JPH05222946A - 過給機付エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アイドル状態からの発進加速性能を悪化させ
ることなく、減速時における排気切替弁のビビリ音の発
生を防止する。 【構成】 減速検知手段７１によって減速状態が検知さ
れた時には、主ターボチャージャ７のみによる過給作動
条件が成立している場合でも開弁指令手段７２によって
排気切替弁１７を開弁させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主ターボチャージャと
副ターボチャージャを有し、低吸入空気量域では主ター
ボチャージャのみで過給し、高吸入空気量域では両ター
ボチャージャを作動させて両ターボチャージャで過給す
る過給機付エンジン、いわゆる２ステージツインターボ
エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン本体に対し、主、副二つのター
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せて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せ
るようにした、いわゆる２ステージターボシステムを採
用した過給機付エンジンが知られている。

【０００３】この種の過給機付エンジンの構成は、たと
えば図１２に示すようになっている。エンジン本体３９
１に対し、主ターボチャージャ（Ｔ／Ｃ−１）３９２と
副ターボチャージャ（Ｔ／Ｃ−２）３９３が並列に設け
られている。副ターボチャージャ３９３に接続される
吸、排気系には、それぞれ吸気切替弁３９４、排気切替
弁３９５が設けられ、副ターボチャージャ３９３のコン
プレッサをバイパスする吸気バイパス通路３９７には、
吸気バイパス弁３９６が設けられている。低吸入空気量
域では吸気切替弁３９４、排気切替弁３９５をともに全
閉とすることにより、主ターボチャージャ３９２のみを
過給作動させ、高吸入空気量域では両切替弁３９４、３
９５をともに全開とし、吸気バイパス弁３９６を閉じる
ことにより、副ターボチャージャ３９３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。

【０００４】低吸入空気量域から高吸入空気量域に移行
するときには、吸気切替弁３９４および排気切替弁３９
５が閉じられているときに排気バイパス弁３９８を小開
制御し、さらに吸気バイパス弁３９６を閉じることによ
り副ターボチャージャ３９３の助走回転数を高め、ター
ボチャージャの切替をより円滑に（切替時のショックを
小さく）行うことが可能になっている。

【０００５】２ステージツインターボエンジンにおいて
は、低吸入空気量域で発生する排気脈動によって排気切
替弁がばたつき、ビビリ音が発生するという問題があ
る。このビビリ音の発生を防止する技術の一例として、
特開平３−２１３６２０号公報が知られている。この装
置では、アイドル時、減速時、極軽負荷時などの低吸入
空気量域では、排気切替弁が強制的に開かれ、排気切替
弁の上流側および下流側の圧力差をなくすことにより、
排気切替弁のバタツキが防止されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報のような構成の場合は、アイドル時には排気切替弁が
常に開かれることになり、僅かに回転している主ターボ
チャージャの回転数をさらに低くすることになる。その
ため、加速初期のタービン回転数の差がそのまま加速時
のレスポンスの差となって現われ、アイドル状態からの
加速性能が悪化するという問題が生じる。

【０００７】本発明は、上記の問題に着目し、アイドル
状態からの発進加速性能を悪化させることなく、減速時
における排気切替弁のビビリ音の発生を防止することが
可能な過給機付エンジンを提供することを目的とする。

【０００８】

【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
ャと、副ターボチャージャとを備え、前記副ターボチャ
ージャのコンプレッサ下流に吸気通路を開閉する吸気切
替弁を設けるとともに、副ターボチャージャのタービン
下流または上流に排気通路を開閉する排気切替弁を設
け、低吸入空気量域では前記吸気切替弁と排気切替弁を
共に閉弁させることにより主ターボチャージャのみを過
給作動させ、高吸入空気量域では前記吸気切替弁と排気
切替弁とを共に開弁させ両方のターボチャージャを過給
作動させるようにした過給機付エンジンの制御装置にお
いて、前記エンジンの運転条件から減速状態を検知する
減速検知手段と、前記減速検知手段によって減速状態が
検知された時には、主ターボチャージャのみによる過給
作動条件が成立している場合でも前記排気切替弁を開弁
させる旨の指令を出力する開弁指令手段と、を具備した
ものから成る。

【０００９】

【作用】このように構成された過給機付エンジンの制御
装置は、減速検知手段によって減速状態が検知された場
合のみ、開弁指令手段により排気切替弁の開弁指令が出
力される。そのため、アイドリング時は排気切替弁は閉
弁され、アイドリング時における主ターボチャージャの
回転の低下は防止される。したがって、アイドリング状
態からの加速の場合でも、主ターボチャージャの回転を
短時間で上昇させることができ、加速性能の悪化が防止
される。

【００１０】

【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。

【００１１】第１実施例 図１ないし図３は、本発明の第１実施例を示しており、
とくに車両に搭載される６気筒エンジンに適用した場合
を示している。図２において、１はエンジン、２はサー
ジタンク、３は排気マニホールドを示す。排気マニホー
ルド３は排気干渉を伴わない＃１〜＃３気筒群と＃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、８
ａは排気マニホールド３の集合部に接続され、それぞれ
のコンプレッサ７ｂ、８ｂは、インタクーラ６、スロッ
トル弁４を介してサージタンク２に接続されている。

【００１２】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１
７が、コンプレッサ８ｂの下流に吸気切替弁１８が設け
られる。吸、排気切替弁１８、１７の両方とも開弁のと
きは、両方のターボチャージャ７、８が作動される。副
ターボチャージャ８のタービン８ａの下流と主ターボチ
ャージャ７のタービン７ａの下流とは、排気バイパス通
路４０を介して連通可能となっている。排気バイパス通
路４０には、この排気バイパス通路４０を開閉する排気
バイパス弁４１が設けられている。排気バイパス弁４１
は、ダイヤフラム式アクチュエータ４２によって開閉さ
れるようになっている。

【００１３】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
個ターボチャージャへの切替を円滑にするために、コン
プレッサ７ｂの上流とコンプレッサ８ｂの下流とを連通
する吸気バイパス通路１３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はダイヤフラム式のアクチュエータ１
０によって開閉される。吸気切替弁１８の上流と下流と
を連通するバイパス通路には、逆止弁１２が設けられて
おり、吸気切替弁１８の閉時において副ターボチャージ
ャ８側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、空気が上流側から下流側に流れ
ることができるようにしてある。なお、図中、１４はコ
ンプレッサ出口側の吸気通路、１５はコンプレッサ入口
側の吸気通路を示す。

【００１４】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。排気通路を形成す
るフロントパイプ２０は、排気ガス触媒２１を介して排
気マフラーに接続される。吸気切替弁１８はアクチュエ
ータ１１によって開閉され、排気切替弁１７はダイヤフ
ラム式アクチュエータ１６によって開閉されるようにな
っている。ウエストゲートバルブ３１は、アクチュエー
タ９によって開閉されるようになっている。

【００１５】両ターボチャージャ７、８のコンプレッサ
下流とインタクーラ６との間の吸気通路には、蓄圧タン
ク（正圧タンク）５１が接続されている。蓄圧タンク５
１には、正圧のみを蓄えるためのチェック弁が設けられ
ている。蓄圧タンク５１の容積は、たとえば３００ｃｃ
となっている。

【００１６】アクチュエータ９、１０、１１、１６、４
２は、過給圧の導入によって作動するようになってい
る。各アクチュエータ９、１０、１１、１６、４２に
は、蓄圧タンク５１からの過給圧とたとえばエアフロー
メータ２４の下流からの大気圧とを選択的に切り替える
ために、第１、第３、第４、第５、第６の電磁弁２５、
２７、２８、３２、４４が接続されている。各電磁弁２
５、２７、２８、３２、４４の切替は、エンジンコント
ロールコンピュータ２９からの指令に従って行なわれ
る。

【００１７】第１の電磁弁２５のＯＮは、吸気切替弁１
８を全開とするようにアクチュエータ１１を作動させ、
ＯＦＦは吸気切替弁１８を全閉とするようにアクチュエ
ータ１１を作動させる。第４の電磁弁２８のＯＮは、排
気切替弁１７を全開とするようにアクチュエータ１６を
作動させ、ＯＦＦは排気切替弁１７を全閉するようにア
クチュエータ１６を作動させる。第２の電磁弁２７のＯ
Ｎは、吸気バイパス弁３３を全閉するようにアクチュエ
ータ１０を作動させ、ＯＦＦは吸気バイパス弁３３を全
開するようにアクチュエータ１０を作動させる。排気切
替弁１７を駆動するアクチュエータ１６のばね室１６ｂ
には、第７の電磁弁５５を介してサージタンク２内の負
圧が導かれるようになっている。

【００１８】排気バイパス弁４１を作動させるアクチュ
エータ４２に大気圧を導入する第５の電磁弁３２は、Ｏ
Ｎ、ＯＦＦ制御でなく、デューティ制御される。同様
に、ウエストゲートバルブ３１を作動させるアクチュエ
ータ９に負圧を導く第６の電磁弁４４は、ＯＮ、ＯＦＦ
制御でなく、デューティ制御される。デューティ制御
は、周知の通り、デューティ値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、デューティ値は、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、デューティ値＝Ａ／（Ａ＋
Ｂ）×１００（％）で表わされる。

【００１９】排気バイパス弁４１の開度は、アクチュエ
ータ４２のダイヤフラム室に導入される過給気の大気へ
のブリード量（リーク量）を第５の電磁弁３２のデュー
ティ制御によって可変させることにより可変可能となっ
ている。ウエストゲートバルブ３１の開度は、アクチュ
エータ９のダイヤフラム室に導入される過給気の大気へ
のブリード量（リーク量）を第６の電磁弁４４のデュー
ティ制御によって可変させることにより可変可能となっ
ている。

【００２０】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、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、エンジン回転数センサ５０、および
酸素センサ１９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ッ
サユニット（ＣＰＵ）、読み出し専用のメモリであるリ
ードオンリメモリ（ＲＯＭ）、一時記憶用のランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力インターフェイス（Ｉ
／Ｏ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コンバータを備えて
いる。

【００２１】図１に示すように、エンジンコントロール
コンピュータ２９内には、減速検知手段７１、開弁指令
手段７２が形成されている。減速検知手段７１および開
弁指令手段７２は、エンジンコントロールコンピュータ
２９内に格納されるプログラムから構成されている。

【００２２】減速検知手段７１は、エンジン１の運転条
件から減速状態を検知する機能を有している。ここでい
う減速状態には、アイドル状態でかつ減速フューエルカ
ットされている場合、またはアイドル状態が１秒以上継
続しかつエンジン回転数ＮＥが１５００ｒｐｍを超えて
いる場合が含まれる。

【００２３】減速検知手段７１からの信号は、開弁指令
手段７２に入力されている。開弁指令手段７２は、減速
検知手段７１によって減速状態が検知された時には、主
ターボチャージャ７のみによる過給作動条件が成立して
いる場合でも排気切替弁１７を開弁させる旨の指令を出
力する機能を有している。

【００２４】減速検知手段７１によって減速状態が検知
された時には、開弁指令手段７２によって第７の電磁弁
５５が開弁され、サージタンク２内の負圧がアクチュエ
ータ１６のばね室１６ｂに導かれ、排気切替弁１７が強
制的に開弁されるようになっている。

【００２５】つぎに、第１実施例における作用について
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１０が閉じ
られる。これによって２個ターボチャージャ７、８が駆
動され、十分な過給空気量が得られ、出力が向上され
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がともに閉じられ、吸気バイパス弁３３が開
かれる。これによって主ターボチャージャ７のみが駆動
される。低吸入空気量域で１個ターボチャージャとする
理由は、低吸入空気量域では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。

【００２６】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、吸気切替弁１８
および排気切替弁１７が閉じられているときに排気バイ
パス弁４１をデューティ制御により小開制御し、さらに
吸気バイパス弁３３を閉じることにより副ターボチャー
ジャ８の助走回転数を高め、ターボチャージャの切替を
より円滑（切替時のショックを小さく）に行うことが可
能になる。

【００２７】図３は、排気切替弁１７の開弁制御手順を
示している。図３のステップ２０１において、制御ルー
チンが開始され、ステップ２０２に進む。ステップ２０
２ではアイドリング状態であるか否かが判断される。こ
こで、アイドリング状態でないと判断された場合は、ス
テップ２０６に進み第７の電磁弁（ＶＳＶ７）５５がＯ
ＦＦとされる。ステップ２０２において、アイドリング
状態であると判断された場合は、ステップ２０３に進
み、アイドリング状態がたとえば１秒間以上継続してい
るか否かが判断される。

【００２８】ステップ２０３において、アイドリング状
態が１秒以下であると判断された場合は、ステップ２０
６に進み第７の電磁弁５５がＯＦＦとされる。ステップ
２０３でアイドリング状態が１秒以上継続していると判
断された場合は、ステップ２０４に進み、エンジン回転
数ＮＥが１５００ｒｐｍを超えているか否かが判断され
る。ここで、エンジン回転数ＮＥが１５００ｒｐｍまで
上昇していないと判断された場合は、ステップ２０６に
進み、第７の電磁弁５５がＯＦＦとされる。

【００２９】ステップ２０４において、エンジン回転数
ＮＥが１５００ｒｐｍを超えていると判断された場合
は、ステップ２０５に進み、第７の電磁弁５５がＯＮと
され、第７の電磁弁５５は開弁される。第７の電磁弁５
５が開弁されると、サージタンク２内の負圧が第７の電
磁弁５５を介してアクチュエータ１６のばね室１６ｂに
導かれ、排気切替弁１７が開弁される。ステップ２０
５、２０６の処理が終了すると、ステップ２０７に進
み、リターンされる。

【００３０】このように、エンジン回転数ＮＥが高い場
合は、排気切替弁１７の開弁が行なわれる。そのため、
排気切替弁１７の上流側および下流側の圧力に差がなく
なり、排気脈動に起因する排気切替弁１７のビビリ音の
発生が防止される。

【００３１】また、アイドリング状態においてエンジン
回転数ＮＥが高くない場合は、第７の電磁弁５５のＯＦ
Ｆによって排気切替弁１７は開弁されない。したがっ
て、主ターボチャージャ７のタービン回転数は排気切替
弁１７の開弁によってさらに低くされることはなくな
り、アイドル状態からの発進加速性能が悪化するのを防
止することができる。

【００３２】第２実施例 図４は、本発明の第２実施例を示している。第１実施例
では、減速状態がアイドリング状態でかつエンジン回転
数ＮＥが１５００ｒｐｍである場合として処理を行なう
ようにしていたが、本実施例では減速状態がアイドリン
グ状態でかつ減速フューエルカット中である場合として
処理を行なうようにしている。

【００３３】図４のステップ２１１において、排気切替
弁の制御ルーチンが開始され、ステップ２１２に進ん
で、アイドリング状態でかつ減速フューエルカット中か
否かの判断が行なわれる。ここで、アイドリング状態で
かつ減速フューエルカット中でないと判断された場合
は、ステップ２１４に進み、第７の電磁弁５５がＯＦＦ
とされる。ステップ２１２において、アイドリング状態
でかつ減速フューエルカット中であると判断された場合
は、ステップ２１３に進み、第７の電磁弁５５がＯＮと
される。

【００３４】第７の電磁弁５５がＯＮとされると、第７
の電磁弁５３の開弁作動が行なわれ、サージタンク２内
の負圧がアクチュエータ１６のばね室１６ｂ内に導か
れ、排気切替弁１７が開弁される。したがって、第１実
施例と同様に、排気切替弁１７の上流側と下流側の圧力
差がなくなり、排気脈動による排気切替弁１７のビビリ
音の発生が防止される。

【００３５】なお、減速フューエルカット中は燃焼室内
での燃焼が行なわれないので、主ターボチャージャ７の
タービン回転エネルギは大幅に低下することになる。し
たがって、排気切替弁１７を開閉作動させても開閉差に
よる主ターボチャージャ７の回転数はあまり変動するこ
とがない。さらに、エンジン高回転からの加速の場合
は、吸入空気量が急激に増加するので、ターボラグも小
さく、開閉差によるレスポンス差は問題とならない。

【００３６】第３実施例 図５ないし図１１は、本発明の第３実施例を示してい
る。本実施例が第１実施例と異なるところは、排気切替
弁の制御処理のみであり、その他の部分は第１実施例に
準じるので、準じる部分に第１実施例と同一の符号を付
すことにより、準じる部分の説明を省略し、異なる部分
についてのみ説明する。

【００３７】第１実施例および第２実施例では、第７の
電磁弁５５を介して排気切替弁１７の開弁制御を行なう
ようになっていたが、本実施例では、図６に示すよう
に、第７の電磁弁５５を用いることなく、排気切替弁１
７のビビリ音の発生を防止するようにしている。しか
し、この場合はつぎのような問題を考慮する必要があ
る。第１実施例および第２実施例では、アクチュエータ
１６に負圧を導いて排気切替弁１７を開弁させるので、
圧力源である負圧が不足することはない。すなわち、減
速時にはピストンの往復動によって必ず大きな吸気管負
圧が発生するため、頻繁に減速が行なわれても圧力源が
不足することはない。

【００３８】これに対し、第７の電磁弁５５を廃止し、
アクチュエータ１６のダイヤフラム室に正圧を導き、排
気切替弁１７を開弁させる場合は、圧力源の低下によっ
て、つぎのような問題が生じる。蓄圧タンク５１内の圧
力が低下している場合、この蓄圧タンク５１内の圧力を
アクチュエータに導いて排気切替弁１７を開弁させて
も、開弁力が十分でないため排気切替弁１７は全開せず
中間開度のままとなる。そのため、排気切替弁１７の弁
体はエンジンの振動等によってばたつき、かえってビビ
リ音が大となる。本実施例では、このような排気切替弁
の動作を防止するため、つぎのような制御処理が行なわ
れる。

【００３９】図５に示すように、本実施例では開弁指令
手段７２には、圧力検知手段７３からの信号が入力され
ている。圧力検知手段７３は、エンジンの運転条件から
蓄圧タンク５１内の圧力を算出する機能を有している。
圧力検知手段７３は、エンジンコントロールコンピュー
タ２９に格納されるプログラムから構成されている。図
７のステップ９４ないしステップ９９は、圧力検知手段
７３および開弁指令手段７２を構成している。

【００４０】図７ないし図１１は、第３実施例における
過給圧制御を示しており、第１実施例または第２実施例
に示した減速状態の検知処理は省略している。図７のス
テップ９１において、制御ルーチンが開始され、つぎに
ステップ９２に進んでイグニッションスイッチがＯＮで
あるか否かが判断される。ここで、イグニッションスイ
ッチがＯＦＦであると判断された場合は、ステップ９６
に進み、過給圧が高い旨を示す高過給圧フラグＸＰＭＨ
がリセットされる。

【００４１】ステップ９２において、イグニッションス
イッチがＯＮであると判断された場合は、ステップ９３
に進み、エンジン１と連結される変速機５６の変速比が
ニュートラルか否かが判断される。ここで、変速比がニ
ュートラルであると判断された場合は、ステップ９４に
進む。

【００４２】ステップ９４においては、過給圧が高い旨
を示す高過給圧フラグＸＰＭＨ＝１が立てられているか
否かが判断される。ここで、高過給圧フラグＸＰＭＨ＝
１であると判断された場合は、ステップ９５に進み、第
４の電磁弁２８がＯＮとされ、第４の電磁弁２８が開弁
される。第４の電磁弁２８が開弁されると、蓄圧タンク
５１からアクチュエータ１６のダイヤフラム室１６ａに
正圧が導かれ、排気切替弁１７が開弁される。ステップ
９５の処理が終了すると、図１１のステップ１４３に進
み、処理のリターンが行なわれる。

【００４３】ステップ９３において、変速比がニュート
ラルでないと判断された場合は、ステップ９７に進む。
ステップ９４において、過給圧が高い旨を示す高過給圧
フラグＸＰＭＨ＝１が立てられていないと判断された場
合は、同様にステップ９７に進む。

【００４４】ステップ９７では、吸気圧力（絶対圧）Ｐ
Ｍから大気圧ＰＡが減算され、差圧Ｐｔが算出される。
差圧Ｐｔが算出されると、ステップ９８に進み、差圧Ｐ
ｔが２００ｍｍＨｇであるか否かが判断れれる。ステッ
プ９８において、差圧Ｐｔが２００ｍｍＨｇを超えてい
ると判断された場合は、ステップ９９に進み、高過給圧
フラグＸＰＭＨが立てられる。ステップ９９の処理が終
了すると、図８のステップ１０２に進む。ステップ９８
において差圧Ｐｔが２００ｍｍＨｇに達していないと判
断された場合は、同様にステップ１０２に進む。

【００４５】図８のステップ１０２では、エンジン回転
数ＮＥが３０００ｒｐｍよりも高回転か否かが判断され
る。ステップ１０２で、エンジン回転数ＮＥが３０００
ｒｐｍよりも高回転であると判断された場合は、ステッ
プ１０３に進み、排気切替弁１７を駆動する第４の電磁
弁（ＶＳＶ４）２８をＯＮとする旨のフラグが立てられ
ているか否かが判断される。ここで、フラグに基づいて
第４の電磁弁２８がＯＮであると判断された場合は、図
１１のステップ１４３に進みリターンする。

【００４６】ステップ１０２において、エンジン回転数
ＮＥが３０００ｒｐｍよりも低回転であると判断された
場合は、ステップ１０４に進む。ステップ１０３におい
て、第４の電磁弁２８をＯＮとするフラグが立っていな
いと判断された場合は、同様にステップ１０４に進む。
ステップ１０４では、吸入空気量Ｇａが１３０ｇ／ｓｅ
ｃよりも多いか否かが判断される。ここで、吸入空気量
Ｇａが１３０ｇ／ｓｅｃよりも多いと判断された場合
は、ステップ１０５に進み、エンジン回転数ＮＥが３５
００ｒｐｍよりも高回転であるか否かが判断される。

【００４７】ステップ１０５において、エンジン回転数
ＮＥが３５００ｒｐｍよりも高回転であると判断された
場合は、図１１のステップ１０６に進み、第４の電磁弁
２８がＯＮとされる。これにより、排気切替弁１７が開
弁される。つぎに、ステップ１０７に進み、第１の電磁
弁（ＶＳＶ１）２５がＯＮとされ、吸気切替弁１８が開
弁される。ステップ１０７の処理が終了すると、ステッ
プ１０８に進み第４の電磁弁２８がＯＮである旨のフラ
グを立て、ステップ１０９に進む。

【００４８】ステップ１０９では第５の電磁弁３２の作
動に基づく昇温累計時間Ｔ₁ のカウント値がリセットさ
れ、ステップ１１０では第５の電磁弁３２のデューティ
比のリセットが行なわれる。ステップ１１０の処理が終
了すると、ステップ３１３に進み、第５の電磁弁３２に
基づく最小助走回転時間Ｔ₂ のカウント値のリセットが
行なわれ、ステップ１４３に進んでリターンする。

【００４９】ステップ１０４において、吸入空気量Ｇａ
が１３０ｇ／ｓｅｃよりも少ないと判断された場合は、
ステップ１１１に進む。同様に、ステップ１０５でエン
ジン回転数ＮＥが３５００ｒｐｍよりも低回転であると
判断された場合は、ステップ１１１に進む。ステップ１
１１では、排気切替弁１７を駆動する第４の電磁弁２８
をＯＦＦとする旨のフラグが立てられていないか否かが
判断される。つまり、ステップ１１１では２個ターボチ
ャージャから１個ターボチャージャへ切替った初期状態
におけるフラグの判定が行なわれる。ステップ１１１に
おいて、第４の電磁弁２８をＯＦＦとするフラグが立て
られていないと判断された場合は、ステップ１１２に進
む。

【００５０】ステップ１１２では、過給圧ＰＭが１２５
０ｍｍＨｇａｂｓよりも高くなっているか否かが判断さ
れる。ここで、過給圧ＰＭが１２５０ｍｍＨｇａｂｓよ
りも高いと判断された場合は、ステップ１１３に進み、
目標過給圧を下げるために、排気バイパス弁４１を駆動
する第５の電磁弁３２のデューティ比が小とされ、アク
チュエータ４２に供給される過給気のブリード量が減少
される。つぎに、図９のステップ１１４に進んで、第５
の電磁弁３２のデューティ比がゼロよりも小であるか否
かが判断される。

【００５１】ステップ１１４において、第５の電磁弁３
２のデューティ比がゼロよりも小であると判断された場
合は、ステップ１１５に進んで、デューティ比はゼロに
リセットされる。つまり、デューティ比は０％以下はな
いので、ステップ１１３のデューティ比の減算によって
デューティ比が０％以下となった場合は、ステップ１１
４およびステップ１１５でデューティ比の補正が行なわ
れる。なお、ステップ１１４で第５の電磁弁３２のデュ
ーティ比がゼロよりも大であると判断された場合は、ス
テップ１１５を超えて図１０のステップ１１６に進む。

【００５２】ステップ１１６では、吸気バイパス弁１８
を駆動する第３の電磁弁（ＶＳＶ３）２７がＯＮとさ
れ、これによって吸気バイパス弁１８は閉弁される。ス
テップ１１６の処理が終了すると、ステップ１１７に進
み、排気バイパス弁４１を駆動する第５の電磁弁３２が
フィードバック制御されている時間のカウントが開始さ
れる。すなわち、ここでは、副ターボチャージャ８が排
気バイパス弁４１の開弁により助走回転する際の時間
が、コンピュータ２９内のカウンタによって計測され
る。この時間を計測することにより、副ターボチャージ
ャ８のコンプレッサ８ｂの加熱度が計測可能となる。こ
の助走時間は、エンジン起動後からエンジン停止に至る
まで累積される。

【００５３】図１０のステップ１３２では、排気バイパ
ス弁４１を駆動する第５の電磁弁３２の閉弁時、すなわ
ち第５の電磁弁３２がフィードバック制御されていない
時間のカウントが開始される。この時間をコンピュータ
２９内のカウンタによって計測することにより、副ター
ボチャージャ８のコンプレッサ８ｂの冷却の度合が計測
可能となる。この冷却時間は、副ターボチャージャ８の
最初の加熱後からエンジン停止に至るまで累積される。
エンジンコントロールコンピュータ２９内では、副ター
ボチャージャ７の助走時間の累計時間から冷却時間の累
計時間が減算される。これによって、副ターボチャージ
ャ８のコンプレッサ８ｂの昇温に有効な昇温累計時間が
算出される。

【００５４】図１０のステップ１１７で昇温累計時間が
算出されると、ステップ１１８に進み、算出された昇温
累計時間と予め設定された設定時間とが比較される。こ
こで、昇温累計時間が設定時間に達していると判断され
た場合はステップ１１９へ進む。ステップ１１９では、
昇温累計時間が設定時間に置換されステップ１２０に進
む。ステップ１２０では、吸入空気量Ｇａが１００ｇ／
ｓｅｃよりも多いか否かが判断される。

【００５５】図１０において、ステップ１２０で吸入空
気量Ｇａが１００ｇ／ｓｅｃよりも多いと判断された場
合は、ステップ３１１に進み、排気バイパス弁４１を駆
動する第５の電磁弁３２の動作に基づき最小助走回転時
間Ｔ₂ がカウントされる。つまり、助走回転が行なわれ
る毎に助走回転の最小時間がカウントされる。ステップ
３１１で第５の電磁弁３２の動作に基づき最小助走回転
時間がカウントされると、ステップ３１２に進み、最小
助走回転時間Ｔ₂ が設定値と比較される。この比較によ
り、副ターボチャージャ８の助走回転が十分に行なわれ
ているか否かが判定可能となる。

【００５６】ここで、最小助走回転時間Ｔ₂ が設定値と
同じかるいは設定値を超えていると判断された場合は、
すなわち、助走回転が十分に行なわれていると判断され
た場合は、図１１のステップ１０６に進み、上述したよ
うに１個ターボチャージャから２個ターボチャージャへ
の切替が開始される。ステップ１１８で昇温累積時間が
設定時間に達していないと判断された場合は、ステップ
１４３に進み、リターンされる。

【００５７】図８のステップ１１２において、過給圧が
１２５０ｍｍＨｇａｂｓよりも低いと判断された場合
は、ステップ１２１に進み、スロットル開度ＴＡが６０
ｄｅｇを超えているか否かが判断される。ここで、スロ
ットル開度ＴＡが６０ｄｅｇを超えていると判断された
場合は、ステップ１２２に進み、過給圧ＰＭが１１００
ｍｍＨｇａｂｓよりも高いか否かが判断される。ステッ
プ１２２で過給圧ＰＭの判定を行なうのは、ターボラグ
により過給圧が上昇するのが遅れるからであり、過給圧
ＰＭが所定値以上になっていると判断された際に、図９
のステップ１２３へ進む。

【００５８】ステップ１２３では、排気バイパス弁４１
を駆動する第５の電磁弁３２のデューティ制御が初めて
行なわれるか否かが判断される。ここで、排気バイパス
弁４１のデューティ制御が初めて行なわれる場合は、ス
テップ１２４に進み、スキップ制御が行なわれる。スキ
ップ制御は、排気バイパス弁４１における開弁開始時の
駆動力と開弁終了時の駆動力に差があるために必要な制
御である。すなわち、排気バイパス弁４１の駆動力には
ヒステリシスが存在し、これに対応するためにデューテ
ィ比を積分定数値によって補正するスキップ制御が行な
われる。

【００５９】ステップ１２４の処理が終了すると、ステ
ップ１２５に進み、第５の電磁弁３２のデューティ制御
の初期ステップが完了した旨のフラグが立てられ、ステ
ップ１２６に進む。ステップ１２３において、第５の電
磁弁３２のデューティ制御が初めて行なわれるのではな
いと判断された場合は、ステップ１２８に進んでデュー
ティ比２％が付加され、その後、ステップ１２６に進
む。

【００６０】ステップ１２６においては、第５の電磁弁
３２のデューティ比が１００％に達しているか否かが判
断される。ここで、第５の電磁弁３２のデューティ比が
１００％に達していると判断された場合は、ステップ１
２７に進み、第５の電磁弁３２のデューティ比を１００
％とし、図１０のステップ１１６に進む。ステップ１１
６では、上述したように、吸気バイパス弁３３を駆動す
る第３の電磁弁２７がＯＮとされ、ステップ１１７に進
んで排気バイパス弁４１を駆動する第５の電磁弁３２の
フィードバック制御による開弁時間のカウントが行われ
る。

【００６１】図８のステップ１２１でスロットル開度Ｔ
Ａが６０ｄｅｇよりも小さいと判断された場合は、図５
のステップ１３０に進む。図８のステップ１２２で過給
圧ＰＭが１１００ｍｍＨｇａｂｓよりも低いと判断され
た場合は、同様にステップ１３０に進む。ステップ１３
０においては、第５の電磁弁３２のデューティ比が０％
にリセットされる。この処理が終了すると、ステップ１
３１に進み、第５の電磁弁３２のデューティ比が０％と
された旨のフラグが立てられる。すなわち、この状態で
は排気バイパス弁４１を駆動するアクチュエータ４２に
供給される正圧はすべてブリードされ、排気バイパス弁
４１は閉弁される。

【００６２】ステップ１３１の処理が終了すると、ステ
ップ１３２に進み、排気バイパス弁４１を駆動する第５
の電磁弁３２の閉弁時間のカウントが開始される。ここ
では、排気バイパス弁４１の閉弁の際に副ターボチャー
ジャ８が放熱によって冷却される時間がコンピュータ２
９内のカウンタによって計測される。ここでは、前述し
た昇温累計時間から冷却時間が減算される。図１０のス
テップ１３２において、第５の電磁弁３２のカウントが
行なわれると、ステップ３１４に進み、上述と同様に第
５の電磁弁３２に基づく最小助走回転時間Ｔ₂ のカウン
ト値がリセットされる。この処理が完了すると、ステッ
プ１３３に進み、算出された昇温累計時間の比較が行わ
れ、昇温累計時間がゼロよりも小さいか否かが判断され
る。ここで、算出された昇温累計時間がゼロよりも小さ
い場合は、ステップ１３４に進み、昇温累計時間がゼロ
に置換される。

【００６３】ステップ１３４で昇温累計時間がゼロに置
換されると、ステップ１３５に進み、排気切替弁１７を
駆動する第４の電磁弁２８をＯＮとした旨のフラグが立
てられているか否かが判断される。すなわち、排気切替
弁１７が全開であるか否かが判断される。ここで、排気
切替弁１７が全開であると判断された場合は、図１１の
ステップ１３６に進み、吸気切替弁１８を駆動する第１
の電磁弁２５がＯＦＦとされ、吸気切替弁１８が閉弁さ
れる。

【００６４】ステップ１３７では、第１の電磁弁２５が
ＯＦＦとされた１秒後に、排気切替弁１７を駆動する第
４の電磁弁２８がＯＦＦとされ、排気切替弁１７が閉弁
される。ステップ１３７の処理が終了すると、ステップ
１３８に進み、吸気バイパス弁１８を駆動する第３の電
磁弁２７がＯＦＦとされる。これによって、吸気バイパ
ス弁１８が開弁され、２個ターボチャージャから１個タ
ーボチャージャへの切替えが行なわれる。

【００６５】ステップ１３８で第３の電磁弁２７がＯＦ
Ｆとされると、ステップ１３９に進み、第４の電磁弁２
８がＯＦＦとされた旨のフラグが立てられ、ステップ１
４３に進んでリターンされる。

【００６６】図１０のステップ１３５において、第４の
電磁弁２８をＯＮとするフラグが立てられていないと判
断された場合、すなわち２個ターボチャージャであると
判断された場合は、図１１のステップ１４０に進み、過
給圧ＰＭが２００ｍｍＨｇａｂｓよりも低いか否かが判
断される。ここで、過給圧ＰＭが２００ｍｍＨｇａｂｓ
よりも低いと判断された場合は、ステップ１４１に進
み、第１の電磁弁２５がＯＮとされ、吸気切替弁１８が
開弁される。この処理が終了すると、図１１のステップ
１４３に進み、リターンされる。ステップ１４０におい
て、過給圧ＰＭが２００ｍｍＨｇａｂｓよりも高いと判
断された場合は、ステップ１４２に進み、第１の電磁弁
２５がＯＦＦとされ、吸気切替弁１８が閉弁される。吸
気切替弁１８が閉弁されると、ステップ１４３に進み、
リターンされる。

【００６７】図１０は、副ターボチャージャ８の昇温程
度を判断し、副ターボチャージャの温度が所定値を超え
ている場合は、優先的に２個ターボチャージャへの切替
えを行なうことにより、導入される外気によって副ター
ボチャージャ８のコンプレッサ８ｂを冷却するための処
理であり、この処理がない場合でもターボチャージャの
切替制御は成立する。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、つぎのような効果が得
られる。エンジンの運転状態に基づき減速検知手段によ
って減速状態を検知した場合は、開弁指令手段によって
排気切替弁の開弁指令を行なうようにしたので、アイド
ル状態からの発進加速性能を悪化させることなく、減速
時における排気切替弁のビビリ音を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る過給機付エンジンの
制御装置のブロック図である。

【図２】図１の装置を備えた過給機付エンジンの制御系
統図である。

【図３】図１の装置における制御処理手順を示すフロー
チャートである。

【図４】本発明の第２実施例に係る過給機付エンジンの
制御処理手順を示すフローチャートである。

【図５】本発明の第３実施例に係る過給機付エンジンの
ブロック図である。

【図６】図５の装置を備えた過給機付エンジンの制御系
統図である。

【図７】図６の装置における制御の処理手順の一部を示
すフローチャートである。

【図８】図７に続くフローチャートである。

【図９】図８に続くフローチャートである。

【図１０】図９に続くフローチャートである。

【図１１】図１０に続くフローチャートである。

【図１２】従来の過給機付エンジンの概略構成図であ
る。

【図１３】図１２の過給機付エンジンにおける特性図で
ある。

【符号の説明】

１ エンジン ７ 主ターボチャージャ ８ 副ターボチャージャ １７ 排気切替弁 １８ 吸気切替弁 ２６ 第４の電磁弁 ２９ エンジンコントロールコンピュータ ５１ 蓄圧タンク ５５ 第７の電磁弁 ７１ 減速検知手段 ７２ 開弁指令手段 ７３圧力検知手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主ターボチャージャと、副ターボチャー
   ジャとを備え、前記副ターボチャージャのコンプレッサ
   下流に吸気通路を開閉する吸気切替弁を設けるととも
   に、副ターボチャージャのタービン下流または上流に排
   気通路を開閉する排気切替弁を設け、低吸入空気量域で
   は前記吸気切替弁と排気切替弁を共に閉弁させることに
   より主ターボチャージャのみを過給作動させ、高吸入空
   気量域では前記吸気切替弁と排気切替弁とを共に開弁さ
   せ両方のターボチャージャを過給作動させるようにした
   過給機付エンジンの制御装置において、 前記エンジンの運転条件から減速状態を検知する減速検
   知手段と、 前記減速検知手段によって減速状態が検知された時に
   は、主ターボチャージャのみによる過給作動条件が成立
   している場合でも前記排気切替弁を開弁させる旨の指令
   を出力する開弁指令手段と、を具備したことを特徴とす
   る過給機付エンジンの制御装置。