(57)【要約】【課題】減速時にエンジンの排気ガス浄化触媒が活性化温度よりも低下するのを有効に防止しつつ、要求減速度に応じてエンジンブレーキ力を適切に調節することを可能する手段を提供する。【解決手段】エンジンＤＥにおいては、加速時には、排気ターボ過給機１９の動作遅れに起因する過給遅れを防止するために、電動過給機２１が駆動される。また、減速時において排気ガス浄化触媒３０の温度が基準温度以上であれば、電動過給機２１が駆動される一方、燃料噴射が停止され、要求減速度に応じてエンジンブレーキ力が制御される。排気ガス浄化触媒３０の温度が基準温度未満であれば、電動過給機２１が停止させられる一方、減量補正された噴射量で燃料噴射が行われ、排気ガス浄化触媒３０の温度が高められる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に配設されたコンプレッサと該コンプレッサを駆動するモータとを有する電動過給機と、
排気通路に配設された排気ガス浄化装置と、
エンジン又は該エンジンを搭載している車両の減速時に、該エンジンへの燃料供給を停止させるとともに、上記電動過給機を作動させる減速制御手段とを備えていることを特徴とするエンジンの過給装置。
【請求項２】
該エンジンが上記排気ガス浄化装置の温度又は該温度に関連する温度を検出する温度検出手段を備えていて、
上記減速制御手段は、上記温度検出手段によって検出された上記温度が予め設定された基準温度以下のときは、上記電動過給機の上記作動を停止させるとともに、該エンジンへの燃料供給を減量補正して行うよう構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のエンジンの過給装置。
【請求項３】
排気ターボ過給機と、上記排気ターボ過給機のブロワより下流で上記吸気通路に配設されたインタークーラとを備えていて、
上記電動過給機が上記インタークーラより下流で上記吸気通路に配設されていることを特徴とする、請求項１に記載のエンジンの過給装置。
【請求項４】
上記減速制御手段は、該エンジン又は該エンジンを搭載している車両の要求減速度に応じて上記電動過給機の作動回転数を設定するよう構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のエンジンの過給装置。
【請求項５】
上記減速制御手段は、車速、アクセル戻し速度及び変速機のギヤ比のうちの少なくとも１つのパラメータに基づいて上記要求減速度を算出するよう構成されていることを特徴とする、請求項４に記載のエンジンの過給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動過給機を備えたエンジンの過給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンにより駆動される車両においては、通常の走行時にはエンジンにより車輪が駆動されているが、この状態からアクセルペダルの踏み込みが解除されたとき、又はアクセルペダルの踏み込み量が低減されエンジンの駆動力がエンジンの回転抵抗より小さくなったときには、エンジンブレーキによる制動力が生じ、エンジンの回転抵抗によって車輪が制動される。したがって、車両の運転者は、減速を必要とするときには、フットブレーキとともに、又はフットブレーキに代えて適宜にエンジンブレーキを利用すれば、車両を効果的に制動することができる。
【０００３】
ここで、運転者の減速要求ないしは車両又はエンジンの状態に応じてエンジンブレーキ力を調節することができれば、車両をその運転状態ないしは走行環境に応じてより適切に制動することができる。そこで、減速時に、制動力の要求態様に応じてターボ過給機の過給圧を変えることにより、エンジンブレーキ力を調節するようにした車両ないしはエンジンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、特許文献１に記載されたエンジンでは、電動機によりターボ過給機のタービンの回転を補助するようにしている。
【特許文献１】特開２００７−１３２２９３号公報（段落［００６１］、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで一方、エンジンの排気ガスには、ＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）等の大気汚染物質が含まれているので、通常、エンジンの排気通路には、排気ガスを浄化するために、排気ガス浄化触媒を備えた排気ガス浄化装置が設けられる。そして、排気ガス浄化触媒は、一般に、その温度が活性化温度以上になっていなければ、排気ガスを有効に浄化することができない。
【０００５】
そして、ターボ過給機の過給圧を変えることにより、減速時におけるエンジンブレーキ力を調節するようにした従来の車両ないしはエンジンにおいては、タービンの駆動に伴って排気ガスのエネルギが消費されるので、排気ガスの温度が低下する。このため、減速時に排気ガス浄化触媒の温度をその活性化温度以上に維持することができないことがあり、この場合は大気汚染物質の排出量が増加し、エミッションが悪化するといった問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、車両の減速時にエンジンの排気ガス浄化触媒が活性化温度よりも低下するのを有効に防止しつつ、運転者ないしは車両の要求減速度に応じてエンジンブレーキ力を適切に調節することを可能する手段を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明に係るエンジンの過給装置は、吸気通路に配設されたコンプレッサと該コンプレッサを駆動するモータとを有する電動過給機と、排気通路に配設された排気ガス浄化装置と、エンジン又は該エンジンを搭載している車両の減速時に該エンジンへの燃料供給を停止させるとともに電動過給機を作動させる減速制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明に係るエンジンの過給装置において、エンジンが排気ガス浄化装置の温度又は該温度に関連又は対応する温度（例えば、排気ガス温度）を検出する温度検出手段を備えている場合、減速制御手段は、温度検出手段によって検出された上記温度（以下「センサ検出温度」という。）が予め設定された基準温度以下のときは、電動過給機の上記作動を停止させる（禁止する）とともに、エンジンへの燃料供給を減量補正して行うよう構成されているのが好ましい。
【０００９】
本発明に係るエンジンの過給装置において、エンジンが排気ターボ過給機と、該排気ターボ過給機のブロワ（コンプレッサ）より下流で吸気通路に配設されたインタークーラとを備えている場合、電動過給機はインタークーラより下流で吸気通路に配設されているのが好ましい。
【００１０】
本発明に係るエンジンの過給装置において、減速制御手段は、エンジン又は該エンジンを搭載している車両の要求減速度に応じて電動過給機の作動回転数を設定するよう構成されているのが好ましい。この場合、減速制御手段は、車速、アクセル戻し速度及び変速機のギヤ比のうちの少なくとも１つのパラメータに基づいて要求減速度を算出又は設定するよう構成されているのがより好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るエンジンの過給装置によれば、減速時に、吸気通路に配設された電動過給機により過給が行われるが、この過給はエンジンの排気ガスのエネルギを消費しないので、排気ガスの温度は低下しない。このため、減速時に排気ガス浄化装置ないしは排気ガス浄化触媒の温度の低下を抑制しつつ、電動過給機の作動により圧縮抵抗を増加させてエンジンブレーキ力を適切に調整することができる。すなわち、高車速状態からの減速時における燃料カットを可能にしつつ、エンジンブレーキ力を生じさせることができる。よって、車両の減速時にエンジンの排気ガス浄化触媒がその活性化温度よりも低下するのを有効に防止しつつ、運転者ないしは車両の要求減速度に応じてエンジンブレーキ力を適切に調節することができる。
【００１２】
本発明に係るエンジンの過給装置において、センサ検出温度が基準温度以下のときに電動過給機の作動を停止させるとともに、エンジンへの燃料供給を減量補正して行うようになっている場合は、燃料の燃焼により排気ガスの温度が高められる。このため、排気ガス浄化装置ないしは排気ガス浄化触媒の温度の低下をより有効に防止又は抑制することができる。
【００１３】
本発明に係るエンジンの過給装置において、電動過給機がインタークーラより下流で吸気通路に配設されている場合は、電動過給機によって断熱圧縮され温度が上昇した空気が、インタークーラで冷却されることなくエンジンの燃焼室に供給されるので、排気ガスの温度の低下、ひいては排気ガス浄化装置ないしは排気ガス浄化触媒の温度の低下を一層有効に防止又は抑制することができる。
【００１４】
本発明に係るエンジンの過給装置において、減速時に、例えば車速、アクセル戻し速度、変速機のギヤ比等に基づいて算出された要求減速度に応じて電動過給機の作動回転数を設定するようになっている場合は、エンジン又は車両の運転状態ないしは走行環境又は該車両の運転者の減速要求に応じたエンジンブレーキ力を作用させることができ、さらに適切に車両を制動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施の形態１、２を具体的に説明する。実施の形態１はディーゼルエンジンの過給装置に係るものであり、実施の形態２はガソリンエンジンの過給装置に係るものである。なお、実施の形態１、２に係る各図面において、構造又は機能が共通又は対応する各構成要素には、それぞれ、同一の参照番号が付されている。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る直噴式のディーゼルエンジンＤＥ（以下、略して「エンジンＤＥ」という。）のシステム構成を示している。なお、エンジンＤＥは多気筒（例えば、４気筒、６気筒…）エンジンであるが、図１では１つの気筒のみを示し、他の気筒の図示は省略している。図１に示すように、エンジンＤＥにおいては、吸気弁１が開かれたときに、吸気ポート２から燃焼室３内に燃料燃焼用の空気が吸入される（以下、この空気を「吸入空気」という。）。この燃焼室３内の吸入空気は、ピストン４によって圧縮され、高温・高圧状態となる。そして、圧縮行程上死点付近で、燃料噴射弁５から燃焼室３内に燃料（軽油等）が噴射され、この燃料は自己着火して燃焼する。燃焼により生じたガスすなわち排気ガスは、排気弁６が開かれたときに排気ポート７に排出される。なお、図示していないが、燃料は、燃料タンクからコモンレールを介して高圧で燃料噴射弁５に供給される。
【００１７】
これらの一連の動作が繰り返され、ピストン４はシリンダ８内でシリンダ軸方向に往復運動を繰り返す。このピストン４の往復運動は、コネクチングロッド９、クランクアーム（図示せず）、クランクピン（図示せず）等を備えたリンク機構により、クランクシャフト１０の回転運動（トルク）に変換される。クランクシャフト１０の回転運動は、エンジン出力として取り出され、図示していないが、エンジンＤＥを搭載している車両を駆動するとともに、オルタネータやエアコンなどの補機を駆動する。エンジンＤＥは、始動時には、エンジンスタータ１１によって駆動（クランキング）される。なお、図示していないが、クランクシャフト１０の駆動力は、変速機、ファイナルギヤ等を介して駆動輪に伝達される。
【００１８】
エンジンＤＥにおいて、吸気弁１は、吸気弁開閉カム機構１２によって所定のタイミングで開閉される。そして、吸気弁開閉カム機構１２に対して、電磁式の吸気弁カム制御装置１３（ＶＶＴ：可変バルブタイミング制御装置）が設けられている。この吸気弁カム制御装置１３は、コントロールユニットＣからの制御信号に従って、吸気弁開閉カム機構１２を介して、吸気弁１の開閉タイミングを進角させ又は遅角させることができる。
【００１９】
他方、排気弁６は、排気弁開閉カム機構１４によって所定のタイミングで開閉される。そして、排気弁開閉カム機構１４に対して、電磁式の排気弁カム制御装置１５（ＶＶＴ）が設けられている。この排気弁カム制御装置１５は、コントロールユニットＣからの制御信号に従って、排気弁開閉カム機構１４を介して、排気弁６の開閉タイミングを進角させ又は遅角させることができる。
【００２０】
エンジンＤＥの各気筒の燃焼室３に吸入空気を供給する吸気系（吸気システム）には、全気筒に共通な単一の共通吸気通路１６が設けられている。共通吸気通路１６の先端（上流端）は大気に開放され、その先端部近傍には、吸入空気の流れ方向にみて上流側から順に、吸入空気中のダスト等を除去するエアクリーナ（図示せず）と、吸入空気の流量を検出するエアフローセンサ１７（図３参照）とが設けられている。
【００２１】
さらに、共通吸気通路１６には、吸入空気の流れ方向にみて上流側から順に、コントロールユニットＣによって弁開度（すなわち、共通吸気通路１６の流路断面積）が制御される電磁式の吸気制御弁１８と、排気ターボ過給機１９のブロワ１９ａ（コンプレッサ）と、空冷式のインタークーラ２０とが設けられている。ここで、ブロワ１９ａ（排気ターボ過給機１９）は、吸入空気を加圧・圧縮してエンジンＤＥを過給する。また、インタークーラ２０は、ブロワ１９ａの加圧・圧縮（ほぼ断熱圧縮）により温度が上昇した吸入空気を冷却する。
【００２２】
共通吸気通路１６は、インタークーラ２０の下流側で第１分岐吸気通路１６ａと第２分岐吸気通路１６ｂとに分岐し、分岐部よりやや下流で両分岐吸気通路１６ａ、１６ｂは集合して再び単一の共通吸気通路１６となっている。そして、第１分岐吸気通路１６ａには電動過給機２１が設けられている。この電動過給機２１は、第１分岐吸気通路１６ａ内に配設されたコンプレッサ２１ａと、バッテリ（図示せず）又はオルタネータ（図示せず）から電力が供給されコンプレッサ２１ａを回転駆動するモータ２１ｂ（電動機）とを有している。他方、第２分岐吸気通路１６ｂには、該第２分岐吸気通路１６ｂを開閉する逆止弁２２が設けられている。ここで、逆止弁２２は、電動過給機２１（コンプレッサ２１ａ）が駆動されているときには第２分岐吸気通路１６ｂを閉じ、電動過給機２１が停止しているときには第２分岐通路１６ｂを開く。
【００２３】
第１分岐吸気通路１６ａと第２分岐吸気通路１６ｂとの集合部より下流側において、共通吸気通路１６の下流端は、吸入空気の脈動を減衰させてその流れを安定させるサージタンク２３に接続されている。サージタンク２３には、各気筒の燃焼室３に個別に吸入空気を供給する複数の独立吸気通路２４が接続され、これらの独立吸気通路２４の下流端は、それぞれ対応する気筒の吸気ポート２に接続されている。なお、サージタンク２３には、吸入空気の圧力を検出する吸気圧センサ２５が設けられている。
【００２４】
また、エンジンＤＥには、各燃焼室３から排出された排気ガスを大気中に排出する排気系（排気システム）が設けられ、この排気系には、各気筒に共通な単一の共通排気通路２６が設けられている。ただし、排気ガスの流れ方向にみて、上流端近傍部（排気マニホールド）では、排気系は気筒毎に分岐して、対応する気筒の排気ポート７に接続されている。そして、共通排気通路２６には、排気ガスによって駆動される排気ターボ過給機１９のタービン１９ｂが設けられている。
【００２５】
排気ターボ過給機１９は、多数の可動ベーン２７によりタービン１９ｂへの排気ガスの通路断面積を変化させることができる可変容量機構を備えた可変容量式過給機（ＶＧＴ）である。これらの可動ベーン２７の角度ないし向きは、可動ベーンアクチュエータ２８によって制御される。そして、コントロールユニットＣは、可動ベーンアクチュエータ２８と可動ベーン２７とを介して、排気ガスの通路断面積を変化させ、タービン１９ｂ（排気ターボ過給機１９）の回転数すなわちブロワ１９ａの回転数、ひいては過給圧を制御する。なお、排気ターボ過給機１９の可変容量機構の具体的な構造及び機能は、後で説明する（図２参照）。
【００２６】
さらに、共通排気通路２６には、排気の流れ方向にみてタービン１９ｂより下流側に、排気ガスを浄化する排気ガス浄化触媒３０と、煤（パティキュレート）を捕集するパティキュレートフィルタ３１（ＤＰＦ）とを備えた排気ガス浄化装置３２が設けられている。
【００２７】
図示していないが、排気ガス浄化触媒３０は、ＨＣ及びＣＯを酸化して浄化する酸化触媒（例えば、白金、ロジウム、パラジウム等からなる触媒）と、ＮＯｘを還元して浄化する還元触媒（白金、バリウム等からなる触媒）とが、例えばゼオライト等からなるサポート材に担持されたものであり、その温度が活性化温度（例えば、２００〜２５０℃）以上であるときに、触媒作用ないしは排気ガス浄化作用を有効に発揮する触媒である。またパティキュレートフィルタ３１に捕集された煤は、適宜に、例えばパティキュレートフィルタ３１の前後の差圧が設定値を超えたときに、排気ガス浄化触媒３１が高温化する運転状態とすることにより、例えば膨張行程で燃料噴射を行うことにより、燃焼させられて除去される。
【００２８】
排気ガスの流れ方向にみて、排気ガス浄化触媒３０のすぐ下流側の部位と、パティキュレートフィルタ３１の下流側の部位とには、それぞれ、第１温度センサ３３と第２温度センサ３４とが設けられている。ここで、第１温度センサ３３は、排気ガス浄化触媒３０を出る排気ガスの温度を検出する。この部位における排気ガスの温度は、排気ガス浄化触媒３０の温度に関連ないしは対応し、実質的には排気ガス浄化触媒３０の温度と同一である。したがって、第１温度センサ３３は、実質的には排気ガス浄化触媒３０の温度を検出するものといえる。なお、排気ガス浄化触媒３０の温度を直接測定する温度センサを設けてもよい。
【００２９】
さらに、共通排気通路２６には、パティキュレートフィルタ３１ないしは第２温度センサ３４より下流側に、該共通排気通路２６を開閉する排気開閉弁３５が設けられている。なお、排気開閉弁３５の弁開度（すなわち、共通排気通路２６の通路断面積）は、コントロールユニットＣによって制御される。
【００３０】
また、エンジンＤＥには、燃料の燃焼に起因するＮＯｘの発生量を低減することを主な目的として、共通排気通路２６のタービン上流の比較的高圧の排気ガスの一部を、ＥＧＲガスとして吸気系に還流させる高圧ＥＧＲ装置３６が設けられている。この高圧ＥＧＲ装置３６には、ＥＧＲガス流路となる高圧ＥＧＲ通路３７が設けられている。ここで、ＥＧＲガスの流れ方向にみて高圧ＥＧＲ通路３７の上流端は、排気ガスの流れ方向にみてタービン１９ｂより上流側の部位で共通排気通路２６に接続されている。他方、ＥＧＲガスの流れ方向にみて高圧ＥＧＲ通路３７の下流端はサージタンク２３に接続されている。そして、高圧ＥＧＲ通路３７には、ＥＧＲガスの流れ方向にみて上流側から順に、高温（例えば、６００〜８００℃）のＥＧＲガスを冷却する水冷式の高圧ＥＧＲクーラ３８と、ＥＧＲガスの供給量を制御する高圧ＥＧＲ制御弁３９とが設けられている。
【００３１】
さらに、エンジンＤＥには、燃料の燃焼に起因するＮＯｘの発生量を低減することを主な目的として、共通排気通路２６のパティキュレートフィルタ下流（タービン下流）の比較的低圧の排気ガスの一部を、ＥＧＲガスとして吸気系に還流させる低圧ＥＧＲ装置４１が設けられている。この低圧ＥＧＲ装置４１には、ＥＧＲガスの流路となる低圧ＥＧＲ通路４２が設けられている。ここで、ＥＧＲガスの流れ方向にみて低圧ＥＧＲ通路４２の上流端は、パティキュレートフィルタ３１と排気開閉弁３５との間の部位で共通排気通路２６に接続されている。他方、ＥＧＲガスの流れ方向にみて低圧ＥＧＲ通路４２の下流端は、吸気制御弁１８とブロワ１９ａとの間の部位で共通吸気通路１６に接続されている。そして、低圧ＥＧＲ通路４２には、ＥＧＲガスの流れ方向にみて上流側から順に、ＥＧＲガスを冷却する空冷式の低圧ＥＧＲクーラ４３と、ＥＧＲガスの供給量を制御する低圧ＥＧＲ制御弁４４とが設けられている。
【００３２】
次に、図２を参照しつつ、可変容量式過給機（ＶＧＴ）である排気ターボ過給機１９の可変容量機構の具体的な構造及び機能を説明する。図２は、排気ターボ過給機１９のタービン１９ｂの断面図である。図２に示すように、タービン１９ｂは、タービン室５２を有し、このタービン室５２内には、矢印Ｄで示す方向に排気ガスが流入する。タービン室５２内において、排気ガスが流入する側、すなわち排気入口側には、タービン翼５３を取り囲むように複数の可動ベーン２７が配置されている。これらの可動ベーン２７は、それぞれ、軸５５回りに回動可能であり、これらの可動ベーン２７はその回動により角度ないし向きが変化するようになっている。
【００３３】
ここで、図２中に実線で示すように、可動ベーン２７を、互いに近接するように、すなわち可動ベーン２７がタービン翼５３の円周方向により近い向きで延びるようにすれば、各可動ベーン２７間に形成されるノズル５４の開度（以下「ベーンノズル開度」という。）が小さくなる。とくに、エンジン回転数が低いときにベーンノズル開度を小さくすると、排気ガスの流速が高くなり、さらに排気ガスの流れがタービン１９ｂの接線方向（円周方向）に向くので、過給効率が高くなる。ただし、この場合、エンジンＤＥの排圧（排気ガスの圧力）は上昇する。
【００３４】
また、図２中に仮想線（二点鎖線）で示すように、可動ベーン２７を、互いに離反するように、すなわち可動ベーン２７がタービン翼５３の半径方向により近い向きで延びるようにすれば、ベーンノズル開度が大きくなる。とくに、エンジン回転数が高いときに開度を大きくすると、排気ガスの流量をより大きくすることができるので、過給効率が高くなる。コントロールユニットＣは、これらの可動ベーン２７の角度ないし向きすなわちベーンノズル開度を、可動ベーンアクチュエータ２８を介して、全閉から全開まで制御するようになっている。
【００３５】
以下、エンジンＤＥの制御システムを説明する。
図３に示すように、エンジンＤＥには、その運転状態に関する各種情報を収集するために種々のセンサが設けられている。すなわち、前記のエアフローセンサ１７、吸気圧センサ２５、第１温度センサ３３及び第２温度センサ３４のほかに、さらに、クランクシャフト１０の回転数（エンジン回転数）を検出するエンジン回転数センサ５６、クランク角を検出するクランク角センサ５７、エンジンＤＥの冷却水温度（エンジン水温）を検出するエンジン水温センサ５８、アクセルペダルの開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ５９、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ６０及び車速を検出する車速センサ６１が設けられている。これらの各センサの検出信号は、エンジンＤＥ等の制御情報としてコントロールユニットＣに入力される。
【００３６】
コントロールユニットＣは、課題を解決するための手段の欄に記載された「減速制御手段」を含むエンジンＤＥないしはその付属機器の総合的な制御手段である。詳しくは図示していないが、コントロールユニットＣは、制御信号の入出力を行う入出力部（インターフェース）、データや制御情報等を記憶する記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、各種演算処理を行う中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマ、カウンタ等を備えたコンピュータである。
【００３７】
そして、コントロールユニットＣは、前記各センサによって検出された各種データに基づいて、燃料噴射弁５、吸気弁カム制御装置１３、排気弁カム制御装置１５、吸気制御弁１８、電動過給機２１、逆止弁２２、可動ベーンアクチュエータ２８、排気開閉弁３５、高圧ＥＧＲ制御弁３９、低圧ＥＧＲ制御弁４４等を制御ないしは駆動することにより、燃料噴射制御、ＥＧＲ制御、過給圧制御、パティキュレートフィルタ３１の再生制御等の普通のエンジン制御を行うとともに、エンジンＤＥ又は該エンジンＤＥを搭載している車両の減速時に適切なエンジンブレーキ力を生じさせるための電動過給機２１及び燃料噴射弁５の制御（以下「エンジンブレーキ制御」という。）を行うようになっている。しかしながら、普通のエンジン制御については、その制御手法は当業者にはよく知られており、またこのような普通のエンジン制御は本発明の要旨とするところでもないので、その説明を省略する。
【００３８】
以下、図４に示すフローチャートに従って、コントロールユニットＣによって実行される、本発明に係るエンジンブレーキ制御の制御手順を具体的に説明する。図４に示すように、このエンジンブレーキ制御においては、制御が開始されると（スタート）、まずステップＳ１で、各センサ１７、２５、３３、３４、５６〜６１によって検出された物性値ないしは検出値に対応する各種信号が読み込まれる。
【００３９】
次に、ステップＳ２で、アクセル開度ないしはその減少速度に基づいて、エンジンＤＥ（ないしは車両）が減速状態であるか否かが判定される。ここで、エンジンＤＥが減速状態であると判断された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ３〜Ｓ７で、エンジンＤＥないしは車両の運転状態若しくは走行環境、又は運転者の減速要求に応じたエンジンブレーキ力を生じさせるための制御が行われる。なお、後で説明するように、エンジンＤＥが減速状態でないと判断された場合は（ＮＯ）、ステップＳ８〜Ｓ１１で、エンジンブレーキ力の制御を行わない通常の電動過給機制御ないしは燃料噴射制御が行われる。
【００４０】
ステップＳ２でエンジンＤＥが減速状態であると判定された場合は、まずステップＳ３で、排気ガス浄化触媒３０の温度ないしはこれに関連する温度（以下「触媒温度」という。）が予め設定された基準温度αを超えているか否かが判定される。ここで、基準温度αは、排気ガス浄化触媒３０の活性化温度又はこれよりやや高い（例えば１０℃）温度に設定される。
【００４１】
ステップＳ３で触媒温度が基準温度αを超えていると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ４で車速、減速度等に応じた回転数で電動過給機２１が作動させられる一方、逆止弁２２が閉弁される。続いて、ステップＳ５で燃料噴射弁５からの燃料噴射が停止される（燃料カット）、この後ステップＳ１に復帰する（リターン）。つまり、ステップＳ４〜Ｓ５では、減速時に電動過給機２１を作動させて燃焼室３に流入する吸入空気の量を制御することにより、エンジンブレーキ力を要求減速度が得られるように制御する一方、燃料カットにより、エンジンブレーキ力を高めるとともに燃費性を高めるようにしている。
【００４２】
図５は、アクセル戻し速度と要求減速度の関係を示している。なお、アクセル戻し速度は、アクセルペダルの踏み込み量の減少方向の変化率、すなわちアクセル開度の減少速度である。また要求減速度は、車両の運転者の意思又は車両の走行状態等に応じて要求されるエンジンＤＥ又は車両の減速度すなわち速度の減少方向の変化率である。図５から明らかなとおり、アクセル戻し速度が大きいときほど要求減速度は大きい。このようなエンジンブレーキ力の制御は、フットブレーキを使用するほどの減速度は要求されていないが、単にアクセルペダルを戻すだけでは、要求される減速度が得られない場合に最適な制御である。
【００４３】
図６は、車速と要求減速度の関係を示している。図６から明らかなとおり、低速域では車速の上昇に伴って要求減速度が大きくなるが、高速域では逆に車速の上昇に伴って要求減速度が小さくなる。これは、ある程度の車速に達すると、エンジンブレーキ力は駆動輪に強いブレーキとして作用して車両の走行安定性を低下させるので、高速域では減速度を緩やかに制御する必要があるからである。
【００４４】
かくして、このエンジンブレーキ制御では、基本的には、アクセル戻し速度に係る要求と、車速に係る要求とを満たすように、エンジンブレーキ力を、アクセル戻し速度、車速、変速機のギヤ比等に基づいて制御するようにしている。エンジンブレーキ力は、燃焼室３内に入る吸入空気の圧縮仕事により生じるが、一般に、この圧縮仕事は無駄な仕事と考えられている。なお、従来のこの種のエンジンないしは車両では、減速時に、燃料カットや可変容量式過給機（ＶＧＴ）の可動ベーン２７の開放などにより燃費性の向上を図っているが、エンジンブレーキの制御は行われていない。
【００４５】
本発明に係るエンジンブレーキ制御では、電動過給機２１を用いることにより、排気ターボ過給機１９（ＶＧＴ）の作動時又は燃料カット状態においても、エンジンブレーキを有効に利用して、車両の運転者が要求する減速度を実現することができる。前記のとおり、このエンジンブレーキ制御では、要求減速度は、車両の運転者の要求に係るアクセル戻し速度と、車両の運転状態である車速とに基づいて算出ないしは設定される。そして、このように要求減速度を調節ないしは制御するためには、その時の車両の駆動力と車両の走行抵抗の関係を予め知っておくことが必要である。
【００４６】
図７は、車両の駆動力及び車両の通常の走行抵抗の車速に対する変化特性を示している。図７から明らかなとおり、車両の駆動力は、変速ギヤ比が高い（高速段）ときほど小さくなる。また、通常の走行状態では、車速が上昇すれば車両の走行抵抗は増加する。
【００４７】
図８は、例えば図７に示す車両の駆動力と車両の走行抵抗の関係を考慮して作成された、要求減速度を車速及びアクセル戻し速度をパラメータとしてあらわしたエンジンブレーキ制御のための基本マップである。なお、この基本マップは、コントロールユニットＣのメモリに予め記憶されている。ステップＳ４では、この基本マップを用いて、使用されている変速機のギヤ比と、車速、アクセル戻し速度等に基づいて、その時の要求減速度が算出又は設定される。図８に示すように、この基本マップでは、要求減速度は、基本的には、車速が高いときほど小さくなり、アクセル戻し速度が大きいときほど大きくなるように設定されている。例えば車速が低く、かつアクセス戻し速度が大きいときには、設定される要求減速度は大きくなる。
【００４８】
そして、基本マップに基づいて算出された要求減速度に相応するトルクをエンジンＤＥで発生させることができる吸入空気量となるよう電動過給機２１を駆動して過給を行い、要求減速度に相応するエンジンブレーキ力を得るようにしている。なお、電動過給機２１の停止時には、このように生成されたエンジンブレーキ力ないしは減速度に急激な変化が生じるのを防止するため、ある程度の時間でもって緩やかに電動過給機２１を停止させることが必要である。
【００４９】
他方、前記のステップＳ３で触媒温度が基準温度α以下であると判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ６で電動過給機１が停止される一方、逆止弁２２が開弁される。続いて、ステップＳ７で、減量補正された噴射量で燃料噴射弁５から燃料が噴射される。このように、減速時であるのにもかかわらず電動過給機２１を停止させて減量補正された噴射量で燃料を噴射するのは、排気ガスの温度を高めて触媒温度の低下による排気ガス浄化触媒３０の活性の低下を防止するためである。この後ステップＳ１に復帰する（リターン）。
【００５０】
ところで、前記のステップＳ２でエンジンＤＥが減速状態でないと判断された場合は（ＮＯ）、前記のとおりエンジンブレーキ力の制御を行わない通常の制御が行われるが、この場合、まずステップＳ８で、アクセル開度ないしはその増加速度に基づいて、エンジンＤＥ（ないしは車両）が加速状態にあるか否かが判定される。一般に、アクセルペダルが踏み込まれてエンジンＤＥが加速を開始したときには、アクセルペダルの踏み込み動作に対して、排気ターボ過給機１９のタービン１９ｂ及びブロワ１９ａの動作遅れに起因する過給遅れ（ターボラグ）が生じる。このため、吸入空気の圧力の上昇（過給）の遅れにより吸入空気が不足し、エンジンＤＥを迅速に加速することができなくなる。そこで、このエンジンＤＥでは、エンジンＤＥが加速状態であるときは、電動過給機２１を駆動して吸入空気の圧力の上昇（過給）を助勢し、過給遅れの発生を防止ないしは抑制するようにしている。
【００５１】
ステップＳ８でエンジンＤＥが加速状態であると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ３で、電動過給機２１が所定の作動回転数（例えば、５００００〜７００００ｒｐｍ）で作動させられる一方、逆止弁２２が閉弁される。この場合、吸入空気は電動過給機２１によって迅速に加圧され、過給遅れの発生が防止ないしは抑制される。次に、ステップＳ１１で通常の燃料噴射制御が行われた後、ステップＳ１に復帰する（リターン）。
【００５２】
他方、ステップＳ８でエンジンＤＥが加速状態でないと判定された場合は（ＮＯ）、電動過給機２１を駆動する必要はないので、ステップＳ１０で電動過給機２１が停止させられるとともに、逆止弁２２が開弁される。この場合、吸入空気は、電動過給機２１をバイパスし、第２分岐吸気通路１６ｂを経由して流れる。この後、ステップＳ１に復帰する（リターン）。
【００５３】
以上、実施の形態１に係るエンジンＤＥないしはエンジンブレーキ制御によれば、エンジンＤＥないしは車両の減速時に、排気ガス浄化触媒３０がその活性化温度よりも低下するのを有効に防止しつつ、運転者ないしは車両の要求減速度に応じてエンジンブレーキ力を適切に調節することができる。
【００５４】
（実施の形態２）
以下、図９及び図１０を参照しつつ、本発明の実施の形態２を説明する。ただし、実施の形態２は、エンジンがディーゼルエンジンではなく点火火花式のガソリンエンジンであることと、これに付随して生じる相違点とを除けば、実施の形態１と実質的に同一である。そこで、以下では説明の重複を避けるため、主として実施の形態１と異なる点を説明する。なお、実施の形態２ではレシプロ型のガソリンエンジンについて説明を行っているが、本発明はその他の火花点火式エンジン、例えば燃料として水素又はプロパン等を用いるレシプロ型又はロータリ型の火花点火式エンジンにも適用することができるのはもちろんである。
【００５５】
図９及び図１０に示すように、ガソリンエンジンＣＥ（以下、略して「エンジンＣＥ」という。）においては、吸気弁１が開かれたときに、吸気ポート２から燃焼室３内に混合気が吸入される。そして、燃焼室３内の混合気はピストン４によって圧縮され、所定のタイミングで点火プラグ６３により点火されて燃焼する。燃焼によって生じたガスすなわち排気ガスは、排気弁６が開かれたときに排気ポート７に排出される。これらの一連の動作が繰り返され、ピストン４はシリンダ８内で往復運動を繰り返す。ピストン４の往復運動をクランクシャフト１０の回転運動に変換する機構、及び、エンジンＣＥを始動させるための機構は、実施の形態１に係るエンジンＤＥと同様である。
【００５６】
エンジンＣＥの吸気系では、共通吸気通路１６に吸気制御弁１８は設けられていない。なお、共通吸気通路１６には、電動過給機２１より下流側にスロットル弁６４が設けられている。さらに、各独立吸気通路２４には、それぞれ、燃料を噴射する燃料噴射弁６５が設けられている。なお、燃料噴射弁６５は、燃焼室３内に直接燃料を噴射するようにしてもよい。また、エンジンＣＥはガソリンエンジンであるので、ディーゼルエンジン用のコモンレールを備えていないのはもちろんである。エンジンＣＥの吸気系のその他の構成は、実施の形態１に係るエンジンＤＥと同様である。
【００５７】
エンジンＣＥの排気システムでは、排気ターボ過給機１９のタービン１９ｂより下流側において共通排気通路２６に、排気ガスを浄化するために、例えば三元触媒からなる排気ガス浄化触媒６６を備えた排気ガス浄化装置３２が介設されている。なお、エンジンＣＥはガソリンエンジンであり、煤は発生しないので、排気ガス浄化装置３２内にパティキュレートフィルタは設けられていない。また、共通排気通路２６に排気開閉弁は設けられていない。エンジンＣＥの排気システムのその他の構成は、実施の形態１に係るエンジンＤＥと同様である
【００５８】
エンジンＣＥでは、エンジンＤＥと同様に、共通排気通路２６のタービン上流の比較的高圧の排気ガスの一部を、ＥＧＲガスとして吸気系に還流させる高圧ＥＧＲ装置３６が設けられている。そして、高圧ＥＧＲ装置３６は、エンジンＤＥと同様に、高圧ＥＧＲ通路３７と、高圧ＥＧＲクーラ３８と、高圧ＥＧＲ制御弁３９とを備えている。しかしながら、エンジンＣＥには低圧ＥＧＲ装置は設けられていない。
【００５９】
コントロールユニットＣは、点火プラグ６３とスロットル弁６４と燃料噴射弁６５とを制御して、ガソリンエンジンにおける普通のスロットル弁開度制御と燃料噴射制御と点火時期制御とを行う点を除けば、エンジンＤＥの場合と同様のエンジン制御を行う。さらに、コントロールユニットＣは、基本的には図４に示すフローチャートに従って、エンジンＤＥの場合と同様のエンジンブレーキ制御を行う。なお、エンジンＣＥでは、排気ガス浄化触媒６６の温度ないしはこれに関連する温度（触媒温度）は、第２温度センサ３４によって検出される。
【００６０】
エンジンＣＥのその他の構成及び機能は、エンジンＤＥと同様である。かくして、実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、車両の減速時にエンジンＣＥの排気ガス浄化触媒６６（例えば三元触媒）がその活性化温度よりも低下するのを有効に防止しつつ、運転者ないしは車両の要求減速度に応じてエンジンブレーキ力を適切に調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るディーゼルエンジンのシステム構成を示す模式図である。
【図２】図１に示すエンジンの排気ターボ過給機のタービンの側面断面図である。
【図３】図１に示すエンジンの制御システムの構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示すエンジンのエンジンブレーキ制御の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】アクセル戻し速度と要求減速度の関係を示すグラフである。
【図６】車速と要求減速度の関係を示すグラフである。
【図７】車両の駆動力及び走行抵抗の車速に対する変化特性を示すグラフである。
【図８】車速及びアクセル戻し速度をパラメータとする要求減速度を算出するための基本マップである。
【図９】本発明の実施の形態２に係るガソリンエンジンのシステム構成を示す模式図である。
【図１０】図９に示すエンジンの制御システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
ＤＥ  ディーゼルエンジン、ＣＥ  ガソリンエンジン、Ｃ  コントロールユニット、１  吸気弁、２  吸気ポート、３  燃焼室、４  ピストン、５  燃料噴射弁、６  排気弁、７  排気ポート、８  シリンダ（気筒）、９  コネクチングロッド、１０  クランクシャフト、１１  エンジンスタータ、１２  吸気弁開閉カム機構、１３  吸気弁カム制御装置、１４  排気弁開閉カム機構、１５  排気弁カム制御装置、１６  共通吸気通路、１６ａ  第１分岐吸気通路、１６ｂ  第２分岐吸気通路、１７  エアフローセンサ、１８  吸気制御弁、１９  排気ターボ過給機、１９ａ  ブロワ、１９ｂ  タービン、２０  インタークーラ、２１  電動過給機、２１ａ  コンプレッサ、２１ｂ  モータ、２２  逆止弁、２３  サージタンク、２４  独立吸気通路、２５  吸気圧センサ、２６  共通排気通路、２７  可動ベーン、２８  可動ベーンアクチュエータ、３０  排気ガス浄化触媒、３１  パティキュレートフィルタ、３２  排気ガス浄化装置、３３  第１温度センサ、３４  第２温度センサ、３５  排気開閉弁、３６  高圧ＥＧＲ装置、３７  高圧ＥＧＲ通路、３８  高圧ＥＧＲクーラ、３９  高圧ＥＧＲ制御弁、４１  低圧ＥＧＲ装置、４２  低圧ＥＧＲ通路、４３  低圧ＥＧＲクーラ、４４  低圧ＥＧＲ制御弁、５２  タービン室、５３  タービン翼、５４  ノズル、５５  可動ベーンの軸、５６  エンジン回転数センサ、５７  クランク角センサ、５８  エンジン水温センサ、５９  アクセル開度センサ、６０  吸気温センサ、６１  車速センサ、６３  点火プラグ、６４  スロットル弁、６５  燃料噴射弁、６６  排気ガス浄化触媒。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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