(57)【要約】【課題】排気通路の絞り過ぎによるポンピングロスを低減し、エンジンの出力トルクの低下を抑制する内燃機関の過給システムを提供する。【解決手段】タービンホイール４２は、エンジン１０のもつ排気エネルギーにより回転する。コンプレッサホイール４３は、タービンホイール４２とともに回転することでエンジン１０への吸気を過給する。可変絞り部４４は、タービンホイール４２の入口側の排気通路３３に設けられ、排気通路３３の開口面積を変更する。アクチュエータ４６は、可変絞り部４４を駆動する。ＥＣＵ５０は、排気流速がＶｍａｘ１に対応する排気流速より小さくなるようアクチュエータ４６を制御する。また、ＥＣＵ５０は、過給状態判定手段によりエンジン１０への吸気が過給され、上昇中であると判定された場合、排気流速がＶｍａｘ２に対応する排気流速より小さくなるようアクチュエータ４６を制御する。【選択図】図１
2012172629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関の排気エネルギーにより回転駆動するタービンホイールと、
前記タービンホイールと同軸に前記内燃機関の吸気通路に設けられ、前記タービンホイールとともに回転することで前記内燃機関への吸気を過給するコンプレッサホイールと、
前記タービンホイールの入口側の前記排気通路に設けられ、前記排気通路の開口面積を変更可能な可変絞り部と、
前記可変絞り部を駆動する駆動部と、
前記駆動部を制御することで、前記開口面積を調整し、前記タービンホイールに流れる排気の流速を調整する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記可変絞り部と前記タービンホイールとの間の排気の流速を算出する流速算出手段、
前記タービンホイールの過回転を招く排気の流速に対応する値を第１ガード値に設定する第１ガード値設定手段、
前記第１ガード値より小さい値を第２ガード値に設定する第２ガード値設定手段、および、
前記内燃機関への吸気が過給されて、過給圧が上昇中か否かを判定する過給状態判定手段を含み、
前記流速算出手段により算出される排気の流速が前記第１ガード値に対応する排気の流速より小さくなるよう前記可変絞り部を制御し、
前記過給状態判定手段により前記内燃機関への吸気が過給されて過給圧が上昇中であると判定された場合、前記流速算出手段により算出される排気の流速が第２ガード値に対応する排気の流速より小さくなるよう前記可変絞り部を制御することを特徴とする内燃機関の過給システム。
【請求項２】
前記第２ガード値設定手段は、ポンピングロスによる前記内燃機関の出力トルクの低下を招く排気の流速に対応する値を前記第２ガード値に設定することを特徴とする請求項１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、内燃機関（以下、「エンジン」という）の過給システムに関し、詳しくは過給機の過給圧制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの排気エネルギーによってタービンホイールを回転駆動し、このタービンホイールに同軸上に連結されているコンプレッサホイールを回転させることにより、吸気通路内の空気を燃焼室に過給し、エンジンの出力トルクを向上させる過給機が知られている。特許文献１に記載の過給機は、タービンホイールの上流側に設けられる可変絞り部により、排気通路の開口面積を調整することで、タービンホイールに吹き付けられる排気の流速を調整している。ここで、可変絞り部の開閉具合をＶＮ開度で表し、可変絞り部が全開の場合ＶＮ開度の値は０％であり、可変絞り部が全閉の場合ＶＮ開度の値は１００％である。
この過給機では、過給機の過回転を防止するために、エンジンの回転数、燃料の噴射量、および、ＥＧＲ（排気再循環）バルブの開度から求められたＶＮ開度の最大値で目標ＶＮ開度をカードする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０４７９４２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、過給時（加速時）においては、排気通路を可変絞り部により絞り過ぎると、排気通路内の排気圧力が増大することでポンピングロスが増大し、エンジンの出力トルクが低下するおそれがある。
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気通路の絞り過ぎによるポンピングロスを低減し、エンジンの出力トルクの低下を抑制するエンジンの過給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明によると、エンジンの過給システムは、タービンホイール、コンプレッサホイール、可変絞り部、駆動部、および制御部を備える。タービンホイールは、内燃機関の排気通路に設けられ、エンジンのもつ排気エネルギーにより回転する。コンプレッサホイールは、タービンホイールと同軸に内燃機関の吸気通路に設けられ、タービンホイールとともに回転することでエンジンへの吸気を過給する。可変絞り部は、タービンホイールの入口側の排気通路に設けられ、排気通路の開口面積を変更可能である。ここで、開口面積が大きくなるほどタービンホイールに流れる排気の流速が遅くなり、開口面積が小さくなるほどタービンホイールに流れる排気の流速が速くなる。駆動部は、可変絞り部を駆動する。制御部は、駆動部を制御することで、開口面積を調整し、タービンホイールに流れる排気の流速を調整する。また、制御部は、流速算出手段、第１ガード値設定手段、第２ガード値設定手段、および過給状態判定手段を含む。流速算出手段は、可変絞り部とタービンホイールとの間の排気の流速を算出する。第１ガード値設定手段は、タービンホイールの過回転を招く排気の流速に対応する値を第１ガード値に設定する。第２ガード値設定手段は、第１ガード値より小さい値を第２ガード値に設定する。過給状態判定手段は、エンジンへの吸気が過給され、過給圧が上昇中か否かことを判定する。制御部は、流速算出手段により算出される排気の流速が第１ガード値に対応する排気の流速より小さくなるよう可変絞り部を制御する。
ここで、第１ガード値に対応する排気の流速は、タービンホイールの過回転を招く排気の流速である。このため、タービンホイールの過回転を抑制することができる。
【０００６】
また、制御部は、過給状態判定手段によりエンジンへの吸気が過給され、上昇中であると判定された場合、流速算出手段により算出される排気の流速が第２ガード値に対応する排気の流速より小さくなるよう可変絞り部を制御する。
これにより、タービンホイールの入口側の排気通路の絞り過ぎを抑制することができる。よって、エンジンとタービンホイールとの間の排気通路の排気の圧力の増大を抑制し、ポンピングロスを低減することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明によると、第２ガード値設定手段は、ポンピングロスによるエンジンの出力トルクの低下を招く排気の流速に対応する値を第２ガード値に設定する。
これにより、過給時、ポンピングロスによるエンジンの出力トルクの低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態の過給システムを備えるエンジンシステム全体を示す模式図。
【図２】本発明の一実施形態の過給機を示す模式的断面図、（Ａ）は可変絞り部全開時の過給機の断面図、（Ｂ）は可変絞り部全閉時の過給機の断面図。
【図３】本発明の一実施形態の過給システムの特性を示す特性図。
【図４】本発明の一実施形態の過給システムの制御を示すフローチャート。
【図５】本発明の一実施形態の過給システムの制御を示すフローチャート。
【図６】本発明の一実施形態の過給システムの特性を示す特性図。
【図７】本発明の一実施形態の過給システムの特性を示す特性図。
【図８】本発明の一実施形態の過給システムの特性を示す特性図。
【図９】本発明の一実施形態の過給システムの特性を示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態による過給システムを図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態による過給システムを適用したディーゼルエンジンシステム（以下、単に「エンジンシステム」という）を図１に示す。図１に示すように、エンジンシステム１は、エンジン１０及び、吸気系２０、排気系３０、過給機４０、およびＥＣＵ５０を備えている。
【００１０】
エンジン１０は、燃料噴射弁１１及び、シリンダ１２、ピストン１３を備える。ピストン１３は、シリンダ１２の内壁に往復移動可能に支持されている。ピストン１３とシリンダ１２との間には、燃焼室１４が形成されている。なお、エンジン１０は、複数のシリンダ１２を有しているが、便宜上、図１では一つだけ示した。また、エンジン１０は、吸気バルブ１５及び排気バルブ１６を備えている。
【００１１】
吸気系２０は、吸気管２１を有している。吸気管２１は、一方の端部に吸気口２２が形成され、外気に開放されている。また、吸気管２１の他方の端部はエンジン１０に接続されている。吸気管２１は、吸気口２２とエンジン１０の燃焼室１４とを接続する吸気通路２３を形成している。吸気通路２３には、吸気口２２側から順に、エアクリーナ２４、過給機４０のコンプレッサホイール４３、インタークーラ２５、スロットル２６、およびサージタンク２７などが設けられている。そして、上述した吸気バルブ１５によって、吸気通路２３と燃焼室１４との間が開閉される。以下、吸気通路２３において、吸気口２２側を「上流側」とし、吸気バルブ１５側を「下流側」とする。
【００１２】
ここでスロットル２６は、スロットルバルブ２８を有している。スロットルバルブ２８は、吸気通路２３を開閉するバタフライ弁である。サージタンク２７は、スロットル２６の下流側に設けられている。このサージタンク２７を経由し、エンジン１０の複数の燃焼室１４へ吸気が分配される。
【００１３】
排気系３０は、排気管３１を有している。排気管３１は、一方の端部がエンジン１０に接続されている。また、排気管３１の他方の端部は、排気口３２となっており、外気に開放されている。排気管３１は、エンジン１０の燃焼室１４と排気口３２とを接続する排気通路３３を形成している。排気通路３３と燃焼室１４との間は、上述した排気バルブ１６によって開閉される。以下、排気通路３３において、排気バルブ１６側を「上流側」とし、排気口３２側を「下流側」とする。
【００１４】
排気管３１には、排気口３２側から順に排気浄化部３５および過給機４０のタービンホイール４２が設けられている。排気浄化部３５は、排気通路３３において排気口３２の上流側に設けられている。これにより、排気通路３３を流れる排気は、浄化されて排気口３２から外部へ排出される。
【００１５】
過給機４０は、ハウジング４１、タービンホイール４２、コンプレッサホイール４３、可変絞り部４４、および、アクチュエータ４６を備える。
ハウジング４１は、略筒状であり、内部にタービンホイール４２、コンプレッサホイール４３、および、可変絞り部４４を収容する。ハウジング４１は、吸気通路２１の一部、および、排気通路３１の一部を構成し、排気吸入口４１１、排気排出口４１２、吸気吸入口４１３、および、吸気排出口４１４を有する。排気吸入口４１１はエンジン１０側に開口され、排気排出口４１２は排気口３２側に開口している。また、吸気吸入口４１３は吸気口２２側に開口され、吸気排出口４１４はエンジン１０側に開口されている。ここで、排気吸入口４１１は、特許請求の範囲における「タービンホイールの入口」に相当する。
【００１６】
タービンホイール４２は排気通路３３に回転可能に設けられ、燃焼室１４から排出された排気により回転する。コンプレッサホイール４３は、シャフト４５によってタービンホイール４２と同軸に設けられ、吸気通路２３に配置されている。よって、コンプレッサホイール４３は、タービンホイール４２とともに回転し、燃焼室１４に供給する吸気を過給する。
【００１７】
本実施形態の場合、タービンホイール４２の上流側の近傍には、可変絞り部４４が設けられている。可変絞り部４４は、排気吸入口４１１とタービンホイール４２との間の排気通路３３の開口面積を調整する。図２に示すように、可変絞り部４４は、タービンホイール４２の径方向外側に複数設けられている。可変絞り部４４は、アクチュエータ４６により駆動され、開閉作動することで、タービンホイール４２に流れる排気の流速（以下、単に「排気流速」という場合、「タービンホイール４２へ流れる排気の流速」を意味する）を調整する。本実施形態の場合、アクチュエータ４６としては、例えば空気圧または油圧駆動のアクチュエータが用いられる。ここで、アクチュエータ４６は特許請求の範囲における「駆動部」に相当する。
【００１８】
ここで、可変絞り部４４の作動とタービンホイール４２に流れる排気流速との関係を図２に基づいて説明する。図２（Ａ）は全開時の可変絞り部４４を示す模式的な断面図であり、図２（Ｂ）は全閉時の可変絞り部４４を示す模式的な断面図である。図２（Ａ）に示すように、可変絞り部４４の全開時において、複数の可変絞り部４４間の開口面積は最大となる。つまり、タービンホイール４２の上流側近傍の排気通路３３の開口面積は最大となる。一方、図２（Ｂ）に示すように、可変絞り部４４の全閉時において、複数の可変絞り部４４間の開口面積は最小となる。つまり、タービンホイール４２の上流側近傍の排気通路３３の開口面積は最小となる。以下、可変絞り部４４の開閉具合をＶＮ開度で表し、可変絞り部４４の全開時のＶＮ開度を０％とし、可変絞り部４４の全閉時のＶＮ開度を１００％とする。ここで、例えば、タービンホイール４２の上流側の排気の圧力が一定である場合、可変絞り部４４の全閉時の排気流速は、可変絞り部４４の全開時の排気流速より高い。
【００１９】
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータによって構成されている。ＥＣＵ５０は、ＲＯＭに記録されているコンピュータプログラムにしたがって車両の各部を制御する。また、ＥＣＵ５０は、アクチュエータ４６を制御し、可変絞り部４４の開閉具合を調整する。ＥＣＵ５０は、特許請求の範囲における「制御部」に相当する。また、ＥＣＵ５０には、各種センサが接続されている。ここで、タービンホイール４２、コンプレッサホイール４３、可変絞り部４４、および、ＥＣＵ５０はエンジンの過給システム２を構成する。
【００２０】
本実施形態では、エンジンの過給システム２は、エンジン回転数センサ５１、過給圧センサ５２、圧力センサ５３、温度センサ５４、および、吸気流量センサ５５等の各種のセンサが設けられている。エンジン回転数センサ５１は、エンジン１０の近傍に設けられエンジン１０の回転数を検出する。過給圧センサ５２は、サージタンク２７に設けられ、過給された吸気の圧力を検出する。圧力センサ５３および温度センサ５４は、排気バルブ１６と過給機４０との間の排気通路３３に設けられ、燃焼室１４から排出された排気の圧力および温度を検出する。吸気流量センサ５５は、エアクリーナ２４の下流側に設けられ吸気通路２３に吸入された吸気の流量を検出する。
【００２１】
次に、上記構成を備えるエンジンシステム１の出力特性を図３に基づき説明する。
図３は、エンジン１０が中負荷および低負荷で運転する時の、コンプレッサホイール４３の過給圧力比、排気流速、および、エンジン１０の出力トルクと、可変絞り部４４のＶＮ開度との関係を示すグラフ図である。ここで、過給圧力比というのは、コンプレッサホイール４３の下流側の圧力と上流側の圧力との比を言う。また、実線はエンジン１０の中負荷運転時の出力特性を示し、破線はエンジン１０の低負荷運転時の出力特性を示す。
【００２２】
ここで、エンジン１０が中負荷で運転する状態について説明する。可変絞り部４４のＶＮ開度がＸ％以下の領域では、排気流速が増大することで、コンプレッサホイール４３の過給圧力比、および、エンジン１０の出力トルクは増大する。
【００２３】
可変絞り部４４のＶＮ開度がＸ％以上の領域では、排気流速が増大すると、コンプレッサホイール４３の過給圧力比は増大するが、エンジン１０の出力トルクは低下する。
これにより、可変絞り部４４のＶＮ開度を絞り過ぎる（例えば、可変絞り部４４のＶＮ開度をＸ％以上にする）と、エンジン１０の出力トルクは低下する傾向があることがわかる。
【００２４】
ここで、本実施形態の過給機４０の制御を図４および図５に基づいて説明する。図４は、ＥＣＵ５０による過給機４０の制御に関する処理フローチャートを示したものである。
Ｓ１０１では、目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇを設定する。目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇは、定常運転時におけるエンジン回転数Ｎｅおよび噴射量Ｑｆｉｎに基づいて設定される過給圧であり、予め実験などによって取得されてＥＣＵ５０のＲＯＭ内にマップとして格納されている。エンジン回転数Ｎｅは、エンジン回転数センサ５１により検出される。
【００２５】
Ｓ１０２では、実過給圧Ｐｉｍを算出する。実過給圧Ｐｉｍは、過給圧センサ５２により検出される。検出された実過給圧ＰｉｍはＥＣＵ５０のＲＡＭ内に記憶される。ここで、実過給圧Ｐｉｍの経時変化を表すために、検出周期において、前回検出した実過給圧をＰｉｍ（Ｎ−１）とし、今回検出した実過給圧をＰｉｍ（Ｎ）とする。
【００２６】
Ｓ１０３では、過給圧偏差Ｐｉｍｄｅｌを算出する。ここで、目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇから実過給圧Ｐｉｍを引くことで、過給圧偏差Ｐｉｍｄｅｌを算出する。
【００２７】
Ｓ１０４では、要求ＶＮ開度Ｖｎｒｅｑを算出する。ここで、過給圧偏差Ｐｉｍｄｅｌに基づいて、要求ＶＮ開度Ｖｎｒｅｑを算出する。要求ＶＮ開度Ｖｎｒｅｑは、エンジン１０の運転条件に基づく基準ＶＮ開度に対して、フィードバック制御を行うことで算出される。ここで、エンジン１０の運転条件は、過給圧偏差Ｐｉｍｄｅｌによって判定される。また、基礎ＶＮ開度は、予めエンジン回転数Ｎｅおよび噴射量Ｑｆｉｎに基づき決められ、ＥＣＵ５０のＲＯＭ内にＭＡＰとして記憶されている。
【００２８】
Ｓ１０５では、第１ガード値Ｖｍａｘ１および第２ガード値Ｖｍａｘ２を設定する。
第１ガード値Ｖｍａｘ１は、過給機４０のタービンホイール４２の過回転を防止するためのガード値である。本実施形態では、過給機４０のタービンホイール４２の過回転を招く排気流速を第１ガード値Ｖｍａｘ１に設定する（図６参照）。
【００２９】
第２ガード値Ｖｍａｘ２は、エンジン１０の出力トルクが許容トルクより低下するのを防止するためのガード値である。本実施形態では、エンジン１０の出力トルクが許容トルクより低下する状態を招く排気流速を第２ガード値Ｖｍａｘ２に設定する（図６参照）。また、エンジン１０の許容トルクはエンジン１０の運転条件によって変化する。よって、第２ガード値Ｖｍａｘ２は、エンジン回転数Ｎｅおよび噴射量Ｑｆｉｎにより予めＭＡＰ化されたＭＡＰに基づいて設定される（図７参照）。
【００３０】
Ｓ１０６では、可変絞り部４４の排気吸入口４１１の吸入排気流速Ｖｉｎを算出する。
吸入排気流速Ｖｉｎは、排気バルブ１６と可変絞り部４４との間の排気通路３３内を流れる排気の流速である。
【００３１】
下記式１に基づいて排気の密度Ｒｏｕを算出する。ここで、Ｐｅｘは、可変絞り部４４と排気バルブ１６との間の排気通路３３を流れる排気の圧力であり、圧力センサ５３により検出される。Ｔｅｘは、可変絞り部４４と排気バルブ１６との間の排気通路３３を流れる排気の温度であり、温度センサ５４により検出される。Ｒは気体定数である。
Ｒｏｕ＝Ｐｅｘ／（Ｒ×Ｔｅｘ）      ・・・式１
【００３２】
下記式２に基づいて排気の流量Ｇｅｘを算出する。ここで、Ｇａｉｒは、エンジン１０に供給される吸気の流量であり、吸気流量センサ５５により検出される。Ｇｆｕｅｌは、エンジン１０の燃焼室１４に噴射される燃料の流量であり、噴射量Ｑｆｉｎに基づいてＥＣＵ５０により算出される。
Ｇｅｘ＝Ｇａｉｒ＋Ｇｆｕｅｌ      ・・・式２
下記式３に基づいて排気の体積流量Ｇｖｏｌ＿ｅｘを算出する。
Ｇｖｏｌ＿ｅｘ＝Ｇｅｘ／Ｒｏｕ      ・・・式３
下記式４に基づいて吸入排気流速Ｖｉｎを算出する。ここで、Ａｉｎは、過給機４０の排気吸入口４１１の開口面積である。
Ｖｉｎ＝Ｇｖｏｌ＿ｅｘ／Ａｉｎ      ・・・式４
【００３３】
Ｓ１０７では、下記式５に基づいて、可変絞り部４４の下流側の可変絞り部下流側排気流速Ｖｏｕｔを算出する。ここで、可変絞り部下流側排気流速Ｖｏｕｔは、上述の排気流速に相当する。（以下、可変絞り部下流側排気流速Ｖｏｕｔを単に「排気流速Ｖｏｕｔ」という）。ここで、Ａｏｕｔは、可変絞り部４４の開閉具合によるタービンホイール４２の上流側近傍の排気通路３３の開口面積である。Ａｏｕｔは、予め可変絞り部４４の実ＶＮ開度Ｖｎａｃｔに基づいて決められ、ＥＣＵ５０のＲＯＭ内にＭＡＰとして記憶されている。
Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎ×（Ａｉｎ／Ａｏｕｔ）      ・・・式５
【００３４】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ５０は、Ｓ１０７で検出された排気流速Ｖｏｕｔと予め設定されている第１ガード値Ｖｍａｘ１とを比較する。排気流速Ｖｏｕｔが第１ガード値Ｖｍａｘ１より小さい場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、処理はＳ１０９へ移行する。一方、排気流速Ｖｏｕｔが第１ガード値Ｖｍａｘ１以上の場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、処理はＳ１１０へ移行する。
【００３５】
Ｓ１０９では、ＥＣＵ５０は、過給状態判定フラグＸｐｉｍを算出する。ここで、ＥＣＵ５０は、現在の実過給圧Ｐｉｍ（Ｎ）が所定時間継続して下記式６を満たすかを判断する。現在の実過給圧Ｐｉｍ（Ｎ）が式６を満たす場合、継続時間をＴとすると、ＥＣＵ５０は、Ｔが下記式７を満たすかを判断する。Ｐ０およびＴ０は予め設定されている定数である。現在の実過給圧Ｐｉｍ（Ｎ）および継続時間Ｔが式６および式７を満たす場合、Ｘｐｉｍ＝ＯＮと設定する。一方、現在の実過給圧Ｐｉｍ（Ｎ）およびＴのうちいずれの一方が式６または式７を満たさない場合、Ｘｐｉｍ＝ＯＦＦと設定する。
Ｐｉｍ（Ｎ）―Ｐｉｍ（Ｎ−１）＞Ｐ０      ・・・式６
Ｔ＞Ｔ０      ・・・式７
【００３６】
Ｓ１１１では、ＥＣＵ５０は、吸気がエンジン１０に過給され、過給圧が上昇中か否かを判定することでエンジン１０の運転状態を判定する。ＥＣＵ５０は、Ｓ１０９でＸｐｉｍ＝ＯＮと設定された場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、吸気がエンジン１０に過給され過給圧が上昇中であると判定することでエンジン１０が加速運転していると判定し、処理はＳ１１２へ移行する。一方、Ｓ１０９でＸｐｉｍ＝ＯＦＦと設定された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、処理はＳ１１５へ移行する。
【００３７】
Ｓ１１２では、ＥＣＵ５０は、Ｓ１０７で検出された排気流速Ｖｏｕｔと、予め設定されている第２ガード値Ｖｍａｘ２とを比較する。排気流速Ｖｏｕｔが第２ガード値Ｖｍａｘ２より小さい場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、処理はＳ１１３へ移行する。一方、排気流速Ｖｏｕｔが第２ガード値Ｖｍａｘ２以上の場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、処理はＳ１１４へ移行する。
【００３８】
Ｓ１１０、Ｓ１１３、Ｓ１１４、および、Ｓ１１５では、ＥＣＵ５０は、目標ＶＮ開度Ｖｎｔｒｇを算出する。ここで、目標ＶＮ開度Ｖｎｔｒｇの経時変化を表すために、前回の目標ＶＮ開度をＶｎｔｒｇ（Ｎ−１）とし、現在の目標ＶＮ開度をＶｎｔｒｇ（Ｎ）とする。
【００３９】
Ｓ１１０およびＳ１１４では、ＥＣＵ５０は、下記式８に基づいて目標ＶＮ開度Ｖｎｔｒｇを算出する。
Ｖｎｔｒｇ（Ｎ）＝Ｖｎｔｒｇ（Ｎ−１）      ・・・式８
排気流速Ｖｏｕｔが第１ガード値Ｖｍａｘ１以上である場合、または、エンジン１０の加速運転時の排気流速Ｖｏｕｔが第２ガード値Ｖｍａｘ２以上である場合、ＥＣＵ５０は、可変絞り部４４が閉じ過ぎであると判断し、前回の目標ＶＮ開度Ｖｎｔｒｇ（Ｎ−１）を現在の目標ＶＮ開度Ｖｎｔｒｇ（Ｎ）に設定する。
【００４０】
また、Ｓ１１３およびＳ１１５では、ＥＣＵ５０は、下記式９に基づいて目標ＶＮ開度Ｖｎｔｒｇを算出する。
Ｖｎｔｒｇ＝Ｖｎｒｅｑ      ・・・式９
エンジン１０が加速運転していない場合、または、エンジン１０の加速運転時の排気流速Ｖｏｕｔが第２ガード値Ｖｍａｘ２より小さい場合、ＥＣＵ５０は、Ｓ１０４で算出された要求ＶＮ開度Ｖｎｒｅｑを目標ＶＮ開度Ｖｎｔｒｇに設定する。
【００４１】
Ｓ１１６では、ＥＣＵ５０は、Ｓ１１０、Ｓ１１３、Ｓ１１４、および、Ｓ１１５で算出された目標ＶＮ開度Ｖｎｔｒｇに基づいてアクチュエータ制御値Ｄｖｎを算出する。本実施形態の場合、ＥＣＵ５０は、アクチュエータ制御値Ｄｖｎと目標ＶＮ開度Ｖｎｔｒｇとの関係を表すＭＡＰ（図８参照）に基づいて、アクチュエータ制御値Ｄｖｎを算出する。
【００４２】
次に、本実施形態の上記制御による効果を図９に基づいて説明する。
図９は、エンジン１０の過給時にＶＮ開度を制御する時の、エンジン１０の出力トルク、排気流速、目標ＶＮ開度、過給圧、エンジン回転数、および、燃料の噴射量の変化を示すタイムチャートである。また、説明の便宜のために、第２ガード値による制御を行った場合の変化を実線で示し、第２ガード値による制御を行わない場合の変化を破線で示す。
【００４３】
図９に示すように、時刻Ｔ１でアクセルが踏み込まれることによって加速が開始する。このとき、可変絞り部４４のＶＮ開度は、一旦全開（０％）となり、フィードバック制御により閉じ側に制御される。ＶＮ開度が閉じ側に制御されることによって、タービンホイール４２へ流れる排気流速が増大し、タービンホイール４２の回転速度が増大する。このため、コンプレッサホイール４３の回転速度が増大し、エンジン１０への過給圧が増大する。よって、エンジン１０の出力トルクが増大し、エンジン１０の回転数が増大する。しかしながら、ＶＮ開度を閉じ側に制御し過ぎると、排気流速が第２ガード値を超える。
【００４４】
図９の破線で示すように、時刻Ｔ２で、ＶＮ開度を閉じ側に制御し過ぎると、排気流速は第２ガード値を超え、エンジン１０の出力トルクは低下する。このため、排気流速が第２ガード値を超える場合、エンジン回転数の上昇速度が低下する。
【００４５】
一方、本実施形態では、排気流速が第２ガード値を超えないよう、ＶＮ開度の制御を行う。このため、図９の実線で示すように、排気流速は第２ガード値より小さい値を維持する。すると、エンジン回転数は継続して上昇し、エンジン１０の出力トルクは低下せず継続して上昇していくことになる。このように、本実施形態では、ＶＮ開度の制御を行うことで、ポンピングロスによるトルク低下を抑制することができる。
【００４６】
（他の実施形態）
上記実施形態では、過給システムはディーゼルエンジンシステムに適用されている。これに対し、他の実施形態では、過給システムをガソリンエンジンシステムに適用する構成としてもよい。
【００４７】
上記実施形態では、空気圧または油圧駆動のアクチュエータが設けられている。これに対し、他の実施形態では、ステッピングモータまたはＤＣモータのような電動アクチュエータを設ける構成としてもよい。
【００４８】
上記実施形態では、第１ガード値および第２ガード値は排気流速に設定されている。これに対し、他の実施形態では、ＶＮ開度等の排気流速に対応付けられている値を第１ガード値および第２ガード値として、ＶＮ開度等を設定してもよい。
【００４９】
上記実施形態では、第１ガード値はタービンホイールの過回転を招く排気流速に設定されている。これに対し、他の実施形態では、タービンホイールの過回転を招く排気流速より小さい排気流速を第１ガード値に設定してもよい。
【００５０】
上記実施形態では、第２ガード値はエンジンの出力トルクが許容トルクより低下することを招く排気流速に設定されている。これに対し、他の実施形態では、エンジンの出力トルクが許容トルクより低下することを招く排気流速より小さい排気流速を第２ガード値に設定してもよい。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１        ・・・エンジンシステム
２        ・・・エンジンの過給システム（内燃機関の過給システム）
１０      ・・・エンジン（内燃機関）
２３      ・・・吸気通路
３３      ・・・排気通路
４２      ・・・タービンホイール
４３      ・・・コンプレッサホイール
４４      ・・・可変絞り部
４６      ・・・アクチュエータ（駆動部）
５０      ・・・ＥＣＵ（制御部、流速算出手段、第１ガード値設定手段、第２ガード値設定手段、および、過給状態判定手段）
４１１    ・・・排気吸入口（タービンホイールの入口）
Ｖｍａｘ１・・・第１ガード値
Ｖｍａｘ２・・・第２ガード値
【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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