JPH02305322A

JPH02305322A - 過給機付エンジンの制御装置

Info

Publication number: JPH02305322A
Application number: JP1127615A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Hashimoto; 孝芳橋本; Masaru Yamamoto; 勝山本; Manabu Mukai; 学向井
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-05-17
Filing date: 1989-05-17
Publication date: 1990-12-18

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）本発明は過給機付エンジンの制御装置に関し、吸気通路
に複数の排気ターボ過給機を並列に配設　□したものに
関する。

（従来の技術）従来、過給機付エンジンとして、例えば特開昭６１−１
８２４２１号公報に開示されるように、吸気通路にプラ
イマリおよびセカンダリの二つの排気ターボ過給機を並
列に配設し、セカンダリターボ過給機のブロア専用の吸
気通路におけるブロア下流に吸気カット弁を設け、セカ
ンダリターボ過給機のタービン専用の排気通路における
タービン上流に排気カット弁を設け、低速時などのよう
に吸入空気量が少なくてエンジンが過給機切換ラインよ
りも低吸入空気量側にあるときには排気カット弁を閉じ
てセカンダリターボ過給機への排気の導入を停止してプ
ライマリターボ過給機のみを作動させて排気のプライマ
リターボ過給機への集中供給により高い過給圧を立上が
り良く得るとともに、吸気カット弁を閉じてプライマリ
ターボ過給機のブロア下流の加圧エアがセカンダリター
ボ過給機のブロア専用の吸気通路に逆流することを防止
する一方、高速時などのように吸入空気量が多くてエン
ジンが過給機切換ラインよりも高吸入空気量側にあると
きには排気カット弁を開いてセカンダリターボ過給機に
も排気を導入し且つ吸気カット弁を開いて双方の排気タ
ーボ過給機を作動させて吸気流量を確保しながら適正な
過給圧を得るようにした、いわゆるシーケンシャル・タ
ーボ・タイプのものが知られている。

（発明が解決しようとする課題）ところが、上記従来のものでは、次のような場合にプラ
イマリターボ過給機のブロアとセカンダリターボ過給機
のブロアとの間でサージングが発生し易い。

■一方の過給機のブロアが劣化して過給気の量が減ると
、他方の過給機のブロア吐出圧が相対的に高くなるので
、このブロアから劣化側のブロアに向けて過給気の吹き
返しが起り、ブロア間でサージングが起る。

■例えば過給気の温度が上昇したときなどには、エンジ
ンが過給機切換ラインよりも低吸入空気量側にあっても
強制的に排気カット弁を開いてセカンダリターボ過給機
にも排気を導入し且つ吸気カット弁を開いて双方の排気
ターボ過給機を作動させ、過給気の温度を下げるように
している。ところが、このように保護回路が作動した場
合、供給吸気量が少ない上、各ブロアに対して供給され
る吸気がアンバランスになるので、ブロア間でサージン
グが起る。

このようにサージングが起ると、排気ターボ過給機の信
頼性が低下するとともに、エンジンの運転性が悪化する
。

本発明はこのような点に着目してなされたものであり、
その目的とするところは、ブロア間でのサージング発生
時には過給圧を低下させて直ちにサージングを抑制する
ことにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明では、吸気カット弁お
よび排気カット弁の開作動時に排気ターボ過給機のブロ
ア間にサージングが発生しているときには過給圧を低下
させてサージングを抑制するようにしている。

具体的に、本発明の講じた解決手段は、吸気通路に複数
の排気ターボ過給機を並列に配設している。そして、一
部の排気ターボ過給機専用の吸気通路における過給機下
流に設けられた吸気カット弁と、上記排気ターボ過給機
専用の排気通路に設けられた排気カット弁と、高吸入空
気量時に上記吸気カット弁および排気カット弁を開く制
御手段と、吸気カット弁および排気カット弁の開作動時
に排気ターボ過給機のブロア間にサージングが発生して
いることを検出したときに過給圧を低下させるサージン
グ対策手段とを備える構成としたものである。

（作用）上記の構成により、本発明では、低吸入空気量時には、
制御手段の制御により、排気カット弁が閉じて一部の排
気ターボ過給機への排気の導入が停止されるので、他の
過給機が作動して高い過給圧が立上がり良く得られる。

そのとき、制御手段の制御により、吸気カット弁が閉じ
て他の過給機の加圧エアが上記排気ターボ過給機専用の
吸気道路に逆流することが防止される。

一方、高吸入空気量時には、制御手段の制御により、排
気カット弁が開いて上記排気ターボ過給機に排気が導入
されるとともに吸気カット弁が開くので、この排気ター
ボ過給機も作動して吸入空気量を確保しながら適性な過
給圧が得られる。

そして、例えばブロアの劣化や保護回路の作動に起因し
て吸気カット弁および排気カット弁の開作動時に排気タ
ーボ過給機のブロア間にサージングが発生しているとき
には、サージング対策手段によってサージング発生が検
出されて過給圧が低下するので、サージングが抑制され
る。このことによって排気ターボ過給機の信頼性が向上
するとともに、エンジンの運転性が良好になる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の実施例に係る制御装置を備えた２０
−タタイプの過給機付ロータリピストンエンジンを示す
。第１図において、１はエンジンであって、各気筒の排
気通路２，３は互いに独立して設けられている。そして
、これら二つの排気通路２，３の一方にはプライマリタ
ーボ過給機４のタービン５が、また、他方にはセカンダ
リターボ過給機６のタービン７がそれぞれ配設されてい
る。すなわち、このエンジン１では、各気筒の排気通路
２，３を独立してプライマリおよびセカンダリの両排気
ターボ過給機４．６のタービン５゜７に導くことにより
、両排気ターボ過給機４，６によって過給を行う領域で
排気動圧を両タービン５．７に効果的に作用させて過給
効率を向上させるようにしている。二つの排気通路２，
３は、両タービン５，７の下流において一本に合流し、
図示しないサイレンサに接続される。また、吸気通路９
は図示しないエアクリーナの下流で二つに分かれ、その
第１の分岐通路１０の途中にはプライマリターボ過給機
４のブロア１１が、また、第２の分岐通路１２の途中に
はセカンダリターボ過給機６のブロア１３が配設されて
いる。これら分岐通路１０．１２は、分岐部において互
いに対向し、両側に略−直線に延びるよう形成されてい
る。また、二つの分岐通路１０．１２は各ブロア１１゜
１３の下流で再び合流する。そして、再び１本になった
吸気通路９にはインタークーラ１４が配設され、その下
流にはサージタンク１５が、また、インタークーラ１４
とサージタンク１５との間に位置してスロットル弁１６
が配設されている。また、吸気通路９の下流端は、分岐
してエンジン１の各気筒に対応した二つの独立吸気通路
１７，１８となり、図示しない各吸気ポートに接続され
ている。そして、これら各独立吸気通路１７．１８には
それぞれ燃料噴射弁１９．２０が配設されている。

吸気通路９の上流側には、上記第１および第２の分岐通
路１０．１２の分岐部上流に位置して、吸入空気量を検
出するエアフローメータ２１が設けられている。また、
セカンダリ側のブロア１３には過給圧を検出するための
過給圧センサ９１と吸気温度を検出するための吸気温セ
ンサ９２とが設けられている。

二つの排気通路２，３は、プライマリおよびセカンダリ
の両ターボ過給機４，６の上流において、比較的小径の
連通路２２によって互いに連通されている。そして、セ
カンダリ側のタービン７が配設された排気通路３には、
上記連通路２２の開口位置直下流に排気カット弁２３が
設けられている。

また、上記連通路２２の途中から延びてタービン５．７
下流の合流排気通路２４に連通ずるバイパス通路２５が
形成され、該バイパス通路２５には、ダイアフラム式の
アクチュエータ２６がリンク結合されたウェストゲート
弁２７が配設されている。

そして、上記バイパス通路２５のウェストゲート弁２７
上流部分とセカンダリ側タービン７につながる排気通路
３の排気カット弁２３下流とを連通させる洩らし通路２
８が形成され、該洩らし通路２８には、ダイフラム式の
アクチュエータ２９にリンク連結された排気洩らし弁３
０が設けられている。

また、上記バイパス通路２５には、ウェストゲート弁２
７の上流と下流とを連通ずる利付パイパー　９　＝入通路２５が設けられている。該利付バイパス通路２５
には、ダイフラム式のアクチュエータ８２にリンク連結
された副骨ウェストゲート弁８３が設けられている。

排気カット弁２３はダイアフラム式のアクチュエータ３
１にリンク連結されている。一方、セカンダリターボ過
給機６のブロア１３が配設された分岐通路１２には、ブ
ロア１３下流に吸気カット弁３２が配設されている。こ
の吸気カット弁３２はバタフライ弁で構成され、やはり
ダイアフラム式のアクチュエータ３３にリンク結合され
ている。

また、同セカンダリ側の分岐通路１２には、ブロア１３
をバイパスするようにリリーフ通路３４が形成され、該
リリーフ通路３４にはダイアフラム式の吸気リリーフ弁
３５が配設されている。

排気洩らし弁３０を操作する上記アクチュエータ２９の
圧力室は、導管３６を介して、プライマリターボ過給機
４のブロア１１が配設された分岐　　　　　　□通路１
０のブロア１１下流に連通されている。該導管３６は導
管８６を介して過給機上流の吸気道＝　　１０　− 路９に接続され、該導管８６には過給圧デユーティ・ソ
レノイド弁８７が設けられている。よって、この過給圧
デユーティ・ソレノイド弁８７のデユーティ比を調整し
て導管３６の圧力が所定値以上となったとき、アクチュ
エータ２つが作動して排気洩らし弁３０が開き、それに
よって、排気カット弁２３が閉じているときに少量の排
気ガスがバイパス通路２８を流れてセカンダリ側のター
ビン７に供給される。したがって、セカンダリターボ過
給機６は、排気カット弁２３か開く前に予め回転を開始
する。この間、後述のように吸気リリーフ弁３５が開か
れていることにより、セカンダリターボ過給機６の回転
は上がり、排気カット弁が開いたときの過渡応答性が向
上し、トルクショックが緩和される。

吸気カット弁３２を操作する上記アクチュエータ３３の
圧力室は、導管３７により電磁ソレノイド式三方弁３８
の出力ポートに接続されている。

また、排気カット弁２３を操作する上記アクチュエータ
３１は、導管３９により電磁ソレノイド式％式％の別の三方弁４０の出力ポートに接続されている。

さらに、吸気リリーフ弁３５を操作するアクチュエータ
４１の圧力室は、導管４２により電磁ソレノイド式の別
の三方弁４３の出力ポートに接続されている。吸気リリ
ーフ弁３５は、後述のように、排気カット弁２３および
吸気カット弁３２が開く前の所定の時期までリリーフ通
路３４を開いておく。そして、それにより、洩らし通路
２８を流れる排気ガスによってセカンダリターボ過給機
６が予回転する際に、吸気カット弁３２上流の圧力が上
昇してサージング領域に入るのを抑え、また、ブロア１
３の回転を上げさせる。

上記ウェストゲート弁２７を操作する上記アクチュエー
タ２６は、導管４４により電磁ソレノイド式の別の三方
弁４５の出力ポートに接続されている。

また、上記利付ウェストゲート弁８３を操作する上記ア
クチュエータ８２の圧力室は、導管８４を介して電磁ソ
レノイド式の三方弁８５の出力ポートに接続されている
。この三方弁８５の一方の入力ポートは導管５２を介し
て負圧タンク４８に接続され、他方の入力ポートは大気
開放されている。

上記５個の電磁ソレノイド式三方弁３８．４０゜４３．
４５．８５と、過給圧デユーティ・ソレノイド弁８７と
、４個の燃料噴射弁１９．２０とは、マイクロコンピュ
ータを利用して構成されたコントロールユニット４６に
よって制御される。コントロールユニット４６にはエン
ジン回転数センサの出力信号、エアフローメータ２１の
出力信号のほか、スロットル開度を検出するセンサ、セ
カンダリ側ブロア１３下流の過給圧Ｐ１を検出する過給
圧センサ９１、セカンダリ側ブロア１３上流の吸気の温
度を検出する吸気温センサ９２等が入力され、それらに
基づいて後述のような制御が行われる。

吸気カット弁３２制御用の上記電磁ソレノイド式三方弁
３８の一方の入力ポートは、導管４７を介して負圧タン
ク４８に接続され、他方の入力ポートは導管４９を介し
て後述の差圧検出弁５０の出力ポート７０に接続されて
いる。負圧タンク４８には、スロットル弁１６下流の吸
気負圧がチェック弁５１を介して導入されている。また
、排気カット弁制御用の上記三方弁４０の一方の入力ポ
ートは大気に解放されており、他方の入力ポートは、導
管５２を介して、上記負圧タンク４８に接続された上記
導管４７に接続されている。一方、吸気リリーフ弁３５
制御用の三方弁４３の一方の入力ポートは上記負圧タン
ク４８に接続され、他方の入力ポートは大気に解放され
ている。また、゛ウェストゲート弁２７制御用の三方弁
４５の一方の入力ポートは大気に解放され、他方の入力
ポートは、導管５４に接続されていて、過給圧デユーテ
ィ・ソレノイド弁８７のデユーティ比を調整して導管３
６の圧力が所定値以上となったときにウェストゲート弁
２７が開くようにしている。

第２図に示すように、上記差圧検出弁５０は、そのケー
シング６１内が第１および第２の二つのダイアフラム６
２，６３によって三つの室６４゜６５．６６に区画され
ている。そして、その一端側の第１の室６４には、第１
の入力ポードロアが開口され、また、ケーシング６１端
部内面と第１のダイアフラム６２との間に圧縮スプリン
グ６８が配設されている。また、真中の第２の室６５に
は第２の入力ポートロ９が開口され、他端側の第３の室
６６には、ケーシング６１端壁部中央に出力ポードア０
が、また、側壁部に大気解放ポート７１か開口されてい
る。そして、第１のダイアフラム６２には、第２のダイ
アフラム６３を貫通し第３の室６６の上記出力ポードア
０に向けて延びる弁体７２が固設されている。

第１の入力ポードロアは、導管７３によって、第１図に
示すように吸気カット弁３２の下流側に接続され、プラ
イマリ側ブロア１１下流側の過給圧Ｐ１を上記第１の室
６４に導入する。また、第２の入力ポートロ９は、導管
７４によって吸気カット弁３２上流に接続され、したが
って、吸気カット弁３２が閉じているときの吸気カット
弁３２上流側の圧力Ｐ２を導入するようになっている。

この両人カポードロア、６９から導入される圧力ＰＬ、
Ｐ２の差（Ｐ２−ＰＩ）が所定値以上になると、弁体７
２が出力ポードア０を開く。この出力ポードア０は、導
管４９を介して、吸気カット弁３２制御用の三方弁３８
の入力ポートの一つに接続されている。したがって、該
三方弁３８がＯＮで吸気カット弁３２操作用のアクチュ
エータ３３の圧力室につながる導管３７を差圧検出弁５
０の出力ポートにつながる上記導管４９に連通させてい
る状態で、吸気カット弁３２上流の圧力つまりセカンダ
リ側の過給圧Ｐ２がプライマリ側の過給圧Ｐ１に近づい
てきて、差圧Ｐｉ−Ｐ２がなくなり、更に、差圧Ｐ２−
Ｐｉが所定値よりも大きくなると、該アクチュエータ３
３に大気が導入され、吸気カット弁３２が開かれる。ま
た、三方弁３８がＯＦＦになってアクチュエータ３３側
の上記導管３７を負圧タンク４８につながる導管４７に
連通させたときには、該アクチュエータ３３に負圧が供
給されて、吸気カット弁３２が閉じられる。

一方、排気カット弁２３は、排気カット弁２３制御用の
三方弁４０がＯＦＦで排気カット弁２３操作用アクチュ
エータ３１が圧力室につながる導管３９を負圧タンク４
８側の導管５２に連通させたとき、該アクチュエータ３
１に負圧が供給されることによって閉じられる。また、
この三方弁４０がＯＮとなって出力側の上記導管３９を
大気に解放すると、排気カット弁２３は開かれ、セカン
ダリターボ過給機６による過給が行われる。

吸気リリーフ弁３５は、吸気リリーフ弁３５制御用の三
方弁４３がＯＦＦで吸気リリーフ弁３５操作用アクチュ
エータ４１の圧力室につながる導管４２を負圧タンク４
８側に連通させたとき、該アクチュエータ４１に負圧が
供給されることによって開き、また、この三方弁４３が
ＯＮでアクチュエータ４１の圧力室につながる上記導管
４２を大気に解放すると閉じられる。

また、ウェストゲート弁２７操作用アクチュエータ２６
は、ウェストゲート弁２７制御用の三方弁４５がＯＮの
とき導管５４．３６を介してプライマリ側ブロア１１下
流に連通し、また、この三−１７＝方弁４５がＯＦＦのとき大気に解放される。

この実施例では、後述のように排気カット弁２３、吸気
カット弁３２および吸気リリーフ弁３５の開閉作動にい
ずれもヒステリシスが設けられている。また、高吸入空
気量側から低吸入空気量域への変遷時に排気カット弁２
３が閉じて吸気カット弁３２が開いた状態が続くときの
セカンダリ側ブロアへの吸気逆流を防ぐために、この領
域においては排気カット弁２３が閉じた時を起点として
所定時間（例えば２秒）経過後に吸気カット弁３２を強
制的に閉じるようにしている。

第３図は、吸気カット弁３２、排気カット弁２３、吸気
リリーフ弁３５およびウェストゲート弁２７の開閉制御
を、排気洩らし弁３０の開閉制御とともに示す制御マツ
プである。このマツプはコントロールユニット４６内に
格納されており、これをベースに上記４個の電磁ソレノ
イド式三方弁３８．４０，４３．４５の制御が行われる
。

低吸入空気量側から高吸入空気量側に移行する時、エン
ジン回転数Ｒが低く、あるいは吸入空気量Ｑが少ない領
域においては、吸気リリーフ弁３５は開かれており、排
気洩らし弁３０が開くことによってセカンダリターボ過
給機６の予回転が行われる。そして、エンジン回転数が
Ｒ２あるいは吸入空気量がＱ２のラインに達すると、吸
気リリーフ弁３５制御用のソレノイド式三方弁４３がＯ
Ｎになって吸気リリーフ弁３５が閉じられ、その後、排
気カット弁２３が開くまでの間、セカンダリ側ブロア１
３下流の圧力が上昇する。そして、Ｑ４−Ｒ４のライン
に達すると、排気カット弁２３制御用のソレノイド式三
方弁４０がＯＮになって排気カット弁２３が開き、次い
で、Ｑ６−Ｒ６ラインに達し、吸気カット弁３２制御用
のソレノイド式三方弁３８がＯＮになって吸気カット弁
３２が開くことによりセカンダリターボ過給機６による
過給が始まる。つまり、このＱ６−Ｒ６ラインを境にプ
ライマリとセカンダリの両過給機による過給領域に入る
。尚、吸気カット弁３２を駆動するアクチュエータ３３
はソレノイド３８の作動のみに支配されるものではなく
、吸気カット弁３２を開作動させる圧力源である大気圧
が差圧検出弁５０を介して供給されるため、吸気カット
弁３２の実際の開作動はソレノイド３８の作動に対し遅
れることになる。したがって、吸気カット弁３２制御用
ソレノイド３８をＯＦＦからＯＮにする上記Ｑ６．Ｒ６
のラインは差圧検出弁５０による遅れを考慮した設定と
され、その結果、Ｑ６．Ｒ６のラインは排気カット弁２
３制御用ソレノイド４０がＯＦＦからＯＮになるＱ４．
Ｒ４のラインに近接したものとされる。また、これらＱ
６．Ｒ６とＱ４．Ｒ４は一致させることもできる。

逆に、高吸入空気量側から低吸入空気量側へ移行する時
には、吸気カット弁３２、排気カット弁２３および吸気
リリーフ弁３５を制御する各ソレノイド式三方弁３８，
４０．４３はヒステリシスをもって、第３図に破線で示
すようにそれぞれＱＢ−Ｒ５，ＱＢ−Ｒ３，Ｑｌ−Ｒ１
のラインで切り換わるよう設定されている。すなわち、
高吸入空気量側から低吸入空気量側へ移行する時、ＱＢ
。

Ｒ３のラインに達すると排気カット弁２３の閉制御が行
われ、さらに低吸入空気量側に移行してＱＢ、Ｒ５のラ
インに達したとき吸気カット弁３２の閉制御が行われ、
それより遅れて吸気リリーフ弁３５の開制御が行われる
。このように吸気カット弁３２が排気カット弁２３より
遅れて閉じることにより、低吸入空気量域への変遷時に
おけるサージングの発生が防止される。

また、この実施例においてウェストゲート弁２７制御用
のソレノイド式三方弁４５をＯＮ、　ＯＦＦするライン
は排気カット弁２３制御用ソレノイド４０のＯＮ、ＯＦ
ＦラインであるＱ４−Ｒ４゜ＱＢ−Ｒ３の各ラインと一
致させている。なお、第３図において上記各ラインの折
れた部分は、所謂ノーロードラインもしくはロードロー
ドライン上にある。

第４図は、上記第３図の特性図に基づいて答弁のソレノ
イド作動状態を運転状態の変遷（横軸左方が低吸入空気
量側、右方が高吸入空気量側）との関係で見たものであ
る。この図からも判るように、排気カット弁２３開閉作
動のヒステリシスは吸気カット弁３２開閉作動のヒステ
リシスに完全に包含されている。なお、吸気カット弁３
２制御用ソレノイド３８がＱ６．Ｒ６でＯＮとなっても
、差圧検出弁５０の作用によって、実際の吸気カット弁
３２の開作動は同図に破線で示すように遅れる。したが
って、このＱ６．Ｒ６は、上述のように排気カット弁２
３開制御のＱ４．Ｒ４と近接したラインあるいは同一ラ
インとされる。一方、吸気カット弁３２の閉作動の方は
、ソレノイド３８の作動に対し上記のような遅れを伴わ
ないので、その設定ラインであるＱＢ、Ｒ５はＱＢ＜Ｑ
Ｂ。

Ｒ５＜Ｒ３とする必要がある。

また、コントロールユニット４６には保護回路が設けら
れている。すなわち、過給気の温度が上昇した場合、過
給機切換ラインＱ１・・・、Ｒ１・・・を低吸入空気量
側に補正してエンジンが本来の過給機切換ラインＱ１・
・・、Ｒ１・・・よりも低吸入空気量側にあっても強制
的にプライマリおよびセカンダリの排気ターボ過給機４
，６を作動させ、過給気温度を下げるようにしている。

＝　２２− つぎに、答弁の制御を第５図の制御回路によって説明す
る。吸気リリーフ弁作動用ソレノイド４３は、図の最上
位に示す第１の比較回路１１１の出力とその下に示す第
２の比較回路１１２の出力とを入力とする第１のＯＲ回
路１２１の出力によって制御される。ここで、第１の比
較回路１１１は、エアフローメータ２１の検出信号であ
る吸入空気量Ｑと基準値である第１の加算回路１３１の
出力値とを比較するものである。そして、上記第１の加
算回路１３１は、第３図のＱ１ラインに相当する設定値
Ｑ１が入力され、また、このＱｌに対するＱ’　＋　と
いう値（ただし、Ｑ＋　＋Ｑ’　＋　＝Ｑ２）が第１の
ゲート１４１を介して入力されるよう構成されていて、
第１のゲート１４１が開かれたときはＱｌ＋Ｑ’　Ｉ　
＝Ｑ２を基準値として第１の比較回路１１１に出力し、
また、第１のゲート１４１が閉じられたときにはＱｌを
基準値として第１の比較回路１１１に出力する。そして
、この第１のゲート１４１は上記第１のＯＲ回路１２１
の出力によって開閉される。

第２の比較回路１１２は、エンジン回転数センサによっ
て検出したエンジン回転数Ｒを基準値である第２の加算
回路１３２の出力値とを比較するものである。第２の加
算回路１３２は、第７図のＲ１ラインに相当する設定値
Ｒ１が入力され、また、このＲ１に対するＲ／　１とい
う値（ただし、Ｒ＋　＋Ｒ’　１＝Ｒ２）が第２のゲー
ト１４２を介して入力されるよう構成されていて、第２
のゲート１４２が開かれたときはＲ，十Ｒ’　、＝Ｒ２
を基準値として第２の比較回路１１２に出力し、また、
第２のゲート１４２が閉じられたときにはＲ１を基準値
として第２の比較回路１１２に出力する。第２のゲート
１４２もまた上記第１のＯＲ回路１２１の出力によって
開閉される。

上記第１および第２の比較回路１１１，１１２は、検出
された吸入空気量Ｑおよびエンジン回転数Ｒを第１およ
び第２の加算回路の出力であるそれぞれの基準値と比較
し、ＱあるいはＲが基準値以上となったときにＯＮ信号
を吸気リリーフ弁作動用ソレノイド４３に出力する（Ｏ
Ｎで吸気リリー　２４　＝ −）弁３５は閉じる）。第１および第２のゲート１４１
．１４２は、第１のＯＲ回路１２１の出力信号がＯＮの
とき閉じられており、ＯＲ回路信号がＯＦＦのとき開か
れる。したがって、低吸入空気量域から高吸入空気量側
への変遷時には、第１のＯＲ回路１２１の出力信号はＯ
ＦＦであるので、各ゲー）１４１，１４２は開かれ第１
および第２の比較回路１１１，１１２に基準値としてＱ
２１Ｒ２が入力される。したがって、第３図でＱ２１Ｒ
２のラインに達した時にＯＮ信号が出され吸気リリーフ
弁３５が開かれる。また、このＯＮ信号によって第１お
よび第２のゲート１４１，１４２が閉じられ、それによ
り、ＱおよびＲの基準値がそれぞれＱｌ、Ｒ１となる。

つまり、Ｑ’＋、Ｒ′１に相当するヒステリシスをもっ
て逆方向への変遷に備えたライン設定がなされる。

排気カット弁作動用ソレノイド４０もまた、同様の制御
回路によって制御される。つまり、吸入空気量Ｑに対し
て第３の比較回路１１３が、また、エンジン回転数Ｒに
対して第４の比較回路１１４−２５　＝が設けられ、これらの比較回路１１３，１１．４の出力
が第２のＯＲ回路１２２を介してソレノイド４０に送ら
れる。第３の比較回路１１３に対しては第３の加算回路
１３３が、また、第４の比較回路１１４に対しては第４
の加算回路１３４が同様に設けられる。そして、第３の
加算回路１３３には、設定値Ｑ３が入力され、また、第
３のゲート１４３を介してＱ′３　（ただしＱ３　＋Ｑ
’　３−０４）が入力される。同様に、第４の加算回路
１３４には、設定値Ｒ３と、第４のゲート１４４を介す
るＲ′３（ただしＲ３＋Ｒ′３＝Ｒ４）が入力される。

同様に、第４の加算回路１３４には、設定値Ｒ３と、第
４のゲート１４４を介するＲ／３（ただし、Ｒ３＋Ｒ’
　３−Ｒ４）が入力される。

この回路は上記第１および第２比較回路の場合と同様に
作動し、それにより、高吸入空気量側への変遷時には第
３図のＱ４．Ｒ４ラインを基準として排気カット弁２３
が開作動され、また、低吸入空気量側への変遷時にはＱ
３．Ｒ３ラインによって弁２３が閉作動される。また、
ウェストゲート弁作動用ソレノイド４５もまた、この排
気カット弁作動用ソレノイド４０へ出力される制御信号
によって同時に制御される。

吸気カット弁作動用ソレノイド３８に対しては、第５お
よび第６の比較回路１１５，１１６の出力を第３のＯＲ
回路１２３を介して供給する同様の制御回路が設けられ
ている。この制御回路は、それぞれの比較回路１１５，
１１６に対し第５および第６の加算回路１３５，１３６
を有し、また、各加算回路１３５．１：３６に対して第
５および第６のゲート１４５，１４６を備えている。そ
して、基本的な作動は上記多弁に対する回路と差異がな
い。つまり、高吸入空気量側への変遷時にはＱｓ。

Ｒ６のラインによる吸気カット弁開制御が行われ、低吸
入空気量側への変遷時にはＱ　５＋　Ｒ５のラインによ
る吸気カット弁閉制御が行われる。ここで、Ｑｅおよび
Ｒ８は同様にＱｓ　＋Ｑ’　５＝Ｑ６．Ｒ５＋Ｒ’　５
　＝＝Ｒ６の形で設定される。

ただし、この吸気カット弁制御の回路の場合には、上記
第３のＯＲ回路１２３の出力側に第７のゲート１４７が
接続され、ソレノイド３８へはこのゲート１４７を介し
て制御信号が送られる。そして、排気カット弁作動用の
上記第２のＯＲ回路１２２の出力がＯＮからＯＦＦに変
った時を起点としてカウントアツプを開始するタイマ１
５０が設けられ、また、このタイマ１５０のカウント値
が設定値（例えば２秒に相当する値）を越えたらＯＮ信
号を発する第７の比較回路１１７が設けられて、この第
７の比較回路１１７からＯＮ信号が出力されたとき、上
記第７のゲート１４７を閉じて吸気カット弁３２を強制
的に閉作動させ、同時にＱ、Ｒの基準値をＱｓ　＋　Ｒ
ｅに変更し、また、タイマ１５０をリセットするよう構
成されている。

一旦第７のゲート１４７が閉じると、上記第７の比較回
路１１７の出力はＯＦ’Ｆとなるが、上記のように切り
換えラインである基準値が上記のようにＱｅ、Ｒ６へ変
更されているので、吸気カット弁作動用ソレノイド３８
は閉作動状態に保持される。これにより、低吸入空気量
域への変遷時に、排気カット弁ソレノイド３８がＯＦＦ
状態で吸気カット弁ソレノイド４０がＯＮ状態が長くつ
づくことによるサージングの発生が防がれる。

さらに、第８の比較回路１６４は過給圧センサ９１によ
って検出した過給圧の脈動幅または吸気温センサ９２に
よって検出した吸気温度をそれぞれ設定値Ｐ、、Ｔ、と
比較するものであって、過給圧の脈動幅が設定値２１以
上となったり吸気温度が設定値Ｔ１以上となったときに
ＯＮ信号を出力する。そして、この第８の比較回路１６
４の二つの出力のうち、一方はインバータ１６５により
反転してから上記別付ウェストゲート弁作動用のソレノ
イド弁８５に入力されている。また、他方の出力はイン
バータ１６６により反転してから上記吸気リリーフ弁作
動用のソレノイド弁４３に入力されている。したがって
、例えば、 ■セカンダリ側ブロア１３が萌化して該ブロア１３から
供給される過給気の量が減り、プライマリ側ブロア１１
の吐出圧が相対的に高くなって、プライマリ側ブロア１
１からセカンダリ側ブロア１３に向けて過給気の吹き返
しが起り、ブロア間で−２９＝サージングが起った場合、 ■第１０図に示すように、上記保護回路が作動して過給
機切換ラインＱ１・・・＋ＲＩ・・・が本来の実線位置
よりも低吸入空気量側の破線位置に補正された場合にお
いて、斜線で示す領域での運転時、供給吸気量が少ない
上、各フロア１１．１３に対して供給される吸気がアン
バランスになって、ブロア１１，１３間でサージングか
起った場合、などには、過給圧センサ９１によって検出
した過給圧の脈動幅または吸気温センサ９２によって検
出した吸気温度がそれぞれ設定値ＰＩ、Ｔ、以上となっ
て第８の比較回路１６４からＯＮ信号が出力され、利付
ウェストゲート弁８３および吸気リリーフ弁３５が開き
、過給圧が低下してサージングが抑制される。このこと
によってブロア１１゜１３のインペラ破損などが防止さ
れて排気ターボ過給機４．６の信頼性が向上するととも
に、過給圧の振れが防止されてエンジンの運転性が良好
になる。

以上の制御回路において、エアフローメータおよびエン
ジン回転数センサの信号入力から始まって三つのＯＲ回
路１２１〜１２３の出力に至るまでの回路により、高吸
入空気量時に吸気カット弁３２および排気カット弁２３
を開く制御手段１７０を構成している。また、過給圧セ
ンサ９１および吸気温センサ９２の信号入力から始まっ
て二つ、のインバータ１６５，１６６の出力に至るまで
の回路により、吸気カット弁３２および排気カット弁２
３の開作動時に排気ターボ過給機４，６のブロア１１，
１３間にサージングが発生していることを検出したとき
に過給圧を低下させるサージング対策手段１７１を構成
している。

尚、ここでは、過給圧の脈動幅の増大または吸気温度の
上昇によってサージングの発生を検出したか、上記保護
回路が作動して過給機切換ラインＱ１・・・、Ｒ１・・
・が本来の位置よりも低吸入空気量側の破線位置に補正
されたときにサージングが発生するものとみなし、これ
でサージング発生の検出に代えてもよい。

また、ここでは利付ウェストゲート弁８３および吸気リ
リーフ弁３５を開くことによって過給圧を低下させたが
、上記過給圧デユーティ・ソレノイド弁８７のデユーテ
ィ比を調整して導管３６の圧力を所定値以上とし、ウェ
ストゲート弁２７を開いて過給圧を下げるようにしても
よい。

次に、上記制御を第６図〜第９図のフローによって説明
する。まず、第６図のフローにおいて、ステップＳ１で
エアフローメータ２１の出力およびエンジン回転数を読
み込み、ステップＳ２で第１０図に基づいてエンジンが
プライマリターボ過給機４のみを作動させる領域か、プ
ライマリターボ過給機４およびセカンダリターボ過給機
６の双方を作動させる領域かを判定する。そして、プラ
イマリターボ過給機４のみを作動させる領域にあるとき
は、ステップＳ３で過給圧デユーティ・ソレノイド弁８
７によるデユーティ制御の制御対象を排気洩らし弁３０
に切換える。すなわち、ステップＳ４でソレノイド弁４
５をＯＦＦにしておき、ステップＳ５で過給圧デユーテ
ィ・ソレノイド弁８７をデユーティ制御して排気洩らし
弁３０の作動を制御してからリターンする。一方、プラ
イマリターボ過給機４およびセカンダリターボ過給機６
の双方を作動させる領域にあるときは、ステップＳ６で
過給圧デユーティ・ソレノイド弁８７によるデユーティ
制御の制御対象をウェストゲート弁２７に切換える。す
なわち、ステップＳ７でソレノイド弁４５をＯＮにして
おき、ステップＳ８で過給圧デユーティ・ソレノイド弁
８７をデユーティ制御してウェストゲート弁２７の作動
を制御してからリターンする。

さらに、第７図のフローにおいて、ステップＳ１１でエ
ンジン回転数、過給圧およびスロットル弁開度を読み込
み、ステップＳ１２でマツプに基づいてエンジン回転数
およびスロットル弁開度から目標過給圧ｐｏを決定し、
ステップＳＩ３でサージング判定フラグＦが“１”か否
かを判定する。そして、このフラグＦが“０″のときに
は、目標過給圧ＰＯをそのままにしてステップＳ１５で
マツプに基づいてエンジン回転数およびスロットル弁開
度から基本デユーティ比を求めて過給圧デユーティ・ソ
レノイド弁８７への信号とする。一方、このフラグＦが
“０”のときには、ステップＳＩ４で目標過給圧ｐｏを
８０％の値にし、ステップＳＩ５でマツプに基づいてエ
ンジン回転数およびスロットル弁開度から基本デユーテ
ィ比を求めて過給圧デユーティ・ソレノイド弁８７への
信号とする。そして、過給圧のフィードバック制御を行
う。すなわち、ステップＳＩ６で目標過給圧ｐｏと現在
の過給圧とを比較し、これが一致していれば、そのまま
リターンする一方、一致していなければ、ステップＳＩ
７でフィードバック補正項を決定し、ステップＳ１８で
このフィードバック補正項を出力する。

そして、ステップＳ１９で再度目標過給圧ｐｏと現在の
過給圧とを比較し、これが一致していれば、そのままリ
ターンする一方、一致していなければ、上記ステップＳ
Ｉ７に戻ってフィードバック補正項の決定、出力を繰り
返す。

第８図は吸気温度に基づくサージング判定フラグＦの判
定ルーチンであって、ステップＳ２＋でセカンダリ側ブ
ロア１３の入口温度Ｔを読み込み、ステップＳ２２でこ
の入口温度Ｔと設定温度Ｔ】とを比較し、Ｔ≦Ｔ１のと
きはステップＳ２３でサージング判定フラグＦを“０”
にしてリターンする一方、Ｔ＞ＴｌのときはステップＳ
２４でサージング判定フラグＦを“１”にしてリターン
する。

第９図は過給圧の脈動幅に基づくサージング判定フラグ
Ｆの判定ルーチンであって、ステップＳ３１でセカンダ
リ側ブロア１３の吐出圧力Ｐを読み込み、ステップＳ３
２で吐出圧力Ｐの最大値ＰＭＡ×と最小値ＰＭ　Ｉ　Ｎ
との差をとり、ΔＰとする。

そして、ステップ８３３でΔＰと設定圧力Ｐ１とを比較
し、ΔＰ≦Ｐ１のときはステップＳ３４でサージング判
定フラグＦを“０”にしてリターンする一方、ΔＰ＞Ｐ
ｌのときはステップｓ２４でサージング判定フラグＦを
“１″にしてリターンするものである。

したがって、上記実施例においては、エンジンがライン
Ｑ６−Ｒ６よりも低吸入空気量側にあるときにはセカン
ダリターボ過給機６への排気の導入が停止されるので、
プライマリターボ過給機４のみが作動して高い過給圧が
立上がり良く得られる。一方、エンジンが上記ラインＱ
６−Ｒ６よりも高吸入空気量側にあるときにはプライマ
リターボ過給機４およびセカンダリターボ過給機６の双
方が作動して吸気流量を確保しながら適正な過給圧が得
られることになる。

そして、例えばブロアの劣化や保護回路の作動等に起因
して吸気カット弁３２および排気カット弁２３の開作動
時に排気ターボ過給機４，６のブロア１１，１３間にサ
ージングが発生しているときには、サージング対策手段
１７１によってサージング発生が検出されて過給圧が低
下するので、サージングが抑制され、排気ターボ過給機
４，６の信頼性が向上するとともに、エンジンの運転性
が良好になる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の過給機付エンジンの制御
装置によれば、吸気通路に複数の排気ターボ過給機を並
列に配設するとともに、一部の排気ターボ過給機専用の
吸気通路における過給機下流に設けられた吸気カット弁
と、上記排気ターボ過給機専用の排気通路に設けられた
排気カット弁と、高吸入空気量時に上記吸気カット弁お
よび排気カット弁を開く制御手段と、吸気カット弁およ
び排気カット弁の開作動時に排気ターボ過給機のブロア
間にサージングが発生していることを検出したときに過
給圧を低下させるサージング対策手段とを設けたので、
低吸入空気量時に高い過給圧を立上がり良く得るととも
に高吸入空気量時に吸入空気量を確保しながら適性な過
給圧を得るという基本的効果を得ながら、排気ターボ過
給機のブロア間に発生するサージングを抑制して排気タ
ーボ過給機の信頼性を向上できるとともに、エンジンの
運転性を良好にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体システム図、第２図は同
実施例における差圧検出弁の断面図、第３図は同実施例
の制御特性図、第４図は同実施例の作動状態説明図、第
５図は同実施例の制御回路、第６図〜第９図はコントロ
ールユニットによる制御を説明するフローチャート図、
第１０図はセカンダリターボ過給機の運転領域を示す説
明図である。１・・・エンジン３・・・排気通路４・・・プライマリターボ過給機６・・・セカンダリターボ過給機９・・・吸気通路２３・・・排気カット弁３２・・・吸気カット弁１７０・・・制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

（１）吸気通路に複数の排気ターボ過給機を並列に配設
するとともに、一部の排気ターボ過給機専用の吸気通路
における過給機下流に設けられた吸気カット弁と、上記
排気ターボ過給機専用の排気通路に設けられた排気カッ
ト弁と、高吸入空気量時に上記吸気カット弁および排気
カット弁を開く制御手段と、吸気カット弁および排気カ
ット弁の開作動時に排気ターボ過給機のブロア間にサー
ジングが発生していることを検出したときに過給圧を低
下させるサージング対策手段とを備えたことを特徴とす
る過給機付エンジンの制御装置。