JPH0388917A

JPH0388917A - ターボ過給機付エンジンの排気制御装置

Info

Publication number: JPH0388917A
Application number: JP1227910A
Authority: JP
Inventors: Haruo Okimoto; 沖本　晴男; Seiji Tajima; 誠司田島; Akihiro Nakamoto; 章博中元; Ikuo Onimura; 鬼村　郁男
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1991-04-15
Anticipated expiration: 2010-08-02
Also published as: DE4027502A1; JPH0772496B2; US5197287A

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、複数の排気ターボ過給機を備え、部の排気タ
ーボ過給機をエンジンの高吸入空気量域でのみ作動させ
るようにしたターボ過給機付エンジンの排気制御装置に
関する。

（従来の技術）従来、二つの排気ターボ過給機を備えたターボ過給機付
エンジンとして、例えば実開昭６０−１７８３２９号公
報に開示されるように、排気通路にプライマリおよびセ
カンダリの排気ターボ過給機のタービンを並列的に設け
、この二つの排気ターボ過給機のプロアをエンジンの吸
気通路に接続するとともに、セカンダリターボ過給機の
タービン上流側の排気通路に排気カット弁を設け、吸入
吸気量が設定値よりも少ない低吸入吸気量域では排気カ
ット弁を閉じてセカンダリターボ過給機を不作動とし、
排気通路からの排気ガスをプライマリターボ過給機のタ
ービンに集中的に供給して高い過給圧を確保する一方、
吸入吸気量が設定値よりも多い高吸入吸気量域では排気
カット弁を開いてセカンダリターボ過給機を作動させ、
排気通路からの排気ガスを二つの排気ターボ過給機のタ
ービンに供給して吸入吸気量を確保しながら適正な過給
圧を得るようにしたものが知られている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、このようなターボ過給機付エンジンでは、排
気通路に、プライマリターボ過給機のタービンをバイパ
スするウェストゲート通路を設け、該ウェストゲート通
路にウェストゲート弁を設け、プライマリターボ過給機
のブロア下流の吸気圧力が所定値以上になったときに上
記ウェストゲート弁を開いてプライマリターボ過給機の
タービンに供給される排気の一部をタービン下流の排気
通路にリリーフし、過給圧特性を適正化することが行わ
れる。

このようにウェストゲート弁を備えたターボ過給機付エ
ンジンにおいて、加速時など低吸入吸気量域から高吸入
吸気量域への移行時、低吸入吸気量域ではセカンダリタ
ーボ過給機は停止していたか、せいぜい極低回転で助走
していた程度であるので、セカンダリターボ過給機が過
給可能な回転数になるまでに時間がかかり、過給能力の
不足をきたして加速感が損なわれる。

本発明はこのような点に着目してなされたものであり、
その目的とするところは、加速時など低吸入吸気量域か
ら高吸入吸気量域への移行時にはセカンダリターボ過給
機に供給する排気の圧力を高くすることにある。

その場合、この排気圧力の高圧化が行き過ぎると却って
過給圧が過大になり（オーバ過給）、トルクショックが
発生する。そこで、本発明では、この排気圧力の高圧化
を適性に行うようにしている。

（課題を解決するため゛の手段）上記目的を達成するため、本発明では、加速時など低吸
入吸気量域から高吸入吸気量域への移行時にはウェスト
ゲート弁による排気のリリーフを所定期間禁止するよう
にしている。

具体的に、請求項（１）記載の発明の講じた解決手段は
、吸気通路に複数の排気ターボ過給機を並列に配設し、
このうち少くとも一つの排気ターボ過給機をセカンダリ
ターボ過給機として該セカンダリターボ過給機専用の排
気通路に排気カット弁を設け、エンジンの高吸入空気量
域でのみ排気カット弁を開いてセカンダリターボ過給機
を作動させるようにしたターボ過給機付エンジンを前提
とする。そして、これに対し、上記排気通路に設けられ
、過給圧に応じて排気ターボ過給機に供給される排気を
リリーフするウェストゲート弁と、低吸入空気量域から
高吸入空気量域への移行要求時に、上記排気カット弁の
開作動以前から開作動後に至る所定期間、上記ウェスト
ゲート弁を閉じるリリーフ制限手段とを設ける構成とし
ている。

また、オーバ過給を確実に防止するため、ウェストゲー
ト弁による排気リリーフの禁止の解除を適切に行うよう
にしている。具体的には、請求項（′２Ｊ記載の発明と
して、上記請求項（１）記載の構成を前提とし、排気タ
ーボ過給機下流側の吸気通路に過給圧を検出する圧力検
出手段を設け、該圧力検出手段の検出する過給圧が設定
値を超えたときをリリーフ制限手段における所定期間の
終期とする構成としている。

さらに、このオーバ過給防止のため、請求項（３）記載
の発明として、上記請求項（１）記載の構成を前提とし
、エンジンの運転状態に応じてリリーフ制限手段におけ
る所定期間を変更する構成としている。

（作用）上記の構成により、請求項（１）記載の発明では、低吸
入空気量域ではセカンダリターボ過給機が不作動になっ
てセカンダリターボ過給機以外の過給機に排気ガスが集
中的に供給されて高い過給圧が確保される一方、高吸入
空気量域ではセカンダリターボ過給機が作動して双方の
排気ターボ過給機に排気ガスが供給され、吸気流量を確
保しながら適正な過給圧が得られる。

また、ウェストゲート弁により、過給圧に応じて排気タ
ーボ過給機に供給される排気がリリーフされるので、過
給圧特性が適正化される。

そして、リリーフ制限手段の制御により、吸入空気量域
から高吸入空気量域への移行要求時には、排気カット弁
の開作動以前から開作動後に至る所定期間、ウェストゲ
ート弁が閉じるので、ウェストゲート弁による排気のリ
リーフが禁止されてセカンダリターボ過給機に供給する
排気の圧力が高くなる。よって、セカンダリターボ過給
機の回転数が応答性良く速やかに上昇し、加速感が向上
する。

その場合、所定期間の後はウェストゲート弁による排気
リリーフの禁止が解除されるので、排気圧力の高圧化が
適性に行われてオーバ過給が防止され、ドルクシシック
の発生が防止される。

また、請求項（′２Ｊ記載の発明では、圧力検出手段で
検出された過給圧に基づいて、該圧力検出手段の検出す
る過給圧が設定値を超えたときをリリーフ制限手段にお
ける所定期間の終期としたので、過給圧が設定値を超え
たときからウェストゲート弁による排気リリーフがなさ
れてオーバ過給が確実に防止される。

さらに、請求項（３）記載の発明では、エンジンの運転
状態に応じてリリーフ制限手段における所定期間が変更
されるので、ウェストゲート弁による排気リリーフが運
転状態に応じて適切になされてオーバ過給が確実に防止
される。

（第１実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係る排気制御装置を備え
た２０−タタイブのターボ過給機付ロータリピストンエ
ンジンを示す。第１図において、２０１はエンジンであ
って、各気筒の排気通路２０２．２０３は互いに独立し
て設けられている。

そして、これら二つの排気通路２０２．２０３の一方に
はプライマリターボ過給機２０４のタービン２０５が、
また、他方にはセカンダリターボ過給機２０６のタービ
ン２０７がそれぞれ配設されている。すなわち、このエ
ンジン２０１では、各気筒の排気通路２０２，２０３を
独立してプライマリおよびセカンダリの両排気ターボ過
給機２０４．２０６のタービン２０５，２０７に導くこ
とにより、両排気ターボ過給機２０４，２０６によって
過給を行う領域で排気動圧を両タービン２０５．２０７
に効果的に作用させて過給効率を向上させている。二つ
の排気通路２０２，２０３は、両タービン２０５．２０
７の下流において合流して一本の排気通路２２４になっ
ている。

また、吸気通路２０９は図示しないエアクリーナの下流
で二つに分かれ、その第１の分岐通路２１０の途中には
プライマリターボ過給機２０４のブロア２１１が、また
、第２の分岐通路２１２の途中にはセカンダリターボ過
給機２０６のブロア２１３が配設されている。これら分
岐通路２１０゜２１２は、分岐部において互いに対向し
、両側に略−直線に延びるよう形成されている。また、
二つの分岐通路２１０，２１２は各ブロア２１１゜２１
３の下流で再び合流する。そして、再び一本になった吸
気通路２０９にはインタークーラ２１４が配設され、そ
の下流にはサージタンク２１５が、また、インタークー
ラ２１４とサージタンク２１５の間に位置してスロット
ル弁２１６が配設されている。該スロットル弁２１６に
はスロットルセンサ２５８が連結され、該スロットルセ
ンサ２５８によりスロットル弁２１６の開度が検出され
る。また、吸気通路２０９の下流端は分岐してエンジン
２０１の各気筒に対応した二つの独立吸気通路２１７，
２１８となり、図示しない各吸気ボートに接続されてい
る。そして、これら各独立吸気通路２１７，２１８には
それぞれ燃料噴射弁２１９．２２０が配設されている。

吸気通路２０９の上流側には、上記第１および第２の分
岐通路２１０，２１２の分岐部上流に位置して、吸入空
気量を検出するエアフローメータ２２１が設けられてい
る。また、上記サージタンク２１５には過給圧を検出す
る圧力センサ２５７が設けられている。

二つの排気通路２０２，２０３は、プライマリおよびセ
カンダリの両ターボ過給機２０４，２０５の上流におい
て、比較的小径の連通路２２２によって互いに連通され
ている。そして、セカンダリ側のタービン２０７が配設
された排気通路２０３には、上記連通路２２２の開口位
置直下流に排気カット弁２２３が設けられている。また
、上記連通路２２２の途中から延びてタービン２０５゜
２０７下流の合流排気通路２２４に連通するウェストゲ
ート通路２２５が形成され、該ウェストゲート通路２２
５には、ダイアフラム式のアクチュエータ２２６がリン
ク結合されたウェストゲート弁２２７が配設されている
。そして、上記ウェストゲート通路２２５のウェストゲ
ート弁２２７上流部分とセカンダリ側タービン２０７に
つながる排気通路２０３の排気カット弁２２３下流とを
連通させる洩らし通路２２８が形成され、該洩らし通路
２２８には、ダイアプラム式のアクチュエータ２２９に
リンク連結された排気洩らし弁２３０が設けられている
。

排気カット弁２２３はダイアフラム式のアクチュエータ
２３１にリンク連結されている。一方、セカンダリター
ボ過給機２０６のブロア２１３が配設された分岐通路２
１２には、ブロア２１３下流に吸気カット弁２３２が配
設されている。この吸気カット弁２３２はバタフライ弁
で構成され、やはりダイアフラム式のアクチュエータ２
３３にリンク結合されている。また、同セカンダリ側の
分岐通路２１２には、ブロア２１３をバイパスするよう
にリリーフ通路２３４が形成され、該リリーフ通路２３
４にはダイアフラム式の吸気リリーフ弁２３５が配設さ
れている。

排気洩らし弁２３０を操作する上記アクチュエータ２２
９は、導管２３６によりプライマリターボ過給機２０４
のブロア２１１が配設された分岐通路２１０のブロア２
１１下流に連通されている。

そして、このブロア２１１下流側の圧力が所定値以上と
なったとき、アクチュエータ２２９が作動して排気洩ら
し弁２３０が開き、それによって、排気カット弁２２３
が閉じているときに少量の排気ガスが洩らし通路２２８
を流れてセカンダリ側のタービン２０７に供給される。

したがって、セカンダリターボ過給機２０６は、排気カ
ット弁２２３が開く前に予め回転を開始する。

上記導管２３６は導管２５５を介してブロア２１１上流
の分岐通路２１０に接続されている。該導管２５５には
デユーティ・ソレノイド・バルブ２５６が設けられてい
る。このデユーティ・ソレノイド・バルブ２５６のデユ
ーティ比の調整により、ウェストゲート弁２２７および
排気洩らし弁２３０の作動特性を変えるようにしている
。

吸気カット弁２３２を操作する上記アクチュエータ２３
３の圧力室は、導管２３７により電磁ソレノイド式三方
弁２３８の出力ボートに接続されている。また、排気カ
ット弁２２３を操作する上記アクチュエータ２３１は、
導管２３９により電磁ソレノイド式の別の三方弁２４０
の出力ボートに接続されている。さらに、吸気リリーフ
弁２３５を操作するアクチュエータ２４１の圧力室は、
導管２４２により電磁ソレノイド式の別の三方弁２４３
の出力ボートに接続されている。吸気リリーフ弁２３５
は、後述のように、排気カット弁２２３および吸気カッ
ト弁２３２が開く前の所定の時期までリリーフ通路２３
４を開いておく。そして、それにより、洩らし通路２２
８を流れる排気ガスによってセカンダリターボ過給機２
０６が予回転する際に、吸気カット弁２３２上流の圧力
が上昇してサージング領域に入るのを抑え、また、ブロ
ア２１３の回転を上げさせる。

上記ウェストゲート弁２２７を操作する上記アクチュエ
ータ２２６は、導管２４４により電磁ソレノイド式の三
方弁２４５の出力ボートに接続されている。

上記４個の電磁ソレノイド式三方弁２３８．　２４０，
２４３，２４５、デユーティ・ソレノイド・バルブ２５
６および２個の燃料噴射弁２１９゜２２０は、マイクロ
コンピュータを利用して構成されたコントロールユニッ
ト２４６によって制御される。コントロールユニット２
４６にはエンジン回転数センサの出力信号、エアフロー
メータ２２１の出力信号、圧力センサ２５７の出力信号
、スロットルセンサ２５８の出力信号のほか、プライマ
リ側ブロア２１１下流の過給圧Ｐ１、トランスミッショ
ンのシフト位置等が入力され、それらに基づいて後述の
ような制御が行われる。

吸気カット弁２３２制御用の上記電磁ソレノイド式三方
弁２３８の一方の入力ボートは、導管２４７を介して負
圧タンク２４８に接続され、他方の人力ボートは導管２
４９を介して後述の差圧検出弁２５０の出力ポート２７
０に接続されている。

負圧タンク２４８には、スロットル弁２１６下流の吸気
負圧がチエツク弁２５１を介して導入されている。また
、排気カット弁制御用の上記三方弁２４０の一方の入力
ボートは大気に解放されており、他方の人力ボートは、
導管２５２を介して、上記負圧タンク２４８に接続され
た上記導管２４７に接続されている。一方、吸気リリー
フ弁２３５制御用の三方弁２４３の一方の入力ボートは
上記負圧タンク２４８に接続され、他方の入力ボートは
大気に解放されている。また、ウェストゲート弁２２７
制御用の三方弁２４５の一方の入力ボートは大気に解放
されており、他方の入力ボートは、導管２５４により導
管２３６に接続されている。

第２図に示すように、上記差圧検出弁２５０は、そのケ
ーシング２６１内が第１および第２の二つのダイアフラ
ム２６２，２６３によって三つの室２６４．２６５．２
６６に区画されている。そして、その一端側の第１の室
２６４には、第１の人力ボート２６７が開口され、また
、ケーシング２６１端部内面と第１のダイアフラム２６
２との間に圧縮スプリング２６８が配設されている。ま
た、真中の第２の室２６５には第２の入力ボート２６９
が開口され、他端側の第３の室２６６には、ケーシング
２６１端壁部中央に出力ポート２７０が、また、側壁部
に大気解放ボート２７１が開口されている。そして、第
１のダイアフラム２６２には、第２のダイアフラム２６
３を貫通し第３の室２６６の上記出力ポート２７０に向
けて延びる弁体２７２が固設されている。

第１の入力ボート２６７は、導管２７３によって、第２
図に示すように吸気カット弁２３２の下流側に接続され
、プライマリ側ブロア２１１下流側の過給圧Ｐ１を上記
第１の室２６４に導入する。

また、第２の入力ボート２６９は、導管２７４によって
吸気カット弁２３２上流に接続され、したがって、吸気
カット弁２３２が閉じているときの吸気カット弁２３２
上流側の圧力Ｐ２を導入するようになっている。この両
人力ボート２６７．２６９から導入される圧力Ｐｉ、Ｐ
２の差（Ｐ２−Ｐｉ）が所定値以上になると、弁体２７
２が出力ポート２７０を開く。この出力ポート２７０は
、導管２４９を介して、吸気カット弁２３２制御用の三
方弁２３８の人力ボートの一つに接続されている。した
がって、該三方弁２３８がＯＮで吸気カット弁２３２操
作用のアクチュエータ２３３の圧力室につながる導管２
３７を差圧検出弁２５０の出力ポートにつながる上記導
管２４９に連通させている状態で、吸気カット弁２３２
上流の圧力つまりセカンダリ側の過給圧Ｐ２がプライマ
リ側の過給圧Ｐ１に近づいてきて、差圧Ｐｉ−Ｐ２がな
くなり、更に、差圧Ｐ２−ＰＩが所定値よりも大きくな
ると、該アクチュエータ２３３に大気が導入され、吸気
カット弁２３２が開かれる。また、三方弁２３８がＯＦ
Ｆになってアクチュエータ２３３側の上記導管２３７を
負圧タンク２４８につながる導管２４７に連通させたと
きには、該アクチュエータ２３３に負圧が供給されて、
吸気カット弁２３２が閉じられる。

一方、排気カット弁２２３は、排気カット弁２２３制御
用の三方弁２４０がＯＦＦで排気カット弁２２３操作用
アクチュエータ２３１が圧力室につながる導管２３９を
負圧タンク２４８側の導管２５２に連通させたとき、該
アクチュエータ２３１に負圧が供給されることによって
閉じられる。

また、この三方弁２４０がＯＮとなって出力側の上記導
管２３９を大気に解放すると、排気カット弁２２３は開
かれ、セカンダリターボ過給機２０６による過給が行わ
れる。

吸気リリーフ弁２３５は、吸気リリーフ弁２３５制御用
の三方弁２４３がＯＦＦで吸気リリーフ弁２３５操作用
アクチュエータ２４１の圧力室につながる導管２４２を
負圧タンク２４８側に連通させたとき、該アクチュエー
タ２４１に負圧が供給されることによって開き、また、
この三方弁２４３がＯＮでアクチュエータ２４１の圧力
室につながる上記導管２４２を大気に解放すると閉じら
れる。

また、ウェストゲート弁２２７操作用アクチュエータ２
２６は、ウェストゲート弁２２７制御用の三方弁２４５
がＯＮのとき導管２５４を介してプライマリ側ブロア２
１１下流に連通し、このプロア下流の圧力が所定値以上
になったとき、アクチュエータ２２６が作動してウェス
トゲート弁２２７を開き、排気をリリーフして過給圧特
性を適正化するようにしている。また、この三方弁２４
５がＯＦＦのとき大気に解放されてウェストゲート弁２
２７は閉じる。

この実施例では、後述のように排気カット弁２２３、吸
気カット弁２３２および吸気リリーフ弁２３５の開閉作
動にいずれもヒステリシスが設けられている。また、高
吸入空気量域から低吸入空気量域への移行時に排気カッ
ト弁２２３が閉じて吸気カット弁２３２が開いた状態が
続くときのセカンダリ側プロアへの吸気逆流を防ぐため
に、この領域においては排気カット弁２２３が閉じた時
を起点として所定時間（例えば２秒）経過後に吸気カッ
ト弁２３２を強制的に閉じるようにしている。

第３図は、吸気カット弁２３２、排気カット弁２２３、
吸気リリーフ弁２３５およびウェストゲート弁２２７の
開閉制御を、排気洩らし弁２３０の開閉制御とともに示
す制御マツプである。このマツプはコントロールユニッ
ト２４６内に格納されており、これをベースに上記電磁
ソレノイド式三方弁２３８，２４０，２４３．２４５の
制御が行われる。

低吸入空気量域から高吸入空気量域に移行する時、エン
ジン回転数Ｒが低く、あるいは吸入空気量Ｑが少ない領
域においては、吸気リリーフ弁２３５は開かれており、
排気洩らし弁２３０が開くことによってセカンダリター
ボ過給機２０６の予回転が行われる。そして、エンジン
回転数がＲ２あるいは吸入空気量が０２−Ｒ２のライン
に達すると、吸気リリーフ弁２３５制御用のソレノイド
式三方弁２４３がＯＮになって吸気リリーフ弁２３５が
閉じられ、その後、排気カット弁２２３が開くまでの間
、セカンダリ側ブロア２１３下流の圧力が上昇する。そ
して、Ｑ４−Ｒ４のラインに達すると、排気カット弁２
２３制御用のソレノイド式三方弁２４０がＯＮになって
排気カット弁２２３が開き、次いで、Ｑ６−Ｒ６ライン
に達し、吸気カット弁２３２制御用のソレノイド式三方
弁２３８がＯＮになって吸気カット弁２３２が開くこと
によりセカンダリターボ過給機２０６による過給が始ま
る。つまり、このＱ６−Ｒ６ラインを境にプライマリと
セカンダリの両過給機による過給領域に入る。尚、吸気
カット弁２３２を駆動するアクチュエータ２３３はソレ
ノイド２３８の作動のみに支配されるものではなく、吸
気カット弁２３２を開作動させる圧力源である大気圧が
差圧検出弁２５０を介して供給されるため、吸気カット
弁２３２の実際の開作動はソレノイド２３８の作動に対
し遅れることになる。したがって、吸気カット弁２３２
制御用ソレノイド２３８をＯＦＦからＯＮにする上記Ｑ
６．Ｒ６のラインは差圧検出弁２５０による遅れを考慮
した設定とされ、その結果、Ｑ６．Ｒ６のラインは排気
カット弁２２３制御用ソレノイド２４０がＯＦＦからＯ
ＮになるＱ４．Ｒ４のラインに近接したものとされる。

また、これらＱ６．Ｒ６とＱ４．Ｒ４は一致させること
もできる。

逆に、高吸入空気量域から低吸入空気量域へ移行する時
には、吸気カット弁２３２、排気カット弁２２３および
吸気リリーフ弁２３５を制御する各ソレノイド式三方弁
２３８，２４０，２４３はヒステリシスをもって、第３
図に破線で示すようにそれぞれＱ５−Ｒ５，Ｑ３−Ｒ３
，Ｑｌ−Ｒ１のラインで切り換わるよう設定されている
。すなわち、高吸入空気量域から低吸入空気量域へ移行
する時、Ｑ３．Ｒ３のラインに達すると排気カット弁２
２３の閉制御が行われ、さらに低吸入空気量域に移行し
てＱ５．Ｒ５のラインに達したとき吸気カット弁２３２
の閉制御が行われ、それより遅れて吸気リリーフ弁２３
５の開制御が行われる。

このように吸気カット弁２３２が排気カット弁２２３よ
り遅れて閉じることにより、低吸入空気量域への移行時
におけるサージングの発生が防止される。

また、この実施例においてウェストゲート弁２２７制御
用のソレノイド式三方弁２４５をＯＮ。

ＯＦＦするラインは排気カット弁２２３制御用ソレノイ
ド２４０のＯＮ、ＯＦＦラインであるＱ４−Ｒ４，Ｑ３
−Ｒ３の各ラインと一致させている。

すなわち、低吸入空気量域から高吸入空気量域への移行
時にはＱ４−Ｒ４のラインでソレノイド２４５をＯＮか
らＯＦＦにする。また、高吸入空気量域から低吸入空気
量域への移行時にはＱ３−Ｒ３のラインでソレノイド２
４５をＯＦＦからＯＮにする。

そして、例えばスロットル弁開度か所定量以上増したと
きなどのように、低吸入空気量域から高吸入空気量域へ
の移行要求があったと判断したときには、排気カット弁
２２３の開作動以前から開作動後に至る所定期間、上記
ウェストゲート弁２２７を強制的に閉じる。すなわち、
上記移行要求があったと判断すると、三方弁２４５をＯ
ＦＦにしてウェストゲート弁２２７を即座に閉じる。そ
して、排気カット弁２２３が開作動してから設定時間Ｔ
が経過すると三方弁２４５をＯＮにしてウェストゲート
弁２２７を作動可能にする。

尚、第３図において上記各ラインの折れた部分は、所謂
ノーロードラインもしくはロードロードライン上にある
。

したがって、上記実施例においては、エンジンがライン
Ｑ６−１６よりも低吸入空気量域にあるときにはセカン
ダリターボ過給機２０６への排気の導入が停止されるの
で、プライマリターボ過給機２０４のみが作動して高い
過給圧が立上がり良く得られる。一方、エンジンが上記
ラインＱ６−Ｒ６よりも高吸入空気量域にあるときには
プライマリターボ過給機２０４およびセカンダリターボ
過給機２０６の双方が作動して吸気流量を確保しながら
適正な過給圧が得られることになる。

また、吸入空気量域から高吸入空気量域への移行要求時
には、排気カット弁２２３の開作動以前から開作動後に
至る所定期間、ウェストゲート弁２２７が閉じるので、
このウェストゲート弁２２７による排気のリリーフが禁
止されてセカンダリターボ過給機２０６に供給する排気
の圧力が高くなる。よって、セカンダリターボ過給機２
０６の回転数が応答性良く速やかに上昇し、加速感が向
上する。

その場合、所定期間の後はウェストゲート弁２２７によ
る排気リリーフの禁止が解除されるので、排気圧力の高
圧化が適性に行われてオーバ過給が防止され、トルクシ
ョックの発生が防止されることに江る。

第４図は、上記第３図の特性図に基づいて答弁のソレノ
イド作動状態を運転状態の移行（横軸左方が低吸入空気
量域、右方が高吸入空気量域）との関係で見たものであ
る。この図からも判るように、排気カット弁２２３開閉
作動のヒステリシスは吸気カット弁２３２開閉作動のヒ
ステリシスに完全に包含されている。尚、吸気カット弁
２３２制御用ソレノイド２３８がＱ６．Ｒ６でＯＮとな
っても、差圧検出弁２５０の作用によって、実際の吸気
カット弁２３２の開作動は同図に破線で示すように遅れ
る。したがって、このＱ６．Ｒ６は、上述のように排気
カット弁２２３開制御のＱ４゜Ｒ４と近接したラインま
たは同一ラインとされる。

一方、吸気カット弁２３２の閉作動の方は、ソレノイド
２３８の作動に対し上記のような遅れを伴わないので、
その設定ラインであるＱ５．Ｒ５はＱ５＜ＱＢ、Ｒ５＜
Ｒ３とする必要がある。

つぎに、第３図の特性に基づいた答弁の制御を第５図の
制御回路によって説明する。吸気リリーフ弁作動用ソレ
ノイド２４３は、図の最上位に示す第１の比較回路１１
１の出力とその下に示す第２の比較回路１．１２の出力
とを人力とする第１のＯＲ回路１２１の出力によって制
御される。ここで、第１の比較回路１１１は、エアフロ
ーメータ２２１の検出信号である吸入空気量Ｑと基準値
である第１の加算回路１３１の出力値とを比較するもの
である。そして、生記第１の加算回路１３１は、第３図
のＱ１ラインに相当する設定値Ｑ１が入力され、また、
このＱｌに対するＱ’　＋という値（ただし、Ｑ＋　＋
Ｑ’　Ｉ　−Ｑｌ　）が第１のゲート１４１を介して人
力されるよう構成されていて、第１のゲート１４１が開
かれたときはＱ＋　＋Ｑ’１−Ｑ２を基準値として第１
の比較回路１１１に出力し、また、第１のゲート１４１
が閉じられたときにはＱｌを基準値として第１の比較回
路１１１に出力する。そして、この第１のゲート１４１
は上記第１のＯＲ回路１２１の出力によって開閉される
。

第２の比較回路１１２は、エンジン回転数センサによっ
て検出したエンジン回転数Ｒを基準値である第２の加算
回路１３２の出力値とを比較するものである。第２の加
算回路１３２は、第３図のＲ１ラインに相当する設定値
Ｒ，が入力され、また、このＲ１に対するＲ／、という
値（ただし、Ｒ，＋Ｒ’　ｌ　−Ｒ２）が第２のゲート
１４２を介して入力されるよう構成されていて、第２の
ゲート１４２が開かれたときはＲ，＋Ｒ’　１−Ｒ２を
基準値として第２の比較回路１１２に出力し、また、第
２のゲート１４２が閉じられたときにはＲ１を基準値と
して第２の比較回路１１２に出力する。第２のゲート１
４２もまた上記第１のＯＲ回路１２１の出力によって開
閉される。

上記第１および第２の比較回路１１１．１１２は、検出
された吸入空気量Ｑおよびエンジン回転数Ｒを第１およ
び第２の加算回路の出力であるそれぞれの基準値と比較
し、ＱあるいはＲが基準値以上となったときにＯＮ信号
を吸気リリーフ弁作動用ソレノイド２４３に出力する（
ＯＮで吸気リリーフ弁２３５は閉じる）。第１および第
２のゲート１４１，１４２は、第１のＯＲ回路１２１の
出力信号がＯＮのとき閉じられており、ＯＲ回路信号が
ＯＦＦのとき開かれる。したがって、低吸入空気量域か
ら高吸入空気量域への移行時には、第１のＯＲ回路１２
１の出力信号はＯＦＦであるので、各ゲート１４１，１
４２は開かれ第１および第２の比較回路１１１．１１２
に基準値としてＱｌ、Ｒ２が入力される。したがって、
第３図でＱｌ、Ｒ２のラインに達した時にＯＮ信号が出
され吸気リリーフ弁２３５が開かれる。また、このＯＮ
信号によって第１および第２のゲート１４１゜１４２が
閉じられ、それにより、ＱおよびＲの基準値がそれぞれ
Ｑｌ、Ｒ１となる。つまり、Ｑ′１、Ｒ’ｌ　に相当す
るヒステリシスをもって逆方向への移行に備えたライン
設定がなされる。

排気カット弁作動用ソレノイド２４０もまた、同様の制
御回路によって制御される。つまり、吸入空気量Ｑに対
して第３の比較回路１１３が、また、エンジン回転数Ｒ
に対して第４の比較回路１１４が設けられ、これらの比
較回路１１３，１１４の出力が第２のＯＲ回路１２２を
介してソレノイド２４０に送られる。第３の比較回路１
１Ｂ１：：対しては第３の加算回路１３３が、また、第
４の比較回路１１４に対しては第４の加算回路１３４が
同様に設けられる。そして、第３の加算回路１３３には
、設定値Ｑ３が入力され、また、第３のゲート１４３を
介してＱ′３　（ただしＱｌ　＋Ｑ’３−Ｑ４　）が入
力される。同様に、第４の加算回路１３４には、設定値
Ｒ３と、第４のゲート１４４を介するＲ′３　（ただし
Ｒ３＋Ｒ’　３　”Ｒ４）が入力される。同様に、第４
の加算回路１３４には、設定値Ｒ３と、第４のゲート１
４４を介するＲ′３　（ただし、Ｒ３＋Ｒ’　３−Ｒ４
）が入力される。この回路は上記第１および第２比較回
路の場合と同様に作動し、それにより、高吸入空気量域
への移行時には第３図のＱ４．Ｒ４ラインを基準として
排気カット弁２２３が開作動され、また、低吸入空気量
域への移行時にはＱ　３１　Ｒ３ラインによって弁２２
３が閉作動される。

吸気カット弁作動用ソレノイド２３８に対しては、第５
および第６の比較回路１１５，１１６の出力を第３のＯ
Ｒ回路１２３を介して供給する同様の制御回路が設けら
れている。この制御回路は、それぞれの比較回路１１５
，１１６に対し第５および第６の加算回路１３５，１３
６を有し、また、各加算回路１３５．１３６に対して第
５および第６のゲート１４５，１４６を備えている。そ
して、基本的な作動は上記答弁に対する回路と差異がな
い。つまり、高吸入空気量域への移行時にはＱａ。

Ｒ６のラインによる吸気カット弁開制御が行われ、低吸
入空気量域への移行時にはＱｓ、Ｒｓのラインによる吸
気カット弁閉制御が行われる。ここで、Ｑ６およびＲ６
は同様にＱｓ　＋Ｑ’　ｓ　＝Ｑ６．Ｒ％　＋Ｒ’　ｓ
　ｍＲ６の形で設定される。

ただし、この吸気カット弁制御の回路の場合には、上記
第３のＯＲ回路１２３の出力側に第７のゲート１４７が
接続され、ソレノイド２３８へはこのゲート１４７を介
して制御信号が送られる。

そして、排気カット弁作動用の上記第２のＯＲ回路１２
２の出力がＯＮからＯＦＦに変った時を起点としてカウ
ントアツプを開始するタイマ１５０が設けられ、また、
このタイマ１５０のカウント値が設定値（例えば２秒に
相当する値）を越えたらＯＮ信号を発する第７の比較回
路１１７が設けられて、この第７の比較回路１１７から
ＯＮ信号が出力されたとき、上記第７のゲート１４７を
閉じて吸気カット弁２３２を強制的に閉作動させ、同時
にＱ、　Ｈの基準値をＱｓ、Ｒｓに変更し、また、タイ
マ１５０をリセットするよう構成されている。−旦第７
のゲート１４７が閉じると、上記第７の比較回路１１７
の出力はＯＦＦとなるが、上記のように切り換えライン
である基準値が上記のようにＱａ、Ｒｓへ変更されてい
るので、吸気カット弁作動用ソレノイド２３８は閉作動
状態に保持される。これにより、低吸入空気量域への移
行時に、排気カット弁ソレノイド２３８がＯＦＦ状態で
吸気カット弁ソレノイド２４０がＯＮ状態が長くつづく
ことによるサージングの発生が防がれる。

次に、ウェストゲート弁２２７を制御するための回路に
ついて説明する。１２０は第１０の比較回路であって、
該比較回路１２０にはスロットルセンサ２５８の出力信
号が入力されている。この比較回路１２０ではスロット
ルセンサ２５８の出力信号が設定値を超えたか否かを判
定する。そして、設定値を超えたと判定したときには、
低吸入空気量域から高吸入空気量域への移行要求があっ
たと判断して、ウェストゲート弁用ソレノイド２４５に
ＯＦＦ信号を出力してウェストゲート弁２２７を閉じる
。

また、１１８は第８の比較回路であって、該比較回路１
１８には上記ＯＲ回路１２２の出力信号が入力されてい
る。この比較回路１１８ではＯＲ回路１２２の出力信号
が“ＯＮからＯＦＦに変った２か”ＯＦＦからＯＮに変
った“かが判定される。そして、ＯＲ回路１２２の出力
信号がＯＦＦからＯＮに変ったとき、つまり排気カット
弁２２３が閉作動から開作動に切替わったときにはウェ
ストゲート弁用ソレノイド２４５に所定時間ＴだけＯＦ
Ｆ信号を出力し続けてウェストゲート弁２２７を所定時
間Ｔ閉じる。一方、ＯＲ回路１２２の出力信号がＯＮか
らＯＦＦに変ったとき、つまり排気カット弁２２３が開
作動から閉作動に切替わったときにはウェストゲート弁
用ソレノイド２４５にＯＮ信号を出力してウェストゲー
ト弁２２７を閉じる。具体的には、上記比較回路１１８
にはタイマ１５１が接続され、該タイマ１５１には第９
の比較回路１１９が接続され、この比較回路１１９の出
力信号がウェストゲート弁作動用ソレノイド２４５に入
力されている。したがって、ＯＲ回路１２２の出力信号
がＯＦＦからＯＮに変ると、タイマ１５１がカウントア
ツプを開始し、このカウント値が設定値Ｔを超えると比
較回路１１９からＯＮ信号が出力されてウェストゲート
弁２２７の作動が許容される。尚、上記タイマ１５１は
ＯＲ回路１２２の出力信号がＯＮからＯＦＦに変ったと
きにリセットされる。

この場合、比較回路１１９の設定値はエンジンの運転状
態に応じて変更される。具体的には、（１）エンジン負
荷が高いほど設定値を大きくする。

すなわち、第７図および第８図に示すように、負荷が高
いほどセカンダリターボ過給機２０６の加速に要する時
間が短くなるので、ウェストゲート弁２２７を閉じる期
間を長くとってセカンダリターボ過給機２０６の回転数
の上昇が促進される。

（′２Ｊ走行距離が所定距離以下のときには設定値を小
さく補正する。いわゆる、ならし運転時におけるオーバ
過給を防止してエンジンの負う負荷を軽減し、エンジン
を保護するためである。

（３）エンジン冷却水温が所定温度以下のときには設定
値を小さく補正する。同じくエンジンを保護するためで
ある。

（４）ハイオクタン・ガソリン仕様のエンジンでありな
がらレギュラー◆ガソリンが供給されていることをノッ
クセンサ等で検出したときには設定値を小さく補正する
。ノッキングの発生を防止してエンジンを保護するため
である。

さらに、オートマチック・トランスミッンヨン仕様の車
両に搭載されたエンジンの場合には、キックダウン時に
は、上記リリーフ制限手段によるウェストゲート弁２２
７の閉作動保持を解除してウェストゲート弁２２７を開
けるようにしても良い。こうすれば、排気カット弁２２
３の上下流の差圧が減って排気カット弁２２３が速やか
に作動できる。

以上の構成において、コントロールユニット２４６は、
低吸入空気量域から高吸入空気量域への移行要求時に、
上記排気カット弁２２３の開作動以前から開作動後に至
る所定期間、上記ウェストゲート弁２２７を閉じるリリ
ーフ制限手段として機能している。

（第２実施例）第２実施例は、基本構成において上記第１実施例と共通
している。異なる点は、リリーフ制限手段（コントロー
ルユニット２４６）における所定期間の終期を、第１実
施例では設定時間Ｔの経過時としたが、この第２実施例
では過給圧が設定値を超えたときとしている。そして、
圧力検出手段としての圧力センサ２５７により、上記過
給圧を検出している。

したがって、吸入空気量域から高吸入空気量域への移行
要求時には、スロットルセンサ２５８の出力信号が設定
値を超えてから過給圧が設定値を超えるまでの所定期間
（排気カット弁２２３の開作動以前から開作動後に至る
所定期間）、ウェストゲート弁２２７が閉じるので、こ
のウェストゲート弁２２７による排気のリリーフが禁止
されてセカンダリターボ過給機２０６に供給する排気の
圧力が高くり、セカンダリターボ過給機２０６の回転数
が応答性良く速やかに上昇し、加速感が向上する。

その場合、過給圧が設定値を超えた後はウェストゲート
弁２２７による排気リリーフの禁止が解除されるので、
排気圧力の高圧化が適性に行われてオーバ過給が防止さ
れ、トルクショックの発生が防止されることになる。

このことを第６図により具体的に示す。この図では、ト
ルク、ブースト圧力、排気ガス流量に関しては、破線は
従来例を、実線は本発明例をそれぞれ示している。同図
において、排気カット弁２２３の開作動以前から開作動
後に至る所定期間、ウェストゲート弁２２７が閉じるの
で、その分、セカンダリターボ過給機２０６に流入する
排気ガス流量が増えている。このため、ブースト圧力に
おいては、セカンダリ側の圧力が上昇しており、この圧
力上昇のためにプライマリ側とセカンダリ側との圧力差
が減ってプライマリ側からセカンダリ側への吸気の逆流
が抑制されてプライマリ側のブースト圧力も上昇してい
る。これに応じてトルクの落ち込みも解消されている。

さらに、上記デユーティ・ソレノイド・パルプ２５６の
制御について説明する。このデユーティ・ソレノイド・
バルブ２５６のデユーティ比は、トランスミッションの
シフト位置がハイギヤのときには大きく（実質的開度が
大きい）、ローギャのときには小さく（実質的開度が小
さい）設定される。すなわち、ハイギヤのときには加速
が小さくてエンジン回転数の上昇が遅いので、パルプ２
５６の実質的開度を大きくしてウェストゲート弁２２７
に導入する過給圧を多量にリリーフしてその圧力値を小
さくする（第６図の最上段に破線で示す制御値）。一方
、ローギヤのときには加速が大きくてエンジン回転数の
上昇が速いので、バルブ２５６の実質的開度を小さくし
てウェストゲート弁２２７に導入する過給圧をほとんど
リリーフせずにその圧力値を大きくする（第６図の最上
段に実線で示す制御値）。このことにより、排気カット
弁２２３が開作動してからウェストゲート弁２２７が開
作動し始めるまでの時間ｔを略一定にできる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のターボ過給機付エンジン
の排気制御装置によれば、吸気通路に複数の排気ターボ
過給機を並列に配設し、このうち少くとも一つの排気タ
ーボ過給機をセカンダリターボ過給機として該セカンダ
リターボ過給機専用の排気通路に排気カット弁を設け、
エンジンの高吸入空気量域でのみ排気カット弁を開いて
セカンダリターボ過給機を作動させるとともに、上記排
気通路に設けられ、過給圧に応じて排気ターボ過給機に
供給される排気をリリーフするウェストゲート弁と、低
吸入空気量域から高吸入空気量域への移行要求時に、上
記排気カット弁の開作動以前から開作動後に至る所定期
間、上記ウェストゲート弁を閉じるリリーフ制限手段と
を設けたので、低吸入空気量域における過給圧の確保と
高吸入空気量域における吸気流量の確保を実現し、およ
びウェストゲート弁による過給圧の適正化という基本的
効果を得ながら、ウェストゲート弁による排気リリーフ
の禁止によりセカンダリターボ過給機の回転数を応答性
良く速やかに上昇させて加速感を向上できるとともに、
ウェストゲート弁による排気リリーフ禁止の解除により
排気圧力の高圧化を適性に行ってオーバ過給を防止し、
トルクショックの発生を防止することができる。

また、排気ターボ過給機下流側の吸気通路に過給圧を検
出する圧力検出手段を設け、該圧力検出手段の検出する
過給圧が設定値を超えたときをリリーフ制限手段におけ
る所定期間の終期としたので、過給圧が設定値を超えた
ときからウェストゲート弁による排気リリーフがなされ
てオーバ過給を確実に防止できる。

さらに、リリーフ制限手段における所定期間をエンジン
の運転状態に応じて変更すれば、ウェストゲート弁によ
る排気リリーフが運転状態に応じて適切になされてオー
バ過給を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を例示し、第１図は全体概略構成
図、第２図は差圧検出弁の断面図、第３図は答弁の作動
領域を示すマツプ図、′第４図は答弁の作動を説明する
説明図、第５図は制御回路図、１６図は低吸入空気量域
から高吸入空気量域への移行時における各状態量を示す
時間図、第７図はスロットル弁開度と設定値との関係を
示す特性図、第８図は各シフト位置における設定値を示
す特性図である。２０２・・・排気通路２０３・・・排気通路２０４・・・プライマリターボ過給機２０６・・・セカンダリターボ過給機２２３・・・排気カット弁２２７・・・ウェストゲート弁２４６・・・コントロールユニット２４６（リリーフ制
限手段）２５７・・・圧力センサ（圧力検出手段）第２崩！１４図スロットル４＋間度第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）吸気通路に複数の排気ターボ過給機を並列に配設
し、このうち少くとも一つの排気ターボ過給機をセカン
ダリターボ過給機として該セカンダリターボ過給機専用
の排気通路に排気カット弁を設け、エンジンの高吸入空
気量域でのみ排気カット弁を開いてセカンダリターボ過
給機を作動させるようにしたターボ過給機付エンジンに
おいて、上記排気通路に設けられ、過給圧に応じて排気ターボ過
給機に供給される排気をリリーフするウェストゲート弁
と、低吸入空気量域から高吸入空気量域への移行要求時に、
上記排気カット弁の開作動以前から開作動後に至る所定
期間、上記ウェストゲート弁を閉じるリリーフ制限手段
とを設けたことを特徴とするターボ過給機付エンジンの
排気制御装置。
（２）排気ターボ過給機下流側の吸気通路に過給圧を検
出する圧力検出手段を設け、該圧力検出手段の検出する過給圧が設定値を超えたとき
をリリーフ制限手段における所定期間の終期とする請求
項（１）記載のターボ過給機付エンジンの排気制御装置
。
（３）リリーフ制限手段における所定期間は、エンジン
の運転状態に応じて変更される請求項（１）記載のター
ボ過給機付エンジンの排気制御装置。