(57)【要約】  エンジンからの排ガスによって回転するタービン及びタービンによって回転駆動するコンプレッサを有した排気タービン過給機のサージングを、コンプレッサの運転点を調整可能な操作機器の開度を全開から全閉の間で制御することにより行う排気タービン過給機のサージ回避制御方法において、コンプレッサの運転点がサージ運転領域に位置するか否かを所定のタイミング毎に判定するサージ検知ステップと、サージ検知ステップにおいてサージ運転領域に位置すると判定されたコンプレッサの運転点をサージ運転領域外に移動させるのに必要な操作機器のサージ回避開度を算出するサージ回避開度算出ステップと、サージ検知ステップにおいてサージ運転領域に位置すると判定されたコンプレッサの運転点の移動速度に基づいて、操作機器の補正開度を算出する補正開度算出ステップと、サージ回避開度と補正開度とに基づいて操作機器の開度指令値を算出する開度指令値算出ステップと、を備える。
2017154106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排ガスによって回転するタービン及び前記タービンによって回転駆動するコンプレッサを有した排気タービン過給機のサージングを、前記コンプレッサの運転点を調整可能な操作機器の開度を全開から全閉の間で制御することにより行う排気タービン過給機のサージ回避制御方法において、
前記コンプレッサの運転点がサージ運転領域に位置するか否かを所定のタイミング毎に判定するサージ検知ステップと、
前記サージ検知ステップにおいて前記サージ運転領域に位置すると判定された前記コンプレッサの運転点を前記サージ運転領域外に移動させるのに必要な前記操作機器のサージ回避開度を算出するサージ回避開度算出ステップと、
前記サージ検知ステップにおいて前記サージ運転領域に位置すると判定された前記コンプレッサの運転点の移動速度に基づいて、前記操作機器の補正開度を算出する補正開度算出ステップと、
前記サージ回避開度と前記補正開度とに基づいて前記操作機器の開度指令値を算出する開度指令値算出ステップと、を備えることを特徴とすることを特徴とする排気タービン過給機のサージ回避制御方法。
【請求項２】
前記補正開度算出ステップは、前記移動速度の大きさに応じて前記補正開度が大きくなるように前記補正開度を算出し、
前記開度指令値算出ステップは、前記サージ回避開度に前記補正開度を加算することで前記操作機器の開度指令値を算出することを特徴とする請求項１に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御方法。
【請求項３】
前記操作機器は、前記エンジンの吸気通路における前記コンプレッサの下流側と上流側とを連通するコンプレッサバイパス通路に設けられたコンプレッサバイパス弁であることを特徴とする請求項１または２に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御方法。
【請求項４】
前記操作機器は、前記タービンへ流入する排ガスの流速を調整可能な可変ノズル機構であることを特徴とする請求項１または２に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御方法。
【請求項５】
前記操作機器は、前記エンジンの排気通路における前記タービンの下流側と上流側とを連通するタービンバイパス通路に設けられたウエストゲート弁であることを特徴とする請求項１または２に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御方法。
【請求項６】
前記エンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、前記コンプレッサの下流側の目標過給圧を算出する目標過給圧算出ステップと、
前記コンプレッサの下流側の過給圧を検出する過給圧検出ステップと、
前記過給圧が前記目標過給圧に一致するように、前記タービンへ流入する排ガスの流速を調整可能な可変ノズル機構のノズル開度を制御する開度制御ステップと、をさらに備え、
前記目標過給圧算出ステップ、前記過給圧検出ステップ、および、前記開度制御ステップは、前記サージ検知ステップによって前記コンプレッサの運転点が前記サージ運転領域に位置しないと判定された場合に実行されることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御方法。
【請求項７】
前記エンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、前記コンプレッサの下流側の目標過給圧を算出する目標過給圧算出ステップと、
前記コンプレッサの下流側の過給圧を検出する過給圧検出ステップと、
前記過給圧が前記目標過給圧に一致するように、前記エンジンの排気通路における前記タービンの下流側と上流側とを連通するタービンバイパス通路に設けられたウエストゲート弁の開度を制御する開度制御ステップと、をさらに備え、
前記目標過給圧算出ステップ、前記過給圧検出ステップ、および、前記開度制御ステップは、前記サージ検知ステップによって前記コンプレッサの運転点が前記サージ運転領域に位置しないと判定された場合に実行されることを特徴とする請求項３に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御方法。
【請求項８】
エンジンからの排ガスによって回転するタービン及び前記タービンによって回転駆動するコンプレッサを有した排気タービン過給機のサージングを、前記コンプレッサの運転点を調整可能な操作機器の開度を全開から全閉の間で制御することにより行う排気タービン過給機のサージ回避制御装置において、
前記コンプレッサの運転点がサージ運転領域に位置するか否かを所定のタイミング毎に判定するサージ検知部と、
前記サージ検知部において前記サージ運転領域に位置すると判定された前記コンプレッサの運転点を前記サージ運転領域外に移動させるのに必要な前記操作機器のサージ回避開度を算出するサージ回避開度算出部と、
前記サージ検知部において前記サージ運転領域に位置すると判定された前記コンプレッサの運転点の移動速度に基づいて、前記操作機器の補正開度を算出する補正開度算出部と、
前記サージ回避開度と前記補正開度とに基づいて前記操作機器の開度指令値を算出する開度指令値算出部と、を備えることを特徴とする排気タービン過給機のサージ回避制御装置ことを特徴とする排気タービン過給機のサージ回避制御装置。
【請求項９】
前記補正開度算出部は、前記移動速度の大きさに応じて前記補正開度が大きくなるように、前記補正開度を算出し、
前記開度指令値算出部は、前記サージ回避開度に前記補正開度を加算することで前記操作機器の開度指令値を算出することを特徴とする請求項８に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御装置。
【請求項１０】
前記操作機器は、前記エンジンの吸気通路における前記コンプレッサの下流側と上流側とを連通するコンプレッサバイパス通路に設けられたコンプレッサバイパス弁であることを特徴とする請求項８または９に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御装置。
【請求項１１】
前記操作機器は、前記タービンへ流入する排ガスの流速を調整可能な可変ノズル機構であることを特徴とする請求項８または９に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御装置。
【請求項１２】
前記操作機器は、前記エンジンの排気通路における前記タービンの下流側と上流側とを連通するタービンバイパス通路に設けられたウエストゲート弁であることを特徴とする請求項８または９に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御装置。
【請求項１３】
前記エンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、前記コンプレッサの下流側の目標過給圧を算出する目標過給圧算出部と、
前記コンプレッサの下流側の過給圧を検出する過給圧検出部と、
前記過給圧が前記目標過給圧に一致するように、前記タービンへ流入する排ガスの流速を調整可能な可変ノズル機構のノズル開度を制御する開度制御部と、をさらに備え、
前記目標過給圧算出部、前記過給圧検出部、および、前記開度制御部は、前記サージ検知部によって前記コンプレッサの運転点が前記サージ運転領域に位置しないと判定された場合に実行されることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御装置。
【請求項１４】
前記エンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、前記コンプレッサの下流側の目標過給圧を算出する目標過給圧算出部と、
前記コンプレッサの下流側の過給圧を検出する過給圧検出部と、
前記過給圧が前記目標過給圧に一致するように、前記エンジンの排気通路における前記タービンの下流側と上流側とを連通するタービンバイパス通路に設けられたウエストゲート弁の開度を制御する開度制御部と、をさらに備え、
前記目標過給圧算出部、前記過給圧検出部、および、前記開度制御部は、前記サージ検知部によって前記コンプレッサの運転点が前記サージ運転領域に位置しないと判定された場合に実行されることを特徴とする請求項１０に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は過給機の制御装置に関し、特に、過給機のサージングを回避する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に用いられるエンジンにおいては、エンジンの出力を向上させるために、エンジンの排気ガスのエネルギーでタービンを回転させ、タービンと同軸で連結されたコンプレッサで吸入空気（吸気）を圧縮してエンジンに供給する排気ターボチャージャが広く知られている。また、ＶＧ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ）ターボチャージャやＷＧバルブ（Ｗａｓｔｅｇａｔｅ）付きターボチャージャなどの可変機構を有するターボチャージャ（過給機）の採用が増えている。このような可変機構によって過給機の運転条件を制御することにより、エンジンの運転状態に適した圧力に過給圧を調整し、エンジンの燃費改善やドライバビリティの向上を実現している。その一方で、過給機は、運転条件によってはサージングと呼ばれる異常運転状態に陥ることがある。サージングはターボチャージャの破損につながることから、サージングを検知した場合にはその回避のための回避動作（回避制御）を一刻も早く行うことが重要である。【０００３】
一般的には、サージングは、圧力や流量、温度等の変動により検知することが可能である。例えば、特許文献１〜２では、コンプレッサの入口および出口における圧力の圧力比と、コンプレッサへの吸気の流入量（吸気量）とによって運転時のコンプレッサの運転点を検出している。そして、検出した運転点が、コンプレッサマップ上で定義されたサージングの発生の可能性があるサージ運転領域に位置するか否かを確認し、サージ運転領域に運転点が位置する場合にサージングの回避動作を実行している。また、サージングの回避動作の具体的な手法としては、特許文献１のように、コンプレッサバイパス弁の開度やＶＧ（可変ノズル機構）のノズル開度、ＷＧバルブの開度等の操作機器の開度を全開にすることが知られている。操作機器の開度を全開としない手法もあり、特許文献２では、コンプレッサバイパス弁を開く際には、サージ運転領域と正常運転領域の境界となるサージラインに対して、コンプレッサバイパス弁の応答性を加味したサージ防止ラインを設定し、サージ防止ラインを基準に運転点を制御することで、余裕をもってサージングの発生を防止することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５１２０３４３号
【特許文献２】特開２０１２−１８０７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では下記に説明するような課題がある。例えば、ＶＧターボチャージャでは可変ノズル機構のノズル開度を制御することにより、コンプレッサの過給圧は、エンジンの運転状態に基づいて決定される目標過給圧に制御される。そして、後述する図６に示すように、エンジンの運転状態の変化に応じた目標過給圧となるようにノズル開度が制御されるのに応じて、コンプレッサの運転点がコンプレッサマップ上における正常運転領域（Ｒｎ）からサージ運転領域（Ｒｓ）の所定の位置に移動する場合（Ｒ０→Ｒ２）を想定する。この場合において、例えば運転点の移動時間よりも十分に短い周期で運転点を監視する場合には、コンプレッサマップ上における正常運転領域に位置していた運転点（Ｒ０）が次の瞬間にはサージ運転領域に位置する（Ｒ１）ことが検知される。さらに、この検知後においても、サージングの回避動作が実行されない場合には、時間経過に伴って運転点がサージ運転領域を上記の所定の位置（Ｒ２）まで移動することになる。つまり、最初にサージ運転領域と判定された運転点を第１サージ運転点（Ｒ１）と呼ぶとすると、この第１サージ運転点（Ｒ１）は、サージ運転領域を運転点が上記所定の位置（Ｒ２）まで移動する全期間に対して中途となる（過渡時の）運転点に該当する。そして、例えば、上記の第１サージ運転点（Ｒ１）の情報（コンプレッサマップ上における座標点）のみで開度指令値を算出すると、過渡時の運転点（Ｒ１）で開度指令値を算出することになるため、そのサージ運転点（Ｒ１）以後の運転点の移動によっては、サージ運転領域外の正常運転領域に運転点を移動させることができない場合が生じ得る。【０００６】
こうした状況においては、サージングを回避するために、コンプレッサの運転点がサージ運転領域に突入したことを検知した時点で操作機器の開度を全開することは有効であるが、同時に過給圧が大きく低下することになるため、この状態からの再加速が遅れるという課題がある。また、サージングに対してマージンを持って制御する手法では、特に、サージ運転領域と判定された運転点付近に運転点が留まるような場合には必要以上に操作機器の開度を大きくすることになり、サージラインの限界付近までコンプレッサを運転することができない。このため、必要以上に過給圧が低下すると共に、コンプレッサの性能を最大限に発揮することができない。【０００７】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、サージングの回避制御において過給圧の過度の低下を抑制可能な排気タービン過給機のサージ回避制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る排気タービン過給機のサージ回避制御方法は、
エンジンからの排ガスによって回転するタービン及び前記タービンによって回転駆動するコンプレッサを有した排気タービン過給機のサージングを、前記コンプレッサの運転点を調整可能な操作機器の開度を全開から全閉の間で制御することにより行う排気タービン過給機のサージ回避制御方法において、
前記コンプレッサの運転点がサージ運転領域に位置するか否かを所定のタイミング毎に判定するサージ検知ステップと、
前記サージ検知ステップにおいて前記サージ運転領域に位置すると判定された前記コンプレッサの運転点を前記サージ運転領域外に移動させるのに必要な前記操作機器のサージ回避開度を算出するサージ回避開度算出ステップと、
前記サージ検知ステップにおいて前記サージ運転領域に位置すると判定された前記コンプレッサの運転点の移動速度に基づいて、前記操作機器の補正開度を算出する補正開度算出ステップと、
前記サージ回避開度と前記補正開度とに基づいて前記操作機器の開度指令値を算出する開度指令値算出ステップと、を備えることを特徴とする。【０００９】
上記（１）の構成によれば、コンプレッサの運転点を調整可能なコンプレッサバイパス弁、ウエストゲートバルブ弁、可変ノズル機構などとなる操作機器の開度指令値（開度）は、サージ回避開度と補正開度とに基づいて算出される。サージ回避開度は、エンジンの運転状態の変化に応じた目標過給圧に向けてコンプレッサの運転点が移動する際の過渡時の運転点（サージ運転点）から算出される開度である。また、補正開度は、サージ運転点からの運転点の移動速度に関する指標である。このように、エンジンの運転状態の変化に伴って移動するコンプレッサの運転点の過渡時において、その過渡時のサージ運転点に基づいて算出されるサージ回避開度に、上述した補正開度を加味して開度指令値を算出することで、操作機器の開度を全開にする場合や一定のマージンをもって開側に制御するよりも、サージ運転領域外（正常運転領域）におけるサージラインの近傍にコンプレッサの運転点を制御することができる。これによって、サージングの回避制御において過給圧の過度の低下を抑制することができ、コンプレッサの性能をより限界近くまで発揮することができると共に、サージングの回避のために操作機器の開度が変更された状態からの再加速を容易に行うことができる。また、コンプレッサの運転点の移動の過渡時において開度指令値を算出することで、サージングの回避動作を迅速に実行することができ、サージングの発生をより確実に回避することができる。【００１０】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記補正開度算出ステップは、前記移動速度の大きさに応じて前記補正開度が大きくなるように前記補正開度を算出し、
前記開度指令値算出ステップは、前記サージ回避開度に前記補正開度を加算することで前記操作機器の開度指令値を算出する。
上記（２）の構成によれば、サージ運転点からの運転点の移動速度が大きいほど、コンプレッサの入口圧力に対する出口圧力の圧力比の増大が予想されるため、圧力比をより下げるために開度指令値を大きくする。逆に言えば、サージ運転点からの移動速度が小さいほど、開度指令値は小さい。このように、サージ運転点からの運転点の移動速度に応じて開度指令値を調整することで、コンプレッサの運転点をサージ運転点からサージラインの限界付近に移動することができる。これによって、サージングの回避制御において過給圧の過度の低下を抑制することができる。【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（２）の構成において、
前記操作機器は、前記エンジンの吸気通路における前記コンプレッサの下流側と上流側とを連通するコンプレッサバイパス通路に設けられたコンプレッサバイパス弁である。
上記（３）の構成によれば、コンプレッサバイパス通路に設けられたコンプレッサバイパス弁の開度を制御することによりサージングを回避することができる。また、コンプレッサバイパス弁により、コンプレッサの入口圧力に対する出口圧力の圧力比を直接的に低減することができるため、サージングの回避動作に応じたコンプレッサの運転点の制御の応答性を高めることができる。【００１２】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（２）の構成において、
前記操作機器は、前記タービンへ流入する排ガスの流速を調整可能な可変ノズル機構である。
上記（４）の構成によれば、可変ノズル機構のノズル開度を制御することによりサージングを回避することができる。また、ＶＧターボチャージャが備える可変ノズル機構を操作機器とすることで、コストの増加を抑制することができる。【００１３】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（２）の構成において、
前記操作機器は、前記エンジンの排気通路における前記タービンの下流側と上流側とを連通するタービンバイパス通路に設けられたウエストゲート弁である。
上記（５）の構成によれば、タービンバイパス通路に設けられたウエストゲート弁の開度を制御することによりサージングを回避することができる。また、ウエストゲート弁付きターボチャージャが備えるウエストゲート弁を操作機器とすることで、コストの増加を抑制することができる。【００１４】
（６）幾つかの実施形態では、上記（３）〜（５）の構成において、
前記エンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、前記コンプレッサの下流側の目標過給圧を算出する目標過給圧算出ステップと、
前記コンプレッサの下流側の過給圧を検出する過給圧検出ステップと、
前記過給圧が前記目標過給圧に一致するように、前記タービンへ流入する排ガスの流速を調整可能な可変ノズル機構のノズル開度を制御する開度制御ステップと、をさらに備え、
前記目標過給圧算出ステップ、前記過給圧検出ステップ、および、前記開度制御ステップは、前記サージ検知ステップによって前記コンプレッサの運転点が前記サージ運転領域に位置しないと判定された場合に実行される。
上記（６）の構成によれば、コンプレッサの運転点が正常運転領域に位置する場合には可変ノズル機構によってエンジンの運転状態に応じた目標過給圧に実際の過給圧を制御することができる。また、コンプレッサの運転点がサージ運転領域に位置する場合には、操作機器（コンプレッサバイパス弁、可変ノズル機構、ウエストゲート弁）によって、サージングの回避を行うことができる。【００１５】
（７）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記エンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、前記コンプレッサの下流側の目標過給圧を算出する目標過給圧算出ステップと、
前記コンプレッサの下流側の過給圧を検出する過給圧検出ステップと、
前記過給圧が前記目標過給圧に一致するように、前記エンジンの排気通路における前記タービンの下流側と上流側とを連通するタービンバイパス通路に設けられたウエストゲート弁の開度を制御する開度制御ステップと、をさらに備え、
前記目標過給圧算出ステップ、前記過給圧検出ステップ、および、前記開度制御ステップは、前記サージ検知ステップによって前記コンプレッサの運転点が前記サージ運転領域に位置しないと判定された場合に実行される。
上記（７）の構成によれば、コンプレッサの運転点が正常運転領域に位置する場合にはウエストゲート弁によってエンジンの運転状態に応じた目標過給圧に実際の過給圧を制御することができる。また、コンプレッサの運転点がサージ運転領域に位置する場合には操作機器（コンプレッサバイパス弁）によってサージングの回避を行うことができる。【００１６】
（８）本発明の少なくとも一実施形態に係る排気タービン過給機のサージ回避制御装置は、
エンジンからの排ガスによって回転するタービン及び前記タービンによって回転駆動するコンプレッサを有した排気タービン過給機のサージングを、前記コンプレッサの運転点を調整可能な操作機器の開度を全開から全閉の間で制御することにより行う排気タービン過給機のサージ回避制御装置において、
前記コンプレッサの運転点がサージ運転領域に位置するか否かを所定のタイミング毎に判定するサージ検知部と、
前記サージ検知部において前記サージ運転領域に位置すると判定された前記コンプレッサの運転点を前記サージ運転領域外に移動させるのに必要な前記操作機器のサージ回避開度を算出するサージ回避開度算出部と、
前記サージ検知部において前記サージ運転領域に位置すると判定された前記コンプレッサの運転点の移動速度に基づいて、前記操作機器の補正開度を算出する補正開度算出部と、
前記サージ回避開度と前記補正開度とに基づいて前記操作機器の開度指令値を算出する開度指令値算出部と、を備えることを特徴とする排気タービン過給機のサージ回避制御装置。【００１７】
上記（８）の構成によれば、上記（１）のサージ回避制御方法を実行するサージ回避制御装置を提供することができる。これによって、サージングの回避制御において過給圧の過度の低下を抑制することができ、コンプレッサの性能をより限界近くまで発揮することができると共に、サージングの回避のために操作機器の開度が変更された状態からの再加速を容易に行うことができる。また、コンプレッサの運転点の移動の過渡時において開度指令値を算出することで、サージングの回避動作を迅速に実行することができ、サージングの発生をより確実に回避することができる。【００１８】
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記補正開度算出部は、前記移動速度の大きさに応じて前記補正開度が大きくなるように、前記補正開度を算出し、
前記開度指令値算出部は、前記サージ回避開度に前記補正開度を加算することで前記操作機器の開度指令値を算出する。
上記（９）の構成によれば、上記（２）のサージ回避制御方法を実行するサージ回避制御装置を提供することができる。これによって、サージングの回避制御において過給圧の過度の低下を抑制することができる。【００１９】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（８）〜（９）の構成において、
前記操作機器は、前記エンジンの吸気通路における前記コンプレッサの下流側と上流側とを連通するコンプレッサバイパス通路に設けられたコンプレッサバイパス弁である。
上記（１０）の構成によれば、上記（３）と同様に、サージングの回避動作に応じたコンプレッサの運転点の制御の応答性を高めつつ、サージングを回避することができる。【００２０】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（８）〜（９）の構成において、
前記操作機器は、前記タービンへ流入する排ガスの流速を調整可能な可変ノズル機構である。
上記（１１）の構成によれば、上記（４）と同様に、可変ノズル機構のノズル開度を制御することによりサージングを回避することができる。また、ＶＧターボチャージャが備える可変ノズル機構を操作機器とすることで、コストの増加を抑制することができる。【００２１】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（８）〜（９）の構成において、
前記操作機器は、前記エンジンの排気通路における前記タービンの下流側と上流側とを連通するタービンバイパス通路に設けられたウエストゲート弁である。また、ウエストゲート弁付きターボチャージャが備えるウエストゲート弁を操作機器とすることで、コストの増加を抑制することができる。
上記（１２）の構成によれば、上記（５）と同様に、タービンバイパス通路に設けられたウエストゲート弁の開度を制御することによりサージングを回避することができる。【００２２】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１０）〜（１２）の構成において、
前記エンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、前記コンプレッサの下流側の目標過給圧を算出する目標過給圧算出部と、
前記コンプレッサの下流側の過給圧を検出する過給圧検出部と、
前記過給圧が前記目標過給圧に一致するように、前記タービンへ流入する排ガスの流速を調整可能な可変ノズル機構のノズル開度を制御する開度制御部と、をさらに備え、
前記目標過給圧算出部、前記過給圧検出部、および、前記開度制御部は、前記サージ検知部によって前記コンプレッサの運転点が前記サージ運転領域に位置しないと判定された場合に実行される。
上記（１３）の構成によれば、上記（６）と同様に、コンプレッサの運転点が正常運転領域に位置する場合には可変ノズル機構によってエンジンの運転状態に応じた目標過給圧に実際の過給圧を制御することができる。また、コンプレッサの運転点がサージ運転領域に位置する場合には、操作機器（コンプレッサバイパス弁、可変ノズル機構、ウエストゲート弁）によって、サージングの回避を行うことができる。【００２３】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１０）の構成において、
前記エンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、前記コンプレッサの下流側の目標過給圧を算出する目標過給圧算出部と、
前記コンプレッサの下流側の過給圧を検出する過給圧検出部と、
前記過給圧が前記目標過給圧に一致するように、前記エンジンの排気通路における前記タービンの下流側と上流側とを連通するタービンバイパス通路に設けられたウエストゲート弁の開度を制御する開度制御部と、をさらに備え、
前記目標過給圧算出部、前記過給圧検出部、および、前記開度制御部は、前記サージ検知部によって前記コンプレッサの運転点が前記サージ運転領域に位置しないと判定された場合に実行される。
上記（１４）の構成によれば、上記（７）と同様に、コンプレッサの運転点が正常運転領域に位置する場合にはウエストゲート弁によってエンジンの運転状態に応じた目標過給圧に実際の過給圧を制御することができる。また、コンプレッサの運転点がサージ運転領域に位置する場合には操作機器（コンプレッサバイパス弁）によってサージングの回避を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、サージングの回避制御において過給圧の過度の低下を抑制可能な排気タービン過給機のサージ回避制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気タービン過給機のサージ回避制御装置を備えるエンジンシステムを概略的に示す図であり、ＶＧターボチャージャは操作装置としてのコンプレッサバイパス弁を備える。
【図２】本発明の一実施形態に係る排気タービン過給機のサージ回避制御装置を備えるエンジンシステムを概略的に示す図であり、ＶＧターボチャージャは操作装置としてのウエストゲート弁を備える。
【図３】本発明の一実施形態に係る排気タービン過給機のサージ回避制御装置を備えるエンジンシステムを概略的に示す図であり、ＶＧターボチャージャは可変ノズル機構（ＶＧ）を操作機器としても使用する。
【図４】本発明の一実施形態に係る排気タービン過給機のサージ回避制御装置を備えるエンジンシステムを概略的に示す図であり、ウエストゲート弁付きターボチャージャは操作装置としてのコンプレッサバイパス弁を備える。
【図５】本発明の一実施形態に係る排気タービン過給機のサージ回避制御方法を示すフロー図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るコンプレッサマップを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るサージ回避制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る過給圧制御を説明するブロック図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る過給圧制御方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２７】
図１〜図４は、本発明の一実施形態に係る排気タービン過給機２のサージ回避制御装置３を備えるエンジンシステム１を概略的に示す図である。図１〜図４に示されるように、エンジンシステム１は、排気タービン過給機２と、サージ回避制御装置３とを備える。図１〜図４にはガソリンエンジンのエンジンシステム１が例示されているが、本発明はディーゼエンジンに適用もできる。また、エンジンシステム１は、自動車、トラック、バス、船舶、産業用エンジン等の様々な分野に適用可能である。
以下、エンジンシステム１が備える各々の構成について説明する。
【００２８】
排気タービン過給機２は、図１〜図４に示されるように、エンジン４（エンジン本体）からの排ガスによって回転するタービン２Ｔ及びタービン２Ｔによって回転駆動するコンプレッサ２Ｃを有する。より詳細には、エンジン４の吸気通路５に設置されたコンプレッサ２Ｃと、エンジン４の排気通路６に設置されたタービン２Ｔとが回転軸２Ｓで連結されている。そして、エンジン４の燃焼室４１から排出される排ガスが排気通路６を通って外部に向けて流れる際にタービン２Ｔを回転させることにより、タービン２Ｔと同軸で結合されたコンプレッサ２Ｃが回転し、吸気通路５を流れる吸気を圧縮する。
【００２９】
図１〜図４に示される実施形態では、図示されるように、吸気通路５は、吸気の取り入れ口である不図示の吸気ダクトとコンプレッサ２Ｃの入口（吸気流入口）とを連通する上流側吸気通路５１、および、コンプレッサ２Ｃの出口（吸気排出口）とエンジン４の吸気ポート４３とを連通する下流側吸気通路５２から形成されている。そして、吸気ダクト（不図示）から吸入された空気（吸気）はエンジン４の燃焼室４１に向けて上流側吸気通路５１、下流側吸気通路５２の順に吸気通路５を流れる。上流側吸気通路５１を流れる際には、吸気は、上流側吸気通路５１に設けられたエアクリーナ５４を通過することよって吸気に含まれる塵や埃などの異物が除去された後、コンプレッサ２Ｃを入口から出口へと通過する際に圧縮される。また、コンプレッサ２Ｃにより圧縮された吸気は、下流側吸気通路５２を燃焼室４１に向けて流れる際に、下流側吸気通路５２に設けられた、冷却により吸気密度を高めるためのインタークーラ５５、アクセルペダル１３の操作量（アクセル開度Ａｃ）に応じて吸気の流量（吸気量Ｗ）を調整するためのスロットルバルブ５６を順に通過する。その後、吸気は、燃料噴射ノズル５７から噴射される燃料と混合されて燃焼室４１に入る。
【００３０】
他方、排気通路６は、エンジン４の排気ポート４４とタービン２Ｔの入口（排気流入口）とを連通する上流側排気通路６１と、タービン２Ｔの出口（排気排出口）と外部とを連通する下流側排気通路６２とから形成されている。そして、燃焼室４１での燃焼により生じた排ガス（燃焼ガス）は、外部に向けて上流側排気通路６１、下流側排気通路６２の順に排気通路６を流れる。排気通路６の上流側排気通路６１を通過した排ガスは、タービン２Ｔを入口から出口へと通過する際にタービン２Ｔを回転させる。その後、下流側排気通路６２を通って外部に向けて流れていく。
【００３１】
また、吸気通路５や排気通路６には、運転中の過給機２の過給圧やコンプレッサ２Ｃの運転点を検出するのに使用される各種センサが設けられており、各種センサによる検出結果は、後述するようなサージ回避制御装置３によるサージ回避制御や過給圧制御で使用される。図１〜図４に示される実施形態では、図示されるように、コンプレッサ２Ｃによる過給圧（出口圧力Ｐｏ）を検出するために、ブースト圧センサ２４が下流側吸気通路５２に設置されている。また、コンプレッサ２Ｃの入口の圧力（入口圧力Ｐｉ）を検出可能な入口圧力センサ２５と、コンプレッサ２Ｃへ入る吸気量Ｗを検出可能な吸気量センサ２６とが上流側吸気通路５１に設置されている。また、コンプレッサ２Ｃの運転点を、入口圧力Ｐｉに対する出口圧力Ｐｏの圧力比Ｐｆ（Ｐｏ／Ｐｉ）および吸気量Ｗにより得るようになっている。なお、コンプレッサ２Ｃの運転点や過給圧を取得できれば良いのであり、上記とは異なるセンサを用いても良いし、他の手法を採用しても良い。
【００３２】
ここで、図１〜図４に示される実施形態の過給機２についてそれぞれ説明すると、図１〜図３の過給機２は、図示されるように、ＶＧ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ）ターボチャージャ（可変容量型ターボチャージャ）である。ＶＧターボチャージャは、タービン２Ｔ（タービン動翼）へ流入する排ガスの流速を調整可能な可変ノズル機構７２を有している。そして、エンジン４の運転状態に合わせて可変ノズル機構７２のノズル開度を調整し、タービン動翼へ向かう排ガス圧力を調整することにより、過給圧を最適条件にコントロールする。例えば、周知なように、エンジン４の低回転時にはノズル開度を小さくして排ガス圧力を高め、逆に、エンジン４の高回転時にはノズル開度を大きくする。なお、図２の過給機２は、図示されるように、ウエストゲート弁７３（Ｗａｓｔｅｇａｔｅ  Ｖａｌｖｅ）を備えるウエストゲート弁付きターボチャージャでもある。なお、エンジン４の運転状態は、例えば、後述するエンジン４の回転数Ｎ（ｒｐｍ）、アクセル開度Ａｃ（％）で監視されても良い。
【００３３】
他方、図４の過給機２は、図示されるように、図２の過給機２と共に、ウエストゲート弁（Ｗａｓｔｅｇａｔｅ  Ｖａｌｖｅ）付きターボチャージャである。ウエストゲート弁７３は、エンジン４の排気通路６におけるタービン２Ｔの下流側と上流側とを連通するタービンバイパス通路６３に設けられている。換言すれば、排気通路６は、タービン２Ｔをバイパスするようにして、上流側排気通路６１と下流側排気通路６２とを連通するタービンバイパス通路６３を備えている。そして、このウエストゲート弁７３は、タービンバイパス通路６３に設けられることで、タービンバイパス通路６３を通過する排ガスの排ガスの流量をその開度に応じて制御することが可能に構成されている。このウエストゲート弁７３の開度は、後述するサージ回避制御装置３が、エンジン４の運転状態に合わせて、バルブを動かす機構であるアクチュエータ７２ａを操作することで全開位置から全閉位置の間で制御される。例えば、全閉位置では、タービンバイパス通路６３を通過する排ガスの流れは完全に遮断される。全開位置では、タービンバイパス通路６３には最大限の排ガスの流れが許容される。また、全閉位置と全開位置との間の中間開度では、開度に応じた排ガスの流れが許容される。例えば、エンジン４の低回転時にはウエストゲート弁７３の開度を閉側にすることで排ガス圧力を高め、逆に、エンジン４の高回転時には開度を開側にする。
【００３４】
そして、図１〜図３のＶＧ（可変ノズル機構７２）および図４のウエストゲート弁７３は、いずれもタービン２Ｔの回転数の制御を通して、コンプレッサ２Ｃの回転数を制御するものであり、過給圧の目標値となる目標過給圧Ｐｔに実際の過給圧（出口圧力Ｐｏ）を一致させるための過給圧制御に利用される。これによって、エンジン４の燃費低減が図られる。この過給圧制御は、コンプレッサ２Ｃの運転点が後述する正常運転領域Ｒｎにある場合に行われる。なお、過給圧制御については後述する。
【００３５】
また、図１、図４に示される実施形態では、図２〜図３に示される実施形態にはない構成として、図示されるように、吸気通路５は、コンプレッサ２Ｃの下流側と上流側とを連通するコンプレッサバイパス通路５３を備えている。換言すれば、コンプレッサバイパス通路５３は、コンプレッサ２Ｃをバイパスするようにして上流側吸気通路５１と下流側吸気通路５２とを連通する。そして、このコンプレッサバイパス通路５３にはコンプレッサバイパス弁７１が設けられており、コンプレッサバイパス通路５３を通過する吸気の流量をその開度に応じて制御することが可能に構成されている。より詳細には、コンプレッサバイパス弁７１の開度は、後述するサージ回避制御装置３がアクチュエータ７１ａを操作することで全開位置から全閉位置の間で制御される。例えば、全閉位置では、コンプレッサバイパス通路５３を通過する吸気の流れは完全に遮断される。全開位置では、コンプレッサバイパス通路５３には最大限の吸気の流れが許容される。また、全閉位置と全開位置との間の中間開度では、開度に応じた吸気の流れが許容される。
【００３６】
サージ回避制御装置３は、上述した排気タービン過給機２のサージングを、コンプレッサ２Ｃの運転点を調整可能な操作機器７の開度を全開から全閉の間で制御することにより行うための装置である（図１〜図４参照）。図１、図４に示される実施形態では、操作機器７は、コンプレッサバイパス通路５３に設けられたコンプレッサバイパス弁７１である。この場合には、コンプレッサバイパス弁７１を操作機器７とすることにより、可変ノズル機構７２やウエストゲート弁７３を操作機器７とする場合よりも、より直接的にコンプレッサ２Ｃの圧力比Ｐｆを低減することができるため、サージングの回避動作に応じたコンプレッサの運転点の制御の応答性を高めることができる。一方、図２に示される実施形態では、操作機器７は、タービンバイパス通路６３に設けられたウエストゲート弁７３である。図３に示される実施形態では、操作機器７は上記の可変ノズル機構７２であり、また、可変ノズル機構７２では過給圧制御（後述）においても用いられる。これらの場合には、可変ノズル機構７２やウエストゲート弁７３付きの過給機２では、コンプレッサバイパス弁７１を新たに設ける必要はなく、コストの増加を抑制することができる。
そして、サージ回避制御装置３は、下記に説明する排気タービン過給機２のサージ回避制御方法を実行する。
【００３７】
以下、排気タービン過給機２のサージ回避制御方法（以下、適宜、サージ回避制御方法という）を、図５〜図６を用いて説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る排気タービン過給機２のサージ回避制御方法を示すフロー図である。また、図６は、本発明の一実施形態に係るコンプレッサマップＣｍを示す図である。図５に示されるように、サージ回避制御方法は、サージ検知ステップ（Ｓ１〜Ｓ３）と、サージ回避開度算出ステップ（Ｓ４）と、補正開度算出ステップ（Ｓ５）と、開度指令値算出ステップ（Ｓ６）と、を備える。
以下、図５のフローに沿ってサージ回避制御方法を説明する。なお、以下では、図１〜図４に示される実施形態において、図５のサージ回避制御方法が実行されるものとして説明する。また、後述するサージ運転領域Ｒｓに位置するコンプレッサ２Ｃの運転点をサージ運転点と呼ぶ（図６のＲ１やＲ２）。
【００３８】
図５のステップＳ１〜Ｓ３においてサージ検知ステップが実行される。サージ検知ステップ（Ｓ１〜Ｓ３）は、コンプレッサ２Ｃの運転点がサージ運転領域Ｒｓに位置するか否かを判定するステップであり、図５のフローが所定のタイミング毎に行われるのに伴って、所定のタイミング毎に行われる。図５に示される実施形態では、上記の所定のタイミングは周期的なタイミングとなっている。ただし、本発明はこの実施形態に限定されず、他の幾つかの実施形態では、コンプレッサ２Ｃの運転点が変わる時などの所定のタイミングで実行されても良い。また、このサージ検知ステップは、運転点算出ステップ（Ｓ１）と、サージ判定ステップ（Ｓ２）を含んでいる。
【００３９】
具体的には、図５のステップＳ１において、コンプレッサ２Ｃの運転点を算出する運転点算出ステップが実行される。コンプレッサ２Ｃの運転点はサージングを検知するための指標であり、図１〜図４に示される実施形態では、入口圧力Ｐｉに対する出口圧力Ｐｏの圧力比Ｐｆ（Ｐｏ／Ｐｉ）および吸気量Ｗとなっている。この圧力比Ｐｆおよび吸気量Ｗを算出するのに必要な情報は、例えば上述した各種センサを用いて取得される。
【００４０】
また、ステップＳ２において、ステップＳ１で算出されたコンプレッサ２Ｃの運転点がサージ運転領域Ｒｓに位置するか否かを判定するサージ判定ステップが実行される。より詳細には、コンプレッサ２Ｃの運転点とコンプレッサマップＣｍとを比較することにより、コンプレッサ２Ｃの運転点がコンプレッサマップＣｍ上のどの領域に位置するかを判定する。一般的に、コンプレッサマップＣｍは、縦軸に圧力比Ｐｆ、横軸に吸気量Ｗとしたマップである（図６参照）。そして、コンプレッサ２Ｃの運転点がマップ上のどこに位置するかによって、過給機２の作動領域や効率が判断可能となっている。図６にはコンプレッサマップＣｍの一部が示されており、図示されるように、サージラインＬを境に、サージ運転領域Ｒｓは左側に位置し、正常運転領域Ｒｎは右側に位置する。サージ運転領域Ｒｓはサージングが発生する恐れがある領域であり、正常運転領域Ｒｎは過給機２が正常に作動する領域である。
【００４１】
次のステップＳ３において、サージ判定ステップ（Ｓ２）による判定の結果、コンプレッサ２Ｃの運転点が正常運転領域Ｒｎに位置すると判定された場合には、図５のフローを終了する。逆に、コンプレッサ２Ｃの運転点がサージ運転領域Ｒｓに位置すると判定された場合には、サージング回避のための動作を実行するためにステップＳ４に進む。図６には、例としてコンプレッサ２Ｃの運転点（Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２）が３つ示されており、あるタイミングにおいて、コンプレッサマップＣｍ上における正常運転領域Ｒｎに位置していた運転点Ｒ０が、次のタイミングにおいて、サージ運転領域Ｒｓに位置する運転点Ｒ１に移動し、さらに次の運転点Ｒ２に移動しようとしている状態が示されている。この例示の場合には、サージ検知ステップ（Ｓ１〜Ｓ３）において検知された運転点がＲ０であった時にはそのままフローを終了する。逆に、運転点がＲ１やＲ２であった時には次のステップＳ４以降のサージングの回避のための動作（サージングの回避動作）に進むことになる。
【００４２】
ステップＳ４において、サージ回避開度Ｄｓを算出するサージ回避開度算出ステップが実行される。サージ回避開度算出ステップ（Ｓ４）は、サージ検知ステップ（Ｓ１〜Ｓ２）においてサージ運転領域Ｒｓに位置すると判定されたコンプレッサ２Ｃの運転点をサージ運転領域Ｒｓ外に移動させるのに必要な操作機器７のサージ回避開度Ｄｓを算出するステップである。このサージ回避開度Ｄｓは、サージ運転点（図６ではＲ１）に基づいて算出される開度である。例えば、上記の圧力比Ｐｆ、吸気量Ｗ、およびサージ回避開度Ｄｓとの関係を示す回避開度マップＭｄを用いることで、ステップＳ１で算出された圧力比Ｐｆおよび吸気量Ｗからサージ回避開度Ｄｓを算出しても良い。回避開度マップＭｄは、実験等を通して予め用意される。
【００４３】
ステップＳ５において、補正開度Ｄｃを算出する補正開度算出ステップが実行される。補正開度算出ステップ（Ｓ５）は、サージ検知ステップ（Ｓ１〜Ｓ３）においてサージ運転領域Ｒｓに位置すると判定されたコンプレッサ２Ｃの運転点の移動速度Ｖに基づいて、操作機器７の補正開度Ｄｃを算出するステップである。図６に示される実施形態では、この補正開度Ｄｃは、サージ運転点（図６ではＲ１）における移動速度Ｖに基づいて算出される。この移動速度Ｖは、２つのコンプレッサ２Ｃの運転点から算出することが可能である。具体的には、運転点Ｒ０から運転点Ｒ１に運転点が移動する際の時間と、コンプレッサマップＣｍ上おける運転点Ｒ０と運転点Ｒ１の距離から算出することができ、最も早く検出されたサージ運転点に基づいて算出するため、移動速度Ｖの迅速な算出が可能となる。あるいは、運転点Ｒ２など、運転点Ｒ１からさらに進んだコンプレッサ２Ｃの運転点を用いても良く、運転点Ｒ１から運転点Ｒ２に運転点が移動する際の時間と、コンプレッサマップＣｍ上おける運転点Ｒ１から運転点Ｒ２の距離から算出することもできる。そして、移動速度Ｖと補正開度Ｄｃとの関係を示す補正開度マップＭｃを用いることで、移動速度Ｖから補正開度Ｄｃを算出しても良い。この補正開度マップＭｃにより得られる補正開度Ｄｃは、サージ回避開度Ｄｓと同じ次元の値でも良いし、サージ回避開度Ｄｓを補正するための補正係数を示す値であっても良い。補正開度マップＭｃは、実験等を通して予め用意される。
【００４４】
ステップＳ６において、開度指令値Ｄを算出する開度指令値算出ステップが実行される。開度指令値算出ステップ（Ｓ６）は、サージ回避開度Ｄｓと補正開度Ｄｃとに基づいて操作機器７の開度指令値Ｄを算出するステップである。具体的には、サージ回避開度Ｄｓと補正開度Ｄｃとを演算することにより開度指令値Ｄを算出する。例えば、サージ回避開度Ｄｓと補正開度Ｄｃとが同じ次元を有する場合には加算、減算等の演算が行われ、補正開度Ｄｃが上述の補正係数であれば、乗算、除算などの演算が行われても良い。
【００４５】
また、図５に示される実施形態では、ステップＳ７において操作機器制御ステップが実行される。操作機器制御ステップ（Ｓ７）は、算出された開度指令値Ｄを操作機器７に出力するステップである。この開度指令値Ｄに応じて、操作機器７の開度を動かす機構（アクチュエータ７１ａ、７３ｂ、可変ノズル機構７２）が制御される。そして、ステップＳ７の実行後に図５のフローは終了する。
【００４６】
ただし、本発明は上述した実施形態に限定されない。例えば、他の幾つかの実施形態では、サージ検知ステップ（図５のＳ１〜Ｓ３）は、図５のステップＳ１で算出されたコンプレッサ２Ｃの運転点の移動速度Ｖを算出し、この移動速度Ｖに基づいて、正常運転領域Ｒｎに位置しているコンプレッサ２Ｃの運転点が次のタイミングにおいてサージ運転領域Ｒｓに移動するか否かを予測することにより実行されても良い。図６を用いて具体的に説明すると、正常運転領域Ｒｎに位置する運転点Ｒ０の移動速度Ｖを、運転点Ｒ０の前に算出された運転点Ｒ０１および運転点Ｒ０に基づいて算出する。そして、図５のステップＳ１で算出された最新の運転点Ｒ０が、算出された移動速度Ｖに基づいて、次のタイミングでは運転点Ｒ１に移動すると予測されるなど、サージ運転領域Ｒｓに移動すると予測される場合には、図５のステップＳ２においてコンプレッサ２Ｃの運転点がサージ運転領域Ｒｓに位置すると判定し、図５のステップＳ４〜ステップＳ７を実行する。例えば、このような現時点では正常運転領域Ｒｎに位置するものの、次のタイミングにおいてサージ運転領域Ｒｓに移動すると予測される運転点（図６ではＲ０）を、サージ運転点とみなして、その運転点（図６ではＲ０）に基づいて上記の回避開度マップＭｄを用いるなどして、サージ回避開度Ｄｓを算出しても良い。あるいは、正常運転領域Ｒｎに位置するコンプレッサ２Ｃの運転点の移動速度Ｖに基づいて算出された、サージ運転領域Ｒｓに位置すると予測されるコンプレッサ２Ｃの運転点である予測運転点（図６ではＲ１）を、予測の元になる運転点（図６ではＲ０）に一時的に置き換えると共にサージ運転点とみなして、その予測運転点と上記の回避開度マップＭｄなどを用いてサージ回避開度Ｄｓを算出しても良い。また、補正開度Ｄｃは、上述のようにＲ０およびＲ０１で算出される上記の移動速度Ｖに基づいて算出される。これによって、サージ検知ステップをフィードフォワード的に実行することができる。なお、上記の方法により、コンプレッサ２Ｃの運転点が正常運転領域Ｒｎに位置すると判定された場合には、図５のフローを終了することになる。
【００４７】
ここで、上述したように、操作機器７の開度指令値Ｄを、サージ回避開度Ｄｓおよび補正開度Ｄｃに基づいて算出する理由を説明する。本発明では、サージングの回避動作の実行による過給圧の過度の低下を抑制するために、操作機器７の開度を可能な限り、全開ではなく中間開度に制御する（図５のステップＳ４〜Ｓ７）。例えば、操作機器７の開度を全開にするとサージングの回避は可能であるものの、過給圧が最大限低下することにより、この状態からの再加速が遅れるといった課題が生じるためである。そして、コンプレッサマップＣｍ上において、操作機器７の開度を中間開度に制御した場合のコンプレッサ２Ｃの運転点は、操作機器７の開度を全開に制御した場合よりも、よりサージラインＬの近傍における正常運転領域Ｒｎにサージ運転点から移動することになる。
【００４８】
例えば、図６に示されるように、エンジン４の運転状態の変化などに伴って、コンプレッサマップＣｍ上において、エンジン４の運転状態の変化に応じた所定の位置（例えば、運転点Ｒ２や、運転点Ｒ２以降の運転点）に向けてコンプレッサ２Ｃの運転点が移動する場合、上述したように、運転点Ｒ１で示されるサージ運転点は、上記の所定の位置を終点とする全区間に対して中途となる過渡時の運転点に該当する。そして、この過渡時のサージ運転点（Ｒ１）の情報（コンプレッサマップＣｍ上における座標点）のみに基づいて、サージラインＬの近傍における正常運転領域Ｒｎにサージ運転点（Ｒ１）が移動するように操作機器７の開度を決定した場合には（つまり、開度指令値Ｄ＝サージ回避開度Ｄｓ）、そのサージ運転点（Ｒ１）以後の運転点の移動によっては、最終的には、コンプレッサ２Ｃの運転点を正常運転領域Ｒｎに移動させることができない場合が生じ得る。このような状況を回避しようとする場合には、例えば移動速度Ｖと補正開度Ｄｃとから、サージ運転点を正常運転領域Ｒｎに確実に移動させることが可能となるような、より大きな値を有するサージ回避開度Ｄｓが求められるように回避開度マップＭｄを作成するなど、必要以上に大きな開度となるようにマージンを持ってサージ回避開度Ｄｓを算出する方法が考えられる。ところが、この方法では、そのマージンの分だけ必要以上に大きい過給圧の低下を許容することになってしまう。そこで、本発明では、コンプレッサ２Ｃの運転点がサージ運転領域Ｒｓに位置することが検出されると、上述したようにサージ回避開度Ｄｓのみならず、補正開度Ｄｃを用いて開度指令値Ｄを算出することで、移動速度Ｖに応じた開度指令値Ｄの調整を可能とし、サージラインＬの近傍の正常運転領域Ｒｎにコンプレッサ２Ｃの運転点を移動させている。
【００４９】
なお、上記では、図５のステップＳ４〜Ｓ７は、サージ運転領域に位置すると最初に判定されたコンプレッサ２Ｃの運転点（図６の運転点Ｒ１）に基づいて行われるものとして説明したが、これには限定されない。図５のステップＳ４〜Ｓ７は、エンジン４の運転状態の変化に応じた所定の位置に向けてコンプレッサ２Ｃの運転点が移動する際の過渡時のサージ運転点に基づいて実行されれば良い。例えば、他の幾つかの実施形態では、図６の運転点Ｒ２や、時間的に運転点Ｒ２以降の過渡時の運転点に基づいて実行されても良い。
【００５０】
上記の構成によれば、エンジン４の運転状態の変化に伴って移動するコンプレッサ２Ｃの運転点の過渡時において、その過渡時のサージ運転点に基づいて算出されるサージ回避開度Ｄｓに、上述した補正開度Ｄｃを加味して開度指令値Ｄを算出することで、操作機器７の開度を全開にする場合や一定のマージンをもって開側に制御するよりも、正常運転領域ＲｎにおけるサージラインＬの近傍にコンプレッサ２Ｃの運転点を制御することがでる。これによって、サージングの回避制御において過給圧の過度の低下を抑制することができ、コンプレッサ２Ｃの性能をより限界近くまで発揮することができると共に、サージングの回避のために操作機器７の開度が変更された状態からの再加速を容易に行うことができる。また、コンプレッサ２Ｃの運転点の移動の過渡時において開度指令値Ｄを算出することで、サージングの回避動作を迅速に実行することができ、サージングの発生をより確実に回避することができる。
【００５１】
また、幾つかの実施形態では、補正開度算出ステップ（図５のＳ５）は、移動速度Ｖの大きさに応じて補正開度Ｄｃが大きくなるように補正開度Ｄｃを算出し、開度指令値算出ステップ（図５のＳ６）は、サージ回避開度Ｄｓに補正開度Ｄｃを加算することで操作機器７の開度指令値Ｄを算出しても良い。これは、サージ運転点からのコンプレッサ２Ｃの運転点の移動速度Ｖが大きいほど圧力比Ｐｆ（Ｐｏ／Ｐｉ）の増大が予想されため、圧力比Ｐｆをより下げるために開度指令値Ｄを大きくする。逆に言えば、サージ運転点からの移動速度Ｖが小さいほど、開度指令値Ｄは小さい。このように、サージ運転点からの運転点の移動速度Ｖに応じて開度指令値Ｄを調整することで、コンプレッサ２Ｃの運転点をサージ運転点からサージラインＬの限界付近に移動することができる。これによって、サージングの回避制御において過給圧の過度の低下を抑制することができる。
【００５２】
次に、上述したサージ回避制御方法（図５）を実行するサージ回避制御装置３の具体的な構成について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の一実施形態に係るサージ回避制御装置３の構成を示すブロック図である。図７に示されるように、サージ回避制御装置３は、サージ検知部３１と、サージ回避開度算出部３２と、補正開度算出部３３と、開度指令値算出部３４と、を備える。このサージ回避制御装置３は、ＥＣＵ（電子制御装置）などのコンピュータで構成されており、図示しないＣＰＵ（プロセッサ）や、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ（記憶装置）を備えている。そして、主記憶装置にロードされたプログラムの命令に従ってＣＰＵが動作（データの演算など）することで、上記の各機能部を実現する。なお、サージ回避制御装置３のメモリ（不図示）には、上述したコンプレッサマップＣｍ（図６）、回避開度マップＭｄ、補正開度マップＭｃが記憶されており、各機能部は、必要なマップをメモリ（不図示）にアクセスして参照可能に構成されているものとする。
以下、サージ回避制御装置３の上記の各機能部をそれぞれ説明する。
【００５３】
サージ検知部３１は、コンプレッサ２Ｃの運転点がサージ運転領域Ｒｓに位置するか否かを所定のタイミング毎に判定する。つまり、上述したサージ回避制御方法のサージ検知ステップ（図５のステップＳ１〜Ｓ３）に対応する処理を実行する。図７に示される実施形態では、サージ検知部３１は、ブースト圧センサ２４からの出口圧力Ｐｏ（過給圧）と、入口圧力センサ２５からの入口圧力Ｐｉと、吸気量センサ２６からの吸気量Ｗとがそれぞれ入力される。そして、サージ検知部３１は、入口圧力Ｐｉに対する出口圧力Ｐｏの圧力比Ｐｆ（Ｐｏ／Ｐｉ）を算出し、圧力比Ｐｆおよび吸気量Ｗによって定まるコンプレッサ２Ｃの運転点がサージ運転領域Ｒｓに位置するか否かのサージ判定を実行する。また、サージ検知部３１は、サージ回避開度算出部３２と補正開度算出部３３とにそれぞれ接続されており、サージ運転点と判定されたコンプレッサ２Ｃの運転点の情報（圧力比Ｐｆおよび吸気量Ｗ）をサージ回避開度算出部３２と補正開度算出部３３とにそれぞれ出力するよう構成されている。なお、所定のタイミングは、例えば、演算周期や、演算周期に基づいて決定された周期的な間隔など周期的なタイミングとなっている。
【００５４】
サージ回避開度算出部３２は、サージ検知部３１においてサージ運転領域Ｒｓに位置すると判定されたコンプレッサ２Ｃの運転点をサージ運転領域Ｒｓ外に移動させるのに必要な操作機器７のサージ回避開度Ｄｓを算出する。つまり、上述したサージ回避制御方法のサージ回避開度算出ステップ（図５のステップＳ４）に対応する処理を実行する。図７に示される実施形態では、サージ回避開度算出部３２は上述した回避開度マップＭｄを参照することで、サージ検知部３１から入力されるサージ運転点の情報（圧力比Ｐｆおよび吸気量Ｗ）から、サージ回避開度Ｄｓを算出している。また、サージ回避開度算出部３２は開度指令値算出部３４に接続されており、算出したサージ回避開度Ｄｓを開度指令値算出部３４に出力するよう構成されている。
【００５５】
補正開度算出部３３は、サージ検知部３１においてサージ運転領域Ｒｓに位置すると判定されたコンプレッサ２Ｃの運転点の移動速度Ｖに基づいて、操作機器７の補正開度Ｄｃを算出する。つまり、上述したサージ回避制御方法の補正開度算出ステップ（図５のステップＳ５）に対応する処理を実行する。図７に示される実施形態では、補正開度算出部３３は、サージ検知部３１からサージ運転点の情報（圧力比Ｐｆおよび吸気量Ｗ）が入力されると、補正開度Ｄｃを算出する。具体的には、図７に示される実施形態では、圧力比Ｐｆと、吸気量Ｗとがそれぞれ微分された上で、それぞれ二乗される。そして、圧力比Ｐｆの微分値の二乗と、吸気量Ｗの微分値の二乗とを加算し、これによって得られる移動速度Ｖを二乗した値から移動速度Ｖが算出される。そして、補正開度算出部３３は、移動速度Ｖと補正開度Ｄｃとの関係を示す補正開度マップＭｃを用いて、算出した移動速度Ｖから補正開度Ｄｃを算出している。また、補正開度算出部３３は、は開度指令値算出部３４に接続されており、算出した補正開度Ｄｃを開度指令値算出部３４に出力するよう構成されている。
【００５６】
開度指令値算出部３４は、サージ回避開度Ｄｓと補正開度Ｄｃとに基づいて操作機器７の開度指令値Ｄを算出する。つまり、上述したサージ回避制御方法の開度指令値算出ステップ（図５のステップＳ６）に対応する処理を実行する。図７に示される実施形態では、開度指令値算出部３４は、サージ回避開度算出部３２と補正開度算出部３３とにそれぞれ接続されており、サージ回避開度算出部３２からサージ回避開度Ｄｓが入力され、補正開度算出部３３から補正開度Ｄｃが入力されるように構成されている。そして、入力されたサージ回避開度Ｄｓおよび補正開度Ｄｃに演算を加えることで、開度指令値Ｄを算出している。より具体的には、上述した補正開度算出部３３は、大きさに応じて補正開度Ｄｃが大きくなるように、補正開度Ｄｃを算出する。また、開度指令値算出部３４は、サージ回避開度Ｄｓに補正開度Ｄｃを加算することで操作機器７の開度指令値Ｄを算出する。
また、開度指令値算出部３４は操作機器７に接続されており、開度指令値Ｄを操作機器７に出力するよう構成されている。これによって、操作機器７は、開度指令値Ｄに応じた開度に制御される。
【００５７】
上記の構成によれば、上述したそれぞれの実施形態のサージ回避制御方法をそれぞれ実行するサージ回避制御装置３を提供することができる。これによって、サージングの回避制御において過給圧の過度の低下を抑制することができる。
【００５８】
以下、上述した過給圧制御について、図８〜図９を用いて説明する。図８は、本発明の一実施形態に係る過給圧制御を説明するブロック図である。図８に示される実施形態では、過給圧制御は、サージ回避制御装置３が備える一機能部として実現された過給圧制御部８によって実行される。ただし、本発明はこの実施形態には限定されず、過給圧制御は、他のＥＣＵ（電子制御装置）や専用のＥＣＵにより行われても良い。なお、図８のサージ検知部３１と、サージ回避開度算出部３２と、補正開度算出部３３と、開度指令値算出部３４については、上述した図７を用いた説明の内容と同じであるため省略する。
【００５９】
詳述すると、過給圧制御部８は、図８に示されるように、エンジン４の回転数Ｎとアクセル開度Ａｃに基づいて、コンプレッサ２Ｃの下流側の目標過給圧Ｐｔを算出する目標過給圧算出部８１と、コンプレッサ２Ｃの下流側の過給圧を検出する過給圧検出部８２と、過給圧が目標過給圧Ｐｔに一致するように、前記可変ノズル機構のノズル開度あるいはウエストゲート弁の開度を制御する開度制御部８３と、を備えている。図８に示される実施形態では、アクセル開度Ａｃ（％）は、アクセルペダル１３の操作量の最大操作量に対する割合となっており、アクセルペダル１３の操作量を検出可能なアクセル開度センサ１４の検出値などに基づいて取得される。図８に示されるように、目標過給圧算出部８１の前段においてアクセル開度Ａｃは算出されても良いし、目標過給圧算出部８１がアクセル開度センサ１４による検出値に基づいてアクセル開度Ａｃを算出しても良い。また、エンジン４の回転数Ｎ（ｒｐｍ）は、エンジン４の回転数Ｎを検出可能なセンサ（不図示）を用いて取得される。また、目標過給圧算出部８１は、エンジン４の回転数Ｎ（ｒｐｍ）と、アクセル開度Ａｃ（％）と、目標過給圧Ｐｔ（ｋＰａ）との関係を示す目標過給圧マップ８６を備えている。そして、目標過給圧算出部８１は、エンジン４の回転数Ｎとアクセル開度Ａｃが入力されると、上述した不図示のメモリ上にある上記の目標過給圧マップ８６を参照することで、目標過給圧Ｐｔを算出する。
【００６０】
過給圧検出部８２は、上記のブースト圧センサ２４に接続され、実際の過給圧が入力されることで、過給圧（出口圧力Ｐｏ）を検出する。
また、開度制御部８３は、目標過給圧Ｐｔと過給圧との差分を算出する比較部８４と、比較部８４による算出結果の入力を受けてＰＩＤなどのフィードバック制御により、上述した操作機器７の役割を有しない過給圧制御機器９（図１〜図３の可変ノズル機構７２、図４のウエストゲート弁７３）の各々の開度を制御するフィードバック制御部８５とで構成されている。そして、フィードバック制御部８５は、比較部８４による算出結果に対応する可変ノズル機構７２のノズル開度あるいはウエストゲート弁７３の開度（過給圧制御時開度Ｉ）を決定すると共に、比較部８４で算出された差分が小さくなるように、上述した過給圧制御機器９に過給圧制御時開度Ｉを出力し、フィードバック制御を実行する。
【００６１】
また、図８に示される実施形態では、目標過給圧算出部８１、過給圧検出部８２、および、開度制御部８３は、上述したサージ検知部３１がコンプレッサ２Ｃの運転点がサージ運転領域Ｒｓに位置しないと判定した場合に処理を実行するよう構成される。具体的には、図８に示されるように、目標過給圧算出部８１は上述したサージ検知部３１に接続されている。そして、サージ検知部３１は、サージ運転点を判定した旨の信号情報を目標過給圧算出部８１に出力すると共に、目標過給圧算出部８１は、サージ検知部３１から入力される信号情報に基づいて処理を実行するか否かを判断するよう構成されている。これによって、サージングの回避動作（図５のステップＳ４〜Ｓ７）の実行時に過給圧制御が停止される。換言すれば、算出されたコンプレッサ２Ｃの運転点が正常運転領域Ｒｎに位置する場合には過給圧制御が実行され、コンプレッサ２Ｃの運転点がサージ運転領域Ｒｓに位置する場合にはサージ回避制御方法（図５）におけるサージングの回避動作が実行されるような切り替えが行われる。
【００６２】
これによって、コンプレッサ２Ｃの運転点が正常運転領域Ｒｎに位置する場合にはエンジン４の運転状態に応じた目標過給圧Ｐｔに実際の過給圧を制御することができる。他方、コンプレッサ２Ｃの運転点がサージ運転領域Ｒｓに位置する場合には、過給圧制御が継続して実行される場合の影響を受けることなく、サージングの回避動作を実行することができる。特に、図３に示される実施形態では、可変ノズル機構７２は、操作機器７および過給圧制御機器９の両方の役割を担うため、制御が切り替えられることで、複雑な制御をすることなく、意図した制御を確実に実行することができる。なお、他の幾つかの実施形態では、図１〜２、４に示される実施形態において、サージングの回避動作による操作機器７の開度の制御と、過給圧制御による過給圧制御機器９の開度の制御とが同時に行われても良い。
【００６３】
図９は、本発明の一実施形態に係る過給圧制御方法を示すフロー図である。図９に示されるように、過給圧制御方法は、目標過給圧算出ステップ（Ｓ９１）と、過給圧検出ステップ（Ｓ９２）と、開度制御ステップ（Ｓ９３）とを備える。これらの各ステップを図９のフローに沿って説明する。なお、以下では、図１〜図４に示される実施形態において、上述した構成を有するサージ回避制御装置３などによって図９の過給圧制御が実行されるものとして説明する。
【００６４】
ステップＳ９１において、目標過給圧Ｐｔを算出する目標過給圧算出ステップが実行される。この目標過給圧算出ステップ（Ｓ９１）は、エンジン４の回転数Ｎとアクセル開度Ａｃに基づいて、コンプレッサ２Ｃの下流側の目標過給圧Ｐｔを算出するステップである。例えば、アクセル開度Ａｃは、アクセルペダル１３の操作量の最大操作量に対する割合であっても良い。そして、エンジン４の回転数Ｎ（ｒｐｍ）と、アクセル開度Ａｃ（％）と、目標過給圧Ｐｔ（ｋＰａ）との関係を示す目標過給圧マップ８６を参照することで、エンジン４の回転数Ｎ（ｒｐｍ）およびアクセル開度Ａｃ（％）から、目標過給圧Ｐｔ（ｋＰａ）を算出しても良い。
【００６５】
ステップＳ９２において、コンプレッサ２Ｃの下流側の過給圧（出口圧力Ｐｏ）を検出する過給圧検出ステップが実行される。例えば、ブースト圧センサ２４を用いて過給圧を検出しても良い。
【００６６】
ステップＳ９３において、過給圧が目標過給圧Ｐｔに一致するように、過給圧制御機器９の開度を制御する開度制御ステップが実行される。すなわち、開度制御ステップ（Ｓ９３）では、過給圧が目標過給圧Ｐｔに一致するように、可変ノズル機構７２のノズル開度（図１〜図３の実施形態）、あるいは、ウエストゲート弁７３（図４の実施形態）が制御される。
【００６７】
また、上記の目標過給圧算出ステップ（Ｓ９１）、過給圧検出ステップ（Ｓ９２）、および、開度制御ステップ（Ｓ９３）は、サージ検知ステップ（図５のＳ１〜Ｓ３）によってコンプレッサ２Ｃの運転点がサージ運転領域Ｒｓに位置しないと判定された場合に実行されても良い。これによって、コンプレッサ２Ｃの運転点が正常運転領域Ｒｎに位置する場合にはエンジン４の運転状態に応じた目標過給圧Ｐｔに実際の過給圧を制御することができる。他方、コンプレッサ２Ｃの運転点がサージ運転領域Ｒｓに位置する場合には、過給圧制御が継続して実行される場合の影響を受けることなく、サージングの回避動作を実行することができる。
【００６８】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、図３に示される実施形態では、可変ノズル機構７２は、操作機器７および過給圧制御機器９の両方の役割を担うが、他の幾つかの実施形態では、ウエストゲート弁付きターボチャージャにおいて、コンプレッサバイパス弁７１や可変ノズル機構７２が設けられておらず、ウエストゲート弁７３が、図３に示される実施形態と同様に操作機器７および過給圧制御機器９の両方の役割を担うよう構成しても良い。
【符号の説明】
【００６９】
１        エンジンシステム
１３      アクセルペダル
１４      アクセル開度センサ
２        過給機
２Ｃ      コンプレッサ
２Ｓ      回転軸
２Ｔ      タービン
２４      ブースト圧センサ
２５      入口圧力センサ
２６      吸気量センサ
３        サージ回避制御装置
３１      サージ検知部
３２      サージ回避開度算出部
３３      補正開度算出部
３４      開度指令値算出部
４        エンジン
４１      燃焼室
４３      吸気ポート
４４      排気ポート
５        吸気通路
５１      上流側吸気通路
５２      下流側吸気通路
５３      コンプレッサバイパス通路
５４      エアクリーナ
５５      インタークーラ
５６      スロットルバルブ
５７      燃料噴射ノズル
６        排気通路
６１      上流側排気通路
６２      下流側排気通路
６３      タービンバイパス通路
７        操作機器
７１      コンプレッサバイパス弁
７１ａ    アクチュエータ
７２      可変ノズル機構
７３      ウエストゲート弁
７３ａ    アクチュエータ
８        過給圧制御部
８１      過給圧算出部
８２      過給圧検出部
８３      開度制御部
８４      比較部
８５      フィードバック制御部
８６      過給圧マップ
９        過給圧制御機器
Ｄ        開度指令値
Ｄｃ      補正開度
Ｄｓ      サージ回避開度
Ｍｃ      補正開度マップ
Ｍｄ      回避開度マップ
Ｃｍ      コンプレッサマップ
Ｒｎ      正常運転領域
Ｒｓ      サージ運転領域
Ｒ０１    運転点
Ｒ０      運転点
Ｒ１      運転点（サージ運転点）
Ｒ２      運転点（サージ運転点）
Ｌ        サージライン
Ｐｆ      圧力比
Ｐｉ      入口圧力
Ｐｏ      出口圧力（過給圧）
Ｐｔ      目標過給圧
Ｎ        エンジンの回転数
Ａｃ      アクセル開度
Ｉ        過給圧制御時開度
Ｗ        吸気量
Ｖ        移動速度
【図１】
2017154106.tif 000003
【図２】
2017154106.tif 000004
【図３】
2017154106.tif 000005
【図４】
2017154106.tif 000006
【図５】
2017154106.tif 000007
【図６】
2017154106.tif 000008
【図７】
2017154106.tif 000009
【図８】
2017154106.tif 000010
【図９】
2017154106.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月9日(2016.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排ガスによって回転するタービン及び前記タービンによって回転駆動するコンプレッサを有した排気タービン過給機のサージングを、前記コンプレッサの運転点を調整可能な操作機器の開度を全開から全閉の間で制御することにより行う排気タービン過給機のサージ回避制御方法において、
前記コンプレッサの運転点がサージ運転領域に位置するか否かを所定のタイミング毎に判定するサージ検知ステップと、
前記サージ検知ステップにおいて前記サージ運転領域に位置すると判定された前記コンプレッサの運転点を前記サージ運転領域外に移動させるのに必要な前記操作機器のサージ回避開度を算出するサージ回避開度算出ステップと、
前記サージ検知ステップにおいて前記サージ運転領域に位置すると判定された前記コンプレッサの運転点の移動速度に基づいて、前記操作機器の補正開度を算出する補正開度算出ステップと、
前記サージ回避開度と前記補正開度とに基づいて前記操作機器の開度指令値を算出する開度指令値算出ステップと、を備え、
前記補正開度算出ステップは、前記移動速度の大きさに応じて前記補正開度が大きくなるように前記補正開度を算出し、
前記開度指令値算出ステップは、前記サージ回避開度に前記補正開度を加算することで前記操作機器の開度指令値を算出することを特徴とする排気タービン過給機のサージ回避制御方法。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記操作機器は、前記エンジンの吸気通路における前記コンプレッサの下流側と上流側とを連通するコンプレッサバイパス通路に設けられたコンプレッサバイパス弁であることを特徴とする請求項１に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御方法。
【請求項４】
前記操作機器は、前記タービンへ流入する排ガスの流速を調整可能な可変ノズル機構であることを特徴とする請求項１に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御方法。
【請求項５】
前記操作機器は、前記エンジンの排気通路における前記タービンの下流側と上流側とを連通するタービンバイパス通路に設けられたウエストゲート弁であることを特徴とする請求項１に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御方法。
【請求項６】
前記エンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、前記コンプレッサの下流側の目標過給圧を算出する目標過給圧算出ステップと、
前記コンプレッサの下流側の過給圧を検出する過給圧検出ステップと、
前記過給圧が前記目標過給圧に一致するように、前記タービンへ流入する排ガスの流速を調整可能な可変ノズル機構のノズル開度を制御する開度制御ステップと、をさらに備え、
前記目標過給圧算出ステップ、前記過給圧検出ステップ、および、前記開度制御ステップは、前記サージ検知ステップによって前記コンプレッサの運転点が前記サージ運転領域に位置しないと判定された場合に実行されることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御方法。
【請求項７】
前記エンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、前記コンプレッサの下流側の目標過給圧を算出する目標過給圧算出ステップと、
前記コンプレッサの下流側の過給圧を検出する過給圧検出ステップと、
前記過給圧が前記目標過給圧に一致するように、前記エンジンの排気通路における前記タービンの下流側と上流側とを連通するタービンバイパス通路に設けられたウエストゲート弁の開度を制御する開度制御ステップと、をさらに備え、
前記目標過給圧算出ステップ、前記過給圧検出ステップ、および、前記開度制御ステップは、前記サージ検知ステップによって前記コンプレッサの運転点が前記サージ運転領域に位置しないと判定された場合に実行されることを特徴とする請求項３に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御方法。
【請求項８】
エンジンからの排ガスによって回転するタービン及び前記タービンによって回転駆動するコンプレッサを有した排気タービン過給機のサージングを、前記コンプレッサの運転点を調整可能な操作機器の開度を全開から全閉の間で制御することにより行う排気タービン過給機のサージ回避制御装置において、
前記コンプレッサの運転点がサージ運転領域に位置するか否かを所定のタイミング毎に判定するサージ検知部と、
前記サージ検知部において前記サージ運転領域に位置すると判定された前記コンプレッサの運転点を前記サージ運転領域外に移動させるのに必要な前記操作機器のサージ回避開度を算出するサージ回避開度算出部と、
前記サージ検知部において前記サージ運転領域に位置すると判定された前記コンプレッサの運転点の移動速度に基づいて、前記操作機器の補正開度を算出する補正開度算出部と、
前記サージ回避開度と前記補正開度とに基づいて前記操作機器の開度指令値を算出する開度指令値算出部と、を備え、
前記補正開度算出部は、前記移動速度の大きさに応じて前記補正開度が大きくなるように、前記補正開度を算出し、
前記開度指令値算出部は、前記サージ回避開度に前記補正開度を加算することで前記操作機器の開度指令値を算出することを特徴とする排気タービン過給機のサージ回避制御装置。
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
前記操作機器は、前記エンジンの吸気通路における前記コンプレッサの下流側と上流側とを連通するコンプレッサバイパス通路に設けられたコンプレッサバイパス弁であることを特徴とする請求項８に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御装置。
【請求項１１】
前記操作機器は、前記タービンへ流入する排ガスの流速を調整可能な可変ノズル機構であることを特徴とする請求項８に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御装置。
【請求項１２】
前記操作機器は、前記エンジンの排気通路における前記タービンの下流側と上流側とを連通するタービンバイパス通路に設けられたウエストゲート弁であることを特徴とする請求項８に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御装置。
【請求項１３】
前記エンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、前記コンプレッサの下流側の目標過給圧を算出する目標過給圧算出部と、
前記コンプレッサの下流側の過給圧を検出する過給圧検出部と、
前記過給圧が前記目標過給圧に一致するように、前記タービンへ流入する排ガスの流速を調整可能な可変ノズル機構のノズル開度を制御する開度制御部と、をさらに備え、
前記目標過給圧算出部、前記過給圧検出部、および、前記開度制御部は、前記サージ検知部によって前記コンプレッサの運転点が前記サージ運転領域に位置しないと判定された場合に実行されることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御装置。
【請求項１４】
前記エンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、前記コンプレッサの下流側の目標過給圧を算出する目標過給圧算出部と、
前記コンプレッサの下流側の過給圧を検出する過給圧検出部と、
前記過給圧が前記目標過給圧に一致するように、前記エンジンの排気通路における前記タービンの下流側と上流側とを連通するタービンバイパス通路に設けられたウエストゲート弁の開度を制御する開度制御部と、をさらに備え、
前記目標過給圧算出部、前記過給圧検出部、および、前記開度制御部は、前記サージ検知部によって前記コンプレッサの運転点が前記サージ運転領域に位置しないと判定された場合に実行されることを特徴とする請求項１０に記載の排気タービン過給機のサージ回避制御装置。
【国際調査報告】
2017154106.tif 000012
2017154106.tif 000013
2017154106.tif 000014
2017154106.tif 000015