JPH03275937A - Supercharge controller for series two-stage supercharge internal combustion engine - Google Patents

Supercharge controller for series two-stage supercharge internal combustion engine

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Publication number
JPH03275937A
JPH03275937A JP2073527A JP7352790A JPH03275937A JP H03275937 A JPH03275937 A JP H03275937A JP 2073527 A JP2073527 A JP 2073527A JP 7352790 A JP7352790 A JP 7352790A JP H03275937 A JPH03275937 A JP H03275937A
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JP
Japan
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pressure
turbocharger
valve
exhaust
target value
Prior art date
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Pending
Application number
JP2073527A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromichi Yanagihara
弘道 柳原
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 JPH03275937A publication Critical patent/JPH03275937A/en
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Abstract

PURPOSE:To accelerate the transition to a large-sized turbocharger by increasing the energy of exhaust applied on the large-sized turbocharger by lowering the aimed value of the supercharge pressure for the time up to the starting-up of the large-sized turbocharger after an exhaust selector valve is opened. CONSTITUTION:A pressure detecting means E measures the supercharge pressure on the downstream side of a small-sized turbocharger B. An exhaust selector valve controlling means F controls an exhaust selector valve D by comparing the supercharge pressure which is actually measured by the pressure detecting means E and an aimed value so that an aimed supercharge pressure can be obtained. Then, an aimed value setting means G temporarily lowers the aimed value for a period up to the starting-up of a large-sized turbocharger A after the supercharge pressure reaches an aimed value, and sets the aimed value in variable manner so that the supercharge pressure returns to the true value. Since the opening degree of the exhaust selector valve D is increased by lowering the aimed value, the energy for the flow to the large-sized turbocharger A is increased, and the increase of the revolution speed of the large-sized turbocharger can be accelerated.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は直列2段過給内燃機関における過給制御装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a supercharging control device for a two-stage series supercharged internal combustion engine.

〔従来技術〕[Prior art]

直列2段過給システムとしては例えば特願昭63−25
0928号に開示されており、大小二つのターボチャー
ジャが直列に配置されているものがある。
As a series two-stage supercharging system, for example, Japanese Patent Application No. 1983-25
No. 0928 discloses one in which two large and small turbochargers are arranged in series.

小型のターボチャージャを迂回する排気バイパス通路が
設けられ、このバイパス通路に排気切替弁が設けられる
。排気切替弁は2段作動特性を持っており、加速の過程
における小型ターボチャージャから大型ターボチャージ
ャへの過給作動の分担を切り換えるものである。即ち、
過給圧が目標値に到達するまでは排気切替弁はバイパス
通路を閉鎖し、目標値に到達したとき大型ターボチャー
ジャの過給作動に追いつくまでは排気切替弁は緩慢に開
放を行い、大型ターボチャージャが完全に立ち上がった
時点において排気切替弁は急速な開弁作動を行う。
An exhaust bypass passage that bypasses a small turbocharger is provided, and an exhaust switching valve is provided in this bypass passage. The exhaust switching valve has a two-stage operating characteristic and switches the supercharging operation from the small turbocharger to the large turbocharger during the acceleration process. That is,
The exhaust switching valve closes the bypass passage until the boost pressure reaches the target value, and when the target value is reached, the exhaust switching valve slowly opens until it catches up with the supercharging operation of the large turbocharger. When the charger has completely started up, the exhaust switching valve performs a rapid opening operation.

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

排気切替弁は過給圧が目標値に到達した後その値を維持
しつつ過給作動の主体をスムーズに大型ターボチャージ
ャに移行せしめるためのものである。ところが、従来技
術では加逮が急な場合におおいて、効率が良くない欠点
を持つ。即ち、急加速においてはエンジン回転数が急速
に上がるが、大型ターボチャージャの回転は急速には上
がらないので大型ターボチャージャ・が追いつくまでは
小型ターボチャージャの回転によ−)て必要な仕事を行
う。そのため、小型ターボチャージャは効率の悪い流最
の大きい領域まで仕事をする結果となるからである。
The exhaust switching valve is used to maintain the supercharging pressure after it reaches a target value and smoothly shift the main body of supercharging operation to the large turbocharger. However, the conventional technology has the disadvantage that it is not efficient when the acceleration is sudden. In other words, during sudden acceleration, the engine speed increases rapidly, but the rotation of the large turbocharger does not increase rapidly, so the necessary work is performed by the rotation of the small turbocharger until the large turbocharger catches up. . This is because a small turbocharger ends up working in the largest area of inefficient flow.

この発明は2段シーゲンシャルターボチャージャシステ
ムにおいて、バイパス通路に設置された排気切替弁の開
閉動作を制御することで、急加速時の大型ターボチャー
ジャの立ち上がりを早め、効率を上げることができるよ
うにすることを目的とする。
This invention enables a two-stage sequential turbocharger system to speed up the start-up of a large turbocharger during sudden acceleration and increase efficiency by controlling the opening and closing operations of the exhaust switching valve installed in the bypass passage. The purpose is to

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

この発明によれば、第1図において、大型ターボチャー
ジャAと小型ターボチャージャBとをガスの流れ方向に
直列に配置し、小型ターボチャージャRを迂[すするバ
イパス通路Cに排気切替弁りを設け、小型ターボチャー
ジャ■3の−T流の過給汗を検出する過給汁検出十段E
L、過給庁の目標個と実測過給EEとの比較により実測
過給圧が1.−1標値と等し、(なるように排気切替弁
りの作動を制御する手段Fとを具備した直列2段過給内
燃機関(、′おいて、過給汗が「1標値U、到達し7六
後大型ターボチヤージヤAが立ち、1:がるまでの期間
に[」標値を暫時下降させ、その後本来の値に復帰する
よ・うに可変に設定する目標値設定手段Gを具備したこ
とを特徴としている。
According to this invention, in FIG. 1, a large turbocharger A and a small turbocharger B are arranged in series in the gas flow direction, and an exhaust switching valve is provided in a bypass passage C that bypasses the small turbocharger R. A 10-stage supercharging juice detection stage E is provided to detect the supercharging sweat of the -T flow of the small turbocharger ■3.
L, the actual supercharging pressure was found to be 1. −1 standard value, The target value setting means G is provided to variably set the target value to lower the target value for a while until the large turbocharger A rises and reaches 1:76 after reaching the target value, and then returns to the original value. It is characterized by

〔作用〕[Effect]

圧力検出手段Eは小型ターボチャージャBの下流の過給
圧を計測する。
Pressure detection means E measures the boost pressure downstream of small turbocharger B.

排気切替弁制御手段Fは圧力検出手段Bにより実測され
る過給圧と、目標値との比較により、目標過給圧が得ら
れるように排気切替弁りを制御する。
The exhaust switching valve control means F controls the exhaust switching valve so that the target supercharging pressure is obtained by comparing the supercharging pressure actually measured by the pressure detecting means B with a target value.

目標値設定手段Gは過給圧が目標値に到達lまた後大型
ターボグヤーシャAが立ち上がるまでの期間に目標値を
暫時下降させ、その後本来の値に復帰するように目標値
を可変に設定する。
The target value setting means G variably sets the target value so that the target value is temporarily lowered until the supercharging pressure reaches the target value and the rear large turbocharger A starts up, and then returns to the original value.

目標値を下降させることで、排気切替弁の開度が大きく
なるため、大型ターボチャージャAに向かうエネルギが
大きくなり、大型ターボチャージャの回転の上昇を早め
ることができる。
By lowering the target value, the opening degree of the exhaust switching valve increases, so the energy directed to the large turbocharger A increases, and the rotation of the large turbocharger can accelerate the increase in rotation.

〔実施例〕〔Example〕

第2図はディーゼル機関に応用したこの発明の実施例を
示しており、10はエンジン本体であり、吸気管12と
排気管14とが接続される。大型ターボチャージャ16
と小型ターボチャージャ18とが直列に配置される。大
型ターボチャージャ16はコンプレッサ20と、タービ
ン22と、回転軸24とから構成される。小型ターボチ
ャージャ18はコンプレッサ26と、タービン28と、
回転軸25とから構成される。吸気管12において吸入
空気の流れ方向に、大型ターボチャージャ16のコンプ
レッサ20、小型ターボチャージャ18のコンプレッサ
26の順で配置され、その下流にインタクーラ29が配
置される。排気管において排気ガスの流れ方向に、小型
ターボチャージャ180)ター ビン28、大型ターボ
チャージャ18のタビン22の順で配置される。
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention applied to a diesel engine, where 10 is an engine body, to which an intake pipe 12 and an exhaust pipe 14 are connected. Large turbocharger 16
and a small turbocharger 18 are arranged in series. The large turbocharger 16 includes a compressor 20, a turbine 22, and a rotating shaft 24. The small turbocharger 18 includes a compressor 26, a turbine 28,
It is composed of a rotating shaft 25. In the intake pipe 12, the compressor 20 of the large turbocharger 16 and the compressor 26 of the small turbocharger 18 are arranged in this order in the flow direction of intake air, and an intercooler 29 is arranged downstream thereof. In the exhaust pipe, the small turbocharger 180) turbine 28 and the turbine 22 of the large turbocharger 18 are arranged in this order in the exhaust gas flow direction.

大型ターボチャージャ16のタービンを迂回(2、て第
1の排気バイパス通路30か排気管に接続され、第1の
排気バイパス通路30に蝶型弁であるウニイストゲ−L
弁32が配置される。ウゴーイストゲート弁32はダイ
ヤフラムアクチュエータ34に連結され、そのダイヤフ
ラム34aはバイパス弁32に連結される。バイパス弁
32はスプリング34bによって通常は閉鎖するべく付
勢されるが、ダイヤフラム34aに加わる負圧によって
スプリング34bに抗してウニイストゲ−1・弁32の
開弁が行われる。
The turbine of the large turbocharger 16 is bypassed (2), and the first exhaust bypass passage 30 is connected to the exhaust pipe, and the first exhaust bypass passage 30 is connected to the first exhaust bypass passage 30 with a butterfly type valve.
A valve 32 is arranged. Ugoist gate valve 32 is connected to a diaphragm actuator 34 whose diaphragm 34 a is connected to bypass valve 32 . The bypass valve 32 is normally urged to close by the spring 34b, but the negative pressure applied to the diaphragm 34a causes the Uniist gate 1/valve 32 to open against the spring 34b.

小型ターボチャージャ18のタービン28を迂回して第
2の排気バイパス通路36が設けられ、この第2のバイ
パス通路36に蝶型弁としての排気切替弁38が設けら
れる。排気切替弁38はそのアクチュエータ40に連結
され、アクチュエタ40は2段ダイヤフラム機構として
構成される。
A second exhaust bypass passage 36 is provided to bypass the turbine 28 of the small turbocharger 18, and an exhaust switching valve 38 as a butterfly valve is provided in the second bypass passage 36. The exhaust switching valve 38 is connected to its actuator 40, and the actuator 40 is configured as a two-stage diaphragm mechanism.

このアクチュエータ40は、後述のように、大型ターボ
チャージャ16が全過給能力を発揮するまでは排気切替
弁38を閉鎖し、大型ターボチャージャ16がその全過
給能力を発揮するに至ると排気切替弁38を急速に開放
せしめる特性を持っている。アクチュエータ40はダイ
ヤフラム40a40bと、スプリング40c、 40d
を供え、一方のダイヤフラム40aはロッド4.Oeを
介して排気切替弁38に連結され、もう一つのダイヤフ
ラム40bはロッド40fに連結される。ダイヤフラム
40aに過給圧を作用させるか、ダイヤフラム40bに
過給圧を作用させるか、で排気切替弁38のステップ的
な開放特性が得られる。即ち、ダイヤフラム40bに過
給圧を作用させた場合、スプリング40cの力と、スプ
リング40dと合力に抗して排気切替弁38を開弁させ
るため、開弁は緩慢に行われる。ダイヤフラム40aに
過給圧が作用した場合はスプリング40cの力のみに抗
して排気切替弁38の開弁が行われため、その開弁作動
は迅速となる。
As described later, this actuator 40 closes the exhaust switching valve 38 until the large turbocharger 16 exerts its full supercharging capacity, and switches the exhaust switching valve 38 when the large turbocharger 16 reaches its full supercharging capacity. It has the property of causing the valve 38 to open rapidly. The actuator 40 includes a diaphragm 40a40b and springs 40c and 40d.
, and one diaphragm 40a is connected to the rod 4. The other diaphragm 40b is connected to a rod 40f. The step-like opening characteristic of the exhaust gas switching valve 38 can be obtained by applying supercharging pressure to the diaphragm 40a or by applying supercharging pressure to the diaphragm 40b. That is, when supercharging pressure is applied to the diaphragm 40b, the exhaust switching valve 38 is opened against the force of the spring 40c and the combined force of the spring 40d, so that the valve is opened slowly. When supercharging pressure acts on the diaphragm 40a, the exhaust switching valve 38 is opened against only the force of the spring 40c, so that the valve opening operation is quick.

小型ターボチャージャ18のコンプレッサ26を迂回す
る吸気バイパス通路44が設けられ、この吸気バイパス
通路44に吸気バイパス弁46が配置される。切替弁4
6はダイヤフラムアクチュエータ48に連結され、その
ダイヤフラム48aに加わる圧力により吸気バイパス弁
46の作動が制御される。この吸気バイパス弁46は大
型ターボチャージャ16の立ち上がりが完了しない小型
ターボチャージャ18の作動域では吸気バイパス通路4
4を閉鎖するも、その完了の後は過給圧がダイヤフラム
48aに下側から作用し、吸気バイパス弁46の開弁が
行われる。
An intake bypass passage 44 that bypasses the compressor 26 of the small turbocharger 18 is provided, and an intake bypass valve 46 is disposed in the intake bypass passage 44. Switching valve 4
6 is connected to a diaphragm actuator 48, and the operation of the intake bypass valve 46 is controlled by the pressure applied to the diaphragm 48a. This intake bypass valve 46 is connected to the intake bypass passage 4 in the operating range of the small turbocharger 18 where the startup of the large turbocharger 16 is not completed.
4 is closed, but after that is completed, supercharging pressure acts on the diaphragm 48a from below, and the intake bypass valve 46 is opened.

内燃機関は排気ガス再循環(EGR)装置を供え、この
EGR装置は排気ガス再循環通路(EGR通路)50と
、EGR通路50上の排気ガス再循環制御弁(EGR弁
)52とからなり、EGR弁52はダイヤフラム52a
と弁体52bとを供え、ダイヤプラム52aに加わる圧
力に応じて弁体52bのの開弁、閉弁が制御される。そ
して、EGR通路50はその上流端(排気ガス取出口)
はインタクーラ29の下流における吸気管に接続され、
下流端(排気ガス注入口50B)は小型ターボチャージ
ャ18のタービン28の上流の排気管14に接続される
The internal combustion engine is provided with an exhaust gas recirculation (EGR) device, which comprises an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 50 and an exhaust gas recirculation control valve (EGR valve) 52 on the EGR passage 50; The EGR valve 52 is a diaphragm 52a
and a valve body 52b, and the opening and closing of the valve body 52b is controlled according to the pressure applied to the diaphragm 52a. The EGR passage 50 is located at its upstream end (exhaust gas outlet).
is connected to the intake pipe downstream of the intercooler 29,
The downstream end (exhaust gas inlet 50B) is connected to the exhaust pipe 14 upstream of the turbine 28 of the small turbocharger 18.

ウェイストゲート弁34のアクチュエータ34への圧力
制御のため3方電磁弁(VSVI) 54が設けられ、
この電磁弁54はダイヤフラム34aに大気圧を導入す
る位置と、小型ターボチャージャ26の下流で、インタ
クーラ29の上流の位置56の過給圧を導入する位置と
で切り替わる。大気圧導入時に、スプリング34bによ
ってウェイストゲート弁32は閉鎖駆動され、過給圧導
入時にスプリング34bに抗してウェイストゲート弁3
2の開弁が行われる。
A three-way solenoid valve (VSVI) 54 is provided for pressure control to the actuator 34 of the wastegate valve 34,
This solenoid valve 54 is switched between a position where atmospheric pressure is introduced into the diaphragm 34a and a position where supercharging pressure is introduced at a position 56 downstream of the small turbocharger 26 and upstream of the intercooler 29. When atmospheric pressure is introduced, the wastegate valve 32 is driven to close by the spring 34b, and when supercharging pressure is introduced, the wastegate valve 32 is driven to close against the spring 34b.
2 valve opening is performed.

3方電磁弁(VSV2) 58は排気切替弁38のアク
チュエータ40のダイヤフラム40aのへ圧力制御のた
め設けられ、この電磁弁58はダイヤフラム40aに大
気圧を導入する位置と、小型ターボチャージャ26の出
口60の過給圧を導入する位置とで切り替わる。また、
ダイヤフラム40bには小型ターボチャージャ出口60
の圧力が常時導入されている。
A three-way solenoid valve (VSV2) 58 is provided to control the pressure on the diaphragm 40a of the actuator 40 of the exhaust switching valve 38, and this solenoid valve 58 is located at a position where atmospheric pressure is introduced into the diaphragm 40a and at the outlet of the small turbocharger 26. 60 and the position where supercharging pressure is introduced. Also,
The diaphragm 40b has a small turbocharger outlet 60.
pressure is constantly applied.

吸気バイパス弁47のアクチュエータ48への圧力制御
のため二つの3方電磁弁64.66が設けられる。3方
電磁弁(VSV3) 64は吸気バイパス弁46のアク
チュエータアクチュエータ48のダイヤフラム48aの
上側へ圧力制御のため設けられ、この電磁弁64はダイ
ヤフラム48aの上側に大気圧を導入する位置と、小型
ターボチャージャ18のコンプレッサ出口60の過給圧
を導入する位置とで切り替わる。また、3方電磁弁(V
SV4) 66は吸気バイパス弁46のアクチュエータ
アクチュエータ48のダイヤフラム48aの下側への圧
力制御のため設けられ、この電磁弁66はダイヤフラム
48aの下側にエンジンにより駆動される負圧ポンプ6
7からの負圧を導入する位置と、小型ターボチャージャ
26のコンプレッサ出口60の過給圧を導入する位置と
で切り替わる。
Two three-way solenoid valves 64, 66 are provided for pressure control to the actuator 48 of the intake bypass valve 47. A three-way solenoid valve (VSV3) 64 is provided above the diaphragm 48a of the actuator actuator 48 of the intake bypass valve 46 for pressure control. It changes depending on the position at which the supercharging pressure is introduced at the compressor outlet 60 of the charger 18. In addition, a 3-way solenoid valve (V
SV4) 66 is provided to control the pressure below the diaphragm 48a of the actuator actuator 48 of the intake bypass valve 46, and this electromagnetic valve 66 is provided below the diaphragm 48a with a negative pressure pump 6 driven by the engine.
7 and the position where the supercharging pressure from the compressor outlet 60 of the small turbocharger 26 is introduced.

3方電磁弁(VSV5) 70 ハEGR弁52(7)
作動制御のため設けられ、この電磁弁70はダイヤフラ
ム52aに大気圧を導入する位置と、負圧ポンプ67か
らの負圧を導入する位置とで切り替わる。電磁弁70は
パルス信号によって駆動され、そのデユーティ比を制御
することに任意のEGR量に制御することができる。
3-way solenoid valve (VSV5) 70 EGR valve 52 (7)
This solenoid valve 70 is provided for operation control, and is switched between a position where atmospheric pressure is introduced into the diaphragm 52a and a position where negative pressure from the negative pressure pump 67 is introduced. The electromagnetic valve 70 is driven by a pulse signal, and can be controlled to an arbitrary EGR amount by controlling its duty ratio.

制御回路72はこの発明における過給制御のt。The control circuit 72 performs supercharging control in this invention.

め設けられ、各電磁弁54(VSVI )、 58(V
SV2)、 64(VSV3)、 66(VSV4)、
 70(VSV5) ノ駆動信号を発生する。制御回路
72にはこの発明に従った制御を実行するため各種のセ
ンサに接続される。まず、大型タボチャージャ16のコ
ンプレッサ20の出目圧力P+を検出するため第1の圧
力センサ78が設けられ、また小型ターボチャージャ1
8のコンプレッサ26の出目圧力P2を検出するため第
2のEEカセンサ80が設けられる。また、エンジンの
回転数NEを検出するためのセンサ81及びエンジンの
負荷を検出するためのセンサ83(例えば、燃料噴射ポ
ンプ(図示せず)の燃料噴射量制御部材であるアジヤス
ティングレバーの位置を検出する。
Each solenoid valve 54 (VSVI), 58 (V
SV2), 64 (VSV3), 66 (VSV4),
70 (VSV5) Generates a drive signal. The control circuit 72 is connected to various sensors in order to execute control according to the present invention. First, a first pressure sensor 78 is provided to detect the output pressure P+ of the compressor 20 of the large turbocharger 16, and a first pressure sensor 78 is provided to detect the output pressure P+ of the compressor 20 of the large turbocharger 16.
A second EE sensor 80 is provided to detect the output pressure P2 of the compressor 26 of No. 8. In addition, a sensor 81 for detecting the engine rotation speed NE and a sensor 83 for detecting the engine load (for example, the position of an adjusting lever that is a fuel injection amount control member of a fuel injection pump (not shown)) are also provided. To detect.

また、過給圧の目標値を変更するためこの実施例ではダ
イヤフラム40bに負圧を選択的に印加する手段を設け
ている。即ち、電磁弁85(VSV6)が設けられ、こ
の電磁弁85(VSV6)はダイヤフラム4))bのス
プリング40dの側に大気圧を導入する位置と、負圧ポ
ンプ67からの負圧を導入する位置との間を切替わる。
Furthermore, in order to change the target value of the boost pressure, this embodiment is provided with means for selectively applying negative pressure to the diaphragm 40b. That is, a solenoid valve 85 (VSV6) is provided, and this solenoid valve 85 (VSV6) is positioned to introduce atmospheric pressure to the spring 40d side of the diaphragm 4))b, and to introduce negative pressure from the negative pressure pump 67. Switch between positions.

後述するように、過給圧11標値は基本的にはスプリン
グ40dの設定により決まるが、この発明では過給圧が
目標値に到達した後ダイA・フラム40bのスプリング
40dの側に負圧ポンプ(う7からの龜圧が印加され、
その公園標値を暫時下降せ【7め、大型ターボチャージ
ャの立ち上がりを早めることができる効果がある。
As will be described later, the target value of the boost pressure 11 is basically determined by the setting of the spring 40d, but in this invention, after the boost pressure reaches the target value, negative pressure is applied to the side of the spring 40d of the die A flamm 40b. The head pressure from the pump (7) is applied,
Temporarily lower the park target value [7th, it has the effect of speeding up the start-up of the large turbocharger.

以下制御回路72の作動を第3図のフローチャートによ
って説明する。ステップ100では小型ターボチャージ
ャ18のコンプレッサ出口圧力P2が目標過給圧P s
eTに到達したか否か判別される。
The operation of the control circuit 72 will be explained below with reference to the flowchart of FIG. In step 100, the compressor outlet pressure P2 of the small turbocharger 18 is set to the target supercharging pressure Ps
It is determined whether eT has been reached.

P sgtは排気切替弁38が開弁を開始するとき過給
圧であり、スプリング40e、 40dの合力によって
決まる。小型ターボチャージャ18のコンブ1ノツサ出
口圧力P2が目標過給圧P saTに到達しでいないと
きはステップ102に進み、フラグFがセットされ、ス
テップ104では過給圧目標値設定用電磁弁85(VS
V6)の駆動罹号におけるデユーティ比DUTY=0と
設定される。即ち、電磁弁a5 (VSV6 ) ハ連
続的にOFFとなり、ダイヤフラム40bのスプリング
40d側に大気圧が印加されるため、トータルの・スプ
リング力によって排気切替弁38の開弁圧が決まり、換
言すれば過給圧の目標値は通常の位であるP 5ETと
なる0次に、ステ・ンプ106で電磁弁54(VSVI
)がOFFされ、ダイヤフラム34aニ大気圧が導入さ
れ、スプリング34bによってウェイストゲート弁32
は閉鎖される。ステップ108で排気切替弁40を制御
する電磁弁58 (VSV2)がOFFされる。そのた
め、アクチュエータ40のダイヤフラム40xに大気圧
が作用する。一方、ダイヤフラム40bには小型ターボ
チャージャ18のコンプレッサ出口圧力が常に導入され
ているが、ステップ100でYes s即ち、スプリン
グ40e、 40dの合力に応じたスプリング力が小型
ターボチャージャ18のコンプレッサ出口圧力に優勢で
あるため、排気切替弁38は閉弁を維持する。ステップ
110で電磁弁64(VSV3)はONとなりターボチ
ャージャ20のコンプレッサ出目圧P、がダイヤフラム
48aの上側に作用するため吸気バイパス弁46は閉鎖
される。また、ステップ112では電磁弁66(VSV
4)がOFFされるため負圧ポンプ67からの負圧がダ
イヤフラム48aのf側に作用するため、ダイヤフラム
48aは下側に引っ張られ、吸気バイパス弁46の閉鎖
力を上げ、その確実な閉弁を確保している。
Psgt is the supercharging pressure when the exhaust switching valve 38 starts to open, and is determined by the resultant force of the springs 40e and 40d. When the pressure P2 at the comb 1 outlet of the small turbocharger 18 has not reached the target supercharging pressure PsaT, the process proceeds to step 102, where flag F is set, and in step 104, the supercharging pressure target value setting solenoid valve 85 ( VS
The duty ratio DUTY in the drive signal V6) is set to 0. That is, since the solenoid valve a5 (VSV6) is continuously turned off and atmospheric pressure is applied to the spring 40d side of the diaphragm 40b, the opening pressure of the exhaust switching valve 38 is determined by the total spring force. The target value of the boost pressure is the normal value P5ET.
) is turned off, atmospheric pressure is introduced into the diaphragm 34a, and the wastegate valve 32 is opened by the spring 34b.
will be closed. At step 108, the solenoid valve 58 (VSV2) that controls the exhaust switching valve 40 is turned off. Therefore, atmospheric pressure acts on the diaphragm 40x of the actuator 40. On the other hand, the compressor outlet pressure of the small turbocharger 18 is always introduced into the diaphragm 40b. Since it is dominant, the exhaust switching valve 38 remains closed. In step 110, the solenoid valve 64 (VSV3) is turned on and the compressor outlet pressure P of the turbocharger 20 acts on the upper side of the diaphragm 48a, so the intake bypass valve 46 is closed. Further, in step 112, the solenoid valve 66 (VSV
4) is turned off, the negative pressure from the negative pressure pump 67 acts on the f side of the diaphragm 48a, which pulls the diaphragm 48a downward, increasing the closing force of the intake bypass valve 46 and ensuring its closing. is ensured.

小型ターボチャージャの下流の圧力Px>Pse□とな
ると、即ち目標過給圧が得られると、スTツブ100よ
りステップ120に進み、フラグF・1か否か判別され
る。このフラグFは過給圧が目標値に到達した後、大型
ターボチャージャの下流の圧力が小型ターボチャージャ
のr流の圧力に追いつくまでの間セット(1〉され(第
4図(ロ))、それ以外ではリセット(0)である。最
初に目標過給圧が得られた段階ではF・0であるため、
ステップに進み、F=1 とフラグをセットし、ステッ
プ124ではデユーティ比DUTY i、T初期値DL
ITYOが入れられる。
When the downstream pressure of the small turbocharger becomes Px>Pse□, that is, when the target supercharging pressure is obtained, the process proceeds from the T-tube 100 to step 120, where it is determined whether the flag is F.1. This flag F is set (1) after the boost pressure reaches the target value until the downstream pressure of the large turbocharger catches up with the pressure of the r flow of the small turbocharger (Fig. 4 (b)). Otherwise, it is reset (0).When the target boost pressure is first obtained, it is F・0, so
Proceeding to step 1, a flag is set as F=1, and in step 124, the duty ratio DUTY i, T initial value DL
ITYO can be included.

即ち、電磁弁85(VSV6) ハソノデコーティ比D
UTYOに応じたON−OFF比を持ったパルス信号に
て駆動され、スプリング40d側にデユーティ比DUT
YOに応じた負圧か加わり、この分スプリング40dの
設定を弱める。そのため、排気切替弁38の開度は急に
大きくなり、これは過給圧の目標値が下降させたのと等
価になり、−旦当初の目標過給圧Pseアに到達した圧
力は第4図(イ)のlのように降下する。この適当な降
下量が得られるように初期のデユーティ比DUTYOの
値を設定する必要がある。
That is, solenoid valve 85 (VSV6) Hasonodecoty ratio D
It is driven by a pulse signal with an ON-OFF ratio according to the UTYO, and a duty ratio DUT is installed on the spring 40d side.
A negative pressure corresponding to YO is applied, and the setting of the spring 40d is weakened accordingly. Therefore, the opening degree of the exhaust switching valve 38 suddenly increases, which is equivalent to lowering the target value of the boost pressure, and the pressure that has reached the initial target boost pressure Pse It descends as indicated by l in figure (a). It is necessary to set the initial value of the duty ratio DUTYO so that this appropriate amount of fall can be obtained.

ステップ106−112の処理はP2≦Psatの場合
と同様である。
The processing in steps 106-112 is the same as in the case of P2≦Psat.

次にこのルーチンを実行するときF=1であるから、ス
テップ120よりステップ130に流れ、小型ターボチ
ャージャのコンプレッサ下流圧力P2から大型ターボチ
ャージャのコンプレッサ下流の下流の圧力P1を引いた
ものが所定値Δより大きいか否か判別される。第4図(
イ)から分かるように最初はP2P+>Δであるからス
テップ132に進みデユーティ比DUTYがαインクリ
メントされ、106以下の処理に進む。そのため、過給
圧目標値は少しづづ降下され、これに準じて小型ターボ
チャージャの下流圧力P2は線lのように暫時降下する
Next, when this routine is executed, since F=1, the flow goes from step 120 to step 130, and the predetermined value is obtained by subtracting the pressure P1 downstream of the compressor of the large turbocharger from the compressor downstream pressure P2 of the small turbocharger. It is determined whether or not it is larger than Δ. Figure 4 (
As can be seen from b), initially P2P+>Δ, so the process proceeds to step 132, where the duty ratio DUTY is incremented by α, and the process proceeds to steps 106 and below. Therefore, the boost pressure target value is gradually lowered, and accordingly, the downstream pressure P2 of the small turbocharger is lowered for a while as shown by line 1.

小型ターボチャージャのコンプレッサ下流圧力P2から
大型ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力P1を
引いたものが所定値Δより小さくなると、即ち、大型タ
ーボチャージャのコンプレッサ下流圧力P、が目標値に
近づいてくるとステップ140に進み、フラグFがクリ
ヤされ、ステップ142でデユーティ比DUTY=Oと
される。そのため電磁弁85(VSV6)は全閉に復帰
し、スプリング力はスプリング40c、 40dの本来
の合力値に戻り、過給圧は破線のように本来の値Pst
=Tに向かって増加する。
When the compressor downstream pressure P2 of the small turbocharger minus the pressure P1 downstream of the large turbocharger becomes smaller than a predetermined value Δ, that is, when the compressor downstream pressure P of the large turbocharger approaches the target value, step The process proceeds to step 140, where the flag F is cleared, and the duty ratio is set to DUTY=O in step 142. Therefore, the solenoid valve 85 (VSV6) returns to the fully closed state, the spring force returns to the original combined force value of the springs 40c and 40d, and the boost pressure returns to the original value Pst as shown by the broken line.
= increases towards T.

ステップ144では小型ターボチャージャの下流の圧力
P2>大型ターボチャージャ16のコンプレッサ出口圧
力P、が成立するか否か判別される。
In step 144, it is determined whether the following relationship holds: downstream pressure P2 of the small turbocharger>compressor outlet pressure P of the large turbocharger 16.

大型ターボチャージャのコンプレッサ出口圧力が小型タ
ーボチャージャのコンプレッサ出口圧力に追いつかない
場合(P2>PI)はステップ106−11.2の制御
が継続される。エンジンの回転数NEがNH3まで上昇
し、大型ターボチャージャ16のコンプレッサ出口圧力
P、の立ち上がりが小型ターボチャージャ18のコンプ
レッサ出口圧力P2に追いつき、Pz=P1 となると
、ステップ144よりステップ146ニ進み、電磁弁5
4(VSVI)がONされると、ダイヤフラム34aに
位置56からの過給圧が導入され、スプリング34bに
抗してウェイストゲート弁32は開放方向に付勢される
。ステップ148で排気切替弁38の作動用電磁弁58
(VSV2)がONされる。そのため、ダイヤフラム4
0aに過給圧が作用するため、過給圧に対抗する排気切
替弁38を閉じる力にスプリング40bは関与しなくな
り、スプリング40cの弱い付勢力のみが閉じる力に関
与する。そのため、アクチュエータ40は排気切替弁3
8を一気に開弁に至らしめる。ステップ150では電磁
弁66(VSV4)がOFFされるため大気圧がダイヤ
フラム48aの上側に作用し、ステップ152で電磁弁
66(VSV4)がONされ、過給圧がダイヤフラム4
8bの下側に作用するため、ダイヤフラム48aは上方
に押圧され、吸気バイパス弁46は一気に開弁される。
If the compressor outlet pressure of the large turbocharger cannot catch up with the compressor outlet pressure of the small turbocharger (P2>PI), the control in step 106-11.2 is continued. When the engine speed NE increases to NH3, the rise of the compressor outlet pressure P of the large turbocharger 16 catches up with the compressor outlet pressure P2 of the small turbocharger 18, and Pz=P1, the process proceeds from step 144 to step 146. Solenoid valve 5
4 (VSVI) is turned on, supercharging pressure from position 56 is introduced into the diaphragm 34a, and the wastegate valve 32 is urged in the opening direction against the spring 34b. In step 148, the solenoid valve 58 for operating the exhaust switching valve 38
(VSV2) is turned on. Therefore, diaphragm 4
Since the supercharging pressure acts on Oa, the spring 40b is no longer involved in the force to close the exhaust switching valve 38 that opposes the supercharging pressure, and only the weak biasing force of the spring 40c is involved in the closing force. Therefore, the actuator 40 is connected to the exhaust switching valve 3.
8 to open the valve at once. In step 150, the solenoid valve 66 (VSV4) is turned off, so that atmospheric pressure acts on the upper side of the diaphragm 48a, and in step 152, the solenoid valve 66 (VSV4) is turned on, and the supercharging pressure is applied to the diaphragm 48a.
8b, the diaphragm 48a is pressed upward, and the intake bypass valve 46 is opened all at once.

第4図(イ)はこの発明の制御による大型ターボチャー
ジャのコンプレッサ下流圧力PI、小型ターボチャージ
ャのコンプレッサ下流圧力P2の変化を示し、P2が目
標値PSETに到達したときデユーティ比DUTYの設
定により排気切替弁38の開度が大きくなり、過給圧が
lのように暫時降下する。この排気切替弁38の開度が
大きくなる分天型ターボチャージャ16のタービン22
へのエネルギが多くなり、大型ターボチャージャ16の
コンプレッサ下流の圧力P、の上昇は早まり、効率を高
めることができる。第6図は特願昭63−250928
号における過給圧に変化を示す。この場合、目標値P 
52Tは排気切替弁の開弁後(NE=NE1の点)も同
じ値であるため、排気切替弁38の開度が小さく、大型
ターボチャージャのタービン22への排気エネルギがそ
の分小さくなり、大型ターボチャージャのコンプレッサ
出口圧力P1は上昇は遅くなる。これに対して、この発
明では排気切替弁38が開放した後に大型ターボチャー
ジャのタービン22へのガス最が増大するため、破線(
第3図(イ)のPlと同じ) CV)ようζご圧力の1
−昇苓・早めることができる。
Figure 4 (a) shows the changes in the compressor downstream pressure PI of a large turbocharger and the compressor downstream pressure P2 of a small turbocharger under the control of the present invention. When P2 reaches the target value PSET, the duty ratio DUTY is set to exhaust the The opening degree of the switching valve 38 increases, and the supercharging pressure drops for a while as shown by l. The turbine 22 of the split-type turbocharger 16 increases the opening degree of the exhaust switching valve 38.
As a result, the pressure P downstream of the compressor of the large turbocharger 16 increases more quickly, and the efficiency can be improved. Figure 6 is patent application No. 63-250928.
The figure shows the change in boost pressure at No. In this case, the target value P
52T is the same value even after the exhaust switching valve is opened (at the point NE=NE1), so the opening degree of the exhaust switching valve 38 is small, and the exhaust energy to the turbine 22 of the large turbocharger is correspondingly small. The compressor outlet pressure P1 of the turbocharger increases slowly. In contrast, in the present invention, the amount of gas flowing into the turbine 22 of the large turbocharger increases after the exhaust switching valve 38 opens, so the broken line (
Same as Pl in Figure 3 (a)) CV) 1 of the pressure
- Shorei can be accelerated.

実施例では過給圧の目標値を変更する手段2(。In the embodiment, means 2 (.

てスプリング40d側のダイヤフラt、40biS、g
負庁を印加17でいるが、その化オー)りにスプリング
40d 己X反対側のダイヤフラム40b面への配!(
第7図では60の位置に開Ot、でいる)に3力切替弁
を設け、通常時に3万切替弁をデ、−ティ制御するここ
でダイヤフラム40bの圧力をボート60の圧力より下
げておき、目標値を変化させるときデ□ティ比を小さ(
することで排気切替弁38の開度を大きくするようy、
H制御でもよい。
diaphragm t, 40biS, g on the spring 40d side
The negative voltage is applied at 17, but when that happens, the spring 40d is placed on the opposite side of the diaphragm 40b! (
In Fig. 7, a three-force switching valve is provided at the 60 position (open), and the 30,000 switching valve is normally controlled by the 3-force switch.Here, the pressure of the diaphragm 40b is lowered below the pressure of the boat 60. , when changing the target value, reduce the duty ratio (
By doing so, the opening degree of the exhaust switching valve 38 is increased.
H control may also be used.

また、この発明は急加速時の効率IelJ、を狙ってお
り、通常の加速時には特願昭63−250928号に示
す単純な制御Q)ままでもよい。
Further, this invention aims at efficiency IelJ during rapid acceleration, and the simple control Q) shown in Japanese Patent Application No. 63-250928 may be used during normal acceleration.

〔効果〕〔effect〕

この発明では排気切替弁が開放後大型ターボチャージャ
が立ち上が−5)で来るまでの間型時過給圧目標値を下
げることにより大型ターボヂャ″′−ジャ・\加わる排
気の、ゴネルギ苓大きくイることかでき、大型夕・〜ボ
づ′ヤ・−ジャー・・の移行を早めることができるため
効率が高められる。
In this invention, after the exhaust switching valve is opened and until the large turbocharger starts up, the target value of supercharging pressure is lowered, thereby increasing the gonergy of the exhaust gas applied to the large turbocharger. Efficiency is increased because it is possible to speed up the transition between large-scale jets, boats, and jars.

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

第1図はこの発明の機能構成を示す概略図。 第2図はこの発明の実施例の構成を示す一図。 第3図は第1図の制御回路の作動を説明リーるノロ−チ
ャー 1・。 第4図は実施例における過給圧(イ)、フラグF(D)
、デユーデイ比DUTY (ハ)の変化を示す閃。 第5図は従来にお4ノるニンジン回転数に対する過給圧
の特性を本発明との比較で示す図。 lO・・・エンジン本体、12・・・吸気管、14・・
・排気管、16・・・大をターボチャ・−ジャ、工8・
・・小型ターボチャージャ、 30・・・第1排気バイパス通路、 32・・・ウェイストゲート弁、 36・・・第2排気バイパス通路、
FIG. 1 is a schematic diagram showing the functional configuration of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the invention. FIG. 3 is a flowchart explaining the operation of the control circuit shown in FIG. 1. Figure 4 shows the boost pressure (A) and flag F (D) in the example.
, a flash indicating a change in duty ratio DUTY (c). FIG. 5 is a diagram showing the characteristics of supercharging pressure with respect to four carrot rotational speeds in comparison with the present invention. lO...Engine body, 12...Intake pipe, 14...
・Exhaust pipe, 16...large turbocharger, 8.
...Small turbocharger, 30...First exhaust bypass passage, 32...Wastegate valve, 36...Second exhaust bypass passage,

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 大型ターボチャージャと小型ターボチャージャをガスの
流れ方向に直列に配置し、小型ターボチャージャを迂回
するバイパス通路に排気切替弁を設け、小型ターボチャ
ージャの下流の過給圧を検出する過給圧検出手段と、過
給圧の目標値と実測過給圧との比較により過給圧が目標
値に等しくなるように排気切替弁の作動を制御する手段
とを具備した直列2段過給内燃機関において、過給圧が
目標値に到達した後、大型ターボチャージャが立ち上が
るまでの期間に目標値を暫時下降させ、その後本来の値
に復帰するように設定する目標値設定手段を具備した2
段過給内燃機関の過給制御装置。
A supercharging pressure detection means that arranges a large turbocharger and a small turbocharger in series in the gas flow direction, provides an exhaust switching valve in a bypass passage that bypasses the small turbocharger, and detects the supercharging pressure downstream of the small turbocharger. and means for controlling the operation of the exhaust switching valve so that the boost pressure becomes equal to the target value by comparing the target value of the boost pressure with the measured boost pressure, 2. A target value setting means is provided for setting the target value to decrease for a while until the large turbocharger starts up after the boost pressure reaches the target value, and then returns to the original value.
Supercharging control device for stage supercharging internal combustion engines.
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