JPS59145328A - タ−ボ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】 置，詳細にはエンジン運転状態に応じて作動される複数
のターボ過給機を備えたエンジンの制御装置に関するも
のである。

エンジンから排出される排気ガスのエネルギーによって
回転駆動されるタービンにより吸気通路内のプロアを回
転させ、それによって吸入空気あるいは混合気を予圧し
、容積効率を高めてエンジンの出力性能向上を図るター
ボ過給機が既に広く実用に供されている，、上記のよう
なターボ過給機のうち比較的高速領域において高効率で
作動するものは、低速領域のトルクを十分に向上させる
ことができず、特に低速出力が要求される自動車用エン
ジン等にとっては余り好適ではない。他方、比較的低速
領域において高効率で作動するターボ過給機は反対に　
高速領域の出力向上を十分に果たせないという欠点を有
する。

そこで従来より、例えば特開昭５０−１１８１１７号公
報、実開昭５　６　−　１５９６２６号公報に記載され
ているように、複数のターボ過給機を、各タービンおよ
びプロアが排気通路、吸気通路内で並列配置するように
設け、エンジンの運転状態に応じて過給作動するターボ
過給機の数を変更したり、あるいは運転状態に応じて複
数のターボ過給機を択一的に作動させて、ターボ過給機
とエンジンのマツチングを改善しようとする提案がなさ
れている。

しかし、上記のように複数のターボ過給機を作動制御し
て使用する場合、エンジン運転状態が所定状態となって
今まで過給作動を停止していたターボ過給機が作動開始
されるとき、当然このターボ過給機の回転数が所定の回
転数に上昇するまでに多少の時間を要するので、そのと
きに一時的に過給効果が低下してエンジン出力が落ちる
という問題が発生する。

上記エンジン出力の一時的低下は、低速領域においては
高次過給機を停止させて低次過給機のみを作動させ、高
速領域においては高次過給機も併せて作動させるように
した過給機併用型のエンジンにおいては、上記高次〆ｌ
Ｉ過給機が作動開始する際に認められ、また低速用の過
給機と高速用の過給機が択一的に作動切換される過給機
完全切換型のエンジンにおいては、作動切換時に認めら
れる。特に後者のタイプのエンジンにおいては、作動切
換時に、それまで作動していたターボ過給機が停止する
ため、上記不具合が顕著に認められる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、上記過
給機併用型のエンジンにも、また過給機完全切換型のエ
ンジンにも適用可能で前述したような一時的な過給効果
の低下を生じない、ターボ過給機付エンジンの制御装置
を提供することを目的とする。

本発明のターボ過給機付エンジンの制御装置は、前述し
たように複数台の過給機を並列に設置し、エンジン運転
状態に応じて特定の過給機の作動を停止させて過給機を
併用運転、あるいは完全切換運転させるようにしたター
ボ過給機付エンジンにおいて、エンジンの運転状態を検
出する運転状態検出手段と、過給作動していないターボ
過給機を回転させうる過給機回転手段と、このターボ過
給機のプロアの下流の吸気通路と大気とを連通するＩＪ
　ＩＪ−フ弁が介設されたＩＪ　ＩＪ−フ通路と、前記
運転状態検出手段の出力を受はエンジン運転状態が過給
作動を停止しているターボ過給機の過給作動領域に近付
いたときに前記過給機回転手段を駆動させてそのターボ
過給機を予備回転させるとともに、このターボ過給機の
予備回転時に前記ＩＪ　ＩＪ−フ弁を開かせる制御回路
とを設けてなるものである。

上記のような過給機回転手段によりターボ過給機を予備
回転させておけば、この過給機が過給作動を開始する時
点ですでに該過給機に回転慣性が与えられているように
なり、この過給機は瞬時に過給回転数まで回転上昇する
。したがってこのターボ過給機の応答遅れによる一時的
な過給効果の低下が生じない。

またこのターボ過給機の予備回転時に、前記ＩＪ　ＩＪ
−フ弁を開いて、該過給機を通過した空気を大気側に開
放すれば過給機下流側において空気が圧縮されないので
、過給機の回転抵抗が増大せず該過給機は極めて急速に
過給回転数まで回転上昇するようになる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の第１実施例によるターボ過給機付エン
ジンの制御装置を概略的に示すものである。エンジン１
の排気ガスを排出する排気通路２は排気通路２ａ、２ｂ
の２系統に分岐され、こ−の分岐部には排気切換弁３が
設けられている。この排気切換弁３はアクチュエータ４
によって、上記２系統の排気通路２ａ、２ｂのうちのど
ちらが一方のみに択一的に排気ガスを流すように切換操
作される。

一方、エンジン１の吸入空気が流通する吸気通路５は、
エンジンの運転状態を示す吸入空気量を検出するエアフ
ローセンサ６の下Ｒ側において吸気通路５ａ、５ｂの２
系統に分岐され、スロットル弁７の上流側において合流
されている。そしてこの合流部には吸気切換弁８が設け
られ、該吸気切換弁８はアクチュエータ９によって、２
系統の吸気通路５ａ。

５ｂのうちのどちらか一方のみを択一的にエンジン１に
連通させるように切換操作される。

スロットル弁７の下流側の吸気通路５には、吸入空気中
に燃料を噴射して混合気を形成する燃料噴射弁１０が設
けられている。なお図には示されていないがこの燃料噴
射弁１０は、従来から行なわれているように、エンジン
運転状態に応じた噴射量、噴射タイミングで燃料を噴射
するように制御される。

前述の２系統の排気通路２ａ、２ｂのうちの一方の排気
通路２ａには、排気ガスによって回転駆動されるタービ
ンＴｐが配設され、該タービンＴｐは回転軸Ｌｐを介し
て、上記吸気通路５ａに配設されたプロアＣｐに連結さ
れている。すなわちこれらタービンＴｐ、回転軸Ｌｐ、
プロアＣｐを主要素として低速用ターボ過給機１１が構
成されている。同様に、他方の排気通路２ｂには排気ガ
スによって駆動されるタービンＴｓが配設されるととも
に、他方の吸気通路５ｂにはプロアＣｓが配設され、こ
れらタービンＴｓとプロアＣｓとが回転軸Ｌｓによって
連結されて高速用ターボ過給機１２が構成されている。

上記低速用ターボ過給機１１は、比較的低速領域におい
て効率良（エンジン出力向上を果たすものが選択使用さ
れ、−嵩高速用ターボ過給機１２は、比較的高速領域に
おいて効率良くエンジン出力向上を果たすものが選択使
用されている。

前記排気切換弁３の上流側において、排気通路２には第
１．第２の排気導管１３．１４の一端が開口され、これ
ら排気導管１３．１４の他端はそれぞれ、例えば電磁弁
からなる第１開閉弁１５、第２開閉弁１６を介して高速
用ターボ過給機１２のスクロール１２ａ、低速用ターボ
過給機１１のスクロールｌｌａに開口されている。また
前記２系統の吸気通路５ｂ、５ａには、各々プロアＣ８
，Ｃｐヲノ（イバスする第１．第２のリリーフ通路１７
．１８が設けられ、各リリーフ通路１７．１８にしまそ
れぞれ例えば電磁弁からなる第１リリーフ弁１９、第２
リリーフ弁２０が介設されて（・る。

前記排気切換弁３の上流側の排気通路２には排気バイパ
ス通路２１“の上流端が開口され、その下流端はタービ
ンＴｐの下流側にお（・て排気通路２ａに連通されてい
る。この排気ノくイバス通路２１にはウェストゲート弁
２２が介設され、このウェストゲート弁２２は、制御圧
力導管２３ａがスロットル弁７の上流側において吸気通
路５に開口されたダイヤプラム式アクチュエータ２３に
よって操作されるようになっている。

前述したエアフローセンサ６の出力である吸入空気量信
号Ｓ】は、制御回路２４に入力され、該制御回路２４は
この吸入空気量信号Ｓｌに応じて第１開閉弁駆動信号８
２．第２開閉弁駆動信号Ｓ３、第１リリーフ弁駆動信号
８４、第２リリーフ弁駆動信号Ｓ５、アクチュエータ駆
動信号Ｓ６を出力する。

以下、上記制御回路２４を詳しく説明しつつ本実施例の
装置の作用につ（・て述べる。第２図は上記制御回路２
４の構成を詳しく示すものである。この第２図に示され
るように、前記エアフローセンサ６から出力される電圧
信号からなる吸入空気量信号Ｓ１は、制御回路２４の第
１．第２および第３の比較器３０゜３２．３４に入力さ
れる。前述したように２台のターボ過給機１１．１２は
それ２れ低速領域、高速領域で効率良くエンジンの出力
向上を果たすものが選択使用されて（・るので、それら
は所定のエンジン回転数Ｒ２を境界として、該回転数Ｒ
２以下の過給領域では低速用ターボ過給機１１が作動し
、該回転数Ｒ２を超える領域では高速用ターボ過給機１
２が作動するように作動切換することが望まれる。そこ
で前記第２比較器３２には、上記エンジン回転数比２に
対応する吸入空気量Ｑ２　（周知のように一般に過給が
行なわれるような運転領域においてはエンジン回転数は
吸入空気量に対応する）を担持する基準電圧ｅ２が加え
られ、該基準電圧ｅ２と吸入空気量信号Ｓ１の大小が比
較判定される。そして吸入空気量信号８１が基準電圧ｅ
２を上回ったとき、すなわち吸入空気量が前記所定吸入
空気量Ｑ２を上回ったとき（全開高速時のエンジン回転
数が前記所定回転数比２を上回ったときと考えられる）
には該第２比較器３２から出力Ｓ’６が発せられる。こ
め出力Ｓ６は駆動回路３３に入力され、該駆動回路３３
からはアクチュエータ駆動信号Ｓ６が出力されてアクチ
ュエータ４，９がＯＮされる。

ここで、排気切換弁３、吸気切′換弁８はそれぞれアク
チュエータ４．９がＯＦＦ状態のとき、すなわち吸入空
気量が上記Ｑ２以下のときは第１図に実線で示される位
置をとり、したがって排気ガスは２系統の排気通路２ａ
。

２ｂのうちの一方の排気通路２ａのみに流され、また吸
入空気は２系統の吸気通路５ａ。

５ｂのうちの一方の吸気通路５ａのみを通ってエンジン
１に供給される。したがってエンジン回転数が、上記吸
入空気量Ｑ２に対応する回転数Ｒ２以下の領域で過給領
域に達すれば、低速用ターボ過給機１１が過給作動し、
吸気通路５ａを流通する吸入空気が加圧されて低速領域
のエンジン出力が向上される。

前述のようにアクチュエータ４．９がＯＮされると、排
気切換弁３、吸気切換弁８はそれぞれ第１図に仮想線で
示す位置をとり、排気通路２ａが閉じられて排気ガスは
排気通路２ｂに流され、また吸気通路５ａが閉じられて
吸入空気は吸気通路５ｂ内を流通する。したがって上記
回転数Ｒ２を超えるエンジン回転数領域（当然過給領域
である）では、高速用ターボ過給機１２が過給作動し、
高速領域のエンジン出力が向上される。

以下、本発明の特徴部分の１つである、夕　１一ボ過給
機１１．１２を過給作動前に予備回転させる点について
説明する。前記吸入空気量信号Ｓ１は、前述したエンジ
ン回転数Ｌ（，２よりも低い所定のエンジン回転数１１
に対応する吸入空気量Ｑ１を担持する基準電圧ｅ１が加
えられる第１比較器３０に入力され、該第１比較器３０
はこの基準電圧ｅ１と吸入空気量信号Ｓ１の大小を比較
判定する。そして吸入空気量信号Ｓ１が基準電圧ｅ１を
上回ったとき、すなわち吸入空気量が上記Ｑｌを上回っ
たとき（エンジン回転数が上記所定回転数ａｔを上回っ
たときと考えられる）には該第１比較器３０から出力Ｓ
２か発せられる。この出力Ｓ／２が駆動回路３１に入力
されると該駆動回路３１からは第１開閉弁駆動信号Ｓ２
が出力されて第１開閉弁１５がＯＮされる。

この第１開閉弁１５は通電時開タイプのもので、ＯＦＦ
時には第１排気導管１３を閉じているが、上記のように
ＯＮされると開いて、高速用ターボ過給機１２のスクロ
ール１２ａと排気切換弁３上流側の排気通路２とを、第
１排気導管１３を介して連通させる。したがって高速用
ターボ過給機１２のタービンＴｓには、排気ガスの一部
が供給され、該高速用ターボ過給機１２が回転される。

前述したようにＱ＋　＜　Ｑ２　（Ｒ１（ｌｌ’Ｌｚ　
）であるので、吸入空気量がＱ２に達して（すなわちエ
ンジン回転数が凡２に達して）アクチュエータ４，９が
ＯＮされ、低速用ターボ過給機１１に代わって高速用タ
ーボ過給機１２が過給作動開始するとき、該高速用ター
ボ過給機１１は上記一部排気ガスによって回転されてい
ることになる。勿論、この回転は過給回転数はどの高速
ではないが、該回転によって高速用ターボ過給機１２に
回転慣性が与えられるので、上記のようにアクチュエー
タ４がＯＮされて、タービンＴｓに排気ガスが供給され
れば、該高速用ターボ過給機１２０回転数は瞬時に過給
回転数まで上昇する。したがって低速用ターボ過給機１
１の停止後直ちに高速用ターボ過給機１２が過給作動し
、これらターボ過給機１１．１２の作動切換時に一時的
に過給効果が低下してエンジン１の出力が落ちることが
ない。

なお上記のように高速用ターボ過給機１２を予め回転さ
せるために使用される排気ガスは僅量であり、この高速
用ターボ過給機１２０回転中も大部分の排気ガスは低速
用ターボ過給機１１に供給されるので、上記のように高
速用ターボ過給機１２を予め回転させるために低速用タ
ーボ過給機１１０回転数が大きく低下するようなことは
ない。また第１排気導管１３をスクロール１２ａに開口
させているので排気ガスは昼速状態のまま直接的にター
ビンＴｓに当たり、したがって高速用ターボ過給機１２
は少量の排気ガスによって効率的に回転される。

以上説明のようにして、高速用ターボ過給機１２はその
過給作動領域外から予め回転されるが、この回転によっ
て高速用ターボ過給機１２のブロアＣｓから吸気通路５
ｂを閉じている吸気切換弁８までの間の吸気通路５ｂ内
の圧力が上昇しないように、第１リリーフ通路１７、第
１リリーフ弁１９が設けられている。すなわち第２図に
示されるように、前述した第２比較器３２の出力Ｓ′６
は反転増幅器３７を通して駆動回路３８に入力され、該
駆動回路３８からは吸入空気量がＱ２に達していないと
きだけ第１リリーフ弁駆動信号Ｓ４が出力される。第１
！Ｊ！ｊ−７弁１９は通電時開タイプのものであり、上
記駆動信号Ｓ４の入力によりＯＮとなって開く。したが
って吸入空気量がＱ２に達して高速用ターボ過給機１２
が過給作動するまで第１リリーフ通路１７は開かれてお
り、このときに高速用ターボ過給機１２が一部排気ガス
によって回転されても、該過給機１２が加圧した空気は
この第１リリーフ通路１７を通して大気側に戻され、上
記吸気通路５ｂ内の圧力が上昇して該高速用ターボ過給
機１２０回転抵抗が増大することがない。

したがって該過給機１２は極めて急速に過給回転数まで
回転上昇しうる。吸入空気量がＱ２に達すれば駆動回路
３８からの第１リリーフ弁駆動信号Ｓ４の出力が停止さ
れ、第１リリーフ弁１９は閉じられる。それにより吸入
空気は、過給作動開始した高速用ターボ過給機１２のブ
ロアＣｓによって加圧されてエンジン１に供給される。

低速用ターボ過給機１１、あるいは鷹速用ターボ過給機
１２による過給運転時に、過給圧が設定値以上に上昇す
ると、その高い過給圧は制御圧力導管２３ａを介してア
クチュエータ２３に導かれ、該アクチュエータ２３のダ
イヤフラム２３ｂが第１図中右方に移動される。それに
よってウェストゲート弁２２が開かれ、エンジン１から
排出された排気ガスの一部は、ターボ過給機１１あるい
は１２を迂回し排気バイパス通路２１を通して排出され
るので、ターボ過給機１１あるいは１２の回転数が低下
し過給圧の異常上昇が防止される。

以上、吸入空気量が増大し、すなわちエンジン回転数が
上昇し、低速用ターボ過給機１１から高速用ターボ過給
機１２に作動切換される場合について説明したが、例え
ば自動車に搭載されたエンジンが高速用ターボ過給機１
２による過給を受けながら高速運転され、自動車が昇り
坂にさしかかった時などは高速用ターボ過給機１２から
低速用ターボ過給機１１に作動切換されることがあり、
このようなときにも低速用ターボ過給機１１の過給作動
開始時に該過給機１１の回転上昇が遅れて一時的な過給
効果低下が生じる恐れがある。そこで本実施例において
は、このような高速用ターボ過給機１２から低速用ター
ボ過給機１１への作動切換時の一時的出力低下をも防止
する構成がとられている。すなわち、前述した過給機の
作動切換の基準となるエンジン回転数Ｒ２よりも高い所
定の回転数Ｒ３に対応する吸入空気量Ｑ３を担持する基
準電圧ｅ３と、前記吸入空気量信号Ｓ１とが第３比較器
３４によって比較される。吸入空気量信号Ｓｌが基準電
圧ｅ３以下の間、すなわち吸入空気量が上記Ｑ３以下の
間（エンジン回転数が上記所定回転数Ｒ３以下の間と考
えられる）は第３比較器３４から出力Ｓ／３が発せられ
、駆動回路３５から第２開閉弁駆動信号Ｓ３が出力され
て第２開閉弁１６がＯＮされる。この第２開閉弁１６は
前記第１開閉弁１５と同様に通電時開タイプのものであ
り、上記のようにＯＮさ・れて開き、第２排気導管１４
を開く。吸入空気量信号Ｓ１が基準電圧ｅ３を上回り、
すなわち吸入空気量が前記Ｑ３を上回ると、第３比較器
３４から出力Ｓ／３が発せられなくなり、第２開閉弁１
６はＯＦＦとなって閉じる。

したがってエンジン１が高速用ターボ過給機１２によっ
て過給されながらその吸入空気量がＱ２まで低下し、高
速用ターボ過給機１２かも低速用ターボ過給機１１に作
動切換されるとき、第２開閉弁１６はすでに開かれてい
るようになる（Ｑ２＜Ｑ３）。この第２開閉弁１６が開
かれれば、排気ガスの一部は第２排気導管１４を通って
低速用ターボ過給機１１のタービンＴｐに供給され該低
速用ターボ過給機１１が回転される。つまり高速用ター
ボ過給機１２が停止されて低速用ターボ過給機１１゜が
過給作動開始するとき、該低速用ターボ過給機１１は予
め回転していることになり、前述した高速用ターボ過給
機１２の過給作動開始時と同様にして、低速用ターボ過
給機１１０回転数は瞬時に過給回転数まで上昇し、一時
的な過給効果低下が生じない。

また上記一部排気ガスによる低速用ターボ過給機１１０
回転によって、吸気通路５ａ内の圧力が上昇しないよう
に、第２リリーフ通路１８、第２リリーフ弁２０が設け
られている。吸入空気量がＱ２を超えたときに発せられ
る第２比較器３２の出力Ｓ／６は、駆動回路３６に入力
され、該駆動回路３６はこの出力Ｓ／６が入力されると
第２リリーフ弁２０をＯＮにする第２リリーフ弁駆動信
号Ｓ５を出力する。

第２リリーフ弁２０は第１リリーフ弁１９と同様に通電
時開タイプのものが使用されており、ＯＮされて開く。

したがってこの第２リリーフ弁２０は、吸入空気量がＱ
２を超えている場合は開いているので、上記のように低
速用ターボ過給機１１が一部排気ガスによって回転され
ていても、該低速用ターボ過給機１１によって加圧され
た空気は第２リリーフ通路１８を介して大気側に戻され
、該低速用ターボ過給機１１から吸気切換弁８までの間
の吸気通路５ａ内の圧力が上昇して該過給機１１０回転
抵抗が増大することがない。吸入空気量がＱ２以下とな
って低速用ターボ過給機１１が過給作動するときには、
第２比較器３２から出力Ｓ′６が発せられないので上記
第２リリ−フ弁２０は閉じられ、低速用ターボ過給機１
】によって吸入空気が加圧される。

以上説明した第１．第２開閉弁１５，１６、第１．第２
リリーフ弁１９，２０．アクチュエータ４，９の作動タ
イミングを、以下の表にまとめて記す。

以上説明した実施例においては、過給作動していないタ
ーボ過給機を予備回転させる過給機回転手段として、第
１．第２開閉弁１５゜１６によって適宜開閉されて排気
ガスの一部をタービンＴｓ、Ｔｐに供給する第１．第２
排気導管１３．１４が用いられているが、この過給機回
転手段はこのようなものに限らず、エンジン出力軸とク
ラッチを介して連結され該出力軸と適宜接断される回転
系や、モータ等によって過給機の回転軸を回転させるも
の、あるいは複数の過給機の回転軸同士を適宜切離し可
能に連結しておき過給作動している過給機によって他の
過給機を回転させるもの、さらには排気ガスの一部を供
給する代わりに、過給作動している過給機によって加圧
された吸入空気を過給作動停止している過給機に供給す
るもの等が使用されてもよい。

第３図は排気ガスを使用しない過給機回転手段が設けら
れた本発明の第２実施例を示すものである。この第３図
に示す本発明の第２実施例において、前記第１図に示し
た第１実施例の各要素と同等の要素には同番号を付して
あり、それらについては説明を省略する。

この第２実施例の装置においては、第１実施例において
設けられている排気導管１３゜１４は設けられず、過給
機回転手段として、回転子が高速用ターボ過給機１２０
回転軸Ｌｓに連結され、バッテリ電源によって駆動され
るモータＭが用いられている。このモータＭが駆動され
ると当然、高速用ターボ過給機１２のタービンＴｓ、プ
ロアＣｓが回転される、０ また吸気通路５ｂには、前記第１実施例において設けら
れたものと同様に高速用ターボ過給機１２のブロアＣｓ
を迂回する第１リリーフ通路１７が接続され、一方、こ
の高速用ターボ過給機１′２に排気ガスを供給する排気
通路２ｂには、該過給機１２のタービンＴｓを迂回する
第２リリーフ通路３１が接続され、この第２リリーフ通
路３１には第１リリーフ弁１９と同じく通電時開タイプ
の第２リリーフ弁３３が介設されている。

エアフローセンサ６の出力である吸入空気量信号Ｓ１は
制御回路３４に入力され、該制御回路３４はこの吸入空
気量信号Ｓ１に応じてアクチュエータ駆動信号Ｓ６、モ
ータ駆動信号８１０、リリーフ弁駆動信号Ｓｔｔ、を出
力する。

以下、上記制御回路３４を詳しく説明しつつ本実施例の
装置の作用について述べる。第４図は上記制御回路３４
の構成を詳しく示すものである。この第４図に示される
ように、エアフローセンサ６から出力される電圧信号か
らなる吸入空気量信号Ｓ１は、制御回路３４の第１比較
器４５に入力される。第１比較器４５は、第１実施例の
制御回路２４の第２比較器′３２に相当するもので、吸
入空気量が所定のＱ２を上回って吸入空気量信号Ｓ１が
基準電圧ｅ２を超えると、駆動回路４６に出力Ｓ　／６
を送り、該駆動回路４６からアクチュエータ駆動信号Ｓ
６が出力される。以後は前記第１実施例におけるのと同
様にして、排気ガスが排気通路２ｂのみに流され、低速
用ターボ過給機１１が停止され代わって高速用ターボ過
給機１２が過給作動する。

吸入空気量信号Ｓｌは上記第１比較器４５に入力される
とともに第２比較器４７に入力される。この第２比較器
４７には、前記所定のは吸入空気量が上記Ｑｌを上回っ
て吸入空気量信号Ｓ１が上記基準電圧ｅｌを超えると、
出力ｓ７を発する。この出力Ｓ７はＡＮＤゲート４９に
入力され、それとともに該ＡＮＤゲート４９には前記第
１比較器４５の出力Ｓ′６が反転増幅器４８を通して入
力されるようになっている。このＡＮＤゲート４９は、
反転増幅器４８の出力Ｓ”６と第２比較器４７の出力ｓ
１がともに入力されたとき、すなわち吸入空気量が前記
Ｑ１とＱ２の間の値をとっている間ゲート出力Ｓ８を発
し、該ゲート出方Ｓ８は駆動回路５０゜５１に入力され
る。

駆動回路５０はこのゲート出力ＳＢを受けてモータ駆動
信号ＳｌＯを出力し、モータ荷を回転させる。それによ
って高速用ターボ過給機１２は、排気ガスの流れが切り
換えられて過給機１１．１２の作動が切り換えられる（
前述の通り、吸入空気量がＱ２を上回るときであル）以
前に、該モータＭによって予備回転され、作動切換時に
は急速に過給回転数まで回転上昇する。

駆動回路５０からモータ駆動信号８＋ｏが出力されると
同時に、駆動回路５１からはリリーフ弁駆動信号Ｓ１１
が出力され、該リリーフ弁駆動信号Ｓｌｌによって第１
．第２リリーフ弁１９．３３が開かれる。それによって
、ブロアＣｓを通過した空気は第１リリーフ通路１７を
介して大気側（ブロアＣｓ上流側）に戻され、該ブロア
Ｃｓから吸気切換弁８までの間の吸気通路５ｂ内の圧力
が上昇することがない。また第２リリーフ通路３１が開
かれるため、タービンＴｓが回転されても該タービンＴ
ｓから排気切換弁３までの間の排気通路２ｂ内が負圧に
なることがない。このように吸気通路５ｂ内の圧力上昇
、排気通路２ｂ内の負圧化を防止することにより、高速
用ターボ過給機１２０回転抵抗が増大せず、該高速用タ
ーボ過給機１２の回転数は上記予備回転によって極めて
急速に上昇する。

吸入空気量がＱ２を超えると、反転増幅器４８から出力
Ｓ６が発せられな（なってＡＮＤゲート４９からのゲー
ト出力Ｓ８が停止するので、モータＭの回転が停止され
るとともに第１゜第２リリーフ弁１９．’３３が閉じら
れ、排気通路２ｂ内を流れる排気ガスによって通常に高
速用ターボ過給機１２が過給作動される。

以上説明したアクチュエータ４，９、モータＭ、第１．
第２リリーフ弁１９．．３３の作動タイミングを、以下
の表にまとめて記す。

なおこの第２実施例においては、低速用ターボ過給機１
１から高速用ターボ過給機１２に作動切換されるときに
、モータＭによって高速用ターボ過給機が予備回転され
るようになっているが、前述の第１実施例と同様に、高
速用ターボ過給機１２から低速用ターボ過給機１１に作
動切換される場合に低速用ターボ過給機１１を予備回転
させる゛ことも勿論可能である。

以上、本発明が過給機完全切換型のエンジンに適用され
た２つの実施例について説明したが、次に過給機併用型
のエンジンに本発明を適用した第３実施例について説明
する。第５図に示す本発明の第３実施例において、前記
第１図に示した第１実施例の各要素と同等の要素には同
番号を付してあり、それらについては説明を省略する。

該第５図に示されるように、排気通路２ａ、吸気通路５
ａに配されたタービンＴ／ｐ、プロアＣ／ｐ、およびこ
れらを連結する回転軸Ｌ／ｐからなるターボ過給機１１
と、排気通路２ｂ、吸気通路５ｂに配されたタービンＴ
’ｓ　、プロアＣ’ｓ　、およびこれらを連結する回転
軸Ｌ’ｓからなるターボ過給機１２′は、後述するよう
に比較的低速領域ではターボ過給機１１′のみが作動さ
れ、比較的高速領域では双方の一ターボ過給機１．１’
、１２’が作動されるので、一般には各々１次ターボ過
給機１１′、２次ターボ過給機１２と称されるものであ
る。すなわち１次ターボ過給機１１′は比較的低速領域
において効率良くエンジン出力向上を果たすものが選択
使用され、一方２次ターボ過給機１２は、上記のような
１次ターボ過給機１１とともに比較的高速領域で作動さ
れたときに効率良くエンジン出力向上を果たすものが選
択使用される。

上述のように２台のターボ過給機１１’、　１２’を作
動制御するために、２次ターボ過給機１２′のタービン
Ｔ’ｓが配置される排気通路２ｂには、該タービンＴ１
ｓの上流側において開閉弁７３が設けられている。この
開閉弁７３は常時は排気通路２ｂを閉じているが、アク
チュエータ７４によって駆動されて排気通路２ｂを全開
する。また吸気通路５ａと５ｂとの合流部の上流側、か
つ２次ターボ過給機１２′のプロアＣ’ｓの下流側にお
いて、吸気通路５ｂには開閉弁８′が設けられている。

この開閉弁８の操作系は特に図示していないが、一般に
は上記開閉弁７３と連動され、開閉弁７３が排気通路２
ｂを閉じているときに吸気通路５ｂを閉じるように操作
される。そして前記第１実施例における第１排気導管１
３と同様の排気導管７５が設けられ、該排気導管７５に
は同じく第１実施例の第１開閉弁１５と同様の開閉弁７
６が介設されている。

以下、エアフローセンサ６の出力である吸入空気ｆ信号
Ｓ１が入力氷れる制御回路８０の構成を第６図を参照し
て詳細に説明しつつ、この第３笑施例の装置の作用につ
いて説明する。前記エアフローセンサ６の吸入空気量信
号Ｓ１は、制御回路８０の第１比較器８１に入力される
。該第１比較器Ｂ１には、前述したように１次ターボ過
給機１１′に加えて２次ターボ過給機１２を作動開始さ
せるときのエンジン回転数Ｒ２に対応する所定の吸入空
気量Ｑ２を担持する基準電圧ｅ２が加えられ、第１比較
器８１は該基準電圧ｅ２と上記吸入空気量信号８１との
大小を比較判定する。そして吸入空気量信号Ｓ１が基準
電圧ｅ２を上回ったとき、すなわち吸入空気量が前記吸
入空気量Ｑ２を上回ったときには、該第１比較器８１か
ら出力８２３が発せられる。この出力８２３は駆動回路
８２に入力され、該駆動回路８２はこの出力Ｓ２３を受
けて、アクチュエータ駆動信号８２０を出力し、アクチ
ュエータ７４をＯＮする。前述したようにこのアクチュ
エータ７４がＯＮされると、それまで排気通路２ｂを閉
じていた開閉弁７３が開かれる。それによって、エンジ
ン１から排出される排気ガスは、２次ターボ過給機１２
′のタービンＴ’ｓにも供給されるようになりまた前述
したように開閉弁８も開かれて、２次ターボ過給機１２
′が１次ターボ過給機１１′とともに作動され、高速領
域のエンジン出力が効率良（向上される。

吸入空気量が前記Ｑ２以下となると、第１比較器８１か
ら出力８２３が発せられなくなり、開閉弁７３が閉じら
れて排気ガスは排気通路２ａのみに流される。このよう
な状態下でエンジン１が未だ１次ターボ過給機１１の過
給作動領域で運転されていれば、当然該１次ターボ過給
機１１′が作動して低速領域のエンジン出力が向上され
る。なおこのとき、吸気通路５ｂの開閉弁８′は、開閉
弁７３とともに閉じられるので、１次ターボ過給機１１
′のブロアＣ／ｐを通過した吸入空気は吸気通路５ｂ側
に逃げることなく、正常に加圧されてエンジン１に供給
される。

次に２次ターボ過給機１２′が過給作動する前に、この
２次ターボ過給機１２′を予備回転させる点について説
明する。前記エアフローセンサ６の吸入空気量信号Ｓ１
は、前述のように第１比較器８１に入力されるとともに
第２比較器８３に入力される。この第２比較器８３には
、前述した２次ターボ過給機１２′の作動が開始される
エンジン回転数Ｒ２よりも低いエンジン回転数＆に対応
する所定の吸入空気量Ｑ工を担持する基準電圧ｅｌが加
えられる。第２比較器８３は、吸入空気量がこの所定の
吸入空気量Ｑ、を上回ったとき出力８２４を発する。

この出力８２４はＡＮＤゲート８５に入力され、それと
ともに該ＡＮＤゲート８５には前記第１比較器８１の出
力８２３が反転増幅器８４を通して入力されるようにな
っている。このＡ、ＮＤゲート８５は、反転増幅器８４
の出力Ｓ′２３と第２比較器８３の出力８２４がともに
入力されたとき、すなわち吸入空気量が前記りとＱ２の
間の値をとっている間ゲート出力８２５を発し、該ゲー
ト出力８２５は駆動回路８６゜８７に入力される。

駆動回路８６．８７は上記ゲート出力８２５を受けてそ
れぞれ開閉弁駆動信号８２１、リリーフ弁駆動信号Ｓ２
２を出力し、開閉弁７６、ＩＪ　ＩＪ−）弁１９を開く
。開閉弁７６が開かれることにより、排気ガスの一部が
排気導管７５を通して２次ターボ過給機１２′のタービ
ンＴ’ｓに供給されるようになり、該ターボ過給機１２
′は排気通路２ｂを通して流される排気ガスによって過
給作動する前に、この一部排気ガスによって予備回転さ
れるようになる。そしてリーリーフ弁１９が開かれるこ
とにより、このように２次ターボ過給機１２′が予備回
転しても吸気通路５ｂ内の空気が圧縮されず、該２次タ
ーボ過給機１２′の回転抵抗が増大しない。

したがって該過給機１２′の予備回転時、その回転数は
極めて急速に上昇するようＫなり、この２次ターボ過給
機１２′の過給作動開始時、その回転数は瞬時に過給回
転数まで上昇する。

吸入空気量がＱ２を超えると、反転増幅器８４から出力
Ｓ′２３が発せられなくなってＡＮＤゲート８５からの
ゲート出力８２５が停止するので、開閉弁７６、ＩＪ　
１７−フ弁１９が閉じられ、排気通路２ｂ内を流れる排
気ガスによって通常に２次ターボ過給機１２′が過給作
動される。

以上説明したアクチュエータ７４、開閉弁７６、リリー
フ弁１９の作動タイミングを以下の表にまとめて記す。

以上説明した３つの実施例においては、いずれも２台の
ターボ過給機が使用されているが、本発明は３台以上の
ターボ過給機が並列配置されたエンジンに対しても勿論
適用可能である。

以上詳細に説明した通り本発明のターボ過給機付エンジ
ンの制御装置は、過給機完全切換型あるいは過給機併用
型のエンジンにおいて、過給作動開始するターボ過給機
の応答性を著しく高め、よってこのターボ過給機が過給
作動開始する際のエンジンの一時的出力低下を防止する
ものであり、複数台のターボ過給機を備えるエンジンの
運転性を改善する効果大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す概略図、第２図は上
記第１実施例の制御回路の構成を示す系統図、 第３図は本発明の第２実施例を示す概略図、第４図は上
記第２実施例の制御回路の構成を示す系統図、 第５図は本発明の第３実施例を示す概略図、第６図は上
記第３実施例の制御回路の構成を示す系統図である。 １・・・エンジン　　２．２ａ、２ｂ・・・排気通路３
・・・排気切換弁　　　４，７４・・曲アクチュエータ
５．５ａ、５ｂ・・・吸気通路　　　６・・・エアフロ
ーセンサ１１・・・低速用ターボ過給機 １１・・・１次ターボ過給機 １２・・・高速用ターボ過給機 １２・・・２次ターボ過給機 １３．１４．７５・・・排気導管 １５．１６，７３．７６・・・開閉弁 １７．１８，３１・・・リリーフ通路 １９、２０．３３・・・リリーフ弁 ２４．３４．８０・・・制御回路 Ｔｐ、Ｔ’　ｐ、Ｔｓ　、Ｔ’　ｓ・・・タービンＣｐ
、Ｃ’ｐ、Ｃｓ、Ｃ’ｓ　、−７’　ｏアＬｐ、Ｌ’ｐ
、Ｌｓ、Ｌ’ｓ　・−回転軸Ｍ・・・・・・モ　−　タ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの排気通路に配設され排気ガスによって駆動さ
   れるタービンと、吸気通路に配設され前記タービンに回
   転軸を介して連結されたプロアとからなるターボ過給機
   複数台を、各タービンおよびプロアを各通路において並
   列に配して設置し、エンジン運転状態に応じて特定のタ
   ーボ過給機の作動を停止させるようにしたターボ過給機
   付エンジンにおいて、エンジンの運転状態を検出する運
   転状態検出手段と、過給作動していないターボ過給機を
   回転させうる過給機回転手段と、このターボ過給機のプ
   ロアの下流の吸気通路と大気とを連通ずるＩＪ　ＩＪ−
   ７弁が介設されたリリーフ通路と、前記運転状態検出手
   段の出力を受はエンジン運転状態が過給作動を停止して
   いるターボ過給機の過給作動領域に近付いたときに前記
   過給機回転手段を駆動させてそのターボ過給機を予備回
   転させるとともに、このターボ過給機の予備回転時に前
   記すＩＪ−７弁を開かせる制御回路とを設けてなるター
   ボ過給機付エンジンの制御装置。