JPH0445656B2 - - Google Patents

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JPH0445656B2
JPH0445656B2 JP60286879A JP28687985A JPH0445656B2 JP H0445656 B2 JPH0445656 B2 JP H0445656B2 JP 60286879 A JP60286879 A JP 60286879A JP 28687985 A JP28687985 A JP 28687985A JP H0445656 B2 JPH0445656 B2 JP H0445656B2
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JP
Japan
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pressure
boost pressure
intake air
supercharging pressure
supercharging
Prior art date
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JP60286879A
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English (en)
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JPS62147026A (ja
Inventor
Koichi Mizutani
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Supercharger (AREA)
  • 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

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は過給機付内燃機関の過給圧制御装置に
関する。
〔従来の技術および問題点〕 従来から、過給機付内燃機関においては、過給
圧が高くなりすぎて機関が損傷するのを防止する
ため、通常、ウエイストゲートバルブによつて過
給圧が一定値以上にならないようになつている。
さらに、ウエイストゲートバルブのアクチユエー
タに導入される過給圧をブリードすることによつ
て、機関の運転状態に応じて過給圧を制御するこ
とができる(例えば、特開昭57−146023号公報参
照)。さらに、ウエイストゲートバルブのステイ
ツクや同アクチユエータのホース外れ等によりウ
エイストゲートバルブが閉じ続けると、過給圧が
異状に上昇することが考えられる。従つて、この
ような場合には燃料カツトして機関を保護するよ
うにすることができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述の過給圧の異状な上昇は、吸気通路にブー
スト圧センサ等を設けて過給圧を直接に測定する
というようなコストアツプを招く手段を溝じなく
ても、車載用機関に基本的に設けられているエア
フローメータが検出する吸入空気量を監視するこ
とによつて、過給圧が過大になつた場合には吸入
空気量が異状に多くなるという、吸入空気量と過
給圧の間の関連性を利用して検出することができ
る。この場合、エアフローメータによつて検出さ
れた吸入空気量が予め定められた基準値よりも大
きいかどうかを比較判定することによつて過給圧
の異状を検出することになる。
ところが、気体の状態式 PV=GRT(但し、
P:圧力、V:体積、G:重量、R:ガス定数、
T:絶対温度)から明らかなように、吸入された
空気の体積及び圧力が一定であつても、重量で見
た吸入空気量は、絶対温度に対して反比例的に変
化する。そこで、異常な過給圧が発生しているか
どうかを判定するために、現実の吸入空気量に対
する比較対象として吸入空気量の基準値を一定値
として定める場合には、温度による吸入空気量の
変動幅を考慮して、比較的高い値を基準値として
設定する必要がある。さもないと、低温時には一
定の体積(及び圧力)の吸入空気であつてその重
量は増加するから、吸入空気量(重量)が一定値
として設定された基準値を越えやすくなり、その
都度、異状に過大な過給圧が発生したとする誤つ
た判定が行われて、例えば燃料供給遮断等の応答
作動を招くことになるからである。
しかしながら、基準値を比較的高い値として設
定すると、こんどは常温において基準値と実際の
吸入空気量との差が大きくなるために、全体的に
応答性が悪くなつて異状検出性能が低下するとい
う問題であつた。
更にもう一つの問題は、過給圧を一定に保つた
ように作動するウエイストゲートバルブのダイヤ
フラムとばねを使用したアクチユエータの温度特
性にある。一般にダイヤフラムは低温になると常
温の時よりも硬化するし、ダイヤフラムを押圧し
ているばねも、そのばね定数が低温になるほど増
大するという傾向をもつている。これら双方の原
因によつて、ウエイストゲートバルブを開弁させ
るアクチユエータの作動圧力は、雰囲気温度が低
温になるほど高くなるので、低温時には常温の時
に比べてウエイストゲートバルブが開き難くな
り、過給圧がその分だけ高くなつて、吸入空気量
(重量)も比較的多くなる。従つて、何らかの対
策を講じなければ、異常な過給圧かどうかを吸入
空気量によつて判定する場合に、この原因によつ
ても低温時には、吸入空気量(重量)が一定値と
して設定された異状判定のための基準値を越えや
すくなり、誤動作を招く恐れがあるし、基準値を
高い一定値として設定すると、常温において異状
検出性能が低下するという問題が起こる。
本発明は、従来技術を実施した場合に生じるこ
れら二つの問題点を、同時に解決することを目的
とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の二つの問題点は、いずれも、異常な過給
圧かどうかを判定するための吸入空気量(重量)
の基準値を一定値として設定する場合には、低温
時に吸入空気量が増大して、基準値も越えやすく
なるという点で共通性をもつているので、異常判
定のための吸入空気量の基準値を一定の固定値と
しないで、吸入空気温度に応じて基準値を変化さ
せると共に、その変化にはアクチユエータの温度
特性による補正をも付加して、低温側における吸
入空気量の基準値を常温時のそれよりも特に高く
なるように設定することによつて、これらの問題
点を同時に解決することができる。
この考え方に立つて、本発明は、ダイヤフラム
とそれを押圧するばねとを有するアクチユエータ
に吸気通路の過給圧を導き、ターボチヤージヤの
タービンをバイパスするウエイストゲートバルブ
を前記アクチユエータによつて開閉させて過給圧
を調整する内燃機関の過給圧制御装置において、
前記吸気通路の過給圧を直接検出する代わりに、
エアフローメータによつて検出される吸入空気量
を予め定められた基準値と比較することによつて
過給圧の異状な上昇を検出する過給圧異状検出手
段と、過給圧の異状な上昇が検出されたときに燃
料の供給を遮断する燃料カツト手段と、前記予め
定められた基準値を機関回転数と吸入空気温度の
関数として備える手段とを具備しており、前記予
め定められた基準値は、特定の温度範囲において
は目標過給圧よりも僅かに高い過給圧に対応する
吸入空気量として設定されていると共に、それよ
りも低い温度範囲においては更に高い過給圧に対
応する吸入空気量として設定されていることを特
徴とする過給圧制御装置を提供する。
〔実施例〕
以下図示実施例により本発明を説明する。
第2図は本発明の一実施例を適用した内燃機関
を示す。この図において、エンジン本体10に形
成されたシリンダボア11内にはピストン12が
摺動自在に支持され、このピストン12の上方に
は燃焼室13が形成される。燃焼室13には吸気
通路14と排気通路15が連通する。
エアクリーナ16は吸気通路14の最も上流側
に設けられ、エアフローメータ17はその下流側
に設けられる。さらに下流側にはターボチヤージ
ヤ18のコンプレツサ19が配設される。スロツ
トル弁20はコンプレツサ19の下流側に設けら
れ、図示しないアクセルペダルに連動して吸気通
路14内の流路面積を変化させる。スロツトル弁
20の下流側においては、吸気通路14はサージ
タンク14a及び気筒毎に分れた技管14bとし
て形成される。サージタンク14aには吸入空気
温度センサ21が取付けられ、各技管14bには
燃料噴射弁22が取付けられる。
排気通路15の途中にはターボチヤージヤ18
のタービン25が設けられ、またこのタービン2
5を迂回するバイパス通路26が形成される。タ
ーボチヤージヤ18は、排気通路15を通過する
排気ガスによりタービン25が回転駆動され、こ
れによりコンプレツサ19が回転して吸気通路1
4から吸入される空気の圧力を高める(過給す
る)ようになつている。ウエイストゲートバルブ
27はバイパス通路26を開閉してタービン25
へ供給される排気ガスの量を調節し、ターボチヤ
ージヤ18の回転を制御する。ウエイストゲート
バルブ27を開閉駆動するアクチユエータ28
は、シエル29内に取付けられたダイヤフラム3
0により圧力室31と大気室32とを区画形成
し、大気室32内にばね33を配設してなるもの
である。圧力室31内には通路34を介して吸気
通路14のコンプレツサ19の下流側の過給圧が
伝達されるようになつている。しかして、圧力室
31内の圧力がばね33の弾発力に打勝つとウエ
イストゲートバルブ27はバイパス通路26を開
放し、タービン25を通過する排気ガスを減少さ
せてターボチヤージヤ18のコンプレツサ19の
出口圧を制御する。
上記通路34の途中から通路35が分岐し、こ
の通路35は切換弁36に連結される。切換弁3
6はその閉弁により通路35を遮断し、開弁によ
り通路35を大気に開放する。切換弁36が通路
35を開放した時、アクチユエータ28の圧力室
31は、通路35を介して大気に連通し、切換弁
36が通路35を閉塞した時、圧力室31は通路
34のみに連通する。しかして、切換弁36を開
放して圧力室31内の圧力を低下させると、ウエ
イストゲートバルブ27は開弁しにくくなり、こ
れにより過給圧が制御される。機関回転数に応じ
た過給圧の制御例が第4図に実線Pによつて示さ
れる。
切換弁36及び燃料噴射弁22を制御するため
の制御装置50は、演算制御機能を有する中央処
理装置(CPU)52と、プログラムを記憶した
リードオンメモリ(ROM)54と、データ等を
記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)とを
備えたマイクロコンピユータからなり、これらは
入出力(I/O)ポート58とともにそれぞれバ
スにより連結される。制御装置50には、エアフ
ローメータ17、吸入空気温度センサ21、機関
回転数センサ37及びその他のセンサからの信号
が入力される。
切換弁36は第4図の線Pによつて示されるよ
うな過給圧を得るべく機関回転数に応じて定めら
れたデユーテイ信号により制御される。一方、燃
料噴射弁22は運転状態に応じた量の燃料を供給
するとともに、過給圧の異状が検出されたときに
は燃料の供給を遮断するようになつている。第3
図はこのような燃料噴射弁22の制御のための制
御装置の動作を示すものである。
第3図において、検出された吸入空気量Q、機
関回転数N、及び吸入空気温度Tをそれぞれ読み
(ステツプ60)、ステツプ61において燃料噴射
量Fiを計算する。この燃料噴射量Fiの計算は従来
公知のようにして実施することができ、例えば、
Q/Nに定数を乗じて基本噴射量を計算し、さら
に暖機状態や加速状態に応じた補正を加えるよう
になつている。続いて、ステツプ62において過
給圧異状検出ののための基準値RFCを計算する。
この基準値RFCは第1図に示されるように機関回
転数Nと吸入空気温度Tの関数として二次元マツ
プ5に備えられており、これはROM54に記憶
されている。基準値RFCは特定の温度においては
第4図に示される目標過給圧Pよりもわずかに高
い過給圧PFCに対応するように定められ、同特定
の温度よりも低い温度においてはそれよりもさら
に高い過給圧PFCLに対応するように定められたも
のである。これは、過給圧が一定の場合、重量で
見た吸入空気量が低温ほど大きくなるので、基本
的に、基準値RFCを目標過給圧Pよりもわずかに
高い過給圧PFCに対応して変化するように設定す
ることにより、燃料カツト手段の作動の不感帯や
過敏帯をなくすためと、特に低温においては、一
般にアクチユエータ28のダイヤフラム30が硬
くなり、ばね33のばね定数も大きくなることに
よつて、ウエイストゲートバルブ27が開き難く
なる結果、過給圧が高くなる傾向があるので、そ
れによつて燃料カツト手段が誤動作しないように
するためである。
次にステツプ63に進み、検出された吸入空気
量Q/Nが基準値RFCよりも大きいかどうかを判
定し、ノーであれば過給圧に異状がないと判断し
てステツプ60で計算された燃料噴射量Fiを維持
したままこのルーチンを終了する。この燃料噴射
量はFiは機関の1サイクルに2回定められた燃料
噴射時期に燃料噴射弁22の開弁時間として使用
される。一方、ステツプ63でイエスの場合には
過給圧が異状であると判断してステツプ64に進
み、ステツプ61で計算された燃料噴射量Fiを零
に修正する。かくして、燃料噴射時期になつても
燃料噴射弁22は開弁せず、燃料の供給が遮断さ
れる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、過給圧の異常な上昇を、エア
フローメータによつて検出される吸入空気量を所
定の基準値と比較することによつて判定してお
り、吸気通路の直接過給圧を測定する高価なセン
サ及びそれに関連する機器等を設ける必要がない
ので、コスト面で著しく有利になる。
また、比較すべき吸入空気量の所定の基準値
を、吸入空気温度と機関回転数に応じて変化させ
ると共に、低温においては、ウエイストゲートバ
ルブのアクチユエータの温度特性をも考慮して、
基準値を高く設定するので、過給圧の異常な上昇
を高精度で検出することができ、過給圧の異常な
上昇時にのみ正確に燃料カツト手段を作動させる
ので、過給圧を直接測定するセンサを設けていな
くても、誤動作等のトラブルもなく機関を過大な
過給圧から確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成図、第2図は本発明の実
施例の構成図、第3図は第2図の動作を示すフロ
ーチヤート、第4図は回転数に対する過給圧を示
す図である。 10…機関本体、18…ターボチヤージヤ、2
1…吸気温センサ、22…燃料噴射弁、27…ウ
エイストゲートバルブ、28…アクチユエータ、
36…切換弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ダイヤフラムとそれを押圧するばねとを有す
    るアクチユエータに吸気通路の過給圧を導き、タ
    ーボチヤージヤのタービンをバイパスするウエイ
    ストゲートバルブを前記アクチユエータによつて
    開閉させて過給圧を調整する内燃機関の過給圧制
    御装置において、前記吸気通路の過給圧を直接検
    出する代わりに、エアフローメータによつて検出
    される吸入空気量を予め定められた基準値と比較
    することによつて過給圧の異状な上昇を検出する
    過給圧異状検出手段と、過給圧の異状な上昇が検
    出されたときに燃料の供給を遮断する燃料カツト
    手段と、前記予め定められた基準値を機関回転数
    と吸入空気温度の関数として備える手段とを具備
    しており、前記予め定められた基準値は、特定の
    温度範囲においては目標過給圧よりも僅かに高い
    過給圧に対応する吸入空気量として設定されてい
    ると共に、それよりも低い温度範囲においては更
    に高い過給圧に対応する吸入空気量として設定さ
    れていることを特徴とする過給圧制御装置。
JP60286879A 1985-12-21 1985-12-21 内燃機関の過給圧制御装置 Granted JPS62147026A (ja)

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JPS62147026A JPS62147026A (ja) 1987-07-01
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JPS62147026A (ja) 1987-07-01

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