JP2007107429A

JP2007107429A - Variable nozzle control device for turbocharger

Info

Publication number: JP2007107429A
Application number: JP2005297920A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Fukuda; 昌之福田; Yoshiyuki Ando; 芳之安藤; Takaaki Sekine; 孝明関根
Original assignee: Jidosha Denki Kogyo KK
Current assignee: Jidosha Denki Kogyo KK
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2007-04-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable nozzle control device for a turbocharger, capable of suppressing control divergence due to disturbance such as the vibration of an electronic controlled actuator. <P>SOLUTION: The variable nozzle control device comprises a PI computing means 18 for giving PI arithmetic processing to an instruction signal from a comparing means 16 which compares an actual angle signal for an output shaft 15 with a target angle signal, a motor driven logic generating means 19 for supplying an output signal from the PI computing means 18 via a subtracting means 24 to a motor driving means 20, an angular speed detecting means 25 for detecting the angular speed of motor rotation of a motor part 21 in accordance with an output signal from the motor part 21 which is driven with an output signal from a motor driving means 20, and a differentiating signal generating means 26 for calculating a differentiating signal for the motor rotating speed of the motor part 21 in accordance with an output signal from the angular speed detecting means 25 and for supplying the differentiating signal to the subtracting means 24. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車に搭載されたターボチャージャーの可変ノズルのベーンの開度をエンジンＥＣＵからの制御信号によって、電子制御アクチュエータで制御するターボチャージャーの可変ノズル制御装置に関するものである。 The present invention relates to a variable nozzle control device for a turbocharger that controls an opening degree of a vane of a variable nozzle of a turbocharger mounted on an automobile by an electronic control actuator according to a control signal from an engine ECU.

従来、この種の技術に於ける一例としては特開２００１−１０７７３８号に開示された内燃機関の可変ノズルターボチャージャー制御装置があり、図３に、その構成を示している。
これについて説明すれば、１はターボチャージャーであって、センターハウジング、コンプレッサハウジング及びタービンハウジングを備えている。
前記ターボチャージャー１には、空気が導入される吸気入口１ａと、ターボチャージャー１によって圧縮された空気をエンジン２に供給する圧縮空気供給孔１ｂとが設けられ、更に、エンジン２から排気が供給される排気ガス吸入口１ｃと、排気ガスを排出する排出口１ｄとが設けられている。前記ターボチャージャー１内に備えられた可変ノズル（開示せず）は、上記センターハウジングとタービンハウジングとの間に配設されている。３はステッピングモータであり、このステッピングモータ３の駆動により操作片４が操作され、可変ノズルに備えたリングプレートを同方向に押圧し、相互の可変ノズルのベーン間の隙間の大きさを調整し、タービンホイールへ吹き付けられる排気ガスの流速が調節される。５はエンジンのＥＣＵ（電子制御ユニット）であり、エンジンに設けられた各種のセンサの検出出力を入力し、これらの検出出力に基づいて、エンジンの運転状態を識別して上記ステッピングモータ３を駆動制御し、これによって、可変ノズルの各ノズルのベーンの開度を開閉制御し、タービンホイールへ吹き付けられる排気ガスの流速を調節し、併せて、燃焼のために強制的に送り込まれる空気の量も調整される。 Conventionally, as an example of this type of technology, there is a variable nozzle turbocharger control device for an internal combustion engine disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-107738, and FIG. 3 shows the configuration thereof.
Describing this, reference numeral 1 denotes a turbocharger, which includes a center housing, a compressor housing, and a turbine housing.
The turbocharger 1 is provided with an intake inlet 1a through which air is introduced, and a compressed air supply hole 1b for supplying air compressed by the turbocharger 1 to the engine 2, and exhaust gas is further supplied from the engine 2. An exhaust gas intake port 1c and an exhaust port 1d for exhaust gas exhaust are provided. A variable nozzle (not shown) provided in the turbocharger 1 is disposed between the center housing and the turbine housing. Reference numeral 3 denotes a stepping motor. The operation piece 4 is operated by driving the stepping motor 3, and the ring plate provided in the variable nozzle is pressed in the same direction to adjust the size of the gap between the vanes of the variable nozzles. The flow rate of the exhaust gas blown to the turbine wheel is adjusted. Reference numeral 5 denotes an engine ECU (electronic control unit) which inputs detection outputs of various sensors provided in the engine, identifies the operating state of the engine based on these detection outputs, and drives the stepping motor 3. Control, thereby opening and closing the vane opening of each nozzle of the variable nozzle, adjusting the flow rate of the exhaust gas blown to the turbine wheel, and also the amount of air forced to be burned for combustion Adjusted.

図中、６はラジエタ−であって、エンジン２に接続され、エンジン２の冷却水が該ラジエター６を循環して冷却される。
そして、当該従来技術によれば、内燃機関の可変ノズルターボチャージャー制御装置の異常発生時又は冷間始動時、若しくはアイドル時には、可変ノズルの全開位置を可変ノズルの初期位置として設定することにより全開位置近傍での各ノズルベーンの位置制御を行なう内燃機関の可変ノズルターボチャージャー制御装置である。 In the figure, reference numeral 6 denotes a radiator, which is connected to the engine 2, and cooling water of the engine 2 is circulated through the radiator 6 to be cooled.
According to the prior art, when the abnormality of the variable nozzle turbocharger control device of the internal combustion engine occurs, during cold start, or at idle, the fully open position of the variable nozzle is set as the initial position of the variable nozzle. This is a variable nozzle turbocharger control device for an internal combustion engine that controls the position of each nozzle vane in the vicinity.

また、従来の技術に於ける他の例としては、デューティソレノイドバルブを備え、アクチュエータ、例えば、負圧アクチュエータにより空気圧を調圧されてその開度が調整され、エンジンへの空気吸入量が調整される。そして、該デューティソレノイドバルブはエンジンの調圧室と、負圧室と、大気圧室との間に配置されエンジンＥＣＵから制御信号を受けて動作し、エンジンの負圧室にはバキュームポンプから負圧を受けて調整し、前記負圧アクチュエータを動作させる。前記負圧アクチュエータの動作により、ターボチャージャーに備えている排気ガスの流速を可変とするための可変ノズルの開度を制御する構成である。
特開２００１−１０７７３８公開特許公報 As another example in the prior art, a duty solenoid valve is provided, the air pressure is adjusted by an actuator, for example, a negative pressure actuator, the opening degree is adjusted, and the amount of air sucked into the engine is adjusted. The The duty solenoid valve is disposed between the pressure regulating chamber, the negative pressure chamber, and the atmospheric pressure chamber of the engine and operates in response to a control signal from the engine ECU. The negative pressure actuator is operated by adjusting the pressure. According to the operation of the negative pressure actuator, the opening degree of the variable nozzle for making the flow rate of the exhaust gas provided in the turbocharger variable is controlled.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-107738

前記特開２００１−１０７７３８の公開特許公報に係る従来の技術は、叙上したように、タービンホイールに吹き付けられる排気ガスの経路に操作片４によって動作する可変ノズルを設け、該可変ノズルをリングプレートによって開閉することにより、該排気ガスの流量を調節する内燃機関の可変ターボチャージャー制御装置に於いて、前記内燃機関の可変ノズルターボチャージャー制御装置の異常時、冷間始動時、若しくは内燃機関のアイドル時に、当該可変ノズルの初期位置を決定し可変ノズルのベーンの開度を制御する構成であり、また、該可変ノズルのベーンの駆動動作をステッピングモータ３の回転動作で行うという構成である。 As described above, according to the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-107738, a variable nozzle that is operated by the operation piece 4 is provided in a path of exhaust gas blown to the turbine wheel, and the variable nozzle is used as a ring plate. In the variable turbocharger control device for an internal combustion engine that adjusts the flow rate of the exhaust gas by opening and closing by the above, the variable nozzle turbocharger control device of the internal combustion engine is abnormal, cold start, or idle of the internal combustion engine In some cases, the initial position of the variable nozzle is determined and the vane opening degree of the variable nozzle is controlled, and the vane driving operation of the variable nozzle is performed by the rotation operation of the stepping motor 3.

而して、当該従来の技術によれば、可変ノズルの初期位置により画一的に可変ノズルのベーンの開度が特定かつ決定され、該ベーンの開度が目標開度よりずれた場合これを補正制御することができず、ノズルベーンの位置をリアルタイムかつ合理的に制御することが困難であった。 Thus, according to the conventional technique, the opening degree of the vane of the variable nozzle is uniformly determined and determined by the initial position of the variable nozzle, and when the opening degree of the vane deviates from the target opening degree, this is determined. Correction control could not be performed, and it was difficult to rationally control the position of the nozzle vane in real time.

しかも、電子制御アクチュエータの出力軸は振動等の外乱因子を含んでおりこの出力軸による微分値の制御を行なうと外乱因子の影響から制御が発散し、又、微分利得を向上することができず所期の過渡特性を得ることができないという問題点があった。 In addition, the output shaft of the electronic control actuator includes disturbance factors such as vibration. If the differential value is controlled by this output shaft, the control is diverged from the influence of the disturbance factor, and the differential gain cannot be improved. There was a problem that the desired transient characteristics could not be obtained.

本発明の目的は本システム又は装置に電子制御アクチュエータを備え、エンジンＥＣＵから制御信号線を介して、該電子制御アクチュエータを制御し、ターボチャージャーに有している可変ノズルのベーンの開度を制御し、当該電子制御アクチュエータによる可変ノズルのベーン開度目標位置を算出するのみで、可変ノズルのベーンの開度をリアルタイムかつ合理的に制御し可変ノズルのベーン実開度位置に適合かつコントロールさせることにより、可変ノズルのベーンの開度の適否の判定又は比較処理を自動的に行い、フィードバック信号による制御可能とする電子制御アクチュエータによる可変ノズルのベーンの開度を制御することにある。そして、モータ部のモータ回転の角速度を検出する角速度検出手段と、このモータ回転の角速度を基に算出されたモータ部のモータの回転速度の微分信号を算出し、この微分信号を減算手段に供給する微分信号発生手段を備え、その結果、外乱因子の影響の少ないモータ回転数に置き替えることが可能となり、モータ回転全域に於ける耐振動性の確保が出来る。 An object of the present invention is to provide an electronic control actuator in the system or apparatus, and control the electronic control actuator from the engine ECU via a control signal line to control the opening degree of the variable nozzle vane provided in the turbocharger. By simply calculating the vane opening target position of the variable nozzle by the electronic control actuator, the vane opening of the variable nozzle can be controlled in real time and rationally so that it matches and controls the actual nozzle vane opening position of the variable nozzle. Thus, the determination of whether or not the opening degree of the variable nozzle vanes is appropriate or the comparison process is automatically performed, and the opening degree of the variable nozzle vanes is controlled by the electronic control actuator that can be controlled by the feedback signal. Then, the angular velocity detection means for detecting the angular velocity of the motor rotation of the motor section, and the differential signal of the rotational speed of the motor of the motor section calculated based on the angular speed of the motor rotation are calculated, and this differential signal is supplied to the subtraction means As a result, it is possible to replace the motor with the number of revolutions of the motor that is less affected by disturbance factors, and to secure vibration resistance in the entire motor rotation range.

本発明は上述の目的を達成するために発明したものであり、次の構成、手段を備えている。 The present invention has been invented in order to achieve the above-described object, and includes the following configuration and means.

請求項１記載の発明は、可変ノズルを持つターボチャージャーを備えたエンジンに設けられた複数のセンサからの検出出力が入力され、前記各センサの検出出力でエンジンの運転状況を識別するエンジンＥＣＵからの制御信号によって前記ターボチャージャーの可変ノズルのベーンの開度を制御する電子制御アクチュエータを備えたターボチャージャーの可変ノズル制御装置において、前記電子制御アクチュエータは、駆動源となるモータ部と、このモータ部に減速機構を介して連結され前記ターボチャージャーの可変ノズルのベーンに連結された出力軸と、この出力軸の回転角度を検出して出力軸の実角度信号を出力する角度センサと、この実角度信号をベーン実開度信号に変換してエンジンＥＣＵへ送信する通信信号変換手段と、前記モータ部を駆動する駆動信号を出力するモータ駆動手段と、前記エンジンＥＣＵからの可変ノズルのベーンの開度指示情報を前記出力軸の目標角度信号に変換する角度信号変換手段と、前記角度信号変換手段からの目標角度信号及び前記角度センサからの実角度信号を比較して、この両信号の差に応じた指示信号を出力する比較手段と、この比較手段からの指示信号をＰＩ演算処理するＰＩ演算手段と、このＰＩ演算手段からの出力信号を減算手段を介して前記モータ駆動手段に供給するモータ駆動ロジック生成手段と、前記モータ部からの出力信号により、前記モータ部のモータ回転の角速度を検出する角速度検出手段と、前記角速度検出手段からの出力信号により、前記モータ部のモータの回転速度の微分信号を算出し、この微分信号を前記減算手段に供給する微分信号発生手段とを有したことを特徴とするターボチャージャーの可変ノズル制御装置である。 According to the first aspect of the present invention, the detection output from a plurality of sensors provided in an engine including a turbocharger having a variable nozzle is input, and the engine ECU identifies the operating state of the engine by the detection output of each sensor. In the turbocharger variable nozzle control device including an electronic control actuator that controls the opening degree of the vane of the variable nozzle of the turbocharger according to the control signal, the electronic control actuator includes a motor unit serving as a drive source, and the motor unit An output shaft connected to a variable nozzle vane of the turbocharger, an angle sensor that detects a rotation angle of the output shaft and outputs an actual angle signal of the output shaft, and the actual angle A communication signal converting means for converting the signal into an actual vane opening signal and transmitting it to the engine ECU; Motor drive means for outputting a drive signal for driving the motor unit, angle signal conversion means for converting the opening instruction information of the variable nozzle vane from the engine ECU into a target angle signal of the output shaft, and the angle signal conversion A comparison means for comparing the target angle signal from the means and the actual angle signal from the angle sensor and outputting an instruction signal according to the difference between the two signals, and PI for processing the instruction signal from the comparison means for PI calculation An angular speed of motor rotation of the motor unit is calculated by a calculation unit, a motor drive logic generation unit that supplies an output signal from the PI calculation unit to the motor drive unit via a subtraction unit, and an output signal from the motor unit. Based on the angular velocity detection means to detect and the output signal from the angular velocity detection means, a differential signal of the rotational speed of the motor of the motor unit is calculated, and this differential signal is A variable nozzle control apparatus for a turbo charger, characterized in that and a differential signal generating means for supplying to the subtraction means.

本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置は、叙上の解決手段を有するので次のような効果がある。 Since the variable nozzle control device for a turbocharger according to the present invention has the above solution, the following effects can be obtained.

請求項１の発明によれば、特に、外乱因子の影響の少ないモータ回転数より微分値を算出し、この値をＰＩＤ演算に用いることにより、振動等の外乱による制御発散を抑し、微分利得の向上を図り、耐振動性を向上させる効果がある。 According to the first aspect of the present invention, in particular, the differential value is calculated from the motor speed with little influence of the disturbance factor, and this value is used for the PID calculation, thereby suppressing the control divergence due to disturbance such as vibration, and the differential gain. This has the effect of improving the vibration resistance.

以下、本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に於ける実施の形態について、添付図面に基づき詳細に説明する。 Embodiments of a variable nozzle control device for a turbocharger according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は本発明に係る実施の形態を示す構成図である。これについて説明する。
８はターボチャージャーであって、エンジンへの吸入空気を過給するシステムであり、コンプレッサホイールを有するコンプレッサ及び該コンプレッサと同軸上にロータシャフトにより結合されて、排気ガスにて回転駆動される該ターボチャージャー８のタービンホイールを有するタービン（図示せず）が設けられている。該ターボチャージャー８の空気通路７にはエンジンの吸入空気の吸気圧力、つまり、ブースト圧を検出する圧力センサ９をホース１０を介して接続している。また、前記ターボチャージャー８のタービン内には、前記タービンホイールを取巻くように、可変ノズル部材が配置されている。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment according to the present invention. This will be described.
A turbocharger 8 is a system for supercharging intake air to the engine. The turbocharger is connected to a compressor having a compressor wheel and a rotor shaft coaxially with the compressor and is driven to rotate by exhaust gas. A turbine (not shown) having a turbine wheel of the charger 8 is provided. A pressure sensor 9 is connected to the air passage 7 of the turbocharger 8 via a hose 10 for detecting intake pressure of engine intake air, that is, boost pressure. A variable nozzle member is disposed in the turbine of the turbocharger 8 so as to surround the turbine wheel.

１１はエンジンＥＣＵであって、エンジンに設けられた各種センサ、例えばエンジン水温を検出するための水温センサ、エンジンの回転数を検出するためのものであって、一定のクランク角度でパルス信号を出力する回転数センサ、エアフローメーターによる吸入空気量やドライバーのアクセルペダルの踏込み操作量を検出して負荷量を算出するアクセルセンサからのそれぞれ水温信号、回転信号及び負荷信号つまり検出出力を導入する。 Reference numeral 11 denotes an engine ECU, which is provided with various sensors provided in the engine, such as a water temperature sensor for detecting the engine water temperature, and for detecting the engine speed, and outputs a pulse signal at a constant crank angle. A water temperature signal, a rotation signal, and a load signal, that is, a detection output from the accelerator sensor for calculating the load amount by detecting the intake air amount by the air flow meter and the driver's accelerator pedal depression operation amount are introduced.

尚、図１には示していないが、その他、排気ガスの酸素濃度に応じて異なる電圧信号を出力する酸素センサ、エンジン燃焼室内の圧力を検出するための筒内圧センサを備えることもある。これらの検出出力に基づいてエンジンの運転状態を識別して、制御信号線１２を介して、電子制御アクチュエータ１３を駆動制御する。該電子制御アクチュエータ1３は、レバー１３ａ及びロッド１３ｂを連結しており、その動作により、ターボチャージャー８に備えた可変ノズル部材（図示せず）を制御する。 Although not shown in FIG. 1, an oxygen sensor that outputs a voltage signal that varies depending on the oxygen concentration of the exhaust gas, and an in-cylinder pressure sensor that detects the pressure in the engine combustion chamber may be provided. Based on these detection outputs, the operating state of the engine is identified, and the electronic control actuator 13 is driven and controlled via the control signal line 12. The electronic control actuator 13 connects a lever 13a and a rod 13b, and controls a variable nozzle member (not shown) provided in the turbocharger 8 by its operation.

前記電子制御アクチュエータ１３は、前記制御信号線１２を介して前記エンジンＥＣＵ１１に接続されている。そして、エンジンＥＣＵ１１は各種のエンジンに備えたセンサからの情報（信号）によって演算処理制御を行う。 The electronic control actuator 13 is connected to the engine ECU 11 via the control signal line 12. And engine ECU11 performs arithmetic processing control by the information (signal) from the sensor with which various engines were equipped.

尚、前記電子制御アクチュエータ１３は、例えば、ターボチャージャー８に取付けられる。 The electronic control actuator 13 is attached to the turbocharger 8, for example.

次に、本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に於ける具体的な実施例について図２に基づき説明する。 Next, a specific embodiment of the variable nozzle control device for a turbocharger according to the present invention will be described with reference to FIG.

図２は、本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に於ける実施例を示すブロック結線図である。これについて説明する。 FIG. 2 is a block connection diagram showing an embodiment of the variable nozzle control device for a turbocharger according to the present invention. This will be described.

前記電子制御アクチュエータ１３は、電子制御回路部Ａ１及び駆動部Ａ２を備えている。該電子制御回路部Ａ１は可変ノズルのベーンの指示開度信号を制御信号線１２を介して導入する角度信号変換手段１７と、出力軸１５の目標角度信号及び出力軸１５の実角度信号を比較する比較手段１６と、該比較手段１６からの出力信号を積分しかつ比例演算するＰＩ演算手段１８と、減算手段２４と、該ＰＩ演算手段１８の出力側に接続されるモータ駆動ロジック生成手段１９と、出力軸の実角度信号を検出し、かつベーン実開度信号に変換する通信信号変換手段２３とを有している。また、該駆動部Ａ２は該電子制御回路部Ａ１の前記モータ駆動ロジック生成手段１９の出力信号により動作するモータドライバ２０と、該モータドライバ２０の出力信号によって回動動作するモータ部２１と、該モータ部２１の回動速度を減速させる減速機構２２と、該減速機構２２に連結した電子制御アクチュエータ１３の出力軸１５と、該出力軸１５の回転角度を検出する角度センサ１４とを有している。また、前記モータ部２１からの出力信号によりモータ回転の角速度を検出する角速度検出手段２５と、該角速度検出手段２５からの出力信号によりモータ部のモータの回転速度の微分信号を算出し、この微分信号を前記減算手段に供給する微分信号発生手段２６とを有している。電子制御アクチュエータ１３の出力軸１５には、レバー１３ａの一端部が連結され、該レバー１３ａの他端部はロッド１３ｂの一端部に連結され、該ロッド１３ｂの他端部はターボチャージャー８の可変ノズルのベーン１３ｃに連結されている。 The electronic control actuator 13 includes an electronic control circuit unit A1 and a drive unit A2. The electronic control circuit section A1 compares the angle signal conversion means 17 for introducing the instruction opening signal of the variable nozzle vane via the control signal line 12, and the target angle signal of the output shaft 15 and the actual angle signal of the output shaft 15. Comparing means 16, PI calculating means 18 for integrating and proportionally calculating the output signal from the comparing means 16, subtracting means 24, and motor drive logic generating means 19 connected to the output side of the PI calculating means 18. And a communication signal converting means 23 for detecting an actual angle signal of the output shaft and converting it into a vane actual opening signal. The driving unit A2 includes a motor driver 20 that operates according to an output signal of the motor driving logic generation unit 19 of the electronic control circuit unit A1, a motor unit 21 that rotates according to an output signal of the motor driver 20, A speed reduction mechanism 22 that reduces the rotational speed of the motor unit 21, an output shaft 15 of an electronic control actuator 13 connected to the speed reduction mechanism 22, and an angle sensor 14 that detects a rotation angle of the output shaft 15. Yes. The angular velocity detecting means 25 for detecting the angular velocity of the motor rotation based on the output signal from the motor section 21, and the differential signal of the rotational speed of the motor of the motor section is calculated based on the output signal from the angular speed detecting means 25. Differential signal generating means 26 for supplying a signal to the subtracting means. One end of a lever 13a is connected to the output shaft 15 of the electronic control actuator 13, the other end of the lever 13a is connected to one end of a rod 13b, and the other end of the rod 13b is variable in the turbocharger 8. It is connected to the vane 13c of the nozzle.

次に本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に於ける具体的な実施例の動作を説明する。
該駆動部Ａ２の出力側から角度センサ１４を介してその出力軸１５の実角度信号を該電子制御回路部Ａ１の比較手段１６にフィードバックしている。前記電子制御回路部Ａ１は、角度信号変換手段１７、比較手段１６、ＰＩ演算手段１８、減算手段２４、及びモータ駆動ロジック生成手段１９を順次接続し、エンジンの始動に基づき前記エンジンＥＣＵ１１からの種々の通信情報、特に、可変ノズルのベーン１３ｃの開度指示情報を制御信号線１２を経由して取込み、その情報若しくは信号を処理演算し、後段に配置した駆動部Ａ２に出力している。その出力信号により動作する該駆動部Ａ２は前記モータ駆動ロジック生成手段１９の出力信号により動作するモータ駆動手段としてのモータドライバ２０、駆動源としてのモータ部２１、減速機構２２、及び当該電子制御アクチュエータ１３の出力軸１５を備えて構成し、これらを順次動作させている。 Next, the operation of a specific embodiment of the variable nozzle control device for a turbocharger according to the present invention will be described.
The actual angle signal of the output shaft 15 is fed back to the comparing means 16 of the electronic control circuit unit A1 through the angle sensor 14 from the output side of the drive unit A2. The electronic control circuit unit A1 sequentially connects the angle signal converting means 17, the comparing means 16, the PI calculating means 18, the subtracting means 24, and the motor drive logic generating means 19, and based on the start of the engine, various types from the engine ECU 11 Communication information, in particular, the opening instruction information of the vane 13c of the variable nozzle is taken in via the control signal line 12, the information or signal is processed and calculated, and is output to the drive unit A2 disposed in the subsequent stage. The drive unit A2 that operates according to the output signal is a motor driver 20 as a motor drive unit that operates according to an output signal of the motor drive logic generation unit 19, a motor unit 21 as a drive source, a speed reduction mechanism 22, and the electronic control actuator. Thirteen output shafts 15 are provided and are operated sequentially.

而して、該出力軸１５の回転角度を角度センサ１４により出力軸１５の実角度信号を検出し、上記比較手段１６に導入すると共にベーン実開度信号に変換する通信信号変換手段２３を介してエンジンＥＣＵ１１に伝達している。ここで、出力軸１５の目標角度信号と出力軸１５の実角度信号を比較する前記比較手段１６の出力側に設けたＰＩ演算手段１８は、この比較手段１６の出力信号を積分かつ比例処理をして演算する。また、前記モータ部２１の一方出力側に角速度検出手段２５及び微分信号発生手段２６を順次接続構成している。 Thus, the rotation angle of the output shaft 15 is detected by the angle sensor 14 through the communication signal conversion means 23 which detects the actual angle signal of the output shaft 15 and introduces it into the comparison means 16 and converts it into the vane actual opening signal. To the engine ECU 11. Here, the PI calculation means 18 provided on the output side of the comparison means 16 for comparing the target angle signal of the output shaft 15 and the actual angle signal of the output shaft 15 performs integration and proportional processing on the output signal of the comparison means 16. To calculate. Further, an angular velocity detecting means 25 and a differential signal generating means 26 are sequentially connected to one output side of the motor unit 21.

次に、上記電子制御アクチュエータ１３の出力は、レバー１３ａ、ロッド１３ｂを介して、ターボチャージャー８の可変ノズル部材に伝達され、該可変ノズル部材に備えた可変ノズルのベーン１３ｃの開度を制御する。このように本発明装置によれば、角度センサ１４により可変ノズルのベーン１３ｃに連結された出力軸１５の回転角度を検出して出力軸１５の実角度信号を出力し、角度信号変換手段１７によりエンジンＥＣＵ１１からの可変ノズルのベーン１３ｃの開度指示情報を出力軸１５の目標角度信号に変換し、この両信号を比較して該両信号の差に応じて、可変ノズルのベーン１３ｃを駆動して該ベーン１３ｃを目標開度に制御することが可能となるので、フィードバックによる制御が可能となるターボチャージャーの可変ノズル制御装置となる。 Next, the output of the electronic control actuator 13 is transmitted to the variable nozzle member of the turbocharger 8 through the lever 13a and the rod 13b, and the opening degree of the vane 13c of the variable nozzle provided in the variable nozzle member is controlled. . As described above, according to the apparatus of the present invention, the rotation angle of the output shaft 15 connected to the vane 13c of the variable nozzle is detected by the angle sensor 14, and the actual angle signal of the output shaft 15 is output. The opening instruction information of the variable nozzle vane 13c from the engine ECU 11 is converted into a target angle signal of the output shaft 15, the two signals are compared, and the variable nozzle vane 13c is driven according to the difference between the two signals. Thus, the vane 13c can be controlled to the target opening, so that a variable nozzle control device for a turbocharger that can be controlled by feedback.

そして、電子制御アクチュエータ１３の出力軸１５に加わった外乱により発生した振動は、減速機構により減衰するためモータ部２１に伝達しない。このため、モータ部２１から角度検出手段２５により検出し演算されたモータ回転数は、外乱因子となる振動成分を殆ど含まない。よって、モータ回転数を微分値として用いる本制御では、振動の影響を殆ど受けることなく微分信号発生手段２６により振動が無いときの過渡特性に特化した適合が可能となる。 The vibration generated by the disturbance applied to the output shaft 15 of the electronic control actuator 13 is not transmitted to the motor unit 21 because it is attenuated by the speed reduction mechanism. For this reason, the motor rotation number detected and calculated from the motor unit 21 by the angle detection means 25 contains almost no vibration component as a disturbance factor. Therefore, in the present control using the motor rotation number as the differential value, the differential signal generating means 26 can be adapted to the transient characteristics when there is no vibration with almost no influence of vibration.

本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置の好適な実施の形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows suitable embodiment of the variable nozzle control apparatus of the turbocharger which concerns on this invention. 本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置の具体的な実施例を示すブロック結線図である。It is a block connection diagram showing a specific embodiment of a variable nozzle control device of a turbocharger according to the present invention. ターボチャージャーの可変ノズル制御装置の従来例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the prior art example of the variable nozzle control apparatus of a turbocharger.

Explanation of symbols

１ターボチャージャー
１ａ吸気入口
１ｂ圧縮空気供給孔
１ｃ排気ガス吸入口
１ｄ排出口
２エンジン
３ステッピングモータ
４操作片
５エンジンＥＣＵ
６ラジエター
７空気通路
８ターボチャージャー
８ａ吸気通路
９ステッピングモータ
１０ホース
１１エンジンＥＣＵ
１２制御信号線
１３電子制御アクチュエータ
１３ａレバー
１３ｂロッド
１３ｃ可変ノズルのベーン
１４角度センサ
１５出力軸
１６比較手段
１７角度信号変換手段
１８ＰＩ演算手段
１９モータ駆動ロジック生成手段
２０モータダライバ（モータ駆動手段）
２１モータ部
２２減速機構
２３通信信号変換手段
２４減算手段
２５角速度検出手段
２６微分信号発生手段
Ａ１電子制御回路部
Ａ２駆動部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbocharger 1a Intake inlet 1b Compressed air supply hole 1c Exhaust gas inlet 1d Exhaust 2 Engine 3 Stepping motor 4 Operation piece 5 Engine ECU
6 Radiator 7 Air passage 8 Turbocharger 8a Intake passage 9 Stepping motor 10 Hose 11 Engine ECU
12 control signal line 13 electronic control actuator 13a lever 13b rod 13c variable nozzle vane 14 angle sensor 15 output shaft 16 comparison means 17 angle signal conversion means 18 PI calculation means 19 motor drive logic generation means 20 motor driver (motor drive means)
21 Motor unit 22 Deceleration mechanism 23 Communication signal conversion unit 24 Subtraction unit 25 Angular velocity detection unit 26 Differential signal generation unit A1 Electronic control circuit unit A2 Drive unit

Claims

Detection outputs from a plurality of sensors provided in an engine having a turbocharger having a variable nozzle are input, and the turbocharger of the turbocharger is controlled by a control signal from an engine ECU that identifies the operating state of the engine by the detection output of each sensor. In a variable nozzle control device for a turbocharger equipped with an electronically controlled actuator for controlling the opening degree of a variable nozzle vane, the electronically controlled actuator is connected to a motor unit serving as a drive source and to the motor unit via a speed reduction mechanism. An output shaft connected to the vane of the variable nozzle of the turbocharger, an angle sensor that detects a rotation angle of the output shaft and outputs an actual angle signal of the output shaft, and converts the actual angle signal into an actual vane opening signal. A communication signal converting means for converting and transmitting to the engine ECU, and a drive signal for driving the motor unit. Motor angle output means for outputting the variable nozzle vane opening instruction information from the engine ECU to the target angle signal of the output shaft, the target angle signal from the angle signal conversion means, and Comparing means for comparing the actual angle signal from the angle sensor and outputting an instruction signal corresponding to the difference between the two signals, PI calculating means for PI calculation processing of the instruction signal from the comparing means, and this PI calculation Motor drive logic generation means for supplying an output signal from the means to the motor drive means via a subtracting means, angular velocity detection means for detecting an angular velocity of motor rotation of the motor section based on an output signal from the motor section, Based on the output signal from the angular velocity detection means, a differential signal of the rotational speed of the motor of the motor unit is calculated, and this differential signal is supplied to the subtraction means. Variable nozzle control apparatus for a turbo charger, characterized in that it has a signal generating means.