JP3291477B2 - ターボチャージャーの制御装置および制御方法 - Google Patents
ターボチャージャーの制御装置および制御方法Info
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- F02D41/1458—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with determination means using an estimation
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン制御装
置、さらに詳細には、内燃エンジンの性能を最大限にす
るためにターボチャージャーを制御する装置および方法
に関する。
置、さらに詳細には、内燃エンジンの性能を最大限にす
るためにターボチャージャーを制御する装置および方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃エンジンの馬力およびトルクを増大
するためにターボチャージャーを使用することは当業者
の間でよく知られている。排気被駆動ターボチャージャ
ーを加えることによって、加速および・またはフルスロ
ットル中に追加的な馬力およびトルクを提供しながら、
経済的な動作を提供するために比較的小さい燃料効率の
よいエンジンを使用することができる。
するためにターボチャージャーを使用することは当業者
の間でよく知られている。排気被駆動ターボチャージャ
ーを加えることによって、加速および・またはフルスロ
ットル中に追加的な馬力およびトルクを提供しながら、
経済的な動作を提供するために比較的小さい燃料効率の
よいエンジンを使用することができる。
【０００３】ターボチャージャーはコンプレッサおよび
タービンを含む。タービンは、内燃エンジンによってつ
くられた排気エネルギーでコンプレッサを駆動する。エ
ンジンの排気は、ターボチャージャーのタービンのター
ビンホイ−ルを駆動し、排気装置を通して排出される。
タービンホイールは、コンプレッサの圧力ホイールに接
続された軸を駆動し、このコンプレッサは、インテーク
空気をスロットル弁上をインテークマニフォルドに送
る。所望のエンジン動作を得るためにターボチャージャ
ーの出力を制御することは、長期的な問題である。あま
りに大きな出力は、不安定なエンジン性能をつくり、エ
ンジン部品に永久的な損傷を与える。あまりに小さい出
力は、エンジンの不安定性と、動力の損失および部品の
故障を生じる。さらに、大気圧、大気温度、およびエン
ジン速度は、ターボチャージャーの全体の効率に影響
し、これは、性能、動力出力およびエンジンの燃料経済
性に影響する。
タービンを含む。タービンは、内燃エンジンによってつ
くられた排気エネルギーでコンプレッサを駆動する。エ
ンジンの排気は、ターボチャージャーのタービンのター
ビンホイ−ルを駆動し、排気装置を通して排出される。
タービンホイールは、コンプレッサの圧力ホイールに接
続された軸を駆動し、このコンプレッサは、インテーク
空気をスロットル弁上をインテークマニフォルドに送
る。所望のエンジン動作を得るためにターボチャージャ
ーの出力を制御することは、長期的な問題である。あま
りに大きな出力は、不安定なエンジン性能をつくり、エ
ンジン部品に永久的な損傷を与える。あまりに小さい出
力は、エンジンの不安定性と、動力の損失および部品の
故障を生じる。さらに、大気圧、大気温度、およびエン
ジン速度は、ターボチャージャーの全体の効率に影響
し、これは、性能、動力出力およびエンジンの燃料経済
性に影響する。
【０００４】大部分の排気被駆動ターボチャージャー
は、ターボチャージャーによる最高ブースト圧を制限す
るためにウエィストゲートが使用される。ターボチャー
ジャーの速度調整は、排気ガスの全体がタービンを通る
ことができるようにする代わりに排気ガスの一部をウエ
ィストゲートを通って流れの進路を変えることによって
達成される。通常、ウエィストゲートは、排気流通路に
配置された弁と、弁を移動させるアクチュエータとを有
する。アクチュエータは、ブースト圧に応じて開閉位置
の間で弁を移動させる。開放位置において、排気ガスの
流れは、タービンハウジングの周りで方向が変えられ、
閉鎖位置において、排気ガス全体がタービンハウジング
を通って移動する。
は、ターボチャージャーによる最高ブースト圧を制限す
るためにウエィストゲートが使用される。ターボチャー
ジャーの速度調整は、排気ガスの全体がタービンを通る
ことができるようにする代わりに排気ガスの一部をウエ
ィストゲートを通って流れの進路を変えることによって
達成される。通常、ウエィストゲートは、排気流通路に
配置された弁と、弁を移動させるアクチュエータとを有
する。アクチュエータは、ブースト圧に応じて開閉位置
の間で弁を移動させる。開放位置において、排気ガスの
流れは、タービンハウジングの周りで方向が変えられ、
閉鎖位置において、排気ガス全体がタービンハウジング
を通って移動する。
【０００５】従来のターボチャージャーは、ある欠点を
有することが証明された。この欠点の主な原因の１つ
は、タービン回転子組立体の過剰な速度であり、すなわ
ち、タービンが、ターボチャージャーについて設計され
たものより大きな回転数（ＲＰＭ）で回転することであ
る。さらに、タービンを回転するために排気ガスを効率
よく受けるためにターボチャージャーが排気マニフォル
ド近傍に取付けられるので、もし温度が何らかの方法で
調整されない場合には過熱する。もし、これらの条件が
長期にわたって存在する場合には、ターボチャージャー
は、最終的にはそれ自身が壊れることになる。
有することが証明された。この欠点の主な原因の１つ
は、タービン回転子組立体の過剰な速度であり、すなわ
ち、タービンが、ターボチャージャーについて設計され
たものより大きな回転数（ＲＰＭ）で回転することであ
る。さらに、タービンを回転するために排気ガスを効率
よく受けるためにターボチャージャーが排気マニフォル
ド近傍に取付けられるので、もし温度が何らかの方法で
調整されない場合には過熱する。もし、これらの条件が
長期にわたって存在する場合には、ターボチャージャー
は、最終的にはそれ自身が壊れることになる。
【０００６】したがって、エンジンに適当な空気流を分
配してエンジン性能を最大限にすることができると同時
に、過剰な軸速度および過剰なタービン入り口温度から
ターボチャージャーを保護することができる、ターボチ
ャージャーの制御装置および制御方法が必要になる。本
発明はこれらのニーズに合致するものである。
配してエンジン性能を最大限にすることができると同時
に、過剰な軸速度および過剰なタービン入り口温度から
ターボチャージャーを保護することができる、ターボチ
ャージャーの制御装置および制御方法が必要になる。本
発明はこれらのニーズに合致するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、所望の空気流
量をエンジンに送るようにターボチャージャーを制御
し、過剰な軸速度および過剰なタービン入口温度からタ
ーボチャージャーを保護するために有効なターボチャー
ジャーの動作を調整する装置および方法に関する。この
保護モードは、性能の制御よりも高い優先度を有する。
第１に、ターボチャージャーの軸速度は、プログラム可
能な制限に対してチェックされ、ターボチャージャー
は、速度がこの制限を越えるときに速度を制御するため
に調整される。もし、速度が制限以上ではないならば、
タービン入り口温度は、第２のプログラマブル制限に対
してチェックされる。もし、ターボチャージャーの入り
口温度が所定の制限値以上である場合には、ターボチャ
ージャーは、入り口温度を制御するように調整される。
もし、これらの調整のいずれかが行われた後に、所定の
制限が、ターボチャージャーによって越えられると、装
置は、ターボチャージャーを保護するためにエンジンへ
の燃料の供給を緩和する。もし、これらの制限のいずれ
も越えることがない場合には、装置は、エンジン性能を
最大限にするためにエンジンに所望の空気流量を提供す
るようにターボチャージャーを作動させる。
量をエンジンに送るようにターボチャージャーを制御
し、過剰な軸速度および過剰なタービン入口温度からタ
ーボチャージャーを保護するために有効なターボチャー
ジャーの動作を調整する装置および方法に関する。この
保護モードは、性能の制御よりも高い優先度を有する。
第１に、ターボチャージャーの軸速度は、プログラム可
能な制限に対してチェックされ、ターボチャージャー
は、速度がこの制限を越えるときに速度を制御するため
に調整される。もし、速度が制限以上ではないならば、
タービン入り口温度は、第２のプログラマブル制限に対
してチェックされる。もし、ターボチャージャーの入り
口温度が所定の制限値以上である場合には、ターボチャ
ージャーは、入り口温度を制御するように調整される。
もし、これらの調整のいずれかが行われた後に、所定の
制限が、ターボチャージャーによって越えられると、装
置は、ターボチャージャーを保護するためにエンジンへ
の燃料の供給を緩和する。もし、これらの制限のいずれ
も越えることがない場合には、装置は、エンジン性能を
最大限にするためにエンジンに所望の空気流量を提供す
るようにターボチャージャーを作動させる。
【０００８】本発明の１つの実施の形態によれば、エン
ジンの現在の動作点に基づいた所望の空気質量レートを
決定するために作動可能な燃焼マネージャーと、エンジ
ンの所望の空気質量レートと実際の空気質量レートとの
空気質量レートエラー（偏差）を決定するために作動可
能な空気装置と、空気質量レート偏差を最小限にするよ
うにターボチャージャーの作動状態を制御するように作
動するターボチャージャーマネージャー（以下、「ター
ボマネージャー」と略す場合がある）と、を有する内燃
エンジンに空気を供給するターボチャージャーを制御す
る装置が示される。
ジンの現在の動作点に基づいた所望の空気質量レートを
決定するために作動可能な燃焼マネージャーと、エンジ
ンの所望の空気質量レートと実際の空気質量レートとの
空気質量レートエラー（偏差）を決定するために作動可
能な空気装置と、空気質量レート偏差を最小限にするよ
うにターボチャージャーの作動状態を制御するように作
動するターボチャージャーマネージャー（以下、「ター
ボマネージャー」と略す場合がある）と、を有する内燃
エンジンに空気を供給するターボチャージャーを制御す
る装置が示される。
【０００９】本発明の他の実施の形態によれば、エンジ
ンの現在の作動点に基づいて所望の空気質量レートを決
定するために作動する燃焼マネージャーと、エンジンの
前記所望の空気質量レートと実際の空気質量レートとの
間の差としての空気質量レート偏差を決定するように作
動する空気装置マネージャーと、ターボチャージャーが
第１の所定の制限値を超えるターボチャージャー軸速度
を維持することを防止しながら、また、ターボチャージ
ャーが、第２の所定の制限値を超えるタービン入口温度
を維持することを防止しながら、空気質量レートの偏差
を最小限にするようにターボチャージャーの作動状態を
制御するように作動するターボチャージャーマネージャ
ーと、を有する内燃エンジンに空気を供給するターボチ
ャージャーを制御する装置が示される。
ンの現在の作動点に基づいて所望の空気質量レートを決
定するために作動する燃焼マネージャーと、エンジンの
前記所望の空気質量レートと実際の空気質量レートとの
間の差としての空気質量レート偏差を決定するように作
動する空気装置マネージャーと、ターボチャージャーが
第１の所定の制限値を超えるターボチャージャー軸速度
を維持することを防止しながら、また、ターボチャージ
ャーが、第２の所定の制限値を超えるタービン入口温度
を維持することを防止しながら、空気質量レートの偏差
を最小限にするようにターボチャージャーの作動状態を
制御するように作動するターボチャージャーマネージャ
ーと、を有する内燃エンジンに空気を供給するターボチ
ャージャーを制御する装置が示される。
【００１０】本発明の他の実施の形態によれば、ａ）前
記エンジンの現在の作動点を決定することと、ｂ）現在
の作動点に基づいて所望の空気質量レートを決定するこ
とと、ｃ）前記エンジンの実際の空気質量レートを決定
することと、ｄ）前記所望の空気質量レートと実際の空
気質量レートとの空気質量レート偏差を決定すること
と、ｄ）ターボチャージャーが第１の所定の制限値を超
えるターボチャージャーの軸速度を維持することを防止
しながら、ターボチャージャーが、第２の所定の制限値
を超えるタービン入口温度にターボチャージャーを維持
することを防止しながら、前記空気質量レート偏差を最
小限にするためにターボチャージャーの作動状態を制御
することと、を有する内燃エンジンへ空気を送るターボ
チャージャーを制御する方法が示される。
記エンジンの現在の作動点を決定することと、ｂ）現在
の作動点に基づいて所望の空気質量レートを決定するこ
とと、ｃ）前記エンジンの実際の空気質量レートを決定
することと、ｄ）前記所望の空気質量レートと実際の空
気質量レートとの空気質量レート偏差を決定すること
と、ｄ）ターボチャージャーが第１の所定の制限値を超
えるターボチャージャーの軸速度を維持することを防止
しながら、ターボチャージャーが、第２の所定の制限値
を超えるタービン入口温度にターボチャージャーを維持
することを防止しながら、前記空気質量レート偏差を最
小限にするためにターボチャージャーの作動状態を制御
することと、を有する内燃エンジンへ空気を送るターボ
チャージャーを制御する方法が示される。
【００１１】本発明の他の実施の形態によれば、ａ）
選択されたエンジン速度および命令された燃料レートに
ついてターボチャージャーの所望の作動状態を経験的に
決定することと、ｂ）ルックアップテーブルのエンジン
速度および命令された燃料レートの関数として、経験的
に決定された作動状態を記憶することと、ｃ）前記エン
ジンの現在のエンジン速度および現在の命令された燃料
レートを測定することと、ｄ） 前記現在のエンジン速
度および現在の命令された燃料レートに基づいてルック
アップテーブルからターボチャージャーの所望の作動状
態を検索することと、ｅ）ステップ（ｄ）で決定された
所望の作動状態にターボチャージャーを設定することと
を有する内燃エンジンに空気を送るターボチャージャー
を制御する方法が示される。
選択されたエンジン速度および命令された燃料レートに
ついてターボチャージャーの所望の作動状態を経験的に
決定することと、ｂ）ルックアップテーブルのエンジン
速度および命令された燃料レートの関数として、経験的
に決定された作動状態を記憶することと、ｃ）前記エン
ジンの現在のエンジン速度および現在の命令された燃料
レートを測定することと、ｄ） 前記現在のエンジン速
度および現在の命令された燃料レートに基づいてルック
アップテーブルからターボチャージャーの所望の作動状
態を検索することと、ｅ）ステップ（ｄ）で決定された
所望の作動状態にターボチャージャーを設定することと
を有する内燃エンジンに空気を送るターボチャージャー
を制御する方法が示される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。
参照して詳細に説明する。
【００１３】図１を参照すると、本発明の好ましい実施
例は、参照符号１００で示されるようにブロック図で示
される。好ましい実施例において、装置１００は、ター
ボチャージエンジンのエンジン制御モジュール（ＥＣ
Ｍ）の部分として考慮される。当業者によって知られる
ように、ＥＣＭは、エンジンおよび/または車の現在の
作動状態に関する種々のセンサからの入力を受け、この
入力情報を使用してエンジンの作動状態における変化を
計算し、エンジンの作動状態を変化させるために作動す
る種々の制御出力を生じるマイクロプロセッサをベース
としたシステムである。本発明の制御装置１００は、タ
ーボチャージャーおよび・またはエンジンに潜在的に損
傷を与えるターボチャージャーの作動状態を防止するよ
うな方法でターボチャージャーの作動に特別な重要さを
伴って、エンジンのターボチャージャーの作動を制御す
るために構成されている。
例は、参照符号１００で示されるようにブロック図で示
される。好ましい実施例において、装置１００は、ター
ボチャージエンジンのエンジン制御モジュール（ＥＣ
Ｍ）の部分として考慮される。当業者によって知られる
ように、ＥＣＭは、エンジンおよび/または車の現在の
作動状態に関する種々のセンサからの入力を受け、この
入力情報を使用してエンジンの作動状態における変化を
計算し、エンジンの作動状態を変化させるために作動す
る種々の制御出力を生じるマイクロプロセッサをベース
としたシステムである。本発明の制御装置１００は、タ
ーボチャージャーおよび・またはエンジンに潜在的に損
傷を与えるターボチャージャーの作動状態を防止するよ
うな方法でターボチャージャーの作動に特別な重要さを
伴って、エンジンのターボチャージャーの作動を制御す
るために構成されている。
【００１４】この装置１００は、燃焼マネージャー１１
０と、空気装置マネージャー１２０と、ターボチャージ
ャーマネージャー１３０とを有する。それとともに、エ
ンジン性能を最大限にするために、また、過剰な軸速度
および過剰なタービン入り口温度からターボチャージャ
ーを保護するように適当な空気流をエンジンに分配する
ようにこれらの装置１００の３つのマネージャーはエン
ジンのターボチャージャーを管理する。これを行うため
に、３つの制御パラメータ、すなわち、エンジンを通る
空気質量流量、ターボチャージャー軸速度、タービンの
入り口温度を知ることが望ましい。しかしながら、これ
ら３つのパラメータを測定するセンサは、比較的高価で
ある。よって、本発明の好ましい実施例は、これらの３
つの値を計算するためにエンジンからの他の（通常既存
の）センサ入力を使用する。
０と、空気装置マネージャー１２０と、ターボチャージ
ャーマネージャー１３０とを有する。それとともに、エ
ンジン性能を最大限にするために、また、過剰な軸速度
および過剰なタービン入り口温度からターボチャージャ
ーを保護するように適当な空気流をエンジンに分配する
ようにこれらの装置１００の３つのマネージャーはエン
ジンのターボチャージャーを管理する。これを行うため
に、３つの制御パラメータ、すなわち、エンジンを通る
空気質量流量、ターボチャージャー軸速度、タービンの
入り口温度を知ることが望ましい。しかしながら、これ
ら３つのパラメータを測定するセンサは、比較的高価で
ある。よって、本発明の好ましい実施例は、これらの３
つの値を計算するためにエンジンからの他の（通常既存
の）センサ入力を使用する。
【００１５】燃焼マネージャー１１０は、必要な空気質
量レート（エンジン行程毎の入力空気の質量）を決定す
るために有効であり、この質量は、既存の環境的な作動
条件に基づいたエンジン性能を最大限にする。環境的な
条件は、エンジン速度、車の速度、燃料レート、および
大気圧のような他のセンサ入力から決定される。これら
の入力から、所望の空燃比（Ａ/Ｆ）が決定される。
量レート（エンジン行程毎の入力空気の質量）を決定す
るために有効であり、この質量は、既存の環境的な作動
条件に基づいたエンジン性能を最大限にする。環境的な
条件は、エンジン速度、車の速度、燃料レート、および
大気圧のような他のセンサ入力から決定される。これら
の入力から、所望の空燃比（Ａ/Ｆ）が決定される。
【００１６】好ましくは、燃焼マネージャー１１０は、
さらに追加した入力アルファ１１２を使用することが好
ましく、これは、ＥＣＭ制御プログラムの他の部分によ
って可変的につくられ、車が市街地で作動しているか郊
外の環境で車が作動しているかを示すように構成されて
いる。これは、エンジンに対する燃料噴射のタイミング
を決定する際に重要であり、車がひんぱんな停止および
走行動作を示しているか（市街地の環境）、または、車
が安定した状態で走行しているか（郊外または高速道路
における環境）を決定するために、エンジン速度と、車
の速度と、燃料レートのような種々のパラメータを分析
することによって、ＥＣＭによって容易に決定される。
アルファ入力１１２の使用は、図２に関して以下に詳細
に示す。燃焼マネージャー１１０は、エンジンの燃料質
量レート（エンジン行程毎の燃料質量）を有する入力１
１４を受ける。当業者が知るように、燃料質量レート
は、所定のエンジン速度でエンジンに最大限のパーセン
テージの燃料が送られることを検査することによって容
易に決定される。所望の空気質量レートは、現在の燃料
質量レートとこの比をかけることによって目標のＡ/Ｆ
比から燃焼マネージャーによって計算される。所望の空
気質量レート１１６は、装置１００の空気装置マネージ
ャー１２０への入力として送られる。
さらに追加した入力アルファ１１２を使用することが好
ましく、これは、ＥＣＭ制御プログラムの他の部分によ
って可変的につくられ、車が市街地で作動しているか郊
外の環境で車が作動しているかを示すように構成されて
いる。これは、エンジンに対する燃料噴射のタイミング
を決定する際に重要であり、車がひんぱんな停止および
走行動作を示しているか（市街地の環境）、または、車
が安定した状態で走行しているか（郊外または高速道路
における環境）を決定するために、エンジン速度と、車
の速度と、燃料レートのような種々のパラメータを分析
することによって、ＥＣＭによって容易に決定される。
アルファ入力１１２の使用は、図２に関して以下に詳細
に示す。燃焼マネージャー１１０は、エンジンの燃料質
量レート（エンジン行程毎の燃料質量）を有する入力１
１４を受ける。当業者が知るように、燃料質量レート
は、所定のエンジン速度でエンジンに最大限のパーセン
テージの燃料が送られることを検査することによって容
易に決定される。所望の空気質量レートは、現在の燃料
質量レートとこの比をかけることによって目標のＡ/Ｆ
比から燃焼マネージャーによって計算される。所望の空
気質量レート１１６は、装置１００の空気装置マネージ
ャー１２０への入力として送られる。
【００１７】図３に関して以下に詳細に説明するよう
に、空気装置マネージャー１００は、所望の空気質量レ
ート１１６と実際の空気流質量レート１２２との間の空
気質量レート偏差を計算する。実際の空気質量レート１
２２は、多くのガソリン車のエンジンでそうであるよう
に、空気質量流量計器を使用して測定される。しかしな
がら、実際の空気質量レート１２２は、他のエンジンセ
ンサによってつくられる情報から本発明で計算されるこ
とが好ましい。実際の空気質量レート１２２は、エンジ
ン速度、エンジン排気量、インテークマニフォルド圧、
インテークマニフォルド温度、エンジン容積効率から計
算される。エンジン容積効率対エンジン速度および燃料
レート用の経験上のデータを含むＥＣＭメモリにテーブ
ルが組み込まれている。この空気質量レート偏差１２４
は、所望の空気質量レート１１６マイナス実際の空気質
量レート１２２として計算され、ターボチャージャーマ
ネージャー１３０への入力として送られる。
に、空気装置マネージャー１００は、所望の空気質量レ
ート１１６と実際の空気流質量レート１２２との間の空
気質量レート偏差を計算する。実際の空気質量レート１
２２は、多くのガソリン車のエンジンでそうであるよう
に、空気質量流量計器を使用して測定される。しかしな
がら、実際の空気質量レート１２２は、他のエンジンセ
ンサによってつくられる情報から本発明で計算されるこ
とが好ましい。実際の空気質量レート１２２は、エンジ
ン速度、エンジン排気量、インテークマニフォルド圧、
インテークマニフォルド温度、エンジン容積効率から計
算される。エンジン容積効率対エンジン速度および燃料
レート用の経験上のデータを含むＥＣＭメモリにテーブ
ルが組み込まれている。この空気質量レート偏差１２４
は、所望の空気質量レート１１６マイナス実際の空気質
量レート１２２として計算され、ターボチャージャーマ
ネージャー１３０への入力として送られる。
【００１８】図４に関して以下に詳細に示すように、タ
ーボチャージャーマネージャー１３０は、空気質量レー
ト偏差を最小限にし、過剰な軸速度および過剰なタービ
ン入り口温度からターボチャージャーを保護するために
エンジンターボチャージャーを制御するようになってい
る。本発明の好ましい実施例においては、ターボチャー
ジャーマネージャー１３０は４段ウエィストゲートのタ
ーボチャージャーを制御する。
ーボチャージャーマネージャー１３０は、空気質量レー
ト偏差を最小限にし、過剰な軸速度および過剰なタービ
ン入り口温度からターボチャージャーを保護するために
エンジンターボチャージャーを制御するようになってい
る。本発明の好ましい実施例においては、ターボチャー
ジャーマネージャー１３０は４段ウエィストゲートのタ
ーボチャージャーを制御する。
【００１９】ターボマネージャー１３０の保護モード
は、装置１００に大きな優先性を有する。第１に、ター
ボチャージャーの軸速度はプログラマブル制限値に対し
てチェックされる。もしこの制限値を越えると、ターボ
チャジャーの動作は、速度を制御するように調整され
る。次に、タービン入り口温度は、第２のプログラマブ
ル制限値に対してチェックされる。もし、タービン入り
口温度がプログラマブル制限値を超える場合には、ター
ボチャージャー動作は、タービン入り口温度を制御する
ように調整される。もし、これらのプログラマブル制限
値が、過剰な軸速度またはタービン入り口温度に対して
保護するためにターボチャージャーを調整した後、越え
られるならば、エンジンへの燃料の送りは、状況が正さ
れるまで緩和される。もし、他方、ターボチャージャー
保護の制限値が越えられないならば、ターボチャージャ
ーは、空気質量レート偏差を最小限にするために調整さ
れる。
は、装置１００に大きな優先性を有する。第１に、ター
ボチャージャーの軸速度はプログラマブル制限値に対し
てチェックされる。もしこの制限値を越えると、ターボ
チャジャーの動作は、速度を制御するように調整され
る。次に、タービン入り口温度は、第２のプログラマブ
ル制限値に対してチェックされる。もし、タービン入り
口温度がプログラマブル制限値を超える場合には、ター
ボチャージャー動作は、タービン入り口温度を制御する
ように調整される。もし、これらのプログラマブル制限
値が、過剰な軸速度またはタービン入り口温度に対して
保護するためにターボチャージャーを調整した後、越え
られるならば、エンジンへの燃料の送りは、状況が正さ
れるまで緩和される。もし、他方、ターボチャージャー
保護の制限値が越えられないならば、ターボチャージャ
ーは、空気質量レート偏差を最小限にするために調整さ
れる。
【００２０】図２を参照すると、燃焼マネージャー１１
０の好ましい実施例のフローチャートが示されている。
装置１１０への入力は、アルファ入力１１２と燃料レー
ト１１４並びにブレーキフラッグ２０２を含み、このブ
レーキフラッグ２０２は、現在、車のブレーキがかかっ
ているかどうかを示すものである。判断ブロック２０４
は、現在ブレーキが作動しているかどうか（すなわち、
燃料がエンジンに送られていないこと）を決定するため
にブレークフラグ２０２をチェックする。
０の好ましい実施例のフローチャートが示されている。
装置１１０への入力は、アルファ入力１１２と燃料レー
ト１１４並びにブレーキフラッグ２０２を含み、このブ
レーキフラッグ２０２は、現在、車のブレーキがかかっ
ているかどうかを示すものである。判断ブロック２０４
は、現在ブレーキが作動しているかどうか（すなわち、
燃料がエンジンに送られていないこと）を決定するため
にブレークフラグ２０２をチェックする。
【００２１】もし、判断ブロック２０４がブレーキが作
動していることを示す場合には、処理は、ステップ２０
６に進み、ＥＣＭと関連したコンピュータメモリに記憶
されたテーブルから所望の空気質量レートを選択する。
このテーブルに含まれる所望の空気質量レートの値は、
種々のエンジン作動状態について経験的に決定され、エ
ンジンの物理的な制約を破ることなく、エンジンに可能
な限り多量の空気を送り、（それによって、可能な限り
大きな圧縮ブレーキをつくる）ように構成されている。
この所望の空気質量レートは、空気装置マネージャー１
２０に入力１１６として送られる（図３参照）。
動していることを示す場合には、処理は、ステップ２０
６に進み、ＥＣＭと関連したコンピュータメモリに記憶
されたテーブルから所望の空気質量レートを選択する。
このテーブルに含まれる所望の空気質量レートの値は、
種々のエンジン作動状態について経験的に決定され、エ
ンジンの物理的な制約を破ることなく、エンジンに可能
な限り多量の空気を送り、（それによって、可能な限り
大きな圧縮ブレーキをつくる）ように構成されている。
この所望の空気質量レートは、空気装置マネージャー１
２０に入力１１６として送られる（図３参照）。
【００２２】もし、判断ブロック２０４が、ブレーキが
作動していないと判断する場合には、燃焼マネージャー
は、エンジンの現在の燃料状態に基づいた所望の空気質
量レートの計算を開始するためにステップ２１０に進
む。ブロック２１０は、もし、アルファ入力１１２がゼ
ロ（すなわち、車が郊外の環境で走行しているとき）で
あるとき所望なように、現在のエンジン燃料およびエン
ジン速度入力データ２１１に基づいて目標Ａ/Ｆ比を決
定する。所望のＡ/Ｆ比の値は、エンジン燃料およびエ
ンジン速度の所望の組み合わせにおいてエンジンによる
排出物を低減するように選択される。次に、この方法
は、ブロック２１２に進み、郊外または高速道路の環境
において動作する車に対応してアルファ入力１１２のう
ちの１つについて決定される。ブロック２１２で選択さ
れたＡ/Ｆ比は、記憶された値の表から選択され、この
値は、所定のエンジン燃料条件およびエンジン速度にお
いて最大限の燃料経済性をつくるように構成されてい
る、記憶された値の表から得られる。
作動していないと判断する場合には、燃焼マネージャー
は、エンジンの現在の燃料状態に基づいた所望の空気質
量レートの計算を開始するためにステップ２１０に進
む。ブロック２１０は、もし、アルファ入力１１２がゼ
ロ（すなわち、車が郊外の環境で走行しているとき）で
あるとき所望なように、現在のエンジン燃料およびエン
ジン速度入力データ２１１に基づいて目標Ａ/Ｆ比を決
定する。所望のＡ/Ｆ比の値は、エンジン燃料およびエ
ンジン速度の所望の組み合わせにおいてエンジンによる
排出物を低減するように選択される。次に、この方法
は、ブロック２１２に進み、郊外または高速道路の環境
において動作する車に対応してアルファ入力１１２のう
ちの１つについて決定される。ブロック２１２で選択さ
れたＡ/Ｆ比は、記憶された値の表から選択され、この
値は、所定のエンジン燃料条件およびエンジン速度にお
いて最大限の燃料経済性をつくるように構成されてい
る、記憶された値の表から得られる。
【００２３】アルファ入力１１２の値は、ナンバー０と
１との間である。ブロック２１０と２１２は、アルファ
が０と１とに等しいとき、Ａ/Ｆ比を決定する。ブロッ
ク２１４は、実際のアルファ入力１１２に対応する値を
見つけだすためにこれらの値の間に挿入される。これ
は、現在の車の作動条件において真の所望のＡ/Ｆ比を
与え、これは空気質量レートの計算に使用するためにブ
ロック２１８に送られる。燃料質量レート入力１１４
は、ブロック２１８に送られ、所望の空気質量レート
は、ブロック２１４で決定される所望のＡ/Ｆと燃料質
量レート１１４との積として計算される。この所望の空
気質量レートは、空気装置マネージャー１２０への入力
として送られる。
１との間である。ブロック２１０と２１２は、アルファ
が０と１とに等しいとき、Ａ/Ｆ比を決定する。ブロッ
ク２１４は、実際のアルファ入力１１２に対応する値を
見つけだすためにこれらの値の間に挿入される。これ
は、現在の車の作動条件において真の所望のＡ/Ｆ比を
与え、これは空気質量レートの計算に使用するためにブ
ロック２１８に送られる。燃料質量レート入力１１４
は、ブロック２１８に送られ、所望の空気質量レート
は、ブロック２１４で決定される所望のＡ/Ｆと燃料質
量レート１１４との積として計算される。この所望の空
気質量レートは、空気装置マネージャー１２０への入力
として送られる。
【００２４】図３を参照すると、空気装置マネージャー
１２０の好ましい実施例のフローチャートが示されてい
る。空気装置マネージャー１２０は、燃焼マネージャー
１１０からの所望の空気質量レート１１６および実際の
空気質量レート１２２を入力として受ける。ブロック２
２０は、所望の空気質量レート１１６マイナス実際の空
気質量レート１２２として空気質量レート偏差を計算す
る。この空気質量レート偏差は、ターボマネージャー１
３０への入力１２４として送られる。
１２０の好ましい実施例のフローチャートが示されてい
る。空気装置マネージャー１２０は、燃焼マネージャー
１１０からの所望の空気質量レート１１６および実際の
空気質量レート１２２を入力として受ける。ブロック２
２０は、所望の空気質量レート１１６マイナス実際の空
気質量レート１２２として空気質量レート偏差を計算す
る。この空気質量レート偏差は、ターボマネージャー１
３０への入力１２４として送られる。
【００２５】図４を参照すると、ターボチャージャーマ
ネージャー１３０の好ましい実施例のフローチャートが
示されている。ターボチャージャー１３０の機能は、空
気質量レート偏差を０に減少するためにターボチャージ
ャーの動作を変えることであるが、同時に、過剰な軸速
度および過剰なタービン入り口温度からターボチャージ
ャーを保護する。図４に示すターボチャージャーマネー
ジャー１３０は、４段ウエィストゲートを有するウエィ
ストゲートターボチャージャーを制御するように構成さ
れる。ターボマネージャー１３０への入力は、空気質量
レート偏差１２４、現在のターボチャージャー軸速度、
および現在のターボチャージャータービン入り口温度を
有する。ターボチャージャー軸速度は、センサによって
直接測定されるが、本発明において、ターボチャージャ
ー軸速度は、他のエンジンセンサ情報およびＥＣＭに記
憶された他のエンジンセンサ情報およびターボチャージ
ャー部品情報から計算される。ＥＣＭメモリは、ターボ
チャージャーコンプレッサ性能のマップを含み、このマ
ップは、コンプレッサ速度対コンプレッサ圧力比および
コンプレッサ空気流量（速度および空気流量は実際は、
当業者が知るように、コンプレッサ入り口温度および圧
力によって調整される正しい値で表され、それによって
コンプレッサ作動状態の１つのマップを使用することが
できる）を表す。このコンプレッサ圧力比は、エンジン
インテークマニフォルド圧、大気圧、およびインテーク
およびアフタークーラ絞り値（これらは、エンジン空気
流、およびＥＣＭに記憶された経験的な常数から計算さ
れる）から計算することができる。コンプレッサの正し
い空気質量流量は、エンジン空気流量、大気圧および大
気温度から計算することができる。圧力比および正しい
空気流量が計算されると、ＥＣＭメモリのルックアップ
テーブルは、コンプレッサ速度（およびターボチャージ
ャー速度）を計算するためにコンプレッサマップととも
に使用される。
ネージャー１３０の好ましい実施例のフローチャートが
示されている。ターボチャージャー１３０の機能は、空
気質量レート偏差を０に減少するためにターボチャージ
ャーの動作を変えることであるが、同時に、過剰な軸速
度および過剰なタービン入り口温度からターボチャージ
ャーを保護する。図４に示すターボチャージャーマネー
ジャー１３０は、４段ウエィストゲートを有するウエィ
ストゲートターボチャージャーを制御するように構成さ
れる。ターボマネージャー１３０への入力は、空気質量
レート偏差１２４、現在のターボチャージャー軸速度、
および現在のターボチャージャータービン入り口温度を
有する。ターボチャージャー軸速度は、センサによって
直接測定されるが、本発明において、ターボチャージャ
ー軸速度は、他のエンジンセンサ情報およびＥＣＭに記
憶された他のエンジンセンサ情報およびターボチャージ
ャー部品情報から計算される。ＥＣＭメモリは、ターボ
チャージャーコンプレッサ性能のマップを含み、このマ
ップは、コンプレッサ速度対コンプレッサ圧力比および
コンプレッサ空気流量（速度および空気流量は実際は、
当業者が知るように、コンプレッサ入り口温度および圧
力によって調整される正しい値で表され、それによって
コンプレッサ作動状態の１つのマップを使用することが
できる）を表す。このコンプレッサ圧力比は、エンジン
インテークマニフォルド圧、大気圧、およびインテーク
およびアフタークーラ絞り値（これらは、エンジン空気
流、およびＥＣＭに記憶された経験的な常数から計算さ
れる）から計算することができる。コンプレッサの正し
い空気質量流量は、エンジン空気流量、大気圧および大
気温度から計算することができる。圧力比および正しい
空気流量が計算されると、ＥＣＭメモリのルックアップ
テーブルは、コンプレッサ速度（およびターボチャージ
ャー速度）を計算するためにコンプレッサマップととも
に使用される。
【００２６】ターボチャージャータービン入り口温度
は、センサで直接測定することができるが、これを行う
ための実際の装置は、現在は広範には使用されていな
い。好ましい実施例において、タービン入り口温度は、
特定のターボチャージャーの経験的なデータに基づいて
ＥＣＭメモリに記憶された等式から計算される。タービ
ン入り口温度の等式は、エンジン速度、空燃比、インテ
ークマニフォルド温度、燃料噴射タイミングの関数であ
る。これらの量に基づいたタービン入り口温度の関数性
は、エンジン/ターボチャージャー構成のタイプに関し
てＥＣＭメモリで変更される。
は、センサで直接測定することができるが、これを行う
ための実際の装置は、現在は広範には使用されていな
い。好ましい実施例において、タービン入り口温度は、
特定のターボチャージャーの経験的なデータに基づいて
ＥＣＭメモリに記憶された等式から計算される。タービ
ン入り口温度の等式は、エンジン速度、空燃比、インテ
ークマニフォルド温度、燃料噴射タイミングの関数であ
る。これらの量に基づいたタービン入り口温度の関数性
は、エンジン/ターボチャージャー構成のタイプに関し
てＥＣＭメモリで変更される。
【００２７】ターボチャージャーマネージャー１３０の
高度な優先機能は、過剰な軸速度からターボチャージャ
ーを保護することである。その結果、ターボマネージャ
ー１３０の第１のステップは、判断ブロック３０２であ
り、このブロック３０２において、現在のターボチャー
ジャー軸速度とプログラマブル制限値とを比較する。現
在のターボチャージャー軸速度がこのプログラマブル制
限値を超える場合には、ブロック３０４は、どのウエイ
ストゲートステップが、ターボチャージャーの速度オー
バー状態を減少するためにターボチャ−ジャーに命令す
べきかを決定する。これは、どのウエイストゲートバイ
パスを増大することによって行われ、これは、ターボチ
ャージャータービンに送られる排気ガスの量を減少し、
ターボチャージャーがその軸の回転速度を低下させるこ
とができるようにする。
高度な優先機能は、過剰な軸速度からターボチャージャ
ーを保護することである。その結果、ターボマネージャ
ー１３０の第１のステップは、判断ブロック３０２であ
り、このブロック３０２において、現在のターボチャー
ジャー軸速度とプログラマブル制限値とを比較する。現
在のターボチャージャー軸速度がこのプログラマブル制
限値を超える場合には、ブロック３０４は、どのウエイ
ストゲートステップが、ターボチャージャーの速度オー
バー状態を減少するためにターボチャ−ジャーに命令す
べきかを決定する。これは、どのウエイストゲートバイ
パスを増大することによって行われ、これは、ターボチ
ャージャータービンに送られる排気ガスの量を減少し、
ターボチャージャーがその軸の回転速度を低下させるこ
とができるようにする。
【００２８】ターボチャージャーマネージャー１３０
は、ターボチャージャーが最大限のウエイストゲートバ
イパスについて設定されたかどうかを決定する判断ブロ
ック３０６に進む。もし、そうであれば、ターボチャー
ジャーからのウエィストバイパスの増加を命令すること
が不可能であり、ターボチャージャーの軸速度を低減す
るために他の手段がとられなければならない。これは、
ブロック３０８で行われ、エンジン燃料噴射装置の命令
が燃料の送りを緩和することを命令する。燃料命令に加
えられる緩和量は、前述した緩和テーブルから選択さ
れ、前述した緩和テーブルは、実際の大気圧より低い水
準に大気圧を人工的に設定し、それによって、ＥＣＭの
部分がそうでなければ決定するエンジンに対する燃料命
令よりも低い値を選択するようにする。この低い大気圧
の値は、車のキーオフでリセットされる。エンジンの燃
料命令を緩和する他の方法は、当業者には明らかであ
る。ターボチャージャーマネージャー１３０は、ＥＣＭ
が他の関数性を実行することができるようにする。も
し、決定ブロック３０６が、ウエィストゲートバイパス
が現在最大に設定されていないことを決定した場合に
は、方法は、ブロック３１０に進み、ブロック３０４で
決定されたウエィストゲートバイパスのステップを実行
するようにターボチャージャーに命令する。
は、ターボチャージャーが最大限のウエイストゲートバ
イパスについて設定されたかどうかを決定する判断ブロ
ック３０６に進む。もし、そうであれば、ターボチャー
ジャーからのウエィストバイパスの増加を命令すること
が不可能であり、ターボチャージャーの軸速度を低減す
るために他の手段がとられなければならない。これは、
ブロック３０８で行われ、エンジン燃料噴射装置の命令
が燃料の送りを緩和することを命令する。燃料命令に加
えられる緩和量は、前述した緩和テーブルから選択さ
れ、前述した緩和テーブルは、実際の大気圧より低い水
準に大気圧を人工的に設定し、それによって、ＥＣＭの
部分がそうでなければ決定するエンジンに対する燃料命
令よりも低い値を選択するようにする。この低い大気圧
の値は、車のキーオフでリセットされる。エンジンの燃
料命令を緩和する他の方法は、当業者には明らかであ
る。ターボチャージャーマネージャー１３０は、ＥＣＭ
が他の関数性を実行することができるようにする。も
し、決定ブロック３０６が、ウエィストゲートバイパス
が現在最大に設定されていないことを決定した場合に
は、方法は、ブロック３１０に進み、ブロック３０４で
決定されたウエィストゲートバイパスのステップを実行
するようにターボチャージャーに命令する。
【００２９】決定ブロック３０２は、ターボチャージャ
ーがオーバースピードではないことを決定する場合、タ
ーボチャージャーマネージャー１３０は、ターボチャー
ジャーが過熱しているかどうかを決定する。判断ブロッ
ク３１２は、現在のタービン入り口温度と所定の制限値
を比較する。もし、現在のタービン入り口温度がこの所
定の制限値を超える場合には、過熱に対する保護は、ウ
エィストゲートバイパスを減少することによってブロッ
ク３１４で実行される。ブロック３１４は、この過熱保
護を達成するために現在のウエィストゲート設定に基づ
いて、４段ウエィストゲートのうちどれを実行すべきか
を決定する。これは、ターボチャージャータービンを流
れる排気ガスの量を増大し、この速度を増加させ、同じ
量の燃料に対しより多くの空気をエンジンに提供する。
これは、エンジン温度の降下を生じる。
ーがオーバースピードではないことを決定する場合、タ
ーボチャージャーマネージャー１３０は、ターボチャー
ジャーが過熱しているかどうかを決定する。判断ブロッ
ク３１２は、現在のタービン入り口温度と所定の制限値
を比較する。もし、現在のタービン入り口温度がこの所
定の制限値を超える場合には、過熱に対する保護は、ウ
エィストゲートバイパスを減少することによってブロッ
ク３１４で実行される。ブロック３１４は、この過熱保
護を達成するために現在のウエィストゲート設定に基づ
いて、４段ウエィストゲートのうちどれを実行すべきか
を決定する。これは、ターボチャージャータービンを流
れる排気ガスの量を増大し、この速度を増加させ、同じ
量の燃料に対しより多くの空気をエンジンに提供する。
これは、エンジン温度の降下を生じる。
【００３０】ブロック３１６の参入は、過速と過熱状態
を交互につくる設定の間でターボチャージャーマネージ
ャー１３０が発振することを防止する。それは前の所定
の時間フレーム内で使用された従来の設定でのみ見るよ
うにブロック３１６に関連する所定の時間制限があり、
この時間フレームは、ターボチャージャーマネージャー
１３０のプログラム可能な制限である。次に、この方法
は、（もし、ブロック３１６によって達成されない場合
には）、所望のウエィストゲートバイパスステップを実
行するブロック３１０に進む。
を交互につくる設定の間でターボチャージャーマネージ
ャー１３０が発振することを防止する。それは前の所定
の時間フレーム内で使用された従来の設定でのみ見るよ
うにブロック３１６に関連する所定の時間制限があり、
この時間フレームは、ターボチャージャーマネージャー
１３０のプログラム可能な制限である。次に、この方法
は、（もし、ブロック３１６によって達成されない場合
には）、所望のウエィストゲートバイパスステップを実
行するブロック３１０に進む。
【００３１】もし、決定ブロック３１２が、ターボチャ
ージャーが過熱状態にないと判断すれば、ターボチャー
ジャーマネージャー１３０は、ステップ３１８に進み、
これは、空気質量レート偏差１２４の値を減少するよう
に構成される方法でターボチャージャーのウエィストゲ
ート設定を調整する。所望のウエィストゲート設定は、
特定の空気質量レート偏差、エンジン速度およびエンジ
ン燃料に対する所望のターボチャジャーウエィストゲー
トステップの設定を含むルックアップテーブルから決定
される。例えばルックアップテーブルは、もし、空気質
量レート偏差１２４が第１の範囲の値内にある場合に
は、ターボチャジャーウエィストゲートに対して変化を
行うべきではなく、空気質量レート偏差１２４が第２の
範囲の値内にあるとき、ウエィストゲート設定内の１段
の増大を命令すべきであり、もし、空気質量レート偏差
１２４が、第３の範囲内にある場合には、ウエィストゲ
ートバイパス設定内で１段の減少が命令されるべきであ
る。このルックアップテーブルは、ターボマネージャー
１３０によって制御される特定のエンジンおよびターボ
チャージャーについて経験的に決定されることが好まし
い。
ージャーが過熱状態にないと判断すれば、ターボチャー
ジャーマネージャー１３０は、ステップ３１８に進み、
これは、空気質量レート偏差１２４の値を減少するよう
に構成される方法でターボチャージャーのウエィストゲ
ート設定を調整する。所望のウエィストゲート設定は、
特定の空気質量レート偏差、エンジン速度およびエンジ
ン燃料に対する所望のターボチャジャーウエィストゲー
トステップの設定を含むルックアップテーブルから決定
される。例えばルックアップテーブルは、もし、空気質
量レート偏差１２４が第１の範囲の値内にある場合に
は、ターボチャジャーウエィストゲートに対して変化を
行うべきではなく、空気質量レート偏差１２４が第２の
範囲の値内にあるとき、ウエィストゲート設定内の１段
の増大を命令すべきであり、もし、空気質量レート偏差
１２４が、第３の範囲内にある場合には、ウエィストゲ
ートバイパス設定内で１段の減少が命令されるべきであ
る。このルックアップテーブルは、ターボマネージャー
１３０によって制御される特定のエンジンおよびターボ
チャージャーについて経験的に決定されることが好まし
い。
【００３２】上述した空気質量レート偏差減少ステップ
３１８は、空気質量レート偏差を低減するための閉鎖ル
ープ制御である。別の例として、特定のエンジン速度お
よび命令燃料レートに基づいてＥＣＭと関連するルック
アップテーブルから直接選択される、開放ループ制御が
実行される。これは、空気質量レート偏差を検出し計算
する必要性を省略する。ＥＣＭのウエィストゲート状態
テーブルは、経験的なエンジンデータから発生され、Ｅ
ＣＭメモリに永久的に記憶される。ＥＣＭは、特定のエ
ンジン/ターボチャージャーの組み合わせについてプロ
グラムされ、ＥＣＭは、状態テーブルまたは上述した空
気質量レート偏差法のいずれかを使用するためにプログ
ラムされる。
３１８は、空気質量レート偏差を低減するための閉鎖ル
ープ制御である。別の例として、特定のエンジン速度お
よび命令燃料レートに基づいてＥＣＭと関連するルック
アップテーブルから直接選択される、開放ループ制御が
実行される。これは、空気質量レート偏差を検出し計算
する必要性を省略する。ＥＣＭのウエィストゲート状態
テーブルは、経験的なエンジンデータから発生され、Ｅ
ＣＭメモリに永久的に記憶される。ＥＣＭは、特定のエ
ンジン/ターボチャージャーの組み合わせについてプロ
グラムされ、ＥＣＭは、状態テーブルまたは上述した空
気質量レート偏差法のいずれかを使用するためにプログ
ラムされる。
【００３３】この方法は、ステップ３２０に進み、所望
のウエィストゲートバイパス設定が過熱状態をつくらな
いことを確認するためにチェックする。このブロック３
２０は、上述したブロック３１６の動作に類似した態様
でこのタスクを達成する。ブロック３２０で可能な過熱
状態をチェックした後、ターボチャージャーマネージャ
ー１３０は、ブロック３１６に進み、所望のウエィスト
ゲート設定で可能な過速状態をチェックする。ブロック
３１０は、ブロック３１６および３２０によって所望の
ウエィストゲート設定を実行する。
のウエィストゲートバイパス設定が過熱状態をつくらな
いことを確認するためにチェックする。このブロック３
２０は、上述したブロック３１６の動作に類似した態様
でこのタスクを達成する。ブロック３２０で可能な過熱
状態をチェックした後、ターボチャージャーマネージャ
ー１３０は、ブロック３１６に進み、所望のウエィスト
ゲート設定で可能な過速状態をチェックする。ブロック
３１０は、ブロック３１６および３２０によって所望の
ウエィストゲート設定を実行する。
【図１】燃焼マネージャーと、空気装置マネージャー
と、ターボチャージャーマネージャーを含む本発明の好
ましいの装置の概略ブロック図である。
と、ターボチャージャーマネージャーを含む本発明の好
ましいの装置の概略ブロック図である。
【図２】図１の燃焼マネージャーの動作フローチャート
である。
である。
【図３】図１の空気装置マネージャーのフローチャート
である。
である。
【図４】図１のターボチャージャーマネージャーのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
１１０ 燃焼マネージャー １２０ 空気装置マネージャー １３０ ターボチャージャーマネージャー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１ Ｆ０２Ｄ 41/22 ３０１Ｅ 41/22 ３０１ ３０５Ｄ ３０５ Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０１Ｆ (72)発明者 ピーター・ローズニッツ アメリカ合衆国インディアナ州47203, コロンバス，リッチランド・ドライブ 3425 (72)発明者 マーク・ダブリュー・ピクリック アメリカ合衆国インディアナ州47401, ブルーミントン，ストーンゲイト・ドラ イブ 3930 (72)発明者 ジョセフ・エフ・モホーズ アメリカ合衆国インディアナ州47203, コロンバス，クローバー・コート 1810 (72)発明者 ダブリュー・バリー・ブライアン アメリカ合衆国インディアナ州46131, フランクリン，サウス・ハイランド・ド ライブ 1449 (56)参考文献 特開 平10−68340（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−280364（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−332072（ＪＰ，Ａ) 特表 平７−508331（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 37/00 - 39/16 F02D 41/00 - 45/00 F02D 23/00 - 23/02
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジンの現在の動作点に基づいて所望
の空気質量レート（「質量レート」は「行程当りの質
量」を意味する。以下同じ）を決定するために作動可能
な燃焼マネージャーと、 前記エンジンの前記所望の空気質量レートと実際の空気
質量レートとの空気質量レート偏差を決定するために作
動可能な空気装置マネージャーと、 前記空気質量レート偏差を最小化するようにターボチャ
ージャーの作動状態を制御するように作動可能なターボ
チャージャーマネージャーと、を有し、 前記燃焼マネージャーは、前記エンジンの現在の作動点
に基づく目標の空燃比と前記エンジンの燃料質量レート
とを決定し、該目標の空燃比と前記燃料質量レートとの
積として所望の空気質量レートを決定するように作動
し、 前記ターボチャージャーマネージャーは、前記ターボチ
ャージャーのタービン入口温度が所定の制限値を超える
場合には、ターボチャージャーのウエイストゲートバイ
パス量を減少するように作動し、同じ量の燃料とともに
さらに空気をエンジンに供給することによりターボチャ
ージャーが所定の制限値を超えるタービン入口温度を維
持することを防止するように作動し、前記減少したウエ
イストゲートバイパス量が第２の所定の制限値を越える
ターボチャージャー軸速度を生じた場合には、ウエイス
トゲートバイパス量を減少させないように作動すること
を特徴とする内燃エンジンに空気を供給するターボチャ
ージャーを制御する装置。 - 【請求項２】 前記燃焼マネージャー、空気装置マネー
ジャーおよびターボチャージャーマネージャーは、電子
エンジン制御モジュールの一部である請求項１に記載の
装置。 - 【請求項３】 ａ）エンジンの現在の作動点を決定する
ことと、 ｂ）現在の作動点に基づいて所望の空気質量レートを決
定することと、 ｃ）前記エンジンの実際の空気質量レートとを決定する
ことと、 ｄ）前記所望の空気質量レートと実際の空気質量レート
との質量レート偏差を決定することと、 ｅ）前記空気質量レート偏差を最小化するようにターボ
チャージャーの作動状態を制御することと、 ｆ）前記ターボチャージャーのタービン入口温度が所定
の制限値を超える場合には、ターボチャージャーのウエ
イストゲートバイパス量を減少し、同じ量の燃料ととも
にさらに空気をエンジンに供給することにより前記ター
ボチャージャーが所定の制限値を超えるタービン入口温
度を維持することを防止するためにターボチャージャー
の作動状態を制御すること、 ｇ）前記減少したウエイストゲートバイパス量が第２の
所定の制限値を超えるターボチャージャー軸速度を生じ
た場合には、ウエイストゲートバイパス量の減少を防止
することと、を有し、 前記ステップ（ｂ）は、 ｂ．１）現在の作動点に基づいて目標の空燃比を決定す
ることと、 ｂ．２）前記エンジンの燃料質量レートを決定すること
と、 ｂ．３）前記目標の空燃比と前記燃料質量レートとの積
として所望の空気質量レートを決定することと、を有す
る、内燃エンジンへ空気を送るターボチャージャーを制
御する方法。
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