JPH0129974B2 - - Google Patents
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- JPH0129974B2 JPH0129974B2 JP58152270A JP15227083A JPH0129974B2 JP H0129974 B2 JPH0129974 B2 JP H0129974B2 JP 58152270 A JP58152270 A JP 58152270A JP 15227083 A JP15227083 A JP 15227083A JP H0129974 B2 JPH0129974 B2 JP H0129974B2
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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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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Supercharger (AREA)
- Control Of Turbines (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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control device for controlling a turbine nozzle pitch of a supercharger according to the operating state of the internal combustion engine in an internal combustion engine equipped with a supercharger with a variable pitch nozzle.
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。 In recent years, static pressure supercharging has come to be carried out as a matter of course from the standpoint of reducing fuel consumption and improving the output rate of internal combustion engines, and various studies are being conducted to improve the efficiency of superchargers. Generally, it is known that in order to reduce fuel consumption of an internal combustion engine, it is better to have a larger ratio between explosion pressure and supply air pressure. Since the explosion pressure is limited by the strength of the internal combustion engine and cannot be increased too much, increasing the ratio of the explosion pressure to the supply air pressure by lowering the supply air pressure is effective in improving fuel efficiency. However, if the turbine nozzle of the supercharger is expanded too much in order to lower the charge air pressure, problems will arise in ensuring the performance of the internal combustion engine in a low load range.
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。 Conventional superchargers have a fixed turbine nozzle pitch, or orifice size, and have problems such as deterioration of internal combustion engine performance in low load ranges and insufficient improvement in fuel efficiency in normal use ranges. are doing. In order to solve this problem, a device has been proposed in which a cutoff valve is disposed in the turbine inlet gas passage and one of the plurality of superchargers is stopped in a low load region. However, in such a device, the supercharger is operated or stopped slowly so as not to cause a large change in the operation of the internal combustion engine, and therefore cannot follow sudden changes in load. Further, since the control is based on whether the supercharger is operated or stopped, fine control according to the load condition cannot be performed, and the effect of reducing fuel consumption is small.
Furthermore, in an internal combustion engine with two superchargers,
If one turbocharger is stopped, surging will occur due to insufficient air volume, so this kind of control device will stop three turbochargers.
It has the disadvantage that it is limited to large internal combustion engines with more than 1000 yen.
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。 By making the turbine nozzle area of the turbocharger variable,
It is effective in both reducing fuel consumption in the normal operating range of an internal combustion engine and ensuring performance in the low load range. And the supercharger is 1
It can also be applied to one or two internal combustion engines. Furthermore, by continuously controlling the turbine nozzle area, changes in load can be smoothly followed, fine-grained control can be performed according to the load condition of the internal combustion engine, and fuel efficiency can be expected to improve over a wide operating range.
タービンノズル面積が可変なピツチノズル付過
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。 As a control device for a pitch nozzle-equipped supercharger with a variable turbine nozzle area, a device that detects the rotational speed of an internal combustion engine and operates the pitch of a turbine nozzle according to the rotational speed can be considered. In the case of an internal combustion engine that drives a generator, a device may be considered that controls the pitch of the turbine nozzle in accordance with the generator output, that is, the generated power, instead of the rotational speed. However, such devices control the nozzle pitch according to the relationship between the nozzle pitch and rotation speed (or power) that is predetermined through design calculations and factory operation, so the state of the internal combustion engine and the operating ambient conditions are determined at the time of design calculation and factory operation. If it differs from that during operation, there is a drawback that optimum operation cannot be performed. In other words, even if the internal combustion engine is operated at the same rotation speed and the same load, the internal combustion engine characteristics will differ if ambient conditions such as air temperature, atmospheric pressure, and cooling seawater temperature change. Furthermore, if the supercharger or intercooler becomes dirty due to aging and the condition of the internal combustion engine changes, the characteristics of the internal combustion engine will change. If the internal combustion engine characteristics change in this way, the optimal relationship between nozzle pitch and rotational speed (or power) will also change.
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。 Furthermore, when the number of operating cylinders changes due to cylinder reduction operation, etc., the internal combustion engine characteristics change significantly.
Controlling the nozzle pitch by rotational speed (or electric power) cannot fully bring out the significance of a supercharger with a variable pitch nozzle.
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。 The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned technical problems,
An object of the present invention is to provide a supercharger control device that can perform optimal control according to the state of an internal combustion engine and the surrounding conditions of operation.
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。事実ノズルピツチが固定の従来の
過給機を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。 In conventional turbochargers with a fixed turbine nozzle pitch, it is necessary to achieve low fuel consumption in the normal operating range while ensuring performance in the low load range, so it is important to select a supercharger that is compatible with the internal combustion engine. desired. However, even with a fully adapted supercharger, problems such as an increase in heat load and deterioration of fuel efficiency occur when the load decreases. This occurs because the capacity of the supercharger is too large compared to the size of the load, and if the capacity of the supercharger could be reduced in accordance with the reduction in load, this problem would not occur. In fact, in an internal combustion engine equipped with a conventional supercharger with a fixed nozzle pitch, the rate of decrease in charge air pressure is greater than the rate of decrease in load.
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。 The performance of an internal combustion engine is greatly affected by the air-fuel ratio, and if the air-fuel ratio is kept constant, the performance of the internal combustion engine can also be kept almost constant. On the other hand, the amount of air filled into the cylinder is controlled by the air supply pressure, and the amount of fuel supplied to the cylinder depends on the load. Therefore, if the ratio between the load and the supply air pressure can be kept constant even when the internal combustion engine load changes, the air-fuel ratio in the normal operating range can be maintained even in the low load range, and performance deterioration in the low load range can be prevented. It can be prevented.
本発明は、内燃機関の負荷状態と給気圧力とを
検出し、これらの比を計算し、この比を負荷の大
きさに応じて変わる最適値に一致させるべく、ノ
ズルピツ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。 The present invention detects the load condition of the internal combustion engine and the supply air pressure, calculates the ratio of these, and sends a signal to the drive unit of the nozzle pitch in order to match this ratio to an optimal value that changes depending on the magnitude of the load. The object of the present invention is to provide a control device for a supercharger that outputs a supercharger according to the load of an internal combustion engine and ambient conditions.
本発明は、タービン入口ノズルのピツチを可変
とした可変ピツチノズル付過給機1を装備した内
燃機関のための過給機の制御装置において、
(a) 前記ノズルピツチを変更する駆動部9と、
(b) 負荷検出器24であつて、
(b1) 気筒内の圧力を検出する素子16と、
(b1) ピストン速度を検出するピストン速
度計17と、
(b3) 圧力検出素子16とピストン速度計
17との出力に応答して、一行程毎
の平均有効圧力pmiを計算する演算
回路18とを有する、そのような負
荷検出器24と、
(c) 吸入空気集合管内の圧力を検出する給気圧力
検出器14と、
(d) 吸入空気集合管内の温度を検出する給気温度
検出器13と、
(e) 各負荷に対応する目標給気圧力を予め格納
し、負荷検出器24の演算回路18からの平均
有効圧力pmiである負荷を表す出力に応答して
その平均有効圧力pmiに対応する目標給気圧力
を導出する記憶回路21と、
(f) 記憶回路21からの目標給気圧力を表す出力
を、給気温度検出器13の出力によつて補正演
算して最適な給気圧力の目標値を求める補正回
路26と、
(g) 給気圧力検出器14の出力と、補正回路26
の出力との偏差を演算する減算器22と、
(h) 減算器22の出力に応答して、給気圧力検出
器14によつて検出される給気圧力が補正回路
26からの給気圧力目標値に一致するように、
駆動部9によつてノズルピツチを変更させる手
段12とを含むことを特徴とする過給機の制御
装置である。 The present invention provides a supercharger control device for an internal combustion engine equipped with a supercharger 1 with a variable pitch nozzle in which the pitch of a turbine inlet nozzle is variable, comprising: (a) a drive section 9 that changes the nozzle pitch; b) The load detector 24 includes (b1) an element 16 that detects the pressure inside the cylinder, (b1) a piston speed meter 17 that detects the piston speed, and (b3) the pressure detection element 16 and the piston speed meter 17. (c) a charge air pressure sensor for detecting the pressure in the intake air manifold; (d) A supply air temperature detector 13 that detects the temperature inside the intake air manifold, (e) A calculation circuit 18 of the load detector 24 that stores the target supply air pressure corresponding to each load in advance. (f) a memory circuit 21 for deriving a target supply air pressure corresponding to the average effective pressure pmi in response to an output representing a load that is an average effective pressure pmi from the memory circuit 21; (g) a correction circuit 26 that corrects the output using the output of the supply air temperature detector 13 to obtain an optimal target value of supply air pressure; (g) the output of the supply air pressure detector 14 and the correction circuit 26;
(h) In response to the output of the subtractor 22, the supply air pressure detected by the supply air pressure detector 14 is the supply air pressure from the correction circuit 26. to match the target value,
This is a control device for a supercharger characterized in that it includes means 12 for changing the nozzle pitch by means of a drive section 9.
第1図は、本発明の基礎となる構成を示す系統
図である。 FIG. 1 is a system diagram showing the basic configuration of the present invention.
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(すなわちタービン
5の入口側)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。 In the supercharger 1, a turbine 5 and a blower 4 are coaxially connected, and air taken in from the atmosphere is compressed by the blower 4 and sent from an air outlet 2 to an internal combustion engine (not shown). Exhaust gas that has been burned by the internal combustion engine is sent to the gas inlet 3 and drives the turbine 5. Blades 6 are attached to the outer periphery of the turbine 5.
The energy of the exhaust gas is converted into the rotational energy of the turbine 5. A variable pitch nozzle 7 is provided on the upstream side of the blade 6 (ie, on the inlet side of the turbine 5), and is configured so that the cross-sectional area of the exhaust gas flow path can be changed via a link 8.
制御回路10には、内燃機関の各負荷(本発明
では、内燃機関の1行程毎の平均有効圧力pmi
を、負荷を表す値として用いる)に対する給気圧
力の目標値を予め格納した記憶回路21が内蔵さ
れている。この記憶回路21には、負荷検出器2
4からライン19を介して負荷信号が入力され
る。減算器22では、給気圧力検出器14からラ
イン15を介して入力される給気圧力信号psと、
記憶回路21から出力される前記給気圧力の目標
値としてのps^とを比較演算する。減算器22か
らの偏差信号は増幅器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。 The control circuit 10 is configured to control each load of the internal combustion engine (in the present invention, the average effective pressure pmi for each stroke of the internal combustion engine).
A memory circuit 21 is built in which stores in advance a target value of the supply air pressure for the load (used as a value representing the load). This memory circuit 21 includes a load detector 2
A load signal is input from 4 through line 19. In the subtractor 22, the supply pressure signal ps input from the supply pressure detector 14 via the line 15;
A comparison calculation is made with p s ^ as the target value of the supply air pressure outputted from the memory circuit 21. The deviation signal from the subtracter 22 is input to the amplifier 12. The amplified deviation signal is sent to the limiter 11. The limiter 11 sets upper and lower limits according to the variable range of the nozzle pitch. A control signal from the control circuit 10 is input to the drive unit 9 via the line 20,
The power is amplified to drive the variable pitch nozzle 7 via the link 8.
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。 The charge air pressure detector 14 is installed in an intake air manifold (not shown) of the internal combustion engine, and detects the pressure p s in the manifold. The load detector 24 includes an indicator 16 (not shown) that detects the pressure inside the cylinder. The signals from the indicator 16 and the piston speedometer 17 are input to an arithmetic circuit 18, where the average effective pressure p ni is calculated.
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。 The calculation method is, for example, p ni = 1/s∫p・cdt...(1) where s: Piston stroke (cm) p: Indicator output (Kg/cm 2 ) c: Piston speed (cm/s) The average effective pressure p ni for each stroke is calculated using an integrator and a suitable coefficient multiplier. Other known methods may be used to calculate p ni . In this example, the average effective pressure p ni is used as the load signal on line 1.
9 to the control circuit 10.
この構成では、最適な給気圧力の目標値ps^を
予め陸上試運転等で調べて記憶回路21に記憶さ
せておき、給気圧力が前記の最適な給気圧力とな
るようにノズルピツチを制御する。この場合、目
標値ps^は平均有効圧力pniに応じて、たとえば第
2図に示されるように変化する。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。 In this configuration, the target value p s ^ of the optimal supply air pressure is determined in advance through a test run on land and stored in the memory circuit 21, and the nozzle pitch is controlled so that the supply air pressure becomes the optimal supply air pressure. do. In this case, the setpoint value p s ^ changes depending on the mean effective pressure p ni , for example as shown in FIG. 2. Since p s ^ and p ni may change temporarily due to the influence of wind and waves in the surrounding conditions, a slight time delay may be provided in the control circuit 10 or the drive unit 9. A time delay of appropriate size makes the control system stable.
このような構成において、その動作を説明す
る。内燃機関の負荷が低下すると、ライン19を
介して記憶回路21に送られる負荷信号も小さく
なるので記憶回路21の出力ps^も小さくなる。
一方、負荷の低下の割合を上回つて給気圧力が低
下するのでライン15を介して減算器22に送ら
れる給気圧力信号psはps^を下回る。この結果、
制御偏差は小さくなるので、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5のノズルピツチが絞ら
れると給気圧力は上昇し、最適な給気圧力の目標
値ps^に保持される。内燃機関の負荷が上昇する
場合は上記と逆の動作を行ない、ノズルビツチが
広げられ、給気圧力は最適な目標値ps→に保持さ
れる。目標値ps^の値は、内燃機関型式により若
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、ps/pni=0.2程度となる。 The operation of this configuration will be explained. When the load on the internal combustion engine decreases, the load signal sent to the storage circuit 21 via the line 19 also decreases, so that the output p s ^ of the storage circuit 21 also decreases.
On the other hand, since the supply pressure decreases by more than the rate of the load decrease, the supply pressure signal p s sent to the subtractor 22 via line 15 falls below p s ^. As a result,
Since the control deviation becomes smaller, the control signal from the control circuit 10 becomes smaller and the nozzle pitch of the turbine 5 is narrowed. When the nozzle pitch of the turbine 5 is narrowed, the air supply pressure increases and is maintained at the optimum air supply pressure target value p s ^. If the load on the internal combustion engine increases, the operation is reversed to that described above, the nozzle bit is widened, and the charge air pressure is maintained at the optimal setpoint value p s →. The value of the target value p s ^ varies slightly depending on the type of internal combustion engine, but for example, in the case of a large two-stroke internal combustion engine for ships, it is approximately p s /p ni =0.2.
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ユータ50を使用し
てもよい。マイクロコンピユータ50を採用すれ
ば、リミツタ11、減算器22などは、プログラ
ムに置換えられる。そして、プログラムを格納す
る記憶回路51の他に、給気圧力信号や負荷信号
などをマイクロコンピユータ50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によつて
デジタル量に変換され、マイクロコンピユータ5
0に読込まれる。マイクロコンピユータ50は記
憶回路51に内蔵されたプログラムに従つて命令
を実行し、制御出力をデジタル/アナログ変換器
53でアナログ量に変換して出力する。 Another embodiment of the control circuit 10 may use a microcomputer 50 as shown in FIG. If the microcomputer 50 is employed, the limiter 11, subtracter 22, etc. can be replaced with programs. In addition to the memory circuit 51 that stores programs, an analog/digital converter 52 for reading supply air pressure signals, load signals, etc. into the microcomputer 50 and a digital/analog converter 53 for outputting control signals are separately provided. It becomes necessary. The signals via lines 15 and 19 are
Each is converted into a digital quantity by an analog/digital converter 52, and the microcomputer 5
Read to 0. The microcomputer 50 executes instructions according to a program stored in the storage circuit 51, converts the control output into an analog quantity using the digital/analog converter 53, and outputs the analog quantity.
第4図は第3図の構成の動作を説明するための
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52を介して、マイクロコンピユータ50に読
込む。ステツプ103では、目標値ps^が計算さ
れ、ステツプ104では制御偏差ε(=ps−ps^)
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
再びステツプ101に戻り、以下のステツプを逐
次繰返す。 FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the configuration shown in FIG. When the power is turned on, step 100 is executed to initialize various registers and flags and initialize the control system. Next, in steps 101 and 102, the load signal and the supply pressure signal are respectively read into the microcomputer 50 via the analog/digital converter 52. In step 103, the target value p s ^ is calculated, and in step 104, the control deviation ε (= p s - p s ^)
is calculated. In step 105, the gain A is multiplied (y=A・ε), and in step 106, it is limited by the limiter 11 (ymin≦y≦
ymax). Next, the process moves to step 107, where the digital/analog converter 53 converts the signal into an analog quantity and outputs it to the drive section 9 as a control signal. Next, return to step 101 again and repeat the following steps one after another.
第5図は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。この実施例では、給気温度検出器13からラ
イン25を介して給気温度信号が制御回路10に
内蔵される補正回路26に入力される。この補正
回路26では、記憶回路21からの出力と給気温
度信号とを補正演算して給気圧力の目標値psを減
算器22へ出力する。 FIG. 5 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In this embodiment, a supply air temperature signal is input from the supply air temperature detector 13 via a line 25 to a correction circuit 26 built into the control circuit 10. This correction circuit 26 performs a correction operation on the output from the storage circuit 21 and the supply air temperature signal, and outputs a target value p s of the supply air pressure to the subtracter 22 .
周囲温度が変わつたり、ブロワや中間冷却器が
汚れて給気温度Tsが変化すれば、給気の密度が
変わるので最適なps^の値も変化する。Tsによる
補正方法は、たとえば気筒内に充填される空気量
が(350+Ts)に逆比例することを利用して、
ps^=ps *350+Ts/350+Ts*
ただし Ts;給気温度(給気温度検出器1
3の出力)(℃)
Ts*;基準状態における給気温度
(℃)
ps *;基準状態における最適な給気
圧力(ata)
ps^;修正後の給気圧力の目標値
(ata)
としてよい。 If the ambient temperature changes or the blower or intercooler becomes dirty and the supply air temperature Ts changes, the density of the supply air changes and the optimal value of p s ^ also changes. The correction method using Ts takes advantage of the fact that the amount of air filled into a cylinder is inversely proportional to (350 + Ts), for example, p s ^ = p s * 350 + Ts / 350 + Ts * where Ts; supply air temperature (supply air temperature Detector 1
3 output) (℃) Ts * ; Supply air temperature in standard condition (℃) p s * ; Optimal supply air pressure in standard condition (ata) p s ^; Target value of supply air pressure after correction (ata) may be used as
以上のように本発明によれば、内燃機関の負荷
として、平均有効圧力pmiに対応する目標給気圧
力を記憶回路21から導出し、この目標給気圧力
を、給気温度によつて補正し、こうして補正して
求めた最適な給気圧力の目標値と、給気圧力検出
器14によつて検出された実際の給気圧力との偏
差が零となるように、すなわち検出された実際の
給気圧力が補正回路26からの給気圧力目標値に
一致するように、ノズルピツチを変更させるの
で、平均有効圧力pmi、すなわち負荷に見合つた
給気圧力が実現される。これによつて常用域での
燃費の低減および低負荷域での内燃機関性能の確
保が可能になる。 As described above, according to the present invention, the target supply air pressure corresponding to the mean effective pressure pmi is derived from the memory circuit 21 as the load of the internal combustion engine, and this target supply air pressure is corrected based on the supply air temperature. , so that the deviation between the target value of the optimal supply air pressure obtained by correcting in this way and the actual supply air pressure detected by the supply air pressure detector 14 becomes zero, that is, the detected actual supply pressure is adjusted to zero. Since the nozzle pitch is changed so that the supply pressure matches the supply pressure target value from the correction circuit 26, the average effective pressure pmi, that is, the supply pressure commensurate with the load is realized. This makes it possible to reduce fuel consumption in the normal use range and ensure internal combustion engine performance in the low load range.
また気温、気圧、冷却海水温度等の周囲条件が
変化したり、経年変化によつて過給機や中間冷却
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することができ
る。 In addition, even if ambient conditions such as air temperature, atmospheric pressure, and cooling seawater temperature change, or if the condition of the internal combustion engine changes as the supercharger and intercooler become dirty due to aging, the internal combustion engine will change in response to these changes. The air supply pressure can be detected and the air supply pressure commensurate with the load can always be achieved.
また本発明では、過給機はタービン入口ノズル
のピツチを可変とした構成を有している。したが
つてこのタービンノズルピツチを絞ることによつ
て、ブロワ4の入口からタービン5の出口に至る
風路の抵抗を大きくして、給気圧力を上昇させ、
これによつてシリンダ、すなわち燃焼室内に過給
される空気量を大きくすることができ、これによ
つて内燃機関の性能を改善することができる。 Further, in the present invention, the supercharger has a configuration in which the pitch of the turbine inlet nozzle is variable. Therefore, by narrowing this turbine nozzle pitch, the resistance of the air path from the inlet of the blower 4 to the outlet of the turbine 5 is increased, and the supply air pressure is increased.
This makes it possible to increase the amount of air supercharged into the cylinder, that is, into the combustion chamber, thereby improving the performance of the internal combustion engine.
さらにまた本発明では、給気温度に依存して最
適な給気圧力ps^を補正するものであり、これは、
シリンダ内に蓄えられる空気量が、給気圧力だけ
でなく、その温度によつて変わるという事実に基
づいている。こうして内燃機関に最適な給気圧力
を達成することができる。 Furthermore, in the present invention, the optimum supply air pressure p s ^ is corrected depending on the supply air temperature, which is as follows.
It is based on the fact that the amount of air stored in the cylinder depends not only on the supply air pressure, but also on its temperature. In this way, an optimum charge air pressure for the internal combustion engine can be achieved.
こうして本発明は、「最適な給気圧力は、内燃
機関の負荷、すなわち平均有効圧力pmiに依存す
る」という内燃機関工学および実験・実機状態の
事実に立脚しており、したがつて、上述のように
内燃機関の性能を改善することが確実である。 Thus, the present invention is based on the fact of internal combustion engine engineering and experimental/actual machine conditions that "the optimal charge air pressure depends on the load of the internal combustion engine, that is, the mean effective pressure PMI", and therefore, the above-mentioned As such, it is certain to improve the performance of the internal combustion engine.
第1図は本発明の基礎となる構成を示す系統
図、第2図は目標値p^sと負荷信号pniとの関係
を示したグラフ、第3図は制御回路10の他の実
施例を示すブロツク図、第4図は第3図の構成の
動作を説明するためのフローチヤート、第5図は
本発明の一実施例を示す構成図である。
1…過給機、9…駆動部、10…制御回路、1
1…リミツタ、13…給気温度検出器、14…給
気圧力検出器、21…記憶回路、22…減算器、
24…負荷検出器、26…補正回路。
FIG. 1 is a system diagram showing the basic configuration of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the relationship between the target value p^ s and the load signal pni , and FIG. 3 is another embodiment of the control circuit 10. 4 is a flowchart for explaining the operation of the structure shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Supercharger, 9...Drive part, 10...Control circuit, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Limiter, 13... Supply air temperature detector, 14... Supply air pressure detector, 21... Memory circuit, 22... Subtractor,
24...Load detector, 26...Correction circuit.
Claims (1)
変ピツチノズル付過給機1を装備した内燃機関の
ための過給機の制御装置において、 (a) 前記ノズルピツチを変更する駆動部9と、 (b) 負荷検出器24であつて、 (b1) 気筒内の圧力を検出する素子16と、 (b2) ピストン速度を検出するピストン速
度計17と、 (b3) 圧力検出素子16とピストン速度計
17との出力に応答して、一行程毎
の平均有効圧力pmiを計算する演算
回路18とを有する、そのような負
荷検出器24と、 (c) 吸入空気集合管内の圧力を検出する給気圧力
検出器14と、 (d) 吸入空気集合管内の温度を検出する給気温度
検出器13と、 (e) 各負荷に対応する目標給気圧力を予め格納
し、負荷検出器24の演算回路18からの平均
有効圧力pmiである負荷を表す出力に応答して
その平均有効圧力pmiに対応する目標給気圧力
を導出する記憶回路21と、 (f) 記憶回路21からの目標給気圧力を表す出力
を、給気温度検出器13の出力によつて補正演
算して最適な給気圧力の目標値を求める補正回
路26と、 (g) 給気圧力検出器14の出力と、補正回路26
の出力との偏差を演算する減算器22と、 (h) 減算器22の出力に応答して、給気圧力検出
器14によつて検出される給気圧力が補正回路
26からの給気圧力目標値に一致するように、
駆動部9によつてノズルピツチを変更させる手
段12とを含むことを特徴とする過給機の制御
装置。[Scope of Claims] 1. A supercharger control device for an internal combustion engine equipped with a variable pitch nozzle supercharger 1 in which the pitch of a turbine inlet nozzle is variable, comprising: (a) a drive unit 9 for changing the nozzle pitch; (b) Load detector 24, (b1) Element 16 that detects pressure in the cylinder, (b2) Piston speed meter 17 that detects piston speed, (b3) Pressure detection element 16 and piston. (c) detecting the pressure in the intake air collecting pipe; (d) A supply air temperature detector 13 that detects the temperature inside the intake air manifold; (e) A target supply air pressure corresponding to each load is stored in advance and the load detector 24 (f) a memory circuit 21 for deriving a target air supply pressure corresponding to the average effective pressure pmi in response to the output representing the load, which is the average effective pressure pmi from the calculation circuit 18; (f) a target air supply pressure from the memory circuit 21; (g) a correction circuit 26 that corrects the output representing pressure using the output of the supply air temperature detector 13 to obtain an optimal target value of the supply air pressure; (g) the output of the supply air pressure detector 14; circuit 26
(h) In response to the output of the subtractor 22, the supply air pressure detected by the supply air pressure detector 14 is the supply air pressure from the correction circuit 26. to match the target value,
A control device for a supercharger, comprising means 12 for changing the nozzle pitch by means of a drive section 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58152270A JPS6043126A (en) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | Control apparatus for supercharger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58152270A JPS6043126A (en) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | Control apparatus for supercharger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043126A JPS6043126A (en) | 1985-03-07 |
| JPH0129974B2 true JPH0129974B2 (en) | 1989-06-15 |
Family
ID=15536821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58152270A Granted JPS6043126A (en) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | Control apparatus for supercharger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043126A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61275526A (en) * | 1985-05-30 | 1986-12-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Control device for variable capacity type supercharger |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56148619A (en) * | 1980-04-18 | 1981-11-18 | Hino Motors Ltd | Supercharger for motor car engine |
| SE458290B (en) * | 1981-02-19 | 1989-03-13 | Volvo Ab | DEVICE FOR CONTROL OF CHARGING PRESSURE IN A TURBOLED FORMING ENGINE |
-
1983
- 1983-08-19 JP JP58152270A patent/JPS6043126A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6043126A (en) | 1985-03-07 |
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