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JP3320765B2 - Air-fuel ratio control method for sequential turbo engine - Google Patents
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JP3320765B2 - Air-fuel ratio control method for sequential turbo engine - Google Patents

Air-fuel ratio control method for sequential turbo engine

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JP3320765B2
JP3320765B2 JP11090792A JP11090792A JP3320765B2 JP 3320765 B2 JP3320765 B2 JP 3320765B2 JP 11090792 A JP11090792 A JP 11090792A JP 11090792 A JP11090792 A JP 11090792A JP 3320765 B2 JP3320765 B2 JP 3320765B2
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fuel ratio
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、車両用エンジンとし
て、複数のターボ過給機を備えてシーケンシャルターボ
式に作動するシーケンシャルターボエンジンにおいて、
シングルターボモードとツインターボモードの各モード
毎に最適に空燃比制御を行うシーケンシャルターボエン
ジンの空燃比制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sequential turbo engine having a plurality of turbochargers and operating in a sequential turbo system as a vehicle engine.
The present invention relates to an air-fuel ratio control method for a sequential turbo engine that performs air-fuel ratio control optimally for each of a single turbo mode and a twin turbo mode.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、車両用の過給機付エンジンとし
て、多気筒の排気系にプライマリとセカンダリのターボ
過給機を並列的に装備して、このターボ過給機をシーケ
ンシャルターボ式に作動するものが提案されている。こ
のシーケンシャルターボエンジンでは、プライマリター
ボ過給機が常に過給することが可能に構成され、セカン
ダリターボ過給機側には排気制御弁、吸気制御弁、過給
圧リリーフ弁等が設けられる。そして例えば低速域のシ
ングルターボモードでプライマリターボ過給機のみを作
動し、高速域のツインターボモードになると、先ずセカ
ンダリターボ過給機を予備回転し、次いで両ターボ過給
機を作動して走行状態に応じた最適なエンジン出力特性
を得ることを図っている。
2. Description of the Related Art In recent years, as a supercharged engine for a vehicle, a multi-cylinder exhaust system is equipped with a primary and secondary turbocharger in parallel, and the turbocharger is operated in a sequential turbo type. Something to do is suggested. In this sequential turbo engine, the primary turbocharger is configured to be able to constantly supercharge, and an exhaust control valve, an intake control valve, a supercharging pressure relief valve, and the like are provided on the secondary turbocharger side. For example, only the primary turbocharger is operated in the single turbo mode in the low-speed range, and in the twin turbo mode in the high-speed range, the secondary turbocharger is first preliminarily rotated, and then both the turbochargers are operated to travel. The aim is to obtain the optimum engine output characteristics according to the state.

【0003】ところでこの種のシーケンシャルターボエ
ンジンにおいては、同一負荷の運転状態であっても、シ
ングルターボモードではセカンダリターボ過給機の不作
動により排気抵抗が増す。そこでエンジン背圧が高くな
って充填効率が低下し、燃焼が遅くなって排気温度の上
昇を招く。このため一般には、燃料の補正係数(例えば
フル増量係数)を大きめに設定し、濃混合気により燃料
冷却して排気温度を低下するように空燃比制御される。
これに対してツインターボモードでは両ターボ過給機の
作動で排気抵抗が減少するので、逆にエンジン背圧が低
下して充填効率が高くなり、燃焼が良好になる。従っ
て、このツインターボモードでもシングルターボモード
と同一の補正係数により空燃比制御すると、オーバリッ
チになって失火、走行性不良、排気温度の上昇等の不具
合を生じる。これは故障診断等のフェイルセーフによ
り、全域シングルターボモードまたはツインターボモー
ドで制御される場合に、特に顕著になる。従ってこの種
のエンジンの空燃比制御では、シングルターボモードと
ツインターボモード毎に適正な補正係数を設定すること
が要求される。
[0003] In this type of sequential turbo engine, even in the operating state with the same load, the exhaust resistance increases in the single turbo mode due to the inoperative secondary turbocharger. Therefore, the back pressure of the engine increases, the charging efficiency decreases, the combustion slows down, and the exhaust gas temperature rises. For this reason, in general, a fuel correction coefficient (for example, a full increase coefficient) is set to a relatively large value, and the air-fuel ratio is controlled so that the fuel is cooled by the rich mixture to lower the exhaust gas temperature.
On the other hand, in the twin turbo mode, the exhaust resistance is reduced by the operation of both turbochargers, and conversely, the engine back pressure is reduced, the charging efficiency is increased, and the combustion is improved. Therefore, in the twin turbo mode, if the air-fuel ratio is controlled by the same correction coefficient as that of the single turbo mode, the air-fuel ratio becomes over-rich and causes problems such as misfire, poor running performance, and a rise in exhaust gas temperature. This is particularly noticeable when control is performed in a single turbo mode or a twin turbo mode over the entire area by fail-safe operation such as failure diagnosis. Therefore, in the air-fuel ratio control of this type of engine, it is required to set an appropriate correction coefficient for each of the single turbo mode and the twin turbo mode.

【0004】従来、上記シーケンシャルターボエンジン
に関しては、例えば特開平3−88917号公報の先行
技術がある。ここで、排気洩らし弁を開いてセカンダリ
ターボ過給機に少量の排気を導入して予回転し、次いで
排気カット弁を開いてセカンダリターボ過給機も作動
し、このとき過給圧制御するウエイストゲート弁を閉じ
てセカンダリターボ過給機に供給される排気の圧力を高
め、その回転数を応答良く上昇することが示されてい
る。
Conventionally, as for the above-mentioned sequential turbo engine, there is a prior art disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-88917. Here, the exhaust leakage valve is opened, a small amount of exhaust gas is introduced into the secondary turbocharger for pre-rotation, and then the exhaust cut valve is opened to activate the secondary turbocharger. It is shown that the pressure of exhaust gas supplied to the secondary turbocharger is increased by closing the gate valve, and the number of revolutions is increased responsively.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、シングルターボモードからツイン
ターボモードに移行する際の弁開閉制御であるから、こ
れらの各モードでの空燃比制御に対処することはできな
い。
In the above prior art, the valve opening / closing control is performed when shifting from the single turbo mode to the twin turbo mode. Therefore, the air / fuel ratio control in each of these modes is performed. I can't deal with it.

【0006】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、シングルターボモードとツインターボモードでの排
気抵抗、吸気、燃焼特性等に対応して、各モード毎に適
正に補正係数を設定して最適に空燃比制御することを目
的とする。
The present invention has been made in view of this point, and appropriately sets a correction coefficient for each mode in accordance with exhaust resistance, intake air, combustion characteristics, and the like in a single turbo mode and a twin turbo mode. To control the air-fuel ratio optimally.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、吸、排気系に並列に配置されるプライマ
リターボ過給機とセカンダリターボ過給機を、シングル
ターボモードではプライマリターボ過給機のみを作動
し、ツインターボモードではプライマリターボ過給機と
セカンダリターボ過給機を共に作動するよう制御し、且
つ各モードでの燃料噴射量を基本噴射量、高負荷時のフ
ル増量係数により算出して空燃比制御するシーケンシャ
ルターボエンジンにおいて、シングルターボモードとツ
インターボモードの高負荷側にフル増領域を設定し、シ
ングルターボモードのフル増領域のシングル用フル増量
係数をツインターボモードのフル増領域のツイン用フル
増量係数に対して大きく定め、ツインターボモードのフ
ル増領域のツイン用フル増量係数をシングルターボモー
ドのフル増領域のシングル用フル増量係数に対して小さ
く定めるものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a primary turbocharger and a secondary turbocharger arranged in parallel in an intake and exhaust system. Operates only the turbocharger, controls both the primary turbocharger and the secondary turbocharger in the twin turbo mode, and adjusts the fuel injection amount in each mode to the basic injection amount and the full increase coefficient at high load In a sequential turbo engine that calculates and controls the air-fuel ratio, the full boost area is set on the high load side of the single turbo mode and the twin turbo mode, and the full boost coefficient for single in the full boost area of the single turbo mode is set in the twin turbo mode. Full for twin of full increase area
Defined large relative increase coefficient, single turbo mode to the twin for full increase coefficient full up region of the twin turbo mode
It is determined to be smaller than the full increase coefficient for single in the full increase region of the code.

【0008】[0008]

【作用】上記空燃比制御方法により、エンジン運転時の
例えば低中速域ではシングルターボモードを判定してプ
ライマリターボ過給機のみが作動するよう制御され、こ
のとき高負荷側のフル増領域になると、ツインターボモ
ードのフル増領域のツイン用フル増量係数に対して大き
く定められるシングル用フル増量係数によりリッチに空
燃比制御されて、排気温度を低減する。また高速域でツ
インターボモードを判定すると、両ターボ過給機を作動
するように制御され、このとき高負荷側のフル増領域に
なるとシングルターボモード時のシングル用フル増量係
数に対し小さいツイン用フル増量係数により、この場合
の良好な吸気、燃焼特性に対して最適な空燃比に制御さ
れるようになる。
According to the above air-fuel ratio control method, the single turbo mode is determined and the primary turbocharger is operated so that only the primary turbocharger is operated in, for example, a low to medium speed range during engine operation. When it comes to twin turbo
Larger than the full increase coefficient for twins in the full increase
The air-fuel ratio is richly controlled by a predetermined single-use full increase coefficient to reduce the exhaust gas temperature. Further, when determining the twin turbo mode at the high speed range, is controlled to operate both turbochargers, single for the full increase engagement of the single turbo mode becomes full increase areas of high load side this time
With the twin full increase coefficient smaller than the number, the air-fuel ratio is controlled to be optimal for the good intake and combustion characteristics in this case.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1において、水平対向式エンジンにシーケンシ
ャルターボ式過給機を装着した場合の全体の構成につい
て説明する。符号1は水平対向式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。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13、マフラ14に連通される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, the overall configuration in the case where a sequential turbocharger is mounted on a horizontally opposed engine will be described. Reference numeral 1 denotes an engine body of a horizontally opposed engine, which is provided in left and right banks 3 and 4 of a crankcase 2.
A combustion chamber 5, an intake port 6, an exhaust port 7, a spark plug 8, a valve mechanism 9, and the like are provided. Due to this engine shortening shape, a primary turbocharger 40 and a secondary turbocharger 50 are respectively provided immediately after the left and right banks 3 and 4. Left and right banks 3, 4 as exhaust system
Are connected to the turbines 40a, 50a of the turbochargers 40, 50, and the turbine 40a,
The exhaust pipe 11 from 50a joins one exhaust pipe 12 and communicates with the catalytic converter 13 and the muffler 14.

【0010】吸気系として、エアクリーナ15から2つ
に分岐した吸気管16,17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25、負圧で開く逆止弁2
6が設けられ、アイドル時や減速時に吸入空気量を制御
するようになっている。
As an intake system, intake pipes 16 and 17 branched from the air cleaner 15 into two pipes are connected to blowers 40b and 50b of both turbochargers 40 and 50, respectively, and the intake pipes 18 and 17 from the blowers 40b and 50b are connected. 19 is communicated with the intercooler 20. The air is communicated from the intercooler 20 to a chamber 22 via a throttle body 27 having a throttle valve 21, and is communicated from the chamber 22 to each cylinder of the left and right banks 3 and 4 via an intake manifold 23. In addition, as an idle control system, an idle control valve 25 and a check valve 2 that opens with a negative pressure are provided in a bypass passage 24 directly downstream of the air cleaner 15 and the intake manifold 23.
6 is provided to control the intake air amount during idling or deceleration.

【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って、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、点火
プラグ8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。
As a fuel system, an injector 30 is provided near a port of the intake manifold 23, and a fuel pump 3
A fuel passage 33 from a fuel tank 32 having a filter 1 and a fuel pressure regulator 35 communicates with the injector 30. The fuel pressure regulator 35 regulates the fuel pressure supplied to the injector 30 at a constant level with respect to the intake pressure, and controls the fuel injection by the pulse width of the injection signal. It is possible to do. The ignition system is connected so that an ignition signal from the igniter 36 is input to the ignition plug 8 as an ignition system.

【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を備えたウエイストゲート弁41が設けられ
る。またブロワ40bの上、下流との間からアクチュエ
ータ42の圧力室に、デューティソレノイド弁43を有
する制御圧通路44が設けられ、デューティソレノイド
弁43で過給圧をリークすることで制御圧を生じてアク
チュエータ42に作用し、ウエイストゲート弁41の開
度を変化して過給圧を制御する。ここで例えばデューテ
ィ比が大きい場合は、リーク量の増大により制御圧を低
下し、ウエイストゲート弁41の開度を減じて過給圧を
上昇する。逆にデューティ比が小さくなると、高い制御
圧で開度を増して過給圧を低下する。
An operation system of the primary turbocharger 40 will be described. The primary turbocharger 40 uses a blower 40b by the energy of exhaust gas introduced into the turbine 40a.
, And operates so that air is inhaled, pressurized and constantly supercharged. A waste gate valve 41 provided with a diaphragm type actuator 42 is provided on the turbine side. Further, a control pressure passage 44 having a duty solenoid valve 43 is provided in the pressure chamber of the actuator 42 from above and downstream of the blower 40b, and the control pressure is generated by leaking the supercharging pressure by the duty solenoid valve 43. Acting on the actuator 42, the opening degree of the waste gate valve 41 is changed to control the supercharging pressure. Here, for example, when the duty ratio is large, the control pressure is reduced by increasing the leak amount, and the opening degree of the waste gate valve 41 is reduced to increase the supercharging pressure. Conversely, when the duty ratio decreases, the opening degree is increased at a high control pressure, and the supercharging pressure is reduced.

【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
上、下流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
トル弁急閉時にマニホールド負圧により開いて、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。
On the other hand, a bypass passage 46 is communicated between the upper and lower portions of the blower 40b in order to prevent a decrease in the rotation of the blower and the occurrence of intake noise when the throttle valve is rapidly closed. An air bypass valve 45 is provided in the bypass passage 46 so as to be opened by the manifold negative pressure when the throttle valve is suddenly closed, so that the pressurized air sealed downstream of the blower leaks quickly.

【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。タービン側にウエイストゲート弁51が各別
に設けられ、アクチュエータ52、デューティソレノイ
ド弁53を有する制御圧通路54により過給圧制御す
る。一方タービン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56を備えた排気制御弁55
が設けられ、ブロワ50bの下流には同様のアクチュエ
ータ57を備えた吸気制御弁58が設けられ、ブロワ5
0bの上、下流の間に過給圧リリーフ弁60を備えたリ
リーフ通路59が連通されている。
An operation system of the secondary turbocharger 50 will be described. Similarly, the secondary turbocharger 50 is supercharged by rotating the turbine 50a and the blower 50b by the exhaust gas. A waste gate valve 51 is separately provided on the turbine side, and supercharging pressure is controlled by a control pressure passage 54 having an actuator 52 and a duty solenoid valve 53. On the other hand, an exhaust control valve 55 having a diaphragm actuator 56 is provided in the exhaust pipe 10 upstream of the turbine 50a.
An intake control valve 58 provided with a similar actuator 57 is provided downstream of the blower 50b.
A relief passage 59 having a supercharging pressure relief valve 60 is communicated between the upstream and downstream of Ob.

【0015】これらの各弁の圧力動作系について説明す
ると、吸気マニホールド23からの通路61がチェック
弁62を有してサージタンク63に連通されて、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ように
なっている。過給圧リリーフ弁60の一方のスプリング
室には、サージタンク63からの負圧通路64と吸気制
御弁58の下流の過給圧による正圧通路65が、切換用
ソレノイド弁70と通路66を介して連通され、電気信
号により負圧を作用して開き、正圧を作用して閉じる。
The pressure operation system of each of these valves will be described. A passage 61 from the intake manifold 23 has a check valve 62 and communicates with a surge tank 63 to store a negative pressure when the throttle valve is fully closed and to generate a pulsating pressure. It is designed to buffer. In one spring chamber of the supercharging pressure relief valve 60, a negative pressure passage 64 from the surge tank 63 and a positive pressure passage 65 by the supercharging pressure downstream of the intake control valve 58 are connected to the switching solenoid valve 70 and the passage 66. And is opened by applying a negative pressure by an electric signal and closed by applying a positive pressure.

【0016】吸気制御弁58のアクチュエータ57は、
一方の室に正圧通路67により常に正圧が作用し、スプ
リング室に上記正圧通路65と負圧通路64が、切換用
ソレノイド弁71と通路68を介して連通される。そし
て電気信号によりスプリング室に負圧を作用して吸気制
御弁58を閉じ、両室を正圧にした際のスプリング力に
より吸気制御弁58を開く。排気制御弁55のアクチュ
エータ56は、一方の室に大気圧と負圧を切換える第2
の切換用ソレノイド弁74が通路69を介して連通さ
れ、他方の室に正圧と負圧を切換える第1の切換用ソレ
ノイド弁73が通路75を介して連通される。そして電
気信号により一方の室に大気圧を他方の室に負圧を作用
して排気制御弁55を閉じ、一方の室に負圧を他方の室
に正圧を作用して排気制御弁55を開くように構成され
る。
The actuator 57 of the intake control valve 58 is
A positive pressure is always applied to one of the chambers by the positive pressure passage 67, and the positive pressure passage 65 and the negative pressure passage 64 are connected to the spring chamber via a switching solenoid valve 71 and a passage 68. Then, a negative pressure is applied to the spring chamber by an electric signal to close the intake control valve 58, and the intake control valve 58 is opened by a spring force when both chambers are set to a positive pressure. The actuator 56 of the exhaust control valve 55 has a second chamber for switching between atmospheric pressure and negative pressure in one chamber.
The switching solenoid valve 74 is communicated via a passage 69, and a first switching solenoid valve 73 for switching between positive pressure and negative pressure is communicated via a passage 75 with the other chamber. The exhaust control valve 55 is closed by applying an atmospheric pressure to one chamber and applying a negative pressure to the other chamber by an electric signal to apply a negative pressure to one chamber and applying a positive pressure to the other chamber to cause the exhaust control valve 55 to operate. Configured to open.

【0017】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58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が切換用ソレノイド
弁76により吸気管圧力と大気圧を選択して検出するよ
うに設けられる。また、エンジン本体1にクランク角セ
ンサ82、ノックセンサ83、水温センサ84が設けら
れ、動弁機構9のカムシャフトに連設した図示しないカ
ムロータに対向してカム角センサ85が設けられ、排気
管10にO2 センサ86が設けられ、スロットル弁21
にスロットル開度センサ87が設けられ、エアクリーナ
15の直下流に吸入空気量センサ88が設けられてい
る。
A description will be given of various sensors. A differential pressure sensor 80 is provided to detect a differential pressure between upstream and downstream of the intake control valve 58, and an absolute pressure sensor 81 is controlled by a switching solenoid valve 76 to detect the intake pipe pressure. It is provided to select and detect the atmospheric pressure. Further, a crank angle sensor 82, a knock sensor 83, and a water temperature sensor 84 are provided on the engine body 1, and a cam angle sensor 85 is provided opposite to a cam rotor (not shown) connected to a cam shaft of the valve mechanism 9; 10 is provided with an O2 sensor 86 and the throttle valve 21 is provided.
A throttle opening sensor 87 is provided in the air cleaner 15, and an intake air amount sensor 88 is provided immediately downstream of the air cleaner 15.

【0018】図2において電子制御系の全体の構成につ
いて説明する。先ず、マイクロコンピュータ等からなる
制御ユニット100は、I/O101、CPU102、
RAM103、バックアップRAM104、ROM10
5、定電圧回路106を備えている。またイグニッショ
ンスイッチ90をONすると、リレー91をONしバッ
テリ92から定電圧回路106に電力を供給して、制御
ユニット100の各種制御を実行し、駆動回路107に
よりリレー93をONし燃料ポンプ31を通電して駆動
する。CPU102はROM105に格納されている演
算プログラムに基づいて、I/O101から各種センサ
80〜88の信号を入力し、RAM103に記憶されて
いるデータ,及びROM105に格納されているマップ
等の固定データに基づき演算処理する。そして駆動回路
107から各種切換用ソレノイド弁70,71,73,
74,76に切換信号を、デューティソレノイド弁4
3,53にデューティ信号を出力してシーケンシャルタ
ーボ制御し、インジェクタ30に噴射信号を出力して燃
料噴射制御する。またイグナイタ36に点火信号を出力
して点火時期制御し、アイドル制御弁25に制御信号を
出力してアイドル制御するように構成されている。
Referring to FIG. 2, the overall configuration of the electronic control system will be described. First, a control unit 100 including a microcomputer and the like includes an I / O 101, a CPU 102,
RAM 103, backup RAM 104, ROM 10
5. A constant voltage circuit 106 is provided. When the ignition switch 90 is turned on, the relay 91 is turned on, power is supplied from the battery 92 to the constant voltage circuit 106, various controls of the control unit 100 are executed, the relay 93 is turned on by the drive circuit 107, and the fuel pump 31 is turned on. It is energized and driven. The CPU 102 inputs signals from the various sensors 80 to 88 from the I / O 101 based on an arithmetic program stored in the ROM 105 and converts the signals into data stored in the RAM 103 and fixed data such as a map stored in the ROM 105. Calculation processing is performed based on this. Then, various kinds of switching solenoid valves 70, 71, 73,
The switching signal is supplied to the duty solenoid valve 4
A duty signal is output to 3, 53 to perform sequential turbo control, and an injection signal is output to the injector 30 to perform fuel injection control. Further, it is configured to output an ignition signal to the igniter 36 to control the ignition timing, and output a control signal to the idle control valve 25 to perform the idle control.

【0019】次に、図3ないし図6のフローチャートを
用いて制御ユニット100によるシーケンシャルターボ
制御について説明する。図3のメインルーチンは所定時
間毎に実行される。先ずステップS1でセカンダリター
ボ過給機作動時に1にセットされるセカンダリターボ過
給機作動判別フラグF1の値を参照し、F1=0の不作
動の場合はステップS2〜S4に進み、図7(a)のタ
ーボモード判定マップに基づいて判定する。
Next, the sequential turbo control by the control unit 100 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. The main routine of FIG. 3 is executed every predetermined time. First, in step S1, the value of the secondary turbocharger operation determination flag F1 that is set to 1 when the secondary turbocharger is activated is referred to. If F1 = 0 is not operated, the process proceeds to steps S2 to S4, and FIG. The determination is made based on the turbo mode determination map of a).

【0020】このターボモード判定マップは、エンジン
負荷を示す一例としての基本噴射量Tpとエンジン回転
数Nに対するセカンダリターボ過給機作動開始の設定値
Tps,Nb,Ncにより、予めシングルとツインの各
ターボモードが与えられている。即ちTp≦Tps、N
<Ncの低負荷低中速、またはTp>Tps、N<Nb
の高負荷低速の条件では、シングルターボモードに設定
される。またこれ以外のTp≦Tps、N≧Ncの低負
荷高速、またはTp>Tps、N≧Nbの高負荷中高速
の条件では、ツインターボモードに設定される。尚、セ
カンダリターボ過給機の作動、停止のハンチングを防止
するため、作動停止設定値Naにヒステリシスを設けて
いる。
This turbo mode determination map is based on the basic injection amount Tp as an example indicating the engine load and the set values Tps, Nb and Nc for starting the operation of the secondary turbocharger with respect to the engine speed N. Turbo mode is given. That is, Tp ≦ Tps, N
<Nc low load low medium speed or Tp> Tps, N <Nb
Under the condition of high load and low speed, the single turbo mode is set. In the other conditions of low load and high speed Tp ≦ Tps and N ≧ Nc, or high load medium and high speed of Tp> Tps and N ≧ Nb, the twin turbo mode is set. In order to prevent hunting of operation and stop of the secondary turbocharger, hysteresis is provided for the operation stop set value Na.

【0021】そこでS2で基本噴射量Tpと設定値Tp
sを比較して、Tp≦Tpsの場合にはステップS3へ
進み、エンジン回転数Nと設定値Ncとを比較し、N<
Ncの場合にシングルターボモードと判断してステップ
5へ進む。またステップS2でTp>Tpsの場合には
ステップS4へ進み、エンジン回転数Nと設定値Nbと
を比較して、N<Nbの場合に同様にシングルターボモ
ードと判断する。
Therefore, in S2, the basic injection amount Tp and the set value Tp
If Tp ≦ Tps, the process proceeds to step S3, where the engine speed N is compared with the set value Nc, and N <
In the case of Nc, it is determined that the mode is the single turbo mode, and the process proceeds to step S5. If Tp> Tps in step S2, the process proceeds to step S4, where the engine speed N is compared with a set value Nb, and when N <Nb, the single turbo mode is similarly determined.

【0022】このシングルターボ制御ルーチンでは、ス
テップS5で切換用ソレノイド弁70の出力信号G1を
0にして過給圧リリーフ弁60を開く。またステップS
6で切換用ソレノイド弁71の出力信号G2を0にして
吸気制御弁58を閉じ、ステップS7,S8で切換用ソ
レノイド弁73,74の出力信号G3,G4を0にして
排気制御弁55を閉じ、ステップS9でセカンダリ側デ
ューティソレノイド弁53のデューティ比DseをFF
H(100%)にしてウエイストゲート弁51を全閉す
る。その後、ステップS10でエンジン回転数Nとスロ
ットル開度Thとに基づき、予め実験等により得られた
シングルターボモード時の最適値がストアされているR
OM105に格納されたシングルターボモード目標過給
圧マップを補間計算付きで参照して目標過給圧Ptを設
定し、ステップS11でセカンダリターボ過給機作動判
別フラグF1をクリアする。またステップS12でディ
レー時間のカウント値Cをクリアする。
In this single turbo control routine, the output signal G1 of the switching solenoid valve 70 is set to 0 in step S5, and the boost pressure relief valve 60 is opened. Step S
In step 6, the output signal G2 of the switching solenoid valve 71 is set to 0 to close the intake control valve 58, and in steps S7 and S8, the output signals G3 and G4 of the switching solenoid valves 73 and 74 are set to 0 to close the exhaust control valve 55. In step S9, the duty ratio Dse of the secondary-side duty solenoid valve 53 is set to FF.
H (100%) to completely close the waste gate valve 51. Thereafter, in step S10, based on the engine speed N and the throttle opening Th, the optimum value in the single turbo mode previously obtained by an experiment or the like is stored.
The target supercharging pressure Pt is set with reference to the single turbo mode target supercharging pressure map stored in the OM 105 with interpolation calculation, and the secondary turbocharger operation determination flag F1 is cleared in step S11. In step S12, the count value C of the delay time is cleared.

【0023】次いで図5,図6の過給圧制御ルーチンで
は、先ずステップS13で目標過給圧Ptと実過給圧P
bの偏差Δpを算出して、ステップS14でその偏差の
絶対値|Δp|を設定値Δpsと比較して小さい場合
は、実過給圧Pbが目標過給圧Ptの許容範囲に収束し
ていると判断してステップS15で積分分制御量Diを
零にし、ステップS16で比例分制御量Dpも零にす
る。そしてステップS17でデューティ比Dを、前回の
値Doに積分分及び比例分の制御量Dp,Diを加算し
て求めるのであり、この場合は前回の値Doと同一にな
る。その後ステップS18でフラグF1の値を参照し、
既に0になっているので、ステップS19で上記デュー
ティ比Dをプライマリ側デューティソレノイド弁43の
デューティ比Dprとして出力し、ステップS20でこ
のデューティ比Dを前回の値Doとしてストアする。
Next, in the supercharging pressure control routine of FIGS. 5 and 6, first, in step S13, the target supercharging pressure Pt and the actual supercharging pressure Pt are determined.
is calculated, and if the absolute value | Δp | of the deviation is smaller than the set value Δps in step S14, the actual supercharging pressure Pb converges to the allowable range of the target supercharging pressure Pt. In step S15, the integral control amount Di is set to zero, and in step S16, the proportional control amount Dp is also set to zero. Then, in step S17, the duty ratio D is obtained by adding the control amounts Dp and Di for the integral value and the proportional value to the previous value Do. In this case, the duty ratio D becomes the same as the previous value Do. Then, in step S18, the value of the flag F1 is referred to,
Since it has already become 0, the duty ratio D is output as the duty ratio Dpr of the primary side duty solenoid valve 43 in step S19, and this duty ratio D is stored as the previous value Do in step S20.

【0024】このモードにおいて、目標過給圧Ptと実
過給圧Pbの偏差の絶対値|Δp|が設定値Δpsより
大きくなると、ステップS14からステップS21に進
んで実過給圧Pbの目標過給圧Ptに対する大小関係を
チェックする。そこで、図8のt1のように実過給圧P
bが低下した条件では、ステップS22でデューティ比
Dのダウン補正時に1にセットされるPI制御判別フラ
グF2の値を参照し、F2=1でありデューティ比Dの
アップが初回の場合は、ステップS23で積分分制御量
Diを零にする。そしてステップS24でフラグF1の
値を参照してステップS25に進み、偏差Δpに応じた
比例分アップ量Pup1を設定する。
In this mode, if the absolute value | Δp | of the difference between the target supercharging pressure Pt and the actual supercharging pressure Pb becomes larger than the set value Δps, the process proceeds from step S14 to step S21, where the target supercharging of the actual supercharging pressure Pb is performed. The magnitude relationship with the supply pressure Pt is checked. Therefore, as shown at t1 in FIG.
Under the condition that b has decreased, the value of the PI control determination flag F2 set to 1 at the time of down correction of the duty ratio D in step S22 is referred to. If F2 = 1 and the increase of the duty ratio D is the first time, the process proceeds to step S22. In S23, the integral control amount Di is set to zero. Then, in step S24, the process proceeds to step S25 with reference to the value of the flag F1, and the proportional increase amount Pup1 corresponding to the deviation Δp is set.

【0025】ここでシングルターボモードでは、比例分
制御量Dpが図7(c)の比例分補正量マップの実線の
ように、積分分制御量Diが(d)の積分分補正量マッ
プの実線のように制御量の大きいステップ状に設定され
ている。また、ツインターボモードでは、偏差Δpに対
する比例分制御量Dpと積分分制御量Diが、両ターボ
過給機40,50の作動配分に基づいて設定される。そ
こで、例えば両ターボ過給機40,50の作動配分を等
分に設定する場合は、比例分と積分分の制御量Dp,D
iが1種類で済むことになり、このため図7(c),
(d)の破線のように1つの制御量に設定される。
Here, in the single turbo mode, the proportional control amount Dp is a solid line of the proportional correction amount map of FIG. 7C, and the integral control amount Di is a solid line of the integral correction amount map of FIG. 7D. Are set in a step shape with a large control amount as shown in FIG. In the twin turbo mode, the proportional control amount Dp and the integral control amount Di with respect to the difference Δp are set based on the operation distribution of the turbochargers 40 and 50. Therefore, for example, when the operation distribution of the two turbochargers 40 and 50 is set equally, the control amounts Dp and D of the proportional component and the integral component are set.
i only needs to be one type, so that FIG.
One control amount is set as shown by the broken line in (d).

【0026】このためS25では上記マップにより偏差
Δpに応じた比例分アップ量Pup1を大き目に設定
し、ステップS26でこれを比例分制御量Dpに定め、
ステップS27でPI制御判別フラグF2をクリアして
ステップS17以降に進む。従って、プライマリ側デュ
ーティソレノイド弁43のデューティ比Dprが比例分
制御量Dpだけ増大し、ウエイストゲート弁41の開度
が減じて実過給圧Pbが図8のように比較的大きく上昇
される。
For this reason, in step S25, the proportional increase amount Pup1 corresponding to the deviation Δp is set to a large value according to the map, and in step S26, the proportional increase amount Pup1 is determined as the proportional control amount Dp.
In step S27, the PI control determination flag F2 is cleared, and the process proceeds to step S17 and subsequent steps. Accordingly, the duty ratio Dpr of the primary-side duty solenoid valve 43 increases by the proportional control amount Dp, the opening of the waste gate valve 41 decreases, and the actual supercharging pressure Pb increases relatively greatly as shown in FIG.

【0027】また2回目以降はステップS22のフラグ
F2によりステップS28に進みフラグF1の値を参照
して、ステップS29で図7(d)のマップにより偏差
Δpに応じた積分分アップ量Iup1を検索して、ステ
ップS30でこれを積分分制御量Diに定め、且つステ
ップS31で比例分制御量Dpを零にする。そこで図8
のt2のような2回目以降の場合は積分分制御量Diに
より実過給圧Pbが徐々に上昇され、これらの補正によ
り実過給圧Pbが目標過給圧Ptに追従する。そしてt
3で偏差Δpが設定値Δpsより小さくなって収束する
と、ステップS14からステップS15以降に進んで制
御を中断する。
After the second time, the process proceeds to step S28 according to the flag F2 in step S22 and refers to the value of the flag F1. In step S29, the integrated amount increase amount Iup1 corresponding to the deviation Δp is searched from the map in FIG. Then, in step S30, this is determined as the integral control amount Di, and in step S31, the proportional control amount Dp is set to zero. FIG.
In the case of the second time or later such as t2, the actual boost pressure Pb is gradually increased by the integral control amount Di, and the actual boost pressure Pb follows the target boost pressure Pt by these corrections. And t
When the deviation Δp becomes smaller than the set value Δps and converges in step 3, the control proceeds from step S14 to step S15 and thereafter to interrupt the control.

【0028】一方、図8のt5のように実過給圧Pbの
高い側で偏差Δpが設定値Δpsより大きくなると、ス
テップS21からステップS32に進み、この場合は上
述の制御でフラグF2が0になっていることで、このフ
ラグF2により初回の場合はステップS33以降に進
む。そこで、ステップS33で積分分制御量Diを0に
し、ステップS34でフラグF1の値を参照してステッ
プS35に進み、同様のマップにより偏差Δpに応じた
比例分ダウン量Pdo1を検索して、ステップS36で
これを比例分制御量Dpに定め、ステップS37でPI
制御判別フラグF2を1にしてステップS17以降に進
む。従って、プライマリ側デューティソレノイド弁43
のデューティ比Dprが比例分制御量Dpだけ減少し、
ウエイストゲート弁41の開度が増して実過給圧Pbが
図8のように比較的大きく低下される。
On the other hand, when the deviation Δp becomes larger than the set value Δps on the higher side of the actual supercharging pressure Pb as at t5 in FIG. 8, the process proceeds from step S21 to step S32, in which case the flag F2 is set to 0 by the above control. In the case of the first time according to the flag F2, the process proceeds to step S33 and subsequent steps. Therefore, the integral control amount Di is set to 0 in step S33, the process proceeds to step S35 with reference to the value of the flag F1 in step S34, and the proportional map down amount Pdo1 corresponding to the deviation Δp is searched using a similar map. This is determined as the proportional control amount Dp in S36, and PI
The control discrimination flag F2 is set to 1 and the process proceeds to step S17 and subsequent steps. Therefore, the primary side duty solenoid valve 43
Is reduced by the proportional control amount Dp,
As the opening of the waste gate valve 41 increases, the actual supercharging pressure Pb decreases relatively largely as shown in FIG.

【0029】また、2回目以降はステップS32のフラ
グF2によりステップS38に進みフラグF1の値を参
照して、ステップS39で同様のマップにより偏差Δp
に応じた積分分ダウン量Ido1を検索し、ステップS
40でこれを積分分制御量Diに定め、且つステップS
41で比例分制御量Dpを0にする。そこで、図8のt
6のような2回目以降の場合は、積分分制御量Diによ
り実過給圧Pbが徐々に低下される。こうしてこのシン
グルターボモードでは、セカンダリターボ過給機50が
不作動でプライマリターボ過給機40のみが作動し、且
つPI制御制御量によるウエイストゲート弁41の開度
変化により、この場合の比較的低い目標過給圧Ptに対
して実過給圧Pbが常に応答良く追従するようにフィー
ドバック制御される。
After the second time, the process proceeds to step S38 according to the flag F2 in step S32, and refers to the value of the flag F1.
Is searched for the integral down amount Ido1 corresponding to
At 40, this is set as the integral control amount Di, and
At 41, the proportional control amount Dp is set to 0. Therefore, t in FIG.
In the case of the second and subsequent times, such as 6, the actual supercharging pressure Pb is gradually reduced by the integral control amount Di. Thus, in the single turbo mode, the secondary turbocharger 50 does not operate, only the primary turbocharger 40 operates, and the opening degree of the waste gate valve 41 changes according to the PI control amount, so that the comparatively low turbocharger in this case is used. Feedback control is performed so that the actual boost pressure Pb always follows the target boost pressure Pt with good response.

【0030】次いで、ステップS2〜S4によりTp≦
Tps,N≧Ncの場合、又はTp>Tps,N≧Nb
の場合でツインターボモードと判断すると、図4の予備
回転制御ルーチンを実行する。
Next, in steps S2 to S4, Tp ≦
Tps, N ≧ Nc, or Tp> Tps, N ≧ Nb
If it is determined that the mode is the twin turbo mode, the preliminary rotation control routine of FIG. 4 is executed.

【0031】ここでこのモード切換時には、セカンダリ
ターボ過給機側に設けられている3種類の弁55,5
8,60に着目し、先ず過給圧リリーフ弁60を閉じ、
次いで排気制御弁55を開き、その後吸気制御弁58を
開くように順次開閉制御することで、予備回転制御する
ことができる。またこれらの弁55,58,60を使用
することで弁特性等が同一になり、トルク変動の少ない
状態でツインターボモードに移行することができる。こ
のことから予備回転開始後に過給圧リリーフ弁60を閉
じる第1のディレー時間T1、排気制御弁55を開く第
2のディレー時間T2、及び吸気制御弁58を開く第3
のディレー時間T3がそれぞれ定められ、T1<T2<
T3の関係で設定されている。
At the time of this mode switching, three types of valves 55 and 5 provided on the secondary turbocharger side are used.
Focusing on 8, 60, first close the boost pressure relief valve 60,
Next, opening and closing control is performed so that the exhaust control valve 55 is opened and then the intake control valve 58 is opened, so that preliminary rotation control can be performed. Further, by using these valves 55, 58, and 60, the valve characteristics and the like become the same, and it is possible to shift to the twin turbo mode with little torque fluctuation. From this, after the start of the preliminary rotation, the first delay time T1 for closing the boost pressure relief valve 60, the second delay time T2 for opening the exhaust control valve 55, and the third delay time for opening the intake control valve 58.
Are respectively determined as T3 <T2 <
It is set in relation to T3.

【0032】そこで、ステップS50で、図9の予備回
転開始時点tsからの時間のカウント値Cを第1のディ
レー時間T1と比較して、C<T1の場合はステップS
51に進んでカウント値Cをインクリメントする。そし
てステップS52でプライマリ側デューティソレノイド
弁43のデューティ比DprをFFHに定めてウエイス
トゲート弁41を全閉し、プライマリターボ過給機40
による実過給圧Pbが出力ダウンを生じないように少し
高めに制御される。また、ステップS53でセカンダリ
側デューティソレノイド弁53もデューティ比Dseを
FFHに定めてウエイストゲート弁51を全閉し、効率
良く予備回転することが可能に準備される。
Therefore, in step S50, the count value C of the time from the pre-rotation start time ts in FIG. 9 is compared with the first delay time T1, and if C <T1, step S50 is executed.
Proceeding to 51, the count value C is incremented. Then, in step S52, the duty ratio Dpr of the primary side duty solenoid valve 43 is set to FFH, the waste gate valve 41 is fully closed, and the primary turbocharger 40
Is controlled to be slightly higher so that the output does not decrease. In step S53, the secondary side duty solenoid valve 53 is also prepared so that the duty ratio Dse is set to FFH, the waste gate valve 51 is fully closed, and the preliminary rotation can be performed efficiently.

【0033】カウント値Cが第1のディレー時間T1に
達すると、ステップS50からステップS54に進み、
切換用ソレノイド弁70に対する出力状態をチェック
し、開信号(G1=0)の場合はステップS55で切換
用ソレノイド弁70の出力信号G1を1にして、図9の
ように過給圧リリーフ弁60を閉じる。そこでこれ以降
は、ステップS54からステップS56に進み、カウン
ト値Cを第2のディレー時間T2と比較して、その時間
に達しない場合は上述と同様にカウント値Cをインクリ
メントする。そして第2のディレー時間T2に達する
と、ステップS57で切換用ソレノイド弁73に対する
出力状態をチェックし、閉信号(G3=0)の場合はス
テップS58で第1の切換用ソレノイド弁73の出力信
号G3を1にして、アクチュエータ56の一方の室に正
圧を供給する。またステップS59で切換用ソレノイド
弁74に対する出力状態をチェックし、閉信号(G4=
0)ではステップS60で第2の切換用ソレノイド弁7
4の出力信号G4を1にして、アクチュエータ56の他
方の室に負圧を供給するのであり、こうして図9のよう
に排気制御弁55を開く。これ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に導入して予
備回転される。
When the count value C reaches the first delay time T1, the process proceeds from step S50 to step S54,
The output state of the switching solenoid valve 70 is checked. If the output signal is an open signal (G1 = 0), the output signal G1 of the switching solenoid valve 70 is set to 1 in step S55, and as shown in FIG. Close. Therefore, thereafter, the process proceeds from step S54 to step S56, where the count value C is compared with the second delay time T2, and if the time has not reached the second delay time T2, the count value C is incremented in the same manner as described above. When the second delay time T2 has been reached, the output state of the switching solenoid valve 73 is checked in step S57, and if the closing signal (G3 = 0), the output signal of the first switching solenoid valve 73 is determined in step S58. By setting G3 to 1, a positive pressure is supplied to one chamber of the actuator 56. In step S59, the output state to the switching solenoid valve 74 is checked, and the close signal (G4 =
0) In step S60, the second switching solenoid valve 7
The output signal G4 of step 4 is set to 1 to supply a negative pressure to the other chamber of the actuator 56. Thus, the exhaust control valve 55 is opened as shown in FIG. Thereby, a part of the exhaust gas is introduced into the turbine 50a of the secondary turbocharger 50 and preliminarily rotated.

【0034】その後ステップS61でカウント値Cを第
3のディレー時間T3と比較し、その時間T3に達する
と、ステップS62で差圧センサ80の出力電圧Eを設
定値Esと比較する。そして差圧が略零になると、ステ
ップS63で切換用ソレノイド弁71に対する出力状態
をチェックし、閉信号(G2=0)の場合はステップS
64で切換用ソレノイド弁71の出力信号G2を1にし
て、図9のように吸気制御弁58を開き、ステップS6
5でセカンダリターボ過給機作動判別フラグF1を1に
する。このため吸気制御弁58が開いた時点tgで、セ
カンダリターボ過給機50が予備回転を終了して実質的
に作動し、トルク変動の少ない状態で自動的にツインタ
ーボモードに移行するようになる。
Thereafter, in step S61, the count value C is compared with the third delay time T3, and when the time T3 is reached, the output voltage E of the differential pressure sensor 80 is compared with the set value Es in step S62. Then, when the differential pressure becomes substantially zero, the output state to the switching solenoid valve 71 is checked in step S63, and if the closing signal (G2 = 0), the flow proceeds to step S63.
In step 64, the output signal G2 of the switching solenoid valve 71 is set to 1 and the intake control valve 58 is opened as shown in FIG.
In step 5, the secondary turbocharger operation determination flag F1 is set to 1. For this reason, at the time point tg when the intake control valve 58 is opened, the secondary turbocharger 50 ends the preliminary rotation and substantially operates, and automatically shifts to the twin turbo mode with little torque fluctuation. .

【0035】このツインターボ制御ルーチンでは、図3
のステップS1からステップS70に進みエンジン回転
数Nをセカンダリターボ過給機作動停止の設定値Naに
対してチェックする。そしてN≧Naの場合には、ステ
ップS71〜74で各弁の切換用ソレノイド弁に対する
出力信号G1〜G4を上述の状態に保持する。またステ
ップS75でエンジン回転数Nとスロットル開度Thと
に基づき、ツインターボモード目標過給圧マップを補間
計算付きで参照して、このモードの目標過給圧Ptを、
図7(b)に示すように高か目に設定し、ステップS1
3,S14,S21で実過給圧Pbの目標過給圧Ptに
対する追従状態を判断する。ところでこのモードの初期
においては、上述の予備回転時のようにプライマリとセ
カンダリのターボ過給機40,50のウエイストゲート
弁41,51が共に全閉してフル作動の状態にあり、こ
のため一般的には実過給圧Pbが上昇して、図8のt5
のようにその高い側で偏差Δpが大きくなる。
In this twin turbo control routine, FIG.
The process proceeds from step S1 to step S70 to check the engine speed N against the set value Na for stopping the operation of the secondary turbocharger. If N ≧ Na, the output signals G1 to G4 for the switching solenoid valves of the respective valves are held in the above-described state in steps S71 to S74. In step S75, based on the engine speed N and the throttle opening Th, the twin turbo mode target supercharging pressure map is referred to with interpolation calculation, and the target supercharging pressure Pt in this mode is calculated as follows.
As shown in FIG. 7 (b), a high level is set, and step S1 is performed.
In S3, S14, S21, the following state of the actual supercharging pressure Pb with respect to the target supercharging pressure Pt is determined. By the way, at the beginning of this mode, the waste gate valves 41, 51 of the primary and secondary turbochargers 40, 50 are both fully closed and are in a full operation state as in the above-described preliminary rotation. Actually, the actual supercharging pressure Pb increases, and t5 in FIG.
The deviation Δp increases on the higher side as shown in FIG.

【0036】そこでこの場合の過給圧制御ルーチンで
は、初回の場合にステップS21からステップS32,
S33,S34を介してステップS76に進み、図7
(c)のマップの破線を用いて偏差Δpに応じた比例分
ダウン量Pdo2を検索し、ステップS77でこれを比
例分制御量Dpとしてデューティ比Dを算出する。また
ステップS18からS78,S79に進み、プライマリ
とセカンダリのデューティソレノイド弁43,53のデ
ューティ比Dpr,Dseが等しく上記デューティ比D
にセットされ、両ウエイストゲート弁41,51の開度
を等しく増して実過給圧Pbが低下される。そして、2
回目以降では、ステップS32からステップS38を介
してステップS80に進み、図7(d)のマップの破線
を用いて積分分ダウン量Ido2を検索し、ステップS
81でこれを積分分制御量Diにすることで、実過給圧
Pbが徐々に低下されて目標過給圧Ptに近ずく。
Therefore, in the supercharging pressure control routine in this case, in the case of the first time, from step S21 to step S32,
The process proceeds to step S76 via S33 and S34, and FIG.
The proportional down amount Pdo2 corresponding to the deviation Δp is searched using the broken line in the map of (c), and the duty ratio D is calculated in step S77 as the proportional control amount Dp. Further, the process proceeds from step S18 to S78 and S79, where the duty ratios Dpr and Dse of the primary and secondary duty solenoid valves 43 and 53 are equal and the duty ratio D
And the actual supercharging pressure Pb is decreased by increasing the opening of both waste gate valves 41 and 51 equally. And 2
After the first time, the process proceeds from step S32 to step S80 via step S38, and the integral down amount Ido2 is searched using the broken line in the map of FIG.
By setting this to the integral control amount Di at 81, the actual supercharging pressure Pb is gradually reduced and approaches the target supercharging pressure Pt.

【0037】また図8のt1のように実過給圧Pbの低
い側で偏差Δpが大きくなると、初回の場合は、ステッ
プS21からS22,S23,S24を介してステップ
S82,S83に進み、同様にして偏差Δpに応じた比
例分アップ量Pup2で比例分制御量Dpを定める。2
回目以降では、ステップS22からS28を介してステ
ップS84,S85に進み、同様にして偏差Δpに応じ
た積分分アップ量Iup2で積分分制御量Diを定めて
デューティ比Dを算出する。そして、プライマリとセカ
ンダリのデューティソレノイド弁43,53のデューテ
ィ比Dpr,Dseが等しく上記デューティ比Dにセッ
トされ、両ウエイストゲート弁41,51の開度が等し
く減じて実過給圧Pbが上昇され、実過給圧Pbが目標
過給圧Ptに追従するようになる。こうして、このツイ
ンターボモードでは、プライマリとセカンダリのターボ
過給機40,50がそれらのウエイストゲート弁41,
51により常に等分に作動し、この両ターボ過給機4
0,50の共動により実過給圧Pbが適正な高いレベル
に制御される。
When the deviation Δp increases on the lower side of the actual supercharging pressure Pb as shown at t1 in FIG. 8, in the case of the first time, the process proceeds from step S21 to steps S82 and S83 via steps S22, S23 and S24. Then, the proportional control amount Dp is determined by the proportional increase amount Pup2 corresponding to the deviation Δp. 2
After the first time, the process proceeds from step S22 to step S84 via steps S28 and S85, and similarly calculates the duty ratio D by determining the integral control amount Di with the integral increase amount Iup2 corresponding to the deviation Δp. Then, the duty ratios Dpr and Dse of the primary and secondary duty solenoid valves 43 and 53 are set equal to the above-mentioned duty ratio D, and the opening degrees of the waste gate valves 41 and 51 are reduced equally, so that the actual supercharging pressure Pb is increased. The actual supercharging pressure Pb follows the target supercharging pressure Pt. Thus, in this twin turbo mode, the primary and secondary turbochargers 40, 50 have their waste gate valves 41,
51, the two turbochargers 4 always operate equally.
The actual supercharging pressure Pb is controlled to an appropriate high level by the co-operation of 0 and 50.

【0038】次いで、減速時にはステップS70でエン
ジン回転数Nがチェックされ、セカンダリターボ過給機
作動停止設定値Naより低下すると、ステップS70か
らステップS5以降に進む。そして各切換用ソレノイド
弁に対する出力信号G1〜G4を反転して、過給圧リリ
ーフ弁60を開き、吸気制御弁58と排気制御弁55を
閉じてシングルターボモードに戻る。以上、シングルタ
ーボモードとツインターボモードの制御の状態、出力特
性をまとめて示すと、図10のようになる。
Next, at the time of deceleration, the engine speed N is checked in step S70. If the engine speed N falls below the set value Na for stopping the operation of the secondary turbocharger, the process proceeds from step S70 to step S5 and subsequent steps. Then, the output signals G1 to G4 for the switching solenoid valves are inverted to open the supercharging pressure relief valve 60, close the intake control valve 58 and the exhaust control valve 55, and return to the single turbo mode. FIG. 10 shows the control states and output characteristics of the single turbo mode and the twin turbo mode.

【0039】更に、図11のフローチャートを用いて空
燃比制御として、燃料噴射制御について説明する。この
燃料噴射制御ルーチンは所定時間毎に実行され、ステッ
プS90で吸入空気量Q、エンジン回転数N及びインジ
ェクタ特性定数Kにより基本噴射量Tpを、Tp←K・
Q/Nにより算出する。その後ステップS91でフィー
ドバック補正係数α、空燃比学習補正係数Kb、各種増
量補正係数COEF、電圧補正値Tsを設定し、ステッ
プS92でエンジン回転数及びエンジン負荷の一例とし
ての基本燃料噴射量Tpに基づきエンジン運転状態がフ
ル増量域Dにあるかチェックする。
Further, the fuel injection control will be described as the air-fuel ratio control with reference to the flowchart of FIG. This fuel injection control routine is executed at predetermined time intervals. In step S90, the basic injection amount Tp is calculated based on the intake air amount Q, the engine speed N, and the injector characteristic constant K by Tp ← K ·
It is calculated by Q / N. Thereafter, in step S91, a feedback correction coefficient α, an air-fuel ratio learning correction coefficient Kb, various increase correction coefficients COEF, and a voltage correction value Ts are set. In step S92, the engine speed and the basic fuel injection amount Tp as an example of the engine load are set. It is checked whether the engine operation state is in the full increase range D.

【0040】ここでフル増量域Dが、図12(a)のフ
ル増量判定マップのように基本噴射量Tpとエンジン回
転数Nの関係で、シングルターボモードとツインターボ
モードの高負荷側に設定されている。そこで低、中負荷
の運転条件でフル増量域Dでない場合は、ステップS9
3に進んでフル増量係数Kfを1.0に設定する。そし
てステップS94でこれらの基本噴射量Tp、フィード
バック補正係数α、空燃比学習補正係数Kb、各種増量
補正係数COEF、フル増量係数Kf及び電圧補正値T
sにより燃料噴射量Tiを、 Ti←Tp・α・Kb・COEF・Kf+Ts により算出し、ステップS95でこの燃料噴射量Tiを
セットして、インジェクタ30の燃料噴射量を制御す
る。そこでエンジン負荷が比較的小さくて最大限過給さ
れないこの運転条件では、いずれのモードでも最適な理
論空燃比付近に空燃比制御される。
Here, the full increase range D is set on the high load side in the single turbo mode and the twin turbo mode according to the relationship between the basic injection amount Tp and the engine speed N as shown in the full increase determination map in FIG. Have been. Therefore, if the condition is not the full increase range D under the low and medium load operation conditions, step S9
Proceeding to 3, the full increase coefficient Kf is set to 1.0. In step S94, the basic injection amount Tp, the feedback correction coefficient α, the air-fuel ratio learning correction coefficient Kb, the various increase correction coefficients COEF, the full increase coefficient Kf, and the voltage correction value T
The fuel injection amount Ti is calculated by the following equation: Ti ← Tp · α · Kb · COEF · Kf + Ts, and the fuel injection amount Ti is set in step S95 to control the fuel injection amount of the injector 30. Therefore, under these operating conditions in which the engine load is relatively small and supercharging is not maximized, the air-fuel ratio is controlled near the optimum stoichiometric air-fuel ratio in any mode.

【0041】一方、高負荷側の運転条件では、フル増量
域DになってステップS92からステップS96に進
み、セカンダリターボ過給機作動判別フラグF1をチェ
ックする。そこでシングルターボモードの場合は、ステ
ップS97に進んでエンジン回転数に基づきマップ参照
によりシングル用フル増量係数K1を求め、これをフル
増量係数Kfとして設定する。一方、ツインターボモー
ドの場合は、ステップS98に進んで同様にエンジン回
転数に基づきマップ参照によりツイン用フル増量係数K
2を設定する。ここで図12(b)のように、シングル
用フル増量係数K1はエンジン回転数Nに対して大きい
増大関数で設定され、ツイン用フル増量係数K2はエン
ジン回転数Nに対して小さい増大関数で設定されてい
る。
On the other hand, under the operating conditions on the high load side, the operation proceeds to step S96 from step S92 in the full increase range D, and the secondary turbocharger operation determination flag F1 is checked. Therefore, in the case of the single turbo mode, the process proceeds to step S97, in which a single full increase coefficient K1 is obtained by referring to a map based on the engine speed and set as the full increase coefficient Kf. On the other hand, in the case of the twin turbo mode, the process proceeds to step S98, and similarly, by referring to the map based on the engine speed, the twin full increase coefficient K
Set 2. Here, as shown in FIG. 12 (b), the single full increase coefficient K1 is set with a larger increase function with respect to the engine speed N, and the twin full increase coefficient K2 is a smaller increase function with respect to the engine speed N. Is set.

【0042】このためシングルターボモードの高負荷運
転では、ステップS97でフル増量係数Kfとしてシン
グル用フル増量係数K1が大き目に設定され、ステップ
94以降で燃料を多く増量補正してリッチに空燃比制御
される。そこでこの場合の濃混合気で燃料冷却され、排
気抵抗の増大で排気温度を上昇することが抑制される。
またツインターボモードの高負荷運転では、ステップS
98に進んでフル増量係数Kfとしてツイン用フル増量
係数K2がシングルターボモード時よりも小さく設定さ
れ、ステップS94以降でこのモードでの排気抵抗の減
少による良好な吸気、燃焼特性に対応して燃料がシング
ルターボモード時よりも少な目に増量補正される。そこ
で最適な空燃比に制御されて、オーバリッチ化が防止さ
れる。
Therefore, in the high load operation in the single turbo mode, the full fuel increase coefficient K1 for single is set to a large value as the full fuel increase coefficient Kf in step S97. Is done. Therefore, fuel is cooled by the rich mixture in this case, and an increase in exhaust resistance due to an increase in exhaust resistance is suppressed.
In high-load operation in the twin turbo mode, step S
The program proceeds to 98, in which the full increase coefficient K2 for twin is set smaller than that in the single turbo mode as the full increase coefficient Kf. From step S94, the fuel corresponding to the good intake and combustion characteristics due to the reduction of the exhaust resistance in this mode. Is increased to a smaller amount than in the single turbo mode. Therefore, the air-fuel ratio is controlled to the optimum value, thereby preventing over-enrichment.

【0043】以上、本発明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にも適用できることは勿
論である。またシーケンシャルターボ制御の異なるもの
にも同様に適用できる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, it is needless to say that the present invention can be applied to engines other than the horizontally opposed engine. Further, the present invention can be similarly applied to different sequential turbo control.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シーケンシャルターボエンジンにおいて、高負荷側のフ
ル増領域ではシングルターボモードとツインターボモー
ドでそれぞれ各別のフル増量係数を用いて空燃比制御さ
れるので、各モード毎に最適に空燃比を制御することが
できる。シングルターボモード時のシングル用フル増量
係数はツインターボモード時のツイン用フル増量係数に
対して大きく設定されているので、この場合の排気抵抗
の増大に伴う排気温度の上昇をリッチな空燃比により有
効に低減することができる。また、ツインターボモード
時のツイン用フル増量係数はシングルターボモード時の
シングル用フル増量係数に対して小さく設定されている
ので、この場合の良好な吸気、燃焼特性に対応して最適
な空燃比に制御することができ、オーバリッチ及びそれ
に伴う不具合を確実に防止することが可能になる。フル
増量係数はエンジン回転数との関係により、適正に設定
される。
As described above, according to the present invention,
In the sequential turbo engine, in the full load region on the high load side, the air-fuel ratio is controlled using the respective full increase coefficients in the single turbo mode and the twin turbo mode, so the air-fuel ratio should be optimally controlled for each mode. Can be. The full increase coefficient for single in single turbo mode is the same as the full increase coefficient for twin in twin turbo mode.
On the other hand, since the exhaust gas temperature is set to be large, it is possible to effectively reduce the increase in the exhaust gas temperature due to the increase in the exhaust resistance in this case by the rich air-fuel ratio. In addition , twin turbo mode
The full increase coefficient for twin at the time of single turbo mode
Since it is set to be smaller than the single full increase coefficient, the air-fuel ratio can be controlled to an optimum air-fuel ratio in accordance with the good intake and combustion characteristics in this case, and the over-rich and the accompanying problems are reliably prevented. It becomes possible. The full increase coefficient is appropriately set according to the relationship with the engine speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るシーケンシャルターボエンジンの
空燃比制御方法に適した実施例を示す全体の構成図であ
る。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment suitable for an air-fuel ratio control method for a sequential turbo engine according to the present invention.

【図2】制御系の全体の回路図である。FIG. 2 is an overall circuit diagram of a control system.

【図3】シーケンシャルターボ制御のメインルーチンを
示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a main routine of sequential turbo control.

【図4】予備回転制御ルーチンを示すフローチャートで
ある。
FIG. 4 is a flowchart showing a preliminary rotation control routine.

【図5】過給圧制御ルーチンの低下補正等を示すフロー
チャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a correction of a decrease in a boost pressure control routine and the like.

【図6】過給圧制御ルーチンの上昇補正等を示すフロー
チャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a boost correction and the like in a supercharging pressure control routine.

【図7】種々のマップを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing various maps.

【図8】過給圧制御の状態を示すタイムチャートであ
る。
FIG. 8 is a time chart showing a state of supercharging pressure control.

【図9】予備回転モードの各弁の開閉状態、過給圧の状
態を示すタイムチャートである。
FIG. 9 is a time chart showing the opening / closing state of each valve and the state of supercharging pressure in the preliminary rotation mode.

【図10】シングルターボモードとツインターボモード
の制御と出力特性を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing control and output characteristics of a single turbo mode and a twin turbo mode.

【図11】燃料噴射制御のルーチンを示すフローチャー
トである。
FIG. 11 is a flowchart illustrating a routine of fuel injection control.

【図12】燃料噴射制御の種々のマップを示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing various maps of fuel injection control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン本体 10,11,12 排気管 16,17,18,19 吸気管 40 プライマリターボ過給機 50 セカンダリターボ過給機 55 排気制御弁 58 吸気制御弁 60 過給圧リリーフ弁 100 制御ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body 10, 11, 12 Exhaust pipe 16, 17, 18, 19 Intake pipe 40 Primary turbocharger 50 Secondary turbocharger 55 Exhaust control valve 58 Intake control valve 60 Supercharging pressure relief valve 100 Control unit

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 吸、排気系に並列に配置されるプライマ
リターボ過給機とセカンダリターボ過給機を、シングル
ターボモードではプライマリターボ過給機のみを作動
し、ツインターボモードではプライマリターボ過給機と
セカンダリターボ過給機を共に作動するよう制御し、且
つ各モードでの燃料噴射量を基本噴射量、高負荷時のフ
ル増量係数により算出して空燃比制御するシーケンシャ
ルターボエンジンにおいて、 シングルターボモードとツインターボモードの高負荷側
にフル増領域を設定し、シングルターボモードのフル増
領域のシングル用フル増量係数をツインターボモードの
フル増領域のツイン用フル増量係数に対して大きく
め、ツインターボモードのフル増領域のツイン用フル増
量係数をシングルターボモードのフル増領域のシングル
用フル増量係数に対して小さく定めることを特徴とする
シーケンシャルターボエンジンの空燃比制御方法。
1. A primary turbocharger and a secondary turbocharger arranged in parallel in an intake and exhaust system, only a primary turbocharger is operated in a single turbo mode, and a primary turbocharger is operated in a twin turbo mode. In a sequential turbo engine that controls both the turbocharger and the secondary turbocharger to operate together, and calculates the fuel injection amount in each mode based on the basic injection amount and the full increase coefficient at high load to control the air-fuel ratio, Set the full increase area on the high load side of the twin turbo mode and the full increase coefficient for single in the single turbo mode
It is set to be larger than the full boost coefficient for the twin in the full boost area, and the full boost coefficient for the twin in the full boost area in the twin turbo mode is single in the full boost area in the single turbo mode.
A method for controlling an air-fuel ratio of a sequential turbo engine, wherein the air-fuel ratio is set to be smaller than a full increase coefficient for use.
【請求項2】 上記シングル用フル増量係数とツイン用
フル増量係数は、エンジン回転数に対して増大関数で設
定されることを特徴とする請求項1記載のシーケンシャ
ルターボエンジンの空燃比制御方法。
2. The method for controlling an air-fuel ratio of a sequential turbo engine according to claim 1, wherein the full increase coefficient for single and the full increase coefficient for twin are set by an increasing function with respect to the engine speed.
【請求項3】 上記エンジンではシーケンシャルターボ
制御ルーチンと、空燃比制御ルーチンを有し、空燃比制
御ルーチンはフル増量域を判断する手順と、セカンダリ
ターボ過給機作動を判断する手順と、フル増量域でない
場合、シングルターボモードとツインターボモードのフ
ル増量域の場合にそれぞれフル増量係数を定める手順
と、フル増量係数等により燃料噴射量を算出する手順と
を備えることを特徴とする請求項1記載のシーケンシャ
ルターボエンジンの空燃比制御方法。
3. The engine has a sequential turbo control routine and an air-fuel ratio control routine. The air-fuel ratio control routine includes a procedure for determining a full boost range, a procedure for determining operation of a secondary turbocharger, and a full boost. 2. The method according to claim 1, further comprising: a step of determining a full fuel increase coefficient in a case of a full fuel increase range in a single turbo mode and a twin turbo mode, and a procedure of calculating a fuel injection amount based on the full fuel increase coefficient. An air-fuel ratio control method for a sequential turbo engine as described in the above.
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