JP2586368Y2 - 過給機付エンジンのソレノイド弁配置構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、エンジンの吸，排気系
に並列に接続するプライマリターボ過給機とセカンダリ
ターボ過給機とをエンジン本体の各バンクに配置し、低
速域ではプライマリターボ過給機のみ、高速域では両タ
ーボ過給機を過給作動させると共に、プライマリターボ
過給機のみの過給作動から両ターボ過給機による過給作
動の切換前には排気制御弁小開制御用デューティソレノ
イド弁をデューティ制御することにより排気制御弁を小
開して過給圧制御を行い、排気制御弁の小開以外のとき
にはウエストゲート弁制御用デューティソレノイド弁を
デューティ制御してプライマリターボ過給機に備えたウ
エストゲート弁により過給圧制御を行う過給機付エンジ
ンに関し、詳しくは過給圧制御の応答性を向上すること
が可能な過給機付エンジンのソレノイド弁配置構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】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とをそれぞれ配設し、エンジン運転
領域が低速域のときには両制御弁を共に閉弁してプライ
マリターボ過給機のみを過給作動させ、高速域のときに
は両制御弁を共に開弁して両ターボ過給機を過給作動さ
せることで、低速域から高速域に亘り出力性能の向上を
可能とする過給機付エンジンが知られている。

【０００３】そして、低速域のプライマリターボ過給機
のみ過給作動の状態から高速域の両ターボ過給機過給作
動の状態への切換え時の円滑化を図るため、切換え前に
上記排気制御弁を小開させて排気の一部をセカンダリタ
ーボ過給機に流し、セカンダリターボ過給機を予備回転
させるようにしている。

【０００４】また、この排気制御弁の小開時には、吸気
制御弁が閉じられていることからプライマリターボ過給
機のみにより過給が行われており、セカンダリターボ過
給機側に排気の一部が逃がされる状態であるため、排気
制御弁の小開開度を制御することで過給圧制御すること
が可能となる。

【０００５】このため、特開平３−２６０３２８号公報
には、排気制御弁を作動するダイヤフラム式アクチュエ
ータに連通する制御圧通路に排気制御弁小開制御用のデ
ューティソレノイド弁を介装し、プライマリターボ過給
機のみの過給作動から両ターボ過給機による過給作動へ
の切換え前に、排気制御弁小開制御用デューティソレノ
イド弁をデューティ制御して排気制御弁を小開すると共
に過給圧制御を行い、排気制御弁の小開以外のときに
は、プライマリターボ過給機に備えたウエストゲート弁
を作動するダイヤフラム式アクチュエータに連通する制
御圧通路に介装されたウエストゲート弁制御用デューテ
ィソレノイド弁をデュ一ティ制御することで過給圧制御
を行う技術が開示されている。

【０００６】ところで、直列多気筒エンジンでは、各気
筒からの排気マニホールドがエンジンの一方のバンク側
に集中していることから、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一方バンクに配置することが
可能であるが、Ｖ型エンジンあるいは水平対向エンジン
では、各バンクごとに排気マニホールドが分割されるた
め、一方バンク側に両ターボ過給機を配置すると、他方
バンクの排気マニホールドから排気管を介してターボ過
給機に至るまでの通路長が長くなり、排気温度が低下し
て過給機による過給効率が低下する。このため、Ｖ型エ
ンジンあるいは水平対向エンジンでは、エンジンの一方
バンク側にプライマリターボ過給機を、他方バンク側に
セカンダリターボ過給機を配置する必要がある。

【０００７】そして、排気制御弁，吸気制御弁の作動切
換えを行わせるための各切換ソレノイド弁、及び上記各
デューティソレノイド弁をエンジンルーム内に実装する
場合においては、排気制御弁及び吸気制御弁等、大部分
の弁がセカンダリターボ過給機側であり、デューティソ
レノイド弁は耐振性が弱いため、エンジン本体に取り付
けることはできない。

【０００８】このため、本出願人は先の出願（実願平４
−１３９７８号）により、セカンダリターボ過給機に近
い車体側に集中ソレノイドボックスを装着し、この集中
ソレノイドボックスに各切換ソレノイド弁、各デューテ
ィソレノイド弁をまとめて実装することで、全てのソレ
ノイド弁等を集中配置し、組付け性、点検修理等の作業
性を向上することを可能とする技術を提案した。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、先の出
願による技術では、全てのソレノイド弁がエンジンの一
方バンク側のセカンダリターボ過給機に近い車体側に集
中配置されるため、エンジンの他方バンク側に配置され
たプライマリターボ過給機のウエストゲート弁では、そ
のダイヤフラム式アクチュエータにデューティソレノイ
ド弁からエンジン本体を横断した長い制御圧通路が配管
されることになる。このため、デューティソレノイド弁
をデューティ制御することで調圧された制御圧が実際に
ウエストゲート弁を作動するアクチュエータに到達する
までに時間がかかり、ウエストゲート弁の作動遅れを生
じ、排気制御弁の小開制御以外のとき、プライマリター
ボ過給機に備えたウエストゲート弁を作動して過給圧制
御が行われる際に、過給圧制御の応答性が悪化するとい
う課題がある。

【００１０】本考案は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、いずれの過給圧制御に際しても、過給圧制御の応答
性を向上することが可能な過給機付エンジンのソレノイ
ド弁配置構造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、本考案による過給機付エンジンのソレノイド弁配置
構造は、エンジンの吸，排気系に並列に接続するプライ
マリターボ過給機とセカンダリターボ過給機とをエンジ
ン本体の各バンクに配置し、共に全開のときにはセカン
ダリターボ過給機の過給動作を行わせ、共に全閉のとき
にはセカンダリターボ過給機の過給作動を停止させる吸
気制御弁，排気制御弁をセカンダリターボ過給機に接続
される吸，排気系にそれぞれ配設し、プライマリターボ
過給機のみの過給作動から両ターボ過給機による過給作
動の切換え前に、上記排気制御弁を作動するダイヤフラ
ム式アクチュエータに連通する制御圧通路に介装された
排気制御弁小開制御用デューティソレノイド弁をデュー
ティ制御して、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ると共に過給圧制御を行い、排
気制御弁の小開制御以外のときにはプライマリターボ過
給機に設けられたウエストゲ一卜弁を作動するダイヤフ
ラム式アクチュエータに連通する制御圧通路に介装され
たウエストゲート弁制御用デューティソレノイド弁をデ
ューティ制御して過給圧制御を行う過給機付エンジンに
おいて、上記ウエストゲート弁制御用デューティソレノ
イド弁をプライマリターボ過給機近傍の車体側に、上記
排気制御弁小開制御用デューティソレノイド弁をセカン
ダリターボ過給機近傍の車体側にそれぞれ配置したこと
を特徴とする。

【００１２】

【作用】上記構成による本考案では、エンジン本体の一
方バンク側にウエストゲート弁を備えたプライマリター
ボ過給機、及びウエストゲート弁を作動するダイヤフラ
ム式アクチュエータが配置され、他方バンク側にセカン
ダリターボ過給機，排気制御弁及び該排気制御弁を作動
するダイヤフラム式アクチュエータか配置される構成に
おいて、プライマリターボ過給機のみの過給作動から両
ターボ過給機による過給作動への切換前に、排気制御弁
を小開してセカンダリターボ過給機を予備回転させると
共に過給圧制御を行うために、セカンダリターボ過給機
側の排気系に配設された排気制御弁を作動するダイヤフ
ラム式アクチュエータに制御圧を調圧して与える排気制
御弁小開制御用デューティソレノイド弁がセカンダリタ
ーボ過給機近傍の車体側に配置され、また、排気制御弁
の小開制御時以外のときに、過給圧制御を行うべくプラ
イマリターボ過給機に備えたウエストゲート弁を作動す
るダイヤフラム式アクチュエータに制御圧を調圧して与
えるウエストゲート弁制御用デューティソレノイド弁が
プライマリターボ過給機近傍の車体側に配置されるの
で、いずれのデュ一ティソレノイド弁も短い制御圧通路
を介して各ダイヤフラム式アクチュエータに連通され
る。その結果、各デューティソレノイド弁で調圧された
制御圧が直ちにアクチュエータに作用して、ウエストゲ
ート弁及び排気制御弁の応答性が共に向上する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１において、本考案が適用される過給機付エ
ンジンの全体の構成について説明する。符号１は水平対
向式エンジン（本実施例においては４気筒エンジン）の
エンジン本体であり、クランクケース２の左右のバンク
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。また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がそれぞれ配設されてい
る。排気系として、左右バンク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，
５０ａ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。

【００１４】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。

【００１５】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のブロワ４０ｂ，５０ｂに連通され、
このブロワ４０ｂ，５０ｂからの吸気管１８，１９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ー２
７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
筒に連通されている。またアイドル制御系として、エア
クリーナ１５の直下流と吸気マニホールド２３の間のバ
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
気量を制御するように設けられる。

【００１６】燃料系として、吸気マニホールド２３のポ
ート近傍にインジェクタ３０が配設され、燃料ポンプ３
１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
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、噴射信号のパルス幅により燃料噴
射制御することが可能になっている。点火系として、各
点火プラグ８毎に連設する各点火コイル８ａ毎にイグナ
イタ３６からの点火信号が入力するように接続されてい
る。

【００１７】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ブロワ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。タービン側にはダイア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の圧力室にはブロワ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。またこの
制御圧通路４４は更に過給圧をブロワ４０ｂの上流側に
リークするデューティソレノイド弁４３に連通し、この
デューティソレノイド弁４３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４３は、後述する電子制御装置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は高い制御圧でウエストゲート弁４
１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。

【００１８】一方、スロットル弁急閉時のブロワ回転の
低下や吸気騒音の発生を防止するため、ブロワ４０ｂの
下流としてスロットル弁２１の近くのインタークーラ２
０の出口側と、ブロワ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、ブロワ下流に封
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。

【００１９】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とブロワ５０ｂが回転駆動して
過給するものであり、タービン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。またタービン５０ａの上流の排気管１０には、ダ
イアフラム式アクチュエータ５４を備えた下流開き式の
排気制御弁５３が設けられ、ブロワ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、ブロワ５０ｂの上、下流の間のリ
リーフ通路５８に過給圧リリーフ弁５７が設けられる。

【００２０】これら各弁の圧力動作系について説明す
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、スロットル弁全閉時に負圧を貯え且つ脈動圧を緩衝
する。また過給圧リリーフ弁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，ＳＯＬ．４、排気制御弁５
３を小開制御するデューティソレノイド弁７５、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
エストゲート切換ソレノイド弁７０を有する。各切換ソ
レノイド弁７０，ＳＯＬ．１〜４は、電子制御装置１０
０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の負圧、吸気制御弁下流に連通する正圧
通路６４ａ，６４ｂからの正圧、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
いて各制御弁，セカンダリウエストゲート弁５１を作動
する。またデューティソレノイド弁７５は、電子制御装
置１００からのデューティ信号によりアクチュエータ５
４の正圧室５４ａに作用する正圧を可変制御し、排気制
御弁５３を小開制御する。

【００２１】上記過給圧リリーフ弁用切換ソレノイド弁
ＳＯＬ．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。また、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。

【００２２】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５
６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、Ｏ
Ｎされると、負圧通路６３側を閉じて大気ポートを開
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。

【００２３】セカンダリウエストゲート切換ソレノイド
弁７０は、電子制御装置１００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ＯＦＦ
され、レギュラーガソリン使用と判断されたときにはＯ
Ｎされる。そしてセカンダリウエストゲート切換ソレノ
イド弁７０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、制御圧
通路７０ａを介して大気圧をアクチュエータ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。また、ＯＮで大気ポートを閉じて通路６５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５２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５
１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。

【００２４】また、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側を閉じて大気ポートを開き、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
閉じて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。また、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ＳＯ
Ｌ．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。

【００２５】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に電子制
御装置１００からのデューティ信号により作動する排気
制御弁小開制御用のデューティソレノイド弁７５が設け
られる。そして第１の切換ソレノイド弁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７５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７５
は、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
さくなるほど正圧を高くして排気制御弁５３の開度を増
すように動作する。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状態下でエンジン運転状
態が所定の排気制御弁小開制御モード領域内にあると
き、デューティソレノイド弁７５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を小開するように構成される。

【００２６】各種のセンサについて説明する。差圧セン
サ８０は吸気制御弁５５の上，下流の差圧を検出するよ
うに設けられ、絶対圧センサ８１が切換ソレノイド弁７
６により吸気管圧力と大気圧を選択して検出するように
設けられる。またエンジン本体１にノックセンサ８２が
取付られると共に、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。さらに、スロットル弁２
１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８６が配設されている。

【００２７】また、エンジン本体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。さらに、
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。

【００２８】次に、図２に基づき電子制御系の構成につ
いて説明する。電子制御装置（ＥＣＵ）１００は、ター
ボ過給機作動個数切換制御，過給圧制御、燃料噴射制
御、点火時期制御等を行うメインコンピュータ１０１
と、ノック検出処理専用のサブコンピュータ１０２との
２つの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１０３や駆動回路１
０４等の周辺回路が組込まれている。

【００２９】上記定電圧回路１０３は、電源リレー９７
のリレー接点を介してバッテリ９５に接続されており、
このバッテリ９５に、上記電源リレー９７のリレーコイ
ルがイグニッションスイッチ９６を介して接続されてい
る。また、バッテリ９５には、定電圧回路１０３が直接
接続され、さら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。すなわち、定
電圧回路１０３は、エンジンを運転する際、イグニッシ
ョンスイッチ９６がＯＮ操作され、電源リレー９７のリ
レー接点が閉となったとき、制御用電源を供給し、ま
た、イグニッションスイッチ９６がＯＦＦされたときで
も後述するバックアップＲＡＭ１０７にバックアップ用
の電源を供給する。

【００３０】上記メインコンピュータ１０１は、ＣＰＵ
１０５，ＲＯＭ１０６，ＲＡＭ１０７，イグニッション
スイッチ９６がＯＦＦされたときにも定電圧回路１０３
からバックアッブ電源が供給されてデータを保持するバ
ックアップＲＡＭ１０８，カウンタ・タイマ群１０９，
シリアル通信インターフエイス（ＳＣＩ）１１２及びＩ
／Ｏインターフェイス１１０がバスライン１１１を介し
て接続されたマイクロコンピュータである。尚、上記カ
ウンタ・タイマ群１０９は、フリーランニングカウン
タ、カム角センサ８８からのカムパルス信号の入力計数
用カウンタ（気筒判別の際に用いる）、クランク角セン
サ８７からのクランクパルス信号の入力間隔計時用カウ
ンタ（エンジン回転数算出に用いる）、プログラムにお
ける各ジョブの定期割込みを発生させるための定期割込
みタイマ、及びシステム異常監視用のウォッチドグタイ
マ等を便宜上総称するものであり、上記メインコンピュ
ータ１０１においては、その他、各種のソフトウェアカ
ウンタ・タイマが用いられる。

【００３１】また、上記サブコンピュータ１０２も、上
記メインコンピュータ１０１と同様に、ＣＰＵ１１３，
ＲＯＭ１０４，ＲＡＭ１０５，カウンタ・タイマ群１１
６，Ｉ／Ｏインターフェイス１１７，及びＳＣＩ１１８
をバスライン１１９を介して接続したマイクロコンピュ
ータであり、上記メインコンピュータ１０１とサブコン
ピュータ１０２とは、ＳＣＩ１１２，１１８を介してシ
リアル通信ラインにより互いに接続されている。

【００３２】上記メインコンピュータ１０１のＩ／Ｏイ
ンターフェイス１１０には、入カポートに、ノックセン
サ８２以外の各種センサ８０，８１，８３〜８８，車速
センサ８９，イグニッションスイッチ９６，スタータス
イッチ９２，及びバッテリ９５が接続されている。ま
た、Ｉ／Ｏインターフェイス１１０の出力ポートには、
イグナイタ３６が接続され、駆動回路１０４を介してＩ
ＳＣＶ２５，インジェクタ３０，各切換ソレノイド弁７
０，７６，ＳＯＬ．１〜４，デューティソレノイド弁４
３，７５、及び燃料ポンプリレー９８のリレーコイルが
接続されており、さらに、イグニッションスイッチ９６
がＯＮからＯＦＦされた後も、所定時間の間、電源を保
持させるためセルフシャット信号線がイグニッションス
イッチ９６と電源リレー９７のリレーコイルとの問に接
続されている。

【００３３】一方、サブコンピュータ１０２のＩ／Ｏイ
ンターフェイス１１７には、入カポートに、クランク角
センサ８７，カム角センサ８８が接続されると共に、ノ
ックセンサ８２がアンプ１２０，周波数フィルタ１２
１，Ａ／Ｄ変換器１２２を介して接続されており、ノッ
クセンサ８２からのノック検出信号がアンプ１２０で所
定のレベルに増幅された後に周波数フィルタ１２１で必
要な周波数成分が抽出され、Ａ／Ｄ変換器１２２にてデ
ジタル信号に変換されてサブコンピュータ１０２に入力
される。

【００３４】そして、イグニッションスイッチ９６がＯ
Ｎされると、電源リレー９７がＯＮして電子制御装置１
００に電源が投入され、定電圧回路１０３を介して各部
に定電圧が供給され、メインコンピュータ１０１は各種
制御を実行し、サブコンピュータ１０２はノック検出処
理を実行する。すなわち、メインコンピュータ１０１に
おいては、ＣＰＵ１０５が、ＲＯＭ１０６にメモリされ
ているプログラムに基づき、Ｉ／Ｏインターフェイス１
１０を介して各種センサ８０，８１，８３〜８９からの
検出信号、及びスイッチ９２，９６からの信号、バッテ
リ電圧Ｖв等を入力処理し、ＲＡＭ１０７及びバックア
ップＲＡＭ１０８に格納された各種データ、ＲＯＭ１０
６にメモリされている固定データに基づき各種制御量を
演算する。そして駆動回路１０４により燃料ポンプリレ
ー９８をＯＮし燃料ポンプ３１に通電して駆動させると
共に、駆動回路１０４を介して各切換ソレノイド弁７
０，７６，ＳＯＬ．１〜４にＯＮ．ＯＦＦ信号を、デュ
ーティソレノイド弁４３，７５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、及び過給圧制御を
行い、演算した燃料噴射パルス幅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３
０に出力して燃料噴射制御を行い、また、演算した点火
時期に対応する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、ＩＳＣＶ２５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。

【００３５】また、サブコンピュータ１０２において
は、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷（例えば基本燃料
噴射パルス幅Ｔｐ〔＝Ｋ×Ｑ／Ｎ、Ｋはインジェクタ特
性補正定数、Ｑは吸入空気量〕を用いる）とに基づいて
ノックセンサ８２からの信号のサンプル区間（クランク
角区間）を設定し、このサンプル区間に達したとき、ノ
ックセンサ８２からの信号をＡ／Ｄ変換器１２２により
高速にＡ／Ｄ変換して振動波形を忠実にデジタルデータ
に変換させ、このデジタルデータに基づきノックの発生
を判定する。

【００３６】サブコンピュータ１０２のＩ／Ｏインター
フェイス１１７の出力ポートは、メインコンピュータ１
０１のＩ／Ｏインターフェイス１１０の入カポートに接
続されており、サブコンピュータ１０２でのノック判定
結果がＩ／Ｏインターフェイス１１７に出力される。そ
して、メインコンピュータ１０１は、サブコンピュータ
１０２からノック発生有りの判定結果が出力されると、
ＳＣＩ１１２を介してシリアル通信ラインによりノック
データを読み込み、このノックデータに基づいて直ちに
該当気筒の点火時期を遅角させ、ノックを回避する。

【００３７】また、メインコンピュータ１０１のＩ／Ｏ
インターフェイス１１０には、コネクタから構成される
リードメモリスイッチ１２３及びテストモードスイッチ
１２４が接続されている。そして、工場のラインエンド
やディーラ等においてテストモードスイッチ１２４をＯ
Ｎ（コネクタ接続状態）とすることで、メインコンピュ
ータ１０１及びサブコンピュータ１０２が通常の制御モ
ードから予め設定されたテストモードに切換わり、テス
トモード制御を実行することにより、種々の検査、点検
を行うことが可能になっている。また、リードメモリス
イッチ１２３をＯＮ（コネクタ接続状態）すると、図示
しない外部装置を接続した際など、メインコンピュータ
１０１あるいはサブコンピュータ１０２内のデータが外
部装置に送出され、外部装置によるデータ表示等により
故障診断することが可能になっている。

【００３８】次に、図３において、エンジン本体の搭
載、各種ソレノイド弁の配置の構造について説明する。
符号１３０は車体、１３１はエンジンルームであり、エ
ンジンルーム１３１の内部にエンジン本体１が左右バン
ク３，４を左右に配置して縦置きに搭載される。エンジ
ン本体１の後ろにはインタークーラ２０が、フードのエ
アスクープから取入れる冷却風により空冷するように略
水平に設置される。左バンク３の直後にはプライマリタ
ーボ過給機４０が、右バンク４の直後にはセカンダリタ
ーボ過給機５０が、いずれもブロワ側を車体前方に向け
て前後方向に設置される。そして例えば吸気系が、車体
前方からの吸気管１６，１７を両ターボ過給機４０，５
０のブロワ側に連通し、各ブロワ側からの２本の吸気管
１８，１９をインタークーラ２０の下を通ってその後方
下部に連通し、インタークーラ２０の前方中央部からス
ロットルボデー２７、エンジン本体１の上部のチャンバ
２２、吸気マニホールド２３を介して左右バンク３，４
の各気筒に連通するように引回される。

【００３９】またプライマリターボ過給機４０のウエス
トゲート弁作動用アクチュエータ４２、セカンダリター
ボ過給機５０の排気制御弁作動用アクチュエータ５４と
ウエストゲート弁作動用アクチュエータ５２が、後方下
部から前上方に斜めに設置される。吸気制御弁作動用ア
クチュエータ５６、過給圧リリーフ弁５７も図示のよう
に配設される。

【００４０】ここでエンジンルーム１３１の内部におい
て、両ターボ過給機４０，５０の近くにはサスペンショ
ンのショクアブソーバ等を収容設置するストラットタワ
ー１３２，１３３がそれぞれ突設されている。そこで、
セカンダリターボ過給機５０近傍の車体側として右側の
ストラットタワー１３３に集中ソレノイドボックス１３
４を取付けて、このボックス１３４に複数の切換ソレノ
イド弁、絶対圧センサと共に排気制御弁小開制御用デュ
ーティソレノイド弁７５が、セカンダリターボ過給機５
０のアクチュエータ５２，５４と近接配置した状態で集
中して実装される。これにより、特にデューティソレノ
イド弁７５からの制御圧通路７３ａが短い通路長で排気
制御弁作動用アクチュエータ５４に連通される。また、
プライマリターボ過給機４０近傍の車体側として、左側
のストラットタワー１３２にはウエストゲート弁制御用
デューティソレノイド弁４３が、ウエストゲート弁作動
用アクチュエータ４２と近接配置した状態で取付け金具
１３５により単独で実装される。そしてこのデューティ
ソレノイド弁４３とアクチュエータ４２とが短い通路長
の制御圧通路４４により連通される。

【００４１】次に、作用について、先ず電子制御装置１
００による過給機作動個数切換制御を説明する。エンジ
ン運転時において、図４に示すように、エンジン回転数
Ｎ及びエンジン負荷Ｔｐ（基本燃料噴射パルス幅）によ
る運転領域が、プライマリターボ過給機４０のみ過給作
動させるシングルターボ状態から両ターボ過給機４０，
５０を過給作動させるツインターボ状態へ切換えるシン
グル→ツイン切換ラインＬ２よりも低速域のシングルタ
ーボ領域にあり、且つ、図５に示すように、シングル→
ツイン切換判定ラインＬ２と予め設定された吸気管圧力
Ｐ１及びエンジン回転数Ｎ１とで囲まれる排気制御弁小
開制御領域外の低回転，低負荷域にあるとき、４つの切
換ソレノイド弁ＳＯＬ．１〜４がいずれもＯＦＦされ
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。また、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５４
ａ，５４ｂに大気圧が導入されることでスブリングの付
勢力により閉弁する。そして排気制御弁５３の閉弁によ
りセカンダリタ一ボ過給機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のみ過給作動のシングルターボ
状態となる。そしてプライマリターボ過給機４０のみの
過給作動により低速域で高い軸トルクが得られる。また
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。

【００４２】そして、エンジン回転数Ｎ，エンジン負荷
Ｔｐが上昇して排気制御弁小開制御領域に入ると、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。そこで排気制御弁５３はアクチュエータ５４の正
圧室５４ａに正圧が導入されることで開くが、このとき
デューティソレノイド弁７５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、排気制御弁
５３が小開してセカンダリターボ過給機５０が予備回転
される。またこのとき、過給圧リリーフ弁５７が開かれ
ていることで、予備回転によるセカンダリターボ過給機
５０によるコンプレッサ圧がリークされ、予備回転の円
滑化が図られる。

【００４３】そして、エンジン回転数Ｎ及びエンジン負
荷Ｔｐによる運転領域がシングルターボ領域からシング
ル→ツイン切換ラインＬ２を境にツインターボ領域側に
移行すると（図４参照）、直ちに過給圧リリーフ弁用切
換ソレノイド弁ＳＯＬ．１をＯＮし、過給圧リリーフ弁
５７を閉弁する。なお、これに同期して排気制御弁小開
制御用デューティソレノイド弁７５が全閉されて正圧通
路６４ｂを介しての正圧がリークされることなく直接ア
クチュエ一夕５４の正圧室５４ａに導入され、排気制御
弁５３の開度が増大される。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の回転数が上昇して吸気制御弁５５上流のセカンダ
リターボ過給機５０によるコンプレッサ圧が次第に上昇
され、ツインターボ状態への移行に備えられる。その
後、所定時間経過後に第２の排気制御弁用切換ソレノイ
ド弁ＳＯＬ．４をＯＮして排気制御弁５３を全開にし、
さらにセカンダリターボ過給機５０の予備回転数を上昇
させる。さらに所定時間経過後、セカンダリターボ過給
機５０によるコンプレッサ圧が上昇し、吸気制御弁５５
の上流圧と下流圧との差圧が設定値に達した時点て吸気
制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．２をＯＮして吸気制
御弁５５を開弁させ、プライマリ夕−ボ過給機４０の過
給作動に加えてセカンダリターボ過給機５０が過給作動
する。これにより高速域の排気流量の大きい領域では両
ターボ過給機４０，５０の過給作動により高い軸トルク
が得られ出力が向上される。

【００４４】また、エンジン回転数Ｎ，エンジン負荷Ｔ
ｐが減少してエンジン運転領域がツインターボ領域から
ツイン→シングル切換ラインＬ１（図４参照）を境にシ
ングルターボ領域側へ移行すると、所定時間経過後に４
つの切換ソレノイド弁ＳＯＬ．ｌ〜４がＯＦＦされる。
これにより、過給圧リリーフ弁５７が開弁されて、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の過給作動が停止され、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状態
に戻る。

【００４５】続いて、上述のターボ過給機作動個数切換
制御下における過給圧制御について説明する。正規のハ
イオクガソリン使用では切換ソレノイド弁７０がＯＦＦ
されることで、セカンダリターボ過給機５０のウエスト
ゲート弁５１が閉じた状態に保持され、プライマリター
ボ過給機４０のウエストゲート弁４１と排気制御弁５３
により過給圧制御が行われる。即ち、シングルターボ状
態下での排気制御弁小開領域では、排気制御弁５３小開
による過給圧の変化が大きいことから、ウエストゲート
弁４１が閉弁され、この状態で目標過給圧と実過給圧と
に基づきＰＩ制御によるデューティ信号をデューティソ
レノイド弁７５に与え、制御圧通路７３ａの制御圧を変
化する。このときデューティソレノイド弁７５とアクチ
ュエータ５４とが近接配置され、両者が短い制御圧通路
７３ａで連通することで、アクチュエータ５４の圧力も
機敏に変化して排気制御弁５３を小開すると共に過給圧
が応答良くフィードバック制御される。

【００４６】また、シングルターボ状態下で排気制御弁
小開領域外のとき、及び、ツインターボ状態下では、プ
ライマリターボ過給機側のデューティソレノイド弁４３
に前述と同様、ＰＩ制御によるデューティ信号が入力し
て制御圧通路４４の制御圧が変化する。この場合もデュ
ーティソレノイド弁４３とアクチュエータ４２とが近接
配置され、両者が短い制御圧通路４４で連通すること
で、アクチュエータ４２の圧力が機敏に変化してウエス
トゲート弁４１の開度が変化し、これにより吸気系の過
給圧が応答良くフィードバック制御される。

【００４７】以上、本考案の実施例について説明した
が、水平対向式エンジン以外のエンジンにも適用でき、
デューティソレノイド弁の取付け状態は実施例に限定さ
れない。

【００４８】

【考案の効果】以上詳述したように本考案によれば、エ
ンジン本体の一方バンク側にウエストゲート弁を備えた
プライマリターボ過給機、及びウエストゲート弁を作動
するダイヤフラム式アクチュエータが配置され、他方バ
ンク側にセカンダリターボ過給機，排気制御弁及び該排
気制御弁を作動するダイヤフラム式アクチュエータが配
置される構成において、プライマリターボ過給機のみの
過給作動から両ターボ過給機による過給作動の切換前
に、排気制御弁を小開してセカンダリターボ過給機を予
備回転すると共に過給圧制御を行うためにセカンダリタ
ーボ過給機側の排気系に配設された排気制御弁を作動す
るダイヤフラム式アクチュエータに制御圧を調圧して与
える排気制御弁小開制御用デューティソレノイド弁が、
セカンダリターボ過給機近傍の車体側に配設され、ま
た、排気制御弁の小開制御時以外のときに、過給圧制御
を行うべくプライマリターボ過給機に備えたウエストゲ
ート弁を作動するダイヤフラム式アクチュエータに制御
圧を調圧して与えるウエストゲート弁制御用デューティ
ソレノイド弁がプライマリターボ過給機近傍の車体側に
配置されるので、いずれのデューティソレノイド弁も短
い制御圧通路を介して各ダイヤフラム式アクチュエータ
に連通され、各デューティソレノイド弁で調圧された制
御圧が直ちにアクチュエータに作用して、ウエストゲー
ト弁及び排気制御弁の応答性が共に向上し、いずれの過
給圧制御に際しても、過給圧制御の応答性が向上する。

【００４９】また、いずれのデューティソレノイド弁の
制御圧通路も通路長が短縮化して、通路の引回しが容易
となる。さらに、２つのデューティソレノイド弁は共に
車体側に実装されるので、振動等に対する信頼性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案が適応される過給機付エンジンの一例を
示す構成図

【図２】過給機付エンジンの制御系の回路図

【図３】本考案に係わるソレノイド弁配置構造の実施例
を示す平面図

【図４】シングルターボ状態とツインターボ状態との切
換え領域を示す説明図

【図５】排気制御弁小開制御領域を示す説明図

【符号の説明】

１ エンジン本体 ４０ プライマリターボ過給機 ５０ セカンダリターボ過給機 ４１ ウエストゲート弁 ５３ 排気制御弁 ４２，５４ アクチュエータ ４４，７３ａ 制御圧通路 ４３，７５ デューティソレノイド弁 １３０ 車体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02B 37/00 F02B 37/007 F02B 37/18

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの吸，排気系に並列に接続する
   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
   エンジン本体の各バンクに配置し、共に全開のときには
   セカンダリターボ過給機の過給作動を行わせ、共に全閉
   のときにはセカンダリターボ過給機の過給作動を停止さ
   せる吸気制御弁，排気制御弁をセカンダリターボ過給機
   に接続される吸，排気系にそれぞれ配設し、プライマリ
   ターボ過給機のみの過給作動から両ターボ過給機による
   過給作動の切換え前に、上記排気制御弁を作動するダイ
   ヤフラム式アクチュエータに連通する制御圧通路に介装
   された排気制御弁小開制御用デューティソレノイド弁を
   デューティ制御して、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ると共に過給圧制御を行
   い、排気制御弁の小開制御以外のときにはプライマリタ
   ーボ過給機に設けられたウエストゲート弁を作動するダ
   イヤフラム式アクチュエータに連通する制御圧通路に介
   装されたウエストゲート弁制御用デューティソレノイド
   弁をデューティ制御して過給圧制御を行う過給機付エン
   ジンにおいて、 上記ウエストゲート弁制御用デューティソレノイド弁を
   プライマリターボ過給機近傍の車体側に、上記排気制御
   弁小開制御用デューティソレノイド弁をセカンダリター
   ボ過給機近傍の車体側にそれぞれ配置したことを特徴と
   する過給機付エンジンのソレノイド弁配置構造。