JPH04310436A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、吸気系及び排気系に
一対をなす主過給機及び副過給機を並列に備えてなり、
運転状態に応じて各過給機の作動個数を切り替える過給
機付エンジンに係り、詳しくはそのエンジンに連結され
た自動変速機の制御を行う過給機付エンジンの制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの吸気系及び排気系に対
して主及び副の二つの過給機（ターボチャージャ）を並
列に設け、エンジン低吸入空気量域では副ターボチャー
ジャの過給作動を停止させて主ターボチャージャのみで
過給を行わせ、エンジン高吸入空気量域では主・副の両
ターボチャージャを過給作動させるようにした、いわゆ
る「２ステージツインターボシステム」の過給機付エン
ジンが知られている。

【０００３】この種の技術として、例えば本出願人によ
り特願平２−５６４９４において先に提案された「過給
機付エンジンの制御方法」がある。この技術は、主・副
二つのターボチャージャの作動個数を切り替えるに当た
って、その切替頻度を必要最小限に抑えるべく、主ター
ボチャージャのみの作動から主・副両ターボチャージャ
の作動へ切り替えるときには、エンジンの吸入空気量に
基づいて切替条件を判定し、主・副両ターボチャージャ
の作動から主ターボチャージャのみの作動へ切り替える
ときには、エンジン回転数に基づいて切替条件を判定す
るようにしていた。つまり、主・副両ターボチャージャ
の作動へ一旦切り替わったときには、エンジン回転数が
ある程度低い基準回転数に落ちるまでその状態を保持し
、ターボチャージャの作動個数切り替えの頻度を少なく
していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
技術では、エンジン回転数が基準回転数に落ちるまで主
・副両ターボチャージャによる作動状態を保持していた
ので、その基準回転数の付近から加速を行おうとした場
合に、相対的に過給レスポンスの低い過給状態から加速
が行われることになった。そのため、ターボラグが大き
くなり、エンジン回転数の上昇が遅れて加速性を悪化さ
せるおそれがあった。つまり、主・副両ターボチャージ
ャによる過給状態からの加速性の点で問題があった。

【０００５】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、主過給機のみの作動から主
過給機及び副過給機の作動への切替えをエンジンの吸入
空気量に基づいて実行し、主過給機及び副過給機の作動
から主過給機のみの作動への切替えをエンジン回転数に
基づいて実行するようにした過給機付エンジンにおいて
、過給機の作動個数にかかわらずエンジン回転数の上昇
を早めることが可能で、もって加速性を向上させること
が可能な過給機付エンジンの制御装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、図１に示すように、複数気
筒よりなるエンジンＭ１に連結されて変速状態を切り替
える自動変速機Ｍ２と、エンジンＭ１の吸気系Ｍ３及び
排気系Ｍ４に並列に設けられた一対をなす主過給機Ｍ５
及び副過給機Ｍ６と、副過給機Ｍ６に対応する吸気系Ｍ
３及び排気系Ｍ４にそれぞれ設けられた吸気切替弁Ｍ７
及び排気切替弁Ｍ８と、エンジンＭ１の運転状態を検出
する運転状態検出手段Ｍ９と、主過給機Ｍ５のみの作動
から主過給機Ｍ５及び副過給機Ｍ６の作動へ切替えると
きには、運転状態検出手段Ｍ９の検出によって得られる
吸入空気量に基づいて切替え条件を判定し、主過給機Ｍ
５及び副過給機Ｍ６の作動から主過給機Ｍ５のみの作動
へ切替えるときには、運転状態検出手段Ｍ９の検出によ
って得られるエンジン回転数に基づいて切替え条件を判
定する切替判定手段Ｍ１０と、その切替判定手段Ｍ１０
の判定結果に基づき、主過給機Ｍ５のみを作動させる場
合には吸気切替弁Ｍ７及び排気切替弁Ｍ８を共に閉じさ
せ、主過給機Ｍ５及び副過給機Ｍ６を共に作動させる場
合には吸気切替弁Ｍ７及び排気切替弁Ｍ８を共に開かせ
るように制御する切替弁制御手段Ｍ１１とを備えた過給
機付エンジンの制御装置において、車速と負荷の関係に
よって予め定められた自動変速機Ｍ２のダウンシフトし
難い第１のシフトパターンとダウンシフトし易い第２の
シフトパターンをそれぞれ備え、切替判定手段Ｍ１０の
判定結果に基づき、主過給機Ｍ５のみを作動させる場合
には第１のシフトパターンに基づいて自動変速機Ｍ２を
駆動制御し、主過給機Ｍ５及び副過給機Ｍ６を共に作動
させる場合には第２のシフトパターンに基づいて自動変
速機Ｍ２を駆動制御する変速機制御手段Ｍ１２を設けて
いる。

【０００７】

【作用】上記の構成によれば、図１に示すように、切替
判定手段Ｍ１０が運転状態検出手段Ｍ９の検出によって
得られる吸入空気量に基づいて切替え条件を判定し、主
過給機Ｍ５のみの作動から主過給機Ｍ５及び副過給機Ｍ
６の作動へ切替えるとき、切替弁制御手段Ｍ１１はその
判定結果に基づき、吸気切替弁Ｍ７及び排気切替弁Ｍ８
を共に開かせるように制御する。このとき、変速機制御
手段Ｍ１２は切替判定手段Ｍ１０の判定結果に基づき、
車速と負荷の関係によって予め定められたダウンシフト
し易い第２のシフトパターンを選択し、そのシフトパタ
ーンに基づいて自動変速機Ｍ２を駆動制御する。従って
、主過給機Ｍ５及び副過給機Ｍ６を共に作動させて相対
的に過給レスポンスの低い過給状態から加速が行われる
場合には、ダウンシフトし易い第２のシフトパターンに
従って自動変速機Ｍ２が変速され、より低速側の変速状
態から加速が行われる。

【０００８】一方、切替判定手段Ｍ１０が運転状態検出
手段Ｍ９の検出によって得られるエンジン回転数に基づ
いて切替え条件を判定し、主過給機Ｍ５及び副過給機Ｍ
６の作動から主過給機Ｍ５のみの作動へ切替えるとき、
切替弁制御手段Ｍ１１はその判定結果に基づき、吸気切
替弁Ｍ７及び排気切替弁Ｍ８を共に閉じせるように制御
する。このとき、変速機制御手段Ｍ１２は切替判定手段
Ｍ１０の判定結果に基づき、車速と負荷の関係によって
予め定められたダウンシフトし難い第１のシフトパター
ンを選択し、そのシフトパターンに基づいて自動変速機
Ｍ２を駆動制御する。従って、主過給機Ｍ５のみを作動
させて相対的に過給レスポンスの良い過給状態から加速
が行われる場合には、ダウンシフトし難い第１のシフト
パターンに従って自動変速機Ｍ２が駆動制御されること
になり、自動変速機の頻繁な変速が抑えられる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の過給機付エンジンの制御装
置を具体化した一実施例を図２〜図９に基づいて詳細に
説明する。図２，４，５はこの実施例における車両に搭
載された直列６気筒の過給機付ガソリンエンジンシステ
ムを説明する概略構成図である。エンジン１の吸気系に
は、吸気脈動或いは吸気干渉を防止するためのサージタ
ンク２が設けられている。又、サージタンク２の上流側
には、スロットルボディ３が設けられている。このスロ
ットルボディ３の内部には、図示しないアクセルペダル
の操作に連動して開閉されるスロットル弁４が設けられ
ている。そして、そのスロットル弁４が開閉されること
により、サージタンク２への吸入空気量Ｑが調節される
。更に、サージタンク２の下流側は、エンジン１の各気
筒＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６毎へ分岐された
吸気マニホルド５となっている。この吸気マニホルド５
には、エンジン１の各気筒＃１〜＃６毎に燃料を噴射供
給する燃料噴射弁（インジェクタ）６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，
６Ｄ，６Ｅ，６Ｆがそれぞれ設けられている。各インジ
ェクタ６Ａ〜６Ｆには図示しない燃料ポンプの作動によ
り、フユーエルタンクから所定圧力の燃料が供給される
ようになっている。更に、エンジン１の各気筒＃１〜＃
６に対応して、点火プラグ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７
Ｅ，７Ｆがそれぞれ設けられている。

【００１０】一方、エンジン１の排気系には、排気マニ
ホルド８が設けられている。この排気マニホルド８は排
気干渉を伴わない気筒群＃１〜＃３と、気筒群＃４〜＃
６との２つに集合され、その集合部８ａ，８ｂが連通路
９によって互いに連通されている。エンジン１の吸気系
及び排気系には、主過給機としての主ターボチャージャ
１０及び副過給機としての副ターボチャージャ１１がそ
れぞれ並列に設けられている。即ち、主・副の各ターボ
チャージャ１０，１１を構成する各タービン１０ａ，１
１ａは、その上流側が排気マニホルド８の各集合部８ａ
，８ｂにそれぞれ連通されている。つまり、主ターボチ
ャージャ１０に対応してエンジン１の気筒群＃１〜＃３
が連通され、副ターボチャージャ１１に対応してエンジ
ン１の気筒群＃４〜＃６が連通されている。又、各ター
ビン１０ａ，１１ａの下流側は主・副別々の排気通路１
２，１３に連通されている。主・副の各排気通路１２，
１３はその下流側にて合流し、三元触媒を内蔵してなる
触媒コンバータ１４を介して外部に連通されている。

【００１１】一方、主・副の各ターボチャージャ１０，
１１を構成する各コンプレッサ１０ｂ，１１ｂは、その
上流側が主・副別々の吸気通路１５，１６に連通されて
いる。主・副の各吸気通路１５，１６の上流側は一本の
共通吸気通路１７に合流してエアクリーナ１８を介し外
部に連通されている。又、各コンプレッサ１０ｂ，１１
ｂの下流側は主・副別々の吸気通路１９，２０に連通さ
れている。主・副の各吸気通路１９，２０の下流側は一
本の共通吸気通路２１に合流して連通され、吸気冷却用
のインタークーラ２２、更にはスロットルボディ３を介
してサージタンク２に連通されている。

【００１２】この実施例において、主ターボチャージャ
１０はエンジン１の低吸入空気量域から高吸入空気量域
まで作動されるものであり、副ターボチャージャ１１は
低吸入空気量域で停止され、高吸入空気量域のみで作動
されるものであり、主・副の両ターボチャージャ１０，
１１により、いわゆる「２ステージツインターボシステ
ム」が構成されている。

【００１３】主・副の両ターボチャージャ１０，１１の
作動・停止を可能にするために、副ターボチャージャ１
１のタービン１１ａに連通する副排気通路１３の途中に
は、排気切替弁２３が設けられている。又、副ターボチ
ャージャ１１のコンプレッサ１１ｂに連通する副吸気通
路２０の途中には、吸気切替弁２４が設けられている。 これら排気切替弁２３及び吸気切替弁２４は、それぞれ
三方式の第１及び第２のバキュームスイッチングバルブ
（以下単に「ＶＳＶ」という）２５，２６の開閉切替に
よって駆動されるダイヤフラム式のアクチュエータ２７
，２８によってそれぞれ開閉されるようになっている。 第１及び第２のＶＳＶ２５，２６の大気ポートにはエア
フィルタ２９を介して大気が導入され、圧力ポートには
プレッシャータンク３０から所要の高圧空気が導入され
るようになっている。

【００１４】従って、第１及び第２のＶＳＶ２５，２６
の開閉切替により、各アクチュエータ２７，２８のダイ
ヤフラム室２７ａ，２８ａへの空気圧導入が調節される
ことにより、各アクチュエータ２７，２８が作動して排
気切替弁２３及び吸気切替弁２４がそれぞれ開閉される
。即ち、第１のＶＳＶ２５はオンされることにより、排
気切替弁２３を全開とするようにアクチュエータ２７を
作動させ、オフされることにより、排気切替弁２３を全
閉とするようにアクチュエータ２７を作動させる。 又、第２のＶＳＶ２６はオンされることにより、吸気切
替弁２４を全開とするようにアクチュエータ２８を作動
させ、オフされることにより、吸気切替弁２４を全閉と
するようにアクチュエータ２８を作動させる。そして、
排気切替弁２３及び吸気切替弁２４の両方が全開のとき
には、主・副の両ターボチャージャ１０，１１が作動す
る「ダブル過給ステージ」となり、両切替弁２３，２４
の両方が全閉のときには、主ターボチャージャ１０のみ
が作動する「シングル過給ステージ」となる。

【００１５】副ターボチャージャ１１のタービン１１ａ
に連通する副排気通路１３には、排気切替弁２３を迂回
して主排気通路１２に連通する排気バイパス通路３１が
設けられている。又、この排気バイパス通路３１には、
同通路３１を開閉する排気バイパス弁３２が設けられて
いる。この排気バイパス弁３２は、ダイヤフラム式のア
クチュエータ３３によって開閉されるようになっている
。このアクチュエータ３３のダイヤフラム室３３ａは、
吸気切替弁２４よりも下流側の副吸気通路２０に連通さ
れると共に、二方式の第３のＶＳＶ３４を介してコンプ
レッサ１１ｂよりも上流側の副吸気通路１６に連通され
ている。そして、この第３のＶＳＶ３４の開閉により、
ダイヤフラム室３３ａにコンプレッサ１０ｂによる過給
圧の導入が調節されることにより、アクチュエータ３３
が作動されて排気バイパス弁３２が開閉されるようにな
っている。即ち、第３のＶＳＶ３４はデューティ制御さ
れることにより、主ターボチャージャ１０のコンプレッ
サ１０ｂによる過給圧の大気へのブリード量を調整し、
アクチュエータ３３のダイヤフラム室３３ａへの作動圧
を調整して排気バイパス弁３２の開度（開口量）が可変
とされる。

【００１６】更に、吸気切替弁２４よりも上流側の副吸
気通路２０と、主ターボチャージャ１０のコンプレッサ
１０ｂよりも上流側の主吸気通路１５との間には、両通
路２０，１６を連通する第１の吸気バイパス通路３５が
設けられている。又、第１の吸気バイパス通路３５の一
端側には、同通路３５を開閉するために、ダイヤフラム
式のアクチュエータ３６によって駆動される第１の吸気
バイパス弁３７が設けられている。このアクチュエータ
３６は三方式の第４のＶＳＶ３８の開閉切替によって駆
動される。この第４のＶＳＶ３８の大気ポートにはエア
フィルタ２９を介して大気が導入され、圧力ポートには
プレッシャータンク３０から所要の高圧空気が導入され
るようになっている。

【００１７】従って、第４のＶＳＶ３８の開閉切替に基
づき、アクチュエータ３６のダイヤフラム室３６ａへの
空気圧の導入が調節されることにより、アクチュエータ
３６が作動して第１の吸気バイパス弁３７が開閉される
。即ち、第４のＶＳＶ３８はオンされることにより、第
１の吸気バイパス弁３７を全閉とするようにアクチュエ
ータ３６を作動させ、オフされることにより、第１の吸
気バイパス弁３７を全開とするようにアクチュエータ３
６を作動させる。この第１の吸気バイパス通路３５は主
ターボチャージャ１０のみの作動から、主・副の両ター
ボチャージャ１０，１１の作動への切り替えをスムーズ
にするために開かれる通路である。

【００１８】尚、プレッシャータンク３０の圧力ポート
はインタークーラ２２よりも上流側の共通吸気通路２１
に連通されており、同プレッシャータンク３０に対して
主ターボチャージャ１０による過給圧が供給されるよう
になっている。又、副吸気通路２０において吸気切替弁
２４の上流側と下流側とを連通させるバイパス通路３９
には、リード弁４０が設けられている。そして、副ター
ボチャージャ１１のコンプレッサ１１ｂの出口圧力が主
ターボチャージャ１０のそれよりも大きくなったとき、
そのバイパス通路３９及びリード弁４０を介して吸気切
替弁２４の上流側から下流側へと空気がバイパスされる
ようになっている。

【００１９】一方、主ターボチャージャ１０において、
タービン１０ａの上流側と下流側との間にはウェイスト
ゲート通路４１が設けられている。又、このウェイスト
ゲート通路４１には、同通路４１を開閉するウェイスト
ゲート弁４２が設けられている。このウェイストゲート
弁４２は、主ターボチャージャ１０による過給圧が予め
設定された圧力を越えることを防止するために、そのタ
ービン１０ａへの流入排気ガスを、タービン１０ａの出
口側へバイパスしてタービン１０ａの出力を調節し、主
ターボチャージャ１０による過給圧をコントロールする
ためのものである。そして、ウェイストゲート弁４２は
ダイヤフラム式のアクチュエータ４３によって開閉され
るようになっている。このアクチュエータ４３のダイヤ
フラム室４３ａは、コンプレッサ１０ｂよりも下流側の
主吸気通路１９に連通されると共に、二方式の第５のＶ
ＳＶ４４を介してコンプレッサ１０ｂよりも上流側の主
吸気通路１５に連通されている。そして、その第５のＶ
ＳＶ４４の開閉により、ダイヤフラム室４３ａにコンプ
レッサ１０ｂによる過給圧の導入が調節されることによ
り、アクチュエータ４３が作動してウェイストゲート弁
４２が開閉される。即ち、第５のＶＳＶ４４はデューテ
ィ制御されることにより、過給圧の大気へのブリード量
を調整し、アクチュエータ４３のダイヤフラム室４３ａ
への作動圧を調整してウェイストゲート弁４２の開度（
開口量）が可変とされる。

【００２０】又、主ターボチャージャ１０に関わり、そ
のコンプレッサ１０ｂよりも上流側の主吸気通路１５と
同コンプレッサ１０ｂよりも下流側の共通吸気通路２１
との間には、第２の吸気バイパス通路４５が設けられて
いる。この第２の吸気バイパス通路４５の一端側には、
同通路４５を開閉するために、ダイヤフラム式のアクチ
ュエータ４６によって駆動される第２の吸気バイパス弁
４７が設けられている。このアクチュエータ４６のダイ
ヤフラム室４６ａはサージタンク２に連通されている。 従って、サージタンク２内が負圧になったときのみ、第
２の吸気バイパス弁４７が開かれるようにアクチュエー
タ４６が作動され、それ以外のときには第２の吸気バイ
パス弁４７が閉じられるようにアクチュエータ４６が作
動されるようになっている。

【００２１】そして、エンジン１はエアクリーナ１８を
通じて導入される外気を、共通吸気通路１７、主・副の
各吸気通路１５，１６、主・副の各ターボチャージャ１
０，１１のコンプレッサ１０ｂ，１１ｂ、インタークー
ラ２２、サージタンク２及び吸気マニホルド５等を通じ
て取り込む。又、その外気の取り込みと同時に、エンジ
ン１は各インジェクタ６Ａ〜６Ｆから噴射される燃料を
取り込む。更に、エンジン１はその取り込んだ燃料と外
気との混合気を各気筒＃１〜＃６の燃焼室にて爆発・燃
焼させて駆動力を得た後、その排気ガスを排気マニホル
ド８、主・副の各ターボチャージャ１０，１１のタービ
ン１０ａ，１１ａ、主・副の各排気通路１２，１３及び
触媒コンバータ１４を介して外部へ排出させる。

【００２２】エンジン１の運転状態を検出する運転状態
検出手段を構成する各センサとしては、スロットルボデ
ィ３においてスロットル弁４の開度（スロットル開度）
ＡＣＣＰを検出するスロットル開度センサ６１が設けら
れている。サージタンク２には、同タンク２内における
吸気圧ＰＭを検出する吸気圧センサ６２が設けられてい
る。エアクリーナ１８の下流側には、共通吸気通路１７
を通過する吸入空気量Ｑを測定する周知の可動ベーン式
エアフローメータ６３が設けられている。又、エンジン
１には、その冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出す
る水温センサ６４が設けられている。更に、主・副の両
排気通路１２，１３の合流部近傍には、排気中の酸素濃
度を検出する、即ち排気空燃比を検出する酸素センサ６
５が設けられている。この酸素センサ６５は主排気通路
１２にオフセットした位置に配置されている。

【００２３】エンジン１の各気筒毎＃１〜＃６に設けら
れた各点火プラグ７Ａ〜７Ｆには、ディストリビュータ
４８にて分配された点火信号が印加される。ディストリ
ビュータ４８はイグナイタ４９から出力される高電圧を
エンジン１のクランク角に同期して各点火プラグ７Ａ〜
７Ｆに分配するためのものである。そして、各点火プラ
グ７Ａ〜７Ｆの点火タイミングは、イグナイタ４９から
の高電圧出力タイミングにより決定される。

【００２４】ディストリビュータ４８にはエンジン１の
回転に連動して回転される図示しないロータが内蔵され
ている。そして、このディストリビュータ４８には、ロ
ータの回転からエンジン回転数ＮＥを検出する回転数セ
ンサ６６が設けられている。同じくディストリビュータ
４８には、ロータの回転に応じてエンジン１のクランク
角の変化を所定の割合で検出する気筒判別センサ６７が
それぞれ取付けられている。この実施例では、１行程に
対してエンジン１が２回転するものとして、気筒判別セ
ンサ６７は３６０°ＣＡの割合でクランク角を検出する
ようになっている。又、エンジン１に駆動連結された自
動変速機５０には、車速ＳＰＤを検出するための車速セ
ンサ６８が設けられている。

【００２５】そして、各インジェクタ６Ａ〜６Ｆ、イグ
ナイタ４９及び第１〜第５のＶＳＶ２５，２６，３４，
３８，４４は、切替判定手段及び切替弁制御手段を構成
するエンジン電子制御装置（以下単に「エンジンＥＣＵ
」という）７１に電気的に接続され、そのエンジンＥＣ
Ｕ７１の作動によってそれらの駆動タイミングが制御さ
れるようになっている。

【００２６】次に、エンジンＥＣＵ７１の構成について
図３のブロック図に従って説明する。エンジンＥＣＵ７
１は中央処理装置（ＣＰＵ）７２、所定の制御プログラ
ム等を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）７３
、ＣＰＵ７２の演算結果等を一時記憶するランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）７４、予め記憶されたデータを保
存するバックアップＲＡＭ７５等と、これら各部と外部
入力回路７６、外部出力回路７７等とをバス７８によっ
て接続した論理演算回路として構成されている。

【００２７】外部入力回路７６には、前述したスロット
ル開度センサ６１、吸気圧センサ６２、エアフローメー
タ６３、水温センサ６４、酸素センサ６５、回転数セン
サ６６、気筒判別センサ６７及び車速センサ６８等がそ
れぞれ接続されている。そして、ＣＰＵ７２は外部入力
回路７６を介してエアフローメータ６３及び各センサ６
１，６２，６４〜６８からの出力信号を入力値として読
み込む。

【００２８】又、ＣＰＵ７２は、これらの入力値に基づ
いて、外部出力回路７７に接続された各インジェクタ６
Ａ〜６Ｆ、イグナイタ４９及び第１〜第５のＶＳＶ２５
，２６，３４，３８，４４等を好適に制御する。尚、こ
の実施例において、燃料噴射は各気筒＃１〜＃６毎の独
立噴射となっており、各インジェクタ６Ａ〜６Ｆは各気
筒＃１〜＃６の噴射タイミングが到来した時に個々に駆
動制御されるようになっている。尚、この実施例のエン
ジン１において、各気筒＃１〜＃６の燃料噴射は気筒＃
１、気筒＃５、気筒＃３、気筒＃６、気筒＃２及び気筒
＃４の順序で行われるようになっている。

【００２９】上記のように、エンジンＥＣＵ７１は主に
エンジン１の燃料噴射制御、点火時期制御及び過給圧制
御を司る制御装置であり、これに加えてこの実施例では
、図２に示すように、変速機制御手段を構成するエレク
トリックコントロールドトランスミッション（ＥＣＴ）
ＥＣＵ７９が設けられている。即ち、この実施例におい
て、自動変速機５０は直結クラッチ付きオーバドライブ
４速式であって、ＥＣＴＥＣＵ７９はその自動変速機５
０の直結クラッチ制御、変速制御を司るようになっいる
。そのために、ＥＣＴＥＣＵ７９の入力側には、自動変
速機５０のギヤ変速機構に設けられてそのシフト位置Ｐ
Ｓを検出するシフト位置センサ６９が電気的に接続され
ている。又、ＥＣＴＥＣＵ７９の出力側には、自動変速
機５０に内蔵された図示しないアクチュエータが電気的
に接続されている。更に、ＥＣＴＥＣＵ７９はエンジン
ＥＣＵ７１との間で信号のやりとりを行うようになって
いる。そして、ＥＣＴＥＣＵ７９はエンジンＥＣＵ７１
からエアフローメータ６３及び各センサ６１，６２，６
４〜６８等の検出値や演算結果等のデータ信号を読み込
むと共に、シフト位置センサ６９の検出値を読み込み、
その時々のシフト条件に応じて自動変速機５０を好適に
駆動制御する。

【００３０】この実施例において、ＥＣＴＥＣＵ７９は
エンジンＥＣＵ７１と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡ
Ｍ等よりなる論理演算回路として構成されている。そし
て、そのＲＯＭには、図６にマップで示すように、車速
ＳＰＤと負荷としてのスロットル開度ＡＣＣＰの関係に
よって予め定められた自動変速機５０のアップシフトの
ためのシフトパターンデータＵＰ１１，ＵＰ１２がそれ
ぞれ記憶されている。又、同じくそのＲＯＭには、図７
にマップで示すように、車速ＳＰＤと負荷としてのスロ
ットル開度ＡＣＣＰの関係によって予め定められた自動
変速機５０のダウンシフトのためのシフトパターンデー
タＤＰ１１，ＤＰ１２がそれぞれ記憶されている。従っ
て、ＥＣＴＥＣＵ７９のＣＰＵは読み込まれた入力値か
ら上記の各シフトパターンデータＵＰ１１，ＵＰ１２，
ＤＰ１１，ＤＰ１２を参照して自動変速機５０を駆動制
御するようになっている。

【００３１】尚、図６，７の各シフトパターンデータＵ
Ｐ１１，ＵＰ１２，ＤＰ１１，ＤＰ１２において、破線
は「シングル過給ステージ」で使用される第１のシフト
パターンＵＰ１１，ＤＰ１１であり、車速ＳＰＤとスロ
ットル開度ＡＣＣＰの関係においてアップシフト又はダ
ウンシフトし難いパターンに設定されている。一方、各
シフトパターンデータＵＰ１１，ＵＰ１２，ＤＰ１１，
ＤＰ１２において、実線は「ダブル過給ステージ」で使
用される第２のシフトパターンＵＰ１２，ＤＰ１２であ
り、車速ＳＰＤとスロットル開度ＡＣＣＰの関係におい
てアップシフト又はダウンシフトし易いパターンに設定
されている。ここで、図６，７の各シフトパターンデー
タにおいて、１速と２速、２速と３速、或いは３速と４
速の間で、アップシフトする車速ＳＰＤとダウンシフト
する車速ＳＰＤとの間にある程度の差（ヒステリシス）
が設定されている。このヒステリシスの設定は、各シフ
ト点付近での走行中に、自動変速機５０のシフトが頻繁
に行われて走行が不円滑になるのを防止するためになさ
れている。

【００３２】上記のように構成された過給機付ガソリン
エンジンシステムにおいて、エンジンＥＣＵ７１はエア
フローメータ６３及び各センサ６１，６２，６４〜６８
からの入力値に基づきその時々の運転状態を判断し、そ
の運転状態に応じて主ターボチャージャ１０及び副ター
ボチャージャ１１の作動を次のように制御する。先ず、
エンジン１の運転状態が低速域で、かつ高負荷域である
場合には、エンジンＥＣＵ７１は排気切替弁２３及び吸
気切替弁２４が共に閉じ、第１及び第２のＶＳＶ２５，
２６を切替制御する。これによって、主ターボチャージ
ャ１０のみが作動される「シングル過給ステージ」とな
る。この「シングル過給ステージ」において、エンジン
１からの排気ガスは、図４に矢印で示すように、主ター
ボチャージャ１０のみを流れ、そのタービン１０ａを回
転駆動させる。更に、そのタービン１０ａを通過した排
気ガスは、図４に矢印で示すように、主排気通路１２を
経て主・副の両排気通路１２，１３の合流部に至り、更
に下流の触媒コンバータ１４を通過して外部へと排出さ
れる。このように、低吸入空気量域で「シングル過給ス
テージ」とする理由は、低吸入空気量域では主ターボチ
ャージャ１０のみによる過給特性の方が主・副の両ター
ボチャージャ１０，１１による過給特性よりも優れてい
るからである。そして、このような「シングル過給ステ
ージ」にすることより、エンジン１のトルクの立ち上が
りが速くなり、低速域のレスポンスを大幅に良くするこ
とができる。

【００３３】又、この実施例において、酸素センサ６５
の取付け位置は、主ターボチャージャ１０のタービン１
０ａに連通する主排気通路１２にオフセットさせている
ことから、主ターボチャージャ１０からの排気ガス流が
酸素センサ６５に効率良く当たってその酸素濃度が検出
される。従って、酸素センサ６５は排気ガス流によって
迅速に温められ、空燃比制御のための安定した出力温度
特性域に早期に達することができる。この「シングル過
給ステージ」においては、排気ガス流の全量が必ず酸素
センサ６５に当たり、後に説明する「ダブル過給ステー
ジ」においても、常時作動する主ターボチャージャ１０
からの排気ガス流が必ず酸素センサ６５に当たることに
なり、その酸素センサ６５により排気ガスの酸素濃度を
精度良く検出することができる。

【００３４】更に、エンジン１の運転状態が低速域で、
かつ低負荷域である場合には、エンジンＥＣＵ７１は排
気切替弁２３が閉じたままで吸気切替弁２４のみが開か
れるように、第１及び第２のＶＳＶ２５，２６を切替制
御する。これによって、「シングル過給ステージ」のま
まで、主・副の両吸気通路１５，１６が共に開かれ、主
ターボチャージャ１０のみの作動による吸気抵抗の増大
を抑えることができる。そして、このようにすることに
より、低負荷域からの加速初期における過給圧の立ち上
がり特性、運転上のレスポンスを改善することができる
。

【００３５】又、エンジン１の運転状態が低吸入空気量
域から高吸入空気量域へ移行する場合、即ち「シングル
過給ステージ」から「ダブル過給ステージ」へ切り替わ
る場合には、エンジンＥＣＵ７１は排気切替弁２３及び
吸気切替弁２４が共に開かれるように、第１及び第２の
ＶＳＶ２５，２６を切替制御する。この際、排気切替弁
２３が閉じられているときに排気バイパス弁３２を開く
ように、エンジンＥＣＵ７１が第３のＶＳＶ３４を切替
制御する。即ち、排気ガスの一部を副ターボチャージャ
１１に流すことにより、副ターボチャージャ１１の助走
回転数を高めて、ステージ切り替えをよりスムーズに行
うことができる。併せて、第１の吸気バイパス弁３７を
開くように、エンジンＥＣＵ７１が第４のＶＳＶ３８を
切替制御することにより、ステージ切り替えを更にスム
ーズに行うことができる。

【００３６】図８に示すように、この実施例において「
シングル過給ステージ」から「ダブル過給ステージ」へ
の切り替えは、エンジン回転数ＮＥの１回転当たりにお
ける吸入空気量Ｑ、即ち単位吸入空気量Ｇａによって判
定されるようになっいる。一方、エンジン１の運転状態
が高吸入空気量域の場合には、排気切替弁２３と吸気切
替弁２４が共に開かれたままで、かつ排気バイパス弁３
２が閉じられるように、エンジンＥＣＵ７１は第１〜第
３のＶＳＶ２５，２６，３４を切替制御する。これによ
って、主・副の両ターボチャージャ１０，１１により過
給が行われる「ダブル過給ステージ」の状態が保持され
る。この「ダブル過給ステージ」において、エンジン１
からの排気ガスは、図５に矢印で示すように、主・副の
両ターボチャージャ１０，１１を流れ、各タービン１０
ａ，１１ａを回転駆動させる。更に、各タービン１０ａ
，１１ａを通過した排気ガスは、図５に矢印で示すよう
に、主・副の両排気通路１２，１３を経てそれらの合流
部に至り、更に下流の触媒コンバータ１４を通過して外
部へと流れる。このように、「ダブル過給ステージ」と
することにより、主・副の両ターボチャージャ１０，１
１の両コンプレッサ１０ｂ，１１ｂによって充分な過給
圧が得られ、高速域におけるエンジン１の出力が向上さ
れる。そして、このときの過給圧が例えば「＋５００ｍ
ｍＨｇ」を越えないように、ウェイストゲート弁４２を
開閉させるように、エンジンＥＣＵ７１は第５のＶＳＶ
４４を駆動制御（デューティ制御）する。

【００３７】これに対し、図８に示すように、この実施
例において「ダブル過給ステージ」から「シングル過給
ステージ」への切り替えは、エンジン回転数ＮＥによっ
て判定されるようになっている。即ち、エンジン回転数
ＮＥが所定の基準回転数α（例えば「３０００ｒｐｍ」
）よりも小さくならない限り、「ダブル過給ステージ」
から「シングル過給ステージ」へ切り替わらないように
なっている。

【００３８】次に、上記のように構成した過給機付ガソ
リンエンジンシステムに係り、ＥＣＴＥＣＵ７９により
実行されるシフト制御のための処理動作について図９の
フローチャートに従って説明する。処理がこのルーチン
へ移行すると、先ずステップ１０１において、エンジン
１が主・副両ターボチャージャ１０，１１の作動による
「ダブル過給ステージ」であるか否かを判断する。この
判断は、排気切替弁２３を開閉させるために駆動制御さ
れる第１のＶＳＶ２５がオンであるか否かをエンジンＥ
ＣＵ７１から読込んで行われる。

【００３９】そして、「ダブル過給ステージ」である場
合には、ステップ１０２において、スロットル開度セン
サ６１、車速センサ６８及びシフト位置センサ６９の各
検出値に基づき、スロットル開度ＡＣＣＰ、車速ＳＰＤ
及びシフト位置ＰＳをそれぞれ読込む。続いて、ステッ
プ１０３において、読み込まれたスロットル開度ＡＣＣ
Ｐ、車速ＳＰＤ及びシフト位置ＰＳに基づき、図６，７
に実線で示す各シフトパターンＵＰ１２，ＤＰ１２を選
択する。即ち、車速ＳＰＤとスロットル開度ＡＣＣＰの
関係においてアップシフト又はダウンシフトし易いシフ
トパターンＵＰ１２，ＤＰ１２を選択する。

【００４０】その後、ステップ１０４において、選択さ
れた各シフトパターンＵＰ１２，ＤＰ１２に基づいて自
動変速機５０をシフト制御し、その後の処理を一旦終了
する。即ち、エンジン１の運転状態がアップシフトを要
求されている場合には、アップシフトし易いシフトパタ
ーンＵＰ１２に基づいて自動変速機５０の変速状態が切
り替えられる。又、エンジン１の運転状態がダウンシフ
トを要求されている場合には、ダウンシフトし易いシフ
トパターンＤＰ１２に基づいて自動変速機５０の変速状
態が切り替えられる。

【００４１】一方、ステップ１０１において、「ダブル
過給ステージ」ではなく「シングル過給ステージ」であ
る場合には、ステップ１０５において、スロットル開度
センサ６１、車速センサ６８及びシフト位置センサ６９
の各検出値に基づき、スロットル開度ＡＣＣＰ、車速Ｓ
ＰＤ及びシフト位置ＰＳをそれぞれ読込む。続いて、ス
テップ１０６において、読み込まれたスロットル開度Ａ
ＣＣＰ、車速ＳＰＤ及びシフト位置ＰＳに基づき、図６
，７に破線で示す各シフトパターンＵＰ１１，ＤＰ１１
を選択する。即ち、車速ＳＰＤとスロットル開度ＡＣＣ
Ｐの関係においてアップシフト又はダウンシフトし難い
シフトパターンＵＰ１１，ＤＰ１１を選択する。

【００４２】その後、ステップ１０７において、選択さ
れた各シフトパターンＵＰ１１，ＤＰ１１に基づいて自
動変速機５０をシフト制御し、その後の処理を一旦終了
する。即ち、エンジン１の運転状態がアップシフトを要
求されている場合には、アップシフトし難いシフトパタ
ーンＵＰ１１に基づいて自動変速機５０の変速状態が切
り替えられる。又、エンジン１の運転状態がダウンシフ
トを要求されている場合には、ダウンシフトし難いシフ
トパターンＤＰ１１に基づいて自動変速機５０の変速状
態が切り替えられる。

【００４３】以上のようにして自動変速機５０のシフト
制御がＥＣＴＥＣＵ７９により実行される。上記のよう
にこの実施例の過給機付ガソリンエンジンシステムによ
れば、主ターボチャージャ１０のみが作動される「シン
グル過給ステージ」では、アップシフト又はダウンシフ
トし難いシフトパターンＵＰ１１，ＤＰ１１に基づいて
自動変速機５０がシフト制御される。又、主・副両ター
ボチャージャ１０，１１が作動される「ダブル過給ステ
ージ」では、アップシフト又はダウンシフトし易いシフ
トパターンＵＰ１２，ＤＰ１２に基づいて自動変速機５
０がシフト制御される。

【００４４】従って、「ダブル過給ステージ」の状態で
車両の加速が行われる場合には、ダウンシフトし易いシ
フトパターンＤＰ１２によって自動変速機５０がシフト
制御されることになる。そのため、より低速側の変速状
態から加速が行われ、エンジン回転数ＮＥを早めに上昇
させることができる。特に、この実施例では、図８に示
すようにエンジン回転数ＮＥが基準回転数αよりも小さ
くならない限り、「ダブル過給ステージ」から「シング
ル過給ステージ」へ切り替わらないようになっている。 そのため、基準回転数αの付近から加速を行おうとした
場合に、相対的に過給レスポンスの低い過給状態から加
速が行われることになるのであるが、自動変速機５０が
早めにダウンシフトされることから、大きめのターボラ
グを補い、エンジン回転数ＮＥの上昇を早めて車両の加
速性を向上させるたとができる。

【００４５】一方、「シングル過給ステージ」の状態で
車両の加速が行われる場合には、ダウンシフトし難いシ
フトパターンＤＰ１１によって自動変速機５０がシフト
制御されることになる。この場合の「シングル過給ステ
ージ」では、もともと主ターボチャージャ１０のみの作
動により過給レスポンスが良く、低速トルクも相対的に
大きいことから、ダウンシフトが行われない状態でもエ
ンジン回転数ＮＥを早めに上昇させて加速性を充分に確
保することができる。従って、自動変速機５０がダウン
シフトされなくても加速性を確保できることから、その
分だけ自動変速機５０のシフト頻度を少なくすることが
でき、自動変速機５０のシフト制御に起因する燃費の悪
化を改善することができる。

【００４６】以上のことから、この実施例の過給機付ガ
ソリンエンジンシステムによれば、各ターボチャージャ
１０，１１の作動個数に合わせて自動変速機５０が変速
され、各ターボチャージャ１０，１１の作動個数にかか
わらずエンジン回転数ＮＥの上昇を早めることができ、
もって車両の加速性を向上させることができるのである
。

【００４７】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、各シフトパターンデータにおい
て、アップシフトする車速ＳＰＤとダウンシフトする車
速ＳＰＤとの間にある程度のヒステリシスを設定したが
、このヒステリシスの設定を省略してもよい。

【００４８】（２）前記実施例では、直列６気筒の過給
機付ガソリンエンジンシステムに具体化したが、直列式
のエンジンではなくてＶ型のエンジンに具体化すること
もでき、或いは６気筒のエンジンではなくて４気筒や８
気筒等のエンジンに具体化することもできる。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
、主過給機のみの作動から主過給機及び副過給機の作動
への切替えをエンジンの吸入空気量に基づいて実行し、
主過給機及び副過給機の作動から主過給機のみの作動へ
の切替えをエンジン回転数に基づいて実行するようにし
た過給機付エンジンにおいて、主過給機のみを作動させ
る場合には予め定められたダウンシフトし難い第１のシ
フトパターンに基づいて自動変速機を駆動制御し、主過
給機及び副過給機を共に作動させる場合には予め定めら
れたダウンシフトし易い第２のシフトパターンに基づい
て自動変速機を駆動制御するようにしたので、各過給機
の作動個数にかかわらずエンジン回転数の上昇を早める
ことができ、もって車両の加速性を向上させることがで
きるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の概念構成図である。

【図２】この発明を具体化した一実施例における過給機
付ガソリンエンジンシステムを説明する概略構成図であ
る。

【図３】一実施例におけるエンジンＥＣＵの構成を示す
ブロック図である。

【図４】一実施例における過給機付ガソリンエンジンシ
ステムの「シングル過給ステージ」における過給作動を
説明する概略構成図である。

【図５】一実施例における過給機付ガソリンエンジンシ
ステムの「ダブル過給ステージ」における過給作動を説
明する概略構成図である。

【図６】一実施例において車速とスロットル開度の関係
によって予め定められた自動変速機のアップシフトのた
めのシフトパターンデータのマップを示す図である。

【図７】一実施例において車速とスロットル開度の関係
によって予め定められた自動変速機のダウンシフトのた
めのシフトパターンデータのマップを示す図である。

【図８】一実施例において「シングル過給ステージ」と
「ダブル過給ステージ」との切り替え領域を説明するグ
ラフである。

【図９】一実施例においてＥＣＴＥＣＵにより実行され
るシフト制御ルーチンを説明するフローチャートである
。

【符号の説明】

１…エンジン ５…吸気系を構成する吸気マニホルド ８…排気系を構成する排気マニホルド １０…主過給機としての主ターボチャージャ１１…副過
給機としての副ターボチャージャ２３…排気切替弁 ２４…吸気切替弁 ５０…自動変速機 ６１…運転状態検出手段を構成するスロットル開度セン
サ ６３…運転状態検出手段を構成するエアフローメータ６
６…運転状態検出手段を構成する回転数センサ７１…切
替判定手段及び切替弁制御手段を構成するエンジンＥＣ
Ｕ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数気筒よりなるエンジンに連結され
   て変速状態を切り替える自動変速機と、前記エンジンの
   吸気系及び排気系に並列に設けられた一対をなす主過給
   機及び副過給機と、前記副過給機に対応する前記吸気系
   及び前記排気系にそれぞれ設けられた吸気切替弁及び排
   気切替弁と、前記エンジンの運転状態を検出する運転状
   態検出手段と、前記主過給機のみの作動から前記主過給
   機及び前記副過給機の作動へ切替えるときには、前記運
   転状態検出手段の検出によって得られる吸入空気量に基
   づいて切替え条件を判定し、前記主過給機及び前記副過
   給機の作動から前記主過給機のみの作動へ切替えるとき
   には、前記運転状態検出手段の検出によって得られるエ
   ンジン回転数に基づいて切替え条件を判定する切替判定
   手段と、前記切替判定手段の判定結果に基づき、前記主
   過給機のみを作動させる場合には前記吸気切替弁及び前
   記排気切替弁を共に閉じさせ、前記主過給機及び前記副
   過給機を共に作動させる場合には前記吸気切替弁及び前
   記排気切替弁を共に開かせるように制御する切替弁制御
   手段とを備えた過給機付エンジンの制御装置において、
   車速と負荷の関係によって予め定められた前記自動変速
   機のダウンシフトし難い第１のシフトパターンとダウン
   シフトし易い第２のシフトパターンをそれぞれ備え、前
   記切替判定手段の判定結果に基づき、前記主過給機のみ
   を作動させる場合には前記第１のシフトパターンに基づ
   いて前記自動変速機を駆動制御し、前記主過給機及び前
   記副過給機を共に作動させる場合には前記第２のシフト
   パターンに基づいて前記自動変速機を駆動制御する変速
   機制御手段を設けたことを特徴とする過給機付エンジン
   の制御装置。