JPH03260329A - 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９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／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
、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をともに仝
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
３４号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
変制御される。

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
。

また、本発明に関連する先行技術として、排気切替弁を
バタフライ弁から構成される装置も知られている（特開
昭６０−１０４７１８号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、排気切替弁がとくにバタフライ弁のような場
合では、第８図に示すように、弁の開き開度が小さい領
域はど排気ガスの流量変化が大きくなる。したがって、
通常のデユーティ制御による排気切替弁においては、開
度量に関係なく開閉速度が一定であるため、リニアな流
量特性が得られず、過給圧の制御性が悪くなるという問
題が生じる。これに対処するためには、排気切替弁の開
度量に応じて排気切替弁の開閉速度を変化させる必要が
ある。

また、第８図の開弁圧特性からもわかるように、排気切
替弁を作動させる場合は、開弁開始に必要な駆動力と開
閉終了の駆動力とが異なるので、これを考慮した制御が
必要となる。つまり、排気切替弁の駆動力にはヒステリ
シスが存在するので、これを考慮しないと精度のよい開
閉動作ができなくなり、所望の流量特性を得ることがで
きない。

本発明は、上記の問題に着目し、開き角度に対する排気
ガスの通過流量がリニア特性を有しない排気切替弁を用
いた場合等でも、小開デユーティ制御時における排気ガ
スの流量制御を正確に行ない、過給圧の制御性を向上さ
せ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ボチ
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
段の小開デユーティ制御時のデユーティ比に、該排気切
替弁手段の流量特性を補正する積分定数値と排気切替弁
の駆動力のヒステリシスを補正するスキップ値とを付加
し、該積分定数値をデユーティ比に応じて変化させる方
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６
いては、排気切替弁の小開デユーティ制御時におけるデ
ユーティ比に、排気切替弁手段の流量特性を補正する積
分定数値を付加するようにしているので、排気切替弁の
開度が小さいほど開閉速度を遅くでき、逆に開度が大き
いほど開閉速度を早めることができる。これにより、排
気切替弁の特定領域における流量特性が補正される。ま
た、デユーティ比に排気切替弁のヒスプリシスを補正す
るスキップ値も付加されるので、精度のよい開閉動作が
可能となる。

したがって、開き開度に対する流量特性がリニアな特性
を有しないバタフライ弁のような排気切替弁を用いた場
合でも、排気ガスの流量制御が正確に行なわれ、過給圧
の制御性の向上がはかれる。

［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６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
示しており、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
下流とを連通す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１ｉｌＪ御を行う
ことが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０Ｎ−ＯＦＦする（過給圧または負圧と大気圧とを
運択的に切り替える）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。３
２は排気切替弁１７小開制御用の第５の三方電磁弁であ
り、ＯＮで過給圧をアクチュエータ１６のダイヤフラム
室１６ｂに導入して排気切替弁１７を小開し、ＯＦＦで
小開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、ｌｌａ　、　ｌｌｂはアクチュエータ１
１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の作動速度を可変させ、排
気切替弁１７の特定領域の流量特性を補正することが可
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７０−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（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
の小開制御においては、デユーティ比に、排気切替弁１
７の流量特性を補正する積分定数値に１、Ｋ２が付加さ
れている。積分定数値に、は、縦軸方向に延びるデユー
ティ比Ａ、に対して傾く値であり、この傾きの割合はデ
ユーティ比が５０％を越えたところを境として切替えら
れるようになっている。すなわち、本実施例では２種類
の積分定数値に１、Ｋ２が予め用意されており、デユー
ティ比が５０％以下では積分定数値に、が付加され、デ
ユーティ比が５０％をこえると積分定数値に２が付加さ
れるようになっている。

このデユーティ比および積分定数値の変化パターンは、
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お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。この制御ルーチンは、たとえば８■Ｓごとに行
なわれる。

第２図において、ステップ１００で排気小開デユーティ
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４０００ｒｐｍ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が読込まれる。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に道み、吸入空気量１０３
が、たとえば４０００　Ｊ／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４０００Ａ　／
　ｍｉｎよりも大である場合は、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＋５００！ＩｕｎＨ９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＋５００ｍＨｇ
よりも大である場合は、ステツブ１０７に進む。ステッ
プ１０６で吸気管圧力が＋５００＃ＩＨｇよりも低いと
判断された場合は、後述するステップ１１８に進む。

ステップ１０７では、スキップ制御がＯＮであるか否か
が判断される。つまり、このステップでは、スキップ制
御と積分制御のいずれかを選択すべきかの判断が行なわ
れる。ここで、積分制御とは、上述した積分定数による
デユーティ比の補正制御を意味する。スキップ制御は、
排気切替弁１７にあける開弁開始時の駆動力と開弁終了
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値によ
って補正するスキップ制御が行なわれる。

ステップ１０７において、スキップ制御であると判断さ
れた場合は、ステップ１０９に進み、デユーティ比にス
キップ値Ｓ（デユーティ比５％）が付加される。つぎに
、ステップ１１２に進み、デユーティ比が３０％を越え
ているか否かが判断される。

ここで、デユーティ比が３０％を越えていなければステ
ップ１１３に進み、デユーティ比は３０％にセットされ
、ステップ１１４に至る。ステップ１１２において、デ
ユーティ比が３０％よりも大きいと判断された場合は、
ステップ１１４に進み、スキップＯＮがリセットされる
。

ステップ１０７において、スキップ制御でないと判断さ
れた場合は、ステップ１０８に進み、デユーティ制御が
５０％を越えているか否かが判断される。

ここで、デユーティ比が５０％を越えていれば、ステッ
プ１１０に進み、デユーティ比に大きな積分定数値に２
　　（たとえばデユーティ比２％）が付加され、ステッ
プ１１５に至る。ステップ１０Ｂにおいて、デユーティ
比が５０％を越えていなければ、ステップ１１１に進み
、デユーティ比に小さな積分定数値に、（たとえばデユ
ーティ比１％）が付加され、ステップ１１５に至る。ス
テップ１１５では、スキップ制御のＯＦＦがセットされ
、ステップ１１６に進む。

ステップ１１６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１１７に進み、デユーティ比は１
００％に設定（修正）される。ステップ１１６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１２７に進む。

このように、ステップ１０７〜１１７は、吸気管圧力ま
たは吸入空気量が設定値以上になっ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１
７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１０６で吸
気管圧力が＋５００ａ＋Ｈｇよりも低い場合は、ステッ
プ１１８へ進む。このステップ１１８では、スキップ制
御がＯＦＦにセットされているか否かが判断される。つ
まり、このステップでは、スキップ制御と積分制御のい
ずれかを選択すべきかの判断が行なわれる。ステップ１
１８において、スキップ制御であると判断された場合は
、ステップ１２０に進み、デユーティ比からスキップ値
Ｓ（デユーティ比５％）が減算される。つぎに、ステッ
プ１２３に進み、スキップ制御のＯＦＦがリセットされ
る。ステップ１１８において、積分制御であると判断さ
れた場合は、ステップ１１９に進み、デユーティ比が５
０％を越えているか否かが判断される。ここで、デユー
ティ比が５０％を越えていると判断された場合は、ステ
ップ１２１に進み、デユーティ比から積分定数値に２　
（たとえばデユーティ比２％）が減算され、ステップ１
２４に至る。ステップ１１９で、デユーティ比が５０％
以下の場合は、ステップ１２２に進み、デユーティ比か
ら積分定数値Ｋ。

（たとえばデユーティ比２％）か減算され、ステップ１
２４に至る。ステップ１２４においては、スキップ制御
がＯＮセットされ、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、デユーティ比がゼロかまたはゼロよりも小でお
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１２６に
進んでデユーティ比はゼロにセットされ、ステップ１２
１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。このステップ１２７からは、第３図に示すバ
ルブ制卸が開始される。

このように、ステップ１１８〜１２６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２（）０でバルブ制御ルーチ
ンに入り、ステップ２０１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５５００Ｑ　／　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、５５００Ｑ／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、６０００Ｑ／１ｌ）ｉｎ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が開く
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２０４で第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’ｌ　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、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１
７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、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で第
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
ボチレージャ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１１８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６０００タ／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を仝閉とし、ステップ
２０Ｂ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＋５００ａ７
ＩＨｇ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。例えば吸
気管圧力ＰＭが一１００ｓＨ９より小さい場合は軽負荷
と判断し、−１ｏｏ、Ｈｇ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とプる。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が全開
、排気切替弁１７が全開、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
　、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１２１に進みリタ
ーンする。

ステップ２１１で吸気管圧力ＰＭが＋５００！ｗＩＩＨ
ｇ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、吸気管圧力が＋５００ｓｙＨ９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＋５００ａｎＨ９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８
８Ｍ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。副ターボチャージャ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を開弁さぜる
第５の三方電磁弁３２は、デユーティ制御されている。

小開デユーティ制御におけるデユーティ比には、排気切
替弁１７の流量特性を補正する積分定数値に１、Ｋ２と
、排気切替弁１１の駆動力のヒステリシスを補正するス
キップ値Ｓとが付加されるようになっている。この積分
定数値による補正により、排気切替弁１７の開度が小さ
い領域ではアクチュエータ１６による排気切替弁１７の
開閉速度を遅くでき、逆に開度か大きい領域では開閉速
度を早めることができる。これにより、排気切替弁１７
の特定領域における通過流量特性が補正され、流量特性
はほぼリニアなものとされる。

したがって、開き開度に対する流量特性がリニアな特性
を有しないバタフライ弁からなる排気切替弁であっても
、排気ガスの流量制御が正確に行なわれ、第１図に示す
過給圧Ｐの制御性の向上がはかれる。

また、排気切替弁１７の駆動力のヒステリシスを補正す
るスキップ値Ｓがデユーティ比に付加されることにより
、排気切替弁１７はアクチュエータ１６の動きに精度よ
く追従することができ、所望の流量特性が維持される。

なお、本実施例ではデユーティ比に付加される積分定数
値は２種類であったが、第７図に示すように、この積分
定数値Ｋｏをデユーティ比に対して連続的に変化させれ
ば、きめ細かな制御が可能になり、さらに制御性の向上
がはがれる。また、本実施例では、スキップ制御のＯＮ
側とＯＦＦ側でのスキップ値と積分定数値は同じであっ
たが、エンジンの種類に応じてＯＮ側とＯＦＦ側でその
値を変えることも必要である。

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
給空気量が得られ、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で制御される。

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６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〒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５５００ρ／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、スイングアーム弁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デユーテ
ィ制御時のデユーティ比に、排気切替弁手段の流量特性
を補正する積分定数値と排気切替手段の駆動力のヒステ
リシスを補正するスキップ値とを付加し、積分定数値を
デユーティ比に応じて変化させるようにしたので、排気
切替弁の開度による流量変化差を補正することができる
。

し・たがって、開き開度に対する通過流量特性がリニア
特性とならないバタフライ弁のような排気切替弁でも正
確な流量制御が可能となり、過給圧の制御性を向上させ
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
を示す特性図、 第２図および第３図は本発明にお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
はデユーティ比と排気切替弁の開度との関係を示す特性
図、 第６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７図は第２
図にあける積分定数値の変形例を示す特性図、 第８図は排気切替弁の通過流量とヒステリシスとの関係
を示す特性図、 第９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（］コンプレッサ下流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（デユーティ制御） ３３・・・・・・吸気バイパス弁 第１ 図 に１、Ｋ２、ＫＯ・・・・・・積分定数値Ｓ・・・・・
・スキップ値 第５図 （ヒステリノス） デユーティ比（７作動圧） 第７図 第８図 全閉 ？ｆＷ 峯９図 活；、フフフ−

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
   の小開デューティ制御時のデューティ比に、該排気切替
   弁手段の流量特性を補正する積分定数値と排気切替弁の
   駆動力のヒステリシスを補正するスキップ値とを付加し
   、該積分定数値をデューティ比に応じて変化させること
   を特徴とする過給機付エンジンの制御方法。