JP3165501B2 - 機械式過給機付エンジンの過給圧制御装置 - 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、機械式過給機から吐
出された吸気を過給機上流側の吸気通路にリリーフする
リリーフ通路を備えた過給機付エンジンにおいて、その
過給圧を制御する制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の機械式過給機付エン
ジンとして、例えば特開平１―３１５６１２号公報に示
されるように、吸気通路に、吸気を過給する内部圧縮型
の機械式過給機を配設するとともに、該過給機下流側の
吸気通路をリリーフ通路を介して過給機上流側に接続
し、過給機から吐出された吸気の上流側吸気通路へのリ
リーフ量を調整することにより、過給圧を制御して過給
機の駆動損失を低減するようにしたものは知られてい
る。

【０００３】一方、実開平６１―４７４７９号公報に
は、排気ガス浄化装置上流側の排気通路を機械式過給機
下流側の吸気通路に排気還流通路を介して接続し、エン
ジンの過給領域で排気還流通路を開くことで、過給され
た空気を２次エアとして排気系に供給するようにするこ
とが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した前
者の従来例では、エンジンの非過給領域に、過給機から
吐出された吸気の一部をリリーフ通路を介して過給機上
流側に還流させるため、過給機で圧縮されて昇温した吸
気がさらに過給機での再圧縮により昇温することとな
り、過給機からの吸気の吐出温度は高くなる。特に、エ
ンジンの低速トルクを上げるために大型の過給機を設け
た場合には、高速域で過給能力が過大となるので、上記
吸気吐出温度の上昇が顕著に生じる。

【０００５】しかしながら、この過給機からの吸気の吐
出温度の上昇は種々の弊害を招くので、その吐出温度は
低下させる必要がある。例えば吸気の吐出温度の上昇に
伴い過給機の圧縮部が熱膨張するが、この熱膨張を考慮
すると、圧縮部のクリアランスをあまり大きくすること
はできない。しかし、このクリアランスの増大は、エン
ジンの低速域で体積効率や断熱効果の悪化により吸気圧
縮能力が低下することを意味し、低速トルクの不足を招
くこととなる。

【０００６】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
で、その主たる目的は、上記した後者の従来例に示され
ている構造に着目して、過給機の吸気吐出温度を下げる
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的の達成のた
め、請求項１の発明では、機械式過給機から吐出された
吸気を過給機上流側にリリーフさせるようにした過給機
付エンジンにおいて、過給機吐出側の吸気通路を排気ガ
ス浄化装置上流側の排気通路に連通させ、排気ガス温度
を検出して、その温度が高いときに、過給機の吐出吸気
を上記排気ガス浄化装置上流側の排気通路にリリーフす
るようにしている。

【０００８】すなわち、この発明では、図１に示すよう
に、吸気を過給する機械式過給機１０と、該過給機１０
から吐出された吸気を過給機１０上流側の吸気通路４に
リリーフするリリーフ通路２３とを備えるとともに、排
気通路３３に排気ガス浄化装置３６を備え、上記リリー
フ通路２３により過給圧を制御するようにした機械式過
給機付エンジン１の過給圧制御装置が前提である。

【０００９】そして、上記過給機１０下流側の吸気通路
４を排気ガス浄化装置３６上流側の排気通路３３に連通
する過給圧リリーフ通路３７と、過給機１０から吐出さ
れる吸気のリリーフ通路２３及び過給圧リリーフ通路３
７への流通割合を変化させるリリーフ可変手段４７とを
設ける。

【００１０】さらに、排気ガス温度を検出する排気温度
検出手段５６と、この排気温度検出手段５６により検出
される排気ガス温度が所定値よりも高くなったとき、過
給機１０からの吐出吸気が上記排気ガス浄化装置３６上
流側の排気通路３３へリリーフされるように上記リリー
フ可変手段４７を制御する制御手段５８とを設ける。

【００１１】請求項２の発明では、エンジンの運転領域
を検出して、その領域が高速高負荷領域であるときに、
過給機の吐出吸気を排気ガス浄化装置上流側の排気通路
にリリーフするようにした。

【００１２】すなわち、この発明では、過給機１０下流
側の吸気通路４を排気ガス浄化装置３６上流側の排気通
路３３に連通する過給圧リリーフ通路３７と、過給機１
０から吐出される吸気のリリーフ通路２３及び過給圧リ
リーフ通路３７への流通割合を変化させるリリーフ可変
手段４７とを設ける。

【００１３】さらに、エンジン１の運転領域を検出する
運転領域検出手段５７と、この運転領域検出手段５７に
より検出されるエンジン１の運転領域が高速高負荷領域
になったとき、過給機１０からの吐出吸気が上記排気ガ
ス浄化装置３６上流側の排気通路３３へリリーフされる
ように上記リリーフ可変手段４７を制御する制御手段５
８とを設ける。

【００１４】請求項３の発明では、上記請求項１又は２
の機械式過給機付エンジンの過給圧制御装置において、
エンジン１は複数の気筒２を有するものとし、過給圧リ
リーフ通路３７を、各気筒２に接続される排気通路３３
の集合部３３ａよりも上流側に連通させる。

【００１５】請求項４の発明では、請求項１又は２の機
械式過給機付エンジンの過給圧制御装置において、排気
ガス温度を検出する排気温度検出手段５６を設ける。ま
た、制御手段５８は、上記排気温度検出手段５６により
検出される排気ガス温度が所定値よりも高くなったとき
には、過給機１０からの吐出吸気が排気通路３３へリリ
ーフされるようにリリーフ可変手段４７を制御すること
に加え、空燃比をリッチ側に補正するように構成する。

【００１６】請求項５の発明では、同様に請求項１又は
２の機械式過給機付エンジンの過給圧制御装置におい
て、過給機１０からの吸気の吐出温度を検出する吐出温
度検出手段５３を設け、制御手段５８は、上記吐出温度
検出手段５３により検出される吐出温度が一定となるよ
う、排気ガス浄化装置３６上流側の排気通路３３への吸
気のリリーフ量を制御するように構成する。

【００１７】請求項６の発明では、上記機械式過給機１
０は内部圧縮型の過給機とする。

【００１８】

【作用】上記の構成により、請求項１の発明では、排気
ガスの温度が排気温度検出手段５６により検出され、こ
の排気温度が所定値よりも高いときには、制御手段５８
によりリリーフ可変手段４７が制御されて、過給機１０
からの吐出吸気が排気通路３３へリリーフされる。この
ため、過給機１０からの吐出吸気が過給機１０上流側に
リリーフされて過給機１０で再圧縮されることによる吸
気吐出温度の上昇を防止でき、その吐出温度を効果的に
低下させることができる。しかも、排気通路３３にリリ
ーフされる吸気が比較的多量であるので、このリリーフ
吸気により排気ガス温度を下げることができ、排気系の
保護を図ることができる。

【００１９】また、そのとき、過給機１０からの吐出吸
気は排気ガス浄化装置３６上流側の排気通路３３へリリ
ーフされるので、たとえ空燃比がリッチ側にあって多く
の未燃焼ガスが排気ガス浄化装置３６でリリーフ吸気を
２次エアとして反応したとしても、リリーフされる比較
的多量の吸気により排気ガス温度を下げることができ
る。従って、過給機１０の過給圧をそのまま或いは少し
低下させるだけで、排気ガス温度の過度の上昇を防止し
て、その温度を低下させることができる。

【００２０】請求項２の発明では、エンジン１の運転領
域が運転領域検出手段５７により検出され、この運転領
域が高速高負荷領域にあるときには、制御手段５８によ
りリリーフ可変手段４７が制御されて、過給機１０から
の吐出吸気が排気通路３３へリリーフされる。このた
め、上記請求項１の発明と同様に、過給機１０からの吸
気の吐出温度及び排気ガス温度が高くなる運転領域であ
っても、それら温度を低下させることができる。

【００２１】請求項３の発明では、上記過給機１０から
の吐出吸気は、エンジン１の各気筒２に接続される排気
通路３３の集合部３３ａよりも上流側にリリーフされる
ので、各気筒２からの高温の排気ガスが常時集まって最
も高温度となる排気通路３３の集合部３３ａに吐出吸気
を流すことができ、その集合部３３ａを効果的に冷却す
ることができる。

【００２２】請求項４の発明では、排気温度検出手段５
６により検出された排気ガス温度が所定値よりも高いと
き、制御手段５８により、吸気が排気ガス浄化装置３６
上流側の排気通路３３へリリーフされ、そのことに加
え、空燃比がリッチ側に補正される。従って、過給機１
０からの吐出吸気を排気通路３３にリリーフしているに
も拘らず排気ガス温度が上昇する場合であっても、空燃
比のリッチ側への補正によって排気ガス温度を低下させ
ることができ、信頼性を向上させることができる。

【００２３】請求項５の発明では、過給機１０からの吸
気の吐出温度が吐出温度検出手段５３により検出され、
制御手段５８により、この吐出温度が一定となるよう排
気ガス浄化装置３６上流側の排気通路３３への吸気のリ
リーフ量が制御される。このため、過給機１０からの吸
気吐出温度が一定となるので、過給機１０の圧縮部のク
リアランスを安定して適正に管理することができる。

【００２４】請求項６の発明では、内部圧縮型の機械式
過給機１０は熱膨張に伴う圧縮部のクリアランスの設定
が過酷であるので、特に有効である。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図２以下の図面に基
づいて説明する。図２は本発明の一実施例の全体構成を
示す。１は４つの気筒２，２，…を有する直列４気筒エ
ンジンで、上記各気筒２には２つの吸気ポート３，３と
２つの排気ポート３２，３２とが開口されている。各吸
気ポート３は吸気通路４の下流端部分を構成するもの
で、該吸気通路４は、下流端が吸気ポート３で構成され
る４つの独立吸気通路５，５，…と、下流端の集合部４
ａに４つの独立吸気通路５，５，…の上流端が集合して
接続された１つの集合吸気通路６とを有し、この集合吸
気通路６の上流端は吸入空気（吸気）を清浄にするエア
クリーナ７に接続されている。集合吸気通路６にはエア
クリーナ７から下流側に向かって順に、吸入空気量を検
出するエアフローメータ８と、集合吸気通路６（吸気通
路４）を絞るスロットル弁９と、吸入空気（吸気）を圧
縮して過給する過給機１０と、該過給機１０で圧縮され
た空気を冷却するインタクーラ２１とが配設されてい
る。また、各独立吸気通路５の吸気ポート３近傍には、
燃料を噴射供給するインジェクタ２２が配設されてい
る。

【００２６】上記過給機１０は内部圧縮型の機械式過給
機で、ハウジング１１内に回転軸１２，１３によって支
持された雌雄のロータ１４，１５を備え、両ロータ１
４，１５は各々の回転軸１２，１３に取り付けたギヤ１
６，１７の噛合によって逆方向に回転する。一方のロー
タ１４の回転軸１２にはプーリ１８が取り付けられ、こ
のプーリ１８はエンジン１のクランク軸１ａに取り付け
たプーリ１９に伝動ベルト２０を介して駆動連結されて
おり、エンジン１の運転によりロータ１４，１５を回転
させて、吸入空気をハウジング１１内に吸い込み、その
空気を圧縮してハウジング１１から吐出するようになっ
ている。

【００２７】上記吸気通路４の集合部４ａ（独立吸気通
路５と集合吸気通路６との接続部）にはリリーフ通路２
３の一端（上流端）が接続され、該リリーフ通路２３の
他端（下流端）は、上記スロットル弁９下流側で過給機
１０上流側の集合吸気通路６に接続されており、過給機
１０から吐出された空気（吸気）の一部を過給機１０上
流側の吸気通路４にリリーフ通路２３によってリリーフ
するようにしている。また、上記リリーフ通路２３に
は、リリーフ通路２３を開閉してリリーフ量を調整する
ことでエンジン１への過給圧を制御する過給圧コントロ
ールバルブ２４が配設されている。このコントロールバ
ルブ２４はアクチュエータ２５に駆動連結されている。
このアクチュエータ２５は、バルブ２４に連結されたダ
イアフラム２６と、このダイアフラム２６によってケー
シング２７内に区画された圧力室２８と、該圧力室２８
に縮装され、バルブ２４を閉じ方向に付勢するスプリン
グ２９とを備え、上記圧力室２８は上記吸気通路４の集
合部４ａに過給圧導入通路３０を介して連通されてい
る。そして、この過給圧導入通路３０にはデューティソ
レノイド弁３１が配設されており、このデューティソレ
ノイド弁３１の制御により圧力室２８への導入圧力を調
整して過給圧を制御し、デューティソレノイド弁３１の
開度を大きくしたときには、圧力室２８への導入圧力を
高くして過給圧コントロールバルブ２４の開度を小さく
し、リリーフ量を少なくして過給圧を高くする一方、デ
ューティソレノイド弁３１の開度を小さくしたときに
は、圧力室２８への導入圧力を低くして過給圧コントロ
ールバルブ２４の開度を大きくし、リリーフ量を多くし
て過給圧を下げるようになっている。

【００２８】一方、エンジン１の各気筒２の排気ポート
３２は、排気通路３３の上流端部分を構成するもので、
該排気通路３３は、上流端が排気ポート３２で構成され
る４つの独立排気通路３４，３４，…と、上流端の集合
部３３ａに４つの独立排気通路３４，３４，…の下流端
が集合して接続された１つの集合排気通路３５とからな
り、この集合排気通路３５の途中には排気ガスを清浄に
する排気ガス浄化装置３６が配設されている。

【００２９】そして、本発明の特徴として、上記インタ
クーラ２１つまり過給機１０下流側の吸気通路４の集合
部４ａには過給圧リリーフ通路３７の一端（上流端）が
接続され、該過給圧リリーフ通路３７の他端（下流端）
は、エンジン１の各気筒２に接続される排気通路３３に
おいて集合部３３ａよりも上流側である１つの独立排気
通路３４（図では気筒列一端の気筒２に対応する独立排
気通路３４）の途中に接続されており、過給機１０から
吐出された空気（吸気）の一部を過給圧リリーフ通路３
７によって排気通路３３にリリーフするようにしてい
る。

【００３０】また、過給圧リリーフ通路３７には、アク
チュエータ３９の駆動によりリリーフ通路３７を開閉し
てリリーフ量を制御する弁手段としての排気バイパスバ
ルブ３８が配設されている。上記アクチュエータ３９
は、排気バイパスバルブ３８に連結されたダイアフラム
４０と、このダイアフラム４０によってケーシング４１
内に区画された圧力室４２及びスプリング室４３と、該
スプリング室４３に縮装され、バルブ３８を閉じ方向に
付勢するスプリング４４とを備え、上記圧力室４２は上
記吸気通路４の集合部４ａに過給圧導入通路４５を介し
て連通されている。そして、この過給圧導入通路４５に
はデューティソレノイド弁４６が配設されており、この
デューティソレノイド弁４６の制御により圧力室４２へ
の導入圧力を調整して排気通路３３への空気リリーフ量
を制御し、デューティソレノイド弁４６の開度を大きく
したときには、圧力室４２への導入圧力を高くして排気
バイパスバルブ３８の開度を大きくし、リリーフ量を多
くする一方、デューティソレノイド弁４６の開度を小さ
くしたときには、圧力室４２への導入圧力を低くして排
気バイパスバルブ３８の開度を小さくし、リリーフ量を
少なくするようになっている。

【００３１】この実施例では、上記過給圧コントロール
バルブ２４、排気バイパスバルブ３８、アクチュエータ
２５，３９及びデューティソレノイド弁３１，４６によ
り、過給機１０から吐出される空気（吸気）のリリーフ
通路２３及び過給圧リリーフ通路３７への流通割合を変
化させるリリーフ可変手段４７が構成される。

【００３２】上記過給圧コントロールバルブ２４及び排
気バイパスバルブ３８の各デューティソレノイド弁３
１，４６はコントロールユニット５１によって制御され
るようになっている。このコントロールユニット５１に
は、上記スロットル弁９の開度ｔｖｏを検出するスロッ
トル開度センサ５２の出力信号と、過給機１０下流側で
インタクーラ２１上流側の吸気通路４に配設され、過給
機１０から吐出された空気（吸気）の吐出温度ｔｈｓｃ
を検出する吐出温度検出手段としての吐出温度センサ５
３の出力信号と、吸気通路４の集合部４ａに配設され、
過給機１０から吐出される空気（吸気）の過給圧Ｐreal
を検出する過給圧センサ５４の出力信号と、エンジン１
のクランク軸１ａの回転によりエンジン回転速度ｎｅを
検出するエンジン回転速度センサ５５の出力信号と、上
記排気通路３３の集合部３３ａに配設され、排気ガス温
度ｔｈｅｘを検出する排気温度検出手段としての排気温
度センサ５６の出力信号とが入力されている。尚、図示
しないが、コントロールユニット５１には上記エアフロ
ーメータ８の出力信号も入力されており、コントロール
ユニット５１は、このエアフローメータ８からの信号及
び上記エンジン回転速度センサ５５の出力信号に基づい
て燃料噴射量を設定し、それをインジェクタ２２に出力
する。

【００３３】上記コントロールユニット５１において
は、過給機１０からの空気の吐出温度ｔｈｓｃと排気ガ
ス温度ｔｈｅｘとに応じて排気ガス浄化装置３６上流側
の排気通路３３への空気リリーフ量、過給圧（過給機１
０上流側の吸気通路４へのリリーフ量）及び空燃比を表
１に示すモードＩ〜IIIに沿って制御するようになって
おり、これら制御モードのうち、モードＩは優先順位が
１番目で最も優先されるものであり、モードIIは優先順
位が２番目のもので、モードIIIは最後に実行される。

【００３４】

【表１】

【００３５】ここで、上記コントロールユニット５１に
おいて過給圧コントロールバルブ２４及び排気バイパス
バルブ３８を制御するときの信号処理手順について図３
〜図６により説明する。尚、空燃比の制御は、上記イン
ジェクタ２２からの燃料噴射量を調整することで行う
が、図３及び図４に示す過給圧制御と同様のロジックと
なるので、そのフローチャートは省略する。

【００３６】排気バイパスバルブ３８の制御については
図５及び図６に示す排気バイパスバルブ制御ルーチンに
沿って行われる。すなわち、ステップＳ1で初期値を設
定した後、ステップＳ2で各種信号、つまりエンジン回
転速度ｎｅ、スロットル開度ｔｖｏ、過給機１０からの
空気の吐出温度ｔｈｓｃ及び排気ガス温度ｔｈｅｘの各
信号を入力し、次いで、ステップＳ3でエンジン１の運
転領域が排気バイパスバルブ３８の制御領域にあるかど
うかを判定する。この排気バイパスバルブ制御領域は、
図７に斜線にて示すようにエンジン１の出力が重視され
る高速高負荷領域とされる。この判定がＮＯのときに
は、ステップＳ4で後述する温度フェイルフラグｘｔｈ
ｆ及び制御量ＶO，ＶG，ＶTをクリアして、この制御ル
ーチンを終了する。

【００３７】上記ステップＳ3の判定がＹＥＳのときに
は、ステップＳ5でエンジン回転速度ｎｅのテーブルに
基づきエンジン回転速度ｎｅに応じた最大バイパス量Ｖ
MAX（最大リリーフ量）を設定し、次いで、ステップＳ6
でエンジン回転速度ｎｅ及びスロットル開度ｔｖｏのマ
ップに基づいて学習値ＶGを読み出す。この学習値ＶG
は、季節に応じた吸気温度の変化に対処するためのもの
である。この後、ステップＳ7で温度フェイルフラグｘ
ｔｈｆがｘｔｈｆ＝１か否かを判定する。このフラグｘ
ｔｈｆは、上記制御モードＩを既に行ったかどうかを識
別して過去の履歴を判定するもので、判定がｘｔｈｆ＝
１のＹＥＳのときにはステップＳ8に進み、温度補正値
ＶTを、上記最大パイパス量ＶMAXから学習値ＶGを引い
た値ＶMAX−ＶGとして求め、しかる後、ステップＳ25に
進む。

【００３８】上記ステップＳ7の判定がｘｔｈｆ＝０の
ＮＯのときには、排気バイパスバルブ３８を開くための
ステップＳ9〜Ｓ16のフローに進む。まず、ステップＳ9
において過給機１０の吐出温度ｔｈｓｃとその最大設定
値ＫＴＨＳＣＨ（例えば１６５°Ｃ）との大小を比較判
定する。この判定がｔｈｓｃ＞ＫＴＨＳＣＨのＹＥＳの
ときにはステップＳ10において、排気バイパスバルブ３
８の開き量ΔＶをΔＶ＝ＫＶＳＣＨとして求めた後、ス
テップＳ17に進む。ステップＳ9の判定がｔｈｓｃ≦Ｋ
ＴＨＳＣＨのＮＯのときにはステップＳ11に進み、今度
は過給機１０からの空気の吐出温度ｔｈｓｃとその最小
設定値ＫＴＨＳＣＬ（例えば１６０°Ｃ）との大小を比
較判定する。この判定がｔｈｓｃ＞ＫＴＨＳＣＬのＹＥ
ＳのときにはステップＳ12において、排気バイパスバル
ブ３８の開き量ΔＶをΔＶ＝ＫＶＳＣＬとした後、上記
ステップＳ17に進む。ステップＳ11の判定がｔｈｓｃ≦
ＫＴＨＳＣＬのＮＯのときにはステップＳ13に進み、さ
らに排気ガス温度ｔｈｅｘとその最大設定値ＫＴＨＥＸ
Ｈ（例えば９００°Ｃ）との大小を比較判定する。この
判定がｔｈｅｘ＞ＫＴＨＥＸＨのＹＥＳのときにはステ
ップＳ14において、排気バイパスバルブ３８の開き量Δ
ＶをΔＶ＝ＫＶＥＸＨとした後、上記ステップＳ17に進
む。ステップＳ13の判定がｔｈｅｘ≦ＫＴＨＥＸＨのＮ
ＯのときにはステップＳ15に進み、今度は排気ガス温度
ｔｈｅｘとその最小設定値ＫＴＨＥＸＬ（例えば８５０
°Ｃ）との大小を比較判定する。この判定がｔｈｅｘ＞
ＫＴＨＥＸＬのＹＥＳのときにはステップＳ16におい
て、排気バイパスバルブ３８の開き量ΔＶをΔＶ＝ＫＶ
ＥＸＬとした後、上記ステップＳ17に進む。ステップＳ
17では、前回の温度補正値ＶTに上記ステップＳ10，Ｓ1
2，Ｓ14，Ｓ16で得られた排気バイパスバルブ３８の開
き量ΔＶを加えて新たな温度補正値ＶT（＝ＶT＋ΔＶ）
を求める。次のステップＳ18では、上記今回の温度補正
値ＶTと学習値ＶGとの和ＶG＋ＶTが上記最大パイパス量
ＶMAXよりも大きいか否かを判定する。この判定がＶG＋
ＶT≦ＶMAXのＮＯのときには、そのまま上記ステップＳ
25に進むが、ＶG＋ＶT＞ＶMAXのＹＥＳのときには、ス
テップＳ19において最大パイパス量ＶMAXから学習値ＶG
を引いた値ＶMAX−ＶGを温度補正値ＶTとし、ステップ
Ｓ20で上記温度フェイル判定フラグｘｔｈｆをｘｔｈｆ
＝１に設定した後、ステップＳ25に進む。

【００３９】上記ステップＳ15の判定がｔｈｅｘ≦ＫＴ
ＨＥＸＬのＮＯのときには、排気バイパスバルブ３８を
閉じるためのステップＳ21〜Ｓ24のフローに進む。ま
ず、ステップＳ21において、排気バイパスバルブ３８の
開き量ΔＶを設定値ＫＶＤＥＬとし、次のステップＳ22
では、前回の温度補正値ＶTから上記排気バイパスバル
ブ３８の開き量ΔＶを引いて新たな温度補正値ＶT（＝
ＶT−ΔＶ）を求める。次のステップＳ23では、上記今
回の温度補正値ＶTがＶT＝０（全閉状態）よりも小さい
か否かを判定し、この判定がＶT≧０のＮＯのときには
そのまま、またＶT＜０のＹＥＳのときには、ステップ
Ｓ24で温度補正値ＶTをＶT＝０にした後、それぞれステ
ップＳ25に進む。

【００４０】上記ステップＳ25では上記学習値ＶGの更
新条件が成立したかどうかを判定する。この更新条件は
エンジン１の運転状態が安定しているときに成立する。
判定がＮＯのときにはそのまま、またＹＥＳのときに
は、ステップＳ26で学習値ＶGを更新した後、それぞれ
ステップＳ27に進み、上記学習値ＶGに温度補正値ＶTを
加えて排気バイパスバルブ３８の最終的な制御量ＶO
（＝ＶG＋ＶT）を求める。しかる後にこの制御ルーチン
を終了する。

【００４１】一方、過給圧の制御については図３及び図
４に示す過給圧制御ルーチンに沿って行われる。この制
御ルーチンは上記排気バイパスバルブ制御ルーチンと並
行して行われるもので、ステップＳ51で初期値を設定し
た後、ステップＳ52で各種信号（エンジン回転速度ｎ
ｅ、スロットル開度ｔｖｏ、過給機１０からの空気の吐
出温度ｔｈｓｃ、排気ガス温度ｔｈｅｘ及び過給圧Ｐre
alの各信号）を入力し、次いで、ステップＳ53でエンジ
ン１の運転領域が過給圧制御領域にあるかどうかを判定
する。この判定がＮＯのときには、ステップＳ54で後述
する温度フェイルフラグｘｔｈｆｐ及び制御量ＰO，Ｐ
G，ＰT，ＰMAPを全て０にクリアした後、ステップＳ77
に進む。

【００４２】上記ステップＳ53の判定がＹＥＳのときに
は、ステップＳ55でエンジン回転速度ｎｅのテーブルに
基づきエンジン回転速度ｎｅに応じた最大過給圧補正値
ＰTMAXを設定し、次いで、ステップＳ56でエンジン回転
速度ｎｅ及びスロットル開度ｔｖｏのマップに基づいて
基本目標過給圧ＰMAPを設定し、さらにステップＳ57で
エンジン回転速度ｎｅ及びスロットル開度ｔｖｏのマッ
プに基づいて学習値ＰGを読み出す。この後、ステップ
Ｓ58で温度フェイルフラグｘｔｈｆｐがｘｔｈｆｐ＝１
か否かを判定する。このフラグｘｔｈｆｐは、上記制御
モードIIを既に行ったかどうかを識別して過去の履歴を
判定するもので、判定がｘｔｈｆｐ＝１のＹＥＳのとき
にはステップＳ59に進み、温度補正値ＰTを上記最大過
給圧補正値ＰTMAXとした後、ステップＳ76に進む。

【００４３】上記ステップＳ58の判定がｘｔｈｆｐ＝０
のＮＯのときにはステップＳ60に進み、上記温度フェイ
ルフラグｘｔｈｆがｘｔｈｆ＝１か否かを判定する。こ
の判定がｘｔｈｆ＝０のＮＯのときにはステップＳ61に
進み、温度補正値ＰTをＰT＝０とした後、上記ステップ
Ｓ76に進む。判定がｘｔｈｆ＝１のＹＥＳのときにはス
テップＳ62に進み、過給圧を上げるためのステップＳ62
〜Ｓ65のフローに進む。まず、ステップＳ62において過
給機１０の吐出温度ｔｈｓｃとその設定値ＫＴＨＳＣＰ
との大小を比較判定する。この判定がｔｈｓｃ＞ＫＴＨ
ＳＣＰのＹＥＳのときにはステップＳ63において、過給
圧の上昇量ΔＰをΔＰ＝ＫＰＴＨＳＣとして求めた後、
ステップＳ66に進む。ステップＳ62の判定がｔｈｓｃ≦
ＫＴＨＳＣＰのＮＯのときにはステップＳ64に進み、今
度は排気ガス温度ｔｈｅｘとその設定値ＫＴＨＥＸＰと
の大小を比較判定する。この判定がｔｈｅｘ＞ＫＴＨＥ
ＸＰのＹＥＳのときにはステップＳ65において、過給圧
上昇量ΔＰをΔＰ＝ＫＰＴＨＥＸとした後、上記ステッ
プＳ66に進む。ステップＳ66では、前回の温度補正値Ｐ
Tに上記ステップＳ63，Ｓ65で得られた過給圧上昇量Δ
Ｐを加えて新たな温度補正値ＰT（＝ＰT＋ΔＰ）を求め
る。次のステップＳ67では、上記今回の温度補正値ＰT
が上記最大過給圧補正値ＰTMAXよりも大きいか否かを判
定する。この判定がＰT≦ＰTMAXのＮＯのときには、そ
のまま上記ステップＳ74に進むが、ＰT＞ＰTMAXのＹＥ
Ｓのときには、ステップＳ68において最大過給圧補正値
ＰTMAXを温度補正値ＰTとし、次いでステップＳ69で制
御モードIIIに切り換えるために上記温度フェイル判定
フラグｘｔｈｆｐをｘｔｈｆｐ＝１に設定した後、ステ
ップＳ74に進む。

【００４４】上記ステップＳ64の判定がｔｈｅｘ≦ＫＴ
ＨＥＸＰのＮＯのときには、過給圧を元に戻すためのス
テップＳ70〜Ｓ73のフローに進む。まず、ステップＳ70
において、過給圧の上昇量ΔＰを設定値ＫＰＤＥＬと
し、次のステップＳ71では、前回の温度補正値ＰTから
上記過給圧上昇量ΔＰを引いて新たな温度補正値ＰT
（＝ＰT−ΔＰ）を求める。次のステップＳ72では、上
記今回の温度補正値ＰTがＰT＝０よりも小さいか否かを
判定し、この判定がＰT≧０のＮＯのときにはそのま
ま、またＰT＜０のＹＥＳのときには、ステップＳ73で
温度補正値ＰTをＰT＝０にした後、それぞれステップＳ
74に進む。

【００４５】上記ステップＳ74では、上記学習値ＰGの
更新条件（エンジン１の運転状態が安定している状態）
が成立したかどうかを判定する。この判定がＮＯのとき
にはそのまま、またＹＥＳのときには、ステップＳ75で
学習値ＰGを更新した後、それぞれステップＳ76に進
み、上記基本目標過給圧ＰMAPに学習値ＰGを加え、さら
に温度補正値ＰTを引いて最終的な目標過給圧ＰO（＝Ｐ
MAP＋ＰG−ＰT）を算出する。次いで、上記ステップＳ7
7に進み、上記目標過給圧ＰOと実際の過給圧Ｐrealとの
差に応じて制御量を算出する。しかる後に、この制御ル
ーチンを終了する。

【００４６】この実施例では、上記フローのステップＳ
3により、エンジン１の運転領域を検出する運転領域検
出手段５７が構成される。

【００４７】また、ステップＳ9〜Ｓ17，Ｓ19，Ｓ27に
より、上記運転領域検出手段５７により検出されるエン
ジン１の運転領域が高速高負荷領域になり、かつ、上記
吐出温度センサ５３により検出される過給機１０からの
空気吐出温度ｔｈｓｃが所定値（最小設定値ＫＴＨＳＣ
Ｌ）よりも高くなったとき、又は上記排気温度センサ５
６により検出される排気ガス温度ｔｈｅｘが所定値（最
小設定値ＫＴＨＥＸＬ）よりも高くなったとき、過給機
１０からの吐出空気が上記排気ガス浄化装置３６上流側
の排気通路３３へリリーフされるように上記リリーフ可
変手段４７のデューティソレノイド弁４６及び排気バイ
パスバルブ３８を制御する制御手段５８が構成されてい
る。

【００４８】そして、ステップＳ20，Ｓ67〜Ｓ69によ
り、上記制御手段５８は、排気温度センサ５６により検
出される排気ガス温度ｔｈｅｘが所定値以上にあって、
かつ過給圧の温度補正値ＰTが最大過給圧補正値ＰTMAX
を越えたときには、上記の如く空気が排気ガス浄化装置
３６上流側の排気通路３３へリリーフされるようにリリ
ーフ可変手段４７を制御することに加え、温度フェイル
フラグｘｔｈｆｐ＝１の設定により制御モードIIIを実
行して空燃比をリッチ側に補正するように構成されてい
る。

【００４９】次に、上記実施例の作用について説明す
る。エンジン１の運転中、吐出温度センサ５３により検
出される過給機１０からの空気（吸気）の吐出温度ｔｈ
ｓｃ、及び排気温度センサ５６により検出される排気ガ
ス温度ｔｈｅｘに応じて制御モードＩ〜IIIが段階的に
実行され、所定の制御モードで、過給圧コントロールバ
ルブ２４によりリリーフ通路２３の開度が制御されて、
過給機１０から吐出された空気の過給機１０上流側への
リリーフ量が調整され、このことで過給圧が制御され
る。また、排気バイパスバルブ３８により過給圧リリー
フ通路３７の開度が調整されて、過給機１０から吐出さ
れた空気の排気通路３３へのリリーフ量が制御され、さ
らには空燃比が制御される。

【００５０】すなわち、図８に示すように、排気ガス温
度ｔｈｅｘ及び吐出温度ｔｈｓｃが共に所定値よりも高
いとき（図８（ａ）及び（ｂ）参照）には、まず、制御
モードＩが行われる。この制御モードＩは基本的に過給
機１０から吐出される空気の一部を排気通路３３にリリ
ーフするモードであり、排気バイパスバルブ３８の開度
の増大により過給圧リリーフ通路３７が大きく開き、過
給機１０からの吐出空気の排気通路３３へのリリーフ量
が大に制御される（図８（ｅ）参照）。また、これと並
行して、図８（ｃ）に示すように、過給圧コントロール
バルブ２４の開度の制御により、過給機１０から吐出さ
れた空気の過給機１０上流側へのリリーフ量が調整さ
れ、過給圧が、エンジン回転速度ｎｅ及びスロットル開
度ｔｖｏにより決定される目標過給圧になるように制御
される。具体的には、上記排気通路３３へのリリーフに
伴って過給圧が下がるが、これを補償するように過給圧
が上昇方向に制御される。さらに、空燃比については、
図８（ｆ）に示すように、エンジン回転速度ｎｅ及びス
ロットル開度ｔｖｏにより決定される目標空燃比になる
ようにインジェクタ２２からの燃料噴射量が制御され
る。

【００５１】排気ガス温度ｔｈｅｘ及び吐出温度ｔｈｓ
ｃが所定値よりも高い状態が続くと、制御モードIIが行
われる。この制御モードIIは過給圧を制御するモードで
あり、上記過給機１０からの吐出空気の排気通路３３へ
のリリーフ量はエンジン１の運転領域毎に設定した最大
パイパス量ＶMAXに固定される（図８（ｅ）参照）。そ
して、図８（ｃ）に示すように、過給圧コントロールバ
ルブ２４の開度の制御により、目標過給圧が低下するよ
うに制御される。空燃比については制御モードＩと同じ
制御が行われる。

【００５２】排気ガス温度ｔｈｅｘが依然として所定値
よりも高いときには、制御モードIIIが実行される。こ
の制御モードIIIでは、過給機１０からの吐出空気の排
気通路３３へのリリーフ制御は制御モードIIと同じに行
われる。また、過給圧の制御はエンジン１の運転領域毎
に設定した過給圧補正値ＰTに固定される（図８（ｃ）
参照）。さらに、図８（ｆ）に示すように、目標空燃比
はリッチ側になるようにインジェクタ２２からの燃料噴
射量が制御される。

【００５３】したがって、この実施例では、エンジン１
の運転領域が高速高負荷領域にあって、過給機１０から
吐出される空気の吐出温度ｔｈｓｃ及び排気ガス温度ｔ
ｈｅｘがそれぞれ所定値よりも高いときには、制御モー
ドＩ〜IIIが実行され、過給機１０からの吐出空気が排
気通路３３へリリーフされるので、過給機１０からの吐
出空気を過給機１０上流側にリリーフする場合のよう
に、リリーフされた空気が過給機１０で再圧縮されるこ
とによって上昇するのを抑制することができ、その吐出
温度ｔｈｓｃを効果的に低下させることができるととも
に、排気ガス温度ｔｈｅｘを低下させて排気系の保護を
図ることができる。

【００５４】そのとき、上記過給機１０からの吐出空気
は排気ガス浄化装置３６上流側の排気通路３３へリリー
フされるので、空燃比がリッチ側にある場合には多くの
未燃焼ガスが排気ガス浄化装置３６でリリーフ空気を２
次エアとして反応し、排気系が高温度になることが懸念
される。が、上記リリーフされる空気は比較的多量であ
るので、この多量の空気自体で排気ガス温度ｔｈｅｘを
下げて、全体として排気系の温度上昇を防止することが
できる。

【００５５】また、上記過給圧リリーフ通路３７の下流
端は、エンジン１の各気筒２に接続される排気通路３３
における集合部３３ａよりも上流側である１つの独立排
気通路３４の途中に連通され、過給機１０から吐出され
て排気通路３３にリリーフされる空気は集合部３３ａよ
りも上流側に流下するので、各気筒２からの高温の排気
ガスが常時集まって最も高温度となる集合部３３ａに吐
出空気が安定して流れるようになり、その集合部３３ａ
を有効に冷却することができる。

【００５６】さらに、排気ガス温度ｔｈｅｘが所定値よ
りも高くなる状態が続いて制御モードIIIが実行される
とき、空気が排気ガス浄化装置３６上流側の排気通路３
３へリリーフされることに加え、空燃比がリッチ側に補
正されるので、過給機１０からの吐出空気を排気通路３
３にリリーフしているにも拘らず排気ガス温度ｔｈｅｘ
の低下が不十分な場合であっても、その排気ガス温度ｔ
ｈｅｘを効果的に低下させることができ、信頼性を向上
させることができる。

【００５７】尚、上記実施例の構成において、吐出温度
センサ５３により検出される過給機１０からの空気吐出
温度ｔｈｓｃが一定となるように、排気バイパスバルブ
３８により排気通路３３への空気のリリーフ量をフィー
ドバック制御してもよい。こうすることで、過給機１０
からの空気吐出温度ｔｈｓｃが一定となるので、過給機
１０の雌雄ロータ１４，１５間のクリアランスを安定し
て適正に管理することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、機械式過給機から吐出された吸気を過給機上流
側にリリーフさせるようにした過給機付エンジンにおい
て、過給機吐出側の吸気通路を過給圧リリーフ通路を介
して排気ガス浄化装置上流側の排気通路に連通させ、エ
ンジンの排気ガス温度を検出し、その排気ガス温度が所
定値よりも高いときに、過給機の吐出吸気を排気ガス浄
化装置上流側の排気通路にリリーフするようにしたこと
により、過給機からの吐出吸気が過給機上流側に リリー
フされて再圧縮されることによる吸気吐出温度の過度の
上昇を防止して、その吐出温度を効果的に低下できると
ともに、排気通路にリリーフされる吐出吸気により排気
ガス温度を下げて、排気系の保護を図ることができる。
特に、過給機からの吐出吸気を排気ガス浄化装置上流側
の排気通路へリリーフするようにしたので、たとえ空燃
比がリッチ側にあって多くの未燃焼ガスが排気ガス浄化
装置でリリーフ吸気を２次エアとして反応しても、比較
的多量の吸気により排気ガス温度を有効に下げることが
できる。よって、過給機の過給圧をそのまま或いは少し
低下させる程度で、排気ガス温度の過度の上昇を防止し
て、その温度を低下させることができる。

【００５９】請求項２の発明によれば、過給機付エンジ
ンの運転領域を検出し、その運転領域が高速高負荷領域
であるときに、過給機の吐出吸気を排気通路にリリーフ
するようにしたことにより、過給機からの吸気の吐出温
度及び排気ガス温度が高くなる運転領域であっても、そ
れら温度を低下させることができる。

【００６０】請求項３の発明によると、複数の気筒を有
する機械式過給機付エンジンに対し、過給機からの吐出
吸気を、各気筒に接続される排気通路の集合部よりも上
流側にリリーフするようにしたことにより、各気筒から
の高温の排気ガスが常時集まって最も高温度となる排気
通路集合部に吐出吸気を流すことができ、その排気通路
集合部を有効に冷却できる。

【００６１】請求項４の発明によれば、過給機付エンジ
ンの排気ガス温度が所定値よりも高いときには、過給機
からの吐出吸気を排気ガス浄化装置上流側の排気通路へ
リリーフされることに加え、空燃比をリッチ側に補正す
るようにしたことにより、過給機からの吐出吸気を排気
通路にリリーフしているにも拘らず排気ガス温度が上昇
する場合でも、排気ガス温度を効果的に低下させて、信
頼性の向上を図ることができる。

【００６２】請求項５の発明によると、過給機からの吸
気の吐出温度が一定となるよう排気通路への吸気のリリ
ーフ量を制御するようにしたことにより、過給機からの
吸気吐出温度を一定とし、過給機の圧縮部のクリアラン
スを安定して適正に管理できる。

【００６３】請求項６の発明によれば、機械式過給機
を、熱膨張に伴う圧縮部のクリアランスの設定が過酷で
ある内部圧縮型としたので、上記効果が有効に得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す図である。

【図２】本発明の実施例の全体構成を示す説明図であ
る。

【図３】コントロールユニットで処理される過給圧制御
ルーチンの一半部を示すフローチャート図である。

【図４】過給圧制御ルーチンの他半部を示すフローチャ
ート図である。

【図５】コントロールユニットで処理される排気バイパ
スバルブ制御ルーチンの一半部を示すフローチャート図
である。

【図６】排気バイパスバルブ制御ルーチンの他半部を示
すフローチャート図である。

【図７】吸気を排気通路にリリーフする排気バイパス制
御領域を示す特性図である。

【図８】制御モードの変化に伴う各種状態量の変化を例
示する特性図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 気筒 ４ 吸気通路 １０ 機械式過給機 ２３ リリーフ通路 ２４ 過給圧コントロールバルブ ２５ アクチュエータ ３１ デューティソレノイド弁 ３３ 排気通路 ３３ａ 集合部 ３６ 排気ガス浄化装置 ３７ 過給圧リリーフ通路 ３８ 排気バイパスバルブ（弁手段） ３９ アクチュエータ ４６ デューティソレノイド弁 ４７ リリーフ可変手段 ５１ コントロールユニット ５４ 過給圧センサ ５６ 排気温度センサ（排気温度検出手段） ５７ 運転領域検出手段 ５８ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−196121（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−84630（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02B 33/00 F01N 3/22 F02B 33/44

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気を過給する機械式過給機と、該過給
   機から吐出された吸気を過給機上流側の吸気通路にリリ
   ーフするリリーフ通路とを備えるとともに、排気通路に
   排気ガス浄化装置を備え、上記リリーフ通路により過給
   圧を制御するようにした機械式過給機付エンジンの過給
   圧制御装置において、 上記過給機下流側の吸気通路を排気ガス浄化装置上流側
   の排気通路に連通する過給圧リリーフ通路と、 排気ガス温度を検出する排気温度検出手段と、 上記過給機から吐出される吸気のリリーフ通路及び過給
   圧リリーフ通路への流通割合を変化させるリリーフ可変
   手段と、 上記排気温度検出手段により検出される排気ガス温度が
   所定値よりも高くなったとき、過給機からの吐出吸気が
   上記排気ガス浄化装置上流側の排気通路へリリーフされ
   るように上記リリーフ可変手段を制御する制御手段とを
   設けたことを特徴とする機械式過給機付エンジンの過給
   圧制御装置。
2. 【請求項２】 吸気を過給する機械式過給機と、該過給
   機から吐出された吸気を過給機上流側の吸気通路にリリ
   ーフするリリーフ通路とを備えるとともに、排気通路に
   排気ガス浄化装置を備え、上記リリーフ通路により過給
   圧を制御するようにした機械式過給機付エンジンの過給
   圧制御装置において、 上記過給機下流側の吸気通路を排気ガス浄化装置上流側
   の排気通路に連通する過給圧リリーフ通路と、 エンジンの運転領域を検出する運転領域検出手段と、 上記過給機から吐出される吸気のリリーフ通路及び過給
   圧リリーフ通路への流通割合を変化させるリリーフ可変
   手段と、 上記運転領域検出手段により検出されるエンジンの運転
   領域が高速高負荷領域になったとき、過給機からの吐出
   吸気が上記排気ガス浄化装置上流側の排気通路へリリー
   フされるように上記リリーフ可変手段を制御する制御手
   段とを設けたことを特徴とする機械式過給機付エンジン
   の過給圧制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の機械式過給機付エンジ
   ンの過給圧制御装置において、 エンジンは複数の気筒を有していて、過給圧リリーフ通
   路は各気筒に接続される排気通路の集合部よりも上流側
   に連通されていることを特徴とする機械式過給機付エン
   ジンの過給圧制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２の機械式過給機付エンジ
   ンの過給圧制御装置において、 排気ガス温度を検出する排気温度検出手段が設けられ、 制御手段は、上記排気温度検出手段により検出される排
   気ガス温度が所定値よりも高くなったときには、過給機
   からの吐出吸気が排気通路へリリーフされるようにリリ
   ーフ可変手段を制御することに加え、空燃比をリッチ側
   に補正するように構成されていることを特徴とする機械
   式過給機付エンジンの過給圧制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１又は２の機械式過給機付エンジ
   ンの過給圧制御装置において、 過給機からの吸気の吐出温度を検出する吐出温度検出手
   段が設けられ、 制御手段は、上記吐出温度検出手段により検出される吐
   出温度が一定となるように排気通路への吸気のリリーフ
   量を制御するように構成されていることを特徴とする機
   械式過給機付エンジンの過給圧制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３、４又は５の機械式過
   給機付エンジンの過給圧制御装置において、 機械式過給機は、内部圧縮型の過給機であることを特徴
   とする機械式過給機付エンジンの過給圧制御装置。