(57)【要約】【課題】冷間時における過給機の機能を確保可能なエンジンの過給装置を提供する。【解決手段】エンジンの吸気通路に設けられた過給機(2)と、この過給機(2)を駆動する駆動部と、運転状態が所定の過給領域のときに過給機を駆動し且つ運転状態が非過給領域のときに過給機(2)の駆動を停止するように駆動部を制御する制御手段(10,13)とを備えたエンジンの過給装置(1)において、オイルパン内に貯留される凝縮水量を推定する凝縮水量推定部(12)を備え、制御手段(10,13)は凝縮水量推定部(12)により推定された凝縮水量が設定量以上のとき、エンジンの運転状態が所定の非過給領域にあるときであっても前記駆動部に過給機(2)の強制駆動制御を実行させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気通路に設けられた過給機と、この過給機を駆動する駆動部と、運転状態が所定の過給領域のときに前記過給機を駆動し且つ運転状態が非過給領域のときに前記過給機の駆動を停止するように前記駆動部を制御する制御手段とを備えたエンジンの過給装置において、
オイルパン内に貯留される凝縮水量を推定する凝縮水量推定手段を備え、
前記制御手段は、前記凝縮水量推定手段により推定された凝縮水量が設定量以上のとき、
エンジンの運転状態が所定の非過給領域にあるときであっても前記駆動部に前記過給機の強制駆動制御を実行させるように構成されたことを特徴とするエンジンの過給装置。  
【請求項２】
前記制御手段は、前記過給機に関連する温度が設定温度よりも低く且つ前記凝縮水量推定手段により推定された凝縮水量が設定量以上のとき前記過給機の強制駆動制御を実行させるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの過給装置。
【請求項３】
前記凝縮水量推定手段は、設定油温になるまでに吸入した吸入空気量累積値に基づいて算出した凝縮水増分量と、設定油温以上の状態における油温とオイルパン内凝縮水量と運転時間に基づいて算出した凝縮水蒸発量とに基づいて前記オイルパン内凝縮水量を推定するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの過給装置。
【請求項４】
前記駆動部は、前記過給機とエンジンの出力軸との締結状態を制御可能とした電磁クラッチと、前記過給機をバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に配設されるバイパス弁とを備え、
前記制御手段は、エンジンの運転状態が過給領域にあるときは前記電磁クラッチを締結すると共に前記バイパス弁を目標過給圧に応じて開閉し、エンジンの運転状態が非過給領域にあるときは前記電磁クラッチを非締結にし且つ前記バイパス弁を開弁するように構成される共に、
前記凝縮水量推定手段により推定された凝縮水量が前記設定量以上のときは、エンジンの運転状態が非過給領域であっても前記バイパス弁を閉弁して前記過給機を強制駆動するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの過給装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記過給機強制駆動時、前記電磁クラッチを締結すると共に、前記バイパス弁を閉弁することを特徴とする請求項４に記載のエンジンの過給装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記過給機に関連する温度を、前記過給機の過給状態に関連するパラメータと、前記過給機の冷却性に関連するパラメータとに基づいて推定するように構成されたことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの過給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの過給装置に関し、特に運転状態が所定の過給領域のときに過給機を駆動するエンジンの過給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸気通路のうち過給機上流側の部分とインタークーラ下流側の部分とを過給機を迂回するように構成されたバイパス通路によって接続した過給機付きエンジンは公知である。通常、この種の過給機付きエンジンでは、運転状態が所定の過給領域（例えば、高回転又は高負荷領域）のときに過給機を駆動し、運転状態が非過給領域のときに過給機の駆動を停止する。
【０００３】
また、エミッション性改善を狙いとして、窒化酸化物を含むＥＧＲガスや未燃焼炭化水素を含むブローバイガスを吸気通路の過給機上流側の部分に還流することも公知である。
ＥＧＲガスやブローバイガスに含まれる水分が吸気通路の過給機上流側において結露すると凝縮水が発生し、その凝縮水が吸気と共に過給機内に流入する。
特にブローバイガスに含まれる水分は、主にオイルパン内の貯留水が蒸発して発生するもので、エンジンの運転中、オイルパン内の油温が低いときには前記貯留水が増加し、油温が高くなると前記貯留水が蒸発により減少していく。
【０００４】
特許文献１の内燃機関は、吸気通路内に発生した凝縮水を除去する技術を含むもので、タービンとコンプレッサからなる過給機と、ＥＧＲ通路を介して排気の一部を吸気通路に戻すＥＧＲ装置と、吸気通路におけるコンプレッサをバイパスするバイパス通路と、このバイパス通路に設けたエアバイパスバルブと、吸気通路に設けた吸気温センサとを備え、吸気温度が凝縮水の発生温度よりも低い場合、エアバイパスバルブを開くエアバイパスバルブ開口手段を設けている。
これにより、冷間時、コンプレッサによって断熱圧縮された空気をバイパス通路を介して循環させることにより吸気温度を上昇させ、吸気通路内に発生した凝縮水の蒸発（除去）を促進している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１２９４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
過給機の機体温度が極低温時において、吸気通路内の凝縮水が過給機内で氷結し、過給機の機能発揮に支障を来たす虞がある。特に、エンジンのクランク軸に連結されたプーリと過給機のプーリとの間に伝動ベルトを巻き掛け、伝動ベルトを介して駆動される機械式過給機の場合、ロータとケーシングとの間に介在する氷結物によりロータの回転が阻害され、伝動ベルトの焼付き等の不具合の発生が懸念される。
【０００７】
そこで、エンジン始動時、過給機の温度が低いときには、運転状態が非過給領域であっても過給機を強制的に駆動することにより、過給機の機体温度（内壁温度）を昇温して氷結の発生を回避して過給機の機能を確保することが可能である。但し、エンジン始動前から過給機内に氷結物が発生している可能性が高い場合には、過給機の強制的駆動は実行しないことが望ましい。
【０００８】
前記のように、過給機を強制的に駆動すると燃費が悪化することから、過給機の強制的駆動は最小限に抑制することが望ましい。特に、オイルパン内の貯留水量が僅少である場合には、吸気通路内に凝縮水が発生する可能性が低いため、前記のような過給機の強制的駆動を行うことは不利である。
【０００９】
本発明の目的は、燃費悪化を招くことなく冷間時における過給機の機能を確保可能なエンジンの過給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１のエンジンの過給装置は、エンジンの吸気通路に設けられた過給機と、この過給機を駆動する駆動部と、運転状態が所定の過給領域のときに前記過給機を駆動し且つ運転状態が非過給領域のときに前記過給機の駆動を停止するように前記駆動部を制御する制御手段とを備えたエンジンの過給装置において、オイルパン内に貯留される凝縮水量を推定する凝縮水量推定手段を備え、前記制御手段は、前記凝縮水量推定手段により推定された凝縮水量が設定量以上のとき、エンジンの運転状態が所定の非過給領域にあるときであっても前記駆動部に前記過給機の強制駆動制御を実行させるように構成されたことを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、制御手段は、凝縮水量推定手段により推定されたオイルパン内の凝縮水量が設定量以上のとき、エンジンの運転状態が所定の非過給領域にあるときであっても前記駆動部に前記過給機の強制駆動制御を実行させるため、オイルパン内の凝縮水量が設定量以上であって、過給機よりも上流側の吸気通路内に凝縮水が発生する可能性が高い場合にのみ、過給機を強制駆動して過給機の暖機を促進し、過給機内での凝縮水の氷結を防止することができる。
このように、オイルパン内の凝縮水量が設定量未満である場合には、吸気通路内に凝縮水が発生する可能性が低いことに鑑みて過給機の強制駆動を省略することで、燃費悪化を避けることができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記制御手段は、前記過給機に関連する温度が設定温度（例えば、０°Ｃ）よりも低く且つ前記凝縮水量推定手段により推定された凝縮水量が設定量以上のとき前記過給機の強制駆動制御を実行させるように構成されたことを特徴としている。
この構成によれば、過給機に関連する温度が設定温度より低い場合であって、凝縮水量が設定量以上の場合にのみ、吸気通路に凝縮水が発生して過給機内で氷結する虞があることに鑑み、過給機の強制駆動制御を実行させて過給機内での氷結を防止する。過給機の強制駆動を効果的に行うことで、燃費悪化を防止することができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記凝縮水量推定手段は、設定油温になるまでに吸入した吸入空気量累積値に基づいて算出した凝縮水増分量と、設定油温以上の状態における油温とオイルパン内凝縮水量と運転時間に基づいて算出した凝縮水蒸発量とに基づいて前記オイルパン内凝縮水量を推定するように構成されたことを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、設定油温になるまでに吸入した吸入空気量累積値に比例する凝縮水量がオイルパン内に蓄積されることに鑑みて上記のように凝縮水増分量を算出し、また、  設定油温以上の状態における油温とオイルパン内凝縮水量と運転時間に比例して凝縮水が蒸発することに鑑みて上記のように凝縮水蒸発量を算出することで、オイルパン内凝縮水量を精度よく推定することができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、前記駆動部は、前記過給機とエンジンの出力軸との締結状態を制御可能とした電磁クラッチと、前記過給機をバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に配設されるバイパス弁とを備え、前記制御手段は、エンジンの運転状態が過給領域にあるときは前記電磁クラッチを締結すると共に前記バイパス弁を目標過給圧に応じて開閉し、エンジンの運転状態が非過給領域にあるときは前記電磁クラッチを非締結にし且つ前記バイパス弁を開弁するように構成される共に、前記凝縮水量推定手段により推定された凝縮水量が前記設定量以上のときは、エンジンの運転状態が非過給領域であっても前記バイパス弁を閉弁して前記過給機を強制駆動するように構成されたことを特徴としている。
【００１６】
この構成によれば、制御手段は、運転状態が非過給領域のときに前記電磁クラッチを非締結状態にして且つ前記バイパス弁を開弁するため、運転状態が非過給領域のとき、流路抵抗を軽減しながら吸気を供給することができる。
また、前記凝縮水量推定手段により推定された凝縮水量が設定量以上のときは、エンジンの運転状態が非過給領域であっても前記バイパス弁を閉弁して前記過給機を強制駆動するため、過給機の暖機（昇温）が促進されるため、冷間時であってもオイルパンから蒸発して吸気通路に凝縮する水が過給機内に流入して氷結することがない。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記制御手段は、前記過給機強制駆動時、前記電磁クラッチを締結すると共に前記バイパス弁を閉弁することを特徴としている。
この構成によれば、過給機を強制駆動することで、過給機の昇温を促進できる。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項２の発明において、前記制御手段は、前記過給機に関連する温度を、前記過給機の過給状態に関連するパラメータと、前記過給機の冷却性に関連するパラメータとに基づいて推定するように構成されたことを特徴としている。
この構成によれば、過給機の過給状態に関連するパラメータから過給機の温度上昇量を推定し、過給機の冷却性に関連するパラメータから過給機の温度降下量を推定し、過給機に関連する温度を精度よく推定することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のエンジンの過給装置によれば、上記のように冷間時における過給機の機能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る過給装置の概略ブロック図である。
【図２】過給装置を含むエンジンの吸排気システムのブロック図である。
【図３】エンジンの斜視図である。
【図４】エンジンの吸気系の要部縦断面図である。
【図５】過給機制御のフローチャートである。
【図６】車速と油温とオイルパン内の凝縮水量の変化を示すタイムチャートである。
【図７】過給機駆動要求とデューティー率と過給機回転数を示すタイムチャートである。
【図８】過給機強制駆動時の過給機駆動要求とデューティー率と過給機回転数を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態を図１〜図８に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態のエンジンの過給装置１は、過給機２と、この過給機２を駆動するための電磁クラッチ３と、バイパスバルブ（ＡＢＶという）４と、このＡＢＶ４を開閉可能な駆動装置５と、吸気ポートを開閉可能な吸気バルブ６と、この吸気バルブの開閉タイミングを変更可能なバルブタイミング可変機構（ＶＶＴという）７と、パワートレイン・コントロール・モジュール１０（ＰＣＭという）等を主な構成要素としている。
【００２２】
この過給装置１のＰＣＭ１０には、エンジンの回転数センサ２１、エンジンの負荷センサ２２（スロットル開度センサ）、エンジンに導入される吸気量を検出可能な吸気量センサ２３、外気温センサ２４、過給機２の回転数センサ２５、エンジンの潤滑油の温度を検出する油温センサ２０、過給機２の上流側圧力を検出可能な第１圧力センサ２６、過給機２の下流側圧力を検出可能な第２圧力センサ２７、車速センサ２８、車両前方からエンジンルーム内に導入される走行風の導入量を調整するグリルシャッタ（図示略）の開度を検出可能な開度センサ２９等の種々のセンサが夫々電気的に接続されている。
【００２３】
最初に、自動車の過給機付き直列多気筒エンジンの概略構成について説明する。
＜エンジンの吸排気システム＞
図２に示すように、エンジンの吸排気システムにおいて、３０はエンジンの燃焼室を形成する気筒、３１は気筒３０に吸気バルブ６を介して吸気を導入する吸気通路、３２は気筒３０から排気バルブ（図示略）を介して排気を排出する排気通路である。
【００２４】
吸気通路３１には、その上流側から下流側に向かって、エアフローセンサからなる吸気量センサ２３、吸気量を調整するスロットルバルブ３３、吸気を圧縮して気筒３０に供給する過給機２、過給機２から吐出される吸気を冷却するインタークーラ３４が配設されている。吸気通路３１は、過給機２をバイパスして過給機２よりも上流側の吸気通路部３１ａと下流側の吸気通路部３１ｂを結ぶバイパス通路３５を備え、このバイパス通路３５の途中部にその通路断面積を変更可能なＡＢＶ４が設けられている。エンジンのクランク室を吸気通路部３１ａに接続するブローバイガス通路３８が設けられ、このブローバイガス通路３８には差圧作動タイプのバルブであるＰＣＶ３８ｂが装着されている。 
【００２５】
過給機２は、エンジンの運転状態が所定の過給領域にあるときに過給機駆動部によって駆動され、エンジンの運転状態が非過給領域にあるときにその駆動が停止される。
この過給機２は、駆動損失の低減要求が高い内部圧縮式過給機、例えば、２つのロータとこれらロータを収容するケーシングとにより構成されたリショルム式過給機を想定しているが、送風式のルーツ式過給機等であっても良い。
【００２６】
排気通路３２には排気ガスを浄化する排気浄化装置３６が配設されている。その排気浄化装置３６よりも下流側から排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてバイパス通路３５に環流するＥＧＲ通路３７が設けられている。ＥＧＲ通路３７はバイパス通路３５におけるＡＢＶ４よりも上流側部分に接続されている。
【００２７】
図４に示すように、バイパス通路３５は、過給機２よりも上流側の吸気通路部３１ａから上方に分岐して過給機２の上側に延び、過給機２より下流側の吸気通路部３１ｂに接続されている。ＥＧＲ通路３７による吸気通路３１へのＥＧＲガス導入部３７ａは、バイパス通路３５における過給機２の上側に延びた部分に設けられている。尚、インタークーラ３４は過給機２の下側に配設されている。
ブローバイガス通路３８から吸気通路部３１ａへのブローバイガス導入部３８ａは、過給機２よりも上流側且つスロットルバルブ３３よりも下流側の上壁部分に設けられている。
【００２８】
＜エンジンの吸気系・排気系の構成＞
このエンジンは、気筒列方向（クランクシャフトの長手方向）が車幅方向になった横置きの前方吸気後方排気エンジンである。排気浄化装置３６は、酸化触媒及びパティキュレートフィルタを内蔵している。
図３に示すように、サージタンク３９は、エンジン本体の側部を気筒列方向に延び、エンジンの各気筒の吸気ポートに接続されている。吸気マニホールドは、サージタンク３９と、このサージタンク３９と一体になった吸気導入管部４０とを備え、金属製（本実施形態はアルミ合金製）である。吸気導入管部４０はサージタンク３９の下方に延びている。
【００２９】
このエンジンは各気筒に２つの吸気ポートを有する４気筒エンジンである。
吸気マニホールドは、各気筒の２つの吸気ポートに対応した計８つの分岐吸気通路（図示略）を備えている。各分岐吸気通路がサージタンク３９から延び、サージタンク３９から延びた分岐吸気通路の周辺部において、エンジン本体に固定されている。
【００３０】
過給機２は、動力源としてのエンジンの出力軸（クランクシャフト）で駆動される機械式過給機であり、サージタンク３９の前側の側部において回転軸が気筒列方向に配置されている。図４に示すように、過給機２には気筒列方向に延びる上流側吸気管４１が直結されている。この上流側吸気管４１から吸気が過給機２に導入される。この上流側吸気管４１が吸気通路３１における過給機２よりも上流側の吸気通路部３１ａを構成している。
【００３１】
過給機２における上流側吸気管４１の反対側に過給機２のクラッチハウジング４２が突出している。このクラッチハウジング４２に、エンジンの出力軸で過給機２を駆動するための電磁クラッチ３が収容されている。電磁クラッチ３の入力軸に結合したプーリ４３に伝動ベルト４４が巻き掛けられている。電磁クラッチ３は、ＰＣＭ１０により電気的にデューティー制御され、デューティー率１００％で完全締結、デューティー率０％で完全開放される。前記電磁クラッチ３とバイパス通路３５とＡＢＶ４が過給機２を駆動する「駆動部」に相当する。
【００３２】
図３に示すように、伝動ベルト４４は、動力源としてのエンジンの出力軸に結合したクランクプーリ４５と過給機２のプーリ４３とウォータポンプ４６の駆動軸に結合したプーリ４７とに巻き掛けられている。アイドラ４８，４９及びテンションプーリ５０によって、伝動ベルト４４に適切な張力が与えられ、過給機２及びウォータポンプ４６の各々のプーリ４３，４７に適正な巻き掛け角が与えられている。
【００３３】
図４に示すように、過給機２よりも上流側の吸気通路部３１ａを構成する上流側吸気管４１からバイパス通路３５を構成するバイパス管５１が分岐している。バイパス管５１は、上流側吸気管４１に設けられたスロットルバルブ３３よりも下流側において、上流側吸気管４１の上面側から分岐してスロットルバルブ３３の上側に向かって斜め上方に延びている。このバイパス管５１は、斜め上方に延びた部分から、さらに過給機２の上方に向かうように湾曲して折り返されている。バイパス管５１は、折返し部５１ａに続いてサージタンク３９の中央側に向かって過給機２の上側を気筒列方向に延びている。
【００３４】
バイパス管５１の折返し部５１ａよりも下流側には、図２に示すように、排気系から排気ガスを吸気系に還流するＥＧＲ通路３７が接続されている。ＥＧＲ通路３７は排気浄化装置３６のパティキュレートフィルタよりも下流側から排気ガスを吸気系に導くようにされている。ＥＧＲ通路３７の途中部には、吸気系に還流される排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ５２が設けられている。
【００３５】
図４に示すように、バイパス管５１におけるＥＧＲ通路３７の接続部であるＥＧＲガス導入部３７ａに排気ガスの還流量を制御するＥＧＲバルブ５３が設けられている。また、ＥＧＲバルブ５３よりも下流側のバイパス管５１にＡＢＶ４が設けられている。
【００３６】
図３、図４に示すように、過給用吐出管５４、インタークーラ３４及び吸気導入管部４０が、過給機２から吸気をサージタンク３９に導く下流側吸気管５５を構成している。
この下流側吸気管５５は、気筒列方向に見て全体としてインタークーラ３４を最下部に配置したＵ字状になっている。
【００３７】
上記エンジンの吸気系・排気系の構成では、過給機２が駆動されないときは、吸気が図４に示す過給機２の上流側の吸気通路部３１ａからバイパス通路３５を通ってサージタンク３９に流れ、気筒３０に吸い込まれる。ＥＧＲガスがＥＧＲガス導入部３７ａからバイパス通路３５に導入され、ブローバイガスがブローバイガス通路３８とブローバイガス導入部３８ａからバイパス通路３５や上流側吸気通路部３１ａに導入されるとき、そのＥＧＲガスやブローバイガスに含まれる水分が冷却され、吸気通路３１の壁面に結露することにより凝縮水が発生する。この凝縮水は上流側吸気通路部３１ａの底部に溜まり易い。この凝縮水は、吸気流と共に過給機２の隙間に侵入し易く、過給機２の隙間に侵入した凝縮水は、エンジン停止中に且つ冷間時に氷結する虞がある。
【００３８】
図１に示すように、ＰＣＭ１０は、過給機２の内壁温度を推定する内壁温推定部１１と、
オイルパン内に溜まった凝縮水の量を推定する凝縮水量推定部１２と、過給機２とＡＢＶ４と吸気バルブ６の作動を制御する制御部１３等を備えている。
このＰＣＭ１０は、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、イン側インターフェースと、アウト側インターフェース等によって構成されている。
ＲＯＭには、各種制御するためのプログラムやデータが格納され、ＲＡＭには、ＣＰＵが一連の処理を行う際に使用される処理領域が設けられている。
【００３９】
最初に、内壁温推定部１１について説明する。
内壁温推定部１１は、過給機２の温度上昇量と温度低下量とを夫々推定し、これら推定された温度上昇量と温度低下量の差分によって過給機２の内壁温度を推定している。
温度上昇量は、過給機２の過給状態に関連するパラメータ、具体的には、各センサ２３〜２７によって夫々検出された吸気量、外気温、過給機２の回転数、過給機２の上流側圧力及び下流側圧力に基づき所定の演算式を用いて演算される。
また、温度低下量は、過給機２の冷却性に関連するパラメータ、具体的には、各センサ２８，２９によって夫々検出された車速及びグリルシャッター開度に基づき所定の演算式を用いて演算される。
【００４０】
ここで、グリルシャッター（図示略）は、車両のエンジンルームに配置されるラジエータ前方に配置され、エンジンルーム内に導入される走行風を車速等に応じて開閉制御するものであって、この開度によってエンジンルーム内に導入される走行風の量が変わり、過給機２の温度低下量も変わることから、グリルシャッター開度を演算式に反映している。
【００４１】
次に、凝縮水量推定部１２について説明する。
オイルパン内に貯留される凝縮水量が設定量以上の場合には、その凝縮水が蒸発しブローバイガス流と共にブローバイガス通路３８から上流側吸気通路部３１ａに流入し、そこから過給機２に流入し、冷間時に過給機２内に氷結する虞がある。
【００４２】
そこで、前記の凝縮水量推定部１２は、オイルパン内に貯留される凝縮水量を推定するものである。オイルパン内の凝縮水は、主に吸気に含まれる水分が凝縮したものであるが、エンジンの始動後、エンジン温度(油温)が６０°Ｃ以下のときは、凝縮水は殆ど蒸発しないで蓄積される。そして、エンジン始動後に時間が経過し、油温が６０°Ｃ以上になった状態では凝縮水は蒸発して減少していき、所定時間運転後には凝縮水量は僅少となる。
【００４３】
上記の凝縮水量推定部１２は、設定油温（例えば６０°Ｃ）になるまでに吸入した吸入空気量累積値に基づいて所定の演算式で算出した凝縮水増分量と、設定油温以上の状態における油温とオイルパン内凝縮水量と運転時間に基づいて所定の演算式で算出した凝縮水蒸発量とに基づいてオイルパン内凝縮水量を推定する。
【００４４】
上記の油温は油温センサ２０で検出される。吸入空気量累積値は、エンジン始動後における吸気量センサ２３で検出する吸気量を累積していくことで算出される。
上記のオイルパン内凝縮水量は、この凝縮水量推定部１２により時々刻々算出される凝縮水量を採用する。運転時間はエンジン始動後の運転時間である。
【００４５】
但し、ブローバイガス還流量が増すほど凝縮水の蒸発量が増すことから、ＰＣＶ３８の開弁作動時間に応じた所定の補正係数でもって凝縮水蒸発量を補正することが望ましい。
また、エンジンの種々の摺動部にオイルジェットするオイルジェット量が増すほど凝縮水の蒸発量が増すことから、オイルジェットの累積量に応じた所定の補正係数でもって凝縮水蒸発量を補正することが望ましい。
【００４６】
図６は、エンジンの作動状態（走行状態）と、油温と、オイルパン内凝縮水量の推定値と、過給機２（Ｓ／Ｃという）を強制駆動する強制駆動パターンの一例を示すタイムチャートである。図６に示すように、車両が走行を開始後ある時間走行すると、油温が設定温度（例えば、６０°Ｃ）近くまで上昇するが、走行停止状態になると油温が低下し、このような走行を繰り返していくと、吸気中の水分が結露した凝縮水がオイルパン内に溜まり、オイルパン内の凝縮水量が増加していく。
【００４７】
その後、走行が継続されて走行時間が長くなると、油温が設定温度超まで上昇し、最高エンジン温度に対応する最高油温を維持するようになる。油温が設定温度以上の状態では、オイルパン内の凝縮水が継続的に蒸発し、凝縮水量が減少していって最終的には完全蒸発状態になり、凝縮水量は僅少になる。
図５に基づいて後述する過給機制御においては、オイルパン内の凝縮水量が設定量以上の状態では、走行開始毎に、過給機２を強制駆動するＳ／Ｃ強制駆動要求が出され、過給機２が強制駆動される。
【００４８】
次に、制御部１３について説明する。
制御部１３は、エンジン回転数とエンジン負荷によって過給領域が設定された過給領域マップ（図示略）と、過給領域においてエンジンの運転状態に基づき目標過給圧力が設定された目標過給圧マップ（図示略）とを有している。制御部１３は、エンジンの運転状態が過給領域にあるときは、電磁クラッチ３を締結すると共にＡＢＶ４（バイパス弁）を目標過給圧に応じて開閉する。
【００４９】
このとき、目標過給圧マップに基づき設定された目標過給圧によって、締結度合（デューティー率）とＡＢＶ４の開度を夫々設定する。その締結度合とＡＢＶ４の開度に応じた指令信号が電磁クラッチ３と駆動装置５に夫々出力される。
【００５０】
図７に示すように、制御部１３は、電磁クラッチ３に出力するデューティー率の変化量が所定値以上の場合、例えば、デューティー率０％から１００％に移行させる場合、過給機２の回転数の急激な変化（締結ショック）を抑えるために中間デューティー率（例えば、２０％）の制御期間を設けている。尚、通常運転時には電磁クラッチ３のデューティー率が高い程ＡＢＶ４の開度は小さくされる。尚、制御部１３は、エンジンの運転状態が非過給領域にあるときは電磁クラッチ３を非締結にし且つＡＢＶ４を開弁状態にする。
【００５１】
次に、本願特有の過給機制御について、図５のフローチャートに基づいて説明する。
尚、図中、Ｓｉ（Ｉ＝１，２，・・）は各ステップを示す。
この過給機制御は、エンジンの作動中にＰＣＭ１０により常時実行される制御で、最初にＳ１において各種センサ類２０〜２９から各種信号が読み込まれ、Ｓ２において、前述のように内壁温推定部１１によりＳ／Ｃ壁温（過給機の機体温度）を推定する演算が実行される。
【００５２】
次に、Ｓ３において、前述のように凝縮水量推定部１２により、オイルパン内の凝縮水量を推定する演算が実行される。次に、Ｓ４おいて、エンジン回転数とスロットル開度と過給領域マップに基づいて、Ｓ／Ｃ作動条件成立か否か（エンジンの運転状態が過給領域か否か）判定される。その判定がＮｏの場合は、Ｓ５においてＳ／Ｃ壁温が設定温度（例えば、０°Ｃ）未満か否か判定し、その判定がＹｅｓのときはＳ６に移行し、Ｓ５の判定がＮｏの場合はＳ１２へ移行する。
【００５３】
Ｓ６においては、Ｓ３において算出したオイルパン内の凝縮水量が設定量より多いか否か判定し、その判定がＹｅｓのときはＳ７へ移行し、Ｓ６の判定がＮｏのときはＳ１２へ移行する。Ｓ５の判定がＹｅｓでＳ６の判定がＹｅｓの場合、オイルパンから蒸発してブローパイガスと共に上流側吸気通路部３１ａに結露した凝縮水が過給機２内に流入して氷結している可能性があるため、以下に説明するように、過給機２の強制駆動を実行し、過給機２が氷結していて過給機２の回転数が立ち上がらない場合には、氷結による過給機２の損傷を防ぐ為に電磁クラッチ３をオフにする。上記の強制駆動により過給機２の回転数が立ち上がった場合には、氷結の虞はないが過給機２の暖機を促進する為過給機２を作動させる。
【００５４】
Ｓ７では、電磁クラッチ３を不完全締結（例えば、デューティー率２０％）状態に切換えて過給機２を強制的に駆動し、次のＳ８おいてはＡＢＶ４を閉弁する。
図８は、電磁クラッチ３を不完全締結して過給機２を強制駆動する場合の例を示し、このとき過給機２内に氷結がなければ過給機２の回転数が図８のように増加していく。
次のＳ９においては、Ｓ／Ｃ回転数が設回転数未満か否か（つまり、過給機２の回転数が立ち上がったか否か）判定し、氷結等により過給機２の回転数が立ち上がらない場合にはＳ９の判定がＹｅｓとなり、Ｓ１０において過給機２が氷結していると判定し、次にＳ１１において、電磁クラッチ３がオフに切換えられ、その後制御はリターンする。
【００５５】
他方、過給機２の回転数が立ち上がってＳ９の判定がＮｏとなった場合には、Ｓ１４へ移行して過給機２の暖機促進のため電磁クラッチ３が通常のデューティー率で締結状態に切換えられて駆動され、その後制御はリターンする。
Ｓ５の判定がＮｏであったり、Ｓ６の判定がＮｏであったりする場合は、非過給領域であって、凝縮水の氷結の虞や吸気通路部３１ａにおける凝縮水の結露の虞もないため、Ｓ１２においてＡＢＶ４が開弁状態にされ、次にＳ１１において電磁クラッチ３が非締結状態にされ、その後制御はリターンする。
【００５６】
エンジンの運転状態が過給領域にあってＳ４の判定がＹｅｓのときは、Ｓ１３においてＡＢＶ４が目標過給圧に応じて開閉され、次にＳ１４において電磁クラッチ３が通常のデューティー率で締結状態に切換えられて駆動され、その後制御はリターンする。
【００５７】
次に、上記過給装置１の作用、効果について説明する。
制御部１３は、凝縮水量推定部１２により推定されたオイルパン内の凝縮水量が設定量以上のとき、エンジンの運転状態が所定の非過給領域にあるときであっても前記駆動部に過給機２の強制駆動を実行させるため、オイルパン内の凝縮水量が設定量以上であって、過給機２よりも上流側の吸気通路部３１ａ内に凝縮水が発生する可能性が高い場合にのみ、過給機２を強制駆動して過給機２の暖機を促進し、凝縮水の氷結を防止することができる。
このように、オイルパン内の凝縮水量が設定量未満である場合には、吸気通路３１内に凝縮水が発生する可能性が低いことに鑑みて過給機２の強制駆動を省略することで、燃費悪化を避けることができる。
【００５８】
過給機２に関連する温度が設定温度より低い場合であって、凝縮水量が設定量以上の場合にのみ、吸気通路部３１ａに凝縮水が発生して過給機２内で氷結する虞があることに鑑み、上記の場合にのみ過給機２の強制駆動を実行させて、過給機２内での氷結を防止する。過給機２の強制駆動を効果的に行うことで、燃費悪化を防止することができる。
【００５９】
凝縮水量推定部１２は、設定油温になるまでに吸入した吸入空気量累積値に基づいて凝縮水増分量を算出し、また、設定油温以上の状態における油温とオイルパン内凝縮水量と運転時間に基づいて凝縮水蒸発量を算出することで、オイルパン内凝縮水量を精度よく推定することができる。
【００６０】
制御部１３は、エンジンの運転状態が非過給領域のときに電磁クラッチ３を非締結状態にして且つＡＢＶ４を開弁するため、流路抵抗を軽減しながら吸気を供給できる。
また、凝縮水量推定部１２により推定された凝縮水量が設定量以上のときは、エンジンの運転状態が非過給領域であってもＡＢＶ４を閉弁して過給機２を強制駆動するため、過給機２の暖機（昇温）が促進され、冷間時であってもオイルパンから蒸発して吸気通路３１に凝縮する凝縮水が過給機２内に流入して氷結することがない。尚、制御部１３は、過給機強制駆動時、電磁クラッチ３を締結すると共にＡＢＶ４を閉弁することで過給機２を強制駆動し、過給機の昇温を促進できる。
【００６１】
制御部１３は、過給機２に関連する温度を、過給機２の過給状態に関連するパラメータと、過給機２の冷却性に関連するパラメータとに基づいて推定する。それ故、過給機２の温度上昇量と過給機の温度降下量を精度よく推定し、過給機に関連する温度を精度よく推定することができる。
【００６２】
次に、前記実施形態を部分的に変更する例について説明する。
１〕前記実施形態においては、過給機温度を過給機の過給状態に関するパラメータと過給機の冷却性に関するパラメータとに基づき推定し、過給機の過給状態に関するパラメータが、吸気量、外気温、過給機の回転数、過給機の上流側圧力及び下流側圧力である例を説明したが、５つの要素のうち少なくとも１つを用いても良い。また、上記の少なくとも１つと５つの要素以外の要素との組み合わせで温度上昇量を推定しても良い。
同様に、過給機の冷却性に関するパラメータが、車速、グリルシャッターの開度である例を説明したが、２つの要素のうち少なくとも１つを用いても良い。また、上記の少なくとも１つと２つの要素以外の要素との組み合わせで温度低下量を推定しても良い。
【００６３】
２〕前記実施形態においては、リショルム式過給機の例を説明したが、特に、機械式の過給機に限られず、ブロアを電動モータで駆動可能な電動過給機、ターボ式過給機等過給機一般に適用することが可能である。
【００６４】
３］図５のＳ７のステップを省略し、電磁クラッチ３を非締結にし、且つＳ８のようにＡＢＶ４を閉弁状態に切換えることで、過給機２をフリー回転可能状態にして、Ｓ９において過給機２の回転数を設定回転数と比較するように構成してもよい。
過給機２に氷結がなければ過給機２の回転数が立ち上がるけれども、過給機２に氷結が存在すると過給機２の回転数が立ち上がらないから、図５の過給機制御と同様の作用効果が得られる。この場合、吸気流により過給機２を強制的に駆動する強制的駆動が実行されることになる。
【００６５】
４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【符号の説明】
【００６６】
１    過給装置
２    過給機
３    電磁クラッチ
４    ＡＢＶ
１０  ＰＣＭ
１１  内壁温推定部
１２  凝縮水量推定部
１３  制御部
２０  油温センサ
３５  バイパス通路
【図１】
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【図２】
2019157629.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019157629.tif 000006
【図５】
2019157629.tif 000007
【図６】
2019157629.tif 000008
【図７】
2019157629.tif 000009
【図８】
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