[发明专利]涡轮增压器的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及安装在混合动力车辆等上的涡轮增压器的控制装置，更具体地，涉及可变喷嘴叶片式涡轮增压器的控制装置。

背景技术

车辆中的发动机(内燃发动机)通常装配有利用排气能量的涡轮增压器(增压器)。一般而言，涡轮增压器包括：涡轮，其由流过发动机排气通路的排气旋转；压缩机叶轮，其将进气通道中的空气迫压到发动机燃烧室中；以及联接轴，其联接涡轮与压缩机叶轮。在具有这种结构的涡轮增压器中，当排气流向涡轮并且使涡轮旋转时，该旋转经由联接轴被传递到压缩机叶轮。因此，压缩机叶轮的旋转将进气通路中的空气迫压到燃烧室中。

作为涡轮增压器中的一种，可变喷嘴叶片式涡轮增压器是已知的，其中涡轮侧设有可变容量。可变喷嘴叶片式涡轮增压器包括可变喷嘴叶片机构(VN机构)和致动器(马达式致动器)。可变喷嘴叶片机构包括多个喷嘴叶片(也称为“可运动叶片”)，所述多个喷嘴叶片布置在例如涡轮壳体中的排气流路中并且改变排气流路的流路面积。致动器使喷嘴叶片运动(旋转)。通过改变喷嘴叶片的开度，改变相邻喷嘴叶片之间的流路面积(喉道面积)，从而调节朝涡轮引导的排气的流速。因此，通过调节排气的流速，调节涡轮和压缩机叶轮的转速，从而能够调节被引导到发动机燃烧室中的空气的压力。此外，通过以这种方式调节进入燃烧室中的空气的量，能够既提高发动机输出又防止燃烧室内部的异常燃烧。此外，这种类型的可变喷嘴叶片式涡轮增压器可设有止动件，止动件限制喷嘴叶片的运动范围，即它们在关闭状态下的位置及它们在打开状态下的位置(例如见PTL1和2)

[引用列表]

[专利文献]

[PTL1]JP 2003-129853A

[PTL2]JP 2003-129854A

[PTL3]JP 2010-025054A

发明内容

[技术问题]

当前，在具有发动机和电动马达作为行驶动力源的混合动力车辆中，如果在发动机行驶期间满足了预定的发动机停止条件，则发动机停止并且驱动轮仅由电动马达的动力驱动。当车辆在发动机停止的状态下行驶时，有可能发生连杆或杆等可变喷嘴叶片机构的构成构件因车辆行驶期间的振动而受到磨损的情况。也就是说，在马达驱动式的可变喷嘴叶片式涡轮增压器的控制中，在发动机停止后，电动马达通常处于没有电流流过电动马达的状态，并且没有负载作用在连杆、杆等上(无约束状态)。因此，当振动(如行驶振动)从外部作用在可变喷嘴叶片机构上时，连杆、杆等容易在装配于它们的部件上滑动(即，它们的游隙部滑动)，从而可能发生磨损。当该磨损进行时，存在涡轮增压压力控制发生故障的风险。

考虑到这些情况，本发明的目的在于实现对安装在车辆上的可变喷嘴叶片式涡轮增压器进行以下控制：在车辆行驶中发动机停止期间，防止可变喷嘴叶片机构的构成构件——如连杆或杆——的磨损。

[解决方案]

根据本发明，提供了一种涡轮增压器的控制装置，其包括涡轮，涡轮设置在安装于车辆上的发动机的排气通路中；压缩机叶轮，压缩机叶轮设置在发动机的进气通路中；可变喷嘴叶片机构，可变喷嘴叶片机构包括设置在涡轮的外周侧的多个喷嘴叶片，可变喷嘴叶片机构利用多个喷嘴叶片调节排气流；以及驱动喷嘴叶片机构的致动器。涡轮增压器的控制装置具有以下技术特征：只要在车辆行驶中发动机停止，控制装置就持续使可变喷嘴叶片机构的可运动构件(例如驱动连杆)抵靠于机械止动件的抵靠控制。

在本发明中，车辆行驶中“发动机停止”不仅包括发动机转速为“0”(活塞停止)的情况，还包括即使活塞在发动机的驱动停止的状态(燃料切断的状态)下运动、但例如因为进气门和排气门均“关闭”所以没有气体从发动机的燃烧室流到排气系统(喷嘴叶片)的情况。

上述机械止动件的一个更具体的示例是限制喷嘴叶片的运动范围的止动件。在这种情况下，只要在车辆行驶中发动机停止，可变喷嘴叶片机构的可运动构件(例如驱动连杆)就可抵靠于限制喷嘴叶片的关闭侧位置的全闭止动件，或者可变喷嘴叶片机构的可运动构件(例如打开/关闭臂)可抵靠于限制喷嘴叶片的打开侧位置的全开止动件。

此外，本发明的具体构造的一个示例是这样的，其中驱动可变喷嘴叶片机构的致动器是包括电动马达的马达式致动器，只要在车辆行驶中发动机停止，致动器就通过持续地使电流流过电动马达而持续地进行抵靠控制。