特許 6764780 エンジンシステム用制御装置、及びエンジンシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6764780

(24)【登録日】2020年9月16日

(45)【発行日】2020年10月7日

(54)【発明の名称】エンジンシステム用制御装置、及びエンジンシステム

(51)【国際特許分類】

   F02B 37/00 20060101AFI20200928BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20200928BHJP

   F02B 37/013 20060101ALI20200928BHJP

   F02B 37/24 20060101ALI20200928BHJP

   F02B 37/18 20060101ALI20200928BHJP

【ＦＩ】

   F02B37/00 500B

   F02D45/00

   F02D45/00 360E

   F02D45/00 364E

   F02B37/013

   F02B37/24

   F02B37/18 A

【請求項の数】10

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2016-251733(P2016-251733)

(22)【出願日】2016年12月26日

(65)【公開番号】特開2018-105210(P2018-105210A)

(43)【公開日】2018年7月5日

【審査請求日】2019年10月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(72)【発明者】

【氏名】堀田 和郎

(72)【発明者】

【氏名】永持 英昭

(72)【発明者】

【氏名】戸松 豪

(72)【発明者】

【氏名】山科 貴裕

【審査官】 篠原 将之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０６４０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５２９３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−０００３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０１８５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１２８９３６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ３７／００

Ｆ０２Ｂ ３７／０１３

Ｆ０２Ｂ ３７／１８

Ｆ０２Ｂ ３７／２４

Ｆ０２Ｄ ４５／００

Ｆ０２Ｄ ４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、吸気を圧縮する低圧用圧縮機と、前記低圧用圧縮機で圧縮された吸気をさらに圧縮して前記エンジンに供給する高圧用圧縮機と、前記エンジンからの排気で駆動され、かつ前記高圧用圧縮機を回転駆動させる高圧用タービンと、前記高圧用タービンからの排気で駆動され、かつ前記低圧用圧縮機を回転駆動させる低圧用タービンと、前記高圧用タービン及び前記低圧用タービンのうち、少なくとも一方を通過する排気の流量を調節する排気流量調節部と、を備えたエンジンシステムを制御するエンジンシステム用制御装置であって、
前記低圧用圧縮機の圧力比、及び前記高圧用圧縮機の圧力比の取得に必要なパラメータを受け付けるパラメータ受付部と、
前記パラメータに基づいて、前記低圧用圧縮機の圧力比、及び前記高圧用圧縮機の圧力比を取得する圧力比取得部と、
前記高圧用圧縮機の圧力比、及び前記低圧用圧縮機の圧力比に基づいて得られる圧縮機間圧力比を取得する圧縮機間圧力比取得部と、
前記圧縮機間圧力比が前記エンジンシステムの作動効率が最適となる所定圧力比となるように、前記排気流量調節部を制御する制御部と、
を備え、
前記圧縮機間圧力比と前記エンジンシステムの作動効率との関係を示す作動曲線が記憶された作動曲線記憶部を有しており、
前記制御部は、前記作動曲線のうち、前記エンジンシステムの作動効率が最も高くなるときの圧縮機間圧力比を前記所定圧力比として前記排気流量調節部を制御するエンジンシステム用制御装置。

【請求項2】

前記作動曲線記憶部は、前記エンジンと接続され、かつ前記低圧用圧縮機及び前記高圧用圧縮機が設けられた供給ラインの所定位置の温度に対応した複数の前記作動曲線を記憶しており、
前記制御部は、複数の前記作動曲線のうち、前記所定位置の温度に対応した作動曲線を用いる請求項１記載のエンジンシステム用制御装置。

【請求項3】

前記パラメータ受付部は、前記高圧用圧縮機の入口側の圧力、及び前記高圧用圧縮機の出口側の圧力を受け付け、
前記圧力比取得部は、前記低圧用圧縮機の入口側の圧力として大気圧を用いる請求項１または２記載のエンジンシステム用制御装置。

【請求項4】

前記パラメータ受付部は、前記高圧用圧縮機の入口側の圧力、前記高圧用圧縮機の出口側の圧力、及び前記低圧用圧縮機の回転数を受け付け、
前記圧力比取得部は、前記高圧用圧縮機の入口側の圧力、前記高圧用圧縮機の出口側の圧力、及び前記低圧用圧縮機の回転数に基づいて、前記低圧用圧縮機の入口側の圧力を推定し、推定した前記低圧用圧縮機の入口側の圧力、及び前記高圧用圧縮機の入口側の圧力に基づいて、前記低圧用圧縮機の圧力比を取得する請求項１または２記載のエンジンシステム用制御装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記エンジンシステムの燃費を向上させたい場合には、前記所定圧力比となるように前記排気流量調節部を制御し、前記エンジンの応答速度を高めたい場合には前記排気流量調節部を全閉する制御を行い、前記高圧用圧縮機から吐出される圧縮された吸気から前記エンジンを保護したい場合には前記排気流量調節部を全開する制御を行う請求項１または２記載のエンジンシステム用制御装置。

【請求項6】

請求項１ないし請求項５のうち、いずれか1項記載のエンジンシステム用制御装置と、
前記エンジンと、
前記エンジンと接続された前記高圧用圧縮機及び前記高圧用タービンを含む高圧用の過給機と、
前記高圧用の過給機と接続された前記低圧用圧縮機及び前記低圧用タービンを含む低圧用の過給機と、
前記低圧用圧縮機と前記低圧用タービンとを接続する第１の回転軸と、
前記高圧用圧縮機と前記高圧用タービンとを接続する第２の回転軸と、
前記エンジンシステム用制御装置と電気的に接続された前記排気流量調節部と、
前記エンジンと接続され、前記低圧用圧縮機及び前記高圧用圧縮機が設けられた供給ラインと、
前記エンジンと接続され、前記低圧用タービン及び前記高圧用タービンが設けられた排気ラインと、
前記高圧用圧縮機の入口側の圧力を検出し、検出した圧力の情報を前記エンジンシステム用制御装置に送信する第１の圧力検出部と、
前記高圧用圧縮機の出口側の圧力を検出し、検出した圧力の情報を前記エンジンシステム用制御装置に送信する第２の圧力検出部と、
を備えたエンジンシステム。

【請求項7】

前記供給ラインの所定位置を流れる前記吸気の温度を検出し、検出した温度の情報を前記エンジンシステム用制御装置に送信する温度検出部を有する請求項６記載のエンジンシステム。

【請求項8】

前記第１の回転軸の回転数を検出し、検出した前記回転数の情報を前記エンジンシステム用制御装置に送信する回転数検出部を有する請求項６または７記載のエンジンシステム。

【請求項9】

前記排気流量調節部は、両端が前記排気ラインと接続され、前記低圧用タービン及び前記高圧用タービンのうち、少なくとも一方をバイパスさせるバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられ、前記制御部と電気的に接続された弁と、
を有する請求項６ないし８のうち、いずれか１項記載のエンジンシステム。

【請求項10】

前記低圧用タービン及び前記高圧用タービンは、それぞれタービン本体を備えており、
前記排気流量調節部は、前記低圧用タービン及び前記高圧用タービンのうち、少なくとも一方の前記タービン本体の内側に設けられた可変式ノズルである請求項６ないし８のうち、いずれか１項記載のエンジンシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンシステム用制御装置、及びエンジンシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

船舶や車両に搭載されるエンジンシステムとしては、加速時におけるエンジンの応答性が高く、かつ定常運転時に高い負荷に耐え得ることの可能なものが望まれている。
加速時にエンジンの高い応答性を得るためには、例えば、エンジンシステムを構成する過給機のタービンのノズルを絞ることが有効である。一方、全負荷運転時には過給機の回転数および空気供給圧力を抑制し、過給機やシリンダにかかる負荷を抑制する必要がある。

【0003】

特許文献１には、タービンの前に空気を逃がすバイパスラインと、バイパスラインに設けられたバルブと、を備えた排気バイパス装置が開示されている。
特許文献１では、バルブを開閉させることで、加速時におけるエンジンの応答性が高く、かつ定常運転時に高い負荷に耐え得ることが可能であることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平２−１３１０３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、エンジンに供給する空気の圧力を高める観点から、圧縮機及びタービンを含む過給機を２段にしたエンジンシステムがある。近年、２段の過給機を備えたエンジンシステムのさらなる燃費の向上が望まれている。

【0006】

そこで、本発明は、２段の過給機を有し、燃費を向上させることの可能なエンジンシステム用制御装置、及びエンジンシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るエンジンシステム用制御装置によれば、エンジンと、吸気を圧縮する低圧用圧縮機と、前記低圧用圧縮機で圧縮された吸気をさらに圧縮して前記エンジンに供給する高圧用圧縮機と、前記エンジンからの排気で駆動され、かつ前記高圧用圧縮機を回転駆動させる高圧用タービンと、前記高圧用タービンからの排気で駆動され、かつ前記低圧用圧縮機を回転駆動させる低圧用タービンと、前記高圧用タービン及び前記低圧用タービンのうち、少なくとも一方を通過する排気の流量を調節する排気流量調節部と、を備えたエンジンシステムを制御するエンジンシステム用制御装置であって、前記低圧用圧縮機の圧力比、及び前記高圧用圧縮機の圧力比の取得に必要なパラメータを受け付けるパラメータ受付部と、前記パラメータに基づいて、前記低圧用圧縮機の圧力比、及び前記高圧用圧縮機の圧力比を取得する圧力比取得部と、前記高圧用圧縮機の圧力比、及び前記低圧用圧縮機の圧力比に基づいて得られる圧縮機間圧力比を取得する圧縮機間圧力比取得部と、前記圧縮機間圧力比が前記エンジンシステムの作動効率が最適となる所定圧力比となるように、前記排気流量調節部を制御する制御部と、を備え、前記圧縮機間圧力比と前記エンジンシステムの作動効率との関係を示す作動曲線が記憶された作動曲線記憶部を有しており、前記制御部は、前記作動曲線のうち、前記エンジンシステムの作動効率が最も高くなるときの圧縮機間圧力比を前記所定圧力比として前記排気流量調節部を制御する。

【0008】

本発明によれば、上述したパラメータ受付部、圧力比取得部、圧縮機間圧力比取得部、及び制御部を含むエンジンシステム用制御装置を有することで、圧縮機間圧力比がエンジンシステムの作動効率が最適となる所定圧力比となるように、排気流量調節部を制御することが可能となる。
これにより、２段の過給機（具体的には、低圧用圧縮機及び低圧用タービンよりなる過給機、及び高圧用圧縮機及び高圧用タービンよりなる過給機）を有するエンジンシステムの燃費を向上できる。
また、作動曲線のうち、エンジンシステムの作動効率が最も高くなるときの圧縮機間圧力比を所定圧力比として排気流量調節部を制御することで、２段の過給機を有するエンジンシステムの燃費を向上できる。

【0011】

また、上記本発明の一態様に係るエンジンシステム用制御装置において、前記作動曲線記憶部は、前記エンジンと接続され、かつ前記低圧用圧縮機及び前記高圧用圧縮機が設けられた供給ラインの所定位置の温度に対応した複数の前記作動曲線を記憶しており、前記制御部は、複数の前記作動曲線のうち、前記所定位置の温度に対応した作動曲線を用いてもよい。

【0012】

このように、複数の作動曲線のうち、所定位置の温度に対応した作動曲線を用いる制御部を有することで、２段の過給機を有するエンジンシステムの燃費をさらに向上させることができる。

【0013】

本発明の一態様に係るエンジンシステム用制御装置によれば、前記パラメータ受付部は、前記高圧用圧縮機の入口側の圧力、及び前記高圧用圧縮機の出口側の圧力を受け付け、前記圧力比取得部は、前記低圧用圧縮機の入口側の圧力として大気圧を用いてもよい。

【0014】

このように、パラメータ受付部が高圧用圧縮機の入口側の圧力、及び高圧用圧縮機の出口側の圧力を受け付け、圧力比取得部が低圧用圧縮機の吸込圧として大気圧を用いることで、低圧用圧縮機の圧力比を取得することが可能となる。これにより、圧縮機間圧力比を取得することができる。

【0015】

本発明の一態様に係るエンジンシステム用制御装置によれば、前記パラメータ受付部は、前記高圧用圧縮機の入口側の圧力、前記高圧用圧縮機の出口側の圧力、及び前記低圧用圧縮機の回転数を受け付け、前記圧力比取得部は、前記高圧用圧縮機の入口側の圧力、前記高圧用圧縮機の出口側の圧力、及び前記低圧用圧縮機の回転数に基づいて、前記低圧用圧縮機の入口側の圧力を推定し、推定した前記低圧用圧縮機の入口側の圧力、及び前記高圧用圧縮機の入口側の圧力に基づいて、前記低圧用圧縮機の圧力比を取得してもよい。

【0016】

このように、高圧用圧縮機の入口側の圧力、高圧用圧縮機の出口側の圧力、及び低圧用圧縮機の回転数に基づいて、低圧用圧縮機の入口側の圧力を推定し、推定した低圧用圧縮機の入口側の圧力、及び高圧用圧縮機の入口側の圧力（低圧用圧縮機の出口側の圧力）に基づいて、低圧用圧縮機の圧力比を取得することで、低圧用圧縮機の圧力比の精度を高めることが可能となる。これにより、２段の過給機を有するエンジンシステムの燃費をさらに向上させることができる。

【0017】

本発明の一態様に係るエンジンシステム用制御装置によれば、前記制御部は、前記エンジンシステムの燃費を向上させたい場合には、前記所定圧力比となるように前記排気流量調節部を制御し、前記エンジンの応答速度を高めたい場合には前記排気流量調節部を全閉する制御を行い、前記高圧用圧縮機から吐出される圧縮された吸気から前記エンジンを保護したい場合には前記排気流量調節部を全開する制御を行ってもよい。

【0018】

このような制御を行う制御部を有することで、エンジンシステムの燃費を向上したり、エンジンの応答速度を高めたり、エンジンを保護したり、目的に応じた運転を行うことができる。

【0019】

本発明の一態様に係るエンジンシステムによれば、上記エンジンシステム用制御装置と、前記エンジンと、前記エンジンと接続された前記高圧用圧縮機及び前記高圧用タービンを含む高圧用の過給機と、前記高圧用の過給機と接続された前記低圧用圧縮機及び前記低圧用タービンを含む低圧用の過給機と、前記低圧用圧縮機と前記低圧用タービンとを接続する第１の回転軸と、前記高圧用圧縮機と前記高圧用タービンとを接続する第２の回転軸と、前記エンジンシステム用制御装置と電気的に接続された前記排気流量調節部と、前記エンジンと接続され、前記低圧用圧縮機及び前記高圧用圧縮機が設けられた供給ラインと、前記エンジンと接続され、前記低圧用タービン及び前記高圧用タービンが設けられた排気ラインと、前記高圧用圧縮機の入口側の圧力を検出し、検出した圧力の情報を前記エンジンシステム用制御装置に送信する第１の圧力検出部と、前記高圧用圧縮機の出口側の圧力を検出し、検出した圧力の情報を前記エンジンシステム用制御装置に送信する第２の圧力検出部と、を備えてもよい。

【0020】

上記エンジンシステム用制御装置を有することで、エンジンシステムの燃費を向上させることができる。

【0021】

本発明の一態様に係るエンジンシステムによれば、前記供給ラインの所定位置を流れる前記吸気の温度を検出し、検出した温度の情報を前記エンジンシステム用制御装置に送信する温度検出部を有してもよい。

【0022】

このような構成とされた温度検出部を有することで、吸気の温度に対応する作動曲線を用いて、排気流量調節部を制御することができる。

【0023】

本発明の一態様に係るエンジンシステムによれば、前記第１の回転軸の回転数を検出し、検出した前記回転数の情報を前記エンジンシステム用制御装置に送信する回転数検出部を有してもよい。

【0024】

このような構成とされた回転数検出部を有することで、高圧用圧縮機の入口側の圧力、高圧用圧縮機の出口側の圧力、及び低圧用圧縮機の回転数に基づいて、低圧用圧縮機の入口側の圧力を推定できる。

【0025】

本発明の一態様に係るエンジンシステムによれば前記排気流量調節部は、両端が前記排気ラインと接続され、前記低圧用タービン及び前記高圧用タービンのうち、少なくとも一方をバイパスさせるバイパスラインと、前記バイパスラインに設けられ、前記制御部と電気的に接続された弁と、を有してもよい。

【0026】

このように、排気流量調節部は、両端が排気ラインと接続され、低圧用タービン及び高圧用タービンのうち、少なくとも一方をバイパスさせるバイパスラインと、バイパスラインに設けられ、制御部と電気的に接続された弁と、で構成することが可能である。

【0027】

本発明の一態様に係るエンジンシステムによれば、前記低圧用タービン及び前記高圧用タービンは、それぞれタービン本体を備えており、前記排気流量調節部は、前記低圧用タービン及び前記高圧用タービンのうち、少なくとも一方の前記タービン本体の内側に設けられた可変式ノズルであってもよい。

【0028】

このように、排気流量調節部は、低圧用タービン及び高圧用タービンのうち、少なくとも一方のタービン本体の内側に設けられた可変式ノズルを用いることが可能である。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、２段の過給機を有するエンジンシステムの燃費を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るエンジンシステムの概略構成を模式的に示す図である。

【図2】図１に示すエンジンシステム用制御装置の機能ブロック図である。

【図3】圧縮機間圧力比とエンジンシステムの過給システム効率との関係を示すグラフである。

【図4】図１に示すエンジンシステム用制御装置のハード構成を模式的に示す図である。

【図5】第１の実施形態のエンジンシステム用制御装置が行う処理を説明するためのフローチャートである。

【図6】第１の実施形態の第１変形例に係るエンジンシステムの概略構成を模式的に示す図である。

【図7】第１の実施形態の第２変形例に係るエンジンシステムの概略構成を模式的に示す図である。

【図8】本発明の第２の実施形態に係るエンジンシステムの概略構成を模式的に示す図である。

【図9】図８に示す高圧用タービンの内部構成を説明するための図であり、可変式ノズルが開いた状態を模式的に示すである。

【図10】図８に示す高圧用タービンの内部構成を説明するための図であり、可変式ノズルが閉じた状態を模式的に示すである。

【図11】本発明の第３の実施形態に係るエンジンシステムの概略構成を模式的に示す図である。

【図12】図１１に示すエンジンシステム用制御装置の機能ブロック図である。

【図13】第３の実施形態のエンジンシステム用制御装置が行う処理を説明するためのフローチャートである。

【図14】本発明の第３の実施形態のエンジンシステム用制御装置の処理の第１変形例を説明するための機能ブロック図である。

【図15】本発明の第３の実施形態のエンジンシステム用制御装置の処理の第１変形例を説明するためのフローチャートである。

【図16】本発明の第３の実施形態のエンジンシステム用制御装置の処理の第２変形例を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。

【0032】

（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るエンジンシステム１０について説明する。
エンジンシステム１０は、低圧用の過給機１１、及び高圧用の過給機１２（２段の過給機）を備える。エンジンシステム１０は、供給ライン１３と、低圧用圧縮機１４と、第１の冷却部１６と、第１の圧力検出部１７と、温度検出部１８と、高圧用圧縮機２２と、第２の冷却部２３と、第２の圧力検出部２５と、エンジン２７と、排気ライン２９と、低圧用タービン３１と、第１の回転軸３３と、高圧用タービン３４と、第２の回転軸３６と、排気流量調節部３８と、エンジンシステム用制御装置３９と、を有する。

【0033】

過給機１１は、低圧用圧縮機１４、第１の回転軸３３、及び低圧用タービン３１を含む。過給機１２は、高圧用圧縮機２２、第２の回転軸３６、及び高圧用タービン３４を含む。

【0034】

供給ライン１３は、第１供給ライン１３Ａと、第２供給ライン１３Ｂと、第３供給ライン１３Ｃと、を有する。
第１供給ライン１３Ａは、一端が空気を吸い込むことが可能な状態とされており、他端が低圧用圧縮機１４の吸込口と接続されている。

【0035】

第２供給ライン１３Ｂは、一端が低圧用圧縮機１４の吐出口と接続されており、他端が高圧用圧縮機２２の吸込口と接続されている。第２供給ライン１３Ｂは、低圧用圧縮機１４が圧縮した吸気（例えば、空気）を高圧用圧縮機２２の吸込口に供給する。
なお、第１の実施形態では、一例として、吸気が空気である場合を例に挙げて説明する。

【0036】

第３供給ライン１３Ｃは、一端が高圧用圧縮機２２の吐出口と接続されており、他端がエンジン２７の吸込口と接続されている。第３供給ライン１３Ｃは、高圧用圧縮機２２が圧縮した高圧の空気をエンジン２７の吸込口に供給する。

【0037】

低圧用圧縮機１４は、供給ライン１３に設けられている。低圧用圧縮機１４は、第１供給ライン１３Ａから供給される空気を圧縮し、第２供給ライン１３Ｂに吐出する。低圧用圧縮機１４は、第１の回転軸３３の一端と接続されている。
第１の冷却部１６は、第２供給ライン１３Ｂを流れる圧縮された空気を冷却する。圧縮及び冷却された空気は、高圧用圧縮機２２の吸込口に供給される。

【0038】

第１の圧力検出部１７は、冷却及び圧縮された吸気の圧力を検出可能な状態で第２供給ライン１３Ｂに設けられている。第１の圧力検出部１７は、エンジンシステム用制御装置３９と電気的に接続されている。第１の圧力検出部１７は、高圧用圧縮機２２の入口側の圧力を検出する。第１の圧力検出部１７は、検出した高圧用圧縮機２２の入口側の圧力に関する情報をエンジンシステム用制御装置３９に送信する。

【0039】

温度検出部１８は、冷却及び圧縮された空気の温度（以下、「温度ｔ」という）を検出可能な状態で第２供給ライン１３Ｂに設けられている。温度検出部１８は、エンジンシステム用制御装置３９と電気的に接続されている。温度検出部１８は、高圧用圧縮機２２内に導入される空気の温度ｔを検出し、検出した空気の温度ｔに関する情報をエンジンシステム用制御装置３９に送信する。

【0040】

高圧用圧縮機２２は、供給ライン１３に設けられており、低圧用圧縮機１４とエンジン２７との間に配置されている。高圧用圧縮機２２は、低圧用圧縮機１４により圧縮された空気をさらに圧縮して、第３供給ライン１３Ｃに吐出する。
第２の冷却部２３は、第３供給ライン１３Ｃを流れる圧縮された空気を冷却する。圧縮及び冷却された空気は、エンジン２７の吸込口に供給される。

【0041】

第２の圧力検出部２５は、圧縮及び冷却された空気の圧力を検出可能な状態で第３供給ライン１３Ｃに設けられている。第２の圧力検出部２５は、エンジンシステム用制御装置３９と電気的に接続されている。第２の圧力検出部２５は、高圧用圧縮機２２の出口側の圧力を検出する。第２の圧力検出部２５は、検出した高圧用圧縮機２２の出口側の圧力に関する情報をエンジンシステム用制御装置３９に送信する。

【0042】

エンジン２７は、高圧用圧縮機２２から供給される圧縮された空気により駆動される。エンジン２７は、排気ライン２９の一端と接続されている。エンジン２７は、排気ライン２９にエンジン２７内を通過した空気を含んだ排気（排気ガス）を吐出する。

【0043】

排気ライン２９は、第１排気ライン２９Ａと、第２排気ライン２９Ｂと、第３排気ライン２９Ｃと、を有する。
第１排気ライン２９Ａは、一端がエンジンと接続されており、他端が高圧用タービン３４の吸込口と接続されている。

【0044】

第２排気ライン２９Ｂは、一端が高圧用タービン３４の吐出口と接続されており、他端が低圧用タービン３１の吸込口と接続されている。第２排気ライン２９Ｂは、高圧用タービン３４を通過した空気を低圧用タービン３１の吸込口に導く。

【0045】

第３排気ライン２９Ｃは、一端が低圧用タービン３１の吐出口と接続されている。第３排気ライン２９Ｃは、低圧用タービン３１を通過した排気をエンジンシステム１０の外部へと導く。

【0046】

低圧用タービン３１は、排気ライン２９に設けられている。低圧用タービン３１は、第１の回転軸３３の他端と接続されている。低圧用タービン３１は、排気により第１の回転軸３３を回転させることで、低圧用圧縮機１４を回転駆動させる。本実施形態では、低圧用タービン３１の入口側の圧力を圧力Ｐ７、低圧用タービン３１の出口側の圧力を圧力Ｐ８とする。
高圧用タービン３４は、排気ライン２９に設けられている。高圧用タービン３４は、エンジン２７と低圧用タービン３１との間に配置されている。高圧用タービン３４は、排気により第２の回転軸３６を回転させることで、高圧用圧縮機２２を回転駆動させる。本実施形態では、高圧用タービン３４の入口側の圧力を圧力Ｐ５、高圧用タービン３４の出口側の圧力を圧力Ｐ６とする。

【0047】

排気流量調節部３８は、バイパスライン４１と、弁４３と、を有する。バイパスライン４１は、第１排気ライン２９Ａから分岐されるとともに、第２排気ライン２９Ｂと接続されている。バイパスライン４１の両端は、排気ライン２９と接続されている。バイパスライン４１は、高圧用タービン３４をバイパスするためのラインである。

【0048】

弁４３は、バイパスライン４１に設けられた弁本体４４と、弁本体４４の開閉動作を行うアクチュエータ４５と、を有する。アクチュエータ４５は、エンジンシステム用制御装置３９と電気的に接続されている。アクチュエータ４５は、エンジンシステム用制御装置３９から送信される開度信号（弁本体４４の開度の変位量に関する信号）に基づいて、弁本体４４の開度の調節を行う。
なお、開度信号には、弁本体４４の開度を最大にする信号や弁本体４４を閉じる信号も含まれる。
弁４３としては、例えば、電磁弁を用いることが可能である。

【0049】

図１及び図２を参照して、エンジンシステム用制御装置３９の機能ブロック図について説明する。図２では、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

【0050】

エンジンシステム用制御装置３９は、パラメータ受付部４７と、圧力比取得部４９と、作動曲線記憶部５１と、圧縮機間圧力比取得部５２と、制御部５４と、を有する。

【0051】

パラメータ受付部４７は、温度検出部１８、第１の圧力検出部１７、第２の圧力検出部２５、及び圧力比取得部４９と電気的に接続されている。
パラメータ受付部４７は、低圧用圧縮機１４の圧力比（＝（低圧用圧縮機１４の出口側の圧力Ｐ２）／（低圧用圧縮機１４の入口側の圧力Ｐ１））、及び高圧用圧縮機の圧力比（＝（高圧用圧縮機２２の出口側の圧力Ｐ４）／（高圧用圧縮機２２の入口側の圧力Ｐ３））の取得に必要なパラメータを受け付ける。

【0052】

具体的には、パラメータ受付部４７は、温度検出部１８が検出する空気の温度ｔと、第１の圧力検出部１７が検出する高圧用圧縮機２２の入口側の圧力Ｐ３と、第２の圧力検出部２５が検出する高圧用圧縮機２２の出口側の圧力Ｐ４と、をパラメータとして受け付ける。

【0053】

なお、第１の実施形態では、低圧用圧縮機１４の出口側の圧力Ｐ２と高圧用圧縮機２２の入口側の圧力Ｐ３とが等しいものとし、低圧用圧縮機１４の入口側の圧力Ｐ１として、大気圧（＝大気圧Ｐａ）を用いた場合を例に挙げて以下の説明をする。

【0054】

圧力比取得部４９は、圧縮機間圧力比取得部５２と電気的に接続されている。圧力比取得部４９は、低圧用圧縮機１４の入口側の圧力を大気圧とし、パラメータ受付部４７が受け付けたパラメータに基づいて、上述した低圧用圧縮機１４の圧力比、及び高圧用圧縮機２２の圧力比を取得する。

【0055】

作動曲線記憶部５１は、温度検出部１８、及び制御部５４と電気的に接続されている。
作動曲線記憶部５１には、圧縮機間圧力比（＝（高圧用圧縮機２２の圧力比）／（低圧用圧縮機１４の圧力比））とエンジンシステム１０の作動効率との関係を示す複数の作動曲線（図３参照）が記憶されている。

【0056】

ここで、図３に示す複数の作動曲線のグラフの一例について説明する。
図３では、圧縮機管圧力比を横軸とし、エンジンシステム１０の過給システム効率η_ｔｃ（過給システムのシステム効率）を縦軸としている。
エンジンシステム１０の過給システム効率η_ｔｃは、下記（１）式に基づいて得ることができる。

【0057】

【数1】

【0058】

上記（１）式において、Ｇ_ａは第２供給ライン１３Ｂを流れる空気の流量（ｋｇ／ｓ）、Ｇ_ｅは第３供給ライン１３Ｃを流れる空気の流量（ｋｇ／ｓ）、Ｋ_ａは空気の比熱比（＝１．４０）、Ｋ_ｅは排気（排気ガス）の比熱比（＝１．３５）をそれぞれ示している。
また、上記（１）式において、Ｒは空気のためのガス定数（＝２８７Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、Ｋ_ａは低圧用圧縮機１４の入口側の空気の温度ｔ（＝２９８Ｋ）、Ｔ_ｅは高圧用タービン３４の入口側の空気の温度（Ｋ）をそれぞれ示している。
また、高圧用圧縮機２２の出口側の圧力Ｐ４、高圧用圧縮機２２の入口側の圧力Ｐ３としたとき、上記（１）式に示す圧力比π_ｃはＰ２／Ｐａとなり、圧力比π_ｔはＰ４／Ｐ３となる。なお、Ｐａは、先に説明した大気圧Ｐａである。

【0059】

図３では、一例として、高圧用圧縮機２２の入口側における空気の温度ｔ（言い換えれば、温度検出部１８が検出する温度）が、セルシウス温度で、５０ｄｅｇＣ、５５ｄｅｇＣ、６０ｄｅｇＣ、６５ｄｅｇＣ、７０ｄｅｇＣのときの作動曲線（合計５つの作動曲線）を図示している。

【0060】

作動曲線記憶部５１は、温度検出部１８が検出した空気の温度に基づいて、１つの作動曲線を選択する。例えば、温度検出部１８が検出した空気の温度が５０ｄｅｇＣの場合、複数の作動曲線の中から作動曲線Ａを選択する。
複数の作動曲線は、上に凸の曲線とされている。作動曲線Ａの場合、エンジンシステム１０の過給システム効率が最も高くなるときの圧縮機間圧力比は、図３に示すＢとなる。Ｂは、エンジンシステム１０の作動効率が最適となる所定圧力比（以下、「所定圧力比Ｂ」という）である。

【0061】

運転中のエンジンシステム１０の圧縮機間圧力比と所定圧力比Ｂとの差が大きくなればなるほど、エンジンシステム１０の作動効率が低下する。一方、運転中のエンジンシステム１０の圧縮機間圧力比と所定圧力比Ｂとの差が小さくなればなるほど、エンジンシステム１０の過給システム作動効率が向上するので、エンジンシステム１０の作動効率を向上させることができる。

【0062】

圧縮機間圧力比取得部５２は、高圧用圧縮機の圧力比を低圧用圧縮機の圧力比で割ることで得られる圧縮機間圧力比を取得する。

【0063】

制御部５４は、排気流量調節部３８と電気的に接続されている。制御部５４は、圧縮機間圧力比取得部５２により取得された圧縮機間圧力比と、温度検出部１８が検出した空気の温度に対応する作動曲線（温度が５０ｄｅｇＣの場合、図３に示す作動曲線Ａ）と、に基づいて、圧縮機間圧力比がエンジンシステム１０の作動効率が最適となる所定圧力比（図３の場合、所定圧力比Ｂ）となるように、排気流量調節部３８を制御する。

【0064】

制御部５４は、運転中のエンジンシステム１０の圧縮機間圧力比が上記所定圧力比と等しくなるような排気流量調節部３８の制御量を取得する。具体的には、制御部５４は、制御量として、アクチュエータ４５に弁本体４４の開度の変位量を取得する。
制御部５４は、アクチュエータ４５に開度の変位量に関する信号を送信することで、弁本体４４の開度を制御する。

【0065】

図１、図２、及び図４を参照して、エンジンシステム用制御装置のハード構成について説明する。
エンジンシステム用制御装置３９は、入力インターフェース５６と、メモリ５７と、ＣＰＵ５９と、出力インターフェース６１と、を有する。
入力インターフェース５６は、図２に示すパラメータ受付部４７に対応する部分である。メモリ５７には、図２に示す作動曲線記憶部５１を含んだ部分であり、エンジンシステム１０を駆動させるためのプログラム等が格納されている。

【0066】

ＣＰＵ５９は、入力インターフェース５６、メモリ５７、及び出力インターフェース６１と電気的に接続されている。
ＣＰＵ５９は、図２に示す圧力比取得部４９及び圧縮機間圧力比取得部５２と、制御部５４の一部（弁本体４４の開度の変位量を取得する部分）と、に対応する部分である。
出力インターフェース６１は、制御部５４の残部（取得した弁本体４４の開度の変位量を排気流量調節部のアクチュエータ４５に送信する部分）に対応している。

【0067】

次に、図１及び図５を参照して、第１の実施形態のエンジンシステム用制御装置３９が行う処理について説明する。
図５に示す処理が開始されると、Ｓ１では、温度検出部１８、第１の圧力検出部１７、及び第２の圧力検出部２５により、温度ｔ、圧力Ｐ１、及び圧力Ｐ４を取得する。なお、図５のフローチャートの場合、低圧用圧縮機１４の入口側の圧力Ｐ１は、大気圧Ｐａ（１気圧）とする。取得された温度ｔ、圧力Ｐ１（＝大気圧Ｐａ）、及び圧力Ｐ４に関する情報は、パラメータ受付部４７に送信される。

【0068】

次いで、Ｓ２では、上述した手法により、圧力比取得部４９が、圧力Ｐ１（＝大気圧Ｐａ），Ｐ４に基づいて、低圧用圧縮機１４の圧力比、及び高圧用圧縮機２２の圧力比を取得する。

【0069】

次いで、Ｓ３では、上述した手法により、圧縮機間圧力比取得部５２が、圧縮機間圧力比を取得する。
次いで、Ｓ４では、制御部５４が、温度ｔに対応する作動曲線（作動曲線記憶部５１に記憶された作動曲線）に基づいて、エンジンシステム１０の作動効率が最適となる所定圧力比を取得する。

【0070】

次いで、Ｓ５では、制御部５４が、圧縮機間圧力比が所定圧力比となるような弁本体４４の開度の変位量を取得する。
その後、Ｓ６では、Ｓ５で取得した弁本体４４の開度の変位量に基づいて、制御部５４により、排気流量調節部の弁本体の開度の制御を行う。これにより、図５に示す処理は、終了する。
なお、図５に示す処理は、所定時間経過後に繰り返し行ってもよいし、連続的に行ってもよい。

【0071】

第１の実施形態のエンジンシステム用制御装置３９によれば、上述したパラメータ受付部４７、圧力比取得部４９、圧縮機間圧力比取得部５２、作動曲線記憶部５１、及び制御部５４を有することで、圧縮機間圧力比がエンジンシステムの作動効率が最適となる所定圧力比となるように、排気流量調節部３８を制御することが可能となる。
これにより、２段の過給機（具体的には、過給機１１，１２）を有するエンジンシステム１０の燃費を向上させることができる。

【0072】

なお、第１の実施形態では、一例として、温度検出部１８を用いて高圧用圧縮機２２の入口側の温度を検出し、高圧用圧縮機２２の入口側の温度に対応する作動曲線を用いた場合を例に挙げて説明したが、温度検出部１８を用いて高圧用圧縮機２２の出口側の温度を検出し、高圧用圧縮機２２の出口側の温度に対応する作動曲線を用いてもよい。
或いは、温度検出部１８を用いて低圧用圧縮機１４の入口側の温度を検出し、低圧用圧縮機１４の入口側の温度に対応する作動曲線を用いてもよい。
つまり、温度検出部１８は、供給ライン１３の所定位置の温度（１箇所の温度）を測定すればよい。

【0073】

次に、図６を参照して、第１の実施形態の第１変形例に係るエンジンシステム６５について説明する。
エンジンシステム６５は、バイパスライン４１の分岐位置と接続位置を異ならせたこと以外は、第１の実施形態のエンジンシステム１０と同様に構成されている。
バイパスライン４１は、第２排気ライン２９Ｂから分岐されており、第３排気ライン２９Ｃと接続されている。バイパスライン４１は、低圧用タービン３１をバイパスさせるためのラインである。

【0074】

このような構成とされた第１の実施形態の第１変形例に係るエンジンシステム６５は、先に説明した第１の実施形態のエンジンシステム１０と同様な効果を得ることができる。

【0075】

図７を参照して、第１の実施形態の第２変形例に係るエンジンシステム７０について説明する。
エンジンシステム７０は、バイパスライン４１の接続位置を異ならせたこと以外は、第１の実施形態のエンジンシステム１０と同様に構成されている。
バイパスライン４１は、第３排気ライン２９Ｃと接続されている。バイパスライン４１は、低圧用タービン３１及び高圧用タービン３４をバイパスさせるためのラインである。

【0076】

このような構成とされた第１の実施形態の第２変形例に係るエンジンシステム７０は、先に説明した第１の実施形態のエンジンシステム１０と同様な効果を得ることができる。

【0077】

（第２の実施形態）
図８を参照して、本発明の第２の実施形態に係るエンジンシステム８０について説明する。図８では、先に説明した第１の実施形態のエンジンシステム１０と同一構成部分には同一符号を付す。

【0078】

エンジンシステム８０は、高圧用タービン３４及び排気流量調節部３８に替えて、高圧用タービン８１を有すること以外は、第１の実施形態のエンジンシステム１０と同様に構成されている。

【0079】

ここで、図９及び図１０を参照して、高圧用タービン８１について説明する。図９及び図１０では、図８に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。図９では、排気の移動方向を黒い矢印で図示している。

【0080】

高圧用タービン８１は、ハウジング８３及び複数の動翼８４を含むタービン本体８２と、排気流量調節部として機能する複数の可変式ノズル８６と、を有する。
ハウジング８３は、排気が導入される導入口８３Ａと、排気を導出する導出口（図示せず）と、を有する。複数の動翼８４は、第２の回転軸３６の周囲に設けられている。

【0081】

複数の可変式ノズル８６は、ハウジング８３の内側に設けられている。複数の可変式ノズル８６は、複数の動翼８４の外側に配置されている。
複数の可変式ノズル８６は、複数の動翼８４から離間した状態で、複数の動翼８４の周囲を囲むように配置されている。複数の可変式ノズル８６は、エンジンシステム用制御装置３９と電気的に接続されている。複数の可変式ノズル８６は、エンジンシステム用制御装置３９により開度が調節可能な構成とされている。

【0082】

図９に示すように、複数の可変式ノズル８６の開度が大きいと、複数の動翼８４に多くの排気が供給される。一方、図９に示すように、複数の可変式ノズル８６の開度が絞られる（開度が小さい）と、複数の動翼８４に供給される排気は少なくなる。

【0083】

このような構成とされた第２の実施形態のエンジンシステム８０によれば、第１の実施形態で説明したバイパスライン４１や弁４３が不要となるので、エンジンシステム８０の構成を簡略化することができる。
また、第２の実施形態のエンジンシステム８０は、第１実施形態のエンジンシステム１０と同様な効果を得ることができる。

【0084】

なお、第２の実施形態では、一例として、低圧用タービン及び高圧用タービンのうち、高圧用タービン８１が複数の可変式ノズル８６を有する場合を例に挙げて説明したが、例えば、低圧用タービン３１が複数の可変式ノズル８６を有するタービンであってもよい。
或いは、低圧用タービン及び高圧用タービンの両方のタービンが複数の可変式ノズル８６を有するタービンであってもよい。これらの場合も第２の実施形態のエンジンシステム８０と同様な効果を得ることができる。

【0085】

また、第２の実施形態の場合、第１の実施形態の図５で説明したフローチャートと同様な手順で処理が行われる。

【0086】

（第３の実施形態）
図１１及び図１２を参照して、本発明の第３の実施形態のエンジンシステム９０について説明する。図１１では、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。図１２では、図１１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

【0087】

エンジンシステム９０は、回転数検出部９１を有するとともに、圧力比取得部４９が行う処理が異なること以外は、第１の実施形態のエンジンシステム１０と同様に構成されている。

【0088】

回転数検出部９１は、第１の回転軸３３の回転数（以下、「回転数Ｎ」という）を検出可能な位置に設けられている。回転数検出部９１は、パラメータ受付部４７と電気的に接続されている。回転数検出部９１は、第１の回転軸３３の回転数Ｎの情報をパラメータ受付部４７に送信する。

【0089】

圧力比取得部４９は、パラメータ受付部４７が受け付けた回転数Ｎ、温度ｔ、圧力Ｐ１、及び圧力Ｐ４に基づいて、下記（２）式及び（３）式を用いて、低圧用圧縮機１４の入口側の圧力Ｐ１を推定する。
Ｑ＝ｆ（Ｐ４／Ｐ１，Ｎ） ・・・（２）
Ｐ１＝Ｐａ・ΔＰ ・・・（３）
なお、上記（２）式において、Ｑは空気の流量を示している。また、上記（３）式において、Ｐａは大気圧（１気圧）、ΔＰは圧損をそれぞれ示している。
そして、圧力比取得部４９は、推定した低圧用圧縮機１４の入口側の圧力Ｐ１、及び高圧用圧縮機２２の入口側の圧力Ｐ３に基づいて、低圧用圧縮機１４の圧力比を取得する。

【0090】

次に、図１１〜図１３を参照して、本発明の第３の実施形態のエンジンシステム用制御装置３９が行う処理について説明する。図１３では、図５に示すフローチャートと同様なステップ（Ｓ）には同じ符号を付す。

【0091】

図１３に示す処理が開始されると、Ｓ７では、回転数検出部９１、温度検出部１８、第１の圧力検出部１７、及び第２の圧力検出部２５により、回転数Ｎ，温度ｔ、圧力Ｐａ、及び圧力Ｐ４を取得する。取得された回転数Ｎ，温度ｔ、圧力Ｐａ、及び圧力Ｐ４に関する情報は、パラメータ受付部４７に送信される。

【0092】

次いで、Ｓ８では、上述した手法により、圧力比取得部４９により、低圧用圧縮機１４の入口側の圧力Ｐ１を取得する。
次いで、Ｓ２では、圧力Ｐａ、圧力Ｐ４、及び圧力Ｐ１を用いて、圧力比取得部４９により、低圧用圧縮機１４の圧力比、及び高圧用圧縮機２２の圧力比を取得する。
その後、第１の実施形態の図５で説明したＳ３〜Ｓ６の処理を順次行うことで、図１３に示す処理は完了する。

【0093】

第３の実施形態のエンジンシステム９０によれば、回転数検出部９１を設け、回転数検出部９１が検出した第１の回転軸３３の回転数Ｎ、温度ｔ、圧力Ｐａ、及び圧力Ｐ４に基づいて、低圧用圧縮機１４の入口側の圧力Ｐ１を推定することで、圧力Ｐ１を大気圧とした場合と比較して、低圧用圧縮機１４の圧力比の精度を高めることが可能となる。
これにより、圧縮機間圧力比の精度を高めることが可能となるので、２段の過給機１１，１２を有するエンジンシステム９０の燃費をさらに向上させることができる。

【0094】

ところで、流量計を用いて、空気の流量Ｑを測定することが考えられるが、低負荷状態と高負荷状態の両方を１つの流量計で計測することは困難である。このため、空気の流量Ｑを測定する場合、複数の流量計が必要となるため、エンジンシステム９０のコストが上昇してしまう。
よって、複数の流量計を設ける替りに、１つの回転数検出部９１を設けることで、簡便な構成で、圧力Ｐ１を推定することができる。

【0095】

なお、第３の実施形態において、第２の実施形態で説明した複数の可変式ノズル８６を排気流量調節部として用いてもよい。

【0096】

図１１、図１４、及び図１５を参照して、第３の実施形態のエンジンシステム用制御装置３９の処理の第１変形例について説明する。図１４では、図１２に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。図１５では、図１３に示すフローチャートを構成するステップ（Ｓ）と同一のステップには同一の符号を付す。

【0097】

図１４に示すように、制御部５４に、優先モード信号が入力される点が第３の実施形態のエンジンシステム用制御装置３９の処理とは異なる。
優先モード信号には、燃費優先モード信号と、エンジン２７の応答速度を優先させる応答速度優先モード信号と、エンジン保護優先モード信号と、がある。制御部５４には、上記３つの優先モード信号のうちの１つの優先モード信号が入力される。

【0098】

図１５に示す処理が開始されると、Ｓ９では、上述した３つの優先モード信号のうち、１つの優先モード信号が制御部５４に入力される。
Ｓ９において、制御部５４に燃費優先モード信号が入力されると、処理はＳ１０へと進む。制御部５４に応答速度優先モード信号が入力されると、処理はＳ１１へと進む。制御部５４にエンジン保護優先モード信号が入力されると、処理はＳ１２へと進む。

【0099】

Ｓ１０では、燃費優先モードの運転が開始され、その後、図１３で説明した処理が順次行われる。
Ｓ１１では、エンジン２７の応答優先モードの運転が開始され、その後、処理はＳ１３へと進む。Ｓ１３では、エンジンシステム用制御装置３９の制御部５４により、弁本体４４が全閉状態となるように制御される。
Ｓ１２では、エンジン保護応答優先モードの運転が開始され、その後、処理はＳ１４へと進む。Ｓ１４では、エンジンシステム用制御装置３９の制御部５４により、弁本体４４が全開状態となるように制御される。

【0100】

このような制御をエンジンシステム用制御装置３９が行うことで、目的に応じた運転を行うことができる。
なお、図１５に示す運転は、第１及び第２の実施形態で説明したエンジンシステム１０，６５，７０，８０にも適用可能であり、第３の実施形態と同様な効果を得ることができる。

【0101】

図１１及び図１６を参照して、第３の実施形態のエンジンシステム用制御装置３９の処理の第２変形例について説明する。図１６では、図１３に示すフローチャートを構成するステップ（Ｓ）と同一のステップには同一の符号を付す。

【0102】

図１６に示す処理が開始されると、図１３で説明したＳ７，Ｓ８，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の処理が順次行われる。次いで、Ｓ１５では、制御部５４により、第１及び第２の冷却部１６，２３における凝縮水の発生量を予測する。

【0103】

凝縮水の発生量は、エンジン２７の入口側の空気の温度及び相対湿度と、低圧用圧縮機１４の圧力比と、高圧用圧縮機２２の圧力比と、第１の冷却部１６の出口側の温度と、第２の冷却部２３の出口側の温度と、に基づいて予測する。

【0104】

具体的には、下記手法により、凝縮水の発生量を予測する。
まず、エンジン２７の入口側の空気の温度に応じた飽和蒸気圧力及び相対湿度に基づいて、エンジン２７の入口側の空気に含まれる水分量（以下、「水分量Ｇ１」という）を算出する。
次いで、第１の冷却部１６の出口側の温度に応じた飽和蒸気圧力に基づいて、第１の冷却部１６の出口側の空気に含まれる水分量（以下、「水分量Ｇ２」という）を算出する。
第１の冷却部１６の出口側における凝縮水の発生量は、水分量Ｇ１から水分量Ｇ２を引くこと（引き算すること）で求められる。

【0105】

上述した手法と同様な手法により、高圧用圧縮機２２の入口側の空気の温度に応じた飽和蒸気圧力と相対湿度とに基づいて、高圧用圧縮機２２の入口側の空気に含まれる水分量（以下、「水分量Ｇ３」という）を算出する。
その後、第２の冷却部２３の出口側の温度に応じた飽和蒸気圧力から第２の冷却部２３の出口側の空気に含まれる水分量（以下、「水分量Ｇ４」という）を算出する。第２の冷却部２３の出口側における凝縮水の発生量は、水分量Ｇ１から水分量Ｇ２を引くこと（引き算すること）で求められる。

【0106】

次いで、Ｓ１６では、Ｓ１５で予測した凝縮水の発生量が考慮された所定圧力比を取得する。
具体的には、下記手法を用いて、上記所定圧力比を取得する。
まず、第１の冷却部１６における熱交換量の低下量は、第１の冷却部１６の出口側における凝縮水の発生量（＝Ｇ１−Ｇ２）に蒸発潜熱を乗じる（掛け算する）ことで算出する。
第２の冷却部２３における熱交換量の低下量は、第２の冷却部２３の出口側における凝縮水の発生量（＝Ｇ３−Ｇ４）に蒸発潜熱を乗じる（掛け算する）ことで算出する。

【0107】

ついで、第１及び第２の冷却部１６，２３の熱交換量の低下量を把握することで、熱交換量の低下量を最小に設定するための低圧用圧縮機１４の圧縮比、及び高圧用圧縮機２２の圧力比を算出する。
次いで、上記低圧用圧縮機１４の圧縮比、及び高圧用圧縮機２２の圧力比を用いて、第１及び第２の冷却部１６，２３の熱交換量の低下量が考慮された圧縮機間圧力比を取得する。
次いで、作動曲線に基づいて、エンジンシステム１０の作動効率が最適となる所定圧力比を取得する。

【0108】

次いで、Ｓ５では、Ｓ１６で予測した第１及び第２の冷却部１６，２３の性能が考慮された圧縮機間圧力比が、エンジンシステム１０の作動効率が最適となる弁本体４４の開度の変位量を取得する。
その後、Ｓ６では、Ｓ５で取得した弁本体４４の開度の変位量に基づいて、制御部５４が弁本体４４の開度を制御する。

【0109】

第３の実施形態のエンジンシステム用制御装置３９の処理の第２変形例によれば、気象条件（気温、気圧、湿度等）が変化した場合や、過給機１１，１２、第１の冷却部１６、及び第２の冷却部２３が経年劣化した場合でもエンジンシステム９０の燃費を向上させることができる。
特に、湿度が高い運転環境下では、第１及び第２の冷却部１６，２３において凝縮水が発生しやすいため、上記第２変形例に係るエンジンシステム用制御装置３９の処理を行うことが好適である。

【0110】

なお、上記第２変形例に係るエンジンシステム用制御装置３９の処理は、第１の実施形態及び第２の実施形態で説明したエンジンシステム１０，６５，７０，８０にも適用可能である。

【0111】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0112】

１０，６５，７０，８０，９０…エンジンシステム、１１，１２…過給機、１３…供給ライン、１３Ａ…第１供給ライン、１３Ｂ…第２供給ライン、１３Ｃ…第３供給ライン、１４…低圧用圧縮機、１６…第１の冷却部、１７…第１の圧力検出部、１８…温度検出部、２２…高圧用圧縮機、２３…第２の冷却部、２５…第２の圧力検出部、２７…エンジン、２９…排気ライン、２９Ａ…第１排気ライン、２９Ｂ…第２排気ライン、２９Ｃ…第３排気ライン、３１…低圧用タービン、３３…第１の回転軸、３４，８１…高圧用タービン、３６…第２の回転軸、３８…排気流量調節部、３９…エンジンシステム用制御装置、４７…パラメータ受付部、４９…圧力比取得部、５１…作動曲線記憶部、５２…圧縮機間圧力比取得部、５４…制御部、５６…入力インターフェース、５７…メモリ、５９…ＣＰＵ、６１…出力インターフェース、８２…タービン本体、８３…ハウジング、８３Ａ…導入口、８４…動翼、８６…可変式ノズル、Ａ…作動曲線、Ｂ…所定圧力比

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】