特許 7740272 制御装置

(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】

(24)【登録日】2025-09-08

(45)【発行日】2025-09-17

(54)【発明の名称】制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 23/02 20060101AFI20250909BHJP

   F02B 39/16 20060101ALI20250909BHJP

【ＦＩ】

F02D23/02 L

F02B39/16 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023002515

(22)【出願日】2023-01-11

(65)【公開番号】P2024098798

(43)【公開日】2024-07-24

【審査請求日】2024-09-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004370

【氏名又は名称】弁理士法人片山特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】波多野 高斗

【審査官】戸田 耕太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１５１２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２９９８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１０５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０８０６００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－００２８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４７１８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｄ ２３／０２

Ｆ０２Ｂ ３９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の排気路に配置されるタービンと、前記内燃機関の吸気路に配置され、前記タービンにより駆動されるコンプレッサとを備えた過給機の制御装置において、
前記吸気路内の前記過給機の過給圧が許容値以下になるように前記タービンを制御する制御部と、
前記コンプレッサのコンプレッサ効率の低下量を算出する第１算出部と、
前記吸気路の吸気量が一定値である場合、前記コンプレッサ効率の低下に伴って前記許容値が低下する相関関係に基づき、前記低下量だけ低下した前記コンプレッサ効率における、前記吸気量に応じた前記許容値を算出する第２算出部とを有する、
制御装置。

【請求項2】

前記第１算出部は、時間間隔をおいて前記コンプレッサ効率を算出し、前記コンプレッサ効率の時間変化から前記低下量を算出する、
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記第１算出部は、前記吸気路内の前記コンプレッサの上流側及び下流側のそれぞれの圧力及び温度から前記低下量を算出する、
請求項１または２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記第１算出部は、前記タービンの制御量の変化から前記低下量を算出する、
請求項１または２に記載の制御装置。

【請求項5】

前記第２算出部は、前記相関関係を示すデータに基づき、前記低下量だけ低下した前記コンプレッサ効率における、前記吸気量に応じた前記許容値を算出する、
請求項１または２に記載の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、エンジンの吸気路及び排気路にそれぞれ配置されるコンプレッサ及びタービンを備えた過給機に対し、タービンの回転数が過剰に大きいことによる破損を抑制するため、吸気路内の過給圧が、タービンの許容上限回転数に応じた許容過給圧以下になるようにアクチュエータを制御する点が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１５１２５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、例えばエンジンの排気系からオイルミストが吸気に混入してコンプレッサハウジングに付着しデポジットになると、コンプレッサの動作特性が経年変化し、許容過給圧が低下するため、過給圧が許容過給圧を超えるおそれがある。

【0005】

そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、過給機の破損を抑制することができる制御装置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】

【0006】

本発明の制御装置は、内燃機関の排気路に配置されるタービンと、前記内燃機関の吸気路に配置され、前記タービンにより駆動されるコンプレッサとを備えた過給機の制御装置において、前記吸気路内の前記過給機の過給圧が許容値以下になるように前記タービンを制御する制御部と、前記コンプレッサのコンプレッサ効率の低下量を算出する第１算出部と、前記吸気路の吸気量が一定値である場合、前記コンプレッサ効率の低下に伴って前記許容値が低下する相関関係に基づき、前記低下量だけ低下した前記コンプレッサ効率における、前記吸気量に応じた前記許容値を算出する第２算出部とを有する。

【0007】

上記の制御装置において、前記第１算出部は、時間間隔をおいて前記コンプレッサ効率を算出し、前記コンプレッサ効率の時間変化から前記低下量を算出してもよい。

【0008】

上記の制御装置において、前記第１算出部は、前記吸気路内の前記コンプレッサの上流側及び下流側のそれぞれの圧力及び温度から前記低下量を算出してもよい。

【0009】

上記の制御装置において、前記第１算出部は、前記タービンの制御量の変化から前記低下量を算出してもよい。

【0010】

上記の制御装置において、前記第２算出部は、前記相関関係を示すデータに基づき、前記低下量だけ低下した前記コンプレッサ効率における、前記吸気量に応じた前記許容値を算出してもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、過給機の破損を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、車両のシステムの一例を示す構成図である。

【図2】図２は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）の一例を示す構成図である。

【図3】図３は、過給機の動作特性の一例を示す図である。

【図4】図４は、タービンの制御処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、コンプレッサ効率の低下判定処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（車両システムの構成）
図１は、車両９のシステムの一例を示す構成図である。車両９は、一例としてガソリン車であるが、これに限定されず、ディーゼル車、ハイブリッド車、及び電気自動車などであってもよい。

【0014】

車両９は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１、エンジン２、過給機３、エアクリーナ６０、インタークーラ６１、スロットルバルブ６２、触媒コンバータ６３、吸気路２０、排気路２１、バイパス路２２、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）流路２３、ウェイストゲートバルブ（ＷＧバルブ）５０、及びアクチュエータ５１を有する。なお、図１において、破線の矢印は、ＥＣＵ１の制御信号またはセンサ類の検知信号を示す。

【0015】

エンジン２は内燃機関の一例である。エンジン２は吸気路２０からエアを吸気してガソリンと混合する。エンジン２は混合気を燃焼させて排気路２１から排出する。ＥＧＲ流路２３は、吸気路２０と排気路２１との間を結び、排気の一部を吸気路２０に還流させる。なお、エンジン２はガソリンエンジンであるが、ディーゼルエンジンであってもよい。

【0016】

吸気路２０には、上流側から順にエアクリーナ６０、インタークーラ６１、及びスロットルバルブ６２が設けられている。また、排気路２１には触媒コンバータ６３が設けられている。

【0017】

過給機３は、例えばターボチャージャーであり、タービンシャフト３２を介して互いに接続されたコンプレッサ３０及びタービン３１を備える。コンプレッサ３０は、吸気路２０のエアクリーナ６０の下流側、かつインタークーラ６１の上流側に配置されている。タービン３１は、触媒コンバータ６３の上流側に配置される。

【0018】

タービン３１は、排気路２１を流れる排気により回転する。コンプレッサ３０はタービン３１の回転により駆動される。これにより、コンプレッサ３０はエアを圧縮する。

【0019】

排気路２１には、タービン３１を迂回するバイパス路２２が接続されている。バイパス路２２には、エンジン２からバイパス路２２に流れ込む排気の流量を調整するＷＧバルブ５０が設けられている。アクチュエータ５１はＷＧバルブ５０の開度を調整する。ＷＧバルブ５０の開度に応じてバイパス路２２に流れる排気の流量は変化するため、これに伴いタービン３１に流れる排気も変化する。これによりタービン３１の回転数が制御される。

【0020】

また、車両９には、入口圧力センサ４０、入口温度センサ４１、エアフロメータ４２、出口圧力センサ４３、出口温度センサ４４、吸気圧センサ４５、大気圧センサ４６、アクセル開度センサ４７、及びクランクポジションセンサ４８を有する。ＥＣＵ１は、入口圧力センサ４０、入口温度センサ４１、エアフロメータ４２、出口圧力センサ４３、出口温度センサ４４、吸気圧センサ４５、大気圧センサ４６、アクセル開度センサ４７、及びクランクポジションセンサ４８の各検出値を例えば一定期間ごとに収集する。

【0021】

入口圧力センサ４０、入口温度センサ４１、及びエアフロメータ４２は、コンプレッサ３０の上流側の吸気路２０に設けられている。入口圧力センサ４０はコンプレッサ３０の入口側のエアの圧力を検出し、入口温度センサ４１はコンプレッサ３０の入口側のエアの温度を検出する。エアフロメータ４２は、コンプレッサ３０の上流側の吸気路２０を流れるエアの単位時間当たりの流量を検出する。

【0022】

出口圧力センサ４３及び出口温度センサ４４は、コンプレッサ３０の下流側の吸気路２０に設けられている。出口圧力センサ４３はコンプレッサ３０の出口側のエアの圧力を検出し、出口温度センサ４４はコンプレッサ３０の出口側のエアの温度を検出する。

【0023】

吸気圧センサ４５は、スロットルバルブ６２の下流側の吸気路２０に設けられている。吸気圧センサ４５は、エンジン２に吸気されるエアの過給圧を検出する。

【0024】

大気圧センサ４６は車両９の周囲の大気圧を検出する。アクセル開度センサ４７は、不図示のアクセルペダルの開度を検出する。クランクポジションセンサ４８は、エンジン２のクランクシャフト（不図示）の回転角を検出する。

【0025】

また、ＥＣＵ１は制御装置の一例である。ＥＣＵ１は、例えばマイクロコントローラなどのコンピュータである。ＥＣＵ１は、アクセル開度センサ４７などに応じてエンジン２の目標トルクを決定し、目標トルクに基づいて、エンジン２の点火タイミング及び燃料噴射量やスロットルバルブ６２の開度などを制御する。

【0026】

また、ＥＣＵ１は、過給機３の過給圧が許容値以下になるようにタービン３１を制御する。このため、タービン３１の回転数が過剰に大きくなり過給機３が破損することが抑制される。

【0027】

（ＥＣＵの構成）
図２は、ＥＣＵ１の一例を示す構成図である。ＥＣＵ１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２、ストレージメモリ１３、及び入出力ポート１４を有する。ＣＰＵ１０は、互いに信号の入出力ができるように、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、ストレージメモリ１３、及び入出力ポート１４と、バス１９を介して電気的に接続されている。

【0028】

ＲＯＭ１１は、ＣＰＵ１０を駆動するプログラムを格納している。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０のワーキングメモリとして機能する。入出力ポート１４は、ＣＰＵ１０と、アクチュエータ５１、入口圧力センサ４０、入口温度センサ４１、エアフロメータ４２、出口圧力センサ４３、出口温度センサ４４、吸気圧センサ４５、大気圧センサ４６、アクセル開度センサ４７、及びクランクポジションセンサ４８などとの間の信号の入出力を処理する。

【0029】

ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１からプログラムを読み込むと、機能として、動作制御部１００、タービン制御部１０１、コンプレッサ効率算出部１０２、及び許容過給圧算出部１０３を形成する。動作制御部１００は、所定のシーケンスに従ってタービン制御部１０１、コンプレッサ効率算出部１０２、及び許容過給圧算出部１０３に動作を指示する。また、ストレージメモリ１３には、許容過給圧マップデータ１３０が保持されている。

【0030】

タービン制御部１０１は制御部の一例である。タービン制御部１０１は、過給機３の過給圧が許容値以下になるようにタービン３１を制御する。具体的にはタービン制御部１０１は、例えばアクセル開度センサ４７及びクランクポジションセンサ４８の各検出値などに応じ、エンジン２の駆動状態に応じた要求過給圧を算出する。タービン制御部１０１は、要求過給圧と、タービン３１の許容上限回転数に応じた許容過給圧とを比較し、その比較結果に応じて、制御目標とする目標過給圧を決定する。要求過給圧＞許容過給圧の場合、目標過給圧は許容過給圧であり、要求過給圧≦許容過給圧の場合、目標過給圧は要求過給圧である。タービン制御部１０１は、目標過給圧と、吸気圧センサの検出値との差分に応じてアクチュエータ５１を制御する。

【0031】

このように、タービン制御部１０１は、過給機３の過給圧に基づきアクチュエータ５１の制御量を決定することによりタービン３１を制御する。このため、タービン３１の回転数を検出する回転数センサが不要となる。

【0032】

コンプレッサ効率算出部１０２は第１算出部の一例である。コンプレッサ効率算出部１０２はコンプレッサ３０のコンプレッサ効率の低下量を算出する。例えばエンジン２の排気に含まれるオイルミストが吸気に混入してコンプレッサ３０に付着しデポジットになると、コンプレッサ効率は低下する。なお、コンプレッサ効率の低下量の算出手段については後述する。

【0033】

また、許容過給圧算出部１０３は第２算出部の一例である。許容過給圧算出部１０３はコンプレッサ効率の低下量に応じて、吸気路２０の修正吸気量から許容過給圧を算出する。なお、許容過給圧は、タービン３１の回転数の上限値に応じた過給圧の許容値の一例である。

【0034】

例えば、許容過給圧算出部１０３は許容過給圧マップデータ１３０に基づき許容過給圧を算出する。許容過給圧マップデータ１３０は、一例としてコンプレッサ効率ごとに修正空気流量（ｋｇ／ｓ）と許容過給圧（Ｐａ）の相関関係を示す。許容過給圧算出部１０３が、修正空気流量に応じた許容過給圧を算出する。ここで、修正空気流量は、エアフロメータ４２が検出したエアの流量を、入口温度センサ４１が検出したエアの温度、及び大気圧センサ４６が検出した大気圧により補正した値である。

【0035】

一例として、符号Ｇａは、コンプレッサ効率が大きい場合（「大」）の許容過給圧の変化特性を示し、符号Ｇｂは、コンプレッサ効率が中程度である場合（「中」）の許容過給圧の変化特性を示し、符号Ｇｃは、コンプレッサ効率が小さい場合（「小」）の許容過給圧の変化特性を示す。点線の矢印で示されるように、許容過給圧は、修正空気流量が一定値である場合、コンプレッサ効率が小さいほど、低下する。

【0036】

このため、仮に許容過給圧算出部１０３が、例えば、コンプレッサ効率「大」に対応する相関関係だけに基づき、修正空気流量に応じた許容過給圧を算出する場合、コンプレッサ効率が「中」または「小」まで低下すると、適切な値を上回る不適切な許容過給圧を算出する。このため、タービン制御部１０１は、過給圧が不適切な許容過給圧以下となるようにタービン３１を制御するため、過給圧が許容過給圧を上回って過給機３が破損するおそれがある。

【0037】

そこで、許容過給圧算出部１０３は、コンプレッサ効率算出部１０２が算出したコンプレッサ効率の低下量に応じて、低下後のコンプレッサ効率に応じた相関関係に基づき適切な許容過給圧を算出する。例えば、コンプレッサ効率が「大」から「中」まで低下した場合、許容過給圧算出部１０３は、符号Ｇｂの相関関係に基づき修正空気流量から許容過給圧を算出する。このため、ＥＣＵ１は、適切な許容過給圧により過給機３の破損を抑制することができる。なお、修正吸気量は吸気路２０の吸気量の一例である。

【0038】

また、許容過給圧算出部１０３は、コンプレッサ効率と許容過給圧の相関関係を示す許容過給圧マップデータ１３０に基づき、コンプレッサ効率の低下量に応じて許容過給圧を算出する。このため、例えば、コンプレッサ効率の低下量から所定の算出式により許容過給圧を算出する場合より許容過給圧の算出処理の負荷を低減することができる。

【0039】

（コンプレッサ効率の低下量の算出）
コンプレッサ効率算出部１０２は、時間間隔をおいてコンプレッサ効率を算出し、コンプレッサ効率の時間変化からその低下量を算出する。このため、コンプレッサ効率算出部１０２は、例えばマップデータを用いてコンプレッサ効率を算出する場合より、高精度にコンプレッサ効率の低下量を算出することができる。

【0040】

ηc＝ψ／λ ・・・（１）
λ＝Ｃｐ（Ｔout－Ｔin）／Ｕ^２ ・・・（２）
ψ＝Ｃｐ｛（Ｐout／Ｐin）^{（κ―１）／κ}－１｝／Ｕ^２ ・・・（３）
Ｕ＝Ｎcrr・Ｄ・π／６０ ・・・（４）
ηc＝Ｔin｛（Ｐout／Ｐin）^{（κ―１）／κ}－１｝／（Ｔout－Ｔin） ・・・（５）

【0041】

コンプレッサ効率ηc（％）は、例えばコンプレッサ３０の仕事係数λ及び圧力係数ψから上記の式（１）により算出される。仕事係数λは、例えば定圧比熱Ｃｐ（Ｊ／Ｋｇ・Ｋ）と、吸気路２０内の出口温度Ｔout（Ｋ）及び入口温度Ｔin（Ｋ）と、コンプレッサ３０のインペラの周速Ｕ（ｍ／ｓ）とから上記の式（２）により算出される。出口温度Ｔout及び入口温度Ｔinは出口温度センサ４４及び入口温度センサ４１の各検出値からそれぞれ取得される。定圧比熱Ｃｐは定数である。なお、出口温度Ｔoutはコンプレッサ３０の下流側の温度であり、入口温度Ｔinはコンプレッサ３０の上流側の温度である。

【0042】

また、圧力係数ψは、例えば定圧比熱Ｃｐと、吸気路２０内の出口圧力Ｐout（Ｐａ）及び入口圧力Ｐin（Ｐａ）と、比熱比κと、コンプレッサ３０のインペラの周速Ｕとから上記の式（３）により算出される。出口圧力Ｐout及び入口圧力Ｐinは出口圧力センサ４３及び入口圧力センサ４０の各検出値からそれぞれ取得される。比熱比κは定数である。なお、出口圧力Ｐoutはコンプレッサ３０の下流側の圧力であり、入口圧力Ｐinはコンプレッサ３０の上流側の圧力である。

【0043】

周速Ｕは、例えばコンプレッサ３０の修正回転数Ｎcrr（ｒｐｍ）と、コンプレッサ３０のインペラの直径Ｄ（ｍ）と、円周率πとから上記の式（４）により算出される。修正回転数Ｎcrrは、例えばコンプレッサ３０の回転数Ｎを基準温度Ｔref及び入口温度Ｔinにより補正した値（Ｎ×（Ｔref／Ｔin）^１／２）により算出される。なお、基準温度Ｔrefは設計に応じた定数である。

【0044】

コンプレッサ３０の回転数Ｎは、例えば過給機３にターボスピードセンサが設けられている場合、ターボスピードセンサの検出値から取得される。この場合、コンプレッサ効率算出部１０２は、式（１）～（４）よりコンプレッサ効率ηcを算出することができる。

【0045】

しかし、過給機３にターボスピードセンサが設けられていない場合、コンプレッサ効率算出部１０２は、コンプレッサ３０の回転数Ｎを取得することができない。このため、コンプレッサ効率算出部１０２は、吸気路２０内の出口温度Ｔout、入口温度Ｔin、出口圧力Ｐout、及び入口圧力Ｐinと、比熱比κとから上記の式（５）によりコンプレッサ効率ηcを算出する。ここで式（５）は式（１）～（３）から得られる。

【0046】

コンプレッサ効率算出部１０２は、過給機３を動作させる動作点が同一であるときのコンプレッサ効率ηcの変化からその低下量を算出する。

【0047】

図３は、過給機３の動作特性の一例を示す図である。横軸は修正空気流量（ｋｇ／ｓ）を示し、縦軸は圧力比を示す。修正空気流量は、エアフロメータ４２が検出したエアの流量Ｍを入口温度Ｔin、入口圧力Ｐin、基準温度Ｔref、及び基準圧力Ｐrefにより補正した値（Ｍ×（Ｐref／Ｐin）×（Ｔin／Ｔref）^１／２）である。なお、基準温度Ｔref及び基準圧力Ｐrefは設計に応じた定数である。また、圧力比は、入口圧力Ｐinに対する出口圧力Ｐoutの比（Ｐout／Ｐin）である。

【0048】

動作特性は、コンプレッサ３０の修正回転数Ｎcrrごとに決まる。一例として、修正回転数ＮcrrがＮ１～Ｎ６である場合の動作特性を示す。ここで、Ｎ１～Ｎ６のうち、Ｎ１が最大であり、Ｎ６が最小である。修正回転数Ｎcrrが大きいほど、修正空気流量及び圧力比は高い特性を示す。

【0049】

また、実線はコンプレッサ効率の低下前の動作特性を示し、一点鎖線はコンプレッサ効率の低下後の動作特性を示す。コンプレッサ効率が低下すると、修正空気流量を維持した場合でも圧力比が低下する。例えば過給機３が、修正回転数Ｎcrr＝Ｎ２に対応する動作点Ｐ１で動作していたとき、コンプレッサ効率ηcが低下すると、動作点Ｐ１より圧力比の低い動作点Ｐ２で動作する。このため、タービン制御部１０１は、コンプレッサ効率ηcの低下を補うようにアクチュエータ５１を制御して、コンプレッサ３０の回転数を増加させる。

【0050】

コンプレッサ効率算出部１０２は、吸気路２０内の出口温度Ｔout、入口温度Ｔin、出口圧力Ｐout、及び入口圧力Ｐinからコンプレッサ効率ηcの低下量を算出する。具体的には、コンプレッサ効率算出部１０２は、ある動作点で算出したコンプレッサ効率ηcの時間変化を低下量として算出する。これにより、コンプレッサ効率算出部１０２は、吸気路２０の状態に応じて高精度にコンプレッサ効率ηcの低下量を算出することができる。

【0051】

Ｌc＝Ｃp×Ｍ×Ｔin×｛（Ｐout／Ｐin）^{（κ―１）／κ}－１｝／ηc ・・・（６）

【0052】

ある動作点でコンプレッサ３０を動作させるために必要なエネルギーＬcは、例えば定圧比熱Ｃｐと、上記の修正空気流量Ｍと、吸気路２０内の入口温度Ｔinと、吸気路２０内の出口圧力Ｐout及び入口圧力Ｐinと、コンプレッサ効率ηcと、比熱比κとから上記の式（６）で表される。したがって、コンプレッサ効率ηcが大きいほど、エネルギーＬcは減少し、コンプレッサ効率ηcが小さいほど、エネルギーＬcは増加する。

【0053】

このエネルギーＬcは、タービン３１を回転させる排気から回収される。このため、コンプレッサ効率ηcが低下した場合、ＥＣＵ１は、タービン３１に流れる排気量が増加するようにＷＧバルブ５０の開度を減少させる。このため、コンプレッサ３０をある動作点で動作させるときのアクチュエータ５１の制御量はコンプレッサ効率ηcに応じて変化する。つまり、コンプレッサ効率ηcが低下するほど、大きなエネルギーＬcが必要となるため、ＷＧバルブ５０の開度を小さくするようにアクチュエータ５１の制御量は変化する。

【0054】

コンプレッサ効率算出部１０２は、上記を利用してアクチュエータ５１の制御量からコンプレッサ効率ηcの低下量を算出してもよい。この場合、コンプレッサ効率算出部１０２は、例えば動作点ごとのアクチュエータ５１の制御量（タービン３１の制御量）とコンプレッサ効率ηcとの対応関係（マップデータや算出式）からコンプレッサ効率ηcの低下量を算出することができる。このように、コンプレッサ効率算出部１０２は、タービン３１の制御量の変化からコンプレッサ効率ηcの低下量を算出する場合、入口圧力Ｐin及び出口圧力Ｐoutと、入口温度Ｔin及び出口温度Ｔoutとから算出する場合より算出処理の負荷を低減することができる。なお、コンプレッサ効率ηcの算出手段は、上記に限定されず、車両９のシステムに応じて様々な手法を用いることが可能である。

【0055】

（ＥＣＵの動作）
図４は、タービン３１の制御処理の一例を示すフローチャートである。本処理は、例えば一定の周期で実行される。まず、タービン制御部１０１は、アクセル開度センサ４７及びクランクポジションセンサ４８の各検出値を収集する（ステップＳｔ１）。

【0056】

タービン制御部１０１は、各検出値などに応じ、エンジン２の駆動状態に応じた要求過給圧Ｐｒを算出する（ステップＳｔ２）。次にコンプレッサ効率算出部１０２はコンプレッサ効率ηcが低下したか否かを判定する（ステップＳｔ３）。なお、コンプレッサ効率ηcの低下判定処理は後述する。

【0057】

コンプレッサ効率ηcが低下している場合（ステップＳｔ３のＹｅｓ）、許容過給圧算出部１０３は、コンプレッサ効率算出部１０２が算出したコンプレッサ効率ηcが低下量に応じて、許容過給圧マップデータ１３０を変更する（ステップＳｔ４）。具体的には、許容過給圧算出部１０３は、図２を参照して述べたしたように、例えば符号Ｇａ～Ｇｃの許容過給圧の変化特性のうち、コンプレッサ効率ηcが低下量に応じた変化特性を選択する。次に許容過給圧算出部１０３は、修正空気流量を算出し、許容過給圧マップデータ１３０から修正空気流量に応じた許容過給圧Ｐｕを算出する（ステップＳｔ５）。また、コンプレッサ効率ηcが低下していない場合（ステップＳｔ３のＮｏ）、許容過給圧マップデータ１３０は変更されず、ステップＳｔ５の処理が実行される。

【0058】

次にタービン制御部１０１は許容過給圧Ｐｕを要求過給圧Ｐｒと比較する（ステップＳｔ６）。Ｐｒ＞Ｐｕが成立する場合（ステップＳｔ６のＹｅｓ）、タービン制御部１０１は許容過給圧Ｐｕを目標過給圧に設定する（ステップＳｔ７）。また、Ｐｒ≦Ｐｕが成立する場合（ステップＳｔ６のＮｏ）、タービン制御部１０１は要求過給圧Ｐｒを目標過給圧に設定する（ステップＳｔ８）。このため、目標過給圧が許容過給圧Ｐｕ以下に抑制される。

【0059】

次にタービン制御部１０１は吸気圧センサ４５により過給圧を検出する（ステップＳｔ９）。次にタービン制御部１０１は、検出した過給圧と目標過給圧との差分に応じてアクチュエータ５１を制御することによりＷＧバルブ５０の開度を調整する（ステップＳｔ１０）。これにより目標過給圧に応じた排気がタービン３１を流れる。このようにしてタービン３１の制御処理は実行される。

【0060】

図５は、コンプレッサ効率の低下判定処理の一例を示すフローチャートである。本処理は、例えば一定周期ごとに実行される。

【0061】

まず、コンプレッサ効率算出部１０２は、入口圧力センサ４０、入口温度センサ４１、出口圧力センサ４３、及び出口温度センサ４４から検出値を収集する（ステップＳｔ２１）。次にコンプレッサ効率算出部１０２は、上述した修正空気流量、圧力比、及び修正回転数のうち、２つのパラメータを算出することにより、上記のコンプレッサ３０の動作特性における動作点を特定し、本処理を前回実行したときから動作点が変化しているか否かを判定する（ステップＳｔ２２）。動作点が変化している場合（ステップＳｔ２２のＮｏ）、再びステップＳｔ２１の処理を実行する。

【0062】

また、動作点が変化していない場合（ステップＳｔ２２のＹｅｓ）、コンプレッサ効率算出部１０２は、各検出値から上記の式（５）に従ってコンプレッサ効率ηcを算出する（ステップＳｔ２３）。なお、コンプレッサ効率算出部１０２は、過給機３にターボスピードセンサが設けられている場合、各検出値から上記の式（１）～（４）によりコンプレッサ効率ηcを算出してもよい。また、コンプレッサ効率算出部１０２は、上述したようにアクチュエータ５１の制御量からコンプレッサ効率ηcを算出してもよい。次にコンプレッサ効率算出部１０２は、本処理を前回実行したときの算出値からのコンプレッサ効率ηcの変化量を算出する（ステップＳｔ２４）。つまり、コンプレッサ効率ηcの時間変化量が算出される。

【0063】

次にコンプレッサ効率算出部１０２は、コンプレッサ効率ηcの時間変化量と閾値ＴＨを比較する（ステップＳｔ２５）。時間変化量≦ＴＨが成立する場合（ステップＳｔ２５のＮｏ）、コンプレッサ効率算出部１０２は、コンプレッサ効率ηcが低下していないと判定する（ステップＳｔ２７）。また、時間変化量＞ＴＨが成立する場合（ステップＳｔ２５のＹｅｓ）、コンプレッサ効率算出部１０２は、コンプレッサ効率ηcが低下していると判定する（ステップＳｔ２６）。この場合、コンプレッサ効率算出部１０２は、コンプレッサ効率ηcの時間変化量を低下量として許容過給圧算出部１０３に出力する。このようにしてコンプレッサ効率の低下判定処理は実行される。

【0064】

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

【符号の説明】

【0065】

１ ＥＣＵ（制御装置）、２ エンジン（内燃機関）、３ 過給機、２０ 吸気路、２１ 排気路、３０ コンプレッサ、３１ タービン、５０ ウェイストゲートバルブ、５１ アクチュエータ、１０１ タービン制御部（制御部）、１０２ コンプレッサ効率算出部（第１算出部）、１０３ 許容過給圧算出部（第２算出部）、１３０ 許容過給圧マップデータ（データ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】