JP4492336B2 - Turbocharger control method - Google Patents

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Description

本発明は、車両用のターボチャージャの制御方法に関し、詳しくは、コンプレッサに備えられたディフューザのジオメトリを変更する際の制御方法に関するものである。   The present invention relates to a method for controlling a turbocharger for a vehicle, and more particularly to a method for controlling a geometry of a diffuser provided in a compressor.

車両用のターボチャージャとして、エンジンの低回転数域での過給圧を高めるために、コンプレッサの入口側に可変ジオメトリの可変ガイドベーンを備えたターボチャージャ(例えば特許文献1参照)や、コンプレッサの出口側に可変ジオメトリの可変ディフューザ体を備えたターボチャージャ(例えば特許文献2参照)が従来一般に知られている。   As a turbocharger for a vehicle, in order to increase the supercharging pressure in a low engine speed range, a turbocharger having a variable guide vane of variable geometry on the inlet side of the compressor (see, for example, Patent Document 1), 2. Description of the Related Art Conventionally, a turbocharger having a variable geometry variable diffuser body on the outlet side (see, for example, Patent Document 2) is generally known.

ここで、特許文献1に記載のターボチャージャにおいて、コンプレッサの入口側に配置された可変ガイドベーンは、エンジンの低回転数域では、過給圧を高めるように吸入空気を予旋回させつつコンプレッサの羽根車に流入させている。   Here, in the turbocharger described in Patent Document 1, the variable guide vane disposed on the inlet side of the compressor is configured so that the intake air is pre-swirled so as to increase the supercharging pressure in the low engine speed range of the compressor. It flows into the impeller.

一方、特許文献2に記載のターボチャージャにおいて、コンプレッサの出口側に配置された可変ディフューザ体は、タービンの入口側に配置された可変ノズル体と連結されて回転自在となっている。
特開平11−82036号公報(段落番号31、図2) 特開平2001−115848号公報(要約書、図1)
On the other hand, in the turbocharger described in Patent Document 2, the variable diffuser body arranged on the outlet side of the compressor is connected to the variable nozzle body arranged on the inlet side of the turbine and is rotatable.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-82036 (paragraph number 31, FIG. 2) JP 2001-115848 A (Abstract, FIG. 1)

ところで、特許文献1または2に記載されたようなターボチャージャでは、可変ガイドベーンまたは可変ディフューザ体のジオメトリが変更される際にコンプレッサの空気流量および過給圧が急激に変化し、車両のエンジントルクが大きく変動する恐れがある。   By the way, in the turbocharger described in Patent Document 1 or 2, when the geometry of the variable guide vane or the variable diffuser body is changed, the air flow rate and the supercharging pressure of the compressor rapidly change, and the engine torque of the vehicle May fluctuate significantly.

そこで、本発明は、ディフューザのジオメトリを変更する際のエンジントルクの変動を抑制することができるターボチャージャの制御方法を提供することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a turbocharger control method capable of suppressing fluctuations in engine torque when changing the geometry of the diffuser.

本発明に係るターボチャージャの制御方法は、コンプレッサに可変ジオメトリのディフューザを備えた車両用のターボチャージャの制御方法であって、可変ディフューザのジオメトリを変更する際、コンプレッサジオメトリの変更前後で一致する条件のもとにジオメトリを変更することを特徴とする。   A turbocharger control method according to the present invention is a turbocharger control method for a vehicle in which a compressor has a variable geometry diffuser. When changing the geometry of the variable diffuser, conditions that are the same before and after the change of the compressor geometry It is characterized by changing the geometry based on this.

本発明に係るターボチャージャの制御方法では、コンプレッサの回転数、空気流量および圧力比が可変ディフューザのジオメトリの変更前後で一致するため、可変ディフューザのジオメトリの変更の際のエンジントルクの変動が抑制される。   In the turbocharger control method according to the present invention, since the rotation speed, air flow rate, and pressure ratio of the compressor match before and after the change of the variable diffuser geometry, fluctuations in the engine torque when the variable diffuser geometry is changed are suppressed. The

本発明に係るターボチャージャの制御方法によれば、コンプレッサの回転数、空気流量および圧力比が可変ディフューザのジオメトリの変更前後で一致するため、可変ディフューザのジオメトリの変更の際のエンジントルクの変動を抑制することができる。   According to the turbocharger control method of the present invention, the rotation speed of the compressor, the air flow rate, and the pressure ratio match before and after the change of the variable diffuser geometry. Can be suppressed.

以下、図面を参照して本発明に係るターボチャージャの制御方法の実施の形態を説明する。参照する図面において、図1は一実施形態に係るターボチャージャの制御方法が適用されるターボチャージャの概略構成を示す断面図、図2は図1に示した可変ディフューザの全開状態を示すベースプレートの正面図、図3は図1に示した可変ディフューザの全閉状態を示すベースプレートの正面図、図4は図2に示したベースプレートの背面図である。   Embodiments of a turbocharger control method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a turbocharger to which a turbocharger control method according to an embodiment is applied, and FIG. 2 is a front view of a base plate showing a fully open state of a variable diffuser shown in FIG. 3 is a front view of the base plate showing a fully closed state of the variable diffuser shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a rear view of the base plate shown in FIG.

一実施形態に係るターボチャージャの制御方法は、例えば図1に示すような構造のターボチャージャ1に適用される。このターボチャージャ1は、図示しない車両用エンジンの排気系の途中に介設されるタービンハウジング2と、吸入系の途中に介設されるコンプレッサハウジング3と、両者を接続するセンターハウジング(ベアリングハウジング)4とを備えている。   A turbocharger control method according to an embodiment is applied to a turbocharger 1 having a structure as shown in FIG. The turbocharger 1 includes a turbine housing 2 interposed in the middle of an exhaust system of a vehicle engine (not shown), a compressor housing 3 interposed in the middle of an intake system, and a center housing (bearing housing) that connects the two. 4 is provided.

タービンハウジング2内には排気系を流通する排気ガスにより回転駆動されるタービンホイール5が収容され、コンプレッサハウジング3内には吸入系の空気を大気圧以上に加圧して過給するコンプレッサインペラ6が収容されている。タービンホイール5とコンプレッサインペラ6とは一体に回転するようにシャフト7を介して連結されており、このシャフト7は図示しないフローティングベアリングを介してセンターハウジング4に回転自在に支持されている。   A turbine wheel 5 that is rotationally driven by exhaust gas flowing through the exhaust system is accommodated in the turbine housing 2, and a compressor impeller 6 that supercharges the intake system air by pressurizing it to atmospheric pressure or higher is contained in the compressor housing 3. Contained. The turbine wheel 5 and the compressor impeller 6 are connected via a shaft 7 so as to rotate integrally. The shaft 7 is rotatably supported by the center housing 4 via a floating bearing (not shown).

ここで、コンプレッサの出口側、すなわち、コンプレッサインペラ6の基端部外周からコンプレッサハウジング3内のスクロール流路3Aに向かう空気流路には、エンジンの低回転数域での過給圧を高めるための可変ジオメトリのディフューザとして、断面形状が翼形に形成された複数の可変ディフューザ8が配置されている。各可変ディフューザ8は、コンプレッサハウジング3内のセンターハウジング4側に固定されたドーナツ盤状のベースプレート9を支持部材としてその正面側に配置されている。   Here, in order to increase the supercharging pressure in the low engine speed range, the air flow from the compressor outlet side, that is, from the outer periphery of the base end of the compressor impeller 6 to the scroll flow path 3A in the compressor housing 3 is increased. As the variable geometry diffuser, a plurality of variable diffusers 8 having a cross-sectional shape formed in an airfoil shape are arranged. Each variable diffuser 8 is disposed on the front side of a base plate 9 having a donut disk shape fixed to the center housing 4 side in the compressor housing 3 as a support member.

図2および図3に示すように、ベースプレート9には、これを貫通して回動自在な複数の回動支軸10がベースプレート9と同心状に等角度間隔で配列されている。そして、ベースプレート9の正面側に突出する各回動支軸10の一端部には、各可変ディフューザ8の尖った端部付近が固定されている。   As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the base plate 9 has a plurality of pivot shafts 10 that pass through the base plate 9 and are rotatable. And the pointed edge vicinity of each variable diffuser 8 is being fixed to the one end part of each rotation spindle 10 which protrudes in the front side of the baseplate 9. As shown in FIG.

図4に示すように、ベースプレート9の背面側に突出する各回動支軸10の他端部には、各可変ディフューザ8の翼角を変更操作するための従動アーム11の基端部がそれぞれ固定されている。そして、これらの従動アーム11の周囲には、各従動アーム11を一斉に回動操作して各可変ディフューザ8の翼角を一斉に同角度づつ変更操作するためのユニゾンリング12が配置されている。   As shown in FIG. 4, the base end portion of the follower arm 11 for changing the blade angle of each variable diffuser 8 is fixed to the other end portion of each rotation support shaft 10 protruding to the back side of the base plate 9. Has been. Around these driven arms 11, unison rings 12 are arranged for simultaneously rotating the driven arms 11 to change the blade angles of the variable diffusers 8 at the same angle. .

ユニゾンリング12は、その内周がベースプレート9の背面側に付設された複数のガイドローラ13に案内されており、ベースプレート9と同心状に回動自在に支持されている。このユニゾンリング12の内周には、半円状断面の複数の係止凹部12Aが等角度間隔で形成されており、これらの係止凹部12Aには、各従動アーム11の半円状断面に形成された先端部がそれぞれ係合している。   The unison ring 12 has an inner circumference guided by a plurality of guide rollers 13 attached to the back side of the base plate 9, and is supported so as to be rotatable concentrically with the base plate 9. A plurality of locking recesses 12A having a semicircular cross section are formed at equiangular intervals on the inner periphery of the unison ring 12, and the locking recesses 12A have a semicircular cross section of each driven arm 11. The formed tip portions are engaged with each other.

ユニゾンリング12は、例えばコンプレッサハウジング3(図1参照)に付設された図示しない駆動モータの回転運動がリンク機構14を介して伝達されることにより回動操作される。このリンク機構14は、ベースプレート9に回動自在に支持されてその背面側に突出する回動支軸14Aと、この回動支軸14Aに基端部が固定された駆動アーム14Bとを備えている。そして、この駆動アーム14Bの半円状断面に形成された先端部がユニゾンリング12の内周に形成された半円状断面の係止凹部12Bに係合しており、図示しない駆動モータが正転、逆転すると、リンク機構14を介してユニゾンリング12が矢印方向に回動操作され、各可変ディフューザ8の翼角が一斉に同角度づつ変更操作されるようになっている。   The unison ring 12 is rotated by transmitting the rotational motion of a drive motor (not shown) attached to the compressor housing 3 (see FIG. 1) via the link mechanism 14, for example. The link mechanism 14 includes a rotation support shaft 14A that is rotatably supported by the base plate 9 and protrudes to the back side thereof, and a drive arm 14B having a base end fixed to the rotation support shaft 14A. Yes. The tip end of the drive arm 14B formed in a semicircular cross section is engaged with a semicircular cross section locking recess 12B formed in the inner periphery of the unison ring 12, and a drive motor (not shown) is properly connected. When rotating and reversing, the unison ring 12 is rotated in the direction of the arrow via the link mechanism 14 so that the blade angles of the variable diffusers 8 are simultaneously changed at the same angle.

ここで、図1に示したターボチャージャ1において、コンプレッサハウジング3内を流通する空気流量と、コンプレッサハウジング3の入口側の流入空気圧に対する出口側の流出空気圧の比である圧力比との関係特性は、例えば図5のグラフに示すように、コンプレッサインペラ6(コンプレッサ)の回転数に応じて変化すると共に、各可変ディフューザ8のジオメトリである翼角αに応じて変化する。   Here, in the turbocharger 1 shown in FIG. 1, the relationship between the flow rate of air flowing through the compressor housing 3 and the pressure ratio, which is the ratio of the outlet airflow pressure to the inlet airflow pressure of the compressor housing 3, is For example, as shown in the graph of FIG. 5, it changes according to the rotational speed of the compressor impeller 6 (compressor) and also changes according to the blade angle α which is the geometry of each variable diffuser 8.

図5のグラフに点線で示す特性ラインは、各可変ディフューザ8が図2に示すように全閉状態(翼角α=−13°)より若干開いている初期状態(翼角α=0°)での空気流量と圧力比との関係特性をコンプレッサの回転数をパラメータとして示しており、また、図5のグラフに実線で示す特性ラインは、各可変ディフューザ8が図3に示すように翼角α=35°で全開している状態での関係特性をコンプレッサの回転数をパラメータとして示している。   A characteristic line indicated by a dotted line in the graph of FIG. 5 indicates an initial state (blade angle α = 0 °) in which each variable diffuser 8 is slightly opened from the fully closed state (blade angle α = −13 °) as shown in FIG. 5 shows the relationship between the air flow rate and the pressure ratio with the number of revolutions of the compressor as a parameter, and the characteristic line shown by the solid line in the graph of FIG. 5 shows the blade angle of each variable diffuser 8 as shown in FIG. The relational characteristics in the fully opened state at α = 35 ° are shown with the rotation speed of the compressor as a parameter.

図5に示すように、各可変ディフューザ8の翼角α=0°における点線で示したサージラインは、翼角α=35°における実線で示したサージラインより空気流量の少ない側に存在しており、エンジンの低回転数域での過給圧を高めるのに好適な特性となっている。そして、コンプレッサの各回転数において、点線で示した翼角α=0°の特性ラインと、実線で示した翼角α=35°の特性ラインとは、黒丸で示したポイントで交差している。すなわち、この交差ポイントにおいては、コンプレッサの回転数、空気流量および圧力比が一致している。   As shown in FIG. 5, the surge line indicated by the dotted line at the blade angle α = 0 ° of each variable diffuser 8 exists on the side where the air flow rate is smaller than the surge line indicated by the solid line at the blade angle α = 35 °. Therefore, the characteristic is suitable for increasing the supercharging pressure in the low engine speed range. At each rotation speed of the compressor, the characteristic line of blade angle α = 0 ° indicated by a dotted line and the characteristic line of blade angle α = 35 ° indicated by a solid line intersect at a point indicated by a black circle. . That is, at this intersection point, the rotation speed of the compressor, the air flow rate, and the pressure ratio are the same.

そこで、一実施形態のターボチャージャの制御方法においては、図6のグラフに示すように、図5に黒丸で示した各ポイントを結ぶ線を切替ラインとして、コンプレッサの空気流量および圧力比が切替ラインを横切る際に各可変ディフューザ8のジオメトリである翼角αをα=0°とα=35°との間で一斉に変更する。換言すれば、コンプレッサの空気流量および圧力比に対応する領域が切替ラインの左側の閉領域にある場合には、各可変ディフューザ8の翼角αをα=0°とし、切替ラインの左右側の開領域にある場合には、各可変ディフューザ8の翼角αをα=35°とするように翼角αを制御する。   Therefore, in the turbocharger control method of one embodiment, as shown in the graph of FIG. 6, the line connecting the points indicated by black circles in FIG. 5 is used as a switching line, and the air flow rate and pressure ratio of the compressor are switched. , The blade angle α which is the geometry of each variable diffuser 8 is simultaneously changed between α = 0 ° and α = 35 °. In other words, when the region corresponding to the air flow rate and the pressure ratio of the compressor is in the closed region on the left side of the switching line, the blade angle α of each variable diffuser 8 is set to α = 0 °, When in the open region, the blade angle α is controlled so that the blade angle α of each variable diffuser 8 is α = 35 °.

このような制御方法を実現するため、前述した駆動モータの回転を制御してユニゾンリング12を所望方向に所定角度だけ回動操作するジオメトリ変更手段が設けられている。   In order to realize such a control method, there is provided a geometry changing means for controlling the rotation of the drive motor described above to rotate the unison ring 12 by a predetermined angle in a desired direction.

また、このジオメトリ変更手段に検出信号を出力するセンサ群として、図1に示したコンプレッサハウジング3内を流通する空気の質量流量を計測するエアフローセンサ(熱式空気質量流量センサ)と、コンプレッサハウジング3の入口側の空気圧を計測する入口側エア圧力センサと、コンプレッサハウジング3の出口側の空気圧を計測する出口側エア圧力センサと、コンプレッサハウジング3の入口側の空気温度を計測する入口側エア温度センサとがコンプレッサハウジング3に付設されている。   Further, as a sensor group for outputting a detection signal to the geometry changing means, an air flow sensor (thermal air mass flow sensor) for measuring the mass flow rate of air flowing in the compressor housing 3 shown in FIG. An inlet side air pressure sensor that measures the air pressure on the inlet side of the compressor housing 3, an outlet side air pressure sensor that measures the air pressure on the outlet side of the compressor housing 3, and an inlet side air temperature sensor that measures the air temperature on the inlet side of the compressor housing 3 Are attached to the compressor housing 3.

図7に示すように、前述したジオメトリ変更手段20は、前述したエアフローセンサ21、入口側エア圧力センサ22、出口側エア圧力センサ23および入口側エア温度センサ24からそれぞれ検出信号を入力し、その検出信号に基づく所定の駆動信号をモータ駆動回路25に出力することで、駆動モータ26の回転を制御する。   As shown in FIG. 7, the above-described geometry changing means 20 receives detection signals from the above-described air flow sensor 21, inlet side air pressure sensor 22, outlet side air pressure sensor 23, and inlet side air temperature sensor 24, respectively. By outputting a predetermined drive signal based on the detection signal to the motor drive circuit 25, the rotation of the drive motor 26 is controlled.

ジオメトリ変更手段20は、車両に搭載されている図示しないECU(Electric Control Unit)等のマイクロコンピュータのハードウェアおよびソフトウェアを利用して構成されている。このジオメトリ変更手段20は、エアフローセンサ21、入口側エア圧力センサ22、出口側エア圧力センサ23、入口側エア温度センサ24およびモータ駆動回路25との間の入出力インターフェースI/OおよびA/Dコンバータの他、プログラムおよびデータを記憶したROM(Read Only Memory)、入力データ等を一時記憶するRAM(Random Access Memory)、プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)等をハードウェアとして備えている。   The geometry changing means 20 is configured using microcomputer hardware and software such as an ECU (Electric Control Unit) (not shown) mounted on the vehicle. This geometry changing means 20 includes an input / output interface I / O and A / D between the air flow sensor 21, the inlet side air pressure sensor 22, the outlet side air pressure sensor 23, the inlet side air temperature sensor 24, and the motor drive circuit 25. In addition to the converter, a ROM (Read Only Memory) that stores programs and data, a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores input data, and a CPU (Central Processing Unit) that executes programs are provided as hardware.

ここで、ジオメトリ変更手段20には、コンプレッサ圧力比算出部20A、ジオメトリ変更部20B、データマップ20C、駆動信号出力部20Dがソフトウェアとして構成されている。そして、データマップ20Cには、図6に示した切替ラインが2次元マップとして記憶されている。   Here, the geometry changing means 20 includes a compressor pressure ratio calculating unit 20A, a geometry changing unit 20B, a data map 20C, and a drive signal output unit 20D as software. In the data map 20C, the switching lines shown in FIG. 6 are stored as a two-dimensional map.

コンプレッサ圧力比算出部20Aは、入口側エア圧力センサ22、出口側エア圧力センサ23および入口側エア温度センサ24からそれぞれ入力される検出信号に基づき、温度補正されたコンプレッサの圧力比(Pout/Pin)を算出し、その圧力比(Pout/Pin)の信号をジオメトリ変更部20Bに出力する。   The compressor pressure ratio calculation unit 20A is configured to perform a temperature correction of the compressor pressure ratio (Pout / Pin) based on detection signals respectively input from the inlet side air pressure sensor 22, the outlet side air pressure sensor 23, and the inlet side air temperature sensor 24. ) And outputs a signal of the pressure ratio (Pout / Pin) to the geometry changing unit 20B.

ジオメトリ変更部20Bは、コンプレッサ圧力比算出部20Aから入力されるコンプレッサの圧力比(Pout/Pin)の信号と、エアフローセンサ21から入力されるコンプレッサの空気流量の検出信号に基づき、データマップ20Cをルックアップしてコンプレッサの空気流量および圧力比に対応する領域が図6の切替ラインより左側の閉領域(α=0°)であるか否かを判定し、その判定信号を駆動信号出力部20Dに出力する。   The geometry changing unit 20B generates a data map 20C based on the compressor pressure ratio (Pout / Pin) signal input from the compressor pressure ratio calculation unit 20A and the compressor air flow rate detection signal input from the airflow sensor 21. Lookup is performed to determine whether or not the region corresponding to the air flow rate and pressure ratio of the compressor is a closed region (α = 0 °) on the left side of the switching line in FIG. 6, and the determination signal is used as the drive signal output unit 20D. Output to.

駆動信号出力部20Dは、ジオメトリ変更部20Bから入力される判定信号に基づき、コンプレッサの空気流量および圧力比に対応する領域が図6の切替ラインより左側の閉領域である場合には、各可変ディフューザ8の翼角αをα=0°とするための駆動信号(α=0°)をモータ駆動回路25に出力し、コンプレッサの空気流量および圧力比に対応する領域が図6の切替ラインより右側の開領域である場合には、各可変ディフューザ8の翼角αをα=35°とするための駆動信号(α=35°)をモータ駆動回路25に出力する。   Based on the determination signal input from the geometry changing unit 20B, the drive signal output unit 20D is variable when the region corresponding to the air flow rate and pressure ratio of the compressor is a closed region on the left side of the switching line in FIG. A drive signal (α = 0 °) for setting the blade angle α of the diffuser 8 to α = 0 ° is output to the motor drive circuit 25, and the region corresponding to the air flow rate and pressure ratio of the compressor is shown in the switching line of FIG. In the case of the open region on the right side, a drive signal (α = 35 °) for setting the blade angle α of each variable diffuser 8 to α = 35 ° is output to the motor drive circuit 25.

モータ駆動回路25は、入力される駆動信号(α=0°)または駆動信号(α=35°)に応じ、各可変ディフューザ8の翼角αをα=0°の全閉状態(図2参照)またはα=35°の全開状態(図3参照)とするように駆動モータ26の回転方向および回転量を制御する。   The motor drive circuit 25 is in a fully closed state in which the blade angle α of each variable diffuser 8 is α = 0 ° according to the input drive signal (α = 0 °) or drive signal (α = 35 °) (see FIG. 2). ) Or the rotation direction and the rotation amount of the drive motor 26 are controlled so as to be in the fully open state of α = 35 ° (see FIG. 3).

このようなジオメトリ変更手段20により、一実施形態のターボチャージャの制御方法は、図8に示すフローチャートの処理手順に沿って実行される。まず、図示しない車両用のエンジンの運転に伴ない、入口側エア圧力センサ22、出口側エア圧力センサ23および入口側エア温度センサ24の検出信号がそれぞれジオメトリ変更手段20のコンプレッサ圧力比算出部20Aに入力される(S1〜S3)。   With such a geometry changing means 20, the turbocharger control method of one embodiment is executed according to the processing procedure of the flowchart shown in FIG. First, with the operation of a vehicle engine (not shown), the detection signals of the inlet side air pressure sensor 22, the outlet side air pressure sensor 23, and the inlet side air temperature sensor 24 are respectively compressed by the compressor pressure ratio calculation unit 20A of the geometry changing means 20. (S1-S3).

次のステップS4では、コンプレッサ圧力比算出部20Aにより、温度補正されたコンプレッサの圧力比(Pout/Pin)が算出され、その圧力比(Pout/Pin)の算出信号がジオメトリ変更部20Bに入力される。続くステップS5では、エアフローセンサ21からジオメトリ変更部20Bにコンプレッサの空気流量の検出信号が入力される。   In the next step S4, the compressor pressure ratio calculation unit 20A calculates the pressure ratio (Pout / Pin) of the compressor whose temperature has been corrected, and a calculation signal for the pressure ratio (Pout / Pin) is input to the geometry change unit 20B. The In subsequent step S5, a detection signal of the air flow rate of the compressor is input from the air flow sensor 21 to the geometry changing unit 20B.

続いてジオメトリ変更部20Bにより、データマップ20Cのデータ(図6参照)がルックアップされ(S6)、信号入力されたコンプレッサの空気流量および圧力比に対応する領域が図6の切替ラインより左側の閉領域(α=0°)であるか否かが判定される(S7)。そして、その判定結果がジオメトリ変更部20Bから駆動信号出力部20Dに出力される。   Subsequently, the data of the data map 20C (see FIG. 6) is looked up by the geometry changing unit 20B (S6), and the region corresponding to the air flow rate and pressure ratio of the compressor input with the signal is on the left side of the switching line in FIG. It is determined whether or not it is a closed region (α = 0 °) (S7). The determination result is output from the geometry changing unit 20B to the drive signal output unit 20D.

ここで、ステップS7の判定結果がYESであれば、各可変ディフューザ8の翼角αをα=0°とするための駆動信号(α=0°)が駆動信号出力部20Dからモータ駆動回路25に出力される(S8)。一方、ステップS7の判定結果がNOであれば、各可変ディフューザ8の翼角αをα=35°とするための駆動信号(α=35°)が駆動信号出力部20Dからモータ駆動回路25に出力される(S8)。その結果、モータ駆動回路25が各可変ディフューザ8の翼角αをα=0°の若干開いた初期状態(図2参照)またはα=35°の全開状態(図3参照)とするように駆動モータ26の回転方向および回転量を制御する。   If the decision result in the step S7 is YES, a drive signal (α = 0 °) for setting the blade angle α of each variable diffuser 8 to α = 0 ° is sent from the drive signal output unit 20D to the motor drive circuit 25. (S8). On the other hand, if the decision result in the step S7 is NO, a drive signal (α = 35 °) for setting the blade angle α of each variable diffuser 8 to α = 35 ° is sent from the drive signal output unit 20D to the motor drive circuit 25. Is output (S8). As a result, the motor drive circuit 25 is driven so that the blade angle α of each variable diffuser 8 is in an initial state where α = 0 ° is slightly opened (see FIG. 2) or in a fully open state where α = 35 ° (see FIG. 3). The direction and amount of rotation of the motor 26 are controlled.

このようなジオメトリ変更手段20による一連の処理手順により、一実施形態のターボチャージャの制御方法では、図示しない車両用エンジンの運転に伴ないターボチャージャ1が作動している状態において、コンプレッサの空気流量および圧力比に対応する領域が図6の切替ラインより左側の閉領域(α=0°)である場合には、各可変ディフューザ8の翼角αがα=0°の初期状態(図2参照)に制御され、図6の切替ラインより右側の開領域(α=35°)である場合には、各可変ディフューザ8の翼角αがα=35°の全開状態(図3参照)に制御される。   According to the turbocharger control method of the embodiment, the air flow rate of the compressor is operated in the state where the turbocharger 1 is operated in accordance with the operation of the vehicle engine (not shown) by the series of processing procedures by the geometry changing unit 20. When the region corresponding to the pressure ratio is a closed region (α = 0 °) on the left side of the switching line in FIG. 6, the initial state where the blade angle α of each variable diffuser 8 is α = 0 ° (see FIG. 2). ) And is in the fully open state (see FIG. 3) where the blade angle α of each variable diffuser 8 is α = 35 °. Is done.

すなわち、一実施形態のターボチャージャの制御方法では、車両用エンジンの運転状態に応じてコンプレッサの空気流量および圧力比の特性ポイントが図6のグラフに示す切替ラインを横切る際に、各可変ディフューザ8のジオメトリである翼角αがα=0°の初期状態(図2参照)とα=35°の全開状態(図3参照)との間で一斉に変更される。   That is, in the turbocharger control method according to the embodiment, when the characteristic point of the air flow rate and pressure ratio of the compressor crosses the switching line shown in the graph of FIG. The blade angle α, which is the geometry of the above, is simultaneously changed between an initial state where α = 0 ° (see FIG. 2) and a fully open state where α = 35 ° (see FIG. 3).

ここで、図6のグラフに示す切替ライン上では、コンプレッサの回転数、空気流量および圧力比が一致しているため、一実施形態のターボチャージャの制御方法によれば、可変ディフューザ8のジオメトリ(翼角α)を変更する際の車両用エンジンのトルクの変動を抑制することができる。   Here, since the rotation speed of the compressor, the air flow rate, and the pressure ratio match on the switching line shown in the graph of FIG. 6, according to the turbocharger control method of one embodiment, the geometry of the variable diffuser 8 ( It is possible to suppress fluctuations in the torque of the vehicle engine when changing the blade angle α).

本発明のターボチャージャの制御方法は、一実施形態に限定されるものではない。例えば、各可変ディフューザ8の初期状態の翼角αは、α=0°に限らず、適宜変更することができ、また、全開状態の翼角αは、α=35°に限らず、適宜変更することができる。   The turbocharger control method of the present invention is not limited to one embodiment. For example, the blade angle α in the initial state of each variable diffuser 8 is not limited to α = 0 °, and can be changed as appropriate. The blade angle α in the fully open state is not limited to α = 35 °, and can be changed as appropriate. can do.

また、各可変ディフューザ8の翼角αは、初期状態と全開状態との2つの翼角αに切り替えるように構成されているが、初期状態と全開状態との間で複数段階に切り替えるように構成されていてもよいし、連続的に切り替えるように構成されていてもよい。   Further, the blade angle α of each variable diffuser 8 is configured to be switched between two blade angles α, that is, an initial state and a fully open state, but is configured to be switched in a plurality of stages between the initial state and the fully open state. It may be configured to be switched continuously.

さらに、各可変ディフューザ8の翼角αを切り替えるためのアクチュエータは、駆動モータ26に限らず、車両用エンジンの吸入負圧で作動する負圧アクチュエータに変更することができる。   Furthermore, the actuator for switching the blade angle α of each variable diffuser 8 is not limited to the drive motor 26, and can be changed to a negative pressure actuator that operates at the suction negative pressure of the vehicle engine.

なお、コンプレッサハウジング3の入口側の流入空気圧は、エアフローセンサ21が検出する空気流量から推定することができ、この場合には、入口側エア圧力センサ22を省略することができる。   The inflow air pressure on the inlet side of the compressor housing 3 can be estimated from the air flow rate detected by the air flow sensor 21, and in this case, the inlet side air pressure sensor 22 can be omitted.

また、コンプレッサハウジング3の出口側の流出空気圧は、図示しない車両用エンジンに設けられている吸入管圧力センサの検出信号から推定することができ、この場合には、出口側エア圧力センサ23を省略することができる。   The outlet air pressure at the outlet side of the compressor housing 3 can be estimated from the detection signal of a suction pipe pressure sensor provided in a vehicle engine (not shown). In this case, the outlet side air pressure sensor 23 is omitted. can do.

さらに、コンプレッサハウジング3の入口側の空気温度は、図示しない車両用エンジン設けられている吸入空気温センサの検出信号から推定することができ、この場合には、入口側エア温度センサ24を省略することができる。   Further, the air temperature on the inlet side of the compressor housing 3 can be estimated from a detection signal of an intake air temperature sensor provided in a vehicle engine (not shown). In this case, the inlet side air temperature sensor 24 is omitted. be able to.

ここで、図6のグラフに示した切替ラインは、図5のグラフに示した関係特性、すなわち、コンプレッサの回転数をパラメータとする空気流量と圧力比との関係特性に基づいて設定したが、コンプレッサの空気流量をパラメータとする圧力比と回転数との関係特性に基づいて設定してもよいし、あるいは、コンプレッサの圧力比をパラメータとする回転数と空気流量との関係特性に基づいて設定してもよい。   Here, the switching line shown in the graph of FIG. 6 is set based on the relational characteristic shown in the graph of FIG. 5, that is, the relational characteristic between the air flow rate and the pressure ratio with the rotation speed of the compressor as a parameter. It may be set based on the relational characteristic between the pressure ratio and the rotational speed with the air flow rate of the compressor as a parameter, or set based on the relational characteristic between the rotational speed and the air flow rate with the pressure ratio of the compressor as a parameter. May be.

これらの場合、コンプレッサの回転数は、専用の回転センサにより検出することができるが、ターボチャージャ1のシャフト7の回転を電動モータによりアシストするように構成した電動アシストターボチャージャにあっては、アシスト用の電動モータの回転数信号によりコンプレッサの回転数を検出することができる。   In these cases, the rotational speed of the compressor can be detected by a dedicated rotation sensor. However, in the case of the electrically assisted turbocharger configured to assist the rotation of the shaft 7 of the turbocharger 1 by the electric motor, the assist is provided. The rotational speed of the compressor can be detected from the rotational speed signal of the electric motor.

本発明の一実施形態に係るターボチャージャの制御方法が適用されるターボチャージャの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the turbocharger to which the control method of the turbocharger which concerns on one Embodiment of this invention is applied. 図1に示した可変ディフューザの若干開いた初期状態を示すベースプレートの正面図である。FIG. 2 is a front view of a base plate showing an initial state in which the variable diffuser shown in FIG. 1 is slightly opened. 図1に示した可変ディフューザの全開状態を示すベースプレートの正面図である。It is a front view of the baseplate which shows the fully open state of the variable diffuser shown in FIG. 図2に示したベースプレートの背面図である。FIG. 3 is a rear view of the base plate shown in FIG. 2. 図1に示した可変ディフューザの初期状態および全開状態に対応するコンプレッサの空気流量と圧力比との関係をコンプレッサの回転数をパラメータとして示すグラフである。2 is a graph showing a relationship between an air flow rate and a pressure ratio of a compressor corresponding to an initial state and a fully opened state of the variable diffuser shown in FIG. 図5に示した可変ディフューザのジオメトリ変更の切替ラインを抽出して示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an extracted switching line for changing the geometry of the variable diffuser shown in FIG. 5. FIG. 一実施形態に係るターボチャージャの制御方法を実現するジオメトリ変更手段のブロック構成図である。It is a block block diagram of the geometry change means which implement | achieves the control method of the turbocharger which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るターボチャージャの制御方法の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the control method of the turbocharger which concerns on one Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 ターボチャージャ
3 コンプレッサハウジング
6 コンプレッサインペラ
8 可変ディフューザ
9 ベースプレート
10 回動支軸
11 従動アーム
12 ユニゾンリング
13 ガイドローラ
14 リンク機構
20 ジオメトリ変更手段
21 エアフローセンサ
22 入口側エア圧力センサ
23 出口側エア圧力センサ
24 入口側エア温度センサ
25 モータ駆動回路
26 駆動モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbocharger 3 Compressor housing 6 Compressor impeller 8 Variable diffuser 9 Base plate 10 Rotating spindle 11 Driven arm 12 Unison ring 13 Guide roller 14 Link mechanism 20 Geometry changing means 21 Air flow sensor 22 Inlet air pressure sensor 23 Outlet air pressure sensor 24 Inlet air temperature sensor 25 Motor drive circuit 26 Drive motor

Claims (1)

コンプレッサに可変ジオメトリのディフューザを備えた車両用のターボチャージャの制御方法であって、前記可変ディフューザのジオメトリを変更する際、前記コンプレッサの回転数、空気流量および圧力比が前記ジオメトリの変更前後で一致する条件のもとにジオメトリを変更することを特徴とするターボチャージャの制御方法。   A method for controlling a turbocharger for a vehicle having a variable geometry diffuser in a compressor, wherein when the geometry of the variable diffuser is changed, the rotation speed, air flow rate and pressure ratio of the compressor are the same before and after the geometry change. The turbocharger control method is characterized in that the geometry is changed under the condition to be performed.
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