JP6679554B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸入空気を加圧するコンプレッサを有する過給機と、コンプレッサをバイパスするバイパス通路を開閉するエアバイパス弁を備える内燃機関の制御装置に関する。

過給機を有する内燃機関では、過給運転から減速運転への移行時に、コンプレッサの下流側に配置されたスロットル弁が閉じられると、コンプレッサの下流側の過給圧がスロットル弁との間でさらに上昇するとともに、コンプレッサを通過する空気流量が減少する。このため、コンプレッサの下流側から上流側に向かって空気が逆流する、コンプレッサのサージングが発生し、異音・振動の発生やコンプレッサの部品への悪影響などの不具合の原因になる。

このようなサージングを防止するための従来の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この制御装置では、コンプレッサを通過する空気流量（コンプレッサ流量）及びコンプレッサの上下流間の圧力比（コンプレッサ圧力比）を検出するとともに、コンプレッサ流量の変化量を算出する。また、検出されたコンプレッサ流量及びコンプレッサ圧力比に基づき、流量変化量のしきい値を算出する。そして、算出されたコンプレッサ流量の変化量がしきい値を超えたときに、サージングが発生すると判定し、エアバイパス弁を開弁することによって、サージングを防止するようにしている。

国際公開第２０１５／１４５９４２号

上述したように、コンプレッサのサージングは、過給運転からの減速時におけるスロットル弁の閉弁動作に伴い、コンプレッサの下流側の過給圧がスロットル弁との間でさらに上昇するとともに、コンプレッサ流量が減少することによって発生する。一方、コンプレッサ流量の減少は、スロットル弁の開度が変化していない状態においても、過給機の排気側に設けられたウェイストゲート弁の動作状態が変化する場合や、変速時にエンジン回転数が低下側に制御される場合などに発生する。

これに対し、従来の制御装置では、コンプレッサ流量とコンプレッサ圧力比に基づいてサージングの発生が判定される。このため、上述したようなスロットル弁の開度が変化していない状態でコンプレッサ流量が低下した場合、サージングが発生する可能性が低いにもかかわらず、発生すると誤判定し、エアバイパス弁が開弁されてしまう。その結果、運転者の意図しないトルクダウンが発生し、ドライバビリティが悪化するとともに、エアバイパス弁の作動頻度が増大し、その寿命を縮める原因になる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、サージングの発生の可能性をより精度良く判定でき、それにより、エアバイパス弁の不要な開弁を回避し、その作動頻度を低減しながら、サージングの発生を確実に防止することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、吸入空気を加圧するコンプレッサ１７を吸気通路７に有する過給機（実施形態における（以下、本項において同じ）ターボチャージャ９）と、コンプレッサ１７をバイパスするバイパス通路２１を開閉するエアバイパス弁２２とを備える内燃機関３の制御装置であって、内燃機関３の回転数（エンジン回転数ＮＥ）を検出する回転数検出手段（クランク角センサ３５）と、コンプレッサ１７を通過する空気の流量であるコンプレッサ流量（目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤ）を取得するコンプレッサ流量取得手段（ＥＣＵ２、図５のステップ１１）と、コンプレッサ１７の上下流間の圧力比であるコンプレッサ圧力比（コンプレッサ前後圧力比Ｐ２／Ｐ１）を検出するコンプレッサ圧力比検出手段（上流圧センサ３３、過給圧センサ３４）と、吸気通路７のコンプレッサ１７よりも下流側に配置されたスロットル弁１３の開度Ｈ、及びスロットル弁１３の開度Ｈの目標値である目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤの一方を、スロットル弁開度として取得するスロットル弁開度取得手段（ＥＣＵ２、図７のステップ２１、スロットル弁開度センサ３０）と、スロットル弁１３を通過する空気の流量を表すスロットル弁開度パラメータ（開口比ＲＴＨＯ）を、内燃機関３の回転数及び取得されたスロットル弁開度に応じて取得するスロットル弁開度パラメータ取得手段（ＥＣＵ２、図７のステップ２２、図８）と、取得されたコンプレッサ流量及び検出されたコンプレッサ圧力比に基づき、エアバイパス弁２２を開弁すべきか否かを判定する第１開弁判定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１、図５）と、取得されたスロットル弁開度パラメータの変化量（開口比減少量ＤＲＴＨＯ）に基づき、エアバイパス弁２２を開弁すべきか否かを判定する第２開弁判定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２、図７）と、第１開弁判定手段及び第２開弁判定手段の両方がエアバイパス弁２２を開弁すべきと判定したときに、エアバイパス弁２２を開弁し、少なくとも一方がエアバイパス弁２２を開弁すべきでないと判定したときに、エアバイパス弁２２を閉弁状態に維持するエアバイパス弁制御手段（ＥＣＵ２、図３のステップ３〜６）と、を備えることを特徴とする。

本発明の内燃機関の制御装置では、コンプレッサ流量（コンプレッサを通過する空気の流量）を取得し、コンプレッサ圧力比（コンプレッサの上下流間の圧力比）を検出するとともに、第１開弁判定手段により、これらのコンプレッサ流量及びコンプレッサ圧力比に基づき、エアバイパス弁を開弁すべきか否かを判定する（以下「第１開弁判定」という）。また、内燃機関の回転数を検出するとともに、コンプレッサの下流側に配置されたスロットル弁の開度、及びスロットル弁の開度の目標値である目標スロットル弁開度の一方を、スロットル弁開度として取得する。そして、スロットル弁を通過する空気の流量を表すスロットル弁開度パラメータを、内燃機関の回転数及び取得されたスロットル弁開度に応じて取得するとともに、第２開弁判定手段により、スロットル弁開度パラメータの変化量に基づき、エアバイパス弁を開弁すべきか否かを判定する（以下「第２開弁判定」という）。そして、第１及び第２開弁判定手段の両方がエアバイパス弁を開弁すべきと判定したときに、エアバイパス弁を開弁し、少なくとも一方がエアバイパス弁を開弁すべきでないと判定したときに、エアバイパス弁を閉弁状態に維持する。

以上の構成によれば、例えば、スロットル弁の開度が変化していない状態でコンプレッサ流量が減少した場合、コンプレッサ流量に基づく第１開弁判定では、サージングの発生の可能性が低いにもかかわらず、エアバイパス弁を開弁すべきと誤判定するおそれがある。この場合、スロットル弁開度パラメータの変化量に基づく第２開弁判定では、エアバイパス弁を開弁すべきでないと判定され、その結果、エアバイパス弁の開弁が禁止される。

一方、例えばスロットル弁の閉弁動作が行われている状態で、コンプレッサ流量があまり減少していないような場合、第２開弁判定では、サージングの発生の可能性が低いにもかかわらず、エアバイパス弁を開弁すべきと誤判定するおそれがある。この場合には、第１開弁判定によってエアバイパス弁を開弁すべきでないと判定され、その結果、エアバイパス弁の開弁が禁止される。

以上のように、第１開弁判定及び第２開弁判定を併用することにより、一方の開弁判定による誤判定を排除しながら、サージングの発生の可能性をより精度良く判定でき、それにより、エアバイパス弁の不要な開弁を回避し、その作動頻度を低減するとともに、サージングの発生を確実に防止することができる。なお、請求項１における「コンプレッサ流量を取得」及び「スロットル弁開度パラメータを取得」の「取得」は、センサなどで直接、検出することや、他のパラメータに基づいて算出、推定又は設定することなどを含むものである。

また、検出された内燃機関の回転数及び取得されたスロットル弁開度に応じてスロットル弁開度パラメータを取得するとともに、取得されたスロットル弁開度パラメータの変化量に基づいて第２開弁判定を行うことにより、内燃機関の回転数及びスロットル弁開度に応じたコンプレッサ流量の変化度合を良好に反映させながら、第２開弁判定をより精度良く行うことができる。その結果、第１及び第２開弁判定の全体として、サージングの発生の判定精度が向上するので、エアバイパス弁の不要な開弁を回避し、サージングの発生を確実に防止するという効果をさらに良好に得ることができる。

本発明を適用した内燃機関を概略的に示す図である。 制御装置を概略的に示すブロック図である。 制御装置において実行されるエアバイパス弁制御処理を示すフローチャートである。 エアバイパス弁制御処理の概要を説明するための図である。 エアバイパス弁制御処理のうちの第１開弁判定処理を示すフローチャートである。 第１開弁判定処理において用いられる判定値マップである。 エアバイパス弁制御処理のうちの第２開弁判定処理を示すフローチャートである。 第２開弁判定処理において用いられる開口比マップである。 エアバイパス弁制御処理によって得られる動作例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１に示す内燃機関（以下「エンジン」という）３は、４つの気筒４を有し、燃焼室（図示せず）に燃料を直接、噴射する直噴式のガソリンエンジンであり、車両（図示せず）に搭載されている。また、エンジン３は、有段の自動変速機を介して駆動輪（いずれも図示せず）などに接続されている。

各気筒４には、燃料噴射弁５及び点火プラグ６が設けられている。燃料噴射弁５の開弁時間及び開弁時期と点火プラグ６の点火時期は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）２（図２参照）によって制御される。

エンジン３は、吸気弁、排気弁及びピストン（いずれも図示せず）を気筒４ごとに備えるとともに、吸気通路７、排気通路８及びターボチャージャ９を備えている。吸気通路７は、サージタンク１０に接続され、サージタンク１０は、吸気マニホルド１１を介して各気筒４の燃焼室に接続されている。吸気通路７には、ターボチャージャ９によって加圧された空気を冷却するためのインタークーラ１２と、その下流側に配置されたスロットル弁１３が設けられている。

スロットル弁１３は、バタフライ弁で構成されており、これを駆動するＴＨアクチュエータ１３ａに連結されている。ＴＨアクチュエータ１３ａの動作は、ＥＣＵ２からの制御信号で制御され、それにより、スロットル弁１３の開度が制御されることで、燃焼室に吸入される吸入空気量が調整される。スロットル弁１３の開度（以下「スロットル弁開度」という）ＴＨは、スロットル弁開度センサ３０によって検出される。また、サージタンク１０には、吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ３１が設けられており、それらの検出信号はＥＣＵ２に入力される。

排気通路８は、排気マニホルド１８を介して、エンジン３の各気筒４の燃焼室に接続されている。ターボチャージャ９は、排気通路８に配置され、排気の運動エネルギにより回転駆動されるタービン１５と、シャフト１６を介してタービン１５に一体に連結されたコンプレッサ１７を有する。コンプレッサ１７は、吸気通路７に配置されており、吸気通路７を流れる空気を加圧（圧縮）し、吸気を過給する。

吸気通路７には、コンプレッサ１７をバイパスするバイパス通路２１が接続され、バイパス通路２１には、これを開閉するエアバイパス弁（以下「ＡＢ弁」という）２２が設けられている。ＡＢ弁２２には、その開閉を制御するための電磁式の制御弁２３（図２参照）が接続されている。ＡＢ弁２２はダイヤフラム弁で構成されており、制御弁２３のソレノイドのオン／オフをＥＣＵ２からの制御信号で制御することによって、ＡＢ弁２２の開閉が制御される。

吸気通路７のコンプレッサ１７よりも上流側には、この部位を流れる空気の流量ＱＡを検出するエアフローセンサ３２が設けられており、その検出信号はＥＣＵ２に入力される。この空気流量ＱＡは、ＡＢ弁２２が閉弁状態のときには、コンプレッサ１７を通過する空気の流量（以下「コンプレッサ流量」という）ＱＡＩＲと等しい。また、吸気通路７には、コンプレッサ１７の上流側に、上流圧Ｐ１を検出する上流圧センサ３３が設けられ、インタークーラ１２とスロットル弁１３の間に、過給圧Ｐ２を検出する過給圧センサ３４が設けられており、それらの検出信号はＥＣＵ２に入力される。

また、排気通路８には、タービン１５をバイパスするバイパス通路２４が接続され、バイパス通路２４にはウェイストゲート弁（以下「ＷＧ弁」という）２５が設けられている。ＷＧ弁２５は、例えば電動式のものであり、その開度をＥＣＵ２からの制御信号で制御することによって、バイパス通路２４を通過する排気の流量が制御される。

また、ＥＣＵ２には、クランク角センサ３５から、パルス信号であるＣＲＫ信号が入力される。ＣＲＫ信号は、クランクシャフトの回転に伴い、所定のクランク角度（例えば３０度）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、ＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ３６から、車両のアクセルペダル（図示せず）の踏込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が入力される。

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭなどから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ３０〜３６の検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って、燃料噴射弁５による燃料噴射制御、点火プラグ６による点火時期制御、スロットル弁１３による吸入空気量制御や、ＡＢ弁２２及びＷＧ弁２５による過給制御などを含むエンジン制御を実行する。本実施形態では、ＥＣＵ２が、コンプレッサ流量取得手段、スロットル弁開度パラメータ取得手段、第１開弁判定手段、第２開弁判定手段、及びエアバイパス弁制御手段に相当する。

図３は、ＥＣＵ２によって実行される、ＡＢ弁２２の開閉を制御するＡＢ弁制御処理のメインフローを示す。このＡＢ弁制御処理は、コンプレッサ１７のサージングを防止するためにＡＢ弁２２を開弁制御するものであり、所定の周期で繰り返し実行される。以下、図４を参照しながら、ＡＢ弁制御処理の概要について説明する。

図４は、横軸をコンプレッサ流量ＱＡＩＲとし、コンプレッサ前後圧力比Ｐ２／Ｐ１を縦軸とするコンプレッサマップを示す。コンプレッサ１７のサージングは、コンプレッサ１７の下流側の圧力（過給圧Ｐ２）と上流側の圧力（上流圧Ｐ１）との差が大きいほど、また、コンプレッサ流量ＱＡＩＲが小さいほど、発生しやすい。この関係から、サージングが発生するサージング領域は、コンプレッサマップにおいて、同図のハッチング領域で表される。

ＡＢ弁制御処理は、コンプレッサ流量ＱＡＩＲの減少に伴い、図４に矢印Ａで示すように、コンプレッサ１７の動作点がサージング領域に入り、サージングが発生するおそれがあるか否かを判定し、そのおそれがあると判定されたときに、ＡＢ弁２２を開弁し（例えば図４の×印）、サージングの発生を防止するものである。

図３のＡＢ弁制御処理では、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）及びステップ２において、第１開弁条件判定処理及び第２開弁条件判定処理をそれぞれ実行する。第１開弁条件判定処理は、図４に示されるようなコンプレッサマップ上の動作点とサージング領域との関係に基づき、ＡＢ弁２２を開弁すべきか否かを判定するものである。一方、第２開弁条件判定処理は、スロットル弁開度ＴＨの減少状態に基づき、ＡＢ弁２２を開弁すべきか否かを判定するものである。

図５は、第１開弁条件判定処理のサブルーチンを示す。本処理では、まずステップ１１において、コンプレッサ流量ＱＡＩＲの目標値である目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤを算出し、記憶する。具体的には、エンジン３に要求される要求トルクＴＲＱとエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤを算出する。なお、要求トルクＴＲＱは、アクセル開度ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、アクセル開度ＡＰにほぼ比例するように算出される。なお、目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤが別個の処理によって算出される場合には、その算出値を転用することが可能である。

次に、ステップ１２において、目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤの減少量である流量減少量ＤＱＡＩＲＣＭＤを算出する。具体的には、今回から所定時間前に算出された目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤと今回の目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤとの差を、流量減少量ＤＱＡＩＲＣＭＤとして算出する。

次に、ステップ１３において、目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤと比較される第１判定値ＱＡＩＲＡＢＶＯＰを算出する。具体的には、コンプレッサ前後圧力比Ｐ２／Ｐ１とステップ１２で算出された流量減少量ＤＱＡＩＲＣＭＤに応じ、図６に示す判定値マップを検索することによって、第１判定値ＱＡＩＲＡＢＶＯＰを算出する。この判定値マップでは、第１判定値ＱＡＩＲＡＢＶＯＰは、基本的に、サージング領域に対してコンプレッサ流量分のマージンを有するよう、コンプレッサ前後圧力比Ｐ２／Ｐ１が高いほど、より大きな値に設定されている（図９参照）。また、第１判定値ＱＡＩＲＡＢＶＯＰは、流量減少量ＤＱＡＩＲＣＭＤが大きいほど、コンプレッサ１７の動作点がサージング領域に入りやすくなるため、より大きな値に設定されている。

次に、ステップ１４において、目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤが第１判定値ＱＡＩＲＡＢＶＯＰよりも小さいか否かを判別する。この答えがＹＥＳで、ＱＡＩＲＣＭＤ＜ＱＡＩＲＡＢＶＯＰのときには、コンプレッサ１７の動作点が図４のサージング領域に入り、サージングが発生するおそれがあるとして、ＡＢ弁２２を開弁する第１開弁条件が成立していると判定し、第１開弁条件フラグＦ＿ＡＢＶＯＰ１を「１」にセットし（ステップ１５）、本処理を終了する。

一方、上記ステップ１４の答えがＮＯで、ＱＡＩＲＣＭＤ≧ＱＡＩＲＡＢＶＯＰのときには、サージングが発生するおそれがないとして、第１開弁条件が成立していないと判定し、第１開弁条件フラグＦ＿ＡＢＶＯＰ１を「０」にセットし（ステップ１６）、本処理を終了する。

図７は、図３のステップ２で実行される第２開弁条件判定処理のサブルーチンを示す。本処理では、まずステップ２１において、スロットル弁開度ＴＨの目標値である目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤを算出し、記憶する。具体的には、要求トルクＴＲＱとエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤを算出する。なお、目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤが別個の処理によって算出される場合には、その算出値を転用することが可能である。

次に、ステップ２２において、エンジン回転数ＮＥ及び目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤに応じ、図８に示す開口比マップを検索することによって、スロットル弁１３の開口比ＲＴＨＯを算出する。

この開口比ＲＴＨＯは、スロットル弁１３の流量特性に基づき、以下のように定義されるものである。スロットル弁１３は、エンジン回転数ＮＥが一定の条件で、スロットル弁開度ＴＨがエンジン回転数ＮＥに応じた所定開度（以下「有効開度」という）以上になると、一定の最大流量になる（飽和する）という流量特性を有する。この流量特性に基づき、開口比ＲＴＨＯは、そのときのスロットル弁開度ＴＨにおいて得られる流量と有効開度以上のときに得られる最大流量との比で表される。このように定義される開口比ＲＴＨＯは、スロットル弁１３の物理的な開度と比較して、スロットル弁１３を通過する流量（以下「スロットル弁流量」という）をより正確に表す。また、このスロットル弁流量は、ＡＢ弁２２が閉弁状態のときには、コンプレッサ流量ＱＡＩＲと等しい。

図８の開口比マップは、上述したスロットル弁１３の流量特性を実験などによって求め、エンジン回転数ＮＥ及び目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤと開口比ＲＴＨＯとの関係としてマップ化したものである。その結果、この開口比マップでは、開口比ＲＴＨＯは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、より小さい値に設定されるとともに、より大きい目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤで最大値（１００％）になる（有効開度が大きくなる）ように設定されている。

図７に戻り、上記ステップ２２に続くステップ２３では、スロットル弁１３の開口比ＲＴＨＯの減少量である開口比減少量ＤＲＴＨＯを算出する。具体的には、今回から所定時間前に算出された開口比ＲＴＨＯと今回の開口比ＲＴＨＯとの差を、開口比減少量ＤＲＴＨＯとして算出する。この開口比減少量ＤＲＴＨＯは、スロットル弁流量（＝コンプレッサ流量ＱＡＩＲ）の減少率（度合）を表し、その値が大きいほど、コンプレッサ流量ＱＡＩＲの減少率がより大きいことを表す。

次に、算出した開口比減少量ＤＲＴＨＯが、所定の第２判定値ＤＲＴＨＯＡＢＶＯＰよりも大きいか否かを判別する（ステップ２４）。この答えがＹＥＳで、ＤＲＴＨＯ＞ＤＲＴＨＯＡＢＶＯＰのときには、コンプレッサ流量ＱＡＩＲの減少率が大きいと推定されるため、サージングが発生するおそれがあるとして、ＡＢ弁２２を開弁する第２開弁条件が成立していると判定し、第２開弁条件フラグＦ＿ＡＢＶＯＰ２を「１」にセットし（ステップ２５）、本処理を終了する。

一方、上記ステップ２４の答えがＮＯで、ＤＲＴＨＯ≦ＤＲＴＨＯＡＢＶＯＰのときには、コンプレッサ流量ＱＡＩＲの減少割合が小さいと推定されるため、サージングが発生するおそれがないとして、第２開弁条件が成立していないと判定し、第２開弁条件フラグＦ＿ＡＢＶＯＰ２を「０」にセットし（ステップ２６）、本処理を終了する。

図３に戻り、ステップ１及び２で第１及び第２開弁条件判定処理を実行した後、ステップ３及び４では、第１開弁条件フラグＦ＿ＡＢＶＯＰ１及び第２開弁条件フラグＦ＿ＡＢＶＯＰ２がそれぞれ「１」であるか否かを判別する。これらの答えのいずれかがＮＯのとき、すなわち第１開弁条件及び第２開弁条件の少なくとも一方が成立していないときには、サージングが発生するおそれがないとして、ＡＢ弁２２を閉弁し（ステップ５）、本処理を終了する。

一方、上記ステップ３及び４の答えがいずれもＹＥＳのとき、すなわち第１開弁条件及び第２開弁条件がいずれも成立しているときには、サージングが発生するおそれがあるとして、ＡＢ弁２２を開弁し（ステップ６）、本処理を終了する。このＡＢ弁２２の開弁により、コンプレッサ１７の下流側の圧力が、エアバイパス通路２１を介してコンプレッサ１７の上流側に逃がされ、低下することで、サージングが防止される。

以下、図９を参照しながら、上述したＡＢ弁制御処理によって得られる動作例を説明する。同図のコンプレッサマップには、図５のステップ１３で算出される第１判定値ＱＡＩＲＡＢＶＯＰを表すラインと、３つの動作例１〜３を表す動作点の推移が描かれている。

まず、動作例１は、エンジン３の過給運転からの減速時において、スロットル弁１３が閉弁されることで、過給圧Ｐ２が上昇するとともにコンプレッサ流量ＱＡＩＲが減少し、そのままでは、動作点がサージング領域に入り（同図の点線）、サージングが発生する例である。この場合には、前述したＡＢ弁制御処理により、スロットル弁１３の閉弁動作が行われていることで、第２開弁条件が成立する（図７のステップ２４：ＹＥＳ）とともに、目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤが第１判定値ＱＡＩＲＡＢＶＯＰを下回った時点で、第１開弁条件が成立する（図５のステップ１４：ＹＥＳ）。

この第１及び第２開弁条件の成立に応じてＡＢ弁２２が開弁し（図３のステップ６）、コンプレッサ１７の下流側の圧力が逃がされることで、コンプレッサ前後圧力比Ｐ２／Ｐ１が低下する。これにより、動作点がサージング領域に入ることなく、そこから退避する（同図の実線）ことによって、サージングの発生が防止される。

動作例２は、例えばＷＧ弁２５の動作状態の変化や自動変速機のアップシフト時におけるエンジン回転数ＮＥの低下などにより、スロットル弁１３の開度が変化していない状態で、コンプレッサ流量ＱＡＩＲが一時的に小さく減少する例である。この例では、目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤが第１判定値ＱＡＩＲＡＢＶＯＰを一時的に下回ることで、第１開弁条件が成立していると判定されたとしても、スロットル弁１３の開度が変化していないため、第２開弁条件は成立していないと判定される（図７のステップ２４：ＮＯ）。その結果、ＡＢ弁２２の開弁が禁止され、ＡＢ弁２２は閉弁状態に維持される。

なお、スロットル弁１３の開度を表すパラメータとして、エンジン回転数ＮＥに応じて変化する開口比ＲＴＨＯを用いているため、自動変速機のダウンシフト時におけるエンジン回転数ＮＥの上昇に伴い、スロットル弁開度ＴＨが変わらない状態で、開口比ＲＴＨＯが減少し、開口比減少量ＤＲＴＨＯが第２判定値ＤＲＴＨＯＡＢＶＯＰを上回ることによって、第２開弁条件が成立する場合がある。この場合には、エンジン回転数ＮＥの上昇に応じてコンプレッサ流量ＱＡＩＲが増加し、サージング領域から離れることにより、第１開弁条件が成立しないため、ＡＢ弁２２が開弁されることはない。

また、動作例３は、減速時にスロットル弁１３の閉弁動作が行われる一方で、コンプレッサ流量ＱＡＩＲが比較的大きく、その動作点がサージング領域から離れている例である。この場合には、スロットル弁１３の閉弁動作が行われていることで、第２開弁条件が成立していると判定されるのに対し、目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤが第１判定値ＱＡＩＲＡＢＶＯＰを下回ることがないため、第１開弁条件は成立していないと判定される。その結果、ＡＢ弁２２の開弁が禁止され、ＡＢ弁２２は閉弁状態に維持される。

以上のように、本実施形態によれば、目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤ及びコンプレッサ前後圧力比Ｐ２／Ｐ１に基づき、ＡＢ弁２２を開弁すべきか否かを判定する第１開弁条件判定と、開口比減少量ＤＲＴＨＯに基づき、ＡＢ弁２２を開弁すべきか否かを判定する第２開弁条件判定を、併せて実行する。そして、第１及び第２開弁条件の両方が成立した場合に限り、ＡＢ弁２２を開弁するので、一方の開弁条件判定による誤判定を排除しながら、サージングの発生の可能性をより精度良く判定でき、したがって、ＡＢ弁２２の不要な開弁を回避し、その作動頻度を低減するとともに、サージングの発生を確実に防止することができる。

また、スロットル弁１３の開度を表すパラメータとして、スロットル弁１３の開口比ＲＴＨＯを用い、エンジン回転数ＮＥ及び目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤに応じて算出するとともに、その減少量である開口比減少量ＤＲＴＨＯに基づいて第２開弁条件判定を行うので、コンプレッサ流量ＱＡＩＲの減少率を正確に反映させながら、第２開弁条件判定をより精度良く行うことができる。その結果、第１及び第２開弁条件判定の全体としての判定精度が向上するので、ＡＢ弁２２の不要な開弁を回避し、サージングの発生を確実に防止するという効果をさらに良好に得ることができる。

さらに、第１開弁条件の判定において、コンプレッサ流量として目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤを用い、第１判定値ＱＡＩＲＡＢＶＯＰと比較する。このため、例えばエアフローセンサ３２で検出された実際のコンプレッサ流量を用いる場合と比較して、第２開弁条件の判定を、センサの検出誤差などの影響を受けることなく、高い精度で応答良く行うことができる。同様に、開口比ＲＴＨＯを算出するためのスロットル弁１３の開度として、目標スロットル弁開度ＴＨを用いるので、開口比ＲＴＨＯを高い精度で応答良く算出することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、スロットル弁１３の開度を表すスロットル弁開度パラメータとして、スロットル弁開度ＴＨ及びエンジン回転数ＮＥに応じたスロットル弁流量を良好に表す開口比ＲＴＨＯを用いているが、これに限らず、スロットル弁開度ＴＨを用いてもよい。

また、実施形態では、第１開弁判定において第１判定値ＱＡＩＲＡＢＶＯＰと比較されるコンプレッサ流量として、目標コンプレッサ流量ＱＡＩＲＣＭＤを用いているが、これに代えて、エアフローセンサ３２などで検出された実際のコンプレッサ流量ＱＡＩＲを用いてもよい。同様に、実施形態では、第２開弁判定において開口比ＲＴＨＯを算出するためのスロットル弁開度として、目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤを用いているが、これに代えて、スロットル弁開度センサ３０で検出された実際のスロットル弁開度ＴＨを用いてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

２ ＥＣＵ（コンプレッサ流量取得手段、スロットル弁開度パラメータ取得手段、第１開弁判定手段、第２開弁判定手段、エアバイパス弁制御手段）
３ エンジン（内燃機関）
７ 吸気通路
９ ターボチャージャ（過給機）
１３ スロットル弁
１７ コンプレッサ
２１ バイパス通路
２２ ＡＢ弁（エアバイパス弁）
３０ スロットル弁開度センサ（スロットル弁開度パラメータ取得手段）
３３ 上流圧センサ（コンプレッサ圧力比検出手段）
３４ 過給圧センサ（コンプレッサ圧力比検出手段）
３５ クランク角センサ（スロットル弁開度パラメータ取得手段、回転数検出手段）
ＱＡＩＲＣＭＤ 目標コンプレッサ流量（コンプレッサ流量）
Ｐ２／Ｐ１ コンプレッサ前後圧力比（コンプレッサ圧力比）
ＲＴＨＯ スロットル弁の開口比（スロットル弁開度パラメータ）
ＤＲＴＨＯ 開口比減少量（スロットル弁開度パラメータの変化量）
ＮＥ エンジン回転数（内燃機関の回転数）

Claims (1)

1. 吸入空気を加圧するコンプレッサを吸気通路に有する過給機と、前記コンプレッサをバイパスするバイパス通路を開閉するエアバイパス弁とを備える内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記コンプレッサを通過する空気の流量であるコンプレッサ流量を取得するコンプレッサ流量取得手段と、
   前記コンプレッサの上下流間の圧力比であるコンプレッサ圧力比を検出するコンプレッサ圧力比検出手段と、
   前記吸気通路の前記コンプレッサよりも下流側に配置されたスロットル弁の開度、及び当該スロットル弁の開度の目標値である目標スロットル弁開度の一方を、スロットル弁開度として取得するスロットル弁開度取得手段と、
   前記スロットル弁を通過する空気の流量を表すスロットル弁開度パラメータを、前記内燃機関の回転数及び前記取得されたスロットル弁開度に応じて取得するスロットル弁開度パラメータ取得手段と、
   前記取得されたコンプレッサ流量及び前記検出されたコンプレッサ圧力比に基づき、前記エアバイパス弁を開弁すべきか否かを判定する第１開弁判定手段と、
   前記取得されたスロットル弁開度パラメータの変化量に基づき、前記エアバイパス弁を開弁すべきか否かを判定する第２開弁判定手段と、
   前記第１開弁判定手段及び前記第２開弁判定手段の両方が前記エアバイパス弁を開弁すべきと判定したときに、前記エアバイパス弁を開弁し、少なくとも一方が前記エアバイパス弁を開弁すべきでないと判定したときに、前記エアバイパス弁を閉弁状態に維持するエアバイパス弁制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。

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