JPH04183931A - 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、主、副ターボチャージャが並列に配設され、
低吸入空気量域では主ターボチャージャのみ、高吸入空
気量域では両ターボチャージャを作動させるようにした
過給機（１エンジンの制御プｊ法に関する。

〔従来の技術〕

エンジン本体に対し、主、制御つのターボチャージャを
並列に配置し、低吸入空気量域では主ターボチャージャ
のみ作動さセて１個ターボチャージャとし、高吸入空気
量域では両ターボチャージャを作動さセるようにした、
いわゆる２ステージターホ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６ｌ６こ示ずようになっている。エ
ンジン本体９Ｊ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−１−（Ｔ／Ｃ−２）９
３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
コンプ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も閉じること
により、副ターボチャージャ９３にも過給作動を行わせ
、２個ターボチャージャ作動とすることができる。

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６１−１１２７
３４号公報のシステムでは、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。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、排気切替弁の制御においては、開弁初期
の摩擦抵抗に対して開弁トルクが小さいので、弁体が動
きにくく開弁遅れが生しるという問題があった。これを
、第７図および第８図によって説明する。第７図は、排
気切替弁がバタフライ弁から構成されている場合を示し
ている。図に示すように、排気切替弁８１には、両方か
ら排気ガス圧が作用しているが、一方の排気ガス圧Ｐ１
が他方のガス圧Ｐ２よりも著しく高いので、排気切替弁
８１の回転軸８２に作用する荷重が大きくなり、排気切
替弁８１の開弁初期には回転軸８２とこれを支持する部
材の間の摩擦抵抗により、排気切替弁８１は動きにくく
なる。そのため、開弁遅れが生じ、第８図のＰ３に示ず
ように、過給圧がオーバシュートし、過給圧制御性が悪
くなるという問題が生じていた。

第９図は、排気切替弁の開度あ対する開弁トルクの変化
を示している。図に示すように、開弁初期は、開弁トル
クＴが大であり、開度が大になるにしたがって開弁トル
クＴは一旦小さくなり、その後、開度が大になるにした
がって開弁トルクＴも大となっている。したがって、排
気切替弁においては、開弁遅れを解消するためには、開
弁初期に大きなトルクで排気切替弁を駆動させる必要が
ある。

本発明は、上記の問題に着目し、排気切替ブ↑を開弁初
期に素早く開弁させ、開弁遅れに起因する過給圧制御性
の悪化を防止することのできる制御装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的に沿う本発明に係る過給機付エンジンの制御装
置は、主ターボチャージャおよび副ターボチャージャと
、副ターボチャージャに接続されたエンジンの吸、排気
系にそれぞれ設けられ、ともに全開のときは副ターボチ
ャージャに過給作動を行わゼ、ともに全開のときには副
ターボチャージ十の過給作動を停止させる吸気切替弁お
よび排気切替弁と、を備え、主ターボチャージャのみの
過給作動から両ターボチャージャの過給作動への切替前
に、小開用ダイヤフラム室と全開用ダイヤフラム室とを
有する２段ダイヤフラムアクチュエータによって排気切
替弁を小開制御し、排気ガスの一部を作動停止している
副ターボチャージャに流して副ターボチャージャを助走
回転さゼる過給機付エンジンの制御装置において、 前記排気切替弁の小開開始初期に過給圧検知手段からの
信号に基づいて前記２段ダイヤフラムアクチュエータの
小開用ダイヤフラム室と全開用ダイヤフラム室の双方に
過給圧を導入することを指令する初期駆動制御手段を設
けたことから成る。

〔作用〕

このように構成された過給機付エンジンの制御装置にお
いては、排気切替弁手段の開弁初期には初期駆動制御手
段からの指令によって、小開用ダイヤプラム室と全開用
ダイヤフラム室の双方に過給圧が導入される。そのため
、排気切替弁を開弁させる力は大となる。したがって、
排気切替弁の前後差圧に起因する開弁初期の摩擦抵抗に
十分打勝つことができ、排気切替弁の開弁遅れは解消さ
れる。

〔実施例〕

以下に、本発明に係る過給機付エンジンの制御装置の望
ましい実施例を、図面を参照して説明する。

第１図ないし第５図は、本発明の一実施例を示している
。このうち第２図し、１本発明を実施するための装置構
成を示し“ζ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。

第２図において、１はエンジン、２はサージタンク、３
はｌｊｌ気マニホール１を示す。排気マニポールｌ＝’
　３はｉｌｌｌ士気を伴わない＃１〜＃３気筒ｆｆＹ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ｌＪト気マニポールト
３の集合部に接続され、それぞれのコンプレｙ　ｔ　７
　ｂ、８ｂは、インククーラ６、スロットル弁４を介し
゛Ｃザージタンク２に接続されている。主ターボチャー
ジャ７は低吸入空気量域から高吸入空気量域まで作動さ
れ、副ターボチャージャ８は低吸入空気量域で停止され
る。

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。ここで、排気切替弁１７は
、バタフライ弁から構成されている。吸、排気切替弁１
８．１７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。

低吸入空気量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（１１ｉｌタ
ーボチヤージヤへの切替を円滑にするために、コンプレ
ッサ８ｂの上流と下流とを連通ずる吸気バイパス通路１
３と、吸気バイパス通路１３の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。なお、吸気バイパス通路の空気流れ下流側を主
ターボチャージャ７のコンブレノ→）」二液の吸気通路
に連通してもよい。また、吸気切替弁１８の」二液と下
流とを連通ずるバイパス通路に逆上ブ↑］２を設けて、
吸気切替ブｒ１８閉時においても、副ターボチャージャ
８例のコンプレッ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」＝　？Ｊ！”を側から下
流側に流れることができるようにしである。なお、第４
図中、１４はコンブレノ４Ｊ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。

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。１１気通路を形成するフロンＩ
・パイプ２０は、ＩＩ気ガス触媒２１を介して排気マフ
ラー２２に接続される。

吸気切替弁１８はアクチュエータ１ｊによって開閉され
、ｌｊｌ気切替ブ↑１７は２段ダイヤフラム式アクチュ
エータ１６によって開閉され、一つのアクチコー工−タ
１６にて抽気切替弁１７の小間、全開の両方の制御を行
うごとができるようになっている。なお、９はウェスト
ゲートバルブ エータを示す。アクチュエータ１０、１１、１６を作動
する過給圧または負圧をＯＮ−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、２
８が設けられている。三方電磁弁２５、２６、２７、２
８の切替は、エンジンコントロールコンビエータ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、１６を作動させ、ＯＦＦは吸、排気切替弁
】８、１７を全閉とするようにアクチュエータ１１、１
６を作動さゼる。

第３図は、排気切替弁１７を開閉駆動さセる２段ダイヤ
フラムアクチュエータ１６を示している。アクチュエー
タ１６は、仕切壁１６ａと２つのダイヤフラム１６ｂ，
１６ｃとによって区画されている。アクチュエータ１６
には、これらの仕切壁１６ａおよびダイヤフラム１６ｂ
、１６ｃとによって、全開用ダイヤフラム室１６ｄ、ス
プリング室１６ｅ、小開用ダイヤフラム室１６ｆ、スプ
リング室１６ｇがそれぞれ形成されている。一方のスプ
リング室１６ｅには、ダイヤフラム１６ｂを付勢するス
プリング１６ｈが配設されている。他方のスプリング室
１６ｇには、ダイヤフラム１６ｃを付勢するスプリング
１６ｉが配設されている。一方のダイヤフラム１６ｂに
は、ロフト１６ｊが連結されており、ロッド１６ｊの一
端は、排気切替弁１７に連結されている。ロッド１６ｊ
の他端は、ダイヤフラム１６ｃに取付けられた保合部材
１６にと保合可能となっている。

全開用ダイヤフラム室１６ｃｌには、第４の三方電磁弁
２８を介して過給圧Ｐが導かれるようになっている。小
開用ダイヤフラム室１６ｆには、第５の三方電磁弁３２
を介して過給圧Ｐが導かれるようになっている。第５の
三方電磁弁３２は、ＯＮで過給圧をアクチュエータ１６
の小開用ダイヤフラム室１６ｆに導入し、排気切替弁１
７を小開し、ＯＦＦで小開を中止するようになっている
。なお、−旦開弁した後は、小間用ダイヤフラム室１６
ｆのみに過給圧Ｐが導かれ、通常の小開制御が行なわれ
る。

ｎＦ気切替弁１７を駆動させる２段ダイヤフラムアクチ
ュエータ１６は、エンジンコントロールコンビュータ２
９によってデユーティ制御卸されている。デユーティ制
御は、周知の通り、デユーティ比により通電時間を制御
することであり、デジタル的に通電、非通電の割合を変
えることにより、アナログ的に平均電流が可変制御され
る。なお、デユーティ比は、１サイクルの時間に対する
通電時間の割合であり、１サイクル中の通電時間をＡ、
非通電時間をＢとすると、デユーティ比−Ａ／（Ａ＋Ｂ
　）　ｘ　１００（％）で表わされる。本実施例では、
第５の三方電磁弁３２をデユーティ制御することにより
、この電磁弁の開口量が可変、可能となっている。

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、過給圧検知手段としての吸気管圧力センサ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２４．０□センサ１９等が含まれ
る。　′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ソサユニノト（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）　、人出力インターフエイス（■１０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コンバータを備えでいる。

エンジンコントロールコンビ１−夕２９には、排気切替
弁１７の小開初期に過給圧検知手段（吸気管圧力センサ
）３０からの信号に基づいて２段ダイヤフラムアクチュ
エータ１６の小開用ダイヤフラム室１６ｆと全開用ダイ
ヤフラム室１６ｄの双方に過給圧を導入することを指令
する初期駆動制御手段６１が形成されている。この初期
駆動制御手段６１は、エンジンコントロールコンピコ、
−夕２９に格納されるプログラムから構成されている。

つぎに、過給機付エンジンにおける排気切替弁のデユー
ティ制御方法を、第４図のフローチャートに基づいて説
明する。

第４図において、ステップ１００で排気小開デュ−ティ
制御ルーチンに入り、ステップ１０１でエンジン回転数
（ＮＥ）が読込まれる。つぎに、ステップ１０２に進み
、エンジン回転数が４００Ｏｒｐｍ以上であるか否かが
判断される。ここで、エンジン回転数が４００’Ｏｒ　
ｐ　ｍよりも高い場合は、ステップ１０３に進み、吸入
空気量Ｑが読込まれる。吸入空気量はエアフローメータ
２４からの信号である。ステップ１０３で吸入空気量１
０３が読込まれると、ステップ１０４に進み、吸入空気
量１０３が、たとえば４０００β／ｍｉｎよりも大であ
るか否かが判断される。ここで、吸入空気量が４０００
β／ｍｉｎよりも大である場合は、ステップ１０７に進
む。

ステップ１０２において、エンジン回転数が４００゜ｒ
ｐｍよりも低い場合は、ステップ１０５に進み、吸気管
圧力（ＰＭ）が読込まれる。吸気管圧力は、吸気管圧力
センサ３０からの信号である。ステップ１０５−’６吸
気管圧力が読込まれると、ステップ１０６に進み、たと
えば吸気管圧力が→−５００ｍｍ１１ｇよりも大である
か否かが判断される。ここで、吸気管圧力が＋５００　
＋ｎＨｇよりも大である場合は、ステップ１０７に進む
。ステップ１０６で吸気管圧力が」５００ｍｍ１１ｇよ
りも低いと判断された場合Ｉｔ：　、後述するステップ
１１７　に進む。

ステップ１０７では、デユーティ比がゼロに設定されて
いるか否かが牢１１断される。ごごで、デユ−ティ比が
セロに設定されていれば、ステップ］０９に進み、スキ
ップ制御がＯＮであるか否かが判断される。スギ、プａ
、＋＋御は、ｉＪｌ気切替弁１７におＬＪる開弁開始時
の駆動力と閉弁終了ｌｈの駆動力に差があるために必要
な制御である。すなわち、排気切替弁１７の駆りＪ力に
はヒステリシスか存在し、これに対応するためにチュー
ティ比を積分定数によって補正するスキップ制御が行な
われる。ステップ］０９でスキ、ブ制御がＯＮであると
判断された場合は、ステップ１１０に進む。

ステップ１０７　において、チューティ比がセｌ」でな
いと判断された場合は、ステップ１０８に進め、ここで
スキ、プ制御がＯＮに設定されているか否かが判断され
る。ステップ１０８でスキップ制御がＯＮＩこ設定され
ていると判断された場合は、ステノブ川１に進み、ＯＮ
に設定されていない場合は、ステップ１１２に進む。

ステップ１１０では、デユーティ比Ａ１がたとえば５０
％に設定され、このデユ−ティ比Ａ１に積分定数Ｃがイ
」加される。つぎに、ステップ１１０　に進んで、第４
の三方電磁弁２８をＯＮとし、ステップ１１３に進む。

ステップＩｌｌ　では、デユーティ比Ｂ１がたとえば５
％に設定され、このデユーティ比Ｂ＋に積分定数Ｃが付
加される。ステップ１１２では、デユーティ比Ｃ１だた
とえば２％に設定され、このデユーティ比Ｃ１に積分定
数Ｃがイ」加される。

つまり、ステップ１０７でデユーティ比がゼロと設定さ
れている場合は、排気切替弁１７が閉弁していると判断
し、ステップ］１０においてデユーティ比が著しく大に
設定される。ステップ１１３では、スキノフ“制御卸の
ＯＮがリセットされ、さらにステップ１１４　に進んで
スキップ制御のＯＦＦがセットされる。

ステップ１０７において、デユーティ比がゼロ以外に設
定され、ステップ１０８でスキップ制御が０Ｎにセフ１
・されていれば、Ｉｌｌト気切替弁１７は僅かではある
が開弁じていると判断され、ステップ＋１１の処理がな
される。そして、ここでデユーティ比１３１が５％に設
定され、ステップ川３に進む。ステップ１０８　におい
て、スキップ制御がＯＮに設定されていない場合は、ス
テップ］１２に進み、デユーティ比ＣＩが２％に設定さ
れ、その後、ステップ１１５に進む。

ステ、プ１１５では、デユーティ比が１００％以上に設
定されているかを判断し、１００　％以」二であると判
断された場合は、ステップ１１６に進み、デコ。

−ティ比は１００％に設定（修正）される。ステップ１
１５において、チューティ比が１００％以下に設定され
ている場合は、ステップ１２９に進む。

このように、ステップ１０７〜１１６までの処理は、吸
気管圧力または吸入空気量が設定値基」二になっ　。

た場合の制御を示し、この場合は、デユーティ化を増加
さ−Ｕ、排気切替弁１７を開く方向に作動さ−Ｕる。

前に戻って、ステップ１０４で吸入空気量が４０００ｐ
、／ｍｉｎよりも少ない場合、またはステップ１０６で
吸気管圧力が＋５００施■＋＋ｇよりも低い場合は、ス
テ７ブ１１７へ進む。このステップ１．１７では、デユ
ーティ比がゼロに七ノドされているか否かが判断され、
ここで、デユーティ比がゼロに設定されていれば、ステ
ップ１１９に進め、スキップ制御がＯＦＦにセ、ｌ・さ
れているか否かが判断される。スキップ制御は、上述し
たように、排気切替弁１７の駆動ノ〕にヒステリシスが
存在するために行なわれる制御である。ステップ１１９
でスキップ制１１１１がＯＦＦであると判断された場合
は、ステップ１２０　に進む。

ステップ１１７において、デユーティ比がゼロでないと
判断された場合は、ステップ１１８に進め、ここでスキ
ップ制御がＯＦＦに設定されているか否かが判断される
。ステップ１１８でスキップ制御がＯＦＦに設定されて
いると判断された場合は、ステップ１２１　に進み、Ｏ
Ｆ　Ｆに設定されていない場合は、ステップ１２２に進
む。

ステップ１２０では、デユーティ比Ａ、が第１図のポイ
ントに１から５０％減算される。また、ステップ１２１
　ではポイントに２から５％のデユーティ比が減算され
る。さらに、ステップ１２２ではポイントに、から２％
のデユーティ比が減算される。

ステップ１２０およびステップ１２１　の処理がなされ
ると、ステップ１２３に進んでスキップ制御卸のＯＦＦ
がリセソ１〜される。そして、さらにステップ１２４に
進んでスキップ制御のＯＮ七ノドがなされ、ステップ１
２５に至る。なお、ステップ１２２の処理が完了した場
合も、ステップ１２５に進む。

ステップ＋２５においては、チューティ比がゼロかまた
はゼロよりも小であるか否かが判断される。

ここで、デユーティ比がゼロかまたはゼロよりも小であ
ると判断された場合は、ステップ１２６に進み、デユー
ティ比はゼロに修正される。そして、ステップ１２７　
に進んでデユーティ比はゼロにセットされる。ステップ
１２５において、デユーティ比がゼロまたはゼロよりも
小と判断された場合は、ステップ１２８に進む。ステッ
プ１２７およびステップ１２８の処理が完了すると、ス
テップ１２７ａに進み、「９ 第４の電磁弁２８の制御フラグがセントされているか否
かが判断される。ここで、リセットされていると判断さ
れた場合は、ステップ１２７ｂに進め、第４の電磁弁２
日がＯＦＦとされる。逆にセットされていると判断され
た場合は、ステップ１２９に進み、第５の三方電磁弁３
２のデユーティ制御が行なわれる。このステップ１２９
からは、第５図に示すバルブ制御が開始される。

このように、ステップ１１７〜１２Ｂは、吸気管圧力ま
たは吸入空気量が設定値以下となった場合の制御処理を
示しており、この場合はデユーティ比を減少させ、排気
切替弁１７を閉じる方向に作動させる。

第５図は、本実施例におけるバルブ制御処理の手順を示
したフローチャートであり、図において第１〜第５の三
方電磁弁をそれぞれＶＳＶｌｋｌ〜ＶＳＶＩｈ５、ター
ボチャージャをＴ／Ｃと表わしである。

第５図において、ステップ２００でバルブ制御ルーチン
に入り、ステップ２０１でエンジンの吸入空゛気量Ｑを
読み込む。吸入空気量はエアフローメーク２４からの信
号である。つぎにステップ２０２で高吸入空気量域か低
吸入空気量域か、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。図示例で
は、たとえばＱが５５００１　／ｍｉｎ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！　／ｍｉｎ以下のときは１個ターボチャー
ジャ作動域と判断している。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、６０００　ｅ　／ｍｉｎ近辺で切り替わ
ることになる。

ステップ２０２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２０３に進み、それ
までの１個ターボチャージャ時に吸気切替弁１Ｂが開（
パーシャル載量）になっている場合には、第２の三方電
磁弁２６をＯＦＦとして吸気切替弁１８を閉じる。続い
てステップ２０４で第３の三方電磁弁２７をＯＮとし、
アクチュエータＩＯ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）を導いて吸気バイパ
ス弁３３を閉じる。ただし、このとき、後述の如く、１
個ターボチャージャ作動域において、排気切替弁１７は
既に小開制御されており、副ターボチャージャ８は助走
回転されている。

次に、上記第３の三方電磁弁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
回転数をアッ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２０５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−ご排気切替弁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。

ステップ２０５の処理が終了すると、ステップ２１５ａ
に進み、第４の三方電磁弁２８の制御のためのフラグが
セットされる。続いて、上記第４の三方電磁弁２８ＯＮ
後、所定時間、例えば０．５秒経過後にスう一ノブ２０
６　で第１の三方電磁ブＴ２５をＯＮとし、アクチュエ
ータ１１のダイヤフラム室１１ａにコンブレノザ■り流
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
の酔いｌ］標のけぼ６０００１！　／ｍｉｎとなってい
る。）続いてステップ２２１　に進んでリターンする。

ステップ２０２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２０７に進め、第１の三方電磁弁２
５をＯＦＦとして吸気切替弁１８を全閉とし、ステップ
２０８で第４の三ブｊ電磁弁２８をＯＦＦとして排気切
替弁１７を全閉とし１、ステップ２０８ａに進む。ステ
ップ２０８ａでは、第４の三方電磁弁２８のフラグのリ
セットを行ない、ステップ２０９に進む。

ステップ２０９で第３の三方電磁弁２７をＯＦ　Ｔ’と
して吸気バイパス弁３３を全開とする。続いてステップ
２１０で吸気管圧力ＰＭを読み込む。ステップ２１１で
吸気管圧力が所定値より大きいか小さいかが判定される
。吸気管圧力ＰＭが例えば＋　５０Ｑ　＊猟ＩＩｇより
も小さい場合はステップ２１２に進め、第５の三方電磁
弁３２をＯＦＦとし、アクチュエータ１６のダイヤフラ
ム室１６ｂに大気圧力を導く。この状態でステップ２１
３に進み、軽負荷が高負荷かを判断する。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。例えば敵前圧力ＰＭ
が一１００ｍｍｎｇより小さい場合は軽負荷と判断し、
　１００　＋＋ａｌｌＧ以上の場合は高負荷と判断する
。

ステップ２１３で高負荷と判断された場合はステップ１
２０に進み、第２の三方電磁弁２６をＯＦＦとする。す
なわち、吸気切替弁１８を全閉とし、ステップ２２１　
　に進めリターンする。この状態では吸気切替弁１８が
全開、排気切替弁１７が全閉、吸気バイパス３３が全開
となるので、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、ｌ・ルクレスポンスが
良好となる。

ステップ２１３で軽負荷と判断された場合は、ステップ
２１４　に進め第２の三方電磁弁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９圧を導いて吸気切替弁１８を開く。この状態では
、排気切替弁１７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１４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。つまり、両刃のターボチャージャの」１ンプレソ→
ｔ　７　ｂ、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］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１２１　
に進みリターンする。

ステップ２１】　で吸気管圧力ＰＭが＋５００　ｍｎｔ
ｊｇ以１−と判断された場合は、ステップ２１５で第５
の三方電磁弁３２をＯＮとし、アクチュエータ１６のダ
イヤフラム室１６ｂに主ターボチャージャ７のコンブレ
ノ“す゛下流の吸気管圧力（過給圧力）を導く。これに
よって、排気切替弁１７は小開制御される。

この小開制御は、吸気管圧力が＋５００　ｍｍ１１ｇよ
りも大きくならないように排気切替弁１７を部分的に開
いて制御するものである。通常ターボチャージャの過給
圧制御は、設定圧→−５ＱＱ　ｍｍ１１ｇより大きくな
った場合にウエストゲートハルプ３１を開き、主ターボ
チャージャ７回転数を制御するが、本実施例の作ｖＪ個
数可変有り並列ターボチャージャでは、ウェストゲ−１
−バルブ３１を開く代わりに排気切替弁１７を部分的に
開いて）Ｊト気ガスの一部を停止側の副ターボチャージ
ャ８のタービン８ａに導くごとにより副ターボチャージ
ャ８を助走回転さセる。

副ターボチャージャ８の助走回転数が高い程、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ト
ルク低下（トルクショック）が軽減され、滑らかに切替
えられるものである。

排気切替弁１７の小開初期には、過給圧検知手段として
の吸気管圧力セン＋３０からの信号に基づいて２段ダイ
ヤフラムアクチュエータ］６の小間用ダイヤフラム室１
６ｆと全開用ダイヤフラム室＋６ｄの双方に過給圧が導
入される。これは、第１図に示すように、初期駆動制御
手段６１からの指令によって第４の三方電磁弁２８と第
５の三方電磁弁３２とが作動されることによって行なわ
れる。これによって、２段ダイヤフラムアクチュエータ
１６のロッド１６ｊには、双方のダイヤフラム室１６ｄ
、１６ｆに作用する圧力によって生じる力が伝達され、
その開弁力は従来に比べて著しく大となる。したがって
、排気切替弁１７は素早く回動され、開弁初期の摩擦抵
抗による排気切替弁１７の開弁遅れが防止され、過給圧
の制御性が向上される。

つぎに、１個ターボチャージャ作動の場合と、２個ター
ボチャージャ作動の場合の過給特性について説明する。

高吸入空気量域では、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が閉しられる。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、たとえば＋５００　＋ｎＨｇ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。

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がともに閉しられ、吸気バイパス弁３３ば開かれ
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理由は
、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個ターボチャージャとすることにより、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。

低速域でかつ軽負荷時には、排気切替弁１７を閉したま
ま吸気切替弁１Ｂを開にする。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。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。

低吸入空気量域から高吸入空気量域に移行するとき、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、排気切替弁１７の小開制御が
開始された後、吸入空気量Ｑが５５００１　／ｍｉｎに
達したときに吸気バイパス弁３３が閉じられ、その後時
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。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る過給機付エンジンの
制御装置によるときは、排気切替弁の小開開始初期に過
給圧検知手段からの信号に基づいて排気切替弁を駆動す
る２段ダイヤフラムアクチュエータの小開用ダイヤフラ
ム室と全開用ダイヤフラム室の双方に過給圧を導入する
ことを指令する初期駆動制御手段を設けるようにしたの
で、排気切替弁の小開初期における開弁力を大幅に増加
させることが可能となり、排気切替弁の前後差圧に起因
した開弁初期の摩擦抵抗による開弁遅れを解消すること
ができる。したがって、小開制御時における過給圧のオ
ーバシュートが防止され、過給圧制御特性を向上させる
ことができる。　　。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る過給機付エンジンの制御装置のブ
ロック図、 第２図は本発明に係る過給機付エンジンの系統図・ 第３図は第２図の装置における２段ダイヤフラムアクチ
ュエータの拡大断面図、 第４図は第２図の装置における排気切替弁の制御の流れ
を示すフローチャート、 第５図は第２図の装置における各弁の制御手順を示すフ
ローチャート、 第６図は従来の過給機付エンジンの概略系統図、第７図
は従来の排気切替弁の上流側および下流側に排気ガス圧
力が作用している状態を示す断面図、 第８図は第７図の排気切替弁による小開制御をした場合
の過給圧の変化を示す特性図、第９図は第７図の排気切
替弁の開度と開弁トルクの関係を示す特性図、 である。 １・・・・・・エンジン ２・・・・・・サージタンク ３　　排気マニホールド ４・・・スじＪノＩ・ル弁 ５・・・・スロノ）・ル開度センザ 〔３・・・インタークーラ ７・・・・主ターボチャージャ ８・・・・・・副ターボチャージ中 １３・・・・・吸気バイパス通路 １４・・・・・吸気通路（コンプレッサ下流）１５・・
・・・吸気通路（コンプレッサ」二液）１６−−１１気
りＪ替ブ↑用の２段ダイヤフラムアクチュエーク 〕７・・・・・ｒｌｌ気切替ブ↑ １Ｂ・・・　吸気切替弁 ２４・・・・・・エアフローノーク ２５・・・・・第１の三方電磁弁 １６ｄ・・・・・全開用ダイヤフラノ４室１６ｆ・・・
・小間用ダイヤフラム室 ２６・・・・第２の三方電磁弁 ２７・・　第３の三方電Ｃ〃弁 ２８・・・・・・第４の三方電磁弁 ２９　　　エンソンコンＩ・ロールコンピュータ３０・
・・・・吸気圧力検知手段 ３１・・・・・・ウェストゲートバルブ３２　　　・・
　第　５　の　ヨニブノ　電磁　弁３３・・・・・・吸
気バイパス弁 ６１・・・・・・初３１ＪＪ駆動制御手段特　許　出　
願　人　　　ｌ・ヨタ自り」車株式会社第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主ターボチャージャおよび副ターボチャージャと、
   副ターボチャージャに接続されたエンジンの吸、排気系
   にそれぞれ設けられ、ともに全開のときは副ターボチャ
   ージャに過給作動を行わせ、ともに全閉のときには副タ
   ーボチャージャの過給作動を停止させる吸気切替弁およ
   び排気切替弁と、を備え、主ターボチャージャのみの過
   給作動から両ターボチャージャの過給作動への切替前に
   、小開用ダイヤフラム室と全開用ダイヤフラム室とを有
   する２段ダイヤフラムアクチュエータによって排気切替
   弁を小開制御し、排気ガスの一部を作動停止している副
   ターボチャージャに流して副ターボチャージャを助走回
   転させる過給機付エンジンの制御装置において、 前記排気切替弁の小開開始初期に過給圧検知手段からの
   信号に基づいて前記２段ダイヤフラムアクチュエータの
   小開用ダイヤフラム室と全開用ダイヤフラム室の双方に
   過給圧を導入することを指令する初期駆動制御手段を設
   けたことを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。