CN103221657A - 涡轮增压器的控制装置 - Google Patents

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Abstract

在涡轮增压器中，包括：可变喷嘴叶片机构，该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喷嘴叶片调节排气流；以及驱动喷嘴叶片机构的致动器，只要在车辆行驶中发动机停止，就持续使可变喷嘴叶片机构的可运动构件抵靠于机械止动件的控制，其中该机械止动件限制喷嘴叶片的运动范围。因此，在车辆行驶中发动机停止期间能够防止构成可变喷嘴叶片机构的例如连杆和杆的磨损。

Description

涡轮增压器的控制装置
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。
以下是本发明的操作介绍。首先，当可变喷嘴叶片机构的可运动构件(例如驱动连杆等)以预定的负载抵靠于机械止动件(例如，限制喷嘴叶片的运动范围的止动件)时，消除了可变喷嘴叶片机构的滑动部——如驱动连杆和杆——的游隙(间隙)，并且连杆和杆由负载(更具体地，由电动马达的驱动力)约束。也就是说，通过执行抵靠于止动件的抵靠控制，即使当车辆行驶期间的振动作用在可变喷嘴叶片机构上时，也能够防止连杆、杆在装配于它们的部件上滑动。并且通过只要在车辆行驶中发动机停止、就持续地进行抵靠于止动件的该抵靠控制(以下称为VN抵靠控制)，能够防止可变喷嘴叶片机构的例如连杆和杆在车辆行驶中发动机停止期间受到磨损。
在本发明中，在车辆行驶中持续地进行抵靠于止动件的抵靠控制的时间段是从发动机根据发动机停止请求(例如，发动机停止标记：开)而停止起到出现发动机启动请求(例如，发动机启动标记：开)为止。
这里，如果使用马达式致动器，则不需要在上述VN抵靠控制期间以全功率驱动电动马达。也就是说，能够确保以下负载的马达功率就足够了：在该负载下能够充分地约束可变喷嘴叶片机构构成构件，如连杆和杆。以下将介绍该VN抵靠控制期间的马达功率。
首先，可通过实验或模拟等预先测得马达负载下限，在该马达负载下限处，即使当车辆行驶期间的振动作用在可变喷嘴叶片机构上，例如连杆和杆也会受到约束而不滑动(游隙部滑动)。然后，可将通过为测得的马达负载下限增加预定的余裕而获得的值设定成马达目标功率(马达目标功率＝马达负载下限+余裕)，并且可执行电动马达的电流控制以便获得该马达目标功率。电动马达的电流控制的一个示例可以是这样的方法，其中，对流过电动马达的电流进行限制，从而获得小于满功率(例如为满功率的大约50％)的马达目标功率(从车辆电池供给到电动马达的电力的电压基本恒定)。
然后，通过以这种方式控制电动马达，能够减少当VN抵靠控制持续时消耗的电力。此外，能够避免马达负载变得过大，并且还能够抑制电动马达的寿命缩短。
[有益效果]
根据本发明，只要在车辆行驶中发动机停止，就持续地进行可变喷嘴叶片机构的抵靠控制，使得能够防止可变喷嘴叶片机构的构成构件——如连杆和杆——在车辆行驶中发动机停止期间受到磨损。
附图说明
图1是示出装配有应用本发明的涡轮增压器的车辆的示例的示意图。
图2是示出发动机所装配的涡轮增压器的示例的示意图。
图3是示出发动机所装配的涡轮增压器的示例的纵剖视图。
图4是示出从涡轮增压器外部观察的可变喷嘴叶片机构的图。注意图4示出了喷嘴叶片处于打开侧的状态。
图5是示出从涡轮增压器内部观察的可变喷嘴叶片机构的图。注意图5示出了喷嘴叶片处于打开侧的状态。
图6是示出从涡轮增压器外部观察的可变喷嘴叶片机构的图。注意图6示出了喷嘴叶片处于全闭位置的状态。
图7是示出从涡轮增压器内部观察的可变喷嘴叶片机构的图。注意图7示出了喷嘴叶片处于全闭位置的状态。
图8是示出诸如ECU之类控制系统的构造的框图。
图9是流程图，示出了在车辆行驶期间发动机停止时实施的控制的示例。
具体实施方式
以下是结合附图对本发明实施方式进行的介绍。
图1是示出应用本发明的混合动力车辆的示例的示意图。
本示例的混合动力车辆HV为FF(前置发动机，前轮驱动)式，并包括发动机1、主要用作发电机的第一电动发电机MG1、主要用作电动马达(马达)的第二电动发电机MG2、动力分割机构3、减速机构4、中间驱动齿轮51、中间从动齿轮52、终齿圈53、差动装置54、驱动轮6、以及ECU(电子控制单元)200。
ECU200例如由混合动力ECU、发动机ECU、电池ECU等构成，并且这些ECU连接成使它们能够互相通信。
以下是对发动机1、电动发电机MG1和MG2、动力分割机构3、减速机构4以及ECU200的各个部件的介绍。
-发动机-
发动机1是公知的通过燃烧燃料而输出动力的动力装置，如汽油发动机或柴油发动机，并且发动机1构造成使得能够控制其运转状态，如燃料喷射量和设置在进气通路11中的节气门13的节气门开度(进气量)。发动机转速传感器81检测作为发动机1输出轴的曲轴10的转速(发动机转速)。另外，该示例的发动机1装配有涡轮增压器100(见图2)。以下将介绍涡轮增压器100的构造。应当注意，节气门13由节气门马达14打开和关闭。此外，节气门13的开度由节气门开度传感器83检测。
发动机1的输出经由曲轴10和减振器2传递到输入轴21。减振器2例如是盘簧式驱动桥减振器，并且吸收发动机1的扭矩波动。应当注意，输入轴21的另一端联接于油泵22，油泵22接收输入轴21的旋转扭矩以操作油泵22。
-电动发电机-
第一电动发电机MG1是交流同步发电机，其包括由永磁体制成的转子MG1R以及具有三相绕组的定子MG1S并且用作发电机以及电动马达(马达)，所述永磁体以能够相对于输入轴21旋转的方式被支撑。第二电动发电机MG2也是交流同步发电机，其包括由永磁体制成的转子MG2R以及具有三相绕组的定子MG2S并且用作电动马达(马达)以及发电机，所述永磁体以能够相对于输入轴21旋转的方式被支撑。
如图8所示，第一电动发电机MG1和第二电动发电机MG2均通过逆变器300连接至HV电池(蓄电器)400。逆变器300由ECU200控制，并且通过控制该逆变器300将电动发电机MG1和MG2设定成再生或驱动(辅助)。再生电力经由逆变器300被充入HV电池400。用于电动发电机MG1和MG2的驱动电力由HV电池400经由逆变器300供给。
-动力分割机构-
如图1所示，动力分割机构3由包括恒星齿轮S3、小齿轮P3、齿圈R3和行星齿轮架CA3的行星齿轮系构成。恒星齿轮S3是在多个齿轮元件的中央绕其自身自转的外齿轮。小齿轮P3是在与恒星齿轮S3相接触地绕恒星齿轮S3公转的同时绕其自身自转的外齿轮。齿圈R3是呈中空环形并与小齿轮P3啮合的内齿轮。行星齿轮架CA3支撑小齿轮P3并通过小齿轮P3的公转而绕其自身自转。行星齿轮架CA3以可旋转地固定的方式联接于发动机1侧的输入轴21。恒星齿轮S3联接于第一电动发电机MG1的转子MG1R从而与转子MG1R一体地旋转。
该动力分割机构3将发动机1和第二电动发电机MG2中至少一个的驱动力经由中间驱动齿轮51、中间从动齿轮52、终齿圈53以及差动装置54传递至左、右驱动轮6。
-减速机构-
如图1所示，减速机构4由包括恒星齿轮S4、小齿轮P4和齿圈R4的行星齿轮系构成。恒星齿轮S4是在多个齿轮元件的中央绕其自身自转的外齿轮。小齿轮P4是由齿轮架(驱动桥箱)CA4可旋转地支撑、并且在与恒星齿轮S4相接触地绕恒星齿轮S4公转的同时绕其自身自转的外齿轮。齿圈R4是呈中空环状并与小齿轮P4啮合的内齿轮。减速机构4的齿圈R4、动力分割机构3的齿圈R3以及中间驱动齿轮51彼此一体结合。恒星齿轮S4联接于第二电动发电机MG2的转子MG2R从而与转子MG2R一体地旋转。
该减速机构4以适当的减速比降低发动机1与第二电动发电机MG2中的至少一个的驱动力。降低后的驱动力经由中间驱动齿轮51、中间从动齿轮52、终齿圈53和差动装置54传递至驱动轮6。
-涡轮增压器-
参见图2和图3，以下是对发动机1所装配的涡轮增压器100的描述。
本示例的涡轮增压器100包括布置在排气通路12中的涡轮101、布置在进气通路11中的压缩机叶轮102、以及整体地将涡轮101与压缩机叶轮102联接成一体的联接轴103。布置在排气通路12中的涡轮101由排气的能量旋转，并且布置在进气通路11中的压缩机叶轮102随同旋转。由此，压缩机叶轮102的旋转将吸入空气增压，并且增压空气被迫压到发动机1各气缸的燃烧室中。
应当注意，涡轮101容纳在涡轮壳体111内，而压缩机叶轮102容纳在压缩机壳体112内。此外，支撑联接轴103的浮动轴承104容纳在中央壳体113内，并且涡轮壳体111和压缩机壳体112附接于该中央壳体113的两侧。
本示例的涡轮增压器100是可变喷嘴涡轮增压器(VNT)，并且在涡轮101侧设置有可变喷嘴叶片机构120。通过调节该可变喷嘴叶片机构120的开度(VN开度)，能够调节发动机1的增压压力。参照图2至图7介绍该可变喷嘴叶片机构120。
可变喷嘴叶片机构120布置在涡轮增压器100的涡轮壳体111与中央壳体113之间形成的联接室114中。
可变喷嘴叶片机构120包括：环形协调环122；定位在协调环122内侧的多个打开/关闭臂123......123，打开/关闭臂123的一部分与协调环122相接合；用于驱动打开/关闭臂123的主臂124；联接于各个打开/关闭臂123的叶片轴125，叶片轴125用于驱动喷嘴叶片121；以及保持叶片轴125的喷嘴板126。
可变喷嘴叶片机构120是用于调节等间隔布置的多个(例如，12个)喷嘴叶片121......121的转动角度(转动姿态)的机构。多个喷嘴叶片121......121布置在涡轮101的外周侧。喷嘴叶片121布置在喷嘴板126上，并且能够绕叶片轴125转动预定的角度。
通过使联接于主臂124的驱动连杆127转动预定的角度，可变喷嘴叶片机构120将该转动力经由主臂124、协调环122以及打开/关闭臂123传递至喷嘴叶片121，从而转动喷嘴叶片121。更具体地，驱动连杆127能够绕驱动轴128转动。驱动轴128联接于驱动连杆127和主臂124使它们一起转动。当通过转动驱动连杆127使驱动轴128转动时，则该转动力被传递到主臂124。主臂124内周侧的端部固定于驱动轴128。主臂124外周侧的端部与协调环122相接合，并且当主臂124绕驱动轴128转动时，则该转动力被传递到协调环122。
打开/关闭臂123的外周侧的端部固定于协调环122的内周面，并且当协调环122转动时，则该转动力被传递到打开/关闭臂123。更具体地，协调环122布置成能够相对于喷嘴板126在周向方向上滑动。主臂124和打开/关闭臂123的外周侧的端部装配到布置在协调环122的内周缘处多个凹部122a上，并且协调环122的旋转力被传递到打开/关闭臂123。
应当注意，喷嘴板126固定于涡轮壳体111。销126a(见图4和图6)插入到喷嘴板126中，并且滚筒126b装配至销126a。滚筒126b引导协调环122的内周面。这样，协调环122由滚筒126b保持并且能够在预定的方向上转动。
打开/关闭臂123能够绕叶片轴125转动。叶片轴125由喷嘴板126以可旋转的方式支撑，并且打开/关闭臂123和喷嘴叶片121由叶片轴125联接，使得它们能够一起转动。此外，当打开/关闭臂123随协调环122的转动一起转动时，则该转动运动被传递至叶片轴125。因此，喷嘴叶片121随叶片轴125和打开/关闭臂123一起转动。
容纳有涡轮101的涡轮壳体111设置有涡轮壳体涡旋室111a。排气被供给至该涡轮壳体涡旋室111a，并且涡轮101被排气蒸汽旋转。在这种情况下，通过如上述那样调节喷嘴叶片121的转动位置并设定喷嘴叶片121的转动角度，能够调节排气从涡轮壳体涡旋室111a到涡轮101的流量和流速。因此，变得能够调节增压能力，并且如果以使得喷嘴叶片121之间的流路面积(喉道面积)在发动机1低转速期间减小、从而提高排气流速的方式调节喷嘴叶片121的转动位置(移位)，则能够从低发动机转速区域获得高增压压力。
可变喷嘴叶片机构120的驱动连杆127连接于杆129。该杆129是联接于VN致动器140的杆形构件。该VN致动器140包括电动马达(直流马达)141和转化机构，该转化机构将该电动马达141的旋转转化成直线运动并将直线运动传递到杆129(例如，具有蜗杆和与蜗杆啮合的蜗轮的齿轮机构；图中未示出)。
如图2所示，VN致动器140由VN控制器150进行驱动控制。响应于由ECU200供给的信号(例如喷嘴叶片开度指令值等)，VN控制器150控制流过VN致动器140的电动马达141的电流。检测喷嘴叶片121的位置(开度)的喷嘴位置传感器142的输出信号被输入到VN控制器150。VN控制器150还设置有检测电动马达141的电流值的电流检测传感器151。应当注意，来自辅助电池500的电力被供给至电动马达141。
此外，响应于来自ECU200的信号(开度指令值等)，VN控制器150控制VN致动器140的电动马达141的电流(旋转驱动VN致动器140的电动马达141)，电动马达141的旋转力经由上述旋转机构传递到杆129，并且驱动连杆127随杆129的该运动(前进/后退运动)而转动，使得喷嘴叶片121转动(移位)。
更具体地，如图4所示，通过沿图4中箭头X1的方向拉动杆129(使杆129后退)，协调环122沿图4中箭头Y1的方向转动，并且如图5所示，喷嘴叶片121绕叶片轴125沿图5中的逆时针方向(方向Y1)转动，从而将喷嘴叶片开度(VN开度)设定成更大。
另一方面，如图6所示，通过沿图6中箭头X2的方向推动杆129(使杆129前进)，协调环122沿图6中箭头Y2的方向转动，并且如图7所示，喷嘴叶片121绕叶片轴125沿图7中的顺时针方向(方向Y2)转动，从而将喷嘴叶片开度(VN开度)设定成更小。
在本示例的可变喷嘴叶片机构120中，喷嘴叶片121的运动范围(打开/关闭范围)由全闭止动件131和全开止动件132规定。
如图4和图6所示，全闭止动件131布置在与驱动连杆127相对的位置处，并且通过使驱动连杆127抵靠于全闭止动件131而限制喷嘴叶片121的关闭侧的位置(全闭位置)。
如图4和图6所示，在圆环形喷嘴板126的三个(旋转对称的)位置处设置有全开止动件132。全开止动件132定位在相邻的打开/关闭臂123之间。此外，当喷嘴叶片121向打开侧转动(移位)到最大时，通过使打开/关闭臂123抵靠于对应的全开止动件132而限制喷嘴叶片121的打开侧的位置(全开位置)。
应当注意，在装配有可变喷嘴叶片式涡轮增压器100的车辆中，能够实施用于学习可变喷嘴叶片机构120的全闭位置的控制。更具体地，可执行这样的学习，其中在发动机停止期间，使驱动连杆127(喷嘴叶片121)抵靠于全闭止动件131，并且采用该抵靠位置——即基准位置(机械上的全闭位置)——处的开度指令值作为比用于控制到全闭位置的开度指令值(100％)更接近关闭侧的值(例如，开度指令值＝105％)。然后，在常规发动机运转期间、喷嘴叶片121开度控制(VN控制)中，通过响应于处于0％到100％(其中100％对应于向全闭位置的控制)的范围内的发动机运转状态调节开度指令值，来控制NV开度。
-ECU-
ECU200是协调控制发动机1与两个电动发电机MG1和MG2的电子控制装置，并且例如包括CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机读取存储器)以及备份RAM。ROM存储多种类型的控制程序以及当执行这些控制程序时所参照的映射等。CPU基于存储在ROM中的控制程序和映射执行计算处理。RAM是临时存储CPU的计算结果以及由传感器输入的数据等的存储器。备份RAM是存储——例如在发动机1停止期间——需要保持的数据的非易失性存储器。
如图8所示，ECU200连接于：发动机转速传感器81，其检测用作发动机1输出轴的曲轴10的转速(发动机转速，rpm)；加速器开度传感器82，其检测加速器踏板被下压了多少(加速器开度)；节气门开度传感器83；空气流量计84，其检测吸入的空气量(进气量)；进气温度传感器85，其检测吸入空气的温度；水温传感器86，其检测发动机1的冷却水的温度(冷却水温)；以及车速传感器87，其检测车辆的速度。来自这些传感器的信号被输入到ECU200。此外，ECU200连接至例如打开和关闭发动机1的节气门13的节气门马达14、燃料喷射装置15、以及VN控制器150(VN致动器140)。
基于上述传感器的输出信号，ECU200控制发动机1的多个方面，例如发动机1的节气门开度(进气量)和燃料喷射量。此外，ECU200实施以下所述的“VN控制”。
此外，为了管理HV电池400，ECU200基于由用于HV电池的电池传感器(未示出)检测到的累计充电/放电电流、由电池温度传感器检测到的电池温度等计算HV电池400的充电状态(SOC)、HV电池400的输入限制Win和输出限制Wout。
逆变器300连接于ECU200。逆变器300例如响应于来自ECU200的指令信号而将来自HV电池400的直流电流转化成用于驱动电动发电机MG1和MG2的电流，而另一方面，将第一电动发电机MG1由发动机1的动力产生的交流电流、以及通过再生制动由第二电动发电机MG2产生的交流电流转化成直流电流，用于为HV电池400充电。此外，根据行驶状态，逆变器300供给由第一电动发电机MG1产生的交流电作为第二电动发电机MG2的驱动电力。
在本示例中的混合动力车辆中，在发动机运转(其包括由第二电动发电机MG2辅助的运转)期间、以及在马达运转(利用第二电动发电机MG2运转)期间，实施间歇运转，其中当满足预定条件时发动机1自动停止和启动。
更具体地，在发动机运转期间，如果例如发动机1的冷却水温为至少预定温度(例如55℃到65℃)，HV电池400的充电状态SOC处于预定控制范围内，并且与加速器踏板的下压量(加速器开度)相对应的请求动力(驱动轮输出)不大于预定值(例如2kW至10kW)，则ECU200判定满足发动机停止条件(发动机停止标记：开)。当满足发动机停止条件时，则通过停止对发动机1的燃料供给(切断燃料)进而停止发动机1来转换成马达运转。注意在本示例的混合动力车辆中，能够在马达运转期间完全停止发动机1(发动机转速＝0)。
在马达运转期间，如果例如因加速器踏板下压量增加而造成请求动力超过第二电动发电机MG2的正常输出，或者如果HV电池400的充电状态SOC降低并且变得有必要用第一电动发电机MG1发电，则ECU200判定满足发动机启动条件(发动机启动标记：开)。当满足发动机启动条件时，不再切断燃料(启动对发动机1的燃料供给)，并且通过用第一电动发电机MG1转动曲柄来启动发动机1。
-VN控制-
以下是在车辆行驶中发动机停止期间可变喷嘴叶片机构120的控制(VN控制)的介绍。
首先，在常规控制中，发动机停止期间的VN开度由向全闭位置的控制(开度指令值：100％)设定。此外，当实施上述全闭位置学习时在发动机停止期间驱动连杆127(喷嘴叶片121)抵靠于全闭止动件131，但是在任何情况下，在处理停止的时刻流过VN致动器140的电动马达141的电流停止，并且在停止发动机后，不再有电流流过电动马达141。
现在，如上所述，在混合动力车辆中，当在发动机运转期间满足发动机停止条件时，燃料切断并且发动机1停止，使得转换成马达运转，但是当在发动机1停止的时候行驶时，例如驱动连杆127和杆129——它们是可变喷嘴叶片机构120的构成构件——可能因车辆行驶时的振动而受到磨损。也就是说，在常规控制中，如上所述，在发动机已经停止后没有电流流过电动马达141，因此呈现没有负载作用在诸如驱动连杆127和杆129之类构件上的状态(无约束状态)。因此，当振动(例如行驶振动)从外部施加到可变喷嘴叶片机构120上时，驱动连杆127和杆129容易在装配于它们的部件上滑动(在它们的游隙部侧)，从而会发生磨损。当该磨损进行时，有在增压压力控制方面发生故障的风险。
还应当注意，在喷嘴叶片121的运动范围(开度指令值：0％......100％)中，可变喷嘴叶片机构120的构成构件，如驱动连杆127和杆129，处于它们能够滑动的状态，但是在发动机操作期间，排气朝喷嘴叶片121流动，并且驱动连杆127和杆129由该排气的气压约束，即，有负载作用在喷嘴叶片121上，所以不会发生磨损问题。
在该示例中，考虑了上述问题，并且提出了这样的技术特征：当在车辆行驶中发动机1停止期间，持续地进行使可变喷嘴叶片机构120的可运动构件机械地抵靠于止动件的控制，从而抑制喷嘴叶片机构120的构成构件——如驱动连杆127和杆129——的磨损。
参照图9的流程图介绍为此进行的具体控制(VN控制)。图9中的流程图由ECU200执行。
首先，在步骤ST101，判断是否在车辆行驶中给出了“发动机停止标记：开”。如果该判断结果是否定的(否)，则程序返回。如果步骤ST101的判断结果是肯定的(是)(即，“在车辆行驶中有发动机停止标记：开”)，则如上述那样切断燃料并且发动机1停止。注意，基于车速传感器87的输出信号执行对车辆是否在行驶的判定。
接下来，在步骤102判断发动机1是否停止。更具体地，在由发动机转速传感器81的输出信号计算出的发动机转速变成“0”的时刻，判定发动机停止。应当注意，还可以通过当发动机转速(检测值)小于即使当驱动连杆127(喷嘴叶片121)抵靠于全闭止动件131(VN抵靠)时涡轮增压器100的转速也不发生增加的值(发动机转速)时、在例如发动机转速接近“0”的状态下判定“发动机停止”来执行对发动机是否停止的判断。
当步骤ST102中的判断结果变成肯定的(是)时，在步骤ST103使电流流过VN控制器150的电动马达141(该电流控制随后介绍)，并且将喷嘴叶片121移位(转动)到关闭侧，使得驱动连杆127(喷嘴叶片121)抵靠于全闭止动件131(VN抵靠控制)。步骤ST103中的该VN抵靠控制持续实施，直到发动机启动标记变成“开”为止，并且在当“发动机启动标记：开”时——即，当步骤ST104中的判断结果变成肯定的(是)时——的时刻，使打开侧电流流过电动马达141(沿与VN抵靠控制中相反的方向流动的电流)，从而将控制喷嘴叶片121控制成打开到全开位置(步骤ST105)。
此后，不再切断燃料(启动对发动机1的燃料供给)，并且通过用第一电动发电机MG1摇动曲柄而启动发动机1以执行正常控制(步骤ST106......ST107)。更具体地，根据发动机运转状态，通过在0％至100％(其中100％对应于向全闭位置的控制)的范围内调节开度指令值来控制VN开度。
如上所述，采用本示例的VN控制，在车辆行驶中发动机停止期间，驱动连杆127(喷嘴叶片121)抵靠于全闭止动件131，从而消除了可变喷嘴叶片机构120的滑动部——如驱动连杆127和杆129——的游隙(间隙)，并且驱动连杆127和杆129由电动马达141的驱动力约束。也就是说，通过进行抵靠于止动件的抵靠控制，能够防止驱动连杆127和杆129在装配于它们的部件上滑动，并且即使当在车辆行驶期间的振动作用在可变喷嘴叶片机构120上时也是如此。并且通过只要车辆行驶中发动机停止就持续地进行该NV抵靠控制，能够防止可变喷嘴叶片机构120的构成构件——如驱动连杆127和杆129——在车辆行驶中发动机停止期间受到磨损。
在步骤ST103中的上述VN抵靠控制期间，电动马达141不需要以满功率驱动。也就是说，能够确保可变喷嘴叶片机构120的构成构件——如驱动连杆127和杆129——受到足够约束的马达功率就足够了。以下介绍该VN抵靠控制期间的马达功率。
首先，通过实验或模拟等预先测得马达负载下限，在该马达负载的下限处，即使当车辆行驶期间的振动作用在可变喷嘴叶片机构120上，例如驱动连杆127和杆129也会受到约束而不滑动(游隙部的滑动)。然后，将通过为由此测得的马达负载下限增加预定的余裕所获得的值设定成马达目标功率(马达目标功率＝马达负载下限+余裕)，并且应当执行电动马达141的电流控制以获得该马达目标功率。
电动马达141的电流控制的一个示例是这样的方法，其中，基于VN控制器150所设有的电流检测传感器151的输出信号，将流过电动马达141的电流限制成用以获得小于满功率(例如为满功率的大约50％)的马达目标功率(从辅助电池供给到电动马达141的电力的电压基本恒定)。然后，通过以这种方式控制电动马达，能够减少当VN抵靠控制持续时消耗的电力。此外，能够避免马达负载变得过大，并且还能够抑制电动马达141的寿命缩短。
-其它实施方式-
在上述示例中，在车辆行驶中发动机停止期间，实施使驱动连杆127(喷嘴叶片121)抵靠于全闭止动件131的抵靠控制(VN抵靠控制)，但替代地，还可以在车辆行驶中发动机停止期间通过持续地进行使打开/关闭臂123(喷嘴叶片121)抵靠于全开止动件132、而用马达负载来约束可变喷嘴叶片机构120的构成构件，如驱动连杆127和杆129。
以上示出了本发明应用于FF(前置发动机、前轮驱动)车辆中的涡轮增压器的控制(VN控制)的示例，但并不局限于此，本发明还能够应用于FR(前置发动机、后轮驱动)车辆或四轮驱动车辆中的涡轮增压器的控制(VN控制)。
此外，混合动力车辆的驱动桥也并不局限于图1中示出的实施方式，而是本发明还能够应用于这样的混合动力车辆中的涡轮增压器的控制：该混合动力车辆装配有另一适当实施方式的驱动桥，例如设有变速功能的驱动桥，借助该驱动桥、通过摩擦接合元件的接合/脱离而执行变速。
以上介绍了本发明应用于装配有两个电动马达——即第一电动发电机和第二电动发电机——的混合动力车辆的控制的示例，但本发明还能够应用于装配有一个电动马达或三个或更多电动马达的混合动力车辆的涡轮增压器的控制(VN控制)。
以上介绍了本发明应用于通过在车辆行驶时停止发动机(活塞停止)而使发动机转速为“0”的系统的混合动力车辆中的涡轮增压器的控制(VN控制)的示例，但并不局限于此，也可以将本发明应用于以下系统的混合动力车辆中的涡轮增压器的控制(VN控制)：其中，活塞运动，但通过关闭进气门和排气门使排气不流过排气系统(喷嘴叶片)而使车辆行驶中发动机驱动停止。此外，在常规车辆中同样，能够将本发明应用于在发动机停止后车辆继续行驶一会的车辆中的涡轮增压器的控制(VN控制)。
注意在本发明中，还能够采用负压致动器或液压致动器作为驱动可变喷嘴叶片机构的致动器，而不是利用电动马达为驱动源的马达式致动器。
[工业应用]
本发明能够用在安装于混合动力车辆等上的涡轮增压器的控制装置，并且更具体地，能够有利地用在可变喷嘴叶片式涡轮增压器的控制装置中。
[附图标记列表]
1 发动机
12 排气通路
81 发动机转速传感器
87 车速传感器
100 涡轮增压器(可变喷嘴叶片式涡轮增压器)
101 涡轮
102 压缩机叶轮
120 可变喷嘴叶片机构
121 喷嘴叶片
127 驱动连杆
128 驱动轴
129 杆
131 全闭止动件(机械止动件)
132 全开止动件(机械止动件)
140 VN致动器
141 电动马达
150 喷嘴叶片控制器
151 电流检测传感器
200 电子控制单元
500 辅助电池

Claims (5)

1.一种涡轮增压器的控制装置，包括：
涡轮，所述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，所述压缩机叶轮设置在所述发动机的进气通路中；
可变喷嘴叶片机构，所述可变喷嘴叶片机构包括设置在所述涡轮的外周侧的多个喷嘴叶片，所述可变喷嘴叶片机构利用所述多个喷嘴叶片调节排气流；以及
驱动所述可变喷嘴叶片机构的致动器；
其中，只要在所述车辆行驶中所述发动机停止，所述控制装置就持续使所述可变喷嘴叶片机构的可运动构件抵靠于机械止动件的抵靠控制。
2.如权利要求1所述的涡轮增压器的控制装置，
其中，所述机械止动件是限制所述喷嘴叶片的运动范围的止动件。
3.如权利要求1或2所述的涡轮增压器的控制装置，
其中，驱动所述可变喷嘴叶片机构的所述致动器是包括电动马达的马达式致动器，只要在所述车辆行驶中所述发动机停止，所述致动器就通过持续地使电流流过所述电动马达而持续地进行所述抵靠控制。
4.如权利要求3所述的涡轮增压器的控制装置，
其中，在所述抵靠控制期间，流过所述电动马达的所述电流受到限制。
5.如权利要求1至4中任一项所述的涡轮增压器的控制装置，
其中，所述抵靠控制从所述发动机根据发动机停止请求而停止时起一直持续到出现发动机启动请求。
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