JP6026211B2 - ターボチャージャーの制御装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本開示の技術は、可変容量型の高圧段ターボチャージャーと固定容量型の低圧段ターボチャージャーとを備えた２段過給式ターボチャージャーにおいて、高圧段ターボチャージャーにおける可変ノズルの開度を制御するターボチャージャーの制御装置、及びターボチャージャーの制御方法に関する。

従来から、高圧段ターボチャージャーと、高圧段ターボチャージャーのタービンよりも排気通路の下流側にタービンが配設された低圧段ターボチャージャーとを備えた２段過給式ターボチャージャーが知られている。こうした２段過給式ターボチャージャーにおいては、排気ガスの流量が少ないときには主に高圧段ターボチャージャーによって過給が行われ、排気ガスの流量が多いときには主に低圧段ターボチャージャーによって過給が行われる。また、２段過給式ターボチャージャーには、高圧段ターボチャージャーとして可変ノズルを備えた可変容量型ターボチャージャー、低圧段ターボチャージャーとして固定容量型ターボチャージャーを備えたものも知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−２４１７６６号公報

ところで、上述した可変ノズルの開度は、通常、いずれか一方のターボチャージャーによる過給が主たる過給であることを前提として、エンジンの運転状態に基づいて制御される。一方で、エンジンからの排気ガスは、高圧段ターボチャージャーと低圧段ターボチャージャーとの両方に流入し、エンジンからの排気ガスのエネルギーは、高圧段ターボチャージャーにおける過給の仕事に変換され、また、低圧段ターボチャージャーにおける過給の仕事にも変換される。そのため、一方のターボチャージャーによる過給が主たる過給であることを前提として可変ノズルの開度が制御されると、他方のターボチャージャーによる過給が考慮されてない分だけ、目標とする過給圧に対して実際の過給圧の精度が低くなる。

本開示の技術は、２段過給式ターボチャージャーによって得られる過給圧の精度を高めることが可能なターボチャージャーの制御装置、及びターボチャージャーの制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するターボチャージャーの制御装置は、可変容量型の高圧段ターボチャージャーの回転数である第１回転数と、固定容量型の低圧段ターボチャージャーの回転数である第２回転数と、エンジンの運転状態とを取得する取得部と、前記高圧段ターボチャージャーにおける可変ノズルの開度を前記高圧段ターボチャージャーにおける排気ガスの流入量と目標膨張比とに対応する開度に制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１回転数と前記第２回転数とに膨張比が対応づけられた過給用データと、前記高圧段ターボチャージャーの膨張比がエンジンの運転状態に対応づけられた排気圧力用データと、前記第２回転数の第１設定値と、前記第１設定値よりも高い第２設定値とを記憶する記憶部と、前記取得部が取得した情報と前記記憶部に記憶した情報とに基づいて前記目標膨張比を演算する演算部と、を備え、前記演算部は、前記取得された前記第２回転数が前記第１設定値以下であるとき、前記取得された前記第１回転数と前記第２回転数とを前記過給用データに適用して得られる前記膨張比を前記目標膨張比として演算し、前記取得された前記第２回転数が前記第２設定値よりも高いとき、前記取得された前記運転状態を前記排気圧力用データに適用して得られる前記膨張比を前記目標膨張比として演算する。

上記課題を解決するターボチャージャーの制御方法は、可変容量型の高圧段ターボチャージャーの回転数である第１回転数と、固定容量型の低圧段ターボチャージャーの回転数である第２回転数と、エンジンの運転状態とを取得すること、前記高圧段ターボチャージャーに対する排気ガスの流入量を取得すること、前記高圧段ターボチャージャーにおける目標膨張比を演算すること、前記流入量と前記目標膨張比とに対応する開度に可変ノズルの開度を制御すること、を含み、前記目標膨張比の演算では、前記第１回転数と前記第２回転数とに膨張比が対応づけられた過給用データと、前記高圧段ターボチャージャーの膨張比がエンジンの運転状態に対応づけられた排気圧力用データと、前記第２回転数の第１設定値と、前記第１設定値よりも高い第２設定値とを用い、前記取得された前記第２回転数が前記第１設定値以下であるとき、前記取得された前記第１回転数と前記第２回転数とを前記過給用データに適用して得られる前記膨張比を前記目標膨張比として演算し、前記取得された前記第２回転数が前記第２設定値よりも高いとき、前記取得された前記運転状態を前記排気圧力用データに適用して得られる前記膨張比を前記目標膨張比として演算する。

これらの構成によれば、各ターボチャージャーの作動状態に対応する目標膨張比が演算されるため、その目標膨張比を用いて演算される可変ノズルの開度は、各ターボチャージャーの作動状態が反映された開度である。それゆえに、一方のターボチャージャーによる過給が主たる過給であることを前提として、単にエンジンの運転状態から開度が制御される構成に比べて、２段過給式ターボチャージャーの過給によって得られる過給圧の精度が高められる。

第２回転数が第１設定値以下である場合には、第２回転数が第１設定値よりも大きい場合に比べて、排気ガスの流量が少なく、各ターボチャージャーによる仕事も小さいため、高い過給圧を得られがたい状態である。この点、ターボチャージャーはそもそも過給を目的とするものであるため、高い過給圧が得られがたい状態では、過給不足を生じさせることがないように、特に過給圧の精度が求められる。上記構成によれば、第２回転数が第１設定値以下であるときに上述の開度の制御が行われるから、過給圧の精度が高められる効果が特に顕著になる。

例えば、エンジンの吸気通路に対して排気ガスを還流させる排気再循環、いわゆるＥＧＲを行うことにより、排気ガスに含まれるＮＯｘの低減や燃費の向上が図られる。そして、第２回転数が第１設定値よりも大きいときは、第２回転数が第１設定値以下であるときに比べて排気ガスの流量が多い。そのため、ＮＯｘの低減や燃費の向上を図るうえでは、排気圧力がエンジンの運転状態毎にＥＧＲに適した圧力となることが望ましい。

この構成によれば、第２回転数が第２設定値よりも高いときに、排気圧力用データに規定された膨張比が目標膨張比として演算される。その結果、エンジンの運転状態に応じた過給がなされることから、例えば、ＮＯｘの低減や燃費の向上が効率的に図られる。

この構成によれば、目標膨張比が過給用データの膨張比と排気圧力用データの膨張比とに切り替わる際に、第１設定値よりも高く、且つ、第２設定値以下の区間を介して、目標膨張比が切り替わる。そのため、目標膨張比の切り替えが１つの値を境界として行われる場合に比べて、過給用データの膨張比と排気圧力用データの膨張比とが不要に切り替わることが抑えられる。

上記ターボチャージャーの制御装置について、前記過給用データに規定された膨張比の前記目標膨張比に占める割合を係数αとし、前記取得された前記第１回転数と前記第２回転数とを前記過給用データに適用して得られる前記膨張比を第１膨張比とし、前記取得された前記運転状態を前記排気圧力用データに適用して得られる前記膨張比を第２膨張比とし、前記記憶部は、前記係数αが前記第２回転数毎に規定された切替データを記憶し、前記演算部は、第１膨張比×α＋第２膨張比×（１−α）を前記目標膨張比として演算し、前記切替データは、前記第２回転数が前記第１設定値よりも高く、且つ、前記第２設定値以下の区間に、前記第２回転数が大きいほど減少する前記係数αが規定されていることが好ましい。

この構成によれば、第１設定値よりも大きく且つ第２設定値以下の範囲では、過給用データに規定された膨張比の目標膨張比に占める割合が減少する。すなわち、目標膨張比は、第２回転数の増加にともなって過給用データの膨張比から排気圧力用データの膨張比に徐々に切り替えられる。その結果、排気圧力の変化に起因する各ターボチャージャーやエンジンに対する機械的な負荷が軽減される。

上記ターボチャージャーの制御装置について、過給用データには、前記高圧段ターボチャージャーによる仕事と前記低圧段ターボチャージャーによる仕事との合計が最大となる膨張比が規定されていることが好ましい。

この構成によれば、過給用データに規定された膨張比が目標膨張比として演算される場合に、各ターボチャージャーによる仕事の合計が最大となる。その結果、２段過給式ターボチャージャーによる過給の効率が高められる。

本開示の技術における一実施形態にてターボチャージャーの制御装置が搭載されるエンジンの概略構成を示す図である。 可変ノズルの開度と開口面積との関係を示すマップである。 ターボチャージャーの制御装置の構成を示すブロック図である。 ＥＧＲ量と圧力損失値との関係の一例を示すマップである。 第１回転数と第２回転数と第１膨張比との関係の一例を示すマップである。 エンジンの回転速度と燃料噴射量と第２膨張比との関係の一例を示すマップである。 第２回転数と切替係数との関係の一例を示すマップである。 体積流量と目標膨張比と目標ノズル開度との関係の一例を示すマップである。 過給用データの作成に際して実施されたシミュレーションの結果の一例を示すグラフである。 過給用データの作成に際して実施されたシミュレーションの結果の他の例を示すグラフである。 過給用データの作成に際して実施されたシミュレーションの結果の他の例を示すグラフである。

以下、図１〜図１１を参照して、ターボチャージャーの制御装置を具体化した一実施形態について説明する。まず、図１を参照して、ターボチャージャーの制御装置が搭載されるディーゼルエンジンの全体構成について説明する。

［ディーゼルエンジン１０］
図１に示されるように、ディーゼルエンジン１０（以下、単にエンジン１０という。）のシリンダーブロック１１には、一列に並んだ４つのシリンダー１２が形成されており、各シリンダー１２には、インジェクタ１３から燃料が噴射される。シリンダーブロック１１には、各シリンダー１２に吸入空気を供給するためのインテークマニホールド１４と、各シリンダー１２からの排気ガスが流入するエキゾーストマニホールド１５とが接続されている。

インテークマニホールド１４に接続される吸気通路１６の上流端には、図示されないエアクリーナーが取り付けられている。吸気通路１６には、低圧段ターボチャージャー１７Ｌのコンプレッサー１８Ｌが取り付けられている。また、吸気通路１６には、コンプレッサー１８Ｌの下流に、高圧段ターボチャージャー１７Ｈのコンプレッサー１８Ｈが取り付けられている。吸気通路１６には、コンプレッサー１８Ｈの下流側に、該コンプレッサー１８Ｌ，１８Ｈによって圧縮された吸入空気を冷却するインタークーラー１９が取り付けられている。

一方、エキゾーストマニホールド１５には、排気通路２０が接続されている。排気通路２０には、上述したコンプレッサー１８Ｈに連結軸２１Ｈを介して連結されるタービン２２Ｈが取り付けられている。また、排気通路２０には、コンプレッサー１８Ｈの下流に、上述したコンプレッサー１８Ｌに連結軸２１Ｌを介して連結されるタービン２２Ｌが取り付けられている。また、エキゾーストマニホールド１５には、吸気通路１６に接続されて排気ガスの一部を吸気通路１６に導入するＥＧＲ通路２５が接続されている。

ＥＧＲ通路２５には、該ＥＧＲ通路２５を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラー２６が取り付けられている。ＥＧＲクーラー２６の下流側には、ＥＧＲ通路２５の流路断面積を変更可能なＥＧＲ弁２７が取り付けられている。ＥＧＲ弁２７の開度は、図示されないＥＧＲ制御装置によって制御される。ＥＧＲ制御装置は、エンジンの運転状態に応じてＥＧＲ弁２７の基本開度を演算し、その演算した基本開度を基準としてＥＧＲ弁２７を制御する。吸気通路１６には、ＥＧＲ弁２７が開状態にあるときにＥＧＲ通路２５を通じて排気ガスの一部が導入され、シリンダー１２には、排気ガスと吸入空気との混合気体である作動ガスが供給される。なお、以下では、ＥＧＲ通路２５を流れる排気ガスをＥＧＲガスという。

コンプレッサー１８Ｈとタービン２２Ｈとで構成される高圧段ターボチャージャー１７Ｈは、タービン２２Ｈに可変ノズル２８が配設された可変容量型ターボチャージャー（ＶＮＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｎｏｚｚｌｅ Ｔｕｒｂｏ）である。可変ノズル２８は、ステッピングモーターを備えたアクチュエーター２９の駆動により開度が変更されることで、エキゾーストマニホールド１５内の圧力及びタービン２２Ｈへの排気ガスの流入量を調整する。この可変ノズル２８の開度は、ターボチャージャーの制御装置であるＶＮＴ制御装置５０によって制御される。

ディーゼルエンジン１０には、エンジン１０の運転状態を検出する各種センサーが備えられている。例えば、ＥＧＲ通路２５には、ＥＧＲクーラー２６の下流側且つＥＧＲ弁２７の上流側にＥＧＲ圧力センサー３１とＥＧＲ温度センサー３４とが取り付けられている。ＥＧＲ圧力センサー３１は、ＥＧＲ弁２７に流入する直前のＥＧＲガスの圧力であるＥＧＲ圧力Ｐｅｇｒを所定の制御周期で検出する。ＥＧＲ温度センサー３４は、ＥＧＲ弁２７に流入する直前のＥＧＲガスの温度であるＥＧＲ温度Ｔｅｇを所定の制御周期で検出する。

吸気通路１６には、吸気通路１６とＥＧＲ通路２５との接続部分よりも下流側にブースト圧センサー３２が取り付けられている。ブースト圧センサー３２は、吸気通路１６内を流れる作動ガスの圧力であるブースト圧Ｐｂを所定の制御周期で検出する。

吸気通路１６におけるコンプレッサー１８Ｌの上流側には、吸入空気量センサー３６が取り付けられている。吸入空気量センサー３６は、吸気通路１６を流れる吸入空気の質量流量である吸入空気量Ｇａを所定の制御周期で検出する。

インテークマニホールド１４には、吸気温度センサー３５が取り付けられている。吸気温度センサー３５は、シリンダー１２に流入する直前の作動ガスの温度である吸気温度Ｔｉｎを所定の制御周期で検出する。

ディーゼルエンジン１０には、回転速度センサー３７、第１回転数センサー３８Ｈ、第２回転数センサー３８Ｌが備えられている。回転速度センサー３７は、エンジン１０のクランクシャフト２４の回転速度である回転速度ＮＥを所定の制御周期で検出する。第１回転数センサー３８Ｈは、高圧段ターボチャージャー１７Ｈに連結軸２１Ｈの回転数である第１回転数ＮｔｂＨを所定の制御周期で検出する。第２回転数センサー３８Ｌは、低圧段ターボチャージャー１７Ｌに連結軸２１Ｌの回転数である第２回転数ＮｔｂＬを所定の制御周期で検出する。

図２に示されるように、可変ノズル２８では、ノズル開度ＶＴｖｎｔが大きいほどタービン２２Ｈに流入する排気ガスの流路断面積である開口面積Ａｔｂが小さい。
［ＶＮＴ制御装置５０］
図３〜図８を参照してＶＮＴ制御装置５０の構成を説明する。
図３に示されるように、ＶＮＴ制御装置５０の制御部５１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成されており、外部からの信号を取得する取得部５２と、各種演算を行なう演算部５３と、各種制御プログラムや各種データが格納される記憶部５４と、アクチュエーター２９を駆動するノズル駆動部５５とを備えている。制御部５１は、記憶部５４に格納された各種制御プログラムに従って、取得部５２が取得した信号と記憶部５４に格納された各種データとを用いて可変ノズル２８の駆動処理を実行する。

取得部５２は、上述の各種センサーから、ＥＧＲ圧力Ｐｅｇｒ、ブースト圧Ｐｂ、ＥＧＲ温度Ｔｅｇ、吸気温度Ｔｉｎ、吸入空気量Ｇａ、第１回転数ＮｔｂＨ、第２回転数ＮｔｂＬ、回転速度ＮＥを所定の制御周期で取得する。また、取得部５２は、燃料噴射量を制御する燃料噴射制御部３９から燃料噴射量Ｑｆを取得し、ＥＧＲ弁２７の開度を検出するＥＧＲ弁開度センサー４０からＥＧＲ弁２７の開度であるＥＧＲ弁開度ＶＴｅｇｒを取得する。また、取得部５２は、可変ノズル２８の開度を検出する可変ノズル開度センサー４１から可変ノズル２８の開度であるノズル開度ＶＴｖｎｔを取得する。

［体積流量Ｑｔｂ］
演算部５３は、取得部５２にて取得された各種センサーの検出値などを用いて、下記５つのパラメーターを演算し、その演算結果を用いて、高圧段ターボチャージャー１７Ｈに流入する排気ガスの体積流量Ｑｔｂを演算する。
・シリンダー１２に供給される作動ガスの質量流量である作動ガス量Ｇｗｇ
・ＥＧＲガスの質量流量であるＥＧＲ量Ｇｅｇ
・高圧段ターボチャージャー１７Ｈに流入する排気ガスの質量流量である質量流量Ｇｔｂ
・作動ガス量Ｇｗｇに対するＥＧＲ量Ｇｅｇの割合であるＥＧＲ率η
・高圧段ターボチャージャー１７Ｈに流入する排気ガスの温度である流入温度ＴｔｂＨ
・高圧段ターボチャージャー１７Ｈに流入する排気ガスの圧力である排気圧力Ｐｅｍ

すなわち、演算部５３は、状態方程式Ｐ×Ｖ＝Ｇｗｇ×Ｒ×Ｔに各種センサーからの入力値を適用することによって作動ガス量Ｇｗｇを演算する。
Ｐ：ブースト圧センサー３２の検出値であるブースト圧Ｐｂ
Ｖ：エンジン１０の回転速度ＮＥとエンジン１０の排気量Ｄとの乗算値
Ｔ：吸気温度センサー３５の検出値である吸気温度Ｔｉｎ
Ｒ：気体定数

また、演算部５３は、ベルヌーイの定理に基づく式（１）に各種センサーからの検出値を適用することによりＥＧＲ量Ｇｅｇを演算する。
Ｇ ：ＥＧＲ量Ｇｅｇ
Ｐ１：ＥＧＲ圧力センサー３１の検出値であるＥＧＲ圧力Ｐｅｇｒ
Ｐ２：ブースト圧センサー３２の検出値であるブースト圧Ｐｂ
Ｔ１：ＥＧＲ温度センサー３４の検出値であるＥＧＲ温度Ｔｅｇ
Ａ ：ＥＧＲ弁開度センサー４０の検出値であるＥＧＲ弁開度ＶＴｅｇｒに基づくＥＧＲ弁２７の開口面積Ａｅｇ
κ ：排気ガスの比熱比
Ｒ ：気体定数

また、演算部５３は、作動ガス量ＧｗｇからＥＧＲ量Ｇｅｇを減算することにより排気ガスの質量流量Ｇｔｂを演算し、ＥＧＲ量Ｇｅｇを作動ガス量Ｇｗｇで除算することによってＥＧＲ率η（＝Ｇｅｇ／Ｇｗｇ）を演算する。

また、演算部５３は、作動ガス量Ｇｗｇ、ＥＧＲ率η、燃料噴射制御部３９からの入力値である燃料噴射量Ｑｆ、及び、記憶部５４に格納された温度データ６１に基づいて流入温度ＴｔｂＨを演算する。この際に、温度データ６１は、作動ガス量Ｇｗｇ、ＥＧＲ率η、及び、燃料噴射量Ｑｆをパラメーターとして排気ガスの温度が一義的に規定されたデータである。そして、演算部５３は、作動ガス量Ｇｗｇ、ＥＧＲ率η、及び、燃料噴射量Ｑｆに応じた温度を温度データ６１から読み出すことによって流入温度ＴｔｂＨを演算する。

次いで、演算部５３は、ＥＧＲ圧力Ｐｅｇｒと、記憶部５４に格納されているＥＧＲ通路データ６２とに基づいて排気圧力Ｐｅｍを演算する。なお、この排気圧力Ｐｅｍは、高圧段ターボチャージャー１７Ｈに流入する排気ガスの圧力である。

そして、演算部５３は、質量流量Ｇｔｂを体積流量Ｑｔｂに変換する。この際に、演算部５３は、質量流量Ｇｔｂ、流入温度ＴｔｂＨ、及び、排気圧力Ｐｅｍを所定の演算式（Ｑｔｂ＝Ｇｔｂ×（ＴｔｂＨ＾１／２）／Ｐｅｍ）に適用することにより、質量流量Ｇｔｂを体積流量Ｑｔｂに変換する。

［目標膨張比πｔｔａｒ］
演算部５３は、取得部５２にて取得された各種センサーの検出値などを用いて、下記３つのパラメーターを演算し、その演算結果を用いて、高圧段ターボチャージャー１７Ｈにおける目標膨張比πｔｔａｒを演算する。
・ＥＧＲよりも過給が優先される膨張比である第１膨張比πｔ１
・過給よりもＥＧＲが優先される膨張比である第２膨張比πｔ２
・切替係数α

すなわち、演算部５３は、高圧段ターボチャージャー１７Ｈにおける膨張比である第１膨張比πｔ１と第２膨張比πｔ２とを演算する。この際に、演算部５３は、第１回転数ＮｔｂＨ、第２回転数ＮｔｂＬ、及び、記憶部５４に格納された過給用データ６３に基づいて第１膨張比πｔ１を演算する。また、演算部５３は、エンジン１０の回転速度ＮＥ、燃料噴射量Ｑｆ、及び、記憶部５４に格納された排気圧力用データ６４に基づいて第２膨張比πｔ２を演算する。また、演算部５３は、第２回転数ＮｔｂＬと、記憶部５４に格納された切替データ６５とに基づいて、高圧段ターボチャージャー１７Ｈにおける目標膨張比πｔｔａｒを演算するための切替係数αを演算する。そして、演算部５３は、切替係数α、第１膨張比πｔ１、及び、第２膨張比πｔ２を下記に示す式（２）に代入することによって目標膨張比πｔｔａｒを演算する。式（２）からも明らかなように、切替係数αは、目標膨張比πｔｔａｒを演算する際に、該目標膨張比πｔｔａｒに占める第１膨張比πｔ１の割合を示したものである。
πｔｔａｒ＝πｔ１×α＋πｔ２×（１−α） … （２）

［目標ノズル開度ＶＴｔａｒ］
演算部５３は、可変ノズル２８の目標ノズル開度ＶＴｔａｒを演算し、可変ノズル２８のノズル開度ＶＴｖｎｔを目標ノズル開度ＶＴｔａｒに制御するための指示開度ＶＴｃｏｍを演算する。この際に、演算部５３は、体積流量Ｑｔｂ、目標膨張比πｔｔａｒ、及び、記憶部５４に格納された開度データ６６を用いて、可変ノズル２８の目標ノズル開度ＶＴｔａｒを演算する。

そして、演算部５３は、可変ノズル開度センサー４１からのノズル開度ＶＴｖｎｔを用いて、可変ノズル２８の開度をノズル開度ＶＴｖｎｔから目標ノズル開度ＶＴｔａｒに変更するために必要な開度である指示開度ＶＴｃｏｍを演算する。演算部５３は、演算された指示開度ＶＴｃｏｍをノズル駆動部５５に出力する。

ノズル駆動部５５は、演算部５３から入力された指示開度ＶＴｃｏｍの分だけ可変ノズル２８の開度を変更するための駆動信号を生成し、その生成した駆動信号をアクチュエーター２９に出力する。

［各種データ］
図４に示されるように、排気圧力Ｐｅｍの演算に用いられるＥＧＲ通路データ６２では、ＥＧＲ通路２５の入口からＥＧＲ圧力センサー３１までの間におけるＥＧＲガスの圧力損失値ΔＰｅｇｒが、ＥＧＲ量Ｇｅｇ毎に規定されている。演算部５３は、演算結果であるＥＧＲ量Ｇｅｇに応じた圧力損失値ΔＰｅｇｒをＥＧＲ通路データ６２から読み出して、その読み出した圧力損失値ΔＰｅｇｒをＥＧＲ圧力Ｐｅｇｒに加算することで排気圧力Ｐｅｍを演算する。

図５に示されるように、第１膨張比πｔ１の演算に用いられる過給用データ６３では、第１回転数ＮｔｂＨと第２回転数ＮｔｂＬとに応じて第１膨張比πｔ１が規定されている。第１膨張比πｔ１は、第１回転数ＮｔｂＨで作動する高圧段ターボチャージャー１７Ｈによる仕事ＷＨと、第２回転数ＮｔｂＬで作動する低圧段ターボチャージャー１７Ｌによる仕事ＷＬとの合計ＷＳが最大となる膨張比である。第１膨張比πｔ１は、「１」以上の値であって、後述するシミュレーションの結果に基づいて規定される。

図６に示されるように、第２膨張比πｔ２の演算に用いられる排気圧力用データ６４には、エンジン１０の回転速度ＮＥと燃料噴射量Ｑｆとに応じて第２膨張比πｔ２が規定されている。第２膨張比πｔ２は、予め行ったシミュレーションに基づいて規定される。第２膨張比πｔ２は、回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑｆにあるエンジン１０において、基本開度に制御されたＥＧＲ弁２７を通じて、該回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑｆに適した量のＥＧＲガスが吸気通路１６に供給される目標排気圧力Ｐｅｍｔに排気圧力Ｐｅｍが制御される膨張比である。

図７に示されるように、切替係数αの演算に用いられる切替データ６５は、第２回転数ＮｔｂＬ毎に切替係数αが規定されたデータである。切替データ６５において、第２回転数ＮｔｂＬは、切替係数αの値に応じて３つの区間７１，７２，７３に区分けされる。

区間７１は、他の区間７２，７３に比べて第２回転数ＮｔｂＬが低い区間であり、第２回転数ＮｔｂＬが第１設定値ＵＢ以下の区間である。区間７１は、例えば、エンジン１０の運転状態がアイドリング状態から移行したときの加速状態である。それゆえに、区間７１では、排気ガスの流量が少なく、且つ、十分な過給が必要とされ、ＥＧＲ弁２７が閉状態に制御される必要がある。すなわち、この区間７１は、ＥＧＲよりも過給が優先されるべき区間である。そこで、区間７１には、目標膨張比πｔｔａｒが第１膨張比πｔ１となるべく、切替係数αとして「１」が規定されている。

一方、区間７２は、他の区間７１，７３に比べて第２回転数ＮｔｂＬが高い区間であり、第２回転数ＮｔｂＬが第２設定値ＬＢよりも高い区間である。この第２設定値ＬＢは、エンジン１０が定常状態にあると判断される第２回転数ＮｔｂＬであって回転速度ＮＥと燃料噴射量Ｑｆとに応じた目標第２回転数Ｎｔよりも小さい値である。すなわち、第２回転数ＮｔｂＬが高い区間７２は、エンジン１０が定常状態あるいは定常状態に近い状態であるため、ＮＯｘの低減や燃費の向上を図るべく、過給よりもＥＧＲが優先される区間である。そこで、区間７２には、目標膨張比πｔｔａｒが第２膨張比πｔ２となるべく、切替係数αとして「０」が規定されている。

他方、区間７３は、第２回転数ＮｔｂＬが第１設定値ＵＢよりも高く、且つ、第２設定値ＬＢ以下の区間であり、エンジン１０の運転状態が加速状態から定常状態へと移行する区間である。そして、この区間７３には、第２回転数ＮｔｂＬが高いほど目標膨張比πｔｔａｒに占める第１膨張比πｔ１の割合が低い形式で切替係数αが規定されている。

すなわち、切替データ６５には、第２回転数ＮｔｂＬが高いほど、目標膨張比πｔｔａｒに占める第１膨張比πｔ１の割合が小さく、反対に、目標膨張比πｔｔａｒに占める第２膨張比πｔ２の割合が大きい形式で切替係数αが規定されている。

図８に示されるように、目標ノズル開度ＶＴｔａｒの演算に用いられる開度データ６６では、体積流量Ｑｔｂと目標膨張比πｔｔａｒとに応じたノズル開度ＶＴｖｎｔが、目標ノズル開度ＶＴｔａｒとして規定されている。目標ノズル開度ＶＴｔａｒは、上記式（１）に対して下記の値が適用されることによって、体積流量Ｑｔｂ及び目標膨張比πｔｔａｒを変数とする関数として表される。なお、開度データ６６は、該関数に対して予め行った実験結果を代入することにより誤差が補正されたデータである。
Ｇ ：質量流量Ｇｔｂ＝Ｑｔｂ×Ｐｅｍ／（ＴｔｂＨ＾１／２）
Ｐ１／Ｐ２：目標膨張比πｔｔａｒ
Ａ ：ノズル開度ＶＴｖｎｔに基づく可変ノズル２８の開口面積Ａｔｂ
κ ：排気ガスの比熱比
Ｒ ：気体定数

［過給用データ６３］
図９〜図１１を参照して、第１膨張比πｔ１の演算に用いられる過給用データ６３に関し、それを作成するうえで行われるシミュレーションの例について説明する。このシミュレーションでは、下記（ａ）〜（ｃ）に示される条件の下で、各ターボチャージャー１７Ｈ，１７Ｌによる仕事ＷＨ，ＷＬの合計ＷＳが求められる。

（ａ）高圧段ターボチャージャー１７Ｈのタービン２２Ｈには、圧力３００ｋＰａ（ａｂｓ）及び温度９００Ｋである単位流量のガスが流入する。
（ｂ）低圧段ターボチャージャー１７Ｌのタービン２２Ｌから圧力１２０ｋＰａ（ａｂｓ）のガスが流出する。
（ｃ）ガスは、各ターボチャージャー１７Ｈ，１７Ｌにおいて断熱膨張する。

このシミュレーションでは、まず、高圧段ターボチャージャー１７Ｈに対して、第１回転数ＮｔｂＨ、ノズル開度ＶＴｖｎｔ、及び、膨張比πｔＨが設定され、高圧段ターボチャージャー１７Ｈの断熱効率ηｔＨが求められる。そして、該断熱効率ηｔＨでの高圧段ターボチャージャー１７Ｈの仕事ＷＨと、該仕事におけるガスの断熱膨張による高圧段ターボチャージャー１７Ｈの出口でのガスの温度Ｔ４が求められる。

次に、第１膨張比πｔ１の分だけ圧力の低下したガスが、温度Ｔ４にて低圧段ターボチャージャー１７Ｌに流入するものとして、第２回転数ＮｔｂＬが設定され、低圧段ターボチャージャー１７Ｌにおける断熱効率ηｔＬが求められる。そして、該断熱効率ηｔＬでの低圧段ターボチャージャー１７Ｌの仕事ＷＬが求められ、この仕事ＷＬと上記仕事ＷＨとが加算されることにより合計ＷＳが求められる。そして、合計ＷＳが最大となる膨張比πｔＨが第１膨張比πｔ１として規定される。

図９は、第１回転数ＮｔｂＨが１３５０００ｒｐｍであり、第２回転数ＮｔｂＬが４２０００ｒｐｍであるものとして設定されたケース１でのシミュレーションの結果を示すマップである。

図９に示されるように、ケース１では、膨張比πｔＨが２．４であるときに、各ターボチャージャー１７Ｈ，１７Ｌによる仕事ＷＨ，ＷＬの合計ＷＳが最大になる。そのため、第１回転数ＮｔｂＨが１３５０００ｒｐｍであり、第２回転数ＮｔｂＬが４２０００ｒｐｍである水準に応じた第１膨張比πｔ１として、膨張比πｔＨ＝２．４が規定される。

図１０は、第１回転数ＮｔｂＨが４５０００ｒｐｍであり、第２回転数ＮｔｂＬが４２０００ｒｐｍであるものとして設定されたケース２でのシミュレーションの結果である。
図１０に示されるように、ケース２では、第１膨張比πｔ１が２．３であるときに、各ターボチャージャー１７Ｈ，１７Ｌによる仕事ＷＨ，ＷＬの合計ＷＳが最大になる。そのため、第１回転数ＮｔｂＨが４５０００ｒｐｍであり、第２回転数ＮｔｂＬが４２０００ｒｐｍである水準に応じた第１膨張比πｔ１として、膨張比πｔＨ＝２．３が規定された。

図１１は、第１回転数ＮｔｂＨが９００００ｒｐｍであり、第２回転数ＮｔｂＬが１２６０００ｒｐｍであるものとして設定されたケース３でのシミュレーションの結果である。

図１１に示されるように、ケース３では、第１膨張比πｔ１が１．５であるときに、各ターボチャージャー１７Ｈ，１７Ｌによる仕事ＷＨ，ＷＬの合計ＷＳが最大になる。そのため、第１回転数ＮｔｂＨが９００００ｒｐｍであり、第２回転数ＮｔｂＬが１２６０００ｒｐｍである水準に応じた第１膨張比πｔ１として、膨張比πｔＨ＝１．５が規定される。

なお、このシミュレーションでは、上記（ａ）（ｂ）を条件とした。これは、こうした条件にすることにより、第２回転数ＮｔｂＬが第１設定値ＵＢ以下の範囲における仕事ＷＬ，ＷＳの合計ＷＳの傾向が把握可能なためである。

［可変ノズル２８の開度制御］
可変ノズル２８の開度が変更される手順について説明する。
制御部５１は、各種情報を取得する。すなわち、制御部５１は、ＥＧＲ圧力Ｐｅｇｒ、ブースト圧Ｐｂ、ＥＧＲ温度Ｔｅｇ、吸気温度Ｔｉｎを取得する。また、制御部５１は、吸入空気量Ｇａ、回転速度ＮＥ、第１回転数ＮｔｂＨ、第２回転数ＮｔｂＬ、燃料噴射量Ｑｆ、ＥＧＲ弁開度ＶＴｅｇｒ、ノズル開度ＶＴｖｎｔを取得する。

制御部５１は、取得された値を用いて、作動ガス量Ｇｗｇ、ＥＧＲ量Ｇｅｇ、及び、高圧段ターボチャージャー１７Ｈに流入する排気ガスの質量流量Ｇｔｂを演算する。次いで、制御部５１は、作動ガス量ＧｗｇとＥＧＲ量Ｇｅｇとを用いてＥＧＲ率ηを演算し、作動ガス量Ｇｗｇ、ＥＧＲ率η、及び、燃料噴射量Ｑｆに応じた温度を温度データ６１から読み出して、その読み出した温度を流入温度ＴｔｂＨとして演算する。制御部５１は、ＥＧＲ量Ｇｅｇに応じたＥＧＲガスの圧力損失値ΔＰｅｇｒをＥＧＲ通路データ６２から読み出し、読み出された圧力損失値ΔＰｅｇｒをＥＧＲ圧力Ｐｅｇｒに加算することによって排気圧力Ｐｅｍを演算する。そして、制御部５１は、質量流量Ｇｔｂ、流入温度ＴｔｂＨ、及び、排気圧力Ｐｅｍを用いて、質量流量Ｇｔｂを体積流量Ｑｔｂに変換する。

制御部５１は、第２回転数ＮｔｂＬに応じた切替係数αを切替データ６５から読み出して、読み出された値を切替係数αとして設定する。また、制御部５１は、第１回転数ＮｔｂＨと第２回転数ＮｔｂＬとに応じた膨張比を過給用データ６３から読み出して、読み出された膨張比を第１膨張比πｔ１として設定する。また、制御部５１は、エンジン１０の回転速度ＮＥと燃料噴射量Ｑｆとに応じた膨張比を排気圧力用データ６４から読み出して、読み出された膨張比を第２膨張比πｔ２として設定する。そして、制御部５１は、第１膨張比πｔ１、第２膨張比πｔ２、及び、切替係数αを上記式（２）に代入することにより目標膨張比πｔｔａｒを演算する。

次いで、制御部５１は、体積流量Ｑｔｂと目標膨張比πｔｔａｒとに応じた開度を開度データ６６から読み出して、読み出された開度を可変ノズル２８の目標ノズル開度ＶＴｔａｒとして設定する。また、制御部５１は、可変ノズル開度センサー４１の検出値であるノズル開度ＶＴｖｎｔから目標ノズル開度ＶＴｔａｒへ可変ノズル２８の開度を変更するために必要な開度である指示開度ＶＴｃｏｍを演算する。そして、制御部５１は、可変ノズル２８の開度を指示開度ＶＴｃｏｍの分だけ変更するための駆動信号を生成し、生成された駆動信号をアクチュエーター２９に出力する。これにより、アクチュエーター２９が駆動されて、可変ノズル２８が目標ノズル開度ＶＴｔａｒに制御される。

［ＶＮＴ制御装置５０の作用］
上述したように、ＶＮＴ制御装置５０は、高圧段ターボチャージャー１７Ｈに流入する排気ガスの体積流量Ｑｔｂと高圧段ターボチャージャー１７Ｈにおける目標膨張比πｔｔａｒとに応じて、可変ノズル２８のノズル開度ＶＴｖｎｔを制御する。そして、ＶＮＴ制御装置５０は、各ターボチャージャー１７Ｈ，１７Ｌによる仕事ＷＨ，ＷＬの合計ＷＳが最大となる第１膨張比πｔ１を目標膨張比πｔｔａｒとして演算する。

そのため、例えば、エンジン１０の回転速度ＮＥと燃料噴射量Ｑｆとに基づいて可変ノズル２８のノズル開度ＶＴｖｎｔが設定される場合に比べて、各ターボチャージャー１７Ｈ，１７Ｌによる仕事ＷＨ，ＷＬの合計ＷＳが最大となる頻度が高められる。言い換えれば、各ターボチャージャー１７Ｈ，１７Ｌの過給によって得られる過給圧が精度よく制御される。その結果、２段過給式ターボチャージャーによる過給が効率的に行われる。

また、ＶＮＴ制御装置５０は、第２回転数ＮｔｂＬが第１設定値ＵＢ以下のとき、高圧段ターボチャージャー１７Ｈの目標膨張比πｔｔａｒを第１膨張比πｔ１に設定する。このとき、例えば、エンジン１０の運転状態がアイドリング状態から移行した加速状態にあるため、十分な過給が必要とされる。また、第２回転数ＮｔｂＬが第１設定値ＵＢよりも大きい場合に比べて排気ガスの流量が少ないため、仕事ＷＨ，ＷＬの合計ＷＳも小さくなりやすい。この点、ＶＮＴ制御装置５０では、排気ガスの流量が少なく、且つ、十分な過給が必要とされるときに目標膨張比πｔｔａｒが第１膨張比πｔ１に設定される。その結果、排気ガスの流量が少ないときの過給が効率的に行われる。すなわち、排気ガスの流量が少なく且つ過給が必要とされる状態において過給圧の制御が精度よく行われる。その結果、２段過給式ターボチャージャーによる過給が効率的に行われる。

また、ＶＮＴ制御装置５０は、第２回転数ＮｔｂＬが第２設定値ＬＢよりも大きいとき、高圧段ターボチャージャー１７Ｈの目標膨張比πｔｔａｒを第２膨張比πｔ２に設定する。このとき、エンジン１０の運転状態が定常状態あるいは定常状態に近い状態にあるため、ＮＯｘの低減や燃費の向上を図るべく過給よりもＥＧＲが優先されることが望ましい。この点、ＶＮＴ制御装置５０は、上述したように、第２回転数ＮｔｂＬが第２設定値ＬＢよりも大きいときに目標膨張比πｔｔａｒを第２膨張比πｔ２に設定する。すなわち、排気圧力ＰｅｍがＥＧＲに適した圧力に制御される。その結果、第２回転数ＮｔｂＬが第２設定値ＬＢよりも大きいときにも目標膨張比πｔｔａｒが第１膨張比πｔ１に設定される状態がある場合に比べて、ＮＯｘの低減や燃費の向上が図られる。

また、ＶＮＴ制御装置５０では、第２回転数ＮｔｂＬが第１設定値ＵＢよりも大きく、且つ、第２設定値ＬＢ以下であるときには、第２回転数ＮｔｂＬが大きいほど切替係数αが小さい。すなわち、第２回転数ＮｔｂＬが大きいほど、目標膨張比πｔｔａｒに占める第１膨張比πｔ１の割合が小さく、且つ、目標膨張比πｔｔａｒに占める第２膨張比πｔ２の割合が大きい。そのため、第２回転数ＮｔｂＬが高くなるにつれて、排気圧力Ｐｅｍが、過給を優先させる圧力からＥＧＲに適した圧力へと徐々に切り替えられる。その結果、目標膨張比πｔｔａｒの切り替えが特定の１つの第２回転速度を境界にして行われる場合に比べて、切り替えにともなう排気圧力Ｐｅｍの急激な変化が抑えられる。また、排気圧力Ｐｅｍの変化に起因する各ターボチャージャー１７Ｈ，１７Ｌやエンジン１０に対する機械的な負荷が高い確率の下で軽減される。

以上説明したように、上記実施形態のＶＮＴ制御装置５０によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）各ターボチャージャー１７Ｈ，１７Ｌによる仕事ＷＨ，ＷＬの合計ＷＳが最大となるノズル開度ＶＴｖｎｔに可変ノズル２８が制御される。それゆえに、各ターボチャージャー１７Ｈ，１７Ｌの現在の作動状態から得られる最大の過給圧に対し、各ターボチャージャー１７Ｈ，１７Ｌの過給によって得られる過給圧の精度が高められる。

（２）第２回転数ＮｔｂＬが第１設定値ＵＢ以下のときに、目標膨張比πｔｔａｒが第１膨張比πｔ１に設定される。その結果、排気ガスの流量が少なく且つ過給が必要とされるときの過給が効率的に行われる。

（３）第２回転数ＮｔｂＬが第２設定値ＬＢよりも高いとき、目標膨張比πｔｔａｒが第２膨張比πｔ２に設定される。その結果、ＮＯｘの低減や燃費の向上が図られる。
（４）第２設定値ＬＢが第１設定値ＵＢよりも高いことから、第２設定値ＬＢと第１設定値ＵＢとが等しい場合に比べて、過給用データ６３を用いる開度の制御と、排気圧力用データ６４を用いる開度の制御とが不要に切り替わることが抑えられる。

（５）第２回転数ＮｔｂＬが、第１設定値ＵＢよりも高く、且つ、第２設定値ＬＢ以下のとき、第２回転数ＮｔｂＬが高くなるほど切替係数αが小さくなる。その結果、排気圧力Ｐｅｍの急激な変化に起因する各ターボチャージャー１７Ｈ，１７Ｌやエンジン１０に対する機械的な負荷が高い確率の下で軽減される。

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・過給用データ６３に規定される第１膨張比は、各ターボチャージャー１７Ｈ，１７Ｌによる仕事ＷＨ，ＷＬの合計ＷＳが最大となる値に限られない。例えば、合計ＷＳが最大となる膨張比よりも若干低く、且つ、回転数に対する合計ＷＳの変動が所定の範囲で抑えられている膨張比が、第１膨張比として規定されてもよい。こうした構成であれば、回転数の検出誤差に伴う過給圧の変動が抑えられる。また、例えば、各回転数において合計ＷＳが所定の値になるときの膨張比が第１膨張比として規定されてもよい。こうした構成であっても、回転数の検出誤差に伴う過給圧の変動は抑えられる。

・切替データ６５における区間７３には、第２回転数ＮｔｂＬが高くいほど小さい切替係数に限らず、第１設定値ＵＢにて切替係数α＝１、且つ、第２設定値ＬＢにて切替係数α＝０であればよく、切替係数αが一定となっている区間が設けられていてもよい。また、区間７３には、第２回転数ＮｔｂＬに対する切替係数αの減少幅が互いに異なる区間が複数設けられていてもよいし、切替係数αが増加する区間が設けられていてもよい。

・ＶＮＴ制御装置５０は、第２回転数ＮｔｂＬが所定の閾値以下のときに目標膨張比πｔｔａｒを第１膨張比πｔ１に設定し、且つ、当該所定の閾値よりも大きいときに目標膨張比πｔｔａｒを第２膨張比πｔ２に設定してもよい。

・ＶＮＴ制御装置５０は、例えば、定常状態にあるエンジン１０が加速状態に移行したときに、目標膨張比πｔｔａｒを第１膨張比πｔ１に設定してもよい。すなわち、第２回転数ＮｔｂＬが第１設定値ＵＢを超えているときであっても、エンジン１０の運転状態に応じて目標膨張比πｔｔａｒを第１膨張比πｔ１に設定してもよい。

・取得部５２による第１回転数ＮｔｂＨの取得は、第１回転数センサー３８Ｈによる第１回転数ＮｔｂＨの検出に限られない。例えば、ＶＮＴ制御装置に入力される回転数以外の各種情報に基づいて第１回転数ＮｔｂＨを推定する推定部をＶＮＴ制御装置５０が備え、演算部５３が取得部の機能を兼ね、推定部の推定結果を演算部５３が取得する構成であってもよい。なお、制御部５１による第２回転数ＮｔｂＬの取得も同様である。

・記憶部５４には、エンジン１０の運転状態ごとに複数の排気圧力用データ６４が記憶されていてもよい。
・また、排気圧力用データ６４に規定される第２膨張比πｔ２は、エンジン１０の回転速度ＮＥと燃料噴射量Ｑｆとに応じて選択される膨張比に限らず、例えば、取得部５２の取得する情報に基づいて選択される膨張比が規定されていればよい。

・記憶部５４には、複数の過給用データ６３が記憶されていてもよい。例えば、記憶部５４には、排気圧力Ｐｅｍと低圧段ターボチャージャー１７Ｌの出口における排気圧力Ｐｅｐごとに一義的に選択される相互に異なる複数の過給用データ６３が記憶されていてもよい。この際、制御部５１は、排気圧力Ｐｅｍ，Ｐｅｐを取得し、その取得した排気圧力Ｐｅｍ，Ｐｅｐに応じて選択される過給用データ６３を用いて目標膨張比πｔｔａｒを演算する。こうした構成によれば、その時々の排気ガスの圧力に応じた過給用データ６３が選択されるため、過給圧の制御がさらに高い精度の下で行われる。なお、排気圧力Ｐｅｐは、センサーを用いて取得してもよいし、低圧段ターボチャージャー１７Ｌから流出した排気ガスが大気開放されるまでの圧力損失値を質量流量Ｇｔｂ毎に規定したデータを用い、大気圧に対して該データにより得られる圧力損失値を加算することにより取得してもよい。

・ＶＮＴ制御装置５０は、区間７２において、例えば目標となる排気圧力と排気圧力演算部６０の演算結果との偏差に応じて目標ノズル開度ＶＴｔａｒを補正してもよい。
・ＶＮＴ制御装置５０は、１つの電子制御ユニットであってもよいし、複数の電子制御ユニットで構成されていてもよい。

・ＶＮＴ制御装置５０が適用されるエンジンは、ガソリンエンジンであってもよい。

１０…ディーゼルエンジン、１１…シリンダーブロック、１２…シリンダー、１３…インジェクタ、１４…インテークマニホールド、１５…エキゾーストマニホールド、１６…吸気通路、１７Ｈ…高圧段ターボチャージャー、１７Ｌ…低圧段ターボチャージャー、１８Ｈ，１８Ｌ…コンプレッサー、１９…インタークーラー、２０…排気通路、２１Ｈ…連結軸、２１Ｌ…連結軸、２２Ｈ，２２Ｌ…タービン、２４…クランクシャフト、２５…ＥＧＲ通路、２６…ＥＧＲクーラー、２７…ＥＧＲ弁、２８…可変ノズル、２９…アクチュエーター、３１…ＥＧＲ圧力センサー、３２…ブースト圧センサー、３４…ＥＧＲ温度センサー、３５…吸気温度センサー、３６…吸入空気量センサー、３７…回転速度センサー、３８Ｈ…第１回転数センサー、３８Ｌ…第２回転数センサー、３９…燃料噴射制御部、４０…ＥＧＲ弁開度センサー、４１…可変ノズル開度センサー、５０…ＶＮＴ制御装置、５１…制御部、５２…取得部、５３…演算部、５４…記憶部、５５…ノズル駆動部、６０…排気圧力演算部、６１…温度データ、６２…ＥＧＲ通路データ、６３…過給用データ、６４…排気圧力用データ、６５…切替データ、６６…開度データ、７１，７２，７３…区間。

Claims (4)

1. 可変容量型の高圧段ターボチャージャーの回転数である第１回転数と、固定容量型の低圧段ターボチャージャーの回転数である第２回転数と、エンジンの運転状態とを取得する取得部と、
   前記高圧段ターボチャージャーにおける可変ノズルの開度を前記高圧段ターボチャージャーにおける排気ガスの流入量と目標膨張比とに対応する開度に制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記第１回転数と前記第２回転数とに膨張比が対応づけられた過給用データと、前記高圧段ターボチャージャーの膨張比がエンジンの運転状態に対応づけられた排気圧力用データと、前記第２回転数の第１設定値と、前記第１設定値よりも高い第２設定値とを記憶する記憶部と、
   前記取得部が取得した情報と前記記憶部に記憶した情報とに基づいて前記目標膨張比を演算する演算部と、
   を備え、
   前記演算部は、
   前記取得された前記第２回転数が前記第１設定値以下であるとき、前記取得された前記第１回転数と前記第２回転数とを前記過給用データに適用して得られる前記膨張比を前記目標膨張比として演算し、
   前記取得された前記第２回転数が前記第２設定値よりも高いとき、前記取得された前記運転状態を前記排気圧力用データに適用して得られる前記膨張比を前記目標膨張比として演算する
   ターボチャージャーの制御装置。
2. 前記過給用データに規定された膨張比の前記目標膨張比に占める割合を係数αとし、
   前記取得された前記第１回転数と前記第２回転数とを前記過給用データに適用して得られる前記膨張比を第１膨張比とし、
   前記取得された前記運転状態を前記排気圧力用データに適用して得られる前記膨張比を第２膨張比とし、
   前記記憶部は、前記係数αが前記第２回転数毎に規定された切替データを記憶し、
   前記演算部は、第１膨張比×α＋第２膨張比×（１−α）を前記目標膨張比として演算し、
   前記切替データには、前記第２回転数が前記第１設定値よりも高く、且つ、前記第２設定値以下の区間に、前記第２回転数が高いほど減少する前記係数αが規定されている
   請求項１に記載のターボチャージャーの制御装置。
3. 前記過給用データには、前記高圧段ターボチャージャーによる仕事と前記低圧段ターボチャージャーによる仕事との合計が最大となる膨張比が規定されている
   請求項１または２に記載のターボチャージャーの制御装置。
4. 可変容量型の高圧段ターボチャージャーの回転数である第１回転数と、固定容量型の低圧段ターボチャージャーの回転数である第２回転数と、エンジンの運転状態とを取得すること、
   前記高圧段ターボチャージャーに対する排気ガスの流入量を取得すること、
   前記高圧段ターボチャージャーにおける目標膨張比を演算すること、
   前記流入量と前記目標膨張比とに対応する開度に可変ノズルの開度を制御すること、
   を含み、
   前記目標膨張比の演算では、
   前記第１回転数と前記第２回転数とに膨張比が対応づけられた過給用データと、前記高圧段ターボチャージャーの膨張比がエンジンの運転状態に対応づけられた排気圧力用データと、前記第２回転数の第１設定値と、前記第１設定値よりも高い第２設定値とを用い、
   前記取得された前記第２回転数が前記第１設定値以下であるとき、前記取得された前記第１回転数と前記第２回転数とを前記過給用データに適用して得られる前記膨張比を前記目標膨張比として演算し、
   前記取得された前記第２回転数が前記第２設定値よりも高いとき、前記取得された前記運転状態を前記排気圧力用データに適用して得られる前記膨張比を前記目標膨張比として演算する
   ターボチャージャーの制御方法。