JPS6043125A - 過給機の制御装置 - Google Patents
過給機の制御装置Info
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- JPS6043125A JPS6043125A JP58152269A JP15226983A JPS6043125A JP S6043125 A JPS6043125 A JP S6043125A JP 58152269 A JP58152269 A JP 58152269A JP 15226983 A JP15226983 A JP 15226983A JP S6043125 A JPS6043125 A JP S6043125A
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- load
- supercharger
- internal combustion
- combustion engine
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、可変ピッチノズル付過給機を装備し、た内燃
機関において、内燃機関の運転状態に応じて過給機のタ
ービンノズルピッチ全制御する制御装置に関する。
機関において、内燃機関の運転状態に応じて過給機のタ
ービンノズルピッチ全制御する制御装置に関する。
近年、内燃機関の燃費の低減と出力率の向上の見地から
、静圧過給が当然のように行なわれるようになり、過給
機の効率向上のために種々の研究が実施されている。一
般に、内燃機関−の燃費の低減には、爆発圧力と給気圧
力の比が大きい方が良いことが知られている。爆発圧力
は内燃機関の強度上から制約があり、あまり大きくでき
ないので、給気圧力を低くすることによシ爆発圧力と給
気圧力の比を上げることが燃費の改善に有効である。
、静圧過給が当然のように行なわれるようになり、過給
機の効率向上のために種々の研究が実施されている。一
般に、内燃機関−の燃費の低減には、爆発圧力と給気圧
力の比が大きい方が良いことが知られている。爆発圧力
は内燃機関の強度上から制約があり、あまり大きくでき
ないので、給気圧力を低くすることによシ爆発圧力と給
気圧力の比を上げることが燃費の改善に有効である。
しかし、給気圧力を低くするために、過給機のタービン
ノズル全あｔ、ｂ拡げると、低負荷域での内燃機関性能
の確保に問題が生じる。
ノズル全あｔ、ｂ拡げると、低負荷域での内燃機関性能
の確保に問題が生じる。
従来の過給機は、タービンノズルのピンチすなわち絞り
の大きさが固定されていて、低負荷域での内燃機関性能
の悪化と常用域での不充分な燃費の改善といった問題点
を有している。そしてこの問題全解決するために、ター
ビン入口ガス通路に遮断弁を配し、低負荷域で複数台あ
る過給機のうち１台を停止する装置が提案されている。
の大きさが固定されていて、低負荷域での内燃機関性能
の悪化と常用域での不充分な燃費の改善といった問題点
を有している。そしてこの問題全解決するために、ター
ビン入口ガス通路に遮断弁を配し、低負荷域で複数台あ
る過給機のうち１台を停止する装置が提案されている。
しかし、このような装置では、過給機の運転または停止
は、内燃機関の運転に大きな変化金与えないようゆっく
りと操作されるので、負荷の急激な変化に追従すること
ができない。また過給機の運転か停止かの制御であるの
で、負荷状態に応じたきめ細かい制御ができず、燃費の
低減効果は小さい。さらに２台の過給機を有する内燃機
関において、１台全停止すれば、風量の不足からサージ
ング奮起こすので、このよう晩制御装置は、過給機を３
台以上有する大型の内燃機関に限定されるという欠点を
有している。
は、内燃機関の運転に大きな変化金与えないようゆっく
りと操作されるので、負荷の急激な変化に追従すること
ができない。また過給機の運転か停止かの制御であるの
で、負荷状態に応じたきめ細かい制御ができず、燃費の
低減効果は小さい。さらに２台の過給機を有する内燃機
関において、１台全停止すれば、風量の不足からサージ
ング奮起こすので、このよう晩制御装置は、過給機を３
台以上有する大型の内燃機関に限定されるという欠点を
有している。
過給機のタービンノズル面積を可変にすれば、内燃機関
の常用域での燃費低減と低負荷域での性能確保の両方に
有効である。そして、過給機が１台捷たけ２台の内燃機
関にも適用できる。またタービンノズル面積を連続的に
制御すれば、負荷の変化にスムーズに追従できるし、内
燃機関の負荷状態に応じたきめ細かい制御ができ、広い
運転域において燃費の改善が期待できる。
の常用域での燃費低減と低負荷域での性能確保の両方に
有効である。そして、過給機が１台捷たけ２台の内燃機
関にも適用できる。またタービンノズル面積を連続的に
制御すれば、負荷の変化にスムーズに追従できるし、内
燃機関の負荷状態に応じたきめ細かい制御ができ、広い
運転域において燃費の改善が期待できる。
タービンノズル面積が可変な可変ピッチノズル付過給機
の制御装置として、内燃機関の回転数を検出して、その
回転数に応じてタービンノズルのピッチ全操作する装置
が考えられる。また発電機を駆動する内燃機関の場合は
、回転数の代りに発電機出力すなわち発生電力に応じて
タービンノズルのピッチ全制御する装置が考えられる。
の制御装置として、内燃機関の回転数を検出して、その
回転数に応じてタービンノズルのピッチ全操作する装置
が考えられる。また発電機を駆動する内燃機関の場合は
、回転数の代りに発電機出力すなわち発生電力に応じて
タービンノズルのピッチ全制御する装置が考えられる。
しかし、このような装置は、設計計算や工場運転によシ
予め定めたノズルピッチと回転数（または電力）の関係
に従ってノズルピンチを制御するって、内燃機関の状態
や運転の周囲条件が設計計算時や工場運−転時のそれと
相異する場合は、最適な運転ができ々いという欠点があ
る。つまり、同一回転数、同一負荷で内燃機関を運転し
ても、気温、気圧、冷却海水温度等の周囲条件が変化す
れば、内燃機関特性は異なる。また、経年変化により過
給機や中間冷却器が汚れ、内燃機関の状態が変化すれば
、内燃機関特性は変わる。このように内燃機関特性が変
化すれば、最適々ノズルピッチと回転数（または電力）
の関係も異々ることになる。
予め定めたノズルピッチと回転数（または電力）の関係
に従ってノズルピンチを制御するって、内燃機関の状態
や運転の周囲条件が設計計算時や工場運−転時のそれと
相異する場合は、最適な運転ができ々いという欠点があ
る。つまり、同一回転数、同一負荷で内燃機関を運転し
ても、気温、気圧、冷却海水温度等の周囲条件が変化す
れば、内燃機関特性は異なる。また、経年変化により過
給機や中間冷却器が汚れ、内燃機関の状態が変化すれば
、内燃機関特性は変わる。このように内燃機関特性が変
化すれば、最適々ノズルピッチと回転数（または電力）
の関係も異々ることになる。
さらに減筒運転等によって運転する気筒数が変化する場
合には、内燃機関特性が大幅に変化し、１１８１転数（
または電力）によるノズルピッチの制御は、可変ピッチ
ノズル付過給機の有意性を充分に引き出すことができな
い。
合には、内燃機関特性が大幅に変化し、１１８１転数（
または電力）によるノズルピッチの制御は、可変ピッチ
ノズル付過給機の有意性を充分に引き出すことができな
い。
本発明の目的は、上述の技術的課題全解決し、内燃機関
の状態や運転の周囲条件に応じた最適な制御を行なうこ
とができるようにした過給機の制御装置全提供すること
である。
の状態や運転の周囲条件に応じた最適な制御を行なうこ
とができるようにした過給機の制御装置全提供すること
である。
従来のタービンノズルピッチが固定の過給機においては
、低負荷域での性能を確保しつつ、常用域で低燃費全達
成する必要があシ、内燃機関に適合した過給機を選定す
ることが望まれる。しかし、充分適合した過給機でも、
負荷が低下すると熱負荷の増大や燃費の悪化等の問題が
生じる。これは負荷の大きさに比べて、過給機の容量が
太き過ぎるために起こるものであり、負荷の低下に応じ
て過給機容量も小さくできれば、このような問題は生じ
なり。律実、ノズルピッチが固定の従来の過給機全搭載
した内燃機関において、給気圧力の低下の割合は負荷の
低下の割合より大きい。
、低負荷域での性能を確保しつつ、常用域で低燃費全達
成する必要があシ、内燃機関に適合した過給機を選定す
ることが望まれる。しかし、充分適合した過給機でも、
負荷が低下すると熱負荷の増大や燃費の悪化等の問題が
生じる。これは負荷の大きさに比べて、過給機の容量が
太き過ぎるために起こるものであり、負荷の低下に応じ
て過給機容量も小さくできれば、このような問題は生じ
なり。律実、ノズルピッチが固定の従来の過給機全搭載
した内燃機関において、給気圧力の低下の割合は負荷の
低下の割合より大きい。
内燃機関の性能は空燃比により大きく影響され、空燃比
全一定に保てば、内燃機関性能も１１ぼ一定に維持でき
る。一方、気筒内に充填される空気量は給気圧力により
支配され、気筒に供給される燃料量は負荷に依存する。
全一定に保てば、内燃機関性能も１１ぼ一定に維持でき
る。一方、気筒内に充填される空気量は給気圧力により
支配され、気筒に供給される燃料量は負荷に依存する。
したがって内燃機関負荷が変化しても負荷と給気圧力と
の比を一定に保つことができれば、常用域での空燃比か
低負荷域でも維持でき、低負荷域での性能の劣化は未然
に防げる。
の比を一定に保つことができれば、常用域での空燃比か
低負荷域でも維持でき、低負荷域での性能の劣化は未然
に防げる。
本発明は、内燃機関の負荷状態と給気圧力と全検出し、
これらの死金計算し、この死金負荷の大きさに応じて変
わる最適値に一致させるべく、ノズルピッチの駆動部に
信号を出力して、内燃機関の負荷や周囲条件に応じた過
給機の制御装置を提供することである。
これらの死金計算し、この死金負荷の大きさに応じて変
わる最適値に一致させるべく、ノズルピッチの駆動部に
信号を出力して、内燃機関の負荷や周囲条件に応じた過
給機の制御装置を提供することである。
以下、図面によって本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。
過給機１は、タービン５とブロワ４とが同軸に連結され
ており、大気から吸込んだ空気はブロワ４で圧縮され、
空気出口２から内燃機関（図示せず）に送られる。内燃
機関で燃焼筒の排気ガスはガス人口３に送られ、タービ
ン５を駆動する。タービン５の外周には羽根６が取付け
られており、排気ガスのエネルギをタービン５の回転エ
ネルギに変換する。羽根６の上流側には可変ピッチノズ
ル７が設けられており、リンク８全介して排気ガスの流
路断面接金変更できるように構成されている。
ており、大気から吸込んだ空気はブロワ４で圧縮され、
空気出口２から内燃機関（図示せず）に送られる。内燃
機関で燃焼筒の排気ガスはガス人口３に送られ、タービ
ン５を駆動する。タービン５の外周には羽根６が取付け
られており、排気ガスのエネルギをタービン５の回転エ
ネルギに変換する。羽根６の上流側には可変ピッチノズ
ル７が設けられており、リンク８全介して排気ガスの流
路断面接金変更できるように構成されている。
制御回路１０には除算器１３が内蔵されており、この除
算器１３には、給気圧力検出器１４からライン１５全介
して給気圧力信号が入力され、また負荷検出器３０から
ライン１９全介して負荷信号が入力さ、れる。除算器１
３では給気圧力信号と負荷信号との比を演算子る。除算
器１３からの出力信号は、減算器２２で定数設定器２１
から出力される目標値ＲＯが減ぜられ、その偏差信号が
制御増幅器１２で増幅される。制御増幅器１２として入
出力が比例関係にある比例増幌器を使ってもよい。制御
増幅器１２の出力はリミッタ１１で、ノズルピンチの可
変範囲に応じて、上下限方向にその大きさが制限される
。制御回路１０からの制御信号はライン２０を介して駆
動部９に入力され、パワー増幅されてリンク８を介して
、可変ピッチノズル７を駆動する。
算器１３には、給気圧力検出器１４からライン１５全介
して給気圧力信号が入力され、また負荷検出器３０から
ライン１９全介して負荷信号が入力さ、れる。除算器１
３では給気圧力信号と負荷信号との比を演算子る。除算
器１３からの出力信号は、減算器２２で定数設定器２１
から出力される目標値ＲＯが減ぜられ、その偏差信号が
制御増幅器１２で増幅される。制御増幅器１２として入
出力が比例関係にある比例増幌器を使ってもよい。制御
増幅器１２の出力はリミッタ１１で、ノズルピンチの可
変範囲に応じて、上下限方向にその大きさが制限される
。制御回路１０からの制御信号はライン２０を介して駆
動部９に入力され、パワー増幅されてリンク８を介して
、可変ピッチノズル７を駆動する。
給気圧力検出器１４は、内燃機関の吸入空気乗合管（図
示せず）内に取付けられ、集合管内の圧力ｐｓ？検出す
る。負荷検出器３０は、図示しない気筒内の圧力全検出
するインジケータ１６を内蔵する。インジケータ１６と
ピストン速度計１７とからの信号は演算回路１８に人力
され、そこで平均有効圧力ｐｍｉが計算される。
示せず）内に取付けられ、集合管内の圧力ｐｓ？検出す
る。負荷検出器３０は、図示しない気筒内の圧力全検出
するインジケータ１６を内蔵する。インジケータ１６と
ピストン速度計１７とからの信号は演算回路１８に人力
され、そこで平均有効圧力ｐｍｉが計算される。
計９方法は、たとえば
ここに Ｓ；ビストンストローク（ｃｍ）ｐ；インジケ
ータ出力（ｌｃｇ／ｃｍ２）Ｃ；ピストン速度（ａｍ／
ｓ） であシ、積分器と適当な係数器とにより一行程毎の平均
有効圧力ｐｒｎｉ が演算される。Ｐｍｉの演算方法は
他の周知の方法全利用してもよい。本実施例では、平均
有効圧力ｐｍｉが負荷信号としてライン１９を介して制
御回路１０に出力される。
ータ出力（ｌｃｇ／ｃｍ２）Ｃ；ピストン速度（ａｍ／
ｓ） であシ、積分器と適当な係数器とにより一行程毎の平均
有効圧力ｐｒｎｉ が演算される。Ｐｍｉの演算方法は
他の周知の方法全利用してもよい。本実施例では、平均
有効圧力ｐｍｉが負荷信号としてライン１９を介して制
御回路１０に出力される。
図示しない内航機関に取付けられた給気状態検出器２４
からは、制御−］路１０内の定数設定器２１にライン２
５を介して給気状態信号が送出される。この給気状態信
号に応じて定数設定器２１は目標値ＲＯ＝ｉ変更する。
からは、制御−］路１０内の定数設定器２１にライン２
５を介して給気状態信号が送出される。この給気状態信
号に応じて定数設定器２１は目標値ＲＯ＝ｉ変更する。
給気状態検出器２４としては、たとえば給気温度計が用
いられる。この場合、目標値ＲＯは給気温度Ｔｓに応じ
て、たとえば第２図のように変化する。周囲条件の風や
波浪の彩管により、一時的にｐ８やｐｍｉやＴｓが変動
することがあるので、制御回路１ｏまたは駆動部９に若
干の時間遅れをもたせてもよい。適当な大きさの時間遅
れは、制御系を安定にする。
いられる。この場合、目標値ＲＯは給気温度Ｔｓに応じ
て、たとえば第２図のように変化する。周囲条件の風や
波浪の彩管により、一時的にｐ８やｐｍｉやＴｓが変動
することがあるので、制御回路１ｏまたは駆動部９に若
干の時間遅れをもたせてもよい。適当な大きさの時間遅
れは、制御系を安定にする。
このようガ実施例において、その動作を説明する。負荷
が低下すると、その低下の割合全上回ってｐ８が低下す
るので、ｐ８／ｐｍｉが小さくなる。
が低下すると、その低下の割合全上回ってｐ８が低下す
るので、ｐ８／ｐｍｉが小さくなる。
乙のため減算器２２の出力の偏差信号は負の方向に大き
くなり、制御回路１ｏがらの制御信号は小さくなるので
タービン５のノズルピッチは絞’） ｔｌ−る。タービ
ン５のノズルピッチが絞られると給気圧力ｐ８は上昇す
るので、ｐｓ／ｐＨ１，は目標値ＲＯに保持される。Ｐ
ｓ／ｐｍｉの最適値ＲＯは、常用域と低負荷域で数多の
差異があり、その値自体も内燃機関の形式により若干異
なるが、たとえば船用大型２サイクル内燃機関の場合、
定格負荷で（）、２程度となる。
くなり、制御回路１ｏがらの制御信号は小さくなるので
タービン５のノズルピッチは絞’） ｔｌ−る。タービ
ン５のノズルピッチが絞られると給気圧力ｐ８は上昇す
るので、ｐｓ／ｐＨ１，は目標値ＲＯに保持される。Ｐ
ｓ／ｐｍｉの最適値ＲＯは、常用域と低負荷域で数多の
差異があり、その値自体も内燃機関の形式により若干異
なるが、たとえば船用大型２サイクル内燃機関の場合、
定格負荷で（）、２程度となる。
一般に、内燃機関の負荷が低下すると過給機の回転数が
下り、過給状態が変化する。これによって給気温度Ｔｓ
Ｆｉ低下し、気筒内に充填される空気重量が増加し、最
適なｐ８／ｐｍｉ。値も低下する。したがって、これに
対応してｐ８／ｐｍｉの目標（＋＆ ＲＯも低下するの
が好ましい。第２図のグラフは、Ｔｓの低下に応じて目
標値ＲＯ（ｚどのように補正すればよいかを示している
。ＴｓによるＲＯの補正の方法は、たとえば気筒内に充
填される空気量が（３５０＋Ｔｓ）に逆比例すること全
利用して、 ＲＯ＝Ｒｘ （３５０＋ Ｔｓ ） −ｆ２）ただし
ＲＯ；補正後の目標値 Ｒ；定数 ＴＳ；給気温度 （Ｃ） としてもよい。
下り、過給状態が変化する。これによって給気温度Ｔｓ
Ｆｉ低下し、気筒内に充填される空気重量が増加し、最
適なｐ８／ｐｍｉ。値も低下する。したがって、これに
対応してｐ８／ｐｍｉの目標（＋＆ ＲＯも低下するの
が好ましい。第２図のグラフは、Ｔｓの低下に応じて目
標値ＲＯ（ｚどのように補正すればよいかを示している
。ＴｓによるＲＯの補正の方法は、たとえば気筒内に充
填される空気量が（３５０＋Ｔｓ）に逆比例すること全
利用して、 ＲＯ＝Ｒｘ （３５０＋ Ｔｓ ） −ｆ２）ただし
ＲＯ；補正後の目標値 Ｒ；定数 ＴＳ；給気温度 （Ｃ） としてもよい。
第１図の実施例において、制御増幅器１２の代りに、比
例十積分増幅器を用いてもよい。比例十積分増幅器は、
制御増幅器に微小な定常偏差をなくすための積分器を付
加して構成され、化学プロセスの調節計などに用いられ
る周知のもの全利用しても良い。比例＋積分増幅器を用
いれば、定常偏差がなくなり、より正確な制御が可能と
なる。
例十積分増幅器を用いてもよい。比例十積分増幅器は、
制御増幅器に微小な定常偏差をなくすための積分器を付
加して構成され、化学プロセスの調節計などに用いられ
る周知のもの全利用しても良い。比例＋積分増幅器を用
いれば、定常偏差がなくなり、より正確な制御が可能と
なる。
制御回路１０の他の実施例として、第３図に示されるよ
うにマイクロコンピュータ５０ｉ使用してもよい。マイ
クロコンピュータ５０＝ｉ採用すれば、除算器１３、減
算器２２、定数設定器２１などは、プログラムに置換え
られる。そして、プログラム全格納する記憶回路５１の
他に、給気圧力信号や負荷信号など金マイクロコンピュ
ータ５゜に読込むためのアナログ／デジタル変換器５２
や制御信号を出力するためのデジタル／アナログ変換器
５３が別途必要となる。ライン１５，１９゜２５を介す
る信号は、それぞれアナログ／デジタル変換器５２によ
ってデジタル量に変換され、マイクロコンピュータ５０
’に読込まれる。マイクロコンピュータ５０は記憶回路
５１に内蔵されたプログラムに従って命令を実行し、制
御出力全デジタル／アナログ変換器５３でアナログ量に
変換して出力する。
うにマイクロコンピュータ５０ｉ使用してもよい。マイ
クロコンピュータ５０＝ｉ採用すれば、除算器１３、減
算器２２、定数設定器２１などは、プログラムに置換え
られる。そして、プログラム全格納する記憶回路５１の
他に、給気圧力信号や負荷信号など金マイクロコンピュ
ータ５゜に読込むためのアナログ／デジタル変換器５２
や制御信号を出力するためのデジタル／アナログ変換器
５３が別途必要となる。ライン１５，１９゜２５を介す
る信号は、それぞれアナログ／デジタル変換器５２によ
ってデジタル量に変換され、マイクロコンピュータ５０
’に読込まれる。マイクロコンピュータ５０は記憶回路
５１に内蔵されたプログラムに従って命令を実行し、制
御出力全デジタル／アナログ変換器５３でアナログ量に
変換して出力する。
ｐｌ ａ Ａ図は第３図の実施例の動作全説明するため
のフローチャートである。電源が投入されるとステップ
１００を実行し、各種レジスタやフラグの初期セラトラ
行ない、制御系の初期化を行なう。
のフローチャートである。電源が投入されるとステップ
１００を実行し、各種レジスタやフラグの初期セラトラ
行ない、制御系の初期化を行なう。
次にステップ１０１，１０２に移り、それぞれ負荷信号
ｐｍｉと給気圧力信号ｐｓとをアナログ／デジタル変換
器５２を介して、マイクロコンピュータ５０に読込む。
ｐｍｉと給気圧力信号ｐｓとをアナログ／デジタル変換
器５２を介して、マイクロコンピュータ５０に読込む。
ステップ１０３では、給気圧゛力信号と負荷信号との比
ｒ （＝ Ｐｓ／Ｔ’ｍｉ ）が計算される。ステップ
１０５では、ステップ１０４でアナログ／デジタル変換
器５２全介して読込んだ給気温度Ｔｓにより、目標値Ｒ
Ｏの補正を行なう。補正の方法（はたとえば第３式のよ
うに（３５０＋Ｔｓ）を乗することによって行々つでも
よい。
ｒ （＝ Ｐｓ／Ｔ’ｍｉ ）が計算される。ステップ
１０５では、ステップ１０４でアナログ／デジタル変換
器５２全介して読込んだ給気温度Ｔｓにより、目標値Ｒ
Ｏの補正を行なう。補正の方法（はたとえば第３式のよ
うに（３５０＋Ｔｓ）を乗することによって行々つでも
よい。
ＲＯ−Ｒｘ（３５０＋Ｔｓ ） ・・・・（３）ただし
Ｒｉｄ予め定められた数値 ステップ１０６では、第４式のように目標値ＲＯと比ｒ
との偏差と金求める。
Ｒｉｄ予め定められた数値 ステップ１０６では、第４式のように目標値ＲＯと比ｒ
との偏差と金求める。
ε； ｒ −ＲＯ
次にステップ１０７に移り、制御演算を行なう。
制御演算の方法として、周知の種々の方法が利用できる
が、たとえば、第５式および第６式のように行なっても
よい。
が、たとえば、第５式および第６式のように行なっても
よい。
Δ−ｙ ＝ ｋ ｐ・Δε＋ＫＩ′ ・ε ・・・（５
）ｙ：ｙ 十Δｙ ・・−（６） ただし ε； 偏 差 Δε；前回の偏差と今回の偏差 ｙ ；前回の制御出力 ｙ；今回の制御出力 Δｙ；制御ｍ力の修正量 に、、ＫＩ；制御定数 制御比力ｙはステップ１０８でリミッタ１１にょシ制限
される（ｙｒｎｉｎ≦ｙ≦ｙｍａｘ ）。次にステップ
１０９に移り、デジタル／アナログ変換器５３でアナロ
グ量に変換され、制御信号として駆動部９に出力される
。次に角ひステップ１０１に戻り、以下のステップを逐
次繰返す。
）ｙ：ｙ 十Δｙ ・・−（６） ただし ε； 偏 差 Δε；前回の偏差と今回の偏差 ｙ ；前回の制御出力 ｙ；今回の制御出力 Δｙ；制御ｍ力の修正量 に、、ＫＩ；制御定数 制御比力ｙはステップ１０８でリミッタ１１にょシ制限
される（ｙｒｎｉｎ≦ｙ≦ｙｍａｘ ）。次にステップ
１０９に移り、デジタル／アナログ変換器５３でアナロ
グ量に変換され、制御信号として駆動部９に出力される
。次に角ひステップ１０１に戻り、以下のステップを逐
次繰返す。
多気筒から成る内燃機関の場合は、代表的な気筒を選ん
で、その気筒の負荷全第１図のように横比してもよい。
で、その気筒の負荷全第１図のように横比してもよい。
全気筒のｐｍｉ全計１リド°そ−め平均？とれば、より
正確が内燃＠関負荷がわかり、正確な制御が可能となる
が、高価になる。
正確が内燃＠関負荷がわかり、正確な制御が可能となる
が、高価になる。
負荷検出器の他の実施例として、内燃機関の田力軸にト
ルク計を設け、このトルク計の出力を負荷信号としても
よいが、トルク計は高価である。
ルク計を設け、このトルク計の出力を負荷信号としても
よいが、トルク計は高価である。
トルク計全負荷検出器として利用する場合、内燃機関の
機緘効率の分だけ目標値ＲＯを大きくしておく必要があ
る。
機緘効率の分だけ目標値ＲＯを大きくしておく必要があ
る。
負荷検出器のさらに他の実施例として、ピストンの一行
程当りの燃料量を検知する手段を利用してもよい。たと
えば、ディーゼル機関の場合は、燃料噴射ポンプのラッ
ク位置金たとえば差動トランス式変位計により検出すれ
は、−行程当りｄ噴射量が検出できる。−！た蓄圧式噴
射においては、燃料圧力と噴射時間とにより１．たとえ
に第７式のように噴射量が計算できる。
程当りの燃料量を検知する手段を利用してもよい。たと
えば、ディーゼル機関の場合は、燃料噴射ポンプのラッ
ク位置金たとえば差動トランス式変位計により検出すれ
は、−行程当りｄ噴射量が検出できる。−！た蓄圧式噴
射においては、燃料圧力と噴射時間とにより１．たとえ
に第７式のように噴射量が計算できる。
Δｖ＝ｃ−ｔ−、ｇ ・・・（７）
ただしΔ■；噴射量
ｔ；噴射時間
ｐ；噴射圧力
本実施例によれば、他の実施例に比べ比較的安価に負荷
検出器が実現できる。
検出器が実現できる。
発電機を駆動する内燃機関の場合は、負荷検出器として
発電機の出力全検出する電力計全利用してもよい。電力
計全利用する場合は、発電、磯の損失を考慮して、目標
値ＲＯ２決める必要がある。
発電機の出力全検出する電力計全利用してもよい。電力
計全利用する場合は、発電、磯の損失を考慮して、目標
値ＲＯ２決める必要がある。
また負荷検出器として、内燃機関吸込風量計またけ内燃
機関回転数計を用いてもよい。
機関回転数計を用いてもよい。
給気状態検出器２４の他の実施例として、過給機の回転
数計を利用してもよい。この実施例では、検出信号全増
幅する増幅器が不用であるが、過給機の台数だけの検出
器を設は平均値をとることが必要となる。この場合、１
個の検出器で代表させてもよいが、制御性能が悪′くな
る。
数計を利用してもよい。この実施例では、検出信号全増
幅する増幅器が不用であるが、過給機の台数だけの検出
器を設は平均値をとることが必要となる。この場合、１
個の検出器で代表させてもよいが、制御性能が悪′くな
る。
第４図は本発明の他の実施例に係る制御回路２３のブロ
ック図である。この実施例では、給気状態検出器２４の
代りにライン１９，１９ａｉ介する負荷信号全利用して
いる。定数設定器２１４、負荷信号に応じた目標値ＲＯ
’ｒ出力する。前述したように負荷の低下につれ、給気
温度が下がり、増加する充填空気蛍全補正するために給
気状態検出器２４を利用した。したがって、給気状態特
に充填される空気の湯度全代表するような内燃機関変数
であれば他のものでよい。負荷信号は、給気状態（給気
温度など）全間接的に決定する。たとえば、負荷が増加
すれば排気ガスの保有エネルギも増え、タービンの仕事
量も増える。これによって過給機の仕事量も増えて、ブ
ロワ出口温度が上昇し、給気温度が上る。この実施例に
よれば、負荷と給気状態の関係が間接的なので、制御性
能は低下するが、給気状態検出器ｌ器２４が省略可能と
なり、安価に実現できる。なお定数設定器２１の特性は
、たとえば陸上試運転のデータを参考として予め設定す
ることができる。
ック図である。この実施例では、給気状態検出器２４の
代りにライン１９，１９ａｉ介する負荷信号全利用して
いる。定数設定器２１４、負荷信号に応じた目標値ＲＯ
’ｒ出力する。前述したように負荷の低下につれ、給気
温度が下がり、増加する充填空気蛍全補正するために給
気状態検出器２４を利用した。したがって、給気状態特
に充填される空気の湯度全代表するような内燃機関変数
であれば他のものでよい。負荷信号は、給気状態（給気
温度など）全間接的に決定する。たとえば、負荷が増加
すれば排気ガスの保有エネルギも増え、タービンの仕事
量も増える。これによって過給機の仕事量も増えて、ブ
ロワ出口温度が上昇し、給気温度が上る。この実施例に
よれば、負荷と給気状態の関係が間接的なので、制御性
能は低下するが、給気状態検出器ｌ器２４が省略可能と
なり、安価に実現できる。なお定数設定器２１の特性は
、たとえば陸上試運転のデータを参考として予め設定す
ることができる。
、第５図は本発明のさらに他の実施例に係る制御回路２
７のブロック図である。前述の実施例では、定数設定器
２１の目標値Ｒ（ｌｒ給気状態信号により修正していた
が、との実施例では、除算器１３からの出力と、ライン
２５を介して人力される給気状態信号２５と全変換器２
６によって修正して、ノズルピンチを補正してもよい。
７のブロック図である。前述の実施例では、定数設定器
２１の目標値Ｒ（ｌｒ給気状態信号により修正していた
が、との実施例では、除算器１３からの出力と、ライン
２５を介して人力される給気状態信号２５と全変換器２
６によって修正して、ノズルピンチを補正してもよい。
なお、第５図示の実施例のｆｌｊ制御回路２７と第１図
示の実施例の制御回路１０とは同様な働きをする。
示の実施例の制御回路１０とは同様な働きをする。
以上のように本発明によれば、給気圧力と内燃機関負荷
と全検出し、これらの死金計算して、負荷が低下して給
気圧力が負荷に比べて低下し過ぎるのを検出して、可変
ピッチノズル付過給機のノズルピッチ全校ることにより
、負荷および給気状態に見合った給気圧力を実現したの
で、常用域での燃費の低減および低負荷域での内燃機関
性能の確保が可能となる。
と全検出し、これらの死金計算して、負荷が低下して給
気圧力が負荷に比べて低下し過ぎるのを検出して、可変
ピッチノズル付過給機のノズルピッチ全校ることにより
、負荷および給気状態に見合った給気圧力を実現したの
で、常用域での燃費の低減および低負荷域での内燃機関
性能の確保が可能となる。
１だ、気温、気圧、冷却海水温度等の周囲条件が変化し
たり、経年変化により過給機や中間冷却□ 器が汚れて
内燃機関の状態が変化しても、これらの変化に対応して
変わる給気圧力を検知し、負荷に見合った給気圧力を常
に実現できる。
たり、経年変化により過給機や中間冷却□ 器が汚れて
内燃機関の状態が変化しても、これらの変化に対応して
変わる給気圧力を検知し、負荷に見合った給気圧力を常
に実現できる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は目標
値ＲＯと給気温度Ｔｓとの関係全示すグラフ、第３図は
制御回路１０の他の実施例を示すブロック図、第３Ａ図
は第３図の実施例の動作を説明するための７０−チャー
ト、第４図は本発明の他の実施例に係る制御回路２３の
ブロック図、第５図は本発明のさらに他の実施例に係る
制御回路２７のブロック図である。 １・・・過給機、９・・・駆動部、１０，２３．２７・
・・制御回路、１１・・・リミッタ、１２・・・制御増
幅器、１３・・・除算器、１４・・・給気圧力検出器、
１６・・・インジケータ、１８・・・演算回路、２１・
・・定数設定器、２２・・・減算器、２４・・・給気状
態検出器代理人 弁理士 西教圭一部 第 １ 図 手続補正書 １、事件の表示 特願昭５ｓ’−ｘｓ２２ｓ９ ２、発明の名称 過給機の制御装論゛ ３、補正をする者 事件との関係 出願人 住所 名称（０９７） 川崎重工業株式会社 代表者 ４、代理人 住所 大阪市西区西本町１丁目１３番３８号 新興産ピ
ノを自発補正 ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の榴 ７、補正の内容 （１ン明＃Ｉ書第１０頁第１８行目〜第２０行目におい
て「常用域と・・・値自体も」とあるを削除す・る。 （２）明細書第１７頁第２行目〜第３行目において「ｉ
ｒＩ述したように」七あるを「前述の実施例では、」に
訂正する。 以上
値ＲＯと給気温度Ｔｓとの関係全示すグラフ、第３図は
制御回路１０の他の実施例を示すブロック図、第３Ａ図
は第３図の実施例の動作を説明するための７０−チャー
ト、第４図は本発明の他の実施例に係る制御回路２３の
ブロック図、第５図は本発明のさらに他の実施例に係る
制御回路２７のブロック図である。 １・・・過給機、９・・・駆動部、１０，２３．２７・
・・制御回路、１１・・・リミッタ、１２・・・制御増
幅器、１３・・・除算器、１４・・・給気圧力検出器、
１６・・・インジケータ、１８・・・演算回路、２１・
・・定数設定器、２２・・・減算器、２４・・・給気状
態検出器代理人 弁理士 西教圭一部 第 １ 図 手続補正書 １、事件の表示 特願昭５ｓ’−ｘｓ２２ｓ９ ２、発明の名称 過給機の制御装論゛ ３、補正をする者 事件との関係 出願人 住所 名称（０９７） 川崎重工業株式会社 代表者 ４、代理人 住所 大阪市西区西本町１丁目１３番３８号 新興産ピ
ノを自発補正 ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の榴 ７、補正の内容 （１ン明＃Ｉ書第１０頁第１８行目〜第２０行目におい
て「常用域と・・・値自体も」とあるを削除す・る。 （２）明細書第１７頁第２行目〜第３行目において「ｉ
ｒＩ述したように」七あるを「前述の実施例では、」に
訂正する。 以上
Claims (5)
- （１）可変ピッチノズル付過給機全装備した内燃機関に
おいて、ノズルピッチ全変更する駆動部と、内燃機関の
負荷状態全検出する負荷検出器と、吸入空気集合管内の
圧力全検出する給気圧力検出器と、前記負荷検出器から
の負荷信号と前記給気圧力検出器からの給気圧力信号と
に応答し、前記駆動部に制御信号を送出する制御回路と
全含み、前記制御回路は、前記負荷信号と前記給気圧力
信号との比を演算する除算器と、定数設定器と、前記除
算器の出力と前記定数設定器の出力との差金演算する減
−算器と、減算器出力の偏差信号を増幅する制御増幅器
と、制御増幅器の出力全制限するリミッタとから成るこ
とを特徴とする過給機の制御装置。 - （２）前記制御回路は、内燃機関の給気状態全検出する
給気状態検出器からの出力に応答してノズルピッチが補
正されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
過給機の制御装置。 - （３）前記定数設定器の出力全前記負荷検出器からの負
荷信号により変化するようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の過給機の制御装置。 - （４）前記給気状態検出器として吸入空気集合管内の給
％Ｄａ度を検出する給気温度計を用いること全特徴どす
る特許請求の範囲第２項記載の過給機の制御装置。 - （５）前記給気状態検出器として過給機の回転数分計る
回転数計を用いるとと全特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の過給機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58152269A JPS6043125A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 過給機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58152269A JPS6043125A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 過給機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043125A true JPS6043125A (ja) | 1985-03-07 |
| JPS6326260B2 JPS6326260B2 (ja) | 1988-05-28 |
Family
ID=15536799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58152269A Granted JPS6043125A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 過給機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043125A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6172835A (ja) * | 1984-09-17 | 1986-04-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 過給機制御装置 |
| JPS62167520A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-23 | 松下電器産業株式会社 | 電動調理器 |
-
1983
- 1983-08-19 JP JP58152269A patent/JPS6043125A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6172835A (ja) * | 1984-09-17 | 1986-04-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 過給機制御装置 |
| JPS62167520A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-23 | 松下電器産業株式会社 | 電動調理器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6326260B2 (ja) | 1988-05-28 |
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