JPH09177554A

JPH09177554A - 過給機付内燃機関

Info

Publication number: JPH09177554A
Application number: JP7339148A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Watanabe; 厚渡辺
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1995-12-26
Publication date: 1997-07-08
Anticipated expiration: 2015-12-26
Also published as: JP3551590B2; US5899069A

Abstract

(57)【要約】【課題】過給機付内燃機関におけるブーツストラップ
発生を防止する。【解決手段】内燃機関１の過給機１０入口にウエィス
トゲート弁２６を設け、制御ユニット３０によりウエィ
ストゲート弁開度を機関回転数に応じて制御する。制御
ユニットは、機関回転数の増大とともに機関出力が急激
に増大する領域（ブーツストラップ運転領域）を機関回
転数の範囲として予め記憶しておき、ブーツストラップ
運転領域では、回転数に応じてウエィストゲート弁開度
を設定し、機関回転数の増大とともに過給圧が緩やかに
上昇するようにする。これにより、ブーツストラップ運
転領域での急激な機関出力増大が防止されるため、ブー
ツストラップが発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は過給機付内燃機関に
関し、詳細には過給機付内燃機関の出力制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】排気ターボチャージャ等の過給機を装備
した往復動内燃機関を航空機に搭載して推進プロペラを
駆動するような場合にはいわゆるブーツストラップ現象
が生じる運転領域があることが知られている。ここで、
ブーツストラップ現象とは、運転中に機関のスロットル
弁開度やガバナー設定回転数を一定に保持していた場合
でも機関回転数が不安定になって機関回転数の急上昇や
急低下を繰り返すようなような現象をいう。このブーツ
ストラップ現象は以下のような原因で発生すると考えら
れる。

【０００３】過給機付内燃機関では、機関や過給機の保
護のために機関過給圧に上限値が設定されている。通
常、機関過給圧の制御には過給機入口排気管に配置した
機械式のウエィストゲート弁（以下ＷＧＶと略称する）
または過給機出口空気通路に設けられた機械式の吸気リ
リーフ弁等の過給圧制御弁が用いられる。これらの過給
圧制御弁は、過給圧が設定値に到達するまでは全閉状態
を保持し、過給圧が設定値以上になると開弁して過給圧
の上昇を抑制する。例えば、ＷＧＶが開弁すると、排気
の一部が過給機をバイパスして流れるため過給機流入排
気圧力（排気流量）の増大が防止され、過給機回転数の
上昇が抑制される。このため、過給圧は設定圧力以上に
は上昇しない。また、吸気リリーフ弁は同様に、過給圧
が設定値以上になると開弁して過給機出口空気の一部を
大気に放出することにより、過給圧の上昇を抑制する。

【０００４】図３(A) は、このような過給圧制御弁を有
する機関の、機関回転数ＮＥに対する過給圧ＰＤの変化
特性を示している。図３(A) に示すように、機関回転数
ＮＥが低い間（図３(A) で０＜ＮＥ＜ＮＥ１の領域）で
は、機関排気圧力（流量）が低く過給機の回転数が上昇
しないため、過給圧ＰＤは略一定の低い値ＰＤ１に維持
される。過給機の回転数は機関回転数とともに上昇し、
機関回転数がＮＥ１（図３(A) ）に到達すると過給圧Ｐ
Ｄが上昇を開始し、図３(A) でＮＥ１≦ＮＥ＜ＮＥ２の
領域では機関回転数ＮＥの上昇とともに過給圧ＰＤは急
激に上昇する。また、過給圧ＰＤが過給圧の設定値ＰＤ
２に到達すると（ＮＥ＝ＮＥ２）、過給圧制御弁が開弁
するため過給圧ＰＤは機関回転数にかかわらず一定値Ｐ
Ｄ２に保持される（ＮＥ≧ＮＥ２の領域）。図３(B) 、
図３(C) は、それぞれ回転数ＮＥに対する過給圧制御弁
（この場合はＷＧＶ）の開度特性と機関出力特性とを示
している。図３(B) に示すように、ＷＧＶは機関回転数
ＮＥがＮＥ２より低い領域では全閉に維持され、回転数
ＮＥがＮＥ２より高い領域では、過給圧ＰＤを設定値Ｐ
Ｄ２に維持するために回転数ＮＥの上昇につれてＷＧＶ
開度が増大する。

【０００５】このため、機関出力ＨＰは、回転数ＮＥが
ＮＥ＜ＮＥ１の領域では比較的緩やかに上昇するが、Ｎ
Ｅ１≦ＮＥ＜ＮＥ２の領域では過給圧ＰＤの急激な上昇
に対応して機関出力も急激に増大する。また、ＮＥ≧Ｎ
Ｅ２の領域では過給圧ＰＤは一定値ＰＤ２に維持される
ため、機関出力の増大は再び緩やかになる。なお、通常
航空機用の機関の定格出力は図３にＮＥＲで示した付近
の回転数に設定されている。

【０００６】ところで、航空機用エンジンにおいては、
機関回転数ＮＥはプロペラの消費動力と機関出力とによ
り決定される。すなわち、プロペラはピッチが一定の場
合には回転数の３乗に比例して増加する。このため、実
際の運転においては機関回転数が上昇すると機関出力と
ともにプロペラの消費動力も増大し、機関はプロペラの
消費動力と機関出力とがバランスする回転数で運転され
ることになる。このため、機関回転数の変化に対して機
関出力の変化が大きい領域（例えば、図３でＮＥ１≦Ｎ
Ｅ＜ＮＥ２の領域）では、外乱等により僅かに機関回転
数が変化したような場合でも機関出力が大きく変化して
しまい、プロペラ消費動力と機関出力とのバランスが崩
れてしまう。

【０００７】例えば、このような運転領域で機関回転数
が僅かに上昇したような場合、プロペラの消費動力は僅
かに回転数が上昇した程度ではそれほど変化しないにも
かかわらず機関出力は大幅に上昇する。このため、機関
回転数の上昇はきっかけとなった僅かな回転数の上昇幅
にとどまらずに、回転数上昇によるプロペラ消費動力の
増大と機関出力特性（図３(C) ）で定まる出力とがバラ
ンスする回転数まで一気に上昇することになる。また、
外乱等により機関回転数が僅かに低下した場合には、逆
に機関回転数は急激に低下することになる。

【０００８】このように、スロットル弁開度を一定に維
持した状態でも機関回転数が安定せずに上昇、低下を繰
り返す状態をブーツストラップと呼ぶ。ブーツストラッ
プは、図３でＮＥ１≦ＮＥ＜ＮＥ２の領域のように機関
回転数の変化に対する機関出力の変化が大きい領域、す
なわち、一般に過給圧制御弁が全閉になっている運転領
域で生じる。ブーツストラップが発生すると、機関回転
数を正確に制御することができなくなり、航空機の操縦
性に問題を生じるおそれがある。このため、従来ブーツ
ストラップ運転領域での定常的な運転を禁止することが
一般的であった。

【０００９】上記は、固定ピッチプロペラの場合につい
て説明したが、一般に航空機用機関には、可変ピッチプ
ロペラを用いた回転数ガバナーが使用される。回転数ガ
バナーは、可変ピッチプロペラのピッチを変更すること
によりプロペラの消費動力を調節し、設定した機関回転
数を保持するための機構である。すなわち、プロペラピ
ッチが変化すると、同一の回転数であってもプロペラの
消費動力は変化する。このため、ガバナーは飛行中の機
関回転数と予め設定した回転数との間に差が生じた場合
には、実際の回転数と設定回転数との偏差に応じてプロ
ペラピッチを増減し、機関回転数を設定値に維持する制
御を行う。このように、回転数ガバナーを備えた機関で
は固定ピッチプロペラ機関の場合に較べて安定した機関
回転数を得ることができる。

【００１０】ところが、このような回転数ガバナーを備
えた機関であっても、上記のように機関回転数に対する
出力の変化率が大きいブーツストラップ運転領域ではブ
ーツストラップが発生してしまう場合がある。すなわ
ち、このような機関では機関回転数が上昇すると機関回
転数を低下させるためにプロペラピッチが増大される
が、回転数の上昇を検知してからプロペラピッチが増大
するまでには実際にはピッチ可変機構の作動遅れ等によ
る遅れ時間が存在する。このため、機関回転数に対する
出力の変化が大きいブーツストラップ領域では、この遅
れ時間の間に機関回転数が急激に上昇してしまい、固定
ピッチプロペラの場合と同様にブーツストラップが発生
する場合が生じるのである。

【００１１】上述したように、ブーツストラップは過給
機回転数上昇による機関出力の増大特性と、機関負荷
（プロペラ消費動力）の増大特性とが適合しないために
生じる。航空機用機関に関するものではないが、従来よ
りターボチャージャの過給圧を制御することにより機関
出力の増大特性と機関負荷の増大特性とを適合させる試
みがなされている。例えば、この種の制御装置として
は、実開昭６１−１１３９３６号公報に記載されたもの
がある。同公報の装置は、車両用の過給機付内燃機関の
過給圧制御装置に関するものである。車両用過給機付内
燃機関では、車両の発進や急加速時には、機関回転数の
上昇に伴ってターボチャージャの過給圧が急上昇するた
め機関出力も急激に増大する。このため、機関出力の増
大特性と機関負荷（駆動輪の駆動馬力）の増大特性との
不適合が生じ、発進、加速時に駆動輪がスリップする現
象が生じる。上記公報の装置は、この駆動輪スリップを
防止することを目的としたものであり、機関回転数の上
昇率が予め定めた値を越えた場合にウエィストゲート弁
を開弁して過給圧を通常の設定圧力より低くなるように
補正している。同公報の装置は、上記補正により機関の
急激な回転数上昇を抑制して駆動輪のスリップが生じる
ことを防止したものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記実開昭６１−１１
３９３６号公報の装置は、車両発進、加速時の駆動輪ス
リップ防止を図る上では効果があるものの、航空機用過
給機付内燃機関に同公報の装置を適用したのではブーツ
ストラップの発生を防止することはできない。すなわ
ち、上記公報の装置では機関回転数の急激な上昇が生じ
たことを検出してからウエィストゲート弁を開弁するよ
うにしている。しかし、航空機用機関では機関回転数の
急激な上昇が生じた場合には、既にブーツストラップが
発生してしまっている。従って、上記公報の装置ではブ
ーツストラップ発生後の過給圧（機関出力）上昇幅を低
減することはできるものの、ブーツストラップ発生その
ものを防止することはできない。

【００１３】本発明は、上記問題に鑑み航空機用過給機
付内燃機関においてブーツストラップの発生を効果的に
防止可能とする手段を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、内燃機関の吸気を過給する過給機と、前記機関
の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状
態が機関のブーツストラップが発生する可能性があるブ
ーツストラップ運転領域にあるか否かを判定する運転領
域判定手段と、前記運転領域判定手段により機関がブー
ツストラップ運転領域で運転されていると判定されたと
きに、機関出力増大を抑制するブーツストラップ抑制手
段と、を備えた過給機付内燃機関が提供される。

【００１５】すなわち、運転領域判定手段は機関の運転
状態に基づいてブーツストラップが発生するおそれのあ
るブーツストラップ運転領域で機関が運転されているか
否かを判断し、ブーツストラップ抑制手段はブーツスト
ラップ領域で機関が運転されているときには機関出力増
大を抑制する操作を行う。このため、機関出力の急激な
変化ガ抑制されブーツストラップの発生が生じない。こ
こで、運転領域判定手段は、例えば機関回転数、出力、
過給圧などの機関運転状態に基づいてブーツストラップ
運転領域を判定するようにしてもよい。また、ブーツス
トラップ抑制手段は、吸気リリーフ弁、ウエィストゲー
ト弁等を開弁することにより過給圧上昇を制御して機関
出力増大を抑制するようにしてもよい。

【００１６】請求項２に記載の発明によれば、前記運転
状態検出手段は前記機関の回転数を検出する回転数検出
手段を備え、前記運転領域判定手段は、少なくとも機関
回転数に基づいて機関がブーツストラップ運転領域で運
転されているか否かを判定する請求項１に記載の過給機
付内燃機関が提供される。すなわち、請求項２の発明で
は、運転領域判定手段は、少なくとも機関回転数に基づ
いてブーツストラップ運転領域を判定する。

【００１７】請求項３に記載の発明によれば、前記過給
機は、過給圧が予め定めた設定圧力以上になったときに
開弁し、過給機出口空気圧力もしくは過給機入口排気圧
力の上昇を抑制することにより過給圧を前記設定圧力に
維持する過給圧制御弁を備え、前記ブーツストラップ抑
制手段は、機関がブーツストラップ領域で運転されてい
るときに、過給圧が前記設定圧力より低い場合であって
も前記過給圧制御弁を開弁し、機関出力増大を抑制する
請求項２に記載の過給機付内燃機関が提供される。

【００１８】すなわち、請求項３の発明では、ブーツス
トラップ抑制手段は過給圧制御弁を開弁することにより
ブーツストラップ運転領域における急激な機関出力増大
を防止する。請求項４に記載の発明によれば、前記ブー
ツストラップ抑制手段は前記過給圧制御弁の開度を機関
回転数に応じて補正する第１の補正手段を備えた請求項
３に記載の過給機付内燃機関が提供される。

【００１９】すなわち、過給圧（機関出力）の回転数変
化に対する上昇率は機関回転数により変化する。請求項
４の発明では、第１の補正手段は機関回転数に応じて過
給圧制御弁開度を補正するため、過給圧の急激な変化が
機関の回転数変化にかかわらず抑制される。請求項５に
記載の発明によれば、前記運転状態検出手段は、更に機
関のスロットル弁開度を検出するスロットル弁開度検出
手段を備え、前記ブーツストラップ抑制手段は、スロッ
トル弁開度に基づいて前記過給圧制御弁開度を補正する
第２の補正手段を備えた請求項４に記載の過給機付内燃
機関が提供される。

【００２０】すなわち、過給圧（機関出力）の回転数変
化に対する上昇率は機関スロットル弁開度によっても変
化する。請求項５の発明では、更にスロットル弁開度に
応じて過給圧制御弁開度を補正する第２の補正手段が設
けられているため、請求項４の発明の作用に加えて、機
関スロットル弁開度にかかわらず過給圧の急激な変化が
抑制される。

【００２１】請求項６に記載の発明によれば、前記運転
状態検出手段は、更に大気温度と大気圧力との少なくと
も一方を含む大気状態を検出する大気状態検出手段を備
え、前記ブーツストラップ抑制手段は、更に前記大気状
態に応じて前記過給圧制御弁開度を補正する第３の補正
手段を備えた、請求項４または５に記載の過給機付内燃
機関が提供される。

【００２２】すなわち、過給圧（機関出力）の回転数変
化に対する上昇率は過給機入口空気条件（大気状態）に
応じて変化する。請求項６の発明では、更に大気温度、
大気圧力等の大気状態（飛行高度）に応じて過給圧制御
弁を補正する第２の補正手段が設けられているため、請
求項４または５の発明の作用に加えて、飛行高度の変化
等による大気状態の変化にかかわらず過給圧の急激な変
化が防止される。

【００２３】請求項７に記載の発明によれば、前記運転
状態検出手段は、機関回転数を検出する回転数検出手段
と、機関出力を表す出力パラメータを検出する出力パラ
メータ検出手段とを備え、前記ブーツストラップ抑制手
段は、前記出力パラメータの機関回転数に対する変化率
を算出する変化率算出手段と、機関がブーツストラップ
運転領域で運転されていると判定されたときに前記算出
された変化率が予め定めた基準変化率以下になるように
機関出力増大を抑制する手段と、を備えた請求項１に記
載の過給機付内燃機関が提供される。

【００２４】すなわち、請求項７に記載の発明では、ブ
ーツストラップ運転領域では、機関回転数に対する機関
出力の変化率は所定の基準変化率以下になるように制御
されるため、ブーツストラップ領域においても急激な機
関出力の増大が生じない。請求項８に記載の発明によれ
ば、前記運転領域判定手段は、更に機関回転数または前
記出力パラメータの値の少なくとも一方に基づいて機関
がブーツストラップ運転領域にあると判定する判定手段
と、実際の運転における前記出力パラメータの機関回転
数に対する変化特性の所定の基準状態における変化特性
からのずれを検出する特性変化検出手段と、該変化特性
のずれ量を記憶する記憶手段と、記憶した変化特性のず
れに基づいて前記設定領域を変更する学習補正手段とを
備え、前記判定手段は該補正後の設定領域に基づいて機
関がブーツストラップ運転領域にあるか否かを判断する
請求項７に記載の過給機付内燃機関が提供される。

【００２５】すなわち、請求項８に記載の発明では、運
転領域判定手段は実際の機関出力特性の基準状態からの
ずれを記憶し、この出力特性のずれに基づいてブーツス
トラップ運転領域の設定を変更する。このため、請求項
８にに記載の発明によれば、請求項７の発明の作用に加
えて、経年変化等により機関出力特性が変化したような
場合にもブーツストラップ運転領域の判定が正確に行わ
れる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。図１は本発明の過給機付内
燃機関の一実施形態の概略構成を示す図である。図１に
おいて、１は内燃機関本体、２は機関１により駆動され
るプロペラを示す。本実施形態では機関１として多気筒
（図１ではＶ型８気筒）の４サイクルレシプロエンジン
が使用されている。また、図１において、５は機関１の
各気筒の吸気ポートを共通の吸気ダクト６にに接続する
吸気マニホルドである。吸気マニホルド５の各気筒の吸
気ポート接続部近傍には、それぞれ各気筒の吸気ポート
に加圧燃料を噴射する燃料噴射弁７が配置されている。

【００２７】図１において、１１で示したのは、インタ
クーラ８下流の吸気ダクト６内に配置されたスロットル
弁である。スロットル弁１１は、操縦席に設けられたパ
ワーレバー１２に接続され、パワーレバー１２の操作量
に応じた開度をとる。また、８は吸気ダクト６上に設け
られたインタクーラ、１０は排気ターボチャージャ、９
はターボチャージャ１０のコンプレッサ１６の吐出口１
５とインタクーラ８とを接続する吸気ダクトを示してい
る。

【００２８】また、図１において２１、２２で示したの
は、機関１の両側のバンクの各気筒の排気ポートを共通
の排気管２３に接続する排気マニホルドである。共通排
気管２３はターボチャージャ１０の排気タービン２０の
排気入口１７に接続されている。ターボチャージャ１０
は遠心型コンプレッサ１６と、コンプレッサ１６を駆動
する遠心型の排気タービン２０とからなる。機関１の吸
入空気は、エアクリーナ（図示せず）から吸気入口管１
３を経てコンプレッサ１６に流入し、昇圧された過給空
気となって吸気ダクト９からインタクーラ８に供給さ
れ、インタクーラ８で冷却された後、吸気ダクト６、ス
ロットル弁１１、吸気マニホルド５を通って機関１の各
気筒に供給される。

【００２９】また、機関１の排気は、排気マニホルド２
１、２２から排気管２３を通り、排気入口１７からター
ビン２０に流入し、タービン及びそれに接続されたコン
プレッサ１６を回転駆動した後、排気出口管１９から排
出される。また、本実施形態では、排気管２３とタービ
ンの排気出口管１９とを接続する排気バイパス通路２４
が設けられている。この排気バイパス通路２４には、バ
イパス通路２４から排気タービン２０をバイパスして排
気出口管１９に流入する排気流量を制御するウエィスト
ゲート弁２６が設けられている。ウエィストゲート弁
（ＷＧＶ）２６が全閉状態では、機関１からの排気の全
量がタービン２０に流入するためターボチャージャ１０
の回転数が上昇し、コンプレッサ１６の出口圧力（過給
圧）が上昇する。一方、ＷＧＶ２６が開弁すると機関１
の排気の一部はタービン２０をバイパスして排気出口管
１９に流出するためタービン２０を通過する排気流量が
低下する。これにより、ターボチャージャ１０の回転数
は低下し、ＷＧＶ２６の開度に応じて過給圧が低下す
る。すなわち、ＷＧＶ２６の開度を調節することによ
り、機関１の過給圧を所望のレベルまで低下させること
ができる。

【００３０】図１の実施形態では、ＷＧＶ２６はＤＣモ
ータからなるアクチュエータ２５により駆動される。ア
クチュエータ２５は、後述するエンジン電気制御ユニッ
ト（ＥＥＣ）３０（図２）からの指令信号に応じて作動
し、ＷＧＶ２６をＥＥＣ３０からの指令信号に応じた開
度に制御する。なお、アクチュエータ２５としては、Ｅ
ＥＣ３０からの指令信号に応じた開度にＷＧＶ２６を駆
動できるものであればＤＣモータ以外のものも使用可能
であり、例えば、電気／油圧式のアクチュエータ等を使
用することもできる。

【００３１】本実施形態では、機関１により駆動される
プロペラ２は可変ピッチプロペラとされており、プロペ
ラ２のプロペラピッチを制御する回転数ガバナー３１を
備えている。本実施形態では、プロペラガバナー３１は
遠心型ガバナーとされ、図示しない回転伝達軸を介して
プロペラの駆動軸に接続されている。プロペラガバナー
３１は機関回転数（プロペラ回転数）が設定回転数に一
致するようにプロペラピッチを調節する作用を行う。す
なわち、プロペラ回転数が設定回転数より高くなった場
合にはガバナー３１はプロペラピッチを増加させ、プロ
ペラの吸収馬力を増大することにより機関回転数を低下
させる。また、プロペラ回転数が設定回転数より低くな
った場合にはガバナー３１はプロペラピッチを低減し、
プロペラの吸収馬力を低下させることにより機関回転数
を増大させる。これにより、プロペラ回転数（機関回転
数）はプロペラガバナーの設定回転数に一致するように
制御される。本実施形態では、回転数ガバナー３１はス
ロットル弁１１とともに共通のパワーレバー１２に接続
され、単一のパワーレバー１２を操作することによりス
ロットル弁１１開度（機関出力）と機関回転数（プロペ
ラ２のピッチ）との両方を同時に制御することができる
ようにされている。このため、スロットル弁１１とガバ
ナー３１の制御用ケーブルを、それぞれ機体特性に応じ
た形状のカムを介してパワーレバーに連結し、パワーレ
バー１２の操作量に対するスロットル弁１１とガバナー
３１との動作量変化特性をそれぞれ適宜な特性に設定す
ることにより機体特性に応じた最適な機関出力／回転数
特性を予め設定できるようになっている。

【００３２】図２は、機関１の制御を行うＥＥＣ（エン
ジンエレクトリックコントロールユニット）３０の構成
を示す図である。図２に示すように、ＥＥＣ３０は本実
施形態では、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ、及び入力ポー
ト、出力ポートを相互に双方向性バスで接続した公知の
構成のマイクロコンピュータとされる。本実施形態で
は、ＥＥＣ３０はエンジン１の燃料噴射制御、点火時期
制御等の基本制御を行う他、後述するブーツストラップ
抑制のための過給圧制御を行っている。これらの制御の
ため、ＥＥＣ３０の入力ポートにはエンジン１のクラン
ク軸（図示せず）に設けられたＮＥセンサ３２から、エ
ンジン１の回転数ＮＥに応じたパルス信号が入力されて
いる。ＥＥＣ３０のＣＰＵは、このパルス信号に基づい
て機関回転数ＮＥを算出し、後述する種々の制御に使用
する。

【００３３】また、ＥＥＣ３０の入力ポートには、スロ
ットル弁１１下流の吸気ダクト６に設けられたＰＭセン
サ３３、及びスロットル弁１１上流の吸気ダクト６に設
けられたＰＤセンサ３４から、吸気ダクト６内の絶対圧
力ＰＭに比例した電圧信号と、ターボチャージャ１０の
過給圧（デッキ圧）ＰＤ（絶対圧力）に比例した電圧信
号とが、それぞれＡＤ変換器６７を介して入力されてい
る。更に、ＥＥＣ３０の入力ポートにはスロットル弁１
１開度ＴＨに応じた電圧信号がＴＨセンサ３５から、大
気温度ＴＡに応じた電圧信号がＴＡセンサ３７から、大
気圧力ＰＡに応じた電圧信号がＰＡセンサ３６から，そ
れぞれＡＤ変換器６７を介して入力されている。

【００３４】また、ＥＥＣ３０の出力ポートは、機関１
の各気筒の点火プラグ４と燃料噴射弁７とにそれぞれ点
火回路６８、駆動回路６９を介して接続され、機関１の
燃料噴射量及び時期、点火時期を制御している。本実施
形態では、ＥＥＣ３０はＰＭセンサ３３とＮＥセンサ３
２とにより検出した吸気圧力ＰＭと機関回転数ＮＥとに
基づいて、予めＲＯＭに格納した数値テーブルから最適
な燃料噴射量、噴射時期、点火時期を決定し、これらに
基づいて燃料噴射及び点火を行う。

【００３５】また、ＥＥＣ３０の出力ポートは、更に駆
動回路６９を介してＷＧＶ２６のアクチュエータ２５に
接続されており、ＷＧＶ２６開度を制御して以下に説明
する過給圧制御を行っている。次に図４を用いて、本発
明の一実施形態について説明する。本実施形態では、ブ
ーツストラップが発生する可能性のある運転領域におい
て、過給圧ＰＤが機関保護のための上限値ＰＤ２に到達
していない場合でもＷＧＶ２６を開弁することにより過
給圧を緩やかに上昇させるようにして、回転数の上昇に
伴う機関１の急激な出力増大を抑制している。前述のよ
うに、ブーツストラップは機関１の回転数に対する出力
変化率がプロペラ２の消費動力の変化率を越えて大きく
なるために生じる。従って、機関１の急激な出力増大を
抑制し出力変化率を小さく設定することによりブーツス
トラップの発生を防止することが可能となる。

【００３６】本実施形態では、ＥＥＣ３０は機関運転
中、回転数ＮＥに基づいて機関がブーツストラップ領域
で運転されているか否かを判断し、ブーツストラップ運
転領域で運転されている場合には回転数ＮＥに応じてデ
ッキ圧（過給圧）ＰＤの目標値ＰＤＴを設定し、実際の
デッキ圧が目標値ＰＤＴに一致するようにＷＧＶ２６を
制御する。

【００３７】前述のように、本実施形態ではパワーレバ
ー１２によりスロットル弁１１開度とガバナー３１の設
定回転数とを同時に制御している。このため、ＷＧＶ２
６が全閉の状態では機関回転数と機関出力との関係は一
義的に決定される。このため、予め実際の機関を用いて
図３に示したような機関回転数と機関出力との関係を求
めておけば、ブーツストラップが発生するおそれのある
領域を機関回転数ＮＥを用いて特定することができる
（例えば、図３においてＮＥ１≦ＮＥ＜ＮＥ２の領
域）。なお、本実施形態では、上述のように機関回転数
ＮＥと機関出力との関係は一義的に定まるため、機関回
転数ＮＥ以外に機関出力ＨＰまたは他の機関出力を代表
するパラメータを用いてブーツストラップ領域を特定す
ることも可能である。また、このようにスロットル弁開
度と設定回転数とが一義的に決定されるような場合には
回転数が同一であれば機関出力はデッキ圧ＰＤに応じて
変化するため、ＷＧＶ２６を用いてデッキ圧ＰＤを回転
数ＮＥに応じて制御することにより、所望の機関回転数
／出力特性を得ることができる。

【００３８】図４(A) は、本実施形態におけるデッキ圧
ＰＤの設定値ＰＤＴと機関回転数ＮＥとの関係を示す図
であり、図４(A) の実線は本実施形態のデッキ圧目標値
ＰＤＴを、破線は図３(A) のようにブーツストラップ運
転領域でＷＧＶ２６を全閉のままに保持した場合のデッ
キ圧変化を示している。図４(A) に示すように、本実施
形態ではデッキ圧ＰＤがブーツストラップ運転領域の下
限回転数ＮＥ１から緩やかな傾斜の直線状に上昇し、デ
ッキ圧の上限値ＰＤ２に到るように目標値ＰＤＴが設定
される。図４(B) は図４(A) のようにデッキ圧を制御し
た場合の機関回転数ＮＥに対する機関出力ＨＰの変化特
性を示す。図４(B) 実線に示すように本実施形態では、
機関出力はデッキ圧ＰＤ（図４(A) ）の変化に対応して
緩やかに上昇し、従来のブーツストラップ運転領域（Ｎ
Ｅ１≦ＮＥ＜ＮＥ２の領域）においても、従来の（破線
で示す）のように機関回転数に対して急激な変化を生じ
ない。

【００３９】このため、本実施形態によれば従来のブー
ツストラップ運転領域においてもブーツストラップが発
生することがなくなるため、この領域で定常的に機関を
運転することが可能となり、航空機の操縦性を大幅に向
上させることが可能となる。なお、図４(A) のデッキ圧
設定値ＰＤＴは、プロペラ２の消費動力の変化特性を考
慮して、ブーツストラップが発生しない傾斜に設定する
必要があり、実際の機関１とプロペラ２とを用いて実験
等によって決定することが好ましい。

【００４０】図５は本実施形態の上記デッキ圧制御のフ
ローチャートを示す。本ルーチンは、ＥＥＣ３０により
一定時間毎に実行される。図５においてルーチンがスタ
ートすると、ステップ５０１では、ＮＥセンサ３２とＰ
Ｄセンサ３４とから機関回転数ＮＥとデッキ圧ＰＤとが
読み込まれる。また、ステップ５０３では算出した機関
回転数ＮＥを用いて図４(A) に示した関係に基づいてデ
ッキ圧目標値ＰＤＴが算出される。本実施形態では、図
４(A) のＰＤＴとＮＥとの関係は、ＮＥをパラメータと
した１次元数値マップとしてＥＥＣ３０のＲＯＭに格納
されており、ステップ５０３ではこの数値マップからＰ
ＤＴが決定される。

【００４１】次いで、ステップ５０５では、ステップ５
０３で求めた設定圧ＰＤＴとステップ５０１で求めた実
際のデッキ圧ＰＤとの差ΔＰＤが算出され、ステップ５
０７では、ＷＧＶ２６のアクチュエータ２５（本実施形
態ではＤＣモータ）の駆動電流ＰＤＩが、ＰＤＩ＝α
（ＰＤＴ＋β×ΔＰＤ）として算出される。ここで、
α、βは定数である。また、ステップ５０９では上記に
より算出した駆動電流ＰＤＩの値がＤＣモータ２５の駆
動回路６９に出力され、本ルーチンは終了する。すなわ
ち、ＰＤＩはデッキ圧設定値に対応する値（α×ＰＤ
Ｔ）（フィードフォワード項）と、ＰＤＴと実際のデッ
キ圧ＰＤとの偏差に応じて定まる値（α×β×ΔＰＤ）
（フィードバック項）との和として設定されるため、Ｗ
ＧＶ２６の開度は応答性良く高精度に設定圧ＰＤＴが得
られる開度に収束する。

【００４２】次に、本発明の別の実施形態について説明
する。図４、図５の実施形態では、デッキ圧設定値ＰＤ
Ｔを機関回転数ＮＥのみに基づいて設定していたが、以
下に説明する実施形態では、デッキ圧設定値ＰＤＴは機
関回転数ＮＥのみではなく他の機関運転状態をも考慮し
て決定される。実際の機関運転においては、ＷＧＶ２６
全閉時の機関回転数ＮＥとデッキ圧ＰＤとの関係は必ず
しも図３(A) に示したように一義的に定まらない場合が
ある。例えば、同一の機関回転数であっても、デッキ圧
ＰＤは大気圧ＰＡ、大気温度ＴＡ等により変化する。す
なわち、大気圧ＰＡが低い場合には、ターボチャージャ
コンプレッサの入口圧力が低下するため、コンプレッサ
で同一の圧縮比が得られたとしてもコンプレッサの出口
圧力（すなわちデッキ圧）は低下する。また、大気温度
ＴＡが低い場合にはコンプレッサ入口圧力が同一であっ
た場合でも、空気密度が増大するためコンプレッサ出口
圧力は上昇する。このため、同一の回転数で機関を運転
した場合でも大気圧と大気温度が変化すればデッキ圧も
変化することになる。

【００４３】特に航空機の場合には飛行高度により大気
圧と大気温度が変化するため、飛行高度によってはブー
ツストラップ運転領域自体が変化する場合があり、実際
には図４(A) のように設定圧ＰＤＴを一律に定めるので
はなく、大気圧力や大気温度に応じて決定することが好
ましい。例えば、図６は大気圧ＰＡの変化を考慮したデ
ッキ圧目標値ＰＤＴの設定を示す図である。図６におい
て、破線はＷＧＶ２６全閉状態におけるデッキ圧ＰＤの
変化を大気圧ＰＡ毎に示している。図中ＰＡ１、ＰＡ
２、ＰＡ３、ＰＡ４は、それぞれ高度０ｍ（地上）、６
０００ｍ（２００００ｆｔ）、７６００ｍ（２５０００
ｆｔ）、９１００ｍ（３００００ｆｔ）における大気圧
の場合のデッキ圧ＰＤの機関回転数ＮＥによる変化を表
している。図６に示すように、大気圧が低いほど同一機
関回転数ではデッキ圧が低下し、ブーツストラップ運転
領域も大気圧が低くなるほど高回転側に移行する。この
ため、本実施形態では、図６の実線に示すように各大気
圧（高度）毎に目標デッキ圧ＰＤＴを設定する。これに
より、大気圧の変化にかかわらずブーツストラップの発
生を防止することが可能となる。また図７は大気温度Ｔ
Ａの変化を考慮したデッキ圧目標値ＰＤＴの設定を示す
図である。図７の破線は大気圧一定の状態においてＷＧ
Ｖ２６全閉でのデッキ圧ＰＤの変化特性を示している。
図７において、例えばＴＡ１はマイナス４０℃、ＴＡ２
は０℃の場合のデッキ圧ＰＤの変化を示している。図７
に破線で示したように、デッキ圧は同一の機関回転数で
は大気温度が低いほど高くなり、ブーツストラップ運転
領域も大気温度が低くなるほど低回転側に移行する。従
って、本実施形態では大気温度に応じて図７に実線で示
したようにデッキ圧目標値ＰＤＴを設定する。なお、図
７は大気圧一定の場合について示しているが、実際には
各大気圧毎に図７に示したチャートを作成し、大気圧と
大気温度との両方に基づいてＰＤＴを設定することが好
ましい。

【００４４】なお、上記実施形態では、デッキ圧の上限
値は大気圧力にかかわらず一定値ＰＤ２としているが、
実際には上限値を一定に設定していると大気圧が低下し
た場合に上限値ＰＤ２に到達するまでにターボチャージ
ャコンプレッサの圧縮比が過度に上昇してしまい、ター
ボチャージャの過回転が生じる場合がある。従って、タ
ーボチャージャの許容回転数に十分に余裕があり飛行高
度にかかわらずデッキ圧の上限値をＰＤ２に設定できる
場合や、別途ターボチャージャの過回転を防止するため
の機構（ターボチャージャの圧縮比が所定値以上になっ
たときにＷＧＶを強制的に開弁する機構等）を備えた機
関以外では、上限値ＰＤ２も大気圧に応じて変更する必
要が生じる。

【００４５】そこで、図６のようにデッキ圧ＰＤの上限
値を一定値ＰＤ２に設定する代わりに、図８に示すよう
にデッキ圧ＰＤの上限値も大気圧毎に変化させるように
しても良い。ここで、図８のＰＤ３、ＰＤ４等は大気圧
とターボチャージャの許容圧縮比（許容回転数）から定
まる値である。図９は、大気圧ＰＡと大気温度ＴＡとを
考慮してデッキ圧目標値ＰＤＴを設定する過給圧制御の
フローチャートを示している。図９のフローチャートで
は、図５のフローチャートに対して、ステップ９０１で
ＮＥ、ＰＤの他に大気圧ＰＡと大気温度ＴＡをそれぞれ
ＰＡセンサ３６とＴＡセンサ３７から求め、ステップ９
０３でＮＥとＰＡ、ＴＡとを用いて各大気圧毎に作成し
た図７のマップに基づいてデッキ圧の目標値ＰＤＴを設
定する点のみが図５のフローチャートと相違している。
図９のようにデッキ圧ＰＤを制御することにより、飛行
高度による大気圧と大気温度の変化にかかわらず、確実
にブーツストラップの発生を防止することが可能とな
る。

【００４６】なお、上記の各実施形態では、スロットル
弁開度とガバナーの回転数設定値はパワーレバーにより
同時に設定されるが、スロットル弁開度と回転数とを個
別に設定する機関の場合には、デッキ圧ＰＤは同一回転
数であってもスロットル弁開度ＴＨに応じて変化する。
すなわち、同一回転数であっても、スロットル弁開度Ｔ
Ｈが大きければエンジンの排気流量も大きくなるためタ
ーボチャージャの回転数も上昇する。このため、同一回
転数であればスロットル弁開度が大きいほどデッキ圧Ｐ
Ｄは上昇し、ブーツストラップ運転領域もスロットル弁
開度が大きいほど低回転側に移行する。そこで、このよ
うな機関の場合には、デッキ圧ＰＤは、大気圧ＰＡと大
気温度ＴＡに加えて、スロットル弁開度ＴＨをも考慮し
て設定することが好ましい。この場合には、例えば、図
７の各大気温度毎のデッキ圧設定値を、種々の大気圧と
スロットル弁開度との組合せについて作成しておき、Ｅ
ＥＣ３０のＲＯＭに最適なデッキ圧ＰＤＴを回転数Ｎ
Ｅ、大気圧ＰＡ、大気温度ＴＡ、スロットル弁開度ＴＨ
の関数として予め格納しておき、例えば図９のフローチ
ャートのステップ９０１で更にスロットル弁開度センサ
３５からスロットル弁開度ＴＨを読み込み、ステップ９
０５ではＮＥ、ＰＡ、ＴＡ、ＴＨを用いてデッキ圧目標
値ＰＤＴを算出するようにすれば良い。

【００４７】次に、本発明の別の実施形態について説明
する。前述の実施形態では、実験等により求めた機関出
力／回転数特性を用いてデッキ圧目標値（例えば、図
４、及び図６から図８）を定め、この目標値を用いてブ
ーツストラップ抑制のためのデッキ圧制御を行ってい
る。ところが、機関の稼働時間が長くなると、各部品の
特性の変化などにより機関出力／回転数特性もデッキ圧
目標値を設定したときの特性（基準状態での特性）から
変化する可能性がある。このように機関出力特性に経年
変化等が生じた場合には、ブーツストラップ運転領域も
最初に設定した領域から変化するため、実際のデッキ圧
目標値の設定は機関出力特性の経年変化を考慮して十分
な余裕をみたものとする必要がある。このため、ブーツ
ストラップ運転領域でのデッキ圧目標値は真に必要なも
のより低く設定する必要が生じ、ブーツストラップ運転
領域では機関の性能を十分に利用できなくなる問題があ
る。そこで、以下の実施形態では、機関運転中に機関出
力／回転数特性を常に監視し特性の変化に応じてデッキ
圧目標値ＰＤＴを補正する学習補正を行う。

【００４８】以下、図１０を用いて本実施形態における
デッキ圧目標値の学習補正について説明する。図１０
は、大気圧ＰＡと大気温度ＴＡとを一定にした場合のデ
ッキ圧ＰＤと回転数ＮＥとの関係を示す図４(A) と同様
な図である。図１０において、カーブＩはデッキ圧ＰＤ
の目標値を一定値ＰＤ２に設定した場合のデッキ圧ＰＤ
の変化を示し、回転数ＮＥ１からＮＥ２までの間はＷＧ
Ｖ２６は全閉となるためデッキ圧ＰＤの急激な上昇が生
じている。すなわち、図４(A) と同様ＮＥ１≦ＮＥ＜Ｎ
Ｅ２の領域がブーツストラップ運転領域となる。図４で
説明したように、この領域でブーツストラップが発生す
ることを防止するためには、図１０に直線Ｋ１で示した
ようにブーツストラップ運転領域でのデッキ圧目標値Ｐ
ＤＴを設定する必要がある。ここで、直線Ｋ１の傾き
（ｄＰＤ／ｄＮＥ）はブーツストラップが発生しないデ
ッキ圧の変化率であり、プロペラの消費動力特性から決
定される一定値である。

【００４９】従って、前述の実施形態で説明したように
機関出力特性がカーブＩで示される場合には、デッキ圧
目標値ＰＤＴを直線Ｋ１のように設定すればブーツスト
ラップ運転領域においてもブーツストラップが発生しな
い。ところが、機関の経年変化等により機関出力特性が
カーブＩからカーブＩＩに変化したとする。この場合ブ
ーツストラップ運転領域も出力特性の変化に応じて移動
し、ＮＥ１′≦ＮＥ＜ＮＥ２′が変化後のブーツストラ
ップ運転領域となる。この場合には、デッキ圧目標値を
直線Ｋ１のようにに設定していたのでは、例えば図１０
の区間ＢＳで示す領域ではＷＧＶ２６が全閉に制御され
るためデッキ圧ＰＤの急激な上昇が生じ、ブーツストラ
ップが発生するおそれがある。従って、この場合にはデ
ッキ圧の目標値は図１０に直線Ｋ２で示すように設定す
る必要がある。また、逆に機関出力特性がカーブＩＩＩ
のように変化した場合には、直線Ｋ１でデッキ圧を制御
していると、図１０にＢＴで示す領域ではデッキ圧が必
要以上に低く制御されることになるため、この領域では
機関性能を十分に利用することができなくなる。このた
め、この場合には、デッキ圧ＰＤＴの目標値は図１０に
Ｋ３で示すように設定する必要がある。なお、直線Ｋ
１、Ｋ２、Ｋ３の傾きは同一である。

【００５０】本実施形態では、機関回転数ＮＥとデッキ
圧ＰＤとを常時監視し、デッキ圧が上昇を始める点（例
えば、図１０でＡ１、Ａ２、Ａ３で示す点）を検出し、
この点から傾きｄＰＤ／ｄＮＥが一定の直線を設定し、
この直線をそれぞれの場合のデッキ圧目標値ＰＤＴに設
定する（例えば、図１０の直線Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３）。な
お、これらの直線の傾きｄＰＤ／ｄＮＥは、前述したよ
うにブーツストラップが発生しない最大のデッキ圧の変
化率であり、プロペラの消費動力特性から決定される。
また、この場合もデッキ圧目標値ＰＤＴは、上限値ＰＤ
２を越えないように制御される。

【００５１】このようにデッキ圧目標値ＰＤＴを制御す
ることにより、機関出力特性の変化が生じた場合でもブ
ーツストラップの発生を防止しつつ十分な機関性能を得
ることが可能となる。図１１、図１２は、上記のデッキ
圧学習制御を示すフローチャートである。本ルーチン
は、図１のＥＥＣ３０により一定時間毎に実行される。

【００５２】図１１、図１２において、ステップ１１０
３から１１０９及び１１１５、１１１７は、現在の機関
出力特性におけるブーツストラップ運転領域の開始点
（例えば図１０にＡ１、Ａ２、Ａ３で示す点）を検出す
るための動作を、またステップ１１１９から１１２７
は、上記により検出したブーツストラップ運転領域の開
始点に基づいたデッキ圧目標値ＰＤＴ（例えば、図１０
の直線Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３）の設定のための動作を示して
いる。

【００５３】まず、図１１、ステップ１１０３から１１
０９では、ＷＧＶ２６が全閉であり（ステップ１１０
３）、かつ機関が過渡運転状態にない場合（ステップ１
１０５）に、回転数ＮＥに対するデッキ圧ＰＤの変化率
（ｄＰＤ／ｄＮＥ）がブーツストラップ抑制のために必
要とされる変化率上限値Ｋ以上になったときのデッキ圧
ＰＤと回転数ＮＥとをそれぞれＰＤ_n、ＮＥ_nとして順
次記憶する（ｎ＝１、２、……）とともに、フラグＳＥ
Ｔの値を１にセットする（ステップ１１１１）。

【００５４】また、ステップ１１０３から１１０７のい
ずれかの条件が成立しない場合にはルーチンはステップ
１１１３に進む。ここで、ステップ１１０３でＷＧＶ２
６が全閉時にのみステップ１１０９を実行するのは、Ｗ
ＧＶ２６全閉時のブーツストラップ運転領域の開始点
（例えば図１０にＡ１、Ａ２、Ａ３で示す点）を検出す
るためである。また機関が過渡運転状態にない場合にの
みステップ１１０９を実行（ステップ１１０５）するの
は、過渡運転時の検出値のばらつきによる検出精度の低
下を防止するためである。なお、ステップ１１０５で
は、前回ルーチン実行時の機関回転数ＮＥ_i-1と今回検
出した機関回転数ＮＥとの差が所定値ΔＮ₀以下の場
合、すなわち機関回転数ＮＥの時間的変化が少ない場合
に機関が過渡運転状態にないと判定する。

【００５５】また、ステップ１１０７では、デッキ圧Ｐ
Ｄの回転数ＮＥに対する変化率（ｄＰＤ／ｄＮＥ）は、
今回ルーチン実行時のデッキ圧ＰＤと前回ルーチン実行
時のデッキ圧ＰＤ_i-1との差（すなわち、前回ルーチン
実行時からのデッキ圧ＰＤの変化量）と前回ルーチン実
行時からの回転数ＮＥの変化量との比として算出される
（すなわち、（ｄＰＤ／ｄＮＥ）＝（ＰＤ−ＰＤ_i-1）
／（ＮＥ−ＮＥ_i-1））。また、ステップ１１０９で
は、上記変化率が所定値Ｋを越えたＰＤとＮＥとの組が
逐次記憶される。

【００５６】また、変化率（ｄＰＤ／ｄＮＥ）が所定値
を越えた組を記憶した後、ステップ１１１１ではフラグ
ＳＥＴが１にセットされる。これにより、次にステップ
１１０３から１１０７の条件のいずれかが成立しなくな
った場合に、図１２のステップ１１１５から１１２５が
１回だけ実行され、ブーツストラップ運転領域の開始点
が決定される。

【００５７】すなわち、図１２ステップ１１１５では、
ステップ１１０９で記憶した回転数ＮＥのうち最小の回
転数がＮＥ_MINとして記憶され、ステップ１１１７で
は、ＮＥ_MINに対応するデッキ圧ＰＤの値がＰＤ_MINと
して記憶される。すなわち、ＮＥ_MINは、今回（ｄＰＤ
／ｄＮＥ）＞Ｋとなった最小の回転数であるため、現在
の機関出力特性におけるブーツストラップ運転領域の開
始点（例えば図１０にＡ１、Ａ２、Ａ３で示す点）と考
えることができる。

【００５８】また、ステップ１１１９では、定数Ｇの値
が、Ｇ＝ＰＤ_MIN−Ｋ×ＮＥ_MINとして算出される。こ
こで、定数Ｇは、図１０においてＰＤ_MINとＮＥ_MINで
表される点を通過する傾きＫの直線（例えば図１０の直
線Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３）を設定するための定数である。上
記により算出した定数Ｇは、ステップ１１２１で、例え
ば機関のメインスイッチがオフにされた場合も記憶内容
を保持可能な記憶手段（例えばバックアップＲＡＭ）に
記憶され、ステップ１１２３、１１２５では今回Ｇを算
出するために用いたＰＤ_n、ＮＥ_n等の値がクリアされ
るとともに、フラグＳＥＴの値が０にリセットされる。
これにより、次回ルーチン実行時には、図１１ステップ
１１０３から１１０７の条件が成立しない場合には、直
接ステップ１１２７が実行され、ステップ１１１５から
１１２５は実行されない（ステップ１１１３）。

【００５９】図１１ステップ１１２７から１１３５は定
数Ｇを用いたデッキ圧目標値ＰＤＴの設定を示す。ステ
ップ１１２７では、定数Ｇとステップ１１０１で検出し
た回転数ＮＥとを用いて、デッキ圧目標値ＰＤＴが、Ｐ
ＤＴ＝Ｋ×ＮＥ＋Ｇとして算出される。ここで、ＰＤＴ
＝Ｋ×ＮＥ＋Ｇは、今回検出したブーツストラップ運転
領域の開始点（ＮＥ_MIN，ＰＤ_MIN）を通り、傾きｄＰ
Ｄ／ｄＮＥ＝Ｋの直線を表す。また、ステップ１１２９
では、上記により算出したＰＤＴの値が下限値ＰＤ１以
下、又は上限値ＰＤ２以上の場合には、ＰＤＴの値がそ
れぞれＰＤ１またはＰＤ２に設定され、ステップ１１３
７では、設定したＰＤＴの値を得るようにＷＧＶ２６の
開度が制御される。なお、ステップ１１３７の制御は、
図５ステップ５０５から５０９または、図９ステップ９
０５から９０９と同一である。

【００６０】上記ルーチンにより、機関出力特性が図１
０のカーブＩからカーブＩＩまたはＩＩＩのように変化
した場合でも、デッキ圧目標値は特性の変化に合わせて
Ｋ２またはＫ３のように設定されるため、機関出力特性
に変化が生じた場合でも精度良くブーツストラップの発
生を防止することが可能となる。なお、図１０から図１
２では、説明を簡単にするために大気圧ＰＡと大気温度
ＴＡとが一定の場合について説明したが、大気圧ＰＡと
大気温度ＴＡとが変化する場合、更にはスロットル弁開
度ＴＨを回転数ＮＥとは独立して制御する場合にも図１
１、図１２と同様な制御が可能である。この場合には、
各大気圧ＰＡと大気温度ＴＡ（及び該当する場合にはス
ロットル弁開度ＴＨ）の関数として、傾きＫの値を設定
しておき、ステップ１１０７、１１１９、１１２７では
実際のＰＡ、ＴＡ（及びＴＨ）に応じて傾きＫの値を算
出するようにすれば良い。

【００６１】

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、従来ブ
ーツストラップが生じていた領域において、ブーツスト
ラップの発生を効果的に防止できるため、この領域で機
関の安定した運転が可能となる。このため、機関の運転
可能領域が拡大する効果がある。また、請求項３から６
に記載の発明によれば、ブーツストラップ領域における
機関出力の制御が機関出力特性に影響を与える要因に基
づいて補正されるため、上記共通の効果に加えて運転状
態の変化にかかわらずブーツストラップを効果的に防止
することが可能となる。

【００６２】更に、請求項８に記載の発明によれば、経
年変化などにより機関出力特性が変化した場合であって
も、ブーツストラップ運転領域では特性変化に応じて機
関出力が制御されるため、上記共通の効果に加えて経年
変化による機関出力特性の変化の有無にかかわらずブー
ツストラップを効果的に防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の過給機付内燃機関の一実施形態の概略
構成を示す図である。

【図２】図１の実施形態の制御装置の概略構成を示す図
である。

【図３】ブーツストラップ現象の発生原因を説明する図
である。

【図４】図１の機関のデッキ圧制御の一実施形態を説明
する図である。

【図５】図４の制御のフローチャートの一例を示す図で
ある。

【図６】図１の機関のデッキ圧制御の別の実施形態を説
明する図である。

【図７】図１の機関のデッキ圧制御の別の実施形態を説
明する図である。

【図８】図１の機関のデッキ圧制御の別の実施形態を説
明する図である。

【図９】図６の制御のフローチャートの一例を示す図で
ある。

【図１０】図１の機関のデッキ圧制御の別の実施形態を
説明する図である。

【図１１】図１０の制御のフローチャートの一部であ
る。

【図１２】図１０の制御のフローチャートの一部であ
る。

【符号の説明】

１…内燃機関本体２…プロペラ１０…ターボチャージャ２６…ウエィストゲート弁３０…制御ユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸気を過給する過給機と、前
記機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記
運転状態が機関のブーツストラップが発生する可能性が
あるブーツストラップ運転領域にあるか否かを判定する
運転領域判定手段と、前記運転領域判定手段により機関
がブーツストラップ運転領域で運転されていると判定さ
れたときに、機関出力増大を抑制するブーツストラップ
抑制手段と、を備えた過給機付内燃機関。
【請求項２】前記運転状態検出手段は前記機関の回転
数を検出する回転数検出手段を備え、前記運転領域判定
手段は、少なくとも機関回転数に基づいて機関がブーツ
ストラップ運転領域で運転されているか否かを判定する
請求項１に記載の過給機付内燃機関。
【請求項３】前記過給機は、過給圧が予め定めた設定
圧力以上になったときに開弁し、過給機出口空気圧力も
しくは過給機入口排気圧力の上昇を抑制することにより
過給圧を前記設定圧力に維持する過給圧制御弁を備え、
前記ブーツストラップ抑制手段は、機関がブーツストラ
ップ領域で運転されているときに、過給圧が前記設定圧
力より低い場合であっても前記過給圧制御弁を開弁し、
機関出力増大を抑制する請求項２に記載の過給機付内燃
機関。
【請求項４】前記ブーツストラップ抑制手段は前記過
給圧制御弁の開度を機関回転数に応じて補正する第１の
補正手段を備えた請求項３に記載の過給機付内燃機関。
【請求項５】前記運転状態検出手段は、更に機関のス
ロットル弁開度を検出するスロットル弁開度検出手段を
備え、前記ブーツストラップ抑制手段は、スロットル弁
開度に基づいて前記過給圧制御弁開度を補正する第２の
補正手段を備えた請求項４に記載の過給機付内燃機関。
【請求項６】前記運転状態検出手段は、更に大気温度
と大気圧力との少なくとも一方を含む大気状態を検出す
る大気状態検出手段を備え、前記ブーツストラップ抑制
手段は、更に前記大気状態に応じて前記過給圧制御弁開
度を補正する第３の補正手段を備えた、請求項４または
５に記載の過給機付内燃機関。
【請求項７】前記運転状態検出手段は、機関回転数を
検出する回転数検出手段と、機関出力を表す出力パラメ
ータを検出する出力パラメータ検出手段とを備え、前記
ブーツストラップ抑制手段は、前記出力パラメータの機
関回転数に対する変化率を算出する変化率算出手段と、
機関がブーツストラップ運転領域で運転されていると判
定されたときに前記算出された変化率が予め定めた基準
変化率以下になるように機関出力増大を抑制する手段
と、を備えた請求項１に記載の過給機付内燃機関。
【請求項８】前記運転領域判定手段は、更に機関回転
数または前記出力パラメータの値の少なくとも一方に基
づいて機関がブーツストラップ運転領域にあると判定す
る判定手段と、実際の運転における前記出力パラメータ
の機関回転数に対する変化特性の所定の基準状態におけ
る変化特性からのずれを検出する特性変化検出手段と、
該変化特性のずれ量を記憶する記憶手段と、記憶した変
化特性のずれに基づいて前記設定領域を変更する学習補
正手段とを備え、前記判定手段は該補正後の設定領域に
基づいて機関がブーツストラップ運転領域にあるか否か
を判断する請求項７に記載の過給機付内燃機関。