CN104712421B - 可变容量型增压器以及可变容量型增压器用控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供可变容量型增压器以及可变容量型增压器用控制器。在喷嘴叶轮(4)的开度通知机构的动作状态的检测中，即使假设开度调整机构是动作不良状态，传动器(64)也可以通过不会在各部发生损伤的程度的比通常要低的驱动扭矩来进行动作。并且，如果喷嘴叶轮(4)在判定计数时间内没有达到目标开度，则检测出开度调整机构的动作状态不是正常状态。在开度调整机构的冻结消除处理中，传动器(64)保持以比通常低的驱动扭矩进行动作，喷嘴叶轮(4)确认在判定计数时间内是否达到目标开度。在此期间，使发动机的废气通过喷嘴叶轮(4)和该开度调整机构部分。当开度调整机构为冻结状态时，利用所通过的废气热来达到消除冻结状态。

Description

可变容量型增压器以及可变容量型增压器用控制器

技术领域

本发明涉及对提供给发动机的空气进行增压的可变容量型增压器和其控制器，具体涉及控制对配置在涡轮叶轮外周的可变喷嘴叶轮的开度进行调整的传动器的动作的可变容量型增压器和其控制器。

背景技术

增压器(Turbo charger涡轮增压器)是一种通过发动机的废气旋转驱动涡轮，通过与涡轮机械连接的压缩机压缩吸入空气，将加压后的空气提供给发动机，提高发动机的性能的装置。

涡轮增压器用的涡轮一般是辐流式汽轮机，为了向辐流式汽轮机的外周供给废气而使用涡管。涡管是使来自发动机的废气的流动进行回转流动而均一地分配给涡轮叶轮的外周的涡卷状的流路(室)。

上述涡轮增压器的问题点在于，通过涡管的流路形状来决定回转流速，由于低流量其流速不充足，因此涡轮能够在高负荷下运转的废气的流量范围狭窄。

因此，已经提出一种用于扩大能够提供给涡轮增压器的废气的流量范围的可变容量型增压器。这里，可变容量型增压器将配置在涡轮的废气流入部等涡轮叶轮的外周的多个叶轮设为可动，在废气为低流量的情况下能够通过调整叶轮开度而提高其流速。

并且，各个叶轮经由链接机构与传动器连接，通过传动器的动作经由链接机构各个叶轮联动地被开闭。

但是，如果在寒冷的地方使用可变容量型增压器，则在发动机停止期间废气中所包含的水分或者洗车时和降雨时从外部入侵的水分有可能积存在链接机构周边而冻结。这时候，如果在发动机起动时强行使链接机构动作，则使传动器的驱动扭矩增大，由此包括链接机构的叶轮的开度调整机构有可能会损伤。

因此，本申请人提出了在涡轮外壳的下部设置水的储槽和排水孔(参照日本公开专利公报：日本特开2012-102660号)。通过采用这样的结构，能够避免可变喷嘴叶轮的链接机构冻结。

发明内容

本发明的目的为提供可变容量型增压器和可变容量型增压器用的控制器，即使在发动机停止期间积存在涡轮外壳内的水分在包括可变喷嘴叶轮的链接机构的喷嘴叶轮的开度调整机构的周边发生冻结，也能够避免开度调整机构的损伤。

本发明的第一方式提供一种可变容量型增压器用控制器，其根据控制上述发动机的驱动的发动机控制单元发出的指令来控制通过配置在可变容量型增压器的涡轮叶轮外周的可变喷嘴叶轮的开度调整机构的传动器进行的动作，其中，可变容量型增压器对提供给发动机的空气进行增压，所述可变容量型增压器用控制器具备：

开始判定部，其判定通过上述控制器进行上述传动器的动作控制的开始；

扭矩控制部，其控制上述传动器的驱动扭矩；

冻结判定部，其根据上述开始判定部的判定结果，在从通过上述控制器进行上述传动器的动作控制的开始到经过一定时间为止的开始期间，在通过上述扭矩控制部限制上述驱动扭矩的上限的状态下，判定上述开度调整机构的冻结状态；

动作不良检测部，其根据上述开始判定部的判定结果，在上述开始期间结束后，检测上述开度调整机构的动作不良；

错误通知部，其在检测出上述开度调整机构的动作不良时，将上述开度调整机构的动作错误通知给上述发动机控制单元。

通过可变容量型增压器的可变喷嘴叶轮的开度调整机构的传动器进行的动作如果产生错误，一般将该情况通知给发动机控制单元。然后，接收到错误通知的发动机控制单元将进行适当的失效安全的控制。

对此，在第一方式的可变容量型增压器用控制器中，在从通过上述控制器进行上述传动器的动作控制的开始到经过一定时间为止的开始期间，在将传动器的驱动扭矩的上限限制为较低的状态下，进行开度调整机构的冻结状态的判定处理，之后进行喷嘴叶轮的开度调整机构的动作不良的检测处理。

这里，开始期间的长度，就是说一定时间的长度被设定为，传动器以由扭矩控制部进行限制的上限以下的驱动扭矩使开度调整机构动作，从而消除积存在涡轮外壳内的水分引起的开度调整机构的冻结所需要的时间以上的长度。另外，能够根据驱动可变容量型增压器的规格和使用环境等的条件，并基于计算和实验结果来决定开始期间(一定时间)的长度。

另外，将在开始期间中所限制的传动器的驱动扭矩的上限被限制为低于开始期间中以外的传动器的驱动扭矩的上限的值。具体地说，开始期间中所限制的驱动扭矩的上限被设定为，即使在因积存在涡轮外壳内的水分而冻结的状态下通过传动器驱动开度调整机构也不会对开度调整机构造成损伤的扭矩或者不足该转矩的扭矩。该上限也能够根据驱动可变容量型增压器的规格和使用环境等条件，并基于计算和实验结果来决定。

因此，在起动发动机的时刻，开度调整机构因在发动机停止期间积存在涡轮外壳内的水分而冻结的情况下，在发动机起动后开始，在涡轮外壳内冻结的水分通过废气的热溶解并蒸发。这样冻结被消除后的开度调整机构能够正常地进行动作，所以能够避免因在传动器冻结的状态下强行使开度调整机构动作而使其损伤。

另一方面，当由于叶轮和链接机构的动作性低下的原因而在开度调整机构产生动作错误时，在进行开度调整机构的冻结状态的判定处理期间，即便使发动机的废气通过可变容量型增压器的喷嘴叶轮和其开度调整机构，也不会消除动作错误。因此，在冻结状态的判定处理后开始的开度调整机构的动作不良的检测处理中，将开度调整机构的动作错误通知给发动机控制单元。另外，根据发动机控制单元发出的指令进行在将开度调整机构中发生的动作错误通知给发动机控制单元时由控制器进行的传动器的动作控制。

因此，即使发动机停止期间积存在涡轮外壳内的水分在包括可变喷嘴叶轮的链接机构的喷嘴叶轮的开度调整机构的周边冻结，也能够避免开度调整机构的损伤。

另外，上述冻结判定部可以具有：检测上述开始期间中上述开度调整机构的动作状态的动作状态检测部；和在上述开始期间中，检测出上述动作状态不是正常状态的情况后，进行通过上述发动机的废气来加热上述开度调整机构的冻结消除处理的冻结消除处理部。上述动作不良检测部在检测出上述动作状态是正常状态后，在上述开始期间结束后，可以检测上述开度调整机构的动作不良。

根据上述结构，在从通过上述控制器进行上述传动器的动作控制的开始到经过一定时间为止的开始期间中，当开度调整机构的动作状态不是正常状态时，假定开度调整机构为冻结状态，进行使用了发动机的废气热的开度调整机构的冻结消除处理。

因此，当因发动机停止期间积存在涡轮外壳内的水分导致开度调整机构冻结而发生动作错误时，能够尽早恢复到能够将可变喷嘴叶轮调整为与发动机控制单元的指令对应的开度的状态。

本发明的第二方式为一种可变容量型增压器，其根据控制发动机的驱动的发动机控制单元发出的指令，通过控制器控制配置在涡轮叶轮外周的可变喷嘴叶轮的开度调整机构的传动器的动作。通过作为上述控制器而使用的第一方式的可变容量型增压器用控制器的扭矩控制部来控制上述传动器的驱动扭矩。

根据第二方式的可变容量型增压器，通过第一方式的可变容量型增压器用控制器的扭矩控制部来控制传动器的驱动扭矩。因此，在发动机停止期间积存在涡轮外壳内的水分即使在包括可变喷嘴叶轮的链接机构的喷嘴叶轮的开度调整机构的周边发生了冻结，也能够避免损伤开度调整机构。

根据本发明，在发动机停止期间积存在涡轮外壳内的水分即使在包括可变喷嘴叶轮的链接机构的喷嘴叶轮的开度调整机构的周边发生了冻结，也能够避免损伤开度调整机构。

附图说明

图1是表示通过本发明的一个实施方式的控制器来控制通过可变喷嘴叶轮的开度调整机构的传动器进行的动作的容量可变型增压器的概略结构的说明图。

图2是表示通过图1的控制装置进行的开度调整机构的动作控制步骤的流程图。

图3是表示通过图1的控制装置进行的开度调整机构的动作控制步骤的流程图。

具体实施方式

以下说明本发明的实施方式。首先，参照图1的说明图，说明本发明的一个实施方式的控制器和通过该控制器来控制对可变喷嘴叶轮的开度进行调整的传动器的动作的容量可变型增压器的概略结构。

另外，在以下的说明中，设定XYZ正交坐标系，并参照该XYZ正交坐标系说明各个部件的位置关系。并且，将水平面内的预定方向设为X轴方向，将在水平面内与X轴方向正交的方向设为Y轴方向，将分别与X轴方向以及Y轴方向正交的方向(即垂直方向)设为Z轴方向。另外，分别将绕X轴、Y轴以及Z轴旋转的旋转方向设为θX、θY以及θZ方向。

图1表示作为本实施方式的可变容量型增压器的增压器(涡轮增压器)1。增压器1具备提供废气的涡轮叶轮2；在涡轮叶轮2的外周以包围该涡轮叶轮2的方式配置在废气流通的气体流路3上的作为可变喷嘴叶轮的多个喷嘴叶轮4；支承机构5，支承各喷嘴叶轮4使其能够分别绕预定轴旋转的支承机构5；使被支承机构5支承的喷嘴叶轮4绕预定轴进行旋转(进行开闭驱动)的传动器单元6；传动器控制单元8，其作为控制传动器单元6的驱动的可变容量型增压器用控制器。

传动器控制单元8经由CAN(控制器区域网络)20与设置在车辆(未图示)中且控制发动机的动作的发动机控制单元(ECU)30连接。传动器控制单元8在车辆的点火(IGN)开关为接通时，被供给来自电池(未图示)的动作用电源而工作。

另外，当IGN开关为开始位置，通过启动电动机(未图示)起动发动机时，在IGN开关切断后发动机停止之前，从ECU30周期地将喷嘴叶轮4的目标开度的指令信号等输入到传动器控制单元8。另一方面，在发动机(未图示)工作期间，从传动器控制单元8对ECU30输出通过传动器单元6进行的喷嘴叶轮4的开闭驱动的错误通知信号等。

另外，传动器控制单元8与能够测量时间的计时器IC9、存储与增压器1的动作有关的各种信息的存储装置10进行本地连接。

在本实施方式中，例如如日本特开2000-265846号公报所公开的那样，将来自发动机的废气提供给增压器1。增压器1具备收容涡轮叶轮2的涡轮外壳(未图示)。气体流路3在涡轮外壳和涡轮叶轮2之间以包围涡轮叶轮2的方式形成为环状。将来自发动机的废气经由形成在外壳上的导入口而提供给气体流路3。经由气体流路3将来自发动机的废气提供给增压器1的涡轮叶轮2。

涡轮叶轮2与轴部件J的一端连接。当涡轮叶轮2通过由发动机提供的废气而进行旋转时，轴部件J也旋转。轴部件J的中间部位于与涡轮外壳连接设置的轴承壳上。轴部件J的中间部在轴承壳中通过轴承部件(未图示)以可旋转的方式被支承。轴部件J的另一端与压缩机(未图示)的压缩机叶轮(未图示)连接。

压缩机叶轮被收容在与轴承壳连接设置的压缩机外壳(未图示)内。轴部件J进行旋转后在压缩机外壳内压缩机叶轮进行旋转，从而压缩机工作，气体被压缩。通过压缩机压缩后的高压气体被提供给发动机。在本实施方式中，轴部件J大致与X轴平行地设置。

喷嘴叶轮4以包围涡轮叶轮2的方式在废气流通的气体流路3中被配置多个。喷嘴叶轮4分别能够以支承轴51为旋转中心进行旋转。通过喷嘴叶轮4的旋转，能够调整废气进行流通的气体流路3的大小(有效面积)。即，本实施方式的增压器1是具备以包围涡轮叶轮2的方式配置在气体流路3上的为了调整该气体流路3的大小而可动的多个喷嘴叶轮4的所谓多叶轮方式的增压器。本实施方式中，支承轴51与X轴大致平行，每个喷嘴叶轮4以与X轴大致平行的支承轴51为旋转中心进行旋转(倾斜)(参照图1中的箭头K1)。

支承机构5具备与喷嘴叶轮4连接的支承轴51、使支承轴51可旋转地支承支承轴51的支承板52。喷嘴叶轮4固定在支承轴51的一端。支承板52以包围涡轮叶轮2的方式固定在增压器的外壳上。支承轴51可旋转地配置在形成在支承板52上的孔的内侧。

传动器单元6具备：机械臂部件61，其一端与支承轴51连接；连接部件62，其配置在形成在机械臂部件61的另一端的开口(凹部)61K(61k)的内侧，在该开口61K的内侧可动；驱动板(驱动环)63，其支承连接部件62；传动器64，其可移动驱动板63。

机械臂部件61固定在支承轴51的另一端。机械臂部件61在YZ平面内(与通过支承轴51形成的喷嘴叶轮4的旋转轴大概垂直的平面内)为略Y字形，包括固定在支承轴51的固定部61A、配置在相对于轴部件J远离固定部61A的位置并形成有开口(凹部)61K的二分支部61B。

驱动板63将支承板52作为导向装置而形成为环状。驱动板63相对于机械臂部件61可动。驱动板63与涡轮叶轮2大致同轴地配置，能够以与X轴大致平行的轴部件J作为旋转中心而旋转(倾斜)。

连接部件62固定在驱动板63上，配置在机械臂部件61的开口61K的内侧。在本实施方式中，连接部件62在YZ平面内(与通过支承轴51形成的喷嘴叶轮4的旋转轴大致垂直的平面内)是矩形(长方形或正方形)。

另外，传动器单元6具备：工作轴65，其与传动器64连接；机械臂部件67，其经由驱动杆66与工作轴65连接；连接部件68，其固定在驱动板63的预定位置，配置在形成在机械臂部件67的开口67K的内侧。

本实施方式中，传动器64包括旋转电动机(未图示)。传动器控制单元8通过从预定的电力供给装置向传动器64提供电力来驱动该传动器64。通过包括旋转电动机的传动器64进行驱动，工作轴65进行移动。在本实施方式中，通过传动器64进行驱动，工作轴65在Z轴方向移动(参照图1中的箭头K2)。

传动器64工作，工作轴65进行移动，由此机械臂部件67以旋转轴69为旋转中心在θX方向旋转(倾斜)，随着该机械臂部件67的旋转(移动)，驱动板63以轴部件J作为旋转中心相对于支承板52旋转(倾斜)(参照图1中的箭头K3、K4)。

连接部件62与驱动板63连接，驱动板63通过传动器64以轴部件J为旋转中心在θX方向旋转时，随着该驱动板63的旋转，连接部件62和驱动板63一起以轴部件J为旋转中心在θX方向移动。当连接部件62在θX方向移动时，机械臂部件61的二分支部61B被连接部件62按压，在θX方向移动。机械臂部件61的旋转中心是支承轴51，随着连接部件62的移动，机械臂部件61以支承轴51为旋转中心在θX方向旋转(倾斜)。

如上所述，喷嘴叶轮4固定在支承轴51的一端，机械臂部件61固定在支承轴51的另一端，喷嘴叶轮4与支承轴51和机械臂部件61为一体。因此，如果机械臂部件61进行旋转，则随着该机械臂部件61的旋转，支承轴51和机械臂部件61一起在θX方向旋转，并且随着该支承轴51的旋转，喷嘴叶轮4和支承轴51一起以支承轴51为旋转中心在θX方向旋转(倾斜)。

这样，传动器控制单元8通过驱动传动器64，能够经由驱动板63、连接部件62以及机械臂部件61，使喷嘴叶轮4以支承轴51为旋转中心在θX方向旋转(倾斜)。因此，在本实施方式中，通过支承机构51、传动器单元6的机械臂部件61、连接部件62以及驱动板63来构成链接各个喷嘴叶轮4并调整开度(气体流路3的有效面积)的开度调整机构。

在本实施方式中，驱动板63的旋转方向(θX方向)的连接部件62的外侧面62S和与该连接部件62的外侧面62S相对的机械臂部件61的开口61K的内侧面61T大致平行。并且，如果连接部件62在θX方向移动，则机械臂部件61的开口61K的内侧面61T被连接部件62的外侧面62S按压，机械臂部件61的二分支部61B在θX方向移动。

连接部件62的外侧面62S和机械臂部件61的开口61K的内侧面61T大致平行。因此，连接部件62的外侧面62S和机械臂部件61的开口61K的内侧面61T的接触面积变大。这样，关于驱动板63的旋转方向(θX方向)，能够良好地从连接部件62对机械臂部件61传输力。

另外，在本实施方式中，传动器单元6具备用于将机械臂部件67的旋转限制在预定范围内的制动器部件70。本实施方式中，制动器部件70固定在外壳的预定位置，例如在喷嘴叶轮4的全开位置和全闭位置，机械臂部件67与各个制动器部件70接触。

传动器64内置检测喷嘴叶轮4的开度(旋转位置)的检测装置(未图示)。该检测装置通过从喷嘴叶轮4的零点累积旋转电动机的旋转量以及旋转方向，检测喷嘴叶轮4的开度(旋转位置)。

喷嘴叶轮4的零点(零位置)可以设定在例如发动机停止时由传动器单元6进行强制移动的全开位置。旋转电动机的旋转量以及旋转方向例如可以利用个人电脑等根据与旋转电动机的输出轴连接的编码器所输出的编码器脉冲进行检测。

另外，检测装置在旋转电动机为步进电动机的情况下，能够使用个人电脑等根据旋转电动机的旋转过程中在非励磁状态的励磁线圈产生的感应电动势，来检测旋转电动机的旋转量以及旋转方向。

从传动器64向传动器控制单元8通知由检测装置检测出的喷嘴叶轮4的开度(旋转位置)。

传动器64在将发动机(未图示)的起动和停止从ECU30通知给传动器控制单元8时，通过传动器控制单元8的控制进行初始化动作。在初始化动作中，传动器64通过将机械臂部件67与喷嘴叶轮4的全开位置所对应的制动器部件70接触而使旋转电动机旋转到不能旋转为止。并且，传动器64通过检测装置检测旋转电动机的旋转停止，将这时的控制上的喷嘴叶轮4的开闭位置重置为零点(全开位置)。

传动器控制单元8从ECU30输入喷嘴叶轮4的目标开度的指令后，根据由传动器64的检测装置检测出的喷嘴叶轮4的开度(旋转位置)和目标开度来决定旋转电动机的旋转方向以及旋转量，将用于以所决定的旋转方向以及旋转量来使旋转电动机旋转的驱动信号输出给传动器64。

另外，ECU30指示的喷嘴叶轮4的控制上的目标开度的分辨率和由传动器64的旋转电动机实际进行调整的喷嘴叶轮4的开度的分辨率不同。因此，传动器控制单元8使用存储装置10中存储的表格，将由ECU30指示的控制上的目标开度的分辨率变换为通过旋转电动机的旋转而实现的喷嘴叶轮4的实际开度的分辨率，将其输出到传动器64。

接着，说明增压器1的动作的一个例子。这里，在以下的说明中，各个部件将图中从Y轴面向Z轴(从-X方向观察各个部件时，顺时针)的旋转方向适当地称为+θX方向，将其反方向(从-X方向观察各个部件时，逆时针)适当地称为-θX方向。

传动器控制单元8驱动传动器64，使得例如驱动板63在+θX方向进行旋转(参照图1中的箭头K3)。当驱动板63相对于支承板52在+θX方向旋转时，连接部件62使机械臂部件61的二分支部61B在+θX方向移动。如果机械臂部件61的二分支部61B在+θX方向移动，则该机械臂部件61将支承轴51作为旋转中心在+θX方向旋转，喷嘴叶轮4也在+θX方向旋转。通过喷嘴叶轮4分别在+θX方向旋转，相互相邻的喷嘴叶轮4之间彼此分离，气体流路3的大小(有效面积)变大。

另一方面，传动器控制单元8驱动传动器64，使得驱动板63在-θX方向进行旋转(参照图1中的箭头K4)。当驱动板63相对于支承板52在-θX方向旋转时，连接部件62使机械臂部件61的二分支部61B在-θX方向移动。如果机械臂部件61的二分支部61B在-θX方向移动，则该机械臂部件61将支承轴51作为旋转中心在-θX方向旋转，喷嘴叶轮4也在-θX方向旋转。喷嘴叶轮4分别在-θX方向旋转，由此相互相邻的喷嘴叶轮4之间彼此接近，气体流路3的大小(有效面积)变小。

本实施方式中，来自发动机的废气经由气体流路3流到图1中以虚线箭头F表示的方向，并提供给涡轮叶轮2。如果气体流路3的有效面积通过喷嘴叶轮4而变大，则废气容易流入涡轮叶轮2。另一方面，如果气体流路3的有效面积通过喷嘴叶轮4而变小，则废气难以流入涡轮叶轮2。

传动器控制单元8根据例如发动机的转速等发动机的运行状态，使配置在气体流路3的喷嘴叶轮4分别以支承轴为旋转中心进行旋转，调整提供给涡轮叶轮2的废气所流通的气体流路3的大小(有效面积)。例如，传动器控制单元8在废气的流量多的高负荷/高旋转区域，使喷嘴叶轮4在+θX方向旋转，从而使得气体流路3的有效面积变大。另一方面，传动器控制单元8在废气的流量变少的低负荷/低旋转区域，使喷嘴叶轮4在-θX方向旋转，从而使得气体流路3的有效面积变小。

但是，在增压器1的涡轮外壳内，在发动机停止期间，废气中的水分会凝结积存，或者在洗车时和下雨时从外部侵入的水分会积存。并且，例如如果在寒冷地方使用增压器1，则涡轮外壳内的水分会冻结，例如有可能驱动板63固定在即使移动传动器单元6的传动器64的旋转电动机也不能旋转的状态等、开度调整机构的部分由于水分的冻结而不能移动。

如果例如将高温的废气继续导入到涡轮外壳，则不久该冻结了的水分会由于该温度而融化。因此，本实施方式中，从发动机(未图示)的起动开始的一段时间，即使喷嘴叶轮4不能够通过传感器64进行旋转，传感器控制单元8也会执行以下的控制，即进行确认是由于水分冻结引起的动作不良还是由于机构的故障引起的动作不良的动作。

以下参照图2以及图3的流程图，包含在搭载了增压器1的车辆中发生的现象地说明传动器控制单元8进行的传动器64的动作控制步骤的概要。

首先，在图2所示的步骤S1至步骤S11中，进行初始设定。在该初始设定中，具体地说，如果在车辆(未图示)中为按键-接通(步骤S1)，开始对传动器控制单元8的供电(通电)(步骤S3)，则传动器控制单元8为了进行初始化动作而开始对传动器单元6的传动器(电动传动器)64进行通电(步骤S5)。

另外，在本实施方式中，将车辆的按键-接通，即车辆的IGN开关的接通和附属(ACC)开关的接通作为通过传动器控制单元8进行传动器64的动作控制的开始时刻。但是，也可以根据增压器的规格和使用环境等条件等，将车辆的按键-接通以外的任意时刻作为通过传动器控制单元8进行传动器64的动作控制的开始时刻。例如，也能够将发动机的起动时刻或检测出发动机转速达到固定值等的时刻作为通过传动器控制单元8进行的传动器64的动作控制的开始时刻。

另外，传动器控制单元8使用定时器IC9开始发动机(Eng)起动后判定计数器的计数(步骤S7)。之后，初始化动作结束后(初始化成立)(步骤S9)，根据ECU30发出的指令，开始进行使得通过传动器64使喷嘴叶轮4按照目标开度进行旋转的控制(步骤S11)。

接着，传动器控制单元8通过冻结判定控制模式控制传动器64的动作。在冻结判定控制模式下，传动器控制单元8不是根据ECU30发出的指令而是根据自身决定的内容来控制传动器64的动作。

然后，在如图2所示的步骤S13至步骤S23的冻结判定控制模式中，进行开度调整机构的冻结判定。在该冻结判定中，首先在前半的步骤S13至步骤S17中，进行开度调整机构的动作状态的检测。当检测出的动作状态不是正常状态时，在后半的步骤S19至步骤S23中，假定其原因为开度调整机构的冻结，从而进行冻结状态的消除处理。

然后，在前半的开度调整机构的动作状态的检测处理中，具体地说，传动器控制单元8首先确认发动机(Eng)起动后判定计数器进行计数的时间是否达到了判定计数时间(步骤S13)。该计数器进行计数的时间是从步骤S1的按键-接通(通过传动器控制单元8进行的传动器64的动作控制的开始)的经过时间。

另外，判定计数时间被设定为在后半进行的冻结状态的消除处理中，消除开度调整机构的冻结所需要的时间以上的长度。该判定计数时间的长度能够根据增压器1的规格和使用环境等的条件，基于计算和实验结果来决定。

当达到判定计数时间时(步骤S13为是)，转移到后述的步骤S25。当没有达到判定计数时间时(步骤S13为否)，将传动器64的驱动扭矩设定为使开度调整机构通常动作时的驱动扭矩，传动器64以该驱动扭矩进行动作(步骤S15)。

另外，传动器64的驱动扭矩例如如图2的步骤S15所示那样，通过开关信号控制施加到传动器64的电压，通过调整对于开关信号的周期的接通或切断时间的比例(占空比)，能够设定为任意的值。

接着，传动器控制单元8根据传动器64的检测装置的检测结果，确认在比判定计数时间更短的判定期间喷嘴叶轮4是否追随(到达)到了目标开度(步骤S17)。

这里，判定期间被设定为在各个喷嘴叶轮4达到目标开度为止所需要的时间加上若干的余量(margin)后的时间。另外，达到目标开度的所需时间被设定为传动器64通过在步骤S15设定的占空比的通电经由开度调整价格使各个喷嘴叶轮4旋转时的达到目标开度所需要的时间。

然后，当喷嘴叶轮4在判定期间追随到了目标开度时(步骤S17为是)，将处理转移到步骤S25。当喷嘴叶轮4在判定期间没有追随到目标开度时(步骤S17为否)，传动器控制单元8进入到步骤S19以后的冻结状态的消除处理。

在步骤S19，传动器控制单元8对于传动器64的驱动扭矩(例如对于传动器64的通电的占空比)设定比在步骤S15所设定的通常动作时的驱动扭矩更低的值的上限。就是说，将冻结状态的消除处理(步骤S19～步骤S23)的传动器64的驱动扭矩的上限(开始期间中以外的传动器的驱动扭矩的上限)限制为比通常动作时的驱动扭矩(的上限)低的值。并且，传动器64进行冻结消除动作。

这里，将上限限制为比通常动作时的驱动扭矩低的值的传动器64的驱动扭矩(例如，对于传动器64的通电的占空比)在假设开度调整机构是不工作的动作不良状态下，也会被设定为在开度调整机构的各部不发生损伤的程度的值。该传动器64的驱动扭矩的上限能够根据增压器1的规格和使用环境等条件，基于计算和实验结果来进行决定。

在步骤S19中，使传动器64进行的冻结消除动作是以下的动作，即通过传动器64使喷嘴叶轮4在全开方向和全闭方向交互旋转，直到能够根据传动器64的检测装置的检测结果确认喷嘴叶轮4在一定时间内(例如1秒)进行了一定量旋转为止。受通过该动作而产生的振动等的影响，促进开度调整机构的冻结状态的消除。

然后，传动器控制单元8确认发动机(Eng)起动后通过判定计数器进行计数的时间是否达到了判定计数时间(步骤S12)。在达到时(步骤S21为是)，判定为开度调整机构不是冻结状态，结束冻结状态的消除处理，转移到步骤S25以后的通常处理。

另一方面，当没有达到判定计数时间时(步骤S21为否)，传动器控制单元8根据传动器64的检测装置的检测结果来确认喷嘴叶轮4是否追随(达到)到了目标开度(步骤S23)。能够将这里的判定期间设定为与步骤S17的判定期间相同的时间。

另外，当在判定期间喷嘴叶轮4追随到了目标开度时(在步骤S23为是)，开度调整机构的冻结状态通过溶解而消除，转移到步骤S25以后的通常处理。另外，在没有追随到时(步骤S23为否)，为了继续执行开度调整机构的冻结状态的消除处理，返回到步骤S19。

在以上说明的步骤S19至步骤S23中，进行冻结状态的消除处理期间，来自发动机(未图示)的废气通过增压器1的喷嘴叶轮4和其开度调整机构部分。因此，当开度调整机构为冻结状态时，在步骤S19至步骤S23中，利用所通过的废气热来消除冻结状态。

在图3所示的步骤S25以后的通常处理中，进行开度调整机构的动作不良的检测和其通知的各个处理。具体地说，在步骤S25，传动器控制单元8结束从使用了计时器IC9的发动机(Eng)起动后判定计数器的发动机起动开始的时间的计数，结束(OFF)对是否从发动机起动开始经过了判定计数时间的判定。接着，将控制传动器64的动作的模式从冻结判定控制模式转移到通常控制模式(步骤S27)。

在通常控制模式下，传动器控制单元8假设(设想)喷嘴叶轮4的开度调整机构不是冻结状态，根据ECU30发出的指令来控制传动器64的动作。

详细地说，传动器控制单元8在通常控制模式下，根据来自ECU30的目标开度和传动器64的检测装置的检测结果来决定传动器64的旋转电动机的旋转方向以及旋转量，将用于以所决定的旋转方向以及旋转量使旋转电动机旋转的驱动信号输出给传动器64。另外，在转移到通常控制模式时，传动器64的驱动扭矩被设定为默认值。

然后，传动器控制单元8为了判断传动器64的动作不是正常的，确认在判定期间喷嘴叶轮4是否追随了目标开度(步骤S29)。在判定期间喷嘴叶轮4追随到(达到)了目标开度时，传动器控制单元8重复步骤S29。

另一方面，当判定期间喷嘴叶轮4没有追随到(达到)目标开度时(步骤S29为否)，传动器控制单元8判断为在传动器64的动作中检测出异常(检测出动作不良)，对ECU30进行增压器1的错误通知(步骤S31)，结束一系列的处理。

从以上的说明可以明确，在本实施方式中，图2的流程图中的步骤S1与判定通过传动器控制单元8进行传动器64的动作控制的开始的处理对应。另外，在本实施方式中，步骤S13至步骤S23与判定开度调整机构的冻结状态的处理对应。其中，步骤S13至步骤S17与检测开度调整机构的动作状态的处理对应，步骤S19至步骤S23与开度调整机构的冻结消除处理对应。

另外，在本实施方式中，图3的流程图的步骤S29与检测开度调整机构的动作不良的处理对应，步骤S31与通知开度调整机构的动作错误的处理对应。

进而，根据图2的步骤S15以及步骤S19的记载可以明确，在本实施方式中，传动器控制单元8控制传动器64的驱动扭矩。

因此，在本实施方式中，由传动器控制单元8构成请求项中的开始判定部、扭矩控制部、冻结判定部、动作不良检测部、错误通知部、动作状态检测部以及冻结消除处理部。

即，传动器控制单元8作为判定传动器64的动作控制开始的开始判定部而进行动作。传动器控制单元8作为控制传动器64的驱动扭矩的扭矩控制部而进行动作。传动器控制单元8根据上述开始判定部的判定结果，在从传动器64的动作控制的开始到经过一定时间的开始期间，在通过上述扭矩控制部限制了传动器64的驱动扭矩的上限的状态下，作为判定开度调整机构的冻结状态的冻结判定部而进行动作。传动器控制单元8根据上述开始判定部的判定结果，在上述开始期间结束后，作为检测开度调整机构的动作不良的动作不良检测部而进行动作。传动器控制单元8在检测出开度调整机构的动作不良的情况下，作为将开度调整机构的动作错误通知给发动机控制单元30的错误通知部进行动作。传动器控制单元8作为在上述开始期间中检测开度调整机构的动作状态的动作状态检测部(或者冻结判定部的动作状态检测部)而进行动作。传动器控制单元8在上述开始期间中，在检测出开度调整机构的动作状态不是正常状态后，作为冻结消除处理部(或者冻结判定部的冻结消除处理部)进行动作，该冻结消除处理部进行通过发动机的废气来加热开度调整机构的冻结消除处理。

在以上说明的本实施方式的传动器控制单元8中，在通过处理中进行开度调整机构的动作不良的检测。并且，如果检测出动作不良，则将检测出动作不良的情况作为错误通知从传动器控制单元8通知给ECU30。接收了错误通知的ECU30进行例如将喷射到发动机的燃烧室的燃料切断等的失效安全的控制。

另外，在转移到通常处理之前的发动机起动后(通过传动器控制单元8进行的传动器64的动作控制的开始期间)，传动器控制单元8判定为通过喷嘴4的开度调整机构的传动器64(的旋转电动机)进行的动作状态不是正常状态的情况下(在判定期间喷嘴叶轮4没有追随到(达到)目标开度时)，进行开度调整机构的冻结消除处理。

因此，在发动机起动后，判定为开度调整机构的动作状态不是正常状态，其原因为，在发动机停止期间积存的涡轮外壳内的水分引起的开度调整机构的冻结的情况下，能够通过废气热来溶解并蒸发涡轮外壳内的冻结的水分。因此，能够避免强行使开度调整机构在传动器64冻结的状态下动作而导致开度调整机构损伤。

另一方面，当由于喷嘴叶轮4或其链接机构的动作性低下的原因而在开度调整机构发生动作错误时，在进行开度调整机构的冻结状态的消除处理(图2的步骤S19至步骤S23)期间，即便使发动机的废气通过喷嘴叶轮4和开度调整机构，也不会消除动作错误。因此转移到通常处理(图3的步骤S25以后)后接受开度调整机构的动作不良的检测处理(图3的步骤S29)的结果，将开度调整机构的动作错误从传动器控制单元8通知给ECU30。

因此，在发动机停止期间积存在涡轮外壳内的水分即使在喷嘴叶轮4的开度调整机构的周边冻结，也可以避免开度调整机构的损伤。

另外，在本实施方式中，在图2的步骤S17，当发动机起动后喷嘴叶轮4在判定期间中没有追随到(达到)目标开度时，为了促进开度调整机构的冻结状态的消除，在图2的步骤S19中，将传动器64的驱动扭矩的上限限制为比通常动作时的驱动扭矩低的值，由传动器64执行冻结消除动作。

但是，如果提供给涡轮叶轮2的发动机的废气热是通过满足缓和或消除这些冻结状态的热量从涡轮叶轮2传送给开度调整机构和其周边的部分的结构，则在图2的步骤S19可以省略执行通过传动器64进行的冻结消除动作。

这种情况下，代替由传动器64执行冻结消除动作，在图2的步骤S19中，例如可以在放置一定时间后再次确认喷嘴叶轮4是否在判定期间中追随到目标开度。

另外，与是否是满足缓和或消除开度调整机构和其周边的部分冻结状态的热量从涡轮叶轮2传导给开度调整机构和其周边的部分的结构无关，在图2的步骤S17中，当喷嘴叶轮4没有追随到(达到)目标开度时，可以在图2的步骤S19省略通过传动器64进行的冻结消除动作。

进而，在进行上述的冻结消除动作时，将传动器64的驱动扭矩的上限限制为比通常动作时的驱动扭矩低的值，使传动器64执行冻结消除动作的时间可以不是固定的，例如在重复冻结消除动作时，为了积极地谋求冻结消除，可以随着增加重复次数而延长执行时间。

另外，使传动器64执行冻结消除动作时的传动器64的驱动扭矩可以是比通常要低的固定的值，例如重复冻结消除动作时，为了积极地谋求冻结消除，可以随着增加重复次数而在容许范围内提高驱动扭矩等使驱动扭矩发生变化。

在本实施方式中，在图3的步骤S27中当传动器控制单元8的控制模式从冻结判定控制模式转移到通常控制模式后，在检测出传动器64的动作有异常(检测出动作不良)时对ECU30进行增压器1的错误通知。但是，也可以在传动器控制单元8的控制模式为冻结判定控制模式期间对于ECU30进行增压器1的错误通知。

这种情况下，例如在图2的步骤S21，当发动机(Eng)起动后通过判定计数器进行计数的时间达到判定计数时间时(是)，传动器控制单元8判断为检测出传动器64的动作有异常(检测出动作不良)，对ECU30进行增压器1的错误通知。

另外，本实施方式所说明的通常控制模式可以作为传动器控制单元8的控制模式的一个存在或不存在。因此，在传动器控制单元8的控制模式为冻结判定控制模式期间，对ECU30进行增压器1的错误通知时，在冻结判定控制模式结束后传动器控制单元8的控制模式可以从冻结判定控制模式转移到与通常控制模式的内容不同的其他控制模式。

这种情况下，冻结判定控制模式的传动器64的驱动扭矩的上限可以设定为比从冻结判定控制模式进行转移的其他模式的传动器64的驱动扭矩的上限(开始期间中以外的传动器的驱动扭矩的上限)低的值。

Claims (3)

1.一种可变容量型增压器用控制器，其根据控制发动机的驱动的发动机控制单元发出的指令，来控制通过配置在可变容量型增压器的涡轮叶轮外周的可变喷嘴叶轮的开度调整机构的传动器进行的动作，所述可变容量型增压器对提供给上述发动机的空气进行增压，该可变容量型增压器用控制器的特征在于，具备：

开始判定部，其判定通过上述控制器进行上述传动器的动作控制的开始；

扭矩控制部，其控制上述传动器的驱动扭矩；

冻结判定部，其根据上述开始判定部的判定结果，在从通过上述控制器进行上述传动器的动作控制的开始到经过一定时间为止的开始期间，在通过上述扭矩控制部限制上述驱动扭矩的上限的状态下，判定上述开度调整机构的冻结状态；

动作不良检测部，其根据上述开始判定部的判定结果，在上述开始期间结束后，检测上述开度调整机构的动作不良；

错误通知部，其在检测出上述开度调整机构的动作不良时，将上述开度调整机构的动作不良作为动作错误通知给上述发动机控制单元。

2.根据权利要求1所述的可变容量型增压器用控制器，其特征在于，

上述冻结判定部具有：在上述开始期间中检测上述开度调整机构的动作状态的动作状态检测部；和在上述开始期间中，检测出上述动作状态不是正常状态后，进行通过上述发动机的废气来加热上述开度调整机构的冻结消除处理的冻结消除处理部，

上述动作不良检测部在检测出上述动作状态是正常状态后，在上述开始期间结束后，检测上述开度调整机构的动作不良。

3.一种可变容量型增压器，其根据控制发动机的驱动的发动机控制单元发出的指令通过控制器来控制配置在涡轮叶轮外周的可变喷嘴叶轮的开度调整机构的传动器的动作，该可变容量型增压器的特征在于，

通过作为上述控制器而使用的权利要求1或2所述的可变容量型增压器用控制器的扭矩控制部来控制上述传动器的驱动扭矩。