JP2004076741A - ターボチャージャーの制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】　ターボチャージャーがエンジンに適当な空気質量レートを分配してエンジン性能を最大限にすることができるターボチャージャの制御装置および制御方法の提供。
【解決手段】　本発明は、ターボチャージャを制御する装置および方法に関し、所望の空気質量レートをエンジンに送るためにターボチャージャー１３０を制御し、過剰な軸速度および過剰な入り口温度からターボチャージャー１３０を保護するようにターボチャージャーを制御する。保護モードは性能制御よりも優先度が大きい。第１に、ターボチャージャーは、プログラム可能な制限値に対してチェックされ、ターボチャージャーは、速度がこの制限値を越える場合には、速度を制御するように調整される。速度が制限値以上でないならば、タービン入り口温度は、第２のプログラム可能な制限値に対してチェックされる。
【選択図】　　　図１

Description

　　本発明は、エンジン制御装置、さらに詳細には、内燃エンジンの性能を最大限にするためにターボチャージャーを制御する装置および方法に関する。

　内燃エンジンの馬力およびトルクを増大するためにターボチャージャーを使用することは当業者の間でよく知られている。排気被駆動ターボチャージャーを加えることによって、加速および・またはフルスロットル中に追加的な馬力およびトルクを提供しながら、経済的な動作を提供するために比較的小さい燃料効率のよいエンジンを使用することができる。

　ターボチャージャーはコンプレッサおよびタービンを含む。タービンは、内燃エンジンによってつくられた排気エネルギーでコンプレッサを駆動する。エンジンの排気は、ターボチャージャーのタービンのタービンホイ−ルを駆動し、排気装置を通して排出される。タービンホイールは、コンプレッサの圧力ホイールに接続された軸を駆動し、このコンプレッサは、インテーク空気をスロットル弁上をインテークマニフォルドに送る。所望のエンジン動作を得るためにターボチャージャーの出力を制御することは、長期的な問題である。あまりに大きな出力は、不安定なエンジン性能をつくり、エンジン部品に永久的な損傷を与える。あまりに小さい出力は、エンジンの不安定性と、動力の損失および部品の故障を生じる。さらに、大気圧、大気温度、およびエンジン速度は、ターボチャージャーの
全体の効率に影響し、これは、性能、動力出力およびエンジンの燃料経済性に影響する。

　大部分の排気被駆動ターボチャージャーは、ターボチャージャーによる最高ブースト圧を制限するためにウエィストゲートが使用される。ターボチャージャーの速度調整は、排気ガスの全体がタービンを通ることができるようにする代わりに排気ガスの一部をウエィストゲートを通って流れの進路を変えることによって達成される。通常、ウエィストゲートは、排気流通路に配置された弁と、弁を移動させるアクチュエータとを有する。アクチュエータは、ブースト圧に応じて開閉位置の間で弁を移動させる。開放位置において、排気ガスの流れは、タービンハウジングの周りで方向が変えられ、閉鎖位置において、排気ガス全体がタービンハウジングを通って移動する。

　従来のターボチャージャーは、ある欠点を有することが証明された。この欠点の主な原因の１つは、タービン回転子組立体の過剰な速度であり、すなわち、タービンが、ターボチャージャーについて設計されたものより大きな回転数（ＲＰＭ）で回転することである。さらに、タービンを回転するために排気ガスを効率よく受けるためにターボチャージャーが排気マニフォルド近傍に取付けられるので、もし温度が何らかの方法で調整されない場合には過熱する。もし、これらの条件が長期にわたって存在する場合には、ターボチャージャーは、最終的にはそれ自身が壊れることになる。

　したがって、エンジンに適当な空気流を分配してエンジン性能を最大限にすることができると同時に、過剰な軸速度および過剰なタービン入り口温度からターボチャージャーを保護することができる、ターボチャージャーの制御装置および制御方法が必要になる。本発明はこれらのニーズに合致するものである。

　本発明は、所望の空気流量をエンジンに送るようにターボチャージャーを制御し、過剰な軸速度および過剰なタービン入口温度からターボチャージャーを保護するために有効なターボチャージャーの動作を調整する装置および方法に関する。この保護モードは、性能の制御よりも高い優先度を有する。第１に、ターボチャージャーの軸速度は、プログラム可能な制限に対してチェックされ、ターボチャージャーは、速度がこの制限を越えるときに速度を制御するために調整される。もし、速度が制限以上ではないならば、タービン入り口温度は、第２のプログラマブル制限に対してチェックされる。もし、ターボチャージャーの入り口温度が所定の制限値以上である場合には、ターボチャージャーは、入り口温度を制御するように調整される。もし、これらの調整のいずれかが行われた後に、所定の制限が、ターボチャージャーによって越えられると、装置は、ターボチャージャーを保護するためにエンジンへの燃料の供給を緩和する。もし、これらの制限のいずれも越えることがない場合には、装置は、エンジン性能を最大限にするためにエンジンに所望の空気流量を提供するようにターボチャージャーを作動させる。

　本発明の１つの実施の形態によれば、エンジンの現在の動作点に基づいた所望の空気質量レートを決定するために作動可能な燃焼マネージャーと、エンジンの所望の空気質量レートと実際の空気質量レートとの空気質量レートエラー（偏差）を決定するために作動可能な空気装置と、空気質量レート偏差を最小限にするようにターボチャージャーの作動状態を制御するように作動するターボチャージャーマネージャー（以下、「ターボマネージャー」と略す場合がある）と、を有する内燃エンジンに空気を供給するターボチャージャーを制御する装置が示される。

　本発明の他の実施の形態によれば、エンジンの現在の作動点に基づいて所望の空気質量レートを決定するために作動する燃焼マネージャーと、エンジンの前記所望の空気質量レートと実際の空気質量レートとの間の差としての空気質量レート偏差を決定するように作動する空気装置マネージャーと、ターボチャージャーが第１の所定の制限値を超えるターボチャージャー軸速度を維持することを防止しながら、また、ターボチャージャーが、第２の所定の制限値を超えるタービン入口温度を維持することを防止しながら、空気質量レートの偏差を最小限にするようにターボチャージャーの作動状態を制御するように作動するターボチャージャーマネージャーと、を有する内燃エンジンに空気を供給するターボチャージャーを制御する装置が示される。
本発明の他の実施の形態によれば、ａ）前記エンジンの現在の作動点を決定することと、ｂ）現在の作動点に基づいて所望の空気質量レートを決定することと、ｃ）前記エンジンの実際の空気質量レートを決定することと、ｄ）前記所望の空気質量レートと実際の空気質量レートとの空気質量レート偏差を決定することと、
　ｄ）ターボチャージャーが第１の所定の制限値を超えるターボチャージャーの軸速度を維持することを防止しながら、ターボチャージャーが、第２の所定の制限値を超えるタービン入口温度にターボチャージャーを維持することを防止しながら、前記空気質量レート偏差を最小限にするためにターボチャージャーの作動状態を制御することと、を有する内燃エンジンへ空気を送るターボチャージャーを制御する方法が示される。

　本発明の他の実施の形態によれば、ａ）選択されたエンジン速度および命令された燃料レートについてターボチャージャーの所望の作動状態を経験的に決定することと、ｂ）ルックアップテーブルのエンジン速度および命令された燃料レートの関数として、経験的に決定された作動状態を記憶することと、ｃ）前記エンジンの現在のエンジン速度および現在の命令された燃料レートを測定することと、ｄ）前記現在のエンジン速度および現在の命令された燃料レートに基づいてルックアップテーブルからターボチャージャーの所望の作動状態を検索することと、ｅ）ステップ（ｄ）で決定された所望の作動状態にターボチャージャーを設定することとを有する内燃エンジンに空気を送るターボチャージャーを制御する方法が示される。

　以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。
　図１を参照すると、本発明の好ましい実施例は、参照符号１００で示されるようにブロック図で示される。好ましい実施例において、装置１００は、ターボチャージエンジンのエンジン制御モジュール（ＥＣＭ）の部分として考慮される。当業者によって知られるように、ＥＣＭは、エンジンおよび／または車の現在の作動状態に関する種々のセンサからの入力を受け、この入力情報を使用してエンジンの作動状態における変化を計算し、エンジンの作動状態を変化させるために作動する種々の制御出力を生じるマイクロプロセッサをベースとしたシステムである。本発明の制御装置１００は、ターボチャージャーおよび・またはエンジンに潜在的に損傷を与えるターボチャージャーの作動状態を防止するような方法でターボチャージャーの作動に特別な重要さを伴って、エンジンのターボチャージャーの作動を制御するために構成されている。

　この装置１００は、燃焼マネージャー１１０と、空気装置マネージャー１２０と、ターボチャージャーマネージャー１３０とを有する。それとともに、エンジン性能を最大限にするために、また、過剰な軸速度および過剰なタービン入り口温度からターボチャージャーを保護するように適当な空気流をエンジンに分配するようにこれらの装置１００の３つのマネージャーはエンジンのターボチャージャーを管理する。これを行うために、３つの制御パラメータ、すなわち、エンジンを通る空気質量流量、ターボチャージャー軸速度、タービンの入り口温度を知ることが望ましい。しかしながら、これら３つのパラメータを測定するセンサは、比較的高価である。よって、本発明の好ましい実施例は、これらの３つの値を計算するためにエンジンからの他の（通常既存の）センサ入力を使用する。

　燃焼マネージャー１１０は、必要な空気質量レート（エンジン行程毎の入力空気の質量）を決定するために有効であり、この質量は、既存の環境的な作動条件に基づいたエンジン性能を最大限にする。環境的な条件は、エンジン速度、車の速度、燃料レート、および大気圧のような他のセンサ入力から決定される。これらの入力から、所望の空燃比（Ａ／Ｆ）が決定される。

　好ましくは、燃焼マネージャー１１０は、さらに追加した入力アルファ１１２を使用することが好ましく、これは、ＥＣＭ制御プログラムの他の部分によって可変的につくられ、車が市街地で作動しているか郊外の環境で車が作動しているかを示すように構成されている。これは、エンジンに対する燃料噴射のタイミングを決定する際に重要であり、車がひんぱんな停止および走行動作を示しているか（市街地の環境）、または、車が安定した状態で走行しているか（郊外または高速道路における環境）を決定するために、エンジン速度と、車の速度と、燃料レートのような種々のパラメータを分析することによって、ＥＣＭによって容易に決定される。アルファ入力１１２の使用は、図２に関して以下に詳細に示す。燃焼マネージャー１１０は、エンジンの燃料質量レート（エンジン行程毎の燃料質量）を有する入力１１４を受ける。当業者が知るように、燃料質量レートは、所定のエンジン速度でエンジンに最大限のパーセンテージの燃料が送られることを検査することによって容易に決定される。所望の空気質量レートは、現在の燃料質量レートとこの比をかけることによって目標のＡ／Ｆ比から燃焼マネージャーによって計算される。所望の空気質量レート１１６は、装置１００の空気装置マネージャー１２０への入力として送られる。

　図３に関して以下に詳細に説明するように、空気装置マネージャー１００は、所望の空気質量レート１１６と実際の空気流質量レート１２２との間の空気質量レート偏差を計算する。実際の空気質量レート１２２は、多くのガソリン車のエンジンでそうであるように、空気質量流量計器を使用して測定される。しかしながら、実際の空気質量レート１２２は、他のエンジンセンサによってつくられる情報から本発明で計算されることが好ましい。実際の空気質量レート１２２は、エンジン速度、エンジン排気量、インテークマニフォルド圧、インテークマニフォルド温度、エンジン容積効率から計算される。エンジン容積効率対エンジン速度および燃料レート用の経験上のデータを含むＥＣＭメモリにテーブルが組み込まれている。この空気質量レート偏差１２４は、所望の空気質量レート１１６マイナス実際の空気質量レート１２２として計算され、ターボチャージャーマネージャー１３０への入力として送られる。

　図４に関して以下に詳細に示すように、ターボチャージャーマネージャー１３０は、空気質量レート偏差を最小限にし、過剰な軸速度および過剰なタービン入り口温度からターボチャージャーを保護するためにエンジンターボチャージャーを制御するようになっている。本発明の好ましい実施例においては、ターボチャージャーマネージャー１３０は４段ウエィストゲートのターボチャージャーを制御する。

　ターボマネージャー１３０の保護モードは、装置１００に大きな優先性を有する。第１に、ターボチャージャーの軸速度はプログラマブル制限値に対してチェックされる。もしこの制限値を越えると、ターボチャジャーの動作は、速度を制御するように調整される。次に、タービン入り口温度は、第２のプログラマブル制限値に対してチェックされる。もし、タービン入り口温度がプログラマブル制限値を超える場合には、ターボチャージャー動作は、タービン入り口温度を制御するように調整される。もし、これらのプログラマブル制限値が、過剰な軸速度またはタービン入り口温度に対して保護するためにターボチャージャーを調整した後、越えられるならば、エンジンへの燃料の送りは、状況が正されるまで緩和される。もし、他方、ターボチャージャー保護の制限値が越えられないならば、ターボチャージャーは、空気質量レート偏差を最小限にするために調整される。

　図２を参照すると、燃焼マネージャー１１０の好ましい実施例のフローチャートが示されている。装置１１０への入力は、アルファ入力１１２と燃料レート１１４並びにブレーキフラッグ２０２を含み、このブレーキフラッグ２０２は、現在、車のブレーキがかかっているかどうかを示すものである。判断ブロック２０４は、現在ブレーキが作動しているかどうか（すなわち、燃料がエンジンに送られていないこと）を決定するためにブレークフラグ２０２をチェックする。

　もし、判断ブロック２０４がブレーキが作動していることを示す場合には、処理は、ステップ２０６に進み、ＥＣＭと関連したコンピュータメモリに記憶されたテーブルから所望の空気質量レートを選択する。このテーブルに含まれる所望の空気質量レートの値は、種々のエンジン作動状態について経験的に決定され、エンジンの物理的な制約を破ることなく、エンジンに可能な限り多量の空気を送り、（それによって、可能な限り大きな圧縮ブレーキをつくる）ように構成されている。この所望の空気質量レートは、空気装置マネージャー１２０に入力１１６として送られる（図３参照）。

　もし、判断ブロック２０４が、ブレーキが作動していないと判断する場合には、燃焼マネージャーは、エンジンの現在の燃料状態に基づいた所望の空気質量レートの計算を開始するためにステップ２１０に進む。ブロック２１０は、もし、アルファ入力１１２がゼロ（すなわち、車が郊外の環境で走行しているとき）であるとき所望なように、現在のエンジン燃料およびエンジン速度入力データ２１１に基づいて目標Ａ／Ｆ比を決定する。所望のＡ／Ｆ比の値は、エンジン燃料およびエンジン速度の所望の組み合わせにおいてエンジンによる排出物を低減するように選択される。次に、この方法は、ブロック２１２に進み、郊外または高速道路の環境において動作する車に対応してアルファ入力１１２のうちの１つについて決定される。ブロック２１２で選択されたＡ／Ｆ比は、記憶された値の表から選択され、この値は、所定のエンジン燃料条件およびエンジン速度において最大限の燃料経済性をつくるように構成されている、記憶された値の表から得られる。

　アルファ入力１１２の値は、ナンバー０と１との間である。ブロック２１０と
２１２は、アルファが０と１とに等しいとき、Ａ／Ｆ比を決定する。ブロック２１４は、実際のアルファ入力１１２に対応する値を見つけだすためにこれらの値の間に挿入される。これは、現在の車の作動条件において真の所望のＡ／Ｆ比を与え、これは空気質量レートの計算に使用するためにブロック２１８に送られる。燃料質量レート入力１１４は、ブロック２１８に送られ、所望の空気質量レートは、ブロック２１４で決定される所望のＡ／Ｆと燃料質量レート１１４との積として計算される。この所望の空気質量レートは、空気装置マネージャー１２０への入力として送られる。

　図３を参照すると、空気装置マネージャー１２０の好ましい実施例のフローチャートが示されている。空気装置マネージャー１２０は、燃焼マネージャー１１０からの所望の空気質量レート１１６および実際の空気質量レート１２２を入力として受ける。ブロック２２０は、所望の空気質量レート１１６マイナス実際の空気質量レート１２２として空気質量レート偏差を計算する。この空気質量レート偏差は、ターボマネージャー１３０への入力１２４として送られる。

　図４を参照すると、ターボチャージャーマネージャー１３０の好ましい実施例のフローチャートが示されている。ターボチャージャー１３０の機能は、空気質量レート偏差を０に減少するためにターボチャージャーの動作を変えることであるが、同時に、過剰な軸速度および過剰なタービン入り口温度からターボチャージャーを保護する。図４に示すターボチャージャーマネージャー１３０は、４段ウエィストゲートを有するウエィストゲートターボチャージャーを制御するように構成される。ターボマネージャー１３０への入力は、空気質量レート偏差１２４、現在のターボチャージャー軸速度、および現在のターボチャージャータービン入り口温度を有する。ターボチャージャー軸速度は、センサによって直接測定されるが、本発明において、ターボチャージャー軸速度は、他のエンジンセンサ情報およびＥＣＭに記憶された他のエンジンセンサ情報およびターボチャージャー部品情報から計算される。ＥＣＭメモリは、ターボチャージャーコンプレッサ性能のマップを含み、このマップは、コンプレッサ速度対コンプレッサ圧力比およびコンプレッサ空気流量（速度および空気流量は実際は、当業者が知るように、コンプレッサ入り口温度および圧力によって調整される正しい値で表され、それによってコンプレッサ作動状態の１つのマップを使用することができる）を表す。このコンプレッサ圧力比は、エンジンインテークマニフォルド圧、大気圧、およびインテークおよびアフタークーラ絞り値（これらは、エンジン空気流、およびＥＣＭに記憶された経験的な常数から計算される）から計算することができる。コンプレッサの正しい空気質量流量は、エンジン空気流量、大気圧および大気温度から計算することができる。圧力比および正しい空気流量が計算されると、ＥＣＭメモリのルックアップテーブルは、コンプレッサ速度（およびターボチャージャー速度）を計算するためにコンプレッサマップとともに使用される。

　ターボチャージャータービン入り口温度は、センサで直接測定することができるが、これを行うための実際の装置は、現在は広範には使用されていない。好ましい実施例において、タービン入り口温度は、特定のターボチャージャーの経験的なデータに基づいてＥＣＭメモリに記憶された等式から計算される。タービン入り口温度の等式は、エンジン速度、空燃比、インテークマニフォルド温度、燃料噴射タイミングの関数である。これらの量に基づいたタービン入り口温度の関数性は、エンジン／ターボチャージャー構成のタイプに関してＥＣＭメモリで変更される。

　ターボチャージャーマネージャー１３０の高度な優先機能は、過剰な軸速度からターボチャージャーを保護することである。その結果、ターボマネージャー１３０の第１のステップは、判断ブロック３０２であり、このブロック３０２において、現在のターボチャージャー軸速度とプログラマブル制限値とを比較する。現在のターボチャージャー軸速度がこのプログラマブル制限値を超える場合には、ブロック３０４は、どのウエイストゲートステップが、ターボチャージャーの速度オーバー状態を減少するためにターボチャ−ジャーに命令すべきかを決定する。これは、どのウエイストゲートバイパスを増大することによって行われ、これは、ターボチャージャータービンに送られる排気ガスの量を減少し、ターボチャージャーがその軸の回転速度を低下させることができるようにする。

　ターボチャージャーマネージャー１３０は、ターボチャージャーが最大限のウエイストゲートバイパスについて設定されたかどうかを決定する判断ブロック３０６に進む。もし、そうであれば、ターボチャージャーからのウエィストバイパスの増加を命令することが不可能であり、ターボチャージャーの軸速度を低減するために他の手段がとられなければならない。これは、ブロック３０８で行われ、エンジン燃料噴射装置の命令が燃料の送りを緩和することを命令する。燃料命令に加えられる緩和量は、前述した緩和テーブルから選択され、前述した緩和テーブルは、実際の大気圧より低い水準に大気圧を人工的に設定し、それによって、ＥＣＭの部分がそうでなければ決定するエンジンに対する燃料命令よりも低い値を選択するようにする。この低い大気圧の値は、車のキーオフでリセットされる。エンジンの燃料命令を緩和する他の方法は、当業者には明らかである。ターボチャージャーマネージャー１３０は、ＥＣＭが他の関数性を実行することができるようにする。もし、決定ブロック３０６が、ウエィストゲートバイパスが現在最大に設定されていないことを決定した場合には、方法は、ブロック３１０に進み、ブロック３０４で決定されたウエィストゲートバイパスのステップを実行するようにターボチャージャーに命令する。

　決定ブロック３０２は、ターボチャージャーがオーバースピードではないことを決定する場合、ターボチャージャーマネージャー１３０は、ターボチャージャーが過熱しているかどうかを決定する。判断ブロック３１２は、現在のタービン入り口温度と所定の制限値を比較する。もし、現在のタービン入り口温度がこの所定の制限値を超える場合には、過熱に対する保護は、ウエィストゲートバイパスを減少することによってブロック３１４で実行される。ブロック３１４は、この過熱保護を達成するために現在のウエィストゲート設定に基づいて、４段ウエィストゲートのうちどれを実行すべきかを決定する。これは、ターボチャージャータービンを流れる排気ガスの量を増大し、この速度を増加させ、同じ量の燃料に対しより多くの空気をエンジンに提供する。これは、エンジン温度の降下を生じる。

　ブロック３１６の参入は、過速と過熱状態を交互につくる設定の間でターボチャージャーマネージャー１３０が発振することを防止する。それは前の所定の時間フレーム内で使用された従来の設定でのみ見るようにブロック３１６に関連する所定の時間制限があり、この時間フレームは、ターボチャージャーマネージャー１３０のプログラム可能な制限である。次に、この方法は、（もし、ブロック３１６によって達成されない場合には）、所望のウエィストゲートバイパスステップを実行するブロック３１０に進む。

　もし、決定ブロック３１２が、ターボチャージャーが過熱状態にないと判断すれば、ターボチャージャーマネージャー１３０は、ステップ３１８に進み、これは、空気質量レート偏差１２４の値を減少するように構成される方法でターボチャージャーのウエィストゲート設定を調整する。所望のウエィストゲート設定は、特定の空気質量レート偏差、エンジン速度およびエンジン燃料に対する所望のターボチャジャーウエィストゲートステップの設定を含むルックアップテーブルから決定される。例えばルックアップテーブルは、もし、空気質量レート偏差１２４が第１の範囲の値内にある場合には、ターボチャジャーウエィストゲートに対して変化を行うべきではなく、空気質量レート偏差１２４が第２の範囲の値内にあるとき、ウエィストゲート設定内の１段の増大を命令すべきであり、もし、空気質量レート偏差１２４が、第３の範囲内にある場合には、ウエィストゲートバイパス設定内で１段の減少が命令されるべきである。このルックアップテーブルは、ターボマネージャー１３０によって制御される特定のエンジンおよびターボチャージャーについて経験的に決定されることが好ましい。

　上述した空気質量レート偏差減少ステップ３１８は、空気質量レート偏差を低減するための閉鎖ループ制御である。別の例として、特定のエンジン速度および命令燃料レートに基づいてＥＣＭと関連するルックアップテーブルから直接選択される、開放ループ制御が実行される。これは、空気質量レート偏差を検出し計算する必要性を省略する。ＥＣＭのウエィストゲート状態テーブルは、経験的なエンジンデータから発生され、ＥＣＭメモリに永久的に記憶される。ＥＣＭは、特定のエンジン／ターボチャージャーの組み合わせについてプログラムされ、ＥＣＭは、状態テーブルまたは上述した空気質量レート偏差法のいずれかを使用するためにプログラムされる。

　この方法は、ステップ３２０に進み、所望のウエィストゲートバイパス設定が過熱状態をつくらないことを確認するためにチェックする。このブロック３２０は、上述したブロック３１６の動作に類似した態様でこのタスクを達成する。ブロック３２０で可能な過熱状態をチェックした後、ターボチャージャーマネージャー１３０は、ブロック３１６に進み、所望のウエィストゲート設定で可能な過速状態をチェックする。ブロック３１０は、ブロック３１６および３２０によって所望のウエィストゲート設定を実行する。

燃焼マネージャーと、空気装置マネージャーと、ターボチャージャーマネージャーを含む本発明の好ましいの装置の概略ブロック図である。 図１の燃焼マネージャーの動作フローチャートである。 図１の空気装置マネージャーのフローチャートである。 図１のターボチャージャーマネージャーのフローチャートである。

符号の説明

　１１０　燃焼マネージャー
　１２０　空気装置マネージャー
　１３０　ターボチャージャーマネージャー

Claims (3)

1. エンジンの現在の動作点に基づいて所望の空気質量レート（「質量レート」は「行程当りの質量」を意味する。以下同じ）を決定するために作動可能な燃焼マネージャーと、
   　前記エンジンの前記所望の空気質量レートと実際の空気質量レートとの空気質量レート偏差を決定するために作動可能な空気装置マネージャーと、
   　前記空気質量レート偏差を最小化するようにターボチャージャーの作動状態を制御するように作動可能なターボチャージャーマネージャーと、を有し、
   　前記ターボチャージャーマネージャーは、ターボチャージャー軸速度が所定の制限を超える場合には、ターボチャージャーのウエイストゲートバイパス量を増大し、ウエイストゲートバイパス量が最大値にあり、ターボチャージャー軸速度が所定の制限値を超える場合には、エンジンに対する燃料送り命令を低減するように作動することにより、ターボチャージャーが所定の制限値を超えたターボチャージャー軸速度を維持することを防止するように作動可能であることを特徴とする
   　内燃エンジンに空気を供給するターボチャージャーを制御する装置。
2. 前記燃焼マネージャー、空気装置マネージャーおよびターボマネージャーは、電子エンジン制御モジュールの一部である請求項１に記載の装置。
3. ａ）エンジンの現在の作動点を決定することと、
   　ｂ）現在の作動点に基づいて所望の空気質量レートを決定することと、
   　ｃ）前記エンジンの実際の空気質量レートを決定することと、
   　ｄ）前記所望の空気質量レートと実際の空気質量レートとの空気質量レート偏差を決定することと、
   　ｅ）前記空気質量レート偏差を最小化するようにターボチャージャーの作動状態を制御することと、
   　ｆ）前記ターボチャージャー軸速度が所定の制限値を超える場合には、ターボチャージャーのウエイストゲートバイパス量を増大させることにより前記ターボチャージャーが所定の制限値を超えたターボチャージャー軸速度を維持することを防止するようにターボチャージャーの作動状態を制御することと、
   　ｇ）ウエイストゲートバイパス量が最大値であり、ターボチャージャー軸速度が所定の制限値を超える場合には、エンジンに対する燃料送り命令を低減することと、を有する、内燃エンジンへ空気を送るターボチャージャーを制御する方法。

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