JP2605932Y2 - 過給機付エンジンのソレノイド弁取付け構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、車両用の過給機付エン
ジンにおいて、ウエストゲート弁制御用デューティソレ
ノイド弁の取付け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】過給機付エンジンにおいて電子制御装置
からの電気信号により適正に過給圧フィードバック制御
する方法として、ターボ過給機のタービン側にダイアフ
ラム式アクチュエータを備えたウエストゲート弁を設
け、ブロワ下流からの制御圧通路をデューティソレノイ
ド弁とアクチュエータとに連通し、デューティ信号をデ
ューティソレノイド弁に入力して過給圧をリークするこ
とで制御圧を生成し、且つその制御圧をアクチュエータ
に作用してウエストゲート弁の開度を可変制御するよう
に構成したものが、本件出願人により提案されている。
これによりターボ過給機のブロワ下流の高い過給圧を元
圧として、デューティソレノイド弁により電子制御装置
からの電気信号（デューティ信号）に応じた制御圧を任
意に生成することができる。

【０００３】ところでエンジンの吸気系にはブローバイ
ガス還元装置が設けられ、エンジン本体で発生するブロ
ーバイガスが常に吸気系に還流するように制御されるた
め、ターボ過給機のブロワによる高い過給圧の圧縮空気
中にはブローバイガスのオイルが含まれ、このオイルが
デューティソレノイド弁にも導入するようになる。ここ
でデューティソレノイド弁は、一般に過給圧ポートとリ
ークポートの間の弁室において、ムービングコアが弁シ
ートに接離して、電子制御装置からのデューティ信号の
デューティ比に応じた開度を得るように構成され、弁中
心軸を垂直または水平にした状態で実装される。

【０００４】そこでデューティソレノイド弁の弁室の内
部にブローバイガスのオイルが溜り、このオイルにより
ムービングコアが弁シートに付着してデューティソレノ
イド弁の作動不良を生じ、過給圧制御が不良になる等の
おそれがある。従って、ウエストゲート弁制御用デュー
ティソレノイド弁により吸気系の過給圧を元圧として制
御圧を電気的に生成する方式では、デューティソレノイ
ド弁をブローバイガスのオイルが溜らないように実装す
ることが要求される。

【０００５】従来、上記過給機付エンジンのウエストゲ
ート弁制御用デューティソレノイド弁に関しては、例え
ば特開平３−２６０３２８号公報の先行例がある。この
先行例において、ウエストゲート弁には過給圧力をその
まま作用するアクチュエータが設けられている。また排
気切替弁の小開時の開弁遅れを防止するため、三方電磁
弁をデューティ制御して吸気管圧力（過給圧力）を可変
し、この圧力を排気切替弁のアクチュエータに作用する
こと示されている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上記先行例
のものにあっては、ウエストゲート弁が過給圧力自体で
開度変化する構成であるから、過給圧を任意に最適制御
することができない。また排気切替弁の制御系の三方電
磁弁は、単にデューティ制御して吸気管圧力を可変する
構成であるから、圧縮空気中のブローバイガスのオイル
が溜って種々の不具合を生じるおそれがある。

【０００７】本考案は、上記事情に鑑み、デューティソ
レノイド弁にブローバイガスのオイルが溜るのを防止
し、過給圧制御の信頼性を向上する過給機付エンジンの
ソレノイド弁取付け構造を提供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
本考案は、エンジン本体のブローバイガス還元通路を備
えた吸気系と排気系の間にターボ過給機が配設され、タ
ーボ過給機のタービン側にダイアフラム式アクチュエー
タを備えたウエストゲート弁が設けられ、ブロワ下流か
らの制御圧通路がデューティソレノイド弁に連通してデ
ューティ信号により過給圧をリークすることで制御圧を
生成し、且つその制御圧を上記アクチュエータに作用す
るように連通する過給機付エンジンにおいて、上記デュ
ーティソレノイド弁は、該デューティソレノイド弁の過
給圧ポートとリークポートとを共に下向き状態とする所
定の搭載角により傾斜して設置されることを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】上記構成により、ターボ過給機のブロワ下流の
圧縮空気の高い過給圧が、常に制御圧通路と過給圧ポー
トによりデューティソレノイド弁に導入し、デューティ
信号により過給圧をリークして電気的に制御圧が生成さ
れる。そして制御圧をアクチュエータに作用してウエス
トゲート弁の開度が可変制御されることで、過給圧が最
適にフィードバック制御される。このときエンジン本体
で発生するブローバイガスもブローバイガス還元装置に
より吸気系に導入され、圧縮空気がブローバイガスのオ
イルを含んでデューティソレノイド弁に導入するが、デ
ューティソレノイド弁は、過給圧ポートとリークポート
とを共に下向き状態とする所定の搭載角により傾斜して
設置されることで、弁室のオイル貯溜スペースが少なく
なると共にオイルが抜け易くなり、ブローバイガスのオ
イル溜りが低減する。これによりデューティソレノイド
弁が常に良好な作動状態に確保され、適正な制御圧を生
成して常に正常に過給圧制御される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。先ず、図２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４
０ａ，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１３、マフラ１４に連通される。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】制御圧通路４４は、更に過給圧をブロワ４
０ｂ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。

【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、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６
４ａ，６４ｂからの正圧または大気圧等を選択し、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、各制御弁５５，５３を開閉する。

【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７ｌａ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
のスブ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
のスプリンクの付勢力により吸気制御弁５５を間く。

【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ＯＦ
Ｆ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側を閉じ大気ポートを開き、第２の排気制御
弁油切換ソレノイド弁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か共にＯ
Ｎ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６７
が設けられ、このオリフィス６７の下流側と吸気管１７
ａ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５４
ａ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８２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。

【００２５】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。

【００２６】次に、図３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、ター
ボ過給機作動個数切換制御，過給圧制御、燃料噴射制
御、点火時期制御等を行うメインコンピュータ１０１
と、ノック検出処理専用のサブコンピュータ１０２との
２つの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１０３や駆動回路１
０４等の周辺回路が組込まれている。

【００２７】上記定電圧回路１０３は、電源リレー９７
のリレー接点を介してバッテリ９５に接続されており、
このバッテリ９５に、上記電源リレー９７のリレーコイ
ルがイグニッションスイッチ９６を介して接続されてい
る。また、バッテリ９５には、定電圧回路１０３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、定
電圧回路１０３は、エンジンを運転する際、イグニッシ
ョンスイッチ９６がＯＮ操作され、電源リレー９７のリ
レー接点が閉となったとき、制御用電源を供給し、ま
た、イグニッションスイッチ９６がＯＦＦされたときで
も後述するバックアップＲＡＭ１０８にバックアップ用
の電源を供給する。

【００２８】上記メインコンピュータ１０１は、ＣＰＵ
１０５，ＲＯＭ１０６，ＲＡＭ１０７，イグニッション
スイッチ９６がＯＦＦされたときにも定電圧回路１０３
からバックアップ電源が供給されてデータを保持するバ
ックアップＲＡＭ１０８，カウンタ・タイマ群１０９，
シリアル通信インターフエイス（ＳＣＩ）１１２及びＩ
／Ｏインターフェイス１１０がバスライン１１１を介し
て接続されたマイクロコンピュータである。尚、上記カ
ウンタ・タイマ群１０９は、フリーランニングカウン
タ、カム角センサ８８からのカムパルス信号の入力計数
用カウンタ（気筒判別の際に用いる）、クランク角セン
サ８７からのクランクパルス信号の入力間隔計時用カウ
ンタ（エンジン回転数算出に用いる）、プログラムにお
ける各ジョブの定期割込みを発生させるための定期割込
みタイマ、及びシステム異常監視用のウォッチドグタイ
マ等を便宜上総称するものであり、上記メインコンピュ
ータ１０１においては、その他、各種のソフトウェアカ
ウンタ・タイマが用いられる。

【００２９】また、上記サブコンピュータ１０２も、上
記メインコンピュータ１０１と同様に、ＣＰＵ１１３，
ＲＯＭ１１４，ＲＡＭ１１５，カウンタ・タイマ群１１
６，Ｉ／Ｏインターフェイス１１７，及びＳＣＩ１１８
をバスライン１１９を介して接続したマイクロコンピュ
ータであり、上記メインコンピュータ１０１とサブコン
ピュータ１０２とは、ＳＣＩ１１２，１１８を介してシ
リアル通信ラインにより互いに接続されている。

【００３０】上記メインコンピュータ１０１のＩ／Ｏイ
ンターフェイス１１０には、入カポートに、ノックセン
サ８２以外の各種センサ８０，８１，８３〜８８，車速
センサ８９，イグニッションスイッチ９６，スタータス
イッチ９２，及びバッテリ９５が接続されている。ま
た、Ｉ／Ｏインターフェイス１１０の出力ポートには、
イグナイタ３６が接続され、駆動回路１０４を介してＩ
ＳＣＶ２５，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
接続されており、さらに、イグニッションスイッチ９６
がＯＮからＯＦＦされた後も、所定時間の間、電源を保
持させるためセルフシャット信号線がイグニッションス
イッチ９６と電源リレー９７のリレーコイルとの間に接
続されている。

【００３１】一方、サブコンピュータ１０２のＩ／Ｏイ
ンターフェイス１１７には、入カポートに、クランク角
センサ８７，カム角センサ８８が接続されると共に、ノ
ックセンサ８２がアンプ１２０，周波数フィルタ１２
１，Ａ／Ｄ変換器１２２を介して接続されており、ノッ
クセンサ８２からのノック検出信号がアンプ１２０で所
定のレベルに増幅された後に周波数フィルタ１２１で必
要な周波数成分が抽出され、Ａ／Ｄ変換器１２２にてデ
ジタル信号に変換されてサブコンピュータ１０２に入力
される。

【００３２】そして、イグニッションスイッチ９６がＯ
Ｎされると、電源リレー９７がＯＮして電子制御装置１
００に電源が投入され、定電圧回路１０３を介して各部
に定電圧が供給され、メインコンピュータ１０１は各種
制御を実行し、サブコンピュータ１０２はノック検出処
理を実行する。すなわち、メインコンピュータ１０１に
おいては、ＣＰＵ１０５が、ＲＯＭ１０６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１
１０を介して各種センサ８０，８１，８３〜８９からの
検出信号、及びスイッチ９２，９６からの信号、バッテ
リ電圧Ｖв等を入力処理し、ＲＡＭ１０７及びバックア
ップＲＡＭ１０８に格納された各種データ、ＲＯＭ１０
６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１０４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１０４を介して各切換ソレノイド弁７
０，７６，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３
０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。

【００３３】また、サブコンピュータ１０２において
は、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷（例えば基本燃料
噴射パルス幅Ｔｐ〔＝Ｋ×Ｑ／Ｎ、Ｋはインジェクタ特
性補正定数、Ｑは吸入空気量〕を用いる）とに基づいて
ノックセンサ８２からの信号のサンプル区間（クランク
角区間）を設定し、このサンプル区間に達したとき、ノ
ックセンサ８２からの信号をＡ／Ｄ変換器１２２により
高速にＡ／Ｄ変換して振動波形を忠実にデジタルデータ
に変換させ、このデジタルデータに基づきノックの発生
を判定する。

【００３４】サブコンピュータ１０２のＩ／Ｏインター
フェイス１１７の出力ポートは、メインコンピュータ１
０１のＩ／Ｏインターフェイス１１０の入カポートに接
続されており、サブコンピュータ１０２でのノック判定
結果がＩ／Ｏインターフェイス１１７に出力される。そ
して、メインコンピュータ１０１は、サブコンピュータ
１０２からノック発生有りの判定結果が出力されると、
ＳＣＩ１１２を介してシリアル通信ラインによりノック
データを読み込み、このノックデータに基づいて直ちに
該当気筒の点火時期を遅角させ、ノックを回避する。

【００３５】また、メインコンピュータ１０１のＩ／Ｏ
インターフェイス１１０には、コネクタから構成される
リードメモリスイッチ１２３及びテストモードスイッチ
１２４が接続されている。そして、工場のラインエンド
やディーラ等においてテストモードスイッチ１２４をＯ
Ｎ（コネクタ接続状態）とすることで、メインコンピュ
ータ１０１及びサブコンピュータ１０２が通常の制御モ
ードから予め設定されたテストモードに切換わり、テス
トモード制御を実行することにより、種々の検査、点検
を行うことが可能になっている。また、リードメモリス
イッチ１２３をＯＮ（コネクタ接続状態）すると、図示
しない外部装置を接続した際など、メインコンピュータ
１０１あるいはサブコンピュータ１０２内のデータが外
部装置に送出され、外部装置によるデータ表示等により
故障診断することが可能になっている。

【００３６】次に図４において、エンジン本体の搭載、
各種ソレノイド弁の配置について説明する。符号１３０
は車体、１３１はエンジンルームであり、エンジンルー
ム１３１の内部にエンジン本体１が左右バンク３，４を
左右に配置して縦置きに搭載される。エンジン本体１の
後ろにはインタークーラ２０が、フードのエアスクープ
から取入れる冷却風により空冷するように略水平に設置
される。左バンク３の直後にはプライマリターボ過給機
４０が、右バンク４の直後にはセカンダリターボ過給機
５０が、いずれもブロワ側を車体前方に向けて前後方向
に設置される。そして例えば吸気系が、車体前方から吸
気管１６を介して２つに分岐した吸気管１７ａ，１７ｂ
を両ターボ過給機４０，５０のブロワ側に連通し、各ブ
ロワ側からの２本の吸気管１８，１９をインタークーラ
２０の下を通ってその後方下部に連通し、インタークー
ラ２０の前方中央部からスロットルボデー２７、エンジ
ン本体１の上部のチャンバ２２、吸気マニホールド２３
を介して左右バンク３，４の各気筒に連通するように引
回される。

【００３７】またプライマリターボ過給機４０のウエス
トゲート弁作動用アクチュエータ４２、セカンダリター
ボ過給機５０の排気制御弁作動用アクチュエータ５４と
ウエストゲート弁作動用アクチュエータ５２が、後方下
部から前上方に斜めに設置される。吸気制御弁作動用ア
クチュエータ５６、過給圧リリーフ弁５７も図示のよう
に配設される。

【００３８】ここでエンジンルーム１３１の内部におい
て、両ターボ過給機４０，５０の近くにはサスペンショ
ンのショックアブソーバ等を収容設置するストラットタ
ワー１３２，１３３がそれぞれ突設されている。そこで
右側のストラットタワー１３３には集中ソレノイドボッ
クス１３４を取付けて、このボックス１３４に複数の切
換ソレノイド弁、絶対圧センサと共に排気制御弁小開制
御用デューティソレノイド弁７５が、セカンダリターボ
過給機５０のアクチュエータ５２，５４と近接配置した
状態で集中して設置される。そして特にデューティソレ
ノイド弁７５により制御される制御圧通路７３ａが短い
通路長で排気制御弁作動用アクチュエータ５４に連通さ
れる。また左側のストラットタワー１３２にはウエスト
ゲート弁制御用デューティソレノイド弁４３が、ウエス
トゲート弁作動用アクチュエータ４２と近接配置した状
態で取付け金具１３５により単独で設置される。そして
このデューティソレノイド弁４３とアクチュエータ４２
とが短い通路長の制御圧通路４４により連通される。

【００３９】図１において、ブローバイガス還元装置と
ウエストゲート弁制御用デューティソレノイド弁のブロ
ーバイオイル低減対策について説明する。ブローバイガ
ス還元装置１４０は、エンジン本体１のクランクケース
２がガス通路１４１、ＰＣＶ弁１４２によりチャンバ２
２に連通し、そのガス通路１４１が更にプライマリ側の
吸気管１７ａに連通する。またガス通路１４１より上流
側の吸気管１６に接続する新気通路１４３が左右バンク
３，４の動弁室に連通して、新気により動弁室を介して
クランクケース２内を換気すると共に、動弁室及びクラ
ンクケース２内に発生したブローバイガスを、ＰＣＶ弁
１４２または吸入負圧により吸気系に還流して、有害成
分の大気放出を防ぐように構成される。

【００４０】デューティソレノイド弁４３は、弁本体１
５０の内部の弁中心線Ｏ上に容量の大きい弁室１５１が
設けられ、弁中心線Ｏと直交配置される過給圧ポート１
５２が弁室１５１に連通する。また弁中心線Ｏ上で弁室
１５１が小径の弁シート１５３を介してリークポート１
５４に連設され、弁室１５１内にスプリング１５５を備
えたムービングコア１５６がコイル１５７の通電の有無
により弁シート１５３に接離するように設けられる。こ
こで過給圧ポート１５２がプライマリターボ過給機４０
のブロワ下流の制御圧通路４４に連通し、リークポート
１５４がブロワ上流の吸気管１７ａに連通し、弁室１５
１に圧縮空気の過給圧を常に導入する。そしてコイル１
５７にデューティ信号が入力すると、デューティ信号の
デューティ比に応じたコイル１５７の励磁力によるムー
ビングコア１５６と弁シート１５３との開度で過給圧の
一部をリークして、制御圧を電気的に生成するように構
成される。

【００４１】一方、圧縮空気に含まれるブローバイガス
のオイルが弁室１５１に溜るのを低減するには、先ず過
給圧ポート１５２を下向きにする必要がある。この過給
圧ポート下向き状態で、弁中心線Ｏが水平の搭載角θが
０度の場合は、弁室１５１が垂直になるがオイル抜けが
悪く、逆に弁中心線Ｏが垂直の搭載角θが９０度の場合
は、オイル抜けは良いが弁室１５１が水平状態になり、
いずれも弁室１５１にオイルが溜り易くなる。そこでオ
イルが溜り難くするには、弁室１５１とリークポート１
５４を両者の中間の４５度に傾斜して、両ポート１５
２，１５４が下向きの姿勢にすれば良い。そこでデュー
ティソレノイド弁４３は、取付け金具１３５によりスト
ラットタワー１３２に搭載角θが４５度で搭載される。

【００４２】次に作用について、先ず、ＥＣＵ１００に
いる過給機作動個数切換制御について説明する。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）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６
０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５
３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，５４
ｂ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。

【００４３】そして、エンジン回転数Ｎ，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ｌ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５４ａ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５３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。

【００４４】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．ｌ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
クチュエータ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、所定時間経過後に第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て
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。

【００４５】また、エンジン回転数Ｎ，エンジン負荷Ｔ
ｐ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ＳＯＬ．１〜４がＯＦＦされる。
これにより、過給圧リリーフ弁５７が開弁し、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。

【００４６】続いて、上述のターボ過給機作動個数切換
制御下における過給圧制御について説明する。正規のハ
イオクガソリン使用では切換ソレノイド弁７０がＯＦＦ
され、セカンダリターボ過給機５０のウエストゲート弁
５１が閉じた状態に保持され、また、レギュラーガソリ
ン使用では切換ソレノイド弁７０がＯＮされてツインタ
ーボ状態時に過給圧に応じてウエストケート弁５１が動
作する。そして、プライマリターボ過給機４０のウエス
トゲート弁４１と排気制御弁５３により過給圧制御が行
われる。

【００４７】即ち、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。このとき、デューティソレ
ノイド弁７５とアクチュエータ５４とが近接配置され、
両者が短い制御圧通路７３ａを介して連通しているの
で、デューティソレノイド弁７５による制御圧が直ちに
アクチェエータ５４に作用し、排気制御弁を小開すると
共に過給圧が応答性良くフィードバック制御される。

【００４８】また、シングルターボ状態下で排気制御弁
小開制御領域外のとき、及びツインターボ状態下では、
排気制御弁５３を用いることなく、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のみに上述と
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。

【００４９】ここでデューティソレノイド弁４３は、プ
ライマリターボ過給機４０のブロワによる圧縮空気の高
い過給圧が常に制御圧通路４４及び過給圧ポート１５２
を介して弁室１５１に導入され、このためブローバイガ
ス還元装置１４０のガス通路１４１により吸気管１７ａ
に還流されるブローバイガス中のオイルも一緒に弁室１
５１に入る。ところでデューティソレノイド弁４３は、
前述のように４５度の搭載角θで搭載されていること
で、弁室１５１のオイル貯留スペースが少なくなると共
にオイルが抜け易くなり、このため弁室１５１のオイル
溜りが低減して、ムービングコア１５６の弁シート１５
３に対する付着が防止され、常に良好な作動状態を得
る。

【００５０】そこでデューティソレノイド弁４３は、Ｅ
ＣＵ１００からのデューティ信号のデューティ比に応じ
たコイル１５７の励磁力によるムービングコア１５６と
弁シート１５３との開度で過給圧の一部をリークポート
１５４からリークして所定の制御圧を生成する。そし
て、この制御圧がアクチュエータ４２に作用してウエス
トゲート弁４１の開度が可変制御され、こうして過給圧
が最適にフィードバック制御される。そしてデューティ
ソレノイド弁４３とアクチュエータ４２とが近接配置さ
れ、両者が短い制御圧通路４４で連通することで、アク
チュエータ４２の制御圧と共にウエストゲート弁４１の
開度が機敏に変化して過給圧が応答良く制御される。

【００５１】以上、本考案の実施例について説明した
が、１個のターボ過給機を備えるエンジン，水平対向式
以外のエンジン，他の過給制御の方式にも適用できる。

【００５２】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
過給機付エンジンにおいて、ウエストゲート制御用デュ
ーティソレノイド弁は、過給圧ポートとリークポートと
を共に下向き状態とする所定の搭載角により傾斜して設
置されるので、弁室のオイル貯溜スペースが少なくなる
と共にオイルが抜け易くなり、ブローバイガスによるデ
ューティソレノイド弁の弁室内のオイル溜りが低減し
て、ムービングコアと弁シートの付着が防止される。こ
のためデューティソレノイド弁は常に良好な作動状態に
確保され、過給圧制御の信頼性が向上する。デューティ
ソレノイド弁を所定の搭載角により傾斜して搭載するの
みであるから、デューティソレノイド弁に対する制御の
変更や、弁構造の変更が不要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係わる過給機付エンジンのソレノイド
弁取付け構造の実施例を一部断面して示す構成図

【図２】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３】過給機付エンジンの制御系の回路図

【図４】過給機付エンジンの配置状態を示す平面図

【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

【符号の説明】

１ エンジン本体 ４０ プライマリターボ過給機 ４０ａ タービン ４１ ウエストゲート弁 ４２ アクチュエータ ４３ デューティソレノイド弁 ４４ 制御圧通路 １４０ ブローバイガス還元装置 １５０ 弁本体 １５１ 弁室 １５２ 過給圧ポート １５３ 弁シート １５４ リークポート １５５ スプリング １５６ ムービングコア

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン本体のブローバイガス還元通路を
   備えた吸気系と排気系の間にターボ過給機が配設され、
   ターボ過給機のタービン側にダイアフラム式アクチュエ
   ータを備えたウエストゲート弁が設けられ、ブロワ下流
   からの制御圧通路がデューティソレノイド弁に連通して
   デューティ信号により過給圧をリークすることで制御圧
   を生成し、且つその制御圧を上記アクチュエータに作用
   するように連通する過給機付エンジンにおいて、上記デューティソレノイド弁は、該 デューティソレノイ
   ド弁の過給圧ポートとリークポートとを共に下向き状態
   とする所定の搭載角により傾斜して設置されることを特
   徴とする過給機付エンジンのソレノイド弁取付け構造。
2. 【請求項２】 デューティソレノイド弁は、弁本体の弁
   中心線上の弁室の一方に弁シートを介してリークポート
   を連設し、弁室の他方にスプリングを備えたムービング
   コアを配設し、弁室には弁中心線と直交して過給圧ポー
   トを連通して構成され、過給圧ポートが下向き状態で弁
   中心線のリークポートも４５度の下向き状態で搭載され
   ることを特徴とする請求項１記載の過給機付エンジンの
   ソレノイド弁取付け構造。