JPH03258918A - 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、主、副ターボチャージャを有し、低速域では
主ターボチャージャのみ、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過給機付エンジンの制御方法
に関する。

［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、低速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。この種の過給機付エンジンの構成は、たとえば
第８図に示すようになっている。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／′Ｃ２＞９３か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、副ターボチャージャ９３のコンプレッサをバイパス
する吸気バイパス通路には、吸気バィパス弁９６か設け
られている。エンジン９１の回転は変速機９７を介して
出力される。吸気切替弁９４、排気切替弁９５をともに
全閉とすることにより、主ターボチャージャ９２のみを
過給作動させ、ともに全開とし、吸気バイパス弁９６も
閉じることにより、副ターボチャージャ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がで
きる。

１個ターボチャージャ作動くつまり、主ターボチャージ
ｖ９２のみ過給作動〉から２個ターボチャージャ作動（
つまり両ターボチャージャ９２．９３過給作動〉への切
替をよりスムーズに行うために、特開昭６１−１’１２
７３４Ｍ公報開示のシステムでは、ターボチャージャ切
替時よりも低い過給圧で排気切替弁を徐々に開いて小開
し、切替前に副ターボチャージャの助走回転数を高める
ようにしている。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、上記特開昭６１−１１２７３４８公報開
示のシステムのように、ターボチャージャ切替前に単に
排気切替弁を過給圧によって小間制御するだけでは、変
速機９７のギヤ位置（こよって次のような問題か生じる
。

すなわち、排気切替弁の小開制御は、１個ターボチャー
ジャ時過給圧か設定圧に達し、過給圧が設定圧にコント
ロールされ始めると同時に、停止側（副ターボチャージ
ャ）に排気カスの一部を流し、ターボチャージャ切替前
に副ターホチレージャを助走回転させるのが目的である
。したがって、この排気切替弁小開制御を行うアクチュ
エータ（たとえばダイヤフラム装置）を作動させる圧力
（過給圧：略設定圧〉は略一定であるので、排気切替弁
の開き速度も略一定となっている。

しかし、加速性、つまりエンジン回転数の立ち上かり速
度は、変速機のギヤ比によって大きく異なり、ローギヤ
程速く立ち上がるので、ローギヤ程過給圧上昇か速い。

したかつて第９図に示すように、ローギヤ加速では、図
の一点鎖線で示すように、排気切替弁の小開開弁速度か
遅れる傾向になり、排気切替弁か速く開かれないと、過
過給（過給圧が設定値を超えてしまう）になってしまう
。

逆【こハイギヤ加速では、第１０図に示すように排気切
替弁を速く開きすぎると（図の一点鎖線）、過給圧が設
定値以下に低下してしまい、出力が低下してしまう。

そこで、先に本出願人により、ローギヤ位置程排気切替
弁の開き速度を速くし、ローギヤ時の過過給およびハイ
ギヤ時の過給圧低下を防止するようにした制御方法を提
案した（特願平２−１９０８６号）。

ところが、このようにギヤ比のみで排気切替弁の小開開
弁速度を制御する方法では、次のような問題が残る。

すなわち、第１１図に示すように、ローキャ程エンジン
回転数の上昇が速く、過給圧上昇も早くなるわけである
が、この上昇速度は、ギヤ比だけでなく、走行時の通路
勾配（登板、平坦、降板〉によっても変ってくる。たと
えば、ローギヤでも登板時の加速状態では、エンジン回
転数の上昇は遅くなり、過給圧の上昇も遅くなる。また
、ハイギヤても降板時には、エンジン回転数の上昇は速
くなり、過給圧の上昇も早くなる。したかつて、ローギ
ヤの登板条件と、ハイギヤの降板条件とては、エンジン
回転数および過給圧の上昇速度に差がなくなるか、小さ
くなってくるので、単にギヤ位置のみて排気切替弁の小
開時の開弁速度を制御するのでは、運転条件に応じた最
適な開き速度の制御が困難となる。

本発明は、排気切替弁を小開してターボチャージャ切替
前に副ターボチャージャの助走回転数を高めるようにし
た２ステージターボシステムエンジンにおいて、過給圧
の上昇速度、つまり単位時間当りの過給圧上昇はエンジ
ン回転数の上昇速度律則になっていることに着目して、
通路勾配等に拘らず、如何なる運転条件時にも、排気切
替弁の小開開弁速度を最適に制御して、過過給、過給圧
低下を防止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
、主ターボチャージャおよび副ターボチャージャと、副
ターボチャージャに接続されたエンジンの吸、排気系に
それぞれ設けられ、ともに全開のときは副ターホチャー
ジャに過給作動を行わせ、ともに全開のときには副ター
ボチャージャの過給作動を停止させる吸気切替弁手段お
よび排気切替弁手段と、を備え、主ターボチャージャの
みの過給作動から両ターボチャージャの過給作動への切
替前に、排気切替弁手段を小開して排気カスの一部を作
動停止している副ターボチャージャに流し該副ターボチ
ャージャを助走回転させる過給機付エンジンにおいて、
第１図に示すように、該エンジンの回転数の変化率を検
出しくステップ８１）、該エンジン回転数の変化率が大
きい程、前記排気切替弁手段の小開時の開き速度を速く
する（ステップ８２）方法から戊る。したがって、エン
ジン回転数の変化率か小さい程、排気切替弁の小開時の
開き速度゛は遅くなる（ステップ８３〉。

第１図では、ステップ８２とステップ８３とを独立のス
テップで表わしているが、実際には後述の実施例に示す
如く、エンジン回転数の変化率に応じて開弁速度を連続
的に変化させることかできる。

［作　　用］ このような制御方法においては、変速機のギヤ装置に拘
らず、検出されたエンジン回転数の変化率に応じて排気
切替弁小開時の開弁速度が制御され、該変化率が大きい
程、開き速度は早くなるようにＩＩ御される。したがっ
て、エンジン回転数が速く上昇するときには速く小開さ
れて過過給が防止され、エンジン回転数が遅く上昇する
ときには遅く小開されて過給圧か下がりずぎることが防
止され、如何なる運転条件でも正確に所定の過給圧特性
が得られるとともに、目標とする副ターボチャージャの
助走回転も確実に実行される。

［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２図は、本発明の一実施例に係る方法を実施するため
の装置構成を示しており、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、その集合部か連通路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、スロツＩ−ル弁４を
介してサージタンク２に接続されている。

主ターボチャージャ７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８ｂρ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か作動される。

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、吸気バイパス通路の空気流れ下流側を主ターボチ
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
、空気か上流側から下流側に流れることかできるように
しである。

なあ、第２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２
２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２段タイヤフラム式アクチュエータ
１６によって開閉される。なお、９はウェストゲートバ
ルブ３１を開閉するアクチュエータを示す。アクチュエ
ータ１０．１１．１６を作動する過給圧または負圧を０
Ｎ−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の三方
電磁弁２５．２６．２７．２８が設けられている。三方
電磁弁２５．２６．２７．２８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２５．２８のＯＮは吸、排気切替弁１８．１７
を全開とするようにアクチュエータ１１．１６を作動さ
せ、ＯＦＦは吸、排気切替弁１８．１７を全閉とするよ
うにアクチュエータｉｉ、　１Ｂを作動させる。３２は
排気切替弁１７小開制御用の第５の三方電磁弁を示して
おり、三方電磁弁３２のＯＮは排気切替弁１７を小開す
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を閉じるようにアクチュエータ１６を作動さ
せる。

そして、この第５の三方電磁弁３２は、デユーティ１直
に応じて切替制御される弁（こ横取されており、デユー
ティ値（Ｋ）か小さい程アクチュエータ１６を速く作動
させることができるようになっている。

１６ａ　、　１６ｂはアクチュエータ１６のダイヤフラ
ム室、１６ｃは小開開度調整ネジ、１０ａはアクチュエ
ータ１０のダイヤフラム室、１１ａ１１１ｂはアクチュ
エータ１１のダイヤフラム室を、それぞれ示している。

第１、第３、第４、第５の三方電磁弁２５．２７．２８
．３２は、それぞれ、大気圧とコンプレッサ下流でかつ
スロットル弁４上流の吸気管圧力とを選択的に切り替え
るが、この吸気管圧力導入経路にはチエツク弁３５が設
けられており、コンプレッサ出口圧力（正圧）の最大値
をホールドできるようになっている。したがって、軽負
荷域でも各ダイヤフラム室にコンプレッサ出口圧力をホ
ールドでき、高速域における２個ターボチャージャ作動
状態を維持できるようになっている。

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
サからの信号か入力される。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およびエンジン回転数センサ３４等
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　、ｚ　Ｄコンバータを備えている。第３図は
切替弁開閉用の制御プログラムであり、ＲＯＭに記憶さ
れ、ＣＰＵに読み出されて、弁開閉の演粋を実行するプ
ログラムである。

本実施例における過給制御方法を、第３図の制御フロー
とともに、第４図を参照しつつ説明する。

なお、第３図においては第１〜第５の三方電磁弁をそれ
ぞれＶＳＶＮｏ、１〜ＶＳＶＮｏ、５として表している
。また、第３図および第４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３図において、ステップ１００てバルブ制御ルー
チンに入り、ステップ１０１でエンジン回転数センサ３
４からの信号によりエンジン回転数（ＮＥ〉を読み込む
。つぎに、ステップＳ１でエンジン回転数の変化率△Ｎ
Ｅを取り込む。この△ＮＥは、単位時間当りのエンジン
回転数の変化を表わすもので、直接読み込んでもよく、
検出エンジン回転数（ＮＥ＞の１直について、前回のル
ープ時の検出ＮＥと今回検出のＮＥとの差から演算して
割り出してもよい。次いてステップＳ２で、△ＮＥに応
じた、第５の三方電磁弁３２（ＶＳＶＮｏ、５）のデユ
ーティ（ａ（Ｋ）を求める。これは、第５図に示すよう
な予め設定されたマツプから読み込めばよく、△ＮＥが
大きい程に１直は小さく、△ＮＥが小さい程に値は大き
い。

つぎにステップ１０２で、エンジン回転数（ＮＥ＞が例
えば４０００ｒｐＨ１より大きいが否が、つまり高回転
数域か低回転数域かを判定する。低回転数域の場合には
、ステップ１０４に進み、吸気管圧力（過給圧）ＰＭを
読み込む。続いてステップ１０Ｂで吸気管圧力ＰＭが設
定圧（例えば５００　ｔｔｗｒ目９）より高いか否かが
判定される。ＰＭが設定圧よりも高い場合には、ステッ
プ１０７に進み、第５の三方電磁弁３２が上記デユーテ
ィ値にてデユーティ制御でＯＮとされ、アクチュエータ
１６のダイヤフラム室１６ｂに主ターボチャージャ７の
］ンプレツサ下流の吸気管圧力（過給圧〉が導かれ、排
気切替弁１７が小開される。ＰＭが設定圧以下の場合に
は、ステップ１０８に進み、第５の三方電磁弁３２は上
記デユーティ値にてデユーティ制御でＯＦＦとされ、排
気切替弁１７が閉じられる。

ステップ１０２で高回転数域と判定された場合には、ス
テップ１０３に進み、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（５号で
ある。ステップ１０５で、Ｑが、例えば４０００１　／
’ｌｌｌ！ｎより多いか否かを判定し、多い場合は、ス
テップ１０７に進んで、第５の三方電磁弁３２をデユー
ティ制御でＯＮとすることにより排気切替弁１７の小開
制御を実行し、少ない場合は、ステップ１０８に進んで
小開制御は実行しない。

このように、本実施例では、排気切替弁１７の小開制御
の開始は、エンジン回転数（ＮＥ）が低回転数域の場合
は過給圧で、高回転数域では吸入空気量で判定される。

したがって、低回転数域では、排気切替弁１γの小開制
御が開始される時点では過給圧は確実に設定圧に達して
いることになり、その状態で余分な排気ガスが副ターボ
チャージャ８に流され副ターボチャージャ８が助走回転
されることになる。高回転数域では、小開条件が吸入空
気量で判定されるので、たとえ過給圧が設定圧以下の状
態であっても、吸入空気量が２個ターボチＰ−ジャへの
切替の準備を行うべき設定量に達した時点で小開制御が
開始される。

排気切替弁１７の小開条件を判定した後に、１個ターボ
チャージャ作動とすべきか２ｍターボチャージャに切替
えるべきかを判定するために、ステップ１０９に進み、
まず吸入空気量Ｑで２＠タ一ボチヤージヤ作動域か１個
ターボタージャ作動域かを判定する。図示例では、たと
えばＱが５５００Ｑ７ｍｌｎ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、５５００４
！／’…ｉｎ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＠タ一ボチヤージヤ作動
に切り替わるには、時間遅れがあるので、６０００Ｑ　
、＝’ｍｉｎ近辺で切り替わることになる。

ステップ１０９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１１０に進み、それ
までの１個ターボチャージャ時に吸気切替弁１８が開（
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１１１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にコンプレ
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。ただしこのとき、１個ターボチャー
ジャ作動域において、排気切替弁１７は既に小開制御さ
れており、副ターボチャージャ８は助走回転されている
。

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ャ８の助
走回転数をアップするのに必要な所定時間、飼えば１秒
の時間遅れをもたせ、１秒経過後にステップ１１２て第
４の三方電磁弁２８をＯＮとし、アクチュエータ１６の
ダイヤフラム室１６ａにコンプレッサ下流の吸気管圧力
（過給圧力〉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
２８０　Ｎ後、所定時間、例えば０．５秒経過後にステ
ップ１１３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］ンプレツサ下
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６０００Ａ　７’ｍｉｎとなってい
る〉。続いてスＴツブ１２２に進んでリターンする。

ステップ１０９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１１４に進み、第１の三方電磁弁２
５がＯＮか（２（［ｉｉｌターボチャージャ作動状態で
あったか＞ＯＦＦか（１個ターボチャージャ作動状態で
あったか）を判定する。ＯＦＦであった場合にはステッ
プ１１９に進む。ＯＮであった場合には、ステップ１１
５に進み、エンジン回転数ＮＥが、例えば３００Ｏｒｐ
ｍより低いか高いかを判定し、高い場合にはステップ１
２２に進んでリターンする。つまり、たとえ吸入空気量
が１個ターボチＶ−ジャ域まで低下したとしても、それ
までの２個ターボチャージャ作動を継続する。ＮＥが３
００Ｏｒｐｍより低い場合には、ステップ１１６に進み
、第１の三方電磁弁２５を０「「とじて吸気切替弁１８
を全閉とし、ステップ１１７で第４の三方電磁弁２８を
ＯＦＦとして排気切替弁１７を全閉とし、ステップ１１
８て第３の三方電磁弁２７をＯＦＦとして吸気バイパス
弁３３を全開とする。つまり１個ターボチャージャ作動
とする。続いてステップ１１９で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ＰＭ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ワ（
〜ル開度、吸入空気量７′工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が一１ｏｏ、口９より
小さい場合は軽負荷と判断し、−１００ｍ口９以上の場
合は高負荷と判断する。

ステップ１１９て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とする。す
なわち、第１および第２の三方電磁弁２５および２６を
ＯＦＦとしてアクチュエータ１１のダイヤフラム室１１
ａおよび１１ｂに大気圧力を導いて吸気切替弁１８が全
閉とされ、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が全閉、
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。

ステップ１１９て軽負荷と判断された場合は、ステップ
１２０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、両方のターボチャージャのコンプレッサ７ｂ
、８ｂを通して空気が吸入される。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１２２に進みリター
ンする。

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切替領域特性は第４
図のようになる。

高速域では、吸気切替弁１８と排気切替弁１７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、＋５００ｍ口９を越えないように、ウェス］・ゲー
トバルブ３１て制御される。

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かともに閉じられ、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Ｖ７のみが駆動
される。低回転域で１個ターボチャージャとする理由は
、第４図に示すように、低回転域では］個ターボチャー
ジャ過給特性か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、］〜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
ャ分か開となり、１個ターボチャージャによる吸気抵抗
の増力ｌ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２個ターボチャージャ作動へ切り替えると
きには、切替条件は吸入空気量Ｑで判定され、前述の排
気切替弁１７の小開制御が開始された後、吸入空気量Ｑ
が５５００Ｑ　／’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が全開され、続い
て吸気切替弁１８が全開されて、２個ターボチャージャ
過給作動が開始される（図の（Ｂ）領域から（ｃ＞領域
への移行）。

そして、２個ターボチャージャから１個ターボチャージ
ャ作動への切替条件はエンジン回転数ＮＥで判定され、
ＮＥが例えば３００Ｏｒｐｍ以下に低下しない限り（図
の（Ａ）ｍ域まで低下しない限り）１個ターボチャージ
ャには切り替わらないから、加速時に−５２個ターボチ
ャージャ作動に切り替われば、シフトチェンジ等により
たとえ吸入空気量が一時的に低下（１個ターボチャージ
ャ域まで低下〉したとしても、エンジン回転数は２個タ
ーボチャージャ域にあるのでターボチャージャの切替は
実行されず、２個ターボチャージャ作動状態が継続され
る。したがって、シフトチェンジに伴う過給圧低下によ
る、不要なターボチャージャの切替が無くなる。

上記制御において、排気切替弁１γ小開時の開弁速度の
制御は、次のように行われる。

第６図は、第３図の制御フローにおいて、第５の三方電
磁弁３２（ＶＳＶＮｏ、５＞のデユーティ制御を過給圧
（吸気管圧力）で行った場合（つまり、第３図のステッ
プ１０４．１０６．１０７　、１０８　）の制御例を示
している。エンジン回転数の変化率ΔＮＥが大きいとき
には、デユーティ値（Ｋ）を小さくして排気切替弁１７
の小開開弁速度が速くされ、排気ガスの一部がす速く副
ターボチャージャ８側に流されて、過過給が防止される
とともに適切に副ターボチャージャ８の助走回転数が高
められる。エンジン回転数変化率△ＮＥが小さくなると
、デユーティ値（Ｋ）が大きくされ、排気切替弁１７の
小開開弁速度が相対的に遅くされて、過給圧が設定圧か
ら大きく低下することが防止される。

その結果、如何なる運転条件でも、該運転条件に応じて
排気切替弁１７の小開開弁速度が制御され、目標とする
過給圧特性か正確に得られるとともに、副ターボチャー
ジ１−８の助走回転数アップが確実に実行され、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の
ショックが低減される。

なお、上記実施例では、排気切替弁１７小開のための第
５の三方電磁弁３２のデユーティ値を、ＯＮとＯＦＦと
で同じ１直にしたが、エンジン、車両の特性によっては
、ＯＮとＯＦＦとでデユーティ値（Ｋ）を変えて適合す
ることもできる。

また、上記実施例においては、排気切替弁１７自身でそ
の小開制御を行うようにしたが、たとえば第６図に示す
ように、副ターボチャージャ８の排気系に排気切替弁１
７をバイパスする排気バイパス通路３６を設け、この排
気バイパス通路３６を開閉する排気バイパス弁３７およ
びそのアクチュエータ３８を設け、７クチユエータ３８
を第５の三方電磁弁３２て開閉するようにしてもよい。

アクチュエータ３８の作動制御用の第５の三方電磁弁３
２の制御は、第３図に示した制御フローと全く同一でよ
い。

さらに、上記実施例は２個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、本発明による制御方法を適用
することができ、上記実施例同様の作用、効果が得られ
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
方法によるときは、エンジン回転数の変化率△ＮＥによ
って排気切替弁小開の開弁速度を変更制御し、△ＮＥが
大きい程開弁速度を速くするようにしたので、道路勾配
等に拘らず、どのような運転条件でも、過過給、過給圧
の低下を防止して、正確に目標とする過給圧特性を得る
ことかでき、望ましい副ターボチャージャの助走回転を
達成することができ、切替ショックの少ない円滑なター
ボチャージャ切替を行うことができる。

【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図は本発明の一実施
例に係る方法の実施に用いる装置の系統図、 第３図は第２図の装置を用いて本発明方法を実施する場
合の制御フロー図、 第４図は第３図の制御フローによる、ターボチャージャ
の切替領域を示したエンジン回転数−過給圧特性図、 第５図はエンジン回転数変化率（△ＮＥ＞とデユーティ
値（Ｋ）との関係図、 第６図は排気切替弁小開デユーティ制御例を示す特性図
、 第７図は第２図の変形例に係る過給機付エンジンの系統
図、 第８図は従来の過給機付エンジンの概略系統図、第９図
はローギヤ時に排気切替弁小開時の開き速度が遅い場合
の特性図、 第１０図はハイギヤ時に排気切替弁小開時の開き速度が
速い場合の特性図、 第１１図は道路勾配による変化を示す加速時の特性図、 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 ８・・・・・・副ターボチャージャ 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 （デユーティＶＳＶ） ３３・・・・・・吸気バイパス弁 ３４・・・・・・エンジン回転数センサ３５・・・・・
・チエツク弁 ３６・・・・・・排気バイパス通路 ３７・・・・・・排気バイパス弁 ３８・・・・・・排気バイパス弁のアクチュエータ特　
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１１図 鱗 頚蒙田 乾紙ワｅ本

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、主ターボチャージャおよび副ターボチャージャと、
   副ターボチャージャに接続されたエンジンの吸、排気系
   にそれぞれ設けられ、ともに全開のときは副ターボチャ
   ージャに過給作動を行わせ、ともに全閉のときには副タ
   ーボチャージャの過給作動を停止させる吸気切替弁手段
   および排気切替弁手段と、を備え、主ターボチャージャ
   のみの過給作動から両ターボチャージャの過給作動への
   切替前に、排気切替弁手段を小開して排気ガスの一部を
   作動停止している副ターボチャージャに流し該副ターボ
   チャージャを助走回転させる過給機付エンジンにおいて
   、該エンジンの回転数の変化率を検出し、該エンジン回
   転数の変化率が大きい程、前記排気切替弁手段の小開時
   の開き速度を速くすることを特徴とする過給機付エンジ
   ンの制御方法。