩをそれぞれエンジンの回転速１１１０について
のテーブルから求め、５ＴＩＯ〜ＳＴ１２に於て、これ
らの定数ＫＰ　、Ｋｌにより算出される修正量ＤＰ　、
ＤＩにより制御信号りを修正する。また、ＳＴ３に於て
得られた吸気温度補償のための定数に丁が、５Ｔ１２に
於て考慮されることとなる。次に５Ｔ１３に於て制御信
号りのリミットチェックを行ない、５Ｔ１４に於て制御
信号りを出力し、再びＳＴ２に戻る。このリミットチェ
ックは、例えばダイヤフラムアクチュエータの非線形性
を考慮し、アクチュエータの特性が概ね線形であるよう
な範囲内に制御信号りの値を強制的に保持するものであ
る。If the absolute value of ΔP is equal to or larger than G, the constant KP of proportional control and integral control is determined in ST9.
, KI are respectively obtained from the table for the engine rotational speed 1110, and in 5TIO to ST12, the correction amount DP calculated from these constants KP, Kl,
Modify the control signal by DI. Further, the constant for intake air temperature compensation obtained in ST3 is taken into consideration in 5T12. Next, at 5T13, a limit check of the control signal is performed, and at 5T14, the control signal is output, and the process returns to ST2. This limit check takes into account the nonlinearity of the diaphragm actuator, for example, and forcibly maintains the value of the control signal within a range in which the actuator's characteristics are approximately linear.

ＳＴ８に於て過給圧がほぼ目標圧に達したことが判定さ
れれば、５Ｔ１５に於て前回用いられたＤＩをそのまま
保存し、ＤＰをＯとする。５Ｔ１６に於ては、現在の制
御信＠Ｄの出力値と、マツプから与えられる制御値ＤＯ
のみから与えられる制御信号の出力値との間の比ＫＬを
求め、５ＴＩ７に於て、所定の重み係数ｔ（０≦ｔ≦１
）を用いて新たに得られた補正係数Ｋ［を用いて今まで
の補正係数ＫＬＯを更新する。If it is determined in ST8 that the supercharging pressure has almost reached the target pressure, then in 5T15, the DI used last time is saved as is, and DP is set to O. In 5T16, the output value of the current control signal @D and the control value DO given from the map
The ratio KL between the output value of the control signal and the output value of the control signal given from
) is used to update the previous correction coefficient KLO using the newly obtained correction coefficient K[.

この時、補正係数ＫＬＯは、エンジンの回転速度Ｎｅ、
スロットル開度θ及び吸気温度Ｔ八に依存するが、特に
吸気温度ＴＡの影響を強く受けることを考慮して、第３
図に示されたように吸気温度　。At this time, the correction coefficient KLO is the engine rotational speed Ne,
Although it depends on the throttle opening θ and the intake air temperature T8, considering that it is particularly strongly influenced by the intake air temperature TA, the third
Intake air temperature as shown in the figure.

■への変化に対する補正係数ＫＬＯのテーブルを設け、
５Ｔ１８に於て現在の吸気温度Ｔ＾１、・・・、ＴＡｎ
ごとにＫＬＯデープルを更新する。次に、５Ｔ１２に進
み、前記したような制御ループに復帰する。Establish a table of correction coefficients KLO for changes to
Current intake air temperature T^1, ..., TAn at 5T18
The KLO table is updated every time. Next, the process advances to 5T12 and returns to the control loop as described above.

ＳＴ５に於て過給圧Ｐ２が過渡状態にあることが判定さ
れた場合、５Ｔ１９に於てＫＬＯテーブルからＫＬＯを
読み出し、［）Ｐ　、　［）ＩをいずれもＯとし、制御
信号Ｄ＝ＫＴ　ＫＬＯ［）ｏとし、５Ｔ１４に進む。即
ら、過給圧Ｐ２が、例えば急変するような過渡状態にあ
っては、マツプ制御からなるオープンループ制御が行な
われ、しかもＫＬＯとして５Ｔ１８に於て更新された値
、即ち学習値が用いられるため、制御系の安定度が高い
にも拘らず、極めて精度の高い制御が可能ξなる。更に
、補正係数ＫＬＯが、異なる吸気温度（ＴＡＩ、・・・
、ＴＡｎ）毎に設定されているため、マツプ制御の精度
が一層向上する。If it is determined in ST5 that the supercharging pressure P2 is in a transient state, in 5T19, KLO is read from the KLO table, [)P and [)I are both set to O, and the control signal D=KT KLO Set [)o and proceed to 5T14. That is, when the supercharging pressure P2 is in a transient state such as a sudden change, for example, open loop control consisting of map control is performed, and the value updated in 5T18, that is, the learned value is used as KLO. Therefore, although the stability of the control system is high, control with extremely high precision is possible. Furthermore, the correction coefficient KLO is different for different intake air temperatures (TAI, . . .
, TAn), the accuracy of map control is further improved.

以上本発明の好適実施例について説明したが、本発明は
上記に限らず、スーパチャージャに於ける入力軸のオン
オフ制御或い毒よバイパス弁の開閉制御、或いはターボ
チャージャに於けるウェストゲート弁の制御にも本発明
を応用することができる。Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above, and is applicable to on/off control of an input shaft in a supercharger, opening/closing control of a bypass valve, or wastegate valve of a turbocharger. The present invention can also be applied to control.

〈発明の効果〉 このように本発明によれば、過給圧の高精度かつ安定な
制御が可能となるため、エンジンの性能向上及び燃費改
善に多大の効果を奏することができる。<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, since highly accurate and stable control of supercharging pressure is possible, great effects can be achieved in improving engine performance and fuel efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明が適用されるエンジンの過給圧構造を示
すダイヤグラム図である。 第２図は本発明に基づく過給圧制御方法の一実施例を示
すフロー図である。 第３図は第２図の制御方法に於て用いられる吸気湿度に
依存する補正係数のデープルを示すグラフである。 １・・・エンジン　　　　２・・・過給機３・・・可変
ノズル　　　４・・・調節機構５・・・エアクリーナ　
　６・・・吸気通路７・・・コンプレッサ　　８・・・
吸気通路９・・・インタクーラ　　１０・・・吸気通路
１１・・・スロットル弁　１２・・・噴射弁１３・・・
排気通路　　　１４・・・タービン部１５・・・排気通
路　　　１６・・・マフラ１７・・・制御装置　　　１
８・・・管路１８ａ・・・制御弁　　　２０・・・アク
チュエータ２５・・・正圧ダイヤフラム ２８・・・ロッド　　　　３３・・・コイルばね３８・
・・正圧室 特　許　出　願　人　　本田技仙工業株式会社代　　　
理　　　人　　弁理士　大　島　陽　−第１図FIG. 1 is a diagram showing the boost pressure structure of an engine to which the present invention is applied. FIG. 2 is a flow diagram showing an embodiment of the boost pressure control method according to the present invention. FIG. 3 is a graph showing a daple of correction coefficients depending on intake air humidity used in the control method of FIG. 2. 1... Engine 2... Supercharger 3... Variable nozzle 4... Adjustment mechanism 5... Air cleaner
6...Intake passage 7...Compressor 8...
Intake passage 9...Intercooler 10...Intake passage 11...Throttle valve 12...Injection valve 13...
Exhaust passage 14...Turbine section 15...Exhaust passage 16...Muffler 17...Control device 1
8... Pipe line 18a... Control valve 20... Actuator 25... Positive pressure diaphragm 28... Rod 33... Coil spring 38...
...Positive Pressure Chamber Patent Filer: Honda Motor Co., Ltd.
Attorney Patent Attorney Yo Oshima - Figure 1

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）エンジンの排気ガスまたは出力軸動力により駆動
される過給機に於ける過給圧の制御方法であって、 過給圧が定常状態にある時にはクローズドループ制御を
行ない、過給圧が過渡状態にある時にはオープンループ
制御を行なうことを特徴とする過給圧の制御方法。(1) A method of controlling boost pressure in a supercharger driven by engine exhaust gas or output shaft power, in which closed-loop control is performed when the boost pressure is in a steady state, and the boost pressure is A supercharging pressure control method characterized by performing open loop control when in a transient state. （２）前記オープンループ制御がマップ制御からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の過給圧の
制御方法。(2) The boost pressure control method according to claim 1, wherein the open loop control comprises map control.