(57)【要約】【課題】バリアブルノズルターボチャージャにおいて、的確にノズルベーンの固着異常を検知して、ノズルベーンの固着を解消する。【解決手段】エンジンＥＣＵは、排気流量を推定するステップ（Ｓ１００）と、強制開閉処理が必要である電流しきい値Ｉ（ｔｈ）を算出するステップ（Ｓ１１０）と、バリアブルノズルを回動させるアクチュエータへの駆動電流Ｉを検知するステップ（Ｓ１２０）と、駆動電流Ｉが電流しきい値Ｉ（ｔｈ）以上であると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、強制開閉処理を実行するステップ（Ｓ１４０）とを含む、プログラムを実行する。なお、電流しきい値Ｉ（ｔｈ）は、排気流量が多くなるほど、大きくなるように設定される。【選択図】図６
2007113427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態に対応して開度の可変なノズルより導かれる排気ガスによって駆動されるタービンと前記タービンによって駆動され目標過給圧になるように吸気を圧縮するコンプレッサとを有するバリアブルノズル式ターボチャージャを備えた内燃機関におけるバリアブルノズル式ターボチャージャの制御装置であって、
前記目標過給圧に対応するように、前記ノズルの開度を制御するアクチュエータをフィードバック制御するための制御手段と、
前記フィードバック制御における駆動指令と前記駆動指令に対応する設定値とに基づいて、前記ノズルの固着異常を検知するための検知手段と、
前記設定値を排気流量に基づいて変更するための変更手段とを含む、バリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置。
【請求項２】
前記検知手段は、前記駆動指令が前記設定値以上であると、前記ノズルに固着異常が発生していることを検知するための手段を含み、
前記変更手段は、前記排気流量が大きいほど前記設定値が大きくなるように変更するための手段を含む、請求項１に記載のバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記ターボチャージャによる過給圧を検知するための手段をさらに含み、
前記変更手段は、前記検知された過給圧が大きいほど前記排気流量が大きいと判断して、前記設定値を変更するための手段を含む、請求項２に記載のバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記内燃機関の回転数を検知するための手段をさらに含み、
前記変更手段は、前記検知された回転数が大きいほど前記排気流量が大きいと判断して、前記設定値を変更するための手段を含む、請求項２に記載のバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、アクセル開度を検知するための手段をさらに含み、
前記変更手段は、前記検知されたアクセル開度が大きいほど前記排気流量が大きいと判断して、前記設定値を変更するための手段を含む、請求項２に記載のバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記検知手段により前記ノズルの固着異常が検知されると、前記ノズルを開閉するように制御するための手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載のバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気タービンの内部に形成された流路の有効面積を増減させる可変ノズルを備えるバリアブルノズル式ターボチャージャを備えた内燃機関（エンジン）に関し、特に、ノズルベーンの固着異常を的確に検知できる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用内燃機関には自然吸気式エンジンと過給式エンジンとがある。過給機構としては、一般にターボチャージャと呼ばれる排気タービン駆動式のものと、一般にスーパチャージャと呼ばれる機械駆動式のものとが実用化されている。ターボチャージャは、排気ガスのエネルギでタービンを回転させ、それと直結したコンプレッサで吸入空気を圧縮してエンジンに供給するものである。ターボチャージャ付エンジンでは、過給圧が過度に大きくなるのを防ぐため、タービンに流入する排気ガスの一部をバイパスさせるウエイストゲートバルブ(waste gate valve)が通常設けられている。
【０００３】
ターボチャージャに異常が発生し、ウエイストゲートバルブが閉じられたままで運転を続けた場合には、エンジンを異常な運転状態におくことになるため、エンジンの損傷を招くおそれがある。そこで、ターボチャージャの異常検知に関する技術が種々提案されている。たとえば、コンプレッサ出力側のブースト圧（過給圧）とタービン入力側の排気ガス圧力とを検知し、ブースト圧が排気ガス圧力より設定値以上低くかつその状態が設定時間継続したときにターボチャージャの異常と判定する技術等がある。
【０００４】
ところで、エンジンが低速回転域にあるときには、排気ガスの流量が少ないため、ターボチャージャによる過給は不充分なものとなる。その対策として、タービンノズルの開度すなわち面積を小さくすることにより、タービンロータに与える運動エネルギを増大させるターボチャージャが開発されている。バリアブルノズル式ターボチャージャは、そのようなターボチャージャの一種であって、回動可能な複数のノズルベーン（以下、バリアブルノズルや可変ノズルと記載する場合がある）を設け、ノズルベーン間に形成されるタービンノズルよりタービンロータへとエンジンの排気ガスを導く際のタービンノズルの開度を変えることができるようにしたものである。このようなバリアブルノズル式ターボチャージャにおいては、運転状態に応じた最適な過給圧制御となるようにノズル開度が制御されている。
【０００５】
このとき、たとえば、アクセル開度（＝エンジン負荷）とエンジン回転数とにより決定される目標過給圧になるように、ノズル開度がフィードバック制御される。また、エンジン負荷とエンジン回転数とにより規定されたノズル開度マップを予め設定しておいて、そのマップからノズル開度を決定して、ノズル開度を変更するアクチュエータ（たとえば、ＤＣサーボモータ）でノズル開度を制御する。
【０００６】
すなわち、バリアブルノズル式ターボチャージャは、排気タービンの内部に形成された流路の有効面積を増減させる可変ノズルを備え、可変ノズルは、排気ガスの流量が多量となる高負荷・高回転領域において流路の有効面積が大きくなるように制御される。また、可変ノズルは、排気ガスの流量が少ない低負荷・低回転領域においては流路の有効面積が小さくなるように制御される。可変ノズルがこのように制御されると、高負荷・高回転領域において内燃機関の背圧が不当に高圧となることが防止されるとともに、低負荷・低回転領域において吸気通路に十分な過給圧が確保される。従って、低負荷・低回転領域から高負荷・高回転領域にわたって優れた応答性と高い効率とを実現することができる。
【０００７】
たとえば、渋滞時や暖機運転中等により内燃機関の運転状態が所定の状態に維持される場合には、可変ノズルの開度は所定角度に維持される。可変ノズルの開度が長時間所定角度に維持されると、排気ガス中のカーボンが可変ノズル等の可動部近傍に堆積し易くなることで、可変ノズルが何れかの状態に固定される異常、すなわち、スティック異常が生ずる場合がある。可変ノズルのスティック異常は、可変ノズルが排気タービン内部の流路の有効面積を小さくした状態でスティックする異常（以下、この異常を閉側スティック異常と記載する）と、可変ノズルがかかる流路の有効面積を大きくした状態でスティックする異常（以下、この異常を開側スティック異常と記載する）とに区別される。
【０００８】
可変ノズルに閉側スティック異常が生じると、多量の排気ガスが排出された場合に背圧が過大となり、内燃機関の出力が低下するとともに、内燃機関の破損を招くおそれがある。また、可変ノズルに開側スティック異常が生じると、低負荷・低回転領域において吸気通路に大きな過給圧が確保されなくなり、内燃機関の応答性が低下するおそれがある。従って、可変ノズルを備えるバリアブルノズル式ターボチャージャを搭載する内燃機関において、このような不都合を解決するためには、可変ノズルのスティック異常の発生を確実に防止することが重要である。特開２０００−２６５８４６号公報（特許文献１）は、可変ノズルのスティック異常の発生を確実に防止することが可能なバリアブルノズル式ターボチャージャを搭載する内燃機関の制御装置を開示する。この公報に開示された制御装置は、排気タービンの内部に設けられた可変ノズルと、内燃機関の運転状態に応じて可変ノズルを開閉する通常開閉手段とを備えるバリアブルノズル式ターボチャージャを搭載する内燃機関の制御装置であって、内燃機関が所定の運転状態にある場合に可変ノズルを開閉する強制開閉手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
このバリアブルノズル式ターボチャージャを搭載する内燃機関の制御装置によると、可変ノズルは、内燃機関が所定の運転状態にある場合に強制的に開閉される。このため、内燃機関が所定の運転状態にある場合でも、可変ノズルの周囲にカーボンが堆積することがなく、可変ノズルにスティック異常が生じるのを確実に防止することができる。
【特許文献１】特開２０００−２６５８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示された制御装置においては、内燃機関がアイドル状態であると、固着状態が発生しているか否かにかかわらず、強制開閉手段により可変ノズルが強制的に開閉される。このように、可変ノズルが強制的に開閉される状況下において、過給圧の最大値および最小値が所定の範囲から逸脱するか否かを判別することにより、可変ノズルのスティック異常の有無を判断している。この制御装置によると、可変ノズルの固着を検知して強制開閉を行なうものではないため可変ノズルが固着していないのに強制開閉したり、強制開閉を行なった後にしか可変ノズルの固着が検知できないため強制開閉処理が遅れたりすることがあった。このように、可変ノズルの固着異常を的確に検知できない可能性、強制開閉処理が遅れて可変ノズルの固着を解消できない可能性があった。また、固着していないのに強制開閉することによる可変ノズルの磨耗、ドライバビリティの悪化が発生し得ることも問題である。
【００１１】
特に、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）やＤＰＮＲ（Diesel Particulate NOx Reduction）などの触媒コンバータを備えた内燃機関においては燃料添加（ポスト噴射）として、燃料添加ノズルを通じて、触媒コンバータのさらに上流であってバリアブルノズル式ターボチャージャの排気タービン上流に燃料が添加される。この燃料添加により、一時的に排気中の酸素濃度を低減し、かつ還元成分量（ＨＣ等）を増大させ、排気中の酸素濃度を低減し、かつ還元成分量（ＨＣ等）を増大させて、触媒は、これまでに吸収したＮＯｘをＮＯ2もしくはＮＯに還元して放出して、触媒のＮＯｘ吸収能力を回復（再生）する。このような燃料添加が行なわれると、燃料成分による可変ノズルを固着させる誘因となる。
【００１２】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、的確にノズルベーンの固着異常を検知して、ノズルベーンの固着を解消できる、バリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の発明に係る制御装置は、内燃機関の運転状態に対応して開度の可変なノズルより導かれる排気ガスによって駆動されるタービンとタービンによって駆動され目標過給圧になるように吸気を圧縮するコンプレッサとを有するバリアブルノズル式ターボチャージャを備えた内燃機関におけるバリアブルノズル式ターボチャージャを制御する。この制御装置は、目標過給圧に対応するように、ノズルの開度を制御するアクチュエータをフィードバック制御するための制御手段と、フィードバック制御における駆動指令と駆動指令に対応する設定値とに基づいて、ノズルの固着異常を検知するための検知手段と、設定値を排気流量に基づいて変更するための変更手段とを含む。
【００１４】
第１の発明によると、バリアブルノズル式ターボチャージャのノズル可動部は、排気ガス中に含まれる煤等の付着、添加された燃料等により回動不良（固着異常）が生じるおそれがある。ノズル可動部は、たとえばサーボモータをアクチュエータとする場合、サーボモータへの指示電流がフィードバック制御されるが、回動不良が生じている場合には、通常の指令電流値に比べてさらに高い指令値が出力される。このため、この発明においては、駆動指令の大きさと、駆動指令に対応する設定値とに基づいて（たとえば、駆動指令が設定値以上であると）ノズル可動部の回動不良を検知できる。このとき、排気流量が多くなるに従って排気の抵抗により可変ノズルの回動に必要な電流値が高くなる。そのため、変更手段は、排気流量が多くなるに従って設定値を変更（上昇）させる。このように、設定値を排気流量に従って変更することで、可変ノズル可動部は正常であるが電流値が高い場合と、可変ノズル可動部に回動不良が発生して電流値が高い場合とを区別することができ、正確に回動不良（固着異常）を検知することができる。その結果、的確にノズルベーンの固着異常を検知して、その検知後に、たとえば強制開閉処理を行なうことによりノズルベーンの固着を解消できる、バリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置を提供することができる。
【００１５】
第２の発明に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、検知手段は、駆動指令が設定値以上であると、ノズルに固着異常が発生していることを検知するための手段を含み、変更手段は、排気流量が大きいほど設定値が大きくなるように変更するための手段を含む。
【００１６】
第２の発明によると、排気の抵抗により可変ノズルが回動しにくくなるので、駆動指令に対する設定値を、排気流量が大きくなるほど、大きく変更する。この設定値を用いて固着異常を検知すると、排気流量の変動があっても、正確に回動不良（固着異常）を検知することができる。
【００１７】
第３の発明に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置は、第２の発明の構成に加えて、ターボチャージャによる過給圧を検知するための手段をさらに含む。変更手段は、検知された過給圧が大きいほど排気流量が大きいと判断して、設定値を変更するための手段を含む。
【００１８】
第３の発明によると、過給圧と排気流量との間には相関関係があり、過給圧が大きくなるほど排気流量が大きいので、検知された過給圧が大きいほど設定値を大きく設定する。このようにすると、排気流量を検知することなく、排気流量の変動があっても正確に回動不良（固着異常）を検知することができる。
【００１９】
第４の発明に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置は、第２の発明の構成に加えて、内燃機関の回転数を検知するための手段をさらに含む。変更手段は、検知された回転数が大きいほど排気流量が大きいと判断して、設定値を変更するための手段を含む。
【００２０】
第４の発明によると、内燃機関の回転数と排気流量との間には相関関係があり、回転数が大きくなるほど排気流量が大きいので、検知された回転数が大きいほど設定値を大きく設定する。このようにすると、排気流量を検知することなく、排気流量の変動があっても正確に回動不良（固着異常）を検知することができる。
【００２１】
第５の発明に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置は、第２の発明の構成に加えて、アクセル開度を検知するための手段をさらに含む。変更手段は、検知されたアクセル開度が大きいほど排気流量が大きいと判断して、設定値を変更するための手段を含む。
【００２２】
第５の発明によると、アクセル開度と排気流量との間には相関関係があり、アクセル開度が大きくなるほど排気流量が大きいので、検知されたアクセル開度が大きいほど設定値を大きく設定する。このようにすると、排気流量を検知することなく、排気流量の変動があっても正確に回動不良（固着異常）を検知することができる。
【００２３】
第６の発明に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置は、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、検知手段によりノズルの固着異常が検知されると、ノズルを開閉するように制御するための手段をさらに含む。
【００２４】
第６の発明によると、回動不良（固着異常）が検知されると、ノズルを強制的に全開状態から全閉状態まで開閉動作させるように制御して、固着状態を解消することができる。その結果、的確にノズルベーンの固着異常を検知して、その検知後ただちに、強制開閉処理を行なうことによりノズルベーンの固着を解消できる、バリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２６】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置を備えたディーゼルエンジンの一例を概略的に示す図である。本実施の形態に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０００およびこのエンジンＥＣＵ１０００で実行されるプログラムにより実現される。
【００２７】
エンジン本体５００における燃焼に必要な空気は、エアクリーナ１００でろ過され、ターボチャージャ３００のコンプレッサ３２０で圧縮され、インタクーラ１２０で冷却され、吸気マニホールド１４０に導かれる。なお、その吸入空気流量ＧＡは、吸気絞り弁１３０によって調節されるとともに、エアフローメータ１１０によって検知される。また、吸気系には、吸気管圧力（ブースト圧）ＰＢを検知する吸気管圧力センサ２２０、吸気管温度ＴＢを検知する吸気管温度センサ２３０および空気過剰率λを検知する酸素センサ２４０が設けられている。また、エンジン本体５００にはエンジン冷却水の温度を検知する温度センサ５１０が設けられている。
【００２８】
吸気マニホールド１４０で、吸入空気は、エンジン本体５００の各気筒に分配される。各気筒において発生する排気ガスは、排気マニホールド１６０で集められ、次いでターボチャージャ３００のタービン３４０に通された後、最後に触媒コンバータ７００で浄化されて排出される。なお、ターボチャージャ３００による過度の過給効果を防止すべく、排気ガスがタービン３４０を迂回することができるように、排気バイパス通路８００およびウエイストゲートバルブ（ＷＧＶ）９００が設けられている。
【００２９】
ターボチャージャ３００のタービン３４０においては、タービンロータ（タービンホイール、タービンブレードなどとも呼ばれる）３５０が排気ガスにより回転せしめられる。コンプレッサ３２０のコンプレッサブレード３３０は、回転軸３１０によりタービンロータ３５０に接続されているため、タービンロータ３５０とともに回転して吸入空気を圧縮し、すなわち過給作用を奏する。タービン３４０には、後に詳細に説明するように、回動可能な複数のノズルベーン３６０が設けられており、ノズルベーン３６０間に形成されるタービンノズルの開度すなわち面積を変えることができるようになっている。そのため、そのタービンノズルは、バリアブルノズルと呼ばれる。バリアブルノズルの開度は、アクチュエータ（ＤＣサーボモータ）３７０によって調節される。
【００３０】
エンジンＥＣＵ１０００には、エアフローメータ１１０、吸気管圧力センサ２２０、吸気管温度センサ２３０、酸素センサ２４０および温度センサ５１０からの各信号が入力され、それらの信号に基づいて、吸入空気流量ＧＡ、吸気管圧力（ブースト圧）ＰＢ、吸気管温度ＴＢ、空気過剰率λおよびエンジン冷却水温度ＴＥが検知される。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、それらの検知データに基づいてバリアブルノズル用アクチュエータ３７０を制御する。さらに、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン本体５００へ噴射されるべき燃料の量を制御する。
【００３１】
図２に、バリアブルノズル式ターボチャージャであるターボチャージャ３００の断面図を、図３（Ａ）および（Ｂ）に、ターボチャージャ３００におけるノズルベーン３６０が開いた状態の図を、図４（Ａ）および（Ｂ）に、ターボチャージャ３００におけるノズルベーン３６０が閉じた状態の図を示す。
【００３２】
これらの図を参照して、ターボチャージャ３００のノズル開度制御について説明する。タービン３４０側に設けられたノズルベーン３６０が、ノズル開度制御の対象である。タービンロータ３５０に排気ガスを導くタービン入口のガス通路には、複数（本実施の形態では１３枚とする）の回動可能なノズルベーン３６０が設けられている。ノズルベーン３６０の間に形成されるバリアブルノズルの開度は、リンク３９０を介して駆動アーム３８２を回動せしめることによって調整されるようになっており、リンク３９０は、アクチュエータ３７０のロッド３９２に連結されている。アクチュエータ３７０は、たとえば、アクチュエータドライバ３７２を介してエンジンＥＣＵ１０００により制御されるＤＣサーボモータである。
【００３３】
エンジンＥＣＵ１０００により制御されるアクチュエータ３７０からの駆動力は、ロッド３９２、リンク３９０、ユニゾンリング３８０、駆動アーム３８２の順に伝達される。アクチュエータ３７０の作用により、ロッド３９２が伸縮する。ロッド３９２から伝達された駆動力によりユニゾンリング３８０が回転する。ユニゾンリング３８０の回転により駆動アーム３８２がＸ点を軸に回転すると、駆動アーム３８２の裏側に配置されたノズルベーン３６０は、同じくＸ点を中心に回転する。これにより、タービン３４０に入力される排気ガスの流速や圧力を調整することができる。
【００３４】
エンジン低中速回転域においては、ノズル通路を絞り排気ガスの流速を上げることにより、過給圧の立ち上がり特性および過給圧を上げて、黒煙の低減およびトルクの向上を図る（図３（Ａ）および図３（Ｂ））。
【００３５】
エンジン高速回転域においては、ノズル通路を開いて排気圧力を下げることにより、燃費および出力の向上を図るとともにタービン３４０の過回転を防止する（図４（Ａ）および図４（Ｂ））。
【００３６】
図２に示すように、エンジンＥＣＵ１０００は、アクチュエータドライバ３７２にノズルベーン３６０の目標開度に対応したＶＮ開度指令信号を出力する。このノズルベーン３６０の目標開度は、ノズルベーン３６０の目標過給圧に対応する。アクチュエータドライバ３７２は、このＶＮ開度指令信号に基づいて、アクチュエータ３７０から入力された位置信号が目標開度に対応するように、フィードバック制御を実行する。このフィードバック制御の出力信号として、アクチュエータドライバ３７２からは、アクチュエータ３７０を駆動するための駆動電流が出力される。この駆動電流は、モータ駆動電流として、アクチュエータドライバ３７２からエンジンＥＣＵ１０００に出力される。
【００３７】
なお、エンジンＥＣＵ１０００は、ターボチャージャ３００による目標過給圧を、目標排気流量に基づいて推定したり、ノズルベーン３６０の目標開度に基づいて推定したりする。
【００３８】
図５を参照して、エンジンＥＣＵ１０００のメモリに記憶される電流しきい値マップについて説明する。図５に示すように、このマップは、横軸を排気流量として、縦軸を電流しきい値Ｉ（ｔｈ）としたマップであって、排気流量の増加に伴い電流しきい値Ｉ（ｔｈ）が増加している。電流しきい値Ｉ（ｔｈ）は、ノズルベーン３６０の開度をフィードバック制御するアクチュエータドライバ３７２における電流指令値に対して設定されるしきい値である。ノズルベーン３６０が固着していると、フィードバック操作量であるアクチュエータ３７０の駆動電流である電流しきい値Ｉ（ｔｈ）以上となるので、このときには、ノズルベーン３６０を強制的に開閉する強制開閉処理を実行する。本実施の形態においては、この電流しきい値を一定値としたのではなく、排気流量の増加に伴って大きく設定したことが特徴である。
【００３９】
これは、フィードバック制御により、ノズルベーン３６０が固着して異常が生じている場合には、目標開度と実際の開度との偏差が大きくなるので、通常の指令値（たとえば、指示電流値）に比べてさらに高い指令値が出力される。排気流量が多くなるに従って、排気により抵抗によりノズルベーン３６０の回動に必要な電流値が高くなる。そのため、排気流量が多くなるに従って電流しきい値Ｉ（ｔｈ）を上昇させている。
【００４０】
なお、この強制開閉処理の詳細については、本出願の出願人による特開２０００−２６５８４６号公報（特許文献１）に記載されているので、ここでの詳細な説明は繰り返さない。
【００４１】
図６を参照して、本実施の形態に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置を実現するエンジンＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００４２】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジンＥＣＵ１０００は、排気流量を推定する。このとき、エンジンＥＣＵ１０００は、吸入空気量や、エンジンの運転状態に基づいて、排気流量を推定する。Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ１０００は、強制開閉が必要である電流しきい値Ｉ（ｔｈ）を算出する。このとき、エンジンＥＣＵ１０００は、たとえば、図５に示すマップに基づいて、電流しきい値Ｉ（ｔｈ）を算出する。
【００４３】
Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ１０００は、アクチュエータ３７０への駆動電流Ｉを検知する。この駆動電流Ｉは、目標過給圧に対してアクチュエータドライバ３７２からアクチュエータ３７０に出力される駆動電流（フィードバック指令値）である。
【００４４】
Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ１０００は、アクチュエータ３７０への駆動電流Ｉが電流しきい値Ｉ（ｔｈ）以上であるか否かを判断する。駆動電流Ｉが電流しきい値Ｉ（ｔｈ）以上であると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、この処理は終了する。Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵ１０００は、ノズルベーン３６０の強制開閉処理を実行する。
【００４５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置を実現するエンジンＥＣＵ１０００の動作について説明する。
【００４６】
エンジンが作動中であるときに、排気流量が推定され（Ｓ１００）、強制開閉処理が必要である強制開閉処理必要領域を規定する電流しきい値Ｉ（ｔｈ）が算出される（Ｓ１１０）。アクチュエータ３７０への駆動電流が検知されて（Ｓ１２０）、駆動電流Ｉが電流しきい値Ｉ（ｔｈ）以上であると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、ノズルベーン３６０を強制的に開閉する強制開閉処理が実行される（Ｓ１４０）。
【００４７】
駆動電流Ｉが電流しきい値Ｉ（ｔｈ）未満であると（Ｓ１３０にてＮＯ）、ノズルベーン３６０を強制的に開閉する強制開閉処理が実行されない。
【００４８】
以上のようにして、本実施の形態に係るバリアブルノズル式ターボチャージャの制御装置によると、バリアブルノズル式ターボチャージャを有するエンジンにおいて、フィードバック制御されているノズルベーンのアクチュエータへの指令値が大きいと（すなわち、ノズルベーンが固着して目標開度と実際の開度との偏差が大きくフィードバック指令値が大きくなると）、ノズルベーンが固着していると判断して強制開閉処理を実行する。このとき、排気流量が大きいほど電流しきい値が大きくなるように設定されている。このため、排気流量が大きく固着していない場合でも指令値が大きくなる場合と、固着している場合とを区別して、固着を検知することができる。その結果、ノズルベーンが固着しているときにのみ強制開閉処理を実行することができ、ノズルベーンの磨耗等の問題を回避できる。
【００４９】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態におけるハードウェア構成は前述の第１の実施の形態（図１〜図４）と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。なお、前述の第１の実施の形態が排気流量に基づいて電流しきい値Ｉ（ｔｈ）を設定しているが、本実施の形態においては、エンジン回転数または／およびアクセル開度に基づいて電流しきい値Ｉ（ｔｈ）を設定している。
【００５０】
図７および図８を参照して、エンジンＥＣＵ１０００のメモリに記憶される電流しきい値マップについて説明する。図７に示すマップは、横軸をエンジン回転数として、縦軸を電流しきい値Ｉ（ｔｈ）としたマップであって、エンジン回転数の増加に伴い電流しきい値Ｉ（ｔｈ）が増加している。前述の図５と同じように、電流しきい値Ｉ（ｔｈ）は、ノズルベーン３６０の開度をフィードバック制御するアクチュエータドライバ３７２における電流指令値に対して設定されるしきい値である。エンジン回転数と排気流量との間には相関関係があるので、前述の第１の実施の形態における排気流量の代わりに、本実施の形態においてはエンジン回転数をパラメータとしている。
【００５１】
図８に示すマップは、横軸をアクセル開度として、縦軸を電流しきい値Ｉ（ｔｈ）としたマップであって、エンジン回転数の増加に伴い電流しきい値Ｉ（ｔｈ）が増加している。電流しきい値Ｉ（ｔｈ）は、前述の図５および図７と同じである。アクセル開度と排気流量との間には相関関係があるので、前述の第１の実施の形態における排気流量の代わりに、本実施の形態においてはアクセル開度をパラメータとしている。
【００５２】
図９を参照して、本実施の形態に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置を実現するエンジンＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に示すフローチャートの中で図６に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらの処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００５３】
Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン回転数または／およびアクセルペダル開度を検知する。Ｓ２１０にて、エンジンＥＣＵ１０００は、強制開閉が必要である電流しきい値Ｉ（ｔｈ）を算出する。このとき、エンジンＥＣＵ１０００は、たとえば、図７または図８に示すマップに基づいて、電流しきい値Ｉ（ｔｈ）を算出する。
【００５４】
このように本実施の形態においては２つの電流しきい値Ｉ（ｔｈ）が算出される場合があるが、このような場合には、たとえば、より小さな電流しきい値を採用するようにすればよい。
【００５５】
以上のようにして、本実施の形態に係るバリアブルノズル式ターボチャージャの制御装置によっても、前述の第１の実施の形態と同じように、ノズルベーンが固着しているときにのみ強制開閉処理を実行することができ、ノズルベーンの磨耗等の問題を回避できる。
【００５６】
なお、エンジン回転数、アクセル開度に加えて（または代えて）、バリアブルターボチャージャの過給圧を検知して、この過給圧が高いほど排気流量が大きいと推定して、過給圧が高いほど、電流しきい値を高く設定するようにしてもよい。
【００５７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置を備えるエンジンシステムの概略構成図である。
【図２】バリアブルノズル式ターボチャージャの断面図である。
【図３】バリアブルノズル式ターボチャージャの機能を説明するための図（その１）である。
【図４】バリアブルノズル式ターボチャージャの機能を説明するための図（その２）である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における電流しきい値マップを示す図（その１）である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置を実現するエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態における電流しきい値マップを示す図（その１）である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における電流しきい値マップを示す図（その２）である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置を実現するエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１００  エアクリーナ、１１０  エアフローメータ、１２０  インタクーラ、１３０  吸気絞り弁、１４０  吸気マニホールド、１５０  通路、１６０  排気マニホールド、２２０  吸気管圧力センサ、２３０  吸気管温度センサ、２４０  酸素センサ、３００  ターボチャージャ、３１０  回転軸、３２０  コンプレッサ、３３０  コンプレッサブレード、３４０  タービン、３５０  タービンロータ、３６０  ノズルベーン、３７０  アクチュエータ（ＤＣサーボモータ）、３７２  アクチュエータドライバ、３８０  ユニゾンリング、３８２  駆動アーム、３９０  リンク、３９２  ロッド、５００  エンジン本体、５１０  温度センサ、７００  触媒コンバータ、８００  排気バイパス通路、９００  ウエイストゲートバルブ（ＷＧＶ）、１０００  エンジンＥＣＵ。
【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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