JPH0567772B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可変容量型過給機の制御装置に関し、
特に可変容量型過給機（Variable Geometry
Turbo System）を制御してエンジンアイドル時
のヒーター制御を行う装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、自動車用エンジンは省燃費のため小排気
量で高過給化の傾向にある。

このため、実開昭59−70034号公報において本
出願人は既に可変容量型過給機のノズルベーン駆
動装置を提案している。

これは第３図に概略的に示すように、可動ノズ
ルベーン１０をタービンハウジング１１内に設け
たもので、特に第４図に示すようにノズルベーン
１０を制御している。即ち、タービンハウジング
１１の外側に取り付けられた制御レバー１２の自
由端に可動ノズルベーン１０の回転軸１３を取り
付け、制御レバー１４の反対の端部を制御リング
１５の内周面を係合させている。

また、コントローラ１６によつて空気圧制御さ
れるストローク量の異なるアクチエータ（制御シ
リンダ）１７，１８により往復する２個の作動ロ
ツド１９，２０の先端部にリンクロツド２１を軸
着し、このリンクロツド２１に更に出力ロツド２
２を軸着して、制御リング１５が出力ロツド２２
により回動されるように構成している。

これにより、出力ロツド２２及び制御レバー１
４を介してノズルベーン１０が回動することによ
りタービン３０への排気ガス流量を調節してター
ビン３０の回転を制御することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように先に提案した可変容量型過給機の制
御装置では、元々エンジンに小排気量のものを使
用しているので、アイドル時にカーヒーター容量
が不足するという問題点があつた。

従つて、本願発明の目的は、小排気量の高過給
エンジンでもアイドル時にヒーターを強化できる
可変容量型過給機の制御装置を提供することに在
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決する手段として、本発明に
係る可変容量型過給機の制御装置においては、ヒ
ータースイツチと、アイドル運転検出手段と、停
車検出手段と、ターボのノズルベーンをターボレ
バーを介して制御するステツプモータと、前記ノ
ズルベーンの開度センサーと、冷却水温センサー
と、前記ヒータースイツチ投入時に前記アイドル
運転及び停車時であれば前記水温及びノズルベー
ン開度に応じて前記ステツプモータを制御する制
御手段と、を備えている。

〔作用〕

本発明の可変容量型過給機の制御装置において
は、ヒータースイツチを運転者が投入した時にア
イドル運転検出手段がエンジンのアイドル運転状
態を検出し、停車検出手段が停車状態を検出すれ
ば、エンジンの冷却水温センサーが検出した水温
及びノズルベーン開度センサーの出力に応じてス
テツプモータを制御することによりターボレバー
を介してノズルベーンの開度を所定位置に制御す
る。

〔実施例〕

以下、本願発明に係る可変容量型過給機の制御
装置の実施例を説明する。

第１図は本発明の可変容量型過給機の制御装置
の一実施例を示したもので、図中、タービンハウ
ジング１１に設けられたターボレバー１は第４図
の制御レバー２２に対応している。従つて、ター
ボレバー１を動かすことによりタービンハウジン
グ１１内のノズルベーン（図示せず）を開閉する
ことができる。

このターボレバー１はステツプモータ２によつ
て駆動されるように接続されている。そして、こ
のステツプモータ２が歩進するステツプ数をベー
ン開度センサー３が検出している。このセンサー
３はポテンシヨメータで構成され、その出力はス
テツプモータ２の歩進ステツプ数がノズルベーン
の開度に対応するよう予め調整されている。例え
ば、ベーン開度を全閉にしたときのステツプモー
タ２の歩進位置を示すセンサー３の出力を最大値
としてコントローラＣに内蔵したメモリ（図示せ
ず）に記憶し、同様にしてベーン全開位置につい
ても最小値として記憶することにより、その間の
ステツプ数を分割するという方法が考えられる。

制御手段としてのコントローラＣは、ベーン開
度センサー３からの開度信号に加えて、水温セン
サー４、アクセルセンサー５、ヒータースイツチ
６、パーキングブレーキスイツチ７、クラツチス
イツチ８、及びエンジン回転数センサー９、から
の各出力信号を入力してステツプモータ２を制御
している。

ここで、本発明の基礎となる考え方を第２図及
び第３図に示したノズルベーン１０について説明
する。

第２図に示すようにノズルベーン１０がタービ
ン３０の半径方向線上にあるときが全開状態であ
り、タービン３０の円周方向にあるとき全閉状態
にある。この場合、全開状態又はその付近におい
てはタービン効率が高く、実用上の使用領域であ
り、全閉状態又はその付近においてはタービン効
率がゼロに近く排圧だけが大きくなりタービン３
０が回転しない領域である。両者の中間の領域
は、タービン効率が低く定常的には燃費の悪化を
招くので使用領域としては不適当であるが、ター
ボラグ解消のため、過渡的には使用可能な領域と
なつている。従つて、エンジンの回転数が落ちて
来た時はガス流速を早くするためベーンを閉じる
方向に回動させる。

ノズルベーンの開度と排圧との関係グラフが第
３図に示されている。

しかしながら、ノズルベーン１０を閉じて行く
と排気が絞られてしまうので、排圧が上昇し、こ
れに伴い、排圧上昇によるエンジンフリクシヨ
ン（負荷）の増大、排圧上昇により吸・排気弁
のオーバーラツプ期間での排気ガスの吸入工程へ
の吹き返し量の増大、圧縮・燃焼温度の増大、
が図られ、以てヒーターの能力（エンジン冷却水
放熱量）が増大し、ヒーター容量の不足を補うこ
とができることとなる。

このような原理を用いて、次に、この第１図に
示す実施例の動作を、第４図に示したコントロー
ラＣに格納されたプログラムのフローチヤートに
沿つて説明する。

まず、上記のアイドルヒーターに移るための条
件について述べると、ヒータースイツチ６を投入
してオンにする（第４図のステツプS1）。次に、
エンジンのアイドル状態を検出するため、アクセ
ルセンサー５の出力によつてアクセル開度が全開
状態の５％以下か否かチエツクされ（同S2）、５
％以下の場合には、更に車両が停車状態にあるか
否かをチエツクするため、パーキングブレーキス
イツチ７がオンになつているか否かチエツクされ
る（図S3）。

このような条件が満たされると、アイドルヒー
ター制御が実行される（同S4）。即ち、このエン
ジンのアイドル状態での可変容量型過給機の制御
の方法は第５図のグラフに示す通りであり、エン
ジンの冷却水温に対するノズルベーンの開度（こ
れはステツプモータ２のステツプ数に対応してい
る）がコントローラＣのメモリにマツプとして記
憶されている。従つて、水温センサー４から水温
を検出し（同S41）、当該水温に対応するノズル
ベーン１０の開度をメモリマツプから読み出して
ステツプモータ２を歩進させる（同S42）。これ
によりエンジン水温が一定となるようにノズルベ
ーン１０を制御して行く。

かかるアイドルヒーター条件が一つでも解除さ
れると、通常の可変容量型過給機の制御に移るこ
ととなる（同S5）。この制御は、回転数センサー
９から出力されるエンジン回転数信号及びアクセ
ルセンサー５から出力されるエンジン負荷信号に
より決定されるノズルベーン開度マツプをコント
ローラＣのメモリから読み出してステツプモータ
２に対する目標パルス数を検出して制御を行う。

ここで、本発明では排気絞りによつてヒーター
効力を向上させるものであるので、通常走行時に
もこのような制御に入つてしまうと、エンジンフ
リクシヨンの増大による出力の低下、排圧の異常
上昇による耐久限界、新気吸入量減少による燃焼
不全・出力低下を招く。

このため、ターボレバー１やステツプモータ２
の作動遅れを見込んで、通常の可変容量型過給機
制御に入る前に事前にアイドルヒーター条件を解
除する必要がある。

そこで、通常はパーキングブレーキスイツチ７
のオフにより運転者の発進意志が確認でき、通常
制御（同S5）に移行できるが、例えば坂道発進
時にはパーキングブレーキをかけたまま発進する
ことになるので、この場合に停車状態にあると判
定されることを避けるためクラツチスイツチ８が
オンになつた後、一定時間T₀が経過するまでは
アイドルヒーター条件から除外する必要がある。
このため、ステツプS1〜S4に先立つてステツプ
S6を設け、一定時間T₀が経過したときのみ、坂
道においてもアイドル状態であると判定してい
る。このステツプは、変速機のニユートラル位置
センサーがオフのとき発進意志を検知し、車速セ
ンサーで停車を検知することにより両者をを組み
合わせることでも可能である。従つて、これらの
場合は、アイドルヒーター制御に入ることなく通
常制御に入る。

〔発明の効果〕

以上のように、本願発明にかかる可変容量型過
給機の制御装置では、エンジンのアイドル状態で
停車時にカーヒーターを使用したいときには、過
給機のノズルベーン開度をエンジン水温に応じて
制御するように構成したので、エンジンアイドル
時においても十分なヒーター容量を得ることがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る可変容量型過給機の制
御装置の一実施例を示す構成図、第２図は、本発
明の原理を説明するためにタービンとノズルベー
ンの開度との関係を示した図、第３図は、ノズル
ベーンの開度とエンジン排圧との関係を示したグ
ラフ図、第４図は、第１図のコントローラが実行
するプログラムのフローチヤート図、第５図は、
アイドルヒーター制御を行うためのメモリマツプ
を形成するグラフ図、第６図は、可変容量型過給
機の一般的な構造を示す概略図、第７図は、実開
昭59−70034号公報に示された可変容量型過給機
の駆動装置を示す図、である。 第１図において、１はターボレバー、２はステ
ツプモータ、３はベーン開度センサー、４は水温
センサー、５はアクセルセンサー、６はヒーター
スイツチ、７はパーキングブレーキスイツチ、８
クラツチスイツチ、９は回転数センサー、Ｃはコ
ントローラ、１０はノズルベーン、１１はタービ
ンハウジング、３０はタービン、を示す。尚、図
中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヒータースイツチと、アイドル運転検出手段
   と、停車検出手段と、ターボのノズルベーンをタ
   ーボレバーを介して制御するステツプモータと、
   前記ノズルベーンの開度センサーと、冷却水温セ
   ンサーと、前記ヒータースイツチ投入時に前記ア
   イドル運転及び停車時であれば前記水温及びノズ
   ルベーン開度に応じて前記ステツプモータを制御
   する制御手段と、を備えたことを特徴とする可変
   容量型過給機の制御装置。 ２ 前記制御手段が、前記水温と前記ステツプモ
   ータのステツプ数との関係を記憶している特許請
   求の範囲第１項に記載の可変容量型過給機の制御
   装置。 ３ 前記アイドル運転検出手段が、所定値以下の
   アクセル開度を検出するアクセルセンサーである
   特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の可変容
   量型過給機の制御装置。 ４ 前記停車検出手段が、パーキングブレーキス
   イツチである特許請求の範囲第１項乃至第３項の
   いずれか１項に記載の可変容量型過給機の制御装
   置。 ５ 前記停車検出手段が、パーキングブレーキと
   クラツチスイツチの組み合わせである特許請求の
   範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の可
   変容量型過給機の制御装置。 ６ 前記ノズルベーン開度センサーが、前記ステ
   ツプモータのステツプ数を検出することにより前
   記ターボレバーを経た前記ノズルベーンの開度を
   検出するものである特許請求の範囲第１項乃至第
   ５項のいずれか１項に記載の可変容量型過給機の
   制御装置。