内燃机的增压器控制装置 【技术领域】
本发明涉及一种对并列地配置于进气通路和排气通路的两个增压器进行控制的装置。
背景技术
在现有技术中，提出有将两个增压器并列地配置于进气系统和排气系统并适当地切换这些增压器的动作个数的技术。例如，在专利文献1中，记载了并列地配置主涡轮增压器和比其容量大的辅助涡轮增压器的内燃机的例子，至少主涡轮增压器构成为可变喷嘴型的增压器。在该文献中，通过根据内燃机的转速控制涡轮增压器的可变喷嘴的开度，恰当地控制增压。
在专利文献1所述的增压系统中，由于两个涡轮增压器的容量不同，所以，在涡轮增压器中发生喘振的条件不同。从而，在两个涡轮增压器同时动作的双涡轮模式中，即使在恰当地控制各个涡轮增压器的增压状态的情况下，有时也容易发生喘振。
专利文献1：日本特开2005-155356号公报
【发明内容】
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的是提供一种不会发生喘振、能够利用可变增压机构在很大的范围内控制增压的内燃机的增压器控制装置。
在本发明的一个方案中，内燃机的增压器控制装置包括：第一及第二增压器，所述第一及第二增压器并列地配置于进气通路及排气通路；控制单元，所述控制单元以使上述第一增压器及上述第二增压器的空气量比处于规定的范围内的方式，实施控制上述第一增压器及上述第二增压器的空气量的空气量比控制。
在上述增压器控制装置中，第一及第二增压器并列地配置于进气通路及排气通路。并且，以第一增压器及第二增压器的空气量比处于规定的范围内的方式，控制第一及第二增压器的空气量。从而，防止在第一及第二增压器中发生喘振。
在上述增压器控制装置的一种方式中，上述第一及第二增压器的至少其中的一个具有可变增压机构，上述控制单元确定上述第一及第二增压器的目标空气量比，以上述第一及第二增压器的实际的空气量比成为上述目标空气量比的方式控制上述可变增压机构。
在这种方式中，在第一及第二增压器中，分别将不发生喘振的空气量比设定为目标空气量比，将其作为目标并控制可变增压机构。
在上述增压器控制装置的优选例中，配备有检测上述第一及上述第二增压器的空气量的空气量检测单元，上述控制单元根据上述空气量检测单元检测出的空气量，确定上述实际的空气量比。
在上述增压器控制装置的另外一种方式中，上述第二增压器比上述第一增压器的容量大，上述控制单元实施对空气量进行反馈控制的增压控制，从而使上述第一及第二增压器的增压分别成为目标增压，上述控制单元在实施上述增压控制时，使上述第二增压器的反馈控制量小于上述第一增压器的反馈控制量。从而，可以调整由于增压器的容量的不同所引起的反馈控制的灵敏度的不同。
在上述增压器控制装置的另外一种方式中，上述第一及上述第二增压器备有可变增压机构，上述控制单元在上述第一及第二增压器中的一方中实施上述空气量比控制，在上述第一及第二增压器中的另一方中，以增压成为目标增压的方式进行对空气量进行反馈控制的增压控制。
在这种方式中，由于两个增压器的一方进行增压控制，另一方进行空气量控制，所以，在防止喘振的发生的同时，能够在广阔的范围内进行高精度的增压控制。
在上述增压器控制装置的另外一种方式中，上述控制单元在上述内燃机减速时实施上述空气量比控制。由此，即使在容易发生喘振的车辆减速时，也能够可靠地防止喘振的发生。
【附图说明】
图1是表示使用本发明的增压器控制装置的车辆的大致结构的图示。
图2是表示两个涡轮增压器的可变喷嘴开度与增压控制范围的关系的图示。
图3是表示两个涡轮增压器的界限特性及喘振余量的图示。
图4是说明第一实施例的涡轮增压器的可变喷嘴控制方法的图示。
图5是第一实施例的增压器控制的流程图。
图6是增压控制的流程图。
图7是空气压力比控制的流程图。
图8是第二实施例的增压器控制的流程图。
图9是说明在车辆减速时发生喘振的状态的图示。
图10是第三实施例的增压器控制的流程图。
符号说明
2 空气滤清器
3 进气通路
4、5 涡轮增压器
4a、5a 压缩机
4b、5b 涡轮
4c、5c 可变喷嘴
6 进气转换阀
8 内燃机
8a 气缸
9 增压传感器
10 排气通路
11 EGR通路
14 EGR阀
15 排气转换阀
16 排气旁通阀
50 ECU
【具体实施方式】
下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明
[整体结构]
首先，对使用本实施方式的内燃机的增压器控制装置的系统的整体结构进行说明
图1是表示使用本实施方式的内燃机的增压器控制装置的车辆的大致结构的图示。在图1中，实线箭头表示气流，虚线箭头表示信号的输入输出。
车辆主要包括：空气滤清器2、进气通路3、第一涡轮增压器4、第二涡轮增压器5、进气转换阀6、针簧片阀7、内燃机8、增压传感器9、排气通路10、EGR通路11、EGR阀14、排气转换阀15、排气旁通阀16、ECU(发动机控制单元)50。
空气滤清器2净化从外部取得的空气(进气)，供应给进气通路3。进气通路3在中途分支成进气通路3a、3b。在进气通路3的分支位置的上游设置有空气流量计17，在进气通路3a中设置有空气流量计18。空气流量计17、18分别检测在进气通路3、3a中流动的进气(新鲜空气)的流量，向ECU50提供检测信号S17、S18。在本结构中，空气流量计17输出表示流过进气通路3a、3b的进气流量的总和的检测信号S17，空气流量计18输出表示流过进气通路3a的吸气流量的检测信号S18。另外，ECU50通过计算检测信号S17和S18的差，可以计算出流过进气通路3b的进气流量。
在进气通路3a中，配置涡轮增压器4的压缩机4a，在进气通路3b中配置涡轮增压器5的压缩机5a。压缩机4a、5a分别压缩通过进气通路3a、3b的进气。
在进气通路3a和3b汇合位置的下游侧设置节流阀19。节流阀19是控制进气流量的阀，根据从ECU50提供的控制信号S19控制其开度。
在进气通路3b上设置进气转换阀6以及针簧片阀7。进气转换阀6通过从ECU50提供的控制信号S6控制开闭，能够调整通过进气通路3b的进气流量。例如，通过使进气转换阀6开闭，可以转换进气通路3b的进气的导通/切断。针簧片阀7以当通路中的压力变成规定的压力以上时开启的方式构成。
在进气通路3的节流阀19的下游位置，设置增压传感器9。增压传感器9检测增压的进气压力(下面称之为“实际增压”)，并向ECU50提供对应于该实际增压的检测信号S9。
内燃机8构成为在左右排列(气缸组)8L、8R中分别各设置4个气缸(cylinder)8La、8Ra的V型8缸发动机。内燃机8是通过燃烧从进气通路3供应的进气和燃料的混合气而产生动力的装置。内燃机8例如由汽油发动机或柴油发动机等构成。并且，在内燃机8内的燃烧所产生的废气被排出到排气通路10内。另外，本发明并不局限于由8个气缸构成内燃机8。
在排气通路10上连接有EGR通路11。EGR通路11的一端连接于排气通路10，另一端连接于进气通路3。EGR通路11是用于使废气(EGR气体)回流到进气系统中的通路。在EGR通路11中设置有EGR冷却器12、EGR阀14、旁通通路11a、旁通阀13。EGR冷却器12是冷却EGR气体的装置，EGR阀14是调节通过EGR通路11的EGR气体的流量的阀，换句话说，是调节回流到进气系统中的EGR气体的量的阀。EGR阀14根据从ECU50提供的控制信号S14控制开度。另外，旁通通路11a是使EGR冷却器12旁通的通路，设置有旁通阀13。通过旁通阀13，调节通过旁通通路11a的EGR气体的流量。
排气通路10在中途分支成排气通路10a、10b，在排气通路10a中配置涡轮增压器4的涡轮4b，在排气通路10b中配置涡轮增压器5的涡轮5b。由于通过排气通路10a、10b的废气的作用，涡轮4b、5b分别旋转。这样的涡轮4b、5b的旋转转矩被传递给涡轮增压器4内的压缩机4a及涡轮增压器5内的压缩机5a并使它们旋转，由此，进气被压缩(及增压)。另外，第一涡轮增压器4作为在低中速区域增压能力大的小容量低速型增压器而构成，第二涡轮增压器5作为在中高速区域增压能力大的大容量的高速型的增压器而构成。
另外，涡轮增压器4、5分别具有作为可变增压机构的可变喷嘴(VN：Variable Nozzle)4c、5c。可变喷嘴4c、5c根据由ECU50提供的控制信号S4、S5调整开度。通过关闭可变喷嘴，涡轮增压器的增压上升，通过打开可变喷嘴，增压减少。另外，在图1中，涡轮增压器4、5两者作为具有可变喷嘴4c、5c的可变涡轮增压器而构成，但是，在后面描述的本发明的各个实施例中，有时只有涡轮增压器4作为可变涡轮增压器而构成，有时涡增压器4、5两者作为可变涡轮增压器而构成。
在排气通路10b上设置有排气转换阀15，同时，连接有排气旁通通路10ba。排气转换阀15根据从ECU50提供的控制信号S15进行开闭控制，能够调整通过排气通路10b的废气的流量。例如，通过开闭排气转换阀15，可以转换排气通路10b的废气的导通/切断。另外，排气旁通通路10ba作为将设置有排气转换阀15的排气通路10b旁通的通路而构成。具体地说，排气旁通通路10ba的通路直径比设置排气转换阀15的排气通路10b的通路直径小。另外，在排气旁通通路10ba中，设置排气旁通阀16，利用该排气旁通阀16，调节通过排气旁通通路10ba的废气的流量。
另外，在上述进气转换阀6、排气转换阀15及排气旁通阀16全部关闭的情况下，只向涡轮增压器4供应进气及废气。不向涡轮增压器5供应进气及废气。因此，只有涡轮增压器4动作，涡轮增压器5不动作。另一方面，在进气转换阀6打开、排气转换阀15及排气旁通阀16中的任意一个阀打开的情况下，向涡轮增压器4、5两者供应进气及废气。因此，涡轮增压器4、5两者动作。
ECU50包含并由图中未示出的CPU、ROM、RAM及A/D转换器等构成。ECU50根据从车辆内的各种传感器供应的输出等进行车辆内的控制。具体地说，ECU50从增压传感器9取得实际增压，根据该实际增压等进行对进气转换阀6、EGR阀14、排气转换阀15以及排气旁通阀16等的控制。
特别是，ECU50通过控制进气转换阀6、排气转换阀15及排气旁通阀16，进行仅使第一涡轮增压器4动作的模式(称之为“一个涡轮模式”)和使第一及第二涡轮增压器4、5两者动作的模式(称之为“两个涡轮模式”)的转换控制。更详细地说，根据运转状态等，例如，根据发动机的转速及要求转矩，实施从一个涡轮模式向两个涡轮模式的转换，以及从两个涡轮模式向一个涡轮模式的转换。基本上，在内燃机的低速旋转区域，以一个涡轮模式进行增压，在加速时或高速旋转区域，利用两个涡轮模式进行增压。
这里，对于转换一个涡轮模式和两个涡轮模式时实施的基本控制进行简单的说明。如前面所述，模式的转换通过ECU50控制进气转换阀6、排气转换阀15及排气旁通阀16来进行。具体地说，在从一个涡轮模式向两个涡轮模式转换的情况下，ECU50对进气转换阀6、排气转换阀15及排气旁通阀16进行从关闭到打开的控制。在这种情况下，ECU50基本上按照排气旁通阀16、排气转换阀15、进气转换阀6的顺序打开阀，由此实施转换。更详细地说，首先，将排气旁通阀16稍稍打开，在这种状态下，在满足规定的条件时，打开排气转换阀15，之后，打开进气转换阀6。在这种情况下，最初稍稍打开排气旁通阀16的目的在于，通过向涡轮增压器5供应比较小的流量的废气(因为排气旁通通路10ba的直径小)，从而使涡轮增压器5逐渐地动作(即，助跑)。换句话说，目的在于，通过在最初时打开排气转换阀15，比较大的流量的废气一口气地流向涡轮增压器5，从而防止发生转矩振动等。另一方面，在从一个涡轮模式向两个涡轮模式转换的情况下，和上面所述一样，ECU50对进气转换阀6，排气转换阀15，以及排气旁通阀16进行从打开到关闭的控制。
图2是表示在两个涡轮增压器是可变涡轮增压器的情况下的各个涡轮增压器的可变喷嘴开度与增压的关系的曲线图。在图2中，横轴表示第一涡轮增压器4的可变喷嘴(VN)的开度，纵轴表示增压。另外，曲线60a表示第二涡轮增压器5的可变喷嘴开度完全关闭的情况下的增压，曲线60b表示第二涡轮增压器5的可变喷嘴开度为中间开度时的增压，曲线60c表示第二涡轮增压器5的可变喷嘴开度完全打开时的增压。另外，各个曲线60a～60c所示的增压是系统整体的增压，即，由两个涡轮增压器产生的增压。
由图2可知，在两个涡轮增压器的可变喷嘴开度完全关闭时，增压变得最高，在两个涡轮增压器的可变喷嘴开度完全打开时，增压变得最低。图2示出如下情况，即，通过将两个涡轮增压器一起作为可变涡轮增压器而构成，能够在广阔的范围内控制增压。即，在假设只将第一涡轮增压器4作为可变涡轮增压器而构成的情况下，由于第二涡轮增压器5与将可变喷嘴完全关闭等价，所以，能够控制的增压的范围被限定在用曲线60a表示范围、即用箭头85表示的增压范围。与此相对，如果第二涡轮增压器5也作为可变涡轮增压器而构成，则通过控制两个涡轮增压器的可变喷嘴开度，可以在曲线60a～60c的范围内、即用箭头86表示的广阔的范围内控制增压。
[第一实施方式]
接下来，说明本发明的第一实施方式。
首先，对两个涡轮增压器是可变涡轮增压器的情况下的动作界限及喘振的发生进行说明。图3表示第一涡轮增压器4和第二涡轮增压器5的动作界限特性、具体地说是表示喘振界限特性及旋转界限特性。在图3中，横轴表示在各个涡轮增压器中流动的空气量，纵轴表示压力比。这里，所谓的“压力比”是指，相对于大气压的增压的比，在两个涡轮增压器中具有相同的值。
在涡轮增压器中存在旋转界限。当超过旋转界限而涡轮增压器的压力比及空气量增加时，涡轮增压器产生破损等。在图3中，实线曲线81表示第一涡轮增压器4的旋转界限特性，虚线曲线82表示第二涡轮增压器的旋转界限特性。另外，两个旋转界限特性不同的原因是，两个涡轮增压器的容量不同。为了防止涡轮增压器的破损等，有必要将空气量及压力比所决定的动作点保持在旋转界限特性的左下方的区域内。
另外，在涡轮增压器中，在内燃机低速旋转时，进气的压力、流量周期性地变化，运转变得不稳定。这种现象称为“喘振”。因此，有必要使两个涡轮增压器在不发生喘振的区域内动作。在图3中，实线曲线71表示第一涡轮增压器4的喘振界限特性，虚线曲线72表示第二涡轮增压器5的喘振界限特性。另外，两个喘振界限特性不同的原因是，两个涡轮增压器的容量不同。从而，为了防止喘振的发生，有必要使两个涡轮增压器的动作点保持在喘振界限特性的右侧。
这里，在假定两个涡轮增压器的容量相等的情况下，将两个涡轮增压器的空气量控制得相等即可。但是，在本实施方式中，如上所述，两个涡轮增压器容量不同。因此，当令两个涡轮增压器的空气量相等时，由图3可知，由于第二涡轮增压器5的喘振界限特性72位于第一涡轮增压器4的喘振界限特性71的右侧的区域内，所以，大容量的第二涡轮增压器5容易发生喘振。因此，在本发明中，以使两个涡轮增压器相对各自的喘振界限值具有相同的余量的方式控制各个涡轮增压器的空气量。具体地说，如图3所示，以如下方式控制空气量，即，第一涡轮增压器4在从喘振界限特性71开始具有规定的余量(以下称之为“喘振余量”)M1的动作点P1动作。同时，以如下方式控制空气量，即，第二涡轮增压器5在从喘振界限特性72开始具有相同的喘振余量M2(＝M1)的动作点P2动作。该空气量的控制通过可变喷嘴开度的控制来实现。由此，两个涡轮增压器在相对各个喘振界限具有相同的余量的状态下动作，在其中任意一个涡轮增压器中，都可以防止发生喘振。
作为控制方法，在图3中，以如下方式控制第一涡轮增压器的可变喷嘴开度或者第一及第二涡轮增压器的可变喷嘴开度，即，用于使第一涡轮增压器4在动作点P1动作的空气量GA1与用于使第二涡轮增压器5在动作点P2动作的空气量GA2的空气量比成为规定范围内的值，更优选成为规定的目标空气量比(GA1/GA2)。由此，能够在广阔的范围内控制增压的同时，防止发生喘振。下面，对各实施例中的具体的控制进行说明。
(第一实施例)
在第一实施例中，只将第一涡轮增压器4作为可变涡轮增压器而构成，将第二涡轮增压器5作为没有可变喷嘴的涡轮增压器而构成。在这种情况下，在一个涡轮模式中，ECU50控制可变喷嘴4c的开度，从而使第一涡轮增压器4的实际增压与目标增压相一致。另外，目标增压根据运转状态等、例如根据发动机的转速及要求转矩来决定。将该控制称为“增压控制”或者“增压反馈(F/B)控制”。
另一方面，在两个涡轮模式中，根据涡轮增压器4的可变喷嘴4c的开度，改变向各个涡轮增压器4、5流动的空气量的比。具体地说，当关闭可变喷嘴4c时，第一涡轮增压器4的空气量减少，第二涡轮增压器5的空气量增加与该减少的量相当的量。反之，当打开可变喷嘴时，第一涡轮增压器4的空气量增加，第二涡轮增压器5的空气量减少与该增加的量相当的量。在这里，在任何一种情况下，当空气量过分减少时，如前面所述，会发生喘振。因此，在两个涡轮模式中，以两个涡轮增压器的喘振余量相等的方式，具体地说，如参照图3所说明的那样，以两个涡轮增压器的空气量比成为规定的目标空气量比的方式，控制第一涡轮增压器的可变喷嘴4c的开度。将这种控制称为“空气量比控制”。
图4是表示第一实施例的第一涡轮增压器的动作状态的曲线图。图4(A)表示第一涡轮增压器的增压的时间变化，图4(B)表示第一涡轮增压器的空气量GA1相对于整体的空气量GAall(第一及第二涡轮增压器的空气量的总和)之比(即空气量比GA1/GAall)的时间变化，图4(C)表示第一涡轮增压器的可变喷嘴开度的时间变化。另外，在图4(A)～(C)中，一直到时刻tc为止，以一个涡轮模式动作，在时刻tc转换成两个涡轮模式。
在图4(A)中，由于到时刻tc为止是一个涡轮模式，所以，增压按照一个涡轮模式的特性91变化。然后，在时刻tc之后，增压按照两个涡轮模式的特性92变化。从而，增压实际上按照特性93推移。
在图4(B)中，到时刻tc为止，在第一涡轮增压器4中，通过增压控制，以实际增压成为目标增压的方式控制可变喷嘴4c的开度。图4(B)中的虚线94a表示一个涡轮模式中的第一涡轮增压器4的空气量比。该空气量比相当于实际增压等于目标增压时的空气量。另一方面，在时刻tc之后，以第一及第二涡轮增压器的空气量与使各个喘振余量相等的规定空气量比相一致的方式控制可变喷嘴4c。虚线94b表示这时的第一涡轮增压器的空气量比。
在图4(C)中，到时刻tc为止，第一涡轮增压器4通过增压控制控制可变喷嘴4c的开度。然后，从时刻tc起，以第一及第二涡轮增压器成为使各个喘振余量相等的规定的目标空气量比的方式控制可变喷嘴4c、5c的开度。
图5是第一实施例的增压器控制的流程图。首先，ECU50判定内燃机的运转状态是否处于一个涡轮模式的动作区域(步骤S101)。在处于一个涡轮模式的区域的情况下，ECU50实施增压控制(步骤S103)，另一方面，在不处于一个涡轮模式的动作区域的情况下(步骤S101；No)，ECU50判定是否处于两个涡轮模式的动作区域(步骤S102)。在处于两个涡轮模式的动作区域的情况下，ECU50实施空气量比控制(步骤S104)。另一方面，在不处于两个涡轮模式的动作区域的情况下(步骤S102；No)，实施一个涡轮模式与两个涡轮模式之间的模式转换控制(步骤S105)。
接下来，详细说明步骤S103的增压控制。图6是增压控制的流程图。首先，ECU50根据内燃机的运转状态，具体地说，根据发动机的转速或要求转矩，决定目标增压(步骤S201)。其次，ECU50从来自于增压传感器9的检测信号S9取得实际增压(步骤S202)。然后，ECU50以实际增压与目标增压相等的方式对涡轮增压器的可变喷嘴开度进行反馈控制。具体地说，在实际增压低于目标增压的情况下(步骤S203；Yes)，ECU50将涡轮增压器的可变喷嘴开度关闭规定的量(步骤S204)。另一方面，在实际增压高于目标增压的情况下(步骤S204；No)，ECU50将涡轮增压器的可变喷嘴开度打开规定的量(步骤S205)。这样，以实际增压与目标增压相等的方式对可变喷嘴开度进行反馈控制。另外，在实际的车辆的运转过程中，由于运转状态时刻变化，目标增压变动，所以，以跟随该变动的方式调整可变喷嘴开度。
其次，详细说明步骤S104的空气量比控制。图7是空气量比控制的流程图。首先，ECU50决定目标空气量比(步骤S301)。上述决定具体地以参照图3及图4所说明的那样来进行。即，ECU50预先取得图3所示的两个涡轮增压器的界限特性71、72、81、82，以设定表等状态加以保持，然后，ECU50根据来自于增压传感器9的检测信号S9和大气压，决定当前的压力比。由此，确定图3中的虚线75。然后，ECU50，以从喘振界限特性71所示的喘振界限开始具有规定的喘振余量M1的方式，在虚线75上决定第一涡轮增压器4的动作点P1，同时，以从喘振界限特性72所示的喘振界限开始具有相同的喘振余量M2(＝M1)的方式，决定第二涡轮增压器5的动作点P2，将各个动作点P1、P2的空气量GA1、GA2的比作为目标空气量比。另外，在这种情况下，目标空气量比也可以是各个涡轮增压器的空气量的比：GA1/GA2，还可以是一个增压器的空气量相对于各个涡轮增压器的空气量总和之比：GA1/GAall(＝GA1+GA2)。图4的说明是后一种情况。
这样，当决定目标空气量比时，ECU50根据来自于空气流量计17、18的检测信号S17、S18，求出实际的空气量比(称为“实际空气量比”)(步骤S302)。然后，ECU50以实际空气量比与目标空气量比相等的方式控制涡轮增压器的可变喷嘴开度。具体地说，在实际空气量比小于目标空气量比的情况下(步骤S303；Yes)，ECU50将涡轮增压器的可变喷嘴开度关闭规定的量(步骤S304)。另一方面，在实际空气量比大于目标空气量的情况下(步骤S304；No)，ECU50将涡轮增压器的可变喷嘴开度打开规定的量(步骤S305)。这样，以实际空气量比等于目标空气量比的方式对可变喷嘴开度进行反馈控制。另外，在实际的车辆运转过程中，增压变动，与之相对应，目标空气量比变化，因此，以跟随这种变化的方式调整可变喷嘴开度。
另外，在上述例子中，首先决定目标空气量比，以实际空气量比等于目标空气量比的方式控制可变喷嘴开度。替代以上方式，也可以对可变喷嘴进行前馈型的控制，从而，作为结果，获得能够允许的规定范围的空气量比的方式。
如以上说明的那样，在第一实施例中，在只有第一涡轮增压器是可变涡轮增压器的情况下，由于在两个涡轮模式中实施空气量比控制，所以，能够在广阔的范围内控制增压，同时，能够防止各个涡轮增压器的喘振的发生。
(第二实施例)
第二实施例是两个涡轮增压器都是可变涡轮增压器的情况的例子。在一个涡轮模式中，与第一实施例相同地实施增压控制。另一方面，在两个涡轮模式中，在两个涡轮增压器中的一方实施增压控制，在另一方实施空气量比控制。另外，增压控制以及空气量比控制的内容与第一实施例一样。
图8是第二实施例的增压器控制流程图。首先，ECU50判定内燃机的运转状态是否处于一个涡轮模式的动作区域(步骤S401)。在处于一个涡轮模式的动作区域的情况下，ECU50实施增压控制(步骤S401)。另一方面，在不是一个涡轮模式的动作区域的情况下(步骤S401；No)，ECU50判定是否处于两个涡轮模式的动作区域(步骤S402)。在不是两个涡轮模式的动作区域的情况下(步骤S402；No)，ECU50实施一个涡轮模式与两个涡轮模式之间的模式转换控制(步骤S406)。
在处于两个涡轮模式的动作区域的情况下，ECU50在一个涡轮增压器中实施空气量比控制(步骤S404)，同时，在另外一个涡轮增压器中实施增压控制(步骤S405)。在这种情况下，当在实施空气量比控制的涡轮增压器侧改变可变喷嘴开度时，与此相对应地，实施增压控制的涡轮增压器侧的实际增压变化，但是，在该涡轮增压器中，在接受该变化的基础上，以获得目标增压的方式控制可变喷嘴开度并进行增压控制。同样，在实施增压控制的涡轮增压器侧，当可变喷嘴开度变更时，与之对应地，实施空气量比控制的涡轮增压器侧的空气量比变化，在该涡轮增压器中，以在接受该变化的基础上获得目标空气量比的方式控制可变喷嘴开度并进行空气压力比控制。这样，两个涡轮增压器通常一面接受对方一侧的控制的影响，一面实施自己的控制。从而，能够一面在广阔的范围内进行高精度的增压控制，一面防止喘振的发生。
(第三实施例)
第三实施例用于防止车辆从加速状态转变为减速状态时产生的喘振。图9是说明在减速时发生喘振的状态的图示。曲线71表示喘振界限特性，曲线81表示旋转界限特性。
一般地，在具有涡轮增压器的内燃机中，在从急加速进行减速的情况下，节气门被瞬时关闭，空气量减少，但是，由于涡轮增压器通过废气的能量而暂时继续旋转，所以压力比几乎不下降，有时甚至上升。在图9中，当内燃机在有喘振余量的动作点P3动作时，如果转变到减速模式，则空气量减少并且压力比几乎不下降或者稍稍上升，所以，在动作点Px之后发生喘振。特别是，在如图1所示的在两个涡轮增压器中共用进气排气系统的系统中，相对于压力比，各个涡轮增压器的空气量小，因此，容易发生喘振。在这里，如果各个涡轮增压器是可变涡轮增压器，则通过打开可变喷嘴而使压力比降低，能够防止喘振，但是，在两个涡轮增压器的容量不同的情况下，当单纯地完全打开两个涡轮增压器的可变喷嘴时，由于废气量的不均衡，增压反而上升，容易产生喘振。因此，在第三实施例中，以在内燃机减速时确保各个涡轮增压器的喘振余量的方式进行空气量比控制。
首先，对只有第一涡轮增压器4是可变涡轮增压器的情况进行说明。图10是第三实施例的增压器控制的流程图。ECU50判定内燃机的运转状态是否是两个涡轮模式的动作区域(步骤S501)。在是两个涡轮模式的动作区域的情况下，ECU50判定车辆是否为减速状态(步骤S502)。例如，在节气门开度完全关闭、发动机转速在规定转速以下时，ECU50判定车辆处于减速状态。然后，在判定为减速状态的情况下(步骤S502；Yes)，ECU50实施空气量比控制(步骤S504)。这里的空气量比控制的方法基本上与第一及第二实施例一样。另外，在第三实施例中，作为目标空气量比的决定方法，除了与第一及第二实施例一样的、两个涡轮增压器的喘振余量相等的条件之外，也可以附加两个涡轮增压器的涡轮中流动的废气量相同或者相近的条件。通过附加这种条件，可以抑制两个涡轮增压器之间的废气流量的不均衡，能够可靠地使压力比降低，防止喘振。
另一方面，在不是两个涡轮模式的动作区域的情况下(步骤S501；No)以及不是减速状态的情况下(步骤S502；No)，ECU50实施增压控制(步骤S503)。该增压控制和第一及第二实施例一样。另外，在图10所示的例子中，在车辆不是减速状态的情况下实施增压控制，但是，在不是减速的状态下，也可以代之以实施空气量比控制。此时，在减速状态以及不为减速状态的情况下，基本的控制内容一样，但是，例如，也可以附加流过上述两个涡轮增压器的涡轮的废气量变成相同或者相近的条件，使目标空气量比不同。
其次，对两个涡轮增压器是可变涡轮增压器的情况进行说明。在这种情况下，基本上实施和图10所示的流程图同样的控制，但是，作为决定目标空气量比的条件，除了两个涡轮增压器的喘振余量相同的条件、流向两个涡轮增压器的涡轮的废气量成为相同或者相近的量的条件之外，也可以附加为了降低增压而将各个涡轮增压器的可变喷嘴设定为尽可能接近完全打开的开度的条件。在这种情况下，实际上，由于两个涡轮增压器的容量不同，所以，优选将容量小的第一涡轮增压器4的可变喷嘴完全打开，使容量大的第二涡轮增压器5的可变喷嘴成为比完全打开稍稍关闭的开度。由此，可以抑制两个涡轮增压器之间的废气流量的不均衡，能够可靠地使压力比降低，防止喘振。
另外，在两个涡轮增压器都是可变涡轮增压器的情况下，在本实施例中，作为原则，如果利用一个涡轮增压器进行上述空气量比控制，则不用管另外一个涡轮增压器的控制方法。从而，可以在另外一个涡轮增压器中进行同样的空气量比控制，也可以像第二实施例那样，在另外一个涡轮增压器进行增压控制。例如，除车辆的减速状态之外，在两个涡轮增压器都实施增压控制，在变成减速状态时，可以在一个涡轮增压器继续进行增压控制的同时，在另外一个涡轮增压器实施上述空气量比控制。
如以上说明的那样，在第三实施例中，特别是，在容易发生喘振的车辆的减速时，通过实施空气量比控制，能够可靠地防止喘振的发生。
[第二实施方式]
接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。在第二实施方式中，将两个涡轮增压器都作为可变涡轮增压器而构成。并且，在两个涡轮模式下，在两个涡轮增压器中都实施增压控制。
如参照图2说明的那样，如果将两个涡轮增压器都作为可变涡轮增压器而构成，则可以在曲线60a～60c覆盖的范围内高精度地控制增压。因此，在第二实施方式中，为了使增压的控制范围最大化，在两个涡轮模式下，在两个涡轮增压器实施增压控制。
但是，在这种情况下，根据涡轮增压器的容量的不同而调整控制量。即，由于涡轮增压器的容量越大，与可变喷嘴的控制量相对的增压的灵敏度越高，所以，减小可变喷嘴开度的控制量(反馈控制量)。在上述例子中，令大容量的第二涡轮增压器的控制量比小容量的第一涡轮增压器的控制量小。另外，增压控制的内容与第一实施例中说明的一样。
上述例子是两个涡轮增压器同时进行增压控制的情况，但是，同样的方案也可以应用于上述第二实施例。在这种情况下，由于在两个增压器中对各自不同的目标值、即目标增压与目标空气量比进行控制，所以，可以认为，一方的控制对另外一方的影响变大，容易产生干涉。作为其对策，可以考虑降低各个增压控制的增益，但是，这样的话，对目标的跟随性降低。
因此，当在一个涡轮增压器实施增压控制，而在另外一个涡轮增压器实施空气量比控制时，对应于各个涡轮增压器的容量调整控制量。具体地说，令大容量的第二涡轮增压器的控制量比第一涡轮增压器的控制量小。由此，可以抑制同时进行两个控制时的干涉，在抑制两个涡轮增压器之间的干涉的同时，能够进行大范围的增压控制。
工业实用性
本发明可以用于搭载具有多个增压器的内燃机的车辆的控制。