JP2019138193A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動過給機を備えた内燃機関において、電動過給機による電力消費を抑制しつつ、過給レスポンスを向上させる。
【解決手段】内燃機関１、１’の制御装置は、目標過給圧と実過給圧との差が第１基準値よりも大きいときには、排気エネルギーが最大になるようにアクチュエータ７ｃ、７ｃ’の開度を制御すると共に、電動機４３、４３’への供給電力を最大にし、目標過給圧と実過給圧との差が第１基準値以下であり且つ排気エネルギーが第２基準値未満であるときには、排気エネルギーが最大になるようにアクチュエータの開度を制御すると共に、実過給圧が目標過給圧に一致するように電動機への供給電力を制御し、目標過給圧と実過給圧との差が第１基準値以下であり且つ排気エネルギーが第２基準値以上であるときには、実過給圧が目標過給圧に一致するようにアクチュエータの開度を制御すると共に、電動機への電力供給を停止するように構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は内燃機関の制御装置に関する。

従来、ターボラグを低減するために、排気駆動過給機に加えて電動過給機が設けられた内燃機関が知られている（例えば、特許文献１、２）。排気駆動過給機では、タービンによって回収された排気エネルギーによってコンプレッサが駆動される。一方、電動過給機では、電力が供給された電動機によってコンプレッサが駆動される。

また、特許文献１に記載の内燃機関では、排気駆動過給機のタービンに可変ノズルが設けられている。可変ノズルは、その開度に応じて、タービンのタービンブレードに流入する排気ガスの流速を変化させることができ、ひいてはタービンからコンプレッサに供給される排気エネルギーを調整することができる。

斯かる内燃機関では、実過給圧が目標過給圧に一致するように可変ノズルの開度を制御するフィードバック制御が実行される。しかしながら、電動過給機が駆動されているときにフィードバック制御が実行されると、排気駆動過給機のみによって目標過給圧が実現可能であっても、電動過給機への電力供給が継続される。この結果、電動過給機によって無駄に電力が消費され、内燃機関の燃費が悪化する。

そこで、特許文献１に記載の内燃機関では、電動過給機への電力供給を停止した後に排気駆動過給機によるフィードバック制御を実行する。また、排気駆動過給機によるフィードバック制御が開始されるまで、実過給圧を目標過給圧に近付けるべく、ターボ効率が最大になるように可変ノズルの開度が制御される。

特開２０１５−２２９９９３号公報 特開２００６−２４２０６４号公報

しかしながら、コンプレッサによってなされる仕事量は、ターボ効率とタービンによって回収される仕事量との積として算出される。また、ターボ効率が低い方が、タービンによって回収される仕事量が大きくなる場合がある。

このため、ターボ効率が最大になるように可変ノズルの開度が制御されたとしても、コンプレッサによって生成される実過給圧が常に最大になるわけではない。したがって、特許文献１に記載の制御には、過給レスポンスの観点からは改善の余地がある。

そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、電動過給機を備えた内燃機関において、電動過給機による電力消費を抑制しつつ、過給レスポンスを向上させることにある。

上記課題を解決するために、本発明では、第１コンプレッサ及びタービンを備えた過給機と、前記タービンから前記第１コンプレッサに供給される排気エネルギーを開度に応じて調整可能なアクチュエータと、前記第１コンプレッサ又は該第１コンプレッサとは別の第２コンプレッサを駆動可能な電動機とを備えた内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置であって、目標過給圧と実過給圧との差が第１基準値よりも大きいときには、前記排気エネルギーが最大になるように前記アクチュエータの開度を制御すると共に、前記電動機への供給電力を最大にし、前記差が前記第１基準値以下であり且つ前記排気エネルギーが第２基準値未満であるときには、前記排気エネルギーが最大になるように前記アクチュエータの開度を制御すると共に、実過給圧が目標過給圧に一致するように前記電動機への供給電力を制御し、前記差が前記第１基準値以下であり且つ前記排気エネルギーが前記第２基準値以上であるときには、実過給圧が目標過給圧に一致するように前記アクチュエータの開度を制御すると共に、前記電動機への電力供給を停止するように構成された、内燃機関の制御装置が提供される。

本発明によれば、電動過給機を備えた内燃機関において、電動過給機による電力消費を抑制しつつ、過給レスポンスを向上させることができる。

図１は、本発明の第一実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関を概略的に示す図である。 図２は、第一実施形態における過給圧制御が実行されるときの過給圧等のタイムチャートである。 図３は、第一実施形態における過給圧制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図４は、本発明の第二実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関を概略的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

＜第一実施形態＞
最初に図１〜図３を参照して、本発明の第一実施形態について説明する。

＜内燃機関全体の説明＞
図１は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関を概略的に示す図である。内燃機関１は、圧縮自着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）であり、車両に搭載される。内燃機関１は、複数（本実施形態では４つ）の気筒２が設けられた機関本体１００と、気筒２内に燃料を噴射する電子制御式の燃料噴射弁３と、吸気マニホルド４と、排気マニホルド５と、第１コンプレッサ７ａ及びタービン７ｂを備えたターボチャージャ（過給機）７と、第２コンプレッサ４０と、電動機４３とを備える。

吸気マニホルド４は吸気管６を介してターボチャージャ７の第１コンプレッサ７ａの出口に連結される。第１コンプレッサ７ａよりも下流側の吸気管６内には、ＤＣモータのようなスロットル弁駆動アクチュエータによって駆動されるスロットル弁９が配置される。また、スロットル弁９と第１コンプレッサ７ａとの間の吸気管６周りには、吸気管６内を流れる吸入空気を冷却するインタークーラ１３が配置される。

第１コンプレッサ７ａの入口は吸気管６を介して第２コンプレッサ４０の出口に連結される。第２コンプレッサ４０の入口は吸気管６を介してエアクリーナ８に連結される。吸気マニホルド４及び吸気管６は、空気を気筒２内に導く吸気通路を形成する。

また、第２コンプレッサ４０をバイパスするバイパス通路４２が吸気管６に接続される。バイパス通路４２の一方の端部は第１コンプレッサ７ａと第２コンプレッサ４０との間の吸気管６に接続され、バイパス通路４２の他方の端部は第２コンプレッサ４０とエアクリーナ８との間の吸気管６に接続される。バイパス通路４２には電子制御式のバイパス弁４１が配置される。バイパス弁４１は、開いているときには空気がバイパス通路４２を通過することを許可し、閉じているときには空気がバイパス通路４２を通過することを禁止する。

一方、排気マニホルド５は排気管２７を介してターボチャージャ７のタービン７ｂの入口に連結される。タービン７ｂの出口は、排気管２７を介して、排気浄化触媒２８を内蔵したケーシング２９に連結される。排気マニホルド５及び排気管２７は、混合気の燃焼によって生じた排気ガスを排出する排気通路を形成する。排気浄化触媒２８は、例えば、排気ガス中のＮＯｘを還元浄化する選択還元型ＮＯｘ低減触媒（ＳＣＲ触媒）又はＮＯｘ吸蔵還元触媒である。また、排気通路には、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を低減するために、酸化触媒、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）等が配置されてもよい。

また、内燃機関１は、排気通路を流れる排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に流入させる排気ガス再循環（以下、「ＥＧＲ」という）システムを備える。ＥＧＲシステムは、ＥＧＲ通路１４、ＥＧＲクーラ２０及びＥＧＲ弁１５を含む。ＥＧＲ通路１４は排気マニホルド５と吸気マニホルド４とを互いに接続する。ＥＧＲ通路１４内には電子制御式のＥＧＲ弁１５が配置される。また、ＥＧＲ通路１４周りにはＥＧＲ通路１４内を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２０が配置される。本実施形態におけるＥＧＲシステムはいわゆる高圧ループ方式（ＨＰＬ方式）のＥＧＲシステムである。

燃料は電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ１９によって燃料タンク３３から燃料配管３４を介してコモンレール１８内に供給される。コモンレール１８内に供給された燃料は各燃料供給管１７を介して各燃料噴射弁３に供給される。

吸気通路に配置された第１コンプレッサ７ａは、軸を介して、排気通路に配置されたタービン７ｂに連結されている。このため、ターボチャージャ７では、タービン７ｂによって回収された排気エネルギーによって第１コンプレッサ７ａが駆動される。具体的には、タービン７ｂに流入する排気ガスによってタービン７ｂが回転駆動され、タービン７ｂによって第１コンプレッサ７ａが回転駆動される。この結果、第１コンプレッサ７ａは、タービン７ｂと一体的に回転し、第１コンプレッサ７ａに流入する吸入空気を過給する。

本実施形態では、タービン７ｂに、可変ノズル７ｃが設けられる。すなわち、ターボチャージャ７はいわゆる可変ノズルターボチャージャである。可変ノズル７ｃは複数のノズルベーンを備える。可変ノズル７ｃは、その開度（隣接するノズルベーン間の流路面積）に応じて、タービン７ｂのタービンブレードに流入する排気ガスの流速を変化させることができる。具体的には、可変ノズル７ｃの開度を小さくすることで、排気管２７を流れる排気ガスの流速が小さいときであっても、タービンブレードに供給される排気ガスの流速を大きくすることができる。

また、タービンブレードに供給される排気ガスの流速を大きくすることによって、タービン７ｂの回転速度、すなわち第１コンプレッサ７ａの回転速度を大きくすることができる。したがって、可変ノズル７ｃは、その開度に応じて、タービン７ｂから第１コンプレッサ７ａに供給される排気エネルギーを調整することができる。

一方、吸気通路に配置された第２コンプレッサ４０は、第２コンプレッサ４０に連結された電動機４３によって駆動される。具体的には、バッテリから電動機４３に電力が供給されると、電動機４３からの出力トルクによって第２コンプレッサ４０が回転駆動される。この結果、第２コンプレッサ４０は、第２コンプレッサ４０に流入する吸入空気を過給する。第２コンプレッサ４０及び電動機４３はいわゆる電動コンプレッサである。

＜内燃機関の制御装置＞
内燃機関の制御装置（以下、単に「制御装置」と称する）は、内燃機関１を制御する電子制御装置である。本実施形態では、内燃機関１に設けられた電子制御ユニット（ＥＣＵ）８０が制御装置として機能する。

ＥＣＵ８０は、デジタルコンピュータからなり、双方向性バス８１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）８２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）８３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）８４、入力ポート８５及び出力ポート８６を備える。ＥＣＵ８０には、内燃機関１に設けられた各種センサの出力が入力され、ＥＣＵ８０は、各種センサの出力等に基づいて、内燃機関１の各種制御を実行する。

本実施形態では、圧力センサ１０、負荷センサ１０１及びエアフロメータ１０２の出力が、対応するＡＤ変換器８７を介して入力ポート８５に入力される。圧力センサ１０は、インタークーラ１３とスロットル弁９との間の吸気管６内に配置され、第２コンプレッサ４０及び第１コンプレッサ７ａよりも下流側の吸気管６内を流れる吸入空気の圧力を検出する。したがって、圧力センサ１０は、第２コンプレッサ４０及び第１コンプレッサ７ａによって過給された吸入空気の過給圧を検出する。

負荷センサ１０１は、アクセルペダル１２０の踏込み量に比例した出力電圧を発生させる。したがって、負荷センサ１０１は機関負荷を検出する。エアフロメータ１０２は、エアクリーナ８と第２コンプレッサ４０との間に配置され、吸気管６内を流れる吸入空気量を検出する。さらに、入力ポート８５には、クランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ１０８が接続される。ＥＣＵ８０はクランク角センサ１０８の出力に基づいて機関回転数を算出する。

一方、出力ポート８６は、対応する駆動回路８８を介して、燃料噴射弁３、スロットル弁駆動アクチュエータ、可変ノズル７ｃ、ＥＧＲ弁１５、燃料ポンプ１９、バイパス弁４１及び電動機４３に接続されている。ＥＣＵ８０は、燃料噴射弁３の噴射時期及び噴射量、スロットル弁９の開度、可変ノズル７ｃの開度、ＥＧＲ弁１５の開度、燃料ポンプ１９の吐出量、バイパス弁４１の開閉及び電動機４３への電力供給を制御する。

ＥＣＵ８０は、第１コンプレッサ７ａ及び第２コンプレッサ４０を用いて、必要に応じて吸入空気を過給する。第１コンプレッサ７ａ及び第２コンプレッサ４０によって実現される実過給圧と目標過給圧との差が大きいときには、実過給圧を目標過給圧まで迅速に上昇させるべく、第１コンプレッサ７ａ及び第２コンプレッサ４０によってなされる仕事量を最大にすることが望ましい。

このため、ＥＣＵ８０は、目標過給圧と実過給圧との差、すなわち目標過給圧から実過給圧を減算した値が第１基準値よりも大きいときには、タービン７ｂから第１コンプレッサ７ａに供給される排気エネルギーが最大になるように可変ノズル７ｃの開度を制御すると共に、電動機４３への供給電力を最大にする。このことによって、第１コンプレッサ７ａ及び第２コンプレッサ４０によってなされる仕事量を最大にすることができる。この結果、実過給圧を迅速に高めることができ、過給レスポンスを向上させることができる。

なお、本明細書において、タービン７ｂから第１コンプレッサ７ａに供給される排気エネルギーＥｅ（以下、単に「排気エネルギー」と称する）とは、排気ガスからタービン７ｂに与えられる仕事量Ｗｔｕにターボ効率ηｔｏｔを乗算した値を意味する（Ｅｅ＝Ｗｔｕ×ηｔｏｔ）。

実過給圧が目標過給圧に近付いた後も過給が最大限実施されると、実過給圧が目標過給圧を超えてオーバーシュートするおそれがある。また、電動機４３への電力供給量を増やすほど、電動機４３による電力消費が増大し、内燃機関１の燃費が悪化する。このため、ＥＣＵ８０は、目標過給圧と実過給圧との差が第１基準値以下であり且つ排気エネルギーが第２基準値未満であるときには、排気エネルギーが最大になるように可変ノズル７ｃの開度を制御すると共に、実過給圧が目標過給圧に一致するように電動機４３への供給電力を制御する。このことによって、実過給圧のオーバーシュートを抑制しつつ、電動機４３による電力消費を抑制することができる。

また、電動機４３への供給電力が最大からゼロに急激に変更されると、過給圧の変動が大きくなり、トルクショック等が発生するおそれがある。これに対して、上記の制御によれば、排気エネルギーの増加と共に、電動機４３への供給電力が徐々に小さくされる。このため、過給圧の変動を抑制することができる。

実過給圧が高くなり、排気ガスからタービン７ｂに与えられる仕事量が増加すると、排気エネルギーが増大する。排気エネルギーが増大すると、第１コンプレッサ７ａのみによって目標過給圧が実現可能となる。このため、ＥＣＵ８０は、目標過給圧と実過給圧との差が第１基準値以下であり且つ排気エネルギーが第２基準値以上であるときには、実過給圧が目標過給圧に一致するように可変ノズル７ｃの開度を制御すると共に、電動機４３への電力供給を停止する。このことによって、実過給圧を目標過給圧に維持しつつ、電動機４３による電力消費を抑制することができる。

＜タイムチャートを用いた過給圧制御の説明＞
以下、図２を参照して、本実施形態における過給圧制御について具体的に説明する。図２は、第一実施形態における過給圧制御が実行されるときの過給圧、目標過給圧と実過給圧との差、排気エネルギー、電動機４３への供給電力及び可変ノズル７ｃの開度のタイムチャートである。過給圧のグラフでは、目標過給圧が破線によって示され、実過給圧が実線によって示されている。

図示した例では、時刻ｔ１において、目標過給圧と実過給圧との差が第１基準値Ｒ１よりも大きい。このため、時刻ｔ１において、電動機４３への供給電力が最大にされ、排気エネルギーが最大になるように可変ノズル７ｃの開度が制御される。可変ノズル７ｃの開度は、タービンブレードに供給される排気の流速が最大になるように、閉じ側の値に設定される。

時刻ｔ１の後、目標過給圧と実過給圧との差が、徐々に小さくなり、時刻ｔ２において第１基準値Ｒ１に達する。このため、実過給圧が目標過給圧を超えてオーバーシュートしないように、時刻ｔ２において電動機４３への供給電力のフィードバック制御が開始される。すなわち、実過給圧が目標過給圧に一致するように、電動機４３への供給電力が制御される。また、時刻ｔ２では、排気エネルギーは第２基準値未満である。このため、可変ノズル７ｃの開度は、排気エネルギーが最大になる開度に維持される。

電動機４３への供給電力のフィードバック制御では、排気エネルギーの増加に伴い、電動機４３への供給電力が徐々に小さくされる。時刻ｔ２の後、排気エネルギーは時刻ｔ３において第２基準値Ｒ２に達する。この結果、第１コンプレッサ７ａのみによって目標過給圧が実現可能となる。

このため、時刻ｔ３において、電動機４３への電力供給が停止され、可変ノズル７ｃの開度のフィードバック制御が開始される。すなわち、実過給圧が目標過給圧に一致するように、可変ノズル７ｃの開度が制御される。この例では、可変ノズル７ｃの開度は、時刻ｔ３まで閉じ側の一定の値に維持され、時刻ｔ３の後、徐々に大きくされる。

＜過給圧制御の制御ルーチン＞
以下、図３のフローチャートを参照して、上述した制御について詳細に説明する。図３は、第一実施形態における過給圧制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、ＥＣＵ８０によって所定の実行間隔で実行される。

最初に、ステップＳ１０１において、目標過給圧Ｐｔａが算出される。目標過給圧Ｐｔａは、例えば、マップ又は計算式を用いて、機関回転数及び燃料噴射弁３からの燃料噴射量に基づいて算出される。なお、目標過給圧Ｐｔａは機関負荷等に基づいて算出されてもよい。

次いで、ステップＳ１０２において、実過給圧Ｐａｃが取得される。実過給圧Ｐａｃは圧力センサ１０によって検出される。

次いで、ステップＳ１０３において、目標過給圧Ｐｔａと実過給圧Ｐａｃとの差、すなわち、目標過給圧Ｐｔａから実過給圧Ｐａｃを減算した値が第１基準値Ｒ１よりも大きいか否かが判定される。第１基準値Ｒ１は、実過給圧のオーバーシュート等を考慮して予め定められる。

ステップＳ１０３において目標過給圧Ｐｔａと実過給圧Ｐａｃとの差が第１基準値Ｒ１よりも大きいと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、排気エネルギーが最大になるように可変ノズル７ｃの開度が制御される。次いで、ステップＳ１０５では、電動機４３への供給電力が最大にされる。このとき、バイパス弁４１は全閉にされる。このことによって、第２コンプレッサ４０によって圧縮された空気がバイパス通路４２を通って逆流することを防止することができる。ステップＳ１０５の後、本制御ルーチンは終了する。

一方、ステップＳ１０３において目標過給圧Ｐｔａと実過給圧Ｐａｃとの差が第１基準値Ｒ１以下であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、排気エネルギーＥｅ及び第２基準値Ｒ２が算出される。

排気エネルギーＥｅは、ターボ効率ηｔｏｔ、排気ガスの比熱Ｃｐｇ、排気ガス量Ｇ₄、タービン７ｂの入口における排気ガス温度Ｔ₄、タービン７ｂの入口における圧力Ｐ₄、及びタービン７ｂの出口における圧力Ｐ₆を用いて、下記式（１）によって算出される。
Ｅｅ＝ηｔｏｔ×Ｃｐｇ・Ｇ₄・Ｔ₄・｛１−（Ｐ₄／Ｐ₆）^-0.248｝…（１）

ターボ効率ηｔｏｔは、マップ又は計算式を用いた公知の方法によって算出される。排気ガスの比熱Ｃｐｇは予め定められる。排気ガス量Ｇ₄、排気ガス温度Ｔ₄、圧力Ｐ₄及び圧力Ｐ₆は、センサによって検出される実測値、又はマップ又は計算式を用いた公知の方法によって算出される推定値である。

第２基準値Ｒ２は、マップ又は計算式を用いて、ステップＳ１０１において算出された目標過給圧Ｐｔａに基づいて算出される。なお、第２基準値Ｒ２は予め定められた値であってもよい。

次いで、ステップＳ１０７において、排気エネルギーＥｅが第２基準値Ｒ２以上であるか否かが判定される。排気エネルギーＥｅが第２基準値Ｒ２未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、排気エネルギーが最大になるように可変ノズル７ｃの開度が制御される。次いで、ステップＳ１０９では、電動機４３への供給電力がフィードバック制御される。すなわち、実過給圧が目標過給圧に一致するように、電動機４３への供給電力が制御される。このとき、バイパス弁４１は全閉にされる。このことによって、第２コンプレッサ４０によって圧縮された空気がバイパス通路４２を通って逆流することを防止することができる。ステップＳ１０９の後、本制御ルーチンは終了する。

一方、ステップＳ１０７において排気エネルギーＥｅが第２基準値Ｒ２以上であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、電動機４３への電力供給が停止される。このとき、バイパス弁４１は全開にされる。このことによって、空気はバイパス通路４２を通って下流側に流れる。このため、空気が第２コンプレッサ４０を通過するときの抵抗によるポンプ損失の悪化、吸入空気量の低下等を抑制することができる。次いで、ステップＳ１１１では、可変ノズル７ｃの開度がフィードバック制御される。すなわち、実過給圧が目標過給圧に一致するように、可変ノズル７ｃの開度が制御される。ステップＳ１１１の後、本制御ルーチンは終了する。

なお、ステップＳ１０３における第１基準値Ｒ１はゼロであってもよい。すなわち、ステップＳ１０３において、目標過給圧Ｐｔａが実過給圧Ｐａｃよりも大きいか否かが判定されてもよい。

＜第二実施形態＞
第二実施形態における内燃機関の制御装置の構成及び制御は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態における内燃機関の制御装置と同様である。このため、以下、本発明の第二実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図４は、本発明の第二実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関を概略的に示す図である。第二実施形態では、内燃機関１’はターボチャージャ７の代わりに電動ターボチャージャ７’を備え、電動コンプレッサ（第２コンプレッサ４０及び電動機４３）は内燃機関１’から省略される。電動ターボチャージャ７’は、第１コンプレッサ７ａ’、タービン７ｂ’及び電動機４３’を備える。

第１コンプレッサ７ａ’の出口は吸気管６を介して吸気マニホルド４に連結され、第１コンプレッサ７ａ’の入口は吸気管６を介してエアクリーナ８に連結される。タービン７ｂ’の入口は排気管２７を介して排気マニホルド５に連結され、タービン７ｂ’の出口は、排気管２７を介して、排気浄化触媒２８を内蔵したケーシング２９に連結される。

吸気通路に配置された第１コンプレッサ７ａ’は、軸を介して、排気通路に配置されたタービン７ｂ’に連結されている。このため、電動ターボチャージャ７’では、タービン７ｂ’によって回収された排気エネルギーによって第１コンプレッサ７ａ’が駆動される。第一実施形態と同様に、タービン７ｂ’には、可変ノズル７ｃ’が設けられる。

また、タービン７ｂ’と第１コンプレッサ７ａ’とを接続する軸には、電動機４３’が設けられる。電動機４３’は第１コンプレッサ７ａ’及びタービン７ｂ’を駆動する。具体的には、バッテリから電動機４３’に電力が供給されると、電動機４３’からの出力トルクによって第１コンプレッサ７ａ’及びタービン７ｂ’が回転駆動される。

第二実施形態においても、電動ターボチャージャ７’を用いて、第一実施形態と同様に、図３の過給圧制御の制御ルーチンが実行される。

以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。例えば、内燃機関１は火花点火式内燃機関（例えば、ガソリンエンジン）であってもよい。

また、排気エネルギーを調整可能なアクチュエータとして、可変ノズル７ｃの代わりにウエストゲートバルブが用いられてもよい。この場合、タービン７ｂをバイパスするバイパス通路にウエストゲートバルブが配置され、ウエストゲートバルブは、排気管２７を流れる排気ガスと、バイパス通路を流れる排気ガスとの比率を変更する。ウエストゲートバルブが全閉にされると、排気エネルギーが最大になる。

また、排気エネルギーを調整可能なアクチュエータとしてウエストゲートバルブが用いられる場合、排気エネルギーＥｅは、ターボ効率ηｔｏｔ、排気ガスの比熱Ｃｐｇ、排気ガス量Ｇ₄、ウエストゲートバルブを通過する排気ガスの量Ｇｗｇ、タービン７ｂの入口における排気ガス温度Ｔ₄、タービン７ｂの入口における圧力Ｐ₄、及びタービン７ｂの出口における圧力Ｐ₆を用いて、下記式（２）によって算出される。
Ｅｅ＝ηｔｏｔ×Ｃｐｇ・（Ｇ₄−Ｇｗｇ）・Ｔ₄・｛１−（Ｐ₄／Ｐ₆）^-0.248｝…（２）
ウエストゲートバルブを通過する排気ガスの量Ｇｗｇは、例えば、マップ又は計算式を用いて、ウエストゲートバルブの開度に基づいて算出される。この場合、マップ又は計算式は、ウエストゲートバルブの開度が大きいほど、排気ガスの量Ｇｗｇが多くなるように作成される。

１、１’ 内燃機関
７ ターボチャージャ
７’ 電動ターボチャージャ
７ａ、７ａ’ 第１コンプレッサ
７ｂ、７ｂ’ タービン
７ｃ、７ｃ’ 可変ノズル
４０ 第２コンプレッサ
４３、４３’ 電動機
８０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）

Claims (1)

1. 第１コンプレッサ及びタービンを備えた過給機と、前記タービンから前記第１コンプレッサに供給される排気エネルギーを開度に応じて調整可能なアクチュエータと、前記第１コンプレッサ又は該第１コンプレッサとは別の第２コンプレッサを駆動可能な電動機とを備えた内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置であって、
   目標過給圧と実過給圧との差が第１基準値よりも大きいときには、前記排気エネルギーが最大になるように前記アクチュエータの開度を制御すると共に、前記電動機への供給電力を最大にし、前記差が前記第１基準値以下であり且つ前記排気エネルギーが第２基準値未満であるときには、前記排気エネルギーが最大になるように前記アクチュエータの開度を制御すると共に、実過給圧が目標過給圧に一致するように前記電動機への供給電力を制御し、前記差が前記第１基準値以下であり且つ前記排気エネルギーが前記第２基準値以上であるときには、実過給圧が目標過給圧に一致するように前記アクチュエータの開度を制御すると共に、前記電動機への電力供給を停止するように構成された、内燃機関の制御装置。

Images