(57)【要約】【課題】  エネルギ回収装置において、排気通路に配置された排気絞り弁を開くのに必要とされる力を低減する。【解決手段】  燃料カットを行っているときに、排気通路に設けた排気絞り弁５０を閉じ、該排気絞り弁５０の上流側の圧力を高める昇圧手段を備え、該昇圧手段により高められた圧力をエネルギとして回収するエネルギ回収装置であって、回収不要となったとき、前記排気絞り弁５０上流側の圧力を低減する圧力低減手段を備えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料カットを行っているときに、排気通路に設けた排気絞り弁を閉じ、該排気絞り弁の上流側の圧力を高める昇圧手段を備え、該昇圧手段により高められた圧力をエネルギとして回収するエネルギ回収装置であって、
回収不要となったとき、前記排気絞り弁上流側の圧力を低減する圧力低減手段を備えることを特徴とするエネルギ回収装置。
【請求項２】
前記圧力低減手段は、吸気通路に設けられた吸気絞り弁を、エネルギ回収を行っているときの開度から所定開度にまで閉弁させることを特徴とする請求項１に記載のエネルギ回収装置。
【請求項３】
前記圧力低減手段は、吸排気バルブのオーバーラップ量を、燃料噴射を行っているときのオーバーラップ量よりも増えるように該吸排気バルブの開閉タイミングを変えることを特徴とする請求項１または２に記載のエネルギ回収装置。
【請求項４】
前記圧力低減手段は、ピストンが下降しているときに少なくとも排気バルブが開いた状態となるように該排気バルブの開閉タイミングを変えることを特徴とする請求項１または２に記載のエネルギ回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路の少なくとも一部の圧力を高めて、その高められた圧力をエネルギとして回収するエネルギ回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンの排気通路に排気絞り弁を配置すると共に、該排気絞り弁が配置されている排気通路よりも上流側に連通する高圧ガスタンクを設置し、排気絞り弁の開度を絞ることで、排気絞り弁上流側の排気ガスの圧力を昇圧し、その昇圧した排気ガスを高圧ガスタンクに蓄圧保持することが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１４７２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、排気絞り弁の開度を絞ることで該排気絞り弁よりも上流側の排気通路の圧力が高められるようになるので、排気絞り弁の開度を大きくする、すなわち開くときには排気通路の高い圧力に対抗して排気絞り弁を開かなければならず、排気絞り弁を開くために大きな力が必要とされる場合があり、その低減が望まれる。
【０００５】
そこで、本発明は、そのような排気絞り弁を開くのに必要とされる力を低減することを可能にするエネルギ回収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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明によるエネルギ回収装置は、燃料カットを行っているときに、排気通路に設けた排気絞り弁を閉じ、該排気絞り弁の上流側の圧力を高める昇圧手段を備え、該昇圧手段により高められた圧力をエネルギとして回収するエネルギ回収装置であって、回収不要となったとき、前記排気絞り弁上流側の圧力を低減する圧力低減手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記構成により、回収不要となったとき、圧力低減手段により、排気絞り弁上流側の圧力が低減されるので、排気絞り弁を開くのに必要とされる力を低減することが可能になる。
【０００８】
前記圧力低減手段は、吸気通路に設けられた吸気絞り弁を、エネルギ回収を行っているときの開度から所定開度にまで閉弁させると好ましい。これにより、吸気絞り弁よりも下流側への新たな空気の流入が抑制され、排気絞り弁よりも上流側の排気通路の圧力の実質的な低下を招くことが可能になる。
【０００９】
さらに、前記圧力低減手段は、吸排気バルブのオーバーラップ量を、燃料噴射を行っているときのオーバーラップ量よりも増えるように該吸排気バルブの開閉タイミングを変えると好ましい。これにより、オーバーラップ量が燃料噴射を行っているときよりも増やされ、排気通路から吸気通路側へ排気通路内の流体が流れることになり、排気絞り弁よりも上流側の排気通路の圧力の実質的な低下を招くことが可能になる。
【００１０】
さらにあるいは、前記圧力低減手段は、ピストンが下降しているときに少なくとも排気バルブが開いた状態となるように該排気バルブの開閉タイミングを変えると好ましい。これにより、排気通路の流体が筒内に少なくとも移動することになり、その移動分、排気絞り弁よりも上流側の排気通路の圧力の実質的な低下を招くことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明によるエネルギ回収装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
まず、本発明によるエネルギ回収装置の第一実施形態について、以下に説明する。本第一実施形態におけるエンジンシステムの概念を図１に示す。本第一実施形態におけるエンジン１０は、燃料であるガソリンを燃料噴射弁１２から燃焼室１４内に直接噴射し、点火プラグ１６によって着火させる筒内噴射型式のものである。
【００１３】
燃焼室１４にそれぞれ臨む吸気ポート１８および排気ポート２０が形成されたシリンダヘッド２２には、吸気バルブ２４および排気バルブ２６を駆動する動弁機構２８と、燃焼室１４内の混合気を着火させる前述の点火プラグ１６とが組み込まれ、さらにこの点火プラグ１６に火花を発生させるイグナイタ３０が搭載されている。
【００１４】
本第一実施形態の動弁機構２８は、吸気バルブ２４および排気バルブ２６の作用角の位相およびリフト量を自由に可変、すなわちそれらの開閉タイミングを自由に可変とする機構を有している。具体的には、図示しないが、動弁機構２８は、電磁コイルの電磁力により吸気バルブ２４および排気バルブ２６を動かすものであり、それら吸排気バルブ２４、２６は電磁駆動弁とされている。それ故、吸気バルブ２４および排気バルブ２６の各電磁コイルの、制御される通電駆動による電磁力により、それらの作用角の位相やリフト量は自由に変えられる。
【００１５】
吸気ポート１８に連通するようにシリンダヘッド２２に連結されて吸気ポート１８と共に吸気通路３２を区画形成する吸気管３４の上流端側には、大気中に含まれる塵埃などを除去して吸気通路３２に導くためのエアクリーナ３６が設けられている。このエアクリーナ３６よりも下流側に位置すると共に、サージタンク３８よりも上流側に位置する吸気管３４の部分には、運転者によって操作されるアクセルペダル４０の踏み込み量に基づき、スロットルアクチュエータ４２によって開度が調整される吸気絞り弁、すなわち電子制御式のスロットルバルブ４４が組み込まれている。ただし、アクセルペダル４０の踏み込み動作と、スロットルバルブ４４の開閉動作とを切り離して電子的に制御できるようにしている。
【００１６】
排気ポート２０に連通するようにシリンダヘッド２２に連結されて排気ポート２０と共に排気通路４６を区画形成する排気管４８の途中には、排気通路４６の閉塞を可能にする排気絞り弁５０が配置されている。排気絞り弁５０は、排気ガスの流れの向きに可動である傘状の弁体５０ａが環状の弁座５０ｂに直角方向に移動するポペット式バルブである。それ故、弁体５０ａが弁座５０ｂに着座することにより、排気絞り弁５０の閉弁時において排気通路４６の優れた閉塞性が確保される。排気絞り弁５０の弁体５０ａは、空圧式のアクチュエータ５２によって作動され、弁座５０ｂに着座する閉位置と、弁座５０ｂに所定の間隔を開けて保持される開位置とを有する。排気絞り弁５０よりも上流側の排気通路４６には、逆止弁５４を有する回収管５６を介して、蓄圧タンク５８が接続されている。なお、蓄圧タンク５８には、回収管５６とは別に、蓄圧タンク５８内の圧力を利用可能にするために、制御弁６０を有する放出管６２が接続されている。
【００１７】
エンジン１０は、各種値を検出してこれを電子制御装置（以下、ＥＣＵと称する。）６４に出力する各種センサ類を備えている。具体的には、吸気管３４内の空気の圧力、すなわち吸気圧を検出する吸気圧センサ６６を備えている。また運転者によって操作されるアクセルペダル４０の踏み込み量に対応する位置を検出するアクセルポジションセンサ６８を備えている。また、スロットルバルブ４４の開度を検出するスロットルポジションセンサ６９を備えている。また、ピストン７０が往復動するシリンダブロック７２には、連接棒７４を介してピストン７０が連結されるクランク軸７６のクランク回転信号を検出するクランクポジションセンサ７８が取り付けられている。本第一実施形態においては、このクランクポジションセンサ７８をエンジン回転数センサとしても利用している。さらに、排気管４８内の排気ガスあるいは空気である流体の圧力を検出する圧力センサ８０を備えている。また、蓄圧タンク５８内の圧力を検出する圧力センサ８２も備えられている。さらには、ブレーキペダル８４の踏み込みに基づく信号を出力するストップランプスイッチ８６を備えている。さらに、車速を検出する車速センサ８８も備えられている。
【００１８】
ＥＣＵ６４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器、入力インタフェース、出力インタフェース等を含むマイクロコンピュータで構成されている。入力インタフェースには、上記吸気圧センサ６６等のセンサ類などが電気的に接続されている。これらのセンサ類などからの検出信号に基づき、予め設定されたプログラムに従って円滑なエンジン１０の運転がなされるように、ＥＣＵ６４は出力インタフェースから電気的に信号を出力して、燃料噴射弁１２、動弁機構２８、イグナイタ３０、スロットルアクチュエータ４２、アクチュエータ５２などの作動を制御するようになっている。
【００１９】
エンジン１０では、通常の運転時、吸気圧センサ６６からの出力値に基づく吸気圧や、クランク角センサ７８からの出力値に基づくエンジン回転数など、すなわちエンジン負荷およびエンジン回転数で表される運転状態に基づいて燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等が設定される。その際、アクセルポジションセンサ６８からの出力値に基づくアクセルペダル４０の踏み込み量などに応じてそれらの補正がなされ、これらの補正された燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期に基づいて、燃料噴射弁１２や点火プラグ１６などが制御される。
【００２０】
なお、エンジン１０では、クランクポジションセンサ７８により検出される値を用いて導かれるエンジン回転数が所定回転数以上であり、且つアクセルポジションセンサ６８により検出されるアクセルペダル４０の踏み込み量が「０」、すなわちアクセルペダル４０が踏み込まれていないときに、燃料噴射弁１２からの燃料噴射が停止（以下、燃料カットと称する。）されるように設定されている。ただし、このような燃料カットの状態が続いて、エンジン回転数が低下して別の所定回転数に達すると、燃料噴射は再開される。なお、燃料カットが行われているときは、概ね減速時に対応する。
【００２１】
また、エンジン１０では、通常の運転時においてそのエンジン回転数が高いとき、吸気バルブ２４と排気バルブ２６とのオーバーラップ量が所定量生じるように、ＥＣＵ６４により、動弁機構２８が制御されている。これにより、空気を効果的に燃焼室１４内に導くことにしている。一方、通常の運転時であって、エンジン回転数が低いときは、排気通路４６から燃焼室１４内に排気ガスが逆流して燃焼が不安定になるのを防止すべく、エンジン回転数が高いときに比してオーバーラップ量が少なくなるように、あるいはオーバーラップが生じないように動弁機構２８が制御される。
【００２２】
ところで、エンジン１０では、排気通路４６を流れる排気ガスは、通常の運転時、排気絞り弁５０が全開にされていて、大気に放出されている。これに対して、所定条件を満たすとき、具体的には燃料カットがされている上記状態のとき、排気通路４６を流れる流体を有効に活用することでエネルギが取り出されて、それが回収されるように設定されている。以下にそのエネルギの回収について詳細に説明する。
【００２３】
まず、エネルギの回収の概略を説明する。エネルギを回収するとき、排気通路４６の圧力を高めるように排気絞り弁５０を閉じるべく、ＥＣＵ６４からアクチュエータ５２に作動信号が出力される。これにより、排気絞り弁５０の弁体５０ａが弁座５０ｂに着座することになり、排気通路４６が閉じられる。この際、排気絞り弁５０が閉じられると共に、排気絞り弁５０の上流側の排気通路４６に空気を導入すべく、スロットルバルブ４４が所定開度にまで開かれるように、スロットルアクチュエータ４２が制御される。そして、排気絞り弁５０よりも上流側の排気通路４６内の高い圧力がエネルギとして蓄圧タンク５８に回収されることとなる。その後、蓄圧タンク５８内が満たされたことに対応する信号が圧力センサ８２より、あるいはアクセルペダル４０が運転者により踏み込まれたことに対応する検出信号がアクセルポジションセンサ６８によりＥＣＵ６４に入力され、あるいは、燃料噴射が再び開始されることがＥＣＵ６４により決定され、エネルギの回収が不要（以下、回収不要と称する。）とＥＣＵ６４で判断されると、排気絞り弁５０を開けてエネルギの回収が終了されることとなる。
【００２４】
しかしながら、そのような終了の際、排気絞り弁５０よりも上流側の排気通路４６の圧力が高いので、この圧力に抗して排気絞り弁５０を開けなければならず、大きな力を必要とする。特に、上記の如く、排気絞り弁５０がポペット式バルブである場合には、顕著である。このような力は小さいほど良く、この力の低減が望まれる。そこで、排気絞り弁５０を開くのに必要とされる力を低減することを可能にするべく、排気絞り弁５０よりも上流側の圧力を低減する圧力低減手段が備えられている。
【００２５】
本第一実施形態では、以下に詳述するように、この圧力低減手段は、スロットルバルブ４４とＥＣＵ６４とを含んで構成され、それはスロットルバルブ４４を、エネルギ回収を行っているときの上記所定開度から別の所定開度にまで閉弁させるものである。このような圧力低減手段の作用を含めたエネルギの回収の流れの一例について、図２のフローチャートに従って、以下に詳細に説明する。なお、図２のフローチャートは、およそ２０ｍｓ毎に繰り返されるものである。
【００２６】
まず、ＥＣＵ６４は、ステップＳ２０５において、回収フラグがＯＮ、すなわち「１」であるか否かを判定する。ここで、回収フラグが「１」ということは、エネルギの回収が行われる所定条件を満たしている、あるいはエネルギ回収を行っている状態であることを表し、これに対してそれが「０」ということは、エネルギの回収が行われる所定条件を満たしていない、あるいはエネルギ回収が終了したことを表す。初期状態では同フラグはリセットされているためここでは否定される。そして、ステップＳ２１０に進むと、所定条件である、燃料カット中か否かが判定される。「燃料カット中」ということは、上述の如く、アクセルペダルの踏み込み量が「０」であり、エンジン回転数が所定回転数以上のときに対応している。具体的には、燃料カット中か否かは、燃料噴射量が「０」とされているか否かで判定される。通常の運転時では、エンジン１０により所定出力を生み出すべく、「０」より大きな燃料噴射量が上述の如く導かれて燃料噴射が行われているので、この場合には否定されて、該ルーチンは終了される。なお、ストップランプスイッチ８６がＯＮになっているかをも含めて、ステップＳ２１０での判定が行われても良い。さらには、車速センサ８８により車速を求めて、車速の変化により減速時であるかをも含めて、ステップＳ２１０での判定が行われても良い。
【００２７】
しかしながら、ステップＳ２１０において、燃料カット中と判断されると、ステップＳ２１５へ進み、蓄圧タンク５８内の圧力（図２中の「タンク内圧」）が、蓄圧タンク５８に許容される圧力であって、所定圧力である予め決められてＲＯＭに記憶されている上限値と比較される。蓄圧タンク５８の容量が十分であるときに、さらにエネルギ回収を行うことを防ぐためである。そして、蓄圧タンク５８内の圧力が上限値以下と判断されると、肯定されて、ステップＳ２２０へ進み、回収フラグが「１」にされる。
【００２８】
次のルーチンでは、ステップＳ２０５で、回収フラグが「１」であるので肯定されて、ステップＳ２２５へ進み、上記ステップＳ２１５と同様に、蓄圧タンク５８内の圧力が、上記上限値以下か否かが判定される。その結果、蓄圧タンク５８内の圧力が上限値以下と判断されると、エネルギの回収を行うべく、まず排気通路４６内の圧力を高めるように空気を流すべく、ステップＳ２３０で全閉にされているスロットルバルブ４４が、所定開度、本第一実施形態では全開にまで開かれるように、スロットルアクチュエータ４２へ作動信号が出力される。それに伴い、ステップＳ２３５で排気絞り弁５０が全閉にまで閉じられるように、アクチュエータ５２へ出力信号が出力される。これにより、吸気通路３４からの空気が燃焼室１４など筒内へ流れ込み、その流れ込んだ空気がそのままピストン７０の上下動で排気通路４６に流されて、排気絞り弁５０でそれがせき止められることになり、排気絞り弁５０よりも上流側の排気通路４６の圧力が上昇することになる。ただし、燃料噴射量が「０」であるので、排気通路に至る流体は、排気絞り弁５０を閉じた当初は排気ガスである可能性もあるが、概ね空気、すなわち新気である。なお、これは新気のみであることが望ましい。このようにして、排気通路４６の圧力を高めることから理解されるように、本第一実施形態において、スロットルバルブ４４、排気絞り弁５０、およびＥＣＵ６４は、昇圧手段の一部を構成する。
【００２９】
ここで、排気通路４６の圧力が徐々に高くなっていくと、その圧力が、逆止弁５４が開く所定圧力を超えるようになる。そして超えると、逆止弁５４を介して回収管５６を通って蓄圧タンク５８へ排気通路４６の流体が流入することになり、これにより蓄圧タンク５８内の圧力が上昇して、蓄圧タンク５８へエネルギとしての圧力が回収されることになる。これは、本第一実施形態では、蓄圧タンク５８内の圧力がその上限値を超えるまで、継続して行われる。ただし、蓄圧タンク５８内の圧力がその上限値を超える以前であっても、アクセルペダル４０が踏まれる、あるいは燃料噴射が再び開始される場合には、エネルギの回収が行われるのは、その時点までとするように設定するのが好ましい。すなわち、これらに該当しない限りは、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ２０５およびステップＳ２２５で肯定される制御が、継続して行われることになる。
【００３０】
そして、ステップＳ２２５で蓄圧タンク５８内の圧力がその上限値を超えると判断されるようになると、ステップＳ２４０へ進み、以下、エネルギの回収を終了するための制御が行われることになる。まず、上述の如く、排気通路４６の圧力を低減するべく、スロットルアクチュエータ４２へ作動信号を出力し、スロットルバルブ４４を所定開度にまで、本第一実施形態では全閉まで閉じることが行われる。これにより、新たに排気通路４６へ流体が送られることは無くなると共に、それまで通り排気通路４６内に既にある流体が蓄圧タンク５８内や筒内へ流れることになり得るので、排気絞り弁５０よりも上流側の排気通路４６の圧力が低減されることになる。
【００３１】
次いで、ステップＳ２４５では、排気通路４６の圧力が、所定値と比較判定される。この所定値は、排気絞り弁５０を開くのに大きな力を必要としない圧力値であり、予め実験により求めてＲＯＭに記憶されている。この結果、圧力センサ８０により検出される排気通路４６の圧力が所定値以下になって、ステップＳ２４５で肯定されるに至ると、ステップＳ２５０で排気絞り弁５０が開かれるように、アクチュエータ５２に作動信号が出力されることになり、ステップＳ２５５で回収フラグがＯＦＦ、すなわち「０」にされることになる。
【００３２】
このように、エネルギの回収が終了されるとき、すなわち回収不要となったとき、排気通路４６の圧力が低減されてから排気絞り弁５０が開かれるので、排気絞り弁５０を開くのに必要とされる力が低減されることになる。
【００３３】
以上、本発明に係るエネルギ回収装置を上記第一実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、排気絞り弁５０はポペット式バルブであり、弁体５０ａが弁座５０ｂに直角方向に移動するものとしたが、それはバタフライ式バルブ、シャッター式バルブ等、如何なるバルブであっても良く、例えば図３に示す如くピポット運動により開閉するバルブ１５０であっても良い。以下にバルブ１５０について説明する。
【００３４】
図３では、バルブ１５０が、その弁体１５０ａが弁座１５０ｂに着座して閉じられているところを実線で示すと共に、開かれているところを二点破線で示している。なお、図３のバルブ１５０は、上記第一実施形態と同様に排気管４８の途中に配置され、図３中矢印で示すように排気ガスなどの流体が上流側から下流側へ流れるようにされる。
【００３５】
図３のバルブ１５０の弁体１５０ａは、軸１５２を中心として回動可能にされていて、軸１５２に一端で接続されたレバー１５４の他端にはダイヤフラム式アクチュエータ１５６が接続される。ダイヤフラム式アクチュエータ１５６は、リターンスプリング１５６ａが伸びる方向に付勢されているダイヤフラム１５６ｂを備えていて、ダイヤフラム式アクチュエータ１５６に接続される負圧導入管１５６ｃを介して負圧がダイヤフラム１５６ｂにかけられることで、ダイヤフラム１５６ｂは図３中実線で表されている閉位置にされる。負圧導入管１５６ｃからダイヤフラム式アクチュエータ１５６に負圧をかけるため、負圧導入管１５６ｃには、ＥＣＵ６４により開閉制御される制御弁１５６ｄが配置されていて、ダイヤフラム式アクチュエータ１５６とは異なる側のその端部は、スロットルバルブ４４よりも下流側の吸気通路３２に連通される。従って、制御弁１５６ｄが開かれることでダイヤフラムは図３中に実線で表したように閉位置にされる一方、制御弁１５６ｄが閉じられることでリターンスプリング１５６ａが伸びてダイヤフラム１５６ｂが図３中二点破線で表したように開位置にされると共に、リターンスプリング１５６ａに連結されているロッド１５６ｅによりレバー１５４が軸１５２回りに回動されて、弁体１５０ａが弁座１５０ｂから離れることで、排気通路４６が開かれることになる。なお、図３のバルブ１５０の負圧導入管１５６ｃを、スロットルバルブ４４よりも下流側の吸気通路３２に連通させることと例示したが、例えば負圧タンクを備えておいて、この負圧タンクに連通させることとしても良い。
【００３６】
なお、上記第一実施形態では、本発明を筒内噴射型式のエンジンに適用して説明したが、これに限定されず、ポート噴射型式のエンジン、ディーゼルエンジン等の各種のエンジンに適用可能である。また、用いられる燃料は、ガソリンに限らず、アルコール燃料、ＬＰＧ（液化天然ガス）等でも良い。また、上記実施形態では、吸気絞り弁として、スロットルバルブ４４を用いたが、スロットルバルブ４４を迂回するアイドル制御用のバイパスバルブが備えられているエンジンでは、吸気絞り弁はそのバイパスバルブであっても良い。また、逆止弁５４を、ＥＣＵ６４からの作動信号により開閉される制御弁としても良く、その場合には例えば、その制御弁は、排気絞り弁５０が閉じられることに伴って開かれ、排気絞り弁５０が開かれる前に、あるいは圧力低減手段の作動の前に閉じられるようにしても良い。また、排気絞り弁５０を作動させるアクチュエータ５２は、空圧式のアクチュエータに限らず、油圧式あるいは電子制御式のアクチュエータであっても良い。
【００３７】
さらに、上記第一実施形態では、蓄圧タンク５８を一つとしたが、複数有するようにしても良い。さらには、複数の蓄圧タンクをエンジンルーム、車体床下等に分割配置しても良い。なお、蓄圧タンク５８には、新気である空気のみならず、排気ガスが一部流入する可能性もあるので、排気管４８と同様に耐腐食性に優れる材料から作製されると良い。
【００３８】
なお、蓄圧タンク５８内に回収されたエネルギは、ＥＣＵ６４からの作動信号により制御弁６０が開弁されることによって利用される。その用途としては、図示しないが、ターボチャージャの初期駆動などがある。
【００３９】
次に、本発明の第二実施形態について、説明する。本第二実施形態のエンジンシステムは、上記第一実施形態のエンジンシステムと同じであるので、ここでの説明は省略する。本第二実施形態は、上記第一実施形態と、エネルギ回収が不要となったとき排気通路４６の圧力を低減する圧力低減手段が異なっている。本第二実施形態の圧力低減手段は、動弁機構２８と、ＥＣＵ６４とを含んでいて、排気絞り弁５０よりも上流側の排気通路４６の圧力を低減させるために、概略、吸排気バルブ２４、２６のオーバーラップが大きくなるように該吸排気バルブの作用角の位相など開閉バルブタイミングを変えることとしている。これを、図４のフローチャートに従って説明する。なお、図４のフローチャートにおけるステップＳ４０５からＳ４３５は、上記第一実施形態に係る図２のフローチャートにおけるステップＳ２０５からＳ２３５に対応しているので、それ以後のステップＳ４４０からのみ以下に説明する。なお、エンジン１０が吸気絞り弁を有していないエンジンである場合には、図４のフローチャートにおいて、スロットルバルブ４４を開閉制御するステップＳ４３０およびＳ４４０を省くことが可能であり、このときの昇圧手段は排気絞り弁５０とＥＣＵ６４とを含んで構成される。
【００４０】
回収不要となったとき、蓄圧タンク５８へのエネルギの回収を終了するべく、まず、ステップＳ４４０でスロットルバルブ４４が閉じられる。このままにしても排気絞り弁５０よりも上流側の排気通路４６の圧力を上述の如く低減できるが、さらに本第二実施形態ではステップＳ４４５へ進み、圧力低減バルブタイミングが設定される。具体的には、吸気バルブ２４と排気バルブ２６のオーバーラップ量が通常の運転時、すなわち燃料噴射を行っているときのオーバーラップ量よりも増えるように、予めＲＯＭに記憶されている吸排気バルブ２４、２６の所定開閉タイミングが設定され、これに基づいて動弁機構２８が制御される。この結果、オーバーラップ量が増えるので、排気絞り弁５０よりも上流側の排気通路４６の流体が、燃焼室１４を介して、相対的に圧力の低い吸気通路３２側に導かれることになり、より早く適切に排気絞り弁５０よりも上流側の排気通路４６の圧力が低減されることになる。
【００４１】
この結果、ステップＳ４５０で排気通路４６の圧力と上記所定値とが比較され、排気通路４６の圧力がその所定値以下と判断されるに至ると、ステップＳ４５５で排気絞り弁５０が開かれ、ステップＳ４６０で圧力低減バルブタイミングの設定が解除されて、ステップＳ４６５で回収フラグが「０」にされることになる。
【００４２】
なお、本第二実施形態では、主としてオーバーラップ量を増やして排気通路４６の圧力を低減することとしたが、スロットルバルブ４４の開度を調整することと協働させて、より適切にその低減を図ることとしても良い。もちろん、オーバーラップ量を増やすことのみで、その低減をなすようにしても良い。また、上記圧力低減バルブタイミングの所定開閉タイミングは、エンジン回転数により、予めＲＯＭに記憶させてあるマップを検索することで、変わるものであることが好ましい。
【００４３】
なお、本第二実施形態では、オーバーラップ量が増えるようにするために、上記吸気バルブ２４および排気バルブ２６を電磁駆動弁とする動弁機構２８を用いたが、それ以外の動弁機構、例えばカムやカムシャフトを有する吸排気バルブ２４、２６の動弁機構を排除するものではない。オーバーラップ量を変えるためには、吸気バルブ２４および排気バルブ２６の少なくともいずれかの作用角の位相を可変にする機構であればよい。そのようなものとしては、可変バルブタイミング機構や、可変バルブタイミング−リフト機構がある。そして、ＥＣＵ６４によって制御される油圧等により、吸気バルブ２４や排気バルブ２６の作用角の位相が可変とされるのが好ましい。例えば、カムを複数有していて、そのカムを切り換えることで、吸気バルブ２４や排気バルブ２６の作用角の位相を連続的に変えるものがある。他には、タイミングチェーンにより回動されるカムシャフトに可変タイミングコントローラーを設けて、そのハウジング内の進角室などの油圧を調整することで、吸気バルブ２４や排気バルブ２６の作用角の位相を連続的に変えるものがある。
【００４４】
次に、本発明の第三実施形態について、説明する。本第三実施形態のエンジンシステムは、上記第一実施形態のエンジンシステムと同じであるので、ここでの説明は省略する。本第三実施形態は、上記第一および第二実施形態と、エネルギ回収が不要となったとき排気通路４６の圧力を低減する圧力低減手段が異なっている。本第三実施形態の圧力低減手段は、動弁機構２８と、ＥＣＵ６４とを含んでいて、排気絞り弁５０よりも上流側の排気通路４６の圧力を低減させるために、概略、ピストン５８が下降しているときに、少なくとも排気バルブ２６が開くように、該排気バルブ２６の開閉タイミングを変える。これは、上記第二実施形態の制御と同様に、圧力低減バルブタイミングが設定されることで行われ、本第三実施形態の制御はその圧力低減バルブタイミング以外、図４のフローチャートに基づく上記制御と同じであるので、本第三実施形態における圧力低減バルブタイミングのみ説明して、その他の説明を省略する。
【００４５】
本第三実施形態の圧力低減バルブタイミングが設定されると、通常の運転時の吸入、圧縮、膨張、排気行程に関わらず、ピストン７０が上昇しているときに、少なくとも排気バルブ２６を閉じて、ピストン７０が下降しているときに、少なくとも排気バルブ２６が開いた状態となるようにすべく、動弁機構２８が制御される。より具体的には、ピストン７０が下降しているとき、排気バルブ２６を開くと共に吸気バルブ２４を閉じ、その後にピストン７０が上昇しているとき排気バルブ２６を閉じると共に吸気バルブ２４を開くべく、動弁機構２８が制御される。これにより、ピストン７０が下降しているとき、燃焼室１４内など筒内に排気通路４６の流体が導かれるのみならず、その後にピストン７０が上昇しているとき、排気通路４６からの筒内の流体を吸気通路３２にまで逆流させることが可能になる。そして、ピストンが下降しているときに、少なくとも排気バルブ２６が開かれた状態になるので、少なくともシリンダ容積分、排気絞り弁５０よりも上流側の排気通路４６の流体を排気通路４６から省くことができて、排気絞り弁５０よりも上流側の排気通路４６の圧力を低減することが可能になる。なお、ピストン７０が下降しているときの排気バルブ２６の開弁期間は、筒内に排気通路４６の流体が的確に流れ込むのであれば、ピストン７０が下降している間の一部の期間であっても良く、あるいは全ての期間であっても良い。
【００４６】
なお、圧力低減バルブタイミングが設定されているときの吸気バルブ２４の開閉制御は上記形態に限定されず、吸気バルブ２４は、通常の運転時の如く制御されても良い。また、通常の運転時の排気行程に対応してピストンが上昇しているときのみ排気バルブ２６を閉じたままとし、通常の運転時の吸入行程に対応してピストンが下降しているときのみ排気バルブ２６を開くようにしても良い。
【００４７】
以上、本発明を上記第一から第三実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されず、エネルギ回収が不要となったとき、排気絞り弁５０よりも上流側の排気通路４６の圧力を低減する任意の圧力低減手段を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第一実施形態におけるエンジンシステムの概念図である。
【図２】第一実施形態の制御フローチャートである。
【図３】排気絞り弁の変形例である。
【図４】第二および第三実施形態の制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１０  エンジン
１２  燃料噴射弁
１４  燃焼室
１６  点火プラグ
１８  吸気ポート
２０  排気ポート
２２  シリンダヘッド
２４  吸気バルブ
２６  排気バルブ
２８  動弁機構
３０  イグナイタ
３２  吸気通路
３４  吸気管
３６  エアクリーナ
３８  サージタンク
４０  アクセルペダル
４２  スロットルアクチュエータ
４４  スロットルバルブ
４６  排気通路
４８  排気管
５０  排気絞り弁
５０ａ  弁体
５０ｂ  弁座
５２  アクチュエータ
５４  逆止弁
５６  回収管
５８  蓄圧タンク
６０  制御弁
６２  放出管
６４  ＥＣＵ
６６  吸気圧センサ
６８  アクセルポジションセンサ
６９  スロットルポジションセンサ
７０  ピストン
７２  シリンダブロック
７４  連接棒
７６  クランク軸
７８  クランクポジションセンサ
８０  圧力センサ
８２  圧力センサ
８４  ブレーキペダル
８６  ストップランプスイッチ
８８  車速センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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