JP4395975B2

JP4395975B2 - エンジンの過給圧制御装置

Info

Publication number: JP4395975B2
Application number: JP2000092079A
Authority: JP
Inventors: 英二中井; 知宏砂田; 直基岡田; 恒博佐藤
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP2001280149A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンの過給圧制御装置、特に、タービンに作用する排気ガス流速を可動ベーンによって変更可能な排気ターボ過給機を備えたエンジンの過給圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排気ターボ過給機を備えたエンジン、特にディーゼルエンジンにおいて、特に低負荷領域で空気過剰率を高めて、排気エミッションやスモークを改善するため、排気ターボ過給機を、タービンに作用する排気ガス流速を変更可能な可動ベーンを備え、該可動ベーンを駆動する負圧アクチュエータを負圧源に連通する負圧通路に配置した制御弁をエンジンの運転状態に応じて制御することにより、可動ベーンの角度を制御するよう構成したものが従来から知られている。このようにタービンに作用する排気ガス流速を可動ベーンによって変更可能とした排気ターボ過給機を、例えばＶＧＴ（バリアブル・ジオメトリ・ターボ）と称している。特開平１０−４７０７０号公報には、このＶＧＴに関し、始動開始から一定期間、ＶＧＴ負圧アクチュエータへの負圧導入を許容し、ＶＧＴのタービンノズル面積を最小面積より大きくなるよう制御するものが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＶＧＴは、特にディーゼルエンジンに使用されるもので、ＶＧＴの可動ベーンを駆動する負圧アクチュエータをエンジンによって駆動されるバキュームポンプに連通し、バキュームポンプを負圧源として駆動するのが普通である。ところが、エンジンによって駆動されるバキュームポンプは、ブレーキ用の真空倍力装置の負圧源としても利用するものであって、例えばエンジン始動直後でバキュームポンプに十分な負圧が発生していない状態で、ＶＧＴ用の負圧アクチュエータと真空倍力装置とが同時に作動すると、真空倍力装置を作動させるための負圧が不足して、ブレーキ性能を確保できなくなることが考えられる。ＶＧＴは、排圧に打ち勝って可動ベーンを所定の角度に維持することが必要で、大型の負圧アクチュエータを使用するため、同一のバキュームポンプを負圧源とする真空倍力装置への影響が大きい。
【０００４】
そこで、ＶＧＴを備えたエンジンにおいて、ＶＧＴと真空源を同じくする真空倍力装置のための負圧不足を防止し、ブレーキ性能を確保することが課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するようエンジンの過給圧制御装置を構成するものである。すなわち、この発明によるエンジンの過給圧制御装置は、排気ガスのエネルギーによってタービンが回転しブロワを駆動してエンジンを過給する排気ターボ過給機を備え、該排気タービン過給機は、上記タービンに作用する排気ガス流速を変更可能な可動ベーンを備え、該可動ベーンを駆動する負圧アクチュエータと、該負圧アクチュエータと負圧源とを連通する負圧通路に配置された制御弁を介しエンジンの運転状態に応じて上記可動ベーンを制御する可動ベーン制御手段を備え、上記負圧源にブレーキ用の真空倍力装置が接続されるエンジンの過給圧制御装置において、上記負圧源に上記真空倍力装置の機能を確保できる負圧が発生するまでは、運転状態に拘わらず上記負圧アクチュエータに対する上記負圧源からの負圧の導入を制限する負圧導入制限手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
この場合、ＶＧＴ用の負圧アクチュエータと真空倍力装置が同時に作動しても真空倍力装置の機能を確保できる負圧が、真空源に発生して初めて、ＶＧＴの可動ベーン駆動用の負圧アクチュエータに対する上記負圧源からの負圧の導入が許容されることになり、例えばエンジン始動直後のようにバキュームポンプに十分な負圧が発生していない状態では、ＶＧＴ用の負圧アクチュエータへの負圧の導入が制限されるので、真空倍力装置のための負圧不足を防止し、ブレーキ性能を確保することができる。
【０００７】
上記負圧導入制限手段は、例えば、エンジン始動後所定期間経過するまでは上記負圧アクチュエータに対する負圧の導入を制限するものであってよく、また、エンジン回転数が所定回転数に達するまでは上記負圧アクチュエータに対する負圧の導入を制限するものであってよい。
【０００８】
また、上記負圧アクチュエータは、該負圧アクチュエータに負圧が導入された時に上記可動ベーンの角度が上記タービンに作用する排気ガス流速を高めて過給効果を増大させる角度となり、該負圧アクチュエータに対する負圧の導入が制限されることによって過給効果を低減させる角度となるよう、上記可動ベーンとの関係を設定するのがよく、そうすることにより、ＶＧＴ用の負圧アクチュエータに対する負圧の導入を制限している状態で例えばエンジンが加速して高負荷域に入った場合に、過給が過剰となるのを防止することができ、エンジンの信頼性を確保できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は実施の形態の一例の全体系統図、図２は排気ターボ過給機の可動ベーン機構を示す要部拡大断面図、図３は制御系統図、図４は制御領域図、図５はＥＧＲフィードバック補正値演算のテーブル特性図、図６は始動後のＶＧＴ負圧導入禁止の制御を示すタイムチャート、図７はＶＧＴフィードバック補正の積分項演算のテーブル特性図、図８はＶＧＴフィードバック補正の比例項と微分項とを足した値を対象とする不感帯設定の説明図、図９はＶＧＴフィードバック補正の比例項および微分項演算のための不感帯設定のマップ特性図、図１０はＶＧＴフィードバック制御のメインルーチンを示すフローチャート、図１１は実施の形態におけるＶＧＴフィードバック制御の補正項演算のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００１１】
この実施の形態のエンジンは、自動車用の多気筒直噴式ディーゼルエンジンで、図１において、１はエンジン本体である。また、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃料噴射弁、６はグロープラグ、７は吸気弁、８は排気弁である。吸気弁７および排気弁８は、各気筒にそれぞれ２個づつ設けられている（図１では一方の吸気弁７と排気弁８のみが示されている）。
【００１２】
エンジン本体１の一側には吸気通路１０が延設されている。そして、吸気通路１０は、途中にサージタンク１１を有し、サージタンク１１よりも上流側が各気筒に共通の共通吸気通路１２とされて、その上流側から下流側へ順次、エアクリーナ１３、空気量検出手段としてのエアフローメータ１４、排気ターボ過給機１５のブロア１５ａ、インタークーラ１６、過給圧検出手段としての吸気圧センサ１７、吸気絞り弁１８が配設されている。
【００１３】
吸気絞り弁１８は、全閉時でも共通吸気通路１２を完全には閉じないで、所定の小さな有効開口面積でもって共通吸気通路１２を開通させておくように設定されている。
【００１４】
サージタンク１１と各気筒とは、個々の独立吸気通路１９によりそれぞれ独立して接続されている。そして、気筒毎のそれら独立吸気通路１９は、それぞれが隔壁１９ｃによって並列な２本の分岐独立吸気通路１９ａ、１９ｂに区画されている。上記各気筒の２個の吸気弁７は、これら気筒毎の２本の分岐独立吸気通路１９ａ、１９ｂをそれぞれ開閉する。
【００１５】
各気筒の独立吸気通路１９は、一方の分岐独立吸気通路１９ａが、燃焼室内で吸気のスワールを生成すべく、略シリンダ接線方向に指向するように燃焼室内に開口され、他方の分岐独立吸気通路１９ｂには、スワール弁２０が配設されている。スワール弁２０が閉じられたとき、上記他方の分岐独立吸気通路１９ｂが完全に閉じられ、吸気は上記一方の分岐独立吸気通路１９ａにのみ流れて、勢いよく燃焼室へと供給され、それにより、吸気流動が大となり、スワールが強化される。
【００１６】
エンジン本体１には、また、上記吸気通路１０とは反対側に排気通路２１が延設され、該排気通路２１には、その上流側から下流側へ向け順次、排気ターボ過給機１５のタービン１５ｂ，排気ガス浄化用の触媒装置（プレキャタ）２２が配設されている。エンジンの排気ガスは、上記触媒装置２２を経由した後、排気ガス浄化用のもう一つの触媒装置（メインキャタ）およびサイレンサ（共に図示せず）を経て、大気へ排出される。
【００１７】
排気ターボ過給機１５は、ブロア１５ａとタービン１５ｂの各ホイールが、軸１５ｃを介して一体回転するように連結されている。この排気ターボ過給機１５は、可変ベーン機構を備えた所謂ＶＧＴで、後述するように、過給能力（過給効率）を連続的に変更可能である。
【００１８】
吸気通路１０と排気通路２１の間には、所定運転状態において排気通路２１から排気ガスの一部を共通吸気通路１２へと還流するＥＧＲ通路２３が設けられ、該ＥＧＲ通路の途中には、ＥＧＲ量（排気ガス還流量）を調整可能とするようＥＧＲバルブ２４が配設されている。ＥＧＲ通路２３は、排気通路２１に対しては、タービン１５ｂの上流側に開口するＥＧＲガス取入口２３ａにて接続し、共通吸気通路１２に対しては、吸気絞り弁１８とサージタンク１１との間に開口するＥＧＲガス導入口２３ｂにて接続する。また、ＥＧＲ通路２３の外周には、ＥＧＲバルブ２４よりも排気通路２１側で、所定長さに亙ってＥＧＲガス冷却用の冷却フィン２５が形成されている。
【００１９】
上記吸気絞り弁１８、スワール弁２０、排気ターボ過給機１５の可変ベーン機構は、いずれも負圧応動式で駆動するもので、そのため、吸気絞り弁１８に負圧アクチュエータ３１が連結され、スワール弁２０に別の負荷アクチュエータ３２が連結され、また、排気ターボ過給機１５の可変ベーン機構には、さらに別の負圧アクチュエータ３３が連結されている。また、ＥＧＲバルブ２４も、負圧応動式で、それ自体が負圧アクチュエータ２４ａを備えている。
【００２０】
そして、負圧源として、エンジンにより駆動されるバキュームポンプ３４が設けられ、このバキュームポンプ３４に、上記各負圧アクチュエータ３１〜３３およびＥＧＲバルブ２４の負圧アクチュエータ２４ａが連通されている。
【００２１】
すなわち、バキュームポンプ３４によって常時負圧とされた負圧供給用通路３５に対して、負圧通路３６を介して吸気絞り弁１８駆動用の負圧アクチュエータ３１が接続され、その負圧通路３６の途中には、電磁式の切換弁３７が配設されている。この切換弁３７は、負圧アクチュエータ３１に対して負圧を供給し吸気絞り弁１８を閉とするよう、負圧通路３５を負圧供給用通路３５に接続する状態と、負圧アクチュエータ３１を大気へ開放して吸気絞り弁１８を開とするよう負圧通路３５と負圧供給用通路３５との接続を遮断する状態とに、オン、オフ式に切換える。
【００２２】
また、上記負圧供給用通路３５に対して、負圧通路３８を介してスワール弁２０駆動用の負圧アクチュエータ３２が接続され、その負圧通路３８の途中に電磁式の切換弁３９が接続されている。この切換弁３９は、負圧アクチュエータ３２に対して負圧を供給しスワール弁２０を閉とするよう、負圧通路３８を負圧供給用通路３５に接続する状態と、負圧アクチュエータ３２を大気へ開放してスワール弁２０を開とするよう負圧通路３８と負圧供給用通路３５との接続を遮断する状態とに、オン、オフ式に切換える。
【００２３】
また、上記排気ターボ過給機１５の可変ベーン機構を駆動する負圧アクチュエータ３３は、デューティ制御される電磁式の調整弁４０によって連続可変式に作動負圧が調整される。調整弁４０は、三方弁であって、負圧通路４１を介して負圧アクチュエータ３３に接続されるとともに、他の負圧通路４２を介して負圧供給用通路３５に接続され、さらに大気圧通路４３を介して、エアクリーナ１３から延びる大気圧供給用通路４４に接続されている。また、負圧供給用通路３５に接続する負圧通路４２には、負圧貯溜室４５が配設されている。
【００２４】
そして、調整弁４０によって、負圧アクチュエータ３３側の負圧通路４１の、負圧供給用通路３５側の負圧通路４２と、大気圧供給用通路４４側の大気圧通路４３とに対する連通度合を連続可変式に変更することにより、排気ターボ過給機１５の可変ベーン機構が制御され、過給能力が連続可変式に変更される。
【００２５】
また、上記調整弁４０をバイパスして、負圧アクチュエータ３３側の負圧通路４１を大気供給用通路４４に接続するバイパス通路４６が設けられ、このバイパス通路４６には、電磁式の開閉弁４７が接続されている。
【００２６】
上記負圧アクチュエータ３３は、供給される負圧が大きいほど過給能力が高くなるように可変ベーン機構を駆動するよう設定されたもので、上記開閉弁４７を開くことにより、負圧アクチュエータ３３に作用する負圧が下がり、排気ターボ過給機１５の過給能力が応答よく一気に低下する。
【００２７】
ＥＧＲバルブ２４は、デューティ式の二つの調整弁５０、５１によって開度調整されるもので、一方の調整弁５０は三方弁とされて、負圧通路５２を介してＥＧＲバルブ２４の負圧アクチュエータ２４ａに接続されるとともに、他の負圧通路５３を介して負圧供給用通路３５に接続され、また、大気圧通路５４を介して大気供給用通路４４に接続されている。また、もう一つの調整弁５１は、負圧供給用通路３５側の上記負荷通路５３に接続されている。
【００２８】
そして、上記一方の調整弁５０によって、負圧アクチュエータ２４ａ側の負圧通路５２の、負圧供給用通路３５側の負圧通路５３と大気圧通路５４とに対する連通度合が連続可変式に変更され、もう一つの調整弁５１によって、上記一方の調整弁５０へ供給される負圧の大きさが連続可変式に調整される。
【００２９】
ＥＧＲバルブ２４の負圧アクチュエータ２４ａは、供給される負圧が大きいほどＥＧＲバルブ２４の開度が大きくし、ＥＧＲ量を増大させるもので、上記一方の調整弁５０によって負圧アクチュエータ２４ａ側の通路５２を大気供給用通路５４のみに接続することにより、ＥＧＲバルブ２４が応答よく一気に閉弁される。
【００３０】
また、図１において、５５はブレーキ用の真空倍力装置である。真空倍力装置５５は、やはり上記バキュームポンプ３４を負圧源とするよう接続されている。
【００３１】
図２は、排気ターボ過給機１５の可変ベーン機構の要部を示すものである。図２において、６１はスクロール部であり、タービン１５ｂのホイール周囲に、周方向等間隔に多数の可動ベーン６２が配設されている。各可動ベーン６２は、それぞれの回転軸６３を中心に揺動可能で、揺動しベーン角度が変わることによって、排気ガスのタービン１５ｂに対する流入方向を変える。そして、可動ベーン６２が、例えば図２の波線で示す角度位置にあるときには、図２の実線で示す角度位置にあるときに比べて、タービン１５ｂに作用する排気ガス流速が増大し、、過給効率が増大する。その可動ベーン６２の角度位置が、前述した負圧アクチュエータ３３によって変更されるのである。
【００３２】
図３は、制御系統例を示すものであり、図中Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラである。このコントローラＵには、前述したエアフローメータ１４からの実際の空気量を示す信号、吸気圧センサ１７からの吸気圧を示す信号が入力される他、アクセル開度センサＳ１からのアクセル開度を示す信号、およびエンジン回転数センサＳ２からのエンジン回転数を示す信号が入力される。また、コントローラＵからは、前述した各電磁式の弁３７、３９、４０、４７、５０、５１に対して所定の制御信号が出力される。
【００３３】
次に、コントローラＵによる制御の概要について説明する。
【００３４】
この実施の形態の制御では、図４に示すように、エンジン回転数とエンジン負荷（燃料噴射量）とをパラメータとして、エンジンの運転領域をＸ１〜Ｘ４の４つの領域に分けている。領域Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４は、その順に、低回転、低負荷側から高回転、高負荷側となるように設定されたものである。吸気絞り弁１８およびスワール弁２０の開閉制御、ＥＧＲ制御、過給圧制御は、それぞれ、領域Ｘ１〜Ｘ４に対し次のように設定されている。
【００３５】
吸気絞り弁１８およびスワール弁２０の制御では、領域Ｘ１では、吸気絞り弁１８およびスワール弁２０はそれぞれ閉とされ、領域Ｘ２〜Ｘ４では、それぞれ開とされる。
【００３６】
ＥＧＲ制御では、領域Ｘ１とＸ２では、エアフローメータ１４で検出される実際の空気量が目標空気量となるように、ＥＧＲバルブ２４の開度がフィードバック制御される。また、領域Ｘ３とＸ４では、ＥＧＲが停止される。
【００３７】
過給圧制御では、全領域Ｘ１〜Ｘ４で過給が行われるが、領域Ｘ４では、吸気圧センサ１７で検出される実際の過給圧が目標過給圧となるように、排気ターボ過給機１５の可動ベーンの角度位置がフィードバック制御される。また、領域Ｘ１〜Ｘ３では、実際の過給圧が目標過給圧となるように、オープンループ制御される。
【００３８】
ＥＧＲ制御は、所謂エアフロー・フィードバックＥＧＲで、上述のように、エアフローメータ１４で検出される実際の空気量が目標空気量となるように、ＥＧＲバルブ２４の開度をフィードバック制御する。エミッション改善の要求に沿ってＮＯｘを最大限低減するには、ＥＧＲ量を増やす必要があるが、ＥＧＲ量が増えると、その分新気の入る量が減ることになって、失火等の問題が発生するため、新気吸入量すなわちエアフローメータ１４で検出される空気量に目標値を設定して、その目標空気量となるように、ＥＧＲバルブ２４の開度をフィードバック制御するのである。
【００３９】
そして、そのＥＧＲフィードバック制御においては、実際の空気量と目標空気量との偏差が所定値よりも小さい状態では、フィードバック補正値の更新を行わないよう、図５に示すように不感帯が設定され、不感帯ではフィードバック補正値として前回値がそのままホールドされる。そして、この不感帯は、吸気脈動の大きさに関連したパラメータに基づいて変更され、吸気脈動が大きいほど不感帯が拡大される。例えば、吸気絞り弁１８が開弁されたとき（スワール弁２０が開弁されたとき）は、閉弁されているときに比して吸気脈動が大きいとして、不感帯が拡大されるのである。
【００４０】
ＥＧＲフィードバック制御は、不感帯を設定した上記図５のマップによってフィードバック補正値を演算する。図５は、横軸に実際の空気量から目標空気量を差し引いた偏差ＤＡＦＳをとり、縦軸にフィードバック補正値（ＥＧＲバルブ２４の開度補正値）に相当するデューティ制御値（Ｄｕｔｙ）を設定するものであって、上記偏差ＤＡＦＳがプラスの値で大きいときは、実際の空気量が多すぎるということで、このときはフィードバック補正値（デューティ制御値）を大きくする（フィードバック補正値が大きくなると、ＥＧＲバルブ２４の開度が大きくなる）。また、逆に、上記偏差ＤＡＦＳがマイナスの値で大きいときは、実際の空気量が少なすぎるということで、このときはフィードバック補正値を小さくする（フィードバック補正値が小さくなると、ＥＧＲバルブ２４の開度が小さくなる）。偏差ＤＡＦＳが、図５に示す不感帯範囲となるような小さな値のときは、フィードバック補正値は前回値にホールドする。
【００４１】
領域Ｘ１は、ＥＧＲガス量の増大が要求される領域であり、このため吸気絞り弁１８が閉じられ（吸気通路１２の有効開口面積が最小となる）、ＥＧＲ量増大に伴う燃焼性確保のためにスワール弁２０が閉じられて吸気流動が強化される。目標空気量は、例えば燃料噴射量とエンジン回転数とに応じてあらかじめ設定されたマップに照合して決定されるが、吸気絞り弁１８が閉じられたとき、目標空気量が減量される（小さい値に変更される）。その際の目標空気量の減量分は、吸気絞り弁１８が閉じられたことによる実際の空気量の減量分相当である。吸気通路１２を流れることのできる最大空気量は、吸気絞り弁１８の開度が小さいほど小さくなる。そこで、吸気絞り弁１８が全開のときに確保可能な最大空気量と、吸気絞り弁１８が全閉のときに確保可能な最大空気量との差分が、上記目標空気量の減量分とされるのである。
【００４２】
過給圧制御では、上述のように、図４に示す領域Ｘ４で、吸気圧センサ１７で検出される実際の過給圧が目標過給圧となるように、実過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて排気ターボ過給機１５の可動ベーン６２の角度位置をフィードバック制御し、領域Ｘ１〜Ｘ３では、実際の過給圧が目標過給圧となるように、オープンループ制御するが、例えばエンジン始動直後でバキュームポンプに十分な負圧が発生していない状態で、ＶＧＴ用の負圧アクチュエータ３３と真空倍力装置５５とが同時に作動すると、真空倍力装置５５を作動させるための負圧が不足して、ブレーキ性能を確保できなくなるため、そうした始動直後等で、負圧源であるバキュームポンプに十分な負圧が発生していない状態では、運転状態に拘わらずＶＧＴ用の負圧アクチュエータ３３に対するバキュームポンプ３４からの負圧の導入を禁止する。例えば、図６に示すように、エンジ回転数（Ｎｅ）が始動回転数に達したときに、禁止タイマーをセットし、一定期間（図６の例では８秒間）フラグを立てて負圧導入を禁止する。また、タイマーの代わりに、エンジン回転数が所定回転数に達するまではＶＧＴ用の負圧アクチュエータ３３に対する負圧導入を禁止するものであってよい。さらに、真空倍力装置５５に負圧センサを付けて、真空倍力装置５５に所定の負圧が得られたかどうかを直接検知し、所定の負圧が得られるまではＶＧＴ用の負圧アクチュエータ３３に対する負圧導入を禁止するようにしてもよい。また、いずれの場合も、ＶＧＴ用の負圧アクチュエータ３３に対する負圧導入を完全に禁止するのではなく、所定の制限を加えるものであってもよい。なお、この例では、実過給圧と目標過給圧との偏差に基づくフィードバック制御は領域Ｘ４のみで行うようにしているが、全領域（Ｘ１〜Ｘ４）で行ってもよい。
【００４３】
ＶＧＴ用の負圧アクチュエータ３３は、該負圧アクチュエータ３３に負圧が導入された時に可動ベーン６２の角度がタービン１５ｂに作用する排気ガス流速を高めて過給効果を増大させる角度となり、該負圧アクチュエータ３３に対する負圧の導入が禁止ないし制限された時には過給効果を低減させる角度となるよう、可動ベーン６２との関係が設定されている。そのため、ＶＧＴ用の負圧アクチュエータ３３に対する負圧の導入を禁止ないし制限している状態で例えばエンジンが加速して高負荷域に入っても、過過給が発生することはない。
【００４４】
ＶＧＴフィードバック制御では、上述のように実過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて排気ターボ過給機１５の可動ベーン６２の角度位置をフィードバック制御するが、その際、フィードバック補正項として積分項（Ｉ値）、比例項（Ｐ値）および微分項（Ｄ値）を演算し、それら積分項、比例項および微分項を足して最終のフィードバック補正項を設定する。そして、積分項は、上記偏差に基づいて例えば図７に示すような特性のテーブルから演算し、比例項および微分項もまた、それぞれのテーブルから演算する。また、その際、積分項演算のテーブルには、実過給圧と目標過給圧との偏差が所定値以下であるときは補正値を前回値に固定するよう、不感帯を設定し、また、比例項および微分項についても、同様に不感帯を設定する。そして、その不感帯は、積分項については常時一定幅に設定するが、比例項および微分項については、エンジンの運転状態に応じて不感帯の幅を変えるものとする。つまり、積分項は、ＶＧＴのバラツキ等の補正を狙った補正項であって、運転状態の変化を追いかけるものではないので、運転状態に拘わらず不感帯は一定の幅に固定し、それに対し、比例項と微分項は、運転状態が変わる過渡状態においてハンチングを抑制し、収束性を高めるのに効いてくる補正項であり、そうした運転状態の変化を追いかける補正項であることから、比例項および微分項については、運転状態に応じて不感帯の幅を変え、最適な不感帯を設定するのである。そして、その比例項と微分項の演算における不感帯は、図８に示すように、比例項と微分項を足した値を対象として、その比例項と微分項を足した値について設定する不感帯の幅を、図９に示すように、低回転、低負荷側では小さく、高回転、高負荷側では大きくするのである。図９は、横軸をエンジン回転数（Ｎｅ）とし、縦軸を燃料噴射量（ＱＣＯＮＴ）として、矢印の方向に不感帯が大きくなるマップ特性を示したものである。
【００４５】
上記ＶＧＴフィードバック制御は、例えば図１０に示すフローチャートによって実行するもので、スタートすると、まず、ステップＳ１で、ＶＧＴフィードバック制御のための各種信号（アクセル開度、エンジン回転数、冷却水温等）を読み込む。
【００４６】
そして、ステップＳ２で、調整弁４０をデューティ制御するための基本デューティ比を、エンジン回転数と燃料噴射量から演算する。
【００４７】
次いで、ステップＳ３で、高地で気圧が下がった場合等の密度補正としての大気圧補正項を演算する。
【００４８】
また、ステップＳ４で、アクセル開度の変化から加速状態が検出された時の補正項である加速補正項を演算する。
【００４９】
さらに、ステップＳ５で、後述のサブルーチンによりフィードバック補正項を演算する。
【００５０】
そして、ステップＳ６で、最終のデューティ比を演算する。
【００５１】
つぎに、ステップＳ７で、始動後所定期間が経過したかどうかを判定し、所定期間経過していれば、上記演算した最終デューティの制御信号を過給圧制御弁である上記調整弁４０に出力する。この場合、負圧アクチュエータ３３側の負圧通路４１の、負圧供給用通路３５側の負圧通路４２と、大気圧供給用通路４４側の大気圧通路４３とに対する連通度合がデューティ比に応じて調整され、負圧アクチュエータ３３に作用する負圧が調整されて、可動ベーン６２の角度が制御される。
【００５２】
ステップＳ７で始動後所定期間が経過していないときは、ステップＳ８で、最終デューティを強制的にゼロに戻す。この場合、調整弁４０は、負圧アクチュエータ３３側の負圧通路４１を大気圧通路４３側に完全開放する。この状態では、負圧アクチュエータ３３に負圧は導入されず、可動ベーン６２は図２に実線で示す角度に固定される。
【００５３】
なお、上記ステップＳ７〜９は、図６における禁止タイマーを用いた場合の処理であって、この部分は、前述のようにエンジン回転数が所定回転数に達するまではＶＧＴ用の負圧アクチュエータ３３に対する負圧導入を禁止するものであってよく、また、真空倍力装置５５の負圧を負圧センサによって直接検知し、所定の負圧が得られるまではＶＧＴ用の負圧アクチュエータ３３に対する負圧導入を禁止するものであってよい。
【００５４】
上記ステップＳ５におけるフィードバック補正項の演算は、図１１のフローチャートによって実行する。このフローチャートは、スタートして、まずステップＴ１で、エンジン回転数、エンジン負荷（アクセル開度、燃料噴射量）等の各種信号を読み込む。
【００５５】
そして、ステップＴ２で、エンジン回転数とエンジン負荷とから目標過給圧を演算する。
【００５６】
つぎに、ステップＴ３で大気圧補正項を演算し、次いで、ステップＴ４で、大気圧補正後の目標過給圧と実過給圧との偏差を演算し、その演算した偏差に基づいて、ステップＴ５でフィードバック補正の積分項を演算し、ステップＴ６で比例項を演算し、また、ステップＴ７で微分項を演算する。
【００５７】
そして、ステップＴ８で、運転状態に応じて比例項＋微分項の不感帯を設定し、ステップＴ９で、不感帯を設定したテーブルから比例項＋微分項の値を演算する。
【００５８】
そして、ステップＴ１０で、積分項と比例項と微分項を足した最終のフィードバック補正項を演算し、ステップＴ１１で最終フィードバック補正項が上限ガードを越えたかどうかを判定して、上限ガードを越えたら、ステップＴ１２でその上限ガードの値に固定する。
【００５９】
また、ステップＴ１１の判定で上限ガード以下のときは、ステップＴ１３で下限ガードを下回ったかどうかを判定して、下限ガードを下回ったら、ステップＴ１４で下限ガードの値に固定する。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、この発明の過給圧制御装置によれば、ＶＧＴを備えたエンジンにおいて、エンジン始動直後のように真空源に十分な負圧が発生していない時に、ＶＧＴと真空源を同じくする真空倍力装置のための負圧不足を防止し、ブレーキ性能を確保するようにできる。
【００６１】
また、ＶＧＴの負圧アクチュエータと可動ベーンとの関係を、負圧が導入された時に可動ベーンが過給効果を増大させる角度となり、負圧の導入が制限された時には過給効果を低減させる角度となるよう設定することによって、ＶＧＴ用の負圧アクチュエータに対する負圧の導入を制限している状態で例えばエンジンが加速して高負荷域に入った場合に、過給が過剰となるのを防止でき、エンジンの信頼性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の全体系統図
【図２】実施の形態における排気ターボ過給機の可動ベーン機構を示す要部拡大断面図
【図３】実施の形態における制御系統図
【図４】実施の形態における制御領域図
【図５】実施の形態におけるＥＧＲフィードバック補正値演算のテーブル特性図
【図６】実施の形態における始動後のＶＧＴ負圧導入禁止の制御を示すタイムチャート
【図７】実施の形態におけるＶＧＴフィードバック補正の積分項演算のテーブル特性図
【図８】実施の形態におけるＶＧＴフィードバック補正の比例項と微分項とを足した値を対象とする不感帯設定の説明図
【図９】実施の形態におけるＶＧＴフィードバック補正の比例項および微分項演算のための不感帯設定のマップ特性図
【図１０】実施の形態におけるＶＧＴフィードバック制御のメインルーチンを示すフローチャート
【図１１】実施の形態におけるＶＧＴフィードバック制御の補正項演算のサブルーチンを示すフローチャート
【符号の説明】
１エンジン本体
５燃料噴射弁
１５排気ターボ過給機
１５ｂタービン
３３負圧アクチュエータ
３４バキュームポンプ（負圧源）
４０調整弁
６２可動ベーン

Claims

排気ガスのエネルギーによってタービンが回転しブロワを駆動してエンジンを過給する排気ターボ過給機を備え、該排気タービン過給機は、上記タービンに作用する排気ガス流速を変更可能な可動ベーンを備え、該可動ベーンを駆動する負圧アクチュエータと、該負圧アクチュエータと負圧源とを連通する負圧通路に配置された制御弁を介しエンジンの運転状態に応じて上記可動ベーンを制御する可動ベーン制御手段を備え、上記負圧源にブレーキ用の真空倍力装置が接続されるエンジンの過給圧制御装置において、
上記負圧源に上記真空倍力装置の機能を確保できる負圧が発生するまでは、運転状態に拘わらず上記負圧アクチュエータに対する上記負圧源からの負圧の導入を制限する負圧導入制限手段を設けたことを特徴とするエンジンの過給圧制御装置。
上記負圧導入制限手段は、エンジン始動後所定期間経過するまでは上記負圧アクチュエータに対する負圧の導入を制限する請求項１記載のエンジンの過給圧制御装置。
上記負圧導入制限手段は、エンジン回転数が所定回転数に達するまでは上記負圧アクチュエータに対する負圧の導入を制限する請求項１記載のエンジンの過給圧制御装置。
上記負圧アクチュエータは、該負圧アクチュエータに負圧が導入された時に上記可動ベーンの角度が上記タービンに作用する排気ガス流速を高めて過給効果を増大させる角度となり、該負圧アクチュエータに対する負圧の導入が制限されることによって過給効果を低減させる角度となるよう、上記可動ベーンとの関係を設定した請求項１、２または３記載のエンジンの過給圧制御装置。