(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変翼ターボシステムのコンプレッサ（２）に供給される吸入空気量（ＡＩＲ）と、大気圧（ＰＡＴＭ）と、エンジンのインテークマニホールド（６）から検出したブースト圧（ＰＩＭ）とに基いてエアクリーナ圧損（ＰＡＣ）およびインタークーラ圧損（ＰＩＣ）を算出し、前記大気圧（ＰＡＴＭ）およびブースト圧（ＰＩＭ）をエアクリーナ圧損（ＰＡＣ）およびインタークーラ圧損（ＰＩＣ）で補正してコンプレッサ前後の圧力比（πＣ）を求め、前記吸入空気量（ＡＩＲ）が該吸入空気量（ＡＩＲ）と圧力比（πＣ）から導き出したオーバラン空気量（ＡＩＲＯＲ）以上であるときにオーバランであると判定することを特徴とする可変翼ターボシステムのオーバラン検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変翼ターボシステムのオーバラン検出方向に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの過給手段として用いられる可変翼ターボシステムにおいては、より効率の高いポイントを狙った制御を行なうために、エアフローメータ、ブースト圧センサ、大気圧センサ、アクセルセンサ、ブレーキセンサおよびエンジン回転センサなどを設けてエンジンおよびターボシステムを最適制御するようにしている。従って、システム異常などにともなってタービンの回転数が異常に上昇するオーバランに陥る危険性が高くなっており、タービンの回転数を監視してオーバランを回避してシステムを保護する必要性がある。
【０００３】
このために、従来ではブースト圧に基いてタービンの回転数を推測してオーバランを回避するようにしていたが、単純にブースト圧に基いてタービンのオーバランを推測するようにした場合は回転数の検出精度があまり高くないという不具合がある。
【０００４】
また、オーバランを単純に検出・回避するためには、回転センサなどを用いてタービンの回転数を直接的に監視することも考えられる。しかしながら、この場合は回転センサを付加する必要性があるためにコスト高につながり、しかも、高温に曝されるタービンに回転センサを取り付ける必要性があるなど使用環境が極めて厳しいために、実用に耐え得る回転センサを得ることは不可能に近いとされていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、回転センサなどを新たに付加することなく、可変翼ターボシステムの監視手段として設けられている既存のセンサの出力信号を用いてオーバランを検出することができる新規な検出方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、可変翼ターボシステムに設けられているエアフローメータ、大気圧センサおよびブースト圧センサの信号に基いて求めた吸入空気量と、大気圧と、ブースト圧からエアクリーナ圧損およびインタークーラ圧損を算出する。また、前記大気圧およびブースト圧をエアクリーナ圧損およびインタークーラ圧損で補正してコンプレッサ前後の圧力比を求める。そして、前記吸入空気量が該吸入空気量と圧力比から導き出したオーバラン空気量以上であるときにオーバランであると判定することを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るオーバラン検出方法を適用する可変翼ターボシステムの概念図であり、エアクリーナ１から可変翼ターボシステムのコンプレッサ２に空気を供給する吸入通路３にエアフローメータ４を設けるとともに、前記コンプレッサ２から吐出された空気をインタークーラ５を経由して図示しないエンジンのインテークマニホールド６に導くようにしている。
【０００８】
また、インテークマニホールド６にブースト圧センサ７を設け、このブースト圧センサ７および前記エアフローメータ４の出力信号をコントロールユニット８に供給している、なお、コントロールユニット８には大気圧センサ９の出力信号およびいずれも図示しないエンジン回転センサ、アクセルセンサ、ブレーキセンサなどの出力信号を供給することにより、エンジンの運転状態に応答して可変翼ターボシステムを最適制御するようにしていることは従来同様である。
【０００９】
ここに本発明においては、前記エアフローメータ４、ブースト圧センサ７および大気圧センサ９の出力信号に基いてタービンのオーバランを検出するようにしている。
【００１０】
すなわち、図２はコントロールユニット８において行なわれるオーバランの検出過程を例示するロジック図であり、エアフローメータ４の出力信号から導き出した吸入空気量ＡＩＲに基いてエアクリーナ圧損ＰＡＣおよびインタークーラ圧損ＰＩＣを求める。なお、これらの各圧損ＰＡＣ、ＰＩＣは、吸入空気量ＡＩＲの一次元マップからの読み出しなどで行なわれる。
【００１１】
次に、大気圧センサ９の出力信号に基いて算出した大気圧ＰＡＴＭからエアクリーナ圧損ＰＡＣを差し引いてコンプレッサ２の入口圧Ｐ１を求める一方、ブースト圧センサ７の出力信号に基いて算出したブースト圧ＰＩＭにインタークーラ圧損ＰＩＣを加えてコンプレッサ２の出口圧Ｐ２を求めたうえで、出口圧Ｐ２を入口圧Ｐ１で割ってコンプレッサ２の圧力比πＣを算出する。
【００１２】
また、コントロールユニット８に搭載した等タービンマップにより前記圧力比πＣにおけるオーバラン空気量ＡＩＲＯＲを読み出す。続いて、オーバラン空気量ＡＩＲＯＲとエアフローメータ４の出力信号に基づく実際の吸入空気量ＡＩＲを比較する。
【００１３】
この比較の結果、吸入空気量ＡＩＲがオーバラン空気量ＡＩＲＯＲ未満であるときはオーバランではない旨の判定信号を出力し、吸入空気量ＡＩＲがオーバラン空気量ＡＩＲＯＲ以上であるときにタービンがオーバランであると判断してその旨の判定信号を出力する。このために、上記判定信号を監視することにより、使用環境が厳しい回転センサなどを用いることなくタービンがオーバランしているか否かを的確に知ることができる。
【００１４】
なお、上記オーバラン空気量ＡＩＲＯＲの読み出しに用いられる等タービンマップは、例えば図３に示したような圧力比πＣと吸入空気量ＡＩＲとで示される等タービン回転数マップであり、圧力比πＣに対応するオーバラン回転領域での最小空気量をオーバラン空気量ＡＩＲＯＲとして出力する。
【００１５】
従って、本実施形態によれば、可変翼ターボシステム付きのエンジンに設けられているエアフローメータ４、ブースト圧センサ７および大気圧センサ８などの出力信号をコントロールユニット８で演算処理するのみでタービンのオーバランを正確に検出することができるために、回転センサなどを用いてタービンの回転数を直接的に監視する必要性がなく、可変翼ターボシステムの制御信頼性が高くなる。
【００１６】
なお、上記実施形態ではエアフローメータ４、ブースト圧センサ７および大気圧センサ８の出力信号に基いて吸入空気量ＡＩＲ、ブースト圧ＰＩＭおよび大気圧ＰＡＴＭを算出するようにしているが、要するに吸入空気量ＡＩＲ、ブースト圧ＰＩＭおよび大気圧ＰＡＴＭを用いてタービンのオーバランを算出するようにしたものであればよく、各センサの具体構造および取付位置は実施形態のものに制限されない。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明は、吸入空気量、ブースト圧および大気圧に基いてタービンのオーバランを高精度に検出することができるために、システム異常にともなうタービンのオーバランを確実に検出して可変翼ターボシステムの制御信頼性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るオーバラン検出方法を適用する可変翼ターボシステムの概念図である。
【図２】図１に示したコントロールユニットにおいて行なわれるオーバランの検出過程を例示するロジック図である。
【図３】圧力比πＣと吸入空気量ＡＩＲとで示される等タービン回転数マップの概念図である。
【符号の説明】
１    エアクリーナ
２    コンプレッサ
３    吸入通路
４    エアフローメータ
５    インタークーラ
６    インテークマニホールド
７    ブースト圧センサ
８    コントロールユニット
９    大気圧センサ
【図１】
0003766015.tif 000002
【図２】
0003766015.tif 000003
【図３】
0003766015.tif 000004