(57)【要約】      （修正有）【課題】電子制御アクチュエータの出力軸の目標角度信号と角度センサからの実角度信号を比較し、可変ノズルのベーンの開度を制御すると共にモータへの起動電流を制限する技術を提供する。【解決手段】電子制御アクチュエータ１５は、該駆動部Ａ２の出力側から角度センサ１６を介してその出力軸の実角度信号を該電子制御回路部Ａ１の比較手段２６にフィードバックしている。電子制御回路部Ａ１は、比較手段２６の出力側にモータ部１９に駆動すべき値の演算値を演算するＰＩＤ演算部等でなる演算処理手段２７と、モータ部１９の回転数を検出する回転センサ２８を介してモータ回転数を演算するモータ回転数演算処理手段２９と、モータ駆動比率制限値を演算するモータ駆動比率制限値演算処理手段３０と、両手段２９及び３０の演算値を比較しかついずれか一方の演算値の採否を決定して後段のモータ駆動ロジック生成手段１７に出力する。【選択図】図２
2004270486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変ノズルを持つターボチャージャーを備えたエンジンに設けられた各種センサからの検出出力が入力され、該センサの検出出力でエンジンの運転状況を識別するエンジンＥＣＵからの制御信号によって前記ターボチャージャーの可変ノズルのベーンの開度を制御する電子制御アクチュエータを備えたターボチャージャーの可変ノズル制御装置において、
前記電子制御アクチュエータは、駆動源となるモータ部と、このモータ部に減速機構を介して連結され前記ターボチャージャーの可変ノズルのベーンに連結された出力軸と、この出力軸の回転角度を検出して出力軸の実角度信号を出力する角度センサと、前記モータ部を駆動する駆動信号を出力するモータ駆動手段と、前記エンジンＥＣＵからの可変ノズルのベーンの開度指示情報を前記出力軸の目標角度信号に変換する角度信号変換手段と、該角度信号変換手段からの出力軸の目標角度信号及び前記角度センサからの出力軸の実角度信号を比較して、この両信号の差に応じた指示信号を出力する比較手段と、この比較手段からの指示信号によりモータに駆動すべき値を演算する演算処理手段と、前記モータ部からの回転検出信号を演算処理しかつモータ駆動電流を設定値内に制限するモータ駆動比率制限値を演算するモータ駆動比率制限値演算処理手段と、前記演算処理手段による演算値及びモータ駆動比率制限値演算処理手段による演算値を比較しかついずれか一方の演算値の採否を決定する比較演算処理手段と、この比較演算処理手段からの出力信号を前記モータ駆動手段に入力させるモータ駆動ロジック生成手段とを有したことを特徴とするターボチャージャーの可変ノズル制御装置。
【請求項２】
可変ノズルを持つターボチャージャーを備えたエンジンに設けられた各種センサからの検出出力が入力され、該センサの検出出力でエンジンの運転状況を識別するエンジンＥＣＵからの制御信号によって前記ターボチャージャーの可変ノズルのベーンの開度を制御する電子制御アクチュエータを備えたターボチャージャーの可変ノズル制御装置において、
前記電子制御アクチュエータは、駆動源となるモータ部と、このモータ部に減速機構を介して連結され前記ターボチャージャーの可変ノズルのベーンに連結された出力軸と、この出力軸の回転角度を検出して出力軸の実角度信号を出力する角度センサと、前記モータ部を駆動する駆動信号を出力するモータ駆動手段と、前記エンジンＥＣＵからの可変ノズルのベーンの開度指示情報を前記出力軸の目標角度信号に変換する角度信号変換手段と、該角度信号変換手段からの出力軸の目標角度信号及び前記角度センサからの出力軸の実角度信号を比較して、この両信号の差に応じた指示信号を出力する比較手段と、この比較手段からの指示信号によりモータに駆動すべき値を演算する演算処理手段と、前記モータ部の回転検出信号を出力する回転センサと、該回転センサの出力信号を演算処理するモータ回転数演算処理手段と、該モータ回転数演算処理手段の出力信号でモータ駆動電流を設定値内に制限するモータ駆動比率制限値を演算するモータ駆動比率制限値演算処理手段と、前記演算処理手段による演算値及びモータ駆動比率制限値演算処理手段による演算値を比較しかついずれか一方の演算値の採否を決定する比較演算処理手段と、この比較演算処理手段からの出力信号を前記モータ駆動手段に入力させるモータ駆動ロジック生成手段とを有したことを特徴とするターボチャージャーの可変ノズル制御装置。
【請求項３】
前記比較演算処理手段は、上記演算処理手段の演算値α（％）≦モータ駆動比率制限値演算処理手段のモータ駆動比率制限値β（％）、であるとき、前記演算値α（％）で判定出力し又、上記演算処理手段の演算値α（％）＞モータ駆動比率制限値演算処理手段のモータ駆動比率制限値β（％）、であるとき、前記演算値β（％）で判定出力することを特徴とする請求項１又は２記載のターボチャージャーの可変ノズル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に搭載されたターボチャージャーの可変ノズルのベーンの開度をエンジンＥＣＵからの制御信号によって、電子制御アクチュエータで制御するターボチャージャーの可変ノズル制御装置に関するものである。
【０００２】
従来、この種の自動車に搭載されたターボチャージャーの可変ノズルのベーン開度を制御する技術としては特開２００１−１０７７３８の公開特許公報に開示された内燃機関の可変ノズルターボチャージャー制御装置があり、図７に、その構成を示している。
これについて説明すれば、１はターボチャージャーであって、センターハウジング、コンプレッサハウジング及びタービンハウジングを備えている。
前記コンプレッサハウジングにおいて、センターハウジングの反対側に位置する部分には、エンジン２の燃焼室に供給される空気が導入される吸気入口３が設けられている。該センターハウジングの他端側には、タービンハウジングが取り付けられており、このタービンハウジングに吹き付けられた後の排気ガスは、該タービンハウジングにおいて、センターハウジングと反対側に位置する部分に設けられた排気出口４を介して、触媒へ送出する。前記ターボチャージャー１内に備えられた可変ノズル（開示せず）は、上記センターハウジングとタービンハウジングとの間に配設されている。５はステッピングモータであり、このステッピングモータ５の駆動により操作片６が操作され、可変ノズルに備えたリングプレートを押圧し、相互の可変ノズルのベーン間の隙間の大きさを調整し、タービンホイールへ吹き付けられる排気ガスの流速が調節される。７はエンジンのＥＣＵ（電子制御ユニット）であり、エンジンに設けられた各種のセンサの検出出力を入力し、これらの検出出力に基づいて、エンジンの運転状態を識別して上記ステッピングモータ５を駆動制御し、これによって、可変ノズルの各ノズルのベーンの開度を開閉制御し、タービンホイールへ吹き付けられる排気ガスの流速を調節し、併せて、燃焼のために強制的に送り込まれる空気の量も調整される。
図中、８はラジエタ−であって、エンジン２に接続され、エンジン２の冷却水が該ラジエター８を循環して冷却される。９はヒータであって、エンジン２に接続され、冷却水が加熱され、自動車の室内に温風を送出する。
そして、当該従来技術によれば、内燃機関の可変ノズルターボチャージャー制御装置の異常発生時又は冷間始動時、ヒータの作動時若しくはアイドル時には、可変ノズルの全閉又は全開位置を可変ノズルの初期位置として設定することにより全閉位置近傍での各ノズルベーンの位置制御の精度向上させ、また、高回転かつ低負荷運転状態での制御性を向上させている。
【０００３】
また、従来の技術に於ける他の例としては、デューティソレノイドバルブを備え、アクチュエータ、例えば、負圧アクチュエータにより空気圧を調圧されてその開度が調整され、エンジンへの空気吸入量が調整される。そして、該デューティソレノイドバルブはエンジンの調圧室と、負圧室と、大気圧室との間に配置されエンジンＥＣＵ１から制御信号を受けて動作し、エンジンの負圧室にはバキュームポンプから負圧を受けて調整し、前記負圧アクチュエータを動作させる。前記負圧アクチュエータの動作により、ターボチャージャーに備えている排気ガスの流速を可変とするための可変ノズルの開度を制御する構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開２００１−１０７７３８の公開特許公報に係る従来の技術は、叙上したように、タービンホイールに吹き付けられる排気ガスの経路に操作片６によって動作する可変ノズルを設け、該可変ノズルをリングプレートによって開閉することにより、該排気ガスの流量を調節する内燃機関の可変ターボチャージャー制御装置に於いて、前記内燃機関の可変ノズルターボチャージャー制御装置の異常発生時、冷間始動時、ヒータの作動時、若しくは内燃機関のアイドル時に、当該可変ノズルの初期位置を決定し可変ノズルのベーンの開度を制御する構成であり、また、該可変ノズルのベーンの駆動動作をステッピングモータ５の回転動作で行うという構成であり、ターボチャージャー１に備えた可変ノズルの開度を制御するためには、エンジンＥＣＵ７から制御信号を発信し、ステッピングモータ５を動作し、操作片６に連結している駆動機構を動作して可変ノズルの開度を制御する。そして、当該エンジンＥＣＵ７を構成するマイクロコンピュータは、例えば、エンジンへ吸入空気を吸気通路に供給するときの吸気圧力を算出する必要がある。この吸気圧力はエンジンの回転信号をＸ軸、燃料噴射量をＹ軸、目標吸気圧力をＺ軸としたデータマップを記憶し、前記エンジンのセンサから入力された水温信号、回転信号や、負荷信号等を読み取りその信号量に適応する吸気圧力を算定する。この吸気圧力を検出した出力信号によりエンジンＥＣＵ７を動作させている。この従来技術の装置では、ステッピングモータ５により、操作片６が駆動され、可変ノズルのベーンの位置が定められている。そして、可変ノズルのベーンの実際の位置を認識するための手段は設けられていない。
また、可変ノズルのベーンの開度が不適切な場合の判定操作をすること等を司るための前記エンジンＥＣＵ７の制御ソフトウェアは負荷ヒステリシスが著大となり、分解能を発揮しないという問題点があった。
【０００５】
また、前記エンジンＥＣＵ７は車室内に、前記ステッピングモータ５及び駆動機構はエンジンルーム内にそれぞれ配置してあり、該エンジンＥＣＵ７から前記ステッピングモータ５及び駆動機構に引き回される制御信号線は長くかつ輻輳し、ノイズが発生し易く、このための当該制御信号線をシールド処理する等のノイズ対策を施す必要があった。更に、ステッピングモータ５及び駆動機構の設計仕様が複雑化するものであった
【０００６】
また、従来の技術に於ける他の例の場合は上記特開２００１−１０７７３８の公開特許公報に開示した従来例と同様にセンサの精度、温度ドリフトやデータマップの直線補間計算誤差により、デューティソレノイドバルブ及び負圧アクチュエータに動作上の不整いを発生させ、上記可変ノズルの開度制御が適正に行われない問題点があり、前記負圧アクチュエータは、調圧された負圧量と、リターンスプリングのバネ圧とで位置決定されるものであり、これを適正値に制御操作すること、更には、負圧アクチュエータが正圧及び負圧を必要としており、可変ノズルの開度が不適切な場合の判定操作をするとこ等を司るための前記エンジンＥＣＵの制御ソフトウェアは負荷ヒステリシスが著大となり、分解能を発揮しないという問題点があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は本システム又は装置に電子制御アクチュエータを備え、可変ノズルのベーンに連結された出力軸の回転角度を検出する角度センサを有し、エンジンＥＣＵから制御信号線を介して供給される可変ノズルのベーンの開度指示情報に基づく目標角度信号と可変ノズルのベーンの実角度情報を有する実角度信号とを比較するフィードバックループを設けて、両信号の差が小さくなるように、可変ノズルのベーンの位置（角度）を制御して可変ノズルのベーンを正確に目標位置に駆動するものである。しかも、本システム又は装置に於ける電子制御アクチュエータに備えたモータ部の起動時に誘起される過大な起動電流に基づくバッテリの消耗や他の電装品が機能停止するという問題点を解消すべく、モータ部の回転数を検出して、演算処理手段によるモータに駆動すべき値の演算値と、モータ駆動比率制限値演算処理手段によるモータ駆動比率制限値の演算値を比較して、いずれか一方の演算値を採用して、その判定出力信号でもって、モータ部に通電する電流の電流値を制限することにある。
【０００８】
本発明は上述の目的を達成するために発明したものであり、次の構成、手段を備えている。
【０００９】
請求項１記載の発明は、可変ノズルを持つターボチャージャーを備えたエンジンに設けられた各種センサからの検出出力が入力され、該センサの検出出力でエンジンの運転状況を識別するエンジンＥＣＵからの制御信号によって前記ターボチャージャーの可変ノズルのベーンの開度を制御する電子制御アクチュエータを備えたターボチャージャーの可変ノズル制御装置において、
前記電子制御アクチュエータは、駆動源となるモータ部と、このモータ部に減速機構を介して連結され前記ターボチャージャーの可変ノズルのベーンに連結された出力軸と、この出力軸の回転角度を検出して出力軸の実角度信号を出力する角度センサと、前記モータ部を駆動する駆動信号を出力するモータ駆動手段と、前記エンジンＥＣＵからの可変ノズルのベーンの開度指示情報を前記出力軸の目標角度信号に変換する角度信号変換手段と、該角度信号変換手段からの出力軸の目標角度信号及び前記角度センサからの出力軸の実角度信号を比較して、この両信号の差に応じた指示信号を出力する比較手段と、この比較手段からの指示信号によりモータに駆動すべき値を演算する演算処理手段と、前記モータ部からの回転検出信号を演算処理しかつモータ駆動電流を設定値内に制限するモータ駆動比率制限値を演算するモータ駆動比率制限値演算処理手段と、前記演算処理手段による演算値及びモータ駆動比率制限値演算処理手段による演算値を比較しかついずれか一方の演算値の採否を決定する比較演算処理手段と、この比較演算処理手段からの出力信号を前記モータ駆動手段に入力させるモータ駆動ロジック生成手段とを有したことを特徴とするターボチャージャーの可変ノズル制御装置である。
【００１０】
請求項２記載の発明は、可変ノズルを持つターボチャージャーを備えたエンジンに設けられた各種センサからの検出出力が入力され、該センサの検出出力でエンジンの運転状況を識別するエンジンＥＣＵからの制御信号によって前記ターボチャージャーの可変ノズルのベーンの開度を制御する電子制御アクチュエータを備えたターボチャージャーの可変ノズル制御装置において、
前記電子制御アクチュエータは、駆動源となるモータ部と、このモータ部に減速機構を介して連結され前記ターボチャージャーの可変ノズルのベーンに連結された出力軸と、この出力軸の回転角度を検出して出力軸の実角度信号を出力する角度センサと、前記モータ部を駆動する駆動信号を出力するモータ駆動手段と、前記エンジンＥＣＵからの可変ノズルのベーンの開度指示情報を前記出力軸の目標角度信号に変換する角度信号変換手段と、該角度信号変換手段からの出力軸の目標角度信号及び前記角度センサからの出力軸の実角度信号を比較して、この両信号の差に応じた指示信号を出力する比較手段と、この比較手段からの指示信号によりモータに駆動すべき値を演算する演算処理手段と、前記モータ部の回転検出信号を出力する回転センサと、該回転センサの出力信号を演算処理するモータ回転数演算処理手段と、該モータ回転数演算処理手段の出力信号でモータ駆動電流を設定値内に制限するモータ駆動比率制限値を演算するモータ駆動比率制限値演算処理手段と、前記演算処理手段による演算値及びモータ駆動比率制限値演算処理手段による演算値を比較しかついずれか一方の演算値の採否を決定する比較演算処理手段と、この比較演算処理手段からの出力信号を前記モータ駆動手段に入力させるモータ駆動ロジック生成手段とを有したことを特徴とするターボチャージャーの可変ノズル制御装置である。
【００１１】
請求項３記載の発明は、前記比較演算処理手段は、上記演算処理手段の演算値α（％）≦モータ駆動比率制限値演算処理手段のモータ駆動比率制限値β（％）、であるとき、前記演算値α（％）で判定出力し又、上記演算処理手段の演算値α（％）＞モータ駆動比率制限値演算処理手段のモータ駆動比率制限値β（％）、であるとき、前記演算値β（％）で判定出力することを特徴とする請求項１又は２記載のターボチャージャーの可変ノズル制御装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に於ける実施の形態ついて、添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明に係る実施の形態を示す構成図である。これについて説明する。
１０はターボチャージャーであって、エンジンへの吸入空気を過給するシステムであり、コンプレッサホイールを有するコンプレッサ及び該コンプレッサと同軸上にロータシャフトにより結合されて、排気ガスにて回転駆動される該ターボチャージャー１０のタービンホイールを有するタービン（図示せず）が設けられている。該ターボチャージャー１０の吸気通路１０ａには吸入空気の吸気圧力、つまり、ブースト圧を検出する圧力センサ１１をホース１２を介して接続している。また、前記ターボチャージャー１０のタービン内には、前記タービンホイールを取巻くように、可変ノズル部材が配置されている。
【００１４】
１３はエンジンＥＣＵであって、エンジンに設けられた各種センサ、例えばエンジン水温を検出するための水温センサ、エンジンの回転数を検出するためのものであって、一定のクランク角度でパルス信号を出力する回転数センサ、エアフローメーターによる吸入空気量やドライバーのアクセルペダルの踏込み操作量を検出して負荷量を算出するアクセルセンサからのそれぞれ水温信号、回転信号及び負荷信号つまり検出出力を導入する。
【００１５】
尚、図１には示していないが、その他、排気ガスの酸素濃度に応じて異なる電圧信号を出力する酸素センサ、エンジン燃焼室内の圧力を検出するための筒内圧センサを備えることもある。
これらの検出出力に基づいてエンジンの運転状態を識別して、制御信号線１４を介して、電子制御アクチュエータ１５を駆動制御する。該電子制御アクチュエータ１５は、レバー２２及びロッド２３を連結しており、その動作により、ターボチャージャー１０に備えた可変ノズル部材（図示せず）を制御する。
【００１６】
前記電子制御アクチュエータ１５は、大概すれば、図２に示すように電子制御回路部Ａ１と、この電子制御回路部Ａ１により駆動制御される駆動部Ａ２とで構成され、該駆動部Ａ２の出力軸の回転角度を検出するための角度センサ１６を有している。そして電子制御回路部Ａ１は、前記制御信号線１４を介して前記エンジンＥＣＵ１３に接続されている。そして、エンジンＥＣＵ１３は各種のエンジンに備えたセンサからの情報（信号）によって演算処理制御を行う。
【００１７】
また、前記駆動部Ａ２は、前記電子制御回路部Ａ１の出力側に配置してあって、上記電子制御回路部Ａ１に備えているモータ駆動ロジック生成手段１７の出力信号により動作するモータ駆動手段としてのモータドライバ１８、駆動源としてのモータ部１９、減速機構２０及び該電子制御アクチュエータ１５の出力軸２１でなる。そして、該出力軸２１の実角度信号を電子制御回路部Ａ１の後述する比較手段にフィードバックしている。また、上記電子制御アクチュエータ１５の出力側は、レバー２２、ロッド２３及び上記ターボチャージャー１０の可変ノズル部材に備えた可変ノズルのベーン２４を連結して、当該ベーン２４の開度を制御するものである。
【００１８】
一方、前記電子制御回路部Ａ１は、角度信号変換手段２５、比較手段２６、ＰＩＤ演算部等でなる演算処理手段２７を備え、かつ、前記モータ部１９のモータの回転数を検出する回転センサ２８を介してモータ回転数演算処理手段２９及びモータ駆動比率制限値演算処理手段３０を有し、更に、前記演算処理手段２７によるモータ部１９に駆動すべき値の演算値及び前記モータ駆動比率制限値演算処理手段３０による演算値とを比較していずれか一方の演算値の採否を判定出力する比較演算処理手段３１、及び該比較演算処理手段３１の出力側に配置した前記モータ駆動ロジック生成手段１７を備えている。
尚、前記電子制御アクチュエータ１５は、例えば、エンジンのシリンダブロックの端部に取付けられる。
【００１９】
次に、本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に於ける実施の形態の全体の動作等について説明する。
【００２０】
図２は、本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に於ける実施の形態を示すブロック結線図である。
【００２１】
先づ、エンジンの始動に基づき前記エンジンＥＣＵ１３からの種々の通信情報、特に、可変ノズルのベーン２４の開度指示情報を制御信号線１４を経由して取込み、その情報若しくは信号を処理演算し、電子制御回路部Ａ１の後段に配置した駆動部Ａ２に出力している。該駆動部Ａ２は前記モータ駆動ロジック生成手段１７の出力信号により動作するモータ駆動手段としてのモータドライバ１８、駆動源としてのモータ部１９、減速機構２０、及び当該電子制御アクチュエータ１５の出力軸２１を備え、順次動作させている。
【００２２】
而して、該出力軸２１の回転角度を角度センサ１６により出力軸２１の実角度信号を検出し、上記比較手段２６に導入している。ここで、上記比較手段２６の出力側に設けた演算処理手段２７は、例えば、ＰＩＤ演算部等で構成され、比較手段２６により、出力軸２１の目標角度信号と、出力軸２１の実角度信号を比較し、積分、微分させかつ比例制御させて細かく処理演算する手段である。このような手段を使用したので、当該電子制御アクチュエータ１５の応答性が極めて良好となる。
【００２３】
次に、上記電子制御アクチュエータ１５の出力は、レバー２２、ロッド２３を介して、ターボチャージャー１０の可変ノズル部材に伝達され、該可変ノズル部材に備えた可変ノズルのベーン２４の開度を制御する。
【００２４】
このように本発明装置によれば、角度センサ１６により可変ノズルのベーン２４に連結された出力軸２１の回転角度を検出して出力軸２１の実角度信号を出力し、角度信号変換手段２５によりエンジンＥＣＵ１３からの可変ノズルのベーン２４の開度指示情報を出力軸２１の目標角度信号に変換し、この両信号を比較して該両信号の差に応じて、可変ノズルのベーン２４を駆動して該ベーン２４を目標開度に制御したので、可変ノズルのベーン２４の開度の適否の判定又は比較処理が自動的に行われ、分解能を高め、フィードバック信号による制御が可能となるターボチャージャーの可変ノズル制御装置となる。
【００２５】
また、エンジンＥＣＵ１３のソフトウェアの負荷は小さなものとなり、従来装置が必要とした各種ホースは不要となるとともに、制御信号線は短いもので良く、特別なノイズ対策も不要になる。更に、電子制御アクチュエータ１５はコンパクトなものとなり、装置全体を小型化することが出来る。
【００２６】
ところで、上記本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に於ける実施の形態には、モータドライバ１８の出力信号によって駆動するモータ部１９を有しており、後記のモータ起動リミッタを備えていないときこのモータ部１９のモータは、図６に示すように、始動の際、例えば、モータ動作時間Ｔ１（ｍｓｅｃ）が始動開始から２０（ｍｓｅｃ）の時点で約２０（Ａ）の起動電流が突入し、これが原因で、バッテリの過大な消耗を誘起し、また、他の車載用電装品の動作停止や次段に配置した減速機構２０に有するギヤへの衝撃等の現象を呈することがあった。
【００２７】
一方、本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置は、特に、上述したように、電子制御回路部Ａ１に、比較手段２６の出力側にモータ部１９に駆動すべき値の演算値を演算するＰＩＤ演算部等でなる演算処理手段２７と、モータ部１９のモータの回転数を検出する回転センサ２８を介してモータ回転数を演算するモータ回転数演算処理手段２９と、該モータ回転数演算処理手段２９の出力信号でモータ駆動電流を設定値内に制限するモータ駆動比率制限値を演算するモータ駆動比率制限値演算処理手段３０と、両手段２９及び３０の演算値を比較しかついずれか一方の演算値の採否を決定して後段のモータ駆動ロジック生成手段１７に出力する比較演算処理手段３１とを備えることを特徴とし、これがいわゆるモータ起動電流リミッタとしての構成であって、上記諸現象を解消する。
尚、前記モータ駆動比率制限値演算処理手段３０の中にモータ回転数演算処理手段の機能を設けてもよい。
【００２８】
次に、本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に備えた電子制御回路部Ａ１の構成及び動作等を詳述し、本発明の特徴を明らかにする。
【００２９】
前記演算処理手段２７は、例えば、ＰＩＤ演算部を使用して比較手段２６からの出力信号によりモータ部１９に駆動すべき値を演算し、演算値α（％）を算出する。そして、モータ部１９のモータの回転数を回転センサ２８で検出し、この検出出力信号をモータ回転数演算処理手段２９で演算処理し、上記モータ駆動比率制限値演算処理手段３０によりモータ駆動電流を設定値内に制限する値を演算し、モータ駆動比率制限値β（％）を算出する。
【００３０】
ここで、モータ駆動比率制限値β（％）は図４のモータ駆動比率制限値特性図に示すように、モータが回転数上限値（Ｎ１）（ｒｐｍ）までの比較的低速回転時であって、モータ駆動電流が大きいときのモータ回転数Ｎ（ｒｐｍ）の領域、すなわちモータ駆動電流制限領域Ａについて次式により算出する。
【００３１】
而して、モータ駆動比率制限値β（％）＝制限下限値β１（％）＋［制限上限値β２（％）−制限下限値β１（％）］／回転数上限値Ｎ１（ｒｐｍ）×モータ回転数Ｎ（ｒｐｍ）である。
【００３２】
因みに、上記の実施の形態に於いて実験結果からモータ回転数Ｎ（ｒｐｍ）が１０００（ｒｐｍ）の場合、モータ駆動電流の測定値から次の条件下によりモータ駆動比率制限値β（％）を得た。
すなわち、制限下限値β１（％）＝４０（％）、制限上限値β２（％）＝１００（％）、回転数上限値Ｎ１（ｒｐｍ）＝４０００（ｒｐｍ）のとき、上式からモータ駆動比率制限値β（％）＝５５（％）であった。
尚、モータ駆動電流非制限領域Ｂは、モータが比較的高速回転時であって、モータの駆動電流が小さいときのモータ回転数Ｎ（ｒｐｍ）の領域であり、かつ、電子制御アクチュエータ１５の目標角度位置指令信号に対する応答性を確保するうえから駆動電流を制限する必要がなく、上記モータ起動電流リミッタを働かせない。
【００３３】
そして、前記比較演算処理手段３１は、上記演算処理手段２７による演算値α（％）と、上記モータ駆動比率制限値演算処理手段３０による演算値、すなわち、モータ駆動比率制限値β（％）とを比較し、いずれか一方の演算値を採否して判定出力する。
具体的実施例としては、当該比較演算処理手段３１は、
不等式（１）演算値α（％）≦モータ駆動比率制限値β（％）のとき、演算値α（％）によって、判定出力し、
不等式（２）演算値α（％）＞モータ駆動比率制限値β（％）のとき、モータ駆動比率制限値β（％）によって、判定出力する。
この判定出力信号を後段のモータ駆動ロジック生成手段１７を介して、モータドライバ１８に伝達することにより、モータ部１９のモータに通電するモータ駆動電流を設定値内に制限できる。
【００３４】
図５に示すモータ起動電流リミッタの特性図から上記本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に備えた電子制御回路部Ａ１に於けるいわゆるモータ起動電流リミッタは次の動作を示すことが明らかとなる。
【００３５】
図５の横軸はモータ起動電流リミッタの動作時間Ｔ２（ｍｓｅｃ）を示し、つまり、一方の演算処理手段２７としてのＰＩＤ演算部の演算値α（％）、すなわち、ＰＩＤ演算出力（％）は太い破線（ｅ）で示してあって、モータ起動電流リミッタの始動又はモータ部１９のモータの始動前からモータの回転数上昇中のときは低値の約０（％）から約１００（％）に立上り、所定時間（中間時点）経過後までに略矩形状の特性を有する。他方のモータ駆動比率制限値演算処理手段３０の演算値β（％）、すなわち、モータ比率制限出力（％）は、１点鎖線（ｆ）で示してあって、モータ起動電流リミッタの始動時又はモータ部１９のモータの始動前から所定時間（中間時点）まで及びその時間経過後、かつモータ部１９のモータの回転数上昇中に於いては中値の約５０〜８０（％）程度の比較的フラットな特性を有する。
【００３６】
そこで、上記モータ起動電流リミッタ又は比較演算処理手段３１の判定出力するための条件を示す上記不等式（１）、（２）を適用すると、先づモータ起動電流リミッタの始動時又はモータが始動前時に於いては、モータ比率制限出力（％）がＰＩＤ演算出力（％）より高く、上記不等式（１）によりＰＩＤ演算出力（％）、つまり演算処理手段２７の演算値α（％）を採用して該比較演算処理手段３１は太い破線（ｅ）で示すＰＩＤ演算出力（％）の特性に適合した低値約０（％）の比較演算出力（％）を判定出力する。そして、モータ起動電流リミッタの始動時から所定時間（中間時点）まで又はモータの回転数の上昇時に於いてはモータ比率制限出力（％）がＰＩＤ演算出力（％）より低く上記不等式（２）により、モータ比率制限出力（％）、つまりモータ駆動比率制限演算処理手段３０の演算値β（％）を採用して比較演算処理手段３１は中値の約５０〜８０（％）の１点鎖線（ｆ）で示すモータ比率制限出力（％）の特性に適合した該比較演算出力（％）を判定出力する。
そして、モータ起動電流リミッタが所定時間（中間時点）経過後及びモータの回転数の下降時点に於いては、ＰＩＤ演算出力（％）がモータ比率制限出力より低く、上記不等式（１）によりＰＩＤ演算出力（％）、つまり、演算処理手段２７の演算値α（％）を採用して比較演算処理手段３１は、低値の約−２０（％）〜０（％）の破線（ｅ）で示すＰＩＤ演算出力（％）の特性に適合した該比較演算出力（％）を判定出力する。
【００３７】
以上のように、モータ起動電流のリミッタは前記比較演算処理手段３１がモータの始動前時から回転数の下降時点の所定時間まで及びその時間経過後まで図５の太い実線（ｄ）に示すように比較演算出力値（％）を約５０〜８０（％）程度に低減して押え込み、全体として該モータ部１９に通電する所定時間当りのモータ部１９のモータへの駆動電流値を制限することができる。
【００３８】
尚、上記図５に示すモータ起動電流リミッタの特性図に於いて、細い破線（ａ）は実角度位置指令（相対値）の特性、２点鎖線（ｂ）は目標角度位置指令（相対値）の特性、細い実線（ｃ）はモータ回転数（ｒｐｍ）倍率×０．１の特性を示している。
【００３９】
而して、上記モータ起動電流リミッタを備えることにより、図３に示すようにモータ始動の初期等に於けるモータ部１９に通電する起動電流の突入電流値を例えば、９（Ａ）程度に低減させることができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置は、叙上の構成、動作を有するので次のような効果がある。
【００４１】
請求項１記載の発明によれば、特に、比較手段からの指示信号によりモータに駆動すべき値を演算する演算処理手段と、前記モータ部からの回転検出信号を演算処理しかつモータ駆動電流を設定値内に制限するモータ駆動比率制限値を演算するモータ駆動比率制限値演算処理手段と、前記演算処理手段による演算値及びモータ駆動比率制限値演算処理手段による演算値を比較しかついずれか一方の演算値の採否を決定する比較演算処理手段と、この比較演算処理手段からの出力信号を前記モータ駆動手段に入力させるモータ駆動ロジック生成手段とを有したので、モータ部に通電する起動電流を低減し、減速機構への衝撃を緩和すると共にバッテリの過大な消耗を防止し、併せて車両に搭載する各種電装品の耐久性の向上を図る効果がある。
【００４２】
請求項２記載の発明によれば、特に、比較手段からの指示信号によりモータに駆動すべき値を演算する演算処理手段と、前記モータ部の回転検出信号を出力する回転センサと、該回転センサの出力信号を演算処理するモータ回転数演算処理手段と、該モータ回転数演算処理手段の出力信号でモータ駆動電流を設定値内に制限するモータ駆動比率制限値を演算するモータ駆動比率制限値演算処理手段と、前記演算処理手段による演算値及びモータ駆動比率制限値演算処理手段による演算値を比較しかついずれか一方の演算値の採否を決定する比較演算処理手段と、この比較演算処理手段からの出力信号を前記モータ駆動手段に入力させるモータ駆動ロジック生成手段とを有したので上記請求項１記載の発明の効果に加えて、回転センサの出力信号を一旦回転数演算処理手段で演算処理するので、モータの回転数に応じて、合理的にモータ起動電流値を設定及び低減することができる効果がある。
【００４３】
請求項３記載の発明によれば、ＰＩＤ演算部を含む演算処理手段又はモータ駆動比率制限値演算処理手段の演算値の同値若しくはいずれか少ない方の演算値を採用してモータへの起動電流を低減する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に於ける実施の形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に於ける実施の形態を示してあってそのブロック結線図である。
【図３】本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に於いて、モータ起動電流リミッタを備えていないときのモータ動作時間Ｔ１（ｍｓｅｃ）に対するモータ起動電流値（Ａ）を示すモータ起動電流波形図である。
【図４】本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に備えたモータ駆動比率制限値演算処理手段のモータ駆動比率制限値特性図であり、その横軸はモータ回転数Ｎ（ｒｐｍ）、その縦軸はモータ駆動比率制限値β（％）である。
【図５】本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に於けるモータ起動電流リミッタの特性図であって、横軸はモータ起動リミッタの動作時間Ｔ２（ｍｓｅｃ）、縦軸は比較演算出力（％）等出力値（％）及びモータ回転数（ｒｐｍ）である。
【図６】本発明に係るターボチャージャーの可変ノズル制御装置に於いて、モータ起動電流リミッタを備えているときのモータ動作時間Ｔ２（ｍｓｅｃ）に対するモータ起動電流値（Ａ）を示すモータ起動電流波形図である。
【図７】従来の技術に於ける内燃機関の可変ノズルターボーチャージャー制御装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１      ターボチャージャー
２      エンジン
３      吸気入口
４      排気出口
５      ステッピングモータ
６      操作片
７      エンジンＥＣＵ
８      ラジエター
９      ヒータ
１０    ターボチャージャー
１０ａ  吸気通器
１１    圧力センサ
１２    ホース
１３    エンジンＥＣＵ
１４    制御信号線
１５    電子制御アクチュエータ
１６    角度センサ
１７    モータ駆動ロジック生成手段
１８    モータドライバ（モータ駆動手段）
１９    モータ部
２０    減速機構
２１    出力軸
２２    レバー
２３    ロッド
２４    ベーン
２５    角度信号変換手段
２６    比較手段
２７    演算処理手段
２８    回転センサ
２９    モータ回転数演算処理手段
３０    モータ駆動比率制限値演算処理手段
３１    比較演算処理手段
Ａ１    電子制御回路部
Ａ２    駆動部
Ａ      モータ駆動電流制限領域
Ｂ      モータ駆動電流非制限領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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