JP2007291960A - 遠心式圧縮機を備える内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、遠心式圧縮機を備える内燃機関の制御装置に関し、発生初期の小さなサージを早期かつ確実に検出することを目的とする。
【解決手段】遠心式圧縮機（コンプレッサ）の通過空気量の２階微分値を算出する（ステップ１０８）。次いで、算出された２階微分値が所定値以上であると判定された場合に（ステップ１１０）、そのように判定された回数（カウンタ値）が一定値以上である場合に（ステップ１１６）、遠心式圧縮機にサージが発生したと判定する（ステップ１１８）。
【選択図】図４

Description

この発明は、遠心式圧縮機を備える内燃機関の制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、排気エネルギにより遠心式圧縮機を駆動するターボ型過給機を備える内燃機関の排気浄化装置が開示されている。この従来の装置では、吸入空気量の変化に基づいて、遠心式圧縮機のサージを検出するようにしている。

特開２００５−２４０６８３号公報 特開２００５−２０１０９２号公報 特開平４−１６４１３５号公報

例えば、電動機などによって駆動される遠心式圧縮機を備える高過給高出力の内燃機関では、加速時にサージが発生することがある。このような内燃機関において、サージの検出が遅れると、発生したサージが大きくなり、その結果、内燃機関の加速力の減衰が大きくなってしまう。

このため、大きなサージの発生を回避するためには、遠心式圧縮機のサージを早期に検出することが要求される。しかしながら、上記従来の手法は、吸入空気量の変化、すなわち、吸入空気量の差（１階微分値）に基づいて、サージを検出するものである。このような従来の手法では、内燃機関の加速時に生ずる吸入空気量の急増をサージと誤検出しないようにするためには、通常の加速時に生ずる吸入空気量の変化よりも大きな変化があったときでなければ、サージの検出を行うことができない。つまり、発生初期の小さなサージを検出することができず、サージ検出が遅れるという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、発生初期の小さなサージを早期かつ確実に検出することのできる遠心式圧縮機を備える内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、吸気通路に遠心式圧縮機を備える内燃機関の制御装置であって、
前記遠心式圧縮機の通過空気量、入口空気圧力、および入口空気温度の少なくとも１つの２階微分値を算出する微分値算出手段と、
前記微分値算出手段によって算出された２階微分値が所定値以上であるか否かを判定する微分値判定手段と、
当該２階微分値が所定値以上となった場合に、前記遠心式圧縮機にサージが発生したと判定するサージ判定手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記サージ判定手段は、吸入空気量を調整するスロットルバルブの開度が急激に変化した場合、当該スロットルバルブの開度が所定値以下の場合、吸入空気の過給圧が所定値以下の場合、前記遠心式圧縮機の通過空気量が所定値以上の場合、および、エンジン回転数が所定値以上であった場合のうちの少なくとも１つの条件が成立するときは、前記のサージ判定を禁止することを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記サージ判定手段は、
前記微分値判定手段によって前記２階微分値が前記所定値以上であると判定される際の判定回数を記憶する記憶手段を備え、
前記微分値算出手段によって算出された前記２階微分値がより大きいときほど、より少ない前記判定回数に達した時点で、サージが発生したと判定することを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、前記遠心式圧縮機の入口通路とその出口通路とを連通させるバイパス通路と、
前記バイパス通路を開閉するバイパスバルブと、
前記サージ判定手段によってサージが発生したと判定された場合に、前記バイパスバルブを開放するバイパスバルブ制御手段とを更に備え、
前記バイパスバルブ制御手段は、前記微分値算出手段によって算出された前記２階微分値がより大きいときほど、前記バイパスバルブの開度をより大きくすることを特徴とする。

また、第５の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、前記遠心式圧縮機の入口通路とその出口通路とを連通させるバイパス通路と、
前記バイパス通路を開閉するバイパスバルブと、
前記サージ判定手段によってサージが発生したと判定された場合に、前記バイパスバルブを開放するバイパスバルブ制御手段とを更に備え、
前記バイパスバルブ制御手段は、前記微分値算出手段によって算出された前記２階微分値がより大きいときほど、前記バイパスバルブの開弁時間をより長くすることを特徴とする。

第１の発明によれば、遠心式圧縮機の通過空気量、入口空気圧力、或いは入口空気温度について、脈動の変曲点を検出し、かつ、その変曲点前後で生じた当該通過空気量等の大きな変化を検出することができる。また、このような手法によれば、当該通過空気量等が単調に増加しているときは、２階微分値としては小さな値となり、サージ判定からその値を排除することができる。このため、サージの発生を早期かつ確実に判定することができる。

第２の発明によれば、サージが発生し得ない状況下で、誤ってサージと判定されるのを回避することができる。

第３の発明によれば、大きなサージを早期に検出することが可能となり、内燃機関の加速力に大きな減衰が生ずるのを抑制することができる。

第４の発明によれば、バイパスバルブの制御量を、サージの大きさに応じて適切なものとすることができ、無用に大きくサージ回避が実行されることによる内燃機関のドライバビリティの悪化を防止することができる。

第５の発明によれば、バイパスバルブの開弁時間を、サージの大きさに応じて適切なものとすることができ、無用に大きくサージ回避が実行されることによる内燃機関のドライバビリティの悪化を防止することができる。

実施の形態１．
[システム構成の説明]
図１は、本発明の実施の形態１の構成を説明するための概略構成図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０の吸気系は、吸気マニホールド１２と、吸気マニホールド１２に接続される吸気管（吸気通路）１４とを備えている。空気は大気中から吸気管１４に取り込まれ、吸気マニホールド１２を介して各気筒の燃焼室に分配される。

吸気管１４の入口には、エアクリーナ１６が取り付けられている。エアクリーナ１６の下流近傍には、吸気管１４に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ１８が設けられている。また、吸気マニホールド１２の上流には、スロットルバルブ２０が設けられている。スロットルバルブ２０の上流には、圧縮された空気を冷却するインタークーラ２２が設けられている。インタークーラ２２の下流には、吸気管１４内の圧力に応じた信号を出力する過給圧センサ２４が配置されている。

エアフローメータ１８からインタークーラ２２に至る吸気管１４の途中には、ターボ過給機２６のコンプレッサ（遠心式圧縮機）２６aが設けられている。ターボ過給機２６は、コンプレッサ２６aとタービン２６bとを備えている。コンプレッサ２６aは、タービン２６bに入力される排気ガスの排気エネルギによって回転駆動される。尚、コンプレッサ２６aは、排気エネルギを利用するタービン２６bに限らず、電動機等の他のアシスト手段によって駆動されるものであってもよい。

コンプレッサ２６aからインタークーラ２２に至る吸気管１４の途中には、吸気バイパス管２８の一端が接続されている。吸気バイパス管２８は、コンプレッサ２６aの入口通路とその出口通路とを連通させるバイパス通路であり、その他端は、コンプレッサ２６aの上流側に接続されている。吸気バイパス管２８の途中には、吸気バイパス管２８を流れる空気の流量を制御するためのバイパスバルブ３０が配置されている。バイパスバルブ３０を操作して吸気バイパス管２８の入口を開くことで、コンプレッサ２６aにより圧縮された空気の一部は再びコンプレッサ２６aの入口側に戻される。

コンプレッサ２６aの上流には、吸気管１４内の圧力に応じた信号を出力する吸気圧センサ３２と、コンプレッサ２６aの入口空気温度に応じた信号を出力する温度センサ３４とが配置されている。

内燃機関１０の排気系は、排気マニホールド３６と、排気マニホールド３６に接続される排気管３８とを備えている。内燃機関１０の各気筒から排出される排気ガスは、排気マニホールド３６に集められ、排気マニホールド３６を介して排気管３８へ排出される。

内燃機関１０の制御系は、ECU(Electronic Control Unit)４０を備えている。ECU４０には、上述した各種センサに加え、スロットルバルブ２０の開度に応じた信号を出力するスロットルポジションセンサ４２、および、エンジン回転数NEを検出するためのクランク角センサ４４が接続されている。また、ECU４０には、上述した各種アクチュエータが接続されている。ECU４０は、各センサの出力に基づき、所定の制御プログラムに従って各アクチュエータを駆動するようになっている。

次に、コンプレッサ２６aのサージについて説明する。
図２は、コンプレッサ２６aの入口圧力に対する出口圧力の圧力比と、コンプレッサ２６aの通過空気量Gaとの関係を示す図である。図２中に太線で示す曲線は、サージラインを表しており、図２において、サージラインより左側のハッチングを付した領域がサージ領域に対応している。すなわち、サージは、コンプレッサ２６aの入口圧力と出口圧力の圧力比が大きく、通過空気量Gaが少ない状況下で発生し易くなる。具体的には、サージは、例えば、スロットル開度を全開状態にされた加速時に発生することがある。

仮に、加速時にサージが生じたとした場合には、バイパスバルブ３０を開くことによりサージの回避が可能である。しかしながら、サージの検出が遅れると、発生したサージが大きくなり、その結果、内燃機関１０の加速力の減衰が大きくなってしまう。その一方で、サージライン近傍で生ずるような小さなサージであれば、比較的少ないバイパスバルブ３０の操作量で、サージの回避が可能となり、加速への悪影響を小さくすることができる。

従って、コンプレッサ２６aは、サージライン近傍で制御されることが望ましく、そのためには、小さなサージを、すなわち、コンプレッサ２６aの通過空気量Gaに振幅の小さな脈動を生じさせるような小さいサージを、早期に検出することが要求される。そこで、本実施形態のシステムでは、比較的小さなサージを早期かつ確実に検出すべく、コンプレッサ通過空気量の２階微分値に基づいて、サージを検出することとした。

図３は、本実施形態のサージ検出手法を説明するための図である。より具体的には、図３（Ａ）は、コンプレッサ２６aのサージに起因して生ずるコンプレッサ通過空気量Gaの脈動の様子を拡大して表した図であり、図３（Ｂ）は、サージ検出のための具体的な処理を説明するための図である。

本実施形態のサージ検出手法では、コンプレッサ通過空気量Gaの２階微分値に基づき、図３（Ａ）に示すようなコンプレッサ通過空気量Gaの脈動の変曲点（図３（Ａ）中の丸印）を検出し、かつ、その変曲点前後でコンプレッサ通過空気量Gaに大きな変化が認められた場合に、サージであると判定するようにしている。

より具体的には、図３（Ｂ）に示すように、ECU４０の所定のサンプリング時間毎に、今回のコンプレッサ通過空気量Gaの計測値（図３（Ｂ）中のプロット点）と前回の当該空気量Gaの計測値との差（すなわち、時間によるコンプレッサ通過空気量Gaの１階微分値（∂Ga／∂t）を算出する。そして、算出された今回の１階微分値と前回の１階微分値との差（すなわち、２階微分値（∂²Ga／∂t²）を算出する。そして、算出された２階微分値が所定値以上であるときにサージと判定する。

コンプレッサ通過空気量Gaが増加から減少に転ずる変曲点の前後、或いは、当該空気量Gaが減少から増加に転ずる変曲点の前後では、１階微分値の符号が反転する。このため、その反転時には、それら１階微分値の差である２階微分値は、値が大きくなる。これに対し、コンプレッサ通過空気量Gaが単調に増加または減少しているときであれば、当該空気量Gaの変化が大きいために１階微分値が大きく算出される状況下であっても、それらの差である２階微分値は、反転時のような大きな値にはならない。

以上のように、２階微分値を用いる本実施形態のサージ検出手法によれば、脈動の変曲点の前後で大きなコンプレッサ通過空気量Gaの変化があったことを正確に検知することができ、これにより、サージ（脈動）の大きさに関係なく、サージを早期かつ確実に検出することが可能となる。尚、ここでは、コンプレッサ通過空気量Gaの隣接する計測値の差を求める手法によって、２階微分値を得ることとしているが、このような手法に限らず、より高精度な２階微分値を得るべく、以下の（１）式に表すような高次式によって、２階微分値を求めてもよい。
２階微分値＝（−Ga1＋16Ga2−30Ga3＋16Ga4−Ga5）／12Δt² ・・・（１）
但し、上記（１）式において、Ga1〜Ga5は、コンプレッサ通過空気量Gaの計測値である。また、Ga1が今回の計測値であって、末尾の数字は、値が大きいほど、より過去の回の計測値であることを示している。

［実施の形態１における具体的処理］
図４は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１においてECU４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定のサンプリング時間毎に周期的に実行されるものとする。図４に示すルーチンでは、先ず、コンプレッサ２６aの通過空気量Gaが、エアフローメータ１８の出力信号に基づいて取得される（ステップ１００）。

次に、上記ステップ１００で取得された通過空気量Gaの計測値が今回値Ga1にセットされ、また、前回の今回値Ga1および前回の前回値Ga2が、前回値Ga2および前々回値Ga3にそれぞれセットされる（ステップ１０２）。

次に、現在の内燃機関１０の運転状態がサージ判定を実施すべき状態にあるか否かが判別される（ステップ１０４）。具体的には、本ステップ１０４では、以下の各条件のいずれかが成立する場合は、サージ判定の実施を禁止する。すなわち、スロットル開度が急変する場合、スロットル開度が所定値以下の場合、過給圧が所定値以下の場合、コンプレッサ２６aの通過空気量Gaが所定値以上の場合、或いは、エンジン回転数NEが所定値以上の場合である。

上記ステップ１０４において、上記の各条件の少なくとも１つが成立していることで、誤ってサージと判定する場合やサージが発生し得ない場合には、サージが未発生であると判定され、カウンタ値がリセットされる（ステップ１０６）。

一方、上記ステップ１０４において、上記の各条件が１つも成立していないことでサージ判定を実施すべき状態にあると判定された場合には、コンプレッサ２６aの通過空気量Gaの２階微分値が上述した手法によって算出される（ステップ１０８）。

次に、上記ステップ１０８において算出された２階微分値が所定値以上か否かが判別される（ステップ１１０）。その結果、２階微分値が所定値以上であると判定された場合には、サージ判定のためのカウンタ値が、２階微分値の大きさに応じた値だけ増加される（ステップ１１２）。

本ルーチンでは、算出された２階微分値の大きさと、上記ステップ１１０において当該２階微分値が所定値以上であると判定された判定回数との関係に基づいて、最終的にサージと判定するか否かを決定するようにしている。図５は、そのようなサージ判定の思想を概念的に表した図である。図５に示す思想によれば、算出された２回微分値が大きいときほど、２階微分値が所定値以上であると判定された判定回数がより少なくても、サージと判定されるようになる。このような思想は、ステップ１１０〜１１８の処理によって具体化されている。

すなわち、本ステップ１１２では、図５に示すように、２階微分値の大きさをレベル１〜３の３段階に判別するようにしている。より詳細に説明すると、上記ステップ１１０では、先ず、２階微分値がレベル１以上かどうかが判別されており、そして、本ステップ１１２において、今回算出された２階微分値がレベル１〜３のいずれに属するのかが判別される。そして、そのレベルが高いほど（３に近いほど）、本ステップ１１２において増加されるカウンタ値が大きくされる。例えば、レベル１であれば、1だけカウンタ値が増やされ、レベル２であれば、2だけ増やされ、レベル３であれば、3だけ増やされる。

一方、上記ステップ１１０において、２階微分値が所定値より小さいと判定された場合には、カウンタ値が例えば1だけ減らされ、また、現在のカウンタ値がゼロであるときはそのままの値とされる（ステップ１１４）。

次に、カウンタ値が所定値以上であるか否かが判別される（ステップ１１６）。その結果、カウンタ値が所定値より小さいと判定された場合には、サージが未発生と判定され（ステップ１０６）、一方、カウンタ値が所定値以上であると判定された場合には、最終的にサージが発生していると判定される（ステップ１１８）。

図６は、図１に示すバイパスバルブ３０を制御する際に、ECU４０が実行するルーチンのフローチャートである。図６に示すルーチンでは、先ず、コンプレッサ２６aにサージが発生したか否かが判別される（ステップ２００）。サージの検出は、上記図４に示すルーチンの手法によって行われる。

上記ステップ２００において、サージが発生していないと判定される間は、バイパスバルブ３０は、全閉状態に維持される（ステップ２０２）。一方、上記ステップ２００において、サージが発生したと判定された場合には、バイパスバルブ３０が開放される（ステップ２０４）。本ステップ２０４では、図５に示すように、サージと判定された際の２階微分値がより大きな値に算出された時ほど、バイパスバルブ３０の開度がより大きくなるように制御される。より具体的には、例えば、サージ判定までに要した判定回数（上記ステップ１１０参照）における２階微分値の平均値がより大きいほど、バイパスバルブ３０の開度が大きくなるように制御される。尚、このような手法に限らず、バイパスバルブ３０の開度は一定としつつ、２階微分値がより大きな値に算出された時ほど、バイパスバルブ３０の開弁時間がより長くなるようにしてもよい。

上記図６に示す処理によれば、コンプレッサ２６aのサージが生じ易い運転状態のときに、コンプレッサ２６aを出た空気の一部を、吸気バイパス管２８を通してコンプレッサ２６aの入口側に戻すことにより、コンプレッサ前後の圧力比が減少し、コンプレッサ通過空気量Gaが増加し、サージを防止することができる。

図７は、上述した本実施形態のサージ検出手法により得られる効果を説明するための図である。より具体的には、図７（Ａ）は、加速時のコンプレッサ２６aの通過空気量Gaの変化を表す波形を、図７（Ｂ）は、逐次算出される当該通過空気量Gaの２階微分値の変化を表す波形を、それぞれ示している。

以上説明した本実施形態のシステムによれば、コンプレッサ２６aの通過空気量Gaの２階微分値が所定値以上であるときに、サージと判定される。従来の吸入空気量の変化（１階微分値）に基づいてサージを判定する手法によれば、加速時に吸入空気量が単調に増加していく状況をサージと誤判定しないようにするには、所定値を大きくする必要があり、その結果、比較的小さな脈動を生じさせるサージを検出することができなくなってしまう。

これに対し、本実施形態の手法によれば、図７に示すように、コンプレッサ２６aの通過空気量Gaの脈動の変曲点を検出し、かつ、その変曲点前後で生じたコンプレッサ通過空気量Gaの大きな変化を検出することができる。また、このような手法によれば、コンプレッサ２６aの通過空気量Gaが単調に増加しているときは、２階微分値としては小さな値となり、サージ判定からその値を排除することができる。このため、サージの発生を早期かつ確実に判定することができる。

また、本実施形態の手法によれば、スロットル開度の急変時（図７中の時刻t0参照）にはサージ判定を禁止するようにしているため、スロットル開度が急激に大きく開かれた場合に２階微分値が大きな値として算出されることがあっても、誤ってサージと判定されるのを回避することができる。

また、本実施形態の手法によれば、スロットル開度が所定値以下である場合には、サージ判定を禁止するようにしているため、タービン２６bに供給される排気ガス量が少ないために過給圧が十分に上がらず、その結果としてサージが発生し得ない状況下で、サージと誤判定されるのを回避することができる。また、過給圧が所定値以下である場合には、サージ判定を禁止するようにしているため、過給圧が低いためにサージが発生し得ない状況下で、サージと誤判定されるのを回避することができる。

また、本実施形態の手法によれば、コンプレッサ２６aの通過空気量Ga、およびエンジン回転数NEが所定値以上である場合には、サージ判定を禁止するようにしている。上記図２に示す関係によれば、上記通過空気量Gaやエンジン回転数NEが所定値以上となる場合には、サージが発生しないことが判る。このため、そのような場合に、サージ判定を禁止することで、サージの誤判定を回避することができる。

また、従来の吸入空気量Gaの差（１階微分値）に基づくサージ判定手法によれば、誤判定を防止するために、吸入空気量Gaの単調増加を検出しようとすると、一定時間に渡って吸入空気量Gaの変化を計測する必要が生ずる。これに対し、上述した本実施形態の手法では、特に図４に示すルーチンの手法では、リアルタイムの計測値としては３点だけ記憶しておけば足り、また、上記（１）式に従って２階微分値を得る手法の場合でも６点の計測値があれば足りる。このため、本実施形態の手法によれば、上記従来の手法に比して、ECU４０のメモリへの負荷を下げることができる。

また、上記図４に示すルーチンの手法では、算出される２階微分値の大きさ（レベル）に応じて、最終的にサージと判定するまでの判定回数を異ならせている。このような手法によれば、大きなサージを早期に検出することが可能となり、内燃機関１０の加速力に大きな減衰が生ずるのを抑制することができる。

また、上記図４に示すルーチンの手法では、算出される２階微分値の大きさ（レベル）に応じて、サージ検出後のバイパスバルブ３０の制御量を異ならせている。本来、サージを検出し、その回避を実行する理由は、サージの発生による内燃機関１０のドライバビリティの悪化を回避するためである。そうであるのに、検出されるサージの大きさに関係なく、一律の開度でバイパスバルブ３０を制御することとすれば、比較的小さなサージの場合には、無用に大きくサージ回避を実行することとなり、その結果、内燃機関１０に十分な空気を供給できず、却って内燃機関１０のドライバビリティの悪化を招いてしまう。本実施形態の手法によれば、そのような弊害を回避することができる。

また、コンプレッサ２６aの通過空気量Gaが一定で運転されることの多い発電機などに遠心式圧縮機が適用された場合であれば、当該通過空気量Gaの一定期間の平均値に対する差を求めることで脈動を検知して、サージ判定を行うことも可能である。しかしながら、遠心式圧縮機が、常に運転状態に応じて当該通過空気量が変化する内燃機関に適用された場合においては、そのような手法は用いることが困難となる。これに対し、本実施形態のサージ検出手法によれば、そのような特性を有する内燃機関において、早期かつ確実にサージ検出を行うことが可能となる。

ところで、上述した実施の形態１においては、コンプレッサ２６aの通過空気量Gaの２階微分値が所定値以上となったときに、サージ判定を行うようにしているが、本発明における２階微分値の算出対象は、これに限定されるものではなく、遠心式圧縮機の作動に起因して変化が生ずるパラメータであればよく、具体的には、コンプレッサ入口の空気圧力やコンプレッサ入口の空気温度であってもよい。

また、上述した実施の形態１においては、所定のサンプリング時間毎にコンプレッサ２６aの通過空気量Gaの２階微分値を算出して、所定値と毎回比較するようにしているが、このような手法に限らず、順次計算される当該通過空気量Gaの差（１階微分値）の符号が反転したか否かを先ず検出し、その符号反転があった場合に、その反転前後の１回微分値に基づいて算出した２階微分値を所定値と比較するようにしてもよい。

尚、上述した実施の形態１においては、ECU４０が、上記ステップ１０８の処理を実行することにより前記第１の発明における「微分値算出手段」が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「微分値判定手段」が、上記ステップ１１２〜１１８の処理を実行することにより前記第１の発明における「サージ判定手段」が、それぞれ実現されている。また、ECU４０が上記ステップ１１２および１１４の処理を実行することにより前記第３の発明における「記憶手段」が実現されている。また、ECU４０が上記ステップ２０２または２０４の処理を実行することにより前記第４または第５の発明における「バイパスバルブ制御手段」が実現されている。

本発明の実施の形態１の構成を説明するための概略構成図である。 コンプレッサの入口圧力に対する出口圧力の圧力比と、コンプレッサの通過空気量Gaとの関係を示す図である。 本発明の実施の形態１のサージ検出手法を説明するための図である。 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態１のサージ判定の思想を概念的に表した図である。 図１に示すバイパスバルブが制御される際に、本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態１のサージ検出手法により得られる効果を説明するための図である。

符号の説明

１０ 内燃機関
１４ 吸気管
１８ エアフローメータ
２０ スロットルバルブ
２４ 過給圧センサ
２６ ターボ過給機
２６a コンプレッサ（遠心式圧縮機）
２６b タービン
２８ 吸気バイパス管
３０ バイパスバルブ
３２ 吸気圧センサ
３４ 温度センサ
４０ ECU(Electronic Control Unit)
４２ スロットルポジションセンサ
４４ クランク角センサ

Claims (5)

1. 吸気通路に遠心式圧縮機を備える内燃機関の制御装置であって、
   前記遠心式圧縮機の通過空気量、入口空気圧力、および入口空気温度の少なくとも１つの２階微分値を算出する微分値算出手段と、
   前記微分値算出手段によって算出された２階微分値が所定値以上であるか否かを判定する微分値判定手段と、
   当該２階微分値が所定値以上となった場合に、前記遠心式圧縮機にサージが発生したと判定するサージ判定手段と、
   を備えることを特徴とする遠心式圧縮機を備える内燃機関の制御装置。
2. 前記サージ判定手段は、吸入空気量を調整するスロットルバルブの開度が急激に変化した場合、当該スロットルバルブの開度が所定値以下の場合、吸入空気の過給圧が所定値以下の場合、前記遠心式圧縮機の通過空気量が所定値以上の場合、および、エンジン回転数が所定値以上であった場合のうちの少なくとも１つの条件が成立するときは、前記のサージ判定を禁止することを特徴とする請求項１記載の遠心式圧縮機を備える内燃機関の制御装置。
3. 前記サージ判定手段は、
   前記微分値判定手段によって前記２階微分値が前記所定値以上であると判定される際の判定回数を記憶する記憶手段を備え、
   前記微分値算出手段によって算出された前記２階微分値がより大きいときほど、より少ない前記判定回数に達した時点で、サージが発生したと判定することを特徴とする請求項１または２記載の遠心式圧縮機を備える内燃機関の制御装置。
4. 前記遠心式圧縮機の入口通路とその出口通路とを連通させるバイパス通路と、
   前記バイパス通路を開閉するバイパスバルブと、
   前記サージ判定手段によってサージが発生したと判定された場合に、前記バイパスバルブを開放するバイパスバルブ制御手段とを更に備え、
   前記バイパスバルブ制御手段は、前記微分値算出手段によって算出された前記２階微分値がより大きいときほど、前記バイパスバルブの開度をより大きくすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の遠心式圧縮機を備える内燃機関の制御装置。
5. 前記遠心式圧縮機の入口通路とその出口通路とを連通させるバイパス通路と、
   前記バイパス通路を開閉するバイパスバルブと、
   前記サージ判定手段によってサージが発生したと判定された場合に、前記バイパスバルブを開放するバイパスバルブ制御手段とを更に備え、
   前記バイパスバルブ制御手段は、前記微分値算出手段によって算出された前記２階微分値がより大きいときほど、前記バイパスバルブの開弁時間をより長くすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の遠心式圧縮機を備える内燃機関の制御装置。

Images