JP2600851Y2 - 過給機付エンジン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】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、下流開きのフラッパ式に構成
される排気制御弁のチャタリング音低減対策に関する。

【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。ここで排気制御
弁は、開弁時の応答性等を重視して下流開きのフラッパ
式に構成することが本出願人により提案されている（特
開平５−１５６９５５号公報参照）。

【０００３】そして、上記排気制御弁は、実開平２−２
２６１８号公報に示されるように、全閉時に弁体の熱膨
張や経時変化を吸収してシール性を確保するため、アー
ムと弁体との間に遊びを設ける必要がある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】、このため弁開度が小
さくて弁体の受圧面積が大きいとき、アームと弁体との
間に遊びがあるため排気脈動により弁体が踊り、特に弁
体の閉じ終了直前に弁体が弁座に振動衝突して、チャタ
リング音（叩かれ音）を生じることがある。

【０００５】本考案は、上記事情に鑑み、下流開き式の
フラッパ式に構成される排気制御弁のチャタリング音を
有効に低減することが可能な過給機付エンジンを提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【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、低速域では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るシングルター
ボ状態とし、高速域では共に開弁して両ターボ過給機を
共に過給作動させるツインターボ状態とする吸気制御
弁，下流開きのフラッパ式の排気制御弁を、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、正圧室と負圧室とを有し上記排気制御弁を作動する
ダイヤフラム式アクチュエータを備え、このアクチュエ
ータの正圧室及び負圧室に作用する制御圧を切換える切
換ソレノイド弁を配設し、該切換ソレノイド弁により上
記アクチュエータの両室を大気開放することで排気制御
弁を閉弁し、負圧室に負圧を、正圧室に正圧を供給する
ことで上記排気制御弁を開弁する過給機付エンジンにお
いて、上記切換ソレノイド弁の容量を８ｌ／ｍｉｎから
２０ｌ／ｍｉｎに増大設定し、該切換ソレノイド弁から
上記アクチュエータの各室に連通する通路の径を４ｍｍ
から６．３５ｍｍに増大設定したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記構成により、切換ソレノイド弁の容量を８
ｌ／ｍｉｎから２０ｌ／ｍｉｎに増大設定すると共に、
該切換ソレノイド弁から排気制御弁を開閉作動するア
ク、従来に対し切換ソレノイド弁の容量、及び通路の径
を大きくしたことで、排気制御弁の閉弁時には、アクチ
ュエータの両室が迅速に大気開放して排気制御弁の閉弁
速度が速くなる。従って、排気制御弁の閉弁時に受圧面
積の増大に伴い弁体に大きい排気脈動が作用しても、排
気制御弁の閉弁速度が速いことで、チャタリング音の発
生時間が短縮化され、これにより排気制御弁のチャタリ
ング音が実質的に低減される。

【０００８】

【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。図４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１２に合流して触媒コンバータ１
３、マフラ１４に連通される。

【０００９】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、これに対し
て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。このためプライマリタ
ーボ過給機４０の方が容量が小さいことで、排気抵抗が
大きくなる。

【００１０】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
がそれぞれ両ターボ過給機４０，５０のブロワ４０ｂ，
５０ｂ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１
６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２
６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。

【００１１】燃料系として、吸気マニホールド２３のポ
ート近傍にインジェクタ３０が配設され、燃料ポンプ３
１を有する燃料タンク３２からの燃料通路３３が、フィ
ルタ３４、燃料圧レギュレータ３５を備えてインジェク
タ３０に連通される。燃料圧レギュレータ３５は、吸気
圧力に応じて調整作用するものであり、これによりイン
ジェクタ３０に供給する燃料圧力を吸気圧力に対して常
に一定の高さに保ち、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毎に連設する点火コイル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。

【００１２】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４４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４３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４
１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。

【００１３】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２
０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。

【００１４】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。

【００１５】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５７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５
３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１０
０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５４
ａ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。

【００１６】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。

【００１７】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５
６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、Ｏ
Ｎされると、負圧通路６３側を閉じて大気ポートを開
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。

【００１８】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Ｏ
Ｎ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て通路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。

【００１９】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７３ａ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側を閉じて大気ポートを開き、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
閉じて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ＳＯ
Ｌ．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。

【００２０】第１の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯ
Ｌ．３からの制御圧通路７３ａにはオリフィス６７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動作する。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状態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。

【００２１】各種のセンサについて説明する。差圧セン
サ８０は、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を選択して検出するよう
に設けられている。またエンジン本体１にノックセンサ
８２が取付られると共に、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が臨まされている。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。

【００２２】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９０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。

【００２３】上記クランク角センサ８７，カム角センサ
８８では、それぞれ上記クランクロータ９０，カムロー
タ９１に所定間隔毎に形成された突起（或いはスリッ
ト）をエンジン運転に伴い検出し、クランクパルス，カ
ムパルスを電子制御装置１００に出力する。そして電子
制御装置１００において、クランクパルス（検出した突
起）の間隔時間からエンジン回転数を算出すると共に、
点火時期及び燃料噴射開始時期等を演算し、さらに、ク
ランクパルス及びカムパルスの入力パターンから気筒判
別を行う。

【００２４】次に、図５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、ＣＰ
Ｕ１０１，ＲＯＭ１０２，ＲＡＭ１０３，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。

【００２５】上記定電圧回路１０６は、ＥＣＵリレー９
５のリレー接点を介してバッテリ９６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１０
６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。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、上記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。

【００２６】また、上記Ｉ／Ｏインターフェイス１０５
の入力ポートに、各種センサ８０〜８８，車速センサ８
９，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ＩＳ
ＣＶ２５、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４
３，７５、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。

【００２７】そして、イグニッションスイッチ９７がＯ
Ｎされると、ＥＣＵリレー９５がＯＮし、定電圧回路１
０６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Ｒ
ＡＭ１０４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。

【００２８】次に図１及び図２において、排気制御弁５
３について詳細に説明する。先ず、排気制御弁５３は、
排気管を兼ねた筒状の弁本体１３０を有し、この弁本体
１３０がセカンダリターボ過給機５０のタービンハウジ
ング５０ｃの下部にボルト１４５により結合される。弁
本体１３０は内部途中に所定の口径の弁ポート１３１を
備えた弁座１３２が傾いて形成され、弁座１３２の直下
流の側方に弁軸１３３が回転自在に水平設置される。そ
して弁軸１３３と一体的なアーム１３４に円板状の弁体
１３５が、取付け板１３６で抜止めして取付けられ、弁
軸１３３を時計方向に回転することで弁体１３５が弁座
１３２に接して弁ポート１３１を閉じ、反時計方向に回
転することで弁体１３５が弁座１３２から離れて排気流
方向下流開きに開くように構成される。ここでアーム１
３４、弁体１３５及び取付け板１３６の間には所定のク
リアランスが設けられ、フラッパ式の弁体１３５の全閉
時にその全周が弁座１３２に密着してシール性が確保さ
れる。

【００２９】また排気制御弁作動用アクチュエータ５４
は、ボルト１４５で共締めされるステー１４６により排
気制御弁５３の上方に傾斜して設置される。そしてアク
チュエータ５４の下方に延びるロッド１４０、弁軸１３
３と一体的なレバー１４１がピン１４２により連結さ
れ、ロッド１４０の後退により弁軸１３３を時計方向に
回転し、ロッド１４０の突出により弁軸１３３を反時計
方向に回転する。更に、弁本体１３０にはストッパ１４
３がレバー１４１と係合して全開位置を規制するように
突設される。

【００３０】続いて、チャタリング音低減対策について
説明する。先ず、排気制御弁５３の圧力作動系では、既
に説明したように第１の排気制御弁用切換ソレノイド弁
ＳＯＬ．３と第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯ
Ｌ．４を有する。そして第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がアクチュエ
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がその負
圧室５４ｂにそれぞれ連通され、排気制御弁５３の閉弁
時にはアクチュエータ５４の正圧室５４ａの正圧と負圧
室５４ｂの負圧をリークして両室５４ａ，５４ｂを大気
開放し、スプリング５４ｃの付勢力により排気制御弁５
３を閉じるように構成される。

【００３１】ここで排気制御弁５３の閉弁時のチャタリ
ング音の発生については、図３のような関係が成立す
る。即ち、チャタリング音発生時間は、（ｃ）のように
閉弁速度の減少関数となり、閉弁速度を速めることでチ
ャタリング音発生時間が短くなりチャタリング音が低減
する。閉弁速度は、（ａ）のようにアクチュエータ５４
の出入口のニップル径、（ｂ）のように切換ソレノイド
弁の容量の増大関数となり、ニップル径と切換ソレノイ
ド弁の容量を大きくすることで閉弁速度を速くすること
ができる。そこでニップルを含む制御圧通路７３ａ，７
４ａの径を例えば４ｍｍから６．３５ｍｍに増大し、切
換ソレノイド弁ＳＯＬ．３，ＳＯＬ．４の容量を例えば
８ｌ／ｍｉｎから２０ｌ／ｍｉｎに増大して、閉弁速度
を速めるように構成される。

【００３２】次に、上記ＥＣＵ１００による過給機作動
個数切換制御を図６〜図９のターボ切換制御ルーチンに
示すフローチャートに従って説明する。このターボ切換
制御ルーチンは、イグニッションスイッチ９７をＯＮし
た後、設定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に実行される
ものである。

【００３３】イグニッションスイッチ９７のＯＮにより
ＥＣＵ１００に電源が投入されると、システムがイニシ
ャライズ（各フラグ，各カウント値をクリア）され、先
ず、ステップＳ１でツインターボモード判別フラグＦ１
の値を参照する。そして、このツインターボモード判別
フラグＦ１がクリアされていればステップＳ２へ進み、
またセットされていればステップＳ６０へ進む。このツ
インターボモード判別フラグＦ１は、現制御状態がプラ
イマリターボ過給機４０のみを過給作動させるシングル
ターボモードのときクリアされ、両ターボ過給機４０，
５０を過給作動させるツインターボモードのときにセッ
トされる。

【００３４】以下の説明では、先ずシングルターボモー
ドについて説明し、次いでシングル→ツイン切換制御、
最後にツインターボモードについて説明する。イグニッ
ションスイッチ９７をＯＮした直後、及び現制御状態が
シングルターボモードの場合、Ｆ１＝０であるためステ
ップＳ２へ進む。

【００３５】ステップＳ２では、エンジン回転数Ｎに基
づきターボ切換判定値テーブルを補間計算付で参照して
シングル→ツイン切換判定値Ｔｐ２を設定する。図１１
に示すように、上記ターボ切換判定値テーブルには、エ
ンジン回転数Ｎとエンジン負荷（本実施例では基本燃料
噴射パルス幅）Ｔｐとの関係からシングルターボモード
からツインターボモードへ切換えるシングル→ツイン切
換判定ラインＬ２と、その逆にツインターボモードから
シングルターボモードへ切換えるツイン→シングル切換
判定ラインＬ１を予め実験等から求め、シングルターボ
領域とツインターボ領域とが設定されている。そして、
各ラインＬ２，Ｌ１に対応してそれぞれシングル→ツイ
ン切換判定値Ｔｐ２，及びツイン→シングル切換判定値
Ｔｐ１がエンジン回転数Ｎをパラメータとしたテーブル
として予めＲＯＭ１０２の一連のアドレスに格納されて
いる。なお、シングル→ツイン切換判定ラインＬ２は、
切換時のトルク変動を防止するため図１６の出力特性の
シングルターボ時のトルク曲線ＴＱ１とツインターボ時
のトルク曲線ＴＱ２とが一致する点Ｃに設定する必要が
あり、このため図１１に示すように、低，中回転数域で
の高負荷からエンジン回転数Ｎの上昇に応じて低負荷側
に設定される。また図に示すように、ターボ過給機作動
個数の切換時の制御ハンチングを防止するため、ツイン
→シングル切換判定ラインＬ１は、シングル→ツイン切
換判定ラインＬ２に対して低回転数側に比較的広い幅の
ヒステリシスＨを有して設定される。

【００３６】そして、ステップＳ３で上記シングル→ツ
イン切換判定値Ｔｐ２と現在の基本燃料噴射パルス幅
（以下、エンジン負荷）Ｔｐとを比較し、Ｔｐ＜Ｔｐ２
の場合、ステップＳ４へ進み、シングルターボモード制
御を行う。また、Ｔｐ≧Ｔｐ２の場合はステップＳ３０
へ進み、シングル→ツイン切換制御を行う。

【００３７】ステップＳ３からステップＳ４へ進むと、
過給圧制御モード判別フラグＦ２の値を参照する。この
過給圧制御モード判別フラグＦ２は、現運転領域が排気
制御弁５３の小開により過給圧制御を行うと共にセカン
ダリターボ過給機５０を予備回転させる排気制御弁小開
制御モード領域内のときセットされ、領域外のときクリ
アされる。従って、イグニッションスイッチ９７をＯＮ
した直後はイニシャルセットにより、また前回ルーチン
実行時に運転領域が排気制御弁小開制御モード領域外の
ときはＦ２＝０であるためステップＳ５へ進み、ステッ
プＳ５ないしステップＳ７の条件判断により現在の運転
領域が排気制御弁小開制御モード領域内に移行したかを
判断する。

【００３８】この排気制御弁小開制御モード領域への移
行判定は、図１２に示すように、エンジン回転数Ｎと吸
気管圧力（過給圧）Ｐとの関係で、シングル→ツイン切
換判定ラインＬ２よりも低回転低負荷側、すなわちシン
グルターボモード下において、設定値Ｎ１（例えば２６
５０ｒｐｍ），Ｐ１（例えば１１２０ｍｍＨｇ）で囲ま
れた領域で、且つスロットル開度ＴＨが設定値ＴＨ１
（例えば３０ｄｅｇ）以上のとき、領域内に移行したと
判定する。

【００３９】すなわち、ステップＳ５でエンジン回転数
Ｎと設定値Ｎ１とを比較し、ステップＳ６で吸気管圧力
Ｐと設定値Ｐ１とを比較し、ステップＳ７でスロットル
開度ＴＨと設定値ＴＨ１とを比較する。そして、Ｎ＜Ｎ
１，或いはＰ＜Ｐ１，或いはＴＨ＜ＴＨ１の場合にステ
ップＳ８へ進み、現運転領域が排気制御弁小開制御モー
ド領域外にあると判断して過給圧制御モード判別フラグ
Ｆ２をクリアし、また、Ｎ≧Ｎ１且つＰ≧Ｐ１且つＴＨ
≧ＴＨ１の場合にはステップＳ９へ進み、現運転領域が
排気制御弁小開制御モード領域に移行したと判断して過
給圧制御モード判別フラグＦ２をセットする。

【００４０】そしてステップＳ１０へ進んで、過給圧リ
リーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１をＯＦＦし、ス
テップＳ１１で吸気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．
２をＯＦＦする。次いでステップＳ１２へ進むと、過給
圧制御モード判別フラグＦ２の値を参照し、Ｆ２＝０の
場合、ステップＳ１３へ進み、第１の排気制御弁用切換
ソレノイド弁ＳＯＬ．３をＯＦＦし、ステップＳ１４で
第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４をＯＦ
Ｆする。その後、ステップＳ１５〜Ｓ１７で上記ツイン
ターボモード判別フラグＦ１，後述する差圧検索フラグ
Ｆ３，制御弁切換時間カウント値Ｃ１をそれぞれクリア
した後、ルーチンを抜ける。

【００４１】従ってシングルターボモード下で、且つ排
気制御弁小開制御モード領域外の低回転，低負荷の運転
領域では、各切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１〜４がいずれ
もＯＦＦする。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５
５は、吸気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．２のＯＦ
Ｆ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。

【００４２】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のみ作動のシングルターボ状態とな
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。なお、シングルターボモー
ド下で且つ排気制御弁小開制御モード領域外の場合、或
いはツインターボモード下の場合には、過給圧フィード
バック制御は、ここでは詳述しないがプライマリウエス
トゲート弁４１のみを用いて行われる。

【００４３】一方、上記ステップＳ９で、現運転領域が
排気制御弁小開制御モード領域内と判断されて過給圧制
御モード判別フラグＦ２がセットされた場合には、ステ
ップＳ１０〜Ｓ１２を介してステップＳ１８へ進み、第
１の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３のみをＯ
Ｎする。そこで第１の排気制御弁用切換ソレノイド弁Ｓ
ＯＬ．３のＯＮによりアクチュエータ５４の正圧室５４
ａに正圧が導入され、排気制御弁５３が開かれる。な
お、この排気制御弁小開制御モード下では、図１０に示
す排気制御弁小開制御ルーチンが設定時間（例えば４８
０ｍｓｅｃ）毎に実行されることで、排気制御弁５３を
用いて過給圧フィードバック制御が行われ、これに伴い
排気制御弁５３が小開される。すなわち、図１０におい
て、ステップＳ１００で過給圧制御モード判別フラグＦ
２の値を参照し、Ｆ２＝０のときにはルーチンを抜け、
Ｆ２＝１で排気制御弁小開制御モードの場合、ステップ
Ｓ１０１へ進み、過給圧リリーフ弁用切換ソレノイド弁
ＳＯＬ．１に対する通電状態を判断し、ＳＯＬ．１＝Ｏ
Ｎの場合にはルーチンを抜け、ＳＯＬ．１＝ＯＦＦのと
きステップＳ１０２へ進み、目標過給圧と絶対圧センサ
８１により検出される実過給圧とを比較し、その比較結
果に応じて、例えばＰＩ制御により排気制御弁小開制御
用デューティソレノイド弁７５に対するＯＮデューティ
（デューティ比）を演算し、このＯＮデューティのデュ
ーティ信号をデューティソレノイド弁７５に出力し、過
給圧フィードバック制御を実行する。このため、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、図１４に示すよう
に、排気制御弁５３が小開して排気制御弁５３のみを用
いて過給圧フィードバック制御が行われる。そして、排
気制御弁５３の小開により排気の一部がセカンダリター
ボ過給機５０のタービン５０ａに供給され、セカンダリ
ターボ過給機５０が予備回転され、ツインターボ移行に
備えられる。

【００４４】この状態下では、吸気制御弁５５が閉弁さ
れているため、セカンダリターボ過給機５０のブロワ５
０ｂ下流と吸気制御弁５５との間に過給圧が封じ込めら
れるが、このとき過給圧リリーフ弁５７の開弁によりこ
の過給圧をリークさせ、予備回転の円滑化を図ってい
る。

【００４５】また、シングルターボモード下で排気制御
弁小開制御モード領域で過給圧制御モード判別フラグＦ
２がセット（Ｆ２＝１）された場合には、前記ステップ
Ｓ４からステップＳ１９へ進み、ステップＳ１９ないし
ステップＳ２１の条件判断により現在の運転領域が排気
制御弁小開制御モード領域外に移行したかの判断がなさ
れる。

【００４６】この領域外への移行判定は、過給圧制御モ
ード切換時の制御ハンチングを防止するため、図１２に
示すように、前記設定値Ｎ１，Ｐ１，ＴＨ１よりも低い
値の設定値Ｎ２（例えば２６００ｒｐｍ），Ｐ２（例え
ば１０７０ｍｍＨｇ），ＴＨ２（例えば２５ｄｅｇ）に
より行う。そしてステップＳ１９で、エンジン回転数Ｎ
と設定値Ｎ２とを比較し、ステップＳ２０で吸気管圧力
（過給圧）Ｐと設定値Ｐ２とを比較し、ステップＳ２１
でスロットル開度ＴＨと設定値ＴＨ２とを比較し、Ｎ＜
Ｎ２，或いはＰ＜Ｐ２，或いはＴＨ＜ＴＨ２の場合、現
運転領域が排気制御弁小開制御モード領域外に移行した
と判断して前述のステップＳ８へ進み、過給圧制御モー
ド判別フラグＦ２をクリアする。これにより、排気制御
弁小開制御が解除される。また、Ｎ≧Ｎ２且つＰ≧Ｐ２
且つＴＨ≧ＴＨ２の場合には、現運転領域が領域内のま
まであると判断して前記ステップＳ９へ進み、過給圧制
御モード判別フラグＦ２をＦ２＝１の状態に保持し、排
気制御弁小開制御を継続する。

【００４７】以上のように、シングルターボモード下で
は、エンジン本体１からの排気のほとんどがプライマリ
ターボ過給機４０に導入されて、タービン４０ａにより
ブロワ４０ｂを回転駆動する。そこでブロワ４０ｂによ
り空気を吸入圧縮し、この圧縮空気がインタークーラ２
０で冷却され、スロットル弁２１の開度で流量調整さ
れ、チャンバ２２，吸気マニホールド２３を介して各気
筒に高い充填効率で供給されて過給作用する。そして、
このシングルターボモードによるプライマリターボ過給
機４０のみ作動のシングルターボ状態では、図１６の出
力特性に示すように、低，中回転数域で高い軸トルクの
シングルターボ時のトルク曲線ＴＱ１が得られる。

【００４８】次に、シングル→ツイン切換制御について
説明する。前記ステップＳ３でＴｐ≧Ｔｐ２、すなわち
現在の運転領域がシングルターボ領域からツインターボ
領域（図１１参照）に移行したと判断されると、ステッ
プＳ３０へ分岐してプライマリターボ過給機４０のみ作
動のシングルターボ状態から両ターボ過給機４０，５０
作動のツインターボ状態へ切換えるためのシングル→ツ
イン切換制御を実行する。

【００４９】すると、先ずステップＳ３０で、過給圧リ
リーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１に対する通電状
態を判断し、ステップＳ３２で第１の排気制御弁用切換
ソレノイド弁ＳＯＬ．３に対する通電状態を判断し、両
切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１，３が共にＯＮの場合は、
そのままステップＳ３４へ進む。また、上記各切換ソレ
ノイド弁ＳＯＬ．１，３がＯＦＦの場合、ステップＳ３
１，Ｓ３３でそれぞれＯＮにした後、ステップＳ３４へ
進む。

【００５０】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ＯＮにより正
圧通路６４ａからの正圧が圧力室に導入されることで、
この正圧及びスプリングの付勢力により直ちに閉弁す
る。また、排気制御弁５３は、第１の排気制御弁用切換
ソレノイド弁ＳＯＬ．３のＯＮによりアクチュエータ５
４の正圧室５４ａに正圧が導入されることで開弁する。
なお、シングルターボモード下の排気制御弁小開制御モ
ードからシングル→ツイン切換制御に移行した場合に
は、上記過給圧リリーフ弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．
１のＯＮにより、図１０の排気制御弁小開制御ルーチン
において、過給圧フィードバック制御を行うことなくス
テップＳ１０１を介してルーチンを抜けることで、排気
制御弁５３による過給圧フィードバック制御が中止さ
れ、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、正圧通路６４ｂを介しての正圧がデューテ
ィソレノイド弁７５によりリークされることなく直接ア
クチュエータ５４の正圧室５４ａに導入されるので、排
気制御弁５３の開度が増大される。

【００５１】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
開弁，及びその開度増大によりセカンダリターボ過給機
５０の回転数が上昇されると共に、セカンダリターボ過
給機５０のブロワ５０ｂ下流と吸気制御弁５５との間の
過給圧が次第に上昇され、ツインターボモードへの移行
に備えられる。ステップＳ３４では、差圧検索フラグＦ
３の値を参照し、Ｆ３＝０の場合、ステップＳ３５へ進
み、Ｆ３＝１の場合にはステップＳ３９へジャンプす
る。

【００５２】シングル→ツイン切換制御に移行後、初回
のルーチン実行時には、Ｆ３＝０であるためステップＳ
３５へ進み、まず、車速Ｖに基づき排気制御弁開ディレ
ー時間設定テーブルを補間計算付で参照して、シングル
→ツイン切換制御移行後の排気制御弁５３の全開制御
（第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４をＯ
ＦＦからＯＮにする）時期を定める排気制御弁開ディレ
ー時間Ｔ１を設定し、ステップＳ３６で車速Ｖに基づき
吸気制御弁開ディレー時間設定テーブルを補間計算付で
参照して、上記排気制御弁５３の全開制御後に吸気制御
弁５５の開弁制御（吸気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯ
Ｌ．２をＯＦＦからＯＮにする）開始時期の条件を定め
るための吸気制御弁開ディレー時間Ｔ２を設定する。さ
らに、ステップＳ３７で、吸気制御弁５５の上流圧ＰＵ
と下流圧ＰＤとの差圧（差圧センサ８０の読込み値）Ｄ
ＰＳ（＝ＰＵ−ＰＤ）に基づき、吸気制御弁５５の開弁
制御開始時期を定めるための吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳ
Ｔを設定する。

【００５３】図１３（ａ）に排気制御弁開ディレー時間
設定テーブルの概念図を、同図（ｂ）に吸気制御弁開デ
ィレー時間設定テーブルの概念図をそれぞれ示す。図に
示すように車速Ｖが高い程、排気制御弁開ディレー時間
Ｔ１及び吸気制御弁開ディレー時間Ｔ２を短くして、排
気制御弁５３を全開させるタイミング及び吸気制御弁５
５を開けるタイミング、すなわちツインターボモードに
切換わるタイミングを早め、車速に拘らず加速応答性を
均一化させ、ドライバビリティの向上を図るようにして
いる。

【００５４】また、図１３（ｃ）に吸気制御弁開差圧設
定テーブルの概念図を示す。同図に示すように、エンジ
ン運転状態がシングルターボ領域から前記シングル→ツ
イン切換判定ラインＬ２（シングル→ツイン切換判定値
Ｔｐ２）を境としてツインターボ領域（図１１参照）に
移行した直後の差圧ＤＰＳがマイナス側にある程、すな
わち、吸気制御弁５５の上流圧ＰＵに対し下流圧ＰＤが
高く、高過給状態である程、吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳ
Ｔをマイナス側とし、吸気制御弁５５を開けるタイミン
グを早め、加速応答性を向上させる。

【００５５】そして、これらディレー時間Ｔ１，Ｔ２及
び吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳＴを設定した後は、ステッ
プＳ３８に進んで差圧検索フラグＦ３をセットして、ス
テップＳ３９へ進む。ステップＳ３９では、第２の排気
制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４に対する通電状態
を判断することで、既に排気制御弁５３に対する全開制
御が開始されているかを判断し、ＳＯＬ．４＝ＯＮであ
り、既に排気制御弁全開制御が開始されている場合には
ステップＳ４７へジャンプして、第２の排気制御弁用切
換ソレノイド弁ＳＯＬ．４をＯＮに保持し、ＳＯＬ．４
＝ＯＦＦの場合には、排気制御弁全開制御実行前である
ためステップＳ４０へ進み、制御弁切換時間カウント値
Ｃ１と上記排気制御弁開ディレー時間Ｔ１とを比較し、
シングル→ツイン切換制御移行後、排気制御弁開ディレ
ー時間Ｔ１が経過したかを判断する。

【００５６】そして、Ｃ１≧Ｔ１の場合には、ステップ
Ｓ４５へジャンプして第２の排気制御弁用切換ソレノイ
ド弁ＳＯＬ．４をＯＮさせ、排気制御弁５３を全開させ
る。また、Ｃ１＜Ｔ１のディレー時間経過前のときには
ステップＳ４１へ進み、エンジン負荷Ｔｐと前記ステッ
プＳ２で設定したシングル→ツイン切換判定値Ｔｐ２か
ら設定値ＷＧＳを減算した値とを比較し、Ｔｐ＜Ｔｐ２
−ＷＧＳの場合にはステップＳ８へ戻り、シングル→ツ
イン切換制御を中止して直ちにシングルターボモードに
切換える。これは、エンジン負荷Ｔｐが落ちた場合、シ
ングルターボモードへ戻ることで運転の違和感を無くす
ためである。

【００５７】さらに詳述すれば、図１１に示すように、
エンジン運転状態がシングルターボ領域からシングル→
ツイン切換判定ラインＬ２（Ｔｐ２）をツインターボ領
域側へ一旦越えると、ツイン→シングル切換判定ライン
Ｌ１（Ｔｐ１）をシングルターボ領域側に越えない限
り、ディレー時間Ｔ１経過後に排気制御弁５３が全開と
なり（ステップＳ４５）、さらに、ディレー時間Ｔ２経
過後に差圧ＤＰＳが吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳＴに達す
れば吸気制御弁５５が開き（ステップＳ４９）、ツイン
ターボ状態に切換わる。従って、一旦、シングル→ツイ
ン切換判定ラインＬ２を越えた後、ツイン→シングル切
換判定ラインＬ１とシングル→ツイン切換判定ラインＬ
２とで囲まれた領域に運転状態が留まっていた場合、デ
ィレー時間経過後にツインターボ状態に切換わってしま
う。しかし、この領域では、図１６に示すように、トル
ク曲線ＴＱ１で与えられるシングルターボ時の軸トルク
に対して、セカンダリターボ過給機５０作動によるツイ
ンターボ時のトルク曲線ＴＱ２の軸トルクが却って低く
なり、シングルターボ状態からツインターボ状態へ切換
わると、トルクの急減によりトルクショックを生じると
共に、運転者に違和感を与えてしまう。

【００５８】これに対処するため、ツイン→シングル切
換判定ラインＬ１をシングル→ツイン切換判定ラインＬ
２に近づけて両切換ラインの幅（ヒステリシス）を狭め
ればよいが、両切換ラインＬ１，Ｌ２間の幅を狭める
と、シングルターボとツインターボとの切換わり頻度が
増し、各制御弁を作動させる負圧源としてのサージタン
ク６０の負圧容量が不足するために、サージタンク６０
を大容量としなければならず、且つ上記幅を狭めすぎる
と、運転状態がシングル→ツイン切換判定ラインＬ２付
近に留まった場合、ターボ過給機作動個数切換えのパラ
メータであるエンジン負荷Ｔｐの変動により、切換ディ
レー時間の設定の無い過給圧リリーフ弁５７がチャタリ
ングを起してしまう不都合がある。

【００５９】これらを防ぐため、運転状態がシングル→
ツイン切換判定ラインＬ２をツインターボ領域側に越え
た後、ディレー時間Ｔ１経過以前に、シングル→ツイン
切換判定ラインＬ２に対し間隔が狭くシングルターボ領
域側に設定値ＷＧＳだけ減算した図１１に破線で示すシ
ングル→ツイン切換判定中止ラインＬ３（＝Ｔｐ２−Ｗ
ＧＳ）をシングルターボ領域側に越えた場合は、ツイン
ターボ状態へ切換えるシングル→ツイン切換制御を中止
して直ちにシングルターボモードに移行させ、プライマ
リターボ過給機４０のみ作動のシングルターボ状態を維
持させることで、ツインターボ状態でのトルクの低い領
域での運転を無くし、運転性の向上を図る。

【００６０】一方、ステップＳ４１でＴｐ≧Ｔｐ２−Ｗ
ＧＳのときにはステップＳ４２へ進み、シングル→ツイ
ン切換制御移行後、ディレー時間Ｔ１経過以前にエンジ
ン運転状態が高負荷高回転数域に移行したかを判断する
ための高負荷判定値ＴｐＨを、エンジン回転数Ｎに基づ
き高負荷判定値テーブルを補間計算付で参照して設定す
る。

【００６１】図１１（ｄ）に高負荷判定値テーブルの概
念図を示す。燃料噴射パルス幅（エンジン負荷）Ｔｐ
は、 Ｔｐ＝Ｋ×Ｑ／Ｎ Ｋ：定数，Ｑ：吸入空気量 で求められ、高負荷時、吸入空気量Ｑを一定とした場
合、燃料噴射パルス幅（エンジン負荷）Ｔｐはエンジン
回転数Ｎに反比例する。従って、図に示すように高負荷
判定値ＴｐＨは、エンジン回転数Ｎが高い程、低い値に
設定される。

【００６２】次いで、ステップＳ４３でエンジン負荷Ｔ
ｐと上記高負荷判定値ＴｐＨとを比較し、Ｔｐ≦ＴｐＨ
の場合にはステップＳ４４へ進み、制御弁切換時間カウ
ント値Ｃ１をカウントアップしてルーチンを抜ける。一
方、Ｔｐ＞ＴｐＨであり、ディレー時間Ｔ１経過以前に
エンジン運転状態が高負荷高回転数域に移行した（例え
ば急加速，レーシング等の場合に相当する）と判断され
る場合には、ステップＳ４５へ進み、第２の排気制御弁
用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４を直ちにＯＮし、排気制
御弁５３を全開させ、セカンダリターボ過給機５０側に
も排気を流すことで、排気流量急上昇により臨界回転数
に達することによるプライマリターボ過給機４０のサー
ジングと損傷を防止する。

【００６３】シングル→ツイン切換制御に移行後、排気
制御弁開ディレー時間Ｔ１が経過してステップＳ４０か
ら、或いはステップＳ４３からステップＳ４５へ進む
と、第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４が
ＯＮされて、排気制御弁５３が全開され、セカンダリタ
ーボ過給機５０の回転数がより上昇されてブロワ５０ｂ
と吸気制御弁５５との間のセカンダリターボ過給機５０
によるコンプレッサ圧（過給圧）も上昇し、図１４に示
すように、吸気制御弁５５の上流と下流との差圧ＤＰＳ
が上昇する。その後、ステップＳ４６へ進み、排気制御
弁全開制御後の時間を計時するため制御弁切換時間カウ
ント値Ｃ１をクリアし、ステップＳ４７へ進む。

【００６４】そして、前記ステップＳ３９或いはステッ
プＳ４６からステップＳ４７へ進むと、排気制御弁全開
制御（ＳＯＬ．４ＯＦＦ→ＯＮ）後の時間を表すカウン
ト値Ｃ１と吸気制御弁開ディレー時間Ｔ２とを比較し、
Ｃ１＜Ｔ２の場合には、吸気制御弁５５開弁条件が成立
していないと判断して、ステップＳ４４でカウント値Ｃ
１をカウントアップしてルーチンを抜ける。またＣ１≧
Ｔ２の場合には、開弁条件成立と判断してステップＳ４
８へ進み、現在の差圧ＤＰＳと吸気制御弁開差圧ＤＰＳ
ＳＴとを比較し、吸気制御弁５５の開弁開始時期に達し
たかを判断する。

【００６５】そして、ＤＰＳ＜ＤＰＳＳＴの時には開弁
開始時期に達していないと判断してルーチンを抜け、Ｄ
ＰＳ≧ＤＰＳＳＴの時には吸気制御弁５５の上流圧ＰＵ
と下流圧ＰＤとが略等しくなり、すなわち、セカンダリ
ターボ過給機５０のブロワ５０ｂと吸気制御弁５５との
間のセカンダリターボ過給機５０による過給圧が上昇し
てプライマリターボ過給機４０による過給圧と略等しく
なり、吸気制御弁開弁開始時期に達したと判断してステ
ップＳ４９へ進み、吸気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯ
Ｌ．２をＯＮさせ、吸気制御弁５５を開弁させる。

【００６６】その結果、セカンダリターボ過給機５０か
らの過給が開始され、ツインターボ状態となる。そして
ステップＳ５０へ進み、シングル→ツイン切換制御の終
了により、次回、ツインターボモードへ移行させるべく
ツインターボモード判別フラグＦ１をセットして、ルー
チンを抜ける。なお、以上のシングル→ツイン切換制御
によるシングルターボモードからツインターボモードへ
の切換わり状態を、図１４のタイムチャートに示す。

【００６７】上述のように、シングル→ツイン切換制御
においては、先ず、過給圧リリーフ弁５７を閉弁すると
共に、排気制御弁５３を開弁し、セカンダリターボ過給
機５０の予備回転数を上昇させ、その後、セカンダリタ
ーボ過給機５０の予備回転数を上昇させるに必要な時間
を排気制御弁開ディレー時間Ｔ１により与え、このディ
レー時間Ｔ１経過後に排気制御弁５３を全開にする。そ
してセカンダリターボ過給機５０のブロワ５０ｂと吸気
制御弁５５間のセカンダリターボ過給機５０による過給
圧が上昇して差圧ＤＰＳが上昇し、排気制御弁全開制御
後、吸気制御弁開ディレー時間Ｔ２により排気制御弁５
３が全開されるまでの作動遅れ時間を補償し、ディレー
時間Ｔ２経過後、吸気制御弁５５の上流と下流との差圧
ＤＰＳが吸気制御弁開差圧ＤＰＳＳＴに達した時点で吸
気制御弁５５を開弁する。これによって、プライマリタ
ーボ過給機４０のみ作動のシングルターボ状態から両タ
ーボ過給機４０，５０作動によるツインターボ状態への
切換わりがスムーズに行われ、さらに、吸気制御弁５５
の上流圧ＰＵと下流圧ＰＤとが略等しくなった時点で吸
気制御弁５５を開弁してセカンダリターボ過給機５０か
らの過給を開始させるので、ツインターボ状態への切換
え時に発生する過給圧の一時的な低下によるトルクショ
ックの発生が有効かつ確実に防止される。

【００６８】次に、ツインターボモードについて説明す
る。シングル→ツイン切換制御の終了によりツインター
ボモード判別フラグＦ１がセットされると、或いは前回
ルーチン実行時にツインターボモードであった場合、今
回ルーチン実行時、Ｆ１＝１によりステップＳ１からス
テップＳ６０に分岐する。

【００６９】そしてステップＳ６０で、エンジン回転数
Ｎに基づきターボ切換判定値テーブルを補間計算付で参
照してツイン→シングル切換判定値Ｔｐ１を設定し（図
１１参照）、ステップＳ６１へ進んで、エンジン負荷Ｔ
ｐと上記ツイン→シングル切換判定値Ｔｐ１とを比較
し、Ｔｐ≧Ｔｐ１の場合、現在の運転状態がツインター
ボ領域であるためステップＳ６２で判定値検索フラグＦ
４をクリアし、ステップＳ６３でシングルターボ領域に
移行後のシングルターボ領域継続時間をカウントするた
めのシングルターボ領域継続時間カウント値Ｃ２をクリ
アした後、ステップＳ７２へジャンプし、ステップＳ７
２ないしステップＳ７５で過給圧リリーフ弁用切換ソレ
ノイド弁ＳＯＬ．１、吸気制御弁用切換ソレノイド弁Ｓ
ＯＬ．２、第１，第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁
ＳＯＬ．３，４をそれぞれＯＮさせ、過給圧リリーフ弁
５７を閉弁に、吸気制御弁５５及び排気制御弁５３を共
に全開に保持し、ステップＳ７６でツインターボモード
判別フラグＦ１をセットして、ステップＳ１７へ戻り、
制御弁切換時間カウント値Ｃ１をクリアした後、ルーチ
ンを抜ける。

【００７０】このツインターボモード下では、過給圧リ
リーフ弁５７の閉弁，吸気制御弁５５の開弁，排気制御
弁５３の全開により、プライマリターボ過給機４０に加
えてセカンダリターボ過給機５０が本格作動し、両ター
ボ過給機４０，５０の過給作動によるツインターボ状態
となり、両ターボ過給機４０，５０の過給による圧縮空
気が吸気系に供給され、図１６の出力特性に示すよう
に、高回転数域で高い軸トルクのツインターボ時のトル
ク曲線ＴＱ２が得られる。

【００７１】一方、上記ステップＳ６１でＴｐ＜Ｔｐ
１、すなわち現在の運転状態がシングルターボ領域（図
１１参照）に移行したと判断されるとステップＳ６４へ
進み、判定値検索フラグＦ４の値を参照し、Ｆ４＝０の
場合にはステップＳ６５へ進み、またＦ４＝１の場合に
はステップＳ６７へジャンプする。

【００７２】上記判定値検索フラグＦ４は、ツインター
ボモードで且つエンジン負荷Ｔｐがツイン→シングル切
換判定ラインＬ１（Ｔｐ１）を境にエンジン運転状態が
ツインターボ領域内のときにクリアされる（ステップＳ
６２）。従ってＴｐ＜Ｔｐ１後、初回のルーチン実行に
際してはステップＳ６５へ進み、エンジン負荷Ｔｐに基
づきシングルターボ領域継続時間判定値テーブルを補間
計算付で参照してシングルターボ領域継続時間判定値Ｔ
４を設定する。この設定値Ｔ４は、エンジン運転状態が
ツインターボ領域からシングルターボ領域へ移行した
後、所定時間経過後にプライマリターボ過給機４０のみ
作動のシングルターボモードに切換えるための基準値で
ある。

【００７３】図１３（ｅ）にシングルターボ領域継続時
間判定値テーブルの概念図を示す。エンジン負荷Ｔｐに
応じて設定されるシングルターボ領域継続時間判定値Ｔ
４は、例えば最大２．３ｓｅｃ，最小０．６ｓｅｃに設
定され、エンジン負荷Ｔｐの値が大きく高負荷である
程、小さい値に設定される。これにより、エンジン運転
状態がツインターボ領域からシングルターボ領域に移行
後、ツインターボモードからシングルターボモードに切
換わるまでの時間がエンジン負荷が高いほど早められ、
ツインターボ状態での軸トルクの低い部分での運転が防
止され、再加速性が向上する。

【００７４】次いで、ステップＳ６６で判定値検索フラ
グＦ４をセットした後、ステップＳ６７へ進む。そして
ステップＳ６７で、シングルターボ領域継続時間カウン
ト値Ｃ２をカウントアップした後、ステップＳ６８で上
記判定値Ｔ４とカウント値Ｃ２とを比較し、Ｃ２≧Ｔ４
の場合、ステップＳ７１へ進み、カウント値Ｃ２をクリ
アした後ステップＳ８へ戻り、ツインターボモードから
シングルターボモードに切換わる。これにより、各切換
ソレノイド弁ＳＯＬ．１〜４がＯＦＦとなり、過給圧リ
リーフ弁５７が開弁され、吸気制御弁５５及び排気制御
弁５３が共に閉弁されることで、両ターボ過給機４０，
５０作動のツインターボ状態からプライマリターボ過給
機４０のみ作動のシングルターボ状態に切換わる。

【００７５】この時の切換わり状態をタイムチャートで
示すと、図１５の実線の通りとなる。このように、ツイ
ンターボモードからシングルターボモードへの切換わり
は、エンジン運転領域がツインターボ領域からシングル
ターボ領域へ移行後（Ｔｐ＜Ｔｐ１）、その状態が設定
時間継続した時（Ｃ２≧Ｔ４）行われることになり、シ
フトチェンジ等に伴いエンジン回転数Ｎが一時的に低下
することによる不要な過給機の切換わりが未然に防止さ
れる。

【００７６】一方、Ｃ２＜Ｔ４の場合はステップＳ６９
へ進み、スロットル開度ＴＨと設定値ＴＨ３（例えば３
０ｄｅｇ）とを比較し、ＴＨ＞ＴＨ３の場合、上記ステ
ップＳ７１を経てステップＳ８へ戻り、エンジン運転領
域がシングルターボ領域に移行後、その状態が設定時間
継続する以前であっても、図１５の破線で示すように直
ちにシングルターボモードに切換わり、過給圧リリーフ
弁５７が開弁されると共に、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５０
の過給作動が停止し、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切換えられる。

【００７７】上記設定値ＴＨ３は、加速要求を判断する
ためのものである。すなわち、シングルターボ領域にお
いては（Ｔｐ＜Ｔｐ１）、図１６の出力特性に示すよう
にツイン→シングル切換判定ラインＬ１の低回転側にあ
り、ツインターボ時のトルク曲線ＴＱ２の軸トルクの低
い領域であり、この状態でツインターボモードを維持し
ツインターボ状態を保持すると、アクセルペダルを踏込
んでも充分な加速性能を得ることができない。そのた
め、この領域で運転されている際、加速要求と判断され
るとき（ＴＨ＞ＴＨ３）には、直ちにシングルターボモ
ードへ移行させてシングルターボ状態とし、シングルタ
ーボ時の高い軸トルクのトルク曲線ＴＱ１を得ること
で、加速応答性の向上を図る。

【００７８】また、上記ステップＳ６９でＴＨ≦ＴＨ３
の場合にはステップＳ７０へ進み、車速Ｖと設定値（例
えば２Ｋｍ／ｈ）とを比較し、Ｖ＞Ｖ２で車両走行状態
と判断される場合には前記ステップＳ７２へ進み、ツイ
ンターボモードを維持し、Ｖ≦Ｖ２で停車状態と判断さ
れる場合には上述と同様にステップＳ７１を経てステッ
プＳ８へ戻り、直ちにシングルターボモードに移行す
る。

【００７９】上記設定値Ｖ２は、車両の停車状態を判断
するためのもので、停車中の、例えばアイドル回転数の
状態で、アクセルを踏込みエンジンを空吹しすると、エ
ンジン負荷Ｔｐの上昇と共にエンジン回転数Ｎが上昇し
て、エンジン運転領域がシングルターボ領域からツイン
ターボ領域に移行し、ツインターボ状態となり、アクセ
ル開放の空吹し後、エンジン負荷Ｔｐ及びエンジン回転
数Ｎが直ちに低下し、エンジン運転領域がツイン→シン
グル切換判定ラインＬ１（図１１参照）を境として再び
シングルターボ領域に移行した場合、シングルターボ領
域移行後、設定時間を経過しないと（Ｃ２≧Ｔ４）シン
グルターボモードに切換わらず、この間、図１５に示す
ように、エンジン回転数Ｎが低下してアイドル回転数Ｎ
ｉ近く（例えば７００ｒｐｍ近辺）に下がってから、各
切換ソレノイド弁ＳＯＬ．１〜４の切換わりが行われ
て、過給圧リリーフ弁５７及び各制御弁５３，５５が切
換わる。このときエンジン回転数Ｎが低いため、エンジ
ン回転による暗騒音が低く、各弁の切換わりの際の発生
音が運転者に聞こえ、運転者に不快感を与えてしまう。
このため、車両停車状態と判断される時には（Ｖ≦Ｖ
２）、シングルターボ領域に移行後、設定時間を経過し
ていなくても（Ｃ２＜Ｔ４）、直ちにシングルターボモ
ードに切換えることで、エンジン回転数が低下して暗騒
音が低くなる前に各弁の切換わりを完了させ、弁作動の
騒音による不快感を解消する。なお、このときのツイン
ターボモードからシングルターボモードへの切換わり状
態を図１５に一点鎖線で示す。

【００８０】更に、上述の過給機作動個数切換制御にお
ける排気制御弁５３の作動について説明する。先ず、シ
ングルターボモード下、且つエンジン運転領域が排気制
御弁小開制御モード領域外のとき、アクチュエータ５４
の正圧室５４ａと負圧室５４ｂとが大気開放すると、そ
のスプリング５４ｃによりロッド１４０が後退してレバ
ー１４１により弁軸１３３が時計方向に回転する。この
ため排気制御弁５３の弁体１３５はその取付け部のクリ
アランスにより全周が弁座１３２に密着してシール性を
確保した状態で全閉する。

【００８１】また排気制御弁小開制御モード下で第１の
排気制御弁制御用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３によりア
クチュエータ５４の正圧室５４ａに正圧が導入すると、
ロッド１４０がスプリング５４ｃの付勢力に抗して所定
量突出してレバー１４１により弁軸１３３が反時計方向
に回転する。そこでアーム１３４により弁体１３５が弁
座１３２から離れて図１のように開き始め、このときデ
ューティソレノイド弁７５により正圧が調圧されること
で、弁体１３５は小さい開度に可変制御されて小開す
る。

【００８２】次いで、シングル→ツイン切換制御により
ツインターボモードへ移行すると、アクチュエータ５４
の正圧室５４ａに正圧が導入した状態で、更に第２の排
気制御弁制御用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４によりアク
チュエータ５４の負圧室５４ｂに負圧が導入され、ロッ
ド１４０が最も突出して弁軸１３３が更に反時計方向に
回転し、弁体１３５が弁座１３２から離間して全開す
る。このときレバー１４１がストッパ１４３に当接して
全開位置に規制される。

【００８３】更に、ツインターボモードからシングルタ
ーボモードに移行し、再び第１と第２の排気制御弁制御
用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３，ＳＯＬ．４が共に大気
ポート側に切換わると、アクチュエータ５４の正圧室５
４ａの正圧と負圧室５４ｂの負圧が、いずれも制御圧通
路７３ａ，７４ａと切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３，ＳＯ
Ｌ．４によりリークして、両室５４ａ，５４ｂが大気開
放する。このためアクチュエータ５４のスプリング５４
ｃによりロッド１４０が再び後退して、排気制御弁５３
が閉弁する。このとき排気制御弁５３の閉弁終了直前に
は、弁体１３５に受圧面積の増大に伴い大きい排気脈動
が作用し、このため弁体１３５がそのクリアランスによ
り踊って弁座１３２と振動衝突し、チャタリング音を生
じ易くなる。

【００８４】ところで制御圧通路７３ａ，７４ａの径と
切換ソレノイド弁ＳＯＬ．３，ＳＯＬ．４の容量が大き
く設定されているため、アクチュエータ５４の正圧室５
４ａの正圧と負圧室５４ｂの負圧が迅速にリークし、こ
れにより排気制御弁５３の閉弁速度が速くなる。そこで
排気制御弁５３の閉弁時には弁体１３５と弁座１３２と
が一瞬の間だけ振動衝突するだけになって、チャタリン
グ音の発生時間が非常に短かくなる。このため乗員によ
るこの音の認識が不能になって、チャタリング音が実質
的に低減される。

【００８５】以上、本考案の実施例について説明した
が、水平対向式以外の過給機付エンジンにも適用でき
る。

【００８６】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
セカンダリターボ過給機が接続される排気系に下流開き
のフラッパ式の排気制御弁が設けられ、この排気制御弁
を作動するダイヤフラム式アクチュエータの正圧室と負
圧室とに作用する制御圧を切換える切換ソレノイド弁の
容量を８ｌ／ｍｉｎから２０ｌ／ｍｉｎに増大設定する
と共に、該切換ソレノイド弁から排気制御弁を開閉作動
するアクチュエータの各室に連通する通路の径を４ｍｍ
から６．３５ｍｍに増大設定して、従来に対し切換ソレ
ノイド弁の容量、及び通路の径を大きくしたので、排気
制御弁の閉弁時、アクチュエータの両室が迅速に大気開
放して排気制御弁の閉弁速度が速くなってチャタリング
音の発生時間が短くなり、その結果、排気制御弁の閉弁
時のチャタリング音を認識しにくくなって、そのチャタ
リング音を有効に低減できる。これにより、排気制御弁
のチャタリング音による乗員の不快感が無くなり、且
つ、排気制御弁の弁体の取付け部の摩耗も低減すること
ができる。また、従来に対し切換ソレノイド弁の容量、
及び通路の径を大きく設定するだけであるから、排気制
御弁のチャタリング音低減対策を、排気制御弁の構造を
実質的に変更することなく、簡単な構成で実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る過給機付エンジンの実施例の要部
を一部断面して示す構成図である。

【図２】排気制御弁を示す側面図である。

【図３】（ａ）はニップル径に対する閉弁速度、（ｂ）
は切換ソレノイド弁の容量に対する閉弁速度、（ｃ）は
閉弁速度に対するチャタリング音発生時間の関係を示す
説明図である。

【図４】過給機付エンジンの全体構成図である。

【図５】制御装置の回路図である。

【図６】ターボ切換制御ルーチンを示すフローチャート
である。

【図７】ターボ切換制御ルーチンを示すフローチャート
である。

【図８】ターボ切換制御ルーチンを示すフローチャート
である。

【図９】ターボ切換制御ルーチンを示すフローチャート
である。

【図１０】排気制御弁小開制御ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図１１】各切換判定値、及びシングルターボ領域とツ
インターボ領域との関係を示す説明図である。

【図１２】排気制御弁小開制御モード領域の説明図であ
る。

【図１３】（ａ）は排気制御弁開ディレー時間設定テー
ブル，（ｂ）は吸気制御弁開ディレー時間設定テーブ
ル，（ｃ）は吸気制御弁開差圧設定テーブル，（ｄ）は
高負荷判定値テーブル，（ｅ）はシングルターボ領域継
続時間判定値テーブルをそれぞれ示す概念図である。

【図１４】シングルターボモードからツインターボモー
ドへの切換わり状態を示すタイムチャートである。

【図１５】ツインターボモードからシングルターボモー
ドへの切換わり状態を示すタイムチャートである。

【図１６】シングルターボ時とツインターボ時との出力
特性を示す説明図である。

【符号の説明】

１ エンジン本体 ４０ プライマリターボ過給機 ５０ セカンダリターボ過給機 ５３ 排気制御弁 ５４ アクチュエータ ５４ａ 正圧室 ５４ｂ 負圧室 ７３ａ，７４ａ 制御圧通路 ＳＯＬ．３ 第１の排気制御弁用切換ソレノイド弁 ＳＯＬ．４ 第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁

Claims (1)

(57)【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、低
   速域では共に閉弁してセカンダリターボ過給機の過給作
   動を停止させるシングルターボ状態とし、高速域では共
   に開弁して両ターボ過給機を共に過給作動させるツイン
   ターボ状態とする吸気制御弁，下流開きのフラッパ式の
   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、正圧室と負圧室とを有し
   上記排気制御弁を作動するダイヤフラム式アクチュエー
   タを備え、このアクチュエータの正圧室及び負圧室に作
   用する制御圧を切換える切換ソレノイド弁を配設し、該
   切換ソレノイド弁により上記アクチュエータの両室を大
   気開放することで排気制御弁を閉弁し、負圧室に負圧
   を、正圧室に正圧を供給することで上記排気制御弁を開
   弁する過給機付エンジンにおいて、 、該切換ソレノイド弁から上記アクチュエータの各室に
   連通する通路の径を４ｍｍから６．３５ｍｍに増大設定
   したことを特徴とする過給機付エンジン。