JP2760525B2

JP2760525B2 - 過給機付エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP2760525B2
Application number: JP63272526A
Authority: JP
Inventors: 孝芳橋本; 学向井; 晴男沖本; 誠司田島
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1988-10-27
Filing date: 1988-10-27
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JPH02119626A

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
作動状態に異常が生じたときに問題が残されていた。

つまり、例えば過給機に対する潤滑用のオイルが供給
不良等により減少したときは、過給機の回転数が上昇す
ると潤滑不良が生じ易くなり、このような場合は過給機
の回転数上昇を抑制することが望まれる。また、第１タ
ーボ過給機のみ作動している状態で排気量が増加すると
それにつれて内部EGRが増加するが、エンジン温度が過
度に高くなったときは、エンジン温度を低下させるため
内部EGRを少なくすることが望ましい。また、排気系の
触媒温度が過度に上昇したときは、排気抵抗を減少させ
て排気温度を引下げることが望ましい。ところが、上記
切替点をエンジン正常時の過給効率に有利なように設定
しておくだけでは、上記のような異常時の要求が充分に
満足されず、信頼性等の面で改善の余地があった。

本発明は上記の事情に鑑み、作動させるターボ過給機
の切替えによって過給効率を高めるようにしつつ、エン
ジン作動状態の異常時にはこれに対処するように過給機
の作動状態を調整して信頼性を向上させることができる
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、本発明は、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
を作動させる第１の過給状態と両排気ターボ過給機を作
動させる第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、過給機作動状態を吸入空気量の少な
い低流量側運転領域では上記第１の過給状態として吸入
空気量の多い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、エンジンの作動状態の異常を検出する異常検出手
段と、この異常検出手段による検出に基づき、エンジン
の作動状態の異常時に上記切替点を低吸入空気量側に変
更する変更手段とを備えたものである。

上記異常検知手段としては、エンジンの温度状態の異
常を検出するものや、エンジンの排気系に設けられた触
媒の温度状態の異常を検出するものが、好適である。

〔作用〕

上記構成によれば、例えばエンジン温度の過度の上
昇、触媒温度の過度の上昇、潤滑用のオイルの減少など
の異常が生じたときには、第１の過給状態と第２の過給
状態との切替点が低吸入空気量側に変更される（すなわ
ち両ターボ過給機を作動させる第２の過給状態の領域が
広げられる）ことにより、上記異常による不都合を回避
できるように過給機の回転数、内部EGR、排圧等が調整
されることになる。

〔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、後に
説明する第５図からも明らかなように、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、各ターボ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
ことにおり、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はダイヤフラム装置等のアク
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
ダイヤフラム装置等のアクチュエータ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
ストゲート通路10が設けられ、このウエストゲート通路
10には、過給圧等に応じて働くアクチュエータ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のと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51と、
エンジンの作動状態の異常を検出する異常検出手段52
と、この異常検出手段52の検出値に応じて上記切替点を
変更する変更手段53とを含んでいる。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
回転数センサ54からのエンジン回転数検出信号とに応
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異常検出手段
52は、エンジンＥおよびターボ過給機1,2に対する潤滑
用のオイルの油圧を検出する油圧センサ55からの検出信
号に基づき、上記油圧が異常に低くなったときにこれを
検出し、エンジンの油圧状態の異常を検出するようにな
っている。上記変更手段53は、上記異常検出手段52によ
って油圧が異常に低くなったことが検出されたときに、
上記切替点を低流量側にずらせるようにしている。

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閉ライン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、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〜L2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、平地で最適値が予め基本値Q1₀〜Q4₀，Q1₀〜Q4₀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、油圧が異常に低く
なったときに補正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で吸気量Ｑおよびエンジン回転数Ｒの各検出値を
エアフローメータ16および回転数センサ54からそれぞれ
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。さらに、第１図中の異常検出手段52に相当する
処理として、ステップS₄で油圧センサ55からの信号に基
づいて油圧Poを検出し、ステップS₅で、上記油圧Poが異
常判定用の基準用αより低いか否かを調べる。そして、
この判定がNOの場合は上記基本値Q1₀〜Q4₀，R1₀〜R4₀を
そのまま最終的な第１〜第４設定吸気量Q1〜Q4および第
１〜第４設定回転数N1〜N4とする（ステップS₆）が、こ
の判定がYESとなれば、第１図中の変更手段53に相当す
る処理として、ステップS₇で、上記基本値Q1₀〜Q4₀，R1
₀〜R4₀に対する減少方向の補正により最終的な第１〜第
４設定吸気量Q1〜Q4および第１〜第４設定回転数R1〜R4
を求める。

つまりこのステップS₇により、第４図に示すように、
設定吸気量Qn（Q1〜Q4）および設定回転数Rn（R1〜R4）
は、上記油圧Poが異常に低くなったときに、正常時の値
である基本値Q₀（Q1₀〜Q4₀），R₀（R1₀〜R4₀）よりも補
正量ΔQ,ΔＲだけ小さな値（Q₀−ΔQ,R₀−ΔＲ）とされ
る。

次に、ステップS₈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S₈）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S₉）
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S₁₀）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、吸入空気量Ｑとエンジン回転
数Ｒとで調べられる運転状態が第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、排気弁５が閉のＰ領域の
うちリリーフ弁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S₈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S₁₁）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S₁₂）に基づいて次のような処理を行
なう。すなわち、ステップS₁₁，S₁₂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
S₁₁，S₁₂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S₁₃でＦ＝２とするとともに、ステッ
プS₁₄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S₁₀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S₁₅）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S₁₆）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
S₁₇）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S₁₈）と
に基づき、次のような処理を行なう。すなわち、ステッ
プS₁₅，S₁₆の判定がともにNOであって、かつステップS
₁₇，S₁₈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S₁₅，S₁₆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S₁₉でＦ
＝４とするとともに、ステップS₂₀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S₁₇，S₁₈
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S₂₁でＦ＝１とするとともに、ステッ
プS₂₂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S₉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S₂₃）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S₂₄）と、ステップS₂₃，S₂₄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S₂₅）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S₂₆）とに基づき、次のような処理を行な
う。すなわち、ステップS₂₃，S₂₄のいずれかの判定がNO
であって、かつステップS₂₅，S₂₆の判定がとも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
S₂₃，S₂₄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S₂₇でＦ＝１とするととも
に、ステップS₂₈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S₂₅，S₂₆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L₄を越えて
Ｐ＋Ｓ領域に移行したので、ステップS₂₉でＦ＝４とす
るとともに、ステップS₃₀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S₁₀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S₃₁）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S₃₂）に
基づいて次のような処理を行なう。すなわち、ステップ
S₃₁，S₃₂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S₃₁，S₃₂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S₃₃でＦ＝３
とするとともに、ステップS₃₄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
S₈〜S₃₄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。そして、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７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15b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、過給機作動状
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、正常時の過給状態の切替点は次のように
設定される。つまり、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定を、第１ターボ過給
機１のみ作動された場合と両ターボ過給機1,2が作動さ
れた場合とについて示すとそれぞれ第５図の線Ａおよび
線Ｂのようになり、最も過給効率が高められるようにす
るには上記線Ａと線Ｂと交叉点ａを過給機作動状態の切
替点とすればよい。従ってこの点ａの回転数および負荷
に対応する吸気量を設定吸気量として排気カット弁５の
開閉を切替えるように設定吸気量Q4（および設定回転数
R4）を定めるとともに、これと一定の関係で他の設定吸
気量Q1〜Q3（および設定回転数R1〜R3）を定めればよ
い。これらの正常時の値となる基本値Q1₀〜Q4₀，R1₀〜R
4₀はこのように過給効率にとって有利なように設定され
ている。

ところで、潤滑用のオイルの供給不良等によって油圧
が異常に低くなったときには、過給状態の切替点が正常
時と同じように設定されていると、切替点付近のＰ領域
では第１ターボ過給機１の回転数がかなり上昇し、潤滑
不良となる。このような場合に、前記のステップS₇の処
理によって上記切替点が低流量側にずらされ、第１ター
ボ過給機１の回転数が大きく上昇する前に両過給機作動
状態に切替られることにより、第１ターボ過給機１の回
転数上昇がある程度抑えられ、潤滑不良による第１ター
ボ過給機１の焼付き等が防止されることとなる。

なお、上記実施例では、エンジンの作動状態の異常と
して油圧が著しく低くなる状態を検出し、それに応じて
上記切替点を変更しているが、他のエンジン作動状態の
異常、例えばエンジン温度の過度と上昇を検出すること
によりエンジンの温度状態異常を検出し、あるいは排気
通路に設けられた排気浄化用の触媒の温度の過度の上昇
を検出することによりこの触媒の温度状態の異常の検出
し、それに応じて上記切替点を変更してもよく、これら
場合は次のように切替点の変更を行なえばよい。

エンジン温度の過度の上昇に対する制御としては、第
３図中のステップS₄，S₅およびステップS₇に変る処理と
して、水温センサからの信号に基づいて水温が異常判定
基準値Thよりも高くなったか否かを調べ、それに応じて
第６図に示すように設定吸気量Qn（Q1〜Q4）および設定
回転数Rn（R1〜R4）を変更する。つまり、水温が異常判
定基準値Thよりも高くなったときには、設定吸気量Qnお
よび設定回転数Rnを、正常時の値である基本値Q₀，R₀よ
りも補正量ΔQh,ΔRhだけ減少させる。

このようにすれば、エンジン水温が過度に高いときに
は、Ｐ領域が狭められ、内部EGRの減少により排気温度
が低下する。つまり、第１ターボ過給機１のみ作動され
ている状態では排気が集中的に第１ターボ過給機１に送
られるため吸気量やエンジン回転数の上昇に伴って排圧
が上昇し易いが、両ターボ過給機1,2が作動される状態
に切替われば両ターボ過給機1,2に排気が分散されるの
で、上記切替点を早めることにより排圧が低下する。

なお、第６図に示す例では、所定温度Tl以下の冷機時
にも設定吸気量および設定回転数を補正量ΔQl,ΔRlだ
け減少させている。このようにしているのは、エンジン
の冷機時には、エンジン出力があまり高くなると耐久性
の面から好ましくなく、つ排圧が上昇すると燃焼性にも
好ましくないからである。

また、触媒温度の過度の上昇に対する制御としては、
第３図中のステップS₄，S₅およびステップS₇に変る処理
として、触媒温度の検出に基づいて触媒温度が異常判定
基準値よりも高くなったか否かを調べ、それに応じて第
７図に示すように設定吸気量Qn（Q1〜Q4）および設定回
転数Rn（R1〜R4）を変更する。つまり、触媒温度が異常
判定基準値Thよりも高くなったときには、設定吸気量Qn
および設定回転数Rnを、正常時の値である基本値Q₀，R₀
よりも補正量ΔQ,ΔＲだけ減少させる。

このようにすれば、触媒温度が過度に高いときには、
Ｐ領域が狭められ、両ターボ過給機1,2が作動する状態
への切替が早められることにより、両ターボ過給機1,2
の作動によって排気温度が引下げられる。

〔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
側運転領域で一方の排気ターボ過給機のみを作動させる
第１の過給状態と、高流量側運転領域で両排気ターボ過
給機を作動させる第２の過給状態とに切替えるととも
に、エンジンの作動状態の異常時に両過給状態の切替点
を低吸入空気量側に変更するようにしたものであるの
で、正常時の過給効率向上に最も有利なように上記切替
点を設定したままではエンジンや過給機の信頼性に問題
が生じるような異常時に、過給機の回転数上昇等を適度
に調整し、信頼性を向上することができるものである。

【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図は上記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図は油
圧の異常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、第６図は水温の異常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７図は触媒温度の異常に応
じた設定吸気量および設定回転数の変化を示す図であ
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…異常検出手段、53…変更手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田島誠司広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献特開昭60−128931（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−113236（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−153425（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02B 33/00 - 39/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】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第１の過給状態と両排
気ターボ過給機を作動させる第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
を吸入空気量の少ない低流量側運転領域では上記第１の
過給状態として吸入空気量の多い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、エンジンの作動状態の異常を
検出する異常検出手段と、この異常検出手段による検出
に基づき、エンジンの作動状態の異常時に上記切替点を
低吸入空気量側に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。
【請求項２】上記異常検知手段は、エンジンの温度状態
の異常を検出す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。
【請求項３】上記異常検知手段は、エンジンの排気系に
設けられた触媒の温度状態の異常を検出するものである
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。