(57)【要約】【課題】コンプレッサ側に可変ディフューザを備えたターボチャージャにおいて、可変ディフューザ内に付着したデポジットを除去することが可能な制御を実現する。【解決手段】コンプレッサ吐出温度Ｔ３が、所定の判定値α（コーキング発生温度）以上になった時間を累積し、その累積時間が所定の判定時間に達した場合に、ディフューザ通路内のデポジット除去が必要であると判定する。そして、デポジット除去が必要であると判定された場合は、可変ベーンを可動範囲の最小位置（全閉位置）と最大位置（全開位置）との間を移動させる動作を１回または複数回繰り返して行うことにより、ディフューザ壁面のデポジット（ディフューザ壁面に付着のデポジット）を除去して、コーキングの発生を抑制する。【選択図】図９
2012136945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に設けられたタービンと、前記エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記コンプレッサのコンプレッサインペラの外周側に設けられた複数の可変ベーンを有し、前記可変ベーンの開度を変更することによって吸気の流れを調整する可変ディフューザとを備えたターボチャージャの制御装置であって、
コンプレッサ吐出温度が所定のコーキング発生温度以上になった時間を累積し、その累積時間が所定の判定時間に達した場合に、コンプレッサハウジングのディフューザ壁面のデポジット除去が必要であると判定する判定手段と、前記判定手段にてデポジット除去が必要であると判定された場合に、前記ディフューザ壁面のデポジットを除去するデポジット除去手段とを備えていることを特徴とするターボチャージャの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のターボチャージャの制御装置において、
前記デポジット除去手段は、前記可変ベーンを、ベーン可動範囲の最小位置と最大位置との間を移動させる動作を１回または複数回繰り返して行うことにより、前記ディフューザ壁面のデポジットを除去するように構成されていることを特徴とするターボチャージャの制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のターボチャージャの制御装置において、
前記デポジット除去手段は、前記エンジンの停止直後に前記デポジットの除去を実行することを特徴とするターボチャージャの制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のターボチャージャの制御装置において、
所定のアイドルストップ条件が成立し、前記エンジンが停止した直後に前記デポジットの除去を実行することを特徴とするターボチャージャの制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のターボチャージャの制御装置において、
前記可変ディフューザを駆動するアクチュエータが、電動モータを備えたモータ式アクチュエータであって、前記電動モータに電力を供給するバッテリの充電量が所定値以下である場合は、前記デポジット除去手段によるデポジット除去動作を禁止することを特徴とするターボチャージャの制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のターボチャージャの制御装置において、
前記判定手段の判定に用いるコーキング発生温度を、前記コンプレッサの上流側に戻されるブローバイガスに含まれるオイル中のスーツ濃度に応じて可変に設定することを特徴とするターボチャージャの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などに搭載されるターボチャージャの制御装置に関する。さらに詳しくは、コンプレッサ側に可変ディフューザを備えた可変ディフューザ付きターボチャージャの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両などに搭載されるエンジン（内燃機関）には、排気エネルギを利用した（ターボチャージャ（過給機）が装備されている。ターボチャージャは、一般に、エンジンの排気通路を流れる排気ガスによって回転するタービンホイールと、吸気通路内の空気を強制的にエンジンの燃焼室へと送り込むコンプレッサインペラと、これらタービンホイールとコンプレッサインペラとを連結する連結シャフトとを備えている。このような構造のターボチャージャにおいては、排気通路に配置のタービンホイールが排気のエネルギによって回転し、これに伴って吸気通路に配置のコンプレッサインペラが回転することによって吸入空気が過給され、エンジンの各気筒の燃焼室に過給空気が強制的に送り込まれる。
【０００３】
ターボチャージャの一種として、コンプレッサ側に可変ディフューザを備えた可変ディフューザ付きターボチャージャが知られている。可変ディフューザ付きターボチャージャは、例えば、コンプレッサインペラの外周側（ディフューザ通路）に配置された複数の可変ベーンを有する可変ディフューザと、それら可変ベーンに変位（回転）を与えるアクチュエータ（例えば、モータ式アクチュエータ）などを備えており、可変ベーンの開度を変更して、互いに隣り合う可変ベーン間の流路面積（スロート面積）を変化させることにより吸気の流れを調整している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、車両などに搭載されるエンジンにおいては、燃焼室からシリンダとピストンの間の隙間を通ってクランクケースの上部に未燃焼の混合気や燃焼済みの燃焼ガスを含んだブローバイガス（Ｂｌｏｗ−Ｂｙ  Ｇａｓｅｓ）が漏出する。ブローバイガスは、炭化水素（ＨＣ）や、オイル成分（エンジンオイルのミスト）などを含んでいるので大気に放出することができない。そのため、クランク室内に漏出したブローバイガスをブローバイガス還流装置（ＰＣＶ：ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション）によって吸気通路に戻して再燃焼させることが一般に行われている（例えば、特許文献２参照）。このようなブローバイガス還流装置を備えたエンジンがターボチャージャ付きの場合、クランク室内のブローバイガスを、ターボチャージャのコンプレッサの上流側の吸気通路に還流している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９６５４２号公報
【特許文献２】特開２００５−１８０３６２号公報
【特許文献３】特開２００９−２８１１８２号公報
【特許文献４】特開２００３−１２９８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
可変ディフューザ付きターボチャージャにおいては、コンプレッサによる過給圧が上昇するにつれて、コンプレッサから吐出される圧縮空気の温度が上昇する。コンプレッサが圧縮する空気には、上述の如く、ターボチャージャの上流側に戻されたブローバイガス（オイルミスト含む）が含まれており、コンプレッサから吐出される圧縮空気が高温になると、ブローバイガスに含まれるオイルミストの油分（軽質分）が蒸発し、コンプレッサハウジングのディフューザ壁面（図３及び図１０参照）にデポジットが付着する。そして、そのデポジットが炭化・固着することによってコーキングが発生する場合がある。このようなコーキングが発生すると過給効率の低下が懸念される。
【０００７】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、コンプレッサ側に可変ディフューザを備えた可変ディフューザ付きターボチャージャにおいて、コンプレッサハウジングのディフューザ壁面に付着したデポジットを除去することが可能な制御を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、エンジンの排気通路に設けられたタービンと、前記エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記コンプレッサのコンプレッサインペラの外周側に設けられた複数の可変ベーンを有し、前記可変ベーンの開度を変更することによって吸気の流れを調整する可変ディフューザとを備えたターボチャージャの制御装置を前提としている。そして、このようなターボチャージャの制御装置において、コンプレッサ吐出温度（コンプレッサハウジング出口の吸入空気の温度）が、所定のコーキング発生温度（判定値α）以上になった時間を累積し、その累積時間が所定の判定時間に達した場合に、コンプレッサハウジングのディフューザ壁面のデポジット除去が必要であると判定する判定手段と、前記判定手段にてデポジット除去が必要であると判定された場合に、前記ディフューザ壁面のデポジットを除去するデポジット除去手段とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、コンプレッサハウジングのディフューザ壁面に付着したデポジットがコーキングする前（過給効率等に影響を与える前）に、デポジットを除去することができるので、コーキングの発生を効果的に抑制することができる。これによって過給効率（ターボ効率）の低下を防止することができる。
【００１０】
本発明において、デポジット除去手段の具体的な構成として、可変ベーンをベーン可動範囲の最小位置（全閉位置）と最大位置（全開位置）との間を移動させる動作を１回または複数回繰り返して行うことにより、ディフューザ壁面のデポジットを除去するという構成を挙げることができる。
【００１１】
本発明において、デポジット除去制御を実行するタイミングはエンジンの停止直後とする。より具体的には、所定のアイドルストップ条件が成立し、エンジンが停止した直後にデポジットの除去を実行する。
【００１２】
本発明において、上記可変ディフューザを駆動するアクチュエータが、電動モータを備えたモータ式アクチュエータである場合、電動モータに電力を供給するバッテリの充電量（ＳＯＣ）が所定値以下であるときには、デポジット除去制御を実行しないようにする。このようにバッテリの充電量が小さい場合に、ディフューザ除去制御を禁止することで、エンジン停止時（例えばアイドルストップ時）に、充電状態が低下している状態のバッテリの電力が消費されることを回避することができる。
【００１３】
本発明において、デポジット除去が必要であるか否かの判定に用いるコーキング発生温度（判定値α）を、コンプレッサの上流側に戻されるブローバイガスに含まれるオイル中のスーツ濃度に応じて可変に設定するようにしてもよい。このようにすると、「デポジット除去が必要である」ことをより適切に判定することができる。すなわち、後述する図１１に示すように、オイル中のスーツ濃度が高いほど、コーキング（デポジット）が発生する吐出空気温度Ｔ３が低い値となるので、この点を考慮して、コンプレッサの上流側に戻されるブローバイガスに含まれるオイル中のスーツ濃度が高いほど、デポジット除去を判定するコーキング発生温度（判定値α）を低い値にすることで、「デポジット除去が必要である」旨をより適切に判定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コンプレッサ側に可変ディフューザを備えたターボチャージャにおいて、コンプレッサハウジングのディフューザ壁面に付着したデポジットを除去することができ、コーキングの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用するターボチャージャが装備されたエンジンの一例を示す概略構成図である。
【図２】エンジンに装備されるターボチャージャの一例を示す概略構成図である。
【図３】エンジンに装備されるターボチャージャの一例を示す縦断面図である。
【図４】可変ディフューザをターボチャージャの外側から見た図である。なお、図４では可変ベーンが開き側にある状態を示している。
【図５】可変ディフューザをターボチャージャの内側から見た図である。なお、図５では可変ベーンが開き側にある状態を示している。
【図６】可変ディフューザをターボチャージャの外側から見た図である。なお、図６では可変ベーンが閉じ側にある状態を示している。
【図７】可変ディフューザをターボチャージャの内側から見た図である。なお、図７では可変ベーンが閉じ側にある状態を示している。
【図８】ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図９】デポジット除去制御の一例を示すフローチャートである。
【図１０】デポジット除去時の可変ベーンの動作を示す図である。なお、図１０（Ａ）及び（Ｂ）は図３のＩ−Ｉ断面図に相当する図であって、可変ベーン及びコンプレッサハウジングのみを表記している。
【図１１】吐出空気温度及びスーツ濃度と、コーキング発生領域との関係を示す図である。
【図１２】累積時間の算出に用いる加算時間を求めるマップの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
−エンジン−
本発明を適用するディーゼルエンジンの概略構成について図１を参照して説明する。
【００１８】
この例のディーゼルエンジン１（以下、「エンジン１」という）は、例えばコモンレール式筒内直噴４気筒エンジンであって、後述するアイドルストップ制御を行うエコラン車両に搭載される。
【００１９】
エンジン１の各気筒の燃焼室１ａには、同燃焼室１ａ内での燃焼に供される燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）１０がそれぞれ配置されている。各気筒のインジェクタ１０はコモンレール１１に接続されている。コモンレール１１にはサプライポンプ（図示せず）が接続されている。サプライポンプは、燃料タンクから燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を高圧にした後に燃料通路を介してコモンレール１１に供給する。
【００２０】
コモンレール１１は、サプライポンプから供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各インジェクタ１０に分配する。インジェクタ１０は所定電圧が印加されたときに開弁して、燃焼室１ａ内に燃料を噴射供給する電磁駆動式の開閉弁である。インジェクタ１０の開閉（燃料噴射量・噴射時期）はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２００によってデューティ制御される。なお、コモンレール１１には、当該コモンレール１１内の高圧燃料の圧力を検出するレール圧センサ２４が設けられている。
【００２１】
エンジン１には、各気筒に吸入空気を分配するためのインテークマニホールド２と、各気筒から排出される排気ガスを集合させるエキゾーストマニホールド３とが接続されている。
【００２２】
インテークマニホールド２には、空気を大気中から取り込んで当該インテークマニホールド２に導くための吸気通路４が接続されている。吸気通路４の入口にはエアクリーナ６が取り付けられている。また、吸気通路４には、エアフロメータ２２、後述するターボチャージャ１００のコンプレッサインペラ１０２、吐出空気温度センサ２３、ターボチャージャ１００での過給によって昇温した吸入空気を強制冷却するためのインタークーラ７、及び、スロットルバルブ８などが配置されている。また、インテークマニホールド２に、過給圧センサ２８及びインマニ温度センサ２９が配置されている。
【００２３】
エアフロメータ２２は、吸入空気量（新規空気量）を検出する。吐出空気温度センサ２３は、ターボチャージャ１００のコンプレッサハウジング１１２の出口近傍に配置されている。吐出空気温度センサ２３は、コンプレッサ１００Ｂにて圧縮されて温度が上昇した後であって、インタークーラ７にて冷却される前の圧縮空気の温度（吐出空気温度）を検出する。過給圧センサ２８は、インテークマニホールド２内の圧力つまり過給圧（吸気圧）を検出する。インマニ温度センサ２９は、インタークーラ７にて冷却された後であって、エンジン１に吸入される前の空気の温度（吸気温）を検出する。
【００２４】
一方、エキゾーストマニホールド３には排気通路５が接続されている。排気通路５の途中には触媒９などが配置されている。
【００２５】
なお、この例のターボチャージャ１００が搭載される車両には、エンジン１によって駆動されるオルタネータ（図示せず）が装備されている。オルタネータにて発電された電力は、車両に搭載されているバッテリ３００（図２参照）に充電される。車両に搭載されている各種の電気機器は、バッテリ３００からの電力の供給を受けて作動する。後述する可変ディフューザ１２０のアクチュエータ１４０の電動モータ１４１もそのような機器の１つであり、可変ベーン１２１の開度の制御時に、バッテリ３００からの電力が電動モータ１４１に供給される。
【００２６】
−ターボチャージャ−
この例のエンジン１には、排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャ（過給機）１００が装備されている。
【００２７】
ターボチャージャ１００は、図１〜図３に示すように、排気通路５に配置されたタービンホイール１０１、吸気通路４に配置されたコンプレッサインペラ１０２、及び、これらタービンホイール１０１とコンプレッサインペラ１０２とを一体に連結する連結シャフト１０３などを備えており、排気通路５に配置のタービンホイール１０１が排気のエネルギによって回転し、これに伴って吸気通路４に配置のコンプレッサインペラ１０２が回転する。そして、コンプレッサインペラ１０２の回転により吸入空気が過給され、エンジン１の各気筒の燃焼室に過給空気が強制的に送り込まれる。なお、コンプレッサインペラ１０２の下流側（吸気流れの下流側）の吸気通路４には、コンプレッサインペラ１０２によって過給された空気を冷却するインタークーラ７が設けられている。
【００２８】
タービンホイール１０１はタービンハウジング１１１内に収容されており、コンプレッサインペラ１０２はコンプレッサハウジング１１２内に収容されている。また、連結シャフト１０３を支持するフローティングベアリング１０４，１０４はセンターハウジング１１３内に収容されており、このセンターハウジング１１３の両側に上記タービンハウジング１１１とコンプレッサハウジング１１２とが取り付けられている。そして、上記コンプレッサインペラ１０２、コンプレッサハウジング１１２及び可変ディフューザ１２０などによってコンプレッサ１００Ｂが構成されており、また、タービンホイール１０１及びタービンハウジング１１１などによってタービン１００Ａが構成されている。
【００２９】
この例のターボチャージャ１００は、コンプレッサ１００Ｂ側に可変ディフューザ１２０が設けられた可変ディフューザ付きターボチャージャであって、その可変ディフューザ１２０の可変ベーン１２１・・１２１の開度を調整することによって吸気の流れを調整することができる。可変ディフューザ１２０の詳細については後述する。
【００３０】
また、この例のターボチャージャ１００には、図１に示すように、タービンホイール１０１の上流側と下流側とを連通（タービンホイール１０１をバイパス）する排気バイパス通路５０と、この排気バイパス通路５０を開閉するウエストゲートバルブ（ＷＧＶ）５１とが設けられており、そのウエストゲートバルブ５１の開度を調整し、タービンホイール１０１をバイパスする排気ガス量を調整することにより過給圧を制御することができる。
【００３１】
−ブローバイガス還流装置−
この例のエンジン１には、同エンジン１のクランク室内に漏出したブローバイガスをブローバイガス通路を通じて吸気通路４に戻して再燃焼させるブローバイガス還流装置が装備されている。
【００３２】
ブローバイガス還流装置は、エンジン１のシリンダブロック及びシリンダヘッドに形成され、燃焼室１ａからクランク室に漏れたブローバイガスをシリンダヘッド室内に導くためのブローバイガス流路（図示せず）と、そのシリンダヘッド室内に連通するブローバイガス通路１２などを備えている。ブローバイガス通路１２は、ターボチャージャ１００のコンプレッサインペラ１０２の上流側（吸入空気流れの上流側）でエアクリーナ６の下流側の吸気通路４に連通しており、また、ブローバイガス通路１２は、ターボチャージャ１００のセンターハウジング１１３に連通している。
【００３３】
そして、このようなブローバイガス還流装置を設けておくことにより、エンジン１の燃焼室１ａからクランク室内に漏れたブローバイガスを、上記エンジン１内のブローバイガス流路、シリンダヘッド室、及び、ブローバイガス通路１２を通じて吸気通路４に戻して再燃焼させることができる。
【００３４】
−可変ディフューザ
次に、ターボチャージャ１００の可変ディフューザ１２０について図１〜図７を参照して説明する。
【００３５】
可変ディフューザ１２０は、複数（例えば１２枚）の可変ベーン１２１・・１２１と、環状のユニゾンリング１２２と、このユニゾンリング１２２の内周側に位置し、ユニゾンリング１２２に一部が係合する複数のベーンアーム（従動アーム）１２３・・１２３と、その各ベーンアーム１２３を駆動するための駆動アーム１２４と、各ベーンアーム１２３に連結され、各可変ベーン１２１を駆動するためのベーンシャフト１２５と、各ベーンシャフト１２５を保持するディフューザプレート１２６とを備えている。
【００３６】
複数の可変ベーン１２１・・１２１は、コンプレッサインペラ１０２の外周側のディフューザ通路１１２ａ内に等間隔で配置されている。各可変ベーン１２１は、ディフューザプレート１２６上に配置されており、ベーンシャフト１２５を中心として所定の角度だけ回動することが可能となっている。
【００３７】
この例の可変ディフューザ１２０は、駆動アーム１２４に連結される駆動リンク１２７を所定の角度だけ回動させることにより、その回動力が駆動アーム１２４、ユニゾンリング１２２及び各ベーンアーム１２３を介して各可変ベーン１２１に伝達されることによって、各可変ベーン１２１が連動して回動する。具体的には、駆動リンク１２７は、駆動シャフト１２８を中心に回動可能となっている。その駆動シャフト１２８は、駆動リンク１２７及び駆動アーム１２４と回動一体に連結されている。そして、駆動リンク１２７の回動にともなって駆動シャフト１２８が回動すると、この回動力が駆動アーム１２４に伝達され、ユニゾンリング１２２が回転する。このユニゾンリング１２２の回転に伴って各ベーンアーム１２３が回転（揺動）して各可変ベーン１２１が回動する。
【００３８】
次に、可変ディフューザ１２０の各部について説明する。
【００３９】
駆動アーム１２４の内周側端部は駆動シャフト１２８に固定されている。駆動アーム１２４の外周側端部はユニゾンリング１２２に係合しており、上記駆動シャフト１２８を中心として駆動アーム１２４が回動すると、その回動力がユニゾンリング１２２に伝達される。
【００４０】
ユニゾンリング１２２の内周面には、各ベーンアーム１２３の外周側端部が嵌まり合っており、ユニゾンリング１２２が回動すると、この回動力が各ベーンアーム１２３に伝達される。具体的には、ユニゾンリング１２２はディフューザプレート１２６に対して周方向に摺動可能に配設されている。このユニゾンリング１２２の内周縁に設けられた複数の凹部１２２ａに、駆動アーム１２４及び各ベーンアーム１２３の外周側端部が嵌め合わされており、ユニゾンリング１２２の回転力が各ベーンアーム１２３に伝達される。
【００４１】
上記ディフューザプレート１２６はコンプレッサハウジング１１２に固定されている。ディフューザプレート１２６にはピン１２６ａ（図４及び６参照）が差し込まれており、このピン１２６ａにはガイドローラ１２６ｂが嵌め合わされている。ガイドローラ１２６ｂはユニゾンリング１２２の内周面をガイドする。これにより、ユニゾンリング１２２はガイドローラ１２６ｂに保持されて所定方向に回動することが可能となっている。
【００４２】
各ベーンアーム１２３は、ベーンシャフト１２５を中心に回動可能となっている。また各ベーンシャフト１２５はディフューザプレート１２６に回転自在に支持されており、これらベーンシャフト１２５により、ベーンアーム１２３と上記可変ベーン１２１とが回動一体に連結されている。そして、ユニゾンリング１２２の回動にともなって各ベーンアーム１２３が回動すると、この回動が各ベーンシャフト１２５に伝達される。これにより、各可変ベーン１２１がベーンシャフト１２５及びベーンアーム１２３とともに回動する。
【００４３】
以上の可変ディフューザ１２０の駆動リンク１２７はロッド１２９に接続されている。このロッド１２９は棒状部材であって、アクチュエータ１４０に連結されている。アクチュエータ１４０は、電動モータ（ＤＣモータ）１４１と、この電動モータ１４１の回転を直線運動に変換して上記ロッド１２９に伝達する変換機構（例えば、ウォームギヤ及びこのウォームギヤに噛み合うウォームホイールを有するギヤ機構等：図示せず）とを備えている。
【００４４】
アクチュエータ１４０はＥＣＵ２００によって駆動制御される。ＥＣＵ２００は、例えば、エンジン運転状態から要求される可変ベーン開度要求値などに応じて電動モータ１４１の通電制御を行う。電動モータ１４１には、上記したように車載のバッテリ３００からの電力が供給される。
【００４５】
そして、電動モータ１４１の通電制御（回転駆動）により、電動モータ１４１が回転すると、その回転力が上記回転機構を介してロッド１２９に伝わり、このロッド１２９の移動（前進・後退）に伴って駆動リンク１２７が回動することにより、各可変ベーン１２１が回動（変位）する。
【００４６】
具体的には、図４に示すように、ロッド１２９を図中矢印Ｘ１方向に引くことで（ロッド１２９の後退）、ユニゾンリング１２２が図中矢印Ｙ１方向に回動し、図５に示すように、各可変ベーン１２１がベーンシャフト１２５を中心に図中反時計回り方向（Ｙ１方向）に回動し、これによって可変ベーン１２１間の流路面積（ＶＧＣ開度）が大きく設定される。
【００４７】
また、図６に示すように、ロッド１２９を図中矢印Ｘ２方向に押すことで（ロッド１２９の前進）、ユニゾンリング１２２が図中矢印Ｙ２方向に回動し、図７に示すように、各可変ベーン１２１がベーンシャフト１２５を中心に図中時計回り方向（Ｙ２方向）に回動し、可変ベーン間の流路面積（ＶＧＣ開度）が小さく設定される。
【００４８】
なお、この例において、後述するデポジット除去を行う際には、可変ディフューザ１２０のアクチュエータ４０の電動モータ１４１に、所定の時間間隔で交互に逆向きの電流を流すという通電制御を行うことにより、可変ベーン１２１を、［全閉位置（可動範囲の最小位置）⇔全開位置（可動範囲の最大位置）］の間において移動させることができる。
【００４９】
以上のエンジン１、ターボチャージャ１００のアクチュエータ１４０（電動モータ１４１）、スロットルバルブ８を開閉駆動するスロットルモータ６０（図８参照）、及び、ウエストゲートバルブ５１などの各部はＥＣＵ２００によって制御される。
【００５０】
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ２００は、図８に示すように、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３及びバックアップＲＡＭ２０４などを備えている。
【００５１】
ＲＯＭ２０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ２０４は、例えばエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
【００５２】
以上のＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３及びバックアップＲＡＭ２０４は、バス２０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース２０５及び出力インターフェース２０６と接続されている。
【００５３】
入力インターフェース２０５には、水温センサ２１、エアフロメータ２２、吐出空気温度センサ２３、レール圧センサ２４、エンジン１の出力軸であるクランクシャフトの回転数（エンジン回転数）を検出するエンジン回転数センサ２５、スロットルバルブ８の開度を検出するスロットル開度センサ２６、アクセルペダルの踏み込み操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ２７、過給圧センサ２８、インマニ温度センサ２９、車両の走行速度を検出する車速センサ３０、及び、ブレーキペダル踏み込み操作量を検出するブレーキペダルセンサ３１などが接続されており、これらの各センサからの信号がＥＣＵ２００に入力される。
【００５４】
出力インターフェース２０６には、インジェクタ２、スロットルバルブ８のスロットルモータ６０、ウエストゲートバルブ５１、及び、可変ディフューザ１２０の可変ベーン１２１の開度（開閉）を調整するアクチュエータ１４０（電動モータ１４１）などが接続されている。
【００５５】
ＥＣＵ２００は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１のスロットルバルブ８の開度制御、燃料噴射量・噴射時期制御（インジェクタ２の開閉制御）、ウエストゲートバルブ５１の開閉制御、及び、可変ディフューザ１２０の可変ベーン１２１の開閉制御などを含む各種制御を実行する。
【００５６】
また、ＥＣＵ２００は、バッテリ用の電流センサ（図示せず）にて検出された充放電電流の積算値や、バッテリ温度センサ（図示せず）にて検出されたバッテリ温度などに基づいて、車載のバッテリ３００（図２参照）の充電量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を演算する。さらに、ＥＣＵ２００は、後述する「アイドルストップ制御」及び「デポジット除去制御」を実行する。
【００５７】
以上のＥＣＵ２００により実行されるプログラムによって本発明のターボチャージャの制御装置が実現される。
【００５８】
−アイドルストップ制御−
この例の車両は、交差点での信号待ち等のように一時的に停車した際に、エンジン１の各気筒に備えられたインジェクタ１０から燃焼室１ａ内への燃料供給を停止してエンジン１を停止させる、いわゆるアイドルストップ制御を行うようになっている。以下、ＥＣＵ２００が実行するアイドルストップ制御について説明する。
【００５９】
ＥＣＵ２００は、エンジン運転時に、アイドルストップ条件が成立したか否かを判定する。アイドルストップ条件は、「イグニッションがＯＮの状態で、例えば、車速センサ３０からの車速検知信号によって車速が「０」であること」が検知され、かつ、ブレーキペダルセンサ３１からのブレーキペダル踏み込み信号によって「ブレーキペダルの踏み込み操作が行われていること」が検知された場合に成立する。このアイドルストップ条件が成立すると、ＥＣＵ２００は、インジェクタ１０の燃料噴射動作を停止する制御（フューエルカット）を行ってエンジン１を停止させる（アイドルストップモード）。
【００６０】
一方、このアイドルストップ制御によってエンジン１が停止している状態（アイドルストップモード中）からエンジン１を始動させるためのエンジン始動条件（アイドルストップモード解除条件）は、上記アイドルストップ条件が成立した後に、ブレーキペダルセンサ３１からのブレーキペダル踏み込み解除信号によって「ブレーキペダルの踏み込み解除操作がされたこと」が検知されるか、または、アクセル開度センサ２７の出力信号から「アクセルペダルの踏み込み操作がされたこと」が検知された場合に成立する。このエンジン始動条件が成立すると、ＥＣＵ２００はインジェクタ１０の燃料噴射動作を開始するとともに（フューエルカット解除）、スタータモータを作動してエンジン１のクランキングを行ってエンジン１を始動する。
【００６１】
−デポジット除去制御−
次に、ＥＣＵ２００が実行するデポジット除去制御について説明する。
【００６２】
まず、この例のターボチャージャ１００は可変ディフューザ１２０を備えており、またエンジン１にブローバイガス還流装置が装備されているので、コンプレッサハウジング１１２のディフューザ通路１１２ａのディフューザ壁面１１２ｂ（図３及び図１０参照）等にデポジットが付着してコーキングが発生する場合がある。
【００６３】
すなわち、可変ディフューザ付きターボチャージャ１００においては、上述したように、コンプレッサ１００Ｂによる過給圧が上昇するにつれて、コンプレッサ１００Ｂから吐出される圧縮空気の温度が上昇する。ここで、この例のエンジン１では、コンプレッサ１００Ｂが圧縮する空気には、ターボチャージャ１００の上流側に戻されたブローバイガス（オイルミスト含む）が含まれているので、コンプレッサ１００Ｂから吐出される圧縮空気が高温になると、ブローバイガスに含まれるオイルミストの油分（軽質分）が蒸発し、コンプレッサハウジング１１２のディフューザ壁面１１２ｂ（図３及び図１０参照）にデポジットが付着する。そして、そのデポジットが炭化・固着することによりコーキングが発生する場合がある。こうしたコーキングが発生すると過給効率の低下が懸念される。
【００６４】
このような点を考慮して、この例では、可変ディフューザ１２０の可変ベーン１２１の開閉動作を利用して、上記コンプレッサハウジング１１２のディフューザ壁面１１２ｂに付着したデポジットを除去することによってコーキングの発生を抑制することを技術的特徴としている。
【００６５】
その具体的な制御（デポジット除去制御）の例について、図９のフローチャートを参照して説明する。図９の制御ルーチンはＥＣＵ２００において所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返して実行される。
【００６６】
図９の制御ルーチンはイグニッションＯＮで開始され、まずは、ステップＳＴ１０１において、吐出空気温度センサ２３の出力信号から吐出空気温度Ｔ３（コンプレッサハウジング１１２出口の空気温度）を読み込む。
【００６７】
次に、ステップＳＴ１０２において、ステップＳＴ１０１で読み込んだ吐出空気温度Ｔ３が所定の判定値α（コーキング発生温度）以上であるか否かを判定する。その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合はリターンする。ステップＳＴ１０２の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（Ｔ３≧判定値αである場合）はステップＳＴ１０３に進む。
【００６８】
ステップＳＴ１０２の判定に用いる判定値αは、オイルミスト（デポジット）のコーキングが発生する温度を考慮した値（温度）であり、例えば、後述するスーツ濃度［ｗｔ％］に基づいて実験・シミュレーション等によって適合して設定する。この例では、例えば１６５℃（固定値）を判定値αとして設定している。
【００６９】
ステップＳＴ１０３では、上記ステップＳＴ１０２の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）となっている時間、つまり、吐出空気温度Ｔ３が判定値α以上となった時間を累積する。
【００７０】
具体的には、例えば、吐出空気温度Ｔ３（検出値）が判定値α以上の状態が１０分間継続した場合には、その時間（１０分）を現在の累積時間Σｔｉｍｅ（累積時間Σｔｉｍｅの初期値は「０」）に加算（Σｔｉｍｅ＝Σｔｉｍｅ＋１０分（１／６時間））する。また、吐出空気温度Ｔ３（検出値）が判定値α以上の状態が２０分間継続した場合には、その時間（２０分）を現在の累積時間Σｔｉｍｅに加算（Σｔｉｍｅ＝Σｔｉｍｅ＋２０分（１／３時間））する、という処理によって、吐出空気温度Ｔ３が判定値α以上となった時間を順次累積していく。
【００７１】
なお、エンジン１を停止したときには、そのエンジン停止時の累積時間Σｔｉｍｅを記憶しておき、次に、エンジン１を始動した際に、前回のエンジン停止時に記憶した累積時間Σｔｉｍｅに、今回のエンジン運転中において、［吐出空気温度Ｔ３≧判定値α］となった時間を順次加算（累積）していく。
【００７２】
次に、ステップＳＴ１０４において、上記ステップＳＴ１０３で順次累積している累積時間Σｔｉｍｅが所定の判定時間に達したか否かを判定する。その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合はリターンする。ステップＳＴ１０４の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（累積時間Σｔｉｍｅが判定時間に到達した場合）はステップＳＴ１０５に進む。
【００７３】
ここで、ステップＳＴ１０４の判定に用いる判定時間については、［吐出空気温度Ｔ３≧判定値α］となった時間（例えば［吐出空気温度Ｔ３≧１６５℃］となった時間）が、どのくらい累積されるとコーキングが発生するのかを、予め実験・シミュレーションによって求めておき、その結果を基に判定時間を設定すればよい。この例では、例えば３時間（上記判定値α＝１６５℃を条件）を判定時間として設定している。
【００７４】
ステップＳＴ１０５では、上記したアイドルストップモードであるか否かを判定する。ステップＳＴ１０５の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（アイドルストップモードでない場合、または、アイドルストップモードが解除された場合）は、可変ディフューザ１２０の可変ベーン１２１を通常制御にて開閉制御する。なお、可変ベーン１２１の通常制御は、例えば、現在のエンジン１（ターボチャージャ１００）の運転状態に基づいて、燃費（燃料消費率）・エミッション・ターボ効率（過給効率）などを考慮したマップ（通常制御時のマップ）を参照して、可変ベーン１２１の開度（ＶＧＣ開度）を調整する制御である。
【００７５】
一方、ステップＳＴ１０５の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合、つまり、累積時間Σｔｉｍｅが判定時間に達した状況でアイドルストップモードになった場合は、ステップ１０６においてエンジン１が停止した否かを判定する。具体的には、エンジン回転数センサ２５の出力信号から算出されるエンジン回転数が「０」になった時点でエンジン停止と判定する。
【００７６】
なお、エンジンが停止したか否かの判定は、例えばエンジン回転数が「０」に近い状態で、可変ベーン１２１の開度を全閉状態または全開状態にしても、ターボチャージャ１００の回転上昇が生じない値（エンジン回転数）よりも、エンジン回転数（検出値）が小さい値になったときに「エンジン停止」と判定するようにしてもよい。
【００７７】
次に、ステップＳＴ１０７において、バッテリ３００の充電量（ＳＯＣ）が所定の規定値β以下であるか否かを判定する。その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合は、デポジット除去処理は行わずにリターンする（デポジット除去動作禁止）。ステップＳＴ１０７の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合は、バッテリ３００の充電量が良好であると判断してステップＳＴ１０８に進む。なお、ステップＳＴ１０７の判定に用いる規定値βについては、例えば、バッテリ３００の充電残量が車両の運転に支障がない下限値に所定のマージンを加えた値を設定する。
【００７８】
ステップＳＴ１０８では、可変ディフューザ１２０のアクチュエータ１４０（電動モータ１４１）の通電制御を行って、可変ベーン１２１を、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すような動作、つまり、可変ベーン１２１を、［全閉位置（可動範囲の最小位置）⇔全開位置（可動範囲の最大位置）］間を移動させる動作を規定回数繰り返す。
【００７９】
このような可変ベーン１２１の開閉動作［全閉位置⇔全開位置］により、コンプレッサハウジング１１２のディフューザ壁面１１２ｂに付着したデポジットが掻き落される。これによってディフューザ壁面１１２ｂ上のデポジットを除去することができる。また、ディフューザプレート１２６のディフューザ通路１１２ａ側の面（この面もディフューザ壁面に含まれる）にデポジットが付着している場合であっても、同様にして、デポジットを除去することができる。ここで、デポジットを除去する際の可変ベーン１２１の開閉動作［全閉位置⇔全開位置の移動］を繰り返す回数は、例えば数回（４〜５回程度）であればよい。なお、ディフューザ壁面１１２ｂに付着したデポジットを掻き落すことが可能であれば、可変ベーン１２１の開閉動作［全閉位置⇔全開位置］は１回であってもよいし、２〜３回程度であってもよい。
【００８０】
そして、このようなデポジット除去処理（可変ベーン１２１の［全閉位置⇔全開位置］の繰り返し移動）が終了した後に、ステップＳＴ１０９において、上記累積時間Σｔｉｍｅをイニシャライズ（Σｔｉｍｅ＝０）してリターンする。
【００８１】
以上のように、この例の制御によれば、コンプレッサハウジング１１２のディフューザ壁面１１２ｂに付着したデポジットがコーキングする前（過給効率等に影響を与える前）に、デポジットを除去することができるので、コーキングの発生を効果的に抑制することができる。これによってターボ効率（過給効率）の低下を防止することができる。
【００８２】
また、この例の制御では、バッテリ３００の充電量（ＳＯＣ）が小さい場合（ＳＯＣ≦規定値βである場合）には、ディフューザ除去動作を禁止しているので、アイドルストップ時（エンジン停止時）に、充電状態が低下している状態のバッテリ３００の電力が消費されることを回避することができる。
【００８３】
なお、以上の例において、デポジット除去時において、可変ベーン１２１を全開位置に設定した状態（図１０（Ｂ）の状態）のときに、その可変ベーン１２１の先端部がディフューザ壁面１１２ｂの外周縁よりも外側に突出するように構成しておいてもよい。このようにすれば、ディフューザ壁面１１２ｂ上のデポジットをより確実に除去することができる。
【００８４】
また、デポジット除去時において、可変ベーン１２１の動作位置を、全閉位置及び全開位置に加えて、可変ベーン１２１を逆開き状態（例えば、図１０（Ａ）の可変ベーン１２１の形態（全閉状態）に対して、図中左向き（反時計回り方向）に約１８０°回転した状態）の位置に移動するように構成してもよい。この場合も、ディフューザ壁面１１２ｂ上のデポジットをより確実に除去することができる。
【００８５】
ここで、以上の例では、ステップＳＴ１０２の判定に用いる判定値α（吐出空気温度Ｔ３に対して設定する判定値）を固定値としているが、その判定値αについては可変に設定するようにしてもよい。その一例について図１１を参照して説明する。
【００８６】
まず、図１１は、吐出空気温度（コンプレッサハウジング１１２の出口付近の吸入空気温度）と、スーツ濃度（コンプレッサ１００Ｂの上流側に戻されるブローバイガスに含まれるオイルミスト中のスーツ濃度［ｗｔ％］）とをパラメータとして、［コーキング発生（デポジット発生）領域］と［コーキングが発生しない領域］とを実験・シミュレーション等によって取得した結果をグラフ化した図であって、境界ラインよりも上側が［コーキング発生領域］となっている。この図１１から明らかなように、スーツ濃度が高いほど、コーキング（デポジット）が発生する吐出空気温度Ｔ３が低い値となることが判る。
【００８７】
そして、このような点を考慮し、上記した図９のステップＳＴ１０２の判定に用いる判定値α（吐出空気温度Ｔ３に対して設定する判定値）をスーツ濃度に応じて、スーツ濃度が高いほど低い値に可変に設定するようにしてもよい。このような設定を行うと、「デポジット除去が必要である」旨をより適切に判定することができる。なお、オイルミストのスーツ濃度つまりエンジンオイルのスーツ濃度は、燃料噴射量に相関があるので、燃料噴射量や積算走行距離（エンジン運転積算時間）などパラメータから推定するようにすればよい。
【００８８】
また、吐出空気温度Ｔ３が高いほど、コーキング（デポジット）が発生しやすい傾向となる点（図１１参照）を考慮して、吐出空気温度Ｔ３が高いほど、上記累積時間Σｔｉｍｅの算出に用いる加算時間を大きな値とするようにしてもよい。
【００８９】
具体的には、例えば、図１１に示すような吐出空気温度Ｔ３とコーキング（デポジット）発生領域との関係を考慮し、実験・シミュレーション等によって図１２に示すマップを作成しておき、吐出空気温度センサ２３の出力信号から得られる吐出空気温度Ｔ３に基づいて上記図１２のマップを参照して、上記累積時間Σｔｉｍｅの算出に用いる加算時間を求めるようにしてもよい。
【００９０】
なお、以上のデポジット除去処理（ディフューザ除去動作）は、吐出空気温度Ｔ３が判定値α以上となった時間（累積時間）が所定時間に達したことを条件に、アイドルストップモード以外のエンジン停止の際に行うようにしてもよい。この場合も、バッテリ３００の充電量（ＳＯＣ）が小さい場合（ＳＯＣ≦規定値βである場合）には、ディフューザ除去動作を禁止するようにする。
【００９１】
−他の実施形態−
以上の例では、コンプレッサ側のみに可変ディフューザが装備されたターボチャージャについて説明したが、本発明はこれに限られることなく、コンプレッサ側に可変ディフューザが装備され、タービン側に可変ノズルベーン機構が装備されたターボチャージャにも適用可能である。
【００９２】
以上の例では、コモンレール式筒内直噴型多気筒（４気筒）ディーゼルエンジンに装備されるターボチャージャに本発明を適用した場合について説明したが、これに限られることなく、例えば６気筒ディーゼルエンジンなど他の任意の気筒数のディーゼルエンジンに装備されるターボチャージャにも本発明は適用可能である。
【００９３】
また、以上の例では、ディーゼルエンジンに装備された可変ディフューザ付きエンジンの例について説明したが、これに限られることなく、ガソリンエンジンに装備された可変ディフューザ付きターボチャージャにも本発明は適用可能である。
【００９４】
なお、本発明において、可変ベーンベーン機構を駆動するアクチュエータとして、電動モータを駆動源とするモータ式アクチュエータのほか、例えば負圧式や油圧式などの他の方式のアクチュエータを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、車両などに搭載されるターボチャージャの制御装置に利用可能であり、さらに詳しくは、コンプレッサ側に可変ディフューザを備えた可変ディフューザ付きターボチャージャの制御装置に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１  エンジン
４  吸気通路
５  排気通路
１００  ターボチャージャ（過給機）
１００Ａ  タービン
１００Ｂ  コンプレッサ
１０１  タービンホイール
１０２  コンプレッサインペラ
１１２  コンプレッサハウジング
１１２ａ  ディフューザ通路
１１２ｂ  ディフューザ壁面
１２０  可変ディフューザ
１２１  可変ベーン
１４０  アクチュエータ
１４１  電動モータ
２３  吐出空気温度センサ
２００  ＥＣＵ
３００  バッテリ
【図１】
2012136945.tif 000003
【図２】
2012136945.tif 000004
【図３】
2012136945.tif 000005
【図４】
2012136945.tif 000006
【図５】
2012136945.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012136945.tif 000009
【図８】
2012136945.tif 000010
【図９】
2012136945.tif 000011
【図１０】
2012136945.tif 000012
【図１１】
2012136945.tif 000013
【図１２】
2012136945.tif 000014