(57)【要約】【課題】過給機付内燃機関において、ノズルベーンのヒステリシスにより過給圧または背圧が不安定となることを抑制できる技術を提供する。【解決手段】可変容量型ターボチャージャ５０を備えた内燃機関１において、ノズルベーンと接続され該ノズルベーンを駆動する駆動源５６と、ノズルベーンの開度を大きくして目標開度とするまでの開度の変化量が、所定値未満のときには目標開度に応じた開度と対応する指令値を駆動源に与え、所定値以上のときには目標開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を駆動源へ与えた後に目標開度と対応する指令値を駆動源に与える駆動源制御手段１０と、を備える。【選択図】図１
2009085186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給圧を所望の圧力とすべくタービンに吹き付けられる排気の流速をノズルベーンの角度を変更することにより可変とする可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関において、
前記ノズルベーンと接続され該ノズルベーンを駆動する駆動源と、
前記ノズルベーンの開度を大きくして目標開度とするまでの開度の変化量が、所定値未満のときには目標開度に応じた開度と対応する指令値を駆動源に与え、所定値以上のときには目標開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を駆動源へ与えた後に目標開度と対応する指令値を駆動源に与える駆動源制御手段と、
を備えることを特徴とする過給機付内燃機関。
【請求項２】
過給圧を所望の圧力とすべくタービンに吹き付けられる排気の流速をノズルベーンの角度を変更することにより可変とする可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関において、
前記ノズルベーンと接続され該ノズルベーンを駆動する駆動源と、
前記ノズルベーンの開度を大きくして目標開度とするときには前記目標開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を駆動源に与えた後に該目標開度と対応する指令値を駆動源に与える駆動源制御手段と、
過給圧を測定する過給圧測定手段と、
前記目標開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を駆動源に与えたときの実際の過給圧と目標の過給圧とを比較して該実際の圧力を目標の圧力に近づけるように前記目標開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を学習する学習手段と、
を具備することを特徴とする過給機付内燃機関。
【請求項３】
前記駆動源制御手段は、内燃機関の負荷が低負荷から所定の中負荷以上となった場合に、現在の開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を駆動源へ与えた後に現在の開度と対応する指令値を駆動源に与えることを特徴とする請求項１に記載の過給機付内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機付内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関においては、該内燃機関から排出される排気のエネルギを利用して駆動されるターボチャージャを設けると、燃焼室の充填効率を高めて機関出力をより大きくすることができる。
【０００３】
そして、可変容量型ターボチャージャは、例えば内燃機関の低回転運転領域のように排気の量が少ないときでも、ノズルベーンを閉方向に回転させると、排気の流速を高めタービンの回転速度及び回転力を増加させることができる。これにより、排気の量が少ないときであっても内燃機関の充填効率を高めることができる。
【０００４】
ところで、ノズルベーンは排気通路の外部からベーンシャフトを介して駆動されている。このベーンシャフトは例えばリンク機構に接続された駆動リングにより回転される。これらの各部材は力を伝達するときに円滑に動く必要があるため、各部材間にはある程度の遊びが設けられている。そのため、各部材が力を伝達するときに、先ず遊びの分だけ動き、その遊びの分だけ動いた後に力が伝達される。つまり、アクチュエータ等の駆動源からの力はノズルベーンに直ぐには伝達されない。また、この遊びにより力が伝わり難くなるため、アクチュエータ等が作動してもその作動量が小さいと、ノズルベーンまで力が伝わらずに該ノズルベーンが動かないことがある。このように、ノズルベーンにはヒステリシスが発生する。
【０００５】
ここで、ノズルベーンを開閉することにより背圧を調節することができる。しかし、ノズルベーンを閉じた後に背圧を下降させようとして該ノズルベーンを開く方向にアクチュエータを作動させても、前記遊びのためにノズルベーンの開度が大きくならない虞がある。つまり、背圧が過剰に高くなることにより過給圧が過剰に高くなる虞がある。
【０００６】
そして、排気切替弁のデューティ制御時におけるデューティ比に、排気切替弁を駆動させるアクチュエータのヒステリシスを補正するスキップ値を付加する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
しかし、このような制御をノズルベーンに適用すると、該ノズルベーンを開きすぎることにより過給圧が下がりすぎたり、または背圧が過剰に高くなったりすることがある。
【特許文献１】特開平３−２７５９４１号公報
【特許文献２】特開平５−０９９０２７号公報
【特許文献３】特開平７−１５８４７６号公報
【特許文献４】特開平９−１７０４７７号公報
【特許文献５】特開２００４−３６５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、過給機付内燃機関において、ノズルベーンのヒステリシスにより過給圧または背圧が不安定となることを抑制できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するために本発明による過給機付内燃機関は、
過給圧を所望の圧力とすべくタービンに吹き付けられる排気の流速をノズルベーンの角度を変更することにより可変とする可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関において、
前記ノズルベーンと接続され該ノズルベーンを駆動する駆動源と、
前記ノズルベーンの開度を大きくして目標開度とするまでの開度の変化量が、所定値未満のときには目標開度に応じた開度と対応する指令値を駆動源に与え、所定値以上のときには目標開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を駆動源へ与えた後に目標開度と対応する指令値を駆動源に与える駆動源制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
ここで、目標開度とは、例えば、目標となる過給圧を得るための開度、目標となる背圧を得るための開度、又は目標となるタービン回転数を得るための開度とすることができる。指令値とは、駆動源を作動させるために与えられる命令であり、この指令値に応じて駆動源が作動する。この駆動源の作動によりノズルベーンの開度が調節される。
【００１１】
そして、ノズルベーンの開度を現時点よりも大きくすると、該ノズルベーンによる抵抗が小さくなるため、背圧が低下する。しかし、ノズルベーンを動かすために駆動源を作動させても、各部材間に設けられている遊びによりノズルベーンに力が伝達されないことがある。つまり、ノズルベーンの目標開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を駆動源に与えても、ノズルベーンの実際の開度は各部材間に設けられた遊びの分は変化しない。これに対し、例えば各部材間に設けられている遊びの分だけ駆動源がより多く作動するように指令値を与えることで、ノズルベーンの実際の開度を目標開度に合わせることができる。
【００１２】
そして、その後に目標開度と対応する指令値を駆動源に与えることにより、ノズルベーンの開度を小さくする側に動かす場合には、各部材間の遊びの分だけ各部材が動いた後なので、駆動源からの力を速やかに伝達させることができる。つまり、ノズルベーンの開度を小さくする側の遊びをなくしておくことにより、ノズルベーンの開度を速やかに小さくすることができる。
【００１３】
また駆動源制御手段は、ノズルベーンの開度を大きくして目標開度とするときの開度の変化量が所定値以上のときに、目標開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を駆動源へ与えている。つまり、目標開度とするときの開度の変化量が所定値未満の場合には、駆動源へそのときの目標開度と対応する指令値を与える。仮にノズルベーンを少し動かすために、該ノズルベーンの開度を一旦大きくすると、過給圧に与える影響が大きい。すなわち、ノズルベーンを少し動かすことにより内燃機関の過給圧を目標値に合わせても、そこに至るまでに過給圧の変動が生じる虞がある。そのため、運転状態にあまり影響の無い範囲ではノズルベーンを動かさないほうが良好な運転状態を維持することができる場合もある。
【００１４】
このようにノズルベーンを動かさないほうが良い範囲として、前記所定値を設定している。この所定値は、例えば各部材の遊びの総和と対応する開度の変化量としてもよい。つまり、目標開度の変化量が各部材の遊びの範囲内の場合には、目標開度と対応する指令値を駆動源に直接与える。
【００１５】
また、上記課題を達成するために本発明による過給機付内燃機関は、
過給圧を所望の圧力とすべくタービンに吹き付けられる排気の流速をノズルベーンの角度を変更することにより可変とする可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関において、
前記ノズルベーンと接続され該ノズルベーンを駆動する駆動源と、
前記ノズルベーンの開度を大きくして目標開度とするときには前記目標開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を駆動源に与えた後に該目標開度と対応する指令値を駆動源に与える駆動源制御手段と、
過給圧を測定する過給圧測定手段と、
前記目標開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を駆動源に与えたときの実際の過給圧と目標の過給圧とを比較して該実際の圧力を目標の圧力に近づけるように前記目標開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を学習する学習手段と、
を具備することを特徴としてもよい。
【００１６】
ここで、各部材の遊びの量（以下、ノズルベーンに生じるヒステリシスの大きさともいう。）は、経時変化、個体差、温度等によって変化する。つまり、ヒステリシスを考慮して目標開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を与えるときの該指令値の最適値が変化することがある。そのため、常に一定の指令値を与えていると、遊びの分よりも指令値が大きくなることにより、ノズルベーンの開度を大きくしすぎることがあり、これにより過給圧が下がりすぎる虞がある。
【００１７】
そこで、学習手段は、実際の過給圧と目標の過給圧との差が小さくなるように、指令値を補正し、これを学習値として記憶する。その後のノズルベーンの制御においては、この学習値が用いられる。
【００１８】
ここで、実際の過給圧が目標の過給圧よりも低い場合には、ノズルベーンを開きすぎていることになるため、開度が小さくなる方向へ指令値を補正する。これにより、過給圧が必要以上に低くなることを抑制できる。
【００１９】
本発明においては、前記駆動源制御手段は、内燃機関の負荷が低負荷から所定の中負荷以上となった場合に、現在の開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を駆動源へ与えた後に現在の開度と対応する指令値を駆動源に与えることができる。
【００２０】
ここで、ノズルベーンの開度を大きくして目標開度とするときの開度の変化量が、所定値未満のときには目標開度に応じた開度と対応する指令値を駆動源に与えている。この場合には、ノズルベーンの実際の開度は変化しない。このようにノズルベーンの開度が変化しなくても、内燃機関の低負荷時には背圧が上がりすぎることが殆どない。しかし、内燃機関が中負荷以上で運転されているときには排気の量が増加するため、ノズルベーンの開度を実際に変化させなくては背圧が過剰に上昇する虞がある。これに対し、内燃機関の中負荷以上の運転時には、ノズルベーンの開度を大きくして目標開度とするときの開度の変化量によらず、目標開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を駆動源へ与えた後に目標開度と対応する指令値を駆動源に与えることにより、背圧の上昇を抑制できる。
【００２１】
しかし、内燃機関の低負荷時において、ノズルベーンの開度を大きくして目標開度とするときの開度の変化量が所定値未満であった後に、内燃機関の負荷が中負荷以上に高くなった場合には、ノズルベーンの実際の開度が目標開度よりも小さい状態で負荷が高くなる。このように、実際にはノズルベーンが目標開度まで開いていないのに、目標開度となっているものとして負荷が高くなると、背圧が上昇してしまう。
【００２２】
このように、低負荷時においては実際の開度と目標開度との差が所定値未満であればノズルベーンを動かさなくても背圧は上昇しなかったが、高負荷時においては低負荷時に問題とならなかった開度の差であっても背圧を上昇させることがある。
【００２３】
そこで、内燃機関の負荷が低負荷から所定の中負荷以上となった場合には、例え目標開
度に変更がなくても、現在の開度よりもさらに大きな開度と対応する指令値を駆動源へ与えた後に現在の開度と対応する指令値を駆動源に与える。これにより、ノズルベーンの開度が目標開度となるため、背圧の上昇を抑制できる。
【００２４】
なお、所定の中負荷以上とは、ノズルベーンの実際の開度が目標開度になっていない場合に背圧が許容値以上に上昇する虞のある負荷としてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、過給機付内燃機関において、ノズルベーンのヒステリシスにより過給圧または背圧が不安定となることを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る過給機付内燃機関の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本実施例に係る内燃機関１とその吸・排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼル機関である。
【００２８】
内燃機関１には、吸気通路３及び排気通路４が接続されている。吸気通路３は吸気ポート２Ａを介して気筒２と接続されており、排気通路４は排気ポート２Ｂを介して気筒２と接続されている。
【００２９】
また、本実施例による内燃機関１は可変容量型ターボチャージャ５０（以下、単に「ターボチャージャ５０」という。）を備えている。このターボチャージャ５０は、コンプレッサハウジング５１、タービンハウジング５２、及びセンタハウジング５３を備えて構成されている。コンプレッサハウジング５１は吸気通路３の途中に設けられ、該コンプレッサハウジング５１の内部は吸気通路３の一部を構成している。また、タービンハウジング５２は排気通路４の途中に設けられ、該タービンハウジング５２の内部は排気通路４の一部を構成している。そして、コンプレッサハウジング５１とタービンハウジング５２とは、センタハウジング５３を介して連結されている。
【００３０】
タービンハウジング５２には、後述するノズルベーン７３を回転させるためのリンク機構８０の一部を格納するためのリンク室５４を備えており、該リンク室５４内のリンク機構８０はリンクロッド５５を介してアクチュエータ５６と接続されている。
【００３１】
次に、ターボチャージャ５０の具体的な構成について図２に基づいて説明する。ここで、図２（Ａ）はターボチャージャ５０の構成を示す断面図であり、図２（Ｂ）はターボチャージャ５０の可変ノズル機構７０を示す図である。
【００３２】
ターボチャージャ５０は、前述のようにコンプレッサハウジング５１とタービンハウジング５２とセンタハウジング５３とを備えて構成される。
【００３３】
コンプレッサハウジング５１内には複数の羽をもったコンプレッサ６０が備えられ、タービンハウジング５２内には複数の羽を持ったタービン６１が備えられている。コンプレッサ６０とタービン６１とは、ロータシャフト６２を介して連結されている。
【００３４】
タービンハウジング５２内には、タービン６１の外周を包囲する渦巻き状のスクロール室６３が形成されている。
【００３５】
更に、タービンハウジング５２内には、可変ノズル機構７０が内装されている。この可変ノズル機構７０は、図２（Ｂ）に示すようにリング状に形成されたリングプレート７１を備えている。このリングプレート７１は、図示しないボルトによってタービンハウジング５２に固定されている。そして、リングプレート７１には、複数のベーンシャフト７２が該リングプレート７１の円心を中心として等角度毎に設けられている。
【００３６】
各ベーンシャフト７２は、リングプレート７１をその厚さ方向に貫通して回転可能に支持されている。各ベーンシャフト７２のスクロール室６３側の一端にはノズルベーン７３が固定されている。一方、ベーンシャフト７２の他端には、ベーンシャフト７２と直交してリングプレート７１の外縁部へ延びるベーンアーム７４が固定されている。ベーンシャフト７２とベーンアーム７４とは、ベーンシャフト７２の中心軸を中心として一体で回転可能になっている。
【００３７】
各ベーンアーム７４とリングプレート７１との間には、リングプレート７１と重なり合うように環状の駆動リング７５が設けられている。この駆動リング７５は、その円心を中心に周方向へ回転可能となっている。また、駆動リング７５には挟持部７６が設けられ、リングプレート外縁側に延びたベーンアーム７４の端部が該挟持部７６に挟持されている。この挟持部７６では、ベーンアーム７４の端部が回転可能で且つ駆動リング７５の直径方向に摺動可能となるように挟持されている。
【００３８】
このように構成された可変ノズル機構７０では、上記した駆動リング７５がその円心を中心に回転すると、挟持部７６に挟持されているベーンアーム７４の端部も一緒に回転しようとする。しかし、ベーンアーム７４はベーンシャフト７２を中心に回転することしかできないので、各ベーンアーム７４の端部がベーンシャフト７２を中心として回転しつつ挟持部７６内を駆動リング７５の直径方向に移動する。その結果、ベーンアーム７４がベーンシャフト７２を回転させ、ベーンシャフト７２の回転に同期してノズルベーン７３がベーンシャフト７２を中心に回転することになる。
【００３９】
次に、可変ノズル機構７０の駆動、即ち、駆動リング７５の回転駆動を行うリンク機構８０について説明する。駆動リング７５には、ベーンアーム７４と同形状の駆動アーム８１の一端を挟持する駆動アーム挟持部８２が設けられている。この駆動アーム挟持部８２は、前記挟持部７６と同様に駆動アーム８１の一端を摺動可能且つ回転可能に挟持している。
【００４０】
そして、駆動アーム８１の他端側には、ベーンシャフト７２の中心軸と同方向の中心軸を持つリンクシャフト８３の一端側が固定されている。このリンクシャフト８３は、コンプレッサハウジング５１側に延びてセンタハウジング５３を貫通している。つまり、リンクシャフト８３の他端は大気に晒されている。そして、リンクシャフト８３は、センタハウジング５３に圧入されたガイド９１により回転可能に支持されている。リンクシャフト８３の他端側は、その一部が該リンクシャフト８３の回転軸と直交する方向に延びて駆動リンク８４を形成している。この駆動リンク８４には、リンクシャフト８３の回転軸と平行する軸を持ったピン８５が固定されている。さらに、このピン８５はリンクロッド５５を回転可能に支持している。
【００４１】
このように構成された可変ノズル機構７０では、アクチュエータ５６と接続しているリンクロッド５５の進退動作により、駆動リンク８４がリンクシャフト８３を中心に回転される。駆動リンク８４が回転されると、それに同期してリンクシャフト８３が回転し、さらにこのリンクシャフト８３の回転に伴って駆動アーム８１が該リンクシャフト８３を中心に回転する。その結果、駆動アーム８１が駆動リング７５を周方向に押し、該駆動リン
グ７５を回転させることになる。
【００４２】
以上述べたターボチャージャ５０では、リンク機構８０によってノズルベーン７３の回転方向と回転量とを調整することにより、該ノズルベーン７３間の流路の向き、及びノズルベーン７３間の間隙を変更することが可能となる。即ち、ノズルベーン７３の回転方向と回転量とを制御することにより、スクロール室６３からタービン６１に吹き付けられる排気の方向と流速が調節されることになる。なお、本実施例ではアクチュエータ５６が、本発明における駆動源に相当する。
【００４３】
また、コンプレッサハウジング５１よりも下流の吸気通路３には、該吸気通路３内の圧力を測定する圧力センサ１１が取り付けられている。この圧力センサ１１により過給圧が測定される。なお、本実施例では圧力センサ１１が、本発明における過給圧測定手段に相当する。
【００４４】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて該内燃機関１を制御するユニットである。
【００４５】
ＥＣＵ１０には、圧力センサ１１が電気配線を介して接続され、該圧力センサ１１からの電気信号がＥＣＵ１０へ入力される。また、ＥＣＵ１０には、アクチュエータ５６等が電気配線を介して接続され、上記した各部をＥＣＵ１０により制御することが可能になっている。
【００４６】
ところで、アクチュエータ５６が作動してノズルベーン７３が動くまでには、可変ノズル機構７０やリンク機構８０を構成する多くの部材間を力が伝達する。これらの部材間には、力の伝達を円滑に行なうための隙間若しくは遊びが設けられている。例えばベーンアーム７４と挟持部７６との間の遊びや、駆動アーム８１と駆動アーム挟持部８２との間の遊びは比較的大きい。そのため、駆動アーム８１が一方向に回転してから他方向に回転すると、駆動アーム８１が他方向に回転した直後には駆動リング７５は回転しない。同様に、駆動リング７５が一方向に回転してから他方向に回転すると、他方向に回転した直後にはベーンアーム７４は回転しない。
【００４７】
つまり、アクチュエータ５６の動作方向が逆転するときには、各部材で遊びの分が動いてから次の部材へ力が伝わることになる。そのため、アクチュエータ５６が動く量に対して、ノズルベーン７３が動く量は各部材間の遊びの分だけ少なくなる。これにより、背圧の調節が遅れてしまい、背圧が目標値よりも高くなる虞がある。
【００４８】
これに対し本実施例では、ノズルベーン７３を閉じ側に動かした後に開き側に動かすときに、各部材の遊びの総和以上の分だけアクチュエータ５６を余計に開き側へ作動させ、その後にアクチュエータ５６を閉じ側へ作動させる。
【００４９】
ここで、図３は、アクチュエータ５６の制御指令値と背圧との関係を示した図である。アクチュエータ５６の制御指令値とは、ＥＣＵ１０からアクチュエータ５６に対して与える信号である。アクチュエータ５６は制御指令値に応じた分だけ作動する。そして、各部材間に遊びが全く無いと仮定した場合には、アクチュエータ５６の制御指令値とノズルベーン７３の開度とが対応している。つまり、ノズルベーン７３の全閉と対応する値が０％であり、ノズルベーン７３の全開と対応する値が１００％である。そして、各部材間に遊びが全く無いと仮定した場合には、アクチュエータ５６の制御指令値を目標値として該アクチュエータ５６を作動させると、ノズルベーン７３が目標開度となる。なお図３では、各部材間の遊びの総和がアクチュエータ５６の制御指令値の５％分あるとした場合を示し
ている。この遊びの総和に対応するアクチュエータ５６の制御指令値を「制御ヒステリシス」と称する。また、ノズルベーン７３の目標開度に対応するアクチュエータ５６の制御指令値を目標値と称する。
【００５０】
ここで、アクチュエータ５６の制御指令値を例えば４０％から０％まで変えると、ノズルベーン７３が閉じられるため、背圧はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの点を順に通って上昇する。その後、アクチュエータ５６の制御指令値を０％から４０％まで変えると、背圧はＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ａの点を順に通って下降する。また、例えばノズルベーン７３の開度を全閉の状態から１０％開くときに、アクチュエータ５６の制御指令値を０％から１０％まで変化させると、最初の５％はノズルベーン７３の実際の開度は殆ど変わらない。
【００５１】
ここで、背圧をＸからＹへ下降させたいときに、単にアクチュエータ５６の制御指令値を目標値とするだけだと、背圧はＤからＥへ変化するだけなので、そのときの背圧はＸまま変わらない。これに対し本実施例では、アクチュエータ５６の制御指令値を０％から１０％とするときに、０％から一旦例えば２５％とした後に１０％に戻している。つまり、アクチュエータ５６の制御指令値を１５％余計に大きくしている。これにより背圧はＤ，Ｅ，Ｆ，Ｃの点を順に通る。そのため背圧はＸからＹに下降する。
【００５２】
そして、余計に大きくする制御指令値を「最大ヒステリシス」と称する。つまり、最大ヒステリシスはＥからＦに至るまでに要する制御指令値の変化量である。これは、ノズルベーンが閉まり側へ作動しているときの背圧と等しい背圧を得るために要する制御指令値の変化量から、制御ヒステリシスの分を減じた値となる。
【００５３】
なお、アクチュエータ５６の制御指令値の目標値がＧよりも大きい場合には、ヒステリシスの影響を受けないため、制御指令値を目標値より大きくする必要はない。
【００５４】
なお、本実施例では各部材間の遊びの総和がアクチュエータ５６の制御指令値の５％分あるとして説明したが、実際には各部材間の遊びの総和をアクチュエータ５６の制御指令値として表したときにどの程度の値になるのかを実験等により求めておく。そして、ノズルベーン７３を開くときには、最大ヒステリシス（１５％）の分だけ、アクチュエータ５６の制御指令値を目標値よりも一旦大きくする。
【００５５】
なお、本実施例では、アクチュエータ５６の制御指令値の変化量が、制御ヒステリシス（５％）よりも小さい場合には、アクチュエータ５６の制御指令値を一旦大きくすることなく目標値に合わせる。つまり、ノズルベーン７３の開度を目標値よりも一旦開き側へ作動させることは行なわない。
【００５６】
図４は、アクチュエータ５６の制御指令値の推移を示したタイムチャートである。図４のＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、図３の各符号に対応している。ここで、一点鎖線は制御ヒステリシス、破線は最大ヒステリシスを夫々示している。制御指令値がＤからＥへ変化した場合には、その変化量が制御ヒステリシスよりも大きいため、制御指令値を目標値よりも一旦大きなＦとしている。その後、制御指令値をＣとしている。なお、ＥとＣとの大きさは等しい。
【００５７】
一方、制御指令値がＣからＨへ変化した場合には、その変化量は制御ヒステリシスよりも小さいため、制御指令値を目標値よりも一旦大きくすることは行なわない。つまり、Ｈから制御指令値を大きくすることはない。その後、制御指令値の目標値がＩまで小さくなったときには、ＤからＩへ制御指令値が直接小さくされる。本実施例では、このような制御を行うＥＣＵ１０が、本発明における駆動源制御手段に相当する。
【００５８】
このようにして、必要以上にノズルベーン７３が開かれることを抑制できるため、過給圧が下降することを抑制できる。
【実施例２】
【００５９】
実施例１における最大ヒステリシスは一定とは限らない。つまり、経年変化により各部材間の遊びが大きくなったり、温度による各部材の膨張または収縮により遊びの大きさが変わったりすると最大ヒステリシスも変化する。また、内燃機関の運転状態によっても変化し得る。そして、例えばノズルベーン７３の最大ヒステリシスが、想定しているよりも小さい場合には、ノズルベーン７３を必要以上に開くことになるため、過給圧が下がりすぎる虞がある。そこで本実施例では、過給圧が目標値となるように最大ヒステリシスの大きさを補正する。
【００６０】
図５は、アクチュエータ５６の制御指令値と背圧との関係をヒステリシスの大きさ毎に示した図である。破線はヒステリシスが最大のとき、実線はヒステリシスが比較的小さいときを示している。この図は、補正を加える前のものである。また、ノズルベーン７３の目標開度が１５％の場合を示している。ヒステリシスが最大のときには、図３と同じ軌跡となる。ヒステリシスが小さくなると、アクチュエータ５６の制御指令値の変化に対する背圧の下降の度合いが大きくなる。そのため、アクチュエータ５６の制御指令値を一旦２５％としてから１５％とすると、その軌跡は、Ｅ’，Ｆ’，Ｂ’，Ｂ，Ｂ’，Ｃとなる。つまり、Ｆ’，Ｂ’，Ｂ，Ｂ’，Ｃを通過するときには、背圧がＹ以下となり必要以上に下降している。
【００６１】
ここで、図６は、図５に対応する過給圧を示した図である。横軸はアクチュエータ５６の制御指令値である。一点鎖線はヒステリシスが最大のとき、実線はヒステリシスが比較的小さいときを示している。また、夫々の記号は、図５のものに対応している。このように、目標過給圧がＹであっても、Ｚまで一旦下降した後にＹまで上昇するため、過給圧が目標値よりも下降する時期がある。
【００６２】
これに対し、最大ヒステリシスを以下の式により補正する。
【００６３】
補正後最大ヒステリシス＝（実際の過給圧／目標の過給圧）×補正前最大ヒステリシス
【００６４】
このようにして得られた補正後最大ヒステリシスをＥＣＵ１０に学習値として記憶させておき、次回のノズルベーン７３の制御時にこの学習値を最大ヒステリシスとして用いる。このようにすることで、過給圧を目標値に維持することができる。なお、本実施例では、このような制御を行うＥＣＵ１０が、本発明における学習手段に相当する。
【００６５】
ここで、図７は、上記の式に基づいて最大ヒステリシスの補正を行った場合の過給圧の推移を示した図である。横軸はアクチュエータ５６の制御指令値である。一点鎖線はヒステリシスが最大のとき、実線はヒステリシスが比較的小さいときを示している。また、夫々の記号は、図５のものに対応している。このように、ヒステリシスが比較的大きな場合には、アクチュエータ５６の制御指令値を２５％まで下降させていたが、ヒステリシスが比較的小さな場合には補正により２０％まで下降させるようにした。これにより、過給圧がＥ’，Ｆ’，Ｃの順に推移するため、過給圧を目標値に維持することができる。
【実施例３】
【００６６】
本実施例においては、内燃機関１が低負荷から、所定の中負荷以上となった場合には、アクチュエータ５６の制御指令値を目標値よりも一旦大きくした後に目標値とする。これは、たとえノズルベーン７３の目標開度に変更がなくても行なう。
【００６７】
ここで、制御ヒステリシスを例えば１０％とすると、アクチュエータ５６の制御指令値の目標値が０％から１０％へ変化しても、該アクチュエータ５６の制御指令値を目標値（１０％）よりも一旦大きくせずに、目標値（１０％）へ直接合わせることにしている。
【００６８】
つまり、低負荷時にアクチュエータ５６の制御指令値が０％の状態となっているときに、その目標値が１０％へ変化したときには、制御指令値は１０％へ変化するだけなので、図３において背圧はＤ，Ｅの順に変化する。
【００６９】
つまり、アクチュエータ５６の制御指令値が目標値よりも一旦大きくされた後に目標値とされた場合には、背圧はＣの大きさ（すなわち、Ｙ）になるが、一旦大きくされることなく目標値とされた場合には、背圧はＥの大きさ（すなわち、Ｘ）になる。
【００７０】
ここで低負荷時においては排気の量が少ないために背圧が元々低いので、図３のＥの状態であっても背圧が過剰に高くなることはない。しかし、高負荷時においては排気の量が多くなるため、Ｅの状態であると、背圧が過剰に高くなる虞がある。
【００７１】
これに対し、負荷が所定値以上高くなるときには、アクチュエータ５６の制御指令値を目標値から最大ヒステリシスまで一旦大きくした後に目標値とすることで、目標とされている背圧を得ることができる。このときの閾値となる負荷は、背圧が過剰に高くならない値として予め実験等により求めておく。これにより、背圧の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】実施例に係る内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。
【図２】ターボチャージャの構成図である。図２（Ａ）はターボチャージャの構成を示す断面図であり、図２（Ｂ）はターボチャージャの可変ノズル機構を示す図である。
【図３】アクチュエータの制御指令値と背圧との関係を示した図である。
【図４】アクチュエータの制御指令値の推移を示したタイムチャートである。
【図５】アクチュエータの制御指令値と背圧との関係をヒステリシスの大きさ毎に示した図である。
【図６】図５に対応する過給圧を示した図である。
【図７】ヒステリシス補正量に基づいて補正を行った場合の過給圧の推移を示した図である。
【符号の説明】
【００７３】
１     内燃機関
２     気筒
２Ａ   吸気ポート
２Ｂ   排気ポート
３     吸気通路
４     排気通路
１０   ＥＣＵ
１１   圧力センサ
５０   可変容量型ターボチャージャ
５１   コンプレッサハウジング
５２   タービンハウジング
５３   センタハウジング
５４   リンク室
５５   リンクロッド
５６   アクチュエータ
６０   コンプレッサ
６１   タービン
６２   ロータシャフト
６３   スクロール室
７０   可変ノズル機構
７１   リングプレート
７２   ベーンシャフト
７３   ノズルベーン
７４   ベーンアーム
７５   駆動リング
７６   挟持部
８０   リンク機構
８１   駆動アーム
８２   駆動アーム挟持部
８３   リンクシャフト
８４   駆動リンク
８５   ピン
９１   ガイド
【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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