(57)【要約】      （修正有）【課題】ディフューザ通路におけるデポジットの付着を防止することができるターボチャージャ及びその制御方法を提供すること。【解決手段】ターボチャージャ１は、ディフューザ面及び対向面の少なくともいずれか一方に、ガスがディフューザ通路内に噴出されるように構成された付着防止部を備えている。そして、ターボチャージャ１はデポジットの付着防止に必要な噴出圧力値が予め記憶された必要噴出圧力値記憶部６６と、付着防止部の圧力損失値Ｐ３が予め記憶された圧力損失値記憶部６５と、付着防止部に供給されるガスの供給圧力値Ｐ２を検出する供給圧力値検出部６２を備えている。さらに、供給圧力値検出部により検出された供給圧力値から圧力損失値記憶部に記憶された圧力損失値を差し引いた実噴出圧力値と必要噴出圧力値Ｐ４とを比較する比較部６７と、比較部による比較結果に基づいて、ガスの供給圧力値を制御する供給圧力値制御部６８とを備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラが配された空気流路を内側に有するコンプレッサハウジングと、
上記インペラを一端に固定したロータシャフトを回転自在に支持する軸受ハウジングとを備え、
上記空気流路は、上記インペラに向けて空気を吸い込む吸気口と、上記インペラの外周側において周方向に形成され、上記インペラから吐出される圧縮空気を外部へ導く吐出スクロール室とを有し、
上記コンプレッサハウジングは、上記インペラに対向するシュラウド面と、該シュラウド面から上記吐出スクロール室に向かって延びるディフューザ面とを有し、
上記軸受ハウジングは、上記コンプレッサハウジングの上記ディフューザ面に対向すると共に該ディフューザ面との間にディフューザ通路を形成する対向面を有し、
上記コンプレッサハウジングの上記ディフューザ面及び上記軸受ハウジングの上記対向面の少なくともいずれか一方には、デポジットの付着を防止するための付着防止部が設けてあり、
該付着防止部は、上記ディフューザ通路側の表面に微細な噴出孔が多数形成されているとともに、該噴出孔を介してガスが上記ディフューザ通路内に噴出されるように構成されているターボチャージャにおいて、
上記デポジットの付着を防止するのに必要な上記噴出孔における噴出圧力値が予め記憶された必要噴出圧力値記憶部と、
上記付着防止部における圧力損失値が予め記憶された圧力損失値記憶部と、
上記付着防止部に供給される上記ガスの供給圧力値を検出する供給圧力値検出部と、
上記供給圧力値検出部によって検出された供給圧力値から上記圧力損失値記憶部に記憶された上記圧力損失値を差し引いた実噴出圧力値と、上記必要噴出圧力値記憶部に記憶された上記必要噴出圧力値とを比較する比較部と、
上記比較部による比較結果に基づいて、上記付着防止部への上記ガスの供給圧力値を制御する供給圧力値制御部と、
を備えていることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
上記ターボチャージャは、内燃機関に上記圧縮空気を供給するように構成されているとともに、上記内燃機関におけるエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出部と、エンジン負荷率を検出するエンジン負荷率検出部とを有し、上記必要噴出圧力値記憶部には、複数の上記必要噴出圧力値が上記エンジン回転数及び上記エンジン負荷率に基づいてマップ化されて記憶されており、上記比較部において比較対象となる上記必要噴出圧力値は、上記エンジン回転数検出部及び上記エンジン負荷率検出部がそれぞれ検出した上記エンジン回転数及び上記エンジン負荷率に基づいて、上記必要噴出圧力値記憶部から読み出されることを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャ。
【請求項３】
上記供給圧力値制御部は、上記比較部において上記実噴出圧力値が上記必要噴出圧力値記憶部に記憶された上記必要噴出圧力値よりも低いと判定された場合は、上記付着防止部への上記ガスの供給圧力値が増加するように制御し、上記比較部において上記実噴出圧力値が上記必要噴出圧力値よりも高いと判定された場合は、上記付着防止部への上記ガスの供給圧力値が減少するように制御し、その他の場合は、上記ガスの供給圧力値が変化しないように制御するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のターボチャージャ。
【請求項４】
上記付着防止部は、上記噴出孔を有する表面形成部と、該表面形成部によって上記ディフューザ通路側から覆われているとともに、上記ガスが貯留されるように構成されているガスタンク部とを備え、上記供給圧力値検出部は、上記ガスタンク部内のガス圧力値を検出するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【請求項５】
上記表面形成部は、多孔質体からなることを特徴とする請求項４に記載のターボチャージャ。
【請求項６】
インペラが配された空気流路を内側に有するコンプレッサハウジングと、
上記インペラを一端に固定したロータシャフトを回転自在に支持する軸受ハウジングとを備え、
上記空気流路は、上記インペラに向けて空気を吸い込む吸気口と、上記インペラの外周側において周方向に形成され、上記インペラから吐出される圧縮空気を外部へ導く吐出スクロール室とを有し、
上記コンプレッサハウジングは、上記インペラに対向するシュラウド面と、該シュラウド面から上記吐出スクロール室に向かって延びるディフューザ面とを有し、
上記軸受ハウジングは、上記コンプレッサハウジングの上記ディフューザ面に対向すると共に該ディフューザ面との間にディフューザ通路を形成する対向面を有し、
上記コンプレッサハウジングの上記ディフューザ面及び上記軸受ハウジングの上記対向面の少なくともいずれか一方には、デポジットの付着を防止するための付着防止部が設けてあり、
該付着防止部は、上記ディフューザ通路側の表面に微細な噴出孔が多数形成されているとともに、該噴出孔を介してガスが上記ディフューザ通路内に噴出されるように構成されているターボチャージャの制御方法において、
上記付着防止部に供給されるガスの供給圧力値を検出する工程と、
上記検出した供給圧力値から、予め記憶された上記付着防止部における圧力損失値を差し引いた実噴出圧力値と、予め記憶された上記デポジットの付着を防止するのに必要な必要噴出圧力値とを比較する工程と、
上記比較結果に基づいて、上記付着防止部への上記ガスの供給圧力値を制御する工程と、
を含むことを特徴とするターボチャージャの制御方法。
【請求項７】
上記ターボチャージャは内燃機関に上記圧縮空気を供給するように構成されているとともに、上記実噴出圧力値と上記必要噴出圧力値とを比較する工程において、上記比較対象となる上記必要噴出圧力値は、上記内燃機関におけるエンジン回転数及びエンジン負荷率に基づいてマップ化されて記憶されている複数の上記必要噴出圧力値から、現在の上記エンジン回転数及び上記エンジン負荷率に基づいて読み出されることを特徴とする請求項６に記載のターボチャージャの制御方法。
【請求項８】
上記供給圧力値を制御する工程において、上記実噴出圧力値が上記必要噴出圧力値よりも低いと判定された場合は、上記付着防止部への上記ガスの供給圧力値が増加するように制御し、上記実噴出圧力値が上記必要噴出圧力値よりも高いと判定された場合は、上記付着防止部への上記ガスの供給圧力値が減少するように制御し、その他の場合は、上記ガスの供給圧力値が変化しないように制御することを特徴とするターボチャージャの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサハウジングと軸受ハウジングとを備えたターボチャージャ及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に搭載されるターボチャージャは、コンプレッサにおいて吸入した空気を圧縮して内燃機関へ向かって吐出するよう構成されている（特許文献１参照）。
すなわち、ターボチャージャは、インペラが配された空気流路を内側に有するコンプレッサハウジングと、インペラを一端に固定したロータシャフトを回転自在に支持する軸受ハウジングとを備えている。空気流路は、インペラに向けて空気を吸い込む吸気口と、インペラから吐出された圧縮空気が流れ込む吐出スクロール室とを有する。
【０００３】
また、コンプレッサハウジングは、インペラに対向するシュラウド面と、該シュラウド面から吐出スクロール室に向かって延びるディフューザ面とを有する。軸受ハウジングは、コンプレッサハウジングのディフューザ面との間にディフューザ通路を形成する。
そして、ターボチャージャは、インペラから吐出された圧縮空気がディフューザ通路を通過して吐出スクロール室に流れ込み、さらに吐出スクロール室から内燃機関側へ吐出されるよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８０８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、内燃機関には、クランクケース内に発生したブローバイガス（主に未燃焼ガス）を吸気通路に還流させ、クランクケース内やヘッドカバー内を浄化させるブローバイガス還流装置（以下、ＰＣＶという）を備えたものがある。この場合、ブローバイガスに含まれるオイル（オイルミスト）がＰＣＶからターボチャージャにおけるコンプレッサの上流側の吸気通路に流出することがある。
【０００６】
このとき、コンプレッサの出口空気圧力が高いとその出口空気温度も高くなるため、ＰＣＶから流出したオイルが蒸発を起因とする濃縮・高粘度化によってコンプレッサハウジングのディフューザ面やそれに対向する軸受ハウジングの表面等にデポジットとなって堆積することがある。そして、堆積したデポジットによってディフューザ通路が狭められ、ターボチャージャの性能低下を招き、さらには内燃機関の出力低下を招くおそれがある。
【０００７】
そこで、従来は、上述したようなディフューザ通路におけるデポジットの堆積を防止するため、コンプレッサの出口空気温度をある程度抑制していた。そのため、ターボチャージャの性能を充分に発揮することができず、また内燃機関の出力を充分に高めることができなかった。
【０００８】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、ディフューザ通路におけるデポジットの付着を防止することができるターボチャージャ及びその制御方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、インペラが配された空気流路を内側に有するコンプレッサハウジングと、
上記インペラを一端に固定したロータシャフトを回転自在に支持する軸受ハウジングとを備え、
上記空気流路は、上記インペラに向けて空気を吸い込む吸気口と、上記インペラの外周側において周方向に形成され、上記インペラから吐出される圧縮空気を外部へ導く吐出スクロール室とを有し、
上記コンプレッサハウジングは、上記インペラに対向するシュラウド面と、該シュラウド面から上記吐出スクロール室に向かって延びるディフューザ面とを有し、
上記軸受ハウジングは、上記コンプレッサハウジングの上記ディフューザ面に対向すると共に該ディフューザ面との間にディフューザ通路を形成する対向面を有し、
上記コンプレッサハウジングの上記ディフューザ面及び上記軸受ハウジングの上記対向面の少なくともいずれか一方には、デポジットの付着を防止するための付着防止部が設けてあり、
該付着防止部は、上記ディフューザ通路側の表面に微細な噴出孔が多数形成されているとともに、該噴出孔を介してガスが上記ディフューザ通路内に噴出されるように構成されているターボチャージャにおいて、
上記デポジットの付着を防止するのに必要な上記噴出孔における噴出圧力値が予め記憶された必要噴出圧力値記憶部と、
上記付着防止部における圧力損失値が予め記憶された圧力損失値記憶部と、
上記付着防止部に供給される上記ガスの供給圧力値を検出する供給圧力値検出部と、
上記供給圧力値検出部によって検出された供給圧力値から上記圧力損失値記憶部に記憶された上記圧力損失値を差し引いた実噴出圧力値と、上記必要噴出圧力値記憶部に記憶された上記必要噴出圧力値とを比較する比較部と、
上記比較部による比較結果に基づいて、上記付着防止部への上記ガスの供給圧力値を制御する供給圧力値制御部と、
を備えていることを特徴とするターボチャージャにある。
【００１０】
本発明の他の一態様は、インペラが配された空気流路を内側に有するコンプレッサハウジングと、
上記インペラを一端に固定したロータシャフトを回転自在に支持する軸受ハウジングとを備え、
上記空気流路は、上記インペラに向けて空気を吸い込む吸気口と、上記インペラの外周側において周方向に形成され、上記インペラから吐出される圧縮空気を外部へ導く吐出スクロール室とを有し、
上記コンプレッサハウジングは、上記インペラに対向するシュラウド面と、該シュラウド面から上記吐出スクロール室に向かって延びるディフューザ面とを有し、
上記軸受ハウジングは、上記コンプレッサハウジングの上記ディフューザ面に対向すると共に該ディフューザ面との間にディフューザ通路を形成する対向面を有し、
上記コンプレッサハウジングの上記ディフューザ面及び上記軸受ハウジングの上記対向面の少なくともいずれか一方には、デポジットの付着を防止するための付着防止部が設けてあり、
該付着防止部は、上記ディフューザ通路側の表面に微細な噴出孔が多数形成されているとともに、該噴出孔を介してガスが上記ディフューザ通路内に噴出されるように構成されているターボチャージャの制御方法において、
上記付着防止部に供給されるガスの供給圧力値を検出する工程と、
上記検出した供給圧力値から、予め記憶された上記付着防止部における圧力損失値を差し引いた実噴出圧力値と、予め記憶された上記デポジットの付着を防止するのに必要な必要噴出圧力値とを比較する工程と、
上記比較結果に基づいて、上記付着防止部への上記ガスの供給圧力値を制御する工程と、
を含むことを特徴とするターボチャージャの制御方法にある。
【発明の効果】
【００１１】
上記ターボチャージャにおいては、付着防止部はディフューザ通路側の表面に開口した微細な噴出孔を多数有しており、該噴出孔から、ガスがディフューザ通路へ噴出されるように構成されている。そして、噴出孔から噴出されるガスの供給圧力値は、予め必要噴出圧力値記憶部に記憶されたデポジットの付着を防止するのに必要な必要噴出圧力値、及び予め圧力損失値記憶部に記憶された付着防止部における圧力損失値に基づいて制御されている。すなわち、付着防止部に供給されるガスの供給圧力値を検出し、この値から圧力損失値を差し引いた実噴出圧力値と、必要噴出圧力値とを比較し、当該比較結果に基づいて、ガスの供給圧力値を制御する。これにより、付着防止部において、デポジットの付着を防止するのに必要な圧力でガスがディフューザ通路に噴出されるように制御することができる。付着防止部におけるガスの噴出により、デポジットはディフューザ通路表面に付着せず、ディフューザ通路を流れる圧縮空気によって吹き飛ばされる。
【００１２】
さらに、上述のように制御することにより、ガスの実噴出圧力値を必要噴出圧力値に応じた値とすることができるため、ディフューザ通路に過剰にガスを噴出させることを防止することができ、ターボチャージャにおけるコンプレッサ効率の低下を抑制できる。
仮にこのような制御をしないこととすれば、噴出孔からは、デポジットの付着防止が図られる所定の圧力値で、ディフューザ通路へガスが噴出され続けることとなるため、コンプレッサ効率が過度に低下するおそれがある。特に、確実にデポジットの付着を防止するために高い圧力値で噴出し続けるとすれば、コンプレッサ効率が一層低下してしまう。しかし、上記ターボチャージャにおいては、上述の通り、ガスの供給圧力値が制御されることにより、噴出孔から噴出されるディフューザ通路へのガスの噴出量が適宜調整されることとなり、コンプレッサ効率の低下を抑制しつつ、ディフューザ通路表面へのデポジットの付着が防止される。
【００１３】
ここで、「デポジットの付着を防止するのに必要な圧力」とは、付着防止部に飛来してきたデポジットと、付着防止部におけるディフューザ通路側の表面との距離を確保してデポジットと付着防止部におけるディフューザ通路側の表面と間の分子間力を抑制することができる程度の圧力をいう。ディフューザ通路表面において、かかる圧力でガスを噴出することにより、ディフューザ通路表面におけるデポジットの付着を防止できることとなる。
【００１４】
さらに、付着防止部において、ガスが噴出される噴出孔は微細であるため、仮にデポジットが付着防止部に接触したとしても、デポジットは当該噴出孔に入り込みにくい。これによっても、付着防止部におけるディフューザ通路側の表面へのデポジットの付着が防止される。また、噴出孔はディフューザ通路側の表面に設けられるが、当該噴出孔は微細であるため、ディフューザ通路を流れる空気の流れを阻害することを抑制できる。
【００１５】
上記ターボチャージャの制御方法においては、上述のターボチャージャが上記効果を奏するように制御することができる。
【００１６】
以上のごとく、本発明によれば、ディフューザ通路におけるデポジットの付着を防止することができるターボチャージャ及びその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１における、ターボチャージャを示す断面拡大説明図。
【図２】実施例１における、付着防止部の断面拡大説明図。
【図３】実施例１における、ターボチャージャの制御方法のブロック図。
【図４】実施例１における、ターボチャージャの制御方法のフロー図。
【図５】実施例１における、必要噴出圧力値記憶部に記憶された必要噴出圧力値のマップを表した図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
上記ターボチャージャにおいて、コンプレッサ吐出温度が１６５℃〜１８０℃以上となる全域において、上記供給圧力値制御部によって、付着防止部へ供給されるガスの圧力値を制御することが好ましい。コンプレッサ吐出温度が１６５℃〜１８０℃よりも低い状態では、ディフューザ通路に飛来してきたオイルはミスト状となってデポジットを形成しない。そのため、１６５℃〜１８０℃より低い状態では、積極的にデポジットの付着防止を図る必要がないからである。
【００１９】
上記ターボチャージャにおいて、付着防止部の噴出孔から噴出させるガスとして、外気の他に、内燃機関から排出された排ガスを利用することができる。排ガスを利用する場合には、排ガスから不純物を除去するための排ガスフィルタや、高温の排ガスを冷却するための冷却器を使用することができる。
【００２０】
上記付着防止部は、コンプレッサハウジングのディフューザ面および軸受ハウジングの対向面の少なくとも一方において、周方向全体にわたって環状に設けられていることが好ましい。この場合には、ディフューザ通路におけるデポジットの付着の防止効果が、周方向全体にわたってばらつくことを防ぐことができる。
【００２１】
また、上記付着防止部は、コンプレッサハウジングのディフューザ面および軸受ハウジングの対向面の少なくとも一方において、径方向におけるディフューザ通路の全長の半分以上の長さ領域に形成されていることが好ましい。この場合には、ディフューザ通路へのデポジットの付着を効果的に防ぐことができる。ここで、ディフューザ通路の全長は、ディフューザ面と対向面とが互いに平行に配された領域の径方向の長さである。なお、径方向におけるディフューザ通路の全長にわたって上記付着防止部を形成することもできる。
【００２２】
上記ターボチャージャにおいて、上記噴出孔の平均直径が３００ｎｍ以下であることとすることが好ましい。この場合には、デポジットの付着を効果的に防止できる。デポジットの多くは、その大きさ（平均粒径）が３００ｎｍ以上であるため、噴出孔の平均直径を３００ｎｍ以下とすることにより、デポジットが噴出孔に入り込みにくいからである。
【００２３】
上記ターボチャージャは、内燃機関に上記圧縮空気を供給するように構成されているとともに、内燃機関におけるエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出部と、エンジン負荷率を検出するエンジン負荷率検出部とを有し、上記必要噴出圧力値記憶部には、複数の上記必要噴出圧力値が上記エンジン回転数及び上記エンジン負荷率に基づいてマップ化されて記憶されており、上記比較部において比較対象となる上記必要噴出圧力値は、上記エンジン回転数検出部及び上記エンジン負荷率検出部がそれぞれ検出した上記エンジン回転数及び上記エンジン負荷率に基づいて、上記必要噴出圧力値記憶部から読み出されることとすることができる。
この場合には、当該マップ化されて記憶された必要噴出圧力値に基づいて、より正確にガスの供給圧力値を制御することができ、コンプレッサ効率の低下を一層抑制できる。
【００２４】
上記必要噴出圧力値記憶部における上記マップ化は以下のように行うことができる。
所定のエンジン回転数及び所定のエンジン負荷率において、上記ターボチャージャを作動させて、付着防止部から噴出されるガスの圧力値を高い状態から徐々に低い状態へと変化させ、ディフューザ面にデポジットが付着したか否かを判定する。そして、デポジットが付着し始める直前の圧力値を、そのエンジン回転数及びそのエンジン負荷率における必要噴出圧力値として記録する。エンジン回転数及びエンジン負荷率を所定範囲で変化させて、必要噴出圧力値の２次元マップを作成することにより上記マップ化を行うことができる。
なお、デポジットが付着したか否かの判定は、作動中のターボチャージャの質量変化を監視し、質量が増加したときをデポジットが付着したときとして判定することにより行うことができる。
【００２５】
上記圧力損失値も圧力損失値記憶部において、マップ化された状態で記憶されていることとすることができる。例えば、付着防止部へのガスの供給圧力値を変化させて、付着防止部のディフューザ通路側のガス圧力値を測定する。そしてディフューザ通路側のガス圧力値と上記供給圧力値とを比較して、圧力損失値（圧損値）を算出することにより、付着防止部へのガスの供給圧力値に基づいて、圧力損失値のマップ化を行うことができる。かかるマップ化したデータを圧力損失値記憶部に記憶させることができる。
【００２６】
上記供給圧力値制御部は、上記比較部において上記実噴出圧力値が上記必要噴出圧力値記憶部に記憶された上記必要噴出圧力値よりも低いと判定された場合は、上記付着防止部への上記ガスの供給圧力値が増加するように制御し、上記比較部において上記実噴出圧力値が上記必要噴出圧力値よりも高いと判定された場合は、上記付着防止部への上記ガスの供給圧力値が減少するように制御し、その他の場合は、上記ガスの供給圧力値が変化しないように制御するように構成されていることとすることが好ましい。これによれば、付着防止部から噴出するガスの実噴出圧力値を必要噴出圧力値に維持することができるため、コンプレッサ効率の低下が一層抑制される。
【００２７】
上記付着防止部は、上記噴出孔を有する表面形成部と、該表面形成部によって上記ディフューザ通路側から覆われているとともに、上記ガスが貯留されるように構成されているガスタンク部とを備え、上記供給圧力値検出部は、上記ガスタンク部内のガス圧力値を検出するように構成されていることとすることができる。この場合には、付着防止部における多数の微細な噴出孔に所定の圧力値でガスを供給することが容易となる。
【００２８】
上記表面形成部は、多孔質体からなることが好ましい。この場合には、多数の微細な開口部を容易に形成することができる。上記多孔質体としては、例えば、多孔質の樹脂、金属、セラミックス、グラスファイバ、カーボングラファイト等、またはこれらに準ずる物（例えば、樹脂フィルムを巻いた物、樹脂紙を重ねた物、樹脂糸を編んだ物等）等を用いることができる。
【００２９】
上記ターボチャージャは内燃機関に上記圧縮空気を供給するように構成されているとともに、上記実噴出圧力値と上記必要噴出圧力値とを比較する工程において、上記比較対象となる上記必要噴出圧力値は、上記内燃機関におけるエンジン回転数及びエンジン負荷率に基づいてマップ化されて記憶されている複数の上記必要噴出圧力値から、現在の上記エンジン回転数及び上記エンジン負荷率に基づいて読み出されることとすることが好ましい。この場合には、現在のエンジン回転数及びエンジン負荷率に基づいて、より正確にガスの供給圧力値を制御することができ、コンプレッサ効率の低下を一層抑制できる。
【００３０】
上記供給圧力値を制御する工程において、上記実噴出圧力値が上記必要噴出圧力値よりも低いと判定された場合は、上記付着防止部への上記ガスの供給圧力値が増加するように制御し、上記実噴出圧力値が上記必要噴出圧力値よりも高いと判定された場合は、上記付着防止部への上記ガスの供給圧力値が減少するように制御し、その他の場合は、上記ガスの供給圧力値が変化しないように制御することが好ましい。この場合には、実噴出圧力値が必要噴出圧力値となるように、確実に制御されることから、コンプレッサ効率の低下を一層抑制できる。
【００３１】
上記ターボチャージャにおいて、上記付着防止部は、上記コンプレッサハウジングの上記ディフューザ面及び上記軸受ハウジングの上記対向面の双方に設けられていることが好ましい。この場合には、ディフューザ通路を形成するコンプレッサハウジングのディフューザ面及び軸受ハウジングの対向面のいずれにおいてもデポジットの付着を効果的に防ぐことができる。
【００３２】
また、上記軸受ハウジングは、軸受本体部と、該軸受本体部と上記コンプレッサハウジングとの間に配設されて上記空気流路の一部に面するバックプレートとを別体で有し、該バックプレートに、上記対向面が設けられていてもよい。かかる構成の場合でも、ディフューザ通路におけるデポジットの付着を防止するという上述の効果を充分に得ることができる。なお、上記構成の場合、軸受ハウジングの一部である別体のバックプレートに付着防止部を設けることもできる。
【００３３】
上記ターボチャージャの制御方法において、付着防止部に供給されるガスの供給圧力値を検出する前にインペラ出口温度を検出する工程を含むことが好ましい。そして、インペラ出口温度が１６５℃〜１８０℃以下の場合には、供給圧力値制御部によって、付着防止部へのガスの供給圧力値が減少するように制御することが好ましい。インペラ出口温度が１６５℃〜１８０℃以下の場合には、デポジットが形成されないため、デポジット付着防止のために、噴出孔からガスを積極的に噴出させる必要性が低いからである。
【実施例】
【００３４】
（実施例１）
上記ターボチャージャにかかる実施例について、図１〜図５を用いて説明する。
本例のターボチャージャ１は、図１に示すごとく、インペラ１３が配された空気流路１０を内側に有するコンプレッサハウジング２と、インペラ１３を一端に固定したロータシャフト１４を回転自在に支持する軸受ハウジング３とを備える。
そして、空気流路１０は、インペラ１３に向けて空気を吸い込む吸気口１１と、上記インペラ１３の外周側において周方向に形成され、インペラ１３から吐出される圧縮空気を外部へ導く吐出スクロール室１２とを有する。
【００３５】
同図に示すごとく、コンプレッサハウジング２は、インペラ１３に対向するシュラウド面２２１と、シュラウド面２２１から吐出スクロール室１２に向かって延びるディフューザ面２２２とを有する。
軸受ハウジング３は、コンプレッサハウジング２のディフューザ面２２２に対向すると共にディフューザ面２２２との間にディフューザ通路１５を形成する対向面３１１を有する。
【００３６】
コンプレッサハウジング２のディフューザ面２２２及び軸受ハウジング３の対向面３１１の両方に、デポジットの付着を防止するための付着防止部４が設けられている。図３に示すように、付着防止部４は、ディフューザ通路１５側の表面に開口した微細な噴出孔４３を多数有する。図２に示すように、噴出孔４３を介してディフューザ通路１５内にガスＧがディフューザ通路１５内に噴出するように構成されている。
【００３７】
ターボチャージャ１は、図３に示すように、デポジットの付着を防止するのに必要な噴出孔４３における必要噴出圧力値Ｐ４が予め記憶された必要噴出圧力値記憶部６６と、付着防止部４における圧力損失値Ｐ３が予め記憶された圧力損失値記憶部６５と、付着防止部４に供給されるガスの供給圧力値Ｐ２を検出する供給圧力値検出部６２と、を備える。そして、ターボチャージャ１は、供給圧力値検出部６２によって検出された供給圧力値Ｐ２から圧力損失値記憶部６５に記憶された圧力損失値Ｐ３を差し引いた実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）と、必要噴出圧力値記憶部６６に記憶された必要噴出圧力値Ｐ４とを比較する比較部６７と、比較部６７による比較結果に基づいて、付着防止部４へのガスの供給圧力値Ｐ２を制御する供給圧力値制御部６８とを備える。
【００３８】
本例のターボチャージャ１の構成について、以下に詳述する。
ターボチャージャ１は、ＰＣＶを備えた内燃機関に接続して用いることができる。
図１に示すごとく、ターボチャージャ１は、自動車等の内燃機関から排出される排ガスによってタービンを回転させ、その回転力を利用してコンプレッサにおいて吸入空気を圧縮し、その圧縮空気を内燃機関に送り込むよう構成されている。したがって、ターボチャージャ１は、軸方向において、コンプレッサの外殻を構成するコンプレッサハウジング２と反対側にタービンハウジング（図示略）を備えている。
【００３９】
タービンハウジングの内側には、タービンインペラが配された排ガス流路が形成されている。タービンインペラは、ロータシャフト１４に固定されている。すなわち、ロータシャフト１４によって、コンプレッサのインペラ１３とタービンインペラとが連結されている。これにより、タービンインペラの回転に伴い、コンプレッサのインペラ１３が回転するよう構成されている。
【００４０】
同図に示すごとく、コンプレッサハウジング２は、吸気口１１を形成する筒状の吸気口形成部２１と、シュラウド面２２１及びディフューザ面２２２を形成するシュラウド部２２と、吐出スクロール室１２を形成する吐出スクロール室形成部２３とを有する。シュラウド面２２１は、軸受ハウジング３の対向面３１１に対向するように円環状に形成されている。また、シュラウド面２２１は、軸受ハウジング３の対向面３１１との間にディフューザ通路１５を形成している。
【００４１】
また、コンプレッサハウジング２のシュラウド部２２の内周側には、インペラ１３が配置されている。インペラ１３は、軸端ナット１４１によってロータシャフト１４に固定されるハブ１３１と、ハブ１３１の外周面から突出してなると共に周方向に並んで配置された複数のブレード１３２とを有する。複数のブレード１３２は、コンプレッサハウジング２のシュラウド面２２１に対向して配置されている。
【００４２】
また、コンプレッサハウジング２とタービンハウジングとの間には、ロータシャフト１４を回転自在に軸支する軸受ハウジング３が配置されている。軸受ハウジング３の軸方向の一端側には、略円板状のフランジ部３３が設けられている。フランジ部３３におけるコンプレッサ側の面には、コンプレッサハウジング２のディフューザ面２２２に対向する対向面３１１が円環状に形成されている。
【００４３】
図１に示すごとく、コンプレッサハウジング２と軸受ハウジング３には、それぞれ付着防止部４が設けられている。各付着防止部４は、それぞれ、コンプレッサハウジング２のディフューザ面２２２および軸受ハウジング３の対向面３１１において、周方向全体にわたって環状に設けられている。また、付着防止部４は、ディフューザ面２２２および対向面３１１において、径方向におけるディフューザ通路１５の全長の半分以上の長さ領域に形成されている。
【００４４】
図１及び２に示すように、付着防止部４は、ガスタンク部４１と、表面形成部４２とを有する。ガスタンク部４１は、コンプレッサハウジング２のディフューザ面２２２および軸受ハウジング３の対向面３１１に円環状に形成された溝部のディフューザ通路１５側を、表面形成部４２で覆うことにより形成された円環状の空間である。ガスタンク部４１には、後述のガス供給パイプ５０から供給された排ガスが貯留されている。
【００４５】
図１に示すように、表面形成部４２は、ガスタンク部４１が形成されるようにディフューザ面２２２および対向面３１１の上記円環状の溝部を覆っている。表面形成部４２は多孔質体からなり、例えば、多孔質の樹脂、金属、セラミックス、グラスファイバ、カーボングラファイト等、またはこれらに準ずる物（例えば、樹脂フィルムを巻いた物、樹脂紙を重ねた物、樹脂糸を編んだ物等）等からなる。
【００４６】
図２に示すように、表面形成部４２は、多数の噴出孔４３を有する。噴出孔４３はディフューザ通路１５側の表面からガスタンク部４１側の表面まで貫通した貫通孔である。噴出孔４３は表面形成部４２においてディフューザ通路１５側の表面に現れて、ディフューザ通路１５内に開口している。
【００４７】
表面形成部４２の噴出孔４３の大きさは特に限定されず、コンプレッサハウジング２の形状、ディフューザ通路１５の形状、過給圧などを考慮して、適宜変更することができる。噴出孔４３の大きさは、例えば、その平均直径が、１０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは１００ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは３００ｎｍとすることができる。本例では、噴出孔４３の平均直径を３００ｎｍとした。表面形成部４２のディフューザ通路１５側の表面における噴出孔４３の形成密度は、２０〜５０％である。ここで、噴出孔４３の形成密度は、単位面積当たりの噴出孔４３の総面積である。微細な噴出孔４３が多数形成されていることにより、図２に示すように、付着防止部４におけるディフューザ通路１５側の表面は微細な凹凸表面となっている。
【００４８】
図１に示すように、ガスタンク部４１には、ガス供給パイプ５０が接続されている。ガス供給パイプ５０はバルブ５１を介して、ＥＧＲ（排気還流）通路５と接続されている。バルブ５１の開閉は、後述の供給圧力値制御部６８により制御されている。供給圧力値制御部６８によってバルブ５１が開くと、内燃機関の排ガスの一部（ＥＧＲガス）がＥＧＲ通路５からガス供給パイプ５０を介して、ガスタンク部４１に流入する。これにより、付着防止部４に排ガスが供給される。すなわち、付着防止部４のガスタンク部４１における排ガス（ＥＧＲガス）の圧力値は、供給圧力値制御部６８によるバルブ５１の開閉に基づいて制御されている。
なお、図示しないが、ＥＧＲ通路５には排ガスフィルタ及び、排ガス冷却用のＥＧＲクーラ（冷却器）が設けられている。
【００４９】
次に、ターボチャージャ１の制御方法について詳述する。
図３に示すように、ターボチャージャ１は出口温度検出部６１、供給圧力値検出部６２、エンジン回転数検出部６３、エンジン負荷率検出部６４、圧力損失値記憶部６５、必要噴出圧力値記憶部６６、比較部６７、供給圧力値制御部６８を備える。
【００５０】
ターボチャージャ１の制御方法Ｓは、図４に示すように、付着防止部４に供給されるガスの供給圧力値Ｐ２を検出する工程（供給圧力値検出工程）Ｓ２と、検出した供給圧力値Ｐ２から予め記憶された上記付着防止部４における圧力損失値Ｐ３を差し引いた実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）と、予め記憶されたデポジットの付着を防止するのに必要な必要噴出圧力値Ｐ４とを比較する工程（比較工程）Ｓ５と、比較結果に基づいて、付着防止部４へのガスの供給圧力値Ｐ２を制御する工程（供給圧力値制御工程）Ｓ６とを含む。
【００５１】
また、本例のターボチャージャ１の制御方法Ｓは、まず、供給圧力値検出工程Ｓ２の前に、出口温度検出工程Ｓ１を含む。出口温度検出工程Ｓ１では、温度センサからなる出口温度検出部６１により、インペラ１３の出口における給気の温度（出口温度）Ｔ１を検出する。さらに、出口温度検出工程Ｓ１では、検出された給気の温度Ｔ１が１６５℃よりも低いか否かを判定する。出口温度Ｔ１が１６５℃よりも低い場合には、後述の供給圧力値制御工程Ｓ６（Ｓ６ａ）において、供給圧力値制御部６８による制御がなされる。一方、出口温度Ｔ１が１６５℃以上である場合には、供給圧力値検出工程Ｓ２において、付着防止部４に供給されるガスの供給圧力値Ｐ２を検出する。具体的には、圧力センサからなる供給圧力値検出部６２により、ガスタンク部４１に貯留された排ガスの圧力値を検出する。
【００５２】
続いて、検出工程Ｓ３において、内燃機関の制御回路に接続されたエンジン回転数検出部６５により、エンジン回転数Ｒを取得する。これとともに、内燃機関の制御回路（図示せず）に接続されたエンジン負荷率検出部６４により、エンジン負荷率Ｎを取得する。そして、読出工程Ｓ４において、当該検出した現在のエンジン回転数Ｒ及びエンジン負荷率Ｎに基づいて、必要噴出圧力値記憶部６６から必要噴出圧力値Ｐ４を読み出すとともに、供給圧力値検出部６２により検出した現在の供給圧力値Ｐ２に基づいて、圧力損失値記憶部６５から圧力損失値Ｐ３を読み出す。
【００５３】
必要噴出圧力値記憶部６６は、付着防止部４に飛来してきたデポジットを吹き飛ばすのに必要な必要噴出圧力値Ｐ４が予め記憶されているＲＯＭ（読み出し専用記憶装置）により構成されている。当該必要噴出圧力値Ｐ４は、図５に示すように、エンジン回転数及びエンジン負荷率に基づいて等高線であらわされた２次元マップとして記憶されている。かかる２次元マップは以下のようにして作成されている。すなわち、所定の出口温度（本例では１８０℃）の下、所定のエンジン回転数Ｒ及び所定のエンジン負荷率Ｎにおいて、ターボチャージャ１を作動させる。そして、ガスタンク部４１のガス圧力値を高い状態から徐々に低い状態へと変化させ、ディフューザ面２２２にデポジットが付着したか否かを判定する。そして、デポジットが付着し始める直前のガス圧力値を、そのエンジン回転数Ｒ及びそのエンジン負荷率Ｎにおける必要噴出圧力値Ｐ４として記憶する。これにより、図５に示すように、エンジン回転数Ｒ及びエンジン負荷率Ｎを所定範囲で変化させて、必要噴出圧力値Ｐ４の等高線を取得し、必要噴出圧力値Ｐ４の２次元マップを作成した。このマップ化されたデータが必要噴出圧力値記憶部６６に記憶されている。なお、デポジットが付着したか否かの判定は、作動中のターボチャージャ１の質量変化を監視し、質量が増加したときをデポジットが付着したときとして判定することにより行った。
【００５４】
また、圧力損失値記憶部６５は、付着防止部４の表面形成部４２における圧力損失値Ｐ３が予め記憶されているＲＯＭ（読み出し専用記憶装置）により構成されている。当該圧力損失値Ｐ３は、図示しないが、供給圧力値Ｐ２に基づいてマップ化して記憶されている。具体的には、付着防止部４のガスタンク部４１へのガスの供給圧力値Ｐ２を変化させて、表面形成部４２のディフューザ通路１５側のガス圧力値を測定する。そして、ディフューザ通路１５側のガス圧力値と供給圧力値Ｐ２とを比較して、圧力損失値Ｐ３を算出することにより、供給圧力値Ｐ２に基づいて当該付着防止部４（表面形成部４２）における圧力損失値Ｐ３をマップ化した。かかるマップ化したデータが圧力損失値記憶部６５に記憶されている。
【００５５】
次に、比較工程Ｓ５において、ＣＰＵからなる比較部６７によって、供給圧力値検出工程Ｓ２で検出した供給圧力値Ｐ２から、圧力損失値記憶部６５から読み出した圧力損失値Ｐ３を差し引いた実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）と、必要噴出圧力値記憶部６６から読み出した必要噴出圧力値Ｐ４とを比較する。実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）は、図示しないＲＡＭ（読み込み書き込み可能記憶装置）に一時的に格納される。また、比較部６７における演算処理は図示しないＲＯＭに保存されたプログラムを実行することにより行われる。
【００５６】
比較工程Ｓ５において、まず、必要噴出圧力値Ｐ４よりも実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）が大きいか否か判定する（Ｓ５ａ）。必要噴出圧力値Ｐ４よりも実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）が大きいと判定された場合には、供給圧力値制御工程Ｓ６において、供給圧力値制御部６８によって、バルブ５１を閉じる方向に制御する（Ｓ６ａ）。これにより、付着防止部４のガスタンク部４１における排ガスの供給圧力値Ｐ２を低下させる。
また、必要噴出圧力値Ｐ４よりも実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）が大きくないと判定された場合には、必要噴出圧力値Ｐ４よりも実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）が小さいか否か判定する。必要噴出圧力値Ｐ４よりも実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）が小さいと判定された場合には、供給圧力値制御工程Ｓ６において、供給圧力値制御部６８によって、バルブ５１を開く方向に制御する（Ｓ６ｂ）。これにより、付着防止部４のガスタンク部４１における排ガスの供給圧力値Ｐ２を上昇させる。
一方、必要噴出圧力値Ｐ４よりも実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）が大きくなく、かつ、必要噴出圧力値Ｐ４よりも実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）が小さくないと判定された場合には、必要噴出圧力値Ｐ４と実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）とが同じ値であると判定する。そして、供給圧力値制御部６８によって、バルブ５１の状態を維持するように制御する（Ｓ６ｃ）。これにより、付着防止部４のガスタンク部４１における排ガスの供給圧力値Ｐ２が維持されることとなる。
【００５７】
その後、再度、出口温度検出工程Ｓ１に戻り、上述の制御工程を繰り返して、フィードバック制御する。これにより、実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）が必要噴出圧力値Ｐ４と同じ値に近づくように供給圧力値Ｐ２が制御されることとなる。
【００５８】
次に、本例のターボチャージャ１及びターボチャージャ１の制御方法における作用効果について、詳述する。
上記ターボチャージャ１によれば、付着防止部４はディフューザ通路１５側の表面に開口した微細な噴出孔４３を多数有しており、該噴出孔４３から、ガスがディフューザ通路１５へ噴出されるように構成されている。そして、噴出孔４３から噴出されるガスの供給圧力値Ｐ２は、予め必要噴出圧力値記憶部６６に記憶されたデポジットの付着を防止するのに必要な必要噴出圧力値Ｐ４、及び予め圧力損失値記憶部６５に記憶された付着防止部４における圧力損失値Ｐ３に基づいて制御されている。すなわち、付着防止部４に供給されるガスの供給圧力値Ｐ２を検出し、この値から圧力損失値Ｐ３を差し引いた実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）と、必要噴出圧力値Ｐ４とを比較し、当該比較結果に基づいて、ガスの供給圧力値Ｐ２を制御する。これにより、付着防止部４において、デポジットの付着を防止するのに必要な圧力でガスがディフューザ通路１５に噴出されるように制御することができる。そして、付着防止部４におけるガスの噴出により、デポジットはディフューザ通路１５表面に付着せず、ディフューザ通路１５を流れる圧縮空気によって吹き飛ばされる。
【００５９】
さらに、上述のように制御することにより、ガスの実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）を必要噴出圧力値Ｐ４に応じた値とすることができるため、ディフューザ通路１５に過剰にガスを噴出させることを防止することができ、ターボチャージャ１におけるコンプレッサ効率の低下を抑制できる。すなわち、上述のように、ガスの供給圧力値Ｐ２が制御されることにより、噴出孔４３から噴出されるディフューザ通路１５へのガスの噴出量が適宜調整されることとなる。その結果、コンプレッサ効率の低下を抑制しつつ、ディフューザ通路１５表面へのデポジットの付着が防止される。
【００６０】
さらに、付着防止部４において、ガスが噴出される噴出孔４３は微細であるため、仮にデポジットが付着防止部４に接触したとしても、デポジットは当該噴出孔４３に入り込みにくい。これによっても、付着防止部４におけるディフューザ通路１５側の表面へのデポジットの付着が防止される。また、噴出孔４３はディフューザ通路１５側の表面に設けられるが、当該噴出孔４３は微細であるため、ディフューザ通路１５を流れる空気の流れを阻害することを防止できる。
【００６１】
さらに、ターボチャージャ１は、内燃機関に圧縮空気を供給するように構成されている。そして、内燃機関におけるエンジン回転数Ｒを検出するエンジン回転数検出部６３及びエンジン負荷率Ｎを検出するエンジン負荷率検出部６４を有している。
必要噴出圧力値記憶部６６には、複数の必要噴出圧力値Ｐ４が内燃機関におけるエンジン回転数Ｒ及びエンジン負荷率Ｎに基づいてマップ化されて記憶されている。比較部６７において比較対象となる必要噴出圧力値Ｐ４は、エンジン回転数検出部６３及びエンジン負荷率検出部６４がそれぞれ検出したエンジン回転数Ｒ及びエンジン負荷率Ｎに基づいて、必要噴出圧力値記憶部６６から読み出される。
これにより、マップ化されて記憶された必要噴出圧力値Ｐ４に基づいて、より正確にガスの供給圧力値Ｐ２を制御することができ、コンプレッサ効率の低下を一層抑制できる。
【００６２】
さらに、ターボチャージャ１において、供給圧力値制御部６８は、比較部６７において実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）が必要噴出圧力値Ｐ４よりも低いと判定された場合は、付着防止部４へのガスの供給圧力値Ｐ２が増加するように制御する。また、比較部６７において実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）が必要噴出圧力値Ｐ４よりも高いと判定された場合は、付着防止部４へのガスの供給圧力値Ｐ２が減少するように制御する。また、その他の場合（実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）は必要噴出圧力値Ｐ４と同じ値である場合）は、ガスの供給圧力値Ｐ２が変化しないように制御するように構成されている。これによれば、付着防止部４から噴出するガスの実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）を必要噴出圧力値Ｐ４に維持することができるため、コンプレッサ効率の低下が一層抑制される。
【００６３】
さらに、ターボチャージャ１において、付着防止部４は、噴出孔４３を有する表面形成部４２と、該表面形成部４２によってディフューザ通路１５側から覆われているとともに、ガスが貯留されるように構成されているガスタンク部４１とを備える。そして供給圧力値検出部６２は、ガスタンク部４１内のガス圧力値を検出するように構成されている。これにより、付着防止部４における多数の微細な噴出孔４３に所定の圧力値でガスを供給することが容易となる。
【００６４】
また、本例では表面形成部４２は、多孔質体からなる。これにより、多数の微細な開口部４３を容易に形成することができる。
【００６５】
また、ターボチャージャ１は内燃機関に圧縮空気を供給するように構成されているとともに、実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）と必要噴出圧力値Ｐ４とを比較する工程において、比較対象となる必要噴出圧力値Ｐ４は、内燃機関におけるエンジン回転数Ｒ及びエンジン負荷率Ｎに基づいてマップ化されて記憶されている複数の必要噴出圧力値Ｐ４から、現在のエンジン回転数Ｒ及びエンジン負荷率Ｎに基づいて読み出される。これにより、マップ化されて記憶された必要噴出圧力値Ｐ４に基づいて、より正確に供給圧力値Ｐ２を制御することができ、コンプレッサ効率の低下を一層抑制できる。
【００６６】
また、ターボチャージャ１の制御方法Ｓでは、供給圧力値制御工程Ｓ６において、上記実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）が必要噴出圧力値Ｐ４よりも低いと判定された場合は、付着防止部４へのガスの供給圧力値Ｐ２が増加するように制御し、実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）が必要噴出圧力値Ｐ４よりも高いと判定された場合は、付着防止部４へのガスの供給圧力値Ｐ２が減少するように制御し、その他の場合（実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）が必要噴出圧力値Ｐ４と同じ値である場合）は、ガスの供給圧力値Ｐ２が変化しないように制御する。これにより、実噴出圧力値（Ｐ２−Ｐ３）が必要噴出圧力値Ｐ４となるように、確実に制御されることから、コンプレッサ効率の低下を一層抑制できる。
【００６７】
以上のごとく、本発明によれば、ディフューザ通路１５におけるデポジットの付着を防止することができるターボチャージャ１及びその制御方法Ｓを提供することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１  ターボチャージャ
１０  空気流路
１１  吸気口
１２  吐出スクロール室
１３  インペラ
１４  ロータシャフト
２  コンプレッサハウジング
２２１  シュラウド面
２２２  ディフューザ面
３  軸受ハウジング
３１１  対向面
４  付着防止部
４１  ガスタンク部４１
４２  表面形成部
４３  噴出孔
【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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