JP3187613B2

JP3187613B2 - 過給機付エンジンの制御方法

Info

Publication number: JP3187613B2
Application number: JP16263793A
Authority: JP
Inventors: 稔行木
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 2001-07-11
Anticipated expiration: 2016-07-11
Also published as: JPH0777050A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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、運転状態に基づきターボ過給機の作動
個数を切換える過給機付エンジンの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、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をそれぞれ配設し、両制御弁
を開閉することで、過給機の作動個数をエンジン運転領
域に応じて適宜切換える過給機付エンジンが提案されて
いる。

【０００３】そして、この過給機付エンジンでは、エン
ジン運転領域を低速域のシングルターボ領域と高速域の
ツインターボ領域とに区分し、運転領域がシングルター
ボ領域にあるとき、吸気制御弁を閉弁すると共に排気制
御弁を閉弁或いは小開（セカンダリターボ過給機を予備
回転させるため）してプライマリターボ過給機のみを過
給動作させ、運転領域がツインターボ領域にあるときに
は、両制御弁を共に開弁して両ターボ過給機を過給動作
させ、低速域から高速域に亘り出力性能の向上を可能と
している。

【０００４】また、図１６に示すように、この種の過給
機付エンジンは、軸トルクとエンジン回転数との関係
（但し、エンジン負荷は一定）で見ると、プライマリタ
ーボ過給機のみ過給作動のシングルターボ時のトルク曲
線ＴＱ１に対し、ある回転数Ｎ0 以上では両ターボ過給
を過給動作するツインターボ時のトルク曲線ＴＱ２の方
が高くなり、高い軸トルクを得ることができるが、その
回転数Ｎ0 よりも低い領域では、セカンダリターボ過給
機の動作によりツインターボ時の軸トルクが却って低下
する。従って、図における両トルク曲線が一致する点Ｃ
で、シングルターボ状態からツインターボ状態に切換え
るようにしている。

【０００５】もっとも、両トルク曲線の一致する回転数
はエンジン負荷によって異なるため、予め実験等により
エンジン負荷及びエンジン回転数に対応して両トルク曲
線の一致点を求め、図５に示すようにシングル→ツイン
切換判定ラインＬ2 を設定し、このシングル→ツイン切
換判定ラインＬ2 を境としてエンジン運転領域が低速側
のシングルターボ領域から高速側のツインターボ領域に
移行したときに、排気制御弁及び吸気制御弁を閉弁状態
（或いは排気制御弁のみ小開）から開弁させプライマリ
ターボ過給機のみ過給動作のシングルターボ状態から両
ターボ過給機過給動作のツインターボ状態に切換えてい
る。

【０００６】さらに、図５に示すように、過給機作動個
数切換え時の制御ハンチングを防止するため、上記シン
グル→ツイン切換判定ラインＬ2 に対し、逆にツインタ
ーボ状態からシングルターボ状態への切換を判断する為
のツイン→シングル切換判定ラインＬ1 を低回転側に設
定してヒステリシスを設けている。

【０００７】しかし、過給機作動個数の切換えに際し
て、このようにヒステリシスを設けたとしても、例え
ば、両ターボ過給機過給動作時のツインターボ状態で変
速機が変速されると、エンジン回転数が一時的に低下す
ることで、シングルターボ状態に切換わり、その後再び
ツインターボ状態に戻り、不要な過給機の切換わりが生
じてしまう。

【０００８】これに対処するため、例えば、特開平３−
２６０３２６号公報には、両ターボ過給機による過給動
作からプライマリターボ過給機のみの過給動作に切換え
るに際し、エンジン運転領域がツインターボ領域からシ
ングルターボ領域に移行後、そのシングルターボ領域で
の継続時間が設定時間を経過したときのみ切換えを実行
することで、エンジン回転数が一時的に低下する変速機
の変速時等に伴う不要な過給機の切換わりを防ぐ技術が
開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
行例では、エンジン運転領域がツイン→シングル切換判
定ラインＬ1 を境としてツインターボ領域からシングル
ターボ領域に移行後、一義的な設定時間を経過したとき
のみ両ターボ過給機過給動作によるツインターボ状態か
らプライマリターボ過給機のみの過給動作のシングルタ
ーボ状態に切換えるようにしているため、高負荷運転状
態の高トルク要求時においてもこの一義的な設定時間を
経過するまでの間、この領域で軸トルクの低いツインタ
ーボ状態（図１６におけるツインターボ時のトルク曲線
ＴＱ２の例えば点Ａの軸トルクの低い状態）に保持され
ることになり、出力性能が悪化し、再加速性能も悪化す
る等の課題がある。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、シングルターボ領域移行後は、エンジン負荷が高い
ほどツインターボ状態からシングルターボ状態への切換
えを迅速化してツインターボ状態での軸トルクの低い領
域での運転を必要最低限とし、出力性能及び再加速性能
の向上を図ることが可能な過給機付エンジンの制御方法
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
請求項１記載の発明は、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
系にそれぞれ吸気制御弁、排気制御弁を配設し、高速域
で上記両制御弁を共に開弁して上記両ターボ過給機を共
に過給動作させるツインターボ領域と低速域で吸気制御
弁を閉弁すると共に排気制御弁を閉弁或いは小開して上
記プライマリターボ過給機のみを過給動作させるシング
ルターボ領域とにエンジン運転領域を区分し、上記運転
領域がツインターボ領域からシングルターボ領域に移行
した後のシングルターボ領域継続時間と、この継続時間
を判定する設定時間とを比較し、上記継続時間が上記設
定時間を経過したとき、上記両ターボ過給機過給動作の
ツインターボ状態からプライマリターボ過給機のみ過給
動作のシングルターボ状態に切換える過給機付エンジン
の制御方法において、ツインターボ領域からシングルタ
ーボ領域に移行後、ツインターボ状態からシングルター
ボ状態に切換えるまでの時間を与える上記設定時間を、
エンジン負荷の値が大きく高負荷であるほど、短い値に
設定することを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記過給機付エンジンの制御方法では、エンジ
ン運転領域がツインターボ領域からシングルターボ領域
に移行後、シングルターボ領域継続時間をカウントし、
この継続時間と設定時間とを比較し、継続時間が設定時
間を経過したとき、吸気制御弁及び排気制御弁を共に開
弁から閉弁に切換え、セカンダリターボ過給機の過給動
作を停止させてツインターボ状態からプライマリターボ
過給機のみ過給動作のシングルターボ状態となる。

【００１３】上記設定時間はエンジン負荷の値が大きく
高負荷であるほど、短い値に設定される。これにより、
ツインターボ状態からシングルターボ状態への切換えに
際し、エンジン高負荷状態のときには、この領域でのト
ルクの低いツインターボ状態からトルクの高いシングル
ターボ状態に早期に切換えられて、加速性能及び再加速
性能が向上する。

【００１４】

【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。先ず、図１４において、本発明が適用される過
給機付エンジンの全体構成について説明する。

【００１５】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とがそれぞれ配設されている。排気系として、左右
両バンク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１３、マフラ１４に連通
される。

【００１６】上記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。

【００１７】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のコンプレッサ４０ｂ，５０ｂに連通
され、このコンプレッサ４０ｂ，５０ｂからの吸気管１
８，１９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
トルボディー２７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の各気筒の吸気ポート６に連通されている。ま
た、アイドル制御系として、スロットル弁２１をバイパ
スしエアクリーナ１５の直下流の吸気管と吸気マニホー
ルド２３とを連通するバイパス通路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ため、設けられ
ている。

【００１８】また、燃料系として、吸気マニホールド２
３の各気筒における吸気ポート６直上流にインジェクタ
３０が配設され、燃料ポンプ３１を有する燃料タンク３
２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、吸気マニホールド内の吸気圧
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、後述する電子制御装置１００からの
噴射信号のパルス幅によりインジェクタ３０を駆動して
燃料噴射量制御することが可能になっている。また、点
火系として、各点火プラグ８毎に連設する点火コイル８
ａ毎にイグナイタ３６からの点火信号が入力するよう接
続されている。

【００１９】次に、プライマリターボ過給機４０の作動
系について説明する。

【００２０】プライマリターボ過給機４０は、タービン
４０ａに導入する排気のエネルギによりコンプレッサ４
０ｂ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４０ａ側にはダイヤフラム式
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
コンプレッサ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は更に過給圧をコ
ンプレッサ４０ｂの上流側にリークするデューティソレ
ノイド弁D.SOL.1 に連通し、このデューティソレノイド
弁D.SOL.1 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D.SO
L.1 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
い場合には高い制御圧でウエストゲート弁４１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。

【００２１】一方、スロットル弁急閉時のコンプレッサ
回転の低下や吸気騒音の発生を防止するため、コンプレ
ッサ４０ｂの下流としてスロットル弁２１近くのインタ
ークーラ２０の出口側と、コンプレッサ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、コンプレッサ４０ｂ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。

【００２２】セカンダリターボ過給機５０の作動系につ
いて説明する。

【００２３】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とコンプレッサ５０ｂが回転駆動
して過給するものであり、タービン５０ａ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、ダイヤ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、コンプレッサ
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、コンプレッサ
５０ｂの上、下流間を連通するリリーフ通路５８に過給
圧リリーフ弁５７が設けられる。

【００２４】これら各弁の作動系について説明する。

【００２５】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２１の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．３，４、排
気制御弁５３を小開制御するデューティソレノイド弁D.
SOL.2 、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弁用切換ソレノイド弁ＳＯ
Ｌ．Ｗを有する。各切換ソレノイド弁ＳＯＬ．Ｗ，ＳＯ
Ｌ．１〜４は電子制御装置１００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を介して
の負圧、吸気制御弁５５下流に連通する正圧通路６４
ａ，６４ｂからの正圧、或いは大気圧等を選択し、各制
御圧通路７０ａ〜７４ａによりアクチュエータ側に導い
て、セカンダリウエストゲート弁５１、過給圧リリーフ
弁５７、各制御弁５５，５３を作動する。また、デュー
ティソレノイド弁D.SOL.2 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５４の正圧室５４
ａに作用する正圧を調圧し、排気制御弁５３を小開制御
する。

【００２６】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。

【００２７】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５６
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、ＯＮ
されると負圧通路６３側を閉じ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。

【００２８】セカンダリウエストゲート弁用切換ソレノ
イド弁ＳＯＬ．Ｗ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ＯＮされる。そしてセカンダリウエストゲート
弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．Ｗ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
ートを開き大気圧を制御圧通路７０ａを介してアクチュ
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５１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。

【００２９】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。

【００３０】上記第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に上
述の排気制御弁小開制御用のデューティソレノイド弁D.
SOL.2 が設けられている。そして第１の排気制御弁用切
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D.SOL.2 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D.SOL.2 は、電子制御装
置１００からの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、リーク量を減じて正圧を高く
保持し、排気制御弁５３の開度を増すように動作する。
そして、シングルターボモード下でエンジン運転領域が
所定の排気制御弁小開制御モード領域にあるとき、デュ
ーティソレノイド弁D.SOL.2 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。

【００３１】次いで、各種のセンサについて説明する。

【００３２】差圧センサ８０が吸気制御弁５５の上、下
流の差圧を検出するよう設けられ、絶対圧センサ８１が
切換ソレノイド弁７６により吸気管圧力（吸気マニホー
ルド２３内の吸気圧）と大気圧とを選択して検出するよ
う設けられる。

【００３３】またエンジン本体１にノックセンサ８２が
取付けられると共に、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Ｏ
2 センサ８４が臨まされている。さらに、スロットル弁
２１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の直流下に吸入空気量セ
ンサ８６が配設されている。

【００３４】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、電磁ビックアップ等から
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。

【００３５】上記クランク角センサ８７、カム角センサ
８８では、それぞれ上記クランクロータ９０、カムロー
タ９１に所定間隔毎に形成された突起（或いはスリッ
ト）をエンジン運転に伴い検出し、クランクパルス、カ
ムパルスを電子制御装置１００に出力する。そして電子
制御装置１００において、クランクパルス（検出した突
起）の間隔時間からエンジン回転数を算出すると共に、
点火時期及び燃料噴射開始時期等を演算し、さらに、ク
ランクパルス及びカムパルスの入力パターンから気筒判
別を行う。

【００３６】次に、図１５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、Ｃ
ＰＵ１０１，ＲＯＭ１０２，ＲＡＭ１０３，バックアッ
プＲＡＭ１０４，及びＩ／Ｏインターフェイス１０５を
バスラインを介して接続したマイクロコンピュータを中
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１０６や駆動回路１０７が組込まれている。

【００３７】上記定電圧回路１０６は、ＥＣＵリレー９
５のリレー接点を介してバッテリ９６に接続され、この
バッテリ９６に、上記ＥＣＵリレー９５のリレーコイル
がイグニッションスイッチ９７を介して接続されてい
る。また、上記バッテリ９６には、上記定電圧回路１０
６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。

【００３８】すなわち、上記定電圧回路１０６は、上記
イグニッションスイッチ９７がＯＮされ、上記ＥＣＵリ
レー９５のリレー接点が閉となったとき、制御用電源を
各部に供給し、また、イグニッションスイッチ９７がＯ
ＦＦされたとき、バックアップ用の電源をバックアップ
ＲＡＭ１０４に供給する。

【００３９】また、上記Ｉ／Ｏインターフェイス１０５
の入力ポートに、各種センサ８０〜８８、車速センサ８
９、及びバッテリ９６が接続されている。また、Ｉ／Ｏ
インターフェイス１０５の出力ポートには、イグナイタ
３６が接続され、さらに、駆動回路１０７を介してＩＳ
ＣＶ２５、インジェクタ３０、各切換ソレノイド弁７
６、ＳＯＬ．Ｗ，ＳＯＬ．１〜４、デューティソレノイ
ド弁D.SOL.1,2 、及び燃料ポンプリレー９８のリレーコ
イルが接続されている。

【００４０】そして、イグニッションスイッチ９７がＯ
Ｎされると、ＥＣＵリレー９５がＯＮし、定電圧回路１
０６を介して各部に定電圧が供給され、ＥＣＵ１００は
各種制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ１００において
ＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０２に格納されている演算プ
ログラムに基づき、Ｉ／Ｏインターフェイス１０５を介
して各種センサ８０〜８９からの検出信号を入力処理
し、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４に記憶
されている各種データ、ＲＯＭに格納されている固定デ
ータに基づき、各種制御量を演算する。そして、駆動回
路１０７により燃料ポンプリレー９８をＯＮし燃料ポン
プ３１を通電して駆動させると共に、駆動回路１０７を
介して各切換ソレノイド弁７６、ＳＯＬ．Ｗ，ＳＯＬ．
１〜４にＯＮ，ＯＦＦ信号を、デューティソレノイド弁
D.SOL.1 ，２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
噴射量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３０に出力して燃料噴射制御
を行い、また、所定の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。

【００４１】次に、上記ＥＣＵ１００による過給機作動
個数切換制御を図１〜図３のターボ切換制御ルーチンに
示すフローチャートに従って説明する。このターボ切換
制御ルーチンはイグニッションスイッチ９７をＯＮした
後、設定時間（例えば１０msec）毎に実行されるもので
ある。

【００４２】イグニッションスイッチ９７のＯＮにより
ＥＣＵ１００に電源が投入されると、システムがイニシ
ャライズ（各フラグ、各カウント値をクリア）され、先
ず、ステップＳ１でツインターボモード判別フラグＦ１
の値を参照する。そして、このツインターボモード判別
フラグＦ１がクリアされていればステップＳ２へ進み、
またセットされていればステップＳ６０へ進む。このツ
インターボモード判別フラグＦ１は、現制御状態がプラ
イマリターボ過給機４０のみを過給動作させるシングル
ターボモードのときクリアされ、両ターボ過給機４０，
５０を過給動作させるツインターボモードのときセット
される。

【００４３】以下の説明では、まずシングルターボモー
ドについて説明し、次いで、シングル→ツイン切換制
御、最後にツインターボモードについて説明する。

【００４４】イグニッションスイッチ９７をＯＮした直
後、及び現制御状態がシングルターボモードの場合、Ｆ
１＝０であるため、ステップＳ２へ進む。

【００４５】ステップＳ２ではエンジン回転数Ｎに基づ
きターボ切換判定値テーブルを補間計算付で参照してシ
ングル→ツイン切換判定値ＴP2を設定する。図５に示す
ように、上記ターボ切換判定値テーブルには、エンジン
回転数Ｎとエンジン負荷（本実施例では、基本燃料噴射
パルス幅）ＴP との関係からシングルターボモードから
ツインターボモードへ切換えるシングル→ツイン切換判
定ラインＬ2 と、その逆にツインターボモードからシン
グルターボモードへ切換えるツイン→シングル切換判定
ラインＬ1 を予め実験などから求め、シングルターボ領
域とツインターボ領域とが設定されている。そして、各
ラインＬ2 ，Ｌ1 に対応してそれぞれシングル→ツイン
切換判定値ＴP2、及びツイン→シングル切換判定値ＴP1
がエンジン回転数Ｎをパラメータとしたテーブルとして
予めＲＯＭ１０２の一連のアドレスに格納されている。
なお、シングル→ツイン切換判定ラインＬ2 は、切換時
のトルク変動を防止するため図１６の出力特性のシング
ルターボ時のトルク曲線ＴＱ１とツインターボモード時
のトルク曲線ＴＱ２とが一致する点Ｃに設定する必要が
あり、このため、図５に示すように低，中回転数域での
高負荷からエンジン回転数Ｎの上昇に応じて低負荷側に
設定される。また、同図に示すようにターボ過給機作動
個数の切換時の制御ハンチングを防止するため、ツイン
→シングル切換判定ラインＬ1 は、シングル→ツイン切
換判定ラインＬ2 に対して低回転数側に比較的広い幅の
ヒステリシスを有して設定される。

【００４６】そして、ステップＳ３で上記シングル→ツ
イン切換判定値ＴP2と現在の基本燃料噴射パルス幅（以
下「エンジン負荷」）ＴP とを比較し、ＴP ＜ＴP2の場
合、ステップＳ４へ進み、シングルターボモード制御を
行う。また、ＴP ≧ＴP2の場合、ステップＳ３０へ進
み、シングル→ツイン切換制御を行う。

【００４７】ステップＳ３からステップＳ４へ進むと、
過給圧制御モード判別フラグＦ２の値を参照する。この
過給圧制御モード判別フラグＦ２は、現運転領域が排気
制御弁５３の小開により過給圧制御を行うと共にセカン
ダリターボ過給機５０を予備回転させる排気制御弁小開
制御モード領域内のときセットされ、領域外のときクリ
アされる。

【００４８】従って、イグニッションスイッチ９７をＯ
Ｎした直後はイニシャルセットにより、また前回ルーチ
ン実行時に運転領域が排気制御弁小開制御モード領域外
のときは、Ｆ２＝０であるため、ステップＳ５へ進み、
ステップＳ５ないしステップＳ７の条件判断により現在
の運転領域が排気制御弁小開制御モード領域内に移行し
たかを判断する。

【００４９】この排気制御弁小開制御モード領域への移
行判定は、図６に示すようにエンジン回転数Ｎと吸気管
圧力（過給圧）Ｐとの関係で、シングル→ツイン切換判
定ラインＬ2 よりも低回転低負荷側、すなわちシングル
ターボモード下において、設定値Ｎ１（例えば，２６５
０ｒｐｍ）、Ｐ１（例えば、１１２０ｍｍＨｇ）で囲ま
れた領域で、且つスロットル開度ＴＨが設定値ＴＨ1
（例えば、３０ｄｅｇ）以上のとき、領域内に移行した
と判定する。

【００５０】すなわち、ステップ５でエンジン回転数Ｎ
と設定値Ｎ１とを比較し、ステップＳ６で吸気管圧力Ｐ
と設定値Ｐ１とを比較し、ステップＳ７でスロットル開
度ＴＨと設定値ＴＨ１とを比較する。そして、Ｎ＜Ｎ
１、或いはＰ＜Ｐ１、或いはＴＨ＜ＴＨ１の場合、ステ
ップＳ８へ進み、現運転領域が排気制御弁小開制御モー
ド領域外にあると判断して過給圧制御モード判別フラグ
Ｆ２をクリアし、また、Ｎ≧Ｎ１且つＰ≧Ｐ１且つＴＨ
≧ＴＨ１の場合にはステップＳ９へ進み、現運転領域が
排気制御弁小開制御モード領域に移行したと判断して過
給圧制御モード判別フラグＦ２をセットする。

【００５１】そして、ステップＳ１０へ進んで、過給圧
リリーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１をＯＦＦし、
ステップＳ１１で吸気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯ
Ｌ．２をＯＦＦする。次いでステップＳ１２へ進むと、
過給圧制御モード判別フラグＦ２の値を参照し、Ｆ２＝
０の場合、ステップＳ１３へ進み、第１の排気制御弁用
切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３をＯＦＦし、ステップＳ１
４で第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４を
ＯＦＦする。

【００５２】その後、ステップＳ１５〜Ｓ１７で上記ツ
インターボモード判別フラグＦ１、後述する差圧検索フ
ラグＦ３、制御弁切換時間カウント値Ｃ１をそれぞれク
リアした後、ルーチンを抜ける。

【００５３】従って、シングルターボモード下で、且つ
排気制御弁小開制御モード領域外の低回転、低負荷の運
転領域では、各切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１〜４がいず
れもＯＦＦする。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
よるサージタンク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Ｏ
ＦＦ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５４ａ，５４ｂに大気圧が導入されることでスプ
リング付勢力により閉弁する。

【００５４】そして、排気制御弁５３の閉弁によりセカ
ンダリターボ過給機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のみ作動のシングルターボ状態とな
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。

【００５５】なお、シングルターボモード下で且つ排気
制御弁小開制御モード領域外の場合、或いは後述するツ
インターボモード下の場合には、過給圧フィードバック
制御は、ここでは詳述しないがプライマリウエストゲー
ト弁４１のみを用いて行われる。

【００５６】一方、上記ステップＳ９で、現運転領域が
排気制御弁小開制御モード領域内と判断されて過給圧制
御モード判別フラグＦ２がセットされた場合には、ステ
ップＳ１０〜Ｓ１２を介してステップＳ１８へ進み、第
１の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３のみをＯ
Ｎする。そこで第１の排気制御弁用切換ソレノイド弁Ｓ
ＯＬ．３のＯＮによりアクチュエータ５４の正圧室５４
ａに正圧が導入され、排気制御弁５３が開かれる。

【００５７】なお、この排気制御弁小開制御モード下で
は、図４に示す排気制御弁小開制御ルーチンが設定時間
（例えば、４８０ｍｓｅｃ）毎に実行されることで、排
気制御弁５３を用いて過給圧フィードバック制御が行わ
れ、これに伴い排気制御弁５３が小開される。すなわ
ち、図４において、ステップＳ１００で過給圧制御モー
ド判別フラグＦ２の値を参照し、Ｆ２＝０のときにはル
ーチンを抜け、Ｆ２＝１で排気制御弁小開制御モードの
場合、ステップＳ１０１へ進み、過給圧リリーフ弁用切
換ソレノイド弁ＳＯＬ．１に対する通電状態を判断し、
ＳＯＬ．１＝ＯＮの場合にはルーチンを抜け、ＳＯＬ．
１＝ＯＦＦのとき、ステップ１０２へ進み、目標過給圧
と絶対圧センサ８１により検出される実過給圧とを比較
し、その比較結果に応じて、例えばＰＩ制御により排気
制御弁小開制御用デューティソレノイド弁D.SOL.2に対
するＯＮデューティ（デューティ比）を演算し、このＯ
Ｎデューティのデューティ信号をデューティソレノイド
弁D.SOL.2 に出力し、過給圧フィードバック制御を実行
する。このため、デューティソレノイド弁D.SOL.2 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、図１２に示すように、排気制御弁５３が小開
して排気制御弁５３のみを用いて過給圧フィードバック
制御が行われる。そして、排気制御弁５３の小開により
排気の一部がセカンダリターボ過給機５０のタービン５
０ａに供給され、セカンダリターボ過給機５０が予備回
転され、ツインターボ移行に備えられる。

【００５８】この状態下では、吸気制御弁５５が閉弁さ
れているため、セカンダリターボ過給機５０のコンプレ
ッサ５０ｂ下流と吸気制御弁５５との間に過給圧（セカ
ンダリターボ過給機５０によるコンプレッサ圧）が封じ
込められるが、このとき過給圧リリーフ弁５７の開弁に
より、この過給圧をリークさせ、予備回転の円滑化を図
っている。

【００５９】また、シングルターボモード下でエンジン
運転領域が排気制御弁小開制御モード領域内にあり、過
給圧制御モード判別フラグＦ２がセット（Ｆ２＝１）さ
れた場合には、前記ステップＳ４からステップＳ１９へ
進み、ステップＳ１９ないしステップＳ２１の条件判断
により現在の運転領域が排気制御弁小開制御モード領域
外に移行したかの判断がなされる。

【００６０】この領域外への移行判定は、過給圧制御モ
ード切換時の制御ハンチングを防止するため、図６に示
すように、前記設定値Ｎ１，Ｐ１，ＴＨ１よりも低い値
の設定値Ｎ２（例えば、２６００ｒｐｍ）、Ｐ１（例え
ば、１０７０ｍｍＨｇ）、ＴＨ２（例えば、２５ｄｅ
ｇ）により行う。そして、ステップＳ１９でエンジン回
転数Ｎと設定値Ｎ２とを比較し、ステップＳ２０で吸気
管圧力（過給圧）Ｐと設定値Ｐ２とを比較し、ステップ
Ｓ２１でスロットル開度ＴＨと設定値ＴＨ２とを比較
し、Ｎ＜Ｎ２、或いはＰ＜Ｐ２、或いはＴＨ＜ＴＨ２の
場合、現運転領域が排気制御弁小開制御モード領域外に
移行したと判断して前述のステップＳ８へ進み、過給圧
制御モード判別フラグＦ２をクリアする。これにより、
排気制御弁小開制御が解除される。また、Ｎ≧Ｎ２且つ
Ｐ≧Ｐ２且つＴＨ≧ＴＨ２の場合には、現運転領域が領
域内のままであると判断して前記ステップＳ９へ進み、
過給圧制御モード判別フラグＦ２をＦ２＝１の状態に保
持し、排気制御弁小開制御を継続する。

【００６１】以上のように、シングルターボモード下で
は、エンジン本体１からの排気の殆どが、プライマリタ
ーボ過給機４０に導入されてタービン４０ａによりコン
プレッサ４０ｂを回転駆動する。そこでコンプレッサ４
０ｂにより空気を吸入圧縮し、この圧縮空気がインター
クーラ２０で冷却され、スロットル弁２１の開度で流量
調整されチャンバ２２、吸気マニホールド２３を介して
各気筒に高い充填効率で供給されて過給作用する。そし
て、このシングルターボモードによるプライマリターボ
過給機４０のみ作動のシングルターボ状態では、図１６
の出力特性に示すように、低，中回転数域で高い軸トル
クのシングルターボ時のトルク曲線ＴＱ１が得られる。

【００６２】次に、シングル→ツイン切換制御について
説明する。

【００６３】前記ステップＳ３で、ＴP ≧ＴP2、すなわ
ち現在の運転領域がシングルターボ領域からツインター
ボ領域（図５参照）に移行したと判断されると、ステッ
プＳ３０へ分岐してプライマリターボ過給機４０のみ作
動のシングルターボ状態から両ターボ過給機４０，５０
作動のツインターボ状態へ切換えるためのシングル→ツ
イン切換制御を実行する。

【００６４】すると、先ずステップＳ３０で、過給圧リ
リーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１に対する通電状
態を判断し、ステップＳ３２で第１の排気制御弁用切換
ソレノイド弁ＳＯＬ．３に対する通電状態を判断し、両
切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１，３が共にＯＮの場合は、
そのままステップＳ３４へ進む。また、上記各切換ソレ
ノイド弁ＳＯＬ．１，３がＯＦＦの場合、ステップＳ３
１，Ｓ３３でそれぞれＯＮにした後、ステップＳ３４へ
進む。

【００６５】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ＯＮにより正
圧通路６４ａからの正圧が圧力室に導入されることで、
この正圧及びスプリングの付勢力により直ちに閉弁す
る。また、排気制御弁５３は、第１の排気制御弁用切換
ソレノイド弁ＳＯＬ．３のＯＮによりアクチュエータ５
４の正圧室５４ａに正圧が導入されることで開弁する。
なお、シングルターボモード下の排気制御弁小開制御モ
ードからシングル→ツイン切換制御に移行した場合に
は、上記過給圧リリーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．
１のＯＮにより、図４の排気制御弁小開制御ルーチンに
おいて、過給圧フィードバック制御を行うことなくステ
ップＳ１０１を介してルーチンを抜けることで、排気制
御弁５３による過給圧フィードバック制御が中止され、
排気制御弁小開制御用デューティソレノイド弁D.SOL.2
が全閉され、正圧通路６４ｂを介しての正圧がデューテ
ィソレノイド弁D.SOL.2 によりリークされることなく直
接アクチュエータ５４の正圧室５４ａに導入されるの
で、排気制御弁５３の開度が増大される。

【００６６】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
開弁、及びその開度増大によりセカンダリターボ過給機
５０の回転数が上昇されると共に、セカンダリターボ過
給機５０のコンプレッサ５０ｂ下流と吸気制御弁５５と
の間の過給圧が次第に上昇され、ツインターボモードへ
の移行に備えられる。

【００６７】ステップＳ３４では、差圧検索フラグＦ３
の値を参照し、Ｆ３＝０の場合、ステップＳ３５へ進
み、Ｆ３＝１の場合、ステップＳ３９へジャンプする。

【００６８】シングル→ツイン切換制御に移行後、初回
のルーチン実行時にはＦ３＝０であるためステップＳ３
５へ進み、まず、車速ＶＳＰに基づき排気制御弁開ディ
レー時間設定テーブルを補間計算付で参照して、シング
ル→ツイン切換制御移行後の排気制御弁５３の全開制御
（第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４をＯ
ＦＦからＯＮにする）時期を定める排気制御弁開ディレ
ー時間Ｔ１を設定し、ステップＳ３６で車速ＶＳＰに基
づき吸気制御弁開ディレー時間設定値テーブルを補間計
算付で参照して、上記排気制御弁５３の全開制御後に吸
気制御弁５５の開弁制御（吸気制御弁用切換ソレノイド
弁ＳＯＬ．２をＯＦＦからＯＮにする）開始時期の条件
を定めるための吸気制御弁開ディレー時間Ｔ２を設定す
る。さらに、ステップＳ３７で吸気制御弁５５の上流圧
ＰU と下流圧ＰD との差圧（差圧センサ８０の読込み
値）ＤＰＳ（＝ＰU −ＰD ）に基づき、吸気制御弁５５
の開弁制御開始時期を定めるための吸気制御弁開差圧Ｄ
ＰＳＳＴを設定する。

【００６９】図７に排気制御弁開ディレー時間設定テー
ブルの概念図を、図８に吸気制御弁開ディレー時間設定
テーブルの概念図をそれぞれ示す。図に示すように、車
速ＶＳＰが高い程、排気制御弁開ディレー時間Ｔ１及び
吸気制御弁開ディレー時間Ｔ２を短くして、排気制御弁
５３を全開させるタイミング及び吸気制御弁５５を開け
るタイミング、すなわち、ツインターボモードに切換わ
るタイミングを早め、車速に拘らず加速応答性を均一化
させ、ドライバビリティの向上を図るようにしている。

【００７０】また、図９に吸気制御弁開差圧設定テーブ
ルの概念図を示す。同図に示すようにエンジン運転状態
がシングルターボ領域から前記シングル→ツイン切換判
定ラインＬ2 （シングル→ツイン切換判定値ＴP2）を境
としてツインターボ領域（図５参照）に移行した直後の
差圧ＤＰＳがマイナス側にある程、すなわち、吸気制御
弁５５の上流圧ＰU に対し下流圧ＰD が高く、高過給状
態である程、吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳＴをマイナス側
とし、吸気制御弁５５を開けるタイミングを早め、加速
応答性を向上させている。

【００７１】そして、これらディレー時間Ｔ１，Ｔ２、
及び吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳＴを設定した後は、ステ
ップＳ３８に進んで差圧検索フラグＦ３をセットしてス
テップＳ３９へ進む。

【００７２】ステップＳ３９では第２の排気制御弁用切
換ソレノイド弁ＳＯＬ．４に対する通電状態を判断する
ことで、既に排気制御弁５３に対する全開制御が開始さ
れているかを判断し、ＳＯＬ．４＝ＯＮであり、既に排
気制御弁全開制御が開始されている場合には、ステップ
Ｓ４７へジャンプして第２の排気制御弁用切換ソレノイ
ド弁ＳＯＬ．４をＯＮに保持し、ＳＯＬ．４＝ＯＦＦの
場合には排気制御弁全開制御実行前であるため、ステッ
プＳ４０へ進み、制御弁切換時間カウント値Ｃ１と上記
排気制御弁開ディレー時間Ｔ１とを比較し、シングル→
ツイン切換制御移行後、排気制御弁開ディレー時間Ｔ１
が経過したかを判断する。

【００７３】そして、Ｃ１≧Ｔ１の場合には、ステップ
Ｓ４５へジャンプして第２の排気制御弁用切換ソレノイ
ド弁ＳＯＬ．４をＯＮさせ、排気制御弁５３を全開させ
る。

【００７４】また、Ｃ１＜Ｔ１のディレー時間経過前の
ときには、ステップＳ４１へ進み、エンジン負荷ＴP と
前記ステップＳ２で設定したシングル→ツイン切換判定
値ＴP2から設定値ＷＧＳを減算した値とを比較し、ＴP
＜ＴP2−ＷＧＳの場合には、ステップＳ８へ戻り、シン
グル→ツイン切換制御を中止して直ちにシングルターボ
モードに切換える。これは、エンジン負荷ＴP が落ちた
場合、シングルターボモードへ戻ることで、運転の違和
感をなくす為である。

【００７５】さらに詳述すれば、図５に示すように、エ
ンジン運転状態がシングルターボ領域からシングル→ツ
イン切換判定ラインＬ2 （ＴP2）をツインターボ領域側
へ一旦越えると、ツイン→シングル切換判定ラインＬ1
（ＴP1）をシングルターボ領域側へ越えない限り、ディ
レー時間Ｔ１経過後に排気制御弁５３が全開となり（ス
テップＳ４５）、さらに、ディレー時間Ｔ２経過後に差
圧ＤＰＳが吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳＴに達すれば吸気
制御弁５５が開き（ステップＳ４９）、ツインターボ状
態に切換わる。従って、一旦、シングル→ツイン切換判
定ラインＬ2 を越えた後、ツイン→シングル切換判定ラ
インＬ1 とシングル→ツイン切換判定ラインＬ2 とで囲
まれた領域に運転状態が留まっていた場合、ディレー時
間経過後にツインターボ状態に切換わってしまう。しか
し、この領域では、図１６に示すように、シングルター
ボ時の軸トルクに対してセカンダリターボ過給機５０作
動によるツインターボ時の軸トルクが却って低くなり、
シングルターボ状態からツインターボ状態へ切換わる
と、トルクの急減によりトルクショックを生じると共
に、運転者に違和感を与えてしまう。

【００７６】これに対処するため、ツイン→シングル切
換判定ラインＬ1 をシングル→ツイン切換判定ラインＬ
2 に近づけて両切換ラインの幅（ヒステリシス）を狭め
れば良いが、両切換ラインＬ1 ，Ｌ2 間の幅を狭める
と、シングルターボとツインターボとの切換わり頻度が
増し、各制御弁を作動させる負圧源としてのサージタン
ク６０の負圧容量が不足するためにサージタンク６０を
大容量としなければならず、且つ、上記幅を狭めすぎる
と、運転状態がシングル→ツイン切換判定ラインＬ2 付
近に留まった場合、ターボ切換えのパラメータであるエ
ンジン負荷ＴP の変動により、切換ディレー時間の設定
の無い過給圧リリーフ弁５７がチャタリングを起こして
しまう不都合がある。

【００７７】これらを防ぐため、運転状態がシングル→
ツイン切換判定ラインＬ2 をツインターボ領域側に越え
た後、ディレー時間Ｔ１経過以前に、シングル→ツイン
切換判定ラインに対し、間隔が狭くシングルターボ領域
側に設定値ＷＧＳだけ減算した図５に破線で示すシング
ル→ツイン切換判定中止ラインＬ3 （＝ＴP2−ＷＧＳ）
をシングルターボ領域側に越えた場合は、ツインターボ
状態へ切換えるシングル→ツイン切換制御を中止して直
ちにシングルターボモードに移行させ、プライマリター
ボ過給機４０のみ作動のシングルターボ状態を維持させ
ることで、ツインターボ状態でのトルクの低い領域での
運転を無くし、運転性の向上を図る。

【００７８】一方、上記ステップＳ４１で、ＴP ≧ＴP2
−ＷＧＳのときにはステップＳ４２へ進み、シングル→
ツイン切換制御移行後、ディレー時間Ｔ１経過以前にエ
ンジン運転状態が高負荷高回転数域に移行したかを判断
するための高負荷判定値ＴPHを、エンジン回転数Ｎに基
づき高負荷判定値テーブルを補間計算付で参照して設定
する。

【００７９】図１０に高負荷判定テーブルの概念図を示
す。燃料噴射パルス幅（エンジン負荷）ＴP は、ＴP ＝Ｋ×Ｑ／ＮＫ：定数Ｑ：吸入空気量、で求められ、高負荷時、吸入空気量Ｑを一定とした場
合、燃料噴射パルス幅（エンジン負荷）ＴP はエンジン
回転数Ｎに反比例する。従って、同図に示すように高負
荷判定値ＴPHは、エンジン回転数Ｎが高いほど低い値に
設定される。

【００８０】次いで、ステップＳ４３でエンジン負荷Ｔ
P と上記高負荷判定値ＴPHとを比較し、ＴP ≦ＴPHの場
合には、ステップＳ４４へ進み、制御弁切換時間カウン
ト値Ｃ１をカウントアップしてルーチンを抜ける。一
方、ＴP ＞ＴPHであり、ディレー時間Ｔ１経過以前にエ
ンジン運転状態が高負荷高回転数域に移行した（例え
ば、急加速、レーシング等の場合に相当する）と判断さ
れる場合には、ステップＳ４５へ進み、第２の排気制御
弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４を直ちにＯＮし、排気
制御弁５３を全開させ、セカンダリターボ過給機５０側
にも排気を流すことで、排気流量急上昇により臨界回転
数に達することによるプライマリターボ過給機４０のサ
ージングを防ぎ、プライマリターボ過給機４０の損傷を
防止する。

【００８１】シングル→ツイン切換制御に移行後、排気
制御弁開ディレー時間Ｔ１が経過してステップＳ４０か
ら、或いはステップＳ４３からステップＳ４５へ進む
と、第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４が
ＯＮされて、排気制御弁５３が全開され、セカンダリタ
ーボ過給機５０の回転数がより上昇されコンプレッサ５
０ｂと吸気制御弁５５との間のセカンダリターボ過給機
５０によるコンプレッサ圧（過給圧）も上昇し、図１２
に示すように、吸気制御弁５５の上流と下流との差圧Ｄ
ＰＳが上昇する。

【００８２】その後、ステップＳ４６へ進み、排気制御
弁全開制御後の時間を計時するため制御弁切換時間カウ
ント値Ｃ１をクリアし、ステップＳ４７へ進む。

【００８３】そして、前記ステップＳ３９或いはステッ
プＳ４６からステップＳ４７へ進むと、排気制御弁全開
制御（ＳＯＬ．４ＯＦＦ→ＯＮ）後の時間を表すカウン
ト値Ｃ１と吸気制御弁開ディレー時間Ｔ２とを比較し、
Ｃ１＜Ｔ２の場合には、吸気制御弁５５開弁条件が成立
していないと判断してステップＳ４４でカウント値Ｃ１
をカウントアップしてルーチンを抜ける。また、Ｃ１≧
Ｔ２の場合には、開弁条件成立と判断してステップＳ４
８へ進み、現在の差圧ＤＰＳと吸気制御弁開差圧ＤＰＳ
ＳＴとを比較し、吸気制御弁５５の開弁開始時期に達し
たかを判断する。

【００８４】そして、ＤＰＳ＜ＤＰＳＳＴのときには開
弁開始時期に達していないと判断してルーチンを抜け、
ＤＰＳ≧ＤＰＳＳＴのときには、吸気制御弁５５の上流
圧ＰU と下流圧ＰD とが略等しくなり、すなわち、セカ
ンダリターボ過給機５０のコンプレッサ５０ｂと吸気制
御弁５５との間のセカンダリターボ過給機５０による過
給圧が上昇してプライマリターボ過給機４０による過給
圧と略等しくなり、吸気制御弁開弁開始時期に達したと
判断して、ステップＳ４９へ進み、吸気制御弁用切換ソ
レノイド弁ＳＯＬ．２をＯＮさせ、吸気制御弁５５を開
弁させる。

【００８５】その結果、セカンダリターボ過給機５０か
らの過給が開始され、ツインターボ状態となる。そし
て、ステップＳ５０へ進み、シングル→ツイン切換制御
の終了により、次回、ツインターボモードへ移行させる
べくツインターボモード判別フラグＦ１をセットしてル
ーチンを抜ける。

【００８６】なお、以上のシングル→ツイン切換制御に
よるシングルターボモードからツインターボモードへの
切換わり状態を図１２のタイムチャートに示す。

【００８７】上述のように、シングル→ツイン切換制御
においては、先ず、過給圧リリーフ弁５７を閉弁すると
共に、排気制御弁５３を開弁し、セカンダリターボ過給
機５０の予備回転数を上昇させると共に、その後、セカ
ンダリターボ過給機５０の予備回転数を上昇させるに必
要な時間を排気制御弁開ディレー時間Ｔ１により与え、
このディレー時間Ｔ１経過後に排気制御弁５３を全開に
する。そして、セカンダリターボ過給機５０のブロワ５
０ｂと吸気制御弁５５間のセカンダリターボ過給機５０
による過給圧が上昇して差圧ＤＰＳが上昇し、排気制御
弁全開制御後、吸気制御弁開ディレー時間Ｔ２により排
気制御弁５３が全開されるまでの作動遅れ時間を補償
し、ディレー時間Ｔ２経過後、吸気制御弁５５の上流と
下流との差圧ＤＰＳが吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳＴに達
した時点で吸気制御弁５５を開弁する。これによって、
プライマリターボ過給機４０のみ作動のシングルターボ
状態から両ターボ過給機４０，５０作動によるツインタ
ーボ状態への切換わりがスムーズに行われ、さらに、吸
気制御弁の上流圧ＰU と下流圧ＰD とが略等しくなった
時点で吸気制御弁５５を開弁してセカンダリターボ過給
機５０からの過給を開始させるので、ツインターボ状態
への切換え時に発生する過給圧の一時的な低下によるト
ルクショックの発生が有効かつ確実に防止される。

【００８８】次に、ツインターボモードについて説明す
る。

【００８９】シングル→ツイン切換制御の終了によりツ
インターボモード判別フラグＦ１がセットされると、或
いは前回ルーチン実行時にツインターボモードであった
場合、今回ルーチン実行時、Ｆ１＝１によりステップＳ
１からステップＳ６０に分岐する。

【００９０】そして、ステップＳ６０でエンジン回転数
Ｎに基づきターボ切換判定値テーブルを補間計算付で参
照してツイン→シングル切換判定値ＴP1を設定し（図５
参照）、ステップＳ６１へ進んで、エンジン負荷ＴP と
上記ツイン→シングル切換判定値ＴP1とを比較し、ＴP
≧ＴP1の場合、現在の運転状態がツインターボ領域であ
る為、ステップＳ６２で判定値検索フラグＦ４をクリア
し、ステップ６３でシングルターボ領域に移行後のシン
グルターボ領域継続時間をカウントする為のシングルタ
ーボ領域継続時間カウント値Ｃ２をクリアした後、ステ
ップＳ７２へジャンプし、ステップＳ７２ないしステッ
プＳ７５で過給圧リリーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯ
Ｌ．１、吸気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．２、第
１，第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３，
４をそれぞれＯＮさせ、過給圧リリーフ弁５７を閉弁
に、吸気制御弁５５及び排気制御弁５３を共に全開に保
持し、ステップＳ７６でツインターボモード判別フラグ
Ｆ１をセットして、ステップ１７へ戻り、制御弁切換時
間カウント値Ｃ１をクリアした後、ルーチンを抜ける。

【００９１】このツインターボモード下では、過給圧リ
リーフ弁５７の閉弁、吸気制御弁５５の開弁、排気制御
弁５３の全開により、プライマリターボ過給機４０に加
えてセカンダリターボ過給機５０が本格作動し、両ター
ボ過給機４０，５０の過給動作によるツインターボ状態
となり、両ターボ過給機４０，５０の過給による圧縮空
気が吸気系に供給され、図１６の出力特性に示すように
高回転数域で高い軸トルクのツインターボ時のトルク曲
線ＴＱ２が得られる。

【００９２】一方、上記ステップＳ６１でＴP ＜ＴP1、
すなわち、現在の運転状態がシングルターボ領域（図５
参照）に移行したと判断されると、ステップＳ６４へ進
み、判定値検索フラグＦ４の値を参照し、Ｆ４＝０の場
合にはステップＳ６５へ進み、また、Ｆ４＝１の場合に
はステップＳ６７へジャンプする。

【００９３】上記判定値検索フラグＦ４は、ツインター
ボモードで、且つエンジン負荷ＴPがツイン→シングル
切換判定ラインＬ1 （ＴP1）を境にエンジン運転状態が
ツインターボ領域内のときにクリアされる（ステップＳ
６２）。従って、ＴP ＜ＴP1後、初回のルーチン実行に
際してはステップＳ６５へ進み、エンジン負荷ＴP に基
づきシングルターボ領域継続時間判定値テーブルを補間
計算付で参照してシングルターボ領域継続時間判定値Ｔ
４を設定する。この判定値Ｔ４は、エンジン運転状態が
ツインターボ領域からシングルターボ領域へ移行した
後、所定時間経過後にプライマリターボ過給機４０のみ
作動のシングルターボモードに切換えるための基準値で
ある。

【００９４】図１１にシングルターボ領域継続時間判定
値テーブルの概念図を示す。エンジン負荷ＴP に応じて
設定されるシングルターボモード領域継続時間判定値Ｔ
４は、例えば、最大２．３ｓｅｃ、最小０．６ｓｅｃに
設定され、エンジン負荷ＴPの値が大きく高負荷である
程、小さい値に設定される。これにより、エンジン運転
状態がツインターボ領域からシングルターボ領域に移行
後、ツインターボモードからシングルターボモードに切
換えるまでの時間がエンジン負荷が高いほど早められ
る。

【００９５】次いで、ステップＳ６６で判定値検索フラ
グＦ４をセットした後、ステップＳ６７へ進む。

【００９６】そして、ステップＳ６７でシングルターボ
領域継続時間カウント値Ｃ２をカウントアップした後、
ステップＳ６８で上記判定値Ｔ４とカウント値Ｃ２とを
比較し、Ｃ２≧Ｔ４の場合、ステップＳ７１へ進み、カ
ウント値Ｃ２をクリアした後、ステップＳ８へ戻り、ツ
インターボモードからシングルターボに切換わる。これ
により、各切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１〜４がＯＦＦと
なり、過給圧リリーフ弁５７が開弁され、吸気制御弁５
５及び排気制御弁５３が共に閉弁されることで、両過給
機４０，５０作動のツインターボ状態からプライマリタ
ーボ過給機４０のみ作動のシングルターボ状態に切換わ
る。

【００９７】このときの切換わり状態をタイムチャート
で示すと、図１３の実線の通りとなる。このように、ツ
インターボモードからシングルターボモードへの切換わ
りは、エンジン運転領域がツインターボ領域からシング
ルターボ領域に移行後（ＴP＜ＴP1）、その状態が設定
時間継続したとき（Ｃ２≧Ｔ４）、行われることにな
り、変速機の変速時等に伴いエンジン回転数Ｎが一時的
に低下することによる不要な過給機の切換わりが未然に
防止される。

【００９８】ここで、上記設定時間を与えるシングルタ
ーボ領域継続時間判定値Ｔ４が、エンジン負荷ＴP の値
が高く高負荷である程、短い時間に設定されてシングル
ターボ状態への切換わりが早められる。すなわち、エン
ジン高負荷運転時には高トルクを要すが、図１６に示す
ように、ツイン→シングル切換判定ラインＬ1 を境とし
たシングルターボ領域側は、ツインターボ時の軸トルク
曲線ＴＱ２で与えられるトルク（例えば、同図の点Ａ）
よりも、シングルターボ時の軸トルク曲線ＴＱ１で与え
られるトルク（図の点Ｂ）の方が高く、この領域でツイ
ンターボ状態を維持すると軸トルクが充分得られず、出
力性能が悪化し、再加速性能も悪化する。このため、エ
ンジン高負荷時には、上記シングルターボ領域継続時間
判定値Ｔ４が短い値に設定されることで、ツインターボ
状態からシングルターボ状態への切換が迅速化され、ツ
インターボ状態でのトルクの低い領域での運転を必要最
低限としてトルクの高いシングルターボ状態に迅速に切
換える（図１６の点Ａから点Ｂに移行する）ことで、出
力性能が向上されると共に、再加速性能も向上される。

【００９９】また、低負荷運転時は、低トルク状態であ
り、ツインターボ時とシングルターボ時とのトルクの段
差が小さく、上記設定時間を充分与えてツインターボ状
態からシングルターボ状態へ切換わってもトルク変動を
殆ど生じない。このため低負荷時には、エンジン運転領
域がツイン→シングル切換判定ラインＬ1 を境にツイン
ターボ領域側からシングルターボ領域へ移行後、その状
態を上記シングルターボ領域継続時間判定値Ｔ４で与え
られる比較的長い時間継続した後、ツインターボ状態か
らシングルターボ状態に切換えることで、エンジン回転
数Ｎの一時的に低下することによる過給機の不要な切換
わりが有効且つ確実に回避される。

【０１００】一方、上記ステップＳ６８においてＣ２＜
Ｔ４の場合は、ステップＳ６９へ進み、スロットル開度
ＴＨと設定値ＴＨ３（例えば、３０ｄｅｇ）とを比較
し、ＴＨ＞ＴＨ３の場合、上記ステップＳ７１を経てス
テップＳ８へ戻り、エンジン運転領域がシングルターボ
領域に移行後、その状態が設定時間継続する以前であっ
ても、図１３の破線で示すように、直ちにシングルター
ボモードに切換わり、過給圧リリーフ弁５７が開弁され
ると共に、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の過給動作が停止
し、プライマリターボ過給機４０のみ過給動作のシング
ルターボ状態に切換えられる。

【０１０１】上記設定値ＴＨ３は、加速要求を判断する
ためのものである。すなわち、シングルターボ領域にお
いては（ＴP ＜ＴP1）、図１６の出力特性に示すように
ツイン→シングル切換判定ラインＬ1 の低回転側にあ
り、ツインターボ時のトルク曲線ＴＱ２の軸トルクの低
い領域であり、この状態でツインターボモードを維持し
ツインターボ状態を保持すると、アクセルペダルを踏み
込んでも充分な加速性能を得ることができない。そのた
め、この領域で運転されているときに、加速要求と判断
されるとき（ＴＨ＞ＴＨ３）には、直ちにシングルター
ボモードへ移行させ、シングルターボ状態とし、シング
ルターボ時の高い軸トルクのトルク曲線ＴＱ１を得るこ
とで、加速応答性の向上を図る。

【０１０２】また、上記ステップＳ６９でＴＨ≦ＴＨ３
の場合には、ステップＳ７０へ進み、車速ＶＳＰと設定
値ＶＳＰ２（例えば、２Ｋｍ／ｈ）とを比較し、ＶＳＰ
＞ＶＳＰ２で車両走行状態と判断される場合には、前記
ステップＳ７２へ進み、ツインターボモードを維持し、
ＶＳＰ≦ＶＳＰ２で停車状態と判断される場合には、上
述と同様にステップＳ７１を経てステップ８へ戻り、直
ちにシングルターボモードに移行する。

【０１０３】上記設定値ＶＳＰ２は、車両の停車状態を
判断するためのもので、停車中の、例えばアイドル回転
数の状態で、アクセルを踏込みエンジンを空吹かしする
と、エンジン負荷ＴP の上昇と共にエンジン回転数Ｎが
上昇して、エンジン運転領域がシングルターボ領域から
ツインターボ領域に移行し、ツインターボ状態となり、
アクセル開放の空吹かし後、エンジン負荷ＴP 及びエン
ジン回転数Ｎが直ちに低下し、エンジン運転領域がツイ
ン→シングル切換判定ラインＬ1 （図５参照）を境とし
て再びシングルターボ領域に移行した場合、シングルタ
ーボ領域移行後、設定時間を経過しないと（Ｃ２≧Ｔ
４）シングルターボに切換わらず、この間、エンジン回
転数Ｎが低下し、アイドル回転数近く（例えば、７００
ｒｐｍ近辺）に下がってから各切換ソレノイド弁ＳＯ
Ｌ．１〜４の切換わりが行われて、過給圧リリーフ弁５
７及び各制御弁５３，５５が切換わる。このとき、エン
ジン回転数Ｎが低いためエンジン回転による暗騒音が低
く、各弁の切換わりの際の発生音が運転者に聞こえ、運
転者に不快感を与えてしまう。このため、車両停車状態
と判断されるときには（ＶＳＰ≦ＶＳＰ２）、シングル
ターボ領域に移行後、設定時間を経過していなくても
（Ｃ２＜Ｔ４）、直ちにシングルターボに切換えること
で、エンジン回転数が低下して暗騒音が低くなる前に各
弁の切換わりを完了させ、弁作動の騒音による不快感を
解消する。なお、このときのツインターボモードからシ
ングルターボモードへの切換わり状態を図１３に一点鎖
線で示す。

【０１０４】以上、本発明の一実施例について説明した
が、これに限定されず、エンジン負荷として基本燃料噴
射パルス幅ＴP 以外のものを用いるようにしても良い。
また、水平対向エンジン以外のエンジンにも適用するこ
とができる。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、エンジン運転領域がツインターボ領域からシ
ングルターボ領域に移行してその状態を継続した後、ツ
インターボ状態からシングルターボ状態に切換える為の
設定時間を、エンジン負荷の値が大きく高負荷であるほ
ど、短い値に設定するので、エンジン高負荷運転の高ト
ルク要求時には、ツインターボ状態でのトルクの低い領
域での運転が必要最低限に抑えられ、この領域でのトル
クの高いシングルターボ状態に迅速に切換えられて、出
力性能及び再加速性能が向上する。

【０１０６】また、低トルクのエンジン低負荷運転時に
は、上記設定時間が充分与えられるので、エンジン回転
数の一時的な低下に伴う不要な過給機の切換わりを有効
且つ確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ターボ切換制御ルーチンを示すフローチャート

【図２】同上

【図３】同上

【図４】排気制御弁小開制御ルーチンを示すフローチャ
ート

【図５】各切換判定値、及びシングルターボ領域とツイ
ンターボ領域との関係を示す説明図

【図６】排気制御弁小開制御モード領域の説明図

【図７】排気制御弁開ディレー時間設定テーブルの概念
図

【図８】吸気制御弁開ディレー時間設定テーブルの概念
図

【図９】吸気制御弁開差圧設定テーブルの概念図

【図１０】高負荷判定値テーブルの概念図

【図１１】シングルターボ領域継続時間判定値テーブル
の概念図

【図１２】シングルターボモードからツインターボモー
ドへの切換わり状態を示すタイムチャート

【図１３】ツインターボモードからシングルターボモー
ドへの切換わり状態を示すタイムチャート

【図１４】過給機付エンジンの全体構成図

【図１５】制御装置の回路図

【図１６】シングルターボ時とツインターボ時との出力
特性を示す説明図

【符号の説明】

４０プライマリターボ過給機５０セカンダリターボ過給機５３排気制御弁５５吸気制御弁１００電子制御装置（ＥＣＵ）Ｃ２シングルターボ領域継続時間カウント値（継続
時間）Ｔ４シングルターボ領域継続時間判定値（設定時
間）ＴP エンジン負荷

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの吸，排気系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）とを
並列に配置し、セカンダリターボ過給機（５０）に接続
される吸，排気系にそれぞれ吸気制御弁（５５）、排気
制御弁（５３）を配設し、高速域で上記両制御弁（５
５，５３）を共に開弁して上記両ターボ過給機（４０，
５０）を共に過給動作させるツインターボ領域と低速域
で吸気制御弁（５５）を閉弁すると共に排気制御弁（５
３）を閉弁或いは小開して上記プライマリターボ過給機
（４０）のみを過給動作させるシングルターボ領域とに
エンジン運転領域を区分し、上記運転領域がツインター
ボ領域からシングルターボ領域に移行した後のシングル
ターボ領域継続時間（Ｃ２）と、この継続時間（Ｃ２）
を判定する設定時間（Ｔ４）とを比較し、上記継続時間
（Ｃ２）が上記設定時間（Ｔ４）を経過したとき、上記
両ターボ過給機（４０，５０）過給動作のツインターボ
状態からプライマリターボ過給機（４０）のみ過給動作
のシングルターボ状態に切換える過給機付エンジンの制
御方法において、ツインターボ領域からシングルターボ領域に移行後、ツ
インターボ状態からシングルターボ状態に切換えるまで
の時間を与える上記設定時間（Ｔ４）を、エンジン負荷
の値が大きく高負荷であるほど、短い値に設定すること
を特徴とする過給機付エンジンの制御方法。