JP3289308B2 - 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、過給機付エンジンの過
給圧制御装置に関し、とくに高地におけるエンジン出力
の低下および過給圧のオーバーシュートの発生を防止す
ることが可能な過給圧制御装置に関する。

【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。

【０００３】この種の過給機付エンジンの構成は、エン
ジン本体に対し、主ターボチャージャと副ターボチャー
ジャが並列に設けられている。副ターボチャージャに接
続される吸、排気系には、それぞれ吸気切替弁、排気切
替弁が設けられ、副ターボチャージャのコンプレッサを
バイパスする吸気バイパス通路には、吸気バイパス弁が
設けられている。低吸入空気量域では吸気切替弁、排気
切替弁をともに全閉とすることにより、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両切替弁
をともに全開とし、吸気バイパス弁を閉じることによ
り、副ターボチャージャ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。

【０００４】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、吸気切替弁および排気切替弁が閉じられ
ているときに排気バイパス弁を小開制御し、さらに吸気
バイパス弁を閉じることにより副ターボチャージャの助
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。この装置では、ウエストゲートバルブおよび排気
バイパス弁によって過給圧の制御が行なわれる。なお、
主ターボチャージャのみの過給時には排気バイパス弁の
みをデューティ制御し、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時にはウェストゲート
バルブのみをデューティ制御することにより、過給圧を
所定の圧力に制御するようにした装置は、特開昭６３−
２５３１９号公報に開示されている。

【０００５】排気バイパス弁は、ダイヤフラムアクチュ
エータの作動により開閉動作するようになっている。ダ
イヤフラムアクチュエータのダイヤフラム室には、過給
圧が導かれており、ダイヤフラム室内に導かれた過給気
はデューティ制御される電磁弁を介して大気にブリード
されるようになっている。排気バイパス弁は、ダイヤフ
ラムに作用する圧力が高くなると開弁するようになって
おり、ダイヤフラムに作用する圧力が小さい状態では内
蔵されたスプリングの付勢力によって閉弁するようにな
っている。したがって、電磁弁へ出力する制御信号のデ
ューティ値を大にしダイヤフラムアクチュエータに導入
される過給気のブリード量を多くすることにより、排気
バイパス弁の開度が小さくなり、１個ターボチャージャ
時の制御過給圧が高められる。

【０００６】ウエストゲートバルブは、排気バイパス弁
と同様にダイヤフラムアクチュエータの作動により開閉
動作するようになっている。ダイヤフラムアクチュエー
タのダイヤフラム室には、過給圧が導かれており、ダイ
ヤフラム室内に導かれた過給気はデューティ制御される
電磁弁を介して大気にブリードされるようになってい
る。ウエストゲートバルブは、ダイヤフラムに作用する
圧力が小さい状態では内蔵されたスプリングの件勢力に
よって閉弁するようになっている。したがって、電磁弁
へ出力する制御信号のデューティ比を大にしダイヤフラ
ム室に導入される過給気のブリード量を多くすることに
より、ウエストゲートバルブの開度が小さくなり、２個
ターボチャージャ時の制御過給圧が高められる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、過給圧
は大気圧に対して相関関係にあるので、過給圧の絶対圧
制御においては、制御過給圧は大気圧に対して高地ほど
相対圧差が大きくなり、高地では過給圧が低下する。そ
のため、高地では過給圧がフィードバック開始条件まで
到達することができず、フィードバック制御による過給
圧制御を行なうことができない。したがって、過給圧を
高めることができず、エンジン出力が低下するという問
題が生じる。つまり、高地では図２２の矢印αに示すよ
うに、過給圧（絶対圧）は大気圧が低下する分だけ低下
するので、高地での過給圧のフィードバック開始条件を
平地の値Ａに設定すると、過給圧はＡ値まで上がらなく
なり、高地ではエンジン出力が低下する。

【０００８】逆に、高地のままの過給圧フィードバック
開始条件を平地に用いると、図２２のＣ点からフィード
バックが開始されるので、平地でのフィードバック制御
圧であるＤ点に達する時は、過給圧制御用の電磁弁から
の過給気のブリード量が過剰となってしまう。したがっ
て、平地におけるフィードバック制御開始時には、図２
２に示すように過給圧のオーバシュートが生じる。

【０００９】本発明は、上記の問題に着目し、高地での
エンジン出力の低下を防止するとともに、過給圧制御用
の電磁弁からの過給気の大気への過剰ブリードによる過
給圧のオーバーシュートの発生を防止することが可能な
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を備え、低吸入空気量
域では主ターボチャージャのみを過給作動させ、高吸入
空気量域では双方のターボチャージャを過給作動させ、
過給圧の制御を行なう過給圧制御弁をアクチュエータの
ダイヤフラム室内に導かれる過給気の圧力によって開弁
可能に構成し、該アクチュエータのダイヤフラム室内に
導入される過給気をデューティ制御される電磁弁を介し
て外部にブリードさせることにより、前記過給圧制御弁
の開度を調整し過給圧のフィードバック制御を行なう過
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） 大気圧を検知する大気圧検出手段
と、前記大気圧検出手段によって検知される大気圧が低
いほどフィードバック開始エンジン回転数を高め、フィ
ードバック開始エンジン回転数未満では過給圧制御用の
電磁弁からの過給気の大気へのブリードを禁止する第１
のフィードバック条件補正手段と、を具備したものから
成る。

【００１２】（２） 大気圧を検知する大気圧検出手段
と、大気圧が低いほどフィードバック開始過給圧値を低
下させ、フィードバック開始過給圧値未満では過給圧制
御弁用の電磁弁からの過給圧の大気へのブリードを禁止
する第２のフィードバック条件補正手段と、を具備した
ものから成る。

【００１３】

【作用】このように構成された過給機付エンジンの制御
装置においては、つぎのような作用が行なわれる。

【００１４】上述の（１）の構成においては、高地の場
合は、第１のフィードバック条件補正手段により、高地
でのフィードバック開始エンジン回転数が平地の場合よ
りも高められる。そのため、過給圧が低くてもエンジン
回転数によってフィードバック制御開始条件を成立させ
ることができ、フィードバック制御による過給圧制御が
可能となる。したがって、高地では過給圧制御弁用の電
磁弁のデューティ比を高めることができ、過給圧制御弁
の開度が小とされることにより過給圧が上昇し、エンジ
ン出力の低下が防止される。また、フィードバック開始
エンジン回転数に達しない領域では、過給圧制御弁用の
電磁弁による過給気の大気へのブリードが禁止されるた
め、過剰ブリードによる１個および２個ターボチャージ
ャ時の過給圧のオーバーシュートの発生が防止される。

【００１５】上述の（２）の構成においては、第２のフ
ィードバック条件補正手段により、高地でのフィードバ
ック開始過給圧条件が平地の場合よりも低下されるの
で、過給圧が低くてもフィードバック制御開始条件を成
立させることができる。そのため、フィードバック制御
による過給圧制御が可能となり、高地では過給圧制御弁
用の電磁弁のデューティ比を高くすることができ、高地
におけるエンジン出力の低下が防止される。また、フィ
ードバック開始過給圧値に達しない領域では、過給圧制
御弁用の電磁弁による過給気の大気へのブリードが禁止
されるため、過剰ブリードによる１個ターボチャージャ
および２個ターボチャージャ時の過給圧のオーバーシュ
ートの発生が防止される。

【００１６】

【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。

【００１７】第１実施例 図１ないし図１６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はエンジン本体、
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、８ａ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。

【００１８】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の下流に吸気切替弁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。

【００１９】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。

【００２０】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からの過給圧と大気圧とを選
択的に切り替えるために、第１、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、２７、２８、３２、４４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１の電磁弁２５、第
３の電磁弁２７、第４の電磁弁２８の大気ポートには、
エアフィルタ２６がそれぞれ取り付けられている。

【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】主ターボチャージャ７のコンプレッサ７ｂ
の下流に位置する吸気通路と、副ターボチャージャ８の
コンプレッサ８ｂの下流に位置する吸気通路とが合流す
る吸気通路１４の合流部の近傍には、コンプレッサ７
ｂ、８ｂ下流の過給気をコンプレッサ７ｂ、８ｂ上流に
導くエアバイパス通路６１が接続されている。エアバイ
パス通路６１には、開弁時にコンプレッサ７ｂ、８ｂ下
流の過給気をコンプレッサ７ｂ、８ｂ上流に流すエアバ
イパス弁６２が設けられている。

【００２４】エアバイパス弁６２のダイヤフラム室内
は、センシング通路６３を介してスロットル弁４の下流
と連通されている。エンジンの軽負荷域では、センシン
グ通路６３を介してエアバイパス弁６２のダイヤフラム
室内に吸気管負圧が導かれ、エアバイパス弁６２が開弁
するようになっている。エンジンの高負荷域では、セン
シング通路６３を介してエアバイパス弁６２のダイヤフ
ラム室内に過給圧が導かれ、エアバイパス弁６２が閉弁
するようになっている。

【００２５】排気バイパス弁４１は、図４に示すよう
に、排気下流側に開くスイングアーム弁から構成されて
いる。排気バイパス弁４１と連結されるダイヤフラムア
クチュエータ４２には、ダイヤフラム室４２ａが形成さ
れている。ダイヤフラム室４２ａはダイヤフラム４２ｃ
によって区画されており、ダイヤフラム室４２ａの反対
側の室４２ｂにはダイヤフラム４２ｃをダイヤフラム室
４２ａ側に押圧するスプリング４２ｄが収納されてい
る。ダイヤフラム室４２ａには、正圧タンク５１から過
給圧が導かれるようになっている。ダイヤフラム室４２
ａに導かれた過給気は、第５の電磁弁３２を介して大気
側にリークされるようになっている。

【００２６】エンジン運転中は、排気バイパス弁４１の
弁体４１ａには排気ガスの排圧が作用しており、この排
圧Ｐによって弁体４１ａにかかる力と、排気バイパス弁
４１と連結されるダイヤフラムアクチュエータ４２のダ
イヤフラム室４２ａ内に作用する過給圧によって生じる
力との和が一定値を超えることによって排気バイパス弁
４１は開弁される。排気バイパス弁４１の閉弁動作は、
スプリング４２ｄの付勢力によって行なわれる。

【００２７】ウェストゲートバルブ３１は、図３に示す
ように、排気下流側に開くスイングアーム弁から構成さ
れている。ウェストゲートバルブ３１と連結されるダイ
ヤフラムアクチュエータ９には、ダイヤフラム室９ａが
形成されている。ダイヤフラム室９ａはダイヤフラム９
ｃによって区画されており、ダイヤフラム室９ａの反対
側の室９ｂにはダイヤフラム９ｃをダイヤフラム室９ａ
側に押圧するスプリング９ｄが収納されている。ダイヤ
フラム室９ａには、正圧タンク５１から過給圧が導かれ
るようになっている。ダイヤフラム室９ａに導かれた過
給気は、第６の電磁弁４４を介して大気側にリークされ
るようになっている。

【００２８】エンジン運転中は、ウェストゲートバルブ
３１の弁体３１ａには排気ガスの排圧Ｐａが作用してお
り、この排圧Ｐａによって弁体３１ａにかかる力と、ウ
ェストゲートバルブ３１と連結されるダイヤフラムアク
チュエータ９のダイヤフラム室９ａ内に作用する過給圧
によって生じる力との和が一定値を越えることによって
ウェストゲートバルブ３１は開弁される。ウェストゲー
トバルブ３１の閉弁動作は、スプリング９ｄの付勢力に
よって行なわれる。

【００２９】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、ウエストゲートバルブ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。

【００３０】排気バイパス弁４１を駆動するダイヤフラ
ムアクチュエータ４２のダイヤフラム室４２ａ内の圧力
は、ダイヤフラム室４２ａ内に導入された過給気をデュ
ーティ制御される第５の電磁弁３２を介して大気にブリ
ード（リーク）させることにより可変されるようになっ
ている。このダイヤフラム室４２ａの圧力調整によって
排気バイパス弁４１の開度が制御され、１個ターボチャ
ージャ域における過給圧制御が行なわれる。

【００３１】ウェストゲートバルブ３１を駆動するアク
チュエータ９のダイヤフラム室９ａ内の圧力は、ダイヤ
フラム室９ａ内に導入された過給気をデューティ制御さ
れる第６の電磁弁４４を介して大気にブリードさせるこ
とにより可変されるようになっている。ウェストゲート
バルブ３１は、ダイヤフラム室９ａの圧力調整によって
開度が制御され、２個ターボチャージャ域における過給
圧制御が行なわれる。

【００３２】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ース（Ｉ
／Ｏインターフェース）、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。

【００３３】エンジンコントロールコンピュータ２９に
は、図２に示すように、大気圧検出手段としての大気圧
センサ７１が接続されている。大気圧センサ７０は、検
出した大気圧の値を電気信号に変換し、エンジンコント
ロールコンピュータ２９に入力する機能を有する。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、第１のフィードバック条件補正手段７２が形成さ
れている。第１のフィードバック条件補正手段７２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。第１のフィードバック
条件補正手段７１は、大気圧が低いほどフィードバック
開始エンジン回転数ＮＥ₁ 、ＮＥ₂ を高め、フィードバ
ック開始エンジン回転数ＮＥ₁ 、ＮＥ₂ 未満では、第５
の電磁弁３２および第６の電磁弁４４からの過給圧の大
気へのブリードを禁止する機能を有している。なお、Ｎ
Ｅ₁ は１個ターボチャージャ時におけるフィードバック
開始エンジン回転数を示し、ＮＥ₂ は２個ターボチャー
ジャ時におけるフィードバック開始エンジン回転数を示
している。

【００３４】つぎに、上記の過給機付エンジンの過給圧
制御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は排気切替弁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。

【００３５】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。

【００３６】つぎに、１個ターボチャージャ時における
排気バイパス弁のデューティ制御を、図５ないし図８の
フローチャートに基づいて説明する。この制御ルーチン
は、たとえば８ｍｓごとに行なわれる。図５において、
ステップ１００で排気バイパス弁４１のデューティ制御
ルーチンに入り、ステップ１０１でエンジン回転数（Ｎ
Ｅ）が取り込まれる。つぎに、ステップ１０２に進み、
エンジン回転数が４０００ｒｐｍ以上であるか否かが判
断される。ここで、エンジン回転数が４０００ｒｐｍよ
りも高い場合は、ステップ１０３に進み、吸入空気量Ｑ
が取り込まれる。この吸入空気量Ｑは、エアフローメー
タ２４からの信号である。ステップ１０３で吸入空気量
Ｑが取り込まれると、ステップ１０４に進み、吸入空気
量Ｑが、たとえば４０００ｌ／ｍｉｎよりも大であるか
否かが判断される。ここで、吸入空気量Ｑが４０００ｌ
／ｍｉｎよりも大である場合は、ステップ１０７に進
む。

【００３７】ステップ１０２において、エンジン回転数
が４０００ｒｐｍよりも低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が取り込まれ
る。エンジン回転数ＮＥは、エンジン回転数センサ５０
からの信号である。ステップ１０５でエンジン回転数Ｎ
Ｅが取り込まれると、ステップ１３０に進み、エンジン
回転数ＮＥが図９に示す予め設定されたマップＭ₁ のフ
ィードバック開始エンジン回転数ＮＥ₁ よりも大である
か否かが判断される。ここで、エンジン回転数ＮＥがマ
ップＭ₁ のフィードバック開始エンジン回転数ＮＥ₁ よ
りも低いと判断された場合は、図８のステップ１２６に
進む。ステップ１３０において、エンジン回転数ＮＥが
フィードバック開始エンジン回転数ＮＥ₁ よりも高いと
判断された場合は、ステップ１３１に進み、Ｘイニシャ
ルがセットされているか否かが判断される。ここで、Ｘ
イニシャルがリセットされていると判断された場合は、
ステップ１０６に進む。ステップ１３１でＸイニシャル
がセットされていると判断された場合は、ステップ１３
２に進み、図１０に示すマップＭ₂ の初期デューティ値
Ｓ₁ が補正される。つぎに、ステップ１３３に進み、Ｘ
イニシャルがリセットされた後、ステップ１１５に進
む。

【００３８】図５のステップ１０６においては、たとえ
ば吸気管圧力ＰＭが１３００ｍｍＨｇａｂｓよりも大で
あるか否かが判断される。ここで、吸気管圧力ＰＭが１
３００ｍｍＨｇａｂｓよりも大である場合は、図６のス
テップ１０７に進む。ステップ１０６で吸気管圧力ＰＭ
が１３００ｍｍＨｇａｂｓよりも低いと判断された場合
は、後述するステップ１１８に進む。ステップ１０７で
は、スキップ制御がＯＮであるか否かが判断される。つ
まり、このステップでは、スキップ制御と積分制御のい
ずれかを選択すべきかの判断が行なわれる。ここで、積
分制御とは、上述した積分定数によりデューティ比の補
正制御を意味する。スキップ制御は、排気バイパス弁４
１における開弁開始時の駆動力と介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。

【００３９】ステップ１０７において、スキップ制御で
あると判断された場合は、ステップ１０９に進み、デュ
ーティ比にスキップ値Ｓ（デューティ比５％）が付加さ
れる。つぎに、ステップ１１４に進み、スキップＯＮが
リセットされる。ステップ１０７において、スキップ制
御でないと判断された場合は、ステップ１０８に進み、
デューティ比が５０％を越えているか否かが判断され
る。ここで、デューティ比が５０％を越えていれば、ス
テップ１１０に進み、デューティ比に大きな積分整数値
Ｋ₂ （たとえばデューティ比２％）が付加され、ステッ
プ１１５に至る。

【００４０】ステップ１０８において、デューティ比が
５０％を越えていないと判断された場合は、ステップ１
１１に進み、デューティ比に小さな積分定数値Ｋ₁ （た
とえばデューティ比１％）が付加され、ステップ１１５
に至る。ステップ１１５では、スキップ制御のＯＦＦが
セットされ、ステップ１１６に進む。ステップ１１６で
は、デューティ比が１００％以上に設定されているかを
判断し、１００％以上であると判断された場合は、ステ
ップ１１７に進み、デューティ比は１００％に設定（修
正）される。ステップ１１６において、デューティ比が
１００％以下に設定されている場合は、ステップ１２７
に進む。このように、ステップ１０７ないしステップ１
１７は、吸気管圧力または吸入空気量が設定値以上にな
った場合の制御を示し、この場合は、デューティ比を増
加させ、排気バイパス弁４１を開く方向に作動させる。

【００４１】図５のステップ１０４で吸入空気量が４０
００ｌ／ｍｉｎよりも少ないと判断された場合、または
ステップ１０６で吸気管圧力が１３００ｍｍＨｇａｂｓ
よりも低いと判断された場合は、ステップ１１８へ進
む。ステップ１１８では、スキップ制御がＯＦＦにセッ
トされているか否かが判断される。つまり、ステップ１
１８では、スキップ制御と積分制御のいずれかを選択す
べきかの判断が行なわれる。ステップ１１８において、
スキップ制御であると判断された場合は、ステップ１２
０に進み、デューティ比からスキップ値Ｓ（デューティ
比５％）が減算される。つぎに、ステップ１２３に進
み、スキップ制御のＯＦＦがリセットされる。

【００４２】ステップ１１８において、積分制御である
と判断された場合は、ステップ１１９に進み、デューテ
ィ比が５０％を越えているか否かが判断される。ここ
で、デューティ比が５０％を越えていると判断された場
合は、ステップ１２１に進み、デューティ比から積分定
数値Ｋ₂ （たとえばデューティ比２％）が減算され、ス
テップ１２４に進む。ステップ１１９では、デューティ
比が５０％よりも小さいと判断された場合は、ステップ
１２２に進み、デューティ比から積分定数値Ｋ₁（たと
えばデューティ比２％）が減算され、ステップ１２４に
進む。ステップ１２４においては、スキップ制御がＯＮ
セットされ、図８のステップ１２５に進む。

【００４３】ステップ１２５においては、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。ここで、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１２６に進み、デューティ比はゼロに修正され
る。そして、ステップ１２６に進んでデューティ比はゼ
ロにセットされ、ステップ１３４でＸイニシャルがセッ
トされる。この処理が終了すると、つぎにステップ１２
７に進んで第５の電磁弁３２のデューティ制御が行なわ
れる。このステップ１２７からは、上述した各バルブ制
御が開始され、２個ターボチャージャへの切替えが可能
となる。

【００４０】つぎに、２個ターボチャージャ時における
ウェストゲートバルブのデューティ制御を、図１１およ
び図１２のフローチャートに基づいて説明する。

【００４５】図１１のステップ２００において、ウェス
トゲートバルブ３１の開度制御が開始され、ステップ２
０１で１個ターボチャージャから２個ターボチャージャ
への切替の検知が行なわれる。２個ターボチャージャへ
の切替検知は、第４の電磁弁２８の開弁信号に基づいて
行なわれる。つぎに、ステップ２０２に進み、第４の電
磁弁２８がオンになってＴ秒経過したか否かが判断され
る。すなわち、ここでは排気切替弁１７が開弁し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が行
なわれてからＴ秒経過したか否かが判断される。本実施
例では、Ｔ秒はたとえば１秒に設定されている。ステッ
プ２０２において、切替後Ｔ秒経過していないと判断さ
れた場合は、ステップ２２３に進んでＹイニシャルをセ
ットした後ステップ２１０に進み、第６の電磁弁４４の
デューティ値が０％とされ、制御過給圧に基づくウェス
トゲートバルブ３１の開度制御は禁止される。この処理
が完了すると、ステップ２１６に進みリターンする。

【００４６】ステップ２０２において、切替後Ｔ秒経過
していると判断された場合は、ステップ２１１に進み、
スロットル開度ＴＡが６０ｄｅｇよりも大であるか否か
が判断される。ここで、スロットル開度ＴＡが６０ｄｅ
ｇよりも大であると判断された場合は、ステップ２１に
進み、エンジン回転数ＮＥが取り込まれる。つぎに、ス
テップ２２２に進み、エンジン回転数ＮＥが図１３に示
すマップＭ₃ のフィードバック開始エンジン回転数値Ｎ
Ｅ₂ と比較される。ここで、エンジン回転数ＮＥがフィ
ードバック開始エンジン回転数ＮＥ₂ よりも高いと判断
された場合は、ステップ２０３に進む。

【００４７】ステップ２０３においては、制御過給圧が
１３００ｍｍＨｇａｂｓを越えているか否かが判断され
る。ステップ２０３において、制御過給圧が１３００ｍ
ｍＨｇａｂｓを越えていると判断された場合は、ステッ
プ２０４に進んで第６の電磁弁４４のデューティ値を小
さくし、ステップ２０５に進む。ステップ２０５では、
第６の電磁弁４４のデューティ値が０％よりも小である
か否かが判断される。ここで、デューティ値が０％より
も小であると判断された場合は、ステップ２０６に進ん
でデューティ値は０％に修正され、ステップ２１６に進
んでリターンする。ステップ２０５でデューティ値が０
％よりも大である場合は、ステップ２１６に進んでリタ
ーンする。

【００４８】ステップ２１１において、スロットル開度
ＴＡが６０ｄｅｇよりも小であると判断された場合は、
ステップ２１２に進み、Ｙイニシャルセットが行なわれ
る。Ｙイニシャルセットが行なわれると、ステップ２１
０に進み、デューティ値が０％とされ、その後、ステッ
プ２１６に進んでリターンする。

【００４９】ステップ２０３において、制御過給圧が１
３００ｍｍＨｇａｂｓよりも低いと判断された場合は、
ステップ２１３に進み、Ｙイニシャルセットが行なわれ
たか否かが判断される。ここで、Ｙイニシャルセットが
行なわれていると判断された場合は、ステップ２１４に
進み、Ｙイニシャルセットのリセットが行なわれる。Ｙ
イニシャルセットのリセットが行なわれると、ステップ
２１５に進み、第６の電磁弁４４の初期デューティ値Ｓ
₂ が図１４に示すマップＭ₄ によって補正される。第６
の電磁弁４４の初期デューティ値が補正されると、ステ
ップ２１６に進み、リターンする。

【００５０】ステップ２１３において、Ｙイニシャルセ
ットが行なわれていないと判断された場合は、ステップ
２０７に進み、第６の電磁弁４４のデューティ値を大き
くしてステップ２０８に進む。ステップ２０８では、第
６の電磁弁４４のデューティ値が１００％よりも大であ
るか否かが判断される。ここで、デューティ値が１００
％よりも大であると判断された場合は、ステップ２０９
に進んでデューティ値は１００％に修正され、ステップ
２１６に進んでリターンする。ステップ２０８出デュー
ティ値が１００％よりも小であると判断された場合は、
ステップ２１６に進んでリターンする。

【００５１】図１５は、第１実施例におけるスロットル
開度の変化に対するフィードバック開始回転数の変化お
よびデューティ比の変化を示している。図１５に示すよ
うに、本実施例の場合は、第１のフィードバック条件補
正手段７２により、１個ターボチャージャ時における高
地でのフィードバック開始回転数値ＮＥ_1bは、平地での
フィードバック開始回転数値ＮＥ_1aよりも高く設定され
る。したがって、図１６に示すように過給圧が低くても
エンジン回転数によってフィードバック制御開始条件を
成立させることが可能となり、各電磁弁３２、３４のデ
ューティ比を高めることができる。その結果、高地で
は、各電磁弁３２、４４による過給気の大気へのブリー
ドが多くなり、過給圧の上昇によってエンジン出力の低
下が防止される。

【００５２】また、第１のフィードバック条件補正手段
７２は、フィードバック開始回転数ＮＥ₁ 、ＮＥ₂ に満
たない条件の場合は、デューティ比を０％にして各電磁
弁３２、４４による過給気の大気へのブリードを禁止す
るので、過剰なブリードはなくなり、過給圧のオーバー
シュートは確実に防止される。

【００５３】第２実施例 図１７ないし図２３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、フィー
ドバック条件補正手段の構成のみであり、その他の部分
は、第１実施例に準じるので、準じる部分に同一の符号
を付すことにより説明を省略し、異なる部分についての
み説明する。

【００５４】図１７に示すように、エンジンコントロー
ルコンピュータ２９には、第２のフィードバック条件補
正手段７３が形成されている。第２のフィードバック条
件補正手段７３は、大気圧が低いほどフィードバック開
始過給圧値ＰＭ₁ 、ＰＭ₂ を低下させ、フィードバック
開始過給圧値ＰＭ₁ 、ＰＭ₂ 未満では各電磁弁３２、４
４からの過給気の大気へのブリードを禁止する機能を有
している。なお、ＰＭ₁ は１個ターボチャージャ時にお
けるフィードバック開始過給圧値を示し、ＰＭ₂ は２個
ターボチャージャ時におけるフィードバック開始過給圧
値を示している。

【００５５】図１８は、１個ターボチャージャ時におけ
る排気バイパス弁の制御処理の一部を示している。図１
８は、ステップ１０５ａ、１０６ｂを除き既に説明した
図５の処理に準じるので、この異なるステップにおける
処理内容についてのみ説明し、これ以外の処理内容につ
いての説明は省略する。

【００５６】図１８のステップ１０５ａにおいては、過
給圧ＰＭが取り込まれる。過給圧ＰＭが取り込まれる
と、ステップ１３０ａに進み、過給圧ＰＭと図１９のマ
ップＭ₅ から求められたフィードバック開始過給圧値Ｐ
Ｍ₁ との比較が行なわれる。ここで、過給圧ＰＭがフィ
ードバック開始過給圧値ＰＭ₁ よりも高いと判断された
場合は、ステップ１３１に進み、第１実施例と同様の処
理が行なわれる。

【００５７】図２０は、２個ターボチャージャ時におけ
るウェストゲートバルブの制御処理の一部を示してい
る。図２０は、ステップ２２１ａ、２２２ａを除き既に
説明した図１１の処理に準じるので、この異なるステッ
プにおける処理内容についてのみ説明し、これ以外の処
理内容についての説明は省略する。

【００５８】図２０のステップ２２１ａにおいては、過
給圧ＰＭが取り込まれる。過給圧ＰＭが取り込まれる
と、ステップ２２２ａに進み、過給圧ＰＭと図２１のマ
ップＭ₆ から求められたフィードバック開始過給圧値Ｐ
Ｍ₂ との比較が行なわれる。ここで、過給圧ＰＭがフィ
ードバック開始過給圧値ＰＭ₂ よりも高いと判断された
場合は、ステップ２０３に進み、逆に過給圧ＰＭがフィ
ードバック開始過給圧値ＰＭ₂ よりも低いと判断された
場合は、ステップ２１０に進み、第１実施例と同様な処
理が行なわれる。

【００５９】このように、第２実施例においては、図２
２、２３に示すように、第２のフィードバック条件補正
手段７３により、高地でのフィードバック開始過給圧値
ＰＭ₁ 、ＰＭ₂ が平地の場合よりも高められるので、過
給圧が低い場合でもフィードバック制御が可能となる。
これにより、高地での第５の電磁弁３２および第６の電
磁弁４４のデューティ比が大とされ、過給圧制御弁であ
る排気バイパス弁４１およびウェストゲートバルブ３１
の開度が小とされる。したがって、高地でも過給圧を上
昇させることができ、高地でのエンジン出力低下が防止
される。

【００６０】また、フィードバック開始過給圧未満で
は、各電磁弁３２、４４のデューティ比が０％に固定さ
れるので、各電磁弁３２、４４から過給気の過剰な大気
へのブリードが阻止され、１個および２個ターボチャー
ジャ時の過給圧のオーバーシュートの発生が防止され
る。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、つぎのような効果が得
られる。

【００６２】請求項１の過給圧制御装置においては、大
気圧検出手段によって検出される大気圧が低いほどフィ
ードバック開始エンジン回転数を高める第１のフィード
バック条件補正手段を設けるようにしたので、過給圧が
低い場合でもフィードバック制御開始条件が成立し、高
地では過給圧制御用の電磁弁のデューティ比を高くする
ことができ、過給圧制御弁の開度が小とされる。したが
って、高地でも過給圧を十分高めることができ、エンジ
ン出力の低下が防止される。

【００６３】また、第１のフィードバック条件補正手段
は、フィードバック開始条件未満では過給圧制御弁用の
電磁弁からの過給気の大気へのブリードを禁止するの
で、過剰ブリードによる１個および２個ターボチャージ
ャ時の過給圧のオーバーシュートを確実に防止すること
ができる。

【００６４】請求項２の過給圧制御装置においては、大
気圧検出手段によって検出される大気圧側低いほどフィ
ードバック開始過給値を低下させる第２のフィードバッ
ク条件補正手段を設けるようにしたので、請求項１と同
様に過給圧が低くなる高地でもフィードバック制御開始
条件が成立し、高地でのエンジン出力の低下が防止され
る。

【００６５】第２のフィードバック条件補正手段は、フ
ィードバック開始過給圧値未満では過給圧制御弁用の電
磁弁からの過給圧の大気へのブリードを禁止するので、
１個ターボチャージャおよび２個ターボチャージャ時の
過給圧のオーバーシュートを確実に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

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

【図２】図１の装置を有する過給機付エンジンの制御系
統図である。

【図３】図２の装置におけるウェストゲートバルブ近傍
の概略断面図である。

【図４】図２の装置における排気バイパス弁近傍の概略
断面図である。

【図５】図１の装置における排気バイパス弁の制御の処
理手順の一部を示す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】図６に続くフローチャートである。

【図８】図７に続くフローチャートである。

【図９】大気圧とエンジン回転数との関係を示すマップ
である。

【図１０】大気圧と排気バイパス弁用電磁弁のデューテ
ィ比との関係を示すマップである。

【図１１】図１の装置におけるウェストゲートバルブの
制御の処理手順の一部を示すフローチャートである。

【図１２】図１１に続くフローチャートである。

【図１３】大気圧とエンジン回転数との関係を示すマッ
プである。

【図１４】大気圧とウェストゲートバルブ用電磁弁のデ
ューティ比との関係を示すマップである。

【図１５】図１の装置におけるフィードバック開始エン
ジン回転数と電磁弁のデューティ比との関係を示す特性
図である。

【図１６】平地と高地におけるフィードバック開始エン
ジン回転数の特性を示す特性図である。

【図１７】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１８】図１７の装置における排気バイパス弁の制御
の処理手順の一部を示すフローチャートである。

【図１９】図１８のステップ１３０ａにおける大気圧と
過給圧との関係を示すマップである。

【図２０】図１７の装置におけるウェストゲートバルブ
の制御の処理手順の一部を示すフローチャートである。

【図２１】図２０のステップ２２２ａにおける大気圧と
過給圧との関係を示すマップである。

【図２２】図１７の装置におけるフィードバック開始過
給圧と電磁弁のデューティ比との関係を示す特性図であ
る。

【図２３】平地と高地におけるフィードバック開始エン
ジン回転数の特性を示す特性図である。

【符号の説明】

７ 主ターボチャージャ ８ 副ターボチャージャ ９ アクチュエータ ２９ エンジンコントロールコンピュータ ３１ ウェストゲートバルブ（過給圧制御弁） ３２ 第５の電磁弁（排気バイパス弁用電磁弁） ４１ 排気バイパス弁（過給圧制御弁） ４２ アクチュエータ ４４ 第６の電磁弁（ウェストゲートバルブ用電磁弁） ７１ 大気圧検出手段 ７２ 第１のフィードバック条件補正手段 ７３ 第２のフィードバック条件補正手段 ＮＥ₁ １個ターボチャージャ時におけるフィードバック
開始エンジン回転数 ＮＥ₂ ２個ターボチャージャ時におけるフィードバック
開始エンジン回転数 ＰＭ₁ １個ターボチャージャ時におけるフィードバック
開始過給圧値 ＰＭ₂ ２個ターボチャージャ時におけるフィードバック
開始過給圧値

Claims (2)

(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、低吸入空気量域では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双方のターボ
   チャージャを過給作動させ、過給圧の制御を行なう過給
   圧制御弁をアクチュエータのダイヤフラム室内に導かれ
   る過給気の圧力によって開弁可能に構成し、該アクチュ
   エータのダイヤフラム室内に導入される過給気をデュー
   ディ制御される電磁弁を介して外部にブリードさせるこ
   とにより、前記過給圧制御弁の開度を調整し過給圧のフ
   ィードバック制御を行なう過給機付エンジンの過給圧制
   御装置において、 大気圧を検知する大気圧検出手段と、 前記大気圧検出手段によって検知される大気圧が低いほ
   どフィードバック開始エンジン回転数を高め、フィード
   バック開始エンジン回転数未満では過給圧制御弁用の電
   磁弁からの過給気の大気へのブリードを禁止する第１の
   フィードバック条件補正手段と、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、低吸入空気量域では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双方のターボ
   チャージャを過給作動させ、過給圧の制御を行なう過給
   圧制御弁をアクチュエータのダイヤフラム室内に導かれ
   る過給気の圧力によって開弁可能に構成し、該アクチュ
   エータのダイヤフラム室内に導入される過給気をデュー
   ティ制御される電磁弁を介して外部にブリードさせるこ
   とにより、前記過給圧制御弁の開度を調整し過給圧のフ
   ィードバック制御を行なう過給機付エンジンの過給圧制
   御装置において、 大気圧を検知する大気圧検出手段と、 前記大気圧検出手段によって検知される大気圧が低いほ
   どフィードバック開始過給圧値を低下させ、フィードバ
   ック開始過給圧値未満では過給圧制御弁用の電磁弁から
   の過給圧の大気へのブリードを禁止する第２のフィード
   バック条件補正手段と、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。