(57)【要約】【課題】サージングを防止しながらも、加速レスポンスを向上できるターボ過給機付エンジンの制御方法を提供する。【解決手段】コンプレッサ１８をバイパスするバイパス通路４２と該通路４２を開閉するバイパスバルブ４３を備えたターボ過給機付エンジンの制御方法であって、コンプレッサ１８を所定時間後に通過する流量を予測するコンプレッサ流量予測工程と、コンプレッサ１８の圧力比を検出するコンプレッサ圧力比検出工程と、コンプレッサ予測流量とコンプレッサ圧力比とに基づいて所定時間後にサージングが生じるか否かを予め備えたサージング判定データに徴して判定するサージング判定工程と、サージング判定工程において、サージングが生じると判定したときバイパスバルブ４３を開弁させ、サージングが生じないと判定したときバイパスバルブ４３を閉弁させる、バイパスバルブ制御工程を有することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路上に配設されたコンプレッサを有するターボ過給機と、前記吸気通路における前記コンプレッサの上下流をバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路に設けられて該通路を開閉するバイパスバルブと、を備えたターボ過給機付エンジンの制御方法であって、
前記コンプレッサを所定時間後に通過する流量を予測するコンプレッサ流量予測工程と、
前記コンプレッサの上下流の圧力比を検出するコンプレッサ圧力比検出工程と、
前記コンプレッサ流量予測工程で予測したコンプレッサ予測流量と、コンプレッサ圧力比検出工程で検出したコンプレッサ圧力比とに基づいて、前記所定時間後にサージングが生じるか否かを、予め備えたサージング判定データに徴して判定するサージング判定工程と、
前記サージング判定工程において、サージングが生じると判定したとき前記バイパスバルブを開弁させ、サージングが生じないと判定したとき前記バイパスバルブを閉弁させるバイパスバルブ制御工程と、を有することを特徴とする制御方法。
【請求項２】
前記コンプレッサ流量予測工程は、
運転者の加速要求に対応して設定されるスロットルバルブの目標開度から、前記所定時間後のスロットルバルブの開度を予測するスロットルバルブ開度予測工程と、
前記所定時間後の前記スロットルバルブの上下流の圧力をそれぞれ予測するスロットルバルブ上下流圧力予測工程と、
前記スロットルバルブ開度予測工程で予測したスロットルバルブ予測開度と、前記スロットルバルブ上下流圧力予測工程で予測したスロットルバルブ上下流予測圧力とに基づいて、前記所定時間後にスロットルバルブを通過する流量を予測するスロットルバルブ流量予測工程と、を有し、
前記スロットルバルブ流量予測工程で予測したスロットルバルブ予測流量を、前記コンプレッサ予測流量とする、
請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記コンプレッサ流量予測工程は、
運転者の加速要求に対応して設定される目標トルクからスロットルバルブを通過する目標流量を算出するスロットルバルブ目標流量算出工程を有し、
前記スロットルバルブ目標流量算出工程で算出したスロットルバルブ目標流量を、前記コンプレッサ予測流量とする、
請求項１に記載の制御方法。
【請求項４】
吸気通路上に配設されたコンプレッサを有するターボ過給機と、前記吸気通路における前記コンプレッサの上下流をバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路に設けられて該通路を開閉するバイパスバルブと、を備えたターボ過給機付エンジンの制御方法であって、
前記コンプレッサを通過する流量を検出するコンプレッサ流量検出工程と、
前記コンプレッサの上下流の圧力比を検出するコンプレッサ圧力比検出工程と、
前記コンプレッサ流量検出工程で検出したコンプレッサ流量の変化量を算出する流量変化量算出工程と、
前記コンプレッサ流量と、前記コンプレッサ圧力比検出工程で検出したコンプレッサ圧力比と、に基づいて、予め備えたサージング判定データに徴して余裕代を算出するサージング余裕代算出工程と、
前記流量変化量算出工程で算出したコンプレッサ流量変化量と、前記サージング余裕代算出工程で算出したサージング余裕代とに基づいて、所定時間後にサージングが生じるか否かを判定するサージング判定工程と、
前記サージング判定工程において、サージングが生じると判定したとき前記バイパスバルブを開弁させ、サージングが生じないと判定したとき前記バイパスバルブを閉弁させるバイパスバルブ制御工程と、を有することを特徴とする制御方法。
【請求項５】
前記サージング判定工程は、前記コンプレッサ流量変化量が、前記サージング余裕代が増大するにつれて増大するように設定された流量変化量閾値を、超過する場合に、サージングが生じると判定する、
請求項４に記載の制御方法。
【請求項６】
吸気通路上に配設されたコンプレッサを有するターボ過給機と、前記吸気通路における前記コンプレッサの上下流をバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路に設けられて該通路を開閉するバイパスバルブと、を備えたターボ過給機付エンジンの制御装置であって、
運転者の加速要求に対応して設定されるスロットルバルブの目標開度から、所定時間後の前記スロットルバルブの開度を予測するスロットルバルブ開度予測手段と、
前記所定時間後の前記スロットルバルブの上下流の圧力をそれぞれ予測するスロットルバルブ上下流圧力予測手段と、
前記スロットルバルブ開度予測手段にて予測したスロットルバルブ予測開度と、前記スロットルバルブ上下流圧力予測手段で予測したスロットルバルブ上下流予測圧力とに基づいて、前記所定時間後に前記スロットルバルブを通過する流量を予測するスロットルバルブ流量予測手段と、
前記スロットルバルブ流量予測手段で予測したスロットルバルブ予測流量を、前記コンプレッサを通過する流量とするコンプレッサ流量予測手段と、
前記コンプレッサの上下流の圧力比を検出するコンプレッサ圧力比検出手段と、
前記コンプレッサ流量予測手段で予測したコンプレッサ予測流量と、前記コンプレッサ圧力比検出手段で検出したコンプレッサ圧力比とに基づいて、前記所定時間後にサージングが生じるか否かを、予め備えたサージング判定データに徴して判定するサージング判定手段と、
前記サージング判定手段によって、サージングが生じると判定したとき前記バイパスバルブを開弁させ、サージングが生じないと判定したとき前記バイパスバルブを閉弁させるバイパスバルブ制御手段と、を有していることを特徴とする制御装置。
【請求項７】
吸気通路上に配設されたコンプレッサを有するターボ過給機と、前記吸気通路における前記コンプレッサの上下流をバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路に設けられて該通路を開閉するバイパスバルブと、を備えたターボ過給機付エンジンの制御装置であって、
運転者の加速要求に対応して設定される目標トルクからスロットルバルブを通過する目標流量を算出するスロットルバルブ目標流量算出手段と、
前記スロットルバルブ目標流量算出手段で算出したスロットルバルブ目標流量を、所定時間後に前記コンプレッサを通過する流量とするコンプレッサ流量予測手段と、
前記コンプレッサの上下流の圧力比を検出するコンプレッサ圧力比検出手段と、
前記コンプレッサ流量予測手段で予測したコンプレッサ予測流量と、前記コンプレッサ圧力比検出手段で検出したコンプレッサ圧力比とに基づいて、前記所定時間後にサージングが生じるか否かを、予め備えたサージング判定データに徴して判定するサージング判定手段と、
前記サージング判定手段によって、サージングが生じると判定したとき前記バイパスバルブを開弁させ、サージングが生じないと判定したとき前記バイパスバルブを閉弁させるバイパスバルブ制御手段と、を有していることを特徴とする制御装置。
【請求項８】
吸気通路上に配設されたコンプレッサを有するターボ過給機と、前記吸気通路における前記コンプレッサの上下流をバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路に設けられて該通路を開閉するバイパスバルブと、を備えたターボ過給機付エンジンの制御装置であって、
前記コンプレッサを通過する流量を検出するコンプレッサ流量検出手段と、
前記コンプレッサの上下流の圧力比を検出するコンプレッサ圧力比検出手段と、
前記コンプレッサ流量検出手段で検出したコンプレッサ検出流量の変化量を算出する流量変化量算出手段と、
前記コンプレッサ検出流量と前記圧力比とに基づいて、予め備えたサージング判定データに対する余裕代を算出するサージング余裕代算出手段と、
前記流量変化量算出手段で算出したコンプレッサ流量変化量と、前記サージング余裕代算出手段で算出したサージング余裕代とに基づいて、所定時間後にサージングが生じるか否かを判定するサージング判定手段と、
前記サージング判定手段によって、サージングが生じると判定したとき前記バイパスバルブを開弁させ、サージングが生じないと判定したとき前記バイパスバルブを閉弁させるバイパスバルブ制御手段と、を有していることを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ過給機付エンジンの制御方法及び制御装置に関し、特に、吸気通路にコンプレッサをバイパスするバイパス通路を備えたターボ過給機付エンジンの制御方法及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ過給機付エンジンにおいては、タービンが排気通路に配置され、コンプレッサが吸気通路に配置されている。タービンがエンジンの燃焼室から排出された排気流によって回転駆動されることで、タービンに直結されたコンプレッサが回転駆動されて、燃焼室への空気の供給量が増大される。この種のターボ過給機においては、特に減速時において、所謂、サージングが生じやすいという問題がある。
【０００３】
図１３は、コンプレッサの過給可能な範囲を示すコンプレッサマップである。コンプレッサマップはサージングラインＬを備えており、該サージングラインＬよりも低流量側の領域がサージング領域とされている。該サージング領域に、コンプレッサ通過流量とコンプレッサ上下流の圧力比（コンプレッサ圧力比と称する）とでプロットされる作動点Ｐ０が位置する場合、異音の発生を伴いつつ、吸気通路の上下流方向へ吸気流が振動するサージングが生じることになる。
【０００４】
例えば、減速時において吸気通路に設けられたスロットルバルブが閉じられるとタービンに供給される排気流が減少するが、タービンは慣性力により暫時回転を継続するためにタービンに連結されたコンプレッサも過給を継続する。この結果、コンプレッサから下流側に吐出された過給気がスロットルバルブにより堰き止められるので、コンプレッサとスロットルバルブとの間の圧力は暫時維持されることになる。一方、コンプレッサ通過流量は、スロットルバルブが閉じられているために減少することになる。
【０００５】
つまり、コンプレッサ圧力比が高く維持される一方で、コンプレッサ通過流量が減少することになる。この場合に、コンプレッサの作動点がサージング領域に移動しやすく、サージングが生じることになる。
【０００６】
サージングを抑制するために、吸気通路にコンプレッサの上下流をバイパスするバイパス通路を設けると共に、該バイパス通路を開閉するバイパスバルブを設けることが知られている。例えば、特許文献１には、減速時すなわちスロットルバルブが閉じられた時に、バイパスバルブを開弁させることで、コンプレッサとスロットルバルブとの間の圧力をコンプレッサの上流側にバイパス通路を介して逃がして、これにより、コンプレッサ圧力比を低下させてサージングを抑制することが開示されている。
【０００７】
特許文献１のバイパスバルブは、スロットルバルブの下流側が負圧になった場合、開弁されるようになっている。つまり、減速時等のようにスロットルバルブが閉じられた場合、バイパスバルブが開弁されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−０９７２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、減速時においてバイパスバルブを開かなくても、サージングが生じない場合がある。例えば、図１３において作動点Ｐ１のように作動点がサージングラインＬに対して高流量側に十分に離れているような場合には、減速後にコンプレッサ通過流量が減少する間にタービンの慣性力が弱まってコンプレッサの圧力比が低下するので、作動点がサージング領域に到達しない場合がある。
【００１０】
また、作動点Ｐ２のように、作動点がサージングラインＬに対して高流量側に十分に離れていないような場合であっても、減速後において、サージング領域に到達する前に再加速されるときには、バイパスバルブを開弁させなくても作動点がサージング領域に到達しない。
【００１１】
すなわち、このような場合にまで減速の度にバイパスバルブを開弁させていたのでは、コンプレッサとスロットルバルブとの間の過給圧が落ち込んでしまうので、再加速時に低下した過給圧を上昇させるのに時間を要することになり、加速レスポンスが悪くなる。
【００１２】
この発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、サージングを防止しながらも、加速レスポンスを向上できるターボ過給機付エンジンの制御方法および制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため、本願発明は次のように構成したことを特徴とする。
【００１４】
本願の請求項１に記載の発明は、吸気通路上に配設されたコンプレッサを有するターボ過給機と、前記吸気通路における前記コンプレッサの上下流をバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路に設けられて該通路を開閉するバイパスバルブと、を備えたターボ過給機付エンジンの制御方法であって、前記コンプレッサを所定時間後に通過する流量を予測するコンプレッサ流量予測工程と、前記コンプレッサの上下流の圧力比を検出するコンプレッサ圧力比検出工程と、前記コンプレッサ流量予測工程で予測したコンプレッサ予測流量と、コンプレッサ圧力比検出工程で検出したコンプレッサ圧力比とに基づいて、前記所定時間後にサージングが生じるか否かを、予め備えたサージング判定データに徴して判定するサージング判定工程と、前記サージング判定工程において、サージングが生じると判定したとき前記バイパスバルブを開弁させ、サージングが生じないと判定したとき前記バイパスバルブを閉弁させるバイパスバルブ制御工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記コンプレッサ流量予測工程は、運転者の加速要求に対応して設定されるスロットルバルブの目標開度から、前記所定時間後のスロットルバルブの開度を予測するスロットルバルブ開度予測工程と、前記所定時間後の前記スロットルバルブの上下流の圧力をそれぞれ予測するスロットルバルブ上下流圧力予測工程と、前記スロットルバルブ開度予測工程で予測したスロットルバルブ予測開度と、前記スロットルバルブ上下流圧力予測工程で予測したスロットルバルブ上下流予測圧力とに基づいて、前記所定時間後にスロットルバルブを通過する流量を予測するスロットルバルブ流量予測工程と、を有し、前記スロットルバルブ流量予測工程で予測したスロットルバルブ予測流量を、前記コンプレッサ予測流量とすることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記コンプレッサ流量予測工程は、運転者の加速要求に対応して設定される目標トルクから前記スロットルバルブを通過する目標流量を算出するスロットルバルブ目標流量算出工程を有し、前記スロットルバルブ目標流量算出工程で算出したスロットルバルブ目標流量を、前記コンプレッサ予測流量とすることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、吸気通路上に配設されたコンプレッサを有するターボ過給機と、前記吸気通路における前記コンプレッサの上下流をバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路に設けられて該通路を開閉するバイパスバルブと、を備えたターボ過給機付エンジンの制御方法であって、前記コンプレッサを通過する流量を検出するコンプレッサ流量検出工程と、前記コンプレッサの上下流の圧力比を検出するコンプレッサ圧力比検出工程と、前記コンプレッサ流量検出工程で検出したコンプレッサ流量の変化量を算出する流量変化量算出工程と、前記コンプレッサ流量と、前記コンプレッサ圧力比検出工程で検出したコンプレッサ圧力比と、に基づいて、予め備えたサージング判定データに徴して余裕代を算出するサージング余裕代算出工程と、前記流量変化量算出工程で算出したコンプレッサ流量変化量と、前記サージング余裕代算出工程で算出したサージング余裕代とに基づいて、所定時間後にサージングが生じるか否かを判定するサージング判定工程と、前記サージング判定工程において、サージングが生じると判定したとき前記バイパスバルブを開弁させ、サージングが生じないと判定したとき前記バイパスバルブを閉弁させるバイパスバルブ制御工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明は、前記請求項４に記載の発明において、前記サージング判定工程は、前記コンプレッサ流量変化量が、前記サージング余裕代が増大するにつれて増大するように設定された流量変化量閾値を、超過する場合に、サージングが生じると判定することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、吸気通路上に配設されたコンプレッサを有するターボ過給機と、前記吸気通路における前記コンプレッサの上下流をバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路に設けられて該通路を開閉するバイパスバルブと、を備えたターボ過給機付エンジンの制御装置であって、運転者の加速要求に対応して設定されるスロットルバルブの目標開度から、所定時間後の前記スロットルバルブの開度を予測するスロットルバルブ開度予測手段と、前記所定時間後の前記スロットルバルブの上下流の圧力をそれぞれ予測するスロットルバルブ上下流圧力予測手段と、前記スロットルバルブ開度予測手段で予測したスロットルバルブ予測開度と、前記スロットルバルブ上下流圧力予測手段で予測したスロットルバルブ上下流予測圧力とに基づいて、前記所定時間後に前記スロットルバルブを通過する流量を予測するスロットルバルブ流量予測手段と、前記スロットルバルブ流量予測手段で予測したスロットルバルブ予測流量を、前記コンプレッサを通過する流量とするコンプレッサ流量予測手段と、前記コンプレッサの上下流の圧力比を検出するコンプレッサ圧力比検出手段と、前記コンプレッサ流量予測手段で予測したコンプレッサ予測流量と、前記コンプレッサ圧力比検出手段で検出したコンプレッサ圧力比とに基づいて、前記所定時間後にサージングが生じるか否かを、予め備えたサージング判定データに徴して判定するサージング判定手段と、前記サージング判定手段によって、サージングが生じると判定したとき前記バイパスバルブを開弁させ、サージングが生じないと判定したとき前記バイパスバルブを閉弁させるバイパスバルブ制御手段と、を有していることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明は、吸気通路上に配設されたコンプレッサを有するターボ過給機と、前記吸気通路における前記コンプレッサの上下流をバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路に設けられて該通路を開閉するバイパスバルブと、を備えたターボ過給機付エンジンの制御装置であって、運転者の加速要求に対応して設定される目標トルクからスロットルバルブを通過する目標流量を算出するスロットルバルブ目標流量算出手段と、前記スロットルバルブ目標流量算出手段で算出したスロットルバルブ目標流量を、所定時間後に前記コンプレッサを通過する流量とするコンプレッサ流量予測手段と、前記コンプレッサの上下流の圧力比を検出するコンプレッサ圧力比検出手段と、前記コンプレッサ流量予測手段で予測したコンプレッサ予測流量と、前記コンプレッサ圧力比検出手段で検出したコンプレッサ圧力比とに基づいて、前記所定時間後にサージングが生じるか否かを、予め備えたサージング判定データに徴して判定するサージング判定手段と、前記サージング判定手段によって、サージングが生じると判定したとき前記バイパスバルブを開弁させ、サージングが生じないと判定したとき前記バイパスバルブを閉弁させるバイパスバルブ制御手段と、を有していることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項８に記載の発明は、吸気通路上に配設されたコンプレッサを有するターボ過給機と、前記吸気通路における前記コンプレッサの上下流をバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路に設けられて該通路を開閉するバイパスバルブと、を備えたターボ過給機付エンジンの制御装置であって、前記コンプレッサを通過する流量を検出するコンプレッサ流量検出手段と、前記コンプレッサの上下流の圧力比を検出するコンプレッサ圧力比検出手段と、前記コンプレッサ流量検出手段で検出したコンプレッサ検出流量の変化量を算出する流量変化量算出手段と、前記コンプレッサ検出流量と前記圧力比とに基づいて、予め備えたサージング判定データに対する余裕代を算出するサージング余裕代算出手段と、前記流量変化量算出手段で算出したコンプレッサ流量変化量と、前記サージング余裕代算出手段で算出したサージング余裕代とに基づいて、所定時間後にサージングが生じるか否かを判定するサージング判定手段と、前記サージング判定手段によって、サージングが生じると判定したとき前記バイパスバルブを開弁させ、サージングが生じないと判定したとき前記バイパスバルブを閉弁させるバイパスバルブ制御手段と、を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
前記の構成により、本願各請求項の発明によれば、次の効果が得られる。
【００２３】
まず、請求項１に記載の発明によれば、所定時間後のコンプレッサ予測流量と、現時点のコンプレッサ圧力比とから、所定時間後にサージングが生じるか否かを容易に判定できる。ここで、コンプレッサ圧力比は、減速時においてもタービンの慣性力により暫時維持されることに鑑みて、現時点のコンプレッサ圧力比を用いて所定時間後のサージング判定を行える。これにより、サージングを防止しながらも、不必要なバイパスバルブの開弁を防止して過給圧を維持しやすい。すなわち、サージングの防止と、加速レスポンスの向上と、を両立できる。
【００２４】
また、請求項２に記載の発明によれば、所定時間後のコンプレッサ予測流量を、スロットルバルブの予測開度とスロットルバルブ上下流予測圧力とから、容易に予測できる。
【００２５】
例えば、スロットルバルブの予測開度は、運転者の加速要求に基づいて設定される目標開度から、予め備えたスロットルバルブの動特性データに徴して実際の開度が予測される。また、スロットルバルブの上流の圧力は、圧力センサで検出した現時点のスロットルバルブの上流の圧力から予測される。また、スロットルバルブの下流の圧力は、現時点の運転状態から、予め備えた体積効率予測マップに徴して予測される。
【００２６】
また、請求項３に記載の発明によれば、所定時間後のコンプレッサ予測流量を、運転者の加速要求に基づいて算出されるスロットルバルブの目標流量から、容易に予測できる。つまり、スロットルバルブの目標流量を、実際には生じるスロットルバルブ等の作動遅れを考慮すると、該作動遅れに相当する時間分、後の時間のスロットルバルブ流量とみなすことができる。これにより、所定時間後のコンプレッサの作動点を精度良く予測できるので、所定時間後のサージング判定を好適に行える。
【００２７】
例えば、スロットル目標流量は、運転者の加速要求から算出された要求加速度を得るための目標トルクの出力を実現するために、諸運転パラメータ（筒内平均有効圧、熱効率、発熱量、充填効率等）から算出される。
【００２８】
また、請求項４に記載の発明によれば、コンプレッサ予測流量を利用することなく、現時点のコンプレッサの作動状態から算出されたサージング余裕代とコンプレッサ流量変化量とに基づいてサージング判定を行うことができる。
【００２９】
また、請求項５に記載の発明によれば、サージング余裕代が増大するにつれて増大するように流量変化量閾値を設定することによって、サージング余裕代が多い場合にはサージングと判定され難くして不必要なバイパスバルブの開弁を防止できる。一方、サージング余裕代が少ない場合にはサージングと判定されやすくして、バイパスバルブを開弁させてサージングを防止しやすい。
【００３０】
したがって、サージラインに対するコンプレッサの作動点の位置に応じて、サージング判定用の流量変化量閾値を変化させることができ、サージングの発生を防止しながら、不必要なバイパスバルブの開弁を防止できる。
【００３１】
また、請求項６に記載の発明によれば、請求項２に記載の効果がターボ過給機付エンジンの制御装置において実現される。
【００３２】
また、請求項７に記載の発明によれば、請求項３に記載の効果がターボ過給機付エンジンの制御装置において実現される。
【００３３】
また、請求項８に記載の発明によれば、請求項４に記載の効果がターボ過給機付エンジンの制御装置において実現される。
【００３４】
すなわち、本発明によるターボ過給機付エンジンの制御方法によれば、サージングを防止しながらも、不必要なバイパスバルブの開弁を防止して加速レスポンスを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係るターボ過給機付エンジンの過給システムを概略的に示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る制御システムを示すブロック図である。
【図３】図２の制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】コンプレッサを通過する流量を予測するサブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図２の制御システムの作動を示すグラフである。
【図６】図２の制御システムの他の作動を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態に係る制御システムを示すブロック図である。
【図８】図７の制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図９】コンプレッサを通過する流量を予測するサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施形態に係る制御システムを示すブロック図である。
【図１１】図１０の制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１０の制御システムの作動を示すグラフである。
【図１３】コンプレッサマップの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の一実施形態に係るターボ過給機付エンジンの過給システムについて、添付の図面を参照しながら説明する。
【００３７】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係るターボ過給機付エンジンの過給システムは、吸気通路にコンプレッサをバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路に設けられ該通路を開閉するバイパスバルブとを備え、減速時のスロットルバルブ閉時における吸気通路内のサージングを、バイパスバルブを開弁させることで抑制する。図１は本発明の第１実施形態に係るターボ過給機付エンジンの過給システム１の概略構成を示すブロック図である。
【００３８】
図１に示されるように、過給システム１は、エンジン２と、吸気システム１０と、排気システム２０と、アクセルペダル装置４と、制御部５と、を備えている。エンジン２は、ガソリンエンジンであり、カムシャフト２６には吸排気バルブ２７の開弁タイミングを運転状態に応じて可変制御するためのＶＶＴ２８が設けられている。エンジン２の燃焼室２ａに、吸気ポート２ｂを介して吸気システム１０が接続されており、排気ポート２ｃを介して排気システム２０が接続されている。
【００３９】
吸気システム１０は、吸気通路１１と、吸気通路１１上に上流側から順に配置された、エアクリーナ１６、ターボ過給機３のコンプレッサ１８、インタークーラ１５、スロットルバルブ１４、及び吸気マニホールド１３を有している。吸気システム１０は、外部よりエアクリーナ１６の空気取り入れ口１６ａから取り入れた空気を、フィルタ１６ｂを通してコンプレッサ１８に供給する。その後、空気は、コンプレッサ１８により過給されて、インタークーラ１５により冷却された後、スロットルバルブ１４により流量が調整されて吸気マニホールド１３を介して各気筒の燃焼室２ａへ供給される。
【００４０】
吸気通路１１には、エアクリーナ１６とコンプレッサ１８との間に、エアフロセンサ３６が配置されている。エアフロセンサ３６は空気取り入れ口１６ａから取り込まれた吸気量を検出する。エアフロセンサ３６としては、例えば、熱線式又はカルマン渦式のエアフロセンサを採用できる。
【００４１】
さらに、吸気通路１１には、インタークーラ１５とスロットルバルブ１４との間に圧力センサ３４が配置されており、吸気マニホールド１３には、吸気マニホールド圧力センサ３２と温度センサ３５が配置されている。圧力センサ３４はインタークーラ１５とスロットルバルブ１４との間の吸気通路１１内の圧力を検出する。吸気マニホールド圧力センサ３２は吸気マニホールド１３内の圧力を検出し、同様に温度センサ３５は吸気マニホールド１３内の温度を検出する。
【００４２】
スロットルバルブ１４は、アクセルペダル装置４のアクセルペダル開度センサ３１で検出された運転者によるペダル踏込操作に応じて、制御部５からの制御信号に基づいて開閉される電子制御式であり、吸気通路１１内の吸気流路面積を変化させて燃焼室２ａへの空気の供給量を調整する。スロットルバルブ１４には、スロットルバルブ１４の開度を検出するスロットルバルブ開度センサ３３が配置されている。
【００４３】
さらに、吸気通路１１には、コンプレッサ１８によって過給された吸気の一部を、コンプレッサ１８の上流側に還流する吸気還流装置４１が設けられている。吸気還流装置４１は、バイパス通路４２とバイパスバルブ４３とを備えている。
【００４４】
バイパス通路４２は、一端がエアフロセンサ３６とコンプレッサ１８との間の吸気通路１１に開口しており、他端がコンプレッサ１８とインタークーラ１５との間の吸気通路１１に開口している。バイパスバルブ４３は、バイパス通路４２に設けられており、制御部５からの制御信号により開閉される電子制御式である。
【００４５】
ターボ過給機３は、吸気通路１１に配置されたコンプレッサ１８と、排気通路２１に配置されたタービン２４と、ウエストゲート式アクチュエータ２５と、を備えている。ターボ過給機３は、エンジン２から排出された排気流によってタービン２４が回転されることで、タービン２４と同軸上に直結されたコンプレッサ１８が回転駆動され、この結果、吸気通路１１に吸気が過給されるようになっている。
【００４６】
ウエストゲート式アクチュエータ２５は、タービン２４の上下流を連通する排気バイパス通路２５ａを介して、エンジン２から排出された排気流の一部を、タービン２４を迂回させて下流側に逃がすようになっている。
【００４７】
排気通路２１には、上流側から順に、排気マニホールド２２、ターボ過給機３のタービン２４、及び排気管２３が、配置されている。
【００４８】
次に、図２に示すブロック図を参照しながら、制御部５について説明する。制御部５は、入力装置３０、制御装置６０、及び出力装置４０を備えている。制御装置６０は、入力装置３０からの信号に基づいてコンプレッサ１８の所定時間後の作動状態を予測することで、所定時間後にサージングが生じるか否かの判定を行い、該判定結果に基づいて出力装置４０としてのバイパスバルブ４３を開閉させる。
【００４９】
入力装置３０には、アクセルペダル開度センサ３１と、圧力センサ３４と、大気圧センサ３７と、が含まれている。大気圧センサ３７は、制御装置６０に取り付けられている（図１参照）。出力装置４０には、スロットルバルブ１４と、バイパスバルブ４３と、が含まれている。
【００５０】
制御装置６０は、記憶手段５１と、コンプレッサ流量予測手段６１と、コンプレッサ圧力比検出手段５３と、サージング判定手段５４と、バイパスバルブ制御手段５５と、を備えている。記憶手段５１には、バイパスバルブ４３の制御に必要なデータが記憶されており、例えば、スロットルバルブ１４の動特性データと、所定時間後の体積効率を予測した体積効率予測マップと、サージング判定用閾値（サージング判定データ）とが記憶されている。
【００５１】
スロットルバルブ１４の動特性データは、スロットルバルブ１４の目標開度の指示に対する、スロットルバルブ１４の実開度の時系列データが記憶されており、例えば、様々な運転条件において予め取得されたものである。なお、スロットルバルブ１４の目標開度は、アクセルペダル開度センサ３１により検出された運転者のアクセルペダル装置４の踏込操作に応じて制御装置６０によって設定される。
【００５２】
体積効率予測マップは、所定時間後のスロットルバルブ１４の予測開度と、各種運転パラメータ（例えば、エンジン回転数、ＶＶＴ２７の進角目標値、吸気マニホールド１３の吸気圧力等）と、に基づいて、所定時間後の体積効率を予測したマップデータとして記憶されている。
【００５３】
サージング判定用閾値は、サージング判定手段５４によるサージング判定に使用され、サージングが生じないコンプレッサ１８の最少通過流量をコンプレッサ圧力比毎の流量閾値として設定されたものである。なお、サージング判定用閾値を、個々のコンプレッサ１８のサージラインのバラツキを考慮して平均的なサージングラインに対して、該バラツキを包含するように大流量側に設定してもよい。これにより、個々のコンプレッサのサージラインのバラツキを考慮しながらサージング判定を行うことができる。
【００５４】
コンプレッサ流量予測手段６１は、所定時間（例えば、３０ｍｍｓｅｃ）後のスロットルバルブ１４の予測開度に基づいて、所定時間後にコンプレッサ１８を通過する流量を予測する機能を有しており、スロットルバルブ開度予測手段６２と、スロットルバルブ上下流圧力予測手段６３と、スロットルバルブ流量予測手段６４と、を備えている。
【００５５】
スロットルバルブ開度予測手段６２は、記憶手段５１からスロットルバルブ１４の動特性データを読み出して、スロットルバルブ１４の目標開度の指示値に対する、所定時間後のスロットルバルブ１４の開度を予測する。
【００５６】
スロットルバルブ上下流圧力予測手段６３は、スロットルバルブ１４の上下流の圧力をそれぞれ予測する。まず、スロットルバルブ上下流圧力予測手段６３は、圧力センサ３４で検出された圧力を、所定時間後のスロットルバルブ１４の上流の圧力として予測する。これは、スロットルバルブ１４の上流の圧力は、減速時においても慣性で暫時回転を維持するタービン２４により暫時維持されることに鑑みて、現時点の圧力の検出値を所定時間後の圧力として予測している。
【００５７】
一方、スロットルバルブ１４の下流の圧力は、所定時間後のスロットルバルブ１４の予測開度と、各種運転パラメータ（例えば、エンジン回転数、ＶＶＴの進角目標値、吸気マニホールド圧力等）とに基づいて、記憶手段５１に記憶された体積効率の予測マップから所定時間後の体積効率の予測値を読み出して、該予測値から算出される燃焼室２ａに吸入される吸気量に基づいて予測される。
【００５８】
スロットルバルブ流量予測手段６４は、所定時間後のスロットルバルブ１４の予測開度と、所定時間後のスロットルバルブ１４の上下流の吸気圧力と、に基づいてスロットルバルブ１４を通過する吸気量を、例えばベルヌーイの定理から予測し、該吸気量を所定時間後にコンプレッサ１８を通過する吸気量とみなす。
【００５９】
コンプレッサ圧力比検出手段５３は、圧力センサ３４により検出されたコンプレッサ１８の下流の圧力と、大気圧センサ３７により検出された大気圧をコンプレッサ１８の上流の圧力とみなして、これらのコンプレッサ１８の上下流の圧力からコンプレッサ圧力比を算出する。上述したようにスロットルバルブ１４の上流側の吸気圧力はスロットルバルブ１４の閉時においても暫時維持されることに鑑みて、検出された現時点のコンプレッサ圧力比を、所定時間後のコンプレッサ圧力比とみなしている。
【００６０】
なお、コンプレッサ１８の上流の圧力として、大気圧センサ３７による検出値に替えて、コンプレッサ１８とエアクリーナ１６との間に圧力センサを設けて該圧力センサにより検出された圧力を採用してもよい。同様に、コンプレッサ１８の下流の圧力として、圧力センサ３４に替えて、コンプレッサ１８とインタークーラ１５との間に圧力センサを設けて該圧力センサにより検出された圧力を採用してもよい。これにより、より正確なコンプレッサ圧力比を検出できる。
【００６１】
サージング判定手段５４は、所定時間後のコンプレッサ圧力比における、サージング判定用閾値を記憶手段５１から読み出し、該閾値と所定時間後のコンプレッサ予測流量とを比較して、所定時間後にサージングが生じるか否かを判定し、バイパスバルブ制御手段５５を起動する。具体的には、コンプレッサ予測流量がサージング判定用閾値より小さいときサージングが生じると判定し、コンプレッサ予測流量がサージング判定用閾値より大きいときサージングが生じないと判定する。
【００６２】
バイパスバルブ制御手段５５は、サージング判定手段５４により、サージングが生じると判定されたときバイパスバルブ４３を開弁させ、サージングが生じないと判定されたときバイパスバルブを４３閉弁させるように、制御する。
【００６３】
次に図３、図４を参照しながら、バイパスバルブ４３を制御するときに行われる制御装置６０の作動について説明する。図３はバイパスバルブ４３を制御するときに行われる制御装置６０の作動を示すフローチャートであり、図４は所定時間後にコンプレッサ１８を通過する流量を予測するときに行われるコンプレッサ流量予測手段６１の作動を示すサブルーチンである。
【００６４】
図３に示されるように、まず、コンプレッサ流量予測工程として、コンプレッサ流量予測手段６１が起動され、所定時間後にコンプレッサ１８を通過する流量が予測される（ステップＳ１００）。
【００６５】
図４に示されるように、コンプレッサ流量予測手段６１は、まず、スロットルバルブ開度予測工程として、スロットルバルブ開度予測手段６２を起動して所定時間後のスロットルバルブ１４の開度を予測する（ステップＳ１０１）。次に、コンプレッサ流量予測手段６１は、スロットルバルブ上下流圧力予測工程として、スロットルバルブ上下流圧力予測手段６３を起動して所定時間後のスロットルバルブ１４の上下流の圧力を予測する（ステップＳ１０２）。最後に、スロットルバルブ流量予測工程として、スロットルバルブ流量予測手段６４を起動して所定時間後にスロットルバルブ１４を通過する流量を予測し、該流量を所定時間後にコンプレッサ１８を通過する流量としてみなす（ステップＳ１０３）。
【００６６】
図３に戻って、次に、コンプレッサ圧力比検出工程として、コンプレッサ圧力比検出手段５３が起動され、コンプレッサ１８の上下流の圧力比が検出され、該コンプレッサ圧力比が所定時間後のコンプレッサ圧力比とされる（ステップＳ１１０）。
【００６７】
次に、サージング判定工程として、サージング判定手段５４が起動され、所定時間後のコンプレッサ予測流量及びコンプレッサ圧力比に基づいて、記憶手段５１に記憶されたサージング判定用閾値に徴して、サージング判定がなされる（ステップＳ１２０）。
【００６８】
バイパスバルブ制御工程として、サージング判定手段５４によりサージングが生じると判定されたとき、バイパスバルブ制御手段５５がバイパスバルブ４３を開弁させる（ステップＳ１３０）。これにより、コンプレッサ１８とスロットルバルブ１４との間の圧力がバイパス通路４２を介してコンプレッサ１８の上流側へ逃がされる。
【００６９】
一方、サージング判定手段５４によりサージングが生じないと判定されたとき、バイパスバルブ制御手段５５はバイパスバルブ４３を閉弁させる（ステップＳ１４０）。この結果、バイパス通路４２は開通しないので、コンプレッサ１８とスロットルバルブ１４との間の圧力が逃がされずに維持される。
【００７０】
上記構成の制御装置６０によれば、次の効果を発揮できる。
【００７１】
所定時間後のコンプレッサ予測流量とコンプレッサ圧力比とから、所定時間後にサージングが生じるか否かを判定することができる。これによって、サージングを防止しながらも、不必要なバイパスバルブの開弁を防止して過給圧を維持しやすい。すなわち、サージングの防止と、加速レスポンスの向上と、を両立できる。
【００７２】
例えば、図５（ａ）に示されるように、減速開始の時刻ｔ１で作動点Ｐ３がコンプレッサマップ上でサージングラインＬに近い過給領域にプロットされる場合、該作動点Ｐ３とサージングラインＬとの間の間隔が短く、所定時間後のコンプレッサ通過流量が少し低下しただけで作動点Ｐ３がサージング領域に到達しやすい。つまり、この場合には、サージング判定手段５４により所定時間後にサージングが生じると判定されやすい。
【００７３】
この場合、図５（ｂ）、（ｃ）中に実線で示されるように、時刻ｔ１においてバイパスバルブ４３が開弁されてサージングが防止される。逆に、バイパスバルブ４３が開弁されない場合には、同図中に破線で示されるようにサージングが生じる。
【００７４】
一方、図６（ａ）に示されるように、コンプレッサ１８の減速前の作動点Ｐ４がコンプレッサマップ上でサージングラインＬから離れた過給領域にプロットされる場合、該作動点Ｐ４とサージングラインＬとの間の間隔が長く、所定時間後のコンプレッサ通過流量が少し低下したとしても作動点Ｐ４はサージング領域に到達しにくい。つまり、この場合には、減速時において、サージング判定手段５４により所定時間後にサージングが生じると判定されにくい。
【００７５】
この場合、図６（ｂ）、（ｃ）中に実線で示されるように、減速開始の時刻ｔ１では所定時間後にサージングが生じると判定されにくく、このため、その後の時刻ｔ２における再加速まで過給圧を維持しやすく、加速レスポンスを向上できる。逆に、同図中に破線で示されるように、減速開始の時刻ｔ１においてバイパスバルブ４３が開弁されると、過給圧が低下してしまい、その後の時刻ｔ２での再加速時に過給圧が上昇するまで時間を要することになり、加速レスポンスが劣る。
【００７６】
しかも、所定時間後の、スロットルバルブ１４の予測開度と、スロットルバルブ１４の上下流の圧力と、に基づいて算出されるスロットルバルブ予測流量を、所定時間後にコンプレッサ１８を通過する流量として予測することで、所定時間後にコンプレッサ１８を通過する流量を容易に精度良く予測できる。
【００７７】
［第２実施形態］
第２実施形態に係るターボ過給機付エンジンの過給システムは、第１実施形態に対して、制御装置６０の代わりに制御装置７０を備えている。図７に示されるように、制御装置７０は、入力装置３０からの入力信号に基づいてサージング判定を行い、出力装置４０としてのバイパスバルブ４３を開閉させる。
【００７８】
制御装置７０は、制御装置６０に対して、コンプレッサ流量予測手段６１とは異なるコンプレッサ流量予測手段７１を備えおり、他は、実施形態１と同様であり、記憶手段５１、コンプレッサ圧力比検出手段５３、サージング判定手段５４、及びバイパスバルブ制御手段５５を備えている。
【００７９】
コンプレッサ流量予測手段７１は、運転者のアクセルペダル装置４へのペダル踏込操作に応じて設定される目標トルクに基づいて、所定時間（例えば、３０ｍｍｓｅｃ）後にコンプレッサ１８を通過する流量を予測するようになっており、目標トルク設定手段７２と、スロットルバルブ目標流量算出手段７３と、を備えている。
【００８０】
目標トルク設定手段７２は、運転者によるアクセルペダル装置４の踏込操作から検出された要求加速度に基づいてエンジンの目標トルクを設定する。スロットルバルブ目標流量算出手段７３は、目標トルクを実現するために、諸運転パラメータ（筒内平均有効圧、熱効率、発熱量、充填効率、エンジン回転数等）から、スロットルバルブ１４を通過する目標流量を算出する。そして、スロットルバルブ目標流量算出手段７３により算出されたスロットルバルブ目標流量がコンプレッサ１８を所定時間後に通過する流量とみなされる。
【００８１】
制御装置７０は、コンプレッサ流量予測手段７１により予測された所定時間後のコンプレッサ予測流量と、コンプレッサ圧力比検出手段５３により検出された所定時間後のコンプレッサ圧力比と、に基づいて、記憶手段５１から読み出したサージング判定用閾値に徴してサージング判定を行い、該判定結果に基づいてバイパスバルブ制御手段５５によりバイパスバルブ４３を開閉させる。
【００８２】
次に、図８、図９を参照しながら、制御装置７０の作動を説明する。図８は制御装置７０の作動を示すフローチャートであり、図９はコンプレッサ流量予測手段７１の作動を示すサブルーチンである。
【００８３】
図８に示されるように、まず、コンプレッサ流量予測工程として、コンプレッサ流量予測手段７１が起動され、所定時間後にコンプレッサ１８を通過する流量が予測される（ステップＳ２００）。
【００８４】
図９に示されるように、コンプレッサ流量予測手段７１は、まず、目標トルク設定工程として、目標トルク設定手段７２を起動して、運転者のアクセルペダル装置４へのペダル踏込操作に基づく要求加速度から目標トルクを設定する（ステップＳ２０１）。次に、スロットルバルブ目標流量算出工程として、スロットルバルブ目標流量算出手段７３を起動して、目標トルクに基づいて、スロットルバルブ１４を通過する目標流量を算出して、該目標流量を、所定時間後にコンプレッサ１８を通過するコンプレッサ予測流量とみなす（ステップＳ２０２）。
【００８５】
図８に戻って、以降の作動は、第１実施形態の制御装置６０のステップＳ１１０〜Ｓ１４０と同様であり、コンプレッサ圧力比検出工程として、コンプレッサ圧力比検出手段５３により所定時間後のコンプレッサ圧力比が検出され（ステップＳ２１０）、サージング判定工程として、所定時間後のコンプレッサ予測流量及びコンプレッサ圧力比に基づいてサージング判定手段５４によりサージング判定がなされる（ステップＳ２２０）。バイパスバルブ制御工程として、バイパスバルブ制御手段５５は、サージングが生じると判定されたときバイパスバルブ４３を開弁させ（ステップＳ２３０）、サージングが生じないと判定されたときがバイパスバルブ４３を閉弁させるように制御する（ステップＳ２４０）。
【００８６】
上記構成の制御装置７０によれば、次の効果を発揮できる。
【００８７】
所定時間後のコンプレッサの作動状態をアクセルペダル装置４に入力されたペダル踏込操作に基づいて予測して、第１実施形態と同様に、所定時間後にサージングが生じるか否か判定できる。しかも、運転者の加速要求に基づいて算出されるスロットルバルブ目標流量を、コンプレッサ予測流量とみなすことで、運転者の意思に即時に基づいたサージング判定を行うことができる。
【００８８】
つまり、例えばスロットルバルブ１４の目標開度に対するスロットルバルブ１４の目標流量を、実際には生じるスロットルバルブ１４等の作動遅れを考慮すると、該作動遅れに相当する時間分、後の時間のスロットルバルブ１４を通過する流量とみなすことができる。これにより、所定時間後のコンプレッサ１８の作動点を精度良く予測できるので、所定時間後のサージング判定を好適に行える。
【００８９】
［第３実施形態］
第３実施形態に係るターボ過給機付エンジンの過給システムは、第１実施形態に対して、入力装置３０の代わり入力装置３００を備え、制御装置６０の代わりに制御装置８０を備えている。図１０に示されるように、制御装置８０は入力装置３００からの入力信号に基づいてサージング余裕代を算出して、該サージング余裕代に基づいて所定時間後にサージングが生じるか否かのサージング判定を行い、該判定結果に基づいて出力装置４０としてのバイパスバルブ４３を開閉させる。
【００９０】
入力装置３００は、大気圧センサ３７と、吸気マニホールド圧力センサ３２と、圧力センサ３４と、エアフロセンサ３６と、アクセルペダル開度センサ３１とが含まれている。
【００９１】
制御装置８０は、記憶手段５１と、コンプレッサ流量検出手段８１と、コンプレッサ圧力比検出手段５３と、コンプレッサ流量変化量算出手段８２と、サージング余裕代算出手段８３と、変化量閾値設定手段８４と、サージング判定手段８５と、バイパスバルブ制御手段５５と、を備えている。記憶手段５１、コンプレッサ圧力比検出手段５３、及びバイパスバルブ制御手段５５は、実施形態１と同様であるので説明を省略する。
【００９２】
コンプレッサ流量検出手段８１は、エアフロセンサ３６により検出された吸気量から、コンプレッサを通過する流量を検出する。コンプレッサ流量変化量算出手段８２は、コンプレッサ流量検出手段８１により検出されたコンプレッサ検出流量の、時間当たりのコンプレッサ流量の変化量を算出する。
【００９３】
サージング余裕代算出手段８３は、コンプレッサ圧力比検出手段５３により検出されたコンプレッサ圧力比における、コンプレッサ検出流量と記憶手段５１から読み出したサージング判定用閾値との間の間隔をサージング余裕代として算出する。変化量閾値設定手段８４は、サージング余裕代に応じて流量変化量閾値を設定する。具体的には、流量変化量閾値は、サージング余裕代が増大するほどに増大するように設定されるようになっている。
【００９４】
サージング判定手段８５は、流量変化量と流量変化量閾値とに基づいて所定時間後にサージングが生じるか否か判定する。具体的には、サージング余裕代と流量変化量とから、所定時間後のサージング余裕代がマイナスになると予測されるときサージングが生じると判定し、サージング余裕代がプラスになると予測されるときサージングが生じないと判定する。次に、サージング判定手段８５による判定結果に基づいて、バイパスバルブ制御手段５５によりバイパスバルブ４３が開閉される。
【００９５】
次に、図１０を参照しながら、第３実施形態の作動を説明する。図１０は制御装置８０の作動を示すフローチャートである。図１０に示されるように、まず、コンプレッサ流量検出工程として、コンプレッサ流量検出手段８１によりコンプレッサを通過する流量が検出される（ステップＳ３００）。次に、コンプレッサ圧力比検出工程として、コンプレッサ圧力比検出手段５３によりコンプレッサ圧力比が検出される（ステップＳ３１０）。次に、コンプレッサ流量変化量算出工程として、コンプレッサ流量変化量算出手段８２によりコンプレッサ通過流量の時間当たりの変化量が算出される（ステップＳ３２０）。
【００９６】
次に、サージング余裕代算出工程として、サージング余裕代算出手段８３によりサージング余裕代が算出される（ステップＳ３３０）。次に、変化量閾値設定工程として、変化量閾値設定手段８４により流量変化量閾値が設定される（ステップＳ３４０）。次に、サージング判定工程として、サージング判定手段８５により所定時間後にサージングが生じるか否かが判定される（ステップＳ３５０）。
【００９７】
バイパスバルブ制御工程として、ステップＳ３５０においてサージングが生じると判定されたときバイパスバルブ制御手段５５によりバイパスバルブ４３が開弁される（ステップＳ３６０）。ステップＳ３５０においてサージングが生じると判定されないときバイパスバルブ制御手段５５によりバイパスバルブ４３が閉弁される（ステップＳ３７０）
【００９８】
上記構成の制御装置８０によれば、次の効果を発揮できる。
【００９９】
コンプレッサ１８を通過する流量を予測することなく、現時点のコンプレッサ１８の作動状態から算出されたサージング余裕代と流量変化量とに基づいてサージング判定を行うことができる。
【０１００】
流量変化量閾値をサージング余裕代が増大するほどに増大するように設定することによって、サージング余裕代が多い場合には、流量変化量閾値を高く設定してサージングと判定され難くして、不必要なバイパスバルブ４３の開弁を防止できる。一方、サージング余裕代が少ない場合には、流量変化量閾値を低く設定してサージングと判定されやすくして、バイパスバルブ４３を開弁させやすくしてサージングを防止しやすい。これによって、サージングの発生を防止しながら、不必要なバイパスバルブ４３の開弁を防止できる。
【０１０１】
図１２において、時刻ｔ１で減速操作された場合の各種データの推移が示されており、コンプレッサの作動点Ｐ５の推移が図１２（ａ）に示され、サージング余裕代の推移が図１２（ｂ）に示され、図１２（ｃ）にサージング判定用の流量変化量閾値が点線で示され、流量変化量の推移が実線で示され、バイパスバルブの動作の推移が図１２（ｄ）に示され、過給圧の推移が図１２（ｅ）に示されている。
【０１０２】
図１２（ａ）に示されるように、減速開始の時刻ｔ１においては、コンプレッサの作動点Ｐ５はサージングラインＬから離れた位置にあり、このため、図１２（ｂ）に示されるようにサージング余裕代は多くなり、図１２（ｃ）に点線で示されるように流量変化量閾値は低く設定されている。この状態から、減速操作されたときに、図１２（ａ）に示されるように、コンプレッサ１８の作動点Ｐ５は、圧力比を保ちつつ低流量側へ移動することになり、このため、図１２（ｂ）に示されるようにサージング余裕代が減少することになる。
【０１０３】
そして、図１２（ｃ）に示されるように、サージング余裕代の減少に合わせて、流量変化量閾値も低下することになり、一方、減速操作による流量変化量が増大して、時刻ｔ２において流量変化量閾値より大きくなると、図１２（ｄ）に示されるようにバイパスバルブ４３が開弁されて、図１２（ｅ）に示されるようにコンプレッサ１８とスロットルバルブ１４との間の過給圧が低下することになる。このようにして、サージングの発生を防止しながらも、不必要なバイパスバルブ４３の開弁が防止され過給圧が維持されやすい。
【０１０４】
本発明は例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変形が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
以上のように、本発明によれば、サージングを防止しながらも加速レスポンスを向上できるので、この種のターボ過給機付エンジンの製造技術分野において好適に実施される可能性がある。
【符号の説明】
【０１０６】
１      過給システム
２      エンジン
３      ターボ過給機
４      アクセルペダル装置
５      制御部
１３    吸気マニホールド
１４    スロットルバルブ
１５    インタークーラ
１６    エアクリーナ
１８    コンプレッサ
２４    タービン
３１    アクセルペダル開度センサ
３２    吸気マニホールド圧力センサ
３４    圧力センサ
３６    エアフロセンサ
３７    大気圧センサ
４２    バイパス通路
４３    バイパスバルブ
５１    記憶手段
５３    コンプレッサ圧力比検出手段
５４    サージング判定手段
５５    バイパスバルブ制御手段
６０    制御装置
６１    コンプレッサ流量予測手段
【図１】
2015190410.tif 000003
【図２】
2015190410.tif 000004
【図３】
2015190410.tif 000005
【図４】
2015190410.tif 000006
【図５】
2015190410.tif 000007
【図６】
2015190410.tif 000008
【図７】
2015190410.tif 000009
【図８】
2015190410.tif 000010
【図９】
2015190410.tif 000011
【図１０】
2015190410.tif 000012
【図１１】
2015190410.tif 000013
【図１２】
2015190410.tif 000014
【図１３】
2015190410.tif 000015