JP2000130174A - 過給機付きエンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ツインターボ状態への移行に備えてセカンダリ
ターボ過給機を予備回転させる為の予備回転制御モード
領域の拡大を図る。 【解決手段】エンジン運転状態が低速域でプライマリタ
ーボ過給機のみ過給動作のシングルターボ状態にあると
き、エンジン回転数Ｎに基づきテーブル参照により吸気
管圧力判定閾値Ｐ０を設定し(S10)、次いで吸気管圧力
判定閾値Ｐ０と現在の吸気管圧力Ｐとを比較し(S11)、
Ｐ≧Ｐ０のとき運転領域が予備回転制御モード領域にあ
ることを示す過給圧制御モード判別フラグＦ２をセット
する(S12)。過給圧制御モード判別フラグＦ２がセット
されると、排気制御弁を開弁させる第１の排気制御弁用
切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３がＯＮし(S22)、セカンダ
リターボ過給機が予備回転する。予備回転制御モード領
域にあるか否かを判定する吸気管圧力判定閾値Ｐ０をエ
ンジン回転数Ｎをパラメータとして設定する可変値とし
たことで、予備回転制御モード領域を低回転高負荷運転
領域、及び高回転低負荷運転領域へ拡大させることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの吸，排
気系にプライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給
機を備え、エンジン低速域のときにはプライマリターボ
過給機のみを過給動作するシングルターボ状態とし、エ
ンジン高速域のときには両ターボ過給機を共に過給動作
するツインターボ状態とする過給機付きエンジンの制御
装置に関し、詳しくは、シングルターボ状態時における
セカンダリーターボ過給機を予備回転させる予備回転制
御モード領域を拡大するためにエンジン回転数に基づい
て設定された吸気管圧力判定閾値と実際に検出した吸気
管圧力とを比較して、吸気管圧力が吸気管圧力判定閾値
以上のとき、セカンダリターボ過給機の予備回転制御が
実行される過給機付きエンジンの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エンジンの吸、排気系にプライマ
リターボ過給機とセカンダリターボ過給機とを並列に配
置し、セカンダリターボ過給機に接続される吸、排気系
に吸気制御弁と排気制御弁をそれぞれ配設し、両制御弁
を開閉することで、過給機の作動個数を運転領域に応じ
て適宜切換える過給機付きエンジン（いわゆるシーケン
シャルターボエンジン）が提案されている。

【０００３】そして、この過給機付きエンジンでは、運
転領域を低速域のシングルターボ領域と高速域のツイン
ターボ領域とに区分し、運転領域がシングルターボ領域
にあるとき、吸気制御弁を閉弁すると共に排気制御弁を
閉弁或いは小開（セカンダリターボ過給機を予備回転さ
せるため）してプライマリターボ過給機のみを過給動作
させ、運転領域がツインターボ領域にあるときには、両
制御弁を共に開弁して両ターボ過給機を過給動作させ、
低速域から高速域に亘り出力性能の向上を可能としてい
る。

【０００４】又、図２２に示すように、この種の過給機
付きエンジンは、軸トルクとエンジン回転数との関係
（但し、エンジン負荷は一定とする）で見ると、プライ
マリターボ過給機のみ過給作動のシングルターボ時のト
ルク曲線ＴＱ１に対し、ある回転数Ｎ0 以上では両ター
ボ過給機を過給動作するツインターボ時のトルク曲線Ｔ
Ｑ２の方が高くなり、高い軸トルクを得ることができる
が、その回転数Ｎ0 よりも低い領域では、セカンダリタ
ーボ過給機の動作によりツインターボ時の軸トルクが却
って低下する。

【０００５】従って、図における両トルク曲線が一致す
る点Ｃで、プライマリターボ過給機のみを過給動作する
シングルターボ状態から両ターボ吸気を共に過給動作さ
せるツインターボ状態に切換えるようにしている。

【０００６】もっとも、両トルク曲線の一致する回転数
はエンジン負荷によって異なる為、既に、本出願人より
出願公開された特開平７−３４８８９号公報では、予め
シミュレーション、或いは実験等によりエンジン負荷及
びエンジン回転数に対応して両トルク曲線の一致点を求
め、図７に示すようにシングル→ツイン切換判定ライン
Ｌ2 を設定し、このシングル→ツイン切換判定ラインＬ
2 を境としてエンジン運転領域が低速側のシングルター
ボ領域から高速側のツインターボ領域に移行するとき、
或いは、シングルターボ領域において、エンジン回転数
Ｎと吸気管圧力Ｐとの関係で、設定値Ｎ１，Ｐ１以上の
領域で、且つスロットル開度ＴＨが、設定値ＴＨ１以上
を示したとき、排気制御弁を小開させて、セカンダリタ
ーボ過給機を予備回転させ、ツインターボ領域に移行後
で設定時間経過後に排気制御弁を全開し、セカンダリタ
ーボ過給機によるコンプレッサ圧を高め、その後、吸気
制御弁を開弁させプライマリターボ過給機のみ過給動作
のシングルターボ状態から両ターボ過給機過給動作のツ
インターボ状態に切換え、シングルターボ状態からツイ
ンターボ状態への切換え時の過給圧低下に伴うトルク変
動を防止してトルクショックの発生を防止するようにし
ている。

【０００７】そして、セカンダリターボ過給機の予備回
転制御について、図２３に示すように、シングルターボ
状態下でセカンダリターボ過給機の予備回転制御モード
領域（排気制御弁小開制御モード領域）Ａを、エンジン
回転数Ｎと吸気管圧力Ｐとの関係で見ると、設定値Ｎ
１，Ｐ１を閾値とするハッチングで示す領域となり、設
定値Ｎ１，Ｐ１は、排気制御弁にチャタリングが発生し
ない値に設定し、その交点Ｐｉにおいても排気制御弁に
チャタリングが発生しない値で、且つ最も拡大された予
備回転制御モード領域（排気制御弁償開成魚モード領
域）Ａを得られるように設定される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、シングルター
ボ状態下で、図２３にハッチングで示す予備回転制御モ
ード領域Ａから外れた領域（同図の領域Ｂ，Ｃ）であっ
ても、実際にはシミュレーション、或いは実験等を行う
と排気制御弁にチャタリングを発生させることなく予備
回転の可能な領域は存在するが、設定値Ｎ１，Ｐ１が固
定値であるため、この領域Ｂ，Ｃでは、セカンダリター
ボ過給機の予備回転を全く行うことができず、シングル
ターボ状態からツインターボ状態へ切換わる際に、トル
クの一時的低下によるトルクショックが発生してしま
い、運転者に違和感を与えてしまう。

【０００９】又、上記先行技術では、予備回転制御モー
ド領域を判定する為に、エンジン回転数Ｎ、吸気管圧力
Ｐ、スロットル開度ＴＨの３つのパラメータを検出し、
それぞれの設定値Ｎ１，Ｐ１，ＴＨ１と比較しているの
で、制御が複雑である。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑み、セカンダリタ
ーボ過給機の予備回転制御時に排気制御弁にチャタリン
グを発生させることなく、簡単な制御で、セカンダリタ
ーボ過給機の予備回転制御モード領域を拡大することが
可能で、シングルターボ状態からツインターボ状態へ切
換わる際の運転フィーリングの向上を図ることのできる
過給機付きエンジンの制御装置を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明は、エンジンの吸，排気系にプライ
マリターボ過給機とセカンダリターボ過給機とを備え、
エンジン低速域のときには上記プライマリターボ過給機
のみを過給動作させるシングルターボ状態とし、エンジ
ン高速域のときには上記両ターボ過給機を共に過給動作
させるツインターボ状態とする過給機付きエンジンの制
御装置において、シングルターボ状態時に、エンジン回
転数をパラメータとしてテーブル参照により吸気管圧力
判定閾値を設定する吸気管圧力判定閾値設定手段と、上
記吸気管圧力判定閾値と検出された吸気管圧力とを比較
し、該吸気管圧力が上記吸気管圧力判定閾値以上のとき
上記セカンダリターボ過給機を予備回転させる予備回転
制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１２】すなわち、請求項１記載の発明では、プラ
イマリターボ過給機のみを過給動作させるシングルター
ボ状態時に、エンジン回転数をパラメータとしてテーブ
ル参照により吸気管圧力判定閾値を設定する。そして、
この吸気管圧力判定閾値と吸気管圧力とを比較し、該吸
気管圧力が吸気管圧力判定閾値以上のとき、セカンダリ
ターボ過給機を予備回転させる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に基づいて説明する。先ず、図２０において、本発明
が適用される過給機付きエンジンの全体構成について説
明する。

【００１４】同図の符号１は水平対向式エンジン（本形
態においては４気筒エンジン）であり、クランクケース
２の左右バンク３，４に、燃焼室５、吸気ポート６、排
気ポート７、点火プラグ８、動弁機構９等が設けられて
いる。そして左バンク３側に＃２，＃４気筒を、右バン
ク４側に＃１，＃３気筒を備える。

【００１５】又、このエンジン短縮形状により左右バン
ク３，４の直後に、プライマリターボ過給機４０とセカ
ンダリターボ過給機５０とがそれぞれ配設されている。
排気系として、左右両バンク３，４からの共通の排気管
１０が両ターボ過給機４０，５０のタービン４０ａ，５
０ａに連通され、タービン４０ａ，５０ａからの排気管
１１が１つの排気管１２に合流して触媒コンバータ１
３、マフラ１４に連通される。

【００１６】プライマリターボ過給機４０は、低中速域
で過給能力の大きい小容量の低速型であり、これに対し
てセカンダリターボ過給機５０は、中高速域で過給能力
の大きい大容量の高速型である。このためプライマリタ
ーボ過給機４０の方が容量が小さいことで、排気抵抗が
大きくなる。

【００１７】吸気系として、エアクリーナ１５の下流か
ら２つに分岐した吸気管１６，１７がそれぞれ両ターボ
過給機４０，５０のコンプレッサ４０ｂ，５０ｂに連通
され、このコンプレッサ４０ｂ，５０ｂからの吸気管１
８，１９がインタークーラ２０に連通される。そしてイ
ンタークーラ２０からスロットル弁２１を有するスロッ
トルボディー２７を介してチャンバ２２に連通され、チ
ャンバ２２から吸気マニホールド２３を介して左右バン
ク３，４の各気筒の吸気ポート６に連通されている。

【００１８】又、アイドル制御系として、スロットル弁
２１をバイパスしエアクリーナ１５の直下流の吸気管と
吸気マニホールド２３とを連通するバイパス通路２４
に、アイドル制御弁（ＩＳＣＶ）２５と負圧で開く逆止
弁２６が、アイドル時や減速時に吸入空気量を制御する
為、設けられている。

【００１９】又、燃料系として、吸気マニホールド２３
の各気筒における吸気ポート６直上流にインジェクタ３
０が配設され、燃料ポンプ３１を有する燃料タンク３２
からの燃料通路３３が、フィルタ３４、燃料圧レギュレ
ータ３５を備えてインジェクタ３０に連通される。燃料
圧レギュレータ３５は、吸気マニホールド内の吸気圧力
に応じて調整作用するものであり、これによりインジェ
クタ３０に供給する燃料圧力を吸気圧力に対して常に一
定の高さに保ち、後述する電子制御装置（ＥＣＵ）１０
０からの噴射信号のパルス幅によりインジェクタ３０を
駆動して燃料噴射量制御することが可能になっている。
又、点火系として、各点火プラグ８毎に連設する点火コ
イル８ａ毎にイグナイタ３６からの点火信号が入力する
よう接続されている。

【００２０】次に、上記プライマリターボ過給機４０の
作動系について説明する。プライマリターボ過給機４０
は、タービン４０ａに導入する排気エネルギによりコン
プレッサ４０ｂを回転駆動し、空気を吸入、加圧して常
に過給するように作動する。タービン４０ａ側にはダイ
ヤフラム式アクチュエータ４２を備えたプライマリウエ
ストゲート弁４１が設けられる。アクチュエータ４２の
圧力室にはコンプレッサ４０ｂの直下流からの制御圧通
路４４がオリフィス４８を有して連通し、過給圧が設定
値以上に上昇すると応答良くウエストゲート弁４１を開
くように連通される。

【００２１】又、この制御圧通路４４は更に過給圧をコ
ンプレッサ４０ｂの上流側にリークするデューティソレ
ノイド弁D.SOL.1 に連通し、このデューティソレノイド
弁D.SOL.1 により所定の制御圧を生じてアクチュエータ
４２に作用し、ウエストゲート弁４１の開度を変化して
過給圧制御する。ここで、デューティソレノイド弁D.SO
L.1 は、後述する電子制御装置（ＥＣＵ）１００からの
デューティ信号により作動し、デューティ信号のデュー
ティ比が小さい場合には高い制御圧でウエストゲート弁
４１の開度を増して過給圧を低下し、デューティ比が大
きくなるほどリーク量の増大により制御圧を低下し、ウ
エストゲート弁４１の開度を減じて過給圧を上昇する。

【００２２】一方、スロットル弁急閉時のコンプレッサ
回転の低下や吸気騒音の発生を防止する為、コンプレッ
サ４０ｂの下流としてスロットル弁２１近くのインター
クーラ２０の出口側と、コンプレッサ４０ｂの上流との
間にバイパス通路４６が連通される。そして、このバイ
パス通路４６にエアバイパス弁４５が、スロットル弁急
閉時に通路４７によりマニホールド負圧を導入して開
き、コンプレッサ４０ｂ下流に封じ込められる加圧空気
を迅速にリークするように設けられる。

【００２３】次に、上記セカンダリターボ過給機５０の
作動系について説明する。セカンダリターボ過給機５０
は同様に排気によりタービン５０ａとコンプレッサ５０
ｂが回転駆動して過給するものであり、タービン５０ａ
側にアクチュエータ５２を備えたセカンダリウエストゲ
ート弁５１が設けられている。又、タービン５０ａの上
流の排気管１０には、ダイヤフラム式アクチュエータ５
４を備えた下流開き式の排気制御弁５３が設けられ、コ
ンプレッサ５０ｂの下流には同様のアクチュエータ５６
を備えたバタフライ式の吸気制御弁５５が設けられ、コ
ンプレッサ５０ｂの上、下流間を連通するリリーフ通路
５８に過給圧リリーフ弁５７が設けられる。

【００２４】これら各弁の作動系について説明する。先
ず、負圧源のサージタンク６０がチェック弁６２を有す
る通路６１により吸気マニホールド２３に連通して、ス
ロットル弁２１の全閉時に負圧を貯え且つ脈動圧を緩衝
する。又、過給圧リリーフ弁５７を開閉する過給圧リリ
ーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１、吸気制御弁５５
を開閉する吸気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．２、
排気制御弁５３を開閉する第１と第２の排気制御弁用切
換ソレノイド弁ＳＯＬ．３，４、排気制御弁５３を小開
制御するデューティソレノイド弁D.SOL.2 、及びセカン
ダリウエストゲート弁５１を開閉するセカンダリウエス
トゲート弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．Ｗを有する。各
切換ソレノイド弁ＳＯＬ．Ｗ，ＳＯＬ．１〜４は、電子
制御装置（ＥＣＵ）１００からのＯＮ，ＯＦＦ信号によ
りサージタンク６０からの負圧通路６３を介しての負
圧、吸気制御弁５５下流に連通する正圧通路６４ａ，６
４ｂからの正圧、或いは大気圧等を選択し、各制御圧通
路７０ａ〜７４ａによりアクチュエータ側に導いて、セ
カンダリウエストゲート弁５１、過給圧リリーフ弁５
７、各制御弁５５，５３を作動する。又、デューティソ
レノイド弁D.SOL.2 は、ＥＣＵ１００からのデューティ
信号によりアクチュエータ５４の正圧室５４ａに作用す
る正圧を調圧し、排気制御弁５３を小開制御する。

【００２５】過給圧リリーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯ
Ｌ．１は、通電がＯＦＦされると、正圧通路６４ａ側を
閉じて負圧通路６３側を開き、制御圧通路７１ａを介し
て過給圧リリーフ弁５７のスプリングが内装された圧力
室に負圧を導くことでスプリングの付勢力に抗して過給
圧リリーフ弁５７を開く。又、ＯＮされると、逆に負圧
通路６３側を閉じて正圧通路６４ａ側を開き過給圧リリ
ーフ弁５７の圧力室に正圧を導くことで過給圧リリーフ
弁５７を閉じる。

【００２６】吸気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．２
は、ＯＦＦされると大気ポートを閉じて負圧通路６３側
を開き、制御圧通路７２ａを介してアクチュエータ５６
のスプリングが内装された圧力室に負圧を導くことでス
プリングの付勢力に抗して吸気制御弁５５を閉じ、ＯＮ
されると負圧通路６３側を閉じ大気ポートを開きアクチ
ュエータ５６の圧力室に大気圧を導くことで圧力室内の
スプリングの付勢力により吸気制御弁５５を開く。

【００２７】セカンダリウエストゲート弁用切換ソレノ
イド弁ＳＯＬ．Ｗは、ＥＣＵ１００により点火進角量等
に基づきハイオクガソリン使用と判断されたときのみＯ
ＦＦされ、レギュラーガソリン使用と判断されたときに
はＯＮされる。そしてセカンダリウエストゲート弁用切
換ソレノイド弁ＳＯＬ．Ｗは、ＯＦＦされると吸気制御
弁５５の上流に連通する通路６５を閉じて大気ポートを
開き大気圧を制御圧通路７０ａを介してアクチュエータ
５２に導入することで、アクチュエータ５２内に配設さ
れたスプリングの付勢力によりセカンダリウエストゲー
ト弁５１を閉じる。又、ＯＮで大気ポートを閉じ通路６
５側を開き、両ターボ過給機４０，５０作動時のセカン
ダリターボ過給機５０下流の過給圧がアクチュエータ５
２に導かれ、この過給圧に応じてセカンダリウエストゲ
ート弁５１を開き、レギュラーガソリン使用時にはハイ
オクガソリン使用時に比べて相対的に過給圧が低下され
る。

【００２８】又、第１の排気制御弁用切換ソレノイド弁
ＳＯＬ．３からの制御圧通路７３ａが排気制御弁５３を
作動するアクチュエータ５４の正圧室５４ａに、第２の
排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４からの制御圧
通路７４ａがアクチュエータ５４のスプリングを内装し
た負圧室５４ｂにそれぞれ連通されている。そして、両
切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３，４が共にＯＦＦのとき、
第１の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３は正圧
通路６４ｂ側を閉じ大気ポートを開き、第２の排気制御
弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４は負圧通路６３側を閉
じ大気ポートを開くことで、アクチュエータ５４の両室
５４ａ，５４ｂが大気開放され、負圧室５４ｂに内装さ
れたスプリングの付勢力により排気制御弁５３が全閉す
る。又、両切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３，４が共にＯＮ
のとき、それぞれ大気ポートを閉じ、第１の排気制御弁
用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３は正圧通路６４ｂ側を開
き、第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４は
負圧通路６３側を開くことで、アクチュエータ５４の正
圧室５４ａに正圧を、負圧室５４ｂに負圧を導き、スプ
リングの付勢力に抗して排気制御弁５３を全開する。

【００２９】第１の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯ
Ｌ．３からの制御圧通路７３ａにはオリフィス６７が設
けられ、このオリフィス６７の下流側と吸気管１６にリ
ーク通路６６が連通され、このリーク通路６６に上述の
排気制御弁小開制御用のデューティソレノイド弁D.SOL.
2 が設けられている。そして第１の排気制御弁用切換ソ
レノイド弁ＳＯＬ．３のみがＯＮで、正圧をアクチュエ
ータ５４の正圧室５４ａに供給し負圧室５４ｂを大気開
放する状態で、デューティソレノイド弁D.SOL.2 により
その正圧をリークして排気制御弁５３を小開する。ここ
でデューティソレノイド弁D.SOL.2 は、ＥＣＵ１００か
らのデューティ信号におけるデューティ比が大きいと、
リーク量の増大により正圧室５４ａに作用する正圧を低
下して排気制御弁５３の開度を減じ、デューティ比が小
さくなるほど、リーク量を減じて正圧を高く保持し、排
気制御弁５３の開度を増すように動作する。そして、シ
ングルターボモード下でエンジン運転領域が所定の排気
制御弁小開制御モード領域にあるとき、デューティソレ
ノイド弁D.SOL.2 による排気制御弁５３の開度で過給圧
をフィードバック制御し、この過給圧制御に伴い排気制
御弁５３を小開する。

【００３０】次いで、各種のセンサについて説明する。
差圧センサ８０が吸気制御弁５５の上、下流の差圧を検
出するよう設けられ、絶対圧センサ８１が切換ソレノイ
ド弁７６により吸気管圧力（吸気マニホールド２３内の
吸気圧）と大気圧とを選択して検出するよう設けられ
る。

【００３１】又、エンジン１にノックセンサ８２が取付
けられると共に、左右両バンク３，４を連通する冷却水
通路に水温センサ８３が臨まされ、排気管１０にＯ2 セ
ンサ８４が臨まされている。更に、スロットル弁２１に
スロットル開度センサとスロットル全閉を検出するアイ
ドルスイッチとを内蔵したスロットルセンサ８５が連設
され、エアクリーナ１５の直下流に吸入空気量センサ８
６が配設されている。

【００３２】又、エンジン１に支承されたクランクシャ
フト１ａにクランクロータ９０が軸着され、このクラン
クロータ９０の外周に、電磁ピックアップ等からなるク
ランク角センサ８７が対設されている。更に、動弁機構
９におけるカムシャフトに連設するカムロータ９１に、
電磁ピックアップ等からなる気筒判別用のカム角センサ
８８が対設されている。

【００３３】クランク角センサ８７、カム角センサ８８
では、それぞれクランクロータ９０、カムロータ９１に
所定間隔毎に形成された突起（或いはスリット）をエン
ジン運転に伴い検出し、クランクパルス、カムパルスを
ＥＣＵ１００に出力する。そしてＥＣＵ１００におい
て、クランクパルス（検出した突起）の間隔時間からエ
ンジン回転数を算出すると共に、点火時期及び燃料噴射
開始時期等を演算し、更に、クランクパルス及びカムパ
ルスの入力パターンから気筒判別を行う。

【００３４】次に、図２１に基づき電子制御系の構成に
ついて説明する。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯ
Ｍ１０２、ＲＡＭ１０３、バックアップＲＡＭ１０４、
及びＩ／Ｏインターフェイス１０５をバスラインを介し
て接続したマイクロコンピュータを中心として構成さ
れ、各部に所定の安定化電源を供給する定電圧回路１０
６や駆動回路１０７が組込まれている。

【００３５】定電圧回路１０６は、ＥＣＵリレー９５の
リレー接点を介してバッテリ９６に接続され、このバッ
テリ９６に、ＥＣＵリレー９５のリレーコイルがイグニ
ッションスイッチ９７を介して接続されている。又、バ
ッテリ９６には、定電圧回路１０６が直接接続され、更
に、燃料ポンプリレー９８のリレー接点を介して燃料ポ
ンプ３１が接続されている。

【００３６】すなわち、定電圧回路１０６は、イグニッ
ションスイッチ９７がＯＮされ、ＥＣＵリレー９５のリ
レー接点が閉となったとき、制御用電源を各部に供給
し、又、イグニッションスイッチ９７がＯＦＦされたと
き、バックアップ用の電源をバックアップＲＡＭ１０４
に供給する。

【００３７】又、Ｉ／Ｏインターフェイス１０５の入力
ポートに、各種センサ８０〜８８、車速センサ８９、及
びバッテリ９６が接続されている。又、Ｉ／Ｏインター
フェイス１０５の出力ポートには、イグナイタ３６が接
続され、更に、駆動回路１０７を介してＩＳＣＶ２５、
インジェクタ３０、各切換ソレノイド弁７６，ＳＯＬ．
Ｗ，ＳＯＬ．１〜４、デューティソレノイド弁D.SOL.1,
2 、及び燃料ポンプリレー９８のリレーコイルが接続さ
れている。

【００３８】そして、イグニッションスイッチ９７がＯ
Ｎされると、ＥＣＵリレー９５がＯＮし、定電圧回路１
０６を介して各部に定電圧が供給され、ＥＣＵ１００は
各種制御を実行する。

【００３９】すなわち、ＥＣＵ１００においてＣＰＵ１
０１が、ＲＯＭ１０２に格納されている演算プログラム
に基づき、Ｉ／Ｏインターフェイス１０５を介して各種
センサ８０〜８９からの検出信号を入力処理し、ＲＡＭ
１０３及びバックアップＲＡＭ１０４に記憶されている
各種データ、ＲＯＭに格納されている固定データ、テー
ブル値に基づき、各種制御量を演算する。そして、駆動
回路１０７により燃料ポンプリレー９８をＯＮし燃料ポ
ンプ３１を通電して駆動させると共に、駆動回路１０７
を介して各切換ソレノイド弁７６，ＳＯＬ．Ｗ，ＳＯ
Ｌ．１〜４にＯＮ，ＯＦＦ信号を、デューティソレノイ
ド弁D.SOL.1,2 にデューティ信号を出力してターボ過給
機作動個数切換制御および過給圧制御を行い、演算した
燃料噴射量に相応する駆動パルス幅信号を所定のタイミ
ングで該当気筒のインジェクタ３０に出力して燃料噴射
制御を行い、又、所定のタイミングでイグナイタ３６に
点火信号を出力して点火時期制御を実行し、ＩＳＣＶ２
５に制御信号を出力してアイドル回転数制御等を実行す
る。

【００４０】このような制御系において、ターボ過給機
の排気弁小開制御においては、排気制御弁５３の予備回
転制御モード領域（排気制御弁小開制御モード領域）を
判定するための吸気管圧力判定閾値Ｐ０を、エンジン回
転数Ｎに基づいて予めシミュレーション、或いは実験な
どにより求めたテーブルを補間計算付きで参照して設定
する。そして、この吸気管圧力判定閾値Ｐ０は、絶対圧
センサ８１で検出した吸気管圧力（吸気管２３内の吸気
圧）Ｐと比較して、吸気管圧力Ｐが吸気管圧力判定閾値
Ｐ０を越えたとき、第１の排気制御弁用切換ソレノイド
弁ＳＯＬ．３をＯＮして排気制御弁５３が小開される。

【００４１】これにより、排気制御弁小開制御は、制御
領域を拡大させることが可能になり、更には、エンジン
低回転、高負荷運転時、エンジン高回転、低負荷運転時
において、セカンダリターボ過給機５０を十分に予備回
転することが可能となり、シングルターボ状態からツイ
ンターボ状態へ切り替わる際の、トルクの一時的低下に
よるトルクショックが回避され、良好な走行性を得る。

【００４２】すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明にかか
る吸気管圧力判定閾値設定手段及び予備回転制御手段の
機能を実現する。

【００４３】ここで、ＥＣＵ１００によるターボ過給機
作動個数切換制御は、具体的には、図２〜図５のフロー
チャートに示すターボ切換制御ルーチンにより実現され
る。

【００４４】このターボ切換制御ルーチンは、イグニッ
ションスイッチ９７をＯＮした後、設定時間（例えば、
１０ｍｓｅｃ）毎に実行される。

【００４５】イグニッションスイッチ９７のＯＮにより
ＥＣＵ１００に電源が投入されると、システムがイニシ
ャライズ（各フラグ、各カウント値をクリア）され、先
ず、ステップＳ１でツインターボモード判別フラグＦ１
の値を参照する。そして、このツインターボモード判別
フラグＦ１がクリアされていればステップＳ２へ進み、
又、セットされていればステップＳ６２へ進む。このツ
インターボモード判別フラグＦ１は、現制御状態がプラ
イマリターボ過給機４０のみを過給動作させるシングル
ターボモードのときクリアされ、両ターボ過給機４０，
５０を過給動作させるツインターボモードのときにセッ
トされる。

【００４６】以下の説明では、先ずシングルターボモー
ドについて説明し、次いで、シングル→ツイン切換制
御、最後にツインターボモードについて説明する。

【００４７】イグニッションスイッチ９７をＯＮした直
後、及び現制御状態がシングルターボモードの場合、Ｆ
１＝０である為、ステップＳ２へ進む。

【００４８】ステップＳ２ではエンジン回転数Ｎに基づ
きターボ切換判定値テーブルを補間計算付で参照してシ
ングル→ツイン切換判定基本値ＴP2B を設定する。この
シングル→ツイン切換判定基本値ＴP2B は、標準大気圧
（７６０ｍｍＨｇ）において、エンジン負荷を表わす基
本燃料噴射パルス幅ＴP （＝ＫＸＱ／Ｎ；Ｑは吸入空気
両、Ｋは定数）との比較により、シングルターボモード
からツインターボモードへの切換えを判断する為のもの
である。

【００４９】図７に示すように、ターボ切換判定値テー
ブルには、標準大気圧状態下においてエンジン回転数Ｎ
とエンジン負荷を表わす基本燃料噴射パルス幅ＴP との
関係からシングルターボモードからツインターボモード
へ切換えるに最適なシングル→ツイン切換判定ラインＬ
2 と、その逆にツインターボモードからシングルターボ
モードへ切換えるに最適なツイン→シングル切換判定ラ
インＬ1 を、予めシミュレーション或いは実験などから
求め、シングルターボ領域とツインターボ領域とが設定
されている。そして、各ラインＬ2 ，Ｌ1 に対応してそ
れぞれシングル→ツイン切換判定基本値ＴP2B 、及びツ
イン→シングル切換判定基本値ＴP1B がエンジン回転数
Ｎをパラメータとしたテーブルとして予めＲＯＭ１０２
の一連のアドレスに格納されている。

【００５０】尚、ターボ切換判定値テーブルは、エンジ
ン回転数Ｎをパラメータとする自由格子テーブル（不等
間隔格子テーブル）として与えることで、等間隔格子テ
ーブルに対し同一記憶容量であっても、エンジン回転数
Ｎに対し各切換判定基本値ＴP2B ，ＴP1B が大きく変化
する領域において、シングル→ツイン切換判定基本値Ｔ
P2B 、及びツイン→シングル切換判定基本値ＴP1B をよ
り緻密に設定することが可能となる。これにより、補間
計算によって得られる切換判定基本値ＴP2B，ＴP1B を
エンジン回転数Ｎに対応して適正に設定することが可能
となり、ターボ切換タイミングを適正化し、制御性を向
上することが可能となる。

【００５１】ここで、シングル→ツイン切換判定ライン
Ｌ2 は、切換時のトルク変動を防止するために、図２２
の出力特性のシングルターボモード時のトルク曲線ＴＱ
１とツインターボモード時のトルク曲線ＴＱ２とが一致
する点Ｃに設定する必要があり、このため、図７に示す
ように低、中回転数域での高負荷からエンジン回転数Ｎ
の上昇に応じて低負荷側に設定される。又、同図に示す
ようにターボ過給機作動個数の切換時の制御ハンチング
を防止するため、ツイン→シングル切換判定ラインＬ1
は、シングル→ツイン切換判定ラインＬ2 に対して低回
転数側に比較的広い幅のヒステリスを有して設定され
る。

【００５２】次いで、ステップＳ３へ進み、標準大気圧
対応のシングル→ツイン切換判定基本値ＴP2B を大気圧
ＡＬＴの低下に伴い減少補正するためのシングル→ツイ
ン大気圧補正係数Ｋ TWNALT を、絶対圧センサ８１によ
って検出される大気圧（絶対圧）ＡＬＴに基づき、下式
に示す大気圧ＡＬＴによる一次関数式により設定する。 Ｋ TWNALT ←Ｋ ALT1 ×ＡＬＴ＋Ｋ ALT0 …（１） Ｋ ALT1 、Ｋ ALT0 は、定数

【００５３】すなわち、プライマリターボ過給機４０の
みを過給動作するシングルターボ状態から両ターボ過給
機４０，５０を共に過給動作するツインターボ状態に切
換える際のパラメータとするエンジン負荷（基本燃料噴
射パルス幅）ＴP は吸入空気量Ｑに依存し、吸入空気量
Ｑは大気圧ＡＬＴの変化による空気密度の相違により変
化し、大気圧ＡＬＴと空気密度との関係は、大気圧ＡＬ
Ｔの低下に伴い空気密度が減少する一次関数式により表
わされる。

【００５４】このため、エンジン負荷（基本燃料噴射パ
ルス幅）ＴP との比較によりシングルターボ状態からツ
インターボ状態への切換を定める標準大気圧対応のシン
グル→ツイン切換判定基本値ＴP2B を大気圧の低下に伴
い減少補正するためのシングル→ツイン大気圧補正係数
Ｋ TWNALT を、大気圧ＡＬＴによる一次関数式により設
定することが可能である。

【００５５】従って、標準大気圧対応のシングル→ツイ
ン切換判定基本値ＴP2B を大気圧補正するためのシング
ル→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNALT を、大気圧ＡＬＴ
による簡単な一次関数式によって算出することで、大気
圧ＡＬＴをパラメータとしてシングル→ツイン大気圧補
正係数Ｋ TWNALT を格納するテーブル、及びテーブルを
参照してシングル→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNALT を
設定する際の補間計算が全く不要となり、これによるメ
モリの使用容量を削減し、且つ、シングル→ツイン大気
圧補正係数Ｋ TWNALT の設定処理を簡素化して、シング
ル→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNALT を設定するに際
し、ＥＣＵ１００を構成するＣＰＵ１０１の演算負担を
著しく軽減することが可能となる。

【００５６】また、テープルによりシングル→ツイン大
気圧補正係数Ｋ TWNALT を与える場合は、テーブルの格
子に対応する各大気圧ＡＬＴ毎に応じてシングル→ツイ
ン大気圧補正係数Ｋ TWNALT をセッティングしなければ
ならないが、これに対し、本実施の形態のように、一次
関数式によりシングル→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNAL
T を設定する場合は、一次関数式において与える２つの
定数Ｋ ALT1 ，Ｋ ALT0 を決定するだけであるから、極
めて容易にセッティングを行うことが可能となる。

【００５７】尚、上記（１）式による大気圧ＡＬＴとシ
ングル→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNALT との関係を図
８に示す。同図から明らかなように、上記（１）式にお
ける定数Ｋ ALT1 は、シングル→ツイン大気圧補正係数
Ｋ TWNALT の傾きを与え、定数Ｋ ALT0 は切片を与える
もので、これら各定数Ｋ ALT1 ，Ｋ ALT0 は、予めシミ
ュレーション或いは実験等により最適値を求め、ＲＯＭ
１０２に固定データとしてメモリされているものであ
る。具体的には、図８に示すように本実施の形態におい
ては、各定数Ｋ ALT1 ，Ｋ ALT0 は、大気圧ＡＬＴが標
準大気圧（７６０ｍｍＨｇ）のとき、シングル→ツイン
大気圧補正係数Ｋ TWNALT を補正無しの状態に対応する
Ｋ TWNALT ＝１．０とし、大気圧ＡＬＴの低下に伴いシ
ングル→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNALT を減少し、例
えば、ＡＬＴ＝５００ｍｍＨｇのとき、Ｋ TWNALT ＝
０．６を与える値に設定されている。

【００５８】そして、後述するステップＳ８以下の処理
により、標準大気圧対応のシングル→ツイン切換判定基
本値ＴP2B をシングル→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNAL
T により大気圧補正してシングル→ツイン切換判定値Ｔ
P2を設定し、このシングル→ツイン切換判定値ＴP2を、
エンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅ＴP と比較し
て、基本燃料噴射パルス幅ＴP がシングル→ツイン切換
判定値ＴP2を越えたとき、シングルターボ状態からツイ
ンターボ状態に切換えるシングル→ツイン切換制御に移
行する。

【００５９】次いで、ステップＳ４〜Ｓ７において、シ
ングル→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNALT を上，下限規
制する。

【００６０】すなわち、エンジン負荷（基本燃料噴射パ
ルス幅）ＴP との比較によりシングルターボ状態からツ
インターボ状態に切換えるに際し、プライマリターボ過
給機４０の過回転が問題となるのは、標準大気圧未満の
低大気圧状態のときであり、標準大気圧以上の領域にお
いては問題とならない。また、標準大気圧以上の領域に
おいては、上記（１）式による一次関数式によって算出
したシングル→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNALT をその
まま用いて標準大気圧対応のシングル→ツイン切換判定
値ＴP2を補正してシングル→ツイン切換判定値ＴP2を設
定し、このシングル→ツイン切換判定値ＴP2をエンジン
負荷を表す基本燃料噴射パルス幅ＴP と比較して、シン
グルターボ状態からツインターボ状態への切換えを定め
ると、シングルターボ状態からツインターボ状態への切
換えが不必要に遅れてしまう。

【００６１】このため、本実施の形態においては、大気
圧ＡＬＴが標準大気圧（７６０ｍｍＨｇ）のとき、シン
グル→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNALT を補正無しの状
態に対応するＫ TWNALT ＝１．０に設定されることに鑑
み、シングル→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNALT に対す
る上限値を１．０として与え、ステップＳ４で、シング
ル→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNALT を、上限値に対応
する１．０と比較する。そして、Ｋ TWNALT ＞１．０の
とき、ステップＳ５で、シングル→ツイン大気圧補正係
数Ｋ TWNALT を１．０として上限規制し（Ｋ TWNALT ←
１．０）、ステップＳ８へ進む。

【００６２】また、上記ステップＳ４においてＫ TWNAL
T ≦１．０のときには、ステップＳ６へ進み、シングル
→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNALT を下限値ＴＷＮＡＬ
Ｔ MINと比較する。

【００６３】すなわち、上記（１）式の一次関数式によ
って算出されるシングル→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWN
ALT は、大気圧ＡＬＴの低下に伴い減少設定されるた
め、所定大気圧以下の低大気圧状態で、（１）式による
一次関数式によって算出したシングル→ツイン大気圧補
正係数Ｋ TWNALT をそのまま用い、標準大気圧対応のシ
ングル→ツイン切換判定値ＴP2を補正してシングル→ツ
イン切換判定値ＴP2を設定すると、過補正となって、こ
のシングル→ツイン切換判定値TP2を基本燃料噴射パル
ス幅ＴP と比較して、シングルターボ状態からツインタ
ーボ状態への切換えを定めると、シングルターボ状態か
らツインターボ状態への切換えが不必要に早められてし
まう。

【００６４】従って、ステップＳ６で、シングル→ツイ
ン大気圧補正係数Ｋ TWNALT を下限値ＴＷＮＡＬＴ MIN
と比較し、Ｋ TWNALT ＜ＴＷＮＡＬＴ MINのときは、ス
テップＳ７へ進み、シングル→ツイン大気圧補正係数Ｋ
TWNALT をＴＷＮＡＬ MINによって下限規制し（Ｋ TWN
ALT ←ＴＷＮＡＬＴ MIN）、ステップＳ８へ進む。

【００６５】尚、本実施の形態において、下限値ＴＷＮ
ＡＬＴ MINは、図８に示すように、例えば、大気圧ＡＬ
Ｔが、ＡＬＴ＝５００ｍｍＨｇに対応する０．６に設定
される。

【００６６】また、上記ステップＳ６において、Ｋ TWN
ALT ≧ＴＷＮＡＬＴ MINのときには、ジングル→ツイン
大気圧補正係数Ｋ TWNALT が上限値１．０と下限値ＴＷ
ＮＡＬＴ MINとの間に収まっているため（ＴＷＮＡＬＴ
MIN≦Ｋ TWNALT ≦１．０）、そのままステップＳ８へ
進む。

【００６７】そして、ステップＳ８で、標準大気圧対応
のシングル→ツイン切換判定基本値ＴP2B をシングル→
ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNALT により大気圧補正し
て、エンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅ＴP との
比較によりシングルターボ状態からツインターボ状態へ
の切換えを定めるシングル→ツイン切換判定値ＴP2を設
定する。

【００６８】次いで、ステップＳ９へ進み、シングル→
ツイン切換判定値ＴP2と現在の基本燃料噴射パルス幅Ｔ
P （以下「エンジン負荷」）とを比較し、ＴP ＜ＴP2の
場合、ステップＳ１０へ進み、ＴP ≧ＴP2の場合には、
ステップＳ３０へ分岐してシングルターボモードからツ
インターボモードに切換える為のシングル→ツイン切換
制御に移行する。

【００６９】シングル→ツイン切換判定値ＴP2は、シン
グル→ツイン大気圧補正係数Ｋ TWNALT により大気圧Ａ
ＬＴが低いほど小さい値に補正される。このため、大気
圧ＡＬＴが低くなるに従い、シングル→ツイン切換判定
値ＴP2による、プライマリターボ過給機４０のみ過給作
動のシングルターボモードから両ターボ過給機４０，５
０過給作動のツインターボモードへの切換えを判断する
ためのシングル→ツイン切換判定ラインＬ2 が、図１５
に示す実線の標準大気圧の場合に対して、一点鎖線のよ
うに低負荷、低回転側に補正される。

【００７０】これにより、エンジン運転領域がシングル
→ツイン切換判定ラインＬ2 を境にシングルターボ領域
からツインターボ領域側に移行するタイミングが早めら
れ、シングルターボモードからシングル→ツイン切換制
御への移行が早められてシングルターボモードからツイ
ンターボモードへの切換えが早められる。

【００７１】過給圧制御を絶対圧により行う場合は、大
気圧ＡＬＴの低い高地走行等、大気圧ＡＬＴが低いほど
目標過給圧と大気圧との差圧が大きくなり、所定の目標
過給圧を得ようとすればターボ過給機の回転数が相対的
に高くなる。この結果、エンジン運転状態を表すエンジ
ン回転数Ｎと負荷ＴP との増大に伴うプライマリターボ
過給機４０の回転数上昇率も高くなる。そして、プライ
マリターボ過給機４０のみ過給作動のシングルターボモ
ードでは、排気ガスの殆どがプライマリターボ過給機４
０に導入されるため、大気圧ＡＬＴが低いほどプライマ
リターボ過給機４０が過回転状態となるエンジン運転領
域が低負荷、低回転側に拡大される。前述のようにプラ
イマリターボ過給機４０を低速型の小容量とした場合に
は顕著となる。

【００７２】そこで、大気圧ＡＬＴが低いほどエンジン
運転状態に基づくシングルターボモードからシングル→
ツイン切換制御に移行するタイミングを早め、後述する
排気制御弁５３の全開制御時期を早めることで、排気制
御弁５３の全開によりプライマリターボ過給機４０に導
入される排気流をセカンダリターボ過給機５０に分散さ
せて、プライマリターボ過給機４０の過回転を防止する
のである。

【００７３】これにより、プライマリターボ過給機４０
は、排気圧および排気流量の上昇により過回転状態とな
り臨界回転数に達することによるサージングの発生が大
気圧ＡＬＴの変化に拘わらず防止され、損傷が防止され
る。又、同じエンジン運転状態であっても気圧変動によ
りシングルターボモード下においてプライマリターボ過
給機４０の回転数上昇率が変化しセカンダリターボ過給
機５０作動開始による運転フィーリングが変化するが、
大気圧ＡＬＴが低いほどツインターボモードへの切換え
を早めることで、大気圧変化（例えば、高地走行と低地
走行）に拘わらずセカンダリターボ過給機５０作動開始
に伴う運転フィーリングを略同じにすることができる。

【００７４】一方、ステップＳ９で、ＴP ＜ＴP2であ
り、ステップＳ１０へ進んだ場合には、このステップＳ
１０以下で、シングルターボモード制御、及びセカンダ
リターボ過給機５０の予備回転制御（排気制御弁小開制
御）を行う。

【００７５】先ず、ステップＳ１０では、エンジン回転
数Ｎに基づき吸気管圧力判定閾値Ｐ０ヲテーブルを補間
計算付きで参照して設定する。図９に示すように、吸気
管圧力判定閾値Ｐ０は、エンジン回転数Ｎと吸気管圧力
Ｐとの関係から、排気制御弁５３にチャタリングの発生
しない値をシミュレーション或いは実験などにより求
め、エンジン回転数Ｎをパラメータとするテーブルとし
て、予めＲＯＭ１０２の一連のアドレスに格納されてい
る。

【００７６】吸気管圧力判定閾値Ｐ０は、エンジン回転
数Ｎに基づいて設定される可変値としたことで、図９に
示すように、従来の予備回転制御モード領域Ａから外れ
た領域Ｂ，Ｃの一部迄、予備回転制御モード領域を拡大
させることが可能となり、低回転、高負荷運転時、及び
高回転、低負荷運転時において、セカンダリターボ過給
機５０を十分に予備回転させることが可能となり、シン
グルターボ状態からツインターボ状態へ切換わる際の、
トルクの一時的低下によるトルクショックが回避され、
良好な走行性を得ることができる。

【００７７】そして、ステップＳ１１で、吸気管圧力判
定閾値Ｐ０と、絶対圧センサ８１より検出した吸気管２
３の圧力である吸気管圧力Ｐとを比較し、Ｐ＜Ｐ０のと
きは、現運転領域が予備回転制御モード（排気制御弁小
開制御モード）領域外にあると判断して、ステップＳ１
２へ進み、過給圧制御モード判別フラグＦ２をクリア
し、又、Ｐ≧Ｐ０の場合は、現運転領域が予備回転制御
モード（排気制御弁小開制御モード）領域に移行したと
判断して、ステップＳ１３へ進み、過給圧制御モード判
別フラグＦ２をセットする。

【００７８】このように、本実施の形態では、運転領域
をエンジン回転数Ｎと吸気管圧力Ｐとの２つのパラメー
タを使用し、エンジン回転数Ｎに基づいて設定される吸
気管圧力判定閾値Ｐ０と吸気管圧力Ｐとを比較して予備
回転制御モード（排気制御弁小開制御モード）領域に移
行したと判断するため、従来のように、エンジン回転数
Ｎと吸気管圧力Ｐをそれぞれ設定値Ｎ１，Ｐ１と比較し
て設定値Ｎ１，Ｐ１以上で、且つスロットル開度ＴＨが
設定値ＴＨ１以上のときに、予備回転制御モード（排気
制御弁小開制御モード）領域に移行したと判断するもの
と比較してスロットル開度ＴＨの検出、判定を不要と
し、更に、判定手段を吸気管圧力Ｐのみとすることで予
備回転制御が簡略化される。

【００７９】そして、ステップＳ１４，Ｓ１５で、過給
圧リリーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１、吸気制御
弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．２を、それぞれＯＦＦす
る。次いでステップＳ１６へ進み、過給圧制御モード判
別フラグＦ２の値を参照し、Ｆ２＝０の場合、ステップ
Ｓ１７へ進み、ステップＳ１７，Ｓ１８で、第１の排気
制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３、第２の排気制御
弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４を、それぞれＯＦＦす
る。

【００８０】その後、ステップＳ１９〜Ｓ２１でツイン
ターボモード判別フラグＦ１、後述する差圧検索フラグ
Ｆ３、制御弁切換時間カウント値Ｃ１をそれぞれクリア
した後、ルーチンを抜ける。

【００８１】従って、シングルターボモード下で、且つ
予備回転制御モード（排気制御弁小開制御モード）領域
外の低回転、低負荷の運転領域では、各切換ソレノイド
弁ＳＯＬ．１〜４がいずれもＯＦＦする。そこで過給圧
リリーフ弁５７は、過給圧リリーフ弁用切換ソレノイド
弁ＳＯＬ．１のＯＦＦによりサージタンク６０からの負
圧が圧力室に導入されることでスプリングの付勢力に抗
して開弁し、吸気制御弁５５は、吸気制御弁用切換ソレ
ノイド弁ＳＯＬ．２のＯＦＦによりアクチュエータ５６
の圧力室に負圧が導入されることでスプリングの付勢力
に抗して逆に閉弁する。又、排気制御弁５３は、両排気
制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３，４のＯＦＦによ
りアクチュエータ５４の両室５４ａ，５４ｂに大気圧が
導入されることでスプリングの付勢力により閉弁する。

【００８２】そして、排気制御弁５３の閉弁によりセカ
ンダリターボ過給機５０への排気の導入が遮断され、セ
カンダリターボ過給機５０が不作動となり、プライマリ
ターボ過給機４０のみ作動のシングルターボモードとな
る。又、吸気制御弁５５の閉弁により、プライマリター
ボ過給機４０からの過給圧の吸気制御弁５５を介しての
セカンダリターボ過給機５０側へのリークが防止され、
過給圧の低下が防止される。

【００８３】尚、シングルターボモード下で且つ予備回
転制御モード（排気制御弁小開制御モード）領域外の場
合、或いは後述するツインターボモード下の場合には、
過給圧フィードバック制御は、ここでは詳述しないがプ
ライマリウエストゲート弁４１のみを用いて行われる。
そして、この過給圧制御は、絶対圧を用い、エンジン運
転状態に基づき目標過給圧を設定して絶対圧センサ８１
により検出される吸気管圧力、すなわち実過給圧Ｐとを
比較し、その比較結果に応じて例えばＰＩ制御によりデ
ューティソレノイド弁D.SOL.1 に対するＯＮデューティ
（デューティ比）を演算し、このＯＮデューティのデュ
ーティ信号をデューティソレノイド弁D.SOL.1 に出力し
てプライマリウエストゲート弁４１を制御することによ
り行う。

【００８４】一方、ステップＳ１３で、現運転領域が予
備回転制御モード（排気制御弁小開制御モード）領域内
と判断されて過給圧制御モード判別フラグＦ２がセット
された場合には、ステップＳ１４〜Ｓ１６を経てステッ
プＳ２２へ進み、第１の排気制御弁用切換ソレノイド弁
ＳＯＬ．３のみをＯＮする。そこで第１の排気制御弁用
切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３のＯＮによりアクチュエー
タ５４の正圧室５４ａに正圧が導入され、排気制御弁５
３が開かれる。

【００８５】尚、この予備回転制御モード（排気制御弁
小開制御モード）下では、図６に示す排気制御弁小開制
御ルーチンが設定時間（例えば、４８０ｍｓｅｃ）毎に
実行されることで、排気制御弁５３を用いて過給圧フィ
ードバック制御が行われ、これに伴い排気制御弁５３が
小開される。すなわち、図６において、ステップＳ１０
０で過給圧制御モード判別フラグＦ２の値を参照し、Ｆ
２＝０のときにはルーチンを抜け、Ｆ２＝１で予備回転
制御モード（排気制御弁小開制御モード）の場合、ステ
ップＳ１０１へ進み、過給圧リリーフ弁用切換ソレノイ
ド弁ＳＯＬ．１に対する通電状態を判断し、ＳＯＬ．１
＝ＯＮの場合にはルーチンを抜け、ＳＯＬ．１＝ＯＦＦ
のとき、ステップＳ１０２へ進み、絶対圧による目標過
給圧と絶対圧センサ８１により検出される実過給圧Ｐと
を比較し、その比較結果に応じて、例えばＰＩ制御によ
り排気制御弁小開制御用デューティソレノイド弁D.SOL.
2に対するＯＮデューティ（デューティ比）を演算し、
このＯＮデューティのデューティ信号をデューティソレ
ノイド弁D.SOL.2 に出力し、過給圧フィードバック制御
を実行する。このため、デューティソレノイド弁D.SOL.
2 によりアクチュエータ５４の正圧室５４ａに作用する
正圧が調圧され、図１８に示すように、排気制御弁５３
が小開して排気制御弁５３のみを用いて過給圧フィード
バック制御が行われる。そして、排気制御弁５３の小開
により排気の一部がセカンダリターボ過給機５０のター
ビン５０ａに供給され、セカンダリターボ過給機５０が
予備回転され、ツインターボモードへの移行に備えられ
る。

【００８６】この場合、上述したように、吸気管圧力判
定閾値Ｐ０により区画された予備回転制御モード領域
（排気制御弁小開制御モード領域）が、低回転高負荷、
高回転低負荷側に拡大されているため（図９参照）、低
回転高負荷、高回転低負荷においてセカンダリターボ過
給機５０を十分に予備回転させることができ、シングル
ターボモードからツインターボモードへ切換わる際のト
ルクの一時的低下が軽減され、良好な運転フィーリング
を得ることができる。

【００８７】又、この状態下では、吸気制御弁５５が閉
弁されているため、セカンダリターボ過給機５０のコン
プレッサ５０ｂ下流と吸気制御弁５５との間に過給圧
（セカンダリターボ過給機５０によるコンプレッサ圧）
が封じ込められるが、このとき過給圧リリーフ弁用切換
ソレノイド弁ＳＯＬ．１がＯＦＦであり、過給圧リリー
フ弁５７の開弁により、この過給圧をリークさせ、予備
回転の円滑化を図っている。

【００８８】以上のように、シングルターボモード下で
は、エンジン１からの排気の殆どが、プライマリターボ
過給機４０に導入されてタービン４０ａによりコンプレ
ッサ４０ｂを回転駆動する。そこでコンプレッサ４０ｂ
により空気を吸入圧縮し、この圧縮空気がインタークー
ラ２０で冷却され、スロットル弁２１の開度で流量調整
されチャンバ２２、吸気マニホールド２３を介して各気
筒に高い充填効率で供給されて過給作用する。そして、
このシングルターボモードによるプライマリターボ過給
機４０のみ作動のシングルターボモードでは、図２２の
出力特性に示すように、低、中回転数域で高い軸トルク
のシングルターボ時のトルク曲線ＴＱ１が得られる。

【００８９】次に、シングル→ツイン切換制御について
説明する。前記ステップＳ９で、ＴP ≧ＴP2、すなわち
現在の運転領域がシングル→ツイン切換判定ラインＬ2
を境としてシングルターボ領域からツインターボ領域
（図１５参照）に移行したと判断されると、ステップＳ
３０へ分岐してプライマリターボ過給機４０のみ作動の
シングルターボモードから両ターボ過給機４０，５０作
動のツインターボモードへ切換える為のシングル→ツイ
ン切換制御を実行する。

【００９０】すると、先ずステップＳ３０で、過給圧リ
リーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１に対する通電状
態を判断し、ステップＳ３２で第１の排気制御弁用切換
ソレノイド弁ＳＯＬ．３に対する通電状態を判断し、両
切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１，３が共にＯＮの場合は、
そのままステップＳ３４へ進む。又、各切換ソレノイド
弁ＳＯＬ．１，３がＯＦＦの場合、ステップＳ３１，Ｓ
３３でそれぞれＯＮにした後、ステップＳ３４へ進む。

【００９１】そこで過給圧リリーフ弁５７は、過給圧リ
リーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１のＯＮにより正
圧通路６４ａからの正圧が圧力室に導入されることで、
この正圧及びスプリングの付勢力により直ちに閉弁す
る。又、排気制御弁５３は、第１の排気制御弁用切換ソ
レノイド弁ＳＯＬ．３のＯＮによりアクチュエータ５４
の正圧室５４ａに正圧が導入されることで開弁する。
尚、シングルターボモード下の予備回転制御モード（排
気制御弁小開制御モード）からシングル→ツイン切換制
御に移行した場合には、過給圧リリーフ弁用切換ソレノ
イド弁ＳＯＬ．１のＯＮにより、図６の排気制御弁小開
制御ルーチンにおいて、過給圧フィードバック制御を行
うことなくステップＳ１０１を経てルーチンを抜けるこ
とで、排気制御弁５３による過給圧フィードバック制御
が中止され、排気制御弁小開制御用デューティソレノイ
ド弁D.SOL.2 が全閉され、正圧通路６４ｂを介しての正
圧がデューティソレノイド弁D.SOL.2 によりリークされ
ることなく直接アクチュエータ５４の正圧室５４ａに導
入されるので、排気制御弁５３の開度が増大される。

【００９２】そして、過給圧リリーフ弁５７の閉弁によ
りリリーフ通路５８が遮断され、且つ排気制御弁５３の
開弁、及びその開度増大によりセカンダリターボ過給機
５０の回転数が上昇されると共に、セカンダリターボ過
給機５０のコンプレッサ５０ｂ下流と吸気制御弁５５と
の間の過給圧が次第に上昇され、ツインターボモードへ
の移行に備えられる。

【００９３】ステップＳ３４では、差圧検索フラグＦ３
の値を参照し、Ｆ３＝０の場合、ステップＳ３５へ進
み、Ｆ３＝１の場合、ステップＳ３９へジャンプする。

【００９４】シングル→ツイン切換制御に移行後、初回
のルーチン実行時にはＦ３＝０であるためステップＳ３
５へ進み、先ず、車速ＶＳＰに基づき排気制御弁開ディ
レー時間設定テーブルを補間計算付で参照して、シング
ル→ツイン切換制御移行後の排気制御弁５３の全開制御
（第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４をＯ
ＦＦからＯＮにする）時期を定める排気制御弁開ディレ
ー時間Ｔ１を設定し、ステップＳ３６で車速ＶＳＰに基
づき吸気制御弁開ディレー時間設定値テーブルを補間計
算付で参照して、排気制御弁５３の全開制御後に吸気制
御弁５５の開弁制御（吸気制御弁用切換ソレノイド弁Ｓ
ＯＬ．２をＯＦＦからＯＮにする）開始時期の条件を定
めるための吸気制御弁開ディレー時間Ｔ２を設定する。
更に、ステップＳ３７で吸気制御弁５５の上流圧ＰU と
下流圧ＰD との差圧（差圧センサ８０の読込み値）ＤＰ
Ｓ（＝ＰU −ＰD ）に基づき、吸気制御弁５５の開弁制
御開始時期を定めるための吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳＴ
を設定する。

【００９５】図１０に排気制御弁開ディレー時間設定テ
ーブルの概念図を、図１１に吸気制御弁開ディレー時間
設定テーブルの概念図をそれぞれ示す。図に示すよう
に、車速ＶＳＰが高い程、排気制御弁開ディレー時間Ｔ
１及び吸気制御弁開ディレー時間Ｔ２を短くして、排気
制御弁５３を全開させるタイミング及び吸気制御弁５５
を開けるタイミング、すなわち、ツインターボモードに
切換わるタイミングを早め、車速に拘わらず加速応答性
を均一化させ、ドライバビリティの向上を図るようにし
ている。

【００９６】また、各ディレー時間Ｔ１，Ｔ２をシング
ルターボモードからツインターボモードヘの切換え条件
として与えることで、変速機の変速時（アツプシフト
時）や一時的な空吹かし等により、エンジン回転数Ｎが
一時的に上昇することによる、シングルターボ状態から
ツインターボ状態への不要な過給機の切換わりを未然に
防止している。

【００９７】換言するならば、各ディレー時間Ｔ１，Ｔ
２は、変速（アツプシフト）を定める各ギヤ位置毎の設
定車速に対応して設定すると共に、車速Ｖ＝０Ｋｍ／ｈ
時において一時的な空吹かし対策として設定すればよ
く、従って、排気制御弁開ディレー時間設定テーブル、
及び吸気制御弁開ディレー時間設定テーブルを自由格子
テーブル（不等間隔格子テーブル）として与え、対応車
速毎に各ディレー時間Ｔ１，Ｔ２を設定することで、こ
れら各テーブルを４〜５格子のテーブルに簡素化するこ
とが可能である。

【００９８】又、図１２に吸気制御弁開差圧設定テーブ
ルの概念図を示す。同図に示すようにエンジン運転状態
がシングルターボ領域から前記シングル→ツイン切換判
定ラインＬ2 （シングル→ツイン切換判定値ＴP2）を境
としてツインターボ領域（図１５参照）に移行した直後
の差圧ＤＰＳがマイナス側にある程、すなわち、吸気制
御弁５５の上流圧ＰU に対し下流圧ＰD が高く、高過給
状態である程、吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳＴをマイナス
側とし、吸気制御弁５５を開けるタイミングを早め、加
速応答性を向上させている。

【００９９】そして、これらディレー時間Ｔ１，Ｔ２、
及び吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳＴを設定した後は、ステ
ップＳ３８に進んで差圧検索フラグＦ３をセットしてス
テップＳ３９へ進む。

【０１００】ステップＳ３９では第２の排気制御弁用切
換ソレノイド弁ＳＯＬ．４に対する通電状態を判断する
ことで、既に排気制御弁５３に対する全開制御が開始さ
れているかを判断し、ＳＯＬ．４＝ＯＮであり、既に排
気制御弁全開制御が開始されている場合には、ステップ
Ｓ４９へジャンプして第２の排気制御弁用切換ソレノイ
ド弁ＳＯＬ．４をＯＮに保持し、ＳＯＬ．４＝ＯＦＦの
場合には排気制御弁全開制御実行前であるため、ステッ
プＳ４０へ進み、制御弁切換時間カウント値Ｃ１と排気
制御弁開ディレー時間Ｔ１とを比較し、シングル→ツイ
ン切換制御移行後、排気制御弁開ディレー時間Ｔ１が経
過したかを判断する。

【０１０１】そして、Ｃ１≧Ｔ１の場合には、ステップ
Ｓ４７へジャンプして第２の排気制御弁用切換ソレノイ
ド弁ＳＯＬ．４をＯＮさせ、排気制御弁５３を全開させ
る。又、Ｃ１＜Ｔ１のディレー時間経過前のときには、
ステップＳ４１へ進み、エンジン負荷ＴP と前記ステッ
プＳ４で設定したシングル→ツイン切換判定値ＴP2から
設定値ＷＧＳを減算した値とを比較し、ＴP ＜ＴP2−Ｗ
ＧＳの場合には、ステップＳ１４へ戻り、シングル→ツ
イン切換制御を中止して直ちにシングルターボモードに
切換える。これは、エンジン負荷ＴP が落ちた場合、シ
ングルターボモードへ戻ることで、運転の違和感をなく
す為である。

【０１０２】更に詳述すれば、図７に示すように、エン
ジン運転状態がシングルターボ領域からシングル→ツイ
ン切換判定ラインＬ2 （ＴP2）をツインターボ領域側へ
一旦越えると、ツイン→シングル切換判定ラインＬ1
（ツイン→シングル切換判定値ＴP1、詳細は後述する）
をシングルターボ領域側に越えない限り、ディレー時間
Ｔ１経過後に排気制御弁５３が全開となり（ステップＳ
４７）、更に、ディレー時間Ｔ２経過後に差圧ＤＰＳが
吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳＴに達すれば吸気制御弁５５
が開き（ステップＳ５２）、ツインターボモードに切換
わる。従って、一旦、シングル→ツイン切換判定ライン
Ｌ2 を越えた後、ツイン→シングル切換判定ラインＬ1
とシングル→ツイン切換判定ラインＬ2 とで囲まれた領
域に運転状態が留まっていた場合、ディレー時間経過後
にツインターボモードに切換わってしまう。しかし、こ
の領域では、図２２に示すように、シングルターボ時の
軸トルクに対してセカンダリターボ過給機５０作動によ
るツインターボ時の軸トルクが却って低くなり、シング
ルターボモードからツインターボモードへ切換わると、
トルクの急減によりトルクショックを生じると共に、運
転者に違和感を与えてしまう。

【０１０３】これに対処するため、ツイン→シングル切
換判定ラインＬ1 をシングル→ツイン切換判定ラインＬ
2 に近づけて両切換ラインの幅（ヒステリシス）を狭め
れば良いが、両切換判定ラインＬ1 ，Ｌ2 間の幅を狭め
ると、シングルターボとツインターボとの切換わり頻度
が増し、各制御弁を作動させる負圧源としてのサージタ
ンク６０の負圧容量が不足するためにサージタンク６０
を大容量としなければならず、且つ、幅を狭めすぎる
と、運転状態がシングル→ツイン切換判定ラインＬ2 付
近に留まった場合、ターボ切換えのパラメータであるエ
ンジン負荷ＴP の変動により、切換ディレー時間の設定
の無い過給圧リリーフ弁５７がチャタリングを起こして
しまう不都合がある。

【０１０４】これらを防ぐため、運転状態がシングル→
ツイン切換判定ラインＬ2 をツインターボ領域側に越え
た後、ディレー時間Ｔ１経過以前に、シングル→ツイン
切換判定ラインＬ2に対し、間隔が狭くシングルターボ
領域側に設定値ＷＧＳだけ減算した図７に破線で示すシ
ングル→ツイン切換判定中止ラインＬ3 （＝ＴP2−ＷＧ
Ｓ）をシングルターボ領域側に越えた場合は、ツインタ
ーボモードへ切換えるシングル→ツイン切換制御を中止
して直ちにシングルターボモードに移行させ、プライマ
リターボ過給機４０のみ作動のシングルターボモードを
維持させることで、ツインターボモードでのトルクの低
い領域での運転を無くし、運転性の向上を図る。

【０１０５】一方、ステップＳ４１で、ＴP ≧ＴP2−Ｗ
ＧＳのときにはステップＳ４２へ進み、エンジン回転数
Ｎに基づき切換判定値テーブルを補間計算付きで参照し
てプライマリターボ過回転判定基本値ＥＭ２TPを設定す
る。このプライマリターボ過回転判定基本値ＥＭ２TP
は、シングル→ツイン切換制御移行後、ディレー時間Ｔ
１経過以前にエンジン回転数Ｎ，エンジン負荷ＴP の急
増によりエンジン運転状態がシングルターボモード下の
プライマリターボ過回転領域に移行したかを判断する為
の基準値であり、図７及び図１４に示すように、標準大
気圧におけるエンジン回転数Ｎとエンジン負荷ＴP との
関係から、シングルターボモード下でプライマリターボ
過給機４０が臨界回転数に達するプライマリターボ過回
転領域（図１４に斜線で示す）の境界となるプライマリ
ターボ過回転判定ラインＬ4 を予めシミュレーション或
いは実験等により求め、この標準大気圧におけるプライ
マリターボ過回転判定ラインＬ4 に対応して、予めＲＯ
Ｍ１０２の一連のアドレスにエンジン回転数Ｎをパラメ
ータとした切換判定値テーブルとして格納されている。
尚、当然ながらプライマリターボ過回転判定ラインＬ4
は、前記シングル→ツイン切換判定ラインＬ2 よりも高
負荷側に設定される。

【０１０６】尚、この切換判定値テーブルは、エンジン
回転数Ｎをパラメータとする自由格子テーブル(不等間
隔格子テーブル)として与えることで、等間隔格子テー
ブルに対し同一記憶容量であっても、エンジン回転数Ｎ
に対しプライマリターボ過回転判定基本値ＥＭ２ TP が
大きく変化する領域において、プライマリターボ過回転
判定基本値ＥＭ２ TP をより緻密に設定することが可能
となる。

【０１０７】これにより、補間計算によって得られるプ
ライマリターボ過回転判定基本値ＥＭ２ TP をエンジン
回転数Ｎに対応して適正に設定することが可能となり、
後述の処理によってプライマリターボ過回転判定基本値
ＥＭ２ TP を判定値大気圧補正係数ＫEM2 によって補正
して設定したプライマリターボ過回転判定値ＥＭＶ２TP
とエンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅ＴP との
比較により、プライマリターボ過回転領域を的確に判断
することが可能となって、エンジン運転領域がプライマ
リターボ過回転領域にあるときには、直ちに排気制御弁
５３を全開し、セカンダリターボ過給機５０にも排気を
流すことによってプライマリターボ過給機４０に対する
排気流量を低減して、プライマリターボ過給機４０の過
回転を確実に防止することができ、信頼性を向上するこ
とが可能となる。

【０１０８】次いで、ステップＳ４３で、大気圧ＡＬＴ
に基づき判定値大気圧補正係数テーブルを補間計算付で
参照して、判定値大気圧補正係数ＫEM2 を設定する。判
定値大気圧補正係数テーブルの概念図を図１３に示す。
同図に示すように、判定値大気圧補正係数ＫEM2 は、標
準大気圧（７６０ｍｍＨｇ）以上のときを１．０とし、
大気圧が低くなるに従い、小さい値に設定される。

【０１０９】そして、ステップＳ４４で、プライマリタ
ーボ過回転判定基本値ＥＭ２TPを判定値大気圧補正係数
ＫEM2 により補正して、プライマリターボ過回転判定値
ＥＭＶ２TPを設定する。その結果、大気圧ＡＬＴが低く
なるに従い、プライマリターボ過回転判定値ＥＭＶ２TP
によるプライマリターボ過回転判定ラインＬ4 が、図１
５に実線で示す標準大気圧の場合に対して、シングル→
ツイン切換判定ラインＬ2 と同様に、一点鎖線のように
低負荷、低回転側に補正され、大気圧変化に拘わらず常
にシングル→ツイン切換判定ラインＬ2 より高負荷側に
設定される。

【０１１０】次いで、ステップＳ４５で、エンジン負荷
ＴP とプライマリターボ過回転判定値ＥＭＶ２TPとを比
較し、ＴP ＜ＥＭＶ２TPの場合には、ステップＳ４６へ
進み、制御弁切換時間カウント値Ｃ１をカウントアップ
してルーチンを抜ける。一方、ＴP ≧ＥＭＶ２TPであ
り、ディレー時間Ｔ１経過以前に、エンジン回転数Ｎ，
エンジン負荷ＴP の急増によりエンジン運転領域がプラ
イマリターボ過回転領域に移行した（例えば、急加速、
レーシング等の場合に相当する）と判断される場合に
は、ステップＳ４７へ進み、第２の排気制御弁用切換ソ
レノイド弁ＳＯＬ．４を直ちにＯＮし、排気制御弁５３
を全開させ、直ちにセカンダリターボ過給機５０側にも
排気を流す。

【０１１１】そこで、エンジン負荷ＴP 、エンジン回転
数Ｎの急増で上昇した高い排気圧の排気流が、直ちにプ
ライマリターボ過給機４０とセカンダリターボ過給機５
０とに略等分に分散して導入される。これにより、プラ
イマリターボ過給機４０は、排気圧及び排気流量の急上
昇により過回転状態となり臨界回転数に達することによ
るサージングの発生が防止され、且つ熱負荷が軽減し
て、損傷が確実に防止される。

【０１１２】尚、このとき前述のように、大気圧ＡＬＴ
が低いほどプライマリターボ過給機４０が過回転状態と
なるエンジン運転領域が低負荷、低回転側に拡大される
が、これに対応してプライマリターボ過給機４０の過回
転を判断する為のプライマリターボ過回転判定ラインＬ
4 が大気圧ＡＬＴの低下に伴い低負荷、低回転側に補正
されるため、大気圧ＡＬＴが変化しても的確にプライマ
リターボ過回転を判断することができ、大気圧変化に拘
わらず適正且つ確実にプライマリターボ過給機４０の過
回転を防止して損傷を防止することができる。

【０１１３】更に、エンジン回転数Ｎに基づきプライマ
リターボ過回転判定基本値ＥＭ２TPを設定し、これを判
定値大気圧補正係数ＫEM2 により大気圧補正して得たプ
ライマリターボ過回転判定値ＥＭＶ２TPとエンジン負荷
ＴP とを比較してプライマリターボ過給機４０の過回転
状態への移行を判断しているので、エンジン回転数、エ
ンジン負荷及び大気圧の全域で正確に判定し得、確実に
プライマリターボ過給機４０の損傷を防止し得る。

【０１１４】シングル→ツイン切換制御に移行後、排気
制御弁開ディレー時間Ｔ１が経過してステップＳ４０か
ら、或いはステップＳ４５からステップＳ４７へ進む
と、第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４が
ＯＮされて、排気制御弁５３が全開され、セカンダリタ
ーボ過給機５０の回転数がより上昇されコンプレッサ５
０ｂと吸気制御弁５５との間のセカンダリターボ過給機
５０によるコンプレッサ圧（過給圧）も上昇し、図１８
に示すように、吸気制御弁５５の上流と下流との差圧Ｄ
ＰＳが上昇する。

【０１１５】その後、ステップＳ４８へ進み、排気制御
弁全開制御後の時間を計時するため制御弁切換時間カウ
ント値Ｃ１をクリアし、ステップＳ４９へ進む。

【０１１６】そして、前記ステップＳ３９或いはステッ
プＳ４８からステップＳ４９へ進むと、排気制御弁全開
制御（ＳＯＬ．４ＯＦＦ→ＯＮ）後の時間を表すカウン
ト値Ｃ１と吸気制御弁開ディレー時間Ｔ２とを比較し、
Ｃ１＜Ｔ２の場合には、吸気制御弁５５開弁条件が成立
していないと判断してステップＳ４６でカウント値Ｃ１
をカウントアップしてルーチンを抜ける。又、Ｃ１≧Ｔ
２の場合には、開弁条件成立と判断してステップＳ５０
へ進み、現在の差圧ＤＰＳと吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳ
Ｔとを比較し、吸気制御弁５５の開弁開始時期に達した
かを判断する。

【０１１７】そして、ＤＰＳ＜ＤＰＳＳＴのときには開
弁開始時期に達していないと判断してステップＳ５１へ
進み、又、ＤＰＳ≧ＤＰＳＳＴのときには、吸気制御弁
５５の上流圧ＰU と下流圧ＰD とが略等しくなり、すな
わち、セカンダリターボ過給機５０のコンプレッサ５０
ｂと吸気制御弁５５との間のセカンダリターボ過給機５
０による過給圧が上昇してプライマリターボ過給機４０
による過給圧と略等しくなり、吸気制御弁開弁開始時期
に達したと判断して、ステップＳ５２へ進み、吸気制御
弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．２をＯＮさせ、吸気制御
弁５５を開弁させる。

【０１１８】その結果、セカンダリターボ過給機５０か
らの過給が開始され、ツインターボモードとなる。そし
て、ステップＳ５３へ進み、シングル→ツイン切換制御
の終了により、次回、ツインターボモードへ移行させる
べくツインターボモード判別フラグＦ１をセットしてル
ーチンを抜ける。

【０１１９】又、ステップＳ５０でＤＰＳ＜ＤＰＳＳＴ
と判断されてステップＳ５１に進んだ場合には、更にカ
ウント値Ｃ１を、吸気制御弁開ディレー時間Ｔ２に設定
値ＴＤＰを加算した値と比較し、Ｃ１＜Ｔ２＋ＴＤＰの
ときにはステップＳ４６へ進み、カウント値Ｃ１をカウ
ントアップしてルーチンを抜け、Ｃ１≧Ｔ２＋ＴＤＰの
ときにはステップＳ５２へ進み、差圧ＤＰＳが吸気制御
弁開差圧ＤＰＳＳＴに達していなくても吸気制御弁用切
換ソレノイド弁ＳＯＬ．２をＯＮとし、吸気制御弁５５
を開弁させてツインターボモードに移行させる。

【０１２０】すなわち、差圧センサ８０系の故障によ
り、差圧センサ８０による差圧ＤＰＳが上昇しない場
合、排気制御弁５３全開制御後、何時迄たっても吸気制
御弁５５が開弁されず、セカンダリターボ過給機５０の
コンプレッサ５０ｂと吸気制御弁５５との間の過給圧が
異常上昇してセカンダリターボ過給機５０がサージング
を生じて損傷してしまう。このため、排気制御弁５３全
開制御後、差圧ＤＰＳが吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳＴに
達していなくても、Ｔ２＋ＴＤＰにより与えられる設定
時間経過後は、吸気制御弁５５を開弁させることで、差
圧センサ８０系の故障に伴うセカンダリターボ過給機５
０の損傷を未然に防止するのである。

【０１２１】尚、以上のシングル→ツイン切換制御によ
るシングルターボモードからツインターボモードへの切
換わり状態を図１８のタイムチャートに示す。

【０１２２】上述のように、シングル→ツイン切換制御
においては、先ず、過給圧リリーフ弁５７を閉弁すると
共に、排気制御弁５３を開弁し、セカンダリターボ過給
機５０の予備回転数を上昇させると共に、その後、セカ
ンダリターボ過給機５０の予備回転数を上昇させるに必
要な時間を排気制御弁開ディレー時間Ｔ１により与え、
このディレー時間Ｔ１経過後に排気制御弁５３を全開に
する。そして、セカンダリターボ過給機５０のコンプレ
ッサ５０ｂと吸気制御弁５５間のセカンダリターボ過給
機５０による過給圧が上昇して差圧ＤＰＳが上昇し、排
気制御弁全開制御後、吸気制御弁開ディレー時間Ｔ２に
より排気制御弁５３が全開されるまでの作動遅れ時間を
補償し、ディレー時間Ｔ２経過後、吸気制御弁５５の上
流と下流との差圧ＤＰＳが吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳＴ
に達した時点で吸気制御弁５５を開弁する。これによっ
て、プライマリターボ過給機４０のみ作動のシングルタ
ーボモードから両ターボ過給機４０，５０作動によるツ
インターボモードへの切換わりがスムーズに行われ、更
に、吸気制御弁の上流圧ＰU と下流圧ＰD とが略等しく
なった時点で吸気制御弁５５を開弁してセカンダリター
ボ過給機５０からの過給を開始させるので、ツインター
ボモードへの切換え時に発生する過給圧の一時的な低下
によるトルクショックの発生が有効かつ確実に防止され
る。

【０１２３】又、シングル→ツイン切換制御に移行後、
設定時間（排気制御弁開ディレー時間Ｔ１）に達してい
なくても、ＴP ≧ＥＭＶ２TP（ステップＳ４５）により
エンジン運転領域がシングルターボモード下でプライマ
リターボ過回転領域に移行したと判断されるときには、
図１８に破線で示すように、直ちに第２の排気制御弁切
換ソレノイド弁ＳＯＬ．４をＯＮとして排気制御弁５３
を全開させ、セカンダリターボ過給機５０側に排気を分
散させることで、排気圧及び排気流量の急増によりプラ
イマリターボ過給機４０が過回転状態となり臨界回転数
に達してサージングを生じることによるプライマリター
ボ過給機４０の損傷が確実に防止される。

【０１２４】更に、プライマリターボ過回転領域、すな
わちエンジン高負荷高回転状態のときには、排気制御弁
５３の全開開始時期が早められることで、これに対応し
て図１８の破線で示すように、吸気制御弁５５の開弁開
始時期も早められ、ツインターボモードへ迅速に切換わ
る。このため、図２２の出力特性図に示すように、シン
グル→ツイン切換判定ラインＬ2 を境とした高回転側の
領域で軸トルクの高いツインターボモードに、シングル
ターボモードから早期に切換えられることで、同時に運
転者の加速要求に適応して良好な加速性能が得られる。

【０１２５】次に、ツインターボモードについて説明す
る。

【０１２６】シングル→ツイン切換制御の終了によりツ
インターボモード判別フラグＦ１がセットされると、或
いは前回ルーチン実行時にツインターボモードであった
場合、今回ルーチン実行時、Ｆ１＝１によりステップＳ
１からステップＳ６２へ分岐する。

【０１２７】そして、ステップＳ６２以降で、ツイン→
シングル切換え判定を通常通り行う。先ず、ステップＳ
６２では、エンジン回転数Ｎに基づきターボ切換判定値
テーブルを補間計算付で参照してツイン→シングル切換
判定基本値ＴP1B を設定し（図７参照）、ステップＳ６
３へ進んで、大気圧ＡＬＴに基づきツイン→シングル大
気圧補正係数テーブルを補間計算付で参照して、ツイン
→シングル大気圧補正係数ＫSGLALTを設定する。図１６
に示すように、ツイン→シングル大気圧補正係数テーブ
ルには、標準大気圧以上を１．０とし、大気圧ＡＬＴが
低下するに従い、小さい値のツイン→シングル大気圧補
正係数ＫSGLALTが格納されている。

【０１２８】そして、ステップＳ６４で、ツイン→シン
グル切換判定基本値ＴP1B をツイン→シングル大気圧補
正係数ＫSGLALTで補正して、ツインターボモードからシ
ングルターボモードへの切換えを判断する為のツイン→
シングル切換判定値ＴP1を設定する。

【０１２９】ツイン→シングル大気圧補正係数ＫSGLALT
が大気圧ＡＬＴが低下するに従い小さな値に設定される
為、ツイン→シングル切換判定値ＴP1によるツイン→シ
ングル切換判定ラインＬ1 が、図１５に実線で示す標準
大気圧の場合に対し、前述のシングル→ツイン切換判定
ラインＬ2 と同様に、大気圧ＡＬＴが低いほど図の一点
鎖線で示すように低負荷低回転側に補正される。その結
果、シングルターボモードからツインターボモードへの
切換えを判断するためのシングル→ツイン切換判定ライ
ンＬ2 と、ツインターボモードからシングルターボモー
ドへの切換えを判断するためのツイン→シングル切換判
定ラインＬ1 とに、大気圧ＡＬＴの変化に拘わらず常に
略一定の適正なヒステリシスを設定することが可能とな
り、ターボ過給機作動個数切換えの制御ハンチングを有
効かつ確実に防止でき、更に、ツインターボモードから
シングルターボモードへの切換えに伴う運転フィーリン
グを大気圧ＡＬＴの変化に拘わらず略同じとすることが
できる。

【０１３０】次いで、ステップＳ６５へ進み、エンジン
負荷ＴP とツイン→シングル切換判定値ＴP1とを比較
し、ＴP ＞ＴP1の場合、現在の運転領域がツインターボ
領域にある為、ステップＳ６６で判定値検索フラグＦ４
をクリアし、ステップＳ６７でシングルターボ領域に移
行後のシングルターボ領域継続時間をカウントする為の
シングルターボ領域継続時間カウント値Ｃ２をクリアし
た後、ステップＳ７６へジャンプし、ステップＳ７６な
いしステップＳ７９で過給圧リリーフ弁用切換ソレノイ
ド弁ＳＯＬ．１、吸気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯ
Ｌ．２、第１，第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁Ｓ
ＯＬ．３，４をそれぞれＯＮさせ、過給圧リリーフ弁５
７を閉弁に、吸気制御弁５５及び排気制御弁５３を共に
全開に保持し、ステップＳ８０でツインターボモード判
別フラグＦ１をセットして、ステップＳ２３へ戻り、制
御弁切換時間カウント値Ｃ１をクリアした後、ルーチン
を抜ける。

【０１３１】このツインターボモード下では、過給圧リ
リーフ弁５７の閉弁、吸気制御弁５５及び排気制御弁５
３の全開により、プライマリターボ過給機４０に加えて
セカンダリターボ過給機５０が本格作動し、両ターボ過
給機４０，５０の過給動作によるツインターボモードと
なり、両ターボ過給機４０，５０の過給による圧縮空気
が吸気系に供給され、図２２の出力特性に示すように高
回転数域で高い軸トルクのツインターボ時のトルク曲線
ＴＱ２が得られる。

【０１３２】一方、ステップＳ６５でＴP ≦ＴP1、すな
わち、現在の運転領域がツイン→シングル切換判定ライ
ンＬ1 を境にシングルターボ領域（図１５参照）に移行
したと判断されると、ステップＳ６８へ進み、判定値検
索フラグＦ４の値を参照し、Ｆ４＝０の場合にはステッ
プＳ６９へ進み、又、Ｆ４＝１の場合にはステップＳ７
１へジャンプする。

【０１３３】判定値検索フラグＦ４は、ツインターボモ
ードで、且つエンジン負荷ＴP がツイン→シングル切換
判定ラインＬ1 （ＴP1）を境にエンジン運転状態がツイ
ンターボ領域内のときにクリアされる（ステップＳ６
６）。従って、ＴP ≦ＴP1後、初回のルーチン実行に際
してはステップＳ６９へ進み、エンジン負荷ＴP に基づ
きシングルターボ領域継続時間判定値テーブルを補間計
算付で参照してシングルターボ領域継続時間判定値Ｔ４
を設定する。この判定値Ｔ４は、エンジン運転状態がツ
インターボ領域からシングルターボ領域へ移行した後、
所定時間経過後にプライマリターボ過給機４０のみ作動
のシングルターボモードに切換えるための基準値であ
る。

【０１３４】図１７にシングルターボ領域継続時間判定
値テーブルの概念図を示す。エンジン負荷ＴP に応じて
設定されるシングルターボ領域継続時間判定値Ｔ４は、
例えば、最大２．３ｓｅｃ、最小０．６ｓｅｃに設定さ
れ、エンジン負荷ＴP の値が大きく高負荷である程、小
さい値に設定される。これにより、エンジン運転状態が
ツインターボ領域からシングルターボ領域に移行後、ツ
インターボモードからシングルターボモードに切換える
までの時間がエンジン負荷が高いほど早められる。

【０１３５】次いで、ステップＳ７０で判定値検索フラ
グＦ４をセットした後、ステップＳ７１へ進む。

【０１３６】ステップＳ７１では、シングルターボ領域
継続時間カウント値Ｃ２をカウントアップした後、ステ
ップＳ７２で判定値Ｔ４とカウント値Ｃ２とを比較し、
Ｃ２≧Ｔ４の場合、ステップＳ７５へ進み、カウント値
Ｃ２をクリアした後、ステップＳ１４へ戻り、ツインタ
ーボモードからシングルターボモードに切換わる。これ
により、各切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１〜４がＯＦＦと
なり、過給圧リリーフ弁５７が開弁され、吸気制御弁５
５及び排気制御弁５３が共に閉弁されることで、両ター
ボ過給機４０，５０作動のツインターボモードからプラ
イマリターボ過給機４０のみ作動のシングルターボモー
ドに切換わる。

【０１３７】このときの切換わり状態をタイムチャート
で示すと、図１９の実線の通りとなる。このように、ツ
インターボモードからシングルターボモードへの切換わ
りは、エンジン運転領域がツインターボ領域からシング
ルターボ領域に移行後（ＴP≦ＴP1）、その状態が設定
時間継続したとき（Ｃ２≧Ｔ４）、行われることにな
り、変速機の変速時等に伴いエンジン回転数Ｎが一時的
に低下することによる不要な過給機の切換わりが未然に
防止される。

【０１３８】ここで、設定時間を与えるシングルターボ
領域継続時間判定値Ｔ４が、エンジン負荷ＴP の値が高
く高負荷である程、短い時間に設定されてシングルター
ボモードへの切換わりが早められる。すなわち、エンジ
ン高負荷運転時には高トルクを要すが、図２２に示すよ
うに、ツイン→シングル切換判定ラインＬ1 を境とした
シングルターボ領域側は、ツインターボ時のトルク曲線
ＴＱ２で与えられるトルク（例えば、同図の点Ａ）より
も、シングルターボ時のトルク曲線ＴＱ１で与えられる
トルク（図の点Ｂ）の方が高く、この領域でツインター
ボモードを維持すると軸トルクが充分得られず、出力性
能が悪化し、再加速性能も悪化する。このため、エンジ
ン高負荷時には、シングルターボ領域継続時間判定値Ｔ
４が短い値に設定されることで、ツインターボモードか
らシングルターボモードへの切換えが迅速化され、ツイ
ンターボモードでのトルクの低い領域での運転を必要最
低限としてトルクの高いシングルターボモードに迅速に
切換える（図２２の点Ａから点Ｂに移行する）ことで、
出力性能が向上されると共に、再加速性能も向上され
る。

【０１３９】又、低負荷運転時は、低トルク状態であ
り、ツインターボ時とシングルターボ時とのトルクの段
差が小さく、設定時間を充分与えてツインターボモード
からシングルターボモードへ切換わってもトルク変動を
殆ど生じない。このため低負荷時には、エンジン運転領
域がツイン→シングル切換判定ラインＬ1 を境にツイン
ターボ領域側からシングルターボ領域へ移行後、その状
態をシングルターボ領域継続時間判定値Ｔ４で与えられ
る比較的長い時間継続した後、ツインターボモードから
シングルターボモードに切換えることで、エンジン回転
数Ｎの一時的に低下することによる過給機の不要な切換
わりが有効且つ確実に回避される。

【０１４０】一方、ステップＳ７２においてＣ２＜Ｔ４
の場合は、ステップＳ７３へ進み、スロットル開度ＴＨ
と設定値ＴＨ３（例えば、３０ｄｅｇ）とを比較し、Ｔ
Ｈ＞ＴＨ３の場合、ステップＳ７５を経てステップＳ１
２へ戻り、エンジン運転領域がシングルターボ領域に移
行後、その状態が設定時間継続する以前であっても、図
１９の破線で示すように、直ちにシングルターボモード
に切換わり、過給圧リリーフ弁５７が開弁されると共
に、排気制御弁５３及び吸気制御弁５５が共に閉弁され
てセカンダリターボ過給機５０の過給動作が停止し、プ
ライマリターボ過給機４０のみ過給動作のシングルター
ボモードに切換えられる。

【０１４１】設定値ＴＨ３は、加速要求を判断するため
のものである。すなわち、シングルターボ領域において
は（ＴP ＜ＴP1）、図２２の出力特性に示すようにツイ
ン→シングル切換判定ラインＬ1 の低回転側にあり、ツ
インターボ時のトルク曲線ＴＱ２の軸トルクの低い領域
であり、この状態でツインターボモードを維持しツイン
ターボモードを保持すると、アクセルペダルを踏み込ん
でも充分な加速性能を得ることができない。そのため、
この領域で運転されているときに、加速要求と判断され
るとき（ＴＨ＞ＴＨ３）には、直ちにシングルターボモ
ードへ移行させ、シングルターボモードとし、シングル
ターボ時の高い軸トルクのトルク曲線ＴＱ１を得ること
で、加速応答性の向上を図る。

【０１４２】又、ステップＳ７３でＴＨ≦ＴＨ３の場合
には、ステップＳ７４へ進み、車速ＶＳＰと設定値ＶＳ
Ｐ２（例えば、２Ｋｍ／ｈ）とを比較し、ＶＳＰ＞ＶＳ
Ｐ２で車両走行状態と判断される場合には、前記ステッ
プＳ７６へ進み、ツインターボモードを維持し、ＶＳＰ
≦ＶＳＰ２で停車状態と判断される場合には、上述と同
様にステップＳ７５を経てステップＳ１４へ戻り、直ち
にシングルターボモードに移行する。

【０１４３】設定値ＶＳＰ２は、車両の停車状態を判断
する為のもので、停車中の、例えばアイドル回転数の状
態で、アクセルを踏込みエンジンを空吹かしすると、エ
ンジン負荷ＴP の上昇と共にエンジン回転数Ｎが上昇し
て、エンジン運転領域がシングルターボ領域からツイン
ターボ領域に移行し、ツインターボモードとなり、アク
セル開放の空吹かし後、エンジン負荷ＴP 及びエンジン
回転数Ｎが直ちに低下し、エンジン運転領域がツイン→
シングル切換判定ラインＬ1 （図７或いは図１５参照）
を境として再びシングルターボ領域に移行した場合、シ
ングルターボ領域移行後、設定時間を経過しないと（Ｃ
２≧Ｔ４）、シングルターボモードに切換わらず、この
間、エンジン回転数Ｎが低下し、アイドル回転数近く
（例えば、７００ｒｐｍ近辺）に下がってから各切換ソ
レノイド弁ＳＯＬ．１〜４の切換わりが行われて、過給
圧リリーフ弁５７及び各制御弁５３，５５が切換わる。
このとき、エンジン回転数Ｎが低いためエンジン回転に
よる暗騒音が低く、各弁の切換わりの際の発生音が運転
者に聞こえ、運転者に不快感を与えてしまう。このた
め、車両停車状態と判断されるときには（ＶＳＰ≦ＶＳ
Ｐ２）、シングルターボ領域に移行後、設定時間を経過
していなくても（Ｃ２＜Ｔ４）、直ちにシングルターボ
モードに切換えることで、エンジン回転数が低下して暗
騒音が低くなる前に各弁の切換わりを完了させ、弁作動
の騒音による不快感を解消する。尚、このときのツイン
ターボモードからシングルターボモードへの切換わり状
態を図１９に一点鎖線で示す。

【０１４４】以上、本発明の実施の一形態について説明
したが、これに限定されず、エンジン負荷として基本燃
料噴射パルス幅ＴP 以外のものを用いるようにしても良
い。又、水平対向エンジン以外のエンジンにも適用する
ことができる。

【０１４５】

【発明の効果】以上、詳述したように請求項１記載の発
明によれば、プライマリターボ過給機のみを過給動作さ
せるシングルターボ状態時に、セカンダリターボ過給機
を予備回転させるか否かを判定する吸気管圧力判定閾値
をエンジン回転数をパラメータとしてテーブル参照によ
り求める可変値としたので、この吸気管圧力判定閾値が
固定されている従来のものに比し、予備回転制御モード
領域を、排気制御弁にチャタリングを発生させることな
く拡大させることが可能となり、低回転、高負荷運転
時、及び高回転低負荷運転時であってもセカンダリター
ボ過給機を充分に予備回転させることが可能となり、シ
ングルターボ状態からセカンダリターボ状態に切換わる
際のトルクショックを更に抑制して良好な運転フィーリ
ングを得ることができる。

【０１４６】又、エンジン回転数に基づいて設定した吸
気管圧力判定閾値と吸気管圧力との比較のみで運転領域
が予備回転制御モードにあるか否かを判定する為、予備
回転制御を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図

【図２】ターボ切換制御ルーチンを示すフローチャート

【図３】ターボ切換制御ルーチンを示すフローチャート
（続き）

【図４】ターボ切換制御ルーチンを示すフローチャート
（続き）

【図５】ターボ切換制御ルーチンを示すフローチャート
（続き）

【図６】排気制御弁小開制御ルーチンを示すフローチャ
ート

【図７】各切換判定値、及びシングルターボ領域とツイ
ンターボ領域との関係を示す説明図

【図８】大気圧とシングル→ツイン大気圧補正係数との
関係を示す説明図

【図９】吸気管圧力判定閾値設定テーブルの概念図

【図１０】排気制御弁開ディレー時間設定テーブルの概
念図

【図１１】吸気制御弁開ディレー時間設定テーブルの概
念図

【図１２】吸気制御弁開差圧設定テーブルの概念図

【図１３】判定値大気圧補正係数テーブルの概念図

【図１４】各判定ラインとプライマリターボ過回転領域
との関係を示す説明図

【図１５】各判定ラインの大気圧補正状態を示す説明図

【図１６】ツイン→シングル大気圧補正係数テーブルの
概念図

【図１７】シングルターボ領域継続時間判定値テーブル
の概念図

【図１８】シングルターボモードからツインターボモー
ドへの切換わり状態を示すタイムチャート

【図１９】ツインターボモードからシングルターボモー
ドへの切換わり状態を示すタイムチャート

【図２０】過給機付きエンジンの全体構成図

【図２１】電子制御装置の回路図

【図２２】シングルターボ時とツインターボ時との出力
特性を示す説明図

【図２３】予備回転制御モード領域の説明図

【符号の説明】

１ エンジン ４０ プライマリターボ過給機 ５０ セカンダリターボ過給機 １００ 電子制御装置（吸気管圧力判定閾値設定手段、
予備回転制御手段） Ｎ エンジン回転数 Ｐ 吸気管圧力 Ｐ０ 吸気管圧力判定閾値

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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの吸，排気系にプライマリターボ
   過給機とセカンダリターボ過給機とを備え、エンジン低
   速域のときには上記プライマリターボ過給機のみを過給
   動作させるシングルターボ状態とし、エンジン高速域の
   ときには上記両ターボ過給機を共に過給動作させるツイ
   ンターボ状態とする過給機付きエンジンの制御装置にお
   いて、 シングルターボ状態時に、エンジン回転数をパラメータ
   としてテーブル参照により吸気管圧力判定閾値を設定す
   る吸気管圧力判定閾値設定手段と、 上記吸気管圧力判定閾値と検出された吸気管圧力とを比
   較し、該吸気管圧力が上記吸気管圧力判定閾値以上のと
   き上記セカンダリターボ過給機を予備回転させる予備回
   転制御手段とを備えたことを特徴とする過給機付きエン
   ジンの制御装置。