JP3186344B2

JP3186344B2 - 過給機付エンジンの制御方法

Info

Publication number: JP3186344B2
Application number: JP14470093A
Authority: JP
Inventors: 稔行木
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1993-06-16
Filing date: 1993-06-16
Publication date: 2001-07-11
Anticipated expiration: 2016-07-11
Also published as: JPH0719061A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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、運転状態に基づきターボ過給機の作動
個数を切換える過給機付エンジンの制御方法に関し、詳
しくは、シングルターボ状態からツインターボ状態への
切換えに際して、プライマリターボ過給機の信頼性を向
上する過給機付エンジンの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、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をそれぞれ配設し、両制御弁
を開閉することで、過給機の作動個数をエンジン運転領
域に応じて適宜切換える過給機付エンジンが提案されて
いる。

【０００３】そして、この過給機付エンジンでは、エン
ジン運転領域を低速域のシングルターボ領域と高速域の
ツインターボ領域とに区分し、運転領域がシングルター
ボ領域にあるとき、吸気制御弁を閉弁すると共に排気制
御弁を閉弁或いは小開（セカンダリターボ過給機を予備
回転させるため）してプライマリターボ過給機のみを過
給動作させ、運転領域がツインターボ領域にあるときに
は、両制御弁を共に全開して両ターボ過給機を過給動作
させ、低速域から高速域に亘り出力性能の向上を可能と
している。

【０００４】また、図１３に示すように、この種の過給
機付エンジンは、軸トルクとエンジン回転数との関係
（但し、エンジン負荷は一定）で見ると、プライマリタ
ーボ過給機のみ過給作動のシングルターボ時のトルク曲
線ＴＱ１に対し、ある回転数以上では両ターボ過給機を
過給動作するツインターボ時のトルク曲線ＴＱ２の方が
高くなり、高い軸トルクを得ることができるが、その回
転数よりも低い領域では、セカンダリターボ過給機の動
作によりツインターボ時の軸トルクが却って低下する。
従って、図における両トルク曲線が一致する点Ｃで、シ
ングルターボ状態からツインターボ状態に切換えるよう
にしている。もっとも、両トルク曲線の一致する回転数
はエンジン負荷によって異なるため、予め実験等により
エンジン負荷及びエンジン回転数に対応して両トルク曲
線の一致点を求め、図８に示すようにシングル→ツイン
切換判定ラインＬ２を設定し、このシングル→ツイン切
換判定ラインＬ２を境としてエンジン運転領域が低速側
のシングルターボ領域から高速側のツインターボ領域に
移行したときに、排気制御弁を小開させ、或いは小開維
持し、セカンダリターボ過給機の回転数を上昇させ、設
定時間経過後に排気制御弁を全開し、セカンダリターボ
過給機によるコンプレッサ圧を高め、その後、吸気制御
弁を開弁させプライマリターボ過給機のみ過給動作のシ
ングルターボ状態から両ターボ過給機過給動作のツイン
ターボ状態に切換え、シングルターボ状態からツインタ
ーボ状態への切換え時のトルク変動を防止してトルクシ
ョックの発生を防止するようにしている（例えば、特開
平３−２６０３２６号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
行例では、エンジン運転領域がシングル→ツイン切換判
定ラインＬ２を境にシングルターボ領域からツインター
ボ領域に移行した後、設定時間経過しない限り排気制御
弁が全開されないため、上記設定時間内にエンジン負荷
及びエンジン回転数が急増しても、排気制御弁は小開状
態に保持される。このため、エンジン負荷及びエンジン
回転数の急増で上昇した高い排気圧の排気流の殆ど全て
がプライマリターボ過給機にのみ導入して、プライマリ
ターボ過給機は、臨界回転数に達してサージングを生じ
たり、熱負荷が急増して損傷する虞れがある。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、シングルターボ状態からツインターボ状態への切換
えに際し、エンジン高負荷高回転状態と判断されるとき
には直ちに排気制御弁を全開して排気流を分散させ、プ
ライマリターボ過給機の信頼性の向上を図ることが可能
な過給機付エンジンの制御方法を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明は、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に接続される吸，排気
系にそれぞれ吸気制御弁、排気制御弁を配設し、高速域
で上記両制御弁を共に全開して上記両ターボ過給機を共
に過給動作させるツインターボ領域と低速域で吸気制御
弁を閉弁すると共に排気制御弁を閉弁或いは小開して上
記プライマリターボ過給機のみを過給動作させるシング
ルターボ領域とにエンジン運転領域を区分し、エンジン
運転領域に基づき設定されたシングル→ツイン切換判定
値により設定されるシングル→ツイン切換判定ラインを
境に上記運転領域がシングルターボ領域からツインター
ボ領域に移行してから設定時間を経過した後に排気制御
弁を全開させ、その後、吸気制御弁を開弁させてプライ
マリターボ過給機のみ過給動作のシングルターボ状態か
ら両ターボ過給機過給動作によるツインターボ状態に切
換える過給機付エンジンの制御方法において、シングル
ターボ状態からツインターボ状態への切換えに際し、上
記運転領域がシングルターボ領域からツインターボ領域
に移行してから上記設定時間に達するまでの間、エンジ
ン高負荷高回転域に移行したかを判断し、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
してからの時間が上記設定時間を経過していなくても、
エンジン運転領域がエンジン高負荷高回転域に移行した
ときは、直ちに排気制御弁を全開することを特徴とす
る。請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明におい
て、上記高負荷高回転域の判断は、エンジン回転数に基
づいてエンジン回転数の上昇に対して減少する高負荷判
定値を設定し、エンジン負荷と上記高負荷判定値とを比
較して、エンジン負荷が上記高負荷判定値を越えたと
き、エンジン運転領域がエンジン高負荷高回転域に移行
したと判断することを特徴とする。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明は、シングルターボ状態か
らツインターボ状態への切換えに際し、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
てから設定時間に達するまでの間、エンジン高負荷高回
転域に移行したかを判断する。そして、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
てからの時間が設定時間を経過していなくても、エンジ
ン運転領域がエンジン高負荷高回転域に移行したとき
は、直ちに排気制御弁を全開することで、プライマリタ
ーボ過給機に導入される排気流がセカンダリターボ過給
機に直ちに分散される。請求項２記載の発明は、エンジ
ン高負荷高回転域かを判断するに際し、エンジン回転数
に基づいてエンジン回転数の上昇に対して減少する高負
荷判定値を設定する。そして、エンジン負荷と高負荷判
定値とを比較して、エンジン負荷が高負荷判定値を越え
たとき、エンジン運転領域がエンジン高負荷高回転域に
移行したと判断する。

【０００９】

【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。図１において、本発明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。

【００１０】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。

【００１１】吸気系として、エアクリーナ１５の下流か
ら２つに分岐した吸気管１６，１７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２
７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。

【００１２】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
点火プラグ８毎に連設する各点火コイル８ａ毎にイグナ
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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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
いて各制御弁，セカンダリウエストゲート弁５１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５
４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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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５
１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。

【００２０】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。

【００２１】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１６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が設け
られる。そして第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。そしてシングルターボモード下でエンジ
ン運転状態が所定の排気制御弁小開制御モード領域内に
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。

【００２２】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
設けられる。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Ｏ
2 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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】次に、図２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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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に格納されている演算プ
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からの検出信号を入力処理
し、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４に記憶
されている各種データ，ＲＯＭ１０２に格納されている
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１
０７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
射量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、所定の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。

【００２９】次に、上記ＥＣＵ１００による過給機作動
個数切換制御を図３〜図６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。

【００３０】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のみを過給動作させるシングル
ターボモードのときクリアされ、両ターボ過給機４０，
５０を過給動作させるツインターボモードのときにセッ
トされる。

【００３１】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。

【００３２】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８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を予め実験などから求め、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１３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８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。

【００３３】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＜Ｔｐ
２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、ステップＳ３
０へ進み、シングル→ツイン切換制御を行う。

【００３４】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。

【００３５】従って、イグニッションスイッチ９７をＯ
Ｎ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。

【００３６】この排気制御弁小開制御モード領域への移
行判定は、図９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、２６５
０ｒｐｍ），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。

【００３７】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、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。

【００３８】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ＳＯ
Ｌ．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Ｓ１
４で第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．４を
ＯＦＦする。

【００３９】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。

【００４０】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
５５は、吸気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯＬ．２のＯ
ＦＦ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。

【００４１】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。

【００４２】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７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７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１１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９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、２５ｄｅ
ｇ）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４
０のみ作動のシングルターボ状態では、図１３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８参照）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７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。

【００５２】ステップＳ３４では、差圧検索フラグＦ３
の値を参照し、Ｆ３＝０の場合、ステップＳ３５へ進
み、Ｆ３＝１の場合、ステップＳ３９へジャンプする。

【００５３】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Ｓ３
５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ＯＦＦ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ＳＯＬ．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Ｐ
Ｄとの差圧（差圧センサ８０の読込み値）ＤＰＳ（＝Ｐ
Ｕ−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ＤＰＳＳＴを設定す
る。

【００５４】図１０（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
５５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、車速に拘わらず加速応
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。

【００５５】また、図１０（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Ｔ
ｐ２）を境としてツインターボ領域（図８参照）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ＤＰＳＳＴ
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ている。

【００５６】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。

【００５７】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Ｔｐ
２から設定値ＷＧＳを減算した値とを比較し、Ｔｐ＜Ｔ
ｐ２−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。

【００５８】さらに詳述すれば、図８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Ｌ
１（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Ｌ２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１３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。

【００５９】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。

【００６０】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８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。

【００６１】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。

【００６２】図１０（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／ＮＫ：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が高いほど低い値に
設定される。

【００６３】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
側へも排気を流す。

【００６４】そこで、エンジン負荷及びエンジン回転数
の急増で上昇した高い排気圧の排気流が、直ちにプライ
マリターボ過給機４０とセカンダリターボ過給機５０と
に略等分に分散して導入される。これにより、プライマ
リターボ過給機４０は、排気圧及び排気流量の急上昇に
より臨界回転数に達することによるサージングの発生が
防止され、且つ熱負荷が軽減して、損傷が確実に防止さ
れる。

【００６５】また、エンジン回転数Ｎに基づき高負荷判
定値ＴｐH を設定し、エンジン負荷Ｔｐと高負荷判定値
ＴｐH とを比較してエンジン高負荷高回転状態を判断し
ているので、エンジン回転数及びエンジン負荷の全域で
正確に排気圧及び排気流量の急増を判定し得る。

【００６６】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１１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。

【００６７】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Ｃ１
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。

【００６８】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Ｐ
Ｕ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
ＳＯＬ．２をＯＮさせ、吸気制御弁５５を開弁させる。

【００６９】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１１のタイムチャートに実線で示
す。

【００７０】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ると共に、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
要な設定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５３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。

【００７１】また、図１１に破線で示すように、排気制
御弁ディレー時間（設定時間）Ｔ１を経過する前にエン
ジン高負荷高回転状態と判断されるときには（Ｔｐ＞Ｔ
ｐH)、直ちに第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁ＳＯ
Ｌ．４がＯＮされ排気制御弁５３が全開されて、排気圧
及び排気流量の急増によるプライマリターボ過給機４０
の損傷が防止される。そして、このとき排気制御弁５３
の全開時期が早められることで、これに対応して吸気制
御弁５５の開弁開始時期も早められ、エンジン高負荷高
回転状態のときには早めにツインターボ状態に切換わ
り、図１３のトルク曲線ＴＱ２で示すツインターボ時の
出力特性により迅速に出力アップされて加速性，加速応
答性等が向上される。

【００７２】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。

【００７３】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
８参照）、ステップＳ６１へ進んで、エンジン負荷Ｔｐ
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Ｆ４
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Ｓ７２
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ＳＯ
Ｌ．２、第１，第２の排気制御弁用切換ソレノイド弁Ｓ
ＯＬ．３，４をそれぞれＯＮさせ、過給圧リリーフ弁５
７を閉弁に、吸気制御弁５５及び排気制御弁５３を共に
全開に維持し、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。

【００７４】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の過給動作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１３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。

【００７５】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８参照）に移行したと判断されると、ステップＳ６
４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。

【００７６】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
Ｓ６２）。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Ｔ４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。

【００７７】図１０（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。

【００７８】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。

【００７９】この時の切換わり状態をタイムチャートで
示すと、図１２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。

【００８０】一方、Ｃ２＜Ｔ４の場合は、ステップＳ６
９へ進み、スロットル開度ＴＨと設定値ＴＨ３（例え
ば、３０ｄｅｇ）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１２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の過給動作が停止し、プライマリターボ過給機
４０のみ過給動作のシングルターボ状態に切換えられ
る。

【００８１】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１３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ときに、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、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。

【００８２】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Ｖ
２（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。

【００８３】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て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８参照）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、エンジン回転数
Ｎが低下し、アイドル回転数近く（例えば、７００ｒｐ
ｍ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≦Ｖ２）、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１２に一点鎖線で示す。

【００８４】以上、本発明の一実施例について説明した
が、これに限定されず、水平対向エンジン以外のエンジ
ンにも適用することができる。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、シングルターボ状態からツインターボ状態へ
の切換えに際して、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後、ツインターボ領域
に移行後の時間が設定時間を経過していなくても、エン
ジン運転領域がエンジン高負荷高回転域に移行したと判
断されるときには、直ちに排気制御弁が全開されて、プ
ライマリターボ過給機に導入される排気流がセカンダリ
ターボ過給機に直ちに分散されるので、エンジン運転領
域がエンジン高負荷高回転域に移行せずに排気圧及び排
気流量が急上昇しない領域において直ちに排気制御弁が
全開されるのを防止しつつ、シングルターボ状態からツ
インターボ状態への切換えに際し、急加速やレーシング
等によりエンジン運転領域がエンジン高負荷高回転域に
移行した場合には、直ちに排気制御弁を全開して排気流
をセカンダリターボ過給機に分散させ、排気圧及び排気
流量の急上昇によりプライマリターボ過給機が臨界回転
数に達することによるサージングの発生が防止されると
共にプライマリターボ過給機の熱負荷が軽減して、損傷
が防止され、信頼性を向上することができる。

【００８６】また、シングルターボ状態からツインター
ボ状態への切換えに際し、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てから設定時
間に達するまでの間、エンジン高負荷高回転域に移行し
たかを判断し、設定時間に達していなくても、エンジン
運転領域がエンジン高負荷高回転域に移行したときは、
直ちに排気制御弁を全開するので、直接的にエンジン高
負荷高回転域に移行することによる排気圧及び排気流量
の急上昇を正確に判定することができ、これに応じて直
ちに排気制御弁の全開によりプライマリターボ過給機へ
の排気流がセカンダリターボ過給機に分散されるため、
排気圧及び排気流量の急上昇によるプライマリターボ過
給機のサージングの発生や損傷を的確且つ確実に防止す
ることができて信頼性を著しく向上できる。さらに、エ
ンジン高負荷高回転域に移行したときには、直ちにツイ
ンターボ状態に切換わるので、ツインターボ時の出力特
性により迅速に出力アップされて、加速性等が向上され
る。

【００８７】請求項２記載の発明によれば、エンジン高
負荷高回転域の判断は、エンジン回転数に基づいてエン
ジン回転数の上昇に対して減少する高負荷判定値を設定
し、エンジン負荷と高負荷判定値とを比較して、エンジ
ン負荷が高負荷判定値を越えたとき、エンジン運転領域
がエンジン高負荷高回転域に移行したと判断するので、
上記請求項１記載の発明の効果に加え、シングルターボ
状態からツインターボ状態への切換えに際して、エンジ
ン回転数及びエンジン負荷の全域で排気圧及び排気流量
の急増を、正確に判定することができ、更なる制御性の
向上及び信頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】過給機付エンジンの全体構成図

【図２】制御装置の回路図

【図３】ターボ切換制御ルーチンを示すフローチャート

【図４】ターボ切換制御ルーチンを示すフローチャート

【図５】ターボ切換制御ルーチンを示すフローチャート

【図６】ターボ切換制御ルーチンを示すフローチャート

【図７】排気制御弁小開制御ルーチンを示すフローチャ
ート

【図８】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

【図９】排気制御弁小開制御モード領域の説明図

【図１０】（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

【図１１】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

【図１２】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

【図１３】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

【符号の説明】

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５５吸気制御弁５７過給圧リリーフ弁１００電子制御装置（ＥＣＵ）Ｎエンジン回転数Ｔｐエンジン負荷Ｔｐ２シングル→ツイン切換判定値Ｌ２シングル→ツイン切換判定ラインＴ１排気制御弁開ディレー時間（設定時間）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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（４０）とセカンダリターボ過給機（５０）とを
並列に配置し、セカンダリターボ過給機（５０）に接続
される吸，排気系にそれぞれ吸気制御弁（５５）、排気
制御弁（５３）を配設し、高速域で上記両制御弁（５
５，５３）を共に全開して上記両ターボ過給機（４０，
５０）を共に過給動作させるツインターボ領域と低速域
で吸気制御弁（５５）を閉弁すると共に排気制御弁（５
３）を閉弁或いは小開して上記プライマリターボ過給機
（４０）のみを過給動作させるシングルターボ領域とに
エンジン運転領域を区分し、エンジン運転領域に基づき
設定されたシングル→ツイン切換判定値（Ｔｐ２）によ
り設定されるシングル→ツイン切換判定ライン（Ｌ２）
を境に上記運転領域がシングルターボ領域からツインタ
ーボ領域に移行してから設定時間（Ｔ１）を経過した後
に排気制御弁（５３）を全開させ、その後、吸気制御弁
（５５）を開弁させてプライマリターボ過給機（４０）
のみ過給動作のシングルターボ状態から両ターボ過給機
（４０，５０）過給動作によるツインターボ状態に切換
える過給機付エンジンの制御方法において、シングルターボ状態からツインターボ状態への切換えに
際し、上記運転領域がシングルターボ領域からツインタ
ーボ領域に移行してから上記設定時間（Ｔ１）に達する
までの間、エンジン高負荷高回転域に移行したかを判断
し、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
ボ領域に移行してからの時間が上記設定時間（Ｔ１）を
経過していなくても、エンジン運転領域がエンジン高負
荷高回転域に移行したときは、直ちに排気制御弁（５
３）を全開することを特徴とする過給機付エンジンの制
御方法。
【請求項２】上記高負荷高回転域の判断は、エンジン回
転数に基づいてエンジン回転数の上昇に対して減少する
高負荷判定値（ＴｐH）を設定し、エンジン負荷（Ｔｐ）と上記高負荷判定値（ＴｐH）と
を比較して、エンジン負荷（Ｔｐ）が上記高負荷判定値
（ＴｐH）を越えたとき、エンジン運転領域がエンジン
高負荷高回転域に移行したと判断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制御方法。