JPS635566B2 - - Google Patents
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- JPS635566B2 JPS635566B2 JP58116400A JP11640083A JPS635566B2 JP S635566 B2 JPS635566 B2 JP S635566B2 JP 58116400 A JP58116400 A JP 58116400A JP 11640083 A JP11640083 A JP 11640083A JP S635566 B2 JPS635566 B2 JP S635566B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- internal combustion
- combustion engine
- load
- supercharger
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
-
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、可変ピツ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ツチを制御する制御
装置に関する。
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ツチを制御する制御
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り爆発圧力と給
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
のタービンノズルをあまり拡げると、低負荷域で
の内燃機関性能の確保に問題が生じる。
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り爆発圧力と給
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
のタービンノズルをあまり拡げると、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ツチすな
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
の改善といつた問題点を有している。そしてこの
問題を解決するために、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を与えないよ
うゆつ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台を停止すれば、風量の不足からサージングを
起こすので、このような制御装置は、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。
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
の改善といつた問題点を有している。そしてこの
問題を解決するために、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を与えないよ
うゆつ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台を停止すれば、風量の不足からサージングを
起こすので、このような制御装置は、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
台または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。
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
台または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ツチノズル
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
ピツチを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
ルのピツチを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
り予め定めたノズルピツチと回転数（または電
力）の関係に従つてノズルピツチを制御するの
で、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
運転ができな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、最適なノズルピツチ
と回転数（または電力）の関係も異なることにな
る。
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
ピツチを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
ルのピツチを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
り予め定めたノズルピツチと回転数（または電
力）の関係に従つてノズルピツチを制御するの
で、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
運転ができな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、最適なノズルピツチ
と回転数（または電力）の関係も異なることにな
る。
さらに減筒運転等によつ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、
回転数（または電力）によるノズルピツチの制御
は、可変ピツ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。
化する場合には、内燃機関特性が大幅に変化し、
回転数（または電力）によるノズルピツチの制御
は、可変ピツ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、上述の技術的課題を解決し、
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
御装置を提供することである。
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
御装置を提供することである。
従来のタービンノズルピツ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
域で低燃費を達成する必要があり、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、過給機の容量が大き
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
題は生じない。内燃機関の負荷に較べ、大き過ぎ
る過給機は、大幅な給気圧力の低下となる。内燃
機関の性能は空燃比により大きく影響され、空燃
比を一定に保てば、内燃機関性能もほぼ一定に維
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。したがつ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、常用域での空燃比が低負荷域でも維
持でき、低負荷域での性能の劣化は未然に防げ
る。
おいては、低負荷域での性能を確保しつつ、常用
域で低燃費を達成する必要があり、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、過給機の容量が大き
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
題は生じない。内燃機関の負荷に較べ、大き過ぎ
る過給機は、大幅な給気圧力の低下となる。内燃
機関の性能は空燃比により大きく影響され、空燃
比を一定に保てば、内燃機関性能もほぼ一定に維
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。したがつ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、常用域での空燃比が低負荷域でも維
持でき、低負荷域での性能の劣化は未然に防げ
る。
本発明の目的は、低負荷域でタービンのノズル
ピツチを絞ることにより、給気圧力を上昇せしめ
て機関性能の劣化を防ぐようにした過給機の制御
装置を提供することである。
ピツチを絞ることにより、給気圧力を上昇せしめ
て機関性能の劣化を防ぐようにした過給機の制御
装置を提供することである。
本発明は、可変ピツチノズル付過給機を装備し
た内燃機関において、 ノズルピツチを変更する駆動部と、 内燃機関の負荷状態を検出する負荷検出器と、 吸入空気集合管内の圧力を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、給気圧力
信号と負荷信号との比と、予め定められた一定値
との差を演算して、前記駆動部に信号を送出する
制御回路とを含み、 前記比に関連する値に基づいて前記比が小さく
なればノズルピツチを絞り、大きくなればノズル
ピツチを広げるように前記駆動部を作動させるよ
うにしたことを特徴とする過給機の制御装置であ
る。
た内燃機関において、 ノズルピツチを変更する駆動部と、 内燃機関の負荷状態を検出する負荷検出器と、 吸入空気集合管内の圧力を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、給気圧力
信号と負荷信号との比と、予め定められた一定値
との差を演算して、前記駆動部に信号を送出する
制御回路とを含み、 前記比に関連する値に基づいて前記比が小さく
なればノズルピツチを絞り、大きくなればノズル
ピツチを広げるように前記駆動部を作動させるよ
うにしたことを特徴とする過給機の制御装置であ
る。
好ましい実施態様では、前記駆動部と前記制御
回路との間に、制御回路から送出される制御信号
の大きさを一定値以下に制限するためのリミツタ
を配置したことを特徴とする。
回路との間に、制御回路から送出される制御信号
の大きさを一定値以下に制限するためのリミツタ
を配置したことを特徴とする。
また好ましい実施態様では、前記負荷検出器
は、気筒内圧力を検出するインジケータと、イン
ジケータの出力から平均有効圧力を演算する演算
回路とから成ることを特徴とする。
は、気筒内圧力を検出するインジケータと、イン
ジケータの出力から平均有効圧力を演算する演算
回路とから成ることを特徴とする。
さらにまた好ましい実施態様では、前記負荷検
出器として内燃機関のトルクを計るトルク計を用
いることを特徴とする。
出器として内燃機関のトルクを計るトルク計を用
いることを特徴とする。
また好ましい実施態様では、前記負荷検出器と
して内燃機関回転計を用いることを特徴とする。
して内燃機関回転計を用いることを特徴とする。
また好ましい実施態様では、前記負荷検出器と
して内燃機関により駆動される発電機の出力に接
続された電力計を用いることを特徴とする。
して内燃機関により駆動される発電機の出力に接
続された電力計を用いることを特徴とする。
また好ましい実施態様では、前記負荷検出器と
して一行程当りの燃料量を検知する手段を用いる
ことを特徴とする。
して一行程当りの燃料量を検知する手段を用いる
ことを特徴とする。
さらにまた好ましい実施態様では、前記負荷検
出器として内燃機関吸込風量計を用いることを特
徴とする。
出器として内燃機関吸込風量計を用いることを特
徴とする。
以下、図面によつて本発明の実施例を説明す
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。内燃機関で燃焼済の排気ガス
はガス入口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ツチ
ノズル７が設けられており、リンク８を介して排
気ガスの流路断面積を変更できるように構成され
ている。
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。内燃機関で燃焼済の排気ガス
はガス入口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ツチ
ノズル７が設けられており、リンク８を介して排
気ガスの流路断面積を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を介して給気圧力信号が入力され、
また負荷検出器２４からライン１９を介して負荷
信号が入力される。除算器１３では給気圧力信号
と負荷信号との比を演算する。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R0が減ぜられ、その偏差信号が
増幅器１２に入力される。増幅された偏差信号
は、リミツタ１１に送出される。リミツタ１１
は、ノズルピツチの可変範囲に応じて、上下限を
設定する。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、可変ピツチノズル７を駆
動する。
り、この除算器１３には、給気圧力検出器１４か
らライン１５を介して給気圧力信号が入力され、
また負荷検出器２４からライン１９を介して負荷
信号が入力される。除算器１３では給気圧力信号
と負荷信号との比を演算する。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R0が減ぜられ、その偏差信号が
増幅器１２に入力される。増幅された偏差信号
は、リミツタ１１に送出される。リミツタ１１
は、ノズルピツチの可変範囲に応じて、上下限を
設定する。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、可変ピツチノズル７を駆
動する。
給気圧力検出器１４は、内燃機関の吸入空気集
合管（図示せず）内に取付けられ、集合管内の圧
力psを検出する。負荷検出器２４は、図示しない
気筒内の圧力を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に入力され、そこで平
均有効圧力pniが計算される。
合管（図示せず）内に取付けられ、集合管内の圧
力psを検出する。負荷検出器２４は、図示しない
気筒内の圧力を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に入力され、そこで平
均有効圧力pniが計算される。
計算方法は、たとえば
pni＝１／ｓ∫p・cdt …(1)
ここに ｓ；ピストンストローク（cm）
ｐ；インジケータ出力（Kg／cm2）
ｃ；ピストン速度（cm／ｓ）
であり、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pniが演算される。pniの演算方法
は他の周知の方法を利用してもよい。本実施例で
は、平均有効圧力pniが負荷信号としてライン１
９を介して制御回路１０に出力される。
の平均有効圧力pniが演算される。pniの演算方法
は他の周知の方法を利用してもよい。本実施例で
は、平均有効圧力pniが負荷信号としてライン１
９を介して制御回路１０に出力される。
第２図は給気圧力信号と負荷信号の比ps／pni
とノズルピツチｙとの関係を示したグラフであ
る。第２図のａ，ｂは、定数設定器２１の目標値
R0を変更した場合である。周囲条件の風や波浪
の影響により、一時的にpsやpniが変動すること
があるので、制御回路１０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。
とノズルピツチｙとの関係を示したグラフであ
る。第２図のａ，ｂは、定数設定器２１の目標値
R0を変更した場合である。周囲条件の風や波浪
の影響により、一時的にpsやpniが変動すること
があるので、制御回路１０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。
このような実施例において、その動作を説明す
る。負荷が低下すると、その低下の割合を上回つ
てpsが低下するのでps／pniは低下する。このため
制御偏差は負の方向に大きくなるので、制御回路
１０からの制御信号は小さくなり、タービン５の
ノズルピツチは絞られる。タービンのノズルピツ
チが絞られると給気圧力psは上昇するので、ps／
pniは目標値R0に保持される。目標値R0の値は、
内燃機関型式により若干異なるが、たとえば舶用
大型２サイクル内燃機関の場合、0.2程度となる。
る。負荷が低下すると、その低下の割合を上回つ
てpsが低下するのでps／pniは低下する。このため
制御偏差は負の方向に大きくなるので、制御回路
１０からの制御信号は小さくなり、タービン５の
ノズルピツチは絞られる。タービンのノズルピツ
チが絞られると給気圧力psは上昇するので、ps／
pniは目標値R0に保持される。目標値R0の値は、
内燃機関型式により若干異なるが、たとえば舶用
大型２サイクル内燃機関の場合、0.2程度となる。
一般に内燃機関の負荷が低下すると給気温度も
低下し空気の密度が増加するので、気筒内への空
気の充填の効率もよくなり最適なps／pniの値も
低下する傾向にある。
低下し空気の密度が増加するので、気筒内への空
気の充填の効率もよくなり最適なps／pniの値も
低下する傾向にある。
一方、第１図示の実施例は偏差信号と制御信号
が比例関係にあるいわゆる比例制御系なので、タ
ービンのノズルピツチの絞り量が大きくなると、
制御偏差は大きくなる。したがつて、絞り量の大
きな低負荷域において、ps／pniは目標値R0より
小さくなり、その偏差の大きさは増幅器１２のゲ
インに依存する。
が比例関係にあるいわゆる比例制御系なので、タ
ービンのノズルピツチの絞り量が大きくなると、
制御偏差は大きくなる。したがつて、絞り量の大
きな低負荷域において、ps／pniは目標値R0より
小さくなり、その偏差の大きさは増幅器１２のゲ
インに依存する。
本実施例は、負荷とともにps／pniを低下させ、
負荷の影響を自動的に補正するというメリツトを
有する。最適なps／pniの値は、常用域と低負荷
域で数％の差異があるので、増幅器１２のゲイン
を適当に選べば、その差異を補正できる。
負荷の影響を自動的に補正するというメリツトを
有する。最適なps／pniの値は、常用域と低負荷
域で数％の差異があるので、増幅器１２のゲイン
を適当に選べば、その差異を補正できる。
第３図は本発明の基礎となる構成を示す制御回
路２３のブロツク図であり、第４図は第３図示の
構成のノズルピツチｙとps／pniとの関係を示す
グラフである。この構成は、ps／pniの値に応じ
てタービンノズルピツチを直接制御するものであ
り、定数設定器２１および減算器２２が省略され
ている。この制御回路２３は、制御機能は第１図
示の実施例に劣るが、構成が簡略されているの
で、安価に実現できる。
路２３のブロツク図であり、第４図は第３図示の
構成のノズルピツチｙとps／pniとの関係を示す
グラフである。この構成は、ps／pniの値に応じ
てタービンノズルピツチを直接制御するものであ
り、定数設定器２１および減算器２２が省略され
ている。この制御回路２３は、制御機能は第１図
示の実施例に劣るが、構成が簡略されているの
で、安価に実現できる。
制御回路１０，２３の他の実施例として、マイ
クロコンピユータを使用してもよい。マイクロコ
ンピユータを採用すれば、除算器１３、減算器２
２、リミツタ１１は、プログラムに置換えられ
る。そして、プログラムを格納するメモリの他
に、給気圧力信号と負荷信号とをマイクロコンピ
ユータに読込むためのアナログ／デジタル変換器
や制御信号を出力するためのデジタル／アナログ
変換器が別途必要となる。
クロコンピユータを使用してもよい。マイクロコ
ンピユータを採用すれば、除算器１３、減算器２
２、リミツタ１１は、プログラムに置換えられ
る。そして、プログラムを格納するメモリの他
に、給気圧力信号と負荷信号とをマイクロコンピ
ユータに読込むためのアナログ／デジタル変換器
や制御信号を出力するためのデジタル／アナログ
変換器が別途必要となる。
第５図は制御回路１０をマイクロコンピユータ
により実現した場合のプログラムのフローチヤー
トである。電源が投入されるとステツプ100を実
行し、各種レジスタやフラグの初期セツトを行な
い、制御系の初期化を行なう。次にステツプ101、
102に移り、それぞれ負荷信号と給気圧力信号と
をアナログ／デジタル変換器（図示せず）を介し
て、マイクロコンピユータ（図示せず）に読込
む。ステツプ103では、給気圧力信号と負荷信号
との比ｒ（＝ps／pni）が計算され、ステツプ104
では制御偏差ε（＝ｒ−R0）が計算される。ステ
ツプ105では、ゲインＡが乗算され（ｙ＝Ａ・
ε）、ステツプ106ではリミツタ１１により制限さ
れる（ymin≦ｙ≦ymax）。次にステツプ107に移
り、デジタル／アナログ変換器（図示せず）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。次に再びステツプ101に戻り、以下
のステツプを逐次繰返す。
により実現した場合のプログラムのフローチヤー
トである。電源が投入されるとステツプ100を実
行し、各種レジスタやフラグの初期セツトを行な
い、制御系の初期化を行なう。次にステツプ101、
102に移り、それぞれ負荷信号と給気圧力信号と
をアナログ／デジタル変換器（図示せず）を介し
て、マイクロコンピユータ（図示せず）に読込
む。ステツプ103では、給気圧力信号と負荷信号
との比ｒ（＝ps／pni）が計算され、ステツプ104
では制御偏差ε（＝ｒ−R0）が計算される。ステ
ツプ105では、ゲインＡが乗算され（ｙ＝Ａ・
ε）、ステツプ106ではリミツタ１１により制限さ
れる（ymin≦ｙ≦ymax）。次にステツプ107に移
り、デジタル／アナログ変換器（図示せず）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。次に再びステツプ101に戻り、以下
のステツプを逐次繰返す。
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、その気筒の負荷を第１図のように検
出してもよい。全気筒のpniを計りその平均をと
れば、より正確な内燃機関負荷がわかり、正確な
制御が可能となるが、高価になる。
筒を選んで、その気筒の負荷を第１図のように検
出してもよい。全気筒のpniを計りその平均をと
れば、より正確な内燃機関負荷がわかり、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、内燃機関の出
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。
トルク計を負荷検出器として利用する場合、内燃
機関の機械効率の分だけ目標値R0を大きくして
おく必要がある。
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。
トルク計を負荷検出器として利用する場合、内燃
機関の機械効率の分だけ目標値R0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、デイーゼル機関の場合は、
燃料噴射ポンプのラツク位置をたとえば差動トラ
ンス式変位計により検出すれば、一行程当りの噴
射量が検出できる。また蓄圧式噴射においては、
燃料圧力と噴射時間とにより噴射量が計算でき
る。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。
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、デイーゼル機関の場合は、
燃料噴射ポンプのラツク位置をたとえば差動トラ
ンス式変位計により検出すれば、一行程当りの噴
射量が検出できる。また蓄圧式噴射においては、
燃料圧力と噴射時間とにより噴射量が計算でき
る。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。
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を検出する電力計を利用し
てもよい。電力計を利用する場合は、発電機の損
失を考慮して、目標値R0を決める必要がある。
器として発電機の出力を検出する電力計を利用し
てもよい。電力計を利用する場合は、発電機の損
失を考慮して、目標値R0を決める必要がある。
また負荷検出器として、内燃機関吸込風量計ま
たは内燃機関回転数計を用いてもよい。推進機と
して用いられる舶用主機、たとえばデイゼル機関
などのような内燃機関、外燃機関およびモータな
どにおいては、回転数の３乗が負荷に比例する。
したがつて回転数を検出することによつて負荷を
検出することができる。
たは内燃機関回転数計を用いてもよい。推進機と
して用いられる舶用主機、たとえばデイゼル機関
などのような内燃機関、外燃機関およびモータな
どにおいては、回転数の３乗が負荷に比例する。
したがつて回転数を検出することによつて負荷を
検出することができる。
また始動や逆転で負荷が急変するときは、ター
ビンノズルピツチをある一定値に固定するなどし
て、制御系が不安定になるのを防ぐ必要がある。
ビンノズルピツチをある一定値に固定するなどし
て、制御系が不安定になるのを防ぐ必要がある。
以上のように本発明によれば、給気圧力と内燃
機関負荷とを検出し、これらの比を計算し、この
比と予め定められた一定値との差を演算すること
によつて、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、可変ピツチノズル
付過給機のノズルピツチを絞ることにより、負荷
に見合つ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。
機関負荷とを検出し、これらの比を計算し、この
比と予め定められた一定値との差を演算すること
によつて、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、可変ピツチノズル
付過給機のノズルピツチを絞ることにより、負荷
に見合つ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。
また気温、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
見合つた給気圧力を常に実現できる。
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
見合つた給気圧力を常に実現できる。
特に本発明では、給気圧力信号と負荷信号との
比と、予め定められた一定値との差を演算してノ
ズルピツチを制御するようにしたので、最適な制
御が行われる。つまり、負荷と給気圧力の比の目
標値は、負荷全域において一定であるが、前記差
に基づいて駆動部によつてノズルピツチを制御し
ているので、オフセツトが存在し、このオフセツ
トと前記目標値を加算したものが実際の制御量と
なる。
比と、予め定められた一定値との差を演算してノ
ズルピツチを制御するようにしたので、最適な制
御が行われる。つまり、負荷と給気圧力の比の目
標値は、負荷全域において一定であるが、前記差
に基づいて駆動部によつてノズルピツチを制御し
ているので、オフセツトが存在し、このオフセツ
トと前記目標値を加算したものが実際の制御量と
なる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２
図は給気圧力信号と負荷信号の比ps／pniとノズ
ルピツチｙとの関係を示したグラフ、第３図は本
発明の基礎となる構成を示す制御回路２３のブロ
ツク図、第４図は第３図に示した構成のps／pni
とノズルピツチｙとの関係を示すグラフ、第５図
は制御回路１０をマイクロコンピユータにより実
現した場合のフローチヤートである。 １…過給機、９…駆動部、１０，２３…制御回
路、１１…リミツタ、１３…除算器、１４…給気
圧力検出器、１６…インジケータ、１８…演算回
路、２２…減算器、２４…負荷検出器。
図は給気圧力信号と負荷信号の比ps／pniとノズ
ルピツチｙとの関係を示したグラフ、第３図は本
発明の基礎となる構成を示す制御回路２３のブロ
ツク図、第４図は第３図に示した構成のps／pni
とノズルピツチｙとの関係を示すグラフ、第５図
は制御回路１０をマイクロコンピユータにより実
現した場合のフローチヤートである。 １…過給機、９…駆動部、１０，２３…制御回
路、１１…リミツタ、１３…除算器、１４…給気
圧力検出器、１６…インジケータ、１８…演算回
路、２２…減算器、２４…負荷検出器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 可変ピツチノズル付過給機を装備した内燃機
関において、 ノズルピツチを変更する駆動部と、 内燃機関の負荷状態を検出する負荷検出器と、 吸入空気集合管内の圧力を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、給気圧力
信号と負荷信号との比と、予め定められた一定値
との差を演算して、前記駆動部に信号を送出する
制御回路とを含み、 前記比に関連する値に基づいて前記比が小さく
なればノズルピツチを絞り、大きくなればノズル
ピツチを広げるように前記駆動部を作動させるよ
うにしたことを特徴とする過給機の制御装置。 ２ 前記駆動部と前記制御回路との間に、制御回
路から送出される制御信号の大きさを一定値以下
に制限するためのリミツタを配置したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の過給機の制御
装置。 ３ 前記負荷検出器は、気筒内圧力を検出するイ
ンジケータと、インジケータの出力から平均有効
圧力を演算する演算回路とから成ることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の過給機の制御装
置。 ４ 前記負荷検出器として内燃機関のトルクを計
るトルク計を用い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。 ５ 前記負荷検出器として内燃機関回転計を用い
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。 ６ 前記負荷検出器として内燃機関により駆動さ
れる発電機の出力に接続された電力計を用いるこ
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。 ７ 前記負荷検出器として一行程当りの燃料量を
検知する手段を用い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。 ８ 前記負荷検出器として内燃機関吸込風量計を
用い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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58116400A JPS608424A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 過給機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58116400A JPS608424A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 過給機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS608424A JPS608424A (ja) | 1985-01-17 |
| JPS635566B2 true JPS635566B2 (ja) | 1988-02-04 |
Family
ID=14686101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58116400A Granted JPS608424A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 過給機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS608424A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0273489A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-13 | Laurel Bank Mach Co Ltd | 硬貨包装機 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63194159A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-11 | 株式会社前川製作所 | 逆カルノーサイクルにおける熱利用装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58107814A (ja) * | 1981-12-21 | 1983-06-27 | Mitsubishi Motors Corp | 排気タ−ボ過給機の可変ノズル制御装置 |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP58116400A patent/JPS608424A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0273489A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-13 | Laurel Bank Mach Co Ltd | 硬貨包装機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS608424A (ja) | 1985-01-17 |
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