JP6635011B2 - 内燃機関の制御システム - Google Patents

Description

本発明は、電動過給機を備えた内燃機関の制御システムに関する。

近年の内燃機関を備えた車両において、環境への配慮から、ＥＧＲ装置によって排気の一部を吸気に戻して排気中の窒素酸化物低減を行なうものが知られている。ところで、ＥＧＲ装置を備えたディーゼルエンジンでは、排気に含まれる微粒子状物質（ＰＭ）やウェットスート（ＷＳ）等が内燃機関の構造物に堆積物として付着し、それら構造物の性能劣化を引き起こす虞がある。そこで、付着した堆積部を取り除く種々の浄化方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、エンジンの運転を停止した際に、ＥＧＲクーラとインタークーラを有する吸気通路および排気通路内の各バルブを開または閉にして浄化経路を形成するとともに、電動過給機を所定時間駆動することで、ＥＧＲクーラに付着したＰＭを除去するディーゼルエンジンが開示されている。

また、例えば、特許文献２には、エンジン停止の予告信号が入力されると、ＥＧＲ通路を閉じた後、前記エンジンの停止直前に、ＥＧＲ通路から吸気通路内への排気ガスの流入を止めて、タービン軸の回転数を増大することでコンプレッサの送風力を高め、コンプレッサホイール及びインタークーラの付着堆積物を除去するとともに、遠心力により前記コンプレッサホイールの付着堆積物を除去できるＥＧＲ装置が開示されている。

特開２００８−５７４８９号公報 特開２０１２−１０２６７０号公報

内燃機関を備えた車両において、ターボチャージャーと電動過給機の両方を備え、ターボチャージャーによる過給が不十分となる運転領域では電動過給機を駆動させることで不足する過給能力を補うものが知られている。このような、電動過給機を備えた内燃機関において、ＥＧＲ通路が電動過給機の上流側の吸気通路に接続される場合、排気に含まれる微粒子状物質が電動過給機のコンプレッサホイールや電動機の軸受やシール部に堆積する虞がある。電動過給機への堆積物の付着は、過給性能の低下や摺動抵抗の増加等を引き起こす原因となるので、堆積物を除去する必要がある。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、内燃機関の電動過給機に付着した堆積物を除去することができる内燃機関の制御システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、内燃機関の吸気通路に設けられ、電動モータで回転駆動されるコンプレッサホイールを有する電動過給機と、前記吸気通路における前記電動過給機の上流側と下流側とを接続して前記電動過給機を迂回するバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられて前記バイパス通路を開閉するバイパス弁と、前記内燃機関の排気通路と前記吸気通路における前記電動過給機の上流側とを接続するＥＧＲ通路と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記電動過給機と前記バイパス弁を制御する制御装置と、を有する内燃機関の制御システムであって、前記制御装置は、前記内燃機関の運転停止後の所定期間として設定されたクリーニング期間において、前記コンプレッサホイールが急加速と急停止を繰り返すように前記電動過給機をステップ駆動させる、内燃機関の制御システムである。

本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る内燃機関の制御システムであって、前記制御装置は、前記コンプレッサホイールが正回転方向の回転と逆回転方向の回転とを交互に繰り返すように前記電動過給機をステップ駆動させる、内燃機関の制御システムである。

本発明の第３の発明は、上記第１または第２の発明に係る内燃機関の制御システムであって、前記制御装置は、前記クリーニング期間において、前記電動過給機をステップ駆動させた後に、前記コンプレッサホイールが正回転方向あるいは逆回転方向の少なくとも一方の回転方向に所定の回転数に達するまで回転するように前記電動過給機をスイープ駆動させ、少なくとも前記スイープ駆動の実行中には、前記バイパス弁を開状態に制御する、内燃機関の制御システムである。

本発明の第４の発明は、上記第３の発明に係る内燃機関の制御システムであって、前記制御装置は、前記コンプレッサホイールが正回転方向あるいは逆回転方向の一方の回転方向に最大回転数で回転した後に、前記コンプレッサホイールが他方の回転方向に最大回転数で回転するように前記電動過給機をスイープ駆動させる、内燃機関の制御システムである。

第１の発明によれば、内燃機関の運転停止後の所定のクリーニング期間において、電動過給機をステップ駆動させているので、コンプレッサホイールの急加速と急停止が繰り返されることによる衝撃でコンプレッサホイールが振動して、コンプレッサホイールや電動過給機の軸受等に付着した堆積物が振り落とされる。すなわち、電動過給機に付着した堆積物を適切に除去することができる。

第２の発明によれば、電動過給機のコンプレッサホイールが正回転方向の回転と逆回転方向の回転を交互に繰り返すように電動過給機をステップ駆動しているので、回転方向の切り替わり時にコンプレッサホイールにはより大きな衝撃力が加わることとなり、電動過給機の付着堆積物をより適切に除去することができる。

第３の発明によれば、内燃機関の運転停止後のクリーニング期間において、ステップ駆動後に、バイパス弁を開いた状態で正回転方向あるいは逆回転方向の少なくとも一方の回転方向に所定回転数まで電動過給機をスイープ駆動させているので、ステップ駆動にてコンプレッサホイールを振動させて振り落とした堆積物を、スイープ駆動にて発生する遠心力と気流で浄化経路内に強制的に吹き飛ばすことができ、付着堆積物をさらに適切に除去することができる。

第４の発明によれば、コンプレッサホイールを正回転方向と逆回転方向の両方向に最大回転数までスイープ駆動させているので、回転方向の異なる遠心力かつ最大回転数の遠心力で堆積物を吹き飛ばすことができ、付着堆積物をより適切に除去することができる。

内燃機関の制御システムの概略全体構成を説明する図である。 図１に示す電動過給機の周囲の拡大図であり、コンプレッサホイールの周囲の構造と、コンプレッサホイールの周囲における堆積物が付着する個所と、コンプレッサホイールのクリーニング期間における浄化経路を説明する図である。 クリーニング処理の処理手順を説明するフローチャートである。 図３に示すフローチャートのクリーニング処理（１）の振動時間におけるステップ駆動の制御波形の例を説明する図である。 図３に示すフローチャートのクリーニング処理（１）及びクリーニング処理（２）における、時間の経過に対するコンプレッサホイールの回転数の様子を説明する図である。

●［内燃機関の制御システムの概略全体構成（図１）］
以下に本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。まず図１を用いて、内燃機関の制御システムの概略全体構成について説明する。本実施の形態の説明では、車両に搭載された内燃機関の例として、４気筒のエンジン１０（例えばディーゼルエンジン）を用いて説明する。エンジン１０には、エンジン１０の各気筒４５Ａ〜４５Ｄへの吸入空気を導入する吸気通路１１が接続されている。またエンジン１０には、各気筒４５Ａ〜４５Ｄからの排気ガスが吐出される排気通路１２が接続されている。各気筒４５Ａ〜４５Ｄには、燃料配管４２Ａ〜４２Ｄを介してコモンレール４１に接続されたインジェクタ４３Ａ〜４３Ｄが設けられている。また吸気通路１１の吸気経路にはターボチャージャー３０のターボコンプレッサ３５と電動過給機６１のコンプレッサホイール６１Ｃが設けられており、排気通路１２の排気経路にはターボチャージャー３０のタービン３６と排気浄化装置３８が設けられている。吸気通路１１は、上流側から順に、吸気通路１１Ａ、吸気通路１１Ｂ、吸気通路１１Ｃを有し、吸気通路１１Ｃの下流側はエンジン１０に接続されている。

吸気通路１１Ａの上流側には流量検出手段２１が設けられており、吸気通路１１Ａの下流側はターボチャージャー３０のターボコンプレッサ３５の流入口に接続されている。流量検出手段２１は、例えば吸入空気の流量を検出可能な流量センサである。制御手段５１は、流量検出手段２１からの検出信号に基づいて、エンジン１０が吸入した吸入空気の流量である吸入空気流量（吸気量）を検出することが可能である。また吸気通路１１Ａには、圧力検出手段２４Ａ（例えば、圧力センサ）が設けられている。制御手段５１は、圧力検出手段２４Ａからの検出信号に基づいて、ターボコンプレッサ３５の上流側の吸入空気の圧力であるターボコンプレッサ上流吸気圧力を検出可能である。

吸気通路１１Ｂの上流側はターボチャージャー３０のターボコンプレッサ３５の吐出口に接続され、吸気通路１１Ｂの下流側は電動過給機６１のコンプレッサホイール６１Ｃの流入口に接続されている。ターボコンプレッサ３５はタービン３６によって回転駆動され、吸気通路１１Ａから吸気通路１１Ｂへと流れる吸気を過給する。吸気通路１１Ｂには、インタークーラ１６とスロットル装置４７が設けられている。インタークーラ１６は、吸気通路１１内を流れる吸気（ターボコンプレッサ３５にて過給されて温度が上昇された吸気）を冷却して吸気の体積を減少させ、吸気中の酸素密度を高める。

スロットル装置４７は、スロットルモータ４７Ｍとスロットル開度検出手段４７Ｓ（例えばスロットルバルブの回転角度を検出する角度検出センサ）を有している。制御手段５１は、アクセルペダル踏込量検出手段２５（例えばアクセルペダル踏込角度センサ）を用いて検出した運転者のアクセルペダルの踏込量と、エンジン１０の運転状態等に基づいて目標角度を算出する。そして制御手段５１は、スロットルバルブの回転角度が目標角度となるように、スロットル開度検出手段４７Ｓを用いて検出したスロットルバルブの回転角度をモニタしながらスロットルモータ４７Ｍを制御してスロットルバルブを回転させる。また吸気通路１１Ｂには、圧力検出手段２４Ｂ（例えば、圧力センサ）が設けられている。制御手段５１は、圧力検出手段２４Ｂからの検出信号に基づいて、ターボコンプレッサ３５の下流側の吸入空気の圧力であるターボコンプレッサ下流吸気圧力を検出可能である。

吸気通路１１Ｂには、一方端の側が排気通路１２Ａに接続されたＥＧＲ通路１３Ａの他方端が接続されている。ＥＧＲ通路１３Ａは、排気通路１２Ａ内の排気ガスの一部を吸気通路１１Ｂに戻して排気の浄化に寄与する。排気通路１２Ａには、ＥＧＲクーラ１５ＡとＥＧＲ弁１４Ａが設けられている。ＥＧＲクーラ１５Ａには冷却用のクーラントが供給されており、当該クーラントを用いて、流入された排気ガスを冷却して吐出する。ＥＧＲ弁１４Ａは、制御手段５１からの制御信号に基づいて駆動され、ＥＧＲ通路１３Ａの開度を調整する。また吸気通路１１Ｂには、コンプレッサホイール６１Ｃをバイパスするバイパス通路１１Ｚの一方端が接続されている。バイパス通路１１Ｚの他方端は、吸気通路１１Ｃの途中に接続されている。またバイパス通路１１Ｚには、バイパス通路１１Ｚの開閉を制御するバルブであるバイパス弁（以下、ＡＢＶともいう）６２が設けられている。電動過給機６１は制御手段５１からの制御信号にて回転駆動され、ＡＢＶ６２は制御手段５１からの制御信号にて開閉駆動される。コンプレッサホイール６１Ｃは電動過給機６１の電動モータにて駆動され、吸気通路１１Ｂから吸気通路１１Ｃへと流れる吸気を過給する。なお、電動過給機６１が回転駆動されている場合はＡＢＶ６２が閉側に制御され、電動過給機６１が回転駆動されていない場合はＡＢＶ６２が開側に制御される。

吸気通路１１Ｃの上流側は電動過給機６１のコンプレッサホイール６１Ｃの吐出口に接続され、吸気通路１１Ｃの下流側はエンジン１０に接続されている。また吸気通路１１Ｃの途中には、バイパス通路１１Ｚの他方端が接続されている。そして吸気通路１１Ｃにおけるバイパス通路１１Ｚとの接続個所よりも下流の側に圧力検出手段２７（例えば圧力センサ）が設けられている。制御手段５１は、圧力検出手段２７からの検出信号に基づいて、エンジン１０が吸入する直前の吸入空気の圧力を検出可能である。

排気通路１２は、上流側から順に、排気通路１２Ａ、排気通路１２Ｂを有し、排気通路１２Ａの上流側はエンジン１０に接続されている。排気通路１２Ａの上流側はエンジン１０に接続されており、排気通路１２Ａの下流側はターボチャージャー３０のタービン３６の流入口に接続されている。排気通路１２Ａには、ＥＧＲ通路１３Ａの一方端が接続されている。また排気通路１２Ａには、圧力検出手段２６Ａ（例えば、圧力センサ）が設けられている。制御手段５１は、圧力検出手段２６Ａからの検出信号に基づいて、タービン３６の上流側の排気の圧力であるタービン上流排気圧力を検出可能である。

排気通路１２Ｂの上流側はターボチャージャー３０のタービン３６の吐出口に接続され、排気通路１２Ｂの下流側には排気浄化装置３８が設けられている。排気浄化装置３８は、例えば酸化触媒やＤＰＦであり、排気通路１２Ｂ内を流れる排気を浄化する。また排気通路１２Ｂには、圧力検出手段２６Ｂ（例えば、圧力センサ）が設けられている。制御手段５１は、圧力検出手段２６Ｂからの検出信号に基づいて、タービン３６の下流側の排気の圧力であるタービン下流排気圧力を検出可能である。タービン３６には、タービン３６内に導かれた排気ガスの流速を制御可能な可変ノズル３３が設けられており、可変ノズル３３は、駆動手段３１によって開度が調整される。制御手段５１は、開度検出手段３２（例えば、ノズル開度センサ）からの検出信号と目標ノズル開度に基づいて、駆動手段３１に制御信号を出力して可変ノズル３３の開度を調整可能である。

回転検出手段２２は、例えば内燃機関の回転数（例えばクランク軸の回転数）や回転角度（例えば各気筒の圧縮上死点タイミング）等を検出可能な回転角度センサであり、エンジン１０のクランクシャフトの近傍に設けられている。制御手段５１は、回転検出手段２２からの検出信号に基づいて、エンジン１０のクランクシャフトの回転数や回転角度等を検出することが可能である。

大気圧検出手段２３は、例えば大気圧センサであり、制御装置５０に設けられている。制御手段５１は、大気圧検出手段２３からの検出信号に基づいて、大気圧を検出することが可能である。

クーラント温度検出手段２８は、例えばクーラント温度センサであり、エンジン１０のシリンダブロックに設けられ、シリンダブロック内に設けられたウォータジャケットを流れるクーラント（冷却液）の温度に応じた検出信号を出力する。制御手段５１は、クーラント温度検出手段２８からの検出信号に基づいて、エンジン１０の冷却に使用されているクーラントの温度（クーラント温度）を検出可能である。

イグニション状態検出手段７１は、例えばイグニションスイッチがＯＮ状態であるかＯＦＦ状態であるかを検出するセンサであり、停止状態のエンジン１０を始動する際、または運転状態のエンジン１０を停止する際に操作するイグニションの状態（ＯＮ状態、ＯＦＦ状態）に応じた検出信号を出力する。制御手段５１は、イグニション状態検出手段７１からの検出信号に基づいて、イグニションの状態がＯＮ状態であるか、ＯＦＦ状態であるか、を検出することができる。

制御装置５０は、制御手段５１と記憶手段５３とを有している。制御手段５１は、例えばＣＰＵ（中央処理ユニット）であり、上述したように各種の検出手段等からの検出信号が入力されて、エンジン１０の運転状態を検出し、インジェクタ４３Ａ〜４３Ｄ、ＥＧＲ弁１４Ａ、可変ノズル３３の駆動手段３１、スロットルモータ４７Ｍ、電動過給機６１、ＡＢＶ６２等を駆動する制御信号を出力する。また制御手段５１は、自身がインジェクタ４３Ａ〜４３Ｄに出力した制御信号（噴射指令信号）によって、各気筒４５Ａ〜４５Ｄに供給した燃料量を検出することが可能である。また制御手段５１への入力、及び制御手段５１からの出力は、図１の例に限定されず、種々の検出手段（ＮＯｘ検出手段、排気温度検出手段等）、種々のアクチュエータ（各種バルブ、各種ランプ等）が有る。記憶手段５３は、例えばＦｌａｓｈ−ＲＯＭ等の記憶装置であり、後述する処理を実行するためのプログラム等が記憶されている。

●［コンプレッサホイールの周囲の構造と、コンプレッサホイールの周囲における堆積物が付着する個所等（図２）］
図２は、図１に示す電動過給機６１の周囲の拡大図を示している。電動過給機６１は、ハウジング６１Ｈ、電動モータ６１Ｍ、コンプレッサホイール６１Ｃ等を有している。電動モータ６１Ｍは、例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相を有する３相モータであり、シャフト６１Ｓを介してコンプレッサホイール６１Ｃに接続されている。シャフト６１Ｓは、軸受６１Ｆにてハウジング６１Ｈに対して回転可能に支持されている。またシャフト６１Ｓには、金属等で形成されたシールリングカラー６１Ｄが固定されている。そしてシールリングカラー６１Ｄの外周面の凹部には、金属等で形成されたＣ字状のシールリング６１Ｅが嵌め込まれている。シールリング６１Ｅは、ハウジング６１Ｈとシャフト６１Ｓとの隙間をシールしている。

吸気通路１１Ｂには、ＥＧＲ通路１３Ａが接続されており、当該ＥＧＲ通路１３Ａから排気ガスが流入している。ここで、バイパス通路１１Ｚ内のＡＢＶ６２を閉側に制御して電動モータ６１Ｍを回転駆動すると、吸気通路１１Ｂ内の排気ガスを含む吸気が、コンプレッサホイール６１Ｃにて過給されて吸気通路１１Ｃへと吐出される。ＥＧＲ通路１３Ａから吸気通路１１Ｂへと流入する排気ガスは、微粒子状物質等の種々の汚れを含んでおり、これらの汚れは、図２中に示す領域Ａ１内におけるシャフト６１Ｓの外周面や、ハウジング６１Ｈとシールリング６１Ｅとの隙間や、領域Ａ２内におけるハウジング６１Ｈの内壁面や、コンプレッサホイール６１Ｃの表面等に、デポジット（堆積物）として付着する場合がある。

ハウジング６１Ｈの内壁面に付着した堆積物は、電動過給機６１による気流を乱し、電動過給機６１の過給性能の低下を招く可能性がある。またシャフト６１Ｓや、ハウジング６１Ｈとシールリング６１Ｅとの隙間に付着した堆積物は、摺動抵抗の増加を招き、電動過給機６１の消費電力の増加や電動過給機６１の過給性能の低下を招く可能性がある。またコンプレッサホイール６１Ｃの表面に付着した堆積物は、コンプレッサホイール６１Ｃによる気流を乱し、電動過給機６１の過給性能の低下を招く可能性や、コンプレッサホイール６１Ｃの回転モーメントを増加させ（コンプレッサホイール６１Ｃの重量を増加させ）、電動過給機６１の消費電力の増加を招く可能性がある。

そこで本願は、以降に説明するクリーニング処理（１）を行うことで、コンプレッサホイール６１Ｃやシャフト６１Ｓやハウジング６１Ｈを含む電動過給機６１を振動させて、付着した堆積物を、遠心力と気流のみで除去する場合よりも、さらに適切に除去する。なお、コンプレッサホイール６１Ｃの回転数は、１０万［ｒｐｍ］近傍まで達するため、回転中はほとんど振動しないように設計されている（１０万［ｒｐｍ］近傍もの高回転で振動した場合、耐久性に大きく影響するため）。つまり、電動モータ６１Ｍを普通に回転駆動しただけでは、振動を発生させることはできない。そこで、以降に説明するクリーニング処理（１）では、電動モータ６１Ｍをステップ駆動させることで、強制的に振動を発生させる。また、図２中において点線にて示す浄化経路６１Ｊは、以降に説明するクリーニング処理（２）にて電動モータをスイープ駆動させた際の気流の循環経路を示している。

●［クリーニング処理の手順（図３）と、動作波形等（図４、図５）］
次に図３に示すフローチャートを用いて、制御装置５０におけるクリーニング処理の手順について説明する。制御装置５０（制御手段５１）は、所定時間間隔（例えば数［ｍｓ］〜数１０［ｍｓ］程度）の所定タイミングにて、図３に示すクリーニング処理を起動し、ステップＳ０１０へと処理を進める。

ステップＳ０１０にて制御装置５０は、イグニションの状態がＯＮ状態からＯＦＦ状態に移行したかどうか判定し、ＯＮ状態からＯＦＦ状態へ移行したと判定した場合（Ｙｅｓ）は、今回のイグニションの状態を記憶手段５３に記録してステップＳ０２０に進み、ＯＮ状態からＯＦＦ状態へ移行していないと判定した場合（Ｎｏ）は、今回のイグニションの状態を記憶手段５３に記録し、全体処理を終了する。なお判定は、記憶手段５３に記録されている前回のイグニションの状態がＯＮ状態であり、かつ、今回の処理時のイグニションの状態がＯＦＦ状態である場合に、ＯＮ状態からＯＦＦ状態へ移行したと判定する。

ステップＳ０２０に進んだ場合、バッテリの充電量が十分であるか否かを判定し、バッテリの充電量が十分と判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０３０へ進み、バッテリの充電量が十分でないと判定した場合（Ｎｏ）は全体処理を終了する。なおバッテリの充電量が十分か否かの判定は、制御装置５０がバッテリの充電量を取得し（例えば、バッテリ電圧センサ（図示省略）からの検出信号の取得や、バッテリコントローラ（図示省略）からのバッテリ情報の受信等）、予め記憶手段５３に記録されている判定基準値と比較する。判定基準値は、実験等により予め決められ、記憶手段５３に記録されている。

ステップＳ０３０に進んだ場合、制御装置５０はＡＢＶ６２を開けるように制御してステップＳ１００に進む。

次に、ステップＳ１００のクリーニング処理（１）について、まず概要を説明する。ステップＳ１００のクリーニング処理（１）では、例えば図４に示すように、３相を有する電動モータの各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の通電状態の（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦ）と（ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦ）を交互に繰り返すことで、１２０［度］の正回転方向の回転と、１２０［度］の逆回転方向の回転と、を交互に繰り返すステップ動作をさせて、ステップ動作の急加速と急停止による衝撃で振動を強制的に発生させる。なお、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を順番にＯＮにして、回転方向を変えずにステップ動作をさせてもよいが、Ｕ相とＶ相を交互にＯＮにして隣り合う相を交互に通電することで正回転方向と逆回転方向を交互に繰り返すステップ動作をさせて、急停止から反対方向への急加速を発生させ、より大きな振動を強制的に発生させることができる。電動モータの各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の通電状態の（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦ）の状態と、（ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦ）の状態のそれぞれは、ステップ通電時間（第１閾値）の間、維持される（図４参照）。そしてクリーニング処理（１）は、例えば図５で示すように、振動時間（第２閾値であり、図５中の（Ｔstep））に達するまで継続される。

以下、ステップＳ１００のクリーニング処理（１）の各ステップを説明する。ステップＳ１００（クリーニング処理（１））にて制御装置５０は、ステップＳ１１０に進み、ステップＳ１１０で振動クリーニング計測タイマとステップ動作計測タイマを初期化してステップＳ１１５に進む。なお、振動クリーニング計測タイマは振動時間の計測に使用され、ステップ動作計測タイマはステップ通電時間の計測に使用される。なお、これらのタイマは、例えば制御装置５０に備えられ、０から所定の間隔でカウントし、それぞれの閾値をカウントするのに十分な最大カウント値を有するものである。

ステップＳ１１５にて制御装置５０は、振動クリーニング計測タイマとステップ動作計測タイマのカウントを開始してステップＳ１２０に進む。なお、振動クリーニング計測タイマとステップ動作計測タイマのカウントは、初期化処理によっては停止されずステップＳ１００の終了まで継続される。

ステップＳ１２０にて制御装置５０は、電動過給機６１の電動モータのＵ相をＯＮ、Ｖ相をＯＦＦ、Ｗ相をＯＦＦに制御してステップＳ１２５に進む。電動モータは、各相の通電状態（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦ）で誘導される位置までステップ状に回転する。

ステップＳ１２５にて制御装置５０は、ステップ動作計測タイマのカウンタの値が第１閾値以上であるか否かを判定し、ステップ動作計測タイマのカウンタの値が第１閾値より小さい場合（Ｎｏ）、ステップＳ１２０へ進む。第１閾値以上の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１３０へ進む。ステップＳ１２０からＳ１２５の処理によって、電動モータは、ステップ通電時間の間、通電状態（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦ）で誘導される位置を維持する。なお、この第１閾値はステップ通電時間（図４参照）であり、実験等で値が決められ、記憶手段５３に予め記憶されている。例えばステップ通電時間は、約０．０５［sec］に設定されている。

ステップＳ１３０に進んだ場合、制御装置５０は、ステップ動作計測タイマのカウント値を初期化してステップＳ１３５に進む。なお、カウントは継続しているため、初期化後タイマはカウントを速やかに開始する。

ステップＳ１３５にて制御装置５０は、電動過給機６１の電動モータのＵ相をＯＦＦ、Ｖ相をＯＮ、Ｗ相をＯＦＦに制御してステップＳ１４０に進む。電動モータは、各相の通電状態（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦ）による回転位置から通電状態（ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦ）で誘導される位置までステップ状に回転する。これにより、電動モータの回転軸は、ステップＳ１２０で移動した位置から１２０［度］回転することになる。

ステップＳ１４０にて制御装置５０は、ステップ動作計測タイマのカウンタの値が第１閾値以上であるか否かを判定し、ステップ動作計測タイマのカウンタ値が第１閾値より小さい場合（Ｎｏ）、ステップＳ１３５へ進む。第１閾値以上の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１４５へ進む。ステップＳ１４０からＳ１４５の処理によって、電動モータは、ステップ通電時間の間、通電状態（ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦ）で誘導される位置を維持する。

ステップＳ１４５に進んだ場合、制御装置５０は、ステップ動作計測タイマのカウント値を初期化してステップＳ１５０に進む。なお、カウントは継続しているため、初期化後タイマはカウントを速やかに開始する。

ステップＳ１５０にて制御装置５０は、振動クリーニング計測タイマが第２閾値以上であるか否かを判定し、振動クリーニング計測タイマが第２閾値より小さい場合（Ｎｏ）、ステップＳ１２０へ進む。第２閾値以上の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１５５へ進む。この第２閾値は、図４及び図５に示す振動時間（Ｔstep）であり、実験等で値が決められ、記憶手段５３に予め記憶されている。例えば振動時間（Ｔstep）は、約１［sec］程度に設定されている。

ステップＳ１５５に進んだ場合、制御装置５０は、電動過給機６１の電動モータのＵ相をＯＦＦ、Ｖ相をＯＦＦ、Ｗ相をＯＦＦに制御して、全体処理へ戻り、全体処理にてステップＳ２００（クリーニング処理（２））へ進む。

次に、ステップＳ２００のクリーニング処理（２）について、まず概要を説明する。ステップＳ２００のクリーニング処理（２）では、ＡＢＶ６２を開側に制御しておき、例えば図５（Ａ）に示すように、電動過給機の電動モータの回転数を逆回転方向に徐々に増加させて、逆回転方向の最大回転数（図５（Ａ）中の−ｆｍａｘ）に達した後は、回転数がゼロとなるまで徐々に回転数を減少させる。そして回転数がゼロに達した場合、今度は電動モータの回転数を正回転方向に徐々に増加させて、正回転方向の最大回転数（図５（Ａ）中のｆｍａｘ）に達した後は、回転数がゼロとなるまで徐々に回転数を減少させる。この一連の処理にかかる時間をスイープ時間（Ｔswp）としている（図５（Ａ）参照）。ＡＢＶ６２を開側に制御して（全体処理のステップＳ０３０）、当該ステップＳ２００のクリーニング処理（２）を実行した場合、図２中に点線にて示す浄化経路６１Ｊにて気流が循環する。従って、ステップＳ１００の振動にて振り落とされた堆積物が、ステップＳ２００の回転スイープにて浄化経路６１Ｊを循環する気流に乗り、この循環する気流の遠心力が働く方向に吹き飛ばされる。つまり、ステップＳ１００にて電動過給機６１の周囲に振り落とされた堆積物は、ステップＳ２００にて電動過給機６１の周囲から吹き飛ばされる。

以下、ステップＳ２００のクリーニング処理（２）の各ステップを説明する。ステップＳ２００にて制御装置５０は、ステップＳ２１０に進み、図５（Ａ）の例にあるように、電動モータの逆回転域での処理をおこなうため、ステップＳ２１０で電動過給機６１のコンプレッサホイール６１Ｃの電動モータの回転モードを逆回転に設定してステップＳ２１５に進む。回転モードは、制御装置５０の電動モータコントローラ（図示せず）において設定する。

ステップＳ２１５にて制御装置５０は、コンプレッサホイール６１Ｃの電動モータの各相への通電を開始し、回転を開始してステップＳ２２０に進む。

ステップＳ２２０にて制御装置５０は、電動過給機６１の電動モータの回転数を徐々に増加させてステップＳ２２５に進む。回転数の増加は、例えば、予め実験等で決められた値（増加分）をステップＳ２２０の直前の回転数に加算することでおこなう。なお、この増加分は記憶手段５３に予め記憶されている。

ステップＳ２２５にて制御装置５０は、電動モータの回転数が最大回転数（所定の回転数に相当）に到達したか否かを判定し、電動モータの回転数が最大回転数に到達した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ２３０へ進む。電動モータの回転数が最大回転数に到達していない場合、ステップＳ２２０へ進む。この最大回転数は、実験等で値が決められ、記憶手段５３に予め記憶されている。なお、最大回転数よりも低い回転数に設定した所定の回転数に到達したか否かを判定するようにしてもよい。

ステップＳ２３０へ進んだ場合、制御装置５０は電動過給機の電動モータの回転を徐々に減少させてステップＳ２３５に進む。回転数のこの減少は、ステップＳ２２０の回転数の増加分と同じである必要ではなく、例えば、予め実験等で決められた値（減少分）をステップＳ２３０の直前の回転数に減算することでおこなう。なお、この減少分は記憶手段５３に予め記憶されている。

ステップＳ２３５にて制御装置５０は、電動モータの回転数がゼロに到達したか否かを判定し、電動モータの回転数が０（ゼロ）に到達した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ２４０へ進む。電動モータの回転数が０（ゼロ）に到達していない場合、ステップＳ２３０へ進む。

ステップＳ２４０に進んだ場合、制御装置５０は、コンプレッサホイール６１Ｃの電動モータの各相への通電を停止し、回転を停止して（通電を停止して）ステップＳ２４５に進む。

ステップＳ２４５にて制御装置５０は、電動モータの回転モードが正回転に設定されているか否かを判定し、電動モータの回転モードが正回転に設定されている場合（Ｙｅｓ）、全体処理へ戻り、全体処理にてステップＳ０５０へ進む。電動モータの回転モードが逆回転に設定されている場合（Ｎｏ）、ステップＳ２５０へ進む。回転モードの判定は、電動モータコントローラの回転モードの内容を読み出し、その読み込んだモードが、“正回転”の場合は“Ｙｅｓ”と、“逆回転”の場合は“Ｎｏ”とする。

ステップＳ２５０にて制御装置５０は、電動モータの回転モードを正回転に設定し、ステップＳ２１５へ進む。その後、電動モータの正回転モードにて、ステップＳ２１５からＳ２４０までの処理が行われる（図５（Ａ）の正回転域を参照）。

全体処理のステップＳ０５０に戻った場合、制御装置５０は、ＡＢＶ６２への通電を停止する。そして制御装置５０は、全体処理を終了する。

●［クリーニング処理（２）における回転モードの変更例：図５（Ｂ）］
以上に説明したステップＳ２００のクリーニング処理（２）では、図５（Ａ）に示すように、逆回転域と正回転域で、それぞれ１回ずつスイープ動作をさせたが、図５（Ｂ）に示すように、正回転域で１回だけスイープ動作を行うようにしてもよい。この場合、図３のフローチャートにおけるステップＳ２１０の処理において、コンプレッサホイール６１Ｃの電動モータの設定する回転モードは“逆回転”から“正回転”となる。さらに、回転モードの変更に関わる処理であるステップＳ２４５とＳ２５０は行わない。また、逆回転域と正回転域のそれぞれのスイープ動作を複数回行うようにしても良い。

●［本願の効果］

以上に説明したように、内燃機関の運転停止後、所定のクリーニング期間（図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すクリーニング期間（Ｔtotal））の間、ＡＢＶ６２を開側に制御して、ステップＳ１００のクリーニング処理（１）とステップＳ２００のクリーニング処理（２）を実行する。そして、ステップＳ１００で提供されるクリーニング処理（１）は、単に送気と遠心力でする場合に比べて所定のクリーニング期間の間（図５（Ａ）及び（Ｂ）中における、クリーニング期間（Ｔtotal）における振動時間（Ｔstep）の間）、コンプレッサホイール６１Ｃを振動（ステップＳ１２０からＳ１５０）させるため、付着堆積物をより適切に除去することができる。そして、ステップＳ２００で提供されるクリーニング処理（２）は、クリーニング処理（１）で振り落とした堆積物を、ＡＢＶ６２を開いて浄化経路６１Ｊ（図２参照）を形成した状態にて、コンプレッサホイールの回転をスイープさせて遠心力と気流で浄化経路内に強制的に圧送することで、付着堆積物をさらに適切に除去することができる。

本実施の形態の説明では、図３の「全体処理」に示すように、ＡＢＶ６２を開側に制御した後、クリーニング処理（１）とクリーニング処理（２）を行う例を説明したが、クリーニング処理（１）を行った後、ＡＢＶ６２を開側に制御するとともにクリーニング処理（２）を行うようにしても良い。少なくともクリーニング処理（２）の実行中に、ＡＢＶ６２が開側に制御されていれば良い。

本発明の、内燃機関の制御システムは、本実施の形態で説明した構成、構造、処理手順等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。

本実施の形態にて説明した内燃機関の制御システムは、図１に示す内燃機関の制御システムに限定されず、内燃機関を備えた種々の車両に適用することができる。また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。本実施の形態の説明では、クリーニング処理（１）に続いて、クリーニング処理（２）を行う例を説明したが、クリーニング処理（２）を省略してクリーニング処理（１）のみを行うようにしても良い。

１０ エンジン（内燃機関）
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ 吸気通路
１１Ｚ バイパス通路
１２、１２Ａ、１２Ｂ 排気通路
１３Ａ ＥＧＲ通路
１４Ａ ＥＧＲ弁（ＥＧＲバルブ）
１５Ａ ＥＧＲクーラ
１６ インタークーラ
２１ 流量検出手段
２２ 回転検出手段
２３ 大気圧検出手段
２４Ａ、２４Ｂ 圧力検出手段
２５ アクセルペダル踏込量検出手段
２６Ａ、２６Ｂ 圧力検出手段
２７ 圧力検出手段
２８ クーラント温度検出手段
３０ ターボチャージャー
３１ 駆動手段
３２ 開度検出手段
３３ 可変ノズル
３５ ターボコンプレッサ
３６ タービン
３８ 排気浄化装置
４１ コモンレール
４２Ａ〜４２Ｄ 燃料配管
４３Ａ〜４３Ｄ インジェクタ
４５Ａ〜４５Ｄ 気筒
４７ スロットル装置
４７Ｍ スロットルモータ
４７Ｓ スロットル開度検出手段
５０ 制御装置
５１ 制御手段
５３ 記憶手段
６１ 電動過給機
６１Ｃ コンプレッサホイール
６１Ｄ シールリングカラー
６１Ｅ シールリング
６１Ｆ 軸受
６１Ｊ 浄化経路
６１Ｈ ハウジング
６１Ｍ 電動モータ
６１Ｓ シャフト
６２ ＡＢＶ（バイパス弁）
７１ イグニション状態検出手段

Claims (4)

1. 内燃機関の吸気通路に設けられ、電動モータで回転駆動されるコンプレッサホイールを有する電動過給機と、
   前記吸気通路における前記電動過給機の上流側と下流側とを接続して前記電動過給機を迂回するバイパス通路と、
   前記バイパス通路に設けられて前記バイパス通路を開閉するバイパス弁と、
   前記内燃機関の排気通路と前記吸気通路における前記電動過給機の上流側とを接続するＥＧＲ通路と、
   前記内燃機関の運転状態に応じて前記電動過給機と前記バイパス弁を制御する制御装置と、を有する内燃機関の制御システムであって、
   前記制御装置は、前記内燃機関の運転停止後の所定期間として設定されたクリーニング期間において、前記コンプレッサホイールが急加速と急停止を繰り返すように前記電動過給機をステップ駆動させる、
   内燃機関の制御システム。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御システムであって、
   前記制御装置は、前記コンプレッサホイールが正回転方向の回転と逆回転方向の回転とを交互に繰り返すように前記電動過給機をステップ駆動させる、
   内燃機関の制御システム。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関の制御システムであって、
   前記制御装置は、前記クリーニング期間において、
   前記電動過給機をステップ駆動させた後に、前記コンプレッサホイールが正回転方向あるいは逆回転方向の少なくとも一方の回転方向に所定の回転数に達するまで回転するように前記電動過給機をスイープ駆動させ、
   少なくとも前記スイープ駆動の実行中には、前記バイパス弁を開状態に制御する、
   内燃機関の制御システム。
4. 請求項３に記載の内燃機関の制御システムであって、
   前記制御装置は、前記コンプレッサホイールが正回転方向あるいは逆回転方向の一方の回転方向に最大回転数で回転した後に、前記コンプレッサホイールが他方の回転方向に最大回転数で回転するように前記電動過給機をスイープ駆動させる、
   内燃機関の制御システム。
   

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