JP2009299622A - 内燃機関用過給システム - Google Patents

Abstract

【課題】蓄圧容器と、該蓄圧容器内からターボチャージャのタービンホイールへのガス流量を調整可能にする弁とを備える内燃機関用過給システムにおいて、加速するときといった内燃機関への要求負荷が増加したとき、そのときの変速機の変速比を考慮することで、蓄圧容器内のガスを効率的かつ有効に利用して運転者の望む走行をより適切に実現する。
【解決手段】本発明に係る内燃機関用過給システムは、要求負荷が増加したとき、変速機８６の変速比に基づいて蓄圧容器７０内からタービンホイール４８上流側の排気通路Ｋへのガス流量を調整するように弁７２を制御する弁制御手段を備える。例えば、弁制御手段は、要求負荷が増加したとき、変速機８６の変速比が大きいほど開き度合いの大きな開度になるように弁７２の開度を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄圧容器とターボチャージャとを備え、蓄圧容器内のガスをターボチャージャのタービンホイールに向けて供給可能に構成された内燃機関用過給システムに関する。

蓄圧容器（蓄圧タンク）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、特許文献１に開示されている内燃機関用過給システムは、蓄圧容器内の空気を用いてターボチャージャのタービン回転速度を好適に増加させるための構成を有する。具体的には、そのシステムは、排気マニホールドを介して噴き付けられる排気ガスにより回転するタービンホイールを含むターボチャージャを備えると共に、蓄圧容器からタービンホイールへの補助圧縮空気の供給流量を調整するための電磁弁とを備える。そして、この電磁弁は、特許文献１の記載例によれば、アクセルペダルの踏み込みにより車両の加速が開始された直後に蓄圧容器からの補助圧縮空気の供給流量が最大となるように全開状態に制御され、その後、タービンホイールの回転数が目標回転数に追従するように制御される。

特開２００８−２２７５号公報

上記のように、加速するとき、弁開度を調節して好適な流量のガスを蓄圧容器内からタービンホイールに向けて供給することは、蓄圧容器内のガスの効率的かつ有効な使用の観点から、有意義である。

ところで、車両の加速は運転者の望むように行われることが好ましいことは明らかである。運転者からの加速要求の程度はその時々で一般に異なり得、運転者からの加速要求の程度はアクセル開度のみならずそれ以外の種々の要素から知ることができる。具体的には、運転者からの加速要求の程度は、加速をするときの変速機の変速比によって知ることが可能である。例えば手動変速機が採用された車両においてアクセルペダルが踏み込まれたときにローギヤ段が選択されていれば、加速要求の程度が高いと推定できる。しかしながら、上記特許文献１のシステムでの電磁弁の制御では、変速機の変速比は考慮されておらず、その制御には改善の余地がある。

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、加速するときといった内燃機関への要求負荷が増加したとき、そのときの変速機の変速比を考慮することで、蓄圧容器内のガスを効率的かつ有効に利用して運転者の望む走行をより適切に実現することにある。

上記目的を達成するため、本発明の内燃機関用過給システムは、蓄圧容器と、該蓄圧容器内からターボチャージャのタービンホイールへのガス流量を調整可能にする弁とを備える内燃機関用過給システムであって、前記内燃機関に連結された変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、要求負荷が増加したか否かを判定する要求負荷判定手段と、該要求負荷判定手段により肯定判定されたとき、前記変速比検出手段により検出された前記変速機の変速比に基づいて前記弁を制御する弁制御手段とを備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、要求負荷が増加したとして要求負荷判定手段により肯定判定されたとき、弁制御手段は、変速比検出手段により検出された変速機の変速比に基づいて弁を制御するので、要求負荷が増加したとき、変速機の変速比に表れている運転者からの加速要求の程度といった要求負荷の増大の程度に応じた流量のガスを蓄圧容器からタービンホイールへ供給することが可能になる。したがって、蓄圧容器内のガスを無駄に消費することを防ぎつつ、要求負荷に見合った出力トルクの増加を達成することが可能になる。すなわち、加速するときといった内燃機関への要求負荷が増加したとき、そのときの変速機の変速比を考慮することで、蓄圧容器内のガスを効率的かつ有効に利用して運転者の望む走行をより適切に実現することが可能になる。

なお、上記のように、上記内燃機関用過給システムは、変速機の変速比を検出する変速比検出手段を備え、変速機の変速比は、その変速比検出手段により検出可能である。そして、変速比検出手段による変速比の検出には、その時々で各種センサ等を用いて変速比を求めることのみならず、前もって各種センサ等を用いて検出あるいは推定しておいた変速比をその時々で読み込むことも含まれ得る。

好ましくは、前記弁制御手段は、前記要求負荷判定手段により肯定判定されたとき、前記変速機の変速比が大きいほど開き度合いの大きな開度になるように前記弁の開度を制御するとよい。こうすることで、変速機の変速比が大きいほど、タービンホイールへと供給されるガスの流量を多くすることが可能になるので、ターボチャージャのタービン回転速度の上昇率をより高めることが可能になる。

また、前記弁制御手段は、前記要求負荷判定手段により肯定判定されたとき、初期開度から該初期開度よりも開度が小さい開度にまで変化するように、前記弁の開度を制御するとよい。こうすることで、タービン回転速度の上昇率、過給圧の上昇率、あるいは機関回転速度の上昇率等に適したターボチャージャの作動アシストを行うことが可能になる。

そして、前記蓄圧容器内の圧力を検出あるいは推定する容器圧力検出手段を備え、前記弁制御手段は、該容器圧力検出手段により検出あるいは推定された前記蓄圧容器内の圧力に基づいて前記弁を制御するとよい。こうすることで、該弁の開度をより適切に制御することが可能になり、したがって、要求負荷の増大の程度に見合ったガス流量のガスを適切にタービンホイールへ供給することが可能になる。

また、バッテリー電圧を検出あるいは推定するバッテリー電圧検出手段を備え、前記弁は、前記バッテリーより駆動電力を供給され電動駆動される弁であり、前記弁制御手段は、前記バッテリー電圧検出手段により検出あるいは推定された前記バッテリー電圧に基づいて前記弁を制御するとよい。こうすることで、該弁の開度をより適切に制御することが可能になる。

本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

まず、本発明に係る第１実施形態について説明する。第１実施形態が適用された車両システム１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。

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。

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。

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とを連通する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よりも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。

さらに、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が排気通路２８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が吸気通路１６に設けられている。すなわち、内燃機関１０には、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とを有するターボチャージャ５８が設けられている。そして、コンプレッサ５６により圧縮された空気を冷却するべく、インタークーラ６０がコンプレッサ５６下流側に設けられている。

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。ここでは排気絞り弁６２はバタフライ式弁であり、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燃焼ガス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。

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。

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。

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。流量制御弁７２が開弁することで蓄圧容器７０内と排気通路２８とは連通し、他方、流量制御弁７２が閉弁することで蓄圧容器７０内と排気通路２８との連通は遮断され、蓄圧容器７０内は密閉状態になる。ただし、流量制御弁７２はアクチュエータ７４により駆動される。なお、ここでは流量制御弁７２はポペット式弁である。ただし、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。

上記排気ガス回収用通路ＲＰは、ここでは、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。

他方、動力源である内燃機関１０と駆動輪７８との間には、駆動輪７８に内燃機関１０で生じさせた動力を伝達するために、駆動系８０が設けられている。各燃料噴射弁１２から噴射された燃料と吸気通路１６を流れて燃焼室に至った空気とが混ざり合うことで形成される混合気が、燃焼室内で圧縮自着火して、爆発・燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストンが往復動され、クランクシャフト８２が回転されて駆動力（出力トルク）が得られる。内燃機関１０のクランクシャフト８２には、クラッチ８４を介して手動変速機８６の入力軸８８が接続されている。クラッチ８４は、車室（不図示）内に設けられたクラッチ操作部としてのクラッチペダル９０に機械的に連結されており、運転者によるクラッチペダル９０の踏込み操作に応じて作動（継合または切断）する。クラッチ８４が継合すると、クランクシャフト８２の出力トルクがクラッチ８４を通じて入力軸８８に伝達され、また、クラッチ８４が切断されると、クランクシャフト８２から入力軸８８への出力トルクの伝達が遮断される。こうしたクラッチ８４は、常時は継合状態とされるが、クラッチペダル９０の踏込み操作により切断状態となる。なお、本第１実施形態では、わずかでもクラッチペダル９０が操作されているときのクラッチ８４の状態は、切断状態に含まれるが、クラッチの切断状態とその継合状態との境界は任意に定められ得る。

手動変速機８６は、前述した入力軸８８のほかに、出力軸９２と、互いに噛合わせられる複数のギヤ（図示略）と、運転者によって操作されるシフトレバー９４と、そのシフトレバー９４の操作をギヤに伝達する伝達機構（図示略）とを備える。この手動変速機８６では、シフトレバー９４の操作に応じて、噛合わせにかかるギヤの組み合わせ（変速段）が切替えられる（ギヤチェンジされる）ことにより、内燃機関１０の回転速度（機関回転速度）、出力トルク等が変換される。この変換により、入力軸８８と出力軸９２との回転速度比である変速比（ギヤ比）がギヤの組み合わせに応じたものとなる。

手動変速機８６の出力軸９２はドライブシャフト９６、ディファレンシャルギヤ９８、車軸１００等を介して駆動輪７８に接続されており、出力軸９２の回転がこれら各部材９６、９８、１００を通じて駆動輪７８に伝達される。上記内燃機関１０と駆動輪７８との間の各部品が駆動系部品に相当し、これらの部品によって車両システム１の駆動系（動力伝達系）８０が構成されている。

内燃機関１０や駆動系８０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１０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１１２が吸気通路１６に備えられている。また、エアフローメーター１１２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１１４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１１６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１１８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１２０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１２２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１２４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１２６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８２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１２８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１２８は機関回転速度（機関回転数）を検出するための機関回転速度センサとしても利用される。さらに、排気通路Ｊ、Ｋ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１３０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１３２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１３４が備えられている。さらに、車速を検出するための車速センサ１３６も備えられている。また、シフトレバー９４には、その操作位置を検出するためのシフトセンサ（シフトスイッチ）１３８が設けられている。さらに、クラッチ８４の状態を検知可能にするべく、クラッチ位置（クラッチストローク）を検出するためのクラッチポジションセンサ１４０が設けられている。ただし、蓄圧容器７０内の圧力等は、上記種々のセンサ等を用いてあるいは用いずに推定されてもよく、例えば蓄圧容器７０内の圧力は後述する排気ガス回収や排気ガス放出に関する種々のデータから推定されてもよい。

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、前述の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にしたがって各種演算等を行い、円滑な内燃機関１０や駆動系８０の運転ないし作動がなされるように、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、ＥＣＵ１１０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、それぞれに対応するアクチュエータ２４、４６、６４、７４に作動信号を出力する。

なお、ここでは、手動変速機８６の変速比を検出する変速比検出手段はシフトセンサ１３８とＥＣＵ１１０の一部とを含んで構成され、要求負荷が増加したか否かを判定する要求負荷判定手段はアクセル開度センサ１２２とＥＣＵ１１０の一部とを含んで構成され、流量制御弁７２を制御する弁制御手段はアクチュエータ７４とＥＣＵ１１０の一部とを含んで構成される。そして、ここでは、この弁制御手段は、変速比検出手段により検出された変速機８６の変速比に基づいて流量制御弁７２の開度あるいは目標開度を設定する開度設定手段を含み、これにより設定された開度に流量制御弁７２の開度がなるように流量制御弁７２を制御する。また、蓄圧容器７０内の圧力を検出する容器圧力検出手段は、圧力センサ１３２とＥＣＵ１１０の一部とを含んで構成され、バッテリー電圧を検出あるいは推定するバッテリー電圧検出手段はＥＣＵ１１０の一部を含んで構成される。また排気絞り弁を制御する排気絞り弁制御手段はアクチュエータ７４とＥＣＵ１１０の一部とを含んで構成され、ＥＧＲ弁制御手段はアクチュエータ４６とＥＣＵ１１０の一部とを含んで構成され、スロットル弁制御手段はアクチュエータ２４とＥＣＵ１１０の一部とを含んで構成される。

内燃機関１０では、エアフローメーター１１２からの出力信号に基づいて得られる吸入空気量、クランクポジションセンサ１２８からの出力信号に基づいて得られる機関回転速度など、すなわち機関負荷および機関回転速度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。

ただし、内燃機関１０では、クランクポジションセンサ１２８からの出力信号に基づいて検出される機関回転速度が所定回転速度（燃料カット回転速度）以上であり、且つ、アクセル開度センサ１２２からの出力信号に基づいて検出されるアクセル開度が０％、すなわちアクセルペダル１２０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）されるように予めデータを含めてプログラムが設定されている。すなわち、車両の走行中に機関回転速度が予め設定された所定回転速度領域にあり且つアクセル開度全閉状態にあるときに、つまりこれら燃料カット実行条件が満たされているときに、燃料カットが行われ、内燃機関１０は燃料カット状態になる。ただし、このような燃料カット状態が続いて、機関回転速度が低下して別の所定回転速度（燃料カット復帰回転速度）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１２０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。

そして、このように燃料カット状態のとき、上記スロットル弁２６が閉じ側に制御されるように、予め上記プラ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、ここではスロットル弁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。

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。ただし、後述する排気ガス回収に際しては、ＥＧＲ弁４２も、機関運転状態にかかわらず、強制的に閉弁するように制御される。また、アクセルペダル１２０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求められたＥＧＲ開度は補正される。

ところで、通常走行時、排気絞り弁６２は全開の開弁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、排気ガス回収を行うための所定条件が満たされたとき、排気絞り弁６２は閉弁状態になるように制御され、排気通路２８を流れる排気ガス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排気ガスが蓄圧容器７０内へ回収される。

以下、排気ガス回収について、図２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２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。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である。

ただし、以下で図２に基づいて説明される制御は、内燃機関１０が燃料カット状態であるときに、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上流側の通路Ｊの圧力が高まったときに流量制御弁７２を開くことで、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。

内燃機関１０が起動されると、まずＥＣＵ１１０は、ステップＳ２０１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、排気ガス回収を行うための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、排気ガス回収を行うための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、本第１実施形態において、排気ガス回収を行う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、燃料カット実行中であること、および、蓄圧容器７０内の圧力が所定圧以下であることの２つが満たされることである。

ステップＳ２０１で否定判定されると、次ぐステップＳ２０３で、内燃機関１０が燃料カット状態であるか否か、すなわち燃料カット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Ｓ２０３において否定判定されて、該ルーチンは終了する。

上記ステップＳ２０３で燃料カット中として肯定判定されると、次ぐステップＳ２０５で、蓄圧容器７０内の圧力（図２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１３２からの出力信号に基づいて検出される。なお、このステップＳ２０５で否定判定されると、該ルーチンは終了する。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。

ステップＳ２０５で肯定判定されると、次ぐステップＳ２０７で、排気ガス回収を行うため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Ｓ２０９に至ると、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が閉弁制御される）。これにより、流量制御弁７２の開度は全閉開度にされる。ただし、排気ガス回収も後述する排気ガス放出も行われていないときには、基本的に流量制御弁７２は閉弁状態にあるので、概して、ステップＳ２０９を経ることで流量制御弁７２は閉弁状態に維持される。そして、次ぐ、ステップＳ２１１で、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）。ここでは、これにより、排気絞り弁６２の開度は全閉開度である閉開度にまで制御されて、該閉開度になる。こうして当該ルーチンは終了する。

なお、回収フラグが上記の如く「１」にされるとき（実質的に回収フラグが「１」の間は）、ＥＧＲ弁４２は閉弁するように、アクチュエータ４６に作動信号が出力される（ＥＧＲ弁４２が閉弁制御される）。ただし、このとき、ＥＧＲ弁４２の開度は、排気通路Ｊの圧力に応じた速度で全閉開度にまで制御されてもよい。また、このとき、スロットル弁２６は開弁するように、アクチュエータ２４に作動信号が出力される（スロットル弁２６が開弁制御される）。ここでは、スロットル弁２６は全開の開弁状態にされる。これは、排気通路Ｊの圧力をより迅速に高めるためである。

次のルーチンのステップＳ２０１では回収フラグが「１」であるので肯定判定される。そして次ぐステップＳ２１３では、上記ステップＳ２０３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Ｓ２１５で、上記ステップＳ２０５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Ｓ２１３およびステップＳ２１５での判定が行われるのは、ステップＳ２０７で回収フラグが「１」にされた後、排気ガス回収を行うため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。

さてステップＳ２１３やステップＳ２１５で上記判定が行われるときには、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上流側の排気通路Ｊの圧力（圧力エネルギー）は高くなる。そして、このように高まる圧力エネルギーを蓄圧容器７０内に回収可能か否かを判断するべく、ステップＳ２１７での判定が行われる。

ステップＳ２１７では蓄圧容器７０内の圧力が排気通路Ｊの圧力（図２では背圧）以下か否かが判定される。ここで、否定判定されると、排気通路Ｊの圧力エネルギーレベルは排気ガス回収可能なレベルに達していないとして、ステップＳ２１９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。なお、ステップＳ２１９に至った時点で流量制御弁７２が閉弁されていた場合には、流量制御弁７２は閉弁状態に維持される。他方、ステップＳ２１７で肯定判定されると、次ぐステップＳ２２１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。こうして、排気通路Ｊは蓄圧容器７０内に連通することになる。これにより、排気絞り弁６２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。こうした排気ガス回収は、上記ステップＳ２１３あるいはステップＳ２１５のいずれかで否定判定されない限りは概ね続けて行われる。

なお、本第１実施形態では、上記のように、切断可能なクラッチ８４が備えられている。そこで、クラッチ８４が切断状態にあるときには、このような排気絞り弁６２を閉弁しての排気ガス回収は行われないようにされるとよい。内燃機関１０の適切な運転をより確実に保証するためである。

ところで、このように排気ガス回収を行うための所定条件が満たされているとして回収フラグが「１」にされて、上記のように排気ガス回収が行われているときに、上記ステップＳ２１３あるいは上記ステップＳ２１５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Ｓ２２３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。また、排気絞り弁６２が開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。そして、次にステップＳ２２５では回収フラグが「０」にされて、該ルーチンは終了する。

なお、このとき、ＥＧＲ弁４２の排気ガス回収用の閉弁制御が解除されて、ＥＧＲ弁４２の開度は通常時に定められる開度に復帰される。スロットル弁２６の排気ガス回収用の開弁制御も解除されて、スロットル弁２６の開度は通常時に定められる開度に復帰される。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。

ところで、一般的なターボチャージャにおいて、機関回転速度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チャージャの回転が低いので、アクセルペダル１２０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１２０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内の排気ガスが利用される。蓄圧容器７０に回収された排気ガスの利用に関して図３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３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。

まず、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ３０１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Ｓ３０１で否定判定されると、当該ルーチンは終了する。

ステップＳ３０１で肯定判定されると、次ぐステップＳ３０３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。

ステップＳ３０３で否定判定されると、次ぐステップＳ３０５では、機関回転速度が所定回転速度以下か否かが判定される。機関回転速度が所定回転速度より高いときには、過給器５８の作動に関してアシストの必要がないので、機関回転速度が上記所定回転速度を越えているときにはステップＳ３０５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Ｓ３０５で機関回転速度が所定回転速度以下であるとして肯定判定されると、ステップＳ３０７へ進む。例えば、ステップＳ３０５の判定での所定回転速度は３０００ｒｐｍである。

ステップＳ３０７では、要求負荷が増加したか否かの判定として、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、加速開始時期を検出することに等しく、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、ＥＣＵ１１０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、ＥＣＵ１１０は、アクセル開度センサ１２２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Ｓ３０７で肯定判定されると、次いでステップＳ３０９での判定がなされる。なお、ステップＳ３０７で否定判定されると、当該ルーチンは終了する。なお、加速要求有りとして肯定判定されるようになるとステップＳ３０９へ進むが、他方、このときにはＥＧＲ弁４２が閉弁するように、アクチュエータ４６へ作動信号が出力される。

ステップＳ３０９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、ターボチャージャ５８の作動アシストを行うのにここで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Ｓ３０９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Ｓ３０９で肯定判定されると、次ぐステップＳ３１１でアシストフラグが「１」にされる。そして、次ぐステップＳ３１３で流量制御弁７２の開度あるいは目標開度として放出開度が設定されて、開開度であるこの放出開度に流量制御弁７２の開度がなるように、アクチュエータ７４へ作動信号が出力される。このようにして、ターボチャージャ５８の作動アシストが開始される。

ターボチャージャ５８の作動アシスト用の流量制御弁７２の上記放出開度は、手動変速機８６のそのときに選択されている変速段に基づいて設定される。すなわち変速機の変速比に基づいてその放出開度は設定される。選択されている手動変速機８６の変速段は、シフトセンサ１３８からの信号に基づいて検出される。なお、ここでは、変速機が手動変速機８６であるので、手動変速機８６の選択された変速段（あるいは変速比）は、シフトセンサ１３８からの出力信号に基づいて検出されるとしたが、他の構成の検出手段（推定手段を含み得る。）に基づいて変速機の変速比が求められてもよい。例えば、入力軸８８および出力軸９２の回転速度を検出するためにそれぞれに対応した回転速度センサを設け、これら回転速度センサからの出力信号に基づいて変速機の変速比が求められてもよい。なお、上記手動変速機８６に代えて、有段自動変速機や無段自動変速機を採用することもでき、このような自動変速機を採用した場合には、入力軸８８や出力軸９２の回転速度からその時々の変速比を求めることは有効である。

流量制御弁７２の放出開度は、手動変速機８６の変速段に基づいて、予め実験により定められてＲＯＭに記憶されているデータを検索することで求められて設定される。こうして設定される放出開度は、ターボチャージャ５８の作動アシスト開始時点での初期開度から、そのアシスト終了時点での終開度まで変化する。

流量制御弁７２の放出開度の内、初期開度および終開度は、それぞれ共に、手動変速機８６の選択されている変速段が大きいほど（ハイギヤ段ほど）、すなわちその変速比が小さいほど、小さな開き度合いの開度が設定されるように、上記データは構築されている。ただし、異なる変速段間での初期開度が、同じ開度であることを本発明は排除しない。これは、異なる変速段間での終開度でも同様である。ここでは、手動変速機８６が６段変速機構を有する場合、１速変速段に対する第１初期開度、２速変速段に対する第２初期開度、・・・、第６変速段に対する第６初期開度は、「第１初期開度≧第２初期開度≧・・・≧第６初期開度＞全閉」の関係を有する。また、同様に、１速変速段に対する第１終開度、２速変速段に対する第２終開度、・・・、第６変速段に対する第６終開度は、「第１終開度≧第２終開度≧・・・≧第６終開度＞全閉」の関係を有する。初期開度および終開度がこのような関係を有するのは、そのときの変速機の変速比が小さいほど、運転者からの加速要求の程度（レベル）すなわち要求負荷の増大の程度が低いと考えられるからである。

また、ここでは、同じ変速段に関して、終開度は、初期開度よりも小さな開度である。これは、加速開始直後にはタービン回転速度を速やかに上昇させてターボラグが生じないようにするために、蓄圧容器７０からタービンホイール４８への排気ガスの供給流量を多くする必要があるからである。また、タービン回転速度の上昇が速やかに生じ始めた後は、加速開始直後ほど多くの排気ガスによる作動アシストを必要としないからである。

そして、さらにその初期開度から終開度までの時間、すなわち蓄圧容器７０内の排気ガスの供給時間が、手動変速機８６の変速段に基づいて変化するように、上記データは定められている。具体的には、ターボチャージャ５８の作動アシスト用の蓄圧容器７０からの排気ガスの供給時間は、手動変速機８６の選択されている変速段が大きいほど（ハイギヤ段ほど）、すなわちその変速比が小さいほど、より長い時間が設定されるように、上記データは構築されている。これは、変速機の変速比が大きいほど、機関回転速度の上昇が生じ易く、それ故に、加速性能に優れるからである。ただし、この蓄圧容器７０からの排気ガスの供給時間は、手動変速機８６の変速比のみに限らず、その変速比と機関回転速度との両方に基づいて設定されてもよい。なお、排気ガス供給時間が、機関回転速度のみに基づいてデータを検索することで設定されることを本発明は排除しない。

このような流量制御弁７２の放出開度の変化を例示的に図４のグラフに表す。図４（ａ）のグラフは、手動変速機８６において３速変速段が選択されているときの、ターボチャージャ５８の作動アシスト用の流量制御弁７２の放出開度の例を概略的に表したものである。これに対して、図４（ｂ）のグラフは、手動変速機８６において４速変速段が選択されているときの、ターボチャージャ５８の作動アシスト用の流量制御弁７２の放出開度の例を概略的に表したものである。なお、図４（ａ）、（ｂ）では時刻ｔ１でアシストフラグが「１」にされ、図４（ａ）では時刻ｔ２でアシストフラグが「０」にされ、図４（ｂ）では時刻ｔ３でアシストフラグが「０」にされた場合を表している。図４から明らかなように、手動変速機８６において３速変速段が選択されているときの方が、４速変速段が選択されているときよりも、初期開度および終開度が共に開き側の開度であり、その供給時間が短い。そして、初期開度から終開度まで、ここでは、流量制御弁７２の開度は徐々に変化させられる。

なお、流量制御弁７２が放出開度にされて蓄圧容器７０からタービンホイール４８への排気ガス供給が行われる上記供給時間を変速比に基づいてそのように変化させる理由を、図５のグラフに基づいて説明する。図５（ａ）のグラフは、手動変速機８６において３速変速段が選択されているときの、蓄圧容器７０内の圧力変化（曲線Ｖ１）と、過給圧変化（曲線Ｃ１）との関係例を概略的に表したものであり、そこにはターボチャージャ５８への作動アシストがない場合の過給圧変化（曲線Ｃ０）が重ねて点線で表されている。これに対して、図５（ｂ）のグラフは、手動変速機８６において４速変速段が選択されているときの、蓄圧容器７０内の圧力変化（曲線Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）と、過給圧変化（曲線Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）との関係例を概略的に表したものであり、これにもターボチャージャ５８への作動アシストがない場合の過給圧変化（曲線Ｃ０´）が重ねて点線で表されている。なお、図５（ａ）、（ｂ）での場合、時刻ｔ４でアシストフラグが「１」にされて流量制御弁７２が開弁されるが、その後、流量制御弁７２の開度は、第１実施形態での放出開度とは異なり、初期開度に維持される。

図５（ａ）のグラフからは、時間ｔ４〜ｔ５の間、流量制御弁７２が開弁されることで、過給圧が適切に高められることが理解できる。他方、図５（ｂ）のグラフからは、時間ｔ４〜ｔ５よりも長い時間ｔ４〜ｔ６の間、流量制御弁７２が開弁されても、過給圧を滑らかにかつ適切に上昇させることは難しく（曲線Ｖ４、Ｃ４参照）、それよりも長い時間ｔ４〜ｔ７の間、流量制御弁７２を開弁しても同様に過給圧を適切に推移させることはできない（曲線Ｖ３、Ｃ３参照）ことを理解できる。そして、さらにそれよりも長い時間ｔ４〜ｔ８の間、流量制御弁７２を開弁することで、過給圧を概ね滑らかかつ適切に上昇させることができることが分かる（曲線Ｖ２、Ｃ２参照）。これは、変速機の選択されている変速段すなわち変速比によって、タービン回転速度の上昇による過給圧の上昇速度および機関回転速度の上昇速度が大きく異なるからである。したがって、流量制御弁７２が放出開度に開かれてタービンホイール４８への蓄圧容器７０からの排気ガス供給が行われる上記供給時間は、加速要求に見合ったトルク増大を適切に達成するように、変速比に基づいて上記のように変化させられる。

図３のフローチャートに戻って、アシストフラグが「１」にされた後の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Ｓ３０１およびステップＳ３０３でそれぞれ肯定判定される。次ぐステップＳ３１５では、上記ステップＳ３０５と同様に、機関回転速度が所定回転速度以下か否かが判定される。

そして、ステップＳ３１５で肯定判定されると、次ぐステップＳ３１７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が開かれたときからの経過時間である。ここではＥＣＵ１１０は、内蔵するタイマ手段で、ステップＳ３１１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、上で説明した手動変速機８６の選択されている変速段に基づいて設定された時間である。ただし、ステップＳ３１７での判定に用いられる供給時間は固定値とされてもよい。

ステップＳ３１７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Ｓ３１９で、上記ステップＳ３０９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。

上記ステップＳ３１５から上記ステップＳ３１９のいずれかで否定判定されることで、ターボチャージャ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Ｓ３１５からステップＳ３１９のいずれかで否定判定されると、ステップＳ３２１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Ｓ３２３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。

ただし、一旦、ターボチャージャ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Ｓ３１５からステップＳ３１９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、もはやターボチャージャ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Ｓ３２１およびステップＳ３２３）が行われ得る。

上記したように、ターボチャージャ５８の作動アシスト条件が満たされているとき、蓄圧容器７０内からタービンホイール４８へ向けた排気ガスの供給流量を調整するように、流量制御弁７２の開度が放出開度になるように、その供給時間の間、流量制御弁７２を制御することで、以下の効果が奏される。それを図６の概念的なグラフに基づいて説明する。ただし、図６のグラフには、時刻ｔａで、ターボチャージャ５８の作動アシスト条件が満たされて、流量制御弁７２が上記の如く放出開度に制御されたことによる吸気圧変化（曲線Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ参照）および蓄圧容器７０内の圧力変化（曲線Ｖａ、Ｖｂ参照）の関係例が表されている。なお、図６では、ターボチャージャ５８の作動アシストを行わなかったことに関する曲線Ｉｃを一点破線で表し、ターボチャージャ５８の作動アシストを行ったときであるが、手動変速機８６の変速段に関わらず流量制御弁７２を全開に開けた場合に関する曲線Ｉｂ、Ｖｂを点線で表し、他方、手動変速機８６の変速段に対応した放出開度になるように流量制御弁７２を制御した場合に関する曲線Ｉａ、Ｖａを実線で表している。

上記したように、ターボチャージャ５８の作動アシスト条件が満たされたとき、初めに、流量制御弁７２の開度が変速機の変速比に基づいて設定される初期開度になるように制御される。そして、その初期開度は、変速機の選択されている変速比が大きいほど大きな開度にされるので、変速機の変速比が大きいほどより多くの排気ガスをタービンホイール４８に供給することが可能になる。したがって、変速機の変速比が大きいほど、タービン回転速度の上昇率を高めることができ、速やかに吸気圧を高めることが可能になる（ターボラグを改善することが可能になる）（曲線Ｉａ、Ｉｃ参照）。故に、手動変速機８６の変速比に表れている運転者の加速要求の程度に見合った初期加速を実現することが可能になる。

また、ターボチャージャ５８の作動アシスト条件が満たされているとき、流量制御弁７２の開度は上記初期開度からこの初期開度よりも小さな終開度にまで変えられる。したがって、タービンホイール４８への排気ガスの供給により高まるタービン回転速度、過給圧、排気ガス流量の変化に応じて、適切にターボチャージャ５８の作動アシストを行うことができる。したがって、コンプレッサ５６でサージングが発生したり、吸気圧のオーバーシュートが生じたりすることなく、滑らかに徐々に適切に吸気圧を高めて出力トルク向上を達成することが可能になる（曲線Ｉａ、Ｉｂ参照）。なお、初期開度から終開度までの放出開度変化は、上記のように直線的である必要はなく、ステップ式であってもよい。

さらに、変速機の選択されている変速比に応じた時間が供給時間として定められて、その間、蓄圧容器７０からタービンホイール４８に排気ガスが供給されるので、機関回転速度の上昇速度等を考慮して適切に過給効果を発揮させることが可能になる（曲線Ｉａ参照）。

このように、初期開度、終開度、供給時間を、変速機の選択されている変速比に基づいて変化させて、流量制御弁７２を制御するので、蓄圧容器７０内の排気ガスが無駄に消費されることがない（曲線Ｖａ、Ｖｂ参照）。つまり、車両が加速するとき、蓄圧容器７０内のガスを効率的かつ有効に利用して、ターボラグの発生を抑制することはもとより、運転者の望む走行をより適切に実現することが可能になる。

なお、上記第１実施形態では、ターボチャージャ５８の作動アシスト用の流量制御弁７２の放出開度を初期開度から終開度まで変化させたが、その放出開度は、その作動アシストの間、初期開度に固定されてもよい。また、上記第１実施形態では、ターボチャージャ５８の作動アシスト用に流量制御弁７２の開度を放出開度にして蓄圧容器７０から排気ガスを供給する供給時間を変化させたが、その供給時間は固定とされてもよい。すなわち、本発明では、加速するとき、蓄圧容器内のガスを効率的かつ有効に利用して、運転者の望む走行をより適切に実現するべく、蓄圧容器７０内からタービンホイール４８へのガス流量すなわち排気ガスの供給流量を調整するように、ターボチャージャ５８の作動アシスト用に流量制御弁７２の開度を変速機の変速比に基づいて制御する、種々の態様が許容される。

次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。ただし、第２実施形態が適用された車両システムの構成は、上で説明された第１実施形態が適用された車両システム１の構成と概ね同じであるので、その説明は省略される。また、第２実施形態における排気ガス回収用の制御も、第１実施形態におけるそれと同じであるので、その説明は省略される。ただし、ＥＣＵ１１０からの信号によって流量制御弁７２制御用のアクチュエータ７４に流す電流がデューティー制御される。

第２実施形態に係る排気ガス放出用の制御すなわちターボチャージャ５８の作動アシスト制御は、流量制御弁７２の放出開度をどのような開度にするかという点で、上記第１実施形態でのそれと相違する。つまり、ここでは、流量制御弁７２は、上記ステップＳ３１３に至ることで放出開度になるように制御され、ステップＳ３２１に至ることで閉弁制御されることで、ターボチャージャ５８の作動アシスト条件が満たされているときに開弁されるが、流量制御弁７２の放出開度に関するデータ、それに関する制御の点で、本第２実施形態と上記第１実施形態とは相違する。しかしながら、この点以外、本第２実施形態におけるターボチャージャ５８の作動アシスト制御と上記第１実施形態のそれとは概ね同じであるので、その詳細な説明は省略される。

第２実施形態でも、上記第１実施形態と同様に、ターボチャージャ５８の作動アシスト条件が満たされているときに、流量制御弁７２の開度が放出開度に一致するように制御される。その放出開度は、上記第１実施形態での放出開度と同様に手動変速機８６の変速段すなわち変速比に基づいて設定される。そして、さらに、本第２実施形態では、蓄圧容器７０内の圧力（ここでは換言すると蓄圧容器の内外圧差）およびバッテリー（不図示）の電圧に基づいてそのような流量制御弁７２の開度は調節される。具体的には、その設定された放出開度になるようにアクチュエータ７４へ作動信号が出力されるが、そのアクチュエータ７４への作動信号（デューティー信号）のデューティー比が、蓄圧容器７０内の圧力およびバッテリー電圧に基づいて補正される。

流量制御弁７２がある開度に開かれているとき、蓄圧容器７０内の圧力によって、蓄圧容器７２から放出される排気ガスの流量は変化する。それ故、蓄圧容器７０内の圧力が異なる場合、自動変速機８６の変速比のみに基づいて定まる放出開度になるように流量制御弁７２を同じように制御しても、ターボチャージャ５８の作動アシスト用にタービンホイール４８の回転駆動に用いられる蓄圧容器７０からのガス流量を一様にすることは難しい。例えば、流量制御弁７２の開度が同じ場合、蓄圧容器７０内の排気ガス量が多くて圧力が高いときは、この圧力が低いときに比べて、タービンホイール４８へのガス流量は多くなり得る。

また、流量制御弁７２は、上記説明および図１から明らかなように、アクチュエータ７４で発生する電磁力によってその弁体を通路軸方向に進退移動可能な電磁弁である。特に、流量制御弁７２の弁体の進退方向と蓄圧容器７０からの排気ガスの流れ方向とが一致するように流量制御弁７２が設けられているので、蓄圧容器７０からの高圧の排気ガスがその弁体に作用することで流量制御弁７２の開度が影響を受け得る。つまり、流量制御弁７２の弁体に対してその弁軸方向に作用する圧力が高ければ高いほど流量制御弁７２は閉じようとする。

さらに、流量制御弁７２は、アクチュエータ７４の電磁力によってその弁体を進退移動可能に構成された電磁弁である。つまり流量制御弁７２は、バッテリーより駆動電力を供給され電動駆動される弁である。それ故、それの電力低下により流量制御弁７２の開閉動作は影響を受ける。例えば、エアコン等の使用によりバッテリー電圧が低下したときに、バッテリー電圧が低下する前の状態と同じようにアクチュエータ７４を制御すると、アクチュエータ７４で発生させられる電磁力が弱く、流量制御弁７２の開度を所望の開度に開くことは困難になり得る。したがって、バッテリー電圧に応じて流量制御弁７２を制御しないと、流量制御弁７２の制御上目標となる目標開度としての放出開度に適切に流量制御弁７２を開くことが困難になり得る。

そこで、本第２実施形態では、流量制御弁７２をターボチャージャ５８の作動アシスト用に開くとき、その開度を適切に放出開度にするように、蓄圧容器７０内の圧力およびバッテリー電圧に基づいてアクチュエータ７４へのデューティー信号のデューティー比を補正しつつ、流量制御弁７２を制御する。つまり、まず、ＥＣＵ１１０は、上記第１実施形態で説明したように、ターボチャージャ５８の作動アシスト条件が満たされているときに、手動変速機８６の選択されている変速段すなわちその変速比に基づいて放出開度を設定する。他方、ＥＣＵ１１０は、圧力センサ１３２からの出力信号に基づいて蓄圧容器７０内の圧力を検出する。こうして検出された蓄圧容器７０内の圧力と、設定された放出開度から、予め実験により求められてＲＯＭに記憶されているデータを検索することで、１パターンのデューティー比が選択される。具体的には、蓄圧容器７０内の圧力が高いとき、その圧力に抗して適切に流量制御弁７２を放出開度にまで開くように、デューティー比は大きくされる（ＯＮ時間が長くされる）。

そして、さらに、そのデューティー比を、別途、既知のセンサ等や上記した種々のセンサ等を用いてあるいは種々の機器の状態等に基づいて検出あるいは推定されたバッテリー電圧に基づいて補正して、用いられるデューティー比が定められる。具体的には、バッテリー電圧が低いほど、デューティー比は大きくなるように補正される。そして、最終的に、このデューティー比のデューティー信号がアクチュエータ７４に対して出力されて、流量制御弁７２が制御される。

こうすることで、より適切に、流量制御弁７２をターボチャージャ５８の作動アシスト用に開くとき、その開度は放出開度にされる。したがって、運転者の望む車両の走行をより適切に実現することが可能になる。

なお、上記では、流量制御弁７２を放出開度にするための信号のデューティー比は、蓄圧容器７０内の圧力によって補正されてから、バッテリー電圧に基づいて補正されたが、これらによる補正順序は逆であってもよい。また、ターボチャージャ５８の作動アシスト用の流量制御弁７２制御用のアクチュエータ７４への信号に、手動変速機８６の変速段すなわち変速比の他、蓄圧容器７０内の圧力および／またはバッテリー電圧に基づいた補正を行う場合、それらの順番は如何なるものであってもよい。なお、さらに、アクセル開度に応じて、すなわち加速要求の程度に応じてさらにそれが補正されることを本発明は排除しない。

以上、本発明の２つの実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されない。例えば、上記２つの実施形態では、変速機は手動変速機であったが、有段自動変速機あるいは無段自動変速機（ＣＶＴ）とされてもよい。この場合にも、同様に、上記実施形態の制御は適用され得る。

また、上記両実施形態では、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排気ガスすなわち圧力エネルギーが供給されたが、このような圧力エネルギーの放出利用は加速するときに限られない。要求過給量つまり要求負荷が増加したときであれば、それは行われ得る。要求負荷が増加したときには、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したときが含まれる。なお、「要求負荷」との表現における「負荷」には「トルク」や「出力」という概念が含まれる。

また、排気通路２８と蓄圧容器７０内とを連通可能にする連通路６８は、排気ガス回収用の通路と排気ガス放出用の通路とに分けられてもよい。そして、排気ガス回収用の通路に設けられる弁は逆止弁であってもよく、逆止弁であるときには、その弁は排気通路Ｊの圧力が蓄圧容器内の圧力を超えたときに開くように構成されるとよい。なお、排気ガス回収用の通路は排気通路Ｊに直接的につなげられてもよく、また排気ガス放出用の通路は排気通路Ｋに直接的につなげられてもよい。

また、上記両実施形態では、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、流量制御弁７２は上記の如きポペット式弁以外の形式の弁でもよく、また、排気ガス放出を行うときに蓄圧容器７０からタービンホイール４８へのガス流量を調整可能であればあらゆる形式の弁であり得る。なお、本明細書において、「弁」の用語は、流路断面積を可変とする機能を有するあらゆる部材を包含するものとして用いられ得る。

さらに、排気絞り弁６２、流量制御弁７２を含む上記した種々の弁を駆動させる種々のアクチュエータは、種々の、既知の当業者が利用可能なアクチュエータ、例えば負圧ダイヤフラム方式のアクチュエータ、電動モータであり得る。また、上記第２実施形態では、流量制御弁７２用のアクチュエータ７４をデューティー制御するとしたが、それは負圧デューティー制御であり得る。また、その制御は、ステップモータ制御、ＤＣモータ制御とされてもよい。

また、上記両実施形態では、排気通路の排気ガスを蓄圧容器へ回収して蓄えるとしたが、蓄圧容器内に蓄えられるガスは、コンプレッサ等の圧縮機器によって加圧された外気でもよい。また、上記両実施形態では、蓄圧容器を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。そして蓄圧容器を２つ以上複数個設ける場合には、それら蓄圧容器は車両に分散して配置され得る。

なお、上記両実施形態では、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。

なお、上記両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。

第１実施形態が適用された車両システムの概略構成を表す概念図である。 排気ガス回収用の制御フローチャートである。 排気ガス放出用の制御フローチャートである。 排気ガス放出用の流量制御弁の放出開度の変化例を概念的に表したグラフであり、（ａ）は手動変速機において３速変速段が選択されているときのグラフであり、（ｂ）は手動変速機において４速変速段が選択されているときのグラフである。 排気ガス放出用の流量制御弁の開弁時間を変速機の変速比に応じて設定する理由を説明するための概念的なグラフであり、（ａ）は手動変速機において３速変速段が選択されているときの蓄圧容器内の圧力変化と吸気圧変化との関係例を表したものであり、（ｂ）は手動変速機において４速変速段が選択されているときの蓄圧容器内の圧力変化と吸気圧変化との関係例を表したものである。 図３のフローチャートにしたがって流量制御弁を制御した際の吸気圧変化および蓄圧容器内の圧力変化の関係例を表したグラフであり、それらの比較例をも重ねて表したグラフである。

符号の説明

１０ 内燃機関
３８ ＥＧＲ通路
４２ ＥＧＲ弁
４８ タービンホイール
５０ タービン
５８ ターボチャージャ
６２ 排気絞り弁
７０ 蓄圧容器
７２ 流量制御弁
８６ 手動変速機

Claims (5)

1. 蓄圧容器と、該蓄圧容器内からターボチャージャのタービンホイールへのガス流量を調整可能にする弁とを備える内燃機関用過給システムであって、
   前記内燃機関に連結された変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、
   要求負荷が増加したか否かを判定する要求負荷判定手段と、
   該要求負荷判定手段により肯定判定されたとき、前記変速比検出手段により検出された前記変速機の変速比に基づいて前記弁を制御する弁制御手段と
   を備えることを特徴とする内燃機関用過給システム。
2. 前記弁制御手段は、前記要求負荷判定手段により肯定判定されたとき、前記変速機の変速比が大きいほど開き度合いの大きな開度になるように前記弁の開度を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用過給システム。
3. 前記弁制御手段は、前記要求負荷判定手段により肯定判定されたとき、初期開度から該初期開度よりも開度が小さい開度にまで変化するように、前記弁の開度を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関用過給システム。
4. 前記蓄圧容器内の圧力を検出あるいは推定する容器圧力検出手段を備え、
   前記弁制御手段は、該容器圧力検出手段により検出あるいは推定された前記蓄圧容器内の圧力に基づいて前記弁を制御す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内燃機関用過給システム。
5. バッテリー電圧を検出あるいは推定するバッテリー電圧検出手段を備え、
   前記弁は、前記バッテリーより駆動電力を供給され電動駆動される弁であり、
   前記弁制御手段は、前記バッテリー電圧検出手段により検出あるいは推定された前記バッテリー電圧に基づいて前記弁を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関用過給システム。

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