JP2000257435A - バリアブルノズル型ターボチャージャを搭載する内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、バリアブルノズル型ターボチャー
ジャを搭載する内燃機関の制御装置に関し、可変ノズル
が全閉状態となるように駆動機構が駆動されている状況
下で、可変ノズルを確実に全閉状態にすることを目的と
する。 【解決手段】 内燃機関１０は、排気タービン５０の内
部に設けられた可変ノズル６０、および、可変ノズル６
０を駆動する負圧アクチュエータ６２を備えている。ま
た、内燃機関１０は、排気タービン５０をバイパスする
バイパス通路５２、および、バイパス通路５２を開閉す
るＷＧバルブ５４を備えている。可変ノズル６０が全閉
状態となるように負圧アクチュエータ６２が作動される
状況下で、ＷＧバルブ５４が開弁される。この場合、内
燃機関１０の背圧が小さくなることで、可変ノズル６０
に開弁方向に作用する力が減少し、可変ノズル６０の開
度が閉弁方向に修正される。これにより、上記の状況下
でも、可変ノズル６０は確実に全閉状態になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に係り、特に、バリアブルノズル型ターボチャージャ
を搭載し、所定状況下で可変ノズルを全閉状態にするバ
リアブルノズル型ターボチャージャを搭載する内燃機関
の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば実開平１−１６６２３
１号に開示される如く、バリアブルノズル型ターボチャ
ージャを搭載する内燃機関が知られている。バリアブル
ノズル型ターボチャージャは、排気タービンに排気ガス
を導く流路の有効面積を増減させる可変ノズルを備えて
いる。可変ノズルは、排気ガスの流量が多量となる高負
荷・高回転領域で流路の有効面積が大きくなるように制
御される。また、可変ノズルは、排気ガスの流量が少な
い低負荷・低回転領域で流路の有効面積が小さくなるよ
うに制御される。流路の有効面積が小さくなるように可
変ノズルが制御されると、排気タービンに流入する排気
ガスの速度が増大する。この場合、排気タービンと同軸
に連結されたコンプレッサが作動し、内燃機関に高圧の
空気が供給される。従って、上記従来の内燃機関によれ
ば、可変ノズルを上記の如く制御することで、低負荷・
低回転領域においても高出力化を図ることができる。

【０００３】ところで、従来より、内燃機関のヒータ性
能の向上を図る手法として、内燃機関から排出される排
気ガスにより内燃機関の背圧を上昇させることが公知で
ある。内燃機関の背圧が上昇すると、内燃機関の負荷が
増大し、内燃機関から高温の排気ガスが多量に排出され
る。このため、かかる手法によれば、ヒータ性能の向上
を図ることが可能となる。

【０００４】上述したバリアブルノズル型ターボチャー
ジャを搭載する内燃機関において、内燃機関の背圧を上
昇させる手法としては、可変ノズルの開度を全閉状態に
することが考えられる。可変ノズルの開度が全閉状態に
なると、可変ノズルの手前における背圧が上昇する。従
って、かかる手法によれば、バリアブルノズル型ターボ
チャージャを搭載する内燃機関においてヒータ性能の向
上を図ることが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、可変ノズル
には、可変ノズルを駆動する駆動機構が連結されてい
る。駆動機構は、通常、内燃機関の運転状態に応じて電
子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御される。駆動機構
には、一般に、構造上・設計上のクリアランスや製造上
の組み付け誤差等に起因して、部品の位置ずれが生じ
る。かかる位置ずれが生じていると、駆動機構にＥＣＵ
から同一の駆動信号が供給されても、可変ノズルを、開
弁側から閉弁側に移行させる場合と閉弁側から開弁側に
移行させる場合とで、可変ノズルの実開度が異なってく
る場合がある。

【０００６】内燃機関の背圧を上昇させるべく可変ノズ
ルを全閉状態にする状況下で可変ノズルが全閉状態に到
達しないと、排気タービン側に排気ガスが漏れて、内燃
機関の背圧が高圧の状態まで上昇しない事態が生じる。
かかる場合には、内燃機関に大きな負荷が作用せず、ヒ
ータ性能の向上を図ることができなくなってしまう。従
って、上記の手法を用いて内燃機関のヒータ性能の向上
を図るためには、可変ノズルを確実に全閉状態にするこ
とが必要となる。

【０００７】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、可変ノズルが全閉状態となるように駆動機構が
駆動されている状況下で、可変ノズルを確実に全閉状態
にすることが可能なバリアブルノズル型ターボチャージ
ャを搭載する内燃機関の制御装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、排気タービンの内部に設けられた可変
ノズルと、前記可変ノズルに連結する駆動機構と、所定
状況下で前記可変ノズルが全閉状態になるように前記駆
動機構を駆動するノズル全閉駆動手段と、を備えるバリ
アブルノズル型ターボチャージャを搭載する内燃機関の
制御装置において、前記排気タービンをバイパスするバ
イパス通路と、前記バイパス通路を開閉する開閉弁と、
前記ノズル全閉駆動手段が前記駆動機構を駆動する状況
下で前記開閉弁を開弁させる開弁手段と、を備えること
を特徴とするバリアブルノズル型ターボチャージャを搭
載する内燃機関の制御装置により達成される。

【０００９】本発明において、内燃機関は、排気タービ
ンの内部に可変ノズルと、可変ノズルに連結する駆動機
構と、を備えるバリアブルノズル型ターボチャージャを
備えている。ノズル全閉駆動手段は、所定状況下で可変
ノズルが全閉状態となるように駆動機構を駆動する。可
変ノズルが全閉状態となるように駆動機構が駆動されて
いる場合には、可変ノズルの入口側、すなわち、排気タ
ービンの上流側の通路内の圧力は、高圧状態となってい
る。かかる通路の圧力は、可変ノズルを開弁させる力と
して可変ノズルに作用する。

【００１０】内燃機関は、また、排気タービンをバイパ
スするバイパス通路、および、該バイパス通路を開閉す
る開閉弁を備えている。可変ノズルが全閉状態となるよ
うに駆動機構が駆動される状況下で、開閉弁が開弁され
る。かかる状況下で開閉弁が開弁されると、内燃機関か
ら排出された排気ガスが排気タービンを流通することな
くバイパス通路を流通することで、排気タービンの上流
側の通路は、高圧状態から低圧状態に変化する。この場
合、可変ノズルに開弁方向に作用する力が減少し、可変
ノズルの開度が閉弁方向に修正される。このため、本発
明によれば、可変ノズルが全閉状態となるように駆動機
構が駆動されている状況下で可変ノズルが全閉状態にな
らない場合でも、可変ノズルを確実に全閉状態にするこ
とが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
バリアブルノズル型ターボチャージャ（以下、単にター
ボチャージャと称す）を搭載する内燃機関１０のシステ
ム構成図を示す。本実施例において、内燃機関１０は、
電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）１２を備えて
おり、ＥＣＵ１２により制御される。

【００１２】内燃機関１０は、シリンダブロック１４を
備えている。シリンダブロック１４の壁中には、ウォー
タジャケット（図示せず）が形成されている。シリンダ
ブロック１４には、先端部がウォータジャケット内に露
出するように水温センサ１５が配設されている。水温セ
ンサ１５は、ウォータジャケット内を流通する冷却水の
温度に応じた信号をＥＣＵ１２に出力する。ＥＣＵ１２
は、水温センサ１５の出力信号に基づいて冷却水の温度
ＴＨＷを検出する。

【００１３】シリンダブロック１４の内部には、ピスト
ン１６、コンロッド１８、および、クランクシャフト２
０が収納されている。シリンダブロック１４の壁面に
は、クランクシャフト２０の回転角に応じた信号を出力
するクランク角センサ２２が配設されている。クランク
角センサ２２の出力信号は、ＥＣＵ１２に供給されてい
る。ＥＣＵ１２は、クランク角センサ２２の出力信号に
基づいて、機関回転数ＮＥを検出する。

【００１４】シリンダブロック１４の上方には、シリン
ダヘッド２３が配設されている。内燃機関１０の内部に
は、シリンダブロック１４、ピストン１６、および、シ
リンダヘッド２３に囲まれる燃焼室２４が形成されてい
る。シリンダヘッド２３には、燃焼室２４に開口する吸
気通路２６および排気通路２８が形成されている。シリ
ンダヘッド２３には、吸気通路２６と燃焼室２４とを導
通または遮断する吸気弁３０、および、排気通路２８と
燃焼室２４とを導通または遮断する排気弁３２が収納さ
れている。

【００１５】吸気通路２６には、吸気通路２６の内圧
（以下、過給圧ＰB と称す）に応じた信号を出力する過
給圧センサ３４が配設されている。過給圧センサ３４の
出力信号は、ＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２
は、過給圧センサ３４の出力信号に基づいて過給圧ＰB
を検出する。吸気通路２６の内部には、アクセル操作に
応じた開度に開弁されるスロットルバルブ３６が配設さ
れている。スロットルバルブ３６は、燃焼室２４に供給
される吸入空気の空気量を可変する機能を有している。
スロットルバルブ３６の近傍には、スロットルバルブ３
６の開度に応じた信号を出力するスロットルポジション
センサ３８が配設されている。スロットルポジションセ
ンサ３８の出力信号は、ＥＣＵ１２に供給されている。
ＥＣＵ１２は、この出力信号に基づいてスロットル開度
θを検出する。

【００１６】また、吸気通路２６には、吸入空気を冷却
するためのインタークーラ４０が配設されている。イン
タークーラ４０の上流側には、ターボチャージャ４２の
コンプレッサ４４が連通している。コンプレッサ４４の
上流側には、エアクリーナ４６が連通している。コンプ
レッサ４４は、内燃機関１０に運転中に、エアクリーナ
４６で濾過された空気を吸気通路２６に過給する。

【００１７】内燃機関１０の排気通路２８には、ターボ
チャージャ４２の排気タービン５０が連通している。排
気タービン５０には、触媒コンバータ（図示せず）およ
びマフラ（図示せず）が連通している。コンプレッサ４
４は、排気タービン５０の内部を流通する排気ガスのエ
ネルギを利用して、エアクリーナ４６から導いた空気を
吸気通路２６へ過給する。排気通路２８から排気タービ
ン５０に流入した排気ガスは、排気タービン５０の内部
に形成されている流路を通って触媒コンバータへ流出す
る。

【００１８】また、排気通路２８には、ターボチャージ
ャ４２の排気タービン５０をバイパスするバイパス通路
５２が連通している。バイパス通路５２には、排気ター
ビン５０の入口側と出口側とを導通または遮断するウェ
イストゲートバルブ（以下、ＷＧバルブと称す）５４が
設けられている。ＷＧバルブ５４は、吸気通路２６の過
給圧ＰB が所定値を越えた場合に開弁され、排気タービ
ン５０の過回転を防止する機能を有している。ＷＧバル
ブ５４には、ＷＧバルブアクチュエータ５６を介してバ
キューム・スイッチング・バルブ（以下、ＶＳＶと称
す）５８が連結されている。

【００１９】ＶＳＶ５８には、ＥＣＵ１２が接続されて
いる。ＥＣＵ１２は、ＷＧバルブ５４が内燃機関１０の
運転状態に応じた適当な開度となるように、ＶＳＶ５８
に対して適当なディーティー比を有する駆動信号を供給
する。ＶＳＶ５８は、ＥＣＵ１２から供給される駆動信
号に応じた開度にＷＧバルブ５４が制御されるように、
所定の負圧を駆動源としてＷＧバルブアクチュエータ５
６に対して負圧を供給する。ＷＧバルブ５４は、ＷＧバ
ルブアクチュエータ５６の作動状態に応じた開度に制御
される。

【００２０】内燃機関１０が低負荷・低回転で運転して
いる状況下で排気タービン５０の内部に形成されている
流路が大きな面積を有している場合に、コンプレッサ４
４によって吸気通路２６に適当な過給圧を確保するため
には、多量の排気ガスを排気タービン５０に導く必要が
ある。しかし、内燃機関１０が低負荷・低回転で運転し
ている状況下で多量の排気ガスを排気タービン５０に導
くことは困難である。かかる状況下で吸気通路２６に適
当な過給圧を確保するためには、排気タービン５０への
流路の有効面積を小さくし、排気タービン５０に流入す
る排気ガスの速度を大きくすることが有効である。

【００２１】一方、内燃機関１０が高負荷・高回転で運
転している状況下で、すなわち、多量の排気ガスが発生
している状況下で排気タービン５０の内部に形成されて
いる流路の有効面積が小さいと、排気タービン５０の上
流側の圧力、すなわち、内燃機関の背圧が不当に昇圧さ
れ、内燃機関１０の出力が低下する事態が生じてしま
う。このため、内燃機関１０が高負荷・高回転で運転し
ている状況下では、排気タービン５０への流路の有効面
積を大きくし、排気ガスを大気中へ放出することが有効
である。

【００２２】ターボチャージャ４２の排気タービン５０
には、その内部に形成される流路の有効面積を可変する
可変ノズル６０が配置されている。可変ノズル６０に
は、負圧アクチュエータ６２を介してバキューム・レギ
ュレーティング・バルブ（以下、ＶＲＶ）６４が連結さ
れている。尚、可変ノズル６０および負圧アクチュエー
タ６２の構成については、後に詳細に説明する。

【００２３】ＶＲＶ６４には、ＥＣＵ１２が接続されて
いる。ＥＣＵ１２は、可変ノズル６０が内燃機関１０の
運転状態に応じた適当な開度となるように、ＶＲＶ６４
に対して適当な駆動信号を供給する。ＶＲＶ６４は、Ｅ
ＣＵ１２から供給された駆動信号に応じた開度に可変ノ
ズル６０が制御されるように、バキュームポンプ６６か
ら供給される負圧を駆動源として負圧アクチュエータ６
２に対して負圧を供給する。可変ノズル６０は、負圧ア
クチュエータ６２の作動状態に応じた開度に制御され
る。

【００２４】次に、図２を参照して、可変ノズル６４お
よび負圧アクチュエータ６２の構成について説明する。
図２は、可変ノズル６０、および、可変ノズル６０を駆
動する負圧アクチュエータ６２との構成図を示す。図２
に示す如く、可変ノズル６０は、翼形状の部材で構成さ
れており、支軸７０の一端に固定されている。支軸７０
は、ターボチャージャ４２のハウジングに固定されたノ
ズルプレート７２に回動可能に挿入されている。支軸７
０の他端には、ノズルアーム７４が固定されている。ノ
ズルアーム７４は、ほぼＹ字型に構成された部材であ
り、支軸７０が固定された固定部７４ａと、Ｙ字型の二
股部７４ｂとを備えている。ノズルアーム７４は、二股
部７４ｂがピン７６に係合するように取付けられてい
る。

【００２５】ピン７６は、環状のプレートにより構成さ
れた駆動リング７８に固定されている。駆動リング７８
は、ノズルプレート７２に対して回転可能に構成されて
いる。駆動リング７８には、ストッパピン８２が固定さ
れている。ストッパピン８２は、駆動リング７８の回動
を所定範囲内に規制する役割を有している。駆動リング
７８には、また、駆動ピン８０が固定されている。駆動
ピン８０には、両端にＹ字型の二股部を有する駆動アー
ム８４の一端が係合している。駆動アーム８４の他端
は、負圧アクチュエータ６２の作動軸８６に設けられた
ピンに係合している。かかるピンは、一端が駆動アーム
８４の中央部に回転可能に取付られた駆動リンク８５の
他端に挿入されている。

【００２６】負圧アクチュエータ６２は、ハウジング８
８の内部に形成された負圧室９０および大気圧室９２を
備えている。負圧室９０には、上述したＶＲＶ６４が連
通しており、ＶＲＶ６４から負圧が供給される。また、
大気圧室９２は、大気中に開放されており、その内部は
ほぼ大気圧に維持されている。負圧室９０と大気圧室９
２とは、作動軸８６に連結されるダイヤフラム９４によ
り気密に隔成されている。負圧室９０には、スプリング
９６が配設されている。スプリング９６は、ダイヤフラ
ム９４を負圧室９０から大気圧室９２に向けて押圧する
付勢力を発する。

【００２７】上記の構成において、ＶＲＶ６４から負圧
アクチュエータ６２に対して負圧が供給されると、その
負圧は負圧室９０に導かれる。負圧室９０に負圧が導か
れると、負圧室９０が大気圧室９２に比して低圧状態に
なることで、ダイヤフラム９４が図２における上方に変
位する。ダイヤフラム９４が図２における上方に変位す
ると、作動軸８６の上方への変位に伴って、駆動リンク
８５が駆動アーム８４の中央部を中心にして図２におけ
る反時計方向回りに回転し、作動軸８６に設けられたピ
ンが駆動アーム８４のＹ字型の内部を上方へ押圧する。

【００２８】この場合、駆動アーム８４の回転と共に駆
動リング７８がノズルプレート７２に対して反時計方向
回りに回転し、ノズルアーム７４の二股部７４ｂが駆動
ピン７６の押圧により反時計方向に変位することで、ノ
ズルアーム７４が支軸７０を中心にして反時計方向回り
に回転する。ノズルアーム７４がかかる方向に回転する
と、支軸７０を介してノズルアーム７４と連結する可変
ノズル６０は、ノズルアーム７４と同様の方向に回転
し、隣り合う可変ノズルと接近する状態、すなわち、閉
弁状態となる。

【００２９】本実施例において、排気ガスは、排気通路
２８から排出された後、図２に示す破線矢印Ｘの方向に
向かって排気タービン５０に流入する。このため、可変
ノズル６０が閉弁されると、排気ガスを排気タービン５
０に導く流路の有効面積が小さくなり、排気ガスが排気
タービン５０に流入し難くなる。かかる状態では、排気
タービン５０に流入する排気ガスの速度が大きくなり、
排気タービン５０の回転速度が増大する。

【００３０】可変ノズル６０が閉弁した状態で、負圧ア
クチュエータ６２への負圧が減少すると、負圧室９０が
大気圧室９０と同等の圧力になることで、ダイヤフラム
９４が図２における下方に変位する。この場合、作動軸
８６の下方への変位に伴って、駆動アーム８４および駆
動リング７８が図２における時計方向回りに回転し、ノ
ズルアーム７４の二股部７４ｂが時計方向に変位するこ
とで、ノズルアーム７４が支軸７０を中心にして時計方
向回りに回転する。ノズルアーム７４がかかる方向に回
転すると、可変ノズル６０は、隣り合う可変ノズルから
離間する状態となり開弁される。可変ノズル６０が開弁
されると、排気ガスを排気タービン５０に導く流路の有
効面積が大きくなり、排気ガスが排気タービン５０に流
入し易くなる。

【００３１】ところで、内燃機関１０のヒータ性能の向
上を図る手法として、内燃機関１０から排出される排気
ガスによって排気側の内圧（背圧）を上昇させることが
公知である。バリアブルノズル型ターボチャージャ２２
を搭載する内燃機関１０において、上記の背圧を上昇さ
せるためには、可変ノズル６０を全閉状態にし、排気タ
ービン５０への流路の有効面積を小さくすることが有効
である。以下、可変ノズル６０を閉弁させることにより
内燃機関１０の背圧の上昇を図ることを「排気絞り」と
称す。

【００３２】上述の如く、可変ノズル６０は、負圧アク
チュエータ６２の作動状態に応じた開度に制御される。
また、負圧アクチュエータ６２は、ＶＲＶ６４から供給
される負圧に応じて作動する。更に、ＶＲＶ６４は、Ｅ
ＣＵ１２から供給される駆動信号に応じた負圧を負圧ア
クチュエータ６２に対して供給する。このように、ＶＲ
Ｖ６４と可変ノズル６０とは、機械的なリンク機構によ
り連結されている。

【００３３】リンク機構には、一般に、構造上・設計上
のクリアランスや製造上の組み付け誤差等に起因して、
部品の位置ずれが生じる。このため、本実施例の構成で
は、ＶＲＶ６４にＥＣＵ１２から同一の駆動信号が供給
された場合でも、可変ノズル６０を、開弁側から閉弁側
に移行させる場合と閉弁側から開弁側に移行させる場合
とで、可変ノズル６０の実開度が異なってくる場合があ
る。

【００３４】図３は、負圧アクチュエータ６２への印加
負圧と可変ノズル６０の開度との関係を表した図を示
す。図３に示す如く、可変ノズル６０を全閉状態から全
開状態に移行させる場合と、全開状態から全閉状態に移
行させる場合とでは、負圧アクチュエータ６２への印加
負圧と可変ノズル６０の開度との間にヒステリシスが生
じる。この場合、ＥＣＵ１２が、可変ノズル６０が全閉
状態となるようにＶＲＶ６４に対して駆動信号（以下、
この駆動信号を「全閉信号」と称す）を供給し、その全
閉信号に応じた負圧−Ｐa が負圧アクチュエータ６２に
供給された場合でも、可変ノズル６０が全閉状態となら
ないことになる。

【００３５】本実施例の内燃機関１０においては、ヒー
タ性能の向上を図る手法として、可変ノズル６０を全閉
状態にするための処理が実行される。かかる処理が実行
されている状況下で可変ノズル６０が全閉状態とならな
いと、排気タービン５０側へ内燃機関１０からの排気ガ
スが漏れて、内燃機関の背圧が昇圧されなくなり、その
結果、ヒータ性能の向上が図れなくなってしまう。従っ
て、上記の手法を用いて内燃機関１０のヒータ性能の向
上を図るためには、可変ノズル６０を確実に全閉状態に
する必要がある。

【００３６】可変ノズル６０を確実に全閉状態にする手
法として、負圧アクチュエータ６２の負圧室９０に供給
する負圧を増大させることが考えられる。しかし、負圧
アクチュエータ６２に供給することが可能な最大の負圧
は、所定の値（図３において−Ｐsh）に制限されてい
る。このため、かかる手法では、可変ノズル６０を全閉
状態にすることができない場合がある。

【００３７】ところで、可変ノズル６０には、排気ター
ビン５０の上流側と下流側との差圧に応じた付勢力が作
用する。排気タービン５０の下流側は、ほぼ大気圧に維
持されている。このため、可変ノズル６０の開度は、排
気タービン５０の上流側の圧力、すなわち、内燃機関１
０の背圧に応じて変化する。具体的には、可変ノズル６
０の開度は、背圧が大きいほど大きくなり、背圧が小さ
いほど小さくなる。

【００３８】可変ノズル６０が開弁側から閉弁側に変化
すると、内燃機関１０の背圧は高圧状態になる。内燃機
関１０の背圧は、可変ノズル６０を開弁させる力として
可変ノズル６０に作用する。このため、可変ノズル６０
を開弁側から閉弁側に変化させる場合には、可変ノズル
６０が全閉状態にならないおそれがある。従って、負圧
アクチュエータ６２への負圧を維持しつつ可変ノズル６
０を確実に全閉状態にするためには、内燃機関１０の背
圧を小さくすることが有効である。

【００３９】本実施例のシステムは、可変ノズル６０が
全閉状態になるように負圧アクチュエータ６２に負圧が
供給されている状況下で、可変ノズル６０を確実に全閉
状態にすべく、内燃機関１０の背圧を小さくする点に特
徴を有している。図４は、上記の機能を実現すべく、本
実施例のＥＣＵ１２において実行される制御ルーチンの
一例のフローチャートを示す。図４に示すルーチンは、
その処理が終了する毎に起動される。図４に示すルーチ
ンが起動されると、まずステップ１００の処理が実行さ
れる。

【００４０】ステップ１００では、水温センサ１５の出
力信号、クランク角センサ２２の出力信号、過給圧セン
サ３４の出力信号、および、スロットルポジションセン
サ３８の出力信号に基づいて、水温ＴＨＷ、機関回転数
ＮＥ、過給圧ＰB 、および、スロットル開度θが検出さ
れる。ステップ１０２では、上記ステップ１００で検出
されたパラメータに基づいて、内燃機関１０が排気絞り
状態にあるか否か判別される。

【００４１】図５は、内燃機関１０の機関回転数ＮＥと
負荷（スロットル開度θ）との関係に基づいて設定され
る排気絞り状態の領域を表した図を示す。上記ステップ
１０２では、図５に示すマップを参照することにより、
今回の処理時点において内燃機関１０が排気絞り状態に
あるか否かが判別される。その結果、内燃機関１０が排
気絞り状態にあると判別された場合は、次にステップ１
０４の処理が実行される。

【００４２】ステップ１０４では、ＶＲＶ６４に対して
供給されている信号が、可変ノズル６０を全閉状態とす
る全閉信号であるか否かが判別される。ＶＲＶ６４に対
して全閉信号が供給されている場合は、内燃機関１０の
背圧を小さくする必要がある。従って、かかる判別がな
された場合は、次にステップ１０６の処理が実行され
る。

【００４３】ステップ１０６では、フラグＦｒがオン状
態であるか否かが判別される。尚、フラグＦｒは、ＥＣ
Ｕ１２がＶＲＶ６４に対して可変ノズル６０を全閉状態
にするための全閉信号を供給している状況下で、ＷＧバ
ルブ５４が開弁されたか否かを判別するためのフラグで
ある。その結果、フラグＦｒがオン状態でない、すなわ
ち、フラグＦｒがオフ状態であると判別された場合は、
次にステップ１０８の処理が実行される。

【００４４】ステップ１０８では、ＷＧバルブ５４を開
弁状態とする処理が実行される。具体的には、ＷＧバル
ブ５４が適当な開度になるようにＶＳＶ５８に対して駆
動信号が供給される。本ステップ１０８の処理が実行さ
れると、以後、排気ガスは、排気タービン５０の上流側
から、排気タービン５０を流通することなく、バイパス
通路５２を流通して大気中に排出される。この場合、内
燃機関１０の背圧が高圧状態から低圧状態に移行する。

【００４５】ステップ１１０では、時間Ｔが所定時間Ｔ
0 を経過したか否かが判別される。本ステップ１１０の
処理は、上記の条件が成立すると判別されるまで繰り返
し実行される。尚、時間Ｔは、上記ステップ１０８でＷ
Ｇバルブ５４が開弁し始めた後に計数される時間であ
る。また、所定時間Ｔ0 は、上記ステップ１０４の条件
が成立した後にＷＧバルブ５４の開弁を継続させる時間
であり、内燃機関１０の背圧が低圧状態になると判断で
きる時間に設定されている。その結果、Ｔ≧Ｔ0が成立
すると判別されると、次にステップ１１２の処理が実行
される。

【００４６】ステップ１１２では、フラグＦｒをオン状
態とする処理が実行される。本ステップ１１２の処理が
実行されると、以後、ＥＣＵ１２が、ＶＲＶ６４に対し
て可変ノズル６０を全閉状態にするための全閉信号を供
給している状況下で、ＷＧバルブ５４が開弁されたと判
断される。すなわち、内燃機関１０の背圧を低下させる
処理が実行されたと判断される。

【００４７】ステップ１１４では、ＷＧバルブ５４を閉
弁状態とする処理が実行される。具体的には、ＷＧバル
ブ５４が閉弁するようにＶＳＶ５８に対する駆動信号の
供給が停止される。本ステップ１１４の処理が終了する
と、今回のルーチンが終了される。上記ステップ１０６
においてフラグＦｒがオン状態である場合は、内燃機関
１０の背圧を低下させる処理が実行されたと判断され
る。この場合は、ＷＧバルブ５４を再び開弁させる必要
はない。従って、フラグＦｒがオン状態であると判別さ
れた場合は、今回のルーチンは終了される。

【００４８】内燃機関１０が排気絞り状態にない場合、
および、ＶＲＶ６４に対して全閉信号が供給されていな
い場合は、内燃機関１０の背圧を小さくする必要はな
い。従って、上記ステップ１０２および上記ステップ１
０４においてかかる判別がなされた場合は、次にステッ
プ１１６の処理が実行される。ステップ１１６では、フ
ラグＦｒをオフ状態とする処理が実行される。本ステッ
プ１１６の処理が実行されると、以後、再び、ＶＲＶ６
４に対して全閉信号が供給された場合に、内燃機関１０
の背圧を低下させる処理が実行可能となる。本ステップ
１１６の処理が終了すると、今回のルーチンが終了され
る。

【００４９】上記の処理によれば、ＶＲＶ６４に対して
全閉信号が供給されている状況下で、所定時間だけＷＧ
バルブ５４が開弁されることで、内燃機関１０の背圧を
小さくすることができる。内燃機関１０の背圧が小さく
なると、可変ノズル６０に開弁方向に作用する力が減少
し、可変ノズル６０の開度は閉弁方向に修正される。こ
のため、本実施例によれば、ＶＲＶ６４に対して全閉信
号が供給されている状況下で可変ノズル６０が全閉状態
にならない場合でも、ＶＲＶ６４や負圧アクチュエータ
６２での部品の位置ずれが修正されることで、可変ノズ
ル６０を確実に全閉状態にすることができる。

【００５０】ＶＲＶ６４に対して全閉信号が供給されて
いる状況下で可変ノズル６０が全閉状態になると、その
後にＷＧバルブ５４を閉弁することで、内燃機関１０の
背圧を再び昇圧させることが可能となる。従って、本実
施例によれば、可変ノズル６０が全閉状態に達した後に
ＷＧバルブ５４を閉弁することで、内燃機関１０のヒー
タ性能の向上を図ることができる。

【００５１】尚、上記の実施例においては、負圧アクチ
ュエータ６２およびＶＲＶ６４が請求項記載の「駆動機
構」に、ＷＧバルブ５４が請求項記載の「開閉弁」に、
それぞれ相当していると共に、ＥＣＵ１２が、可変ノズ
ル６０が全閉状態となるようにＶＲＶ６４に対して全閉
信号を供給することにより請求項記載の「ノズル全閉駆
動手段」が、上記ステップ１０４の処理の後に上記ステ
ップ１０８の処理を実行することにより請求項記載の
「開弁手段」が、それぞれ実現されている。

【００５２】ところで、上記の実施例においては、内燃
機関１０の背圧を低下させるために、ＷＧバルブ５４の
開弁を所定時間Ｔ0 だけ継続させることとしているが、
本発明はこれに限定されるものではなく、内燃機関１０
の背圧が所定圧力まで低下した等の所定の条件が成立す
るまで、ＷＧバルブ５４の開弁を継続させることとして
もよい。

【００５３】また、上記の実施例においては、過給圧Ｐ
B が所定値を越えた場合に開弁させるＷＧバルブ５４
を、所定状況下で開弁させることで、内燃機関１０の背
圧を小さくすることとしているが、本発明はこれに限定
されるものではなく、バイパス通路５２とは別に排気タ
ービンをバイパスする通路と、かかる通路を導通または
遮断する開閉弁とを設けて、この開閉弁を所定状況下で
開弁させることで、内燃機関１０の背圧を小さくするこ
ととしてもよい。

【００５４】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、可変ノズ
ルが全閉状態となるように駆動機構が駆動されている状
況下で、排気タービンの上流側を高圧状態から低圧状態
に変化させることができる。このため、本発明によれ
ば、かかる状況下で、可変ノズルに作用する力が小さく
なることで、可変ノズルを確実に全閉状態にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるバリアブルノズル型タ
ーボチャージャを搭載する内燃機関のシステム構成図で
ある。

【図２】本実施例の可変ノズル、および、可変ノズルを
駆動する負圧アクチュエータの構成図である。

【図３】負圧アクチュエータへの印加負圧と可変ノズル
の開度との関係を表した図である。

【図４】本実施例においてＥＣＵが実行する制御ルーチ
ンの一例のフローチャートである。

【図５】内燃機関の機関回転数と負荷との関係に基づい
て設定される排気絞り領域を表した図である。

【符号の説明】

１２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） ４２ ターボチャージャ ５０ 排気タービン ５２ バイパス通路 ５４ ウェイストゲートバルブ（ＷＧバルブ） ６０ 可変ノズル ６２ 負圧アクチュエータ ６４ バキューム・レギュレーティング・バルブ（ＶＲ
Ｖ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気タービンの内部に設けられた可変ノ
   ズルと、前記可変ノズルに連結する駆動機構と、所定状
   況下で前記可変ノズルが全閉状態になるように前記駆動
   機構を駆動するノズル全閉駆動手段と、を備えるバリア
   ブルノズル型ターボチャージャを搭載する内燃機関の制
   御装置において、 前記排気タービンをバイパスするバイパス通路と、 前記バイパス通路を開閉する開閉弁と、 前記ノズル全閉駆動手段が前記駆動機構を駆動する状況
   下で前記開閉弁を開弁させる開弁手段と、 を備えることを特徴とするバリアブルノズル型ターボチ
   ャージャを搭載する内燃機関の制御装置。