(57)【要約】【課題】発電量を確保しつつ浄化装置の浄化性能をより良好にする。【解決手段】排気通路１３０に設けられる発電用タービン７４およびこれにより駆動されて発電するタービン側発電機７２と、エンジン本体１の出力軸１０６に連結されたエンジン側発電機８２とを設け、減速時において浄化装置９０の温度が第１基準温度以上の場合はタービン側発電機７２に発電を行わせ、第２基準温度未満の場合はタービン側発電機７２に発電を停止し、浄化装置９０の温度が前記第２基準温度未満且つ発電要求がある場合は、エンジン側発電機８２に発電を行わせる。【選択図】図５
2017214893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気駆動発電機を備えたエンジンであって、
エンジン本体と、
前記エンジン本体にそれぞれ接続される吸気通路および排気通路と、
前記排気通路に設けられて排気のエネルギを受けて回転する発電用タービンおよび前記発電用タービンにより駆動されて発電するタービン側発電機を含む発電装置と、
前記エンジン本体の出力軸に連結されて当該出力軸により回転駆動されることで発電するエンジン側発電機と、
前記排気通路の前記発電用タービンの下流側に設けられて排気を浄化するための浄化装置と、
前記タービン側発電機および前記エンジン側発電機を含むエンジンの各部を制御可能な制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記エンジン本体の減速時において前記浄化装置の温度が予め設定された第１基準温度以上の場合は少なくとも前記タービン側発電機に発電を行わせ、
前記減速時において前記浄化装置の温度が前記第１基準温度より低い温度に設定された第２基準温度未満の場合は前記タービン側発電機による発電を停止し、
前記減速時において前記浄化装置の温度が前記第２基準温度未満且つ発電要求がある場合は、前記エンジン側発電機に発電を行わせることを特徴とする排気駆動発電機を備えたエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載の排気駆動発電機を備えたエンジンにおいて、
前記排気通路の前記発電用タービンの上流側に設けられる過給用タービンおよび前記吸気通路に設けられるコンプレッサを含むターボ過給機と、
前記排気通路に設けられて、前記過給用タービンと前記発電用タービンとの間の部分と前記過給用タービンよりも上流側の部分とを連通するバイパス通路と、
前記バイパス通路を開閉する開閉弁とを備え、
前記制御手段は、前記エンジン本体の減速時は前記開閉弁を開くことを特徴とする排気駆動発電機を備えたエンジン。
【請求項３】
請求項１または２に記載の排気駆動発電機を備えたエンジンにおいて、
前記制御手段は、前記エンジン本体が減速中であり、且つ、前記浄化装置の温度が前記第２基準温度以上であるとともに前記第１基準温度より低く、かつ、発電要求がある場合において、発電要求が低い場合は前記エンジン側発電機によってのみ発電を実施し、発電要求が高い場合は前記エンジン側発電機に加えて前記タービン側発電機による発電を実施することを特徴とする排気駆動発電機を備えたエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気駆動発電機を備えたエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンシステムにおいて、各種電気機器に供給する電力を生成するために、発電機を設けることが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ターボ過給機と、排気のエネルギによる発電する発電機とを備えたエンジンシステムであって、発電機がターボ過給機のタービンとコンプレッサとを連結するシャフトに連結されており、シャフトの回転力によって発電を行うものが開示されている。このエンジンシステムでは、排気のエネルギが過給と発電とに有効に利用されるため、システム全体のエネルギ効率を高めことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６２９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のエンジンシステムでは、排気のエネルギが発電によって消費される結果、排気通路の下流側に設けられる浄化装置に流入する排気の温度が低下して浄化装置の浄化性能を良好に維持できなくなるおそれがある。特に、エンジンの減速時は、排気の温度が低いことに伴って浄化装置の温度が低下しやすいため、特許文献１のエンジンシステムにおいてエンジンの減速時に発電を行うと浄化装置の浄化性能が悪化するおそれがある。
【０００６】
本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、発電量を確保しつつ浄化装置の浄化性能をより良好にすることのできる排気駆動発電機を備えたエンジン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】
前記課題を解決するために、本発明は、排気駆動発電機を備えたエンジンであって、エンジン本体と、前記エンジン本体にそれぞれ接続される吸気通路および排気通路と、前記排気通路に設けられて排気のエネルギを受けて回転する発電用タービンおよび前記発電用タービンにより駆動されて発電するタービン側発電機を含む発電装置と、前記エンジン本体の出力軸に連結されて当該出力軸により回転駆動されることで発電するエンジン側発電機と、前記排気通路の前記発電用タービンの下流側に設けられて排気を浄化するための浄化装置と、前記タービン側発電機および前記エンジン側発電機を含むエンジンの各部を制御可能な制御手段とを備え、前記制御手段は、前記エンジン本体の減速時において前記浄化装置の温度が予め設定された第１基準温度以上の場合は少なくとも前記タービン側発電機に発電を行わせ、前記減速時において前記浄化装置の温度が前記第１基準温度より低い温度に設定された第２基準温度未満の場合は前記タービン側発電機による発電を停止し、前記減速時において前記浄化装置の温度が前記第２基準温度未満且つ発電要求がある場合は、前記エンジン側発電機に発電を行わせることを特徴とする排気駆動発電機を備えたエンジンを提供する（請求項１）。
【０００８】
この構成によれば、減速時のエネルギを利用してエンジン側発電機またはタービン側発電機で発電を行うことにより、減速時のエネルギを電力として回収することができる。
【０００９】
しかも、エンジン減速時において浄化装置の温度が第２基準温度未満と低い場合にはタービン側発電機による発電が停止されて、発電要求があってもエンジン側発電機によって発電が行われるため、浄化装置の温度が過剰に低下するのを抑制して浄化装置の浄化性能を良好にすることができる。
【００１０】
さらに、この構成では、減速時において浄化装置の温度が第１基準温度以上と高い場合には、少なくともタービン側発電機による発電が実施される。そのため、排気のエネルギを発電に有効に利用しつつ、タービン側発電機において排気の温度を低下させて浄化装置の温度が過剰に高くなるのを抑制することができる。従って、発電量を確保しつつ浄化装置の浄化性能をより確実に良好にすることができる。
【００１１】
前記構成において、前記排気通路の前記発電用タービンの上流側に設けられる過給用タービンおよび前記吸気通路に設けられるコンプレッサを含むターボ過給機と、前記排気通路に設けられて、前記過給用タービンと前記発電用タービンとの間の部分と前記過給用タービンよりも上流側の部分とを連通するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉する開閉弁とを備え、前記制御手段は、前記エンジン本体の減速時は前記開閉弁を開くのが好ましい（請求項２）。
【００１２】
この構成によれば、排気のエネルギによって過給と発電とが実施されるため排気のエネルギを有効に利用することができる。
【００１３】
しかも、この構成によれば、エンジン本体の減速時に開閉弁が開弁されて、排気の少なくとも一部が過給用タービンを迂回して下流側に導出される。そのため、減速中に、エンジン本体から排出される比較的低温の排気が導入されることで過給用タービンが冷却されるのを抑制することができる。従って、減速後においても過給用タービンの温度を高くすることができ、減速後の加速時等において過給用タービンの駆動力すなわちターボ過給機の過給性能を高くすることができる。
【００１４】
前記構成において、前記制御手段は、前記エンジン本体が減速中であり、且つ、前記浄化装置の温度が前記第２基準温度以上であるとともに前記第１基準温度より低く、かつ、発電要求がある場合において、発電要求が低い場合は前記エンジン側発電機によってのみ発電を実施し、発電要求が高い場合は前記エンジン側発電機に加えて前記タービン側発電機による発電を実施するのが好ましい（請求項３）。
【００１５】
この構成によれば、浄化装置の温度を適正に維持しつつ、エンジン側発電機とターボ側発電機とで発電要求に応じた適切な発電を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の排気駆動発電機を備えたエンジンによれば、発電量を確保しつつ浄化装置の浄化性能をより良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】エンジンシステムの概略構成図である。
【図２】エンジン本体の概略断面図である。
【図３】ＶＧＴの概略断面図である。
【図４】制御ブロックを示した図である。
【図５】発電等に係る制御の手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（１）全体構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる排気駆動発電機を備えたエンジンが適用されるエンジンシステム１００の概略構成図である。
【００１９】
このエンジンシステム１００は、エンジン本体１と、エンジン本体１に導入される吸気が流通する吸気通路１２０と、エンジン本体１から導出される排気（燃焼ガス）が流通する排気通路１３０と、排気通路１３０を流通する排気により駆動されるターボ過給機６０と、排気通路１３０を流通する排気により駆動されて発電する発電装置７０とを備える。ここでは、図１等に示すように、エンジン本体１が、４ストロークの直列４気筒ガソリンエンジンであって、車両に駆動源として搭載される場合について説明する。
【００２０】
図２は、エンジン本体１の概略断面図である。
【００２１】
エンジン本体１は、気筒１０が内部に形成されたシリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の上面に設けられたシリンダヘッド１０２と、気筒１０に往復摺動可能に挿入されたピストン１０３とを有している。
【００２２】
ピストン１０３はコネクティングロッドを介してクランクシャフト（エンジン本体１の出力軸）１０６と連結されており、ピストン１０３の往復運動に応じて、クランクシャフト１０６はその中心軸回りに回転する。
【００２３】
図１に示すように、クランクシャフト１０６には、クランクシャフト１０６の回転力により駆動されて発電するエンジン側発電機８２が連結されている。本実施形態では、エンジン側発電機８２は、モータ機能付発電機、いわゆるＩＳＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）であり、前記のようにクランクシャフト１０６により駆動されて発電機として機能するとともに、発進時や加速時等においてモータとして機能してクランクシャフト１０６の回転を補助する。以下では、エンジン側発電機８２をＩＳＧ８２という。ＩＳＧ８２はＩＳＧ駆動装置８５により制御され、ＩＳＧ駆動装置８５によって発電機とモータとの切替、および発電量やモータとしての駆動力が変更される。
【００２４】
ピストン１０３の上方には燃焼室５が形成されている。シリンダブロック１０１の側壁には、燃焼室５内を臨むようにインジェクタ１０５が取り付けられている。燃焼室５内には、インジェクタ１０５から燃料が噴射される。噴射された燃料と空気との混合気は燃焼室５で燃焼し、ピストン１０３はその燃焼による膨張力で押し下げられて上下に往復運動する。なお、インジェクタ１０５は、シリンダヘッド１０２に取り付けられていてもよい。
【００２５】
シリンダヘッド１０２には、インジェクタ１０５から噴射された燃料と空気との混合気に対し火花放電による点火を行う点火プラグ１８が設けられている。
【００２６】
シリンダヘッド１０２には、各気筒１０にそれぞれ対応して、吸気通路１２０から供給される空気を各気筒１０の燃焼室５に導入するための吸気ポート１３と、吸気ポート１３を開閉する吸気弁１４と、各気筒１０の燃焼室５で生成された排気をエンジン本体１の外部に導出するための排気ポート１１と、排気ポート１１を開閉する排気弁１２とが設けられている。
【００２７】
吸気通路１２０は、各吸気ポート１３に繋がるように設けられている。吸気通路１２０には、上流側から順に、コンプレッサ６２、インタークーラ１２２、スロットルバルブ１２３、サージタンク１２４が設けられている。
【００２８】
コンプレッサ６２は、ターボ過給機６０の構成部品である。すなわち、ターボ過給機６０は、排気通路１３０に設けられて排気により回転駆動される過給用タービン６４と、吸気通路１２０に設けられて過給用タービン６４により回転駆動されるコンプレッサ６２とを有しており、過給用タービン６４（詳細には過給用タービン６４の後述するインペラ６４ａ）が排気の導入を受けて回転することでコンプレッサ６２が回転して吸気を過給する。
【００２９】
（２）排気系
排気通路１３０は、エンジン本体１の各排気ポート１１に繋がるように設けられている。排気通路１３０には、上流側から順に、過給用タービン６４、発電用タービン７４、触媒装置（浄化装置）９０が設けられている。
【００３０】
図３に示すように、本実施形態では、過給用タービン６４は、可変容量タービンすなわちＶＧＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ  Ｔｕｒｂｉｎｅ）であり、排気のエネルギを受けて回転するインペラ６４ａと、インペラ６４ａの周囲に設けられて角度変更可能な複数のノズルベーン６４ｂと、各ノズルベーン６４ｂと連携されたロッド６４ｃと、ロッド６４ｃを進退駆動することにより各ノズルベーン６４ｂの角度を変更するベーンアクチュエータ６４ｄとを備える。ベーンアクチュエータ６４ｄおよびロッド６４ｃによってノズルベーン６４ｂが閉方向（隣接するノズルベーン６４ｂどうしの距離を狭める方向）に駆動されると、過給用タービン６４のインペラ６４ａに流入する排気の流路の面積は小さくなり排気の流速が増大される。
【００３１】
以下では、ノズルベーン６４ｂの角度をＶＧＴ開度という。このＶＧＴ開度は、その値が大きいほど過給用タービン６４の各翼に向かう排気の流通通路の流路面積が大きくなって各翼に衝突する排気の流速が低くなり、その値が小さいほどこの流路面積が小さく絞られて前記排気の流速が高くなることを示すパラメータである。
【００３２】
本実施形態では、エンジンの稼働中において、ＶＧＴ開度は全閉（流通通路を完全に閉鎖する状態）よりも開き側の所定の開度以上となるように制御される。
【００３３】
図１に戻り、発電用タービン７４は、発電装置７０の構成部品である。発電装置７０は、この発電用タービン７４と、これにより回転駆動されるタービン側発電機７２と、タービン側発電機７２を駆動するジェネレータ駆動装置７５とを有している。
【００３４】
発電用タービン７４は、排気のエネルギを受けて回転するタービンであり、タービン側発電機７２は、発電用タービン７４により回転駆動されることで発電する。具体的には、タービン側発電機７２は、発電用タービン７４と連動して回転するロータコイルを有しており、当該ロータコイルの回転に伴う電磁誘導により発電を行う。タービン側発電機７２で生成された電力は、バッテリ（不図示）に蓄電される、あるいは、各種電気機器（不図示）に供給される。
【００３５】
ジェネレータ駆動装置７５は、タービン側発電機７２による発電の実施／停止すなわちタービン側発電機７２のロータコイルへの磁化用の電流の印加の実施／停止を切り替えるとともに、タービン側発電機７２の発電量を変更する。
【００３６】
触媒装置９０は、排気を浄化するための装置であり、例えば、酸化触媒等を含む。
【００３７】
排気通路１３０には、過給用タービン６４をバイパスするバイパス通路１３２と、これを開閉するウエストゲートバルブ（開閉弁）１３３とが設けられている。具体的には、バイパス通路１３２は、排気通路１３０のうち過給用タービン６４よりも上流側の部分と発電用タービン７４よりも下流側の部分とを接続している。従って、ウエストゲートバルブ１３３が開いている状態では、エンジン本体１から排出された排気の多くは、これら過給用タービン６４を通過せずに触媒装置９０に流入する。
【００３８】
（３）制御系
図４を用いて、エンジンシステムの制御系について説明する。当実施形態のエンジンシステム１００は、車両に搭載されたＥＣＵ（エンジン制御ユニット、制御手段）５００によって制御される。ＥＣＵ５００は、周知のとおり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｆ等から構成されるマイクロプロセッサである。
【００３９】
ＥＣＵ５００には、各種センサからの情報が入力される。例えば、ＥＣＵ５００は、クランクシャフト１０６の回転数すなわちエンジン本体１の回転数を検出するためのエンジン回転数センサＳＮ１、エンジン本体１に流入する吸気の量を検出するためのエアフローセンサＳＮ２、車両に設けられて運転者により操作されるアクセルペダル（不図示）の開度を検出するアクセル開度センサＳＮ３、吸気通路１２０のうちコンプレッサ６２よりも下流側の圧力すなわちコンプレッサ６２の過給圧（以下、単に過給圧という）を検出するための過給圧センサＳＮ４、排気通路１３０の温度である排気温を検出する排気温度センサＳＮ５等と電気的に接続されており、これらのセンサからの入力信号を受け付ける。また、ＥＣＵ５００には、バッテリの電圧や各種電気機器の操作信号も入力される。
【００４０】
ＥＣＵ５００は、各センサＳＮ１〜ＳＮ５からの入力信号等に基づいて種々の演算等を実行し、ジェネレータ駆動装置７５、ＩＳＧ駆動装置８５、ウエストゲートバルブ１３３、およびその他のエンジンの各部（点火プラグ１８、インジェクタ１０５、スロットルバルブ１２３等）にそれぞれ制御信号を出力する。なお、詳細には、ＥＣＵ５００は、ウエストゲートバルブ１３３を開閉するアクチュエータに制御信号を出力して、これの開度を制御する。
【００４１】
ＥＣＵ５００による、ジェネレータ駆動装置７５、ＩＳＧ駆動装置８５、ウエストゲートバルブ１３３の制御手順について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
まず、ステップＳ１にて、コントローラ５００は、エンジン回転数センサＳＮ１により検出されたエンジン回転数、アクセル開度センサＳＮ５により検出されたアクセル開度、過給圧センサＳＮ５により検出された過給圧、触媒装置９０の温度である触媒温度、および、バッテリ残量であるＳＯＣ等を読み込む。なお、触媒温度は、排気温センサＳＮ４で検出された排気の温度等から別途算出される。また、ＳＯＣは、バッテリに接続された電流センサの検出値等から別途算出される。
【００４３】
次に、ステップＳ３にて、運転条件（エンジン回転数とエンジン負荷等）に応じて、過給圧の目標値である目標過給圧と、ＶＧＴ開度の基本値である基本ＶＧＴ開度とを設定する。例えば、コントローラ５００には、予めエンジン回転数とエンジン負荷とについての目標過給圧および基本ＶＧＴ開度のマップが記憶されており、コントローラ５００は、現在のエンジン回転数とエンジン負荷とに対応する各値を各マップから抽出する。なお、エンジン負荷は、エンジン回転数とアクセル開度等から算出される。
【００４４】
次に、ステップＳ４にてエンジン本体１が減速中（減速時）であるか否かを判定する。例えば、コントローラ５００は、気筒１０への燃料の供給量や、エンジン回転数とエンジン負荷との変化量に基づいて減速中か否かを判定する。
【００４５】
なお、本実施形態では、気筒１０への燃料の供給が停止されるいわゆる燃料カット時に加えて、エンジン回転数およびエンジン負荷の低下中も減速中であるとして判定する。
【００４６】
ステップＳ４の判定がＹＥＳであって、エンジン本体１が減速している場合は、ステップＳ５に進む。
【００４７】
ステップＳ５では、ウエストゲートバルブ１３３を開弁する。
【００４８】
このように、本実施形態では、エンジン本体１の減速時には、ウエストゲートバルブ１３３を開弁して、エンジン本体１から排出された排気の多く（ほぼ全量）を、過給用タービン７２をバイパスして下流側に流す。ステップＳ５の次はステップＳ６に進む。
【００４９】
ステップＳ６では、発電要求があるか否かを判定する。
【００５０】
具体的には、コントローラ５００は、ＳＯＣや各種電気機器の電気負荷等に基づいて、所定の電力量に対して現在不足している電力量を算出し、この電力不足量が所定値以上であれば発電要求があると判定する。所定の電力量は、例えば、バッテリの最大蓄電量であり、この最大蓄電量から現在のバッテリの蓄電量および各種電気機器で消費されている電力量を差し引くことで算出される。
【００５１】
ステップＳ６の判定がＮＯであり、発電要求がない場合はステップＳ７に進み、ＩＳＧ８２による発電を停止する。
【００５２】
一方、ステップＳ６の判定がＹＥＳであり、発電要求がある場合はステップＳ８に進み、ＩＳＧ８２による発電を実施する。
【００５３】
このように、本実施形態では、エンジン本体１の減速時において発電要求があればＩＳＧ８２による発電を実施する。
【００５４】
ステップＳ７あるいはステップＳ８の次は、ステップＳ９に進む。
【００５５】
ステップＳ９では、触媒温度が予め設定された許容温度（第１基準温度）以上か否かを判定する。許容温度は、十分に高い温度であって、触媒装置９０にとって好ましくない温度域の最低温度に設定されている。
【００５６】
ステップＳ９の判定がＹＥＳであって、触媒温度が許容温度以上と高温の場合は、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、タービン側発電機７２による発電を実施する。具体的には、ジェネレータ駆動装置７５によってタービン側発電機７２のロータコイルに磁化用の電流を印加する。ステップＳ１０の次はステップＳ１６に進む。
【００５７】
一方、ステップＳ９の判定がＮＯであって、触媒温度が許容温度未満の場合は、ステップＳ１１に進む。
【００５８】
ステップＳ１１では、触媒温度が予め設定された活性温度未満であるか否かを判定する。
【００５９】
ここで、活性温度は、触媒装置９０が活性化した状態での最低温度に設定されている。
【００６０】
ステップＳ１１の判定がＹＥＳであって、触媒温度が活性温度未満であって触媒装置９０が活性状態にない場合は、ステップＳ１２に進む。
【００６１】
ステップＳ１２では、タービン側発電機７２による発電を停止する。具体的には、ジェネレータ駆動装置７５によってタービン側発電機７２のロータコイルへの磁化用の電流の印加を停止する。ステップＳ１２の後はステップＳ１６に進む。
【００６２】
一方、ステップＳ１１の判定がＮＯであって、触媒温度が活性温度以上である場合すなわち触媒装置９０が活性状態にある場合は、ステップＳ１３に進む。
【００６３】
ステップＳ１３では、発電要求が高いか否か、すなわち、発電要求があり、かつ、緊急に発電すべきである状態か否かを判定する。具体的には、前記電力不足量が前記所定値よりも高い値に設定された基準不足量よりも大きく、電力が大きく不足（所定の電力量に対して）している場合に、発電要求が高い、すなわち、緊急に発電すべきであると判定される。例えば、ＳＯＣが所定値未満に低下しており、発電をしなければ間もなく電力不足（必要な電気機器を正常に動かせない状態）に陥る可能性のある場合には、この判定はＹＥＳとなる。
【００６４】
ステップＳ１３の判定がＹＥＳであって、発電要求レベルが高く、緊急に発電する必要がある場合は、ステップＳ１４に進み、ステップＳ１４にて、タービン側発電機７２による発電を実施する。ステップＳ１４の次は、ステップＳ１６に進む。
【００６５】
一方、ステップＳ１３の判定がＮＯであって、発電要求レベルが低い、あるいは、発電要求がない場合は、ステップＳ１５に進み、ステップＳ１５にて、タービン側発電機７２による発電を停止する。ステップＳ１５の次は、ステップＳ１６に進む。
【００６６】
ステップＳ１６では、過給圧が目標過給圧になっているか否かを判定する。この判定がＮＯであって目標過給圧が実現されていない場合は、ステップＳ１７に進む。
【００６７】
ステップＳ１７では、ＶＧＴ開度を補正する。具体的には、過給圧が目標過給圧よりも低い場合は、ＶＧＴ開度を減少し（閉じ側に補正し）、過給圧が目標過給圧よりも高い場合は、ＶＧＴ開度を増大する（開き側に補正する）。例えば、ＶＧＴ開度が基本ＶＧＴ開度とされている場合には、この基本ＶＧＴ開度からＶＧＴ開度を大きくあるいは小さくする。
【００６８】
一方、ステップＳ１６の判定がＹＥＳであって過給圧が目標過給圧に制御されている場合は、そのまま処理を終了する。
【００６９】
なお、ステップＳ１６では、過給圧が目標過給圧と完全に一致している場合に限らず、過給圧と目標過給圧との差が所定値以下である場合にも過給圧が目標過給圧になっている判定されてもよい。
【００７０】
このように、本実施形態では、エンジン本体１の減速時において、触媒温度が許容温度以上の場合、あるいは、触媒温度が活性温度以上でかつ発電要求が高い場合に、タービン側発電機７２による発電が実施される。一方、エンジン本体１の減速時において、触媒温度が活性温度未満の場合、あるいは、発電要求が低い場合には、タービン側発電機７２による発電は停止される。
【００７１】
なお、ステップＳ４の判定がＮＯであって減速中でない場合は、ステップＳ２０に進む。
【００７２】
ステップＳ２０では、ウエストゲートバルブ（Ｗ／Ｇ）１３３を全閉にする。ステップＳ２０の次は、ステップＳ２１に進む。
【００７３】
ステップＳ２１では、ＩＳＧ８２による発電を停止する一方、発電要求がある場合には、それに応じてタービン側発電機７２による発電を実施する。ステップＳ２１の次は、ステップＳ２２に進む。そして、ステップＳ２２で、ＶＧＴ開度を基本ＶＧＴ開度に制御して、処理を終了する。
【００７４】
（４）作用等
以上のように、本エンジンシステム１００では、クランクシャフト１０６の回転によって発電を行うＩＳＧ（エンジン側発電機）８２と、排気通路１３０に設けられて排気のエネルギを利用して発電を行うタービン側発電機７２とが設けられて、減速時のエネルギを利用してエンジン側発電機８２、さらにはタービン側発電機７２で発電を行うことができる。従って、減速時のエネルギを電力として回収することができ、効率よく高い発電量を得ることができる。
【００７５】
しかも、減速時において触媒温度が活性温度未満の場合には、発電要求に応じてＩＳＧ８２による発電は実施される一方、タービン側発電機７２による発電は停止される。そのため、発電量を確保しつつ、触媒装置９０の活性化を促進することができる。
【００７６】
具体的には、減速時にエンジン本体１から排出される排気の温度は比較的低温である。そのため、このときにさらにタービン側発電機７２による発電が実施されて発電用タービン７４にて排気のエネルギが消費されると、触媒装置９０に流入する排気の温度は非常に低くなる。これに対して、前記のように減速時において触媒温度が活性温度未満の場合に、タービン側発電機による発電が停止されていることで、本エンジンシステム１００では、触媒装置９０の活性化を促進することができる。
【００７７】
さらに、本エンジンシステム１００では、減速時において触媒温度が許容温度以上と高い場合には、発電要求の有無にかかわらずタービン側発電機７２による発電が実施される。そのため、排気のエネルギを発電に有効に利用しながら、発電用タービン７４において排気の温度を低下させ、これにより、触媒装置９０の温度が過剰に高くなるのも抑制することができる。従って、発電量を確保しつつ触媒装置の浄化性能をより確実に良好にすることができる。なお、発電要求がなく、バッテリおよび電気機器への電力の追加が不要である場合には、例えば、電動ファン等に電力を供給する。
【００７８】
また、本エンジンシステム１００では、減速時において、触媒温度が活性温度以上、かつ、許容温度未満である状態で発電要求が高い場合には、ＩＳＧ８２に加えてタービン側発電機７２によっても発電が実施される。そのため、触媒装置９０の浄化性能を良好に維持しつつ、要求に応じた高い発電量を得ることができる。
【００７９】
また、本エンジンシステム１００では、減速時において、ウエストゲートバルブ１３３が開弁されてエンジン本体１から排出される排気が過給用タービン６４をバイパスして流下するようになっている。そのため、減速時にエンジン本体１から排出される比較的低温の排気によって過給用タービン６４が冷却されるのを抑制することができる。従って、過給用タービン６４の冷却に伴って過給用タービン６４の駆動力が低下するのを抑制して、ターボ過給機６０の過給性能を高く維持することができる。特に、減速後の加速時において過給圧をより確実に高めることができ、加速性能を良好にすることができる。
【００８０】
（５）変形例
前記実施形態では、排気通路１３０のうち発電用タービン７４の上流側に過給用タービン６４を設けた場合について説明したが、過給用タービン６４は省略してもよい。ただし、過給用タービン６４を設ければ、排気エネルギを発電に加えて過給にも利用することができ、過給性能を高めることおよびシステム全体のエネルギ効率を高めることができる。
【００８１】
また、前記実施形態では過給用タービン６４が可変容量タービンの場合について説明したが、過給用タービン６４は、固定容量タービンいわゆるＦＧＴ（Ｆｉｅｘ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ  Ｔｕｒｂｉｎｅ）すなわちインペラに流入する排気の流路面積が一定に固定されたタービンであってもよい。
【００８２】
また、ウエストゲートバルブ１３３は省略可能である。ただし、ウエストゲートバルブ１３３を設けて、減速時にこれを開弁すれば、前記のように、過給用タービン６４の温度低下を抑制して過給性能をより確実に高くすることができる。
【００８３】
また、前記実施形態では、減速時で且つ触媒温度が活性温度以上かつ許容温度未満である場合において、発電要求が高いときにのみタービン側発電機６４による発電が実施される場合について説明したが、減速時で且つ触媒温度が活性温度以上かつ許容温度未満であるときにおいて、発電要求が低い場合であっても、発電要求が出されるのに伴って、タービン側発電機７２を駆動してもよい。
【００８４】
ただし、前記実施形態のように、発電要求が高いときにのみタービン側発電機７２による発電を実施して、減速時にはＩＳＧ８２による発電を優先的に実施するようにすれば、タービン側発電機７２による発電に伴って触媒温度が低下するのをより確実に抑制することができるとともに、エンジン本体１の抵抗力を増大させて減速力を高めることができる。
【００８５】
また、バッテリに代えて電力を蓄えることが可能な他の装置を用いてもよい。また、発電要求レベルの高低の判定は前記に限らず、例えば、電気機器で消費される電力量の大小によって判定してもよい。
【００８６】
また、タービン側発電機７２は発電用タービン７４により駆動されて、発電の実施と停止とを切り替えることが可能なものであればよく、具体的な構成は前記に限らない。例えば、発電機と発電用タービンとの連結が解除されることで発電機での発電が停止されるものであってもよい。
【００８７】
また、前記実施形態では、エンジン本体１が４気筒のガソリンエンジンの場合について説明したが、エンジン本体１の種類はこれに限らない。例えば、ディーゼルエンジンや、その他の気筒数を有するエンジンであってもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１  エンジン本体
６０  ターボ過給機
６２  コンプレッサ
６４  過給用タービン
７０  発電装置
７２  タービン側発電機
７４  発電用タービン
８２  ＩＳＧ（エンジン側発電機）
９０  触媒装置（浄化装置）
１００  エンジンシステム（ターボ過給機付エンジン）
１０６  クランクシャフト（出力軸）
１２０  吸気通路
１３０  排気通路
１３２  バイパス通路
１３３  ウエストゲートバルブ（開閉弁）
５００  ＥＣＵ（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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