(57)【要約】【課題】過給機のコンプレッサに付着したコーキング物質を除去する。【解決手段】過給機制御装置（１００）は、エンジン（１０）と、ディフューザ（２１７）及び該ディフューザに出し入れ可能に設けられたベーン（２１４）を含むコンプレッサ（２１）を有する過給機（２０）とを備える車両（１）に搭載され、ベーンがディフューザに突出している第１状態と、ベーンがディフューザから引き込まれている第２状態とを相互に切替可能なベーン駆動手段（２１８）と、エンジンの作動状態に応じて、第１状態及び第２状態を相互に切り替えるようにベーン駆動手段を制御する制御手段（１６）とを備える。制御手段は、ディフューザにコーキングが発生したことを条件に、ベーンのディフューザへの突出量が第１状態よりも大きくなるようにベーン駆動手段を制御する。【選択図】図６
2010196537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、ディフューザ及び前記ディフューザに出し入れ可能に設けられたベーンを含むコンプレッサを有する過給機とを備える車両に搭載され、
前記ベーンが前記ディフューザに突出している第１状態と、前記ベーンが前記ディフューザから引き込まれている第２状態とを相互に切替可能なベーン駆動手段と、
前記エンジンの作動状態に応じて、前記第１状態及び前記第２状態を相互に切り替えるように前記ベーン駆動手段を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記ディフューザにコーキングが発生したことを条件に、前記ベーンの前記ディフューザへの突出量が前記第１状態よりも大きくなるように前記ベーン駆動手段を制御する
ことを特徴とする過給機制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記エンジンの作動状態を検出する状態検出手段を含み、
前記検出された作動状態に応じて、前記第１状態及び前記第２状態を相互に切り替えるように前記ベーン駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の過給機制御装置。
【請求項３】
前記コンプレッサは、前記コンプレッサの出口を規定する開口部を含む面の前記コンプレッサの外側に向かう法線の向きが、重力加速度の向きに近づくように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の過給機制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記コンプレッサの上流側の圧力である第１圧力、及び前記コンプレッサの下流側の圧力である第２圧力を夫々検出する第１圧力検出手段と、
前記検出された第１及び第２圧力に基づいて、前記コンプレッサの効率を算出する算出手段と、
前記算出された効率に基づいて、前記コーキングの発生を推定するコーキング推定手段と
を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の過給機制御装置。
【請求項５】
前記コンプレッサの上流側の圧力である第３圧力、及び前記コンプレッサの下流側の圧力である第４圧力を夫々検出する第２圧力検出手段と、
前記コンプレッサに流入する吸気量を検出する吸気量検出手段と、
前記検出された第３及び第４圧力、並びに前記検出された吸気量に基づいて、単位時間当たりに前記コンプレッサに付着する付着物の付着量を推定する付着量推定手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の過給機制御装置。
【請求項６】
外気温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された温度に基づいて、前記推定された付着量を補正する付着量補正手段と
を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の過給機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変ディフューザ付コンプレッサを備える過給機を制御する過給機制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、可変容量型過給機のノズルベーンに、炭化水素（ＨＣ）、粒状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ：ＰＭ）等が付着することによりノズルベーンの作動が抑制された場合に、排気の温度を上昇させて、ノズルベーンに付着したＨＣ、ＰＭ等を除去する装置が提案されている（特許文献１参照）。或いは、電動アシストモータにより過給機をサージが発生する回転数まで回転させ、該発生したサージに起因する圧力変動によって、ブローバイガス管、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）管及びタービンを振動させて、該ブローバイガス管等に付着した水及び汚れを除去する装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５４０７７号公報
【特許文献２】特開２００８−２５５９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の背景技術によれば、過給機のコンプレッサに付着した、例えばＨＣ、ＰＭ等を除去することは非常に困難であるという技術的問題点がある。
【０００５】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、コンプレッサに付着した、例えばＨＣ、ＰＭ等を除去することができる過給機制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の過給機制御装置は、上記課題を解決するために、エンジンと、ディフューザ及び前記ディフューザに出し入れ可能に設けられたベーンを含むコンプレッサを有する過給機とを備える車両に搭載され、前記ベーンが前記ディフューザに突出している第１状態と、前記ベーンが前記ディフューザから引き込まれている第２状態とを相互に切替可能なベーン駆動手段と、前記エンジンの作動状態に応じて、前記第１状態及び前記第２状態を相互に切り替えるように前記ベーン駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ディフューザにコーキングが発生したことを条件に、前記ベーンの前記ディフューザへの突出量が前記第１状態よりも大きくなるように前記ベーン駆動手段を制御する。
【０００７】
本発明の過給機制御装置によれば、当該過給機制御装置は、エンジンと、ディフューザ及び該ディフューザに出し入れ可能に設けられたベーンを含むコンプレッサを有する過給機とを備える車両に搭載されている。ここで、「ディフューザに出し入れ可能に設けられたベーンを含むコンプレッサ」とは、典型的には、ベーンがディフューザに突出している状態（所謂、ベーンド状態）と、ベーンがディフューザから引き込まれている状態（所謂、ベーンレス状態）とを相互に切り替えることができる可変ディフューザ付コンプレッサを意味する。
【０００８】
尚、本発明に係る車両は、典型的には、エンジンで発生するブローバイガスを、過給機のコンプレッサの上流側に供給可能なブローバイガス管を備えている。
【０００９】
ベーン駆動手段は、ベーンがディフューザに突出している第１状態と、ベーンがディフューザから引き込まれている第２状態とを相互に切替可能である。ここに、本発明に係る「第１状態」とは、所謂ベーンド状態を意味し、「第２状態」とは、所謂ベーンレス状態を意味する。尚、本発明に係る「ベーン駆動手段」は、典型的には、ベーンの大きさが許す限りにおいて、ベーンのディフューザへの突出量を任意に変更可能である。即ち、ベーン駆動手段は、ベーンの突出量を、第１状態に対応する突出量及び第２状態に対応する突出量に限らず、例えば、第１状態に対応する突出量及び第２状態に対応する突出量の中間の突出量や、第１状態に対応する突出量よりも大きい突出量とすることが可能である。
【００１０】
第１状態に対応する突出量は、例えば、当該過給機を備える車両が比較的低速で走行している際に適切な過給圧を得られる突出量として、或いは、低速域の作動点をカバーしつつチョーク流量ができるだけ大きく取れるような突出量として設定されている。
【００１１】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、エンジンの作動状態に応じて、第１状態及び第２状態を相互に切り替えるようにベーン駆動手段を制御する。ここで、「エンジンの作動状態」は、例えば、過給機のコンプレッサの上流側及び下流側の各々の圧力の圧力比と、コンプレッサに流入する吸気の吸気量とを検出し、該検出された圧力比及び吸気量に基づいて求めればよい。
【００１２】
「エンジンの作動状態に応じて、第１状態及び第２状態を相互に切り替えるベーン駆動手段を制御する」とは、典型的には、過給機のコンプレッサの上流側及び下流側の各々の圧力の圧力比が比較的小さく、コンプレッサに流入する吸気の吸気量が比較的小さい場合は、第１状態となるように（即ち、ベーンをディフューザに突出させるように）ベーン駆動手段を制御し、他方、コンプレッサの圧力比が比較的大きく、吸気量が比較的大きい場合は、第２状態となるように（即ち、ベーンをディフューザから引き込むように）ベーン駆動手段を制御することを意味する。
【００１３】
制御手段は、更に、ディフューザにコーキングが発生したことを条件に、ベーンのディフューザへの突出量が第１状態よりも大きくなるようにベーン駆動手段を制御する。ここで、「ベーンのディフューザへの突出量が第１状態よりも大きく」とは、ベーンのディフューザへの突出量が、第１状態に対応するベーンの突出量よりも大きいことを意味し、ベーンの一端がコンプレッサを構成するシュラウド壁面に接するような突出量であることが望ましい。
【００１４】
尚、ディフューザにコーキングが発生したか否かは、例えば、コンプレッサの効率を検出し、該検出された効率と、基準効率（例えば理論効率等）とを比較し、検出された効率と基準値との差分値が所定値より大きいか否かを判定して、該判定結果に基づいて判定すればよい。
【００１５】
本願発明者の研究によれば、ブローバイガスを用いる過給機では、オイルミストを含んだ空気がコンプレッサにおいて昇温され、コンプレッサにコーキングが比較的発生し易くなる。すると、コーキング物質（例えば、ＨＣ、ＰＭ等）がコンプレッサのディフューザ表面に堆積することに起因して、コンプレッサの効率が低下したり、可動機構が固着したりすることが判明している。
【００１６】
しかるに本発明では、ディフューザにコーキングが発生したことを条件に、制御手段により、ベーンのディフューザへの突出量が第１状態よりも大きくなるようにベーン駆動手段が制御される。この状態で、ベーンをディフューザと共に回転すれば、ベーンの一端により、ディフューザ表面に堆積したコーキング物質が掻き出されることとなる。この結果、コンプレッサに付着したコーキング物質を除去することができる。
【００１７】
尚、コーキング物質を除去するために、ベーンのディフューザへの突出量を第１状態よりも大きくするベーン駆動手段の制御は、典型的には、ベーンの突出量が変動することに起因するコンプレッサの効率の変動が車両の走行に影響しない、車両の停車時に実行される。
【００１８】
本発明の過給機制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記エンジンの作動状態を検出する状態検出手段を含み、前記検出された作動状態に応じて、前記第１状態及び前記第２状態を相互に切り替えるように前記ベーン駆動手段を制御する。
【００１９】
この態様によれば、比較的容易にして、エンジンの作動状態を検出することができ、実用上非常に有利である。
【００２０】
本発明の過給機制御装置の他の態様では、前記コンプレッサは、前記コンプレッサの出口を規定する開口部を含む面の前記コンプレッサの外側に向かう法線の向きが、重力加速度の向きに近づくように配置されている。
【００２１】
この態様によれば、比較的容易にして、除去されたコーキング物質をコンプレッサから排出することができ、実用上非常に有利である。
【００２２】
ここで、「コンプレッサの出口を規定する開口部を含む面のコンプレッサの外側に向かう法線の向きが、重力加速度の向きに近づく」とは、水平面上に車両がある場合に、コンプレッサの出口を規定する開口部を含む面が、該水平面側を向くことを意味する。つまり、コンプレッサの出口を規定する開口部が、大なり小なり下向きになっていることを意味する。
【００２３】
本発明の過給機制御装置の他の態様では、前記制御装置は、前記コンプレッサの上流側の圧力である第１圧力、及び前記コンプレッサの下流側の圧力である第２圧力を夫々検出する第１圧力検出手段と、前記検出された第１及び第２圧力に基づいて、前記コンプレッサの効率を算出する算出手段と、前記算出された効率に基づいて、前記コーキングの発生を推定するコーキング推定手段とを含む。
【００２４】
この態様によれば、比較的容易にして、コーキングの発生を推定することができ、実用上非常に有利である。
【００２５】
例えば圧力センサ等である第１圧力検出手段は、コンプレッサの上流側の圧力である第１圧力（即ち、コンプレッサの入口圧力）、及びコンプレッサの下流側の圧力である第２圧力（即ち、コンプレッサの出口圧力）を夫々検出する。
【００２６】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる算出手段は、検出された第１及び第２圧力に基づいて、コンプレッサの効率を算出する。より具体的には、算出手段は、検出された第１及び第２圧力に基づいて圧力比を算出する。算出手段は、更に、例えば温度センサ等を介してコンプレッサの入口温度及び出口温度を取得し、該取得された入口温度及び出口温度、並びに算出された圧力比に基づいて、コンプレッサの効率を算出する。
【００２７】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなるコーキング推定手段は、算出された効率に基づいて、コーキングの発生を推定する。より具体的には、コーキング推定手段は、算出された効率と、予め定められている基準効率との差分値を求め、該求められた差分値が所定値よりも大きいことを条件に、コーキングが発生したと推定する。
【００２８】
尚、基準効率は、例えばコンプレッサに流入する吸気量に応じた可変値として設定されている。コーキング推定手段は、基準効率を、例えば基準効率と吸気量との関係を示すマップとして予め格納している。また、「所定値」は、コーキングが発生しているか否かを決定する値であり、予め固定値として、或いは何らかの物理量又はパラメータに応じた可変値として設定されている。
【００２９】
このような所定値は、実験的若しくは経験的に又はシミュレーションによって、例えば、実際のコンプレッサ効率及び基準効率の差分値と、コンプレッサに堆積したコーキング物質の量との関係を求め、該求められた関係に基づいて、堆積したコーキング物質を除去しなければ、コンプレッサの効率の低下に起因して車両の性能が、例えば操縦者が違和感を覚える程低下してしまう、又は可動機構が固着すると予測される差分値として、或いは、該差分値よりある値だけ小さい値として、設定すればよい。
【００３０】
本発明の過給機制御装置の他の態様では、前記コンプレッサの上流側の圧力である第３圧力、及び前記コンプレッサの下流側の圧力である第４圧力を夫々検出する第２圧力検出手段と、前記コンプレッサに流入する吸気量を検出する吸気量検出手段と、前記検出された第３及び第４圧力、並びに前記検出された吸気量に基づいて、単位時間当たりに前記コンプレッサに付着する付着物の付着量を推定する付着量推定手段とを更に備える。
【００３１】
この態様によれば、例えば、コンプレッサの効率の低下が、コーキングの発生によるものであるのか、他の不具合によるものであるのかを、比較的容易に判定することができるので、実用上非常に有利である。
【００３２】
例えば圧力センサ等である第２圧力検出手段は、コンプレッサの上流側の圧力である第３圧力（即ち、コンプレッサの入口圧力）、及びコンプレッサの下流側の圧力である第４圧力（即ち、コンプレッサの出口圧力）を夫々検出する。例えばエアフローセンサ等である吸気量検出手段は、コンプレッサに流入する吸気量を検出する。
【００３３】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる付着量推定手段は、検出された第３及び第４圧力、並びに検出された吸気量に基づいて、単位時間当たりにコンプレッサに付着する付着物（即ち、コーキング物質）の付着量を推定する。具体的には例えば、付着量推定手段は、コンプレッサの圧力比（即ち、入口圧力と出口圧力との圧力比）と、吸気量と、単位時間当たりの付着量との関係を定めるマップを予め格納しており、検出された第３及び第４圧力、並びに検出された吸気量に基づいて、予め格納されているマップから単位時間当たりの付着量を推定する。
【００３４】
このようなマップは、実験的若しくは経験的に又はシミュレーションによって、コンプレッサの圧力比、吸気量及びコーキング物質の付着量を求め、該求められたコンプレッサの圧力比等に基づいて構築すればよい。
【００３５】
この態様では、外気温度を検出する温度検出手段と、前記検出された温度に基づいて、前記推定された付着量を補正する付着量補正手段とを更に備えてよい。
【００３６】
このように構成すれば、付着量推定手段により推定された単位時間当たりの付着量の精度を向上させることができ、実用上非常に有利である。
【００３７】
例えば温度センサ等である温度検出手段は、外気温度を検出する。例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる付着量補正手段は、検出された温度に基づいて、推定された付着量を補正する。これは、吸気の温度が高くなる程、コーキング物質が多くなるであろうという考察に基づくものである。
【００３８】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係る過給機制御装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る過給機のコンプレッサの構成を模式的に示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る過給機のコンプレッサにおけるベーン可動機構を模式的に示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る過給機のコンプレッサにおける円環構造を模式的に示す模式図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施形態に係る外部キャッチャー容器周辺を示す斜視図である。（ｂ）は、本発明の実施形態に係る過給機のコンプレッサ出口近傍の拡大断面図である。（ｃ）は、本発明の実施形態に係るコンプレッサハウジング出口弁近傍の拡大断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るＥＣＵが実行する清掃処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係るコンプレッサ効率の基準値及び算出値を概念的に示す概念図である。
【図８】本発明の実施形態に係るコーキング物質の付着量を定めるマップの一例である。
【図９】本発明の実施形態に係るコーキング物質の付着量の補正量を定めるマップの一例である。
【図１０】本発明の実施形態に係るＥＣＵが実行する排出処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態の第１変形例に係る過給機を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施形態の第２変形例に係る過給機を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施形態の第３変形例に係る過給機を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明に係る過給機制御装置の実施形態について、図１乃至図１０を参照して説明する。
【００４１】
先ず、本実施形態に係る過給機制御装置が搭載される車両について、図１を参照して説明する。ここに、図１は、本実施形態に係る過給機制御装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。尚、図１中の矢印は、気流の向きを示している。
【００４２】
図１において、車両１は、エンジン１０と、該エンジン１０に夫々接続されている吸気通路１１、排気通路１３及びブローバイガス管１４と、吸気通路１１に配置されたコンプレッサ２１及び排気通路１３に配置されたタービン２２を有する過給機２０と、一端が吸気通路１１におけるコンプレッサ２１の上流側に接続され、他端が吸気通路１１におけるコンプレッサ２１の下流側に接続されたバイパス通路１２と、外部キャッチャー容器１５と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１６とを備えて構成されている。
【００４３】
バイパス通路１２には、コンプレッサバイパス弁Ｖ１が設けられている。吸気通路１１におけるコンプレッサ２１の上流側にはコンプレッサ入口弁Ｖ２が設けられており、コンプレッサ２１の下流側にはコンプレッサ出口弁Ｖ４が設けられている。吸気通路１１と外部キャッチャー容器１５との接続部には、コンプレッサハウジング出口弁Ｖ３が設けられている。
【００４４】
ここで、過給機２０のコンプレッサ２１の詳細な構成について、図２乃至図４を参照して説明する。ここに、図２は、本実施形態に係る過給機のコンプレッサの構成を模式的に示す模式図であり、図３は、本実施形態に係る過給機のコンプレッサにおけるベーン可動機構を模式的に示す模式図であり、図４は、本実施形態に係る過給機のコンプレッサにおける円環構造を模式的に示す模式図である。尚、図３及び図４では、便宜上、複数のベーンの一部のみを示している。
【００４５】
図２において、コンプレッサ２１は、アクチュエータロッド２１１、筒状構造２１２、円環構造２１３、ベーン２１４、コンプレッサインペラ２１５、コンプレッサハウジング２１６及びディフューザ２１７を備えて構成されている。
【００４６】
アクチュエータロッド２１１は、アクチュエータ２１８に接続されている。該アクチュエータ２１８によってアクチュエータロッド２１１が駆動されることによって、ベーン２１４が、ディフューザ２１７に突出させられたり、ディフューザ２１７から引き込まれたりする。
【００４７】
図３において、アクチュエータロッド２１１は、リンク構造２１１ａを介して筒状構造２１２に接続されている。アクチュエータロッド２１１が駆動されることによって、筒状構造２１２は、矢印Ｒのように回転される。
【００４８】
筒状構造２１２は、ディフューザ２１７のディフューザ天板２１７ａと、アーム構造２１２ａを介して接続されている。アーム構造２１２ａは、ストッパ構造２１２ｂによって、定位置に保持されている。アーム構造２１２ａには、筒状構造２１２が回転された場合に、アーム構造２１２ａを定位置に戻すための、例えば金属ばね、空気ばね等の弾性体構造２１２ｃが設けられている。同様に、ストッパ構造２１２ｂには、該ストッパ構造２１２ｂを、アーム構造２１２ａを保持する位置に戻すための、例えば金属ばね、空気ばね等の弾性体構造２１２ｄが設けられている。
【００４９】
図３における矢印ａは、ベーン２１４をディフューザ２１７（図２参照）に突出させるために必要な、アクチュエータロッド２１１の可動しろを示し、矢印ｂは、ベーン２１４をディフューザ２１７から引き込むために必要な、アクチュエータロッド２１１の可動しろを示している。
【００５０】
図４において、円環構造２１３には、複数のベーン２１４が取り付けられている。円環構造２１３の突起部２１３ａが、筒状構造２１２の回転と連動して、矢印Ｍのように、ディフューザ天板２１７ａ（図３参照）に近づいたり、ディフューザ天板２１７ａから遠ざかったりすることによって、ベーン２１４が、ディフューザ２１７（図２参照）に突出させられたり、ディフューザ２１７から引き込まれたりする。
【００５１】
再び図１に戻り、過給機制御装置１００は、エアフローセンサＳ１、温度センサＳ２及びＳ４、圧力センサＳ３及びＳ５、並びに外気温センサＳ６を備えて構成されている。過給機制御装置１００は、更に、ベーン２１４がディフューザ２１７に突出している第１状態と、ベーン２１４がディフューザから引き込まれている第２状態とを相互に切替可能なアクチュエータ２１８と、エンジン１０の作動状態に応じて、第１状態及び第２状態を相互に切り替えるようにアクチュエータ２１８を制御するＥＣＵ１６とを備えて構成されている。
【００５２】
ここに、本実施形態に係る「アクチュエータ２１８」、「ＥＣＵ１６」、「エアフローセンサＳ１」及び「外気温センサＳ６」は、夫々、本発明に係る「ベーン駆動手段」、「制御手段」、「吸気量検出手段」及び「温度検出手段」の一例である。本実施形態では、各種電子制御用のＥＣＵ１６を過給機制御装置１００の一部として用いている。また、本実施形態に係る「圧力センサＳ３」及び「圧力センサＳ５」は、本発明に係る「第１圧力検出手段」及び「第２圧力検出手段」の一例である。
【００５３】
過給機制御装置１００の一部としてのＥＣＵ１６は、更に、ディフューザ２１７にコーキングが発生したことを条件に、ベーン２１４のディフューザ２１７への突出量が第１状態よりも大きくなるように（典型的には、ベーン２１４の一端が、コンプレッサ２１のシュラウド壁２１６ａ（図２参照）に接するように）アクチュエータ２１８を制御する。
【００５４】
この状態で、ベーン２１４をディフューザ２１７と共に回転すれば、ベーン２１４の一端により、ディフューザ２１７表面に堆積したコーキング物質が掻き出されることとなり、コンプレッサ２１に付着したコーキング物質を除去することができる。
【００５５】
除去されたコーキング物質は、外部キャッチャー容器１５に捕集される。ここで、外部キャッチャー容器１５について、図５を参照して説明する。ここに、図５（ａ）は、本実施形態に係る外部キャッチャー容器周辺を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、本実施形態に係る過給機のコンプレッサ出口近傍の拡大断面図であり、図５（ｃ）は、本実施形態に係るコンプレッサハウジング出口弁近傍の拡大断面図である。
【００５６】
図５（ａ）に示すように、外部キャッチャー容器１５の一端は、吸気通路１１に接続されている。外部キャッチャー容器１５及び吸気通路１１の接続部には、コンプレッサハウジング出口弁Ｖ３が設けられている。また、外部キャッチャー容器１５の他端近傍には、車両１のマフラー（図示せず）に接続されている導管１５１が設けられている。
【００５７】
図５（ｂ）に示すように、コンプレッサ２１の出口２１ａを含む平面Ｐｅのコンプレッサ２１の外側に向かう法線ｈは、水平面Ｐｈより下向きになっている。このため、掻き出されたコーキング物質は、重力の影響により、コンプレッサ２１から排出される。
【００５８】
図５（ｃ）に示すように、コンプレッサハウジング出口弁Ｖ３近傍は窪地となっているため、コンプレッサ２１から排出されたコーキング物質は、コンプレッサハウジング出口弁Ｖ３上に溜まる。適切なタイミングで、ＥＣＵ１６により、ストッパＶ３２が矢印Ｓのように移動することによって、弁Ｖ３１が排出側（即ち、図５（ｃ）における下側）に開き、コーキング物質が外部キャッチャー容器１５に捕集され、導管１５１を介して、適宜、車両１の外部に排出される。
【００５９】
次に、以上のように構成された過給機制御装置１００を搭載する車両１の走行時に、ＥＣＵ１６が実行するコーキング物質の清掃処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００６０】
図６において、先ず、ＥＣＵ１６は、コンプレッサ２１の性能が低下しているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、コンプレッサ２１の性能の低下判定について、図７を参照して具体的に説明する。ここに、図７は、本実施形態に係るコンプレッサ効率の基準値及び算出値を概念的に示す概念図である。尚、図７における実線は、コンプレッサ効率の基準値を示しており、破線は、コンプレッサ効率の算出値を示している。
【００６１】
ＥＣＵ１６は、先ず、温度センサＳ２及びＳ４並びに圧力センサＳ３及びＳ５（図１参照）を介して、コンプレッサ２１の入口温度、出口温度、入口圧力及び出口圧力を取得する。続いて、ＥＣＵ１６は、取得された入口温度、出口温度、入口圧力及び出口圧力に基づいて、コンプレッサ２１のコンプレッサ効率を算出する。尚、本実施形態に係る「入口圧力」は、本発明に係る「第１圧力」及び「第３圧力」の一例であり、本実施形態に係る「出口圧力」は、本発明に係る「第２圧力」及び「第４圧力」の一例である。
【００６２】
次に、ＥＣＵ１６は、算出されたコンプレッサ効率（即ち、算出値）と、コンプレッサ効率の基準値とを比較し、算出されたコンプレッサ効率とコンプレッサ効率の基準値との差分値ｄηが、所定値より大きいか否かを判定する。ＥＣＵ１６は、差分値ｄηが所定値より大きいと判定された場合に、コンプレッサ２１の性能が低下していると判定する。他方、ＥＣＵ１６は、差分値ｄηが所定値より小さいと判定された場合に、典型的には、コンプレッサ２１の性能が低下していないと判定する。尚、差分値ｄηと所定値とが「等しい」場合には、どちらかの場合に含めて扱えばよい。
【００６３】
再び図６に戻り、ステップＳ１０１の処理において、コンプレッサ２１の性能が低下していると判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１６は、コーキング付着量判定を実行する（ステップＳ１０２）。他方、コンプレッサ２１の性能が低下していないと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ＥＣＵ１６は、処理を一旦終了する。
【００６４】
ここで、ステップＳ１０２の処理におけるコーキング付着量判定について、図８及び図９を参照して具体的に説明する。ここに、図８は、本実施形態に係るコーキング物質の付着量を定めるマップの一例であり、図９は、本実施形態に係るコーキング物質の付着量の補正量を定めるマップの一例である。
【００６５】
ＥＣＵ１６は、先ず、エアフローセンサＳ１並びに圧力センサＳ３及びＳ５（図１参照）を介して、吸気量（即ち、空気流量）と、コンプレッサ２１の入口圧力及び出口圧力とを取得する。続いて、ＥＣＵ１６は、取得された吸気量、入口圧力及び出口圧力に基づいて、エンジン１０の作動領域が、図８に示すマップ上のどこに対応しているのかを特定する。
【００６６】
図８に示すように、マップは複数の領域（Ａ、Ｂ、…）に分割されており、領域毎に単位時間当たりのコーキング物質の付着量の予測値が定められている。尚、単位時間当たりのコーキング物質の付着量の予測値は、典型的には、高コンプレッサ圧力比側且つ高空気流量側（即ち、図８の右上側）になる程、大きくなるように設定されている。これは、負荷が高くなる程、コーキング物質が発生し易いと考察されるためである。
【００６７】
ＥＣＵ１６は、エンジン１０の作動領域が、図８に示すマップ上のどの領域に、どれだけの時間あったかを検出する。そして、ＥＣＵ１６は、一の領域に対応する単位時間当たりのコーキング物質の付着量の予測値を、該一の領域にエンジン１０の作動状態があった時間だけ積分し、各領域の積分値の和を求めることによって、コーキング物質の付着量を推定する。
【００６８】
ＥＣＵ１６は、更に、温度センサＳ６（図１参照）を介して、外気温を取得し、該取得された外気温に基づいて、図９に示すマップから単位時間当たりのコーキング物質の付着量の予測値の補正量を特定する。続いて、ＥＣＵ１６は、特定された補正量に基づいて、推定されたコーキング物質の付着量を補正する。
【００６９】
ＥＣＵ１６は、補正されたコーキング物質の付着量に基づいて、コーキング物質を除去するか否かを判定する。より具体的には、ＥＣＵ１６は、補正されたコーキング物質の付着量が所定閾値より大きいか否かを判定し、所定閾値より大きいと判定された場合に、コーキング物質を除去すると判定する。他方、補正されたコーキング物質の付着量が所定閾値より小さいと判定された場合、ＥＣＵ１６は、典型的には、コーキング物質を除去しないと判定する。
【００７０】
尚、所定閾値は、実験的若しくは経験的に又はシミュレーションによって、例えば、コンプレッサ効率と、コーキング物質の付着量との関係を求め、該求められた関係に基づいて、堆積したコーキング物質を除去しなければ、コンプレッサ効率の低下に起因して車両の性能が低下してしまう、又は可動機構が固着すると予測される付着量として、或いは、該付着量より所定量だけ小さい量として、設定すればよい。
【００７１】
再び図６に戻り、ステップＳ１０２の処理において、コーキング物質を除去すると判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１６は、車両１が停車中であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。他方、コーキング物質を除去しないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ１６は、処理を一旦終了する。
【００７２】
ステップＳ１０３の処理において、車両１が停車中であると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１６は、コンプレッサバイパス弁Ｖ１が開くように、及びコンプレッサ入口弁Ｖ２が閉じるように、コンプレッサバイパス弁Ｖ１及びコンプレッサ入口弁Ｖ２を夫々制御する（ステップＳ１０４）。
【００７３】
続いて、ＥＣＵ１６は、ディフューザ２１７に付着したコーキング物質を除去するように、アクチュエータ２１８を制御する（ステップＳ１０５）。具体的には、ＥＣＵ１６は、ベーン２１４の一端が、コンプレッサ２１のシュラウド壁２１６ａ（図２参照）に接するように、アクチュエータ２１８を制御する。
【００７４】
その後、ベーン２１４がディフューザ天板２１７ａ（図３参照）と共に回転され、コーキング物質が掻き出される（即ち、除去される）。コーキング物質を掻き出した後、ＥＣＵ１６は、ベーンレス状態（即ち、第２状態）となるようにアクチュエータ２１８を制御する。
【００７５】
ステップＳ１０５の処理の後、ＥＣＵ１６は、コンプレッサバイパス弁Ｖ１が閉じるように、及びコンプレッサ入口弁Ｖ２が開くように、コンプレッサバイパス弁Ｖ１及びコンプレッサ入口弁Ｖ２を夫々制御して（ステップＳ１０６）、処理を一旦終了する。
【００７６】
他方、ステップＳ１０３の処理において、車両１が停車中でない（即ち、走行中である）と判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ１６は、処理を一旦終了する。尚、車両１が停車中であるか否かは、例えば車両１の車速を検出して、該検出された車速に基づいて判定すればよい。
【００７７】
仮に、車両１の走行中に、上記ステップＳ１０５の処理を実行すると、ベーン２１４がディフューザ２１７に突出することに起因するコンプレッサ効率の変化によって、車両１の走行状態に影響を与えてしまう。そこで、本実施形態に係る過給機制御装置１００では、車両１が走行中である場合には、コーキング物質の除去を実行しないことにより、車両１の走行状態に影響を与えることを防止しているのである。
【００７８】
尚、本実施形態に係る「ＥＣＵ１６」は、本発明に係る「状態検出手段」、「算出手段」、「コーキング推定手段」、「付着量推定手段」及び「付着量補正手段」の一例である。
【００７９】
次に、過給機制御装置１００を搭載する車両１の走行時に、ＥＣＵ１６が実行する除去されたコーキング物質の排出処理について、図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００８０】
図１０において、先ず、ＥＣＵ１６は、コーキング排出量判定を実行する（ステップＳ２０１）。具体的には、ＥＣＵ１６は、先ず、上述のステップＳ１０２（図６参照）で求められたコーキング物質の付着量と、ステップＳ１０５の処理（図６参照）の実行回数とに基づいて、ディフューザ２１７から掻き出されたコーキング物質の量を求める。続いて、ＥＣＵ１６は、該求められた量が排出閾値より大きいか否かを判定し、排出閾値より大きいと判定された場合に、コーキング物質を排出すると判定する。他方、求められた量が排出閾値より小さいと判定された場合、ＥＣＵ１６は、典型的には、コーキング物質を排出しないと判定する。
【００８１】
尚、排出閾値は、実験的若しくは経験的に又はシミュレーションによって、例えば、掻き出されたコーキング物質の量と、該掻き出されたコーキング物質の体積との関係を求め、該求められた関係に基づいて、コーキング物質を排出しなければ、エンジンの作動状態に影響を与えると予測される量として、或いは、該量より所定量だけ小さい量として、設定すればよい。
【００８２】
ステップＳ２０１の処理において、コーキング物質を排出すると判定された場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１６は、車両１が停車中であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。他方、ステップＳ２０１の処理において、コーキング物質を排出しないと判定された場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ＥＣＵ１６は、処理を一旦終了する。
【００８３】
ステップＳ２０２の処理において、車両１が停車中であると判定された場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１６は、エンジン１０が停止しているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。他方、車両１が停車中でない（即ち、走行中である）と判定された場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ１６は、処理を一旦終了する。
【００８４】
ステップＳ２０３の処理において、エンジン１０が停止していると判定された場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１６は、コンプレッサハウジング出口弁Ｖ３の弁Ｖ３１が排出側に開くように、ストッパＶ３２を制御する（ステップＳ２０４）。これにより、掻き出されたコーキング物質が、外部キャッチャー容器１５に捕集される。
【００８５】
ステップＳ２０４の処理の後、ＥＣＵ１６は、コンプレッサハウジング出口弁Ｖ３の弁Ｖ３１が閉じるように、ストッパＶ３２を制御して（ステップＳ２０５）、処理を一旦終了する。
【００８６】
他方、ステップＳ２０３の処理において、エンジン１０が停止していない（即ち、作動している）と判定された場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ１６は、コンプレッサバイパス弁Ｖ１が開くように、及びコンプレッサ入口弁Ｖ２が閉じるように、コンプレッサバイパス弁Ｖ１及びコンプレッサ入口弁Ｖ２を夫々制御する（ステップＳ２０６）。
【００８７】
続いて、ＥＣＵ１６は、コンプレッサハウジング出口弁Ｖ３の弁Ｖ３１が排出側に開くように、ストッパＶ３２を制御する（ステップＳ２０７）。続いて、ＥＣＵ１６は、エンジン１０の回転数が増加するようにエンジン１０を制御する（ステップＳ２０８）。該ステップＳ２０８の処理と相前後して、ＥＣＵ１６は、コンプレッサ入口弁Ｖ２が開くようにコンプレッサ入口弁Ｖ２を制御する（ステップＳ２０９）。
【００８８】
上記ステップＳ２０８及びＳ２０９の処理の結果、コンプレッサ２１から排出される空気によりコーキング物質を、効率的に外部キャッチャー容器１５に捕集することができる。
【００８９】
次に、ＥＣＵ１６は、コンプレッサバイパス弁Ｖ１が閉じるようにコンプレッサバイパス弁Ｖ１を制御する（ステップＳ２１０）。続いて、ＥＣＵ１６は、コンプレッサハウジング出口弁Ｖ３の弁Ｖ３１が閉じるように、ストッパＶ３２を制御する（ステップＳ２１１）。続いて、ＥＣＵ１６は、エンジン１０の回転数が通常の回転数（例えばアイドリング回転数）になるようにエンジン１０を制御して（ステップＳ２１２）、処理を一旦終了する。
【００９０】
尚、ステップＳ２１０、Ｓ２１１及びＳ２１２の各処理は、相互に相前後して実行されてよい。
【００９１】
＜第１変形例＞
次に、本実施形態に係る過給機制御装置の第１変形例について、図１１を参照して説明する。ここに、図１１は、本発明の実施形態の第１変形例に係る過給機を示すブロック図である。
【００９２】
図１１において、本変形例に係る過給機２０のコンプレッサ２１のコンプレッサインペラ２１５は、シャフト２０１を介して、タービン２２のタービンインペラ２２５に接続されている。また、過給機２０は、導管１７１ａを介して、コンプレッサインペラ２１５に圧縮エアを供給可能なアキュムレータ１７１を備えて構成されている。即ち、本変形例に係る過給機は、エアアシスト機構を備える過給機である。
【００９３】
本変形例に係る過給機制御装置１００では、上述のステップＳ２０４の処理（図１０参照）において、ＥＣＵ１６は、圧縮エアをコンプレッサインペラ２１５に供給するようにアキュムレータ１７１を制御する。これにより、掻き出されたコーキング物質を、効率的に外部キャッチャー容器１５に捕集することができる。
【００９４】
尚、上述のステップＳ２０８の処理（図１０参照）において、ＥＣＵ１６は、圧縮エアをコンプレッサインペラ２１５に供給するようにアキュムレータ１７１を制御してもよい。或いは、上述のステップＳ２０２の処理（図１０参照）において、車両１が停車中であると判定された場合、ＥＣＵ１６は、エンジン１０が停止しているか否かにかかわらず、常に、ステップＳ２０４の処理を実行してもよい。
【００９５】
＜第２変形例＞
次に、本実施形態に係る過給機制御装置の第２変形例について、図１２を参照して説明する。ここに、図１２は、本発明の実施形態の第２変形例に係る過給機を示すブロック図である。
【００９６】
図１２において、本変形例に係る過給機２０は、シャフト２０１に電動モータ１７２が設けられている。即ち、本変形例に係る過給機２０は、電動機付過給機（Ｍｏｔｏｒ  Ａｓｓｉｓｔ  Ｔｕｒｂｏｃｈａｒｇｅ：ＭＡＴ）である。
【００９７】
本変形例に係る過給機制御装置１００では、上述のステップＳ２０４の処理（図１０参照）において、ＥＣＵ１６は、シャフト２０１を回転するように電動モータ１７２を制御する。これにより、掻き出されたコーキング物質を、効率的に外部キャッチャー容器１５に捕集することができる。
【００９８】
尚、上述のステップＳ２０８の処理（図１０参照）において、ＥＣＵ１６は、シャフト２０１を回転するように電動モータ１７２を制御してもよい。或いは、上述のステップＳ２０２の処理（図１０参照）において、車両１が停車中であると判定された場合、ＥＣＵ１６は、エンジン１０が停止しているか否かにかかわらず、常に、ステップＳ２０４の処理を実行してもよい。
【００９９】
＜第３変形例＞
次に、本実施形態に係る過給機制御装置の第３変形例について、図１３を参照して説明する。ここに、図１３は、本発明の実施形態の第２変形例に係る過給機を示すブロック図である。
【０１００】
図１３において、本変形例に係る過給機２０は、シャフト２０１に羽根１７３と、該羽根１７３にオイルを噴射可能なオイル噴射パイプ１７４とが設けられている。即ち、本変形例に係る過給機２０は、オイルアシスト機構を備える過給機である。
【０１０１】
本変形例に係る過給機制御装置１００では、上述のステップＳ２０４の処理（図１０参照）において、ＥＣＵ１６は、羽根１７３に、オイル噴射パイプ１７４を介して、オイルを噴射するようにオイルポンプ（図示せず）を制御する。これにより、掻き出されたコーキング物質を、効率的に外部キャッチャー容器１５に捕集することができる。
【０１０２】
尚、上述のステップＳ２０８の処理（図１０参照）において、ＥＣＵ１６は、羽根１７３に、オイル噴射パイプ１７４を介して、オイルを噴射するようにオイルポンプを制御してもよい。或いは、上述のステップＳ２０２の処理（図１０参照）において、車両１が停車中であると判定された場合、ＥＣＵ１６は、エンジン１０が停止しているか否かにかかわらず、常に、ステップＳ２０４の処理を実行してもよい。
【０１０３】
尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う過給機制御装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０４】
１…車両、１０…エンジン、１１…吸気通路、１２…バイパス通路、１３…排気通路、１４…ブローバイガス管、１５…外部キャッチャー容器、１６…ＥＣＵ、２０…過給機、２１…コンプレッサ、２２…タービン、２１１…アクチュエータロッド、２１２…筒状構造、２１３…円環構造、２１４…ベーン、２１７…ディフューザ、Ｓ１…エアフローセンサ、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６…温度センサ、Ｓ３、Ｓ５…圧力センサ、Ｖ１…コンプレッサバイパス弁、Ｖ２…コンプレッサ入口弁、Ｖ３…コンプレッサハウジング出口弁、Ｖ４…コンプレッサ出口弁
【図１】
2010196537.tif 000003
【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】
2010196537.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010196537.tif 000011
【図１０】
2010196537.tif 000012
【図１１】
2010196537.tif 000013
【図１２】
2010196537.tif 000014
【図１３】
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