JPH04241735A - タ−ボチャ−ジャの過給圧制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に好適に採用
可能なタ−ボチャ−ジャの過給圧制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用のエンジンに装備されるタ−ボ
チャ−ジャにおいては、過給圧によってダイヤフラム式
のアクチュエ−タを作動させ、その作動により排気タ−
ビンに並設した排気バイパス通路のウェストゲ−トバル
ブを開弁させて、過給圧が設定圧以上に上昇するのを防
止するようにしているのが一般的である。ところが、単
にこれだけのものでは、エンジン回転が最高速に近づく
につれて給気の充填効率が低下し、出力トルクが減少傾
向を示すという不具合がある。

【０００３】そのため、前記アクチュエ−タのダイヤフ
ラム室を大気に間欠的に開放する開閉制御弁を設けてお
き、この開閉制御弁の開閉作動のデュ−ティ比を過給圧
検出結果に基づくフィ−ドバック制御により変化させて
前記ダイヤフラム室に導入する制御圧を調節し、過給圧
を所要の目標過給圧に収束させるようにしたものがある
。前記開閉制御弁と吸気通路との間には、絞りが介設し
てあるものもある。

【０００４】しかしながら、過給圧をフィ−ドバック制
御するようにしたものでは、アクセルペダルを急激に踏
込んで急加速を行った場合に、制御遅れに起因するオ−
バ−シュ−トが発生し、過給圧が一時的にではあるが目
標過給圧を大きく上まわることがある。そのため、この
ような事態が頻繁に発生すると、タ−ボチャ−ジャやエ
ンジンの耐久性に悪影響をおよぼすという問題がある。

【０００５】以上のような不具合を解消するために、本
発明の先行技術として、例えば、特開昭６２−１５３５
２３号公報に示されるように、エンジンの急加速が検出
された場合は、フィ−ドバック制御を一時的に中止して
過給圧をオ−プン制御することにより、制御の追従性を
高めるようにしているものがある。また、図５に示すよ
うに、目標過給圧と実際の過給圧ＰＭとの差が判定値Ｐ
ｉより大きな場合は、開閉制御弁を最大デュ−ティ比Ｄ
．ｍａｘで制御することにより過給圧ＰＭが速やかに上
昇し得るようにしておき、前記差が判定値Ｐｉより小さ
くなった場合、換言すれば、過給圧ＰＭが目標過給圧か
ら判定値Ｐｉを減算した圧を上まわった場合は、デュ−
ティ比を途中の設定値Ｄ．ｔまでスキップ的に変化させ
た後、デュ−ティ比を実際の過給圧検出結果に基づいて
徐々に変化させることにより、過給圧ＰＭを目標過給圧
に収束制御するようにしているものもある。ここで、前
記設定値Ｄ．ｔを小さくすると、排気のバイパス量が増
加するため、オ−バ−シュ−ト量が小さくなる反面、目
標過給圧付近で圧力立ち上がり遅れが生じ、その間のド
ライバビリティが低下する。逆に、前記設定値Ｄ．ｔを
大きくすると、排気のバイパス量が減少するため、過給
圧ＰＭを速やかに目標過給圧まで上昇させることができ
るものの、オ−バ−シュ−ト量を大きくなってしまうと
いうジレンマがある。そのため、このような過給圧制御
を行う場合は、オ−バ−シュ−ト量を適度に抑制し得る
ように、前記設定値Ｄ．ｔを決定するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
デュ−テイ比を設定しても、前記絞りの径やウェストゲ
−トバルブの設定圧、あるいは、これらの経年変化等に
よる影響で所定のオ−バ−シュ−ト量が得られなくなる
ことがある。例えば、図６に示すように、前記絞りの径
の公差内においても、オ−バ−シュ−ト量が異なってく
る。具体的には、絞りの径が小さくなれば、それに伴っ
てウェストゲ−トバルブの開弁時期や過給圧のリリ−フ
量等が変化してオ−バ−シュ−ト量が大きくなり、逆に
、絞りの径が大きくなれば、オ−バ−シュ−ト量が小さ
くなる。経年変化によって絞りの径がさらに縮小した場
合には、オ−バ−シュ−ト量はさらに増大することにな
る。また、図７に示すように、ウェストゲ−トバルブの
設定圧が大きくなれば、過給圧の上昇時における開弁時
期が遅延されるため、オ−バ−シュ−ト量が大きくなり
、逆に、前記設定圧が小さくなれば、開弁時期が早めら
れるため、オ−バ−シュ−ト量が小さくなる。したがっ
て、以上のような構成では、オ−バ−シュ−ト量にばら
つきが生じて、エンジンやタ−ボチャ−ジャの耐久性に
悪影響を与えたり、ドライバビリティを無理なく向上さ
せるのが難しい。

【０００７】本発明は、以上のような不具合をことごと
く解消することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じている。す
なわち、本発明にかかるタ−ボチャ−ジャの過給圧制御
方法は、開閉制御弁をデュ−ティ制御することによりタ
−ボチャ−ジャのウェストゲ−トバルブを開閉させるア
クチュエ−タを制御して、過給圧を調節し得るように構
成しておき、目標過給圧と実際の過給圧との差が判定値
より小さくなった場合に前記開閉制御弁のデュ−ティ比
を途中の設定値までスキップ的に変化させた後、そのデ
ュ−ティ比を実際の過給圧検出結果に基づき徐々に変化
させて、過給圧を目標過給圧にフィ−ドバック制御する
ようにしたタ−ボチャ−ジャの過給圧制御方法であって
、前記設定値を過給圧のオ−バ−シュ−ト量に対応させ
て変化させるようにしたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】このような構成によれば、目標過給圧と実際の
過給圧との差が大きく、前記判定値を上まわっている場
合は、開閉制御弁が最大デュ−ティ比又はその近傍の値
でもって制御されることになる。この場合は、アクチュ
エ−タによりウェストゲ−トバルブが閉じられて過給圧
の上昇が促進される。過給圧が上昇して前記差が判定値
より小さくなった場合は、前記デュ−ティ比が途中の設
定値までスキップ的に変更された後、そのデュ−ティ比
が徐々に変更される。その結果、アクチュエ−タによっ
て排気のバイパス量が調節されるとともに、過給圧が目
標過給圧に収束されることになる。

【００１０】また、過給圧のオ−バ−シュ−ト量が所定
の適正レベルより大きな場合は、前記設定値が小さくな
る側にその値が変更されることになる。そして、次回の
急加速時にはその設定値までデュ−ティ比が変更される
ため、急加速時におけるオ−バ−シュ−ト量を所定の適
正レベルにまで低下させることができる。逆に、過給圧
のオ−バ−シュ−ト量が適正レベルより小さな場合には
、前記設定値が大きくなる側にその値が変更されること
になる。このため、次回の急加速時にはオ−バ−シュ−
ト量を適正レベルにまで修正することができるとともに
、過給圧を目標過給圧付近まで速やかに上昇させること
が可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図４を参
照して説明する。

【００１２】図中１は自動車用エンジンのタ−ボチャ−
ジャである。このタ−ボチャ−ジャ１は、エンジンから
排出される排気ガスのエネルギにより回転する排気タ−
ビン２と、この排気タ−ビン２により駆動されるコンプ
レッサ３とを具備してなるもので、エアクリ−ナ４を通
して吸気通路５に導入した空気をこのコンプレッサ３に
より圧縮してエンジンに供給し得るようになっている。 また、前記排気タ−ビン２に対してバイパス通路６を設
け、このバイパス通路６にウェストゲ−トバルブ７を配
設し、このウェストゲ−トバルブ７をダイヤフラム式の
アクチュエ−タ８により開閉動作させるようにしている
。

【００１３】アクチュエ−タ８は、図示しない調圧スプ
リングにより後方に付勢されたダイヤフラム８ａの背面
側に密閉されたダイヤフラム室８ｂを形成してなるもの
で、このダイヤフラム室８ｂ内に導入される空気の圧力
が前記調圧スプリングにより規定される所定の値を上ま
わった場合に前記ダイヤフラム８ａが偏位して作動ロッ
ド８ｃが前方へ突出作動するようになっている。そして
、作動ロッド８ｃの前進により前記ウェストゲ−トバル
ブ７が開成するように構成されている。前記ダイヤフラ
ム室８ｂは、途中に絞り９ａを有した導圧路９を介して
吸気通路５のコンプレッサ下流側５ａに連通させてある
。また、この導圧路９の途中から分岐させた圧抜路１０
を前記エアクリ−ナ４内に連通させ、この圧抜路１０の
途中に開閉制御弁ＶＳＶ１１を介設してある。

【００１４】開閉制御弁ＶＳＶ１１は、前記圧抜路１０
を開閉する図示しない弁体を電磁アクチュエ−タにより
作動させるようにしたもので、その電磁アクチュエ−タ
に駆動電圧を印加している間だけ開成位置に切換わるよ
うになっている。

【００１５】前記開閉制御弁ＶＳＶ１１を電子制御装置
ＥＣＵ１２によりデュ−ティ制御して開閉させるように
している。この電子制御装置ＥＣＵ１２は、図示しない
中央演算処理装置と、メモリ−と、入力インタ−フェ−
スと、出力インタ−フェ−スとを備えたマイクロコンピ
ュ−タユニットからなるもので、その入力インタ−フェ
−スには、少なくとも、アクセルペダルに連動するスロ
ットルバルブ１３の開度を検出するためのスロットルセ
ンサ１４からの信号ａと、サ−ジタンク１５内の圧力を
検出する圧力センサ１６からの過給圧信号ｂと、エンジ
ン回転を示すエンジン回転信号ｃと、エンジン冷却水温
に相当する水温信号ｄとがそれぞれ入力されるようにな
っている。出力インタ−フェ−スからは、前記開閉制御
弁ＶＳＶ１１の電磁アクチュエ−タに対して駆動用のパ
ルス電圧が供給されるようになっている。なお、スロッ
トルセンサ１４としては、スロットルバルブ１３の開度
を電気信号に変換するポテンショメ−タ等が使用される
。圧力センサ１６としては、例えば、対をなすダイヤフ
ラム上下の圧力差によって電気容量が変化し、吸気圧に
比例した電気信号が得られるものが使用される。エンジ
ン回転信号ｃは、例えば、イグニッション装置から出力
されるイグニッションパルスの時間々隔によって、エン
ジンの回転速度を演算することにより得られる。水温信
号ｄは、エンジン冷却水温に応じて抵抗値が変化するサ
−ミスタを内蔵した図示しない水温センサから入力され
るようになっている。

【００１６】前記電子制御装置ＥＣＵ１２には、図２に
概略的に示すようなプログラムを内蔵してある。先ず、
ステップ５１で、スロットルセンサ１４からの信号ａ、
圧力センサ１６からの過給圧信号ｂ、エンジン回転信号
ｃ、水温信号ｄ等の種々の情報を入力してステップ５２
に進む。ステップ５２では、所定のフィ−ドバック実行
条件が成立しているか否かを判断する。例えば、スロッ
トルバルブ１３が所定角度（６０°ｄｅｇ）以上開いて
いるか否か、エンジン冷却水温が所定範囲内であるか否
かをそれぞれ判断し、これらの実行条件が成立している
場合にステップ５３に進む。ステップ５３では、予めメ
モリに格納しておいたマップに基づいて、エンジン回転
数に応じた目標過給圧ＰＭｔを選定し、ステップ５４に
進む。ステップ５４では、目標過給圧ＰＭｔと実際の過
給圧ＰＭとの差（ＰＭｔ−ＰＭ）が判定値Ｐｉより小さ
いか否かを判断する。前記差（ＰＭｔ−ＰＭ）が判定値
Ｐｉより大きい場合はステップ５５に進み、小さい場合
はステップ５６に進む。ステップ５５では、開閉制御弁
ＶＳＶ１１のデュ−ティ比を最大値Ｄ．ｍａｘにセット
する。ステップ５６では、デュ−ティ比を最大値Ｄ．ｍ
ａｘから設定値Ｄ．ｔまでスキップさせた後、過給圧Ｐ
Ｍが目標過給圧ＰＭｔに近付く側に前記開閉制御弁ＶＳ
Ｖ１１に印加するパルス電圧のデュ−ティ比を徐々に変
化させていき、ステップ５７に進む。ステップ５７では
、オ−バ−シュ−ト量を検出するとともに、その検出結
果に基づいて学習補正値Ｄｘを決定し、ステップ５８に
進む。学習補正値Ｄｘは、図３に示すように、過給圧Ｐ
Ｍのオ−バ−シュ−ト量に対応させて、予めメモリ−に
格納しておいたマップから選定する。学習補正値Ｄｘは
、オ−バ−シュ−ト量が適正レベルＬの場合には零にな
り、適正レベルＬを上まわると、負の値になる。また、
適正レベルＬに達していない場合には正の値になるよう
に設定してある。ステップ５８では、前回の設定値Ｄ．
ｔｏに学習補正値Ｄｘを加算して設定値Ｄ．ｔを修正す
る。なお、修正後の設定値Ｄ．ｔは、イグニッションキ
−をＯＦＦにしても消却されないようにしておく。

【００１７】このような構成によれば、目標過給圧ＰＭ
ｔと実際の過給圧ＰＭとの差（ＰＭｔ−ＰＭ）が判定値
Ｐｉより大きな場合は、開閉制御弁ＶＳＶ１１が最大デ
ュ−ティ比でもって制御される（ステップ５１〜５５）
。この場合は、開閉制御弁ＶＳＶ１１の電磁アクチュエ
−タにパルス電圧が印加され続け、アクチュエ−タ８に
よりウェストゲ−トバルブ７が閉じられるため、過給圧
ＰＭの上昇が促進されることになる。過給圧ＰＭが上昇
して前記差（ＰＭｔ−ＰＭ）が判定値Ｐｉより小さくな
ると、先ず、デュ−ティ比が最大値Ｄ．ｍａｘから途中
の設定値Ｄ．ｔまでスキップ的に変更された後、過給圧
ＰＭが目標過給圧ＰＭｔに近付くように前記開閉制御弁
ＶＳＶ１１に印加するパルス電圧のデュ−ティ比が徐々
に変更されていく（ステップ５４→５６）。その結果、
アクチュエ−タ８により排気のバイパス量が急速に調節
されるとともに、過給圧ＰＭの上昇速度が目標過給圧Ｐ
Ｍｔ付近で急速に抑制されることになる。

【００１８】また、過給圧ＰＭのオ−バ−シュ−ト量が
所定の適正レベルＬより大きな場合（図４の破線参照）
は、前記設定値Ｄ．ｔが小さくなる側にその値が変更さ
れる。そして、次回の急加速時に前記差（ＰＭｔ−ＰＭ
）が判定値Ｐｉより小さくなった場合には、修正後の設
定値Ｄ．ｔまでデュ−ティ比がスキップされるため、そ
の加速時におけるオ−バ−シュ−ト量を適正レベルＬま
で低下させることができる。逆に、過給圧ＰＭのオ−バ
−シュ−ト量が適正レベルＬより小さな場合（図４の破
線参照）には、前記設定値Ｄ．ｔが大きくなる側にその
値が変更されるため、次回の急加速時からはオ−バ−シ
ュ−ト量を適正レベルＬまで修正することができるとと
もに、過給圧ＰＭを目標過給圧ＰＭｔ付近まで速やかに
上昇させることができる。

【００１９】したがって、このような構成によれば、絞
り９ａの径やウェストゲ−トバルブ７の設定圧等の公差
により、あるいは、これらの経年変化等によりウェスト
ゲ−トバルブ７の開弁時期や過給圧のリリ−フ量等が変
化しても、オ−バ−シュ−ト量を適正な値に修正し、維
持することができる。その結果、加速時にタ−ボチャ−
ジャ１がオ−バランしたり、エンジンに無理がかかった
りするのを有効に防止することができるとともに、加速
時のドライバビリティを無理なく向上させることができ
る。

【００２０】なお、本発明は、絞りを有していないもの
にも有効に適用可能である。また、デュ−ティ比の設定
値は、定期的に修正するようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上のような構成であるから
、過給圧をエンジン回転に応じて制御することができる
だけでなく、過給圧を調節するための部材に調節不良の
原因となる不具合が存在している場合でも、過給圧を有
効に目標過給圧に制御することができる。そのため、急
加速が行われた場合に、タ−ボチャ−ジャやエンジンに
無理がかかるのを有効に防止できるとともに、ドライバ
ビリティを無理なく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成説明図。

【図２】本発明の一実施例を示すフロ−チャ−ト図。

【図３】本発明の一実施例における制御の設定条件を示
す図。

【図４】本発明の一実施例を示す作用説明図。

【図５】従来例を示す作用説明図。

【図６】従来例における不具合を説明するための図。

【図７】従来例における不具合を説明するための図。

【符号の説明】

１…タ−ボチャ−ジャ ２…排気タ−ビン ３…コンプレッサ ６…バイパス通路 ７…ウェストゲ−トバルブ ８…アクチュエ−タ １１…開閉制御弁 １２…電子制御装置 Ｄ．ｔ…設定値

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開閉制御弁をデュ−ティ制御することによ
   りタ−ボチャ−ジャのウェストゲ−トバルブを開閉させ
   るアクチュエ−タを制御して、過給圧を調節し得るよう
   に構成しておき、目標過給圧と実際の過給圧との差が判
   定値より小さくなった場合に前記開閉制御弁のデュ−テ
   ィ比を途中の設定値までスキップ的に変化させた後、そ
   のデュ−ティ比を実際の過給圧検出結果に基づき徐々に
   変化させて、過給圧を目標過給圧にフィ−ドバック制御
   するようにしたタ−ボチャ−ジャの過給圧制御方法であ
   って、前記設定値を過給圧のオ−バ−シュ−ト量に対応
   させて変化させるようにしたことを特徴とするタ−ボチ
   ャ−ジャの過給圧制御方法。