JP2742273B2 - 過給機付エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、過給機の作動状態が低流量側運転領域での
過給効率を高める第１の過給状態と高流量側運転領域で
の過給効率を高める第２の過給状態とに切替可能とされ
た過給機付エンジンの制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、低流量側運転領域と高流量側運転領域とで過給
機の作動状態を切替えてそれぞれの領域での過給効率を
高めるようにした過給機付エンジンは種々知られてい
る。例えば特開昭59−160022号公報に示されるエンジン
では、複数のターボ過給機を設けてその一部のターボ過
給機をエンジン高速域でのみ過給を行う高速域専用ター
ボ過給機とする一方、他のターボ過給機を少なくともエ
ンジン低速域で作動する低速域作動ターボ過給機とし、
高速域専用ターボ過給機に接続される排気通路に排気カ
ット弁を設け、これを運転状態に応じて開閉作動するこ
とにより、低速域では高速域専用ターボ過給機への排気
の供給を遮断して他のターボ過給機に排気を集中的に送
り、高速域では、このターボ過給機に排気を供給するよ
うにしている。

また、実開昭60−178329号公報に示されたエンジンで
も、運転状態に応じ、一方のターボ過給機に排気を集中
的に送る状態と各ターボ過給機に排気を分散供給する状
態とに排気系を切替えるようになっている。

これらの装置によると、低流量側の運転領域（低速
域）では、この領域に適するように容量等を設定したタ
ーボ過給機のみを作動させることにより過給効率が高め
られ、またこのターボ過給機だけでは容量不足等により
過給効率が低下するような高流量側の運転領域（高速
域）になると別のターボ過給機の作動により過給効率が
高められることとなって、広い運転領域にわたって過給
効率を高めることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

この種の過給機付エンジンにおいては、低流量側運転
領域で過給効率を高める第１の過給状態（例えば低速域
用のターボ過給機のみ作動される状態）と高流量側運転
領域で過給効率を高める第２の過給状態（例えば各ター
ボ過給機をそれぞれ作動する状態）とが、運転状態に応
じて特定の切替点（例えば所定吸気量や所定回転数）を
境に切替えられる。この切替点は、本来的には、過給効
率にとって最も有利なように、上記第１の過給状態の方
が過給効率が高められる運転領域と上記第２の過給状態
の方が過給効率が高められる運転領域との境界に設定し
ておくことが望ましい。そして従来のエンジンでは、上
記切替点が常に一定に設定されていた。しかし、このよ
うに切替点を一定に設定しておくだけでは、エンジンの
経時変化に対して問題が残されていた。

つまり、エンジン性能が良好な状態にあるときのエン
ジン出力向上の要求に見合うように過給効率を高く保っ
ておくだけでは、長期の使用によってエンジンの劣化傾
向が生じたときに過給効率が高すぎる状態となり、ノッ
キングの発生や燃焼圧の高い状態での作動により劣化を
助長して耐久性を低下させるおそれがある。また、新車
の使用当初にある程度の走行距離に達するまではエンジ
ンのシール部分等のなじみが不充分な状態（所謂グリー
ン状態）にあり、とくにロータリピストンエンジンでは
アペックスシール等のなじみが良くなるまでに500〜100
0Km程度の走行距離を要するが、このようなグリーン時
にも、過給効率を高くしてエンジン出力を上昇させると
エンジンに悪影響を及ぼすという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑み、第１の過給状態と第２の
過給状態との切替えによって過給効率を高めるようにし
た過給機付エンジンにおいて、エンジンの経時変化に応
じて過給効率を適度に調整することにより、信頼性を向
上することができる過給機付エンジンの制御装置を提供
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記のような目的を達成するため、請求項１に係る発
明は、過給機の作動状態が吸入空気量の少ない低流量側
運転領域での過給効率を高める第１の過給状態と吸入空
気量の多い高流量側運転領域での過給効率を高める第２
の過給状態とに切替可能とされた過給機付エンジンにお
いて、過給機作動状態を上記低流量側運転領域では上記
第１の過給状態として上記高流量側運転領域では上記第
２の過給状態とするように所定の切替点を境に切替える
過給機制御手段と、エンジンの経時変化を判別する経時
変化判別手段と、この経時変化判別手段による判別に応
じて上記切替点を変更する変更手段とを備えたものであ
る。

この発明の装置は、エンジンに対して２つの排気ター
ボ過給機を備え、第１の過給状態としては一方の排気タ
ーボ過給機のみを作動させ、第２の過給状態としては両
排気ターボ過給機を作動させるようになっている過給機
付エンジンに適用すること（請求項２）が好ましい。

この発明の装置において、上記変更手段は、経時変化
判別手段による判別に応じて上記切替点を低流量側へ変
更し（請求項３）、あるいは上記切替点を高流量側へ変
更するものである（請求項４）。

経時変化判別手段は、エンジンの経時変化を走行距離
に基づいて判別するものである（請求項５）。

また、請求項６に係る発明は、エンジンに対して２つ
の排気ターボ過給機を備え、一方の排気ターボ過給機の
みを作動させる状態と両排気ターボ過給機を作動させる
状態とに切替可能とされた過給機付エンジンにおいて、
吸気量が少ない低流量側運転領域では一方の排気ターボ
過給機のみを作動させ、吸気量の多い高流量側運転領域
では両排気ターボ過給機を作動させるように過給機作動
状態を切替える過給機制御手段と、経時変化に応じた適
正過給効率が得られるように上記過給機制御手段による
過給機作動状態の切替えを補正する手段とを備えたもの
である。

〔作用〕

請求項１に係る発明の装置によると、エンジンの経時
変化に応じて過給状態の切替点が低流量側あるいは高流
量側に変更されることにより、経時変化の状況に対応し
て過給によるエンジン出力の上昇が適度に調整されるこ
ととなる。

請求項６に係る発明の装置によると、２つのターボ過
給機のうちの一方のみを作動させる状態と両ターボ過給
機を作動させる状態との切替制御が経時変化に応じて補
正されることにより、経時変化に対応して過給効率が調
整されることとなる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１図は
本発明の一実施例についての過給機付エンジンの全体構
造を示している。この過給機付エンジンは、エンジンＥ
に対し、低流量域用の第１ターボ過給機１と高流量域専
用の第２ターボ過給機２とを備え、第１ターボ過給機１
のみ作動される第１の過給状態と少なくとも第２ターボ
過給機２が作動される第２の過給状態とに切替可能とさ
れ、図に示す例では、第１ターボ過給機１のみ作動され
る状態と両ターボ過給機1,2が作動される状態とに切替
可能とされている。上記各ターボ過給機1,2はそれぞ
れ、排気により駆動されるタービン1a,2aと、このター
ビン1a,2aに連動して回転することにより吸気を過給す
るコンプレッサ1b,2bとを備えている。

上記第１ターボ過給機１は、比較的低流量側の運転領
域で過給効率が高くなるように容量等が設定されてい
る。また、第２ターボ過給機２は高流量側の運転領域で
第１ターボ過給機１の容量不足等による過給効率の低下
を補うように、容量等が設定されている。従って、第１
ターボ過給機１のみが作動される第１の過給状態では低
流量側運転領域での過給効率が高められ、両ターボ過給
機1,2がともに作動される第２の過給状態では高流量側
運転領域での過給効率が高められるようになっている。

エンジンＥの排気通路３は、第1,第２の２つの排気通
路3a,3bに分けられ、それぞれ各タービン1a,2aに接続さ
れており、各タービン1a,2aより下流側で両排気通路3a,
3bが合流している。また、各タービン1a,2aより上流側
において上記両排気通路3a,3bは連通路４により連通さ
れている。

第２ターボ過給機２のタービン2aに排気を導く第２排
気通路3bには、上記連通路４より下流側において第２排
気通路3bを開閉することによりタービン2aへの排気の流
通、遮断を行なう排気カット弁５が設けられている。従
って、排気カット弁５が閉じられたときは、第１排気通
路3aに排出される排気に加えて第２排気通路3bに排出さ
れる排気も第１ターボ過給機１のタービン1aに導かれる
ことにより、第１ターボ過給機１のみが作動され、排気
カット弁５が開かれたときは、両排気通路3a,3bに排出
された排気がそれぞれ各タービン1a,2aに導かれること
により、両ターボ過給機1,2が作動されるようになって
いる。上記排気カット弁５はアクチュエータ６により開
閉作動される。

また、排気カット弁５が開かれる前に少量の排気を第
２ターボ過給機２のタービン2aに送って第２ターボ過給
機２を予回転させるため、上記連通路４とタービン2aの
入口側との間には、排気カット弁５をバイパスする小径
の排気漏らし通路７が設けられている。この排気漏らし
通路７には、運転状態に応じてこの通路７を開閉する排
気漏らし弁８が設けられており、この排気漏らし弁８は
アクチュエータ９により開閉作動される。

また、各タービン1a,2aより上流側の部分と下流側の
部分との間には、各タービン1a,2aをバイパスするウエ
イトゲート通路10が設けられ、このウエストゲート通路
10には、アクチュエータ12により開閉作動されるウエス
トゲートバルブ11が介設されている。上記ウエストゲー
ト通路10は、例えば図示のように上記連通路４の途中と
下流側排気通路集合部との間に設けられる。

一方、エンジンＥの吸気通路15には、第１ターボ過給
機１のコンプレッサ1bが配置された第１吸気通路15a
と、第２ターボ過給機２のコンプレッサ2bが配置された
第２吸気通路15bとが設けられている。上記第１吸気通
路15aと第２吸気通路15bとは、上流側の吸気通路15から
互いに分岐し、それぞれコンプレッサ1b,2bを経て、各
コンプレッサ1b,2bより下流側で合流している。上流側
の吸気通路15には吸気量を検出するエアフローメータ16
が設けられている。また、第1,第２吸気通路15a,15bの
合流部より下流の吸気通路15にはインタクーラ17、スロ
ットル弁18、サージタンク19、燃料噴射弁20等が配設さ
れている。

上記第２吸気通路15bには、コンプレッサ2bより下流
の、第１吸気通路15aとの合流箇所の近傍に、第２吸気
通路15bを遮断する吸気カット弁21が設けられており、
この吸気カット弁21はアクチュエータ22により開閉作動
される。さらに吸気カット弁21より上流でコンプレッサ
2bの下流の第２吸気通路15bを上流側の吸気通路15に連
通する吸気リリーフ通路23が設けられ、この吸気リリー
フ通路23には、アクチュエータ25により開閉作動される
リリーフ弁24が設けられている。

上記排気カット弁５、排気漏らし弁８、ウエストゲー
トバルブ11、吸気カット弁21およびリリーフ弁24の各ア
クチュエータ6,9,12,22,25はそれぞれダイヤフラム装置
により構成されており、これらに対する駆動、制御系統
は次のようになっている。

排気カット弁５のアクチュエータ６は、通路31を介し
て三方電磁弁32に接続されている。この三方電磁弁32
は、コントロールユニット50からの信号に応じ、上記ア
クチュエータ６を大気側に連通する状態と負圧通路33に
連通する状態とに切替わる。そして、このような連通状
態の切替わりに応じた上記アクチュエータ６の作動によ
り、排気カット弁５が閉状態と開状態とに切替えられ
る。なお、上記負圧通路33はバキュームタンク34に通じ
ており、このバキュームタンク34にはスロットル弁18下
流の吸気通路15からチェックバルブ35を介して導かれた
負圧が蓄えられている。

排気漏らし弁８のアクチュエータ９は、コンプレッサ
1bの下流の第１吸気通路15aに通じる過給圧通路36に接
続されている。そして、この通路36からアクチュエータ
９に導かれる過給圧が所定値以上となったときに排気漏
らし弁８が開かれる。

ウエストゲートバルブ11のアクチュエータ12も上記過
給圧通路36に接続されている。そして、上記アクチュエ
ータ12に導入される過給圧が所定の許容最高過給圧とな
ったときにウエストゲートバルブ11が開かれる。

吸気カット弁21のアクチュエータ22は、通路37を介し
て切替弁38に接続されている。この切替弁38は、吸気カ
ット弁21附近における第１吸気通路15aと第２吸気通路1
5bとからそれぞれ通路39,40を介して導かれる各圧力の
圧力バランスに応じて作動するもので、上記両圧力の差
圧が所定値以上のときはアクチュエータ22を大気側に連
通させて吸気カット弁21を閉状態とし、上記差圧が所定
値より小さくなったときはアクチュエータ22を負圧通路
41に連通させて吸気カット弁21を開作動させるようにな
っている。従って、排気カット弁５が開かれて第２ター
ボ過給機２の作動により第２吸気通路15b内の圧力が第
１吸気通路15a内の圧力に充分近付く程度まで上昇した
ときに、吸気カット弁21が開かれて第２吸気通路15bか
らの過給気がエンジンＥに送られるようになっている。
上記負圧通路41はバキュームタンク34に通じている。

リリーフ弁24のアクチュエータ25は、通路42を介して
三方電磁弁43に接続されている。この三方電磁弁43は、
コントロールユニット50からの信号に応じ、上記アクチ
ュエータ25を負圧通路44に連通する状態と大気側に連通
する状態とに切替わる。そして、このような連通状態の
切替わりに応じた上記アクチュエータ25の作動により、
リリーフ弁24が開状態と閉状態とに切替えられる。上記
負圧通路44はバキュームタンク34に通じている。

上記コントロールユニット50は、所定の切替点を境に
低流量側の運転状態では第１ターボ過給機１のみ作動さ
せ、高流量側の運転状態では両ターボ過給機1,2を作動
させるように過給機作動状態を制御する制御手段（過給
機制御手段）51と、経時変化に応じた適度の過給効率が
得られるように上記制御手段51による過給機作動状態の
切替えを補正する手段とを有している。過給機作動状態
の切替えを補正する手段は、経時変化判別手段52による
経時変化の判別に応じて上記切替点を変更する変更手段
53により構成されている。上記制御手段51は、例えばエ
アフローメータ16からの吸気量検出信号と回転数検出手
段からのエンジン回転数検出信号54とに応じ、後述の第
２図中に示すラインL4またはL3を境として排気カット弁
５を開閉し、かつ、これと一定の関係でリリーフ弁24を
開閉させるように、三方電磁弁32,43を制御している。
また、当実施例において上記経時変化判別手段52は、車
両の走行距離を計測する手段からの走行距離信号55に基
づき、経時変化を判別している。そして上記変更手段53
は、走行距離が短くてエンジンのシール部分等のなじみ
が不充分な状態にあるグリーン時と、エンジンのシール
部分等のなじみが良くなってからエンジンの劣化傾向が
生じるまでのラップ時と、走行距離が非常に長くなって
エンジンの劣化傾向が生じる劣化時とで、上記切替点を
後述のように変更している。

第２図は、横軸にエンジン回転数、縦軸にエンジン負
荷をとって、排気カット弁５、排気漏らし弁８、ウエス
トゲートバルブ11およびリリーフ弁24の各開閉の切替の
特性を示している。図中のL1は第１設定吸気量Q1と第１
設定回転数R1とで特定されるリリーフ弁開ライン、L2は
第２設定吸気量Q2と第２設定回転数R2とで特定されるリ
リーフ弁閉ライン、L3は第３設定吸気量Q3と第３設定回
転数R3とで特定される排気カット弁閉ライン、L4は第４
設定吸気量Q4と第４設定回転数R4とで特定される排気カ
ット弁開ラインである。

この図に基づいて上記各弁の作動の設定を説明する
と、排気カット弁５は、低流量（低回転）側から高流量
（高回転）側への運転状態移行時には、排気カット弁開
ラインL4に達するまでは閉じられてこのラインL4を越え
たときに開状態に切替えられ、高流量側から低流量側へ
の移行時には、排気カット弁開ラインL4に対して適度の
ヒステリシスをもたせた排気カット弁開ラインL3を境に
開状態から閉状態へ切替えられる。従って、上記ライン
L4またはL3より低流量低回転側の領域が実質的に第１タ
ーボ過給機１のみ作動される第１の過給状態の領域（以
下、Ｐ領域という）、上記ラインL4またはL3より高流量
高回転側の領域が実質的に両ターボ過給機1,2が作動さ
れる第２の過給状態の領域（以下、Ｐ＋Ｓ領域という）
となる。

排気漏らし弁８は、排気カット弁開ラインL4および排
気カット弁閉ラインL3よりもある程度低流量側で閉状態
から開状態に切替わるように、その開閉切替えラインが
アクチュエータ９のスプリング荷重により設定されてい
る。このようにしているのは、排気カット弁５が開状態
に切替えられるまえに少量の排気を第２ターボ過給機２
のタービン2aに送って第２ターボ過給機２を予回転させ
ることにより、Ｐ＋Ｓ領域へ移行したときの第２ターボ
過給機２の作動の応答性を高めるためである。

リリーフ弁24は、低流量（低回転）側から高流量（高
回転）側への運転状態移行時には、排気漏らし弁開閉ラ
インよりも高流量側で排気カット弁開ラインL4よりも低
流量低回転側に設定されたリリーフ弁閉ラインL2を境と
して、このラインL2に達するまでは開かれてこのライン
L2を越えたときに閉状態に切替えられ、高流量側から低
流量側への移行時には、リリーフ弁閉ラインL2に対して
適度のヒステリシスをもたせたリリーフ弁開ラインL1を
境に閉状態から開状態へ切替えられる。このようにして
いるのは、Ｐ＋Ｓ領域にある程度近付くまでの第２ター
ボ過給機２の予回転中等には、第２吸気通路15b内の空
気をリリーフすることにより、通路内の圧力上昇に伴う
温度上昇を避け、一方、Ｐ＋Ｓ領域にある程度近付いた
ときには、リリーフを停止することにより、第２吸気通
路15b内の圧力を上昇させるとともに、第２ターボ過給
機２の回転数上昇を促進するためである。つまり、予回
転中にリリーフ弁24が閉じられ、かつ吸気カット弁21も
閉じられているときは、第２吸気通路15bが行き止まり
状態となって、コンプレッサ2bが回転しても空気が送給
されないので第２ターボ過給機２の負荷が低下し、これ
によって第２ターボ過給機２の回転数上昇を促進する作
用が得られる。なお、Ｐ＋Ｓ領域への移行後は、第１吸
気通路15aと第２吸気通路15bとの差圧が小さくなること
に伴って吸気カット弁21が開かれることにより、第２吸
気通路15bからの過給気もエンジンに送られるが、リリ
ーフ弁24は閉状態に保たれる。

また、ウエストゲートバルブ11は、許容最高過給圧に
達する状態となったときに開かれるように、その開閉切
替えラインがアクチュエータ12のスプリング荷重により
設定されている。

この第２図中のラインL1〜L4を定める第１〜第４設定
吸気量Q1〜Q4および第１〜第４設定回転数R1〜R4は、第
１図中のコントロールユニット50において設定される。
すなわち、基本的には、上記排気カット弁開ラインL4は
吸気量（回転数）が漸増する加速時等に過給効率にとっ
て最も有利な過給機作動状態の切替え点が得られるよう
に設定され、排気カット弁閉ラインL3はラインL4に対し
て適度のヒステリシスをもたせるように設定されるもの
である。また、前記のようなリリーフ弁24の機能が有効
に発揮されるように、リリーフ弁閉ラインL2およびリリ
ーフ弁開ラインL1は、ラインL4およびL3に対して適度の
吸気量差および回転数差をもって設定されるものであ
る。これらのラインL1〜L4は、エンジンの回転数および
負荷に関係する吸気量を主たるパラメータとして設定さ
れるが、当実施例では、あまり高回転側で排気カット弁
５等が切替えることは好ましくないことから、エンジン
回転数もパラメータとしている。そして、これらのライ
ンL1〜L4を定める設定吸気量Q1〜Q4および設定回転数R1
〜R4につき、上述のような過給効率等にとって最も有利
な条件を与える本来的な最適値が予め基本値Q1₀〜Q4₀,R
1₀〜R4₀としてコントロールユニット50内のメモリ（図
示せず）に記憶されるとともに、これらの値が、コント
ロールユニット50内に含まれる変更手段53により、前記
のグリーン時や劣化時に例えば低流量低回転側に変更さ
れるようになっている。

第３図は上記コントロールユニット50による排気カッ
ト弁５およびリリーフ弁24の制御をフローチャートで示
している。このフローでは、スタートすると、先ずステ
ップS₁でシステムのイニシャライズを行ない、次にステ
ップS₂でエアフローメータ16からの信号による吸気量Ｑ
およびエンジン回転数信号54によるエンジン回転数Ｒを
それぞれ入力する。続いてステップS₃で、排気カット弁
５およびリリーフ弁24の開閉切替点（第２図中のライン
L1〜L4）である第１〜第４設定吸入空気量の基本値Q1₀
〜Q4₀および第１〜第４設定回転数の基本値R1₀〜R4₀を
メモリから読出す。

次に第１図中の経時変化判別手段52に相当する処理と
して、ステップS₄で走行距離信号55に基づいて走行距離
を検出し、ステップS₅で走行距離がグリーン時判定用の
値より低いかどうかによってグリーン時か否かを判定
し、この判定がNOの場合は、さらにステップS₆で走行距
離が劣化判定用の値より大きいかどうかによって劣化時
か否かを判定する。そしてこれらの判定に基づき、第１
図中の変更手段に相当する処理として、ステップS₇〜S₉
で第４図に示すように走行距離に応じて各設定吸気量Q1
〜Q4および設定回転数R1〜R4を変更する。すなわち、ス
テップS₅,S₆の判定がともにNOのとき（ラップ時）に
は、ステップS₇で、各基本値Qn₀（Q1₀〜Q4₀）,Rn₀（R1₀
〜R4₀）をそのまま最終的な設定吸気量Qn（Q1〜Q4）お
よび設定回転数Rn（R1〜R4）とする。一方、ステップS₅
の判定がYESのとき（グリーン時）には、ステップS
₈で、基本値Q₀（Q1₀〜Q4₀）,R₀（R1₀〜R4₀）よりも補正
量ΔQa,ΔRaだけ減少させた値（Qn₀−ΔQa,Rn₀−ΔRa）
を最終的な設定吸気量Qn（Q1〜Q4）および設定回転数Rn
（R1〜R4）とする。また、ステップS₆の判定がYESのと
き（劣化時）にも、基本値Q₀（Q1₀〜Q4₀）,R₀（R1₀〜R4
₀）よりも補正量ΔQb,ΔRbだけ減少させた値（Qn₀−ΔQ
b,Rn₀−ΔRb）を最終的な設定吸気量Qn（Q1〜Q4）およ
び設定回転数Rn（R1〜R4）とする。

次に、ステップS₁₀以降で第１図中の制御手段51とし
ての処理を行なう。この処理としては、先ずフラグＦが
１か否かの判定（ステップS₁₀）と、その判定がNOの場
合のフラグＦが2m（ｍは整数）か否かの判定（ステップ
S₁₁）と、その判定がYESの場合のフラグＦが２か否かの
判定（ステップS₁₂）とにより、上記フラグＦの値を調
べる。

なお、上記フラグＦは、吸気量Ｑとエンジン回転数Ｒ
とで特定される運転状態が第２図中のどのような領域に
属しているかを区別するもので、１〜４のいずれかの値
をとる。Ｆ＝１であれば、排気カット弁５が閉のＰ領域
のうちでリリーフ弁24が開となるリリーフ弁開領域、つ
まりラインL2（加速時）またはラインL1（減速時）より
も低流量低回転側の領域にあることを示す。Ｆ＝２もし
くはＦ＝３であれば、排気カット弁５が閉のＰ領域のう
ちでリリーフ弁24が閉となるリリーフ弁閉領域にあるこ
とを示すものであって、リリーフ弁開領域からこの領域
へ移行した場合はＦ＝２となり、Ｐ＋Ｓ領域からこの領
域へ移行した場合はＦ＝３となる。このＰ領域内のリリ
ーフ弁閉領域と上記リリーフ弁開領域との境界は、リリ
ーフ弁開領域からの移行の場合はラインL2、リリーフ弁
開領域への移行の場合はラインL1となり、またこのＰ領
域内のリリーフ弁閉領域とＰ＋Ｓ領域との境界は、Ｐ＋
Ｓ領域からの移行の場合はラインL3、Ｐ＋Ｓ領域への移
行の場合はラインL4となる。また、Ｆ＝４であれば、排
気カット弁５が開のＰ＋Ｓ領域、つまりラインL4（加速
時）またはラインL3（減速時）よりも高流量高回転側の
領域にあることを示す。

上記ステップS₁₀の判定がYES（Ｆ＝１）であれば、前
回の運転状態が上記のＰ領域のうちの吸気リリーフ弁開
領域にあったことを意味する。この場合は吸気量Ｑが第
２設定吸気量Q2より大か否かの判定（ステップS₁₃）お
よびエンジン回転数Ｒが第２設定回転数R2より大か否か
の判定（ステップS₁₄）に基づいて次のような処理を行
なう。すなわち、ステップS₁₃,S₁₄の判定がともにNOで
あれば、運転状態がリリーフ弁開領域に維持されている
ので、そのままステップS₂に戻ることにより、排気カッ
ト弁５を閉、リリーフ弁24を開の状態に保つ。ステップ
S₁₃,S₁₄のいずれかで判定がYESとなれば、運転状態が第
２図中のラインL2を越えてリリーフ弁閉領域に移行した
ので、ステップS₁₅でＦ＝２とするとともに、ステップS
₁₆でリリーフ弁24を閉作動してから、ステップS₂に戻
る。

ステップS₁₂での判定がYES（Ｆ＝２）であれば、前回
の運転状態がＰ領域内のリリーフ弁閉領域にあって、か
つリリーフ弁開領域から移行した後の状態であることを
意味する。この場合は吸気量Ｑが第４設定吸気量Q4より
大か否かの判定（ステップS₁₇）と、その判定がNOの場
合のエンジン回転数Ｒが第４設定回転数R4より大か否か
の判定（ステップS₁₈）と、その判定がNOの場合の吸気
量Ｑが第１設定吸気量Q1より小か否かの判定（ステップ
S₁₉）と、その判定がYESの場合のエンジン回転数Ｒが第
１設定回転数R1より小か否かの判定（ステップS₂₀）と
に基づき、次のような処理を行なう。すなわち、ステッ
プS₁₇,S₁₈の判定がともにNOであって、かつステップ
S₁₉,S₂₀のいずれかの判定がNOであれば、運転状態がラ
インL1,L4間の領域に維持されているので、そのままス
テップS₂に戻ることにより、排気カット弁５を閉、リリ
ーフ弁24を閉の状態に保つ。ステップS₁₇,S₁₈のいずれ
かで判定がYESとなれば、運転状態が第２図中のラインL
4を越えてＰ＋Ｓ領域に移行したので、ステップS₂₁でＦ
＝４とするとともに、ステップS₂₂で排気カット弁５を
開作動してから、ステップS₂に戻る。ステップS₁₉,S₂₀
の判定がともにYESとなれば、運転状態が第２図中のラ
インL1より低流量低回転側のリリーフ弁開領域へ移行し
たので、ステップS₂₃でＦ＝１とするとともに、ステッ
プS₂₄でリリーフ弁24を開作動してから、ステップS₂に
戻る。

ステップS₁₁での判定がNOであれば、Ｆ＝３であり、
前回の運転状態がＰ領域内のリリーフ弁閉領域にあっ
て、かつＰ＋Ｓ領域から移行した後の状態であることを
意味する。この場合は吸気量Ｑが第１設定吸気量Q1より
小か否かの判定（ステップS₂₅）と、その判定がYESの場
合のエンジン回転数Ｒが第１設定回転数R1より小か否か
の判定（ステップS₂₆）と、ステップS₂₅,S₂₆の判定のい
ずれかがNOの場合の吸気量Ｑが第４設定吸気量Q4より大
か否かの判定（ステップS₂₇）と、その判定がNOの場合
のエンジン回転数Ｒが第４設定回転数R4より大か否かの
判定（ステップS₂₈）とに基づき、次のような処理を行
なう。すなわち、ステップS₂₅,S₂₆のいずれかの判定がN
Oであって、かつステップS₂₇,S₂₈の判定がともにNOであ
れば、運転状態がラインL1,L4間の領域に維持されてい
るので、そのままステップS₂に戻ることにより、排気カ
ット弁５を閉、リリーフ弁24を閉の状態に保つ。ステッ
プS₂₅,S₂₆の判定がともにYESとなれば、運転状態が第２
図中のラインL1より低流量低回転側のリリーフ弁開領域
へ移行したので、ステップS₂₉でＦ＝１とするととも
に、ステップS₃₀でリリーフ弁24を開作動してから、ス
テップS₂に戻る。ステップS₂₇,S₂₈のいずれかで判定がY
ESとなれば、運転状態が第２図中のラインL4を越えてＰ
＋Ｓ領域に移行したので、ステップS₃₁でＦ＝４とする
とともに、ステップS₃₂で排気カット弁５を開作動して
から、ステップS₂に戻る。

ステップS₁₂の判定がNOであれば、Ｆ＝４であり、前
回の運転状態が上記のＰ＋Ｓ領域にあったことを意味す
る。この場合は吸気量Ｑが第３設定吸気量Q3より小か否
かの判定（ステップS₃₃）およびエンジン回転数Ｒが第
３設定回転数R3より小か否かの判定（ステップS₃₄）に
基づいて次のような処理を行なう。すなわち、ステップ
S₃₃,S₃₄のいずれかの判定がNOであれば、運転状態がＰ
＋Ｓ領域に維持されているので、そのままステップS₂に
戻ることにより、排気カット弁５を開、リリーフ弁24を
閉の状態に保つ。ステップS₃₃,S₃₄が判定がともにYESと
なれば、運転状態が第２図中のラインL3より低流量低回
転側のＰ領域に移行したので、ステップS₃₅でＦ＝３と
するとともに、ステップS₃₆で排気カット弁５を閉作動
してから、ステップS₂に戻る。

以上のような当実施例の制御装置によると、ステップ
S₁₀〜S₃₆の制御手段51としての処理により、低流量低回
転側の領域では排気カット弁５が閉じられて、実質的に
第１ターボ過給機１のみが作動され、低流量域での過給
効率が高められる。また低流量側から高流量側への運転
状態移行時には、先ず排気漏らし弁開閉ラインを越える
と排気漏らし弁８が閉から開に切替えられて少量の排気
が第２ターボ過給機２のタービン2aに送られることによ
り過給機２が予回転され、さらにラインL2を越えるとリ
リーフ弁24が開から閉に切替えられて、第２吸気通路15
b内の圧力が高められるとともに、第２ターボ過給機２
の回転数上昇が促進される。そして、過給状態の切替え
点であるラインL4を越えると、上記排気カット弁５が閉
から開に切替えられて、第２ターボ過給機２のタービン
2aに充分に排気が供給されることにより、第１ターボ過
給機１に加えて第２ターボ過給機２も実質的に作動さ
れ、高流量域での過給効率が高められる。

この場合に、前述のように走行距離（エンジンの経時
変）に応じて第１の過給状態と第２の過給状態との切替
点が変更されることにより、第５図に示すようにエンジ
ン出力が適切に調整される。つまり、第５図は特定負
荷、例えば全負荷でのエンジン回転数に対するトルクの
特性を示しており、走行距離がラップ時の範囲にある場
合は、この図に符号a₁で示す切替点を境に過給状態が切
替えられる。この切替点a₁は低流量側から高流量側への
運転状態移行時には第４設定吸気量Q4の基本値Q4₀に相
当するものであって、この切替点a₁までは第１ターボ過
給機１のみの作動により過給効率が高められ、この切替
点a₁を越えると両ターボ過給機1,2の作動により過給効
率が高められる。これにより、エンジン作動状態が良好
なラップ時には、第５図に実線で示すように、全体的に
トルクが最大限に高められるように過給状態の切替が行
なわれる。

一方、走行距離が小さくてエンジンのシール部分など
のなじみが不充分なグリーン時や劣化傾向が生じる程度
に走行距離が大きくなる劣化時には、前記のステップ
S₇,S₈で設定吸気量等が基本値より減少され、過給状態
の切替点a₂がラップ時より低流量側（低速側）にずらさ
れる。これにより、ラップ時と比べると過給効率が低く
されて、第５図に破線で示すようにラップ時と比べてト
ルク上昇が抑制される。

こうして、グリーン状態のときは、シール部分等のな
じみが不充分なエンジンに悪影響を及ぼさない程度にエ
ンジン出力が抑制される。さらに使用当初はターボ過給
機のなじみもよくないが、このときの第１ターボ過給機
１の回転数上昇を適度に抑制する作用も得られる。また
経時変化による劣化傾向が生じたときは、ノッキング等
による劣化の助長を来たさない程度にエンジン出力が抑
制されることとなる。

グリーン状態にあるときのエンジン出力の抑制は、グ
リーン状態の走行距離が比較的大きいロータリピストン
エンジンにおいてとくに有効である。

なお、過給状態の切替点を過給効率にとって最も有利
な切替点a₁より高流量側にずらせても過給効率が低下し
てエンジン出力を抑制する作用が得られる。従って、グ
リーン時や劣化時に過給状態の切替点をずらせる方向は
低流量側、高流量側のいずれでもよいが、上記実施例の
ように低流量側にずらせる方が、排圧の増大の防止、第
１ターボ過給機１の耐久性、通常運転領域でのトルクの
立ち上がりの抑制等の面で好ましい。

また、本発明の制御装置が適用される過給機付エンジ
ンとしては、第１図に示すような第１ターボ過給機１と
第２ターボ過給機２とを備えたものに限らず、例えばエ
ンジン出力軸に連動するエンジン駆動の過給機（スーパ
チャージャ）とターボ過給機とを用いて、低流量領域で
はスーパチャージャのみ作動させ、高流量領域でターボ
過給機を作動させるものでもよい。あるいは、１つのタ
ーボ過給機に対してこれに排気を導く通路を２分し、そ
の一方から排気を導く状態と双方から排気を導く状態と
に切替えるようなものでもよく、要は、低流量側運転領
域での過給効率を高める過給状態と高流量側運転領域で
の過給効率を高める過給状態とに切替可能なものであれ
ばよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、過給機の作動状態を、低流量
側運転領域での過給効率を高める第１の過給状態と高流
量側運転領域での過給効率を高める第２の過給状態と
に、所定の切替点を境に切替えるようにするとともに、
エンジンの経時変化に応じて上記切替点を変更するよう
にしているため、経時変化に応じ適度に過給効率を調整
して劣化時などにエンジン出力の上昇を抑制し、信頼性
を高めることができる。

また、２つの排気ターボ過給機を備えて低流量側運転
領域では一方の排気ターボ過給機のみを作動させ、高流
量側運転領域では両排気ターボ過給機を作動させるよう
に過給機作動状態を切替えるようにするとともに、経時
変化に応じた適正過給効率が得られるように過給機作動
状態の切替えを補正する手段を備えた装置によると、経
時変化に対応した過給効率の調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す過給機付エンジンの全
体構造概略図、第２図は排気系および吸気系に配設され
る各弁の作動特性を示す特性図、第３図はコントロール
ユニットによる制御のフローチャート、第４図はエンジ
ンの走行距離に応じた設定吸気量および設定回転数の変
化を示す図、第５図はエンジン回転数とトルクとの関係
を示す図である。 Ｅ……エンジン、１……第１ターボ過給機、２……第２
ターボ過給機、５……排気カット弁、50……コントロー
ルユニット、51……制御手段、52……経時変化判別手
段、53……変更手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−160022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−164041（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−171836（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−154827（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−178329（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−16727（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】過給機の作動状態が吸入空気量の少ない低
   流量側運転領域での過給効率を高める第１の過給状態と
   吸入空気量の多い高流量側運転領域での過給効率を高め
   る第２の過給状態とに切替可能とされた過給機付エンジ
   ンにおいて、過給機作動状態を上記低流量側運転領域で
   は上記第１の過給状態として上記高流量側運転領域では
   上記第２の過給状態とするように所定の切替点を境に切
   替える過給機制御手段と、エンジンの経時変化を判別す
   る経時変化判別手段と、この経時変化判別手段による判
   別に応じて上記切替点を変更する変更手段とを備えたこ
   とを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
2. 【請求項２】エンジンに対して２つの排気ターボ過給機
   を備え、第１の過給状態としては一方の排気ターボ過給
   機のみを作動させ、第２の過給状態としては両排気ター
   ボ過給機を作動させるものであることを特徴とする請求
   項１記載の過給機付エンジンの制御装置。
3. 【請求項３】上記変更手段は、経時変化判別手段による
   判別に応じて上記切替点を低流量側へ変更するものであ
   る請求項１又は２記載の過給機付エンジンの制御装置。
4. 【請求項４】上記変更手段は、経時変化判別手段による
   判別に応じて上記切替点を高流量側へ変更するものであ
   る請求項１又は２記載の過給機付エンジンの制御装置。
5. 【請求項５】経時変化判別手段は、エンジンの経時変化
   を走行距離に基づいて判別するものである請求項１又は
   ２記載の過給機付エンジンの制御装置。
6. 【請求項６】エンジンに対して２つの排気ターボ過給機
   を備え、一方の排気ターボ過給機のみを作動させる状態
   と両排気ターボ過給機を作動させる状態とに切替可能と
   された過給機付エンジンにおいて、吸気量が少ない低流
   量側運転領域では一方の排気ターボ過給機のみを作動さ
   せ、吸気量の多い高流量側運転領域では両排気ターボ過
   給機を作動させるように過給機作動状態を切替える過給
   機制御手段と、経時変化に応じた適正過給効率が得られ
   るように上記過給機制御手段による過給機作動状態の切
   替えを補正する手段とを備えたことを特徴とする過給機
   付エンジンの制御装置。