JP2737461B2 - 過給機付エンジンの過給圧制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主ターボチャージャと
副ターボチャージャを有し、低吸入空気量域では主ター
ボチャージャのみで過給し、高吸入空気量域では両ター
ボチャージャう作動させて両ターボチャージャで過給す
る過給機付エンジン、いわゆる２ステージツインターボ
エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン本体に対し、主、副二つのター
ボチャージャを並列に配置し、低吸入空気量域では主タ
ーボチャージャのみ作動させて１個ターボチャージャと
し、高吸入空気量域では両ターボチャージャを作動させ
るようにした、いわゆる２ステージターボシステムを採
用した過給機付エンジンが知られている。この種の過給
機付エンジンの構成は、たとえば図１５に示すようにな
っている。エンジン本体３９１に対し、主ターボチャー
ジャ（Ｔ／Ｃ−１）３９２と副ターボチャージャ（Ｔ／
Ｃ−２）３９３が並列に設けられている。副ターボチャ
ージャ３９３に接続される吸、排気系には、それぞれ吸
気切替弁３９４、排気切替弁３９５が設けられ、副ター
ボチャージャ３９３のコンプレッサをバイパスする吸気
バイパス通路３９７には、吸気バイパス弁３９６が設け
られている。低吸入空気量域では吸気切替弁３９４、排
気切替弁３９５をともに全閉とすることにより、主ター
ボチャージャ３９２のみを過給作動させ、高吸入空気量
域では両切替弁３９４、３９５をともに全開とし、吸気
バイパス弁３９６を閉じることにより、副ターボチャー
ジャ３９３にも過給作動を行わせ、２個ターボチャージ
ャ作動とすることができる。低吸入空気量域から高吸入
空気量域に移行するときには、吸気切替弁３９５および
排気切替弁３９４が閉じられているときに排気バイパス
弁３９８を小開制御し、さらに吸気バイパス弁３９６を
閉じることにより副ターボチャージャ３９３の助走回転
数を高め、ターボチャージャの切替をより円滑に（切替
時のショックを小さく）行うことが可能になっている。

【０００３】図１６は、主ターボチャージャと副ターボ
チャージャとを備えた過給機付エンジンにおけるターボ
チャージャの切替特性を示している。図１６に示すよう
に、平坦な道路での加速の場合はアクセルペダルの踏込
みによってエンジン回転数ＮＥが上昇し、エンジン回転
数ＮＥが所定値に達した時に、１個ターボチャージャか
ら２個ターボチャージャへの切替が行なわれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、登板走
行のようにアクセルペダルを踏み続けるような加速運転
の場合は、排気バイパス弁の開弁によって副ターボチャ
ージャは助走回転されるが、エンジン回転数が切替条件
の回転数まで上昇しないので、１個ターボチャージャか
ら２個ターボチャージャへの切替えが行なわれない。こ
の状態では吸気切替弁が閉弁状態であるので、副ターボ
チャージャのコンプレッサの回転によって圧送される吸
気は下流に流れることができず吸気温が著しく上昇す
る。そのため、副ターボチャージャのコンプレッサが加
熱され、インペラ（翼車）の機械的強度が低下するとい
う問題があった。

【０００５】以下、インペラの強度低下について、図１
５、１６、１７、１８を参照して詳述する。図１７は、
排気バイパス弁および吸気バイパス弁の作動と吸気温度
および過給圧との関係を示している。図１５に示すよう
に、排気バイパス弁３９８が小開されると、排気ガスの
流入によって副ターボチャージャ３９３のタービン３９
３ａが回転駆動され、タービンと連結されるコンプレッ
サの回転により過給が開始される。吸気バイパス弁３９
６は、排気バイパス弁３９８が開弁されると助走回転を
高めるために閉弁し、図１７の特性Ｎ₀ に示すように副
ターボチャージャの助走回転が行なわれる。この状態で
は、吸気切替弁３９４は閉弁しているので、副ターボチ
ャージャ３９３のコンプレッサ３９３ｂには外気が導入
されず、コンプレッサ３９３ｂによって圧送される吸気
の温度は著しく上昇する。

【０００６】図１８は、副ターボチャージャ３９３のイ
ンペラ（翼車）の機械的強度と吸気温との関係を示して
いる。図１８に示すように、インペラの機械的強度は、
コンプレッサ３９３ｂによって圧送される吸気の温度が
高くなるにつれて低下しており、登板走行のように吸気
温が著しく上昇するような走行条件の場合は、インペラ
の肉厚を増加させ、必要な強度を確保する必要がある。
しかし、インペラの肉厚を増加させ必要な強度を確保す
ると慣性マスが増加し、過給レスポンスが悪くなる。過
給レスポンスの悪化は、１個ターボチャージャから２個
ターボチャージャへの切替時における過給圧の低下を招
き、トルクショックが大きくなるという問題がある。

【０００７】特開平２−３０５３２１号公報には、低吸
入空気量域でも副ターボチャージャの温度が高い場合
は、強制的に２個ターボチャージャへ切替える装置が開
示されているが、副ターボチャージャの温度のみに基づ
いて２個ターボチャージャへの切替え制御を行なうと、
運転状態によっては２個ターボチャージャへの切替時の
トルクショックが大きくなるという問題がある。また、
この装置では、トルクショックを低減するため、２個タ
ーボチャージャへの切替をアイドル運転時に限定してい
るが、このような切替制御の場合は、副ターボチャージ
ャの吸気温の上昇を十分に抑えることができず、上述と
同様にインペラ機械的強度が問題となる。

【０００８】副ターボチャージャのコンプレッサのイン
ペラは高速回転するものであり、インペラ自体の温度を
測定し、これに基づいて切替制御を行なうことは技術的
およびコスト的に難しく実質的に不可能である。また、
副ターボチャージャのコンプレッサハウジングの温度や
コンプレッサによって圧送される吸気の温度を測定して
コンプレッサの温度を推定することも可能であるが、こ
の場合は検出精度が悪くなったり流路抵抗が増加するた
め、実用化が難しい。

【０００９】本発明は、上記の問題に着目し、登板走行
のような加速運転が長く続く場合であっても、副ターボ
チャージャのコンプレッサの温度が著しく上昇するのを
精度よく抑制し、インペラの肉厚を薄くすることが可能
な過給機付エンジンの過給圧制御装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明に
係る過給機付エンジンの過給圧制御装置は、主ターボチ
ャージャと、副ターボチャージャとを備え、前記副ター
ボチャージャのコンプレッサ下流に吸気通路を開閉する
吸気切替弁を設けるとともに、副ターボチャージャのタ
ービン下流または上流に排気通路を開閉する排気切替弁
を設け、低吸入空気量域では前記吸気切替弁と排気切替
弁を共に閉弁させることにより主ターボチャージャのみ
を過給作動させ、高吸入空気量域では前記吸気切替弁と
排気切替弁とを共に開弁させることにより両方のターボ
チャージャを過給作動させ、主ターボチャージャのみの
過給作動から両方のターボチャージャによる過給作動へ
の切替時に、副ターボチャージャの下流に設けられた排
気バイパス弁を開弁し副ターボチャージャの助走回転を
行なうようにした過給機付エンジンの過給圧制御装置に
おいて、つぎのように構成されている。

【００１１】（１）副ターボチャージャが排気バイパス
弁の開弁により助走回転する際の時間を計測する助走時
間計測手段と、排気バイパス弁の閉弁の際に放熱によっ
て副ターボチャージャが冷却される時間を計測する冷却
時間計測手段と、助走時間計測手段によって計測される
助走時間の累計時間から冷却時間計測手段によって計測
される冷却時間の累計時間を減算し、副ターボチャージ
ャの昇温に有効な昇温累計時間を算出する昇温時間累計
算出手段と、昇温時間累計算出手段によって算出された
昇温累計時間と予め設定された設定時間とを比較し、昇
温累計時間が設定時間を超える場合は優先的に主ターボ
チャージャおよび副ターボチャージャの双方による過給
作動に切替えることを指令する昇温判定手段と、を具備
したものから成る。

【００１２】（２）副ターボチャージャが排気バイパス
弁の開弁により助走回転する際の時間を計測する助走時
間計測手段と、排気バイパス弁の閉弁の際に放熱によっ
て副ターボチャージャが冷却される時間を計測する冷却
時間計測手段と、助走時間計測手段によって計測される
助走時間の累計時間から冷却時間計測手段によって計測
される冷却時間の累計時間を減算し、副ターボチャージ
ャの昇温に有効な昇温累計時間を算出する昇温時間累計
算出手段と、前記昇温時間算出手段により算出された副
ターボチャージャの昇温累計時間を外気温の変化に基づ
いて補正する補正手段と、補正手段によって算出された
昇温時間と予め設定された設定時間とを比較し、昇温時
間が設定時間を超える場合は優先的に主ターボチャージ
ャおよび副ターボチャージャの双方による過給作動に切
替えることを指令する昇温判定手段と、を具備したもの
から成る。

【００１３】（３）副ターボチャージャが排気バイパス
弁の開弁により助走回転する際の時間を計測する助走時
間計測手段と、排気バイパス弁の閉弁の際に放熱によっ
て副ターボチャージャが冷却される時間を計測する冷却
時間計測手段と、加熱時間計測手段によって計測される
助走時間の累計時間から冷却時間計測手段によって計測
される冷却時間の累計時間を減算し、副ターボチャージ
ャの昇温に有効な昇温累計時間を算出する昇温時間累計
算出手段と、昇温時間累計算出手段によって算出された
昇温累計時間と予め設定された設定時間とを比較し、昇
温累計時間が設定時間を超える場合は優先的に主ターボ
チャージャおよび副ターボチャージャの双方による過給
作動に切替えることを指令する昇温判定手段と、昇温判
定手段によって主ターボチャージャおよび副ターボチャ
ージャの双方による過給作動切替条件が成立していると
判定された場合でも、副ターボチャージャの助走回転が
十分上昇するまで双方のターボチャージャによる過給作
動への切替を遅延させる切替遅延手段と、を具備したも
のから成る。

【００１４】

【作用】このように構成された過給機付エンジンの過給
圧制御装置においては、つぎのような作用が行なわれ
る。上述の（１）の構成においては、助走回転時におけ
る副ターボチャージャの助走時間が助走時間計測手段に
よって計測される。助走回転では、副ターボチャージャ
のコンプレッサが圧送される吸気の温度上昇によって加
熱されることから、助走時間を計測することにより、コ
ンプレッサの加熱度が計測可能となる。また、排気バイ
パス弁の閉弁による副ターボチャージャの冷却時間は、
冷却時間計測手段によって計測される。助走時間および
冷却時間はそれぞれは累計され、この助走時間の累計時
間から冷却時間の累計時間が減算され、副ターボチャー
ジャの昇温に有効な昇温累計時間が、昇温時間累計算出
手段によって算出される。昇温累計時間が算出される
と、昇温判定手段によって昇温累計時間と設定時間とが
比較され、昇温累計時間が設定時間を超えていると判断
された場合、すなわち、副ターボチャージャによって圧
送される吸気の温度上昇によってコンプレッサの温度が
所定値よりも高いと推定される場合は、１個ターボチャ
ージャから２個ターボチャージャへの切替えが優先的に
行なわれる。これにより、副ターボチャージャのコンプ
レッサには外気（新気）が導入され、コンプレッサは導
入される外気によって冷却される。したがって、コンプ
レッサのインペラの肉厚を薄くしても所望の機械的強度
を維持することが可能となり、インペラの軽量化による
過給レスポンスの向上がはかれる。また、コンプレッサ
の温度を検知する温度センサ等も不要となるので、装置
が簡素化されるとともに、比較的精度のよい制御が可能
となる。

【００１５】上述の（２）の構成においては、外気温の
変化に基づいて副ターボチャージャの昇温累計時間が補
正手段によって補正されるので、外気温が高い場合は短
い昇温累計時間で２個ターボチャージャへの切替えが可
能となり、副ターボチャージャのコンプレッサへ早目に
外気を導くことができる。そのため、副ターボチャージ
ャのコンプレッサの温度上昇を確実に阻止することがで
き、インペラの肉厚をさらに薄くすることが可能とな
る。

【００１６】上述の（３）の構成においては、昇温判定
手段によって２個ターボチャージャへの切替条件が成立
していると判定された場合であっても、副ターボチャー
ジャの回転が十分に上昇しない間は切替遅延手段によっ
て２個ターボチャージャへの切替が遅延される。そのた
め、副ターボチャージャの回転が十分上昇した状態で２
個ターボチャージャへの切替えが可能となり、切替時に
おける過給圧の低下を最小に抑えることができる。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明に係る過給機付エンジンの過
給圧制御装置の望ましい実施例を、図面を参照して説明
する。

【００１８】第１実施例 図１ないし図６は、本発明の第１実施例を示しており、
とくに車両に搭載される６気筒エンジンに適用した場合
を示している。図２において、１はエンジン、２はサー
ジタンク、３は排気マニホールドを示す。排気マニホー
ルド３は排気干渉を伴わない＃１〜＃３気筒群と＃４〜
＃６気筒群の２つに集合され、その集合部が連通路３ａ
によって連通されている。７、８は互いに並列に配置さ
れた主ターボチャージャ、副ターボチャージャである。
ターボチャージャ７、８のそれぞれのタービン７ａ、８
ａは排気マニホールド３の集合部に接続され、それぞれ
のコンプレッサ７ｂ、８ｂは、インタクーラ６、スロッ
トル弁４を介してサージタンク２に接続されている。

【００１９】主ターボチャージャ７は、低吸入空気量域
から高吸入空気量域まで作動され、副ターボチャージャ
８は低吸入空気量域で停止される。双方のターボチャー
ジャ７、８の作動、停止を可能ならしめるために、副タ
ーボチャージャ８のタービン８ａの下流に排気切替弁１
７が、コンプレッサ８ｂき下流に吸気切替弁１８が設け
られる。吸、排気切替弁１８、１７の両方とも開弁のと
きは、両方のターボチャージャ７、８が作動される。副
ターボチャージャ８のタービン８ａの下流と主ターボチ
ャージャ７のタービン７ａの下流とは、排気バイパス通
路４０を介して連通可能となっている。排気バイパス通
路４０には、この排気バイパス通路４０を開閉する排気
バイパス弁４１が設けられている。排気バイパス弁４１
は、ダイヤフラム式アクチュエータ４２によって開閉さ
れるようになっている。

【００２０】低吸入空気量域で停止される副ターボチャ
ージャ８の吸気通路には、１個ターボチャージャから２
個ターボチャージャへの切替を円滑にするために、コン
プレッサ７ｂの上流とコンプレッサ８ｂの下流とを連通
する吸気バイパス通路１３と、吸気バイパス通路１３の
途中に配設される吸気バイパス弁３３が設けられる。吸
気バイパス弁３３はダイヤフラム式のアクチュエータ１
０によって開閉される。吸気切替弁１８の上流と下流と
を連通するバイパス通路には、逆止弁１２が設けられて
おり、吸気切替弁１８の閉時において副ターボチャージ
ャ８側のコンプレッサ出口圧力が主ターボチャージャ７
側より大になったとき、空気が上流側から下流側に流れ
ることができるようにしてある。なお、図中、１４はコ
ンプレッサ出口側の吸気通路、１５はコンプレッサ入口
側の吸気通路を示す。吸気通路１５はエアフローメータ
２４を介してエアクリーナ２３に接続される。排気通路
を形成するフロントパイプ２０は、排気ガス触媒２１を
介して排気マフラーに接続される。吸気切替弁１８はア
クチュエータ１１によって開閉され、排気切替弁１７は
ダイヤフラム式アクチュエータ１６によって開閉される
ようになっている。ウエストゲートバルブ３１は、アク
チュエータ９によって開閉されるようになっている。

【００２１】アクチュエータ９、１０、１１、１６、４
２は、過給圧または負圧の導入によって作動するように
なっている。各アクチュエータ９、１０、１１、１６、
４２には、正圧タンク５１からの過給圧または負圧とエ
アフローメータ２４の下流からの大気圧とを選択的に切
り替えるために、第１、第２、第３、第４、第５、第６
の電磁弁２５、２６、２７、２８、３２、４４が接続さ
れている。各電磁弁２５、２６、２７、２８、３２、４
４の切替は、エンジンコントロールコンピュータ２９か
らの指令に従って行なわれる。なお、第２の電磁弁２６
へ負圧を導入する通路には、負圧の一方の流れのみを許
すチェック弁４５が介装されている。

【００２２】第１の電磁弁２５のＯＮは、吸気切替弁１
８を弁開とするようにアクチュエータ１１を作動させ、
ＯＦＦは吸気切替弁１８を全閉とするようにアクチュエ
ータ１１を作動させる。第４の電磁弁２８のＯＮは、排
気切替弁１７を全開とするようにアクチュエータ１６を
作動させ、ＯＦＦは排気切替弁１７を全閉するようにア
クチュエータ１６を作動させる。第３の電磁弁２７のＯ
Ｎは、吸気バイパス弁３３を全閉するようにアクチュエ
ータ１０を作動させ、ＯＦＦは吸気バイパス弁３３を全
開するようにアクチュエータ１０を作動させる。

【００２３】排気バイパス弁４１を作動させるアクチュ
エータ４２に大気圧を導入する第５の電磁弁３２は、Ｏ
Ｎ、ＯＦＦ制御でなく、デューティ制御される。同様
に、ウエストゲールバルブ３１を作動させるアクチュエ
ータ９に負圧を導く第６の電磁弁４４は、ＯＮ、ＯＦＦ
制御でなく、デューティ制御される。デューティ制御
は、周知の通り、デューティ値により通電時間を制御す
ることであり、デジタル的に通電、非通電の割合を変え
ることにより、アナログ的に平均電流が可変制御され
る。なお、デューティ値は、１サイクルの時間に対する
通電時間の割合であり、１サイクル中の通電時間をＡ、
非通電時間をＢとすると、デューティ値＝Ａ／（Ａ＋
Ｂ）×１００（％）で表わされる。

【００２４】排気バイパス弁４１の開度は、アクチュエ
ータ４２のダイヤフラム室４２ａに導入される過給気の
大気へのブリード量（リーク量）を第５の電磁弁３２の
デューティ制御によって可変させることにより可変可能
となっている。ウエストゲートバルブ３１の開度は、ア
クチュエータ９のダイヤフラム室９ｂに導入される過給
気の大気へのブリード量（リーク量）を第６の電磁弁４
４のデューティ制御によって可変させることにより可変
可能となっている。

【００２５】エンジンコントロールコンピュータ２９
は、エンジンの各種運転条件検出センサと電気的に接続
され、各種センサからの信号が入力される。エンジン運
転条件検出センサには、吸気管圧力センサ３０、スロッ
トル開度センサ５、吸入空気量測定センサとしてのエア
フローメータ２４、エンジン回転数センサ５０、および
酸素センサ１９が含まれる。エンジンコントロールコン
ピュータ２９は、演算をするためのセントラルプロセッ
サユニット（ＣＰＵ）、読み出し専用のメモリであるリ
ードオンリメモリ（ＲＯＭ）、一時記憶用のランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力インターフェイス（Ｉ
／Ｏインターフェイス）、各種センサからのアナログ信
号をディジタル量に変換するＡ／Ｄコンバータを備えて
いる。

【００２６】エンジンコントロールコンピュータ２９に
は、図１に示すように、助走時間計測手段６１、冷却時
間計測手段６２、昇温時間累計算出手段６３、昇温判定
手段６４が形成されている。この助走時間計測手段６
１、冷却時間計測手段６２、昇温時間累計算出手段６
３、昇温判定手段６４はエンジンコントロールコンピュ
ータ２９内に格納されるプログラムから構成されてい
る。

【００２７】助走時間計測手段６１は、副ターボチャー
ジャ８が排気バイパス弁４１の開弁により助走回転する
際の時間を計測する機能を有している。排気バイパス弁
４１の開弁時には、タービン８ａに排気ガスが流入する
のでコンプレッサ８ｂが回転駆動されるが、この状態で
は吸気切替弁１８が閉弁しているので、コンプレッサ８
ｂによって圧送される吸気の温度が上昇する。このよう
に、助走時間計測手段６１は、副ターボチャージャ８が
助走回転される時間を計測し、副ターボチャージャ８の
コンプレッサ８ｂが温度上昇した吸気によって加熱され
る時間を計測する機能を有する。

【００２８】冷却時間計測手段６２は、排気バイパス弁
４１の閉弁の際に放熱によって副ターボチャージャ８が
冷却される時間を計測する機能を有する。排気バイパス
弁４１の閉弁時には、タービン８ａに排気ガスが流入し
なくなるので、副ターボチャージャ８の回転数が低下し
副ターボチャージャ８は放熱によって冷却される。

【００２９】昇温時間累計算出手段６３は、助走時間計
測手段６１によって計測される助走時間の累計時間から
冷却時間計測手段６２によって計測される冷却時間の累
計時間を減算し、副ターボチャージャ８の昇温に有効な
昇温累積時間を算出する機能を有する。すなわち、昇温
時間累計算出手段６３は、助走回転によってコンプレッ
サ８ｂが加熱された累計時間から助走回転停止によって
コンプレッサ８ｂが冷却されている累計時間を引き算す
ることにより、コンプレッサ８ｂの温度を間接的に推定
する機能を有している。

【００３０】昇温判定手段６４は、昇温時間累計算出手
段６３によって算出された昇温累計時間と予め設定され
た設定時間とを比較し、昇温累計時間が設定時間を超え
る場合は優先的に主ターボチャージャ７および副ターボ
チャージャ８の双方による過給作動に切替えることを指
令する機能を有している。すなわち、昇温判定手段６４
は、副ターボチャージャ８のコンプレッサ８ｂの温度が
所定値を超えた場合は、第１の電磁弁２５および第４の
電磁弁２８に作動信号を出力し、１個ターボチャージャ
から２個ターボチャージャへの切替えを行なう機能を有
している。

【００３１】つぎに、第１実施例における作用について
説明する。高吸入空気量域では、吸気切替弁１８と排気
切替弁１７がともに開かれ、吸気バイパス弁１０が閉じ
られる。これによって２個ターボチャージャ７、８が駆
動され、十分な過給空気量が得られ、出力が向上され
る。低速域でかつ高負荷時には、吸気切替弁１８と排気
切替弁１７がともに閉じられ、吸気バイパス弁３３が開
かれる。これによって主ターボチャージャ７のみが駆動
される。低吸入空気量域で１個ターボチャージャとする
理由は、低吸入空気量域では１個ターボチャージャ過給
特性が２個ターボチャージャ過給特性より優れているか
らである。１個ターボチャージャとすることにより、過
給圧、トルクの立上りが早くなり、レスポンスが迅速と
なる。

【００３２】低吸入空気量域から高吸入空気量域に移行
するとき、つまり１個ターボチャージャから２個ターボ
チャージャ作動へ切り替えるときには、吸気切替弁１８
および排気切替弁１７が閉じられているときに排気バイ
パス弁４１をデューティ制御により小開制御し、さらに
吸気バイパス弁３３を閉じることにより副ターボチャー
ジャ８の助走回転数を高め、ターボチャージャの切替を
より円滑（切替時のショックを小さく）に行うことが可
能になる。副ターボチャージャ８の助走回転時には、吸
気切替弁１８が閉弁しているため、コンプレッサ８ｂに
よって圧送される吸気の温度が上昇し、コンプレッサ８
ｂが加熱される。コンプレッサ８ｂが著しく加熱される
と、インペラ８ｃの機械的強度が低下するため、本実施
例ではコンプレッサ８ｂが所定の温度以上にならないよ
うに、ターボチャージャの切替制御が行なわれる。

【００３３】図３ないし図６は、エンジンコントロール
コンピュータ２９内における副ターボチャージャ８のコ
ンプレッサ８ｂの温度上昇を抑制する制御の処理手順を
示している。ステップ１０１において、過給圧制御のル
ーチンが開始され、ステップ１０２に進んでエンジン回
転数ＮＥが３０００ｒｐｍよりも高回転か否かが判断さ
れる。ステップ１０２で、エンジン回転数ＮＥが３００
０ｒｐｍよりも高回転であると判断された場合は、ステ
ップ１０３に進み、排気切替弁１７を駆動する第４の電
磁弁（ＶＳＶ４）２８をＯＮとする旨のフラグが立てら
れているか否かが判断される。ここで、フラグに基づい
て第４の電磁弁２８がＯＮであると判断された場合は、
図６のステップ１４３に進みリターンする。

【００３４】ステップ１０２において、エンジン回転数
ＮＥが３０００ｒｐｍよりも低回転であると判断された
場合は、ステップ１０４に進む。ステップ１０３におい
て、第４の電磁弁２８をＯＮとするフラグが立っていな
いと判断された場合は、同様にステップ１０４に進む。
ステップ１０４では、吸入空気量Ｇａが１３０ｇ／ｓｅ
ｃよりも多いか否かが判断される。ここで、吸入空気量
Ｇａが１３０ｇ／ｓｅｃよりも多いと判断された場合
は、ステップ１０５に進み、エンジン回転数ＮＥが３５
００ｒｐｍよりも高回転であるか否かが判断される。

【００３５】ステップ１０５において、エンジン回転数
ＮＥが３５００ｒｐｍよりも高回転であると判断された
場合は、図６のステップ１０６に進み、第４の電磁弁２
８がＯＮとされる。これにより、排気切替弁１７が開弁
される。つぎに、ステップ１０７に進み、第１の電磁弁
（ＶＳＶ１）２５がＯＮとされ、吸気切替弁１８が開弁
される。ステップ１０７の処理が終了すると、ステップ
１０８に進み第４の電磁弁２８がＯＮである旨のフラグ
を立て、ステップ１０９に進む。

【００３６】ステップ１０９では、排気バイパス弁４２
を駆動する第５の電磁弁３２の作動時間をカウントする
エンジンコントロールコンピュータ２９のカウンタがリ
セットされる。つぎに、ステップ１１０に進み、第５の
電磁弁３２のデューティ比がゼロにリセットされ、ステ
ップ１４３に進んでリターンする。これにより、第５の
電磁弁３２を介してアクチュエータ４２のダイヤフラム
室４２ａに大気が導入され、排気バイパス弁４２は閉弁
される。

【００３７】ステップ１０４において、吸入空気量Ｇａ
が１３０ｇ／ｓｅｃよりも少ないと判断された場合は、
ステップ１１１に進む。同様に、ステップ１０５でエン
ジン回転数ＮＥが３５００ｒｐｍよりも低回転であると
判断された場合は、ステップ１１１に進む。ステップ１
１１では、排気切替弁１７を駆動する第４の電磁弁２８
をＯＦＦとする旨のフラグが立てられていないか否かが
判断される。つまり、ステップ１１１では２個ターボチ
ャージャから１個ターボチャージャへ切替った初期状態
におけるフラグの判定が行なわれる。ステップ１１１に
おいて、第４の電磁弁２８をＯＦＦとするフラグが立て
られていないと判断された場合は、ステップ１１２に進
む。

【００３８】ステップ１１２では、過給圧ＰＭが１２５
０ｍｍＨｇａｌｓよりも高くなっているか否かが判断さ
れる。ここで、過給圧ＰＭが１２５０ｍｍＨｇａｌｓよ
りも高いと判断された場合は、ステップ１１３に進み、
目標過給圧を下げるために、排気バイパス弁４１を駆動
する第５の電磁弁３２のデューティ比が小とされ、アク
チュエータ４２に供給される過給気のブリード量が減少
される。つぎに、図４のステップ１１４に進んで、第５
の電磁弁３２のデューティ比がゼロよりも小であるか否
かが判断される。

【００３９】ステップ１１４において、第５の電磁弁３
２のデューティ比がゼロよりも小であると判断された場
合は、ステップ１１５に進んで、デューティ比はゼロに
リセットされる。つまり、デューティ比は０％以下はな
いので、ステップ１１３のデューティ比の減算によって
デューティ比が０％以下となった場合は、ステップ１１
４およびステップ１１５でデューティ比の補正が行なわ
れる。なお、ステップ１１４で第５の電磁弁３２のデュ
ーティ比がゼロよりも大であると判断された場合は、ス
テップ１１５を超えて図５のステップ１１６に進む。

【００４０】ステップ１１６では、吸気バイパス弁１８
を駆動する第３の電磁弁（ＶＳＶ３）２７がＯＮとさ
れ、これによって吸気バイパス弁１８は閉弁される。ス
テップ１１６の処理が終了すると、ステップ１１７に進
み、排気バイパス弁４１を駆動する第５の電磁弁３２が
フィードバック制御されている時間のカウントが開始さ
れる。すなわち、ここでは、副ターボチャージャ８が排
気バイパス弁４１の開弁により助走回転する際の時間
が、助走時間計測手段６１としてのコンピュータ内のカ
ウンタによって計測される。この時間を計測することに
より、副ターボチャージャ８のコンプレッサ８ｂの加熱
度が計測可能となる。この助走時間は、エンジン起動後
からエンジン停止に至るまで累積される。

【００４１】図５のステップ１３２では、排気バイパス
弁４１を駆動する第５の電磁弁３２の閉弁時、すなわち
第５の電磁弁３２がフィードバック制御されていない時
間のカウントが開始される。この時間を冷却時間計測手
段６２としてのコンピュータ内のカウンタによって計測
することにより、副ターボチャージャ８のコンプレッサ
８ｂの冷却の度合が計測可能となる。この冷却時間は、
副ターボチャージャ８の最初の加熱後からエンジン停止
に至るまで累積される。

【００４２】エンジンコントロールコンピュータ２９内
では、助走時間計測手段６１によって計測される助走時
間の累計時間から冷却時間計測手段６２によって計測さ
れる冷却時間の累計時間が減算される。これは、図１に
示す昇温時間累計算出手段６３によって行なわれ、副タ
ーボチャージャ８のコンプレッサ８ｂの昇温に有効な昇
温累計時間が算出される。

【００４３】昇温累計時間が算出されると、図５のステ
ップ１１８に進み、算出された昇温累計時間と予め設定
された設定時間とが比較される。ここで、昇温累計時間
が設定時間に達していると判断された場合はステップ１
１９へ進む。ステップ１１９では、昇温累計時間が設定
時間に置換されステップ１２０に進む。ステップ１２０
では、吸入空気量Ｇａが１００ｇ／ｓｅｃよりも多いか
否かが判断される。ステップ１２０で吸入空気量Ｇａが
１００ｇ／ｓｅｃよりも多いと判断された場合は、ステ
ップ１０６に進み、上述したように１個ターボチャージ
ャから２個ターボチャージャへの切替が開始される。ス
テップ１１８で昇温累積時間が設定時間に達していない
と判断された場合は、ステップ１４３に進み、リターン
される。

【００４４】図３のステップ１１２において、過給圧が
１２５０ｍｍＨｇａｌｓよりも低いと判断された場合
は、ステップ１２１に進み、スロットル開度ＴＡが６０
ｄｅｇを超えているか否かが判断される。ここで、スロ
ットル開度ＴＡが６０ｄｅｇを超えていると判断された
場合は、ステップ１２２に進み、過給圧ＰＭが１１００
ｍｍＨｇａｌｓよりも高いか否かが判断される。ステッ
プ１２２で過給圧ＰＭの判定を行なうのは、ターボラグ
により過給圧が上昇するのが遅れるからであり、過給圧
ＰＭが所定値以上になっていると判断された際に、図４
のステップ１２３へ進む。

【００４５】ステップ１２３では、排気バイパス弁４１
を駆動する第５の電磁弁３２のデューティ制御が初めて
行なわれるか否かが判断される。ここで、排気バイパス
弁４１のデューティ制御が初めて行なわれる場合は、ス
テップ１２４に進み、スキップ制御が行なわれる。スキ
ップ制御は、排気バイパス弁４１における開弁開始時の
駆動力と開弁終了時の駆動力に差があるために必要な制
御である。すなわち、排気バイパス弁４１の駆動力には
ヒステリシスが存在し、これに対応するためにデューテ
ィ比を積分定数値によって補正するスキップ制御が行な
われる。

【００４６】ステップ１２４の処理が終了すると、ステ
ップ１２５に進み、第５の電磁弁３２のデューティ制御
の初期ステップが完了した旨のフラグが立てられ、ステ
ップ１２６に進む。ステップ１２３において、第５の電
磁弁３２のデューティ制御が初めて行なわれるのではな
いと判断された場合は、ステップ１２８に進んでデュー
ティ比２％が付加され、その後、ステップ１２６に進
む。

【００４７】ステップ１２６においては、第５の電磁弁
３２のデューティ比が１００％に達しているか否かが判
断される。ここで、第５の電磁弁３２のデューティ比が
１００％に達していると判断された場合は、ステップ１
２７に進み、第５の電磁弁３２のデューティ比を１００
％とし、図５のステップ１１６に進む。ステップ１１６
では、上述したように、吸気バイパス弁３３を駆動する
第３の電磁弁２７がＯＮとされ、ステップ１１７に進ん
で排気バイパス弁４１を駆動する第５の電磁弁３２のフ
ィードバック制御による開弁時間のカウントが行われ
る。

【００４８】図３のステップ１２１でスロットル開度Ｔ
Ａが６０ｄｅｇよりも小さいと判断された場合は、図
のステップ１３０に進む。図３のステップ１２２で過給
圧ＰＭが１１００ｍｍＨｇａｌｓよりも低いと判断され
た場合は、同様にステップ１３０に進む。ステップ１３
０においては、第５の電磁弁３２のデューティ比が０％
にリセットされる。この処理が終了すると、ステップ１
３１に進み、第５の電磁弁３２のデューティ比が０％と
された旨のフラグが立てられる。すなわち、この状態で
は排気バイパス弁４１を駆動するアクチュエータ４２に
供給される正圧はすべてブリードされ、排気バイパス弁
４１は閉弁される。

【００４９】ステップ１３１の処理が終了すると、ステ
ップ１３２に進み、排気バイパス弁４１を駆動する第５
の電磁弁３２の閉弁時間のカウントが開始される。ここ
では、排気バイパス弁４１の閉弁の際に副ターボチャー
ジャ８が放熱によって冷却される時間が冷却時間計測手
段６２としてのコンピュータ内のカウンタによって計測
される。ここでは、前述した昇温累計時間から冷却時間
が減算される。ステップ１３３では、算出された昇温累
計時間の比較が行われ、昇温累計時間がゼロよりも小さ
いか否かが判断される。ここで、算出された昇温累計時
間がゼロよりも小さい場合は、ステップ１３４に進み、
昇温累計時間がゼロに置換される。

【００５０】ステップ１３４で昇温累計時間がゼロに置
換されると、ステップ１３５に進み、排気切替弁１７を
駆動する第４の電磁弁２８をＯＮとした旨のフラグが立
てられているか否かが判断される。すなわち、排気切替
弁１７が全開であるか否かが判断される。ここで、排気
切替弁１７が全開であると判断された場合は、図６のス
テップ１３６に進み、吸気切替弁１８を駆動する第１の
電磁弁２５がＯＦＦとされ、吸気切替弁１８が閉弁され
る。

【００５１】ステップ１３７では、第１の電磁弁２５が
ＯＦＦとされた１秒後に、排気切替弁１７を駆動する第
４の電磁弁２８がＯＦＦとされ、排気切替弁１７が閉弁
される。ステップ１３７の処理が終了すると、ステップ
１３８に進み、吸気バイパス弁１８を駆動する第３の電
磁弁２７がＯＦＦとされる。これによって、吸気バイパ
ス弁１８が開弁され、２個ターボチャージャから１個タ
ーボチャージャへの切替えが行なわれる。

【００５２】ステップ１３８で第３の電磁弁２７がＯＦ
Ｆとされると、ステップ１３９に進み、第４の電磁弁２
８がＯＦＦとされた旨のフラグが立てられ、ステップ１
４３に進んでリターンされる。

【００５３】図５のステップ１３５において、第４の電
磁弁２８をＯＮとするフラグが立てられていないと判断
された場合、すなわち２個ターボチャージャであると判
断された場合は、図６のステップ１４０に進み、過給圧
ＰＭが２００ｍｍＨｇａｌｓよりも低いか否かが判断さ
れる。ここで、過給圧ＰＭが２００ｍｍＨｇａｌｓより
も低いと判断された場合は、ステップ１４１に進み、第
１の電磁弁２５がＯＮとされ、吸気切替弁１８が開弁さ
れる。この処理が終了すると、ステップ１４３に進み、
リターンされる。

【００５４】ステップ１４０において、過給圧ＰＭが２
００ｍｍＨｇよりも高いと判断された場合は、ステップ
１４２に進み、第１の電磁弁２５がＯＦＦとされ、吸気
切替弁１８が閉弁される。吸気切替弁１８が閉弁される
と、ステップ１４３に進み、リターンされる。

【００５５】このように、本実施例では、図５の２点鎖
線で囲まれた処理Ｓ₁ に示すように、コンピュータ内の
カウンタによって計測される助走時間の累計時間から冷
却時間の累計時間を減算し、副ターボチャージャ８のコ
ンプレッサ８ｂの昇温に有効な昇温累計時間が昇温時間
累計算出手段６３によって算出されるので、助走回転に
よって副ターボチャージャ８のコンプレッサ８ｂの温度
がどのくらい上昇しているかを推定することが可能とな
る。そして、コンプレッサ８ｂの温度が所定値を超えて
いる場合は、図１に示すように、昇温判定手段６４から
第１の電磁弁２５および第４の電磁弁２８に作動信号が
出力され、優先的に１個ターボチャージャから２個ター
ボチャージャへの切替えが行なわれる。そのため、導入
される外気によってコンプレッサ８ｂを冷却することが
でき、コンプレッサ８ｂのインペラ（翼車）８ｃの肉厚
を薄くしても、十分な機械的強度を維持することができ
る。

【００５６】なお、インペラ８ｃは一般にアルミダイキ
ャストから構成されるが、コンプレッサ８ｂの温度が高
くなった場合は確実にコンプレッサ８ｂを冷却すること
ができるため、コンプレッサ８ｂを金属よりも軽い樹脂
製とすることも可能となる。

【００５７】第２実施例 図７ないし図１０は、本発明の第２実施例を示してい
る。第２実施例が第１実施例と異なるところは、昇温累
計時間を補正する補正手段の有無であり、その他の部分
は第１実施例に準じるので、準じる部分に第１実施例と
同一の符号を付すことにより準じる部分の説明を省略し
異なる部分についてのみ説明する。後述する他の実施例
も同様とする。

【００５８】本実施例では、図７に示すように、昇温時
間累計算出手段６３と昇温判定手段６４との間に、補正
手段２０１が設けられている。副ターボチャージャ８の
コンプレッサ８ｂに導入される吸気の温度は、外気温の
変化によって左右されることから、外気温が変化すると
副ターボチャージャ８のコンプレッサ８ｂの温度の上昇
速度が異なってくる。そこで、本実施例では外気温の変
化に基づいて算出された副ターボチャージャ８の昇温累
計時間を補正手段２０１によって補正するようにしてい
る。

【００５９】図８は、昇温累計時間の補正を行なう制御
の処理手順を示している。図８に示すように、ステップ
１１６の処理が完了すると、ステップ１１７に進み、排
気バイパス弁４１を駆動する第５の電磁弁３２の開弁に
よる助走時間のカウントが行なわれる。つぎに、ステッ
プ２１１に進んで外気温度（ＴＨＡ）に基づく判定条件
Ａが求められる。この判定条件Ａは、後述するマップＭ
から求められる。判定条件Ａが求められると、ステップ
２１２に進み、排気バイパス弁１７を駆動する第５の電
磁弁３２の開弁による昇温累計時間と、判定値Ａとが比
較される。

【００６０】ステップ２１２において、昇温累計時間と
判定条件Ａとの比較の結果、昇温累計時間が判定条件Ａ
よりも大きいと判断された場合は、ステップ２１３に進
み、昇温累計時間が判定条件Ａに置換され、ステップ１
２０に進む。ステップ２１２において、昇温累計時間が
判定条件Ａよりも小さいと判断された場合は、ステップ
１２０に進む。ステップ１２０では、第１実施例で説明
したように、吸入空気量Ｇａの判定が行なわれる。

【００６１】図９は、外気温（ＴＨＡ）と判定条件であ
る昇温累計時間との関係を示すマップを示している。図
９に示すように、外気温が高くなると、助走累計時間が
短くなるように補正される。このように、本実施例で
は、図８の２点鎖線で囲まれた処理Ｓ₂ を行なうことに
より、図１０に示すように外気温が上昇した場合は判定
条件Ａが小さくなり、副ターボチャージャ８のコンプレ
ッサ８ｂの温度が一定以上になることは確実に防止され
る。したがって、コンプレッサ８ｂのインペラ８ｃの肉
厚をさらに薄くすることが可能となり、インペラ８ｃの
軽量化によって過給レスポンスをさらに向上させること
ができる。

【００６２】第３実施例 図１１ないし図１４は、本発明の第３実施例を示してい
る。図１１に示すように、本実施例では、昇温判定手段
６４の後に、切替遅延手段３０１が設けられている。切
替遅延手段３０１は、昇温判定手段６４によって主ター
ボチャージャおよび副ターボチャージャ８の双方による
過給作動切替条件が成立していると判定された場合で
も、副ターボチャージャ８の助走回転が十分上昇するま
で双方のターボチャージャ７、８による過給作動への切
替を遅延させる機能を有している。

【００６３】図１２および図１３は、１個ターボチャー
ジャから２個ターボチャージャへの遅延制御の処理手順
を示している。本制御手順は、第１実施例の制御手順に
準じており、同一の処理のステップには第１実施例と同
一の符号を付すことによりその処理内容の説明を省略
し、異なるステップのみについて説明する。図１２にお
いて、ステップ１２０で吸入空気量Ｇａが１００ｇ／ｓ
ｅｃよりも多いと判断された場合は、ステップ３１１に
進み、排気バイパス弁４１を駆動する第５の電磁弁３２
の動作に基づき最小助走回転時間Ｔ₂ がカウントされ
る。つまり、ここでは図１４の特性に示すように、助走
回転が行なわれる毎に助走回転の最小時間がカウントさ
れる。ステップ３１１で第５の電磁弁３２の動作に基づ
き最小助走回転時間がカウントされると、ステップ３１
２に進み、最小助走回転時間Ｔ₂ が設定値と比較され
る。この比較により、副ターボチャージャ８の助走回転
が十分に行なわれているか否かが判定可能となる。ここ
で、最小助走回転時間Ｔ₂ が設定値と同じかあるいは設
定値を超えていると判断された場合は、すなわち、助走
回転が十分に行なわれていると判断された場合は、図１
３のステップ１０６に進む。

【００６４】ステップ１０６では排気切替弁１７を駆動
する第４の電磁弁２８がＯＮとされ、ステップ１０７で
は吸気切替弁１８を駆動する第１の電磁弁２５がＯＮと
される。これによって、排気切替弁１７と吸気切替弁１
８は共に開弁され、１個ターボチャージャから２個ター
ボチャージャへの切替えが行なわれる。ステップ１０８
では、第４の電磁弁２８がＯＮとされた旨のフラグが立
てられる。ステップ１０９では第５の電磁弁３２の作動
に基づく昇温累計時間Ｔ₁ のカウント値がリセットさ
れ、ステップ１１０では第５の電磁弁３２のデューティ
比のリセットが行なわれる。ステップ１１０の処理が終
了すると、ステップ３１３に進み、第５の電磁弁３２に
基づく最小助走回転時間Ｔ₂ のカウント値のリセットが
行なわれる。

【００６５】図１２のステップ３１２において、第５の
電磁弁３２の動作に基づく最小助走回転時間Ｔ₂ が設定
値よりも短い場合は、副ターボチャージャ８の助走回転
がまだ十分でないとみなし、ステップ１４３に進み、リ
ターンされる。すなわち、副ターボチャージャ８の助走
回転が不十分である場合は、１個ターボチャージャから
２個ターボチャージャへの切替えが行なわれず、２個タ
ーボチャージャへの切替は遅延される。このように、ス
テップ３１１、３１２は切替遅延手段３０１を構成す
る。

【００６６】図１２のステップ１３２において、第５の
電磁弁３２のカウントが行なわれると、ステップ３１４
に進み、上述と同様に第５の電磁弁３２に基づく最小助
走回転時間Ｔ₂ のカウント値がリセットされる。この処
理が完了すると、ステップ１３３に進み、以下第１実施
例と同様の処理が行なわれる。

【００６７】図１４は、１個ターボチャージャから２個
ターボチャージャへの切替時における各特性の変化を示
している。図１４に示すように、第１実施例のように排
気バイパス弁４１を駆動する第５の電磁弁３２の動作に
基づく昇温累計時間Ｔ₁ のカウント値が所定値に達し、
１個ターボチャージャから２個ターボチャージャへの切
替条件が成立した場合は、副ターボチャージャ８の助走
回転が十分に行なわれていない状態でも、２個ターボチ
ャージャへの切替えが行なわれる。そのため、２個ター
ボチャージャへの切替時には、過給圧の低下はまだ大き
く、切替時のトルクショックの低減が不十分である。

【００６８】本実施例では、第５の電磁弁３２の動作に
基づく昇温累計時間Ｔ₁ のカウント値が所定値に達し、
１個ターボチャージャから２個ターボチャージャへの切
替条件が成立しても、上述したように、副ターボチャー
ジャ８の助走回転が十分に行なわれていない状態では、
２個ターボチャージャへの切替えが行なわれないように
なっている。以下、これについて詳述する。

【００６９】排気バイパス弁４１を駆動する第５の電磁
弁４１の作動に基づく助走時間は、２つのカウンタによ
って計測されている。一方のカウンタは、第１実施例お
よび第２実施例で説明したように、昇温累計時間Ｔ₁ に
より副ターボチャージャ８のコンプレッサ８ｂの温度が
所定値以上に上昇させないためのものである。このカウ
ンタは、第１実施例で説明したように、助走時間計測手
段６１を構成する。他方のカウンタは、低吸入空気量域
側での２個ターボチャージャの切替条件成立直前におい
て、排気バイパス弁４１が開弁したときからの副ターボ
チャージャ８の連続運転時間（最小助走回転時間Ｔ₂ ）
をカウントするものである。

【００７０】図１４に示すように、他方のカウンタＣＶ
ＳＶ５Ｂのカウント値（最小助走回転時間Ｔ₂ ）が所定
値￥４０に達していない場合は、一方のカウンタＣＶＳ
Ｖ５Ａのカウント値（昇温累計時間Ｔ₁ ）が所定値￥Ｆ
０に達していても、２個ターボチャージャへの切替えは
行なわれない。一方のカウンタＣＶＳＶ５Ａのカウント
値が所定値￥ＦＯに達し、かつ他方のカウンタＣＶＳＶ
５Ｂのカウント値が所定値￥４０に達しているときにの
み、１個ターボチャージャから２個ターボチャージャへ
の切替えが行なわれる。このように、双方のカウンタの
カウント値が所定値に達した時に、２個ターボチャージ
ャへの切替えが行なわれる。

【００７１】上述のように、本実施例では図１２および
図１３の２点鎖線で囲まれた処理Ｓ₃ を行なう。切替遅
延手段３０１により、副ターボチャージャ８の助走回転
が十分に行なわれるようになってから排気切替弁１７お
よび吸気切替弁１８の切替えが行なわれるので、切替時
における過給圧の著しい落ち込みが防止される。したが
って、２個ターボチャージャへの切替時におけるトルク
ショックが緩和され、乗心地の向上がはかれる。

【００７２】上記各実施例では、吸気バイパス弁１８を
設けて助走回転時におけるコンプレッサ８ｂによる吸気
温度の上昇を抑制する機能も付加されているが、本発明
のように助走回転時において副ターボチャージャ８によ
って圧送される吸気の温度が著しく上昇する際には、強
制的に２個ターボチャージャへ切替えて副ターボチャー
ジャ８のコンプレッサ８ｂの温度を低下させるようにす
れば、とくに吸気バイパス弁１８を設ける構成としなく
ともよく、装置の簡素化がはかれる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る過給
機付エンジンの過給圧制御装置によれば、つぎのような
効果が得られる。

【００７４】（イ）請求項１の過給機付エンジンの過給
圧制御装置においては、助走時間計測手段によって計測
される助走時間の累計時間から冷却時間計測手段によっ
て計測される冷却時間の累計時間を減算することによっ
て、副ターボチャージャの昇温に有効な昇温累計時間を
昇温時間累計算出手段によって算出し、この昇温累計時
間と予め設定された設定時間とを比較し、昇温累計時間
が設定時間を超える場合は、昇温判定手段によって優先
的に主ターボチャージャのみの過給作動から主ターボチ
ャージャおよび副ターボチャージャの双方による過給作
動への切替を行なうようにしたので、登板走行のような
加速運転が長く続き副ターボチャージャのコンプレッサ
の温度が著しく上昇するおそれがある場合でも、導入さ
れる外気によって副ターボチャージャのコンプレッサを
十分に冷却することができる。したがって、副ターボチ
ャージャのコンプレッサのインペラ（翼車）の肉厚を薄
くしても所望の機械的強度を維持することが可能とな
る。その結果、インペラの軽量化による過給レスポンス
の向上がはかれ、過給圧の低下に起因する切替時のトル
クショックを低減することができる。

【００７５】（ロ）また、副ターボチャージャのコンプ
レッサの温度を測定する温度センサ等も不要となるの
で、装置の構成が簡素化できるとともに、制御精度を温
度センサ等を用いる場合よりも高めることができる。

【００７６】（ハ）請求項２の過給機付エンジンの過給
圧制御装置においては、昇温時間累計算出手段により算
出された副ターボチャージャの昇温累計時間を外気温の
変化に基づいて補正する補正手段を設けているので、外
気温が上昇した場合は早目に２個ターボチャージャへの
切替が可能となり、副ターボチャージャのコンプレッサ
の著しい温度上昇を阻止することができる。したがっ
て、コンプレッサのインペラをさらに薄肉化するとが可
能となり、過給レスポンスをさらに改善することができ
る。

【００７７】（ニ）請求項３の過給機付エンジンの過給
圧制御装置においては、昇温判定手段によって２個ター
ボチャージャへの切替条件が成立していると判定された
場合であっても、副ターボチャージャの回転が十分に上
昇しない間は切替遅延手段によって２個ターボチャージ
ャへの切替を遅延させるようにしたので、２個ターボチ
ャージャへの切替時の過給圧の低下を最小にすることが
できる。したがって、切替時のトルクショックをさらに
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る過給機付エンジンの
過給圧制御装置のブロック図である。

【図２】図１の装置を備えた過給機付エンジンの制御系
統図である。

【図３】図１の装置における制御の処理手順の一部を示
すフローチャートである。

【図４】図３に続くフローチャートである。

【図５】図４に続くフローチャートである。

【図６】図５に続くフローチャートである。

【図７】本発明の第２実施例に係る過給機付エンジンの
過給圧制御装置のブロック図である。

【図８】図７の装置における制御の処理手順の一部を示
すフローチャートである。

【図９】図７の装置における外気温と判定条件との関係
を示すマップである。

【図１０】図７の装置における外気温の変化と昇温累計
時間の補正との関係を示す特性図である。

【図１１】本発明の第３実施例に係る過給機付エンジン
の過給圧制御装置のブロック図である。

【図１２】図１１の装置における制御の処理手順の一部
を示すフローチャートである。

【図１３】図１２に続くフローチャートである。

【図１４】図１１の装置における１個ターボチャージャ
から２個ターボチャージャへの切替時における各特性を
示す特性図である。

【図１５】従来の過給機付エンジンの概略構成図であ
る。

【図１６】図１５の装置における１個ターボチャージャ
から２個ターボチャージャへの切替条件を示す特性図で
ある。

【図１７】図１５の装置における各バルブの切替動作と
副ターボチャージャによって圧送される吸気の温度との
関係を示す特性図である。

【図１８】図１５の装置における副ターボチャージャに
よって圧送される吸気の温度とコンプレッサのインペラ
の機械的強度との関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１ エンジン ７ 主ターボチャージャ ８ 副ターボチャージャ １７ 排気切替弁 １８ 吸気切替弁 ２５ 第１の電磁弁 ２６ 第４の電磁弁 ２９ エンジンコントロールコンピュータ ４１ 排気バイパス弁 ６１ 助走時間計測手段 ６２ 冷却時間計測手段 ６３ 昇温時間累計算出手段 ６４ 昇温判定手段 ２０１ 補正手段 ３０１ 切替遅延手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−115735（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−107528（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−195922（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−145327（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−305321（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−191816（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−256826（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−217620（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−54829（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主ターボチャージャと、副ターボチャー
   ジャとを備え、前記副ターボチャージャのコンプレッサ
   下流に吸気通路を開閉する吸気切替弁を設けるととも
   に、副ターボチャージャのタービン下流または上流に排
   気通路を開閉する排気切替弁を設け、低吸入空気量域で
   は前記吸気切替弁と排気切替弁を共に閉弁させることに
   より主ターボチャージャのみを過給作動させ、高吸入空
   気量域では前記吸気切替弁と排気切替弁とを共に開弁さ
   せることにより両方のターボチャージャを過給作動さ
   せ、主ターボチャージャのみの過給作動から両方のター
   ボチャージャによる過給作動への切替時に、副ターボチ
   ャージャの下流に設けられた排気バイパス弁を開弁し副
   ターボチャージャの助走回転を行なうようにした過給機
   付エンジンの過給圧制御装置において、 前記副ターボチャージャが排気バイパス弁の開弁により
   助走回転する際の時間を計測する助走時間計測手段と、 前記排気バイパス弁の閉弁の際に放熱によって副ターボ
   チャージャが冷却される時間を計測する冷却時間計測手
   段と、 前記助走時間計測手段によって計測される助走時間の累
   計時間から前記冷却時間計測手段によって計測される冷
   却時間の累計時間を減算し、副ターボチャージャの昇温
   に有効な昇温累計時間を算出する昇温時間累計算出手段
   と、 前記昇温時間累計算出手段によって算出された昇温累計
   時間と予め設定された設定時間とを比較し、昇温累計時
   間が設定時間を超える場合は優先的に主ターボチャージ
   ャおよび副ターボチャージャの双方による過給作動に切
   替えることを指令する昇温判定手段と、 を具備したことを特徴とする過給機付エンジンの過給圧
   制御装置。
2. 【請求項２】 主ターボチャージャと、副ターボチャー
   ジャとを備え、前記副ターボチャージャのコンプレッサ
   下流に吸気通路を開閉する吸気切替弁を設けるととも
   に、副ターボチャージャのタービン下流または上流に排
   気通路を開閉する排気切替弁を設け、低吸入空気量域で
   は前記吸気切替弁と排気切替弁を共に閉弁させることに
   より主ターボチャージャのみを過給作動させ、高吸入空
   気量域では前記吸気切替弁と排気切替弁とを共に開弁さ
   せることにより両方のターボチャージャを過給作動さ
   せ、主ターボチャージャのみの過給作動から両方のター
   ボチャージャによる過給作動への切替時に、副ターボチ
   ャージャの下流に設けられた排気バイパス弁を開弁し副
   ターボチャージャの助走回転を行なうようにした過給機
   付エンジンの過給圧制御装置において、 前記副ターボチャージャが排気バイパス弁の開弁により
   助走回転する際の時間を計測する助走時間計測手段と、 前記排気バイパス弁の閉弁の際に放熱によって副ターボ
   チャージャが冷却される時間を計測する冷却時間計測手
   段と、 前記助走時間計測手段によって計測される助走時間の累
   計時間から前記冷却時間計測手段によって計測される冷
   却時間の累計時間を減算し、副ターボチャージャの昇温
   に有効な昇温累計時間を算出する昇温時間累計算出手段
   と、 前記昇温時間累計算出手段により算出された副ターボチ
   ャージャの昇温累計時間を外気温の変化に基づいて補正
   する補正手段と、 前記補正手段によって算出された昇温時間と予め設定さ
   れた設定時間とを比較し、昇温時間が設定時間を超える
   場合は優先的に主ターボチャージャおよび副ターボチャ
   ージャの双方による過給作動に切替えることを指令する
   昇温判定手段と、 を具備したことを特徴とする過給機付エンジンの過給圧
   制御装置。
3. 【請求項３】 主ターボチャージャと、副ターボチャー
   ジャとを備え、前記副ターボチャージャのコンプレッサ
   下流に吸気通路を開閉する吸気切替弁を設けるととも
   に、副ターボチャージャのタービン下流または上流に排
   気通路を開閉する排気切替弁を設け、低吸入空気量域で
   は前記吸気切替弁と排気切替弁を共に閉弁させることに
   より主ターボチャージャのみを過給作動させ、高吸入空
   気量域では前記吸気切替弁と排気切替弁とを共に開弁さ
   せることにより両方のターボチャージャを過給作動さ
   せ、主ターボチャージャのみの過給作動から両方のター
   ボチャージャによる過給作動への切替時に、副ターボチ
   ャージャの下流に設けられた排気バイパス弁を開弁し副
   ターボチャージャの助走回転う行なうようにした過給機
   付エンジンの過給圧制御装置において、 前記副ターボチャージャが排気バイパス弁の開弁により
   助走回転する際の時間を計測する助走時間計測手段と、 前記排気バイパス弁の閉弁の際に放熱によって副ターボ
   チャージャが冷却される時間を計測する冷却時間計測手
   段と、 前記助走時間計測手段によって計測される助走時間の累
   計時間から前記冷却時間計測手段によって計測される冷
   却時間の累計時間を減算し、副ターボチャージャの昇温
   に有効な昇温累計時間を算出する昇温時間累計算出手段
   と、 前記昇温時間累計算出手段によって算出された昇温累計
   時間と予め設定された設定時間とを比較し、昇温累計時
   間が設定時間を超える場合は優先的に主ターボチャージ
   ャおよび副ターボチャージャの双方による過給作動に切
   替えることを指令する昇温判定手段と、 前記昇温判定手段によって主ターボチャージャおよび副
   ターボチャージャの双方による過給作動切替条件が成立
   していると判定された場合でも、副ターボチャージャの
   助走回転が十分上昇するまで双方のターボチャージャに
   よる過給作動への切替を遅延させる切替遅延手段と、 を具備したことを特徴とする過給機付エンジンの過給圧
   制御装置。