(57)【要約】【課題】可動ベーンの位置の切り替えが連続的に発生することを防止可能な内燃機関の過給システムを提供する。【解決手段】ディフューザ部１６に出没式のベーン２１が設けられたコンプレッサ１０ａが吸気通路３に設けられた内燃機関１に適用される過給システムにおいて、コンプレッサ１０ａの運転状態がベーン２１を格納位置に移動させるべき第１運転領域Ｚ１及ベーン２１を突出位置に移動させるべき第２運転領域Ｚ２のうちの一方の運転領域から他方の運転領域に移行した場合には、移動禁止時間Ｔａが経過するまでベーン２１の移動が禁止される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサホイールを内部に収容するとともに軸線回りに回転自在に支持するハウジングと、前記コンプレッサホイールの外周に配置されるように前記ハウジングに設けられた渦巻き状のスクロールと、前記コンプレッサホイールの出口側から前記スクロールに通じる通路空間として設けられたディフューザ部と、前記ディフューザ部の一部を形成する壁面内に収容される格納位置と前記ディフューザ部を横切るように前記壁面から突出する突出位置との間で移動可能に設けられた可動ベーンと、前記可動ベーンを駆動する駆動手段と、を有するコンプレッサが吸気通路に設けられた内燃機関に適用され、
前記可動ベーンを前記格納位置に移動させるべき第１運転領域と、前記第１運転領域とは異なり、前記可動ベーンを前記突出位置に移動させるべき第２運転領域と、が設定されており、
前記コンプレッサの運転状態が前記第１運転領域及び前記第２運転領域のうちの一方の運転領域から他方の運転領域に移行した場合には、所定の移動禁止時間が経過するまで前記可動ベーンの移動が禁止されるように前記駆動手段の動作を制御する制御手段を備えている内燃機関の過給システム。
【請求項２】
前記第１運転領域と前記第２運転領域とは、前記可動ベーンが前記格納位置の場合と前記可動ベーンが前記突出位置の場合とで前記コンプレッサの出口の圧力、前記コンプレッサに吸入される空気の流量、又は前記コンプレッサホイールの回転速度が等しくなる前記コンプレッサの運転状態を繋いで形成される作動ラインを境界として互いに隣接するように設定されている請求項１に記載の内燃機関の過給システム。
【請求項３】
前記内燃機関のスロットル開度の時間変化に基づいて前記移動禁止時間を設定する禁止時間設定手段をさらに備えている請求項１又は２に記載の内燃機関の過給システム。
【請求項４】
コンプレッサホイールを内部に収容するとともに軸線回りに回転自在に支持するハウジングと、前記コンプレッサホイールの外周に配置されるように前記ハウジングに設けられた渦巻き状のスクロールと、前記コンプレッサホイールの出口側から前記スクロールに通じる通路空間として設けられたディフューザ部と、前記ディフューザ部の一部を形成する壁面内に収容される格納位置と前記ディフューザ部を横切るように前記壁面から突出する突出位置との間で移動可能に設けられた可動ベーンと、前記可動ベーンを駆動する駆動手段と、を有するコンプレッサが吸気通路に設けられた内燃機関に適用され、
前記内燃機関に対して加減速が要求された場合に、その加減速が要求された時点から前記コンプレッサの運転状態が前記可動ベーンを前記格納位置に移動すべき所定の第１運転領域及び前記可動ベーンを前記突出位置に移動すべき所定の第２運転領域のうちの一方の運転領域から他方の運転領域に移行するまでの時間を推定する移行時間推定手段と、前記移行時間推定手段が推定した時間よりも所定時間前に前記可動ベーンが前記他方の運転領域において前記可動ベーンが移動されるべき位置に移動するように前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を備えている内燃機関の過給システム。
【請求項５】
前記第１運転領域と前記第２運転領域とは、前記可動ベーンが前記格納位置の場合と前記可動ベーンが前記突出位置の場合とで前記コンプレッサの出口の圧力、前記コンプレッサに吸入される空気の流量、又は前記コンプレッサホイールの回転速度が等しくなる前記コンプレッサの運転状態を繋いで形成される作動ラインを境界として互いに隣接するように設定されている請求項４に記載の内燃機関の過給システム。
【請求項６】
前記内燃機関のスロットル開度の時間変化に基づいて前記所定時間を設定する前倒し時間設定手段をさらに備えている請求項４又は５に記載の内燃機関の過給システム。
【請求項７】
コンプレッサホイールを内部に収容するとともに軸線回りに回転自在に支持するハウジングと、前記コンプレッサホイールの外周に配置されるように前記ハウジングに設けられた渦巻き状のスクロールと、前記コンプレッサホイールの出口側から前記スクロールに通じる通路空間として設けられたディフューザ部と、前記ディフューザ部の一部を形成する壁面内に収容される格納位置と前記ディフューザ部を横切るように前記壁面から突出する突出位置との間で移動可能に設けられた可動ベーンと、前記可動ベーンを駆動する駆動手段と、を有するコンプレッサが吸気通路に設けられた内燃機関に適用され、
前記コンプレッサの運転状態が所定の第１運転領域内の場合には前記可動ベーンが前記格納位置に移動し、前記コンプレッサの運転状態が前記第１運転領域とは異なる所定の第２運転領域内の場合には前記可動ベーンが前記突出位置に移動し、前記コンプレッサの運転状態が前記第１運転領域と前記第２運転領域との間に設定された所定の移動禁止領域内の場合には前記可動ベーンの移動が禁止されるように前記駆動手段の動作を制御する制御手段を備えている内燃機関の過給システム。
【請求項８】
前記移動禁止領域は、前記可動ベーンが前記格納位置の場合と前記可動ベーンが前記突出位置の場合とで前記コンプレッサの出口の圧力、前記コンプレッサに吸入される空気の流量、又は前記コンプレッサホイールの回転速度が等しくなる前記コンプレッサの運転状態を繋いで形成される作動ラインを中心として設定されている請求項７に記載の内燃機関の過給システム。
【請求項９】
前記内燃機関のスロットル開度の時間変化に基づいて前記移動禁止領域の大きさを設定する移動禁止領域設定手段をさらに備えている請求項７又は８に記載の内燃機関の過給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出没式の可動ベーンがディフューザ部に設けられたコンプレッサを備えた内燃機関の過給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディフューザ部に出没式の可動ベーンが設けられたコンプレッサが知られている。例えば、コンプレッサの流量、圧力比、又は回転数が等しくなる運転状態を繋いだ作動ラインを予め設定し、コンプレッサの運転状態がその作動ラインよりも小流量側の場合に可動ベーンを突出状態に切り替え、コンプレッサの運転状態がその作動ラインよりも大流量の場合に可動ベーンを格納状態に切り替えるコンプレッサが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２９９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のコンプレッサでは、作動ラインの付近の運転領域内でコンプレッサが運転され、運転状態が小流量側と大流量側との間で連続的に行き来した場合に可動ベーンの位置の切り替えが連続的に発生するおそれがある。この場合、可動ベーンの支持部材とコンプレッサハウジングとが接触する際に発生する音が連続的に発生するおそれがある。また、このように可動ベーンの支持部材とコンプレッサハウジングとの接触及び離間が連続的に行われると支持部材やコンプレッサハウジングの変形や摩耗が加速されるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、可動ベーンの位置の切り替えが連続的に発生することを防止可能な内燃機関の過給システム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】
【０００６】
本発明の第１の内燃機関の過給システムは、コンプレッサホイールを内部に収容するとともに軸線回りに回転自在に支持するハウジングと、前記コンプレッサホイールの外周に配置されるように前記ハウジングに設けられた渦巻き状のスクロールと、前記コンプレッサホイールの出口側から前記スクロールに通じる通路空間として設けられたディフューザ部と、前記ディフューザ部の一部を形成する壁面内に収容される格納位置と前記ディフューザ部を横切るように前記壁面から突出する突出位置との間で移動可能に設けられた可動ベーンと、前記可動ベーンを駆動する駆動手段と、を有するコンプレッサが吸気通路に設けられた内燃機関に適用され、前記可動ベーンを前記格納位置に移動させるべき第１運転領域と、前記第１運転領域とは異なり、前記可動ベーンを前記突出位置に移動させるべき第２運転領域と、が設定されており、前記コンプレッサの運転状態が前記第１運転領域及び前記第２運転領域のうちの一方の運転領域から他方の運転領域に移行した場合には、所定の移動禁止時間が経過するまで前記可動ベーンの移動が禁止されるように前記駆動手段の動作を制御する制御手段を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の第１の過給システムによれば、コンプレッサの運転状態が一方の運転領域から他方の運転領域に移行しても移動禁止時間が経過するまで可動ベーンの移動が禁止されるので、可動ベーンの位置の切り替えが連続的に発生することを防止できる。
【０００８】
第１運転領域と第２運転領域とは、可動ベーンの位置を切り替えることによってコンプレッサでサージングの発生を防止可能なように適宜に設定してよい。例えば、前記第１運転領域と前記第２運転領域とは、前記可動ベーンが前記格納位置の場合と前記可動ベーンが前記突出位置の場合とで前記コンプレッサの出口の圧力、前記コンプレッサに吸入される空気の流量、又は前記コンプレッサホイールの回転速度が等しくなる前記コンプレッサの運転状態を繋いで形成される作動ラインを境界として互いに隣接するように設定されていてもよい（請求項２）。
【０００９】
本発明の第１の過給システムの一形態においては、前記内燃機関のスロットル開度の時間変化に基づいて前記移動禁止時間を設定する禁止時間設定手段をさらに備えていてもよい（請求項３）。このように移動禁止時間をスロットル開度の時間変化に応じて変更することにより、内燃機関の運転状態の変化に対して可動ベーンの位置の切り替え時期が遅くなることを防止できる。そのため、内燃機関に対して急加速や急減速が要求された場合には可動ベーンの位置の切り替えを迅速に行うことができる。これにより可動ベーンの位置の切り替え遅れに起因するサージングの発生やコンプレッサホイールの過回転の発生を防止することができる。また、コンプレッサ効率が一時的に低下して内燃機関の出力トルクに段差が発生することを防止できる。
【００１０】
本発明の第２の内燃機関の過給システムは、コンプレッサホイールを内部に収容するとともに軸線回りに回転自在に支持するハウジングと、前記コンプレッサホイールの外周に配置されるように前記ハウジングに設けられた渦巻き状のスクロールと、前記コンプレッサホイールの出口側から前記スクロールに通じる通路空間として設けられたディフューザ部と、前記ディフューザ部の一部を形成する壁面内に収容される格納位置と前記ディフューザ部を横切るように前記壁面から突出する突出位置との間で移動可能に設けられた可動ベーンと、前記可動ベーンを駆動する駆動手段と、を有するコンプレッサが吸気通路に設けられた内燃機関に適用され、前記内燃機関に対して加減速が要求された場合に、その加減速が要求された時点から前記コンプレッサの運転状態が前記可動ベーンを前記格納位置に移動すべき所定の第１運転領域及び前記可動ベーンを前記突出位置に移動すべき所定の第２運転領域のうちの一方の運転領域から他方の運転領域に移行するまでの時間を推定する移行時間推定手段と、前記移行時間推定手段が推定した時間よりも所定時間前に前記可動ベーンが前記他方の運転領域において前記可動ベーンが移動されるべき位置に移動するように前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を備えている（請求項４）。
【００１１】
本発明の第２の過給システムでは、コンプレッサの運転状態が他方の運転領域に移行するよりも前に可動ベーンの位置の切り替えを行う。そのため、可動ベーンの位置を切り替えてからコンプレッサの運転状態が他方の運転領域に移行するまでの所定時間の間は可動ベーンの位置の切り替えを禁止できる。従って、可動ベーンの位置の切り替えが連続的に発生することを防止できる。
【００１２】
本発明の第２の過給システムにおいても第１運転領域と第２運転領域とは、コンプレッサでサージングの発生を防止可能なように適宜に設定してよい。例えば、前記第１運転領域と前記第２運転領域とは、前記可動ベーンが前記格納位置の場合と前記可動ベーンが前記突出位置の場合とで前記コンプレッサの出口の圧力、前記コンプレッサに吸入される空気の流量、又は前記コンプレッサホイールの回転速度が等しくなる前記コンプレッサの運転状態を繋いで形成される作動ラインを境界として互いに隣接するように設定されていてもよい（請求項５）。
【００１３】
本発明の第２の過給システムの一形態においては、前記内燃機関のスロットル開度の時間変化に基づいて前記所定時間を設定する前倒し時間設定手段をさらに備えていてもよい（請求項６）。このように所定時間をスロットル開度の時間変化に応じて変更することにより、内燃機関の運転状態の変化に対して可動ベーンの位置の切り替え時期を適切に調整できる。そのため、可動ベーンの位置の切り替え遅れに起因するサージングの発生やコンプレッサホイールの過回転の発生を防止することができる。また、コンプレッサ効率が一時的に低下して内燃機関の出力トルクに段差が発生することを防止できる。
【００１４】
本発明の第３の内燃機関の過給システムは、コンプレッサホイールを内部に収容するとともに軸線回りに回転自在に支持するハウジングと、前記コンプレッサホイールの外周に配置されるように前記ハウジングに設けられた渦巻き状のスクロールと、前記コンプレッサホイールの出口側から前記スクロールに通じる通路空間として設けられたディフューザ部と、前記ディフューザ部の一部を形成する壁面内に収容される格納位置と前記ディフューザ部を横切るように前記壁面から突出する突出位置との間で移動可能に設けられた可動ベーンと、前記可動ベーンを駆動する駆動手段と、を有するコンプレッサが吸気通路に設けられた内燃機関に適用され、前記コンプレッサの運転状態が所定の第１運転領域内の場合には前記可動ベーンが前記格納位置に移動し、前記コンプレッサの運転状態が前記第１運転領域とは異なる所定の第２運転領域内の場合には前記可動ベーンが前記突出位置に移動し、前記コンプレッサの運転状態が前記第１運転領域と前記第２運転領域との間に設定された所定の移動禁止領域内の場合には前記可動ベーンの移動が禁止されるように前記駆動手段の動作を制御する制御手段を備えている（請求項７）。
【００１５】
本発明の第３の過給システムによれば、第１運転領域と第２運転領域との間に可動ベーンの移動を禁止する移動禁止領域を設けたので、可動ベーンの位置の切り替えが連続的に発生することを防止できる。
【００１６】
第１運転領域と第２運転領域とは、可動ベーンの位置を切り替えることによってコンプレッサでサージングの発生を防止可能なように適宜に設定してよい。そして、移動禁止領域はこれらの運転領域の間に適宜に設定すればよい。例えば、前記移動禁止領域は、前記可動ベーンが前記格納位置の場合と前記可動ベーンが前記突出位置の場合とで前記コンプレッサの出口の圧力、前記コンプレッサに吸入される空気の流量、又は前記コンプレッサホイールの回転速度が等しくなる前記コンプレッサの運転状態を繋いで形成される作動ラインを中心として設定されていてもよい（請求項８）。
【００１７】
本発明の第３の過給システムの一形態においては、前記内燃機関のスロットル開度の時間変化に基づいて前記移動禁止領域の大きさを設定する移動禁止領域設定手段をさらに備えていてもよい（請求項９）。このように移動禁止領域の大きさをスロットル開度の時間変化に応じて変更することにより、内燃機関の運転状態の変化に対して可動ベーンの位置の切り替え時期を適切に調整できる。そのため、可動ベーンの位置の切り替え遅れに起因するサージングの発生やコンプレッサホイールの過回転の発生を防止することができる。また、コンプレッサ効率が一時的に低下して内燃機関の出力トルクに段差が発生することを防止できる。
【発明の効果】
【００１８】
以上に説明したように、本発明の内燃機関の過給システムによれば、可動ベーンの位置の切り替えが連続的に発生することを防止できる。そのため、コンプレッサからの異音の発生を防止できる。また、可動ベーンやコンプレッサハウジングの摩耗を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の形態に係る過給システムが組み込まれた内燃機関を概略的に示す図。
【図２】図１のコンプレッサの断面を示す図。
【図３】図１のコンプレッサの特性曲線を示す図。
【図４】ＥＣＵが実行する可動ベーン制御ルーチンを示すフローチャート。
【図５】スロットル開度の時間変化と移動禁止時間との関係の一例を示す図。
【図６】本発明の第２の形態においてＥＣＵが実行する可動ベーン制御ルーチンを示すフローチャート。
【図７】作動ライン到達時間を推定する方法を説明するための図。
【図８】スロットル開度の時間変化と補正時間との関係の一例を示す図。
【図９】本発明の第３の形態に係る過給システムにおける可動ベーン機構の制御方法を説明するための図。
【図１０】本発明の第３の形態においてＥＣＵが実行する可動ベーン制御ルーチンを示すフローチャート。
【図１１】スロットル開度の時間変化と流量設定値及び圧力比設定値との関係の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る過給システムが組み込まれた内燃機関を概略的に示している。図１の内燃機関（以降、エンジンと称することがある。）１は、車両の走行用動力源として搭載されるものであり、機関本体２と、機関本体２に接続される吸気通路３及び排気通路４とを備えている。吸気通路３には、ターボ過給機１０のコンプレッサ１０ａと、吸気を冷却するためのインタークーラ５と、吸気通路３を開閉するスロットル弁６とが設けられている。排気通路４には、ターボ過給機１０のタービン１０ｂが設けられている。
【００２１】
図２は、コンプレッサ１０ａの断面図を示している。図２に示したようにコンプレッサ１０ａは、コンプレッサハウジング１１と、コンプレッサハウジング１１内に収容され、回転軸１２にて軸線Ａｘ回りに回転自在に支持されるコンプレッサホイール１３とを備えている。コンプレッサハウジング１１は、コンプレッサホイール１３を収容するホイール室１４と、ホイール室１４の外周に設けられた渦巻き状のスクロール１５と、コンプレッサホイール１３の出口側１３ａからスクロール１５に通じる通路空間として設けられたディフューザ部１６とを備えている。コンプレッサホイール１３は、回転軸１２にてタービン１０ｂのタービンホイール（不図示）と一体に回転するように連結されている。なお、これらの部分は周知のターボ過給機１０のコンプレッサ１０ａと同様でよいため、詳細な説明は省略する。
【００２２】
この図に示したようにコンプレッサ１０ａには、可動ベーン機構１７が設けられている。可動ベーン機構１７は、軸線Ａｘ方向に移動可能に設けられた可動部１８と、可動部１８を駆動する駆動手段としてのアクチュエータ１９とを備えている。可動部１８は、環状のベースプレート２０と、そのベースプレート２０に設けられた複数（図２では１つのみを示す。）のベーン２１とを備えている。複数のベーン２１は、同一円周上に等間隔で並ぶようにベースプレート２０に設けられている。また、この図に示したように各ベーン２１は、ベースプレート２０の同一の面から軸線Ａｘ方向に延びるように設けられている。なお、ベーン２１の断面形状はコンプレッサ１０ａに設けられる周知のものと同じでよいため、詳細な説明を省略する。
【００２３】
コンプレッサハウジング１１には、ディフューザ部１６と軸線Ａｘ方向に並ぶように収容室２２が設けられている。ディフューザ部１６と収容室２２とは、ディフューザ部１６の一部を形成する隔壁２３で区分されている。隔壁２３には複数のベーン２１に対応して貫通孔２３ａが設けられ、可動部１８は各ベーン２１がそれぞれ貫通孔２３ａに挿入されるように収容室２２内に収容されている。また、可動部１８は、各ベーン２１が隔壁２３内に収容される格納位置と、各ベーン２１がディフューザ部１６を横切るように隔壁２３から突出する突出位置との間で移動可能なように収容室２２内に収容されている。アクチュエータ１９は、ロッド１９ａを伸縮させることにより可動部１８を格納位置と突出位置との間で駆動する。
【００２４】
アクチュエータ１９の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０にて制御される。ＥＣＵ３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、各種センサからの出力信号に基づいてスロットル弁６の開度等を制御し、これによりエンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。図１に示したようにＥＣＵ３０には、例えば吸入空気量に対応する信号を出力するエアフローメータ３１、吸気通路３の一部を形成するインテークマニホールド３ａの吸気の圧力、すなわち過給圧に対応する信号を出力する過給圧センサ３２、アクセル開度に対応する信号を出力するアクセル開度センサ３３等が接続されている。ＥＣＵ３０には、この他にも種々のセンサが接続されるが、それらの図示は省略した。
【００２５】
図３を参照してＥＣＵ３０により可動ベーン機構１７の制御方法の概略について説明する。図３は、コンプレッサ１０ａの特性曲線を示している。また、圧力比は、コンプレッサ１０ａの入口の圧力とコンプレッサ１０ａの出口の圧力との比である。この図の実線Ｓ１は可動部１８が格納位置にある場合のコンプレッサ１０ａのサージラインを示し、実線Ｓ２は可動部１８が突出位置にある場合のコンプレッサ１０ａのサージラインを示している。この図の実線Ｌ１は可動部１８が格納位置にあり、かつコンプレッサホイール１３の回転数が第１回転数Ｎ１の場合のコンプレッサ１０ａの性能曲線であり、実線Ｌ２は可動部１８が突出位置にあり、かつコンプレッサホイール１３の回転数が第１回転数Ｎ１の場合のコンプレッサ１０ａの性能曲線である。また、実線Ｌ３は可動部１８が格納位置にあり、かつコンプレッサホイール１３の回転数が第２回転数Ｎ２の場合のコンプレッサ１０ａの性能曲線であり、実線Ｌ４は可動部１８が突出位置にあり、かつコンプレッサホイール１３の回転数が第２回転数Ｎ２の場合のコンプレッサ１０ａの性能曲線である。そして、作動ラインＡは、可動部１８が格納位置の場合と可動部１８が突出位置の場合とでコンプレッサ１０ａの出口の圧力、コンプレッサ１０ａに吸入される空気の流量、又はコンプレッサホイール１３の回転速度が等しくなる運転状態を繋いだ線である。ＥＣＵ３０は、コンプレッサ１０ａの運転状態がこの作動ラインＡよりも大流量側、すなわち第１運転領域Ｚ１内の場合に可動部１８が格納位置に移動するようにアクチュエータ１９の動作を制御する。また、ＥＣＵ３０は、コンプレッサ１０ａの運転状態が作動ラインＡよりも小流量側、すなわち第２運転領域Ｚ２の場合に可動部１８が突出位置に移動するようにアクチュエータ１９の動作を制御する。
【００２６】
図４は、ＥＣＵ３０がこのようにアクチュエータ１９の動作を制御するためにエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行する可動ベーン制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、ＥＣＵ３０が実行する他のルーチンと並行に実行される。この制御ルーチンを実行することにより、ＥＣＵ３０が本発明の制御手段として機能する。
【００２７】
この制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。エンジン１の運転状態としては、例えば吸入空気量及び過給圧等が取得される。また、ＥＣＵ３０は、運転状態としてスロットル弁６の開度（スロットル開度）も取得し、前回取得したスロットル開度との差からスロットル開度の時間変化を算出する。続くステップＳ１２においてＥＣＵ３０は、移動禁止時間Ｔａを設定する。この移動禁止時間Ｔａは、コンプレッサ１０ａの運転状態が第１運転領域Ｚ１及び第２運転領域Ｚ２のうちの一方から他方に移行しても可動部１８を移行前の運転領域に対応する位置に維持する時間である。移動禁止時間Ｔａは、例えば図５に一例を示したマップに基づいて設定される。この図は、スロットル開度の時間変化と移動禁止時間Ｔａとの関係を示している。スロットル開度の時間変化が大きい場合は、スロットル弁６が急に開閉されたと考えられる。このような場合は、コンプレッサ１０ａの運転状態も一方の運転領域から他方の運転領域に迅速に移行すると考えられる。そこで、移動禁止時間Ｔａは、スロットル開度の時間変化が大きいほど小さくする。なお、この図に示した関係は、予め実験などにより求めてＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておけばよい。また、スロットル開度と吸入空気量とは相関関係を有しているので、スロットル開度の時間変化に代えて吸入空気量の時間変化に応じて移動禁止時間Ｔａを設定してもよい。この処理を実行することにより、ＥＣＵ３０が本発明の禁止時間設定手段として機能する。
【００２８】
次のステップＳ１３においてＥＣＵ３０は、所定の切替条件が成立したか否か判断する。所定の切替条件は、コンプレッサ１０ａの運転状態が図３の一方の運転領域から他方の運転領域に移行した場合に成立したと判断される。切替条件が不成立と判断した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、切替条件が成立したと判断した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ３０はコンプレッサ１０ａの運転状態が一方の運転領域から他方の運転領域に移行してから経過した時間を計測するためのタイマＴをリセットし、その後タイマＴのカウントを開始する。
【００２９】
続くステップＳ１５においてＥＣＵ３０は、タイマＴが移動禁止時間Ｔａ以上か否か判断する。そして、ＥＣＵ３０は、タイマＴが移動禁止時間Ｔａ以上になるまでこの処理を繰り返し実行する。タイマＴが移動禁止時間Ｔａ以上になるとステップＳ１６に進み、ＥＣＵ３０は可動部１８をコンプレッサ１０ａが移行した運転領域に対応する位置に移動する切替制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３０】
第１の形態によれば、コンプレッサ１０ａの運転状態が図３の一方の運転領域から他方の運転領域に移行しても、移動禁止時間Ｔａが経過するまで可動部１８は移行前の運転領域に対応する位置に維持される。そのため、コンプレッサ１０ａが作動ラインＡの付近の運転領域で運転されても可動部１８の位置の切り替えが連続的に発生することを防止できる。従ってコンプレッサ１０ａからの異音の発生を防止したり、ベースプレート２０や隔壁２３の摩耗を抑制したりできる。移動禁止時間Ｔａにはスロットル開度の時間変化が大きいほど小さい値が設定される。そのため、エンジン１に対して急加速が要求された場合等には可動部１８の位置の切り替えが迅速に行われる。従って、可動部１８の位置の切り替えが遅れてコンプレッサ効率が低下することを防止でき、これによりエンジン１の出力トルクに段差が発生することを防止できる。また、急加速が要求されたときに可動部１８の位置を迅速に格納位置に切り替えることができるので、ディフューザ部１６で空気の流れが阻害されることを防止できる。そして、これによりコンプレッサホイール１３が過回転になることを防止できる。さらに、エンジン１に対して急減速が要求されて吸入空気量が急に減少してもコンプレッサ１０ａでサージングが発生することを防止できる。
【００３１】
（第２の形態）
次に図６〜図８を参照して本発明の第２の形態に係る過給システムについて説明する。なお、この形態においてもエンジン１については図１が、コンプレッサ１０ａについては図２がそれぞれ参照される。この形態では、エンジン１に対して加速又は減速が要求されてコンプレッサ１０ａの運転状態が一方の運転領域から他方の運転領域に移行すると予測された場合に、コンプレッサ１０ａの運転状態が作動ラインＡに到達する前に可動部１８の位置を切り替える。図６は、この形態においてＥＣＵ３０が実行する可動ベーン制御ルーチンを示している。なお、図６において図４と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３２】
この制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。次のステップＳ２１においてＥＣＵ３０は、エンジン１に対して加速又は減速が要求されたか否かを判断する。この判断は、例えばスロットル開度の時間変化及びスロットル弁６が動かされた方向に基づいて行えばよい。エンジン１に対して加速又は減速が要求されていないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３３】
一方、エンジン１に対して加速又は減速が要求されたと判断した場合はステップＳ２２に進み、ＥＣＵ３０は加速又は減速が要求されてから経過した時間を計測するためのタイマＴをリセットし、その後タイマＴのカウントを開始する。続くステップＳ２３においてＥＣＵ３０は、加速又は減速が要求された時点からコンプレッサ１０ａの運転状態が作動ラインＡに到達するまでの時間（作動ライン到達時間）ＴＡを推定する。この作動ライン到達時間ＴＡの推定方法を図７を参照して説明する。図７は、コンプレッサ１０ａの特性曲線である。なお、図７において図３と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。この図において点Ｄ１は、加速が要求される前のコンプレッサ１０ａの運転状態である。点Ｄ２は、加速が要求された後のコンプレッサ１０ａの運転状態である。作動ライン到達時間ＴＡは、図に破線で示したようにコンプレッサ１０ａの運転状態が以降も同様に変化すると仮定し、点Ｄ１から点Ｄ２まで移行するまでに要した時間に基づいて推定する。この処理を実行することにより、ＥＣＵ３０が本発明の移行時間推定手段として機能する。
【００３４】
次のステップＳ２４においてＥＣＵ３０は、補正時間Ｔｂを算出する。この形態では、可動部１８の位置の切り替えは、コンプレッサ１０ａの運転状態が作動ラインＡに到達するよりもこの補正時間Ｔｂ前に行われる。補正時間Ｔｂは、例えば図８に一例を示したマップに基づいて設定される。この図８は、スロットル開度の時間変化と補正時間Ｔｂとの関係を示している。この図に示したように補正時間Ｔｂには、スロットル開度の時間変化が大きいほど大きい値が設定される。なお、この図に示した関係は、予め実験などにより求めてＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておけばよい。また、上述したようにスロットル開度と吸入空気量は相関関係を有しているので、スロットル開度の時間変化に代えて吸入空気量の時間変化に応じて補正時間Ｔｂを設定してもよい。この処理を実行することにより、ＥＣＵ３０が本発明の前倒し時間設定手段として機能する。
【００３５】
続くステップＳ２５においてＥＣＵ３０は、タイマＴが作動ライン到達時間ＴＡから補正時間Ｔｂを引いた値以上か否か判断する。ＥＣＵ３０は、タイマＴが作動ライン到達時間ＴＡから補正時間Ｔｂを引いた値以上になるまでこの処理を繰り返し実行する。
【００３６】
タイマＴが作動ライン到達時間ＴＡから補正時間Ｔｂを引いた値以上と判断した場合はステップＳ１６に進み、ＥＣＵ３０は切替制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３７】
以上に説明したように、第２の形態では、コンプレッサ１０ａの運転状態が作動ラインＡに到達するよりも補正時間Ｔｂ前に可動部１８の位置の切り替えを行う。この場合、可動部１８の位置を切り替えてからコンプレッサ１０ａの運転状態が作動ラインＡに到達するまでの間は可動部１８の位置の切り替えを禁止できるので、可動部１８の位置の切り替えが連続的に発生することを防止できる。この形態によれば、例えばエンジン１に加速が要求された場合には可動部１８を迅速に格納位置に切り替えることができるので、可動部１８の位置の切り替えが遅れてコンプレッサ効率が低下することを防止できる。そのため、エンジン１の出力トルクに段差が発生することを防止できる。また、エンジン１に急加速が要求された場合には可動部１８を迅速に格納位置に切り替えることができるので、コンプレッサホイール１３が過回転になることを防止できる。さらに、エンジン１に対して急減速が要求された場合にコンプレッサ１０ａでサージングが発生することを防止できる。
【００３８】
（第３の形態）
図９〜図１１を参照して本発明の第３の形態に係る過給システムについて説明する。なお、この形態においてもエンジン１については図１が、コンプレッサ１０ａについては図２がそれぞれ参照される。この形態では、図９に示したように第１運転領域Ｚ１と第２運転領域Ｚ２との間に移動禁止領域Ｚ３を設け、コンプレッサ１０ａの運転状態がこの移動禁止領域Ｚ３内の場合は可動部１８の移動を禁止する。移動禁止領域Ｚ３は、作動ラインＡを中心として第１運転領域Ｚ１側及び第２運転領域Ｚ２側にそれぞれ同じ幅で設定される。
【００３９】
図１０は、この形態においてＥＣＵ３０が実行する可動ベーン制御ルーチンを示している。なお、図１０において図４と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。この制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。続くステップＳ３１においてＥＣＵ３０は、移動禁止領域Ｚ３を設定する。上述したように移動禁止領域Ｚ３は、作動ラインＡを中心として両側に同じ幅で設定される。図９に示した移動禁止領域Ｚ３と第２運転領域Ｚ２との境界線Ａ１は、作動ラインＡの空気流量Ｇａに対して流量設定値α分引き、作動ラインＡの圧力比Ｐａに対して圧力比設定値β分加えた位置のラインが設定される。移動禁止領域Ｚ３と第１運転領域Ｚ１との境界線Ａ２は、作動ラインＡの空気流量Ｇａに対して流量設定値α分加え、作動ラインＡの圧力比Ｐａに対して圧力比設定値β分引いた位置のラインが設定される。すなわち、作動ラインＡが（Ｇａ、Ｐａ）で示される場合、境界線Ａ１は（Ｇａ−α、Ｐａ＋β）となり、境界線Ａ２は（Ｇａ＋α、Ｐａ−β）となる。流量設定値α及び圧力比設定値βは、例えば図１１に一例を示したマップに基づいて設定される。この図は、スロットル開度の時間変化と流量設定値α及び圧力比設定値βとの関係を示している。この図に示したように流量設定値α及び圧力比設定値βには、それぞれスロットル開度の時間変化が大きいほど小さい値が設定される。なお、この図に示した関係は、予め実験などにより求めてＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておけばよい。上述したようにスロットル開度と吸入空気量は相関関係を有しているので、スロットル開度の時間変化に代えて吸入空気量の時間変化に応じて流量設定値α及び圧力比設定値βを設定してもよい。この処理を実行することにより、ＥＣＵ３０が本発明の移動禁止領域設定手段として機能する。
【００４０】
次のステップＳ３２においてＥＣＵ３０は、コンプレッサ１０ａの運転状態が移動禁止領域Ｚ３内か否か判断する。移動禁止領域Ｚ３内であると判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、移動禁止領域Ｚ３外であると判断した場合はステップＳ３３に進み、ＥＣＵ３０は可動部１８の位置が現在コンプレッサ１０ａの運転状態がある運転領域に対応した位置であるとか否か判断する。可動部１８の位置が運転領域に対応した位置であると判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、可動部１８の位置が運転領域に対応した位置ではないと判断した場合はステップＳ１６に進み、ＥＣＵ３０は可動部１８の位置が切り替わるように切替制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４１】
この第３の形態によれば、第１運転領域Ｚ１と第２運転領域Ｚ２との間に移動禁止領域Ｚ３を設け、コンプレッサ１０ａの運転状態がこの移動禁止領域Ｚ３内の場合は可動部１８の移動を禁止する。そのため、可動部１８の位置の切り替えが連続的に発生することを防止できる。この移動禁止領域Ｚ３の大きさはスロットル開度の時間変化が大きいほど小さく設定される。そのため、エンジン１に対して急加速が要求された場合には、可動部１８の位置を迅速に切り替えることができる。これにより可動部１８の位置の切り替えが遅れてコンプレッサ効率が低下することを防止できるので、エンジン１の出力トルクに段差が発生することを防止できる。
【００４２】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、可動ベーンを軸線方向に駆動する駆動装置は、空気圧にて動作するアクチュエータに限定されない。例えば、電動モータを利用して可動ベーンを駆動してもよい。この場合、例えばカム機構やリンク機構を利用して電動モータの回転運動を直線運動に変換すればよい。
【符号の説明】
【００４３】
１  内燃機関
３  吸気通路
１０ａ  コンプレッサ
１１  コンプレッサハウジング
１３  コンプレッサホイール
１５  スクロール
１６  ディフューザ部
１９  アクチュエータ（駆動手段）
２１  ベーン
３０  エンジンコントロールユニット（制御手段、禁止時間設定手段、移行時間推定手段、前倒し時間設定手段、移動禁止領域設定手段）
Ａｘ  軸線
Ｚ１  第１運転領域
Ｚ２  第２運転領域
Ｚ３  移動禁止領域
Ａ  作動ライン
Ｔａ  移動禁止時間
【図１】
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【図２】
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【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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