JP2840791B2

JP2840791B2 - 過給機付エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP2840791B2
Application number: JP2165146A
Authority: JP
Inventors: 宏行森岡; 正志大森; 勝山本; 宏能瀬; 雅典柴田; 聖悟酒井
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1990-06-22
Filing date: 1990-06-22
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2013-12-24
Also published as: JPH0454219A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、複数の過給機を備え、エンジンの吸入空気
量に応じて一部の排気ターボ過給機を作動または不作動
にするようにし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、過給機を備えたエンジンとしては、例えば、特
開昭59−160022号公報に開示されるように、排気通路の
プライマリおよびセカンダリの排気ターボ過給機のター
ビンを並列的に設け、この二つの排気ターボ過給機のブ
ロアをエンジンの吸気通路に接続するとともに、セカン
ダリターボ過給機のタービン上流側の排気通路に排気カ
ット弁を設け、吸入空気量が設定値よりも少ないときに
は排気カット弁を閉じてセカンダリターボ過給機を不作
動として、排気通路からの排気ガスをプライマリターボ
過給機のタービンに集中的に供給して高い過給圧を確保
する一方、吸入空気量が設定値よりも多いときには排気
カット弁を開いてセカンダリターボ過給機を作動させ、
排気通路からの排気ガスを二つの排気ターボ過給機のタ
ービンに供給して吸入空気量を確保しながら適正な過給
圧を得るようにしたものが知られている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記のような過給機付エンジンでは、排気
カット弁を高吸入空気量域でのみ開いてセカンダリター
ボ過給機を作動させるについて、このセカンダリターボ
過給機のブロア下流に該セカンダリターボ過給機の作動
時に開作動する吸気カット弁を設ける一方、前記セカン
ダリターボ過給機のブロアの上下流をバイパスするリリ
ーフ通路に吸気リリーフ弁を設け、前記排気カット弁を
開いてセカンダリターボ過給機による過給を開始する前
に、このセカンダリターボ過給機を予め回転させること
で切換時の過給圧の低下を抑制し応答性を高めることが
考えられる。

この際に、上記吸気リリーフ弁は吸気カット弁が閉じ
ているセカンダリターボ過給機の予回転状態で、このセ
カンダリターボ過給機のブロア下流の圧力が吸気カット
弁の閉作動によって上昇し、サージング現象の発生でブ
ロアが破損するのを防止することから、該ブロアの上下
を循環させるようにして下流側の圧力上昇を抑制してい
るものであるが、この吸気リリーフ弁を排気カット弁の
開弁より早い時期に閉じるように作動すると、吸気カッ
ト弁および排気カット弁が開く直前のセカンダリターボ
過給機の回転数を上昇させることができ、過給開始時の
応答性を高めることができるものである。

しかし、上記のように吸気リリーフ弁を排気カット弁
の開弁より早い時期に閉じるように作動させる場合に、
上り坂を走行しているときのようにエンジンの吸入空気
量域の変化が遅いと、吸気リリーフ弁および吸気カット
弁の両者が閉じた状態が継続され、サージングの発生に
よってブロアの破損を生起する恐れがある。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、吸気リリーフ弁を
排気カット弁の開時期より早く閉じて応答性を高めるに
ついて運転状態の移行が遅い場合でもサージングの発生
によるブロアの破損を防止するようにした過給機付エン
ジンの制御装置を提供することを目的とするものであ
る。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明の過給機付エンジン
の制御装置は、吸気通路に排気ターボ過給機を含む複数
の過給機を並列に配設し、このうち少なくとも一つの排
気ターボ過給機をセカンダリターボ過給機として該セカ
ンダリターボ過給機専用の排気通路に排気カット弁を設
け、エンジンの高吸入空気量域でのみ排気カット弁を開
いてセカンダリターボ過給機を作動させる一方、上記セ
カンダリターボ過給機のブロア下流に該セカンダリター
ボ過給機の作動時に開作動する吸気カット弁を設け、さ
らに、前記セカンダリターボ過給機のブロアの上下流を
バイパスするリリーフ通路に吸気リリーフ弁を設け、こ
の吸気リリーフ弁を前記排気カット弁の閉弁状態で開く
と共に、排気カット弁の開弁より早い時期に閉じるにつ
いて、前記吸気リリーフ弁が開弁状態から排気カット弁
の開弁より早い時期に閉作動してからタイマで設定した
所定時間経過後に前記吸気カット弁が開作動しないとき
に、上記吸気リリーフ弁を再度開作動する制御手段を設
けて構成したものである。

（作用）上記のような過給機付エンジンの制御装置では、低吸
入空気量域ではセカンダリターボ過給機が不作動になっ
てセカンダリターボ過給機以外の過給機に排気ガスが集
中的に供給されて高い過給圧が確保される一方、高吸入
空気量域ではセカンダリターボ過給機が作動して双方の
排気ターボ過給機に排気ガスが供給され、吸気流量を確
保しながら適正な過給圧が得られる。

そして、エンジンの加速等に応じてセカンダリターボ
過給機を作動するべく排気カット弁が開作動するときに
は、該排気カット弁が開作動する前に吸気リリーフが閉
作動し、セカンダリターボ過給機のブロアでのエアの剥
離によるタービン回転数を上昇させて、該セカンダリタ
ーボ過給機による過給開始時の応答性を向上してトルク
ショックの発生を抑制すると共に、吸気リリーフ弁が閉
作動してからタイマで設定した所定時間経過しても吸気
カット弁が開作動しない場合には、上記吸気リリーフ弁
を再度開作動し、ブロア下流の圧力を低減してサージン
グによる破損を防止している。

また、前記タイマで設定する所定時間をセカンダリタ
ーボ過給機の吸気温度の上昇傾向に応じて変更すると、
サージング発生を極力抑制しつつセカンダリターボ過給
気の回転数を上昇して切換時の応答性の改善が図れるこ
とから好適である。

（実施例）以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。第１
図に一実施例の制御装置を備えた過給機付エンジンの全
体概略構成を示す。

201はエンジンであって、該エンジン201にはトランス
ミッション208が連結され、該トランスミッション208に
は、シフト位置を検出するシフトセンサ259が設けられ
ている。二つの排気通路202,203は互いに独立して設け
られ、一方の排気通路202にはプライマリターボ過給機2
04のタービン205が、また、他方の排気通路203にはセカ
ンダリターボ過給機206のタービン207がそれぞれ配設さ
れている。上記ターボ過給機204,206下流の排気通路20
2,203は、合流して一本の排気通路224になっている。

また、吸気通路209は吸入空気量を検出するエアフロ
ーメータ221の下流で二つに分岐し、その第１の分岐通
路210の途中にはプライマリターボ過給機204のブロア21
1が、また、第２の分岐通路212の途中にはセカンダリタ
ーボ過給機206のブロア213が配設されている。また、二
つの分岐通路210,212は各ブロア211,213の下流で再び一
本の吸気通路209に合流し、インタークーラ214、スロッ
トル弁216を経て、その下流端がエンジン201の各気筒に
対応した独立吸気通路217,218に分岐し、吸気ポートに
接続される。上記各独立吸気通路217,218には燃料噴射
弁219,220が配設されている。

前記プライマリおよびセカンダリの排気通路202,203
は、両ターボ過給機204,206の上流において、比較的小
径の連通路222によって互いに連通されている。そし
て、セランダリ側のタービン207が配設された排気通路2
03には、上記連通路222の開口位置の直下流に排気カッ
ト弁223が設けられている。また、上記連通路222の途中
から延びてタービン205,207下流の合流排気通路224に連
通するウエストゲート通路225が形成され、該ウエスト
ゲート通路226にはダイヤフラム式のアクチュエータ226
がリンク結合されたウエストゲート弁227が配設されて
いる。

そして、上記ウエストゲート通路225のウエストゲー
ト弁227上流部分とセカンダリ側タービン207につながる
排気通路203の排気カット弁223下流とを連通する洩らし
通路228が形成され、該洩らし通路228にはダイヤフラム
式のアクチュエータ229にリンク連結された排気洩らし
弁230が設けられている。前記排気カット弁223はダイヤ
フラム式のアクチュエータ231にリンク連結されてい
る。

一方、セカンダリターボ過給機206のブロア213が配設
された分岐通路212には、ブロア213下流に吸気カット弁
232が配設されている。この吸気カット弁232はバタフラ
イ弁で構成され、やはりダイヤフラム式のアクチュエー
タ233にリンク結合されている。また、同セカンダリ側
の分岐通路212には、ブロア213をバイパスするようにリ
リーフ通路234が形成され、該リリーフ通路234にはダイ
ヤフラム式の吸気リリーフ弁235が配設されている。

排気洩らし弁230を操作する上記アクチュエータ229
は、導管236によりプライマリターボ過給機204のブロア
211が配設された分岐通路210のブロア211下流に連通さ
れている。そして、このブロア211下流側の圧力が設定
圧力以上となったとき、アクチュエータ229が作動して
排気洩らし弁230が開き、それによって排気カット弁223
が閉じているときに少量の排気ガスが洩らし通路228を
流れてセカンダリ側のタービン207に供給される。従っ
て、セカンダリターボ過給機206は、排気カット弁223が
開く前に予め回転を開始する。

上記排気洩らし弁230および前記ウエストゲート弁227
は、プライマリターボ過給機204およびセカンダリター
ボ過給機206の過給圧を調節する過給圧調整手段として
機能する。

前記導管236は導管255を介してブロア211上流の分岐
通路210に接続されている。該導管255には、排気洩らし
弁230およびウエストゲート弁227を開作動する設定圧力
（目標過給圧）を補正するデューティ・ソレノイド・バ
ブル256が設けられている。このデューティ・ソレノイ
ド・バルブ256のデューティ比の調整により、デューテ
ィ比が大きくなるとその開度を低減して導管236に導入
されたブロア211下流の過給圧のリーク量を低減して排
気洩らし弁230の開度を増大するように、ウエストゲー
ト弁227および排気洩らし弁230の作動特性を変えるよう
にしている。

そして、上記ディーティ比の調整による目標過給圧の
制御は、基本的にエンジンの運転状態に基づき制御マッ
プに目標過給圧が設定され、この目標過給圧となるよう
にデューティ比のフィードバック制御を行い、また、加
速時に目標過給圧を高めるように制御する。さらに、ト
ランスミッション208のシフト位置が低速段ほど、排気
洩らし弁230による制御目標値である設定圧力を低く修
正するようにしている。

また、前記吸気カット弁232を操作するアクチュエー
タ233の圧力室は、導管237により電磁ソレノイド式三方
弁238の出力ポートに接続されている。また、排気カッ
ト弁223を操作するアクチュエータ231は、導管239によ
り電磁ソレノイド式の別の三方弁240の出力ポートに接
続されている。さらに吸気リリーフ弁235を操作するア
クチュエータ241の圧力室は、導管242により電磁ソレノ
イド式の別の三方弁243の出力ポートに接続されてい
る。また、前記ウエストゲート弁227を操作するアクチ
ュエータ226は、導管244により電磁ソレノイド式の三方
弁245の出力ポートに接続されている。

上記吸気リリーフ弁235は、排気カット弁223および吸
気カット弁232が開く前の所定の時期までリリーフ通路2
34を開いておく。それにより、洩らし通路228を流れる
排気ガスによってセカンダリターボ過給機206が予回転
する際に、吸気カット弁232上流の圧力が上昇してサー
ジンク領域に入るのを抑え、また、ブロア213の回転を
上昇させる。

上記４個の電磁ソレノイド式三方弁238,240,243,24
5、デューティ・ソレノイド・バルブ256および２個の燃
料噴射弁219,220は、マイクロコンピュータを利用して
構成されたコントロールユニット246によって制御され
る。コントロールユニット246には、エンジン201の回転
数を検出するエンジン回転数センサの出力信号、エアフ
ローメータ221の出力信号、シフトセンサ259の出力信号
のほか、スロットル弁216の開度を検出するスロットル
センサの出力信号、プライマリ側ブロア211下流の過給
圧P1（ブースト圧）を検出する過給圧センサの出力信号
等が入力され、それらの信号に基づいて後述のような制
御が行われる。

吸気カット弁232制御用の上記三方弁238の一方の入力
ポートは、導管247を介して負圧タンク248に接続され、
他方の入力ポートは導管249を介して差圧検出弁250（詳
細構造は後述する）の出力ポート270（第２図）に接続
されている。負圧タンク248には、スロットル弁216下流
の吸気負圧がチェック弁251を介して導入されている。
また、排気カット弁223制御用の三方弁240の一方の入力
ポートは大気に解放されており、他方の入力ポートは導
管252を介して負圧タンク248に接続された上記導管247
に接続されている。一方、吸気リリーフ弁235制御用の
三方弁243の一方の入力ポートは負圧タンク248に接続さ
れ、他方の入力ポートは大気に解放されている。また、
ウエストゲート弁227制御用の三方弁245の一方の入力ポ
ートは大気に解放されており、他方の入力ポートは導管
254により導管236に接続されている。

上記差圧検出弁250は、第２図に示すように、ケーシ
ング261内が第１および第２の二つのダイヤフラム263,2
63によって三つの室264,265,266に区画されている。そ
して、その一端側の第１の室264には第１の入力ポート2
67が開口され、また、ケーシング261端部内面と第１の
ダイヤフラム262との間に圧縮スプリング268が配設され
ている。また、真中の第２の室265には第２の入力ポー
ト269が開口され、他端側の第３の室266にはケーシング
261端部中央に出力ポート270が、側壁部に大気解放ポー
ト271が開口されている。そして、第１のダイヤフラム2
62には、第２のダイヤフラム263を貫通し第３の室266の
出力ポート270に向けて延びる弁体272が固着されてい
る。

第１の入力ポート267は、導管273によって第１図のよ
うに吸気カット弁232の下流側に接続された、プライマ
リ側ブロア211下流側の過給圧P1を第１の室264に導入す
る。また、第２の入力ポート269は、導管274によって吸
気カット弁232上流に接続されて、吸気カット弁232が閉
じているときの吸気カット弁232上流側の圧力P2を導入
する。この両入力ポート267,269から導入される圧力の
差（P2−P1）が所定値以上になると、弁体272が出力ポ
ート270を開く。この出力ポート270は導管249を介し
て、吸気カット弁232制御用の三方弁238の入力ポートの
一つに接続されている。したがって、上記三方弁238がO
Nで吸気カット弁232操作用のアクチュエータ232の圧力
室につながる導管237を差圧検出弁250の出力ポート270
につながる導管249に連通させている状態で、吸気カッ
ト弁232上流の圧力つまりセカンダリ側の過給圧P2がプ
ライマリ側の過給圧P1に近付いて、差圧P1−P2がなくな
り、さらに、差圧P2−P1が所定値よりも大きくなると、
該アクチュエータ233に大気が導入され、吸気カット弁2
32が開かれる。また、三方弁238がOFFになってアクチュ
エータ233側の導管237を負圧タンク248につながる導管2
47に連通させたときには、該アクチュエータ233に負圧
が供給されて吸気カット弁232が閉じられる。

一方、排気カット弁223は、三方弁240がOFFでアクチ
ュエータ231が圧力室につながる導管239を負圧タンク24
8側の導管252に連通させたとき、該アクチュエータ231
に負圧が供給されることによって閉じる。また、この三
方弁240がONとなって出力側の導管239を大気に解放する
と、排気カット弁223は開かれ、セカンダリターボ過給
機206による過給が行われる。

吸気リリーフ弁235は、三方弁243がOFFでアクチュエ
ータ241の圧力室につながる導管242を負圧タンク248側
に連通させたとき、該アクチュエータ241に負圧が供給
されることによって開き、また、この三方弁243がONで
アクチュエータ241の圧力室につながる導管242を大気に
解放すると閉じられる。

また、ウエストゲート弁227操作用アクチュエータ226
は、三方弁245がONのとき導管254を介してブロア211下
流に連通し、このブロア211下流の圧力が所定値以上に
なったとき、アクチュエータ226が作動してウエストゲ
ート弁227を開き、排気ガスをリリーフして過給圧特性
を適正化するようにしている。また、この三方弁245がO
FFのとき大気に解放されてウエストゲート弁227は閉じ
る。

この実施例では、排気カット弁223、吸気カット弁232
および吸気リリーフ弁235の開閉作動にいずれもヒステ
リシスが設けられている。また、高吸入空気量域から低
吸入空気量域への移行時に排気カット弁223が閉じて吸
気カット弁232が開いた状態が続くときのセカンダリ側
ブロア213への吸気逆流を防ぐために、この領域におい
ては排気カット弁223が閉じた時を起点として所定時間
（例えば２秒）経過後に吸気カット弁232を強制的に閉
じるようにしている。

さらに、低吸入空気量域から高吸入空気量域への移行
時に吸気リリーフ弁235が閉じて吸気カット弁232が開く
までの状態が続くときの吸気温度の上昇、サージングの
発生を防止するために、この領域においては吸気リリー
フ弁235が閉じた時点を起点としてタイマによる所定時
間経過後においても吸気カット弁232が開作動しない場
合には、上記吸気リリーフ弁235を再度強制的に開くよ
うにしている。

そして、上記吸気リリーフ弁235の再開制御における
タイマの設定時間は、セカンダリターボ過給機206のブ
ロア213の吸気温度の上昇傾向に応じて、この吸気温度
が上昇傾向にある条件ではタイマ設定時間を短くするよ
うに変更するものであって、例えば、雰囲気温度の上昇
時、スロットル開度が大きい領域ではタイマ設定時間を
短くする一方、大気圧の低下時、プライマリ過給圧の低
い領域ではタイマ設定時間を長く変更している。

次に、第３図は、吸気カット弁232、排気カット弁22
3、吸気リリーフ弁235およびウエストゲート弁227の開
閉制御を、排気洩らし弁230の開閉制御と共に示す制御
マップである。このマップはコントロールユニット246
内に格納されており、これをベースに上記４個の三方弁
238,240,243,245の制御が行われる。

低吸入空気量域から高吸入空気量域に移行するとき、
エンジン回転数Ｒが低く或いは吸入空気量Ｑが少ない領
域においては、吸気リリーフ弁235は開かれており、排
気洩らし弁230に開くことによってセカンダリターボ過
給機206の予回転が行われる。

そして、エンジン回転数がR2または吸入空気量がQ2−
R2のラインに達すると、吸気リリーフ弁235制御用の三
方弁243がONになって吸気リリーフ弁235が閉じられ、そ
の後、排気カット弁223が開くまでの間、セカンダリ側
ブロア213下流の圧力が上昇する。そして、Q4−R4のラ
インに達すると、排気カット弁223制御用の三方弁240が
ONになって排気カット弁223が開き、次いで、Q6−R6ラ
インに達し、吸気カット弁232制御用の三方弁がONにな
って吸気カット弁232が開くことによりセカンダリター
ボ過給機206による過給が始まる。つまり、このQ6−R6
ラインを境にプライマリとセカンダリの両過給機204,20
6による過給領域に入る。

尚、吸気カット弁232を駆動するアクチュエータ233は
三方弁238の作動のみに支配されるものではなく、吸気
カット弁232を開作動させる圧力源である大気圧が差圧
検出弁250を介して供給されるため、吸気カット弁232の
実際の開作動は三方弁238の作動に対し遅れることにな
る。したがって、三方弁238をOFFからONにする上記Q6−
R6のラインは差圧検出弁250による遅れを考慮した設定
とされ、排気カット弁223制御用三方弁240がOFFからON
になるQ4−R4ラインに近接したものとされる。また、両
ラインを一致させてもよい。

逆に、高吸入空気量域から低吸入空気量域へ移行する
ときには、吸気カット弁232、排気カット弁223および吸
気リリーフ弁235を制御する各三方弁238,240,243はヒス
テリシスをもって、第３図に破線で示すようにそれぞれ
Q5−R5,Q3−R3,Q1−R1のラインで切り換わるように設定
されている。すなわち、高吸入空気量域からの低吸入空
気量域へ移行する時、Q3−R3のラインに達すると排気カ
ット弁223の閉制御が行われ、さらに低吸入空気量域に
移行してQ5−R5のラインに達したとき吸気カット弁232
の閉制御が行われ、それより遅れて吸気リリーフ弁235
の閉制御が行われる。このように吸気カット弁232が排
気カット弁223より遅れて閉じることにより、低吸入空
気量域への移行時におけるサージングの発生が防止され
る。

また、この実施例においてウエストゲート弁227に制
御用の三方弁245をON,OFFするラインは、排気カット弁2
23制御用の三方弁240のON,OFFラインであるQ4−R4,Q3−
R3の各ラインと一致させている。すなわち、高吸入空気
量域への移行時にはQ4−R4のラインで三方弁245をONか
らOFFにする。また、低吸入空気量域への移行時にはQ3
−R3のラインを跨いでから所定時間を経た後三方弁245
をOFFからONにする。

尚、第３図において上記各ラインの折れた部分は、い
わゆるロードロードラインもしくはノーロードライン上
にある。

したがって、上記実施例においては、エンジンがライ
ンQ6−R6よりも低吸入空気量域にあるときにはセカンダ
リターボ過給機206への排気ガスの導入が停止されるの
で、プライマリターボ過給機204のみが作動して高い過
給圧が立ち上がり良く得られる。一方、エンジンがライ
ンQ6−R6よりも高吸入空気量域にあるときにはプライマ
リターボ過給機204およびセカンダリターボ過給機206の
双方が作動して吸気流量を確保しながら適正な過給圧が
得られることになる。

そして、低吸入空気量域から高吸入空気量域に移行し
て排気カット弁223が開作動してセカンダリターボ過給
機206による過給を開始するときには、前記のように該
排気カット弁223が開作動する前に吸気リリーフ弁235が
閉作動し、ブロア213の回転数を上昇して排気カット弁2
23が開作動した際の過給圧の立ち上がりを早めて応答性
を確保するように制御している。また、上記吸気リリー
フ弁235が閉作動してからタイマで設定した所定時間経
過後においても、前記吸気カット弁232が開作動しない
場合には、上記吸気リリーフ弁235を再度強制的に開作
動して、セカンダリターボ過給機206のブロア213下流の
圧力を低下するように制御する。

第４図は、上記第３図の特性図に基づいて各弁のソレ
ノイド作動状態を運転状態の移行（横軸左方が低吸入空
気量域、右方が高吸入空気量域）との関係で見たもので
ある。この図からも分かるように、排気カット弁223開
閉作動のヒステリシスは吸気カット弁232開閉作動のヒ
ステリシスに完全に包含されている。尚、吸気カット弁
232制御用三方弁238がQ6,R6でONとなっても、差圧検出
弁250の作用によって、実際の吸気カット弁232の開作動
は同図に破線で示すように遅れる。したがって、このQ
6,R6は、上述のように排気カット弁223開制御のQ4,R4と
近接したラインまたは同一ラインとされる。一方、吸気
カット弁232の閉作動の方は、ソレノイド238の作動に対
し上記のような遅れを伴わないので、その設定ラインで
あるQ5,R5は、Q5＜Q3,R5＜R3とする必要がある。

つぎに、第３図の特性に基づいた各弁の制御を第５図
の制御回路によって説明する。吸気リリーフ弁235作動
用の三方弁243は、図の最上位に示す第１の比較回路111
の出力と第２の比較回路112の出力とを入力とする第１
のOR回路121の出力によって制御される。ここで、第１
の比較回路111へ、エアフローメータ221の検出信号であ
る吸入空気量Ｑと基準値である第１の加算回路131の出
力値とを比較するものである。そして、上記第１の加算
回路131は、第３図のQ1ラインに相当する設定値Q1が入
力され、また、このQ1に対するQ1′という値（ただしQ1
＋Q1′＝Q2）が第１のゲート141を介して入力されるよ
うに構成されていて、第１のゲート141が開かれたとき
はQ1＋Q1′＝Q2を基準値として第１の比較回路111に出
力し、また、第１のゲート141が閉じられたときにはQ1
を基準値として第１の比較回路111に出力する。そし
て、この第１のゲート141は上記第１のOR回路121によっ
て開閉される。

第２の比較回路112は、エンジン回転数センサによっ
て検出したエンジン回転数Ｒを基準値である第２の加算
加器132の出力値と比較するものである。第２の加算回
路132は、第３図のR1ラインに相当する設定値R1が入力
され、また、このR1に対するR1′という値（ただしR1＋
R1′＝R2）が第２のゲート142を介して入力されるよう
に構成されていて、第２のゲート142が開かれたときはR
1＋R1′＝R2を基準値として第２の比較回路112に出力
し、また、第２のゲート142が閉じられたときにはR1を
基準値として第２の比較回路112に出力する。そして、
第２のゲート142もまた上記第１のOR回路121によって開
閉される。

上記第１および第２の比較回路111,112は、検出され
た吸入空気量Ｑおよびエンジン回転数Ｒを第１および第
２の加算回路131,132の出力であるそれぞれの基準値と
比較し、ＱあるいはＲが基準値以上となったときにON信
号を吸気リリーフ弁235作動用の三方弁243に出力する
（ONで吸気リリーフ弁235は閉じる）。第１および第２
のゲート141,142は、第１のOR回路121の出力信号がONの
とき閉じられており、OR回路信号がOFFのとき開かれ
る。したがって、低吸入空気量域から高吸入空気量域へ
の移行時には、第１のOR回路121の出力信号はOFFである
ので、各ゲート141,142は開かれ第１および第２比較回
路111,112に基準値としてQ2,R2が入力される。したがっ
て、第３図でQ2−R2のラインに達したときにON信号が出
され吸気リリーフ弁235が開かれる。また、このON信号
によって第１および第２のゲート141,142が閉じられ、
それにより、ＱおよびＲの基準値がそれぞれQ1,R1とな
る。つまり、Q1′,R1′に相当するヒステリシスをもっ
て逆方向への移行に備えたライン設定がなされる。

排気カット弁223作動用の三方弁240もまた、同様の制
御回路によって制御される。つまり、吸入空気量Ｑに対
して第３の比較回路113が、また、エンジン回転数Ｒに
対して第４の比較回路114が設けられ、これらの比較回
路113,114の出力が第２のOR回路122を介して三方弁240
に送られる。第３の比較回路113に対しては第３の加算
回路113が、また、第４の比較回路114に対しては第４の
加算回路134が同様に設けられる。そして、第３の加算
回路133には、設定値Q3が入力され、また、第３のゲー
ト143を介してQ3′（ただしQ3＋Q3′＝Q4）が入力され
る。同様に第４の加算回路134には設定値R3と、第４の
ゲート144を介するR3′（ただしR3＋R3′＝R4）が入力
される。この回路は上記第１および第２の比較回路111,
112の場合と同様に作動し、それにより、高吸入空気量
域への移行時には第３図のQ4−R4ラインを基準として排
気カット弁223が開作動され、また、低吸入空気量域へ
の移行時にはQ3−R3ラインによって排気カット弁223が
閉作動される。

吸気カット弁232作動用の三方弁238に対しては、第５
および第６の比較回路115,116の出力を第３のOR回路123
を介して供給する同様の制御回路が設けられている。こ
の制御回路は、それぞれの比較回路115,116に対し第６
の加算回路135,136を有し、また、各加算回路135,136に
対して第５および第６のゲート145,146を備えている。
そして、基本的な作動は上記各弁に対する回路と差異が
ない。つまり、高吸入空気量域への移行時にはQ6−R6の
ラインによる吸気カット弁232の開制御が行われ、低吸
入空気量域への移行時にはQ5−R5のラインによる吸気カ
ット弁232の閉制御が行われる。ここで、Q6およびR6は
同様に、Q5＋Q5′＝Q6,R5＋R5′＝R6の形で設定され
る。

ただし、この吸気カット弁232の制御回路の場合に
は、上記第３のOR回路123の出力側に第７のゲート147が
接続され、三方弁238へはこのゲート147を介して制御信
号が送られる。そして、排気カット弁223作動用の上記
第２のOR回路122の出力がONからOFFに変わった時を起点
としてカウントアップを開始する第１のタイマ150が設
けられ、また、このタイマ150のカウント値が設定値を
越えたらON信号を発する第７の比較回路117が設けられ
て、この第７の比較回路117からON信号が出力されたと
き、上記第７のゲート147を閉じて吸気カット弁232を強
制的に閉作動させ、同時にQ,Rの基準値をQ6,R6に変更
し、また、第１のタイマ150をリセットするように構成
されている。一旦、第７のゲート147が閉じると、第７
の比較回路117の出力はOFFとなるが、上記のように切り
換えラインである基準値がQ6,R6に変更されているの
で、吸気カット弁232作動用の三方弁238は閉作動状態に
保持される。これにより、低吸入空気量域への移行時
に、上記三方弁238がOFF状態で吸気カット弁232が閉
じ、三方弁240がON状態で排気カット弁223が開いた状態
が長く続くことによるサージングの発生が防止される。

さらに、前記吸気リリーフ弁235の制御回路の場合に
は。上記第１のOR回路121の出力側に第８のゲート148が
接続され、三方弁243へはこのゲート148を介して制御信
号が送られる。そして、この吸気リリーフ弁235作動用
の上記第１のCR回路121の出力がOFFからONに変わった時
を起点としてカウントアップを開始する第２のタイマ15
1が設けられ、また、このタイマ151のカウント値が設定
値を越えたらON信号を発する第８の比較回路118が設け
られて、この第８の比較回路118からON信号が出力され
たとき、上記第８のゲート148を閉じて吸気リリーフ弁2
35を閉状態から再度強制的に開作動させ、また、上記第
２のタイマ151は前記第７のゲート147を経たON信号すな
わち吸気カット弁232を開作動する信号によってリセッ
トするように構成されている。また、前記第８の比較回
路118で第２のタイマ151のカウント値と比較する設定値
は、上述のように雰囲気温度、大気圧、スロットル開
度、プライマリ過給圧などに応じて変更設定する。これ
により、高吸入空気量域への移行時に、上り坂等で吸気
リリーフ弁235が閉じてから吸気カット弁232が開くまで
に長い時間がかかったときの吸気温度の上昇を抑制して
サージングの発生が防止される。

以上の構成において、コントロールユニット246は、
スロットルセンサもしくはエアフローメータおよびエン
ジン回転センサの出力を受け、エンジン201の吸入空気
量の増大に伴う排気カット弁223および吸気カット弁232
の開作動時に、その作動より前に吸気リリーフ弁235を
閉制御するについて、予回転を高めつつサージングの発
生を防止するように吸気リリーフ弁235の再開作動を行
う制御手段として機能している。

尚、第６図は前記第３図の各弁の作動領域の各ライン
について、その特性をトランスミッション208のシフト
位置および大気圧に応じて補正する例を示すものであ
る。すなわち、シフト位置が１速等の低速側にあるとき
は高回転側に補正し、大気圧が低下したときには高回転
および高負荷側に補正するものである。これにより、セ
カンダリターボ過給器206の応答性を高め、シフトタイ
ミングとの干渉防止、排気カット弁の切換性の改善が得
られる。

（発明の効果）上記のような本発明によれば、吸気通路に排気ターボ
過給機を含む複数の過給機を並列に配設し、このうち少
なくとも一つの排気ターボ過給機をセカンダリターボ過
給機として該セカンダリターボ過給機専用の排気通路に
排気カット弁を設け、エンジンの高吸入空気量域でのみ
排気カット弁を開いてセカンダリターボ過給機を作動さ
せると共に、吸気リリーフ弁が開弁状態から排気カット
弁の開弁より早い時期に閉作動してからタイマで設定し
た所定時間経過後に吸気カット弁が開作動しない時に上
記吸気リリーフ弁を再度開作動するようにしたので、低
吸入空気量域で高い過給圧を確保でき、高吸入空気量域
で吸気流量を確保できるという基本的効果が得られると
共に、エンジンの吸入空気量の増大に伴う排気カット弁
の開作動時に、一時的に吸気カット弁と吸気リリーフ弁
の両方を閉じてセカンダリターボ過給機の回転数を高め
て応答性の改善を図ると同時に、上記状態が続いた際の
吸気温度の上昇に伴うサージングでブロアの破損が発生
するのを防止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における制御装置を備えた過
給機付エンジンの全体概略構成図、第２図は差圧検出弁の断面図、第３図は各弁の作動領域を示すマップ図、第４図は各弁の作動を説明する説明図、第５図は制御回路図、第６図は過給機の切換特性の変更例を示す説明図であ
る。 201……エンジン、202,203……排気通路、204……プラ
イマリターボ過給機、206……セカンダリターボ過給
機、223……排気カット弁、227……ウエストゲート弁、
228……排気洩らし通路、230……排気洩らし弁、232…
…吸気カット弁、235……吸気リリーフ弁、246……コン
トロールユニット（制御手段）。

フロントページの続き (72)発明者能瀬宏広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者柴田雅典広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者酒井聖悟広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献特開平１−315614（ＪＰ，Ａ) 特開平２−153226（ＪＰ，Ａ) 特開平２−125922（ＪＰ，Ａ) 実開平２−63037（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02B 37/00 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気通路に排気ターボ過給機を含む複数の
過給機を並列に配設し、このうち少なくとも一つの排気
ターボ過給機をセカンダリターボ過給機として該セカン
ダリターボ過給機専用の排気通路に排気カット弁を設
け、エンジンの高吸入空気量域でのみ排気カット弁を開
いてカセンダリターボ過給機を作動させる一方、上記セ
カンダリターボ過給機のプロア下流に該セカンダリター
ボ過給機の作動時に開作動する吸気カット弁を設け、さ
らに、前記セカンダリターボ過給機のブロアの上下流を
バイパスするリリーフ通路に吸気リリーフ弁を設け、こ
の吸気リリーフ弁を前記排気カット弁の閉弁状態で開く
と共に、排気カット弁の開弁より早い時期に閉じるよう
にした過給機付エンジンにおいて、前記吸気リリーフ弁
が開弁状態から排気カット弁の開弁より早い時期に閉作
動してからタイマで設定した所定時間経過後に前記吸気
カット弁が開作動しないときに、上記吸気リリーフ弁を
再度開作動する制御手段を設け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】前記制御手段は、タイマで設定する所定時
間をセカンダリターボ過給機の吸気温度の上昇傾向に応
じて変更す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。