(57)【要約】【課題】本発明は、蓄圧タンクに排ガスが取り込まれるのを防ぐことができる蓄圧装置を提供するものである。【解決手段】本発明は、内燃機関の排気通路に備えられた排気遮断弁と、前記排気遮断弁の開度を制御する遮断弁制御手段と、気体を蓄える蓄圧タンクと、機関の燃料噴射停止後、排気通路の排ガスを掃気する掃気手段と、前記掃気手段による掃気後、前記排気遮断弁を閉じ、前記排気遮断弁よりも上流の排気通路で圧縮された気体を蓄圧タンクに蓄圧する蓄圧手段と、を備えることを特徴とする蓄圧装置である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に備えられた排気遮断弁と、
前記排気遮断弁の開度を制御する遮断弁制御手段と、
気体を蓄える蓄圧タンクと、
機関の燃料噴射停止後、排気通路の排ガスを掃気する掃気手段と、
前記掃気手段による掃気後、前記排気遮断弁を閉じ、前記排気遮断弁よりも上流の排気通路で圧縮された気体を前記蓄圧タンクに蓄圧する蓄圧手段と、
を備えることを特徴とする蓄圧装置。
【請求項２】
前記掃気手段は、機関の燃料噴射停止後、排気通路の排ガスが掃気される所定時間、排気遮断弁を開弁することを特徴とする請求項１に記載の蓄圧装置。
【請求項３】
内燃機関の吸気通路に備えられたスロットルと、
前記スロットルの開度を制御するスロットル制御手段を更に備え、
前記掃気手段により排気通路の排ガスを掃気している間、前記スロットルを開弁することを特徴とする請求項１または２にいずれか記載の蓄圧装置。
【請求項４】
排気通路に第１空燃比センサを更に備え、
前記排気手段は、掃気開始後、前記第１空燃比センサにより検出される空燃比が所定の空燃比以上となるまで、排気通路の排ガスを掃気することを特徴とする請求項１乃至３にいずれか記載の蓄圧装置。
【請求項５】
前記排気遮断弁上流の排気通路と吸気通路を繋ぐＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に備えられたＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ弁の開度を制御するＥＧＲ制御手段と、
機関の燃料噴射停止後、前記ＥＧＲ通路を掃気するＥＧＲ掃気手段を更に備え、
前記ＥＧＲ弁より排気通路側の前記ＥＧＲ通路と前記蓄圧タンクが通路を介して繋がっており、
前記蓄圧手段は、前記ＥＧＲ掃気手段による掃気後ＥＧＲ弁を閉じ、圧縮された気体を蓄圧タンクに蓄圧することを特徴とする請求項１乃至４にいずれか記載の蓄圧装置。
【請求項６】
前記ＥＧＲ掃気手段は、機関の燃料噴射停止後、ＥＧＲ通路の排ガスが掃気される所定時間、ＥＧＲ弁を開弁することを特徴とする請求項５に記載の蓄圧装置。
【請求項７】
内燃機関の吸気通路に備えられたスロットルと、
前記スロットルの開度を制御するスロットル開度制御手段と、
機関の吸気バルブまたは排気バルブの少なくともいずれか一方のバルブ開度を制御するバルブ制御手段を更に備え、
前記ＥＧＲ掃気手段は、スロットルを閉じ、且つ、ＥＧＲ弁を閉じ、且つ、吸気バルブまたは排気バルブの少なくとも一方を閉じた後、ＥＧＲ弁より排気通路側のＥＧＲ通路の圧力が、ＥＧＲ弁より吸気通路側のＥＧＲ通路の圧力より低くなる所定時間が経過した後に、ＥＧＲ弁を開弁することを特徴とする請求項５または６に記載の蓄圧装置。
【請求項８】
前記ＥＧＲ通路に第２空燃比センサを更に備え、
前記ＥＧＲ掃気手段は、ＥＧＲ通路の排ガスの掃気開始後、第２空燃比センサにより検出される空燃比が所定の空燃比以上となるまで、ＥＧＲ通路の排ガスを掃気することを特徴とする請求項５乃至７にいずれか記載の蓄圧装置。
【請求項９】
前記掃気手段による排気通路の掃気よりも先に、前記ＥＧＲ掃気手段によるＥＧＲ通路の掃気を行うことを特徴とする請求項５乃至８にいずれか記載の蓄圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関において、排気通路の排気遮断弁を閉じ、排気通路で圧縮した気体を蓄圧タンクに蓄圧する蓄圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、減速時に排気通路に設けられた排気遮断弁を閉じて、その排気遮断弁上流の排気通路で空気を圧縮し、その圧縮された高圧の空気を蓄圧タンクに回収する蓄圧装置が記載されている。
上記蓄圧装置によれば、蓄圧装置用の別途コンプレッサを設けることなく、高圧の空気を蓄圧タンクに回収することができる。
【０００３】
【特許文献１】実開平１−１０２４３７号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記蓄圧装置は、車両が減速した直後に排気遮断弁を閉じて蓄圧を開始している。よって、排ガスに含まれる未燃成分や水分を蓄圧タンクに取り込むことになり、蓄圧容量が低下することが考えられる。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、蓄圧タンクに排ガスが取り込まれるのを防ぐことができる蓄圧装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、内燃機関の排気通路に備えられた排気遮断弁と、前記排気遮断弁の開度を制御する遮断弁制御手段と、気体を蓄える蓄圧タンクと、機関の燃料噴射停止後、排気通路の排ガスを掃気する掃気手段と、前記掃気手段による掃気後、前記排気遮断弁を閉じ、前記排気遮断弁よりも上流の排気通路で圧縮された気体を前記蓄圧タンクに蓄圧する蓄圧手段と、を備えることを特徴とする蓄圧装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、前記掃気手段は、機関の燃料噴射停止後、排気通路の排ガスが掃気される所定時間、排気遮断弁を開弁することを特徴とする請求項１に記載の蓄圧装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、内燃機関の吸気通路に備えられたスロットルと、前記スロットルの開度を制御するスロットル制御手段を更に備え、前記掃気手段により排気通路の排ガスを掃気している間、前記スロットルを開弁することを特徴とする請求項１または２にいずれか記載の蓄圧装置である。
【０００９】
請求項４の発明は、排気通路に第１空燃比センサを更に備え、前記排気手段は、掃気開始後、前記第１空燃比センサにより検出される空燃比が所定の空燃比以上となるまで、排気通路の排ガスを掃気することを特徴とする請求項１乃至３にいずれか記載の蓄圧装置である。
【００１０】
請求項５の発明は、前記排気遮断弁上流の排気通路と吸気通路を繋ぐＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に備えられたＥＧＲ弁と、前記ＥＧＲ弁の開度を制御するＥＧＲ制御手段と、機関の燃料噴射停止後、前記ＥＧＲ通路を掃気するＥＧＲ掃気手段を更に備え、前記ＥＧＲ弁より排気通路側の前記ＥＧＲ通路と前記蓄圧タンクが通路を介して繋がっており、前記蓄圧手段は、前記ＥＧＲ掃気手段による掃気後ＥＧＲ弁を閉じ、圧縮された気体を蓄圧タンクに蓄圧することを特徴とする請求項１乃至４にいずれか記載の蓄圧装置である。
【００１１】
請求項６の発明は、前記ＥＧＲ掃気手段は、機関の燃料噴射停止後、ＥＧＲ通路の排ガスが掃気される所定時間、ＥＧＲ弁を開弁することを特徴とする請求項５に記載の蓄圧装置である。
【００１２】
請求項７の発明は内燃機関の吸気通路に備えられたスロットルと、前記スロットルの開度を制御するスロットル開度制御手段と、機関の吸気バルブまたは排気バルブの少なくともいずれか一方のバルブ開度を制御するバルブ制御手段を更に備え、前記ＥＧＲ掃気手段は、スロットルを閉じ、且つ、ＥＧＲ弁を閉じ、且つ、吸気バルブまたは排気バルブの少なくとも一方を閉じた後、ＥＧＲ弁より排気通路側のＥＧＲ通路の圧力が、ＥＧＲ弁より吸気通路側のＥＧＲ通路の圧力より低くなる所定時間が経過した後に、ＥＧＲ弁を開弁することを特徴とする請求項５または６に記載の蓄圧装置である。
【００１３】
請求項８の発明は、前記ＥＧＲ通路に第２空燃比センサを更に備え、前記ＥＧＲ掃気手段は、ＥＧＲ通路の排ガスの掃気開始後、第２空燃比センサにより検出される空燃比が所定の空燃比以上となるまで、ＥＧＲ通路の排ガスを掃気することを特徴とする請求項５乃至７にいずれか記載の蓄圧装置である。
【００１４】
請求項９は、前記掃気手段による排気通路の掃気よりも先に、前記ＥＧＲ掃気手段によるＥＧＲ通路の掃気を行うことを特徴とする請求項５乃至８にいずれか記載の蓄圧装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、排気通路の排ガスを掃気した後に、蓄圧を開始している。よって、排気通路の排ガスが蓄圧タンクに取り込まれるのを防ぐことができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、掃気を排気遮断弁の開度制御のみで行っている。よって、簡単な制御で排気通路の排ガスを掃気することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、掃気中にスロットルを開弁しているため、吸気通路にきれいな新気が流れてくる。よって、吸気通路のきれいな新気で、掃気を行うことができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、掃気の終了を排気通路に設けられた空燃比センサの出力値に基づいて判断している。よって、より確実な排気通路の掃気を行うことができる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、圧縮した気体を、ＥＧＲ通路から蓄圧タンクに取り込む蓄圧装置において、排気通路とＥＧＲ通路の両方を掃気した後に、蓄圧を開始している。よって、蓄圧タンクによりきれいな新気を蓄圧することができる。
【００２０】
請求項６の発明によれば、ＥＧＲ通路の掃気をＥＧＲ弁の開度制御のみで行っている。よって、簡単な制御でＥＧＲ通路を掃気することができる。
【００２１】
請求項７の発明によれば、ＥＧＲ通路を介して、吸気通路側から排気通路側へ新気が流れる。よって、気筒内及び排気通路を通過していない、きれいな新気で、ＥＧＲ通路を掃気することができる。
【００２２】
請求項８の発明によれば、ＥＧＲ通路の掃気の終了を、ＥＧＲ通路に設けられた空燃比センサの出力値に基づいて判断している。よって、より確実なＥＧＲ通路の掃気を行うことができる。
【００２３】
ＥＧＲ通路を掃気すると、ＥＧＲ通路の排ガスは、排気通路に流れていく。よって、排気通路を掃気した後にＥＧＲ通路を掃気すると、きれいになった排気通路に再び排ガスが流れることとなる。
請求項９の発明によれば、ＥＧＲ通路の掃気を排気通路の掃気より先に行うことで、排気通路の排ガスの掃気をより確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
実施の形態１．
〔内燃機関の構成〕
図１は、内燃機関の全体について示した図である。機関本体１１には、吸気通路１２と排気通路１３が繋がっている。
【００２５】
機関本体１１の各気筒１４には、筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁１５、図示しない吸気バルブ、排気バルブが備えられている。吸気バルブの排気バルブの各々には、可変動弁機構１６が設けられている。この可変動弁機構１６の制御により、吸気バルブ、排気バルブのそれぞれの開閉制御を行うことができる。
【００２６】
内燃機関には、吸気通路１２と排気通路１３を繋ぐＥＧＲ通路１７が設けられている。ＥＧＲ通路内には、ＥＧＲ弁１８が設けられている。ＥＧＲ弁１８の開閉制御により、ＥＧＲ通路１７を通過する空気の流量を制御することができる。
また、ＥＧＲ通路１７には空燃比センサ１９が設けられている。
【００２７】
また、内燃機関には、気体を蓄えることができる蓄圧タンク２０が設けられている。蓄圧タンク２０には、蓄圧タンク内の圧力を検出する圧力センサ２１が設けられている。
蓄圧タンク２０は、蓄圧通路２２を介して、ＥＧＲ弁１８より排気通路側のＥＧＲ通路１７と繋がっている。蓄圧通路２２には、流量制御弁２３が設けられており、流量制御弁２３は開閉制御が可能となっている。
蓄圧タンク内の圧力が排気通路内（ＥＧＲ通路内）の圧力よりも低い場合に、流量制御弁２３を開くと、排気通路１３の空気が蓄圧タンク内に流れ込む。これに対し、蓄圧タンク内の圧力が排気通路内（ＥＧＲ通路内）の圧力よりも高い場合に、流量制御弁２３を開くと、蓄圧タンク内の空気が排気通路１３に放出される。
上記のように、蓄圧タンク内の圧力と排気通路１３の圧力に基づいて流量制御弁２３を制御することで、蓄圧タンク２０での空気の蓄圧と放出を制御することができる。
【００２８】
機関運転において、吸気口から流入した空気は、吸気通路の過給機２４のコンプレッサ部２５、電子スロットル２６を通過し、気筒内に流入する。
気筒内に流入した空気は、燃料噴射弁１５により噴射された燃料と混合し、その後、燃焼する。燃焼により生じた排ガスは、気筒１４から排気通路１３に排出される。
排気通路１３に排出された排ガスは、排気通路１３に設けられた、ＶＮ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｎｏｚｚｌｅ）弁２７を備えた過給機２４のタービン部２８、空燃比センサ２９、圧力センサ３０、排気遮断弁３１及び、図示しない排気浄化装置を通過して大気へ放出される。
【００２９】
内燃機関の制御は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３２により行われる。ＥＣＵ３２には、機関の各センサ（上記以外にアクセル開度センサ３３など）から出力した信号が入力する。入力した信号に基づいて、ＥＣＵ３２で所定のプログラムに従った演算処理がなされる。そして、演算処理に基づいて得られた信号を機関の各アクチュエータなどに出力する。この出力信号に基づいて蓄圧装置の制御が行われる。
【００３０】
〔掃気について〕
以下、図２〜図４を参照にし、掃気なしで蓄圧を行った場合と、掃気した後に蓄圧を行った場合との相違について述べる。
【００３１】
図２（ａ）〜図２（ｂ）は、掃気なしで蓄圧を行ったときの内燃機関のモデルを示したものである。
以下に、掃気なしで蓄圧を行う場合の機関の制御について述べる。
【００３２】
まず、機関運転中にアクセル開度が０となり、燃料噴射が停止したら、図２（ａ）に示すように、排気遮断弁３１を閉じる。なお、このとき、流量制御弁２３は閉弁、電子スロットル２６は開弁、ＥＧＲ弁１８は閉弁している。
排気遮断弁３１を閉じている間、吸気通路１２から排気通路１３に、気筒１４を介して新気３４が流入してくる。よって、排気通路１３の圧力は次第に高くなる。
なお、燃料噴射の停止後、すぐに排気遮断弁３１を閉じるため、排気通路１３及びＥＧＲ通路１７には排ガス３５が残っている。
【００３３】
次に、排気通路１３の圧力が蓄圧タンク内の圧力よりも高くなったら、図２（ｂ）に示すように、閉じていた流量制御弁２３を開弁する。流量制御弁２３を開弁すると、排気通路１３の高圧の気体が、蓄圧タンク内に流入する。よって、蓄圧タンク内に高圧の気体を蓄えることができる。
しかし、上記で述べたように、排気通路１３には排ガス３５が残っている。よって、排ガスも蓄圧タンク２０に同時に流入してしまう。
排ガスには未燃燃料や水分が含まれる。よって、この未燃燃料や水分が蓄圧タンク２０に流入するため、蓄圧容量が低下することが考えられる。
【００３４】
これに対し、図３（ａ）〜図３（ｄ）は、排気通路１３及びＥＧＲ通路１７を掃気した後に蓄圧を行ったときの、内燃機関のモデルを示したものである。
以下に、排気通路１３及びＥＧＲ通路１７を掃気した後に蓄圧を行う場合の機関の制御について述べる。
【００３５】
まず、機関運転中にアクセル開度が０となり、燃料噴射が停止したら、図３（ａ）に示すように、排気遮断弁３１を全開にする。なお、このとき、流量制御弁２３は閉弁、電子スロットル２６は開弁、ＥＧＲ弁１８は閉弁している。
排気遮断弁３１が開いているため、排気通路１３の排ガスが、吸気通路１２から流れてくる新気により、排気通路１３の下流に押し出される。排気通路１３の下流に押し出された排ガスは、排気遮断弁３１を通過し、大気に放出される。排ガスが存在していた排気通路１３には、代わりに吸気通路１２から流入してきた新気が満たされる。
よって、排気通路１３に新気が満ちるまで、排気遮断弁３１を開弁しておくことで、排気通路１３の排ガスを掃気することができる。
【００３６】
次に、排気通路１３の掃気の終了後、図３（ｂ）に示すように、閉じていたＥＧＲ弁１８を開弁する。排気通路側より吸気通路側の方が、圧力が低い。よって、ＥＧＲ弁１８を開弁すると、排気通路１３の新気がＥＧＲ通路１７を介して吸気通路側へ流れる。排気通路１３の新気がＥＧＲ通路１７に流れることで、ＥＧＲ通路１７の排ガスが、吸気通路側へ押し出される。押し出された排ガスは、再び気筒１４を介して排気通路側に流れ、排気通路１３の下流へと通過し、大気に放出される。排ガスが存在していたＥＧＲ通路１７には代わりに排気通路側から流入してきた新気が満たされる。
よって、ＥＧＲ通路１７に新気が満ちるまでＥＧＲ弁１８を開弁しておくことで、ＥＧＲ通路１７の排ガスを掃気することができる。
【００３７】
ＥＧＲ通路１７の掃気の終了後は、図３（ｃ）に示すように、排気遮断弁３１、ＥＧＲ弁１８を閉じ、電子スロットル２６を所定開度に制御する。
排気遮断弁３１を閉じている間、吸気通路１２から排気通路１３に、気筒１４を介して新気が流入してくる。よって、排気通路１３の圧力は次第に高くなる。
なお、排気通路１３及びＥＧＲ通路１７は既に掃気が完了している。よって、排気遮断弁３１上流の排気通路１３に蓄えられる気体は、ほぼ新気のみとなる。
【００３８】
排気通路１３の圧力が蓄圧タンク内の圧力よりも高くなったら、図３（ｄ）に示すように、閉じていた流量制御弁２３を開弁する。流量制御弁２３を開弁すると、排気通路１３の高圧の気体が、蓄圧タンク内に流入する。よって、蓄圧タンク内に高圧の気体を蓄えることができる。
なお、本ケースによれば、蓄圧タンク２０には、排ガスのない、きれいな新気が流入する。
よって、排ガス中の未燃燃料や水分が蓄圧タンク２０に流入しないため、蓄圧容量の低下を防ぐことができる。
【００３９】
図４は、図２を参照に示した掃気なしで蓄圧を行う場合と、図３を参照に示した排気通路１３及びＥＧＲ通路１７を掃気した後に蓄圧を行う場合の、各弁の制御について詳細に示したものである。
なお、各弁の制御は上記示した通りであるため、本文においての詳細な説明は省略するものとする。
【００４０】
〔フローチャート〕
以下、図５のフローチャートに沿って、本発明の蓄圧制御の具体的処理について述べる。
【００４１】
まず、Ｓ１０１において、機関の燃料噴射が停止しているか否かを判断する。燃料の噴射が停止していなければ、蓄圧制御を行うことができないためである。
機関の燃料噴射が停止しているか否かは、アクセル開度センサ３３の信号に基づいて判断する。アクセル開度センサ３３の信号に基づいて、アクセル開度が０であると判断された場合には、燃料噴射が停止しているものとみなして、Ｓ１０３に進む。それに対して、燃料噴射が続いていると判断された場合には、Ｓ１４５に進んで通常の運転制御を行う。
【００４２】
なお、通常の運転制御に移る際には、蓄圧制御の情報を一度リセットする。すなわち、Ｓ１４５において、回収フラグをＯＦＦにセットし、Ｓ１４７で、カウントｔをクリアする。
上記ステップで、蓄圧制御の情報をリセットした後、Ｓ１４９〜Ｓ１５５において、機関を通常の運転状態に制御する。
【００４３】
Ｓ１０３では、蓄圧タンク内の圧力が、予め定めた所定の上限値以上か否かを判断する。蓄圧タンク内の圧力が上限値以下であると判断された場合には、蓄圧が必要であると判断し、Ｓ１０５に進む。それに対し、蓄圧タンク内の圧力が上限値より高い場合には、蓄圧する必要がないと判断し、Ｓ１４５へ進み、通常の運転制御を行う。
なお、蓄圧タンク内の圧力は、蓄圧タンク２０に備えられた圧力センサ２１の信号に基づいて検出する。
【００４４】
Ｓ１０５では、回収フラグがＯＮ、ＯＦＦのどちらであるかを判断する。なお、この回収フラグは、蓄圧中であるか否かを判断するフラグである。
【００４５】
Ｓ１０５で、回収フラグがＯＦＦであると判断された場合には、これから蓄圧制御が開始されるものと判断され、Ｓ１０７で回収フラグをＯＮに設定する。そして、Ｓ１０９に進み、カウントｔを０に設定する。なお、カウントｔの値は、蓄圧制御の状態を示すのに用いられ、このカウントｔの値に基づいて蓄圧制御が行われる。Ｓ１０９で、カウントｔを０に設定したら、Ｓ１１１へ進む。
【００４６】
また、Ｓ１０５で回収フラグがＯＮであると判断された場合には、すでに蓄圧制御中であるものと判断し、Ｓ１２１へ進む。そして、Ｓ１２１で、カウントｔの値を１増加させた後、Ｓ１１１へ進む。
【００４７】
Ｓ１１１では、カウントｔが、０≦ｔ≦Ｔ１であるか否かを判断する。カウントｔが、０≦ｔ≦Ｔ１であると判断された場合には、排気通路１３の掃気を行うため、Ｓ１１３へ進む。
なお、Ｓ１１３〜Ｓ１１９に示す排気通路１３の掃気制御は、上記図３（ａ）で示した排気通路１３の掃気と同様の制御により行われる。
Ｓ１１３において、電子スロットル２６を全開に制御する。Ｓ１１５において、ＥＧＲ弁１８を閉じる。Ｓ１１７において、排気遮断弁３１を開く。そして、Ｓ１１９において、流量制御弁２３を閉弁する。
上記のように各弁を制御することで、排気通路１３が、吸気通路１２から流れてくる新気により、掃気される。Ｓ１１３〜Ｓ１１９で各弁を制御した後、フローチャートは終了する。
また、Ｓ１１１において、カウントｔが、０≦ｔ≦Ｔ１でないと判断された場合には、排気通路１３の掃気は終了したものとみなして、Ｓ１２３に進む。
なお、上記Ｔ１の値は、Ｓ１１３〜Ｓ１１９のように各弁を制御した時に、排気通路１３の全体がきれいに掃気される所定の値に設定するものとする。
【００４８】
Ｓ１２３では、カウントｔが、Ｔ１≦ｔ≦Ｔ２であるか否かを判断する。カウントｔが、Ｔ１≦ｔ≦Ｔ２であると判断された場合には、ＥＧＲ通路１７の掃気を行うため、Ｓ１２５へ進む。
なお、Ｓ１２５〜Ｓ１３１に示すＥＧＲ通路１７の掃気制御は、上記図３（ｂ）で示したＥＧＲ通路１７の掃気と同様の制御により行われる。
Ｓ１２５において、電子スロットル２６を全開に制御する。Ｓ１２７において、ＥＧＲ弁１８を開く。Ｓ１２９において、排気遮断弁３１を開く。そして、Ｓ１３１において、流量制御弁２３を閉弁する。
上記のように各弁を制御することで、ＥＧＲ通路１７が、排気通路側から流れてくる新気により、掃気される。
Ｓ１２５〜Ｓ１３１で各弁を制御した後、フローチャートは終了する。
また、Ｓ１２３において、カウントｔが、Ｔ１≦ｔ≦Ｔ２でないと判断された場合には、ＥＧＲ通路１７の掃気も終了したものとみなして、Ｓ１３３に進む。
なお、上記Ｔ２の値は、Ｓ１２５〜Ｓ１３１のように各弁を制御した時に、ＥＧＲ通路１７の全体がきれいに掃気される所定の値に設定するものとする。
【００４９】
Ｓ１３３では、カウントｔが、Ｔ２≦ｔ≦Ｔ３であるか否かを判断する。カウントｔが、Ｔ２≦ｔ≦Ｔ３であると判断された場合には、蓄圧制御を行うため、Ｓ１３５へ進む。それに対し、カウントｔが、Ｔ２≦ｔ≦Ｔ３でないと判断された場合には、蓄圧制御は終了したものとみなして、Ｓ１４９に進み、通常運転を行う。
【００５０】
Ｓ１３５〜Ｓ１３９では、排気遮断弁３１上流の排気通路１３の圧力を高めるよう各弁を制御する。なお、Ｓ１３５〜Ｓ１３９に示す各弁の制御は、上記図３（ｃ）で示した各弁の制御と同様である。Ｓ１３５において、電子スロットル２６を予め定めた所定開度に制御する。Ｓ１３７において、ＥＧＲ弁１８を閉じる。そして、Ｓ１３９において、排気遮断弁３１を閉じる。上記のように各弁を制御することで、排気遮断弁３１上流の排気通路１３の圧力が次第に高くなる。
Ｓ１２５〜Ｓ１３１で各弁を制御した後、Ｓ１４１へ進む。
【００５１】
Ｓ１４１では、排気通路１３の圧力が蓄圧タンク内の圧力よりも高いか否かを判断する。排気通路１３の圧力が蓄圧タンク内の圧力よりも高くなければ、蓄圧タンク２０に蓄圧することができないからである。
なお、排気通路１３の圧力と、蓄圧タンク内の圧力は、それぞれに設けられた圧力センサ３０、２１の出力値に基づいて判断する。
各々のセンサの出力値に基づいて、排気通路１３の圧力が蓄圧タンク内の圧力よりも高いと判断された場合には、Ｓ１４３へ進み、流量制御弁２３を開弁する。流量制御弁２３を開弁すると、排気通路１３の高圧の気体が、蓄圧タンク内に流入する。よって、蓄圧タンク内に高圧の気体を蓄えることができる。
【００５２】
Ｓ１４１において、排気通路１３の圧力が蓄圧タンク内の圧力よりも低いと判断された場合には、蓄圧を行うのに、排気通路１３の圧力が不十分であるとみなし、Ｓ１５５へ進む。そして、Ｓ１５５において、流量制御弁２３を閉じるよう制御した後、フローチャートは終了する。
【００５３】
なお、上記実施形態において、排気通路１３の掃気の後にＥＧＲ通路１７の掃気を行ったがこれに限られるものではない。ＥＧＲ通路１７を掃気した後に排気通路１３の掃気を行うとしてもよいものとする。
【００５４】
実施の形態２．
次に、図６〜図８を参照にして、別の掃気制御により掃気を行った場合の実施の形態について述べる。なお、内燃機関の構成は、実施の形態１．の場合と同様であるものとする。
【００５５】
〔掃気について〕
図６（ａ）〜図６（ｅ）は、実施の形態１とは異なる、別の掃気制御により掃気を行った後、蓄圧を行った時の、内燃機関のモデルを示したものである。
以下に、詳細な機関の制御について述べる。
【００５６】
まず、機関運転中にアクセル開度が０となり、燃料噴射が停止したら、図６（ａ）に示すように、電子スロットル２６と、ＥＧＲ弁１８と、吸気バルブを、それぞれ閉弁する。なお、このとき、流量制御弁２３は閉弁、排気遮断弁３１は開弁、タービン部のＶＮ弁２７は開弁している。
燃料噴射の停止後、すぐに電子スロットル２６と、ＥＧＲ弁１８と、吸気バルブをそれぞれ閉じるため、電子スロットル２６下流の吸気通路１２では、高い圧力が維持される。
それに対し、排気通路側の圧力は、排気遮断弁３１が開いているため、次第に低下していく。そして、所定の時間が経過すると、排気通路側の圧力が、上記吸気通路の圧力よりも低くなる。
なお、ＶＮ弁２７を開弁することにより、排気通路１３の流路幅が広くなり、より早く排気通路側の圧力を低くすることができる。
【００５７】
次に、排気通路側の圧力が、上記吸気通路側の圧力よりも低くなったら、図６（ｂ）に示すように、閉じていたＥＧＲ弁１８を開弁する。ＥＧＲ弁１８を開弁すると、吸気通路１２の新気がＥＧＲ通路１７を介して排気通路側に流れる。吸気通路１２の新気がＥＧＲ通路１７に流れることで、ＥＧＲ通路１７の排ガスが排気通路側へ押し出される。押し出された排ガスは、排気通路１３の下流に流れ、大気に放出される。排ガスが存在していたＥＧＲ通路１７には代わりに吸気通路側から流入してきた新気が満たされる。
よって、ＥＧＲ弁１８を開弁することにより、吸気通路１２の新気でＥＧＲ通路１７の排ガスを掃気することができる。
【００５８】
なお、実施の形態１．の場合とは異なり、本実施形態では、吸気通路側から排気通路側に、ＥＧＲ通路１７を介して新気を流している。よって、気筒内および排気通路１３を通過していない、よりきれいな新気でＥＧＲ通路１７を掃気することができる。
【００５９】
ＥＧＲ通路１７の掃気終了後は、図６（ｃ）に示すように、閉じていた電子スロットル２６を開弁し、吸気バルブを通常運転時の制御に戻す。
電子スロットル２６を開弁し、吸気バルブを通常運転時の制御にすることで、吸気通路１２から排気通路１３に、気筒１４を介して新気が流入する。排気通路１３の排ガスは、吸気通路１２から流れてくる新気により排気通路１３の下流に押し出される。排気通路１３の下流に押し出された排ガスは、排気遮断弁３１を通過し、大気に放出される。排ガスが存在していた排気通路１３には、代わりに吸気通路１２から流入してきた新気が満たされる。
よって、排気通路１３に新気が満ちるまで、排気遮断弁３１を開弁しておくことで、排気通路１３の排ガスを掃気することができる。
【００６０】
ＥＧＲ通路１７の掃気と、排気通路１３の掃気が終了したら、図６（ｄ）〜図６（ｅ）に示すように、各弁を制御して蓄圧制御を行い、蓄圧タンク２０に高圧の気体を蓄える。
なお、各弁の制御は、上記実施の形態１．の図３（ｃ）〜図３（ｄ）の制御と同じであるため、本文において詳細な説明は省略するものとする。
【００６１】
図７（ａ）は、通常運転制御において、通常走行から減速した時の、吸気通路１２と排気通路１３の圧力の変化について示したものである。また、図７（ｂ）は、通常走行から減速した時に、上記ＥＧＲ掃気制御を行った時の、吸気通路１２と排気通路１３の圧力の変化について示したものである。
図中のＰｉｎは、吸気通路１２における圧力の変化を示したものである。図中のＰｅｘは排気通路１３の圧力の変化を示したものである。
【００６２】
図７（ａ）において、通常走行から減速したとき、吸気通路の圧力と、排気通路の圧力が、共に低下している。しかし、通常走行時も、減速時も、排気通路１３の圧力の方が、吸気通路１２の圧力より高い状態にある。
【００６３】
それに対し、図７（ｂ）においては、通常走行から減速した時、ＥＧＲ掃気制御により、電子スロットル２６、吸気バルブ、ＥＧＲ弁１８をそれぞれ閉じている。よって、排気通路１３では、圧力Ｐｅｘが次第に低くなるのに対し、吸気通路１２では、減速時の高い圧力が維持される。
そして、所定の時間が経過すると、排気通路側の圧力が、上記吸気通路１２の圧力よりも低くなる。
すなわち、上記の様に各弁を制御することで、この吸気通路１２と排気通路１３の圧力の大小関係を逆転させることができる。そして、吸気通路１２と排気通路１３の圧力の大小関係を逆転させることで、吸気通路側から排気通路側に、ＥＧＲ通路を介して新気を流すことができる。
【００６４】
図８は、図６を参照に示した掃気制御後に蓄圧を行う場合の、各弁の制御について詳細に示したものである。
なお、各弁の制御は上記示した通りであるため、本文においての詳細な説明は省略するものとする。
【００６５】
〔フローチャート〕
以下、図９のフローチャートに沿って、本実施形態における蓄圧制御の具体的処理について述べる。
【００６６】
まず、Ｓ２０１において、機関の燃料噴射が停止しているか否かを判断する。
Ｓ２０１において、機関の燃料噴射が停止しているものと判断された場合は、Ｓ２０３に進む。
Ｓ２０１において、機関の燃料噴射が停止していないと判断された場合には、Ｓ２３９へ進み、通常の運転制御を行う。
【００６７】
なお、通常の運転制御を行う場合には、蓄圧制御の情報を一度リセットする。すなわち、フラグ２と、フラグ１をそれぞれＯＦＦにセットし、カウントｔをクリアする。
【００６８】
Ｓ２０３では、蓄圧タンク内の圧力が、予め定めた所定の上限値以上か否かを判断する。Ｓ２０３において、蓄圧タンク内の圧力が上限値以下であると判断された場合には、Ｓ２０５に進む。それに対し、Ｓ２０３において、蓄圧タンク内の圧力が上限値より高い場合には、Ｓ２３９へ進み、通常の運転制御を行う。
【００６９】
Ｓ２０５では、フラグ２がＯＮ、ＯＦＦのどちらであるかを判断する。なお、このフラグ２は、掃気が終了したか否かを判断するフラグである。
Ｓ２０５において、フラグ２がＯＦＦであると判断された場合には、掃気がまだ終了していないと判断し、Ｓ２０７に進む。
Ｓ２０５において、フラグ２がＯＮであると判断された場合には、掃気が終了したものと判断してＳ２３７に進み、蓄圧制御を行う。
なお、蓄圧制御は、上述図６（ｄ）〜図６（ｅ）に示す各弁の制御と同様の制御により行う。蓄圧制御の詳細については上記示した通りであるため、本フローチャートにおける詳細な説明は省略する。
【００７０】
Ｓ２０７では、フラグ１がＯＮ、ＯＦＦのどちらであるかを判断する。なお、このフラグ１は、蓄圧中であるか否かを判断するフラグである。
【００７１】
Ｓ２０７で、回収フラグがＯＦＦであると判断された場合には、これから蓄圧制御が開始されるものと判断され、Ｓ２０９で回収フラグをＯＮに設定する。そして、Ｓ２１１に進み、カウントｔを０に設定する。Ｓ２１１で、カウントｔを０に設定したら、Ｓ２１３へ進む。
【００７２】
また、Ｓ２０７で回収フラグがＯＮであると判断された場合には、Ｓ２２３に進み、カウントｔの値を１増加させた後、Ｓ２１３へ進む。
【００７３】
Ｓ２１３では、カウントｔが、０≦ｔ≦Ｔ１であるか否かを判断する。カウントｔが、０≦ｔ≦Ｔ１であると判断された場合には、吸気通路１２の圧力が排気通路１３の圧力より高くなるよう制御するため、Ｓ２１５へ進む。
なお、Ｓ２１５〜Ｓ２２１に示す各弁の制御は、上記図６（ａ）に示した各弁の制御と同様の制御により行われる。
Ｓ２１５において、吸気バルブを閉弁に固定する。Ｓ２１７において、電子スロットル２６を閉弁する。Ｓ２１９において、ＶＮ弁２７を開弁する。そして、Ｓ２２１において、ＥＧＲ弁１８を閉弁する。
上記のように各弁を制御することで、吸気通路１２において高い圧力が維持される。Ｓ２１５〜Ｓ２２１で各弁を制御した後、フローチャートは終了する。
また、Ｓ２１３において、カウントｔが、０≦ｔ≦Ｔ１でないと判断された場合には、排気通路１３の圧力が吸気通路１２で維持された圧力よりも低くなったものとみなして、Ｓ２２５に進む。
なお、上記Ｔ１の値は、Ｓ２１５〜Ｓ２２１のように各弁を制御した時、排気通路１３の圧力が吸気通路１２で維持された圧力よりも低くなる所定の値に設定するものとする。
【００７４】
Ｓ２２５では、カウントｔが、Ｔ１≦ｔ≦Ｔ２であるか否かを判断する。カウントｔが、Ｔ１≦ｔ≦Ｔ２であると判断された場合には、ＥＧＲ通路１７の掃気を行うため、Ｓ２２７へ進む。
なお、Ｓ２２７に示すＥＧＲ通路１７の掃気制御は、上記図６（ｂ）で示したＥＧＲ通路１７の掃気と同様の制御により行われる。
Ｓ２２７において、ＥＧＲ弁１８を開弁する。ＥＧＲ通路１７を開弁することで、吸気通路１２の新気が、ＥＧＲ通路１７を介して排気通路側へ流れる。これにより、吸気通路１２のきれいな新気により、ＥＧＲ通路１７が掃気される。
Ｓ２２７でＥＧＲ弁１８を制御した後、フローチャートは終了する。
また、Ｓ２２５において、カウントｔが、Ｔ１≦ｔ≦Ｔ２でないと判断された場合には、ＥＧＲ通路１７の掃気が終了したものとみなして、Ｓ２２９に進む。
なお、上記Ｔ２の値は、Ｓ２２７でＥＧＲ弁１８の開弁後、ＥＧＲ通路１７の全体がきれいに掃気される所定の値に設定するものとする。
【００７５】
Ｓ２２９では、カウントｔが、Ｔ２≦ｔ≦Ｔ３であるか否かを判断する。カウントｔが、Ｔ２≦ｔ≦Ｔ３であると判断された場合には、排気通路１３の掃気を行うため、Ｓ２３１へ進む。
なお、Ｓ２３１〜Ｓ２３３に示す排気通路１３の掃気は、上記図６（ｃ）で示した排気通路１３の掃気と同様の制御により行われる。
Ｓ２３１において、吸気バルブを通常運転時の制御に設定する。そして、Ｓ２３３において、電子スロットル２６を開弁する。
上記のように各弁を制御することで、吸気通路１２から流れてくる新気により、排気通路１３が掃気される。Ｓ２３１〜Ｓ２３３で各弁を制御した後、フローチャートは終了する。
なお、上記Ｔ３の値は、Ｓ２３１〜Ｓ２３３のように各弁を制御した時に、排気通路１３の全体がきれいに掃気される所定の値に設定するものとする。
【００７６】
なお、Ｓ２２９において、カウントｔが、Ｔ２≦ｔ≦Ｔ３でないと判断された場合には、ＥＧＲ通路１７の掃気と、排気通路１３の掃気が終了したものとみなして、Ｓ２３５に進む。
【００７７】
そして、Ｓ２３５でフラグ２をＯＮに設定し、フローチャートを終了する。
【００７８】
上記実施形態において、燃料噴射停止後、電子スロットル２６下流の吸気通路１２で、高い圧力を維持するため吸気バルブを閉じたが、これに限られるものではない。少なくとも、吸気バルブまたは、排気バルブの少なくとも一方を閉じればよいものとする。
【００７９】
なお、電子スロットル弁２６下流の吸気通路１２に圧力センサ（図示せず）を更に設け、上記圧力センサにより検出される圧力が大気圧よりも高い時には、上記ＥＧＲ掃気制御を行い、大気圧よりも低い時には、実施の形態１．で開示したＥＧＲ掃気制御をおこなう、としてもよいものとする。
【００８０】
実施の形態３．
次に、図１０のフローチャートを参照にして、ＥＧＲ通路１７と排気通路１３の掃気の終了を、それぞれの通路に設けられた空燃比センサ１９、２９の出力に基づいて判断する場合の、実施の形態について述べる。なお、内燃機関の構成は、実施の形態１．の場合と同様であるものとする。
【００８１】
まず、Ｓ３０１において、機関の燃料噴射が停止しているか否かを判断する。
Ｓ３０１において、機関の燃料噴射が停止しているものと判断された場合は、Ｓ３０３に進む。
Ｓ３０１において、機関の燃料噴射が停止していないと判断された場合には、フローチャートを終了する。
【００８２】
Ｓ３０３では、蓄圧タンク内の圧力が、予め定めた所定の上限値以上か否かを判断する。Ｓ３０３において、蓄圧タンク内の圧力が上限値以下であると判断された場合には、Ｓ３０５に進む。それに対し、Ｓ３０３において、蓄圧タンク内の圧力が上限値より高い場合には、フローチャートを終了する
【００８３】
Ｓ３０５では、ＥＧＲ通路１７の空燃比が予め定めた設定値以下か否かを判断する。空燃比は、ＥＧＲ通路１７に設けられた空燃比センサ１９の出力に基づいて検出する。
Ｓ３０５において、ＥＧＲ通路１７の空燃比が予め定められた設定値以下であると判断された場合には、ＥＧＲ通路１７の掃気が終了していないものとみなして、Ｓ３０７へ進む。
そして、Ｓ３０７において、ＥＧＲ通路１７の掃気制御（掃気モード１）をおこなう。
なお、Ｓ３０７のＥＧＲ通路１７の掃気制御は、上記図５のフローチャートのＳ１２５〜Ｓ１３１と同様に、各弁を制御することにより行う。Ｓ３０７の掃気制御が終了したら、フローチャートを終了する。
それに対し、Ｓ３０５において、ＥＧＲ通路１７の空燃比が予め定められた設定値以下でないと判断された場合には、ＥＧＲ通路１７の掃気は終了しているものとみなし、Ｓ３０７へ進む。
なお、上記設定値は、ＥＧＲ通路１７の全体が掃気されたときの空燃比となるように設定するものとする。
【００８４】
Ｓ３０９では、排気通路１３の空燃比が予め定めた設定値以下か否かを判断する。空燃比は、排気通路１３に設けられた空燃比センサ２９の出力に基づいて検出する。
Ｓ３０９において、排気通路１３の空燃比が予め定められた設定値以下であると判断された場合には、排気通路１３の掃気が終了していないものとみなして、排気通路１３を掃気するため、Ｓ３１１へ進む。
そして、Ｓ３１１において、排気通路１３の掃気制御（掃気モード２）をおこなう。
なお、Ｓ３１１の排気通路１３の掃気制御は、上記図５のフローチャートのＳ１１３〜Ｓ１１９と同様に、各弁を制御することにより行う。Ｓ３１１の掃気制御が終了したら、フローチャートを終了する。
それに対し、Ｓ３０９において、排気通路１３の空燃比が予め定められた設定値以下でないと判断された場合には、排気通路１３の掃気は終了しているものとみなし、Ｓ３１３へ進む。
なお、上記設定値は、排気通路１３の全体が掃気されたときの空燃比となるように設定するものとする。
【００８５】
Ｓ３１３では、排気通路１３の圧力が蓄圧タンク内の圧力以上であるか否かを判断する。
Ｓ３１３において、排気通路１３の圧力が蓄圧タンク内の圧力以上でないと判断された場合には、排気通路１３の圧力を高めるため、Ｓ３１５へ進む。
そして、Ｓ３１５において、排気通路１３の圧力を高くするため、各弁の制御（排気圧上昇モード）を行う。
なお、Ｓ３１５の各弁の制御は、上記図５のフローチャートのＳ１３５〜Ｓ１３９と同様である。Ｓ３１５で各弁を制御したら、フローチャートを終了する。
それに対し、Ｓ３１３において、排気通路１３の圧力が蓄圧タンク内の圧力以上であると判断された場合には、蓄圧を行うため、Ｓ３１７に進む。
【００８６】
Ｓ３１７では、流量制御弁２３を開弁する（蓄圧モード）。
流量制御弁２３を開弁すると、排気通路１３の高圧の気体が、蓄圧タンク内に流入する。よって、蓄圧タンク内に高圧の気体を蓄えることができる。
Ｓ３１７で、流量制御弁２３を開弁したら、フローチャートは終了する。
【００８７】
図１１は、図１０に示すフローチャートにおいて、掃気制御を行っている時の、ＥＧＲ通路１７と排気通路１３の空燃比の変化について示したものである。図中の実線は、ＥＧＲ通路１７の空燃比の変化を示したものである。また、図中の破線は、排気通路１３の空燃比の変化について示したものである。
図１０のフローチャートでは、排気通路１３よりも先にＥＧＲ通路１７の掃気を行っている。よって、図１１において、ＥＧＲ通路１７の空燃比が先に上昇している。ＥＧＲ通路１７の空燃比が予め定められた設定値以上となった時、ＥＧＲ通路１７の掃気が終了したものと判断し、次に排気通路１３の掃気制御を開始する。
排気通路１３の掃気制御を開始すると、排気通路１３の空燃比が次第に上昇する。そして、排気通路１３の空燃比が予め定められた設定値以上となった時、排気通路１３の掃気が終了したものと判断する。
【００８８】
上記のように、ＥＧＲ通路１７の掃気の終了、排気通路１３の掃気の終了を、それぞれに設けられた空燃比センサ１９、２９の出力値に基づいて判断することで、より確実な掃気ができ、無駄な掃気の防止を図ることができる。
【００８９】
なお、ＥＧＲ通路１７を掃気すると、ＥＧＲ通路１７の排ガスは、排気通路１３に流れていく。よって、排気通路１３を掃気した後にＥＧＲ通路１７を掃気すると、きれいになった排気通路１３に再び排ガスが流れやすくなり、再び排気通路１３の空燃比が低下してしまうことがある。
本実施形態のように、ＥＧＲ通路１７の掃気を排気通路１３の掃気より先に行うことで、上記のような、排気通路１３の空燃比の低下を防ぐことができる。
なお、実施の形態２．においても、ＥＧＲ通路の掃気を行った後に排気通路の掃気を行っていることから、上述と同様の効果を言うことができる。
【００９０】
なお、ＥＧＲ通路１７の掃気の後に排気通路１３の掃気を行ったがこれに限られるものではない。排気通路１３を掃気した後にＥＧＲ通路１７の掃気を行うとしてもよいものとする。
【００９１】
また、本発明の実施形態において、圧縮した気体を、ＥＧＲ通路から蓄圧タンクに取り込んでいるが、これに限られるものではない。
蓄圧タンク２０と排気通路１３を、蓄圧通路を介して繋げ、排気通路から圧縮した気体を取り込んでもよいものとする。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】内燃機関の全体を示す図である。
【図２】掃気なしで蓄圧を行った時の内燃機関のモデルである。
【図３】排気通路とＥＧＲ通路を掃気した後に、蓄圧を行った時の内燃機関のモデルである。
【図４】掃気なしで蓄圧を行った場合と、排気通路とＥＧＲ通路を掃気した後に、蓄圧を行った場合の、各弁の制御について示したタイムチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１の蓄圧制御について示したフローチャートである。
【図６】ＥＧＲ通路と排気通路を掃気した後に、蓄圧を行った時の内燃機関のモデルである。
【図７】掃気を行う場合と行わない場合の、減速時の吸気通路と排気通路の圧力の変化について示す図である。
【図８】ＥＧＲ通路と排気通路を掃気した後に、蓄圧を行った場合の、各弁の制御について示したタイムチャートである。
【図９】本発明の実施の形態２の蓄圧制御について示したフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態３の蓄圧制御について示したフローチャートである。
【図１１】掃気制御を行っている時の、ＥＧＲ通路と排気通路の空燃比の変化について示した図である。
【符号の説明】
【００９３】
１１  機関本体
１２  吸気通路
１３  排気通路
１７  ＥＧＲ通路
１８  ＥＧＲ弁
１９  空燃比センサ
２０  蓄圧タンク
２１  圧力センサ
２３  流量制御弁
２７  ＶＮ弁
２９  空燃比センサ
３０  圧力センサ
３１  排気遮断弁
【図１】
2010071193.tif 000003
【図２】
2010071193.tif 000004
【図３】
2010071193.tif 000005
【図４】
2010071193.tif 000006
【図５】
2010071193.tif 000007
【図６】
2010071193.tif 000008
【図７】
2010071193.tif 000009
【図８】
2010071193.tif 000010
【図９】
2010071193.tif 000011
【図１０】
2010071193.tif 000012
【図１１】
2010071193.tif 000013