(57)【要約】【課題】筒内圧が高くなり過ぎることを抑制しつつ、強いエンジンブレーキ力を得る。【解決手段】エンジンシステム１は、エンジン１０と、排気バルブ可変機構１５と、機械式過給機４０と、吸気スロットルバルブ５０と、流路切替機構６０と、吸気排出機構７０と、エンジンブレーキが要求された場合に、吸気通路１２の吸気が機械式過給機に導入されるように流路切替機構を制御し、機械式過給機よりも下流側且つ吸気スロットルバルブよりも上流側の吸気の一部が排気通路に導入されるように吸気排出機構を制御し、吸気スロットルバルブの弁開度が閉弁方向に変位するように吸気スロットルバルブを制御し、且つ、圧縮開放ブレーキがかかるようにエンジン及び排気バルブ可変機構を制御する制御処理を実行する制御装置９０と、を備える。【選択図】図１
2019210856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンの排気バルブのバルブタイミングを可変する排気バルブ可変機構と、前記エンジンの吸気通路に配置されて前記エンジンの動力によって駆動される機械式過給機と、を有するエンジンシステムにおいて、
前記吸気通路における前記機械式過給機よりも下流側に配置された吸気スロットルバルブと、
前記吸気通路の吸気が前記機械式過給機に導入される状態と、前記吸気通路の吸気が前記機械式過給機をバイパスして前記吸気通路における前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側に導入される状態と、を切り替える流路切替機構と、
前記吸気通路における前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側の吸気の一部を前記エンジンの排気通路に導入する吸気排出機構と、
エンジンブレーキが要求された場合に、前記吸気通路の吸気が前記機械式過給機に導入されるように前記流路切替機構を制御し、前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側の吸気の一部が前記排気通路に導入されるように前記吸気排出機構を制御し、前記吸気スロットルバルブの弁開度が閉弁方向に変位するように前記吸気スロットルバルブを制御し、且つ、圧縮開放ブレーキがかかるように前記エンジン及び前記排気バルブ可変機構を制御する制御処理を実行する制御装置と、を備えることを特徴とするエンジンシステム。
【請求項２】
前記吸気排出機構は、前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側の吸気の一部を、前記排気通路と前記吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を通過させた後に、前記排気通路に導入させる請求項１記載のエンジンシステム。
【請求項３】
前記吸気排出機構は、第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有する三方弁からなるＥＧＲバルブと、前記排気通路と前記第１ポートとを連通するとともに前記吸気通路における前記機械式過給機よりも上流側の箇所と前記第２ポートとを連通する前記ＥＧＲ通路と、前記吸気通路における前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側の箇所と前記第３ポートとを連通する吸気排出通路と、を備え、
前記制御装置は、前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側の吸気の一部が前記排気通路に導入されるように前記吸気排出機構を制御するに際して、前記第１ポートと前記第２ポートとが遮断状態になり且つ前記第１ポートと前記第３ポートとが連通状態になるように前記ＥＧＲバルブを制御する請求項２記載のエンジンシステム。
【請求項４】
エンジンと、前記エンジンの排気バルブのバルブタイミングを可変する排気バルブ可変機構と、前記エンジンの吸気通路に配置されて前記エンジンの動力によって駆動される機械式過給機と、前記吸気通路における前記機械式過給機よりも下流側に配置された吸気スロットルバルブと、前記吸気通路の吸気が前記機械式過給機に導入される状態と、前記吸気通路の吸気が前記機械式過給機をバイパスして前記吸気通路における前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側に導入される状態と、を切り替える流路切替機構と、前記吸気通路における前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側の吸気の一部を前記エンジンの排気通路に導入する吸気排出機構と、を有するエンジンシステムに適用された制御装置であって、
エンジンブレーキが要求された場合に、前記吸気通路の吸気が前記機械式過給機に導入されるように前記流路切替機構を制御し、前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側の吸気の一部が前記排気通路に導入されるように前記吸気排出機構を制御し、前記吸気スロットルバルブの弁開度が閉弁方向に変位するように前記吸気スロットルバルブを制御し、且つ、圧縮開放ブレーキがかかるように前記エンジン及び
前記排気バルブ可変機構を制御する制御処理を実行する制御部を備えることを特徴とするエンジンシステムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジンシステム及びエンジンシステムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンと、このエンジンの排気バルブのバルブタイミングを可変する排気バルブ可変機構とを有するエンジンシステムが知られている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。そして、このようなエンジンシステムにおいて、エンジンの動力によって駆動されて吸気を過給する機械式過給機をさらに備えるものが知られている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１６６３４６号公報
【特許文献２】特開２００９−１１４９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、エンジンブレーキが要求された場合には、強いエンジンブレーキ力が得られることが望ましい。これに関して、機械式過給機を有するエンジンシステムの場合、機械式過給機を駆動することに伴うエンジン回転の抵抗と、機械式過給機の過給によって圧力が上昇した吸気を圧縮することに伴うエンジン回転の抵抗とが発生するため、機械式過給機を有さない場合に比較して、エンジンブレーキ力を向上させることができる。そして、排気バルブ可変機構をさらに有するエンジンシステムの場合、エンジン及び排気バルブ可変機構によって圧縮開放ブレーキをかけることができれば、より強いエンジンブレーキ力を得ることができると考えられる。
【０００５】
しかしながら、このように圧縮開放ブレーキをかけた場合、機械式過給機によって過給された吸気が筒内に導入されることに起因する筒内圧の上昇に加えて、圧縮開放ブレーキをかける際の筒内圧の上昇によって、筒内圧が高くなり過ぎてしまう可能性がある。
【０００６】
上記のことを鑑みて、本開示は、筒内圧が高くなり過ぎることを抑制しつつ、強いエンジンブレーキ力を得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、本発明の態様に係るエンジンシステムは、エンジンと、前記エンジンの排気バルブのバルブタイミングを可変する排気バルブ可変機構と、前記エンジンの吸気通路に配置されて前記エンジンの動力によって駆動される機械式過給機と、を有するエンジンシステムにおいて、前記吸気通路における前記機械式過給機よりも下流側に配置された吸気スロットルバルブと、前記吸気通路の吸気が前記機械式過給機に導入される状態と、前記吸気通路の吸気が前記機械式過給機をバイパスして前記吸気通路における前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側に導入される状態と、を切り替える流路切替機構と、前記吸気通路における前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側の吸気の一部を前記エンジンの排気通路に導入する吸気排出機構と、エンジンブレーキが要求された場合に、前記吸気通路の吸気が前記機械式過給機に導入されるように前記流路切替機構を制御し、前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側の吸気の一部が前記排気通路に導入されるように前記吸気排出機構を制御し、前記吸気スロットルバルブの弁開度が閉弁方
向に変位するように前記吸気スロットルバルブを制御し、且つ、圧縮開放ブレーキがかかるように前記エンジン及び前記排気バルブ可変機構を制御する制御処理を実行する制御装置と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、上記目的を達成するため、本発明の態様に係るエンジンシステムの制御装置は、エンジンと、前記エンジンの排気バルブのバルブタイミングを可変する排気バルブ可変機構と、前記エンジンの吸気通路に配置されて前記エンジンの動力によって駆動される機械式過給機と、前記吸気通路における前記機械式過給機よりも下流側に配置された吸気スロットルバルブと、前記吸気通路の吸気が前記機械式過給機に導入される状態と、前記吸気通路の吸気が前記機械式過給機をバイパスして前記吸気通路における前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側に導入される状態と、を切り替える流路切替機構と、前記吸気通路における前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側の吸気の一部を前記エンジンの排気通路に導入する吸気排出機構と、を有するエンジンシステムに適用された制御装置であって、エンジンブレーキが要求された場合に、前記吸気通路の吸気が前記機械式過給機に導入されるように前記流路切替機構を制御し、前記機械式過給機よりも下流側且つ前記吸気スロットルバルブよりも上流側の吸気の一部が前記排気通路に導入されるように前記吸気排出機構を制御し、前記吸気スロットルバルブの弁開度が閉弁方向に変位するように前記吸気スロットルバルブを制御し、且つ、圧縮開放ブレーキがかかるように前記エンジン及び前記排気バルブ可変機構を制御する制御処理を実行する制御部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様によれば、筒内圧が高くなり過ぎることを抑制しつつ、強いエンジンブレーキ力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るエンジンシステムの全体構成を模式的に示す構成図である。
【図２】通常運転時において機械式過給機が吸気を過給する場合における吸気及び排気の流れを模式的に示す構成図である。
【図３】通常運転時において機械式過給機が吸気を過給しない場合における吸気及び排気の流れを模式的に示す構成図である。
【図４】エンジンブレーキ制御処理を含む一連の制御処理を示すフローチャートである。
【図５】エンジンブレーキ制御処理が実行された場合における吸気及び排気の流れを模式的に示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、発明の実施形態に係るエンジンシステム１及びエンジンシステム１の制御装置９０について、図面を参照しつつ説明する。図１は、エンジンシステム１の全体構成を模式的に示す構成図である。本実施形態に係るエンジンシステム１は、車両に搭載されている。この車両の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態においては、一例として、商用車（具体的にはトラック）を用いている。
【００１２】
エンジンシステム１は、エンジン１０、吸気通路１２、排気通路１３、及び、ターボチャージャ２０を備えている。本実施形態に係るエンジン１０は、具体的には圧縮着火式のエンジンであり、より具体的にはディーゼルエンジンである。エンジン１０の動作（燃料噴射時期や燃料噴射量等）は後述する制御装置９０によって制御されている。なお、本実施形態に係るエンジン１０は、合計で４個の気筒１１を有しているが、気筒１１の個数はこれに限定されるものではなく、４個よりも少なくてもよく、多くてもよい。
【００１３】
吸気通路１２は、エンジン１０に吸入される吸気が通過する通路であり、その下流側端部がエンジン１０の各気筒１１の吸気ポートに接続している。排気通路１３は、エンジン１０から排出された排気が通過する通路であり、その上流側端部がエンジン１０の各気筒１１の排気ポートに接続している。
【００１４】
ターボチャージャ２０は、排気のエネルギを利用して吸気を過給する装置である。具体的には、ターボチャージャ２０は、タービン２１と、タービン２１に接続されたコンプレッサ２２とを備えている。タービン２１は、排気通路１３に配置されており、タービン２１に導入された排気のエネルギを受けて回転する。コンプレッサ２２は、吸気通路１２に配置されている。タービン２１が排気のエネルギを受けて回転することで、このタービン２１に接続されたコンプレッサ２２も回転する。このコンプレッサ２２の回転によって、吸気通路１２の吸気が過給される。
【００１５】
また、エンジンシステム１は、排気バルブ可変機構１５、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）システム３０、機械式過給機４０、吸気スロットルバルブ５０、流路切替機構６０、吸気排出機構７０、センサ類８０、及び、制御装置９０をさらに備えている。
【００１６】
排気バルブ可変機構１５は、エンジン１０の排気バルブのバルブタイミングを可変する機構である。この排気バルブ可変機構１５の動作は制御装置９０によって制御されている。制御装置９０は、エンジン１０及び排気バルブ可変機構１５を制御することで、圧縮開放ブレーキをかける。具体的には、制御装置９０は、圧縮開放ブレーキをかける場合には、エンジン１０の圧縮行程においてエンジン１０のピストンが上死点近傍に達した段階で、エンジン１０の燃料噴射を停止させた状態で排気バルブ可変機構１５に排気バルブを開かせ、ピストンが上死点を通過後に排気バルブ可変機構１５に排気バルブを閉じさせる。このような圧縮開放ブレーキがかかることによって、エンジン１０の回転時の抵抗が生じるので、エンジンブレーキ力の向上を図ることができる。
【００１７】
ＥＧＲシステム３０は、ＥＧＲバルブ３１、ＥＧＲ通路３２、及び、ＥＧＲクーラ３３を備えている。本実施形態に係るＥＧＲバルブ３１は、ＥＧＲ通路３２の通路途中に配置されており、第１ポート３５ａ、第２ポート３５ｂ、及び、第３ポート３５ｃの３つのポートを有する三方弁によって構成されている。ＥＧＲ通路３２は、排気通路１３と吸気通路１２とを連通している。具体的には、本実施形態に係るＥＧＲ通路３２は、排気通路１３におけるタービン２１よりも上流側の箇所とＥＧＲバルブ３１の第１ポート３５ａとを連通する第１通路部分と、吸気通路１２における機械式過給機４０よりも上流側の箇所（より具体的には、さらにコンプレッサ２２よりも下流側の箇所）とＥＧＲバルブ３１の第２ポート３５ｂとを連通する第２通路部分と、によって構成されている。なお、ＥＧＲバルブ３１の第３ポート３５ｃには、後述する連通路７１の一端が接続している。
【００１８】
ＥＧＲバルブ３１の動作は制御装置９０が制御している。ＥＧＲバルブ３１が、制御装置９０によって制御されることで、第１ポート３５ａと第２ポート３５ｂとを連通状態にし、第１ポート３５ａと第３ポート３５ｃとを遮断状態にした場合、排気通路１３の排気の一部はＥＧＲ通路３２を通過して吸気通路１２に導入される（このときにＥＧＲ通路３２を通過する排気を、ＥＧＲガスと称する）。一方、ＥＧＲバルブ３１が第１ポート３５ａと第２ポート３５ｂとを遮断状態にし、第１ポート３５ａと第３ポート３５ｃとを連通状態にした場合、ＥＧＲガスがＥＧＲ通路３２を通過して吸気通路１２に導入されることが停止され、代わりに、後述する連通路７１を通過した吸気（これは、機械式過給機４０よりも下流側且つ吸気スロットルバルブ５０よりも上流側の吸気の一部である）がＥＧＲ通路３２の第１通路部分に導入され、この第１通路部分を通過した後に排気通路１３に導入される。
【００１９】
ＥＧＲクーラ３３は、ＥＧＲ通路３２を通過するガスを冷却する熱交換器である。本実施形態に係るＥＧＲクーラ３３は、一例として、ＥＧＲ通路３２の第１通路部分に配置されている。但し、ＥＧＲクーラ３３の配置箇所はこれに限定されるものではなく、ＥＧＲクーラ３３は、ＥＧＲ通路３２の第２通路部分に配置されていてもよい。なお、ＥＧＲシステム３０は、このＥＧＲクーラ３３を備えていない構成とすることもできる。但し、ＥＧＲシステム３０がＥＧＲクーラ３３を備えている場合の方が、これを備えていない場合に比較して、ＥＧＲ通路３２を通過するガスが高温になり過ぎることを効果的に抑制できる点で好ましい。
【００２０】
機械式過給機４０は、吸気通路１２における吸気スロットルバルブ５０よりも上流側の箇所（本実施形態では、さらに、ＥＧＲ通路３２の吸気通路１２への接続箇所よりも下流側の箇所）に配置されている。機械式過給機４０は、エンジン１０の動力によって駆動されている。具体的には機械式過給機４０は、エンジン１０のクランクシャフトの動力が機械式過給機４０に伝達されるように、エンジン１０に接続されている。これにより、機械式過給機４０は、エンジン１０の始動後において、クランクシャフトの動力によって常時駆動されている。機械式過給機４０は、機械式過給機４０に吸気が導入された場合に、この導入された吸気を過給する。
【００２１】
吸気スロットルバルブ５０は、吸気通路１２における機械式過給機４０よりも下流側の箇所に配置されている。吸気スロットルバルブ５０は、その弁開度を閉弁方向に変位させることで吸気を絞る。このように吸気が絞られることで、エンジン１０に吸入される吸気の流量（ｍｍ３／ｓ）は減少する。この吸気スロットルバルブ５０の動作は、制御装置９０によって制御されている。なお、これは後述するが、本実施形態に係る吸気スロットルバルブ５０は、通常運転時においては吸気を絞らない状態（全開状態）になっており、後述するエンジンブレーキ制御処理が実行された場合に弁開度を閉弁方向に変位させることで、吸気を絞る。
【００２２】
流路切替機構６０は、吸気通路１２の吸気が機械式過給機４０に導入される状態と、吸気通路１２の吸気が機械式過給機４０をバイパスして吸気通路１２における機械式過給機４０よりも下流側且つ吸気スロットルバルブ５０よりも上流側に導入される状態と、を切り替える機構である。このような機能を有するものであれば、流路切替機構６０の具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態に係る流路切替機構６０は、一例として、流路切替バルブ６１と、バイパス通路６２とを備えている。
【００２３】
流路切替バルブ６１は、第１ポート６５Ａ、第２ポート６５Ｂ、及び、第３ポート６５Ｃの３つのポートを有する三方弁によって構成されている。流路切替バルブ６１は、その第１ポート６５Ａに、吸気通路１２における流路切替バルブ６１よりも上流側部分の一端が接続し、その第２ポート６５Ｂに、吸気通路１２における流路切替バルブ６１よりも下流側部分の一端が接続している。また、バイパス通路６２は、流路切替バルブ６１の第３ポート６５Ｃと、吸気通路１２における機械式過給機４０よりも下流側且つ吸気スロットルバルブ５０よりも上流側の箇所と、を連通している。流路切替バルブ６１の動作は制御装置９０が制御している。
【００２４】
流路切替バルブ６１が第１ポート６５Ａと第２ポート６５Ｂとを連通状態にし、第１ポート６５Ａと第３ポート６５Ｃとを遮断状態にした場合、吸気通路１２の吸気は機械式過給機４０に導入される。一方、流路切替バルブ６１が第１ポート６５Ａと第２ポート６５Ｂとを遮断状態にし、第１ポート６５Ａと第３ポート６５Ｃとを連通状態にした場合、吸気通路１２の吸気はバイパス通路６２を通過して（機械式過給機４０をバイパスして）、吸気通路１２における機械式過給機４０よりも下流側且つ吸気スロットルバルブ５０よりも上流側の箇所に導入される。
【００２５】
吸気排出機構７０は、吸気通路１２における機械式過給機４０よりも下流側且つ吸気スロットルバルブ５０よりも上流側の吸気の一部を排気通路１３に導入する機構である。このような機能を有するものであれば、吸気排出機構７０の具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態に係る吸気排出機構７０は、一例として、連通路７１を備えるとともに、前述したバイパス通路６２、ＥＧＲバルブ３１及びＥＧＲ通路３２も、その構成要素の一部に含んでいる。連通路７１は、バイパス通路６２の通路途中とＥＧＲバルブ３１の第３ポート３５ｃとを連通している。
【００２６】
流路切替バルブ６１が第１ポート６５Ａと第２ポート６５Ｂとを連通状態にし、第１ポート６５Ａと第３ポート６５Ｃとを遮断状態にした状態で、ＥＧＲバルブ３１が第１ポート３５ａと第３ポート３５ｃとを連通状態にし、第１ポート３５ａと第２ポート３５ｂとを遮断状態にした場合、ＥＧＲガスがＥＧＲ通路３２を通過して吸気通路１２に導入されることが停止されるとともに、吸気通路１２における機械式過給機４０よりも下流側且つ吸気スロットルバルブ５０よりも上流側の吸気（すなわち、機械式過給機４０によって過給された後の吸気であって、吸気スロットルバルブ５０に流入する前の吸気）の一部が、バイパス通路６２及び連通路７１を通過して、ＥＧＲ通路３２に導入され、このＥＧＲ通路３２を通過した後に（具体的には、ＥＧＲガスの流動方向とは逆方向に流動した後に）、排気通路１３に導入される。なお、この吸気の流動については、後述する図４のステップＳ２０及び図５において、再度説明する。
【００２７】
すなわち、本実施形態に係る吸気排出機構７０は、機械式過給機４０よりも下流側且つ吸気スロットルバルブ５０よりも上流側の吸気の一部を、ＥＧＲ通路３２を通過させた後に、排気通路１３に導入させている。また、上述したバイパス通路６２の一部分及び連通路７１は、吸気通路１２における機械式過給機４０よりも下流側且つ吸気スロットルバルブ５０よりも上流側の箇所とＥＧＲバルブ３１の第３ポート３５ｃとを連通する「吸気排出通路」としての機能を有する部材の一例である。
【００２８】
センサ類８０は、ブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキ踏込量センサや、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダル踏込量センサ等、エンジンシステム１の各種の情報を検出する種々のセンサ類を有している。センサ類８０の検出結果は制御装置９０に伝えられる。
【００２９】
制御装置９０は、各種の制御処理を実行する制御部としての機能を有するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）９１と、このＣＰＵ９１の動作に用いられる各種情報やプログラム等を記憶する記憶部９２と、を有するマイクロコンピュータを備えている。なお、記憶部９２は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶媒体によって構成されている。制御装置９０は、エンジン１０の燃料噴射時期や燃料噴射量等を制御することでエンジン１０の動作を統合的に制御する。また制御装置９０は、排気バルブ可変機構１５や、ＥＧＲバルブ３１、吸気スロットルバルブ５０、流路切替バルブ６１も制御する。また制御装置９０は、エンジンブレーキが要求された場合に、エンジンブレーキ制御処理を実行するが、このエンジンブレーキ制御処理については後述する。
【００３０】
続いて、機械式過給機４０の過給動作について説明する。図２は、通常運転時において機械式過給機４０が吸気を過給する場合における吸気及び排気の流れを模式的に示す構成図であり、図３は、通常運転時において機械式過給機４０が吸気を過給しない場合における吸気及び排気の流れを模式的に示す構成図である。
【００３１】
ここで、本実施形態に係る制御装置９０は、通常運転時において、ターボチャージャ２０による過給のみでは吸気の過給が不足する場合に、ターボチャージャ２０に加えて機械式過給機４０を使用して、ターボチャージャ２０及び機械式過給機４０の両方で吸気を過給する。具体的には、制御装置９０は、エンジン１０に要求される要求負荷（例えば燃料噴射量）が予め設定された基準値以上の場合（高負荷の場合）には、ターボチャージャ２０及び機械式過給機４０の両方で吸気を過給する。
【００３２】
より具体的には、この場合、制御装置９０は、図２に示すように、流路切替バルブ６１を第１ポート６５Ａと第２ポート６５Ｂとが連通状態になるように制御し、ＥＧＲバルブ３１を第１ポート３５ａと第２ポート３５ｂとが連通状態になるように制御し、且つ、吸気スロットルバルブ５０を吸気が絞られない状態に（全開状態に）制御する。これにより、吸気通路１２の吸気は、ターボチャージャ２０のコンプレッサ２２によって過給された後に、機械式過給機４０によってさらに過給されて、エンジン１０に吸入される。また、この場合、排気通路１３の排気の一部は、ＥＧＲ通路３２を通過して機械式過給機４０よりも上流側且つコンプレッサ２２よりも下流側の吸気通路１２に導入され、機械式過給機４０によって過給されて、エンジン１０に吸入される。
【００３３】
一方、制御装置９０は、エンジン１０に要求される要求負荷が基準値より小さい場合（低負荷の場合）には、機械式過給機４０による過給は行わずに、ターボチャージャ２０によって吸気を過給する。
【００３４】
具体的には、この場合、図３に示すように、制御装置９０は、流路切替バルブ６１を第１ポート６５Ａと第３ポート６５Ｃとが連通状態になるように制御し、ＥＧＲバルブ３１を第１ポート３５ａと第２ポート３５ｂとが連通状態になるように制御し、且つ、吸気スロットルバルブ５０を吸気が絞られない状態（全開状態）に制御する。これにより、吸気通路１２の吸気は、ターボチャージャ２０のコンプレッサ２２によって過給された後に、バイパス通路６２を通過して（機械式過給機４０をバイパスして）、吸気通路１２における吸気スロットルバルブ５０よりも上流側且つ機械式過給機４０よりも下流側の箇所に導入され、その後、エンジン１０に吸入される。また、この場合、排気通路１３の排気の一部は、ＥＧＲ通路３２を通過後に吸気通路１２に導入され、バイパス通路６２を通過して（機械式過給機４０をバイパスして）、吸気通路１２における吸気スロットルバルブ５０よりも上流側且つ機械式過給機４０よりも下流側の箇所に導入され、その後、エンジン１０に吸入される。
【００３５】
続いて、制御装置９０が実行するエンジンブレーキ制御処理について説明する。図４は、エンジンブレーキ制御処理を含む一連の制御処理を示すフローチャートである。図５は、エンジンブレーキ制御処理が実行された場合における吸気及び排気の流れを模式的に示す構成図である。なお、図４のフローチャートの各ステップは、制御装置９０の具体的にはＣＰＵ９１（制御部）がプログラムに基づいて実行する。また、制御装置９０は、図４のフローチャートを、エンジン１０の始動開始と同時に繰り返し実行する。
【００３６】
ステップＳ１０において、制御装置９０は、エンジンブレーキが要求されたか否かを判定する。このステップＳ１０の具体的な実行手法は、特に限定されるものではないが、本実施形態に係る制御装置９０は、一例として、車両の走行中においてフットブレーキが作動した場合に（なお、この場合、車両の速度は減速する）、エンジンブレーキが要求されたと判定する。具体的には、制御装置９０は、車両の走行中において、ブレーキ踏込量センサ（センサ類８０）の検出結果に基づいてブレーキペダル踏込量がゼロよりも大きくなったか否かを判定し、この結果、ブレーキペダル踏込量がゼロよりも大きくなったと判定した場合に、エンジンブレーキが要求された（ＹＥＳ）と判定する。
【００３７】
なお、ステップＳ１０の具体例は上記のものに限定されるものではなく、他の一例を挙げると、例えば、制御装置９０は、車両の走行中においてアクセルがオフになった場合に（アクセルペダルの踏込量がゼロになった場合に）、エンジンブレーキが要求されたと判定することもできる。
【００３８】
ステップＳ１０でＮＯと判定された場合、制御装置９０は、フローチャートをスタートから再度実行する（リターン）。一方、ステップＳ１０でＹＥＳと判定された場合、制御装置９０は、エンジンブレーキ制御処理の実行を開始する（ステップＳ２０）。具体的には、このステップＳ２０において、制御装置９０は、吸気が機械式過給機４０に導入されるように流路切替機構６０を制御し、機械式過給機４０よりも下流側且つ吸気スロットルバルブ５０よりも上流側の吸気の一部が排気通路１３に導入されるように吸気排出機構７０を制御し、吸気スロットルバルブ５０の弁開度が閉弁方向に変位するように吸気スロットルバルブ５０を制御し、且つ、圧縮開放ブレーキがかかるようにエンジン１０及び排気バルブ可変機構１５を制御する。
【００３９】
より具体的には、ステップＳ２０において制御装置９０は、図５に示すように、流路切替バルブ６１を第１ポート６５Ａと第３ポート６５Ｃとが遮断状態になり、且つ、第１ポート６５Ａと第２ポート６５Ｂとが連通状態になるように制御することで、吸気を機械式過給機４０に導入させる。
【００４０】
また、制御装置９０は、ＥＧＲバルブ３１を第１ポート３５ａと第２ポート３５ｂとが遮断状態になり、且つ、第１ポート３５ａと第３ポート３５ｃとが連通状態になるように制御することで、ＥＧＲガスが吸気通路１２に導入されることを停止させるとともに、機械式過給機４０よりも下流側且つ吸気スロットルバルブ５０よりも上流側の吸気の一部を吸気排出通路（バイパス通路６２及び連通路７１）及びＥＧＲ通路３２を通過させてから排気通路１３に導入させる。
【００４１】
また、制御装置９０は、吸気スロットルバルブ５０の弁開度を閉弁方向に変位させて、例えば半開状態（開度が５０％の状態）にすることで、吸気スロットルバルブ５０に吸気を絞らせる。なお、このときの吸気スロットルバルブ５０の弁開度は、ステップＳ２０の実行開始前の弁開度よりも小さい値であればよく、５０％に限定されるものではない。
【００４２】
そして、制御装置９０は、エンジン１０の圧縮行程においてピストンが上死点近傍に達した段階で、エンジン１０の燃料噴射を停止させた状態で排気バルブ可変機構１５に排気バルブを開かせ、ピストンが上死点を通過後に排気バルブ可変機構１５に排気バルブを閉じさせることで、圧縮開放ブレーキをかける。
【００４３】
以上のようなステップＳ２０が実行されることで、エンジン１０の動力によって駆動された機械式過給機４０によって吸気を過給しつつ、過給された吸気の一部を排気通路１３に逃がし、過給された吸気の残りを吸気スロットルバルブ５０によって絞った上でエンジン１０に吸入させ、且つ、圧縮開放ブレーキをかけることができる。
【００４４】
図４を再び参照して、ステップＳ２０の後に制御装置９０は、エンジンブレーキ制御処理を終了させるための条件（以下、「終了条件」と称する）が満たされたか否かを判定する（ステップＳ３０）。この終了条件の具体的な内容は特に限定されるものではないが、本実施形態では、一例として、エンジンブレーキが要求されなくなったという条件を用いており、この条件の具体例として、アクセルがオンになったという条件（換言すると、アクセルペダルが踏み込まれたという条件）を用いている。
【００４５】
具体的には、この場合、制御装置９０は、アクセルペダル踏込量センサ（センサ類８０
）の検出結果に基づいてアクセルペダルの踏込量を取得し、この取得されたアクセルペダルの踏込量がゼロよりも大きい値になった場合に、終了条件が満たされた（ＹＥＳ）と判定する。
【００４６】
ステップＳ３０はＹＥＳと判定されるまで繰り返し実行される。ステップＳ３０でＹＥＳと判定された場合、制御装置９０は、エンジンブレーキ制御処理の実行を終了させる（ステップＳ４０）。具体的には、制御装置９０は、エンジンシステム１の状態をステップＳ２０が実行される前の状態（通常運転時の状態）に戻す。より具体的には、制御装置９０は、吸気スロットルバルブ５０の弁開度を開弁方向に変位させて、吸気スロットルバルブ５０による吸気の絞りを停止させ、ＥＧＲバルブ３１を第１ポート３５ａと第２ポート３５ｂとが連通状態になるようにし、流路切替バルブ６１を図２又は図３の状態にする。また、制御装置９０は、圧縮開放ブレーキがかからないようにエンジン１０及び排気バルブ可変機構１５を制御する。ステップＳ４０の後に制御装置９０は、フローチャートをスタートから再度実行する（リターン）。
【００４７】
以上説明したような本実施形態によれば、エンジンブレーキが要求された場合にステップＳ２０に係るエンジンブレーキ制御処理が実行されることで、機械式過給機４０によって吸気を過給しつつ、過給された吸気の一部を排気通路１３に逃がし、過給された吸気の残りを吸気スロットルバルブ５０によって絞った上でエンジン１０に吸入させ、且つ、圧縮開放ブレーキをかけることができる。これにより、機械式過給機４０によって過給された吸気の全部がエンジン１０に吸入される場合（従来技術）に比較して、エンジン１０に吸入される吸気流量が減少する結果、エンジン１０の筒内圧（気筒１１の内圧）が高くなり過ぎることを抑制することができる。また、機械式過給機４０を駆動することに伴うエンジン回転の抵抗と、機械式過給機４０の過給によって圧力が上昇した吸気を圧縮することに伴うエンジン回転の抵抗と、によるエンジンブレーキ力の向上に、圧縮開放ブレーキがかかることによるエンジンブレーキ力の向上が加わるので、強いエンジンブレーキ力を得ることができる。
【００４８】
以上のように、本実施形態によれば、筒内圧が高くなり過ぎることを抑制しつつ、強いエンジンブレーキ力を得ることができる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、上述したように、筒内圧が高くなり過ぎることを抑制できるので、筒内圧が高くなり過ぎることに起因してエンジンシステム１に不具合が生じることを抑制することもできる。また、上述したように強いエンジンブレーキ力が得られるので、エンジン１０の排気量を小さくしても、必要なエンジンブレーキ力を確保することが可能になる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、ステップＳ２０において、機械式過給機４０よりも下流側且つ吸気スロットルバルブ５０よりも上流側の吸気の一部を、ＥＧＲ通路３２を通過させた後に、排気通路１３に導入させているので、既存のＥＧＲ通路３２を有効利用して、吸気の一部を排気通路１３に導入させることができる。これにより、エンジンシステム１の製造コストの低減を図ることができる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、ステップＳ２０において、機械式過給機４０よりも下流側且つ吸気スロットルバルブ５０よりも上流側の吸気の一部を排気通路１３に導入させるに際して、三方弁からなるＥＧＲバルブ３１のポートの切替制御というシンプルな制御によって、これを実現しているので、制御処理の簡素化が図られている。
【００５２】
なお、吸気排出機構７０の構成は図１で説明した構成に限定されるものではない。吸気排出機構７０の他の一例を挙げると、例えば、連通路７１の下流側端部（図１においてＥ
ＧＲバルブ３１の第３ポート３５ｃに接続している部分）が、第３ポート３５ｃに接続するのではなく、排気通路１３（例えば、タービン２１よりも上流側且つＥＧＲ通路３２の排気通路１３への接続箇所よりも下流側の部分）に接続し、且つ、この連通路７１を開閉する開閉バルブ（吸気排出バルブと称する）をさらに備える構成とすることもできる。この場合、制御装置９０は、この吸気排出バルブを、図４のステップＳ２０において開弁させる。このような構成においても、機械式過給機４０よりも下流側且つ吸気スロットルバルブ５０よりも上流側の吸気の一部を排気通路１３に導入することは可能である。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  エンジンシステム
１０  エンジン
１２  吸気通路
１３  排気通路
１５  排気バルブ可変機構
２０  ターボチャージャ
３０  ＥＧＲシステム
３１  ＥＧＲバルブ
３２  ＥＧＲ通路
４０  機械式過給機
５０  吸気スロットルバルブ
６０  流路切替機構
７０  吸気排出機構
８０  センサ類
９０  制御装置
９１  ＣＰＵ（制御部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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