JPH0544482A - 過給機付エンジンの過給圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高地における２個ターボチャージャへの切替
直後の過給圧の低下を抑制する。 【構成】 大気圧検出手段６０によって検出された大気
圧が低くなるにつれてウェストゲートバルブ用電磁弁４
４の初期デューティ値を大に補正する第１の初期デュー
ティ値補正手段６１を具備させ、高地における２個ター
ボチャージャへの切替初期にウェストゲートバルブ３１
の開度を小さくすることにより、切替直後の過給圧の低
下を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、過給機付エンジンの過
給圧制御装置に関し、とくに高地における２個ターボチ
ャージャへの切替直後の過給圧の低下を抑制することが
可能な過給圧制御装置に関する。

【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１６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３９５および排気切替弁３９
４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】主ターボチャージャ３９２および副ターボ
チャージャ３９３の双方による過給時には、ウェストゲ
ートバルブ（図示略）のフィードバック制御による開弁
制御によって過給圧制御が行なわれる。ウェストゲート
バルブはダイヤフラムアクチュエータと連結されてお
り、ダイヤフラムアクチュエータのダイヤフラム室内に
は、ウェストゲートバルブを開弁させるための過給気が
導かれている。ダイヤフラム室内に導かれた過給気は、
デューティ制御される電磁弁を介して外部にブリード
（リーク）されるようになっている。

【０００６】なお、主ターボチャージャのみの過給時に
は排気バイパス弁のみをデューティ制御し、主ターボチ
ャージャおよび副ターボチャージャの双方による過給時
にはウェストゲートバルブのみをデューティ制御するこ
とにより、過給圧を所定の圧力に制御するようにした装
置は、特開昭６３−２５３１９号公報に開示されてい
る。

【０００７】図１７は、ウェストゲートバルブを開閉駆
動するダイヤフラムアクチュエータに供給される過給気
の大気へのブリード量（リーク量）と過給圧との関係を
示している。ウェストゲートバルブ用のダイヤフラムア
クチュエータは、ダイヤフラムに作用する圧力が高くな
るとウェストゲートバルブを開弁するようになってお
り、ダイヤフラムに作用する圧力が小さい状態では内蔵
されたスプリングの付勢力によって閉弁するようになっ
ている。したがって、図１７に示すように、ダイヤフラ
ムアクチュエータに過給気を供給する電磁弁へ出力する
制御信号のデューティ値を大にし、ダイヤフラムアクチ
ュエータからの過給気のブリード量を多くすることによ
り、排気バイパス弁の開度が小さくなり、制御過給圧が
高められる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】過給圧は大気圧に対し
て相関関係にあるので、過給圧の絶対圧制御では制御過
給圧は大気圧に対して高地ほど相対圧差が大きくなる。
図１２のＰはウェストゲートバルブによる過給圧制御時
の制御圧力を示しており、この制御圧力Ｐに対する平地
での大気圧（７６０ｍｍＨｇａｂｓ）の差はＡであり、
制御圧力レベルＰに対する高地（６００ｍｍＨｇａｂ
ｓ）の差はＢとなる。このように、制御過給圧は大気圧
に対し高地ほど相対圧差が大きくなり、高地では図１５
のＰ₁ に示すように２個ターボチャージャへの切替直後
の過給圧が低下する。これを補正するためには、ウェス
トゲートバルブを駆動するダイヤフラムアクチュエータ
へ導入される過給気を多量に外部にブリードさせてウェ
ストゲートバルブの開度を小さくする必要が生じるが、
従来ではダイヤフラムアクチュエータに過給気を導入す
る電磁弁の初期デューティ値が固定となっているため、
高地では切替直後のアクチュエータのブリード量不足を
解消することができず、制御過給圧が低下してしまう。
この過給圧の低下は出力トルクの低下を招き、トルクシ
ョックの発生や車両のドライバビリティを悪化させる。

【０００９】本発明は、上記の問題に着目し、高地にお
ける２個ターボチャージャへの切替直後の過給圧の低下
を抑制することが可能な過給機付エンジンの過給圧制御
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明は、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る
ことにより双方のターボチャージャを過給作動させ、主
ターボチャージャのみの過給時には副ターボチャージャ
の下流に設けられた排気バイパス弁のデューティ制御に
よる開弁制御により過給圧制御を行ない、主ターボチャ
ージャおよび副ターボチャージャの双方による過給時に
は、ウェストゲートバルブと連結されるダイヤフラムア
クチュエータのダイヤフラム室内に導入される過給気を
デューティ制御されるウェストゲートバルド用電磁弁を
介して外部にブリードさせることにより前記ウェストゲ
ートバルブの開度を調整し過給圧制御を行なうようにし
た過給機付エンジンの過給圧制御装置において、つぎの
ように構成されている。

【００１１】（１）大気圧を検出する大気圧検出手段
と、前記大気圧検出手段によって検出された大気圧が低
くなるにつれてウェストゲートバルブ用電磁弁の初期デ
ューティ値を大に補正する第１の初期デューティ値補正
手段と、を具備したものから成る。

【００１２】（２）双方のターボチャージャへの切替直
前における排気バイパス弁用電磁弁のデューティ値を検
出するデューティ値検出手段と、デューティ値検出手段
によって検出された切替直前のデューティ値に基づいて
ウェストゲートバルブ用電磁弁の初期デューティ値を補
正する第２の初期デューティ値補正手段と、を具備した
ものから成る。

【００１３】

【作用】このように構成された過給機付エンジンの過給
圧制御装置においては、つぎのような作用が行なわれ
る。上述の（１）の構成においては、大気圧検出手段に
よって検出される大気圧が低くなると、第１の初期デュ
ーティ値補正手段によってウェストゲートバルブを駆動
するウェストゲートバルブ用電磁弁の初期デューティ値
が補正される。そのため、大気圧が低くなる高地におい
ては、２個ターボチャージャへの切替初期にウェストゲ
ートバルブの開度を小にして排気ガスのバイパス量を抑
制することが可能となる。これにより、過給量の増加が
はかれ切替直後の過給圧の低下が抑制される。

【００１４】上述の（２）の構成においては、デューテ
ィ値検出手段によって２個ターボチャージャへの切替直
前における排気バイパス弁用電磁弁のデューティ値が検
出される。ここで、排気バイパス弁用電磁弁のデューテ
ィ値には大気圧が反映されるので、このデューティ値か
ら大気圧を間接的に推測することが可能となる。したが
って、第２の初期デューティ値補正手段では、大気圧を
反映した排気バイパス弁用電磁弁のデューティ値に基づ
いてウェストゲートバルブ用電磁弁の初期デューティ値
を補正することが可能となり、大気圧を直接検出するセ
ンサ等が不要となる。

【００１５】

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

【００１６】第１実施例 図１ないし図１２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７
ａ、８ａ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。

【００１７】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。

【００１８】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。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。

【００１９】アクチュエータ９、１０、１１、１６、４
２は、過給圧または負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、正圧タンク５１からの過給圧または負圧とエ
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２、第３、第４、第５、第６
の電磁弁２５、２６、２７、２８、３２、４４が接続さ
れている。各電磁弁２５、２６、２７、２８、３２、４
４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。なお、第２の電磁弁２６
へ負圧を導入する通路には、負圧の一方の流れのみを許
すチェック弁４５が介装されている。

【００２０】第１の電磁弁２５のＯＮは、吸気切替弁１
８を弁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３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。

【００２１】ウェストゲートバルブ３１は、図３に示す
ように、排気下流側に開くスイングアーム弁から構成さ
れている。ウェストゲートバルブ３１と連結されるダイ
ヤフラムアクチュエータ９には、ダイヤフラム室９ａが
形成されている。ダイヤフラム室９ａはダイヤフラム９
ｃによって区画されており、ダイヤフラム室９ａの反対
側の室９ｂにはダイヤフラム９ｃをダイヤフラム室９ａ
側に押圧するスプリング９ｄが収納されている。ダイヤ
フラム室９ａには、正圧タンク５１から過給圧が導かれ
るようになっている。ダイヤフラム室９ａに導かれた過
給気は、第６の電磁弁４４を介して大気側にリークされ
るようになっている。

【００２２】エンジン運転中は、ウェストゲートバルブ
３１の弁体３１ａには排気ガスの排圧Ｐａが作用してお
り、この排圧Ｐａによって弁体３１ａにかかる力と、ウ
ェストゲートバルブ３１と連結されるダイヤフラムアク
チュエータ９のダイヤフラム室９ａ内に作用する過給圧
によって生じる力との和が一定値を超えることによって
ウェストゲートバルブ３１は開弁される。ウェストゲー
トバルブ３１の閉弁動作は、スプリング９ｄの付勢力に
よって行なわれる。

【００２３】排気バイパス弁４１は、図４に示すよう
に、排気下流側に開くスイングアーム弁から構成されて
いる。排気バイパス弁４１と連結されるダイヤフラムア
クチュエータ４２には、ダイヤフラム室４２ａが形成さ
れている。ダイヤフラム室４２ａはダイヤフラム４２ｃ
によって区画されており、ダイヤフラム室４２ａの反対
側の室４２ｂにはダイヤフラム４２ｃをダイヤフラム室
４２ａ側に押圧するスプリング４２ｄが収納されてい
る。ダイヤフラム室４２ａには、正圧タンク５１から過
給圧が導かれるようになっている。ダイヤフラム室４２
ａに導かれた過給気は、第５の電磁弁３２を介して大気
側にリークされるようになっている。

【００２４】エンジン運転中は、排気バイパス弁４１の
弁体４１ａには排気ガスの排圧が作用しており、この排
圧Ｐｂによって弁体４１ａにかかる力と、排気バイパス
弁４１と連結されるダイヤフラムアクチュエータ４２の
ダイヤフラム室４２ａ内に作用する過給圧によって生じ
る力との和が一定値を超えることによって排気バイパス
弁４１は開弁される。排気バイパス弁４１の開弁動作
は、スプリング４２ｄの付勢力によって行なわれる。

【００２５】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に可変制御され
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。

【００２６】排気バイパス弁４１を駆動するダイヤフラ
ムアクチュエータ４２のダイヤフラム室４２ａ内の圧力
は、ダイヤフラム室４２ａ内に導入された過給気をデュ
ーティ制御される第５の電磁弁３２を介して大気にブリ
ード（リーク）させることにより可変されるようになっ
ている。このダイヤフラム室４２ａの圧力調整によって
排気バイパス弁４１の開度が制御され、１個ターボチャ
ージャ域における過給圧制御が行なわれる。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９ａ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。すな
わち、ダイヤフラム室９ａの圧力調整を第６の電磁弁４
４のデューティ制御によって調整することにより、２個
ターボチャージャ域における過給圧制御が行なわれる。

【００２７】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。

【００２８】エンジンコントロールコンピュータ２９に
は、図２に示すように、大気圧検出手段としての大気圧
センサ６０が接続されている。大気圧センサ６０は、検
出した大気圧の値を電気信号に変換し、エンジンコント
ロールコンピュータ２９に入力する機能を有する。エン
ジンコントロールコンピュータ２９には、図１に示すよ
うに、第１の初期デューティ値補正手段６１が形成され
ている。第１の初期デューティ値補正手段６１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。第１の初期デューティ値補
正手段６１は、大気圧センサ６１によって検出された大
気圧が低くなるにつれてウェストゲートバルブ用電磁
弁、すなわち第６の電磁弁４４へ出力する初期デューテ
ィ値を大に補正する機能を有している。

【００２９】図１１は、エンジンコントロールコンピュ
ータ２９のＲＯＭに格納され、第１の初期デューティ値
補正手段６１の一部を構成するマップを示している。図
１１に示すように、平地から高地にいくにつれて切替直
後における第６の電磁弁４４の初期デューティ値が大き
くなっている。これによって、大気圧の低い高地で走行
の場合もダイヤフラムアクチュエータ６の２個ターボチ
ャージャ切替時の初期ブリード量の不足に起因する切替
直後の過給圧の低下が抑制されるようになっている。

【００３０】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は排気
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。

【００３１】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。

【００３２】つぎに、過給機付エンジンにおける排気バ
イパス弁のデューティ制御を、図５ないし図８のフロー
チャートに基づいて説明する。この制御ルーチンは、た
とえば８ｍｓごとに行なわれる。図５において、ステッ
プ１００で排気バイパス弁４１のデューティ制御ルーチ
ンに入り、ステップ１０１でエンジン回転数（ＮＥ）が
取り込まれる。つぎに、ステップ１０２に進み、エンジ
ン回転数が４０００ｒｐｍ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４０００ｒｐｍよりも高
い場合は、ステップ１０３に進み、吸入空気量Ｑが取り
込まれる。この吸入空気量Ｑ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Ｑが取
り込まれると、ステップ１０４に進み、吸入空気量Ｑ
が、たとえば４０００ｌ／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Ｑが４０００ｌ／ｍ
ｉｎよりも大である場合は、ステップ１０７に進む。

【００３３】ステップ１０２において、エンジン回転数
が４０００ｒｐｍよりも低いと判断された場合は、ステ
ップ１０５に進み、吸気管圧力ＰＭが取り込まれる。吸
気管圧力ＰＭは、吸気管圧力センサ３０からの信号であ
る。ステップ１０５で吸気管圧力ＰＭが取り込まれる
と、ステップ１３０に進み、吸気管圧力ＰＭが１２００
ｍｍＨｇａｂｓよりも大であるか否かが判断される。こ
こで、吸気管圧力ＰＭが１２００ｍｍＨｇａｂｓよりも
低いと判断された場合は、図８のステップ１２６に進
む。ステップ１３０において、吸気管圧力ＰＭが１２０
０ｍｍＨｇａｂｓよりも高いと判断された場合は、ステ
ップ１３１に進み、Ｘイニシャルがセットされているか
否かが判断される。ここで、Ｘイニシャルがリセットさ
れていると判断された場合は、ステップ１０６に進む。
ステップ１３１でＸイニシャルがセットされていると判
断された場合は、ステップ１３２に進み、デューティ比
に大きな積分定数値Ｋ₃ （たとえばデューティ比Ｓ％）
が付加される。つぎに、ステップ１３３に進み、Ｘイニ
シャルがリセットされた後、ステップ１１５に進む。

【００３４】図５のステップ１０６においては、たとえ
ば吸気管圧力ＰＭが１３００ｍｍＨｇａｂｓよりも大で
あるか否かが判断される。ここで、吸気管圧力ＰＭが１
３００ｍｍＨｇａｂｓよりも大である場合は、図６のス
テップ１０７に進む。ステップ１０６で吸気管圧力ＰＭ
が１３００ｍｍＨｇａｂｓよりも低いと判断された場合
は、後述するステップ１１８に進む。ステップ１０７で
は、スキップ制御がＯＮであるか否かが判断される。つ
まり、このステップでは、スキップ制御と積分制御のい
ずれかを選択すべきかの判断が行なわれる。ここで、積
分制御とは、上述した積分定数によりデューティ比の補
正制御を意味する。スキップ制御は、排気バイパス弁４
１における開弁開始時の駆動力と介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。

【００３５】ステップ１０７において、スキップ制御で
あると判断された場合は、ステップ１０９に進み、デュ
ーティ比にスキップ値Ｓ（デューティ比５％）が付加さ
れる。つぎに、ステップ１１４に進み、スキップＯＮが
リセットされる。ステップ１０７において、スキップ制
御でないと判断された場合は、ステップ１０８に進み、
デューティ比が５０％を越えているか否かが判断され
る。ここで、デューティ比が５０％を越えていれば、ス
テップ１１０に進み、デューティ比に大きな積分整数値
Ｋ₂ （たとえばデューティ比２％）が付加され、ステッ
プ１１５に至る。

【００３６】ステップ１０８において、デューティ比が
５０％を越えていないと判断された場合は、ステップ１
１１に進み、デューティ比に小さな積分定数値Ｋ₁ （た
とえばデューティ比１％）が付加され、ステップ１１５
に至る。ステップ１１５では、スキップ制御のＯＦＦが
セットされ、ステップ１１６に進む。ステップ１１６で
は、デューティ比が１００％以上に設定されているかを
判断し、１００％以上であると判断された場合は、ステ
ップ１１７に進み、デューティ比は１００％に設定（修
正）される。ステップ１１６において、デューティ比が
１００％以下に設定されている場合は、ステップ１２７
に進む。このように、ステップ１０７〜１１７は、吸気
管圧力または吸入空気量が設定値以上になった場合の制
御を示し、この場合は、デューティ比を増加させ、アク
チュエータ４２からのブリード量の増加によって排気バ
イパス弁４１の開弁力が小とされる。

【００３７】図５のステップ１０４で吸入空気量が４０
００ｌ／ｍｉｎよりも少ないと判断された場合、または
ステップ１０６で吸気管圧力が１３００ｍｍＨｇａｂｓ
よりも低いと判断された場合は、ステップ１１８へ進
む。ステップ１１８では、スキップ制御がＯＦＦにセッ
トされているか否かが判断される。つまり、ステップ１
１８では、スキップ制御と積分制御のいずれかを選択す
べきかの判断が行なわれる。ステップ１１８において、
スキップ制御であると判断された場合は、ステップ１２
０に進み、デューティ比からスキップ値Ｓ（デューティ
比５％）が減算される。つぎに、ステップ１２３に進
み、スキップ制御のＯＦＦがリセットされる。

【００３８】ステップ１１８において、積分制御である
と判断された場合は、ステップ１１９に進み、デューテ
ィ比が５０％を越えているか否かが判断される。ここ
で、デューティ比が５０％を越えていると判断された場
合は、ステップ１２１に進み、デューティ比から積分定
数値Ｋ₂ （たとえばデューティ比２％）が減算され、ス
テップ１２４に進む。ステップ１１９では、デューティ
比が５０％よりも小さいと判断された場合は、ステップ
１２２に進み、デューティ比から積分定数値Ｋ₁ （たと
えばデューティ比２％）が減算され、ステップ１２４に
進む。ステップ１２４においては、スキップ制御がＯＮ
セットされ、図８のステップ１２５に進む。

【００３９】ステップ１２５においては、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。ここで、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１２６に進み、デューティ比はゼロに修正され
る。そして、ステップ１２６に進んでデューティ比はゼ
ロにセットされ、ステップ１３４でＸイニシャルがセッ
トされる。この処理が終了すると、つぎにステップ１２
７に進んで第５の電磁弁３２のデューティ制御が行なわ
れる。このステップ１２７からは、上述した各バルブ制
御が開始され、２個ターボチャージャへの切替えが可能
となる。

【００４０】つぎに、ウェストゲートバルブのデューテ
ィ制御を、図９および図１０のフローチャートに基づい
て説明する。１個ターボチャージャから２個ターボチャ
ージャへの切替時に、過給圧が一時的に低下する現象が
生じる。これは、各経路に配置された各切替弁の切替動
作によって主ターボチャージャ側の過給気が副ターボチ
ャージャ側に逃げるためである。切替時に過給圧が一時
的に低下する現象は、大気圧の関係から平地より高地の
ほうが著しい。そこで、本実施例のように、ウェストゲ
ートバルブ３１を、目標過給圧と制御過給圧との偏差に
基づいて開度制御することにより、制御過給圧を目標過
給圧に一致させるようにしたフィードバック制御では、
２個ターボチャージャへの切替時の一時的な過給圧の低
下を防止するために、図９および図１０に示す制御処理
が行なわれる。

【００４１】図９のステップ２００において、ウェスト
ゲートバルブ３１の開度制御が開始され、ステップ２０
１で１個ターボチャージャから２個ターボチャージャへ
の切替の検知が行なわれる。２個ターボチャージャへの
切替検知は、第４の電磁弁２８の開弁信号に基づいて行
なわれる。つぎに、ステップ２０２に進み、第４の電磁
弁２８がオンになってＴ秒経過したか否かが判断され
る。すなわち、ここでは排気切替弁１７が開弁し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えが
行なわれてからＴ秒経過したか否かが判断される。本実
施例では、Ｔ秒はたとえば１秒に設定されている。ステ
ップ２０２において、切替後Ｔ秒経過していないと判断
された場合は、ステップ２１に進んでＹイニシャルをセ
ットした後ステップ２１０に進み、第６の電磁弁４４の
デューティ値が０％とされ、制御過給圧に基づくウェス
トゲートバルブ３１の開度制御は禁止される。この処理
が完了すると、ステップ２１６に進みリターンする。

【００４２】ステップ２０２において、切替後Ｔ秒経過
していると判断された場合は、ステップ２１１に進み、
スロットル開度ＴＡが６０ｄｅｇよりも大であるか否か
が判断される。ここで、スロットル開度ＴＡが６０ｄｅ
ｇよりも大であると判断された場合は、ステップ２０３
に進み、制御過給圧が１３００ｍｍＨｇａｂｓを超えて
いるか否かが判断される。ステップ２０３において、制
御過給圧が１３００ｍｍＨｇａｂｓを超えていると判断
された場合は、ステップ２０４に進んで第６の電磁弁４
４のデューティ値を小さくし、ステップ２０５に進む。
ステップ２０５では、第６の電磁弁４４のデューティ値
が０％よりも小であるか否かが判断される。ここで、デ
ューティ値が０％よりも小であると判断された場合は、
ステップ２０６に進んでデューティ値は０％に修正さ
れ、ステップ２１６に進んでリターンする。ステップ２
０５でデューティ値が０％よりも大である場合は、ステ
ップ２１６に進んでリターンする。

【００４３】ステップ２１１において、スロットル開度
ＴＡが６０ｄｅｇよりも小であると判断された場合は、
ステップ２１２に進み、Ｙイニシャルセットが行なわれ
る。Ｙイニシャルセットが行なわれると、ステップ２１
０に進み、デューティ値が０％とされ、その後、ステッ
プ２１６に進んでリターンする。

【００４４】ステップ２０３において、制御過給圧が１
３００ｍｍＨｇａｂｓよりも低いと判断された場合は、
ステップ２１３に進み、Ｙイニシャルセットが行なわれ
たか否かが判断される。ここで、Ｙイニシャルセットが
行なわれていると判断された場合は、ステップ２１４に
進み、Ｙイニシャルのリセットが行なわれる。Ｙイニシ
ャルのリセットが行なわれると、図１０のステップ２１
５に進み、第６の電磁弁４４の初期デューティ値が第１
の初期デューティ値補正手段によって補正される。この
補正は、図１１に示すマップに基づいて行なわれる。第
６の電磁弁４４の初期デューティ値が補正されると、ス
テップ２１６に進み、リターンする。

【００４５】ステップ２１３において、Ｙイニシャルセ
ットが行なわれていないと判断された場合は、ステップ
２０７に進み、第６の電磁弁４４のデューティ値を大き
くしてステップ２０８に進む。ステップ２０８では、第
６の電磁弁４４のデューティ値が１００％よりも大であ
るか否かが判断される。ここで、デューティ値が１００
％よりも大であると判断された場合は、ステップ２０９
に進んでデューティ値は１００％に修正され、ステップ
２１６に進んでリターンする。ステップ２０８でデュー
ティ値が１００％よりも小であると判断された場合は、
ステップ２１６に進んでリターンする。

【００４６】このように、本実施例では２個ターボチャ
ージャへの切替えからＴ秒経過までは、ウェストゲート
バルブ３１の開度制御を行なう第６の電磁弁４４のデュ
ーティ値が０％とされる。そして、Ｔ秒経過後には、大
気圧検出手段６０によって検出される大気圧が低くなる
と、図１２に示すように、第１の初期デューティ値補正
手段６１によってウェストゲートバルブ３１の開度制御
を行なう第６の電磁弁４４の初期デューティ値Ｄ₁ が大
に補正される。そのため、大気圧が低くなる高地におい
ては、２個ターボチャージャへの切替直後に、ダイヤフ
ラムアクチュエータ９からの過給気のブリード量を増加
させることができ、ウェストゲートバルブ３１の開度を
小にして排気ガスのバイパス量を抑制することが可能と
なる。したがって、従来装置のようなウェストゲートバ
ルブを駆動するダイヤフラムアクチュエータの切替初期
のブリード量不足に起因する過給圧の低下が抑制され、
トルクショックが緩和されるとともに、ドライバビリテ
ィの向上がはかれる。

【００４７】第２実施例 図１３および図１４は、本発明の第２実施例を示してい
る。第２実施例が第１実施例と異なるところは、第６の
電磁弁の初期デューティ値の補正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。

【００４８】本実施例では、図１３に示すように、デュ
ーティ値検出手段６２と第２の初期デューティ値補正手
段６３が設けられている。デューティ値検出手段６２
は、第１実施例の大気圧検出手段６０に相当するもので
あり、第２の初期デューティ値補正て６３は、同様に第
１実施例の第１の初期デューティ値補正手段６１に相当
するものである。

【００４９】デューティ値検出手段６２は、排気バイパ
ス弁４１をデューティ制御する第５の電磁弁３２のデュ
ーティ値の２個ターボチャージャへの切替直前における
値を検出する機能を有している。第２の初期デューティ
値補正手段６３は、デューティ値検出手段６２によって
検出された双方のターボチャージャへの切替直前のデュ
ーティ値に基づいてウェストゲートバルブ用電磁弁、す
なわち第６の電磁弁４４の初期デューティ値を補正する
機能を有している。デューティ値検出手段６２および第
２の初期補正手段６３は、エンジンコントロールコンピ
ュータ２９に格納されたプログラムから構成されてい
る。

【００５０】図１４は、第５の電磁弁３２のデューティ
値と第６の電磁弁４４の初期デューティ値との関係を示
している。この両者の関係はマップとしてエンジンコン
トロールコンピュータ２９に格納されている。ここで、
第５の電磁弁３２のデューティ値は、２個ターボチャー
ジャへの切替直前のデューティ値の平均値であり、この
切替直前のデューティ値の平均値に基づいて第６の電磁
弁４４の初期デューティ値が第２の初期デューティ値補
正手段６３によって補正される。図１４に示すように、
第５の電磁弁３２のデューティ値の平均値が大になるに
つれて、第６の電磁弁４４の初期デューティ値が大にな
ることがわかる。

【００５１】図１５は、第５の電磁弁３２および第６の
電磁弁４４のデューティ値と過給圧との関係を示してい
る。図１５に示すように、過給圧Ｐ₀ に達した時点でフ
ィードバック制御による過給圧制御が開始され、主ター
ボチャージャ７のみによる過給状態では、排気バイパス
弁４１による過給圧制御が行なわれる。ここで、図１５
のＳ₁ は平地における第５の電磁弁３２のデューティ値
特性であり、Ｓ₂ は高地における第６の電磁弁４４のデ
ューティ値特性である。図１５に示すように、第５の電
磁弁３２のデューティ値は、平地よりも高地で大きくな
っており、高地でのデューティ値は大気圧の変化を反映
したものとなっている。

【００５２】このように、高地では空気が希薄になるた
め、１個ターボチャージャ時の過給圧を上げるためには
第５の電磁弁３２のデューティ値を大にして排気バイパ
ス弁４１の開度を小にする必要があり、本実施例では第
５の電磁弁３２のデューティ値から間接的に大気圧を推
測することが可能となっている。これにより、本実施例
では第１実施例のように大気圧を直接検知する大気圧セ
ンサ６０が不要となり、装置の簡素化がはかられてい
る。

【００５３】ターボチャージャの過給作動が１個ターボ
チャージャから２個ターボチャージャへ切替えられる
と、排気バイパス弁４１は閉弁し、ウェストゲートバル
ブ３１による過給圧制御が開始される。図１５におい
て、Ｓ₃ は平地における第６の電磁弁４４のデューティ
値特性を示している。Ｓ₄ は従来装置における高地での
第６の電磁弁４４のデューティ値特性を示している。

【００５４】ここで、従来装置では第６の電磁弁４４の
初期デューティ値が固定になっているので、高地では２
個ターボチャージャへの切替初期においてアクチュエー
タ９からの過給気のブリード量不足が生じ、図１５の特
性Ｐ₁ のように切替直後の過給圧の低下が大きくなる。
そこで、本実施例では、高地における２個ターボチャー
ジャへの切替直前の第５の電磁弁３２のデューティ値特
性Ｓ₂ に基づいて第６の電磁弁４４の初期デューティ値
Ｄ₁ を大にする補正が、第２の初期デューティ値補正手
段６３によって行なわれる。これにより、切替直後のダ
イヤフラムアクチュエータ９か過給気のブリード量を大
することができ、ウェストゲートバルブ３１の開度を小
とすることができる。したがって、切替直後の過給圧Ｐ
₁ の低下は従来に比べて大幅に抑制され、トルルショッ
クを小さくすることが可能になるとともに、ドライバビ
リティの向上がはかれる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る過給
機付エンジンの過給付制御装置によれば、つぎのような
効果が得られる。

【００５６】（イ）請求項１の過給機付エンジンの過給
圧制御装置においては、大気圧検出手段によって検出さ
れた大気圧が低くなるにつれてウェストゲートバルブ用
電磁弁の初期デューティ値を大に補正する第１の初期デ
ューティ値補正手段を具備するようにしたので、高地に
おける２個ターボチャージャへの切替初期のウェストゲ
ートバルブ用ダイヤフラムアクチュエータからの過給気
のブリード量を増加させることができ、２個ターボチャ
ージャへの切替初期にはウェストゲートバルブの開度を
小にすることができる。したがって、高地における２個
ターボチャージャへの切替直後の過給圧の低下を抑制す
ることが可能となり、トルクショックの発生を緩和する
ことができるとともに、車両のドライバビリティの悪化
を防止することができる。

【００５７】（ロ）請求項２の過給機付エンジンの過給
圧制御装置においては、２個ターボチャージャへの切替
直前における排気バイパス弁用電磁弁のデューティ値を
デューティ値検出手段によって検出し、この切替直前の
デューティ値に基づいてウェストゲートバルブ用電磁弁
の初期デューティ値を第２の初期デューティ値補正手段
によって補正するようにしたので、直接大気圧を検出す
るセンサ等を用いることなく２個ターボチャージャ切替
時の過給圧の低下を抑制することができる。これによ
り、装置の構成を簡素化することができ、装置の信頼性
の向上とコストの低減が可能となる。

【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
過給圧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２の装置におけるウェストゲートバルブ近傍
の拡大断面図である。

【図４】図２の装置における排気バイパス弁近傍の概略
断面図である。

【図５】図１の装置における排気バイパス弁による過給
圧制御の処理手順の一部を示すフローチャートである。

【図６】図５に続くフローチャートである。

【図７】図５に続くフローチャートである。

【図８】図６および図７に続くフローチャートである。

【図９】図１の装置におけるウェストゲートバルブによ
る過給圧制御の処理手順の一部を示すフローチャートで
ある。

【図１０】図９に続くフローチャートである。

【図１１】大気圧と図２における第６の電磁弁のデュー
ティ値との関係を示すマップである。

【図１２】過給機圧を制御する電磁弁のデューティ値と
制御過給圧との関係を示す特性図である。

【図１３】本発明の第２実施例に係る過給機付エンジン
の過給圧制御装置のブロック図である。

【図１４】図１における第５の電磁弁のデューティ値と
第６の電磁弁の初期デューティ値との関係を示すマップ
である。

【図１５】過給圧を制御する電磁弁のデューティ値と制
御過給圧との関係を示す特性図である。

【図１６】従来の過給機付エンジンの概略構成図であ
る。

【図１７】図１６の装置における排気バイパス弁を駆動
する電磁弁のデューティ値と制御過給圧との関係を示す
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 ２９ エンジンコントロールコンピュータ ３１ ウェストゲートバルブ ３２ 排気バイパス弁用電磁弁としての第５の電磁弁 ４１ 排気バイパス弁 ４２ ダイヤフラムアクチュエータ ４４ ウェストゲートバルブ用電磁弁としての第６の電
磁弁 ６０ 大気圧検出手段 ６１ 第１の初期デューティ値補正手段 ６２ デューティ値検出手段 ６３ 第２の初期デューティ値補正手段

Claims (2)

【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
   せることにより双方のターボチャージャを過給作動さ
   せ、主ターボチャージャのみの過給時には副ターボチャ
   ージャの下流に設けられた排気バイパス弁のデューティ
   制御による開弁制御により過給圧制御を行ない、主ター
   ボチャージャおよび副ターボチャージャの双方による過
   給時には、ウェストゲートバルブと連結されるダイヤフ
   ラムアクチュエータのダイヤフラム室内に導入される過
   給気をデューティ制御されるウェストゲートバルド用電
   磁弁を介して外部にブリードさせることにより前記ウェ
   ストゲートバルブの開度を調整し過給圧制御を行なうよ
   うにした過給機付エンジンの過給圧制御装置において、 大気圧を検出する大気圧検出手段と、 前記大気圧検出手段によって検出された大気圧が低くな
   るにつれて前記ウェストゲートバルブ用電磁弁の初期デ
   ューティ値を大に補正する第１の初期デューティ値補正
   手段と、を具備したことを特徴とする過給機付エンジン
   の過給圧制御装置。
2. 【請求項２】 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、低吸入空気領域で
   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
   せることにより双方のターボチャージャを過給作動さ
   せ、主ターボチャージャのみの過給時には副ターボチャ
   ージャの下流に設けられた排気バイパス弁のデューティ
   制御による開弁制御により過給圧制御を行ない、主ター
   ボチャージャおよび副ターボチャージャの双方による過
   給時には、ウェストゲートバルブと連結されるダイヤフ
   ラムアクチュエータのダイヤフラム室内に導入される過
   給気をデューティ制御されるウェストゲートバルブ用電
   磁弁を介して外部にブリードさせることにより前記ウェ
   ストゲートバルブの開度を調整し過給圧制御を行なうよ
   うにした過給機付エンジンの過給圧制御装置において、 前記双方のターボチャージャへの切替直前における排気
   バイパス弁用電磁弁のデューティ値を検出するデューテ
   ィ値検出手段と、 前記デューティ値検出手段によって検出された切替直前
   の排気バイパス用電磁弁のデューティ値に基づいて前記
   ウェストゲートバルブ用電磁弁の初期デューティ値を補
   正する第２の初期デューティ値補正手段と、を具備した
   ことを特徴とする過給機付エンジンの過給圧制御装置。