JPS63159619A - Control device for variable capacity type supercharger - Google Patents

Control device for variable capacity type supercharger

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JPS63159619A
JPS63159619A JP61305946A JP30594686A JPS63159619A JP S63159619 A JPS63159619 A JP S63159619A JP 61305946 A JP61305946 A JP 61305946A JP 30594686 A JP30594686 A JP 30594686A JP S63159619 A JPS63159619 A JP S63159619A
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nozzle vane
engine
control device
water temperature
variable capacity
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Mitsuhiro Murata
光弘 村田
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Abstract

PURPOSE:To obtain the sufficient heater capacity even during idling by controlling the nozzle vane opening of a supercharger in response to the engine water temperature when a car heater is used at the time of engine idling and vehicle stop. CONSTITUTION:When a driver turns a heater switch 6 on, a controller C judges whether an engine is in an idle state or not based on the output from an accelerator sensor 5 and judges whether a vehicle is in a stop state or not based on the output from a parking brake switch 7. If the engine is in the idle state and the vehicle is in the stop state, the controller C controls a step motor 2 based on outputs from a cooling water temperature sensor 4 of the engine and a nozzle vane opening sensor 3. Accordingly, a nozzle vane is opened or closed via a turbo-lever 1 provided on a turbine housing 11.

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 GeometryT
urbo 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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a control device for a variable displacement turbocharger, and particularly to a control device for a variable displacement turbocharger (Variable Geometry Turbocharger).
The present invention relates to a device for controlling a heater when the engine is idling by controlling the urbo system.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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。
In recent years, automobile engines have tended to have smaller displacements and higher supercharging in order to save fuel.

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。
For this reason, the present applicant has already proposed a nozzle vane drive device for a variable capacity supercharger in Japanese Utility Model Application Publication No. 59-70034.

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内に設はタモので、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。
As schematically shown in FIG. 3, the movable nozzle vane 10 is installed in the turbine housing 11, so that the nozzle vane 10 is particularly controlled as shown in FIG.

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。
That is, the rotating shaft 13 of the movable nozzle vane 10 is attached to the free end of the control lever 12 attached to the outside of the turbine housing 11, and the opposite end of the control lever 14 is engaged with the inner peripheral surface of the control ring 15. .

また、コントローラ16によって空気圧制御されるスト
ローク量の異なるアクチェータ(制御シリンダ)17.
18により往復する2個の作動ロッド19.20の先端
部にリンクロッド21を軸着し、このリンクロッド21
に更に出力ロッド22を軸着して、制御リング15が出
力ロット22により回動されるように構成している。
Also, actuators (control cylinders) 17 with different stroke amounts are pneumatically controlled by the controller 16.
A link rod 21 is pivotally attached to the tips of two operating rods 19 and 20 that reciprocate by 18.
Further, an output rod 22 is pivotally attached to the control ring 15 so that the control ring 15 is rotated by the output rod 22.

これにより、出力ロット22及び制御レバー14を介し
てノズルベーンlO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。
As a result, the nozzle vane lO rotates via the output rod 22 and the control lever 14, so that the turbine 30
The rotation of the turbine 30 can be controlled by adjusting the exhaust gas flow rate to the turbine 30 .

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

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
点があった。
As described above, the variable displacement supercharger control device proposed earlier originally uses a small displacement engine, so there was a problem in that the car heater capacity was insufficient during idling.

従って、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。
Therefore, an object of the present invention is to provide a control device for a variable capacity supercharger that can strengthen the heater during idling even in a small displacement highly supercharged engine.

(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、ヒータースイッチ
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ッ
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、前記ヒータースイッチ投入時に前記ア
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ップモータを制御する制御手段
と、を備えている。
(Means for Solving the Problems) As a means for solving the above problems, in the control device for a variable capacity supercharger according to the present invention, a heater switch, an idling operation detection means, and a stop detection means are provided. , a step motor that controls the nozzle vane of the turbo via a turbo lever, an opening sensor for the nozzle vane, a cooling water temperature sensor, and a controller that controls the water temperature and the nozzle vane opening if the heater switch is turned on and the idle operation is stopped. and control means for controlling the step motor accordingly.

〔作   用〕[For production]

本発明の可変容量型過給機の制御装置においては、ヒー
タースイッ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
力に応じてステッ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。
In the variable capacity supercharger control device of the present invention, when the driver turns on the heater switch, the idling operation detection means detects the idling operation state of the engine, and if the stop detection means detects the stop state, the engine is stopped. By controlling the step motor according to the water temperature detected by the cooling water temperature sensor and the output of the nozzle vane opening sensor, the opening of the nozzle vane is controlled to a predetermined position via the turbo lever.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下、本願発明に係る可変容量型過給機の制御vL置の
実施例を説明する。
Hereinafter, an embodiment of the control vL position of the variable capacity supercharger according to the present invention will be described.

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lは第4図の制御レバー22に対
応している。従って、ターボレバーlを動かすことによ
りクーピンハウジング11内のノズルベーン(図示せず
)を開閉することができる。
FIG. 1 shows an embodiment of the control device for a variable displacement supercharger according to the present invention, and in the figure, the turbo lever l provided in the turbine housing 11 corresponds to the control lever 22 in FIG. ing. Therefore, the nozzle vane (not shown) in the coupin housing 11 can be opened and closed by moving the turbo lever l.

このターボレバー1はステップモータ2によって駆動さ
れるように接続されている。そして、このステップモー
タ2が歩進するステッ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はボテンシ日メータで構成
され、その出力はステップモータ2の歩進ステップ数が
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
0例えば、ベーン開度を全開にしたときのステップモー
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、その間のステップ数を分割すると
いう方法が考えられる。
This turbo lever 1 is connected to be driven by a step motor 2. The vane opening sensor 3 detects the number of steps taken by the step motor 2. This sensor 3 is composed of a potentiometer, and its output is adjusted in advance so that the number of steps of the step motor 2 corresponds to the opening of the nozzle vane.For example, the step motor when the vane is fully opened By storing the output of the sensor 3 indicating the step position of Step 2 as the maximum value in a memory (not shown) built into the controller C, and similarly storing the fully open position of the vane as the minimum value, the number of steps in between is stored. One possible method is to divide the

$11111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、ヒータースイッチ6、パーキン
グブレーキスイッチ7、クラッチスイッチ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
テップモータ2を制御している。
$11111 The controller C as a means receives the opening signal from the vane opening sensor 3 as well as the water temperature sensor 4.
, an accelerator sensor 5, a heater switch 6, a parking brake switch 7, a clutch switch 8, and an engine speed sensor 9.

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。
Here, the basic concept of the present invention will be explained with respect to the nozzle vane 10 shown in FIGS. 2 and 3.

第2図に示すようにノズルベーンlOがタービン300
半径方向線上にあるときが全開状態であり、タービン3
0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(、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30が回転しない領域である0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りている。従って、
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。
As shown in FIG.
When it is on the radial line, it is fully open, and the turbine 3
When it is in the circumferential direction of 0, it is in a fully closed state. In this case, the turbine efficiency is high at or near the fully open state (this is a practical use area; at or near the fully closed state, the turbine efficiency is close to zero, and only the exhaust pressure is large and the turbine 30 does not rotate). The region between the two is unsuitable for use because the turbine efficiency is low and fuel consumption deteriorates on a steady basis, but it is a region that can be used transiently to eliminate turbo lag. .Therefore,
When the engine speed drops, the vanes are rotated in the closing direction to increase the gas flow velocity.

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。
A graph showing the relationship between the opening degree of the nozzle vane and the exhaust pressure is shown in FIG.

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ョン(負荷)の増大、■
排圧上昇により吸・排気弁のオーバーランプ期間での排
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it)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。
However, as the nozzle vane 10 is closed, the exhaust gas is constricted, resulting in an increase in exhaust pressure, resulting in: ■ an increase in engine friction (load) due to the increase in exhaust pressure;
The increase in exhaust pressure increases the amount of exhaust gas blown back into the intake process during the over-ramp period of the intake/exhaust valves, and increases the compression/combustion temperature, thereby increasing the heater's capacity (engine cooling water heat dissipation). increases, making it possible to compensate for the lack of heater capacity.

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ャートに沿って説明する。
Using such a principle, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be explained next along with the flowchart of the program stored in the controller C shown in FIG. 4.

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、ヒータースイッチ6を投入してオンにする
(第4図のステップ51)0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の出力によっ
てアクセル開度が全開状態の5%以下か否かチェックさ
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ェックするため、パーキングブレー
キスイッチ7がオンになっているか否かチェックされる
(同S3)。
First, to describe the conditions for switching to the idle heater, turn on the heater switch 6 (step 51 in Figure 4).Next, to detect the idle state of the engine, turn on the accelerator sensor 5. The output checks whether the accelerator opening is less than 5% of the fully open state (S2), and if it is less than 5%, the parking brake switch 7 is activated to further check whether the vehicle is stopped. It is checked whether it is turned on (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(これはステップモータ2のステップ
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。従って、水温センサー4から水
温を検出しく同341)、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ップ
モータ2を歩進させる(同342)。
When these conditions are met, idle heater control is executed (S4). In other words, the method of controlling the variable capacity supercharger when the engine is idling is as shown in the graph of Figure 5. The opening degree of the nozzle vane (which corresponds to the number of steps of the step motor 2) with respect to the engine cooling water temperature is stored in the memory of the controller C as a map. Therefore, the water temperature is detected from the water temperature sensor 4 (341), the opening degree of the nozzle vane 10 corresponding to the water temperature is read from the memory map, and the step motor 2 is moved forward (342).

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。
As a result, the nozzle vane 10 is controlled so that the engine water temperature remains constant.

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S
5)、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
マフブヲコントローラCのメモリから読み出してステッ
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
If even one of these idle heater conditions is canceled,
The control will then shift to a normal variable capacity supercharger (the same S
5) This control is performed by reading out the nozzle vane opening degree muff from the memory of the controller C and controlling the step motor 2, which is determined by the engine rotation speed signal output from the rotation speed sensor 9 and the engine load signal output from the accelerator sensor 5. Control is performed by detecting the target number of pulses.

ここで、本発明では排気絞りによっ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
御に入ってしまうと、エンジンフリクシロンの増大によ
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。
However, since the present invention uses exhaust throttle to improve the effectiveness of the heater, if such control is entered during normal driving, the output will decrease due to an increase in engine friction, and the durability will be affected due to an abnormal increase in exhaust pressure. Limit: ``The reduction in the amount of fresh air intake leads to combustion failure and a decrease in output.

このため、ターボレバー1やステップモータ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。
Therefore, in anticipation of a delay in the operation of the turbo lever 1 and the step motor 2, it is necessary to cancel the idle heater condition in advance before entering normal variable capacity supercharger control.

そこで、通常はパーキングブレーキスインチ7のオフに
より運転者の発進意志がV!認でき、通常制御(同35
)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
に停車状態であると判定されることを避けるためクラッ
チスイッチ8がオンになった後、一定時間To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
Therefore, normally, by turning off the parking brake inch 7, the driver's intention to start is V! normal control (same 35)
), but for example, when starting on a slope, the parking brake will be applied and the vehicle will start, so in order to avoid being judged as stopped in this case, the clutch switch 8 will be turned on and then the parking brake will be turned on for a certain period of time. It is necessary to exclude it from the idle heater conditions until To has elapsed.

このため、ステップ81〜S4に先立ってステップS6
を設け、一定時間TO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。このステップ
は、変速機のニュ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。従うで
、これらの場合は、アイドルヒーター条件御に入ること
なく通常制御に入る。
For this reason, step S6 is performed prior to steps 81 to S4.
The vehicle is determined to be in an idling state even on a slope only when a certain period of time TO has elapsed. This step can also be performed by combining the two by detecting the intention to start when the neutral position sensor of the transmission is off and detecting the vehicle stop using the vehicle speed sensor. Therefore, in these cases, normal control is entered without entering idle heater condition control.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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。
As described above, in the variable capacity supercharger control device according to the present invention, when the car heater is to be used when the engine is idling and the car is stopped, the nozzle vane opening degree of the supercharger is controlled according to the engine water temperature. Therefore, it is possible to obtain sufficient heater capacity even when the engine is idling.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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、本発明の詳細な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
のフローチャート図、 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Gこ示された
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已よステップモ
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はヒータースイッチ、7はパー
キングブレーキスイッチ、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−又は相当部分を示す。 特 許出願人   いすり自動車株式会社代理人弁理士
   茂  泉  修  司タービン30 第3図 第4図
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a control device for a variable capacity supercharger according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the turbine and the opening of the nozzle vane in order to explain the present invention in detail. Figure 3 is a graph showing the relationship between nozzle vane opening and engine exhaust pressure, Figure 4 is a flow chart of the program executed by the controller in Figure 1, Figure 5 is A graph diagram forming a memory map for idle heater control, Figure 6 is a schematic diagram showing the general structure of a variable capacity supercharger, and Figure 7 is a graph based on Utility Model Application Publication No. 59-70034 G. It is a figure which shows the drive device of the variable displacement supercharger shown. In Figure 1, 1 is a turbo lever, 2 is a step motor, 3 is a vane opening sensor, 4 is a water temperature sensor, and 5 is a step motor.
6 is an accelerator sensor, 6 is a heater switch, 7 is a parking brake switch, 8 is a clutch switch, 9 is a rotation speed sensor, C is a controller, 10 is a nozzle vane, 11 is a turbine housing, and 30 is a turbine. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Patent Applicant: Isuri Motor Co., Ltd. Representative Patent Attorney Shuji Shigeru Izumi Turbine 30 Figure 3 Figure 4

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ヒータースイッチと、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ップモータと、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
スイッ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ップモ
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。
(1) A heater switch, an idle operation detection means,
a stop detection means, a step motor that controls the nozzle vane of the turbo via a turbo lever, an opening sensor of the nozzle vane, a cooling water temperature sensor, and a stop detection means that controls the idling operation when the heater switch is turned on and the water temperature and the water temperature when the heater switch is turned on and when the engine is stopped. A control device for a variable capacity supercharger, comprising: control means for controlling the step motor according to the opening degree of a nozzle vane.
(2)前記制御手段が、前記水温と前記ステップモータ
のステッ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。
(2) The control device for a variable displacement supercharger according to claim 1, wherein the control means stores a relationship between the water temperature and the number of steps of the step motor.
(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。
(3) The control device for a variable capacity supercharger according to claim 1 or 2, wherein the idle operation detection means is an accelerator sensor that detects an accelerator opening less than a predetermined value.
(4)前記停車検出手段が、パーキングブレーキスイッ
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。
(4) Any one of claims 1 to 3, wherein the stop detection means is a parking brake switch.
A control device for a variable capacity supercharger as described in 2.
(5)前記停車検出手段が、パーキングブレーキとクラ
ッチスイッ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。
(5) The control device for a variable capacity supercharger according to any one of claims 1 to 3, wherein the stop detection means is a combination of a parking brake and a clutch switch.
(6)前記ノズルベーン開度センサーが、前記ステップ
モータのステッ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。
(6) Any one of claims 1 to 5, wherein the nozzle vane opening sensor detects the opening of the nozzle vane that has passed through the turbo lever by detecting the number of steps of the step motor. A control device for a variable capacity supercharger according to item 1.
JP61305946A 1986-12-22 1986-12-22 Control device for variable capacity type supercharger Granted JPS63159619A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04262022A (en) * 1990-08-16 1992-09-17 Mercedes Benz Ag Method and device for controlling supercharging pressure for internal combustion engine superch- arged by exhaust gas turbine supercharger having turbine of regulatable structure
DE19813944A1 (en) * 1998-03-28 1999-09-30 Daimler Chrysler Ag Internal combustion engine with VTG charger and method for operating an internal combustion engine charged by means of a VTG charger
JP2010223201A (en) * 2009-03-25 2010-10-07 Mitsuba Corp Variable nozzle control device for turbocharger

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