JPH0618663U - 過給機付内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】２つの過給機を運転条件に応じて選択的に作動
させる内燃機関において、前記過給機の作動切り換え時
に出力段差が発生することを抑止する。 【構成】２つの過給機の作動を切り換え制御するときに
（Ｓ６）、その切り換え方向と運転条件とに応じて点火
時期の補正量ＳＡＤＶ又はＴＡＤＶを設定する（Ｓ８〜
Ｓ10）。そして、切り換え制御からの経過時間に応じて
前記補正量ＳＡＤＶ又はＴＡＤＶを徐々に減少させる。
ここで、前記前記補正量ＳＡＤＶ又はＴＡＤＶを用いて
基本点火時期ＫＡＤＶを補正することで、過給機の切り
換えに伴う機関出力の急変を抑止する（Ｓ11）。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は過給機付内燃機関の点火時期制御装置に関し、詳しくは、２つの過給 機を備えた内燃機関において、過給機切り換え作動時に出力段差が発生すること を抑止し得る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

過給機付内燃機関として、２つの過給機を同一吸気系に対して並列に又は直列 に設け、一方の過給機のみで過給させるか（以下、シングル過給と称する。）、 又は、両方の過給機で同時に過給を行わせるか（以下、ツイン過給と称する。） を機関運転条件に応じて切り換えるよう構成されたものがある。

【０００３】 上記のように２つの過給機を選択的に用いる過給システムでは、図４に示すよ うに、シングル過給時とツイン過給時とで機関出力特性が異なり、両者を比較し てより高出力が得られる側を選択するように、特性が交差する点でシングル過給 時とツイン過給時とを切り換えるようにしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ここで、シングル過給時とツイン過給時とで略同じ機関出力が得られる運転条 件で切り換えることが望ましいが、実際には切り換え制御を行うための制御バル ブの応答遅れなどによって、前記所期のタイミングで切り換えることができず、 ヒステリシスが存在する。このため、シングル過給とツイン過給との間の切り換 え時に、一般的には出力が急増する方向に機関出力の段差が生じ、これが機関運 転性を悪化させる原因となっていた。

【０００５】 本考案は上記問題点に鑑みなさたものであり、シングル過給とツイン過給との 間の切り換え時に、機関出力の大きな段差が発生することを抑止できる装置を提 供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

そのため本考案にかかる過給機付内燃機関の点火時期制御装置は、図１に示す ように、機関の同一吸気系に対して２つの過給機を備える共に、前記２つの過給 機の一方のみによる過給と、両方の過給機による同時過給とを機関運転条件に応 じて選択的に実行させる過給切り換え制御手段を備えた過給機付内燃機関に適用 されるものであって、前記過給切り換え制御手段による前記２つの過給機の一方 のみによる過給と両方の過給機による同時過給との間の切り換え制御時に、機関 出力変化を抑止する方向に点火時期を補正する点火時期補正手段を設けた構成と してある。

【０００７】 ここで、前記点火時期補正手段が、前記２つの過給機の一方のみによる過給と 両方の過給機による同時過給との間の切り換え方向に応じて異なる補正量によっ て点火時期を補正するよう構成することが好ましい。

【０００８】

【作用】

かかる構成によると、２つの過給機の一方のみによる過給と両方の過給機によ る同時過給との間の切り換え制御時に、１つの過給機による過給と２つの過給機 による同時の過給との間の出力特性の違いによって出力段差が発生することが、 点火時期の補正による機関出力の制御によって抑止される。

【０００９】 また、切り換え方向によって点火時期の補正量を異ならせることで、切り換え 方向の違いによる補正要求に対応することができる。

【００１０】

【実施例】

以下に本考案の一実施例を説明する。 図２は、本実施例の過給機付内燃機関１を示す図である。 ここで、エアクリーナ２を通過した空気は、エアフローメータ３で計量された 後、２つに分岐延設される吸気ダクト４ａ，４ｂを通過し、前記吸気ダクト４ａ ，４ｂの下流側合流部に介装され図示しないアクセルペダルと連動するスロット ル弁５を通過し、吸気マニホールド６を介して各気筒内に吸引されるようになっ ており、前記スロットル弁５によって吸入空気流量が調整されるようになってい る。

【００１１】 また、前記吸気ダクト４ａ，４ｂには、それぞれ過給機７，８が介装されてい る。この過給機７，８は、排気のエネルギによって排気タービンを回転駆動させ ることにより、前記排気タービンと軸結されたコンプレッサ７ａ，８ａを回転駆 動して、吸入空気を過給する排気ターボチャージャである。但し、機関の出力軸 によってコンプレッサを機械的に駆動する過給機であっても良い。

【００１２】 前記過給機７が介装される側の吸気ダクト４ａには、過給機７の下流側に吸気 制御弁９が介装されており、また、この吸気制御弁９の上下流間の差圧ΔＰを検 出する差圧センサ10が設けられている。更に、過給機７をバイパスするバイパス 通路11が設けられており、このバイパス通路11の途中にはバイパス制御弁12が介 装されている。

【００１３】 前記吸気制御弁９及びバイパス制御弁12は、コントロールユニット13によって 開閉駆動制御されるようになっており、初期設定として、前記吸気制御弁９を閉 じると共に、前記バイパス制御弁12を開き、過給機７によって過給された空気を 、バイパス通路11を介して過給機７上流側の吸気ダクト４ａに戻して、過給機７ による機関吸入空気の過給を行わせず、過給機７を空回りさせる。従って、かか る初期設定状態では、過給機８のみによって吸入空気の過給が行われる。

【００１４】 一方、かかる初期設定状態において、機関が高負荷運転され、前記差圧センサ 10で検出される差圧が所定値以下となると、前記吸気制御弁９を開くと共に、前 記バイパス制御弁12を閉じることによって、過給機８と共に過給機７によっても 吸入空気の過給を行わせるようになっている。 このように、機関運転条件によって、過給機８のみによる過給と、２つの過給 機７，８両方を用いた同時過給とを選択的に実行させるようになっており、本実 施例では、過給機８のみの過給をシングル過給、２つの過給機７，８を両方用い た同時過給をツイン過給と称する。

【００１５】 また、前記コントロールユニット13は、前記吸気制御弁９及びバイパス制御弁 12の開閉制御を介して前記シングル過給とツイン過給とを切り換え制御する過給 切り換え制御手段としての機能を備える一方、各気筒別に設けられた燃料噴射弁 14ａ〜14ｄによる燃料噴射量を電子制御し、かつ、各気筒別に設けられた点火栓 15ａ〜15ｄによる点火時期を制御する機能を備えている。

【００１６】 前記噴射量制御及び点火時期制御のために、コントロールユニット13には、エ アフローメータ３からの吸入空気流量検出信号Ｑ、カム軸の回転を介してクラン ク角を検出するクランク角センサ16からの機関回転速度信号Ｎｅ、シリンダブロ ックに取り付けられて機関振動を検出するノックセンサ17からのノックセンサ出 力信号などが入力されるようになっている。

【００１７】 そして、前記吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎｅとに基づいて基本燃料噴射量 Ｔｐを演算する一方、この基本燃料噴射量Ｔｐに機関運転条件による種々の補正 を施して最終的な燃料噴射量Ｔｉを演算し、この燃料噴射量Ｔｉに対応するパル ス幅の噴射パルス信号を燃料噴射弁14ａ〜14ｄにそれぞれ送って、図示しない燃 料タンクから圧送されプレッシャレギュレータによって所定圧力に調整された燃 料を機関１に噴射供給させる。

【００１８】 また、前記基本燃料噴射量Ｔｐと機関回転速度Ｎｅとに応じて基本点火時期（ 基本進角値）ＫＡＤＶを記憶したマップを参照し、前記基本点火時期ＫＡＤＶを 設定する一方、前記ノックセンサ17からのノックセンサ出力信号に基づいてノッ ク発生を回避しつつ極力進角されるように前記基本点火時期ＫＡＤＶを補正設定 し、各点火栓15ａ〜15ｄ毎に設けられた点火コイルとパワートランジスタとから なる図示しないパワトラユニットに点火信号を出力する。

【００１９】 ここで、コントロールユニット13は、前記ノック検出に基づいて点火時期を補 正する機能と共に、本実施例では、前記過給機の切り換え制御に伴って点火時期 を補正する機能を有しており、かかる機能を図３のフローチャートを参照しつつ 以下に説明する。尚、本実施例において、前記コントロールユニット13は前述の ように過給切り換え制御手段としての機能を備えると共に、前記図３のフローチ ャートに示すように点火時期補正手段としての機能も備えている。

【００２０】 図３のフローチャートにおいて、ステップ１（図中ではＳ１としてある。以下 同様）では、ノックセンサ17からの検出信号や前記基本燃料噴射量Ｔｐ，機関回 転速度Ｎｅなどの制御情報を入力する。 そして、次のステップ２では、予め基本燃料噴射量Ｔｐ（機関負荷）と機関回 転速度Ｎｅとによって区分される運転領域毎に基本点火時期（基本進角値）ＫＡ ＤＶを記憶したマップを参照し、上記ステップ１で入力した最新の基本燃料噴射 量Ｔｐと機関回転速度Ｎｅとに対応する基本点火時期ＫＡＤＶを設定する。

【００２１】 ステップ３では、ノックセンサ17からの検出信号に基づいてノッキングが発生 しているか否かを判別する。そして、ノッキングが発生している場合には、ステ ップ４へ進み、前記基本点火時期ＫＡＤＶを補正するためのノック補正分ＫＮＡ ＤＶを遅角補正し、ノッキングの発生を抑止するようにし、逆に、ノッキングが 発生していない場合には、ステップ５へ進み、前記ノック補正分ＫＮＡＤＶを進 角補正し、ノッキングが発生しない範囲で極力進角されるようにする。

【００２２】 尚、上記のノック補正分ＫＮＡＤＶを機関運転条件に応じて記憶させ、後述す る過給機の切り換え制御時の進角補正によってノッキングが発生するようなとき には、前記ノック補正分ＫＮＡＤＶによってノッキング発生を回避しつつ、過給 機の切り換え制御時の進角補正が行われるようにすると良い。 次に、ステップ６では、過給機の切り換え制御のタイミングであるか否かを判 別する。そして、切り換え制御時であるときには、ステップ７へ進んで、切り換 え制御からの経過時間を計測するタイマーＴをスタートさせる。

【００２３】 ステップ８では、過給機の切り換え方向、即ち、ツイン過給からシングル過給 への切り換えか、又は、シングル過給からツイン過給への切り換えかを判別する 。 そして、前記切り換え方向の判別に応じてステップ９又はステップ10へ進み、 それぞれに基本燃料噴射量Ｔｐと機関回転速度Ｎｅとに基づいて補正量ＳＡＤＶ ，ＴＡＤＶを算出する。

【００２４】 前記補正量ＳＡＤＶ，ＴＡＤＶは、過給機の切り換え制御時に発生する機関出 力段差を、点火時期の補正による機関出力の制御によって抑止するためのもので ある。本実施例では、図４に示すように、所期の切り換え点から遅れて実際の切 り換えが行われて、過給機の切り換え時にいずれの切り換え方向であっても機関 出力の急増が発生する。そこで、かかる傾向に対応して前記補正量ＳＡＤＶ，Ｔ ＡＤＶによる進角補正によって実際の切り換え制御に伴う出力急増が発生する前 に機関出力を一時的に増大させておき、段差の発生を抑止するようにしてある。 ここで、切り換え方向によって出力段差が異なる場合があり、また、運転条件に よっても要求進角量が異なるので、過給機の切り換え方向と機関運転条件とによ って補正量ＳＡＤＶ，ＴＡＤＶを可変設定できるようにしてある。

【００２５】 次のステップ11では、前記基本点火時期ＫＡＤＶ，ノック補正分ＫＮＡＤＶ及 び過給機切り換えに伴う出力段差を抑制するための補正量ＳＡＤＶ，ＴＡＤＶに 基づいて最終的な点火時期ＦＡＤＶ（←ＫＡＤＶ＋ＳＡＤＶ，ＴＡＤＶ＋ＫＮＡ ＤＶ）を演算する。 ここで演算された最終的な点火時期ＦＡＤＶの最新値に基づき、コントロール ユニット13は、各パワトラユニットに対してそれぞれ個別に点火信号を出力する 。

【００２６】 一方、ステップ12では、前記切り換え制御時にスタートさせたタイマーＴと所 定値Ｔｓとを比較することで、過給機の切り換え制御が行われてからの経過時間 が所定時間内である否かを判別する。 そして、所定時間内であるときには、ステップ13へ進み、切り換え制御時にマ ップから求めた補正量ＳＡＤＶ，ＴＡＤＶ（進角補正量）を前記所定時間内で徐 々にゼロにまで収束させるべく、〔前回までの補正量ＳＡＤＶ，ＴＡＤＶ〕×（ Ｔｓ−Ｔ）／Ｔｓとして今回用いる補正量ＳＡＤＶ，ＴＡＤＶを演算する。即ち 、切り換え制御時に初期設定した補正量ＳＡＤＶ，ＴＡＤＶを、その後の徐々に 減少させて、補正量ＳＡＤＶ，ＴＡＤＶによる進角補正時期と過給機の切り換え による出力上昇時期とが重なるようにし、少なくとも切り換え後の過給圧状態に なったときには、補正量ＳＡＤＶ，ＴＡＤＶをゼロとして通常の点火時期で点火 が行われるようにした。

【００２７】 ステップ12で、過給機の切り換え制御タイミングから所定時間Ｔｓ以上経過し ていることが判別されたときには、前記切り換えによる出力段差の発生を抑止す るための点火時期補正は行わず、ステップ14へ進み、基本点火時期ＫＡＤＶとノ ック補正分ＫＮＡＤＶとに基づいて最終的な点火時期ＦＡＤＶ（←ＫＡＤＶ＋Ｋ ＮＡＤＶ）を演算する。

【００２８】 上記のように、ツイン過給とシングル過給との間の切り換え時に発生する機関 出力段差を抑止する方向に点火時期を補正するから、過給機の切り換え時におけ る機関の運転性を改善できる。 尚、本実施例では、過給機の切り換えに伴って出力の急増が発生するときに、 予め点火時期を進角補正して、大きな出力段差が発生することを抑止するように したが、過給機の切り換え制御から実際に出力急増が発生するタイミングに合わ せて点火時期を遅角補正することで、大きな出力段差の発生を抑止し、滑らかに 機関出力が増大変化するようにしても良い。

【００２９】 また、過給機の切り換え制御に伴って出力の急減が発生するような場合にも上 記実施例と同様な点火時期補正を適用することができる。 更に、本実施例では、２つの過給機７，８が並列に設けられるものについて述 べたが、直列に２つの過給機を備えたものであっても良い。

【００３０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によると、２つの過給機による同時過給と一方の過 給機のみによる過給とが運転条件によって切り換え制御される過給機付内燃機関 において、前記過給機の切り換え制御時に機関出力の大きな段差が発生すること を、点火時期の補正によって抑止することができ、前記切り換え制御時の機関運 転性が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の構成を示すブロック図。

【図２】本考案の一実施例を示すシステム概略図。

【図３】過給機切り換え時の点火時期補正制御を示すフ
ローチャート。

【図４】過給機切り換え時の出力特性を説明するための
図。

【符号の説明】

１ 機関 ４ａ，４ｂ 吸気ダクト ５ スロットル弁 ７，８ 過給機 ９ 吸気制御弁 10 差圧センサ 11 バイパス通路 12 バイパス制御弁 13 コントロールユニット 15ａ〜15ｄ 点火栓 16 クランク角センサ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の同一吸気系に対して２つの過給機を
   備える共に、前記２つの過給機の一方のみによる過給
   と、両方の過給機による同時過給とを機関運転条件に応
   じて選択的に実行させる過給切り換え制御手段を備えた
   過給機付内燃機関の点火時期制御装置であって、 前記過給切り換え制御手段による前記２つの過給機の一
   方のみによる過給と両方の過給機による同時過給との間
   の切り換え制御時に、機関出力変化を抑止する方向に点
   火時期を補正する点火時期補正手段を設けたことを特徴
   とする過給機付内燃機関の点火時期制御装置。
2. 【請求項２】前記点火時期補正手段が、前記２つの過給
   機の一方のみによる過給と両方の過給機による同時過給
   との間の切り換え方向に応じて異なる補正量によって点
   火時期を補正することを特徴とする請求項１記載の過給
   機付内燃機関の点火時期制御装置。