JP2003201849A - 可変容量ターボチャージャの制御装置 - Google Patents

可変容量ターボチャージャの制御装置

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JP2003201849A
JP2003201849A JP2001400941A JP2001400941A JP2003201849A JP 2003201849 A JP2003201849 A JP 2003201849A JP 2001400941 A JP2001400941 A JP 2001400941A JP 2001400941 A JP2001400941 A JP 2001400941A JP 2003201849 A JP2003201849 A JP 2003201849A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン過渡運転時において、不必要なノズ
ルベーン開放制御により排気エネルギを無駄に逃がして
しまうのを防止する。 【解決手段】 タービン入口のノズル開度を調節可能な
可変容量ターボチャージャの制御装置において、実際の
エンジンの回転速度及び負荷に基づきノズルの基本開度
目標値を算出し、この基本開度目標値にノズル開度補正
値ＶＮｔａを加算してノズルの最終開度目標値を算出す
るものであり、そのノズル開度補正値ＶＮｔａの算出に
際し、エンジン負荷変化量ΔＡｃに、エンジン回転速度
及び圧力比に基づき算出される補正ゲインを乗じ、その
結果値ΔＡｃ１に所定の伝達関数を用いたフィルタ処理
を実行し、そのフィルタ処理後の負荷変化量ΔＡｃ２を
ノズル開度補正値ＶＮｔａ算出のための入力値とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用エンジン等
に適用される可変容量ターボチャージャの制御装置に係
り、特に、タービン入口のノズルの開度即ち面積を変化
させることにより容量を変化させるタイプの可変容量タ
ーボチャージャの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、エンジン運転状態に応じてタ
ービン入口の可変ノズルの開度を変化させる可変容量タ
ーボチャージャ（以下「ＶＧＴ」ともいう）が知られて
いる。そしてこのノズル開度の調節について、タービン
入口に設けられた可動ノズルベーンを開閉させる方法が
一般的である。
【０００３】このノズルベーンを用いたＶＧＴの制御に
ついては、ノズルベーンの角度ないし開度を、アクチュ
エータを用いて、エンジン回転速度及びエンジン負荷に
応じて変化させる。そして実際の制御では、ノズルベー
ン開度や吸気圧力が目標値として設定され、その目標値
が大気圧、吸気温度、水温等により補正される。また一
般的に、過回転やサージングによりＶＧＴが破損するの
を回避するため、目標値に対する制限値が設けられてい
る。
【０００４】ＶＧＴでは、ノズルベーン開度を絞ること
でタービンに流入する排気速度を上昇させることができ
る。よって車両発進時等、エンジン及びターボチャージ
ャが低回転状態から加速する場合において、ノズルベー
ン開度が絞られるよう制御が行われ、少ない排気流量で
できるだけ高いコンプレッサ出口側圧力を得るようにし
ている。一方、エンジン回転速度が高く排気流量が多い
ときは、ノズルベーン開度が増大されるよう制御が行わ
れ、これにより多量の排気エネルギを効率よくタービン
に送ることができる。
【０００５】このようなＶＧＴの制御では、基本的にエ
ンジン運転状態に応じたマップにより目標値が設定され
ており、併せて実際の値をフィードバックする閉ループ
を構成する場合が多い。特に加速や減速等の過渡時にお
いては、基本マップと切り離して別途目標値を設定した
り、基本マップの値に別途算出した補正値を加えたもの
を目標値として制御が行われる。
【０００６】加速時の制御は例えば次の如きである。加
速前にエンジンがアイドル運転状態又は低回転・低負荷
定常運転状態になっている場合、通常は排気抵抗を減ら
すためノズルベーン開度は全開である。なお、ＥＧＲ制
御側の要請でノズルベーン開度が変化していることもあ
る。この状態から加速運転状態に移行すると、実際の吸
気圧が低い状態から急激に高い吸気圧目標値が設定され
るため、ノズルベーン開度は絞られるように制御され
る。これにより通常はタービンへの排気流速が上がり、
ターボチャージャの回転速度が急上昇して即座に吸気圧
が上がり、ターボラグが解消される。
【０００７】なお、加速時には燃料が増量されるが、燃
料のみが急激に増大されるとスモーク増加を招くため
（ディーゼルエンジンの場合）、実際の吸気量に見合っ
た燃料噴射量となるように燃料噴射量自体に制限が掛け
られる。従って加速性（特に発進時）を向上させるため
には、吸気圧の上昇を少しでも速めて多量の吸気をいち
早くエンジンに供給し、燃料噴射量を増量できるように
しなければならない。
【０００８】ところが、加速直後は未だターボチャージ
ャの回転速度が低い状態であるため、直ぐにノズルベー
ン開度が絞られると、これが排気抵抗となってエンジン
回転の立ち上がりが悪化し、却ってコンプレッサ出口圧
（吸気圧）の上昇が遅れることがある。そこで従来、加
速開始直後にノズルベーン開度を一旦基本目標値より大
きくなるよう開放したり、又は一時的な開放状態に保持
して、排気抵抗を減じ、その後マップ通りに絞るように
制御しターボラグを改善する技術が提案されている（特
開２００１−１７３４４８参照）。
【０００９】他方、減速時の制御は例えば次の如きであ
る。通常、ある運転状態からアクセルを戻していくと、
要求される燃料噴射量が減少して、エンジン回転が低下
していくと同時に吸入空気量が減少していく（スロット
ルバルブのないディーゼルエンジンの場合）。ＶＧＴは
エンジン回転とエンジン負荷とを入力値としたマップに
より目標値が算出されるので、エンジン回転の低下と共
にノズルベーンは徐々に開放するように制御され、これ
によりタービン回転も低下していく。しかし、コンプレ
ッサ特性から定まるサージラインに近接した条件下にお
ける加速中に、急激なアクセルオフによる減速がある
と、ターボチャージャの回転速度が既にある程度上がっ
ており慣性により減速即低下とはならないため、コンプ
レッサにおいて出口側圧力が高いのに吸入空気量が低い
という事態が生じ、サージング現象が発生する。このサ
ージングによってコンプレッサ及び吸気ダクトから異音
が生じたり圧力比が高い領域下ではコンプレッサ自体が
破損することもある。従って、こういった急激な減速時
に生じる問題についても、減速直後にＶＧＴのノズルベ
ーンを一旦開放したり又は一時的に開放することによっ
て、タービン回転の低下を促し、コンプレッサ出口側圧
力を低下させてサージング現象を抑える手法が提案され
ている（特公平６−７２５４５号公報、特開平１０−７
７８５６号公報参照）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、急加
速、急減速があった場合は、いずれにしてもノズルベー
ン開度を一時的に基本マップ上の制御値に対して補正を
加える、若しくは基本マップと切り離して開放するよう
に制御されることが望ましいが、加速度や減速度のみの
検出値、例えば単位時間当たりのアクセル踏み込み量の
変化量だけに基づいて上記したような一時的な開放を行
うこととすると、例えば以下の問題が生じる。
【００１１】 加速後に一時的に減速した後、短時間
の間に再度加速した場合には、ターボチャージャ自体の
回転速度が十分高いので、一時的な開放をする必要はな
い（排気抵抗悪化にならない）のに一時的に開放してし
まい、排気エネルギを無駄に逃がしてしまう。
【００１２】 アイドル状態等のノズルベーン開放状
態から加速し（ノズルベーンは一旦絞られエンジン回転
の上昇に合わせて開放へ向かう）、その途中でターボチ
ャージャの回転速度がそれほど上がっていない状態で急
減速したような場合にも、上記制御に基づけば、ノズル
ベーンが急開制御される。ターボチャージャの回転速度
はサージング等の悪影響がない場合はできるだけ加速時
の応答を良くするため高く維持しておいた方がよいの
に、急減速だからといって一律に開放してしまっては、
上記同様に排気エネルギを無駄に逃がしてしまうことに
なる。
【００１３】そこで、以上の問題に鑑みて本発明は創案
され、その目的は、加速や減速等の過渡運転時において
排気エネルギを無駄に逃がすことを防止することにあ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
タービン入口のノズルの開度を調節するためのノズル開
度調節手段を有するエンジンの可変容量ターボチャージ
ャの制御装置において、エンジンの回転速度及び負荷並
びに上記ターボチャージャの少なくともコンプレッサ出
口側の圧力を検出する検出手段と、上記エンジンの回転
速度及び負荷の検出値に基づき上記ノズルの基本開度目
標値を算出する基本開度目標値算出手段と、上記エンジ
ン負荷の検出値に基づきエンジン負荷変化量を算出する
負荷変化量算出手段と、少なくとも上記コンプレッサ出
口側圧力の検出値に基づきコンプレッサ出入口側の圧力
比を算出する圧力比算出手段と、上記エンジン回転速度
の検出値及び上記圧力比に基づき補正ゲインを算出する
補正ゲイン算出手段と、上記補正ゲインと上記エンジン
負荷変化量とに基づき補正後負荷変化量を算出する補正
後負荷変化量算出手段と、上記補正後負荷変化量に基づ
きノズル開度補正値を算出するノズル開度補正値算出手
段と、上記基本開度目標値及び上記ノズル開度補正値に
基づき上記ノズルの最終開度目標値を算出する最終開度
目標値算出手段と、上記ノズルの実際開度が上記最終開
度目標値に相当する開度となるように上記ノズル開度調
節手段を作動させる作動手段とを備えたものである。
【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記補正後負荷変化量算出手段が、上記補
正ゲインを上記エンジン負荷変化量に乗じて上記補正後
負荷変化量を算出するものであり、上記補正ゲイン算出
手段によって算出される上記補正ゲインが、上記エンジ
ン回転速度の検出値又は上記圧力比が小さくなるにつ
れ、１より小さい値から１を越えた値となるように設定
されるものである。
【００１６】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、上記補正ゲイン算出手段によって算出され
る上記補正ゲインが、上記エンジン回転速度の検出値が
所定値以下で且つ上記圧力比が所定値以下のときゼロで
ない値であり、それ以外のときはゼロの値であるもので
ある。
【００１７】請求項４記載の発明は、タービン入口のノ
ズルの開度を調節するためのノズル開度調節手段を有す
る可変容量ターボチャージャの制御装置において、エン
ジンの回転速度及び負荷並びに上記ターボチャージャの
少なくともコンプレッサ出口側の圧力を検出する検出手
段と、上記エンジンの回転速度及び負荷の検出値に基づ
き上記ノズルの基本開度目標値を算出する基本開度目標
値算出手段と、上記エンジン負荷の検出値に基づきエン
ジン負荷変化量を算出する負荷変化量算出手段と、上記
エンジン負荷変化量に基づき、所定の伝達関数を用いて
フィルタ処理を実行し、フィルタ処理後負荷変化量を算
出するフィルタ処理実行手段と、そのフィルタ処理後負
荷変化量に基づきノズル開度補正値を算出するノズル開
度補正値算出手段と、上記基本開度目標値及び上記ノズ
ル開度補正値に基づき上記ノズルの最終開度目標値を算
出する最終開度目標値算出手段と、上記ノズルの実際開
度が上記最終開度目標値に相当する開度となるように上
記ノズル開度調節手段を作動させる作動手段とを備えた
ものである。
【００１８】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、上記伝達関数が、エンジン回転速度に基づ
き予め定められた時定数を用いるものである。
【００１９】請求項６記載の発明は、請求項４又は５記
載の発明において、上記伝達関数が一次遅れ要素の伝達
関数であるものである。
【００２０】請求項７記載の発明は、請求項１乃至６い
ずれかに記載の発明において、上記最終開度目標値算出
手段が、上記基本開度目標値に上記開度補正値を加えて
上記最終開度目標値を算出するものである。
【００２１】請求項８記載の発明は、タービン入口のノ
ズルの開度を調節するためのノズル開度調節手段を有す
る可変容量ターボチャージャの制御装置において、エン
ジンの回転速度及び負荷並びに上記ターボチャージャの
少なくともコンプレッサ出口側の圧力を検出する検出手
段と、上記エンジンの回転速度及び負荷の検出値に基づ
き上記ノズルの基本開度目標値を算出する基本開度目標
値算出手段と、上記エンジン負荷の検出値に基づきエン
ジン負荷変化量を算出する負荷変化量算出手段と、少な
くとも上記コンプレッサ出口側圧力の検出値に基づきコ
ンプレッサ出入口側の圧力比を算出する圧力比算出手段
と、上記エンジン回転速度の検出値及び上記圧力比に基
づき補正ゲインを算出する補正ゲイン算出手段と、上記
補正ゲインと上記エンジン負荷変化量とに基づき補正後
負荷変化量を算出する補正後負荷変化量算出手段と、上
記補正後負荷変化量に基づき、所定の伝達関数を用いて
フィルタ処理を実行し、フィルタ処理後負荷変化量を算
出するフィルタ処理実行手段と、そのフィルタ処理後負
荷変化量に基づきノズル開度補正値を算出するノズル開
度補正値算出手段と、上記基本開度目標値及び上記ノズ
ル開度補正値に基づき上記ノズルの最終開度目標値を算
出する最終開度目標値算出手段と、上記ノズルの実際開
度が上記最終開度目標値に相当する開度となるように上
記ノズル開度調節手段を作動させる作動手段とを備えた
ものである。
【００２２】請求項９記載の発明は、タービン入口のノ
ズルの開度を調節するためのノズル開度調節手段を有す
る可変容量ターボチャージャの制御方法において、エン
ジンの回転速度及び負荷並びに上記ターボチャージャの
少なくともコンプレッサ出口側の圧力を検出するステッ
プと、上記エンジンの回転速度及び負荷の検出値に基づ
き上記ノズルの基本開度目標値を算出するステップと、
上記エンジン負荷の検出値に基づきエンジン負荷変化量
を算出するステップと、少なくとも上記コンプレッサ出
口側圧力の検出値に基づきコンプレッサ出入口側の圧力
比を算出するステップと、上記エンジン回転速度の検出
値及び上記圧力比に基づき補正ゲインを算出するステッ
プと、上記補正ゲインと上記エンジン負荷変化量とに基
づき補正後負荷変化量を算出するステップと、上記補正
後負荷変化量に基づき、所定の伝達関数を用いてフィル
タ処理を実行し、フィルタ処理後負荷変化量を算出する
ステップと、そのフィルタ処理後負荷変化量に基づきノ
ズル開度補正値を算出するステップと、上記基本開度目
標値及び上記ノズル開度補正値に基づき上記ノズルの最
終開度目標値を算出するステップと、上記ノズルの実際
開度が上記最終開度目標値に相当する開度となるように
上記ノズル開度調節手段を作動させるステップとを備え
たものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
【００２４】図１は本発明が適用されるエンジンの全体
図である。本実施形態におけるエンジンは車両用ディー
ゼルエンジン、特にコモンレール式燃料噴射装置を備え
たコモンレール式ディーゼルエンジンである。
【００２５】１がエンジン本体で、これはシリンダ２、
シリンダヘッド３、ピストン４、吸気ポート５、排気ポ
ート６、吸気弁７、排気弁８、燃料噴射弁としてのイン
ジェクタ９等から構成される。シリンダ２内に燃焼室１
０が形成され、燃焼室１０内にインジェクタ９から燃料
が噴射される。ピストン４の頂部にキャビティ１１が形
成され、キャビティ１１は燃焼室１０の一部をなす。イ
ンジェクタ９はシリンダ２と略同軸に位置され、複数の
噴孔から同時に放射状に燃料を噴射する。吸気ポート５
は吸気管１２に、排気ポート６は排気管１３にそれぞれ
接続される。吸気ポート５と吸気管１２とが吸気通路を
なし、排気ポート６と排気管１３とが排気通路をなす。
【００２６】またこのエンジンには可変容量ターボチャ
ージャ１４が設けられ、排気エネルギを利用して吸気を
過給するようになっている。１５がタービン、１６がコ
ンプレッサである。タービン入口のノズルの開度（即ち
面積）を調節するため、タービン入口に複数（一つのみ
図示）の可動ノズルベーン３５が回動可能に設けられ、
さらにそのノズルベーン３５を開閉作動させるためベー
ンアクチュエータ３６が設けられる。ノズルベーン３５
はその回動動作により全開（最大開度）から全閉（最小
開度）までの任意の位置を取ることができる。アクチュ
エータ３６は本実施形態では電気モータを利用する電気
式であるが、例えば吸気負圧を利用する機械式（ダイヤ
フラム等）、又は油圧式等も考えられる。
【００２７】コンプレッサ１６の上流側に、吸気通路に
実際に吸入される吸気流量を検出するための吸気流量検
出手段が設けられる。吸気流量検出手段はここでは吸気
の質量を検出するためのエアマスセンサ１７からなって
いる。エアマスセンサ１７の上流側にエアクリーナ２８
が設けられる。コンプレッサ１６の下流側に、コンプレ
ッサ出口側圧力を検出するためのセンサ即ち吸気圧セン
サ３７が設けられる。なお本実施形態では省略される
が、コンプレッサ入口側圧力を検出するためのセンサを
追加して設けてもよい。このようなセンサとしては例え
ばコンプレッサ上流側の吸気通路の内圧を検出するも
の、又は大気開放されて大気圧を検出するもの等が考え
られる。吸気圧センサ３７の下流側には吸気を冷却する
ためのインタクーラ１８が設けられる。
【００２８】このエンジンにはＥＧＲ装置１９も具備さ
れる。ＥＧＲ装置１９は、吸気管１２と排気管１３とを
連通するＥＧＲ通路としてのＥＧＲ管２０と、ＥＧＲ管
２０の途中に設けられＥＧＲ量を調節するためのＥＧＲ
バルブ２１と、ＥＧＲバルブ２１の上流側にてＥＧＲガ
スを冷却するＥＧＲクーラ２２とを備える。
【００２９】インジェクタ９はコモンレール２４に接続
され、そのコモンレール２４に貯留された噴射圧力相当
の高圧燃料（２０〜２００ＭＰａ）がインジェクタ９に
常時供給されている。コモンレール２４には高圧ポンプ
２５により加圧圧送された燃料が随時供給される。
【００３０】このエンジンを電子制御するため電子制御
ユニット（以下ＥＣＵという）２６が設けられる。ＥＣ
Ｕ２６は各種センサ類から実際のエンジン運転状態を検
出し、このエンジン運転状態に基づきインジェクタ９、
ＥＧＲバルブ２１、ベーンアクチュエータ３６、及び高
圧ポンプ２５からコモンレール２４への燃料圧送量を調
節する調量弁（図示せず）等を制御する。前記センサ類
としては前記エアマスセンサ１７、吸気圧センサ３７の
他、アクセル開度センサ、エンジン回転速度センサ、コ
モンレール圧センサ（いずれも図示せず）等が含まれ、
実際の吸気流量、コンプレッサ出口側圧力、アクセル開
度、エンジン回転速度（具体的にはエンジン回転数）、
エンジンのクランク角、コモンレール圧等がＥＣＵ２６
により検知されるようになっている。
【００３１】インジェクタ９は、ＥＣＵ２６によりＯＮ
／ＯＦＦされる電磁ソレノイドを有し、電磁ソレノイド
がＯＮのとき開状態となって燃料を噴射すると共に、電
磁ソレノイドがＯＦＦのとき閉状態となって燃料噴射を
停止する。ＥＣＵ２６は、主に実際のエンジン回転速度
とアクセル開度とから目標燃料噴射量と目標燃料噴射タ
イミング（時期）とを決定し、実際にそのタイミングが
到来したと同時に、目標燃料噴射量に応じた時間だけ電
磁ソレノイドをＯＮする。目標燃料噴射量が多いほどＯ
Ｎ時間は長期である。
【００３２】またＥＣＵ２６は、エンジンの運転状態に
応じて目標コモンレール圧を決定し、実際のコモンレー
ル圧が目標コモンレール圧に近づくようコモンレール圧
をフィードバック制御する。
【００３３】次に、本実施形態における可変容量ターボ
チャージャ１４の制御装置について説明する。
【００３４】かかるターボチャージャ１４は、タービン
入口のノズル開度を調節することによって容量を変化さ
せる可変容量型である。本実施形態ではそのノズル開度
調節手段としてノズルベーン３５が設けられている。し
かしながら、本発明はこれに限定されず、他の方法によ
ってノズル開度を調節するものも可能である。
【００３５】さて、ノズルベーン開度の制御は、基本的
に、ＥＣＵ２６に予め記憶された図３に示す基本開度目
標値算出マップＭ１に従って所定時間毎に実行される。
当該マップＭ１は、エンジン回転速度Ｎｅと目標燃料噴
射量Ｑｔとから最適なノズルベーン３５の基本開度目標
値ＶＮｔ０が定まるよう予め実機試験により作成された
ものである。ＥＣＵ２６は、エンジン回転速度センサに
より検出された実際のエンジン回転速度Ｎｅと、アクセ
ル開度センサにより検出された実際のアクセル開度Ａｃ
とから、目標燃料噴射量Ｑｔを算出し、さらにそのエン
ジン回転速度Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｔとから図３のマ
ップに従って基本開度目標値ＶＮｔ０を算出する。基本
開度目標値ＶＮｔ０が大ほどノズルベーン開度は大（開
き側）である。
【００３６】このマップＭ１では、エンジン回転速度Ｎ
ｅ及び目標燃料噴射量Ｑｔが最小側となるハッチング領
域Ａでノズルベーン開度が最小（全閉）となり、その領
域Ａからエンジン回転速度Ｎｅ又は目標燃料噴射量Ｑｔ
が大となるほどノズルベーン開度が大きくなり、領域Ｂ
では最大（全開）となるように、基本開度目標値ＶＮｔ
０が定められている。
【００３７】なお、目標燃料噴射量Ｑｔはエンジン負荷
の代用値として用いられる値である。そのような代用値
としては他にアクセル開度Ａｃがある。さらには、車両
側からの要求値である要求トルクも代用値とすることが
可能である。従って「（目標）燃料噴射量」、「アクセ
ル開度」、「要求トルク」はいずれも「エンジン負荷」
と読み替えることができる。なお要求トルクとは、一般
的に、アンチロックブレーキシステムやアンチスキッド
コントロールシステム等によって車両の挙動制御を実行
する車両において、車両制御用コントローラからエンジ
ン制御用コントローラ（本実施形態のＥＣＵ２６に相
当）に出力されるエンジントルク制御用パラメータとし
ての値のことである。
【００３８】一方これとは別に、本実施形態では、エン
ジンのアイドル運転時にＥＧＲ制御側の要請に基づき別
マップ等に従ってノズルベーン開度制御が実行され、ノ
ズルベーン開度を適宜絞ることによってＥＧＲ通路２０
の上下流側の圧力差を作り出し、十分なＥＧＲ量を確保
できるようになっている。そしてノズルベーン開度は専
ら適正なＥＧＲ量を得られるような開度に制御される。
【００３９】仮に、これらのみによりノズルベーン開度
制御が行われるとすれば、例えばアイドル運転時でノズ
ルベーン開度がＥＧＲ側の要請で所定開度にある状態か
ら、アクセルペダルが踏み込まれ加速状態に移行したと
すると、エンジン回転速度Ｎｅが低く且つ目標燃料噴射
量Ｑｔが増大されるケースであるから、図３のマップＭ
１に従って最小の基本開度目標値ＶＮｔ０が算出され、
これに伴って実際のノズルベーン開度が最小開度となる
ように、ベーンアクチュエータ３６が制御される。これ
によってタービン１５に高流速の排気が吹き付けられ、
ターボチャージャ回転速度が急上昇すると共に速やかに
吸気圧が上昇し、ターボラグが解消される。
【００４０】ところで、加速又は減速等のエンジン過渡
運転時には以下のようなノズルベーン開度の補正が行わ
れる。
【００４１】図２はこの過渡時補正制御の概略を示した
ものである。（ａ）図は上記マップＭ１から得られる基
本開度目標値ＶＮｔ０（即ちノズルベーンの基本開度）
の変化の様子を示し、（ｂ）図はノズルベーンの開度補
正値ＶＮｔａ（即ちノズルベーンの開度補正量）の変化
の様子を示し、（ｃ）図はノズルベーンの最終開度目標
値ＶＮｔ（即ちノズルベーンの最終的な開度）の変化の
様子を示す。最終開度目標値ＶＮｔは、基本開度目標値
ＶＮｔ０と開度補正値ＶＮｔａとの和である。過渡時Ｃ
については、開度補正値ＶＮｔａが０であり実質的に補
正が行われていない。他方過渡時Ｄについては、開度補
正値ＶＮｔａが正の値であり、ベーン開度増大方向の補
正が行われている。このように過渡状態に応じて補正が
行われたり行われなかったりするのが本発明の特徴であ
る。
【００４２】図９は、本実施形態におけるターボチャー
ジャ１４のコンプレッサ１６の特性マップで、実機試験
により得られたものである。横軸が吸気流量Ｑａであ
り、これはエアマスセンサ１７によって検出される吸気
流量（新気量）に相当する。縦軸がコンプレッサ１６の
出入口側の圧力比Ｐ２／Ｐ１である。これは吸気圧セン
サ３７で検出されたコンプレッサ出口側圧力Ｐ２と、Ｅ
ＣＵ２６に予め記憶された一定値としてのコンプレッサ
入口側圧力Ｐ１との比である。なおコンプレッサ入口側
圧力Ｐ１は大気圧相当の値である。コンプレッサ入口側
圧力を実測するセンサを設けた場合はその実測値を用い
ても良い。
【００４３】ＳＧで示されるのはサージラインであり、
コンプレッサの運転状態がこのラインより左側の領域
（サージ領域）に入るとサージング現象が発生し好まし
くない。即ち、このサージ領域では、コンプレッサを通
過する流量がインペラの回転速度によって定まる最小許
容流量より小さくなり、コンプレッサの出口側圧力が入
口側圧力より大きくなって逆流現象が生じ、インペラが
激しく振動すると共に、サージノイズを発し、最悪イン
ペラの破損に至ったりするからである。従ってできるだ
けサージ領域に突入しないよう制御が行われるのが望ま
しい。
【００４４】ＲＭＡＸで示されるのは回転上限ラインで
あり、このラインより上の領域に入るとコンプレッサが
過回転となり耐久上の問題が生じるので、図示しない過
回転防止装置（例えば排気バイパス装置等）により回転
が抑えられる。破線の各数値はエンジン回転数（ｒｐ
ｍ）である。各楕円ＥＦはコンプレッサの効率線図で中
心側にいくほど高い効率となる。そして、実線ＶＮで示
されるのは、ノズルベーン開度制御によって達成される
べく目標となるコンプレッサ運転軌跡である。即ちコン
プレッサの運転状態が常に軌跡ＶＮに沿うようにノズル
ベーン開度制御が実行される。この軌跡ＶＮはサージラ
インＳＧ付近を通り、且つ回転上限ラインＲＭＡＸから
はやや低圧力比側に離れた位置にある。
【００４５】例えば、エンジンの加速または高負荷運転
中でコンプレッサがの運転状態にあるときに、減速に
よってサージラインＳＧの左側のの運転状態に変化し
たとすると、サージングが生じ好ましくない。そこでこ
のときは前記したようなノズルベーン開度を一旦開放
（又は一時的に開放）する制御が有効である。即ち、エ
ンジンの加速または高負荷運転中はノズルベーン開度が
絞られ、タービン回転速度が比較的高回転となってお
り、これに伴ってコンプレッサ側でもサージングが生じ
ないような吸気流量及び圧力比状態にある。この状態で
アクセルペダルが急激に戻され、減速状態に入ると、エ
ンジン側では燃料噴射量が減少され回転速度及び吸気流
量が急減されるにも拘わらず、タービン側ではその慣性
により回転速度が落ちきらず高速に維持された状態とな
り、これに伴ってコンプレッサ側でも吸気流量が少ない
状態で圧力比が高い状態となり、サージ領域に突入す
る。そこで減速直後にノズルベーン開度を一旦開放する
制御を行えば、タービンに当たる排気流速が急減される
ため、いわばタービンにブレーキが掛かった状態とな
り、タービン及びコンプレッサの回転速度を急減でき
る。これによりコンプレッサ圧力比を減じることがで
き、サージングを防止できる。
【００４６】ところが、仮にサージラインＳＧの右側に
離れた’の運転状態から、減速によってサージライン
ＳＧに近づく’の運転状態に移行しても、’の運転
状態がサージラインＳＧの右側なのでサージングの問題
は発生せず、一旦開放する制御も実行する必要がない。
しかし、従来の制御によればアクセル開度の変化量等に
応じて一律に一旦開放する制御を行うため、この場合も
制御が実行されてしまう。これだと、排気エネルギを無
駄に逃がしてしまいそのエネルギの有効活用が図れない
と共に、せっかく上昇させたタービン回転を減じてしま
うため、この後再加速があったときに再度タービン回転
を上昇させるのに時間が掛かり、ターボラグを生じさせ
てしまう。
【００４７】加速時にも同様の問題が生じる。タービン
回転がある程度上昇している状態、例えば、車両発進後
でエンジンがアイドル又は低回転・低負荷定常運転状態
を脱している状態で、アクセルペダルが急激に踏み込ま
れ加速状態に入ったとき、従来の制御によれば一律にノ
ズルベーン開度が一旦開放されてしまう。しかし、この
ときは加速直前のエンジン回転数及びタービン入口圧が
既にある程度高まっており、ノズルベーン開度を絞って
も排気抵抗の影響は問題にならない。よって一旦開放す
る制御は逆効果となり、これもやはり無駄に排気エネル
ギを逃がす結果となる。この場合は逆に加速直後にノズ
ルベーン開度を絞る方向に制御してタービン回転の立ち
上がりを速めた方がよい。
【００４８】本発明はこのような思想に立脚するもの
で、要は、上述のような一旦開放する制御が必要か否か
を過渡運転時の運転状態に基づいて判断し、不要な場合
はこれを行わず、結果として排気エネルギを無駄に逃が
したり或いは捨て去ることを防止するものである。
【００４９】以下これについて詳述する。図２に示した
ように、本制御では基本開度目標値ＶＮｔ０に開度補正
値ＶＮｔａを加えて最終開度目標値ＶＮｔを算出する
が、特に開度補正値ＶＮｔａの算出に関し、過渡時の状
態に応じてその値をゼロとしたり開度大側の値としたり
することによって、ノズルベーン開度補正に一定の制限
を加えようというものである。
【００５０】まず、この制御の概要を図１０に示すフロ
ーチャートに基づいて説明する。このフローはＥＣＵ２
６によって所定の制御時間毎に実行される。
【００５１】まず最初に、実際のアクセル開度Ａｃ、エ
ンジン回転数Ｎｅ及びコンプレッサ出口側圧力（吸気
圧）Ｐ２の検出値を読み込むと共に、エンジン制御側で
算出された目標燃料噴射量Ｑｔの値を読み込む（ステッ
プ１０１）。このとき実際のコンプレッサ入口側の圧力
Ｐ１が検出されていればこれも読み込む。次に、そのエ
ンジン回転数Ｎｅ及び目標燃料噴射量Ｑｔに基づき、図
３の基本開度目標値算出マップＭ１に従って、基本開度
目標値ＶＮｔ０を算出する（ステップ１０２）。この後
単位時間当たりのアクセル開度変化量ΔＡｃ、制御上は
アクセル開度Ａｃの微分値を算出する（ステップ１０
３）。これは今回のアクセル開度Ａｃ（ｎ）から前回の
アクセル開度Ａｃ（ｎ−１）を減じて得られる値であ
る。そして次に圧力比Ｐ２／Ｐ１を算出する（ステップ
１０４）。Ｐ１はＥＣＵ２６に予め記憶された一定値で
あるが、検出されている場合はその検出値である。
【００５２】この後、エンジン回転数Ｎｅと圧力比Ｐ２
／Ｐ１とに基づき、図６の補正ゲイン算出マップＭ２に
従って補正ゲインＧＶＮを算出する（ステップ１０
５）。そして既に算出されているアクセル開度変化量Δ
Ａｃと、補正ゲインＧＶＮとに基づき、補正後アクセル
開度変化量ΔＡｃ１を算出する（ステップ１０６）。補
正後アクセル開度変化量ΔＡｃ１は、アクセル開度変化
量ΔＡｃに補正ゲインＧＶＮを乗じて得られる値であ
る。次に、エンジン回転数Ｎｅに基づき、図７の時定数
算出マップＭ３に従って時定数Ｔを算出する（ステップ
１０７）。そして補正後アクセル開度変化量ΔＡｃ１に
基づき、後述の如きフィルタ処理を実行し、フィルタ処
理後アクセル開度変化量ΔＡｃ２を算出する（ステップ
１０８）。このフィルタ処理後アクセル開度変化量ΔＡ
ｃ２は、上記時定数Ｔを用いる予め定められた伝達関数
に従って算出されるものである。
【００５３】次に、このフィルタ処理後アクセル開度変
化量ΔＡｃ２に基づき、図８に示すノズルベーン開度補
正値算出マップＭ４に従ってノズルベーンの開度補正値
ＶＮｔａを算出する（ステップ１０９）。そしてこの開
度補正値ＶＮｔａを基本開度目標値ＶＮｔ０に加算し
て、ノズルベーンの最終開度目標値ＶＮｔを算出する
（ステップ１１０）。これにより本フローを終了し、そ
の最終開度目標値ＶＮｔに見合った信号をベーンアクチ
ュエータ３６に送出する。すると実際のノズルベーン３
５の開度がその最終開度目標値ＶＮｔに相当する開度に
制御される。
【００５４】以上の処理のうちの補正量算出に係わる部
分（ステップ１０３〜１０９）が図５のブロック線図に
も示されている。補正ゲイン算出マップＭ２と時定数算
出マップＭ３とは、加速時と減速時とで二種類用意さ
れ、過渡状態が加速か減速かによっていずれか一方が使
い分けられる。この加速・減速判断については、アクセ
ル開度変化量ΔＡｃ＞０のとき加速、アクセル開度変化
量ΔＡｃ＜０のとき減速と判断される。アクセル開度変
化量ΔＡｃの算出（ステップ１０３）は微分器４１によ
って行われ、補正後アクセル開度変化量ΔＡｃ１の算出
（ステップ１０６）は乗算器４２によって行われ、フィ
ルタ処理後アクセル開度変化量ΔＡｃ２の算出（ステッ
プ１０８）は演算器４３によって行われる。これら微分
器４１、乗算器４２及び演算器４３はＥＣＵ２６に具備
される。
【００５５】図４は、かかる補正量算出処理による各値
の推移状況を表したタイムチャートである。まず、
（ａ）図に示されるように、ドライバによるアクセル操
作により、アクセル開度Ａｃがゼロの状態から増大され
（加速）、一定時間一定開度に保持された後、再びゼロ
まで減少された（減速）場合を想定する。図示されるよ
うにアクセル開度Ａｃの減少速度は増大速度より大き
い。
【００５６】この各時間毎のアクセル開度Ａｃを微分す
ると（ｂ）図に示すようなアクセル開度変化量ΔＡｃが
得られる。この処理は図１０のステップ１０３及び図５
の微分器４１によって行われる。なお従来は、単にこの
アクセル開度変化量ΔＡｃの絶対値が所定値を越えてい
れば補正を行うようにしていた。
【００５７】次に、（ｂ）図のアクセル開度変化量ΔＡ
ｃに補正ゲインＧＶＮを乗じると、（ｃ）図に示すよう
な補正後アクセル開度変化量ΔＡｃ１が得られる。この
処理は図１０のステップ１０６及び図５の乗算器４２に
よって行われる。ここで特徴的なのは、加速時の波形で
はピーク値の絶対値が減少されているのに対し、減速時
の波形ではピーク値の絶対値が増大されている点であ
る。なお（ｂ）図から（ｃ）図に移行したときの各波形
の時間的関係は同一に保たれている。
【００５８】このピーク値の絶対値が増減される理由を
以下に示す。図６のマップＭ２は、図９に示したコンプ
レッサ特性マップに関連づけて作成されたものであり、
そのマップＭ２上において、補正ゲインＧＶＮは、エン
ジン回転数Ｎｅが（アイドル回転数Ｎｅｉ）≦Ｎｅ≦
（所定のしきい値Ｎｅｓ）となる範囲内であって、且つ
圧力比Ｐ２／Ｐ１がＰ２／Ｐ１≦（所定のしきい値（Ｐ
２／Ｐ１）ｓ）となる範囲内（これを有効領域という）
では、ゼロでない値が設定され、それ以外の範囲内（こ
れを無効領域という）ではゼロの値が設定される。本実
施形態ではアイドル回転数Ｎｅｉが約５００（ｒｐ
ｍ）、エンジン回転数しきい値Ｎｅｓが約２０００（ｒ
ｐｍ）であり、圧力比しきい値（Ｐ２／Ｐ１）ｓは図９
に示されるように、そのしきい値Ｎｅｓにおけるエンジ
ン回転数線図が、目標コンプレッサ運転軌跡ＶＮと交わ
ったときの値である。
【００５９】そして、マップＭ２の有効領域では、エン
ジン回転数Ｎｅ又は圧力比Ｐ２／Ｐ１が小さくなるにつ
れ、補正ゲインＧＶＮが１を越えた値から１より小さい
値となるように、補正ゲインＧＶＮの値が設定されてい
る。図示例はエンジン回転数Ｎｅ及び圧力比Ｐ２／Ｐ１
に応じて大、中、小の値が設定されており、例えば大の
とき１．３、中のとき１．０、小のとき０．７である。
以上のマップの性格は加速時、減速時共に共通で数値条
件が若干異なるのみである。
【００６０】このようなマップの設定の仕方は次の考え
方に基づく。図６のマップＭ２と図９の特性マップとを
見比べてみると分かるように、有効領域はサージライン
ＳＧを含み且つその周辺の領域となる。そして例えば、
→のように運転状態が変化する減速時には、サージ
ングが生じるので、この場合はノズルベーンを一旦開放
する制御を行う必要がある。つまり過渡運転中の運転状
態が図９の特性マップ上のどの位置にあるかが重要であ
り、現在のエンジン回転数Ｎｅ及び圧力比Ｐ２／Ｐ１が
分かれば、図９の特性マップ上の位置が特定され、サー
ジラインＳＧに近いかどうかが分かる。そこでサージラ
インＳＧの左側に向かうほど補正量を増大し、ノズルベ
ーン開度をより開放側に補正するのが有効である。この
ような理由から、図６のマップ上の有効領域において、
低回転又は低圧力比ほど大きな補正ゲインＧＶＮが設定
されている。逆に、サージラインＳＧから離れた位置で
は、補正量を減少し或いはゼロとし、できるだけノズル
ベーン開度を絞れるような状態にしておいて、排気エネ
ルギを有効利用するのが得策である。この理由から図６
のマップ上の有効領域において、高回転又は高圧力比の
ときは小さな補正ゲインＧＶＮが設定され、無効領域に
おいてはゼロの補正ゲインＧＶＮが設定されている。
【００６１】逆に、加速時には、排気抵抗が問題となる
のはエンジンがアイドル又は低回転定常運転状態のと
き、即ちエンジン回転数Ｎｅ及び圧力比Ｐ２／Ｐ１が低
いときである。よってアイドル又は低回転定常運転状態
からの加速については、ノズルベーンを一旦開放する制
御が有効であり、それ以外の状態からの加速について
は、ノズルベーンの一時開放制御を中止しできるだけノ
ズルベーン開度を絞れるような状態にしておくのが得策
である。このような理由から図６のマップ上において補
正ゲインＧＶＮが上述のように設定されている。
【００６２】さて、図４に戻って、（ｂ）図から（ｃ）
図に移行したとき、加速時のピーク値の絶対値が減少さ
れたのは、図６のマップから小の補正ゲインＧＶＮ（＝
０．７）が選択されたからである。他方、減速時のピー
ク値の絶対値が増大されたのは、図６のマップから大の
補正ゲインＧＶＮ（＝１．３）が選択されたからであ
る。このように、過渡運転中のコンプレッサ特性マップ
上の位置に応じて、アクセル開度変化量ΔＡｃの絶対値
が強調されて大きくなったり、或いは減少されたりゼロ
になったりするのである。なお後に理解されるがゼロに
なれば補正は行われない。
【００６３】次に、（ｃ）図の補正後アクセル開度変化
量ΔＡｃ１にフィルタ処理が実行されると、（ｄ）図に
示すようなフィルタ処理後アクセル開度変化量ΔＡｃ２
が得られる。この処理は図１０のステップ１０８及び図
５の演算器４３によって行われる。ここで特徴的なの
は、加速時、減速時共に波形がなまされており、ピーク
値の絶対値が減少されると共に、入力となる補正後アク
セル開度変化量ΔＡｃ１に対し、出力となるフィルタ処
理後アクセル開度変化量ΔＡｃ２が時間的に遅れ、前者
の入力時間に対し後者の出力時間が長くなっている点で
ある。
【００６４】このときのフィルタ処理の内容を説明す
る。当該処理においては、一次遅れ要素の伝達関数Ｆ
（ｓ）＝ｋ／（ｓＴ＋１）が用いられる。この伝達関数
Ｆ（ｓ）はある時間関数をラプラス変換して得られるも
のである。ｋは定数で本実施形態ではｋ＝１である。Ｔ
は図７のマップＭ３から得られる時定数である。
【００６５】まず、入力値としての補正後アクセル開度
変化量ΔＡｃ１は時間関数であるから、ΔＡｃ１＝ｕ
（ｔ）と表すことができる。そしてｕ（ｔ）をラプラス
変換してＵ（ｓ）とし、このＵ（ｓ）にＦ（ｓ）を乗じ
て出力Ｙ（ｓ）を得る。この出力Ｙ（ｓ）を逆ラプラス
逆変換して得られるｙ（ｔ）がフィルタ処理後アクセル
開度変化量ΔＡｃ２である。
【００６６】図７に示されるように、時定数Ｔは、エン
ジン回転数Ｎｅが（アイドル回転数Ｎｅｉ）≦Ｎｅ≦
（しきい値Ｎｅｓ）となる範囲内ではゼロでない正の値
が設定され、それ以外の範囲ではゼロの値が設定され
る。そして（ａ）図の加速時と（ｂ）図の減速時とで最
適な値がそれぞれ個別に設定される。この時定数Ｔの値
を適宜調節することにより、フィルタ処理後アクセル開
度変化量ΔＡｃ２の出力遅れ時間や出力時間長さを最適
に調節することができる。
【００６７】次に、図４（ｄ）図に示すようなフィルタ
処理後アクセル開度変化量ΔＡｃ２に基づき、図８に示
すノズルベーン開度補正値算出マップＭ４に従って、図
４（ｅ）図に示すようなノズルベーン開度補正値ＶＮｔ
ａが算出される。この処理は図１０のステップ１０９に
よって行われる。
【００６８】図８に示すように、ノズルベーン開度補正
値算出マップＭ４は、横軸がフィルタ処理後アクセル開
度変化量ΔＡｃ２であり、縦軸がノズルベーン開度補正
値ＶＮｔａである。そしてΔＡｃ２が０から所定値ずつ
＋側（加速側）と−側（減速側）とに向かう範囲、即ち
ｘ３＜ΔＡｃ２＜ｘ１の範囲では、開度補正値ＶＮｔａ
はゼロである。なおｘ３＜０，ｘ１＞０であり、ｘ３と
ｘ１との絶対値は等しくても異なっても良い。加速側で
は、ｘ１≦ΔＡｃ２≦ｘ２の範囲において、ΔＡｃ２の
増大につれ開度補正値ＶＮｔａが大きな増大率で＋側
（開側）に増大し、ｘ２＜ΔＡｃ２の範囲において、Δ
Ａｃ２の増大につれ開度補正値ＶＮｔａが小さな増大率
で＋側に増大する。減速側では、ΔＡｃ２≦ｘ３のとき
開度補正値ＶＮｔａが＋側の一定値をとる。このように
過渡時のノズルベーン開度補正は開側にしか実行されな
い。
【００６９】このマップＭ４に従えば、図４（ｄ）図の
加速側の波形は正のしきい値ｘ１に達しないので、
（ｅ）図のように開度補正値ＶＮｔａはゼロとなり補正
は行われない。一方、（ｄ）図の減速側の波形は頂部側
約半分が負のしきい値ｘ３を越えているので、その越え
ている時間の間だけ、（ｅ）図のような正の開度補正値
ＶＮｔａが現れ、補正が行われる。
【００７０】こうして算出された開度補正値ＶＮｔａ
は、基本開度目標値ＶＮｔ０に足し込まれ、その結果ノ
ズルベーンの最終開度目標値ＶＮｔが決定され、この値
に見合うように実際のノズルベーン開度が制御される。
図４の例では、減速時のみ、ノズルベーンを一旦開放す
る制御が行われる。
【００７１】ここで説明を加えると、ベーン開度補正量
を決定する基本マップは図８に示すノズルベーン開度補
正値算出マップＭ４である。これに与える入力値は本来
アクセル開度変化量ΔＡｃであるが、本制御では、その
アクセル開度変化量ΔＡｃに、補正ゲインＧＶＮの乗算
（図１０のステップ１０６）や、フィルタ処理（図１０
のステップ１０８）を行なって、アクセル開度変化量Δ
Ａｃを補正したものを入力値としている。これによって
いわば入力制限を掛けようというものである。そして入
力があった場合（入力がゼロでない場合）でも、その入
力値の絶対値が所定値未満の場合（ｘ３＜ΔＡｃ２＜ｘ
１の範囲に相当）、開度補正値ＶＮｔａはゼロとなり補
正が行われない。いわば出力制限である。出力制限の考
え方は従来も同様で、むしろ本発明で特徴的なのは入力
制限の方である。
【００７２】この入力制限に関し、補正ゲインＧＶＮの
乗算とフィルタ処理とは別個独立した入力値の補正（又
は変更）態様である。従って、本実施形態では両者を行
っているものの、いずれか一方のみを行う変形例が考え
られるし、両者の順番を逆にする変形例も考えられる。
【００７３】なお、補正ゲインＧＶＮの乗算のみ行う場
合は、アクセル開度変化量ΔＡｃに補正ゲインＧＶＮを
乗じて得られる補正後アクセル開度変化量ΔＡｃ１が基
本マップＭ４に対する入力値（横軸の値）となる。また
フィルタ処理のみ行う場合は、アクセル開度変化量ΔＡ
ｃに対して直接フィルタ処理が実行される。両者の順番
を逆にした場合は、フィルタ処理の入力値がアクセル開
度変化量ΔＡｃとなり、フィルタ処理の出力値としての
フィルタ処理後アクセル開度変化量ΔＡｃ２が補正ゲイ
ンＧＶＮを乗算する対象となり、その乗算後に得られる
補正後アクセル開度変化量ΔＡｃ１が基本マップＭ４に
対する入力値（横軸の値）となる。
【００７４】さて、補正ゲインＧＶＮの乗算によれば、
補正ゲインＧＶＮを決定するための図６のマップＭ２
が、図９に示したコンプレッサ特性マップに関連づけて
作成されたものなので、加速時、減速時ともに現在の運
転状況に即した補正ゲインＧＶＮひいては補正後アクセ
ル開度変化量ΔＡｃ１が得られ、最適な過渡時ベーン開
度補正を行うことができる。即ち、マップＭ４に対する
入力値の大きさが、補正が必要な状況なら一層増大さ
れ、補正が不必要な状況なら減少され又はゼロとされる
ので、現在の運転状況に見合った最適な補正を行うこと
ができる。
【００７５】他方、フィルタ処理によれば、特に基本マ
ップＭ４に対する入力値の時間的長さを調整することが
できる。これにより補正が必要な状況であるほど補正時
間を長くでき、補正が不必要な状況であるほど補正時間
を短くできる。この結果、前記同様、現在の運転状況に
見合った最適な補正を行うことができる。
【００７６】このように、本発明によれば、加速、減速
等のエンジン過渡運転時において、従来のようにエンジ
ン負荷の変化量が一定値を越えたら一律にノズルベーン
開度を補正するのではなく、その変化量を実際の運転状
況を反映させた値に変化させ、その値に基づき補正を行
ったり行わなかったりするので、過渡運転時に一律にノ
ズルベーン開度が一旦開放されるようなことがなく、不
必要なノズルベーン開放を防止し、排気エネルギを無駄
に逃がすことがない。これにより従来に比べターボチャ
ージャを一層有効活用することが可能になる。
【００７７】なお、本発明の実施の形態は他にも様々な
ものが可能である。例えばフィルタ処理について、本実
施形態では一次遅れの伝達関数を用いたが、例えばこれ
を二次遅れ等の伝達関数とすることもできる。このとき
例えば時定数Ｔの二乗又は累乗の値を用い、そのうち幾
つかの時定数Ｔを選択値とし残りの時定数Ｔを固定値と
することもできる。また補正ゲイン算出に関し、本実施
形態ではエンジン回転速度と圧力比とから補正ゲインを
算出したが、図９の特性マップよれば吸気流量、圧力比
及びエンジン回転速度の３者のうち２者が決まれば特性
マップ上の位置を特定できることから、吸気流量を用い
て補正ゲインを算出するようにしてもよい。本発明はデ
ィーゼルエンジンのみならず、ガソリンエンジン等他の
形式のエンジンにも適用可能である。
【００７８】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、不必要な
ノズルベーンの開放により排気エネルギを無駄に逃がす
ことが防止され、ターボチャージャの一層の有効活用が
図られるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るエンジンのシステム図であ
る。
【図２】ノズルベーン開度補正の概略を示すタイムチャ
ートである。
【図３】ノズルベーンの基本開度目標値算出マップであ
る。
【図４】補正量算出処理における各値の推移状況を表し
たタイムチャートである。
【図５】補正量算出処理に関するブロック線図である。
【図６】補正ゲイン算出マップである。
【図７】時定数算出マップである。
【図８】開度補正値算出マップである。
【図９】コンプレッサ特性マップである。
【図１０】補正量算出処理に関するフローチャートであ
る。
【符号の説明】
１ エンジン本体 １４ 可変容量ターボチャージャ １５ タービン １６ コンプレッサ ２６ 電子制御ユニット ３５ ノズルベーン（ノズル開度調節手段） ３６ ベーンアクチュエータ（作動手段） ３７ 吸気圧センサ ４１ 微分器 ４２ 乗算器 ４３ 演算器 Ｎｅ エンジン回転数 Ｑｔ 目標燃料噴射量 Ａｃ アクセル開度 Ｐ１ コンプレッサ入口側圧力 Ｐ２ コンプレッサ出口側圧力 ＶＮｔ０ ノズルベーンの基本開度目標値（ノズルの基
本開度目標値） ΔＡｃ アクセル開度変化量（エンジン負荷変化量） Ｐ２／Ｐ１ コンプレッサ出入口側の圧力比 ＧＶＮ 補正ゲイン ΔＡｃ１ 補正後アクセル開度変化量（補正後負荷変化
量） ΔＡｃ２ フィルタ処理後アクセル開度変化量（フィル
タ処理後負荷変化量） ＶＮｔａ ノズルベーン開度補正値（ノズル開度補正
値） ＶＮｔ ノズルベーンの最終開度目標値（ノズルの最終
開度目標値） Ｎｅｓ エンジン回転数のしきい値 （Ｐ２／Ｐ１）ｓ 圧力比のしきい値 Ｔ 時定数

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 タービン入口のノズルの開度を調節する
    ためのノズル開度調節手段を有するエンジンの可変容量
    ターボチャージャの制御装置において、 エンジンの回転速度及び負荷並びに上記ターボチャージ
    ャの少なくともコンプレッサ出口側の圧力を検出する検
    出手段と、 上記エンジンの回転速度及び負荷の検出値に基づき上記
    ノズルの基本開度目標値を算出する基本開度目標値算出
    手段と、 上記エンジン負荷の検出値に基づき単位時間当たりのエ
    ンジン負荷変化量を算出する負荷変化量算出手段と、 少なくとも上記コンプレッサ出口側圧力の検出値に基づ
    きコンプレッサ出入口側の圧力比を算出する圧力比算出
    手段と、 上記エンジン回転速度の検出値及び上記圧力比に基づき
    補正ゲインを算出する補正ゲイン算出手段と、 上記補正ゲインと上記エンジン負荷変化量とに基づき補
    正後負荷変化量を算出する補正後負荷変化量算出手段
    と、 上記補正後負荷変化量に基づきノズル開度補正値を算出
    するノズル開度補正値算出手段と、 上記基本開度目標値及び上記ノズル開度補正値に基づき
    上記ノズルの最終開度目標値を算出する最終開度目標値
    算出手段と、 上記ノズルの実際開度が上記最終開度目標値に相当する
    開度となるように上記ノズル開度調節手段を作動させる
    作動手段とを備えたことを特徴とする可変容量ターボチ
    ャージャの制御装置。
  2. 【請求項２】 上記補正後負荷変化量算出手段が、上記
    補正ゲインを上記エンジン負荷変化量に乗じて上記補正
    後負荷変化量を算出するものであり、 上記補正ゲイン算出手段によって算出される上記補正ゲ
    インが、上記エンジン回転速度の検出値又は上記圧力比
    が小さくなるにつれ、１より小さい値から１を越えた値
    となるように設定される請求項１記載の可変容量ターボ
    チャージャの制御装置。
  3. 【請求項３】 上記補正ゲイン算出手段によって算出さ
    れる上記補正ゲインが、上記エンジン回転速度の検出値
    が所定値以下で且つ上記圧力比が所定値以下のときゼロ
    でない値であり、それ以外のときはゼロの値である請求
    項２記載の可変容量ターボチャージャの制御装置。
  4. 【請求項４】 タービン入口のノズルの開度を調節する
    ためのノズル開度調節手段を有する可変容量ターボチャ
    ージャの制御装置において、 エンジンの回転速度及び負荷並びに上記ターボチャージ
    ャの少なくともコンプレッサ出口側の圧力を検出する検
    出手段と、 上記エンジンの回転速度及び負荷の検出値に基づき上記
    ノズルの基本開度目標値を算出する基本開度目標値算出
    手段と、 上記エンジン負荷の検出値に基づき単位時間当たりのエ
    ンジン負荷変化量を算出する負荷変化量算出手段と、 上記エンジン負荷変化量に基づき、所定の伝達関数を用
    いてフィルタ処理を実行し、フィルタ処理後負荷変化量
    を算出するフィルタ処理実行手段と、 そのフィルタ処理後負荷変化量に基づきノズル開度補正
    値を算出するノズル開度補正値算出手段と、 上記基本開度目標値及び上記ノズル開度補正値に基づき
    上記ノズルの最終開度目標値を算出する最終開度目標値
    算出手段と、 上記ノズルの実際開度が上記最終開度目標値に相当する
    開度となるように上記ノズル開度調節手段を作動させる
    作動手段とを備えたことを特徴とする可変容量ターボチ
    ャージャの制御装置。
  5. 【請求項５】 上記伝達関数が、エンジン回転速度に基
    づき予め定められた時定数を用いるものである請求項４
    記載の可変容量ターボチャージャの制御装置。
  6. 【請求項６】 上記伝達関数が一次遅れ要素の伝達関数
    である請求項４又は５記載の可変容量ターボチャージャ
    の制御装置。
  7. 【請求項７】 上記最終開度目標値算出手段が、上記基
    本開度目標値に上記開度補正値を加えて上記最終開度目
    標値を算出する請求項１乃至６いずれかに記載の可変容
    量ターボチャージャの制御装置。
  8. 【請求項８】 タービン入口のノズルの開度を調節する
    ためのノズル開度調節手段を有する可変容量ターボチャ
    ージャの制御装置において、 エンジンの回転速度及び負荷並びに上記ターボチャージ
    ャの少なくともコンプレッサ出口側の圧力を検出する検
    出手段と、 上記エンジンの回転速度及び負荷の検出値に基づき上記
    ノズルの基本開度目標値を算出する基本開度目標値算出
    手段と、 上記エンジン負荷の検出値に基づき単位時間当たりのエ
    ンジン負荷変化量を算出する負荷変化量算出手段と、 少なくとも上記コンプレッサ出口側圧力の検出値に基づ
    きコンプレッサ出入口側の圧力比を算出する圧力比算出
    手段と、 上記エンジン回転速度の検出値及び上記圧力比に基づき
    補正ゲインを算出する補正ゲイン算出手段と、 上記補正ゲインと上記エンジン負荷変化量とに基づき補
    正後負荷変化量を算出する補正後負荷変化量算出手段
    と、 上記補正後負荷変化量に基づき、所定の伝達関数を用い
    てフィルタ処理を実行し、フィルタ処理後負荷変化量を
    算出するフィルタ処理実行手段と、 そのフィルタ処理後負荷変化量に基づきノズル開度補正
    値を算出するノズル開度補正値算出手段と、 上記基本開度目標値及び上記ノズル開度補正値に基づき
    上記ノズルの最終開度目標値を算出する最終開度目標値
    算出手段と、 上記ノズルの実際開度が上記最終開度目標値に相当する
    開度となるように上記ノズル開度調節手段を作動させる
    作動手段とを備えたことを特徴とする可変容量ターボチ
    ャージャの制御装置。
  9. 【請求項９】 タービン入口のノズルの開度を調節する
    ためのノズル開度調節手段を有する可変容量ターボチャ
    ージャの制御方法において、 エンジンの回転速度及び負荷並びに上記ターボチャージ
    ャの少なくともコンプレッサ出口側の圧力を検出するス
    テップと、 上記エンジンの回転速度及び負荷の検出値に基づき上記
    ノズルの基本開度目標値を算出するステップと、 上記エンジン負荷の検出値に基づき単位時間当たりのエ
    ンジン負荷変化量を算出するステップと、 少なくとも上記コンプレッサ出口側圧力の検出値に基づ
    きコンプレッサ出入口側の圧力比を算出するステップ
    と、 上記エンジン回転速度の検出値及び上記圧力比に基づき
    補正ゲインを算出するステップと、 上記補正ゲインと上記エンジン負荷変化量とに基づき補
    正後負荷変化量を算出するステップと、 上記補正後負荷変化量に基づき、所定の伝達関数を用い
    てフィルタ処理を実行し、フィルタ処理後負荷変化量を
    算出するステップと、 そのフィルタ処理後負荷変化量に基づきノズル開度補正
    値を算出するステップと、 上記基本開度目標値及び上記ノズル開度補正値に基づき
    上記ノズルの最終開度目標値を算出するステップと、 上記ノズルの実際開度が上記最終開度目標値に相当する
    開度となるように上記ノズル開度調節手段を作動させる
    ステップとを備えたことを特徴とする可変容量ターボチ
    ャージャの制御方法。
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