JP6015569B2 - Turbocharger - Google Patents
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Description
本発明は、ターボチャージャに関する。 The present invention relates to a turbocharger.
過給エンジンは過給圧が高まるほど出力が上がる。一方で、過給圧が高くなりすぎた場合、燃料噴射装置の制御が追いつかなくなってエンジンブローが発生する可能性があり、またターボチャージャの回転数が限界以上に達してタービンブローが発生する可能性がある。そこで、例えば特許文献1に開示されたウェイストゲートバルブを用いて過給圧を所定値以下に制限し、エンジンブローおよびタービンブローを防ぐことが行われている。 The supercharging engine increases in output as the supercharging pressure increases. On the other hand, if the supercharging pressure becomes too high, control of the fuel injection device cannot catch up and engine blow may occur, and the turbocharger speed may exceed the limit and turbine blow may occur. There is sex. Thus, for example, a waste gate valve disclosed in Patent Document 1 is used to limit the supercharging pressure to a predetermined value or less to prevent engine blow and turbine blow.
ウェイストゲートバルブは、エンジンからターボチャージャに向かう排気の一部を分流させることによりターボチャージャへの排気流入量を調節するバルブであり、コンプレッサハウジングに取り付けられたアクチュエータからリンク機構を介して伝達される動力により開閉させられる。 The waste gate valve is a valve that adjusts the amount of exhaust gas flowing into the turbocharger by diverting a part of the exhaust from the engine to the turbocharger, and is transmitted from an actuator attached to the compressor housing via a link mechanism. Opened and closed by power.
ところで、ターボチャージャに流入する排気の温度が上昇してタービンハウジングが高温になると、タービンハウジングが膨張し、アクチュエータとウェイストゲートバルブとの位置関係が変化する。その結果、アクチュエータの作動位置とウェイストゲートバルブの弁開度との関係が変化する。したがって、要求された過給圧に基づき設定された目標どおりにアクチュエータが作動しても、タービンハウジングの温度によってウェイストゲートバルブの弁開度が異なる事態が生じる。そのため、実際の過給圧が要求過給圧に一致するようにフィードバック制御をしている場合であっても、要求過給圧に対する実際の過給圧の追従性能が低いという問題が生じる。 By the way, when the temperature of the exhaust gas flowing into the turbocharger rises and the turbine housing becomes hot, the turbine housing expands, and the positional relationship between the actuator and the waste gate valve changes. As a result, the relationship between the operating position of the actuator and the valve opening degree of the waste gate valve changes. Therefore, even if the actuator operates according to the target set based on the required supercharging pressure, a situation occurs in which the opening degree of the waste gate valve varies depending on the temperature of the turbine housing. Therefore, even when feedback control is performed so that the actual supercharging pressure matches the required supercharging pressure, there is a problem that the performance of following the actual supercharging pressure with respect to the required supercharging pressure is low.
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、要求過給圧に対する実際の過給圧の追従性能を向上させることができるターボチャージャを提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a turbocharger that can improve the follow-up performance of the actual supercharging pressure with respect to the required supercharging pressure.
本発明の第1態様および第2態様によるターボチャージャは、タービンハウジングの温度を検出可能な温度検出手段と、ウェイストゲートバルブに連結された第1アクチュエータの作動位置を制御する制御装置とを備えている。制御装置は、要求過給圧に基づき、第1アクチュエータの作動位置の目標値である第1目標作動位置を算出する第1目標値算出手段と、第1アクチュエータの作動位置が第1目標作動位置となるように第1アクチュエータを駆動する第1駆動手段とを有し、さらに、タービンハウジングの温度に基づき第1目標作動位置を補正する第1補正手段を有することを特徴とする。 The turbocharger according to the first and second aspects of the present invention includes temperature detecting means capable of detecting the temperature of the turbine housing, and a control device for controlling the operating position of the first actuator connected to the waste gate valve. Yes. The control device includes a first target value calculating means for calculating a first target operating position that is a target value of the operating position of the first actuator based on the required supercharging pressure, and the operating position of the first actuator is the first target operating position. And a first driving means for driving the first actuator so that the first target operating position is corrected based on the temperature of the turbine housing.
例えば、第1補正手段は、タービンハウジングの温度に基づき、ウェイストゲートバルブの全閉に対応する第1アクチュエータの作動位置である第1全閉位置を推定し、この推定値である第1推定全閉位置に応じて第1目標作動位置を補正するように構成することが考えられる。そして、タービンハウジングの温度が所定温度であるときの第1全閉位置を第1基準全閉位置とすると、第1推定全閉位置と第1基準全閉位置との差の分だけ第1目標作動位置をオフセットすると好適である。
本発明の第1態様では、タービンハウジングの導入通路は、第1経路および第2経路に分かれている。ターボチャージャは、導入通路の第2経路を開閉可能な流量調整バルブと、支持部材に取り付けられている第2アクチュエータと、第2アクチュエータと流量調整バルブとを動力伝達可能に連結している第2連結手段と、をさらに備える。制御装置は、要求過給圧に基づき、第2アクチュエータの作動位置の目標値である第2目標作動位置を算出する第2目標値算出手段と、タービンハウジングの温度に基づき第2目標作動位置を補正する第2補正手段と、第2アクチュエータの作動位置が第2目標作動位置となるように第2アクチュエータを駆動する第2駆動手段と、を有する。
本発明の第2態様では、温度検出手段は、エンジン回転数、および、過給圧または吸入空気量に基づきタービンハウジングの温度を推定する。
本発明の第3態様によるターボチャージャは、エンジン回転数を検出可能なエンジン回転数検出手段と、第1アクチュエータおよび第2アクチュエータの作動位置を制御する制御装置とを備えている。制御装置は、要求過給圧に基づき第1目標作動位置を算出する第1目標値算出手段と、第1アクチュエータの作動位置が第1目標作動位置となるように第1アクチュエータを駆動する第1駆動手段と、要求過給圧に基づき第2目標作動位置を算出する第2目標値算出手段と、第2アクチュエータの作動位置が第2目標作動位置となるように第2アクチュエータを駆動する第2駆動手段と、エンジン回転数が低いほど第2アクチュエータの作動範囲を閉弁側に狭める作動範囲補正手段とを有する。
For example, the first correction means estimates the first fully closed position, which is the operating position of the first actuator corresponding to the fully closed state of the waste gate valve, based on the temperature of the turbine housing, and the first estimated total which is this estimated value. It can be considered that the first target operation position is corrected according to the closed position. Then, assuming that the first fully closed position when the temperature of the turbine housing is a predetermined temperature is the first reference fully closed position, the first target is equal to the difference between the first estimated fully closed position and the first reference fully closed position. The operating position is preferably offset.
In the first aspect of the present invention, the introduction passage of the turbine housing is divided into a first path and a second path. The turbocharger connects the flow rate adjusting valve capable of opening and closing the second path of the introduction passage, the second actuator attached to the support member, and the second actuator and the flow rate adjusting valve so as to transmit power. And a connecting means. The control device calculates a second target operating position that is a target value of the operating position of the second actuator based on the required supercharging pressure, and sets the second target operating position based on the temperature of the turbine housing. Second correction means for correcting, and second drive means for driving the second actuator so that the operating position of the second actuator becomes the second target operating position.
In the second aspect of the present invention, the temperature detection means estimates the temperature of the turbine housing based on the engine speed and the boost pressure or intake air amount.
The turbocharger according to the third aspect of the present invention includes an engine speed detecting means capable of detecting the engine speed, and a control device for controlling the operating positions of the first actuator and the second actuator. The control device includes a first target value calculating unit that calculates a first target operating position based on the required supercharging pressure, and a first actuator that drives the first actuator so that the operating position of the first actuator becomes the first target operating position. Driving means; second target value calculating means for calculating a second target operating position based on the required supercharging pressure; and second driving the second actuator so that the operating position of the second actuator becomes the second target operating position. Drive means and operating range correction means for narrowing the operating range of the second actuator to the valve closing side as the engine speed is lower.
したがって、第1アクチュエータの作動位置とウェイストゲートバルブの弁開度との関係がタービンハウジングの温度により変化することを抑制可能である。そのため、要求過給圧に対するウェイストゲートバルブの挙動をタービンハウジングの温度にかかわらず一定にすることができる。その結果、要求過給圧に対する実際の過給圧の追従性能が向上する。 Therefore, it is possible to suppress the relationship between the operating position of the first actuator and the valve opening of the waste gate valve from changing due to the temperature of the turbine housing. Therefore, the behavior of the waste gate valve with respect to the required supercharging pressure can be made constant regardless of the temperature of the turbine housing. As a result, the follow-up performance of the actual supercharging pressure with respect to the required supercharging pressure is improved.
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるターボチャージャは、図1に示す過給エンジンシステムに用いられている。先ず、過給エンジンシステム85について説明する。過給エンジンシステム85は、吸気系90、エンジン95、排気系96、およびターボチャージャ10を備えている。
Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
(First embodiment)
The turbocharger according to the first embodiment of the present invention is used in the supercharged engine system shown in FIG. First, the
吸気系90は、エアクリーナ91を通じて大気から吸入した空気をターボチャージャ10に供給し、ターボチャージャ10により圧縮された空気をインタークーラ92により冷却しつつスロットル93およびインテークマニホールド94を通じてエンジン95に供給する。
The
エンジン95は、吸気系90から供給された空気と燃料との混合気を燃焼室で燃焼させ、その燃焼時の爆発力によるピストンの往復運動をクランクシャフトで回転運動に変えて駆動系に出力する。
排気系96は、エンジン95から出てきた排気をエキゾーストマニホールド97を通じてターボチャージャ10に供給し、ターボチャージャ10から出てきた排気を触媒98により浄化しつつマフラー99を通じて大気に放出する。
The
The
ターボチャージャ10は、排気系96から供給された排気を利用してタービンホイール11を回転させ、タービンホイール11と連結されたコンプレッサホイール12を回転駆動することによって、吸気系90から供給された空気を圧縮して再び吸気系90に戻す。
以上のように構成された過給エンジンシステム85では、エンジン95に供給する空気を圧縮して増やすことにより、燃焼可能な燃料の量を増やし、エンジン95の出力を増大させることができる。
The
In the
次に、ターボチャージャ10の構成について図1および図2に基づき説明する。ターボチャージャ10は、タービンシャフト13、センターハウジング14、タービンホイール11、タービンハウジング16、コンプレッサホイール12、コンプレッサハウジング26、および過給圧調整機構30を備えている。
センターハウジング14は、軸受15を介してタービンシャフト13を回転可能に支持している。
Next, the configuration of the
The
タービンホイール11は、タービンシャフト13の一端に設けられており、排気により回転駆動される。
タービンハウジング16は、タービンホイール11を収容している収容室17と、収容室17に排気を導入するための第1導入通路18および第2導入通路19と、収容室17から排気を排出する排出通路21と、収容室17を迂回しつつ第2導入通路19と排出通路21とを接続しているバイパス孔22を有する。バイパス孔22は、特許請求の範囲に記載の「バイパス通路」に相当する。タービンハウジング16は、センターハウジング14に一体に固定されている。
The
The
図2に示すように、第1導入通路18と第2導入通路19とは、隔壁23により仕切られている。第1導入通路18は、図1に示すエキゾーストマニホールド97に常時連通している。第2導入通路19は、隔壁23が有する通孔24を通じて第1導入通路18に連通可能である。つまり、第2導入通路19は、通孔24が閉じられるとエキゾーストマニホールド97との連通が遮断される。
As shown in FIG. 2, the
第2導入通路19と排出通路21とは、隔壁25により仕切られている。バイパス孔22は、隔壁25が有する孔である。第2導入通路19と排出通路21とは、バイパス孔22が閉じられると連通が遮断される。
The
図1に示すように、コンプレッサホイール12は、タービンシャフト13の他端に設けられており、タービンホイール11と一体に回転する。吸気系90からコンプレッサハウジング26に供給された空気は、コンプレッサホイール12の回転が増すほど圧縮される。
コンプレッサハウジング26は、コンプレッサホイール12を収容している収容室27と、収容室27に吸気を導入する導入通路28と、収容室27から圧縮空気を排出する排出通路29とを有する。コンプレッサハウジング26は、センターハウジング14に一体に固定されている。
As shown in FIG. 1, the
The
図1および図2に示すように、過給圧調整機構30は、ウェイストゲートバルブ31、第1アクチュエータ35、第1リンク機構38、流量調整バルブ44、第2アクチュエータ48、第2リンク機構52、および制御装置60から構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the supercharging
図2に示すように、ウェイストゲートバルブ31は、弁体32、回転軸33および接続アーム34から構成されている。弁体32は、バイパス孔22の縁部に着座可能である。回転軸33は、タービンハウジング16により回転可能に支持されており、一方の端部がタービンハウジング16外に突き出している。接続アーム34は、回転軸33と弁体32とを接続している。ウェイストゲートバルブ31は、回転軸33の回転位置に応じて弁体32によりバイパス孔22を開閉可能なフラップ式のバルブである。
As shown in FIG. 2, the
第1アクチュエータ35は、図1に示すようにコンプレッサハウジング26に取り付けられたケース36と、図2に示すようにケース36に対して軸方向へ往復移動するロッド37とを備えたシリンダである。ロッド37は、第1アクチュエータ35の出力部材である。コンプレッサハウジング26は、特許請求の範囲に記載の「支持部材」に相当する。
The
第1リンク機構38は、第1リンク39および第2リンク41を有している。第1リンク39は、一端部がピン42を介して第1アクチュエータ35のロッド37に接続されており、ロッド37に対してピン42まわりに相対回転可能である。第2リンク41は、一端部がピン43を介して第1リンク39の他端部に接続され、第1リンク39に対してピン43まわりに相対回転可能である。また、第2リンク41は、他端部が回転軸33に固定されており、ウェイストゲートバルブ31と一体に回転軸33まわりに回転する。第1リンク機構38は、第1アクチュエータ35のロッド37とウェイストゲートバルブ31とを動力伝達可能に連結しており、ロッド37の軸方向への往復運動をウェイストゲートバルブ31の開閉運動に変換する。第1リンク機構38は、特許請求の範囲に記載の「第1連結手段」に相当する。
The
図2に示すように、流量調整バルブ44は、弁体45、回転軸46および接続アーム47から構成されている。弁体45は、通孔24の縁部に着座可能である。回転軸46は、タービンハウジング16により回転可能に支持されており、一方の端部がタービンハウジング16外に突き出している。接続アーム47は、回転軸46と弁体45とを接続している。流量調整バルブ44は、回転軸46の回転位置に応じて弁体45により通孔24を開閉可能なフラップ式のバルブである。
As shown in FIG. 2, the flow
第2アクチュエータ48は、図1に示すようにコンプレッサハウジング26に取り付けられたケース49と、図2に示すようにケース49に対して軸方向へ往復移動するロッド51とを備えたシリンダである。ロッド51は、第2アクチュエータ48の出力部材である。
The
第2リンク機構52は、第3リンク53および第4リンク54を有している。第3リンク53は、一端部がピン55を介して第2アクチュエータ48のロッド51に接続されている。第3リンク53は、ロッド51に対してピン55まわりに相対回転可能である。第4リンク54は、一端部がピン56を介して第3リンク53の他端部に接続され、第3リンク53に対してピン56まわりに相対回転可能である。また、第4リンク54は、他端部が回転軸46に固定されており、流量調整バルブ44と一体に回転軸46まわりに回転する。第2リンク機構52は、第2アクチュエータ48のロッド51と流量調整バルブ44とを動力伝達可能に連結しており、ロッド51の軸方向への往復運動を流量調整バルブ44の開閉運動に変換する。第2リンク機構52は、特許請求の範囲に記載の「第2連結手段」に相当する。
The
図1に示すように、制御装置60は、CPU、RAMおよびROMなどを備えたマイクロコンピュータから構成され、各種センサの検出信号に基づきプログラム処理を実行することにより第1アクチュエータ35および第2アクチュエータ48の作動位置を制御する。制御装置60には、エンジン回転数センサ61、アクセル開度センサ62、圧力センサ63、および温度センサ64などから検出信号が入力される。エンジン回転数センサ61は、エンジン95の回転数であるエンジン回転数Neを検出する。アクセル開度センサ62は、図示しないアクセル装置の操作量であるアクセル開度Accを検出する。圧力センサ63は、過給圧Pbとしてのサージタンク内の圧力を検出可能である。温度センサ64は、タービンハウジング16の温度Tを検出可能であり、特許請求の範囲に記載の「温度検出手段」に相当する。
As shown in FIG. 1, the
図3に示すように、制御装置60は、要求過給圧設定手段65、第1目標値算出手段66、第1補正手段67、第1駆動手段68、第2目標値算出手段69、第2補正手段71、および第2駆動手段72を有している。
要求過給圧設定手段65は、要求された過給圧である要求過給圧Pb(t)を設定する。本実施形態では、例えば、エンジン回転数Neおよびアクセル開度Accなどに基づき要求過給圧Pb(t)が設定される。
As shown in FIG. 3, the
The required supercharging pressure setting means 65 sets a required supercharging pressure Pb (t) that is a required supercharging pressure. In the present embodiment, for example, the required boost pressure Pb (t) is set based on the engine speed Ne, the accelerator opening Acc, and the like.
第1目標値算出手段66は、図4に示すマップから、要求過給圧Pb(t)に基づき、第1アクチュエータ35の作動位置の目標値である第1目標作動位置L1(t)を算出する。「第1アクチュエータ35の作動位置」とは、第1アクチュエータ35のケース36に対するロッド37の作動位置のことである。
The first target value calculation means 66 calculates a first target operating position L1 (t) that is a target value of the operating position of the
ここで、ウェイストゲートバルブ31の全開に対応する第1アクチュエータ35の作動位置を第1全開位置Lo1とし、またウェイストゲートバルブ31の全閉に対応する第1アクチュエータ35の作動位置を第1全閉位置Lc1とする。本実施形態では、第1目標値算出手段66は、要求過給圧Pb(t)が所定の第1圧力P1以下の場合、第1目標作動位置L1(t)を第1全開位置Lo1に設定する。また、第1目標値算出手段66は、要求過給圧Pb(t)が第1圧力P1から所定の第2圧力P2までの間の場合、第1目標作動位置L1(t)を、第1全開位置Lo1から第1全閉位置Lc1までの間であって要求過給圧Pb(t)が高いほど第1全閉位置Lc1側となるように設定する。第2圧力P2は、第1圧力P1よりも大きい。また、第1目標値算出手段66は、要求過給圧Pb(t)が第2圧力P2以上の場合、第1目標作動位置L1(t)を第1全閉位置Lc1に設定する。
Here, the operating position of the
図3に戻って、第1補正手段67は、タービンハウジング16の温度Tに基づき第1目標作動位置L1(t)を補正する。具体的には、第1補正手段67は、先ず、予め実験的に求められた図5に示すマップから温度Tに基づき第1全閉位置Lc1を推定する。本実施形態では、過給圧調整機構30は、図5に示すように温度Tが上がるほど第1全閉位置Lc1が開弁側に変化する構造である。
Returning to FIG. 3, the first correction means 67 corrects the first target operating position L <b> 1 (t) based on the temperature T of the
続いて、第1補正手段67は、タービンハウジング16の温度Tが所定温度T1であるときの第1全閉位置を第1基準全閉位置Lc1(s)とすると、図5に示すマップから、推定された第1全閉位置である第1推定全閉位置Lc1(e)と第1基準全閉位置Lc1(s)との差ΔL1を算出する。続いて、第1補正手段67は、図6に示すように、差ΔL1の分だけ第1目標作動位置L1(t)をオフセットし、補正後の第1目標作動位置L1(t)_rを算出する。
Subsequently, when the first fully closed position when the temperature T of the
図3に戻って、第1駆動手段68は、第1アクチュエータ35の作動位置が補正後の第1目標作動位置L1(t)_rとなるように第1アクチュエータ35を駆動する。
第2目標値算出手段69は、図7に示すマップから、要求過給圧Pb(t)に基づき、第2アクチュエータ48の作動位置の目標値である第2目標作動位置L2(t)を算出する。「第2アクチュエータ48の作動位置」とは、第2アクチュエータ48のケース49に対するロッド51の作動位置のことである。
Returning to FIG. 3, the first driving means 68 drives the
The second target value calculating means 69 calculates a second target operating position L2 (t) that is a target value of the operating position of the
ここで、流量調整バルブ44の全開に対応する第2アクチュエータ48の作動位置を第2全開位置Lo2とし、また流量調整バルブ44の全閉に対応する第2アクチュエータ48の作動位置を第2全閉位置Lc2とする。本実施形態では、第2目標値算出手段69は、要求過給圧Pb(t)が第2圧力P2以下の場合、第2目標作動位置L2(t)を第2全開位置Lo2に設定する。また、第2目標値算出手段69は、要求過給圧Pb(t)が第2圧力P2から所定の第3圧力P3までの間の場合、第2目標作動位置L2(t)を、第2全開位置Lo2から第2全閉位置Lc2までの間であって要求過給圧Pb(t)が高いほど第2全閉位置Lc2側となるように設定する。第3圧力P3は、第2圧力P2よりも大きい。また、第2目標値算出手段69は、要求過給圧Pb(t)が第3圧力P3以上の場合、第2目標作動位置L2(t)を第2全閉位置Lc2に設定する。
Here, the operating position of the
図3に戻って、第2補正手段71は、タービンハウジング16の温度Tに基づき第2目標作動位置L2(t)を補正する。具体的には、第2補正手段71は、先ず、予め実験的に求められた図8に示すマップから温度Tに基づき第2全閉位置Lc2を推定する。本実施形態では、過給圧調整機構30は、図8に示すように温度Tが上がるほど第2全閉位置Lc2が開弁側に変化する構造である。
Returning to FIG. 3, the second correction means 71 corrects the second target operating position L <b> 2 (t) based on the temperature T of the
続いて、第2補正手段71は、タービンハウジング16の温度Tが所定温度T2であるときの第2全閉位置を第2基準全閉位置Lc2(s)とすると、図8に示すマップから、推定された第2全閉位置である第2推定全閉位置Lc2(e)と第2基準全閉位置Lc2(s)との差ΔL2を算出する。続いて、第2補正手段71は、図9に示すように、差ΔL2の分だけ第2目標作動位置L2(t)をオフセットし、補正後の第2目標作動位置L2(t)_rを算出する。
図3に戻って、第2駆動手段72は、第2アクチュエータ48の作動位置が補正後の第2目標作動位置L2(t)_rとなるように第2アクチュエータ48を駆動する。
Subsequently, when the second fully closed position when the temperature T of the
Returning to FIG. 3, the second driving means 72 drives the
次に、制御装置60の制御処理を図10および図11に基づき説明する。図10および図11に示す一連のルーチンは、車両のメインスイッチが入ってから切れるまで所定時間毎に繰り返し実行される。以下の処理で用いられる各種パラメータは、例えばRAM等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。
Next, control processing of the
図10のルーチンは、第1アクチュエータ35の作動位置を制御するためのものである。図10のルーチンが開始すると、先ずステップS101では、要求過給圧Pb(t)が設定される。本実施形態では、例えば、エンジン回転数Neおよびアクセル開度Accなどに基づき要求過給圧Pb(t)が設定される。ステップS101の後、処理はステップS102に移行する。
The routine in FIG. 10 is for controlling the operating position of the
ステップS102では、図4に示すマップから、要求過給圧Pb(t)に基づき、第1アクチュエータ35の作動位置の目標値である第1目標作動位置L1(t)が算出される。ステップS102の後、処理はステップS103に移行する。
In step S102, a first target operating position L1 (t) that is a target value of the operating position of the
ステップS103、S104、S105では、タービンハウジング16の温度Tに基づき第1目標作動位置L1(t)を補正するための処理が行われる。先ず、ステップS103では、図5に示すマップから温度Tに基づき第1推定全閉位置Lc1(e)が算出される。続いて、ステップS104では、図5に示すマップから、第1推定全閉位置Lc1(e)と第1基準全閉位置Lc1(s)との差ΔL1が算出される。続いて、ステップS105では、図6に示すように、差ΔL1の分だけ第1目標作動位置L1(t)がオフセットされ、補正後の第1目標作動位置L1(t)_rが算出される。ステップS105の後、処理はステップS106に移行する。
In steps S103, S104, and S105, processing for correcting the first target operating position L1 (t) based on the temperature T of the
ステップS106では、第1アクチュエータ35の作動位置が補正後の第1目標作動位置L1(t)_rとなるように第1アクチュエータ35が駆動される。ステップS106の後、処理は図10に示す一連のルーチンを抜ける。
In step S106, the
図11のルーチンは、第2アクチュエータ48の作動位置を制御するためのものである。図11のルーチンが開始すると、先ずステップS111では、要求過給圧Pb(t)が設定される。本実施形態では、例えば、エンジン回転数Neおよびアクセル開度Accなどに基づき要求過給圧Pb(t)が設定される。ステップS111の後、処理はステップS112に移行する。
The routine of FIG. 11 is for controlling the operating position of the
ステップS112では、図7に示すマップから、要求過給圧Pb(t)に基づき、第2アクチュエータ48の作動位置の目標値である第2目標作動位置L2(t)が算出される。ステップS112の後、処理はステップS113に移行する。
In step S112, a second target operating position L2 (t) that is a target value of the operating position of the
ステップS113、S114、S115では、タービンハウジング16の温度Tに基づき第2目標作動位置L2(t)を補正するための処理が行われる。先ず、ステップS113では、図8に示すマップから温度Tに基づき第2推定全閉位置Lc2(e)が算出される。続いて、ステップS114では、図8に示すマップから、第2推定全閉位置Lc2(e)と第2基準全閉位置Lc2(s)との差ΔL2が算出される。続いて、ステップS115では、図9に示すように、差ΔL2の分だけ第2目標作動位置L2(t)がオフセットされ、補正後の第2目標作動位置L2(t)_rが算出される。ステップS115の後、処理はステップS116に移行する。
In steps S113, S114, and S115, a process for correcting the second target operating position L2 (t) based on the temperature T of the
ステップS116では、第2アクチュエータ48の作動位置が補正後の第2目標作動位置L2(t)_rとなるように第2アクチュエータ48が駆動される。ステップS116の後、処理は図11に示す一連のルーチンを抜ける。
In step S116, the
図12には、タービンハウジング16の温度Tが比較的高温であるとき、負荷状態が軽負荷状態から高負荷状態に変化するように加速する場合の要求過給圧Pb(t)、補正後の第1目標作動位置L1(t)_r、補正後の第2目標作動位置L2(t)_r、ウェイストゲートバルブ31の弁開度θ1、流量調整バルブ44の弁開度θ2、および実際の過給圧Pbの変化を時系列で示す。図12には、本実施形態における各値の変化を実線で示し、比較形態における各値の変化を破線で示している。比較形態は、各アクチュエータの目標作動位置を温度Tに応じて補正しない形態である。
In FIG. 12, when the temperature T of the
要求過給圧Pb(t)が要求過給圧P4からP5に向けて変化し始める時刻t1より前の期間では、定常状態であり、フィードバック制御によって要求過給圧Pb(t)と実際の過給圧Pbとのずれが無いものとする。 The period before time t1 when the required boost pressure Pb (t) starts to change from the required boost pressure P4 to P5 is a steady state, and the required boost pressure Pb (t) and the actual excess pressure are controlled by feedback control. It is assumed that there is no deviation from the supply pressure Pb.
時刻t1において、補正後の第1目標作動位置L1(t)_rが閉弁側に変化し始め、弁開度θ1が小さくなり始めるのに応じて、過給圧Pbが上がり始めている。このとき、本実施形態では、タービンハウジング16が膨張して第1アクチュエータ35とウェイストゲートバルブ31との位置関係が遠ざかる影響により図5に示すように第1全閉位置Lc1が変化することを考慮して、第1目標作動位置L1(t)が補正されている。そのため、要求過給圧Pbに対するウェイストゲートバルブ31の挙動は、温度Tが比較的低温であるときと同様なものとなる。したがって、過給圧Pbは、要求過給圧Pb(t)に対して遅れなく追従する。
At time t1, the corrected first target operating position L1 (t) _r starts to change to the valve closing side, and the supercharging pressure Pb starts to increase as the valve opening degree θ1 starts to decrease. At this time, in the present embodiment, it is considered that the first fully closed position Lc1 is changed as shown in FIG. 5 due to the influence that the
これに対し、比較形態では、第1アクチュエータの作動位置とウェイストゲートバルブの弁開度との関係が変化したまま、第1アクチュエータが駆動させられる。そのため、比較形態においてウェイストゲートバルブが実際に閉弁する時刻t2は、本実施形態においてウェイストゲートバルブ31が実際に閉弁する時刻t3よりも前になる。その結果、比較形態では、時刻t1から時刻t2までの間に過給圧Pbが要求過給圧Pbよりも少しずつ大きくなり、時刻t2から時刻t3までの間、過給圧Pbが停滞することになる。
In contrast, in the comparative embodiment, the first actuator is driven while the relationship between the operating position of the first actuator and the valve opening of the waste gate valve is changed. Therefore, the time t2 at which the waste gate valve is actually closed in the comparative example is earlier than the time t3 at which the
時刻t3において、補正後の第2目標作動位置L2(t)_rが閉弁側に変化し始め、弁開度θ2が小さくなり始めるのに応じて、過給圧Pbが上がり始めている。このとき、本実施形態では、タービンハウジング16が膨張して第2アクチュエータ48と流量調整バルブ44との位置関係が遠ざかる影響により図8に示すように第2全閉位置Lc2が変化することを考慮して、第2目標作動位置L2(t)が補正されている。そのため、要求過給圧Pbに対する流量調整バルブ44の挙動は、温度Tが比較的低温であるときと同様なものとなる。したがって、過給圧Pbは、要求過給圧Pb(t)に対して遅れなく追従する。
At time t3, the corrected second target operating position L2 (t) _r starts to change to the valve closing side, and the boost pressure Pb starts to increase as the valve opening degree θ2 starts to decrease. At this time, in the present embodiment, it is considered that the second fully closed position Lc2 is changed as shown in FIG. 8 due to the influence that the
これに対し、比較形態では、第2アクチュエータの作動位置と流量調整バルブの弁開度との関係が変化したまま、第2アクチュエータが駆動させられる。そのため、比較形態において流量調整バルブが実際に閉弁する時刻t4は、本実施形態において流量調整バルブ44が実際に閉弁する時刻t5よりも前になる。その結果、比較形態では、時刻t3から時刻t4までの間に過給圧Pbが要求過給圧Pbよりも少しずつ大きくなり、時刻t4から時刻t5までの間、過給圧Pbが変化しないことになる。
On the other hand, in the comparative embodiment, the second actuator is driven while the relationship between the operating position of the second actuator and the valve opening degree of the flow rate adjusting valve is changed. For this reason, the time t4 when the flow rate adjustment valve is actually closed in the comparison mode is earlier than the time t5 when the flow
図13には、タービンハウジング16の温度Tが比較的高温であるとき、負荷状態が軽負荷状態から中負荷状態に変化するように加速する場合の要求過給圧Pb(t)、補正後の第1目標作動位置L1(t)_r、補正後の第2目標作動位置L2(t)_r、ウェイストゲートバルブ31の弁開度θ1、流量調整バルブ44の弁開度θ2、および実際の過給圧Pbの変化を時系列で示す。上記中負荷状態における要求過給圧P6は、温度Tが比較的低温となるときウェイストゲートバルブ31が全閉位置となる値である。
時刻t3までの変化は基本的に図12の場合と同様である。
In FIG. 13, when the temperature T of the
Changes until time t3 are basically the same as those in FIG.
時刻t3において、補正後の第2目標作動位置L2(t)_rが閉弁側に変化し始め、弁開度θ2が小さくなり始めるのに応じて、過給圧Pbが上がり始めている。このとき、本実施形態では、図8に示すように第2全閉位置Lc2が変化することを考慮して、第2目標作動位置L2(t)が補正されている。したがって、過給圧Pbは、要求過給圧Pb(t)に対して遅れなく追従する。 At time t3, the corrected second target operating position L2 (t) _r starts to change to the valve closing side, and the boost pressure Pb starts to increase as the valve opening degree θ2 starts to decrease. At this time, in the present embodiment, the second target operating position L2 (t) is corrected in consideration of the change in the second fully closed position Lc2 as shown in FIG. Therefore, the supercharging pressure Pb follows the required supercharging pressure Pb (t) without delay.
これに対し、比較形態では、第2アクチュエータの作動位置と流量調整バルブの弁開度との関係が変化したまま、第2アクチュエータが駆動させられる。そのため、時刻t3からすぐに第2アクチュエータが作動せず、フィードバック制御により所定時間遅れて作動する。そのため、比較形態では、要求過給圧Pb(t)に対する過給圧Pbの追従が遅れる。 On the other hand, in the comparative embodiment, the second actuator is driven while the relationship between the operating position of the second actuator and the valve opening degree of the flow rate adjusting valve is changed. Therefore, the second actuator does not operate immediately after time t3, and operates with a predetermined time delay due to feedback control. Therefore, in the comparative form, the follow-up of the supercharging pressure Pb with respect to the required supercharging pressure Pb (t) is delayed.
以上説明したように、本実施形態によるターボチャージャ10は、タービンハウジング16の温度を検出可能な温度センサ64と、タービンハウジング16の温度Tに応じて第1アクチュエータ35の第1目標作動位置L1(t)および第2アクチュエータ48の第2目標作動位置L2(t)を補正する制御装置60とを備えている。
そのため、要求過給圧Pbに対するウェイストゲートバルブ31および流量調整バルブ44の挙動をタービンハウジング16の温度Tにかかわらず一定にすることができる。したがって、要求過給圧Pb(t)に対する過給圧Pbの追従性能を向上させることができる。
As described above, the
Therefore, the behavior of the
また、第1実施形態では、制御装置60の第1補正手段67は、タービンハウジング16の温度Tに基づき第1アクチュエータ35の第1全閉位置Lc1を推定し、この推定値である第1推定全閉位置Lc1(e)に応じて第1目標作動位置L1(t)を補正する。具体的には、第1補正手段67は、タービンハウジング16の温度Tが所定温度T1であるときの第1全閉位置である第1基準全閉位置Lc1(s)と第1推定全閉位置Lc1(e)との差ΔL1を算出し、当該差ΔL1の分だけ第1目標作動位置L1(t)をオフセットする。
したがって、ウェイストゲートバルブ31が全閉するときの第1アクチュエータ35の作動位置をより正確に制御することができる。
In the first embodiment, the first correction means 67 of the
Therefore, the operating position of the
また、第1実施形態では、制御装置60の第2補正手段71は、タービンハウジング16の温度Tに基づき第2アクチュエータ48の第2全閉位置Lc2を推定し、この推定値である第2推定全閉位置Lc2(e)に応じて第2目標作動位置L2(t)を補正する。具体的には、第2補正手段71は、タービンハウジング16の温度Tが所定温度T2であるときの第2全閉位置である第2基準全閉位置Lc2(s)と第2推定全閉位置Lc2(e)との差ΔL2を算出し、当該差ΔL2の分だけ第2目標作動位置L2(t)をオフセットする。
したがって、流量調整バルブ44が全閉するときの第2アクチュエータ48の作動位置をより正確に制御することができる。
Further, in the first embodiment, the second correction means 71 of the
Therefore, the operating position of the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態によるターボチャージャを説明する。
図14に示すように、第2実施形態の制御装置75は、作動範囲補正手段76を有している。第2アクチュエータ48の作動範囲のうち最も開弁側にある作動位置を最開位置Lo3とすると、作動範囲補正手段76は、図15および図16に示すように、エンジン回転数Neが低いほど最開位置Lo3を第2全閉位置Lc2側に補正する。つまり、作動範囲補正手段76は、エンジン回転数Neが低いほど第2アクチュエータ48の作動範囲を閉弁側に狭める。
(Second Embodiment)
A turbocharger according to a second embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 14, the
図17には、エンジン回転数Neが比較的低いとき、負荷状態が軽負荷状態から高負荷状態に変化するように加速する場合の要求過給圧Pb(t)、補正後の第1目標作動位置L1(t)_r、補正後の第2目標作動位置L2(t)_r、ウェイストゲートバルブ31の弁開度θ1、流量調整バルブ44の弁開度θ2、および実際の過給圧Pbの変化を時系列で示す。図17には、本実施形態における各値の変化を実線で示し、比較形態における各値の変化を破線で示している。比較形態は、最開位置Lo3をエンジン回転数Neに応じて補正しない形態である。
In FIG. 17, when the engine speed Ne is relatively low, the required supercharging pressure Pb (t) when accelerating the load state to change from the light load state to the high load state, the first target operation after correction Changes in the position L1 (t) _r, the corrected second target operating position L2 (t) _r, the valve opening θ1 of the
本実施形態では、最開位置Lo3を第2全閉位置Lc2側に補正することよって、流量調整バルブ44の作動範囲のうち過給圧Pbの変化に寄与しない作動範囲が除外され、その結果、流量調整バルブ44の全開付近の感度が高められている。そのため、流量調整バルブ44が閉弁作動を開始する時刻t2においてすぐに過給圧Pbが変化させられている。したがって、過給圧Pbは、要求過給圧Pb(t)に対して遅れなく追従する。
これに対し、比較形態では、流量調整バルブ44の全開付近の感度が低いため、時刻t2においてすぐに過給圧Pbが変化せず、時刻t3において過給圧Pbが遅れて変化し始める。そのため、要求過給圧Pb(t)に対する過給圧Pbの追従性能が低い。
In the present embodiment, by correcting the most opened position Lo3 to the second fully closed position Lc2 side, the operating range that does not contribute to the change in the supercharging pressure Pb is excluded from the operating range of the flow
On the other hand, in the comparative embodiment, since the sensitivity near the fully open flow
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態によるターボチャージャを説明する。
図18に示すように、第3実施形態の制御装置80は、温度検出手段81を有している。温度検出手段81は、予め実験的に求められた図19に示すマップから、エンジン回転数Neおよび過給圧Pbに基づきタービンハウジング16の温度Tを推定する。
第3実施形態によれば、タービンハウジング16に温度センサを設ける必要がなく、コストを削減することができる。
(Third embodiment)
A turbocharger according to a third embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 18, the
According to the third embodiment, it is not necessary to provide a temperature sensor in the
(他の実施形態)
本発明の他の実施形態では、過給圧調整機構は、タービンハウジングの温度Tが上がるほど第1全閉位置Lc1が閉弁側に変化する構造であってもよい。その場合、制御装置の第1補正手段は、先ず、予め実験的に求められた図20に示すマップから温度Tに基づき第1全閉位置Lc1を推定する。続いて、第1補正手段は、第1推定全閉位置Lc1(e)と第1基準全閉位置Lc1(s)との差ΔL1を算出する。続いて、第1補正手段は、図21に示すように、差ΔL1の分だけ第1目標作動位置L1(t)をオフセットし、補正後の第1目標作動位置L1(t)_rを算出する。
(Other embodiments)
In another embodiment of the present invention, the supercharging pressure adjustment mechanism may have a structure in which the first fully closed position Lc1 changes to the valve closing side as the temperature T of the turbine housing increases. In that case, the first correcting means of the control device first estimates the first fully closed position Lc1 based on the temperature T from the map shown in FIG. Subsequently, the first correction unit calculates a difference ΔL1 between the first estimated fully closed position Lc1 (e) and the first reference fully closed position Lc1 (s). Subsequently, as shown in FIG. 21, the first correction means offsets the first target operating position L1 (t) by the difference ΔL1, and calculates the corrected first target operating position L1 (t) _r. .
本発明の他の実施形態では、過給圧調整機構は、タービンハウジングの温度Tが上がるほど第2全閉位置Lc2が閉弁側に変化する構造であってもよい。その場合、制御装置の第2補正手段は、先ず、予め実験的に求められた図22に示すマップから温度Tに基づき第2全閉位置Lc2を推定する。続いて、第2補正手段は、第2推定全閉位置Lc2(e)と第2基準全閉位置Lc2(s)との差ΔL2を算出する。続いて、第2補正手段は、図23に示すように、差ΔL2の分だけ第2目標作動位置L2(t)をオフセットし、補正後の第2目標作動位置L2(t)_rを算出する。 In another embodiment of the present invention, the supercharging pressure adjustment mechanism may have a structure in which the second fully closed position Lc2 changes to the valve closing side as the temperature T of the turbine housing increases. In that case, the second correcting means of the control device first estimates the second fully closed position Lc2 based on the temperature T from the map shown in FIG. Subsequently, the second correction unit calculates a difference ΔL2 between the second estimated fully closed position Lc2 (e) and the second reference fully closed position Lc2 (s). Subsequently, as shown in FIG. 23, the second correcting means offsets the second target operating position L2 (t) by the difference ΔL2, and calculates the corrected second target operating position L2 (t) _r. .
第2実施形態では、制御装置75は、第1補正手段67、第2補正手段71および作動範囲補正手段76を有していた。それに対し、本発明の他の実施形態では、制御装置は、第1補正手段および第2補正手段を有さず、作動範囲補正手段だけを有していてもよい。
本発明の他の実施形態では、第1アクチュエータとウェイストゲートバルブとを連結する連結手段は、リンク機構以外の構成で実現してもよい。また、本発明の他の実施形態では、第2アクチュエータと流量調整バルブとを連結する連結手段は、リンク機構以外の構成で実現してもよい。
本発明の他の実施形態では、第1アクチュエータおよび第2アクチュエータは、回転運動を出力するものであってもよい。
In the second embodiment, the
In another embodiment of the present invention, the connecting means for connecting the first actuator and the waste gate valve may be realized by a configuration other than the link mechanism. In another embodiment of the present invention, the connecting means for connecting the second actuator and the flow rate adjusting valve may be realized by a configuration other than the link mechanism.
In another embodiment of the present invention, the first actuator and the second actuator may output rotational motion.
本発明の他の実施形態では、第1アクチュエータおよび第2アクチュエータは、コンプレッサハウジングに限らず、タービンハウジングと一体に設けられた他の支持部材に取り付けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、温度検出手段は、エンジン回転数および吸入空気量に基づきタービンハウジングの温度を推定するように構成してもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
In another embodiment of the present invention, the first actuator and the second actuator are not limited to the compressor housing, and may be attached to another support member provided integrally with the turbine housing.
In another embodiment of the present invention, the temperature detection means may be configured to estimate the temperature of the turbine housing based on the engine speed and the intake air amount.
The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.
10・・・ターボチャージャ
11・・・タービンホイール
16・・・タービンハウジング
22・・・バイパス通路(バイパス孔)
31・・・ウェイストゲートバルブ
35・・・第1アクチュエータ
38・・・第1リンク機構(第1連結手段)
60、75、80・・・制御装置
64・・・温度センサ(温度検出手段)
66・・・第1目標値算出手段
67・・・第1補正手段
68・・・第1駆動手段
DESCRIPTION OF
31 ...
60, 75, 80 ...
66... First target value calculation means 67... First correction means 68.
Claims (9)
前記タービンホイールを収容している収容室(17)、第1経路(18)および第2経路(19)に分かれており前記収容室に排気を導入する導入通路(18、19)、前記収容室から排気を排出する排出通路(21)、および、前記収容室を迂回しつつ前記導入通路と前記排出通路とを接続しているバイパス通路(22)を有するタービンハウジング(16)と、
前記バイパス通路を開閉可能なウェイストゲートバルブ(31)と、
前記タービンハウジングと一体に設けられた支持部材(26)に取り付けられている第1アクチュエータ(35)と、
前記第1アクチュエータと前記ウェイストゲートバルブとを動力伝達可能に連結している第1連結手段(38)と、
前記タービンハウジングの温度を検出可能な温度検出手段(64、81)と、
要求された過給圧である要求過給圧に基づき、前記第1アクチュエータの作動位置の目標値である第1目標作動位置を算出する第1目標値算出手段(66)、前記タービンハウジングの温度に基づき前記第1目標作動位置を補正する第1補正手段(67)、および、前記第1アクチュエータの作動位置が前記第1目標作動位置となるように前記第1アクチュエータを駆動する第1駆動手段(68)を有する制御装置(60、80)と、
前記導入通路の前記第2経路を開閉可能な流量調整バルブ(44)と、
前記支持部材に取り付けられている第2アクチュエータ(48)と、
前記第2アクチュエータと前記流量調整バルブとを動力伝達可能に連結している第2連結手段(52)と、
を備え、
前記制御装置は、前記要求過給圧に基づき、前記第2アクチュエータの作動位置の目標値である第2目標作動位置を算出する第2目標値算出手段(69)と、前記タービンハウジングの温度に基づき前記第2目標作動位置を補正する第2補正手段(71)と、前記第2アクチュエータの作動位置が前記第2目標作動位置となるように前記第2アクチュエータを駆動する第2駆動手段(72)と、を有することを特徴とするターボチャージャ(10)。 A rotatable turbine wheel (11);
The accommodation chamber (17) for accommodating the turbine wheel, the first passage (18), and the second passage (19), which are divided into introduction passages (18, 19) for introducing exhaust into the accommodation chamber, the accommodation chamber A turbine housing (16) having a discharge passage (21) for discharging exhaust gas from the exhaust passage, and a bypass passage (22) connecting the introduction passage and the discharge passage while bypassing the storage chamber;
A waste gate valve (31) capable of opening and closing the bypass passage;
A first actuator (35) attached to a support member (26) provided integrally with the turbine housing;
First connection means (38) for connecting the first actuator and the waste gate valve so as to transmit power;
Temperature detecting means (64, 81) capable of detecting the temperature of the turbine housing;
First target value calculating means (66) for calculating a first target operating position that is a target value of the operating position of the first actuator based on a required supercharging pressure that is a required supercharging pressure, a temperature of the turbine housing And a first driving means for driving the first actuator so that the operating position of the first actuator becomes the first target operating position. A control device (60, 80) having (68);
A flow rate adjustment valve (44) capable of opening and closing the second path of the introduction passage;
A second actuator (48) attached to the support member;
Second connection means (52) for connecting the second actuator and the flow rate adjusting valve so as to transmit power;
Equipped with a,
The control device includes a second target value calculating means (69) for calculating a second target operating position that is a target value of the operating position of the second actuator based on the required supercharging pressure, and a temperature of the turbine housing. Based on the second correction means (71) for correcting the second target operating position, and second driving means (72) for driving the second actuator so that the operating position of the second actuator becomes the second target operating position. ) and turbocharger, characterized in that it has a (10).
前記タービンハウジングの温度が所定温度であるときの前記第2全閉位置を第2基準全閉位置とすると、
前記第2補正手段は、前記タービンハウジングの温度に基づき前記第2全閉位置を推定し、推定された第2全閉位置である第2推定全閉位置と前記第2基準全閉位置との差を算出し、当該差の分だけ前記第2目標作動位置をオフセットすることを特徴とする請求項1に記載のターボチャージャ。 The operating position of the second actuator corresponding to the fully closed flow rate adjusting valve is a second fully closed position,
When the second fully closed position when the temperature of the turbine housing is a predetermined temperature is a second reference fully closed position,
The second correction means estimates the second fully closed position based on the temperature of the turbine housing, and calculates a second estimated fully closed position that is the estimated second fully closed position and the second reference fully closed position. the turbocharger of claim 1 which calculates a difference, characterized in that the offset by the amount the second target operating position of the difference.
前記タービンホイールを収容している収容室(17)、当該収容室に排気を導入する導入通路(18、19)、前記収容室から排気を排出する排出通路(21)、および、前記収容室を迂回しつつ前記導入通路と前記排出通路とを接続しているバイパス通路(22)を有するタービンハウジング(16)と、
前記バイパス通路を開閉可能なウェイストゲートバルブ(31)と、
前記タービンハウジングと一体に設けられた支持部材(26)に取り付けられている第1アクチュエータ(35)と、
前記第1アクチュエータと前記ウェイストゲートバルブとを動力伝達可能に連結している第1連結手段(38)と、
前記タービンハウジングの温度を検出可能な温度検出手段(81)と、
要求された過給圧である要求過給圧に基づき、前記第1アクチュエータの作動位置の目標値である第1目標作動位置を算出する第1目標値算出手段(66)、前記タービンハウジングの温度に基づき前記第1目標作動位置を補正する第1補正手段(67)、および、前記第1アクチュエータの作動位置が前記第1目標作動位置となるように前記第1アクチュエータを駆動する第1駆動手段(68)を有する制御装置(60、80)と、
を備え、
前記温度検出手段は、エンジン回転数、および、過給圧または吸入空気量に基づき前記タービンハウジングの温度を推定することを特徴とするターボチャージャ(10)。 A rotatable turbine wheel (11);
A storage chamber (17) that stores the turbine wheel, an introduction passage (18, 19) that introduces exhaust into the storage chamber, a discharge passage (21) that discharges exhaust from the storage chamber, and the storage chamber A turbine housing (16) having a bypass passage (22) that bypasses and connects the introduction passage and the discharge passage;
A waste gate valve (31) capable of opening and closing the bypass passage;
A first actuator (35) attached to a support member (26) provided integrally with the turbine housing;
First connection means (38) for connecting the first actuator and the waste gate valve so as to transmit power;
Temperature detecting means (81) capable of detecting the temperature of the turbine housing;
First target value calculating means (66) for calculating a first target operating position that is a target value of the operating position of the first actuator based on a required supercharging pressure that is a required supercharging pressure, a temperature of the turbine housing And a first driving means for driving the first actuator so that the operating position of the first actuator becomes the first target operating position. A control device (60, 80) having (68);
Equipped with a,
The turbocharger (10) , wherein the temperature detecting means estimates the temperature of the turbine housing based on an engine speed and a supercharging pressure or an intake air amount .
前記導入通路の前記第2経路を開閉可能な流量調整バルブ(44)と、前記支持部材に取り付けられている第2アクチュエータ(48)と、前記第2アクチュエータと前記流量調整バルブとを動力伝達可能に連結している第2連結手段(52)と、をさらに備え、
前記制御装置は、前記要求過給圧に基づき、前記第2アクチュエータの作動位置の目標値である第2目標作動位置を算出する第2目標値算出手段(69)と、前記タービンハウジングの温度に基づき前記第2目標作動位置を補正する第2補正手段(71)と、前記第2アクチュエータの作動位置が前記第2目標作動位置となるように前記第2アクチュエータを駆動する第2駆動手段(72)と、を有することを特徴とする請求項4に記載のターボチャージャ。 The introduction passage of the turbine housing is divided into a first path (18) and a second path (19),
Power can be transmitted between the flow rate adjustment valve (44) capable of opening and closing the second path of the introduction passage, the second actuator (48) attached to the support member, and the second actuator and the flow rate adjustment valve. And second connection means (52) connected to
The control device includes a second target value calculating means (69) for calculating a second target operating position that is a target value of the operating position of the second actuator based on the required supercharging pressure, and a temperature of the turbine housing. Based on the second correction means (71) for correcting the second target operating position, and second driving means (72) for driving the second actuator so that the operating position of the second actuator becomes the second target operating position. The turbocharger according to claim 4 , further comprising:
前記タービンハウジングの温度が所定温度であるときの前記第2全閉位置を第2基準全閉位置とすると、
前記第2補正手段は、前記タービンハウジングの温度に基づき前記第2全閉位置を推定し、推定された第2全閉位置である第2推定全閉位置と前記第2基準全閉位置との差を算出し、当該差の分だけ前記第2目標作動位置をオフセットすることを特徴とする請求項5に記載のターボチャージャ。 The operating position of the second actuator corresponding to the fully closed flow rate adjusting valve is a second fully closed position,
When the second fully closed position when the temperature of the turbine housing is a predetermined temperature is a second reference fully closed position,
The second correction means estimates the second fully closed position based on the temperature of the turbine housing, and calculates a second estimated fully closed position that is the estimated second fully closed position and the second reference fully closed position. The turbocharger according to claim 5 , wherein a difference is calculated, and the second target operating position is offset by an amount corresponding to the difference.
前記タービンハウジングの温度が所定温度であるときの前記第1全閉位置を第1基準全閉位置とすると、
前記第1補正手段は、前記タービンハウジングの温度に基づき前記第1全閉位置を推定し、推定された第1全閉位置である第1推定全閉位置と前記第1基準全閉位置との差を算出し、当該差の分だけ前記第1目標作動位置をオフセットすることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のターボチャージャ。 The operating position of the first actuator corresponding to the fully closed state of the waste gate valve is a first fully closed position,
When the first fully closed position when the temperature of the turbine housing is a predetermined temperature is a first reference fully closed position,
The first correction means estimates the first fully closed position based on the temperature of the turbine housing, and calculates a first estimated fully closed position, which is the estimated first fully closed position, and the first reference fully closed position. The turbocharger according to any one of claims 1 to 6 , wherein a difference is calculated, and the first target operating position is offset by an amount corresponding to the difference.
前記タービンホイールを収容している収容室(17)、当該収容室に排気を導入する第1経路(18)および第2経路(19)を含む導入通路、前記収容室から排気を排出する排出通路(21)、および、前記収容室を迂回しつつ前記導入通路と前記排出通路とを接続しているバイパス通路(22)を有するタービンハウジング(16)と、
前記バイパス通路を開閉可能なウェイストゲートバルブ(31)と、
前記ウェイストゲートバルブに動力伝達可能に連結され、当該ウェイストゲートバルブを開閉作動可能な第1アクチュエータ(35)と、
前記導入通路の前記第2経路を開閉可能な流量調整バルブ(44)と、
前記流量調整バルブに動力伝達可能に連結され、当該流量調整バルブを開閉作動可能な第2アクチュエータ(48)と、
エンジン回転数を検出可能なエンジン回転数検出手段(61)と、
要求された過給圧である要求過給圧に基づき、前記第1アクチュエータの作動位置の目標値である第1目標作動位置を算出する第1目標値算出手段(66)、前記第1アクチュエータの作動位置が前記第1目標作動位置となるように前記第1アクチュエータを駆動する第1駆動手段(68)、前記要求過給圧に基づき、前記第2アクチュエータの作動位置の目標値である第2目標作動位置を算出する第2目標値算出手段(69)、前記第2アクチュエータの作動位置が前記第2目標作動位置となるように前記第2アクチュエータを駆動する第2駆動手段(72)、および、前記エンジン回転数が低いほど前記第2アクチュエータの作動範囲を閉弁側に狭める作動範囲補正手段を有する制御装置(75)と、
を備えることを特徴とするターボチャージャ(10)。 A rotatable turbine wheel (11);
A storage chamber (17) for storing the turbine wheel, an introduction passage including a first path (18) and a second path (19) for introducing exhaust into the storage chamber, and a discharge path for discharging the exhaust from the storage chamber (21) and a turbine housing (16) having a bypass passage (22) connecting the introduction passage and the discharge passage while bypassing the storage chamber;
A waste gate valve (31) capable of opening and closing the bypass passage;
A first actuator (35) connected to the waste gate valve so as to be capable of transmitting power, and capable of opening and closing the waste gate valve;
A flow rate adjustment valve (44) capable of opening and closing the second path of the introduction passage;
A second actuator (48) connected to the flow rate adjusting valve so as to be capable of transmitting power, and capable of opening and closing the flow rate adjusting valve;
Engine speed detection means (61) capable of detecting the engine speed;
First target value calculation means (66) for calculating a first target operating position, which is a target value of the operating position of the first actuator, based on a required supercharging pressure that is a required supercharging pressure; First driving means (68) for driving the first actuator so that the operating position becomes the first target operating position, a second value which is a target value of the operating position of the second actuator based on the required supercharging pressure. A second target value calculating means (69) for calculating a target operating position; a second driving means (72) for driving the second actuator so that the operating position of the second actuator becomes the second target operating position; and A control device (75) having operating range correction means for narrowing the operating range of the second actuator to the valve closing side as the engine speed is lower;
A turbocharger (10) comprising:
前記第1目標値算出手段は、前記要求過給圧が所定の第1圧力以下の場合、前記第1目標作動位置を前記第1全開位置に設定し、前記要求過給圧が前記第1圧力から所定の第2圧力までの間の場合、前記第1目標作動位置を、前記第1全開位置から前記第1全閉位置までの間であって前記要求過給圧が高いほど前記第1全閉位置側となるように設定し、前記要求過給圧が前記第2圧力以上の場合、前記第1目標作動位置を前記第1全閉位置に設定し、
前記第2目標値算出手段は、前記要求過給圧が前記第2圧力以下の場合、前記第2目標作動位置を前記最開位置に設定し、前記要求過給圧が前記第2圧力から所定の第3圧力までの間の場合、前記第2目標作動位置を、前記最開位置から前記第2全閉位置までの間であって前記要求過給圧が高いほど前記第1全閉位置側となるように設定し、前記要求過給圧が前記第3圧力以上の場合、前記第2目標作動位置を前記第2全閉位置に設定することを特徴とする請求項8に記載のターボチャージャ。 The operating position of the first actuator corresponding to the fully closed state of the waste gate valve is defined as a first fully closed position, and the operating position of the first actuator corresponding to the fully open state of the waste gate valve is defined as a first fully opened position. When the operating position of the second actuator corresponding to the fully closed state of the adjustment valve is the second fully closed position, and the operating position closest to the valve opening side of the operating range of the second actuator is the fully open position,
The first target value calculating means sets the first target operating position to the first fully opened position when the required supercharging pressure is equal to or lower than a predetermined first pressure, and the required supercharging pressure is set to the first pressure. Between the first fully open position and the first fully closed position, and the higher the required supercharging pressure, the first target operating position is between the first fully open position and the predetermined second pressure. When the required supercharging pressure is equal to or higher than the second pressure, the first target operating position is set to the first fully closed position.
The second target value calculating means sets the second target operating position to the most open position when the required supercharging pressure is equal to or lower than the second pressure, and the required supercharging pressure is predetermined from the second pressure. The second target operating position is between the most open position and the second fully closed position, and the higher the required supercharging pressure, the more the second target operating position is The turbocharger according to claim 8 , wherein the second target operating position is set to the second fully closed position when the required supercharging pressure is equal to or higher than the third pressure. .
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