JP2002206426A - 過給圧補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バリアブルジオメトリーターボチャージャの
個体差に起因した実際の過給圧と目標過給圧とのずれを
車両の出荷時点で簡単に修正可能な過給圧補正方法を提
供する。 【解決手段】 バリアブルジオメトリーターボチャージ
ャ２を搭載した車両を出荷する際に、前記ターボチャー
ジャ２による過給圧を所定の測定点で測定し、その実測
の過給圧が目標過給圧となるようにエンジン制御コンピ
ュータ１１からターボチャージャ２へ向けた開度指令信
号１２を調整し、その開度指令信号１２の調整に要した
偏差分を前記開度指令信号１２の補正量として前記コン
ピュータ１１に記憶させ、該コンピュータ１１により常
に前記補正量を開度指令信号１２に加算して前記ターボ
チャージャ２の制御を行い得るように設定し直す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バリアブルジオメ
トリーターボチャージャを搭載した車両についての過給
圧補正方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりディーゼル機関などのエンジン
においては、排気ガスでタービンを駆動し且つ該タービ
ンの駆動によりコンプレッサを駆動して正規の量以上の
空気をエンジンに供給することによりエンジン出力を向
上するターボチャージャを搭載したものがある。

【０００３】この種のターボチャージャの中には、バリ
アブルジオメトリーターボチャージャと呼ばれる容量可
変式のものもあり、タービンの駆動力が弱いために空気
を取り込み難い低速運転領域と、タービンが回りすぎて
空気が過剰に取り込まれる虞れのある高速運転領域とで
ターボチャージャの容量を適宜に変更して低速重視の過
給特性と高速重視の過給特性とを使い分けできるように
してある。

【０００４】即ち、バリアブルジオメトリーターボチャ
ージャでは、タービンのノズルベーンをアクチュエータ
により傾動して前記ノズルベーンの開度を調整し得るよ
うになっており、このアクチュエータは、エンジン制御
コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）か
らの開度指令により制御されるようになっている。

【０００５】そして、一定の排気ガス量に対しノズルベ
ーンの開度を大きく開くと、タービンにおける排気ガス
の旋速が下がり、これによりタービンの回転数が下がっ
てコンプレッサ側における吸入空気量が減少し、これと
は逆に、一定の排気ガス量に対しノズルベーンの開度を
絞ると、タービンにおける排気ガスの旋速が上がり、こ
れによりタービンの回転数が上がってコンプレッサ側に
おける吸入空気量が増加するようになっている。

【０００６】一般的に、斯かるバリアブルジオメトリー
ターボチャージャにおいては、車両の出荷時に多少の個
体差が生じているのが通常であり、より具体的には、タ
ービンにおける排気ノズルの最小断面積やノズルベーン
の傾動作動などの精度に若干のバラツキが存在している
のであるが、このような個体差が過給性能に及ぼす影響
は特に問題視するようなものではない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タービ
ンより上流の排気通路から排気ガスの一部を抜き出して
コンプレッサより下流の吸気通路へと戻し、その吸気通
路に戻された排気ガスでエンジン内での燃料の燃焼を抑
制させて燃焼温度を下げることによりＮＯxの発生を低
減するようにしたＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculatio
n：排気ガス再循環）装置を備え、しかも、そのＥＧＲ
率を運転状態に応じて適切に制御するようにした近年の
ディーゼルエンジンなどでは、前述したバリアブルジオ
メトリーターボチャージャの個体差に起因して実際の過
給圧（コンプレッサの出口圧力）と目標過給圧とのずれ
が生じ、これによりエンジン制御コンピュータから同じ
開度指令を発しても、各車両ごとにＥＧＲ率にバラツキ
が生じて正確なＥＧＲ制御が損なわれることが懸念され
た。

【０００８】つまり、排気ガスの再循環量は、タービン
上流の排気通路とコンプレッサ下流の吸気通路との間の
差圧と、排気ガスを再循環させる流路に装備したＥＧＲ
バルブの開度とにより決まるので、実際の過給圧（コン
プレッサの出口圧力）が目標過給圧通りになっていない
と、排気ガスの再循環量を意図したように制御すること
ができない虞れがあった。

【０００９】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、バリアブルジオメトリーターボチャージャの個体差
に起因した実際の過給圧と目標過給圧とのずれを車両の
出荷時点で簡単に修正可能な過給圧補正方法を提供する
ことを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、バリアブルジ
オメトリーターボチャージャを搭載した車両の出荷時
に、前記バリアブルジオメトリーターボチャージャによ
る過給圧を所定の測定点で測定し、その実測の過給圧が
目標過給圧となるようにエンジン制御コンピュータから
バリアブルジオメトリーターボチャージャへ向けた制御
指令を調整し、その制御指令の調整に要した偏差分を前
記制御指令の補正量として前記エンジン制御コンピュー
タに記憶させ、該エンジン制御コンピュータにより常に
前記補正量を制御指令に加算して前記バリアブルジオメ
トリーターボチャージャの制御を行い得るように設定し
直すことを特徴とする過給圧補正方法、に係るものであ
る。

【００１１】而して、このようにすれば、エンジン制御
コンピュータからバリアブルジオメトリーターボチャー
ジャへ向けた制御指令が出力される際に、エンジン制御
コンピュータの制御マップに基づいて決定される制御指
令に対し、常に所定の補正量が加算された上で制御指令
がバリアブルジオメトリーターボチャージャへ向けて出
力されることになるので、バリアブルジオメトリーター
ボチャージャ自体に個体差が生じていても、この個体差
に起因した実際の過給圧と目標過給圧とのずれが車両の
出荷時点で修正されることになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００１３】図１及び図２は本発明を実施する形態の一
例を示すもので、図１に示しているディーゼル機関を成
すエンジン１は、ターボチャージャとしてバリアブルジ
オメトリーターボチャージャ２を搭載しており、図示し
ないエアクリーナから導いた吸気３を吸気通路４を通し
前記バリアブルジオメトリーターボチャージャ２のコン
プレッサ２ａへ導いて加圧し、その加圧された吸気３を
図示しないターボインタークーラを介しエンジン１の各
気筒に分配して導入するようにしてある。

【００１４】また、このエンジン１の各気筒から排出さ
れた排気ガス５を排気通路６を通して前記バリアブルジ
オメトリーターボチャージャ２のタービン２ｂへ送り、
該タービン２ｂを駆動した排気ガス５を車外へ排出する
ようにしてある。

【００１５】そして、タービン２ｂ上流の排気通路６の
適宜位置と、コンプレッサ２ａ下流の吸気通路４の適宜
位置との間がＥＧＲパイプ７により接続され、排気通路
６側から排気ガス５の一部を抜き出して吸気通路４側に
導き得るようにしてあり、また、このＥＧＲパイプ７に
は、排気ガス５の再循環量を適宜に調節し得るよう開度
調整可能なＥＧＲバルブ８が装備されている。

【００１６】尚、エンジン１に再循環する排気ガス５を
ＥＧＲパイプ７の途中で冷却すると、排気ガス５の温度
が下がり且つその容積が小さくなることにより、エンジ
ン１の出力を余り低下させずに燃焼温度を低下して効果
的にＮＯxの発生を低減させることができるので、ＥＧ
Ｒパイプ７の途中に水冷式のＥＧＲクーラを適宜に装備
させるようにしても良い。

【００１７】また、従来より周知である如く、前記バリ
アブルジオメトリーターボチャージャ２は、タービン２
ｂのノズルベーン９をアクチュエータ１０により傾動し
て前記ノズルベーン９の開度を調整し得るようになって
おり、例えば、ノズルベーン９の開度を大きく開くと、
タービン２ｂにおける排気ガス５の旋速が下がり、これ
によりタービン２ｂの回転数が下がってコンプレッサ２
ａ側における吸気３の吸入量（吸入空気量）が減少し、
これとは逆に、ノズルベーン９の開度を絞ると、タービ
ン２ｂにおける排気ガス５の旋速が上がり、これにより
タービン２ｂの回転数が上がってコンプレッサ２ａ側に
おける吸気３の吸入量が増加するようになっている。

【００１８】ここで、前記アクチュエータ１０は、エン
ジン制御コンピュータ１１からの開度指令信号１２を制
御指令として受けて制御されるようになっている。

【００１９】他方、エンジン制御コンピュータ１１にお
いては、エンジン１の回転数を検出する回転センサ１３
からの回転数信号１４と、エンジン１の負荷を検出する
負荷センサ１５からの負荷信号１６とが夫々入力される
ようになっており、これら回転数信号１４と負荷信号１
６により判断される現在のエンジン１の回転数と負荷と
に基づき制御マップ（回転数と負荷とによる二次元マッ
プ）にて運転状態に応じた開度指令信号１２を決定する
ようにしてある。

【００２０】また、エンジン制御コンピュータ１１から
は、前記回転数信号１４と負荷信号１６により判断され
る現在の運転状態に基づき、ＥＧＲバルブ８へ向けた開
度指令信号１７も出力されるようになっており、これに
よりＥＧＲバルブ８の開度が適宜に調節されるようにも
なっている。

【００２１】尚、図中１８はシリンダ、１９はピスト
ン、２０は排気弁、２１は図示しないカムの駆動により
傾動してクロスヘッド２２を介し前記排気弁２０を押し
下げて開作動させるロッカーアーム（同様に図示しない
吸気弁用のロッカーアームも存在する）を示している。

【００２２】而して、このようなバリアブルジオメトリ
ーターボチャージャ２を搭載した車両を出荷するに際
し、本形態例においては、前記バリアブルジオメトリー
ターボチャージャ２による過給圧を所定の測定点で測定
し、その実測の過給圧が目標過給圧となるようにエンジ
ン制御コンピュータ１１からバリアブルジオメトリータ
ーボチャージャ２のアクチュエータ１０へ向けた開度指
令信号１２を調整し、その開度指令信号１２の調整に要
した偏差分を前記開度指令信号１２の補正量として前記
エンジン制御コンピュータ１１に記憶させ、該エンジン
制御コンピュータ１１により常に前記補正量を開度指令
信号１２に加算して前記バリアブルジオメトリーターボ
チャージャ２の制御を行い得るように設定し直すという
新規な過給圧補正方法を採用する。

【００２３】即ち、図２にグラフで示す如く、本来であ
れば実線で示す如き制御特性となるべきものが、バリア
ブルジオメトリーターボチャージャ２の個体差により図
２中の右側にスライドして一点鎖線で示す如き制御特性
となってしまっているような場合、過給圧（コンプレッ
サ２ａの出口圧力）を目標過給圧Ｐ_xにするにあたっ
て、ノズルベーン９の開度指令信号１２をＴで出力して
も、実際の過給圧は目標過給圧Ｐ_xより大きなＰ_yとなっ
てしまう。

【００２４】そこで、実際の過給圧が目標過給圧Ｐ_xと
なるように開度指令信号１２を大きくする側（ノズルベ
ーン９の開度を開く側：図２中の右側）へ調整し、実際
の過給圧が目標過給圧Ｐ_xとなる開度指令信号１２のＴ_A
を見つけ出し、ＴからＴ_Aまでの調節に要した偏差分Δ
ｔを補正量としてエンジン制御コンピュータ１１に記憶
させるようにする。

【００２５】尚、エンジン制御コンピュータ１１により
常に前記補正量（偏差分Δｔ）を開度指令信号１２に加
算して前記バリアブルジオメトリーターボチャージャ２
の制御を行い得るように設定し直すにあたっては、エン
ジン制御コンピュータ１１の制御プログラム中に書き込
み可能な補正量の数値欄を予め設定しておき、そこに補
正量を書き込むようにすれば良い。

【００２６】このようにすれば、エンジン制御コンピュ
ータ１１からバリアブルジオメトリーターボチャージャ
２のアクチュエータ１０へ向けた開度指令信号１２が出
力される際に、エンジン制御コンピュータ１１の制御マ
ップに基づいて決定される開度指令信号１２に対し、常
に所定の補正量（偏差分Δｔ）が加算された上で開度指
令信号１２がバリアブルジオメトリーターボチャージャ
２のアクチュエータ１０へ向けて出力されることになる
ので、バリアブルジオメトリーターボチャージャ２自体
に個体差が生じていても、この個体差に起因した実際の
過給圧と目標過給圧Ｐ_xとのずれが車両の出荷時点で修
正されることになる。

【００２７】また、以上に述べた例とは逆に、本来であ
れば実線で示す如き制御特性となるべきものが、バリア
ブルジオメトリーターボチャージャ２の個体差により図
２中の左側にスライドして二点鎖線で示す如き制御特性
となってしまっているような場合には、過給圧を目標過
給圧Ｐ_xにするべくノズルベーン９の開度指令信号１２
をＴで出力しても、実際の過給圧が目標過給圧Ｐ_xより
小さなＰ_zとなってしまうので、実際の過給圧が目標過
給圧Ｐ_xとなるように開度指令信号１２を小さくする側
（ノズルベーン９の開度を閉じる側：図２中の左側）へ
調整し、実際の過給圧が目標過給圧Ｐ_xとなる開度指令
信号１２のＴ_Bを見つけ出し、ＴからＴ_Bまでの調節に要
した偏差分−Δｔを補正量としてエンジン制御コンピュ
ータ１１に記憶させるようにすれば良い。

【００２８】従って、上記形態例によれば、エンジン制
御コンピュータ１１の制御プログラムに補正量を書き込
む作業を行うだけで、バリアブルジオメトリーターボチ
ャージャ２の個体差に起因した実際の過給圧と目標過給
圧Ｐ_xとのずれを車両の出荷時点で簡単に修正すること
ができるので、実際の過給圧を目標過給圧Ｐ_xとしてＥ
ＧＲ率を意図した通りに制御することができ、これによ
って、エンジン制御コンピュータ１１による正確なＥＧ
Ｒ制御を実現することができるので、出荷される全ての
車両に関して必要な水準のＮＯx低減性能を確実に得る
ことができる。

【００２９】尚、本発明の過給圧補正方法は、上述の形
態例にのみ限定されるものではなく、バリアブルジオメ
トリーターボチャージャの容量可変の方式は図示例に限
定されないこと、また、ＥＧＲ装置を備えないエンジン
に適用しても良いこと、更には、制御指令の補正を行う
に際して測定点を一点だけでなく複数点でとって直線補
間などの手法により制御指令の補正量を決めるようにし
ても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００３０】

【発明の効果】上記した本発明の過給圧補正方法によれ
ば、エンジン制御コンピュータの制御プログラムに補正
量を書き込む作業を行うだけで、バリアブルジオメトリ
ーターボチャージャの個体差に起因した実際の過給圧と
目標過給圧とのずれを車両の出荷時点で簡単に修正する
ことができ、特にタービン上流の排気通路から排気ガス
の一部を抜き出してコンプレッサ下流の吸気通路へ再循
環するようにしたＥＧＲ装置を有するエンジンである場
合には、ＥＧＲ率を意図した通りに制御し得て正確なＥ
ＧＲ制御を実現することができるので、出荷される全て
の車両に関して必要な水準のＮＯx低減性能を確実に得
ることができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図であ
る。

【図２】実際の過給圧とノズルベーンの開度指令信号と
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

２ バリアブルジオメトリーターボチャージャ ２ａ コンプレッサ ２ｂ タービン ３ 吸気 ４ 吸気通路 ５ 排気ガス ６ 排気通路 ７ ＥＧＲパイプ ９ ノズルベーン １０ アクチュエータ １１ エンジン制御コンピュータ １２ 開度指令信号（制御指令）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バリアブルジオメトリーターボチャージ
   ャを搭載した車両の出荷時に、前記バリアブルジオメト
   リーターボチャージャによる過給圧を所定の測定点で測
   定し、その実測の過給圧が目標過給圧となるようにエン
   ジン制御コンピュータからバリアブルジオメトリーター
   ボチャージャへ向けた制御指令を調整し、その制御指令
   の調整に要した偏差分を前記制御指令の補正量として前
   記エンジン制御コンピュータに記憶させ、該エンジン制
   御コンピュータにより常に前記補正量を制御指令に加算
   して前記バリアブルジオメトリーターボチャージャの制
   御を行い得るように設定し直すことを特徴とする過給圧
   補正方法。