(57)【要約】【課題】ターボチャージャによる過給圧を制御する手段と、ターボチャージャにおけるサージングを防止する手段とを共通化し、ターボチャージャの搭載性やコストを向上させることが可能な技術を提供する。【解決手段】タービン１２をバイパスする排気バイパス通路１９に設けられターボチャージャ１０による過給圧を制御するウェイストゲートバルブ１５と、圧力室１８導入される圧力に応じてウェイストゲートバルブ１５を制御するアクチュエータ１７と、圧力室１８にコンプレッサ１１の下流の圧力を導入する第１通路１０３と、コンプレッサ１１の上流の圧力を導入する第２通路１０４と、第２通路１０４を開閉する制御弁１６と、を備え、コンプレッサ１１においてサージングが発生する条件下で制御弁１６を開放する。第１通路１０３及び第２通路１０４がサージング防止のためのエアバイパス通路として機能する。【選択図】図１
2008151006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に設けられるコンプレッサと前記内燃機関の排気通路に設けられるタービンとを有するターボチャージャと、
前記排気通路における前記タービンより上流と下流とを接続し前記タービンをバイパスする排気バイパス通路と、
前記排気バイパス通路を流れる排気の流量を調節するウェイストゲートバルブと、
圧力室を有し該圧力室に導入される圧力に応じて前記ウェイストゲートバルブの開度を調節するアクチュエータと、
前記圧力室と前記コンプレッサより下流の吸気通路とを接続する第１通路と、
前記圧力室と前記コンプレッサより上流の吸気通路とを接続する第２通路と、
前記第２通路の通路断面積を変更する制御弁と、
前記第１通路及び前記第２通路を介して前記圧力室に吸気の圧力を導入し、さらに、前記制御弁の開度を調節して前記圧力室に導入される圧力を調節することによって、前記ターボチャージャによる過給圧を制御する過給圧制御手段と、
を備え、
前記過給圧制御手段は、前記コンプレッサにおいてサージングが発生する所定の条件が成立する場合には、前記制御弁を開弁して、前記第１通路及び前記第２通路を介して前記コンプレッサより下流の吸気の少なくとも一部を前記コンプレッサより上流の吸気通路に戻すリサーキュレーション制御を行うことを特徴とするターボチャージャの制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記コンプレッサより下流の吸気通路に設けられ該吸気通路の通路断面積を変更するスロットル弁を更に備え、
前記過給圧制御手段は、前記スロットル弁が開弁された状態から急閉される場合に前記リサーキュレーション制御を実行することを特徴とするターボチャージャの制御装置。
【請求項３】
内燃機関の吸気通路の途中で分岐して下流において合流する第１分岐吸気通路及び第２分岐吸気通路と、
内燃機関の排気通路の途中で分岐して下流において合流する第１分岐排気通路及び第２分岐排気通路と、
前記第１分岐吸気通路に設けられる第１コンプレッサと前記第１分岐排気通路に設けられる第１タービンとを有する第１ターボチャージャと、
前記第２分岐吸気通路に設けられる第２コンプレッサと前記第２分岐排気通路に設けられる第２タービンとを有する第２ターボチャージャと、
前記第２分岐排気通路における前記第２タービンより上流と下流とを接続し前記第２タービンをバイパスする第２排気バイパス通路と、
前記第２排気バイパス通路を流れる排気の流量を調節する第２ウェイストゲートバルブと、
第２圧力室を有し該第２圧力室に導入される圧力に応じて前記第２ウェイストゲートバルブの開度を調節する第２アクチュエータと、
前記第２圧力室と前記第２コンプレッサより下流の第２分岐吸気通路とを接続する第３通路と、
前記第２圧力室と前記第２コンプレッサより上流の第２分岐吸気通路とを接続する第４通路と、
前記第４通路の通路断面積を変更する第２制御弁と、
前記第３通路及び前記第４通路を介して前記第２圧力室に吸気の圧力を導入し、さらに、前記第２制御弁の開度を調節して前記第２圧力室に導入される圧力を調節することによって、戦記第２ターボチャージャによる過給圧を制御する第２過給圧制御手段と、
を備え、
前記第２過給圧制御手段は、前記第２コンプレッサにおいてサージングが発生する所定の第２条件が成立する場合には、前記第２制御弁を開弁して、前記第３通路及び前記第４通路を介して前記第２コンプレッサより下流の吸気の少なくとも一部を前記第２コンプレッサより上流の第２分岐吸気通路に戻す第２リサーキュレーション制御を行うことを特徴とするターボチャージャの制御装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第２コンプレッサより下流の第２分岐吸気通路に設けられ該第２分岐吸気通路の通路断面積を変更する吸気制御弁と、
前記第２タービンより下流の第２分岐排気通路に設けられ該第２分岐排気通路の通路断面積を変更する排気制御弁と、
内燃機関の運転状態に応じて、前記吸気制御弁及び前記排気制御弁を閉弁して前記第１ターボチャージャのみを作動させて過給を行うシングルターボモードと、前記吸気制御弁及び前記排気制御弁を開弁して前記第１ターボチャージャ及び前記第２ターボチャージャの両方を作動させて過給を行うツインターボモードと、を切り替えるターボ制御手段と、を更に備え、
前記第２過給圧制御手段は、前記ターボ制御手段によってシングルターボモードで過給が行われている場合に前記第２リサーキュレーション制御を実行することを特徴とするターボチャージャの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関からの排気のエネルギーを用いてタービンを回転させ、このタービンの回転によりコンプレッサを駆動して吸気を過給するターボチャージャにおいて、排気通路におけるタービンの上流と下流と連通してタービンをバイパスする排気バイパス通路を備え、過給圧に応じてバイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブを制御することで、過給圧のオーバーシュートを抑制する技術が知られている。
【０００３】
また、ウェイストゲートバルブの開度を調節するアクチュエータと、アクチュエータに導入される圧力を調節可能な制御弁とを備え、制御弁の開度を調節することによって過給圧を制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、スロットル弁の開度が中程度となった場合に、過給圧が目標過給圧未満となるように、制御弁を制御するための制御信号のデューティー比に制限値を設定するようにした過給圧制御方法が開示されている。
【０００４】
ところで、ターボチャージャを備えた内燃機関では、減速時にスロットル弁が開弁状態から急激に閉弁状態に切り替わった場合に、吸気慣性及びコンプレッサの回転慣性によりスロットル弁より上流且つコンプレッサより下流の吸気通路における圧力が急激に上昇し、サージングが発生する場合がある。
【０００５】
これに対し、スロットル弁より上流且つコンプレッサより下流の吸気通路と、コンプレッサより上流の吸気通路と、を連通するエアバイパス通路と、該エアバイパス通路を開閉するエアバイパスバルブと、を備え、スロットル弁が急閉された場合にエアバイパスバルブを開放することによって、エアバイパス通路を介してコンプレッサ下流の高圧の過給気をコンプレッサ上流の吸気通路に戻し、コンプレッサのサージングを抑制する技術が知られている。例えば、特許文献２には、急減速時にエアバイパスバルブの開弁動作を速やかに行うことによりサージングの発生を防止することを図った技術が開示されている。
【特許文献１】特許３７６５９７２号公報
【特許文献２】特開平５−１９５７９８号公報
【特許文献３】特開平７−３３２０９７号公報
【特許文献４】特開２００６−１５２８９４号公報
【特許文献５】特開２００４−３３２６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、ターボチャージャを備えた内燃機関において好適に過給を行うためには、過給圧を制御するための排気バイパス通路及びウェイストゲートバルブと、サージングを防止するためのエアバイパス通路及びエアバイパスバルブと、の双方を具備する必要があり、コストが高くなる、搭載性が悪くなる等の問題があった。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、過給圧を制御する手段とサージングを防止する手段とを共通化することで、ターボチャージャに係るコストや搭載性を向上させる技術を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のターボチャージャの制御装置は、内燃機関の吸気通
路に設けられるコンプレッサと前記内燃機関の排気通路に設けられるタービンとを有するターボチャージャと、前記排気通路における前記タービンより上流と下流とを接続し前記タービンをバイパスする排気バイパス通路と、前記排気バイパス通路を流れる排気の流量を調節するウェイストゲートバルブと、圧力室を有し該圧力室に導入される圧力に応じて前記ウェイストゲートバルブの開度を調節するアクチュエータと、前記圧力室と前記コンプレッサより下流の吸気通路とを接続する第１通路と、前記圧力室と前記コンプレッサより上流の吸気通路とを接続する第２通路と、前記第２通路の通路断面積を変更する制御弁と、前記第１通路及び前記第２通路を介して前記圧力室に吸気の圧力を導入し、さらに、前記制御弁の開度を調節して前記圧力室に導入される圧力を調節することによって、前記ターボチャージャによる過給圧を制御する過給圧制御手段と、を備え、前記過給圧制御手段は、前記コンプレッサにおいてサージングが発生する所定の条件が成立する場合には、前記制御弁を開弁して、前記第１通路及び前記第２通路を介して前記コンプレッサより下流の吸気の少なくとも一部を前記コンプレッサより上流の吸気通路に戻すリサーキュレーション制御を行うことを特徴とする。
【０００９】
ここで、サージングが発生する所定の条件としては、コンプレッサより下流の吸気通路に該吸気通路の通路断面積を変更するスロットル弁が設けられた構成において、スロットル弁が開弁された状態から急速に閉弁される場合を例示できる。スロットル弁が急閉される場合としては、例えば、加速運転中に急減速する場合や、シフトチェンジが行われる場合を挙げることができる。
【００１０】
上記構成によれば、コンプレッサにおいてサージングが発生する条件が成立しない通常時においては、アクチュエータの圧力室に第１通路を介してコンプレッサによる過給圧が導入されるとともに、第２通路を介してコンプレッサより上流の吸気の圧力が導入される。第２通路を介して圧力室に導入される圧力は制御弁の開度に応じて調節される。制御弁が全開の時にはほぼ大気圧に等しい圧力が第２通路を介して圧力室に導入される。制御弁が全閉の時には圧力室における圧力はほぼ過給圧に等しい圧力となる。制御弁の開度を適切な中間開度とすることによって圧力室における圧力を過給圧より小さく大気圧より大きい任意の圧力に制御することができる。この圧力室の圧力に応じてアクチュエータによりウェイストゲートバルブの開度が制御され、これにより過給圧が制御される。
【００１１】
一方、コンプレッサにサージングが発生する条件が成立する場合には、制御弁が開弁される。これにより、コンプレッサから吐出される空気が第１通路及び第２通路を介してコンプレッサより上流の吸気通路に戻る。これにより、コンプレッサより下流の吸気通路の圧力が過剰に上昇することが抑制され、サージングや吸気の過昇温が抑制される。
【００１２】
このように、本発明によれば、過給圧を制御するための装置の一部である第１通路及び第２通路を、コンプレッサにおいてサージングが発生する条件下でサージングを防止するためのエアバイパス通路として利用することができる。すなわち、過給圧を制御するための手段とサージングを防止するための手段とを共通化することができる。従って、上記のように構成されたターボチャージャの制御装置を採用すれば、ターボチャージャの搭載性を向上させるとともにターボチャージャに係るコストを低減させることが可能になる。
【００１３】
本発明は、２つのターボチャージャを備え、内燃機関の運転状態に応じて一方のターボチャージャ又は両方のターボチャージャを作動させて過給を行うようにしたいわゆるツインターボシステムに適用することができる。すなわち、内燃機関の吸気通路の途中で分岐して下流において合流する第１分岐吸気通路及び第２分岐吸気通路と、内燃機関の排気通路の途中で分岐して下流において合流する第１分岐排気通路及び第２分岐排気通路と、前記第１分岐吸気通路に設けられる第１コンプレッサと前記第１分岐排気通路に設けられる第１タービンとを有する第１ターボチャージャと、前記第２分岐吸気通路に設けられる第
２コンプレッサと前記第２分岐排気通路に設けられる第２タービンとを有する第２ターボチャージャと、前記第２分岐排気通路における前記第２タービンより上流と下流とを接続し前記第２タービンをバイパスする第２排気バイパス通路と、前記第２排気バイパス通路を流れる排気の流量を調節する第２ウェイストゲートバルブと、第２圧力室を有し該第２圧力室に導入される圧力に応じて前記第２ウェイストゲートバルブの開度を調節する第２アクチュエータと、前記第２圧力室と前記第２コンプレッサより下流の第２分岐吸気通路とを接続する第３通路と、前記第２圧力室と前記第２コンプレッサより上流の第２分岐吸気通路とを接続する第４通路と、前記第４通路の通路断面積を変更する第２制御弁と、前記第３通路及び前記第４通路を介して前記第２圧力室に吸気の圧力を導入し、さらに、前記第２制御弁の開度を調節して前記第２圧力室に導入される圧力を調節することによって、前記第２ターボチャージャによる過給圧を制御する第２過給圧制御手段と、を更に備え、前記第２過給圧制御手段は、前記第２コンプレッサにおいてサージングが発生する所定の第２条件が成立する場合には、前記第２制御弁を開弁して、前記第３通路及び前記第４通路を介して前記第２コンプレッサより下流の吸気の少なくとも一部を前記第２コンプレッサより上流の第２分岐吸気通路に戻す第２リサーキュレーション制御を行うようにしても良い。
【００１４】
ここで、第２コンプレッサにおいてサージングが発生する所定の第２の条件としては、前記第２コンプレッサより下流の第２分岐吸気通路に設けられ該第２分岐吸気通路の通路断面積を変更する吸気制御弁と、前記第２タービンより下流の第２分岐排気通路に設けられ該第２分岐排気通路の通路断面積を変更する排気制御弁と、内燃機関の運転状態に応じて、前記吸気制御弁及び前記排気制御弁を閉弁して前記第１ターボチャージャのみを作動させて過給を行うシングルターボモードと、前記吸気制御弁及び前記排気制御弁を開弁して前記第１ターボチャージャ及び前記第２ターボチャージャの両方を作動させて過給を行うツインターボモードと、を切り替えるターボ制御手段と、を更に備えた構成において、前記ターボ制御手段によってシングルターボモードで過給が行われている場合を例示できる。
【００１５】
このような構成において、シングルターボモードで過給が行われる場合、排気制御弁が閉弁され、第１タービンにのみ排気が流入し、第１ターボチャージャのみが作動して過給が行われる。この時、吸気制御弁が閉弁されることで、第１コンプレッサによって圧縮された過給気が第２分岐吸気通路に流入して第２コンプレッサに向かって逆流することが防止される。
【００１６】
ところで、シングルターボモードにおいても、第２ターボチャージャを低速で作動させておく助走制御が行われる場合がある。助走制御を行うことによって、シングルターボモードからツインターボモードへの移行時に第２タービンの回転速度の立ち上がりが速くなるので、ツインターボモードへの移行を円滑に行うことができる。
【００１７】
ところが、シングルターボモードでは吸気制御弁が閉弁されて第２分岐吸気通路が閉塞されているので、助走制御によって低速で作動する第２コンプレッサから吐出される空気の行き場が無くなり、第２コンプレッサと吸気制御弁との間の第２分岐吸気通路における圧力が過剰に上昇する場合がある。その場合、第２コンプレッサにおいてサージングが発生したり空気温度が過上昇したりする虞がある。
【００１８】
また、助走制御を行わない場合であっても、閉弁制御された排気制御弁におけるわずかな排気の漏れに起因して第２ターボチャージャが低速で作動してしまう場合がある。この場合にも、上記助走制御が行われた場合と同様に第２コンプレッサにおいてサージングが発生する可能性がある。
【００１９】
上記構成によれば、このような第２コンプレッサにおいてサージングが発生する条件が成立しない通常時においては、第２アクチュエータの第２圧力室に第３通路を介して第２コンプレッサによる過給圧が導入されるとともに、第４通路を介して第２コンプレッサより上流の吸気の圧力が導入される。第４通路を介して第２圧力室に導入される圧力は第２制御弁の開度に応じて調節される。第２制御弁が全開の時にはほぼ大気圧に等しい圧力が第４通路を介して圧力室に導入される。第２制御弁が全閉の時には第２圧力室における圧力はほぼ第２ターボチャージャによる過給圧に等しい圧力となる。第２制御弁の開度を適切な中間開度とすることによって第２圧力室における圧力を過給圧以下で大気圧より大きい任意の圧力に制御することができる。この第２圧力室における圧力に応じて第２アクチュエータにより第２ウェイストゲートバルブの開度が制御され、これにより第２ターボチャージャによる過給圧が制御される。
【００２０】
一方、第２コンプレッサにおいてサージングが発生する条件が成立する場合には、第２制御弁が開弁される。これにより、第２コンプレッサから吐出される空気が第３通路及び第４通路を介して第２コンプレッサより上流の第２分岐吸気通路に戻る。これにより、第２コンプレッサより下流の第２分岐吸気通路における圧力が過剰に上昇することが抑制され、第２コンプレッサにおけるサージングや吸気の過昇温が抑制される。
【００２１】
このように、上記構成によれば、第２ターボチャージャによる過給圧を制御するための装置の一部である第３通路及び第４通路を、第２コンプレッサにおいてサージングが発生する条件下でサージングを防止するためのエアバイパス通路として利用することができる。すなわち、第２ターボチャージャによる過給圧を制御するための手段と第２コンプレッサにおけるサージングを防止するための手段とを共通化することができる。従って、上記のように構成されたターボチャージャの制御装置を採用すれば、ツインターボシステムの第２ターボチャージャの搭載性を向上させるとともにツインターボシステムに係るコストを低減させることが可能になる。
【００２２】
ここで、第２リサーキュレーション制御の実行時に第３通路及び第４通路を通過する空気は、助走制御や排気制御弁の漏れによって低速回転で作動する第２コンプレッサから吐出される空気であるので、その量は比較的少ない。よって、第３通路及び第４通路はその通路断面積が小さくてもエアバイパス通路として十分に機能する。第３通路及び第４通路の通路断面積を小さくすれば、第２ターボチャージャによる過給圧の変化に対する第２圧力室に導入される圧力の変化の応答性が向上するので、第２ターボチャージャによる過給圧の制御応答性を向上させることができる。
【００２３】
上記示した各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【００２４】
例えば、上記のツインターボシステムにおいては、第２ターボチャージャによる過給圧を制御する手段（第３通路、第４通路、第２ウェイストゲートバルブ、第２アクチュエータ、第２圧力室、第２制御弁、第２過給圧制御手段等）に対して本発明を適用して、当該手段を第２コンプレッサにおけるサージングを防止する手段としても利用可能にした構成としたが、第１ターボチャージャによる過給圧を制御する手段に対しても、同様に本発明を適用しても良いし、或いは適用しないで従来技術と同様の構成としても良い。
【００２５】
前者の場合、すなわち第１ターボチャージャによる過給圧を制御する手段に対して本発明を適用する場合の構成としては、上記のツインターボシステムの構成において、前記第１分岐排気通路における前記第１タービンより上流と下流とを接続し前記第１タービンをバイパスする第１排気バイパス通路と、前記第１排気バイパス通路を流れる排気の流量を調節する第１ウェイストゲートバルブと、第１圧力室を有し該第１圧力室に導入される圧力に応じて前記第１ウェイストゲートバルブの開度を調節する第１アクチュエータと、前
記第１圧力室と前記第１コンプレッサより下流の第１分岐吸気通路とを接続する第１通路と、前記第１圧力室と前記第１コンプレッサより上流の第１分岐吸気通路とを接続する第２通路と、前記第２通路の通路断面積を変更する第１制御弁と、前記第１通路及び前記第２通路を介して前記第１圧力室に吸気の圧力を導入し、さらに、前記第１制御弁の開度を調節して前記第１圧力室に導入される圧力を調節することによって、前記第１ターボチャージャによる過給圧を制御する第１過給圧制御手段と、を備える構成を例示できる。
【００２６】
この場合、前記第１過給圧制御手段は、前記第１コンプレッサにおいてサージングが発生する所定の条件が成立する場合には、前記第１制御弁を開弁して、前記第１通路及び前記第２通路を介して前記第１コンプレッサより下流の吸気の少なくとも一部を前記第１コンプレッサより上流の第１分岐吸気通路に戻す第１リサーキュレーション制御を行うようにしても良い。
【００２７】
後者の場合、すなわち第１コンプレッサにおけるサージングを防止する手段として従来技術と同様の構成を採用する場合の構成としては、上記のツインターボシステムの構成において、前記第１分岐吸気通路における第１コンプレッサより下流と上流とを接続するエアバイパス通路と、前記エアバイパス通路を開閉するエアバイパスバルブと、を備え、前記第１コンプレッサにおいてサージングが発生する所定の条件が成立する場合には、前記エアバイパスバルブを開弁して、前記エアバイパス通路を介して前記第１コンプレッサより下流の吸気の少なくとも一部を前記第１コンプレッサより上流の第１分岐吸気通路に戻すようにしても良い。
【発明の効果】
【００２８】
本発明により、ターボチャージャを備える内燃機関において、過給圧を制御する手段とサージングを防止する手段とを共通化することができ、ターボチャージャの搭載性を向上させるとともに、ターボチャージャに係るコストを低減することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００３０】
図１は、本実施例に係るターボチャージャの制御装置を適用するターボチャージャ付き内燃機関の吸気系及び排気系の概略構成を模式的に示す図である。
【００３１】
図１において、内燃機関１の図示しない燃焼室には、図示しない吸気ポートを介して吸気通路２が接続されている。吸気通路２の最上流部にはエアクリーナ６が配置されている。エアクリーナ６の下流には排気のエネルギーによって作動する排気タービン式過給機であるターボチャージャ１０のコンプレッサ１１が配置されている。コンプレッサ１１の下流にはコンプレッサ１１により加圧された吸気を冷却する図示しないインタークーラが設けられている。インタークーラの下流にはモータによって開度調節されることによって吸気通路２の通路断面積を変更するスロットルバルブ４が配置されている。スロットルバルブ４の開度を調節するモータは電気配線を介して後述するＥＣＵ５に接続され、ＥＣＵ５からの制御信号に従って制御され、内燃機関１の運転条件に応じた適切な開度となるようにスロットルバルブ４の開度を調節するようになっている。スロットルバルブ４の下流には図示しないサージタンクが配置されている。
【００３２】
また、内燃機関１の燃焼室には、図示しない排気ポートを介して排気通路３が接続され
ている。排気通路３にはターボチャージャ１０のタービン１２が配置されている。タービン１２の下流には図示しない排気浄化装置やマフラー等が配置され、さらに下流において排気通路３は大気に開放している。排気浄化装置としては、例えば三元触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、パティキュレートフィルタ、酸化触媒など、又はこれらの適当な組み合わせを例示できる。内燃機関１からの排気が排気浄化装置を通過することで排気中の有害物質の含有量が低減され、浄化された排気が大気に排出される。
【００３３】
内燃機関１の燃焼室から排出された排気は排気通路３を流通してタービン１２に流入し、そのエネルギーによってタービン１２を回転駆動する。これによりタービン１２と連結されたコンプレッサ１１が回転駆動され、エアクリーナ６から吸気通路２に流入した空気がコンプレッサ１１によって加圧される。加圧された空気は、その流量が内燃機関１の運転条件に適合する目標吸入空気量になるようにスロットルバルブ４によって調節され、内燃機関１の燃焼室に吸入される。このようにしてターボチャージャ１０による過給が行われる。
【００３４】
排気通路３におけるタービン１２の上流と下流とは排気バイパス通路１９によって接続されている。排気バイパス通路１９の途中には、該排気バイパス通路１９の通路断面積を変更するウェイストゲートバルブ１５が設けられている。さらに、本実施例のターボチャージャの制御装置には、ウェイストゲートバルブ１５の開度を変更するアクチュエータ１７が備えられている。アクチュエータ１７は外部から圧力が導入される圧力室１８を備え、圧力室１８に導入される圧力に応じてウェイストゲートバルブ１５の開度を制御するようになっている。
【００３５】
圧力室１８は第１通路１０３によってコンプレッサ１１より下流の吸気通路２と連通している。また、圧力室１８は第２通路１０４によってコンプレッサ１１より上流の吸気通路２と接続されている。第２通路１０４の途中には第２通路１０４の通路断面積を変更するバキューム・スイッチング・バルブ（ＶＳＶ）１６が設けられている。ＶＳＶ１６は電気配線を介してＥＣＵ５に接続され、ＥＣＵ５によってその開度が制御される。
【００３６】
このような構成により、第１通路１０３及び第２通路１０４を介して圧力室１８に導入される圧力がＶＳＶ１６の開度に応じて調節可能になっている。例えば、ＶＳＶ１６が全閉に制御されている場合は、圧力室１８内の圧力は過給圧と略等しくなる。また、ＶＳＶ１６が開弁方向に制御されている場合は、圧力室１８内の圧力は過給圧より低い、ＶＳＶ１６の開度に応じた圧力となる。
【００３７】
このように、ＶＳＶ１６の開度を制御することによって圧力室１８内の圧力が制御され、この圧力室１８内の圧力に応じてアクチュエータ１７によりウェイストゲートバルブ１５の開度が制御される。ウェイストゲートバルブ１５の開度に応じて排気の一部又は全部が排気バイパス通路１９を経由してタービン１２より下流の排気通路３に導かれ、タービン１２をバイパスする。タービン１２をバイパスする排気の量に応じてターボチャージャ１０による過給効率が変化するので、ターボチャージャ１０による過給圧を制御することができる。
【００３８】
なお、内燃機関１には、吸気通路２に流入する空気量を測定するエアフローメータ、コンプレッサ１１より下流の吸気通路２においてターボチャージャ１０による過給圧を測定する過給圧センサ、スロットルバルブ４の開度を測定するスロットル開度センサ、サージタンクにおける吸気圧を測定する吸気圧センサ、内燃機関１の冷却水温を測定する水温センサ、内燃機関１のクランクシャフトが所定クランク角度回転する毎に信号を出力するクランクポジションセンサ、図示しないアクセルペダルの運転者による踏み込み量を測定するアクセル開度センサ等の各種センサが備えられ、これらのセンサはそれぞれ電気配線を
介してＥＣＵ５に接続され、その出力信号がＥＣＵ５に入力されるようになっている。ＥＣＵ５はマイクロコンピュータを主体として構成され、上記各種センサから入力される測定値に基づいて、内蔵するＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することによって、スロットルバルブ４やＶＳＶ１６の開度制御の他、燃料噴射制御やガソリンエンジンの場合の点火時期制御等の諸制御を行う。
【００３９】
以上のような構成を有するターボチャージャを備えた内燃機関１において、ターボチャージャ１０が作動している時に、スロットルバルブ４が開弁状態から急速に閉弁されると、コンプレッサ１１によって加圧されコンプレッサ１１から吐出される空気がスロットルバルブ４より上流の吸気通路２において行き場を失い、スロットルバルブ４の上流の吸気通路２の圧力が急激に上昇するサージングが発生する場合がある。サージングが発生すると吸気通路２内の高圧の吸気がコンプレッサ１１に逆流してサージ音を発生させたり、コンプレッサ１１の回転速度が過度に低下して次回加速時の過給圧の制御応答性が低下する等の不具合を招く可能性がある。
【００４０】
それに対し、従来のターボチャージャの制御装置では、図５に示すように、吸気通路２におけるコンプレッサ１１の下流と上流とを接続するエアバイパス通路Ｂを設け、ターボチャージャ１０の作動中にスロットルバルブ４が開弁状態から急閉された場合に、エアバイパス通路Ｂの途中に設けられたエアバイパスバルブＡを開弁することによって、コンプレッサ１１から吐出された高圧の空気をコンプレッサ１１の上流の吸気通路２に戻し、サージングを抑制するようにしていた。
【００４１】
しかし、このような構成を採用すると、過給圧を制御するための装置（排気バイパス通路１９、ウェイストゲートバルブ１５、アクチュエータ１７、ＶＳＶ１６、第１通路１０３、第２通路１０４等）と、サージングを抑制するための装置（上述の例ではエアバイパス通路Ｂ、エアバイパスバルブＡ等）との両方を備えなければならず、搭載性の悪化やコストの増大等の問題があった。
【００４２】
そこで、本実施例に係るターボチャージャの制御装置では、過給圧を制御するための装置を、上述したようなサージングが発生する所定の条件が成立する場合には、サージングを抑制するための装置として利用可能な構成とすることで、両装置の共通化を図った。具体的には、過給圧制御のために開度制御されるＶＳＶ１６を、サージングが発生する条件が成立する場合には開放するようにした。これにより、コンプレッサ１１から吐出された高圧の空気は第１通路１０３及び第２通路１０４を経由してコンプレッサ１１より上流の吸気通路２に戻る。すなわち、過給圧制御用の装置の一部である第１通路１０３及び第２通路１０４が、サージングが発生する条件下ではエアバイパス通路、すなわちサージング防止用の装置として機能することになる。従って、過給圧制御用の装置とサージング防止用の装置とをそれぞれ別個に備える必要が無くなるので、搭載性やコストを向上させることができる。
【００４３】
ここで、サージングが発生する所定の条件は、ターボチャージャ１０の作動中にスロットルバルブ４が開弁状態から急激に閉弁される場合であり、具体的には、加速中に急減速する場合や、シフトチェンジをする場合等を例示できる。
【００４４】
従来技術のように第１通路１０３及び第２通路１０４を過給圧制御用の装置としてのみ用いる場合、すなわち第１通路１０３及び第２通路１０４を圧力室１８への圧力導入通路としてのみ用いる場合には、第１通路１０３及び第２通路１０４は比較的細い配管（例えば管径数ｍｍ程度）によって構成される。これに対し、本実施例では、サージングが発生する条件下においてコンプレッサ１１から吐出される高圧の吸気をコンプレッサ１１より上流の吸気通路２により確実に逃がすことができるように、十分な管径を有する配管によ
って第１通路１０３及び第２通路１０４を構成するようにしても良い。
【００４５】
ここで、ＥＣＵ５によって実行される上述のターボチャージャ制御の具体的な実行手順について、図２に基づいて説明する。図２は本実施例のターボチャージャ制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンはＥＣＵ５によって実行されるプログラムとしてＥＣＵ５のＲＯＭに記憶され、内燃機関１の稼働中ＥＣＵ５によって所定間隔毎に繰り返し実行される。
【００４６】
まずステップＳ３０１において、ＥＣＵ５は、内燃機関１の運転状態を検出する。例えば、クランクポジションセンサの出力信号に基づいて内燃機関１の機関回転数を算出するとともに、アクセル開度センサの出力信号に基づいて内燃機関１の機関負荷を算出する。
【００４７】
次にステップＳ３０２において、ＥＣＵ５は、ステップＳ３０１において検出した運転状態に基づいて、コンプレッサ１１においてサージングが発生する条件が成立しているか否かを判定する。例えば、加速運転中に急減速された場合や、シフトチェンジが行われた場合等、ターボチャージャ１０によって過給が行われている時にスロットルバルブ４が開弁状態から急閉される時に、この条件が成立する。
【００４８】
ステップＳ３０２において肯定判定された場合、ＥＣＵ５はステップＳ３０３に進む。一方、ステップＳ３０２において否定判定された場合、ＥＣＵ５はステップＳ３０４に進む。
【００４９】
ステップＳ３０３において、ＥＣＵ５は、ＶＳＶ１６を開放する。これにより、コンプレッサ１１から吐出された吸気が第１通路１０３及び第２通路１０４を経由してコンプレッサ１１より上流の吸気通路２に戻るので、コンプレッサ１１より下流における吸気通路２における圧力が急激に上昇することが抑制され、サージングが発生することを抑制できる。
【００５０】
ステップＳ３０４において、ＥＣＵ５は、通常の過給圧制御を行う。すなわち、ターボチャージャ１０による過給圧が、内燃機関１の運転状態に応じて決定される目標過給圧となるように、ＶＳＶ１６の開度を制御する。
【００５１】
上記ルーチンにおけるステップＳ３０２及びステップＳ３０３において行われる制御が本発明におけるリサーキュレーション制御であり、ステップＳ３０２〜ステップＳ３０４を実行するＥＣＵ５が、本発明における過給圧制御手段に相当する。
【実施例２】
【００５２】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例は、２つのターボチャージャを並列して備えるツーステージツインターボチャージャに本発明を適用した場合の実施例である。図３は本実施例に係るターボチャージャの制御装置を適用するターボチャージャ付き内燃機関の吸気系及び排気系の概略構成を模式的に示す図である。
【００５３】
図３において、内燃機関１の図示しない燃焼室には、図示しない吸気ポートを介して吸気通路２が接続されている。吸気通路２の最上流部にはエアクリーナ６が配置されている。エアクリーナ６の下流において吸気通路２は第１分岐吸気通路１１０及び第２分岐吸気通路２１０に分岐し、さらに下流において各分岐吸気通路は合流している。各分岐吸気通路の合流部より下流には吸気を冷却する図示しないインタークーラが配置され、インタークーラの下流にはモータによって開度調節されることによって吸気通路２の通路断面積を変更するスロットルバルブ４が配置され、スロットルバルブ４の下流には図示しないサージタンクが配置されている。スロットルバルブ４の開度を調節するモータは電気配線を介
してＥＣＵ５に接続され、ＥＣＵ５からの制御信号に従って制御され、内燃機関１の運転条件に応じた適切な開度となるようにスロットルバルブ４の開度を調節するようになっている。
【００５４】
また、内燃機関１の燃焼室には、図示しない排気ポートを介して排気通路３が接続されている。排気通路３は途中で第１分岐排気通路１１１及び第２分岐排気通路２１１に分岐し、下流において各分岐排気通路は合流している。各分岐排気通路の合流部より下流には図示しない排気浄化装置やマフラー等が配置され、更に下流において排気通路３は大気に開放している。排気浄化装置としては、例えば三元触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、パティキュレートフィルタ、酸化触媒など、又はこれらの適当な組み合わせを例示できる。内燃機関１からの排気が排気浄化装置を通過することで排気中の有害物質の含有量が低減され、浄化された排気が大気に排出される。
【００５５】
本実施例に係るターボチャージャは第１ターボチャージャ１００及び第２ターボチャージャ２００の２つのターボチャージャを並列して備えるツーステージツインターボである。内燃機関１の運転状態が所定の低負荷領域に属する場合には、第１ターボチャージャ１００のみを用いるシングルターボモードで過給が行われ、内燃機関１の運転状態が所定の高負荷領域に属する場合には、第１ターボチャージャ１００及び第２ターボチャージャ２００の両方を用いるツインターボモードで過給が行われるように制御される。
【００５６】
第１ターボチャージャ１００は、第１分岐吸気通路１１０に配置された第１コンプレッサ１０１と、第１分岐排気通路１１１に配置された第１タービン１０２を有して構成されている。また、第２ターボチャージャ２００は、第２分岐吸気通路２１０に配置された第２コンプレッサ２０１と、第２分岐排気通路２１１に配置された第２タービン２０２を有して構成されている。第２コンプレッサ２０１より下流の第２分岐吸気通路２１０には、該第２分岐吸気通路２１０を開閉する吸気制御弁２１２が設けられている。また、第２タービン２０２より下流の第２分岐排気通路２１１には、該第２分岐排気通路２１１を開閉する排気制御弁２１３が設けられている。
【００５７】
シングルターボモードで過給が行われる場合には、吸気制御弁２１２及び排気制御弁２１３が閉弁される。これにより、内燃機関１から排出される排気の全てが第１分岐排気通路１１１に流入し、該排気のエネルギーによって第１タービン１０２が回転駆動され、これにより第１タービン１０２と連結された第１コンプレッサ１０１が回転駆動され、第１分岐吸気通路１１０に流入した空気が第１コンプレッサ１０１によって加圧される。この時、吸気制御弁２１２が閉弁されているので、第１コンプレッサ１０１によって加圧された高圧の吸気が第１分岐吸気通路１１０から第２分岐吸気通路２１０に流入して第２コンプレッサ２０１に向かって逆流することが防止される。第１コンプレッサ１０１によって加圧された空気は、その流量が内燃機関１の運転条件に適合する目標吸入空気量になるようにスロットルバルブ４によって調節され、内燃機関１の燃焼室に吸入される。このようにして第１ターボチャージャ１００のみを用いたシングルターボモードでの過給が行われる。
【００５８】
ツインターボモードで過給が行われる場合には、吸気制御弁２１２及び排気制御弁２１３が開弁される。これにより、内燃機関１から排出される排気の一部が第１分岐排気通路１１１に流入し、残りの排気が第２分岐排気通路２１１に流入する。第１分岐排気通路１１１に流入する排気によってシングルターボモードの場合と同様に第１ターボチャージャ１００による過給が行われるとともに、第２分岐排気通路２１１に流入する排気のエネルギーによって第２タービン２０２が回転駆動され、これいにより第２タービン２０２と連結された第２コンプレッサ２０１が回転駆動され、第２分岐吸気通路２１０に流入した空気が第２コンプレッサ２０１によって加圧される。第１コンプレッサ１０１によって加圧
された空気及び第２コンプレッサ２０１によって加圧された空気は、その合計流量が内燃機関１の運転条件に適合する目標吸入空気量になるようにスロットルバルブ４によって調節され、内燃機関１の燃焼室に吸入される。このようにして第１ターボチャージャ１００及び第２ターボチャージャ２００の両方を用いたツインターボモードでの過給が行われる。
【００５９】
第１分岐排気通路１１１における第１タービン１０２の上流と下流とは第１排気バイパス通路１０９によって接続されている。第１排気バイパス通路１０９の途中には、該第１排気バイパス通路１０９の通路断面積を変更する第１ウェイストゲートバルブ１０５が設けられている。さらに、本実施例のターボチャージャの制御装置には、第１ウェイストゲートバルブ１０５の開度を変更する第１アクチュエータ１０７が備えられている。第１アクチュエータ１０７は外部から圧力が導入される第１圧力室１０８を備え、第１圧力室１０８に導入される圧力に応じて第１ウェイストゲートバルブ１０５の開度を制御するようになっている。
【００６０】
第１圧力室１０８は第１通路１０３によって第１コンプレッサ１０１より下流の第１分岐吸気通路１１０と連通している。また、第１圧力室１０８は第２通路１０４によって第１コンプレッサ１０１より上流の第１分岐吸気通路１１０と接続されている。第２通路１０４の途中には第２通路１０４の通路断面積を変更する第１ＶＳＶ１０６が設けられている。第１ＶＳＶ１０６は電気配線を介してＥＣＵ５に接続され、ＥＣＵ５によってその開度が制御される。
【００６１】
このような構成により、第１通路１０３及び第２通路１０４を介して第１圧力室１０８に導入される圧力が第１ＶＳＶ１０６の開度に応じて調節可能になっている。例えば、第１ＶＳＶ１０６が全閉に制御されている場合は、第１圧力室１０８内の圧力は第１ターボチャージャ１００による過給圧と略等しくなる。また、第１ＶＳＶ１０６が開弁方向に制御されている場合は、第１圧力室１０８内の圧力は第１ターボチャージャ１００による過給圧より低い、第１ＶＳＶ１０６の開度に応じた圧力となる。
【００６２】
このように、第１ＶＳＶ１０６の開度を制御することによって第１圧力室１０８内の圧力が制御され、この第１圧力室１０８内の圧力に応じて第１アクチュエータ１０７により第１ウェイストゲートバルブ１０５の開度が制御される。第１ウェイストゲートバルブ１０５の開度に応じて第１分岐排気通路１１１に流入する排気の一部又は全部が第１排気バイパス通路１０９を経由して第１タービン１０２より下流の第１分岐排気通路１１１に導かれ、第１タービン１０２をバイパスする。第１タービン１０２をバイパスする排気の量に応じて第１ターボチャージャ１００による過給効率が変化するので、第１ターボチャージャ１００による過給圧を制御することができる。
【００６３】
第２分岐排気通路２１１における第２タービン２０２の上流と下流とは第２排気バイパス通路２０９によって接続されている。第２排気バイパス通路２０９の途中には、該第２排気バイパス通路２０９の通路断面積を変更する第２ウェイストゲートバルブ２０５が設けられている。さらに、本実施例のターボチャージャの制御装置には、第２ウェイストゲートバルブ２０５の開度を変更する第２アクチュエータ２０７が備えられている。第２アクチュエータ２０７は外部から圧力が導入される第２圧力室２０８を備え、第２圧力室２０８に導入される圧力に応じて第２ウェイストゲートバルブ２０５の開度を制御するようになっている。
【００６４】
第２圧力室２０８は第３通路２０３によって第２コンプレッサ２０１より下流の第２分岐吸気通路２１０と連通している。また、第２圧力室２０８は第４通路２０４によって第２コンプレッサ２０１より上流の第２分岐吸気通路２１０と接続されている。第４通路２
０４の途中には第４通路２０４の通路断面積を変更する第２ＶＳＶ２０６が設けられている。第２ＶＳＶ２０６は電気配線を介してＥＣＵ５に接続され、ＥＣＵ５によってその開度が制御される。
【００６５】
このような構成により、第３通路２０３及び第４通路２０４を介して第２圧力室２０８に導入される圧力が第２ＶＳＶ２０６の開度に応じて調節可能になっている。例えば、第２ＶＳＶ２０６が全閉に制御されている場合は、第２圧力室２０８内の圧力は第２ターボチャージャ２００による過給圧と略等しくなる。また、第２ＶＳＶ２０６が開弁方向に制御されている場合は、第２圧力室２０８内の圧力は第２ターボチャージャ２００による過給圧より低い、第２ＶＳＶ２０６の開度に応じた圧力となる。
【００６６】
このように、第２ＶＳＶ２０６の開度を制御することによって第２圧力室２０８内の圧力が制御され、この第２圧力室２０８内の圧力に応じて第２アクチュエータ２０７により第２ウェイストゲートバルブ２０５の開度が制御される。第２ウェイストゲートバルブ２０５の開度に応じて第２分岐排気通路２１１に流入する排気の一部又は全部が第２排気バイパス通路２０９を経由して第２タービン２０２より下流の第２分岐排気通路２１１に導かれ、第２タービン２０２をバイパスする。第２タービン２０２をバイパスする排気の量に応じて第２ターボチャージャ２００による過給効率が変化するので、第２ターボチャージャ２００による過給圧を制御することができる。
【００６７】
なお、内燃機関１には、吸気通路２に流入する空気量を測定するエアフローメータ、第１コンプレッサ１０１より下流の第１分岐吸気通路１１０において第１ターボチャージャ１００による過給圧を測定する第１過給圧センサ、第２コンプレッサ２０１より下流の第２分岐吸気通路２１０において第２ターボチャージャ２００による過給圧を測定する第２過給圧センサ、スロットルバルブ４の開度を測定するスロットル開度センサ、サージタンクにおける吸気圧を測定する吸気圧センサ、内燃機関１の冷却水温を測定する水温センサ、内燃機関１のクランクシャフトが所定クランク角度回転する毎に信号を出力するクランクポジションセンサ、図示しないアクセルペダルの運転者による踏み込み量を測定するアクセル開度センサ等の各種センサが備えられ、これらのセンサはそれぞれ電気配線を介してＥＣＵ５に接続され、その出力信号がＥＣＵ５に入力されるようになっている。ＥＣＵ５はマイクロコンピュータを主体として構成され、上記各種センサから入力される測定値に基づいて、内蔵するＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することによって、スロットルバルブ４、第１ＶＳＶ１０６、第２ＶＳＶ２０６、吸気制御弁２１２、排気制御弁２１３の開度制御の他、燃料噴射制御やガソリンエンジンの場合の点火時期制御等の諸制御を行う。
【００６８】
以上のような構成を有するツーステージツインターボチャージャを備えた内燃機関１においても、実施例１の場合と同様に、第１ターボチャージャ１００及び／又は第２ターボチャージャ２００が作動している時に、スロットルバルブ４が開弁状態から急速に閉弁されると、第１コンプレッサ１０１や第２コンプレッサ２０１によって加圧され、第１コンプレッサ１０１や第２コンプレッサ２０１から吐出される空気によって、第１コンプレッサ１０１より下流の第１分岐吸気通路１１０や第２コンプレッサ２０１より下流の第２分岐吸気通路２１０、又はスロットルバルブ４より上流の吸気通路２における圧力が急激に上昇してサージングが発生する場合がある。
【００６９】
また、本実施例のツーステージツインターボチャージャでは、シングルターボモードで過給が行われている時に第２コンプレッサ２０１においてサージングが発生する可能性もある。すなわち、シングルターボモードにおいても、第２ターボチャージャ２００を低速で作動させておく助走制御が行われる場合がある。助走制御を行うことによって、シングルターボモードからツインターボモードへの移行時に第２タービン２０２の回転速度の立
ち上がりが速くなるので、ツインターボモードへの移行を円滑に行うことができる。
【００７０】
ところが、シングルターボモードでは吸気制御弁２１２が閉弁されて第２分岐吸気通路２１０が閉塞されているので、助走制御によって低速で作動する第２コンプレッサ２０１から吐出される空気の行き場が無くなり、第２コンプレッサ２０１と吸気制御弁２１２との間の第２分岐吸気通路２１０における圧力が過剰に上昇する場合がある。その場合、第２コンプレッサ２０１においてサージングが発生する虞がある。
【００７１】
また、助走制御を行わない場合であっても、閉弁制御された排気制御弁２１３におけるわずかな排気の漏れに起因して第２ターボチャージャ２００が低速で作動してしまう場合がある。この場合にも、上記助走制御が行われた場合と同様に第２コンプレッサ２０１においてサージングが発生する可能性がある。
【００７２】
これに対し、本実施例に係るターボチャージャの制御装置では、第１コンプレッサ１０１においてサージングが発生する条件が成立する場合には、第１ターボチャージャ１００による過給圧制御用の第１ＶＳＶ１０６を開放し、第１コンプレッサ１０１から吐出される高圧の空気を第１通路１０３及び第２通路１０４を経由して第１コンプレッサ１０１より上流の第１分岐吸気通路１１０に戻すようにした。また、第２コンプレッサ２０１においてサージングが発生する条件が成立する場合には、第２ターボチャージャ２００による過給圧制御用の第２ＶＳＶ２０６を開放し、第２コンプレッサ２０１から吐出される高圧の空気を第３通路２０３及び第４通路２０４を経由して第２コンプレッサ２０１より上流の第２分岐吸気通路２１０に戻すようにした。
【００７３】
これにより、第１ターボチャージャ１００による過給圧制御用の装置の一部である第１通路１０３及び第２通路１０４が、第１コンプレッサ１０１においてサージングが発生する条件下ではサージング防止用の装置として機能することになる。また、第２ターボチャージャ２００による過給圧制御用の装置の一部である第３通路２０３及び第４通路２０４が、第２コンプレッサ２０１においてサージングが発生する条件下ではサージング防止用の装置として機能することになる。従って、過給圧制御用の装置とサージング防止用の装置とをそれぞれ別個に備える必要が無くなるので、搭載性やコストを向上させることができる。
【００７４】
ここで、第１コンプレッサ１０１や第２コンプレッサ２０１においてサージングが発生する条件は、実施例１の場合と同様、第１ターボチャージャ１００や第２ターボチャージャ２００が作動中にスロットルバルブ４が開弁状態から急激に閉弁される場合であり、具体的には加速中に急減速する場合や、シフトチェンジをする場合等である。
【００７５】
また、ツーステージツインターボチャージャの場合、上述のようにシングルターボモードで過給が行われている時に、第２コンプレッサ２０１においてサージングが発生する条件が成立する。この場合、第２ＶＳＶ２０６を開放した時に第３通路２０３及び第４通路３０４を通過する空気は、助走制御や排気制御弁２１３の漏れによって低速回転で作動する第２コンプレッサ２０１から吐出される空気であるので、その量は比較的少ない。よって、第３通路２０３及び第４通路２０４はその通路断面積が小さくてもエアバイパス通路として十分に機能する。第３通路２０３及び第４通路２０４の通路断面積を小さくすれば、第２ターボチャージャ２００による過給圧の変化に対する第２圧力室２０８に導入される圧力の変化の応答性が向上するので、第２ターボチャージャ２００による過給圧の制御応答性を向上させることができる。
【００７６】
ここで、ＥＣＵ５によって実行される上述のターボチャージャ制御の具体的な実行手順について、図４に基づいて説明する。図４は本実施例のターボチャージャ制御ルーチンを
示すフローチャートである。このルーチンはＥＣＵ５によって実行されるプログラムとしてＥＣＵ５のＲＯＭに記憶され、内燃機関１の稼働中ＥＣＵ５によって所定間隔毎に繰り返し実行される。なお、スロットルバルブ４が急閉される場合のサージング防止制御については実施例１で説明した制御と同様であるので、ここではシングルターボモードで過給が行われている時のサージング防止制御に限って説明する。
【００７７】
まず、ステップＳ４０１において、ＥＣＵ５は、内燃機関１の運転状態を検出する。例えば、クランクポジションセンサの出力信号に基づいて内燃機関１の機関回転数を算出するとともに、アクセル開度センサの出力信号に基づいて内燃機関１の機関負荷を算出する。
【００７８】
次に、ステップＳ４０２において、ＥＣＵ５は、ステップＳ４０１において検出した運転状態に基づいて、シングルターボモード又はツインターボモードのいずれかにターボモードを決定する。
【００７９】
ステップＳ４０３において、ステップＳ４０３において決定されたターボモードがシングルターボモードであるか否かを判定する。ステップＳ４０３において肯定判定された場合、ＥＣＵ５はステップＳ４０４に進む。一方、ステップＳ４０３において否定判定された場合、ＥＣＵ５はステップＳ４０５に進む。
【００８０】
ステップＳ４０４において、ＥＣＵ５は、第２ＶＳＶ１０６を開放する。これにより、第２コンプレッサ２０１から吐出された空気が第３通路２０３及び第４通路２０４を経由して第２コンプレッサ２０１より上流の第２分岐吸気通路２１０に戻る。よって、シングルターボモードにおいて助走制御が行われたり、排気制御弁２１３において排気が漏れたりして第２ターボチャージャ２００が低速で作動した場合においても、第２コンプレッサ２０１と閉弁制御された吸気制御弁２１２との間の第２分岐吸気通路２１０の圧力が過剰に上昇することが抑制される。これにより、シングルターボモード時に第２コンプレッサ２０１においてサージングが発生することが抑制される。
【００８１】
ステップＳ４０５において、ＥＣＵ５は、通常のツインターボモードでの過給圧制御を行う。すなわち、第１ターボチャージャ１００及び第２ターボチャージャによる過給圧がそれぞれ内燃機関１の運転状態に応じて決定される目標過給圧となるように、第１ＶＳＶ１０６及び第２ＶＳＶ２０６の開度を制御する。この時、スロットルバルブ４が開弁状態から急速に閉弁されるような状況が生起した場合には、実施例１で説明したサージング防止制御と同様の制御を第１ＶＳＶ１０６及び／又は第２ＶＳＶ２０６に対して実行すればよい。
【００８２】
上記ルーチンにおいてステップＳ４０３及びステップＳ４０４において行われる制御が本発明における第２リサーキュレーション制御であり、ステップＳ４０３〜ステップＳ４０５を実行するＥＣＵ５が、本発明における第２過給圧制御手段に相当する。
【００８３】
なお、以上述べた実施例は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施形態には種々の変更を加え得る。例えば、上記実施例２では第１ターボチャージャ１００及び第２ターボチャージャ２００の双方の過給圧制御用の装置をサージング防止用の装置としても利用可能な構成を例示したが、第２ターボチャージャ２００の過給圧制御用の装置のみをサージング防止用の装置としても利用可能なように構成し、シングルターボモードでの第２ターボチャージャのサージングを防止するようにしても良い。上記各実施例は可能な限り組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】実施例１に係るターボチャージャの制御装置を適用するターボチャージャ付き内燃機関の吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１におけるターボチャージャ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】実施例２に係るターボチャージャの制御装置を適用するターボチャージャ付き内燃機関の吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。
【図４】実施例２におけるターボチャージャ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】従来技術のターボチャージャの制御装置が適用されたターボチャージャ付き内燃機関の吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１     内燃機関
２     吸気通路
３     排気通路
４     スロットルバルブ
５     ＥＣＵ
６     エアクリーナ
１０   ターボチャージャ
１１   コンプレッサ
１２   タービン
１５   ウェイストゲートバルブ
１６   ＶＳＶ
１７   アクチュエータ
１８   圧力室
１９   排気バイパス通路
１００   第１ターボチャージャ
１０１   第１コンプレッサ
１０２   第１タービン
１０３   第１通路
１０４   第２通路
１０５   第１ウェイストゲートバルブ
１０６   第１ＶＳＶ
１０７   第１アクチュエータ
１０８   第１圧力室
１０９   第１排気バイパス通路
１１０   第１分岐吸気通路
１１１   第１分岐排気通路
２００   第２ターボチャージャ
２０１   第２コンプレッサ
２０２   第２タービン
２０３   第３通路
２０４   第４通路
２０５   第２ウェイストゲートバルブ
２０６   第２ＶＳＶ
２０７   第２アクチュエータ
２０８   第２圧力室
２０９   第２排気バイパス通路
２１０   第２分岐吸気通路
２１１   第２分岐排気通路
２１２   吸気制御弁
２１３   排気制御弁
【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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