JP2010223201A - Variable nozzle control device for turbocharger - Google Patents
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Abstract
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
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。
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.
ところで、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は、電源ON時に、ワイピング動作を行って、全閉側の機械的ストッパに突き当てることにより全閉側の機械的ストッパ位置を求めるとともに、全開側の機械的ストッパに突き当てることにより全開側の機械的ストッパ位置を求めることにより可動範囲を特定している。全閉・全開位置を求める動作を図6を参照して説明する。製品組み付け初期の全開・全閉位置は角度センサ値「a」及び「b」であり、エンジンECUから出力される指令では、全開位置=0、全閉位置=1000として0〜1000の範囲による相対値で目標位置が指示される。この時、目標位置指令による目標位置は「X」となる。制御対象の機構部分の摩耗等により、可変ノズルのベーンの可動範囲が広がると、全開・全閉の角度センサ値は「a」から「a’」、「b」から「b’」に広がってしまう。この状態で、摩耗前と同一の目標位置が指示された場合、目標位置の指示範囲に対する可動範囲が広がっているため、目標位置は「X’」となり、摩耗前と摩耗後では制御対象に関与する位置関係が変わってしまい、指示した目標位置における期待性能が得られなくなるという問題がある。
By the way, the variable nozzle control device of a turbocharger shown in
例えば、モータの出力軸の回転角度を検出する角度センサが出力する値の範囲を0〜8192とし、全開位置角度センサ値を5120、全閉位置角度センサ値を3072とした場合に、目標位置指令の最大値は1000であるとする。この場合、目標位置指令値1000は全閉位置に設定され、目標位置指令値0は、全開位置に設定されることになる。目標位置指令「1step」あたりの角度センサ値の割合を求めるには、全開位置角度センサ値から全閉位置角度センサ値を減算した値を、目標位置指令最大値から目標位置指令最小値を減算した値で除算すればよいので、
(5120−3072)/(1000−0)=2048/1000=2.048
となる。このとき、エンジンECUが出力する指令により受け取った目標位置を全開側基準で700とした場合、出力軸の目標位置は、受け取った目標位置に目標位置「1step」あたりの角度センサ値の割合を乗算して、基準位置の角度センサ値を加算すればよいので、
700×2.048−5120=3687
となる。すなわち、角度センサ値が「3687」となる位置に出力軸を回転すればよい。
For example, if the range of values output by the angle sensor that detects the rotation angle of the output shaft of the motor is 0-8192, the fully open position angle sensor value is 5120, and the fully closed position angle sensor value is 3072, the target position command The maximum value of is assumed to be 1000. In this case, the target position command value 1000 is set to the fully closed position, and the target position command value 0 is set to the fully open position. In order to obtain the ratio of the angle sensor value per target position command “1 step”, the value obtained by subtracting the fully closed position angle sensor value from the fully opened position angle sensor value is subtracted from the target position command maximum value. Since we only have to divide by value
(5120-3072) / (1000-0) = 2048/1000 = 2.048
It becomes. At this time, if the target position received by the command output by the engine ECU is set to 700 based on the fully open side, the target position of the output shaft is multiplied by the ratio of the angle sensor value per target position “1step” to the received target position. Then, just add the angle sensor value of the reference position,
700 × 2.048-5120 = 3687
It becomes. That is, the output shaft may be rotated to a position where the angle sensor value is “3687”.
一方、制御対象の機構部が磨耗し、可動範囲が広がり、例えば、全開位置角度センサ値が5233、全閉位置角度センサ値が2959となった場合、同様に、目標位置指令「1step」あたりの角度センサ値の割合を求めると、
(5233−2959)/(1000−0)=2274/1000=2.274
となる。このとき、同様に、指令値700に対する出力軸の目標位置を求めると、
700×2.274−5233=3642
となる。すなわち、角度センサ値が「3642」となる位置に出力軸を回転すればよいことになり、摩耗前と摩耗後では、指令値が同一でもモータの出力軸の回転角度がことなるため、結果的に、可変ノズルのベーンの開度が異なってしまい、期待する性能を得ることができないという問題がある。
On the other hand, when the mechanism part to be controlled is worn and the movable range is widened, for example, when the fully open position angle sensor value is 5233 and the fully closed position angle sensor value is 2959, similarly, the target position command “1step” When the ratio of the angle sensor value is obtained,
(5233-2959) / (1000-0) = 2274/1000 = 2.274
It becomes. At this time, similarly, when the target position of the output shaft with respect to the command value 700 is obtained,
700 × 2.274-5233 = 3642
It becomes. In other words, the output shaft only needs to be rotated to a position where the angle sensor value is “3642”, and the rotation angle of the output shaft of the motor is different even before and after wear, even if the command value is the same. In addition, there is a problem that the opening degree of the vanes of the variable nozzle is different and the expected performance cannot be obtained.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、制御対象の機構部が磨耗することにより、全閉・全開位置の可動範囲が変化しても、指令値に対する位置制御の再現性を維持する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 the position control repeatability with respect to the command value can be improved even if the movable range of the fully-closed / fully-opened position changes due to wear of the mechanism part to be controlled. An object of the present invention is to provide a variable nozzle control device for a turbocharger that can be maintained.
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、前記回転軸の回転角度を検出する角度センサと、前記回転軸の回転角度の最大値と最小値を記憶する記憶手段と、前記モータの回転軸の回転角度を制御して、前記可変ノズルのベーンを全開側と全閉側に移動させて初期化動作を実施する初期化制御手段と、前記初期化制御手段によって、前記可変ノズルのベーンを全開側と全閉側に移動させる間に、前記角度センサの出力値を読み込み、前記出力値の最大値と最小値を前記記憶手段に記憶する可動範囲判定手段と、前記記憶手段に記憶されている前記最大値と最小値に基づいて、前記エンジン制御装置からの前記可変ノズルのベーンの開度指令値を目標位置角度に変換し、前記角度センサの出力値が前記変換した目標位置角度になるように前記ベーンの開度を制御する開度制御手段とを備えることを特徴とする。 The present invention controls the vane opening 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 having a turbocharger having a variable nozzle. A variable nozzle control device for a turbocharger comprising an electronic control actuator for controlling, an angle sensor for detecting a rotation angle of the rotation shaft, and a storage means for storing a maximum value and a minimum value of the rotation angle of the rotation shaft; The initialization control means for controlling the rotation angle of the rotating shaft of the motor and moving the vane of the variable nozzle to the fully open side and the fully closed side to perform the initialization operation, and the initialization control means, While moving the vane of the variable nozzle to the fully open side and the fully closed side, the output value of the angle sensor is read, and the maximum value and the minimum value of the output value are stored in the storage means. Based on the maximum value and the minimum value stored in the storage means, the movable range determination means to remember, the vane opening command value of the variable nozzle from the engine control device is converted into a target position angle, And opening degree control means for controlling the opening degree of the vane so that the output value of the angle sensor becomes the converted target position angle.
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可変ノズルのベーンの開度を制御するために、前記回転軸の回転角度を検出する角度センサと、前記回転軸の回転角度の最大値と最小値を記憶する記憶手段と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、前記モータの回転軸の回転角度を制御して、前記可変ノズルのベーンを全開側と全閉側に移動させて初期化動作を実施する初期化制御ステップと、前記初期化制御ステップによって、前記可変ノズルのベーンを全開側と全閉側に移動させる間に、前記角度センサの出力値を読み込み、前記出力値の最大値と最小値を前記記憶手段に記憶する可動範囲判定ステップと、前記記憶手段に記憶されている前記最大値と最小値に基づいて、前記エンジン制御装置からの前記可変ノズルのベーンの開度指令値を目標位置角度に変換し、前記角度センサの出力値が前記変換した目標位置角度になるように前記ベーンの開度を制御する開度制御ステップとをコンピュータに行わせることを特徴とする。 The present invention controls the vane opening 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 having a turbocharger having a variable nozzle. Variable nozzle control of a turbocharger comprising an electronically controlled actuator comprising an angle sensor for detecting a rotation angle of the rotary shaft and storage means for storing a maximum value and a minimum value of the rotation angle of the rotary shaft for controlling A variable nozzle control program that operates on the apparatus, wherein the rotation angle of the rotation shaft of the motor is controlled, and the vane of the variable nozzle is moved to the fully open side and the fully closed side to perform the initialization operation. While the variable nozzle vane is moved to the fully open side and the fully closed side by the control step and the initialization control step, the output of the angle sensor is Based on the movable range determination step of reading the value and storing the maximum value and the minimum value of the output value in the storage unit, and the maximum value and the minimum value stored in the storage unit, An opening degree control step for converting the opening degree command value of the vane of the variable nozzle into a target position angle and controlling the opening degree of the vane so that the output value of the angle sensor becomes the converted target position angle. It is made to carry out.
本発明によれば、制御対象の機構部分の摩耗等により可動範囲が広がった場合でも、出力軸の目標位置は初期化動作時に記憶しておいた可動範囲情報に基づき算出されるため、摩耗等の影響を受けずに目標位置制御を行うことができ、期待した制御対象の性能が再現することができるという効果が得られる。 According to the present invention, the target position of the output shaft is calculated based on the movable range information stored during the initialization operation even when the movable range is widened due to wear or the like of the mechanism part to be controlled. The target position control can be performed without being influenced by the above, and the effect that the expected performance of the control target can be reproduced is obtained.
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
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。
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
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
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
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、電源(イグニッションキー)ON・OFF時に出力される初期化指令を入力して、ワイピング動作を含む初期化処理を行う初期化処理部であり、モータ駆動Duty演算部133に対して、初期化動作の指示を出して、初期化動作を実行する。137は、初期化処理部136からモータ駆動Duty演算部133に対して、初期化動作の指示を出している間に、角度センサ18の出力値を入力し、出力軸17の可動範囲を判定し、可動範囲情報を出力する可動範囲判定部である。138は、可動範囲判定部137から出力される可動範囲情報を記憶する可動範囲記憶部である。
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
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
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
次に、図2を参照して、図2に示す初期化処理部136の処理動作を説明する。まず、イグニッションキーがONまたはOFFになると、初期化処理部136に対して初期化指令が出力される。これを受けて、初期化処理部136は、モータ駆動Duty演算部133に対して、可変ノズルのベーンのワイピング動作を実施する指示情報を出力する。そして、初期化処理部136は、モータ駆動Duty演算部133に対して、出力軸17の回転角度を制御して、可変ノズルのベーンが全開側の機械的ストッパに突き当たるまで全開方向へベーンが移動するようにDuty値を出力するように指示する。これにより、モータ駆動Duty演算部133より、所定のDuty値が出力され、モータ15が駆動して、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移動する。
Next, the processing operation of the
初期化処理部136は、ベーンが機械的ストッパに突き当たったか否かの判定を行い、ベーンが全閉側の機械的ストッパに突き当たった時点で、モータ15の回転を逆転して、可変ノズルのベーンが全開側の機械的ストッパに突き当たるまで移動する指示をモータ駆動Duty演算部133に対して出力する。これにより、モータ駆動Duty演算部133より、所定のDuty値が出力され、モータ15が駆動して、可変ノズルのベーンが全開側の機械的ストッパに突き当たるまで移動する。初期化処理部136は、ベーンが機械的ストッパに突き当たったか否かの判定を行い、ベーンが全開側の機械的ストッパに突き当たった時点で初期化処理を終了する。このような動作によって、初期化が実施される。
The
次に、図3を参照して、図2に示す可動範囲判定部137が出力軸17の可動範囲情報を取得して記憶する動作を説明する。図3は、図2に示す可動範囲判定部137が出力軸17の可動範囲情報を取得して記憶する動作を示すフローチャートである。図3に示す処理動作は、前述した初期化動作と並行して実行される。まず、イグニッションキーがONまたはOFFになると、可動範囲判定部137は、内部に保持している実行フラグを参照して(ステップS1)、フラグがセットされているか否か(実行フラグ=1であるか否か)を判定する(ステップS2)。この実行フラグは、図3に示す処理動作が実行されるとセットされるフラグである。この判定の結果、実行フラグが1であれば以降の処理を行わない。すなわち、図3に示す処理動作は、電子制御アクチュエータ13がターボチャージャー8に組み付けられて、初めて稼働するときのみに1回実行されるものである。
Next, an operation in which the movable
一方、実行フラグが0であれば、可動範囲判定部137は、初期化処理部136から出力される初期化動作を指示する情報を読み取り(ステップS3)、初期化動作が開始されたか否かを判定する(ステップS4)。この判定の結果、初期化動作が開始されていなければ、初期化動作が開始されるまで待機する。一方、初期化動作が開始された場合、可動範囲判定部137は、角度センサ18の出力値を読み取り(ステップS5)、初期化処理中に角度センサ18から出力される出力値の最大値と最小値を求める(ステップS6)。最大値と最小値は、新たに読み込んだ出力値が、最小値より小さい場合、この出力値を最小値とし、読み込んだ出力値が、最大値より大きい場合、この出力値を最大値とする処理を繰り返すことにより行う。そして、可動範囲判定部137は、初期化処理が終了したか否かを判定し(ステップS7)、初期化処理が終了するまで処理を繰り返す。
On the other hand, if the execution flag is 0, the movable
次に、可動範囲判定部137は、初期化処理が終了した時点で、求めた最大値と最小値を可動範囲記憶部138へ記憶する(ステップS8)。可動範囲記憶部138は、電源を供給しなくても記憶内容を保持することができるメモリ素子で構成されているため、記憶した最大値と最小値は、電源がOFFになっても記憶内容は変化しない。そして、可動範囲判定部137は、実行フラグをセットする(ステップS9)。この実行フラグセットにより、図3に示す処理動作は、イグニッションキーがON・OFFになっても実行されることはない。したがって、出力軸17の可動範囲は、可動範囲記憶部138に記憶されている最大値と最小値で特定されることになる。角度信号変換部131は、エンジンECU11から0〜1000の目標位置信号を受け取ると、可動範囲記憶部138に記憶されている可動範囲最小値に「0」を、可動範囲最大値に「1000」を割り当てる。
Next, the movable
このように、制御対象の機構部分の摩耗等により可動範囲が広がった場合でも、出力軸の目標位置は可動範囲記憶部138に記憶された可動範囲情報に基づき算出されるため、摩耗等の影響を受けずに目標位置制御を行うことができ、期待した制御対象の性能が再現することが可能となる。
As described above, even when the movable range is widened due to wear or the like of the mechanism portion to be controlled, the target position of the output shaft is calculated based on the movable range information stored in the movable
例えば、図4に示すように、製品組み付け初期の全開・全閉位置は角度センサ値「a」及び「b」であり、エンジンECUから出力される指令では、全開位置=0、全閉位置=1000として0〜1000の範囲による相対値で目標位置が指示される。この時、指令側から指示された目標位置は「X」となる。仮に摩耗等によって、可変ノズルのベーンの可動範囲が広がると、全開・全閉の角度センサ値は「a」から「a’」、「b」から「b’」に広がるが、「a」、「b」の位置を可動範囲記憶部138に記憶しておくようにし、起動時は、この可動範囲記憶部138に記憶された全開・全閉角度センサ値を用いるようにしたため、制御対象の機構部分の摩耗等による可動範囲変化の影響を排除することができる。
For example, as shown in FIG. 4, the fully opened / closed positions at the initial stage of product assembly are the angle sensor values “a” and “b”. In the command output from the engine ECU, the fully opened position = 0, the fully closed position = The target position is indicated by a relative value in the range of 0 to 1000, where 1000 is set. At this time, the target position instructed from the command side is “X”. If the movable range of the variable nozzle vane is expanded due to wear or the like, the fully open / closed angle sensor values expand from “a” to “a ′” and from “b” to “b ′”. Since the position of “b” is stored in the movable
なお、前述した説明においては、電源(イグニッションキー)ON・OFF時に初期化指令が出力される例を説明したが、初期化指令は、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何回出力されてもよい。 In the above description, the example in which the initialization command is output when the power supply (ignition key) is turned ON / OFF has been described. However, the initialization command is transmitted from the time when the power of the variable nozzle control device is turned “ON”. It may be output any number of times at any timing 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・・・初期化処理部部、137・・・可動範囲判定部、138・・・可動範囲記憶部、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
Claims (2)
前記回転軸の回転角度を検出する角度センサと、
前記回転軸の回転角度の最大値と最小値を記憶する記憶手段と、
前記モータの回転軸の回転角度を制御して、前記可変ノズルのベーンを全開側と全閉側に移動させて初期化動作を実施する初期化制御手段と、
前記初期化制御手段によって、前記可変ノズルのベーンを全開側と全閉側に移動させる間に、前記角度センサの出力値を読み込み、前記出力値の最大値と最小値を前記記憶手段に記憶する可動範囲判定手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記最大値と最小値に基づいて、前記エンジン制御装置からの前記可変ノズルのベーンの開度指令値を目標位置角度に変換し、前記角度センサの出力値が前記変換した目標位置角度になるように前記ベーンの開度を制御する開度制御手段と
を備え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,
An angle sensor for detecting a rotation angle of the rotation shaft;
Storage means for storing the maximum value and the minimum value of the rotation angle of the rotation shaft;
An initialization control means for controlling the rotation angle of the rotation shaft of the motor and moving the vanes of the variable nozzle to the fully open side and the fully closed side to perform an initialization operation;
While the vane of the variable nozzle is moved to the fully open side and the fully closed side by the initialization control unit, the output value of the angle sensor is read and the maximum value and the minimum value of the output value are stored in the storage unit. Movable range determination means;
Based on the maximum value and the minimum value stored in the storage means, the opening command value of the variable nozzle vane from the engine control device is converted into a target position angle, and the output value of the angle sensor is A variable nozzle control device for a turbocharger, comprising: opening degree control means for controlling the opening degree of the vane so as to obtain a converted target position angle.
前記モータの回転軸の回転角度を制御して、前記可変ノズルのベーンを全開側と全閉側に移動させて初期化動作を実施する初期化制御ステップと、
前記初期化制御ステップによって、前記可変ノズルのベーンを全開側と全閉側に移動させる間に、前記角度センサの出力値を読み込み、前記出力値の最大値と最小値を前記記憶手段に記憶する可動範囲判定ステップと、
前記記憶手段に記憶されている前記最大値と最小値に基づいて、前記エンジン制御装置からの前記可変ノズルのベーンの開度指令値を目標位置角度に変換し、前記角度センサの出力値が前記変換した目標位置角度になるように前記ベーンの開度を制御する開度制御ステップと
をコンピュータに行わせ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. Operating on a variable nozzle control device for a turbocharger comprising an electronic control actuator comprising an angle sensor for detecting a rotation angle of the rotation shaft and a storage means for storing a maximum value and a minimum value of the rotation angle of the rotation shaft A variable nozzle control program for
An initialization control step of controlling the rotation angle of the rotation shaft of the motor and moving the vanes of the variable nozzle to the fully open side and the fully closed side to perform an initialization operation;
The output value of the angle sensor is read while moving the vanes of the variable nozzle to the fully open side and the fully closed side by the initialization control step, and the maximum value and the minimum value of the output value are stored in the storage unit. A movable range determination step;
Based on the maximum value and the minimum value stored in the storage means, the opening command value of the variable nozzle vane from the engine control device is converted into a target position angle, and the output value of the angle sensor is A variable nozzle control program for causing a computer to perform an opening degree control step for controlling the opening degree of the vane so as to obtain a converted target position angle.
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