JP2007315194A - エネルギ回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギ回収をしているとき、運転者等に違和感、不快感などを抱かせないようにする。
【解決手段】エンジン１０の排気通路５０に設けた排気絞り弁７４を閉じ、該排気絞り弁７４よりも上流側の圧力を高めて、該高められた圧力をエネルギとしてエネルギ回収を行うエネルギ回収装置において、車輪に及ぼされる車輪制動力と、エネルギ回収に伴って発生する回収制動力との合計の合計制動力が、車両に求められる要求制動力を超えるとき、エネルギ回収に伴って発生する回収制動力を低減する。
【選択図】図１

Description

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。

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ように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。

特開２００２−１４７２１７号公報

ところで、排気絞り弁を絞ることで排気絞り弁よりも上流側の排気通路の圧力が上がると、排気絞り弁を絞らないときよりも大きなポンピングロスが生じることになる。その結果、所望の制動力とは異なる制動力が車両に生じ、そのような場合には運転者等が違和感、不快感などを覚える可能性がある。

そこで、本発明は、運転者等に違和感、不快感などを感じさせないように、エネルギ回収を行うエネルギ回収装置を提供することを目的とする。

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、エンジンの排気通路に設けた排気絞り弁を閉じ、該排気絞り弁よりも上流側の圧力を高めて、該高められた圧力をエネルギとしてエネルギ回収を行うエネルギ回収装置において、車両に求められた要求制動力を導出する要求制動力導出手段と、前記エネルギ回収に伴って発生する回収制動力を導出する回収制動力導出手段と、前記要求制動力導出手段により導出された要求制動力とは異なる車輪制動力を車輪に付与し得る車輪制動力付与手段と、前記回収制動力導出手段により導出される回収制動力と、前記車輪制動力付与手段により付与される車輪制動力との合計の合計制動力が、前記要求制動力導出手段により導出される要求制動力を超えるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記合計制動力が前記要求制動力を超えると判定されたとき、エネルギ回収に伴って発生する回収制動力を低減する回収制動力低減手段と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、判定手段により、回収制動力と車輪制動力との合計の合計制動力が要求制動力を超えると判定されたとき、回収制動力低減手段により回収制動力が低減されるので、要求制動力を適切に車両に付与することが可能になる。したがって、車両に予測しない減速が生じることなく、運転者等に不快感、違和感などを抱かせることを防ぐことが可能になる。

好ましくは、前記回収制動力低減手段は、前記エネルギ回収によるポンピング仕事を低減するように、吸排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変える。吸排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変えることでエネルギ回収によるポンピング仕事を低減できるので、吸排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変えることを可能にする動弁機構を備えている車両では、新たな設備を設けることが不要とされる。

また、前記回収制動力低減手段は、前記エネルギ回収をしているとき、エンジン回転数が低下するように、変速制御しても良い。これにより、エンジン回転数が低下するので、単位時間当たりに生じるポンピング仕事、すなわち回収制動力を低減することが可能になる。

また、前記エネルギ回収のとき前記車両の振動レベルを検出する振動検出手段と、前記振動検出手段により検出された振動レベルが所定レベルを超えているか否かを判定する振動判定手段と、前記振動判定手段により前記振動レベルが前記所定レベルを超えたと判定されたとき、前記エネルギ回収を停止するエネルギ回収停止手段と、をさらに備えても良い。これにより、エネルギ回収に伴って車両に許容できない振動が生じるのを低減することが可能になる。したがって、運転者等に不快感、違和感などを抱かせることが低減される。

さらに、前記エンジンは、ＥＧＲ制御弁を開くことで、排気ガスの一部を排気系から吸気系に還流させるＥＧＲシステムを備えたエンジンであるとき、前記エネルギ回収の終了の際、前記ＥＧＲ制御弁を開くようにすると良い。これにより、エネルギ回収の終了の際、排気絞り弁よりも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。

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。まず、第１実施形態について説明する。

本第１実施形態のエネルギ回収装置１が適用された車両のエンジンシステムの概念を図１に示す。また、図１のエンジン１０の一の気筒１２に関する概念的な断面図を図２に示す。さらに、上記エンジンシステムを有する車両の駆動系、制動系の概略構成図を図３に示す。本第１実施形態に係る車両は、４輪のうち前輪を駆動させる前輪駆動車であり、４輪のブレーキが各々独立に制御可能にされていて、且つ運転者からの要求制動力と異なる制動力を車輪に及ぼすことが可能な車両とされている。そして、この車両のエンジン１０は、燃料であるガソリンを燃料噴射弁１４から気筒１２の燃焼室１６に直接噴射し、点火プラグ１８によって着火させる筒内噴射型式のものである。

燃焼室１６にそれぞれ臨む吸気ポート２０および排気ポート２２が形成された、エンジン本体２４のシリンダヘッド２６には、吸気弁２８および排気弁３０を駆動する動弁機構３２と、燃焼室１６内の混合気を着火させる前述の点火プラグ１８とが組み込まれ、さらにこの点火プラグ１８に火花を発生させるイグナイタ３４が搭載されている。

本第１実施形態の動弁機構３２は、吸気弁２８および排気弁３０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３２は、電磁コイルの電磁力により吸気弁２８および排気弁３０を動かすものであり、それら吸排気弁２８、３０は電磁駆動弁とされている。それ故、吸気弁２８および排気弁３０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。

吸気弁２８によって開閉され、吸気通路３６の一部を形成する吸気ポート２０を有するシリンダヘッド２６には、吸気ポート２０と共に吸気通路３６を区画形成する、吸気マニフォルド３８が接続され、さらにその上流側には吸気管４０が接続されている。吸気管４０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３６に導くためのエアクリーナ４２が設けられている。また、運転者によって操作されるアクセルペダルの踏み込み量に基づいてスロットルアクチュエータ４６によって開度が調整されるスロットルバルブ４８が、吸気管４０に設けられている。なお、スロットルバルブ４８の開閉動作はアクセルペダルの踏み込み動作と切り離して制御可能になっている。

一方、排気弁３０によって開閉され、排気通路５０の一部を区画形成する排気ポート２２を有するシリンダヘッド２６には、排気ポート２２と共に排気通路５０を区画形成する、排気マニフォルド５２が接続され、さらにその下流側には排気管５４が接続されている。排気ガス中の有害成分を無害化する触媒５６が排気管５４に設けられている。

さらに、排気ガスの排気エネルギで回転駆動されるタービンホイールを含むタービン５８が、触媒５６よりも上流側の排気管５４の途中に設けられている。これに対応して、タービンホイールに同軸で連結され、タービンホイールの回転力で回転するようにしたコンプレッサホイールを含むコンプレッサ６０が吸気管４０の途中に設けられている。すなわち、エンジン１０には、排気エネルギを取り出すタービン５８と、タービン５８により取り出された排気エネルギによってエンジン１０に過給するコンプレッサ６０とを有する過給機６２が設けられている。そして、コンプレッサ６０により圧縮された空気を冷却すべく、インタークーラ６４がコンプレッサ６０よりも下流側の吸気管４０の部分に設けられている。

エンジン１０には、排気ガスの一部を排気系から吸気系に還流させるために、ＥＧＲ（排気還流）システムが設けられている。ＥＧＲシステムはＥＧＲ管６６を備えていて、ＥＧＲ管６６の上流側の一端は排気マニフォルド５２に接続され、その下流側の他端が吸気マニフォルド３８に接続されている。ＥＧＲ管６６は、ＥＧＲ通路６８を区画形成していて、ＥＧＲ管６６の途中には、ＥＧＲクーラ７０が設けられている。ＥＧＲクーラ７０よりも下流側にはＥＧＲ制御弁７２が設けられている。なお、図示しないが、ＥＧＲ制御弁７２は、アクチュエータを備えていて、制御されるアクチュエータにより開閉作動される。

さらに、排気通路５０の途中には、排気通路５０の閉塞を可能にする排気絞り弁７４が設けられている。排気絞り弁７４は、排気ガスの流れの向きに可動である傘状の弁体が環状の弁座に直角方向に移動するポペット式バルブである。それ故、排気絞り弁７４の閉弁時において排気通路５０の優れた閉塞性が確保される。そして、弁体が弁座に着座することにより、排気ガスなどの流体が排気絞り弁７４でせき止められて、排気絞り弁７４よりも上流側の圧力が高められることになる。なお、排気絞り弁７４は制御弁であるので、制御用のアクチュエータを上記ＥＧＲ制御弁７２と同様に備えている。排気絞り弁７４の弁体は、アクチュエータによって作動され、弁座に着座する閉位置と、弁座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７４よりも上流側の排気通路５０の部分には、回収管７６によって区画形成される回収通路７８が連通されている。回収通路７８を区画形成する回収管７６の下流側には蓄圧タンク８０が接続されている。したがって、回収通路７８を介して排気通路５０と蓄圧タンク８０内とは連通される。なお、回収通路７８の途中には、所定の圧力（以下、「開弁圧力」という。）で開く逆止弁８２が設けられている。

さらに、蓄圧タンク８０内には、放出管８４によって区画形成された放出通路８６が連通している。そして、放出管８４の下流側には上記タービン５８が接続されていて、放出管８４は、蓄圧タンク８０とタービン５８とを繋いでいる。また、放出管８４の途中には、放出制御弁８８が設けられている。したがって、放出制御弁８８が開弁されることで、蓄圧タンク８０内に蓄えられた圧力エネルギはタービン５８に供給されて、タービンホイールが回転することになる。例えば、蓄圧タンク８０内に回収された圧力エネルギは、所望の過給圧を得るために用いられる。あるいは、回収された圧力エネルギは、応答性向上のため、過給器６２の初期駆動に用いられる。

エンジン１０による出力を駆動輪に伝達するため、エンジン１０、トランスアクスル９０、がこの順序で接続されて構成されており、トランスアクスル９０と左右の駆動輪である車輪ＦＬ、ＦＲとはそれぞれ左右のドライブシャフト９２Ｌ、９２Ｒを介して連結されている。トランスアクスル９０は有段変速機を含む自動変速機構を含んでいる。なお、運転者からの指示を検出可能にするシフト装置９４が備えられていて、停止状態（パーキング）Ｐ、後進状態（リバース）Ｒ、中立状態（ニュートラル）Ｎ、車両の走行状態に応じて変速段を自動的に設定する自動前進状態（ドライブ）Ｄの各状態を設定可能にされている。なお、運転者が自動前進状態Ｄを選択すると、自動変速機構は、１速から４速の範囲で、予め設定された変速タイミングに基づいて変速される。

一方、この車両の制動系は、各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬに設けられたディスクブレーキ９６ＦＲ、９６ＦＬ、９６ＲＲ、９６ＲＬを動作させるものである。そして、ブレーキペダル９８、ブレーキブースタ１００、マスタシリンダ１０２、アクチュエータ１０４が接続されており、このアクチュエータ１０４と、各ディスクブレーキ９６ＦＲ、９６ＦＬ、９６ＲＲ、９６ＲＬに設けられたブレーキキャリパ１０６ＦＲ、１０６ＦＬ、１０６ＲＲ、１０６ＲＬに配設されているホイールシリンダとは、それぞれ独立の作動油ラインで接続されている。したがって、各ホイールシリンダへと及ぼされるブレーキ油圧はマスタシリンダ１０２から供給されるマスタ油圧に関わらずに独立して加圧可能な構成を有している。なお、後述するように、概ね、エネルギ回収を行っていないときには、ブレーキペダル９８の踏み込み量に対応する制動力を車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬに及ぼし、エネルギ回収を行っているときには、ブレーキペダル９８の踏み込み量に対応する制動力とは異なる制動力を車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬに及ぼすことにしている。

上記エンジン１０を有する当該車両は、各種値を検出してこれを電子制御装置（以下、ＥＣＵと称する。）１１０に出力する各種センサ類を備えている。具体的には、吸気通路３６の圧力、すなわち吸気圧を検出するための吸気圧センサ１１２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ポジションセンサ１１４を備えている。また、スロットルバルブ４８の開度を検出するためのスロットルポジションセンサ１１６を備えている。また、ピストン１１８が往復動する、エンジン本体２４のシリンダブロック１２０には、連接棒１２２を介してピストン１１８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１２４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１２４をエンジン回転数センサとしても利用している。さらに、排気絞り弁７４よりも上流側の排気ガスあるいは空気である流体の圧力、すなわち背圧を検出するための圧力センサ１２６が備えられている。また、蓄圧タンク８０内の圧力を検出するための圧力センサ１２８も備えられている。さらには、ブレーキペダル９８の踏み込み量を検出するためのブレーキペダルポジションセンサ１３０も備えられている。さらに、車速を検出するための車速センサ１３２も備えられている。また、車両の前後方向の減速度を検出するための加速度センサ１３４、およびマスタシリンダ１０２の圧力を検出するためのマスタシリンダ圧力センサ１３６も設けられている。また、シフト装置９４にはシフトポジションを検出するためのシフトポジションセンサ１３８が含まれている。

ＥＣＵ１１０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、前記各種センサ類などが電気的に接続されている。これらの各種センサ類などからの出力信号（検出信号）に基づき、予め設定されたプログラムにしたがって円滑な運転がなされるように、ＥＣＵ１１０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１４、イグナイタ３４、動弁機構３２、スロットルアクチュエータ４６、ＥＧＲ制御弁７２、排気絞り弁７４、放出制御弁８８、トランクアクスル９０、アクチュエータ１０４などの作動を制御するようになっている。

エンジン１０では、吸気圧センサ１１２からの出力信号に基づく吸気圧や、アクセルポジションセンサ１１４からの出力信号に基づくアクセル開度や、クランクポジションセンサ１２４からの出力信号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、点火時期が設定される。そして、それら燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期に基づいて、燃料噴射弁１４からの燃焼の噴射が行われ、点火プラグ１８による点火が行われる。なお、吸排気弁２８、３０のバルブタイミングやリフト量も、同様に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設定され、動弁機構３２が制御される。

エンジン１０では、クランクポジションセンサ１２４による出力信号に基づいて導かれるエンジン回転数が所定回転数（以下、「燃料カット回転数」と称する。）以上であり、且つアクセルポジションセンサ１１４による出力信号に基づいて導かれるアクセルペダルの踏み込み量が「０」、すなわちアクセルペダルが踏み込まれていないときに、燃料噴射弁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（以下、「燃料カット復帰回転数」と称する。）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。

ところで、エンジン１０においては、排気通路５０を流れる排気ガスは、通常の運転時、排気絞り弁７４が全開にされているので、最終的には大気に放出されている。これに対して、減速時であって燃料カットがされている運転状態のとき、排気通路５０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。

まず、エネルギの回収の概略を説明する。減速時、且つ燃料カット中という所定条件を満たしていて、エネルギ回収をするとき、排気通路５０の圧力を高めるように排気絞り弁７４が閉じられる。この際、排気絞り弁７４が閉じられると共に、排気絞り弁７４の上流側の排気通路５０の部分に空気を導入すべく、スロットルバルブ４８が所定開度にまで開かれる。そして、排気絞り弁７４よりも上流側の排気通路５０の部分の高い圧力がエネルギとして蓄圧タンク８０に回収されることとなる。その後、蓄圧タンク８０内が満たされたり、アクセルペダルが運転者により踏み込まれたり、燃料噴射が再び開始されたりすると、排気絞り弁７４を開けてエネルギ回収が終了されることとなる。

しかしながら、そのようなエネルギ回収の際には、排気通路５０の圧力が高まるので、排気絞り弁７４よりも上流側の排気通路５０の部分の圧力と、吸排気弁２８、３０のバルブタイミングとに基づくポンピングロス、すなわちポンピング仕事が生じる。その結果、ポンピング仕事に対応した制動力が、車両に生じ得る。これでは、運転者等が車両に要求している制動力と明らかに異なる制動力が車両に生じる場合があり、運転者等に違和感、不快感などが生じる可能性があり、好ましくない。そこで、エネルギ回収の際には、エネルギ回収に伴って発生する制動力（以下、「回収制動力」と称する。）を考慮して、各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬに及ぼす制動力（以下、「車輪制動力」と称する。）を制御することにしている。さらに、より適切な制動力が車両に生じるように、回収制動力と車輪制動力との合計の制動力（以下、「合計制動力」と称する。）が要求制動力以上、すなわちそれを超えるときには、エネルギ回収に伴って発生する回収制動力の低減を図ることにしている。なお、本第１実施形態では、吸排気弁２８、３０の少なくとも一方のバルブタイミングを変えることで、回収制動力の低減を図ることにしている。

ここで、エネルギ回収をしているときのポンピング仕事、すなわち回収制動力について、図４から図６の概念図を用いて説明する。

図４（ａ）〜（ｃ）のそれぞれには、図中右側に吸排気弁２８、３０のバルブタイミングダイヤグラム（吸気弁２８に関して「ＩＮ」で、排気弁３０に関して「ＥＸ」で表す。）を示すと共に、図中左側にそのバルブタイミングで吸排気弁２８、３０での開閉が生じた場合のＰ−Ｖ線図（吸気弁２８開閉時の体積Ｖの変化幅を図中Ｖｉｎで表す。）を概念的に示している。図４（ａ）は、排気弁３０が下死点（ＢＤＣ）で開いて上死点（ＴＤＣ）で閉じ、その排気弁３０の閉弁と共に吸気弁２８が開いてその後ＢＤＣで閉じる場合について表している。まず、吸気弁２８がＴＤＣで開くと（点Ａ）、燃焼室１６内は吸気圧に基づいた圧力Ｐｉｎとなり、ピストン１１８が下がってＢＤＣに至るまで（点Ｂ）、その圧力Ｐｉｎは保たれる。そして、吸気弁２８が閉じられて、燃焼室１６の圧縮および拡張が行われる（点Ｂ→点Ｃ→点Ｄ→点Ｃ→点Ｂ）。その後、ＢＤＣ（点Ｂ）で、いわゆる排気を行うために排気弁３０を開くと、燃焼室１６内は圧力Ｐｅｘになる（点Ｅ）。この圧力Ｐｅｘは、排気絞り弁７４よりも上流側の排気通路５０の部分の圧力に基づいて求められる。そして、排気弁３０が閉じられるまで、圧力Ｐｅｘは保たれる（点Ｅ→点Ｃ→点Ｆ）。そして、ＴＤＣで排気弁３０が閉じて、吸気弁２８が開くことで、燃焼室１６が圧力Ｐｉｎになる（点Ｆ→点Ａ）。したがって、図４（ａ）に示した場合には、そのＰ−Ｖ線図において囲まれた領域（図中の斜線部）の面積に相当するポンピング仕事、すなわち回収制動力が発生する。すなわち、このようなバルブタイミングに吸排気弁２８、３０が制御されると、領域ＡＢＥＦの回収制動力が車両に生じることになる。

これに対して、バルブタイミングを変えることでそのポンピング仕事が変化する。図４（ｂ）には、排気弁３０が図４（ａ）の排気弁３０の開時期よりも遅く開く場合のバルブタイミングダイヤグラムと、そのときのＰ−Ｖ線図を示している。なお、排気弁３０が遅く開く以外は、排気弁３０の閉時期、吸気弁２８の開閉時期は、図４（ａ）に示したバルブタイミングと同じとした。まず、吸気弁２８がＴＤＣで開くと（点Ａ）、燃焼室１６内は圧力Ｐｉｎとなり、ピストン１１８が下がってＢＤＣに至るまで、その圧力Ｐｉｎは保たれる（点Ｂ）。そして、吸気弁２８が閉じられて、燃焼室１６の圧縮および拡張が行われる（点Ｂ→点Ｃ→点Ｄ→点Ｃ→点Ｂ）。その後、いわゆる排気行程に至った後も、排気弁３０が遅く開かれるので排気弁３０は閉じたままに保たれる（点Ｂ→点Ｃ）。そして、燃焼室１６が圧力Ｐｅｘになるころ、排気弁３０が開かれることになる（点Ｃ）。この結果、燃焼室１６内は圧力Ｐｅｘのままであり（点Ｃ）、ＴＤＣで排気弁３０が閉じられるまでその圧力Ｐｅｘは保たれることになる（点Ｃ→点Ｆ）。そして、排気弁３０が閉じて、吸気弁２８が開くことで、燃焼室１６が圧力Ｐｉｎになる（点Ｆ→点Ａ）。したがって、図４（ｂ）のＰ−Ｖ線図で囲まれた領域（図中斜線部分）の面積分の、回収制動力が発生することになる。図４（ａ）のＰ−Ｖ線図と、図４（ｂ）のＰ−Ｖ線図とを比較すると、図４（ｂ）の方が囲まれた領域の面積が小さいことが理解できる。このようにして、排気弁３０を遅開きにすることで、エネルギ回収をしているときのポンピング仕事、すなわち回収制動力が低減されることが分かる。なお、図４（ａ）、（ｂ）で上記体積Ｖの変化幅Ｖｉｎが同じであり、圧力Ｐｅｘも同じであるので、吸気通路３６から排気通路５０への流体の圧送量をかえず、同じに保ったまま、ポンピング仕事の低減を図れる。

また、排気弁３０を遅開きではなく、早開きにした場合のバルブタイミングダイヤグラムとＰ−Ｖ線図を図４（ｃ）に示す。いわゆる吸気行程で燃焼室１６は圧力Ｐｉｎとなり（点Ａ→点Ｂ）、いわゆる圧縮行程で圧縮が行われ（点Ｂ→点Ｃ→点Ｄ）、いわゆる膨張行程で拡張が行われる（点Ｄ→点Ｃ）。燃焼室１６内が圧力Ｐｅｘになるころ排気弁３０が早く開くと（点Ｃ）、燃焼室１６内が圧力Ｐｅｘのままとなり、そのままＢＤＣに至る（点Ｃ→点Ｅ）。そして、いわゆる排気行程でＢＤＣからＴＤＣに至るまでその圧力が保たれる（点Ｅ→点Ｃ→点Ｆ）。そして、ＴＤＣで排気弁３０が閉じられ、吸気弁２８が開くことで燃焼室１６内は圧力Ｐｉｎになる（点Ｆ→点Ａ）。燃焼室１６内の圧力はこのように変化することになる。しかしながら、図４（ｂ）での排気弁３０の開時期がＢＤＣ後９０°であり、図４（ｃ）での排気弁の開時期がＢＤＣ前９０°であるので、図４（ｃ）で囲まれた領域の面積は図４（ｂ）の同面積と同じである。すなわち排気弁３０を遅開きにしたり、早開きにしたりすることで、同じように、ポンピング仕事の低減を図ることができることが分かる。

さらに、吸気弁２８の閉時期を早くしたり、遅くしたりしても、ポンピング仕事を低減することができる。図５に、図４と同様にして、吸排気弁２８、３０のバルブタイミングダイヤグラムと、そのときのＰ−Ｖ線図を示す。図５（ａ）は、図４（ａ）の場合のバルブタイミングと比して、排気弁３０が早開きで吸気弁２８が早閉じの場合を、図５（ｂ）は排気弁３０が早開きで吸気弁２８が遅閉じの場合を、図５（ｃ）は排気弁３０が遅開きで吸気弁２８が早閉じの場合を、そして図５（ｄ）は排気弁３０が遅開きで吸気弁２８が遅閉じの場合を示している。いわゆる吸気行程の始まりの吸気弁２８が開くときは各Ｐ−Ｖ線図で点ａに対応し、次に吸気弁２８が開くまでのサイクルでは、図５（ａ）のバルブタイミングで吸排気弁２８、３０が開閉されると、そのＰ−Ｖ線図で点ａ→点ｂ→点ｃ→点ｂ→点ｄ→点ｅ→点ｄ→点ｆ→点ｄ→点ｇ→点ａを順に辿り、領域ａｂｄｇの面積に相当するポンピング仕事が生じる。また、図５（ｂ）のバルブタイミングで吸排気弁２８、３０が開閉されると、そのＰ−Ｖ線図で点ａ→点ｂ→点ｃ→点ｂ→点ｄ→点ｅ→点ｄ→点ｆ→点ｄ→点ｇ→点ａを順に辿り、領域ａｂｄｇの面積に相当するポンピング仕事が生じる。また、図５（ｃ）のバルブタイミングで吸排気弁２８、３０が開閉されると、そのＰ−Ｖ線図で点ａ→点ｂ→点ｃ→点ｂ→点ｄ→点ｅ→点ｄ→点ｂ→点ｃ→点ｂ→点ｄ→点ｇ→点ａを順に辿り、領域ａｂｄｇの面積に相当するポンピング仕事が生じる。さらに、また、図５（ｄ）のバルブタイミングで吸排気弁２８、３０が開閉されると、そのＰ−Ｖ線図で点ａ→点ｂ→点ｆ→点ｂ→点ｄ→点ｅ→点ｄ→点ｂ→点ｃ→点ｂ→点ｄ→点ｇ→点ａを順に辿り、領域ａｂｄｇの面積に相当するポンピング仕事が生じる。

このように種々のバルブタイミングのときのポンピング仕事を例示して説明したように、吸排気弁２８、３０の少なくとも一方のバルブタイミングを変えることでポンピング仕事の大きさを調節することができる。図６に概念的に例示すように、吸排気バルブ２８、３０のバルブタイミングを変えることで、Ｐ−Ｖ線図において囲まれる領域（図中の斜線領域）の面積が変化するので、ポンピング仕事は変化する。したがって、所望の回収制動力が、吸排気弁２８、３０のバルブタイミングを変えることで得られることになる。これより、回収制動力と車輪制動力との合計制動力が要求制動力を超えそうなときには、吸排気弁２８、３０の少なくとも一方のバルブタイミングを変えることで、エネルギ回収に伴って発生する回収制動力を低減して、要求制動力の実行を図ることができることが理解できる。

なお、図６中の各Ｐ−Ｖ線図から明らかなように、（ａ）のＰ−Ｖ線図におけるバルブタイミング、（ｂ）のＰ−Ｖ線図におけるバルブタイミング、（ｃ）のＰ−Ｖ線図におけるバルブタイミング、（ｄ）のＰ−Ｖ線図におけるバルブタイミングのときで、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順に回収制動力が小さくなっている。そして、図６に示した場合には、（ａ）から（ｄ）に至るにしたがって、吸排気弁２８、３０のバルブタイミングを変えることで、体積Ｖの変化幅Ｖｉｎが小さくなり、排気通路５０への流体の圧送量の減少は生じ得るが、圧力Ｐｅｘは高く維持される。したがって、ポンピング仕事を低減しても、そのポンピング仕事の低減によるエネルギ回収力の低下はほとんど生じない。

以下、本第１実施形態でのエネルギ回収の制御について、図７および図８のフローチャートに基づいて説明する。ただし、図７および図８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。なお、概略的に、図７のフローチャートに基づく制御でエネルギ回収用に排気通路５０の圧力が高められ、図８のフローチャートに基づく制御で要求制動力が実現されることになる。

まず、図７に基づいて、説明する。図７によると、まず、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ７０１において、回収停止フラグが「０」であるか否かを判定する。ここで、回収停止フラグが「０」ということは、エネルギ回収が停止、すなわち禁止されていないことを表し、これに対してそれが「１」ということは、エネルギ回収が停止されているのでエネルギ回収を行ってはいけないことを表す。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肯定されて、ステップＳ７０３に進む。ステップＳ７０３では、回収フラグが「１」であるか否かが判定される。ここで、回収フラグが「１」ということは、エネルギの回収の行われる所定条件が満たされていて、場合によっては既にエネルギ回収を開始し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が満たされていないことを表す。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て、ステップＳ７０５に進む。

ステップＳ７０５では、ブレーキがＯＮになっているか否かが判定される。この判定は減速時か否かの判定に相当し、具体的には、ブレーキペダルポジションセンサ１３０からの出力信号に基づいて検出されるブレーキペダル９８の踏み込み量が所定量以上であるか否かで判定される。ここで、ブレーキがＯＮであると判断されると、ステップＳ７０７へ進む。ただし、ステップＳ７０５では、車速センサ１３２により車速を求めて、車速の変化にも基づいて、減速時であるか否かの判定が行われても良い。

そして、ステップＳ７０７では、燃料噴射量が「０」であるか否かが判定される。この判定は燃料カット中か否かの判定に相当する。「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、走行中でかつエンジン回転数が燃料カット回転数以上のときに対応している。ここで、燃料噴射量が「０」であると判断されると、ステップＳ７０９へ進む。

ステップＳ７０９では、蓄圧タンク８０内の圧力（図７中の「タンク内圧」）が、蓄圧タンク８０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８０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。ただし、蓄圧タンク８０内の圧力は、圧力センサ１２８からの出力信号により求められる。そして、蓄圧タンク８０内の圧力が上限値以下と判断されると、肯定されて、エネルギ回収の条件が満たされているとしてステップＳ７１１へ進む。

ステップＳ７１１へ進むと、エネルギ回収を行うべく、上記回収フラグが「１」にされる。そして、ステップＳ７１３に至ると、排気絞り弁７４が閉弁されると共に、スロットルバルブ４８の開度が回収開度に調節制御されて、エネルギ回収が開始される。こうして、該ルーチンは終了する。なお、スロットルバルブ４８の開度は、通常は、運転者によって操作されるアクセルペダルの踏み込み量に基づいてその対応する開度（以下、「通常開度」と称する。）に設定制御されている。しかしながら、これではエネルギ回収時に十分な吸入空気量を得られない可能性があるので、ここではエネルギ回収に際してスロットルバルブ４８の開度は、所定の開度である回収開度に、具体的には全開に設定制御される。ただし、回収開度は、予めＲＯＭに記憶されている。

なお、上記ステップＳ７０５でブレーキがＯＮになっていない、ステップＳ７０７で燃料噴射量が「０」でない、あるいはステップＳ７０９で蓄圧タンク８０内の圧力が上限値以下でないと判断されて否定されると、エネルギ回収のための所定条件が満たされていないとして、そのルーチンは終了される。これにより、初期状態では、排気絞り弁７４が開弁されるように設定されていると共に、スロットルバルブ４８が通常開度に設定制御されているので、エネルギ回収を行わないで通常のエンジン１０の運転がなされることになる。すなわち、それまで、通常のエンジン１０の運転がなされていた場合には、同様の運転が続けて行われることになる。

次のルーチンでは、ステップＳ７０１で回収停止フラグが「０」であるので肯定され、そしてステップＳ７０３で回収フラグが「１」であるので肯定されて、ステップＳ７１５へ進み、上記ステップＳ７０５と同様にブレーキがＯＮであるか否かが判定される。ここで肯定されるとステップＳ７１７へ進み、上記ステップＳ７０７と同様に燃料噴射量が「０」であるか否かが判定される。ここで肯定されるとステップＳ７１９へ進み、上記ステップＳ７０９と同様に蓄圧タンク８０内の圧力が、上記上限値以下か否かが判定される。なお、このように、上記ステップＳ７０５からＳ７０９と同じ判定が、ステップＳ７１５からステップＳ７１９で行われるのは、エネルギ回収の開始後に、エネルギ回収の所定条件を満たさなくなったときに、エネルギ回収を終了する制御をするためである。

上述の如くステップＳ７１３に至ったことで、排気絞り弁７４が閉弁され、且つスロットルバルブ４８が全開に開弁されているので、時間の経過につれて、排気絞り弁７４よりも上流側の排気通路５０の部分の圧力が高くなる。そして、その圧力が、逆止弁８２の開弁圧力よりも高くなると、排気絞り弁７４よりも上流側の排気通路５０の部分の高い圧力エネルギが回収通路７８を介して、蓄圧タンク８０内に回収されることになる。

このようなエネルギ回収は、上記ステップＳ７１５からステップＳ７１９のいずれかで否定されない限りは、原則的には続けて行われる。そして、上記ステップＳ７１５からステップＳ７１９のいずれかで否定されるようになると、ステップＳ７２１へ進んで、エネルギ回収の終了のための制御が行われることになる。

ステップＳ７２１では、排気絞り弁７４が開弁されると共に、スロットルバルブ４８の開度が通常開度に設定制御されることになる。そして、エネルギ回収が終了したので、ステップＳ７２３で回収フラグが「０」にされる。

一方、ＥＣＵ１１０は、図７のフローチャートに基づく制御を行っているとき、これとは別に図８のフローチャートに基づいて制御を行っている。まず、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ８０１で、上述の回収停止フラグが「０」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ので肯定されてステップＳ８０３へ進む。ステップＳ８０３では、回収フラグが「１」であるか否かが判定される。エネルギ回収がされていないときには、前述の如く同回収フラグが「０」にされているので、否定されて、該ルーチンは終了する。なお、このときには、ブレーキペダル９８の踏み込み量に基づいた制動力が、適切に、車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬに及ぼされる。

上記の如く、図７のステップＳ７１１で回収フラグが「１」にされると、エネルギ回収が行われているとして、ステップＳ８０３で肯定されて、ステップＳ８０５へ進むことになる。そして、エネルギ回収に伴うポンピング仕事を考慮して、要求制動力を実現すべく、車輪制動力の制御が行われる。ステップＳ８０５では、まず、要求制動力が求められる。上記の如く、エネルギ回収が行われているときにはブレーキペダル９８が踏まれているので、ブレーキペダルポジションセンサ１３０によって検出されるその踏み込み量、および車速センサ１３２によって検出される車速に基づいて、予めＲＯＭに記憶されている不図示のマップ化されたデータを検索することで要求制動力が求められる。

次に、ステップＳ８０７では、エネルギ回収に伴う回収制動力が求められる。回収制動力は、吸気圧センサ１１２からの出力信号に基づく吸気圧および圧力センサ１２６からの出力信号に基づく排気絞り弁７４よりも上流側の排気通路５０の部分の圧力に基づいて予めＲＯＭに記憶されているマップ化されたデータを検索することで求められる。ただし、求められる回収制動力は、クランクポジションセンサ１２４からの出力信号に基づいて求められるエンジン回転数、および車両の走行状態に基づいて設定されている変速段に基づいて補正される。なお、現在の運転状態において最大に生じ得るポンピング仕事が、ここでは回収制動力として求められる。

そして、ステップＳ８０９に進むと、上記ステップＳ８０７で求められた回収制動力が、上記ステップＳ８０５で求められた要求制動力よりも小さいか否かが判定される。本第１実施形態では、車輪制動力を「０」にすることも、要求制動力と同じ制動力にすることも可能である。それ故、エネルギ回収をしているとき、合計制動力は回収制動力と車輪制動力との合計であるので、合計制動力および車輪制動力は回収制動力によって定められる。すなわち合計制動力が要求制動力以上か否か、すなわち合計制動力が要求制動力を超えるか否かを判定するべく、回収制動力が要求制動力を越えるか否かで、逆に回収制動力が要求制動力よりも小さいか否かで判定することができる。ここで、回収制動力が要求制動力よりも小さいと判断されると、ステップＳ８１１へ進み、要求制動力から回収制動力を減じることで車輪制動力が導出されることになる。そして、ステップＳ８１３で求められた車輪制動力を車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬに付与する制御が行われることになる。なお、詳述しないが、所定の配分のブレーキ油圧が、各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの各ホイールシリンダへと及ぼされることになる。

一方、上記ステップＳ８０９で回収制動力が要求制動力よりも小さくないとして否定されると、ステップＳ８１５へ進み、回収制動力と要求制動力との差分（回収制動力−要求制動力）が、所定値以下か否かが判定される。ステップＳ８１５でのこの所定値は、回収制動力の低減を図ることで、要求制動力の実行が可能か否かを判定するための閾値である。それ故、回収制動力と要求制動力との差分がこの所定値以下と判断される場合には、回収制動力を低減することで要求制動力の実行が図られる。回収制動力と要求制動力との差分が所定値以下であるとして肯定されると、ステップＳ８１７へ進み、目標回収制動力が導出される。この目標回収制動力とは、ステップＳ８０７で求められた回収制動力から、回収制動力と要求制動力との差分を引いたものである。そして、目標回収制動力を実現するべく、ステップＳ８１９で予めＲＯＭに記憶されているマップを、吸気圧および排気絞り弁７４よりも上流側の排気通路５０の部分の圧力に基づいて検索して、吸排気弁２８、３０のバルブタイミングが求められる。ただし、このバルブタイミングの導出に際しては、エンジン回転数、および変速段に基づいた補正が行われる。そして、ステップＳ８２１で、吸排気弁２８、３０のバルブタイミングを変更すべく、動弁機構３２へ作動信号が出力される。なお、このときには、回収制動力のみで要求制動力を実現できるので、車輪制動力は「０」にされる。なお、要求制動力の内の一部を車輪制動力で、その残りを回収制動力で実現するように設定しても良い。

一方、前記ステップＳ８１５で回収制動力と要求制動力との差分が所定値以下でないとして、否定されると、ステップＳ８２３へ進む。この場合には、回収制動力を低減しても要求制動力を実現できないので、前記回収停止フラグを「１」にすると共に、要求制動力を車輪制動力のみで実現すべく、車輪制動力が車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬに及ぼされることになる。なお、回収停止フラグが「１」に設定されると、ＥＣＵ１１０に内蔵されているタイマ装置により時間計測が開始される。

このようにして回収停止フラグが「１」に設定されると、次のステップＳ８０１では、否定されることになる。そして、ステップＳ８２５へ進むと、タイマ装置により計測されている時間が所定時間以上か否か、すなわち所定時間経過したか否かが判定される。そして、ステップＳ８２５で、所定時間経過したと判断されるようになると、ステップＳ８２７で回収停止フラグが「０」にされてエネルギ回収の停止が解除されることになる。なお、この所定時間は、運転状態の変化が予測されるような時間であり、予めＲＯＭに記憶されている。

ところで、ステップＳ８２３で回収停止フラグが「１」に設定されてから、ステップＳ８２７で回収停止フラグが「０」に設定されるまでは、図７に示した前記ステップＳ７０１で否定されて、上記ステップ７２１に進むことになる。これにより、排気絞り弁７４が開弁されると共に、スロットルバルブ４８の開度が通常開度に設定制御されるので、エネルギ回収が停止される。そして、ステップＳ７２３で回収フラグが「０」にされる。

以上、上記したように、エネルギ回収に際して、回収制動力が要求制動力より小さいときには、回収制動力と車輪制動力との合計の合計制動力が、要求制動力を超えることは無いので、そのような車輪制動力が求められて車輪に及ぼされることになる。これに対して、回収制動力が大きいために、回収制動力と車輪制動力との合計の合計制動力が、要求制動力を超えるときには、回収制動力の低減により合計制動力を要求制動力に概して等しくすることで、要求制動力が実現されることになる。したがって、車両には、要求制動力に相当する制動力が及ぼされるので、運転者等に不快感、違和感などを抱かせることが低減される。

なお、上記第１実施形態では、要求制動力を実現できない場合にはエネルギ回収を停止することにしたが、これは本第１実施形態では安全装置として設けられている。したがって、このような事態が生じないように、排気系の設計がなされることが望ましい。

ところで、上記第１実施形態では、回収制動力の低減を図るときに、吸排気弁２８、３０のバルブタイミングを変えることにしたが、これ以外のやり方で回収制動力を低減するようにしても良い。以下、本発明に係る第２実施形態として説明する。なお、第２実施形態のエンジンシステムなどの構成は上記第１実施形態のものと同じである。また、制御フローチャートも上記した図７および図８に示したものと概ね同じである。それ故、以下で、相違点のみ説明して、他の説明を省略する。

本第２実施形態では、上記ステップＳ８１７で目標回収制動力を導出した後、ステップＳ８１９でその目標回収制動力を実現するために、エンジン回転数が低下するように、例えば３速の変速段だったものを４速の変速段に、変速制御することにしている。エンジン回転数が低下することで、単位時間当たりのサイクルが減少するので、単位時間辺りに生じるポンピング仕事を低減することが可能になる。したがって、回収制動力の低減を図ることが可能になる。なお、要求制動力を、低減された回収制動力が満たさなくなったときには、その不足分を車輪制動力で補うのが良い。

また、このようにエネルギ回収において、エンジン回転数が低下するように変速制御が行われることで、排気通路５０の圧力をさらに高くすることが可能になる。図９に基づいて説明する。図９には、車速変化、エンジン回転数変化、減速度変化（制動力変化）、および排気通路５０の圧力（背圧）変化のグラフを、それぞれ、変速段がローギアの場合を線αで、変速段がハイギアの場合を線βで、そして、それらの中間の変速段の場合を線γで示している。例えば、線αは２速の場合に対応し、線γは３速の場合に対応し、線βは４速の場合に対応している。

ハイギアからローギアに至るにしたがって、エンジン回転数は高くなり、ポンピング仕事は増加する。それ故、時間がたつにつれての車速の低下、エンジン回転数の低下、および減速度の大きさは、ローギアの場合で最も大きい（図９中の線α参照）。一方、ローギアの場合の方がハイギアの場合よりもエンジン回転数が高いので、排気絞り弁７４よりも上流側の排気通路５０の圧力上昇は、より短時間にローギアの場合に生じる。なお、減速度の大きさは、回収制動力の大きさに対応している。

ところで、回収制動力に許容される上限回収制動力Ｕに対応する上限減速度が、図９中線Ｌで表した場合について考える。ただし、この上限回収制動力は、要求制動力によって求められる。減速度に関してのグラフを見ると、上限減速度に至る時間は、ローギアの場合ほど早いことが分かる。また、上限回収制動力に至ったときの、排気通路５０の圧力は、ハイギアの場合ほど高いことが分かる（図９中のβ１＞γ１＞α１）。このようにハイギアの場合ほど高い圧力が得られるのは、上限回収制動力に至る時間がハイギアの場合ほど長いからである（図９中のｔβ＞ｔγ＞ｔα）。したがって、エンジン回転数が低下する変速制御をすることで、長い時間をかけて排気通路５０の圧力上昇を図ることが可能になるので、より高い圧力エネルギを排気通路５０に生み出すことが可能になる。すなわち、エネルギ回収の際にハイギア側に変速することで、多くの場合、ポンピング仕事を低減することができると共に、より高い圧力エネルギを回収することが可能になる。

ところで、上記第１および第２実施形態では、エネルギ回収をしているときに、回収制動力と要求制動力との差分が所定値以下でなくなると、エネルギ回収を停止、すなわち禁止することとした。しかしながら、これ以外の場合、例えば、エネルギ回収による排気通路５０の高い圧力に伴うピストン１１８の圧縮反力などにより、車両に許容できない振動が生じる事態が生じた場合にも、エネルギ回収を停止するようにすると良い。この場合を、本発明に係る第３実施形態として以下に説明するが、上記第１および第２実施形態と異なる点のみ説明して、他の説明を省略する。

本第３実施形態では、図７および図８のフローチャートにしたがう制御の他、車両の振動レベルが所定レベルを超えた場合に、エネルギ回収を停止、すなわち禁止することにしている。このエネルギ回収の停止は、そのときのエネルギ回収を停止するのみであって、次回、エネルギ回収の条件が満たされたときにはエネルギ回収が行われる。なお、このエネルギ回収の停止に際しては、上記回収停止フラグが「１」に設定される。

車両の振動レベルは、加速度センサ１３４からの出力信号により検出される車両の前後方向の減速度から求められる。車両の振動レベルを表す値が、予めＲＯＭに記憶されている所定レベルを表す所定値と比較されて、その所定値を超えたと判断されると、ＥＣＵ１１０はエネルギ回収を停止、すなわち禁止する制御を行う。これにより、運転者等に違和感等を抱かせることが低減される。

なお、車両の振動レベルは、種々の手段を用いて求められる。例えば、車両の振動レベルは、エンジン回転数および吸気圧に基づいてマップ化されたデータを検索することで求められても良い。あるいは、エンジン回転数の変動から求められても良い。

ところで、エネルギ回収の終了の際、排気絞り弁７４を、その上流側の高圧に抗して開かなければならず、排気絞り弁７４を開くのに大きな力が必要になり得る。そこで、排気絞り弁７４を開くのに必要な力を低減するべく、圧力低減手段が設けられるのが良い。この圧力低減手段を設けた例を、第４実施形態として以下で説明する。ただし、上記第１から第３実施形態で説明したのと同様のことについての説明を省略し、相違点のみ説明する。

本第４実施形態の圧力低減手段は、エネルギ回収の終了の際、より具体的には、上記ステップＳ７２１に至る直前に、ＥＧＲ制御弁７２を開弁する。これにより、排気絞り弁７４よりも上流側の排気通路５０の圧力が吸気通路３６に開放されることになり、その圧力が低減される。なお、本第４実施形態では、エネルギ回収の終了の際、ＥＧＲ制御弁７２は、所定時間のみ開弁するように設定されている。

また、これにより、吸入空気量の増加による加速性向上を図ることが可能になる。特にアクセルペダルが踏み込まれたことにより、エネルギ回収が終了される場合には、ＥＧＲ制御弁７２を開弁することで出力トルクの増大が生じるので、応答性の向上の点からも排気ガスを還流させることは有効である。

以上、本発明に係るエネルギ回収装置を上記第１から第４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、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、自動変速機構を、動力の遮断にトルクコンバータを用いたものを多段変速機と組み合わせたもので、有段変速機を含むものとしたが、無段変速機（ＣＶＴ）を含むものであっても良い。自動変速機は、例えば、車速やエンジン回転数に応じ、変速比を自動的に切り替える機能を備えたものであれば良い。そして、上記第２実施形態の如き場合には、エンジン回転数が、例えば所定回転数分、低下するように、変速されれば良い。

また、排気絞り弁７４は、ポペット式バルブであることに限定されない。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い。また、上記実施形態では、エネルギ回収に際してスロットルバルブ４８の開度を変えることにしたが、スロットルバルブ４８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、そのバイパスバルブの開度を変えることにしても良い。また、逆止弁８２を、ＥＣＵ１１０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７４が閉じられることに伴って開かれ、排気絞り弁７４が開かれる前に、あるいは上記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。

さらに、上記実施形態では、蓄圧タンク８０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８０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５４と同様に耐腐食性に優れる材料から作製されると良い。

なお、蓄圧タンク８０内に回収された圧力エネルギの用途は上記実施形態に制限されるものではなく、種々の用途に用いられ得る。回収されたエネルギは、種々の機能部品の作動アシストとして用いられ得る。

なお、上記実施形態では、吸気弁２８および排気弁３０を電磁駆動弁とする動弁機構３２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連続可変動弁機構を排除するものではない。

なお、上記実施形態では、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。

第一実施形態のエネルギ回収装置が適用された車両のエンジンシステムの概念図である。 図１のエンジン１０の一の気筒１２に関する概念的な断面図である。 図１のエンジンシステムを有する車両の駆動系、制動系の概略構成図である。 エネルギ回収をしているときのポンピング仕事を説明するための図である。 エネルギ回収をしているときのポンピング仕事を説明するための図である。 エネルギ回収をしているときのポンピング仕事を説明するための図である。 制御フローチャートの一例である。 制御フローチャートの一例である。 変速段の違いによる車速変化、エンジン回転数変化、減速度変化、および排気通路の圧力変化を表したグラフである。

符号の説明

１０ エンジン
２８ 吸気弁
３０ 排気弁
３２ 動弁機構
４８ スロットルバルブ
５０ 排気通路
５８ タービン
６２ 過給器
７４ 排気絞り弁
８０ 蓄圧タンク
１１０ ＥＣＵ

Claims (5)

1. エンジンの排気通路に設けた排気絞り弁を閉じ、該排気絞り弁よりも上流側の圧力を高めて、該高められた圧力をエネルギとしてエネルギ回収を行うエネルギ回収装置において、
   車両に求められた要求制動力を導出する要求制動力導出手段と、
   前記エネルギ回収に伴って発生する回収制動力を導出する回収制動力導出手段と、
   前記要求制動力導出手段により導出された要求制動力とは異なる車輪制動力を車輪に付与し得る車輪制動力付与手段と、
   前記回収制動力導出手段により導出される回収制動力と、前記車輪制動力付与手段により付与される車輪制動力との合計の合計制動力が、前記要求制動力導出手段により導出される要求制動力を超えるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記合計制動力が前記要求制動力を超えると判定されたとき、エネルギ回収に伴って発生する回収制動力を低減する回収制動力低減手段と、
   を備えることを特徴とするエネルギ回収装置。
2. 前記回収制動力低減手段は、前記エネルギ回収によるポンピング仕事を低減するように、吸排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変え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。
3. 前記回収制動力低減手段は、前記エネルギ回収をしているとき、エンジン回転数が低下するように、変速制御す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。
4. 前記エネルギ回収のとき前記車両の振動レベルを検出する振動検出手段と、
   前記振動検出手段により検出された振動レベルが所定レベルを超えているか否かを判定する振動判定手段と、
   前記振動判定手段により前記振動レベルが前記所定レベルを超えたと判定されたとき、前記エネルギ回収を停止するエネルギ回収停止手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のエネルギ回収装置。
5. 前記エンジンは、ＥＧＲ制御弁を開くことで、排気ガスの一部を排気系から吸気系に還流させるＥＧＲシステムを備えたエンジンであるとき、
   前記エネルギ回収の終了の際、前記ＥＧＲ制御弁を開くことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエネルギ回収装置。
   

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