JPH0148380B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、過給機を備えたエンジンにおいて該
過給機下流の最高過給圧を設定値に制御するよう
にした過給機付エンジンの過給圧制御装置に関
し、特に、エンジンの加速運転時には最高過給圧
を上記設定値よりも高く制御するようにしたもの
の改良に関する。

（従来の技術） 従来より、エンジンの吸気通路に過給機を介設
して、該過給機により吸気を過給することによ
り、エンジンの吸気の充填効率の向上、出力向上
を図るようにすることは広く知られている。ま
た、このような過給機付エンジンにおいて、過給
機下流の最高過給圧を設定値に制御するための最
高過給圧制御装置を設けて、過給機下流の最高過
給圧が過上昇するのを抑えることにより、過給圧
の異常上昇に伴うエンジンの破損を防止して、エ
ンジンの信頼性、耐久性を確保しながら上記充填
効率向上、出力向上を有効に図るようにすること
は知られている。

ところで、従来、このような過給機付エンジン
の過給圧制御装置においては、例えば特開昭57−
157017号公報に開示されるように、エンジンのス
ロツトル弁が所定開度以上に開くエンジンの加速
時には、エンジンの破損を確実に防止し得る範囲
内で過給機下流の最高過給圧を予め設定された所
定期間のあいだ上昇させて、これを通常時の場合
（設定値）よりも高く制御することにより、エン
ジンの加速性能の向上を図るようにすることが行
われている。

しかしながら、この場合、上記従来のもので
は、最高過給圧の上昇制御の時間が予め設定した
所定期間に限られている関係上、例えば所定の変
速段（例えば第３速）を保持した状態で加速運転
を行う場合のように、さほど長い加速時間を要し
ない（例えば10秒程度の）エンジン加速時には、
この所定期間のあいだ行われる最高過給圧の上昇
制御によつてエンジンの加速性の向上をその全期
間に亘つて有効に図られる。これに対し、スロツ
トルのほぼ全開状態で変速段を順次シフトアツプ
して加速運転を行う場合のように、長い加速時間
（例えば20秒）を要するエンジンの加速時には、
その加速状態の途中で上記所定期間が経過し、こ
の時点で最高過給圧が設定値に下降復帰すること
になるため、上記加速性の向上をその全期間に亘
つて有効に図り得ないことになる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は斯かる点に鑑み、その目的は、上記の
如くエンジンの加速時に最高過給圧を所定時間通
常時よりも上昇させるようにした過給圧制御装置
において、スロツトルのほぼ全開状態で変速段を
順次シフトアツプしていくような加速時間の長い
エンジンの加速時には、最高過給圧の上昇制御時
間を長くすることにより、エンジンの加速時間と
最高過給圧の上昇制御時間とを加速時間の長短に
拘らず常に良好に対応させて、スロツトル全開状
態でのシフトアツプ時においても加速性能の向上
を確実に図ることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段
は、第１図に示すように、吸気過給のために吸気
通路２に介設された過給機６と、該過給機６下流
の最高過給圧を設定値に制御するための最高過給
圧制御装置１３とを備えた過給機付エンジンの過
給圧制御装置において、エンジン１の加速状態を
検出する加速検出手段２７と、吸気通路２に設け
たスロツトル弁４の開度を検出するスロツトル開
度検出手段２０と、該スロツトル開度検出手段２
０の出力を受け、スロツトル開度が所定値以上の
ときの変速機のシフトアツプ時を検出するシフト
アツプ時検出手段２８と、上記加速検出手段２７
の出力を受け、所定期間最高過給圧を上記設定値
よりも上昇させるとともに、上記シフトアツプ時
検出手段２８の出力を受けた時にはさらに所定期
間上記最高過給圧の上昇を維持する過給圧調整手
段２９とを備えたものである。

（作用） 上記構成により、本発明では、エンジン状態が
加速状態に移行し始めると、先ず過給機下流の最
高過給圧を所定期間のあいだ通常時（設定値）よ
りも上昇させるとともに、この加速状態がスロツ
トル弁の開度が全開ないし全開付近の所定開度以
上のときでかつ変速機がシフトアツプされた時に
は、さらに所定期間のあいだ上記最高過給圧の上
昇を維持続行することによつて、最高過給圧の上
昇制御時間を常にエンジンの加速時間に良好に対
応させるようにしたものである。

尚、上記の所定値以上のスロツトル開度状態で
の変速機を順次シフトアツプしてゆく加速状態は
特殊な運転態様であつて、その頻度は比較的少な
いので、エンジンの信頼性の面ではさほど問題は
ない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面を参
照しながら説明する。

第２図において、１はエンジン、２はエンジン
１に吸気を供給するための吸気通路、３はエンジ
ン１からの排気ガスを排出するための排気通路、
４は吸気通路２に配設され吸気量を制御するスロ
ツトル弁、５は吸気通路２のスロツトル弁４下流
に設けられたサージタンクである。

６は排気ターボ式の過給機であつて、該過給機
６は、排気通路３に介設されたタービン６ａと、
吸気通路２に介設され該タービン６ａに連結軸６
ｃを介して駆動連結されたコンプレツサ（ブロ
ア）６ｂとからなり、排気ガス流によつて回転す
るタービン６ａによりコンプレツサ６ｂが駆動
し、このコンプレツサ６ｂの回転駆動により吸気
をエンジン１に過給するようにしたものである。

そして、上記排気通路３には、上記過給機６の
タービン６ａをバイパスするバイパス通路７が設
けられており、該バイパス通路７にはパイパス通
路７を開閉するウエストゲート弁８が配設され、
該ウエストゲート弁８はウエストゲートアクチユ
エータ９によつて開閉制御される。該ウエストゲ
ートアクチユエータ９は圧力応動式のダイヤフラ
ム装置よりなり、ウエストゲート弁８にリンク連
結されたダイヤフラム９ａと、該ダイヤフラム９
ａによつて区画された圧力室９ｂおよび大気室９
ｃと、該大気室９ｃ内に縮装されウエストゲート
弁８を閉弁方向に付勢するスプリング９ｄとを備
え、上記圧力室９ｂは、過給圧連通路１０を介し
て過給機６のコンプレツサ６ｂ下流でスロツトル
弁４上流の吸気通路２に連通されていて、過給機
６（コンプレツサ６ｂ）下流の過給圧を圧力室９
ｂに導入する一方、大気連通路１１および該大気
連通路１１の先端開口に設けたエアフイルタ１２
を介して大気に連通されていて、圧力室９ｂを大
気に開放するようにしている。しかして、上記ウ
エストゲートアクチユエータ９の圧力室９ｂに過
給機６（コンプレツサ６ｂ）下流の過給圧が過給
圧連通路１０によつて導入されたときには、ダイ
ヤフラム９ａがスプリング９ｄの付勢力に抗して
偏倚して、ウエストゲート弁８を開作動させ、バ
イパス通路７を開くことにより、排気ガス流の一
部が過給機６のタービン６ａを迂回して流下し、
このことによりタービン６ａの回転が抑えられる
とともにコンプレツサ６ｂの回転が抑えられて、
該過給機６（コンプレツサ６ｂ）下流の過給圧を
低下させる。一方、上記圧力室９ｂが大気連通路
１１によつて大気に開放されたときには、スプリ
ング９ｄの付勢力によりウエストゲート弁８が閉
作動してバイパス通路７を閉じることにより、排
気ガスの全流が過給機６のタービン６ａに流れ
て、上記のタービン６ａの回転抑制による過給機
６下流の過給圧の低下を停止して増大させるよう
に制御し、よつて過給機６下流の最高過給圧を設
定値に制御するようにしたウエストゲート方式の
最高過給圧制御装置１３が構成されている。

さらに、上記過給圧連通路１０の途中には該過
給圧連通路１０を開閉制御する第１制御弁１４が
介設されているとともに、上記大気連通路１１の
途中には該大気連通路１１を開閉制御する第２制
御弁１５が介設されている。該両制御弁１４，１
５は該両制御弁１４，１５を作動制御するコント
ロールユニツト１６に信号の授受可能に接続され
ていて、該コントロールユニツト１６には、エン
ジン回転数を検出する回転数センサ１７、エンジ
ン温度をエンジン冷却水温度により検出する水温
センサ１８、吸気温度を検出する吸気温センサ１
９、スロツトル弁４の開度を検出するスロツトル
開度検出手段としてのスロツトル開度センサ２０
および過給機６（コンプレツサ６ｂ）下流でスロ
ツトル弁４上流の吸気通路２の圧力（過給圧）を
検出する圧力センサ２１の各検出信号が入力され
ている。ここで、上記各制御弁１４，１５はデユ
ーテイソレノイド弁によつて構成することが制御
精度の面で好ましいが、比例ソレノイド弁で構成
してもよい。また、第１制御弁１４は常時開のも
のを、第２制御弁１５は常時閉のものを使用する
ことは、制御系の故障時、過給圧を低下させるべ
く過給圧制御されるのでエンジン１の信頼性確保
の上で好ましい。また、上記過給圧制御の際、ス
ロツトル開度センサ２０に代えて吸入空気量を検
出するエアフローセンサの信号を用いてもよく、
あるいは圧力センサ２１に代えてエアフローセン
サの信号を用いてもよい。

加えて、上記過給圧連通路１０の第１制御弁１
４上流には、導入される過給機６下流の過給圧
（例えば500mmHg）を減圧してウエストゲートア
クチユエータ９の圧力室９ｂに加えられる過給圧
をほぼ一定値（例えば200mmHg）に調整する圧力
調整弁２２が介設されている。尚、２３および２
４はそれぞれ過給圧連通路１０および大気連通路
１１に設けられたオリフイスであつて、両オリフ
イス２３，２４は各連通路１０，１１の通路面積
を絞ることによる圧力伝達作用の良好な安定性の
確保とオーバシユートの発生防止とを加味した適
当な口径に設定されている。

次に、上記コントロールユニツト１６による第
１および第２の制御弁１４，１５の制御を第３図
および第４図に示す作動フローに基づいて説明す
る。まず、第３図に示す過給圧制御の基本フロー
チヤートにおいて、スタートしてステツプS₁にお
いて回転数センサ１７からのエンジン回転数Ｎ、
水温センサ１８からのエンジン冷却水温度Tw、
吸気温センサ１９からの吸気温度Taおよびスロ
ツトル開度センサ２０からのスロツトル開度θの
各信号データを入力し、ステツプS₂でこれらの信
号データに基づいて目標過給圧P_Dを下記の式に
より算出する。

P_D＝Ｋ×P_Base ここで、Ｋは補正係数であつて、エンジン冷却
水温度Tw、吸気温度Ta、加速補正量などによ
つて決定される。

次いで、ステツプS₃において圧力センサ２１か
ら実際の過給圧Paの信号データを入力する。そ
して、ステツプS₄において、実際の過給圧Paと
目標過給圧P_Dとの差に基づき後述の第１、第２
制御弁１４，１５のデユーテイ比制御における比
例制御によるパルス巾t_Pを、t_P＝PG×（Pa−P_D）
の式（PG：比例ゲイン）により算出するととも
に、ステツプS₅において今回の実際過給圧Pa
（ｎ）と前回の実際過給圧Pa（ｎ−₁）との差に基
づき同じく微分制御によるパルス巾t_Dを、t_D＝
DG×｛Pa（ｎ）−Pa（ｎ−₁）｝の式（DG：微分ゲ
イン）により算出し、ステツプS₆でこれらのバル
ス巾t_P，t_Dを加算して制御パルス巾ｔ（＝t_P＋t_D）
を算出する。

次に、ステツプS₇において、制御方向を決定す
べく上記実際過給圧Paと目標過給圧P_Dとの大小
を比較判別し、Pa−P_D＞０のYESのときにはス
テツプS₈で第１制御弁１４を駆動することによ
り、過給機６下流の過給圧を圧力調整弁２２で一
定の圧力に調圧して最高過給圧制御装置１３つま
りウエストゲートアクチユエータ９の圧力室９ｂ
に加え、実際過給圧Paを目標過給圧P_Dに低下さ
せるべく制御する一方、Pa−P_D＜０のNOのとき
にはステツプS₉で第２制御弁１５を駆動すること
により、ウエストゲートアクチユエータ９の圧力
室９ｂを大気に開放し、実際過給圧Paを目標過
給圧P_Dに増大させるべく制御し、以後、上記ス
テツプS₁に戻つて同様の制御動作を繰返す。よつ
て、第３図の過給圧基本制御フローに基づいてコ
ントロールユニツト１６により第１および第２の
制御弁１４，１５を開閉制御することにより、ウ
エストゲートアクチユエータ９を作動制御して、
過給機６下流の最高過給圧を設定値（目標過給
圧）にフイードバツク制御するようにしている。

これに対し、加速運転時には、加速性能の向上
を図るべく最高過給圧を所定時間上記目標過給圧
P_Dよりも高くするよう補正するために第４図に
示す加速補正サブルーチンに基づく動作が行わ
れ、この加速補正サブルーチンは上記過給圧基本
制御フローのステツプS₁とステツプS₂との間で呼
出されて実行されるものである。すなわち、ステ
ツプSaで加速フラグが「１」であるか否かを判
別し、加速フラグ＝１であるYESのときには加
速補正中であると判断して直ちにステツプSeに
移る一方、加速フラグ＝０であるNOのときには
加速補正中でないと判断してステツプSbに移る。
このステツプSbにおいて、スロツトル開度θが
所定値C₁よりも大きいか否か、およびスロツト
ル開度の変化率dθ／dtが所定値C₂よりも大きい
か否かを判別し、いずれかが小さいNOの場合に
は加速補正条件が成立していないと判断して直ち
にステツプSlに進み、最高過給圧の補正係数C_A
cc（ｎ）が基本値“１”であるか否かを判別して、
C_Acc（ｎ）＝１のYESのときにはそれで終了し、
C_Acc（ｎ）≠１のNOのときにはステツプSjに移
る。

一方、上記ステツプSbの判別が共に大きい
YESの場合には加速補正条件が成立したと判断
して、ステツプScで加速フラグを「１」にした
のち、ステツプSdにおいて所定時間最高過給圧
を上昇させるべくマツプMap（Ｎ）からエンジン
回転数Ｎに応じた最高過給圧の補正係数C_Accと
補正時間T_Accを読込み、該補正係数C_Accでもつ
て目標過給圧P_Dを補正する。その後、ステツプ
Seにおいて、補正時間T_Acc（ｎ）を「１」ずつ減
算して漸次減少させて行き、ステツプSfでT_Acc
が「０」になつたか否かを判別する。そして、
T_Acc≠０のNOのときにはステツプSgにおいて
エンジン回転数の変化率dN／dtを演算したのち、
ステツプShにおいて該エンジン回転数の変化率
dN／dtがスロツトル開度のほぼ全開状態で変速
機をシフトアツプした直後に相当する設定値−
C₄未満か否かを判別し、dN／dt≧−C₄のNOの
ときには加速時間がさほど長くない加速運転時で
あると判断したのち、元に戻つて上記ステツプ
Seでの補正時間T_Accの減算動作を繰返してT_Acc
＝０となるのを待つ。そして、T_Acc＝０のYES
になると、ステツプSiで加速フラグを「０」にし
たのち、ステツプSjにおいて補正係数C_Acc（ｎ）
を一定値C₃ずつ減算して、加速補正係数を一定
の勾配で徐々に減少させることにより、加速補正
をトルクシヨツクを生ずることなく終らせる。

一方、上記ステツプShでdN／dt＜−C₄のYES
の場合には、加速時間の長い加速運転時であると
判断して、ステツプS_Kにおいて補正時間T_Accを
上記ステツプSdの初期値に再設定して元に戻り、
加速補正を続行するよう制御する。

よつて、加速補正サブルーチンのステツプSb
におけるθ＞C₁およびdθ／dt＜C₂の判定により、
エンジン１の加速状態を検出するようにした加速
検出手段２７が構成されている。また、スロツト
ル開度検出手段（スロツトル開度センサ２０）に
より検出しスロツトル開度がほぼ全開状態に相当
する所定値以上の状態での変速機のシフトアツプ
時においてはエンジン回転数の変化率がdN／dt
＜−C₄になることから、第４図の加速補正サブ
ルーチンのステツプSg、ShでのdN、dtの演算お
よびこれの−C₄との大小比較により、スロツト
ル開度検出手段（スロツトル開度センサ２０）の
出力を受けてスロツトル開度が所定値以上のとき
の変速機のシフトアツプ時を検出するようにした
シフトアツプ時検出手段２８が構成されている。
さらに、上記加速補正サブルーチンのステツプ
Sbにおけるエンジン加速状態の検出時には、ス
テツプSd〜ステツプSfにおいて最高過給圧の補
正係数C_Accでもつて目標過給圧P_Dを増大補正し
且つこれを補正時間T_Accのあいだ維持すること、
およびステツプShにおけるdN／dt＜−C₄の検出
時にはステツプS_Kで補正時間T_Accを初期値に再
設定することにより、加速検出手段２７の出力を
受けて所定期間（補正期間T_Acc）のあいだ最高
過給圧を設定値（目標過給圧P_D）よりも上昇さ
せるとともに、シフトアツプ時検出手段２８の出
力を受けた時にはさらに所定期間（補正時間T_A
cc）のあいだ上記最高過給圧の上昇を維持するよ
うにした過給圧調整手段２９が構成されている。

したがつて、上記実施例においては、エンジン
１の加速運転時、この加速状態が例えば変速機の
第３速を保持しながら行われるときのように、さ
ほど長くない加速時間でもつて行われる場合に
は、加速運転開始時からエンジン回転数に応じた
補正時間T_Acc（例えば10秒間）のあいだ、目標過
給圧P_Dが補正係数C_Accにより増大補正されて、
過給機６下流の最高過給圧が設定値（目標過給圧
P_D）よりも高く制御され、良好な加速性能がそ
の加速全期間に亘つて確保される。

それに対し、加速状態が例えば車両の停止状態
からスロツトル開度をほぼ全開にしながら変速機
を順次第１速からシフトアツプしてゆく場合のよ
うに、長い時間に亘つて行われるときには、第５
図に示すように、スロツトル開度が所定値C₁以
上となると共に最高過給圧が設定値P_D以上とな
つた時点で加速補正が開始されるが、この加速補
正が同図に破線で示す如く補正時間T_Accの経過
により終了するまでの間に、変速機が第２速にシ
フトアツプされると、その直後においてエンジン
回転数の変化率dN／dtが設定値−C₄よりも小さ
くなつて、補正時間T_Accが初期値に再設定され、
加速補正時間T_Accが実質上延長される。そして、
再設定された補正時間T_Accの経過前に再び変速
機のシフトアツプが行われる毎に補正時間T_Acc
の再設定が順次行われて加速補正が延長され、最
終的に最高段（図では第４速）へのシフトアツプ
後補正時間T_Accが経過した時点で加速補正が漸
次減少制御されつつ終了することになる。よつ
て、最高過給圧の上昇制御が変速機の第２速や第
３速などの加速途中で終了することがなく、これ
を変速機の最高段の範囲にまで延長することがで
きるので、上記のようなスロツトル略全開状態で
のシフトアツプ時においても加速性能をその加速
のほぼ全期間に亘つて良好に確保することができ
る。

尚、上記実施例では、シフトアツプ時検出手段
２８をdN／dt＜−C₄の検出により構成したが、
これに加えて変速機のシフト変更時を検出するシ
フト変更スイツチからの信号や車両の加速度を検
出する加速度スイツチからの信号を併用して、ス
ロツトル開度が所定値以上のときにおける変速機
のシフトアツプ時を検出するようにしてもよい。

また、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、その他種々の変形例をも包含するもので
ある。例えば、上記実施例では、最高過給圧の制
御を実際の過給圧の検出に基づいてフイードバツ
ク制御するようにしたが、それに併用してウエス
トゲート弁８の開度でポジシヨンフイードバツク
制御するようにしてもよい。

さらに、上記実施例では、吸気過給のための過
給機として、排気ターボ式のものを例示したが、
その他ポンプ式等の公知の過給機が採用可能であ
る。また、過給機下流の最高過給圧を設定値（目
標過給圧）に制御するための最高過給圧制御装置
として、上記実施例ではウエストゲート方式のも
のについて述べたが、本発明は、その他過給機下
流の最高過給圧を直接リリーフ制御するリリーフ
方式等の各種方式に対しても適用可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の過給機付エンジ
ンの過給圧制御装置によれば、エンジンの加速
時、スロツトル開度が所定値以上の状態で変速機
のシフトアツプが行われたときには、所定期間行
われる過給機下流の最高過給圧の上昇制御をさら
に所定期間維持するようにしたので、最高過給圧
の上昇制御時間をエンジンの加速時間の長短に拘
わらずこれに良好に対応させることができ、スロ
ツトル略全開状態でのシフトアツプ加速時におい
ても良好に加速性能が得られ、よつて加速性能の
より一層の向上を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロツク図、第２
図〜第５図は本発明の実施例を示し、第２図は全
体概略構成図、第３図はコントロールユニツトの
基本作動を説明するフローチヤート図、第４図は
同加速補正のためのサブルーチンを説明するフロ
ーチヤート図、第５図は作動説明図である。 １……エンジン、２……吸気通路、４……スロ
ツトル弁、６……過給機、１３……最高過給圧制
御装置、２０……スロツトル開度検出手段、２７
……加速検出手段、２８……シフトアツプ時検出
手段、２９……過給圧調整手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸気過給のために吸気通路に介設された過給
   機と、該過給機下流の最高過給圧を設定値に制御
   するための最高過給圧制御装置とを備えた過給機
   付エンジンの過給圧制御装置において、エンジン
   の加速状態を検出する加速検出手段と、吸気通路
   に設けたスロツトル弁の開度を検出するスロツト
   ル開度検出手段と、該スロツトル開度検出手段の
   出力を受け、スロツトル開度が所定値以上のとき
   の変速機のシフトアツプ時を検出するシフトアツ
   プ時検出手段と、上記加速検出手段の出力を受
   け、所定期間最高過給圧を上記設定値よりも上昇
   させるとともに、上記シフトアツプ時検出手段の
   出力を受けた時にはさらに所定期間上記最高過給
   圧の上昇を維持する過給圧調整手段とを備えたこ
   とを特徴とする過給機付エンジンの過給圧制御装
   置。