JP2522422B2 - 過給機付エンジンの過給制御方法 - Google Patents

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
た過給機付エンジンの過給制御方法に関する。

［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
を並列に配置した過給機付エンジンが知られている（特
開昭60−169630号公報、特開昭60−259722号公報等）。
この種の過給機付エンジンの構成は、たとえば第６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9
4、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バイパス通路には、吸気バ
イパス弁96が設けられている。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
時に、前記特開昭60−169630号公報開示のシステムで
は、排気切替弁全開と同時に吸気バイパス弁が閉じられ
る。特開昭60−259722号公報開示のシステムでは、常時
作動ターボチャージャ（主ターボチャージャ）のコンプ
レッサ出口圧と、過給作動を停止していたターボチャー
ジャ（副ターボチャージャ）のコンプレッサ出口圧との
差圧が一定値（たとえば40ミリバール：約30mmHg）以下
になると、吸気バイパス弁を全閉し、その後排気切替弁
を全開として２個ターボチャージャ作動に切替えるよう
にしている。

［発明が解決しようとする課題］ 第６図に示したような過給機付エンジンにおいては、
吸気切替弁94を閉じたまま排気切替弁95を開くことによ
り、１個ターボチャージャから２個ターボチャージャへ
の切替前に、副ターボチャージャ93を助走回転させるこ
とができる。このとき、副ターボチャージャ93は、第７
図に示すように、コンプレッサの出口側を絞り、コンプ
レッサ入口圧力に対しコンプレッサ出口圧力を上げる
程、タービン回転数が高くなる特性をもつ。したがっ
て、停止ターボチャージャ（副ターボチャージャ93）助
走時に、吸気バイパスを実行しない（吸気バイパス弁96
を閉じる）方が、停止ターボチャージャの助走回転数が
高くなり、１個ターボチャージャから２個ターボチャー
ジャへの切替時のつなぎがスムーズになり、切替ショッ
ク、切替時のトルク低下を小さく抑えることができる。

しかし、吸気バイパスを実行しない場合、第８図に示
すように、コンプレッサ出口圧が上昇すると、その過給
された空気がコンプレッサ入口まで逆流し、逆流した空
気を再度過給する作用が繰り返されることになる。その
結果、吸気温が高くなり、コンプレッサのインペラも高
温になる。一般にインペラはアルミ系合金からなってい
るので耐熱性はそれ程高くなく、上記インペラの温度が
上昇する状態のまま使用することは、耐熱上問題であ
る。インペラを高温にしないためには、停止ターボチャ
ージャ助走中は吸気バイパスを十分に行うこと、つま
り、コンプレッサ出口圧が高くなりすぎないようにする
ことが必要である。しかし吸気バイパスを十分に行う
と、前述の如く停止ターボチャージャの助走回転数が低
くなり、１個ターボチャージャから２個ターボチャージ
ャへのつなぎをスムーズにできない。

特開昭60−169630号公報開示のシステムでは、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時に
おいて、排気切替弁全開の直前まで吸気バイパスを行っ
ているので、吸気温（インペラ温度）上昇の問題はない
が、停止ターボチャージャの助走回転数が低いので、タ
ーボチャージャ作動個数切替時のつなぎ状態が悪く、切
替ショック、切替時トルク低下の問題が残る。

一方特開昭60−259722号公報開示のシステムでは、停
止ターボチャージャのコンプレッサ出口圧と常時作動タ
ーボチャージャのコンプレッサ出口圧との差圧が一定値
以内になると、吸気バイパス弁を先に閉じるので、排気
切替弁全開前に停止ターボチャージャの助走回転数を上
げておくことが可能となる。しかし、上記吸気バイパス
弁閉の条件に至るためには、吸気バイパス弁開時（つま
り吸気バイパス時）に、停止ターボチャージャのコンプ
レッサ出口圧が、常時作動ターボチャージャのコンプレ
ッサ出口圧に近い、相当高い圧力にならなくてはならな
い。したがって、このシステムでは、上記圧力に至るよ
うに、吸気バイパス流量は、小流量に抑えられている。
ところが、１個ターボチャージャから２個ターボチャー
ジャへの切替直前で、かつ、吸気バイパス弁全閉直前の
条件で連続運転された場合、吸気バイパス流量が不十分
になるため、やはり第８図に示したと同様の逆流、それ
による吸気温上昇の問題が生じる。したがって、両コン
プレッサ出口圧の差圧で吸気バイパスの開閉条件を決め
るシステムでは、上記の如き条件の連続運転を可能とす
るためには、つまり、上記の如き条件で連続運転された
場合にも停止ターボチャージャコンプレッサ側の吸気温
上昇を低く抑えるためには、差圧の比較対象となる常時
作動のターボチャージャのコンプレッサ出口圧（過給
圧）を低く抑えておき、上記条件時に停止ターボチャー
ジャのコンプレッサ側で過給空気の逆流が生じても吸気
温がそれほど高くならないようにしておくことが、設計
的に必須条件となる。そのため、従来のシステムでは、
１個ターボチャージャ作動時の過給圧を高く設定できな
い。したがって、１個ターボチャージャ作動の対象とな
る低速域での、過給による出力トルク向上の程度が低
く、ターボチャージャ作動個数を高速域、低速域と二段
に切替える、いわゆる２ステージターボシステムとする
効果が小さい。

本発明は、上記２つのタイプの従来技術におけるそれ
ぞれの欠点を補うために、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前の停止ターボチャージャ
側の吸気温上昇を低く抑え、１個ターボチャージャ作動
時の過給圧を高く設定できるようにするとともに、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の切
替時のつなぎをスムーズに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の過給機付エンジンの過給制御
方法は、エンジン本体に対し並列に設けられた主ターボ
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過給作動を停止さ
せる吸気切替弁および排気切替弁と、副ターボチャージ
ャのコンプレッサをバイパスするバイパス通路および該
バイパス通路を開閉する吸気バイパス弁と、を有する過
給機付エンジンにおいて、第１図に示すように、副ター
ボチャージャが過給作動停止状態81から過給作動状態82
に至る前に、吸気バイパス弁を開いた状態83で排気切替
弁を小開して副ターボチャージャを助走回転させ（ステ
ップ84）、副ターボチャージャ助走回転開始後でかつエ
ンジンの吸入空気量が排気切替弁全開条件よりも少ない
予め定められた吸入空気量に達したとき（ステップ85）
に、吸気バイパス弁を閉じ（ステップ86）、該吸気バイ
パス弁閉から時間遅れをもたせて、小開されていた排気
切替弁を全開し（ステップ87）、前記吸気切替弁を開い
て（ステップ88）副ターボチャージャの過給作動を開始
する方法から成る。

［作用］ このような過給制御方法においては、排気切替弁全開
条件が、エンジンの吸入空気量を尺度にして、１個ター
ボチャージャ作動時にあっても、２個ターボチャージャ
作動に切替えても、ともに高いタービン効率を呈するこ
とのできる、ある目標値として定められる。

１個ターボチャージャから２個ターボチャージャ作動
への切替時には、まず、吸気バイパス弁が開かれた状態
で排気切替弁が小開制御され、停止していた副ターボチ
ャージャが助走回転される。このとき、副ターボチャー
ジャコンプレッサで加圧された空気は、バイパス通路を
通してコンプレッサ入口側へと循環されるため、コンプ
レッサ出口圧は低く抑えられ、吸気温上昇も低い。エン
ジンの吸入空気量が、上記排気切替弁全開条件値よりも
少ない、予め定められた一定値に達すると、吸気バイパ
ス弁が閉じられる。吸気バイパス弁閉により、吸気バイ
パスが停止され、コンプレッサ出口圧が高められるの
で、既に助走している副ターボチャージャの助走回転数
がさらに高められる。その後、適切に短かい時間遅れを
もたせて、小開制御されていた排気切替弁が全開され、
続いて吸気切替弁が開かれ副ターボチャージャの過給作
動が開始される。排気切替弁全開よりも少し前に、吸気
バイパスが停止されて助走回転数が高められるので、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
時のつなぎがスムーズになる。この吸気バイパス停止時
間は短かいので、吸気温過上昇の問題もなく、かつ、１
個ターボチャージャ作動時の過給圧を低く設定しておく
必要もない。また、上記吸気バイパス弁を閉じるべきエ
ンジン吸入空気量と、吸気バイパス弁閉から排気切替弁
を全開にするまでの時間と、をエンジンの種類に応じて
適切に設定しておくことにより、加速時、吸気バイパス
弁閉から上記時間経過後には、実際の吸入空気量が、自
然に最適な切替時吸入空気量、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の切替に際して最
も高いタービン効率が得られる吸入空気量に到達してい
るようにできる。

［実施例］ 以下に、本発明の望ましい実施例を、図面を参照して
説明する。

第２図は、本発明の一実施例に係る方法を実施するた
めの装置構成を示しており、６気筒エンジンの場合を示
している。

第２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。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
通す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（エンジン側）に流れるこ
とができるようにしてある。なお、第２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22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
よって開閉される。なお、９はウエストゲートバルブ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ON−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1
8、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を全閉とするように
アクチュエータ11、16を作動させる。なお、32は排気切
替弁17小開制御用の第５の三方電磁弁である。16a、16b
はアクチュエータ16のダイヤフラム室、16cは調整ネ
ジ、10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。

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ー
24、O₂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）、一
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３図は切替弁開閉用の制御プロ
グラムであり、ROMに記憶され、CPUに読み出されて、弁
開閉の演算を実行するプログラムである。

本実施例における過給制御方法を、第３図の制御フロ
ーとともに、第４図、第５図を参照しつつ説明する。な
お、第３図においては第１〜第５の三方電磁弁をそれぞ
れVSV No.1〜VSV No.5として表している。また、第３図
ないし第５図においては、ターボチャージャをT/Cと表
わしてある。

まず第３図において、ステップ100でバルブ制御ルー
チンに入り、ステップ101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メータ24からの信号で
ある。つぎにステップ102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個ターボチャージャ
作動域かを判定する。図示例では、たとえばＱが5500
/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、5500/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、6000/min近辺で切り替わる
ことになる。

ステップ102で２個ターボチャージャ作動に切り替わ
るべきと判断された場合はステップ103に進み、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
ム室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27ON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104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28ON後、所定時間、
例えば0.5秒経過後にステップ105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、吸入空気量はタ
ービン効率の良い目標のほぼ6000/minとなってい
る）。続いてステップ113に進んでリターンする。

ステップ102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106に進み、吸気管圧力PMを読み込
む。ステップ107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＋500 mmHg
よりも小さい場合はステップ108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1
6bに大気圧力を導く。この状態でステップ109に進み、
軽負荷か高負荷かを判断する。図は負荷信号と吸気管圧
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−100 mmHgよ
り小さい場合は軽負荷と判断し、−100 mmHg以上の場合
は高負荷と判断する。

ステップ109で高負荷と判断された場合はステップ112
に進み、第１〜第４の三方電磁弁25〜28をOFFとする。
すなわち、第１および第２の三方電磁弁25および26をOF
Fとしてアクチュエータ11のダイヤフラム室11aおよび11
bに大気圧力を導いて吸気切替弁18を全閉とし、第３の
三方電磁弁27をOFFとしてアクチュエータ10のダイヤフ
ラム室10aに大気圧力を導いて吸気バイパス弁33を全開
とし、第４の三方電磁弁28をOFFとしてアクチュエータ1
6のダイヤフラム室16aに大気圧力を導いて排気切替弁17
を全閉とし、ステップ113に進みリターンする。この状
態では吸気切替弁18が全閉、排気切替弁17が全閉、吸気
バイパス弁33が全開だから、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109で軽負荷と判断された場合は、ステップ1
10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113に進みリターンする。

ステップ107で吸気圧力PMが＋500 mmHg以上と判断さ
れた場合は、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。次
に、ステップ112に進んで前述と同様に第１〜第４の三
方電磁弁25〜28をOFFとする。すなわち、第１および第
２の三方電磁弁25および26をOFFとしてアクチュエータ1
1のダイヤフラム室11aおよび11bに大気圧力を導いて吸
気切替弁18を全閉とし、第３の三方電磁弁27をOFFとし
てアクチュエータ10のダイヤフラム室10aに大気圧力を
導いて吸気バイパス弁33を全開とし、第４の三方電磁弁
28をOFFとしてアクチュエータ16のダイヤフラム室16aに
大気圧力を導く。この場合、予め二段式アクチュエータ
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）が導入されてい
るため、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＋500 mmHg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。
換言すれば、１個ターボチャージャ作動域において、過
給圧が＋500 mmHgに保たれるように、排気切替弁17の開
度が制御される。通常ターボチャージャの過給圧制御
は、設定圧（たとえば＋500 mmHg）より大きくなった場
合にウエストゲートバルブ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並
列ターボチャージャでは、ウエストゲートバルブ31を開
く代わりに排気切替弁17を小開制御して主ターボチャー
ジャ７の回転数、つまり主ターボチャージャ７による過
給圧を制御する。そして、その排気切替弁17を部分的に
開いて排気ガスの一部を作動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の助走回転させる。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。続いて、
ステップ113に進んでリターンする。

上記制御における、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圧特性は第４
図のようになる。

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、
＋500 mmHgを越えないように、ウエストゲートバルブ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
４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、レスポンスをさらに改善
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5500/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。

この本発明制御における作動順を、第５図により説明
する。

まず、吸入空気量Ｑが5500/minよりも少ない領域に
おいて、主ターボチャージャ７による過給圧（吸気管圧
力（PM））が高まり、＋500 mmHgに達すると、第５の三
方電磁弁32（VSV No.5）による排気切替弁17の小開制御
が始まり、副ターボチャージャ８が助走回転される。こ
のとき、吸気バイパス弁33は開いており、副ターボチャ
ージャ８のコンプレッサ8b出口側の加圧空気は、バイパ
ス通路13を通してコンプレッサ入口側へと循環されるの
で、コンプレッサ出口圧力の過上昇が防止されるととも
に、この部分での吸気温過上昇が防止される。バイパス
通路13の通路径は、この条件で連続運転されてもコンプ
レッサ出口圧力がそれ程高くならないよう、比較的大き
く設定される。

副ターボチャージャ８の助走回転開始後、吸入空気量
Ｑが5500/minに至ると、吸気バイパス弁33が閉じられ
る。吸気バイパス弁33閉により、コンプレッサ8bの出口
圧力が高められるので、第７図に示し如く、副ターボチ
ャージャ８の助走回転数が高められる。このままの状態
で長時間連続運転されると、従来と同様の吸気温上昇の
問題を招くことになるが、本発明方法では、吸気バイパ
ス弁33閉後所定時間経過後に（本実施例では１秒経過後
に）、小開制御されていた排気切替弁17が全開とされ
る。このとき、吸入空気量Ｑは、加速条件で自然に、切
替時条件として最もタービン効率のよい6000/minある
いはその近傍の値に達している。続いて吸気切替弁18が
全開とされ（本実施例では排気切替弁17全開後0.5秒経
過後）、２個ターボチャージャ過給作動に切り替わる。

この切替においては、排気切替弁17全開より少し前
に、吸気バイパス弁33が閉じられて副ターボチャージャ
８の助走回転数が高められるので、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の切替のつなぎがス
ムーズになり、切替時のショック、トルク低下が低減さ
れる。また、上記排気切替弁17全開までの吸気バイパス
弁33の閉時間が短かいので、吸気温の過上昇は発生しな
い。吸気温過上昇の不安がないので、１個ターボチャー
ジャ作動時の過給圧も高く設定しておくことが可能にな
る。

なお、上記実施例においては、排気切替弁17全開から
吸気切替弁18全開までの間にも、ごく短かい時間遅れ
（0.5秒）をもたせたが、この時間はさらに短かくして
もよいし、実質的に無くし両弁を同時に全開とすること
も可能である。ただし、排気切替弁17を全開にした後吸
気切替弁18を全開にする方が、吸気切替弁18直前まで所
望の過給圧を導いた後その過給空気をエンジンに送り込
むことができるので、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がよりスムーズに行われる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の過給機付エンジンの過
給制御方法によるときは、排気切替弁を小開制御して副
ターボチャージャを助走回転させた後、エンジン吸入空
気量が所定値に達したときに吸気バイパス弁を閉じて助
走回転数を高め、吸気バイパス弁閉から比較的短かい所
定時間経過後に排気切替弁を全開とし、続いて吸気切替
弁を全開にして、１個ターボチャージャから２個ターボ
チャージャに切り替えるようにしたので、停止していた
副ターボチャージャ助走開始後の吸気バイパスの量を十
分に確保でき、吸気温上昇によるコンプレッサインペラ
等のトラブル発生の心配がなくなり、１個ターボチャー
ジャ時の高過給が可能になるとともに、切替直前に副タ
ーボチャージャの助走回転数を効率よく高めることがで
き、１個ターボチャージャから２個ターボチャージャ過
給作動へのつなぎをスムーズにすることができるという
効果が得られる。

【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過給制御方法
の制御ステップを示すブロック図、 第２図は本発明の一実施例に係る方法の実施に用いる装
置の系統図、 第３図は第２図の装置を用いて本発明方法を実施する場
合の制御フロー図、 第４図は第３図の制御フローによるエンジン回転数−過
給圧特性図、 第５図はターボチャージャ切替時のタービン効率および
各弁作動の特性図、 第６図は従来の並列ターボチャージャ付エンジンの概略
系統図、 第７図は副ターボチャージャのコンプレッサ出口圧力と
コンプレッサ吐出空気量との一般的な関係図、 第８図は第６図の装置の副ターボチャージャおよびその
近傍の拡大概略構成図、 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……ウエストゲートバルブ 32……第５の三方電磁弁 33……吸気バイパス弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン本体に対し並列に設けられた主タ
   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過給作動を停
   止させる吸気切替弁および排気切替弁と、副ターボチャ
   ージャのコンプレッサをバイパスするバイパス通路およ
   び該バイパス通路を開閉する吸気バイパス弁と、を有す
   る過給機付エンジンにおいて、前記副ターボチャージャ
   が過給作動停止状態から過給作動状態に至る前に、前記
   吸気バイパス弁を開いた状態で前記排気切替弁を小開し
   て副ターボチャージャを助走回転させ、助走回転開始後
   でかつエンジンの吸入空気量が排気切替弁全開条件より
   も少ない予め定められた吸入空気量に達したときに、前
   記吸気バイパス弁を閉じ、該吸気バイパス弁閉から時間
   遅れをもたせて、小開されていた排気切替弁を全開し、
   前記吸気切替弁を開いて副ターボチャージャの過給作動
   を開始することを特徴とする過給機付エンジンの過給制
   御方法。