JP2004100697A - 圧縮機を備えた内燃機関の運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】　圧縮機サージングの発生を阻止するために、内燃機関の運転中にサージ発生限界を更新する、圧縮機、特にターボチャージャを備えた内燃機関の運転方法を提供する。
【解決手段】　圧縮機（５）のサージングを阻止するために、圧縮機（５）前後の圧力比が、圧縮機（５）内の質量流量の関数としてサージ発生限界により制限される、圧縮機（５）を備えた内燃機関（１）の運転方法において、内燃機関（１）の少なくとも１つの運転状態において、圧縮機（５）のサージングが発生しているかどうかが検査され、この検査結果の関数として前記サージ発生限界が補正される。
【選択図】　図２

Description

　本発明は、圧縮機、特にターボチャージャを備えた内燃機関の運転方法に関するものである。

　圧縮機のサージングを阻止するために、圧縮機前後の圧力比が、圧縮機内の質量流量の関数としてサージ発生限界により制限される、圧縮機、特にターボチャージャを備えた内燃機関の運転方法が既知である。圧力比がサージ発生限界を超えた場合、その結果として、内燃機関に供給されるフレッシュ・エア質量の激しい振動が発生することになる。これは脈流騒音により感知され、この脈流騒音は、いわゆるチャージャ・サージングないし圧縮機サージングが原因である。サージ発生限界は、圧縮機特性曲線群がそれ以降もはや定義されていない圧縮機特性曲線群の限界を示す。この場合、圧縮機特性曲線群は、圧縮機前後の許容圧力比を、圧縮機内の質量流量の関数として決定する。図３に、例として、圧力比が補正圧縮機質量流量［ｌｂｓ／分］に対して目盛られている圧縮機特性曲線群が示されている。この場合、図３の圧縮機特性曲線群には、例として、内燃機関の一定エンジン回転速度ｎｍｏｔを有する等値線、並びにターボチャージャの圧縮機の一定回転速度ｎｖを有する等値線が示されている。ここでは、エンジン回転速度ｎｍｏｔに関しては、１０００、１５００および２０００ｒｐｍに対する等値線が、また圧縮機回転速度ｎｖに対しては、８５０００、１０５０００、１１５０００、１２５０００、１４５０００および１６５０００ｒｐｍを有する等値線が記入されている。図３の圧縮機特性曲線群内にサージ発生限界が鎖線で記入されている。サージ発生限界は、エンジン回転速度ｎｍｏｔ＝１０００ｒｐｍに対する等値線と交差している。例えば圧縮機回転速度がｎｖ＝１４５０００ｒｐｍの値を有し、且つエンジン回転速度がｎｍｏｔ＝１５００ｒｐｍの値を有しているとき、圧力比はサージ発生限界以下に存在し、即ち許容範囲内にある。したがって、圧縮機サージングは発生しない。ここで内燃機関が車両を駆動し且つドライバがギアを１段高く投入して、エンジン回転速度ｎｍｏｔが１０００ｒｐｍに低下したとき、これは、圧縮機回転速度がｎｖ＝１４５０００ｒｐｍで一定の場合、圧力比はサージ発生限界を超えてｎｍｏｔ＝１０００ｒｐｍに対する等値線に変化することを意味する。これにより、圧縮機前後の圧力比はもはや許容範囲内にないので、圧縮機サージングが発生するであろう。したがって、この場合には、圧力比が再び許容範囲内に入るまで、即ちサージ発生限界以下になるまで、圧力比は等値線ｎｍｏｔ＝１０００ｒｐｍ上で低下されなければならない。このためには、それに対応して、圧縮機回転速度ｎｖを、約１１５０００ｒｐｍまたはそれ以下の値まで低下させればよい。

　圧力比は、流れ方向において圧縮機後方の圧力の、流れ方向において圧縮機手前の圧力に対する比として定義されている。横座標に目盛られている圧縮機質量流量は、流れ方向において圧縮機手前の圧縮機質量流量の圧力および温度の関数として補正されている。流れ方向において圧縮機後方の圧力はチャージ圧力とも呼ばれ、且つ流れ方向において圧縮機手前の圧力は吸気圧力とも呼ばれる。圧縮機サージングを発生させる２つの可能性が存在する。チャージ圧力は同じままであっても、例えば高い標高において周囲圧力がより低くなった場合、吸気圧力がほぼ周囲圧力に対応すると仮定したとき、明らかに上昇された圧縮機圧力比が得られる。このようにして、圧縮機前後の圧力比がサージ発生限界を超えて上昇することがあるので、圧縮機サージングが発生される。この圧縮機サージングは静的圧縮機サージングとも呼ばれる。静的圧縮機サージングは、内燃機関のあらゆる運転範囲にわたり、低い周囲圧力においても圧力比がサージ発生限界から安全余裕を有するように、チャージ圧力に対する目標値を選択することによって阻止することができる。この場合、安全余裕の大きさの決定に対して、サンプルのばらつきおよび経時変化が考慮されなければならない。このようにして、圧縮機の作業範囲は、圧縮機特性曲線群内に制限される。

　エンジン回転速度ｎｍｏｔが急激に低下した場合、より低いエンジン回転速度ｎｍｏｔとより高い圧縮機回転速度ｎｖとの組み合わせが発生し、この組み合わせが同様にサージ発生限界を超えた圧力比を発生させ、したがって圧縮機サージングを発生させることがあり、これは動的圧縮機サージングとも呼ばれる。

　本発明の課題は、圧縮機サージングの発生を阻止するために、内燃機関の運転中にサージ発生限界を更新する、圧縮機、特にターボチャージャを備えた内燃機関の運転方法を提供することである。

　本発明によれば、圧縮機のサージングを阻止するために、圧縮機前後の圧力比が、圧縮機内の質量流量の関数としてサージ発生限界により制限される、圧縮機、特にターボチャージャを備えた内燃機関の運転方法において、内燃機関の少なくとも１つの運転状態で、圧縮機のサージングが発生しているかどうかが検査され、この検査結果の関数としてサージ発生限界が補正される。

　本発明による圧縮機を備えた内燃機関の運転方法は、従来技術に比較して、内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、圧縮機のサージングが発生しているかどうかが検査され、検査結果の関数としてサージ発生限界が補正されるという利点を有していることから、内燃機関の運転中にサージ発生限界を更新することができる。このとき、サンプルのばらつきおよび圧縮機の経時変化影響を考慮した、チャージ圧力目標値を制限するための安全余裕はもはや必要ではない。したがって、内燃機関の運転中にサージ発生限界を常に更新すること、またはサージ発生限界を求めることにより、圧縮機を、圧縮機特性曲線群の全許容範囲内で使用することができる。これにより、サージ発生限界の更新によりサンプルのばらつきおよび圧縮機の経時変化影響が考慮されるので、チャージ圧力目標値は、安全余裕なしにサージ発生限界にできるだけ接近された圧縮機前後の圧力比が可能となるように選択することができる。したがって、サージ発生限界を超えることなく、また圧縮機サージングに基づく妨害騒音または材料にかかる高い応力が発生することなく、圧縮機特性曲線群のかなり広い範囲内で圧縮機を使用することができる。

　本発明による圧縮機を備えた内燃機関の運転方法は、さらに有利な拡張および改善が可能である。
　サージングの発生が、内燃機関に供給される、所定の周波数で振動するフレッシュ・エア質量の振幅の関数として検出されるとき、それは特に有利である。このようにして、圧縮機サージングの発生を検出する特に確実な方法が得られる。

　他の利点は、振動するフレッシュ・エア質量の振幅が、測定されたフレッシュ・エア質量の走査信号列の離散フーリエ変換により決定されることにある。これは、簡単且つ迅速な振幅の決定方法を示す。

　他の利点は、振幅の第１の範囲においてサージングの第１の状態が検出され、且つ振幅の第２の範囲においてサージングの第２の状態が検出され、この場合、第２の範囲の振幅が第１の範囲内の振幅より大きいことにある。このようにして、異なる強さを有する２つの圧縮機サージング状態を区別することができる。ここで、振幅範囲が適切に選択された場合、第１のサージング状態は圧縮機サージングが全く聞こえないかまたはほとんど聞こえないことにより区別することができる。これに対して、第２のサージング状態においては、圧縮機サージングがより大きく聞こえている。圧縮機サージングが既に第１のサージング状態で検出された場合、第２のサージング状態に到達する前に防止措置をとることができる。このようにして、圧縮機サージングによる障害が顕著に現われる前に、圧縮機サージングの検出および対応する防止措置の導入が可能となる。

　他の利点は、第１の範囲の振幅が検出されたとき、サージ発生限界が、所定の時間の間、第１の所定の値だけ低下されることにある。このようにして、第２の圧縮機サージング状態への到達を効果的に阻止することができる。

　他の利点は、サージ発生限界の補正において、それまでのサージ発生限界が第２の所定の値だけ低下されることにより、新たなサージ発生限界が形成されることにある。このようにして、サージ発生限界を特に容易に更新し且つ圧縮機サージングが予期されない範囲内に設定することができる。

　他の利点は、新たな走行サイクルにおいて、圧縮機のサージング検査とは独立にサージ発生限界が補正され、この場合、それまでのサージ発生限界が第３の所定の値だけ上昇されることにより、新たなサージ発生限界が形成されることにある。このようにして、制限をできるだけ小さく保持するために、圧縮機特性曲線群内において圧縮機の作業範囲がさらに拡張されることもまた達成される。

　ここで、第２の所定の値が第３の所定の値より大きく選択されたとき、それは有利である。このようにして、圧縮機サージングが検出されたとき、十分な安全余裕を形成するために、圧縮機特性曲線群内において圧縮機の作業範囲の比較的大きな制限を形成することができ、このとき、この安全余裕は、実際のサージ発生限界を検出し且つ求めるために、第３の所定の値により連続的に低減させることができる。

　他の利点は、形成された新たなサージ発生限界が所定のサージ発生限界線図を超えていないときにのみ、サージ発生限界の補正が行われることにある。このようにして、サージ発生限界を任意には上昇させることができないこと、特に、圧縮機メーカーにより設定された、最初のサージ発生限界の線図形状以上には上昇させることができないことが保証される。したがって、不必要に圧縮機サージングを発生せず且つ不必要に新たな学習過程が行われないことが保証される。

　他の利点は、サージ発生限界の補正が、圧縮機内の質量流量の関数としてセクションごとに行われることにある。このようにして、サージ発生限界をより正確に更新することができ、この場合、セクションの大きさを小さくすればするほど精度は上昇する。

　図１において、例えば自動車の内燃機関１が示されている。この場合、フレッシュ・エアが、空気系２０を介して吸い込まれ且つ少なくとも１つのシリンダを含むエンジン１５に供給される。ここで、フレッシュ・エアの流れ方向が矢印により示されている。エンジン１５内の燃焼により発生した排気ガスは排気系２５に供給される。空気系２０内に圧縮機５が配置され、圧縮機５は、例えば排気ガス・ターボチャージャの圧縮機、または電動圧縮機、またはエンジン１５のクランク軸により駆動される圧縮機であってもよい。図１において、流れ方向での圧縮機５手前の空気系２０内の圧力がｐ１で示されている。また図１において、流れ方向での圧縮機５後方の空気系２０内の圧力がｐ２で示されている。したがって、圧縮機５前後の圧力比はｐ２／ｐ１である。即ち、ｐ２はチャージ圧力であり、ｐ１は吸気圧力である。流れ方向において圧縮機５後方の空気系２０内に、空気質量流量測定装置１０が配置され、空気質量流量測定装置１０は、例えばホット・フィルム空気質量流量計として形成されていてもよい。ホット・フィルム空気質量流量計は、空気系２０内のフレッシュ・エア質量ないしフレッシュ・エア質量流量を測定し、したがって圧縮機５内の質量流量を測定する。

　さらに、流れ方向において圧縮機５手前の空気系２０内に第１の圧力センサ３５が設けられ、第１の圧力センサ３５は吸気圧力ｐ１を測定する。さらにこの例においては、流れ方向において圧縮機５後方の空気系２０内に第２の圧力センサ４０が設けられ、第２の圧力センサ４０はチャージ圧力ｐ２を測定する。さらにエンジン制御装置３０が設けられ、エンジン制御装置３０は、空気質量流量測定装置（ホット・フィルム空気質量流量計）１０、第１の圧力センサ３５および第２の圧力センサ４０と結合され、したがって、測定フレッシュ・エア質量、測定吸気圧力ｐ１および測定チャージ圧力ｐ２を受け取る。さらに、希望の圧縮機回転速度ｎｖを設定するために、エンジン制御装置３０は圧縮機を操作する。この場合、この操作は当業者に既知のように行われる。

　図１においては、本発明を理解するために必要な内燃機関１の構成要素のみが示されている。
　圧縮機サージングが発生したとき、空気系２０内のフレッシュ・エア質量は、空気系２０に対する特性周波数ｆ_Ｄで振動する。この場合、特性周波数ｆ_Ｄは、圧縮機サージングが意図的に発生される内燃機関１のテスト運転において決定することができる。このとき、特性周波数ｆ_Ｄは、設定周波数としてエンジン制御装置３０またはエンジン制御装置３０に付属のメモリに記憶される。

　静的圧縮機サージングにおいては２つの状態が存在する。第１の圧縮機サージング状態はフレッシュ・エア質量がより小さい振幅で振動することを特徴とするので、圧縮機サージングは全く聞こえないかまたは僅かに聞こえるにすぎない。第２の圧縮機サージング状態においては、空気質量流量はより大きい振幅で振動するので、圧縮機サージングはより強く聞こえる。即ち、両方の状態は、振動するフレッシュ・エア質量の振幅の大きさで区別される。第１の圧縮機サージング状態を介して、圧縮機５のサージ発生限界が求められ、ないし更新されるべきである。

　離散フーリエ変換（ＤＦＴ）により、特性周波数ｆ_Ｄで振動するフレッシュ・エア質量の振幅が決定され且つこの結果として両方の状態が区別される。
　信号列ｕ（ｎ）は、ホット・フィルム空気質量流量計１０により測定されたフレッシュ・エア質量を示す。この場合、信号列ｕ（ｎ）は、エンジン制御装置３０において走査周波数ｆ_Ｓで走査される。ここで、走査周波数ｆ_Ｓは、フレッシュ・エア質量の測定周波数とも呼ばれる。この場合、特性周波数ｆ_Ｄを有する信号部分の振幅が求められる。ここで、ｆ_Ｄは、上記のように、サージ発生限界を超えたときにフレッシュ・エア質量が振動する特性周波数である。

　この場合、次式のように、特性周波数ｆ_Ｄにおける信号列ｕ（ｎ）の振幅の二乗が得られる。
Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ^２＝ａ^２＋ｂ^２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
ここで、ａおよびｂはそれぞれ、以下で与えられる。

および

ここで、ｋは、以下で与えられる
ｋ＝ｆ_Ｓ／ｆ_Ｄ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４）
　第１の圧縮機サージング状態は、特性周波数ｆ_Ｄを有する信号部分の振幅が最小値Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ_ｍｉｎより大きく且つ最大値Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ_ｍａｘより小さいときに達成され、即ち、次の不等式が成立する。

　第２の圧縮機サージング状態は、特性周波数ｆ_Ｄを有する信号部分の振幅が最大値Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ_ｍａｘより大きいときに達成されるので、次式が成立する。

ここで、不等式（５）により第１の振幅範囲が定義され、不等式（６）により第２の振幅範囲が定義され、この場合、第１の振幅範囲は第１の圧縮機サージング状態に割り当てられ、第２の振幅範囲は第２の圧縮機サージング状態に割り当てられている。この場合、最大値Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ_ｍａｘは、第１の範囲内の振幅は全く聞こえないかまたは僅かに聞こえるように選択され、一方、第２の範囲内の振幅はより強く聞こえるように選択されている。

　圧縮機５に固有のサージ発生限界はメーカーにより設定され、且つエンジン制御装置３０内ないしエンジン制御装置３０に付属のメモリ内に、圧力比ｐ２／ｐ１の、圧縮機５内の質量流量でもあるフレッシュ・エア質量流量に対する所定の線図として記憶される。圧縮機５内のこの質量流量は、流れ方向において圧縮機５手前の吸気圧力ｐ１および温度により当業者に既知のように補正されてもよい。この所定の圧力比線図ないしサージ発生限界線図から、圧縮機５内の質量流量を介して、チャージ圧力ｐ２に対する最大許容静的目標値が決定される。この場合、内燃機関１の運転において、例えば標高の関数として発生することがある最小可能吸気圧力ｐ１が出発点となり、この場合、吸気圧力ｐ１は、ほぼ周囲圧力に対応していてもよい。この場合、サージ発生限界を求めることがセクションごとに行われてもよい。このために、サージ発生限界は、フレッシュ・エア質量流量に関して、個々に求めることが可能な複数のセクションに分割される。所定のサージ発生限界線図が図３の圧縮機特性曲線群内に上記のように鎖線で記入されている。上記のＤＦＴアルゴリズムを介して、第１の範囲内の特性周波数ｆ_Ｄを有する信号部分の振幅、したがって第１の圧縮機サージング状態が検出された場合、学習アルゴリズムが適用される。この場合、サージ発生限界は、短時間の間、即ち、所定の時間の間、第１の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_１だけ低下され、これにより第２の圧縮機サージング状態の発生を阻止することができる。

　所定の時間が経過した後に、サージ発生限界は再び上昇される。この場合、この所定の時間は、圧縮機５の操作によるチャージ圧力ｐ２を制御するための時定数に基づき、および圧縮機５の慣性に基づいて、第２の範囲内の特性周波数ｆ_Ｄを有する信号部分の振幅の上昇、したがってより激しく聞こえるサージ発生限界を回避することができるような、少なくともその程度の大きさに選択されている。この場合、チャージ圧力ｐ２の制御は当業者に既知のように行われる。この所定の時間は、例えば内燃機関１のテスト運転により決定されても、また第２の範囲内の特性周波数ｆ_Ｄを有する信号部分の振幅の上昇が十分に回避されるように適用されてもよい。第１の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_１は、同様に内燃機関１のテスト運転において、第２の圧縮機サージング状態を阻止するために、所定の時間の間、実際圧力比の、サージ発生限界からの十分な安全余裕が達成されるように適用されてもよい。第１の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_１および所定の時間は、同様にエンジン制御装置３０内またはエンジン制御装置３０に付属のメモリ内に記憶されていてもよい。

　サージ発生限界が所定の時間の間第１の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_１だけ実際に低減されている間に、エンジン制御装置３０内ないしエンジン制御装置３０に付属のメモリ内に記憶されている、それまでに求められた、ないし最初にメーカーにより設定された、圧縮機５内の質量流量に対するサージ発生限界が、第２の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_２だけ低減されることにより、新たなサージ発生限界が求められる。次に、所定の時間が経過した後に、第１の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_１だけ実際に低減されたサージ発生限界が、新たに求められたサージ発生限界に上昇される。新たに求められたサージ発生限界は、エンジン制御装置３０内ないしエンジン制御装置３０に付属のメモリ内に記憶され、且つそれまでに求められたサージ発生限界ないし最初にメーカーにより設定されたサージ発生限界曲線を置き換える。この場合、第２の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_２は、同様に内燃機関１のテスト運転において、新たに求められたサージ発生限界が、第１の圧縮機サージング状態に対してはもとより、第２の圧縮機サージング状態に対しても十分な安全余裕を保証するように適用されてもよく、これにより、新たに求められたサージ発生限界の使用においては、圧縮機サージングを懸念する必要はない。エンジン制御装置３０内ないしそれに付属のメモリ内に、それぞれ新たに求められたサージ発生限界、または最初にメーカーにより設定されたサージ発生限界を新たに求められたサージ発生限界に低減させる、それぞれ新たに求められた補正値が記憶される。上記の学習過程は、フレッシュ・エア質量流量に対するサージ発生限界の全線図に対して行われても、または上記のようにセクションごとに行われてもよく、この場合、サージ発生限界はフレッシュ・エア質量流量の異なるセクションに対して別々に求められてもよい。この場合、第１の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_１および／または第２の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_２はフレッシュ・エア質量流量の全てのセクションに対して等しく選択され且つ例えば内燃機関１のテスト運転において典型的なセクションに対して適用されてもよい。代替態様として、第１の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_１および／または第２の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_２は、フレッシュ・エア質量流量の異なるセクションに対して異なるように適用され且つ設定されてもよい。所定の時間が経過した後に、新たに求められたサージ発生限界がフレッシュ・エア質量流量の全範囲に対して実際に使用されても、またはサージ発生限界が新たに求められ且つ実際のフレッシュ・エア質量流量が存在するセクションのみに使用されてもよい。ここで、上記のように、フレッシュ・エア質量流量は、圧縮機５内の質量流量に対応し、且つ圧縮機質量流量とも呼ばれ、また上記のように、流れ方向において圧縮機５手前の吸気圧力ｐ１および／または温度の関数として補正されていてもよい。新たに求められたサージ発生限界ないし新たに求められた補正値の記憶は、上記のように、エンジン制御装置３０内ないしエンジン制御装置３０に付属のメモリ内に、例えば不揮発性として行われるので、対応のデータはエンジンが停止している間も記憶されたままである。場合により、セクションごとに決定された、新たに求められたサージ発生限界、ないし記憶されている、最初にメーカーにより設定されたサージ発生限界線図を補正するための、新たに求められた１つまたは複数の補正値に対して記憶されている値は、エンジン制御装置３０の初期化において読み込まれる。エンジン制御装置３０の初期化において、このように読み込まれた、新たに求められたサージ発生限界ないし新たに求められた１つまたは複数の補正値が第３の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_３だけ加算補正される。これにより、サージ発生限界が、徐々に再び、最初にメーカーにより設定された線図に接近することが達成される。この場合、第３の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_３は第２の所定の値より小さく選択されるので、一方で前に行われたサージ発生限界の低減の完全な補償が阻止され、他方でサージ発生限界の微調節を行うことができる。この場合、サージ発生限界は、第３の適用可能な値Δ（ｐ２／ｐ１）_３が小さければ小さいほどそれだけより正確に設定可能である。他方で、このような微調節に対しては、第３の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_３が小さく選択されればされるほどそれだけ時間を要することになる。第３の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_３もまた、サージ発生限界のフレッシュ・エア質量流量に対する全線図に対して同じに選択されても、またはセクションごとに異なるように選択されてもよい。第３の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_３もまたエンジン制御３０装置内またはエンジン制御装置３０に付属のメモリ内に記憶されている。

　エンジン制御装置３０は、それによって最初にメーカーにより設定されたサージ発生限界線図が超えられないときにのみ、第３の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_３による加算補正を行うように設計されていてもよい。

　エンジン制御装置３０の初期化は、新たなエンジン始動ごとに、したがって新たな走行サイクルごとに１回行われてもよい。ここで、以下に、本発明による方法のフローを図２の流れ図により詳細に説明する。この場合、上記のフローにおいては、サージ発生限界の完全な線図を求めるためだけでなく、サージ発生限界をセクションごとに求めるために使用されてもよく、この場合、後者のケースにおいては、フレッシュ・エア質量流量の個々のセクションに対してそれぞれ、このフローが実行されなければならない。プログラムは、例えばエンジン１５の始動ごとにスタートされてもよい。プログラム・ランを、サージ発生限界に対する補正値を求める例で説明する。エンジン１５の始動と同時に、エンジン制御装置３０もまた初期化される。この場合、上記のように、それまでに求められた補正値がそのメモリから読み取られる。この場合、サージ発生限界は、最初にメーカーにより設定されたサージ発生限界線図である。したがって、補正値を求める過程がまだ行われていないので、読み込まれた、それまでに求められた補正値は、エンジンの始動時においては０に等しい。プログラム・ステップ１００において、エンジン制御装置３０は、それまでに求められた補正値が第３の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_３より小さいかどうかを検査する。これが肯定（ｙ）の場合、プログラムはステップ１１０に分岐され、否定（ｎ）の場合、ステップ１０５に分岐される。

　ステップ１０５において、それまでに求められた補正値から第３の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_３が差し引かれることにより、新たに求められた補正値が形成される。新たに求められた補正値を用いて、次に、メモリは、それまでに求められた補正値に対して上書きされる。それに続いて、エンジン制御装置３０が、最初にメーカーにより設定されたサージ発生限界から、ステップ１０５において新たに求められた補正値を差し引くことにより、エンジン制御装置３０は新たなサージ発生限界を設定する。それに続いてプログラムはステップ１１０に移行される。ステップ１１０において、エンジン制御装置３０は、上記のように、離散フーリエ変換により、特性周波数ｆ_Ｄを有する、ホット・フィルム空気質量流量計により測定されたフレッシュ・エア質量の信号部分の振幅を計算する。それに続いてプログラムはステップ１１５に移行される。

　ステップ１１５において、エンジン制御装置３０は、振幅が第１の範囲内にあるかどうかを検査する。これが肯定（ｙ）の場合、プログラムはステップ１２０に分岐され、否定（ｎ）の場合、ステップ１３５に分岐される。

　ステップ１３５において、エンジン制御装置３０は、現在の走行サイクルが終了したかどうか、即ちエンジン１５が停止されたかどうかを検査する。これが肯定（ｙ）の場合、プログラムは終了され、否定（ｎ）の場合、プログラムはステップ１１０に戻される。

　ステップ１２０において、エンジン制御装置３０は、現在のサージ発生限界を第１の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_１だけ低減し且つタイマをスタートさせる。それに続いてプログラムはステップ１２５に移行される。ステップ１２５において、エンジン制御装置３０は、場合によりプログラム点１０５において更新された、それまでに求められた補正値に対するメモリを読み取り、且つこの値に第２の所定の値Δ（ｐ２／ｐ１）_２を加算する。このようにして、新たな補正値が求められ且つそれまでに求められた補正値に対するメモリ内に記憶される。したがって、新たなプログラム・ランに対しては、更新された補正値が使用される。それに続いてプログラムはステップ１３０に移行される。

　ステップ１３０において、エンジン制御装置３０が、最初にメーカーにより設定されたサージ発生限界から、ステップ１２５において新たに求められた補正値を差し引くことにより、エンジン制御装置３０は新たなサージ発生限界を設定する。この場合、エンジン制御装置３０による新たなサージ発生限界の設定は、ステップ１２０においてスタートされたタイマが所定の時間に到達したときに行われる。それに続いてプログラムは終了される。

　所定の値の大きさの関係に対する有効な選択は、
Δ（ｐ２／ｐ１）_１＞Δ（ｐ２／ｐ１）_２＞Δ（ｐ２／ｐ１）_３
のように行われてもよい。

　サージ発生限界は、上記のように、エンジン１５が作動している、内燃機関１の運転状態ごとに求められてもよい。エンジン１５が作動しているかまたは停止しているかの検出は、例えば図１には示されていない回転速度センサにより決定されてもよく、回転速度センサは、エンジン１５の回転速度を測定し且つエンジン制御装置３０にその値を伝送する。このようにして、エンジン制御装置３０は、エンジン１５が始動されて上記のように図２のプログラムをスタートさせたかどうか、ないしエンジン１５が停止され且つ走行サイクルが終了されてステップ１３５の問い合わせの後に図２のプログラムを離れたかどうかを特定することができる。

内燃機関の概略ブロック回路図である。 本発明による方法を説明するための流れ図である。 １つの圧縮機特性曲線群である。

符号の説明

１　　内燃機関
５　　圧縮機
１０　空気質量流量測定装置（ホット・フィルム空気質量流量計）
１５　エンジン
２０　空気系
２５　排気系
３０　エンジン制御装置
３５　圧力センサ（吸気圧力センサ）
４０　圧力センサ（チャージ圧力センサ）
ｐ１　吸気圧力
ｐ２　チャージ圧力
ｕ（ｎ）　信号列（フレッシュ・エア質量）

Claims (10)

1. 　圧縮機（５）のサージングを阻止するために、圧縮機（５）前後の圧力比が、圧縮機（５）内の質量流量の関数としてサージ発生限界により制限される、圧縮機（５）を備えた内燃機関（１）の運転方法において、
   　内燃機関（１）の少なくとも１つの運転状態において、圧縮機（５）のサージングが発生しているかどうかが検査されること、および
   　前記サージ発生限界が検査結果の関数として補正されること、
   を特徴とする内燃機関の運転方法。
2. 　前記サージングの発生が、内燃機関（１）に供給される、所定の周波数で振動するフレッシュ・エア質量の振幅の関数として検出されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
3. 　振動するフレッシュ・エア質量の前記振幅が、測定されたフレッシュ・エア質量の走査信号列の離散フーリエ変換により決定されることを特徴とする請求項２に記載の運転方法。
4. 　前記振幅の第１の範囲において前記サージングの第１の状態が検出され、且つ前記振幅の第２の範囲において前記サージングの第２の状態が検出され、前記第２の範囲の振幅が前記第１の範囲の振幅より大きいことを特徴とする請求項２または３に記載の運転方法。
5. 　前記第１の範囲の振幅が検出されたとき、前記サージ発生限界が、所定の時間の間に第１の所定の値だけ低下されることを特徴とする請求項４に記載の運転方法。
6. 　前記サージ発生限界の補正において、それまでのサージ発生限界が第２の所定の値だけ低下されることにより、新たなサージ発生限界が形成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の運転方法。
7. 　新たな走行サイクルにおいて、圧縮機（５）のサージング検査とは独立に前記サージ発生限界が補正され、それまでのサージ発生限界が第３の所定の値だけ上昇されることにより、新たなサージ発生限界が形成されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の運転方法。
8. 　前記第２の所定の値が前記第３の所定の値より大きく選択されることを特徴とする請求項７に記載の運転方法。
9. 　形成された新たなサージ発生限界が前記サージ発生限界の所定の線図を超えていないときにのみ、前記サージ発生限界の補正が行われることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の運転方法。
10. 　前記サージ発生限界の補正が、圧縮機（５）内の質量流量の関数としてセクションごとに行われることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の運転方法。

Images