(57)【要約】【課題】  低負荷状態からの加速時においても過給圧を速やかに立ち上げて、加速性能を向上させることができる内燃機関用過給制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】  エンジン１の排気経路に設けられたタービンロータ１６と、タービンロータ１６を駆動させる排ガスの流速を可変とすべく開閉動作する可変ベーン１８と、吸気径路に設けられタービンロータ１６の駆動トルクに応じて当該エンジンへ空気を供給するコンプレッサ１３とを有する可変ノズルターボチャージャ１２を制御する内燃機関用過給制御装置において、運転者の加速要求の有無を判定する加速要求判定手段と、タービンロータ１６の駆動を補助する補助手段と、加速要求判定手段が運転者の加速要求有りと判定したときは、補助手段を作動させる制御手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2006105026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気経路に設けられたタービンロータと、前記タービンロータを駆動させる排ガスの流速を可変とすべく開閉動作する可変ベーンと、吸気径路に設けられ前記タービンロータの駆動トルクに応じて当該内燃機関へ空気を供給するコンプレッサとを有する可変ノズルターボチャージャを制御する内燃機関用過給制御装置において、
運転者の加速要求の有無を判定する加速要求判定手段と、
前記タービンロータの回転駆動を補助する補助手段と、
前記加速要求判定手段が運転者の加速要求有りと判定したときは、前記補助手段を作動させる制御手段とを備えることを特徴とする内燃機関用過給制御装置。
【請求項２】
前記補助手段は、排ガスの流通により生じる圧力を上回る正圧を、前記排気経路に供給する正圧供給手段であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用過給制御装置。
【請求項３】
前記正圧供給手段は、
正圧を発生させるエアコンプレッサと、
前記エアコンプレッサで発生させた正圧を蓄積するエアタンクと、
前記エアタンクに接続され、噴出口が前記タービンロータに向けられているノズル部と、
前記ノズル部から噴出される正圧の供給を制御する制御弁とから成ることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用過給制御装置。
【請求項４】
前記エアコンプレッサ、および前記エアタンクは、前記内燃機関を搭載する車両に搭載されたフットブレーキ用の倍力装置に使用するエアコンプレッサ、およびエアタンクであることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用過給制御装置。
【請求項５】
前記エアタンク内の圧力を測定する圧力センサを備え、
前記制御手段は、前記圧力センサが第１圧力以下の圧力を検出したとき、前記制御弁の開弁を禁止する禁止手段を有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の内燃機関用過給制御装置。
【請求項６】
油圧で作動され、正圧を発生し、前記補助手段に正圧を供給する補助正圧発生手段を備え、
前記制御手段は、前記圧力センサが前記第１圧力以上であり、かつ第２圧力以下の圧力を検出したとき、前記補助正圧発生手段を作動させる補助正圧制御手段を有することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関用過給制御装置。
【請求項７】
前記第１圧力は、前記倍力装置による前記フットブレーキの作動を保障する圧力値であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の内燃機関用過給制御装置。
【請求項８】
前記第２圧力は、前記タービンロータを、排ガスの流通により生じる圧力により回転駆動される、その回転駆動を上回る回転駆動を生じさせるのに必要な圧力値であることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関用過給制御装置。
【請求項９】
前記補助手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて定まる所定時間の間、前記正圧を供給させることを特徴とする請求項２から請求項８のいずれか一項に記載の内燃機関用過給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）の運転状態に応じて可変部材の開度を調整して過給圧を変更可能な可変ノズルターボチャージャを制御する内燃機関用過給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低速から高速の全域に渡ってトルクを向上させるために、可変ノズルターボチャージャを備えたエンジンの実用化が進んでいる。この種の可変ノズルターボチャージャは、可動ベーン等の可変部材によりタービンロータへのガス流入速度を変更可能に構成され、エンジンの運転状態に応じて可変部材を制御して、広い回転域で過給圧を適切に調整してエンジンのトルクを向上させている。
【０００３】
例えば、車両をアイドル停車中から発進させる時や低速走行の最中に加速させる時等のように、低負荷状態から車両を加速させる場合には、可変部材を閉側に制御し、過給圧を上昇させることによってエンジントルクを増加させ、迅速な車両の加速を図っている（特許文献１）。
【特許文献１】実公平４−３３３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような可変ノズルターボチャージャを備えたエンジンでは、加速が開始された後は可変部材の制御によって過給圧を適切に調整できるものの、低負荷状態から加速を開始する瞬間には、過給圧の立ち上がりが遅れる現象が生じてしまう。
【０００５】
詳述すると、アイドル停車中や低速走行等の低負荷状態ではエンジントルクをそれ程必要としないことから、可変部材を開側に制御してほぼ無過給状態に保持している。この状態から運転者によりアクセルが踏込み操作されると、まず、可変部材が閉側に制御されて排圧が上昇する。次いで、タービンロータ回転数と共に過給圧が上昇して体積効率が増加し、その後、燃料噴射量が増加方向に制御されるというステップを踏んだ後、エンジントルクが増大する。従って、運転者によるアクセル踏込み操作直後において十分な加速性能が得られないという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みなされたもので、例えば低負荷状態からの加速時においても過給圧を速やかに立ち上げて、加速性能を向上させることができる内燃機関用過給制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の内燃機関用過給制御装置は、内燃機関の排気経路に設けられたタービンロータと、タービンロータを駆動させる排ガスの流速を可変とすべく開閉動作する可変ベーンと、吸気径路に設けられタービンロータの駆動トルクに応じて当該内燃機関へ空気を供給するコンプレッサとを有する可変ノズルターボチャージャを制御する内燃機関用過給制御装置において、運転者の加速要求の有無を判定する加速要求判定手段と、タービンロータの回転駆動を補助する補助手段と、加速要求判定手段が運転者の加速要求有りと判定したときは、補助手段を作動させる制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、エンジンにタービンロータの回転駆動を補助する補助手段を設け、加速要求判定手段が運転者の加速要求を判定したときに、制御手段が補助手段を作動させているので、過給圧を速やかに立ち上げることが可能となり、十分な加速性能を得ることができる。
【０００９】
請求項２に記載の内燃機関用過給制御装置の補助手段は、排ガスの流通により生じる圧力を上回る正圧を、排気経路に供給する正圧供給手段であることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、排ガスの流通により生じる圧力を上回る正圧を、排気経路に供給する正圧供給手段を設けることによって、タービンロータの回転駆動を補助しているので、タービンロータ、コンプレッサロータ、およびターボ回転軸に回転駆動を補助する装置を付加することなくタービンロータの回転駆動を補助することができる。
【００１１】
請求項３に記載の内燃機関用過給制御装置の正圧供給手段は、正圧を発生させるエアコンプレッサと、エアコンプレッサで発生させた正圧を蓄積するエアタンクと、エアタンクに接続され、噴出口がタービンロータに向けられているノズル部と、ノズル部から噴出される正圧の供給を制御する制御弁とから成ることを特徴とする。
【００１２】
これによれば、流速の速い正圧を直接タービンロータに向けて噴出させているので、応答よくタービンロータの回転駆動を補助することができる。
【００１３】
請求項４に記載の内燃機関用過給制御装置のエアコンプレッサ、およびエアタンクは、内燃機関を搭載する車両に搭載されたフットブレーキ用の倍力装置に使用するエアコンプレッサ、およびエアタンクであることを特徴とする。
【００１４】
一般的に圧縮空気を倍力源とするフットブレーキ用の倍力装置は、比較的積載量の多いトラックなどの商用車に搭載されている。このフットブレーキ用の倍力装置には、倍力源となる圧縮空気を発生させるエアコンプレッサと、その圧縮空気を蓄積するエアタンクとが備えられている。
【００１５】
これによれば、このエアコンプレッサとエアタンクとを本発明の正圧供給手段の構成要素の一部として使用しているので、エアコンプレッサとエアタンクの共有化が図れる。
【００１６】
請求項５に記載の内燃機関用過給制御装置は、エアタンク内の圧力を測定する圧力センサを備え、制御手段は、圧力センサが第１圧力以下の圧力を検出したとき、制御弁の開弁を禁止する禁止手段を有することを特徴とする。
【００１７】
これによれば、制御手段は、圧力センサが第１圧力以下の圧力を検出したとき、制御弁の開弁を禁止する禁止手段を有しているので、エアタンク内の正圧を他の正圧を必要とする装置に供給することができる。
【００１８】
請求項６に記載の内燃機関用過給制御装置は、油圧で作動され、正圧を発生し、補助手段に正圧を供給する補助正圧発生手段を備え、制御手段は、圧力センサが第１圧力以上であり、かつ第２圧力以下の圧力を検出したとき、補助正圧発生手段を作動させる補助正圧制御手段を有することを特徴とする。
【００１９】
これによれば、制御手段は、圧力センサが第１圧力以上であり、かつ第２圧力以下の圧力を検出したとき、補助正圧発生手段を作動させる補助正圧制御手段を有しているので、エアタンク内の圧力の状態に応じて補助正圧発生手段を制御することができる。
【００２０】
請求項７に記載の第１圧力は、倍力装置によるフットブレーキの作動を保障する圧力値であることを特徴とする。
【００２１】
これによれば、第１圧力を倍力装置によるフットブレーキの作動を保障する圧力値としているので、圧力センサが第１圧力以下の圧力を検出したとき、制御弁の開弁が禁止され、倍力装置に供給する圧縮空気の圧力を確保することができ、安全に車両を走行させることができる。
【００２２】
請求項８に記載の第２圧力は、タービンロータを、排ガスの流通により生じる圧力により回転駆動される、その回転駆動を上回る回転駆動を生じさせるのに必要な圧力値であることを特徴とする。
【００２３】
これによれば、第２圧力をタービンロータを、排ガスの流通により生じる圧力により回転駆動される、その回転駆動を上回る回転駆動を生じさせるのに必要な圧力値としているので、エアタンク内の圧力が第１圧力以上であり、かつ第２圧力以下となったとき、エアタンク内の正圧では、タービンロータを回転駆動させることできないと判断し、制御手段が補助正圧発生手段を作動させるので、この補助正圧発生手段が発生する正圧にてタービンロータの回転駆動を補助することができる。
【００２４】
請求項９に記載の内燃機関用過給制御装置の補助手段は、内燃機関の運転状態に応じて定まる所定時間の間、正圧を供給させることを特徴とする。
【００２５】
排気系の圧力は、内燃機関の運転状態によって変化する。排気系の圧力が変化すると、タービンロータにかかる圧力も変化する。場合によっては、ノズルの開度を制御しても、タービンロータが適度に回転駆動しない場合がある。これに対し、請求項９に記載では、内燃機関の運転状態に応じて、正圧を供給させる時間を変化させているので、タービンロータの回転駆動を適切なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態による内燃機関の全体構成図である。
【００２７】
本実施形態で説明するエンジン１は、多気筒エンジンであるが、ここではそのうちの一気筒のみが断面図として図１に示されている。エンジン１は、その噴孔が各気筒の燃焼室に臨むように取り付けられている燃料噴射弁７を備えている。また、エンジン１には、吸気枝管３が接続され、吸気枝管３の各枝管が各気筒の燃焼室に連通している。吸気枝管３は、吸気管４に接続されている。吸気管４は、図示しないエアクリーナボックスに接続されている。エアクリーナには、新気をエアクリーナボックスに取り込むための図示しない吸気ダクトが接続されている。
【００２８】
エアクリーナより下流の吸気管４には、可変ノズルターボチャージャ１２のコンプレッサ１３が設けられている。コンプレッサ１３内には、吸気ダクトより吸入された新気を所定の圧力まで圧縮するためのコンプレッサロータ１４が設けられている。コンプレッサ１３より下流の吸気管４には、インタークーラ９が配置され、インタークーラ９より下流の吸気管４には、吸気スロットル弁８が設けられている。
【００２９】
一方、エンジン１には、排気枝管５が接続され、排気枝管５の各枝管が各気筒の燃焼室に連通している。排気枝管５は、可変ノズルターボチャージャ１２のタービン１５を介して排気管６に接続されている。タービン１５内には、タービンロータ１６が設けられている。タービンロータ１６はターボ回転軸１７を介してコンプレッサロータ１４と連結されている。
【００３０】
タービンロータ１６の周りには、タービンロータ１６を取り巻くように多数のベーン１８が設けられている。これらのベーン１８はロッド１９（ベーン１８とロッド１９の連結状態の図示は省略）を介してベーン調整アクチュエータ２０により一斉に開度が変更される。ベーン１８を閉側に調整することでタービンロータ１６に導入される排ガスの流速は速くなり、開側に調整することでタービンロータ１６に導入される排ガスの流速は遅くなる。排気管６の途中には、排気中の有毒ガス成分を浄化するための図示しない排気浄化触媒が設けられている。
【００３１】
このように構成されているエンジン１では、吸気ダクトから吸入された新気がエアクリーナボックスで埃や塵等を取除かれてコンプレッサ１３に導入される。コンプレッサ１３で圧縮された新気は、インタークーラ９で冷却され、ついで、吸気枝管３を介して各気筒の燃焼室に供給される。
【００３２】
各気筒の燃焼室に供給された新気は、圧縮行程において圧縮され、圧縮行程後半に燃料噴射弁７から噴射された燃料を燃焼および爆発させ、その燃焼力および爆発力によってピストン２を下降させ、図示しないエンジン出力軸（クランクシャフト）を回転させる。
【００３３】
各気筒の燃焼室で燃焼および爆発した既燃ガス（以下、排ガスという）は、排気行程において燃焼室から排気枝管５へ排出される。排気枝管５に排出された排ガスは、ベーン１８にて流速が調整され、タービンロータ１６を回転させた後に排気管６へ排気される。例えば、車両が加速するとき、ベーン調整アクチュエータ２０を駆動させ、ベーン１８を閉側に調整し排ガスの流速を速くし、タービンロータ１６の回転数を上昇させる。その後、排ガスは、排気浄化触媒にて排気中の有害ガス成分を浄化された後に大気中に放出される。
【００３４】
エンジン１には、排気再循環（ＥＧＲ）機構が併設されている。このＥＧＲ機構は、排気枝管５と吸気枝管３とを連通させるＥＧＲ通路２１、ＥＧＲ通路２１内の排気還流量を調整する流量制御弁（以下、ＥＧＲ弁という）２２、およびＥＧＲ通路２１内を流れる排ガスを冷却するＥＧＲクーラ２３から構成されている。
【００３５】
このように構成されたＥＧＲ機構では、ＥＧＲ弁２２が開弁されると、各気筒から排出された排ガスの一部がＥＧＲ通路２１を経て吸気枝管３へ流れ、吸気系の上流から流れてきた新気と共に各気筒の燃焼室に供給される。
【００３６】
このとき、燃焼室内の新気の量は、吸気系に再循環された排ガスの分だけ減少する。そして、ＥＧＲ弁２２の開弁量を調整することにより燃焼室内に供給される新気の量を調整することができる。また、上記した廃棄の再循環を実行することにより、燃焼室内に排気中の不活性ガス成分が供給されることになるため、混合気の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘなどの排出量を低減させることが可能となる。
【００３７】
エンジン１の排気系には、タービンロータ１６の回転駆動を補助する補助手段としての正圧供給装置２４が設けられている。この正圧供給装置２４は、エアコンプレッサ２５、エアタンク２６、正圧制御弁２７、および補助正圧発生装置２８から成っており、エンジン１の排気系に、排ガスの流通により生じる圧力を上回る正圧（以下、圧縮空気と呼ぶ）を供給し、タービンロータ１６の回転駆動を補助する。
【００３８】
エアコンプレッサ２５は、電動機またはエンジンの出力軸に接続され、圧縮空気を発生する。エアコンプレッサ２５で発生した圧縮空気は、エアタンク２６に蓄積される。エアタンク２６内には、圧縮空気の圧力を監視するための圧力センサ２９が設けられている。
【００３９】
エアタンク２６には、配管３０を介してノズル３１が接続されている。ノズル３１は、タービン１５に設けられ、ノズル３１の噴出口は、タービンロータ１６に向けられている。タービンロータ１６は、ノズル３１から噴出される圧縮空気によって、回転駆動される。ノズル３１の噴出口の径を、配管３０の径よりも小さくすることによって、噴射される圧縮空気の流速を非常に速くしている。
【００４０】
このように、本実施形態では、流速の速い圧縮空気を直接タービンロータ１６に向けて噴出させているので、排気系に圧縮空気を供給して、排気枝管５全体の圧力を高めてタービンロータ１６を回転駆動させるよりも、応答よくタービンロータ１６を回転駆動させることができる。
【００４１】
配管３０の途中には、正圧制御弁２７が設けられ、この制御弁２７を開閉することにより、ノズル３１から圧縮空気を噴出させるか否かを制御することができる。そしてさらに、配管３０の正圧制御弁２７とエアタンク２６との間には、補助正圧発生装置２８が接続されている。補助正圧発生装置２８は、図示しない油圧サーボで作動され、圧縮空気を発生し、制御弁２７を介してノズル３１に圧縮空気を追加供給することでエアタンク２６からの圧縮空気の圧力を高めることができる。
【００４２】
また、エアタンク２６は、このエンジン１を搭載する同じ車両に搭載された図示しないフットブレーキ用の倍力装置に接続され、エアタンク２６内の圧縮空気は、フットブレーキ用の倍力装置の倍力源としても共通利用される。
【００４３】
一般的に圧縮空気を倍力源とするフットブレーキ用の倍力装置は、比較的積載量の多いトラックなどの商用車に搭載されている。このフットブレーキ用の倍力装置には、倍力源となる圧縮空気を発生させるエアコンプレッサと、その圧縮空気を蓄積するエアタンクとが備えられている。本実施形態では、このエアコンプレッサとエアタンクとを正圧供給装置２４の構成要素の一部として使用しているので、エアコンプレッサ２５とエアタンク２６の共有化が図れる。
【００４４】
このエンジン１には、図１に示すように、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１０が取り付けられ、そしてエアタンク２６内の圧力Ｐを検出する圧力センサ２９とが取り付けられている。更にこのエンジン１には、エンジン１を作動させるのに必要な図示しない各種センサ類（例えば、クランク角センサ、水温センサ、吸気圧センサ、吸気温センサ、エアフロメータ、吸気スロットル弁開度センサ等）が取り付けられている。これらアクセル開度センサ１０、圧力センサ２９、および各種センサ類は、夫々電気回線を介してエンジン制御用の電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと呼ぶ）１１に接続されている。
【００４５】
ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を双方向性バスで相互に接続して構成され、上記各種センサの出力信号をパラメータとしてエンジン１の運転状態等を判定し、判定されたエンジン運転状態に応じて、燃料噴射弁７、ＥＧＲ弁２２、ベーン調整アクチュエータ２０、吸気スロットル弁８等を制御する。そして、ＥＣＵ１１には、運転者の加速要求を判定する加速要求判定手段と、正圧供給装置２４を制御する制御手段とが備えられており、さらにその制御手段の中には、正圧制御弁２７の開弁を禁止する禁止手段と、補助正圧発生装置２８を制御する補助正圧制御手段とが備えられている。
【００４６】
加速要求判定手段は、アクセル開度センサ１０からの開度信号を取得し、その信号に基づき単位時間当たりのアクセル開度の変化量を算出する。そして、その変化量が所定値以上であるか否かで運転者が加速を要求しているか否かを判定する。運転者が加速していると判定した場合は、正圧供給装置２４を制御する制御手段にそれに応じた信号を送信する。
【００４７】
正圧供給装置２４を制御する制御手段は、エアコンプレッサ２５、正圧制御弁２７を制御するものであり、加速要求判定手段からの信号や、エアタンク２６に設けられている圧力センサ２９からの信号に基づき制御する。
【００４８】
この制御手段は、加速要求判定手段から加速要求の信号と圧力センサ２９から第１圧力Ｐ１、第２圧力Ｐ２以上であることを示す信号を取得すると、正圧制御弁２７を開弁する信号を送信し、図示しない駆動回路にて正圧制御弁２７を開弁させる。
【００４９】
正圧制御弁２７が開弁されると、エアタンク２６内の圧縮空気が配管３０を介してノズル３１の噴出口からタービンロータ１６に向かって噴出され、タービンロータ１６の回転に寄与する駆動力が増え、タービンロータ１６の回転数の上昇率が上がる（図３を参照）。タービンロータ１６の回転数の上昇率を上げることにより、過給圧を速やかに立ち上げることができ、加速性能を向上させることができる。
【００５０】
なお、上記第１圧力Ｐ１は、フットブレーキ用の倍力装置へ供給する圧縮空気の最低圧力、つまり、フットブレーキの作動を保障するための圧力値を示す。上記第２圧力Ｐ２は、エアタンク２６内の圧縮空気の圧力によって、タービンロータ１６を確実に回転駆動させるのに必要な最低の圧力値を示す。具体的に言うと、この圧力値は、タービンロータ１６を、低速運転時からの初期加速要求時における排ガスの流通により生じる圧力により回転駆動される、その回転駆動を上回る回転駆動を生じさせるのに必要な最低の圧力値を示す。
【００５１】
また、この第２圧力Ｐ２の圧力値は、初期加速要求時のエンジン１の排気系の圧力値に応じて可変する値としても良い。このとき、排気系の圧力値は、排気枝管５に取り付けられる排気圧センサ（図示せず）を用いたり、エンジン１の運転状態から推定したりするなどして入手することが考えられる。
【００５２】
禁止手段は、正圧制御弁２７の開弁を強制的に閉弁させるように制御する。この禁止手段は、圧力センサ２９から第１圧力Ｐ１以下であることを示す信号を取得すると、たとえ加速要求の信号を取得したとしても強制的に正圧制御弁２７を閉弁する信号を送信し、上記駆動回路にて正圧制御弁２７を閉弁させる。これにより、エアタンク内の圧縮空気を倍力装置用に確保することができ、安全に車両を走行させることができる。
【００５３】
補助正圧発生装置２８を制御する補助正圧制御手段は、圧力センサ２９から第１圧力Ｐ１以上であり、かつ第２圧力Ｐ２以下であることを示す信号を取得すると、補助正圧発生装置２８を作動させる信号を送信し、図示しない駆動回路にて補助正圧発生装置２８を作動させ、圧縮空気をタービンロータ１６に供給する。これにより、エアタンク内の圧力Ｐが第１圧力Ｐ１以上であり、かつ第２圧力Ｐ２以下となったとき、補助正圧制御手段は、エアタンク２６内の圧縮空気では、タービンロータ１６を確実に回転駆動させることできないと判断し、補助正圧発生装置２８を作動させるので、この装置２８が発生する圧縮空気にてタービンロータ１６の回転駆動させることができる。
【００５４】
次に、ＥＣＵ１１によって実行される正圧供給装置２４の作動を、図２、図３に基づいて説明する。図２は、ＥＣＵ１１が実行する正圧供給装置２４の制御ルーチンを示すフローチャートである。図３は、正圧供給装置２４を作動させるときのＥＣＵ１１内の処理とタービンロータ１６の作動状態を示すタイムチャートである。
【００５５】
ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１１は、車両の加速状態の診断を許可することを示す加速診断許可フラグがＯＮ（加速診断許可）かＯＦＦ（加速診断不許可）であるかを判定する。加速診断が許可されている場合は、処理をステップＳ１０２に進めてアクセル開度センサ１０からの開度信号に基づき単位時間当たりのアクセル開度の変化量を算出し、その変化量が所定値以上であるか否かを判定する。
【００５６】
これは、運転者が車両を加速させようとしているのか否かを判定するためのものである。この加速要求の判定は、アクセル開度によって判定する方法以外にも、燃料噴射量やクランク軸の回転速度の変化量を算出することによっても判定が可能である。好ましくは、運転者の意志がより直接的に反映されるアクセル開度の変化量によって加速要求を判定する方が運転者の加速要求を応答よく検知でき、より加速性能を高めることが可能となる。
【００５７】
加速診断が許可されていない場合は、処理をステップＳ１１６に進めてステップＳ１０２と同様に、アクセル開度の変化量が所定値以上であるか否かを判定する。所定値以上であれば、アクセル変化量が所定値未満となるまでステップＳ１１６の処理を繰り返す。アクセル変化量が所定値未満となれば、処理をステップＳ１１７に進めて加速診断許可フラグをＯＮにして、この制御ルーチンを終了する（図３（ａ）、（ｂ）参照）。
【００５８】
ステップＳ１０２にて、アクセル開度の変化量が所定値以上であると判定されると、ＥＣＵ１１は、ステップＳ１０３にて加速診断許可フラグをＯＦＦし、次いで、ステップＳ１０４にて加速判定フラグをＯＮとする。さらに、ステップＳ１０５にて加速判定フラグの所定時間ＴとしてＯＮ時間Ｔを設定する（図３（ｂ）、（ｃ）参照）。
【００５９】
このＯＮ時間Ｔは、エンジン１の種々の運転状態において、正圧が確実にタービンロータ１６に加わるようにするための時間が設定されており、この場合、加速判定フラグがＯＮされる時のエンジン回転数に基づいて設定される。例えば、エンジン回転数が低ければ低いほど加速判定フラグのＯＮ時間Ｔを長くする。これは、エンジン回転数が低い状態では、比較的排気枝管５の排気圧力も低く、たとえベーン１８を閉側に調整してもタービンロータ１６に導入される排ガスの流速は速くならないからである。そのため、ＯＮ時間Ｔを長くすることで必要な排気圧力を確保している。
【００６０】
次に、処理がステップＳ１０６に進むとＥＣＵ１１は、ステップＳ１０５にて設定された加速判定フラグのＯＮ時間Ｔが経過したか否かを判定する。加速判定フラグのＯＮ時間Ｔが経過していない場合は、処理をステップＳ１０７に進め、加速判定フラグがＯＮであるか否かを判定する。加速判定フラグのＯＮ時間Ｔが経過している場合は、処理をステップＳ１１８に進め、加速判定フラグをＯＦＦにして、処理をステップＳ１０７に進める（図３（ｃ）参照）。
【００６１】
ステップＳ１０２にて、アクセル開度の変化量が所定値未満であると判定されると、ＥＣＵ１１は、処理をステップＳ１１８に進め、加速判定フラグをＯＦＦにして、処理をステップＳ１０７に進める。
【００６２】
ステップＳ１０７では、ＥＣＵ１１は、加速判定フラグがＯＮであるか否かを判定する。加速判定フラグがＯＮであれば、ステップＳ１０８にて正圧制御弁開弁フラグをＯＮにして、処理をステップＳ１１０に進める。加速判定フラグがＯＦＦであれば、ステップＳ１０９にて正圧制御弁開弁フラグをＯＦＦにして、処理をステップＳ１１０へ進める（図３（ｄ）参照）。
【００６３】
ステップＳ１１０では、ＥＣＵ１１は、正圧制御弁開弁フラグがＯＮであるか否かを判定する。正圧制御弁開弁フラグがＯＮであれば、処理をステップＳ１１１に進める。正圧制御弁開弁フラグがＯＦＦであれば、処理をステップＳ１１３に進め、正圧制御弁２７を閉弁し、処理をステップＳ１１６に進める。
【００６４】
ステップＳ１１１では、ＥＣＵ１１は、エアタンク２６内の圧力Ｐが第１圧力Ｐ１以下であるか否かを判定する。圧力Ｐが第１圧力Ｐ１以下でなければ、処理をステップＳ１１２に進め、正圧制御弁２７を開弁し、処理をステップＳ１１４に進める。圧力Ｐが第１圧力Ｐ１以下であれば、処理をステップＳ１１３に進め正圧制御弁２７を強制的に閉弁し、処理をステップＳ１１６に進める。ステップＳ１１１からステップＳ１１３までの処理は、フットブレーキ用の倍力装置に供給する圧縮空気の圧力を確保するためのものである。ＥＣＵ１１は、エアタンク２６内の圧力Ｐが第１圧力Ｐ１以下であるときは、正圧制御弁２７を強制的に閉弁する。
【００６５】
ステップＳ１１４では、エアタンク２６内の圧力が第２圧力Ｐ２以下であるか否かを判定する。圧力Ｐが第２圧力Ｐ２以下でなければ、処理をステップＳ１０６に戻す。圧力Ｐが第２圧力Ｐ２以下であれば、処理をステップＳ１１５に進め、補助正圧発生装置２８を作動させ、処理をステップＳ１０６に戻す。ステップＳ１１４での処理は、エアタンク２６内の圧縮空気のみでタービンロータ１６を確実に回転駆動させることができるか否かを判定するためのものである。第２圧力Ｐ２は、第１圧力Ｐ１よりも大きい値となっている（Ｐ２＞Ｐ１）。ＥＣＵ１１は、エアタンク２６内にタービンロータ１６を確実に回転駆動させることができないような状態にあれば、油圧で作動される補助正圧発生装置２８で発生させた圧縮空気をタービンロータ１６供給し、タービンロータ１６を回転駆動させる（図３（ｅ）、（ｆ）参照）。
【００６６】
この制御ルーチンでは、ステップＳ１１４またはステップＳ１１５から再びステップＳ１０６に処理を戻すようにしている。加速判定フラグのＯＮ時間Ｔが経過するか、エアタンク２６内の圧力Ｐが第１圧力Ｐ１以下となって正圧制御弁２７が閉弁されるまで、処理は繰り返し行われる。本実施形態では、ステップＳ１１４およびステップＳ１１５の処理を実行するときのＥＣＵ１１が補助正圧制御手段として機能している。
【００６７】
ＥＣＵ１１がステップＳ１１０にて正圧制御弁開弁フラグがＯＮでないと判定するか、ステップＳ１１１でエアタンク２６内の圧力Ｐが第１圧力Ｐ１以下であると判定すると、処理をステップＳ１１３に進め、正圧制御弁２７を閉弁する。本実施形態では、ステップＳ１１１およびステップＳ１１３の処理を実行するときのＥＣＵ１１が禁止手段として機能している。
【００６８】
ステップＳ１１６では、ＥＣＵ１１は、アクセル開度の変化量が所定値以上であるか否かを判定する。変化量が所定値以上であれば、ステップＳ１１６での判定が否定されるまで処理が繰り返し行われる（図３の時刻ｔ１〜ｔ２）。変化量が所定値未満であると判定されれば、ステップＳ１１７にて加速診断許可フラグをＯＮにして（図３の時刻ｔ３）、この制御ルーチンを終了する。
【００６９】
以上に述べたように、正圧供給装置２４を作動させたときのＥＣＵ１１内の処理について説明した。次にこのＥＣＵ１１内の処理によってタービンロータ１６回転数がどのように変化するかを図３のタイムチャートに基づいて説明する。
【００７０】
図３に示すようにＥＣＵ１１は、加速診断許可フラグがＯＮ、すなわち加速診断を許可しているときに、アクセル開度の変化量が所定値以上であると判定すると、加速判定フラグのＯＮ時間を設定した後、加速判定フラグをＯＮにする（時刻ｔ１）。
【００７１】
ＥＣＵ１１は、加速判定フラグがＯＮであると判定するとき、エアタンク２６内の圧力Ｐが第１圧力Ｐ１以下であるか否かを判定し、第１圧力Ｐ１以下でないと判定すると正圧制御弁開弁フラグをＯＮにして、正圧制御弁２７を開弁する。正圧制御弁開弁フラグがＯＮの間、正圧制御弁２７は開弁される（時刻ｔ１〜ｔ２）。
【００７２】
正圧制御弁２７を開弁することにより、エアタンク２６内の圧縮空気がタービンロータ１６に向かって噴出され、タービンロータ１６の回転に寄与する駆動力が増える。結果、従来の排ガスの排気圧力のみでタービンロータ１６を回転させたとき（図３中の破線で示す）に比べ、回転数の上昇率が上がる。回転数の上昇率が上がると、従来技術よりも短時間で目標のタービンロータ回転数に到達することとなり、過給圧を速やかに立ち上げることができるので、加速性能を向上させることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、可変ノズルターボチャージャ１２の回転要素であるタービンロータ１６、コンプレッサロータ１４、ターボ回転軸１７に回転モーメントを増加させるような補助装置を直接取り付けずに、タービンロータ１６の回転駆動を補助する構成としているので、このものよりもタービンロータ１６の応答性がよくなる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態によるエンジンの全体構成図である。
【図２】ＥＣＵが実行する正圧供給装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】正圧供給装置を作動させるときのＥＣＵ内の処理とタービンロータの作動状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１    エンジン
１０  アクセル開度センサ
１１  電子制御ユニット
１２  可変ノズルターボチャージャ
１６  タービンロータ
２４  正圧供給装置（補助手段）
２５  エアコンプレッサ
２６  エアタンク
２７  正圧制御弁
２８  補助正圧発生装置
２９  圧力センサ
３１  ノズル
【図１】
2006105026.tif 000003
【図２】
2006105026.tif 000004
【図３】
2006105026.tif 000005