JPH03233135A - 過給機付エンジンの制御方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジンに対し複数のターボチャージャが配
設され、低速域では特定のターボチＶジャの過給作動を
停止し、高速域では全ターボチャージャを作動させるよ
うにした過給機付エンジンの制御方法に関し、とくに無
負荷レーシング時の制御方法に関する。

［従来の技術］ エンジン本体に対し、複数、たとえば主、副二つのター
ボチャージャを並列に配置し、低速域では主ターボチャ
ージＶのみ作動させて１個ターボチャージャとし、高速
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（たとえば特開昭６１−１１２７
３４号公報、特開昭６０−２５９７２２号公報）。また
、大小２個のターボチャージャを直列に配置し、同様に
高速域と低速域とでターボチレージャ作動個数を変える
ようにした過給機付エンジンも知られている（たとえば
特開昭５５−８４８１６号公報）。この種の過給機付エ
ンジンの構成は、たとえば第９図に示すようになってい
る（図示例はターボチャージャ並設タイプ）。エンジン
本体９１に対し、主ターボチャージャ（Ｔ／’Ｃ−１）
９２と副ターボチャージャ（Ｔ、’Ｃ−２）９３が並列
に設けられている。副ターボチャージャ９３に接続され
る吸、排気系には、それぞれ吸気切替弁９４、排気切替
弁９５が設けられ、低速域では吸気切替弁９４、排気切
替弁９５をともに全開とすることにより、主ターボチャ
ージャ９２のみを過給作動させ、高速域ではともに全開
とすることにより、副ターボチＶ−ジャ９３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かで
きる。

［発明か解決しようとする課題］ ところか、このような従来の２ステージターボシステム
には、とくにエンジンの無負荷シーシン時に以下のよう
な問題を生じるおそれがある。

無負荷レーシング時は、エンジン回転数の上昇か非常に
早く、−瞬のうちに１個ターボチャージャから２個ター
ボチャージャ条件に切り替わる。

しかしこのとき、第１０図に示すように、排気切替弁切
替の計緯タイミング等（よる切替制御信号の遅れや、排
気切替弁用アクチュエータ（たとえばダイヤフラム式ア
クチュエータ）への負圧又は正圧の伝達遅れ等により、
２個ターボチャージャに切り替わらず１個ターボチャー
ジャのまま高速域まで運転されてしまい、常時作動の主
ターボチャージャ（直列配置システムにあっては小型タ
ーボチャージャ）が許容値以上にオーバラン（過回転）
するおそれがある。

また、高速域まで１個ターボチャージャ（小型ターボチ
ャージャ）で運転すると、第１１図に示すように、ター
ビン入口圧力が異常に上昇する。タービン入口圧力が上
昇すると、第１２図に示すように、ターボチャージャ９
２のタービン１９２ａ背面にこの高圧が作用し、第１２
図の右方向にタービン翼９２ａを押しながら回転するこ
とになる。ターボチャージャ９２は、たとえば第１３図
に示すように、タービン１１９２ａとコンプレッサのイ
ンペラ９２ｂを両端部に備えた軸９２ｃが、フローティ
ングベアリング９２ｄおよびスラストベアリング９２ｅ
で回転自在に支持された構造を＠するが、上記第１２図
に示したような力か作用すると、スラストベアリング９
２ｅの摩耗が大きくなる。この摩耗が大きくなると、第
１４図に示すように、インペラ９２ｂの背面Ａとコンプ
レッサハウジングＢが干渉するか、又はタービン翼９２
ａのハブ面ＣとタービンハウジングＤが干渉するおそれ
がある。

本発明は、上記のような問題点に着目し、エンジン回転
数が急激に立ち上がる無負荷レーシング時にも、ターボ
チャージャのオーバランを適切に防止し、かつターボチ
ャージャのタービン入口圧力が異常に上昇するのを防止
して、ターボチャージャを適切に深護することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ この目的に沿う本発明の過給機付エンジンの制御方法は
、エンジン本体に対し複数設けられたターボチャージャ
と、エンジンの吸、排気系にそれぞれ設けられ、高速域
ではともに全開として、全ターボチャージャに過給作動
を行わせ、低速域ではともに全開として特定のターボチ
ャージャの過給作動を停止させる吸気切替弁および排気
切替弁と、常時作動のターボチャージャのタービン側に
設けられ、高速域における過給圧を設定圧に制御するウ
ェストゲートバルブと、を備えた過給機付エンジンにお
いて、第１図に示すように、ギヤ位置信号およびクラッ
チ信号、あるいはエンジン回転数上昇率信号等により、
エンジンが無負荷レーシング時であるか否かを検出（ス
テップ８１）、判定しくステップ８２）、無負荷レーシ
ング時には、ウェストゲートバルブを強制的に開弁する
（ステップ８３）制御方法から成る。無負荷レーシング
時でない場合には、このウェストゲートバルブの強制開
弁は行われず、後述の実施例に示す如き通常制御が行わ
れる（ステップ８４）。

［作　　用］ このような制御方法においては、無負荷レーシング時の
制御に常時作動ターボチャージャのウェストゲートバル
ブが利用され、無負荷レーシング時であると判定される
と、ウェストゲートバルブが強制的に開弁される。この
ウェストゲートバルブの強制開弁により、常時作動ター
ボチャージＶのタービンに流れる排気ガス量が減少する
ため、このターボチャージャのオーバランが防止される
。

また、多量の排気カスかす早く逃がされるため、ターボ
チャージャのタービン入口圧力は過上昇せず、該過上昇
によるターボチャージャ内スラストベアリングの摩耗等
の不都合の発生が防止される。

また、上記無負荷レーシング時のターボチャージャオー
バラン防止は、たとえば排気切替弁を強制開弁じ、停止
側ターボチャージャのタービンを通して排気ガスを逃が
し、常時作動ターボチャージャへの排気ガス量を減らす
ことにより達成することも考えられる。しかしこのよう
な方法を採ると、レーシング後車両を発進加速するため
にアクセルを踏み込んだ際、開いていた排気切替弁か閉
じて１個ターボチャージャ作動に入るか、このとき停止
ターボチャージャ側のエンジン本体から排気切替弁まで
の大きなボリュームに、排気ガスか常時作動ターボチャ
ージャタービン入口圧力と同じ圧力に達するまでまわり
込むことになり、タービン入口圧力上昇にタイムラグが
発生してその分加速レスポンスが悪くなるという問題を
招く。しかしながら本発明においては、レーシング時に
排気切替弁は閉じており、上記停止ターボチャージャ側
のボリュームの圧力は常時作動ターボチャージャのター
ビン入口圧力と同じに保たれているので、上記のような
タイムラグは発生せず、レーシング後発進時にも良好な
加速レスポンスが確保される。

［実施例］ 以下に、本発明の望ましい実施例を、図面を参照して説
明する。

第１実施例 第２図および第３図は、本発明の第１実施例に係る過給
機付エンジンを示しており、６気筒エンジンの場合を示
している。

第２図において、１はエンジン、２はサージタンク、３
は排気マニホルドを示す。排気マニホルド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によって互いに連
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　、　８ａは排
気マニホルド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。

主ターボチャージセフはエンジン低速域から高速域まで
作動され、副ターボチャージャ８はエンジン低速域で停
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１７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
の両方とも全開のときは、両方のターボチャージャ７．
８が作動される。

低速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８ｂの上流と
下流とを連通ずる吸気バイパス通路１３と、吸気バイパ
ス通路１３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はアクチュエータ１０によ
って開閉される。

なお、吸気バイパス通路１３の空気流れ下流側を第３図
に示すように主ターボチャージャ７のコンプレッサ上流
の吸気通路に連通してもよい。また、吸気切替弁１８の
上流と下流とを連通ずるバイパス通路に逆止弁１２を設
けて、吸気切替弁１８閉時においても、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である。なお、第２図中、１
４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２
２に接続される。

本実施例では、副ターボチャージャ８の排気系に排気切
替弁１７をバイパスする排気バイパス通路４１を設け、
この排気バイパス通路４１を開閉する排気バイパス弁４
２およびそのアクチュエータ４３を設け、アクチュエー
タ４３を第５の三方電磁弁３２て開閉するようにしてい
る。このような構成とすれば、１個ターボチャージャ時
、排気切替弁１７が閉のときに、排気バイパス弁４２を
開くことにより副ターボチＶ−シャ８の助走回転数を高
め（以下排気切替弁の小開制御ともいう。）、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）行うことか可能になる。

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。アクチュエータ
１０．１１．１６．４３を作動する過給圧または負圧を
０Ｎ−ＯＦＦする（過給圧または負圧と大気圧とを選択
的に切り替える）ために、第１、第２、第３、第４、第
５の三方電磁弁２５．２６．２７．２８．３２か設けら
れている。三方電磁弁２５．２６．２７．２８．３２の
切替は、エンジンコントロールコンピュータ２９からの
指令に従って行う。三方電磁弁２５のＯＮは吸気切替弁
１８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。

アクチュエータ１６には、リザーブタンク３４、三方電
磁弁２８を介してサージタンク２内の負圧を導入できる
ようになっている。リザーブタンク３４は、排気切替弁
１７を閉じるための負圧を、アイドル時、パーシャル域
運転時に貯えておく。第４の三方電磁弁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を全開するようにア
クチュエータ１６を作動させる。１６ａはアクチュエー
タ１６のダイヤフラム室、１０ａはアクチュエータ１０
のダイヤフラム室、１１ａ、１１ｂはアクチュエータ１
１のダイヤフラム室、４３ａはアクチュエータ４３のダ
イヤフラム室を、それぞれ示している。

主ターボチャージャ７のタービン７ａ側には、ウェスト
ゲートバルブ３１が設けられ、ウェストゲートバルブ３
１はアクチュエータ９によって開閉される。アクチュエ
ータ９のダイヤフラム室９ａには、主ターボチャージャ
７のコンプレッサ出口圧（過給圧）が導入され、ダイヤ
フラム室９ｂには、第６の三方電磁弁４４を介して、サ
ージタンク２内の吸気管負圧と大気圧とが選択的に導入
される。

この第６の三方電磁弁４４の切替も、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われる。

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２
４．０２センサ１９、および、変速機３５のギヤ位置を
検出するギヤ位置センサ３６、クラッチペダル３７が踏
み込まれているか否かを検出するクラッチスイッチ３８
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）
、−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／’Ｄ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。第４図は各切替弁
開閉用のプログラムであり、ＲＯＭに記憶され、ＣＰＵ
に読み出されて、弁開閉の演算を実行するプログラムで
ある。

まず、本実施例における過給制御を、第４図の制御フロ
ーとともに、第５図を参照しつつ説明する。なお、第４
図においては第１〜第６の三方電磁弁をそれぞれＶＳＶ
Ｎｏ、１〜ＶＳＶＮｏ、６とり。

て表している。また、第４図および第５図においては、
ターボチャージャをＴ　／’　Ｃと表わしである。

まず第４図において、ステップ１００でバルブ制御ルー
チンに入り、ステップ１０１でエンジンの吸入空気量Ｑ
を読み込む。吸入空気量はエアフローメータ２４からの
１言号である。つぎにステップ１０２で高速域か低速域
か、すなわち２個ターボチャージャ作動域か１ｆｔＮタ
一ボタージヤ作動域かを判定する。図示例では、たとえ
ばＱが５５００　ｆｔ　／　ｍ団より大きい場合は２個
ターボチャージャ作動に切替えるべきと判断し、５５０
０１　ｚ’ｍ！ｎ以下のときは１個ターボチャージャ作
動域と判断している。ただし、後述の如く、実際に２個
ターボチャージャ作動に切り替わるには、時間遅れがあ
るので、６０００ｎ、’ｍｉｎ近辺で切り替わることに
なる。

ステップ１０２で２個ターボチャージャ作動に切り替え
るべきと判断された場合はステップ１０３に准み、それ
までの１個ターボチャージャ時に吸気切替弁１８か開く
パーシャル載量）になっている場合には、第２の三方電
磁弁２６をＯＦＦとして吸気切替弁１８を閉じる。続い
てステップ１０４て第３の三方電磁弁２７をＯＮとし、
アクチュエータ１０のダイヤフラム室１０ａに］ンプレ
ッサ下流の吸気管圧力（過給圧力）を導いて吸気バイパ
ス弁３３を閉じる。

次に、上記第３の三方電磁弁２７０　Ｎ後、作動停止側
のターボチャージャ、つまり副ターボチャージ１′−８
の助走回転数をアップするのに必要な所定時間、例えば
１秒の時間遅れをもたせ、１秒経過後にステップ１０５
で第４の三方電磁弁２８をＯＦＦとし、アクチュエータ
１６のダイヤフラム室１６ａにリザーブタンク３４に貯
えられていた負圧を導いて排気切替弁１７を全開にする
。もし、副ターボチャージャ８のコンプレッサ圧力が主
ターボチャージャ７のコンプレッサ圧力より大きくなる
と、副ターボチャージャ８の過給空気が逆止弁１２を介
してエンジンに供給される。続いて、上記第４の三方電
磁弁２８ＯＮ後、所定時間、例えば０．５秒経過後にス
テップ１０Ｂで第１の三方電磁弁２５をＯＮとし、アク
チュエータ１１のダイヤフラム室１１ａにコンプレッサ
下流の吸気管圧力（過給圧力）を導いて吸気切替弁１８
を全開にする。この状態では２個のターボチャージャが
作動する（なお、上記所定時間経過後に２個ターボチャ
ージャに切り替えられる際には、吸入空気量はタービン
効率の良い目標のほぼ６０００Ｑ　、’ｍｉｎとなって
いる）。続いてステップ１２２に進んでリターンする。

ステップ１０２で１個ターボチャージャ作動域と判断さ
れた場合はステップ１０７に進み、第１の三方電磁弁２
５をＯＦＦとして吸気切替弁１８を全開とし、ステップ
１０８で第４の三方電磁弁２８をＯＮとして排気切替弁
１７を全閉とし、ステップ１０９で第３の三方電磁弁２
７をＯＦＦとして吸気バイパス弁３３を全開とする。続
いて、ステップ１１０でギヤ位置センサ３６からのギヤ
位置信号を読み込む。ステップ１１１で、ギヤ位置がニ
ュートラルか否かを判定し、ニュートラルでない場合は
ステップ１１２に選み、クラッチスイッチ３８がＯＮか
ＯＦＦかを判定する。クラッチスイッチ３８がＯＦＦの
場合は、ニュートラルでないと判定し、ステップ１１３
に進んで第６の三方電磁弁４４をＯＦＦとし、ウェスト
ゲートバルブ３１を全閉とする。この場合は、無負荷レ
ーシング状態ではないので、ウェストゲートバルブ３１
を全閉としたまま１個ターボチャージャとされる。

ステップ１１１でギヤ位置がニュートラルと判定された
場合、又はステップ１１１でギヤ位置がニュートラルで
ないと判定されたが、ステップ１１２でクラッチスイッ
チＯＮと判定され、たとえギヤ位置がニュートラルでな
くてもクラッチによってエンジンとトランスミッション
とか切り離されているのでニュートラルと同じ無負荷状
態と判定された場合には、ステップ１１４で第６の三方
電磁弁４４をＯＮとし、アクチュエータ９のダイヤフラ
ム室９ｂにサージタンク２内の負圧を導いて強制的にウ
ェストゲートバルブ３１を開く。つまり、無負荷レーシ
ング状態と判定された時、１個ターボチャージャ作動領
域であっても強制的にウェストゲートバルブ３１が開弁
され、排気ガスが主ターボチャージャ７のタービン７ａ
近例から多量に逃がされる。このため、主ターボチャー
ジャ７のタービン７ａを回転させるために該タービン部
を流れる排気ガス量が減らされ、主ターボチャージャ７
のオーバランが防止される。また、排気ガスがウェスト
ゲートバルブ３１開により多量に逃がされるため、ター
ビン７ａの入口圧力も低く保たれ、過上昇が防止される
。

ステップ１１３又はステップ１１４からステップ１１５
に進み、吸気管圧力ＰＭを読み込む。ステップ１１６で
吸気管圧力が所定値より大きいか小さいかが判定される
。吸気管圧力ＰＭが例えば＋５００＃１ｌｌＩＨ９より
も小さい場合はステップ１１７に進み、第５の三方電磁
弁３２をＯＦＦとし、アクチュエータ４３のダイヤフラ
ム室４３ａに大気圧力を導き排気バイパス弁４２を閉じ
る。

ステップ１１６で吸気管圧力ＰＭが＋５００ＩｒＩＩｎ
Ｈｇ以上と判断された場合は、ステップ１２０で第５の
三方電磁弁３２をＯＮとして排気バイパス弁４２を開く
。続いてステップ１２１に進む。このように、１個ター
ボチャージャから２１１ｉｉｌタ一ボチヤージヤ作動へ
の切替前に過給圧が設定圧（例えば５００１！ＩＩＩＨ
ｇ）に達したときには、まず排気バイパス弁４２ｈ（開
弁されて副ターボチャージャ８の助走回転数が高められ
、ターボチャージャ切替のつなぎがスムーズになる。

ステップ１１７からはステップ１１８に進み、軽負荷か
高負荷かを判断する。図は負荷信号として吸気管圧力を
例にとった場合を示しているが、吸気管圧力の代わりに
スロットル開度、吸入空気量／′エンジン回転数で代替
えされてもよい。例えば吸気管圧力ＰＭが一１００ｍＨ
ｇより小ざい場合は軽負荷と判断し、−１００ｍｔ１以
上の場合は高負荷と判断する。

ステップ１１８で高負荷と判断された場合はステップ１
２１に進み、第２の三方電磁弁２６をＯＦＦとして、吸
気切替弁１８を全開とし、ステップ１２２に進みリター
ンする。この状態では、吸気切替弁１８が全開、排気切
替弁１７が全開、吸気バイパス弁３３が全開だから、吸
入空気量の少ない状態にて１個ターボチャージャ作動と
なり、過給圧力、トルクレスポンスが良好となる。無負
荷レーシング時には、前述の如くウェストゲートバルブ
３１が強制的に開弁され、主ターボチャージャ７のオー
バラン、タービン入口圧力の過上昇が防止される。

ステップ１１８で軽負荷と判断された場合は、ステップ
１１９に進み第２の三方電磁弁２６をＯＮとし、アクチ
ュエータ１１のダイヤフラム１１ｂにサージタンク２内
の負圧を導いて吸気切替弁１８を開く。この状態では、
排気切替弁１７が閉であるから副ターボチャージャ８は
作動せず、主ターボチャージャ７のみの作動となる。し
かし、吸気通路１４は吸気切替弁１８が開いているため
、２個ターボチャージャ分の吸気通路が開の状態である
。つまり、両方のターボチセージャのコンプレッサ７ｂ
　、８ｂを通して空気か吸入される。この結果、多量の
過給空気量をエンジン１に供給でき、低負荷からの加速
特性が改善される。続いて、ステップ１２１に進みリタ
ーンする。無負荷レーシング時の場合には、前記同様、
ウェストゲートバルブ３１の強制開弁により、主ターボ
チャージャ７のオーバラン、タービン入口圧力の過上昇
が防止される。

なお、上記制御における、１個ターボチャージャ作動の
場合と２個ターボチャージャ作動の場合の過給圧特性は
第５図のようになる。ただしこの第５図には、無負荷レ
ーシング時の特性は現われてはいない。

第５図において高速域では、吸気切替弁１８と排気切替
弁１１がともに開かれ、吸気バイパス弁３３が閉じられ
る。これによって２個ターボチャージャ７．８が過給作
動し、十分な過給空気量が得られ、出力が向上される。

このとき過給圧は、＋５００１ＭＨｇを越えないように
、ウェストゲートバルブ３１て制御される。このウェス
トゲートバルブ３１の制御は、アクチュエータ９のダイ
ヤフラム室９ａに導かれる過給圧によって行われる。

低速域でかつ高負荷時には、吸気切替弁１８と排気切替
弁１１がともに閉じられ、吸気バイパス弁３３は開かれ
る。これによって１個のターボチャージセフのみが駆動
される。低回転域で１１１ｉｉｌターボチセージヤとす
る理由は、第５図に示すように、低回転域では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
より浸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。

低速域でかつ軽負荷時には、排気切替弁１７を閉じたま
ま吸気切替弁１８を開にする。これによって、１個ター
ボチャージャ駆動のまま、吸気通路２個ターボチャージ
ャ分が開となり、１個ターボチャージャによる吸気抵抗
の増加を除去できる。これによって、低負荷からの加速
初期における過給圧立上り特性、レスポンスをさらに改
善できる。

低速域から高速域に移行するとき、つまり１個ターボチ
ャージャから２１［ｉｉｌターボチャージャ作動へ切り
替えるときには、排気バイパス弁４２が開かれて副ター
ボチャージャ８の助走回転数が高められ、吸入空気量Ｑ
が５５００夕／’ｍｉｎに達したときに吸気バイパス弁
３３が閉じられ、その後時間遅れをもたせて（本実施例
では１秒経過後）、排気切替弁１７か全開され、続いて
吸気切替弁１８が全開されて、２個ターボチセージャ過
給作動が開始される。

上記の如く、高速域では２個ターボチャージャとし、低
速域では１個ターボチャージャとする２ステージターボ
システムの特性が確保されつつ、無負荷レーシング時に
はウェストゲートバルブ３１か強制開弁されることによ
り、主ターボチャージセフのオーバラン、タービン７ａ
入口圧力の過上昇が適切に防止される。

なお、上記実施例は２ｆｌｉ！ｉｆのターボチャージャ
をエンジン本体に対し並列に配置した場合について詳述
したが、たとえば特開昭５５−８４８１６号公報に開示
されているような、大小２個のターボチャージャを直列
に配置した、いわゆる２ステージのシーケンシャルター
ボシステムのエンジンについても、本発明による無負荷
レーシング時の制御を適用することができ、上記実施例
同様、小型（常時作動）ターボチャージャのオーバラン
、タービン入口圧力の過上昇防止が達成される。

また、無負荷レーシング時の主ターボチャージャ７のオ
ーバラン防止策として、レーシング時に排気切替弁１７
を強制開弁じ、排気ガスの一部を副ターボチャージャ８
側に流して主ターボチャージャ７への排気ガス量を低減
する方法も考えられる。

しかし、レーシング後発進加速するためにアクセルを踏
み込むと、排気切替弁１７が閉じて主ターボチャージャ
７の１個ターボチＶ−ジャ作動に入るが、このとき、第
３図の斜線領域（副ターボチャージャ８側の排気切替弁
１７までの領域）に排気ガスかまわり込んで主ターボチ
ャージャ７側のタービン入口圧力が上昇するまでにタイ
ムラグが発生するので、その分加速レスポンスが悪くな
るという問題を招く。しかし本発明方法では、排気切替
弁１７は閉じられたままウェストゲートバルブ３１が強
制開弁されるので、上記ボリューム部分く斜線領域）の
圧力はタービン７ａの入口圧力と常に同じ圧力におり、
レーシング後の発進時にも加速レスポンスの悪化は生じ
ない。

第２実施例 次に、第６図に本発明の第２実、絶倒に係る制御フロー
をボす。

本実施例は、エンジン回転数の上昇率（八ＮＥ）によっ
て無負荷レーシング状態を検出、判定するものであり、
第６図は、第４図におけるステップ１０９とステップ１
１３．１１４との間に、ステップ１１０〜１１２に代え
てステップ２１０　、２１１を設けた部分フローを示し
ている。ステップ２１０で八ＮＥを読み込むか演算し、
ステップ２１１で八ＮＥが例えば２０ｒｅｖ　／’　８
　ＲＩＳより大きいか否かを判定して、大きい場合はレ
ーシング状態と判定してステップ１１４て第６の三方電
磁弁４４をＯＮにしてウェストゲートバルブ３１を開き
、小さい場合は通常のギヤ走行中と判定してステップ１
１３に進みウェストゲートバルブ３１は閉じられる。

無負荷レーシング状態では、前述の如く一瞬のうちにエ
ンジン回転数が上昇するので、レーシング時の八ＮＥと
走行（加速）時の八ＮＥとの差は非常に大きく、八ＮＥ
の値によりレーシング状態は容易に判定される。

第３実施例 第７図および第８図に本発明の第３実施例を示す。

本実施例では、排気切替弁の小開制御は行われず、排気
バイパス通路、排気バイパス弁、第５の三方電磁弁は設
けられていない。その他の構成は第２図に示した構成と
実質的に同じであるので、第２図と同一の符号を付すこ
とにより説明を省略する。また、第８図に制御フローを
示すが、第８図のフローは、第４図のフローに比べ第４
図のステップ１１６．１１７．１２０を削除したもので
ある。

すなわち、第４図のステップ１００〜１１５が第８図の
ステップ３００〜３１５に対応し、第４図のステップ１
１８．１１９．１２１．１２２が第８図のステップ３１
Ｂ　、３１７．３１８．３１９に対応している。

Ｕ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
方法によるときは、無負荷レーシング時には主ターボチ
ャージャのウェストゲートバルブを強制開弁するように
したので、レーシング条件では排気カスをウェストゲー
トバルブ部を通して多量に逃すことかでき、ターボチャ
ージャのオーバランを防止してターボチャージャを適切
に保護することができる。また、ターボチャージャター
ビン入口圧力の過上昇も同時に防止できるので、ターボ
チャージャのスラストベアリング異常摩耗もなくなり、
該異常摩耗に伴う不都合の発生を防止できる。

なお、本発明による制御方法は、無負荷レーシング時の
みウェストゲートバルブを強制開弁するものであるから
、実走行時への悪影響は全くない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る過給機付エンジンの制御方法の制
御ステップを示すブロック図、第２図は本発明の第１実
施例に係る過給機付エンジンの系統図、 第３図は第２図のより具体的な系統図、第４図は第２図
の装置の制御フロー図、第５図は第４図の制御フローに
よるターボチャージャ切替時の作動特性図、 第６図は本発明の第２実施例に係る過給機付エンジンの
制御方法の部分制御フロー図、第７図は本発明の第３実
施例に係る過給機付エンジンの系統図、 第８図は第７図の装置の制御フロー図、第９図は従来の
過給機付エンジンの概略系統図、第１０図は従来の過給
機付エンジンにおけるレーシング時の各特性図、 第１１図はエンジン回転数と過給圧、タービン入口圧力
との関係図、 第１２図はタービン入口圧力が高い場合の様子を示すタ
ーボチャージャの概略構成図、 第１３図はターボチャージャの一例を示す縦断面図、 第１４図は第１２図の状態により発生する不具合の説明
図、 である。 １・・・・・・エンジン ２・・・・・・サージタンク ３・・・・・・排気マニホルド ４・・・・・・スロットル弁 ５・・・・・・スロットル開度センサ ６・・・・・・インタクーラ ７・・・・・・主ターボチャージャ ７ａ　１８ａ・・・・・・タービン ７ｂ、８ｂ・・・・・・コンプレッサ ８・・・・・・副ターボチャージャ ９・・・・・・ウェストゲートバルブのアクチュエータ １０・・・・・・吸気バイパス弁のアクチュエータ１１
・・・・・・吸気切替弁のアクチュエータ１３・・・・
・・吸気バイパス通路 １４・・・・・・吸気通路（コンプレッサ下流）１５・
・・・・・吸気通路（コンプレッサ上流）１６・・・・
・・排気切替弁のアクチュエータ１７・・・・・・排気
切替弁 １８・・・・・・吸気切替弁 ２４・・・・・・エアフローメータ ２５・・・・・・第１の三方電磁弁 ２６・・・・・・第２の三方電磁弁 ２７・・・・・・第３の三方電磁弁 ２８・・・・・・第４の三方電磁弁 ２９・・・・・・エンジンコントロールコンピュータ ３０・・・・・・吸気管圧力センサ ３１・・・・・・ウェストゲートバルブ３２・・・・・
・第５の三方電磁弁 ３３・・・・・・吸気バイパス弁 ３４・・・・・・リザーブタンク ３５・・・・・・変速機 ３６・・・・・・ギヤ位置センサ ３７・・・・・・クラッチペダル ３８・・・・・・クラッチスイッチ ４１・・・・・・排気バイパス通路 ４２・・・・・・排気バイパス弁 ４３・・・・・・排気バイパス弁用アクチュエータ４４
・・・・・・第６の三方電磁片 持　許　出　願　人　　トヨタ自動車株式会社代　　　
理　　　人　　弁理士　１）渕　経　雄（他１名） 第 図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジン本体に対し複数設けられたターボチャージ
   ャと、エンジンの吸、排気系にそれぞれ設けられ、高速
   域ではともに全開として、全ターボチャージャに過給作
   動を行わせ、低速域ではともに全閉として特定のターボ
   チャージャの過給作動を停止させる吸気切替弁および排
   気切替弁と、常時作動のターボチャージャのタービン側
   に設けられ、高速域における過給圧を設定圧に制御する
   ウェストゲートバルブと、を備えた過給機付エンジンに
   おいて、エンジンが無負荷レーシング時であるか否かを
   検出、判定し、無負荷レーシング時には、前記ウェスト
   ゲートバルブを強制的に開くことを特徴とする過給機付
   エンジンの制御方法。