JPH03267525A - Engine with supercharger - Google Patents

Engine with supercharger

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Publication number
JPH03267525A
JPH03267525A JP2067236A JP6723690A JPH03267525A JP H03267525 A JPH03267525 A JP H03267525A JP 2067236 A JP2067236 A JP 2067236A JP 6723690 A JP6723690 A JP 6723690A JP H03267525 A JPH03267525 A JP H03267525A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
turbocharger
valve
intake
main
Prior art date
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Pending
Application number
JP2067236A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Yoshioka
衛 吉岡
Toshihisa Sugiyama
敏久 杉山
Toru Kidokoro
徹 木所
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH03267525A publication Critical patent/JPH03267525A/en
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Abstract

PURPOSE:To avoid collision of exhaust gas discharged from a main turbocharger and an exhaust by-pass passage by completely closing the exhaust by-pass valve in the case where both of the main and sub-turbochargers are operating. CONSTITUTION:Downstreams of outlets of turbines of a sub-turbocharger 8 and a main turbocharger 7 are communicated with each other through an exhaust by-pass passage 39. An exhaust by-pass valve 38 is provided in the exhaust by-pass passage 39 for speeding up the preparatory rotational speed of the sub-turbocharger 8 by supplying a part of the exhaust gas discharged from the sub-turbocharger 8 to the downstream of the exit of the turbine of the main turbocharger 7 through opening the exhaust by-pass valve 38 before opening an exhaust change-over valve 17. In this case, a computer 29 closes the exhaust by-pass valve 39 completely in the case where both of the turbochargers 7 and 8 operate together. Thus, collision of the exhaust gas discharged from the main turbocharger 7 and the exhaust by-pass passage 39 is avoided in the case of heavy load, and supercharging performance is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主ターボチャージャと副ターボチャージャを
有し、低速域では主ターボチャージャのみで過給し、高
速域では両ターボチャージャを作動させて両ターボチャ
ージャで過給する過給機付エンジン、いわゆる2ステー
ジツインターボエンジンに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention has a main turbocharger and a sub-turbocharger, and in a low speed range, only the main turbocharger performs supercharging, and in a high speed range, both turbochargers are operated. The present invention relates to a supercharged engine that is supercharged by both turbochargers, a so-called two-stage twin turbo engine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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、低速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、高速域では両ターボ
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。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91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が並列に設けられている
。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のコンブ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をともに全
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
しることにより、副ターボチャージャ93にも過給可動
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。
Two stage turbochargers are placed in parallel to the engine body, with only the main turbocharger operating in the low speed range to form a single turbocharger, and both turbochargers operating in the high speed range. Supercharged engines that employ turbo systems are known. The configuration of this type of supercharged engine is shown in FIG. 6, for example. A main turbocharger (T/C-1) 92 and a sub-turbocharger (T/C-2) 93 are provided in parallel to the engine body 91. An intake switching valve 94 and an exhaust switching valve 95 are provided in the intake and exhaust systems connected to the auxiliary turbocharger 93, respectively, and an intake bypass valve 96 is provided in the intake bypass passage that bypasses the compressor of the auxiliary turbocharger 93. It is being By fully closing both the intake switching valve 94 and the exhaust switching valve 95, only the main turbocharger 92 is operated for supercharging, and by fully opening both and closing the intake bypass valve 96, the auxiliary turbocharger 93 is also operated. It is possible to carry out supercharging operation and operate two turbochargers.

なお、1個ターボチャージャ作動(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)
への切替をよりスムーズに行うために、特開昭61−1
12734号公報開示のシステムでは、ターボチャージ
ャ切替時よりも低い過給圧で排気切替弁を徐々に開いて
小開し、切替前に副ターボチャージャの助走回転数を高
めるようにしている。
In addition, from 1 turbocharger operation (in other words, only the main turbocharger 92 is in supercharging operation) to 2 turbochargers in operation (in other words, both turbochargers 92 and 93 are in supercharging operation)
In order to more smoothly switch to JP-A-61-1
In the system disclosed in Japanese Patent No. 12734, the exhaust switching valve is gradually opened and slightly opened at a boost pressure lower than that at the time of switching the turbocharger, and the approach rotation speed of the sub-turbocharger is increased before switching.

しかし、第6図のような過給機付エンジンでは、単一の
排気切替弁により1個ターボチャージャ時の過給圧制御
と、1個ターボチャージャから2個ターボチャージャへ
の切替を行っているため、つぎのような問題が生しる。
However, in a supercharged engine like the one shown in Figure 6, a single exhaust switching valve controls boost pressure when using one turbocharger and switches from one turbocharger to two turbochargers. Therefore, the following problems arise.

1個ターボチャージャ時の過給圧制御(主ターボチャー
ジ+92は全エンジン回転域で駆動、副ターボチャージ
ャ93は排気切替弁95を中速域で小開にして制御)で
は、排気切替弁95のボア径が大きく (約50φ、高
速時出力性能確保上必要な径)過給圧の制御性が悪い、
つまり、バタフライ弁は、ある小さな開度までの範囲で
は流れを大小に制御するが、ある開度を越えるとほとん
ど流量が変化しないという特性を有しており、これが大
径ボアに適用された場合過給圧の制御が難しくなる。し
たがって、1個ターボチャージャから2個ターボチャー
ジャへの切替において切替ショックが生じ、制御性が悪
い。
In supercharging pressure control when a single turbocharger is used (the main turbocharger +92 is driven in the entire engine speed range, and the auxiliary turbocharger 93 is controlled by opening the exhaust switching valve 95 slightly in the medium speed range), the exhaust switching valve 95 is The bore diameter is large (approximately 50φ, the diameter necessary to ensure output performance at high speeds), and the controllability of boost pressure is poor.
In other words, a butterfly valve has the characteristic that it controls the flow in a large or small range up to a certain small opening, but the flow rate hardly changes beyond a certain opening, and when this is applied to a large diameter bore. Controlling boost pressure becomes difficult. Therefore, switching shock occurs when switching from one turbocharger to two turbochargers, resulting in poor controllability.

また、排気切替弁95は、1個ターボチャージャ時過給
圧制御用ダイヤフラムと1個から2個ターボチャージャ
切替用ダイヤフラムとの2段ダイヤフラムを有している
ため、大型となり、搭載上も不利である。
In addition, the exhaust switching valve 95 has a two-stage diaphragm consisting of one diaphragm for controlling boost pressure during turbocharging and one to two diaphragms for switching between turbochargers, so it is large and disadvantageous in mounting. be.

そこで、1個ターボチャージャから2個ターボチャージ
ャへの切替時における切替ショックを大幅に緩和し、制
御性を高めるようにした技術が、先に本出願人により提
案されている(特願平1−273803号)、。
Therefore, the present applicant has previously proposed a technology that significantly alleviates the switching shock when switching from one turbocharger to two turbochargers and improves controllability (Patent application No. No. 273803).

第7図は、本出願人によって先に提案された過給機付エ
ンジンの一例を示している0図中、81はエンジン本体
を示しており、エンジン本体81に対し、主ターボチャ
ージャ82と副ターボチャージャ83が並列に設けられ
ている。副ターボチャージャ83に接続される吸、排気
系には、それぞれ吸気切替弁84、排気切替弁85が設
けられ、副ターボチャージャ83のコンプレフサをバイ
パスする吸気バイパス通路には、吸気バイパス弁86が
設けられている。副ターボチャージャ83のタービン出
口下流には、主ターボチャージャ82のタービン出口下
流の排気通路に開口する排気バイパス通路87が設けら
れている。排気バイパス通路87には、排気バイパス弁
88が設けられ、この排気バイパス弁88は、排気切替
弁85の開弁前に開弁されるようになっている。なお、
図中、89はウェストゲートパルプを示している。
FIG. 7 shows an example of a supercharged engine previously proposed by the present applicant. In FIG. A turbocharger 83 is provided in parallel. The intake and exhaust systems connected to the auxiliary turbocharger 83 are provided with an intake switching valve 84 and an exhaust switching valve 85, respectively, and an intake bypass passage that bypasses the compressor of the auxiliary turbocharger 83 is provided with an intake bypass valve 86. It is being An exhaust bypass passage 87 is provided downstream of the turbine exit of the sub-turbocharger 83 and opens into an exhaust passage downstream of the turbine exit of the main turbocharger 82 . An exhaust bypass valve 88 is provided in the exhaust bypass passage 87, and the exhaust bypass valve 88 is opened before the exhaust switching valve 85 is opened. In addition,
In the figure, 89 indicates wastegate pulp.

このように、排気バイパス弁86を有する過給機付エン
ジンにおいては、排気切替弁85を全開にしたままで、
排気バイパス弁88を開閉制御することにより、副ター
ボチャージャ83の助走回転が可能となる。したがって
、排気バイパス通路87は小径で済み、従来のように大
径ボアに設けた排気切替弁で制御するよりも、助走回転
制御の精度を高めることができ、1個ターボチャージャ
から2個ターボチャージャへの切替ショックの発生が大
幅に緩和される。
In this way, in a supercharged engine having the exhaust bypass valve 86, even if the exhaust switching valve 85 is left fully open,
By controlling the opening and closing of the exhaust bypass valve 88, the auxiliary turbocharger 83 can perform run-up rotation. Therefore, the exhaust bypass passage 87 only needs to have a small diameter, and the accuracy of approach rotation control can be improved compared to conventional control using an exhaust switching valve provided in a large diameter bore. The occurrence of switching shocks is significantly alleviated.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、第7図に示す過給機付エンジンにも残さ
れた問題がある。つまり、主ターボチャージ中82およ
び副ターボチャージャ830両方が作動する高負荷時の
場合において、排気バイパス弁88が開弁状態になって
いると、第8図に示すように、主ターボチャージャ82
を出た排気ガスG、と副ターボチャージャ83から排気
バイパス通路87を介して出た排気ガスG、とか、排気
バイパス通路87の下流側開口部付近で衝突し、主ター
ボチャージャ82のタービン出口側の排圧が上昇してし
まう。
However, the supercharged engine shown in FIG. 7 still has some problems. In other words, in the case of high load when both the main turbocharger 82 and the auxiliary turbocharger 830 are operating, if the exhaust bypass valve 88 is in the open state, the main turbocharger 82 is activated as shown in FIG.
The exhaust gas G exiting from the auxiliary turbocharger 83 and the exhaust gas G exiting from the auxiliary turbocharger 83 via the exhaust bypass passage 87 collide near the downstream opening of the exhaust bypass passage 87, and the exhaust gas G exits from the auxiliary turbocharger 83 via the exhaust bypass passage 87 collides near the downstream opening of the exhaust bypass passage 87. The exhaust pressure will increase.

すなわち、排気バイパス通路87の下流端が主ターボチ
ャージ中82の下流の排気通路に開口しているので、主
ターボチャージ中82を通過してきた排気ガスG1 と
副ターボチャージャ83を通過してきた排気ガスG!と
がぶつかり合い、圧損が生じる。
That is, since the downstream end of the exhaust bypass passage 87 opens into the exhaust passage downstream of the main turbocharger 82, the exhaust gas G1 that has passed through the main turbocharger 82 and the exhaust gas that has passed through the sub-turbocharger 83 are separated. G! They collide, causing pressure loss.

そのため、主ターボチャージャ82のタービン出口側の
排圧が上昇し、過給性能が低下する。
Therefore, the exhaust pressure on the turbine outlet side of the main turbocharger 82 increases, and supercharging performance decreases.

また、両方のターボチャージャの下流の排気通路の径が
同じ場合は、排気バイパス通路87を介して排気ガスを
バイパスさせる分だけ主ターボチャージャ82側に流れ
込む排気ガス量が多くなり、主ターボチャージャ82側
の排圧が高くなる。これにより、双方のターボチャージ
ャの間に排圧差が生じ、両ターボチャージャのアンバラ
ンスによって過給性能が低下してしまう。
Furthermore, if the diameters of the downstream exhaust passages of both turbochargers are the same, the amount of exhaust gas flowing into the main turbocharger 82 side increases by the amount of exhaust gas bypassed via the exhaust bypass passage 87, and the amount of exhaust gas flowing into the main turbocharger 82 increases. Exhaust pressure on the side increases. This creates an exhaust pressure difference between both turbochargers, and the supercharging performance deteriorates due to the imbalance between both turbochargers.

本発明は、上記の問題に着目し、高負荷時における主タ
ーボチャージ中からの排気ガスと排気バイパス通路から
の排気ガスとの衝突を解消し、過給性能をさらに高める
ことのできる過給機付エンジンを提供することを目的と
する。
The present invention has focused on the above-mentioned problem, and has developed a supercharger that can further improve supercharging performance by eliminating the collision between the exhaust gas from the main turbocharging and the exhaust gas from the exhaust bypass passage during high loads. The purpose is to provide an attached engine.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この目的に沿う本発明に係る過給機付エンジンは、主タ
ーボチャージャおよび副ターボチャージャを有し、該副
ターボチャージャのタービン出口下流と前記主ターボチ
ャージャのタービン出口下流の排気通路とを排気バイパ
ス通路を介して連通し、該排気バイパス通路に、該排気
バイパス弁の下流に位置する排気切替弁の開弁前に開弁
じ前記副ターボチャージャから流出した排気ガスの一部
を前記主ターボチャージャのタービン出口下流に流入さ
せて副ターボチャージャの助走回転数を高める排気バイ
パス弁を設けた過給機付エンジンであって、前記主ター
ボチャージャおよび副ターボチャージャが共に作動して
いる状態では前記排気バイパス弁を全閉させる閉弁指令
手段を設けたものから成る。
A supercharged engine according to the present invention that meets this objective has a main turbocharger and a sub-turbocharger, and connects an exhaust passage downstream of a turbine outlet of the sub-turbocharger and an exhaust passage downstream of the turbine outlet of the main turbocharger to an exhaust bypass. A portion of the exhaust gas flowing out from the secondary turbocharger is transferred to the exhaust bypass passage through a valve that is opened before the exhaust switching valve located downstream of the exhaust bypass valve is opened. An engine equipped with a supercharger is provided with an exhaust bypass valve that increases the run-up rotation speed of a sub-turbocharger by allowing the flow to flow downstream of a turbine outlet, and in a state where both the main turbocharger and the sub-turbocharger are operating, the exhaust bypass valve It is equipped with a valve-closing command means for fully closing the valve.

〔作用〕[Effect]

このように構成された過給機エンジンにおいては、主タ
ーボチャージャおよび副ターボチャージャが共に作動す
る高負荷時には、排気バイパス弁は閉弁指令手段により
閉弁される。そのため、主ターボチャージャのタービン
出口下流の排気通路に排気バイパス通路からの排気ガス
が流入することはなくなり、排気ガス同士の衝突による
排圧の上昇は防止される。
In the supercharged engine configured in this manner, the exhaust bypass valve is closed by the valve closing command means during high load when both the main turbocharger and the auxiliary turbocharger operate. Therefore, the exhaust gas from the exhaust bypass passage does not flow into the exhaust passage downstream of the turbine outlet of the main turbocharger, and an increase in exhaust pressure due to collision between exhaust gases is prevented.

また、高負荷時には副ターボチャージ十の助走回転は完
了しているので、排気バイパス弁を閉弁させても、何ら
性能的にも問題は生じない。
Furthermore, since the run-up rotation of the sub-turbocharger has been completed during high load, no problem will occur in terms of performance even if the exhaust bypass valve is closed.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本発明に係る過給機付エンジンの望ましい実施
例を、図面を参照して説明する。
Preferred embodiments of the supercharged engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1実施例 第1図ないし第4図は、本発明の第1実施例を示してお
り、とくに6気筒エンジンに適用した場合を示している
First Embodiment FIGS. 1 to 4 show a first embodiment of the present invention, particularly when applied to a six-cylinder engine.

第1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、それぞれのコンブレ
フす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。
In Figure 1, 1 is the engine, 2 is the surge tank, 3
indicates an exhaust manifold. Exhaust manifold 3 is used for two cylinder groups, #1 to #3 cylinder group and #4 to #6 cylinder group, which do not cause exhaust interference.
The assembled parts are communicated with each other by a communication path 3a. 7.8 is a main turbocharger and a sub-turbocharger arranged in parallel with each other. Each of the turbines 7a and 8a of the turbocharger 7.8 is connected to a gathering part of the exhaust manifold 3, and each of the combination leaves 7b and 8b is connected to the surge tank 2 via an intercooler 6 and a throttle valve 4.

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、副ターボチャージャ8はエンジン低速域で停
止される。
The main turbocharger 7 is operated from a low engine speed range to a high engine speed range, and the auxiliary turbocharger 8 is stopped in a low engine speed range.

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17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。
In order to enable operation and stop of both turbochargers 7.8, an exhaust switching valve 17 is provided downstream of the turbine 8a of the auxiliary turbocharger 8, and an intake switching valve 18 is provided downstream of the compressor 8b. Suction/exhaust switching valve 18.17
When both turbochargers are fully open, both turbochargers 7.
8 is activated.

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、コンプレフサ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が設け
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。
In order to smoothly switch from one turbocharger to two turbochargers, the intake passage of the auxiliary turbocharger 8 that is stopped in a low speed range is provided with an intake bypass passage 13 that communicates between the upstream and downstream of the compressor 8b. , an intake bypass valve 33 disposed midway through the intake bypass passage 13 is provided. The intake bypass valve 33 is opened and closed by the actuator 10.

なお、吸気バイパス通路の空気流れ下流側を主ターボチ
ャージ中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側のコンプレフサ
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
しである。
Note that the air flow downstream side of the intake bypass passage may be communicated with the intake passage upstream of the main turbocharging compressor 7. In addition, a check valve 12 is provided in the bypass passage that communicates the upstream and downstream sides of the intake switching valve 18, so that even when the intake switching valve 18 is closed, the compressor outlet pressure on the auxiliary turbocharger 8 side is lower than that on the main turbocharger 7 side. This allows air to flow from the upstream side to the downstream side when it becomes large.

なお、第1図中、14はコンプレフ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。
In FIG. 1, 14 indicates an intake passage on the compressor outlet side, and 15 indicates an intake passage on the compressor inlet side.

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2
2に接続される。
The intake passage 15 is connected to an air cleaner 23 via an air flow meter 24. A front pipe 20 forming an exhaust passage is connected to an exhaust muffler 2 via an exhaust gas catalyst 21.
Connected to 2.

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。なお、9はウェストゲートパルプ
31を開閉するアクチュエータを示す。
The intake switching valve 18 is opened and closed by the actuator 11, and the exhaust switching valve 17 is opened and closed by the diaphragm type actuator 16.
It is opened and closed by Note that 9 indicates an actuator that opens and closes the waste gate pulp 31.

アクチュエータ10.11.16を作動する過給圧また
は負圧を0N−OFF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。三方を磁弁25.26.27.28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11.1
6を作動させ、OFFは吸、排気切替弁18.17を全
閉とす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の小開制御用の第5の三
方電磁弁である。16aはアクチュエータ16のダイヤ
フラム室、10aはアクチュエータ10のダイヤフラム
室、lla、llb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。
The first, second, third,
A fourth three-way solenoid valve 25, 26, 27, 28 is provided. Switching of the three-way magnetic valves 25, 26, 27, and 28 is performed according to commands from the engine control computer 29. When the three-way solenoid valve 25.28 is turned on, the actuator 11.1 is turned on to fully open the intake and exhaust switching valve 18.17.
6 is activated, and when it is OFF, the actuator 11.16 is activated so that the intake/exhaust switching valve 18.17 is fully closed. Note that 32 is a fifth three-way solenoid valve for controlling the exhaust gas switching valve 17 to open slightly. 16a is a diaphragm chamber of the actuator 16, 10a is a diaphragm chamber of the actuator 10, and lla and llb are diaphragm chambers of the actuator 11, respectively.

第1、第3、第4、第5の三方を磁弁25.27.28
.32は、それぞれ、大気圧とコンプレッサ下流でかつ
スロットル弁4上流の吸気管圧力とを選択的に切り替え
るが、この吸気管圧力導入経路にはチエツク弁35が設
けられており、コンプレフサ出口圧力(正圧)の最大値
をホールドできるようになっている。したがって、軽負
荷域でも各ダイヤフラム室にコンプレフサ出口圧力をホ
ールドでき、高速域における2個ターボチャージャ作動
状態を維持できるようになっている。
1st, 3rd, 4th, 5th three sides magnetic valve 25.27.28
.. 32 selectively switches between atmospheric pressure and the intake pipe pressure downstream of the compressor and upstream of the throttle valve 4. A check valve 35 is provided in this intake pipe pressure introduction path, and the compressor outlet pressure (normal The maximum value of pressure) can be held. Therefore, the compressor outlet pressure can be held in each diaphragm chamber even in a light load range, and the operating state of the two turbochargers can be maintained in a high speed range.

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2
4、o2センサ19およびエンジン回転数センサ34等
が含まれる。
The engine control computer 29 is electrically connected to sensors for detecting various operating conditions of the engine, and receives signals from the various sensors. Engine operating condition detection sensors include an intake pipe pressure sensor 30, a throttle opening sensor 5, and an air flow meter 2 as an intake air amount measurement sensor.
4, an O2 sensor 19, an engine rotation speed sensor 34, and the like.

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
) 、−時記憶用のランダムアクセスメモリ (RAM
) 、入出力インターフエイス(I/Dインターフェイ
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/Dコンバータを備えている。切替弁開閉用
の制御プログラムはROMに記憶されており、CPUに
読み出されて、弁開閉の演算が実行される。
The engine control computer 29 includes a central processor unit (CPU) for calculations, a read-only memory (ROM), and a read-only memory (ROM).
), -Random access memory (RAM) for time storage
), an input/output interface (I/D interface), and an A/D converter that converts analog signals from various sensors into digital quantities. A control program for opening and closing the switching valve is stored in the ROM, and is read out by the CPU to execute calculations for opening and closing the valve.

主、副ターボチャージャ7.8のタービンおよびそれよ
り下流側の構造はつぎのようになっている。たとえば第
2図に示すように、それぞれのタービンハウジング40
.41の出口は対向しており、タービンハウジング40
.41には、それぞれタービンアウトレットエルボ42
.43が接続される。このタービンアウトレットエルボ
42.43は適度のRで曲った後同方向に延び、互いに
独立な排気通路44.45を有する排気切替弁ハウジン
グ46に接続されている0通路44.45は、フロント
エキゾーストパイプ47に接続されかつフロントエキゾ
ーストパイプ部位で合流される。
The turbines of the main and auxiliary turbochargers 7.8 and the structures downstream thereof are as follows. For example, as shown in FIG.
.. The outlets of 41 are opposite, and the outlets of turbine housing 40
.. 41 each have a turbine outlet elbow 42.
.. 43 is connected. This turbine outlet elbow 42.43 extends in the same direction after being bent with a moderate R, and the zero passage 44.45 connected to the exhaust switching valve housing 46 having mutually independent exhaust passages 44.45 is a front exhaust pipe. 47 and merges at the front exhaust pipe.

排気切替弁17は、排気切替弁ハウジング46内の副タ
ーボチャージャ側の排気通路45に開閉可能に納められ
、アクチュエータ16によってロンドを介して開閉され
る。アクチュエータ16は単段ダイヤフラムを有し、従
来の2段ダイヤフラム式アクチエエータにくらべて小型
とされている。
The exhaust switching valve 17 is housed in an exhaust passage 45 on the auxiliary turbocharger side in the exhaust switching valve housing 46 so as to be openable and closable, and is opened and closed by the actuator 16 via a rond. The actuator 16 has a single-stage diaphragm and is smaller than a conventional two-stage diaphragm actuator.

主ターボチャージャ7のタービン出口下流と副ターボチ
ャージャ8のタービン出口下流とは、排気バイパス通路
39を介して連通可能となっている。
The downstream side of the turbine outlet of the main turbocharger 7 and the downstream side of the turbine outlet of the auxiliary turbocharger 8 can communicate with each other via an exhaust bypass passage 39 .

排気バイパス通路39の入口39aは、図に示すように
、副ターボチャージャ8のタービンハウジング41のタ
ービン翼近傍の下流部に設けられている。
As shown in the figure, the inlet 39a of the exhaust bypass passage 39 is provided at a downstream portion of the turbine housing 41 of the sub-turbocharger 8 near the turbine blades.

この排気バイパス通路39は、排気バイパス弁38によ
り開閉可能となっている。排気バイパス弁38は、副タ
ーボチャージャのタービンハウジング31壁中に形成さ
れたバイパス通路部分39b内に前記入口39aを開閉
可能に納められている。排気バイパス弁38は、小型な
単段ダイヤフラム式アクチュエータ37によってロンド
を介して駆動される。アクチュエータ37のダイヤフラ
ム室には過給圧が導かれ、ダイヤフラムにより圧力室か
ら隔てられた室にはスプリングが収納されている。アク
チュエータ37は、ウェイストゲートパルプと同様な位
置に配置される。このようなアクチュエータ37の配設
位置および排気バイパス弁38のタービンハウジング壁
内配設は、排気バイパス弁アフセンブリの配設スペース
を小さなものとしている。
This exhaust bypass passage 39 can be opened and closed by an exhaust bypass valve 38. The exhaust bypass valve 38 is housed in a bypass passage portion 39b formed in the wall of the turbine housing 31 of the sub-turbocharger so as to be able to open and close the inlet 39a. The exhaust bypass valve 38 is driven by a small single-stage diaphragm actuator 37 via a rond. Supercharging pressure is introduced into a diaphragm chamber of the actuator 37, and a spring is housed in a chamber separated from the pressure chamber by the diaphragm. The actuator 37 is placed in the same position as the wastegate pulp. The arrangement position of the actuator 37 and the arrangement of the exhaust bypass valve 38 within the turbine housing wall reduce the installation space of the exhaust bypass valve assembly.

本実施例では、排気バイパス通路39は、タービンアウ
トレットエルボ43とは別体に形成されたパイプ、又は
エルボ43.42と一体化され通路を有する鋳物により
構成されている。排気バイパス通路39は、主ターボチ
ャージャ7側のタービンアウトレットエルボ42に向っ
て延び、排気バイパス通路39の下流端は、タービンア
ウトレフトエルボ42部位で主ターボチャージャ7例の
排気通路44に開口している。排気バイパス通路39の
上流側端は副ターボチャージャ8のタービンハウジング
41壁中に形成された通路部分39に接続される。排気
バイパス通路39をパイプから形成して主ターボチャー
ジャ7のタービンアウトレットエルボ42に接続するこ
とにより、配設パイプのコンパクト化をはかることがで
き、他機器との干渉防止、触媒の暖機性の向上をはかる
ことができる。
In this embodiment, the exhaust bypass passage 39 is formed of a pipe formed separately from the turbine outlet elbow 43, or a casting that is integrated with the elbows 43, 42 and has a passage. The exhaust bypass passage 39 extends toward the turbine outlet elbow 42 on the main turbocharger 7 side, and the downstream end of the exhaust bypass passage 39 opens into the exhaust passage 44 of the seven main turbochargers at the turbine outleft elbow 42. There is. The upstream end of the exhaust bypass passage 39 is connected to a passage portion 39 formed in the wall of the turbine housing 41 of the auxiliary turbocharger 8 . By forming the exhaust bypass passage 39 from a pipe and connecting it to the turbine outlet elbow 42 of the main turbocharger 7, the installed pipe can be made more compact, preventing interference with other equipment, and improving catalyst warm-up. You can make improvements.

つぎに、本実施例における過給制御を第3図に示した制
御フロー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VSVThl〜
VSV11kt5として表している。
Next, supercharging control in this embodiment will be explained with reference to the control flow shown in FIG. 3. In addition, in FIG. 3, the first to fifth three-way solenoid valves are respectively VSVThl to
It is expressed as VSV11kt5.

また、第3図においては、ターボチャージャをT/Cと
表わしである。
Further, in FIG. 3, the turbocharger is expressed as T/C.

第3図において、ステップ100でパルプ制御ルーチン
に入り、ステップ101でエンジン回転数センサ34か
らの信号によりエンジン回転数(N E)を読み込む。
In FIG. 3, a pulp control routine is entered at step 100, and at step 101, the engine rotation speed (NE) is read based on a signal from the engine rotation speed sensor 34.

つぎにステップ102に進み、第1の三方を磁弁25が
ONであるか否かが判断される。
Next, the process proceeds to step 102, where it is determined whether or not the first three-way magnetic valve 25 is ON.

ここで、第1の三方aT61弁25がOFFであれば、
ステップ104に進む、ステップ102において、第1
の三方il電磁弁5がONであると判断された場合は、
ステップ103に進み、エンジン回転数(NE)が30
00rp−よりも低いか否かが判断される。ここで、エ
ンジン回転数が3000rp園よりも高いと判断(2個
T/C)された場合は、ステップ122に進み、上述の
処理が繰返えされる。
Here, if the first three-way aT61 valve 25 is OFF,
Proceeding to step 104, in step 102, the first
If it is determined that the three-way IL solenoid valve 5 is ON,
Proceed to step 103, and the engine speed (NE) is 30.
It is determined whether or not it is lower than 00rp-. Here, if it is determined that the engine speed is higher than 3000 rpm (2 T/Cs), the process proceeds to step 122 and the above-described process is repeated.

ステップ103において、エンジン回転数が3000r
p−よりも低いと判断された場合は、ステップ104に
進み、エンジン回転数が400Orpmよりも高いか否
かが判断される。ここで、エンジン回転数が4000r
o−よりも高いと判断された場合は、ステップ105に
進み、エアフローメータ24からの信号により吸入空気
量(Q)が読込まれる。吸入空気量が読込まれると、ス
テップ106に進み、その吸入空気量が40001 /
sinよりも大であるか否かが判断される。ステップ1
04でエンジン回転数が400Orpmよりも低いと判
断された場合は、ステップ108に進み、吸気管圧力(
PM)が読込まれる。吸気管圧力が読込まれると、ステ
ップ109に進み、その吸気管圧力が+500 mHg
よりも高いか否かが判断される。
In step 103, the engine speed is 3000 r.
If it is determined that the engine speed is lower than p-, the process proceeds to step 104, where it is determined whether the engine speed is higher than 400 rpm. Here, the engine speed is 4000r
If it is determined that the intake air amount (Q) is higher than o-, the process proceeds to step 105, and the intake air amount (Q) is read based on the signal from the air flow meter 24. When the intake air amount is read, the process proceeds to step 106, where the intake air amount is 40001/
It is determined whether or not it is greater than sin. Step 1
If it is determined in step 04 that the engine speed is lower than 400 rpm, the process proceeds to step 108, where the intake pipe pressure (
PM) is read. When the intake pipe pressure is read, the process proceeds to step 109, and the intake pipe pressure is +500 mHg.
It is determined whether or not it is higher than .

ステップ106において、吸入空気量が400017w
1nより大きいと判断された場合は、ステップ107に
進み、第5の三方電磁弁32がONとされる。また、ス
テップ106で吸入空気量が4000 j!/sinよ
りも小さいと判断された場合は、ステップ110に進み
、第5の三方を磁弁32がOFFとされる。ステップ1
09において、吸気管圧力が+500 mHgよりも大
であると判断された場合は、ステ、プ107に進んで第
5の三方ii電磁弁2がONとされ、ステップ109で
逆に吸気管圧力が+500 mHgよりも小さいと判断
された場合はステップ110に進み、第5の三方電磁弁
32がOFFとされる。
In step 106, the intake air amount is 400017w.
If it is determined that it is larger than 1n, the process proceeds to step 107, and the fifth three-way solenoid valve 32 is turned on. Also, in step 106, the amount of intake air is 4000 j! If it is determined that the value is smaller than /sin, the process proceeds to step 110, and the fifth three-way magnetic valve 32 is turned off. Step 1
If it is determined in step 09 that the intake pipe pressure is greater than +500 mHg, the process proceeds to step 107, where the fifth three-way II solenoid valve 2 is turned on, and in step 109, the intake pipe pressure is reversed. If it is determined that it is less than +500 mHg, the process proceeds to step 110, and the fifth three-way solenoid valve 32 is turned off.

第5の三方電磁弁32がONになると、排気バイパス弁
38が開かれ、排気小開制御が開始される。
When the fifth three-way solenoid valve 32 is turned on, the exhaust bypass valve 38 is opened and exhaust gas small opening control is started.

これにより、副ターボチャージャ8が助走回転される。As a result, the sub-turbocharger 8 is rotated during the run-up.

第5の三方ii電磁弁2がOFFされると、排気バイパ
ス弁38は閉しられ、小開制御は終了する。
When the fifth three-way II solenoid valve 2 is turned off, the exhaust bypass valve 38 is closed, and the small opening control ends.

排気小開制御が開始されると、ステップ111へ進み、
高速域か低速域か、すなわち2個ターボチャージャ作動
域か1個ターボチャージャ作動域かを判定する0図示例
では、たとえばQが5500 / /sinより大きい
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、55001 /■in以下のときは1個ターボチャ
ージ中作動域と判断している。
When the exhaust small opening control is started, the process proceeds to step 111,
In the illustrated example, which determines whether it is a high speed range or a low speed range, that is, a two-turbocharger operating range or a one-turbocharger operating range, it is determined that if Q is greater than 5500//sin, it should be switched to two-turbocharger operation. If it is less than 55001/■in, it is considered to be in the operating range during one turbo charge.

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、60001 
/win近辺で切り替わることになる。
However, as described below, there is a time delay before the two turbochargers actually operate, so 60001
It will switch around /win.

ステップ111で2個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112に進み、第2
の三方i!電磁弁6がONになっている場合にはOFF
とし、吸気切替弁18の開弁(パーシャル載量)を中止
する。第2の三方電磁弁26をOFFとした後、あるい
は元々OFFである場合ステップ113に進み、第3の
三方を磁弁27をONとし、アクチュエータ10のダイ
ヤフラム室10aにコンプレッサ下流の吸気管圧力(過
給圧力)を導いて1気バイパス弁33を閉しる。吸気バ
イパス弁33閉前は、排気切替弁17は全開の状態にあ
るが、エンジン排気圧力が副ターボチャージャ8のター
ビン8aにもかかるため、前述の如く、副ターボチャー
ジ+8は助走回転(予備空転)されている。
If it is determined in step 111 that it is necessary to switch to two-turbocharger operation, the process advances to step 112, and the second
Mikata i! OFF if solenoid valve 6 is ON
Then, the opening of the intake switching valve 18 (partial loading) is stopped. After the second three-way solenoid valve 26 is turned OFF, or if it is originally OFF, the process proceeds to step 113, where the third three-way solenoid valve 27 is turned ON, and the intake pipe pressure downstream of the compressor ( (supercharging pressure) and closes the 1-atm bypass valve 33. Before the intake bypass valve 33 is closed, the exhaust switching valve 17 is fully open, but since the engine exhaust pressure is also applied to the turbine 8a of the auxiliary turbocharger 8, the auxiliary turbocharger +8 is in the run-up rotation (preliminary idling) as described above. ) has been done.

そして、吸気バイパス弁33を閉しると、コンプレッサ
8bの出口圧力が高まるため、助走回数数がアップする
Then, when the intake bypass valve 33 is closed, the outlet pressure of the compressor 8b increases, so the number of run-ups increases.

次に、上記第3の三方1を磁弁27ON後、作動停止側
のターボチャージャ、つまり副ターボチャージャ8の助
走回転数をアンプするのに必要な所定時間、例えば1秒
の時間遅れをもたせ、1秒経過後にステップ114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を全開にする。も
し、副ターボチャージャ8のコンプレッサ圧力が主ター
ボチャージャ7のコンプレッサ圧力より大きくなると、
副ターボチャージャ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115で第1の三方を磁弁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個のターボチャージャが作動
する(なお、上記所定時間経過後に2個ターボチャージ
ャに切り替えられる際には、吸入空気量はタービン効率
の良い目標のほぼ600012 /winとなっている
)。
Next, after the magnetic valve 27 is turned on, the third three-way 1 is provided with a predetermined time delay, for example, 1 second, necessary to amplify the run-up rotation speed of the turbocharger on the inactive side, that is, the sub-turbocharger 8, After one second has elapsed, the fourth three-way solenoid valve 28 is turned on in step 114, and the intake pipe pressure (supercharging pressure) downstream of the compressor is guided to the diaphragm chamber 16a of the actuator 16, and the exhaust switching valve 17 is fully opened. If the compressor pressure of the auxiliary turbocharger 8 becomes larger than the compressor pressure of the main turbocharger 7,
Supercharging air from the sub-turbocharger 8 is supplied to the engine via the check valve 12. Subsequently, after turning on the fourth three-way solenoid valve 28, the first three-way solenoid valve 25 is turned on in step 115 after a predetermined period of time, for example, 0.5 seconds, and the intake pipe downstream of the compressor is connected to the diaphragm chamber 11a of the actuator 11. The pressure (supercharging pressure) is guided to fully open the intake switching valve 18. In this state, two turbochargers operate (note that when switching to two turbochargers after the predetermined time has elapsed, the intake air amount is approximately 600012/win, which is the target for good turbine efficiency).

ステップ115において吸気切替弁18が全開とされ、
主ターボチャージャ7と副ターボチャージャ8が共に作
動する状態になった場合は、ステップ116に進み、第
5の三方NTa弁32がOFFとされ、排気バイパス弁
38が閉じられる。そのため、主ターボチャージャ7の
下流の排気通路44に、排気バイパス弁38を介して排
気ガスが流入することはなくなり、排気ガス同士の衝突
が回避される。ステップ116にて第5の三方tM1弁
32をOFFさせる機能は、エンジンコントロールコン
ピュータ29のROMに記憶されている。すなわち、ス
テップ116におけるエンジンコントロールコンピュー
タ29の処理I!能は、排気バイパス弁38の閉弁指令
手段を構成している。
In step 115, the intake switching valve 18 is fully opened,
When the main turbocharger 7 and the sub-turbocharger 8 are both in operation, the process proceeds to step 116, where the fifth three-way NTa valve 32 is turned off and the exhaust bypass valve 38 is closed. Therefore, exhaust gas does not flow into the exhaust passage 44 downstream of the main turbocharger 7 via the exhaust bypass valve 38, and collisions between the exhaust gases are avoided. The function of turning off the fifth three-way tM1 valve 32 in step 116 is stored in the ROM of the engine control computer 29. That is, the process I! of the engine control computer 29 in step 116! This function constitutes valve closing command means for the exhaust bypass valve 38.

第5の三方ii電磁弁2がオフとされると、ステップ1
22に進み、処理はリターンされる。
When the fifth three-way II solenoid valve 2 is turned off, step 1
The process advances to step 22 and returns.

上述のステップ111で1個ターボチャージャ作動域と
判断された場合は、ステップ117に進み、第1の三方
電磁弁25をOFFとして吸気切替弁18が全閉とされ
る。吸気切替弁18が全閉とされると、ステップ118
で第4の三方電磁弁28がOFFされ、排気切替弁17
が全閉とされる。つぎに、ステップ119で第3の三方
1を磁弁27がOFFとされ、吸気バイパス弁33が全
開とされる。この状態でステ。
If it is determined in step 111 that one turbocharger is in the operating range, the process proceeds to step 117, where the first three-way solenoid valve 25 is turned off and the intake switching valve 18 is fully closed. When the intake switching valve 18 is fully closed, step 118
The fourth three-way solenoid valve 28 is turned off, and the exhaust switching valve 17 is turned off.
is considered to be fully closed. Next, in step 119, the magnetic valve 27 of the third three-way 1 is turned off, and the intake bypass valve 33 is fully opened. Stay in this state.

ブ120に進み、軽負荷か高負荷かが判断される。The process advances to block 120, where it is determined whether the load is light or high.

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ットル開度、吸入
空気量/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が一100鶴Hgより小さい場合は軽
負荷と判断し、 100 m8g以上の場合は高負荷と
判断する。
Although the figure shows a case where the intake pipe pressure is used as an example of the load signal, the intake pipe pressure may be replaced by the throttle opening degree or the intake air amount/engine speed. For example, if the intake pipe pressure PM is less than 1100 m8g, it is determined to be a light load, and if it is 100 m8g or more, it is determined to be a high load.

ステップ120で高負荷と判断された場合はステップ1
22に進み、第2の三方電磁弁26をOFFとする。こ
の状態では、第1および第2の三方電磁弁25および2
6がOFFとなり、アクチュエータ11のダイヤフラム
室11aおよびllbの双方に大気圧力が導かれるから
、吸気切替弁18が全閉とされ、ステップ117 に進
みリターンする。また、この状態では、吸気切替弁18
が全閉、排気切替弁17が全閉、吸気バイパス弁33が
全開であるため、吸入空気量の少ない状態にて1個ター
ボチャージャ作動となり、過給圧力、トルクレスポンス
が良好となる。
If it is determined that the load is high in step 120, step 1
22, the second three-way solenoid valve 26 is turned off. In this state, the first and second three-way solenoid valves 25 and 2
6 is turned OFF and atmospheric pressure is introduced into both the diaphragm chambers 11a and llb of the actuator 11, the intake switching valve 18 is fully closed, and the process proceeds to step 117 and returns. In addition, in this state, the intake switching valve 18
is fully closed, the exhaust switching valve 17 is fully closed, and the intake bypass valve 33 is fully open, so one turbocharger operates in a state where the amount of intake air is small, resulting in good boost pressure and torque response.

ステップ120で軽負荷と判断された場合は、ステップ
121に進み第2の三方を磁弁26をONとし、アクチ
ュエータ11のダイヤフラムllb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、この時には、吸
気負圧が第2の三方電磁弁26からアクチュエータ11
のダイヤフラム室11bに導入され、吸気切替弁18は
開いた状態になる。この状態では、排気切替弁17aが
閉であるから副ターボチャージャ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1
4は吸気切替弁18が開いているため、2個ターボチャ
ージャ分の吸気通路が開の状態である。したがって、両
方のターボチャージャのコンプレフサ7b、8bを通し
て空気が吸入される。この結果、多量の過給空気量をエ
ンジンlに供給でき、低負荷からの加速特性が改善され
る。続いて、ステップ117に進みリターンする。
If it is determined that the load is light in step 120, the process proceeds to step 121, where the second three-way magnetic valve 26 is turned on, the negative pressure in the surge tank 2 is guided to the diaphragm llb of the actuator 11, and the intake switching valve 18 is opened. , at this time, the intake negative pressure is transferred from the second three-way solenoid valve 26 to the actuator 11.
is introduced into the diaphragm chamber 11b, and the intake switching valve 18 becomes open. In this state, the exhaust switching valve 17a is closed, so the auxiliary turbocharger 8 does not operate, and only the main turbocharger 7 operates. However, intake passage 1
4, the intake switching valve 18 is open, so the intake passages for two turbochargers are open. Therefore, air is sucked in through the compressors 7b, 8b of both turbochargers. As a result, a large amount of supercharging air can be supplied to the engine l, and acceleration characteristics from low loads are improved. Subsequently, the process advances to step 117 and returns.

上記の制御において、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うの場合の過給圧特性は第
4図のようになる。
In the above control, the boost pressure characteristics when one turbocharger is operated and when two turbochargers are operated are as shown in FIG.

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、設定圧を越えないように、ウェストゲートパルプ3
1で制御される。
In the high speed range, both the intake switching valve 18 and the exhaust switching valve 17 are opened, and the intake bypass valve 33 is closed. As a result, the two turbochargers 7.8 operate for supercharging, a sufficient amount of supercharging air is obtained, and the output is improved. At this time, the supercharging pressure is set at the waste gate pulp 3 so as not to exceed the set pressure.
Controlled by 1.

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、1個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のは
、低回転域では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
個ターボチャージ中とすることにより、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。このと
きにも、過給圧は、設定圧を越えないように、ウェスト
ゲートバルブ31で制御される。
In a low speed range and under high load, both the intake switching valve 18 and the exhaust switching valve 17 are closed, and the intake bypass valve 33 is opened. As a result, only one turbocharger 7 is driven. The reason why one turbocharger is used in the low speed range is that the supercharging characteristics of a single turbocharger are superior to the supercharging characteristics of a two turbocharger in the low speed range. 1
By performing individual turbocharging, boost pressure and torque rise faster, resulting in faster response. Also at this time, the supercharging pressure is controlled by the waste gate valve 31 so as not to exceed the set pressure.

低速域でかつ軽負荷時には、排気切替弁17aを閉した
まま曝気切替弁18を開弁する。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個ターボチャージャによる吸気抵
抗の増加を除去できる。
In a low speed range and under light load, the aeration switching valve 18 is opened while the exhaust switching valve 17a is kept closed. As a result, the intake passages for two turbochargers are opened while one turbocharger remains driven, and an increase in intake resistance caused by one turbocharger can be eliminated.

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。
This makes it possible to further improve the boost pressure rise characteristics and response at the beginning of acceleration from a low load.

低速域から高速域に移行するとき、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、吸入空気量Qが5500 i 71nに達した
ときに吸気バイパス弁33が閉しられ、副ターボチャー
ジャ8の助走回転が高められた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個ターボチャー
ジャ過給作動が開始される。
When moving from a low speed range to a high speed range, that is, when switching from one turbocharger to two turbochargers, the intake bypass valve 33 is closed when the intake air amount Q reaches 5500 i 71n, and the auxiliary turbocharger is activated. After the run-up rotation of 8 is increased, there is a time delay (
In this embodiment, after 1 second has elapsed, the exhaust switching valve 17 is fully opened,
Subsequently, the intake switching valve 18 is fully opened and two turbocharger supercharging operations are started.

なお、2個ターボチャージャへの切替時には、予め排気
バイパス弁38が開とされ、副ターボチャージャ8の助
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ショックが大幅に緩
和される。
In addition, when switching to a two-turbocharger, the exhaust bypass valve 38 is opened in advance and the run-up rotation speed of the auxiliary turbocharger 8 is increased, so that the shock when switching from a one-turbocharger to a two-turbocharger is reduced. significantly alleviated.

そして、本実施例においては、2個ターポチャ−ジャ時
に、閉弁指令手段(エンジンコントロールコンビエータ
29)からの指令により排気バイパス弁38が全閉とさ
れるので、副ターボチャージャ8から流出した排気ガス
が排気バイパス通路39を介して、主ターボチャージャ
7の出口下流の排気通路44に流れ込まなくなる。その
結果、双方のターボチャージャ7.8の排気抵抗(排圧
)が均一になり、過給性能の向上がはかれる。
In this embodiment, when two turbochargers are used, the exhaust bypass valve 38 is fully closed by a command from the valve closing command means (engine control combinator 29), so that the exhaust gas flowing out from the sub-turbocharger 8 is fully closed. Gas no longer flows into the exhaust passage 44 downstream of the outlet of the main turbocharger 7 via the exhaust bypass passage 39 . As a result, the exhaust resistance (exhaust pressure) of both turbochargers 7.8 becomes uniform, improving supercharging performance.

第2実施例 第5図は、本発明に係る過給機付エンジンの第2実施例
を示している0本実施例の構成は、従来技術で示した第
7図の構成に準じるので、準じる部分に第7図と同様の
符号を付すことにより、準じる部分の説明を省略し、異
なる部分についてのみ説明する。
Second Embodiment FIG. 5 shows a second embodiment of the supercharged engine according to the present invention. The configuration of this embodiment is similar to the configuration of FIG. 7 shown in the prior art, so the same applies. By assigning the same reference numerals to the parts as in FIG. 7, a description of the corresponding parts will be omitted, and only the different parts will be described.

図中、排気バイパス通路87には排気バイパス弁88が
設けられている。排気バイパス弁88は、アクチュエー
タ87′により開弁されるようになっている。エンジン
の高負荷時には、排気バイパス弁88を駆動するアクチ
ュエータ87′は閉弁指令手段(図示路)からの信号に
よって作動され、排気バイパス通路87は、第5図に示
すように、排気バイパス弁88によって確実に塞がれる
In the figure, an exhaust bypass valve 88 is provided in the exhaust bypass passage 87. The exhaust bypass valve 88 is opened by an actuator 87'. When the engine is under high load, the actuator 87' that drives the exhaust bypass valve 88 is actuated by a signal from the valve closing command means (the path shown in the figure), and the exhaust bypass passage 87 is connected to the exhaust bypass valve 88 as shown in FIG. will definitely be blocked by

その他の作用は第1実施例に準じる。Other operations are similar to those in the first embodiment.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明に係る過給機付エンジンに
おいては、主ターボチャージャおよび副ターボチャージ
ャが共に作動している状態では、排気バイパス弁を全閉
にさせる閉弁指令手段を設けるようにしたので、2個タ
ーボチャージャ時には、主ターボチャージャのタービン
出口下流の排気通路に排気バイパスi!路からの排気ガ
スの流入がなくなり、排気ガス同士の衝突を防止するこ
とができる。したがって、両方のターボチャージャの排
気抵抗(排圧)が均一になり、過給性能の向上がはかれ
る。
As explained above, in the supercharged engine according to the present invention, when both the main turbocharger and the auxiliary turbocharger are operating, valve closing command means for fully closing the exhaust bypass valve is provided. Therefore, when using two turbochargers, an exhaust bypass i! is installed in the exhaust passage downstream of the turbine outlet of the main turbocharger. There is no inflow of exhaust gas from the road, and collisions between exhaust gases can be prevented. Therefore, the exhaust resistance (exhaust pressure) of both turbochargers becomes uniform, and supercharging performance is improved.

また、主ターボチャージャと副ターボチャージ中の容量
が同じである場合は、従来では排気ガスがバイパスされ
る分だけ排気管の径を変更する必要があるが、本発明の
ように、2個ターボチャージャ時に排気バイパス弁を閉
じることにより、排気管径を変える必要がなくなる。し
たがって、設計も容易になり、かつ車両への搭載性も有
利となる。
In addition, if the capacity of the main turbocharger and the sub-turbocharger are the same, conventionally it is necessary to change the diameter of the exhaust pipe to compensate for the bypass of exhaust gas, but as in the present invention, two turbochargers can be used. By closing the exhaust bypass valve during charging, there is no need to change the exhaust pipe diameter. Therefore, the design becomes easy and the mountability on a vehicle is also advantageous.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1実施例に係る過給機付エンジンの
系統図、 第2図は第1図のエンジンにおける主、副ターボチャー
ジャのタービン下流側構造の正面図、第3図は第1図の
装置における過給制御の手順を示したフローチャート、 第4図は第1図の装置におけるエンジン回転数と吸気管
圧力との関係を示す特性図、 第5図は本発明の第2実施例に係る過給機付エンジンの
系統図、 第6図は従来の過給機付エンジンの概略系統図、第7図
は排気バイパス弁を有する過給機付エンジンの一例を示
す系統図、 第8図は第7図の装置における排気干渉の状態を示す断
面図、 である。 1・・・・・・エンジン 2・・・・・・サージタンク 3・・・・・・排気マニホルド 4・・・・・・スロットル弁 5・・・・・・スロットル開度センサ 6・・・・・・インタクーラ 7.82・・・・・・主ターボチャージャ7a・・・・
・・主ターボチャージャのタービン8.83・・・・・
・副ターボチャージャ8a・・・・・・副ターボチャー
ジャのタービン10・・・・・・吸気バイパス弁のアク
チュエータ11・・・・・・吸気切替弁のアクチュエー
タI3・・・・・・吸気バイパス通路 14・・・・・・吸気通路(コンプレフサ上流)15・
・・・・・吸気通路(コンプレフサ上流)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(
閉弁指令手段) 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 38.88・・・・・・排気バイパス弁39.87・・
・・・・排気バイパス通路44・・・・・・主ターボチ
ャージャ側の排気通路45・・・・・・副ターボチャー
ジャ側の排気通路許  出  願  人 トヨタ自動車株式会社 第2図 83 晶リタ
FIG. 1 is a system diagram of a supercharged engine according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the turbine downstream structure of the main and auxiliary turbochargers in the engine of FIG. 1, and FIG. A flowchart showing the supercharging control procedure in the device shown in FIG. 1, FIG. 4 a characteristic diagram showing the relationship between engine speed and intake pipe pressure in the device shown in FIG. 1, and FIG. 5 a second diagram of the present invention. A system diagram of a supercharged engine according to an embodiment; FIG. 6 is a schematic system diagram of a conventional supercharged engine; FIG. 7 is a system diagram showing an example of a supercharged engine having an exhaust bypass valve; FIG. 8 is a cross-sectional view showing the state of exhaust interference in the apparatus of FIG. 7. 1... Engine 2... Surge tank 3... Exhaust manifold 4... Throttle valve 5... Throttle opening sensor 6... ...Intercooler 7.82...Main turbocharger 7a...
・・Main turbocharger turbine 8.83・・・・
・Sub-turbocharger 8a...Sub-turbocharger turbine 10...Intake bypass valve actuator 11...Intake switching valve actuator I3...Intake bypass passage 14... Intake passage (compressor upstream) 15.
...Intake passage (compressor upstream) 16...
...Exhaust switching valve actuator 17...Exhaust switching valve 18...Intake switching valve 24...Air flow meter 25...First three-way solenoid valve 26 ......Second three-way solenoid valve 27...Third three-way solenoid valve 28...Fourth three-way solenoid valve 29...Engine control computer (
valve closing command means) 30... Intake pipe pressure sensor 31... Waste gate valve 32...
・Fifth three-way solenoid valve 33...Intake bypass valve 38.88...Exhaust bypass valve 39.87...
...Exhaust bypass passage 44...Exhaust passage 45 on the main turbocharger side...Exhaust passage on the sub-turbocharger side Applicant Toyota Motor Corporation Fig. 2 83 Akira Rita

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、主ターボチャージャおよび副ターボチャージャを有
し、該副ターボチャージャのタービン出口下流と前記主
ターボチャージャのタービン出口下流の排気通路とを排
気バイパス通路を介して連通し、該排気バイパス通路に
、該排気バイパス弁の下流に位置する排気切替弁の開弁
前に開弁し前記副ターボチャージャから流出した排気ガ
スの一部を前記主ターボチャージャのタービン出口下流
に流入させて副ターボチャージャの助走回転数を高める
排気バイパス弁を設けた過給機付エンジンであって、前
記主ターボチャージャおよび副ターボチャージャが共に
作動している状態では前記排気バイパス弁を全閉させる
閉弁指令手段を設けたことを特徴とする過給機付エンジ
ン。
1. It has a main turbocharger and a sub-turbocharger, and communicates the downstream of the turbine outlet of the sub-turbocharger with the exhaust passage downstream of the turbine outlet of the main turbocharger via an exhaust bypass passage, and the exhaust bypass passage has a The valve is opened before the exhaust switching valve located downstream of the exhaust bypass valve is opened, and a part of the exhaust gas flowing out from the auxiliary turbocharger is allowed to flow into the downstream of the turbine outlet of the main turbocharger to run up to the auxiliary turbocharger. The supercharged engine is equipped with an exhaust bypass valve that increases the rotational speed, and is provided with valve closing command means for fully closing the exhaust bypass valve when both the main turbocharger and the auxiliary turbocharger are operating. A supercharged engine characterized by:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010530937A (en) * 2007-06-22 2010-09-16 アーベーベー ターボ システムズ アクチエンゲゼルシャフト Control device for supercharger system for internal combustion machine
JP2012012990A (en) * 2010-06-30 2012-01-19 Mazda Motor Corp Turbo-charging apparatus for vehicle engine

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