CN106715861A - 带有涡轮增压器的发动机的控制方法及控制装置 - Google Patents

Abstract

带有涡轮增压器的发动机的控制方法是具备绕过压缩机（18）的旁通通路（42）和开闭该通路（42）的旁通阀（43）的带有涡轮增压器的发动机的控制方法，其特征在于，具有：预测规定时间后通过压缩机（18）的流量的压缩机流量预测工序；检测压缩机（18）的压力比的压缩机压力比检测工序；基于压缩机预测流量和压缩机压力比并参照预先准备的喘振判定数据判断规定时间后是否发生喘振的喘振判定工序；和喘振判定工序中判定为发生喘振时使旁通阀（43）开阀，判定为不发生喘振时使旁通阀（43）闭阀的旁通阀控制工序。

Description

带有涡轮增压器的发动机的控制方法及控制装置

技术领域

本发明涉及带有涡轮增压器的发动机的控制方法及控制装置，尤其涉及具备在进气通路上绕过压缩机的旁通通路的带有涡轮增压器的发动机的控制方法及控制装置。

背景技术

带有涡轮增压器的发动机中，涡轮机配置于排气通路，压缩机配置于进气通路。涡轮机被发动机燃烧室排出的排气流旋转驱动，借此与涡轮机直接连接的压缩机被旋转驱动，从而燃烧室内的空气供给量增加。该种类的涡轮增压器中，尤其在减速时存在容易发生所谓喘振（surging）的问题。

图13是示出压缩机的可增压范围的压缩机特性线图。压缩机特性线图具有喘振边界线（surging line）L，比该喘振边界线L靠近低流量侧的区域为喘振区域。该喘振区域内，在由压缩机通过流量和压缩机上下游的压力比（称为压缩机压力比）绘制的工作点P0所处位置，伴有异响的同时，会出现进气流向进气通路的上下游方向振动的喘振。

例如，减速时设置于进气通路的节气门（throttle valve）关闭，则供给至涡轮机的排气流减少，但涡轮机因惯性力而暂时继续旋转，因而与涡轮机连接的压缩机也继续增压。其结果是从压缩机向下游侧吐出的增压气体被节气门截断，因此压缩机与节气门之间的压力暂时得以维持。另一方面，压缩机通过流量因节气门关闭而减少。

也就是说压缩机压力比维持得较高，而压缩机通过流量减少。此时，压缩机的工作点容易移动至喘振区域从而发生喘振。

为抑制喘振，公知有在进气通路上设置绕过压缩机的上下游的旁通通路，并设置开闭该旁通通路的旁通阀。例如，专利文献1公开了减速时、即节气门关闭时，通过使旁通阀开阀而使压缩机和节气门之间的压力经由旁通通路泄放至压缩机的上游侧，借此降低压缩机压力比进而抑制喘振。

专利文献1的旁通阀在节气门的下游侧变为负压时开阀。即，减速时等节气门关闭的情况下，旁通阀开阀。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2003-097298号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

可是，减速时即使不打开旁通阀也可能不发生喘振。例如，如图13中工作点P1这般，工作点相对于喘振边界线L充分向高流量侧偏离的情况下，减速后压缩机通过流量减少的期间内，涡轮机的惯性力减弱而压缩机的压力比降低，因而工作点可能不会到达喘振区域。

又，如工作点P2这般，工作点并未相对于喘振边界线L充分向高流量侧偏离的情况下亦是如此，减速后，在到达喘振区域之前再加速时，即使不使旁通阀开阀工作点也不会到达喘振区域。

即，甚至在该情况下每次减速均使旁通阀开阀，则会导致压缩机和节气门之间的增压压力下降，因而再加速时使已降低的增压压力上升需要时间，加速响应恶化。

本发明为解决上述技术问题而形成，目的在于提供一种能防止喘振且能改善加速响应的带有涡轮增压器的发动机的控制方法及控制装置。

解决问题的手段：

为解决所述技术问题，本申请发明具有如下特征结构。

本申请的第一发明是带有涡轮增压器的发动机的控制方法，其特征在于，所述带有涡轮增压器的发动机具备：具有配设于进气通路上的压缩机的涡轮增压器；绕过所述进气通路中所述压缩机的上下游的旁通通路；和设置于该旁通通路并开闭该通路的旁通阀；所述控制方法具有：预测规定时间后通过所述压缩机的流量的压缩机流量预测工序；检测所述压缩机的上下游的压力比的压缩机压力比检测工序；基于所述压缩机流量预测工序中预测的压缩机预测流量以及压缩机压力比检测工序中检测的压缩机压力比，参照预先准备的喘振判定数据判断所述规定时间后是否发生喘振的喘振判定工序；和在所述喘振判定工序中判定为发生喘振时使所述旁通阀开阀，判定为不发生喘振时使所述旁通阀闭阀的旁通阀控制工序。

又，第二发明的特征在于，所述第一发明中所述压缩机流量预测工序具有：根据与驾驶员的加速要求相对应地设定的节气门的目标开度，预测所述规定时间后的节气门的开度的节气门开度预测工序；分别预测所述规定时间后的所述节气门的上下游的压力的节气门上下游压力预测工序；和基于所述节气门开度预测工序中预测的节气门预测开度以及所述节气门上下游压力预测工序中预测的节气门上下游预测压力，预测所述规定时间后通过节气门的流量的节气门流量预测工序；将所述节气门流量预测工序中预测的节气门预测流量作为所述压缩机预测流量。

又，第三发明的特征在于，所述第一发明中所述压缩机流量预测工序具有节气门目标流量算出工序，所述节气门目标流量算出工序根据与驾驶员的加速要求相对应地设定的目标转矩，算出通过所述节气门的目标流量；将所述节气门目标流量算出工序中算出的节气门目标流量作为所述压缩机预测流量。

又，第四发明是带有涡轮增压器的发动机的控制方法，其特征在于，所述带有涡轮增压器的发动机具备：具有配设于进气通路上的压缩机的涡轮增压器；绕过所述进气通路中所述压缩机的上下游的旁通通路；和设置于该旁通通路并开闭该通路的旁通阀，所述控制方法具有：检测通过所述压缩机的流量的压缩机流量检测工序；检测所述压缩机的上下游的压力比的压缩机压力比检测工序；算出所述压缩机流量检测工序中检测的压缩机流量的变化量的流量变化量算出工序；基于所述压缩机流量以及所述压缩机压力比检测工序中检测的压缩机压力比，参照预先准备的喘振判定数据算出余量的喘振余量算出工序；基于所述流量变化量算出工序中算出的压缩机流量变化量以及所述喘振余量算出工序中算出的喘振余量，判断规定时间后是否发生喘振的喘振判定工序；和在所述喘振判定工序中判定为发生喘振时使所述旁通阀开阀，判定为不发生喘振时使所述旁通阀闭阀的旁通阀控制工序。

又，第五发明的特征在于，所述第四发明中所述喘振判定工序在所述压缩机流量变化量超过流量变化量阈值时判定为发生喘振，所述流量变化量阈值设定为随着所述喘振余量的增大而增大。

又，第六发明是带有涡轮增压器的发动机的控制装置，其特征在于，所述带有涡轮增压器的发动机具备：具有配设于进气通路上的压缩机的涡轮增压器；绕过所述进气通路中所述压缩机的上下游的旁通通路；和设置于该旁通通路并开闭该通路的旁通阀；所述控制装置具有：根据与驾驶员的加速要求相对应地设定的节气门的目标开度，预测规定时间后的所述节气门的开度的节气门开度预测部；分别预测所述规定时间后的所述节气门的上下游的压力的节气门上下游压力预测部；基于所述节气门开度预测部中预测的节气门预测开度以及所述节气门上下游压力预测部中预测的节气门上下游预测压力，预测所述规定时间后通过所述节气门的流量的节气门流量预测部；将所述节气门流量预测部中预测的节气门预测流量作为通过所述压缩机的流量的压缩机流量预测部；检测所述压缩机的上下游的压力比的压缩机压力比检测部；基于所述压缩机流量预测部中预测的压缩机预测流量以及所述压缩机压力比检测部中检测的压缩机压力比，参照预先准备的喘振判定数据判断所述规定时间后是否发生喘振的喘振判定部；和由所述喘振判定部判定为发生喘振时使所述旁通阀开阀，判定为不发生喘振时使所述旁通阀闭阀的旁通阀控制部。

又，第七发明是带有涡轮增压器的发动机的控制装置，其特征在于，所述带有涡轮增压器的发动机具备：具有配置于进气通路上的压缩机的涡轮增压器；绕过所述进气通路中所述压缩机的上下游的旁通通路；设置于该旁通通路并开闭该通路的旁通阀；所述控制装置具有：根据与驾驶员的加速要求相对应地设定的目标转矩算出通过节气门的目标流量的节气门目标流量算出部；将所述节气门目标流量算出部中算出的节气门目标流量作为规定时间后通过所述压缩机的流量的压缩机流量预测部；检测所述压缩机的上下游的压力比的压缩机压力比检测部；基于所述压缩机流量预测部中预测的压缩机预测流量以及所述压缩机压力比检测部中检测的压缩机压力比，参照预先准备的喘振判定数据，判断所述规定时间后是否发生喘振的喘振判定部；和由所述喘振判定部判定为喘振发生时使所述旁通阀开阀，判定为喘振未发生时使所述旁通阀闭阀的旁通阀控制部。

又，第八发明是带有涡轮增压器的发动机的控制装置，其特征在于，所述带有涡轮增压器的发动机具备：具有配设于进气通路上的压缩机的涡轮增压器；绕过所述进气通路中所述压缩机的上下游的旁通通路；设置于该旁通通路并开闭该通路的旁通阀；所述控制装置具有：检测通过所述压缩机的流量的压缩机流量检测部；检测所述压缩机的上下游的压力比的压缩机压力比检测部；算出所述压缩机流量检测部中检测的压缩机检测流量的变化量的流量变化量算出部；基于所述压缩机检测流量和所述压力比，算出相对于预先准备的喘振判定数据的余量的喘振余量算出部；基于所述流量变化量算出部中算出的压缩机流量变化量以及所述喘振余量算出部中算出的喘振余量，判断规定时间后是否发生喘振的喘振判定部；和由所述喘振判定部判定为发生喘振时使所述旁通阀开阀，判定为不发生喘振时使所述旁通阀闭阀的旁通阀控制部。

发明效果：

根据所述结构，本申请各发明具有如下效果。

首先，根据第一发明，可根据规定时间后的压缩机预测流量和当前的压缩机压力比，容易地判断规定时间后是否发生喘振。此处，考虑到压缩机压力比在减速时也因涡轮机的惯性力而暂时维持，故使用当前的压缩机压力比执行规定时间后的喘振判定。借此，可防止喘振，还可防止旁通阀的非必要开阀进而易于维持增压压力。即，可使喘振的防止和加速响应的改善两不耽误。

又，根据第二发明，可根据节气门的预测开度和节气门上下游预测压力，容易地预测规定时间后的压缩机预测流量。

例如，节气门的预测开度是根据目标开度参照预先准备的节气门的动态特性数据而预测实际的开度，该目标开度基于驾驶员的加速要求而设定。又，节气门的上游的压力根据压力传感器中检测当前的节气门的上游的压力而预测。又，节气门的下游的压力根据当前的运行状态参照预先准备的体积效率预测映射图而预测。

又，根据第三发明，可根据基于驾驶员的加速要求而算出的节气门的目标流量，容易地预测规定时间后的压缩机预测流量。也就是说，考虑到实际发生的节气门等的动作延迟，可将节气门的目标流量视为在相当于该动作延迟的时间量之后的时刻的节气门流量。借此，可精确预测规定时间后的压缩机的工作点，因此可适宜地进行规定时间后的喘振判定。

例如，目标转矩的输出用于获取根据驾驶员的加速要求而算出的要求加速度，而为了实现目标转矩的输出，根据各运行参数（缸内平均有效压、热效率、发热量、填充效率等）算出节流（throttle）目标流量。

又，根据第四发明，可不利用压缩机预测流量，仅基于根据当前的压缩机的工作状态算出的喘振余量以及压缩机流量变化量执行喘振判定。

又，根据第五发明，以随着喘振余量增大而增大的形式设定流量变化量阈值，以此在喘振余量较多时不会轻易判定为喘振，从而可防止旁通阀的非必要开阀。另一方面，喘振余量较少时容易判定为喘振而使旁通阀开阀，从而易于防止喘振。

因此，可根据相对于喘振边界线（surge line）的压缩机的工作点的位置，改变喘振判定用的流量变化量阈值，能防止喘振的发生还能防止旁通阀的非必要开阀。

又，根据第六发明，可在带有涡轮增压器的发动机的控制装置中实现第二发明的效果。

又，根据第七发明，可在带有涡轮增压器的发动机的控制装置中实现第三发明的效果。

又，根据第八发明，可在带有涡轮增压器的发动机的控制装置中实现第四发明的效果。

即，根据本发明的带有涡轮增压器的发动机的控制方法，可防止喘振，还可防止旁通阀的非必要开阀进而改善加速响应。

附图说明

图1是概略地示出根据本发明的一实施形态的带有涡轮增压器的发动机的增压***的框图；

图2是示出根据第一实施形态的控制***的框图；

图3是示出图2的控制***的动作的流程图；

图4是示出预测通过压缩机的流量的子程序（subroutine）的流程图；

图5是示出图2的控制***的工作的图表；

图6是示出图2的控制***的其他工作的图表；

图7是根据第二实施形态的控制***的框图；

图8是示出图7的控制***的动作的流程图；

图9是示出预测通过压缩机的流量的子程序的流程图；

图10是根据第三实施形态的控制***的框图；

图11是示出图10的控制***的动作的流程图；

图12是示出图10的控制***的工作的图表；

图13是压缩机特性线图的概略图。

具体实施方式

以下，参照附图说明根据本发明一实施形态的带有涡轮增压器的发动机的增压***。

［第一实施形态］

根据本发明的第一实施形态的带有涡轮增压器的发动机的增压***具备在进气通路上绕过压缩机的旁通通路和设置于该旁通通路并开闭该通路的旁通阀，通过使旁通阀开阀来抑制减速时的节气门关闭时的进气通路内的喘振。图1是示出根据本发明第一实施形态的带有涡轮增压器的发动机的增压***1的概略结构的框图。

如图1所示，增压***1具备发动机2、进气***10、排气***20、加速踏板装置4和控制部5。发动机2为汽油发动机，凸轮轴26上设置有用于根据运行状态对进排气阀门27的开阀正时进行可变控制的VVT（Variable Valve Timing；可变气门正时***）28。发动机2的燃烧室2a通过进气口（port）2b与进气***10连接，通过排气口2c与排气***20连接。

进气***10具有进气通路11和从上游侧依次配置于进气通路11上的空气滤清器16、涡轮增压器3的压缩机18、中冷器15、节气门14及进气歧管13。进气***10使由空气滤清器16的空气引入口16a从外部引入的空气通过过滤器16b后供给至压缩机18。其后，空气被压缩机18增压，被中冷器15冷却后，由节气门14调节流量并经由进气歧管13向各汽缸的燃烧室2a供给。

进气通路11上，于空气滤清器16和压缩机18之间配置有气流传感器36。气流传感器36检测从空气引入口16a吸入的进气量。作为气流传感器36例如可采用热线式或卡门涡式气流传感器。

此外，进气通路11上，于中冷器15和节气门14之间配置有压力传感器34，进气歧管13上配置有进气歧管压力传感器32和温度传感器35。压力传感器34检测中冷器15和节气门14之间的进气通路11内的压力。进气歧管压力传感器32检测进气歧管13内的压力，同样地温度传感器35检测进气歧管13内的温度。

节气门14是根据加速踏板装置4的加速踏板开度传感器31检测到的驾驶员的踏板踩踏操作，并基于来自控制部5的控制信号而进行开闭的电子控制式，改变进气通路11内的进气流路面积从而调节燃烧室2a内的空气的供给量。节气门14内配置有检测节气门14的开度的节气门开度传感器33。

此外，进气通路11上设置有使被压缩机18增压的进气的一部分回流至压缩机18的上游侧的进气回流装置41。进气回流装置41具备旁通通路42和旁通阀43。

旁通通路42的一端于气流传感器36和压缩机18之间的进气通路11上开口，另一端于压缩机18和中冷器15之间的进气通路11上开口。旁通阀43设置于旁通通路42上，是根据来自控制部5的控制信号而进行开闭的电子控制式。

涡轮增压器3具备配置于进气通路11上的压缩机18、配置于排气通路21上的涡轮机24、和废气门式执行器25。涡轮增压器3形成为如下结构：涡轮机24借由发动机2排出的排气流而旋转，以此与涡轮机24在同轴上直接连接的压缩机18亦被旋转驱动，其结果是进气通路11内的进气被增压。

废气门式执行器25借由连通涡轮机24的上下游的排气旁通通路25a，使发动机2排出的排气流的一部分绕过涡轮机24而向下游侧泄放。

排气通路21上，从上游侧开始依次配置有排气歧管22、涡轮增压器3的涡轮机24、以及排气管23。

接下来参照图2所示的框图说明控制部5。控制部5具备输入装置30、控制装置60及输出装置40。控制装置60基于来自输入装置30的信号预测压缩机18规定时间后的工作状态，以此进行规定时间后是否发生喘振的判定，并基于该判定结果开闭作为输出装置40的旁通阀43。

输入装置30包括加速踏板开度传感器31、压力传感器34、和大气压传感器37。大气压传感器37安装于控制装置60（参见图1）。输出装置40包括节气门14和旁通阀43。

控制装置60具备存储部51、压缩机流量预测部61、压缩机压力比检测部53、喘振判定部54、和旁通阀控制部55。存储部51内存储有旁通阀43的控制所需的数据，例如，存储有节气门14的动态特性数据、预测规定时间后的体积效率的体积效率预测映射图、和喘振判定用阈值（喘振判定数据）。

关于节气门14的动态特性数据，存储有与节气门14的目标开度的指示相应的节气门14的实际开度的时间序列数据，例如是各种各样的运行条件中预先取得的数据。另，节气门14的目标开度根据加速踏板开度传感器31检测的驾驶员对加速踏板装置4的踩踏操作而被控制装置60设定。

体积效率预测映射图作为映射图数据而存储，该映射图数据基于规定时间后的节气门14的预测开度和各种运行参数（例如，发动机转速、VVT27的提前目标值、进气歧管13的进气压力等）而预测规定时间后的体积效率。

喘振判定用阈值用于喘振判定部54进行的喘振判定，将不发生喘振的压缩机18的最少通过流量设定为每个压缩机压力比的流量阈值。另，亦可考虑每个压缩机18的喘振边界线的误差而相对于平均喘振边界线，将喘振判定用阈值以包含该误差的形式设定在大流量侧。借此，可考虑到每个压缩机的喘振边界线的误差的同时进行喘振判定。

压缩机流量预测部61具有基于规定时间（例如，30msec）后的节气门14的预测开度，预测规定时间后通过压缩机18的流量的功能，并具备节气门开度预测部62、节气门上下游压力预测部63、和节气门流量预测部64。

节气门开度预测部62从存储部51读取节气门14的动态特性数据，预测与节气门14的目标开度的指示值相应的规定时间后的节气门14的开度。

节气门上下游压力预测部63分别预测节气门14的上下游的压力。首先，节气门上下游压力预测部63将压力传感器34检测的压力作为规定时间后的节气门14的上游的压力而进行预测。此处鉴于节气门14的上游的压力在减速时也借助因惯性而维持暂时旋转的涡轮机24而得以暂时维持，故将当前的压力的检测值作为规定时间后的压力而进行预测。

另一方面，基于规定时间后的节气门14的预测开度和各种运行参数（例如，发动机转速、VVT的提前目标值、进气歧管压力等），从存储部51内存储的体积效率的预测映射图读取规定时间后的体积效率的预测值，基于由该预测值算出的吸入燃烧室2a内的进气量进行预测节气门14的下游的压力。

节气门流量预测部64基于规定时间后的节气门14的预测开度和规定时间后的节气门14的上下游的进气压力，例如根据伯努利定理预测通过节气门14的进气量，并将该进气量视为规定时间后通过压缩机18的进气量。

压缩机压力比检测部53将压力传感器34检测的压力视为压缩机18的下游的压力、将大气压传感器37检测的大气压视为压缩机18的上游的压力，根据这些压缩机18的上下游的压力算出压缩机压力比。如上述，鉴于节气门14的上游侧的进气压力在节气门14关闭时也可暂时维持，故将检测的当前的压缩机压力比视为规定时间后的压缩机压力比。

另，作为压缩机18的上游的压力，亦可在压缩机18和空气滤清器16之间设置压力传感器并采用该压力传感器检测的压力，以取代大气压传感器37的检测值。同样地，作为压缩机18的下游的压力，亦可在压缩机18和中冷器15之间设置压力传感器并采用该压力传感器检测的压力，以取代压力传感器34。借此，可检测到更准确的压缩机压力比。

喘振判定部54从存储部51读取规定时间后的压缩机压力比的喘振判定用阈值，比较该阈值和规定时间后的压缩机预测流量，判断规定时间后是否发生喘振，并启动旁通阀控制部55。具体而言，压缩机预测流量小于喘振判定用阈值时判定为发生喘振，压缩机预测流量大于喘振判定用阈值时判定为不发生喘振。

旁通阀控制部55如下控制：在喘振判定部54判定为发生喘振时使旁通阀43开阀，在判定为不发生喘振时使旁通阀43闭阀。

然后参照图3、图4说明控制旁通阀43时进行的控制装置60的工作。图3是示出控制旁通阀43时进行的控制装置60的工作的流程图，图4是示出预测规定时间后通过压缩机18的流量时进行的压缩机流量预测部61的工作的子程序。

如图3所示，首先，作为压缩机流量预测工序，启动压缩机流量预测部61，预测规定时间后通过压缩机18的流量（步骤S100）。

如图4所示，首先，作为节气门开度预测工序，压缩机流量预测部61启动节气门开度预测部62预测规定时间后的节气门14的开度（步骤S101）。然后，作为节气门上下游压力预测工序，压缩机流量预测部61启动节气门上下游压力预测部63预测规定时间后的节气门14的上下游的压力（步骤S102）。最后，作为节气门流量预测工序，启动节气门流量预测部64预测规定时间后通过节气门14的流量，并将该流量视为规定时间后通过压缩机18的流量（步骤S103）。

返回图3，然后，作为压缩机压力比检测工序，启动压缩机压力比检测部53，检测压缩机18的上下游的压力比，将该压缩机压力比作为规定时间后的压缩机压力比（步骤S110）。

然后，作为喘振判定工序，启动喘振判定部54，基于规定时间后的压缩机预测流量及压缩机压力比，参照存储部51内存储的喘振判定用阈值进行喘振判定（步骤S120）。

作为旁通阀控制工序，当喘振判定部54判定为发生喘振时，旁通阀控制部55使旁通阀43开阀（步骤S130）。借此，压缩机18与节气门14之间的压力通过旁通通路42向压缩机18的上游侧泄放。

另一方面，当喘振判定部54判定为不发生喘振时，旁通阀控制部55使旁通阀43闭阀（步骤S140）。其结果是，旁通通路42不开通，因而压缩机18与节气门14之间的压力不被泄放而得以维持。

如上构成的控制装置60发挥如下效果。

根据规定时间后的压缩机预测流量和压缩机压力比，可判断规定时间后是否发生喘振。借助于此，可防止喘振且可防止旁通阀的非必要开阀从而易于维持增压压力。即，可兼得喘振的防止和加速响应的改善。

例如，如图5中的（a）所示，在减速开始的时刻t1，工作点P3被绘制在压缩机特性线图中靠近喘振边界线L的增压区域内时，该工作点P3与喘振边界线L之间的间隔较短，只要规定时间后的压缩机通过流量稍微降低则工作点P3轻易地到达喘振区域。也就是说，此时，喘振判定部54容易判定为规定时间后发生喘振。

此时，如图5中的（b）、（c）中实线所示，时刻t1处旁通阀43开阀从而防止喘振。相反地，旁通阀43不开阀时，如同图中虚线所示发生喘振。

另一方面，如图6中的（a）所示，压缩机18的减速前的工作点P4被绘制在压缩机特性线图中远离喘振边界线L的增压区域内时，该工作点P4与喘振边界线L之间的间隔较长，即使规定时间后的压缩机通过流量稍微降低工作点P4也难以到达喘振区域。也就是说，此时，减速时喘振判定部54不会轻易地判定为规定时间后发生喘振。

此时，如图6中的（b）、（c）中实线所示，减速开始的时刻t1处，不会轻易地判定为规定时间后发生喘振，因此，直至此后的时刻t2中的再加速为止可容易地维持增压压力并改善加速响应。相反地，如同图中虚线所示，减速开始的时刻t1处，旁通阀43开阀时增压压力降低，此后的时刻t2处的再加速时增压压力上升需要时间，加速响应劣化。

而且，基于节气门14的预测开度和节气门14的上下游的压力而算出的规定时间后的节气门预测流量，可作为规定时间后通过压缩机18的流量而进行预测，以此可容易且精确地预测规定时间后通过压缩机18的流量。

［第二实施形态］

根据第二实施形态的带有涡轮增压器的发动机的增压***相对于第一实施形态，具备控制装置70以取代控制装置60。如图7所示，控制装置70基于来自输入装置30的输入信号执行喘振判定，从而开闭作为输出装置40的旁通阀43。

控制装置70相对于控制装置60具备不同于压缩机流量预测部61的压缩机流量预测部71，其余与第一实施形态相同，都具备存储部51、压缩机压力比检测部53、喘振判定部54及旁通阀控制部55。

基于驾驶员对加速踏板装置4的踏板踩踏操作而设定的目标转矩，压缩机流量预测部71预测规定时间（例如，30msec）后通过压缩机18的流量，并具备目标转矩设定部72和节气门目标流量算出部73。

目标转矩设定部72基于要求加速度设定发动机的目标转矩，该要求加速度根据驾驶员进行的加速踏板装置4的踩踏操作而检测。为了实现目标转矩，节气门目标流量算出部73根据各运行参数（缸内平均有效压、热效率、发热量、填充效率、发动机转速等）算出通过节气门14的目标流量。而且，将节气门目标流量算出部73算出的节气门目标流量视为规定时间后通过压缩机18的流量。

控制装置70基于压缩机流量预测部71预测的规定时间后的压缩机预测流量和压缩机压力比检测部53检测的规定时间后的压缩机压力比，参照从存储部51读取的喘振判定用阈值执行喘振判定，基于该判定结果通过旁通阀控制部55开闭旁通阀43。

然后，参照图8、图9说明控制装置70的工作。图8是示出控制装置70的工作的流程图，图9是示出压缩机流量预测部71的工作的子程序。

图8所示，首先，作为压缩机流量预测工序，启动压缩机流量预测部71，预测规定时间后通过压缩机18的流量（步骤S200）。

图9所示，关于压缩机流量预测部71，首先，作为目标转矩设定工序，启动目标转矩设定部72，根据基于驾驶员对加速踏板装置4的踏板踩踏操作的要求加速度，设定目标转矩（步骤S201）。然后，作为节气门目标流量算出工序，启动节气门目标流量算出部73，基于目标转矩，算出通过节气门14的目标流量，将该目标流量视为规定时间后通过压缩机18的压缩机预测流量（步骤S202）。

返回图8，之后的工作与第一实施形态的控制装置60的步骤S110～S140相同，作为压缩机压力比检测工序，通过压缩机压力比检测部53检测规定时间后的压缩机压力比（步骤S210），作为喘振判定工序，基于规定时间后的压缩机预测流量及压缩机压力比通过喘振判定部54进行喘振判定（步骤S220）。作为旁通阀控制工序，旁通阀控制部55执行如下控制：在判定为发生喘振时使旁通阀43开阀（步骤S230），在判定为不发生喘振时使旁通阀43闭阀（步骤S240）。

如上构成的控制装置70发挥如下效果。

基于输入的加速踏板装置4的踏板踩踏操作预测规定时间后的压缩机的工作状态，与第一实施形态相同地判断规定时间后是否发生喘振。而且，将基于驾驶员的加速要求而算出的节气门目标流量视为压缩机预测流量，因此可执行即时地基于驾驶员的意思的喘振判定。

也就是说，例如，考虑到实际发生的节气门14等的动作延迟，可将与节气门14的目标开度相应的节气门14的目标流量视为，在相当于该动作延迟的时间量之后的时刻通过节气门14的流量。借此，可精确地预测规定时间后的压缩机18的工作点，因此可妥当地进行规定时间后的喘振判定。

［第三实施形态］

根据第三实施形态的带有涡轮增压器的发动机的增压***相对于第一实施形态，具备输入装置300以取代输入装置30，具备控制装置80以取代控制装置60。如图10所示，控制装置80基于来自输入装置300的输入信号算出喘振余量（喘振裕度），基于该喘振余量进行规定时间后是否发生喘振的喘振判定，基于该判定结果开闭作为输出装置40的旁通阀43。

输入装置300包括大气压传感器37、进气歧管压力传感器32、压力传感器34、气流传感器36和加速踏板开度传感器31。

控制装置80具备存储部51、压缩机流量检测部81、压缩机压力比检测部53、压缩机流量变化量算出部82、喘振余量算出部83、变化量阈值设定部84、喘振判定部85、和旁通阀控制部55。存储部51、压缩机压力比检测部53及旁通阀控制部55与第一实施形态相同故而省略说明。

压缩机流量检测部81根据气流传感器36检测的进气量检测通过压缩机的流量。压缩机流量变化量算出部82算出压缩机流量检测部81检测的压缩机检测流量在单位时间内的压缩机流量的变化量。

喘振余量算出部83将压缩机压力比检测部53检测的压缩机压力比的压缩机检测流量与从存储部51读取的喘振判定用阈值之间的间隔作为喘振余量而算出。变化量阈值设定部84根据喘振余量设定流量变化量阈值。具体而言，流量变化量阈值以随喘振余量增大而增大的形式设定。

喘振判定部85基于流量变化量和流量变化量阈值判断规定时间后是否发生喘振。具体地，根据喘振余量和流量变化量，预测规定时间后的喘振余量为负时判定为发生喘振，预测喘振余量为正时判定为不发生喘振。然后，基于喘振判定部85的判定结果，旁通阀控制部55开闭旁通阀43。

然后，参照图11说明第三实施形态的工作。图11是示出控制装置80的工作的流程图。图11所示，首先，作为压缩机流量检测工序，通过压缩机流量检测部81检测通过压缩机的流量（步骤S300）。然后，作为压缩机压力比检测工序，通过压缩机压力比检测部53检测压缩机压力比（步骤S310）。然后，作为压缩机流量变化量算出工序，通过压缩机流量变化量算出部82算出压缩机通过流量单位时间内的变化量（步骤S320）。

然后，作为喘振余量算出工序，通过喘振余量算出部83算出喘振余量（步骤S330）。然后，作为变化量阈值设定工序，通过变化量阈值设定部84设定流量变化量阈值（步骤S340）。然后，作为喘振判定工序，通过喘振判定部85判断规定时间后是否发生喘振（步骤S350）。

作为旁通阀控制工序，当步骤S350中判定为发生喘振时通过旁通阀控制部55使旁通阀43开阀（步骤S360）。当步骤S350中未判定为发生喘振时通过旁通阀控制部55使旁通阀43闭阀（步骤S370）。

如上构成的控制装置80发挥如下效果。

无需预测通过压缩机18的流量，基于由当前的压缩机18的工作状态算出的喘振余量和流量变化量即可执行喘振判定。

通过将流量变化量阈值设定为随着喘振余量的增大而增大，借此，喘振余量较多时，流量变化量阈值设定得较高从而不会轻易判定为喘振，可防止旁通阀43的非必要开阀。另一方面，喘振余量较少时，流量变化量阈值设定得较低从而容易判定为喘振，旁通阀43易于开阀进而易于防止喘振。借助于此，可防止喘振的发生且可防止旁通阀43的非必要开阀。

图12示出了于时刻t1执行减速操作时的各种数据的推移，压缩机的工作点P5的推移由图12中的（a）示出，喘振余量的推移由图12中的（b）示出，图12中的（c）中虚线示出喘振判定用的流量变化量阈值，实线示出流量变化量的推移，旁通阀的动作的推移由图12中的（d）示出，增压压力的推移由图12中的（e）示出。

如图12中的（a）所示，减速开始的时刻t1中，压缩机的工作点P5位于远离喘振边界线L的位置，因此，如图12中的（b）所示喘振余量变多，如图12中的（c）中虚线所示流量变化量阈值被设定得较低。从该状态执行减速操作时，如图12中的（a）所示，压缩机18的工作点P5保持压力比的同时向低流量侧移动，因此，如图12中的（b）所示喘振余量减少。

而且，如图12中的（c）所示，配合喘振余量的减少，流量变化量阈值也降低，另一方面，减速操作产生的流量变化量增大，并在时刻t2大于流量变化量阈值时，如图12中的（d）所示旁通阀43开阀，如图12中的（e）所示压缩机18和节气门14之间的增压压力降低。如此，可防止喘振的发生，并可防止旁通阀43的非必要开阀从而易于维持增压压力。

本发明不限于例示的实施形态，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然可进行各种改进及设计上的变动。

工业应用性：

如上，根据本发明，可防止喘振且可改善加速响应，因此在此类带有涡轮增压器的发动机的制造技术领域中存在适宜实施的可能性。

符号说明：

1　　 增压***；

2　　 发动机；

3　　 涡轮增压器；

4　　 加速踏板装置；

5　　 控制部；

13　　进气歧管；

14　　节气门；

15　　中冷器；

16　　空气滤清器；

18　　压缩机；

24　　涡轮机；

31　　加速踏板开度传感器；

32　　进气歧管压力传感器；

34　　压力传感器；

36　　气流传感器；

37　　大气压传感器；

42　　旁通通路；

43　　旁通阀；

51　　存储部；

53　　压缩机压力比检测部；

54　　喘振判定部；

55　　旁通阀控制部；

60　　控制装置；

61　　压缩机流量预测部。

Claims (8)

1.一种控制方法，是带有涡轮增压器的发动机的控制方法，所述带有涡轮增压器的发动机具备：具有配设于进气通路上的压缩机的涡轮增压器；绕过所述进气通路中所述压缩机的上下游的旁通通路；和设置于该旁通通路并开闭该通路的旁通阀；

其特征在于，具有：

预测规定时间后通过所述压缩机的流量的压缩机流量预测工序；

检测所述压缩机的上下游的压力比的压缩机压力比检测工序；

基于所述压缩机流量预测工序中预测的压缩机预测流量以及压缩机压力比检测工序中检测的压缩机压力比，参照预先准备的喘振判定数据判断所述规定时间后是否发生喘振的喘振判定工序；和

在所述喘振判定工序中判定为发生喘振时使所述旁通阀开阀，判定为不发生喘振时使所述旁通阀闭阀的旁通阀控制工序。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述压缩机流量预测工序具有：

根据与驾驶员的加速要求相对应地设定的节气门的目标开度，预测所述规定时间后的节气门的开度的节气门开度预测工序；

分别预测所述规定时间后的所述节气门的上下游的压力的节气门上下游压力预测工序；和

基于所述节气门开度预测工序中预测的节气门预测开度以及所述节气门上下游压力预测工序中预测的节气门上下游预测压力，预测所述规定时间后通过节气门的流量的节气门流量预测工序；

将所述节气门流量预测工序中预测的节气门预测流量作为所述压缩机预测流量。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述压缩机流量预测工序具有节气门目标流量算出工序，所述节气门目标流量算出工序根据与驾驶员的加速要求相对应地设定的目标转矩，算出通过节气门的目标流量；

将所述节气门目标流量算出工序中算出的节气门目标流量作为所述压缩机预测流量。

4.一种控制方法，是带有涡轮增压器的发动机的控制方法，所述带有涡轮增压器的发动机具备：具有配设于进气通路上的压缩机的涡轮增压器；绕过所述进气通路中所述压缩机的上下游的旁通通路；和设置于该旁通通路并开闭该通路的旁通阀；

其特征在于，具有：

检测通过所述压缩机的流量的压缩机流量检测工序；

检测所述压缩机的上下游的压力比的压缩机压力比检测工序；

算出所述压缩机流量检测工序中检测的压缩机流量的变化量的流量变化量算出工序；

基于所述压缩机流量以及所述压缩机压力比检测工序中检测的压缩机压力比，参照预先准备的喘振判定数据算出余量的喘振余量算出工序；

基于所述流量变化量算出工序中算出的压缩机流量变化量以及所述喘振余量算出工序中算出的喘振余量，判断规定时间后是否发生喘振的喘振判定工序；和

在所述喘振判定工序中判定为发生喘振时使所述旁通阀开阀，判定为不发生喘振时使所述旁通阀闭阀的旁通阀控制工序。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，

所述喘振判定工序在所述压缩机流量变化量超过流量变化量阈值时判定为发生喘振，所述流量变化量阈值设定为随着所述喘振余量的增大而增大。

6.一种控制装置，是带有涡轮增压器的发动机的控制装置，所述带有涡轮增压器的发动机具备：具有配设于进气通路上的压缩机的涡轮增压器；绕过所述进气通路中所述压缩机的上下游的旁通通路；和设置于该旁通通路并开闭该通路的旁通阀；

其特征在于，具有：

根据与驾驶员的加速要求相对应地设定的节气门的目标开度，预测规定时间后的所述节气门的开度的节气门开度预测部；

分别预测所述规定时间后的所述节气门的上下游的压力的节气门上下游压力预测部；

基于所述节气门开度预测部中预测的节气门预测开度以及所述节气门上下游压力预测部中预测的节气门上下游预测压力，预测所述规定时间后通过所述节气门的流量的节气门流量预测部；

将所述节气门流量预测部中预测的节气门预测流量作为通过所述压缩机的流量的压缩机流量预测部；

检测所述压缩机的上下游的压力比的压缩机压力比检测部；

基于所述压缩机流量预测部中预测的压缩机预测流量以及所述压缩机压力比检测部中检测的压缩机压力比，参照预先准备的喘振判定数据判断所述规定时间后是否发生喘振的喘振判定部；和

由所述喘振判定部判定为发生喘振时使所述旁通阀开阀，判定为不发生喘振时使所述旁通阀闭阀的旁通阀控制部。

7.一种控制装置，是带有涡轮增压器的发动机的控制装置，所述带有涡轮增压器的发动机具备：具有配设于进气通路上的压缩机的涡轮增压器；绕过所述进气通路中所述压缩机的上下游的旁通通路；和设置于该旁通通路并开闭该通路的旁通阀；

其特征在于，具有：

根据与驾驶员的加速要求相对应地设定的目标转矩算出通过节气门的目标流量的节气门目标流量算出部；

将所述节气门目标流量算出部中算出的节气门目标流量作为规定时间后通过所述压缩机的流量的压缩机流量预测部；

检测所述压缩机的上下游的压力比的压缩机压力比检测部；

基于所述压缩机流量预测部中预测的压缩机预测流量以及所述压缩机压力比检测部中检测的压缩机压力比，参照预先准备的喘振判定数据，判断所述规定时间后是否发生喘振的喘振判定部；和

由所述喘振判定部判定为发生喘振时使所述旁通阀开阀，判定为不发生喘振时使所述旁通阀闭阀的旁通阀控制部。

8.一种控制装置，是带有涡轮增压器的发动机的控制装置，所述带有涡轮增压器的发动机具备：具有配设于进气通路上的压缩机的涡轮增压器；绕过所述进气通路中所述压缩机的上下游的旁通通路；和设置于该旁通通路并开闭该通路的旁通阀；

其特征在于，具有：

检测通过所述压缩机的流量的压缩机流量检测部；

检测所述压缩机的上下游的压力比的压缩机压力比检测部；

算出所述压缩机流量检测部中检测的压缩机检测流量的变化量的流量变化量算出部；

基于所述压缩机检测流量和所述压力比，算出相对于预先准备的喘振判定数据的余量的喘振余量算出部；

基于所述流量变化量算出部中算出的压缩机流量变化量以及所述喘振余量算出部中算出的喘振余量，判断规定时间后是否发生喘振的喘振判定部；和

由所述喘振判定部判定为发生喘振时使所述旁通阀开阀，判定为不发生喘振时使所述旁通阀闭阀的旁通阀控制部。