JPS6344937B2 - - Google Patents

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JPS6344937B2
JPS6344937B2 JP58191277A JP19127783A JPS6344937B2 JP S6344937 B2 JPS6344937 B2 JP S6344937B2 JP 58191277 A JP58191277 A JP 58191277A JP 19127783 A JP19127783 A JP 19127783A JP S6344937 B2 JPS6344937 B2 JP S6344937B2
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Japan
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pressure
throttle valve
valve
opening
engine
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JP58191277A
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Yutaka Otobe
Masakatsu Niikura
Yoshio Wazaki
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Priority to DE3437497A priority patent/DE3437497A1/de
Priority to GB08426026A priority patent/GB2148391B/en
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Publication of JPS6344937B2 publication Critical patent/JPS6344937B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1409—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using at least a proportional, integral or derivative controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1422—Variable gain or coefficients
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はターボチヤージヤ付内燃機関の過給圧
制御装置に関し、特に、スロツトル弁開度が大な
るときの過給圧を機関の運転状態に応じて精度良
く制御する過給圧制御装置に関する。 内燃機関にはウエストゲート弁方式を採用した
ターボチヤージヤ付内燃機関がある。斯かる内燃
機関は、ターボチヤージヤのコンプレツサ下流側
の吸気管内圧力を大気圧より高くセツトしてシリ
ンダ内に吸入される空気量を増大させ、充填効率
を増加させることにより機関の出力を高めるよう
にしている。そして、前記コンプレツサ下流側の
吸気管内圧力によりタービンのバイパス通路（分
岐排気通路）に配設したウエストゲート弁を開閉
駆動することにより、タービンに流入する排気ガ
スの流量を調整し、タービン即ち、コンプレツサ
の回転数を調整して前記吸気管内圧力を制御する
ようにしている。 しかるに、内燃機関のコンプレツサ下流側にス
ロツトル弁が装備されている機関の充填効率はこ
のスロツトル弁下流側の吸気管内圧力（以下
「PB圧」という）に依存する。通常PB圧はスロツ
トル弁が絞られる程コンプレツサ下流側かつスロ
ツトル弁上流側の過給圧に影響されなくなり、逆
にスロツトル弁開度が大きくなる程PB圧はスロ
ツトル弁上流側の過給圧に近似してくる。即ち、
スロツトル弁開度が小さくなる程機関の出力はス
ロツトル弁上流側の過給圧に影響されなくなり、
スロツトル弁開度が大きくなる程機関の出力は過
給圧に敏感に影響されるようになる。 しかしながら、従来の過給圧制御装置はスロツ
トル弁開度を過給圧制御の要因として考慮せずに
スロツトル弁上流側の過給圧により一義的にウエ
ストゲート弁を駆動するアクチユエータを制御す
るか、又は前記アクチユエータの作動圧室を大気
に開放する制御弁をPB圧とは異なる別の要因で
制御していた。このため、従来の制御装置では過
給圧を機関の運転状態に対応して精度良く制御す
ることができない。 本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、機
関がノツキング等の異常燃焼を起こさず且つ機関
の出力が最適となるように、過給圧を運転状態に
応じて精度よく制御することを目的とする。この
目的を達成するため本発明においては、ターボチ
ヤージヤのタービンを側路する分岐排気通路に設
けたウエストゲート弁と、該ウエストゲート弁を
開閉するアクチユエータと、前記ターボチヤージ
ヤのコンプレツサ下流側かつスロツトル弁上流側
の吸気通路に連通される前記アクチユエータの作
動圧室を大気に開放する制御弁とを備え、前記制
御弁を開閉制御して前記作動圧室の室圧を調整し
前記コンプレツサ下流側の過給圧を制御するター
ボチヤージヤ付内燃機関の過給圧制御装置におい
て、前記スロツトル弁の弁開度を検出するスロツ
トル弁開度センサと、前記スロツトル弁下流側に
配設され該スロツトル弁下流側の吸気通路内圧力
を検出する圧力センサと、前記内燃機関に取付け
られ、機関冷却水温度を検出する冷却水温センサ
と、前記吸気通路のインタークーラ下流に取付け
られ、吸気温度を検出する吸気温センサと、機関
回転数を検出する機関回転数センサとを備えると
共に、前記スロツトル弁開度センサの検出値によ
り前記スロツトル弁の弁開度が所定開度以上であ
ることを判別したとき、前記機関回転数と吸気温
度とに基づく所定のマツプ値を、前記機関冷却水
温度に応じて補正して前記スロツトル弁下流側の
吸気通路内圧力の目標値を設定し、該目標値と前
記圧力センサの検出値との差に応じて前記制御弁
を作動させ、スロツトル弁下流側の吸気通路内圧
力を前記目標値にフイードバツク制御する電子制
御装置を備えたターボチヤージヤ付内燃機関の過
給圧制御装置を提供するものである。 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。 第１図は本発明の制御装置に係るターボチヤー
ジヤ付内燃機関の全体構成図であり、内燃機関１
に装着されたターボチヤージヤ２のタービン２ａ
が配設された排気通路３にはタービン２ａをバイ
パスする分岐排気通路４が設けられ、該通路４に
はウエストゲート弁５が配設されている。 ターボチヤージヤ２のコンプレツサ２ｂは吸気
通路（以下吸気管という）６のエアクリーナ７の
下流側かつインタークーラ８の上流側に配設さ
れ、吸気管６のインタークーラ８の下流側にはス
ロツトル弁９が、更に吸気管６の燃焼室１ａ近傍
には燃料噴射弁１０が夫々配設され、燃料噴射弁
１０は電子制御装置（以下ECUという）１９の
一出力端子に電気的に接続されている。 アクチユエータ１１はダイアフラム１１ａによ
り大気に連通する大気室１１ｂと作動圧力室１１
ｃとに画成され、ダイアフラム１１ａはリンク機
構１２を介してウエストゲート弁５に連結されて
いる。大気室１１ｂ内にはウエストゲート弁５を
閉弁する方向即ち、ダイアフラム１１ａを作動圧
力室１１ｃの方向に押圧するバネ１１ｄが縮設さ
れている。 作動圧力室１１ｃと後述する制御弁１３の弁室
１３ａとは通路１４を介して連通され、該通路１
４とコンプレツサ２ｂ下流側且つインタークーラ
８上流側の吸気管６とはオリフイス１５を有する
通路１６により連通されている。 制御弁１３は常閉型のフリークエンシーソレノ
イドバルブであり、室１３ａ内に配設された弁体
１３ｂはエアクリーナ１７を介して大気に連通す
る通路１８の室１３ａ側開口端を開閉するように
なつている。この制御弁１３のソレノイド１３ｃ
はECU１９の一出力端子に接続され、付勢され
ると復帰スプリング（図示せず）のばね力に抗し
て開弁して作動圧力室１１ｃと大気とを通路１
４、室１３ａ、通路１８、エアクリーナ１７で形
成される大気開放路を介して連通し、消勢される
とばね力により閉弁して前記大気開放路を遮断す
る。 吸気管６のインタークーラ８の下流には吸気温
センサ２０が、スロツトル弁９にはスロツトル弁
開度センサ２１が、スロツトル弁９の下流には吸
気管内の絶対圧を検出するセンサ（以下「PBセ
ンサ」という）２２が、内燃機関１のウオーター
ジヤケツトが形成されたシリンダブロツク１ｂに
は内燃機関冷却水温センサ２３が、内燃機関１の
ピストン１ｃが連結されたクランク軸１ｄには機
関回転数センサ２４が夫々取り付けられ、これ等
の各センサ２０〜２４はECU１９の夫々対応す
る入力端子に電気的に接続されている。 ECU１９は燃料噴射量の基本量をセンサ２２
及び２４により検出されたPB圧及び機関回転数
Neにより決定すると共に他のセンサ２０，２１，
２３により検出された吸気温度TA、スロツトル
弁開度θth、冷却水温度Twにより噴射補正量を
決定し、前記基本量を補正量で補正した値に応じ
た電気信号を燃料噴射弁１０に供給して機関の運
転状態に応じた燃料量を燃焼室１ａに供給する。 更にECU１９は後述するように各センサ２０
〜２４の検出信号により機関の運転状態を判別し
て制御弁１３の開弁デユーテイ比を演算し、該デ
ユーテイ比DTCのパルス信号をソレノイド１３ｃ
に供給して制御弁１３をオン−オフ制御する。し
かして、ウエストゲート弁５を開弁する作動圧力
室１１ｃ内に管１６を介して導入された圧力は機
関の運転状態に応じた前記開弁デユーテイ比DTC
に応じて大気圧で希釈され、ウエストゲート弁５
の開閉作動が制御されて過給圧が制御される。即
ち、アクチユエータ１１のバネ１１ｄのバネ圧及
び室１１ｂの室圧（大気圧）に基くウエストゲー
ト弁５の機械的開弁圧に応じた値を例えば大気圧
＋500mmHgとした場合、作動圧力室１１ｃ内の圧
力を大気圧で希釈することにより、ウエストゲー
ト弁５の開弁圧を実質的に前記機械的開弁圧に応
じた値より高い任意の値例えば大気圧＋580mmHg
に設定することができ、過給圧を機関の運転状態
に応じてウエストゲート弁５の機械的開弁圧で得
られる値より高い任意の圧力に制御でき、従つ
て、機関の出力の向上、加速性の向上を図ること
ができる。尚、上述のようにPBセンサ２２は絶
対圧センサである為、高度により変化する大気圧
によらずPB圧が一定に制御され、機関の高地に
おける出力低下が防止される。 第２図は第１図の制御弁１３の開弁デユーテイ
比DTCを決定するプログラムのフローチヤートを
示し、本プログラムは回転数センサ２４からクラ
ンク軸の所定角度例えば上死点（TDC）を表わ
すTDC信号が発生される毎にECU１９内の図示
しない中央演算処理装置で実行される。 本プログラムでは先ず、冷却水温度Twが所定
温度TwTC（例えば70℃）より高いか否かを判別す
る（ステツプ１）。この答が否定（No）の場合、
即ち冷却水温度Twが所定温度TwTCより低く暖
機が完了していないと判断した場合はステツプ２
に進んでデユーテイ比DTCを零に設定する。 ステツプ１の答が肯定（Yes）の場合、即ち
Tw＞TwTCが成立して暖機が完了している場合
には次にステツプ３に進み、機関回転数Neが所
定低回転数NTC1（例えば1200rpm）より高いか否
かを判別する。この答が否定（No）の場合、即
ち機関回転数Neが所定低回転数NTC1に達してい
ない場合には前述と同様にステツプ２に進んでデ
ユーテイ比DTCを零に設定する。 ステツプ３の答が肯定（Yes）の場合、即ち
Ne＞NTC1が成立している場合には次のステツプ
４に進み、スロツトル弁開度θthが全開に近い所
定開度θTC（例えば70゜）より大きいか否かを判別
する。この答が否定（No）の場合、即ちスロツ
トル弁開度θthが所定開度θTCより小さい場合には
前述と同様にステツプ２に進んでデユーテイ比
DTCを零に設定する。 即ち、暖機が完了していない場合、又は機関回
転数が低回転数である場合、又はスロツトル弁開
度が小さい場合のいずれかの運転状態にあるとき
には制御弁１３によるウエストゲート弁５の制御
条件が成立していないと判別して本発明に係る制
御弁１３のデユーテイ比制御は行なわずに、ウエ
ストゲート弁５の開閉制御はアクチユエータ１１
のバネ１１ｄのバネ圧＋大気室１１ｂの室圧（大
気圧）とこれに対抗する作動圧力室１１ｃの室圧
とにより決まる機械的開弁圧にのみ依存して行な
われる。 ステツプ４の答が肯定（Yes）の場合即ちスロ
ツトル弁開度θthが所定開度θTCより大きい場合に
は、ステツプ５以下に進む。 ステツプ５では、回転数センサ２４が今回
TDC信号を発生したときにPBセンサ２２が検出
した実際のPB圧を表わすPBTC値から、目標PB圧で
ある後述するPTCH値を減算した偏差値ΔPTCを算
出する。尚、前述した燃料噴射量の基本量を決定
する実際のPB圧の値としてこのステツプ５で使
用するPBTC値を共用すると、PBセンサ２２を共通
化でき経済的である。 PTCH値はウエストゲート弁５の機械的開弁圧よ
りも高い開弁圧が得られる値に設定され、例えば
第３図に示すPTCH算出サブルーチンにより次のよ
うに求める。 先ず、第３図のステツプ31でPTCC値をPTCCマツ
プからその時の機関回転数Neと吸気温度TAとに
基き読み出す。このPTCCマツプは、例えば次表に
示すように設定されている。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ターボチヤージヤのタービンを側路する分岐
    排気通路に設けたウエストゲート弁と、該ウエス
    トゲート弁を開閉するアクチユエータと、前記タ
    ーボチヤージヤのコンプレツサ下流側かつスロツ
    トル弁上流側の吸気通路に連通される前記アクチ
    ユエータの作動圧室を大気に開放する制御弁とを
    備え、前記制御弁を開閉制御して前記作動圧室の
    室圧を調整し、前記コンプレツサ下流側の過給圧
    を制御するターボチヤージヤ付内燃機関の過給圧
    制御装置において、前記スロツトル弁の弁開度を
    検出するスロツトル弁開度センサと、前記スロツ
    トル弁下流側に配設され、該スロツトル弁下流側
    の吸気通路内圧力を検出する圧力センサと、前記
    内燃機関に取付けられ、機関冷却水温度を検出す
    る冷却水温センサと、前記吸気通路のインターク
    ーラ下流に取付けられ、吸気温度を検出する吸気
    温センサと、機関回転数を検出する機関回転数セ
    ンサとを備えると共に、前記スロツトル弁開度セ
    ンサの検出値により前記スロツトル弁の弁開度が
    所定開度以上であることを判別したとき、前記機
    関回転数と吸気温度とに基づく所定のマツプ値
    を、前記機関冷却水温度に応じて補正して前記ス
    ロツトル弁下流側の吸気通路内圧力の目標値を設
    定し、該目標値と前記圧力センサの検出値との差
    に応じて前記制御弁を作動させ、スロツトル弁下
    流側の吸気通路内圧力を前記目標値にフイードバ
    ツク制御する電子制御装置を備えたことを特徴と
    するターボチヤージヤ付内燃機関の過給圧制御装
    置。 ２ 前記電子制御装置は、積分項と比例項とを含
    む演算式に基づいて前記吸気通路内圧力の目標値
    と検出値との差に応じた前記制御弁の開弁量を演
    算し、該演算値に応じて前記制御弁を作動させる
    と共に、前記積分項の積分係数と前記比例項の比
    例係数との夫々の値を機関回転数により変化させ
    る手段を備えていることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項に記載のターボチヤージヤ付内燃機関
    の過給圧制御装置。 ３ 前記電子制御装置は、スロツトル弁の弁開度
    が前記所定開度以上になつた時から所定時間の間
    前記目標値を所定値だけ増加させる手段を備えて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第１項及び
    第２項のいずれかに記載のターボチヤージヤ付内
    燃機関の過給圧制御装置。
JP58191277A 1983-10-13 1983-10-13 タ−ボチヤ−ジヤ付内燃機関の過給圧制御装置 Granted JPS6081425A (ja)

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JPS6081425A JPS6081425A (ja) 1985-05-09
JPS6344937B2 true JPS6344937B2 (ja) 1988-09-07

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JP (1) JPS6081425A (ja)
DE (1) DE3437497A1 (ja)
FR (1) FR2553470B1 (ja)
GB (1) GB2148391B (ja)

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