JPH0725241U - 過給機付エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セカンダリターボ過給機の軸受にボールベア
リングを採用した場合にそのベアリングを保護し、オイ
ル洩れを確実に防止する。 【構成】 エンジン本体１の吸，排気系に常に作動する
プライマリターボ過給機４０と、排気制御弁５３等を備
えて排気制御弁５３の開弁により高速域で過給作動する
セカンダリターボ過給機５０とを並列的に配置する。そ
して排気制御弁全閉によるセカンダリターボ過給機５０
の過給作動停止時にセカンダリターボ過給機５０のター
ビンホイール５０ｆに指向するリーク孔９２を、排気制
御弁５３の弁体５３ｆに穿設し、セカンダリターボ過給
機５０の過給作動停止時、リーク孔９２からの排気ジェ
ット流によりタービン軸５０ｅを微速回転させてボール
ベアリング９０を保護し、シールリング９１に油膜を確
保してオイル洩れを防止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンの吸，排気系にプライマリターボ過給機とセカンダリター ボ過給機とを並列に配置し、セカンダリターボ過給機側の吸，排気系に配設され た吸気制御弁，排気制御弁を開閉することによりセカンダリターボ過給機の過給 作動を制御する過給機付エンジンに関し、詳しくは、過給作動停止時のセカンダ リターボ過給機のベアリング保護やオイル漏れ防止に関する。

【０００２】

【従来の技術】

エンジンの吸，排気系にプライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機と を並列に配置し、セカンダリターボ過給機に接続される吸，排気系に吸気制御弁 と排気制御弁とをそれぞれ配設し、エンジン運転領域が低速域のときには両制御 弁を共に閉弁してセカンダリターボ過給機の過給作動を停止させてプライマリタ ーボ過給機のみを過給作動させ、高速域のときには両制御弁を共に全開して両タ ーボ過給機を過給作動させることで、低速域から高速域に亘り出力性能の向上を 可能とする過給機付エンジンが知られている。

【０００３】 そして、セカンダリターボ過給機は運転状態に応じて断続的に過給作動される ことから、セカンダリターボ過給機の軸受にボールベアリングを採用し、断続的 に作動される際の支持や潤滑等を適正化するようにしている。

【０００４】 ところで、エンジン運転中で低速域にあるとき、ボールベアリング方式のセカ ンダリ夕ーボ過給機が完全に停止した状態に保持されると、エンジンの振動等に よりベアリングが損傷することがある。またタービン軸のシールリングは非回転 により油膜が形成されず、シール機能が消失してオイル洩れを生じることがある 。このためセカンダリターボ過給機が不作動の場合も、例えば微速で空転してベ アリングを保護したり、オイル洩れを防止する対策を施すことが要求される。

【０００５】 従来、上記過給機付エンジンに関しては、例えば特開昭５９−１２８９１９号 公報、特開平３−２６０３２８号公報の先行例がある。この第１の先行例におい て、小容量ターボチャージャのみの過給作動時にガス入口切換弁により排気ガス の一部を大容量ターボチャージャのタービンにも供給し、このときブロワ出口側 切換弁を閉じて大容量ターボチャージャ側の圧縮空気を循環流路を介して循環さ せて、休止側の大容量ターボチャージャも低速回転し、大容量ターボチャージャ の作動開始時の応答性を向上し、軸受部の油潤滑やオイルシールの特性の悪化を 防止することが示されている。また第２の先行例には、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副ターボチャージャを助走回転さ せ、この小開開始初期に排気切替弁手段の開度を一時的に大きく制御して、排気 切替弁手段の開弁遅れを防止することが示されている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記第１の先行例にあっては、ガス入口切換弁を切換動作して比較 的多い排気ガスを休止側のターボチャージャに供給して、低速域で低速回転し続 けるようにしているため、排気ガスの無駄な消費が多くなる。また第２の先行例 にあっては、副ターボチャージャが停止した状態から助走回転して作動すること が前提になっているので、副ターボチャージャがボールベアリングを採用する場 合に、その停止中のベアリングを保護することができない等の問題がある。

【０００７】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、セカンダリターボ過給機の軸受 にボールベアリングを採用した場合に、そのベアリングを保護し、オイル洩れを 確実に防止することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案による第１の過給機付エンジンは、エンジン の吸，排気系にプライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機とを並列に配 置し、共に全閉のときにはセカンダリターボ過給機の過給作動を停止させ、共に 全開のときにはセカンダリターボ過給機を過給作動させる吸気制御弁，排気制御 弁を、セカンダリターボ過給機に接続される吸，排気系にそれぞれ配設した過給 機付エンジンにおいて、排気制御弁の閉弁状態でセカンダリターボ過給機のター ビンに指向するリーク孔を上記排気制御弁に穿設したことを特徴とする。

【０００９】 また、本考案による第２の過給機付エンジンは、エンジンの吸，排気系にプラ イマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機とを並列に配置し、共に全閉のと きにはセカンダリターボ過給機の過給作動を停止させ、共に全開のときにはセカ ンダリターボ過給機を過給作動させる吸気制御弁，排気制御弁を、セカンダリタ ーボ過給機に接続される吸，排気系にそれぞれ配設した過給機付エンジンにおい て、排気制御弁の弁体をバイパスするリーク通路を設け、このリーク通路の開口 部をセカンダリターボ過給機のタービンに指向させたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

上記第１の過給機付エンジンでは、吸気制御弁及び排気制御弁の閉弁によるセ カンダリターボ過給機の過給作動停止時、排気制御弁にタービンに指向して穿設 されたリーク孔から排気ガスがジェット流としてセカンダリターボ過給機のター ビンに向けて噴射され、セカンダリターボ過給機が微速回転される。

【００１１】 また、上記第２の過給機付エンジンでは、吸気制御弁及び排気制御弁の閉弁に よるセカンダリターボ過給機の過給作動停止時、排気制御弁の弁体をバイパスす るリーク通路から排気ガスがジェット流としてセカンダリターボ過給機のタービ ンに向けて噴射され、セカンダリターボ過給機が微速回転される。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。先ず、図１において、本 考案が適用される過給機付エンジンの全体構成について説明する。符号１は水平 対向式エンジン（本実施例においては４気筒エンジン）のエンジン本体であり、 クランクケース２の左右のバンク３，４に、燃焼室５、吸気ポート６、排気ポー ト７、点火プラグ８、動弁機構９等が設けられている。そして、左バンク３側に ＃２，＃４気筒を、右バンク４側に＃１，＃３気筒を備える。またこのエンジン 短縮形状により左右バンク３，４の直後に、プライマリターボ過給機４０とセカ ンダリターボ過給機５０がそれぞれ配設されている。排気系として、左右バンク ３，４からの共通の排気管１０が両ターボ過給機４０，５０のタービン４０ａ， ５０ａに連通され、タービン４０ａ，５０ａからの排気管１１が１つの排気管１ ２に合流して触媒コンバータ１３、マフラ１４に連通される。プライマリターボ 過給機４０は低中速域で過給能力の大きい小容量の低速型であり、セカンダリタ ーボ過給機５０は中高速域で過給能力の大きい大容量の高速型である。

【００１３】 吸気系として、エアクリーナ１５に接続する吸気管１６から２つに分岐した吸 気管１７ａ，１７ｂはそれぞれ両ターボ過給機４０，５０のブロワ４０ｂ，５０ ｂに連通され、このブロワ４０ｂ，５０ｂからの吸気管１８，１９がインターク ーラ２０に連通される。そしてインタークーラ２０からスロットル弁２１を有す るスロットルボデー２７を介してチャンバ２２に連通され、チャンバ２２から吸 気マニホールド２３を介して左右バンク３，４の各気筒に連通されている。また アイドル制御系として、エアクリーナ１５の直下流の吸気管１６と吸気マニホー ルド２３の間のバイパス通路２４に、アイドル制御弁（ＩＳＣＶ）２５と負圧で 開く逆止弁２６が、アイドル時や減速時に吸入空気量を制御するように設けられ る。

【００１４】 燃料系として、各気筒の吸気ポート６にインジェクタ３０がそれぞれ配設され る。また燃料タンク３２の燃料ポンプ３１からの燃料通路３３が、フィルタ３４ 、インジェクタ３０、燃料圧レギュレータ３５を介して燃料タンク３２に還流す るように連通される。燃料圧レギュレータ３５は吸気マニホールド２３の吸気圧 力に応じて圧力調整し、インジェクタ３０の燃料圧力を吸気圧力に対して常に一 定の高さに保って、噴射信号のパルス幅により燃料噴射制御することが可能にな っている。点火系として、各気筒の点火プラグ８毎に連設される点火コイル８ａ にイグナイタ３６からの点火信号が入力するように接続されている。

【００１５】 プライマリターボ過給機４０の作動系について説明する。プライマリターボ過 給機４０は、タービン４０ａに導入する排気のエネルギによりブロワ４０ｂを回 転駆動し、空気を吸入、加圧して常に過給するように作動する。タービン側には ダイアフラム式アクチュエータ４２を備えたプライマリウエストゲート弁４１が 設けられる。アクチュエータ４２の圧力室にはブロワ４０ｂの直下流からの制御 圧通路４４がオリフィス４８を有して連通し、過給圧が設定値以上に上昇すると 応答良くウエストゲート弁４１を開くように連通される。またこの制御圧通路４ ４は更に過給圧をブロワ４０ｂの上流側にリークするデューティソレノイド弁４ ３に連通し、このデューティソレノイド弁４３により所定の制御圧を生じてアク チュエータ４２に作用し、ウエストゲート弁４１の開度を変化して過給圧制御す る。ここでデューティソレノイド弁４３は後述する電子制御装置１００からのデ ューティ信号により作動し、デューティ信号のデューティ比が小さい場合は高い 制御圧でウエストゲート弁４１の開度を増して過給圧を低下し、デューティ比が 大きくなるほどリーク量の増大により制御圧を低下し、ウエストゲート弁４１の 開度を減じて過給圧を上昇する。

【００１６】 一方、スロットル弁急閉時のブロワ回転の低下や吸気騒音の発生を防止するた め、ブロワ４０ｂの下流としてスロットル弁２１の近くのインタークーラ２０の 出口側と、ブロワ４０ｂの上流との間にバイパス通路４６が連通される。そして このバイパス通路４６にエアバイパス弁４５が、スロットル弁急閉時に通路４７ によりマニホールド負圧を導入して開き、ブロワ下流に封じ込められる加圧空気 を迅速にリークするように設けられる。

【００１７】 セカンダリターボ過給機５０の作動系について説明する。セカンダリターボ過 給機５０は同様に排気によりタービン５０ａとブロワ５０ｂが回転駆動して過給 するものであり、タービン側にアクチュエータ５２を備えたセカンダリウエスト ゲート弁５１が設けられている。またタービン５０ａの上流の排気管１０には、 ダイアフラム式アクチュエータ５４を備えた下流開き式の排気制御弁５３が設け られ、ブロワ５０ｂの下流には同様のアクチュエータ５６を備えたバタフライ式 の吸気制御弁５５が設けられ、ブロワ５０ｂの上，下流の間のリリーフ通路５８ に過給圧リリーフ弁５７が設けられる。

【００１８】 これら各弁の圧力動作系について説明する。先ず、負圧源のサージタンク６０ がチェック弁６２を有する通路６１により吸気マニホールド２３に連通して、ス ロットル弁全閉時に負圧を貯え且つ脈動圧を緩衝する。また過給圧リリーフ弁５ ７を開閉する過給圧リリーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１、吸気制御弁５５ を開閉する吸気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．２、排気制御弁５３を開閉す る第１と第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３，ＳＯＬ．４、排気制 御弁５３を小開制御するデューティソレノイド弁７５、及びセカンダリウエスト ゲート弁５１を開閉するセカンダリウエストゲート切換ソレノイド弁７０を有す る。各切換ソレノイド弁７０，ＳＯＬ．１〜４は電子制御装置１００からのＯＮ ．ＯＦＦ信号によりサージタンク６０からの負圧通路６３の負圧、吸気制御弁下 流に連通する正圧通路６４ａ，６４ｂからの正圧、大気圧等を選択し、各制御圧 通路７０ａ〜７４ａによりアクチュエータ側に導いてセカンダリウエストゲート 弁５１，過給圧リリーフ弁５７，及び両制御弁５５，５３を作動する。またデュ ーティソレノイド弁７５は電子制御装置１００からのデューティ信号によりアク チュエータ５４の正圧室５４ａに作用する正圧を可変制御し、排気制御弁５３を 小開制御する。

【００１９】 上記過給圧リリーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１は、通電がＯＦＦされる と、正圧通路６４ａ側を閉じて負圧通路６３側を開き、制御圧通路７１ａを介し て過給圧リリーフ弁５７のスプリングが内装された圧力室に負圧を導くことでス プリングの付勢力に抗して過給圧リリーフ弁５７を開く。また、ＯＮされると、 逆に負圧通路６３側を閉じて正圧通路６４ａ側を開き過給圧リリーフ弁５７の圧 力室に正圧を導くことで過給圧リリーフ弁５７を閉じる。

【００２０】 吸気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．２は、ＯＦＦされると大気ポートを閉 じて負圧通路６３側を開き、制御圧通路７２ａを介してアクチュエータ５６のス プリングが内装された圧力室に負圧を導くことでスプリングの付勢力に抗して吸 気制御弁５５を閉じ、ＯＮされると、負圧通路６３側を閉じ大気ポートを開きア クチュエータ５６の圧力室に大気圧を導くことで圧力室内のスプリングの付勢力 により吸気制御弁５５を開く。

【００２１】 セカンダリウエストゲート切換ソレノイド弁７０は、電子制御装置１００によ り点火進角量等に基づきハイオクガソリン使用と判断されたときのみＯＦＦされ 、レギュラーガソリン使用と判断されたときにはＯＮされる。そしてセカンダリ ウエストゲート切換ソレノイド弁７０は、ＯＦＦされると吸気制御弁５５の上流 に連通する通路６５を閉じて大気ポートを開き、大気圧を制御圧通路７０ａを介 してアクチュエータ５２に導入することでアクチュエータ５２内に配設されたス プリングの付勢力によりセカンダリウエストゲート弁５１を閉じる。また、ＯＮ で大気ポートを閉じ通路６５側を開き、両ターボ過給機４０，５０作動時のセカ ンダリターボ過給機５０下流の過給圧がアクチュエータ５２に導かれ、この過給 圧に応じてセカンダリウエストゲート弁５１を開き、レギュラーガソリン使用時 には、ハイオクガソリン使用時に比べて相対的に過給圧が低下される。

【００２２】 また、第１の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３からの制御圧通路７３ ａが排気制御弁５３を作動するアクチュエータ５４の正圧室５４ａに、第２の排 気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４からの制御圧通路７４ａがアクチュエー タ５４のスプリングを内装した負圧室５４ｂにそれぞれ連通されている。そして 、両切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３，４が共にＯＦＦのとき、第１の排気制御弁用 切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３は正圧通路６４ｂ側を閉じ大気ポートを開き、第２ の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４は負圧通路６３側を閉じ大気ポート を開くことで、アクチュエータ５４の両室５４ａ，５４ｂが大気開放され、負圧 室５４ｂに内装されたスプリングの付勢力により排気制御弁５３が全閉する。ま た、両切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３，４が共にＯＮのとき、それぞれ大気ポート を閉じ、第１の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３は正圧通路６４ｂ側を 開き、第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４は負圧通路６３側を開く ことで、アクチュエータ５４の正圧室５４ａに正圧を、負圧室５４ｂに負圧を導 き、スプリングの付勢力に抗して排気制御弁５３を全開する。

【００２３】 上記第１の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３からの制御圧通路７３ａ にはオリフィスが設けられ、このオリフィス６７の下流側と吸気管１７ａにリー ク通路６６が連通され、このリーク通路６６に電子制御装置１００からのデュー ティ信号により作動する排気制御弁小開制御用のデューティソレノイド弁７５が 配設されている。そして第１の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３のみが ＯＮで正圧をアクチュエータ５４の正圧室５４ａに供給し負圧室５４ｂを大気開 放する状態で、デューティソレノイド弁７５によりその正圧をリークして排気制 御弁５３を小開する。ここで、デューティソレノイド弁７５はデューティ信号に おけるデューティ比が大きいと、リーク量の増大により正圧室５４ａに作用する 正圧を低下して排気制御弁５３の開度を減じ、デューティ比が小さくなるほど正 圧を高くして排気制御弁５３の開度を増すように作動する。そしてプライマリタ ーボ過給機４０のみを過給作動とするシングルターボ状態下でエンジン運転領域 が所定の排気制御弁小開制御領域内にあるとき、デューティソレノイド弁７５に よる排気制御弁５３の開度で過給圧をフィードバック制御し、この過給圧制御に 伴い排気制御弁５３を小開するように構成される。

【００２４】 各種のセンサについて説明すると、差圧センサ８０が吸気制御弁５５の上、下 流の差圧を検出するように設けられ、絶対圧センサ８１が切換ソレノイド弁７６ により吸気管圧力と大気圧とを選択して検出するように設けられている。

【００２５】 またエンジン本体１にノックセンサ８２が取付けられると共に、左右両バンク ３，４を連通する冷却水通路に水温センサ８３が臨まされ、排気管１０にＯ2 セ ンサ８４が装着されている。さらに、スロットル弁２１にスロットル開度センサ とスロットル弁全閉を検出するアイドルスイッチとを内蔵したスロットルセンサ ８５が連設され、エアクリーナ１５の直下流に吸入空気量センサ８６が配設され ている。

【００２６】 また、エンジン本体１に支承されたクランクシャフト１ａにクランクロータ９ ０が軸着され、このクランクロータ９０の外周に、電磁ピックアップ等からなる クランク角センサ８７が対設されている。さらに動弁機構９におけるカムシャフ トに連設するカムロータ９１に、電磁ピックアップ等からなる気筒判別用のカム 角センサ８８が対設されている。

【００２７】 次に図２及び図３において、セカンダリターボ過給機５０と排気制御弁５３の 構成について詳細に説明する。セカンダリターボ過給機５０はエンジン本体１の 右バンク４の直後で車体前後方向に略水平に搭載され、特にタービン５０ａはタ ービンハウジング５０ｃの渦巻き状のスクロール５０ｄにタービン軸５０ｅの一 端のタービンホイール５０ｆを収容して構成される。ここでプライマリターボ過 給機４０は、常時作動するためフルフロート式軸受が採用される。一方、セカン ダリターボ過給機５０は断続的に過給作動し特に市街地走行等では作動頻度が少 ないこと等を考慮して、図３のようにセンターハウジング５０ｇにボールベアリ ング９０が設置される。そしてタービン軸５０ｅがこのベアリング９０により回 転自在に支持され、且つシールリング９１でシールされる。

【００２８】 排気制御弁５３は下流開きであり、弁ボデー５３ａの弁ポート５３ｂの下流に 弁座５３ｃを介して広い弁室５３ｄが形成され、弁室５３ｄの内部に弁軸５３ｅ が水平に設けられる。そして弁軸５３ｅと一体的なアーム５３ｇに円板状の弁体 ５３ｆがリング５３ｈで抜止め固定され、弁体５３ｆを弁座５３ｃに接離して弁 ポート５３ｂを全閉、全開または小開するように構成される。

【００２９】 そこでタービンハウジング５０ｃの下部に排気制御弁５３の弁ボデー５３ａが 、スクロール５０ｄに弁ポート下流の弁室５３ｄを連続的に連通して締結される 。また排気制御弁５３の弁軸５３ｅは、アクチュエータ５４のリンク５４ｃに連 結される。

【００３０】 続いて、セカンダリターボ過給機５０のベアリング保護やオイル洩れ防止の対 策について説明すると、排気制御弁５３が全閉してセカンダリターボ過給機５０ が不作動の場合にも、タービン５０ａを微速で空転させれば良い。排気制御弁５ ３の弁体５３ｆは全閉位置で弁ポート５３ｂと同軸上に位置し、略タービン接線 方向に指向している。そこで排気制御弁５３の弁体５３ｆの略中心に、例えば２ mm位の孔径のリーク孔９２が設けられ、排気制御弁５３の全閉位置でのみ僅かな 排気ジェットをタービンホイール５０ｆに噴射するように構成される。

【００３１】 次に、図４に基づき電子制御系の構成について説明する。 電子制御装置（ＥＣＵ）１００は、ＣＰＵ１０１，ＲＯＭ１０２，ＲＡＭ１０ ３，バックアップＲＡＭ１０４，及びＩ／Ｏインターフェイス１０５をバスライ ンを介して接続したマイクロコンピュータを中心として構成され、各部に所定の 安定化電源を供給する定電圧回路１０６や駆動回路１０７が組込まれている。 上記定電圧回路１０６は、ＥＣＵリレー９５のリレー接点を介してバッテリ９ ６に接続され、このバッテリ９６に、上記ＥＣＵリレー９５のリレーコイルがイ グニッションスイッチ９７を介して接続されている。また、上記バッテリ９６に は、上記定電圧回路１０６が直接接続され、さらに、燃料ポンプリレー９８のリ レー接点を介して燃料ポンプ３１が接続されている。

【００３２】 すなわち、上記定電圧回路１０６は、上記イグニッションスイッチ９７がＯＮ され、ＥＣＵリレー９５のリレー接点が閉となったとき、制御用電源を各部に供 給し、また、イグニッションスイッチ９７がＯＦＦされたとき、バックアップ用 の電源をバックアップＲＡＭ１０４に供給する。

【００３３】 また、上記Ｉ／Ｏインターフェイス１０５の入カポートに、各種センサ８０〜 ８８、車速センサ８９、及びバッテリ９６が接続されている。また、Ｉ／Ｏイン ターフェイス１０５の出力ポートには、イグナイタ３６が接続され、さらに、駆 動回路１０７を介してＩＳＣＶ２５、インジェクタ３０、各切換ソレノイド弁７ ０，７６，ＳＯＬ．１〜４、デューティソレノイド弁４３，７５、及び燃料ポン プリレー９８のリレーコイルが接続されている。

【００３４】 そして、イグニッションスイッチ９６がＯＮされると、ＥＣＵリレー９７がＯ ＮしてＥＣＵ１００に電源が投入され、定電圧回路１０６を介して各部に定電圧 が供給され、ＥＣＵ１００は各種制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ１００にお いてＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０２にメモリされている制御プログラムに基づき 、Ｉ／Ｏインターフェイス１０５を介して各種センサ８０〜８９からの検出信号 、及びバッテリ電圧等を入力処理し、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０ ４に格納された各種データ、ＲＯＭ１０２にメモリされている固定データに基づ き各種制御量を演算する。そして駆動回路１０７により燃料ポンプリレー９８を ＯＮし燃料ポンプ３１を通電して駆動させると共に、駆動回路１０７を介して各 切換ソレノイド弁７０，７６，ＳＯＬ．１〜４にＯＮ．ＯＦＦ信号を、デューテ ィソレノイド弁４３，７５にデューティ信号を出力してターボ過給機作動個数切 換制御、及び過給圧制御を行い、演算した燃料噴射パルス幅に相応する駆動パル ス幅信号を所定のタイミングで該当気筒のインジェクタ３０に出力して燃料噴射 制御を行い、また、演算した点火時期に対応するタイミングでイグナイタ３６に 点火信号を出力して点火時期制御を実行し、ＩＳＣＶ２５に制御信号を出力して アイドル回転数制御等を実行する。

【００３５】 次に、作用について、ＥＣＵ１００による過給機作動個数切換制御に基づき説 明する。エンジン運転時において、図５に示すように、エンジン回転数Ｎ及びエ ンジン負荷Ｔｐ（基本燃料噴射パルス幅；＝Ｋ×Ｑ／Ｎ，Ｋはインジェクタ特性 補正定数、Ｑは吸入空気量）による運転領域が、プライマリターボ過給機４０の み過給作動させるシングルターボ状態から両ターボ過給機４０，５０を過給作動 させるツインターボ状態へ切換えるシングル→ツイン切換ラインＬ２よりも低速 域のシングルターボ領域にあり、且つ、図６に示すように、シングル→ツイン切 換判定ラインＬ２と予め設定された吸気管圧力Ｐ１及びエンジン回転数Ｎ１とで 囲まれる排気制御弁小開制御領域外の低回転，低負荷域にあるとき、４つの切換 ソレノイド弁ＳＯＬ．１〜４がいずれもＯＦＦされる。そこで過給圧リリーフ弁 ５７は、過給圧リリーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１のＯＦＦによりサージ タンク６０からの負圧が圧力室に導入されることでスプリングの付勢力に抗して 開弁し、吸気制御弁５５は、吸気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．２のＯＦＦ によりアクチュエータ５６の圧力室に負圧が導入されることでスプリングの付勢 力に抗して逆に閉弁する。また、排気制御弁５３は、両排気制御弁用切換ソレノ イド弁ＳＯＬ．３，４のＯＦＦによりアクチュエータ５４の両室５４ａ，５４ｂ に大気圧が導入されることでスプリングの付勢力により閉弁する。そして排気制 御弁５３の閉弁によりセカンダリターボ過給機５０への排気の導入が遮断され、 セカンダリターボ過給機５０が不作動となり、プライマリターボ過給機４０のみ 過給作動のシングルターボ状態となる。そしてプライマリターボ過給機４０のみ の過給作動により低速域で高い軸トルクが得られる。また吸気制御弁５５の閉弁 により、プライマリターボ過給機４０からの過給圧の吸気制御弁５５を介しての セカンダリターボ過給機５０側へのリークが防止され、過給圧の低下が防止され る。

【００３６】 そして、エンジン回転数，エンジン負荷Ｔｐが上昇して運転領域が図６に示す 排気制御弁小開制御領域に入ると、第１の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ ．３のみをＯＮする。そこで排気制御弁５３はアクチュエータ５４の正圧室５４ ａに正圧が導入されることで開くが、このときデューティソレノイド弁７５によ りアクチュエータ５４の正圧室５４ａに作用する正圧が調圧され、排気制御弁５ ３が小開してセカンダリターボ過給機５０が予備回転される。またこのとき、過 給圧リリーフ弁５７が開かれていることで、予備回転によるセカンダリターボ過 給機５０によるコンプレッサ圧がリークされ、予備回転の円滑化が図られる。

【００３７】 そして、エンジン回転数Ｎ及びエンジン負荷Ｔｐによる運転領域がシングルタ ーボ領域からシングル→ツイン切換ラインＬ２を境にツインターボ領域側に移行 すると（図５参照）、直ちに過給圧リリーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１を ＯＮし、過給圧リリーフ弁５７を閉弁する。なお、これに同期して排気制御弁小 開制御用デューティソレノイド弁７５が全閉されて正圧通路６４ｂを介しての正 圧がリークされることなく直接アクチュエー夕５４の正圧室５４ａに導入され、 排気制御弁５３の開度が増大される。そして、過給圧リリーフ弁５７の閉弁によ りリリーフ通路５８が遮断され、且つ排気制御弁５３の開度増大によりセカンダ リターボ過給機５０の回転数がさらに上昇して吸気制御弁５５上流のセカンダリ ターボ過給機５０によるコンプレッサ圧が次第に上昇され、ツインターボ状態へ の移行に備えられる。その後、所定時問経過後に第２の排気制御弁用切換ソレノ イド弁ＳＯＬ．４をＯＮして排気制御弁５３を全開にし、さらにセカンダリター ボ過給機５０の予備回転数を上昇させる。さらに所定時間経過後、セカンダリタ ーボ過給機５０によるコンプレッサ圧が上昇し、吸気制御弁５５の上流圧と下流 圧との差圧が設定値に達した時点で吸気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．２を ＯＮして吸気制御弁５５を開弁させ、プライマリターボ過給機４０の過給作動に 加えてセカンダリターボ過給機５０が過給作動する。これにより高速域の排気流 量の大きい領域では両ターボ過給機４０，５０の過給作動により高い軸トルクが 得られ出力が向上される。

【００３８】 また、エンジン回転数Ｎ，エンジン負荷Ｔｐが減少してエンジン運転領域がツ インターボ領域からツイン→シングル切換ラインＬ１ （図５参照）を境にシン グルターボ領域側へ移行すると、所定時間経過後に４つの切換ソレノイド弁ＳＯ Ｌ．１〜４がＯＦＦされる。これにより、過給圧リリーフ弁５７が開弁されて、 排気制御弁５３及び吸気制御弁５５が共に閉弁されてセカンダリターボ過給機５ ０の過給作動が停止され、プライマリターボ過給機４０のみ過給作動のシングル ターボ状態に戻る。

【００３９】 なお、過給圧制御については、シングルターボ状態下での排気制御弁小開制御 領域では、排気制御弁５３の小開開度制御による過給圧の変化が大きいことから 、ウエストゲート弁４１を閉弁し、この状態で目標過給圧と実過給圧とに基づき ＰＩ制御によるデューティ信号をデューティソレノイド弁７５に与え、排気制御 弁５３のみを用いて過給圧をフィードバック制御する。また、シングルターボ状 態下て排気制御弁小開制御領域外のとき、及びツインターボ状態下では、プライ マリターボ過給機４０側のデューティソレノイド弁４３に上述と同様、ＰＩ制御 によるデューティ信号を与え、プライマリターボ過給機４０のウエストゲート弁 ４１により過給圧をフィードバック制御する。

【００４０】 更に、上述のように、セカンダリターボ過給機５０の過給作動が停止されるシ ングルターボ状態時には、排気制御弁５３において弁体５３ｆがアクチュエータ ５４のリンク５４ｃ、弁軸５３ｅ、アーム５３ｇにより図２のように作動して弁 ポート５３ｂを全閉するが、このとき弁体５３ｆのリーク孔９２が弁ポート５３ ｂと同軸上に位置する。このため排気Ｅの極一部がリーク孔９２を通りセカンダ リターボ過給機５０のタービンホイール５０ｆに向かって噴射し、この排気ジェ ット流ｅによりタービン軸５０ｅが微速で回転する。そこでセカンダリターボ過 給機５０ではタービン軸５０ｅの回転によりボールベアリング９０も実質的に軸 受作用してその損傷が回避され、シールリング９１は最低限の油膜が確保されて オイル洩れが防止される。尚、このときブロワ５０ｂも微速回転するが、空気圧 縮には至らず、仮にブロワ下流の空気圧が上昇しても、開弁する過給圧リリーフ 弁５７によりリークされる。

【００４１】 また排気制御弁５３の小開時には、アクチュエータ５４により弁軸５３ｅが回 動して排気制御弁５３の弁体５３ｆが下流方向に少し開き、このときリーク孔９ ２が弁ポート５３ｂの軸線から外れるため排気ジェット流ｅが自動的に消滅する 。従って、これ以降の制御で排気ジェット流により不具合を生じることが回避さ れる。この場合は比較的多い排気Ｅがセカンダリターボ過給機５０のスクロール ５０ｄに流入してタービンホイール５０ｆに当たり、タービン回転数が上昇して セカンダリターボ過給機５０が予備回転される。そして特に市街地走行等でセカ ンダリターボ過給機５０が短時間づつ断続的に過給作動するような場合でも、そ のタービン軸５０ｅがボールベアリング９０により適切に軸受支持される。

【００４２】 次に、本考案による第２実施例を図７に基づき説明する。 排気制御弁５３の弁ボデー５３ａにおいて弁ポート５３ｂの近くの側方に、例 えば、２ｍｍの孔径のリーク通路１１０が弁体５３ｆをバイパスして形成される 。リーク通路１１０はく字形に屈折し、リーク通路１１０の開口部１１０ａがタ ービンホィール５０ｆの接線方向に指向されており、このリーク通路１１０とタ ービンハウジング５０ｃの下部に形成される溝１１１により、僅かな排気ジェッ トをタービンホィール５０ｆに指向して噴射するよう構成されている。

【００４３】 そして、セカンダリターボ過給機５０の過給作動が停止されるシングルターボ 状態時には、排気制御弁５３において弁体５３ｆがアクチュエータ５４のリンク ５４ｃ、弁軸５３ｅ、アーム５３ｇにより図７のように作動して弁ボート５３ｂ を全閉するが、このとき排気Ｅの一部がリーク通路１１０と溝１１１を通りセカ ンダリターボ過給機５０のタービンホィール５０ｆに向かって噴射し、この排気 ジェット流ｅによりタービン軸５０ｅが微速で回転する。そこでセカンダリター ボ過給機５０ではタービン軸５０ｅの回転によりボールベアリング９０も実質的 に軸受作用してその損傷が回避され、シールリング９１は最低限の油膜が確保さ れてオイル漏れが防止される。なお、排気制御弁５３の弁休５３ｆが開くと、リ ーク通路１１０による排気ジェット流ｅは自動的に消滅して不具合を生じなくな る。

【００４４】 図８において、本考案の第３実施例について説明する。 この実施例では、排気制御弁５３の弁ボデー５３ａの弁ポート直前とタービン ハウジング５０ｃのタービンホィール５０ｆの近くにそれぞれ接続ボート５３ｉ ，５１ｉが形成され、これら接続ポート５３ｉ，５０ｉをパイプ１１２で接続し てリーク通路が同様に設けられる。従って、この実施例の場合も排気制御弁５３ が全閉してセカンダリターボ過給機５０が不作動の際に、パイプ１１２により排 気の極く一部をリークした排気ジェット流ｅをタービンホィール５０ｆに噴射し てタービン軸５０ｅが微速回転される。

【００４５】 以上、本考案の実施例について説明したが、水平対向式以外のエンジンにも適 用できる。

【００４６】

【考案の効果】

以上に説明したように請求項１記載の過給機付エンジンによれば、排気制御弁 にリーク孔が設けられ、セカンダリターボ過給機の過給作動が停止する場合もそ のタービン軸を微速で回転するように構成されるので、セカンダリターボ過給機 の軸受にボールベアリングを採用する際のベアリングの損傷や異音を確実に防止 するように保護できる。またシールリングには油膜が確保されてオイル洩れが防 止され、このためセカンダリターボ過給機は常に正常に作動する状態に保つこと が可能になる。リーク孔による排気ジェットは極く僅かであるから排気の消費が 少なく、排気制御弁の小開時には自動的に消滅するので、不具合を生じない。排 気制御弁の弁体にリーク孔を設けるだけであるから、構造も簡単である。

【００４７】 請求項２記載の過給機付エンジンによれば、排気制御弁の弁体をバイパスして リーク通路が設けられ、リーク通路の開口部をセカンダリターボ過給機のタービ ンに指向させて、排気制御弁の全閉によりセカンダリターボ過給機の過給作動が 停止する場合もそのタービン軸を微速で回転するように構成されるので、セカン ダリターボ過給機の軸受にボールベアリングを採用する際のベアリングの損傷や 異音を確実に防止するように保護でき、シールリングには油膜が確保されてオイ ル漏れが防止され、セカンダリターボ過給機は常に正常に作動する状態に保つこ とが可能になる。また、リーク通路による排気ジェットは極く僅かであるから排 気の消費が少なく、排気制御弁が開弁すると自動的に消滅するので、不具合を生 じない。単に、リーク通路を設ける構成であるから、タービンに所定量の排気ジ ェットを確実に噴射することができて、実用性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案が適応される過給機付エンジンの一例を
示す構成図

【図２】本考案の実施例の要部を示す断面図

【図３】セカンダリターボ過給機の軸受とシールの状態
を示す断面図

【図４】過給機付エンジンの制御系の回路図

【図５】シングルターボ状態とツインターボ状態との切
換え領域を示す説明図

【図６】排気制御弁小開制御領域を示す説明図

【図７】本考案の第２実施例の要部を示す断面図

【図８】本考案の第３実施例の要部を示す断面図

【符号の説明】

１ エンジン本体 １０，１１ 排気管 １６，１７ａ，１７ｂ，１８，１９ 吸気管 ４０ プライマリターボ過給機 ５０ セカンダリターボ過給機 ５０ａ タービン ５０ｆ タービンホイール ５３ 排気制御弁 ５３ｆ 弁体 ９０ ボールベアリング ９１ シールリング ９２ リーク孔

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの吸，排気系にプライマリター
   ボ過給機とセカンダリターボ過給機とを並列に配置し、
   共に全閉のときにはセカンダリターボ過給機の過給作動
   を停止させ、共に全開のときにはセカンダリターボ過給
   機を過給作動させる吸気制御弁，排気制御弁を、セカン
   ダリターボ過給機に接続される吸，排気系にそれぞれ配
   設した過給機付エンジンにおいて、 排気制御弁の閉弁状態でセカンダリターボ過給機のター
   ビンに指向するリーク孔を上記排気制御弁に穿設したこ
   とを特徴とする過給機付エンジン。
2. 【請求項２】 エンジンの吸，排気系にプライマリター
   ボ過給機とセカンダリターボ過給機とを並列に配置し、
   共に全閉のときにはセカンダリターボ過給機の過給作動
   を停止させ、共に全開のときにはセカンダリターボ過給
   機を過給作動させる吸気制御弁，排気制御弁を、セカン
   ダリターボ過給機に接続される吸，排気系にそれぞれ配
   設した過給機付エンジンにおいて、 排気制御弁の弁体をバイパスするリーク通路を設け、こ
   のリーク通路の開口部をセカンダリターボ過給機のター
   ビンに指向させたことを特徴とする過給機付エンジン。