JPH0725228U - 過給機付エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特にターボ容量の異なる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して出力
特性を向上する。 【構成】 エンジン本体１の直後に例えばターボ容量の
異なる２つのターボ過給機４０，５０とインタークーラ
２０を配置し、両ターボ過給機４０，５０のブロワ吐出
側をそれぞれ吸気管１８，１９を介してインタークーラ
２０の入口側に接続し、インタークーラ２０の出口側が
スロットルボデー２７、吸気マニホールド２３を介して
エンジン本体１に接続する。そして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の入口面積の比を、２つのターボ過給機４０，５
０のターボ容量の比に比例して設定して、両ターボ過給
機４０，５０からの圧縮空気をインタークーラ２０に円
滑に流入して集合する。

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４０ａ，５ ０ａ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，５０ ｂ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４ ４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４ ３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。

【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２０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５ ７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５３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５６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、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、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７３ ａ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。

【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７ ５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。

【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２１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８ ５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９ ０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１７ａ，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１７ａ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，２０ｂ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、ＣＰＵ１０１，ＲＯＭ１０２，ＲＡＭ１０ ３，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９５のリレー接点を介してバッテリ９ ６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１０６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８９，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ＩＳＣＶ２５、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４３，７５、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ＯＮされると、ＥＣＵリレー９５がＯ Ｎ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、ＲＯＭ１０２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ＲＡＭ１０ ４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 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５ ３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。

【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５ ４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Ｔｐ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４０，５０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Ａｐ，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４０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４０とセカンダリターボ過給機５０のターボ容量Ｑｐ，Ｑｓ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)

【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
   機が配置され、これら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】 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。