JPH03199626A - 過給機付エンジンの過給制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主、副ターボチＶ−ジャが並列に配設された
過給機付エンジンの過給制御方法に関する。

［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
並列に配置した過給機付エンジンが知られている（特開
昭６０−１６９６３０号公報、特開昭６０−２５９７２
２号公報等）。この種の過給機付エンジンの構成は、た
とえば第６図に示すようになっている。エンジン本体９
１に対し、主ターボチャージャ（Ｔ／’Ｃ−１）　９２
と副ターボチャージャ（Ｔ／Ｃ−２＞９３が並列に設【
プられている。

副ターボチャージャ９３に接続される吸、排気系には、
それぞれ吸気切替弁９４、排気切替弁９５が設けられ、
副ターボチャージャ９３のコンプレッサをバイパスする
バイパス通路には、吸気バイパス弁９６が設けられてい
る。吸気切替弁９４、排気切替弁９５をともに仝閉とす
ることにより、主ターボチャージャ９２のみを過給作動
させ、ともに全開とし、吸気バイパス弁９６も閉じるこ
とにより、副ターボチャージャ９３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。

１ｆｌｉｉｌタ一ボチヤージヤ作動（つまり、主ターボ
チャージャ９２のみ過給作動）から２個ターボチャージ
ャ作動（つまり両ターボチャージャ９２．９３過給作動
）への切替時に、前記特開昭６０１６９６３０号公報開
示のシステムでは、排気切替弁全開と同時に吸気バイパ
ス弁が閉じられる。特開昭６０−２５９７２２号公報開
示のシステムでは、常時作動ターボチャージャ（主ター
ボチャージャ）のコンプレッサ出口圧と、過給作動を停
止していたターボチャージャ（副ターボチＶ−ジャ）の
コンプレッサ出口圧との差圧が一定値（たとえば４０ミ
リバール：約３０ｍ　Ｈｇ）以下になると、吸気バイパ
ス弁を仝閉し、その後排気切替弁を全開として２個ター
ボチャージャ作動に切替えるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ 第６図に示したような過給機付エンジンにおいては、吸
気切替弁９４を閉じたまま排気切替弁９５を開くことに
より、１個ターボチＰ−ジャから２個ターボチャージャ
への切替前に、副ターボチャージャ９３を助走回転させ
ることができる。このとき、副ターボチャージャ９３は
、第７図に示すように、コンプレッサの出口側を絞り、
コンプレッサ入口圧力に対しコンプレッサ出口圧力を上
げる程、タービン回転数が高くなる特性をもつ。したが
って、停止ターボチー・−ジ１７（副ターボチマ・−ジ
ャ９３）助走時に、吸気バイパスを実行しない（吸気バ
イパス弁９６を閉じる）方が、停止ターボチャージャの
助走回転数が高くなり、１個ターボチｐ−ジｉ・から２
個ターボチャージャへの切替時のつなぎがスムーズにな
り、切替ショック、切替時のトルク低下を小さく抑える
ことができる。

しかし、吸気バイパスを実行しない場合、第８図に示す
ように、コンプレッサ出口圧が上昇すると、その過給さ
れた空気がコンプレッサ入口まで逆流し、逆流した空気
を再度過給する作用が繰り返されることになる。その結
果、吸気温が高くなり、コンプレッサのインペラも高温
になる。一般にインペラはアルミ系合金からなっている
ので耐熱性はそれ程高くなく、上記インペラの温度が上
昇する状態のまま使用することは、耐熱上問題である。

インペラを高温にしないためには、停止ターボチャージ
ャ助走中は吸気バイパスを十分に行うこと、つまり、コ
ンプレッサ出口圧が高くなりすぎないようにすることが
必要である。しかし吸気バイパスを十分に行うと、前述
の如く停止ターボチｉ・−ジャの助走回転数が低くなり
、１個ターボチャージャから２個ターボチャージャへの
つなぎをスムーズにできない。

特開昭６０−１６９６３０号公報開示のシステムでは、
ＩＥｆＡターボチャージャから２個ターボチャージャへ
の切替時において、排気切替弁全開の直前まで吸気バイ
パスを行っているので、吸気温くインペラ温度〉上昇の
問題はないが、停止ターボチャージャの助走回転数が低
いので、ターボチト−ジャ作動個数切替時のつなぎ状態
が悪く、切替ショック、切替時トルク低下の問題が残る
。

一方時開昭６０−２５９７２２号公報開示のシステムで
は、停止ターボチャ−ジャの］ンプレッサ出口圧と常時
作動ターボチャージャのコンプレッサ出口圧との差圧が
一定値以内になると、吸気バイパス弁を先に閉じるので
、排気切替弁全開前に停止ターボチャージＶの助走回転
数を上げておくことが可能となる。しかし、上記吸気バ
イパス弁閉の条件に至るためには、吸気バイパス弁開時
（つまり吸気バイパス時）に、停止ターボヂキ・−ジＶ
のコンプレッサ出口圧が、常時作動ターボチャ−ジャの
コンプレッサ出口圧に近い、相当高い圧力にならなくて
はならない。したがって、このシステムでは、上記圧力
に至るように、吸気バイパス流量は、小流星に抑えられ
ている。ところが、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直前で、かつ、吸気バイパス弁全
閉直前の条件で連続運転された場合、吸気バイパス流量
が不十分になるため、やはり第８図に示したと同様の逆
流、それによる吸気温上昇の問題が生じる。

したがって、両コンプレッサ出口圧の差圧で吸気バイパ
スの開閉条件を決めるシステムでは、上記の如き条件の
連続運転を可能とするためには、つまり、上記の如き条
件で連続運転された場合にも停止ターボチャージャコン
プレッサ側の吸気温上昇を低く抑えるためには、差圧の
比較対象となる常時作動ターボチＶ−の］ンプレッザ出
口圧（過給圧）を低く抑えておき、上記条件時に停止タ
ーボチャージャのコンプレツリ側で過給空気の逆流が生
じても吸気温かそれほど高くならないようにしておくこ
とが、設計的に必須条件となる。そのため、従来のこの
システムでは、１個ターボチャージャ作動時の過給圧を
高く設定できない。したがって、１個ターボチャージャ
作動の対象となる低速域での、過給による出力トルク向
上の程度が低く、ターボチャージャ作動個数を高速域、
低速域と二段に切替える、いわゆる２ステージターボシ
ステムとする効果が小さい。

本発明は、上記２つのタイプの従来技術におけるそれぞ
れの欠点を補うために、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前の停止ターボチＶ−ジャ側
の吸気温上昇を低く抑え、１個ターボチャージャ作動時
の過給圧を高く設定できるようにするとともに、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の切替
時のつなぎをスムーズにすることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的に沿う本発明の過給機付エンジンの過給制御方
法は、エンジン本体に対し並列に設けられた主ターボチ
ャージＶおよび副ターボチ１？−ジャと、副ターボチャ
ージャに接続されたエンジンの吸、排気系にそれぞれ設
けられ、ともに全開のときは副ターボヂャージャに過給
作動を行わせ、ともに仝閑のとぎには過給作動を停止さ
せる吸気切替弁おにび排気切替弁と、副ターボチャージ
レのコンプレッサをバイパスするバイパス通路および該
バイパス通路を開閉する吸気バイパス弁と、を右する過
給機付エンジンにおいて、第１図に示すように、副ター
ボチｒ−シマ・が過給作動停止状態８１から過給作動状
態８２に至る前に、吸気バイパス弁を開いた状態８３で
排気切替弁を小開して副タボデレージャを助走回転させ
（ステップ８４）、副ターボチャージャ助走回転開始後
でかつエンジンの吸入空気量が排気切替弁仝聞条件より
も少ない予め定められた吸入空気量に達したとき（ステ
ップ８５〉に、吸気バイパス弁を閉じ（ステップ８６）
、該吸気バイパス弁閉から時間遅れをもたせて、小間さ
れていた排気切替弁を全開しくステップ８７）、前記吸
気切替弁を開いて（ステップ８８）副ターボチャージャ
の過給作動を開始する方法から成る。

［作　　用］ このような過給制御方法においては、排気切替弁仝聞条
件が、エンジンの吸入空気量を尺度にして、１個ターボ
チャージャ作動時にあっても、２個ターボチャージャ作
動に切替えても、ともに高いタービン効率を呈すること
のできる、ある目標値として定められる。

１１固ターボチヤージＶから２１固タ一ボチヤージヤ作
動への切替時には、まず、吸気バイパス弁が開かれた状
態で排気切替弁が小開制御され、停止していた副ターボ
チャージャが助走回転される。

このとき、副ターボチャージャコンプレッサで加圧され
た空気は、バイパス通路を通してコンプレッサ出口圧へ
と循環されるため、コンプレッサ出口圧は低く抑えられ
、吸気温上昇も低い。エンジンの吸入空気量が、上記排
気切替弁全開条件値よりも少ない、予め定められた一定
値に達すると、吸気バイパス弁が閉じられる。吸気バイ
パス弁閉により、吸気バイパスが停止され、コンプレッ
サ出口圧が高められるので、既に助走している副ターホ
チＰ−ジャの助走回転数がさらに高められる。

その後、適切に短かい時間遅れをもたせて、小開制御さ
れていた排気切替弁が全開され、続いて吸気切替弁が開
かれ副ターボチャージャの過給作動が開始される。排気
切替弁全開よりも少し前に、吸気バイパスが停止されて
助走回転数が高められるので、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時のつなぎがスムーズ
になる。

この吸気バイパス停止時間は短かいので、吸気温過上昇
の問題もなく、かつ、１個ターボチャージャ作動時の過
給圧を低く設定しておく必要もない。

また、上記吸気バイパス弁を閉じるべきエンジン吸入空
気量と、吸気バイパス弁閉から排気切替弁を全開にする
までの時間と、をエンジンの種類に応じて適切に設定し
ておくことにより、加速時、吸気バイパス弁閉から上記
時間経過後には、実際の吸入空気量が、自然に最適な切
替時吸入空気量、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の切替に際して最も高いタービ
ン効率が得られる吸入空気量に到達しているようにでき
る。

［実施例］ 以下に、本光明の望ましい実施例を、図面を参照して説
明する。

第２図は、本発明の一実施例に係る方法を実施するため
の装置構成゛を示してＪ３す、６気筒エンジンの場合を
示している。

第２図において、１はエンジン、２はサージタンク、３
は排気マニホルドを示す。排気マニホルド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によって互いに連
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、スロワ］・ル弁４を
介してサージタンク２に接続されている。

主ターボチャージャ７はエンジン低速域から高速域まで
作動され、副ターボチτ７−ジψ８はエンジン低速域で
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Ｖ−ジャ８のタービン８ａの
下流に排気切替弁１７か、］コンプレッサｂの下流に吸
気切替弁１８が設けられる。吸、排気切替弁１８．１７
の両方とも全開のときは、両方のターボチャージャ７．
８が作動される。

低速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８ｂの上流と
下流とを連通ずる吸気バイパス通路１３と、吸気バイパ
ス通路１３途中に配設される吸気バイパス弁３３が設（
プられる。吸気バイパス弁３３はアクチュエータ１０に
よって開閉される。

なお、吸気バイパス通路の空気流れ下流側を主ターボチ
ャージャ７のコンプレッサ上流の吸気通路に連通しても
よい。また、吸気切替弁１８の上流と下流とを連通ずる
バイパス通路に逆止弁１２を設けて、吸気切替弁１８閉
時においても、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ヤフ側より大になったとき
、空気が上流側から下流側（エンジン側〉に流れること
ができるようにしである。なお、第２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。

吸気通路１５はエアクリーナ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２２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２段ダイヤフラム式アクチュエータ
１６によって開閉される。なお、９はウェス］・ゲート
バルブ３１を開閉するアクチュエータを示す。アクチュ
エータ１０．１１．１６を作動づ−る過給圧または負圧
を０Ｎ−Ｏ「「する（過給圧または負圧と大気圧とを選
択的に切り替える〉ために、第１、第２、第３、第４の
三方電磁弁２５．２６．２７．２８が設けられている。

三方電磁弁２５．２６．２７．２８の切替は、エンジン
コン］〜ロールコンピュータ２９からの指令に従って行
う。三方電磁弁２５．２８のＯＮは吸、排気切替弁１８
．１７を全開とするようにアクチュエータ１１．１６を
作動させ、ＯＦＦは吸、排気切替弁１８．１７を仝閉と
づるようにアクチュエータ１１．１６を作動させる。な
お、３２は排気切替弁１７小開制御用の第５の三方電磁
弁である。１６ａ　、１６ｂはアクチュエータ１６のダ
イヤフラム室、１６ｃは調整ネジ、１０ａはアクチュエ
ータ１０のダイヤフラム室、１１ａ１１１ｂはアクチュ
エータ１１のダイヤフラム室を、それぞれ示している。

エンジン］ンＩ〜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ｇ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＋ｊ３０、スロットル開度セ
ンナ５、吸入空気量測定センサとしてのエアフローメー
タ２４．０２センサ１９等が含まれる。

エンジン］ンｌ〜ロールコンピュータ２９は、演算をす
るためのセンｉ〜ラルプロセッザユニット（ＣＰＵ）、
読み出し専用のメモリである１ノードオンリメモリ（Ｒ
ＯＭ）　、−時記憶用のランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）　、入出力インターフェイス（１／’Ｄインターフ
エイス）、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／Ｄｌンバータを備えている。第３図は
切替弁開閉用の制御プログラムであり、ＲＯＭに記憶さ
れ、ＣＰ−に読み出されて、弁開閉の演算を実行するプ
ロダラムである。

本実施例における過給制御方法を、第３図の制御フロー
とともに、第４図、第５図を参照しつつ説明する。なお
、第３図においては第１〜第５の三方電磁弁をそれぞれ
ＶＳＶＮｏ、１〜Ｖ　Ｓ　Ｖ　Ｎｏ。

５として表している。また、第３図ないし第５図におい
ては、ターボチＶ−ジャをＴ／Ｃと表わしである。

まず第３図に４３いて、ステップ１００でバルブ制御ル
ーチンに入り、ステップ１０１でエンジンの吸入空気量
Ｑを読み込む。吸入空気量はエアフロメータ２４からの
信号である。つぎにステップ１０２で高速域か低速域か
、すなわら２個ターボチャージャ作ｖＪｌｔｉか１個タ
ーボタージャ作動域かを判定する。図示例では、たとえ
ばＱが５５００Ｊ　、’　ｍｉｎより人きい場合は２個
ターボチャージャ作動に切替えるべきと判断し、５５０
０１／ｍｉｎ以下のときは１個ターボチャージャ作動域
と判断している。ただし、後述の如く、実際に２個ター
ボチャージャ作動に切り替わるには、時間遅れがあるの
で、６０００Ｊｌ！／ｍｉｎ近辺で切り替わることにな
る。

ステップ１０２で２ｇターボチャージャ作動に切り替え
るべきと判断された場合はステップ１０３に進み、第３
の三方電磁弁２７をＯＮとし、アクチュエータ１０のダ
イヤフラム室ｔｅａにコンプレッサ下流の吸気管圧力（
過給圧力）を導いて吸気バイパス弁３３を閉じる。ただ
し、このとき、後述の如く、１個ターボチャージャ作動
域において、排気切替弁１７は既に小開制御されており
、副ターボチ！７−ジＰ８は助走回転されている。

次に、上記第３の三方電磁弁２７０　Ｎ後、作動停止側
のターボデマノ−ジャ、つまり副ターボチャージャ８の
助走回転数をアップするのに必要な所定１１ｉ間、例え
ば１秒の時間遅れをもたせ、１秒経過後にステップ１０
４で第４の三方電磁弁２８をＯＮとし、アクチュエータ
１６のダイヤフラム室１６ａにコンプレッサ下流の吸気
管圧力（過給圧力〉を導いて排気切替弁１７を仝聞にす
る。もし、副ターボチャージャ８のコンプレッサ下流が
主ターボチャジャ７の］ンプレツザ圧力より大きくなる
と、副ターボチャージ計８の過給空気が逆止弁１２を介
してエンジンに供給される。続いて、上記第４の三方電
磁弁２８ＯＮ後、所定時間、例えば０．５秒経過後にス
テップ１０５で第１の三方電磁弁２５をＯＮとし、アク
チュエータ１１のダイヤフラム室１１ａにコンプレッサ
下流の吸気管圧力（過給圧力）を導いて吸気切替弁１８
を全開にする。この状態では２個のターボチＶ−ジャが
作動する（なお、上記所定時間経過後に２個ターボデＸ
・−ジャに切り替えられる際には、吸入空気量はターど
ン効率の良い目標のほぼ６０００ｕ／’ｍｉｎとなって
いる〉。続いてステップ１１３に進んでリターンする。

ステップ１０２で１個ターボチ！・−９１作動域と判断
された場合はステップ１０６に進み、吸気管圧力ＰＭを
読み込む。ステップ１０７で吸気管圧力が所定値より大
きいか小さいかか判定される。吸気管圧力ＰＭが例えば
＋５００　ｔｒｖｎ　Ｉ−１’ｊよりも小さい場合はス
テップ１０８に進み、第５の三方電磁弁３２を０「「と
じ、アクチュエータ１６のダイヤフラム室１６ｂに大気
圧力を導く。この状態でステップ１０９に進み、軽負荷
か高負荷かを判断する。図は負荷信号として吸気管圧力
を例にとった場合を示しているが、吸気管圧力の代わり
にスロツｉ〜ル開度、吸入空気邑／エンジン回転数で代
替えされてもよい。例えば吸気管圧力ＰＭが−１００ｍ
ｓ　ｔ−１’ｊより小さい場合は軽負荷と判断し、−１
００ｒｒｖｎ　ｌ−１９以上の場合は高負荷と判断する
。

ステップ１０９て高負荷と判断された場合はステップ１
１２に進み、第１〜第４の三方電磁弁２５〜２８８０［
「とする。すなわち、第１および第２の三方電磁弁２５
および２６をＯＦＦとしてアクチュエータ１１のダイヤ
フラム室１１ａおよび１１ｂに人気圧力を導いて吸気切
替弁１８を仝閉とし、第３の三方電磁弁２７をＯＦＦと
してアクチュエータ１０のダイヤフラム室１０ａに人気
圧力を導いて吸気バイパス弁３３を全開とし、第４の三
方電磁弁２８をＯＦＦとしてアクチュエータ１６のダイ
ヤフラム室１６ａに人気圧力を導いて排気切替弁１７を
仝閉とし、ステップ１１３に進みリターンする。この状
態では吸気切替弁１８が全開、排気切替弁１７が仝閉、
吸気バイパス弁３３が全開だから、吸入空気量の少ない
状態にて１個ターボチャージ１作動となり、過給圧力、
トルクレスポンスが良好となる。

ステップ１０９で軽負荷と判断された場合は、ステップ
１１０に進み第２の三方電磁弁２６をＯＮとし、アクチ
ュエータ１１のダイヤフラム１１ｂにサージタンク２内
の負圧を導いて吸気切替弁１８を開く。この状態では、
排気切替弁１７が閉であるから副ターボデジージャ８は
作動せず、主ターボチャージャ７のみの作動となる。し
かし、吸気通路１４は吸気切り弁１８が開いているため
、２個ターボチレージャ分の吸気通路が開の状態である
。つまり、両方のターボチャージ１のコンプレッサ７ｂ
　、８ｂを通して空気が吸入される。この結果、多足の
過給空気迅をエンジン１に供給でき、低負荷からのｂ０
速特性か改善される。続いて、ステップ１１３に進みリ
ターンする。

ステップ１０７で吸気管圧力ＰＭが＋５００ｍＨｆｆ以
上と判断された場合は、第５の三方電磁弁３２をＯＮと
し、アクチュエータ１６のダイヤフラム室１６ｂに主タ
ーボチャージャ７の］ンプレッザ下流の吸気管圧力（過
給圧力）を導く。次に、ステップ１１２に進んで前述と
同様に第１〜第４の三方電磁弁２５〜２８をＯＦＦとす
る。ずなわら、第１および第２の三方電磁弁２５および
２６をＯＦＦとしてアクチュエータ１１のダイヤフラム
室１１ａおよび１１ｂに大気圧力を導いて吸気切替弁１
８を仝閉とし、第３の三方電磁弁２７をＯＦＦとしてア
クチュエータ１０のダイヤフラム室１０ａに大気圧力を
尊いて吸気バイパス弁３３を全開とし、第４の三方電磁
弁２８をＯ「「とじてアクチュエータ１６のダイヤフラ
ム室１６ａに人気圧力を導く。この場合、予め二段式ア
クチュエータ１６のダイヤフラム室１６ｂに主ターホヂ
Ｐ−シレ７のコンプレッサ下流の吸気管圧力（過給圧力
〉が導入されているため、排気切替弁１７は小Ｉｎｎ　
Ｌ’ｌ　ｔｏされる。この小開υ制御（よ、吸気管圧力
が＋　５００１ｎＩｎＩ−１ｇよりも大きくならないよ
うに排気切替弁１７を部分的に開いて制御するものであ
る。換言すれば、１個ターボデＰ−ジや作動域に４３い
て、過給圧か＋５００　＃ｔ−Ｉ　Ｓｊに保たれるよう
に、排気切替弁１７の開度が制御される。通常ターボチ
ャージＶの過給圧制御は、設定圧（たとえば＋５００　
Ｎｎｔ−１９〉より大きくなった場合にウェス１〜グー
１〜バルブ３１を聞き、主ターボチャージャ７の回転数
を制御ｊｌｌするが、本実施例の作動個数可変並列ター
ボチロ−ジャでは、ウェストゲートバルブ３１を開く代
わりに排気切替弁１７を小間制御して主ターボチャージ
ャ７の回転数、つまり主ターボチャージャ７ににる過給
圧を制御する。そして、その排気切替弁１７を部分的に
開いて排気ガスの一部を作動停止側の副ターボチャージ
１Ｂのタービン８ａに導くことにより、副ターボデＶ−
ジ（・８の助走回転させる。副ターボチＰ−ジャ８の■
定回転数が高い程、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時の１〜ルク低下（ｉ〜ルクシ」
ツク）が軽減され、滑らかに切替えられるものである。

続いて、ステップ１１３に進／νでリターンする。

上記制御における、１個ターボチャージャ作動の場合と
２個ターボチャージャ作動の場合の過給圧特性は第４図
のようになる。

高速域では、吸気切替弁１８と排気切替弁１７がともに
開かれ、吸気バイパス弁３３が閉じられる。これによっ
て２個ターボチャージャ７．８が過給作動し、十分な過
給空気量が得られ、出力が向上される。このとき過給圧
は、＋５００ｍ口９を越えないように、ウェストゲート
バルブ３１で制御される。

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は開かれ
る。これによって１１固のターボチャージャ７のみが駆
動される。低回転域で１個ターボチャージャとする理由
は、第４図に示すように、低回転域では１個ターボチレ
ージャ過給特性か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個ターボチレージャとすること
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。

低速域でかつ軽負荷時には、排気切替弁１７を閉じたま
ま吸気切替弁１８を開にする。これによって、１個ター
ボチャージャ駆動のまま、吸気通路２個ターボチャージ
ャ分が開となり、１個ターボチレージャによる吸気抵抗
の増加を除去できる。これによって、低負荷からの加速
初期における過給圧立上り特性、レスポンスをさらに改
善できる。

低速域から高速域に移行するとき、つまり１１固ターボ
デＶ−ジＶから２個ターボチャーシマ・作動へ切り替え
るときには、排気切替弁１７の小開制御か開始された後
、吸入空気量Ｑが５５００ｊ！／’ｍｉｎに達したとき
に吸気バイパス弁３３か閉じられ、その後時間遅れをも
たせて（本実施例では１秒経過後）、排気切替弁１７が
全開され、続いて吸気切替弁１８が全開されて、２個タ
ーボチＶ−ジャ過給作動が開始される。

この本発明制御に４３ける作動順を、第５図により説明
する。

まず、吸入空気ｆｆ１Ｑが５５００１／ｍ！ｎよりも少
ない領域において、主ターボデＰ−ジＰ７による過給圧
（吸気管圧力（ＰＭ））が高まり、＋５００ｍ１−１９
に達すると、第５の三方電磁弁３２（ＶＳＶＮ。

５〉による排気切替弁１７の小間制御が始まり、副ター
ボチャージψ８が助走回転される。このとき、吸気バイ
パス弁３３は開いており、副ターボチャージャ８の］ン
プレッザ８ｂ出口側の加圧空気は、バイパス通路１３を
通してコンプレッサ入口側へと循環されるので、コンプ
レッサ出口圧力の過上昇が防止されるとともに、この部
分での吸気温過上昇が防止される。バイパス通路１３の
通路径は、この条件で連続運転されてもコンプレッサ出
口圧力がそれ程高くならないよう、比較的大きく設定さ
れる。

副ターボチャージャ８の助走回転開始後、吸入空気ｍＱ
が５５００遼／’ｍｉｎに至ると、吸気バイパス弁３３
か閉じられる。吸気バイパス弁３３閑により、］コンプ
レッサｂの出口圧力が高められるので、第７図に示した
如く、副ターボデー７−ジヤ８の助走回転数が高められ
る。このままの状態で長時間連続運転されると、従来と
同様の吸気温上昇の問題を（８くことになるが、本発明
方法では、吸気バイパス弁３３閉後所定時間経過後に（
本実施例では１秒経過後に）、小開制御されていた排気
切替弁１７が仝闇とされる。このとき、吸入空気量Ｑは
、加速条件で自然に、切替時条件として最もタービン効
率のよい６０００Ｑ／’ｍｉｎあるいはその近傍の値に
達している。続いて吸気切替弁１８が全開とされ（本実
施例では排気切替弁１７仝開後０．５秒経過後）、２個
ターボチャージψ過給作動に切り替わる。

この切替にａ＞いては、排気切替弁１７仝開より少し前
に、吸気バイパス弁３３が閉じられて副ターボチャージ
ャ８の助走回転数か高められるので、１個ターボチャー
ジャから２個ターボチャージ１作動への切替のつなぎが
スムーズになり、切替■、Ｘのショック、トルク低下が
低減される。また、上記排気切替弁１７全開までの吸気
バイパス弁３３の閉時間が短かいので、吸気温の過上昇
は発生しない。

吸気温過上昇の不安かないので、］個ターボチャージャ
作動時の過給圧も高く設定しておくことが可能になる。

なお、上記実施例においては、排気切替弁１７仝開から
吸気切替弁１８全開までの間にも、ごく短かい時間遅れ
（０，５秒〉をもたせたが、この時間はさらに短かくし
てもよいし、実質的に無くし両弁を同時に全開とするこ
とも可能である。ただし、排気切替弁１７を仝間にした
後吸気切替弁１８を全開にする方が、吸気切替弁１８直
前まで所望の過給圧を導いた後その過給空気をエンジン
に送り込むことができるので、１個ターボチャージャか
ら２個ターボヂャージ！７への切替がよりスムーズに行
われる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の過給機付エンジンの過給
制御方法によるときは、排気切替弁を小間制御して副タ
ーボチマ・−ジャを助走回転させた後、エンジン吸入空
気量が所定値に達したときに吸気バイパス弁を閉じてＷ
ノ走回転数を高め、吸気バイパス弁閉から比較的短かい
所定時間経過後に排気切替弁を全開とし、続いて吸気切
替弁を全開にして、１１固ターボチＶ−ジャから２個タ
ーボチャージャに切り替えるようにしたので、停止して
いた副ターボチャージャ助走開始後の吸気バイパスの迅
を十分に確保でき、吸気温上昇によるコンプレッサイン
ペラ等のトラブル発生の心配がなくなり、１個ターボチ
ャージャ［ｔ４の高過給が可能になるとともに、切替直
前に副ターボチャージャの助走回転数を効率よく高める
ことができ、１個ターボチャージャから２個ターボチャ
ージャ過給作動へのつａぎをスムーズにすることができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る過給機付エンジンの過給制御方法
の制御ステップを示づブロック図、第２図は本発明の一
実施例に係る方法の実施に用いる装置の系統図、 第３図は第２図の装置を用いて本発明方法を実施する場
合の制御フロー図、 第４図は第３図の制御フローによるエンジン回転数−過
給圧特性図、 第５図はターボデｒ−ジＶ切８時のタービン効率および
各弁作動の特性図、 第６図は従来の並列ターボチＶ−ジャ付エンジンの概略
系統図、 第７図は副ターボヂャージャのコンプレッサ出口圧力と
コンプレッザ吐出空気邑との一般的な関係図、 第８図は第６図の装置の副ターボチャージャおよびその
近傍の拡大概略構成図、 である。 １・・・・・・エンジン ２・・・・・・サージタンク ３・・・・・・排気マニホルド ４・・・・・・スロツ１〜ル弁 ５・・・・・・スロットル開度センサ ６・・・・・・インタクーラ ７・・・・・・主ターボチャージャ ８・・・・・・副ターボチャージャ Ｏ・・・・・・吸気バイパス弁のアクチュエータト・・
・・・吸気切替弁のアクチュエータ３・・・・・・吸気
バイパス通路 ４・・・・・・吸気通路（コンプレッサ上流）５・・・
・・・吸気通路（コンプレッサ上流）１６・・・・・・
排気切替弁のアクチュエータ１７・・・・・・排気切替
弁 １８・・・・・・吸気切替弁 ２４・・・・・・エアフローメータ ２５・・・・・・第１の三方電磁弁 ２６・・・・・・第２の三方電磁弁 ２７・・・・・・第３の三方電磁弁 ２８・・・・・・第４の三方電磁弁 ２９・・・・・・エンジンコントロールコンピュータ ３０・・・・・・吸気管圧力センサ ３１・・・・・・ウェストゲートバルブ３２・・・・・
・第５の三方電磁弁 ３３・・・・・・吸気バイパス弁 特　許　出　願　人　　トヨタ自動車株式会社代　　　
理　　　人　　弁理士　１）渕　経　雄（他１名） 第１ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジン本体に対し並列に設けられた主ターボチャ
   ージャおよび副ターボチャージャと、副ターボチャージ
   ャに接続されたエンジンの吸、排気系にそれぞれ設けら
   れ、ともに全開のときは副ターボチャージャに過給作動
   を行わせ、ともに全閉のときには過給作動を停止させる
   吸気切替弁および排気切替弁と、副ターボチャージャの
   コンプレッサをバイパスするバイパス通路および該バイ
   パス通路を開閉する吸気バイパス弁と、を有する過給機
   付エンジンにおいて、前記副ターボチャージャが過給作
   動停止状態から過給作動状態に至る前に、前記吸気バイ
   パス弁を開いた状態で前記排気切替弁を小開して副ター
   ボチャージャを助走回転させ、助走回転開始後でかつエ
   ンジンの吸入空気量が排気切替弁全開条件よりも少ない
   予め定められた吸入空気量に達したときに、前記吸気バ
   イパス弁を閉じ、該吸気バイパス弁閉から時間遅れをも
   たせて、小開されていた排気切替弁を全開し、前記吸気
   切替弁を開いて副ターボチャージャの過給作動を開始す
   ることを特徴とする過給機付エンジンの過給制御方法。