JPH0610688A - シーケンシャルターボエンジンのターボ潤滑方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン運転状態により不作動するセカンダ
リターボ過給機に対し最適に潤滑油供給制御して、オイ
ル洩れ等を防止すると共に適正に潤滑する。 【構成】 エンジン本体１の吸、排気系にプライマリタ
ーボ過給機４０とセカンダリターボ過給機５０を並列的
に配置し、シングルターボモードではプライマリターボ
過給機４０のみを作動し、ツインターボモードではプラ
イマリターボ過給機４０とセカンダリターボ過給機５０
を共に作動するように制御し、更にセカンダリターボ過
給機５０の潤滑油通路１１１に電磁切換弁１１２を設
け、セカンダリターボ過給機５０の作動時にはその軸受
部５０ｃに潤滑油を供給すると共に、セカンダリターボ
過給機５０の不作動時には軸受部５０ｃへの潤滑油供給
を遮断、あるいは絞るように電磁切換弁１１２を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用エンジンとし
て、複数のターボ過給機を備えてシーケンシャルターボ
式に作動するシーケンシャルターボエンジンにおいて、
プライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機の潤
滑油供給による潤滑方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両用の過給機付エンジンとし
て、多気筒の排気系にプライマリとセカンダリのターボ
過給機を並列的に装備し、このターボ過給機をシーケン
シャルターボ式に作動するものが提案されている。この
シーケンシャルターボエンジンでは、セカンダリとプラ
イマリの各ターボ過給機にそれぞれ潤滑システムが設け
られ、両ターボ過給機を適正に潤滑することが要求され
る。

【０００３】従来、シーケンシャルターボの潤滑に関し
ては、例えば実開平３−４７４３５号公報の先行技術が
ある。ここでエンジン本体側の潤滑油供給通路に対して
潤滑油取出し口を介してターボ側潤滑油供給通路を分岐
し、この通路から第１と第２のターボ過給機の軸受部に
それぞれ分岐潤滑路を連通して潤滑することが示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、エンジン本体側と第１、第２のタ
ーボ過給機の軸受部を潤滑油の通路により連通しただけ
の構成で、両ターボ過給機には常時潤滑油が供給され
る。このため第２のターボ過給機は、運転状態により不
作動状態となるが、この不作動時に軸受部に油膜が形成
されない状態でも多量に給油されることになって、オイ
ル洩れを生じ易い。この対策として、オイル洩れの箇所
のクリアランスを縮小することで洩れ油量を減少するこ
とが可能になるが、こうするとターボ過給機の作動時に
軸受部のクリアランス不足により高速回転が制限され
て、信頼性等を損う等の問題を招く。

【０００５】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、エンジン運転状態により不作動するセカンダリター
ボ過給機に対し最適に潤滑油供給制御して、オイル洩れ
等を防止すると共に適正に潤滑することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、エンジン本体の吸、排気系にプライマリ
ターボ過給機とセカンダリターボ過給機が並列的に配置
され、シングルターボモードではプライマリターボ過給
機のみを作動し、ツインターボモードではプライマリタ
ーボ過給機とセカンダリターボ過給機を共に作動するよ
うに制御するシーケンシャルターボエンジンにおいて、
セカンダリターボ過給機に対する潤滑油通路に切換手段
を設け、セカンダリターボ過給機の作動時にはその軸受
部に潤滑油を供給すると共に、セカンダリターボ過給機
の不作動時には上記軸受部への潤滑油供給を遮断、ある
いは絞るよう上記切換手段を制御する手順を備えること
を特徴とする。

【０００７】

【作用】上記潤滑方法により、エンジン運転時、シング
ルターボモードでセカンダリターボ過給機が不作動の場
合は、切換手段によりセカンダリターボ過給機の軸受部
に対する潤滑油供給が遮断、あるいは絞られてオイル洩
れ等が防止される。そしてツインターボモードでセカン
ダリターボ過給機が作動する場合には、切換手段により
セカンダリターボ過給機の軸受部にも潤滑油が適正に供
給されて、良好に潤滑される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、水平対向式エンジンにシーケンシ
ャルターボ式過給機を装着した場合の全体の構成につい
て説明する。符号１は水平対向式エンジンのエンジン本
体であり、クランクケース２の左右のバンク３，４に、
燃焼室５、吸気ポート６、排気ポート７、点火プラグ
８、動弁機構９等が設けられている。またこのエンジン
短縮形状により左右バンク３，４の直後に、プライマリ
ターボ過給機４０とセカンダリターボ過給機５０がそれ
ぞれ配設されている。排気系として、左右バンク３，４
からの共通の排気管１０が両ターボ過給機４０，５０の
タービン４０ａ，５０ａに連通され、タービン４０ａ，
５０ａからの排気管１１が１つの排気管１２に合流して
触媒コンバータ１３、マフラ１４に連通される。

【０００９】吸気系として、エアクリーナ１５から２つ
に分岐した吸気管１６，１７はそれぞれ両ターボ過給機
４０，５０のブロワ４０ｂ，５０ｂに連通され、このブ
ロワ４０ｂ，５０ｂからの吸気管１８，１９がインター
クーラ２０に連通される。そしてインタークーラ２０か
らスロットル弁２１を有するスロットルボデー２７を介
してチャンバ２２に連通され、チャンバ２２から吸気マ
ニホールド２３を介して左右バンク３，４の各気筒に連
通されている。またアイドル制御系として、エアクリー
ナ１５の直下流と吸気マニホールド２３の間のバイパス
通路２４に、アイドル制御弁２５、負圧で開く逆止弁２
６が設けられ、アイドル時や減速時に吸入空気量を制御
するようになっている。

【００１０】燃料系として、吸気マニホールド２３のポ
ート近傍にインジェクタ３０が配設されて、燃料ポンプ
３１を有する燃料タンク３２からの燃料通路３３が、フ
ィルタ３４、燃圧レギュレータ３５を備えてインジェク
タ３０に連通される。燃圧レギュレータ３５は、吸気圧
力に応じて調整作用するものであり、これによりインジ
ェクタ３０に供給する燃料圧力を吸気圧力に対して常に
一定の高さに保ち、噴射信号のパルス幅により燃料噴射
制御することが可能になっている。点火系として、点火
プラグ８にイグナイタ３６からの点火信号が入力するよ
うに接続されている。

【００１１】プライマリターボ過給機４０の作動系につ
いて説明する。プライマリターボ過給機４０は、タービ
ン４０ａに導入する排気のエネルギによりブロワ４０ｂ
を回転駆動し、空気を吸入、加圧して常に過給するよう
に作動する。タービン側にはダイアフラム式アクチュエ
ータ４２を備えたウエイストゲート弁４１が設けられ
る。アクチュエータ４２の圧力室にはブロワ４０ｂの直
下流からの制御圧通路４４がオリフィス４８を有して連
通し、過給圧が設定値以上に上昇すると応答良くウエイ
ストゲート弁４１を開くように連通される。またこの制
御圧通路４４は更に過給圧をブロワ４０ｂの上流側にリ
ークするデューティソレノイド弁４３に連通し、このデ
ューティソレノイド弁４３により所定の制御圧を生じて
アクチュエータ４２に作用し、ウエイストゲート弁４１
の開度を変化して過給圧を制御するようになっている。
ここで例えばデューティ比が大きい場合は、リーク量の
増大により制御圧を低下し、ウエイストゲート弁４１の
開度を減じて過給圧を上昇する。逆にデューティ比が小
さくなると、高い制御圧で開度を増して過給圧を低下す
る。

【００１２】一方、スロットル弁急閉時のブロワ回転の
低下や吸気騒音の発生を防止するため、ブロワ４０ｂの
下流としてスロットル弁２１の近くのインタークーラ２
０の出口側と、ブロワ４０ｂの上流との間にバイパス通
路４６が連通される。そしてこのバイパス通路４６にエ
アバイパス弁４５が、スロットル弁急閉時に通路４７に
よりマニホールド負圧を導入して開き、ブロワ下流に封
じ込められる加圧空気を迅速にリークするように設けら
れる。

【００１３】セカンダリターボ過給機５０の作動系につ
いて説明する。セカンダリターボ過給機５０は同様に排
気によりタービン５０ａとブロワ５０ｂが回転駆動して
過給するものであり、タービン側にはアクチュエータ５
２を備えたウエイストゲート弁５１が各別に設けられ
る。アクチュエータ５２の圧力室には、ブロワ５０ｂの
直下流からの通路６７が大気にリークするデューティソ
レノイド弁５３、制御圧通路５４を介して連通され、過
給圧が設定値以上に上昇すると応答良くウエイストゲー
ト弁５１を開き、デューティソレノイド弁５３により制
御圧を生じて、同様に過給圧制御するようになってい
る。一方タービン５０ａの上流の排気管１０には、ダイ
アフラム式アクチュエータ５６を備えた排気制御弁５５
が設けられ、ブロワ５０ｂの下流には同様のアクチュエ
ータ５７を備えた吸気制御弁５８が設けられ、ブロワ５
０ｂの上、下流の間に過給圧リリーフ弁６０を備えたリ
リーフ通路５９が連通されている。

【００１４】これらの各弁の圧力動作系について説明す
ると、吸気マニホールド２３からの通路６１がチェック
弁６２を有してサージタンク６３に連通されて、スロッ
トル弁全閉時に負圧を貯え且つ脈動圧を緩衝するように
なっている。過給圧リリーフ弁６０の一方のスプリング
室には、サージタンク６３からの負圧通路６４と吸気制
御弁５８の下流の正圧通路６５が、切換用ソレノイド弁
７０と通路６６を介して連通される。そして電気信号に
より負圧を作用して過給圧リリーフ弁６０を開き、正圧
を作用して過給圧リリーフ弁６０を閉じる。吸気制御弁
５８のアクチュエータ５７は、一方のスプリング室に負
圧と大気圧に切換える切換用ソレノイド弁７１が通路６
８を介して連通される。そして電気信号により負圧を作
用して吸気制御弁５８を閉じ、大気開放でのスプリング
力で吸気制御弁５８を開くように構成される。

【００１５】排気制御弁５５は下流開きの方式に構成さ
れ、アクチュエータ５６の一方の室にスプリング５６ａ
が排気制御弁５５を閉じる方向に付勢されている。ここ
でスプリング５６ａのスプリング力が、中速域の予備回
転モードの排気圧による力と等しく設定される。またア
クチュエータ５６のスプリング５６ａを有する一方の室
には、大気圧と負圧を切換える第２の切換用ソレノイド
弁７４が通路６９を介して連通され、他方の室には正圧
と大気圧を切換える第１の切換用ソレノイド弁７３が通
路７５を介して連通される。そしてシングルターボモー
ドでは電気信号による第１と第２の切換用ソレノイド弁
７３，７４の動作で、両方の室を大気開放してスプリン
グ力により排気制御弁５５を全閉し、且つこのターボモ
ードでプライマリ側のウエイストゲート弁４１が故障し
て排気圧が上昇する場合には、自動的に開弁してフェイ
ルセーフする機能を有する。また予備回転モードでもこ
の状態を所定時間保持し、排気圧とスプリング力とのバ
ランスにより微小開度だけ開いてプリコントロール弁の
機能を備える。更にツインターボモードでは、一方の室
に負圧を他方の室に正圧を作用して排気制御弁５５を全
開し、且つその全開状態に保つように構成される。

【００１６】各種のセンサについて説明すると、差圧セ
ンサ８０が吸気制御弁５８の上、下流の差圧を検出する
ように設けられ、絶対圧センサ８１が切換用ソレノイド
弁７６により吸気管圧力と大気圧を選択して検出するよ
うに設けられる。また、エンジン本体１にクランク角セ
ンサ８２、ノックセンサ８３、水温センサ８４が設けら
れ、動弁機構９のカムシャフトに連設した図示しないカ
ムロータに対向してカム角センサ８５が設けられ、排気
管１０にＯ2 センサ８６が設けられ、スロットル弁２１
にスロットル開度センサ８７が設けられ、エアクリーナ
１５の直下流に吸入空気量センサ８８が設けられてい
る。

【００１７】プライマリターボ過給機４０とセカンダリ
ターボ過給機５０の潤滑系について説明する。先ず左右
バンク３，４のシリンダヘッドの潤滑系からそれぞれ潤
滑油通路１１０，１１１が取出され、一方の潤滑油通路
１１０はプライマリターボ過給機４０の軸受部４０ｃに
常に給油するように連通される。また他方の潤滑油通路
１１１は、切換手段の一例としての電磁切換弁１１２を
有してセカンダリターボ過給機５０の軸受部５０ｃに連
通され、必要に応じて給油するように構成されている。

【００１８】図２において、潤滑系の全体の構成につい
て説明する。先ずオイルパン１２０のオイルはオイルポ
ンプ１２１で汲上げて、リリーフ弁１２２で調圧し、水
冷式のオイルクーラ１２３により油温を適正化し、更に
オイルフィルタ１２４で濾過してクランクケース側の左
右のメインギャラリ１２５，１２６に導かれる。右側の
メインギャラリ１２５のオイルはギャラリ１２７により
クランク軸、コンロッド、シリンダ等の潤滑部１２８に
供給され、且つギャラリ１２９により右側シリンダヘッ
ドに１３０導かれる。シリンダヘッド１３０においては
動弁系潤滑部１３１にオイル供給するギャラリ１３２に
流量調整するオリフィス１３３が設けられ、且つセカン
ダリターボ過給機５０への潤滑油通路１１１が分岐して
多量のオイルを供給するように連通される。電磁切換弁
１１２は開閉式であり、制御ユニット１００からの電気
信号により潤滑油通路１１１を連通または遮断する。

【００１９】左側のメインギャラリ１２６のオイルもギ
ャラリ１３４によりクランク軸、コンロッド、シリンダ
等の潤滑部１３５に供給され、且つギャラリ１３６によ
り左側シリンダヘッド１３７に導かれる。シリンダヘッ
ド１３７においては動弁系潤滑部１３８にオイル供給す
るギャラリ１３９に流量調整するオリフィス１４０が設
けられ、且つプライマリターボ過給機４０への潤滑油通
路１１０が分岐して常に多量のオイルを供給するように
連通される。

【００２０】図３において、電子制御系の全体の構成に
ついて説明する。先ず、マイクロコンピュータ等からな
る制御ユニット１００は、Ｉ／Ｏ１０１、ＣＰＵ１０
２、ＲＡＭ１０３、バックアップＲＡＭ１０４、ＲＯＭ
１０５、定電圧回路１０６を備えている。またイグニッ
ションスイッチ９０をＯＮすると、リレー９１をＯＮし
バッテリ９２から定電圧回路１０６に電力を供給して、
制御ユニット１００の各種制御を実行し、駆動回路１０
７によりリレー９３をＯＮし燃料ポンプ３１を通電して
駆動する。ＣＰＵ１０２はＲＯＭ１０５に格納されてい
る演算プログラムに基づいて、Ｉ／Ｏ１０１から各種セ
ンサ８０〜８８、車速センサ８９の信号を入力し、ＲＡ
Ｍ１０３、バックアップＲＡＭ１０４に記憶されている
データ、およびＲＯＭ１０５に格納されているマップ等
の固定データに基づき演算処理する。そして駆動回路１
０７から各種切換用ソレノイド弁７０，７１，７３，７
４，７６に切換信号を、デューティソレノイド弁４３，
５３にデューティ信号を出力してシーケンシャルターボ
制御し、インジェクタ３０に噴射信号を出力して燃料噴
射制御する。またイグナイタ３６に点火信号を出力して
点火時期制御し、アイドル制御弁２５に制御信号を出力
してアイドル制御する。更に潤滑系の電磁切換弁１１２
に開閉信号を出力して、セカンダリターボ過給機５０の
軸受部５０ｃへの潤滑油供給を制御する。

【００２１】次に、図４ないし図７のフローチャートを
用いて制御ユニット１００によるシーケンシャルターボ
制御について説明する。図４のメインルーチンは所定時
間毎に実行される。先ずステップＳ１でツインターボモ
ード時に１にセットされるツインターボモード判別フラ
グＦ１の値を参照し、Ｆ１＝０でセカンダリターボ過給
機５０が不作動の場合はステップＳ２〜Ｓ４に進み、図
８（ａ）のターボモード判定マップに基づいて判定す
る。

【００２２】このターボモード判定マップは、エンジン
負荷を示す一例としての基本燃料噴射量Ｔｐとエンジン
回転数Ｎに対するセカンダリターボ過給機作動開始の設
定値Ｔｐｓ，Ｎｂ，Ｎｃにより、予めシングルとツイン
の各ターボモードが与えられている。即ち、Ｔｐ≦Ｔｐ
ｓ、Ｎ＜Ｎｃの低負荷低中速、またはＴｐ＞Ｔｐｓ、Ｎ
＜Ｎｂの高負荷低速の条件ではシングルターボモードに
設定される。またこれ以外のＴｐ≦Ｔｐｓ、Ｎ≧Ｎｃの
低負荷高速、またはＴｐ＞Ｔｐｓ、Ｎ≧Ｎｂの高負荷中
高速の条件ではツインターボモードに設定される。尚、
セカンダリターボ過給機の作動、停止のハンチングを防
止するため、作動停止設定値Ｎａにヒステリシスを設け
ている。

【００２３】そこでステップＳ２で基本噴射量Ｔｐと設
定値Ｔｐｓを比較し、Ｔｐ≦Ｔｐｓの場合にはステップ
Ｓ３へ進み、エンジン回転数Ｎと設定値Ｎｃとを比較し
て、Ｎ＜Ｎｃの場合にシングルターボモードと判断して
ステップ５へ進む。またステップＳ２でＴｐ＞Ｔｐｓの
場合にはステップＳ４へ進み、エンジン回転数Ｎと設定
値Ｎｂとを比較して、Ｎ＜Ｎｂの場合に同様にシングル
ターボモードと判断する。

【００２４】このシングルターボ制御ルーチンでは、ス
テップＳ５で切換用ソレノイド弁７０への出力信号Ｇ１
を０にし、過給圧リリーフ弁６０に負圧を作用して開
き、ブロワ５０ｂの下流の過給圧をリークする。またス
テップＳ６で切換用ソレノイド弁７１への出力信号Ｇ２
を０にし、アクチュエータ５７に負圧を作用して吸気制
御弁５８を閉じ、プライマリターボ過給機４０による過
給圧の洩れを防止する。

【００２５】その後、ステップＳ７で第１の切換用ソレ
ノイド弁７３への出力信号Ｇ３を０にし、アクチュエー
タ５６の他方の室を大気開放し、ステップＳ８で第２の
切換用ソレノイド弁７４への出力信号Ｇ４を０にし、ア
クチュエータ５６の一方の室も大気開放する。そしてア
クチュエータ５６のスプリング５６ａにより低中速域の
低い排気圧に抗して排気制御弁５５を閉じ、排気がセカ
ンダリターボ過給機５０に導入することを遮断するので
あり、こうしてプライマリターボ過給機４０の単独作動
状態に確保される。

【００２６】またステップＳ９でセカンダリ側デューテ
ィソレノイド弁５３のデューティ比ＤｓｅをＦＦＨ（１
００％）にして、ウエイストゲート弁５１を全閉する。
その後、ステップＳ１０でエンジン回転数Ｎとスロット
ル開度Ｔｈとに基づき、予め実験等により得られたシン
グルターボモード時の最適値がストアされているＲＯＭ
１０５に格納されたシングルターボモード目標過給圧マ
ップを補間計算付きで参照して目標過給圧Ｐｔを設定
し、ステップＳ１１でツインターボモード判別フラグＦ
１をクリアする。またステップＳ１２でディレー時間の
カウント値Ｃをクリアする。

【００２７】次いで図６、図７の過給圧制御ルーチンで
は、先ずステップＳ１３で目標過給圧Ｐｔと実過給圧Ｐ
ｂの偏差Δｐを算出し、ステップＳ１４でその偏差の絶
対値｜Δｐ｜を設定値Δｐｓと比較して小さい場合は、
実過給圧Ｐｂが目標過給圧Ｐｔの許容範囲に収束してい
ると判断してステップＳ１５で積分分制御量Ｄｉを零に
し、ステップＳ１６で比例分制御量Ｄｐも零にする。そ
してステップＳ１７でデューティ比Ｄを、前回の値Ｄｏ
に積分分及び比例分の制御量Ｄｐ，Ｄｉを加算して求め
るのであり、この場合は前回の値Ｄｏと同一になる。そ
の後ステップＳ１８でフラグＦ１の値を参照し、既に０
になっているので、ステップＳ１９で上記デューティ比
Ｄをプライマリ側デューティソレノイド弁４３のデュー
ティ比Ｄｐｒとして出力し、ステップＳ２０でこのデュ
ーティ比Ｄを前回の値Ｄｏとしてストアする。

【００２８】このモードにおいて、目標過給圧Ｐｔと実
過給圧Ｐｂの偏差の絶対値｜Δｐ｜が設定値Δｐｓより
大きくなると、ステップＳ１４からステップＳ２１に進
んで実過給圧Ｐｂの目標過給圧Ｐｔに対する大小関係を
チェックする。そこで図９のｔ１のように実過給圧Ｐｂ
が低下した条件では、ステップＳ２２でデューティ比Ｄ
のダウン補正時に１にセットされるＰＩ制御判別フラグ
Ｆ２の値を参照して、Ｆ２＝１でありデューティ比Ｄの
アップが初回の場合は、ステップＳ２３で積分分制御量
Ｄｉを零にする。そしてステップＳ２４でフラグＦ１の
値を参照してステップＳ２５に進み、偏差Δｐに応じた
比例分アップ量Ｐｕｐ１を設定する。

【００２９】ここでシングルターボモードでは、比例分
制御量Ｄｐが図８（ｃ）の比例分補正量マップの実線の
ように、積分分制御量Ｄｉが（ｄ）の積分分補正量マッ
プの実線のように、制御量の大きいステップ状に設定さ
れている。また、ツインターボモードでは、偏差Δｐに
対する比例分制御量Ｄｐと積分分制御量Ｄｉが、両ター
ボ過給機４０，５０の作動配分に基づいて設定される。
そこで例えば両ターボ過給機４０，５０の作動配分を等
分に設定する場合は、比例分と積分分の制御量Ｄｐ，Ｄ
ｉが１種類で済むことになり、このため図８（ｃ）、
（ｄ）の破線のように１つの制御量に設定される。

【００３０】このためＳ２５では上記マップにより偏差
Δｐに応じた比例分アップ量Ｐｕｐ１を大き目に設定
し、ステップＳ２６でこれを比例分制御量Ｄｐに定め、
ステップＳ２７でＰＩ制御判別フラグＦ２をクリアして
ステップＳ１７以降に進む。従って、プライマリ側デュ
ーティソレノイド弁４３のデューティ比Ｄｐｒが比例分
制御量Ｄｐだけ増大し、ウエイストゲート弁４１の開度
が減じて実過給圧Ｐｂが図９のように比較的大きく上昇
される。

【００３１】また２回目以降は、ステップＳ２２のフラ
グＦ２によりステップＳ２８に進みフラグＦ１の値を参
照してステップＳ２９で図８（ｄ）のマップにより偏差
Δｐに応じた積分分アップ量Ｉｕｐ１を検索して、ステ
ップＳ３０でこれを積分分制御量Ｄｉに定め、且つステ
ップＳ３１で比例分制御量Ｄｐを零にする。そこで、図
９のｔ２のような２回目以降の場合は、積分分制御量Ｄ
ｉにより実過給圧Ｐｂが徐々に上昇され、これらの補正
により実過給圧Ｐｂが目標過給圧Ｐｔに追従する。そし
てｔ３で偏差Δｐが設定値Δｐｓより小さくなって収束
すると、ステップＳ１４からステップＳ１５以降に進ん
で制御を中断する。

【００３２】一方、図９のｔ５のように実過給圧Ｐｂの
高い側で偏差Δｐが設定値Δｐｓより大きくなると、ス
テップＳ２１からステップＳ３２に進み、この場合は上
述の制御でフラグＦ２が０になっていることで、このフ
ラグＦ２により初回の場合はステップＳ３３以降に進
む。そこで、ステップＳ３３で積分分制御量Ｄｉを０に
して、ステップＳ３４でフラグＦ１の値を参照してステ
ップＳ３５に進み、同様のマップにより偏差Δｐに応じ
た比例分ダウン量Ｐｄｏ１を検索し、ステップＳ３６で
これを比例分制御量Ｄｐに定め、ステップＳ３７でＰＩ
制御判別フラグＦ２を１にしてステップＳ１７以降に進
む。従って、プライマリ側デューティソレノイド弁４３
のデューティ比Ｄｐｒが比例分制御量Ｄｐだけ減少し、
ウエイストゲート弁４１の開度が増して実過給圧Ｐｂが
図９のように比較的大きく低下される。

【００３３】また２回目以降は、ステップＳ３２のフラ
グＦ２によりステップＳ３８に進みフラグＦ１の値を参
照して、ステップＳ３９で同様のマップにより偏差Δｐ
に応じた積分分ダウン量Ｉｄｏ１を検索して、ステップ
Ｓ４０でこれを積分分制御量Ｄｉに定め、且つステップ
Ｓ４１で比例分制御量Ｄｐを０にする。そこで、図９の
ｔ６のような２回目以降の場合は、積分分制御量Ｄｉに
より実過給圧Ｐｂが徐々に低下される。こうしてこのシ
ングルターボモードでは、セカンダリターボ過給機５０
が不作動でプライマリターボ過給機４０のみが作動し、
且つＰＩ制御制御量によるウエイストゲート弁４１の開
度変化により、この場合の比較的低い目標過給圧Ｐｔに
対して実過給圧Ｐｂが常に応答良く追従するようにフィ
ードバック制御される。

【００３４】次いで、ステップＳ２〜Ｓ４によりＴｐ≦
Ｔｐｓ，Ｎ≧Ｎｃの場合、又はＴｐ＞Ｔｐｓ，Ｎ≧Ｎｂ
の場合でツインターボモードと判断すると、図５の予備
回転制御ルーチンを実行する。先ずステップＳ５０で、
図１０の予備回転開始時点ｔｓからの時間のカウント値
Ｃを第１のディレー時間Ｔ１と比較して、Ｃ＜Ｔ１の場
合はステップＳ５１に進んでカウント値Ｃをインクリメ
ントする。そしてステップＳ５２でプライマリ側デュー
ティソレノイド弁４３のデューティ比ＤｐｒをＦＦＨに
定めてウエイストゲート弁４１を全閉し、プライマリタ
ーボ過給機４０による実過給圧Ｐｂが出力ダウンを生じ
ないように少し高めに制御される。またステップＳ５３
でセカンダリ側デューティソレノイド弁５３もデューテ
ィ比ＤｓｅをＦＦＨに定めてウエイストゲート弁５１を
全閉し、効率良く予備回転することが可能に準備され
る。

【００３５】カウント値Ｃが第１のディレー時間Ｔ１に
達すると、ステップＳ５０からステップＳ５４に進み、
切換用ソレノイド弁７０に対する出力状態をチェックし
て、開信号（Ｇ１＝０）の場合はステップＳ５５で切換
用ソレノイド弁７０への出力信号Ｇ１を１にし、正圧を
作用して過給圧リリーフ弁６０を図１０のように閉じ
る。そこでこれ以降はステップＳ５４からステップＳ５
６に進み、カウント値Ｃを第２のディレー時間Ｔ２と比
較して、その時間Ｔ２に達しない場合は上述と同様にカ
ウント値Ｃをインクリメントする。

【００３６】従ってこの場合は、アクチュエータ５６の
スプリング５６ａの予め設定されたスプリング力に中速
域の増大した排気圧が対抗することで、排気制御弁５５
が図１０のように微小開度θだけ開き、排気の一部がセ
カンダリターボ過給機５０のタービン５０ａに導入して
滑らかに予備回転が開始され、セカンダリターボ過給機
５０は過給圧を生じることが可能になる。

【００３７】そして第２のディレー時間Ｔ２に達する
と、ステップＳ５７で切換用ソレノイド弁７３に対する
出力状態をチェックして、大気開放信号（Ｇ３＝０）の
場合はステップＳ５８で第１の切換用ソレノイド弁７３
への出力信号Ｇ３を１にして、アクチュエータ５６の一
方の室に正圧を作用する。またステップＳ５９で切換用
ソレノイド弁７４に対する出力状態をチェックし、大気
開放信号（Ｇ４＝０）の場合にはステップＳ６０で第２
の切換用ソレノイド弁７４への出力信号Ｇ４を１にし
て、アクチュエータ５６の他方の室に負圧を作用するの
であり、こうして図１０のように排気制御弁５５を全開
する。これによりセカンダリターボ過給機５０のタービ
ン５０ａに導入する排気の量が増大して、セカンダリ過
給圧が更に上昇するようになる。

【００３８】その後、ステップＳ６１でカウント値Ｃを
第３のディレー時間Ｔ３と比較し、その時間に達すると
ステップＳ６２で差圧センサ８０の出力電圧Ｅを設定値
Ｅｓと比較する。そして差圧が略零になると、ステップ
Ｓ６３で切換用ソレノイド弁７１に対する出力状態をチ
ェックし、閉信号（Ｇ２＝０）の場合はステップＳ６４
で切換用ソレノイド弁７１への出力信号Ｇ２を１にし、
アクチュエータ５７を大気開放してスプリング力により
図１０のように吸気制御弁５８を開く。そこで次回のル
ーチン実行時にも予備回転モードであれば、ステップＳ
６３からステップＳ６５に進み、ツインターボモード判
別フラグＦ１を１にする。このため吸気制御弁５８が開
いた時点ｔｇで、セカンダリターボ過給機５０が予備回
転を終了して実質的に作動し、トルク変動の少ない状態
で自動的にツインターボモードに移行するようになる。

【００３９】そして、このツインターボモードでは、図
４のステップＳ１からステップＳ７０に進みエンジン回
転数Ｎをセカンダリターボ過給機作動停止の設定値Ｎａ
に対してチェックする。そしてＮ≧Ｎａの場合には、ス
テップＳ７１〜７４で各弁の切換用ソレノイド弁に対す
る出力信号Ｇ１〜Ｇ４を上述の状態に保持する。またス
テップＳ７５でエンジン回転数Ｎとスロットル開度Ｔｈ
とに基づき、ツインターボモード目標過給圧マップを補
間計算付きで参照してこのモードの目標過給圧Ｐｔを、
図８（ｂ）に示すように高か目に設定し、ステップＳ８
６でツインターボモード判別フラグＦ１を１とし、その
後、ステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ２１で実過給圧Ｐｂの
目標過給圧Ｐｔに対する追従状態を判断する。ところで
このモードの初期においては、上述の予備回転時のよう
にプライマリとセカンダリのターボ過給機４０，５０の
ウエイストゲート弁４１，５１が共に全閉してフル作動
の状態にあり、このため一般的には実過給圧Ｐｂが上昇
して、図９のｔ５のようにその高い側で偏差Δｐが大き
くなる。

【００４０】そこでこの場合の過給圧制御ルーチンで
は、初回の場合にステップＳ２１からステップＳ３２，
Ｓ３３，Ｓ３４を介してステップＳ７６に進み、図８
（ｃ）のマップの破線を用いて偏差Δｐに応じた比例分
ダウン量Ｐｄｏ２を検索し、ステップＳ７７でこれを比
例分制御量Ｄｐとしてデューティ比Ｄを算出する。また
ステップＳ１８からＳ７８，Ｓ７９に進み、プライマリ
とセカンダリのデューティソレノイド弁４３，５３のデ
ューティ比Ｄｐｒ，Ｄｓｅが等しく上記デューティ比Ｄ
にセットされ、両ウエイストゲート弁４１，５１の開度
を等しく増して実過給圧Ｐｂが低下される。そして、２
回目以降では、ステップＳ３２からステップＳ３８を介
してステップＳ８０に進み、図８（ｄ）のマップの破線
を用いて積分分ダウン量Ｉｄｏ２を検索し、ステップＳ
８１でこれを積分分制御量Ｄｉにすることで、実過給圧
Ｐｂが徐々に低下されて目標過給圧Ｐｔに近ずく。

【００４１】また、図９のｔ１のように実過給圧Ｐｂの
低い側で偏差Δｐが大きくなると、初回の場合は、ステ
ップＳ２１からＳ２２，Ｓ２３，Ｓ２４を介してステッ
プＳ８２，Ｓ８３に進み、同様にして偏差Δｐに応じた
比例分アップ量Ｐｕｐ２で比例分制御量Ｄｐを定める。
２回目以降では、ステップＳ２２からＳ２８を介してス
テップＳ８４，Ｓ８５に進み、同様にして偏差Δｐに応
じた積分分アップ量Ｉｕｐ２で積分分制御量Ｄｉを定め
てデューティ比Ｄを算出する。そして、プライマリとセ
カンダリのデューティソレノイド弁４３，５３のデュー
ティ比Ｄｐｒ，Ｄｓｅが等しく上記デューティ比Ｄにセ
ットされ、両ウエイストゲート弁４１，５１の開度が等
しく減じて実過給圧Ｐｂが上昇され、実過給圧Ｐｂが目
標過給圧Ｐｔに追従するようになる。こうしてこのツイ
ンターボモードでは、プライマリとセカンダリのターボ
過給機４０，５０がそれらのウエイストゲート弁４１，
５１により常に等分に作動し、この両ターボ過給機４
０，５０の共動により実過給圧Ｐｂが適正な高いレベル
に制御される。

【００４２】次いで、減速時にはステップＳ７０でエン
ジン回転数Ｎがチェックされ、セカンダリターボ過給機
作動停止設定値Ｎａより低下すると、ステップＳ７０か
らステップＳ５以降に進む。そして各切換用ソレノイド
弁出力に対する信号Ｇ１〜Ｇ４を反転して、過給圧リリ
ーフ弁６０を開き、吸気制御弁５８と排気制御弁５５を
閉じてシングルターボモードに戻る。以上、シングルタ
ーボモードとツインターボモードの制御の状態、出力特
性をまとめて示すと、図１１のようになる。

【００４３】更に、プライマリターボ過給機４０とセカ
ンダリターボ過給機５０に対する潤滑油供給の作用につ
いて説明する。先ずエンジン運転時にオイルポンプ１２
１の駆動によりオイルパン１２０のオイルが、調圧、冷
却してエンジン本体１のメインギャラリ１２５，１２
６、各ギャラリ１２７，１２９，・・、左右のシリンダ
ヘッド１３０，１３７により各潤滑部１２８，１３１，
１３５，１３８に供給されて潤滑する。このとき左側シ
リンダヘッド１３７からの潤滑油通路１１０によりプラ
イマリターボ過給機４０の軸受部４０ｃに対しては常に
給油され、このため常時作動するプライマリターボ過給
機４０が良好に潤滑される。また右側シリンダヘッド１
３０からの潤滑油通路１１１に各別にオイルが取出され
るが、このオイルは電磁切換弁１１２により潤滑油供給
制御してセカンダリターボ過給機５０の軸受部５０ｃに
供給される。

【００４４】そこで図１２のフローチャートを用いてセ
カンダリターボ過給機５０に対する潤滑油供給制御につ
いて説明する。この制御ルーチンは所定時間毎に実行さ
れるものであり、先ずステップＳ９０でツインターボモ
ード判別フラグを参照して、Ｆ１＝０のシングルターボ
モードではステップＳ９１に進んで使用マップ判別フラ
グＡｒｏを参照する。ここでエンジン始動時には、Ａｒ
ｏ＝０に初期化されているため、最初はステップＳ９２
に進んでエンジン回転数Ｎおよび基本燃料噴射量Ｔｐに
基づき潤滑油供給マップＭｓを検索し、現在、運転状態
が潤滑油カット領域か、あるいは潤滑油供給領域にある
のかを特定する。

【００４５】この潤滑油供給マップＭｓは、図１３
（ａ）に示すようにシングルターボモード領域とツイン
ターボモード領域の判別マップに基づき、低負荷側のＮ
ｃより低い設定値Ｎｃ’、高負荷側のＮｂより低い設定
値Ｎｂ’とＴｐｓより小さい設定値Ｔｐｓ’により、ツ
インターボモード領域より低速、低負荷側に拡大して潤
滑油供給領域（領域値Ａｒ＝１）が設定され、これ以外
が潤滑油カット領域（領域値Ａｒ＝０）になっている。
そこでステップＳ９３でこの領域値Ａｒを参照し、最初
は潤滑油カット領域（Ａｒ＝０）であるから、ステップ
Ｓ９４に進んで電磁切換弁１１２の出力信号Ｇ５を０に
して潤滑油通路１１１を遮断する。その後ステップＳ９
５でこの場合の領域値ＡｒをフラグＡｒｏの値として設
定する。

【００４６】そこでシングルターボモードでは上述の使
用マップ判別フラグＡｒｏにより常に潤滑油供給マップ
Ｍｓにより判断されることになり、例えば低負荷側でエ
ンジン回転数Ｎが設定値Ｎｃ’以上に上昇すると、潤滑
油供給領域（Ａｒ＝１）を判断して、ステップＳ９３か
らステップＳ９６に進んで出力信号Ｇ５が１になり、電
磁切換弁１１２が潤滑油通路１１１を連通するように切
換わる。このためこの時点で、エンジン本体１の右側シ
リンダヘッド１３０から潤滑油通路１１１によりセカン
ダリターボ過給機５０の軸受部５０ｃに給油され、これ
によりセカンダリターボ過給機５０はツインターボモー
ドの作動に先立って潤滑される。

【００４７】この潤滑油供給領域（Ａｒｏ＝１）では、
ステップＳ９１からステップＳ９７に進んで潤滑油カッ
トマップＭｃを検索する。この潤滑油カットマップＭｃ
は図１３（ｂ）に示すように、モード判定マップのヒス
テリシスに基づき、Ｎａより低い設定値Ｎａ’により潤
滑油の供給領域とカット領域が設定されている。そこで
シングルターボモードに戻ってセカンダリターボ過給機
５０が停止し、その後エンジン回転数Ｎが設定値Ｎａ’
以下に低下すると、Ａｒ＝０によりステップＳ９３から
ステップＳ９４に進み出力信号Ｇ５が０になって、電磁
切換弁１１２により潤滑油がカットされる。こうしてセ
カンダリターボ過給機５０はツインターボモードの直前
と直後を含む潤滑油供給領域でのみ給油され、その作動
時に良好に潤滑されるようになる。

【００４８】図１４において、本発明の他の実施例につ
いて説明する。（ａ）は電磁切換弁１１２において、連
通位置にオリフィス１１２ａを有する構成であり、これ
により給油の際のキャビテーション等を防止することが
できる。（ｂ）は切換式電磁切換弁１１３により、エン
ジン側通路１１１ａをセカンダリターボ過給機とオイル
パンの通路１１１ｂ，１１１ｃの一方へ切換えるように
構成したものである。（ｃ）はエンジン側通路１１１ａ
とセカンダリターボ過給機側通路１１１ｂを直結し、オ
イルパンへの通路１１１ｃにオリフィス１１４と開閉式
電磁切換弁１１２を設けて、セカンダリターボ過給機５
０の不作動時には、オイルリークさせてセカンダリター
ボ過給機５０の軸受部５０ｃへの潤滑油供給を絞るよう
に構成したものである。いずれの場合も電磁切換弁１１
２または１１３の動作により、必要に応じてセカンダリ
ターボ過給機５０に給油することができる。

【００４９】以上、本発明の実施例について説明した
が、水平対向式以外のエンジンにも適用できる。また、
潤滑油供給、カットマップでは、エンジン負荷として基
本噴射量以外のパラメータを用いることもでき、エンジ
ン水温等を加味してさらに緻密に制御することもでき
る。さらに、各実施例では切換手段として電磁切換弁を
用いているが、これに限定されない。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シーケンシャルターボエンジンにおいて、常に作動する
プライマリターボ過給機の軸受部には常時給油し、エン
ジン運転状態により作動するセカンダリターボ過給機の
軸受部には、セカンダリターボ過給機の作動時に給油す
ると共に、不作動時には給油を遮断あるいは絞るように
制御するので、セカンダリターボ過給機でのオイル洩
れ、オイル消費の増大等を防止して良好に潤滑すること
ができる。また、セカンダリターボ過給機では軸受部の
クリアランスを縮小する必要がないので、高速回転の信
頼性が確保される。ツインターボモード領域より拡大し
て潤滑油供給領域を設定したマップを使用して、セカン
ダリターボ過給機への潤滑油を供給、カットするので、
セカンダリターボ過給機の作動の直前と直後を含む範囲
で給油されて、適正に潤滑することができ、潤滑油供給
制御も容易で確実なものになる。切換手段は開閉式また
は切換式であるので、構造が簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシーケンシャルターボエンジンの
ターボ潤滑方法の実施に適した装置を示す全体の構成図
である。

【図２】潤滑系全体の油圧回路図である。

【図３】制御系の全体の回路図である。

【図４】シーケンシャルターボ制御のメインルーチンを
示すフローチャートである。

【図５】予備回転制御ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図６】過給圧制御ルーチンの低下補正等を示すフロー
チャートである。

【図７】過給圧制御ルーチンの上昇補正等を示すフロー
チャートである。

【図８】種々のマップを示す図である。

【図９】過給圧制御の状態を示すタイムチャートであ
る。

【図１０】予備回転モードの各弁の開閉状態、過給圧の
状態を示すタイムチャートである。

【図１１】シングルターボモードとツインターボモード
の制御と出力特性を示す図である。

【図１２】セカンダリターボ過給機潤滑油供給制御ルー
チンを示すフローチャートである。

【図１３】潤滑油供給マップと潤滑油カットマップを示
す図である。

【図１４】セカンダリターボ過給機潤滑油供給回路の他
の実施例を示す回路図である。

【符号の説明】

１ エンジン本体 ４０ プライマリターボ過給機 ５０ セカンダリターボ過給機 ５０ｃ 軸受部 １００ 制御ユニット １１０，１１１ 潤滑油通路 １１２ 電磁切換弁（切換手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン本体の吸、排気系にプライマリ
   ターボ過給機とセカンダリターボ過給機が並列的に配置
   され、シングルターボモードではプライマリターボ過給
   機のみを作動し、ツインターボモードではプライマリタ
   ーボ過給機とセカンダリターボ過給機を共に作動するよ
   うに制御するシーケンシャルターボエンジンにおいて、
   セカンダリターボ過給機に対する潤滑油通路に切換手段
   を設け、セカンダリターボ過給機の作動時にはその軸受
   部に潤滑油を供給すると共に、セカンダリターボ過給機
   の不作動時には上記軸受部への潤滑油供給を遮断、ある
   いは絞るよう上記切換手段を制御する手順を備えること
   を特徴とするシーケンシャルターボエンジンのターボ潤
   滑方法。
2. 【請求項２】 エンジン運転状態により潤滑油の供給を
   判断する場合の潤滑油供給マップと、潤滑油のカットを
   判断する潤滑油カットマップとを有し、これらのマップ
   で潤滑油供給領域をツインターボモード領域より少し低
   速、低負荷側に拡大して設定し、且つ潤滑油カット領域
   をシングルターボモード領域より少し縮小して設定し、
   このマップを参照して電磁切換弁を連通または遮断させ
   ることを特徴とする請求項１記載のシーケンシャルター
   ボエンジンのターボ潤滑方法。
3. 【請求項３】 切換手段は、セカンダリターボ過給機と
   オイルパンの一方に対する開閉式、またはセカンダリタ
   ーボ過給機とオイルパンへの切換式であることを特徴と
   する請求項１記載のシーケンシャルターボエンジンのタ
   ーボ潤滑方法。