JP2607624Y2 - 過給機付エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、複数のターボ過給機を
備えた車両用過給機付エンジンの吸気装置に関し、詳し
くは、複数のターボ過給機からの吸気管とインタークー
ラとの接続部に関する。

【０００２】

【従来の技術】過給機付エンジンでは、ターボ過給機に
よる空気の吸入圧縮の際に空気温度が上昇するため、圧
縮空気をインタークーラで冷却し、空気密度を大きくし
てエンジンに供給することで、実質的にエンジンの充填
効率を向上させている。また、特開平２−４２１２６号
公報に示されるように、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開弁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、プライマリターボ過給機は常時、
過給動作を行い、セカンダリターボ過給機は高速域での
み過給動作を行うことから、両ターボ過給機のターボ容
量を異ならせ、低速型と高速型とに設定されることがあ
る。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかし、ターボ過給機
のターボ容量を異ならせた場合、各ターボ過給機からの
吸気管が接続されるインタークーラの各入口面積が、同
一またはターボ容量と逆の関係になっていると、両ター
ボ過給機の過給作動時に各ターボ過給機から吸気管を介
してインタークーラで合流する圧縮空気が圧力変動を生
じて吸気抵抗の増大、吸気効率の低下を招く不都合があ
る。

【０００５】本考案は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、複数のターボ過給機からの圧縮空気をインタークー
ラに円滑に流入させて吸気効率を向上し、出力性能を向
上することが可能な過給機付エンジンの吸気装置を提供
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の吸気装置は、エン
ジン本体の近傍に複数のターボ過給機が配置され、これ
ら各ターボ過給機のブロワ吐出側がそれぞれ吸気管を介
してインタークーラの入口側に接続され、インタークー
ラの出口側がスロットルボデー，吸気マニホールドを介
してエンジン本体に接続される過給機付エンジンの吸気
装置において、各ターボ過給機からの各吸気管が接続さ
れるインタークーラの入口面積比を、各吸気管が接続す
るターボ過給機のターボ容量比に比例して設定すること
を特徴とする。

【０００７】

【作用】上記構成による本考案では、複数のターボ過給
機が共に作動すると、これら圧縮空気がいずれもインタ
ークーラに流入して１つに集合され、且つ冷却して空気
密度の大きいものになり、この圧縮空気がエンジン本体
側に圧送されて高い充填効率を得るように過給される。
そして複数のターボ過給機のターボ容量が異なる場合
も、複数のターボ過給機からの各吸気管が接続されるイ
ンタークーラの各入口面積がターボ容量の大小関係に対
応して設定されることで、複数のターボ過給機からの圧
縮空気がいずれも圧力変動を生じること無く円滑にイン
タークーラに流入し、このため複数のターボ過給機を備
えた吸気系全体の吸気効率が向上する。

【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。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。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。

【０００９】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，
５０ｂに連通され、このブロワ４０ｂ，５０ｂからのプ
ライマリ側，セカンダリ側吸気管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。

【００１０】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。

【００１１】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４０
ｂ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４
１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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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、制御圧通
路７０ａを介して大気圧をアクチュエータ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。

【００１８】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。

【００１９】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。そして排気制御弁用第１の切換ソレ
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動作する。そしてプライ
マリターボ過給機４０のみ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。

【００２０】各種のセンサについて説明する。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７
６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。

【００２１】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が装着されている。さらに、スロットル弁２
１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。

【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】図２において、吸気系の構成について更に
詳細に説明する。先ず、エンジン本体１は右バンク３が
左バンク４より車体前方にずれてバンクオフセットさ
れ、このエンジン本体１の上にチャンバ２２と吸気マニ
ホールド２３が設置される。インタークーラ２０は走行
時にエアスクープから流入する冷却風により冷却する空
冷式であり、チャンバ２２と略同一高さのエンジン本体
後部に水平に設置され、このインタークーラ２０の前部
がスロットルボデー２７を介してチャンバ２２に連結さ
れる。またプライマリターボ過給機４０はエンジン本体
１の左バンク３の直後でインタークーラ２０の左側に、
セカンダリターボ過給機５０は右バンク４の直後でイン
タークーラ２０の右側に、いずれもブロワ側を車体前方
に向けて配置される。

【００２４】エアクリーナ１５からの吸気管１６は右側
で吸気マニホールド２３の下を通って２つの吸気管１７
ａ，１７ｂに分岐し、一方の吸気管１７ｂはセカンダリ
ターボ過給機５０のブロワハウジング５０ｃの前端に連
結され、また、吸気管１６から分岐する他の吸気管１７
ａが左側に引回してプライマリターボ過給機４０のブロ
ワハウジング４０ｃの前端に連結される。そして両ブロ
ワハウジング４０ｃ，５０ｃの側部からそれぞれプライ
マリ側吸気管１８，セカンダリ側吸気管１９がインター
クーラ２０の下を通って後方に延び、その端部の接続部
１８ａ，１９ａがインタークーラ２０の後方下部にそれ
ぞれ連結される。こうして吸気系は、車体前方から両タ
ーボ過給機４０，５０を介して一旦後方に引回し、その
後方からインタークーラ２０、スロットルボデー２７等
を介して前方のエンジン本体１に引回すように構成され
る。

【００２５】ここで両ターボ過給機４０，５０が過給作
動するツインターボ状態下では、両ターボ過給機４０，
５０からの圧縮空気が吸気管１８，１９により直ちにイ
ンタークーラ２０に流入する。前述のようにプライマリ
ターボ過給機４０はターボ容量Ｑｐが小さい低速型であ
り、更にウエストゲート弁４１で過給圧制御されて通過
空気量が比較的少なく、セカンダリターボ過給機５０は
ターボ容量Ｑｓが大きい高速型で通過空気量が多い。そ
こでプライマリ側吸気管１８とセカンダリ側吸気管１９
は共に開口面積を順次増大したラッパ状に形成されるが
セカンダリ側吸気管１９の方が増大傾向が大きく、両者
が接続されるインタークーラ２０の接続部２０ａ，２０
ｂの入口面積Ａ，Ｂが、Ａ＜Ｂに設定される。即ち、入
口面積比Ｂ／Ａがターボ容量比Ｑｓ／Ｑｐに比例して設
定される。

【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、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。

【００２７】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。

【００２８】すなわち、定電圧回路１０６は、上記イグ
ニッションスイッチ９６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。

【００２９】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。

【００３０】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、ＲＯ
Ｍ１０２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ＲＡＭ１０４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。

【００３１】次に、作用について、先ず、ＥＣＵ１００
による過給機作動個数切換制御を説明する。エンジン運
転時において、図４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５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ＯＦ
Ｆ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４
０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。

【００３２】そして、エンジン回転数Ｎ，エンジン負荷
Ｔｐが上昇して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。

【００３３】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４参照）、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。

【００３４】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４参照）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。

【００３５】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が閉弁され、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、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。

【００３６】更に、上述のように、両ターボ過給機４
０，５０が過給作動するツインターボ状態時には、両者
のブロワハウジング４０ｃ，５０ｃに吸入して圧縮され
る空気Ａｐ，Ａｓが、それぞれ吸気管１８，１９を介し
てインタークーラ２０に流入する。このときセカンダリ
ターボ過給機５０はターボ容量Ｑｓが大きく、且つブロ
ワ上流の吸気管長が短いことで多量の圧縮空気Ａｓを生
じるが、プライマリターボ過給機４０はターボ容量Ｑｐ
が小さく、且つウエストゲート弁４１で過給圧制御され
るため圧縮空気Ａｐの量が少なくなる。ここでインター
クーラ２０の入口面積Ａ，Ｂがターボ容量Ｑｐ，Ｑｓに
対応して設定されることで、セカンダリ側の多量の圧縮
空気Ａｓとプライマリ側の少ない圧縮空気Ａｐとが、い
ずれも圧力変動の無い状態で円滑にインタークーラ２０
に流入して１つに集合する。従って、吸気系にターボ容
量の異なる複数のターボ過給機４０，５０を備え、且つ
インタークーラ２０で１つに集合される場合に、吸気系
全体の圧縮空気が、吸気抵抗の少ない状態でスムースに
流れてエンジン本体１の各気筒に供給され、これにより
吸気効率が向上する。

【００３７】インタークーラ２０では両方の圧縮空気Ａ
ｐ，Ａｓが１つに集合することで、水平対向式４気筒エ
ンジンのように左右バンク３，４の気筒の点火順序、例
えば＃１→＃３→＃２→＃４気筒の順によりターボ過給
機４０，５０が交互に作動する場合も、平均化した多量
の圧縮空気Ａｃが連続且つ均一に得られる。そして集合
した圧縮空気Ａｃはインタークーラ２０で冷却風により
冷却されて空気密度が大きくなり、この状態でエンジン
本体１の各気筒に圧送されて、実質的に充填効率を増大
するように過給される。

【００３８】図６において、本考案の第２の実施例につ
いて説明する。この実施例はプライマリターボ過給機４
０のターボ容量Ｑｐが大きく、セカンダリターボ過給機
５０のターボ容量Ｑｓが小さく設定される場合である。
この場合は２本の吸気管１８，１９が接続されるインタ
ークーラ２０の接続部２０ａ，２０ｂの入口面積Ａ，Ｂ
が、ターボ容量の大小関係に対応して、Ａ＞Ｂに設定さ
れる。

【００３９】図７において、本考案の第３の実施例につ
いて説明する。この実施例はプライマリターボ過給機４
０とセカンダリターボ過給機５０のターボ容量Ｑｐ，Ｑ
ｓが同一に設定される場合である。この場合は２本の吸
気管１８，１９が接続されるインタークーラ２０の接続
部２０ａ，２０ｂの入口面積Ａ，Ｂが、ターボ容量の大
小関係に対応して、Ａ＝Ｂに設定される。従って、第２
と第３の実施例の場合も、ツインターボ状態下で両ター
ボ過給機４０，５０が過給作動する際に、両者の圧縮空
気Ａｐ，Ａｓがいずれもインタークーラ２０に円滑に流
入して集合し、吸気効率の高いものになる。

【００４０】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や他の過給制御方式にも
適用できる。また複数のターボ過給機やインタークーラ
の配置、吸気系の引回しは実施例に限定されない。さら
に、本実施例に限定されず、常時、複数のターボ過給機
を作動する通常のツインターボエンジンにも適用するこ
とができる。

【００４１】

【考案の効果】以上に説明したように本考案によると、
複数のターボ過給機からの吸気管がそれぞれインターク
ーラに接続される吸気装置において、各吸気管が接続さ
れるインタークーラの入口面積比がターボ容量比に比例
して設定され、複数のターボ過給機のターボ容量が異な
る場合もそれら圧縮空気がいずれも円滑にインタークー
ラに流入して集合するように構成されるので、吸気系全
体の吸気抵抗が減少すると共に吸気効率が向上して出力
特性が向上する。複数の吸気管とインタークーラの開口
面積を設定するだけであるから、構造も簡単である。

【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】本考案に係わる吸気装置の第１の実施例を示す
要部の平面図

【図３】過給機付エンジンの制御系の回路図

【図４】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５】排気制御弁小開制御領域を示す説明図

【図６】本考案の第２の実施例を示す要部の平面図

【図７】本考案の第３の実施例を示す要部の平面図

【符号の説明】

１ エンジン本体 １８ プライマリ側吸気管 １９ セカンダリ側吸気管 ２０ インタークーラ ２３ 吸気マニホールド ２７ スロットルボデー ４０ プライマリターボ過給機 ５０ セカンダリターボ過給機

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン本体の近傍に複数のターボ過給機
   が配設され、これら各ターボ過給機のブロワ吐出側がそ
   れぞれ吸気管を介してインタークーラの入口側に接続さ
   れ、インタークーラの出口側がスロットルボデー，吸気
   マニホールドを介してエンジン本体に接続される過給機
   付エンジンの吸気装置において、各ターボ過給機からの 各吸気管が接続されるインターク
   ーラの入口面積比を、各吸気管が接続するターボ過給機
   のターボ容量比に比例して設定することを特徴とする過
   給機付エンジンの吸気装置。
2. 【請求項２】上記複数のターボ過給機は、ターボ容量の
   小さいプライマリターボ過給機とターボ容量の大きいセ
   カンダリターボ過給機であり、 ターボ容量比に比例して、プライマリターボ過給機から
   のプライマリ側吸気管が接続されるインタークーラの入
   口面積を小さく設定し、セカンダリターボ過給機からの
   セカンダリ側吸気管が接続されるインタークーラの入口
   面積を大きく設定す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吸気装置。