JPH03286143A - 過給機付エンジンの制御装置 - 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） 本発明は過給機付エンジンの制御装置に関するものであ
る。

（従来技術） 排気ターボ過給式のエンジンにあっては、いわゆるシー
ケンシャルターボと呼ばれるように、複数の排気ターボ
過給機を備えて、低速時には一部の排気ターボ過給機の
みを作動させて過給能力の小さい第１状態とする一方、
高速時には少なくとも残りの排気ターボ過給機を作動さ
せて過給能力の大きい第２状態とすることが提案されて
いる。

すなわち、低速時に作動される排気ターボ過給機（以下
１次側ターボ過給機と称す）を小型のものとすることに
より、応答性が確保される。一方、高速時には、残りの
排気ターボ過給機（以下２次側ターボ過給機）を大型の
ものとして当該２次側ターボ過給機のみを作動させるこ
とにより、あるいは１次側と２次側との両方のターボ過
給機を作動させることにより、大きな過給能力が得られ
る。このようなシーケンシャルターボは例えば特開昭６
０−２５９７２２号公報、特開昭５９−１６００２２号
公報に開示されている。

上記シーケンシャルターボにあっては、２次側ターボ過
給機を極力応答良く作動させるために、その作動前にあ
らかじめ当該２次側ターボ過給機を余回転させることも
提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、前述したシーケンシャルターボの場合、２次
側ターボ過給機の余回転が長時間連続して行なわれてし
まうおそれがある。例えば、１次側ターボ過給機のみを
作動させる運転領域ではあるが、２次側ターボ過給機を
作動させる運転領域付近での走行が長時間長なわれる場
合がある。このような場合として、例えば比較的ゆるや
かな長い登板路を走行する場合がある。

上述のように２次側ターボ過給機の余回転が長時間長な
われると、当該２次側ターボ通給機のブロア側にある吸
気が極めて高温となり、２次側ターボ過給機を損傷させ
る原因ともなりかねない。

このような事態を回避すべく、２次側ターボ過給機のブ
ロアの上流側と下流側とを連通ずるリリーフ通路を設け
て、余回転時にはこのリリーフ通路を開いておくことも
考えれるが、長時間の余回転ではこのような吸気のりＩ
／−フを行なっても２次側ターボ過給機のブロア回りの
吸気温度を低く維持しておくことがむずかしいものとな
る。

したがって、本発明の目的は、２次側ターボ過給機をそ
の作動前にあらかじめ余回転させるものを前提として、
この余回転が長時間長なわれることによる２次側ターボ
過給機への悪影響を回避し得るようにしたが過給機付エ
ンジンの制御装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達
成するため、本発明にあっては次のような構成としであ
る。すなわち、エンジンに対して少なくとも低速時に作
動される１次側排気ターボ過給機および高速時にのみ作
動される２次側排気ターボ過給機設けられ、上記２次側
排気ターボ過給機を作動させる前にあらかじめ該２次側
排気ターボ過給機が余回転されるようにした過給機付き
エンジンにおいて、前記２次側排気ターボ過給機が余回
転されている時間が所定時間以上となったとき、該余回
転を禁止する余回転禁止手段が設けられている、ような
構成としである。

このように、余回転が所定時間以上行なわれたときは、
この余回転を行なわないようにしであるので、２次側タ
ーボ過給機の損傷等の悪影響が防止される。

なお、余回転を禁止しても、２次側ターボ過給機の作動
開始時の応答が若干遅れる程度なので、特に問題は生じ
ないものとなる。

（発明の効果） このように、本発明によれば、常時は余回転を利用して
２次側ターボ過給機の作動開始時の応答性を確保しつつ
、この余回転が長時間長なわれることによる２次側ター
ボ過給機への悪影響を回避することができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図において、エンジン１の排気ガスを排出する排気
通路２は、エンジン１より互いに独立した２本の分岐排
気通路２ａ、２ｂを有する。また、エンジン１の吸入空
気が流通する吸気通路３は、吸入空気量を検出するエア
フロメータ４の下流側において分岐して２本の分岐吸気
通路３ａ、３ｂを有し、両分岐吸気通路３ａと３ｂとは
インタークーラ５の上流側において合流している。イン
タークーラ５の下流側の吸気通路３には、スロットル弁
６、サージタンク７および燃料噴射弁８が配設されてい
る。

上記２本の分岐排気通路２ａ、２ｂのうちの一方の分岐
排気通路２ａには、・排気ガスによって回転駆動される
タービンＴＰが配設され、このタービンＴＰは、一方の
分岐吸気通路３ａに配設されたブロワｃｐに回転軸ＬＰ
を介して連結されている。そして、これらタービンＴＰ
、回転軸ＬＰ、ブロワＣｐを主要素として小型の１次側
ターボ過給機９が構成されている。同様に、他方の分岐
排気通路２ｂには、排気ガスによって回転駆動されるタ
ービンＴＳが配設されているとともに、他方の分岐吸気
通路３ｂにはブロワｃｓが配設され、これらタービンＴ
Ｐとブロワｃｓとが回転軸ＬＳによって連結されて、大
型の２次側ターボ過給機１０を構成している。

分岐吸気通路３ａ、３ｂのブロワＣｐ、Ｃ３の上流側の
通路部分は、吸気通路３から分岐した分岐部において互
いに一直線状になるように対向して形成されており、一
方の分岐吸気通路３ｂに発生した圧力波が他方の分岐吸
気通路３ａ側には伝播し易く、エアフローメータ４側に
は伝播し易く、エアフローメータ４側には伝播しにくい
ような構成となっている。

上記２次側の分岐排気通路２ｂには、タービンＴＳの上
流側において排気カット弁１１が配設されている。この
排気カット弁１１は、低回転域でこの分岐排気通路２ｂ
を閉じて２次側ターボ過給機１０のタービンＴＳへの排
気ガスの提供を遮断し、１次側ターボ過給機９のみを作
動させるために設けられているものである。

２次側の分岐排気通路２ｂのうち上記排気カット弁１１
の上流側部分が、連通路１２を介して、１次側の分岐排
気通路２ａのタービンＴＰ上流側に接続されている。上
記連通路１２は、両タービンＴＰ、ＴＳの下流側の排気
通路２に対して、ウェストゲート弁１７が配設されたバ
イパス通路１８を介して接続されている。このバイパス
通路１８のうち上記ウェストゲート弁１７上流側部分が
、排気洩らし弁１３が配設された洩らし通路１４を介し
て、分岐排気通路２ｂのうちタービンＴＳと排気カット
弁１１との間に接続されている。

上記排気洩らし弁１３は、ダイヤフラム式アクチュエー
タ１６によって操作されるようになっており、該アクチ
ュエータ１６の圧力室が、制御圧力導管１５を介して、
１次側ターボ過給機９のブロワｃｐの下流側において分
岐吸気通路３ａに開口している。この洩らし弁１３は、
エンジン回転数の上昇過程において、ブロワＣｐの下流
側の過給圧Ｐｉが所定の値（例えば５００ｍｍＨｇ）以
上となると開動作され、これにより排気カット弁１１が
閉じているときに少量の排気ガスがバイパス通路１４を
通じてタービンＴＳに供給される。したがって、タービ
ンＴＳが排気カット弁１１の開く以前に予め回転を開始
して、排気カット弁１１が開いたときの過給応答性向上
と共に、トルクショックを緩和するようになっている。

なお、１９．２０は、排気カット弁１１及びウェストゲ
ート弁１７をそれぞれ操作するダイヤフラム式アクチュ
エータであるが、これらのアクチュエータの動作につい
ては後述する。

一方、２次側の分岐吸気通路３ｂには、ブロワＣｐの下
流側において吸気カット弁２１が配設されている。また
ブロワＣ３をバイパスする通路２２が設けられていて、
このバイパス通路２２にリノーフ弁２３が配設されてい
る。上記吸気カット弁２１は、後述するようにダイヤフ
ラム式アクチュエータ２４によって操作される。また、
上記リリーフ弁２３は、エンジン回転数の上昇過程にお
いて、吸気カット弁２１および排気カット弁１が開く時
点よりも少し前までバイパス通路２２を開いていて、排
気カット弁１１が閉じているときの排気洩らし弁１３の
開動作に基づくブロワＣ３の回転によって、ブロワＣ３
と吸気カット弁２１との間における分岐吸気通路３ｂの
圧力が上昇するのを防止し、かつブロワＣ５が回転しや
すいように設けられている。このようなリリーフ弁２３
は、ダイヤフラム式アクチュエータ２５によって操作さ
れる。

吸気カット弁２１を作動するアクチュエータ２４の制御
圧力導管２６は、電磁ソレノイド弁よりなる三方弁２７
の出力ボートに接続されている。

また、排気カット弁１１を作動するアクチュエータ１９
の制御圧力導管２８は、同様に電磁ソレノイド弁よりな
る三方弁２９の出力ボートに接続されている。さらにリ
リーフ弁２３を作動するアクチュエータ２５の制御圧力
導管３ｏは、上述と同様の三方弁３１の出力ボートに接
続されている。

ウェストゲート弁１７を作動するアクチュエータ２０の
制御圧力導管３２は、電磁ソレノイド弁よりなる三方弁
３３の出力ボートに接続されている。これら電磁シレノ
イド弁よりなる三方弁２７．２９．３１および３３は、
マイクロコンビュ−夕を利用して構成された制御回路３
５によって制御される。この制御回路３５は、エンジン
回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｑ、スロットル開度ＴＶＯおよ
び一次側ターボ過給機９のブロワＣｐの下流側の過給圧
Ｐｌ等の検出値に基づいて、各電磁ソレノイド弁を制御
する。

上記４個の電磁ソレノイド弁のうち、三方弁２９の一方
の入力ポートは大気に開放されており、他方の人力ボー
トは、導管３６を介して負圧タンク４３に接続されてい
る。この負圧タンク４３には、スロットル弁６の下流の
吸気負圧Ｐｎが、チエツク弁３７を介して導入される。

また、三方弁２７は、その一方の入力ポートが導管３６
を介して上記負圧タンク４３に接続され、他方の入力ポ
ートは、導管３８を介して差圧検出弁３９の出力ボート
に接続されている。

上記差圧検出弁３９の一方の入力ポートは、導管４１を
介して吸気カット弁２１の下流側に接続されて、１次側
ブロワｃｐの下流側の過給圧Ｐ１を導入するようになっ
ている。また、他方の入力ポートは、導管４２を介して
吸気カット弁２１の上流側に接続されて、吸気カット弁
２１が閉じているときの吸気カット弁２１の上流側の圧
力Ｐ２を導入するようになっている。そして、この差圧
検出弁３９は、圧力Ｐ１とＰ２との圧力差が大きいとき
に開状態となって、大気を導管３８に導入するが、差圧
Ｐ２−Ｐ　１が所定値上△Ｐ以内になったときに閉じる
ようになっている。したがって、三方弁２７が導管２６
を導管３８に連通している状態で、差圧Ｐ２−Ｐ　１が
所定値上△Ｐよりも大きくなる゛と、アクチュエータ２
４に大気が導入されて、吸気カット弁２１が開かれる。

また、三方弁２７が導管２６を導管３６に連通させたと
きは、アクチュエータ２４に負圧が供給されて吸気カッ
ト弁２１が閉じられる。

一方、三方弁２９が導管２８を導管３６に連通させたと
き、アクチュエータ１９に負圧が供給されて排気カット
弁１１が閉じられ、このときは１次側ターボ過給機９の
みが作動された状態となる。また、三方弁２９が導管２
８を大気に解放すると、排気カット弁１１が開かれて、
２次側ターボ過給機１０が作動される。

ここで、三方弁３１の一方の入力ポートも大気に開放さ
れ、他方の入力ポートは負圧タンク４３に接続されてお
り、エンジンが低回転のときは導管３０に吸気負圧Ｐｎ
が導入されて、リリーフ弁２５がバイパス通路２２を開
いているが、エンジン回転数Ｎｅの上昇過程で、上記吸
気カット弁２１および排気カット弁１１が開く段階以前
において、上記三方弁３１が制御回路３５からの信号に
よって大気側に切換えれ、これによりリリーフ弁２５が
バイパス通路２２を閉じるようになっている。

さらに三方弁３３の一方の入力ポートには、アクチュエ
ータ１６の制御圧力導管１５を通じて過給圧ＰＩが導入
されるようになっており、エンジン回転数Ｎｅおよびス
ロットル開度ＴＶＯが所定値以上でかつ過給圧Ｐ１が所
定値以上になったとき、制御回路３５が二方弁３３を開
いてアクチュエータ２０に過給圧Ｐ１を導入し、これに
よりウェストゲート弁１７がバイパス通路１８を開くよ
うになっている。また、三方弁３３の他方の入力ポート
は大気に解放されており、アクチュエータ２０に大気が
供給されたとき、ウェストゲート弁１７が閉じられる。

１次側ターボ過給機９と２次側ターボ過給機１０の運転
領域は、例えば第２図に示すように設定されている。す
なわち、排気カット弁１１が開のときに１次側と２次側
との両ターボ過給機９と】Ｏとが運転され、排気カット
弁１１が閉じたときは１次側ターボ過給機９のみが運転
される。そして、２次側ターボ過給機１０を余回転させ
るための洩らし弁１３の切換線が、１次側ターボ過給機
９のみの運転領域のうち、１次側＋２次側の両ターボ過
給機９．１０の運転領域に対する境界付近に設定されて
いる。

ここで、２次側ターボ過給機１０の余回転に着目して制
御ユニット３５の制御内容を示したのが、第３図に示す
フローチャートである。以下このフローチャートについ
て説明するが、以下の説明でＰはステップを示す。

先ず、Ｐｌにおけるイニシャライズで、タイマフラグが
Ｏにされると共に、タイマのカウント値もＯにされる。

Ｐ２において、エンジン回転数、スロットル開度等のデ
ータが入力された後、Ｐ３において、現在１次側（プラ
イマリ）ターボ過給機９のみによる運転領域であるか否
かが判別される。このＰ３の判別でＹＥＳのときは、Ｐ
４において、２次側（セカンダリ）ターボ過給機１０が
余回転されているか否かが、洩らし弁１３が開いている
が否かをみることによって判別される。

上記Ｐ５の判別でＹＥＳのときは、Ｐ５においてタイマ
フラグが１であるか否かが判別されるが、当初はＯにイ
ニシャライズされているので、Ｐ６に移行してタイマフ
ラグが１にセットされる。この後、Ｐｌにおいてタイマ
のカウントアツプが行なわれた後、Ｐ８において、タイ
マ値が所定値以上となったか否かが判別される。このＰ
８の判別でＮｏのときはそのままリターンされる。

再びＰ５へきたときは、Ｐ５での判別がＹＥＳとなって
、Ｐ７以降の処理を経る。そして、タイマ値が所定値以
上となると、Ｐ９の判別がＹＥＳとなって、２次側ター
ボ過給機１０の余回転が禁止される（洩らし弁１３が強
制的に閉じられる）。

前記Ｐ３の判別でＮｏのとき、あるいはＰ４の判別でＮ
Ｏのときは、いずれもＰＩＯに移行して、タイマフラグ
がＯにリセットされると共に、タイマ値もＯにクリアさ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第２図は１次側と２次側との各ターボ過給機の運転領域
の設定例を示す図。 第３図は本発明の制御例を示すフローチャート。 ｌ：エンジン ２：排気通路 ２ａ、２ｂ＝分岐排気通路 ３：吸気通路 ３ａ、３ｂ：分岐吸気通路 ９：１次側ターボ過給機 １０：２次側ターボ過給機 １３：洩らし弁（糸回転用） Ｔｐ：タービン（１次側） Ｔｓ：タービン（２次側） Ｃｐニブロア　（１次側） Ｃｓニブロア　（２次側） Ｌｐ：回転軸　（１次側） Ｌｓ二回転軸　（２次側） ３５：制御回路 ベロンＬ暑訴廻メ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンに対して少なくとも低速時に作動される
   １次側排気ターボ過給機および高速時にのみ作動される
   ２次側排気ターボ過給機設けられ、上記２次側排気ター
   ボ過給機を作動させる前にあらかじめ該２次側排気ター
   ボ過給機が余回転されるようにした過給機付きエンジン
   において、 前記２次側排気ターボ過給機が余回転されている時間が
   所定時間以上となったとき、該余回転を禁止する余回転
   禁止手段が設けられている、ことを特徴とする過給機付
   きエンジンの制御装置。