(57)【要約】  内燃機関の過給機制御装置は、第１の過給機と第２の過給機とを具備するシステムに好適に適用される。切り替え過給圧設定手段は、目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいて、第１の過給機と第２の過給機とを作動させるモードを切り替える場合に用いられる切り替え過給圧を設定する。切り替え制御手段は、実過給圧が切り替え過給圧に達した際に、当該モードを切り替える制御を行う。これにより、モードの切り替え時において、過給圧のオーバーシュートを適切に抑制することが可能となる。
2010067438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の過給機と第２の過給機とを具備する内燃機関の過給機制御装置であって、
目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいて、前記第１の過給機と前記第２の過給機とを作動させるモードを切り替える場合に用いられる切り替え過給圧を設定する切り替え過給圧設定手段と、
実過給圧が前記切り替え過給圧に達した際に、前記モードを切り替える制御を行う切り替え制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の過給機制御装置。
【請求項２】
前記切り替え過給圧設定手段は、内燃機関の空気量に基づいて求められる基本切り替え過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて、前記切り替え過給圧に対する補正を行う請求項１に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項３】
前記切り替え過給圧設定手段は、内燃機関の運転状態に基づいて、前記切り替え過給圧に対する補正を行う請求項１又は２に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項４】
前記モードを切り替える場合に、前記目標過給圧と前記実過給圧との偏差に基づいて、排気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正、及び吸気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正を行う手段を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項５】
前記モードを切り替える場合に、内燃機関の空気量に基づいて求められる基本切り替え過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて、排気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正、及び吸気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正を行う手段を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項６】
前記モードを切り替える場合に、内燃機関の運転状態に基づいて、排気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正、及び吸気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正を行う手段を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項７】
前記切り替え過給圧設定手段は、前記第１の過給機のみを作動させるモードから前記第１の過給機と前記第２の過給機との両方を作動させるモードへ切り替える場合に、前記切り替え過給圧を設定し、
前記切り替え制御手段は、実過給圧が前記切り替え過給圧に達した際に、前記第１の過給機のみを作動させるモードから前記第１の過給機と前記第２の過給機との両方を作動させるモードへ切り替える制御を行う請求項１乃至６のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項８】
前記第１の過給機及び前記第２の過給機は、吸気通路及び排気通路に並列に配置されている請求項１乃至７のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの過給機を具備する内燃機関の過給機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吸気系及び排気系に２つの過給機（プライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機）を並列に配置し、これらの過給機の作動個数を適宜切り替える技術が提案されている。具体的には、プライマリターボ過給機のみを作動させるモードと、プライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機との両方を作動させるモードとの間で切り替えを行う場合に行われる制御が提案されている。なお、以下では、プライマリターボ過給機のみを作動させるモードを「シングルターボモード」と呼び、プライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機との両方を作動させるモードを「ツインターボモード」と呼ぶ。【０００３】
例えば、特許文献１には、エンジン回転数及びスロットル開度などに基づいて急加速を判定し、急加速と判定された場合に、シングルターボモードからツインターボモードへ切り替える際の切り替えタイミングを早くすることが提案されている。また、特許文献２には、運転状態から設定されるシングルターボモードにおける目標過給圧と、ツインターボモードにおける目標過給圧との偏差に基づいて、シングルターボモードとツインターボモードとの切り替えの判断を行うことが提案されている。【０００４】
【特許文献１】特開平５−９８９７６号公報
【特許文献２】特開２００８−１２８１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献１及び２に記載された技術では、実過給圧の変化に対する制御を適切に行うことができず、過給圧のオーバーシュートなどが発生する可能性があった。【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、２つの過給機を作動させるモードを切り替える場合において、過給圧のオーバーシュートを適切に防止することが可能な内燃機関の過給機制御装置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】
【０００７】
本発明の１つの観点では、第１の過給機と第２の過給機とを具備する内燃機関の過給機制御装置は、目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいて、前記第１の過給機と前記第２の過給機とを作動させるモードを切り替える場合に用いられる切り替え過給圧を設定する切り替え過給圧設定手段と、実過給圧が前記切り替え過給圧に達した際に、前記モードを切り替える制御を行う切り替え制御手段と、を備える。【０００８】
上記の内燃機関の過給機制御装置は、第１の過給機と第２の過給機とを具備するシステムに好適に適用される。切り替え過給圧設定手段は、目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいて、第１の過給機と第２の過給機とを作動させるモードを切り替える場合に用いられる切り替え過給圧を設定する。切り替え制御手段は、実過給圧がこうして設定された切り替え過給圧に達した際に、当該モードを切り替える制御を行う。上記の内燃機関の過給機制御装置によれば、目標過給圧と実過給圧とを比較して設定された切り替え過給圧に基づいて切り替えを行うため、当該切り替え時において過給圧のオーバーシュートを適切に抑制することが可能となる。【０００９】
上記の内燃機関の過給機制御装置の一態様では、前記切り替え過給圧設定手段は、内燃機関の空気量に基づいて求められる基本切り替え過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて、前記切り替え過給圧に対する補正を行う。これにより、精度良く判定・切り替えを実施することが可能となる。【００１０】
上記の内燃機関の過給機制御装置の他の一態様では、前記切り替え過給圧設定手段は、内燃機関の運転状態に基づいて、前記切り替え過給圧に対する補正を行う。例えば、切り替え過給圧設定手段は、内燃機関の運転状態として排気エネルギーに基づいて、当該補正を行う。これにより、切り替え時の判定を最適に行うことができる。【００１１】
上記の内燃機関の過給機制御装置において好適には、前記モードを切り替える場合に、前記目標過給圧と前記実過給圧との偏差に基づいて、排気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正、及び吸気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正を行う手段を備える。これにより、過給圧及び排圧のオーバーシュートをより効果的に抑制することが可能となる。【００１２】
また、好適には、前記モードを切り替える場合に、内燃機関の空気量に基づいて求められる基本切り替え過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて、排気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正、及び吸気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正を行う手段を備える。これによっても、過給圧及び排圧のオーバーシュートを効果的に抑制することが可能となる。【００１３】
また、好適には、前記モードを切り替える場合に、内燃機関の運転状態に基づいて、排気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正、及び吸気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正を行う手段を備える。これによっても、過給圧及び排圧のオーバーシュートを効果的に抑制することが可能となる。【００１４】
好適な実施例では、前記切り替え過給圧設定手段は、前記第１の過給機のみを作動させるモードから前記第１の過給機と前記第２の過給機との両方を作動させるモードへ切り替える場合に、前記切り替え過給圧を設定し、前記切り替え制御手段は、実過給圧が前記切り替え過給圧に達した際に、前記第１の過給機のみを作動させるモードから前記第１の過給機と前記第２の過給機との両方を作動させるモードへ切り替える制御を行う。【００１５】
更に好適な実施例では、前記第１の過給機及び前記第２の過給機は、吸気通路及び排気通路に並列に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る内燃機関の過給機制御装置が適用された車両の概略構成を示す図である。
【図２】シングルターボモード及びツインターボモードにおけるガスの流れを示す図である。
【図３】シングルターボモードとツインターボモードとの切り替え判定方法の基本概念を説明するための図である。
【図４】緩加速時における切り替え時の挙動の一例を示した図である。
【図５】急加速時における切り替え時の挙動の一例を示した図である。
【図６】第１実施形態に係る制御を行った場合の、急加速時における切り替え時の挙動の一例を示した図である。
【図７】第１実施形態における制御処理を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態における、基本切り替え過給圧及び切り替え過給圧補正量の算出方法を説明するための図である。
【図９】実過給圧が目標過給圧に対してオーバーシュートした場合の図を示す。
【図１０】第２実施形態における制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】第２実施形態における、切り替え過給圧補正量の算出方法を説明するための図である。
【図１２】第３実施形態における制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】第３実施形態における、排気エネルギー補正値の算出方法を説明するための図である。
【図１４】急加速時における切り替え時の挙動の一例を示した図である。
【図１５】第４実施形態に係る制御を行った場合の、急加速時における切り替え時の挙動の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００１７】
２  エアクリーナ
３  吸気通路
４、５  ターボ過給機
４ａ、５ａ  コンプレッサ
４ｂ、５ｂ  タービン
６  吸気切替弁
８  内燃機関
８ａ  気筒
９  過給圧センサ
１０  排気通路
１１  ＥＧＲ通路
１５  排気切替弁
１６  排気バイパス弁
５０  ＥＣＵ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。【００１９】
［装置構成］
まず、本実施形態に係る内燃機関の過給機制御装置が適用されたシステムの全体構成について説明する。【００２０】
図１は、本実施形態に係る内燃機関の過給機制御装置が適用された車両の構成を示す概略図である。図１では、実線矢印がガスの流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。なお、図１においては、シングルターボモードに設定した場合のガスの流れを示している。【００２１】
車両は、主に、エアクリーナ２と、吸気通路３と、ターボ過給機４、５と、吸気切替弁６と、リード弁７と、内燃機関（エンジン）８と、過給圧センサ９と、排気通路１０と、ＥＧＲ通路１１と、ＥＧＲ弁１４と、排気切替弁１５と、排気バイパス弁１６と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０と、を備える。【００２２】
エアクリーナ２は、外部から取得された空気（吸気）を浄化して、吸気通路３に供給する。吸気通路３は途中で吸気通路３ａ、３ｂに分岐されており、吸気通路３ａにはターボ過給機４のコンプレッサ４ａが配設されており、吸気通路３ｂにはターボ過給機５のコンプレッサ５ａが配設されている。コンプレッサ４ａ、５ａは、それぞれ、吸気通路３ａ、３ｂを通過する吸気を圧縮する。【００２３】
また、吸気通路３ｂ中には、吸気切替弁６、及びリード弁７が設けられている。吸気切替弁６は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ６によって開閉が制御され、吸気通路３ｂを通過する吸気の流量を調整可能に構成されている。例えば、吸気切替弁６を開閉させることにより、吸気通路３ｂにおける吸気の流通／遮断を切り替えることができる。リード弁７は、通路中の圧力が所定以上となった際に開弁するように構成されている。更に、コンプレッサ４ａ、４ｂの下流側の吸気通路３には、過給圧センサ９が設けられている。過給圧センサ９は、過給された吸気の圧力（実過給圧）を検出し、この実過給圧に対応する検出信号Ｓ９をＥＣＵ５０に供給する。【００２４】
内燃機関８は、左右のバンク（気筒群）８Ｌ、８Ｒにそれぞれ４つずつの気筒（シリンダ）８Ｌａ、８Ｒａが設けられたＶ型８気筒のエンジンとして構成されている。内燃機関８は、吸気通路３より供給される吸気と燃料との混合気を燃焼することによって、動力を発生する装置である。内燃機関８は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどによって構成される。そして、内燃機関８内における燃焼により発生した排気ガスは、排気通路１０に排出される。なお、内燃機関８を、８つの気筒にて構成することに限定はされない。【００２５】
排気通路１０中には、ＥＧＲ通路１１が接続されている。ＥＧＲ通路１１は、一端が排気通路１０に接続されており、他端が吸気通路３に接続されている。ＥＧＲ通路１１は、排気ガス（ＥＧＲガス）を吸気系に還流するための通路である。具体的には、ＥＧＲ通路１１には、ＥＧＲクーラ１２と、ＥＧＲ弁１４と、バイパス通路１１ａと、バイパス弁１３とが設けられている。ＥＧＲクーラ１２はＥＧＲガスを冷却する装置であり、ＥＧＲ弁１４はＥＧＲ通路１１を通過するＥＧＲガスの流量を調節する弁、言い換えると吸気系に還流させるＥＧＲガスの量を調節する（即ちＥＧＲ率を調節する）弁である。この場合、ＥＧＲ弁１４は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ１４によって開度が制御される。また、バイパス通路１１ａは、ＥＧＲクーラ１２をバイパスする通路であり、通路上にはバイパス弁１３が設けられている。このバイパス弁１３によって、バイパス通路１１ａを通過するＥＧＲガスの流量が調節される。なお、図１においては、ＥＧＲ弁１４が閉に設定されているため、ＥＧＲガスは還流されない。【００２６】
排気通路１０は途中で排気通路１０ａ、１０ｂに分岐されており、排気通路１０ａにはターボ過給機４のタービン４ｂが配設されており、排気通路１０ｂにはターボ過給機５のタービン５ｂが配設されている。タービン４ｂ、５ｂは、それぞれ、排気通路１０ａ、１０ｂを通過する排気ガスによって回転される。このようなタービン４ｂ、５ｂの回転トルクが、ターボ過給機４内のコンプレッサ４ａ及びターボ過給機５内のコンプレッサ５ａに伝達されて回転することによって、吸気が圧縮される（即ち過給される）こととなる。【００２７】
なお、ターボ過給機４は、低中速域で過給能力の大きい小容量の低速型の過給機として構成され、ターボ過給機５は、中高速域で過給能力の大きい大容量の高速型の過給機として構成されている。つまり、ターボ過給機４は所謂プライマリターボ過給機に相当し、ターボ過給機５は所謂セカンダリターボ過給機に相当する。尚、ターボ過給機４は本発明における第１の過給機に相当し、ターボ過給機５は本発明における第２の過給機に相当する。【００２８】
更に、排気通路１０ｂには、排気切替弁１５が設けられていると共に、排気バイパス通路１０ｂａが接続されている。排気切替弁１５は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ１５によって開閉が制御され、排気通路１０ｂを通過する排気ガスの流量を調整可能に構成されている。例えば、排気切替弁１５を開閉させることにより、排気通路１０ｂにおける排気ガスの流通／遮断を切り替えることができる。また、排気バイパス通路１０ｂａは、排気切替弁１５が設けられた排気通路１０ｂをバイパスする通路として構成されている。具体的には、排気バイパス通路１０ｂａは、排気切替弁１５が設けられた排気通路１０ｂよりも、通路の径が小さく構成されている。また、排気バイパス通路１０ｂａ中には排気バイパス弁１６が設けられており、この排気バイパス弁１６によって、排気バイパス通路１０ｂａを通過する排気ガスの流量が調節される。【００２９】
なお、前述した吸気切替弁６、排気切替弁１５、及び排気バイパス弁１６が全て閉である場合には、ターボ過給機４にのみ吸気及び排気ガスが供給され、ターボ過給機５には吸気及び排気ガスが供給されない。そのため、ターボ過給機４のみが作動し、ターボ過給機５は作動しない。一方、吸気切替弁６が開であり、排気切替弁１５及び排気バイパス弁１６のいずれかが開である場合には、ターボ過給機４、５の両方に吸気及び排気ガスが供給される。そのため、ターボ過給機４、５の両方が作動する。【００３０】
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器などを含んで構成される。ＥＣＵ５０は、車両内の各種センサから供給される出力等に基づいて、車両内の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、過給圧センサ９から実過給圧を取得し、この実過給圧などに基づいて、吸気切替弁６、ＥＧＲ弁１４、及び排気切替弁１５、並びに排気バイパス弁１６などに対する制御を行う。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、主に、吸気切替弁６、排気切替弁１５、及び排気バイパス弁１６を制御することによって、ターボ過給機４のみを作動させるモード（シングルターボモード）と、ターボ過給機４、５の両方を作動させるモード（ツインターボモード）とを切り替える制御を行う。このように、ＥＣＵ５０は、本発明における内燃機関の過給機制御装置に相当する。詳細は後述するが、ＥＣＵ５０は、切り替え過給圧設定手段及び切り替え制御手段として機能する。【００３１】
ここで、シングルターボモードとツインターボモードとを切り替える際に実行される基本的な制御について、簡単に説明する。前述したように、モードの切り替えは、ＥＣＵ５０が、吸気切替弁６、排気切替弁１５、及び排気バイパス弁１６を制御することによって行う。具体的には、シングルターボモードからツインターボモードへ切り替える場合には、ＥＣＵ５０は、吸気切替弁６、排気切替弁１５、及び排気バイパス弁１６を閉から開に制御する。この場合、ＥＣＵ５０は、基本的には、排気バイパス弁１６、排気切替弁１５、吸気切替弁６の順に弁を開にすることによって、切り替えを実行する。より詳しくは、まず排気バイパス弁１６を少しずつ開いていき、この状態において所定の条件が満たされたときに排気切替弁１５を開いていき、その後に吸気切替弁６を開く。この場合、最初に排気バイパス弁１６を少し開くのは、比較的小流量の排気ガス（排気バイパス通路１０ｂａの径が小さいため）をターボ過給機５に供給することで、ターボ過給機５を徐々に作動（即ち、助走）させるためである。言い換えると、最初に排気切替弁１５を開くことによって、比較的大流量の排気ガスがターボ過給機５に一気に流れて、トルクショックなどが生じてしまうことを防止するためである。一方、シングルターボモードからツインターボモードへ切り替える場合には、ＥＣＵ５０は、上記と同様にして、吸気切替弁６、排気切替弁１５、及び排気バイパス弁１６を開から閉に制御する。【００３２】
次に、図２を参照して、シングルターボモード及びツインターボモードにおけるガスの流れについて説明する。図２は、図１におけるターボ過給機４、５付近の構成要素のみを図示したものである。図２（ａ）は、シングルターボモードに設定された際の図を示しており、図２（ｂ）は、ツインターボモードに設定された際の図を示している。図２（ａ）に示すように、シングルターボモードにおいては、吸気切替弁６、排気切替弁１５、及び排気バイパス弁１６が全て閉であるため、ターボ過給機４にのみ吸気及び排気ガスが供給され、ターボ過給機５には吸気及び排気ガスが供給されない。そのため、ターボ過給機４のみが作動し、ターボ過給機５は作動しない。一方、図２（ｂ）に示すように、ツインターボモードにおいては、吸気切替弁６が開であり、排気切替弁１５及び排気バイパス弁１６が開であるため、ターボ過給機４、５の両方に吸気及び排気ガスが供給される。そのため、ターボ過給機４、５の両方が作動する。【００３３】
次に、図３を参照して、シングルターボモードとツインターボモードとの切り替え判定方法の基本概念について説明する。図３は、空気量（横軸）と過給圧（縦軸）とによって、シングルターボモードに設定する領域（シングルターボ領域）とツインターボモードに設定する領域（ツインターボ領域）とを規定したマップの一例を示している。実線９０は、シングルターボモードとツインターボモードとの切り替えに用いる判定値に相当し、当該判定値は、加速状態に応じて破線９１又は破線９２に示すように変更される。ＥＣＵ５０は、このようなマップを参照して、現在の空気量に対応する過給圧を求めて、当該過給圧（以下、「基本切り替え過給圧」と呼ぶ。）をシングルターボモードとツインターボモードとの切り替えに用いる判定値に設定する。基本的には、ＥＣＵ５０は、シングルターボモード設定時において実過給圧が基本切り替え過給圧を超えた際に、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替えを行う。これに対して、ＥＣＵ５０は、ツインターボモード設定時において実過給圧が基本切り替え過給圧を下回った際に、ツインターボモードからシングルターボモードへの切り替えを行う。【００３４】
［切り替え方法］
次に、本実施形態における、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え方法について説明する。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、前述したように設定された基本切り替え過給圧に対する補正を行い（以下、当該補正後の過給圧を「最終切り替え過給圧」と呼ぶ。）、この最終切り替え過給圧をシングルターボモードからツインターボモードへ切り替える際の判定値として用いて当該切り替えを行う。以下で、本実施形態における最終切り替え過給圧の設定方法などについて、具体的に説明する。【００３５】
（第１実施形態）
第１実施形態では、ＥＣＵ５０は、目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいて、前述した基本切り替え過給圧に対する補正を行い、最終切り替え過給圧を設定する。このように最終切り替え過給圧を設定する理由は、以下の通りである。【００３６】
従来より、吸気切替弁６や排気切替弁１５の機械的遅れによる排気抵抗（排圧）増加や出力低下を防止するため、例えばエンジン回転数とスロットル開度の開弁速度が所定値より高いときに急加速であると判定して、直ちにシングルターボモードからツインターボモードへ切り替える方法があった。このような方法を用いた場合には、判定に用いられるエンジン回転数及びスロットル開度の開弁速度が排気抵抗増加と相関性が比較的低いため、適切な切り替え判定ができない場合があった。これは、排気抵抗増加の主要因は、吸気切替弁６や排気切替弁１５などの機械的遅れよりも、排気エネルギー（排気ガス量や排気ガス温度など）の増加にあると考えられるからである。【００３７】
また、上記した方法では、急加速とそれ以外との２通りの切り替え方法のみしか用いていなかったため、様々な運転条件において排気抵抗増加を適切に防止することが困難であった。更に、当該方法では、最終的に許容できる排気抵抗を超えてしまうかどうかを適切に推定していなかったため、切り替えが早すぎて、過給圧低下やトルク変動などが発生する可能性があった。なお、排気抵抗の増加は、出力の低下以外にも、ターボ過給機４（プライマリターボ過給機）の過回転や、排気系部品の信頼性低下や、過給圧のオーバーシュートなどが発生する可能性がある。【００３８】
したがって、第１実施形態では、過給圧のオーバーシュートなどが適切に防止されるように、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時に用いる判定値を適切な値に設定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいて、基本切り替え過給圧に対する補正を行って最終切り替え過給圧を設定し、当該最終切り替え過給圧をシングルターボモードからツインターボモードへ切り替える際の判定値として用いる。【００３９】
なお、目標過給圧は、定常状態で予め確認された制御目標値であり、時間が経過すれば、基本的には、実過給圧は目標過給圧と同一となる。例えば、目標過給圧は、車両の運転状態（エンジン回転数や燃料噴射量など）に基づいて規定された演算式若しくはマップなどより求められる。【００４０】
ここで、図４乃至図６を参照して、第１実施形態における最終切り替え過給圧の設定方法について具体的に説明する。【００４１】
図４は、緩加速時における、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時の挙動の一例を示した図である。図４は、第１実施形態に係る制御を行わなかった場合（つまり基本切り替え過給圧を補正しなかった場合）のグラフを示している。具体的には、図４は、上から順に、過給圧、排気切替弁１５の開閉、排圧（排気ガスの圧力に相当する。以下同じ。）、の時間変化を示している。詳しくは、実線Ａ１は目標過給圧を示し、実線Ａ２は実過給圧を示し、破線Ａ３はシングルターボモードからツインターボモードへの切り替えに用いる基本切り替え過給圧（補正していない判定値）を示している。なお、第１実施形態に係る制御を行っても、この場合には目標過給圧と実過給圧との間に偏差がほとんどないため、基本切り替え過給圧はほとんど補正されないので、結果的に、図４に示すグラフと同様のグラフが得られることとなる。【００４２】
図４に示すように、時刻ｔ１で、実過給圧が基本切り替え過給圧を超えるため、シングルターボモードからツインターボモードへ切り替えるための制御が行われる。この場合には、過給圧や排圧にオーバーシュートが生じていないことがわかる。これは、緩加速時であるため、目標過給圧と実過給圧との間に偏差がほとんど生じていないからであると考えられる。【００４３】
図５は、急加速時における、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時の挙動の一例を示した図である。図５は、第１実施形態に係る制御を行わなかった場合（つまり基本切り替え過給圧を補正しなかった場合）のグラフを示している。具体的には、図５は、上から順に、過給圧、排気切替弁１５の開閉、排圧、の時間変化を示している。詳しくは、実線Ｂ１は目標過給圧を示し、実線Ｂ２は実過給圧を示し、破線Ｂ３は基本切り替え過給圧（補正していない判定値）を示している。【００４４】
図５に示すように、時刻ｔ２で、実過給圧が基本切り替え過給圧を超えるため、シングルターボモードからツインターボモードへ切り替えるための制御が行われる。この場合には、破線領域Ｂ４、Ｂ５に示すように、過給圧や排圧にオーバーシュートが生じていることがわかる。これは、急加速時であるため、目標過給圧と実過給圧との間に、ある程度大きな偏差が生じているからであると考えられる。つまり、実過給圧が目標過給圧に追従できていないからであると考えられる。【００４５】
このようなことから、第１実施形態では、上記したような過給圧のオーバーシュートなどを適切に抑制すべく、目標過給圧と実過給圧との偏差（以下、単に「過給圧偏差」とも呼ぶ。）に基づいて、基本切り替え過給圧に対する補正を行い、最終切り替え過給圧を設定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、過給圧偏差が大きいほど最終切り替え過給圧を低く設定し、過給圧偏差が小さいほど最終切り替え過給圧を高く設定する。【００４６】
図６は、第１実施形態に係る制御を行った場合の、急加速時におけるシングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時の挙動の一例を示した図である。具体的には、図６は、上から順に、過給圧、排気切替弁１５の開閉、排圧、の時間変化を示している。詳しくは、実線Ｃ１は目標過給圧を示し、実線Ｃ２は実過給圧を示している。また、破線Ｃ３は、過給圧偏差に基づいて基本切り替え過給圧を補正した後の最終切り替え過給圧を示している。この場合、急加速時であるため、実過給圧が目標過給圧から離れる傾向にあるので、つまり目標過給圧と実過給圧との偏差が大きくなる傾向にあるので、最終切り替え過給圧は比較的低く設定される。即ち、破線Ｃ３における最終切り替え過給圧は、図５に示した破線Ｂ３における基本切り替え過給圧よりも低く設定されることとなる。【００４７】
このように最終切り替え過給圧を設定した場合、時刻ｔ３で、実過給圧が基本切り替え過給圧を超えるため、シングルターボモードからツインターボモードへ切り替えるための制御が行われる。この場合には、過給圧や排圧にオーバーシュートが生じていないことがわかる。これは、加速状態に応じた適切な判定値（最終切り替え過給圧）にて、切り替えが行われたからである。【００４８】
次に、図７は、第１実施形態における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、シングルターボモードに設定されている際に実行される。なお、当該処理は、ＥＣＵ５０によって所定の周期で繰り返し実行される。【００４９】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、目標過給圧ｐｉｍｔｒｇ、実過給圧ｐｉｍ、及び空気量Ｇａを取得する。具体的には、ＥＣＵ５０は、車両の運転状態（エンジン回転数や燃料噴射量など）に基づいて規定された所定の演算式若しくはマップを用いることで、目標過給圧ｐｉｍｔｒｇを取得する。また、ＥＣＵ５０は、過給圧センサ９から実過給圧ｐｉｍを取得すると共に、エアフロメータなどから空気量Ｇａを取得する。そして、処理はステップＳ１０２に進む。なお、目標過給圧ｐｉｍｔｒｇは、定常状態で予め確認された制御目標値であり、時間が経過すれば、基本的には、実過給圧ｐｉｍは目標過給圧ｐｉｍｔｒｇと同一となる。【００５０】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０１で取得された目標過給圧ｐｉｍｔｒｇ及び実過給圧ｐｉｍから、過給圧偏差ｐｉｍｄｌｔを算出する。具体的には、過給圧偏差ｐｉｍｄｌｔは「ｐｉｍｄｌｔ＝ｐｉｍｔｒｇ−ｐｉｍ」より得られる。そして、処理はステップＳ１０３に進む。【００５１】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０１で取得された空気量Ｇａから、基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂを算出する。そして、処理はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０２で算出された過給圧偏差ｐｉｍｄｌｔに基づいて、基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂを補正するための切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆを算出する。そして、処理はステップＳ１０５に進む。【００５２】
ここで、図８を参照して、基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂ及び切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆの算出方法の一例について説明する。図８（ａ）は、空気量Ｇａ（横軸）によって規定された基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂ（縦軸）のマップの一例を示している。これより、空気量Ｇａが大きくなるほど、基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂが低くなることが見て取れる。ＥＣＵ５０は、上記したステップＳ１０３の処理において、このようなマップを参照して、空気量Ｇａに対応する基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂを取得する。【００５３】
図８（ｂ）は、過給圧偏差ｐｉｍｄｌｔ（横軸）によって規定された切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆ（縦軸）のマップの一例を示している。これより、過給圧偏差ｐｉｍｄｌｔが大きくなるほど、切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆが大きくなることが見て取れる。ＥＣＵ５０は、上記したステップＳ１０４の処理において、このようなマップを参照して、過給圧偏差ｐｉｍｄｌｔに対応する切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆを取得する。【００５４】
図７に戻って、ステップＳ１０５以降の処理を説明する。ステップＳ１０５では、ＥＣＵ５０は、最終切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｆを算出する。具体的には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０３で算出された基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂを、ステップＳ１０４で算出された切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆに基づいて補正することで、最終切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｆを得る。詳しくは、ＥＣＵ５０は、「最終切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｆ＝基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂ−切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆ」を演算する。そして、処理はステップＳ１０６に進む。【００５５】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ５０は、シングルターボモードからツインターボモードへ切り替えるべき状況であるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、実過給圧ｐｉｍが、ステップＳ１０５で算出された最終切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｆを超えたか否かを判定する。実過給圧ｐｉｍが最終切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｆを超えた場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０７に進む。この場合、ＥＣＵ５０は、シングルターボモードからツインターボモードへ切り替える（ステップＳ１０７）。そして、処理は終了する。【００５６】
これに対して、実過給圧ｐｉｍが最終切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｆを超えていない場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０８に進む。この場合、ＥＣＵ５０は、シングルターボモードを保持する（ステップＳ１０８）。そして、処理は終了する。【００５７】
以上説明した第１実施形態によれば、急加速時などにおいて、シングルターボモードからツインターボモードへ切り替える場合に、過給圧のオーバーシュートを適切に防止することが可能となる。【００５８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、目標過給圧と実過給圧との偏差だけでなく、目標過給圧と基本切り替え過給圧との偏差も考慮に入れて、基本切り替え過給圧に対する補正を行って最終切り替え過給圧を設定する点で、第１実施形態と異なる。このように最終切り替え過給圧を設定するのは、過給圧偏差のみによる基本切り替え過給圧に対する補正では、緩加速時との差を推定して早めに切り替えを判定する傾向にあるため、実際に切り替えるべき判定値との相関が取りづらくなり、精度が悪くなる場合があるからである。【００５９】
具体的に、図９を参照して説明する。図９は、横軸に時間を示し、縦軸に過給圧を示している。具体的には、実線Ｄ１は目標過給圧を示し、実線Ｄ２は実過給圧を示し、破線Ｄ３は切り替えの判定に用いる過給圧（基本切り替え過給圧に相当する）を示している。この場合、実過給圧が目標過給圧に対してオーバーシュートしていることがわかる。第１実施形態に係る方法では、このようなオーバーシュートが生じていても、実過給圧が切り替えの判定に用いる過給圧を超えていない場合には、基本的には切り替えは行われない。【００６０】
ここで、目標過給圧は定常状態で予め確認された制御目標値であるため、目標過給圧が切り替えの判定に用いる過給圧を超えていれば、その後、確実に切り替えが必要であると判断できると言える。つまり、目標過給圧と切り替えの判定に用いる過給圧（基本切り替え過給圧）との差が大きい場合には、実過給圧も当該判定に用いる過給圧をすぐに超えるものと予想される。【００６１】
したがって、第２実施形態では、目標過給圧と実過給圧との偏差だけでなく、目標過給圧と基本切り替え過給圧との偏差も考慮に入れて、基本切り替え過給圧に対する補正を行って最終切り替え過給圧を設定する。つまり、第１実施形態では、単に過給圧のオーバーシュート分を補正していたのに対して、第２実施形態では、このような過給圧のオーバーシュート分を補正すると共に、判定値に対する余裕代も補正する。【００６２】
具体的には、第２実施形態では、ＥＣＵ５０は、目標過給圧と基本切り替え過給圧との偏差が大きいほど、最終切り替え過給圧を低く設定し、目標過給圧と基本切り替え過給圧との偏差が小さいほど、最終切り替え過給圧を高く設定する。例えば、ＥＣＵ５０は、目標過給圧が基本切り替え過給圧を超えており、過給遅れが大きい場合には、基本切り替え過給圧を補正する量を大きくすることで、早めにシングルターボモードからツインターボモードへの切り替えを行う。これに対して、ＥＣＵ５０は、目標過給圧が基本切り替え過給圧を超えておらず、過給遅れが小さい場合には、基本切り替え過給圧を補正する量を小さくして（例えば補正する量を「０」にする）、通常通りにシングルターボモードからツインターボモードへの切り替えを行う。【００６３】
次に、図１０は、第２実施形態における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、シングルターボモードに設定されている際に実行される。なお、当該処理は、ＥＣＵ５０によって所定の周期で繰り返し実行される。【００６４】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理、及びステップＳ２０８〜Ｓ２１１の処理は、それぞれ、図７に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理、及びステップＳ１０５〜Ｓ１０８の処理と同様であるため、その説明を省略する。ここでは、ステップＳ２０４〜Ｓ２０７の処理のみについて説明する。【００６５】
ステップＳ２０４では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０１で取得された目標過給圧ｐｉｍｔｒｇと、ステップＳ２０３で算出された基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂとの偏差ｐｉｍｔｒｇｄｌｔを算出する。そして、処理はステップＳ２０５に進む。【００６６】
ステップＳ２０５では、ＥＣＵ５０は、目標過給圧ｐｉｍｔｒｇが基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂを超えたか否かを判定する。目標過給圧ｐｉｍｔｒｇが基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂを超えている場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０６に進む。この場合には、実過給圧ｐｉｍが基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂを即座に超えることが予想されるため、偏差ｐｉｍｔｒｇｄｌｔを考慮して切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆを算出すべきであると言える。これに対して、目標過給圧ｐｉｍｔｒｇが基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂを超えていない場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０７に進む。この場合には、実過給圧ｐｉｍが基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂを即座に超えるとは予想し難いため、偏差ｐｉｍｔｒｇｄｌｔを考慮して切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆを算出すべきであるとは言えない。【００６７】
ステップＳ２０６では、ＥＣＵ５０は、偏差ｐｉｍｔｒｇｄｌｔを考慮して、切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆを算出する。具体的には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０２で算出された過給圧偏差ｐｉｍｄｌｔと、ステップＳ２０４で算出された偏差ｐｉｍｔｒｇｄｌｔとに基づいて、切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆを算出する。そして、処理はステップＳ２０８に進む。【００６８】
これに対して、ステップＳ２０７では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０４で算出された偏差ｐｉｍｔｒｇｄｌｔを考慮せずに、切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆを算出する。具体的には、ＥＣＵ５０は、第１実施形態で示した方法によって、過給圧偏差ｐｉｍｄｌｔに基づいて切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆを算出する（図７のステップＳ１０４の処理、及び図８（ｂ）参照）。そして、処理はステップＳ２０８に進む。なお、目標過給圧ｐｉｍｔｒｇが基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂを超えていない場合に、上記のように算出された切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆにて基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂを補正することに限定されず、基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂをそのまま最終切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｆとして用いても良い。【００６９】
ここで、図１１を参照して、第２実施形態における切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆの算出方法の一例について説明する。図１１は、過給圧偏差ｐｉｍｄｌｔと偏差ｐｉｍｔｒｇｄｌｔとによって規定された切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆのマップ（２次元マップ）の一例を示している。ＥＣＵ５０は、上記したステップＳ２０６の処理において、このようなマップを参照して、過給圧偏差ｐｉｍｄｌｔ及び偏差ｐｉｍｔｒｇｄｌｔに対応する切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆを取得する。【００７０】
以上説明した第２実施形態によれば、目標過給圧と基本切り替え過給圧との偏差も考慮に入れて最終切り替え過給圧を設定することで、シングルターボモードからツインターボモードへ切り替える場合において、精度良く判定・切り替えを行うことが可能となる。【００７１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、目標過給圧と実過給圧との偏差、及び目標過給圧と基本切り替え過給圧との偏差だけでなく、内燃機関８の運転状態も考慮に入れて、基本切り替え過給圧に対する補正を行って最終切り替え過給圧を設定する点で、第１及び第２実施形態と異なる。より具体的には、第３実施形態では、内燃機関８の運転状態として排気エネルギーを考慮に入れて、最終切り替え過給圧を設定する。このように最終切り替え過給圧を設定するのは、過給圧に関連するパラメータのみに基づいた基本切り替え過給圧に対する補正では、過給圧のオーバーシュートなどの直接の原因である排気エネルギーの相関が取りにくいからである。つまり、目標過給圧と実過給圧との偏差、若しくは目標過給圧と基本切り替え過給圧との偏差が同一であっても、排気エネルギーの違いにより、基本切り替え過給圧を補正すべき量が異なる場合があるからである。【００７２】
したがって、第３実施形態では、目標過給圧と実過給圧との偏差、及び目標過給圧と基本切り替え過給圧との偏差だけでなく、排気エネルギーも考慮に入れて、基本切り替え過給圧に対する補正を行って最終切り替え過給圧を設定する。言い換えると、第３実施形態では、排気エネルギーにより、基本切り替え過給圧を補正する量を可変とする。具体的には、ＥＣＵ５０は、空気量及び燃料噴射量に基づいて、排気エネルギーの違いを考慮した基本切り替え過給圧に対する補正を行う。こうするのは、空気量及び燃料噴射量は排気エネルギーと相関が高いからである。より詳しくは、ＥＣＵ５０は、高空気量及び高燃料噴射量であるときは、基本切り替え過給圧を補正する量を大きくする。【００７３】
次に、図１２は、第３実施形態における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、シングルターボモードに設定されている際に実行される。なお、当該処理は、ＥＣＵ５０によって所定の周期で繰り返し実行される。【００７４】
ステップＳ３０１〜Ｓ３０７の処理、及びステップＳ３１０〜Ｓ３１２の処理は、それぞれ、図１０に示したステップＳ２０１〜Ｓ２０７の処理、及びステップＳ２０９〜Ｓ２１１の処理と概ね同様であるため、その説明を省略する。ここでは、ステップＳ３０８、Ｓ３０９の処理のみについて説明する。【００７５】
ステップＳ３０８では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３０１で取得された空気量Ｇａと燃料噴射量Ｑｆｉｎとに基づいて、排気エネルギーにより基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂを補正するための排気エネルギー補正値ｐｉｍ１２ｅｎを算出する。そして、処理はステップＳ３０９に進む。【００７６】
ステップＳ３０９では、ＥＣＵ５０は、最終切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｆを算出する。具体的には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３０３で算出された基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂを、ステップＳ３０６若しくはステップＳ３０７で算出された切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆと、ステップＳ３０８で算出された排気エネルギー補正値ｐｉｍ１２ｅｎとに基づいて補正することで、最終切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｆを得る。詳しくは、ＥＣＵ５０は、「最終切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｆ＝基本切り替え過給圧ｐｉｍ１２ｂ−（切り替え過給圧補正量ｐｉｍ１２ｏｆ×排気エネルギー補正値ｐｉｍ１２ｅｎ）」を演算する。そして、処理はステップＳ３１０に進む。【００７７】
ここで、図１３を参照して、第３実施形態における排気エネルギー補正値ｐｉｍ１２ｅｎの算出方法の一例について説明する。図１３は、空気量Ｇａと燃料噴射量Ｑｆｉｎとによって規定された排気エネルギー補正値ｐｉｍ１２ｅｎのマップ（２次元マップ）の一例を示している。ＥＣＵ５０は、上記したステップＳ３０８の処理において、このようなマップを参照して、空気量Ｇａ及び燃料噴射量Ｑｆｉｎに対応する排気エネルギー補正値ｐｉｍ１２ｅｎを取得する。【００７８】
以上説明した第３実施形態によれば、排気エネルギーも考慮に入れて最終切り替え過給圧を設定することで、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時の判定を最適に行うことができる。【００７９】
なお、上記では、空気量及び燃料噴射量に基づいて、排気エネルギーの違いを考慮した基本切り替え過給圧に対する補正を行う例を示したが、空気量及び燃料噴射量の他にも、排気ガスの温度に基づいて、基本切り替え過給圧に対する補正を行っても良い。こうするのは、排気ガスの温度も排気エネルギーと相関が高いからである。【００８０】
また、上記では、目標過給圧と実過給圧との偏差、目標過給圧と基本切り替え過給圧との偏差、及び内燃機関８の運転状態（排気エネルギー）に基づいて、基本切り替え過給圧に対する補正を行って最終切り替え過給圧を設定する例を示したが、これに限定はされない。他の例では、目標過給圧と基本切り替え過給圧との偏差を考慮せずに、目標過給圧と実過給圧との偏差、及び内燃機関８の運転状態（排気エネルギー）に基づいて、基本切り替え過給圧に対する補正を行って最終切り替え過給圧を設定することができる。【００８１】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態では、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時に、排気切替弁１５及び吸気切替弁６の動作方法を変更する制御を行う点で、第１乃至第３実施形態と異なる。具体的には、第４実施形態では、ＥＣＵ５０は、第１乃至第３実施形態に示したいずれかの方法にて最終切り替え過給圧を設定すると共に、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時における、排気切替弁１５の開弁速度及び吸気切替弁６の開弁タイミングに対する補正を行う。【００８２】
こうする理由は、以下の通りである。基本的には、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時には、ターボ過給機５（セカンダリターボ過給機）を助走させて作動させるため、まず排気切替弁１５を開き、その後ターボ過給機５が十分に過給できる状態となるまで待ってから吸気切替弁６を開く。上記した第１乃至第３実施形態では基本切り替え過給圧のみを補正していたが、排圧上昇を効果的に抑制し、且つ切り替え時のトルク段差を抑制するためには、切り替え時における排気切替弁１５及び吸気切替弁６の動作方法を変化させることが望ましいと考えられる。したがって、第４実施形態では、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時に、排気切替弁１５の開弁速度及び吸気切替弁６の開弁タイミングを補正する。【００８３】
ここで、図１４乃び図１５を参照して、第４実施形態における制御方法について具体的に説明する。【００８４】
図１４は、急加速時における、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時の挙動の一例を示した図である。図１４は、排気切替弁１５の開弁速度及び吸気切替弁６の開弁タイミングを補正しなかった場合のグラフを示している。具体的には、図１４は、上から順に、過給圧、排気切替弁１５の開閉、吸気切替弁６の開閉、排圧、の時間変化を示している。詳しくは、実線Ｅ１は目標過給圧を示し、実線Ｅ２は実過給圧を示し、破線Ｅ３は基本切り替え過給圧（前述したような補正を行っていない判定値）を示している。更に、この場合には、排気切替弁１５は、矢印Ｅ４で示すような開弁速度にて開弁され、吸気切替弁６は、矢印Ｅ５で示すような開弁タイミングにて開弁される。このような開弁速度及び開弁タイミングは、通常用いられる値である。【００８５】
図１４に示すように、時刻ｔ４において、シングルターボモードからツインターボモードへ切り替えるための制御が行われる。この場合、破線領域Ｅ６、Ｅ７で示すように、過給圧及び排圧にオーバーシュートが生じていることがわかる。これは、排気切替弁１５の開弁速度が遅いからであると考えられる。また、破線領域Ｅ８で示すように、吸気切替弁６の開弁タイミング（具体的には時刻ｔ５）にて、過給圧にオーバーシュートが生じていることがわかる。これは、吸気切替弁６の開弁タイミングが遅いからであると考えられる。【００８６】
このようなことから、第４実施形態では、ＥＣＵ５０は、シングルターボモードからツインターボモードへ切り替える場合に、排気切替弁１５の開弁速度を速くする補正を行うことで、バイパスするガス量を増加させて、過給圧及び排圧のオーバーシュートを防止する。更に、ＥＣＵ５０は、当該切り替えを行う場合に、吸気切替弁６の開弁タイミングを早くする補正を行うことで、つまり吸気切替弁６の開弁までの待ち時間を短くする補正を行うことで、ツインターボモードへの切り替え時における過給圧のオーバーシュートを防止する。【００８７】
図１５は、第４実施形態に係る制御を行った場合の、急加速時におけるシングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時の挙動の一例を示した図である。具体的には、図１５は、上から順に、過給圧、排気切替弁１５の開閉、吸気切替弁６の開閉、排圧、の時間変化を示している。詳しくは、実線Ｆ１は目標過給圧を示し、実線Ｆ２は実過給圧を示している。また、破線Ｆ３は、前述した第１乃至第３実施形態に示したいずれかの方法により基本切り替え過給圧を補正した後の最終切り替え過給圧を示している。この破線Ｆ３における最終切り替え過給圧は、図１４に示した破線Ｅ３における基本切り替え過給圧よりも低く設定される。【００８８】
更に、この場合には、排気切替弁１５は、矢印Ｆ４で示すような補正された開弁速度にて開弁され、吸気切替弁６は、矢印Ｆ５で示すような補正された開弁タイミングにて開弁される。具体的には、排気切替弁１５は比較的速い開弁速度にて開弁され、吸気切替弁６は比較的早いタイミングにて開弁される。詳しくは、矢印Ｆ４で示す排気切替弁１５の開弁速度は、図１４の矢印Ｅ４で示した開弁速度よりも速く、また、矢印Ｆ５で示す吸気切替弁６の開弁タイミングは、図１４の矢印Ｅ５で示した開弁タイミングよりも早い。このように排気切替弁１５の開弁速度及び吸気切替弁６の開弁タイミングを補正することで、図１５に示すように、過給圧及び排圧のオーバーシュートが発生していないことがわかる。【００８９】
次に、排気切替弁１５の開弁速度及び吸気切替弁６の開弁タイミングの補正方法の具体例について説明する。【００９０】
１つの例では、ＥＣＵ５０は、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時において、目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいて、排気切替弁１５の開弁速度及び吸気切替弁６の開弁タイミングを補正する。言い換えると、ＥＣＵ５０は、目標過給圧と実過給圧との偏差により、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時間を補正する。より具体的には、ＥＣＵ５０は、目標過給圧と実過給圧との偏差が大きいほど、排気切替弁１５の開弁速度を速くすると共に、吸気切替弁６の開弁タイミングを早くする。つまり、当該偏差が大きいほど切り替え時間を短くし、当該偏差が小さいほど切り替え時間を長くする。【００９１】
他の例では、ＥＣＵ５０は、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時において、目標過給圧と基本切り替え過給圧との偏差に基づいて、排気切替弁１５の開弁速度及び吸気切替弁６の開弁タイミングを補正する。言い換えると、ＥＣＵ５０は、目標過給圧と基本切り替え過給圧との偏差により、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時間を補正する。より具体的には、ＥＣＵ５０は、目標過給圧と基本切り替え過給圧との偏差が大きいほど、排気切替弁１５の開弁速度を速くすると共に、吸気切替弁６の開弁タイミングを早くする。つまり、当該偏差が大きいほど切り替え時間を短くし、当該偏差が小さいほど切り替え時間を長くする。【００９２】
更に他の例では、ＥＣＵ５０は、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時において、内燃機関８の運転状態（排気エネルギー）に基づいて、排気切替弁１５の開弁速度及び吸気切替弁６の開弁タイミングを補正する。言い換えると、ＥＣＵ５０は、内燃機関８の運転状態（排気エネルギー）により、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時間を補正する量を可変とする。より具体的には、ＥＣＵ５０は、排気エネルギーと相関がある空気量及び燃料噴射量が多いほど、排気切替弁１５の開弁速度を速くすると共に、吸気切替弁６の開弁タイミングを早くする。つまり、空気量及び燃料噴射量が多いほど切り替え時間の補正量を大きくし、空気量及び燃料噴射量が少ないほど切り替え時間の補正量を小さくする。【００９３】
更に他の例では、ＥＣＵ５０は、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え時において、目標過給圧と実過給圧との偏差、目標過給圧と基本切り替え過給圧との偏差、及び内燃機関８の運転状態（排気エネルギー）、のうちのいずれか２つ以上に基づいて、排気切替弁１５の開弁速度及び吸気切替弁６の開弁タイミングを補正する。【００９４】
以上説明した第４実施形態によれば、排気切替弁１５の開弁速度及び吸気切替弁６の開弁タイミングを適切に補正することで、過給圧及び排圧のオーバーシュートをより効果的に抑制することが可能となる。【００９５】
なお、上記では、シングルターボモードからツインターボモードへ切り替える場合に、排気切替弁１５の開弁速度に対する補正を行う例を示したが、この代わりに、排気切替弁１５の開弁タイミングに対する補正を行っても良い。具体的には、ＥＣＵ５０は、排気切替弁１５の開弁速度を速くする補正を行う代わりに、排気切替弁１５の開弁タイミングを早くする補正を行うことができる。【００９６】
また、上記では、シングルターボモードからツインターボモードへ切り替える場合に、吸気切替弁６の開弁タイミングに対する補正を行う例を示したが、この代わりに、吸気切替弁６の開弁速度に対する補正を行っても良い。具体的には、ＥＣＵ５０は、吸気切替弁６の開弁タイミングを早くする補正を行う代わりに、吸気切替弁６の開弁速度を速くする補正を行う補正を行うことができる。【００９７】
［変形例］
本発明は、２つのターボ過給機４、５が吸気通路３及び排気通路１０に並列に配置されたシステムへの適用に限定はされない。本発明は、２つのターボ過給機（高圧ターボ過給機と低圧ターボ過給機）が吸気通路及び排気通路に直列に配置されたシステムにも適用することができる。つまり、２つのターボ過給機が直列に配置されたシステムに対しても、過給機を作動させるモードを切り替える場合に、前述したような方法にて、基本切り替え過給圧に対する補正を行って最終切り替え過給圧を設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、２つの過給機を具備する内燃機関に対して利用することができる。
【図１】
2010067438.tif 000003
【図２】
2010067438.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年8月19日(2010.8.19)
【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】
第１の過給機と第２の過給機とを具備する内燃機関の過給機制御装置であって、
目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいて、前記第１の過給機と前記第２の過給機とを作動させるモードを切り替える場合に用いられる切り替え過給圧を設定する切り替え過給圧設定手段と、
実過給圧が前記切り替え過給圧に達した際に、前記モードを切り替える制御を行う切り替え制御手段と、を備え、
前記切り替え過給圧設定手段は、前記偏差が大きい場合には、前記偏差が小さい場合に比して、前記切り替え過給圧を低く設定することを特徴とする内燃機関の過給機制御装置。
【請求項２】
前記切り替え過給圧設定手段は、内燃機関の空気量に基づいて求められる基本切り替え過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて、前記切り替え過給圧に対する補正を行う請求項１に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項３】
前記切り替え過給圧設定手段は、内燃機関の運転状態に基づいて、前記切り替え過給圧に対する補正を行う請求項１又は２に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項４】
前記モードを切り替える場合に、前記目標過給圧と前記実過給圧との偏差に基づいて、排気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正、及び吸気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正を行う手段を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項５】
前記モードを切り替える場合に、内燃機関の空気量に基づいて求められる基本切り替え過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて、排気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正、及び吸気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正を行う手段を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項６】
前記モードを切り替える場合に、内燃機関の運転状態に基づいて、排気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正、及び吸気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正を行う手段を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項７】
前記切り替え過給圧設定手段は、前記第１の過給機のみを作動させるモードから前記第１の過給機と前記第２の過給機との両方を作動させるモードへ切り替える場合に、前記切り替え過給圧を設定し、
前記切り替え制御手段は、実過給圧が前記切り替え過給圧に達した際に、前記第１の過給機のみを作動させるモードから前記第１の過給機と前記第２の過給機との両方を作動させるモードへ切り替える制御を行う請求項１乃至６のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項８】
前記第１の過給機及び前記第２の過給機は、吸気通路及び排気通路に並列に配置されている請求項１乃至７のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成22年12月8日(2010.12.8)
【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】
第１の過給機と第２の過給機とを具備する内燃機関の過給機制御装置であって、
目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいて、前記第１の過給機と前記第２の過給機とを作動させるモードを切り替える場合に用いられる切り替え過給圧を設定する切り替え過給圧設定手段と、
実過給圧が前記切り替え過給圧に達した際に、前記モードを切り替える制御を行う切り替え制御手段と、を備え、
前記切り替え過給圧設定手段は、前記偏差が大きい場合には、前記偏差が小さい場合に比して、前記切り替え過給圧を低く設定することを特徴とする内燃機関の過給機制御装置。
【請求項２】
前記切り替え過給圧設定手段は、内燃機関の空気量に基づいて求められる基本切り替え過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて、前記切り替え過給圧に対する補正を行う請求項１に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項３】
前記切り替え過給圧設定手段は、内燃機関の運転状態に基づいて、前記切り替え過給圧に対する補正を行う請求項１又は２に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項４】
前記モードを切り替える場合に、前記目標過給圧と前記実過給圧との偏差に基づいて、排気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正、及び吸気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正を行う手段を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項５】
前記モードを切り替える場合に、内燃機関の空気量に基づいて求められる基本切り替え過給圧と前記目標過給圧との偏差に基づいて、排気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正、及び吸気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正を行う手段を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項６】
前記モードを切り替える場合に、内燃機関の運転状態に基づいて、排気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正、及び吸気切替弁の開弁速度又は開弁タイミングに対する補正を行う手段を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項７】
前記切り替え過給圧設定手段は、前記第１の過給機のみを作動させるモードから前記第１の過給機と前記第２の過給機との両方を作動させるモードへ切り替える場合に、前記切り替え過給圧を設定し、
前記切り替え制御手段は、実過給圧が前記切り替え過給圧に達した際に、前記第１の過給機のみを作動させるモードから前記第１の過給機と前記第２の過給機との両方を作動させるモードへ切り替える制御を行う請求項１乃至６のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【請求項８】
前記第１の過給機及び前記第２の過給機は、吸気通路及び排気通路に並列に配置されている請求項１乃至７のいずれか一項に記載の内燃機関の過給機制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の１つの観点では、第１の過給機と第２の過給機とを具備する内燃機関の過給機制御装置は、目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいて、前記第１の過給機と前記第２の過給機とを作動させるモードを切り替える場合に用いられる切り替え過給圧を設定する切り替え過給圧設定手段と、実過給圧が前記切り替え過給圧に達した際に、前記モードを切り替える制御を行う切り替え制御手段と、を備え、前記切り替え過給圧設定手段は、前記偏差が大きい場合には、前記偏差が小さい場合に比して、前記切り替え過給圧を低く設定する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記の内燃機関の過給機制御装置は、第１の過給機と第２の過給機とを具備するシステムに好適に適用される。切り替え過給圧設定手段は、目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいて、第１の過給機と第２の過給機とを作動させるモードを切り替える場合に用いられる切り替え過給圧を設定する。具体的には、切り替え過給圧設定手段は、偏差が大きい場合には、偏差が小さい場合に比して、切り替え過給圧を低く設定する。切り替え制御手段は、実過給圧がこうして設定された切り替え過給圧に達した際に、当該モードを切り替える制御を行う。上記の内燃機関の過給機制御装置によれば、目標過給圧と実過給圧とを比較して設定された切り替え過給圧に基づいて切り替えを行うため、当該切り替え時において過給圧のオーバーシュートを適切に抑制することが可能となる。
【国際調査報告】
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