JP2009156197A - 可変ターボチャージャの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセルオフによる減速時等に運転領域がサージ領域に突入する事態を回避し、もってサージによるコンプレッサの破損を未然に防止できる可変ターボチャージャの制御装置を提供する。
【解決手段】コンプレッサの運転領域がサージ危険領域にあり（Ｓ２がＹes）、アクセル変化率ΔＡccが急減速判定値ΔＡcc0以上でアクセル閉方向に変化したときに、エンジン負荷の低下に応じたベーン閉制御を禁止して現状のベーン開度を所定時間に亘って保持するベーン開度保持制御を実行する（Ｓ１０）。
【選択図】図３

Description

本発明は、タービンに導入される排ガスの流速を流速調整部材により調整可能な可変ターボチャージャの制御装置に関するものである。

流速調整部材によりタービンに導入される排ガスの流速を調整可能な可変ターボチャージャは、流速調整部材を適切に制御することで迅速なブースト圧（過給圧）の上昇が得られ、低速から高速の全域に渡ってトルク向上できるため、近年実用化が進んでいる。例えば、流速調整部材としてタービンの周囲を取り巻くように多数のベーンを配設した形式のターボチャージャでは、アクチュエータにより各ベーンの開度を一斉に変更し、ベーン開度に応じてタービンに導入される排ガスの流速を調整している。

ベーン開度を制御する手法としては、エンジンの運転状態から算出した目標ベーン開度に基づき実際のベーン開度をフィードバック制御するものがあるが、例えばベーン駆動用アクチュエータとしてエアシリンダを用いて、複数のエアバルブの開閉に応じたエア供給によりエアシリンダの作動ストロークを段階的に調整する形式のものでは、フィードバック制御に対応するきめ細かなストローク調整が不可能なため、オープンループ制御によりベーン開度を調整している。

オープンループ制御に適用されるベーン開度は、例えばエンジン回転速度とエンジン負荷とに基づき所定のマップから設定されるが、無負荷時にはベーン開度として最小開度が設定される。その設定は、車両減速後の再加速時の迅速なブースト圧の立ち上げを目的として、タービンへの導入ガス流速を高めてタービン回転速度を維持するためのものであるが、アクセルオフに伴う低負荷とベーンの最小開度とが重なることにより、コンプレッサが過渡的にサージ領域に突入する不具合を生じる。

即ち、この現象には種々の要因があるが、例えばアクセルオフに伴い、ディーゼルエンジンでは燃料噴射の中止により、ガソリンエンジンではスロットル閉により吸入空気量（コンプレッサ通過空気量）が速やかに減少するのに対し、タービンの慣性によりタービン回転速度の低下が遅れて圧力比が緩慢にしか低下しないことが要因の一つである。図７はコンプレッサの特性線図であるが、このため、ポイントＡの運転領域で車両減速のためにアクセルオフされて、運転領域がポイントＢに移行するときには、破線で示すように、圧力比の低下に先行してコンプレッサ通過空気量が低下することにより過渡的にサージ領域に突入してしまう。このとき、アクセルオフに呼応してベーンが最小開度に調整されると、タービン回転速度の低下はさらに遅れて上記現象が助長されることになる。

一方、コンプレッサのサージ領域に着目した技術として、例えば特許文献１に記載されたものがある。当該特許文献１では、エンジンの吸入空気量を検出し、吸入空気量がコンプレッサのサージ最小空気量ラインに近づくと、例えば、可変ターボチャージャのベーンを最小開度に制御してサージ領域に突入するのを防止している。
特開２００７−７１０９２号公報

しかしながら、特許文献１の技術は定常的な運転状態を想定したものであり、上記アクセルオフによる車両減速時のような過渡状態には対応できなかった。即ち、仮に特許文献１の技術をアクセルオフでの減速時に適用した場合には、アクセルオフで燃料噴射が中止されてベーン開度が閉側に調整され、これにより吸入空気量がサージ最小空気量ラインに接近した後でなければベーンの開制御は実行されず、所謂後追い制御になってしまう。従って、ベーンの開制御が遅れてコンプレッサのサージ領域に突入してしまい、サージによる圧力変動でコンプレッサを破損させてしまう事態を防止できなかった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、アクセルオフによる減速時等に運転領域がサージ領域に突入する事態を回避し、もってサージによるコンプレッサの破損を未然に防止することができる可変ターボチャージャの制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、タービンに導入される排ガスの流速を調整可能な流速調整部材と、エンジンの運転状態から求めた制御量に基づき流速調整部材をオープンループ制御し、エンジンの低負荷域では流速増加方向に流速調整部材を制御する制御手段と、運転者によるアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度の変化率が予め設定された急減速判定値以上でアクセル閉方向に変化したときに、エンジン負荷の低下に応じた制御手段による流速増加方向への流速調整部材の制御を禁止する禁止手段とを備えたものである。

従って、エンジンの運転状態から求めた制御量に基づき制御手段により流速調整部材がオープンループ制御されることで、タービンに導入される排ガスの流速がエンジンの運転状態に対して最適に調整され、例えばアクセルオフによりエンジン負荷が低下したときには、車両減速後の再加速時に迅速にブースト圧を立ち上げるべく、流速調整部材が流速増加方向に制御されてタービン回転速度の維持が図られる。

急激なアクセルオフによる車両減速時には、エンジン負荷の低下に応じた流速調整部材の流速増加方向の制御の結果、コンプレッサの運転領域がサージ領域に突入する場合があり、その要因は、コンプレッサの圧力比の低下に先行してコンプレッサ通過空気量が低下する現象をベーンの閉制御が助長してしまうことにある。このときには、アクセル開度の変化率が急減速判定値以上でアクセル閉方向に変化することを受けて、禁止手段により流速調整部材の流速増加方向への制御が禁止される。結果としてベーンは現状の開度に保持されるため、例えば、一旦閉側に調整したベーンを吸入空気量のサージ最小空気量ラインへの接近を受けて開側に調整し直す特許文献１の技術のような応答遅れを生じることなく、確実にサージ領域への突入が防止される。

請求項２の発明は、請求項１において、禁止手段が、コンプレッサの運転領域がサージ最小吸気量ライン近傍に設定されたサージ危険領域内にあるときに、アクセル開度変化率の判定処理を実行するものである。
従って、コンプレッサの運転領域がサージ危険領域外にあり、たとえアクセルが急激に閉操作されてもサージ領域への突入の虞が低いときには、アクセル開度の変化率の判定処理は実行されない。よって、このときのアクセル開度の変化率に基づき流速調整部材の流速増加方向への制御が無用に禁止される事態が未然に防止される。

請求項３の発明は、請求項１において、急減速判定値が、コンプレッサの運転領域がサージ最小吸気量ライン近傍に設定されたサージ危険領域内にあるときにサージ危険領域外に比較して減少設定され、禁止手段が、エンジンの運転領域がサージ危険領域内にあるか否かに応じてアクセル開度変化率の判定処理に適用する急減速判定値を切り換えるものである。

従って、コンプレッサの運転領域がサージ危険領域外にあってサージ領域に突入する虞が低い場合に比較して、サージ領域への突入の虞が高いサージ危険領域内では、アクセル開度変化率の判定に小さな値の急減速判定値が適用されて流速調整部材の流速増加方向への制御が禁止され易くなる。このようにコンプレッサの運転領域に応じて急減速判定値を切り換えることにより、より的確に流速増加方向への制御の禁止処理が実行される。

請求項４の発明は、請求項１において、エンジンが、各気筒の圧縮上死点直前で排気弁の強制開弁により圧縮空気を排出してエンジンブレーキ作用を高めるパワータード機能を備え、禁止手段が、エンジンがパワータード機能を使用する運転領域外でアクセル開度変化率の判定処理を実行するものである。
従って、パワータード機能を使用する運転領域内では禁止手段によりアクセル開度変化率の判定処理は実行されず、流速増加方向への制御の禁止処理も実行されないため、パワータード機能により最適なエンジンブレーキ力が発揮される。

以上説明したように請求項１の発明の可変ターボチャージャの制御装置によれば、アクセル開度の変化率が急減速判定値以上でアクセル閉方向に変化したときに、流速調整部材の流速増加方向への制御を禁止することにより確実にサージ領域への突入を防止でき、もってサージによるコンプレッサの破損を未然に防止することができる。
請求項２の発明の可変ターボチャージャの制御装置によれば、請求項１において、コンプレッサの運転領域がサージ危険領域外にあるときのアクセル開度の変化率に基づく無用な禁止処理を回避し、流速調整部材を一層適切に制御することができる。

請求項３の発明の可変ターボチャージャの制御装置によれば、請求項１において、コンプレッサの運転領域に応じた適切な急減速判定値に基づき的確に流速増加方向への制御の禁止処理を実行して、流速調整部材を一層適切に制御することができる。
請求項４の発明の可変ターボチャージャの制御装置によれば、請求項１において、パワータード機能を使用する運転領域内ではパワータード機能を優先するため、最適なエンジンブレーキ力を発揮させて車両のドライバビリティを向上することができる。

以下、本発明をディーゼルエンジン用の可変ターボチャージャの制御装置に具体化した一実施例を説明する。
図１に示すように、エンジン１の吸気ポート２には吸気通路３が接続され、その吸気ポート２及び吸気通路３に案内されて吸入空気が各気筒の燃焼室４内に導入される。吸気通路３には、吸入空気を過給する可変ターボチャージャ（以下、単にターボチャージャという）５のコンプレッサ６、コンプレッサ６による圧縮で温度上昇した吸入空気を冷却するインタークーラ７、ソレノイド８により開閉駆動される吸気絞り弁９が設けられている。また、エンジン１には排気通路１３が接続されており、燃料噴射弁１０からの噴射燃料が燃焼室４内で圧縮着火された燃焼後の排ガスが排気通路１３を経て外部に排出される。排気通路１３には、前記コンプレッサ６と同軸上に結合されて、排気ガスにて回転駆動されるターボチャージャ５のタービン１５が設けられている。

タービン１５の周囲にはこれを取り巻くように多数のベーン１６（流速調整部材）が配設され、これらのベーン１６はベーン開度調整用のエアシリンダ１７のロッド１７ａに接続されている。ロッド１７ａと各ベーン１６との連結状態の図示は省略するが、ロッド１７ａの出没に伴って各ベーン１６の開度が一斉に変更され、その結果、タービン１５に導入される排ガスの流速が調整される。具体的には、ベーン開度を縮小するほどタービン導入ガス流速が高められ、それに伴ってタービン回転速度の増加によりブースト圧が上昇側に制御される。

エアシリンダ１７内にはストロークの異なる図示しない３つの作動室が形成され、各作動室は配管１９を介してそれぞれエアバルブ１８に接続されている。各エアバルブ１８は図示しないエアタンクから所定圧の圧縮空気を供給され、エアバルブ１８の開弁に伴って圧縮空気がエアシリンダ１７の対応する作動室内に供給されて、各作動室のストローク分だけロッド１７ａが出没する。各エアバルブ１８は所定の組合せで開弁し、圧縮空気を供給された作動室が上記組合せに従って作動することにより、エアシリンダ１７のロッド１７ａは８段階のストロークで出没してベーン開度を８段階でステップ的に調整し得る。

また、上記吸気通路３と排気通路１３とはＥＧＲ通路２１により連結され、このＥＧＲ通路２１にはＥＧＲ弁２２が設けられている。ＥＧＲ弁２２の開度に応じて排気通路１３内を流通する排ガスが吸気通路３側にＥＧＲガスとして環流され、これにより燃焼室４内での燃焼速度の抑制によりＮＯxが低減される。
一方、図示はしないが、上記エンジン１はパワータード機能を備えている。当該パワータード機能は周知技術であるため詳細については説明しないが、エンジンブレーキ作用の増大により運転者のフットブレーキ頻度を減少して負担を軽減する機能であり、エンジン１の各気筒の圧縮上死点直前で排気弁を強制開弁して燃焼室４内の圧縮空気を排出することにより、続く膨張行程でピストンの下降を妨げる力を発生させてエンジンブレーキ作用を増大させている。

車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ３１（エンジン制御ユニット）が設置されている。ＥＣＵ３１の入力側には、エンジン回転速度Ｎeを検出する回転速度センサ３２、アクセル開度Ａccを検出するアクセルセンサ３３、車速Ｖを検出する車速センサ３４等の各種センサが接続され、ＥＣＵ３１の出力側には上記燃料噴射弁１０、エアバルブ１８等のデバイス類が接続されている。

例えばＥＣＵ３１は、エンジン回転速度Ｎeやアクセル操作量Ａccから所定のマップに従って燃料噴射量Ｑを設定すると共に、この燃料噴射量Ｑ及びエンジン回転速度Ｎeから所定のマップに従って燃料噴射時期ＩＴを設定し、これらの燃料噴射量Ｑ及び燃料噴射時期ＩＴに基づき燃料噴射弁１０を駆動制御し、各気筒の燃焼室４内に燃料を噴射してエンジン１を運転する。

また、ＥＣＵ３１は図２に示す予め設定されたマップに従ってエンジン回転速度Ｎe及びエンジン負荷（例えば、燃料噴射量Ｑ）からベーン開度θvaneを算出し、このベーン開度θvaneに実際のターボチャージャ５のベーン開度を調整すべくオープンループ制御を実行する。即ち、ＥＣＵ３１は、算出したベーン開度θvaneに対応する組合せを選択し、この組合せに従って各エアバルブ１８を開閉制御してエアシリンダ１７を駆動し、これにより各ベーン１６の開度を調整する（制御手段）。

なお、上記パワータードの実行時には、エンジンブレーキ力を最適に調整するためにエンジン１側の制御が変更され、これに付随してターボチャージャ５のベーン開度制御についても、図２とは特性が異なるパワータード専用のマップに基づいて実行される。
図２のマップ特性に示すように、低負荷域では最小のベーン開度θvaneが設定される。この設定は、車両減速後の再加速時に迅速にブースト圧を立ち上げるべく、タービン１５への導入ガス流速を高めてタービン回転速度を維持するためであるが、［背景技術］で述べたように、アクセルオフに伴う低負荷とベーン１６の最小開度とが重なることにより、コンプレッサ６が過渡的にサージ領域に突入する不具合が生じる。そこで、本実施形態では、車両減速時において所定条件が成立したときにベーン１６の最小開度への制御を禁止する対策を講じており、以下、当該対策のためにＥＣＵ３１が実行する処理について述べる。

図３はＥＣＵ３１が実行するベーン開度制御ルーチンを示すフローチャートであり、エンジン１の運転中にＥＣＵ３１は当該ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
まず、ＥＣＵ３１はステップＳ２で、現在の運転領域が予め設定されたサージ危険領域内にあるか否かを判定する。図４はサージ危険領域とコンプレッサ６の運転領域との関係を表した特性線図を示しており、横軸はコンプレッサ６を通過する空気量、縦軸はコンプレッサ６の圧力比（出口圧力/入口圧力）である。エンジン１は、ＥＧＲ弁２２を開弁してＥＧＲガスを環流するＥＧＲ実行時には図中のＥＧＲ領域内で運転され、ＥＧＲガスを環流しないＥＧＲ非実行時には図中の非ＥＧＲ領域内で運転される。全体として非ＥＧＲ領域に対してＥＧＲ領域はコンプレッサ通過空気量の低下側にシフトした位置にあり、この位置関係は、ＥＧＲガスの環流分だけＥＧＲ領域ではコンプレッサ通過空気量が目減りすることが要因である。

このためＥＧＲ領域の方がサージ最小空気量ラインに接近し、必然的にＥＧＲ領域のサージ最小空気量ラインに近接する側にサージ危険領域が設定されている。アクセルオフ時において、コンプレッサ６の運転領域がサージ危険領域外にあるときにはサージ領域への突入の虞は低いが、サージ件領域内にあるときにはサージ領域への突入の虞が急激に高まる。

なお、当該コンプレッサ６の特性線図はターボチャージャ５の仕様により相違し、この特性線図に基づくサージ危険領域の設定もエンジン１やターボチャージャ５の仕様に応じて異なることから、当然ながらサージ危険領域の設定は上記に限ることはない。
ステップＳ２の判定処理では、このコンプレッサ６の特性線図上のサージ危険領域を特定する必要があるが、コンプレッサ通過空気量や圧力比はＥＣＵ３１の演算処理で取り扱われていないパラメータであるため、新たなセンサ類の追加を要する。そこで、本実施形態では、図４の特性線図を、より一般的なＥＣＵ３１の演算処理で使用されるパラメータにより規定される図５に示すマップに置き換えて、サージ危険領域を特定している。当該マップはエンジン回転速度Ｎe及びエンジントルク（即ち、エンジン負荷）からサージ危険領域を特性するように設定されているが、エンジン回転速度Ｎeは回転速度センサ３２により検出され、エンジントルクは燃料噴射量Ｑと相関することから燃料噴射制御から読み出し可能であり、これによりセンサ類を追加することなくサージ危険領域を特定することができる。図５に示す一例では、サージ危険領域はマップ上の低回転高負荷域に設定されている。この特性は、高回転域に比較して低回転域ではコンプレッサ通過空気量が低下する一方、圧力比がそれほど相違しないことに起因している。

また、上記サージ危険領域の判定方法は、エンジン１の定常運転状態に対して有効であるが、エンジン１が過渡的に運転しているときには、有効でない場合がある。具体的には図示しないが、さらにエンジン１の過渡領域を考慮したサージ危険領域の判定を行う場合は、図５のエンジン運転状態に応じたサージ危険領域を、危険度を表す指標値のマップとし、そのマップ出力に対し過給機回転速度による補正を行い、指標値がある値以上であればサージ危険領域と判定してもよい。

現在のエンジン１の運転領域がサージ危険領域にないとしてステップＳ２でＮo（否定）の判定を下したときには、ステップＳ４で図２のマップに基づく通常のベーン開度制御を実行した後に一旦ルーチンを終了する。また、運転領域がサージ危険領域にあるとしてステップＳ２でＹes（肯定）の判定を下したときには、ステップＳ６に移行してアクセルセンサ３３により検出されたアクセル開度Ａccの所定時間当たりのアクセル変化率ΔＡccを求め、このアクセル変化率ΔＡccが予め設定された急減速判定値ΔＡcc0以上であるか否かを判定する。急減速判定値ΔＡcc0は、上記サージ領域への突入現象を誘発する急激なアクセルオフ操作を判定するための閾値であり、サージ領域への突入現象を誘発する下限付近のアクセル変化率ΔＡccとして設定され、無論アクセル開度Ａccの減少側（アクセル閉方向）への変化時に限って判定処理が行われる。ステップＳ６の判定がＮoのときには、上記ステップＳ４に移行して通常のベーン開度制御を実行し、一方、判定がＹesのときにはステップＳ８に移行する。

ステップＳ８では、車速センサ３４により検出された車速Ｖが予め設定された走行判定値Ｖ0以上であるか否かを判定する。当該処理の目的は、停車時や微速走行時等のように、たとえ急激なアクセルオフ操作が行われてもコンプレッサ６がサージ領域に突入する虞がない状況を除外することにあり、判定がＮoのときには、上記ステップＳ４に移行して図２のマップに基づくベーン開度制御を実行する。

ステップＳ８の判定がＹesのときにはステップＳ１０に移行してパワータードの実行中であるか否かを判定し、判定がＹesのときにはステップＳ１２でパワータード専用のマップに基づくベーン開度制御を実行する。ステップＳ１０の判定がＮoのときには、以下に述べるように、コンプレッサ６のサージ領域への突入を防止すべくベーン開度保持制御を実行するのであるが、当該ベーン開度制御はパワータードに対しては不適切となる。そこで、パワータード実行時には最適なエンジンブレーキ力を優先すべくステップＳ１０からステップＳ１２に移行しているのである。

また、ステップＳ１０の判定がＮoのときには、ステップＳ１４に移行してベーン開度保持制御を実行した後にルーチンを終了する。ステップＳ１４のベーン開度保持制御では、ＥＣＵ３１は以下の何れかの要件が成立するまで、各エアバルブ１８の開閉状態を維持することにより、ターボチャージャ５のベーン１６の閉制御を禁止して現状のベーン開度θvaneに保持する（禁止手段）。
１）運転領域がサージ危険領域外
２）アクセル開度変化率ΔＡcc＞０
３）車速Ｖ＜Ｖ0
４）パワータードの実行
５）ベーン開度保持が開度保持時間Ｔ継続
要件１では、運転領域がサージ危険領域を外れて最早サージ領域に突入する虞がなくなり、要件２では、アクセルオン操作により車両が再加速に移行し、ブースト圧の上昇のためにベーン開度θvaneを縮小する必要があり、何れもベーン開度保持制御を終了して通常のベーン開度制御若しくはパワータード用のベーン開度制御に切り換えることが適切との観点に基づく。また、要件３は上記ステップＳ８の処理に対応し、要件４は上記ステップＳ１０に対応し、やはりベーン開度保持制御を終了すべきとの観点に基づく。また、要件５の開度保持時間Ｔとしては、サージ領域への突入防止のために必要と推測される最長のベーン開度保持制御の継続時間が設定され、この開度保持時間Ｔが経過すれば、要件１と同じく最早サージ領域に突入する虞なしと見なせる。

以上の何れかの要件が成立するとベーン開度保持制御が終了され、必然的に図３のステップＳ２，６〜１０の何れかで、ベーン開度保持制御の開始時とは逆の判定が下され、ステップＳ４の通常のベーン開度制御、若しくはステップＳ１２のパワータード用のベーン開度制御に切り換えられる。
図６はアクセルオフ時のベーン開度θvaneの制御状況を本実施形態と従来技術とで比較したタイムチャートである。従来技術では、急激なアクセルオフに伴うエンジン負荷の低下に基づき直ちにベーン開度θvaneが最小値に調整されるのに対し、本実施形態では、上記ベーン開度保持制御により開度保持時間Ｔが経過するまでは、ベーン１６の最小開度への制御が禁止されてアクセルオフ開始時のベーン開度θvaneに保持され、開度保持期間Ｔの経過後にエンジン負荷の低下に対応して最小値に制御される。なお、開度保持時間Ｔの経過以前に上記要件１）〜４）の何れかが成立したときには、当然ながらその時点でベーン開度θvaneの保持は中断される。

［背景技術］で述べたように、アクセルオフによる車両減速時に運転領域がサージ領域に突入する要因は、コンプレッサ６の圧力比の低下に先行してコンプレッサ通過空気量が低下する現象をベーンの閉制御が助長してしまうことにある。その対策としてはベーン１６を開側に調整すればよいのであるが、吸入空気量に基づく特許文献１のベーン制御では、一旦閉側に調整したベーンを吸入空気量のサージ最小空気量ラインへの接近を受けて開側に調整し直すため、到底サージ領域への突入を回避できない。本実施形態では、コンプレッサ６の運転領域が変化する元々の要因であるアクセル変化率ΔＡccに基づきベーン１６の閉側制御自体を禁止しているため、アクセルオフ時のベーン１６は一旦閉側に制御されることなく現状開度に保持され、上記ベーン１６の閉制御による応答遅れが未然に防止される。

よって、図７に実線で示すように、例えばポイントＡの運転領域で車両減速のためにアクセルオフされたとき、運転領域はサージ領域に突入することなく、アクセルオフ後のエンジン運転状態に対応するポイントＢまで略直線的に移行することになり、結果としてサージによるコンプレッサ６の破損を未然に防止することができる。
また、ベーン開度保持制御中に、例えばアクセル操作に基づく要件２）でベーン開度保持制御が終了されたときには、結果としてベーン１６は閉側に制御されることなく現状開度に保持されたままとなる。よって、このような場合は無用なベーン１６の閉制御を防止でき、結果としてベーン１６を駆動するエアシリンダ１７やエアバルブ１８の消耗を抑制して耐久性を向上させることができる。

また、このような無用なベーン１６の閉制御を防止することにより吸入空気量や排ガスの流量変動が抑制され、例えばＥＧＲ弁２２によるＥＧＲ制御や吸気絞り弁９による吸気量制御等をより正確に実行できるという利点も得られる。
一方、コンプレッサ６の運転領域がサージ危険領域内にあるときに限って、所定条件の成立に基づきベーン開度保持制御を実行し、サージ領域への突入の虞がないサージ危険領域外ではベーン開度保持制御を実行しない。よって、サージ危険領域外での無用なベーン１６の開度保持を防止でき、もって一層適切なベーン１６の開度制御を実現することができる。

また、パワータード実行時にはベーン開度保持制御を実行することなく、パワータード専用のマップに基づくベーン開度制御を実行するため、最適なエンジンブレーキ力を発揮させて車両のドライバビリティを向上することができる。
ところで、上記実施形態では、コンプレッサ６の運転領域（サージ危険領域の内外）に応じてベーン開度保持制御の実行の有無を切り換えたが、運転領域に応じて急減速判定値ΔＡcc0を切り換えることによりベーン開度保持制御の実行状態を変更してもよい。具体的には、サージ危険領域の内外共に急減速判定値ΔＡcc0を設定すると共に、サージ危険領域内ではサージ危険領域外に比較して急減速判定値ΔＡcc0として小さな値を設定する。これにより、サージ領域に突入する虞の低いサージ危険領域外では、アクセル変化率ΔＡccの判定に大きな急減速判定値ΔＡcc0が適用されてベーン開度保持制御が実行され難いのに対し、サージ領域に突入する虞の高いサージ危険領域内では、アクセル変化率ΔＡccの判定に小さな急減速判定値ΔＡcc0が適用されてベーン開度保持制御が実行され易くなり、コンプレッサ６の運転領域に応じて一層適切なベーン１６の開度制御を実現することができる。

また、同様の発想に基に、開度保持時間Ｔを切り換えてもよい。即ち、サージ危険領域の内外で共通の急変速判定値ΔＡcc0を設定すると共に、サージ領域に突入する虞の低いサージ危険領域外では、短い開度保持時間Ｔを適用してベーン開度保持制御の実行時間を短縮し、サージ領域に突入する虞の高いサージ危険領域内では、長い開度保持時間Ｔを適用してベーン開度保持制御の実行時間を延長する。この場合でも、コンプレッサ６の運転領域に応じて一層適切なベーン１６の開度制御を実現することができる。

なお、以上の説明では、サージ危険領域の内外の２つの運転領域で制御を切り換えたが、運転領域はサージ危険領域を中心として等高線状に複数設定して、それぞれの運転領域毎に急減速判定値ΔＡcc0や開度保持時間Ｔを設定してもよい。また、サージ危険領域を設定せずにステップＳ２の処理を省略し、コンプレッサ６の全ての運転領域でベーン開度保持制御を実行するようにしてもよい。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ディーゼルエンジン１用の可変ターボチャージャの制御装置に具体化したが、対象となるエンジンの種別はこれに限ることはなく、例えばガソリンエンジンに適用してもよい。
また、上記実施形態では、タービン１５の周囲に流速調整部材として多数のベーン１６を配設したが、流速調整部材の構成はこれに限らず、タービン入口に単一のベーンを設けて入口の開口面積を可変することによりタービン導入ガス流速を調整するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、ベーン開度θvaneを８段階でステップ的に調整するようにエアシリンダ１７及びエアバルブ１８を構成したが、モータ等を利用して無段階でベーン開度θvaneを調整するように構成してもよい。

実施形態のディーゼルエンジン用の可変ターボチャージャの制御装置を示す全体構成図である。 ターボチャージャのベーン開度を算出するためのマップを示す図である。 ＥＣＵが実行するベーン開度制御ルーチンを示すフローチャートである。 サージ危険領域とコンプレッサの運転領域との関係を表した特性線図である。 図４の特性線図をエンジンの運転領域に置き換えたマップを示す図である。 アクセルオフ時のベーン開度の制御状況を本実施形態と従来技術とで比較したタイムチャートである。 アクセルオフ時のコンプレッサの運転領域の移行状況を本実施形態と従来技術とで比較した特性線図である。

符号の説明

１ エンジン
１５ タービン
１６ ベーン（流速調整部材）
３１ ＥＣＵ（制御手段、禁止手段）
３３ アクセルセンサ（アクセル開度検出手段）

Claims (4)

1. タービンに導入される排ガスの流速を調整可能な流速調整部材と、
   エンジンの運転状態から求めた制御量に基づき上記流速調整部材をオープンループ制御し、該エンジンの低負荷域では流速増加方向に上記流速調整部材を制御する制御手段と、
   運転者によるアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
   上記アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度の変化率が予め設定された急減速判定値以上でアクセル閉方向に変化したときに、上記エンジン負荷の低下に応じた上記制御手段による流速増加方向への上記流速調整部材の制御を禁止する禁止手段と
   を備えたことを特徴とする可変ターボチャージャの制御装置。
2. 上記禁止手段は、上記コンプレッサの運転領域がサージ最小吸気量ライン近傍に設定されたサージ危険領域内にあるときに、上記アクセル開度変化率の判定処理を実行することを特徴とする請求項１記載の可変ターボチャージャの制御装置。
3. 上記急減速判定値は、コンプレッサの運転領域がサージ最小吸気量ライン近傍に設定されたサージ危険領域内にあるときに該サージ危険領域外に比較して減少設定され、
   上記禁止手段は、上記エンジンの運転領域がサージ危険領域内にあるか否かに応じて上記アクセル開度変化率の判定処理に適用する上記急減速判定値を切り換えることを特徴とする請求項１記載の可変ターボチャージャの制御装置。
4. 上記エンジンは、各気筒の圧縮上死点直前で排気弁の強制開弁により圧縮空気を排出してエンジンブレーキ作用を高めるパワータード機能を備え、
   上記禁止手段は、上記エンジンがパワータード機能を使用する運転領域外で上記アクセル開度変化率の判定処理を実行することを特徴とする請求項１記載の可変ターボチャージャの制御装置。

Images