JP2819952B2 - 内燃機関の吸気エネルギー回収装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車用内燃
機関に設けられる吸気エネルギー回収装置に係り、詳し
くは、吸気の有するエネルギーの一部を電気エネルギー
に変換して回収するようにした内燃機関の吸気エネルギ
ー回収装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平２−２９１４２６号
公報には、エンジンの低負荷時におけるポンピング損失
低減と燃費向上とを目的とした「内燃機関の吸気制御装
置」が開示されている。

【０００３】この技術では、図７に示すように、エンジ
ン３１の燃焼室３２に吸気通路（プライマリ吸気通路）
３３が接続されている。吸気通路３３の途中には、吸気
の流れにより回転するタービン３４（空気モータ）が配
設されている。タービン３４は、ベルト３９等を介して
クランク軸４０に連結されている。また、前記吸気通路
３３には、タービン３４の上流側と下流側とを連通させ
るバイパス通路３５（セカンダリ吸気通路）が設けられ
ている。吸気通路３３及びバイパス通路３５には、アク
セルペダル３６の操作に連動して開閉されるスロットル
バルブ３７，３８がそれぞれ設けられている。

【０００４】そして、エンジン３１の低負荷時には、バ
イパス通路３５のスロットルバルブ３８が完全に閉じら
れ、吸気通路３３のスロットルバルブ３７が若干開かれ
る。すると、全ての吸気が吸気通路３３を通ってタービ
ン３４に導かれ、同タービン３４を通過した後、燃焼室
３２に至る。この吸気の通過によりタービン３４が回転
し、吸気の有するエネルギー（吸気エネルギー）の一部
が回収される。タービン３４の回転はベルト３９等を介
してクランク軸４０に伝達される。

【０００５】従って、エンジン３１の低負荷時にはポン
ピング損失が生ずるが、この損失は前記吸気エネルギー
の回収によって補われる。これに伴い、低負荷時におけ
る燃費が向上する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、エンジン３１の低負荷時であれば、タービン３
４が常に回転され、吸気エネルギーが回収される。従っ
て、冷間始動時においても吸気エネルギーが回収され
る。

【０００７】ここで、タービン３４により吸気エネルギ
ーの一部を回収するということは、エンタルピーと運動
エネルギーとの総和である吸気エネルギーのうち、運動
エネルギーの一部を回収することである。このため、タ
ービン３４の下流側では、上記の回収により吸気エネル
ギーが減少し、タービン３４の下流側での吸気温度が低
下する。つまり、冷間時においては、吸気ポート、シリ
ンダヘッド等が冷えているうえに、吸気エネルギーの回
収に伴ってさらに吸気温度が低下する。従って、機関温
度の速やかな上昇が見込めず、燃料の霧化性が悪化し、
燃焼速度が低下してしまう。その結果、排気ガス中の未
燃の炭化水素や一酸化炭素が増加してしまうおそれがあ
った。このことは、寒冷地や冬季といったエンジン３１
が低温となる条件下においてはより一層顕著となってい
る。

【０００８】また、吸気温度が低くなっていることか
ら、排気通路の触媒の温度上昇が遅くなる。従って、触
媒による炭化水素や一酸化炭素の浄化率が低下し、その
分、大気へ排出される炭化水素の量や一酸化炭素の量が
増加してしまうおそれがあった。

【０００９】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、吸気エネルギーの有効な回
収を図りつつ、吸気温度の低下に伴って発生する炭化水
素及び一酸化炭素の量を低減させることの可能な内燃機
関の吸気エネルギー回収装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明においては、内燃機関の吸気通路の途中
に配設され、吸気の流れにより回転するタービンと、前
記タービンの出力軸に連結され、同タービンの回転に基
づいて電力を発生させて吸気エネルギーの一部を回収す
るための発電機と、前記吸気通路において、前記タービ
ンの上流側と下流側との間を連通するバイパス通路と、
前記吸気通路の途中に配設され、開閉により前記バイパ
ス通路へ流れる吸気量を調整するスロットルバルブと、
前記スロットルバルブを開閉駆動するバルブ駆動手段
と、運転者により要求される要求スロットル開度を検出
する要求スロットル開度検出手段と、前記内燃機関に流
入する吸気の温度を検出する吸気温度検出手段と、前記
吸気温度検出手段の検出結果に基づく吸気温度が予め定
めた所定値よりも高いとき、前記スロットルバルブの開
度が前記要求スロットル開度検出手段の検出結果に基づ
く要求スロットル開度に応じた開度となるよう前記バル
ブ駆動手段を制御するとともに、吸気温度が前記所定値
以下であるとき、吸気温度が前記所定値よりも高いとき
に比べて前記スロットルバルブを開放させ、バイパス通
路へ流れる吸気量を増大させるように前記バルブ駆動手
段を制御するバルブ駆動制御手段とを備えたことを特徴
とする内燃機関の吸気エネルギー回収装置をその要旨と
している。

【００１１】また、第２の発明においては、内燃機関の
吸気通路の途中に配設され、吸気の流れにより回転する
タービンと、前記タービンの回転に基づいて電力を発生
させて吸気エネルギーの一部を回収するための発電機
と、前記タービンと前記発電機との連結を機械的又は電
気的に断続させる断続手段と、前記内燃機関に流入する
吸気の温度を検出する吸気温度検出手段と、前記吸気温
度検出手段の検出結果に基づく吸気温度が予め定めた所
定値よりも高いとき、前記タービン及び前記発電機を機
械的又は電気的に連結させるように前記断続手段を制御
するとともに、吸気温度が前記所定値以下であるとき、
前記タービンと前記発電機との連結を機械的又は電気的
に断つように前記断続手段を制御する断続制御手段とを
備えたことを特徴とする内燃機関の吸気エネルギー回収
装置をその要旨としている。

【００１２】

【作用】従って、上記第１の発明の構成によれば、吸気
温度検出手段により内燃機関に流入する吸気の温度が検
出される。検出された吸気温度が予め定められた所定値
よりも高いとき、バルブ駆動制御手段によりバルブ駆動
手段が制御され、スロットルバルブの開度が要求スロッ
トル開度検出手段により検出された要求スロットル開度
に応じた開度となる。このため、要求スロットル開度に
応じてバイパス通路へ流れる吸気量が増減し、バイパス
通路に流れなかった吸気はタービンの配設された吸気通
路を通る。この吸気の流れによりタービンが回転され
る。その結果、タービンの出力軸に連結された発電機に
より電力が発生される。

【００１３】一方、検出された吸気温度が予め定められ
た所定値以下のとき、バルブ駆動制御手段によりバルブ
駆動手段が制御され、吸気温度が所定値よりも高いとき
に比べてスロットルバルブが開放される。このため、バ
イパス通路へ流れる吸気量が増大し、吸気はタービンの
配設された吸気通路を通りにくくなる。その結果、ター
ビンの回転が規制されることとなり、発電機による発電
が規制される。このため、例えば冷間始動時等、吸気温
度が低い条件にある場合には、吸気エネルギーの回収が
規制されることとなるため、吸気温度は吸気エネルギー
の回収によりさらに低下することがなくなる。従って、
機関温度が速やかに上昇し、燃料の霧化性が良好とな
り、燃焼速度が速まる。

【００１４】また、第２の発明の構成によれば、吸気温
度検出手段により内燃機関に流入する吸気の温度が検出
される。検出された吸気温度が予め定められた所定値よ
りも高いとき、断続制御手段により断続手段が制御さ
れ、タービン及び発電機は機械的又は電気的に連結され
る。このため、吸気流れによるタービンの回転に基づい
て発電機により電力が発生される。

【００１５】一方、検出された吸気温度が所定値以下の
とき、断続制御手段により断続手段が制御され、タービ
ンと発電機との機械的又は電気的な連結が断たれる。そ
の結果、タービンが回転したとしても、その回転エネル
ギーは発電機により電気エネルギーに変換されない。こ
のため、例えば冷間始動時等、吸気温度が低い条件にあ
る場合には、前記同様吸気エネルギーの回収が規制され
ることとなり、吸気温度はさらに低下することがなくな
る。

【００１６】

【実施例】

（第１実施例）以下、第１の発明における内燃機関の吸
気エネルギー回収装置を具体化した第１実施例を図１〜
５に基づいて詳細に説明する。

【００１７】図１は本実施例における内燃機関の吸気系
を示す概略図であり、図２は吸気エネルギー回収装置を
示す概略構成図である。内燃機関としてのエンジン１に
は、エアクリーナ２によって浄化された空気をエンジン
１の図示しない燃焼室内に導入するための吸気通路３が
設けられている。この吸気通路３の途中には、吸気の脈
動を抑えるためのサージタンク４が設けられている。

【００１８】また、吸気通路３においてサージタンク４
よりも上流側には、タービン５が設けられている。この
タービン５の同軸上には発電機６が設けられ、タービン
５の回転に伴って発生するエネルギーが同発電機６によ
って電気エネルギーに変換される。そして、変換された
電気エネルギーは図示しないバッテリに充電され、回収
されるようになっている。

【００１９】さらに、吸気通路３においてタービン５よ
りも上流側には、プライマリスロットルバルブ７が軸７
ａにより回動可能に支持されている。このプライマリス
ロットルバルブ７は、運転者によって操作される図示し
ないアクセルペダルの動きに連動して開閉されるもので
ある。すなわち、プライマリスロットルバルブ７の軸７
ａ上にはリンク８が設けられ、同リンク８はワイヤ９に
よってアクセルペダルに連結されている。そして、運転
者によってアクセルペダルの踏込量が調節されることに
よりワイヤ９が移動しリンク８が回動される。これに伴
い、プライマリスロットルバルブ７が軸７ａを中心とし
て開閉され、同バルブ７の下流側へ通過する吸気の量が
調節される。

【００２０】また、吸気通路３のスロットルバルブ７近
傍からはバイパス通路１０が分岐している。同バイパス
通路１０の他端は、タービン５を迂回してサージタンク
４に連通されている。このバイパス通路１０の途中に
は、セカンダリスロットルバルブ１１が軸１１ａにより
回動可能に支持されている。セカンダリスロットルバル
ブ１１の近傍には、その軸１１ａを駆動するバルブ駆動
手段としてのステップモータ１２が配設されている。

【００２１】次に、この実施例における電気的構成につ
いて説明する。エンジン１のウォータアウトレットハウ
ジング（図示せず）には、サーミスタを内蔵してなる吸
気温度検出手段としての水温センサ１３が設けられてい
る。この水温センサ１３により吸気温度に相当する冷却
水温ＴＨＷが検出されるようになっている。

【００２２】また、プライマリスロットルバルブ７の軸
７ａ上にて、リンク８とは反対側の位置には、要求スロ
ットル開度検出手段としてのスロットル開度センサ１４
が設けられている。このスロットル開度センサ１４によ
り、運転者の要求するスロットル開度に相当するプライ
マリスロットル開度ＴＨＰが検出されるようになってい
る。

【００２３】これらの水温センサ１３及びスロットル開
度センサ１４は、バルブ駆動制御手段としての電子制御
装置（以下単に「ＥＣＵ」という）１５の入力側に電気
的に接続されている。さらに、ＥＣＵ１５の出力側に
は、ステップモータ１２が電気的に接続されている。そ
して、ＥＣＵ１５は水温センサ１３の検出信号に基づき
前記セカンダリスロットルバルブ１１が開閉されるよう
ステップモータ１２を駆動制御する。

【００２４】また、ＥＣＵ１５はスロットル開度センサ
１４の検出信号に基づき、前記セカンダリスロットルバ
ルブ１１の開度が適宜調整されるようステップモータ１
２を適宜駆動制御する。すなわち、ＥＣＵ１５のメモリ
には、図３，４に示すマップが予め記憶されており、Ｅ
ＣＵ１５はこれらのマップに従ってステップモータ１２
を駆動制御する。図３のマップには、プライマリスロッ
トル開度ＴＨＰに対するセカンダリスロットルバルブ１
１の基本開度（基本セカンダリ開度ＴＨＳ）が規定され
ている。また、図４のマップには、プライマリスロット
ル開度ＴＨＰの単位時間あたりの変化量ｄＴＨＰ／ｄｔ
に対するセカンダリスロットルバルブ１１の開度の補正
項ＴＨＳａが規定されている。そして、ＥＣＵ１５は、
冷間時以外においては、そのときのセカンダリスロット
ルバルブ１１の開度（セカンダリスロットル開度ＴＨＳ
１）が、基本セカンダリ開度ＴＨＳに補正項ＴＨＳａを
加算した値となるようにステップモータ１２を駆動制御
するのである。

【００２５】次に、前述したＥＣＵ１５により実行され
る吸気制御の処理動作について説明する。図５に示すフ
ローチャートはＥＣＵ１５により実行される各処理のう
ち、セカンダリスロットルバルブ１１の開度制御の処理
動作を示す「処理ルーチン」であって、所定時間毎の定
時割り込みで実行される。

【００２６】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ１０１において、水温センサ１３からの検出結果
に基づく冷却水温ＴＨＷを読み込む。次に、ステップ１
０２においては、ステップ１０１で読み込んだ冷却水温
ＴＨＷが予め定められた所定水温β以下であるか否かを
判断する。この所定水温βは実験により求められた温度
であって、吸気エネルギーが回収されることにより、排
気ガス中の未燃の炭化水素や一酸化炭素が急増すると予
測される最低の温度である。そして、冷却水温ＴＨＷが
所定水温β以下の場合には、冷間時であるものと判断し
てステップ１０３に移行する。

【００２７】そして、ステップ１０３において、セカン
ダリスロットル開度ＴＨＳ１を最大にすべく、ステップ
モータ１２を駆動制御する。これに伴い、セカンダリス
ロットルバルブ１１が全開状態となり、バイパス通路１
０が開放される。そのため、エアクリーナ２からの吸入
空気は、吸気通路３をほとんど通らずバイパス通路１０
を通って直接サージタンク４内に導入される。

【００２８】一方、ステップ１０２において、冷却水温
ＴＨＷが所定水温β以下でない場合には、冷間時ではな
いとしてステップ１０４に移行する。ステップ１０４に
おいては、スロットル開度センサ１４の検出結果に基づ
くプライマリスロットル開度ＴＨＰを読み込む。

【００２９】次に、ステップ１０５においては、ステッ
プ１０４で読み込んだプライマリスロットル開度ＴＨＰ
に基づいて、図３のマップに従い、基本セカンダリ開度
ＴＨＳを算出する。

【００３０】続いて、ステップ１０６において、ステッ
プ１０４で読み込んだプライマリスロットル開度ＴＨＰ
と、前回のルーチンにて記憶した前回プライマリスロッ
トル開度ＴＨＰ０（後記ステップ１１０参照）とに基づ
いて、プライマリスロットル開度ＴＨＰの単位時間あた
りの変化量ｄＴＨＰ／ｄｔを算出する。

【００３１】そして、次のステップ１０７において、ス
テップ１０６で読み込んだ変化量ｄＴＨＰ／ｄｔに基づ
き、図４のマップに従い、セカンダリスロットルバルブ
１１の開度の補正項ＴＨＳａを算出する。

【００３２】次のステップ１０８においては、ステップ
１０４で読み込んだ基本セカンダリ開度ＴＨＳに、ステ
ップ１０７で算出した補正項ＴＨＳａを加算し、その結
果（和）をセカンダリスロットル開度ＴＨＳ１として設
定する。

【００３３】そして、ステップ１０９において、ステッ
プ１０８で設定したセカンダリスロットル開度ＴＨＳ１
に基づき、セカンダリスロットルバルブ１１がその開度
ＴＨＳ１となるよう、ステップモータ１２を駆動制御す
る。

【００３４】最後に、ステップ１１０において、今回の
ルーチンにおけるプライマリスロットル開度ＴＨＰを前
回プライマリスロットル開度ＴＨＰ０として設定し、そ
れを記憶する。そして、その後の処理を一旦終了する。

【００３５】このように、本実施例では、そのときどき
の吸気温度（冷却水温ＴＨＷ）や、プライマリスロット
ル開度ＴＨＰ等に応じて、ＥＣＵ１５によりステップモ
ータ１２を駆動制御し、セカンダリスロットルバルブ１
１が適宜開閉制御されるようにした。

【００３６】すなわち、冷却水温ＴＨＷが所定水温β以
下の場合には、吸気温度が低く、冷間時であるものとし
て、プライマリスロットル開度ＴＨＰに関係なく、セカ
ンダリスロットル開度ＴＨＳ１が最大となるようステッ
プモータ１２を駆動制御するようにした。そして、この
駆動によりセカンダリスロットルバルブ１１は全開とな
り、バイパス通路１０が開放される。このため、エアク
リーナ２からの吸入空気は、吸気通路３をほとんど通ら
ずバイパス通路１０を通って直接サージタンク４内に導
入される。このとき、吸入空気は吸気通路３内のタービ
ン５を通らないので、該タービン５及び発電機６によっ
て吸気エネルギーが回収されることはない。従って、吸
気エネルギー回収に伴って吸気温度がさらに低下するこ
とがなくなり、エンジン１温度を速やかに上昇させ、燃
料の霧化性を良好とし、燃焼速度を速めることができ
る。その結果、排気ガス中の未燃の炭化水素及び一酸化
炭素の量を少なくすることができる。

【００３７】また、エンジン１温度を速やかに上昇させ
ることができることから、排気通路の触媒（図示しな
い）の温度上昇も速やかに上昇させることができる。従
って、触媒による炭化水素及び一酸化炭素の浄化率も良
好となり、結果として排出される炭化水素及び一酸化炭
素の量を低減させることができる。

【００３８】一方、冷却水温ＴＨＷが所定水温βよりも
高い場合には、温間時であるものとして、タービン５及
び発電機６によって吸気エネルギーを回収するようにし
ている。すなわち、温間時において、スロットル開度が
ほぼ一定で小さい、いわゆるエンジン１の低回転・低負
荷状態においては、プライマリスロットル開度ＴＨＰも
小さい。この状態においては、基本セカンダリ開度ＴＨ
Ｓは「０」である。また、アクセルペダルの踏み込み量
がほぼ一定であるので補正項ＴＨＳａも「０」である。
従って、ＥＣＵ１５はセカンダリスロットル開度ＴＨＳ
１が「０」となるようステップモータ１２を駆動制御す
る。これに伴ってバイパス通路１０は閉鎖され、エアク
リーナ２からの吸入空気は、吸気通路３のみを通ってタ
ービン５を経てサージタンク４内に導入される。このと
き、この吸気に基づいてタービン５が回転される。従っ
て、この回転に伴って発生するエネルギーは発電機６に
よって電気エネルギーに変換される。その結果、この電
気エネルギーをバッテリに充電することができ、有効な
吸気エネルギーの回収を図ることができる。なお、この
ときの吸気温度は低温状態ではないので、吸気エネルギ
ーを回収しても排出される炭化水素及び一酸化炭素の量
は問題とならない。

【００３９】また、温間時において、スロットル開度が
ほぼ一定で大きい、いわゆるエンジン１の高回転・高負
荷状態においては、プライマリスロットル開度ＴＨＰは
大きくなる。そして、プライマリスロットル開度ＴＨＰ
が基準値αを超えた状態においては、基本セカンダリ開
度ＴＨＳがほぼ２次曲線的に上昇する。なお、アクセル
ペダルの踏み込み量が一定であるので補正項ＴＨＳａは
「０」である。従って、ＥＣＵ１５はプライマリスロッ
トル開度ＴＨＰが大きいほどセカンダリスロットルバル
ブ１１が開放されるようステップモータ１２を駆動制御
する。これに伴って前記冷間時と同様にバイパス通路１
０が開放される。そして、エアクリーナ２からの吸入空
気は、吸気通路３を通ってタービン５を経てサージタン
ク４内に導入されるとともに、バイパス通路１０を通っ
て直接サージタンク４内に導入される。従って、エンジ
ン１の高回転・高負荷状態においては吸気エネルギーの
回収よりもむしろ吸入空気の確保を優先させることがで
きる。

【００４０】さらに、アクセルペダルの踏み込み量の小
さい状態において、急加速を行うべくアクセルペダルを
急激に踏み込んだような場合には、プライマリスロット
ル開度ＴＨＰの単位時間あたりの変化量ｄＴＨＰ／ｄｔ
が大きくなる。これに伴って、セカンダリスロットルバ
ルブ１１の開度の補正項ＴＨＳａが大きくなる（図４参
照）。このため、基本セカンダリ開度ＴＨＳが小さい場
合であってもその補正項ＴＨＳａが大きいため、結果と
してセカンダリスロットル開度ＴＨＳ１は大きくなる。
つまり、上記のようにアクセルペダルを急激に踏み込ん
だような場合には、セカンダリスロットルバルブ１１が
速やかに開放され、エアクリーナ２からの吸入空気は、
バイパス通路１０を通って直接サージタンク４内に導入
される。従って、必要とされる吸気が素早くエンジン１
の燃焼室内に供給されることになり、車両を速やかに加
速させることができる。

【００４１】（第２実施例）次に、第２の発明を具体化
した第２実施例を図６に基づいて説明する。なお、本実
施例において、前記第１実施例と同一の部材については
同一の符号を付して説明を省略し、異なった点について
のみ説明する。

【００４２】本実施例においては、第１実施例で説明し
たバイパス通路１０は設けられておらず、タービン５の
出力軸に連結された発電機６の内部に、同発電機６によ
る発電動作をオン・オフさせる断続手段としてのスイッ
チ６ａが設けられているという点で第１実施例と大きく
異なっている。

【００４３】本実施例では、発電機６における発電動作
を制御するために、断続制御手段としてのＥＣＵ１６が
設けられており、同ＥＣＵ１６には水温センサ１３から
の検出結果（冷却水温ＴＨＷ）が入力されるようになっ
ている。そして、ＥＣＵ１６は検出した冷却水温ＴＨＷ
に基づき、前記スイッチ６ａをオン・オフ制御するよう
になっている。

【００４４】次に、本実施例における作用について説明
する。水温センサ１３により検出された水温ＴＨＷが所
定水温βよりも高い場合には、ＥＣＵ１６は前記スイッ
チ６ａをオンさせる。すると、吸気の流れにより回転さ
れたタービン５の回転エネルギーが発電機６に伝達さ
れ、発電が行われる。

【００４５】一方、水温ＴＨＷが所定水温β以下の場合
には、ＥＣＵ１６は前記スイッチ６ａをオフさせる。こ
れに伴い、発電機６による発電動作が停止される。この
ため、タービン５はほとんどトルクを受けることなく空
回りすることなり、吸気エネルギーは発電機６により回
収されることはなくなる。このため、前記第１実施例と
同様、冷間時においては吸気エネルギー回収による吸気
温度のさらなる低下が未然に防止でき、ひいては排気ガ
ス中の未燃の炭化水素及び一酸化炭素の量を少なくする
ことができる。

【００４６】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一
部を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記第２実施例では、発電機６の内部にスイッチ
６ａを設け、タービン５と発電機６との電気的接続を絶
つような構成としたが、例えば発電機６とタービン５と
の間にクラッチを設け、冷却水温ＴＨＷがβ以下のとき
にはクラッチにより両者５，６間の機械的接続を絶ち、
タービン５の回転をフリーにさせるような構成としても
よい。

【００４７】（２）前記各実施例では、吸気温度検出手
段として水温センサ１３を用いて吸気温度に相当する冷
却水温ＴＨＷを検出する構成としたが、その外のセンサ
として例えば吸気温センサを用い、吸気温度を直接検出
するようにしてもよい。

【００４８】（３）前記第１実施例では、プライマリス
ロットルバルブ７の開度を検出するスロットル開度セン
サ１４の検出結果のみをセカンダリスロットル開度ＴＨ
Ｓ１に反映させているが、その外にも、例えばトランク
ションコントロールシステム（ＴＲＣ）からの情報をセ
カンダリスロットルバルブ１１に反映させることもでき
る。すなわち、路面が濡れているとき等に、セカンダリ
スロットルバルブ１１の開度を幾分小さくするように設
定してもよい。また、オートマチックトランスミッショ
ンを備えたエンジンにおいては、その変速時の情報をセ
カンダリスロットル開度ＴＨＳ１に反映させて、同開度
を幾分小さくするように設定してもよい。

【００４９】（４）前記各実施例では、吸気通路３にタ
ービン５及び発電機６を設けるようにしたが、その外に
も例えば容積型ポンプ及び発電機を組合わせて設け、吸
気のエネルギーによって該ポンプを回転させるようにし
てもよい。

【００５０】（５）前記第１実施例では、図３，４に示
すような特性のマップを参照してセカンダリスロットル
バルブ１１を駆動制御するようにしたが、例えばマップ
の特性を適宜に変更してもよい。例えば、図３のマップ
を直線状にしたり、図４のマップを曲線状にしたりして
もよい。

【００５１】（６）前記各実施例では、吸気通路３にタ
ービン５及び発電機６をそれぞれ１つずつのみ設ける構
成としたが、並列に設けられた複数の吸気通路にそれぞ
れタービン及び発電機を設けるような構成にして、吸気
温度に応じてエネルギー回収量を順次増減させるような
構成としてもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上詳述したように、第１及び第２の発
明の内燃機関の吸気エネルギー回収装置によれば、吸気
流れの持つエネルギーを取出すべく吸気系にタービンを
備えてなる内燃機関の吸気エネルギー回収装置におい
て、吸気温度が予め定めた所定値以下であるとき、発電
機による吸気エネルギーの回収を規制するようにしたの
で、吸気エネルギーの有効な回収を図りつつ、吸気温度
の低下に伴って発生する炭化水素及び一酸化炭素の量を
低減させることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明を具体化した第１実施例における内
燃機関の吸気系を示す概略図である。

【図２】第１実施例における内燃機関の吸気エネルギー
回収装置を示す概略構成図である。

【図３】第１実施例においてプライマリスロットル開度
に対する基本セカンダリ開度を規定したマップである。

【図４】第１実施例においてプライマリスロットル開度
の単位時間あたりの変化量に対するセカンダリスロット
ルバルブの開度の補正項を規定したマップである。

【図５】第１実施例においてＥＣＵにより実行されるセ
カンダリスロットルバルブの開度の制御処理を説明する
フローチャートである。

【図６】第２の発明を具体化した第２実施例における内
燃機関の吸気エネルギー回収装置を示す概略構成図であ
る。

【図７】従来技術における内燃機関の吸気制御装置を示
す概略図である。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、３…吸気通路、５…タ
ービン、６…発電機、６ａ…断続手段としてのスイッ
チ、１１…セカンダリスロットルバルブ、１２…バルブ
駆動手段としてのステップモータ、１３…吸気温度検出
手段としての水温センサ、１４…要求スロットル開度検
出手段としてのスロットル開度センサ、１５…バルブ駆
動制御手段としてのＥＣＵ、１６…断続制御手段として
のＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−291425（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−291426（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02B 41/00 F02B 61/00 F02D 9/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気通路の途中に配設され、
   吸気の流れにより回転するタービンと、 前記タービンの出力軸に連結され、同タービンの回転に
   基づいて電力を発生させて吸気エネルギーの一部を回収
   するための発電機と、 前記吸気通路において、前記タービンの上流側と下流側
   との間を連通するバイパス通路と、 前記吸気通路の途中に配設され、開閉により前記バイパ
   ス通路へ流れる吸気量を調整するスロットルバルブと、 前記スロットルバルブを開閉駆動するバルブ駆動手段
   と、 運転者により要求される要求スロットル開度を検出する
   要求スロットル開度検出手段と、 前記内燃機関に流入する吸気の温度を検出する吸気温度
   検出手段と、 前記吸気温度検出手段の検出結果に基づく吸気温度が予
   め定めた所定値よりも高いとき、前記スロットルバルブ
   の開度が前記要求スロットル開度検出手段の検出結果に
   基づく要求スロットル開度に応じた開度となるよう前記
   バルブ駆動手段を制御するとともに、吸気温度が前記所
   定値以下であるとき、吸気温度が前記所定値よりも高い
   ときに比べて前記スロットルバルブを開放させ、バイパ
   ス通路へ流れる吸気量を増大させるように前記バルブ駆
   動手段を制御するバルブ駆動制御手段とを備えたことを
   特徴とする内燃機関の吸気エネルギー回収装置。
2. 【請求項２】 内燃機関の吸気通路の途中に配設され、
   吸気の流れにより回転するタービンと、 前記タービンの回転に基づいて電力を発生させて吸気エ
   ネルギーの一部を回収するための発電機と、 前記タービンと前記発電機との連結を機械的又は電気的
   に断続させる断続手段と、 前記内燃機関に流入する吸気の温度を検出する吸気温度
   検出手段と、 前記吸気温度検出手段の検出結果に基づく吸気温度が予
   め定めた所定値よりも高いとき、前記タービン及び前記
   発電機を機械的又は電気的に連結させるように前記断続
   手段を制御するとともに、吸気温度が前記所定値以下で
   あるとき、前記タービンと前記発電機との連結を機械的
   又は電気的に断つように前記断続手段を制御する断続制
   御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の吸気エネ
   ルギー回収装置。