JPS61178521A - タ−ボチヤ−ジヤの過給圧制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はターボチャージャの過給圧制御装置に関する。

（従来の技術） ターボチャージャは排気ガスのもつ高温、高圧エネルギ
を利用して排気タービンを高速で回転させ、同軸上にあ
るコンプレッサを駆動するようになっており、コンプレ
ッサの回転数の上昇に伴い吸気マニホールドの吸気圧力
を大気圧以上に加圧することができる。このようにして
エンジンに大量の空気を過給することにより、エンジン
の高トルク、高出力を発生させ、また燃費の向上をはか
るのである。

ところが、使用回転数範囲の広い自動車用エンジンにあ
っては、ターボチャージャの特性上、中高速運転域での
過給圧は十分に確保できるのであるが、低速運転域では
十分な排気圧力が得にくいことから、排気タービンの回
転数が上昇せず、過給圧が低下してエンジンの低速トル
クが不足する傾向がある。

排気タービンの駆動効率は、タービンに対する排気の導
入部であるタービンスクロール部の断面積Ａと、その中
心からの半径Ｒの比率Ａ／Ｒに応じて決定され、したが
って排気ガス流量の小さいエンジン低速運転域でも、こ
のＡを小さくして排気流速をアップすることができれば
、タービン回転数を高めて過給圧を上昇させることがで
きる。

そこで、排気タービンのＡ／Ｒを可変とする容量可変手
段を備えたターボチャージャが、本出願人により特願昭
５８−１６２９１８号として出願されており、この容量
可変型のターボチャージャによれば低速運転域でも十分
な過給圧が得られるのである。

排気タービンの排気導入部に設けられて開度を増減する
容量可変手段は、コンプレッサの下流に発生する過給圧
を作動圧力とするアクチュエータにより駆動され、この
作動圧力を調整するために電磁弁が設けられており、電
磁弁は作動圧力の一部を大気に放出することにより圧力
を調整するもので、例えば、エンノンの運転状態に応じ
てマイクロコンピュータなどの制御装置により作動が制
御されるようになっている。

電磁弁は所定の周波数で開閉するオンオフ型の電磁弁で
あって、その制御デユーティに応じて開弁時間割合が制
御され、例えば開時間をあられすデユーティが１００％
のときは電磁弁が全開し、この場合はアクチュエータを
介して容量可変手段がＡを最小となるように制御し、タ
ービン回転数を速やかに高めるし、また逆にデユーティ
０％のときは電磁弁が全閉し、Ａが最大となってタービ
ン回転数を抑えるのである。

実際の制御においては、制御の正確性をさらに高めるた
めに、運転状態に応じて設定される目標過給圧と、過給
圧センサで検出した実際の過給圧を比較し、この偏差に
応じて前記制御デユーティを修正することにより、目標
過給圧と一致するように過給圧をフィードバック制御し
でいる。

一方、このような容量可変手段は排気が入流量の少ない
低速運転域などで過給圧を確保するものの、排気〃入流
量が増大する高速高負荷運転域では、前記断面積Ａを最
大にしても排気タービンに導入される流速が低下せず、
この場合には回転数がどんどん上昇して過給圧が許容さ
れる上限値を越えてしまうことになる。

そこで、過給圧が上限値に近づくと、排気タービンの上
流から下流へと排気の一部をバイパスさせ、過給圧を抑
制する排気バイパス弁が設けられる。排気バイパス弁が
開くと、排気タービンに流入する排気が大量が減るため
、タービン回転数が低下して過給圧が上限値を越えるの
が防止される。

この排気バイパス弁の制御についても、過給圧を検出し
て前記容量可変手段と同じように、フィードバック制御
することにより、過給圧の制御精度を向上させるように
している。

なお、このように容量可変手段と排気バイパス弁とを共
にフィードバック制御していると、制御が相互に干渉す
る領域が生じて、過給圧を制御するのに容量可変手段と
排気バイパス弁が本来の最適位置からづれてくることも
予想される。

例えば、高速運転域で過給圧が上限値に近づいたときな
ど、本来は容量可変手段は全開して排気を絞らず、排気
バイパス弁が過給圧に応じて開度を調整すれば、排圧も
上昇せずにエンジンの出力効率を良好に保持しつつ過給
圧を最適に制御できるのであるが、このとき仮に容量可
変手段が開度を絞って排気流速を高め、それだけ排気バ
イパス弁が余分に開いても、過給圧を同一に制御するこ
とはできるのであり、しかしこの場合には容量可変手段
は不必要に排気流路を絞ることになり、その分だけ排圧
が上昇してエンジンの排気効率が低下し、結局出力効率
を低下させるのである。

したがってこれら容量可変手段と排気バイパス弁とでフ
ィードバック制御する場合、エンジンの運転状態に応じ
ていずれでフィードバック制御を行うかその領域を設定
しくフィードバック制御には比例制御、積分制御などが
あるが、必ずしもこれら総てについて制御領域を分けて
設定する必要はなく、例えば積分制御のみにそのような
制御領域を設定するのでもよい。）、一方がフィードバ
ック制御しているときは、他方を固定するようにすれば
、制御の干渉により発生する問題を回避することができ
る。

（発明が解決しようとする問題息） ところで、容量可変手段は低速回転域から頻繁に作動し
応答性の良い手段であるが、経時変化に伴い動きにくく
なる、いわゆる渋り等を生ずることがあると、運転状態
の変化に応じてこの容量可変手段の制御量が演算されて
いるにも拘わらず、容量可変手段の作動がこの制御量に
追従することができず、これが作動応答遅れとなる。こ
うした場合には、運転状態の変化に対応する前記制御量
に応じ、渋りながらも時間経過に伴いその開度を絞って
過給圧を目標値まで引き上げることができる。

これに対し、今度は過給圧が目標値を越えた時点で、実
際の過給圧に基づいて制御を行うフィードバック制御に
より、容量可変手段の開度を増して過給圧を引き下げる
ようにその制御量が演算されても、この渋り等により容
量可変手段が開きにくく、この作動応答遅れにより、そ
の間過給圧が目標値を大きく越えた状態が継続してしま
うという現象を起こす。こうした作動応答遅れは、前記
渋り等の度合がひどくなるほど、エンジンに対して過度
の過給圧となる時間が長く継続してしまう。

通常、容量可変手段と排気バイパス弁との両方にフィー
ドバック制御を行う場合、双方に独立の制御領域を設け
ず、共にフィードバック制御すると、こうした容量可変
手段の制御応答遅れに対し排気バイパス弁が補助して開
弁じ、過給圧を同一に制御することができるが、こうし
た装置では制御の相互干渉が生じることは前述した通り
である。

したがって、制御の相互干渉を回避するため、それぞれ
にフィードバック制御（例えば積分制御）を行う領域を
設けた場合には、容量可変手段が過給圧制御を行う制御
領域において排気バイパス弁の作動がおおむね固定され
、過給圧は主として容量可変手段により行なわれるので
、容量可変手段に制御応答遅れを生じると、過給圧が目
標値を大きく越えた状態が継続する。

このようにして過給圧が目標値を越え更に許容される過
給圧の限界値を越えるようなことが起これば、エンジン
には過剰な空気（燃料）が供給され、過大な負荷により
エンジン耐久性に悪影響を及ぼすことになる。こうした
傾向は、エンジンの加速性能を高めるため、加速時は一
時的に目標とする過給圧を上昇させ、これに追従するよ
うに過給圧を高めでやるオーバーブースト制御時におい
て、加速時の目標過給圧が通常よりも高めに設定される
こともあって、着しくなる。

また、過給圧が許容される過給圧の限界値を越える場合
の対策として、過給圧が限界値以上になった場合に一律
に７エエルカツト（燃料カット）を行い、エンジンに過
度の負荷が作用することを回避する７エイルセー７ｊｌ
ｊ、能が設けられる。この７エエルカツトは排気流量が
大きくなり排気バイパス弁を全開しても過給圧の限界値
以上の上昇を回避することができないときの非常手段と
して行なわれるものであり、確かにエンジン保護は行え
るものの、こうした７ユエルカツトがあると、エンジン
トルクが急変動し運転性を悪化させてしまうことにもな
る。

本発明はこのような点に着目し、容量可変手段側のフィ
ードバック制御領域において容量可変手段の渋り等のた
めに制御応答遅れが生じでも、この制御応答遅れに起因
して過給圧が目標値を大きく越える状態が継続すること
を回避し、更に容量可変手段の渋りが強くなった状態で
も、運゛転性向上のため７ユエルカツトまでには至らな
いようにした過給圧の制御装置を提供することを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） 第１図は本発明の全体構成図であり、エンジン１３の過
給圧は、ターボチャージャの排気タービンのＡ／Ｒを可
変とする容量可変手段９と、排気タービンを通過する排
気の一部を上流から下流にバイパスさせる排気バイパス
弁１０により運転状態に応じて制御される。

１はエンジン８の運転状態を代表するパラメータとして
、例えば吸入空気量、エンジン回転数などを検出するた
めの運転状態検出手段、２はコンプレッサで過給される
実際の過給圧を検出する過給圧検出手段、３はこの検出
過給圧と目標過給圧の偏差を演算する偏差演算手段であ
る。

４はフィードバック制御領域判別手段で、フィードバッ
ク制御を行う運転領域を判別するとともに前記容量可変
手段と排気バイパス弁のいずれについてフィードバック
制御を行うかを選択する。

５は少なくとも前記偏差の積算値を含む運転状態を表す
パラメータに応じて排気タービンの容量可変手段９の制
御量を演算する第１の制御量演算手段、６は同じ（少な
くとも前記偏差の積算値を含む運転状態を表すパラメー
タに応じて排気バイパス弁の制御量を演算する第２の制
御量演算手段である。

１１は過給圧が目標値以上の過大な過給圧となった場合
の異常を検出する過給圧異常検出手段、１２は容量可変
手段側のフィードバック制御領域でのこの過給圧の異常
検出時に、前記フィードバック制御領域の判別結果によ
らずその時の過給圧に応じて排気バイパス弁１０を開く
向きに前記排気バイパス弁１０の制御量を補正する制御
量補正手段である。

７は前記制御量演算手段５で演算される制御量に応じて
容量可変手段９を駆動制御する第１の制御手段、８は前
記制御量演算手段６で演算される制御量に応じて、ある
いは前記制御量補正手段１２で補正された制御量に応じ
て排気バイパス弁１０を駆動制御する第２の制御手段で
ある。

（作用） フィードバック制御領域判別手段４により容量可変手段
９と排気バイパス弁１０にはそれぞれフィードバック制
御領域（例えば積分制御についての領域）が設けられ、
これらはそれぞれの領域において独立して制御される。

このため、容量可変手段側のフィードバック制御領域で
は主として過給圧は容量可変手段９によって制御される
のであるが（積分制御以外の制御、例えば比例制御につ
いては、独立の制御領域を設けないときには、この比例
制御によっては、排気バイパス弁１０も同時に制御され
るが、その場合でも全体としては、主として容量可変手
段９によって制御される。）、この容量可変手Ｐｉ９は
経時変化に伴う渋り等により制御応答遅れを生じること
があり、過給圧が目標値を越えた時点で、容量可変手段
９を開いて過給圧を引き下げるようにその制御量が演算
されても、この作動応答遅れにより容量可変手段９の開
くのが遅れ、その間過給圧が目標値を大きく越えた状態
が継続してしまうという現象を起こす。これに対し、こ
の発明では過給圧異常検出手段１１が目標値以上となる
過給圧の異常を検出し、制御量補正手段１２が容量可変
手段側のフィードバック制御領域でのこの過給圧の異常
検出時に、前記フィードバック制御領域の判別結果によ
らずその時の過給圧に応じて排気バイパス弁１０を開く
向きに排気バイパス弁１０の制御量を補正する。このた
め、前記異常検出時でも本来は容量可変手段９により過
給圧が制御されるのであるが、こうした異常時には排気
バイパス弁１０が補助的に開弁駆動され、排気タービン
への排気流量を減少させる。この結果過給圧は速やかに
目標値に収束するので、エンジンの耐久性上問題となる
、過給圧が目標値を越えた状態で継続することが防止さ
れる。

また、この排気バイパス弁１０の補助的駆動による過給
圧の異常回避により７ユエルカツトを行わなくとも済み
、運転性向上が図られる。

（実施例） 第２図（Ａ）はこの発明の実施例として後述する容量可
変手段と排気バイパス弁の制御を示す流れ図からこの発
明に関する要部を抽出した流れ図であり、主に第５図（
Ａ）に示す処理番号２１２に対応する。先にこれから説
明する。

なお、図中の番号は処理番号を表し、容量可変手段はＶ
Ｎ、排気バイパス弁はＷＧという記号により記述し、エ
ンジン回転速度、吸入空気流量等の運転状態を表す信号
はメモリに記憶されているものとする。

この流れ図に示す制御は制御周期（５０ｍｓ）毎に一度
実行され、ＶＮ並びにＷＧ駆動用の７クチユエータを制
御するマイクロコンピュータなどの制御装置内にて行な
われるものである。

まず５００ではエンジンの運転状態を表すパラメータの
うち例えば吸入空気流量に応じてＶＮ側。

ＷＧ側の基本制御量（基本制御デエーティ）が演算によ
り求められる。なお、ＶＮ側、ＷＧ側の基本制御量を運
転状態に応じて予め求めた第２図（Ｂ）に示すような２
つのテーブルをメモリに記憶しておきテーブルルックア
ップにより求めるものであってもよい。５０１ではフィ
ードバック制御時の制御量演算に使用する実過給圧と目
標過給圧との偏差ＥＲＲＯＲを求める。

５０２では吸入空気流量に基づきＶＮ側、ＷＧ側のいず
れについてフィードバック制御を行うかを判別する。す
なわち、吸入空気流量が領域判定空気流量（ＱＳＶＮＴ
ＷＧ、ＱＳＶＮＴＷＧＸ）よりも小さい場合はＶＮ側の
制御領域であると判別して５０３に進みＶＮ側のフィー
ドバック制御量（フィードバック補正量）を求める。な
お、吸入空気流量が領域判定空気流量よりも大きい場合
はＷＧ側の制御領域であると判別して５０７に進みＷＧ
側のフィードバック制御量を求める。

５０４では実過給圧に基づき過給圧が異常であるかどう
かを検出する。この場合の異常は、過給圧が目標値を越
えた状態を異常と検出するもので、異常が検出される場
合はそのときの過給圧に応じてＷＧを開く向きに前記Ｗ
Ｇ側のフィードバック制御量を補正する。

こうして補正されたＷＧ側のフィードバック制御量は、
前記フィードバック制御領域の判別結果によらず、５０
６にてＶＮ側のフィードバック制御量と同時にＶＮ側、
ＷＧ側の制御手段に出力される。すなわち、補正したフ
ィードバック制御量によりフィードバック制御領域の判
別結果によらずＷＧが補助的に開弁され、排気タービン
の回転を下げて過給圧を目標値にまで下げるのである。

フィードバック制御であれば、過給圧は目標値に制御さ
れるはずであるが、ＶＮに経時変化に伴う渋り等により
制御応答遅れがあると、過給圧が目標値を越えた場合に
、ＶＮの制御量は過給圧を下げるように演算されるにも
拘わらず、この制御量にＶＮの作動が追従せず過給圧を
目標値にまで引き下げるのが遅れる。このため、エンジ
ンはその間過度の過給圧が作用する高負荷状態にさらさ
れることになり好ましくない。しかし、ＶＮ側のフィー
ドバック制御領域において、こうした過給圧の異常が検
出されると、ＷＧが補助的に開弁じてＶＮ、ＷＧの両方
を同時に制御することにより、ＶＮ側のフィードバック
制御を補い、過給圧を速やかに目標値に低下させるので
ある。

次に５０５にて行なわれる補正は、例えば第・２図（Ｃ
）に示すように、過給圧Ｐ　１　、Ｐ　２　、Ｐ　３　
（ＰＯ＜Ｐｉ＜Ｐ２＜Ｐ３）に応じてＷＧ側のフィード
バック制御量を３段階に２５〜７５％減少する。

ここに、同図においてＰＯよりも低いところが過給圧の
目標値であり、ＷＧの制御量は過給圧が高（なるほど大
きく減量され、この制御量の減少割合が大きくなるほど
ＷＧは大島＜開弁する。このように段階的に補正を行う
のは、ＶＮの渋りの程度、即ち制御応答遅れの度合に応
じて過給圧の上昇程度と最高となる過給圧とが異なるた
めである。

例えば、安全側にするため、過給圧の上昇が激しい場合
に合わせてＷＧを開ける補正を行う場合を考えると、こ
の場合にはＷＧの制御量をかなり開く側に補正しないと
過給圧が高くなってしまうため、Ｐ２の時点で既に制御
量を７５％減少してＷＧを急開するように設定すればよ
い。ところが、このように設定すると、過給圧の上昇程
度が激しくない場合にも、Ｐ２に達した時点でＷＧが急
開するため、過給圧の増加よりも低下のほうが大きいの
で過給圧が急低下し、これによりトルクが°大きく変動
する。このような状況を防止するため、過給圧に応じて
ＷＧの制御量を段階的に減量補正するのである。

また、ＷＧ側の制御にても過給圧を目標値まで引き下げ
ることができない場合の非常手段として、許容される過
給圧の限界値で７ユエルカツトを行う過給圧は、過給圧
Ｐ３を更に越えたところに設定される。すなわち、この
発明では過給圧が目標値を越えたからといって直ちに７
ユエルカツトを行うのではなく、７ユエルカツトに至る
までの過給圧領域においてもＷ’Ｇを補助的に作動させ
ることにより過給圧を目標値に制御して運転性を向上さ
せるのである。

なお、第２図（Ａ）と後述する実施例のＭＳ５図（Ａ）
、第５図（Ｂ）、第６図等との処理番号の対応関係を、
述べると、５０４，５０５が２１２に直接対応し、その
他５００は２０１．２０６に、５０１の偏差ＥＲ，ＲＯ
Ｒは１１３，１１４，１３４，１３５゜１３６のＰ分、
■分、Ｄ分の演算に使用されるものである。５０３は１
１３，１３４，１３６に、５０７は１１４，１３５，１
３６に、５０６は１１３゜１１４．１３４，１３５に対
応する。また、第２図（Ｂ）は第１０図（Ａ）、第１０
図ＣＢ）に、第２図（Ｃ）は第１２図に対応する。

なお、これらの過給圧Ｐ１〜Ｐ３に達した場合に直ちに
補正を行うのではな（、応答性を滑らかにするため遅延
手段を介して補正′を行うようにしてもよい。

次に＃ｉ１３図は本発明の一実施例の機械的な構成の概
略図である。図において、エンジン２１には、吸気管２
２および吸気マニホールド２３を介して空気が供給され
、排気マニホールド２４および排気管２５を介して排気
されている。吸気管２２の図中左方に折曲した端部には
、吸入空気量Ｑａを測定するエア７０−メータ３１が設
けられ、吸気管２２の折曲部には、ターボチャージャの
一部を構成するコンプレッサ３５が配設され、エア７０
−メータ３１を介して供給される吸気を加圧してエンジ
ン２１に供給している。吸気マニホールド２３に近接し
た吸気管２２の基端部には、絞り弁３２が配設され、こ
の絞り弁３２と前記コンプレッサ３５との間の吸気管２
２には、逃し弁２９が設けられている。

排気管２５の図中右方に折曲した部分は、タービン室３
８を形成し、このタービン室３８内にタービン３７が配
設され、タービン３７は、連結軸３６を介してコンプレ
ッサ３５に連結されている。

タービン室３８は、第４図に示すように、タービン３７
を取り囲むように形成されたスクロール３９を有し、ス
クロール３９は、その断面積が導入通路４０から矢印Ｆ
で示す方向の下流に向かうに従って徐々に小さく形成さ
れている。このスクロール３９への導入通路４０とスク
ロール３９の終端部４１の合流部には、フラップ弁によ
り構成される容量可変手段としての可動舌部４５が設け
られ１、この可動舌部４５は、導入通路４０の断面積を
拡縮し得るように、その基端部を軸４６により回動自在
に支持されている。

この可動舌部４５は、第３図においてタービン３７への
導入通路４０である上流側近の排気管２５内に配設され
ている。可動舌部４５を回動自在に支持している輸４６
は、７−ム４７を介してロンド４８の上端に連結され、
ロッド４８の下端部は、可動舌部駆動用アクチュエータ
５０を構成するダイヤフラム５２に連結されている。ダ
イヤフラム５２を収納しているケース５１は、ダイヤフ
ラム５２により大気室５３と正圧室５４に分割され、大
気室５３には、ダイヤフラム５２を正圧室５４側に押動
するように付勢されたばね５５が配設される。正圧室５
４は、連結管５６を介してコンプレッサ３５の下流側の
吸気管２２に連結され、コンプレッサ３５で形成された
過給圧が正圧室５４に供給され、ダイヤフラム５２をば
ね５５に抗して大気室５３側に押動している。また、連
結管５６の途中には、電磁弁５７が設けられ、この電磁
弁５７がフントロールユニット８０に上り駆動されて解
放したときには、この電磁弁５７を５介して連結管５６
はコンプレッサ入口に連通され、正圧室５４内の圧力は
低下する。更に詳細には、電磁弁５７１１　コントロー
ル二二ツ）８０によりデュ−ティ制御されていて、デユ
ーティ値が大きくなるほど電磁弁３７の解放度合は大き
くなって正圧室５４の圧力は低下する。このため大気室
５３のばね５５の作用によりダイヤフラム５２は下方へ
移動し、この移動動作がロッド４８．アーム４７゜紬４
６を介して可動舌部４５に伝達され、可動舌部４５は、
タービン３７への排気の導入通路４０を小さくする方向
、すなわち閉じる方向に回動する。その結果、タービン
３７に供給される流速が速くなり、コンプレッサ３５に
よるエンジン２１への過給圧は上昇する。また、逆に、
デユーティ値が小さくなるほど、電磁弁５７の解放度合
は小さくなって正圧室５４の圧力は増大するため、ダイ
ヤフラム５２はばね５５に抗して上方に移動し、これに
より可動舌部４５は、導入通路４０を開く方向に回動す
る。この結果、タービン３７に供給される流速は遅くな
り、コンプレッサ３５によるエンジン２１への過給圧は
低下する。

タービン３７をバイパスする排気バイパス通路２６と排
気マニホールド２４の接続部には、排気バイパス弁（ウ
ェストデートパルプ）６０が設けられている。この排気
バイパス弁６０は、アーム６１、連結部材６２を介して
ロッド６３の一端に連結され、ロッド６３の他端は、排
気バイパス弁駆動用アクチュエータ７０のダイヤ７ラム
７２に連結されている。このダイヤプラム７２を収納し
ているケース７１は、ダイヤ７ラム７２により大気室７
３と正圧室７４に分割され、大気室７３にはダイヤ７ラ
ム７２を正圧室７４側に押動するように付勢されたばね
７５が設けられている。正圧室７４は、連結管７６を介
してコンプレッサ３５の下流側の吸気管２２に連結され
、コンプレッサ３５で形成された過給圧が正圧室７４に
供給されている。

また、連結管７６の途中には、電磁弁７７が、設けられ
、この電磁弁７７がコントロールユニツ）８０により駆
動されて解放したときには、この電磁弁７７を介して連
結管７６はコンプレッサ入口に連通され、正圧室７４内
の圧力は低下する。

更に詳細には、電磁弁７７はコントロールユニット８０
によりデユーティ制御されていて、デユーティ値が大き
くなるほど電磁弁７７の解放度合は大きくなって、正圧
室７４の圧力は低下するため、大気室７３のぼね７５の
作用によりダイヤプラム７２は下方に移動し、この移動
動作がロッド６３゜連結部材６２．アーム６１を介して
排気バイパス弁６０に伝達され、弁６０はバイパス通路
２６を閉じる方向に動く。また、デユーティ値が小さく
なるほど電磁弁７７の解放度合は小さくなって正王室７
４の圧力は増大するため、ダイヤ７ラム７２はばね７５
に抗して上方に移動し、これにより排気バイパス弁６０
は開く方向に動く。排気バイパス弁６０は、エンジン２
１が高速高負荷状態になった場合、ターボチャーツヤに
よりエンジン２１に供給される吸気の過給圧が非常に高
くなりすぎ、エンジン２１が破損されるのを防止するた
めに、エンジン２１の排気の一部を外部に排出し、ター
ビン３７に供給される排気を低減して適切な過給圧がエ
ンジン２１に導入されるようにしているのである。

コントロールユニツ）８０は、マイクロプロセッサ、メ
モリ、Ａ／Ｄ変換器を含む入出力インター７エースとか
らなるマイクロコンピュータで構成され、そのインター
フェースを介してエア７０−メータ３１から吸入空気量
がコントロールユニット８０に供給されるとともに、エ
ンジン２１の左側に設けられたクランク角センサ３０か
らエンジン２１の回転速度、更に過給圧センサ３３から
過給圧が供給されている。コントロールユニ、）８０１
！、これらの情報に従って電磁弁５７．７７を駆動する
信号のデユーティ値を適切に制御し、可動舌部４５を介
してタービン３７への排気の導入通路４０の断面積を可
変にすることにより、また排気バイパス弁６０を介して
タービン３７への排気〃入量を可変にすることによりエ
ンジン２１に供給される吸気の過給圧を吸入空気量Ｑａ
に応じ適切に制御して低速運転域から高速運転域にわた
ってトルクを増大しでいる。

次に容量可変手段（可動舌部）並びにウェイストデート
パルプ（排気バイパス弁）の制御をマイクロコンピュー
タを用いて実現する場合の流れ図を第５図（Ａ）〜第９
図に示す。なお、図中の数字は処理番号を表し、容量可
変手段はＶＮ、ウェイストデートパルプはＷＧという記
号により記述し、エンジン回転速度、吸入空気流量等の
運転状態を表す信号はメモリに記憶されているものとす
る。

第５図（Ａ）から説明すると、過給圧制御ＶＮＷＧＣＯ
ＮＴＲＯＬの演算処理は所定周期（制御周期）毎に行な
われ、各種運転条件により求めた過給圧の制御目標値（
目標過給圧）Ｐ２ＡＤＡＰＴに実際の過給圧Ｐ２を一致
させるべくＶＮ、ＷＧを制御する制御量を演算するもの
である。順を追って説明すると、まず２００では入力さ
れている吸入空気量ＱＡより空気流量指数ＱＳを求める
。なお、実際の制御ではこのＱＳが計算用のデータとし
て用いられるが、以下の説明では便宜上ＱＳを吸入空気
量として説明する。２０１ではＱＳの値よりＷＧの基本
制御デユーティをＢＡＳＥＤＵＴＹｌに求める。２０２
ではＢＡＳＥＤＵＴＹＩに制御デユーティの３５パーセ
ントを加算する。これはＷＧ側のセツティングのずれ９
部品ばらつきによりＷＧが開いてしまうことを防止する
ための補正量である。例えばＶＮ側の制御領域において
ＷＧ側のセツティングのずれ２部品ばらつきによりＷＧ
が開いてしまうと、ＶＮは過給圧を上昇させようとして
閉じ側にずれ、最早ＶＮ側の正常な学習を行うことが不
可能となる。そこで、予めＷＧ側の制御量を大きくしで
ＶＮ側の学習制御の信頼性を確保するのである。２０３
では制御目標値からの定常偏差をなくすため、ＢＡＳＥ
ＤＵＴＹｌに学習制御により求められる学習量ＬＥＡＲ
ＮＷＧを加算する。２０４では急加速時に一時的に過給
圧を上昇させ加速性能の向上を図るオーバーブースト制
御が行なわれているかどうかをチェックし、オーバーブ
ースト制御中であると判定されると２０５に進みオーバ
ーブースト制御のための加速補正量をＢＡＳＥＤＵＴＹ
Ｉに加算する。ここに、ＬＥＡＲＮＷＧと加速補正量と
はＷＧ側のフィードフォワード制御量を与える。なお、
ＬＥＡＲＮＷＧの演算及びオーバーブースト制御につい
ては後述する。

これに対し２０６〜２１０ではＶＮ側のフィードフォワ
ード制御量をＢＡＳＥＤＵＴＹＯに求める。２０１〜２
０５と２０６〜２１０の処理で異なるのはＢＡＳＥＤＵ
ＴＹＯに求めた基本制御デユーティを２０７にて５パー
セント減算している点だけである。これはＶＮの基本制
御デユーティのテーブルがＶＮ側のセツティングのずれ
６部品ばらつきによりＶＮが閉じる側にずれている場合
にＷＧが開いてしまうことを防止するための補正量であ
る。２０８ではＷＧ側と同様に学習量ＬＥＡＲＮＶＮを
７ＪＯｊＥする。なｇ、このＬＥＡＲＮＶＮの演算につ
いても後述する。ここで、ＶＮ、ＷＧの基本制御デユー
ティは例えば第１０図（Ａ）、第１０図（Ｂ）に示す特
性として与えられるため、基本制御デユーティはこの特
性から得られる＄１０図（Ｃ）に示すテーブルをメモリ
ＲＯＭに記憶しておき一次元のルックアップにより求め
ればよい。

ただし、第１０図（Ｃ）はＶＮに対するもので、Ｈは１
６進数表示を表す。

２１１では実際の過給圧Ｐ２と目標とする過給圧Ｐ２Ａ
ＤＡＰＴとのずれに対しフィードバック補正量を演算し
、先程求めたフィードフォワード制御量に更に加算して
最終的な制御信号量をＢＡＳＥＤＵＴＹＯ，ＢＡＳＥＤ
ＵＴＹＩにそれぞれ求める。なお、この２１１にて行な
われるフィードバック制御Ｐ２ＦＢＣＯＮＴについては
後述する。

２１２は本発明の要部となるところである。すなわち、
２１２では急加速初期段階でのオーバーシュート防止及
び構成部品故障時の７エイルセー７処理を行う、オーバ
ーシュートを防止する処理から説明すると、急加速時に
過給圧は急激に上昇する訳であるが、ＶＮ付きターボチ
ャージャの場合通常のターボチャージャに比べ過給圧の
上昇が速いため第１６図のようにオーバシュートを生じ
てしまう、特に同図に例示したものにおいては過給圧が
オーバーブースト制御時に５００ｍｓＨｇを越えてしま
い、エンジンの耐久性を損なってしまうことにもなりか
ねない。これを防止するため息加速初期において一時的
にＷＧ側の制御デユーティ（制御信号）を小さくしター
ビン３７をバイパスして逃す排気流量を増加することに
より過給圧を低下させるのである。更に詳述すると、Ｗ
＆１２図に示すような過給圧によるＷＧ側の制御デユー
ティ補正を行う。即ち急加速となり過給圧が上昇してき
た場合所定過給圧ＰＯを越えた時点でＷＧＩＩＩの制御
デユーティを５０％減量する。ただしＰＯのレベルはオ
ーバーシュートを防止するため低く（例えば３７５　ｍ
ｍＨｇ）設定すると以後過給圧が低下するため、ＰＯの
スライスレベルによる減量は過給圧がＰＯに到達してか
ら０．３秒間のみとする。

０．３秒経過後はＰ１〜Ｐ　３　（＞　Ｐ　Ｏ）をスラ
イスレベルとして段階的にＷＧ側の制御デユーティを減
量補正する通常の７エイルセー７処理を°行う。

すなわち、ＶＮが経時変化により制御応答遅れを生じ、
主として■ＮｆｌＩＩの過給圧制御では、正常な過給圧
制御が困難となった場合に、エンジンを保護し−かつ最
終手段としての７ユエルカツトを行う前に、ＷＧを補助
的に開くことにより過給圧を目標値に制御し、７ユエル
カツトが行なわれるときに生ずる運転性の悪化を防止す
るのである。またＷＧが開かない場合を考慮し、Ｐ４を
越える状況が続いたときには最終手段としてエンジン制
御系により７ユエルカツトを行うべ（７ユエルカツト要
求フラグをセットする。こうして最終的に求められたＷ
Ｇ、ＶＮ側の制御デユーティは後述する０ＮＤＵＴＹ　
１．０ＮＤＵＴＹＯに移された後おのおの前述の電磁弁
７７．５７に出力インター７エースを介して出力される
。なお、オーバーシュート対策及び７エイルセー７は０
ＮＤＵＴＹＩ。

０ＮＤＵＴＹＯを補正することにより行なう。

次に２１１にて行なわれるフィードバック制御Ｐ２ＦＢ
ＣＯＮＴを第６図の流れ図を用いて説明する。ここでは
ＶＮのフィードバック制御の積分制御の開始条件の判定
、ＶＮ側からＷＧ側へのフィードバック制御の切り替え
条件の判定、フィードバック制御変数の初期化及びＷＧ
側からＶＮ側へのフィードバック制御の切り替え条件の
判定を行うとともに、フィードバック補正量の演算及び
学習量の演算を行い、最終的な制御量を０ＮＤＵＴＹＯ
，０ＮＤＵＴＹＩにストアする。

順を追って説明すると、１００では吸入空気流量が多く
なった場合に異常燃焼を回避するため制御目標値Ｐ２Ａ
ＤＡＰＴを低下させる処理を行う。

例えば第１１図（Ａ）に示すような一次元のテーブルを
メモ＋７　ＲＯＭ内に記憶させておき吸入空気流量ＱＳ
が所定吸入空気流量ＱＳＰＤＯＷＮＯ以上になると制御
目標値を徐々に低下させる。１０１ではＶＮ、ＷＧ側の
いずれの制御領域にあるかを示す７ラグＦＰ２ＦＢＶＮ
ＷＧをチェックし、１゛であるならＷＧ側にてフィード
バック制御が行なわれていると判定し１１１に進む。“
０′であるなら１０２以降に進みフィードバック制御を
行う運転領域の判定及び学習量の演算を行う。

まず１０２では実際の過給圧Ｐ２がフィードバック制御
を行う運転領域を判定する領域判定過給圧Ｐ２　ＪＵＤ
ＧＥ（２３０１Ｉ１ｍＨｇ）より小さいかどうかをチェ
ックし、小さい場合は運転領域の判定は行わす１１１に
進む。これは後述する急加速判定後においてオーバーブ
ースト制御に入る前にフィードバック制御がＷＧ側に切
替わってしまうことを防止するためである。即ち、オー
バーブースト制御においては過給圧が１００ｍｍＨｇか
ら２００ｍＩＩＩＨｇとなるまでの加速時間と判定基準
ＴＪＵＤＧＥとの比較により急加速の判定を行い、加速
時間がＴＪＵＤＧＥよりも小さい場合に急加速であると
判定するが、過給圧Ｐ２がＰ２ＪＵＤＧＥよりも小さい
場合にも上記運転領域の判定を行うとすると、急加速の
判定とは別に、ＶＮ％ＷＧのどちら側でフィードバック
制御を行うかを判定するために、後述するような吸入空
気流量ＱＳとフィードバック制御領域判定空気流量ＱＳ
ＶＮＴＷＧとの比較が行なわれることとなる。従って、
急加速が判定され急加速時の応答性を高めるべ（オーバ
ーブースト制御が行われる矢先に、吸入空気流量がＱＳ
ＶＮＴＷＧよりも大きくなるとＷＧ側の制御領域にある
と判定されるため、急加速の判定とは無関係にフィード
バック制御がＶＮ側からＷＧ側に切替わってしまい、オ
ニパーブースト制御を行わせることができなくなってし
まうので、これを防止するため過給圧Ｐ２がＰ２ＪＵＤ
ＧＥより小さい場合は上記判定を行わないようにしたも
のである。

１０３ではレジスタＡＣＣに通常運転時のフィードバッ
ク制御領域判定空気流量ＱＳＶＮＴＷＧをストアする。

この領域判定空気流量ＱＳＶＮＴＷＧを越えるときがＶ
Ｎ側からＷＧ側へのフィードバック制御の切り替え条件
であり、第１５図では空気量ラインＡである。即ち同図
においてラインＡの左側の領域がＶＮ側の制御領域、右
側がＷＧ側の制御領域となる。１０４では急加速である
かどうかをチェックし、７ラグＦＡＣＣＥＬが６１゛で
ある場合は急加速と判定して１０５に進み、急加速と判
定されない場合は１０７に進む。この７ラグＦＡＣＣＥ
Ｌは急加速が判定されると１゜にセットされる急加速判
定フラグであり、後述する加速判定処理において説明す
る。１０５ではオーバーブースト制御が終了しているか
どうかをチェックし、オーバーブースト制御中であると
判定した場合は１０６に進み、オーバーブースト制御が
終了していることが判定される場合は１０７に進む。１
０６ではオーバーブースト制御時の領域判定空気流量Ｑ
ＳＶＮＴＷＧＸ（＞ＱＳＶＮＴＷＧ）をＡＣＣにストア
する。この領域判定空気流量ＱＳＶＮＴＷＧＸは第１５
図に示す空気量ラインＢである。即ちオーバーブースト
制御中にはＶＮ側の制御領域が拡大するので、これに合
わせて領域判定空気流量をラインＡからラインＢに上昇
させるのである。

１０７ではＡＣＣにストアされた領域判定空気流量と実
際の吸入空気流量ＱＳを比較する。ＱＳがＡＣＣより大
きい場合はＶＮ側の制御領域でないと判定し１０８にて
ＶＮ、ＷＧｆｉＡのいずれの制御領域にあるかを示す７
ラグＦＰ２ＦＢＶＮＷＧを“１゛にセットする。これに
よりＦＰ２ＦＢＶＮＷＧ＝１は今までＶＮ側の制御領域
にあったものがＷＧ側の制御領域に切替わったことを意
味し、１０９にてＷＧ側の学習制御開始のためのタイマ
を起動するとともに１１０にてＶＮ側の学習量液ＫＡＣ
ＣＬＥＡＲＮＶＮを行う。この学習量演算については後
述する。１１１では７ラグＦＰ２ＦＢＶＮＷＧをチェッ
クし、０゛の場合は１１３に進み、“１°の場合はＷＧ
側の学習量液＄ＡＣＣＬＥＡＲＮＷＧを１１２で行う。

この学習量演算についても後述する。このようにして第
１５図に示すようなフィードバック制御を行う運転領域
の判定とＶＮ、ＷＧ側の学習量の演算が行われることに
なる。

次に１１３以降ではＶＮ、ＷＧ側おのおののフィードバ
ック補正量の演算を行う。ここでは比例積分微分制御に
ついて述べることとし、偏差から演算される比例分、積
分分、微分分をそれぞれＰ分。

■分、Ｄ分にて略記する。まず１１３ではＶＮ側のＰ分
を計算して先程求めたＢＡＳＥＤＵＴＹＯに加算し、加
算した結果をメモリＭ２にストアする。このＰ分の計算
は制御の安定性並びに基本制御デエーティＢＡＳＥＤＵ
ＴＹＯがずれていた場合を考慮し下記演算で求める。即
ちＶ’Ｎ側のＰ分はＫＰＶＮＸ（ＥＲＲＯＲ）”とする
。ここにＥＲＲＯＲは目標とする過給圧と実過給圧の偏
差（ＥＲＲＯＲ＝Ｐ２ＡＤＡＰＴ−Ｐ２）であり、ＫＰ
ＶＮは演算上のゲインである。１１４では同様にしてＷ
Ｇ側のＰ分を計算して前述のＢＡＳＥＤＵＴＹｌに加算
し、加算した結果をメモリＭ２＋２にストアする。ただ
しＷＧ側のＰ分はＫＰＷＧＸＥＲＲＯＲとし、ＫＰＷＧ
は演算上のゲインである。なお第１４図にＶＮ＠のＰ分
を破線にて、ＷＧ側のＰ分を実線にて示す。

こうして求められるフィードバック制御のＰ分は常時加
算されるが、積分微分制御については所定過給圧以上に
おいて行うため１１５〜１１８では積分微分制御を行う
かどうかを判定する。まず１１５でレジスタＡＣＣに実
際の過給圧Ｐ２をストアし、１１６では目標とする過給
圧Ｐ２ＡＤＡＰＴが３７５ｍｍＨｇであるかどうかをチ
ェックする。Ｐ２ＡＤＡＰＴが３７５ｍｍＨｇである場
合は１１８に進むが、Ｐ２ＡＤＡＰＴが３７５ｍｍＨｇ
より小さい場合は１１７にてＰ２ＤＯＷＮＶＡＬＵＥを
ＡＣＣに加算する。これは通常は過給圧がＰ　２　Ｍ　
Ｉ　Ｎ（３２０１Ｈｇ）に達している場合次の１１８に
て積分微分制御が可能であると判定するが、１００にお
いて高空気流量となり制御目標値を低下させた場合は、
より低い過給圧から制御可能であると判定させるように
するためである。即ち、制御目標値が３７５＋ａｍＨＩ
？である低中空気流量域では、実際の過給圧と判定過給
圧Ｐ２ＭＩＮ（３２０ＩＩｌｍＨｇ）との比較により積
分微分制御を行う制御領域を判定するが、制御目標値が
３７５ｍｍＨｇ以下に低下する高空気流量域では、判定
過給圧Ｐ２ＭＩＮも小さくして積分微分制御を行う制御
領域を確保するのが好ましい。このため、レジスタＡＣ
ＣにストアしたＰ２と、Ｐ２ＭＩＮから所定値だけ減算
した値とを比較させればよいのであるが、このことはＰ
２のほうに予め上記所定値を加算しておきこの加算され
た値とＰ２ＭＩＮとを比較しても同じ結果が得られるこ
とになる。この場合の所定値が前記Ｐ２ＤＯＷＮＶＡＬ
ＵＥであり、Ｐ２ＤＯＷＮＶＡＬＵＥは一定値でもよい
し、ＱＳに応じて変化する値でもよい。

１１８ではＡＣＣがＰ２ＭＩＮ以上であるかどうかをチ
ェックしＰ２ＭＩＮ以上である場合は積分微分制御が可
能であると判定して１２７に進む。

即ち、Ｐ２ＭＩＮが目標過給圧よりも低い所定過給圧と
して設定してあり、Ｐ２ＭＩＮを越えるときがＶＮのフ
ィードバック制御の積分制御を開始する条件として与え
られる。制御可能と判定されなかった場合には１１９に
てＱＳが所定空気流量ＱＳＷＧＡＲＥＡ以下かどうかを
チェックし、小さい場合は１２０にて各種制御シーケン
ス用フラグのＩＪ上セツトび各種フィードバック用変数
の初期化を行うと同時に、１２１にてＶＮ、ＷＧ側双方
の学習量の書き替えを行う。即ち、過給圧がＰ２ＭＩＮ
よりも小さく、かつ空気流量がＱＳＷＧＡＲＥＡよりも
小さいときがフィードバック制御変数の初期化及びＷＧ
側からＶＮ側への制御の切り替え条件として与えられる
。従って、ＱＳＷＧＡＲＥＡよりも大きい場合は高空気
流量域で過給圧が瞬時に低下した場合に上記フラグのリ
セットあるいは上記変数の初期化を行わせないために１
２２に進む。即ち、高空気流量域にある全開加速時にお
いてアクセルペダルを一時的に戻した場合吸入空気流量
の減少よりも過給圧の低下のほうが早い場合があり、こ
の場合では空気流量は高く維持されＷＧ側の制御領域に
あるにも拘わらず過給圧が前記Ｐ２ＭＩＮを下回る結果
となる。従って、この場合にも上記フラグのリセット及
びフィードバック用変数の初期化を行うことにすると、
ＷＧ側の前回までの偏差ＥＲＲＯＲの積算値ＥＲＲＯＲ
ＩＷＧが消失してしまい、ＷＧ側の制御量が小さなもの
となり部品ばらつき等のあるものでは制御のずれを招い
てしまうので、これを防ぐために上記フラグのリセット
等を行わせないようにしたものである。

１２２ではメモリＭ　２　、Ｍ　２　＋２にストアされ
ている値（基本制御デユーティに各種補正量を加算した
結果）を○ＮＤＵＴＹＯ，０ＮＤＵＴＹ　１に移す。な
お、この移し替えに当たっては上限値。

下限値を設けＶＮ、ＷＧ側おのおのの値を上限値と下限
値の間に制限している。１２３ではＱＳが判定空気流量
ＱＳＤＵＴＹＣＵＴより小さくｔかどうかをチェックし
、小さい場合は１２４にて制御デユーティ０ＮＤＵＴＹ
Ｏ，０ＮＤＵＴＹ１を最小値にする。この処理はアイド
ル時等の低空気流量側では制御用電磁弁５７．７７を動
かさず耐久性を増すためである。１２５では加速判定の
誤り防止処理を行う。この処理内容については後述する
加速判定処理において説明する。この後はＶＮＷＧＣＯ
ＮＴＲＯＬの２１２に進む。

次に１１８にて積分微分制御が制御可能領域にあると判
定され１２７に進んだ場合について説明する。１２７以
降ではＶＮ、ＷＧ側のいずれの制御領域にあるかを判定
する判定結果（１０１〜１０６の処理にて行なわれる）
に基づいてＶＮ、ＷＧ側おのおのの演算を行う。まず１
２７ではフラグＦＰ２ＦＢＶＮＷＧが“１°かどうかを
チェックし“１°の場合は１２８にてＷＧ側の前回まで
の偏差ＥＲＲＯＲの積算値ＥＲＲＯＲＩＷＧに今回の偏
差ＥＲＲＯＲを加算する。“０゛の場合は１２９　＋ｉ
進みＶＮ側の前回までの偏差ＥＲＲＯＲの積算値ＥＲＲ
ＯＲＩＶＮに今回の偏差ＥＲＲＯＲを加算する。１３０
ではオーバーブースト制御が開始されたかどうかをチェ
ックし、開始と判定されている場合は１３１にてＥＲＲ
ＯＲＩＶＮにオーバーブースト制御時の補正量ＶＮＣＯ
ＥＦ　Ｉを加算する。これはオーバーブースト制御時の
制御目標値上昇分のフィードフォワード制御量を加算す
るものである。オーバーブースト制御開始でない場合は
１３２に進みＦＰ２ＦＢＶＮＷＧをチェックし。

１゛の場合はＷＧ側の制御領域であるため１３３に進み
ＶＮ側の偏差ＥＲＲＯＲの積算値ＥＲＲＯＲＩＶＮから
所定値を減じる。即ち、ＶＮ側からＷＧ側にフィードバ
ック制御が切り替わった後はＶＮ側の制御量を切り替わ
る直前の制御量から徐々に減じる。ＷＧ側にフィードバ
ック制御が切替わった後にもＶＮ側の制御量を切替わる
直前の制御量に保持させると、排気ガス流量の増加に伴
い導入通路４０の流速が速くなって圧力が低下し、この
圧力低下により可動舌部４５が導入通路４０を閉じる方
向に回動されてターボチャージャの容量を低下させるこ
とになる。これに対しＶＮ側の偏差ＥＲＲＯＲの積算値
ＥＲＲＯＲＩＶＮから所″定値を減じると、可動舌部４
５が導入通路４０を開く方向に回動され全開となるので
、ＷＧ側の制御に入っても十分な排気容量を確保するこ
とができターボチャージャの性能を最大限に発揮させ得
るのである。一方、ＦＰ２ＦＢＶＮＷＧが°０゛の場合
は１３４に進みＶＮ側のエサをＫ　Ｉ　ＶＮＸＥＲＲＯ
ＲＩ　ＶＮの計算にて求めこれを前述のＭ２に加算する
。ここにＫＩＶＮは演算上の積分ゲインである。また同
時に学習制御用としてこのエサを今回のＶＮ側の学習量
としてＶＮＬＥＡＲＮに記憶する。１３５ではＷＧ側の
エサをＫＩＷＧＸＥＲＲＯＲＩＷＧの計算により求めこ
れを前述のＭ２＋２に加算する。ここにＫＩＷＧは演算
上の積分ゲインである。また同時に学習制御用としてこ
の１分を今回のＷＧ側の学習量としてＷＧＬＥＡＲＮに
記憶する。１３６ではＤ分を計算しその結果をメモリＭ
１にストアする。このＤ分の計算はＫＤＸ（ＥＲＲＯＲ
Ｉ−ＥＲＲＯＲ）により求める。ここにＫＤは演算上の
微分ゲインである。具体的には、ＶＮ、ＷＧどちら側制
御しているかどうかをＦＰ２ＦＢＶＮＷＧにでチェック
しＶＮ側の制御領域にあればＶＮ側のディンＫＤＶＮを
、ＷＧ側の制御領域にあればＷＧ＠のディンＫＤＷＧを
選択して計算する。なお、ＥＲＲＯＲＩは前回のＥＲＲ
ＯＲである。１３７ではＦＰ２ＦＢＶＮＷＧが“１゛の
ときは１３８にてＷＧ側のＤ分をＷＧ側に加算し、加算
した結果をＭ２＋２にストアし、°０゛のときは１３９
にてＶＮ側のＤ分をＶＮ側に加算し、加算した結果をＭ
２にストアする。

１４０では次回の演算処理にて行なわれるＤ分の計算の
ために今回の偏差ＥＲＲＯＲ（＝Ｐ２ＡＤＡＰＴ−Ｐ２
）をＥＲＲＯＲＩにストアする。１４１．１４２ではメ
モリＭ２．Ｍ２＋２にストアされている値（基本制御デ
ユーティに各種補正量を加算した結果）を最終的な制御
デユーティとして０ＮＤＵＴＹＯ，０ＮＤＵＴＹ１に移
す。なお、この移し替えに当たっては上限値、下限値を
設けＶＮ、ＷＧ側おのおのの値を上限値と下限値の間に
制限している。この後はＶＮＷＧＣＯＮＴＲＯＬの２１
２に進む。

次に急加速時に一時的に過給圧を上昇させ加速性能の向
上を図るオーバーブースト制御についてさらに説明する
。基本的には前述したフィードフォワード制御量を補正
し、制御目標値を上昇させることことによりオーバーブ
ースト制御を実現するものである。第５図（Ｂ）はオー
バーブースト用各種フラグのセット、リセットを行う処
理ＢＯＯ３ＴＣＮＴＲの流れ図、第７図（Ａ）は急加速
判定処理ＡＣＣＥＬＪＵＤＧＥの流れ図を示す。

先に、急加速の判定を第７図（Ａ）に基づき順を追って
説明する。この処理は先程説明した制御演算処理とは別
に１０ｍ５に一回実行されるものである。３００では過
給圧をＰ２にストアする。３０１ではＰ２が１００ｍｍ
Ｈｇを越えたがどうかをチェックし越えていない場合は
３０２にて各種制御シーケンス用フラグのリセット及び
各種変数の初期化を行う。１．００ｍ５＋Ｈｇ以上であ
る場合は３０３に進み初めて越えた場合３０４に進み加
速時間計測用タイマを起動する。３０５では１００ｗｍ
Ｈｇでのエンジン回転速度、ギヤ位置等により判定基準
となる時間を演算しこれをＴＪＵＤＧＥにストアする。

この判定基準は第１３図（Ｂ）に示すような判定ライン
即ち １００ｍｍＨｇでのエンジン回転速度（ｒｐｍ）で与え
られる判定ラインとなり、後述する加速時間τがこの判
定ラインより下側の領域にあれば、急加速であると判定
される。なお、同図の数字は１速から４速までのギヤ位
置を表し、３速までは判定ラインの下側に収まるので問
題ないのであるが、４速では低回転域において加速時間
τ（過給圧が１００ｍａ＋ＨＨから２００ｍａ＋Ｈｇと
なるまでの時間）が判定ラインを越え図中破線で囲った
領域に分布してしまう。従って、４速低回転域ではこの
領域を越えるところに判定ラインを移動する必要があり
、判定ラインの値に所定値加算した値が判定基準とされ
る。こうした理由から判定基準にはギヤ位置も考慮され
るのである。

３０３で１００ｍｍＨｇを２回目以降越えた場合は３０
７に進みＰ２が２００ｍｍＨｇを越えたかどうかをチェ
ックし２００ｍｍＨｇ以下の場合は急加速の判定は行わ
ない。２００ｍｍＨｇを越えた場合は３０４にてリセッ
トされたタイマ値、即ち第１３図（Ａ）に示す加速時間
τ（前述したように過給圧が１００ｍｍＨｇからｇｏｏ
ｍｍＨｇとなる時間）が３０５で決定した判定基準ＴＪ
ＵＤＧＥより小さいかどうかをチェックし小さい場合は
３０９に進み急加速と判定しＦＡＣＣＥＬを“１゛にセ
ットする。その後はエンジン制御用の処理に戻る。こう
して制御に必要な過給圧の入力及び急加速状態の判定が
行え、この情報は前述した第５図（Ａ）の■ＮＷＧＣＯ
ＮＴＲＯＬ、第６図のＰ２　ＦＢＣＯＮＴ、次に説明す
る第５図（Ｂ）のＢＯＯ８ＴＣＮＴＲで使用する。

次にオーバーブースト制御を最適に行うための処理ＢＯ
Ｏ３ＴＣＮＴＲを第５図（Ｂ）を用いて説明すると、こ
のＢＯＯ６ＴＣＮＴＲはＶＮＷＧＣＯＮＴＲＯＬを実行
する前に一度実行し、オーバーブースト制御に必要な各
種情報を受は渡す、以下順を追って説明すると、まず２
１４ではオーバーブースト制御終了かどうかをチェック
する。これは以下に述べる２３６〜２３９で行なわれる
オーバーブースト制御を終了させる処理結果をチェック
することにより行なわれる。制御終了していると判定さ
れる場合は２４１に進み制御目標値を徐々に下げる処理
（同時にオーバーブースト制御時のフィー１′７ｔワー
ド制御量も徐々に減じる）を行う。制御終了していない
場合は２１５に進み前述した急加速判定処理でセットま
たはリセットされる急加速判定用７ラグＦＡＣＣＥＬを
チェックし“Ｏ゛の場合は処理を終了し、１゛の場合は
急加速が判定されているので２１６に進みオーバーブー
スト制御が許可されているかどうかをチェックする。こ
れはエンジン、車種によりオーバーブースト制御を行う
かどうかが異なるため例えばメモリＲＯＭ内にこの情報
を持たせておくことにより同じプログラムでオーバーブ
ースト制御有りあるいは無しの仕様の違いに対応するも
のである。オーバーブースト制御が許可されている場合
は２１７に進みエンクン水温が１００℃以下かどうかを
チェックする。１００℃以上の場合は異常燃焼が起きや
すいためオーバーブースト制御は行わない。

１００℃に満たない場合は２１８に進みＷＧ側のフィー
ドフォワード補正開始７ラグＦＰ２ＷＧを１゛にセット
する。２１９では過給圧が２５０ｍｍＨｇを越えたかど
うかをチェックし越えていない場合は処理を終了する。

越えている場合は２２１に進む。初めて２５０ｍｍＨｇ
を越えた場合には２２２に進み急加速判定誤り防止タイ
マを起動するとともに、ＶＮ側のフィードフォワード補
正開始７ラグＦＰ２ＶＮを“１′にセットする。この誤
判定防止タイマの計測時間は前述した第６図の１２５に
て急加速判定誤り防止処理にてチェックされ２５０ａ＋
ｍＨｇを越えて３２０ｍｍＨＨになるまで１こ３秒以上
経過した場合には急加速とは判定せず、急加速判定７ラ
グＦＡＣＣＥＬとＶＮ側のフィードフォワード補正開始
７ラグＦＰ２ＶＮを°１゛にセットする。これは第１７
図に示す２速で絞弁開度１／４からの加速時等において
は急加速判定に使用するτの時間が短く急加速であると
判定されるものの加速時間が短く、加速終了後にオーバ
ーブースト制御に入り過給圧が急変動し運転性が悪化す
ることを防止するためである。即ち２５０＋ａｍＨｇか
ら３２０ｍｍＨｇとなるまでに誤判定防止タイマが計測
する時間ＴＯがＴＯ≧３となった場合には急加速とはみ
なさないのである。次に２２１で２回目以降に２５０ｍ
ｍＨｇを越えた場合２２３に進み過給圧Ｐ２が３４５ｍ
ｍＨｇを越えたかどうかをチェックする。越えた場合は
２２５に進み３４５ｍｍＨｇを初めて越えたかどうかを
チェックする。

初めて越えた場合は２２６に進、み制御目標値を上昇さ
せるタイミングを計測するタイミング用タイマを起動し
処理を終了する。２２５にて２回目以降３４５ｍｍＨｇ
を越えた場合には２２８に進み２２６で起動したタイミ
ング用タイマが所定時間（０，３秒）経過したかどうか
をチェックし経過した場合には２２９に進む。所定時間
を初めて経過した場合は２３０に進みエンジン水温に応
じたオーバーブースト制御量を求め制御目標値を上昇さ
せる。

即ち第１１図（Ｂ）に示すような水温に応じた一次元の
テーブルによりオーバーブースト制御時の制御目標値４
２５ｍｍＨｇから水温が高くなるほど減じる所定量を増
加することで最適なオーバーブースト制御量を与える。

次に２２８，２２９から２３２以降に進んだ場合である
が、２３２以降ではオーバーブースト制御終了条件をチ
ェックしている。即ち２３２，２３４では過給圧が３７
５ｍｍ＋Ｈｇを越えたときからの経過時間を計測するた
め２３４にて初めて３７５１Ｈｇを越えた場合に２３５
に進みオーバーブースト制御時間計測用タイマを起動し
てνする。２３４で２回目以降３７５ｍｍＨｇを越えた
場合には２３６に進み２３５で起動した制御時間計測用
タイマが所定時間を越えたかどうかをチェックする。

越えた場合は２３９に進みオーバーブースト制御終了と
する。越えていない場合は２３７に進みノッキングレベ
ルをチェックし大きければノッキングを生じさせないた
めにオーバーブースト制御終了とする。小さい場合は２
３８に進みＱＳがオーバーブースト制御をカットする判
定空気量ＱＳＢＯＯ８ＴＣＵＴより大きいかどうかをチ
ェックし大きい場合は異常燃焼を生じさせないため２３
９に進みオーバーブースト制御を終了させる。二のよう
にＢＯＯ３ＴＣＮＴＲの処理ではオーバーブースト制御
のための各種情報の処理を行うのである。

次にＶＮ、ＷＧ側のフィードフォワード制御量のずれを
補正する学習制御について説明する。まずＶＮ側である
が、学習量の演算を行うタイミングとしでは第６図の１
１０であり、ＶＮ側からＷＧ側のフィードバック制御に
切替わった時である。

学習量は同図の１３４でＶＮＬＥＡＲＮに記憶した１分
とする。これは過給圧をＶＮ側で制御しているときの定
常偏差分を次回の制御からは前厄てフィードフォワード
制御量に加えることを意味する。実際の学習量演算につ
いて第８図に基づき説明すると、まず４００ではオーバ
ーブースト制御を行っているかどうかをＦＡＣＣＥＬに
よりチェックする。学習量演算はオーバーブースト制御
を行わないエンジンにおいても勿論可能であるが、オー
バーブースト制御を行うエンノンにおいてはオーバーブ
ースト制御領域においてＶＮＩの制御Ｉ領領域拡大する
ため１分の値が大きい。この大きな値により制御を行う
と制御精度を向上することができるので、この実施例で
は学習量演算をオーバーブースト制御を行った直後に行
うこととしている。即ちオーバーブースト制御を行わな
い加速状況では学習量の演算は行わない。オーバーブー
スト制御を行った場合は４０１に進み第６図の１３４で
求められる定常偏差ＶＮＬＥＡＲＮからオーバーブース
ト制御時の補正量（制御デユーティにして１５パーセン
ト）を減じ、減じた結果を改めてＶＮＬＥＡＲＮとする
。これは基本制御デユーティをオーバーブースト制御時
でないときに最適となるように与えているためである。

４０２ではこのＶＮＬＥＡＲＮとＬＥＡＲＮＶＮを加え
た値をＶＮＬＥＡＲＮＶＡＬＵＥに記憶する。ここにＬ
ＥＡＲＮＶＮは前回の学習結果であり、この値ＬＥＡＲ
ＮＶＮ、！−今回ノ？習結果Ｖ　Ｎ　Ｌ　ＥＡＲＮを加
えることで学習量が最適値に収束するようにするためで
ある。こうして記憶された最新の学習結果ＶＮＬＥＡＲ
ＮＶＡＬＵＥは第６図の１２１において即ち過給圧が３
２０ｍｍＨｇよりも小さくかっＱＳがＱＳＷＧＡＲＥＡ
よりも小さくなるフィーｒバックｆｕｌｌｆＪＢ＋）セ
ット条件満足時に更新することにより次回からの制御に
反映される。なお、更新のタイミングはこの例では２つ
の条件を満足したときとしているが、少なくとも所定過
給圧よりも小さいという条件を満たすものであればよい
。

次にＷＧ側の学習制御について説明する。学習量の演算
を行うタイミングとしては第６図の１１２であり、ＷＧ
側にフィードバック制御が切替わり１．２秒経過以降と
している。学習量は１３５でＷＧＬＥＡＲＮに記憶した
１分とする。これは過給圧をＷＧ側で制御しているとき
の定常偏差分を次回の制御からは前厄てフィードフォワ
ード制御量に加えることを意味する。実際の学習量演算
について第９図に基づき説明すると、まず４０４では第
６図の１０９において、即ちＷＧ側にフィードバック制
御が切替わったときに起動されたＷＧ側の学習制御開始
タイマＷＧＬＥＡＲＮＴ　Ｉ　ＭＥＲの計測値が１．２
秒以上となったがどうかをチェックする。１．２秒より
小さい場合は学習量演算は行わない。１．２秒以上経過
している場合は４０５に進みＶＮ側と同様に第６図の１
３５で求めた今回の定常偏差ＷＧＬＥＡＲＮと前回の学
習量ＬＥＡＲＮＷＧを加算しＷＧＬＥＡＲＮＶＡＬＵＥ
に記憶する。この最新の学習値はＶＮ側と同様のタイミ
ング、即ち第６図の１２１において更新する。こうして
ＶＮ、ＷＧ側おのおの最適なタイミングで学習量の演算
及び更新処理を行うことによりフィードフォワード制御
量を補正している。

また前述の説明中に使用した各種時間計側層タイマは１
７図（Ｂ）に示すようにＴＩＭＥＲ処理により一定時間
（１０ｍｓ）毎に１づつ増加させる構成により実現して
いる。

第１８図はＶＮが経時変化に伴う渋り等のためＶＮが制
御応答遅れを生じる場合にこの実施例を適用した場合の
作用効果を示した図である。なお、比較のためＶＮの作
動が正常な場合を実線、ＶＮが制御応答遅れを生じた場
合を破線、この実施例の場合を一点鎖線にて示している
。

図示したようにＴＯの時点から加速が開始されると過給
圧が速やかに上昇し目標値に達した後も上昇する。この
場合ＶＮに経時変化に伴う渋り等によりＶＮが開島にく
くなっていると、実過給圧の検出に基づくフィードバッ
ク制御によりＶＮの制御デユーティがＶＮを開く方向に
演算されているのにも拘わらず、ＶＮがその制御デエー
ティに追従することができず、Ｖｌで示すように■０（
正常な場合を示す）に対して制御応答遅れを生じて過給
圧が目標値に達した後も上昇して目標値がら更に大きく
ずれ、ＶＮが全開してしばらく°するまでの長時間過度
の過給圧状態が継続する。このような場合には、エンジ
ン負荷が者しく大きくなり、エンジン耐久性が損なわれ
るおそれがある従来ニのような状況が続くと、たとえば
Ｔ１の時点で７ユエルカツトを行うという対策が採られ
るが、７ユエルカツトを行うと、この時、αでエンジン
が出力を急に発生しなくなるため、急激なトルク変動が
生じ、これが運転者に不快感を与えることになる。

これに対しこの実施例では、過給圧の異常検出によりま
ず過給圧がＰｉ（Ｐｉ＞目標値）となった時点で、Ｓｌ
のようにＷＧ側の制御デユーティが２５％減量補正され
、それでも過給圧が上昇すると過給圧がＰ２（Ｐ２＞Ｐ
ｉ）となった時点で、Ｓ２のように制御デユーティが５
０％減量補正される。この場合フィードバックの制御領
域はＶＮ側にあるため、通常はＷＧの作動は制御領域の
重複による不都合を避けるために固定されているのであ
るが、こうした過給圧の異常がある場合にはフィードバ
ック制御領域の判別結果によらず、ＷＧを補助的に開く
のである。即ち、ＷＧは全閉位置を保っていたものが、
Ｔ２の時点からＷＧ側の制御デユーティに応じて大きく
開いていき、この結果過給圧はＰ３（Ｐ３＞Ｐ２）に達
するまでもなく目標値に速やかに収束している。すなわ
ちこの例では、Ｐｉ、Ｐ’２時点での２段の補正により
過給圧の上昇がおさまったので、３段目のＰ３での補正
はなされていない。

このように、この実施例ではＶＮが経時変化に伴う渋り
等に起因して開きにくくなった場合においても、エンジ
ンが目標値以上の過度の過給圧にさらされることのない
よう過給圧が正常に保たれるので、エンジン耐久性を向
上すると同時に、たとえＶＮに制御応答遅れを生じるよ
うなことがあっても、最終手段としての７ユエルカツト
を行う前にＷＧがＶＮを補助して作動し、７ユエルカツ
トに伴う運転性の悪化を防止するのである。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、重複制御回避のため容量
可変手段と排気バイパス弁とにフィードバック制御領域
をそれぞれ設は独立して制御する過給圧制御装置にあっ
て、過給圧の異常を検出し、容量可変手段側でのフィー
ドバック制御領域での過給圧異常の検出時にフィードバ
ック制御領域の判別によらずその時の過給圧に応じて排
気バイパス弁を開く向きに排気バイパス弁の制御量を補
正するようにしたので、経時変化に伴う渋り等により、
容量可変手段が制御応答遅れを生じて過給圧が目標値を
大きく越えるようなことがあっても、こうした過給圧の
異常時には排気バイパス弁が容量可変手段を補助してｌ
ｌ！き排気タービンの回転を低下させるため、過給圧の
過度な上昇が抑制され、この結果エンジンに過大な負荷
がかかることがなく、エンジン耐久性が改善される。ま
た、過給圧の異常に対し直ちに７ユエルカツトを行うこ
となく過給圧を目標値に制御するので、７ユエルカツト
に伴う運転性の悪化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図であ
る。 第２図（Ａ）はこの実施例の流れ図のうち、要部を抽出
した流れ図、第２図（Ｂ）はＶＮ、ＷＧの基本制御量を
表す特性図、第２図（Ｃ）はこの実施例によるＷＧ側の
制御量の補正を説明する図である。 第３図は本発明の一実施例の機械的な構成の概略図、第
４図はターボチャージャのスクロール部の断面図である
。 第５図（Ａ）、第５図（Ｂ）、第６図、＃７図（Ａ）、
第７図（Ｂ）、第８図、第９図はこの実施例の動作内容
を表す流れ図である。第１０図（Ａ）、第１０図（Ｂ）
はそれぞれＶＮ、ＷＧの基本制御デユーティを表す特性
図、第１０図（Ｃ）はＱＳと基本制御デユーティの関係
を表す表面である。第１１図（Ａ、）はＱＳに対する制
御目標値を表す特性図、第１１図（Ｂ）はエンジン水温
に対するオーバーブースト制御量の低下分を表す特性図
である。第１２図はオーバーシュート対策及び７エイル
セー７を説明するための過給圧に対する制御デユーティ
の減少率を表す特性図である。第１３図（Ａ）はτを説
明する図、第１３図（Ｂ）は１００ｍｍＨｇでのエンジ
ン回転速度とτの関係を説明する特性図である。１５１
４図はＥＲＲＯＲと９分（補正量）との関係を説明する
特性図、第１５図はＱＳに対するＶＮ、ＷＧ側のそれぞ
れの制御領域を説明する特性図である。 第１６図は急加速時のオーバーシュートを説明する過給
圧特性図、第１７図は急加速判定の誤り防止を説明する
過給圧特性図である。第１８図はこの実施例による作用
効果を示した説明図である。 １・・・運転状態検出手段、２・・・過給圧検出手段、
３・・・偏差演算手段、４・・・フィードバック領域判
別手段、５・・・第１の制御量演算手段、６・・・第２
の制御量演算手段、７・・・第１の制御手段、８・・・
第２の制御手段、９・・・容量可変手段、１０・・・排
気バイパス弁、１１・・・過給圧異常検出手段、１２・
・・制御量［ＩＬ１３・・・エンジン、２１・・・エン
ノン、２２・・・吸気管、２３・・・吸気マニホールド
、２４・・・排気マニホールド、２５・・・排気管、２
６・・・バイパス通路、３０・・・クランク角センサ、
３１・・・エア７０−メータ、３２・・・絞り弁、３３
・・・過給圧センサ、３５・・・コンプレッサ、３６・
・・連結軸、３７・・・タービン、３８・・・タービン
室、３９・・・スクロール、４０・・・導入通路、４１
・・・終端部、４５・・・可動舌部、４６・・・軸、４
７・・・アーム、４８・・・ロッド、５０・・・アクチ
ュエータ、５２・・・グイヤ７ラム、５４・・・正圧室
、５６・・・連結管、５７・・・電磁弁、６０・・・排
気バイパス弁、６１・・・アーム、６２・・一連結部材
、６３・・・ロッド、７０・・・アクチュエータ、７２
・・・ダイヤフラム、７４・・・正圧室、７６・・・連
結管、７７・・・１［弁、８０・・・コントロールユニ
７）。 第３図 第１１図（Ａ） 第１２図 糞　胎　Ｌ　　　　　　文 第８図 第１３図（Ａ） １００ｍｍＨＱ　でｒエンヅン回ＩＬＬｇ（ｒｐｍ）第
１４図 ＥＲＲＯＲ（Ｎ樗ｕｌｆｊＪ−麹瞼珈 第１６図 時間 第１５図 可匙入１己気ン辷＊（Ｏ５〕　　　　ゝ第１７図 吟問

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ターボチャージャの排気タービンの容量を可変とする容
   量可変手段と、排気タービンを通過する排気の一部を上
   流から下流にバイパスさせる排気バイパス弁により運転
   状態に応じてエンジンの過給圧を制御するターボチャー
   ジャの過給圧制御装置において、エンジン運転状態を検
   出する運転状態検出手段と、過給圧を検出する過給圧検
   出手段と、この検出過給圧と目標過給圧の偏差を演算す
   る偏差演算手段と、フィードバック制御を行う運転領域
   を判別するとともに前記容量可変手段と排気バイパス弁
   のいずれについてフィードバック制御を行うかを選択す
   るフィードバック制御領域判別手段と、少なくとも前記
   偏差の積算値を含む運転状態を表すパラメータに応じて
   排気タービンの容量可変手段、排気バイパス弁の制御量
   を演算する第１、第２の制御量演算手段と、前記第１、
   第２の制御量演算手段で演算される制御量に応じて容量
   可変手段、排気バイパス弁を駆動制御する第１、第２の
   制御手段と、過給圧の異常を検出する過給圧異常検出手
   段と、容量可変手段側のフィードバック制御領域での前
   記過給圧の異常検出時に、前記フィードバック制御領域
   の判別結果によらずその時の過給圧に応じて排気バイパ
   ス弁を開く向きに前記排気バイパス弁の制御量を補正す
   る制御量補正手段とを備えたことを特徴とするターボチ
   ャージャの過給圧制御装置。