JPH03260328A - 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が並列に配設され、
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１１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（丁／Ｃ−１＞９２と副ター
ボチャージャ（Ｔ／（、−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、副ターボチャージャ９３のコンブレツサをバイパ
スする吸気バイパス通路には、吸気バイパス弁９６が設
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（つまり、主ターボチャージ
ャ９２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６１−１１２７
３４Ｍ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。

ところで、排気切替弁をデユーティ制御するようにした
内燃機関は、特開昭６３−２５３１９号公報に開示され
ている。デユーティ制御は、デユーティ比によって通電
時間を制御するものであり、デジタル的に通電、非通電
の割合を変えることにより、アナログ的に平均電流が可
変１御される。

したがって、排気切替弁は、デユーティ比による平均電
流の大小により、直接または間接的に開度が調整される
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、デユーティ制御による排気切替弁の制御
においては、開弁初期の摩擦抵抗に対して開弁トルクが
小さいので、弁体が動きにくく開弁遅れが生じるという
問題があった。これを、第８図および第９図によって説
明する。第８図は、排気切替弁がバタフライ弁から構成
されている場合を示している。図に示すように、排気切
替弁８１には、両方から排気ガス圧が作用しているが、
方の排気ガス圧Ｐ、が他方のガス圧Ｐ２よりも箸しく高
いので、排気切替弁８１の回転軸８２に作用する荷重が
大きくなり、排気切替弁８１の開弁初期には回転軸８２
とこれを支持する部材の間の摩擦抵抗により、排気切替
弁８１は動きにくくなる。そのため、開弁遅れが生じ、
第９図のＰ３に示すように、過給圧がオーバシュートし
、過給圧制御性が悪くなるという問題が生じていた。

第１０図は、排気切替弁の開度に対する開弁トルクの変
化を示している。図に示すように、開弁初期は、開弁ト
ルクＴが大であり、開度が大になるにしたがって開弁ト
ルクエは一旦小さくなり、その後、開度が大になるにし
たがって開弁トルク下も大となっている。したがって、
デユーティ制御される排気切替弁においては、開弁遅れ
を解消するためには、開弁初期に大きなトルクで排気切
替弁を駆動させる必要がある。

本発明は、上記の問題に着目し、デユーティ制御される
排気切替弁手段を開弁初期に素早く開弁させ、開弁遅れ
に起因する過給圧制御性の悪化を防止することのできる
制御方法を提供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に係る過給機付エンジンのｉｆ制
御方法は、主ターボチャージ１７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、排気切替弁手段をデユーティ制御に
より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の制御方法において、前記排気切
替弁手段の小開開始初期におけるデユーティ比を一時的
に犬にし、その後、該排気切替弁手段の制御を通常のデ
ユーティ制御に戻す方法から成る。

［作　　用］ このように構成された過給機付エンジンの制御方法にお
いては、排気切替弁手段の開弁初期にはデユーティ比が
一時的に大とされる。つまり、１サイクルの時間に対す
る通電時間の割合が増加され、排気切替弁手段を開弁さ
せる力は犬となる。

そのため、排気切替弁の前俊差圧に起因する開弁初期の
摩擦抵抗に十分打勝つことができ、排気切替弁の開弁遅
れは解消される。

［実施例］ 以下に、本発明に係る過給機付エンジンの制御方法の望
ましい実施例を、図面を参照して説明する。

第１図ないし第５図は、本発明の一実施例を示している
。このうち第４図は本発明を実施するための装置構成を
示してあり、とくに６気筒エンジンに適用した場合を示
している。

第４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３８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、副ターボヂャーシャである。ターボチャ
ージャ７．８のそれぞれのタービン７ａ　、Ｂａ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
下流に排気切替弁手段としての排気切替弁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。こ
こで、排気切替弁１７は、バタフライ弁から構成されて
いる。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、１ｍ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の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。

なあ、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］ンブレッサ
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４図中、１４はコンプレッサ出口側の吸気通路
、１５はコンプレッサ出口側の吸気通路を示す。

吸気通路１５はエア７０−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段ダイヤフラム式アクチュエータ
１６によって開閉され、一つのアクチュエータ１６にて
排気切替弁１７の小開、全開の両方の制御を行うことか
できるようになっている。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を仝閉とするよ
うにアクチュエータ１１．１６を作動させる。３２は排
気切替弁１７小開制御用の第５の三方電磁弁であり、Ｏ
Ｎで過給圧をアクチュエータ１６のダイヤフラム室１６
ｂに導入して排気切替弁１７を小開し、ＯＦＦで小間を
中止するようになっている。ここで、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、１１ａ、１１ｂ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。

排気切替弁１７を駆動させるアクチュエータ１６は、エ
ンジンコントロールコンピュータ２９によってデユーテ
ィ制御されている。デユーティ制御は、周知の通り、デ
ユーティ比により通電時間を制御することであり、デジ
タル的に通電、非通電の割合を変えることにより、アナ
ログ的に平均電流が可変制御される。なお、デユーティ
比は、１サイクルの時間に対する通電時間の割合であり
、１サイクル中の通電時間をＡ、非通電時間をＢとする
と、デユーティ比＝Ａ／Ａ＋Ｂｘ１００　　（％）で表
わされる。

本実施例では、第５の三方電磁弁３２をデユーティ制御
することにより、この電磁弁の開口量が可変、可能とな
っている。そして、第５の三方電磁弁を適宜制御するこ
とにより、アクチュエータ１６の応答性を高め、排気切
替弁１７の開弁遅れを解消することが可能となっている
。

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（１／Ｄインターフエイス）
、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１図は、排気切替弁の開度、デユーティ比、過給圧と
の関係を示している。図に示すように、排気切替弁１７
の小開開始初期におけるデユーティ比Ａ、は大に設定さ
れている。そして、排気切替弁１７が開いた後は、デユ
ーティ比Ｂ、は、−口供に設定され、その後、徐々に大
になるように設定されている。このデユーティ比Ａ、　
、Ｂ、等の変化パターンは、エンジンコントロールコン
ピュータ２９のＲＯＭに予め記憶されている。

つぎに、過給機付エンジンにあける排気切替弁のデユー
ティ制御方法を、第２図のフローチャートに基づいて説
明する。

第２図において、ステップ１００で排気小間デユーティ
制御ルーチンに入り、ステップ１０１でエンジン回転数
（ＮＥ＞が読込まれる。つぎに、ステップ１０２に進み
、エンジン回転数が４００Ｏｒｐｍ以上であるか否かが
判断される。ここで、エンジン回転数が４００Ｏｒｐｍ
よりも高い場合は、ステップ１０３に進み、吸入空気量
Ｑか読込まれる。吸入空気量はエアフロメータ２４から
の信号である。ステップ１０３で吸入空気量１０３が読
込まれると、ステップ１０４に進み、吸入空気量１０３
が、たとえば４０００１／ｍｉｎよりも大であるか否か
が判断される。ここで、吸入空気量が４０００１／　ｍ
ｉｎよりも犬である場合は、ステップ１０７に進む。

ステップ１０２において、エンジン回転数が４００Ｏｒ
ｐｍよりも低い場合は、ステップ１０５に進み、吸気管
圧力（ＰＭ）が読込まれる。吸気管圧力は、吸気管圧力
センサ３０からの信号である。ステップ１０５で吸気管
圧力が読込まれると、ステップ１０６に進み、たとえば
吸気管圧力が＋５００ｓｙ＋Ｈ９よりも大でおるか否か
が判断される。ここで、吸気管圧力が＋５００ｓｘｈｔ
ｇよりも大である場合は、ステップ１０７に進む。ステ
ップ１０６で吸気管圧力が±５００＃Ｋｌｌ！Ｈｇより
も低いと判断された場合は、後）ホするステップ１１７
に進む。

ステップ１０７では、デユーティ比がゼロに設定されて
いるか否かが判断される。ここで、デユーティ比がゼロ
に設定されていれば、ステップ１０９に進み、スキップ
制御がＯＮであるか否かか判断される。スキップ制御は
、排気切替弁１７における開弁開始時の駆動力と閉弁終
了時の駆動力に差があるために必要な制御である。すな
わち、排気切替弁１７の駆動力にはヒステリシスが存在
し、これに対応するためにデユーティ比を積分定数によ
って補正するスキップ制御が行なわれる。ステップ１０
９でスキップ制御がＯＮであると判断された場合は、ス
テップ１１０に進む。

ステップ１０７において、デユーティ比がゼロでないと
判断された場合は、ステップ１０８に進み、ここでスキ
ップ制御がＯＮに設定されているか否かが判断される。

ステップ１０８でスキップ制御がＯＮに設定されている
と判断された場合は、ステップ１１１に進み、ＯＮに設
定されていない場合は、ステップ１１２に進む。

ステップ１１０では、デユーティ比Ａ、がたとえは５０
％に設定され、このデユーティ比Ａ１に積分定数Ｃが付
加される。ステップ１１１では、デユーティ比Ｂ、がた
とえは５％に設定され、このデユーティ比Ｂ１に積分定
数Ｃが付加される。ステップ１１２では、デユーティ比
Ｃ１がたとえば２％に設定され、このデユーティ比Ｃ１
に積分定数Ｃが付加される。つまり、ステップ１０７で
デユーティ比がゼロと設定されている場合は、排気切替
弁１７が閉弁していると判断し、ステップ１１０におい
てデユーティ比が著しく大に設定される。ステップ１１
０の処理がなされると、ステップ１１３に進んでスキッ
プ制御のＯＮがリセットされ、さらにステップ１１４に
進んでスキップ制御のＯＦＦがセラ１〜される。

ステップ１０７において、デユーティ比がゼロ以外に設
定され、ステップ１０８でスキップ制御がＯＮにセラｉ
〜されていれば、排気切替弁１７は僅かではあるが開弁
じていると判断され、ステップ１１１の処理がなされる
。そして、ここでデユーティ比Ｂ、が５％に設定され、
ステップ１１３に進む。ステップ１０８において、スキ
ップ制御がＯＮに設定されていない場合は、ステップ１
１２に進み、デユーティ比Ｃ１か２％に設定され、その
後、ステップ１１５に進む。

ステップ１１５では、デユーティ比が１００％以上に設
定されているかを判断し、１００％以上であると判断さ
れた場合は、ステップ１１６に進み、デユーティ比は１
００％に設定（修正）される。ステップ１１５において
、デユーティ比が１００％以下に設定されている場合は
、ステップ１２９に進む。

このように、ステップ１０７〜１１６までの処理は、吸
気管圧力または吸入空気量が設定値以上になつた場合の
制御を示し、この場合は、デユーティ比を増加させ、排
気切替弁１７を開く方向に作動させる。

前に戻って、ステップ１０４で吸入空気量が４０００１
／ｍｉｎよりも少ない場合、またはステップ１０＆で吸
気管圧力が＋５００ｍＨｇよりも低い場合は、ステップ
１１７へ進む。このステップ１１７では、デユーティ比
がゼロにセットされているか否かが判断され、ここで、
デユーティ比がゼロに設定されていれば、ステップ１１
９に進み、スキップ制御かＯＦＦにセットされているか
否かが判断される。

スキップ制御は、上述したように、排気切替弁１７の駆
動力にヒステリシスが存在するために行なわれる制御で
ある。ステップ１１９でスキップ制御がＯＦＦであると
判断された場合は、ステップ１２０に進む。

ステップ１１７において、デユーティ比がゼロでないと
判断された場合は、ステップ１１８に進み、ここでスキ
ップ制御がＯＦＦに設定されているか否かが判断される
。ステップ１１８でスキップ制御がＯＦＦに設定されて
いると判断された場合は、ステップ１２１に進み、ＯＦ
Ｆに設定されていない場合は、ステップ１２２に進む。

ステップ１２０では、デユーティ比Ａ、が第１図のポイ
ントに、から５０％減騨される。また、ステップ１２１
ではポイン１〜に２から５％のデユーティ比が減算され
る。ざらに、ステップ１２２ではポイントに３から２％
のデユーティ比が減算される。

ステップ１２０およびステップ１２１の処理かなされる
と、ステップ１２３に進んでスキップ制御のＯＦＦがリ
セットされる。そして、さらにステップ１２４に進んで
スキップ制御のＯＮセットかなされ、ステップ１２５に
至る。なあ、ステップ１２２の処理か完了した場合も、
ステップ１２５に進む。

ステップ１２５においては、デユーティ比がゼロかまた
はゼロよりも小であるか否かが判断される。

ここで、デユーティ比かゼロかまたはゼロよりも小であ
ると判断された場合は、ステップ１２６に進み、デユー
ティ比はゼロに修正される。そして、ステップ１２７に
進んでデユーティ比はゼロにセツトされ、ステップ１２
９に進んで第５の三方電磁弁３２のデユーティ制御が行
なわれる。ステップ１２５において、デユーティ比がゼ
ロまたはゼロよりも小と判断された場合は、ステップ１
２８に進んでデユーティ比をゼロリセットした後、ステ
ップ１２９に至る。このステップ１２９からは、第３図
に示すバルブ制御が開始される。

このように、ステップ１１７〜１２８は、吸気管圧力ま
たは吸入空気量が設定値以下となった場合の制御処理を
示しており、この場合はデユーティ比を減少させ、排気
切替弁１７を閉じる方向に作動させる。

第３図は、本実施例におけるバルブ制御処理の手順を示
したフローチャートであり、図においては第１〜第５の
三方電磁弁をそれぞれＶ　Ｓ　Ｖ　Ｎｏ。

１〜ＶＳＶＮｏ、５、ターボチャージャをＴ／Ｃと表わ
しである。

第３図において、ステップ２００でバルブ制御ルーチン
に入り、ステップ２０１て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からの信号
である。つぎにステップ２０２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５５００ρ／ｍｉｎ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、５５００Ｃ／ｍｉｎ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、６０００ρ／ｍｎ近辺で切り替わるこ
とになる。

ステップ２０２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２０３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か開（
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２０４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’１１０ａ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、後述の如く、
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２７ＯＮ４＊、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、例えば１秒
の時間遅れをもたせ、１秒経過後にステップ２０５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Ｖ６ａ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２０６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（なあ、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６００Ｊ／ｍｉｎとなっている）。

続いてステップ２２１に進んでリターンする。

ステップ２０２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２０７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
２０８で第４の三方電磁弁２８をＯＦＦとして排気切替
弁１７を全開とし、ステップ２０９で第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。

続いてステップ２１０で吸気管圧力ＰＭを読み込む。ス
テップ２１１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＋５００ｍＨ
９よりも小さい場合はステップ２１２に進み、第５の三
方電磁弁３２をＯＦＦとし、アクチュエータ１６のダイ
ヤフラム室１６ｂに大気圧力を導く。この状態でステッ
プ２１３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＠気管
圧力ＰＭが一１００ａ＋Ｈ９より小さい場合は軽負荷と
判断し、−１００ｍＨｇ以上の場合は高負荷と判断する
。

ステップ２１３で高負荷と判断された場合はステップ１
２０に進み、第２の三方電磁弁２６をＯＦＦとする。す
なわち、吸気切替弁１８を仝閉とし、ステップ２２１に
進みリターンする。この状態では吸気切替弁１８が仝閉
、排気切替弁１７が仝閉、吸気バイパス３３が全開とな
るので、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２１３で軽負荷と判断された場合は、ステップ
２１４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
　、Ｂｂ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１２１に進みリタ
ーンする。

ステップ２１１で吸気管圧力ＰＭが＋５００　ａｍ　Ｈ
’１以上と判断された場合は、ステップ２１５で第５の
三方電磁弁３２をＯＮとし、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のコンプレッ
サ下流の吸気管圧力（過給圧力）を導く。

これによって、排気切替弁１７は小開制御される。

この小開制御は、吸気管圧力か＋５００ｍＨｇよりも大
きくならないように排気切替弁１７を部分的に開いて制
御するものである。通常ターボチャージャの過給圧制御
は、設定圧＋５００ｍＨｇより大きくなった場合にウェ
ストゲートバルブ３１を開き、主ターボチャージャ７の
回転数を制御するが、本実施例の作動個数可変有り並列
ターボチャージャでは、ウェストゲートバルブ３１を開
く代わりに排気切替弁１７を部分的に開いて排気ガスの
一部を停止側の副ターボチャージャ８のタービン８ａに
導くことにより副ターボチャージャ８を助走回転させる
。副ターボヂャージャ８の助走回転数が高い程、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
トルク低下（トルクショック）が軽減され、滑らかに切
替えられるものである。

この小開制御においては、排気切替弁１７を開弁させる
第５の三方電磁弁３２は、デユーティ制御されており、
小開開始初期にあけるデユーティ比は第１図に示すよう
に、犬に設定されるため、過給圧が第５の三方電磁弁３
２から素早くアクチュエータ１６のダイヤフラム室１６
ｂに伝達される。これにより、排気切替弁１７は素早く
、しかも大きな駆動力で回動される。そのため、開弁初
期の摩擦抵抗による排気切替弁１７の開弁遅れは防止さ
れ、第１図に示すように、過給圧Ｐの制御性が向上され
る。

つまり、第５の三方電磁弁３２には、−時的に大きな電
流が流されるため、電磁弁自体の開度が大となり、排気
切替弁１７を駆動するアクチュエータ１６に供給される
空気量は増大し、これによって排気切替弁１７の開弁遅
れが解消される。

つぎに、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特性について説明する。

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
給空気量か得られ、出力が向上される。このとき過給圧
は、たとえば＋５００ｍＨ９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。

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ャ７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、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、レスポンスをざらに改
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、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５５００９／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。

なお、本実施例では、排気切替弁１７をバタフライ弁か
ら構成したが、第６図に示すポペット弁４１ヤ、第７図
に示すスイングアーム弁４２から構成しても同様な効果
が得られる。

さらに、本実施例は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、本発明に係る過給機付エンジンの
制御方法によるときは、排気切替弁手段の小開開始初期
におけるデユーティ比を一時的に大にし、その後、この
排気切替弁手段の制御を通常のデユーティ制御に戻すよ
うにしたので、排気切替弁手段の前後差圧に起因した開
弁初期の摩擦抵抗による開弁遅れを解消することができ
る。したがって、小開制御時における過給圧のオーバシ
ュートが防止され、過給圧制御特性を向上させることが
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にお
ける排気切替弁の開度とデユーティ比と過給圧との関係
を示ず特性図、 第２図および第３図は本発明にあける制御の流れを示す
フローチャート、 第４図は本発明を実施するための装置の系統図、第５図
は第４図の装置における１個ターボチャージャ、２個タ
ーボチャージャ時の過給圧特性図、第６図および第７図
は第４図の装置にあける排気切替弁の変形例を示す断面
図、 第８図は従来の排気切替弁の上流側および下流側に排気
ガス圧力が作用している状態を示す断面図、 第９図は第８図の排気切替弁による小開制御をした場合
の過給圧の変化を示す特性図、第１０図は第８図の排気
切替弁の開度と開弁トルクの関係を示す特性図、 第１１図は従来の過給機付エンジンの概略系統図、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・・・・・・インターターラ フ・・・・・・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７０−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（デユーティ制御） ３３・・・・・・吸気バイパス弁 出　願　人　　トヨタ自動車株式会社 第１ 第８図 ８ 第９図 第１０図

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、排気切替弁手段をデューティ制御により小開
   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
   機付エンジンの制御方法において、前記排気切替弁手段
   の小開開始初期におけるデューティ比を一時的に大にし
   、その後、該排気切替弁手段の制御を通常のデューティ
   制御に戻すことを特徴とする過給機付エンジンの制御方
   法。