JPS63219830A - エンジンの制御装置 - 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、圧力応動式のダイアフラム弁を利用したエン
ジンの制御装置に関するものである。

（従来技術） 圧力応動式のダイアフラム弁は、例えば過給機付エンジ
ンにおいて、過給圧を制御するために設けられたバイパ
ス通路の開閉制御に用いられている。この種の制御装置
としては、例えば特開昭６１−１９９３５号公報に記載
されているように、過給機をバイパスするバイパス通路
にダイアフラム弁を設け、このダイアフラム弁の圧力室
にスロットル弁近傍の吸気管負圧を導くことによって過
給空気遣の制御を行い、あるいはまた、負圧導入路を適
宜大気圧側に切り換えることによって、特定の運転領域
で過給効果を低減するようにした制御装置が知られてい
る。

また、上記公報記載の制御装置のように過給圧をオープ
ンモードで制御するのではなく、エンジンの運転状態に
応じて過給圧を目標値にフィードバック制御することに
より、エンジンの破損を防止し、また最良の過給効果を
得ようとケるらのも提案されている。これもやはり、過
給機をバイパスするエア量を圧力応動式のダイアフラム
弁によって制御しようというものであるが、ダイアフラ
ム弁の圧力室には過給機下流の吸気圧つまり過給圧が導
入され、また、導入される過給圧をリークするリーク通
路が設けられる。この場合、リーク通路に制御弁を設け
、リーク量によってダイアフラム弁の開弁量を制御する
という考え方もあるが、このように過給圧をかけたまま
リーク量だけで制御しようとすると、リーク量を多くし
ないと制御の応答性が悪いし、リーク量を多くすると今
度はハンチングを生じて収束性が悪くなるという問題が
ある。そこで、圧力室の過給圧導入側と圧力リーク側に
それぞれ電磁弁を設けて、両電磁弁の開閉制御により過
給圧の制御を行うことが考えられる。

その制御を第７図によって説明する。

第７図に示すように、ダイアフラム弁の開弁量が小さい
、つまりバイパス量が少ない状態というのは、圧力導入
側の電磁弁Ａの開度が１００％で、ダイアフラムに過給
圧がかかっている状態であり、逆に、ダイアフラム弁の
開弁量が大きい状態というのは、リーク側の電磁弁Ｂの
開度が１００％で、ダイアフラムに過給圧が作用しない
状態である。

例えば、開弁量が目標値より小さいときは圧力導入側の
電磁弁のみを開き、目標値より大きいときはリーク側の
電磁弁Ｂのみを開く。また、目標開弁量付近では、ダイ
アフラムにかかる圧力が急激に変化しないよう、電磁弁
開度を徐々に変化させる。このようにしてダイアフラム
弁の開弁量を制御し過給圧を目標値にフィードバック制
御する。

ところで、ダイアフラムにかかる圧力は、第７図に示す
ように、まず、過給圧がまだあまり上がっていない領域
ではＢ側が閉じてＡ側が開いた状態にあり、過給圧が上
がってくるに従ってダイアフラムに圧力がかかってくる
。そして過給圧が目標値に近づくに従って、Ａ側を絞り
始める。しかし絞り始めても、Ｂ側はまだ閉じたままな
ので圧力が下がることはない。つまりこの領域ではダイ
アフラム弁は動かない。Ａ側が完全に閉じてＢ側か開き
始めると、圧力室の圧力が下がってダイアフラム弁が開
き始める。逆に、圧力室の圧力が下がりきった状態から
Ｂ側を閉じていくとき、Ｂ側を完全に閉じてＡ側が開き
始めるまではダイアフラムにかかる圧力が高くなること
はない。その結果、ダイアフラムにかかる圧力は第７図
のようにヒステリシスを持った特性のものとなり、しか
ち同図に示す矢印方向にしか制御できないため、開弁量
がヒステリシスの幅を持って振れる。したかって、応答
性に問題がある。また所定の制御領域における電磁弁開
度の変化率が大きいとハンチングの問題もでてくる。

このように、圧力室の圧力導入側と圧力リーク側に設け
たそれぞれの電磁弁によってダイアフラムの開弁量を制
御するようにしても、それだけでは、このようなダイア
フラム弁を用いて過給圧の制御等エンジンの制御の精度
や応答性を十分に高めることができない。

（発明の目的） 本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので
あって、圧力応動式のダイアフラム弁を利用した過給圧
制御装置等のエンジンの制御装置において、制御の精度
と応答性を改善することを目的としている。

（発明の構成） 上記目的を達成するための全体的な構成は第１図に示す
とおりである。すなわち、本発明に係るエンジンの制御
装置は、エンジン（１）を制御するために設けられた圧
力応動式のダイアフラム弁（２）と、前記ダイアフラム
弁（２）の圧ノＪ導入側に設けられた第１電磁弁（３）
と、前記ダイアフラム弁（２）の圧力リーク側に設けら
れた第２電磁弁（４）と、エンジンの運転状態を検出す
る運転状態検出手段と、エンジンの運転状態に応じて前
記ダイアフラム弁の目標開弁量を決定するダイアフラム
弁目標開弁量決定手段と、決定された目標開弁量に基づ
いて前記第１電磁弁（３）および前記第２電磁弁（４）
の制御量を決定するとともに、所定のゲインを有する両
電磁弁（３、４）の互いに逆方向の開度制御を同時に開
始させる電磁弁制御手段とから構成されている。

（作用） 運転状態検出手段によりエンジンの運転状態に関するパ
ラメータ、例えば点火スイッチのオン・オフ状態やエン
ジン回転数、それに過給圧といったようなものが検出さ
れ、それらに基づいて、ダイアフラム弁目標開弁量決定
手段によりダイアフラム弁開弁量の目標値が決定される
。電磁弁制御手段は、決定された目標開弁量を得るため
の圧力導入側第１電磁弁の制御量と圧力リーク側第２電
磁弁の制御量とをそれぞれ決定し、両電磁弁（３゜４）
の開度制御を同時に開始させるべく制御信号を出力する
。゛これにより、２つの電磁弁（３、４）の一方は開弁
方向に、また他方は閉弁方向に開度か制御される。その
ようにしてダイアフラム弁（２）のダイアフラムに作用
する圧力が制御され、ダイアフラム弁の開弁量が目標値
に制御される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は、過給機付エンジンの過給圧制御装置に本発明
を適用した実施例の全体図である。同図に示すように、
このエンジン１０１は、スロットル弁１０５下流の吸気
通路１０６に機械式の過給機１０７を備えている。過給
機１０７の下流にはインタークーラ１０８が装着されて
おり、さらにその下流側にはサージタンク１０９が設け
られている。エアクリーナ１１０から入った空気は、過
給機２０７で加圧され、インタークーラ１ｏ８゜サージ
タンク１０９．吸気マニホルド１１１を経て各気筒に供
給される。また、スロットル弁１０５下流から分岐して
過給機１０７およびインタークーラ１０８をバイパスす
る形でバイパス通路Ｉ１２が設けられ、このバイパス通
路１１２の途中にはダイアフラム弁１０２が設けられて
いる。ダイアフラム弁１０２は、弁体１０２ａと、該弁
体１０２ａに連結されたダイアフラム１０２ｂと、該ダ
イアフラム１０２ｂ背面に形成された圧力室１０２ｃお
よび該圧力室１０２ｃの中にあって前記ダイアフラムｌ
０２ｂを付勢するスプリング１０２ｄとで構成された、
いわゆる圧力応動式のダイアフラム弁であって、その圧
力室１０２ｃは、圧力導入通路＋１３によってダイアフ
ラム弁１゜２下流のバイパス通路に接続されており、ま
たリーク通路１１４を介してダイアフラム弁１０２上流
側にも接続されている。そして、圧力導入通路１１３に
は、通路面積を制御するデユーティ−制御式の電磁弁（
Ａ）１０３が、また、リーク通路＋１４にも同様の電磁
弁（Ｂ）１０４がそれぞれ設けられている。コントロー
ルユニット１１５は、エンジン回転数等に基づいて目標
過給圧を決定し、それと、圧力センサ１１６で検出した
実際の過給圧とを比較して、その差に基づき、過給圧を
目標値に近づける方向の制御信号を両電磁弁１０３゜１
０４に出力する。それにより、各電磁弁１０３゜１０４
は第３図に示すような形で制御される。

第３図に示すように、過給圧がまだあまり上がっていな
くて目標過給圧Ｐ＊と実際の過給圧Ｐとの差△Ｐが大き
い状態では、圧力導入側の電磁弁（Ａ）が全開（デユー
ティ−値１００％）で、リーク側の電磁弁（Ｂ）が全閉
であるが、過給圧が上がっていって、差圧△Ｐが５０ｘ
ｚＨ１ｉ１程度になると、導入側の電磁弁（Ａ）を徐々
に閉じていって、同時に、リーク側の電磁弁（Ｂ）を徐
々に開いていく。また、過給圧が上がり過ぎた状態では
逆にリーク側の電磁弁（Ｂ）を全開にして、やはり差圧
△Ｐ（マイナス）か５０ｍｍＨ９程度となったときリー
ク側を閉じ始め、同時に導入側を開き始める。

このように、各電磁弁（Ａ）、（Ｂ）は、各回転数毎の
目標過給圧と実際の過給圧との差に応じたデユーティ−
値に制御され、しがもそれらのデユーティ−制御が同時
に行われる。エンジン回転数毎の目標過給圧は、例えば
第４図に示すようなカーブを描く。

つぎに、この実施例の制御を第５図に示すフローチャー
トによって説明する。

まず、エンジンが実際に作動しているがどうかを点火ス
イッチがＯＮの状態であるがどうかによって判断する。

作動していないときは制御を行う必要がないのでそのま
ま戻る。

点火スイッチがＯＮであれば、つぎにエンジン回転数Ｎ
ｅが始動判定回転数より大きいかどうかをみる。始動判
定回転数より大きくない、つまり始動時であれば、この
場合も過給圧の制御を行わないのでそのまま戻る。

回転数が始動判定値より大きいという場合に、その回転
数を読み込み、回転数に応じた目標過給圧Ｐ＊を読み込
む。

つぎに、圧力センサで過給機下流の吸気管内圧力Ｐを取
り出してこれを読み込み、Ｐ＊とＰの差を見る。

そして、目標過給圧Ｐ＊と実際の吸気管内圧Ｐとの差に
応じてマツプからそれぞれの電磁弁（Ａ。

Ｂ）のデユーティ−値を読み込み、両電磁弁（Ａ。

Ｂ）を同時に制御する。

ところで、このような両電磁弁の制御によって、ダイア
フラムにかかる圧力は第６図の示すように制御される。

つまり、過給圧が低い状態（ダイアフラムの開弁中小）
から目標値に近づいてくると、目標値の近傍で導入側の
電磁弁（Ａ）が閉じ始め、同時にリーク側の電磁弁（Ｂ
）が開き始めるので、ダイアフラムにかかる圧力は直ち
に低下し始める。

また逆に、過給圧が高い伏聾（ダイアプラムの開弁量大
）から目標値に近づいていくときは、目標値の近傍でリ
ーク側の電磁弁（Ｂ）が閉じ始めると同時に導入側電磁
弁（Ａ）が開き始めるので、ダイアフラムにかかる圧力
は直ちに上昇し始める。

その結果、第６図に示すように、ダイアフラムにかかる
圧力はヒステリシスのない特性のものとなり、しかも矢
印で示すように、どちらの方向にも制御が可能となる。

したがって、第７図を用いて説明した先の制御における
ような開弁量がヒステリシス分の幅をもって振動すると
いう問題が生じない。しかも、第６図と第７図を比較す
るとわかるように、本例によれば、所定の制御領域にお
ける電磁弁開度の変化率（デユーティ−値変化の傾き）
が小さくなるのでハンチングが生じにくい。

なお、上記実施例では、ダイアフラム弁への圧力導入側
および圧力リーク側を制御する電磁弁としてデユーティ
−制御式のものが用いられているか、他に比例式の制御
弁を用いることもできる。

また、本発明は、過給圧制御装置だけでなく、圧力応動
式のダイアフラム弁を用いるエンジンの他のいろいろな
制御装置に対して適用できるものである。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、圧力応動式
のダイアフラム弁の目標値近傍での開弁量の振幅を小さ
くして開弁量の制御性を改善することができ、したがっ
て、圧力応動式のダイアフラム弁を利用したエンジン制
御の精度と応答性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図は本発明の一実施
例を示す全体図、第３図および第４図は同実施例の制御
を説明する特性図、第５図は同実施例の制御を実行する
フローチャート、第６図は同実施例の制御特性の説明図
、第７図は比較例の制御特性の鋭、明図である。 ｌ：エンジン、２：ダイアフラム弁、３：第１電磁弁、
４．第２電磁弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン（１）を制御するために設けられた圧力
   応動式のダイアフラム弁（２）と、前記ダイアフラム弁
   （２）の圧力導入側に設けられた第１電磁弁（３）と、
   前記ダイアフラム弁（２）の圧力リーク側に設けられた
   第２電磁弁（４）と、エンジンの運転状態を検出する運
   転状態検出手段と、エンジンの運転状態に応じて前記ダ
   イアフラム弁の目標開弁量を決定するダイアフラム弁目
   標開弁量決定手段と、決定された目標開弁量に基づいて
   前記第１電磁弁（３）および前記第２電磁弁（４）の制
   御量を決定するとともに、所定のゲインを有する両電磁
   弁（３、４）の互いに逆方向の開度制御を同時に開始さ
   せる電磁弁制御手段とからなるエンジンの制御装置。