(57)【要約】【課題】内燃機関の排気通路に設けられた排気絞り弁を閉弁して、該排気絞り弁上流側の排気通路から蓄圧容器へ排気ガスの回収を行う排気ガス回収装置において、蓄圧容器内により多くのガスを蓄える。【解決手段】本発明は、内燃機関１０の排気通路２８に設けられた排気絞り弁６２と、該排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊに弁７２を介して連通可能な蓄圧容器７０とを備えた排気ガス回収装置であって、排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊと蓄圧容器７０内とをつなぐ排気ガス回収用通路ＲＰに冷却機器を設けたことを特徴とする。そして、この冷却機器は、ＥＧＲクーラ４４であるとよい。【選択図】図１
2009270435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた排気絞り弁と、該排気絞り弁上流側の排気通路に弁を介して連通可能な蓄圧容器とを備えた排気ガス回収装置であって、
前記排気絞り弁上流側の排気通路と前記蓄圧容器内とをつなぐ排気ガス回収用通路に冷却機器を設けたことを特徴とする排気ガス回収装置。
【請求項２】
前記冷却機器は、前記内燃機関のＥＧＲ装置に設けられたＥＧＲクーラであることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス回収装置。
【請求項３】
燃料カット中か否かを判定する燃料カット判定手段と、
該燃料カット判定手段により肯定判定されたとき、燃料カット時間が所定時間経過したか否かを判定する燃料カット時間判定手段と、
前記燃料カット判定手段により肯定判定され、かつ、前記燃料カット時間判定手段により肯定判定されたとき、排気ガスの回収を行うべく、開弁状態にある前記排気絞り弁を閉弁制御する排気絞り弁制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の排気ガス回収装置。
【請求項４】
燃料カット中か否かを判定する燃料カット判定手段と、
該燃料カット判定手段により肯定判定されたとき、燃料カット時間が所定時間経過したか否かを判定する燃料カット時間判定手段と、
前記燃料カット判定手段により肯定判定され、かつ、前記燃料カット時間判定手段により肯定判定されたとき、排気ガスの回収を行うべく、開弁状態にある前記排気絞り弁を閉弁制御する排気絞り弁制御手段と、
前記ＥＧＲ装置の前記ＥＧＲクーラ下流側に設けられたＥＧＲ弁を制御するＥＧＲ弁制御手段であって、前記燃料カット判定手段により肯定判定されたとき前記ＥＧＲ弁を開弁制御し、前記燃料カット判定手段により肯定判定され、かつ、前記燃料カット時間判定手段により肯定判定されたとき前記ＥＧＲ弁を閉弁制御するＥＧＲ弁制御手段と
を備えることを特徴とする請求項２に記載の排気ガス回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に設けられた排気絞り弁を閉弁して、該排気絞り弁上流側の排気通路から蓄圧容器へ排気ガスの回収を行う排気ガス回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄圧容器内に高い圧力を有するガスを蓄え、そのガスを用いて種々の部材を作動させるあるいはその作動を補助することが提案されている。例えば、蓄圧容器内の圧縮空気を用いて、内燃機関に搭載されたターボ過給機の過渡応答性を向上させるようにしたターボ過給機の加速装置が特許文献１に開示されている。この装置は、機関運転状態に応じて圧縮空気を排気ポートとタービンとの間に供給可能な空気供給機構を備えていて、この空気供給機構は、ポンプから吐出された圧縮空気を蓄圧して保持可能な蓄圧容器と、該蓄圧容器内の圧縮空気を排気ポートとタービンとの間に供給する弁機構とを備えている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２７６２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の装置を車両に搭載する場合、車両の縮小化およびガス放出時期拡大の観点から、蓄圧容器を小型化することが望まれると共に蓄圧容器内により多くのガスを蓄えることが望まれる。
【０００５】
そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、蓄圧容器内に該蓄圧容器の内容積に対してより多くのガスを蓄えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の排気ガス回収装置は、内燃機関の排気通路に設けられた排気絞り弁と、該排気絞り弁上流側の排気通路に弁を介して連通可能な蓄圧容器とを備えた排気ガス回収装置であって、前記排気絞り弁上流側の排気通路と前記蓄圧容器内とをつなぐ排気ガス回収用通路に冷却機器を設けたことを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、前記排気絞り弁上流側の排気通路と前記蓄圧容器内とをつなぐ排気ガス回収用通路に冷却機器を設けたので、排気絞り弁上流側の排気通路から蓄圧容器へ回収される排気ガスは、その冷却機器によって適切に冷却される。したがって、蓄圧容器に回収される排気ガスの密度が高められるので、蓄圧容器の内容積に対してより多くの排気ガスを蓄圧容器内に蓄えることが可能になる。
【０００８】
より好ましくは、前記冷却機器は、前記内燃機関のＥＧＲ装置に設けられたＥＧＲクーラであるとよい。この場合、排気絞り弁上流側の排気通路の排気ガスをＥＧＲクーラによって冷却してから、蓄圧容器内へ回収することが可能になる。
【０００９】
上記排気ガス回収装置は、燃料カット中か否かを判定する燃料カット判定手段と、該燃料カット判定手段により肯定判定されたとき、燃料カット時間が所定時間経過したか否かを判定する燃料カット時間判定手段と、前記燃料カット判定手段により肯定判定され、かつ、前記燃料カット時間判定手段により肯定判定されたとき、排気ガスの回収を行うべく、開弁状態にある前記排気絞り弁を閉弁制御する排気絞り弁制御手段とを備えるとよい。この場合、燃料カット判定手段により肯定判定され、かつ、燃料カット時間判定手段により肯定判定されたとき、排気ガスの回収を行うべく、排気絞り弁制御手段により、開弁状態にある排気絞り弁が閉弁制御されるので、燃料カット時間が所定時間経過するまで排気絞り弁は開弁状態に保たれる。したがって、燃料カット時間が所定時間経過するまで、単に気筒を通過した空気を主とする排気ガスが、排気絞り弁上流側の排気通路に至り、排気絞り弁下流側に流れることが可能になる。したがって、上記排気絞り弁制御手段が排気絞り弁を閉弁制御するとき、排気絞り弁上流側の排気通路にある排気ガスは、ある程度温度が低く、かつ、空気を主とするガスであり得る。したがって、十分温度が低く、かつ、ある程度きれいな排気ガスを、蓄圧容器へ回収することが可能になる。
【００１０】
また、上記排気ガス回収装置は、燃料カット中か否かを判定する燃料カット判定手段と、該燃料カット判定手段により肯定判定されたとき、燃料カット時間が所定時間経過したか否かを判定する燃料カット時間判定手段と、前記燃料カット判定手段により肯定判定され、かつ、前記燃料カット時間判定手段により肯定判定されたとき、排気ガスの回収を行うべく、開弁状態にある前記排気絞り弁を閉弁制御する排気絞り弁制御手段と、前記ＥＧＲ装置の前記ＥＧＲクーラ下流側に設けられたＥＧＲ弁を制御するＥＧＲ弁制御手段であって、前記燃料カット判定手段により肯定判定されたとき前記ＥＧＲ弁を開弁制御し、前記燃料カット判定手段により肯定判定され、かつ、前記燃料カット時間判定手段により肯定判定されたとき前記ＥＧＲ弁を閉弁制御するＥＧＲ弁制御手段とを備えるとよい。この場合、燃料カット判定手段により肯定判定され、かつ、燃料カット時間判定手段により肯定判定されたとき、排気ガスの回収を行うべく、排気絞り弁制御手段により、開弁状態にある排気絞り弁が閉弁制御されるので、燃料カット時間が所定時間経過するまで排気絞り弁は開弁状態に保たれる。また、ＥＧＲ弁制御手段により、燃料カット判定手段により肯定判定されたときＥＧＲ弁が開弁制御され、燃料カット判定手段により肯定判定され、かつ、燃料カット時間判定手段により肯定判定されたときＥＧＲ弁が閉弁制御されるので、燃料カット時間が所定時間経過するまでＥＧＲ弁は開かれ、燃料カット時間が所定時間経過したときＥＧＲ弁は閉じられる。したがって、燃料カット時間が所定時間経過するまでの間、単に気筒を通過した空気を主とする排気ガスが、排気絞り弁上流側の排気通路に至り、排気絞り弁下流側に流れることが可能になると共に、ＥＧＲ通路に既に存在していた、既燃ガスを主とする排気ガスの、ＥＧＲ通路からの排出を促すことが可能になる。それ故、上記排気絞り弁制御手段が排気絞り弁を閉弁制御するときあるいは上記ＥＧＲ弁制御手段がＥＧＲ弁を閉弁制御するとき、排気絞り弁上流側の排気通路やＥＧＲ通路にある排気ガスは、ある程度温度が低く、かつ、空気を主とするガスであり得る。したがって、十分温度が低く、かつ、ある程度きれいな排気ガスを、蓄圧容器へ回収することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】
実施形態が適用された車両の内燃機関システムの概略構成を図１に示す。内燃機関１０は、燃料である軽油を燃料噴射弁１２から圧縮状態にある燃焼室内に直接噴射することにより自然着火させる型式の内燃機関、すなわちディーゼル機関である。
【００１３】
気筒１４の燃焼室に臨むと共に吸気通路１６の一部を区画形成する吸気ポートは、シリンダヘッドに形成されていて、吸気弁によって開閉される。シリンダヘッドには、吸気通路１６の一部を区画形成する吸気マニホールド１８が接続され、さらにその上流側には同じく吸気通路１６の一部を区画形成する吸気管２０が接続されている。吸気管２０の上流端側には、吸気通路１６に導かれる空気中の塵埃などを除去するべくエアクリーナ２２が設けられている。また、スロットルアクチュエータ２４によって開度が調整されるスロットル弁２６が、吸気通路１６の途中に設けられている。
【００１４】
他方、気筒１４の燃焼室に臨むと共に排気通路２８の一部を区画形成する排気ポートは、シリンダヘッドに形成されていて、排気弁によって開閉される。シリンダヘッドには、排気通路２８の一部を区画形成する排気マニホールド３０が接続され、さらにその下流側には同じく排気通路２８の一部を区画形成する排気管３２が接続されている。なお、排気ガス浄化触媒が充填された触媒コンバータ３４が排気通路２８の途中に設けられている。
【００１５】
さらに、排気通路２８を流れる排気ガスの一部を吸気通路１６に導くために排気ガス還流（ＥＧＲ）装置３６が設けられている。ＥＧＲ装置３６は、排気通路２８と吸気通路１６とをつなぐＥＧＲ通路３８を区画形成するＥＧＲ管４０と、ＥＧＲ通路３８の連通状態調節用のＥＧＲ弁４２と、還流される排気ガス（ＥＧＲガス）冷却用のＥＧＲクーラ４４とを有している。ここでは、ＥＧＲ管４０上流側の一端は排気マニホールド３０に接続され、その下流側の他端は吸気マニホールド１８に接続されている。ＥＧＲ弁４２はＥＧＲクーラ４４下流側に設けられていて、その開度はアクチュエータ４６により調節される。ここではＥＧＲ弁４２はポペット式弁である。
【００１６】
さらに、排気通路２８に設けられて排気ガスにより回転駆動されるタービンホイール４８を含むタービン５０が排気管３２の途中に設けられている。これに対応して、タービンホイール４８に回転軸５２を介して同軸で連結され、タービンホイール４８の回転力で回転するようにしたコンプレッサホイール５４を含むコンプレッサ５６が吸気管２０の途中に設けられている。すなわち、内燃機関１０は、排気エネルギーを取り出すタービン５０と、タービン５０により取り出された排気エネルギーによって内燃機関１０に過給するコンプレッサ５６とを有するターボ過給機５８が設けられた、ターボ過給機付き内燃機関である。そして、コンプレッサ５６により圧縮された空気を冷却すべく、インタークーラ６０がコンプレッサ５６下流側の吸気通路に設けられている。
【００１７】
さらに、排気通路２８の途中には、排気絞り弁６２が設けられている。排気絞り弁６２は、ここではタービン５０下流側、且つ、触媒コンバータ３４上流側に設けられているが、排気通路２８の他の箇所に設けられてもよい。本実施形態では排気絞り弁６２はバタフライ式弁であり、電動モータあるいは負圧ダイヤフラム方式のアクチュエータであるアクチュエータ６４により駆動される。排気絞り弁６２は、その閉弁時には排気通路２８を流れる排気ガスすなわち既燃ガス（燃焼ガスを含む。）や空気である流体を効果的にせき止め、そのような流体の排気絞り弁６２よりも下流側への流れを概ね遮断する遮断弁として機能する。なお、排気絞り弁６２は、閉弁時に、排気通路の流路断面積を５０％程度減少させるような構成を有する弁であってもよく、あるいは、閉弁時に、排気通路２８を完全に閉塞するような構成を有する弁であってもよい。
【００１８】
また、排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊの排気ガスを取り出すことを可能にするべく、管部材６６によって区画形成された連通路６８が設けられている。連通路６８の一端は、上記ＥＧＲ通路３８につなげられていて、具体的には、ＥＧＲクーラ４４下流側のＥＧＲ通路につなげられている。さらに詳細には、連通路６８の上記一端は、ＥＧＲクーラ４４とＥＧＲ弁４２との間のＥＧＲ通路につなげられている。そして、連通路６８の他端は、蓄圧容器７０につなげられている。蓄圧容器７０は、加圧されたガスを貯留することができる容器である。なお、ここでは、蓄圧容器７０は、相対的に小さな内容積を有する容器である。
【００１９】
このように相互に関係付けられているので、連通路６８とＥＧＲ通路３８の一部とにより排気ガス回収用通路ＲＰが構成され、排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊと蓄圧容器７０内とをつなぐ排気ガス回収用通路ＲＰにＥＧＲクーラ４４が設けられることになる。なお、排気ガス回収用通路ＲＰの一部を構成するＥＧＲ通路は、ＥＧＲ通路３８の内、ＥＧＲ通路３８の上流側端部からＥＧＲ弁４２までの通路である。したがって、後述する排気ガス回収を行うとき、排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊの排気ガスは、ＥＧＲ通路３８の一部を通る過程でＥＧＲクーラ４４を経て、連通路６８に至り、蓄圧容器７０内へ回収されるようになる。なお、ＥＧＲクーラ４４は、排気ガス回収のときには回収される排気ガスを冷却する冷却機器として用いられる。
【００２０】
蓄圧容器７０内と排気通路２８との連通状態の調節用に、連通路６８に流量制御弁７２が設けられている。なお、アクチュエータ７４によって流量制御弁７２は作動される。なお、流量制御弁７２の設置箇所は、通常時に連通路６８への排気ガスの侵入を可能な限り防ぐように、連通路６８の内、ＥＧＲ通路よりであるほどよい。
【００２１】
上記排気ガス回収用通路ＲＰは、ここでは後述するように、排気ガス放出用通路ＥＰとしても利用される。この排気ガス放出用通路ＥＰを介して、蓄圧容器７０内とタービンホイール４８上流側の排気通路Ｋとはつなげられ、蓄圧容器７０内の排気ガスをタービンホイール４８上流側の排気通路Ｋに供給することが可能になる。
【００２２】
ここで、上記蓄圧容器７０に関して、図２に基づいて詳細に説明する。図２には、向かって左側が断面図とされた蓄圧容器７０の拡大図が示されていて、蓄圧容器７０は図２では左右対称であるとして描かれている。蓄圧容器７０には、その下方部にガスすなわち圧力の出入口７０ｍが設けられている。換言すると、出入口７０ｍは、蓄圧容器７０が設置されたときに蓄圧容器７０の下方部に位置するように、蓄圧容器７０に設けられている。なお、ここでは、出入口７０ｍがそのような箇所に位置するように蓄圧容器７０を支持する部材の図示および説明は省略される。より具体的には、図２から明らかなように、出入口７０ｍは、蓄圧容器７０の最下部に位置するように設けられている。ただし、「下方」とは鉛直方向下向きの方向を指し、「下方部」とは下方の部位を指す。具体的には、出入口７０ｍは、蓄圧容器７０内に液体がある場合にその液体が自重により溜まる部位あるいはその近傍に設けられている。なお、出入口７０ｍは、蓄圧容器７０の充填口とその放出口とを兼ねている。ただし、この充填口は主としてガスを充填するためのものであり、その放出口はガスを放出するためのものである。
【００２３】
蓄圧容器７０内には、ガスを吸着可能な吸着材８０が備えられている。吸着材８０は、主として活性炭から構成され、具体的には粉状体の活性炭を、ガスが流通可能な複数の孔を有して形成された網目状の袋体に詰めたものとして構成されている。なお、吸着材８０は、活性炭以外のものを主成分として構成されてもよく、活性炭、ゼオライト、アルミナ、カーボンモレキュラーシーブの内の少なくとも１つを含んで構成され得る。また、吸着材８０は、粉状体である以外に、成形体等のブロック状物であり得る。
【００２４】
さらに、蓄圧容器７０内には、フィルタ部材８２が設けられている。フィルタ部材８２は、ゼオライト系の物質を含んで構成され得、ここではゼオライトから構成されている。ゼオライトは、微細孔をもち、アルミノ珪酸塩を主成分とし、基本骨格として二酸化ケイ素からなる骨格を有している。ゼオライトは、その微細孔に水分子を吸着しまた放出することができ、また、硫黄分、例えばＳＯｘ（硫黄酸化物）といった有害排気ガス成分を吸着等することができる。本明細書では、フィルタ部材８２によって除去されるガス中の成分を不純物と称し得、この不純物には水分、ＰＭ、硫黄分といった排気ガス成分が含まれる。ただし、フィルタ部材８２は、ゼオライト以外のものを主成分として構成されてもよく、ゼオライト、シリカゲル、アルミナの内の少なくとも１つを含んで構成され得る。また、フィルタ部材８２は、粉状体であっても、成形体等のブロック状物から構成されてもよい。フィルタ部材８２が主として粉状体から構成される場合には、上記吸着材８０と同様に、それら粉状体は袋体に入れられて一体にされ得る。
【００２５】
ここでは、吸着材８０とフィルタ部材８２とは別の物質によって構成されている。これは、各々の用途および目的が相違するためである。しかしながら、吸着材８０とフィルタ部材８２とが同じものから構成されることを本発明は排除しない。
【００２６】
図２から明らかなように、吸着材８０と、蓄圧容器７０の充填口としての出入口７０ｍとの間に位置するように、フィルタ部材８２は蓄圧容器７０内に設けられている。これらの位置関係を確保するために、ここでは、支持部材８４が蓄圧容器７０内に配置される。支持部材８４は、吸着材８０と、フィルタ部材８２と、そして出入口７０ｍとの相互位置関係を明瞭にするべくそれらを離間させるセパレータとしても機能する。支持部材８４は、上側板状部材８４ｕと、そして下側板状部材８４ｄとから構成されている。上側板状部材８４ｕおよび下側板状部材８４ｄには、ガスが適切に流通可能な程度の孔が複数個、全面に渡って形成されている。
【００２７】
蓄圧容器７０内の支持部材８４の下側板状部材８４ｄの下方側に空間Ｓが確保されるように、下側板状部材８４ｄは、出入口７０ｍから所定距離、離間されて配置される。蓄圧容器７０内に水といった液体がある場合に、その液体を、吸着材８０およびフィルタ部材８２から切り離して、空間Ｓに溜めることを可能にするためである。それ故、空間Ｓを形成する蓄圧容器７０の一部を、水溜り部と称することができる。また、空間Ｓの上部端を形成する下側板状部材８４ｄは、出入口７０ｍと吸着材８０との間のガスが移動可能な領域を幅広に確保するためにも、出入口７０ｍから所定距離、離間させて配置される。好ましくは、蓄圧容器７０の形状を、図２の平面外形をその中心軸Ｃ周りに回転してできた回転体そのものと考えると、下側板状部材８４ｄの外径Ａは、蓄圧容器７０の最大内径Ｂの５０％以上である。さらに好ましくは、下側板状部材８４ｄの蓄圧容器７０内の配置箇所の容器内断面（軸Ｃに直交）の断面積は、蓄圧容器７０の最大内径Ｂを有する箇所の容器内断面（軸Ｃに直交）の断面積の５０％以上であるとよい。
【００２８】
上記記載から明らかなように、蓄圧容器７０内には、下方側から上方側に向けて順に、出入口７０ｍ近傍の空間Ｓ、フィルタ部材８２、吸着材８０が位置付けられる。したがって、出入口７０ｍから蓄圧容器７０内に入ったガスは、空間Ｓを通過してフィルタ部材８２に至って、フィルタ部材８２で不純物が除かれてから、吸着材８０に至る。逆に、蓄圧容器７０内の吸着材８０側のガス、例えば吸着材８０によって吸着されたガスは、吸着材８０から離脱することで、吸着材８０から放出され、フィルタ部材８２に至って、フィルタ部材８２および空間Ｓを順に通過して、出入口７０ｍから放出される。
【００２９】
ここで、蓄圧容器７０内に入れられる吸着材８０の量に関して説明する。図３に基づいて、蓄圧容器７０へのガスの回収充填量と吸着材量との関係について説明する。図３のグラフにおける各曲線は、試験システムにおいて、ゲージ圧で４５０ｋＰａの圧力を有する排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊ相当部に、大気圧状態の蓄圧容器７０内を連通させた場合の、蓄圧容器７０内の重量（増加）の変化を表している。この実験では、蓄圧容器７０内に吸着材を全く入れなかった場合（曲線α）と、吸着材８０を蓄圧容器７０にその半分だけ入れた場合（曲線β）と、吸着材８０を蓄圧容器７０内全体に入れた場合（曲線γ）とでの、蓄圧容器７０内の重量変化を比較した。なお、この実験では吸着材量を異ならせる以外は、排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊ相当部の圧力および蓄圧容器そのものの内容積等を同じにした。図３から明らかなように、蓄圧容器７０内と排気通路Ｊ相当部との連通開始から、いずれの場合も蓄圧容器７０の重量はほぼ一定割合で増加したが、吸着材量が多くなるほど重量増加期間は長くなった。そして、吸着材量が多いほど、重量増加幅が大きくなった。この重量増加は蓄圧容器７０内への継続したガス導入と相関関係があるので、吸着材量が多くなるほど、蓄圧容器７０内へのガス導入量が多くなることが分かる。この結果、蓄圧容器７０内にできる限り多くの吸着材８０を充填した方が、蓄圧容器７０内により多くのガスを充填することができる、すなわちより高密度にガスを蓄えることができることが明らかになった。それ故、吸着材量をできるだけ多くしつつ、不純物除去機能を適切に発揮するだけの量のフィルタ部材８２を入れ、かつ、水溜まり部として適切に機能すると共にガスの適切な循環移動を可能にするような大きさ、形状の空間Ｓを確保するように、蓄圧容器７０の形状等が設計されるとよいことが分かった。
【００３０】
なお、適量の吸着材８０とフィルタ部材８２とを上記の如く備え、かつ、空間Ｓを出入口７０ｍ近傍の下方部に形成した蓄圧容器７０を用いた、図３に結果を表した上記実験の如き実験では、ガス充填時にフィルタ部材８２で不純物を除き、他方、ガス放出時に空間Ｓの水分やそれら不純物をガス放出に乗じて蓄圧容器７０から排出することで、ガス充填あるいはガス放出に際して、同じような重量変化のグラフが得られた。つまり、所定圧力のガスを所定時間充填することを繰り返した場合、その時々の蓄圧容器７０の重量変化（重量増加）曲線は、概ね重なった。また逆に、内部が大気圧になるまでガスを放出することを繰り返した場合、その時々の蓄圧容器７０の重量変化（重量減少）曲線は、概ね重なった。したがって、上記構成を備えた蓄圧容器７０を用いることで、蓄圧容器において、高密度のガス充填とガス放出とを同じように繰り返すことができることが分かった。なお、このように蓄圧容器において、ガス充填およびガス放出（すなわち圧力回収および圧力放出）を同じように繰り返すことができたとき、ガス充填前の大気圧状態の蓄圧容器７０の重量と、ガス放出後の大気圧状態の蓄圧容器７０の重量とは、概ね同じであった。
【００３１】
さらに、内燃機関１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）９０に、各種値を求める（検出するあるいは推定する）ための信号を電気的に出力する各種センサ類を備えている。ここで、その内のいくつかを具体的に述べる。吸入空気量を検出するためのエアフローメーター９２が吸気管２０に備えられている。また、エアフローメーター９２近傍に吸入空気の温度を検出するための吸気温度センサ９４が、そしてインタークーラ６０下流側にも温度を検出するための吸気温度センサ９６が備えられている。また、吸気圧すなわち過給圧を検出するための圧力センサ９８が吸気管２０の途中に設けられている。また運転者によって操作されるアクセルペダル１００の踏み込み量に対応する位置、すなわちアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ１０２が備えられている。また、スロットル弁２６の開度を検出するためのスロットルポジションセンサ１０４も備えられている。さらに、ＥＧＲ弁４２の開度（ＥＧＲ開度）を検出するため、ここではそのリフト量を検出するためのバルブリフトセンサ１０６も備えられている。また、ピストンが往復動する、シリンダブロック（あるいはその近傍）には、連接棒を介してピストンが連結されているクランクシャフトのクランク回転信号を検出するためのクランクポジションセンサ１０８が取り付けられている。ここでは、このクランクポジションセンサ１０８は機関回転数（機関回転速度）を求めるための機関回転数センサとしても利用される。さらに、排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊの排気ガスすなわち燃焼ガスや空気である流体の圧力を検出するための圧力センサ１１０が備えられている。また、蓄圧容器７０内の圧力を検出するための圧力センサ１１２も備えられている。さらに、内燃機関１０の冷却水温を検出するための温度センサ１１４が備えられている。
【００３２】
ＥＣＵ９０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、上記各種センサ類が電気的に接続されている。これら各種センサ類からの出力信号（検出信号）に基づき、予め設定されたプログラム（データを含む。）にしたがって円滑な内燃機関１０の運転ないし作動がなされるように、ＥＣＵ９０は出力インタフェースから電気的に作動信号（駆動信号）を出力する。こうして、燃料噴射弁１２の作動、スロットル弁２６、ＥＧＲ弁４２、排気絞り弁６２および流量制御弁７２の各開度などが制御される。ただし、ＥＣＵ９０は、スロットル弁２６、ＥＧＲ弁４２、排気絞り弁６２、流量制御弁７２の各開度を制御するため、各アクチュエータ２４、４６、６４、７４に作動信号を出力する。
【００３３】
なお、ここでは、燃料カット中か否かを判定する燃料カット判定手段は、ＥＣＵ９０の一部を含んで構成され、また、燃料カット時間が所定時間経過したか否かを判定する燃料カット時間判定手段は、ＥＣＵ９０の一部を含んで構成される。また、排気ガス回収条件が満たされているか否かを判定する排気ガス回収条件判定手段も、ＥＣＵ９０の一部を含んで構成される。また、排気絞り弁制御手段は、排気絞り弁６２駆動用のアクチュエータ６４と、ＥＣＵ９０の一部とを含んで構成される。そして、ＥＧＲ弁制御手段は、ＥＧＲ弁４２駆動用のアクチュエータ４６とＥＣＵ９０の一部とを含んで構成される。さらに、流量制御弁制御手段は、流量制御弁７２駆動用のアクチュエータ７４と、ＥＣＵ９０の一部とを含んで構成される。
【００３４】
内燃機関１０では、エアフローメーター９２からの出力信号に基づいて求められる吸入空気量、クランクポジションセンサ１０８からの出力信号に基づいて求められる機関回転数など、すなわち機関負荷および機関回転数で表される機関運転状態に基づいて、通常は、燃料噴射量（燃料量）、燃料噴射時期が設定される。そして、それら燃料噴射量、燃料噴射時期に基づいて、燃料噴射弁１２からの燃料の噴射が行われる。
【００３５】
ただし、内燃機関１０では、クランクポジションセンサ１０８からの出力信号に基づいて求められる機関回転数が所定回転数（燃料カット回転数）以上であり、且つ、アクセル開度センサ１０２からの出力信号に基づいて求められるアクセル開度が０％、すなわちアクセルペダル１００が踏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（燃料カット）されるように設定されている。すなわち、車両の走行中に機関回転数が予め設定された所定回転数領域にあり且つアクセル開度全閉状態にあるときに、燃料カットが行われる。ただし、このような燃料カット状態が続いて、機関回転数が低下して別の所定回転数（燃料カット復帰回転数）に達すると、燃料噴射は再開される。また、燃料カットが行われているときに、アクセルペダル１００が踏まれてアクセル開度が開き側に大きくなって０％を超えるようになった場合にも、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。
【００３６】
そして、このように内燃機関１０が燃料カット状態であるとき、上記スロットル弁２６が閉じ側に制御されるように、予め上記プログラムは設定されている。ただし、後述する排気ガス回収のときには、強制的にスロットル弁２６は開状態になるように制御される。なお、スロットル弁２６は内燃機関１０の始動時は全開に制御され、他方、内燃機関１０の停止時は全閉に制御される。そして、通常走行時には、機関状態および冷却水温などに応じて、スロットル弁２６の開度は適切な開度になるように制御される。
【００３７】
また、上記各種センサ類からの出力信号に基づいて定まる内燃機関１０の機関運転状態に基づいてＥＧＲ弁４２の開度は制御される。ここでは、機関運転状態の属する領域が高負荷側にあるほどＥＧＲ量が減少するように構築された、予め実験により定められたデータがＲＯＭに記憶されている。また、アクセルペダル１００が踏まれて内燃機関１０すなわち車両が加速される過渡期には、ＥＧＲ弁４２が一旦閉弁するように、機関運転状態に基づいて導出されたＥＧＲ開度は補正される。
【００３８】
ところで、通常走行時、排気絞り弁６２は全開の開状態に保持制御されているので、排気通路２８を流れる排気ガスは触媒コンバータ３４を通過して外気に放出される。これに対して、排気ガス回収の所定条件が満たされたとき、排気絞り弁６２は閉状態になるように制御され、排気通路２８を流れる流体は概ねせき止められる。そして、このようにしてせき止めた流体を有効に活用して排気ガス回収（圧力エネルギー回収）すなわち蓄圧容器７０へのガス充填が行われる。
【００３９】
以下、排気ガス回収について、図４のフローチャートにしたがって詳細に説明する。ただし、図４のフローチャートは、所定時間毎、例えばおよそ８ｍｓ毎に繰り返されるものである。なお、以下の記載から明らかになるように、蓄圧容器７０内に回収される排気ガスは概ね空気からなり、回収されるガスの温度は相対的に低いので、蓄圧容器７０に回収されたガスの熱による吸着材８０やフィルタ部材８２の劣化や性能低下はほとんど生じない。
【００４０】
ただし、以下で図４に基づいて説明される制御は、燃料カット実行中に、排気通路２８の排気絞り弁６２を閉弁制御して、排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊの圧力が蓄圧容器７０内の圧力以上になったときに、流量制御弁７２を開弁制御して、排気通路Ｊから蓄圧容器７０へ排気ガスすなわちこの排気ガスの有する圧力エネルギーを回収することを具体化した例である。
【００４１】
内燃機関１０が起動されると、まずＥＣＵ９０は、ステップＳ４０１において、回収フラグが「１」、すなわちＯＮ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、排気ガス回収が行われる所定条件が満たされていることを表す。これに対してそれが「０」ということは、排気ガス回収が行われる所定条件が満たされていないことを表す。初期状態では同回収フラグはリセットされているためここでは否定判定される。なお、本実施形態において、排気ガス回収のための所定条件が満たされるとは、以下の記載から明らかなように、燃料カット中であること、蓄圧容器７０内の圧力が所定圧以下であること、および、排気絞り弁６２上流側の排気通路ＪやＥＧＲ通路３８からの既燃ガスを主とする排気ガスの排出が行われたことの３つが満たされることである。
【００４２】
ステップＳ４０１で否定判定されると、次ぐステップＳ４０３で、内燃機関１０が燃料カット状態か否か、すなわち燃料カット（実行）中か否かが判定される。ここでは、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。ただし、上記した燃料カット実行条件が満たされているか否かの判定が行われてもよい。なお、通常走行時には、概して、内燃機関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。それ故、そのようなときには、ステップＳ４０３において否定判定される。
【００４３】
上記ステップＳ４０３で燃料カット中として肯定判定されると、次ぐステップＳ４０５で、蓄圧容器７０内の圧力（図４中の「容器内圧」）が、蓄圧容器７０に許容される圧力であって、所定圧である予め決められてＲＯＭに記憶されている上限圧以下か否かが判定される。蓄圧容器７０内に十分な量の圧力すなわち排気ガスが蓄えられているときに、さらに排気ガス回収が行われることを防ぐためである。蓄圧容器７０内の圧力は圧力センサ１１２からの出力信号に基づいて求められる。ただし、ここでは、上限圧として、ゲージ圧で４００ｋＰａという値が設定されている。
【００４４】
ステップＳ４０５で肯定判定されると、次ぐステップＳ４０７でＥＧＲ弁４２が開弁するようにアクチュエータ４６へ作動信号が出力される（ＥＧＲ弁４２が開弁制御される）。これにより、ここでは、全開開度にまで、ＥＧＲ弁４２の開度は制御される。なお、このＥＧＲ弁４２の開弁は、上記した通常の制御に優先して行われるので、このときに制御上目標とされるＥＧＲ弁４２の開度は機関運転状態によらない。
【００４５】
ステップＳ４０７の次のステップＳ４０９では、所定時間経過したか否かが判定される。ここで、判定対象となる時間は燃料カットをしている連続時間（燃料カット時間）であり、具体的には上記ステップＳ４０３で肯定判定されるルーチンが連続して繰り返される時間である。ここではＥＣＵ９０は、内蔵するタイマ手段で、複数の連続するルーチンにおいてステップＳ４０５で連続して肯定判定される内の最初のその肯定判定によってステップＳ４０７に至ったときからの時間を計測し、この時間を燃料カット時間と擬制して採用する。また、判定基準となる所定時間は、予め実験により求められて設定された時間であり、予めＲＯＭに記憶されている。好ましくは、この所定時間は、排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊから既燃ガスを主とする排気ガスが排出されるのに必要とされる時間である。また、ここでは、上記の如く、この燃料カットの間、ＥＧＲ弁４２が開弁されるので、この所定時間は、ＥＧＲ弁４２の開弁開始時点にＥＧＲ通路３８にあった排気ガスを、燃料カット実行中に気筒１４を経て排気通路２８に至った空気を主とする排気ガスと入れ替えるように、ＥＧＲ通路３８から排出するために必要とされる時間でもあり、換言するとＥＧＲ通路３８を十分に換気するために必要とされる時間でもある。ただし、排気ガスの回収を迅速に実行可能にするように、この所定時間は可能な限り短い時間であるとよい。なお、このときに達成されることが望まれる排気絞り弁上流側の排気通路Ｊからの排気ガスの排出の程度や、ＥＧＲ通路３８の換気の程度は、この後、蓄圧容器７０内へ回収される排気ガスが所望の温度以下の低い温度を有し、かつ、所望レベルの清浄ガスであるように予め定められ、これに基づいてステップＳ４０９での所定時間は定められる。
【００４６】
なお、ステップＳ４０９で否定判定される間は、ステップＳ４０３あるいはステップＳ４０５で否定判定されない限りは、排気絞り弁６２上流側の排気通路ＪやＥＧＲ通路３８からの既燃ガスを主とする排気ガスの排出が継続される。これに対して、ステップＳ４０９で否定判定されて、次のルーチンのステップＳ４０３あるいはステップＳ４０５で否定判定されると、ステップＳ４１１へ進み、ステップＳ４０７でのＥＧＲ弁４２の強制開弁が解除される。したがって、ＥＧＲ弁４２は、上記の如く機関運転状態に基づいて制御されるようになる。なお、ステップＳ４０９で肯定判定されるかあるいはステップＳ４１１に至ることで、タイマ手段はリセットされる。
【００４７】
ステップＳ４０９で肯定判定されると次ぐステップＳ４１３で、排気ガス回収の所定条件が満たされているとして、上記回収フラグが「１」にされる。これにより、内燃機関１０の通常の上記制御よりも、排気ガス回収用の制御が優先して行われることになる。そして、ステップＳ４１５に至ると、ＥＧＲ弁４２が閉弁するようにアクチュエータ４６に作動信号が出力される。これにより、ＥＧＲ通路３８の吸気通路１６との連通は遮断されるようになり、排気ガス回収用通路ＲＰは、排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊと蓄圧容器７０とだけをつなぐことが可能になる。なお、このとき、ＥＧＲ弁４２は、排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊの圧力に応じた速度で閉側に駆動されてもよい。また、ステップＳ４１５では、流量制御弁７２が閉弁するように、アクチュエータ７４に作動信号が出力される。流量制御弁７２は基本的には閉弁されているので、流量制御弁７２はその閉弁状態に保たれることになる。次ぐステップＳ４１７では、開弁状態にある排気絞り弁６２が閉弁するように、アクチュエータ６４に作動信号が出力される（排気絞り弁６２が閉弁制御される）。こうして当該ルーチンは終了する。
【００４８】
なお、このように回収フラグが「１」にされるとき（実質的に回収フラグが「１」の間は）、スロットル弁２６が開弁するように、アクチュエータ２４に作動信号が出力される。これにより、ここでは、スロットル弁２６は全開の開状態になる。これは、排気ガス回収をより適切に行うべく、排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊの圧力をより適切に高めるためである。また、スロットル弁２６は、ステップＳ４０７でＥＧＲ弁４２が強制的に開弁制御されてから、その後ステップＳ４１１あるいはステップＳ４１５に至るまでの間、全開開度などの所定開度の開状態に維持制御されてもよい。これにより、排気絞り弁６２がステップＳ４１７で閉弁制御される前に、排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊからの排気ガスの排出および／またはＥＧＲ通路３８の換気をより促すことが可能になる。
【００４９】
次のルーチンのステップＳ４０１では回収フラグが「１」であるので肯定判定される。ステップＳ４０１で肯定判定されると、次ぐステップＳ４１９で、上記ステップＳ４０３と同様に燃料カット中か否かが判定される。ここで肯定判定されると次ぐステップＳ４２１で、上記ステップＳ４０５と同様に蓄圧容器７０内の圧力が上記上限圧以下か否かが判定される。なお、ステップＳ４１９およびステップＳ４２１での判定が行われるのは、ステップＳ４１３で回収フラグが「１」にされた後、排気ガス回収の所定条件が満たされなくなったときに、排気ガス回収を終了する制御をするためである。
【００５０】
さてステップＳ４２１で肯定判定されると次ぐステップＳ４２３で、蓄圧容器７０内の圧力が、排気通路Ｊの圧力（図４中の「背圧」）以下か否かが判定される。このとき既に、排気絞り弁６２が閉弁制御されているので、時間の経過につれて、排気絞り弁６２によってせき止められた排気ガスの圧力（圧力エネルギー）は高くなる。そして、その圧力が回収可能な程度にまで高まっているかを調べるために、ステップＳ４２３での判定が行われる。ステップＳ４２３で否定判定される場合には次ぐステップＳ４２５で、流量制御弁７２が閉弁するようにアクチュエータ７４に作動信号が出力される。これは、既に流量制御弁７２が閉弁状態にされている場合には、流量制御弁７２がそのままにされることを意味している。他方、ステップＳ４２３で肯定判定される場合には次ぐステップＳ４２７で、流量制御弁７２が開弁するようにアクチュエータ７４に作動信号が出力される（開弁制御される）。これにより、排気絞り弁上流側の排気通路Ｊの高められた圧力を有する排気ガスは、排気ガス回収用通路ＲＰを介して、蓄圧容器７０内に回収される。このとき、排気ガスは、排気ガス回収用通路ＲＰを流れる間に、ＥＧＲクーラ４４を通過することになるので、蓄圧容器７０内に回収される排気ガスは十分に冷却される。したがって、蓄圧容器７０内には相対的に高密度の排気ガスが至ることになるので、より多くの排気ガスを蓄圧容器７０内に回収することが可能になる。
【００５１】
高い圧力すなわち高い圧力エネルギーを有する排気ガス（ここでは主に空気）が回収されることで、図３に示すように蓄圧容器７０の重量増加が生じると共に、蓄圧容器７０内の圧力は増す。こうした回収は、上記ステップＳ４１９あるいはステップＳ４２１で否定判定されない限りは概ね続けて行われる。
【００５２】
排気ガス回収中に、ステップＳ４１９あるいはステップＳ４２１で否定判定されるに至ると、排気ガス回収を終了するための制御が行われる。それらのいずれかで否定判定されると次ぐステップＳ４２９で、ＥＧＲ弁４２の強制的な閉弁が解除されるので、ＥＧＲ弁４２は通常の制御状態に復帰される。また、流量制御弁７２が閉弁するように、アクチュエータ７４へ作動信号が出力される。さらに、排気絞り弁６２が開弁するようにアクチュエータ６４へ作動信号が出力される。そして、次ぐステップＳ４３１で回収フラグが「０」にされる。この結果、内燃機関１０は排気ガス回収を行わない通常の制御状態に復帰される。そして、スロットル弁２６は機関運転状態に基づいて制御されるようになる。
【００５３】
上記したように、燃料カット開始後、燃料カット時間が所定時間経過してから、排気絞り弁６２が閉弁されるので、排気絞り弁６２閉弁時に排気絞り弁６２上流側の排気通路Ｊにある排気ガスは、気筒１４を単に経てそこに至った空気から主として構成される。また、燃料カット時間が所定時間経過する間、さらにＥＧＲ弁４２が開弁されるので、燃料カット開始前に、ＥＧＲ通路３８にあった既燃ガスを主とする排気ガスは、排気絞り弁６２が閉弁される前に、ＥＧＲ通路３８から排出される。さらに、上記の如く、ＥＧＲ通路３８にはＥＧＲクーラ４４が配設されているので、燃料カット時間が所定時間経過するまでに、ＥＧＲ通路３８を経て排気通路２８に循環される排気ガスは十分に冷却される。したがって、排気絞り弁６２閉弁開始時に排気ガス回収用通路ＲＰにある排気ガス、特にＥＧＲ通路３８にある排気ガスや、排気通路Ｊにある排気ガスは、十分に温度が低く（高密度であり）、かつ、きれいなガスである。したがって、蓄圧容器７０内には、その内容積に対してより多くの排気ガスを回収して蓄積することが可能になる。なお、このように蓄圧容器７０内に回収される排気ガスの温度は低温であるので、蓄圧容器７０内の吸着材８０等がその熱により劣化することは適切に抑制される。また、蓄圧容器７０内に回収される排気ガスはきれいなガスであり、その排気ガス中に含まれる有害排気ガス成分量は少ないので、その有害排気ガス成分による蓄圧容器７０自体および吸着材８０等の劣化を抑制することが可能になる。
【００５４】
このような排気ガス回収は、上記説明から明らかなように、燃料カット中か否かを判定する燃料カット判定手段と、該燃料カット判定手段により肯定判定されたとき、燃料カット時間が所定時間経過したか否かを判定する燃料カット時間判定手段と、前記燃料カット判定手段により肯定判定され、かつ、前記燃料カット時間判定手段により肯定判定されたとき、排気ガスの回収を行うべく、開弁状態にある上記排気絞り弁６２を閉弁制御する排気絞り弁制御手段と、ＥＧＲ装置３６のＥＧＲクーラ４４下流側に設けられたＥＧＲ弁４２を制御するＥＧＲ弁制御手段であって、上記燃料カット判定手段により肯定判定されたときＥＧＲ弁４２を開弁制御し、上記燃料カット判定手段により肯定判定され、かつ、上記燃料カット時間判定手段により肯定判定されたときＥＧＲ弁４２を閉弁制御するＥＧＲ弁制御手段とを備える、排気ガス回収装置により行われる。ただし、燃料カット判定手段により肯定判定され、かつ、燃料カット時間判定手段により肯定判定されたとき、排気ガスの回収を行うべく、排気絞り弁制御手段が開弁状態にある排気絞り弁６２を閉弁制御することを、燃料カット判定手段により肯定判定されたとき、該判定されたときから燃料カット時間が所定時間経過するまで、前記排気絞り弁制御手段による前記排気絞り弁の閉弁制御を遅らせることと換言することができる。すなわち、上記の如く、燃料カット判定手段と、燃料カット時間判定手段と、これら両判定手段により肯定判定されたときに排気絞り弁６２を閉弁制御する排気絞り弁制御手段とを備えることは、燃料カット判定手段と、蓄圧容器７０へ排気ガスを回収するように燃料カット実行中に排気絞り弁６２を閉弁制御する排気絞り弁制御手段と、燃料カット判定手段により肯定判定されたとき、該判定されたときから燃料カット時間が所定時間経過するまで、その排気絞り弁制御手段による排気絞り弁６２の閉弁制御を遅らせる遅延手段とを備えることに等しい。なお、このような遅延手段は、ＥＣＵ９０の一部を含んで構成され得る。
【００５５】
また、上記のように、主として空気からなる排気ガスが蓄圧容器７０内に回収充填されるので、蓄圧容器７０内に出入口７０ｍから導かれた排気ガス中に、硫黄成分、ＰＭ、オイル分などが含まれていたとしても、それらの量は極わずかである。そして、排気ガス中の不純物はわずかにあり得るが、それらもフィルタ部材８２により適切に除去される。フィルタ部材８２によって取り除かれた、あるいは、高圧のために凝縮されて生成した水は、自重により下方に向けて移動して、好ましくは空間Ｓに溜まる。また、不純物としての硫黄成分や水分の一部などはフィルタ部材８２に吸着され得る。そして、フィルタ部材８２を通過した排気ガスのみが、放出可能に吸着材８０に吸着される。このように、排気ガスを回収充填するとき、蓄圧容器７０内に導かれた排気ガス中の不純物を吸着材８０上流側のフィルタ部材８２で適切に除去できるので、それら硫黄成分や水分などが吸着材８０に至ることをより確実に防止できる。したがって、吸着材８０のガス吸着性能低下を防ぐことが可能になる。
【００５６】
ところで、一般的なターボ過給機において、機関回転数が低回転域に属するときには、排気ガスの流量が少ないためにターボ過給機の回転が低いので、アクセルペダル１００を踏み込んでから吸入空気の過給効果が現れるまでに時間的な遅れすなわちタイムラグがある。そこで、アクセルペダル１００が踏み込まれて車両が加速される過渡期に、速やかに過給圧を高めるべく、蓄圧容器７０内の圧力すなわち高圧のガスが利用される。蓄圧容器７０に回収された圧力すなわち排気ガスの利用に関して図５のフローチャートにしたがって詳細に説明する。ただし、図５のフローチャートは、所定時間毎、例えばおよそ８ｍｓ毎に繰り返されるものである。
【００５７】
ただし、以下で図５に基づいて説明される排気ガス放出用の制御は、加速要求があったとき、タービン回転数の上昇率を上げてターボ過給機の応答性向上を図るべく、タービン５０のタービンホイール４８へ向けて蓄圧容器７０内から圧力供給することを具体化した例である。
【００５８】
まず、ＥＣＵ９０は、ステップＳ５０１において、上記回収フラグが「０」、すなわちＯＦＦであるか否かを判定する。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肯定判定される。なお、ステップＳ５０１で否定判定されると、当該ルーチンは終了する。
【００５９】
ステップＳ５０１で肯定判定されると、次ぐステップＳ５０３では、アシストフラグが「１」、すなわちＯＮであるか否かが判定される。ここで、アシストフラグが「１」であるということは、ターボ過給器５８の作動をアシストする必要があることを表し、これに対してそれが「０」であるということは、そのような必要がないことを表す。初期状態では同アシストフラグはリセットされているためここでは否定判定される。
【００６０】
ステップＳ５０３で否定判定されると、次ぐステップＳ５０５では、機関回転数が所定回転数以下か否かが判定される。機関回転数が所定回転数より高いときには、過給器５８の作動に関してアシストの必要がないので、機関回転数が上記所定回転数を越えているときにはステップＳ５０５で否定判定されて、当該ルーチンは終了する。他方、ステップＳ５０５で機関回転数が所定回転数以下であるとして肯定判定されると、ステップＳ５０７へ進む。例えば、ステップＳ５０５の判定での所定回転数は３０００ｒｐｍである。
【００６１】
ステップＳ５０７では、加速か否かすなわち加速要求の有無が判定される。加速か否かの判定は、加速開始時期を求めることに等しく、アクセル開度に基づいて行われる。アクセル開度が所定値以上であり、且つ、アクセル開度が大きくなる方へ変化したときであって単位所定時間におけるその変化量すなわちその開き速度（アクセル開度開き速度）が所定速度を超えたときに、ＥＣＵ９０は加速、すなわち加速要求有りと判断する。より具体的には、ＥＣＵ９０は、アクセル開度センサ１０２からの出力信号に基づいてアクセル開度を求め、そのアクセル開度が例えば２０％開度以上であり、且つ、それのアクセル開度開き速度が、予め設定されてＲＯＭに記憶されている基準速度である上記所定速度を超えたとき、加速と判断する。ステップＳ５０７で肯定判定されると、次いでステップＳ５０９での判定が行われる。なお、ステップＳ５０７で否定判定されると、当該ルーチンは終了する。
【００６２】
ステップＳ５０９では、蓄圧容器７０内の圧力が所定圧以上か否かが判定される。この所定圧とは、ターボ過給機５８の作動アシストを行うのに最低限必要とされる圧力のことであり、予め実験により求められてＲＯＭに記憶されている。具体的には、この所定圧は、ゲージ圧で２００ｋＰａであり得る。なお、この所定圧は、タービンホイール４８上流側の排気通路Ｋの圧力に、例えば１００ｋＰａである余裕分の圧力を足した値であってもよい。そして、ステップＳ５０９で否定判定されると、該ルーチンは終了する。他方、ステップＳ５０９で肯定判定されると、次ぐステップＳ５１１でアシストフラグが「１」にされ、次ぐステップＳ５１３で流量制御弁７２が開弁するように、アクチュエータ７４へ作動信号が出力される（流量制御弁７２が開弁制御される）。このようにして、ターボ過給機５８の作動アシストが開始される。
【００６３】
なお、流量制御弁７２が開弁されてターボ過給機５８の作動アシストが行われている間、ＥＧＲ弁４２は閉弁状態に維持されるとよい。本実施形態では、蓄圧容器７０内の圧力すなわち排気ガスは、流量制御弁７２の開弁時、ＥＧＲ通路３８の一部を介して排気通路Ｋに供給される。したがって、そのときにＥＧＲ弁４２が閉弁されていることで、蓄圧容器７０からの排気ガスは、吸気通路１６に至らず、排気通路Ｋに適切に至ることが可能になる。
【００６４】
そして、次回以降のルーチンでは、回収フラグが「０」であり、且つ、アシストフラグが「１」であるので、上記ステップＳ５０１およびステップＳ５０３でそれぞれ肯定判定される。次ぐステップＳ５１５では、上記ステップＳ５０５と同様に、機関回転数が所定回転数以下か否かが判定される。
【００６５】
そして、ステップＳ５１５で肯定判定されると、次ぐステップＳ５１７で、供給時間が経過していないか否かが判定される。ここで、判定対象となる時間は流量制御弁７２が開かれて排気ガス放出用通路ＥＰが開通したときからの経過時間である。ここではＥＣＵ９０は、内蔵するタイマ手段で、ステップＳ５１１に至ったときからの時間を計測し、この時間を経過時間と擬制して採用する。また、判定基準となる供給時間は、予め実験により求められて設定された所定時間であり、ここでは変数ではなく固定値とされて、ＲＯＭに記憶されている。ただし、ステップＳ５１７での判定に用いられる供給時間は可変とされてもよく、加速要求があったときの機関運転状態や、タービンホイール４８上流側の排気通路Ｋの圧力などに基づいて定められ得る。
【００６６】
ステップＳ５１７で供給時間が経過していないとして肯定判定されると、次ぐステップＳ５１９で、上記ステップＳ５０９と同様に、蓄圧容器７０内の圧力が上記所定圧以上か否かが判定される。そして、ここで肯定判定されると、当該ルーチンは終了する。
【００６７】
上記ステップＳ５１５から上記ステップＳ５１９のいずれかで否定判定されることで、ターボ過給器５８の作動アシストを終了するための制御が行われる。ステップＳ５１５からステップＳ５１９のいずれかで否定判定されると、ステップＳ５２１で流量制御弁７２が閉弁するように、アクチュエータ７４へ作動信号が出力される。そして、次ぐステップＳ５２３でアシストフラグが「０」にされる。これにより、該ルーチンは終了する。なお、これにより、タイマ手段はリセットされる。
【００６８】
ただし、一旦、ターボ過給機５８の作動アシストが開始された後、それを終了するか否かの判定には、上記ステップＳ５１５からステップＳ５１９の判定の他、さらに、加速（要求）が継続されているか否かの判定が加えられてもよい。加速が継続されていないときには、もはやターボ過給機５８の作動アシストを行う必要はないからである。具体的には、アクセル開度が加速要求有りと判定されたときのアクセル開度から所定量分閉じ側に変化したり、あるいはアクセル開度開き速度が負になってその大きさが所定量以上になったりしたとき、加速が継続されていないとして、作動アシストを終了するための上記制御（ステップＳ５２１およびステップＳ５２３）が行われ得る。
【００６９】
このように本実施形態では、フィルタ部材８２で不純物が除去され、そして吸着材８０のガス吸着能を利用して蓄圧容器７０内に高密度に充填されたガスは、放出されるとき、フィルタ部材８２や空間Ｓを通過して出入口７０ｍから放出されて、ターボ過給機５８の作動アシストに利用される。したがって、このときのガス放出に乗じて、空間Ｓに溜まった硫黄成分や窒素成分などを含み得る水やフィルタ部材８２に吸着された不純物を、蓄圧容器７０内から排出することが可能になる。なお、空間Ｓに水が有るか否かにかかわらず、それら不純物そのものも、場合によっては、自重により空間Ｓに集まり得、ガス放出に乗じて蓄圧容器７０内から排出され得る。
【００７０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、冷却機器としてＥＧＲクーラを用いたが、それ以外の冷却機器を用いることも可能である。例えば、インタークーラが用いられてもよい。ＥＧＲクーラやインタークーラを用いる場合には、既存の設備を冷却機器として利用できるので、コスト面で有利である。
【００７１】
また、上記実施形態では、蓄圧容器７０内に吸着材等を配置したが、これらは設けられなくてもよい。上記の如く、排気絞り弁上流側の排気通路と蓄圧容器内とをつなぐ排気ガス回収用通路に冷却機器が設けられることで、蓄圧容器内に十分に多くの排気ガスを回収することができるからである。
【００７２】
また、上記実施形態では、出入口７０ｍは充填口と放出口との役目を担ったが、充填口と放出口とは別々に設けられてもよい。充填口と放出口とが別々に設けられる場合、排気ガス回収用通路と排気ガス放出用通路とは完全に独立するのが好ましい。また、充填口と放出口とが別々に設けられる場合、充填口から蓄圧容器内に充填される排気ガスはフィルタ部材を通過してからのみ吸着材に至ることができるように、それらの配置が定められるのがよい。ガスをフィルタ部材に通過させることで、吸着材にガス中の不純物が至ることを抑制できるので、吸着材の劣化を防止することができるからである。また、充填口と放出口とが別々に設けられる場合、吸着材に吸着されているガスは、フィルタ部材を通過することなしに、空間Ｓに至って放出口から排出されてもよい。蓄圧容器内のガスが少なくとも空間Ｓを通って放出口から放出されることで、空間Ｓの水や不純物を適切に排出することができるからである。さらに、フィルタ部材は、蓄圧容器の内部に配置されることに限定されず、その外部、例えば上記連通路６８に配置されてもよい。蓄圧容器に充填されるガスが吸着材に至る前に通過する箇所であれば、すなわち、蓄圧容器へのガス流における吸着材上流側の箇所であれば、フィルタ部材は種々の箇所に配置され得る。
【００７３】
なお、排気ガス回収用通路と排気ガス放出用通路とは分けられてもよく、排気ガス回収用通路と排気ガス放出用通路とが分けられる場合には、排気ガス回収用通路に設けられる弁は逆止弁でもよい。また、排気ガス回収用通路と排気ガス放出用通路とが分けられる場合には、排気ガス放出用通路はタービンホイール上流側の排気通路の如何なる箇所に連通可能にされてもよく、例えばタービンハウジングに連通可能にされる。また、例えば排気ガス放出用通路の下流側端部にノズルが設けられてもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、加速するときに、タービンホイール上流側の排気通路に蓄圧容器内の圧力が供給されたが、加速するときに限らず、要求過給量が増加するときにそのような圧力供給がなされてもよい。要求過給量が増加するときには、加速するとき、および、車両が上り坂に面して負荷が上昇した場合などの内燃機関への要求負荷が増加するときが含まれる。
【００７５】
なお、上記実施形態では、蓄圧容器内の排気ガスすなわちそれが有する圧力を、ターボ過給器の作動アシストに用いることとした。しかしながら、これは蓄圧容器内の圧力すなわちガスの用途を制限するものではなく、それは種々の他の用途に用いられ得る。
【００７６】
また、上記実施形態では、排気絞り弁６２はバタフライ式弁であったが、それ以外の形式の弁であってもよい。排気絞り弁６２は、例えば、ポペット式弁、シャッター式弁であり得る。なお、排気絞り弁６２として、排気ブレーキ用に設けられた弁が用いられてもよい。また、ＥＧＲ弁４２は、ポペット式弁以外の形式の弁でもよく、バタフライ式弁、シャッター式弁であり得る。また、流量制御弁７２は、回収用と放出用との２つの弁に分けられてもよい。なお、これら弁を駆動させる種々の上記アクチュエータは、電動モータあるいは負圧ダイヤフラム方式のアクチュエータに限定されず、種々の、当業者が利用可能なアクチュエータであり得る。
【００７７】
また、上記実施形態では、蓄圧容器７０を１つ設けることにしたが、それは複数個設けられてもよい。そして蓄圧容器７０を２つ以上複数個設ける場合には、それら蓄圧容器７０は車両に分散して配置され得る。
【００７８】
なお、上記実施形態では、本発明をディーゼル機関に適用して説明したが、これに限定されず、本発明は、ポート噴射型式のガソリン機関、筒内噴射形式のガソリン機関等の各種の内燃機関に適用可能である。また、用いられる燃料は、軽油やガソリンに限らず、アルコール燃料、ＬＰＧ（液化天然ガス）等でもよい。また、本発明が適用される内燃機関の気筒数などはいくつであってもよい。
【００７９】
なお、上記実施形態およびその変形例では本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施形態が適用された車両の内燃機関システムの概念図である。
【図２】蓄圧容器の部分断面拡大図である。
【図３】異なる量の吸着材を備える３つの蓄圧容器における、ガス充填時の容器重量変化を充填時間に対して表したグラフである。
【図４】実施形態の排気ガス回収用の制御フローチャートである。
【図５】実施形態の排気ガス放出用の制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１０  内燃機関
３８  ＥＧＲ通路
４４  ＥＧＲクーラ
４８  タービンホイール
５０  タービン
５８  ターボ過給機
６２  排気絞り弁
６８  連通路
７０  蓄圧容器
７２  流量制御弁
ＲＰ  排気ガス回収用通路
ＥＰ  排気ガス放出用通路
【図１】
2009270435.tif 000003
【図２】
2009270435.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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