エンジンの制御装置及び制御方法
【課題】 可変容量型ターボ過給式エンジンであって、可動部のスティックを防止するために可動ベーンの強制開閉駆動を実行するものにおいて、実際のエンジン運転状況に即した適切な強制駆動制御を実行できるようにする。
【解決手段】 可変容量機構の可動部付近に堆積したと推定される煤の量と、そこから焼落したと推定される煤の量とを、エンジン運転状態を表すパラメータ（エンジン回転速度等）の値に応じて予め決定し、メモリに記憶させる。そして実際のパラメータの値を検出し、その検出値に対応する推定堆積量Ｓａと推定焼落量Ｓｂとをメモリから決定する。これら推定堆積量と推定焼落量との差を求めることにより煤の推定残存量Ｋnを決定し、この推定残存量Ｋnに応じた時間だけ可動ベーンを強制的に開閉駆動する。
【解決手段】 可変容量機構の可動部付近に堆積したと推定される煤の量と、そこから焼落したと推定される煤の量とを、エンジン運転状態を表すパラメータ（エンジン回転速度等）の値に応じて予め決定し、メモリに記憶させる。そして実際のパラメータの値を検出し、その検出値に対応する推定堆積量Ｓａと推定焼落量Ｓｂとをメモリから決定する。これら推定堆積量と推定焼落量との差を求めることにより煤の推定残存量Ｋnを決定し、この推定残存量Ｋnに応じた時間だけ可動ベーンを強制的に開閉駆動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの制御装置及び制御方法に係り、特に、可変容量型ターボチャージャを搭載したエンジンにおいて可変容量機構の可動部のスティック（固着）を防止するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、可変容量機構を有する可変容量型ターボチャージャを搭載したエンジンが知られている。可変容量機構は可動ベーンを含み、この可動ベーンを開閉することにより排気タービン内の流路の有効面積が増減される。可動ベーンは、排気ガスの流量が多量となる高回転高負荷領域では流路の有効面積が大きくなるよう開き側に制御され、これによりエンジンの過度の背圧上昇が抑制される。また、可動ベーンは、排気ガスの流量が少量である低回転低負荷領域では流路の有効面積が小さくなるよう閉じ側に制御され、これにより低回転低負荷領域でも十分な過給圧が得られるようになる。
【０００３】
一方、エンジンの長期使用に際し、煤等が可変容量機構の可動部付近に堆積し、可動部がスティックして動かなくなる場合がある。このため、可動ベーンを所定のタイミングで強制的に開閉駆動し、煤等の堆積及び可動部のスティックを未然に防止することが知られている。特許文献１には、アイドルのような車両の走行に直接的に影響を与えないような運転領域において可動ベーンを強制的に開閉駆動することが開示されている。なお特許文献２には可変容量機構の異常を判定する方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２６５８４６号公報
【特許文献２】特開平１１−６２６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の如き煤等の堆積は、エンジンが低速低負荷で運転されているときに起こりやすい。車両用エンジンの場合だと、主に市街地等で低速走行を続ける車両に起こりやすく、渋滞、アイドリング駐車、暖機運転等、可動ベーンの開度が小開度に維持されるようなケースで起こりやすい。
【０００６】
ところで、特許文献１のものでは、強制駆動される前の可動ベーンの使用頻度に着目しており、可動ベーンの使用頻度の低い領域に煤が溜まることを前提にして強制駆動制御がなされている。即ち、通常のエンジン運転時に可動ベーンが開き側にて頻繁に使用された場合、閉じ側に煤が堆積すると仮定し、可動ベーンが閉じ側のみで強制的に開閉駆動される。逆に、可動ベーンが閉じ側にて頻繁に使用された場合、開き側に煤が堆積すると仮定し、可動ベーンが開き側のみで強制的に開閉駆動される。このように強制駆動時の可動ベーンの開閉ストロークが中立〜全開又は全閉〜中立の範囲に設定される（特許文献１の図７の実施例参照）。
【０００７】
しかし、そもそも可動ベーンが開き側にて頻繁に使用されるときとは、エンジンが主に高回転高負荷領域で運転されるときである。このときは高温且つ高流量の排気ガスが可変容量機構の可動部付近に供給されるので、煤は堆積しないか、又は堆積した煤は焼落すると考えられる。特許文献１のものでは、このような焼落は考慮されておらず、焼落と無関係に制御がなされてしまい、過剰な制御となるおそれがある。高速運転を多用する車両に対しても、その後アイドルになれば無駄に強制駆動が働いてしまう。
【０００８】
また、特許文献１のものでは、可動ベーンの開閉ストロークを中立〜全開と全閉〜中立とから一方を選択できるのみであり、開閉駆動の回数を強制駆動前の運転状態に応じて変えることはできない。従って、多種多様な使われ方をする多くの車両に対して同一の強制駆動制御の設定を行おうとした場合、最も煤が溜まりやすい低速運転を多用する車両に開閉駆動回数を合わせざるを得ず、高速運転を多用する車両に対しては過剰な回数の開閉駆動が行われてしまう欠点がある。
【０００９】
そこで、本発明は、前述の如き煤の堆積と焼落という事実に新たに着目して創案されたものであり、その目的は、実際のエンジン運転状況に即した適切な可動ベーンの強制駆動制御を実行することができるエンジンの制御装置及び制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、可動ベーンを含む可変容量機構を有するターボチャージャを備えたエンジンの制御装置において、エンジン運転状態を表すパラメータの値に応じて予め定められ、前記可変容量機構の可動部付近に堆積したと推定される煤の量を記憶する第１の記憶手段と、前記パラメータの値に応じて予め定められ、前記可動部付近から焼落したと推定される煤の量を記憶する第２の記憶手段と、実際の前記パラメータの値を検出する検出手段と、前記検出されたパラメータの値に対応する煤の推定堆積量と推定焼落量とを前記第１の記憶手段と前記第２の記憶手段とから決定する第１の決定手段と、前記決定された推定堆積量と推定焼落量との差を求めることにより煤の推定残存量を決定する第２の決定手段と、前記決定された推定残存量に応じて前記可動ベーンを強制的に開閉駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置が提供される。
【００１１】
好ましくは、前記パラメータが、エンジン回転速度、エンジン負荷、及びエンジン温度のうちの少なくとも一つからなる。
【００１２】
前記パラメータがエンジン回転速度からなる場合、好ましくは、前記推定堆積量は前記エンジン回転速度が高いほど小さな値であり、前記推定焼落量は前記エンジン回転速度が高いほど大きな値である。
【００１３】
前記パラメータがエンジン負荷からなる場合、好ましくは、前記推定堆積量は前記エンジン負荷が高いほど小さな値であり、前記推定焼落量は前記エンジン負荷が高いほど大きな値である。
【００１４】
前記パラメータがエンジン温度からなる場合、好ましくは、前記推定堆積量は前記エンジン温度が高いほど小さな値であり、前記推定焼落量は前記エンジン温度が高いほど大きな値である。
【００１５】
好ましくは、前記推定残存量を所定のしきい値と比較する比較手段がさらに備えられ、前記推定残存量が前記しきい値を上回ったとき、前記駆動手段が前記推定残存量に応じた時間だけ前記可動ベーンを強制駆動する。
【００１６】
好ましくは、前記駆動手段が、前記可動ベーンを開方向と閉方向とに少なくとも１回ずつ作動させるパターンを１回の駆動として前記可動ベーンの強制駆動を実行する。
【００１７】
好ましくは、前記推定堆積量と前記推定焼落量と前記推定残存量とが前記強制駆動の回数の単位を有する。
【００１８】
好ましくは、前記駆動手段が、前記可動ベーンの目標開度を決定する第３の決定手段を備え、この決定された目標開度は、時間軸に対する矩形波になまし処理を行った後の波形に沿った値である。
【００１９】
好ましくは、前記駆動手段が、エンジン運転状態がアイドル領域にあるときに強制駆動を実行する。
【００２０】
本発明の第２の態様によれば、可動ベーンを含む可変容量機構を有するターボチャージャを備えたエンジンの制御方法において、エンジン運転状態を表すパラメータの値に応じて、前記可変容量機構の可動部付近に堆積したと推定される煤の量を予め定めるステップと、前記パラメータの値に応じて、前記可動部付近から焼落したと推定される煤の量を予め定めるステップと、これら煤の推定堆積量と推定焼落量とをそれぞれ前記パラメータの値に関連づけて記憶手段に記憶させるステップとを備えることを特徴とするエンジンの制御方法が提供される。
【００２１】
好ましくは、実際の前記パラメータの値を検出するステップと、前記検出されたパラメータの値に対応する煤の推定堆積量と推定焼落量とを前記記憶手段から決定するステップと、前記決定された推定堆積量と推定焼落量とに基づいて煤の推定残存量を決定するステップと、前記決定された推定残存量に応じた時間だけ前記可動ベーンを強制的に開閉駆動するステップとがさらに備えられる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、実際のエンジン運転状況に即した適切な可動ベーンの強制駆動制御を実行することができるという優れた効果が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２４】
図１に本実施形態に係るエンジンの制御装置を示す。本実施形態においてエンジン１は可変容量型ターボチャージャ２を備えた車両用ディーゼルエンジンであって、電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）３により制御される。またエンジン１は多気筒エンジンであり（１気筒のみ図示）、コモンレール式燃料噴射装置４を備えている。
【００２５】
エンジン１は複数のシリンダ５を備え、各シリンダ５内にはそれぞれピストン６が配置される。各ピストン６はコンロッド７を介してクランクシャフトに連結される。クランクシャフトにはシグナルロータ９が取り付けられ、シグナルロータ９の外周面には等位相間隔で突起１０が設けられる。この突起１０に対向してクランク角センサ１１が固設され、クランク角センサ１１は突起１０の通過毎にパルス信号をＥＣＵ３に出力する。ＥＣＵ３はこのパルス信号に基づいてクランクシャフトの位相即ちクランク角θｃｒを検知すると共に、エンジン回転速度ＮＥを演算する。
【００２６】
ピストン６の頂部には凹状のピストン燃焼室１２が区画形成される。このピストン燃焼室１２と、ピストン６の頂面と、シリンダ５と、シリンダヘッド１３とにより、当該気筒の燃焼室１４が区画形成される。燃焼室１４には吸気通路１５および排気通路１６が開口され、これら吸気通路１５および排気通路１６は吸気弁１７および排気弁１８によりそれぞれ開閉される。
【００２７】
コモンレール式燃料噴射装置４は、燃料タンク１９から燃料を吸入して高圧状態で吐出する高圧サプライポンプ２０と、高圧サプライポンプ２０からの燃料吐出量を制御すべく高圧サプライポンプ２０への燃料吸入量を制御するための調量弁２１と、高圧サプライポンプ２０から吐出された燃料を高圧状態で貯留するコモンレール２２と、シリンダヘッド１３に取り付けられコモンレール２２から燃料が常時供給されるインジェクタ２３とを備える。高圧サプライポンプ２０はエンジン１により駆動される。
【００２８】
インジェクタ２３には電磁アクチュエータ２４が設けられ、この電磁アクチュエータ２４がＥＣＵ３によりＯＮ／ＯＦＦされることでインジェクタ２３の燃料噴射／停止が制御される。インジェクタ２３の下端に設けられた複数の噴孔が燃焼室１４内のシリンダ軸心付近に配置され、燃料噴射時には各噴孔からピストン燃焼室１２内に放射状に燃料が噴射される。
【００２９】
コモンレール２２に設けられたコモンレール圧センサ２５の出力信号がＥＣＵ３に送られ、コモンレール内の燃料圧力即ちコモンレール圧が検知される。また、調量弁２１の開度がＥＣＵ３により制御され、これにより高圧サプライポンプ２０からコモンレール２２への燃料供給量が制御され、コモンレール圧が制御される。ＥＣＵ３は、現在のエンジン運転状態に応じた目標コモンレール圧を算出し、コモンレール圧センサ２５によって検出された実際のコモンレール圧が目標コモンレール圧に近づくよう調量弁２１の開度を制御する。これによりコモンレール圧のフィードバック制御が実行される。
【００３０】
ターボチャージャ２は、排気通路１６に設けられた排気タービン２６と、吸気通路１５に設けられたコンプレッサ２７と、これら排気タービン２６とコンプレッサ２７とを連結するタービンシャフト２８とを有し、排気タービン２６に供給された排気ガスで排気タービン２６を駆動し、これによってコンプレッサ２７を駆動し、コンプレッサ２７により吸気圧力をエンジン運転状態に適した過給圧に高めるようになっている。
【００３１】
排気通路１６には排気タービン２６をバイパスするバイパス通路２９が設けられ、バイパス通路２９にはウェイストゲートバルブ３０が設けられる。ウェイストゲートバルブ３０は過給圧が所定値を越えた場合に開弁され、排気タービン２６の過回転を防止する。ウェイストゲートバルブ３０にはアクチュエータ３１が連結され、アクチュエータ３１がＥＣＵ３に制御されることによりウェイストゲートバルブ３０の開閉が制御される。
【００３２】
ターボチャージャ２の排気タービン２６には、その容量或いは流路の有効面積を可変にするための可変容量機構３２が設けられる。図２にも示されるように、可変容量機構３２は、複数の可動ベーン３３と、これら可動ベーン３３を同時に開閉すべく可動ベーン３３に接続される開閉機構３４と、開閉機構３４に開閉駆動力を与えるべく開閉機構３４に接続されるアクチュエータ３５とを含む。
【００３３】
本実施形態において、可動ベーン３３は、排気タービン２６のタービンホイール３６の直前上流側に位置され、タービンホイール３６に与える排気ガスの出口であるノズル３７を区画する。そしてそのベーン角度の変更によりノズル３７の向きと大きさ（面積）とが変更される。ＥＣＵ３は、通常、エンジン運転状態に応じた可動ベーンの目標開度を決定し、この目標開度の値に応じてアクチュエータ３５を制御し、実際の可動ベーンの開度を目標開度に一致させるように制御を行う。エンジン運転状態が低回転低負荷のときには、ノズル面積が小さくなるよう可動ベーン３３が閉じ側に制御され、逆に、エンジン運転状態が高回転高負荷のときには、ノズル面積が大きくなるよう可動ベーン３３が開き側に制御される。
【００３４】
ＥＣＵ３には、アクセルペダル３８の踏み込み量即ちアクセル開度θｔｈを検知するためのアクセル開度センサ３９が接続される。ＥＣＵ３は、アクセル開度θｔｈに基づいて現在のエンジン負荷を決定する。ＥＣＵ３には、エンジン温度としてのエンジン水温Ｔｗを検出するための水温センサ５０と、制御装置全体への通電／非通電を切り替えるためのキースイッチ５１とが接続される。
【００３５】
ＥＣＵ３は、エンジン運転状態に基づいて燃料の噴射量と噴射時期とを制御する。即ち、ＥＣＵ３は、主に、エンジン回転速度ＮＥとアクセル開度θｔｈとから燃料の目標噴射量Ｑｔａｒと目標噴射時期Ｔｔａｒとを演算決定し、これら目標噴射量Ｑｔａｒと目標噴射時期Ｔｔａｒとに実際の噴射量と噴射時期とが一致するよう、インジェクタ２３の電磁アクチュエータ２４をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００３６】
図２に示すように、可変容量機構３２の開閉機構３４は、タービンハウジングに固定されて排気ガスの流路の一部をなす環状プレート４０と、流路外に位置され環状プレート４０より大径の環状に形成される駆動リング４１と、駆動リング４１に係合されて駆動リング４１を矢示の如く回転方向に駆動する駆動アーム４２とを備える。環状プレート４０には複数のベーン駆動軸４３が回転可能に挿通支持され、ベーン駆動軸４３の先端に可動ベーン３３が固定して取り付けられる。これによりベーン駆動軸４３が回転されるとこれに伴って可動ベーン３３が回転し、開閉するようになる。このとき可動ベーン３３は紙面厚さ方向手前側と奥側とで流路内壁上を摺動するか、又は流路内壁との間に小隙間を形成する。
【００３７】
ベーン駆動軸４３と駆動リング４１とはＹ字状の複数のアーム部材４４で連結される。アーム部材４４の基端部４４ａはそれぞれベーン駆動軸４３に固定される。一方、駆動リング４１には複数のピン４５が固設されており、アーム部材４４の二股部４４ｂがピン４５を挟むことでピン４５と係合する。駆動リング４１が矢示の如くタービン中心周りに回転されると、全てのピン４５が同時に回転し、全てのアーム部材４４をベーン駆動軸４３の中心周りに回転駆動する。これにより、全てのベーン駆動軸４３と可動ベーン３３とが、ベーン駆動軸４３の中心周りに回転駆動され、可動ベーン３３の開度ないし角度が一斉に変更される。
【００３８】
駆動リング４１の回転は、アクチュエータ３５により駆動アーム４２を駆動することで行われる。駆動アーム４２の先端がＹ字状に形成され、駆動リング４１に固設されたピン４６にこれを挟んで係合する。駆動アーム４２の基端はアクチュエータ３５に連結される。駆動リング４１の回転角即ち可動ベーン３３の開度を所定範囲に制限するため、駆動リング４１の複数の切り欠き４７の内側に、タービンハウジング等の固定側に固定された複数のストッパピン４８がそれぞれ配置される。
【００３９】
ところで、車両が市街地等で低速走行を続ける場合等、可動ベーン３３が比較的小さな開度に維持されるような場合、排気ガス中の煤等が可変容量機構３２の可動部付近に堆積し、可動ベーン３３がスティックする異常が発生する場合がある。このようなスティックを生じさせるような煤の堆積箇所としては、可動ベーン３３と排気ガス流路内壁との間の摺動部又は小隙間、及びベーン駆動軸４３とこれが挿通支持される環状プレート４０の挿通穴との間が代表的である。このようなスティック異常が発生すると、可動ベーン３３を所望の開度に制御することができなくなるおそれがある。
【００４０】
そこで、これを予め防止するため、適当なタイミングで可動ベーン３３を、通常の制御から外れて、強制的に開閉することが望ましい。こうすれば可動部付近への煤の堆積自体を未然に防止することができ、また、煤が堆積した場合でも固着に至る前に煤を振り払って除去することが可能となる。
【００４１】
以下、本実施形態に係る可動ベーンの強制開閉駆動の制御について説明する。
【００４２】
まず、図３により可動ベーン３３の開閉駆動の概略を説明する。図中、横軸は時間、縦軸は可動ベーン３３の開度である。図から理解されるように、可動ベーンが開方向、閉方向、開方向・・・という具合に動作される。可動ベーンは、Ｘで示される矩形波のように瞬時的に全開、全閉とされてもよいが、これだとエンジン運転状態が急激に変化し好ましくないので、本実施形態ではＹ［ｎ」で示されるなまされた矩形波の如く緩やかに開方向、閉方向に動作される。この点については後に詳しく説明する。開閉駆動は全閉付近の開度と全開付近の開度との間で行われるが、開度範囲の設定は必要に応じて任意に行うことができる。
【００４３】
別の観点から言えば、図３はＥＣＵ３が決定する可動ベーン３３の目標開度の変化を示したものである。この目標開度に実際の開度が一致するよう可動ベーンが制御される。横軸は時間、縦軸はＥＣＵ３から出力される目標開度信号の値Ｙ［ｎ］で、つまり本実施形態の制御では、所定の値を持つ目標開度信号が一定の時間周期でＥＣＵ３からアクチュエータ３５に出力される。目標開度の０〜１００の値に対応して可動ベーンが全閉〜全開になる。そして目標開度の値に対応した大きさの電圧又は電流がＥＣＵ３からアクチュエータ３５に出力され、アクチュエータ３５ひいては可動ベーン３３の位置が制御される。
【００４４】
横軸のＹ［１］，Ｙ［２］・・・は、各制御回ｎ＝１，２・・・において目標開度Ｙ［１］，Ｙ［２］・・・が出力されるタイミングを示し、その目標開度の値はＹ［１］＝３０，Ｙ［２］＝５１・・・である。Ｙ［１］〜Ｙ［２２］の出力により１回の強制駆動が終了し、この１回の強制駆動の間に可動ベーンは１回ずつ開方向及び閉方向に動作される。図は約２回程度の強制駆動を行う例を示し、Ｙ［１］〜Ｙ［２２］の出力が約２回程度繰り返されている。
【００４５】
次に、可変容量機構の可動部付近における煤の推定残存量の算出方法を説明する。この算出は図４に示される推定残存量算出ルーチンをＥＣＵ３が所定のサンプル時間（例えば１分）毎に実行することによりなされる。
【００４６】
本ルーチンはエンジンのキースイッチ５１がドライバによりＯＮされたのと同時に開始する。ＥＣＵ３は、最初のステップ１０１で、前回の推定残存量Ｋn-1をロードする。後に明らかとなるが、前回の推定残存量Ｋn-1とは、ＥＣＵ３内の書き込み可能なメモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）に記憶された値で、イグニッションキーＯＮの後の最初の実行時は以前キースイッチＯＦＦのときに記憶された値となる。エンジンが通常に運転されている最中は１回前（つまり１分前）の制御時に記憶された値となる。
【００４７】
次にＥＣＵ３は、ステップ１０２において、煤の推定堆積量Ｓａを図７及び図９に示す推定堆積量算出用マップＭ１により決定する。このマップＭ１はＥＣＵ３内の書き込み不可能なメモリ（ＲＯＭ等）に記憶される。図７に示されるように、マップＭ１には、エンジン運転状態を表すパラメータの値に応じて予め定められた煤の推定堆積量Ｓａが記憶されている。このパラメータは、本実施形態の場合、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷Ｌ及びエンジン水温Ｔｗであり、これら３者の値に対応した１つの推定堆積量Ｓａが決定される。推定堆積量Ｓａは、あるエンジン運転状態において前記サンプル時間（１分）の間に通常可動部付近に堆積されると推定される煤の量であり、その値は実機試験等に基づいて決定される。
【００４８】
図９は当該マップＭ１をより具体的に示す。これから理解されるように、推定堆積量Ｓａの値は、エンジン回転速度ＮＥが高いほど小さな値であり、エンジン負荷Ｌが高いほど小さな値である。また本実施形態では推定堆積量Ｓａの値が強制駆動の回数を単位として設定される（即ち、ｃｃ等の一般的な量の単位ではない）。例えば図示されるような推定堆積量Ｓａ＝２０とは、強制駆動を２０回実行すると可動部付近から払い落とされるような煤の量を意味する。
【００４９】
本実施形態においてマップＭ１は所定の水温範囲毎に複数設けられる。本実施形態では、水温Ｔｗが第１しきい値Ｔｗ１以下の場合（Ｔｗ≦Ｔｗ１）と、水温Ｔｗが第１しきい値Ｔｗ１より大きく第２しきい値Ｔｗ２以下の場合（Ｔｗ１＜Ｔｗ≦Ｔｗ２）と、水温Ｔｗが第２しきい値Ｔｗ２より大きく第３しきい値Ｔｗ３以下の場合（Ｔｗ２＜Ｔｗ≦Ｔｗ３）とで、３つのマップＭ１が予め作成されＥＣＵに記憶される。本実施形態ではＴｗ１＝０℃、Ｔｗ２＝５０℃、Ｔｗ３＝１００℃である。図から理解されるように、推定堆積量Ｓａの値はエンジン水温Ｔｗが高いほど小さな値である。
【００５０】
図４に戻って、ＥＣＵ３は、次のステップ１０３において、煤の推定焼落量Ｓｂを図８及び図１０に示す推定焼落量算出用マップＭ２により決定する。このマップＭ２も前述のマップＭ１と同様に、ＥＣＵ３内の書き込み不可能なメモリ（ＲＯＭ等）に記憶され、パラメータ（エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷Ｌ及びエンジン水温Ｔｗ）の値に応じて予め定められた煤の推定焼落量Ｓｂが記憶されている。推定焼落量Ｓｂは、あるエンジン運転状態において前記サンプル時間（１分）の間に通常可動部付近から焼落されると推定される煤の量であり、その値は実機試験等に基づいて決定される。また推定焼落量Ｓｂの値が強制駆動の回数を単位として設定され、マップＭ２は前記同様の水温範囲毎に３つ設けられる。
【００５１】
図８及び図１０に示すように、マップＭ２は、その入力値がマップＭ１と異なり、マップＭ１とは逆の関係となっている。図から理解されるように、マップＭ２には０又は負の値が入力されている。これは、後に理解されるが、推定堆積量Ｓａからの減算を行うためであり、実質的にはマップＭ２の入力値の絶対値に意味がある。このマップＭ２の入力値の絶対値は、エンジン回転速度ＮＥが高いほど大きな値であり、エンジン負荷Ｌが高いほど大きな値であり、エンジン水温Ｔｗが高いほど大きな値である。
【００５２】
このように本発明は、エンジン回転速度が高い程、またエンジン負荷が高い程、またエンジン水温が高い程、煤の堆積量は少なく、煤の焼落量は多いという考え方に基づく。エンジン回転速度及びエンジン負荷が高い程、高温高流量の排気ガスが可変容量機構の可動部に吹き付けられるので煤の堆積は少なく、煤はより多く焼落すると考えられ、また、そのようなエンジン運転状態のときには低回転低負荷側のときよりも可動ベーンが頻繁に動作されていると考えられるので、煤は堆積せず、また堆積した煤も振り落とされると考えられる。さらに、エンジン水温が高い程、排気ガスが高温になるので、煤が可動部付近に付着しづらく、堆積は少ないと考えられる。
【００５３】
逆に、エンジン回転速度が低い程、またエンジン負荷が低い程、またエンジン水温が低い程、煤の堆積量は多く、煤の焼落量は少ないと考えられる。そこでこれら堆積量と焼落量との差を求めて残存量を決定し、この残存量に対応した時間即ち回数だけ強制駆動を実行すれば、適度で且つ必要十分の強制駆動を達成することができる。
【００５４】
図４に戻って、ＥＣＵ３は、ステップ１０４において、演算式
Ｋn＝Ｋn-1＋Ｓａ＋Ｓｂ
から今回の煤の推定残存量Ｋnを決定する。マップＭ２から求められた推定焼落量Ｓｂが負の符号をもつので推定焼落量Ｓｂは推定堆積量Ｓａに加算されるが、実質的には推定堆積量Ｓａから推定焼落量Ｓｂが減算されているに等しい。この差に前回の煤の推定残存量Ｋn-1が加算され、合計の推定残存量Ｋnが累積的に計算される。このように決定された今回の推定残存量Ｋnは、ＥＣＵ３内の書き込み可能なメモリに更新保存される。
【００５５】
この後、ＥＣＵ３は、ステップ１０５において、前回の推定残存量Ｋn-1を今回の推定残存量Ｋnに等しいとしてＥＣＵ３内の書き込み可能なメモリに更新保存する。そして次にステップ１０６において、キースイッチ５１がドライバによりＯＦＦされたか否かを判断する。通常の運転が継続されているときはＯＦＦされないので、このときはステップ１０１に戻って、前記サンプル時間経過後、ステップ１０１〜１０４を再度実行する。このようなステップ１０１〜１０４を繰り返すループが前記サンプル時間毎に実行され、推定残存量Ｋnがサンプル時間毎に更新される。
【００５６】
一方、ステップ１０６において、エンジン停止に伴いキースイッチ５１がＯＦＦされている場合、本ルーチンを終了する。
【００５７】
次に、強制駆動実行の判定方法を説明する。この判定は、強制駆動を行うべきタイミングであるかどうかを判断するためのもので、図５に示される強制駆動実行判定ルーチンをＥＣＵ３が所定のサンプル時間（例えば１分）毎に実行することによりなされる。
【００５８】
本ルーチンも前記同様、エンジンのキースイッチ５１がドライバによりＯＮされたのと同時に開始する。ＥＣＵ３は、最初のステップ２０１で、現在のエンジン制御モードがアイドルモードであるか否かを判断する。エンジン制御モードがアイドルモードであるときとは、エンジン運転状態がアイドル領域にあるときであり、具体的には、（１）検出された実際のエンジン回転速度ＮＥが所定のアイドル回転速度（例えば５００ｒｐｍ）に近い値で、且つ（２）検出されたアクセル開度θｔｈがゼロ（即ち、アクセルペダル３８の踏込み量がゼロ）のときである。
【００５９】
エンジン制御モードがアイドルモードであるとき、制御ルーチンはステップ２０２に進み、図４のステップ１０４で決定された推定残存量Ｋnが所定のしきい値（強制駆動実行判定しきい値）Ｋsと比較される。本実施形態ではＫs＝３である。推定残存量Ｋnがしきい値Ｋsより大きい場合、制御ルーチンはステップ２０３に進み、ここで可動ベーンの強制駆動が実行される。この実行は、図６に示される強制駆動実行ルーチンが実行されることにより行われる。
【００６０】
次に制御ルーチンはステップ２０４に進み、ここで前回の推定残存量Ｋn-1が０とされてＥＣＵ３内のメモリに保存される。これは、強制駆動実行により煤は除去されたと考えられ、図４のステップ１０４で実行される計算で前回の推定残存量Ｋn-1を０とする必要があるからである。
【００６１】
この後制御ルーチンはステップ２０５に進み、キースイッチ５１がＯＦＦされたか否かが判断される。通常の運転が継続されているときはＯＦＦされないので、ステップ２０１に戻る。そしてサンプル時間経過後の次回の制御はステップ２０１から開始する。一方、今回の制御において、エンジン制御モードがアイドルモードでないとき（ステップ２０１でＮｏ）、又は推定残存量Ｋnがしきい値Ｋs以下のとき（ステップ２０２でＮｏ）も、ステップ２０１に戻り、次回の制御がステップ２０１から開始する。このように、強制駆動実行判定がサンプル時間毎に繰り返し行われ、その中から必要に応じて可動ベーンの強制駆動が実行される。
【００６２】
ステップ２０４において、キースイッチ５１がＯＦＦの場合、強制駆動実行判定ルーチンを終了する。
【００６３】
次に、可動ベーンの強制駆動の実行方法を説明する。この実行は、図６に示される強制駆動実行ルーチンをＥＣＵ３が所定の時間周期で実行することによりなされる。
【００６４】
本ルーチンは、ステップ３０１〜３１０から構成され、変数を初期化するステップ（ステップ３０１，３０２）と、可動ベーンを開方向に動作させるステップ（ステップ３０３〜３０５）と、可動ベーンを閉方向に動作させるステップ（ステップ３０３、３０４、３０６〜３０８）と、強制駆動回数をカウントするステップ（ステップ３０９、３１０）とに大別される。
【００６５】
まず、ステップ３０１では、駆動回数カウンタＮがＮ＝０に初期化される。次いで、ステップ３０２では、制御回ｎと、開作動カウンタＴｏｐと、閉作動カウンタＴｃｌとがそれぞれ０に初期化され、可動ベーンの基本目標開度Ｘの初期値が１００に設定され、可動ベーンのなまし後目標開度Ｙ［ｎ］の初期値Ｙ［０］が０に設定される。
【００６６】
開作動カウンタＴｏｐとは、各制御回において可動ベーンが開方向に作動されている間に１ずつ増加されるカウンタである（ステップ３０５参照）。また閉作動カウンタＴｃｌとは、各制御回において可動ベーンが閉方向に作動されている間に１ずつ増加されるカウンタである（ステップ３０８参照）。可動ベーンの基本目標開度Ｘは、図３に示されるように矩形波に沿った値であり、可動ベーンが開方向に作動されるときは全開相当の１００の値をとるが、可動ベーンが閉方向に作動されるときは全閉相当の０の値をとる（ステップ３０６参照）。可動ベーンのなまし後目標開度Ｙ［ｎ］は、図３に示されるように、基本目標開度Ｘの矩形波になまし処理を行って得られる波形に沿った値であり、可動ベーンを駆動するアクチュエータ３５への出力信号の値である。
【００６７】
次に、ステップ３０３では、制御回ｎの値を１だけ増加し（ｎ＝０＋１＝１）、次式により可動ベーンのなまし後目標開度Ｙ［ｎ］を決定する。
【００６８】
Ｙ［ｎ］＝Ｋａ＊Ｙ［ｎ−１］＋（１−Ｋａ）＊Ｘ
そして決定されたなまし後目標開度Ｙ［ｎ］に応じた駆動信号をアクチュエータ３５に出力する。なお、この式はデジタルローパスフィルターの式である。
【００６９】
Ｋａは所定のなまし係数で、０〜１の値をとることができる。Ｋａ＝０のときＹ［ｎ］はＸに一致される。Ｋａが１に近づく程なまし度合いが大きくなり、つまり、Ｘを入力とした場合、Ｋａが１に近づく程出力が遅れて出てくるようになる。本実施形態ではＫａ＝０．７とされる。
【００７０】
次に、ステップ３０４では、開作動カウンタＴｏｐの値が所定のしきい値（開作動しきい値）Ｋｔｏｐと比較される。この開作動しきい値Ｋｔｏｐは、可動ベーンを開方向に作動させ続ける時間ないし回数を規定するための値で、本実施形態ではＫｔｏｐ＝１０（回）とされる。本ステップで開作動カウンタＴｏｐがしきい値Ｋｔｏｐ以下の場合はステップ３０５に進み、開作動カウンタＴｏｐがしきい値Ｋｔｏｐより大きい場合はステップ３０６に進む。
【００７１】
ステップ３０５では、開作動カウンタＴｏｐの値が１だけ増加される。そして制御ルーチンはステップ３０３に戻る。
【００７２】
ステップ３０６では、基本目標開度Ｘの値が０に変更される。そして次のステップ３０７で、閉作動カウンタＴｃｌの値が所定のしきい値（閉作動しきい値）Ｋｔｃｌと比較される。この閉作動しきい値Ｋｔｃｌも開作動しきい値Ｋｔｏｐと同様、可動ベーンを閉方向に作動させ続ける時間を規定するための値で、本実施形態ではＫｔｃｌ＝１０（回）とされる。本ステップで閉作動カウンタＴｃｌがしきい値Ｋｔｃｌ以下の場合はステップ３０８に進み、閉作動カウンタＴｃｌがしきい値Ｋｔｃｌより大きい場合はステップ３０９に進む。
【００７３】
ステップ３０８では、閉作動カウンタＴｃｌの値が１だけ増加される。そして制御ルーチンはステップ３０３に戻る。
【００７４】
ステップ３０９では、駆動回数カウンタＮの値が、図４に示されるステップ１０４で決定保存された推定残存量Ｋnと比較される。そして駆動回数カウンタＮの値が推定残存量Ｋn以下の場合はステップ３１０に進み、駆動回数カウンタＮの値が推定残存量Ｋnより大きい場合は本ルーチンを終了する。
【００７５】
ステップ３１０では、駆動回数カウンタＮの値が１だけ増加される。そして制御ルーチンはステップ３０２に戻る。
【００７６】
以下、図４〜図６に示された各制御ルーチンに基づく可動ベーンの強制開閉駆動制御について説明する。
【００７７】
エンジン運転中、図４に示される推定残存量算出ルーチンにより、所定のサンプル時間（本実施形態では１分）毎に、推定残存量Ｋnが算出される（ステップ１０４）。そしてこの推定残存量Ｋnが、図５に示される強制駆動実行判定ルーチンにより、所定のサンプル時間（本実施形態では１分）毎に、所定のしきい値Ｋsと比較され（ステップ２０２）、推定残存量Ｋnがしきい値Ｋsを上回ったとき強制駆動が実行され（ステップ２０３）、図６に示される強制駆動実行ルーチンが実行される。本実施形態ではＫs＝３であり、よって推定残存量Ｋnが４以上に達したとき強制駆動が実行される。以下においてＫn＝４の場合を説明する。
【００７８】
図５のステップ２０１に関連して説明されたように、強制駆動はエンジン運転状態がアイドル領域にあるときのみ実行される。これは、車両が運転走行されるような状況下でエンジン運転状態がアイドル領域外にあるときに強制駆動が実行されると、過給圧をエンジン運転状態に適した所望の圧力に制御するのが困難となり、車両の運転に支障をきたす可能性があるからである。アイドル領域では、通常車両が積極的に運転されていないか又は停止していると考えられ、よってこの場合に強制駆動が実行されても何等不都合はないと考えられる。
【００７９】
また、エンジン運転状態がアイドル領域にあるときに、可動ベーンが図３のＸで示される如く急激に大きく強制駆動されると、排気ガスに悪影響を及ぼす可能性があると共に、エンジン音質が急激に変化しドライバに違和感を与えてしまう。また回転変動による振動発生も懸念される。よって本実施形態では、図６のステップ３０３でなまし処理を行い、図３のＹ［ｎ］で示される如く可動ベーンを比較的緩やかに強制駆動するようにしている。
【００８０】
さて、図６に示されるルーチンの実行に関し、本ルーチンの実行開始直後の最初の制御回では、ステップ３０３においてｎ＝０＋１＝１（回目）であり、Ｙ［１］＝０．７＊０＋（１−０．７）＊１００＝３０である（図３参照）。そしてこのＹ［１］＝３０が可動ベーン駆動用アクチュエータ３５に出力され、この値に応じた開度に可動ベーンが制御される。
【００８１】
次のステップ３０４において、Ｋｔｏｐは予め１０に設定されており、Ｔｏｐはこの時点ではまだ初期値０であるので、判定はＮｏとなり、ステップ３０５に進んでＴｏｐの値が１だけ増加され、Ｔｏｐ＝１とされる。この後、所定のクランク角周期を経て次の制御タイミングが到来したら、再度ステップ３０３が実行され、ｎ＝２、Ｙ［２］＝０．７＊３０＋（１−０．７）＊１００＝５１となり（図３参照）、Ｙ［２］＝５１が可動ベーン駆動用アクチュエータ３５に出力される。次のステップ３０４において、この時点でＴｏｐは１であり、判定は依然Ｎｏであり、ステップ３０５に進んでＴｏｐの値が１だけ足されてＴｏｐ＝２になる。
【００８２】
このように、開方向の強制駆動が１回終了する毎にＴｏｐが１だけ増加され、Ｔｏｐの値がＫｔｏｐの値を上回るまで、つまりＴｏｐ＝１１になるまで、開方向の強制駆動が継続される。３〜１１回目の制御において、Ｙ［３］＝６６、Ｙ［４］＝７６、Ｙ［５］＝８３、Ｙ［６］＝８８、Ｙ［７］＝９２、Ｙ［８］＝９４、Ｙ［９］＝９６、Ｙ［１０］＝９７、Ｙ［１１］＝９８であり、これら各値が各制御タイミングにおいてそれぞれ出力される（図３参照）。そして１１回目の出力を終えた後にステップ３０４に到達すると判定はＹｅｓとなり、ステップ３０６つまり閉方向の制御に移行する。
【００８３】
ステップ３０６ではＸの値が０に変更される。そして次のステップ３０７において、Ｋｔｃｌ＝１０であり、Ｔｃｌはこの時点ではまだ初期値０であるので、判定はＮｏとなり、ステップ３０８に進んでＴｃｌの値が１に変更される。この後、次の制御タイミングが到来したら、再度ステップ３０３が実行され、ｎ＝１２、Ｙ［１２］＝０．７＊９８＋（１−０．７）＊０＝６９となり（図３参照）、Ｙ［１２］＝６９が可動ベーン駆動用アクチュエータ３５に出力される。次のステップ３０４ではＴｏｐ＝１１が維持されているので、判定はＹｅｓであり、ステップ３０６に進む。
【００８４】
ステップ３０６で再度Ｘ＝０とされた後ステップ３０７に進む。この時点でＴｃｌ＝１であり、Ｋｔｃｌ＝１０を越えないので、判定はＮｏとなり、ステップ３０８に進んでＴｃｌ＝１＋１＝２とされる。この後、次の制御タイミングが到来したら、再度ステップ３０３が実行され、ｎ＝１３、Ｙ［１３］＝０．７＊６９＋（１−０．７）＊０＝４８となり（図３参照）、Ｙ［１３］＝４８が可動ベーン駆動用アクチュエータ３５に出力される。次のステップ３０４では依然Ｔｏｐ＝１１が維持されているので、判定はＹｅｓであり、ステップ３０６に進む。
【００８５】
このように、閉方向の強制駆動が１回終了する毎にＴｃｌが１だけ増加され、Ｔｃｌの値がＫｔｃｌの値を上回るまで、つまりＴｃｌ＝１１になるまで、閉方向の強制駆動が継続される。１４〜２２回目の制御において、Ｙ［１４］＝３４、Ｙ［１５］＝２４、Ｙ［１６］＝１７、Ｙ［１７］＝１２、Ｙ［１８］＝８、Ｙ［１９］＝６、Ｙ［２０］＝４、Ｙ［２１］＝３、Ｙ［２２］＝２がそれぞれ出力される（図３参照）。そして２２回目の出力を終えた後にステップ３０７に到達すると判定はＹｅｓとなり、ステップ３０９に移行する。
【００８６】
ステップ３０９では、駆動回数カウンタの値Ｎが推定残存量の値Ｋn＝４と比較される。この時点では依然としてステップ３０１の初期値Ｎ＝０が維持されているので、判定はＮｏであり、ステップ３１０に進み、駆動回数カウンタが１だけ増加されてＮ＝１とされる。これは、Ｙ［１］〜Ｙ［２２］を出力することからなる１回目の強制駆動が終了したことを意味する。この後制御ルーチンはステップ３０２に戻り、前述したようなＹ［１］〜Ｙ［２２］の出力が再度実行される。
【００８７】
２回目の強制駆動のＹ［２２］の出力が終了した後、ステップ３０９に到達した場合、Ｎ＝１であるので判定はＮｏである。よってステップ３１０に進み、Ｎ＝１＋１＝２とされ（つまり２回目の強制駆動が終了）、ステップ３０２に進んで３回目の強制駆動が開始される。
【００８８】
このような強制駆動が計５回繰り返される。即ち、５回目の強制駆動のＹ［２２］の出力が終了した後、ステップ３０９に到達すると、Ｎ＝５、Ｋn＝４であるので判定はＹｅｓとなる。これによって本ルーチンは終了し、可動ベーンの強制駆動制御が終了する。
【００８９】
以上説明したように、本発明によれば、エンジン運転状態に応じた煤の堆積量と焼落量とが考慮されている。この点、煤の焼落を考慮していない特許文献１のものとは明らかに相違する。そしてこれらの値に基づいて煤の残存量がエンジン運転中に計算され、煤の残存量が一定以上になった場合だけ、可動ベーンの強制駆動が実行される。従って、無駄に強制駆動を実行することがなく、適切なタイミングで強制駆動を実行することができる。また、煤の残存量が多い程、多くの回数（即ち長時間）、強制駆動を実行することができ、煤の残存量に応じた必要十分な回数（即ち時間）の強制駆動を実行することができる。従って本発明によれば、適切で効率的な強制駆動制御が実現される。
【００９０】
また、煤の推定堆積量が、比較的煤の溜まりやすいエンジン運転領域（低回転低負荷領域）にて多く設定され、逆に煤の推定焼落量が、比較的煤の溜まりにくいエンジン運転領域（高回転高負荷領域）にて多く設定されているので、実際のエンジンの運転状況に即した推定残存量が得られ、適切な強制駆動の実行に著しく寄与できる。即ち、市街地等で低速走行を続ける車両のように、エンジンが低速低負荷で運転されているケースが多い場合、比較的短時間で推定残存量Ｋnがしきい値Ｋsを越えるので、比較的短い時間間隔で強制駆動を実行できる。逆に、主に高速走行を行う車両のように、エンジンが高速高負荷で運転されるケースが多い場合、推定残存量Ｋnがしきい値Ｋsを越えづらくなり、比較的長い時間間隔で強制駆動を実行できる。こうしてもエンジンが高速高負荷の場合には高温高流量の排気ガスが可変容量機構の可動部付近に当たるので、煤は堆積しづらく又は焼落しやすく、強制駆動の頻度を落としても問題はない。
【００９１】
特に本発明によれば、多種多様な使われ方をする多くの車両に対して個々に適切な強制駆動を実行することができる。即ち、低速低負荷運転が多用されるエンジンでは、前記サンプル時間（本実施形態では１分）の間に残存する煤の量は多くなる傾向があるが、本発明ではこのとき強制駆動の頻度（タイミング）及び回数を増加することができる。逆に、高速高負荷運転が多用されるエンジンでは、前記サンプル時間の間に残存する煤の量は少なくなる傾向があるが、本発明ではこのとき強制駆動の頻度及び回数を減少することができる。
【００９２】
強制駆動は、車両の走行に影響を与えないようにアイドル領域で実行される。このときなまし処理後の波形に沿うように、比較的緩やかにベーン開度が変化される。従って、強制駆動時における排気ガスへの極力少なくすることができると共に、エンジン音質の急変を防止しドライバへの違和感を極力少なくすることができる。
【００９３】
本発明の実施形態は、前記実施形態以外にも様々なものが考えられる。
【００９４】
前記実施形態における各数値及び単位は例示であり、必要に応じて任意の数値及び単位を選択することができる。推定堆積量と推定焼落量とは、前記実施形態では図７〜図１０に示されるマップを用いて算出されるが、計算式から算出されても良い。推定堆積量と推定焼落量と推定残存量との単位は、前記実施形態では強制駆動の回数であったが、通常の量の単位（例えばｃｃ等）としても良い。また、回数の単位を時間の単位に変更することもでき、時間の単位をクランク角の単位に変更することもでき、逆も可能である。
【００９５】
エンジン運転状態を表すパラメータは、前記実施形態ではエンジン回転速度、エンジン負荷及びエンジン温度の３つであった。しかしながら、煤の堆積と焼落とに関係しそうなあらゆる１以上のパラメータを採用することができる。例えば前記３つのパラメータのうち１つ又は２つのみを用いても良いし、吸気温度、過給圧等の他のパラメータを用いることもできる。エンジン負荷として、前記実施形態ではアクセル開度を用いたが、要求トルクや目標燃料噴射量を用いても良い。エンジン温度として油温を用いることもできる。
【００９６】
前記実施形態における可動ベーン駆動用アクチュエータ３５として様々なものが考えられる。例えば、エンジンによって駆動されるポンプで正若しくは負の空気圧、又は油圧を発生させ、これら空気圧又は油圧を駆動源として作動するものが考えられる。この他、電動アクチュエータも考えられ、これを用いると、ポンプを駆動できないエンジン停止中も、電動で可動ベーンを駆動することができ、エンジンの運転に影響を及ぼさないエンジン停止時にも可動ベーンの強制駆動が実行可能となる。
【００９７】
前記実施形態においては、可動ベーンを開方向と閉方向とに１回ずつ作動させるパターンを１回の駆動として可動ベーンの強制駆動を実行した。しかしながら、このような強制駆動のパターンは様々なものが採用可能である。少なくは、開方向に１回のみ、或いは閉方向に１回のみの作動をもって１回の駆動としてもよい。或いは逆に、開方向及び／又は閉方向の作動回数を増やしても良い。開方向と閉方向との作動を２回以上ずつ交互に繰り返すパターンを１回の駆動としてもよい。
【００９８】
前記実施形態では、１回の駆動が完全な往復パターンではない（即ち、開始時の開度（Ｙ［１］）と終了時の開度（Ｙ［２２］）とが異なる）。しかしながら、完全な往復パターンとすることも可能である。例えばサイン波の如きパターンが可能である。前記実施形態ではなまされた波形（Ｙ［ｎ］）に沿うような作動であったが、矩形波（Ｘ）に沿うような作動とすることもできる。
【００９９】
また、可動ベーンの開閉ストロークの範囲も様々なものが考えられる。前記実施形態では全開付近と全閉付近との間をストロークさせたが、完全な全開と全閉との間、全閉と中間開度との間など、様々な範囲を選択することができる。
【０１００】
ターボチャージャの可変容量機構も前記実施形態のもの以外にあらゆるタイプのものが適用可能である。またエンジンもディーゼルエンジンに限られず、車両用にも限られない。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置を示すシステム図である。
【図２】可変容量機構を示す概略図である。
【図３】強制駆動制御時の可動ベーンの開度変化を示すグラフである。
【図４】強制駆動回数算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】強制駆動実行判定ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】強制駆動実行ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】推定堆積量算出マップである。
【図８】推定焼落量算出マップである。
【図９】図７の推定堆積量算出マップをより具体的に描いた図である。
【図１０】図８の推定焼落量算出マップをより具体的に描いた図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１ エンジン
２ ターボチャージャ
３ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１１ クランク角センサ
３２ 可変容量機構
３３ 可動ベーン
３４ 開閉機構
３５ アクチュエータ
３９ アクセル開度センサ
５０ 水温センサ
Ｓａ 推定堆積量
Ｓｂ 推定焼落量
Ｋn 推定残存量
Ｋs 強制駆動実行判定しきい値
Ｙ［ｎ］ 可動ベーンの目標開度
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの制御装置及び制御方法に係り、特に、可変容量型ターボチャージャを搭載したエンジンにおいて可変容量機構の可動部のスティック（固着）を防止するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、可変容量機構を有する可変容量型ターボチャージャを搭載したエンジンが知られている。可変容量機構は可動ベーンを含み、この可動ベーンを開閉することにより排気タービン内の流路の有効面積が増減される。可動ベーンは、排気ガスの流量が多量となる高回転高負荷領域では流路の有効面積が大きくなるよう開き側に制御され、これによりエンジンの過度の背圧上昇が抑制される。また、可動ベーンは、排気ガスの流量が少量である低回転低負荷領域では流路の有効面積が小さくなるよう閉じ側に制御され、これにより低回転低負荷領域でも十分な過給圧が得られるようになる。
【０００３】
一方、エンジンの長期使用に際し、煤等が可変容量機構の可動部付近に堆積し、可動部がスティックして動かなくなる場合がある。このため、可動ベーンを所定のタイミングで強制的に開閉駆動し、煤等の堆積及び可動部のスティックを未然に防止することが知られている。特許文献１には、アイドルのような車両の走行に直接的に影響を与えないような運転領域において可動ベーンを強制的に開閉駆動することが開示されている。なお特許文献２には可変容量機構の異常を判定する方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２６５８４６号公報
【特許文献２】特開平１１−６２６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の如き煤等の堆積は、エンジンが低速低負荷で運転されているときに起こりやすい。車両用エンジンの場合だと、主に市街地等で低速走行を続ける車両に起こりやすく、渋滞、アイドリング駐車、暖機運転等、可動ベーンの開度が小開度に維持されるようなケースで起こりやすい。
【０００６】
ところで、特許文献１のものでは、強制駆動される前の可動ベーンの使用頻度に着目しており、可動ベーンの使用頻度の低い領域に煤が溜まることを前提にして強制駆動制御がなされている。即ち、通常のエンジン運転時に可動ベーンが開き側にて頻繁に使用された場合、閉じ側に煤が堆積すると仮定し、可動ベーンが閉じ側のみで強制的に開閉駆動される。逆に、可動ベーンが閉じ側にて頻繁に使用された場合、開き側に煤が堆積すると仮定し、可動ベーンが開き側のみで強制的に開閉駆動される。このように強制駆動時の可動ベーンの開閉ストロークが中立〜全開又は全閉〜中立の範囲に設定される（特許文献１の図７の実施例参照）。
【０００７】
しかし、そもそも可動ベーンが開き側にて頻繁に使用されるときとは、エンジンが主に高回転高負荷領域で運転されるときである。このときは高温且つ高流量の排気ガスが可変容量機構の可動部付近に供給されるので、煤は堆積しないか、又は堆積した煤は焼落すると考えられる。特許文献１のものでは、このような焼落は考慮されておらず、焼落と無関係に制御がなされてしまい、過剰な制御となるおそれがある。高速運転を多用する車両に対しても、その後アイドルになれば無駄に強制駆動が働いてしまう。
【０００８】
また、特許文献１のものでは、可動ベーンの開閉ストロークを中立〜全開と全閉〜中立とから一方を選択できるのみであり、開閉駆動の回数を強制駆動前の運転状態に応じて変えることはできない。従って、多種多様な使われ方をする多くの車両に対して同一の強制駆動制御の設定を行おうとした場合、最も煤が溜まりやすい低速運転を多用する車両に開閉駆動回数を合わせざるを得ず、高速運転を多用する車両に対しては過剰な回数の開閉駆動が行われてしまう欠点がある。
【０００９】
そこで、本発明は、前述の如き煤の堆積と焼落という事実に新たに着目して創案されたものであり、その目的は、実際のエンジン運転状況に即した適切な可動ベーンの強制駆動制御を実行することができるエンジンの制御装置及び制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、可動ベーンを含む可変容量機構を有するターボチャージャを備えたエンジンの制御装置において、エンジン運転状態を表すパラメータの値に応じて予め定められ、前記可変容量機構の可動部付近に堆積したと推定される煤の量を記憶する第１の記憶手段と、前記パラメータの値に応じて予め定められ、前記可動部付近から焼落したと推定される煤の量を記憶する第２の記憶手段と、実際の前記パラメータの値を検出する検出手段と、前記検出されたパラメータの値に対応する煤の推定堆積量と推定焼落量とを前記第１の記憶手段と前記第２の記憶手段とから決定する第１の決定手段と、前記決定された推定堆積量と推定焼落量との差を求めることにより煤の推定残存量を決定する第２の決定手段と、前記決定された推定残存量に応じて前記可動ベーンを強制的に開閉駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置が提供される。
【００１１】
好ましくは、前記パラメータが、エンジン回転速度、エンジン負荷、及びエンジン温度のうちの少なくとも一つからなる。
【００１２】
前記パラメータがエンジン回転速度からなる場合、好ましくは、前記推定堆積量は前記エンジン回転速度が高いほど小さな値であり、前記推定焼落量は前記エンジン回転速度が高いほど大きな値である。
【００１３】
前記パラメータがエンジン負荷からなる場合、好ましくは、前記推定堆積量は前記エンジン負荷が高いほど小さな値であり、前記推定焼落量は前記エンジン負荷が高いほど大きな値である。
【００１４】
前記パラメータがエンジン温度からなる場合、好ましくは、前記推定堆積量は前記エンジン温度が高いほど小さな値であり、前記推定焼落量は前記エンジン温度が高いほど大きな値である。
【００１５】
好ましくは、前記推定残存量を所定のしきい値と比較する比較手段がさらに備えられ、前記推定残存量が前記しきい値を上回ったとき、前記駆動手段が前記推定残存量に応じた時間だけ前記可動ベーンを強制駆動する。
【００１６】
好ましくは、前記駆動手段が、前記可動ベーンを開方向と閉方向とに少なくとも１回ずつ作動させるパターンを１回の駆動として前記可動ベーンの強制駆動を実行する。
【００１７】
好ましくは、前記推定堆積量と前記推定焼落量と前記推定残存量とが前記強制駆動の回数の単位を有する。
【００１８】
好ましくは、前記駆動手段が、前記可動ベーンの目標開度を決定する第３の決定手段を備え、この決定された目標開度は、時間軸に対する矩形波になまし処理を行った後の波形に沿った値である。
【００１９】
好ましくは、前記駆動手段が、エンジン運転状態がアイドル領域にあるときに強制駆動を実行する。
【００２０】
本発明の第２の態様によれば、可動ベーンを含む可変容量機構を有するターボチャージャを備えたエンジンの制御方法において、エンジン運転状態を表すパラメータの値に応じて、前記可変容量機構の可動部付近に堆積したと推定される煤の量を予め定めるステップと、前記パラメータの値に応じて、前記可動部付近から焼落したと推定される煤の量を予め定めるステップと、これら煤の推定堆積量と推定焼落量とをそれぞれ前記パラメータの値に関連づけて記憶手段に記憶させるステップとを備えることを特徴とするエンジンの制御方法が提供される。
【００２１】
好ましくは、実際の前記パラメータの値を検出するステップと、前記検出されたパラメータの値に対応する煤の推定堆積量と推定焼落量とを前記記憶手段から決定するステップと、前記決定された推定堆積量と推定焼落量とに基づいて煤の推定残存量を決定するステップと、前記決定された推定残存量に応じた時間だけ前記可動ベーンを強制的に開閉駆動するステップとがさらに備えられる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、実際のエンジン運転状況に即した適切な可動ベーンの強制駆動制御を実行することができるという優れた効果が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２４】
図１に本実施形態に係るエンジンの制御装置を示す。本実施形態においてエンジン１は可変容量型ターボチャージャ２を備えた車両用ディーゼルエンジンであって、電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）３により制御される。またエンジン１は多気筒エンジンであり（１気筒のみ図示）、コモンレール式燃料噴射装置４を備えている。
【００２５】
エンジン１は複数のシリンダ５を備え、各シリンダ５内にはそれぞれピストン６が配置される。各ピストン６はコンロッド７を介してクランクシャフトに連結される。クランクシャフトにはシグナルロータ９が取り付けられ、シグナルロータ９の外周面には等位相間隔で突起１０が設けられる。この突起１０に対向してクランク角センサ１１が固設され、クランク角センサ１１は突起１０の通過毎にパルス信号をＥＣＵ３に出力する。ＥＣＵ３はこのパルス信号に基づいてクランクシャフトの位相即ちクランク角θｃｒを検知すると共に、エンジン回転速度ＮＥを演算する。
【００２６】
ピストン６の頂部には凹状のピストン燃焼室１２が区画形成される。このピストン燃焼室１２と、ピストン６の頂面と、シリンダ５と、シリンダヘッド１３とにより、当該気筒の燃焼室１４が区画形成される。燃焼室１４には吸気通路１５および排気通路１６が開口され、これら吸気通路１５および排気通路１６は吸気弁１７および排気弁１８によりそれぞれ開閉される。
【００２７】
コモンレール式燃料噴射装置４は、燃料タンク１９から燃料を吸入して高圧状態で吐出する高圧サプライポンプ２０と、高圧サプライポンプ２０からの燃料吐出量を制御すべく高圧サプライポンプ２０への燃料吸入量を制御するための調量弁２１と、高圧サプライポンプ２０から吐出された燃料を高圧状態で貯留するコモンレール２２と、シリンダヘッド１３に取り付けられコモンレール２２から燃料が常時供給されるインジェクタ２３とを備える。高圧サプライポンプ２０はエンジン１により駆動される。
【００２８】
インジェクタ２３には電磁アクチュエータ２４が設けられ、この電磁アクチュエータ２４がＥＣＵ３によりＯＮ／ＯＦＦされることでインジェクタ２３の燃料噴射／停止が制御される。インジェクタ２３の下端に設けられた複数の噴孔が燃焼室１４内のシリンダ軸心付近に配置され、燃料噴射時には各噴孔からピストン燃焼室１２内に放射状に燃料が噴射される。
【００２９】
コモンレール２２に設けられたコモンレール圧センサ２５の出力信号がＥＣＵ３に送られ、コモンレール内の燃料圧力即ちコモンレール圧が検知される。また、調量弁２１の開度がＥＣＵ３により制御され、これにより高圧サプライポンプ２０からコモンレール２２への燃料供給量が制御され、コモンレール圧が制御される。ＥＣＵ３は、現在のエンジン運転状態に応じた目標コモンレール圧を算出し、コモンレール圧センサ２５によって検出された実際のコモンレール圧が目標コモンレール圧に近づくよう調量弁２１の開度を制御する。これによりコモンレール圧のフィードバック制御が実行される。
【００３０】
ターボチャージャ２は、排気通路１６に設けられた排気タービン２６と、吸気通路１５に設けられたコンプレッサ２７と、これら排気タービン２６とコンプレッサ２７とを連結するタービンシャフト２８とを有し、排気タービン２６に供給された排気ガスで排気タービン２６を駆動し、これによってコンプレッサ２７を駆動し、コンプレッサ２７により吸気圧力をエンジン運転状態に適した過給圧に高めるようになっている。
【００３１】
排気通路１６には排気タービン２６をバイパスするバイパス通路２９が設けられ、バイパス通路２９にはウェイストゲートバルブ３０が設けられる。ウェイストゲートバルブ３０は過給圧が所定値を越えた場合に開弁され、排気タービン２６の過回転を防止する。ウェイストゲートバルブ３０にはアクチュエータ３１が連結され、アクチュエータ３１がＥＣＵ３に制御されることによりウェイストゲートバルブ３０の開閉が制御される。
【００３２】
ターボチャージャ２の排気タービン２６には、その容量或いは流路の有効面積を可変にするための可変容量機構３２が設けられる。図２にも示されるように、可変容量機構３２は、複数の可動ベーン３３と、これら可動ベーン３３を同時に開閉すべく可動ベーン３３に接続される開閉機構３４と、開閉機構３４に開閉駆動力を与えるべく開閉機構３４に接続されるアクチュエータ３５とを含む。
【００３３】
本実施形態において、可動ベーン３３は、排気タービン２６のタービンホイール３６の直前上流側に位置され、タービンホイール３６に与える排気ガスの出口であるノズル３７を区画する。そしてそのベーン角度の変更によりノズル３７の向きと大きさ（面積）とが変更される。ＥＣＵ３は、通常、エンジン運転状態に応じた可動ベーンの目標開度を決定し、この目標開度の値に応じてアクチュエータ３５を制御し、実際の可動ベーンの開度を目標開度に一致させるように制御を行う。エンジン運転状態が低回転低負荷のときには、ノズル面積が小さくなるよう可動ベーン３３が閉じ側に制御され、逆に、エンジン運転状態が高回転高負荷のときには、ノズル面積が大きくなるよう可動ベーン３３が開き側に制御される。
【００３４】
ＥＣＵ３には、アクセルペダル３８の踏み込み量即ちアクセル開度θｔｈを検知するためのアクセル開度センサ３９が接続される。ＥＣＵ３は、アクセル開度θｔｈに基づいて現在のエンジン負荷を決定する。ＥＣＵ３には、エンジン温度としてのエンジン水温Ｔｗを検出するための水温センサ５０と、制御装置全体への通電／非通電を切り替えるためのキースイッチ５１とが接続される。
【００３５】
ＥＣＵ３は、エンジン運転状態に基づいて燃料の噴射量と噴射時期とを制御する。即ち、ＥＣＵ３は、主に、エンジン回転速度ＮＥとアクセル開度θｔｈとから燃料の目標噴射量Ｑｔａｒと目標噴射時期Ｔｔａｒとを演算決定し、これら目標噴射量Ｑｔａｒと目標噴射時期Ｔｔａｒとに実際の噴射量と噴射時期とが一致するよう、インジェクタ２３の電磁アクチュエータ２４をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００３６】
図２に示すように、可変容量機構３２の開閉機構３４は、タービンハウジングに固定されて排気ガスの流路の一部をなす環状プレート４０と、流路外に位置され環状プレート４０より大径の環状に形成される駆動リング４１と、駆動リング４１に係合されて駆動リング４１を矢示の如く回転方向に駆動する駆動アーム４２とを備える。環状プレート４０には複数のベーン駆動軸４３が回転可能に挿通支持され、ベーン駆動軸４３の先端に可動ベーン３３が固定して取り付けられる。これによりベーン駆動軸４３が回転されるとこれに伴って可動ベーン３３が回転し、開閉するようになる。このとき可動ベーン３３は紙面厚さ方向手前側と奥側とで流路内壁上を摺動するか、又は流路内壁との間に小隙間を形成する。
【００３７】
ベーン駆動軸４３と駆動リング４１とはＹ字状の複数のアーム部材４４で連結される。アーム部材４４の基端部４４ａはそれぞれベーン駆動軸４３に固定される。一方、駆動リング４１には複数のピン４５が固設されており、アーム部材４４の二股部４４ｂがピン４５を挟むことでピン４５と係合する。駆動リング４１が矢示の如くタービン中心周りに回転されると、全てのピン４５が同時に回転し、全てのアーム部材４４をベーン駆動軸４３の中心周りに回転駆動する。これにより、全てのベーン駆動軸４３と可動ベーン３３とが、ベーン駆動軸４３の中心周りに回転駆動され、可動ベーン３３の開度ないし角度が一斉に変更される。
【００３８】
駆動リング４１の回転は、アクチュエータ３５により駆動アーム４２を駆動することで行われる。駆動アーム４２の先端がＹ字状に形成され、駆動リング４１に固設されたピン４６にこれを挟んで係合する。駆動アーム４２の基端はアクチュエータ３５に連結される。駆動リング４１の回転角即ち可動ベーン３３の開度を所定範囲に制限するため、駆動リング４１の複数の切り欠き４７の内側に、タービンハウジング等の固定側に固定された複数のストッパピン４８がそれぞれ配置される。
【００３９】
ところで、車両が市街地等で低速走行を続ける場合等、可動ベーン３３が比較的小さな開度に維持されるような場合、排気ガス中の煤等が可変容量機構３２の可動部付近に堆積し、可動ベーン３３がスティックする異常が発生する場合がある。このようなスティックを生じさせるような煤の堆積箇所としては、可動ベーン３３と排気ガス流路内壁との間の摺動部又は小隙間、及びベーン駆動軸４３とこれが挿通支持される環状プレート４０の挿通穴との間が代表的である。このようなスティック異常が発生すると、可動ベーン３３を所望の開度に制御することができなくなるおそれがある。
【００４０】
そこで、これを予め防止するため、適当なタイミングで可動ベーン３３を、通常の制御から外れて、強制的に開閉することが望ましい。こうすれば可動部付近への煤の堆積自体を未然に防止することができ、また、煤が堆積した場合でも固着に至る前に煤を振り払って除去することが可能となる。
【００４１】
以下、本実施形態に係る可動ベーンの強制開閉駆動の制御について説明する。
【００４２】
まず、図３により可動ベーン３３の開閉駆動の概略を説明する。図中、横軸は時間、縦軸は可動ベーン３３の開度である。図から理解されるように、可動ベーンが開方向、閉方向、開方向・・・という具合に動作される。可動ベーンは、Ｘで示される矩形波のように瞬時的に全開、全閉とされてもよいが、これだとエンジン運転状態が急激に変化し好ましくないので、本実施形態ではＹ［ｎ」で示されるなまされた矩形波の如く緩やかに開方向、閉方向に動作される。この点については後に詳しく説明する。開閉駆動は全閉付近の開度と全開付近の開度との間で行われるが、開度範囲の設定は必要に応じて任意に行うことができる。
【００４３】
別の観点から言えば、図３はＥＣＵ３が決定する可動ベーン３３の目標開度の変化を示したものである。この目標開度に実際の開度が一致するよう可動ベーンが制御される。横軸は時間、縦軸はＥＣＵ３から出力される目標開度信号の値Ｙ［ｎ］で、つまり本実施形態の制御では、所定の値を持つ目標開度信号が一定の時間周期でＥＣＵ３からアクチュエータ３５に出力される。目標開度の０〜１００の値に対応して可動ベーンが全閉〜全開になる。そして目標開度の値に対応した大きさの電圧又は電流がＥＣＵ３からアクチュエータ３５に出力され、アクチュエータ３５ひいては可動ベーン３３の位置が制御される。
【００４４】
横軸のＹ［１］，Ｙ［２］・・・は、各制御回ｎ＝１，２・・・において目標開度Ｙ［１］，Ｙ［２］・・・が出力されるタイミングを示し、その目標開度の値はＹ［１］＝３０，Ｙ［２］＝５１・・・である。Ｙ［１］〜Ｙ［２２］の出力により１回の強制駆動が終了し、この１回の強制駆動の間に可動ベーンは１回ずつ開方向及び閉方向に動作される。図は約２回程度の強制駆動を行う例を示し、Ｙ［１］〜Ｙ［２２］の出力が約２回程度繰り返されている。
【００４５】
次に、可変容量機構の可動部付近における煤の推定残存量の算出方法を説明する。この算出は図４に示される推定残存量算出ルーチンをＥＣＵ３が所定のサンプル時間（例えば１分）毎に実行することによりなされる。
【００４６】
本ルーチンはエンジンのキースイッチ５１がドライバによりＯＮされたのと同時に開始する。ＥＣＵ３は、最初のステップ１０１で、前回の推定残存量Ｋn-1をロードする。後に明らかとなるが、前回の推定残存量Ｋn-1とは、ＥＣＵ３内の書き込み可能なメモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）に記憶された値で、イグニッションキーＯＮの後の最初の実行時は以前キースイッチＯＦＦのときに記憶された値となる。エンジンが通常に運転されている最中は１回前（つまり１分前）の制御時に記憶された値となる。
【００４７】
次にＥＣＵ３は、ステップ１０２において、煤の推定堆積量Ｓａを図７及び図９に示す推定堆積量算出用マップＭ１により決定する。このマップＭ１はＥＣＵ３内の書き込み不可能なメモリ（ＲＯＭ等）に記憶される。図７に示されるように、マップＭ１には、エンジン運転状態を表すパラメータの値に応じて予め定められた煤の推定堆積量Ｓａが記憶されている。このパラメータは、本実施形態の場合、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷Ｌ及びエンジン水温Ｔｗであり、これら３者の値に対応した１つの推定堆積量Ｓａが決定される。推定堆積量Ｓａは、あるエンジン運転状態において前記サンプル時間（１分）の間に通常可動部付近に堆積されると推定される煤の量であり、その値は実機試験等に基づいて決定される。
【００４８】
図９は当該マップＭ１をより具体的に示す。これから理解されるように、推定堆積量Ｓａの値は、エンジン回転速度ＮＥが高いほど小さな値であり、エンジン負荷Ｌが高いほど小さな値である。また本実施形態では推定堆積量Ｓａの値が強制駆動の回数を単位として設定される（即ち、ｃｃ等の一般的な量の単位ではない）。例えば図示されるような推定堆積量Ｓａ＝２０とは、強制駆動を２０回実行すると可動部付近から払い落とされるような煤の量を意味する。
【００４９】
本実施形態においてマップＭ１は所定の水温範囲毎に複数設けられる。本実施形態では、水温Ｔｗが第１しきい値Ｔｗ１以下の場合（Ｔｗ≦Ｔｗ１）と、水温Ｔｗが第１しきい値Ｔｗ１より大きく第２しきい値Ｔｗ２以下の場合（Ｔｗ１＜Ｔｗ≦Ｔｗ２）と、水温Ｔｗが第２しきい値Ｔｗ２より大きく第３しきい値Ｔｗ３以下の場合（Ｔｗ２＜Ｔｗ≦Ｔｗ３）とで、３つのマップＭ１が予め作成されＥＣＵに記憶される。本実施形態ではＴｗ１＝０℃、Ｔｗ２＝５０℃、Ｔｗ３＝１００℃である。図から理解されるように、推定堆積量Ｓａの値はエンジン水温Ｔｗが高いほど小さな値である。
【００５０】
図４に戻って、ＥＣＵ３は、次のステップ１０３において、煤の推定焼落量Ｓｂを図８及び図１０に示す推定焼落量算出用マップＭ２により決定する。このマップＭ２も前述のマップＭ１と同様に、ＥＣＵ３内の書き込み不可能なメモリ（ＲＯＭ等）に記憶され、パラメータ（エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷Ｌ及びエンジン水温Ｔｗ）の値に応じて予め定められた煤の推定焼落量Ｓｂが記憶されている。推定焼落量Ｓｂは、あるエンジン運転状態において前記サンプル時間（１分）の間に通常可動部付近から焼落されると推定される煤の量であり、その値は実機試験等に基づいて決定される。また推定焼落量Ｓｂの値が強制駆動の回数を単位として設定され、マップＭ２は前記同様の水温範囲毎に３つ設けられる。
【００５１】
図８及び図１０に示すように、マップＭ２は、その入力値がマップＭ１と異なり、マップＭ１とは逆の関係となっている。図から理解されるように、マップＭ２には０又は負の値が入力されている。これは、後に理解されるが、推定堆積量Ｓａからの減算を行うためであり、実質的にはマップＭ２の入力値の絶対値に意味がある。このマップＭ２の入力値の絶対値は、エンジン回転速度ＮＥが高いほど大きな値であり、エンジン負荷Ｌが高いほど大きな値であり、エンジン水温Ｔｗが高いほど大きな値である。
【００５２】
このように本発明は、エンジン回転速度が高い程、またエンジン負荷が高い程、またエンジン水温が高い程、煤の堆積量は少なく、煤の焼落量は多いという考え方に基づく。エンジン回転速度及びエンジン負荷が高い程、高温高流量の排気ガスが可変容量機構の可動部に吹き付けられるので煤の堆積は少なく、煤はより多く焼落すると考えられ、また、そのようなエンジン運転状態のときには低回転低負荷側のときよりも可動ベーンが頻繁に動作されていると考えられるので、煤は堆積せず、また堆積した煤も振り落とされると考えられる。さらに、エンジン水温が高い程、排気ガスが高温になるので、煤が可動部付近に付着しづらく、堆積は少ないと考えられる。
【００５３】
逆に、エンジン回転速度が低い程、またエンジン負荷が低い程、またエンジン水温が低い程、煤の堆積量は多く、煤の焼落量は少ないと考えられる。そこでこれら堆積量と焼落量との差を求めて残存量を決定し、この残存量に対応した時間即ち回数だけ強制駆動を実行すれば、適度で且つ必要十分の強制駆動を達成することができる。
【００５４】
図４に戻って、ＥＣＵ３は、ステップ１０４において、演算式
Ｋn＝Ｋn-1＋Ｓａ＋Ｓｂ
から今回の煤の推定残存量Ｋnを決定する。マップＭ２から求められた推定焼落量Ｓｂが負の符号をもつので推定焼落量Ｓｂは推定堆積量Ｓａに加算されるが、実質的には推定堆積量Ｓａから推定焼落量Ｓｂが減算されているに等しい。この差に前回の煤の推定残存量Ｋn-1が加算され、合計の推定残存量Ｋnが累積的に計算される。このように決定された今回の推定残存量Ｋnは、ＥＣＵ３内の書き込み可能なメモリに更新保存される。
【００５５】
この後、ＥＣＵ３は、ステップ１０５において、前回の推定残存量Ｋn-1を今回の推定残存量Ｋnに等しいとしてＥＣＵ３内の書き込み可能なメモリに更新保存する。そして次にステップ１０６において、キースイッチ５１がドライバによりＯＦＦされたか否かを判断する。通常の運転が継続されているときはＯＦＦされないので、このときはステップ１０１に戻って、前記サンプル時間経過後、ステップ１０１〜１０４を再度実行する。このようなステップ１０１〜１０４を繰り返すループが前記サンプル時間毎に実行され、推定残存量Ｋnがサンプル時間毎に更新される。
【００５６】
一方、ステップ１０６において、エンジン停止に伴いキースイッチ５１がＯＦＦされている場合、本ルーチンを終了する。
【００５７】
次に、強制駆動実行の判定方法を説明する。この判定は、強制駆動を行うべきタイミングであるかどうかを判断するためのもので、図５に示される強制駆動実行判定ルーチンをＥＣＵ３が所定のサンプル時間（例えば１分）毎に実行することによりなされる。
【００５８】
本ルーチンも前記同様、エンジンのキースイッチ５１がドライバによりＯＮされたのと同時に開始する。ＥＣＵ３は、最初のステップ２０１で、現在のエンジン制御モードがアイドルモードであるか否かを判断する。エンジン制御モードがアイドルモードであるときとは、エンジン運転状態がアイドル領域にあるときであり、具体的には、（１）検出された実際のエンジン回転速度ＮＥが所定のアイドル回転速度（例えば５００ｒｐｍ）に近い値で、且つ（２）検出されたアクセル開度θｔｈがゼロ（即ち、アクセルペダル３８の踏込み量がゼロ）のときである。
【００５９】
エンジン制御モードがアイドルモードであるとき、制御ルーチンはステップ２０２に進み、図４のステップ１０４で決定された推定残存量Ｋnが所定のしきい値（強制駆動実行判定しきい値）Ｋsと比較される。本実施形態ではＫs＝３である。推定残存量Ｋnがしきい値Ｋsより大きい場合、制御ルーチンはステップ２０３に進み、ここで可動ベーンの強制駆動が実行される。この実行は、図６に示される強制駆動実行ルーチンが実行されることにより行われる。
【００６０】
次に制御ルーチンはステップ２０４に進み、ここで前回の推定残存量Ｋn-1が０とされてＥＣＵ３内のメモリに保存される。これは、強制駆動実行により煤は除去されたと考えられ、図４のステップ１０４で実行される計算で前回の推定残存量Ｋn-1を０とする必要があるからである。
【００６１】
この後制御ルーチンはステップ２０５に進み、キースイッチ５１がＯＦＦされたか否かが判断される。通常の運転が継続されているときはＯＦＦされないので、ステップ２０１に戻る。そしてサンプル時間経過後の次回の制御はステップ２０１から開始する。一方、今回の制御において、エンジン制御モードがアイドルモードでないとき（ステップ２０１でＮｏ）、又は推定残存量Ｋnがしきい値Ｋs以下のとき（ステップ２０２でＮｏ）も、ステップ２０１に戻り、次回の制御がステップ２０１から開始する。このように、強制駆動実行判定がサンプル時間毎に繰り返し行われ、その中から必要に応じて可動ベーンの強制駆動が実行される。
【００６２】
ステップ２０４において、キースイッチ５１がＯＦＦの場合、強制駆動実行判定ルーチンを終了する。
【００６３】
次に、可動ベーンの強制駆動の実行方法を説明する。この実行は、図６に示される強制駆動実行ルーチンをＥＣＵ３が所定の時間周期で実行することによりなされる。
【００６４】
本ルーチンは、ステップ３０１〜３１０から構成され、変数を初期化するステップ（ステップ３０１，３０２）と、可動ベーンを開方向に動作させるステップ（ステップ３０３〜３０５）と、可動ベーンを閉方向に動作させるステップ（ステップ３０３、３０４、３０６〜３０８）と、強制駆動回数をカウントするステップ（ステップ３０９、３１０）とに大別される。
【００６５】
まず、ステップ３０１では、駆動回数カウンタＮがＮ＝０に初期化される。次いで、ステップ３０２では、制御回ｎと、開作動カウンタＴｏｐと、閉作動カウンタＴｃｌとがそれぞれ０に初期化され、可動ベーンの基本目標開度Ｘの初期値が１００に設定され、可動ベーンのなまし後目標開度Ｙ［ｎ］の初期値Ｙ［０］が０に設定される。
【００６６】
開作動カウンタＴｏｐとは、各制御回において可動ベーンが開方向に作動されている間に１ずつ増加されるカウンタである（ステップ３０５参照）。また閉作動カウンタＴｃｌとは、各制御回において可動ベーンが閉方向に作動されている間に１ずつ増加されるカウンタである（ステップ３０８参照）。可動ベーンの基本目標開度Ｘは、図３に示されるように矩形波に沿った値であり、可動ベーンが開方向に作動されるときは全開相当の１００の値をとるが、可動ベーンが閉方向に作動されるときは全閉相当の０の値をとる（ステップ３０６参照）。可動ベーンのなまし後目標開度Ｙ［ｎ］は、図３に示されるように、基本目標開度Ｘの矩形波になまし処理を行って得られる波形に沿った値であり、可動ベーンを駆動するアクチュエータ３５への出力信号の値である。
【００６７】
次に、ステップ３０３では、制御回ｎの値を１だけ増加し（ｎ＝０＋１＝１）、次式により可動ベーンのなまし後目標開度Ｙ［ｎ］を決定する。
【００６８】
Ｙ［ｎ］＝Ｋａ＊Ｙ［ｎ−１］＋（１−Ｋａ）＊Ｘ
そして決定されたなまし後目標開度Ｙ［ｎ］に応じた駆動信号をアクチュエータ３５に出力する。なお、この式はデジタルローパスフィルターの式である。
【００６９】
Ｋａは所定のなまし係数で、０〜１の値をとることができる。Ｋａ＝０のときＹ［ｎ］はＸに一致される。Ｋａが１に近づく程なまし度合いが大きくなり、つまり、Ｘを入力とした場合、Ｋａが１に近づく程出力が遅れて出てくるようになる。本実施形態ではＫａ＝０．７とされる。
【００７０】
次に、ステップ３０４では、開作動カウンタＴｏｐの値が所定のしきい値（開作動しきい値）Ｋｔｏｐと比較される。この開作動しきい値Ｋｔｏｐは、可動ベーンを開方向に作動させ続ける時間ないし回数を規定するための値で、本実施形態ではＫｔｏｐ＝１０（回）とされる。本ステップで開作動カウンタＴｏｐがしきい値Ｋｔｏｐ以下の場合はステップ３０５に進み、開作動カウンタＴｏｐがしきい値Ｋｔｏｐより大きい場合はステップ３０６に進む。
【００７１】
ステップ３０５では、開作動カウンタＴｏｐの値が１だけ増加される。そして制御ルーチンはステップ３０３に戻る。
【００７２】
ステップ３０６では、基本目標開度Ｘの値が０に変更される。そして次のステップ３０７で、閉作動カウンタＴｃｌの値が所定のしきい値（閉作動しきい値）Ｋｔｃｌと比較される。この閉作動しきい値Ｋｔｃｌも開作動しきい値Ｋｔｏｐと同様、可動ベーンを閉方向に作動させ続ける時間を規定するための値で、本実施形態ではＫｔｃｌ＝１０（回）とされる。本ステップで閉作動カウンタＴｃｌがしきい値Ｋｔｃｌ以下の場合はステップ３０８に進み、閉作動カウンタＴｃｌがしきい値Ｋｔｃｌより大きい場合はステップ３０９に進む。
【００７３】
ステップ３０８では、閉作動カウンタＴｃｌの値が１だけ増加される。そして制御ルーチンはステップ３０３に戻る。
【００７４】
ステップ３０９では、駆動回数カウンタＮの値が、図４に示されるステップ１０４で決定保存された推定残存量Ｋnと比較される。そして駆動回数カウンタＮの値が推定残存量Ｋn以下の場合はステップ３１０に進み、駆動回数カウンタＮの値が推定残存量Ｋnより大きい場合は本ルーチンを終了する。
【００７５】
ステップ３１０では、駆動回数カウンタＮの値が１だけ増加される。そして制御ルーチンはステップ３０２に戻る。
【００７６】
以下、図４〜図６に示された各制御ルーチンに基づく可動ベーンの強制開閉駆動制御について説明する。
【００７７】
エンジン運転中、図４に示される推定残存量算出ルーチンにより、所定のサンプル時間（本実施形態では１分）毎に、推定残存量Ｋnが算出される（ステップ１０４）。そしてこの推定残存量Ｋnが、図５に示される強制駆動実行判定ルーチンにより、所定のサンプル時間（本実施形態では１分）毎に、所定のしきい値Ｋsと比較され（ステップ２０２）、推定残存量Ｋnがしきい値Ｋsを上回ったとき強制駆動が実行され（ステップ２０３）、図６に示される強制駆動実行ルーチンが実行される。本実施形態ではＫs＝３であり、よって推定残存量Ｋnが４以上に達したとき強制駆動が実行される。以下においてＫn＝４の場合を説明する。
【００７８】
図５のステップ２０１に関連して説明されたように、強制駆動はエンジン運転状態がアイドル領域にあるときのみ実行される。これは、車両が運転走行されるような状況下でエンジン運転状態がアイドル領域外にあるときに強制駆動が実行されると、過給圧をエンジン運転状態に適した所望の圧力に制御するのが困難となり、車両の運転に支障をきたす可能性があるからである。アイドル領域では、通常車両が積極的に運転されていないか又は停止していると考えられ、よってこの場合に強制駆動が実行されても何等不都合はないと考えられる。
【００７９】
また、エンジン運転状態がアイドル領域にあるときに、可動ベーンが図３のＸで示される如く急激に大きく強制駆動されると、排気ガスに悪影響を及ぼす可能性があると共に、エンジン音質が急激に変化しドライバに違和感を与えてしまう。また回転変動による振動発生も懸念される。よって本実施形態では、図６のステップ３０３でなまし処理を行い、図３のＹ［ｎ］で示される如く可動ベーンを比較的緩やかに強制駆動するようにしている。
【００８０】
さて、図６に示されるルーチンの実行に関し、本ルーチンの実行開始直後の最初の制御回では、ステップ３０３においてｎ＝０＋１＝１（回目）であり、Ｙ［１］＝０．７＊０＋（１−０．７）＊１００＝３０である（図３参照）。そしてこのＹ［１］＝３０が可動ベーン駆動用アクチュエータ３５に出力され、この値に応じた開度に可動ベーンが制御される。
【００８１】
次のステップ３０４において、Ｋｔｏｐは予め１０に設定されており、Ｔｏｐはこの時点ではまだ初期値０であるので、判定はＮｏとなり、ステップ３０５に進んでＴｏｐの値が１だけ増加され、Ｔｏｐ＝１とされる。この後、所定のクランク角周期を経て次の制御タイミングが到来したら、再度ステップ３０３が実行され、ｎ＝２、Ｙ［２］＝０．７＊３０＋（１−０．７）＊１００＝５１となり（図３参照）、Ｙ［２］＝５１が可動ベーン駆動用アクチュエータ３５に出力される。次のステップ３０４において、この時点でＴｏｐは１であり、判定は依然Ｎｏであり、ステップ３０５に進んでＴｏｐの値が１だけ足されてＴｏｐ＝２になる。
【００８２】
このように、開方向の強制駆動が１回終了する毎にＴｏｐが１だけ増加され、Ｔｏｐの値がＫｔｏｐの値を上回るまで、つまりＴｏｐ＝１１になるまで、開方向の強制駆動が継続される。３〜１１回目の制御において、Ｙ［３］＝６６、Ｙ［４］＝７６、Ｙ［５］＝８３、Ｙ［６］＝８８、Ｙ［７］＝９２、Ｙ［８］＝９４、Ｙ［９］＝９６、Ｙ［１０］＝９７、Ｙ［１１］＝９８であり、これら各値が各制御タイミングにおいてそれぞれ出力される（図３参照）。そして１１回目の出力を終えた後にステップ３０４に到達すると判定はＹｅｓとなり、ステップ３０６つまり閉方向の制御に移行する。
【００８３】
ステップ３０６ではＸの値が０に変更される。そして次のステップ３０７において、Ｋｔｃｌ＝１０であり、Ｔｃｌはこの時点ではまだ初期値０であるので、判定はＮｏとなり、ステップ３０８に進んでＴｃｌの値が１に変更される。この後、次の制御タイミングが到来したら、再度ステップ３０３が実行され、ｎ＝１２、Ｙ［１２］＝０．７＊９８＋（１−０．７）＊０＝６９となり（図３参照）、Ｙ［１２］＝６９が可動ベーン駆動用アクチュエータ３５に出力される。次のステップ３０４ではＴｏｐ＝１１が維持されているので、判定はＹｅｓであり、ステップ３０６に進む。
【００８４】
ステップ３０６で再度Ｘ＝０とされた後ステップ３０７に進む。この時点でＴｃｌ＝１であり、Ｋｔｃｌ＝１０を越えないので、判定はＮｏとなり、ステップ３０８に進んでＴｃｌ＝１＋１＝２とされる。この後、次の制御タイミングが到来したら、再度ステップ３０３が実行され、ｎ＝１３、Ｙ［１３］＝０．７＊６９＋（１−０．７）＊０＝４８となり（図３参照）、Ｙ［１３］＝４８が可動ベーン駆動用アクチュエータ３５に出力される。次のステップ３０４では依然Ｔｏｐ＝１１が維持されているので、判定はＹｅｓであり、ステップ３０６に進む。
【００８５】
このように、閉方向の強制駆動が１回終了する毎にＴｃｌが１だけ増加され、Ｔｃｌの値がＫｔｃｌの値を上回るまで、つまりＴｃｌ＝１１になるまで、閉方向の強制駆動が継続される。１４〜２２回目の制御において、Ｙ［１４］＝３４、Ｙ［１５］＝２４、Ｙ［１６］＝１７、Ｙ［１７］＝１２、Ｙ［１８］＝８、Ｙ［１９］＝６、Ｙ［２０］＝４、Ｙ［２１］＝３、Ｙ［２２］＝２がそれぞれ出力される（図３参照）。そして２２回目の出力を終えた後にステップ３０７に到達すると判定はＹｅｓとなり、ステップ３０９に移行する。
【００８６】
ステップ３０９では、駆動回数カウンタの値Ｎが推定残存量の値Ｋn＝４と比較される。この時点では依然としてステップ３０１の初期値Ｎ＝０が維持されているので、判定はＮｏであり、ステップ３１０に進み、駆動回数カウンタが１だけ増加されてＮ＝１とされる。これは、Ｙ［１］〜Ｙ［２２］を出力することからなる１回目の強制駆動が終了したことを意味する。この後制御ルーチンはステップ３０２に戻り、前述したようなＹ［１］〜Ｙ［２２］の出力が再度実行される。
【００８７】
２回目の強制駆動のＹ［２２］の出力が終了した後、ステップ３０９に到達した場合、Ｎ＝１であるので判定はＮｏである。よってステップ３１０に進み、Ｎ＝１＋１＝２とされ（つまり２回目の強制駆動が終了）、ステップ３０２に進んで３回目の強制駆動が開始される。
【００８８】
このような強制駆動が計５回繰り返される。即ち、５回目の強制駆動のＹ［２２］の出力が終了した後、ステップ３０９に到達すると、Ｎ＝５、Ｋn＝４であるので判定はＹｅｓとなる。これによって本ルーチンは終了し、可動ベーンの強制駆動制御が終了する。
【００８９】
以上説明したように、本発明によれば、エンジン運転状態に応じた煤の堆積量と焼落量とが考慮されている。この点、煤の焼落を考慮していない特許文献１のものとは明らかに相違する。そしてこれらの値に基づいて煤の残存量がエンジン運転中に計算され、煤の残存量が一定以上になった場合だけ、可動ベーンの強制駆動が実行される。従って、無駄に強制駆動を実行することがなく、適切なタイミングで強制駆動を実行することができる。また、煤の残存量が多い程、多くの回数（即ち長時間）、強制駆動を実行することができ、煤の残存量に応じた必要十分な回数（即ち時間）の強制駆動を実行することができる。従って本発明によれば、適切で効率的な強制駆動制御が実現される。
【００９０】
また、煤の推定堆積量が、比較的煤の溜まりやすいエンジン運転領域（低回転低負荷領域）にて多く設定され、逆に煤の推定焼落量が、比較的煤の溜まりにくいエンジン運転領域（高回転高負荷領域）にて多く設定されているので、実際のエンジンの運転状況に即した推定残存量が得られ、適切な強制駆動の実行に著しく寄与できる。即ち、市街地等で低速走行を続ける車両のように、エンジンが低速低負荷で運転されているケースが多い場合、比較的短時間で推定残存量Ｋnがしきい値Ｋsを越えるので、比較的短い時間間隔で強制駆動を実行できる。逆に、主に高速走行を行う車両のように、エンジンが高速高負荷で運転されるケースが多い場合、推定残存量Ｋnがしきい値Ｋsを越えづらくなり、比較的長い時間間隔で強制駆動を実行できる。こうしてもエンジンが高速高負荷の場合には高温高流量の排気ガスが可変容量機構の可動部付近に当たるので、煤は堆積しづらく又は焼落しやすく、強制駆動の頻度を落としても問題はない。
【００９１】
特に本発明によれば、多種多様な使われ方をする多くの車両に対して個々に適切な強制駆動を実行することができる。即ち、低速低負荷運転が多用されるエンジンでは、前記サンプル時間（本実施形態では１分）の間に残存する煤の量は多くなる傾向があるが、本発明ではこのとき強制駆動の頻度（タイミング）及び回数を増加することができる。逆に、高速高負荷運転が多用されるエンジンでは、前記サンプル時間の間に残存する煤の量は少なくなる傾向があるが、本発明ではこのとき強制駆動の頻度及び回数を減少することができる。
【００９２】
強制駆動は、車両の走行に影響を与えないようにアイドル領域で実行される。このときなまし処理後の波形に沿うように、比較的緩やかにベーン開度が変化される。従って、強制駆動時における排気ガスへの極力少なくすることができると共に、エンジン音質の急変を防止しドライバへの違和感を極力少なくすることができる。
【００９３】
本発明の実施形態は、前記実施形態以外にも様々なものが考えられる。
【００９４】
前記実施形態における各数値及び単位は例示であり、必要に応じて任意の数値及び単位を選択することができる。推定堆積量と推定焼落量とは、前記実施形態では図７〜図１０に示されるマップを用いて算出されるが、計算式から算出されても良い。推定堆積量と推定焼落量と推定残存量との単位は、前記実施形態では強制駆動の回数であったが、通常の量の単位（例えばｃｃ等）としても良い。また、回数の単位を時間の単位に変更することもでき、時間の単位をクランク角の単位に変更することもでき、逆も可能である。
【００９５】
エンジン運転状態を表すパラメータは、前記実施形態ではエンジン回転速度、エンジン負荷及びエンジン温度の３つであった。しかしながら、煤の堆積と焼落とに関係しそうなあらゆる１以上のパラメータを採用することができる。例えば前記３つのパラメータのうち１つ又は２つのみを用いても良いし、吸気温度、過給圧等の他のパラメータを用いることもできる。エンジン負荷として、前記実施形態ではアクセル開度を用いたが、要求トルクや目標燃料噴射量を用いても良い。エンジン温度として油温を用いることもできる。
【００９６】
前記実施形態における可動ベーン駆動用アクチュエータ３５として様々なものが考えられる。例えば、エンジンによって駆動されるポンプで正若しくは負の空気圧、又は油圧を発生させ、これら空気圧又は油圧を駆動源として作動するものが考えられる。この他、電動アクチュエータも考えられ、これを用いると、ポンプを駆動できないエンジン停止中も、電動で可動ベーンを駆動することができ、エンジンの運転に影響を及ぼさないエンジン停止時にも可動ベーンの強制駆動が実行可能となる。
【００９７】
前記実施形態においては、可動ベーンを開方向と閉方向とに１回ずつ作動させるパターンを１回の駆動として可動ベーンの強制駆動を実行した。しかしながら、このような強制駆動のパターンは様々なものが採用可能である。少なくは、開方向に１回のみ、或いは閉方向に１回のみの作動をもって１回の駆動としてもよい。或いは逆に、開方向及び／又は閉方向の作動回数を増やしても良い。開方向と閉方向との作動を２回以上ずつ交互に繰り返すパターンを１回の駆動としてもよい。
【００９８】
前記実施形態では、１回の駆動が完全な往復パターンではない（即ち、開始時の開度（Ｙ［１］）と終了時の開度（Ｙ［２２］）とが異なる）。しかしながら、完全な往復パターンとすることも可能である。例えばサイン波の如きパターンが可能である。前記実施形態ではなまされた波形（Ｙ［ｎ］）に沿うような作動であったが、矩形波（Ｘ）に沿うような作動とすることもできる。
【００９９】
また、可動ベーンの開閉ストロークの範囲も様々なものが考えられる。前記実施形態では全開付近と全閉付近との間をストロークさせたが、完全な全開と全閉との間、全閉と中間開度との間など、様々な範囲を選択することができる。
【０１００】
ターボチャージャの可変容量機構も前記実施形態のもの以外にあらゆるタイプのものが適用可能である。またエンジンもディーゼルエンジンに限られず、車両用にも限られない。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置を示すシステム図である。
【図２】可変容量機構を示す概略図である。
【図３】強制駆動制御時の可動ベーンの開度変化を示すグラフである。
【図４】強制駆動回数算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】強制駆動実行判定ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】強制駆動実行ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】推定堆積量算出マップである。
【図８】推定焼落量算出マップである。
【図９】図７の推定堆積量算出マップをより具体的に描いた図である。
【図１０】図８の推定焼落量算出マップをより具体的に描いた図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１ エンジン
２ ターボチャージャ
３ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１１ クランク角センサ
３２ 可変容量機構
３３ 可動ベーン
３４ 開閉機構
３５ アクチュエータ
３９ アクセル開度センサ
５０ 水温センサ
Ｓａ 推定堆積量
Ｓｂ 推定焼落量
Ｋn 推定残存量
Ｋs 強制駆動実行判定しきい値
Ｙ［ｎ］ 可動ベーンの目標開度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動ベーンを含む可変容量機構を有するターボチャージャを備えたエンジンの制御装置において、
エンジン運転状態を表すパラメータの値に応じて予め定められ、前記可変容量機構の可動部付近に堆積したと推定される煤の量を記憶する第１の記憶手段と、
前記パラメータの値に応じて予め定められ、前記可動部付近から焼落したと推定される煤の量を記憶する第２の記憶手段と、
実際の前記パラメータの値を検出する検出手段と、
前記検出されたパラメータの値に対応する煤の推定堆積量と推定焼落量とを前記第１の記憶手段と前記第２の記憶手段とから決定する第１の決定手段と、
前記決定された推定堆積量と推定焼落量との差を求めることにより煤の推定残存量を決定する第２の決定手段と、
前記決定された推定残存量に応じて前記可動ベーンを強制的に開閉駆動する駆動手段と を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記パラメータが、エンジン回転速度、エンジン負荷、及びエンジン温度のうちの少なくとも一つからなる請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記パラメータがエンジン回転速度からなり、前記推定堆積量は前記エンジン回転速度が高いほど小さな値であり、前記推定焼落量は前記エンジン回転速度が高いほど大きな値である請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記パラメータがエンジン負荷からなり、前記推定堆積量は前記エンジン負荷が高いほど小さな値であり、前記推定焼落量は前記エンジン負荷が高いほど大きな値である請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記パラメータがエンジン温度からなり、前記推定堆積量は前記エンジン温度が高いほど小さな値であり、前記推定焼落量は前記エンジン温度が高いほど大きな値である請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記推定残存量を所定のしきい値と比較する比較手段をさらに備え、前記推定残存量が前記しきい値を上回ったとき、前記駆動手段が前記推定残存量に応じた時間だけ前記可動ベーンを強制駆動する請求項１乃至５いずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記駆動手段が、前記可動ベーンを開方向と閉方向とに少なくとも１回ずつ作動させるパターンを１回の駆動として前記可動ベーンの強制駆動を実行する請求項１乃至６いずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記推定堆積量と前記推定焼落量と前記推定残存量とが前記強制駆動の回数の単位を有する請求項７記載のエンジンの制御装置。
【請求項９】
前記駆動手段が、前記可動ベーンの目標開度を決定する第３の決定手段を備え、この決定された目標開度は、時間軸に対する矩形波になまし処理を行った後の波形に沿った値である請求項１乃至８いずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１０】
前記駆動手段が、エンジン運転状態がアイドル領域にあるときに強制駆動を実行する請求項１乃至９いずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１１】
可動ベーンを含む可変容量機構を有するターボチャージャを備えたエンジンの制御方法において、
エンジン運転状態を表すパラメータの値に応じて、前記可変容量機構の可動部付近に堆積したと推定される煤の量を予め定めるステップと、
前記パラメータの値に応じて、前記可動部付近から焼落したと推定される煤の量を予め定めるステップと、
これら煤の推定堆積量と推定焼落量とをそれぞれ前記パラメータの値に関連づけて記憶手段に記憶させるステップと
を備えることを特徴とするエンジンの制御方法。
【請求項１２】
実際の前記パラメータの値を検出するステップと、
前記検出されたパラメータの値に対応する煤の推定堆積量と推定焼落量とを前記記憶手段から決定するステップと、
前記決定された推定堆積量と推定焼落量とに基づいて煤の推定残存量を決定するステップと、
前記決定された推定残存量に応じた時間だけ前記可動ベーンを強制的に開閉駆動するステップと
をさらに備えた請求項１１記載のエンジンの制御方法。
【請求項１】
可動ベーンを含む可変容量機構を有するターボチャージャを備えたエンジンの制御装置において、
エンジン運転状態を表すパラメータの値に応じて予め定められ、前記可変容量機構の可動部付近に堆積したと推定される煤の量を記憶する第１の記憶手段と、
前記パラメータの値に応じて予め定められ、前記可動部付近から焼落したと推定される煤の量を記憶する第２の記憶手段と、
実際の前記パラメータの値を検出する検出手段と、
前記検出されたパラメータの値に対応する煤の推定堆積量と推定焼落量とを前記第１の記憶手段と前記第２の記憶手段とから決定する第１の決定手段と、
前記決定された推定堆積量と推定焼落量との差を求めることにより煤の推定残存量を決定する第２の決定手段と、
前記決定された推定残存量に応じて前記可動ベーンを強制的に開閉駆動する駆動手段と を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記パラメータが、エンジン回転速度、エンジン負荷、及びエンジン温度のうちの少なくとも一つからなる請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記パラメータがエンジン回転速度からなり、前記推定堆積量は前記エンジン回転速度が高いほど小さな値であり、前記推定焼落量は前記エンジン回転速度が高いほど大きな値である請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記パラメータがエンジン負荷からなり、前記推定堆積量は前記エンジン負荷が高いほど小さな値であり、前記推定焼落量は前記エンジン負荷が高いほど大きな値である請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記パラメータがエンジン温度からなり、前記推定堆積量は前記エンジン温度が高いほど小さな値であり、前記推定焼落量は前記エンジン温度が高いほど大きな値である請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記推定残存量を所定のしきい値と比較する比較手段をさらに備え、前記推定残存量が前記しきい値を上回ったとき、前記駆動手段が前記推定残存量に応じた時間だけ前記可動ベーンを強制駆動する請求項１乃至５いずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記駆動手段が、前記可動ベーンを開方向と閉方向とに少なくとも１回ずつ作動させるパターンを１回の駆動として前記可動ベーンの強制駆動を実行する請求項１乃至６いずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記推定堆積量と前記推定焼落量と前記推定残存量とが前記強制駆動の回数の単位を有する請求項７記載のエンジンの制御装置。
【請求項９】
前記駆動手段が、前記可動ベーンの目標開度を決定する第３の決定手段を備え、この決定された目標開度は、時間軸に対する矩形波になまし処理を行った後の波形に沿った値である請求項１乃至８いずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１０】
前記駆動手段が、エンジン運転状態がアイドル領域にあるときに強制駆動を実行する請求項１乃至９いずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１１】
可動ベーンを含む可変容量機構を有するターボチャージャを備えたエンジンの制御方法において、
エンジン運転状態を表すパラメータの値に応じて、前記可変容量機構の可動部付近に堆積したと推定される煤の量を予め定めるステップと、
前記パラメータの値に応じて、前記可動部付近から焼落したと推定される煤の量を予め定めるステップと、
これら煤の推定堆積量と推定焼落量とをそれぞれ前記パラメータの値に関連づけて記憶手段に記憶させるステップと
を備えることを特徴とするエンジンの制御方法。
【請求項１２】
実際の前記パラメータの値を検出するステップと、
前記検出されたパラメータの値に対応する煤の推定堆積量と推定焼落量とを前記記憶手段から決定するステップと、
前記決定された推定堆積量と推定焼落量とに基づいて煤の推定残存量を決定するステップと、
前記決定された推定残存量に応じた時間だけ前記可動ベーンを強制的に開閉駆動するステップと
をさらに備えた請求項１１記載のエンジンの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１０５０１７（Ｐ２００６−１０５０１７Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９２４２７（Ｐ２００４−２９２４２７）
【出願日】平成１６年１０月５日（２００４．１０．５）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月５日（２００４．１０．５）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]