JPH0381522A - 過給機を備えた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、過給機を備えたエンジンの制御装置に関し、
特に、複数の過給機の運転個数が切換えられる時の加速
フィーリングの低下、トルクショックの発生、応答性の
変化による異和感の発生等を防止できるようにした、過
給機を備えたエンジンの制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

−１ｍに、エンジンに排気ターボチャージャ方式の過給
機を付設する場合には、いわゆる、ターボラグにより加
速性能が悪化すること、ノンキングが発生し易くなり、
ノンキング防止のために圧縮比を小さくすると低速トル
クが不足すること等の問題が伴う。このような問題を解
決する方法としては、複数の過給機を並列に接続し、エ
ンジンの回転数に対応して各過給機の効率を変更する、
いわゆる、シーケンシャル制御方式によって過給圧を変
更することが試みられている。

すなわち、従来、エンジンに複数の過給機を設ける場合
には、第９図に例示するように、エンジン１の排気路２
は、排気マニホールド２１の下流で一旦プライマリ排気
路２２ａとセカンダリ排気路２３ａとに分岐された後、
再び排気集合路２４に集合させである。そして、プライ
マリ排気路２２ａにプライマリ過給機３ａのタービン室
３１ａを介在させると共にセカンダリ排気路２３ａにセ
カンダリ過給機４ａのタービン室４１ａを介在させであ
る。上記セカンダリ排気路２３ａのクービン室４１ａよ
りも上流側にはセカンダリ排気路２３ａを開閉する排気
カット弁２７ｂが設けられるとともに、この排気カット
弁２７ｂをバイパスするり−ク通路２６ａ及びこのリー
ク通路２６ａを開閉するリーク弁２８が設けられる。そ
して、プライマリ過給機３ａあるいはプライマリ・セカ
ンダリ両過給機３ａ・４ａによる過剰過給を防止するた
め、プライマリ過給機３ａのタービン室３１ａ及びセカ
ンダリ排気路２３ａの排気カット弁２７ｂの上流側と初
見集合路２４とを連通させるリリーフ通路２５ａと、こ
のリリーフ通路２５ａの開度を調節するリリーフ弁（ウ
ェストゲートバルブ）２９とが設けられる。

一方、エンジン１に吸気を導入する吸気路５はエアフロ
ーメータ７を介在させた入口路５１の下流で一旦ブライ
マリ吸気路５２ａとセカンダリ吸気路５３ａとに分岐さ
れてから再び下流集合路５４に集合され、この後、吸気
マニホールド５５を介してエンジン１の各吸気ポートに
連通されている。上記プライマリ吸気路５２ａにはプラ
イマリ過給１３ａのブロア室３２ａが、また、上記セカ
ンダリ吸気路５３ａにはセカンダリ過給機４ａのブロア
室４２ａがそれぞれ介在させである。また、セカンダリ
吸気路５３ａのブロア室４２ａよりも下流側にはセカン
ダリ吸気路５３ａを開閉する吸気カット弁５７が設けら
れる。そして、この吸気カット弁５７の上流側でブロア
室４２ａをノ＼イバスするバイパス通路５６がセカンダ
リ吸気路５３ａに接続されるとともに、このバイパス通
路５６を開閉するバイパス弁５８が設すられる。

上記プライマリ・セカンダリ各過給機３ａ・４ａは、そ
れぞれタービン室３１ａ・４１ａ、ブロア室３２ａ・４
２ａの他に、タービン室３１ａ・４１ａに回転自在に収
納されたタービン３３ａ・４３ａと、ブロア室３２ａ・
４２ａに回転自在に収納されたブロア３４ａ・４４ａと
、各タービン３３ａ・４３ａを各ブロア３４ａ・４４ａ
に連結する連結軸３５ａ・４５ａとを備えている。

なお、上記吸気路５の下流集合路５４には、インターク
ーラ８と、スロットル弁９とが介在させてあり、吸気マ
ニホールド５５の幹部には燃料噴射ノズル１３が設けら
れる。

そして、運転状態に対応してプライマリ・セカンダリ各
過給機３ａ・４ａの効率を制御することにより過給圧を
制御する過給圧制御装置１０ｂが設けられる。

この過給圧制御装置１０ｂは、電子回路部１１ｂとエア
回路部１２ｂとからなり、電子回路部１１ｂはデータ検
出部として、エンジン１の回転数を検出する回転数セン
サ１１１、スロットル弁９０開度を検出するスロットル
センサ１１２及び吸気路５の下流集合路５４の内圧を検
出する吸気圧センサ１１３と、制御回路本体１１４ｂと
を備える。

また、エア回路部１２ｂは、吸気路５の下流集合路５４
に逆止弁１２１を介して接続されたサージタンク１２２
と、これから導出された第１加圧エア供給路１２３ａと
、プライマリ吸気路５２ａのブロア室３２ａよりも下流
側の部分から導出された第２加圧エア供給路１２４とを
備えている。

上記第１加圧エア供給路１２３ａには排気カン１−弁２
７ｂを開閉駆動するアクチュエータ１２５ａと、バイパ
ス弁５８を開閉駆動するアクチュエータ１２５Ｃと、吸
気カット弁５７を開閉駆動するアクチュエータ１２５ｄ
と、負圧導入弁１２７とが接続され、第２加圧エア供給
路１２４にはリーク弁２８を開閉駆動するアクチュエー
タ１２５ｂと、リリーフ弁２９を開閉駆動するアクチュ
エータ１２５ｅとが接続される。そして、サージタンク
１２２からアクチュエータ１２５ａに供給される加圧空
気は排気カット制御弁１２６ａによりオンオフ制御及び
圧力制御され、サージタンク１２２からアクチュエータ
１２５Ｃに供給される加圧空気はバイパス制御弁１２６
Ｃにより、また、サージタンク１２２からアクチュエー
タ１２５ｄに供給される加圧空気は吸気カット制御弁１
２６ｄにより、それぞれオンオフＩｌｌ　１卸されるよ
うになっている。また、プライマリ吸気路５２ａからア
クチュエータ１２５ｂに供給される加圧空気はリーク制
御弁１２６ｂによってオンオフ制御され、プライマリ吸
気路５２ａからアクチュエータ１２５ｅへの加圧空気の
供給はリリーフ制御弁１２６ｅによりオンオフ制御及び
圧力制御されるようになっている。

そして、これらの制御弁１２６ａ〜１２６ｅにはそれぞ
れ電子回路部１１ｂの制御回路本体１１４ｂから出力さ
れるバルブ制御信号を受けて各制御弁１２６ａ〜１２６
ｅを駆動するソレノイドが内蔵されている。

上記制御回路本体１１４ｂは、例えば第１０図に示すよ
うに、回転数センサ１１１からエンジン回転数Ｎｅを読
み込むと共にスロットルセンサ１１２からスロットル開
度αを読み込み（Ｓｌ）、これらエンジン回転数Ｎｅと
スロットル開度αどに対応する定数としてチューニング
により経験的に決められた目標過給圧Ｐ。を制御マツプ
から読み取って目標過給圧Ｐ。を設定しくＳ２）、この
後、吸気圧センサ１１３が検出する実過給圧Ｐを読み取
る（Ｓ３）。更に、この後、エンジン回転数Ｎｅと実過
給圧Ｐに基づき運転状態がシーケンシャル制御の制御ゾ
ーン、すなわち、プライマリ過給機３ａのみによる過給
を行うシングル制御ゾーンかプライマリ・セカンダリ両
過給機３ａ・４ａによる過給を行うツイン制御ゾーンか
が判定される（Ｓ４）。次に、この判定結果に基づきリ
ーク弁２８、バイパス弁５８及び吸気カット弁５７を開
閉するバルブ制御信号を設定しくＳ５）、排気カット弁
２７ｂの開度を設定する（Ｓ６）。この排気カット弁２
７ｂの開度の設定は、まず、先に判定した制御ゾーンに
対応して、排気カット弁２７ｂを開くか閉しるかを決定
し、開く場合には更に目標過給圧Ｐ。と実過給圧Ｐとの
偏差に基づきＰＩＤ制御演算部でその偏差の解消を達成
するに要する排気カッＩ−弁２７ｂの開弁量を演算して
設定する。この排気カット弁２７ｂの開度の設定の段階
（Ｓ６）の後、目標過給圧Ｐ。と実過給圧Ｐとの大小を
判定し、目標過給圧Ｐ。よりも実過給圧Ｐが大きい場合
にはＩＪ　ＩＪ−フ弁２９の開度が設定される（Ｓ７）
。すなわち、実過給圧Ｐと目標過給圧Ｐ。との偏差を演
算し、この偏差の解消に要するりリーフ弁２９の開弁量
を別のＰＩＤ制御演算部で演算して設定する。この後、
制御回路本体１１４ｂから各制御弁１２６ａ〜１２６ｅ
にバルブ制御信号が出力され、そのバルブ制御信号にし
たがってリーク制御弁１２６ｂ、バイパス制御弁１２６
ｃ及び吸気カット制御弁１２６ｄが開閉制御され、排気
カット制御弁１２６ａ及びリリーフ制御弁１２６ｅは閉
または開度制御■される。

その結果、排気カット弁５７、リーク弁２８、バイパス
弁５８、吸気カット弁２７ｂ及びリリーフ弁２９が第１
表に示すように開閉制′４１■あるいは開度制御される
。なお、同表において、○印は開弁を、×印は閉弁を、
Δ印はデユーティ制御による開度制御を示している。

（以下、余白） 第 １ 表 なお、上記排気カン）制御弁１２６ａ及びリリーフ制御
弁１２６ｅの開度を制御する排気カット制御信号あるい
はリリーフ制御信号は、上記のようにして設定された各
開弁量に制御回路本体１１４ｂ内のゲイン制ｉ１１部に
おいてそれぞれ所定の制御ゲインＺｌ　−Ｚ２を乗して
得られる。

（発明が解決しようとする課題〕 ところで、上記の従来例によれば、要求トルクに応して
プライマリ過給機３ａのみによる過給運転（シングル制
御）とプライマリ・セカンダリ両■ 過給機３ａ・４ａによる過給運転（ツイン制御）とに切
換えることになるので、運転状態によって同一過給機に
おいてスロットル開度に対するバイパス開度が異なり、
過給効率が異なることになる。その結果、シングル制御
からツイン制御への切換え、あるいは、ツイン制御から
シングル制御への切換えの前後で応答性が異なり、運転
者に異和感を与えることがある。また、シングル制御で
の過給圧が不足し、シングル制御からツイン制御に切換
える場合に立ち」二かり遅れが生じ、アクセル操作に対
する加速フィーリングの低下を運転者に与えることがあ
る。更に、ツイン制御からシングル制御に切換える場合
には急激なトルクダウンによりトルクショックが生し、
運転者に異和感や不快感を与えることがある。

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、複
数の過給機の運転個数が切換えられる時の応答性の変化
、加速フィーリングの低下、トルクショックの発生等を
防止できるようにした、過給機を備えたエンジンの制御
装置の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は、複数の過給機と、エンジンの運転状態に対応
して過給機の運転個数を切換えて過給圧の制御をする過
給圧制御装置とを設けた、過給機を備えたエンジンの制
御装置を前提とするものであって、上記の目的を達成す
るため、次のような手段を講じている。

即ち、上記過給圧制御装置が、エンジンの運転状態に対
応して異なる制御特性を設定する複数の制御特性マツプ
を備え、これら複数の制９卸特性マツプの中からエンジ
ンの運転状態に対応して選択された制御特性マツプに基
づいて各過給機の効率を制御して過給圧を制御するよう
に構成される。

また、上記過給圧制御装置が、運転状態の変化率によっ
て異なる制御ゲイン特性を設定する複数の制御ゲイン特
性マツプを備え、運転状態の変化率に対応して選択され
た制御ゲイン特性マツプに基づいて各過給機の制御ゲイ
ンを設定し、運転状態の変化率に対応して異なる制御ゲ
インで各過給９ 機の効率を制御して過給圧を制御するように構成される
。

［作　用〕 本発明において、過給圧制御装置にエンジンの運転状態
に対応して異なる制御特性を設定する複数の制御特性マ
ツプを備える場合、例えば、過給機の運転個数が相対的
に少ない制御ゾーンに対応する制御特性を設定した制御
特性マツプ、過給機の運転個数が相対的に少ない制御ゾ
ーンから過給機の運転個数が相対的に多い制御ゾーンに
移行する場合の制御特性を設定した制御特性マツプ、過
給機の運転個数が相対的に多い制御ゾーンから過給機の
運転個数が相対的に少ない制御ゾーンに移行する場合の
制御特性を設定した制御特性マツプ、及び過給機の運転
個数が相対的に多い制御ゾーンに対応する制御特性を設
定した制御特性マツプの４種類の制御特性マツプを備え
ることが考えられる。

この場合、例えば過給機の運転個数が相対的に多い制御
ゾーンの制御特性マツプを基準にして他４ の制御特性マツプに次のような制御特性を設定しておく
ことができる。

すなわち、過給機の運転個数が少ない制御ゾーンに対応
して、運転個数が多い制御ゾーンに比べてスロットル開
度が大きくなる程過給圧が大きくなるように制御特性を
設定した制御特性マツプと、過給機の運転個数が少ない
制御ゾーンから運転個数が多い制御ゾーンに移行する場
合に対応して、スロットル弁の開度が小さい範囲では過
給圧の変化率が大きくなるように制御特性を設定した制
御特性マツプと、過給機の運転個数が多い制御ゾーンか
ら少ない運転ゾーンに移行する場合に対応して、スロッ
トル開度の全開から全閉までの間に設定された所定のス
ロットル開度を境にして、それよりもスロットル開度が
大きい領域では、各過給機の過給圧を過給機の運転個数
が多い制御ゾーンにおけるその所定のスロットル開度で
の過給圧よりも低い所定圧とし、その所定値よりもスロ
ットル開度が低下する領域では過給機の運転個数が多い
制御ゾーンよりも過給圧が低くなるように制御 御特性を設定した制御特性マツプとが、過給機の運転個
数が少ない制御ゾーンに対応して制御特性を設定された
制御マツプの他に備えられる。

このような複数の制御特性マツプを備え、運転状態に対
応する制御特性マツプを選択すると、過給機の運転個数
が少ない制御Ｉゾーンではスロッル開度が大きい程過給
圧が大きく設定されるので、加速フィーリングの低下を
防止することができ、また、過給機の運転個数が少ない
制御ゾーンから運転個数が多い制御ゾーンに移行する場
合には、スロットル開度が小さい範囲で過給圧の変化率
を大きくしであるので切換えによる過給圧の立ち上がり
遅れを少なくでき、過給機の運転個数が多い制御ゾーン
から少ない運転ゾーンに移行する場合には、スロットル
開度が所定値まで減少する間は各過給機の過給圧を過給
機の運転個数が多い制御ゾーンにおけるその所定のスロ
ットル開度での過給圧よりも低い所定圧として、急激な
過給圧低下によるトルクシックの発生を防止する一方、
その所定値よりもスロットル開度が低下する領域では過
給機の運転個数が多い制御ゾーンよりも過給圧を低くし
て十分な減速効果（エンジンブレーキ）が得られる。

また、本発明において、過給圧制御装置に運転状態の変
化率によって異なる制御ゲイン特性を設定する複数の制
御ゲイン特性マツプを備える場合には、例えばスロット
ル開度の変化率と吸気圧の変化率とをパラメータとして
過給機の運転個数が相対的に少ない制御ゾーンに対応す
る制御ゲイン特性を設定した制御ゲイン特性マツプ、過
給機の運転個数が相対的に少ない制御ゾーンから過給機
の運転個数が相対的に多い制御ゾーンに移行する場合の
制御ゲイン特性を設定した制御ゲイン特性マツプ、過給
機の運転個数が相対的に多い制御ゾーンから過給機の運
転個数が相対的に少ない制御ゾーンに移行する場合の制
御ゲイン特性を設定した制御ゲイン特性マツプ、及び過
給機の運転個数が相対的に多い制御ゾーンに対応する制
御ゲイン特性を設定した制御ゲイン特性マツプの４種類
の制御ゲイン特性マツプを備えることが考えられる。

この場合は、過給機の運転個数の切換えの前後における
応答性を制ｆｆｆｌｌゲインで補正することにより均一
化することができる。

もちろん、本発明において、過給圧制御装置に運転状態
に対応して異なる制御特性を設定する複数の制御特性マ
ツプを備えるとともに、運転状態の変化率によって異な
る制御ゲイン特性を設定する複数の制御ゲイン特性マツ
プを備えることは可能である。

〔実施例］ 本発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づいて以下
に説明する。

第１図に示すように、エンジン１の排気路２は、エンジ
ン１の各排気ボートに直結される排気マニホールド２１
の下流側で、メイン排気路２２とサブ排気路２３とに分
岐され、更に下流側で排気集合路２４に集合される。上
記メイン排気路２２にはメイン過給機３のタービン室３
１が介在させてあり、サブ排気路２３にはサブ過給機４
のタービン室４１が介在させである。また、上記メイン
８ 過給機３のタービン室３１をバイパスして排気マニホー
ルド２１と排気集合路２４を連通させるメインリリーフ
路２５と、上記サブ過給機４のタービン室４１をバイパ
スして排気マニホールド２１と排気集合路２４を連通さ
せるサブリリーフ路２６とが設けられる。そして、メイ
ンリリーフ路２５にはこれを開閉するメインリリーフ弁
２９ｍが、サブリリーフ路２６にはこれを開閉するサブ
リリーフ弁２９ｓがそれぞれ介在させである。

また、このエンジン１の吸気路５は入口路５１から一旦
メイン吸気路５２とサブ吸気路５３とに分岐され、下流
側で合流して下流集合路５４となってから吸気マニホー
ルド５５を介してエンジン１の吸気ポートに連通される
。

上記入口路５１には、上流側から下流側に順にエアクリ
ーナ６、スロットル弁９及びインタークーラ８を介在さ
せである。

上記メイン吸気路５２にはメイン過給機３のブロア室３
２が、サブ吸気路５３にはこれを開閉する吸気カット弁
５７を介在させである。また、す９ ブ吸気路５３の吸気カット弁５７よりも下流側の部分に
はサブ過給機４のブロア室４２と、このブロア室４２を
バイパスするバイパス通路５６とが設けられる。更に、
このバイパス通路５６にはこれを開閉するバイパス弁５
８を介在させである。

上記メイン過給機３のタービン室３１にはタービン３３
が、ブロア室３２にはブロア３４がそれぞれ回転自在に
収納され、これらタービン３３とブロア３４とは連結軸
３５により連結される。また、上記サブ過給機４のター
ビン室４１にはタービン４３が、ブロア室４２にはブロ
ア４４がそれぞれ回転自在に収納され、これらタービン
４３とブロア４４とは連結軸４５で連結される。

これらメイン・サブ両過給機３・４の動作をエンジンの
運転状態に対応して制御するために、過給機制御システ
ム１０が設けられ、この過給機制御装置１０は電子回路
部１１とエア回路部１２−とからなる。

上記のエア回路部１２は、吸気路５の下流集合路５４に
逆止弁１２１を介して接続されたザージ０ タンク１２２と、これから導出された加圧エア（Ｊｔ給
絡路１２３を備えている。この加圧エア供給路１２３に
はメインリリーフ弁２９ｍを開閉駆動するアクチュエー
タ１２５ｇと、サブリリーフ弁２９Ｓを開閉駆動するア
クチュエータ１２５ｈど、バイパス弁５８を開閉駆動す
るアクチュエータ１２５ｃと、吸気カット弁５７を開閉
駆動するアクチュエータ１２５ｄと、負圧導入弁１２７
とが接続される。そして、サージタンク１２２からアク
チュエータ１２５ｇ・１２５ｈに供給される加圧空気は
それぞれメインリリーフ制御弁１２６ｇ・１２６ｈによ
りオンオフ制御及び圧力制御され、サージタンク１２２
からアクチュエータ１２５Ｃに供給される加圧空気はバ
イパス制御弁１２６Ｃにより、また、サージタンク１２
２からアクチュエータ１２５ｄに供給される加圧空気は
吸気カット制御弁１２６ｄにより、それぞれオンオフ制
御されるようになっている。

そして、これらの制御弁１２６Ｃ・１２６ｄ１２６ｇ・
１２６ｈにはそれぞれ電子回路部１１２■ の制御回路本体１１４から出力されるバルブ制御信号を
受けて各制御弁１２６ｃ・１２６ｄ・１２６ｇ・１２６
ｈを駆動するソレノイドが内蔵されている。

上記電子回路部１１はデータ検出部として、エンジン回
転数を検出する回転数センサ１１１、スロットル開度を
検出するスロットルセンサ１１２、メイン吸気路５２の
内圧を検出するメイン吸気圧センサ１１３ａ、サブ吸気
路５３の内圧を検出するサブ吸気圧センサ１１３ｂとを
備えるとともに、マイクロコンピュータを内蔵した制御
回路本体１１４を備えている。

制御回路本体１１４内には、第２図に示すようなリリー
フ制御プログラム及び第３図に示すような吸気路制御プ
ログラムを組み込んだマイクロコンピュータと、記憶部
とが設けられる。この記憶部には、第４図に示すような
制御ゾーンマツプと、第５図（Ａｔ）ないし第５図（Ａ
４）並びに第５図（Ｂ１）ないし第５図（Ｂ４）に示す
ように、運転状態に対応して異なる制御特性を設定した
９ 複数の制御特性マツプとを格納しである。

上記制御ゾーンマツプは、エンジン回転数Ｎｅを横軸に
とり、要求トルクＲＴを代表するスロットル開度αを縦
軸にとって、シングル制御が行われるシングル制御ゾー
ンＭとツイン制御が行われるツイン制御ゾーンＭ＋Ｓと
のゾーン境界線Ｎを示すように構成される。

上記各制御特性マツプは、スロットル開度αを横軸にと
り、メインリリーフ開度βＭＡＩＮあるいはサブリリー
フ開度βＳＵＥを縦軸にとって、スロットル開度αに対
応するメインリリーフ開度β□ＡＩＭあるいはサブリリ
ーフ開度β５ＬＩＢを示すように構成される。また、格
納される制御特性マツプの数は特に限定されないが、こ
こでは、８種類の制御特性マツプ、すなわち、メイン過
給機３のみが運転されるシングル制御ゾーンＭ、メイン
・サブ両過給機３・４が運転されるツイン制御ゾーンＭ
＋Ｓ、シングル１ｉｌＪ　？卸ソ゛−ンＭからツインｆ
ｆ１ｌＪ　？ｆｌｌソ゛−ンＭ＋Ｓへの移行時、ツイン
制御ゾーンＭ−１−３からシングル制御ゾーンＭへの移
行時の各運転状態に３ ついて、それぞれメイン過給機３用とサブ過給機４用の
制御特性マツプが格納される。そして、これらの制御特
性マツプは、どの運転状態を基準にするかは自由に選択
することが可能であるが、この実施例においては第５図
（Ａ４）と第５図（Ｂ４）とに示されるツイン制御ゾー
ンＭ＋Ｓの制御特性Ｃｍ、Ｔｈ＋ｓ　　・Ｃｓ、。５を
基準にして、次のように設定される。

まず、シングル制御ゾーンＭのメイン過給機３用制御特
性マツプは、第５図（ＡＩ）に実線で示すように、破線
で示す制御特性Ｃｍ、。５に比べて、スロットル開度α
が太き（なる程過給圧が大きくなるようにメインリリー
フ開度βＭＡＩＮを小さくする制御特性Ｃｍイを設定し
、また、シングル制御ゾーンＭのサブ過給機４用制御特
性マツプは、第５図（Ｂ１）に実線で示すように、サブ
リリーフ開度β５ＬＩＩｌを全開にする制御特性Ｃｓｍ
を設定する。

次に、シングル制御ゾーンＭからツイン制御ゾーンＭ＋
Ｓへの移行時のメイン過給機３用制御特４ 性マツプとサブ過給機４用制御特性マツプは、それぞれ
第５図（Ａ２）と第５図（Ｂ２）にそれぞれ実線で示す
ように、制御特性Ｃｍ、。５あるいは制御特性Ｃｓ、。

５に比べて、スロットル開度αが小さい範囲ではメイン
リリーフ開度β□、１８あるいはサブリリーフ開度βｓ
ｕｎの変化率が大きくなる制御特性Ｃｍｎ＞ｎ。５　・
Ｃｓ−，。５を設定している。

また、ツイン制御ゾーンＭ＋Ｓからシングル制御ゾーン
Ｍへの移行時のメイン過給機３用制御特性マツプとサブ
過給機４用制御特性マツプは、それぞれ第５図（Ａ３）
と第５図（Ｂ３）に実線で示すように、スロットル開度
αの全開から全閉までの間に設定された所定のスロット
ル開度α。を境にして、それよりもスロットル開度αが
大きい領域では、メイン・サブ各過給機３・４の過給圧
をツイン制御ゾーンＭ＋Ｓにおけるその所定のスロット
ル開度α。での過給圧よりも低い所定圧とするようにメ
インリリーフ開度β）＋Ａｌｌ及びサブリリーフ開度β
ＳＬＩＭをそれぞれ一定にし、その所定のスロットル開
度α。よりもスロットル開度αが５ 小さい領域ではツイン制御ゾーンＭ＋Ｓよりも過給圧が
低くなるように、制御特性Ｃｍあるいは制御特性Ｃｓに
比べて、メインリリーフ開度β、、１Ｎ及びサブリリー
フ開度β５ＬＩＢを大きく設定する制御特性Ｃｍ、。Ｓ
）□　・Ｃｓｎ。５５．を設定する。

上記吸気路制御プログラムは、第３図に示すよう２に、
エンジン回転数Ｎｅを検出しく５ｌｌ）、要求トルクＲ
Ｔ（スロットル開度α）が第４図のゾーン境界線Ｎより
小か否かを判定しく５Ｌ２）、小さい場合には、エンジ
ン１の運転状態がシングル制御ゾーンＭに属するものと
し、吸気カット弁５７を閉弁させ（３１３）、また、バ
イパス弁５８を開弁させる（Ｓ１４）。スロットル開度
αがゾーン境界線Ｎに対応する値以上の場合には、エン
ジン１の運転状態がツイン制御ゾーンＭ＋Ｓに属するも
のとし、吸気カット弁５７を開弁させ（Ｓ１５）、また
、バイパス弁５８を閉弁させる。

上記リリーフ制御プログラムは、第２図に示すように、
プログラムが開始すると、まず、スロットル開度αを検
出しく５２１）、次にエンジン回６ 転数Ｎｅを検出する（Ｓ２２）。そして、これらのデー
タから制御ゾーンマツプに基づいて制御ゾーンを検出し
、制御ゾーンが移行する場合にはその制御ゾーンの移行
に対応するＡフラグ、Ｂフラグを確立する（Ｓ２３）。

すなわち、シングル制御ゾーンＭからツイン制御ゾーン
Ｍ＋Ｓに移行する場合にＡフラグを１とし、ツイン制御
ゾーンＭ＋Ｓからシングル制御ロゾーンＭに移行する場
合にＢフラグを１とする。この後、運転状態の判定が行
われる。運転状態の判定は、Ａフラグが１となっている
か否かの判定（Ｓ２４）、Ｂフラグが１となっているか
否かの判定（Ｓ２５）、要求トルクＲＴがゾーン境界線
Ｎよりも小さいか否か（３２６）の順で判定される。Ａ
フラグが１になっていると判定される場合はシングル制
御ゾーンＭからツイン制御ゾーンＭ十Ｓに移行した場合
であり、第５図（Ａ２）に示すメイン過給機用制御特性
マツプと第５図（Ｂ２）に示すザブ過給機用制御マツプ
がマイクロコンピュータに読み込まれる（Ｓ２７）。ま
た、ＡフラグがＯであり、Ｂフラグ７ が１になっていると判定される場合はツイン制御ゾーン
Ｍ＋Ｓからシングル制御ゾーンＭに移行した場合であり
、第５図（Ａ３）に示すメイン過給機用制御特性マ・ン
プと第５図（Ｂ３）に示すサブ過給機用制御特性マツプ
とがマイクロコンピュータに読み込まれる（Ｓ２８）。

Ａフラグ及びＢフラグが共にＯであり、要求トルクＲＴ
がゾーン境界線Ｎよりも小さいと判定された場合には、
シングル制御ゾーンＭ内で運転がなされている場合であ
り、第５図（Ａ１）に示すメイン過給機用制御特性マツ
プと第５図（Ｂｌ）に示すサブ過給機用制御マツプがマ
イクロコンピュータに読み込まれる（Ｓ２９）。そして
、Ａフラグ及びＢフラグが共に０であり、要求トルクＲ
Ｔがゾーン境界線Ｎ以上の場合はツイン制御ゾーンＭ＋
Ｓ内での運転がなされている場合であり、第５図（Ａ４
）に示すメイン過給機用制御特性マツプと第５図（Ｂ４
）に示すサブ過給機用制御マツプがマイクロコンピュー
タに読み込まれる（Ｓ３０）。このようにして、運転状
態に対応するメイン過給機３用制御８ 特性マツプとサブ過給機４用制御特性マ・ンプとを選択
して読み込んだ後、それらの制御特性マツプに基づいて
スロットル開度αに対応するメインリリーフ開度βＭＡ
ＩＮとサブリリーフ開度β５ＬＩＢ　とが演算される（
Ｓ３１）。この後、各演算結果に所定の制御ゲインＺ１
　・Ｚ２を乗算してメインリリーフ制御弁１２６ｇにメ
インリリーフ制御信号として、また、サブリリーフ制御
弁１２６ｈにサブリリーフ制御信号としてそれぞれ出力
される（Ｓ３２）。

そして、メインリリーフ制御信号を受けたメインリリー
フ制御弁１２６ｇはメインリリーフ制御信号のデユーテ
ィ値に対応して加圧エア供給路１２３を開き、アクチュ
エータ１２５ｇがデユーティ値に対応する圧力の加圧エ
アを導入して、メインリリーフ弁２９ｍの開度をメイン
リリーフ開度βＭＡＩＮに制御卸するようになっている
。また、サブリリーフ制御信号を受けたサブリリーフ制
御弁１２６ｈはサブリリーフ制御卸信号のデユ−ティ値
に対応して加圧エア供給路１２３を開き、アクチコ４９ エータ１２５ｈがそのデユーティ値に対応する圧力の加
圧エアを導入して、サブリリーフ弁２９ｓの開度をサブ
リリーフ開度β５ＩＩＢに制御するようになっている。

上記の構成によれば、シングル制御ゾーン内でスロット
ル弁９を開いて加速をする場合に、スロットル開度αに
対するメインリリーフ開度βＭＡＩＮがスロットル開度
αを大きくする程大きくなるように設定されているので
、加速時のトルクを大きくすることができ、運転者が力
Ｕ速フィーリングの低下を感しることを防止できる。

また、シングル制御ゾーンからツイン制御ゾーンへの移
行時には、スロットル開度αの小さい領域でメインリリ
ーフ開度βＭＡＩＮ及びサブリリーフ開度βＳＵＢの変
化率を大きくしであるので、シングル制御ゾーンからツ
イン制御ゾーンに移行する時の立ち上がり遅れを小さく
でき、運転者が加速フィーリングの低下を感したり、ト
ルクショックを感したりすることを防止できる。

また、ツイン制御ゾーンからシングル制御シー０ ンへの移行時には、一定のスロットル開度α。以上のス
ロットル開度αではメイン・サブ両リリーフ弁２９ｍ・
２９ｓを部分的に開く半開状態にしであるので急激なト
ルクダウンが発生することを防止できる一方、それより
もスロットル開度αが小さい領域でもメイン・サブ両リ
リーフ弁２９ｍ２９ｓを大きく開いているので、十分に
過給圧を低下させて減速効果を得ることができる。

第６図は本発明の他の実施例に係る、過給機を備えたエ
ンジンの制御装置の構成図である。

この過給機を備えたエンジンの制御装置は、第９図に示
す従来例のプライマリ排気路２２ａにプライマリ排気カ
ット弁２７ａを介在させ、このプライマリ排気カット弁
２７ａを開閉するアクチュエータ１２５ｆとプライマリ
吸気路５２ａのブロア室３２ａよりも下流側部分からこ
のアクチュエータ１２５ｆへの加圧空気の供給及びその
供給圧を制御するプライマリ排気カット制御弁１２６ｆ
とを付加したエア回路部１２ａが設けられる。また、上
記従来例の過給圧制御装置１０ｂに代えて、制御回路本
体１１４ｂと異なり、第８図に示す制御プログラムを組
み込んだマイクロコンピュータを内蔵する制御回路本体
１１４ａを備える過給圧制御装置１０ａが設けられる。

その他の構成は従来例と同様であ゛るので、第６図中の
各部分で第９図中の各部分に対応するものには第９図と
同し符号と名称が付される。

上記制御回路本体１１４ａの第７図に示す記憶部１４５
には、シングル制御ゾーンＭ、ツイン制御ゾーンＭ＋Ｓ
、シングル制御ゾーンＭからツイン制御ゾーンＭ十Ｓへ
の移行時及びツイン制御ゾーンＭ十Ｓからシングル制御
ゾーンＭへの移行時の各運転状態について、それぞれス
ロットル開度変化率Δαと実過給圧変化率ΔＰとをパラ
メータとして経験的に求めた最適値の制御ゲインＺＺ２
を設定する制御ゲイン特性マツプが格納される。

また、上記制御回路本体１１４ａば、第７図に示すよう
に、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度αから目標吸
気圧Ｐ０を演算する目標吸気圧波２ 算部１４１、現在の吸気圧Ｐと目標吸気圧Ｐ。との偏差
を演算する各吸気圧偏差演算部１４２ａ１４２ｂ、現在
の吸気圧Ｐと目標吸気圧Ｐ。との偏差に基づきプライマ
リ排気カット弁２７ａの開閉制御量を演算するＰＩＤ演
算回路１４３ａ、現在の吸気圧Ｐと目標吸気圧Ｐ。との
偏差に基づき排気カット弁２７ｂの開閉制御量を演算す
るＰＩＤ演算回路１４３ｂ、演算されたプライマリ排気
カット弁２７ａの開閉制御量に制御ゲインＺ、を乗算し
てプライマリ排気カット制御信号を出力するプライマリ
排気カット制御信号出力部１４４ａ、演算された排気カ
ット弁２７ｂの開閉制御量に制御ゲインＺ２を乗算して
排気カット制御信号を出力する排気カット制御信号出力
部１４４ｂ及び上記の記憶部１４５を備えている。

上記プライマリ排気カット制御信号はプライマリ排気カ
ット制御弁１２６ｆのソレノイドに入ノｊされ、この制
御信号のデユーティ値に対応して第２加圧エア供給路１
２４の開度を制御することによりアクチュエータ１２５
ｆへのエア供給圧が制御される。そして、このエア供給
圧に対応してプライマリ排気カット弁２７ａの開度、す
なわち、プライマリ過給機３ａの効率が制御されるよう
になっている。

上記制御プログラムは、第８図に示すように、エンジン
回転数Ｎｅ及びスロットル開度αの読み込み（ＳＬ）、
目標過給圧Ｐ。の設定（Ｓ２）、実過給圧Ｐの読み取り
（Ｓ３）、制御ゾーンの判定（Ｓ４）及び排気カット弁
２７ｂの開度設定（Ｓ５）を順に行うことは従来と同し
であるが、この後に行われるリリーフ弁２９の開度設定
（Ｓ６）の前に、次のような手順で排気カット弁２７ｂ
及びプライマリ排気カット弁２７ａの制御信号が演算さ
れる点で従来と異なる。

すなわち、排気カット弁２７ｂの開度設定（Ｓ６）を行
った後、スロワ１−ルセンザ１１２の今回検出値αから
前回検出値α１を差し引いてスロ・ノトル開度変化率Δ
αを演算し、記憶部１４５の前回検出値α１を今回検出
値αにシフトしておく　（Ｓ４１）。次に、吸気圧Ｐの
今回検出値Ｐから前回検出値Ｐ１を差し引いて過給圧変
化率ΔＰを演算するとともに、記憶部１４５の前回検出
値Ｐ１を今回検出値Ｐにシフトしておく　（３４２）。

この後、運転状態に対応する制御ゲイン特性マツプを選
択して、スロットル開度変化率Δα及び過給圧変化率Δ
Ｐに基づきプライマリ過給機３ａ制御用の制御ゲインＺ
１とセカンダリ過給機４ａ制御用の制御ゲインＺ２をそ
の制御ゲイン特性マツプから求めて読み取り（Ｓ４３）
、プライマリ排気カット制御信号出力部１４４ａに制御
ゲインＺを入力してプライマリ排気カット制御信号を演
算するとともに、プライマリ排気カット制御信号出力部
１４４ｂに制御ゲインＺ２を人力して排気カット制御信
号を演算する（Ｓ４４）。そして、これらの制御信号に
よってプライマリ排気カット弁２７ａ及び排気カット弁
２７ｂの開度を制御して過給圧Ｐを目標過給圧Ｐ。に一
致するように制御する。

この後、リリーフ弁２９の開度設定（Ｓ７）とエア回路
部１２ａの各制御弁１２６ａ〜１２６ｆ５ にそれぞれ制御信号を出力しくＳ８）、最初のデータの
読み込みの段階（Ｓｌ）に戻る。

したがって、この実施例によれば、スロットル開度変化
率Δα、すなわち、スロットル弁９の操作速度に対応し
てプライマリ・セカンダリ両過給機３・４の効率制御が
なされるので、各運転状態における過給圧制御の応答性
をスロットル弁９の操作速度に対応させることができ、
制御ゾーンの切換時や制御ゾーン切換後の応答性を制御
ゲインで補正して均一化することにより、制御ゾーンの
切換時や制御ゾーン切換後の制御フィーリングに差異が
生しることを無くし、運転者に異和感を与えることを防
止できる。

この実施例では、プライマリ・セカンダリ両過給ｊａ３
ａ・４ａの停止時、運転停止の切換時及び運転時に運転
状態を分類して各運転状態におけるスロットル開度変化
率Δα及び吸気圧変化率ΔＰに対応する制御ゲインＺ、
・Ｚ２の特性を異ならせであるが、本発明は、これに限
定されるものではなく、制御ゲイン２．−２．の特性を
運転状態６ に対応して異ならせて過給効率を制御する方法を実施す
るように過給圧制御装置１０ａを構成することが考えら
れる。このような方法としては、例えば次の（１）ない
しく４）の方法が考えられる。

（１）過給機の運転個数を切換える制御切換時に所定時
間にわたり制御ゲインＺｌ’Ｚ２をそれぞれ所定値に設
定して過給圧を高め、トルク低下が発生することを防止
する方法。

（２）要求加速度を車速とアクセル操作速度より推定し
、制御ゲインＺＩ　−２２を変更して緩加速と急加速と
で過給機の応答性を変更する方法。

（３）低μ路において制御ゲインＺ１　・Ｚ２をその他
の道路の場合と異ならせてスリップの防止を図る方法。

（４）自動変速機を搭載した自動車において、変速タイ
ミングとのオーバーラツプがある運転領域で変速の前か
後かの判定により制御ゲインＺ・Ｚ２を異ならせ、変速
制御のばらつきによる運転感覚に異和感が生じることを
無くす方法。

〔発明の効果〕

７ 本発明の過給機を備えたエンジンの制御装置は、以上の
ように、エンジンの運転状態に対応して異なる制御特性
を設定する複数の制御特性マツプを備え、運転状態に対
応して選択された制御特性マツプから目標制御値を設定
する場合には、過給機の運転個数が少ない運転状態では
運転個数の多い運転状態よりも過給効率を高めてトルク
不足が生じることを防止でき、また、過給機の運転個数
の切換時には少数から多数に切換わる場合にはスロット
ル開度の小さい範囲で過給効率の変化率を大きくして立
ち上がり遅れが生じることを防止できる。また、過給機
の運転個数を多数から少数に切換わる場合には、停止さ
せる過給機による過給を直ちに停止させないことにより
急激なトルクショックが発生することを防止するととも
に、過給圧全体を低くして十分な減速効果を得ることが
できる。その結果、制御ゾーンの切換の前後での応答性
の差異から異和感を感じることを防止できるとともに、
加速時には加速フィーリングが低下することを防止でき
、減速時には過給機の運転個数８ の切換に伴うトルクショックの発生を防止して運転者が
不快感を感じることを防止できる。

また、本発明において、運転状態に対応して異なる制御
ゲイン特性を設定する複数の制御ゲイン特性マツプを備
え、運転状態に対応して選択された制御ゲインマツプに
基づき制御ゲインを設定する場合には、過給機の運転個
数、運転個数の切換によって異なる運転感覚を同一化さ
せることができ、アクセルの操作速度に対して、走行状
態にかかわらず、常に同しような過給応答性があるとい
う運転フィーリングを与えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示すものであ
る。 第１図は本発明に係る過給機を備えたエンジンの制御装
置の構成図である。 第２図はそのリリーフ制御プログラムのフロー図である
。 第３図はその吸気路制御プログラムのフロー図９ である。 第４図は制御ゾーンマツプ図である。 第５図（ＡＩ）はシングル制御ゾーンでのメイン過給機
用制御特性マツプ図である。 第５図（Ａ２）はシングル制御ゾーンからツイン制御ゾ
ーンへの移行時のメイン過給機用制御特性マツプ図であ
る。 第５図（Ａ３）はツイン制御ゾーンからシングル制御ゾ
ーンへの移行時のメイン過給機用制御特性マツプ図であ
る。 第５図（Ａ４）はツイン制御ゾーンでのメイン過給機用
制御特性マツプ図である。 第５図（Ｂ１）はシングル制御ゾーンでのサブ過給機用
制御特性マツプ図である。 第５図（Ｂ２）はシングル制御ゾーンからツイン制御ゾ
ーンへの移行時のり”ブ過給機用制御特性マツプ図であ
る。 第５図（Ｂ３）はツイン制御ゾーンからシングル制御ゾ
ーンへの移行時のサブ過給機用制御特性マツプ図である
。 ０ 第５図（Ｂ４）はツイン制御ゾーンでのサブ過給機用制
御特性マツプ図である。 第６図ないし第８図は本発明の他の実施例を示すもので
ある。 第６図は本発明に係る過給機を備えたエンジンの制御装
置の構成図である。 第７図はその制御回路本体の構成及び制御の流れを示す
ブロック図である。 第８図はその制御プログラムのフロー図である。 第９図および第１０図は従来例を示すものである。 第９図は過給機を備えたエンジンの制御装置の構成図で
ある。 第１０図はその制御プログラムのフロー図である。 １はエンジン、３はメイン過給機、３ａはプライマリ過
給機、４はサブ過給機、４ａはセカンダリ過給機、１０
は過給圧制御装置、１０ａは過給圧制御装置である。 第 ５ 図（Ａ１） フ、Ｄ・ントノし間１５ 第 図（Ａ２） スロツリ１−開度 第 図（Ａ３） スロットル開ｊ隻 第 図（Ａ４） スロットル開度 第 図（Ｂ１） フ、口・ントル間１５ 第 図（Ｂ２） スロットノし開度 第 図（Ｂ３） スロットル開度 第 図（Ｂ４） スロットル開腹

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の過給機と、エンジンの運転状態に対応して過
   給機の運転個数を切換えて過給圧の制御をする過給圧制
   御装置とを設けた、過給機を備えたエンジンの制御装置
   であって、上記過給圧制御装置が、エンジンの運転状態
   に対応して異なる制御特性を設定する複数の制御特性マ
   ップを備え、これら複数の制御特性マップの中からエン
   ジンの運転状態に対応して選択された制御特性マップに
   基づいて各過給機の効率を制御して過給圧を制御するよ
   うに構成されたことを特徴とする過給機を備えたエンジ
   ンの制御装置。 ２、複数の過給機と、エンジンの運転状態に対応して過
   給機の運転個数を切換えて過給圧を制御する過給圧制御
   装置とを設けた、過給機を備えたエンジンの制御装置に
   おいて、 上記過給圧制御装置が、運転状態の変化率によって異な
   る制御ゲイン特性を設定する複数の制御ゲイン特性マッ
   プを備え、運転状態の変化率に対応して選択された制御
   ゲイン特性マップに基づいて各過給機の制御ゲインを設
   定し、運転状態の変化率に対応して異なる制御ゲインで
   各過給機の効率を制御して過給圧を制御するように構成
   されたことを特徴とする過給機を備えたエンジンの制御
   装置。