JP2005113825A

JP2005113825A - エンジンの制御装置及び制御方法

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Publication number: JP2005113825A
Application number: JP2003350470A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kamata; 田祐一鎌
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】大量のＥＧＲ量を確保出来、ＥＧＲを減少させる際には、ターボチャージャの回転数が大幅に上がらないように制御し、ターボチャージャの耐久信頼性を確保する。
【解決手段】可変案内翼を具備したターボチャージャ３とＥＧＲシステム５、Ｖとを有するエンジンにおいて、エンジン１の運転状態を決定する制御パラメータを検出する検出手段８、９、１１と、制御手段１０と、排気ガスを吸気系に還流するＥＧＲバルブＶと、前記可変案内翼の角度を調節する可変翼角度調節手段３５とを有し、前記制御手段１０は前記ＥＧＲバルブＶの閉鎖率が所定値以上の場合で、且つ前記検出手段８、９、１１で検出した制御パラメータ（エンジン負荷、エンジン回転数、タービン回転数等）が所定値以上の場合に、前記可変翼角度調節手段３５に所定の開度で開くように制御信号を出力すると共に前記可変翼が所定の開度で開いた後にＥＧＲバルブＶを閉じるように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、可変容量型ターボチャージャとＥＧＲシステムを有するエンジンの運転制御装置とその制御方法に関し、詳細には、自動車用エンジンにおいて、排出ガス中に含まれるＮＯｘを低減するために、可変容量型ターボチャージャとＥＧＲシステムとを組み合わせた場合のＥＧＲ量を増加させる運転制御装置と、その制御方法に関するものである。

ＥＧＲ量を増加させるためにＥＧＲバルブの開度を大きくするとともに、可変容量型ターボチャージャの可変翼を閉じて、エキゾーストマニフォールド内の圧力を上げる方法がある。
その状態から、例えば、加速時においてアクセルを踏み込みＥＧＲ量を急激に減らす場合、単純にＥＧＲバルブを閉じてしまうと、それまで吸気側に流れていた燃焼ガスが急激にターボチャージャに流入して、ターボチャージャの回転数が急激且つ大幅に上昇する。ターボチャージャの回転数が限界を超えると回転の遠心力によってターボチャージャの羽根車が破損したり、耐久信頼性が大きく損なわれる可能性がある。

ここで、エンジンのいろいろな動作状態において、最適とされている量の排気還流、所謂「ＥＧＲ」が行えるようにしたターボチャージャ付エンジンのＥＧＲ装置が提案されている（例えば特許文献1参照）。

然るに、上記提案では、タービン出口側と排気マニフォールドとを連通するウェストパイプ及び該ウェストパイプ中に介装される排気ウェストバルブを必要としており、いたずらにシステム構成及び制御を複雑にし、ひいてはコスト増加を招くこととなる。
特開２００２−１０６４７９号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、大量のＥＧＲ量を確保出来、ＥＧＲを減少させる際には、ターボチャージャの回転数が大幅に上がらないように制御し、ターボチャージャの耐久信頼性を確保出来るエンジンの制御装置及びその制御方法の提供を目的としている。

本発明のエンジンの制御装置は、可変案内翼（３４）を具備した可変容量型ターボチャージャ（３）とＥＧＲシステム（５、Ｖ）とを有するエンジンにおいて、エンジン（１）の運転状態を決定する制御パラメータを検出する検出手段（８、９、１１、Ｓｔｎ）と、制御手段（１０）と、排気ガスを吸気系に還流する還流管（５）に介装されたＥＧＲバルブ（Ｖ）と、前記可変容量型ターボチャージャ（３）の可変案内翼（３４）の角度を調節する可変翼角度調節手段（３５）とを有し、前記制御手段（１０）は前記ＥＧＲバルブ（Ｖ）の閉鎖率が所定値以上の場合で、且つ前記検出手段（８、９、１１、Ｓｔｎ）で検出した制御パラメータ（エンジン負荷、エンジン回転数、タービン回転数等）が所定値以上の場合に、前記可変翼角度調節手段（３５）に所定の開度で開くように制御信号を出力すると共に前記可変翼（３４）が所定の開度で開いた後にＥＧＲバルブ（Ｖ）を閉じるように制御することを特徴としている（請求項１；図１、図３、図５、図７）。

前記制御パラメータを検出する手段は、エンジンの負荷を検出するエンジン負荷センサ（８）及び／又はエンジン回転を検出するエンジン回転センサ（９）である（請求項２；図１）。

前記制御パラメータを検出する手段は、前記容量可変型ターボチャージャのタービン翼車（３３）の回転速度を計測する速度センサ（Ｓｔｎ）である（請求項３；図３）。

本発明のエンジンの制御装置は、タイマー（１２）を具備し、前記可変翼（３４）が所定の開度で開くように制御信号を出力した後に所定時間経過した後にＥＧＲバルブ（Ｖ）を閉じるべく制御するように構成されている（請求項４；図５）。

前記可変翼角度調節手段（３５）には角度検出手段（３６）が組込まれ、前記制御手段（１０Ｄ）は該角度検出手段（３６）からの情報に基づき可変翼（３４）が所定の角度まで開いた時点でその所定の角度を維持し、その後ＥＧＲバルブ（Ｖ）が閉じられるべく制御するように構成されている（請求項５；図７）。

本発明のエンジンの制御方法は、可変案内翼（３４）を具備した可変容量型ターボチャージャ（３）とＥＧＲシステム（５、Ｖ）とを有するエンジン（１）において、ＥＧＲバルブ（Ｖ）が所定の閉鎖率以上か否かを判断する工程（Ｓ３）と、ＥＧＲバルブ（Ｖ）が所定の閉鎖率以上の場合に検出手段によって検出された結果であるエンジンの運転状態を決定する制御パラメータ（エンジン負荷、エンジン回転数、タービン回転数等）が所定値以上か否かを判断する工程（Ｓ４）と、制御パラメータ（エンジン負荷、エンジン回転数、タービン回転数等）が所定値以上の場合に可変翼角度調節手段（３５）によって可変翼（３４）を所定の角度まで開く工程（Ｓ６、Ｓ１６、Ｓ２６、Ｓ３６）と、可変翼（３４）を所定の角度まで開いた後にＥＧＲバルブ（Ｖ）を閉じる工程（Ｓ７、Ｓ１７、Ｓ２９、Ｓ３９）とを有することを特徴としている（請求項６；図２、図４、図６、図８）。

前記制御パラメータはエンジン負荷であり及び／又はエンジン回転数であって、制御パラメータが所定値以上か否かを判断する工程（Ｓ４）では、エンジン負荷が所定値以上であるか否かを判断し及び／又はエンジン回転数が所定値以上であるか否かを判断する（請求項７；図２）。

前記制御パラメータは可変容量型ターボチャージャのタービンの回転数であって、制御パラメータが所定値以上か否かを判断する工程（Ｓ１４）では、可変容量型ターボチャージャのタービンの回転数が所定値以上であるか否かを判断する（請求項８；図４）。

本発明のエンジンの制御方法は、前記可変翼（３４）を所定の角度まで開く工程（Ｓ２６）の後に、時間が所定時間継続したか否かを判断する工程（Ｓ２８）を含み、時間が所定時間継続した後にＥＧＲバルブを閉じる（Ｓ２９）ように制御する（請求項９；図６）。

又、本発明のエンジンの制御方法は、前記可変翼（３４）を所定の角度まで開く工程（Ｓ３６）の後に、前記可変翼（３４）の実開度を計測する工程（Ｓ３７）と、前記可変翼が所定開度まで開いたか否かを判断する工程（Ｓ３８）とを含み、所定の開度まで開いた時点でその開度を維持し、ＥＧＲバルブ（Ｖ）を閉じる（Ｓ３９）ように制御する（請求項１０；図８）。

本発明は、ＥＧＲによる出力減少に対処するために、インタクーラ付の可変容量型ターボチャージャを装備したエンジンに適用することが好ましい。

上述した構成及び方法を具備する本発明のエンジンの制御装置及び制御方法によれば、エンジン負荷及びエンジン回転数を常時監視しており、例えば運転状況によって急激にＥＧＲ量を減少させても、それ以前にエンジン負荷及びエンジン回転数に見合ったターボチャージャ（３）の可変翼（３４）の開度とするために、ターボチャージャ（３）に過大な負荷も作用することなく、ターボチャージャ（３）の耐久信頼性が確保出来る。

又、容量可変型のターボチャージャ（３）の回転数を常時監視しており、例えば運転状況によって急激にＥＧＲ量を減少させても、それ以前にターボチャージャ（３）の回転数に見合った可変翼（３４）の開度とするために、ターボチャージャに過大な負荷も作用することなく、ターボチャージャの耐久信頼性が確保出来る。

又、運転状況によって急激にＥＧＲ量を減少させても、エンジン負荷及びエンジン回転数に見合った可変翼（３４）の開度となる様な制御信号を出力した後に所定時間継続させた後ＥＧＲバルブ（Ｖ）を閉じるために、ターボチャージャ（３）に過大な負荷も作用することなく、ターボチャージャ（３）の耐久信頼性が確保出来る。

さらに、上述した構成及び制御方法を具備する本発明のエンジンの制御装置及び方法によれば、例えば運転状況によって急激にＥＧＲ量を減少させても、エンジン負荷及びエンジン回転数に見合ったノズルベーン可変翼（３４）の開度を監視し、確認した後にＥＧＲバルブを閉じるために、ターボチャージャ（３）に過大な負荷も作用することなく、ターボチャージャ（３）の耐久信頼性が確保出来る。

添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

先ず、図１を参照して第１実施形態のエンジンを含むエンジン制御装置の構成を説明する。
エンジン1の排気マニフォールド２側には可変容量型のターボチャージャ３が取り付けられている。

その可変容量型ターボチャージャ３は、排気によってタービン翼車が回転するタービン３１と、そのタービン３１の回転によって回転させられ、その回転によって吸気を圧縮するコンプレッサ３２とで構成されている。

タービン３１は、図９の部分詳細図で示すように、複数のタービン翼３３ａによって構成されたタービン翼車３３の外周部に、タービン翼３３ａへの排気ガスの流路断面積を無段階に変化することの出来る複数のノズルベーン（案内翼）３４がタービン翼車３３を包囲するように構成されている。

前記複数のノズルベーン３４は、図示では明確に描いていないが、アクチュエータ（図１の符号３５）によって、開度が無段階に変化する。
換言すれば、アクチュエータ３５を制御することによって、ノズルベーン３４の開度が自由に調節することが出来、従って、タービン翼車３３の回転速度が制御される。
図９において実線で示したノズルベーン３４は開度の大きな状態を、又、破線で示すノズルベーン３４は開度の小さな状態を示す。

図１に戻り、前記排気マニフォールド２のターボチャージャ接続部近傍と、吸気マニフォールド４のインレット４１近傍とは、排気ガスを吸気側に還流させる還流管（ＥＧＲパイプ）５によって連通している。

そのＥＧＲパイプ５には、排気ガス流量を調節するためのＥＧＲバルブＶが介装されている。

前記ターボチャージャ３のコンプレッサ３２と吸気マニフォールド４とは途中に吸気を冷却するためのインタクーラ６を介装した吸気管７によって連通されている。

エンジン１にはエンジン負荷を検出するための負荷センサ８とエンジン回転数を検出するためのエンジン回転センサ９が取り付けられており、信号ラインＬｉによってコントロールユニット１０に接続されている。そのコントロールユニット１０はアクセル開度センサ１１とも信号ラインＬｉによって接続されている。

又、前記アクチュエータ３５及びＥＧＲバルブＶはコントロールユニット１０と制御信号ラインＬｏによって接続されている。

そしてコントロールユニット１０は、前記ＥＧＲバルブＶの開度を常に検出しており、ＥＧＲバルブＶの閉鎖率が設定割合（Ｎ_１％）を越え、エンジン負荷が所定値（Ｎ_２）以上で且つエンジン回転数が所定値（Ｎ_３）以上の場合に、可変容量型ターボチャージャ３のノズルベーン３４の開度を所定の開度に開くように、前記アクチュエータ３５に制御信号を発信し、更に、ノズルベーン３４の開度を所定の開度（ｎ％）に開いた後に、前記ＥＧＲバルブＶにバルブを閉じるべく制御信号を発信するように構成されている。

次に、図２を参照して第１実施形態の制御方法を説明する。

先ず、コントロールユニット１０は、アクセル開度センサ１１からの情報によりアクセルを踏み込むまで監視しており（ステップＳ１のループ）、アクセルが踏み込まれていれば（ステップＳ１のＹＥＳ）、次のステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、コントロールユニット１０は、ＥＧＲバルブＶが閉じる方向に動かす必要がある状態になるまで監視している（ステップＳ２→ステップＳ１→ステップＳ２のループ）。

ＥＧＲバルブＶが閉じる方向に動かす必要がある状態ならば（ステップＳ２のＹＥＳ）、ＥＧＲバルブＶの閉鎖率がＮ_１％（例えば５０％）以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。
ＥＧＲバルブＶの閉鎖率がＮ_１％（例えば５０％）以上であれば（ステップＳ３のＹＥＳ）、ステップＳ４に進み、一方、閉鎖率がＮ_１％未満であれば（ステップＳ３のＮＯ）、ＥＧＲバルブＶを即時閉じた（ステップＳ５）後、ステップＳ１に戻り、再びステップＳ１以降を繰り返す。

ステップＳ４では、コントロールユニット１０は、エンジン負荷センサ８及びエンジン回転センサ９からの情報によってエンジン負荷が所定値（Ｎ_２％）以上で有り、且つエンジン回転数が所定値Ｎ_３以上か否かを判断する。
エンジン負荷が所定値（Ｎ_２％）以上で、且つエンジン回転数が所定値Ｎ_３以上であれば（ステップＳ４のＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。
一方、エンジン負荷が所定値（Ｎ_２％）未満で、且つエンジン回転数が所定値Ｎ_３未満であれば（ステップＳ４のＮＯ）、或いは、エンジン負荷とエンジン回転数の何れか一方が所定値未満の場合（ステップＳ４のＮＯ）は、ステップＳ５を経てステップＳ１に戻る。

ステップＳ６では可変容量型ターボチャージャ３のアクチュエータ３５にノズルベーン３４の開度を所定の開度（ｎ％）まで開くように制御信号を発信し、ノズルベーン３４が所定の開度まで開いた後にＥＧＲバルブＶを閉じるようにＥＧＲバルブＶに制御信号を発信した（ステップＳ７）後、再びステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降を繰り返す。

係る構成及び制御方法の第１実施形態によれば、エンジン負荷及びエンジン回転数を常時監視しており、例えば運転状況によって急激にＥＧＲ量を減少させても、事前にエンジン負荷及びエンジン回転数に見合ったターボチャージャ３のノズルベーン３４の開度としているために、ターボチャージャ３に過大な負荷も作用することなく、ターボチャージャ３の耐久信頼性が確保出来る。

次に、図３及び図４を参照して第２実施形態を説明する。図１及び図２の第１実施形態では、エンジンの運転状況を知るパラメータがエンジン負荷およびエンジン回転数であり、それらを検知する手段はエンジン負荷センサ及びエンジン回転センサであった。
それに対して、図２及び図４の第２実施形態は、エンジンの運転状況を知るパラメータがターボチャージャ３の回転数であり、それらを検知する手段はターボチャージャ３の回転速度を検出する回転センサＳｔｎである。
エンジンの運転状況を知るパラメータ及び検知手段が変わることを除いては、実質的に図１及び図２の第１実施形態と同様であるので装置の構成に関する以降の説明は省略する。
尚、第２実施形態におけるコントロールユニットに対しては符号１０Ｂを付す。

図４を参照して、第２実施形態の制御方法について説明する。
先ず、コントロールユニット１０Ｂは、アクセル開度センサ１１からの情報によりアクセルを踏み込むまで監視しており（ステップＳ１１のループ）、アクセルが踏み込まれていれば（ステップＳ１のＹＥＳ）、次のステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、コントロールユニット１０Ｂは、ＥＧＲバルブＶが閉じる方向に動かす必要がある状態になるまで監視している（ステップＳ１２→ステップＳ１１→ステップＳ１２のループ）。

ＥＧＲバルブＶが閉じる方向に動かす必要がある状態ならば（ステップＳ１２のＹＥＳ）、ＥＧＲバルブＶの閉鎖率がＮ_１％（例えば５０％）以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。
ＥＧＲバルブＶの閉鎖率がＮ_１％（例えば５０％）以上であれば（ステップＳ１３のＹＥＳ）、ステップＳ１４に進み、一方、閉鎖率がＮ_１％未満であれば（ステップＳ１３のＮＯ）、ＥＧＲバルブＶを即時閉じた（ステップＳ１５）後、再びステップＳ１１以降を繰り返す。

ステップＳ１４では、コントロールユニット１０Ｂは、回転センサＳｔｎからの情報によってターボチャージャ３の回転数が所定値（Ｎ_４％）以上か否かを判断する。
ターボチャージャ３の回転数が所定値（Ｎ_４％）以上であれば（ステップＳ１４のＹＥＳ）、ステップＳ１６に進む。
一方、ターボチャージャ３の回転数が所定値（Ｎ_４％）未満の場合（ステップＳ１４のＮＯ）は、ステップＳ１５に進み、再びステップＳ１１に戻りステップＳ１１以降を繰り返す。

ステップＳ１６では可変容量型ターボチャージャ３のアクチュエータ３５にノズルベーン３４の開度を所定の開度（ｎ％）まで開くように制御信号を発信し、ノズルベーン３４が所定の開度まで開いた後にＥＧＲバルブＶを閉じるようにＥＧＲバルブＶに制御信号を発信した（ステップＳ１７）後、再びステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１以降を繰り返す。

係る構成及び制御方法の第２実施形態によれば、容量可変型のターボチャージャ３の回転数を常時監視しており、例えば運転状況によって急激にＥＧＲ量を減少させても、事前にターボチャージャ３の回転数に見合ったノズルベーン３４の開度とするために、ターボチャージャ３に過大な負荷も作用することなく、ターボチャージャ３の耐久信頼性が確保出来る。

次に、図５及び図６を参照して、第３実施形態を説明する。図５及び図６の第３実施形態は、図１及び図２の第１実施形態に対して、コントロールユニット１０Ｃにタイマ１２を内装したことが異なるのみで、その他の構成は実質的に第１実施形態と同様であるので装置の構成に関する以降の説明は省略する。
制御に関しては、第１実施形態に対して、ノズルベーン３４が所定の開度（ｎ％）まで開くように制御信号を発信し、その状態を所定の時間だけ維持した後にＥＧＲバルブを閉じる制御が加わった点が異なる。

図６を参照して、第３実施形態の制御方法について説明する。
先ず、コントロールユニット１０Ｃは、アクセル開度センサ１１からの情報によりアクセルを踏み込むまで監視しており（ステップＳ２１のループ）、アクセルが踏み込まれていれば（ステップＳ２１のＹＥＳ）、次のステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、コントロールユニット１０Ｃは、ＥＧＲバルブＶが閉じる方向に動かす必要がある状態になるまで監視している（ステップＳ２２→ステップＳ２１→ステップＳ２２のループ）。

ＥＧＲバルブＶが閉じる方向に動かす必要にある状態ならば（ステップＳ２２のＹＥＳ）、ＥＧＲバルブＶの閉鎖率がＮ_１％（例えば５０％）以上であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。
ＥＧＲバルブＶの閉鎖率がＮ_１％（例えば５０％）以上であれば（ステップＳ２３のＹＥＳ）、ステップＳ２４に進み、一方、閉鎖率がＮ_１％未満であれば（ステップＳ２３のＮＯ）、ＥＧＲバルブＶを即時閉じた（ステップＳ２５）後、ステップＳ２１に戻り、再びステップＳ２１以降を繰り返す。

ステップＳ２４では、コントロールユニット１０Ｃは、エンジン負荷センサ８及びエンジン回転センサ９からの情報によってエンジン負荷が所定値（Ｎ_２％）以上で有り、且つエンジン回転数が所定値Ｎ_３（ステップＳ５）以上か否かを判断する。
エンジン負荷が所定値（Ｎ_２％）以上で、且つエンジン回転数が所定値Ｎ_３以上であれば（ステップＳ４のＹＥＳ）、ステップＳ２６に進む。
一方、エンジン負荷が所定値（Ｎ_２％）未満で、且つエンジン回転数が所定値Ｎ_３未満であれば（ステップＳ２４のＮＯ）、或いは、エンジン負荷とエンジン回転数の何れか一方が所定値未満の場合（ステップＳ２４のＮＯ）は、ステップＳ２５に進み、更にステップＳ２１に戻り、ステップＳ２１以降を繰り返す。

ステップＳ２６では可変容量型ターボチャージャ３のアクチュエータ３５にノズルベーン３４の開度を所定の開度（ｎ％）まで開くように制御信号を発信し、その状態でタイマーでの計測を開始する（ステップＳ２７）。

次のステップＳ２８では、コントロールユニット１０Ｃは、ノズルベーン３４の開度が所定の開度（ｎ％）まで開く信号を発信している状態で所定時間が経過するまでチェックしており（ステップＳ２８→ステップＳ２７→ステップＳ２８のループ）、経過していれば（ステップＳ２８のＹＥＳ）、ＥＧＲバルブＶを閉じた（ステップＳ２９）後、ステップ２１に戻り、再びステップＳ１以降を繰り返す。

係る構成及び制御方法の第３実施形態によれば、例えば運転状況によって急激にＥＧＲ量を減少させても、エンジン負荷及びエンジン回転数に見合ったノズルベーン３４の開度に開く信号を発信した後、所定時間経過させた後ＥＧＲバルブを閉じるために、ターボチャージャ３に過大な負荷も作用することなく、ターボチャージャ３の耐久信頼性が確保出来る。

次に、図７及び図８を参照して、第４実施形態を説明する。図７及び図８の第４実施形態は、図１及び図２の第１実施形態に対して、ノズルベーン３４の実開度が常時コントロールユニット側にフィードバックされており、そのノズルベーンの実開度が所定の開度まで開いた後に、ノズルベーンの実開度がそれ以上開くことを停止して、ＥＧＲバルブを閉じる制御を行う点が異なる。構成の面では、ノズルベーンの実開度が前記アクチュエータ３５に組込まれた角度検出手段３６によって検出され、常時コントロールユニット側にフィードバックされるようになっていることのみ異なる。尚、コントロールユニットには符号１０Ｄを付す。

図８を参照して、第４実施形態の制御方法について説明する。
先ず、コントロールユニット１０Ｄは、アクセル開度センサ１１からの情報によりアクセルを踏み込むまで監視しており（ステップＳ３１のループ）、アクセルが踏み込まれていれば（ステップＳ３１のＹＥＳ）、次のステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２では、コントロールユニット１０Ｄは、ＥＧＲバルブＶが閉じる方向に動かす必要がある状態になるまで監視している（ステップＳ３２→ステップＳ３１→ステップＳ３２のループ）。

ＥＧＲバルブＶが閉じる方向に動かす必要にある状態ならば（ステップＳ３２のＹＥＳ）、ＥＧＲバルブＶの閉鎖率がＮ_１％（例えば５０％）以上であるか否かを判断する（ステップＳ３３）。
ＥＧＲバルブＶの閉鎖率がＮ_１％（例えば５０％）以上であれば（ステップＳ３３のＹＥＳ）、ステップＳ３４に進み、閉鎖率がＮ_１％未満であれば（ステップＳ２３のＮＯ）、ＥＧＲバルブＶを即時閉じた（ステップＳ３５）後、再びステップＳ２１以降を繰り返す。

ステップＳ３４では、コントロールユニット１０Ｄは、エンジン負荷センサ８及びエンジン回転センサ９からの情報によってエンジン負荷が所定値（Ｎ_２％）以上で有り、且つエンジン回転数が所定値Ｎ_３（ステップＳ５）以上か否かを判断する。
エンジン負荷が所定値（Ｎ_２％）以上で、且つエンジン回転数が所定値Ｎ_３以上であれば（ステップＳ３４のＹＥＳ）、ステップＳ３６に進む。
一方、エンジン負荷が所定値（Ｎ_２％）未満で、且つエンジン回転数が所定値Ｎ_３未満であれば（ステップＳ３４のＮＯ）、或いは、エンジン負荷とエンジン回転数の何れか一方が所定値未満の場合（ステップＳ３４のＮＯ）は、ステップＳ３５に進み、更にステップＳ３１に戻り、再びステップＳ３１以降を繰り返す。

ステップＳ３６では可変容量型ターボチャージャ３のアクチュエータ３５にノズルベーン３４の開度を所定の開度（ｎ％）まで開くように制御信号を発信し、更に角度検出手段３６によってノズルベーン３４の実開度を計測する（ステップＳ３７）。

次のステップＳ３８では、コントロールユニット１０Ｄは、角度検出手段３６からの情報に基づいてノズルベーン３４の開度が所定の開度（ｎ％）まで開いたか否かを判断しており、所定の開度（ｎ％）に開いたならば（ステップＳ３８のＹＥＳ）、それ以上ノズルベーン３４が開くのを停止させ、ＥＧＲバルブＶを閉じた（ステップＳ３９）後、ステップＳ３１に戻り、再びステップＳ３１以降を繰り返す。一方、所定の開度（ｎ％）まで開いていなければ（ステップＳ３８のＮＯ）、ステップＳ３６に戻りステップＳ３６以降を繰り返す。

係る構成及び制御方法の第４実施形態によれば、例えば運転状況によって急激にＥＧＲ量を減少させても、エンジン負荷及びエンジン回転数に見合ったノズルベーンの開度になるまでそれを監視し、確認した後にＥＧＲバルブを閉じるために、ターボチャージャに過大な負荷も作用することなく、ターボチャージャの耐久信頼性が確保出来る。

本発明の第１実施形態の全体構成を示す構成図。本発明の第１実施形態における制御方法を示したフローチャート。本発明の第２実施形態の全体構成を示す構成図。本発明の第２実施形態における制御方法を示したフローチャート。本発明の第３実施形態の全体構成を示す構成図。本発明の第１実施形態における制御方法を示したフローチャート。本発明の第４実施形態の全体構成を示す構成図。本発明の第１実施形態における制御方法を示したフローチャート。容量可変型ターボチャージャのノズルベーンの作動を示す部分断面図。

符号の説明

１・・・エンジン
２・・・排気マニフォールド
３・・・可変容量型ターボチャージャ
４・・・吸気マニフォールド
５・・・還流管
６・・・インタクーラ
７・・・吸気管
８・・・負荷センサ
９・・・エンジン回転センサ
１０、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ・・・コントロールユニット
３１・・・タービン
３２・・・コンプレッサ
３４・・・ノズルベーン
３５・・・アクチュエータ
３６・・・角度検出手段

Claims

可変案内翼を具備した可変容量型ターボチャージャとＥＧＲシステムとを有するエンジンにおいて、エンジンの運転状態を決定する制御パラメータを検出する検出手段と、制御手段と、排気ガスを吸気系に還流する還流管に介装されたＥＧＲバルブと、前記可変容量型ターボチャージャの可変案内翼の角度を調節する可変翼角度調節手段とを有し、前記制御手段は前記ＥＧＲバルブの閉鎖率が所定値以上の場合で、且つ前記検出手段で検出した制御パラメータが所定値以上の場合に、前記可変翼角度調節手段に所定の開度で開くように制御信号を出力するとともに前記可変翼が所定の開度で開いた後にＥＧＲバルブを閉じるように制御することを特徴としたエンジンの制御装置。
前記制御パラメータを検出する手段は、エンジンの負荷を検出するエンジン負荷センサ及び／又はエンジン回転を検出するエンジン回転センサである請求項１のエンジンの制御装置。
前記制御パラメータを検出する手段は、前記容量可変型ターボチャージャのタービン翼車の回転速度を計測する速度センサである請求項１のエンジンの制御装置。
タイマーを具備し、前記可変翼が所定の開度で開くように制御信号を出力してから所定時間経過した後にＥＧＲバルブを閉じるべく制御するように構成されている請求項１、請求項２、請求項３の何れか1項に記載のエンジンの制御装置。
前記可変翼角度調節手段には角度検出手段が組込まれ、前記制御手段は該角度検出手段からの情報に基づき可変翼が所定の角度まで開いた時点で所定の角度を維持し、その後ＥＧＲバルブが閉じられるべく制御するように構成されている請求項１、請求項２、請求項３の何れか1項に記載のエンジンの制御装置。
可変案内翼を具備した可変容量型ターボチャージャとＥＧＲシステムとを有するエンジンにおいて、ＥＧＲバルブが所定の閉鎖率以上か否かを判断する工程と、ＥＧＲバルブが所定の閉鎖率以上の場合に検出手段によって検出された結果であるエンジンの運転状態を決定する制御パラメータが所定値以上か否かを判断する工程と、制御パラメータが所定値以上の場合に可変翼角度調節手段によって可変翼を所定の角度まで開く工程と、可変翼を所定の角度まで開いた後にＥＧＲバルブを閉じる工程とを有することを特徴としたエンジンの制御方法。
前記制御パラメータはエンジン負荷であり及び／又はエンジン回転数であって、制御パラメータが所定値以上か否かを判断する工程では、エンジン負荷が所定値以上であるか否かを判断し及び／又はエンジン回転数が所定値以上であるか否かを判断する請求項６のエンジン制御方法。
前記制御パラメータは可変容量型ターボチャージャのタービンの回転数であって、制御パラメータが所定値以上か否かを判断する工程では、可変容量型ターボチャージャのタービンの回転数が所定値以上であるか否かを判断する請求項６のエンジン制御方法。
前記可変翼を所定の角度まで開く工程の後に、時間が所定時間継続したか否かを判断する工程を含み、時間が所定時間継続した後にＥＧＲバルブを閉じるように制御する請求項６、請求項７、請求項８の何れか1項記載のエンジン制御方法。
前記可変翼を所定の角度まで開く工程の後に、前記可変翼の実開度を計測する工程と、前記可変翼が所定開度まで開いたか否かを判断する工程とを含み、所定の開度まで開いた時点で所定開度を維持し、ＥＧＲバルブを閉じるように制御する請求項６、請求項７、請求項８の何れか1項記載のエンジン制御方法。