JP3250489B2 - 可変ノズル型ターボチャージャのノズル開度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の過給シ
ステムに用いられる可変ノズル型ターボチャージャに係
り、詳しくはタービンホイールに吹き付けられる排気ガ
スの流速を可変とするノズルベーンの開度を内燃機関の
運転状態に応じて制御する可変ノズル型ターボチャージ
ャのノズル開度制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用ディーゼルエンジン等
の内燃機関においては、その出力向上のために燃焼室へ
充填される空気の量を増やすことが好ましい。そこで従
来は、ピストンの移動に伴って燃焼室内に発生する負圧
で空気を燃焼室に充填するだけでなく、その空気を強制
的に燃焼室へ送り込んで、同燃焼室への空気の充填効率
を高める過給システムが提案され、実用されている。こ
うした過給システムには、内燃機関の吸気通路を流れる
空気を強制的に燃焼室へ送り込むための過給機として、
例えば可変ノズル型ターボチャージャが設けられてい
る。そして、このような可変ノズル型ターボチャージャ
としては、例えば特開昭６１−２０７８２８号公報に記
載されたものが知られている。

【０００３】同公報に記載のターボチャージャは、内燃
機関の排気通路を流れる排気ガスによって回転するター
ビンホイールと、同機関の吸気通路内の空気を強制的に
燃焼室側へ送り込むコンプレッサホイールとを備えてい
る。これらタービンホイールとコンプレッサホイールと
は、ロータシャフトを介して一体回転可能に連結されて
いる。そして、タービンホイールに排気ガスが吹き付け
られて同ホイールが回転すると、その回転はロータシャ
フトを介してコンプレッサホイールに伝達される。こう
してコンプレッサホイールが回転することにより、吸気
通路内の空気が強制的に燃焼室に送り込まれるようにな
る。

【０００４】また、上記ターボチャージャは、タービン
ホイールに吹き付けられる排気ガスが通過する排気ガス
流路を備えている。そして、排気ガス流路は、タービン
ホイールの外周を囲うように同ホイールの回転方向に沿
って形成される。従って、排気ガス流路を通過した排気
ガスは、タービンホイールの軸線へ向かって吹き付けら
れることになる。このような排気ガス流路には、タービ
ンホイールに吹き付けられる排気ガスの流速を可変とす
るための複数のノズルベーンが設けられている。これら
ノズルベーンは、タービンホイールの軸線を中心とする
等角度毎に位置し、互いに同期した状態で開閉動作す
る。

【０００５】タービンホイールに吹き付けられる排気ガ
スの流速は、上記ノズルベーンを同期して開閉動作さ
せ、隣合うノズルベーン間の隙間の大きさ（ノズルベー
ンの開度）を変化させることによって調整される。こう
してノズルベーンを開閉させて上記排気ガスの流速調整
を行うことにより、タービンホイールの回転速度が調整
される。そして、タービンホイールの回転速度が調整さ
れることで内燃機関の過給圧、即ち燃焼室に強制的に送
り込まれる空気の量が調整される。

【０００６】また、上記ターボチャージャのノズルベー
ンは、内燃機関の実際の過給圧が同機関の運転状態に基
づき求められる過給圧目標値に近づくよう開閉動作され
る。即ち、実際の過給圧が過給圧目標値よりも小さい場
合にはノズルベーンの開度を小さくすることで実際の過
給圧を上昇させ、実際の過給圧が目標過給圧よりも大き
い場合にはノズルベーンの開度を大きくすることで実際
の過給圧を低下させる。

【０００７】なお、内燃機関の運転状態に基づき設定さ
れる上記目標過給圧は、例えば同機関の低回転高負荷時
に大きく設定され、高回転低負荷時には小さく設定され
る。これは低回転高負荷時には内燃機関の過給圧を高め
て出力向上を図り、高回転低負荷時には同機関の過給圧
を低くすべくノズルベーン間の隙間を大きくすることで
排気ガスの排出抵抗を低減するためである。そして、こ
のように目標過給圧を設定することにより、内燃機関の
出力向上と燃焼室及び排気通路内の過剰圧防止との両立
が図られるようになる。

【０００８】ところで、上記内燃機関を山岳地域等の高
地で運転する場合には、大気圧が低いために過給圧が上
がりにくくなる。そのため、過給圧目標値を一定とした
条件のもとで自動車が高地にさしかかるなどして大気圧
が低下すると、実際の過給圧を過給圧目標値と一致させ
るために、ノズルベーンを通常よりも閉じ側に制御して
ターボチャージャの回転数を上昇させなければならなく
なる。従って、ターボチャージャが最大許容回転数（例
えば２０万ｒｐｍ）付近の回転数で駆動されていると
き、大気圧が低下するとターボチャージャが最高許容回
転数を越えて過剰に上昇してしまうことになる。

【０００９】そこで上記公報に記載のターボチャージャ
では、過給機回転数センサを設けて同センサからの検出
信号からターボチャージャの回転数を求め、その回転数
が最大許容回転数を越えて上昇した場合には、ノズルベ
ーンを開き側に制御するようにしている。こうした制御
を行うことによって、上記のようなターボチャージャの
過剰な回転を防止することができ、ひいては同ターボチ
ャージャの運転を適正に維持することができるようにな
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このようにターボチャ
ージャの回転数が最大許容回転数を越えて上昇しないよ
うノズルベーンの開度を制御することで、同ターボチャ
ージャの運転を適正に維持することができるようにはな
る。しかし、上記制御を行うためにはターボチャージャ
の回転数を検出するための過給機回転数センサを設けな
ければならず、同センサ自身のコストはもとより、同セ
ンサを設けるための手間や費用が無視できないものとな
っている。

【００１１】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、過給機回転数センサ等を設
けずとも、ターボチャージャの運転を適正に維持するこ
とのできる可変ノズル型ターボチャージャのノズル開度
制御装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、請求項１記載の発明では、内燃機関からの排気ガス
の吹き付けにより回転して同機関の燃焼室へ吸入される
空気の過給を行うターボチャージャと、そのターボチャ
ージャに吹き付けられる前記排気ガスの流速を可変とす
べく開閉動作するノズルベーンと、前記燃焼室へ吸入さ
れる空気の過給圧若しくは過給量が内燃機関の運転状態
に基づき求められる過給目標値に近づくように前記ノズ
ルベーンの開閉動作を制御する開閉制御手段とを備える
可変ノズル型ターボチャージャのノズル開度制御装置に
おいて、前記開閉制御手段は、前記ターボチャージャが
最大許容回転数になるときの前記ノズルベーンの開度と
同じ値に設定される同ノズルベーンの下限ガード値を内
燃機関の高出力側の運転領域では前記ターボチャージャ
が最大許容回転数になるときの前記ノズルベーンの開度
よりも大きい値に設定し、前記過給目標値に応じて開閉
する同ノズルベーンの開度をその上限値と該設定した下
限ガード値との間で制御するものとした。

【００１３】同構成によれば、ノズルベーンの開度は、
その上限値と開閉制御手段によって設定された下限ガー
ド値、すなわちターボチャージャの最大許容回転数に対
応した下限ガード値との間で制御される。従って、過給
機回転数センサ等を設けずとも、最大許容回転数を越え
るようなターボチャージャの過剰な回転数上昇が防止さ
れる。

【００１４】また、前記開閉制御手段は、少なくとも内
燃機関の高出力側の運転領域では、前記ターボチャージ
ャが最大許容回転数となったときの前記ノズルベーンの
開度よりも大きい値を下限ガード値として設定するもの
とした。従って、内燃機関が上記運転領域に入るような
運転状態になったとき、同機関から排出される排気ガス
の排出抵抗増大を一層好適に抑制することができるよう
になる。

【００１５】請求項２記載の発明では、内燃機関からの
排気ガスの吹き付けにより回転して同機関の燃焼室へ吸
入される空気の過給を行うターボチャージャと、そのタ
ーボチャージャに吹き付けられる前記排気ガスの流速を
可変とすべく開閉動作するノズルベーンと、前記燃焼室
へ吸入される空気の過給圧若しくは過給量が内燃機関の
運転状態に基づき求められる過給目標値に近づくように
前記ノズルベーンの開閉動作を制御する開閉制御手段と
を備える可変ノズル型ターボチャージャのノズル開度制
御装置において、前記開閉制御手段は、前記ノズルベー
ンの開度に内燃機関の高出力側の運転領域ほど大きい値
となるように下限ガード値を可変設定し、前記過給目標
値に応じて開閉する同ノズルベーンの開度をその上限値
と該設定した下限ガード値との間で制御するするものと
した。同構成によれば、内燃機関からの排気ガス量が多
くなる同機関の高出力側の運転領域ほど、ノズルベーン
開度の下限ガード値が大きい値に設定されるため、上記
運転領域においても内燃機関からの排気ガスが好適に排
出される。従って、内燃機関の運転状態が高出力側にあ
るとき、同機関から排出される排気ガスの排気抵抗が過
剰に増大するのを好適に抑制することができるようにな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を自動車用のディー
ゼルエンジンに適用した一実施形態を図１〜図１０に従
って説明する。

【００１７】図１に示すように、ディーゼルエンジン１
１のシリンダブロック１１ａには、ピストン１２が往復
移動可能に設けられている。このピストン１２は、コン
ロッド１３を介してディーゼルエンジン１１の下部に設
けられたクランクシャフト（出力軸）１４に連結されて
いる。そして、ピストン１２の往復移動は、そのコンロ
ッド１３によりクランクシャフト１４の回転へと変換さ
れるようになっている。

【００１８】クランクシャフト１４にはシグナルロータ
１５が取り付けられている。このシグナルロータ１５の
外周面には、複数の突起１５ａがクランクシャフト１４
の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。また、
シグナルロータ１５の側方には、同ロータ１５の突起１
５ａを検出して検出信号を出力するクランクポジション
センサ１６が設けられている。そして、クランクシャフ
ト１４が回転して、シグナルロータ１５の各突起１５ａ
が順次クランクポジションセンサ１６の側方を通過する
ことにより、同センサ１６からそれら各突起１５ａに対
応したパルス状の検出信号が出力されるようになる。

【００１９】上記シリンダブロック１１ａの上端にはシ
リンダヘッド１７が設けられている。そして、シリンダ
ヘッド１７とピストン１２との間には燃焼室１８が設け
られている。シリンダヘッド１７には、その燃焼室１８
内に燃料を噴射するための噴射ノズル１８ａが設けられ
るとともに、吸気ポート１９及び排気ポート２０が同燃
焼室１８と連通するように設けられている。そして、そ
れら吸気ポート１９及び排気ポート２０には、それぞれ
吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられている。

【００２０】シリンダヘッド１７には、吸気バルブ２１
及び排気バルブ２２を開閉駆動するための吸気カムシャ
フト２３及び排気カムシャフト２４が回転可能に支持さ
れている。これら吸気及び排気カムシャフト２３，２４
はタイミングベルト（図示せず）を介してクランクシャ
フト１４に連結され、同ベルトによりクランクシャフト
１４の回転が吸気及び排気カムシャフト２３，２４へ伝
達されるようになっている。そして、吸気カムシャフト
２３が回転すると、吸気バルブ２１が開閉駆動されて、
吸気ポート１９と燃焼室１８とが連通・遮断されるよう
になる。また、排気カムシャフト２４が回転すると、排
気バルブ２２が開閉駆動されて、排気ポート２０と燃焼
室１８とが連通・遮断されるようになる。

【００２１】その排気カムシャフト２４の外周面には、
一つの突起２５が設けられている。この排気カムシャフ
ト２２の側方には、突起２５を検出して検出信号を出力
するカムポジションセンサ２６が設けられている。そし
て、排気カムシャフト２４が回転して、突起２５が所定
の周期でカムポジションセンサ２４の側方を通過するこ
とにより、同センサ２４から突起２５に対応した検出信
号が所定の周期で出力されるようになる。

【００２２】上記吸気ポート１９及び排気ポート２０に
は、それぞれ吸気管３０及び排気管３１が接続されてい
る。この吸気管３０内及び吸気ポート１９内は吸気通路
３２となっており、排気管３１内及び排気ポート２０内
は排気通路３３となっている。そして、吸気通路３２の
上流部及び排気通路３３の下流部は、それぞれターボチ
ャージャ３５に繋がっている。このターボチャージャ３
５は、吸気通路３２の下流側へ空気を送り出すためのコ
ンプレッサホイール３６と、排気通路３３を通過する排
気ガスの吹き付けによって回転するタービンホイール３
７と、それらホイール３６，３７を一体回転可能に連結
するロータシャフト３８とを備えている。

【００２３】排気通路３３には、タービンホイール３７
を迂回するようにバイパス通路５１が設けられている。
また、バイパス通路５１には、アクチュエータ（図示せ
ず）により開閉駆動されるウェイストゲートバルブ５２
が設けられている。このウェイストゲートバルブ５２の
開閉駆動により、排気通路３３におけるタービンホイー
ル３７の上流側と下流側とが連通・遮断されるようにな
る。そして、ウェイストゲートバルブ５２が開くと、排
気通路３３を流れる排気ガスの一部がバイパス通路５１
を通過するようになるため、タービンホイール３７に吹
き付けられる排気ガスの量が少なくなる。

【００２４】また、吸気通路３２においてコンプレッサ
ホイール３６よりも下流側には、スロットルバルブ３４
が設けられている。スロットルバルブ３４の開度は自動
車の室内に設けられたアクセルペダル３４ａの踏込量に
基づき調節され、このスロットルバルブ３４の開度調節
により燃焼室１８へ吸入される空気の量が調整される。
また、吸気管３０において、スロットルバルブ３４より
も下流側には圧力センサ３０ａが設けられている。この
圧力センサ３０ａは、スロットルバルブ３４よりも下流
側に位置する吸気通路３２内の圧力を検出し、その検出
した圧力に対応する検出信号を出力するようになってい
る。

【００２５】一方、ディーゼルエンジン１１のクランク
シャフト１４は、燃料噴射ポンプ４１のドライブシャフ
ト４１ａと連結されている。この燃料噴射ポンプ４１
は、燃料ライン４２を介してシリンダヘッド１８の噴射
ノズル１８ａに接続されている。そして、燃料噴射ポン
プ４１は、クランクシャフト１４の回転がドライブシャ
フト４１ａに伝達されることによって駆動され、自動車
の燃料タンク（図示せず）から燃料を吸引するとともに
同燃料を噴射ノズル１８ａへ向けて吐出する。燃料噴射
ノズル１８ａは、燃料噴射ポンプ４１から送り込まれた
燃料の圧力によって作動し、その燃料を燃焼室１８内へ
噴射する。

【００２６】また、燃料噴射ポンプ４１は、噴射ノズル
１８ａへ向けて吐出される燃料の量を調整する電磁スピ
ル弁４３と、その燃料の吐出開始時期を調整するタイマ
装置４４とを備えている。そして、燃料噴射ポンプ４１
から噴射ノズル１８ａへ向けて吐出される燃料の吐出量
と吐出時期とを上記電磁スピル弁４３及びタイマ装置４
４で調整することによって、噴射ノズル１８ａから燃焼
室１８へ噴射される燃料の噴射量及び噴射時期が調整さ
れる。

【００２７】こうしたディーゼルエンジン１１にあって
は、その吸気行程において、ピストン１２の下降により
燃焼室１８内に負圧が発生し、その負圧により燃焼室１
８へ吸気通路３２を介して空気が吸入される。また、噴
射ノズル１８ａからは燃焼室１８に吸入される空気の量
に対応した量の燃料が同燃焼室１８へ向かって噴射さ
れ、その結果、燃焼室１８には空気と燃料とが充填され
る。

【００２８】その後、ディーゼルエンジン１１の圧縮行
程において、ピストン１２の上昇により燃焼室１８内の
空気及び燃料が圧縮されることで、その燃料に対して着
火がなされる。そして、着火した燃料の爆発力によりピ
ストン１２が下降してエンジン１１は爆発行程に移り、
この爆発行程によってエンジン１１は駆動力を得ること
となる。燃焼室１８内で燃料が燃焼することにより発生
した排気ガスは、エンジン１１の排気行程においてピス
トン１２の上昇により排気通路３３へ排出される。

【００２９】排気通路３３を通過する排気ガスは、ター
ボチャージャ３５のタービンホイール３７に吹き付けら
れる。タービンホイール３７は排気ガスの吹き付けによ
って回転し、同ホイール３７の回転はロータシャフト３
８を介してコンプレッサホイール３６に伝達される。こ
うしてコンプレッサホイール３６が回転すると、吸気通
路３２の下流側へ向かって空気が強制的に送り出されて
燃焼室１８への吸入空気量が増加し、ひいては燃焼室１
８への燃料の充填効率が向上することとなる。そしてそ
の結果、エンジン１１の出力が向上するようになる。

【００３０】また、ディーゼルエンジン１１の回転数が
上昇して高回転域に達すると、ウェイストゲートバルブ
５２が開かれて排気ガスの一部がバイパス通路５１を通
過するようになる。そのため、ターボチャージャ３５の
タービンハウジング３７に吹き付けられる排気ガスの量
が少なくされて、ターボチャージャ３５の回転が抑制さ
れるとともに、燃焼室１８へ送り込まれる空気の過給圧
の過上昇が防止されるようになる。更に、ウェイストゲ
ートバルブ５２が開かれることで、燃焼室１８とターボ
チャージャ３５との間の排気通路３３内の圧力上昇も抑
制されるようになる。

【００３１】次に、上記ターボチャージャ３５の具体的
構成を、図２及び図３に基づいて詳しく説明する。図２
に示すように、ターボチャージャ３５は、センタハウジ
ング６１、コンプレッサハウジング６２及びタービンハ
ウジング６３を備えている。センタハウジング６１に
は、上記ロータシャフト３８がその軸線Ｌを中心に回転
可能に支持されている。このロータシャフト３８の一端
部（図中右端部）には、複数の羽根３６ａを備えた上記
コンプレッサホイール３６が取り付けられている。ま
た、ロータシャフト３８の他端部（図中左端部）には、
同じく複数の羽根３７ａを備えた上記タービンホイール
３７が取り付けられている。

【００３２】センタハウジング６１の一端側には、コン
プレッサホイール６２の外周を囲うように、しかも渦巻
き状に延びるかたちで上記コンプレッサハウジング６２
が取り付けられている。このようなコンプレッサハウジ
ング６２において、センタハウジング６１の反対側に位
置する部分には、エンジン１１の燃焼室１８（図１）に
供給される空気が導入される吸気入口６２ａが設けられ
ている。また、コンプレッサハウジング６２の内部に
は、同ハウジング６２と同じく渦巻き状に延びて吸気通
路３２（図１）と連通するコンプレッサ通路６４が設け
られている。更に、コンプレッサハウジング６２には、
吸気入口６２ａを介して同ハウジング６２内に導入され
た空気をコンプレッサ通路６４へ送り出すための送出通
路６５が設けられている。この送出通路６５は、コンプ
レッサ通路６４に沿って設けられている。そして、ロー
タシャフト３８の回転に基づきコンプレッサホイール３
６が軸線Ｌを中心に回転すると、空気が吸気入口６２
ａ、送出通路６５及びコンプレッサ通路６４を介して吸
気通路３２へ強制的に送り出されるようになる。

【００３３】一方、センタハウジング６１の他端側に
は、タービンホイール３７の外周を囲うように、しかも
渦巻き状に延びるかたちで上記タービンハウジング６３
が取り付けられている。そしてこのタービンハウジング
６３内には、同ハウジング６３と同じく渦巻き状に延び
るスクロール通路６６が設けられている。このスクロー
ル通路６６は、エンジン１１の排気通路３３（図１）と
連通し、燃焼室１８からの排気ガスが同排気通路３３を
介して送り込まれる。

【００３４】また、タービンハウジング６３内には、ス
クロール通路６６内の排気ガスをタービンホイール３７
へ向けて吹き付けるための排気ガス流路６７が、そのス
クロール通路６６に沿って設けられている。この排気ガ
ス流路６７からのタービンホイール３７への排気ガスの
吹き付けによって、タービンホイール３７が軸線Ｌを中
心に回転するようになる。なお、タービンホイール３７
に吹き付けられた後の排気ガスは、タービンハウジング
６３においてセンタハウジング６１と反対側に位置する
部分に設けられた排気出口６３ａを介して触媒（図示せ
ず）へ送り出される。

【００３５】次に、センタハウジング６１とタービンハ
ウジング６３との間に設けられて、上記排気ガス流路６
７を介してタービンホイール３７に吹き付けられる排気
ガスの流速を調整する可変ノズル機構７１について、図
３（ａ），（ｂ）を参照して説明する。なお、図３
（ａ）は同機構７１の側断面図であり、図３（ｂ）は同
機構７１の正面図である。

【００３６】これら図３（ａ），（ｂ）に示すように、
可変ノズル機構７１は、リング状に形成されたノズルバ
ックプレート７２を備えている。ノズルバックプレート
７２には、複数の軸７３が同プレート７２の円心を中心
として等角度毎に設けられている。各軸７３は、ノズル
バックプレート７２をその厚さ方向に貫通して回動可能
に支持されている。これら軸７３の一端部（図３（ａ）
中の左端部）には、ノズルベーン７４が固定されてい
る。また、軸７３の他端部（図３（ｂ）中の右端部）に
は、同軸７３と直交してノズルバックプレート７２の外
縁部へ延びる開閉レバー７５が固定されている。開閉レ
バー７５の先端には二股に分岐した一対の挟持部７５ａ
が設けられている。

【００３７】各開閉レバー７５とノズルバックプレート
７２との間には、ノズルバックプレート７２と重なるよ
うに環状のリングプレート７６が設けられている。この
リングプレート７６は、その円心を中心に周方向へ回動
可能となっている。また、リングプレート７６にはその
円心を中心として等角度毎に複数のピン７７が設けられ
ており、それらピン７７が各開閉レバー７５の挟持部７
５ａ間に回動可能な状態で挟持されている。

【００３８】そして、リングプレート７６がその円心を
中心に回動されると、各ピン７７が各開閉レバー７５の
挟持部７５ａをリングプレート７６の回動方向へ押す。
その結果、それら開閉レバー７５は軸７３を回動させる
こととなり、軸７３の回動に伴い各ノズルベーン７４は
同軸７３を中心にして各々同期した状態で開閉動作す
る。また、隣合うノズルベーン７４間の隙間の大きさ
は、それらノズルベーン７４の同期した開閉動作に基づ
き変化する。

【００３９】上記構成の可変ノズル機構７１は、ノズル
バックプレート７２を図示しないボルトでタービンハウ
ジング６３に固定することで、図２に示すように同ハウ
ジング６３に取り付けられる。こうしてタービンハウジ
ング６３に取り付けられた可変ノズル機構７１は、セン
タハウジング６１とタービンハウジング６３との間に位
置することとなる。この状態において、リングプレート
７６の外縁部（図中下端部）には軸線Ｌと同方向へ延び
るピン８６が設けられ、そのピン８６には可変ノズル機
構７１を駆動するための駆動機構８２が連結される。

【００４０】駆動機構８２は、センタハウジング６１に
上記ピン８６と同方向へ延びた状態で回動可能に支持さ
れた支軸８３を備えている。この支軸８３の一端部（図
中左端部）には、上記ピン８６に対して回動可能に連結
された駆動レバー８４が固定されている。また、支軸８
３の他端部（図中右端部）には、アクチュエータ８７に
連結された操作片８５が固定されている。

【００４１】そして、アクチュエータ８７の駆動により
操作片８５が操作されて支軸８３が回動すると、支軸８
３の回動に伴い駆動レバー８４が支軸８３を中心に回動
する。その結果、駆動レバー８４によりピン８６を介し
てリングプレート７６が周方向に押され、軸線Ｌを中心
に回動することとなる。このリングプレート７６の回動
により、隣合うノズルベーン７４間の隙間の大きさが調
整され、当該隙間の調整に基づきスクロール通路６６か
ら排気ガス流路６７を介してタービンホイール３７へ吹
き付けられる排気ガスの流速が調節される。

【００４２】更に、タービンホイール３７へ吹き付けら
れる排気ガスの流速を調節することにより、タービンホ
イール３７、ロータシャフト３８及びコンプレッサホイ
ール３６の回転速度が適宜に調節され、ひいては燃焼室
１８（図１）へ強制的に送り込まれる空気の量が調節さ
れる。こうした燃焼室１８への吸入空気量の調整を行う
ことにより、エンジン１１の出力向上と燃焼室１８内の
過剰圧防止との両立が図られるようになる。

【００４３】次に、上記アクチュエータ８７及びその駆
動装置を図４に基づいて詳しく説明する。同図に示され
るように、アクチュエータ８７の内部は、ダイヤフラム
８８によって負圧室８７ａと大気室８７ｂとに区画され
ている。この負圧室８７ａには負圧通路８９が接続され
ている。また、大気室８７ｂの内部は、アクチュエータ
８７の外部と連通して大気圧となっている。一方、負圧
室８７ａ内には、ダイヤフラム８８と直交する方向に伸
縮するコイルスプリング８８ａが設けられている。ダイ
ヤフラム８８には、コイルスプリング８８ａの伸縮方向
へ延びてアクチュエータ８７の外部に突出するロッド８
８ｂが設けられている。このロッド８８ｂは、上記ノズ
ルベーン７４を開閉動作させるための駆動機構８２に設
けられた操作片８５（図２）に連結されている。

【００４４】また、アクチュエータ８７の負圧室８７ａ
に接続された負圧通路８９は、エンジン１１のクランク
シャフト１４に駆動連結されたバキュームポンプ９１に
接続されている。その負圧通路８９の途中にはエレクト
リック・バキューム・レギュレーティング・バルブ（Ｅ
ＶＲＶ）９０が設けられている。そして、クランクシャ
フト１４の回転により駆動される上記バキュームポンプ
９１は、ＥＶＲＶ９０との間に位置する負圧通路８９内
の負圧が一定値となるように同通路８９内の空気を吸引
する。

【００４５】一方、上記ＥＶＲＶ９０は、電磁ソレノイ
ド（図示せず）を備えている。同電磁ソレノイドの消磁
状態においては、ＥＶＲＶ９０は負圧室８７ａとアクチ
ュエータ８７の外部とが連通する状態に保持される。こ
の状態にあっては、アクチュエータ８７のロッド８８ｂ
は、コイルスプリング８８ａの付勢力により最も突出し
た状態に保持され、ターボチャージャ３５のノズルベー
ン７４は例えば全閉とされるようになる。

【００４６】また、ＥＶＲＶ９０の電磁ソレノイドの励
磁状態においては、ＥＶＲＶ９０は負圧室８７ａとバキ
ュームポンプ９１とを連通する状態に保持される。この
状態にあっては、負圧室８７ａ内の空気がバキュームポ
ンプ９１へ向けて吸引されることで、ダイヤフラム８８
がコイルスプリング８８ａの付勢力に抗して変位する。
こうしたダイヤフラム８８の変位により、ロッド８８ｂ
はアクチュエータ８７に対して最も没入した状態に保持
され、ターボチャージャ３５のノズルベーン７４は例え
ば全開とされるようになる。

【００４７】更に、電磁ソレノイドへの印加電圧をデュ
ーティ制御した場合には、負圧室８７ａからバキューム
ポンプ９１へ向けて吸引される空気の量を調節すべくＥ
ＶＲＶ９０の開度が調節される。このＥＶＲＶ９０の開
度調節により、アクチュエータ８７におけるロッド８８
ｂの突出位置が適宜に変更され、ターボチャージャ３５
におけるノズルベーン７４の開度が適宜に調整される。
また、このようにノズルベーン７４の開度が調節される
ことで、ターボチャージャ３５により燃焼室１８（図
１）へ強制的に送り込まれる空気の量、即ち燃焼室１８
への空気の過給圧が調節されるようになる。

【００４８】次に、本実施形態におけるノズル開度制御
装置の電気的構成を図５に基づいて説明する。このノズ
ル開度制御装置は、燃料噴射時期制御、燃料噴射量制御
及びアイドル回転数制御など、エンジン１１の運転状態
を制御するための電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と
いう）９２を備えている。このＥＣＵ９２は、ＲＯＭ９
３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９
６等を備える論理演算回路として構成されている。

【００４９】ここで、ＲＯＭ６２は各種制御プログラム
や、その各種制御プログラムを実行する際に参照される
マップ等が記憶されるメモリであり、ＣＰＵ９４はＲＯ
Ｍ９３に記憶された各種制御プログラムやマップに基づ
いて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９５はＣＰＵ９
４での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一
時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９６
はエンジン１１の停止時に保存すべきデータを記憶する
不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ
９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６は、バス
９７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路
９８及び外部出力回路９９と接続されている。

【００５０】外部入力回路９８には、クランクポジショ
ンセンサ１６、カムポジションセンサ２６及び圧力セン
サ３０ａが接続されている。一方、外部出力回路９９に
は、電磁スピル弁４３、タイマ装置４４及びＥＶＲＶ９
０が接続されている。

【００５１】このように構成されたＥＣＵ９２は、上記
圧力センサ３０ａからの検出信号に基づき燃焼室１８へ
吸入される空気の量を求め、その吸入空気量に対応した
噴射量指令値を算出する。また、ＥＣＵ９２は、クラン
クポジションセンサ１６及びカムポジションセンサ２６
からの検出信号に基づきエンジン回転数ＮＥやクランク
角度を求め、そのエンジン回転数ＮＥやクランク角度か
ら噴射時期目標値を算出する。そして、ＥＣＵ９２は、
上記求めた噴射量指令値及び噴射時期目標値に基づき電
磁スピル弁４３及びタイマ装置４４を駆動制御し、上記
噴射量指令値に対応した燃料量を噴射させるとともに、
燃料の噴射時期を上記噴射時期目標値に近づける。この
ように燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御することで、
ディーゼルエンジン１１の運転状態を良好に保つことが
できるようになる。

【００５２】次に、ノズルベーン７４の開閉制御手順を
図６及び図７に基づいて説明する。この図６及び図７は
上記開閉制御のための処理ルーチンを示すフローチャー
トである。この処理ルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて所
定時間毎の時間割り込みにて実行される。

【００５３】同処理ルーチンにおいてＥＣＵ９２は、ス
テップＳ１０１の処理として、クランクポジションセン
サ１６からの検出信号に基づき求められるエンジン回転
数ＮＥと、噴射量指令値等によって求められるディーゼ
ルエンジン１１の負荷とから過給圧目標値ＰＩＭＴＲＧ
を算出する。この過給圧目標値ＰＩＭＴＲＧを算出する
際には、予め実験により求められてＲＯＭ９３に記憶さ
れた周知のマップ（図示せず）が参照される。ＥＣＵ９
２は、以後の各ステップの処理を実行することで、実際
の過給圧ＰＩＭを上記算出された過給圧目標値ＰＩＭＴ
ＲＧと一致させるよう、ターボチャージャ３５における
ノズルベーン７４の開度を制御する。

【００５４】また、上記のように算出された過給圧目標
値ＰＩＭＴＲＧは、ディーゼルエンジン１１の低回転高
負荷時に大きくなり、同エンジン１１の高回転低負荷時
には小さくなる。これは低回転高負荷時には過給圧ＰＩ
Ｍを高めて出力向上を図り、高回転低負荷時には過給圧
ＰＩＭを低くすべくノズルベーン７４間の隙間を大きく
することで排気ガスの排出抵抗を低減するためである。
そして、このように過給圧ＰＩＭを制御することによっ
て、ディーゼルエンジン１１の出力向上と燃焼室１８及
び排気通路３３内の過剰圧防止との両立が図られるよう
になる。

【００５５】さて、以下に説明するステップＳ１０２〜
Ｓ１０７の処理は、実際の過給圧ＰＩＭを過給圧目標値
ＰＩＭＴＲＧに近づけ、最終的に実際の過給圧ＰＩＭを
過給圧目標値ＰＩＭＴＲＧと一致させるためのものであ
る。ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０２の処理として圧力
センサ３０ａからの検出信号に基づき求められた実際の
過給圧ＰＩＭを読み込み、ステップＳ１０３の処理とし
て実際の過給圧ＰＩＭが過給圧目標値ＰＩＭＴＲＧより
も小さいか否かを判断する。

【００５６】そして、「ＰＩＭ＜ＰＩＭＴＲＧ」である
と判断された場合にはステップＳ１０４に進む。ＥＣＵ
９２は、ステップＳ１０４の処理として、前回のデュー
テイ比指令値ＤＮＦＩＮi-1 からデューティ比補正値Ｄ
ＮＦＢＩを減算したものを、今回のデューティ比指令値
ＤＮＦＩＮとして設定し直す。このデューティ比指令値
ＤＮＦＩＮに基づき、ＥＣＵ９２がＥＶＲＶ９０の電磁
ソレノイドへの印加電圧をデューティ制御した場合、ノ
ズルベーン７４は閉じ側に制御される。

【００５７】こうしたノズルベーン７４の開度制御量
は、上記デューティ比補正値ＤＮＦＢＩに基づき変化す
る。即ち、デューティ比補正値ＤＮＦＢＩが大きい場合
には上記ノズルベーン７４の開度制御量は大きくなり、
デューティ比補正値ＤＮＦＢＩが小さい場合には上記ノ
ズルベーン７４の開度制御量は小さくなる。なお、本実
施形態のデューティ比補正値ＤＮＦＢＩは、実際の過給
圧ＰＩＭを速やかに過給圧目標値ＰＩＭＴＲＧに近づけ
ることができ、且つ上記ノズルベーン７４の開度制御量
が過度に大きくなることのない値に設定されている。

【００５８】一方、上記ステップＳ１０３で「ＰＩＭ＜
ＰＩＭＴＲＧ」でないと判断された場合にはステップＳ
１０５に進む。このステップＳ１０５において、ＥＣＵ
９２は、実際の過給圧ＰＩＭが過給圧目標値ＰＩＭＴＲ
Ｇと同じか否か判断する。そして、「ＰＩＭ＝ＰＩＭＴ
ＲＧ」であると判断された場合にはステップＳ１０６に
進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０６の処理として、
前回のデューティ比指令値ＤＮＦＩＮi-1 を今回のデュ
ーティ比指令値ＤＮＦＩＮとして設定し直す。このデュ
ーティ比指令値ＤＮＦＩＮに基づき、ＥＣＵ９２がＥＶ
ＲＶ９０の電磁ソレノイドへの印加電圧をデューティ制
御した場合、ノズルベーン７４の開度は変更されず一定
状態に保持される。

【００５９】また、上記ステップＳ１０５において、
「ＰＩＭ＝ＰＩＭＴＲＧ」でないと判断された場合には
ステップＳ１０７に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ１
０７の処理として、前回のデューティ比指令値ＤＮＦＩ
Ｎi-1 に上記デューティ比補正値ＤＮＦＢＩを加算した
ものを、今回のデューティ比指令値ＤＮＦＩＮとして設
定し直す。このデューティ比指令値ＤＮＦＩＮに基づ
き、ＥＣＵ９２がＥＶＲＶ９０の電子ソレノイドへの印
加電圧をデューティ制御した場合、ノズルベーン７４の
開き側に制御される。

【００６０】上記各ステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１
０７の内のいずれかを経てステップＳ１０８（図７）に
進むと、ＥＣＵ９２はＥＶＲＶ９０駆動用のデューティ
比指令値ＤＮＦＩＮが下限ガード値ＤＮmin よりも小さ
いか否かを判断する。ここで、エンジン回転数ＮＥ、デ
ューティ比指令値ＤＮＦＩＮ及びターボチャージャ３５
の回転数との関係を図８のグラフに示す。

【００６１】このグラフ中の実線は、ターボチャージャ
３５の回転数を一定に保持した状態でのエンジン回転数
ＮＥの変化に対するデューティ比指令値ＤＮＦＩＮの推
移を示したものである。同グラフから明らかなように、
ターボチャージャ３５の回転数が一定という条件下にお
いて、デューティ比指令値ＤＮＦＩＮは、エンジン回転
数ＮＥの増加に対して徐々に増加するような推移傾向と
なる。これはエンジン回転数ＮＥが高くなるほど、ディ
ーゼルエンジン１１から排出される排気ガスの量が増加
するためである。即ち、排気ガスの量が増加した状態で
ターボジャージャ３５の回転数を一定に保持するには、
デューティ比指令値ＤＮＦＩＮを大きくしてノズルベー
ン７４を開き側に制御する必要があるためである。

【００６２】今、ターボチャージャ３５の回転数が例え
ば図中実線で示す状態にあるとき、デューティ比指令値
ＤＮＦＩＮを大きくして図中の実線を矢印Ａ方向に移行
させると、ノズルベーン７４の開度が大きくなってター
ボチャージャ３５の回転数は低下するようになる。ま
た、上記と逆にデューティ比指令値ＤＮＦＩＮを小さく
して図中の実線を矢印Ｂ方向に移行させると、ノズルベ
ーン７４の開度が小さくなってターボチャージャ３５の
回転は上昇するようになる。このようにターボチャージ
ャ３５の回転数の変化は、あるエンジン回転数ＮＥにお
けるデューティ比指令値ＤＮＦＩＮの変化に対応してい
るため、その都度のエンジン回転数ＮＥ及びデューティ
比指令値ＤＮＦＩＮに基づきターボチャージャ３５の回
転数を推定することが可能となる。

【００６３】また、ターボチャージャ３５が最大許容回
転数（例えば２０万ｒｐｍ）に保持された状態において
は、デューティ比指令値ＤＮＦＩＮは、エンジン回転数
ＮＥの変化に対して図中二点鎖線で示す態様で推移する
こととなる。本実施形態では、そのデューテイ比指令値
ＤＮＦＩＮと同じ値が上記下限ガード値ＤＮmin として
設定されている。なお、エンジン回転数ＮＥの変化に対
する下限ガード値ＤＮmin の推移傾向（二点鎖線）は、
上記デューティ比指令値ＤＮＦＩＮの推移傾向（実線）
と同じになっている。即ち、下限ガード値ＤＮmin は、
エンジン回転数ＮＥが高回転になるほど増加するような
推移傾向を示す。

【００６４】従って、上記ステップＳ１０８の判断処理
を実行することで、デューティ比指令値ＤＮＦＩＮから
推定されるターボチャージャ３５の回転数が、同ターボ
チャージャ３５の最大許容回転数よりも小さいか否かが
判断されることとなる。そして、ステップＳ１０８でＮ
Ｏと判断された場合、ＥＣＵ９２は当該処理ルーチンを
一旦終了させる。また、ＹＥＳと判断された場合には、
ステップＳ１０９へ進む。

【００６５】このようにステップＳ１０８からステップ
Ｓ１０９に進むような自動車の運転状況の一例として
は、過給圧目標値ＰＩＭＴＲＧを一定にした状態で自動
車が山岳地方等の高地にさしかかる場合があげられる。
この場合、実際の過給圧ＰＩＭを過給圧目標値ＰＩＭＴ
ＲＧと一致した状態に保持すべく上記処理が実行される
ことにより、大気圧の低下に起因して吸気通路３２にお
けるターボチャージャ３５よりも上流側の圧力と下流側
の圧力との比（コンプレッサ圧力比）が大きくなる。こ
のコンプレッサ圧力比の変化を図９のグラフに示す。

【００６６】この図９は、エンジン回転数ＮＥの変化に
対するコンプレッサ圧力比の推移傾向を示すグラフであ
る。そして、上記のような高地にさしかかる自動車の運
転状況では、コンプレッサ圧力比が実線で示す状態から
二点鎖線で示す状態へ大きくなる。なお、エンジン回転
数ＮＥの増加に対するコンプレッサ圧力比の推移傾向
は、実線で示す状態と二点鎖線で示す状態とでほぼ同じ
となっている。即ち、エンジン回転数ＮＥが低回転領域
にある場合には、同回転数ＮＥの増加に対してコンプレ
ッサ圧力比は徐々に増加することとなる。また、エンジ
ン回転数ＮＥが中回転領域及び高回転領域にある場合に
は、同回転数ＮＥの増加に対してコンプレッサ圧力比は
一定に保持される。

【００６７】また、上記のようにコンプレッサ圧力比が
高くなったとき、デューティ比指令値ＤＮＦＩＮは、図
１０に実線で示す状態から図１０に二点鎖線で示す状態
へと小さくなる。このようにデューティ比指令値ＤＮＦ
ＩＮが小さくなることで、ターボチャージャ３５のノズ
ルベーン７４が閉じ側に制御され、実際の過給圧ＰＩＭ
が増大するとともに、同ターボチャージャ３５の回転数
が増加するようになる。

【００６８】なお、図１０は、過給圧目標値ＰＩＭＴＲ
Ｇを一定に保持した状態での、エンジン回転数ＮＥの変
化に対するデューティ比指令値ＤＮＦＩＮの推移傾向を
示すグラフである。このグラフから明らかなように、過
給圧目標値ＰＩＭＴＲＧを一定にした状態では、エンジ
ン回転数ＮＥの増加に対してデューティ比指令値ＤＮＦ
ＩＮが徐々に増加する推移傾向を示すようになる。な
お、このデューティ比指令値ＤＮＦＩＮの推移傾向は、
実線で示す状態と二点鎖線で示す状態とでほぼ同じとな
っている。

【００６９】上記のように自動車が高地にさしかかるこ
とで、デューティ比指令値ＤＮＦＩＮが小さくなって、
そのデューティ比指令値ＤＮＦＩＮが図８に二点鎖線で
示す下限ガード値ＤＮmin よりも小さくなると、ステッ
プＳ１０８でＹＥＳと判断されてステップＳ１０９に進
むことになる。ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０９の処理
として、上記下限ガード値ＤＮmin を新たなデューティ
比指令値ＤＮＦＩＮとして設定した後、この処理ルーチ
ンを一旦終了させる。

【００７０】こうして新たに設定されたデューティ比指
令値ＤＮＦＩＮに基づき、ＥＣＵ９２がＥＶＲＶ９０の
電磁ソレノイドに対する印加電圧をデューティ制御する
ことで、ターボチャージャ３５におけるノズルベーン７
４の開度が下限ガードされる。このノズルベーン７４の
下限ガードによって、ターボチャージャ３５の回転数
は、的確に最大許容回転数（本実施形態では２０万回
転）以下とされる。

【００７１】以上詳述した処理が行われる本実施形態に
よれば、以下に示す効果が得られるようになる。 ・本実施形態では、ノズルベーン７４の開度を表すＥＶ
ＲＶ９０駆動用のデューティ比指令値ＤＮＦＩＮに対し
下限ガード値ＤＮmin を設けて、ターボチャージャ３５
がその最大許容回転数を越えて上昇しないようノズルベ
ーン７４の開度を制御した。従って、過給機回転数セン
サ等を設けずともターボチャージャ３５の回り過ぎを防
止し、同ターボチャージャ３５の運転を適正に維持する
ことができる。

【００７２】 ・過給機回転数センサ等が不要になったことで、そのセ
ンサ等の設置にかかる手間や費用を削減することができ
る。 ・本実施形態では、過給圧目標値ＰＩＭＴＲＧを一定と
した条件のもとで、ターボチャージャ３５が最大許容回
転数となったときのＥＶＲＶ９０駆動用のデューティ比
指令値ＤＮＦＩＮと同じ値が、デューティ比指令値ＤＮ
ＦＩＮの下限ガード値ＤＮmin として設定される。その
ため、過給圧目標値ＰＩＭＴＲＧが一定の状態におい
て、上記下限ガード値ＤＮmin は、図８に二点鎖線で示
すようにエンジン回転数ＮＥが高くなるほど増加するよ
うな推移傾向を示すこととなる。このようにディーゼル
エンジン１１からの排気ガス量が多くなるエンジン回転
数ＮＥの高回転領域ほど、下限ガード値ＤＮmin が大き
い値となるように設定されるため、その高回転領域にお
いても排気ガスが好適に排出されるようになる。従っ
て、エンジン回転数ＮＥが高回転領域にあるとき、ディ
ーゼルエンジン１１から排出される排気ガスの排気抵抗
がノズルベーン７４の閉じ過ぎによって過剰に増大する
のを好適に抑制することができる。

【００７３】・上記にように本実施形態の下限ガード値
ＤＮmin は、ターボチャージャ３５が最大許容回転数と
なったときのＥＶＲＶ９０駆動用のデューティ比指令値
ＤＮＦＩＮと同じ値に設定される。そのため、ターボチ
ャージャ３５は、その全回転領域において運転可能とさ
れるようになる。その結果、上記下限ガード値ＤＮmin
を設定することで、ターボチャージャ３５の運転可能な
回転領域が不用意に限定されるのを防止することができ
るようになる。

【００７４】なお、本実施形態は、例えば以下のように
変更することもできる。 ・本実施形態では、過給圧目標値ＰＩＭＴＲＧを一定と
した条件のもとで、ターボチャージャ３５が最大許容回
転数となったときのＥＶＲＶ９０駆動用のデューティ比
指令値ＤＮＦＩＮと同じ値を、そのデューティ比指令値
ＤＮＦＩＮの下限ガード値ＤＮmin として設定したが、
本発明はこれに限定されない。即ち、図８に破線で示す
ように、エンジン回転数ＮＥの高回転領域では、ターボ
チャージャ３５が最大許容回転となったときのデューテ
ィ比指令値ＤＮＦＩＮよりも大きい値を、下限ガード値
ＤＮmin として設定してもよい。この場合、排気ガスの
量が多くなるエンジン回転数ＮＥの高回転領域では、下
限ガード値ＤＮmin が上記実施形態（図中の二点鎖線）
と比較して大き目に設定される。そのため、ノズルベー
ン７４の最低開度が上記実施形態の場合よりも開き側に
変位することとなり、排気ガス量が多くなるエンジン回
転数ＮＥの高回転領域でも、同排気ガスを効率よく排出
することができるようになる。従って、エンジン回転数
ＮＥが高回転領域に入るようなディーゼルエンジン１１
の運転状態のときでも、同エンジン１１からの排気ガス
の排気抵抗増大がより一層好適に抑制されるようにな
る。また、上記のようにエンジン回転数ＮＥの高回転領
域のみ下限ガード値ＤＮmin を大き目に設定するだけで
なく、エンジン回転数ＮＥの全回転領域にて下限ガード
値ＤＮmin を大き目に設定してもよい。この場合、ター
ボチャージャ３５の回り過ぎを、より一層的確に防止す
ることができるようになる。

【００７５】 ・本実施形態では、ＥＶＲＶ９０駆動用のデューティ比
指令値ＤＮＦＩＮの下限ガード値ＤＮmin を可変とした
が、これに代えて下限ガード値ＤＮmin を固定値として
もよい。この場合、上記可変とされる下限ガード値ＤＮ
min のうちの最も大きな値を、固定された下限ガード値
ＤＮmin として設定することが好ましい。

【００７６】・本実施形態では、バキュームポンプ９
１、ＥＶＲＶ９０及びアクチュエータ８７によってター
ボチャージャ３５のノズルベーン７４の開度を制御する
ようにしたが、その開度制御をステップモータ等その他
の機構によって行うようにしてもよい。また、空気圧に
より駆動される上記アクチュエータ８７に代えて、油圧
により駆動されるアクチュータを採用してもよい。

【００７７】・本実施形態では、圧力センサ３０ａから
の検出信号に基づき実際の過給圧ＰＩＭを求め、その過
給圧ＰＩＭがディーゼルエンジン１１の運転状態に基づ
き求められる過給圧目標値ＰＩＭＴＲＧに近づくようノ
ズルベーン７４の開度を制御したが、本発明はこれに限
定されない。即ち、圧力センサ３０ａに代えてエアフロ
ーメータを吸気通路３２に設け、そのエアフローメータ
によってディーゼルエンジン１１に吸入される空気の実
際の過給量を検出する。そして、ディーゼルエンジン１
１の運転状態に基づき吸入空気の過給量目標値を求め、
その過給量目標に対して上記実際の過給量が近づくよう
ノズルベーン７４の開度を制御してもよい。

【００７８】・ディーゼルエンジン１１に本発明を適用
する代わりに、ガソリンエンジンに本発明を適用しても
よい。

【００７９】

【００８０】

【００８１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ノズルベ
ーン開度はその上限値と開閉制御手段によって設定され
た下限ガード値、すなわちターボチャージャの最大許容
回転数に対応した下限ガード値との間で制御されるた
め、過給機回転数センサ等を設けずとも、最大許容回転
数を越えるようなターボチャージャの過剰な回転数上昇
が防止され、ひいてはターボチャージャの運転を適正に
維持することができるようになる。

【００８２】また、内燃機関が高出力側の運転領域に入
るような運転状態になったとき、同機関から排出される
排気ガスの排出抵抗増大を一層好適に抑制することがで
きるようになる。

【００８３】請求項２記載の発明によれば、内燃機関か
らの排気ガス量が多くなる同機関の高出力側の運転領域
ほど、ノズルベーンの開度の下限ガード値が大きい値に
設定される。そのため、上記運転領域においても内燃機
関からの排気ガスが好適に排出され、ひいては同排気ガ
スの排気抵抗が過剰に増大するのを好適に抑制すること
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のノズル開度制御装置が適用された
ディーゼルエンジンを示す概略図。

【図２】同エンジンに設けられたターボチャージャを示
す断面図。

【図３】同ターボチャージャにおけるノズルベーンを開
閉動作させるための可変ノズル機構を示す断面図及び正
面図。

【図４】上記可変ノズル機構を駆動する装置を示す概略
図。

【図５】上記ノズル開度制御装置の電気的構成を示すブ
ロック図。

【図６】ノズルベーンの開度制御手順を示すフローチャ
ート。

【図７】ノズルベーンの開度制御手順を示すフローチャ
ート。

【図８】ＥＶＲＶ駆動用のデューテイ比指令値、エンジ
ン回転数及びターボチャージャの回転数の関係を示すグ
ラフ。

【図９】エンジン回転数に伴い推移するコンプレッサ圧
力比の変化状態を示すグラフ。

【図１０】エンジン回転数に伴い推移するＥＶＲＶ駆動
用のデューティ比指令値の変化状態を示すグラフ。

【符号の説明】

１１…ディーゼルエンジン、１８…燃焼室、３５…ター
ボチャージャ、７４…ノズルベーン、８７…アクチュエ
ータ、９０…エレクトリック・バキューム・レギュレー
ティング・バルブ、９２…電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02B 37/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関からの排気ガスの吹き付けにより
   回転して同機関の燃焼室へ吸入される空気の過給を行う
   ターボチャージャと、そのターボチャージャに吹き付け
   られる前記排気ガスの流速を可変とすべく開閉動作する
   ノズルベーンと、前記燃焼室へ吸入される空気の過給圧
   若しくは過給量が内燃機関の運転状態に基づき求められ
   る過給目標値に近づくように前記ノズルベーンの開閉動
   作を制御する開閉制御手段とを備える可変ノズル型ター
   ボチャージャのノズル開度制御装置において、 前記開閉制御手段は、前記ターボチャージャが最大許容
   回転数になるときの前記ノズルベーンの開度と同じ値に
   設定される同ノズルベーンの下限ガード値を内燃機関の
   高出力側の運転領域では前記ターボチャージャが最大許
   容回転数になるときの前記ノズルベーンの開度よりも大
   きい値に設定し、前記過給目標値に応じて開閉する同ノ
   ズルベーンの開度をその上限値と該設定した下限ガード
   値との間で制御することを特徴とする可変ノズル型ター
   ボチャージャのノズル開度制御装置。
2. 【請求項２】内燃機関からの排気ガスの吹き付けにより
   回転して同機関の燃焼室へ吸入される空気の過給を行う
   ターボチャージャと、そのターボチャージャに吹き付け
   られる前記排気ガスの流速を可変とすべく開閉動作する
   ノズルベーンと、前記燃焼室へ吸入される空気の過給圧
   若しくは過給量が内燃機関の運転状態に基づき求められ
   る過給目標値に近づくように前記ノズルベーンの開閉動
   作を制御する開閉制御手段とを備える可変ノズル型ター
   ボチャージャのノズル開度制御装置において、 前記開閉制御手段は、前記ノズルベーンの開度に内燃機
   関の高出力側の運転領域ほど大きい値となるように下限
   ガード値を可変設定し、前記過給目標値に応じて開閉す
   る同ノズルベーンの開度をその上限値と該設定した下限
   ガード値との間で制御することを特徴とする 可変ノズル
   型ターボチャージャのノズル開度制御装置。