JP2010223035A - Variable nozzle control device for turbocharger - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect the fully opened or fully closed position of a variable nozzle. <P>SOLUTION: The variable nozzle control device for a turbocharger includes: a motor-rotational-speed detection means for detecting the rotational speed of the motor for controlling the opening of the vave of a variable nozzle by controlling the rotating angel of the ratating shaft of a motor based on a control signal from an engine control device for controlling engine drive equipped with a turbocharger with variable nozzles; and a supply-current control means for controlling a current amount supplied to the motor so that the rotational speed of the motor detected by the motor rotational speed detection means is equal to a predetermined target rotational speed. When performing an initialization operation to obtain a position where the vane of the variable nozzle abuts on a stopper, the supply-current control means controls the current before the rotational speed of the motor reaches the target rotational speed, and maintains constant and supplies the current supplied to the motor after the motor rotational speed reaches the target rotational speed to maintain constant the rotational speed of the motor immediately before the vane of the variable nozzle abuts on the stopper. <P>COPYRIGHT: (C)2011,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制御装置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。   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 with an electronic control actuator in accordance with a control signal from an engine control device.

従来、この種の技術に於ける一例としては特許文献1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知られている。図4は、従来技術による可変ノズルターボチャージャー制御装置の構成を示す図である。図4において、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。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。ターボチャージャー1内に備えられた可変ノズル(図示せず)は、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。   Conventionally, as an example of this type of technology, a variable nozzle turbocharger control device for an internal combustion engine disclosed in Patent Document 1 is known. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a variable nozzle turbocharger control device according to the prior art. In FIG. 4, 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 the air compressed by the turbocharger 1 to the engine 2, and exhaust gas is further supplied from the engine 2. An exhaust gas suction port 1c and a discharge port 1d for discharging the exhaust gas are provided. A variable nozzle (not shown) provided in the turbocharger 1 is disposed between the center housing and the turbine housing.

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。6はラジエターであり、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。   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 receives detection outputs of various sensors provided in the engine, and based on these detection outputs, identifies the operating state of the engine and controls driving of the stepping motor 3. This controls the opening and closing of the vane opening of each nozzle of the variable nozzle, adjusts the flow rate of the exhaust gas blown to the turbine wheel, and also adjusts the amount of air that is forcibly sent for combustion. Is done. A radiator 6 is connected to the engine 2, and cooling water of the engine 2 is circulated through the radiator 6 to be cooled.

この従来技術によれば、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ことができる。   According to this prior art, when an abnormality occurs in the variable nozzle turbocharger control device of the internal combustion engine, during cold start, or at idling, the fully open position of the variable nozzle is set as the initial position of the variable nozzle so that The position of each nozzle vane can be controlled.

また、ターボチャージャーの可変ノズル制御装置おいて、可変ノズルのベーンの通常作動領域以外の作動角範囲にあるノズルリング表面には煤が固着又は滞留することがあり、この煤を除去するため、イグニションスイッチのオフによるエンジンの停止に基づくエンジンECUからのステータス指示情報により当該可変ノズルのベーンの全作動領域に於いて全閉位置を少なくとも1回経由して全開位置までベーンを動作させて、いわゆる煤ばらいを実行することができる可変ノズル制御装置も知られている。(例えば、特許文献2参照)。この煤ばらいを行う動作をワイピング動作という。ワイピング動作は、イグニッションキーがOFFになると、エンジンECUからワイピング指令が出力される。これを受けて、可変ノズルのベーンが全閉側の機械的ストッパに突き当たるまで動作させ、その後、全開側の機械的ストッパに突き当たるまで動作させて止まる。このワイピング動作が終了すると、電源OFF許可信号が出力されて可変ノズル制御装置の電源がOFFになる。この動作によって、エンジンの停止後に煤ばらいを実行することができる。   In addition, in a variable nozzle control device for a turbocharger, soot may stick to or stay on the nozzle ring surface in the operating angle range other than the normal operating range of the variable nozzle vane. In accordance with the status indication information from the engine ECU based on the stop of the engine due to the switch being turned off, the vane is operated to the fully open position through the fully closed position at least once in the entire operation area of the vane of the variable nozzle. There are also known variable nozzle control devices capable of performing separation. (For example, refer to Patent Document 2). The operation for performing the separation is called wiping operation. In the wiping operation, when the ignition key is turned off, a wiping command is output from the engine ECU. In response to this, the variable nozzle vane is operated until it hits the fully-closed mechanical stopper, and is then operated until it hits the fully-opened mechanical stopper. When this wiping operation is completed, a power OFF permission signal is output and the power of the variable nozzle control device is turned OFF. By this operation, it is possible to execute the dismissal after the engine is stopped.

特開2001−107738号公報JP 2001-107738 A 特開2004−293537号公報JP 2004-293537 A

しかしながら、特許文献2に示すターボチャージャーの可変ノズル制御装置にあっては、イグニッションキーONまたはOFF時に行うワイピング動作を含む初期化動作において、モータ駆動Duty値(供給電流)を一定にして可変ノズルのベーンを機械的ストッパに突き当て、ストッパ位置の判定を行っているため、モータに対する電圧や温度、負荷などの外部環境変化により、ストッパ突き当て時のモータ速度が変化してしまう。図5に示すように、モータに対して供給するモータ駆動Duty値(供給電流)が一定であると、モータに対する負荷が小さい場合は、モータに対する負荷が大きい場合に比べて、モータの実際の回転数が大きくなり、機械的ストッパに突き当たる直前のモータ回転速度が異なってしまう。モータに対する外部環境変化によって、可変ノズルのベーンが機械的ストッパに突き当たる直前のモータ回転速度が異なると、全開及び全閉位置を決定するためのストッパ位置の検出が正確に行えないという問題がある。   However, in the turbocharger variable nozzle control device shown in Patent Document 2, in the initialization operation including the wiping operation performed when the ignition key is turned on or off, the motor drive duty value (supply current) is made constant to adjust the variable nozzle. Since the vane is abutted against the mechanical stopper and the stopper position is determined, the motor speed at the time of abutting the stopper changes due to changes in the external environment such as the voltage, temperature and load on the motor. As shown in FIG. 5, when the motor drive duty value (supply current) supplied to the motor is constant, the actual rotation of the motor is smaller when the load on the motor is smaller than when the load on the motor is large. The number increases, and the motor rotation speed immediately before hitting the mechanical stopper is different. If the rotational speed of the motor immediately before the vane of the variable nozzle hits the mechanical stopper varies due to a change in the external environment with respect to the motor, there is a problem in that the stopper position for determining the fully open and fully closed positions cannot be accurately detected.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、可変ノズルの全開または全閉位置の検出を精度良く行うことができるターボチャージャーの可変ノズル制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a variable nozzle control device for a turbocharger that can accurately detect the fully open or fully closed position of a variable nozzle.

本発明は、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の駆動を制御するエンジン制御装置からの制御信号に基づいてモータの回転軸の回転角度を制御することにより前記ターボチャージャーが備える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であって、前記モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、前記モータ回転数検出手段により検出される前記モータの回転数が、所定の目標回転数になるように、前記モータに供給する電流量を制御する供給電流制御手段とを備え、前記供給電流制御手段は、初期化動作を実施して前記可変ノズルのベーンがストッパに突き当たる位置を求める際に、前記目標回転数に達するまでの間は、前記供給電流制御手段により前記電流量を制御し、前記目標回転数に達した後は、前記モータに供給する電流量を一定に保持して供給することにより、前記可変ノズルのベーンがストッパに突き当たる直前の前記モータの回転数を一定にすることを特徴とする。   The present invention relates to a vane for a variable nozzle provided in the turbocharger by controlling a rotation angle of a rotating shaft of a motor based on a control signal from an engine control device that controls driving of the engine having a turbocharger having a variable nozzle. A variable nozzle control device for a turbocharger provided with an electronic control actuator for controlling the opening degree of the motor, wherein the motor rotation number detection means detects the rotation number of the motor, and the motor is detected by the motor rotation number detection means Supply current control means for controlling the amount of current supplied to the motor such that the rotation speed of the variable nozzle is set to a predetermined target rotation speed, and the supply current control means performs an initialization operation to perform the variable nozzle When the position where the vane of the butt comes into contact with the stopper, the supply current control The amount of current supplied to the motor is maintained at a constant level after the target rotational speed is reached by controlling the amount of current by means of the motor immediately before the vane of the variable nozzle hits the stopper. It is characterized in that the rotational speed is made constant.

本発明は、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の駆動を制御するエンジン制御装置からの制御信号に基づいてモータの回転軸の回転角度を制御することにより前記ターボチャージャーが備える可変ノズルのベーンの開度を制御するために、前記モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段を備え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上で動作する可変ノズル制御プログラムであって、前記モータ回転数検出手段により検出される前記モータの回転数が、所定の目標回転数になるように、前記モータに供給する電流量を制御する供給電流制御ステップをコンピュータに行わせ、前記供給電流制御ステップは、初期化動作を実施して前記可変ノズルのベーンがストッパに突き当たる位置を求める際に、前記目標回転数に達するまでの間は、前記供給電流制御手段により前記電流量を制御し、前記目標回転数に達した後は、前記モータに供給する電流量を一定に保持して供給することにより、前記可変ノズルのベーンがストッパに突き当たる直前の前記モータの回転数を一定にすることを特徴とする。   The present invention relates to a vane for a variable nozzle provided in the turbocharger by controlling a rotation angle of a rotating shaft of a motor based on a control signal from an engine control device that controls driving of the engine having a turbocharger having a variable nozzle. A variable nozzle control program that operates on a variable nozzle control device of a turbocharger equipped with an electronic control actuator that includes a motor rotation number detecting means for detecting the rotation number of the motor, A supply current control step for controlling the amount of current supplied to the motor is performed by a computer so that the rotation speed of the motor detected by the motor rotation speed detection means becomes a predetermined target rotation speed, and the supply current control is performed. The step performs an initialization operation so that the vane of the variable nozzle hits the stopper When the target rotational speed is reached, the current amount is controlled by the supply current control means until the target rotational speed is reached, and after reaching the target rotational speed, the current amount supplied to the motor is kept constant. By holding and supplying, the rotational speed of the motor immediately before the vane of the variable nozzle hits the stopper is made constant.

本発明によれば、可変ノズルのベーンがストッパに突き当たる直前のモータ回転数を一定にしたため、可変ノズルの全開または全閉位置の検出を精度良く行うことができるという効果が得られる。   According to the present invention, since the motor rotation speed immediately before the vane of the variable nozzle hits the stopper is made constant, it is possible to accurately detect the fully open or fully closed position of the variable nozzle.

本発明の一実施形態の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of this invention. 図1に示す電子制御アクチュエータ13の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the electronic control actuator 13 shown in FIG. 初期化動作時のモータ回転数の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the motor rotation speed at the time of initialization operation | movement. 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. 従来技術による初期化動作時のモータ回転数の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the motor rotation speed at the time of the initialization operation | movement by a prior art.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態によるターボチャージャーの可変ノズル制御装置を説明する。図1は同実施形態の構成を示す構成図である。この図において、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、ターボチャージャー8のタービン内には、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。可変ノズル部材には、ノズル内を流れる流体の流量を制御するために、開閉するベーンが備えられている。可変ノズル制御装置は、このベーンの開閉を制御するものである。   Hereinafter, a variable nozzle control device for a turbocharger according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the embodiment. In this figure, 8 is a turbocharger, which is a system for supercharging intake air to the engine, which 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 having a turbine wheel of the turbocharger 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. The variable nozzle member is provided with a vane that opens and closes in order to control the flow rate of the fluid flowing through the nozzle. The variable nozzle control device controls the opening and closing of the vanes.

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毎に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、それぞれ水温信号、回転信号及び負荷信号の検出出力を導入する。なお、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。   Reference numeral 11 denotes an engine ECU, which is provided with various sensors provided in the engine, for example, a water temperature sensor for detecting the engine water temperature, and for detecting the number of revolutions of the engine. A detection output of a water temperature signal, a rotation signal, and a load signal is introduced from an acceleration sensor that detects an intake air amount by an air flow meter and an accelerator pedal depression amount of a driver and calculates a load amount, respectively. Although not shown in FIG. 1, there may be provided 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.

電子制御アクチュエータ13は、制御信号線を介してエンジンECU11に接続されている。エンジンECU11は、検出出力に基づいてエンジンの運転状態を識別して、制御信号線を介して、電子制御アクチュエータ13を駆動制御する。電子制御アクチュエータ13は、レバー19及びロッド20を連結しており、その動作により、ターボチャージャー8に備えたベーンの開閉を制御するために、各ベーンに連結されたベーン操作片21の動作を制御する。   The electronic control actuator 13 is connected to the engine ECU 11 via a control signal line. The engine ECU 11 identifies the operating state of the engine based on the detection output, and drives and controls the electronic control actuator 13 via the control signal line. The electronic control actuator 13 connects the lever 19 and the rod 20, and controls the operation of the vane operation piece 21 connected to each vane in order to control the opening and closing of the vane provided in the turbocharger 8. To do.

なお、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。また、電子制御アクチュエータ13の構成を図1、図2を参照して説明するに際して、電子制御アクチュエータ13が普通に有する公知の機能・構成については、本発明の説明に直接関わりがない限り、その説明及び構成の図示を省略する。   The electronic control actuator 13 is attached to the turbocharger 8, for example. Further, when the configuration of the electronic control actuator 13 is described with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the publicly known functions and configurations normally possessed by the electronic control actuator 13 are the same unless directly related to the description of the present invention. Description and illustration of the configuration are omitted.

次に、図2を参照して、図1に示す電子制御アクチュエータ13の詳細な構成を説明する。図2は、図1に示す電子制御アクチュエータ13の詳細な構成を示すブロック図である。図2において、130は、電子制御アクチュエータ13の動作を統括して制御するマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)である。14は、マイコン130から出力する駆動信号に基づいて、ステッピングモータ(以下、モータという)15を駆動するモータドライバである。モータ15は、モータドライバ14から出力する信号に基づいて回転角度が制御されるステッピングモータである。16は、モータ15の回転軸に接続され、モータの回転軸を減速するギヤである。17は、ギヤ16によって減速された出力軸である。18は、出力軸17の回転角度を検出して出力する角度センサである。角度センサ18の出力は、マイコン130へ入力する。   Next, a detailed configuration of the electronic control actuator 13 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the electronic control actuator 13 shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 130 denotes a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) that controls the operation of the electronic control actuator 13 in an integrated manner. A motor driver 14 drives a stepping motor (hereinafter referred to as a motor) 15 based on a drive signal output from the microcomputer 130. The motor 15 is a stepping motor whose rotation angle is controlled based on a signal output from the motor driver 14. Reference numeral 16 denotes a gear which is connected to the rotation shaft of the motor 15 and decelerates the rotation shaft of the motor. Reference numeral 17 denotes an output shaft decelerated by the gear 16. Reference numeral 18 denotes an angle sensor that detects and outputs the rotation angle of the output shaft 17. The output of the angle sensor 18 is input to the microcomputer 130.

131は、エンジンECU11から出力されるベーンの目標位置(開度)信号を入力し、この目標位置信号をマイコン130内で扱う角度信号に変換して出力する角度信号変換部である。132は、角度信号変換部131が出力する目標位置の角度信号と、角度センサ18が出力する角度信号(現在のベーンの角度(開度))とを比較して、比較結果信号を出力する角度信号比較部である。133は、角度信号比較部132が出力する比較結果信号を入力して、モータに与えるべき信号のデューティ比を演算によって求めて出力するモータ駆動Duty演算部である。134は、モータ駆動Duty演算部133が出力するデューティ比の信号を入力して、モータに与えるべきロジック信号を求めて出力するモータ駆動ロジック生成部である。135は、角度センサ18が出力する角度信号をエンジンECU11へ送信するための通信信号に変換して出力する通信信号変換部である。通信信号変換部135が出力する角度の情報が現在のベーンの実位置情報となる。136は、モータ15の回転数を検出して、回転数の値を出力するモータ回転数検出部である。137は、所定時間の計時を行うタイマである。モータ駆動Duty演算部133は、タイマ137により計時した所定時間内に出力された駆動Duty値を平均し、所定時間経過後は、平均化した駆動Duty値を出力する。   Reference numeral 131 denotes an angle signal conversion unit that receives a vane target position (opening) signal output from the engine ECU 11, converts the target position signal into an angle signal handled in the microcomputer 130, and outputs the angle signal. Reference numeral 132 denotes an angle at which a comparison result signal is output by comparing the angle signal of the target position output from the angle signal conversion unit 131 with the angle signal output from the angle sensor 18 (current vane angle (opening)). It is a signal comparison unit. Reference numeral 133 denotes a motor drive duty calculation unit that inputs the comparison result signal output from the angle signal comparison unit 132, and calculates and outputs the duty ratio of the signal to be given to the motor. A motor drive logic generation unit 134 receives a duty ratio signal output from the motor drive duty calculation unit 133 and obtains and outputs a logic signal to be given to the motor. Reference numeral 135 denotes a communication signal conversion unit that converts an angle signal output from the angle sensor 18 into a communication signal for transmission to the engine ECU 11 and outputs the communication signal. The angle information output from the communication signal conversion unit 135 is the actual position information of the current vane. Reference numeral 136 denotes a motor rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the motor 15 and outputs a value of the rotation speed. Reference numeral 137 denotes a timer for measuring a predetermined time. The motor drive duty calculation unit 133 averages the drive duty values output within a predetermined time counted by the timer 137, and outputs the averaged drive duty value after the predetermined time elapses.

次に、図2を参照して、図2に示す電子制御アクチュエータ13の基本動作を説明する。エンジンECU11から目標位置信号が出力されると、角度信号変換部131は、目標位置信号をマイコン130内で扱う角度信号に変換して出力する。角度信号比較部132は、角度信号変換部131が出力する目標位置の角度信号と、角度センサ18が出力する角度信号(現在のベーンの角度)とを比較して、現在のベーンの角度を目標位置にするべくモータ駆動のデューティを演算によって求めて出力する。これを受けて、モータ駆動ロジック生成部134は、モータ駆動Duty演算部133が出力するデューティの信号を入力して、モータドライバ14に与えるべきロジック信号(モータ駆動信号)を求めて出力する。   Next, the basic operation of the electronic control actuator 13 shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. When the target position signal is output from the engine ECU 11, the angle signal conversion unit 131 converts the target position signal into an angle signal handled in the microcomputer 130 and outputs the angle signal. The angle signal comparison unit 132 compares the angle signal of the target position output from the angle signal conversion unit 131 with the angle signal (current vane angle) output from the angle sensor 18 to determine the current vane angle as a target. To obtain the position, the motor drive duty is calculated and output. In response to this, the motor drive logic generation unit 134 receives the duty signal output from the motor drive duty calculation unit 133 and obtains and outputs a logic signal (motor drive signal) to be given to the motor driver 14.

モータドライバ14は、モータ駆動ロジック生成部134から出力されるモータ駆動信号に基づいてモータ15を駆動する。モータの回転軸は、ギヤ16によって減速されて、出力軸17に伝達する。出力軸17の回転運動は、レバー19、ロッド20を介して、ベーン操作片21へ伝達する。ベーン操作片21が、出力軸17と連動して動作することにより、ノズルベーンの開閉制御動作が行われることになる。一方、角度センサ18が検出した出力軸17の回転角度の情報は、通信信号変換部135を経由して、エンジンECU11へ通知される。エンジンECU11は、この出力軸の回転角度(ノズルベーンの開度)情報を参照して、ターボチャージャー8の動作の制御を行う。   The motor driver 14 drives the motor 15 based on the motor drive signal output from the motor drive logic generation unit 134. The rotation shaft of the motor is decelerated by the gear 16 and transmitted to the output shaft 17. The rotational movement of the output shaft 17 is transmitted to the vane operation piece 21 via the lever 19 and the rod 20. As the vane operating piece 21 operates in conjunction with the output shaft 17, the nozzle vane opening / closing control operation is performed. On the other hand, information on the rotation angle of the output shaft 17 detected by the angle sensor 18 is notified to the engine ECU 11 via the communication signal converter 135. The engine ECU 11 controls the operation of the turbocharger 8 with reference to the information on the rotation angle of the output shaft (nozzle vane opening).

このように、角度センサ18により可変ノズルのベーンに連結された出力軸17の回転角度を検出して出力軸17の実角度信号を出力し、角度信号変換部131によりエンジンECU11からの可変ノズルのベーンの開度指示(目標位置信号)を出力軸17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、出力軸17の回転角度を制御することにより、可変ノズルのベーンが目標位置になるように制御されることになる。   In this way, the rotation angle of the output shaft 17 connected to the vanes of the variable nozzle is detected by the angle sensor 18 and the actual angle signal of the output shaft 17 is output, and the angle signal converter 131 receives the variable nozzle of the variable nozzle from the engine ECU 11. By converting the vane opening degree instruction (target position signal) into a target angle signal of the output shaft 17, comparing both signals, and controlling the rotation angle of the output shaft 17 according to the difference between the two signals, Control is performed so that the vanes of the variable nozzle become the target position.

次に、図3を参照して、図2に示すマイコン130がワイピング動作を含む初期化動作を実施する制御動作を説明する。図3は、初期化動作時のモータ回転数の変化を示す説明図である。まず、モータの目標回転数情報を含む初期化指令を受けると、モータ駆動Duty演算部133は、モータ回転数検出部136が出力するモータ15の回転数情報を読み込み、目標回転数(例えば、1500rpm)と現在回転数(モータ回転数検出部136の出力値)との偏差をPI(比例・積分)演算した値に基づきモータ駆動ロジック生成部134に出力するべき駆動Duty値を求め、求めた駆動Duty値をモータ駆動ロジック生成部134へ出力する。この動作は、タイマ137が出力する計時情報を参照して、所定時間(例えば、200ms)続行する。この動作により、モータの回転数は、モータ加速期間を経て、目標回転数近傍に達することになる。ただし、モータ15の負荷等の外部環境変化に応じて、モータ回転数検出部136が出力する値が、目標回転数に達するまでの時間が異なる。図3に示すように、例えば、負荷が小さい場合は、一度目標回転数を超えた後に、徐々に目標回転数に収束する。一方、負荷が大きい場合は、徐々に回転数が増加して目標回転数に収束する。   Next, a control operation in which the microcomputer 130 shown in FIG. 2 performs an initialization operation including a wiping operation will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing changes in the motor rotation speed during the initialization operation. First, upon receiving an initialization command including the target rotational speed information of the motor, the motor drive duty calculation unit 133 reads the rotational speed information of the motor 15 output from the motor rotational speed detection unit 136 and reads the target rotational speed (for example, 1500 rpm). ) And the current rotational speed (output value of the motor rotational speed detection unit 136), a drive duty value to be output to the motor drive logic generation unit 134 is obtained based on a value obtained by PI (proportional / integral) calculation, and the obtained drive The duty value is output to the motor drive logic generation unit 134. This operation is continued for a predetermined time (for example, 200 ms) with reference to the timing information output by the timer 137. By this operation, the rotation speed of the motor reaches the vicinity of the target rotation speed through the motor acceleration period. However, the time until the value output by the motor rotation speed detection unit 136 reaches the target rotation speed varies depending on changes in the external environment such as the load of the motor 15. As shown in FIG. 3, for example, when the load is small, after the target rotational speed is exceeded once, it gradually converges to the target rotational speed. On the other hand, when the load is large, the rotational speed gradually increases and converges to the target rotational speed.

次に、モータ駆動Duty演算部133は、タイマ137が計時する計時情報を参照して、所定時間(モータ15が停止状態から目標回転数に達して、安定するまでの時間であり、例えば、200msである)経過した時点で、自身が出力したDuty値の平均値を求め、求めた平均Duty値をモータ駆動ロジック生成部134へ出力する。これにより、モータ15は一定回転数で回転することになり、時間が経過すると可変ノズルのベーンが機械的ストッパに突き当たって、モータ15の回転数は0になる。モータ駆動Duty演算部133は、モータ回転数検出部136は出力するモータ回転数の値が0になった時点で、Duty値の出力を停止する。そして、モータ駆動Duty演算部133は、モータ15の回転方向を逆転させて、可変ノズルのベーンが他方の機械的ストッパに突き当たるまでDuty値を出力する。このとき、モータ駆動Duty演算部133は、前述した動作と同様の動作によって他方の機械的ストッパに突き当たるまでDuty値を出力する。   Next, the motor drive duty calculation unit 133 refers to the timing information counted by the timer 137, and is a predetermined time (the time until the motor 15 reaches the target rotational speed from the stop state and stabilizes, for example, 200 ms. When the time elapses, the average value of the duty values output by itself is obtained, and the obtained average duty value is output to the motor drive logic generation unit 134. As a result, the motor 15 rotates at a constant rotation speed. When time elapses, the vane of the variable nozzle hits the mechanical stopper, and the rotation speed of the motor 15 becomes zero. The motor drive duty calculation unit 133 stops outputting the duty value when the value of the motor rotation number output from the motor rotation number detection unit 136 becomes zero. Then, the motor drive duty calculation unit 133 reverses the rotation direction of the motor 15 and outputs the duty value until the vane of the variable nozzle hits the other mechanical stopper. At this time, the motor drive duty calculation unit 133 outputs the duty value until it hits the other mechanical stopper by the same operation as described above.

このように、現在のモータ回転速度を検出するモータ回転数検出部136を設けるとともに、目標回転数を保持するために必要なモータ供給電流を算出するために、PI演算によるモータ駆動Duty値を算出して出力し、モータ回転数が安定した後は、一定回転数を保持するようにしたため、電子制御アクチュエータ13の外部環境が変化してもモータ回転数を一定に保つように駆動することができる。これにより、可変ノズルのベーンが機械的ストッパに突き当たる直前のモータ回転数を一定にすることができ、モータ15の初期化動作時の外部環境が初期化動作毎に異なったとしても正確なストッパ位置(全開位置と全閉位置)の検出を行うことができる。   In this manner, the motor rotation speed detection unit 136 for detecting the current motor rotation speed is provided, and the motor drive duty value is calculated by PI calculation in order to calculate the motor supply current necessary for maintaining the target rotation speed. After the motor rotation speed is stabilized, the constant rotation speed is maintained, so that the motor rotation speed can be kept constant even when the external environment of the electronic control actuator 13 changes. . As a result, the motor rotation speed immediately before the vane of the variable nozzle hits the mechanical stopper can be made constant, and even if the external environment during the initialization operation of the motor 15 differs for each initialization operation, the accurate stopper position (Fully open position and fully closed position) can be detected.

なお、前述した説明においては、図3に示す駆動制御動作を初期化動作中に行う例を説明したが、図3に示す駆動制御動作は、可変ノズル制御装置の電源が「入」になった時点から電源が「切」になるまでの間のどのタイミングで行うようにしてもよい。   In the above description, the example in which the drive control operation illustrated in FIG. 3 is performed during the initialization operation has been described. However, in the drive control operation illustrated in FIG. 3, the power of the variable nozzle control device is “ON”. It may be performed at any timing from the time until the power is turned off.

また、図2に示すマイコン130の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより可変ノズル制御処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。   2 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed, thereby executing variable nozzle control. Processing may be performed. The “computer system” here includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。   The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

11・・・エンジンECU、13・・・電子制御アクチュエータ、130・・・マイクロコンピュータ(マイコン)、131・・・角度信号変換部、132・・・角度信号比較部、133・・・モータ駆動Duty演算部、134・・・モータ駆動ロジック生成部、135・・・通信信号変換部、136・・・モータ回転数検出部、137・・・タイマ、138・・・Duty保持部、14・・・モータドライバ、15・・・モータ、16・・・ギヤ、17・・・出力軸、18・・・角度センサ、19・・・レバー、20・・・ロッド、21・・・ベーン操作片   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine ECU, 13 ... Electronic control actuator, 130 ... Microcomputer (microcomputer), 131 ... Angle signal conversion part, 132 ... Angle signal comparison part, 133 ... Motor drive Duty Arithmetic unit 134 ... Motor drive logic generation unit 135 ... Communication signal conversion unit 136 ... Motor rotation speed detection unit 137 ... Timer 138 ... Duty holding unit 14 ... Motor driver, 15 ... motor, 16 ... gear, 17 ... output shaft, 18 ... angle sensor, 19 ... lever, 20 ... rod, 21 ... vane operation piece

Claims (2)

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の駆動を制御するエンジン制御装置からの制御信号に基づいてモータの回転軸の回転角度を制御することにより前記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であって、
前記モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、
前記モータ回転数検出手段により検出される前記モータの回転数が、所定の目標回転数になるように、前記モータに供給する電流量を制御する供給電流制御手段とを備え、
前記供給電流制御手段は、初期化動作を実施して前記可変ノズルのベーンがストッパに突き当たる位置を求める際に、前記目標回転数に達するまでの間は、前記供給電流制御手段により前記電流量を制御し、前記目標回転数に達した後は、前記モータに供給する電流量を一定に保持して供給することにより、前記可変ノズルのベーンがストッパに突き当たる直前の前記モータの回転数を一定にする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。
Electronic control for controlling the opening degree of the vane of the variable nozzle by controlling the rotation angle of the rotating shaft of the motor based on a control signal from an engine control device that controls the driving of the engine equipped with the turbocharger having the variable nozzle. A variable nozzle control device for a turbocharger equipped with an actuator,
Motor rotation number detecting means for detecting the rotation number of the motor;
Supply current control means for controlling the amount of current supplied to the motor so that the rotation speed of the motor detected by the motor rotation speed detection means becomes a predetermined target rotation speed;
The supply current control means performs the initialization operation to obtain the current amount by the supply current control means until the target rotational speed is reached when obtaining the position where the vane of the variable nozzle hits the stopper. After the control reaches the target rotational speed, the rotational speed of the motor just before the vane of the variable nozzle hits the stopper is kept constant by keeping the current supplied to the motor constant. A variable nozzle control device for a turbocharger, characterized in that:
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の駆動を制御するエンジン制御装置からの制御信号に基づいてモータの回転軸の回転角度を制御することにより前記可変ノズルのベーンの開度を制御するために、前記モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段を備え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上で動作する可変ノズル制御プログラムであって、
前記モータ回転数検出手段により検出される前記モータの回転数が、所定の目標回転数になるように、前記モータに供給する電流量を制御する供給電流制御ステップをコンピュータに行わせ、
前記供給電流制御ステップは、初期化動作を実施して前記可変ノズルのベーンがストッパに突き当たる位置を求める際に、前記目標回転数に達するまでの間は、前記供給電流制御手段により前記電流量を制御し、前記目標回転数に達した後は、前記モータに供給する電流量を一定に保持して供給することにより、前記可変ノズルのベーンがストッパに突き当たる直前の前記モータの回転数を一定にすることを特徴とする可変ノズル制御プログラム。
In order to control the opening degree of the vane of the variable nozzle by controlling the rotation angle of the rotating shaft of the motor based on a control signal from an engine control device that controls the driving of an engine equipped with a turbocharger having a variable nozzle. A variable nozzle control program that operates on a variable nozzle control device of a turbocharger that includes an electronic control actuator that includes a motor rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the motor,
Causing the computer to perform a supply current control step for controlling the amount of current supplied to the motor so that the rotation speed of the motor detected by the motor rotation speed detection means becomes a predetermined target rotation speed;
In the supply current control step, when the initialization operation is performed to obtain the position where the vane of the variable nozzle hits the stopper, the supply current control means sets the current amount until the target rotational speed is reached. After the control reaches the target rotational speed, the rotational speed of the motor just before the vane of the variable nozzle hits the stopper is kept constant by keeping the current supplied to the motor constant. A variable nozzle control program characterized by:
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