JPH0610686A - 内燃機関の出力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機関出力の急激な変動を阻止する。 【構成】 排気ターボチャージャ１０の排気タービン２
０を迂回するバイパス通路２４内にウェイトスゲートバ
ルブ２６を設け、このウェイトスゲートバルブ２６によ
って過給圧を制御する。吸気ダクト６内に設けられたス
ロットル弁１１の開度が設定開度以下のときには混合気
を稀薄とし、設定開度以上になると混合気を過濃とす
る。混合気が稀薄から過濃に切換えられたときにウェイ
トスゲートバルブ２６の開度を大きくして過給圧を低下
させ、それによって機関出力の急激な変動を阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の出力制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】往復動内燃機関によりプロペラを駆動す
るようにした航空機では離陸時に最も推力が必要となる
ために離陸時には機関が最高出力で駆動され、一旦定常
飛行に移行すると機関は例えば最高出力の８０パーセン
ト程度の出力で駆動される。この定常飛行時には燃料消
費量を低減するために通常機関は稀薄混合気を用いて運
転される。ところで離陸時のように機関に対して最高出
力が要求されるときに稀薄混合気を用いて機関を運転す
ると燃料による冷却作用が不十分となるために機関の動
弁系やピストンが過熱されるという問題を生ずる。

【０００３】そこで機関に対して最高出力が要求される
ときには混合気を過濃して燃料による冷却作用を向上さ
せることにより機関の動弁系やピストンが過熱するのを
阻止し、合わせて機関の最高出力を向上させるようにし
た航空機用内燃機関が公知である（米国特許第４６９３
６７０号明細書参照）。この航空機用内燃機関では操縦
席に設けられたパワーレバーが機関最高出力側に移動せ
しめられて或る位置を越えると混合気が稀薄混合気から
過濃混合気に切換えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
にパワーレバーの或る位置を境にして混合気が急激に稀
薄混合気から過濃混合気へ、又は過濃混合気から稀薄混
合気に切換えられると切換え時に機関出力が急激に変動
するためにショックが発生するという問題を生ずる。更
に、このようにパワーレバーの位置に対して機関出力が
急激に変動すると他機に追従して飛行する際にうまく追
従飛行できないという問題も生じる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、過給機を具えた内燃機関におい
て、予め定められた運転状態のときに空燃比を小さくす
る空燃比制御装置と、空燃比が小さくされたときに過給
圧を低下させる過給圧制御装置とを具備している。

【０００６】

【作用】空燃比を小さくすることによる機関出力の増大
作用と過給圧を低下させることによる機関出力の減少作
用とが同時に行われるので機関出力の急激な変動が阻止
される。

【０００７】

【実施例】図１は航空機のプロペラ２を駆動するための
往復動内燃機関１を図解的に示している。図１に示す実
施例ではこの内燃機関１は火花点火式のＶ型８気筒内燃
機関からなり、各気筒３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，
３ｆ，３ｇ，３ｈに夫々点火栓４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈが設けられている。更に各
気筒３ａ〜３ｈは夫々対応する吸気枝管５を介して共通
の吸気ダクト６に連結されており、各吸気枝管５には夫
々燃料噴射弁７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７
ｇ，７ｈが配置される。吸気ダクト６はインタクーラ８
および吸気ダクト９を介して排気ターボチャージャ１０
に連結され、インタクーラ８下流の吸気ダクト６内には
スロットル弁１１が配置される。このスロットル弁１１
は操縦席に設けられたスロットルレバー１２に連結され
る。

【０００８】ターボチャージャ１０は空気吸込管１３、
インペラ１４、コンプレッサスクロール室１５からなる
コンプレッサ１６と、タービンスクロール室１７、ター
ビンホィール１８、排気ガス流出管１９からなる排気タ
ービン２０とにより構成され、コンプレッサ１６のスク
ロール室１５が吸気ダクト９に連結される。一方、各気
筒３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは共通の排気マニホルド２１
に連結され、残りの各気筒３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈは共
通の排気マニホルド２２に連結される。これらの各排気
マニホルド２１，２２は共通の排気管２３に連結され、
この排気管２３は排気タービン２０のスクロール室１７
に連結される。各気筒３ａ〜３ｈから排出された排気ガ
スによりタービンホィール１８が回転せしめられ、それ
によってインペラ１４が回転せしめられるとコンプレッ
サ１６により昇圧された空気が吸気ダクト９、インタク
ーラ８、吸気ダクト６および対応する吸気枝管５を介し
て各気筒３ａ〜３ｈに供給される。

【０００９】一方、排気管２３からは排気バイパス管２
４が分岐され、この排気バイパス管２４は排気ガス流出
管１９に連結される。この排気バイパス管２４内にはア
クチュエータ２５により制御されるウェイトスゲートバ
ルブ２６が配置される。アクチュエータ２５はウェイト
スゲートバルブ２６に連結されたピストン２７と、ピス
トン２７により画定された油圧室２８とを具備する。こ
の油圧室２８内へはオイルタンク２９内のオイルが機関
駆動のオイルポンプ３０により供給され、油圧室２８内
のオイルは流量制御弁３１を介してオイルタンク２９内
に返戻される。

【００１０】図１に示す実施例ではこの流量制御弁３１
はリニアソレノイド弁からなり、リニアソレノイド弁３
１に供給される電流が減少するほどリニアソレノイド弁
３１の開度は小さくなる。リニアソレノイド弁３１の開
度が小さくなると油圧室２８からオイルタンク２９内に
返戻されるオイル量が減少するためにピストン２７が図
１において左方に移動し、その結果ウェイトスゲートバ
ルブ２６の開度が小さくなる。ウェイトスゲートバルブ
２６の開度が小さくなるとタービンホィール１８に供給
される排気ガス量が増大するためにタービンホィール１
８の回転数が上昇し、その結果、吸気ダクト９内の空気
圧、即ち過給圧が上昇する。従ってリニアソレノイド弁
３１に供給される電流が減少するほど過給圧が上昇せし
められることがわかる。

【００１１】図１に示されるように機関本体１には機関
回転数ＮＥを検出するための回転数センサ（以下ＮＥセ
ンサと称す）３２が取付けられる。また、スロットル弁
１１下流の吸気ダクト６内には吸気ダクト６内の圧力Ｐ
Ｍを検出するための圧力センサ（以下ＰＭセンサと称
す）３３が取付けられる。また、インタクーラ８とスロ
ットル弁１１間の吸気ダクト６内にはデッキ圧ＰＤ、即
ち過給圧を検出するための圧力センサ（以下ＰＤセンサ
と称す）３４が取付けられる。また、スロットル弁１１
にはスロットル弁１１の開度ＴＡを検出するための開度
センサ（以下ＴＡセンサと称する）３５が取付けられ
る。

【００１２】図１に示されるように機関本体１の前面に
はプロペラ軸４０を包囲するケーシング４１が取付けら
れており、図２はこのケーシング４１の内部を図解的に
示している。図２を参照するとプロペラ軸４０はケーシ
ング４１内において回転可能に支承されており、プロペ
ラ軸４０の内端部には大径の歯車４２が固定される。こ
の大径の歯車４２は機関のクランクシャフト４３に固定
された小径の歯車４４と噛合せしめられており、従って
クランクシャフト４３は歯車４２，４４からなる減速歯
車機構を介してプロペラ軸４０に連結されることにな
る。

【００１３】一方、プロペラ軸４０内にはプロペラピッ
チを制御するためのピストン４５が配置される。このピ
ストン４５はプロペラ軸４０と共に回転しつつプロペラ
軸４０内で軸線方向に摺動可能に配置される。プロペラ
軸４０の先端部内にはピストン４５の拡大頭部４５ａに
より画定された油圧室４６が形成され、プロペラ軸４０
内にはピストン４５を油圧室４６に向けて押圧する圧縮
ばね４７が配置される。油圧室４６内には油圧導管４８
およびピストン４５内の油圧通路４９を介してオイルが
供給される。ピストン４５上にはピストン４５の軸線に
対して直角方向にプロペラ２の根本部２ａに向けて延び
る制御ロッド５０が固定されており、制御ロッド５０の
先端面には溝５１が形成されている。一方、プロペラ２
の根本部２ａはプロペラ軸４０により回転可能に支承さ
れており、このプロペラ２の根本部２ａには根本部２ａ
の回転軸線から偏心した位置に溝５１と係合するピン５
２が固定される。従ってピストン４５が軸線方向に移動
するとプロペラ２はプロペラ２の長手軸線回りに回転せ
しめられ、斯くしてピストン４５によってプロペラ２の
ピッチが制御されることになる。ピストン２の移動量は
油圧室４６内のオイル量によって制御され、油圧室４６
内のオイル量はプロペラピッチ制御用アクチュエータ５
３（図１）によって制御される。

【００１４】図３は点火栓４ａ〜４ｈ、燃料噴射弁７ａ
〜７ｈ、ウェイトスゲートバルブ制御用リニアソレノイ
ド弁３１およびプロペラピッチ制御用アクチュエータ５
３を制御するための電子制御ユニット６０を示してい
る。図３に示されるように電子制御ユニット６０はディ
ジタルコンピュータからなり、双方向性バス６１によっ
て相互に接続されたリードオンリメモリ（ＲＯＭ）６
２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３、マイクロ
プロセッサ（ＣＰＵ）６４、入力ポート６５および出力
ポート６６を具備する。

【００１５】ＮＥセンサ３２は機関クランクシャフト４
３が一定クランク角度回転する毎に出力パルスを発生す
る。ＮＥセンサ３２の出力パルスは入力ポート６５に入
力され、ＣＰＵ６４ではこの出力パルスに基づいて機関
回転数ＮＥが算出される。一方、ＰＭセンサ３３はスロ
ットル弁１１下流の吸気ダクト６内の絶対圧ＰＭに比例
した出力電圧を発生し、ＰＤセンサ３４はスロットル弁
１１上流の吸気ダクト６内の絶対圧（デッキ圧）ＰＤに
比例した出力電圧を発生する。また、ＴＡセンサ３５は
スロットル弁１１の開度ＴＡに比例した出力電圧を発生
する。更に大気圧ＰＡを検出するために大気圧センサ
（以下ＰＡセンサと称する）３６が設けられ、このＰＡ
センサ３６は大気圧ＰＡに比例した出力電圧を発生す
る。ＰＭセンサ３３，ＰＤセンサ３４，ＴＡセンサ３５
およびＰＡセンサ３６の出力電圧は夫々対応するＡＤ変
換器６７を介して入力ポート６５に入力される。一方、
出力ポート６６は対応する駆動回路６８を介して各点火
栓４ａ〜４ｈ、各燃料噴射弁７ａ〜７ｈ、リニアソレノ
イド弁３１およびアクチュエータ５３に接続される。

【００１６】図４は本発明における空燃比A/F と過給圧
ＰＤの関係を示している。本発明によれば図４に示され
るようにスロットル開度ＴＡが設定開度ＴＡＨよりも小
さいときには空燃比A/F は大きな空燃比、即ち混合気が
稀薄とされ、過給圧ＰＤは比較的高い目標過給圧ＴＰＤ
Ｈに維持されている。このような状態からスロットル開
度ＴＡが設定開度ＴＡＨよりも大きくなると空燃比A/F
が小さくされ、即ち混合気が過濃とされ、同時に過給圧
ＰＤが比較的低い目標過給圧ＴＰＤＬまで低下せしめら
れる。このとき空燃比A/F が小さくされることによる機
関出力の増大分と過給圧ＰＤが低下せしめられることに
よる機関出力の減少分とが等しくなるように過給圧ＰＤ
の減少量（ＴＰＤＨ−ＴＰＤＬ）が定められており、従
ってスロットル開度ＴＡが設定開度ＴＡＨに達して空燃
比A/F が小さくされかつ過給圧ＰＤが低下せしめられて
も機関出力は変動しないことよなる。斯くして図４に示
されるように機関出力はスロットル開度ＴＡが大きくな
るにつれて滑らか増大することになる。

【００１７】一方、図４に示されるようにスロットル開
度ＴＡが設定開度ＴＡＬ（＜ＴＡＨ）よりも大きいとき
には空燃比A/F は小さな空燃比、即ち混合気が過濃とさ
れ、過給圧ＰＤは比較的低い目標過給圧ＴＰＤＬに維持
されている。このような状態からスロットル開度ＴＡが
設定開度ＴＡＬよりも小さくなると図４において破線で
示されるようにヒステリシスをもって空燃比A/F が大き
くされ、即ち混合気が稀薄とされ、同時に過給圧ＰＤが
比較的高い目標過給圧ＴＰＤＨまで増大せしめられる。
このときにも空燃比A/F が大きくされることによる機関
出力の減少分と過給圧ＰＤが上昇せしめられることによ
る機関出力の増大分とが等しくなるように過給圧ＰＤの
増大量（ＴＰＤＨ−ＴＰＤＬ）が定められており、従っ
てスロットル開度ＴＡが設定開度ＴＡＬに達して空燃比
A/F が大きくされかつ過給圧ＰＤが上昇せしめられても
機関出力は変動しないことよなる。斯くして図４に示さ
れるように機関出力はスロットル開度ＴＡが小さくなる
につれて滑らかに減少することになる。

【００１８】図５から図７は図４に示す空燃比A/F およ
び過給圧ＰＤの制御を実行するためのルーチンの一実施
例を示している。前述したように過給圧ＰＤはリニアソ
レノイド弁３１に供給すべき電流値ＴＬＳを制御するこ
とによって行われ、図５から図７に示す実施例ではスロ
ットル開度ＴＡが大きくなって設定開度ＴＡＨに達した
ときに過給圧ＰＤが目標過給圧ＴＰＤＬにすみやかに一
致するようにリニアソレノイド弁３１に供給すべき電流
値ＴＬＳが比例積分（ＰＩ）制御され、スロットル開度
ＴＡが小さくなって設定開度ＴＡＬに達したときに過給
圧ＰＤが目標過給圧ＴＰＤＨにすみやかに一致するよう
にリニアソレノイド弁３１に供給すべき電流値ＴＬＳが
比例積分（ＰＩ）制御される。

【００１９】更にこの実施例では部品にばらつきがあっ
ても或いは部品が経年変化を生じたとしてもスロットル
開度ＴＡが大きくなって設定開度ＴＡＨに達したときに
過給圧ＰＤを目標過給圧ＴＰＤＬにすみやかに一致させ
るためにリニアソレノイド弁３１に供給すべき電流値Ｔ
ＬＳが学習制御され、スロットル開度ＴＡが小さくなっ
て設定開度ＴＡＬに達したときに過給圧ＰＤを目標過給
圧ＴＰＤＨにすみやかに一致させるためにリニアソレノ
イド弁３１に供給すべき電流値ＴＬＳが学習制御され
る。

【００２０】図５から図７を参照するとまず初めにステ
ップ１００においてＰＭセンサ３３の出力信号および機
関回転数ＮＥに基づいて燃料噴射時間ＴＡＵが算出され
る。この燃料噴射時間ＴＡＵはスロットル弁１１下流の
吸気ダクト６内の絶対圧ＰＭおよび機関回転数ＮＥの関
数として図８に示すようなマップの形で予めＲＯＭ６２
内に記憶されている。なお、この燃料噴射時間ＴＡＵは
機関シリンダ内に供給される混合気が過濃となる予め定
められた一定の空燃比が得られるように定められてい
る。

【００２１】次いでステップ１０１では混合気を過濃に
すべきことを示すフラグＸがセットされているか否かが
判別される。フラグＸがセットされていないとき、即ち
混合気が稀薄であるときにはステップ１０２に進んでＴ
Ａセンサ３５の出力信号に基づきスロットル開度ＴＡが
設定開度ＴＡＨ（図４）よりも大きくなったか否かが判
別される。ＴＡ≦ＴＡＨのときにはステップ１０６にジ
ャンプし、ＴＡ＞ＴＡＨになるとステップ１０３に進ん
でフラグＸがセットされ、次いでステップ１０６に進
む。

【００２２】一方、ステップ１０１においてフラグＸが
セットされていると判断されると、即ち混合気が過濃で
あるときにはステップ１０４に進んでスロットル開度Ｔ
Ａが設定開度ＴＡＬ（図４）よりも小さくなったか否か
が判別される。ＴＡ≧ＴＡＬのときにはステップ１０６
にジャンプし、ＴＡ＜ＴＡＬのときにはステップ１０５
に進んでフラグＸがリセットされる。次いでステップ１
０６に進む。

【００２３】ステップ１０６では再びフラグＸがセット
されているか否かが判別される。フラグＸがセットされ
ているときにはステップ１０８にジャンプし、フラグＸ
がリセットされているときにはステップ１０７に進んで
ＴＡＵの０．７倍したものが燃料噴射時間ＴＡＵとされ
る。次いでステップ１０８に進む。従ってフラグＸがセ
ットされているときには図８に示すマップの値がそのま
ま燃料噴射時間ＴＡＵとなるのでこのときには混合気は
過濃となり、フラグＸがリセットされているときにはＴ
ＡＵの０．７倍したものが燃料噴射時間ＴＡＵとされる
ので混合気は稀薄となる。

【００２４】ステップ１０８ではＴＡセンサ３５の出力
信号に基づいて目標機関回転数ＮＥＴが算出される。こ
の目標機関回転数ＮＥＴは図９に示されるようにスロッ
トル開度ＴＡの関数であり、図９に示す関係は予めＲＯ
Ｍ６２内に記憶されている。次いでステップ１０９では
機関回転数ＮＥが図９に示されるスロットル開度ＴＡに
応じた目標回転数ＮＥＴとなるようにプロペラピッチ制
御用アクチュエータ５３が制御される。即ち、機関回転
数ＮＥが目標回転数ＮＥＴよりも高くなると油圧室４６
内にオイルが供給される。その結果、プロペラ２のピッ
チ角が大きくなるために機関回転数ＮＥが低下せしめら
れる。これに対して機関回転数ＮＥが目標回転数ＮＥＴ
よりも低くなると油圧室４６内のオイルが排出され、斯
くしてプロペラ２のピッチ角が小さくなるために機関回
転数ＮＥが上昇せしめられる。このようにして機関回転
数ＮＥが目標回転数ＮＥＴに制御される。

【００２５】次いでステップ１１０では再びフラグＸが
セットされているか否かが判別される。フラグＸがリセ
ットされているときにはステップ１１１に進んで混合気
が稀薄であるときの目標過給圧ＴＰＤＨ（図４）が算出
される。次いでステップ１１２ではＴＰＤＨがＴＰＤと
され、ステップ１１５に進む。一方、ステップ１１０に
おいてフラグＸがセットされていると判別されたときは
ステップ１１３に進んで混合気が過濃なときの目標過給
圧ＴＰＤＬ（図４）が算出される。次いでステップ１１
４ではＴＰＤＬがＴＰＤとされ、ステップ１１５に進
む。

【００２６】次いでステップ１１５ではＮＥセンサ３２
およびＰＡセンサ３６の出力信号に基づいて基本制御量
ＴＬＳＢＳ、即ちリニアソレノイド弁３１に供給すべき
基本電流値ＴＬＳＢＳが算出される。この基本電流値Ｔ
ＬＳＢＳは機関回転数ＮＥおよび大気圧ＰＡに対して図
１０(A) に示すような関係にあり、この関係は予めＲＯ
Ｍ６２内に記憶されている。この基本電流値ＴＬＳＢＳ
は過給圧ＰＤを混合気が稀薄のときの目標過給圧ＴＰＤ
Ｈ（図４）とほぼ等しくするのに必要な予め実験により
求められた電流値を示している。

【００２７】次いでステップ１１６では再びフラグＸが
セットされているか否かが判別される。フラグＸがリセ
ットされているとき、即ち混合気が稀薄であるときには
ステップ１１７に進んでＮＥセンサ３２およびＰＡセン
サ３６の出力信号に基づいて基本電流値ＴＬＳＢＳに対
する補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨが算出される。この補正
電流値ＴＬＳＯＦＳＨは機関回転数ＮＥおよび大気圧Ｐ
Ａに対して図１０(B)に示す関係を有し、この関係は予
めＲＯＭ６２内に記憶されている。この補正電流値ＴＬ
ＳＯＦＳＨは以後のルーチンにおいて学習制御され、従
ってこの補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨは以後学習補正電流
値と称される。前述したように基本電流値ＴＬＳＢＳは
過給圧ＰＤを混合気が稀薄のときの目標過給圧ＴＰＤＨ
（図４）とほぼ等しくするのに必要な電流値を示してお
り、従って学習補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨは図１０(B)
に示されるように比較的小さな値となる。次いでステッ
プ１１８では学習補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨがＴＬＳＯ
ＦＳとされ、ステップ１２１に進む。

【００２８】これに対してステップ１１６においてフラ
グＸがセットされていると判断されたとき、即ち混合気
が過濃であるときにはステップ１１９に進んでＮＥセン
サ３２およびＰＡセンサ３６の出力信号に基づいて基本
電流値ＴＬＳＢＳに対する補正電流値ＴＬＳＯＦＳＬが
算出される。この補正電流値ＴＬＳＯＦＳＬは機関回転
数ＮＥおよび大気圧ＰＡに対して図１０(C) に示す関係
を有し、この関係は予めＲＯＭ６２内に記憶されてい
る。この補正電流値ＴＬＳＯＦＳＬは以後のルーチンに
おいて学習制御され、従ってこの補正電流値ＴＬＳＯＦ
ＳＬは以後学習補正電流値と称される。前述したように
基本電流値ＴＬＳＢＳは過給圧ＰＤを混合気が稀薄のと
きの目標過給圧ＴＰＤＨ（図４）とほぼ等しくするのに
必要な電流値を示しており、従って学習補正電流値ＴＬ
ＳＯＦＳＬは図１０(C) に示されるように比較的大きな
値となる。次いでステップ１２０では学習補正電流値Ｔ
ＬＳＯＦＳＬがＴＬＳＯＦＳとされ、ステップ１２１に
進む。

【００２９】ステップ１２１からステップ１２３は過給
圧ＰＤを目標過給圧に比例積分（ＰＩ）制御によって近
づけるためのルーチンを示している。即ち、まず初めに
ステップ１２１では目標過給圧ＴＰＤと、ＰＤセンサ３
４により検出された実際の過給圧ＰＤとの差より次式に
基づいて電流値の比例項ＴＧＰが算出される。なお、次
式においてＫ₁ は定数を示している。

【００３０】ＴＧＰ＝Ｋ₁ ・（ＴＰＤ−ＰＤ） 次いでステップ１２２では比例項ＴＧＰを用いて次式よ
り電流値の積分項ＴＬＳＦＢが算出される。なお、次式
においてＫ₂ は定数を示している。 ＴＬＳＦＢ＝ＴＬＳＦＢ＋Ｋ₂ ・ＴＧＰ 次いでステップ１２３では基準電流値ＴＬＳＢＳ、学習
補正電流値ＴＬＳＯＦＳ、比例項ＴＧＰおよび積分項Ｔ
ＬＳＦＢから次式に基づいてリニアソレノイド弁３１に
供給すべき電流値ＴＬＳが算出される。

【００３１】ＴＬＳ＝ＴＬＳＢＳ＋ＴＬＳＯＦＳ＋ＴＧ
Ｐ＋ＴＬＳＦＢ 次いでステップ１２４からステップ１３４では学習補正
電流値ＴＬＳＯＦＳの学習制御が行われる。即ち、まず
初めにステップ１２４において目標過給圧ＴＰＤと実際
の過給圧ＰＤとの差｜ＴＰＤ−ＰＤ｜が一定値α₁ より
も小さいか否かが判別される。｜ＴＰＤ−ＰＤ｜≧α₁
のときはステップ１２６に進んでカウント値ＣＴＰＤを
クリアし、次いでステップ１３４に進む。これに対して
｜ＴＰＤ−ＰＤ｜＜α₁ のときにはステップ１２５に進
んでカウント値ＣＴＰＤが１だけインクリメントされ、
次いでステップ１２７に進む。

【００３２】ステップ１２７ではカウント値ＣＴＰＤが
一定値α₂ よりも大きくなったか否かが判別される。Ｃ
ＴＰＤ≦α₂ のときにはステップ１３４に進み、ＣＴＰ
Ｄ＞α₂ になるとステップ１２８に進んで今回算出され
た電流値ＴＬＳと前回算出された電流値ＴＬＳＰＲＥと
の差｜ＴＬＳ−ＴＬＳＰＲＥ｜が一定値α₃ よりも小さ
いか否かが判別される。｜ＴＬＳ−ＴＬＳＰＲＥ｜≧α
₃ のときにはステップ１３０に進んでカウント値ＣＴＬ
Ｓがクリアされ、次いでステップ１３４に進む。これに
対して｜ＴＬＳ−ＴＬＳＰＲＥ｜＜α₃ であるとステッ
プ１２９に進んでカウント値ＣＴＬＳが１だけインクリ
メントされ、次いでステップ１３１に進む。

【００３３】ステップ１３１ではカウント値ＣＴＬＳが
一定値α₄ よりも大きくなったか否かが判別される。Ｃ
ＴＬＳ≦α₄ のときはステップ１３４に進み、ＣＴＬＳ
＞α ₄ になるとステップ１３２に進む。従ってステップ
１３２に進むのは過給圧ＰＤがほぼ目標過給圧ＴＰＤに
一定時間以上維持されており、かつ電流値ＴＬＳが一定
時間以上ほぼ一定に維持されているときである。

【００３４】ステップ１３２では混合気が稀薄であると
きには学習補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨが、混合気が過濃
であるときには学習補正電流値ＴＬＳＯＦＳＬがが次式
に基づいて算出される。 ＴＬＳＯＦＳＨ又はＴＬＳＯＦＳＬ＝ＴＬＳＯＦＳ＋
〔ＴＬＳ−（ＴＬＳＢＳ＋ＴＬＳＯＦＳ）〕 ここで前述したようにＴＬＳ＝ＴＬＳＢＳ＋ＴＬＳＯＦ
Ｓ＋ＴＧＰ＋ＴＬＳＦＢであるので上式の〔ＴＬＳ−
（ＴＬＳＢＳ＋ＴＬＳＯＦＳ）〕はＴＧＰ＋ＴＬＳＦＢ
に等しくなる。一方、ルーチンがステップ１３２に進ん
だときにはＴＰＤ−ＰＤ≒０であるのでＴＧＰ≒０とな
っている。従って上式の〔ＴＬＳ−（ＴＬＳＢＳ＋ＴＬ
ＳＯＦＳ）〕≒ＴＬＳＦＢとなる。即ち、上式は次式の
ようになる。

【００３５】ＴＬＳＯＦＳＨ又はＴＬＳＯＦＳＬ≒ＴＬ
ＳＯＦＳＨ又はＴＬＳＯＦＳＬ＋ＴＬＳＦＢ 即ち、学習補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨ又はＴＬＳＯＦＳ
Ｌに積分項ＴＬＳＦＢが加算されたものが新たな学習補
正電流値ＴＬＳＯＦＳＨ又はＴＬＳＯＦＳＬとされる。

【００３６】次いでステップ１３３では次式に基づいて
新たな積分項ＴＬＳＦＢが算出される。 ＴＬＳＦＢ＝ＴＬＳＦＢ−〔ＴＬＳ−（ＴＬＳＢＳ＋Ｔ
ＬＳＯＦＳ）〕 即ち、学習補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨ又はＴＬＳＯＦＳ
Ｌに加算された分だけ積分項ＴＬＳＦＢから減算したも
のが新たな積分項ＴＬＳＦＢとされる。このように学習
補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨ又はＴＬＳＯＦＳＬおよび積
分項ＴＬＳＦＢを補正することによって部品にばらつき
があった場合でも或いは部品に経年変化変化を生じた場
合でも目標過給圧ＴＰＤＨ，ＴＰＤＬが変化したときに
過給圧ＰＤを目標過給圧ＴＰＤＨ又はＴＰＤＬにただち
に一致させることができる。

【００３７】ステップ１３３において新たな積分項ＴＬ
ＳＦＢが算出されるとステップ１３４に進んで電流値Ｔ
ＬＳがＴＬＳＰＲＥとされる。次いでステップ１３５で
はリニアソレノイド弁３１に供給される電流値がＴＬＳ
とされる。図１１から図１５に別の実施例を示す。この
実施例では図１１および図１２に示すプロペラ調速機７
０を用いて機関回転数ＮＥを目標回転数に制御するよう
にした場合を示している。この実施例では操縦席に設け
られたパワーレバー１２′によりスロットル弁１１とプ
ロペラ調速機７０とが同時に制御され、更に混合気を切
換えるためのスイッチ７１が設けられている。

【００３８】図１２を参照するとプロペラ調速機７０は
プロペラ軸４０に比例した速度で回転せしめられる中空
円筒状の回転スリーブ７２と、回転スリーブ７２内に挿
入されたスプール弁７３と、スプール弁７３の上端部に
固定された端板７４と、回転スリーブ７２により回動可
能に支承されて端板７４を上方に付勢する一対のフライ
ウェィト７５と、端板７４を下方に付勢する圧縮ばね７
６と、この圧縮ばね７６のばね力を制御するためにプロ
ペラ調速機７０のハウジングに螺着された制御軸７７と
を具備する。

【００３９】図１２に示されるようにスプール弁７３に
は３個のランド７８ａ，７８ｂ，７８ｃが形成され、ま
た回転スリーブ７２上には第１のオイル孔７９ａ、第２
のオイル孔７９ｂおよび第３のオイル孔７９ｃが形成さ
れる。第１のオイル孔７９ａ周りには環状のオイル溝８
０ａが形成され、このオイル溝８０ａはオイル返戻導管
８１ａを介してオイルタンクに連結される。第２のオイ
ル孔７９ｂ周りには環状のオイル溝８０ｂが形成され、
このオイル溝８０ｂはオイル導管８１ｂを介してプロペ
ラ軸４０内の油圧室４６（図２）に連結される。また、
第３のオイル孔７９ｃ周りには環状のオイル溝８０ｃが
形成され、このオイル溝８０ｃ内にはオイルポンプから
吐出されたオイルがオイル供給導管８１ｃを介して供給
される。

【００４０】図１２はプロペラ２の回転数が目標回転数
に維持されているとき、即ち機関回転数ＮＥが目標回転
数に維持されているときを示している。このときには第
２のオイル孔７９ｂがスプール弁７３のランド７８ｂに
より閉鎖されており、従ってプロペラ軸４０内のピスト
ン４５は静止している。斯くしてこのときプロペラ２は
一定のピッチ角に維持されている。

【００４１】これに対して機関回転数ＮＥが目標回転数
よりも高くなるとフライウェィト７５の作用によってス
プール弁７３が上昇せしめられる。スプール弁７３が上
昇すると第２のオイル孔７９ｂが第３のオイル孔７９ｃ
に連通するためにプロペラ軸４０の油圧室４６内にオイ
ルが供給される。その結果、プロペラ２のピッチ角が大
きくなり、斯くして機関回転数ＮＥが低下せしめられ
る。

【００４２】一方、機関回転数ＮＥが目標回転数よりも
低くなるとフライウェィト７５の作用によってスプール
弁７３が下降せしめられる。スプール弁７３が下降する
と第２のオイル孔７９ｂが第１のオイル孔７９ａに連通
するためにプロペラ軸４０の油圧室４６内のオイルがオ
イルタンク内に返戻される。その結果、プロペラ２のピ
ッチ角が小さくなり、斯くして機関回転数ＮＥが上昇せ
しめられる。このようにして機関回転数ＮＥは目標回転
数に維持される。

【００４３】ところで圧縮ばね７６による端板７４の押
圧力を強くすれば図１２に示すように第２のオイル孔７
９ｂがスプール弁７３のランド７８ｂにより閉じられて
いるときの機関回転数、即ち目標回転数が高くなる。圧
縮ばね７６による端板７４の押圧力は制御軸７７を回転
することによって制御でき、斯くして制御軸７７を回転
することによって目標回転数を制御できることになる。

【００４４】図１１(A) を参照するとパワーレバー１
２′のロッド８２は一対の枝ロッド８２ａ，８２ｂに分
岐されており、各枝ロッド８２ａ，８２ｂには夫々一対
の固定子８３，８４，８５，８６と、固定子８３，８
４，８５，８６間に配置された摺動子８７，８８とが取
付けられる。更に固定子８３と摺動子８７間には圧縮ば
ね８９が配置され、固定子８６と摺動子８８間にも圧縮
ばね９０が挿入される。摺動子８７はスロットル弁１１
のスロットル軸に取付けられたレバー９１に連結され、
摺動子８８はプロペラ調速機７０の制御軸７７に固定さ
れたレバー９２に連結される。各レバー９１，９２には
夫々位置規制用ストッパ９３，９４が設けられており、
またスイッチ７１はロッド８２の分岐部と係合可能に配
置される。

【００４５】図１１(A) は機関低速回転時を示してい
る。このときにはスロットル弁１１の開度が小さく、か
つプロペラ調速機７０により設定される目標回転数は低
くなっており、しかも混合気は稀薄となっている。図１
１(A) に示す状態からパワーレバー１２′が押込まれる
とスロットル弁１１は徐々に開弁するがプロペラ調速機
７０により設定される目標回転数は依然として低くなっ
ている。パワーレバー１２′が更に押込まれて固定子８
５が摺動子８８に当接するとその後はパワーレバー１
２′が押込まれるにつれてスロットル弁１１が開弁せし
められ、プロペラ調速機７０のレバー９２が目標回転数
を高くする方向に回動せしめられる。次いでパワーレバ
ー１２′が更に押込まれてスロットル弁１１が全開し、
図１１(B) に示されるようにレバー９１がストッパ９３
に当接するとその後はスロットル弁１１は全閉状態に保
持され、パワーレバー１２′が押込まれるにつれてプロ
ペラ調速機７０のレバー９２が目標回転数を高くする方
向に回動せしめられる。これまでの間、スイッチ７１は
オフとなっており、従って混合気は稀薄となっている。

【００４６】次いでパワーレバー１２′が更に押込まれ
ると図１１(C) に示されるようにロッド８２の分岐部が
スイッチ７１に当接し、スイッチ７１がオンとなる。ス
イッチ７１がオンになる混合気が稀薄から過濃に切換え
られる。次いでパワーレバー１２′が更に押込まれると
プロペラ調速機７０のレバー９２が目標回転数を更に高
くする方向に回動せしめられる。

【００４７】図１３から図１５は図１１および図１２に
示すパワーレバー１２′およびプロペラ調速機７０を用
いた場合のメインルーチンを示している。図１３から図
１５を参照するとまず初めにステップ２００においてＰ
Ｍセンサ３３の出力信号および機関回転数ＮＥに基づい
て燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。この燃料噴射時間
ＴＡＵはスロットル弁１１下流の吸気ダクト６内の絶対
圧ＰＭおよび機関回転数ＮＥの関数として図８に示すよ
うなマップの形で予めＲＯＭ６２内に記憶されている。
なお、この燃料噴射時間ＴＡＵは機関シリンダ内に供給
される混合気が過濃となる予め定められた一定の空燃比
が得られるように定められている。

【００４８】次いでステップ２０１ではスイッチ７１が
オンであるか否か、即ち混合気を過濃にすべきであるか
否かが判別される。スイッチ７１がオンのときにはステ
ップ２０３にジャンプし、スイッチ７１がオフのときに
はステップ２０２に進んでＴＡＵの０．７倍したものが
燃料噴射時間ＴＡＵとされる。次いでステップ２０３に
進む。従ってスイッチ７１がオンのときには図８に示す
マップの値がそのまま燃料噴射時間ＴＡＵとなるのでこ
のときには混合気は過濃となり、スイッチ７１がオフの
ときにはＴＡＵの０．７倍したものが燃料噴射時間ＴＡ
Ｕとされるので混合気は稀薄となる。

【００４９】次いでステップ２０３では再びスイッチ７
１がオンであるか否かが判別される。スイッチ７１がオ
フであるときにはステップ２０４に進んで混合気が稀薄
であるときの目標過給圧ＴＰＤＨ（図４）が算出され
る。次いでステップ２０５ではＴＰＤＨがＴＰＤとさ
れ、ステップ２０８に進む。一方、ステップ２０３にお
いてスイッチ７１がオンであると判別されたときはステ
ップ２０６に進んで混合気が過濃なときの目標過給圧Ｔ
ＰＤＬ（図４）が算出される。次いでステップ２０７で
はＴＰＤＬがＴＰＤとされ、ステップ２０８に進む。

【００５０】次いでステップ２０８ではＮＥセンサ３２
およびＰＡセンサ３６の出力信号に基づいて基本制御量
ＴＬＳＢＳ、即ちリニアソレノイド弁３１に供給すべき
基本電流値ＴＬＳＢＳが算出される。この基本電流値Ｔ
ＬＳＢＳは機関回転数ＮＥおよび大気圧ＰＡに対して図
１０(A) に示すような関係にあり、この関係は予めＲＯ
Ｍ６２内に記憶されている。この基本電流値ＴＬＳＢＳ
は過給圧ＰＤを混合気が稀薄のときの目標過給圧ＴＰＤ
Ｈ（図４）とほぼ等しくするのに必要な予め実験により
求められた電流値を示している。

【００５１】次いでステップ２０９では再びスイッチ７
１がオンであるか否かが判別される。スイッチ７１がオ
フのとき、即ち混合気が稀薄であるときにはステップ２
１０に進んでＮＥセンサ３２およびＰＡセンサ３６の出
力信号に基づいて基本電流値ＴＬＳＢＳに対する補正電
流値ＴＬＳＯＦＳＨが算出される。この補正電流値ＴＬ
ＳＯＦＳＨは機関回転数ＮＥおよび大気圧ＰＡに対して
図１０(B) に示す関係を有し、この関係は予めＲＯＭ６
２内に記憶されている。この補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨ
は以後のルーチンにおいて学習制御され、従ってこの補
正電流値ＴＬＳＯＦＳＨは以後学習補正電流値と称され
る。前述したように基本電流値ＴＬＳＢＳは過給圧ＰＤ
を混合気が稀薄のときの目標過給圧ＴＰＤＨ（図４）と
ほぼ等しくするのに必要な電流値を示しており、従って
学習補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨは図１０(B) に示される
ように比較的小さな値となる。次いでステップ２１１で
は学習補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨがＴＬＳＯＦＳとさ
れ、ステップ２１４に進む。

【００５２】これに対してステップ２０３においてスイ
ッチ７１がオンであると判断されたとき、即ち混合気が
過濃であるときにはステップ２１２に進んでＮＥセンサ
３２およびＰＡセンサ３６の出力信号に基づいて基本電
流値ＴＬＳＢＳに対する補正電流値ＴＬＳＯＦＳＬが算
出される。この補正電流値ＴＬＳＯＦＳＬは機関回転数
ＮＥおよび大気圧ＰＡに対して図１０(C) に示す関係を
有し、この関係は予めＲＯＭ６２内に記憶されている。
この補正電流値ＴＬＳＯＦＳＬは以後のルーチンにおい
て学習制御され、従ってこの補正電流値ＴＬＳＯＦＳＬ
は以後学習補正電流値と称される。前述したように基本
電流値ＴＬＳＢＳは過給圧ＰＤを混合気が稀薄のときの
目標過給圧ＴＰＤＨ（図４）とほぼ等しくするのに必要
な電流値を示しており、従って学習補正電流値ＴＬＳＯ
ＦＳＬは図１０(C) に示されるように比較的大きな値と
なる。次いでステップ２１３では学習補正電流値ＴＬＳ
ＯＦＳＬがＴＬＳＯＦＳとされ、ステップ２１４に進
む。

【００５３】ステップ２１４からステップ２１６は過給
圧ＰＤを目標過給圧に比例積分（ＰＩ）制御によって近
づけるためのルーチンを示している。即ち、まず初めに
ステップ２１４では目標過給圧ＴＰＤと、ＰＤセンサ３
４により検出された実際の過給圧ＰＤとの差より次式に
基づいて電流値の比例項ＴＧＰが算出される。なお、次
式においてＫ₁ は定数を示している。

【００５４】ＴＧＰ＝Ｋ₁ ・（ＴＰＤ−ＰＤ） 次いでステップ２１５では比例項ＴＧＰを用いて次式よ
り電流値の積分項ＴＬＳＦＢが算出される。なお、次式
においてＫ₂ は定数を示している。 ＴＬＳＦＢ＝ＴＬＳＦＢ＋Ｋ₂ ・ＴＧＰ 次いでステップ２１６では基準電流値ＴＬＳＢＳ、学習
補正電流値ＴＬＳＯＦＳ、比例項ＴＧＰおよび積分項Ｔ
ＬＳＦＢから次式に基づいてリニアソレノイド弁３１に
供給すべき電流値ＴＬＳが算出される。

【００５５】ＴＬＳ＝ＴＬＳＢＳ＋ＴＬＳＯＦＳ＋ＴＧ
Ｐ＋ＴＬＳＦＢ 次いでステップ２１７からステップ２２７では学習補正
電流値ＴＬＳＯＦＳの学習制御が行われる。即ち、まず
初めにステップ２１７において目標過給圧ＴＰＤと実際
の過給圧ＰＤとの差｜ＴＰＤ−ＰＤ｜が一定値α₁ より
も小さいか否かが判別される。｜ＴＰＤ−ＰＤ｜≧α₁
のときはステップ２１９に進んでカウント値ＣＴＰＤを
クリアし、次いでステップ２２７に進む。これに対して
｜ＴＰＤ−ＰＤ｜＜α₁ のときにはステップ２１８に進
んでカウント値ＣＴＰＤが１だけインクリメントされ、
次いでステップ２２０に進む。

【００５６】ステップ２２０ではカウント値ＣＴＰＤが
一定値α₂ よりも大きくなったか否かが判別される。Ｃ
ＴＰＤ≦α₂ のときにはステップ２２７に進み、ＣＴＰ
Ｄ＞α₂ になるとステップ２２１に進んで今回算出され
た電流値ＴＬＳと前回算出された電流値ＴＬＳＰＲＥと
の差｜ＴＬＳ−ＴＬＳＰＲＥ｜が一定値α₃ よりも小さ
いか否かが判別される。｜ＴＬＳ−ＴＬＳＰＲＥ｜≧α
₃ のときにはステップ２２３に進んでカウント値ＣＴＬ
Ｓがクリアされ、次いでステップ２２７に進む。これに
対して｜ＴＬＳ−ＴＬＳＰＲＥ｜＜α₃ であるとステッ
プ２２２に進んでカウント値ＣＴＬＳが１だけインクリ
メントされ、次いでステップ２２４に進む。

【００５７】ステップ２２４ではカウント値ＣＴＬＳが
一定値α₄ よりも大きくなったか否かが判別される。Ｃ
ＴＬＳ≦α₄ のときはステップ２２７に進み、ＣＴＬＳ
＞α ₄ になるとステップ２２５に進む。従ってステップ
２２５に進むのは過給圧ＰＤがほぼ目標過給圧ＴＰＤに
一定時間以上維持されており、かつ電流値ＴＬＳが一定
時間以上ほぼ一定に維持されているときである。

【００５８】ステップ２２５では混合気が稀薄であると
きには学習補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨが、混合気が過濃
であるときには学習補正電流値ＴＬＳＯＦＳＬが次式に
基づいて算出される。 ＴＬＳＯＦＳＨ又はＴＬＳＯＦＳＬ＝ＴＬＳＯＦＳ＋
〔ＴＬＳ−（ＴＬＳＢＳ＋ＴＬＳＯＦＳ）〕 ここで前述したようにＴＬＳ＝ＴＬＳＢＳ＋ＴＬＳＯＦ
Ｓ＋ＴＧＰ＋ＴＬＳＦＢであるので上式の〔ＴＬＳ−
（ＴＬＳＢＳ＋ＴＬＳＯＦＳ）〕はＴＧＰ＋ＴＬＳＦＢ
に等しくなる。一方、ルーチンがステップ２２５に進ん
だときにはＴＰＤ−ＰＤ≒０であるのでＴＧＰ≒０とな
っている。従って上式の〔ＴＬＳ−（ＴＬＳＢＳ＋ＴＬ
ＳＯＦＳ）〕≒ＴＬＳＦＢとなる。即ち、上式は次式の
ようになる。

【００５９】ＴＬＳＯＦＳＨ又はＴＬＳＯＦＳＬ≒ＴＬ
ＳＯＦＳＨ又はＴＬＳＯＦＳＬ＋ＴＬＳＦＢ 即ち、学習補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨ又はＴＬＳＯＦＳ
Ｌに積分項ＴＬＳＦＢが加算されたものが新たな学習補
正電流値ＴＬＳＯＦＳＨ又はＴＬＳＯＦＳＬとされる。

【００６０】次いでステップ２２６では次式に基づいて
新たな積分項ＴＬＳＦＢが算出される。 ＴＬＳＦＢ＝ＴＬＳＦＢ−〔ＴＬＳ−（ＴＬＳＢＳ＋Ｔ
ＬＳＯＦＳ）〕 即ち、学習補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨ又はＴＬＳＯＦＳ
Ｌに加算された分だけ積分項ＴＬＳＦＢから減算したも
のが新たな積分項ＴＬＳＦＢとされる。このように学習
補正電流値ＴＬＳＯＦＳＨ又はＴＬＳＯＦＳＬおよび積
分項ＴＬＳＦＢを補正することによって部品にばらつき
があった場合でも或いは部品に経年変化変化を生じた場
合でも目標過給圧ＴＰＤＨ，ＴＰＤＬが変化したときに
過給圧ＰＤを目標過給圧ＴＰＤＨ又はＴＰＤＬにただち
に一致させることができる。

【００６１】ステップ２２６において新たな積分項ＴＬ
ＳＦＢが算出されるとステップ２２７に進んで電流値Ｔ
ＬＳがＴＬＳＰＲＥとされる。次いでステップ２２８で
はリニアソレノイド弁３１に供給される電流値がＴＬＳ
とされる。

【００６２】

【発明の効果】空燃比を小さくすることによる機関出力
の増大作用と過給圧を低下させることによる機関出力の
減少作用とが同時に行われるので機関出力の急激な変動
を阻止することができる。その結果、空燃比を小さくし
たときにショックが発生するのを阻止できると共に機関
出力が滑らかに変化するので良好な操縦性を確保するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図解的に示した内燃機関の平面図である。

【図２】プロペラ軸周りを図解的に示した側面断面図で
ある。

【図３】電子制御ユニットを示す図である。

【図４】空燃比と過給圧との関係を示す線図である。

【図５】メインルーチンのフローチャートである。

【図６】メインルーチンのフローチャートである。

【図７】メインルーチンのフローチャートである。

【図８】燃料噴射時間ＴＡＵのマップを示す図である。

【図９】目標回転数ＮＥＴを示す線図である。

【図１０】基準電流値ＴＬＳＢＳおよび補正電流値ＴＬ
ＳＯＦＳＨ，ＴＬＳＯＦＳＬを示す図である。

【図１１】パワーレバーによる制御系を示す図である。

【図１２】プロペラ調速機の図解的に示した側面断面図
である。

【図１３】メインルーチンのフローチャートである。

【図１４】メインルーチンのフローチャートである。

【図１５】メインルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

７ａ〜７ｂ…燃料噴射弁 １０…ターボチャージャ ２０…排気タービン ２５…アクチュエータ ２６…ウェイトスゲートバルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 過給機を具えた内燃機関において、予め
   定められた運転状態のときに空燃比を小さくする空燃比
   制御装置と、空燃比が小さくされたときに過給圧を低下
   させる過給圧制御装置とを具備した内燃機関の出力制御
   装置。