(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関であって、
機関ブーストを生成するターボチャージャを備え、上記ターボチャージャは、上記ターボチャージャを排気ガスが通過することによって生成されるブースト量を制御するための選択的に位置決め可能なメカニズムを含み、
データ入力に従って上記ブースト量を制御するために上記メカニズムを選択的に位置決めする制御システムを更に備え、
上記制御システムは、上記データ入力を含むデータを処理して上記メカニズムを選択的に位置決めする制御信号を生成するプロセッサを含み、
機関負荷に対応するデータからなる上記プロセッサへの第１のデータ入力と、
機関速度に対応するデータからなる上記プロセッサへの第２のデータ入力と、
上記機関速度及び機関負荷の種々の組合わせを表す複数組の値に対応する所望ブーストを表す値でプログラムされているルックアップテーブルと、
上記ターボチャージャによって生成された上記ブースト量に対応するデータからなる上記プロセッサへの第３のデータ入力と、
を更に備え、
上記プロセッサは、上記第１のデータ入力及び第２のデータ入力の値に対応する所望ブースト値を、上記ルックアップテーブルから選択し、
上記プロセッサは、上記第３のデータ入力の値及び上記ルックアップテーブルからの上記所望ブーストの選択された値を処理し、上記ターボチャージャによって生成された上記ブースト量と上記所望ブーストとの間の誤差を定義する誤差データを生成し、
上記プロセッサは更に、上記誤差データが所定の値よりも小さい場合には比例、積分、及び微分制御を用いて上記誤差データを処理し、また上記誤差データが上記所定の値よりも小さくない場合には比例及び微分制御は用いるが、積分制御は用いずに上記誤差データを処理するように上記誤差データ値に従って上記誤差データを処理し、上記誤差を減少させるように上記制御信号によって上記メカニズムを位置決めさせる、
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
上記プロセッサは、上記機関速度及び機関負荷の種々の組合わせを表す複数組の値に相関付けられた上記制御信号を生成するのに使用するためのフィードフォワード値でプログラムされている別のルックアップテーブルを含み、
上記プロセッサは、上記第１のデータ入力及び第２のデータ入力の値に対応するフィードフォワード値を、上記別のルックアップテーブルから選択し、
上記プロセッサは、上記別のルックアップテーブルから選択された上記フィードフォワード値を処理し、その結果を上記制御信号の生成に使用する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
上記プロセッサは、所与の気圧に対するブースト値に対応するターボチャージャ速度値でプログラムされている関数発生器を更に含み、
上記プロセッサは、上記第３のデータ入力の値に対応する上記ターボチャージャ速度値を、上記関数発生器から選択し、
上記プロセッサは、そのようにしなければ上記制御信号が上記ターボチャージャ速度を所定の最大値よりも大きくすることを要求するであろう状態において、上記関数発生器から選択された上記ターボチャージャ速度を処理して上記制御信号によって上記ターボチャージャ速度を上記所定の最大値までに制限させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
気圧を定義するデータからなる上記プロセッサへの第４のデータ入力を含み、
上記プロセッサは、上記第４のデータ入力を処理して、上記関数発生器から選択されたターボチャージャ速度を上記所与の気圧とは異なる気圧に対して補償する、
ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
上記プロセッサは、上記ターボチャージャ速度の計算された値が上記所定の最大速度に到達すると有効になるヒステリシス機能を含み、上記所定の最大速度よりも上記ヒステリシス機能内のヒステリシスの量だけ小さい新しい値を上記プロセッサが計算するまで、上記制御信号によって上記速度を低下させることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項６】
上記プロセッサは、気圧の変化に対して上記ヒステリシス機能内の値を補償するために、これらの値を処理することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
上記ターボチャージャの選択的に位置決め可能なメカニズムは、選択的に位置決め可能な羽根からなることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項８】
内燃機関であって、
機関ブーストを生成するターボチャージャを備え、上記ターボチャージャは、上記ターボチャージャを排気ガスが通過することによって生成されるブースト量を制御するための選択的に位置決め可能なメカニズムを含み、
データ入力に従って上記ブースト量を制御するために上記メカニズムを選択的に位置決めする制御システムを更に備え、
上記制御システムは、上記データ入力を含むデータを処理して上記メカニズムを選択的に位置決めする制御信号を生成するプロセッサを含み、
機関負荷に対応するデータからなる上記プロセッサへの第１のデータ入力と、
機関速度に対応するデータからなる上記プロセッサへの第２のデータ入力と、
上記ターボチャージャによって生成された上記ブースト量に対応するデータからなる上記プロセッサへの第３のデータ入力と、
上記機関速度及び機関負荷の種々の組合わせを表す複数組の値に対応する所望ブーストを表す値でプログラムされている第１のルックアップテーブルと、
上記機関速度及び機関負荷の種々の組合わせを表す複数組の値に相関付けられた上記制御信号を生成するのに使用するためのフィードフォワード値を表す値でプログラムされている第２のルックアップテーブルと、
所与の気圧に対するブースト値に対応するターボチャージャ速度値でプログラムされている関数発生器と、
を更に備え、
上記プロセッサは、上記第１のデータ入力及び第２のデータ入力の値に対応する所望ブースト値を上記第１のルックアップテーブルから選択し、
上記プロセッサは、上記第１のデータ入力及び第２のデータ入力の値に対応するフィードフォワード値を上記第２のルックアップテーブルから選択し、
上記プロセッサは、上記第３のデータ入力の値に対応するターボチャージャ速度値を上記関数発生器から選択し、
上記プロセッサは、上記第３のデータ入力の値及び上記第１のルックアップテーブルから選択された上記所望ブースト値を処理して上記ターボチャージャによって生成された上記ブースト量と上記所望ブーストとの間の誤差を定義する誤差データ値を生成し、更に、上記誤差データ値が所定の値よりも小さい場合には比例、積分、及び微分制御を用いて上記誤差データを処理し、また上記誤差データの値が上記所定の値よりも小さくない場合には比例及び微分制御は用いるが、積分制御は用いずに上記誤差データを処理するように上記誤差データの値に従って上記誤差データを処理し、上記メカニズムによって上記誤差を減少させるための上記制御信号の第１の成分を生成し、
上記プロセッサは、上記第２のルックアップテーブルからの上記選択されたフィードフォワード値を処理して上記制御信号の第２の成分を生成し、
上記プロセッサは、上記関数発生器からの上記選択されたターボチャージャ速度を処理し、そのようにしなければ上記制御信号が上記ターボチャージャ速度を所定の最大値よりも大きくすることを要求するであろう状態において、上記ターボチャージャ速度を上記所定の最大値までに制限する上記制御信号の第３の成分を生成する、
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項９】
内燃機関であって、
ターボチャージャを排気ガスが通過することによって動力が与えられて機関ブーストを生成し、制御する可変ノズルターボチャージャと、
データ入力に従って上記ブーストの量を制御するために上記可変ノズルターボチャージャの羽根位置を制御する制御システムと、
を備え、
上記制御システムは、上記データ入力を含むデータを処理して上記羽根位置を制御する制御信号を生成するプロセッサを含み、
上記プロセッサは、若干のデータを処理して所望ブースト値を生成し、またその値を上記ターボチャージャによって生成された上記ブースト量に対応する値で処理して上記ターボチャージャによって生成された上記ブースト量と上記所望ブーストとの間の誤差を定義する誤差データを生成し、
上記プロセッサは、上記誤差データを更に処理して上記制御信号を生成し、
上記データ入力は、機関負荷に対応するデータ及び上記機関速度に対応するデータを含み、
上記プロセッサは、上記機関速度及び機関負荷の種々の組合わせを表す複数組の値に対応する所望ブーストを表す値でプログラムされているルックアップテーブルを含み、
上記プロセッサは、上記機関負荷データ及び機関速度データの値に対応する所望ブースト値を上記ルックアップテーブルから選択し、
上記プロセッサは、上記ターボチャージャによって生成されたブースト量の値、及び上記ルックアップテーブルからの選択された所望ブースト値を処理して上記誤差データを生成し、
上記プロセッサは更に、上記誤差データ値が所定の値よりも小さい場合には比例、積分、及び微分制御を用いて上記誤差データを処理し、また上記誤差データ値が上記所定の値よりも小さくない場合には比例及び微分制御は用いるが、積分制御は用いずに上記誤差データを処理するように上記誤差データの値に従って上記誤差データを処理し、上記誤差を減少させるように上記制御信号によって上記羽根位置を制御させる、
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項１０】
内燃機関であって、
上記機関を通る流路内の圧力を制御するために上記流路内に設けられている選択的に位置決め可能なメカニズムを含むデバイスと、
データ入力に従って上記メカニズムを選択的に位置決めする制御システムと、
を備え、
上記制御システムは、上記データ入力を含むデータを処理して上記メカニズムを選択的に位置決めする制御信号を生成するプロセッサを含み、
上記プロセッサは、上記メカニズムを位置決めする誤差データを生成し、
上記プロセッサは更に、上記誤差データ値が所定の値よりも小さい場合には比例、積分、及び微分制御を用いて上記誤差データを処理し、また上記誤差データ値が上記所定の値よりも小さくない場合には比例及び微分制御は用いるが、積分制御は用いずに上記誤差データを処理するように上記誤差データ値に従って上記誤差データを処理し、上記誤差を減少させるように上記制御信号によって上記羽根位置を制御させる、
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項１１】
上記デバイスはターボチャージャからなり、上記選択的に位置決め可能なメカニズムは上記ターボチャージャの選択的に位置決め可能な羽根であることを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関。
【請求項１２】
ターボチャージャを有する内燃機関内のブーストを、上記ターボチャージャを排気ガスが通過することによって生成されるブースト量を制御するメカニズムを選択的に位置決めすることによって制御する方法であって、
データ入力を含むデータを処理することによって、上記データ入力に従って上記メカニズムを選択的に位置決めするステップと、
機関負荷に対応するデータ及び機関速度に対応するデータの値に対応する所望ブースト値を、ルックアップテーブルから選択するステップと、
上記ターボチャージャによって生成されたブースト量及び上記ルックアップテーブルからの選択された所望ブースト量を定義するデータを処理し、上記ターボチャージャによって生成されたブースト量と上記所望ブーストとの間の誤差を定義する誤差データを生成するステップと、
上記誤差データ値が所定の値よりも小さい場合には比例、積分、及び微分制御を用いて上記誤差データを処理し、また上記誤差データ値が上記所定の値よりも小さくない場合には比例及び微分制御は用いるが、積分制御は用いずに上記誤差データを処理するように上記誤差データ値に従って上記誤差データを処理し、上記誤差を減少させるように上記メカニズムを位置決めするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
ターボチャージャを有する内燃機関内のブーストを、上記ターボチャージャを排気ガスが通過することによって生成されるブースト量を制御するためのメカニズムを選択的に位置決めすることによって制御する方法であって、
データ入力を含むデータを処理することによって、上記データ入力に従って上記メカニズムを選択的に位置決めするステップと、
機関負荷に対応する第１のデータ入力及び機関速度に対応する第２のデータ入力の値に対応する所望ブースト値を、第１のルックアップテーブルから選択するステップと、
上記第１のデータ入力及び第２のデータ入力の値に対応する上記メカニズムのための制御信号を生成するのに使用されるフィードフォワード値を、第２のルックアップテーブルから選択するステップと、
上記ターボチャージャによって生成されたブースト量に対応するデータからなる第３のデータ入力の値に対応するターボチャージャ速度値を、関数発生器から選択するステップと、
上記第３のデータ入力の値及び上記第１のルックアップテーブルから選択された所望ブーストの値を処理し、上記ターボチャージャによって生成されたブースト量と上記所望ブーストとの間の誤差を定義する誤差データを生成し、更に、上記誤差データ値が所定の値よりも小さい場合には比例、積分、及び微分制御を用いて上記誤差データを処理し、また上記誤差データ値が上記所定の値よりも小さくない場合には比例及び微分制御は用いるが、積分制御は用いずに上記誤差データを処理するように上記誤差データ値に従って上記誤差データを処理して上記制御信号の第１の成分を生成し、上記メカニズムによって上記誤差を減少させるステップと、
上記第２のルックアップテーブルから選択されたフィードフォワードを処理し、上記制御信号の第２の成分を生成するステップと、
上記関数発生器から選択されたターボチャージャ速度を処理し、そのようにしなければ上記制御信号が上記ターボチャージャ速度を所定の最大値よりも大きくすることを要求するであろう状態において、上記ターボチャージャ速度を上記所定の最大値までに制限する上記制御信号の第３の成分を生成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
機関を通る流路内のデバイスの選択的に位置決め可能なメカニズムを制御して上記流路内の圧力を制御する方法であって、
デバイスを処理して上記メカニズムを選択的に位置決めする制御信号を生成するステップと、
圧力状態の誤差を定義する誤差データを生成するステップと、
上記誤差データ値が所定の値よりも小さい場合には比例、積分、及び微分制御を使用して上記誤差データを処理し、また上記誤差データ値が上記所定の値よりも小さくない場合には比例及び微分制御は使用するが、積分制御は使用せずに上記誤差データを処理するように上記誤差データ値に従って上記誤差データを処理し、上記誤差を減少させるように上記メカニズムを位置決めするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般的にはモータービークルを推進するターボチャージされたディーゼル機関の制御に関し、特定的にはこのような機関の可変ノズルターボチャージャの制御に関する。
【０００２】
（従来の技術）
ターボチャージャは、内燃機関をスーパーチャジするために使用されるデバイスの１つの型である。ターボチャージャによってスーパーチャージされたディーゼル機関を、ターボチャージドディーゼルと称することが多い。ターボチャージャは、機関の排気ガスによって動力が与えられるタービンを備えており、タービンはシャフトによって圧縮機に結合されてそれを動作させる。圧縮機は、圧縮機の下流の機関吸気システム内の圧力をブーストする。ブースト圧力を制御する一方法は、タービン動作を制御することである。
【０００３】
タービン制御には、幾つかの異なる形状が存在している。制御の１つの形状はターボチャージャ自体の構造を含む。可変ジオメトリ、または可変ノズルを有するターボチャージャは、ターボチャージャを通って流れる排気ガスがタービンと相互作用する態様、従って機関吸気マニホルド内に圧縮機が発生する圧力を制御（ブースト）する態様を変化させることができる。可変ジオメトリ、または可変ノズルターボチャージャの１つの型は可動羽根を備え、これらの位置を選択的に制御することによって排気ガスとタービンとの相互作用の本質が、従ってターボチャージャによって発生されるブースト圧が選択的に制御されるようになっている。ターボチャージャは、電子制御システムと可動羽根とをインタフェースするためのデバイスを含んでいる。このデバイスは、ソレノイドを有する電気機械アクチュエータを備え、このソレノイドは、ソレノイドを電気的に付勢する程度に従って羽根位置を設定する。ソレノイドを電子的機関制御システムの制御の下に置くことにより、ソレノイドが付勢される程度、従って羽根位置は、電子的制御システムによって生成されるパルス幅変調（ＰＷＭ）信号の変調度によって決定される。デバイスは、羽根に運動を与えるソレノイドアクチュエータによって制御される媒体（例えば流体パワー、水圧）を使用することができる。
【０００４】
米国特許第4,428,199号、第4,660,382号、第4,671,068号、第4,685,302号、第4,691,521号、第4,702,080号、第4,732,003号、第4,756,161号、第4,763,476号、第4,765,141号、第4,779,423号、第5,123,246号、第5,867,986号、第6,000,221号、及び国際出願WO99/23377は、ターボチャージされた内燃機関の制御に関している。これらの若干は、可変ジオメトリターボチャージャの制御に関している。上記出願WO99/23377及び米国特許第6,000,221号は共に、ターボチャージャ羽根位置センサからの信号を羽根の閉ループ制御システムにおけるフィードバックとして使用し、ターボチャージャの可変ジオメトリを制御するシステムを開示している。
【０００５】
（発明の概要）
本発明は、機関制御システムにおいて既に使用可能な若干のデータを使用することにより、羽根位置センサを用いることなくブーストを制御する閉ループ制御システムを特徴としている。
【０００６】
上記特許の若干は、制御の目的でＰＩＤ機能を使用するシステムを開示している。
【０００７】
本発明は、その時点において普遍的な状態に依存して積分機能を選択的に、または条件付きで使用するようなＰ-ＬＩ-Ｄ機能によって、上記システムとは区別される。
【０００８】
本発明の一面は、内燃機関の可変ジオメトリ、または可変ノズルターボチャージャを制御するための新規な戦略に関する。開示する戦略は、マイクロプロセッサをベースとする機関制御システム内に実現され、制御システムにおいて既に使用可能な、及び／またはプロセッサによって生成される若干のデータを使用する。若干のデータは、制御システム内へプログラムすることができる。
【０００９】
個々のデータは、入力変数、ローカル変数、または出力変数に分類することができる。入力変数は、気圧、マニホルド圧、機関負荷、及び機関速度を含む。プログラム可能なパラメータは、機関フィーチャ、機関高アイドリング速度、機関低アイドリング速度を含む。各変数は、どのような適当な測定単位に換算することもできる。
【００１０】
入力変数及びプログラムされたパラメータは、一般的な制御戦略に印加される。制御システムはこれらの変数及びパラメータを一般的な戦略に従って操作し、ＰＷＭ信号を生成し、ドライバ回路を介して、それをターボチャージャ羽根位置を制御するソレノイドに印加する。
【００１１】
本発明の１つの一般的な面は、機関速度及び機関負荷の両方の変化に従ってブーストを変化させて機関速度及び機関負荷の種々の組合わせに対する適切な所望ブーストを達成し、それによって機関の動作中に各特定の組合わせに対する適切なブーストが一貫して達成されるようにした内燃機関の可変ノズルターボチャージャの制御に関する。
【００１２】
別の面は、タービンシャフト速度が所定の最大値を超えるのを回避するような内燃機関の可変ノズルターボチャージャの制御に関する。
【００１３】
更に別の面は、機関から動力を供給されるビークルが異なる高度において駆動される時に遭遇し得るような、変化する気圧状態に従って所望ブーストを調整する内燃機関の可変ノズルターボチャージャの制御に関する。
【００１４】
本発明の更に他の面は、開示する戦略の詳細、及びその種々の副戦略に関する。Ｐ-ＬＩ-Ｄ制御副戦略によって遂行される条件付き積分は、ターボチャージャブースト制御に有用であるだけではなく、他の閉ループ制御システムにおいても利点を提供することができる。
【００１５】
本発明の１つの一般的な面は、機関ブーストを生成するターボチャージャを備え、このターボチャージャが、ターボチャージャを排気ガスが通過することによって発生するブースト量を制御するための選択的に位置決め可能なメカニズムを有しているような内燃機関に関する。制御システムは、データ入力に従ってメカニズムを選択的に位置決めしてブースト量を制御する。制御システムは、データ入力を含むデータを処理してメカニズムを選択的に位置決めする制御信号を生成するプロセッサを備えている。プロセッサへの第１のデータ入力は機関負荷に対応するデータからなり、プロセッサへの第２のデータ入力は機関速度に対応するデータからなる。ルックアップテーブルは、機関速度及び機関負荷の種々の組合わせを表す複数組の値に対応する所望ブーストを表す値でプログラムされている。プロセッサへの第３のデータ入力はターボチャージャによって生成されるブースト量に対応するデータからなる。
【００１６】
プロセッサは、第１のデータ入力及び第２のデータ入力の値に対応する所望のブースト値を、ルックアップテーブルから選択する。プロセッサは、第３のデータ入力及びルックアップテーブルから選択された所望ブースト値を処理し、ターボチャージャによって生成されたブースト量と所望ブーストとの間の誤差を限定する誤差データを生成する。プロセッサは、誤差データ値に従って誤差データを更に処理する。詳述すれば、プロセッサは更に、誤差データが所定の値よりも小さい場合には比例、積分、及び微分制御を用いて誤差データを処理し、また誤差データが所定の値よりも小さくない場合には比例及び微分制御を用いるが、積分制御は用いずに誤差データを処理するように誤差データ値に従って誤差データを処理して制御信号を生成し、それによってメカニズムを位置決めして誤差を減少させる。
【００１７】
本発明の別の一般的な面は、機関ブーストを生成するターボチャージャを備え、このターボチャージャが、ターボチャージャを排気ガスが通過することによって発生するブースト量を制御するための選択的に位置決め可能なメカニズムを有しているような内燃機関に関する。制御システムは、データ入力に従ってメカニズムを選択的に位置決めし、ブースト量を制御する。制御システムは、データ入力を含むデータを処理してメカニズムを選択的に位置決めする制御信号を生成するプロセッサを備えている。プロセッサへの第１のデータ入力は機関負荷に対応するデータからなり、プロセッサへの第２のデータ入力は機関速度に対応するデータからなり、プロセッサへの第３のデータ入力はターボチャージャによって生成されるブースト量に対応するデータからなる。第１のルックアップテーブルは機関速度及び機関負荷の種々の組合わせを表す複数組の値に対応する所望ブーストを表す値でプログラムされ、第２のルックアップテーブルは機関速度及び機関負荷の種々の組合わせを表す複数組の値に相関付けられた制御信号を生成するために使用されるフィードフォワード値を表す値でプログラムされている。関数発生器は、所与の気圧に対するブースト値に対応するターボチャージャ速度値でプログラムされている。
【００１８】
プロセッサは、第１のデータ入力及び第２のデータ入力の値に対応する所望のブースト値を第１のルックアップテーブルから選択し、第１のデータ入力及び第２のデータ入力の値に対応するフィードフォワード値を第２のルックアップテーブルから選択し、そして第３のデータ入力の値に対応するターボチャージャ速度値を関数発生器から選択する。プロセッサは、第３のデータ入力の値及び第１のルックアップテーブルから選択された所望のブースト値を処理し、ターボチャージャによって生成されるブースト量と所望のブーストとの間の誤差を定義する誤差データ値を生成する。プロセッサは更に、誤差データ値が所定の値よりも小さい場合には比例、積分、及び微分制御を用いて誤差データを処理し、また誤差データ値が所定の値よりも小さくない場合には比例及び微分制御信号を用いるが、積分制御は用いずに誤差データを処理するように誤差データ値に従って誤差データを処理して制御信号の第１の成分を生成し、それによってメカニズムを位置決めして誤差を減少させる。プロセッサは更に、第２のルックアップテーブルからの選択されたフィードフォワード値を処理して制御信号の第２の成分を生成し、また、関数発生器からの選択されたターボチャージャ速度を処理して制御信号の第３の成分を生成する。制御信号の第３の成分は、そのようにしなければ制御信号がターボチャージャ速度を所定の最大値よりも大きくすることを要求するであろう状態において、ターボチャージャ速度を所定の最大値までに制限する。
【００１９】
本発明の別の一般的な面は、ターボチャージャを排気ガスが通過することによって動力を供給されて機関ブーストを生成し、制御する可変ノズルターボチャージャと、データ入力に従ってこの可変ノズルターボチャージャの羽根位置を制御してブースト量を制御する制御システムとを備えている内燃機関に関する。制御システムはデータ入力を含むデータを処理し、羽根位置を制御するための制御信号を生成する。
【００２０】
プロセッサは、若干のデータを処理して所望のブースト値を生成し、その値を、ターボチャージャによって生成されるブースト量に対応する値を用いて処理してターボチャージャによって生成されるブースト量と所望のブーストとの間の誤差を定義する誤差データを生成し、またプロセッサは誤差データのさらなる処理によって制御信号を生成する。
【００２１】
本発明の更に別の一般的な面は、機関を通る流路内にあって、その流路内の圧力を制御するための選択的に位置決め可能なメカニズムを含むデバイスを備えている内燃機関に関する。制御システムは、データ入力に従ってメカニズムを選択的に位置決めする。制御システムは、データ入力を含むデータを処理し、メカニズムを選択的に位置決めする制御信号を生成する。プロセッサは、メカニズムを位置決めする誤差信号を生成し、プロセッサは更に、誤差データ値が所定の値よりも小さい場合には比例、積分、及び微分制御を用いて誤差データを処理し、また誤差データ値が所定の値よりも小さくない場合には比例及び微分制御を用いるが、積分制御は用いずに誤差データを処理するように誤差データ値に従って誤差データを処理して制御信号を生成し、それによってメカニズムを位置決めして誤差を減少させる。
【００２２】
本発明の他の一般的な面は、上述した機関内のブースト及び圧力を制御する方法に関する。
【００２３】
本発明の以上の、並びにさらなる面、特色、及び長所は、以下の添付図面に基づく現在では好ましい実施の形態の説明から明白になるであろう。
【００２４】
（実施の形態）
図１は、モータービークルに動力を供給する内燃機関１４の可変ノズルターボチャージャ１２を制御するための、本発明の原理による一般的戦略１０を示している。このようなビークルの例は、機関１４が、ビークルを推進するための被駆動車輪に動力伝達系路を介して作動的に結合されている燃料噴射ディーゼル機関であるような、伝導機構を含むシャーシを有する中型の、または大型のトラックである。機関１４は、機関の動作に対して適切な時間関係で個々の機関シリンダ内へディーゼル燃料を噴射する個々の燃料噴射器を備えている。
【００２５】
デジタル処理能力を有する電子的機関制御システム１８が、機関１４に組合わされている。制御システム１８は、種々の入力データ信号源からのデータをプログラムされたアルゴリズムに従って処理し、機関１４の動作に関連付けられた種々の機能の動作に使用される若干の信号を生成する１つまたはそれ以上のマイクロプロセッサを含むことができる。制御システム１８によって処理される信号は、外部の源から発する信号（入力変数）及び／または制御システム１８の内部で生成される信号（ローカル変数）であることができる。
【００２６】
制御システム１８の主機能の１つは、センサ（アクセルペダル位置センサ（図示してない）と呼ばれることもある）からの運転手入力を含む若干の可変入力信号に対して適切な出力トルクを生成することによって、機関１４を操作することである。アクセルペダル位置センサはビークルのアクセルペダル（これも図示してない）にリンクされており、運転手がアクセルペダルを踏んだ程度を指示する信号を制御システム１８へ供給する。制御システム１８は、アクセルペダル位置信号に忠実に応答するように努力しながら、適切な機関の動作を達成させるために関係がある若干の変数にも配慮して機関１４を操作する（不適切であると見做される手法で機関を操作することはない）。
【００２７】
機関１４の動作中に制御システム１８は、適切な量の燃料が適切な時点に噴射されるように、機関動作サイクル中の適切な時点に燃料噴射器の開閉の機能を遂行する。そのために制御システム１８は、種々の入力データ信号を予めプログラムされた燃料制御アルゴリズムに従って処理することによって燃料噴射器制御信号を生成する。制御システム１８が遂行する別の機能は、可変ノズルターボチャージャ内のタービン羽根位置の制御のようなターボチャージャブーストの制御である。図１は、本発明の原理に従ってこの機能を達成するための機関制御システム１８の部分を示している。
【００２８】
ターボチャージャの羽根を制御する制御システム１８への入力変数は、“機関速度”２０Ａ、“気圧”２２Ａ、“機関負荷”２４Ａ、及び“マニホルド圧”２６Ａを含む。“クランクシャフト位置信号処理”、“気圧信号処理”、“燃料または負荷信号処理”、及び“マニホルド圧信号処理”とそれぞれラベル付けされているブロック２０、２２、２４、及び２６は、生のデータ源から、制御システム１８によってデジタル的に処理されるこれら４つの入力変数のそれぞれのデータ値を生成するために使用できる若干の処理を表している。適当な生データ源を使用することができる。例えば、クランクシャフト位置信号を微分して機関速度データを求めることができる。機関負荷は機関にどれ程多くの燃料が供給されつつあるかによって指示することができ、この場合、アクセル位置センサから導出される燃料供給命令を使用して機関負荷データを生成することができる。
【００２９】
ターボチャージャ羽根位置制御のためのプログラムされたパラメータは、可変ノズル制御機能を遂行可能にする“可能化フィーチャ”２８Ａ、“高アイドリング速度”２８Ｂ、及び“低アイドリング速度”２８Ｃを含む。“プログラム可能なパラメータ”とラベル付けされているブロック２８は、特定の機関及び／またはビークルのために、これら３つのパラメータをプログラムすることができることを表している。
【００３０】
これらの入力変数を表すデータ、及び制御システム１８によってプログラム可能なパラメータを本発明の制御戦略に従って処理するすることにより、ブロック３０への入力である“制御信号２９”が生成される。“ＰＷＭドライバ”とラベル付けされているブロック３０は、ターボチャージャ羽根位置を制御するソレノイドを付勢するのに適する対応したパルス幅変調された信号を生成する回路を表している。
【００３１】
処理に使用される若干の付加的なデータは、以下の説明の中で折をみて述べる換算定数である。換算定数は、特定の機関及びビークルのために機関またはビークル製造中に制御システム１８内にプログラムされる。
【００３２】
図２Ａ及び２Ｂは、制御戦略をより詳細に示している。制御システム１８は、２つのルックアップテーブルまたは二次元マップ３４、３６、即ち、フィードフォワードルックアップテーブル３４及び所望ブーストルックアップテーブル３６を備えている。また制御システム１８は、６つの制限機能２３、３８、４０、４２、４４、４６、即ち、気圧の最高限度２３ＭＸ及び最低限度２３ＭＮを確立する気圧制限機能２３と、機関負荷の最大限度３８ＭＸ及び最小限度３８ＭＮを確立する機関負荷制限機能３８と、機関速度の最大限度４０ＨＩとして“高アイドリング”２８Ｂを、及び機関速度の最小限度４０ＬＯとして“低アイドリング” ２８Ｃを使用する機関アイドリング速度制限機能４０と、所望ブーストの最高限度４２ＭＸ及び最低限度４２ＭＮを確立する所望ブースト制限機能４２と、マニホルド圧の最高限度４４ＭＸ及び最低限度４４ＭＮを確立するマニホルド圧制限機能４４と、最大デューティサイクル限度４６ＭＸ及び最小デューティサイクル限度４６ＭＮを確立するデューティサイクル制限機能４６とを備えている。更に２つの加算機能４８、５０と、４つのローパスフィルタリング機能２５、５４、５６、５８と、過速度保護副戦略６０と、Ｐ-ＬＩ-Ｄ（比例、条件付き積分、微分）機能６２と、スイッチ機能６６とが存在している。
【００３３】
制御システム１８によって処理する際に“気圧”２２Ａ、“機関負荷”２４Ａ、“機関速度”２０Ａ、及び“マニホルド圧”２６Ａのデータ値を有効と見做すためには、各値はそれぞれの制限機能２３、３８、４０、４４の上限値と下限値との間に定義されるそれぞれの所定の範囲内になければならない。これら４つの何れかの値がそれぞれの範囲から逸脱した場合には、適切な限界によって定義されているそれぞれの省略時値に置換され、制御システム１８によって処理される。
【００３４】
それぞれの制限機能を通して各入力を処理することの主目的は、誤りを生じそうな、従って不正確で、潜在的に望ましくない結果を発生し易いその後のデータ処理に対して保護することである。例えば、誤り情報はセンサの誤差または誤動作によって、または処理誤差によってもたらされ得る。
【００３５】
ローパスフィルタリング機能は、１つの処理反復から次の処理反復までのデータ値の変化が大き過ぎて結果に即時効果を呈するのを防ぐように働く。例えば、このような大きい変化はランダムな処理グリッチに起因することがあり得るが、これが制御プロセスに効果をもたらすことは許されるべきではなく、従って無視すべきである。しかしながら、大きい変化の連続は、それらがランダムグリッチとは異なる実際の変化を表しているのであるから、効果を呈することが許容される。
【００３６】
以下の説明では、処理済“気圧”、処理済“機関速度”、処理済“機関負荷”、及び処理済“マニホルド圧”は、多分制限機能によって制限される場合を除いて、実際の変数の値のその後の処理及び推定に基づく有効性、及びその値の表示の両方にとって適切であるように、それぞれの制限機能及びそれぞれのローパスフィルタリング機能によって処理を受けたデータのことであると理解されたい。
【００３７】
ルックアップテーブル３４、３６は、処理済“機関負荷”データ及び処理済“機関速度”データの両方を利用する。処理済“機関速度”データは、過速度保護副戦略６０によっても使用される。
【００３８】
ルックアップテーブル３４は、 “制御信号”２９の種々のフィードフォワード値を、関連する負荷及び速度動作範囲にわたって機関負荷及び機関速度の種々の組合わせに相関付ける。ルックアップテーブル３６は、種々の所望ブースト値を、関連する負荷及び速度動作範囲にわたって、機関負荷及び機関速度の種々の組合わせに相関付ける。ブーストは、吸気マニホルド圧と同一であると理解されたい。
【００３９】
図３に、過速度保護副戦略６０の詳細を示す。この副戦略は、２つの比較機能７０、７２と、５つの関数発生器または一次元マップ７４、７６、７８、８０、８２と、３つのスイッチ機能８４、８６、８８と、２つの乗算機能９０、９２と、１つのリレー機能９４と、１つの加算機能９６とを備えている。過速度保護戦略６０は、ターボチャージャ１２のタービンシャフトの回転速度を予測し、タービンシャフト速度値９０Ａがタービンシャフトの最高許容速度に対応する所定の最大値を越えないように、ターボチャージャソレノイドに印加されるデューティサイクル信号を操作する。
【００４０】
比較機能７０は、処理済“機関速度”のデータ値と、定義された値７０Ａとを比較する。比較機能７２は、処理済“機関速度”のデータ値と、定義された値７２Ａとを比較する。定義された値７０Ａは、定義された値７２Ａよりも大きい。もし処理済“機関速度”のデータ値が定義された値７０Ａよりも大きければ、比較機能７０、７２は、スイッチ機能８４、８６を介して関数発生器７６に乗算機能９０への２つの入力の第１の入力を供給させる。もし処理済“機関速度”のデータ値が定義された値７０Ａと７２Ａとの間（これらの値を含む）にあれば、比較機能７０、７２は、スイッチ機能８４、８６を介して関数発生器７４に乗算機能９０へ第１の入力を供給させる。もし処理済“機関速度”のデータ値が定義された値７２Ａよりも大きくなければ、比較機能７０、７２は、スイッチ機能８４、８６を介して関数発生器７８に乗算機能９０へ第１の入力を供給させる。
【００４１】
各関数発生器７４、７６、７８の特定の関数発生特性は、経験的に決定される。処理済“マニホルド圧”は、３つの関数発生器７４、７６、７８の全てへの共通入力である。定義された値７０Ａ及び７２Ａは、タービンシャフト速度の全範囲を３つの副範囲、または部分に分割するように選択されている。即ち、第１の副範囲内では機関速度がデータ値７２Ａによって定義される速度より小さく、第２の副範囲内では機関速度がデータ値７２Ａ及び７０Ａによって定義される速度の間（これらの値を含む）の範囲内にあり、そして第３の副範囲内では機関速度がデータ値７０Ａによって定義される速度より大きくなるように選択する。それぞれの関数発生器７４、７６、７８によって定義される速度範囲のそれぞれの部分にわたって、関数発生器内に組込まれている関数は、予測されるシャフト速度と所与の気圧及び機関速度のためのマニホルド圧とを相関付ける。各関数は統計的相関技術によって経験的に導出することができ、全速度範囲を細分する程度は統計的結果に依存することができる。従って、説明している実施の形態における３つの副範囲の使用は単なる例示に過ぎない。
【００４２】
関数発生器８０は、知覚高度値と気圧の値とを相関付ける。その後の処理のために関数発生器８０から供給される知覚高度値は、処理済“気圧”値によって決定される。関数発生器８０からの知覚高度値は、高度補償計算において使用される。乗算機能９２はその値に高度補償係数９３を乗じ、加算機能９６はその積に値１を加算する。加算機能９６の結果は乗算機能９０への第２の入力を形成し、その結果は予測されるタービンシャフト速度を高度に関して調整するために役立つ。海面からの高度が増すにつれて大気の密度が低下するために、シャフト速度が増加する傾向がある。乗算機能９０は、それへの第１及び第２の入力を乗算して“予測されるシャフト速度”９０Ａのための高度補償済みのデータ値を生成する。関数発生器８０内に含まれるデータ値は、所与の設定においてターボチャージャを動作させることによって得られたベースラインデータと考えることができる。高度補償係数は、機関の特定モデル内に使用されているターボチャージャの特定モデルに対してターボチャージャ製造業者によって指定され、従って高度補償係数９３はその機関モデルのために制御システム１８内にプログラムされている換算定数である。
【００４３】
“予測されるシャフト速度”９０Ａのためのデータ値は、関数発生器８２によって、及びリレー機能９４によって処理される。関数発生器８２は、デューティサイクル値を予測されるシャフト速度に相関付ける。一般的に言えば、この関係は、予測されるシャフト速度の増加につれてデューティサイクルが増加するような関係である。リレー機能９４及びスイッチ機能８８は共働し、関数発生器８２から得られ加算機能５０へ供給されるデューティサイクル８２Ａのデータ値のスルースイッチングに対してあるヒステリシスを賦課する。スイッチ機能は、“予測されるシャフト速度”９０Ａのデータ値がターボチャージャシャフトに許容される実際の最大速度を越える場合に、デューティサイクル８２Ａのデータ値を加算機能５０への入力として通過することを許容するように動作する。一方のデータ値が許容される実際の最大速度９４Ａを定義し、別のデータ値がリレー機能９４の許容される実際の最小速度９４Ｂを定義する。リレー機能９４は、“予測されるシャフト速度”９０Ａのデータ値がその許容される実際の最大速度を越えると、スイッチ機能８８に関数発生器８２から得られたデューティサイクル８２Ａのデータ値を通過せしめるように動作する。デューティサイクル８２Ａのデータ値は、“予測されるシャフト速度”９０Ａのデータ値が許容される実際の最小速度９４Ｂのデータ値（これ自体は、許容される実際の最大速度９４Ａのデータ値よりも幾分低い）よりも低く降下するまで通過し続ける。ターボチャージャに対する効果は、シャフト速度の低下である。リレー機能９４によって検知された予測されるシャフト速度が許容される実際の最小速度９４Ｂのデータ値よりも低く低下した時に限ってリレー機能９４がスイッチ機能８８を動作させ、関数発生器８２からのデューティサイクル値８２Ａの代わりに、再度０値を加算機能５０へ通過させる。リレー機能９４及びスイッチ機能８８と関数発生器８２との相互作用により、許容される実際の最大速度に接近するか、または多分到達してしまっても、実際のシャフト速度をある所定量だけ減少させなければならず、その後にそれが再度許容される最大速度に向かって増加することを許容される。この相互作用は、最大速度付近において減速及び加速が繰り返して出現するのを回避するシャフト速度の緩衝であると考えることと同然である。図２Ｂの加算機能５０への入力として供給される過速度保護副戦略の出力は、ルックアップテーブル３４からの値とＰ-ＬＩ-Ｄ機能６２からの値の和から減算される。
【００４４】
図２Ａにおいて、ルックアップテーブル３６からの値は所望のブーストを表しており、これはターボチャージャ１２が機関吸気マニホルド内に発生すべき所望マニホルド圧を意味している（但し、制限機能４２によって賦課される何等かの制限を受ける）。制限機能４４による制限を受けることなくターボチャージャによって発生される実際のブーストを表している処理済“マニホルド圧”２６Ａのデータ値は、処理済“機関速度”及び処理済“機関負荷”によって要求される所望ブーストのデータ値から減算され、“マニホルド圧誤差”４８Ａのデータ値が生成される。このデータ値は、その後にＰ-ＬＩ-Ｄ機能６２によって処理される。従って、処理済“マニホルド圧”、または処理済ブーストの値が負のフィードバックを表し、“マニホルド圧誤差”４８Ａの値がＰ-ＬＩ-Ｄ機能６２を介してターボチャージャ１２の閉ループ制御システムへの誤差信号入力を表していることが理解されよう。
【００４５】
Ｐ-ＬＩ-Ｄ機能６２は、羽根位置を設定するターボチャージャ１２の制御ソレノイドに印加されるパルス幅変調信号を生成するための一次制御を表している。過速度保護副戦略６０及びルックアップテーブル３４は、Ｐ-ＬＩ-Ｄ機能６２によって与えられる一次制御と相互作用するように配列されている。しかしながら、この相互作用の程度は若干の状況に依存する。この相互作用は加算機能５０によって遂行される。加算機能５０は、Ｐ-ＬＩ-Ｄ機能６２からのデータ値（正であると考えられる）と、ルックアップテーブル３４からのデータ値（正であると考えられる）と、過速度保護副戦略６０のデータ値出力（負であると考えられる）とを代数的に加算して“制御信号”２９のための値を生成する。この“制御信号”２９は、制限機能４６による制限を受ける。更に、ターボチャージャフィーチャが機関制御システム１８によって動作可能にされた時に限って、“制御信号”２９は実際にターボチャージャ１２に印加される。従って、ターボチャージャフィーチャが動作可能にされると、“可能化フィーチャ”パラメータがスイッチ機能６６を作動させて“制御信号”２９をＰＷＭドライバ３０に印加させる。
【００４６】
Ｐ-ＬＩ-Ｄ機能６２は、“マニホルド圧誤差”データ４８Ａを比例、積分、及び微分機能を通して処理することができる。しかしながら、必ずしもこれら３つの機能を常時同時に適用する必要はない。詳述すれば、積分機能は、その時点において普遍的な状態に依存して選択的に、または条件付きで使用される。従って、若干の状態の場合にはＰ-ＬＩ-Ｄ機能６２は比例、積分、及び微分機能を実際に遂行するが、他の状態の場合には比例及び微分機能だけが実際に遂行される。
【００４７】
Ｐ-ＬＩ-Ｄ機能６２の詳細を図４に示す。比例機能は、“マニホルド圧誤差”データ４８Ａと“比例利得”係数１０１とを乗算する乗算機能１００によって遂行される。“比例寄与”１０３のデータ値はこの乗算の結果の積であり、加算機能１０２への第１の入力を形成している。
【００４８】
Ｐ-ＬＩ-Ｄ機能６２の微分機能は、以下のように遂行される。“マニホルド圧誤差”データ４８Ａのデータ値はローパスフィルタリング機能１０６によって濾波され、微分機能１０４によって微分される。乗算機能１０８は、この微分から得られたデータ値と“微分利得”係数１０７とを乗算する。この乗算の積が加算機能１０２への第２のデータ入力である。
【００４９】
加算機能１０２への第３の入力は“積分寄与”１１５のデータ値である。乗算機能１１０は“マニホルド圧誤差”４８Ａのデータ値と“積分利得”係数１１７とを乗算し、この乗算の積１１９は積分機能１１２によって積分される。もし必要ならば、積分の結果を更に処理するために条件付き積分機能１１４へ供給する前に、それを制限機能１０５によって処理し、最大または最小制限する。条件付き積分機能へ供給されたデータ値を“積分値”１０５Ａと名付ける。
【００５０】
“比例利得”係数１０１、“微分利得”係数１０７、及び“積分利得”係数１１７は、換算定数である。
【００５１】
条件付き積分機能１１４は、“積分値”１０５Ａのデータ値を加算機能１０２へ供給することを許容するか否かを決定する。もしデータ値を供給することが許容されれば、Ｐ-ＬＩ-Ｄ機能６２は比例、積分、微分コントローラ（ＰＩＤコントローラ）として動作する。しかしながら、もしデータ値を供給することが許容されなければ、Ｐ-ＬＩ-Ｄ機能６２は比例及び微分コントローラとして動作する。ＰＩＤコントローラとして動作する場合、Ｐ-ＬＩ-Ｄ機能は “制御信号”２９をフィードバックとして使用し、若干の状態の下で積分機能が与え得る寄与を制限する。
【００５２】
条件付き積分機能１１４内に組込まれている副戦略の詳細を図５に示す。機能１１４は、１つの絶対値機能１１６と、２つの比較機能１１８、１２０と、１つのタイマー機能１２２と、１つのＡＮＤ論理機能１２４と、１つのスイッチ機能１２６とを備えている。“誤差帯”１２１のデータ値は、Ｐ-ＬＩ-Ｄ機能６２の積分機能が動作して加算機能１０２に寄与することが決定されているマニホルド圧誤差のデータ値の範囲を定義している（但し、“マニホルド圧誤差”４８Ａのデータ値が、定義された時間の間、その範囲内に留まることを条件とする）。絶対値機能１１６及び比較機能１１８は共働してマニホルド圧誤差がその範囲を去ったか否かを決定する。“積分作動時間”１２３のデータ値は、上記定義された時間を設定する。“マニホルド圧誤差”４８Ａのデータ値がその範囲内にある限りタイマー機能１２２は動作し、動作時間が “積分作動時間”１２３によって設定された定義時間を最終的に越えると、ＡＮＤ機能１２４がスイッチ機能１２６を動作させ、“積分値”１０５Ａを“積分寄与”１１５のデータ値にする。“マニホルド圧誤差”４８Ａのデータ値が定義された範囲を去れば、ＡＮＤ機能１２４がスイッチ機能１２６を動作させて“積分寄与”１１５のデータ値を０にセットし、タイマー機能１２２を０にリセットする。
【００５３】
条件付き積分副戦略は、ターボチャージャブースト制御の応答及び精度を最適化するための有用な技術であると考えられる。誤差が比較的大きい場合にＰ-Ｄ制御だけを使用することによって、この制御戦略は、Ｐ-Ｉ-Ｄ制御を使用する場合に比してより速い応答と、より少ないオーバーシュートとを呈する。しかしながら、排他的にＰ-Ｄ制御だけに頼っていては、誤差を０まで、または少なくとも実質的に０まで減少させることは決してできない。誤差が、Ｐ-Ｄ制御だけが動作している間の比較的大きい誤差より小さくなってから、初めて積分制御を動作させることによって誤差を０まで、または実質的に０まで減少させることができる。
【００５４】
図６Ａ及び６Ｂは、多くの面において図２及び３を参照して上述した戦略に類似した制御戦略を示している。従って、これら２つの図面対内の類似機能及びデータには同じ番号及び記号を用いている。図６Ａ及び６Ｂの戦略が図２Ａ及び２Ｂの戦略と異る点は、“制御信号”２９及び“所望マニホルド圧”に対する“フィードフォワード寄与”が異なる手法で生成されることである。また、図７を参照して後述する過速度保護副戦略も異なっている。
【００５５】
図６Ａ及び６Ｂにおいては、処理済“気圧”は、“制御信号”２９及び“所望マニホルド圧”、即ち所望ブーストに対する“フィードフォワード寄与”を生成する際のスルーイング（slewing）機能を遂行する。“フィードフォワード”データ値を複数組の処理済“機関速度”及び処理済“機関負荷”データ値に相関付ける２つのルックアップテーブル３４Ａ、３４Ｂが存在している。テーブル３４Ａは高い高度範囲に対して適用され、一方テーブル３４Ｂは低い高度範囲に対して適用される。関数発生器３４Ｃは、スルーイング係数値と気圧値とを相関付ける。処理済“気圧”に関して、処理は関数発生器３４Ｃを使用して対応するスルーイング係数値を決定する。この値は、現処理済“機関速度”及び処理済“機関負荷”との相関のためにそれぞれのテーブル３４Ａ、３４Ｂから求められたそれぞれのフィードフォワード値をスルーイング（番号３５で示す）して“制御信号”２９に対する“フィードフォワード寄与”を生成するために使用される。このようにして“フィードフォワード寄与”は、高度の変化に対して補償される。
【００５６】
要するに、２つのルックアップテーブル３４Ａ、３４Ｂ及びスルーイング機能３４Ｃは、処理済“機関速度”及び処理済“機関負荷”の全ての組の値に対して全高度範囲をカバーする単一の三次元フィードフォワード値ルックアップテーブルと等価である。
【００５７】
処理済“気圧”は“所望マニホルド圧”を生成するスルーイング機能の遂行にも使用される。２つのルックアップテーブル３６Ａ、３６Ｂは、“所望マニホルド圧”データ値と、複数組の処理済“機関速度”及び処理済“機関負荷”データ値とを相関付ける。テーブル３６Ａは高い高度範囲に対して適用され、一方テーブル３６Ｂは低い高度範囲に対して適用される。関数発生器３６Ｃは、スルーイング係数値と気圧の値とを相関付ける。処理済“気圧”に関して、処理は関数発生器３６Ｃを使用して対応するスルーイング係数値を決定する。この値は、現処理済“機関速度”及び処理済“機関負荷”との相関のためにそれぞれのテーブル３４Ａ、３４Ｂから求められたそれぞれのフィードフォワード値をスルーイング（番号３７で示す）して“所望マニホルド圧”を生成するために使用される。生成されたこの値は更に、制限機能４２による制限を受ける。このようにして処理済“所望マニホルド圧”も、高度の変化について補償される。
【００５８】
要するに、２つのルックアップテーブル３６Ａ、３６Ｂ及びスルーイング機能３６Ｃは、機関速度及び燃料供給の全ての組合わせに対して全高度範囲をカバーする単一の三次元ルックアップテーブルと等価である。
【００５９】
図７は、予測されるタービンシャフト速度に対する気圧補償の異なる形状を与える過速度保護副戦略の強化された形状を示している。処理済“気圧”は、タービンシャフト速度の予測値を生成するためのスルーイング機能の遂行に使用される。２つのルックアップテーブル７４Ａ、７６Ａは、シャフト速度データ値と、複数組の処理済“機関速度”及び処理済“マニホルド圧”とを相関付ける。テーブル７４Ａは高い高度範囲に対して適用され、一方テーブル７６Ａは低い高度範囲に対して適用される。関数発生器７５Ａは、スルーイング係数値と気圧値とを相関付ける。処理済“気圧”に関して、処理は関数発生器７５Ａを使用して対応するスルーイング係数値を決定する。この値は、現処理済“機関速度”及び処理済“マニホルド圧”との相関のためにそれぞれのテーブル７４Ａ、７６Ａから求められたそれぞれの値をスルーイング（番号７７Ａで示す）してシャフト速度値を生成するために使用される。
【００６０】
この過速度保護副戦略は、４つの関数発生器１４０、１４２、１４４、１４６、２つの比較機能１４８、１５０、１つのＡＮＤ論理機能１５２、１つのラッチ機能１５４、１つの乗算機能１５６、及び１つのスイッチ機能１５８を更に備えている。
【００６１】
処理済“気圧”値は、気圧補償値を関数発生器１４４から選択するために使用される。シャフト速度は、“過速度保護命令信号補正”値を関数発生器１４６から選択するために使用される。これら２つの選択された値は乗算機能１５６によって処理され、“制御信号”２９に対する“過速度保護寄与”のためのデータ値が生成される。
【００６２】
スイッチ機能１５８は、セットされると、“制御信号”２９に対する“過速度保護寄与”を加算機能５０へ通過させることができる。セットされていない場合には、スイッチ機能は寄与を通過させることはできず、その代わりに０値寄与が供給されるようになっている。
【００６３】
ラッチ機能１５４の目的は、図３のリレー機能９４が行っているように、スイッチ機能１５８のセット及びリセットを制御することである。スイッチ機能特性にヒステリシスが賦課され続けるが、この場合には、ヒステリシス帯は気圧の変化に対して調整される。
【００６４】
従って、タービンシャフト速度データは、それぞれの比較機能１４８、１５０によって、ヒステリシス帯限度に対応する値と比較される。関数発生器１４０は、普遍的な気圧に従って帯の上限を設定する。関数発生器１４２は、普遍的な気圧に従って帯の下限を設定する。
【００６５】
シャフト速度が帯の上限に等しいか、またはそれを越えた場合には、比較機能１４８はラッチ機能１５４をセットする。ラッチ機能がセットされると、それによってスイッチ機能１５８がセットされ、“制御信号”に対する“過速度保護寄与”が加算機能５０へ通過させられる。加算機能５０は、それを、加算機能への他の２つの入力の和から減算する。
【００６６】
シャフト速度がヒステリシス帯の下限に等しいか、またはそれより低下した場合には、比較機能１５０はラッチ機能１５４をリセットする。ラッチ機能がリセットされると、それによってスイッチ機能１５８がリセットされ、“制御信号”に対する“過速度保護寄与”の加算機能５０への通過が終了し、代わりに０値寄与が通過するようになる。
【００６７】
以上に本発明の現在では好ましい実施の形態に関して詳細に説明したが、本発明の原理は本発明の範囲内にある全ての実施の形態及び使用に適用できることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ドライバ回路を通してターボチャージャ羽根位置を制御するソレノイドへ供給されるＰＷＭ信号を生成するために、本発明の原理による一般的戦略に印加される入力変数及びプログラムされたパラメータを示す概要図である。
【図２】  Ａ及びＢが一緒になって、一般的戦略のより詳細な図を形成する。
【図３】  一般的戦略内の第１の副戦略の詳細図である。
【図４】  一般的戦略内の第２の副戦略の詳細図である。
【図５】  一般的戦略内の第３の副戦略の詳細図である。
【図６】  Ａ及びＢが一緒になって、変更された一般的戦略のより詳細な図を形成する。
【図７】  図６Ａ及びＢの変更された一般的戦略内の１つの副戦略の詳細図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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