(57)【要約】【課題】ターボ過給機から発生する特定の音に起因した乗員の違和感を抑制する。【解決手段】ターボ過給機付エンジンの排気制御装置は、車両に搭載されたエンジン１と、エンジン１の排気通路４０上に配置されたタービン６２ｂと吸気通路３０上に配置されたコンプレッサ６２ａを含みかつ、気筒１１ａ内への吸入空気を過給するターボ過給機６２と、車両の停止中のアクセル操作に伴う無負荷レーシングによってエンジンの回転数が所定の第一回転数以上に上昇した後、エンジンの回転数が低下している最中に、タービンへの排気流量を強制的に低減させるよう構成された排気制御手段（ＰＣＭ１０、レギュレートバルブ６４ａ）と、を備える。【選択図】図７
2013024155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたエンジンと、
前記エンジンの排気通路上に配置されたタービンと前記エンジンの吸気通路上に配置されたコンプレッサとを含みかつ、前記気筒内への吸入空気を過給するターボ過給機と、
前記車両の停止中のアクセル操作に伴う無負荷レーシングによって前記エンジンの回転数が所定の第一回転数以上に上昇した後、前記エンジンの回転数が低下している最中に、前記タービンへの排気流量を強制的に低減させるよう構成された排気制御手段と、を備えたターボ過給機付エンジンの排気制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のターボ過給機付エンジンの排気制御装置において、
前記排気制御手段は、前記エンジン回転数が、前記第一回転数よりも低い第二回転数以下に低下したときには、前記排気流量の低減制御を中止するターボ過給機付エンジンの排気制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のターボ過給機付エンジンの排気制御装置において、
前記ターボ過給機は、前記エンジン本体の排気通路上にそれぞれ配置した、小容量のタービンを含む小型ターボ過給機と、それよりも大容量のタービンを含む大型ターボ過給機とを有し、
前記排気制御手段は、前記小型ターボ過給機のタービンへの排気流量を低減させるターボ過給機付エンジンの排気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、ターボ過給機付エンジンの排気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ディーゼルエンジン用のターボ過給機として、タービン動翼の振動とは逆位相の振動を発生させるガイド翼を取り付けることによって、振動の重ね合わせによりタービン動翼による振動の励起を低減し、ターボ過給機に起因する音を低減する技術が記載されている。
【０００３】
また、例えば特許文献２には、開度調整可能なノズルベーンを備えたターボ過給機付ディーゼルエンジンにおいて、ノズルベーンの開度をＥＧＲガス量に応じて調整することにより、タービンへの排気圧力を所定圧力以下に維持してターボ過給機に起因する音を抑制する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３８８９６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７４８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本願発明者らは、車両の停止中のアクセル操作に伴いエンジン回転数が上昇する無負荷レーシングの後、エンジン回転数が次第に低下する最中に、ターボ過給機の共振による音が発生する場合があることに気づいた。つまり、この音は、無負荷レーシングによってターボ過給機の共振周波数帯域を超えるまでエンジン回転数が上昇した場合に、その後のエンジン回転数の低下に伴い、ターボ過給機の回転数が低下する過程において、ターボ過給機の共振周波数帯域を通過することによって発生する。また特に、ターボ過給機の周辺に配置されているターボ過給機の取り付けブラケットや排気浄化装置等の、ターボ過給機に対し直接的に、又は、間接的に接続された周辺部品の共振周波数帯域が、ターボ過給機の共振周波数帯域に対し近いときには、それらの周辺部品の共振も招いて音が大きくなりやすい。
【０００６】
一方で、この現象は、車両の停止中であって走行音が存在しない状態で発生するため、乗員が気づきやすく、乗員の違和感を招きやすい。
【０００７】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ターボ過給機から発生する特定の音に起因した乗員の違和感を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者らは、ターボ過給機から発生する音そのものを抑制するのではなく、無負荷レーシング後のエンジン回転数が低下している最中に、ターボ過給機の回転数の低下度合いを高めることによって、共振周波数帯域を素早く通過させ、そのことによって、音の発生する時間を可及的に短くして、乗員の違和感を抑制することとした。
【０００９】
ここに開示するターボ過給機付エンジンの排気制御装置は、車両に搭載されたエンジンと、前記エンジンの排気通路上に配置されたタービンと前記エンジンの吸気通路上に配置されたコンプレッサとを含みかつ、前記気筒内への吸入空気を過給するターボ過給機と、前記車両の停止中のアクセル操作に伴う無負荷レーシングによって、前記エンジンの回転数が所定の第一回転数以上に上昇した後、前記エンジンの回転数が低下している最中に、前記タービンへの排気流量を強制的に低減させるよう構成された排気制御手段と、を備える。
【００１０】
この構成によると、無負荷レーシングによって、車両の停止中にエンジンの回転数が所定の第一回転数以上に上昇した後、そのエンジン回転数が次第に低下することに伴い、ターボ過給機の回転数も次第に低下する。
【００１１】
ここで、「第一回転数」を、ターボ過給機の共振周波数帯域を超えるようなエンジン回転数として設定しているときには、ターボ過給機の回転数の低下に伴い、ターボ過給機の共振周波数帯域を通過することになる。このときにターボ過給機の共振による音が発生する。また、「第一回転数」を、ターボ過給機の周辺部品の共振周波数帯域を超えるようなエンジン回転数として設定しているときにも、ターボ過給機の回転数の低下に伴い、周辺部品の共振周波数帯域を通過することになるから、周辺部品の共振による音が発生し易い。尚、ターボ過給機の共振周波数帯域と周辺部品の共振周波数帯域とが近いときには、音は大きくなりやすい。ここで、「両共振周波数帯域が近い」ことには、両共振周波数帯域が互いにずれつつも、その差が所定周波数以下となる程度に近いことの他にも、両共振周波数帯域の少なくとも一部が重なることも含まれる。
【００１２】
これに対し、前記の構成では、エンジンの回転数及びターボ過給機の回転数が低下している最中に、タービンへの排気流量を強制的に低減させる。このことにより、ターボ過給機の回転数の低下度合いが大きくなる。このことは、ターボ過給機及び／又は周辺部品の共振周波数帯域を素早く通過することを可能にし、音の発生し得る時間を可及的に短くする。
【００１３】
また、ターボ過給機の回転数の低下度合いのみが大きく、エンジンの回転数の低下度合いは大きくはならないため、ターボ過給機及び／又は周辺部品の共振周波数帯域を通過するときのエンジン回転数は比較的高いままとなる。このことは、高いエンジン回転数によって暗騒音が大きい間に、ターボ過給機及び／又は周辺部品の共振による音を発生させることになる。
【００１４】
従って、音の発生時間が可及的に短いことと、暗騒音が大きいときに音が発生することとが組み合わさって、乗員が音に気づきにくくなり、乗員の違和感の抑制に有利になる。
【００１５】
前記排気制御手段は、前記エンジン回転数が、前記第一回転数よりも低い第二回転数以下に低下したときには、前記排気流量の低減制御を中止する、としてもよい。
【００１６】
前述の通り、ターボ過給機の回転数を速やかに低下させることは、音の抑制に有利になる一方で、その後に車両の発進乃至加速が要求されたときには、ターボ過給機の回転数を速やかに高めて、過給を早期に開始することが、発進乃至加速性能の上では有利になる。しかしながら、ターボ過給機の回転数を速やかに低下させることによって、その回転数がかなり低くなってしまうと、過給を早期に開始することが困難になってしまう。
【００１７】
そこで、エンジン回転数が第二回転数以下に低下したときには、タービンへの排気流量の低減制御を中止することが好ましい。この第二回転数は、ターボ過給機の回転数が、そのターボ過給機の共振周波数帯域、及び／又は、周辺部品の共振周波数帯域よりも低くなったエンジン回転数として設定すればよい。つまり、ターボ過給機の回転数が、そのターボ過給機の共振周波数帯域、及び／又は、周辺部品の共振周波数帯域を通過した後には、ターボ過給機の回転数の低下を抑制することによって、回転数が低くなりすぎることが回避される。こうして前記の構成は、発進乃至加速性能の向上に有利になる。
【００１８】
前記ターボ過給機は、前記エンジン本体の排気通路上にそれぞれ配置した、小容量のタービンを含む小型ターボ過給機と、それよりも大容量のタービンを含む大型ターボ過給機とを有し、前記排気制御手段は、前記小型ターボ過給機のタービンへの排気流量を低減させる、としてもよい。
【００１９】
相対的に容量の小さいタービンを含む小型ターボ過給機と、相対的に容量の大きいタービンを含む大型ターボ過給機とを有する２ステージターボ過給機においては、小型ターボ過給機が、エンジンの低回転、低負荷状態で駆動を開始する。従って、無負荷レーシング時には小型ターボ過給機の回転数が素早く上昇し、それの共振周波数帯域を超えやすい。そのため、無負荷レーシング後には、小型ターボ過給機のタービンへの排気流量を低減させることにより、小型ターボ過給機の回転数を速やかに低下させる。このことにより、小型ターボ過給機に起因する音に乗員が気づきにくくなり、乗員の違和感の抑制に有利になる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、前記のターボ過給機付エンジンの排気制御装置によると、無負荷レーシング後のターボ過給機の回転数を、速やかに低下させることによって、ターボ過給機に起因する特定の音を乗員が気づきにくくなり、乗員の違和感を抑制する上で有利になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ターボ過給機付ディーゼルエンジンの構成を示す概略図である。
【図２】エンジン本体に対する、ターボ過給機及び排気浄化装置の取り付け構造を示す車両後方側から視た正面図である。
【図３】エンジン本体に対する、ターボ過給機及び排気浄化装置の取り付け構造を示す平面図である。
【図４】ディーゼルエンジンの制御に係るブロック図である。
【図５】無負荷レーシング後のエンジン回転数が低下している途中における（ａ）エンジン回転数と小型ターボ過給機の回転数との関係の一例、（ｂ）音圧レベルの変化の一例を示す図である。
【図６】無負荷レーシング後のレギュレートバルブの開閉に係る排気制御のフローチャートである。
【図７】（ａ）エンジン回転数、（ｂ）燃料噴射量、（ｃ）レギュレートバルブの目標開度、（ｄ）小型ターボ過給機の予測回転数、（ｅ）小型コンプレッサ前後の圧力差、（ｆ）小型コンプレッサの通過流量について、排気制御を実行したときと、排気制御を実行していないときとを比較する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、実施形態に係るディーゼルエンジンを図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。図１は、実施形態に係るエンジン１の概略構成を示す。このエンジン１は、車両に搭載されると共に、軽油を主成分とした燃料が供給されるディーゼルエンジンである。このエンジン１が搭載される車両は、手動変速機７３を備えたＭＴ車であって、エンジン１の駆動に伴う出力トルクは、クランクシャフト１５に対しクラッチ機構７２を介して連結された手動変速機７３を通じて駆動輪７４に伝達される。
【００２３】
エンジン１は、複数の気筒１１ａ（１つのみ図示）が設けられたシリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１上に配設されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下側に配設され、潤滑油が貯溜されたオイルパン１３とを有している。このエンジン１の各気筒１１ａ内には、ピストン１４が往復動可能にそれぞれ嵌挿されていて、このピストン１４の頂面にはリエントラント形燃焼室１４ａを区画するキャビティが形成されている。このピストン１４は、コンロッド１４ｂを介してクランクシャフト１５と連結されている。
【００２４】
前記シリンダヘッド１２には、各気筒１１ａ毎に吸気ポート１６及び排気ポート１７が形成されているとともに、これら吸気ポート１６及び排気ポート１７の燃焼室１４ａ側の開口を開閉する吸気弁２１及び排気弁２２がそれぞれ配設されている。
【００２５】
これら吸排気弁２１，２２をそれぞれ駆動する動弁系において、排気弁側には、当該排気弁２２の作動モードを通常モードと特殊モードとに切り替える油圧作動式の可変機構（図４参照。以下、ＶＶＭ（Variable Valve Motion）と称する）が設けられている。このＶＶＭ７１は、その構成の詳細な図示は省略するが、カム山を１つ有する第１カムとカム山を２つ有する第２カムとの、カムプロファイルの異なる２種類のカム、及び、その第１及び第２カムのいずれか一方のカムの作動状態を選択的に排気弁に伝達するロストモーション機構を含んで構成されており、第１カムの作動状態を排気弁２２に伝達しているときには、排気弁２２は、排気行程中において一度だけ開弁される通常モードで作動するのに対し、第２カムの作動状態を排気弁２２に伝達しているときには、排気弁２２が、排気行程中において開弁すると共に、吸気行程中においても開弁するような、いわゆる排気の二度開きを行う特殊モードで作動する。
【００２６】
ＶＶＭ７１の通常モードと特殊モードとの切り替えは、エンジン駆動の油圧ポンプ（図示省略）から供給される油圧によって行われ、特殊モードは、内部ＥＧＲに係る制御の際に利用される。尚、こうした通常モードと特殊モードとの切り替えを可能にする上で、排気弁２２を電磁アクチュエータによって駆動する電磁駆動式の動弁系を採用してもよい。また、内部ＥＧＲの実行としては、排気の二度開きに限定されるものではなく、例えば吸気弁２１を２回開く、吸気の二度開きによって内部ＥＧＲ制御を行ってもよいし、排気行程乃至吸気行程において吸気弁２１及び排気弁２２の双方を閉じるネガティブオーバーラップ期間を設けて既燃ガスを残留させる内部ＥＧＲ制御を行ってもよい。尚、ＶＶＭ７１による内部ＥＧＲ制御は、主に燃料の着火性が低いエンジン１の冷間時に行われる。
【００２７】
前記シリンダヘッド１２には、燃料を噴射するインジェクタ１８と、エンジン１の冷間時に各気筒１１ａ内の吸入空気を暖めて燃料の着火性を高めるためのグロープラグ１９とが設けられている。前記インジェクタ１８は、その燃料噴射口が燃焼室１４ａの天井面から該燃焼室１４ａに臨むように配設されていて、基本的には圧縮行程上死点付近で、燃焼室１４ａに燃料を直接噴射供給するようになっている。
【００２８】
前記エンジン１の一側面には、各気筒１１ａの吸気ポート１６に連通するように吸気通路３０が接続されている。一方、前記エンジン１の他側面には、各気筒１１ａの燃焼室１４ａからの既燃ガス（つまり、排気ガス）を排出する排気通路４０が接続されている。これら吸気通路３０及び排気通路４０には、詳しくは後述するが、吸入空気の過給を行う大型ターボ過給機６１と小型ターボ過給機６２とが配設されている。
【００２９】
吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設されている。一方、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３３が配設されている。このサージタンク３３よりも下流側の吸気通路３０は、各気筒１１ａ毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒１１ａの吸気ポート１６にそれぞれ接続されている。
【００３０】
吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とサージタンク３３との間には、大型及び小型ターボ過給機６１、６２のコンプレッサ６１ａ，６２ａと、該コンプレッサ６１ａ，６２ａにより圧縮された空気を冷却するインタークーラ３５と、前記各気筒１１ａの燃焼室１４ａへの吸入空気量を調節するスロットル弁３６とが配設されている。このスロットル弁３６は、基本的には全開状態とされるが、エンジン１の停止時には、ショックが生じないように全閉状態とされる。
【００３１】
前記排気通路４０の上流側の部分は、各気筒１１ａ毎に分岐して排気ポート１７の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。
【００３２】
この排気通路４０における排気マニホールドよりも下流側には、上流側から順に、小型ターボ過給機６２のタービン６２ｂ、大型ターボ過給機６１のタービン６１ｂと、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置４１と、サイレンサ４２とが配設されている。
【００３３】
この排気浄化装置４１は、酸化触媒４１ａと、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、フィルタという）４１ｂとを有しており、上流側から、この順に並んでいる。酸化触媒４１ａ及びフィルタ４１ｂは１つのケース内に収容されている。前記酸化触媒４１ａは、白金又は白金にパラジウムを加えたもの等を担持した酸化触媒を有していて、排気ガス中のＣＯ及びＨＣが酸化されてＣＯ２及びＨ２Ｏが生成する反応を促すものである。また、前記フィルタ４１ｂは、エンジン１の排気ガス中に含まれる煤等の微粒子を捕集するものである。尚、フィルタ４１ｂに酸化触媒をコーティングしてもよい。
【００３４】
前記吸気通路３０における前記サージタンク３３とスロットル弁３６との間の部分（つまり小型ターボ過給機６２の小型コンプレッサ６２ａよりも下流側部分）と、前記排気通路４０における前記排気マニホールドと小型ターボ過給機６２の小型タービン６２ｂとの間の部分（つまり小型ターボ過給機６２の小型タービン６２ｂよりも上流側部分）とは、排気ガスの一部を吸気通路３０に還流するための排気ガス還流通路５０によって接続されている。この排気ガス還流通路５０は、排気ガスの吸気通路３０への還流量を調整するための排気ガス還流弁５１ａ及び排気ガスをエンジン冷却水によって冷却するためのＥＧＲクーラ５２とが配設された主通路５１と、ＥＧＲクーラ５２をバイパスするためのクーラバイパス通路５３と、を含んで構成されている。このクーラバイパス通路５３には、クーラバイパス通路５３を流通する排気ガスの流量を調整するためのクーラバイパス弁５３ａが配設されている。
【００３５】
大型ターボ過給機６１は、吸気通路３０に配設された大型コンプレッサ６１ａと、排気通路４０に配設された大型タービン６１ｂとを有している。大型コンプレッサ６１ａは、吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とインタークーラ３５との間に配設されている。一方、大型タービン６１ｂは、排気通路４０における排気マニホールドと酸化触媒４１ａとの間に配設されている。
【００３６】
小型ターボ過給機６２は、吸気通路３０に配設された小型コンプレッサ６２ａと、排気通路４０に配設された小型タービン６２ｂとを有している。小型コンプレッサ６２ａは、吸気通路３０における大型コンプレッサ６１ａの下流側に配設されている。一方、小型タービン６２ｂは、排気通路４０における大型タービン６１ｂの上流側に配設されている。
【００３７】
すなわち、吸気通路３０においては、上流側から順に大型コンプレッサ６１ａと小型コンプレッサ６２ａとが直列に配設され、排気通路４０においては、上流側から順に小型タービン６２ｂと大型タービン６１ｂとが直列に配設されている。これら大型及び小型タービン６１ｂ，６２ｂが排気ガス流により回転し、これら大型及び小型タービン６１ｂ，６２ｂの回転により、該大型及び小型タービン６１ｂ，６２ｂとそれぞれ連結された前記大型及び小型コンプレッサ６１ａ，６２ａがそれぞれ作動する。
【００３８】
小型ターボ過給機６２は、相対的に小型のものであり、大型ターボ過給機６１は、相対的に大型のものである。すなわち、大型ターボ過給機６１の大型タービン６１ｂの方が小型ターボ過給機６２の小型タービン６２ｂよりもイナーシャが大きい。
【００３９】
吸気通路３０には、小型コンプレッサ６２ａをバイパスする小型吸気バイパス通路６３が接続されている。この小型吸気バイパス通路６３には、該小型吸気バイパス通路６３へ流れる空気量を調整するための小型吸気バイパス弁６３ａが配設されている。この小型吸気バイパス弁６３ａは、無通電時には全閉状態（つまり、ノーマルクローズ）となるように構成されている。
【００４０】
一方、排気通路４０には、小型タービン６２ｂをバイパスする小型排気バイパス通路６４と、大型タービン６１ｂをバイパスする大型排気バイパス通路６５とが接続されている。小型排気バイパス通路６４には、該小型排気バイパス通路６４へ流れる排気量を調整するためのレギュレートバルブ６４ａが配設され、大型排気バイパス通路６５には、該大型排気バイパス通路６５へ流れる排気量を調整するためのウエストゲートバルブ６５ａが配設されている。レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａは共に、無通電時には全開状態（つまり、ノーマルオープン）となるように構成されている。
【００４１】
これら大型ターボ過給機６１と小型ターボ過給機６２は、それらが配設された吸気通路３０及び排気通路４０の部分も含めて、一体的にユニット化されて、過給機ユニット６０を構成している。この過給機ユニット６０がエンジン１に取り付けられている。ここで、小型及び大型ターボ過給機の取り付け、及び、排気浄化装置の取り付け構造について、図２、３を参照しながら説明する。
【００４２】
図２はエンジン１を車両前後方向の後側から視た図であり、図３はエンジン１を上から視た図である。エンジン本体２は、そのクランク軸方向が当該車両の車軸方向になるように横置きにされ、大型ターボ過給機６１、小型ターボ過給機６２及び排気浄化装置４１は、車両前後方向におけるエンジン本体２の後側の側面に配置されている。
【００４３】
小型ターボ過給機６２は、エンジン本体２の側面におけるクランク軸方向の片側寄りに配置されている。大型ターボ過給機６１は、小型ターボ過給機６２と同じく、エンジン本体２の側面におけるクランク軸方向の片側寄りにおいて、小型ターボ過給機６２の上方に配置されている。ターボ過給機６１、６２は共に、各々のタービン６１ｂ，６２ｂの出口がクランク軸方向の反対側を向くように、その軸線がクランク軸方向に延びる横置きにされている。
【００４４】
排気浄化装置４１は、エンジン本体２の側面において、両ターボ過給機６１、６２とはクランク軸方向の反対側に配置され、且つ排気入口が上になり排気出口が下になるように縦置きにされている。この排気浄化装置４１は、前述したように、酸化触媒４１ａとＤＰＦ４１ｂとを前者が上（上流側）になり後者が下（下流側）になるように容器に収容したものである。排気浄化装置４１は、その上端部がシリンダヘッドカバー１２１より側方に突出した上ブラケット４１３に支持され、下端部がシリンダブロック１１より側方に突出した下ブラケット４１４に支持されている。上ブラケット４１３にはクランク軸方向に延びる支軸が設けられ、排気浄化装置４１の上端部はその支軸に支持されている。排気浄化装置４１は、その下面が下ブラケット４１４に結合されて該下ブラケット４１４で受けられており、下ブラケット４１４との結合を外すと、上ブラケット４１３の支軸を中心に下部が前後に回動する。
【００４５】
上下のターボ過給機６１、６２は、シリンダヘッド１２に結合された後述の上流側排気管８０を介して該シリンダヘッド１２に支持されていると共に、下側の小型ターボ過給機６２がシリンダブロック１１より側方に突出したブラケット６６に結合されて該ブラケット６６で受けられている。上流側排気管８０は、シリンダヘッド１２に一体に形成された排気マニホールド４３の出口に接続されており、小型ターボ過給機６２と大型ターボ過給機６１とは排気マニホールド出口を挟んで上下に配置されている。上流側排気管８０は途中で上下二股に分岐し、上方に延びる上分岐部８１は、大型ターボ過給機６１のタービン６１ｂの入口に接続されている。下方に延びる下分岐部８２は、小型ターボ過給機６２のタービン６２ｂの入口に接続されている。小型ターボ過給機６２のタービン６２ｂの出口と大型ターボ過給機６１のタービン６１ｂの入口とは、小型ターボ過給機６２から大型ターボ過給機６１に排気を流入させるべく、タービン接続管８３によって接続されている。
【００４６】
上流側排気管の上分岐部８１は、小型ターボ過給機６２のタービン６２ｂをバイパスして排気を大型ターボ過給機６１に流入させる小型排気バイパス通路６４を構成するものであり（図１参照）、ここにレギュレートバルブ６４ａが設けられている。上分岐部８１とタービン接続管８３とは１本の通路になるように合わさって大型ターボ過給機６１のタービン６１ｂの入口に接続されている。
【００４７】
大型ターボ過給機６１のタービン６１ｂの出口からタービン下流管８４が側方へ延び、排気浄化装置４１の上側の入口管部４１１に接続されている。また、上分岐部８１とタービン接続管８３との接続部から、大型ターボ過給機６１のタービン６１ｂをバイパスして排気をタービン下流管８４に導く分岐通路（つまり、大型排気バイパス通路６５、図１参照）が設けられている。その分岐部に、ウエストゲートバルブ６５ａが設けられている。尚、符号３０１は、エアクリーナ３１から延びかつ、大型ターボ過給機６１の大型コンプレッサ６１ａに接続される吸気流入管であり、符号３０２は、小型ターボ過給機６２の小型コンプレッサ６２ａの出口に接続されかつ、インタークーラ３５に延びるコンプレッサ下流管である。
【００４８】
このように構成されたディーゼルエンジン１は、パワートレイン・コントロール・モジュール（以下、ＰＣＭという）１０によって制御される。ＰＣＭ１０は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成されている。このＰＣＭ１０が制御装置を構成する。ＰＣＭ１０には、図４に示すように、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサＳＷ１、サージタンク３３に取り付けられて、燃焼室１４ａに供給される空気の圧力を検出する過給圧センサＳＷ２、吸入空気の温度を検出する吸気温度センサＳＷ３、クランクシャフト１５の回転角を検出するクランク角センサＳＷ４、車両のアクセルペダル（図示省略）の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサＳＷ５、排気中の酸素濃度を検出するＯ２センサＳＷ６、及び、車速を検出する車速センサＳＷ７の検出信号が入力され、これらの検出信号に基づいて種々の演算を行うことによってエンジン１や車両の状態を判定し、これに応じてインジェクタ１８、グロープラグ１９，動弁系のＶＶＭ７１、各種の弁３６、５１ａ、５３ａのアクチュエータへ制御信号を出力する。
【００４９】
また、ＰＣＭ１０は、エンジンの運転状態において大型及び小型ターボ過給機６１、６２の動作を制御している。具体的には、ＰＣＭ１０は、小型吸気バイパス弁６３ａ、レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａの各開度をエンジン１の運転状態に応じて設定した開度にそれぞれ制御する。詳しくは、ＰＣＭ１０は、エンジン１の温間時には、低負荷かつ低回転側の所定領域では、小型吸気バイパス弁６３ａ及びレギュレートバルブ６４ａを全開以外の開度とし、ウエストゲートバルブ６５ａを全閉状態とすることによって、大型及び小型ターボ過給機６１、６２の両方を作動させる。一方、高負荷かつ高回転側の所定領域では、小型ターボ過給機６２が排気抵抗になるため、小型吸気バイパス弁６３ａ及びレギュレートバルブ６４ａを全開状態とし、ウエストゲートバルブ６５ａを全閉状態に近い開度にすることによって、小型ターボ過給機６２をバイパスさせて大型ターボ過給機６１のみを作動させる。尚、ウエストゲートバルブ６５ａは、大型ターボ過給機６１の過回転を防止するために少し開き気味に設定している。
【００５０】
そうして、このエンジン１は、その幾何学的圧縮比を１２以上１５以下（例えば１４）とした、比較的低圧縮比となるように構成されており、これによって排気エミッション性能の向上及び熱効率の向上を図るようにしている。
【００５１】
（無負荷レーシング後の排気制御）
例えば車両の停止中にクラッチ機構７２を開放した状態で、アクセルペダルの踏み操作によって、エンジン回転数を高めた無負荷レーシング時には、エンジン回転数の上昇と共に、少なくとも小型ターボ過給機６２の回転数も上昇する。その後、アクセルペダルを戻すことにより、エンジン回転数が次第に低下するが、それに伴い小型ターボ過給機６２の回転数もまた、次第に低下する。例えば図５（ａ）は、無負荷レーシングによってエンジン回転数が高まった後の、エンジン回転数の低下と小型ターボ過給機６２の回転数の低下との関係を示している。同図における実線は、無負荷レーシングによってエンジン回転数を２５００ｒｐｍまで高めた場合、破線はエンジン回転数を２０００ｒｐｍまで高めた場合をそれぞれ示しており、エンジン回転数及び小型ターボ過給機６２の回転数はそれぞれ、時間の経過と共に同図における右上から左下に向かうように、次第に低下することになる。
【００５２】
ここで、図５（ａ）に示す、「周辺部品共振周波数帯」は、過給機ユニット６０の付近に配設されかつ、その過給機ユニット６０に直接的に、又は、間接的に接続されている、排気浄化装置４１（特に、排気浄化装置４１の上側に設けられた入口管部４１１）や小型ターボ過給機６２の取り付けブラケット６６の共振周波数帯域を示している。また、「小型ターボ過給機１次共振周波数帯）」は、小型ターボ過給機６２の１次の共振周波数帯域を示している。同図から判るように、小型ターボ過給機共振周波数帯域と、周辺部品共振周波数帯域とは、互いに近い。
【００５３】
前述したように、無負荷レーシングによってエンジン回転数を２０００ｒｐｍや、２５００ｒｐｍに高めたときには、エンジン回転数が低下する途中で、小型ターボ過給機６２の回転数が、周辺部品の共振周波数帯域や小型ターボ過給機６２の共振周波数帯域を通過することになる。この通過の際に、周辺部品の共振や小型ターボ過給機６２の共振による音が発生する。これらの共振周波数帯域は互いに近いため、周辺部品の共振や小型ターボ過給機６２の共振が重なって、音が比較的大きくなりやすい。例えば図５（ｂ）は、同図（ａ）に対応するエンジン回転数と音圧レベルとの関係を示している。この図において時間は右から左に経過することになる。図５（ａ）（ｂ）によると、無負荷レーシングによってエンジン回転数が２５００ｒｐｍまで高まった場合（実線参照）及び２０００ｒｐｍまで高まった場合（破線参照）のそれぞれにおいて、小型ターボ過給機６２の回転数が共振周波数帯域を通過する辺りで、同図に一点鎖線で示す基準線よりも高い音圧レベルの可聴音（例えば、「ヒュイーン」という音）が発生している。
【００５４】
一方で、無負荷レーシングの後も車両が停止中であるため、走行音が存在しない。そのため、周辺部品の共振や小型ターボ過給機６２の共振により発生する音に、乗員が気づきやすく、乗員の違和感を招くことになる。こうした異音の発生は、小型ターボ過給機６２等の機差にもよるため、共振により発生する音そのものを低減することは困難である。
【００５５】
そこで、このエンジン１は、周辺部品の共振や小型ターボ過給機６２の共振により発生する音そのものを低減するのではなく、無負荷レーシング後に、小型ターボ過給機６２の回転数を速やかに低下させることによって音の発生する期間をできるだけ短くすると共に、その音をエンジン回転数が比較的高いときに発生させることによって、乗員の違和感を抑制するようにした。具体的には、レギュレートバルブ６４ａの開度を調整することによって、小型タービン６２ｂへの排気流量を低減する排気制御を行う。
【００５６】
図６は、ＰＣＭ１０が実行する、無負荷レーシング後の排気制御に係るフローを示している。スタート後のステップＳ１では、無負荷レーシング後であるか否かを判定する。この判定は、例えば、手動変速機７３にトルクの伝達がないこと、車速センサＳＷ７が車速を検出していないこと、アクセル開度センサＳＷ５がアクセル操作を検出していないこと、インジェクタ１８が燃料噴射を行っていないこと（燃料噴射が所定量以下であること、としてもよい）に基づいて行えばよい。ステップＳ１の判定がＮＯのときにはステップＳ１を繰り返し、ＹＥＳのときにはステップＳ２に移行する。
【００５７】
ステップＳ２では、エンジン回転数が第一所定値Ｎ１以上であるか否かを判定する。第一所定値は、小型ターボ過給機６２の回転数が、周辺部品共振周波数帯域及び小型ターボ過給機共振周波数帯域を超えるような、エンジン回転数として適宜設定すればよい（例えば２０００ｒｐｍ）。ステップＳ２において、エンジン回転数が第一所定値Ｎ１以上でないとき（ＮＯのとき）には、小型ターボ過給機６２の回転数が、周辺部品共振周波数帯域及び小型ターボ過給機共振周波数帯域を超えておらず、小型ターボ過給機６２の回転数が低下する際に、それらの共振周波数帯域を通過することが無いことから、以降のステップＳ３〜Ｓ５の排気制御を行わずにフローを終了する（リターンする）。一方、ステップＳ２において、エンジン回転数が第一所定値Ｎ１以上であるとき（ＹＥＳのとき）には、ステップＳ３に移行する。
【００５８】
ステップＳ３では、レギュレートバルブ６４ａの開度を開側に調整し、それによって、小型タービン６２ｂへの排気流量を低減する。このことにより、小型ターボ過給機６２の回転数の低下が促進されて、小型ターボ過給機６２の回転数は早期に低下するようになる。このことは、周辺部品共振周波数帯域や小型ターボ過給機共振周波数帯域を、素早く通過することを可能にする。つまり、図５（ａ）に示す左下がりの線の傾きが大きくなるため、当該線と共振周波数帯域との重なる範囲（図５（ａ）における左右幅）が短くなる。
【００５９】
また、小型ターボ過給機６２の回転数の低下を促進する一方で、エンジン回転数の低下は促進されていないため、エンジン回転数が比較的高いうちに、共振周波数帯域を通過することになる。
【００６０】
従って、共振周波数帯域を素早く通過することで、周辺部品や小型ターボ過給機６２の共振による音の発生期間をできるだけ短くすることに加えて、エンジン回転数が比較的高くて暗騒音が大きいときに、共振による音を発生させることにより、乗員は、音に気づかなくなる、又は、気づきにくくなる。その結果、乗員の違和感が抑制される。
【００６１】
ステップＳ３の後のステップＳ４では、エンジン回転数が第二所定値Ｎ２以下になったか否かを判定する。但し、第二所定値Ｎ２＜第一所定値Ｎ１であり、第二所定値Ｎ２は、小型ターボ過給機６２の回転数が、周辺部品共振周波数帯域、又は、小型ターボ過給機共振周波数帯域を通過した後に対応するエンジン回転数として適宜設定すればよい。ステップＳ４の判定がＮＯのときには、ステップＳ３に戻り、レギュレートバルブ６４ａの開制御を継続する。これにより、小型ターボ過給機６２の回転数の低下を促進する。一方、ステップＳ４の判定がＹＥＳのときには、ステップＳ５に移行し、レギュレートバルブ６４ａを閉じる。これによって、小型タービン６２ｂへの排気流量の制限が解除されるため、小型ターボ過給機６２の回転数が低下し難くなる。このことは、小型ターボ過給機６２の回転数が低下しすぎてしまうことを回避して、この後に、発進乃至加速が要求されたときには、小型ターボ過給機６２の回転数を速やかに高めて、過給を早期に開始することを可能にする。つまり、発進乃至加速性能の向上に有利になる。
【００６２】
図７は、前述した排気制御を行った場合と排気制御を行わない場合とでの、（ａ）エンジン回転数、（ｂ）燃料噴射量、（ｃ）レギュレートバルブの目標開度、（ｄ）小型ターボ過給機の予測回転数、（ｅ）小型コンプレッサ前後の圧力差、（ｆ）小型コンプレッサの通過流量の各パラメータの時間変化の相違を示している。つまり、図７（ａ）に示すように、無負荷レーシングによってエンジン回転数が、一旦、所定の回転数以上にまで上昇した後、アクセル操作がなくなり、インジェクタ１８からの燃料噴射量が０になった後（同図（ｂ）参照）に排気制御を行う場合は、同図（ｃ）に実線で示すように、レギュレートバルブ６４ａの目標開度が開側の所定開度に設定される。これに対し、排気制御を行わない場合は、同図（ｃ）に破線で示すように、レギュレートバルブ６４ａの目標開度は閉側のままである。
【００６３】
レギュレートバルブ６４ａを開くことにより、小型タービン６２ｂへの排気流量が低減するため、図７（ｄ）に示すように、小型ターボ過給機６２の回転数の低下度合い（つまり、図における傾き）は、レギュレートバルブ６４ａを閉じたままのときよりも大きくなる。一方、同図（ａ）に示すように、エンジン回転数の低下度合いは、排気制御の実行、非実行に拘わらず、互いにほぼ同じである。その結果、前述したように、エンジン回転数が比較的高いうちに、周辺部品共振周波数帯域及び小型ターボ過給機共振周波数帯域を素早く通過することが可能になり、音の発生に乗員が気づきにくくなる。尚、図７（ｅ）に示すように、小型ターボ過給機６２の小型コンプレッサ６２ａの前後圧も、排気制御を行った場合は、低下度合いが相対的に大きくなる一方で、小型コンプレッサ６２ａの通過流量は、排気制御の実行、非実行に拘わらず、互いにほぼ同じである。
【００６４】
また、レギュレートバルブ６４ａの開制御を中止することによって、図７（ｄ）に示すように、小型ターボ過給機６２の回転数の低下が抑制されることになる。
【００６５】
尚、前記の構成では、２ステージターボ過給機を対象としているが、シングルターボ過給機に、前述した排気制御を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  ディーゼルエンジン
１０  ＰＣＭ（排気制御手段）
１１ａ  気筒
３０  吸気通路
４０  排気通路
６１  大型ターボ過給機
６１ａ  大型コンプレッサ
６１ｂ  大型タービン
６２  小型ターボ過給機
６２ａ  小型コンプレッサ
６２ｂ  小型タービン
６４ａ  レギュレートバルブ（排気制御手段）
【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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【図６】
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【図７】
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