JP6922789B2 - エンジンの過給装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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。

エンジンのオーバーヒート等を防止するためにエンジンルーム内へ走行風を導入可能なグリルシャッターが車両の前端部に装備され、グリルシャッターの開度を調節することで、走行風の導入状態を制御することも公知である。

特開２０１５−１２９４５７号公報

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。

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。
しかし、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、グリルシャッターを開放状態のまま走行する場合には、走行風によりエンジンルーム内が冷却されるため、過給機温度と関連付けてグリルシャッターの開度を調節することが望ましい。

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。

請求項１のエンジンの過給装置は、車両のエンジンルーム内への走行風の導入状態を変更可能な走行風制御弁と、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、前記走行風制御弁と前記駆動部を制御する制御手段であってエンジンの運転状態が所定の過給領域にある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、前記制御手段は、前記過給機に関連する温度が第１設定温度よりも低い時は前記走行風制御弁を閉じ側に制御し、前記過給機に関連する温度が第１設定温度よりも低く設定された第２設定温度よりも低い時は前記走行風制御弁を閉じ側に制御すると共に、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。

この構成によれば、制御手段は、前記過給機に関連する温度が第１設定温度よりも低い時は前記走行風制御弁を閉じ側に制御するため、過給機の温度低下を抑制して、暖機のため過給機を駆動する頻度を下げて燃費悪化を抑制できる。
また、前記過給機に関連する温度が第１設定温度よりも低く設定された第２設定温度よりも低い時は前記走行風制御弁を閉じ側に制御すると共に、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、過給機の温度低下を抑制しながら、過給機の暖機（昇温）を促進して、過給機内での凝縮水の氷結を防止することができる。

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第２設定温度よりも低い時であっても、車速が設定車速以上であるときは、前記走行風制御弁の閉じ側への制御を制限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、車速が設定車速以上であるときは、前記走行風制御弁の閉じ側への制御を制限することで、過給機の機能確保と車両の走行安定性確保との両立を図ることができる。

つまり、過給機に関連する温度が第２設定温度よりも低い時、過給機が強制駆動されると過給機の温度が上昇するとともに、車速が設定車速以上であると過給機の回転数が高まり、過給機の温度上昇が促進されることから、走行風制御弁を閉じ側に制御しなくても、過給機の氷結が抑制される。このように、過給機の氷結が問題とならない車速が設定車速以上であるときは、走行風制御弁の閉じ側への制御を制限することで、走行風をエンジンルーム内にも導入して走行風の流れ抵抗を軽減して、走行安定性を確保することができる。

請求項３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と共に、前記過給機に関連する温度が第２設定温度よりも低い時は、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作動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。

この構成によれば、前記制御手段は、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ため、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、前記過給機に関連する温度が第２設定温度よりも低い時は、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作動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、冷間時であっても過給機内に凝縮水が氷結することがない。

請求項４の発明は、請求項３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。

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。

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。

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。 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。 エンジンの斜視図である。 エンジンの吸気系の要部縦断面図である。 エンジンの前面部に装備されたグリルシャッターの斜視図である。 過給機制御のフローチャートである。 過給機制御における割込み処理のフローチャートである。 変形例に係る割込み処理のフローチャートである。 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。 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。

以下、本発明を実施するための形態を図１〜図１０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４（ＡＢＶという）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。このＰＣＭ１０にはグリルシャッター８を駆動する駆動モータ９が接続されている。

前記のＰＣＭ１０には、エンジンの潤滑油の温度を検出する油温センサ２０、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、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８（図５参照）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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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（例えば、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１に示すように、ＰＣＭ１０は、過給機２の内壁温度（壁温）を推定する内壁温推定部１１と、過給機２とＡＢＶ４と吸気バルブ６とグリルシャッター８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で構成されている。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が演算処理を行う際に使用される処理領域（ワークメモリ）が設けられている。

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（過給機に関連する温度）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。

ここで、図５に示すように、車両の前端部に配置されるエンジンの前面部にはシュラウド１４が設けられ、このシュラウド１４の枠状のシュラウドフレーム１５には水平に延びる複数枚のグリルシャッター８（走行風制御弁に相当する）が水平軸回りに回動可能に付設され、これら複数枚のグリルシャッター８は１つの駆動モータ９により回動駆動されて、全閉から全開に亙って開度調節可能に構成されている。このグリルシャッター８は、車速等に応じて開閉制御され、その開度に応じてエンジンルーム内に導入される走行風の風量が変わり、過給機２の温度低下量にも影響を及ぼしている。

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。

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。

図９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。

次に、本願特有の過給機制御について、図６、図７のフローチャートに基づいて説明する。図７のフローチャートは、割込み処理により図６の制御と並行的に実行される。
尚、図６、図７の図中、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。

次に、Ｓ３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（つまり、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Ｓ４において、Ｓ／Ｃ壁温が第１設定温度Ｔ１（例えば、３°Ｃ）未満か否か判定し、その判定がＮｏの場合はＳ１０へ移行し、Ｓ４の判定がＹｅｓの場合はＳ５においてＳ／Ｃ壁温が第２設定温度Ｔ２（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、Ｓ４の判定がＮｏの場合とＳ５の判定がＮｏの場合はＳ１０へ移行する。

Ｓ５の判定がＹｅｓの場合はＳ６とＳ７のステップにおいて過給機２の強制駆動が実行される。即ち、Ｓ６においては、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Ｓ７おいてはＡＢＶ４を閉弁する。図１０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１０のように増加していく。

次のＳ８においては、Ｓ／Ｃ回転数が設回転数より小さいか否か（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Ｓ８の判定がＹｅｓとなり、Ｓ９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。
それ故、過給機２が氷結している場合等に過給機２が破損するのを防止できる。

他方、過給機２の回転数が立ち上がってＳ８の判定がＮｏとなった場合には、Ｓ１３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。
Ｓ４の判定がＮｏである場合やＳ５の判定がＮｏである場合は、非過給領域であって、凝縮水の氷結の虞がないため、Ｓ１０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。

エンジンの運転状態が過給領域にあってＳ３の判定がＹｅｓのときは、Ｓ１２においてＡＢＶ４が目標過給圧に応じて開閉され、次にＳ１３において電磁クラッチ３が通常のデューティー率（例えば、１００％）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。

次に、図７の割込み処理は、グリルシャッター８の開度を制御する制御であり、この割込み処理が開始されると、Ｓ２０においてＳ／Ｃ壁温が第１設定温度Ｔ１（例えば、３°Ｃ）未満か否か判定され、その判定がＹｅｓの場合は走行風による過給機２の温度低下を防止する為、Ｓ２１においてグリルシャッター８が全閉に切換えられてその後リターンする。

Ｓ２０の判定がＮｏの場合はＳ２２において車速Ｖが設定車速（例えば、１００Ｋｍ／ｈ）以上か否か判定し、その判定がＹｅｓの場合はＳ２４へ移行する。Ｓ２２の判定がＮｏの場合はＳ２３において潤滑油の油温が設定油温（例えば、６０°Ｃ）以上か否か判定し、その判定がＹｅｓの場合はＳ２４へ移行し、Ｓ２３の判定がＮｏの場合はＳ２５へ移行する。Ｓ２４においては、エンジンのオーバーヒートを防ぐ為に、グリルシャッター８が全開に切換えられてその後リターンする。Ｓ２５においてはエンジンルームへ走行風を導入する必要がないため、グリルシャッター８が全閉に切換えられてその後リターンする。

次に、上記過給装置１の作用、効果について説明する。
前記制御部１３は、過給機２の壁温が第１設定温度Ｔ１よりも低い時はグリルシャッター８を閉じ側（全閉）に制御するため、過給機２の温度低下を抑制して、暖機のため過給機２を駆動する頻度を下げて燃費悪化を抑制できる。

また、過給機２の壁温が第１設定温度Ｔ１よりも低く設定された第２設定温度Ｔ２よりも低い時はグリルシャッター８を閉じ側（全閉）に制御すると共に、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ため、過給機２の温度低下を抑制しながら、過給機２の暖機（昇温）を促進して、過給機２内での凝縮水の氷結を防止することができる。

前記制御部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を開弁するため、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、過給機２の壁温が第２設定温度Ｔ２よりも低い時は、エンジンの運転状態が非過給領域であってもＡＢＶ４を閉作動して過給機２を強制駆動するため、過給機２の暖機（昇温）が促進されるため、冷間時であっても過給機２内に凝縮水が氷結することがない。

前記制御部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を閉弁するため、過給機２を強制駆動することで、過給機２の昇温を促進できる。
前記制御部１３は、過給機２の壁温を、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２の冷却性に関連するパラメータから過給機２の温度降下量を推定し、過給機２に関連する温度を精度よく推定することができる。

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］図８は、図７の割込み処理の変更形態を示すもので、変更したステップＳ３０〜Ｓ３４についてのみ説明する。

Ｓ３０において過給機２の壁温が第２設定温度Ｔ２より低いか否か判定され、その判定がＹｅｓのときはＳ３１へ移行し、Ｓ３０の判定がＮｏのときはＳ２２へ移行し、Ｓ２２〜Ｓ２５が実行される。
Ｓ３１において車速Ｖが設定車速（例えば、１００Ｋｍ／ｈ）以上か否か判定し、その判定がＹｅｓの場合はＳ３３へ移行する。Ｓ３１の判定がＮｏの場合はＳ３２において油温が設定油温（例えば、６０°Ｃ）以上か否か判定し、その判定がＹｅｓの場合はＳ３３へ移行し、Ｓ３２の判定がＮｏの場合はＳ３４へ移行する。

Ｓ３１の判定がＹｅｓの場合とＳ３２の判定がＹｅｓの場合は、Ｓ３３においてグリルシャッター８が半開に切換えられ、その後リターンする。Ｓ３４においては過給機２の暖機を図るためグリルシャッター８が全閉に切換えられ、その後リターンする。
このように、過給機２の壁温が設定温度Ｔ２より低い場合でも、車速Ｖが設定車速以上であるときは、グリルシャッター８の閉じ側への制御を制限することで、過給機２の機能確保と車両の走行安定性確保との両立を図ることができる。

つまり、過給機２の壁温が第２設定温度Ｔ２よりも低い時、過給機２が強制駆動されると過給機２の温度が上昇するとともに、車速が設定車速以上であると過給機２の回転数が高まり、過給機２の温度上昇が促進されることから、グリルシャッター８を閉じ側に制御しなくても、過給機２の氷結が抑制される。このように、過給機２の氷結が問題とならない車速が設定車速以上であるときは、グリルシャッター８の閉じ側への制御を制限することで、走行風をエンジンルーム内にも導入して走行風の流れ抵抗を軽減して、走行安定性を確保することができる。

２〕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。

３〕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。

４］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。

５〕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。

１ 過給装置
２ 過給機
３ 電磁クラッチ
４ ＡＢＶ
８ グリルシャッター
９ 駆動モータ
１０ ＰＣＭ
１１ 内壁温推定部
１３ 制御部
２０ 油温センサ
３５ バイパス通路

Claims (5)

1. 車両のエンジンルーム内への走行風の導入状態を変更可能な走行風制御弁と、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、前記走行風制御弁と前記駆動部を制御する制御手段であってエンジンの運転状態が所定の過給領域にある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、
   前記制御手段は、前記過給機に関連する温度が第１設定温度よりも低い時は前記走行風制御弁を閉じ側に制御し、前記過給機に関連する温度が第１設定温度よりも低く設定された第２設定温度よりも低い時は前記走行風制御弁を閉じ側に制御すると共に、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。
2. 前記制御手段は、前記過給機に関連する温度が第２設定温度よりも低い時であっても、車速が設定車速以上であるときは、前記走行風制御弁の閉じ側への制御を制限す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。
3. 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と共に、
   前記過給機に関連する温度が第２設定温度よりも低い時は、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作動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。
4. 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３に記載のエンジンの過給装置。
5. 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４に記載のエンジンの過給装置。
   

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