(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに作動的に連結されたタービンハウジングとコンプレッサハウジングとを有し、内燃機関内で用いられる可変形態ターボチャージャを制御する方法であって、総所望背圧を求めるステップと、測定した背圧を求めるステップと、総所望背圧と測定背圧の差ΔＥＢＰを求めるステップと、差ΔＥＢＰに基づいてデューティサイクルを求めるステップと、計算したデューティサイクルに基づいてターボチャージャノズルを作動させるステップとを有し、ノズルは、総所望背圧を達成するよう位置決めされることを特徴とする方法。
【請求項２】
ノズルは、作動に先立って存在するノズル位置と関連して小刻みに動作することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ノズルは、作動に先立って位置するノズル位置と無関係に、所定のノズル位置を占めることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
総所望背圧は、ベース所望背圧、温度所望背圧、ブレーキ所望背圧又はＥＧＲ所望背圧であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
総所望背圧は、ベース所望背圧、温度所望背圧、ブレーキ所望背圧及びＥＧＲ所望背圧の任意の組合せであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
総所望背圧は、ベース所望背圧と、温度所望背圧と、ブレーキ所望背圧と、ＥＧＲ所望背圧とから成ることを特徴とする請求項１記載方法。
【請求項７】
差ΔＥＢＰは、コントローラで計算されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
コントローラは、電子制御モジュール、エンジンマイクロプロセッサ又はターボチャージャマイクロプロセッサであることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
コントローラは、パルス幅変調信号をパルス幅変調ドライバに送り、パルス幅変調ドライバは、デューティサイクルを求めることになることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
パルス幅変調ドライバは、デューティサイクルをノズルの制御装置に送ることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
制御装置は、制御ソレノイド又は空気弁であることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
ノズルは、２５％以下のデューティサイクルで完全に開き、７５％以上のデューティサイクルで完全に閉じられることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
互いに作動的に連結されたタービンハウジングとコンプレッサハウジングとを有し、内燃機関内で用いられる可変形態ターボチャージャを制御する方法であって、ベースデューティサイクルを求めるステップと、総所望背圧を求めるステップと、測定した背圧を求めるステップと、総所望背圧と測定背圧の差ΔＥＢＰを求めるステップと、差ΔＥＢＰに基づいて排気圧デューティサイクルを求めるステップと、排気圧デューティサイクルによってベースデューティサイクルを調節することによりターボチャージャデューティサイクルを求めるステップと、ターボチャージャデューティサイクルに基づいてターボチャージャノズルを作動させるステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
ノズルは、作動に先立って存在するノズル位置と関連して小刻みに動作することを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
ノズルは、作動に先立って位置するノズル位置と無関係に、所定のノズル位置を占めることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
ベースデューティサイクルは、エンジン速度及びエンジン負荷に基づいてベースデューティサイクルセットポイント表により決定されることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
ベースデューティサイクルは、エンジン温度、エンジン速度及びエンジン負荷に基づいてベースデューティサイクルセットポイント表により決定されることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
ベースデューティサイクルは、ブレーキパラメータ、車速、エンジン速度及びエンジン負荷に基づいてベースデューティサイクルセットポイント表により決定されることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１９】
ベースデューティサイクルは、ＥＧＲ信号、エンジン速度及びエンジン負荷に基づいてベースデューティサイクルセットポイント表により決定されることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項２０】
ベースデューティサイクルは、エンジン温度、ブレーキ高めた、車速、ＥＧＲ信号、エンジン速度及びエンジン負荷に基づいてベースデューティサイクルセットポイント表により決定されることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項２１】
総所望背圧は、ベース所望背圧、温度所望背圧、ブレーキ所望背圧又はＥＧＲ所望背圧であることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項２２】
総所望背圧は、ベース所望背圧、温度所望背圧、ブレーキ所望背圧及びＥＧＲ所望背圧の任意の組合せであることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項２３】
総所望背圧は、ベース所望背圧と、温度所望背圧と、ブレーキ所望背圧と、ＥＧＲ所望背圧とから成ることを特徴とする請求項１６記載方法。
【請求項２４】
差ΔＥＢＰは、コントローラで計算されることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項２５】
コントローラは、電子制御モジュール、エンジンマイクロプロセッサ又はターボチャージャマイクロプロセッサであることを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
コントローラは、パルス幅変調信号をパルス幅変調ドライバに送り、パルス幅変調ドライバは、デューティサイクルを求めることになることを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
パルス幅変調ドライバは、デューティサイクルをノズルの制御装置に送ることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
制御装置は、制御ソレノイド又は空気弁であることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
ノズルは、２５％以下のデューティサイクルで完全に開き、７５％以上のデューティサイクルで完全に閉じられることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、２０００年１月２５日に出願された米国仮特許第６０／１７８，０７１号の権益を主張する出願である。
【０００２】
〔発明の分野〕
本発明は一般に、ターボチャージャの制御システムに関する。本発明は特に、排気圧を検出して内燃機関に搭載された可変形態（variable geometry ）ターボチャージャを制御する制御システムに関する。
【０００３】
多くの内燃機関は、エンジン性能を向上させるためにターボチャージャを用いている。ターボチャージャは、エンジン内への吸入空気の密度を増大させる。空気の密度が高いと、エンジンで燃焼させることができる空気の量が増大する。その結果、エンジンの出力は増大する。ターボチャージャは典型的には、共通シャフトによって互いに連結されたタービンとコンプレッサを有している。タービンは、ホイールに取り付けられた動翼を有し、ホイールはシャフトに取り付けられている。タービンハウジングはタービンを収納していて、エンジンの排気マニホルドにつながっている。タービンハウジングは、排ガスをタービン動翼に差し向ける静翼を有している。コンプレッサは、別のホイールに取り付けられた動翼を有し、このホイールも又、シャフトに取り付けられている。コンプレッサハウジングは、コンプレッサを収納していて、エンジンの吸気マニホルドにつながっている。コンプレッサハウジングは、コンプレッサが吸入空気を圧縮するのを助ける静翼を有している。コンプレッサハウジングは、タービンハウジングから隔離されている。
【０００４】
作用を説明すると、排ガスは、排気マニホルドを通ってタービンハウジング内へ流れる。タービンハウジング内の静翼は、排ガスをタービン動翼に差し向ける。排気圧により、タービンは回転し、それによりコンプレッサが回転する。回転中のコンプレッサは、吸入空気を圧縮する。その結果、密度の高くなった空気が吸気マニホルドに与えられる。
【０００５】
ターボチャージャでは、排気圧は、吸気圧に対して直接的な影響がある。排気圧が増大すると、タービン、その結果としてのコンプレッサは一層速く回転する。コンプレッサが一層早く回転すると、吸気圧が増大する。排気圧が減少すると逆の効果が生じる。
【０００６】
多くのターボチャージャは、固定された形態（又は、幾何学的形状）を有している。タービン及びコンプレッサハウジング内の静翼は、静止している。設計上、固定形状のターボチャージャは特定のエンジン速度及び負荷では効率的に動作する。これとは逆に、かかるターボチャージャは、設計対象ではないエンジン速度及び負荷では動作効率が低い。
【０００７】
低エンジン速度では、排気圧は低い。この排気圧は、タービンを作動させるのに必要な最小値よりも低い場合がある。エンジンがアイドリング状態又は低速状態から加速すると、エンジン負荷が増大する時点からタービンを回転させるのに十分な排気圧が生じる時点までに遅れがある。タービンの回転時であっても、排気圧は、コンプレッサが所望の吸気圧を生じさせるのに必要なほど迅速には、タービンを回転させるのに十分速くは十分に高い圧力に到達しない場合がある。
【０００８】
排気圧は、エンジン速度の増大につれて増大する。或る時点において、圧力はターボチャージャに過剰の動力を与えるほど高くなる。ターボチャージャが過剰動力を与えられると、エンジン性能が低下する。加うるに、過剰動力が与えられたターボチャージャと関連した高い排気圧により、ターボチャージャが疲労に起因して故障し、シールが破損し、そしてこれらと同様な問題が生じる場合がある。
【０００９】
効率を向上させるため、固定形態のターボチャージャは、低エンジン速度で高コンプレッサ速度をもたらすよう寸法決めされている。タービンハウジング内の静翼は通常、排気圧を増大させるために幅が狭い。静翼は又、排ガスの流れをタービン動翼の一部に差し向ける。このような設計変更により低エンジン速度でのターボチャージャの性能が向上したが、かかる設計変更は、高エンジン速度でのターボチャージャの性能に悪影響を及ぼす。静翼の幅を狭くすることにより、ターボチャージャが過剰駆動されるようになる排気圧が低下する。
【００１０】
過剰駆動を回避するため、固定形態ターボチャージャは、タービンと排気マニホルドとの間に配置されたウェイストバルブ又はこれに類似したバルブを有している。排気圧が或る特定のレベルに達すると、ウェイストバルブは、開いて排ガスをタービンから逸らす。この方式は、過剰動力条件に応動してこれを補正する。しかしながら、この方式は、条件が応動前に生じるようにするために待機している。またこの方式では、エネルギが無駄になり、追加の機器が必要になる。
【００１１】
新設計のターボチャージャは、可変形態のものである。タービン及び（又は）コンプレッサハウジングは、可変ノズルを有し、これら可変ノズルは、流れ面積及び流れ方向を変えるよう動く。多くの設計では、タービンだけが可変ノズルを有している。
【００１２】
可変ノズルタービン（ＶＮＴ）ターボチャージャは典型的には、ピボットを中心として開き位置と閉じ位置との間で回転する曲線形ノズルを有している。設計例の中には、閉じ位置ではノズル相互間に僅かな隙間が後に生じるものがある。設計の中には、ノズルが閉じると互いに接触し、それによりタービンへの排ガスの流れを本質的に停止させるものもある。ノズルは一斉に動作するようリング又はこれに類似した装置によって互いにつながっている。電子制御モジュールが、電子信号を送ってソレノイド、空気弁又はこれに類似した装置を動作状態にする。
【００１３】
排気圧が低いと、ノズルは閉じて排ガスの流れにとって狭い流れ面積を生じさせる。流れ面積が狭いと、タービンハウジングを通るガスの流れが絞られ、かくして、排気圧が増大する。ノズルは又、排ガスをタービン動翼の先端部に最適状態で差し向ける。差し向けられた流れ及び高い圧力により、タービンは、直ちに且つ速い速度で回転し始めることができる。その結果、ＶＮＴターボチャージャは、低エンジン速度で望まれる高コンプレッサ速度を生じさせる。
【００１４】
排気圧が増大すると、ノズルは開いてガスの流れに対する絞り又は制限を減少させる。ガスの流れは又、タービン動翼の長さ全体にわたってこれに差し向けられる。ガスの流れに対する絞りを減少させて流れ面積を大きくした状態では、タービン、その結果としてコンプレッサは、ノズルがこれらの条件下において閉じられていた場合よりもゆっくりと回転する。その結果、ターボチャージャは、過剰駆動条件に応動してこれを補正することができる。
【００１５】
ＶＮＴターボチャージャの性能を最適化するためには正しいノズル制御が必要である。内燃機関、特に車両に搭載されている内燃機関に対する需要は常に変化している。或る時点ではエンジンは低速状態にある。次の時点においてはエンジンは高速状態にある。エンジン負荷及び他のパラメータは、ほぼ常に変化している。したがって、ノズルは、新たな動作条件に素早く適合しなければならない。ノズルの閉じが遅れると、例えば、エンジンが高速から低速に移行すると、ターボチャージャは所望の吸気圧を生じさせない。ノズルの開きが遅れると、例えば、エンジンが低速状態から高速状態に移行すると、ターボチャージャは過剰駆動されることになる。
【００１６】
大抵の設計においては、ＶＮＴターボチャージャは吸気圧で制御されている。測定された吸気圧は所望の吸気圧と比較される。測定された吸気圧を求めるためのセンサが吸気マニホルド内に設けられている。エンジンの電子制御モジュール（ＥＣＭ）又は他のマイクロプロセッサは、エンジン動作パラメータ、例えば、エンジン速度、エンジン負荷、周囲空気圧等に基づいて所望の空気圧を決定する。測定した吸気圧が所望空気圧よりも高い場合、ＥＣＭはノズルを開き、ついには測定吸気圧と所望吸収圧が等しくなるようにする。これとは逆に、測定吸気圧が所望空気圧よりも低い場合、ＥＣＭはノズルを閉じ、ついにはこれらの吸気圧が等しくなるようにする。
【００１７】
ノズルを開き又は閉じるため、ＥＣＭはノズルを制御するソレノイド、空気弁又は他の装置に電気信号を送る。電気信号又はデューティサイクルの強さにより、ノズルの位置が決定される。デューティサイクルは、ノズルをこれらの閉じ位置に動かすのに必要な電気信号のこれを１００とした場合の割合である。デューティサイクルはノズル位置をあらわしているが、特定のノズル位置についてのデューティサイクルは、ターボチャージャによってばらつきがある。
【００１８】
吸気圧は、ＶＮＴターボチャージャの性能を最適化するには適していない。一般に、吸気圧は、ノズルが閉じると増大する。しかしながら、ノズルが更に閉じると吸気圧は最大レベルに達し、次に減少する位置がある。
【００１９】
図１は、吸気圧とタービンデューティサイクル（ノズル位置）との間の関係を示している。タービンデューティサイクルが２０％から６０％に増大すると、吸気圧は７インチ（なお、１インチは、約２．５４ｃｍ）Ｈｇから２８インチＨｇに増大する。タービンデューティサイクルが６０％以上に増大すると、吸気圧は減少する。ノズルは、コンプレッサを減速するのに十分、タービンへのガスの流れを絞っている。その結果、吸気圧は８０％のデューティサイクルで１９インチＨｇまで減少する。この時点ではそしてこれを越えた場合、ノズルは閉じられる。
【００２０】
ノズルが最大吸気圧の位置を越えて閉じると、ノズルは、排ガスがタービンを横切って流れるのを阻止する。タービン及びコンプレッサは、排ガスの流れが少ない状態でゆっくりと回転する。しかしながら、排気圧は、劇的に増大する。このようにコンプレッサの動作が遅いことと排気圧が高いということを組み合わせることにより、エンジントルクが減少し、燃料消費量が増大する。ターボチャージャは、過剰の排気圧をエンジンに送っている。過剰排気圧はエンジンから仕事を効果的に「盗んで」高い排気圧を生じさせる。この排気圧の向きはエンジンからエアコンプレッサに変わり、かくして、トランスミッションからの動力を逸らす。
【００２１】
最大吸気圧は主として排ガスの量で決まる。低エンジン速度では、最大吸気圧は高いデューティサイクルで（ノズルの閉鎖度が大きいとき）生じる。高いエンジン速度では、最大吸気圧は、低いデューティサイクルで（ノズルの開放度が大きいとき）生じる。この作用効果は、ノズルが完全に閉じている場合のＶＮＴターボチャージャに対して顕著である。
【００２２】
ＶＮＴターボチャージャを吸気圧に基づいて制御することは困難である。多くの吸気圧値では、ＥＣＭは、ノズルを開くか、或いは閉じるかどうかについて正しく判定することができない。例えば、図１においては、２５インチＨｇの吸気圧が２つのデューティサイクルで生じる。デューティサイクルに応じて、ノズルを開くと、吸気圧が減少し又は増大する場合がある。これと同様に、ノズルを閉じても吸気圧が減少し又は増大する場合がある。この問題は、ターボチャージャが完全に閉じるノズルを有している場合には悪化する。
【００２３】
制御上の問題に加えて、吸気圧を利用するコントローラは、ターボチャージャが過剰駆動される場合の過剰排気圧状態を突き止めてこれに取り組むようにはなっていない。これらの条件は、吸気圧が最大値に達する前に生じる場合がある。
【００２４】
過剰排気圧に取り組むため、ターボチャージャの中には、排気マニホルド内に排気圧センサを有するものがある。一方式では、ＥＣＭは排気圧が或るレベルに達するとノズルを開く。ＥＣＭは、排気圧が適正レベルに戻るまでノズルを開き状態に維持する。別の設計は吸気圧を排気圧と比較する。これら圧力の差が或るレベルに達するとＥＣＭは差が適正レベルに戻るまでノズルを開く。
【００２５】
これらの方式は過剰排気圧に応じるものであるが、これら方式は、過剰駆動状態がすでに無くなった後でも上記の作用を行う。これら方式では、追加の機器、即ちセンサ及びこれに関連した制御インタフェースが必要である。加うるに、これら方式は、ターボチャージャを作動させるとき、「シーソー」効果を生じさせる。吸気圧が所望吸気圧よりも低い場合、ＥＣＭはノズルを閉じる。この作用により、排気圧が増大してタービン及びコンプレッサが高速駆動される。排気圧が或るレベルを超えると、ＥＣＭはノズルを開いて排気圧を減少させる。この時点において、測定吸気圧が所望吸気圧よりも低い場合、ＥＣＭはノズルを閉じて吸気圧を増大させる。このシーソー効果は、エンジンの動作パラメータが変化するまで続く。
【００２６】
別の設計では、ＶＮＴターボチャージャは、可変静翼の位置を検出することによって制御される。所定のマップにより、エンジン条件、例えば、エンジン速度及びエンジン負荷に基づく所望の静翼位置が得られる。これらエンジン条件が変化すると、可変静翼は、これらの条件について所望の静翼位置に動かされる。理論的には、所望の静翼位置は、所望の吸気ブースト圧を生じさせるはずである。しかしながら、静翼位置は、排ガス量のばらつき及び変化しているエンジン条件と関連した圧力に適切には適合しない。加うるに、静翼位置と吸気ブースト圧の関係は、もし製造許容差がターボチャージャ相互で僅かなものでなければ誤差を持つことになる。
【００２７】
したがって、有用な吸気ブースト圧を最大にし、他方可変であり且つ変化するエンジン動作条件下における過剰排気圧及び過剰駆動条件を回避するターボチャージャ制御システムが要望されている。
【００２８】
〔発明の概要〕
本発明は、エンジンの背圧を用いて可変形態ターボチャージャを制御するシステム及び方法を提供する。制御システムは、エンジンパラメータに基づいて所望の背圧を求める。次に、所望の背圧を測定した背圧と比較して測定背圧と所望背圧の差を求める。この差を用いてデューティサイクルを求める。
【００２９】
背圧方式は、従来方式と比べて高い制御性をもたらす。この制御性の向上により、寒中（寒い天候）におけるウォームアップ（暖機運転）、エンジンブレーキ（制動）作用及び排ガス再循環（ＥＧＲ）機能を備えたターボチャージャを制御する追加の実施形態が実現可能である。寒中においては、「超過」排気圧により、エンジンは、燃料消費量を増大させ、かくして、エンジンのウォームアップに至るまでの時間が短くなる。
【００３０】
制動の際、エンジンを用いると車両を減速することができる。排気圧が高いと負のトルクが増大し、かくしてエンジンが減速する。エンジン速度の減少により、トランスミッションが働いている場合に車両は減速される。エンジンブレーキは、クルーズコントロールを強化するのに望ましい。ＥＧＲを搭載したエンジンの場合、制御システムは、排気圧が常時吸気圧よりも高いようにする。これにより、排ガスは所望に応じて吸気マニホルドに入ることができる。またこれにより、ＥＧＲと関連した追加の機器が不要になる。
【００３１】
これら実施形態はターボチャージャについてのデューティサイクルを定めるために背圧を用いているが、変形実施形態では、排気圧を用いて他の動作パラメータによって決定されたデューティサイクルを調節する。変形実施形態では、ベースデューティサイクルが、エンジン速度及びエンジン負荷から決定される。測定背圧と所望背圧の差を用いて排気圧制御デューティサイクルを求める。次に、ベースデューティサイクルを排気圧制御デューティサイクルによって調整するとターボチャージャデューティサイクルが求まる。
【００３２】
添付の図面及び以下の詳細な説明は、本発明の追加の特徴及び利点を記載している。以下の説明から多くの利点及び特徴が明らかになり、本発明の実施によって理解できよう。
本発明の内容は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むと一層よく理解できよう。
【００３３】
〔実施形態の詳細な説明〕
図２〜図４は、本発明に従って排気圧を検出することにより制御されるターボチャージャ１１０を備えた内燃機関１００を示している。図２は、エンジン１００に搭載されたターボチャージャ１１０の斜視図である。図３は、図２のターボチャージャ１１０の拡大斜視図である。図４は、エンジン１００に搭載されたターボチャージャ１１０の略図である（エンジンの一方の側しか示していない）。
【００３４】
内燃機関１００は、Ｖ型の圧縮点火又はディーゼルエンジンである。ターボチャージャ１１０は、可変ノズルタービン（ＶＮＴ）ターボチャージャである。図４は、４つのシリンダしか示していないが、本発明は任意の数のシリンダに利用することができる。さらに、エンジンは、火花点火及びインライン又は他の形態をしていてもよい。本発明は、可変コンプレッサノズルを備えたターボチャージャを含む任意の可変形態ターボチャージャに利用できる。ターボチャージャを１つしか示していないが、本発明は多数のターボチャージャを搭載したエンジンに適用できる。
【００３５】
ターボチャージャ１１０は、コンプレッサハウジング２２０に連結されたタービンハウジング２１０を有している。タービンハウジング２１０は、内燃機関１００の排気マニホルド２３０に連結されている。コンプレッサハウジングは、吸気マニホルド２３５に連結されている。ターボチャージャ１１０をエンジン１００に搭載する特定の方式が図示されているが、他の取付け方式を用いてもよい。
【００３６】
タービンハウジング２１０は、シャフト２５０に取り付けられたタービン２４５を収納している。タービンは、制御ソレノイド２４０によって動作される可変ノズル（図示せず）を有している。空気弁又は他の制御弁を制御ソレノイド２４０に代えて用いてもよい。制御ソレノイド２４０は、ノズルを開閉し、これらノズルを完全に閉じると、ノズル相互間には隙間が殆ど無く、或いは全く無い。ノズルが完全に閉じることができない場合、他のターボチャージャを用いてもよい。
【００３７】
コンプレッサハウジング２２０は、シャフト２５０に取り付けられたコンプレッサ２２２を収納しており、このシャフトは、コンプレッサ２２２をタービン２４５に連結している。シャフト２５０を除き、コンプレッサハウジング２２０は、タービンハウジング２１０から隔離されている。コンプレッサハウジング２２０は、エンジン１００のための吸入空気（吸気）を加圧するのを助ける静翼（図示せず）を有している。静翼は、任意的に用いられ、種々のタイプの静翼を使用することができる。
【００３８】
背圧センサ２５５が、背圧を検出するために排気マニホルド２３０に作動的に取り付けられている。背圧センサ２５５は、測定された背圧を電子制御モジュール（図示せず）に指示する圧力信号を出力する。センサを用いているが、背圧を求めてその信号を出力するのに他の手段を用いてもよい。背圧センサ２５５についての位置が図示されているが、この位置を排ガスマニホルド２３０及び排ガスマニホルド２３０とつながったタービンハウジング２１０の部分上のどこか他の場所に配置してもよい。
【００３９】
電子制御モジュールは、測定された背圧に基づいてノズルを開閉する制御信号を制御ソレノイド２４０に送る。電子制御モジュールは、エンジンを制御するのに用いられるマイクロプロセッサであるのがよい。しかしながら、エンジン及びタービンを制御する互いに別々のマイクロプロセッサを設けるのがよい。この方式では、エンジン用マイクロプロセッサは、モニタ及び制御目的のためにターボチャージャ用マイクロプロセッサに接続されることになろう。
【００４０】
図５は、本発明のターボチャージャ用制御インタフェースのブロック図である。速度センサ５０５及び負荷センサ５１０がそれぞれエンジン速度及びエンジン負荷の電子信号を電子制御モジュール（ＥＣＭ）５１５に送る。背圧センサ２５５は、測定された背圧（ＭＥＢＰ）の電子信号をＥＣＭ５１５に与える。
【００４１】
他の予め求められたエンジンパラメータ５２０をＥＣＭ５１５に与えるのがよい。他の予め求められたエンジンパラメータ５２０としては、周囲空気圧、車速、エンジン温度、エンジン及び車両の他の共通の動作パラメータが挙げられる。
【００４２】
センサが電子信号を出力するものとして示されているが、ＥＣＭ５１５への必要な入力を生じさせるために他の手段を用いてもよい。加うるに、入力は、電子信号以外の信号、例えば、磁気信号又は光信号であってもよい。ただし、ＥＣＭ５１５がこれらを解釈してターボチャージャを制御できることを条件とする。
【００４３】
ＥＣＭ５１５は、一時的又は永久記憶が可能な電子又はデータ記憶媒体５２５を含み、或いはこれに接続されている。かかる電子又はデータ記憶媒体としては、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気記憶媒体、光記憶媒体及びこれらの装置の組合せが挙げられる。電子又はデータ記憶媒体は、制御システム中において、読出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、キープアライブ（keep-alive）メモリ等として機能する。
【００４４】
ＥＣＭ５１５は、測定された背圧（ＭＥＢＰ）と所望の背圧（ＤＥＢＰ）とを互いに比較する。ＥＣＭ５１５は、エンジン速度及びエンジン負荷を電子又はデータ記憶媒体５２５中のマップデータと比較することによりＤＥＢＰを決定する。ＥＣＭ５１５は、ＭＥＢＰとＤＥＢＰの差（ΔＥＢＰ）を求める。ΔＥＢＰに基づいて、ＥＣＭ５１５は、パルス幅変調信号をパルス幅変調（ＰＷＭ）ドライバ５３０に送る。パルス幅変調信号及びドライバを用いているが、他形式の信号及びドライバを用いてもよい。
【００４５】
ＰＷＭドライバ５３０は、デューティサイクルを定めてこれをターボチャージャ１１０の制御ソレノイド２４０に送る。制御ソレノイド２４０は、デューティサイクルに基づいてタービンノズルを開閉する。
【００４６】
図６は、本発明のターボチャージャ用閉ループ制御方式の第１の実施形態を示している。エンジン速度信号及びエンジン負荷信号を、これらが第１の低域フィルタ６１０及び第２の低域フィルタ６１５をそれぞれ通過した後、セットポイント表６０５に送る。セットポイント表６０５は、エンジン速度及びエンジン負荷に基づいて所望背圧（ＤＥＢＰ）を定める。次に、ＤＥＢＰを加算器６２０に送る。注目されるべきこととして、図６のＤＥＢＰは、図１０に示す種々のケースのうちの特別なケース、即ちベースとなるケースである。かくして、ベースとしてのケースでは、図６のＤＥＢＰは、図１０のベース所望背圧であり、図６のセットポイント表６０５は、図１０のベースセットポイント表６０５である。
【００４７】
ＤＥＢＰを求めるために、例えばエンジン速度及びエンジン負荷に代えて、或いはこれに加えて他の予め求められたエンジンパラメータを用いてもよいが、これについては図１０を参照して説明する。他の又は追加のエンジン動作パラメータを用いる場合、動作データは、これらのパラメータに基づいて所望背圧を割り出す。
【００４８】
引き続き図６を参照すると、測定背圧（ＭＥＢＰ）は次に、低域フィルタ６２５を通過して加算器６２０に送られる。加算器６２０は、ＭＥＢＰとＤＥＢＰの差（ΔＥＢＰ）を求める。加算器は、ΔＥＢＰをパルス幅変調（ＰＷＭ）ドライバ６３０に送る。
【００４９】
ΔＥＢＰに基づいて、ＰＷＭドライバ６３０は、デューティサイクルを定めてこれをターボチャージャ１１０に送る。デューティサイクルは、ΔＥＢＰに応動して適宜ターボチャージャのノズルを開き又は閉じる。
【００５０】
第１の方式では、ＰＷＭドライバ６３０はノズルの現在の位置と関連してノズルを小刻みに開閉する。例えば、デューティサイクルは、ΔＥＢＰに基づいてノズルを更に３゜開く。ノズルを開き又は閉じる小刻みの量は一定であってもよく、或いは、ΔＥＢＰの大きさと関連して様々であってよい。
【００５１】
第２の方式では、ＰＷＭドライバ６３０は、ノズルの位置とは無関係にノズルを開閉してこれらを特定の所定位置に動作させる。例えば、デューティサイクルは、ΔＥＢＰに基づいてノズルの開き度が１５゜であるようにノズルを動かす。
【００５２】
各方式は、所望の結果を達成し、ＤＥＢＰを達成するようノズルを位置決めする。しかしながら、第１の方式は、ＤＥＢＰを達成するのにノズル位置に対して小刻みな調整が必要な場合に好適である。これとは逆に、第２の方式は、ＤＥＢＰを達成するのにノズル位置に対して大幅な調整が必要な場合に好適である。
【００５３】
第３の方式は、第１の方式と第２の方式を組み合わせたものである。ＥＢＰの大きさが閾値よりも大きく又はこれを超えている場合、デューティサイクルは、ノズルの現在の位置とは無関係にノズルを動かしてＤＥＢＰを達成することになる。ＥＢＰの大きさが閾値よりも小さく又はこれを下回っている場合、デューティサイクルは、ノズルの現在の位置に応じてノズルを小刻みに動かすことになる。
【００５４】
この制御方式は、制御システムを非動作状態にするのに他のパラメータを送らなければそれ自体連続的に繰り返す。これら他のパラメータとしては、ターボチャージャ稼働／作動停止スイッチ、エンジンアイドリング制御、及びこれに類似した制御機能が挙げられる。
【００５５】
かかる制御方式の好ましい実行速度は、１２５Ｈｚのオーダである。しかしながら、特にエンジン条件のばらつきが変化している場合、実行を遅くし又は速くするのがよい。例えば、遅い実行速度は、エンジン条件が急激には変化しない場合により適切な場合がある。
【００５６】
図７は、特定のエンジン負荷及びエンジン速度についてのＤＥＢＰを求めるための簡略化されたセットポイント表６０５を示している。例えば、この表は、燃料比が５５でありエンジン速度が１４００ＲＰＭであるとき、６３インチＨｇのＤＥＢＰを示している。使用にあたり、表は、全ての動作時エンジン速度及びエンジン負荷についてのＤＥＢＰ値の全範囲を含むよう拡張される。
【００５７】
ターボチャージャの設計方式及びサイズにより、デューティサイクルとノズル位置との間の関係が変化する。例えば、一設計方式のデューティサイクルは、ノズルを１０゜開く。別の設計方式の同一デューティサイクルは、ノズルを１２゜開く。同一設計ではあるが異なるサイズのターボチャージャにより示される不一致の度合いは同一である。
【００５８】
これとは対照的に、同一設計且つ同一サイズのターボチャージャは、デューティサイクルとノズルの開きとの間に一定の関係を持つ。しかしながら、これらターボチャージャは、ターボチャージャ毎に製造上のばらつきを持っている。ターボチャージャのその動作範囲全体にわたる実験的分析によりこの製造上のばらつきを大幅に減少させることができ、更に統計的手法により、無くすことができる。
【００５９】
ターボチャージャの実験的試験により、所与のエンジン動作パラメータ（例えば、エンジン負荷及びエンジン速度）についてＤＥＢＰが求められる。かかる試験により、吸気ブースト圧を最大にし、他方、過剰排気圧及び過剰駆動条件を回避するＤＥＢＰ又はＤＥＢＰの範囲が求められる。適正な統計学的分析により、同一設計及び同一サイズのターボチャージャ相互間の製造上のばらつきが事実上無くなる。
【００６０】
本発明は、背圧を検出して可変形態ターボチャージャを制御するので有利である。図８に示すように、マニホルド排気圧とタービンデューティサイクル（ノズル位置）との間には直接的な関係がある。背圧を検出することにより、ノズルを所望の背圧に基づいて一層最適に再位置決めすることができる。
【００６１】
図８では、ノズルは、２５％を下回るタービンデューティサイクルでは完全に開いている。ノズルは、７５％を上回るタービンデューティサイクルでは完全に閉じている。曲線のプロフィール及び位置は排ガスの量と共に変化するが、エンジンの互いに異なる動作レベル全体にわたりこの関係は保たれる。
【００６２】
タービンデューティサイクル中の比較的僅かな変化に対して排気圧が劇的に変化することは重要なことである。これら劇的な変化により、本発明の制御機能が向上する。理想的には、ターボチャージャを最適動作位置で又はこれに近い位置で、即ち、過剰排気圧又は過剰駆動条件に到達しない限り最も高い吸気ブースト圧で動作することが望ましい。実際には、この最適動作位置を首尾一貫して達成すること又はこれに近い状態にすることは非常に困難である。ターボチャージャの動作及び製造上のばらつき並びに変化するエンジン条件は、上記問題を複雑にする。
【００６３】
さらに、吸気圧は、デューティサイクルが変化しても劇的には変化しない。これらの問題のため、吸気圧に基づく多くのコントローラは、過剰排気圧及び過剰駆動条件を回避するために広い誤差範囲を有している。これとは対照的に、デューティサイクルの変化に対する排気圧の劇的な変化により、本発明は、最適動作位置の近くで又はこの位置で動作できる。図９は、排気圧及び吸気圧とタービンデューティサイクルとを比較している。
【００６４】
この良好な制御により、本発明の複数の変形実施形態の実施が可能になる。これら変形実施形態では、所望背圧（ＤＥＢＰ）を調整して追加の特徴、例えば、寒中におけるエンジンのウォームアップ、エンジンブレーキ及び排ガス再循環（ＥＧＲ）を可能にする。これらと類似した特徴を追加してもよいが、図示していない。これら追加の特徴としては、タービンの過剰速度保護、周囲圧力の調整等が挙げられる。
【００６５】
図１０は、本発明のターボチャージャ用閉ループ制御方式の第２の実施形態を示している。エンジン速度信号及びエンジン負荷信号を、これらが第１の低域フィルタ６１０及び第２の低域フィルタ６１５をそれぞれ通過した後、セットポイント表６０５，７０５，８０５，９０５に送る。ベースセットポイント表６０５は、エンジン速度及びエンジン負荷に基づいてベース所望背圧（ＤＥＢＰ−ＢＡＳＥ）を定める。次に、ＤＥＢＰ−ＢＡＳＥをＤＥＢＰ加算器６２０に送る。
【００６６】
寒中におけるウォームアップを可能にするため、エンジン温度信号を、これが第３の低域フィルタ７１０を通過した後温度セットポイント表７０５に送る。エンジン温度信号を、エンジンオイル、エンジン冷却剤又は他の類似の手段中に設けられたセンサにより表示させるのがよい。温度セットポイント表７０５は、エンジン速度、エンジン負荷及びエンジン温度に基づいて温度所望背圧（ＤＥＢＰ−Ｔ）を決定する。エンジンが冷えていてアイドリング状態であれば、ＤＥＢＰ−Ｔは、エンジンのウォームアップを早めるために増大する。エンジンが高速で作動しているとき又はエンジン負荷が高い場合、ＤＥＢＰ−Ｔは、低い値であるか又は０である。というのは、これらの条件下において背圧を増大させる必要は殆どないからである。ＤＥＢＰ−ＴをＤＥＢＰ加算器６３５に送る。
【００６７】
エンジンブレーキが望ましい場合、車速及び他のブレーキパラメータに関する信号を、これらが第４の低域フィルタ８１０及び第５の低域フィルタ８１５を通過した後、ブレーキセットポイント表８０５に送る。他のブレーキパラメータとしては、ＡＢＳブレーキ、クルーズコントロール設定値、非常事態ブレーキ起動化、及び他のこれらに類似した信号又は関連パラメータが挙げられる。ブレーキセットポイント表８０５は、エンジン速度、エンジン負荷、車速及び他のパラメータに基づいてブレーキ所望背圧（ＤＥＢＰ−ＢＲＡＫＥ）を決定する。ＤＥＢＰ−ＢＲＡＫＥは、ＤＥＢＰ加算器６３５に送られる。
【００６８】
排ガス再循環（ＥＧＲ）が所望される場合、ＥＧＲ信号を、これが第６の低域フィルタ９１０を通過した後、ＥＧＲセットポイント表９０５に送る。ＥＧＲセットポイント表９０５は、エンジン速度及びエンジン負荷に基づいてＥＧＲ所望背圧（ＤＥＢＰ−ＧＲ）を決定する。ＤＥＢＰ−ＥＧＲは、ＤＥＢＰ加算器６３５に送られる。この特徴を用いるとエンジンへのＥＧＲの量を制御できるが、その目的は、背圧が吸気ブースト圧よりも高くするようにすることにある。これにより、排ガスが吸気マニホルドに流入するのに十分な圧力を持つようにするための費用のかかるベンチュリ及びこれに類似した装置が不要になる。
【００６９】
ＤＥＢＰ加算器６３５では、ＤＥＢＰ−ＢＡＳＥ、ＤＥＢＰ−Ｔ、ＤＥＢＰ−ＢＲＡＫＥ及びＤＥＢＰ−ＥＧＲを組み合わせて総所望背圧（ＤＥＢＰ−ＴＯＴ）を生じさせる。ＤＥＢＰ−ＴＯＴは加算器６２０に送られる。
【００７０】
測定背圧（ＭＥＢＰ）は、第７の低域フィルタ６２５を通って加算器６２０に送られる。加算器６２０は、ＭＥＢＰとＤＥＢＰ−ＴＯＴの差（ΔＥＢＰ）を求める。加算器６２０は、ΔＥＢＰをパルス幅変調（ＰＷＭ）ドライバ６３０に送る。
【００７１】
ΔＥＢＰに基づいて、ＰＷＭドライバ６３０は、デューティサイクルを定めてこれをターボチャージャ１１０に送る。デューティサイクルは、ΔＥＢＰに応動して適宜ターボチャージャのノズルを開き又は閉じる。
【００７２】
上述したように、ＰＷＭドライバ６３０はノズルの現在の位置と関連してノズルを小刻みに開閉する。変形例として、ＰＷＭドライバ６３０は、これらの位置とは無関係にノズルを特定の位置に開閉する。これらの方式を組み合わせることができる。
【００７３】
この制御方式は、制御システムを非動作状態にするのに他のパラメータを送らなければそれ自体連続的に繰り返す。かかる制御方式の好ましい実行速度は、１２５Ｈｚのオーダである。しかしながら、特にエンジン条件のばらつきが変化している場合、実行を遅くし又は速くするのがよい。
【００７４】
寒中におけるウォームアップ、エンジンブレーキ及びＥＧＲを１つの実施形態において説明したが、これらを別々に又は任意の組合せで用いることができる。他の特徴も又、実施形態のうちの任意のものに同様に組み込むことができる。これら特徴としては、タービンの過剰速度保護、周囲圧力調整等が挙げられる。周囲空気圧を測定してターボチャージャを種々の標高（高度）条件に適合させることができる。加うるに、動作パラメータ（例えば、エンジン速度、エンジン負荷及び他のパラメータ）を、ターボチャージャ１１０の制御のために単一で、全て、或いは任意の組合せで用いることができる。
【００７５】
図１１は、本発明のターボチャージャの閉ループ制御方式の第３の実施形態を示している。この実施形態では、排気圧は、他の幾つかの予め求められたエンジンパラメータによって設定されたデューティサイクルを調整するのに用いられる。これとは対照的に、先に述べた実施形態は、排気圧に基づいてデューティサイクルを設定する。エンジン速度信号及びエンジン負荷信号は、これらがそれぞれ第１の低域フィルタ６１０及び第２の低域フィルタ６１５を通過した後、セットポイント表６０５及びベースデューティサイクルセットポイント表６５０に送られる。セットポイント表６０５は、エンジン速度及びエンジン負荷に基づいて所望の背圧（ＤＥＢＰ）を決定する。ＤＥＢＰを加算器６２０に送る。
【００７６】
測定背圧（ＭＥＢＰ）は、低域フィルタ６２５を通って加算器６２０に送られる。加算器６２０は、ＭＥＢＰとＤＥＢＰの差（ΔＥＢＰ）を求める。この加算器は、ΔＥＢＰをパルス幅変調（ＰＷＭ）ドライバ６３０に送る。ΔＥＢＰに基づいて、ＰＷＭドライバ６３０は、排気圧デューティサイクル（ＤＵＴＹＣＹＣＬＥ−ＥＰ）を決定し、これを加算器６５５に送る。
【００７７】
ベースセットポイント表６５０は、エンジン速度及びエンジン負荷に基づいてベースデューティサイクル（ＤＵＴＹＣＹＣＬＥ−ＢＡＳＥ）を決定する。これらのパラメータは、ベースデューティサイクルを他のパラメータで求めることができるので、一例として示されている。ＤＵＴＹＣＹＣＬＥ−ＢＡＳＥは、加算器６５５に送られる。
【００７８】
加算器６５５は、ＤＵＴＹＣＹＣＬＥ−ＥＰとＤＵＴＹＣＹＣＬＥ−ＢＡＳＥを加算してターボチャージャデューティサイクル（ＤＵＴＹＣＹＣＬＥ−ＶＮＴ）を決定し、これをターボチャージャ１１０に送る。ＤＵＴＹＣＹＣＬＥ−ＶＮＴは、適宜ターボチャージャのノズルを開き又は閉じる。このようにして、ＤＵＴＹＣＹＣＬＥ−ＢＡＳＥは、ΔＥＢＰによって調整される。
【００７９】
この制御方式は、制御システムを非動作状態にするのに他のパラメータを送らなければそれ自体連続的に繰り返す。かかる制御方式の好ましい実行速度は、１２５Ｈｚのオーダである。しかしながら、特にエンジン条件のばらつきが変化している場合、実行を遅くし又は速くするのがよい。当然のことながら、この制御方式は、第２の実施形態において説明した寒中エンジンウォームアップ、エンジンブレーキ及びＥＧＲ特徴を更に含むのがよい。かくして、動作パラメータ（例えば、エンジン速度、エンジン負荷及び他のパラメータ）を、図１０を参照して説明したのと同様、ターボチャージャ１１０の制御のために単一で、全て、或いは任意の組合せで用いることができる。
【００８０】
図１２は、本発明に従い背圧を用いて可変ノズルターボチャージャを制御する方法を示している。ステップ１２０５では、所望背圧（ＤＥＢＰ）をエンジン速度及びエンジン負荷から求める。エンジン速度及びエンジン負荷に加えて他のエンジン又は車両パラメータを用いるのがよい。先の実験的試験により、エンジン速度及びエンジン負荷の全動作範囲に基づいてＤＥＢＰのマップが得られる。作用を説明すると、マップを用いてエンジン速度及びエンジン負荷に基づいてＤＥＢＰを求める。ＤＥＢＰを調整してターボチャージャのスピードの上げ過ぎを回避して周囲空気圧の変化に合わせるのがよい。
【００８１】
ステップ１２１０では、測定背圧（ＭＥＢＰ）を排気マニホルド中に配置されたセンサから求める。他の検出装置並びに他の場所を用いてもよい。ただし、排気圧を表す電気信号又は他の信号が得られことを条件とする。
【００８２】
ステップ１２１５では、ＤＥＢＰとＭＥＢＰの差（ΔＥＢＰ）を求める。ステップ１２２０では、ターボチャージャのデューティサイクルをΔＥＢＰに基づいて求める。
【００８３】
図１３は、本発明に従い背圧を用いて寒中ウォームアップ機能を備えた可変ノズルターボチャージャを制御する方法を示している。ステップ１３０５では、ベース所望背圧（ＤＥＢＰ−ＢＡＳＥ）をエンジン速度及びエンジン負荷から求める。エンジン速度及びエンジン負荷に代えて、或いはこれに加えて他のエンジン又は車両パラメータを用いてもよい。
【００８４】
ステップ１３１０では、温度所望背圧（ＤＥＢＰ−Ｔ）をエンジン温度、エンジン速度及びエンジン負荷から求める。エンジン温度は、エンジンオイル中に設けられたセンサ、冷却剤中に設けられたセンサ、又はエンジン温度を測定する他の適当な手段によって得ることができる。エンジン速度又はエンジン負荷が高い場合、ＤＥＢＰ−Ｔは非常に小さいか、或いは０である。
【００８５】
ステップ１３２０では、総所望背圧（ＤＥＢＰ−ＴＯＴ）を求める。ＤＥＢＰ−ＢＡＳＥをＤＥＢＰ−Ｔによって調整するとＤＥＢＰ−ＴＯＴが得られる。ステップ１３３０では、測定背圧（ＭＥＢＰ）を通常、排気マニホルド中に設けられたセンサから求める。ステップ１３４０では、ＤＥＢＰ−ＴＯＴとＭＥＢＰの差（ΔＥＢＰ）を求める。ステップ１３５０では、ターボチャージャのデューティサイクルを求める。
【００８６】
図１４は、本発明に従い背圧を用いてエンジンブレーキ機能を備えた可変ノズルターボチャージャを制御する方法を示している。ステップ１４０５では、ベース所望背圧（ＤＥＢＰ−ＢＡＳＥ）をエンジン速度及びエンジン負荷から求める。エンジン速度及びエンジン負荷に代えて、或いはこれに加えて他のエンジン又は車両パラメータを用いてもよい。
【００８７】
ステップ１４１０では、ブレーキ所望背圧（ＤＥＢＰ−ＢＲＡＫＥ）をエンジン速度、エンジン負荷、車速及び他の予め求められたブレーキ関連エンジンパラメータから求める。これら他のエンジンパラメータとしては、ＡＢＳブレーキ作用、非常時ブレーキ起動、クルーズコントロール起動等が挙げられる。
【００８８】
ステップ１４１５では、総所望背圧（ＤＥＢＰ−ＴＯＴ）を求める。ＤＥＢＰ−ＢＡＳＥをＤＥＢＰ−ＢＲＡＫＥによって調整するとＤＥＢＰ−ＴＯＴが得られる。
【００８９】
ステップ１４２０では、測定背圧（ＭＥＢＰ）を通常、排気マニホルド中に設けられたセンサから求める。ステップ１４２５では、ＤＥＢＰ−ＴＯＴとＭＥＢＰの差（ΔＥＢＰ）を求める。ステップ１４３０では、ターボチャージャのデューティサイクルを求める。
【００９０】
図１５は、本発明に従い背圧を用いて排ガス再循環（ＥＧＲ）機能を備えた可変ノズルターボチャージャを制御する方法を示している。ステップ１５０５では、ベース所望背圧（ＤＥＢＰ−ＢＡＳＥ）をエンジン速度及びエンジン負荷から求める。エンジン速度及びエンジン負荷に代えて、或いはこれに加えて他のエンジン又は車両パラメータを用いてもよい。
【００９１】
ステップ１５１０では、ＥＧＲ所望背圧（ＤＥＢＰ−ＥＧＲ）をエンジン温度、エンジン速度及びＥＧＲ要件から求める。本発明を用いてＥＧＲを制御できるが、本発明は、排気圧が吸気圧よりも高いようにするために用いられる。ＥＧＲ要件は、ＥＧＲコントローラ又はこれに類似した装置によって提供される。
【００９２】
ステップ１５１５では、総所望背圧（ＤＥＢＰ−ＴＯＴ）を求める。ＤＥＢＰ−ＢＡＳＥをＤＥＢＰ−ＥＧＲによって調整するとＤＥＢＰ−ＴＯＴが得られる。
【００９３】
ステップ１５２０では、測定背圧（ＭＥＢＰ）を通常、排気マニホルド中に設けられたセンサから求める。ステップ１５２５では、ＤＥＢＰ−ＴＯＴとＭＥＢＰの差（ΔＥＢＰ）を求める。ステップ１５３０では、ターボチャージャのデューティサイクルを求める。
【００９４】
当業者であれば、図１２〜図１５に記載した方法を組み合わせると背圧を用いてエンジンの寒中ウォームアップ、エンジンブレーキ及びＥＧＲ機能を備えたターボチャージャを制御する方法が得られることは容易に理解されよう。
【００９５】
図１６は、本発明に従って排気圧を用いて可変ノズルターボチャージャを制御する変形例としての方法を示している。ステップ１６０５では、ベースデューティサイクル（ＤＵＴＹＣＹＣＬＥ−ＢＡＳＥ）をエンジン速度及びエンジン負荷から求める。エンジン速度及びエンジン負荷に代えて、或いはこれに加えて他のエンジン又は車両パラメータを用いてもよい。
【００９６】
ステップ１６１０では、所望背圧（ＤＥＢＰ）をエンジン速度及びエンジン負荷から求める。エンジン速度及びエンジン負荷に代えて、或いはこれに加えて他のエンジン又は車両パラメータを用いてもよい。
【００９７】
ステップ１６１５では、測定背圧（ＭＥＢＰ）を通常、排気マニホルド中に配置されたセンサから求める。ステップ１６２０では、ＤＥＢＰとＭＥＢＰの差（ΔＥＢＰ）を求める。ステップ１６２５では、排気圧デューティサイクル（ＤＵＴＹＣＹＣＬＥ−ＥＰ）をΔＥＢＰに基づいて求める。ステップ１６３０では、ＤＵＴＹＣＹＣＬＥ−ＢＡＳＥをＤＵＴＹＣＹＣＬＥ−ＥＰによって調整してターボチャージャデューティサイクル（ＤＵＴＹＣＹＣＬＥ−ＶＮＴ）を得る。
【００９８】
本発明を、例示に過ぎない或る特定の好ましい実施形態を用いて説明した。当業者であれば、本発明の真の精神及び範囲から逸脱することなく設計変更又は改造を行うことができ、それにより追加の利点が得られることは想到できよう。例えば、本発明の制御システムを、可変ノズルコンプレッサを備えると共に可変ノズルタービンを備えたターボチャージャ、並びに可変ノズルコンプレッサを備えるが可変ノズルタービンは備えていないターボチャージャに適用できる。制御システムを多数のターボチャージャに使用することができる。加うるに、システム中の制御論理回路に代えて制御論理回路と同一の機能を実行する電子回路を用いてもよい。したがって、本発明は、本明細書で説明した特定の構造的細部、代表的な装置及び図示の例には限定されない。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及びその均等範囲にのみ基づいて定められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＶＮＴターボチャージャに関し、吸気圧をタービンデューティサイクルと比較するグラフ図である。
【図２】  本発明のターボチャージャ制御システムを備えたターボチャージャを有するディーゼルエンジンの斜視図である。
【図３】  図２のターボチャージャの拡大斜視図である。
【図４】  図２のターボチャージャの略図である。
【図５】  本発明のターボチャージャ制御インタフェースのブロック図である。
【図６】  本発明のターボチャージャ用の閉ループ制御方式の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図７】  本発明の所望背圧を求めるためのセットポイント表である。
【図８】  ＶＮＴターボチャージャに関し、排気圧をタービンデューティサイクルと比較するグラフ図である。
【図９】  ＶＮＴターボチャージャに関し、吸気圧及び排気圧をタービンデューティサイクルと比較するグラフ図である。
【図１０】  本発明のターボチャージャ用閉ループ制御方式の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図１１】  本発明のターボチャージャ用閉ループ制御方式の第３の実施形態を示すブロック図である。
【図１２】  本発明のＶＮＴターボチャージャを制御する方法を示す図である。
【図１３】  本発明の寒中ウォームアップ機能を備えたＶＮＴターボチャージャを制御する方法を示す図である。
【図１４】  本発明のエンジンブレーキ機能を備えたＶＮＴターボチャージャを制御する方法を示す図である。
【図１５】  本発明の排ガス再循環機能を備えたＶＮＴターボチャージャを制御する方法を示す図である。
【図１６】  本発明のＶＮＴターボチャージャを制御する別の方法を示す図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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