JPH0396621A - ターボ過給機付エンジンの制御装置 - 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、プライマリおよびセカンダリの排気夕一ボ過
給機を備え、吸入空気量に応じてセカンダリターボ過給
機を作動または不作動にするようにしたターボ過給機付
エンジンの制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種のターボ過給機付エンジンとして、例えば
実開昭６０−１７８３２９号公報に開示されるように、
排気通路にプライマリおよびセカンダリの排気ターボ過
給機のタービンを並列的に設け、この二つの排気ターボ
過給機のブロアをエンジンの吸気通路に接続するととも
に、セカンダリターボ過給機のタービン上流側の排気通
路に排気カット弁を設け、吸入空気量が設定値よりも少
ない低吸入空気量域では排気カット弁を閉じてセカンダ
リターボ過給機を不作動とし、排気通路からの排気ガス
をプライマリターボ過給機のタービンに集中的に供給し
て高い過給圧を確保する一方、吸入空気量が設定値より
も多い高吸入空気量域では排気カット弁を開いてセカン
ダリターボ過給機を作動させ、排気通路からの排気ガス
を二つの排気ターボ過給機のタービンに供給して吸入吸
気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・ターボ式のエンジンが知られて
いる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記排気カット弁が開作動時に作動遅れを伴
ったり、故障により閉じ放しになった場合、吸入吸気量
が増大して上記設定値よりも多くなっても排気ガスがプ
ライマリターボ過給機に集中して供給されるので、プラ
イマリターボ過給機上流の排気圧力が過大になり、プラ
イマリターボ過給機の信頼性が損われる。

ところで、このようなターボ過給機付エンジンでは、過
給圧を制御する場合、上記排気通路に排気ターボ過給機
をバイパスするウエストゲート通路を設け、このウエス
トゲート通路にウエストゲート弁を設けて、エンジンの
過給圧が目標過給圧になるようにウエストゲート弁の開
度を調整することが行われる。

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、上述したようなシーケンシャ
ル・ターボ式のエンジンにおいて、排気カット弁が開作
動時に作動遅れを伴ったり、故障により閉じ放しになっ
たときには、ウエストゲート弁などのような排気をリリ
ーフする手段を備えた過給圧制御装置を利用して、ブラ
イマリタ一ボ過給機にかかる排気圧力を低下させること
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、排気カット弁が
開作動時に作動遅れを伴ったり、故障により閉じ放しに
なったときには、ウエストゲート弁などのような排気リ
リーフ手段を強制的に開くようにしている。

具体的に、本発明の講じた解決手段は、第１図に示すよ
うに、エンジンに対して並列に設けられた排気通路にタ
ービンがそれぞれ設けられたプライマリおよびセカンダ
リの排気ターボ過給機を備え、セカンダリターボ過給機
専用の排気通路に排気カット弁を設け、エンジンの高吸
入空気量域でのみ排気カット弁を開いてセカンダリター
ボ過給機を作動させるようにしたターボ過給機付エンジ
ンを前提とする。そして、これに対し、エンジンの過給
圧を検出する過給圧検出手段２５７と、ブライマリター
ボ過給機上流の排気通路に設けられ、排気をリリーフす
る排気リリーフ手段２２７．　　２３０と、上記過給圧
検出手段２５７の出力を受け、エンジンの過給圧が目標
過給圧になるように排気リリーフ手段２２７，２３０を
制御する過給圧制御手段３０１と、上記排気カット弁の
作動状態を検出する弁作動検出手段２５８と、エンジン
の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段３０２と、
上記弁作動検出手段２５８および吸入空気量検出手段３
０２の出力を受け、セカンダリターボ過給機が作動すべ
き運転領域で排気カット弁が閉じているときには、過給
圧制御手段３０１における目標過給圧を低く変更する目
標値変更手段３０２とを設ける構成としている。

（作用） 上記の構或により、本発明では、過給圧検出手段２５７
の検出に基づいて過給圧制御手段３０１により排気リリ
ーフ手段２２７，２３０が制御されて、エンジンの過給
圧が目標過給圧になる。

その場合、排気カット弁が開作動時に作動遅れを伴った
り、故障により閉じ放しになった場合、弁作動検出手段
２５８および吸入空気量検出手段３０２の検出に基づい
てセカンダリターボ過給機が作動すべき運転領域で排気
カット弁が閉じていると判断され、目標値変更手段３０
２により、目標過給圧が低く変更されて、過給圧を低く
すべく排気リリーフ手段２２７，２３０による排気のリ
リーフが促進され、ブライマリターボ過給機にかかる排
気圧力の過大化が防止されてプライマリターボ過給機の
信頼性が向上する。

（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２図は本発明の実施例に係る過給圧制御装置を備えた
２ロータタイプのターボ過給機付ロータリピストンエン
ジンを示す。第２図において、２０１はエンジンであっ
て、各気簡の排気通路２０２，２０３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２０２
．２０３の一方にはプライマリターボ過給機２０４のタ
ービン２０５が、また、他方にはセカンダリターボ過給
機２０６のタービン２０７がそれぞれ配設されている。

すなわち、このエンジン２０１では、各気筒の排気通路
２０２，２０３を独立してブライマリおよびセカンダリ
の両排気ターボ過給機２０４，２０６のタービン２０５
，２０７に導くことにより、両排気ターボ過給機２０４
，２０６によって過給を行う領域で排気動圧を両タービ
ン２０５，２０７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２０２，２０３
は、両タービン２０５．２０７の下流において合流して
一本の排気通路２２４になっている。

また、吸気通路２０９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２１０の途中には
プライマリターボ過給機２０４のブロア２１１が、また
、第２の分岐通路２１２の途中にはセカンダリターボ過
給機２０６のブロア２１３が配設されている。これら分
岐通路２１０，２１２は、分岐部において互いに対向し
、両側に略一直線に延びるよう形成されている。また、
二つの分岐通路２１０，２１２は各ブロア２１１，２１
３の下流で再び合流する。そして、再び一本になった吸
気通路２０９にはインタークーラ２１４が配設され、そ
の下流にはサージタンク２１５が、また、インタークー
ラ２１４とサージタンク２１５の間に位置してスロット
ル弁２１６が配設されている。また、吸気通路２０９の
下流端は分岐してエンジン２０１の各気簡に対応した二
つの独立吸気通路２１７，２１８となり、図示しない各
吸気ボートに接続されている。そして、これら各独立吸
気通路２１７，２１８にはそれぞれ燃料噴射弁２１９，
２２０が配設されている。

吸気通路２０９の上流側には、上記第１および第２の分
岐通路２１０．２１２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２２１が設けられてい
る。また、サージタンク２１５には、エンジンの過給圧
を検出する過給圧検出手段としての過給圧センサ２５７
が設けられている。２５３はエンジン回転数を検出する
回転数センサである。上記エアフローメータ２２１およ
び回転数センサ２５３はエンジンの吸入空気量を検出す
る吸入空気量検出手段として機能する。

二つの排気通路２０２．２０３は、ブライマリおよびセ
カンダリの両ターボ過給機２０４，２０６の上流におい
て、比較的小径の連通路２２２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２０７が配設
された排気通路２０３において、上記連通路２２２の開
口位置直下流には排気カット弁２２３が設けられている
。

また、上記連通路２２２の途中から延びて夕一ビン２０
５，２０７下流の合流排気通路２２４に連通ずるウエス
トゲート通路２２５が形戊され、該ウエストゲート通路
２２５には、ダイアフラム式のアクチュエータ２２６が
リンク結合されたウエストゲート弁２２７が配設されて
いる。

そして、上記ウエストゲート通路２２５のウエストゲー
ト弁上流部分とセカンダリ側タービン２０７につながる
排気通路２０３の排気カット弁下流とを連通させる洩ら
し通路２２８が設けられている。該排気洩らし通路２２
８には、ダイフラム式のアクチュエータ２２９にリンク
連結された排気洩らし弁２３０が設けられている。

排気カット弁２２３はダイアフラム式のアクチュエータ
２３１にリンク連結されている。このアクチュエータ２
３１には、排気カット弁２２３の開度を検出するポジシ
ョン・センサ２５８が設けられている。このポジション
・センサ２５８は、排気カット弁２２３の作動状態を検
出する弁作動検出手段として機能する。

一方、セカンダリターボ過給機２０６のブロア２１３が
配設された分岐通路２１２には、ブロア２１３下流に吸
気カット弁２３２が配設されている。この吸気カット弁
２３２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２３３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２１２には、ブロア２１
３をバイパスするようにリリーフ通路２３４が形成され
、該リリーフ通路２３４にはダイアフラム式の吸気リリ
ーフ弁２３５が配設されている。

排気洩らし弁２３０を操作する上記アクチュエータ２２
９の圧力室は、導管２３６を介して、ブライマリターボ
過給機２０４のブロア２１１が配設された分岐通路２１
０のブロア２１１下流に連通されている。

そして、上記導管２３６にはデューティ・ソレノイド・
バルブ２５６が設けられており、そのデューティ比を調
整することによって、ブロ７２１１下流から導入した圧
力を適宜調整するようにしている。この調整によりアク
チュエータ２２９の圧力室の圧力が調整されて排気洩ら
し弁２３０の開度が変わる。この排気洩らし弁２３０が
開くことにより、排気カット弁２２３が閉じているとき
に少量の排気ガスが排気洩らし通路２２８を流れてセカ
ンダリ側のタービン２０７に供給される。したがって、
セカンダリターボ過給機２０６は、上記排気カット弁２
２３が開く前に予め回転を開始する。

吸気カット弁２３２を操作する上記アクチュエータ２３
３の圧力室は、導菅２３７により電磁ソレノイド式三方
弁２３８の出力ボートに接続されている。また、排気カ
ット弁２２３を操作する上記アクチュエータ２３１は、
導管２３９により電磁ソレノイド式の別の三方弁２４０
の出力ポートに接続されている。さらに、吸気リリーフ
弁２３５を操作するアクチュエータ２４１の圧力室は、
導管２４２により電磁ソレノイド式の別の三方弁２４３
の出力ボートに接続されている。吸気リリーフ弁２３５
は、排気カット弁２２３および吸気カット弁２３２が開
く前の所定の時．期までリリーフ通路２３４を開いてお
く。それにより、排気洩らし通路２２８を流れる排気ガ
スによってセカンダリターボ過給機２０６が千回転する
際に、セカンダリターボ過給機２０６のブロア２１３に
エアを循環させ、ブロア２１３の高温化を防止するとと
もに、吸気カット弁２３２上流の圧力が上昇してサージ
ング領域に入るのを抑えている。

上記ウエストゲート弁２２７を操作する上記アクチュエ
ータ２２６は、導管２４４により上記導管２３６に接続
されている。該導管２４４には、デューティ・ソレノイ
ド・バルブ２４５が設けられており、そのデューティ比
を調整することによって、フロア２１１下流から導入し
た圧力を適宜調整するようにしている。この調整により
アクチュエータ２２６の圧力室の圧力が調整されてウエ
ストゲート弁２２７の開度か変わる。

上記３個の電磁ソレノイド式三方弁２３８，　　２４０
，２４３、デューテイ●ソレノイド・バルブ２５６　　
２４５および２個の燃料噴射弁２１９，２２０は、マイ
クロコンピュータを利用して構或されたコントロールユ
ニット２４６によって制御される。コントロールユニッ
ト２４６にはエンジン回転数センサ２５３の出力信号、
エアフローメータ２２１の出力信号、過給圧センサ２５
７の出力信号、ポジション・センサ２５８の出力信号の
ほか、スロットル開度、ブライマリ側ブロア２１１下流
の過給圧Ｐ１等が人力されている。

吸気カット弁２３２制御用の上記電磁ソレノイド式三方
弁２３８の一方の人力ポートは、導管２４７を介して負
圧タンク２４８に接続され、他方の人力ボートは導管２
４９を介して後述の差圧検出弁２５０の出力ボート２７
０に接続されている。

負圧タンク２４８には、スロットル弁２１６下流の吸気
負圧がチェック弁２５１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２４０の一方の人力
ポートは大気に解放されており、他方の入力ボートは、
導管２５２を介して、上記負圧タンク２４８に接続され
た上記導管２４７に接続されている。一方、吸気リリー
フ弁２３５制御用の三方弁２４３の一方の人力ボートは
上記負圧タンク２４８に接続され、他方の入力ボートは
大気に解放されている。このウエストゲート弁２２７お
よび排気洩らし弁２３０は、ブライマリターボ過給機２
０４の上流の排気通路に設けられ、排気をリリーフする
排気リリーフ手段として機能している。

第３図に示すように、上記差圧検出弁２５０は、そのケ
ーシング２６１内が第１および第２の二つのダイアフラ
ム２６２，２６Ｂによって三つの室２６４，２６５，２
６６に区画されている。そして、その一端側の第１の室
２６４には、第１の人力ボート２６７が開口され、また
、ケーシング２６１端部内面と第１のダイアフラム２６
２との間に圧縮スプリング２６８が配設されている。ま
た、真中の第２の室２６５には第２の入力ポート２６９
が開口され、他端側の第３の室２６６には、ケーシング
２６１端壁部中央に出力ボート２７０が、また、側壁部
に大気解放ボート２７１が開口されている。そして、第
１のダイアフラム２６２には、第２のダイアフラム２６
３を貫通し第３の室２６６の上記出力ポート２７０に向
けて延びる弁体２７２が固設されている。

第１の入力ボート２６７は、導管２７３によって、第３
図に示すように吸気カット弁２３２の下流側に接続され
、ブライマリ側ブロ７２１１下流側の過給圧Ｐ１を上記
第１の室２６４に導入する。

また、第２の入力ボート２６９は、導管２７４によって
吸気カット弁２３２上流に接続され、したがって、吸気
カット弁２３２が閉じているときの吸気カット弁２３２
上流側の圧力Ｐ２を導入するようになっている。このｉ
Ｉ１４人カポート２６７，２６９から導入される圧力Ｐ
ｉ，Ｐ２の差（Ｐ２一ＰＬ）が所定値以上になると、弁
体２７２が出力ボート２７０を開く。この出力ポート２
７０は、導管２４９を介して、吸気カット弁２３２制御
用の三方弁２３８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２３８がＯＮで吸気カット弁２
３２操作用のアクチュエータ２３３の圧力室につながる
導管２３７を差圧検出弁２５０の出力ポートにつながる
上記導管２４９に連通させている状態で、吸気カット弁
２３２上流の圧力つまり七カンダリ側の過給圧Ｐ２がプ
ライマリ側の過給圧ＰＩに近づいてきて、差圧ＰＩ−Ｐ
２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２３３に大気が導入され
、吸気カット弁２３２が開かれる。また、三方弁２３８
がＯＦＦになってアクチュエータ２３３例の上記導管２
３７を負圧タンク２４８につながる導管２４７に連通さ
せたときには、該アクチュエータ２３３に負圧が供給さ
れて、吸気カット弁２３２が閉じられる。

一方、排気カット弁２２３は、排気カット弁２２３制御
用の三方弁２４０がＯＦＦで排気カット弁２２３操作用
アクチュエータ２３１が圧力室につながる導管２３９を
負圧タンク２４８側の導管２５２に連通させたとき、該
アクチュエータ２３１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２４０がＯＮとなって出力側の上記導
管２３９を大気に解放すると、排気カット弁２２３は開
かれ、セカンダリターボ過給機２ｏ６による過給が行わ
れる。

吸気リリーフ弁２３５は、吸気リリーフ弁２３５制御用
の三方弁２４３がＯＦＦで吸気リリーフ弁２３５操作用
アクチュエータ２４１の圧力室につながる導管２４２を
負圧タンク２４８側に連通させたとき、該アクチュエー
タ２４１に負圧が供給されることによって開き、また、
この三方弁２４３がＯＮでアクチュエータ２４１の圧力
室につながる上記導管２４２を大気に解放すると閉じら
れる。

この実施例では、後述のように排気カット弁２２３、吸
気カット弁２３２および吸気リリーフ弁２３５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
吸入空気量域から低吸入空気量域への移行時に排気カッ
ト弁２２３が閉じて吸気カット弁２３２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２２３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２３２を強制的に閉じるようにしている。

第４図は、吸気カット弁２３２、排気カット弁２２３お
よび吸気リリーフ弁２３５の開閉制御を、排気洩らし弁
２３０の基本的制御とともに示す制御マップである。こ
のマップはコントロールユニット２４６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２３８，２４０，２４３の制御が行われる。

低吸入空気量域から高吸入空気量域に移行する時、エン
ジン回転数Ｒが低く、あるいは吸入空気ＱＱが少ない領
域においては、吸気リリーフ弁２３５は開かれており、
排気洩らし弁２３０が開くことによってセカンダリター
ボ過給機２０６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２３５制御用のソレノイド式三方
弁２４３がＯＮになって吸気リリーフ弁２３５が閉じる
。

そして、Ｑ４−Ｒ４のラインに達すると、排気カット弁
２２３制御用のソレノイド式三方弁２４０がＯＮになっ
て排気カット弁２２３が開き、次いで、Ｑ６−Ｒ６ライ
ンに達し、吸気カット弁２３２制御用のソレノイド式三
方弁２３８がＯＮになって吸気カット弁２３２か開くこ
とによりセカンダリターボ過給機２０６による過給が始
まる。

つまり、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２３２を駆動するアクチュエータ２３
３はソレノイド２３８の作動のみに支配されるものでは
なく、吸気カット弁２３２を開作動させる圧力源である
大気圧が差圧検出弁２５０を介して供給されるため、吸
気カット弁２３２の実際の開作動はソレノイド２３８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２３２制御用ソレノイド２３８をＯＦＦからＯＮにす
る上記Ｑ６，Ｒ６のラインは差圧検出弁２５０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２２３制御用ソレノイド２４０がＯＦ
Ｆ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Ｑ６，Ｒ６とＱ４，Ｒ４とは一致
させることもできる。

逆に、高吸入空気量域から低吸入空気量域へ移行する時
には、吸気カット弁２３２、排気カット弁２２３および
吸気リリーフ弁２３５を制御する各ソレノイド式三方弁
２３８，２４０，２４３はヒステリシスをもって、第４
図に破線で示すようにそれぞれＱ５−Ｒ５，Ｑ３−Ｒ３
，Ｑｌ−Ｒｌのラインで切り換わるよう設定されている
。すなわち、高吸入空気量域から低吸入空気量域へ移行
する時、Ｑ３，Ｒ３のラインに達すると排気カット弁２
２３の閉制御が行われ、さらに低吸入空気量域に移行し
てＱ５，Ｒ５のラインに達したとき吸気カット弁２３２
の閉制御が行われ、それより遅れて吸気リリーフ弁２３
５の開制御が行われる。

このように吸気カット弁２３２が排気カット弁２２３よ
り遅れて閉じることにより、低吸入空気量域への移行時
におけるサージングの発生が防止される。

なお、第４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。

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域にあるときにはセカン
ダリターボ過給機２０６への排気の導入が停止されるの
で、ブライマリターボ過給機２０４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Ｑ６−Ｒ６よりも高吸入空気量域にあるときには
ブライマリターボ過給機２０４およびセカンダリターボ
過給機２０６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。

第５図は、上記第４図の特性図に基づいて各弁のソレノ
イド作動状態を運転状態の移行（横軸左方が低吸入空気
量域、右方が高吸入空気量域）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２２３開閉
作動のヒステリシスは吸気カット弁２３２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２３２制御用ソレノイド２３８が０６，Ｒ６でＯＮと
なっても、差圧検出弁２５０の作用によって、実際の吸
気カット弁２３２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２２３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２３
２の閉作動の方は、ソレノイド２３８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Ｑ
５，Ｒ５は、Ｑ５＜Ｑ３，Ｒ５＜Ｒ３とする必要がある
。

次に、上記コントロールユニット２４６によるデューテ
ィ・ソレノイド・バルブ２５６，２４５の制御を説明す
る。まず、デューティ・ソレノイド・バルブ２５６によ
る排気洩らし弁２３０の制御を説明する。この制御は、
第６図に示すようなエンジン回転数と目標過給圧とのマ
ップに基づいて行われる。同図において、二点鎖線はエ
ンジンが要求する過給圧特性を示す。これに対して、実
線はポジション●センサ２５８により排気カット弁２２
３が開いていると検出されたときに参照されるマップを
示し、破線はポジション・センサ２５８により排気カッ
ト弁２２３が閉じていると検出されたときに参照される
マップを示す。以下、各マップの特性について説明する
。

■排気カット弁が開いている場合（実線）エンジンの全
回転域において要求過給圧よりも高い目標過給圧が設定
される。この設定により、過給圧を高目の目標過給圧に
まで上げるべく排気洩らし弁２３０が閉じられ、洩らし
弁２３０の不用意な開閉動が防止されて、その信頼性が
向上する。

■排気カット弁が閉じている場合（破線）エンジンの低
回転域（低吸入空気量域）では、排気カット弁２２３が
閉じていることを前提としてプライマリターボ過給機２
０４の容量設定等がなされているので、要求過給圧にほ
ぼ一致する目標過給圧が設定される。

一方、エンジンの高回転域（高吸入空気量域）では、排
気カット弁２２３が閉じていることは排気カット弁２２
３が開作動時に作動遅れを伴ったり、故障により閉じ放
しになっていることを意味しているので、要求過給圧よ
りも低い目標過給圧を設定する。このことにより、過給
圧を低くすべく洩らし弁２３０が開かれて排気のリリー
フが促進され、ブライマリターボ過給機２０４にかかる
排気圧力の過大化が防止されてブライマリターボ過給機
２０４の信頼性が向上する。また、排気圧力の過大化防
止によって、エンジンの失火発生の防止、トルクショッ
ク発生の防止が図られる。

次に、デューティ・ソレノイド・バルブ２４５によるウ
エストゲート弁２２７の制御を説明する。

この制御は、第７図に示すようなエンジン回転数と目標
過給圧とのマップに基づいて行われる。同図において、
二点鎖線はエンジンが要求する過給圧特性を示す。これ
に対して、実線はポジション・センサ２５８により排気
カット弁２２３が開いていると検出されたときに参照さ
れるマップを示し、破線はポジション・センサ２５８に
より排気カット弁２２３が閉じていると検出されたとき
に参照されるマップを示す。以下、各マップの特性につ
いて説明する。

■排気カット弁が開いている場合（実線）エンジンの全
回転域において要求過給圧にほぼ一致する目標過給圧が
設定される。この設定により、過給圧が目標過給圧に制
御される。

■排気カット弁が閉じている場合（破線）エンジンの低
回転域（低吸入空気量域）では、要求過給圧よりも高い
目標過給圧が設定される。

この設定により、過給圧を高目の目標過給圧にまで上げ
るべくウエストゲート弁２２７が閉じられ、ウエストゲ
ート弁２２７の不用意な開閉動が防止されて、その信頼
性が向上する。

一方、エンジンの高回転域（高吸入空気量域）では、排
気カット弁２２３が閉じていることは排気カット弁２２
３が開作動時に作動遅れを伴ったり、故障により閉じ放
しになっていることを意味しているので、要求過給圧よ
りも低い目標過給圧を設定する。このことにより、過給
圧を低くすべくウエストゲート弁２２７が開かれて排気
のリリーフが促進され、プライマリターボ過給機２０４
にかかる排気圧力の過大化が防止されてプライマリター
ボ過給機２０４の信頼性が向上する。また、排気圧力の
過大化防止によって、エンジンの失火発生の防止、トル
クショック発生の防止が図られる。

尚、第６図および第７図では、エンジン回転数と目標過
給圧とのマップが二種類ずつしか示されていないが、こ
れは特定負荷におけるマップを例示したものであり、他
の各種負荷ごとにマップが二種類ずつ設定されている。

つぎに、第４図の特性に基づいた各弁の制御を第８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２４３は、図の最上位に示す第１の比較回路１１
１の出力とその下に示す第２の比較回路１１２の出力と
を人力とする第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２２１の検出信号である吸入空気ｍＱ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
Ｑ＋　ラインに相当する設定値Ｑ１が入力され、また、
このＱ１に対するＱ’　＋　という＃Ｌ（ただし、Ｑ＋
　＋Ｑ’　＋　−Ｑご）が第１のゲート１４１を介して
人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Ｑ＋　＋Ｑ’１−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１４
１が閉じられたときにはＱ１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１４
１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３図のＲ１ラインに相当する設定値
Ｒ１が人力され、また、このＲ１に対するＲ／　ｉとい
う値（ただし、Ｒ，＋Ｒ’　，−Ｒ２）が第２のゲート
１４２を介して入力されるよう構威されていて、第２の
ゲート１４２が開かれたときはＲ１＋Ｒ’　１−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ｌ
４２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ｆｆｉＱ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２４３に出力す
る（ＯＮで吸気リリーフ弁２３５は閉じる）。第１およ
び第２のゲ一ト１４１，１４２は、第１のＯＲ回路１２
１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域への移行時には、第１のＯＲ回路
１２１の出力信号はＯＦＦであるので、各ゲート１４１
，１４２は開かれ第１および第２の比較回路１１１，１
１２に基準値としてＱ，，Ｒ２が人力される。したがっ
て、第３図でＱ２，Ｒ．のラインに達した時にＯＮ信号
が出され吸気リリーフ弁２３５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１４１．１４
２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，Ｒｌとなる。つまり、Ｑ′１，Ｒ’ｌに相当
するヒステリシスをもって逆方向への移行に備えたライ
ン設定がなされる。

排気カット弁作動用ソレノイド２４０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ｆｆｉＱ
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が設けられ、これら
の比較回路１１３．１１４の出力が第２のＯＲ回路１２
２を介してソレノイド２４０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が人力され、また、第３のゲート１４３を
介してＱ′３　（ただしＱ３　＋Ｑ’３−Ｑ４）が人力
される。同様に、第４の加算回路１３４には、設定値Ｒ
３と、第４のゲート１４４を介するＲ′３　（ただしＲ
３　＋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１
４４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
量域への移行時には第４図のＱａ，Ｒ４ラインを基準と
して排気カット弁２２３が開作動され、また、低吸入空
気量域への移行時にはＱ３．Ｒ３ラインによって弁２２
３が閉作動される。

吸気カット弁作動用ソレノイド２３８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Ｏ
Ｒ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１３５，１３
６を有し、また、各加算回路１３５．１３６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各弁に対する回路と差異がな
い。つまり、高吸入空気量域への移行時にはＱ６，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
気量域への移行時にはＱｓ，Ｒｓのラインによる吸気カ
ット弁閉制御が行われる。ここで、Ｑ６およびＲ６は同
様にＱｓ　十Ｑ’　ｓ−Ｑ６，Ｒ５　＋Ｒ’　Ｓ−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２３８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１２
２の出力がＯＮからＯＦＦに変った時を起点としてカウ
ントアップを開始するタイマ１５０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２３２を強制的に閉作動させ、同時
にＱ，　Ｒの基準値をＱ６，Ｒ６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ＯＦＦ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Ｑ６，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２３８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移
行時に、排気カット弁ソレノイド２３８がＯＦＦ状態で
吸気カット弁ソレノイド２４０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。

次に、デューティ・ソレノイド・バルブ２５６，２４５
の制御を説明する。まず、第９図において、１６１は選
択回路であって、該選択回路１６１はポジション・セン
サ２５８の出力信号、スロットル開度信号およびエンジ
ン回転数の信号を受けてマップから基本制ｇａ量である
ベースデューティ比Ｄを選択し、このペースデューティ
比Ｄを加算回路１６２に出力する。一方、１６３は選択
回路であって、該選択回路１６３はポジション・センサ
２５８の出力信号、スロットル開度信号およびエンジン
回転数の信号を受けて、第６図に例示されるような複数
のマップから負荷、排気カット弁の作動状態等に応じた
マップを選択し、このマップからエンジン回転数に応じ
た目標過給圧を求め、この目標過給圧を補正量設定回路
１６４に出力する。この補正量設定回路１６４では、過
給圧センサ２５７の出力信号と目標過給圧とを比較して
補正ｕＤ＋を決定し、この補正量ＤＩを加算回路１６２
に出力する。そして、この制御ｆｆｉ（Ｄ＋Ｄ＋）に基
づいてデューティ・ソレノイド・バルブ２５６を制御す
る。

また、デューティ・ソレノイド・バルブ２４５も、選択
回路１６６、加算回路１６７、選択回路１６８、補正量
設定回路１６９による第１０図の回路により、上記デュ
ーティ・ソレノイド・バルブ２５６の場合と同様に制御
される。

第９図および第１０図の回路において、選択回路１６１
，１６６、加算回路１６２，１６７、補正量設定回路１
６４，１６９により、過給圧センサ（過給圧検出手段）
２５７の出力を受け、エンジンの過給圧が目標過給圧に
なるようにウエストゲート弁２２７、排気洩らし弁２３
ｏ（排気リリーフ手段）を制御する過給圧制御手段３０
１を構成している。また、選択回路１６３，１６８によ
り、ポジション・センサ（弁作動検出手段）２５８およ
び吸入空気量検出手段２２１，２５３の出力を受け、セ
カンダリターボ過給機が作動すべき運転領域で排気カッ
ト弁２２３が閉じているときには、過給圧制御手段３０
１における目標過給圧を低く変更する目標値変更手段３
０２を構或している。

尚、排気カット弁２２３が開いているときに、吸気カッ
ト弁２３２が作動遅れや故障により閉じ放しになった場
合、サージングが起き易い。そこで、吸気カット弁２３
２にもポジション・センサを設け、排気カット弁２２３
が開き且つ吸気カット弁２３２が閉じているときには上
記同様にマップの変更により目標過給圧を下げてサージ
ングの発生を防止するようにしても良い。

また、上記実施例ではロータリピストンエンジンについ
て説明したが、これに限定されるものではなく、本発明
は例えばレシブロエンジン等、他のタイプのターボ過給
機付エンジンの制御装置についても適用することができ
る。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のターボ過給機付エンジン
の制御装置によれば、エンジンに対して並列に設けられ
た排気通路にタービンがそれぞれ設けられたプライマリ
およびセカンダリの排気ターボ過給機を備え、セカンダ
リターボ過給機専用の排気通路に排気カット弁を設け、
エンジンの高吸入空気量域でのみ排気カット弁を開いて
セカンダリターボ過給機を作動させるとともに、プライ
マリターボ過給機上流の排気通路に排気をリリーフする
排気リリーフ手段を設け、エンジンの過給圧が目標過給
圧になるように排気リリーフ手段を制御し且つセカンダ
リターボ過給機が作動すべき運転領域で排気カット弁が
閉じているときには、目標過給圧を低く変更するように
したので、排気カット弁が開作動時に作動遅れを伴った
り、故障により閉じ放しになった場合、排気リリーフ手
段による排気のリリーフが促進され、プライマリターボ
過給機にかかる排気圧力の過大化が防止されてプライマ
リターボ過給機の信頼性を向上できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構戊を示すブロック図である。 第２図〜第１０図は本発明の実施例を例示し、第２図は
全体概略構成図、第３図は差圧検出弁の断面図、第４図
は制御特性図、第５図は装置の作動状態説明図、第６図
および第７図は目標過給圧のマップを示す図、第８図〜
第１０図は制御回路を示す図である。 ２０４・・・プライマリターボ過給機 ２０６・・・セカンダリターボ過給機 ２２７・・・ウエストゲート弁（排気リリーフ手段）２
３０・・・排気洩らし弁（排気リリーフ手段）２５７・
・・過給圧センサ（過給圧検出手段）３０１・・・過給
圧制御手段 ３０２・・・目標値変更手段 ２２１・・・エアフローメータ（吸入空気量検出手段）
２５３・・・回転数センサ（吸入空気量検出手段）２５
８・・・ポジション・センサ（弁作動検出手段）２０４
・・・ブライマリターボ過給機 ２０６・・・セカンダリターボ過給機 ２２７・・・ウエストゲート弁（排気リリーフ手段）２
３０・・排気洩らし弁（排気リリーフ手段）２５７・・
・過給圧センサ（過給圧検出手段）３０１・・・過給圧
制御手段 ３０２・・・目標値変更手段 ２２１・・・エアフローメータ（吸入空気量検出手段）
２５３・・・回転数センサ（吸入空気量検出手段）２５
８・・・ポジション・センサ（弁作動検出手段）２２１
　，　２５３ 第 ５ 図 ｔ７７７ンダリＴ／Ｃ 第６ 図 第 ７ 図 第 ９ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンに対して並列に設けられた排気通路にタ
   ービンがそれぞれ設けられたプライマリおよびセカンダ
   リの排気ターボ過給機を備え、セカンダリターボ過給機
   専用の排気通路に排気カット弁を設け、エンジンの高吸
   入空気量域でのみ排気カット弁を開いてセカンダリター
   ボ過給機を作動させるようにしたターボ過給機付エンジ
   ンにおいて、 エンジンの過給圧を検出する過給圧検出手段と、 プライマリターボ過給機上流の排気通路に設けられ、排
   気をリリーフする排気リリーフ手段と、 上記過給圧検出手段の出力を受け、エンジンの過給圧が
   目標過給圧になるように排気リリーフ手段を制御する過
   給圧制御手段と、 上記排気カット弁の作動状態を検出する弁作動検出手段
   と、 エンジンの吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と
   、 上記弁作動検出手段および吸入空気量検出手段の出力を
   受け、セカンダリターボ過給機が作動すべき運転領域で
   排気カット弁が閉じているときには、過給圧制御手段に
   おける目標過給圧を低く変更する目標値変更手段 とを設けたことを特徴とするターボ過給機付エンジンの
   制御装置。