JP2009264198A - エンジン及びエンジンの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が走行状態、特に減速状態にある時に発生し易い過給器のコンプレッサのサージングを防止し、かつ、このコンプレッサの仕事によって得られるエネルギーを有効活用できるエンジン及びエンジンの制御方法を提供する。
【解決手段】過給器１３を備えたエンジン１０において、エンジン１０の運転状態が前記過給器１３のコンプレッサ１３ｂがサージングを発生する可能性があるサージング領域に入ったか否かを判定するサージング判定手段と、吸気通路１１内で過給された吸入空気の一部を逃がすための減圧タンク３０と、該減圧タンク３０と前記吸気通路１１とを連結する減圧通路３１を備えると共に、前記サージング判定手段が、エンジン１０の運転状態が前記サージング領域に入ったと判定した場合に、前記減圧タンク３０に前記吸気通路１１内で過給された吸入空気の一部を逃がす制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、吸気通路内の吸入空気の圧力を減少する減圧タンクを備えて、エンジンの過給器のコンプレッサのサージングを防止することができるエンジン及びエンジンの制御方法に関する。

図５に示すように、過給器付きエンジン１０Ｘでは、排気通路１２に設けられた過給器（ターボチャージャー）１３のタービン１３ａを排気マニホールド１２ａから排出される排気ガスＧで駆動し、吸気通路１１に設けられた過給器１３のコンプレッサ１３ｂで、エアクリーナ１４を通過した吸入空気Ａを加圧し、その後インタークーラ１５で冷却した後、吸気マニホールド１１ａに供給している。この過給で加圧された空気Ａｓは、ピストンの吸排行程により、吸気通路１１から排気ガスＧとなって排気通路１２に移動し、排気ガス後処理装置１６で浄化された後大気中に放出される。

このコンプレッサ１３ｂは、通常は、図４に示すサージング無し（実線Ａ）のようにサージンライン（一点鎖線Ｌ）よりも下の領域で作動しているが、車両の走行状態によっては、特に減速しているような状態では、エンジン回転数が低下して、ピストンの吸排行程による空気Ａの移動量が小さくなる。そのため、シリンダ内で必要とされる空気量よりも過給器１３のコンプレッサ１３ｂにより過給された空気量が多くなり、排気通路１２に移動しきれなかった空気Ａの一部が吸気通路１１内に残ってしまうという現象が発生する。

その結果、吸気通路１１内の圧力が高い状態となるので、その時の空気流量とのバランスにより、図４に示すように、コンプレッサ１３ｂの作動点がコンプレッサ１３ｂのサージライン（一点鎖線Ｌ）を超えてしまってサージングが発生するという問題がある。このサージングが発生すると、サージング有り（点線Ｂ）のように過給された空気の吹き返しが発生し、吸気流量が不安定になる上に、コンプレッサ１３ｂが振動や熱で破損する可能性が生じる。

このサージングを防止するための一つの方法として、図５に示すように、コンプレッサ１３ｂの下流側の吸気通路１１と、タービン１３ａの上流側の排気通路１２を連通するＥＧＲ通路１７を備えた高圧ＥＧＲシステムのエンジン１０Ｘにおいて、車両が減速状態にある時において、サージング判定手段によりサージングを引き起こす条件が満たされた場合に、ＥＧＲ通路１７にあるＥＧＲバルブ１８を開くことにより、吸気通路１１内の過給された空気Ａｓの一部を、ピストンの吸排行程とは別ラインのＥＧＲ通路１７を経由して、通常のＥＧＲ制御時の流れＦ１とは逆方向の流れＦ２によって排気通路１２に逃がして、これにより吸気通路１１内の圧力を低下させて、コンプレッサ１３ｂにおける圧力比を迅速に低下して、サージングを防止するターボチャージャ付きエンジンが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、この高圧ＥＧＲシステムを備えたエンジン１０Ｘにおいては、吸気通路１１内の圧力を低減するために、コンプレッサ１３ｂによって過給された吸気通路１１内の空気Ａｓの一部を排気通路１２に逃がすため、コンプレッサ１３ｂの吸入空気Ａを加圧する駆動仕事によるエネルギーの一部を無駄に捨てることになり、エネルギーの有効活用が出来ていないという問題がある。

また、一方、高圧ＥＧＲシステムを備えていない、図６に示すような、コンプレッサ１３ｂの上流側の吸気通路１１とタービン１３ａの下流側の排気通路１２をＥＧＲ通路１６Ｙで連結する低圧ＥＧＲシステムを備えたエンジン１０Ｙでは、コンプレッサ１３ｂの上流側の吸気通路１１と排気通路１２を連通する通路が無いため、上記のような方法でサージングを防止することができないという問題がある。
特開２００４−３６０５２５号公報

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、車両が走行状態、特に減速状態にある時に発生し易い過給器のコンプレッサのサージングを防止し、かつ、このコンプレッサの仕事によって得られるエネルギーを有効活用できるエンジン及びエンジンの制御方法を提供することにある。

上記の目的を達成するためのエンジンは、過給器を備えたエンジンにおいて、エンジンの運転状態が前記過給器のコンプレッサがサージングを発生する可能性があるサージング領域に入ったか否かを判定するサージング判定手段と、吸気通路内で過給された吸入空気の一部を逃がすための減圧タンクと、該減圧タンクと前記吸気通路とを連結する減圧通路を備えると共に、前記サージング判定手段が、エンジンの運転状態が前記サージング領域に入ったと判定した場合に、前記減圧タンクに前記吸気通路内で過給された吸入空気の一部を逃がす制御を行う制御装置を備えて構成される。

この構成によれば、エンジンを搭載している車両の減速運転等で、エンジンの運転状態が過給器のコンプレッサにサージングが発生する可能性のあるサージング領域に入った場合に、吸気通路内の過給された空気の一部を減圧タンクに逃がすか大気中に逃がすことができるので、コンプレッサにおけるサージングの発生を防止できる。つまり、減圧タンクにより一時的に吸気通路の容量を上げることで、吸気通路内の吸気圧力を減圧し、サージングを防止する。

その上、過給されて大気圧より大きな圧力になっている空気を減圧タンクに一時的に貯蔵でき、この空気を利用できるようになるので、過給された空気を大気中に放出する場合に比べて、過給に使用したエネルギーの一部を回収できる。

上記のエンジンにおいて、前記減圧通路に連結又は前記吸気通路に連結する大気開放用通とを備えると共に、前記サージング判定手段が、エンジンの運転状態が前記サージング領域に入ったと判定した場合に、前記減圧タンク内の圧力が前記吸気通路内の過給圧力より低いときには前記減圧タンクを選択し、前記減圧タンク内の圧力が前記吸気通路内の過給圧力以上のときには前記大気開放用通路を選択して、この選択した方に前記吸気通路内で過給された吸入空気の一部を逃がす制御を行う制御装置を備えて構成される。

この構成によれば、減圧タンク内の圧力が上昇してきて、過給された空気を減圧タンクに逃がすことができなくなったときには、過給された空気を大気中に逃がすので、確実にサージングの発生を防止できる。

上記のエンジンにおいて、エア充填タンクに圧縮空気を供給するエアコンプレッサと前記減圧タンクとの間を接続するエア供給通路とを備えると共に、前記制御装置が、前記減圧タンク内の空気と前記コンプレッサの上流側の前記吸気通路内の空気又は大気中の空気の内で、圧力が大きい方の空気を前記エアコンプレッサに供給する制御を行うように構成される。

この構成によれば、減圧タンクに一時的に貯蔵された、大気圧よりも高い圧力のエア（空気）を、エアブレーキシステムなどで使用する圧縮空気として利用できるようになるので、エア充填タンクに圧縮空気を供給するエアコンプレッサの駆動仕事量が減少し、エネルギーの有効活用ができる。つまり、吸入空気の過給で使用されたエネルギーの一部を捨てることなく利用できる。その結果、エンジンの燃料消費率を改善することができる。

言い換えれば、減圧タンク内の圧力は、通常運転時は大気圧相当になっているが、サージングの発生を防止するために逃がした過給された空気により圧力が上昇する。一方、エア充填タンク内が所定の圧力になるように加圧するためのエアコンプレッサは、従来技術においては、一般的には吸気通路のエアクリーナの下流で過給器のコンプレッサの上流側から吸引されるため、この吸入空気の圧力は、大気圧相当に近い圧力となっている。本発明では、加圧された減圧タンク内の空気をエアコンプレッサ用吸入空気として利用することで、エアコンプレッサの駆動仕事量を減少してエネルギーの有効活用を図る。その結果、エンジン燃料消費率の改善効果を得ることができる。

また、上記の目的を達成するためのエンジンの制御方法は、吸入空気を過給する過給器と、吸気通路内で過給された吸入空気の一部を逃がすための減圧タンクと、前記吸気通路内で過給された吸入空気の一部を逃がすための大気開放用通路と、エンジンの運転状態が前記過給器のコンプレッサがサージングを発生する可能性があるサージング領域に入ったか否かを判定するサージング判定手段とを備えたエンジンの制御方法において、エンジンの運転状態が前記サージング領域に入ったと判定した場合に、前記減圧タンク内の圧力が前記吸気通路内の過給圧力より低いときには前記減圧タンクを選択し、前記減圧タンク内の圧力が前記吸気通路内の過給圧力以上のときには前記大気開放用通路を選択して、この選択した方に前記吸気通路内で過給された吸入空気の一部を逃がすことを特徴とする。

この方法によれば、エンジンを搭載している車両の減速運転等で、エンジンの運転状態がサージング領域に入った場合に、過給された空気の一部を減圧タンク又は大気中に逃がすことができるので、コンプレッサにおけるサージングの発生を防止できる。その上、過給された空気を減圧タンクに一時的に貯蔵してこの空気を利用できるようになるので、過給に使用したエネルギーの一部を有効活用できるようになる。また、過給された空気を減圧タンク又は大気中に逃がすので、確実にサージングの発生を防止できる。

上記のエンジンの制御方法において、エンジンの運転状態が前記サージング領域に入ったと判定した場合に、前記減圧タンク内の空気と前記コンプレッサの上流側の前記吸気通路内の空気又は大気中の空気の内で、圧力が大きい方の空気を前記エアコンプレッサに供給する。これにより、減圧タンクに一時的に貯蔵されたエア（空気）を、エアブレーキシステムなどで使用する圧縮空気として利用するので、エアコンプレッサの駆動仕事量が減少し、エネルギーの有効活用ができる。その結果、エンジンの燃料消費率を改善することができる。

本発明に係るエンジン及びエンジンの制御方法によれば、エンジンの運転状態がサージング領域に入った場合に、吸気通路内の過給された空気の一部を減圧タンクに逃がすので、コンプレッサのサージングを防止し、過給器の耐久性能を向上させることができる。また、減圧タンクに過給されて圧力が高くなった空気を一時的に蓄えることができるので、この空気を利用することによりエネルギーの有効活用ができるようになる。

更に、この減圧タンク内の空気をエアブレーキシステム等で使用する圧縮空気の供給源として使用し、エアコンプレッサに供給するので、エアコンプレッサの駆動仕事量を減少でき、エネルギーを有効活用を図ることができ、エンジンの燃料消費率を改善できる。

以下、本発明に係るエンジン及びエンジンの制御方法について、図面を参照しながら説明する。ここでは低圧ＥＧＲシステムを備えたエンジンを例にして説明するが、本発明は、このエンジンに限定されるものではなく、高圧ＥＧＲシステムを備えたエンジン等、これ以外の他のエンジンにも適用できる。

図１に、本発明に係る実施の形態のエンジン１０の構成を示す。このエンジン１０では、吸気通路１１と排気通路１２を備えると共に、過給器（ターボチャージャ）１３を備えて構成される。この過給器１３のタービン１３ａが排気通路１２に設けられ、このタービン１３ａによって駆動されて、吸入空気Ａを過給する過給器１３のコンプレッサ１３ｂが吸気通路１１に設けられる。

更に、吸気通路１１にはエアクリーナ１４とインタークーラ１５が設けられ、排気通路１２には排気ガス後処理装置１６が設けられる。また、ＥＧＲ通路１７がタービン１３ａと排気ガス後処理装置１６の下流側の排気通路１２と、エアクリーナ１４とコンプレッサ１３ｂとの間の吸気通路１１とを連結して設けられる。このＥＧＲ通路１７には、ＥＧＲ弁１８とＥＧＲクーラ１９が設けられる。これにより、低圧ＥＧＲシステムが構成される。

また、エアブレーキ等で使用される圧縮空気Ａｃを充填して蓄えておくために、エア充填タンク２０が設けられ、エアコンプレッサ２２により所定値内に維持されるように制御される。このエア充填タンク２０とエアコンプレッサ２２とはエアクリーナ１１の下流側の吸気通路１１から分岐した第１分岐通路２１で接続される。この第１分岐通路２１には第１開閉弁２４が設けられる。

また、エアコンプレッサ２２で圧縮された圧縮空気Ａｃをエア充填タンク２０に送るための圧縮空気用通路２３がエアコンプレッサ２２とエア充填タンク２０を接続して設けられる。この圧縮空気用通路２３には、エアコンプレッサ２２側からエア充填タンク２０側の一方向のみに圧縮空気Ａｃを通過させる第１逆止弁（第１ワンウェイバルブ）２５が設けられる。また、充填タンク２０には、リリーフ弁２６を備えた通路２７とエアブレーキシステム（図示しない）等のシステムへ圧縮空気Ａｃを供給するための圧縮空気供給通路２８が設けられる。

本発明では、コンプレッサ１３ｂのサージングを防止するために、過給された空気Ａｓを一時的に蓄える減圧タンク３０を設けると共に、この減圧タンク３０と排気通路１１の排気マニホールド１１ａを接続する第２分岐通路（減圧通路）３１を設ける。この減圧タンク３０は通常は大気圧相当の圧力に設定され、その容量は車型に応じて設定される。

第２分岐通路３１には、排気マニホールド１１ａ側から順に第２開閉弁３２と第２逆止弁（第２ワンウェイバルブ）３３を設け、この間に第３開閉弁３４を備えた大気開放用通路３５を設ける。この第２逆止弁３３は、排気マニホールド１１ａ側から減圧タンク２０側の一方向のみに過給された空気Ａｓの一部を通過させるように配置される。更に、減圧タンク３０と第１分岐通路２１を連通させる第３分岐通路３６を設ける。この第３分岐通路３６には、第４開閉弁３７を設ける。

また、エンジン１０の運転と排気ガス後処理装置１６の再生処理等と上記の第１〜第４の開閉弁２４、３２、３４、３７の開閉制御を行うための制御装置（ＥＣＭ）４０が設けられる。更に、大気圧Ｐ１を検出するための第１圧力センサ４１と、吸入空気 Ａの過給圧力Ｐ２を検出するために吸気マニホールド１１ａに設けられる第２圧力センサ４２と、エア充填タンク２０の圧縮空気Ａｃの充填圧力Ｐ３を検出するための第３圧力センサ４３と、減圧タンク３０内の圧力Ｐ４を検出するための第４圧力センサ４４が設けられる。これらの検出値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は制御装置４０に入力される。

また、制御装置４０は、車両走行状態の影響を受けるエンジン運転状態からサージングを判定するサージング判定手段を備えて構成される。このサージング判定手段は、図４に示すような、吸気流量と圧力比の関係から、予め設定されたサージ判定ラインを超えた場合にサージング領域にあると判定する手段である。この吸気流量は吸気通路１１に設けられたエアフローメータ（図示しない）で検出することができ、圧力比（コンプレッサ出口圧力Ｐ２／コンプレッサ入口圧力Ｐ１）は、第１圧力センサ４１の検出値Ｐ１と第２圧力センサ４２の検出値Ｐ２とから求めることができる。そして、検出した吸気流量において、求めた圧力比が予め設定されたサージ判定ライン上の圧力比を超えていなければサージング領域に入っていないと判定し、ライン上か超えていればサージング領域に入っていると判定する。

次に、上記の構成のエンジン１０において、サージングの発生を防止するためのエンジンの制御について説明する。この制御は、図２及び図３に例示されるような制御フローに基づいて行われる。これらの図２及び図３の制御フローはエンジン１０の運転が開始されると共に開始され、エンジン１０の運転中は上級の制御フローから繰り返し呼ばれて、スタートしてはリターンし、これらの制御フローを繰り返し行い、エンジン１０の運転停止と共に停止する制御フローとして示してある。

最初に図２の減圧タンク側の制御に関して説明する。エンジン１０が運転を開始すると、減圧タンク３０に接続する第２分岐通路３１に関係する図２の減圧タンク側の制御フローが呼ばれて、スタートする。この図２の制御フローでは、ステップＳ１１で、第２開閉弁３２と第３開閉弁３５を閉弁状態とする。なお、通常、エンジンの運転開始時は第２開閉弁３２と第３開閉弁３５は閉弁状態になるようにしているので、制御の中断後の再開等の特別の場合以外は、各弁３２、３５の開閉状態の確認となる。

次のステップＳ１２で、サージング判定手段により、サージング領域にあるか否かを判定する。このステップＳ１２の判定でサージング領域に入っていなければ（ＮＯ）、所定の時間を置いて、ステップＳ１２の判定を繰り返す。なお、このサージング領域の境界となるサージング判定ラインは、サージングが発生するサージングラインとしてもよいが、好ましくは、余裕を持ってサージング発生を回避できるようにサージングラインよりも低く目に設定する。このサージング判定ラインは、予め実験などによって設定される。このステップＳ１２の判定で、サージング判定ラインよりも圧力比が大きいサージング領域に入っていれば（ＹＥＳ）、サージング回避操作を行うために、ステップＳ１３に行き、第２開閉弁３２を開弁状態にする。

これにより、圧力比がサージング領域に入っていると判定されて、コンプレッサ１３ｂがサージング状態に陥る可能性が強い場合には、吸気通路１１の一部としての排気マニホールド１１ａと連通した第２分岐通路（減圧通路）３１に設けられた第２開閉弁３２を開き、吸気通路１１内の過給された空気Ａｓの一部を、第２分岐通路３１に設置された逆止弁３３を経由して減圧タンク３０に逃がすか、大気開放用通路３７の第３開閉弁を経由して大気中に逃がすかして、過給圧力Ｐ２を減少する。つまり、減圧タンク３０への接続によって吸気通路１１の容量を一時的に増加するか、大気と連通させることで、吸気通路１１内の過給圧力Ｐ２を減圧し、サージングを防止する。

また、次のステップＳ１４では、第４圧力センサ４４で検出される減圧タンク３０内の圧力Ｐ４が、第２圧力センサ４２で検出される吸気通路１１の過給圧力Ｐ２以上になったか否かを判定する。圧力Ｐ４が過給圧力Ｐ２以上になっていないときには（ＮＯ）、ステップＳ１６で第３開閉弁３４を閉弁する。なお、閉弁している場合はそのままとする。その後、ステップＳ１７に行く。この状態では、過給空気Ａｓの一部を、第２分岐通路３１に設置された逆止弁３３を経由して減圧タンク３０に逃がすことになる。

また、圧力Ｐ４が過給圧力Ｐ２以上になったときには（ＹＥＳ）、減圧タンク３０側に過給空気Ａｓの一部を逃がすことができないので、ステップＳ１５に行って、大気開放用通路３５に設けた第３開閉弁３４を開弁して、吸気通路１１内の過給空気Ａｓの一部を大気開放用通路３５から大気中に放出する。第３開閉弁３４の開弁操作後はステップＳ１７に行く。なお、第３開閉弁３４の開弁操作後に圧力Ｐ４が過給圧力Ｐ２より小さくなったときには（ＮＯ）、次に説明するステップＳ１７の判定でステップＳ１４に戻ったときに、ステップＳ１６に行くことになるので、第３開閉弁３４が閉弁され、減圧タンク３０側に過給空気Ａｓの一部を逃がすことができるようになる。

ステップＳ１７では、サージング回避操作の終了か否かを判定する。この判定は、現状の吸気流量における圧力比がサージング判定ラインの圧力比より所定の値分低くなった時にサージング回避操作の終了と判定する。この所定の値は、ゼロであっても良いが、開閉弁の操作のハンチングを回避するために、実験などにより予め適切な値に設定される。このステップＳ１７の判定で、サージング回避操作の終了ではないと判定されたときには、所定の時間経過した後にステップＳ１４に戻る。

ステップＳ１７の判定でサージング回避操作の終了であると判定されたときには、ステップＳ１８に行き、サージング回避操作の終了作業を行う。この終了作業では、ステップＳ１８で大気開放用通路３５の第３開閉弁３４が開弁状態にあるか否かを判定し、開弁状態にあれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１９に行き、第２開閉弁３２と第３開閉弁３４を閉弁し、その後、リターンする。また、開弁状態になければ（ＮＯ）、ステップＳ２０に行き、第２開閉弁３２を閉弁し、その後リターンする。このリターン後はリターンした上級の制御フローから再び呼ばれて、エンジン１０の運転が終了するまで、ステップＳ１１〜Ｓ１９又はステップＳ１１〜Ｓ２０を繰り返す。

次に、図３のエア充填タンク側の制御フローについて説明する。エンジン１０が運転を開始すると、図３のエア充填タンク側の制御フローが呼ばれて、スタートする。この図３の制御は、エア充填タンク２０に接続する第１分岐通路２１の第開閉弁２４と、この第１分岐通路２１から分岐して減圧タンク３０に接続する第３分岐通路３６の第４開閉弁３７の開閉に関係する。

この図３のエア充填タンク側の制御フローでは、ステップＳ２１で、第１開閉弁２４と第４開閉弁３７を閉弁状態とする。なお、通常、エンジンの運転開始時は第１開閉弁２４と第４開閉弁３７は閉弁状態に設定されているので、制御の中断後の再開等の特別の場合以外は、各弁２４、３７の開閉状態の確認となる。

次のステップＳ２２で、第３圧力センサ４３で検出されたエア充填タンク２０内の充填圧力Ｐ３が所定の供給圧力値Ｐ３ｃより小さいか否かを判定する。このステップＳ２２の判定で充填圧力Ｐ３が所定の供給圧力値Ｐ３ｃより小さくなければ（ＮＯ）、所定の時間を置いて、ステップＳ２２の判定を繰り返す。このステップＳ２２の判定で、充填圧力Ｐ３が所定の供給圧力値Ｐ３ｃより小さければ（ＹＥＳ）、エア充填タンク２０に圧縮空気Ａｃを供給するために、ステップＳ２３に行き、エアコンプレッサ２２の作動を開始する。

次のステップＳ２４では、第４圧力センサ４４で検出される減圧タンク３０の圧力Ｐ４が、第１圧力センサ４１で検出される大気圧Ｐ１よりも高いか否かを判定する。このステップＳ２４で、圧力Ｐ４が大気圧Ｐ１よりも高い場合（ＹＥＳ）では、ステップＳ２５に行き、減圧タンク３０から過給された空気Ａｓを供給するため、第１開閉弁２４を閉弁すると共に第４開閉弁３７を開弁し、ステップＳ２７に行く。なお、減圧タンク３０内の空気Ａｓはサージング領域に入った時に供給されるため、エアコンプレッサ２２に供給されている量が供給される量を超えると、供給中にその圧力Ｐ４は徐々に低下する。

また、圧力Ｐ４が大気圧Ｐ１よりも高くない場合（ＮＯ）では、ステップＳ２６に行き、吸気通路１１から過給される前の吸入空気Ａを供給するため、第１開閉弁２４を開弁すると共に第４開閉弁３７を閉弁し、ステップＳ２７に行く。これらの弁操作により、圧力の高いほうの空気をエアコンプレッサ２２に供給できるようになる。

ステップＳ２７では、エアの充填作業の終了を、エア充填タンク２０内の充填圧力Ｐ３が所定の供給用圧力値Ｐ３ｃ以上になったか否かで判定する。このステップＳ２７の判定で充填圧力Ｐ３が所定の供給圧力値Ｐ３ｃ以上になっていなければ（ＮＯ）、ステップＳ２４に戻る。なお、ここではエアの充填開始用の判定値と充填作業の終了の判定値を同じ値Ｐ３ｃとしたが、弁操作のハンチングを回避するために充填作業の終了の判定値を充填開始用の判定値より高めに設定してもよい。

また、このステップＳ２７の判定で、充填圧力Ｐ３が所定の供給圧力値Ｐ３ｃ以上になっていれば（ＹＥＳ）、エア充填タンク２０への圧縮空気Ａｃの供給を終了するために、ステップＳ２８に行き、エアコンプレッサ２２の作動を停止する。また、次のステップＳ２９で、第１開閉弁２４と第４開閉弁３７を閉弁し、その後、リターンする。このリターン後はリターンした上級の制御フローから再び呼ばれて、エンジン１０の運転が終了するまで、ステップＳ２１〜Ｓ２９を繰り返す。

上記のエンジン及びエンジンの制御方法によれば、エンジン１０の運転状態がサージング領域に入った場合に、吸気通路１１内の過給された空気の一部を減圧タンク３０に逃がすので、コンプレッサ１３ｂのサージングを防止し、過給器１３の耐久性能を向上させることができる。また、減圧タンク３０内に過給されて圧力が高くなった空気Ａｓの一部を一時的に蓄えることができるので、この空気Ａｓを利用することによりエネルギーの有効活用ができるようになる。

更に、この減圧タンク３０内の空気Ａｓをエアブレーキシステム等で使用する圧縮空気Ａｃの供給源として使用し、エアコンプレッサ２２に供給するので、エアコンプレッサ２２の駆動仕事量を減少でき、エネルギーの有効活用を図ることができ、エンジン１０の燃料消費率を改善できる。

本発明に係る実施の形態のエンジンの構成を示す図である。 減圧タンク側の制御フローを示す図である。 エア充填タンク側の制御フローを示す図である。 コンプレッサにおけるサージング領域とサージング状態を示す図である。 従来技術の高圧ＥＧＲシステムを備えたエンジンの構成を示す図である。 従来技術の低圧ＥＧＲシステムを備えたエンジンの構成を示す図である。

符号の説明

１０ エンジン
１１ 吸気通路
１２ 排気通路
１３ 過給器（ターボチャージャ）
１３ａ タービン
１３ｂ コンプレッサ
１４ エアクリーナ
１５ インタークーラ
１６ 排気ガス後処理装置
１７ ＥＧＲ通路
１８ ＥＧＲ弁
１９ ＥＧＲクーラ
２０ エア充填タンク
２１ 第１分岐通路
２２ エアコンプレッサ
２３ 圧縮空気用通路
２４ 第１開閉弁
２５ 第１逆止弁（第１ワンウェイバルブ）
２６ リリーフ弁
２７ 通路
２８ 圧縮空気供給通路
３０ 減圧タンク
３１ 第２分岐通路（減圧通路）
３２ 第２開閉弁
３３ 第２逆止弁（第２ワンウェイバルブ）
３４ 第３開閉弁
３５ 大気開放用通路
３６ 第３分岐通路
３７ 第４開閉弁
４０ 制御装置（ＥＣＭ）
４１ 第１圧力センサ
４２ 第２圧力センサ
４３ 第３圧力センサ
４４ 第４圧力センサ
Ａ 吸入空気
Ａｃ 圧縮空気
Ａｓ 過給空気
Ｇ 排気ガス
Ｐ１ 大気圧
Ｐ２ 過給圧力
Ｐ３ 充填圧力
Ｐ４ 減圧タンク内の圧力

Claims (5)

1. 過給器を備えたエンジンにおいて、
   エンジンの運転状態が前記過給器のコンプレッサがサージングを発生する可能性があるサージング領域に入ったか否かを判定するサージング判定手段と、吸気通路内で過給された吸入空気の一部を逃がすための減圧タンクと、該減圧タンクと前記吸気通路とを連結する減圧通路を備えると共に、
   前記サージング判定手段が、エンジンの運転状態が前記サージング領域に入ったと判定した場合に、前記減圧タンクに前記吸気通路内で過給された吸入空気の一部を逃がす制御を行う制御装置を備えたことを特徴とするエンジン。
2. 前記減圧通路に連結又は前記吸気通路に連結する大気開放用通路を備えると共に、前記サージング判定手段が、エンジンの運転状態が前記サージング領域に入ったと判定した場合に、前記減圧タンク内の圧力が前記吸気通路内の過給圧力より低いときには前記減圧タンクを選択し、前記減圧タンク内の圧力が前記吸気通路内の過給圧力以上のときには前記大気開放用通路を選択して、この選択した方に前記吸気通路内で過給された吸入空気の一部を逃がす制御を行う制御装置を備えたことを特徴とする請求項１記載のエンジン。
3. エア充填タンクに圧縮空気を供給するエアコンプレッサと前記減圧タンクとの間を接続するエア供給通路とを備えると共に、
   前記制御装置が、前記減圧タンク内の空気と前記コンプレッサの上流側の前記吸気通路内の空気又は大気中の空気の内で、圧力が大きい方の空気を前記エアコンプレッサに供給する制御を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン。
4. 吸入空気を過給する過給器と、吸気通路内で過給された吸入空気の一部を逃がすための減圧タンクと、前記吸気通路内で過給された吸入空気の一部を逃がすための大気開放用通路と、エンジンの運転状態が前記過給器のコンプレッサがサージングを発生する可能性があるサージング領域に入ったか否かを判定するサージング判定手段とを備えたエンジンの制御方法において、
   エンジンの運転状態が前記サージング領域に入ったと判定した場合に、前記減圧タンク内の圧力が前記吸気通路内の過給圧力より低いときには前記減圧タンクを選択し、前記減圧タンク内の圧力が前記吸気通路内の過給圧力以上のときには前記大気開放用通路を選択して、この選択した方に前記吸気通路内で過給された吸入空気の一部を逃がすことを特徴とするエンジンの制御方法。
5. エンジンの運転状態が前記サージング領域に入ったと判定した場合に、前記減圧タンク内の空気と前記コンプレッサの上流側の前記吸気通路内の空気又は大気中の空気の内で、圧力が大きい方の空気を前記エアコンプレッサに供給することを特徴とする請求項４記載のエンジンの制御方法。

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