内燃機関の圧縮空気供給方法及び内燃機関
【課題】ターボチャージャを備え、過渡時に蓄圧された圧縮空気を供給する内燃機関において、圧縮空気を吸気通路に供給する際にＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる内燃機関の圧縮空気供給方法及び内燃機関を提供する。
【解決手段】ターボチャージャ１５を備え、過渡時に蓄圧された圧縮空気Ａ＋Ｇを吸気マニホールド１１ａに供給する内燃機関１０の圧縮空気供給方法において、蓄圧室２０の圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させて、この低酸素濃度の圧縮空気Ａ＋Ｇを過渡時に前記吸気マニホールド１１ａに供給する。
【解決手段】ターボチャージャ１５を備え、過渡時に蓄圧された圧縮空気Ａ＋Ｇを吸気マニホールド１１ａに供給する内燃機関１０の圧縮空気供給方法において、蓄圧室２０の圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させて、この低酸素濃度の圧縮空気Ａ＋Ｇを過渡時に前記吸気マニホールド１１ａに供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給システムにおいて、過渡運転時にターボラグが発生して必要な空気量を確保できなくなって排気性能が悪化するのを防止するために、予め蓄圧した圧縮空気を吸気マニホールドに導入して過渡運転時の空気量の不足を補うことができる内燃機関の圧縮空気供給方法及び内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６に示すようなターボチャージャ１５を用いているエンジン（内燃機関）１０Ｘの過給システムにおいては、ターボチャージャ１５のタービン１５ｂが排気ガスＧにより駆動されて、このタービン１５ｂの回転によって回転するコンプレッサ１５ａにより、空気Ａをより多くシリンダ内に導入できるため、エンジン１０Ｘの出力トルクの向上と、排気ガスＧの有害成分の低減を行うことができる。
【０００３】
しかしながら、このターボ式の過給システムでは、過渡運転時に、ターボラグが発生して、推移する回転速度及び負荷（アクセル開度）で必要となる燃料に対して、供給できる空気量が少なくなって必要な空気量の確保ができず、出力トルク及び排気性能が悪化するという問題がある。
【０００４】
このターボラグのときの現象の一例を図７〜図９に示す。図７及び図８に示すように回転速度と燃料噴射量を約２秒間で遷移させた。このとき、回転速度及び燃料噴射量の増加に伴い、必要となる空気量も増加するが、図９に示すようにコンプレッサの出口圧の増加のスピードは、ターボラグにより追いつかず、必要とする空気量を確保できない。そのために、回転速度、燃料噴射量に対して必要となる空気量がシリンダ内へ導入されなくなり、このターボラグによる空気量の不足から、エンジン出力が低下すると共に、ＥＧＲができないことによりＮＯｘ排出量が増加する。
【０００５】
このターボラグによる出力の低下と排気性能の悪化に対して、スーパーチャージャを用いたり、圧縮空気用コンプレッサ等で予め蓄圧した圧縮空気を吸気通路上に導入したりして、過渡運転時の空気量の不足を補う方法がある。
【０００６】
この蓄圧した圧縮空気を用いる方法では、図１０に示すように、圧縮空気用コンプレッサ１９で圧縮された圧縮空気Ａを蓄圧室２０に蓄えて、急加速、発進時等で回転速度と出力トルクが急激に変わるときに、図１１に示すように、流路切換弁１７を蓄圧室２０側に切替えて蓄圧室２０から圧縮空気Ａを供給して過給補助を行う。この方法を用いることで、図１２に示すように、この方法を用いない場合（細線Ｂ）に対して、この方法を用いた場合（太線Ａ）は、コンプレッサ出口圧を迅速に増加して、ターボラグを改善するので、図１３に示すように、出力トルクを改善できる。
【０００７】
この過給補助を行う例として、吸気通路におけるスロットルより上流側に配在されたモータ駆動のコンプレッサを有する電動過給機を備え、アイドル時や減速時等に、電動過給機により吸気を加圧して圧縮し、この加圧された圧縮空気を吸気通路におけるコンプレッサとスロットルとの間に形成される蓄圧部に蓄えておき、加速時等の大きなトルクが必要とされるとき、蓄えられている圧縮空気を用いて過給を行うようになし、もって、小排気量であっても大きな出力を得るとともに、特に低回転時のターボラグを無くして。運転性、応答性、燃費等を向上させる電動過給機付きエンジンが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
しかしながら、その一方で、図１４に示すように、この方法を用いない場合（細線Ｂ）に対して、この方法を用いた場合（太線Ａ）では、圧縮空気を吸気通路上に導入している間、ＮＯｘの排出は悪化するという問題がある。
【０００９】
つまり、通常運転時においては、ＮＯｘの低減にはＥＧＲ（排気再循環）が有効であるが、過渡時に蓄圧した圧縮空気を吸気通路に導入した場合は、図１５に示すように、「タービン入口圧／コンプレッサ出口圧」、即ち、「排気通路の圧力／吸気通路の圧力」が１．０より小さくなる場合があり、即ち、吸気通路の圧力が排気通路の圧力よりも高く（吸気通路の圧力＞排気通路の圧力）なる場合があり、流体（排気ガス）は圧力の高い方から低い方へとしか流れないので、ＥＧＲを行うことができない。そのため、ＮＯｘの排出量が増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表２００５−０８５６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、ターボチャージャを備え、過渡時に蓄圧された圧縮空気を供給する内燃機関において、過渡期に圧縮空気をシリンダに供給する際にＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる内燃機関の圧縮空気供給方法及び内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記のような目的を達成するための本発明の内燃機関の圧縮空気供給方法は、ターボチャージャを備え、過渡時に蓄圧された圧縮空気を吸気マニホールドに供給する内燃機関の圧縮空気供給方法において、蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させて、この低酸素濃度の圧縮空気を過渡時に前記吸気マニホールドに供給することを特徴とする方法である。この方法によれば、過渡期に圧縮空気を吸気マニホールドに供給する際に、低酸素濃度の圧縮空気を供給することができ、過渡期におけるＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる。
【００１３】
上記の内燃機関の圧縮空気供給方法において、空気と内燃機関の排気通路からの排気ガスとを、前記蓄圧室に供給する圧縮空気を発生させる圧縮空気用コンプレッサに供給することで、前記蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させる方法を採用すると、容易に、過渡時に低酸素濃度の圧縮空気を吸気マニホールドに供給することができるようになる。
【００１４】
上記の内燃機関の圧縮空気供給方法において、前記圧縮空気用コンプレッサに供給される圧縮空気の酸素濃度を検出して、前記酸素濃度が上限酸素濃度値よりも高いときには、前記排気通路からの排気ガスの流量を増加して前記圧縮空気用コンプレッサに供給し、前記酸素濃度が下限酸素濃度値よりも低いときには、前記排気通路からの排気ガスの流量を減少して前記圧縮空気用コンプレッサに供給する方法を採用すると、容易に、蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させることができ、それと共に、蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を略一定にすることができるので、過渡期におけるシリンダ内の酸素濃度を容易に制御することができるようになる。
【００１５】
そして、上記のような目的を達成するための本発明の内燃機関は、ターボチャージャを備え、圧縮空気を発生させる圧縮空気用コンプレッサと発生させた圧縮空気を蓄える蓄圧室を備えた分岐吸気通路を、内燃機関の吸気通路に流路切換弁を介して接続して、過渡時に蓄圧された圧縮空気を吸気マニホールドに供給する内燃機関において、前記圧縮空気用コンプレッサの入口側を外気に連通する第１連通路と、前記圧縮空気用コンプレッサの入口側を内燃機関の排気通路に連通する第２連通路とを設けて、外気と排気ガスの両方を前記圧縮空気用コンプレッサに供給可能に構成し、更に、前記第２連通路に前記圧縮空気用コンプレッサに供給される排気ガスの流量を調整する流量調整弁を設けて構成される。
【００１６】
この構成によれば、絞り弁等の流量調整弁の操作により、空気と排気ガスとを圧縮空気用コンプレッサに供給することができ、過渡期に、流路切換弁の操作により低酸素濃度の圧縮空気を吸気マニホールドに供給することができて、過渡期におけるＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる。
【００１７】
また、上記の内燃機関において、内燃機関の制御装置が、前記流量調整弁の弁開度を制御して前記圧縮空気用コンプレッサに供給される排気ガスの流量を調整して、前記蓄圧室に蓄える圧縮空気の酸素濃度を予め設定した範囲内にする制御と、過渡時に前記流路切換弁を前記吸気通路側から前記分岐吸気通路側に切り替えて前記蓄圧室の圧縮空気を前記吸気マニホールドに供給する制御を行うように構成されると、比較的簡単な構成と制御により、低酸素濃度の圧縮空気を蓄圧室に蓄えることができると共に、この低酸素濃度の圧縮空気を過渡時に吸気マニホールドに供給することができ、ＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる。
【００１８】
また、上記の内燃機関において、内燃機関の制御装置が、前記圧縮空気用コンプレッサの入口側に設けた酸素濃度センサで前記圧縮空気用コンプレッサに供給される圧縮空気の酸素濃度を検出して、検出された酸素濃度が上限酸素濃度値よりも高いときには、前記流量調整弁の弁開度を増加して排気ガスの流量を増やして前記圧縮空気用コンプレッサに供給し、検出された酸素濃度が下限酸素濃度値よりも低いときには、前記流量調整弁の弁開度を減少して排気ガスの流量を減らして前記圧縮空気用コンプレッサに供給する制御を行うように構成されると、容易に、蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させることができると共に、蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を略一定にすることができるので、過渡期におけるシリンダ内の酸素濃度を容易に制御することができるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る内燃機関の空気供給方法及び内燃機関によれば、ターボチャージャを備え、過渡時に蓄圧された圧縮空気を供給する内燃機関において、過渡期に圧縮空気をシリンダに供給する際に低酸素濃度の圧縮空気を供給できるので、過渡期におけるＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態における空気を供給する過給器付きの内燃機関の構成を示す図で、外気を吸気マニホールドに供給している場合を示す。
【図２】図１の内燃機関において、蓄圧された低酸素濃度の圧縮空気を吸気マニホールドに供給している場合を示す。
【図３】流量調整弁の制御フローの一例を示す図である。
【図４】実施例と比較例１と比較例２の過渡運転時におけるＮＯｘ排出量の時間的変化を示す図である。
【図５】実施例と比較例１と比較例２の過渡運転時におけるエンジン出力のトルクの時間的変化を示す図である。
【図６】従来技術の過給器付きエンジンの構成を示す図である。
【図７】従来技術の過給器付きエンジンの過渡運転時におけるエンジン回転数の時間的変化を示す図である。
【図８】従来技術の過給器付きエンジンの過渡運転時における燃料噴射量の時間的変化を示す図である。
【図９】従来技術の過給器付きエンジンの過渡運転時におけるターボチャージャのコンプレッサの出口圧の時間的変化を示す図である。
【図１０】従来技術の圧縮空気を供給する過給器付きエンジンの構成を示す図で、圧縮空気を供給していない状態を示す図である。
【図１１】図１０の圧縮空気を供給する過給器付きエンジンの構成を示す図で、圧縮空気を供給している状態を示す図である。
【図１２】従来技術の過給器付きエンジンと従来技術の圧縮空気を供給する過給器付きエンジンの過渡運転時におけるターボチャージャのコンプレッサの出口圧の時間的変化を示す図である。
【図１３】従来技術の過給器付きエンジンと従来技術の圧縮空気を供給する過給器付きエンジンの過渡運転時におけるエンジン出力トルクの時間的変化を示す図である。
【図１４】従来技術の過給器付きエンジンと従来技術の圧縮空気を供給する過給器付きエンジンの過渡運転時におけるＮＯｘ排出量の時間的変化を示す図である。
【図１５】従来技術の過給器付きエンジンと従来技術の圧縮空気を供給する過給器付きエンジンの過渡運転時における「タービン入口圧／コンプレッサ出口圧」の時間的変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関の圧縮空気供給方法及び内燃機関について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、この実施の形態の内燃機関１０は、ターボチャージャ１５を備えた過給器付きの内燃機関であり、エンジン本体１１の吸気マニホールド１１ａに接続された吸気通路１２と、エンジン本体１１の排気マニホールド１１ｂに接続された排気通路１３とを備えている。
【００２３】
この吸気通路１２には、上流側から順にエアクリーナ１４と、ターボチャージャ１５のコンプレッサ１５ａとインタークーラ１６とが設けられている。また、排気通路１３には、ターボチャージャ１５のタービン１５ｂが設けられている。
【００２４】
更に、コンプレッサ１５ａの上流側に流路切換弁１７を介して分岐吸気通路１８を設けると共に、この分岐吸気通路１８に、圧縮空気用コンプレッサ１９と蓄圧室（蓄圧タンク）２０を設ける。この流路切換弁１７は、内燃機関１０の制御装置（図示しない）で、図１に示すように、コンプレッサ１５ａの入口側を吸気通路１２のエアクリーナ１４側に連通したり、図２に示すように、コンプレッサ１５ａの入口側を分岐吸気通路１８の蓄圧室２１側に連通したりするように構成される。この流路切換弁１７には、例えば、シャッター式のバルブを使用し、このバルブをエアシリンダ（図示しない）により駆動するように構成し、このエアシリンダを駆動させる空気として蓄圧室２０に蓄積した圧縮空気を使用する。
【００２５】
更に、圧縮空気用コンプレッサ１９の入口側を外気に連通する第１連通路２１と、圧縮空気用コンプレッサ１９の入口側を内燃機関１０の排気通路１３に連通する第２連通路２２を設ける。この第１連通路２１には上流側からサブエアクリーナ２３と逆止弁２４を設け、第２連絡通路２２には絞り弁等で形成される流量調整弁２５を設ける。更に、第１連通路２１と第２連通路２２が合流した下流側の圧縮空気用コンプレッサ１９の入口側に酸素濃度センサ２６を配置する。
【００２６】
この酸素濃度センサ２６の出力は内燃機関１０の制御装置（図示しない）に入力され、流量調整弁２５は、内燃機関１０の制御装置の出力によりその弁開度を制御される。なお、流量調整弁２５は単に酸素濃度センサ２６の検出値に応じてその弁開度が調整されるので、比較的単純な制御で済む。従って、この制御部分だけモジュール化して、内燃機関の制御装置の一部としてもよい。
【００２７】
この構成により、外気Ａと排気ガスＧの両方を圧縮空気用コンプレッサ１９に供給することができるようになる。また、第１連通路２１に設けた逆止弁２４により、流量調整弁２５を開いた時に排気ガスＧがサブエアクリーナ２３側に流出するのを防止できる。更に、第２連通路２２に設けた流量調整弁２５により、酸素濃度センサ２６で検出した酸素濃度に従って、圧縮空気用コンプレッサ１９に供給される排気ガスＧの流量を調整することができるようになる。
【００２８】
更に、内燃機関１０の制御装置が、例えば、図３に例示する制御フローに従って、圧縮空気用コンプレッサ１９の入口側に設けた酸素濃度センサ２６で、圧縮空気用コンプレッサ１９に供給される圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度Ｃ１を検出して、この検出された酸素濃度Ｃ１が上限酸素濃度値Ｃｕよりも高い（Ｃｕ＜Ｃ１）ときには、流量調整弁２５の弁開度を増加して排気ガスＧの流量を増やして圧縮空気用コンプレッサ１９に供給し、検出された酸素濃度Ｃ１が下限酸素濃度値Ｃｕよりも低い（Ｃ１＜Ｃｄ）ときには、流量調整弁２５の弁開度を減少して排気ガスＧの流量を減らして圧縮空気用コンプレッサ１９に供給し、検出された酸素濃度Ｃ１が下限酸素濃度値Ｃｕと上限酸素濃度値Ｃｕとの間にある（Ｃｄ≦Ｃ１≦Ｃｕ）ときには、流量調整弁２５の弁開度を維持して排気ガスＧの流量を維持して圧縮空気用コンプレッサ１９に供給する制御を行うように構成される。
【００２９】
この制御により、内燃機関１０の制御装置が、流量調整弁２５の弁開度を制御して圧縮空気用コンプレッサ１９に供給される排気ガスＧの流量を調整して、蓄圧室２０に蓄える圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度を予め設定した範囲内、即ち、下限酸素濃度値Ｃｕと上限酸素濃度値Ｃｕとの間にする制御を行うことができる。
【００３０】
また、内燃機関１０の制御装置が、過渡期ではない時は、図１に示すように、流路切換弁１７をエアクリーナ１４側の吸気通路１２に切り替えて、吸気Ａをコンプレッサ１５ａ経由で吸気マニホールド１１ａに供給し、過渡時は、図２に示すように、流路切換弁１７を分岐吸気通路１８側に切り替えて蓄圧室２０の圧縮空気Ａ＋Ｇをコンプレッサ１５ａ経由で吸気マニホールド１１ａに供給する制御を行うように構成される。
【００３１】
上記の構成と制御により、蓄圧室２０の圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させて、この低酸素濃度の圧縮空気Ａ＋Ｇを過渡時に吸気マニホールド１１ａに供給する内燃機関の空気供給方法を実施することができる。
【００３２】
また、空気Ａと内燃機関１０の排気通路１３からの排気ガスＧとを、蓄圧室２０に供給する圧縮空気を発生させる圧縮空気用コンプレッサ１９に供給することで、蓄圧室２０の圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させる、内燃機関の圧縮空気供給方法を実施することができる。
【００３３】
更に、圧縮空気用コンプレッサ１９に供給される圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度Ｃ１を検出して、酸素濃度Ｃ１が上限酸素濃度値Ｃｕよりも高いときには、排気通路１３からの排気ガスＧの流量を増加して圧縮空気用コンプレッサ１９に供給し、酸素濃度Ｃ１が下限酸素濃度値Ｃｄよりも低いときには、排気通路１３からの排気ガスＧの流量を減少して圧縮空気用コンプレッサ１９に供給する、内燃機関の圧縮空気供給方法を実施することができる。
【００３４】
従って、上記の内燃機関の圧縮空気供給方法及び内燃機関によれば、過渡期に圧縮空気を吸気マニホールド１１ａに供給する際に、低酸素濃度の圧縮空気Ａ＋Ｇを吸気マニホールド１１ａに供給することができ、過渡期におけるＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる。また、容易に、低酸素濃度の圧縮空気Ａ＋Ｇを過渡時に吸気マニホールド１１ａに供給することができるようになる。
【００３５】
更に、蓄圧時の運転条件に拘らず、容易に、蓄圧室２０の圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させることができる。また、下限酸素濃度値Ｃｕと上限酸素濃度値Ｃｕとの間を狭めることで、蓄圧時の運転条件に拘らず、蓄圧室２０の圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度を略一定にすることができるので、過渡期におけるシリンダ内の酸素濃度を容易に制御することができるようになる。従って、過度に酸素濃度が低減した空気をシリンダ内に送り込んだ場合に生じるスモーク（ＳＭ）の増加を回避することができる。
【００３６】
そして、過渡期に低酸素濃度の圧縮空気Ａ＋Ｇを吸気マニホールド１１ａに供給して、シリンダ内の酸素濃度を低下させることができるので、過渡運転時に圧縮空気を吸気通路上に導入した際、従来技術に比べてトルクの改善、スモークの排出の改善を行うことができる。また、ＥＧＲが使えないが、ＥＧＲを使用したのと同様に低酸素濃度の圧縮空気Ａ＋Ｇをシリンダ内に供給できるので、ＥＧＲ同様にＮＯｘ排出の低減という作用効果を得ることができる。その上、ターボラグを短くすることで燃費、排気の悪化を防ぐことができ、更に、過給補助を行う際に使用する圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度を任意に設定することで、従来技術における過給補助時にＥＧＲを実施できないという問題を解決できる。
【００３７】
図４と図５に、本発明の過渡期に低酸素濃度の圧縮空気を供給する実施例（Ａ）と、過渡期に従来技術の外気と同じ酸素濃度の圧縮空気を供給する比較例１（Ｂ）と、従来技術の過渡期に圧縮空気を供給しない比較例２（Ｃ）における、ＮＯｘ排出量（図４）と、トルク（図５）を示す。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の内燃機関の圧縮空気供給方法及び内燃機関によれば、ターボチャージャを備え、過渡時に蓄圧された圧縮空気を供給する内燃機関において、過渡期に圧縮空気をシリンダに供給する際に低酸素濃度の圧縮空気を供給できるので、過渡期におけるＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる。従って、自動車等に搭載した内燃機関の圧縮空気供給方法及びこの方法を実施するための内燃機関として利用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１０、１０Ｘ、１０Ｙ 内燃機関
１１ エンジン本体
１１ａ 吸気マニホールド
１２ 吸気通路
１３ 排気通路
１５ ターボチャージャ
１５ａ コンプレッサ
１５ｂ タービン
１７ 流路切換弁
１８ 分岐吸気通路
１９ 圧縮空気用コンプレッサ
２０ 蓄圧室
２１ 第１連通路
２２ 第２連通路
２４ 逆止弁
２５ 流量調整弁
２６ 酸素濃度センサ
Ａ 外気
Ａ＋Ｇ 圧縮空気
Ｃ１ 検出された酸素濃度
Ｃｄ 下限酸素濃度値
Ｃｕ 上限酸素濃度値
Ｇ 排気ガス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給システムにおいて、過渡運転時にターボラグが発生して必要な空気量を確保できなくなって排気性能が悪化するのを防止するために、予め蓄圧した圧縮空気を吸気マニホールドに導入して過渡運転時の空気量の不足を補うことができる内燃機関の圧縮空気供給方法及び内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６に示すようなターボチャージャ１５を用いているエンジン（内燃機関）１０Ｘの過給システムにおいては、ターボチャージャ１５のタービン１５ｂが排気ガスＧにより駆動されて、このタービン１５ｂの回転によって回転するコンプレッサ１５ａにより、空気Ａをより多くシリンダ内に導入できるため、エンジン１０Ｘの出力トルクの向上と、排気ガスＧの有害成分の低減を行うことができる。
【０００３】
しかしながら、このターボ式の過給システムでは、過渡運転時に、ターボラグが発生して、推移する回転速度及び負荷（アクセル開度）で必要となる燃料に対して、供給できる空気量が少なくなって必要な空気量の確保ができず、出力トルク及び排気性能が悪化するという問題がある。
【０００４】
このターボラグのときの現象の一例を図７〜図９に示す。図７及び図８に示すように回転速度と燃料噴射量を約２秒間で遷移させた。このとき、回転速度及び燃料噴射量の増加に伴い、必要となる空気量も増加するが、図９に示すようにコンプレッサの出口圧の増加のスピードは、ターボラグにより追いつかず、必要とする空気量を確保できない。そのために、回転速度、燃料噴射量に対して必要となる空気量がシリンダ内へ導入されなくなり、このターボラグによる空気量の不足から、エンジン出力が低下すると共に、ＥＧＲができないことによりＮＯｘ排出量が増加する。
【０００５】
このターボラグによる出力の低下と排気性能の悪化に対して、スーパーチャージャを用いたり、圧縮空気用コンプレッサ等で予め蓄圧した圧縮空気を吸気通路上に導入したりして、過渡運転時の空気量の不足を補う方法がある。
【０００６】
この蓄圧した圧縮空気を用いる方法では、図１０に示すように、圧縮空気用コンプレッサ１９で圧縮された圧縮空気Ａを蓄圧室２０に蓄えて、急加速、発進時等で回転速度と出力トルクが急激に変わるときに、図１１に示すように、流路切換弁１７を蓄圧室２０側に切替えて蓄圧室２０から圧縮空気Ａを供給して過給補助を行う。この方法を用いることで、図１２に示すように、この方法を用いない場合（細線Ｂ）に対して、この方法を用いた場合（太線Ａ）は、コンプレッサ出口圧を迅速に増加して、ターボラグを改善するので、図１３に示すように、出力トルクを改善できる。
【０００７】
この過給補助を行う例として、吸気通路におけるスロットルより上流側に配在されたモータ駆動のコンプレッサを有する電動過給機を備え、アイドル時や減速時等に、電動過給機により吸気を加圧して圧縮し、この加圧された圧縮空気を吸気通路におけるコンプレッサとスロットルとの間に形成される蓄圧部に蓄えておき、加速時等の大きなトルクが必要とされるとき、蓄えられている圧縮空気を用いて過給を行うようになし、もって、小排気量であっても大きな出力を得るとともに、特に低回転時のターボラグを無くして。運転性、応答性、燃費等を向上させる電動過給機付きエンジンが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
しかしながら、その一方で、図１４に示すように、この方法を用いない場合（細線Ｂ）に対して、この方法を用いた場合（太線Ａ）では、圧縮空気を吸気通路上に導入している間、ＮＯｘの排出は悪化するという問題がある。
【０００９】
つまり、通常運転時においては、ＮＯｘの低減にはＥＧＲ（排気再循環）が有効であるが、過渡時に蓄圧した圧縮空気を吸気通路に導入した場合は、図１５に示すように、「タービン入口圧／コンプレッサ出口圧」、即ち、「排気通路の圧力／吸気通路の圧力」が１．０より小さくなる場合があり、即ち、吸気通路の圧力が排気通路の圧力よりも高く（吸気通路の圧力＞排気通路の圧力）なる場合があり、流体（排気ガス）は圧力の高い方から低い方へとしか流れないので、ＥＧＲを行うことができない。そのため、ＮＯｘの排出量が増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表２００５−０８５６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、ターボチャージャを備え、過渡時に蓄圧された圧縮空気を供給する内燃機関において、過渡期に圧縮空気をシリンダに供給する際にＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる内燃機関の圧縮空気供給方法及び内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記のような目的を達成するための本発明の内燃機関の圧縮空気供給方法は、ターボチャージャを備え、過渡時に蓄圧された圧縮空気を吸気マニホールドに供給する内燃機関の圧縮空気供給方法において、蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させて、この低酸素濃度の圧縮空気を過渡時に前記吸気マニホールドに供給することを特徴とする方法である。この方法によれば、過渡期に圧縮空気を吸気マニホールドに供給する際に、低酸素濃度の圧縮空気を供給することができ、過渡期におけるＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる。
【００１３】
上記の内燃機関の圧縮空気供給方法において、空気と内燃機関の排気通路からの排気ガスとを、前記蓄圧室に供給する圧縮空気を発生させる圧縮空気用コンプレッサに供給することで、前記蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させる方法を採用すると、容易に、過渡時に低酸素濃度の圧縮空気を吸気マニホールドに供給することができるようになる。
【００１４】
上記の内燃機関の圧縮空気供給方法において、前記圧縮空気用コンプレッサに供給される圧縮空気の酸素濃度を検出して、前記酸素濃度が上限酸素濃度値よりも高いときには、前記排気通路からの排気ガスの流量を増加して前記圧縮空気用コンプレッサに供給し、前記酸素濃度が下限酸素濃度値よりも低いときには、前記排気通路からの排気ガスの流量を減少して前記圧縮空気用コンプレッサに供給する方法を採用すると、容易に、蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させることができ、それと共に、蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を略一定にすることができるので、過渡期におけるシリンダ内の酸素濃度を容易に制御することができるようになる。
【００１５】
そして、上記のような目的を達成するための本発明の内燃機関は、ターボチャージャを備え、圧縮空気を発生させる圧縮空気用コンプレッサと発生させた圧縮空気を蓄える蓄圧室を備えた分岐吸気通路を、内燃機関の吸気通路に流路切換弁を介して接続して、過渡時に蓄圧された圧縮空気を吸気マニホールドに供給する内燃機関において、前記圧縮空気用コンプレッサの入口側を外気に連通する第１連通路と、前記圧縮空気用コンプレッサの入口側を内燃機関の排気通路に連通する第２連通路とを設けて、外気と排気ガスの両方を前記圧縮空気用コンプレッサに供給可能に構成し、更に、前記第２連通路に前記圧縮空気用コンプレッサに供給される排気ガスの流量を調整する流量調整弁を設けて構成される。
【００１６】
この構成によれば、絞り弁等の流量調整弁の操作により、空気と排気ガスとを圧縮空気用コンプレッサに供給することができ、過渡期に、流路切換弁の操作により低酸素濃度の圧縮空気を吸気マニホールドに供給することができて、過渡期におけるＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる。
【００１７】
また、上記の内燃機関において、内燃機関の制御装置が、前記流量調整弁の弁開度を制御して前記圧縮空気用コンプレッサに供給される排気ガスの流量を調整して、前記蓄圧室に蓄える圧縮空気の酸素濃度を予め設定した範囲内にする制御と、過渡時に前記流路切換弁を前記吸気通路側から前記分岐吸気通路側に切り替えて前記蓄圧室の圧縮空気を前記吸気マニホールドに供給する制御を行うように構成されると、比較的簡単な構成と制御により、低酸素濃度の圧縮空気を蓄圧室に蓄えることができると共に、この低酸素濃度の圧縮空気を過渡時に吸気マニホールドに供給することができ、ＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる。
【００１８】
また、上記の内燃機関において、内燃機関の制御装置が、前記圧縮空気用コンプレッサの入口側に設けた酸素濃度センサで前記圧縮空気用コンプレッサに供給される圧縮空気の酸素濃度を検出して、検出された酸素濃度が上限酸素濃度値よりも高いときには、前記流量調整弁の弁開度を増加して排気ガスの流量を増やして前記圧縮空気用コンプレッサに供給し、検出された酸素濃度が下限酸素濃度値よりも低いときには、前記流量調整弁の弁開度を減少して排気ガスの流量を減らして前記圧縮空気用コンプレッサに供給する制御を行うように構成されると、容易に、蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させることができると共に、蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を略一定にすることができるので、過渡期におけるシリンダ内の酸素濃度を容易に制御することができるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る内燃機関の空気供給方法及び内燃機関によれば、ターボチャージャを備え、過渡時に蓄圧された圧縮空気を供給する内燃機関において、過渡期に圧縮空気をシリンダに供給する際に低酸素濃度の圧縮空気を供給できるので、過渡期におけるＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態における空気を供給する過給器付きの内燃機関の構成を示す図で、外気を吸気マニホールドに供給している場合を示す。
【図２】図１の内燃機関において、蓄圧された低酸素濃度の圧縮空気を吸気マニホールドに供給している場合を示す。
【図３】流量調整弁の制御フローの一例を示す図である。
【図４】実施例と比較例１と比較例２の過渡運転時におけるＮＯｘ排出量の時間的変化を示す図である。
【図５】実施例と比較例１と比較例２の過渡運転時におけるエンジン出力のトルクの時間的変化を示す図である。
【図６】従来技術の過給器付きエンジンの構成を示す図である。
【図７】従来技術の過給器付きエンジンの過渡運転時におけるエンジン回転数の時間的変化を示す図である。
【図８】従来技術の過給器付きエンジンの過渡運転時における燃料噴射量の時間的変化を示す図である。
【図９】従来技術の過給器付きエンジンの過渡運転時におけるターボチャージャのコンプレッサの出口圧の時間的変化を示す図である。
【図１０】従来技術の圧縮空気を供給する過給器付きエンジンの構成を示す図で、圧縮空気を供給していない状態を示す図である。
【図１１】図１０の圧縮空気を供給する過給器付きエンジンの構成を示す図で、圧縮空気を供給している状態を示す図である。
【図１２】従来技術の過給器付きエンジンと従来技術の圧縮空気を供給する過給器付きエンジンの過渡運転時におけるターボチャージャのコンプレッサの出口圧の時間的変化を示す図である。
【図１３】従来技術の過給器付きエンジンと従来技術の圧縮空気を供給する過給器付きエンジンの過渡運転時におけるエンジン出力トルクの時間的変化を示す図である。
【図１４】従来技術の過給器付きエンジンと従来技術の圧縮空気を供給する過給器付きエンジンの過渡運転時におけるＮＯｘ排出量の時間的変化を示す図である。
【図１５】従来技術の過給器付きエンジンと従来技術の圧縮空気を供給する過給器付きエンジンの過渡運転時における「タービン入口圧／コンプレッサ出口圧」の時間的変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関の圧縮空気供給方法及び内燃機関について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、この実施の形態の内燃機関１０は、ターボチャージャ１５を備えた過給器付きの内燃機関であり、エンジン本体１１の吸気マニホールド１１ａに接続された吸気通路１２と、エンジン本体１１の排気マニホールド１１ｂに接続された排気通路１３とを備えている。
【００２３】
この吸気通路１２には、上流側から順にエアクリーナ１４と、ターボチャージャ１５のコンプレッサ１５ａとインタークーラ１６とが設けられている。また、排気通路１３には、ターボチャージャ１５のタービン１５ｂが設けられている。
【００２４】
更に、コンプレッサ１５ａの上流側に流路切換弁１７を介して分岐吸気通路１８を設けると共に、この分岐吸気通路１８に、圧縮空気用コンプレッサ１９と蓄圧室（蓄圧タンク）２０を設ける。この流路切換弁１７は、内燃機関１０の制御装置（図示しない）で、図１に示すように、コンプレッサ１５ａの入口側を吸気通路１２のエアクリーナ１４側に連通したり、図２に示すように、コンプレッサ１５ａの入口側を分岐吸気通路１８の蓄圧室２１側に連通したりするように構成される。この流路切換弁１７には、例えば、シャッター式のバルブを使用し、このバルブをエアシリンダ（図示しない）により駆動するように構成し、このエアシリンダを駆動させる空気として蓄圧室２０に蓄積した圧縮空気を使用する。
【００２５】
更に、圧縮空気用コンプレッサ１９の入口側を外気に連通する第１連通路２１と、圧縮空気用コンプレッサ１９の入口側を内燃機関１０の排気通路１３に連通する第２連通路２２を設ける。この第１連通路２１には上流側からサブエアクリーナ２３と逆止弁２４を設け、第２連絡通路２２には絞り弁等で形成される流量調整弁２５を設ける。更に、第１連通路２１と第２連通路２２が合流した下流側の圧縮空気用コンプレッサ１９の入口側に酸素濃度センサ２６を配置する。
【００２６】
この酸素濃度センサ２６の出力は内燃機関１０の制御装置（図示しない）に入力され、流量調整弁２５は、内燃機関１０の制御装置の出力によりその弁開度を制御される。なお、流量調整弁２５は単に酸素濃度センサ２６の検出値に応じてその弁開度が調整されるので、比較的単純な制御で済む。従って、この制御部分だけモジュール化して、内燃機関の制御装置の一部としてもよい。
【００２７】
この構成により、外気Ａと排気ガスＧの両方を圧縮空気用コンプレッサ１９に供給することができるようになる。また、第１連通路２１に設けた逆止弁２４により、流量調整弁２５を開いた時に排気ガスＧがサブエアクリーナ２３側に流出するのを防止できる。更に、第２連通路２２に設けた流量調整弁２５により、酸素濃度センサ２６で検出した酸素濃度に従って、圧縮空気用コンプレッサ１９に供給される排気ガスＧの流量を調整することができるようになる。
【００２８】
更に、内燃機関１０の制御装置が、例えば、図３に例示する制御フローに従って、圧縮空気用コンプレッサ１９の入口側に設けた酸素濃度センサ２６で、圧縮空気用コンプレッサ１９に供給される圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度Ｃ１を検出して、この検出された酸素濃度Ｃ１が上限酸素濃度値Ｃｕよりも高い（Ｃｕ＜Ｃ１）ときには、流量調整弁２５の弁開度を増加して排気ガスＧの流量を増やして圧縮空気用コンプレッサ１９に供給し、検出された酸素濃度Ｃ１が下限酸素濃度値Ｃｕよりも低い（Ｃ１＜Ｃｄ）ときには、流量調整弁２５の弁開度を減少して排気ガスＧの流量を減らして圧縮空気用コンプレッサ１９に供給し、検出された酸素濃度Ｃ１が下限酸素濃度値Ｃｕと上限酸素濃度値Ｃｕとの間にある（Ｃｄ≦Ｃ１≦Ｃｕ）ときには、流量調整弁２５の弁開度を維持して排気ガスＧの流量を維持して圧縮空気用コンプレッサ１９に供給する制御を行うように構成される。
【００２９】
この制御により、内燃機関１０の制御装置が、流量調整弁２５の弁開度を制御して圧縮空気用コンプレッサ１９に供給される排気ガスＧの流量を調整して、蓄圧室２０に蓄える圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度を予め設定した範囲内、即ち、下限酸素濃度値Ｃｕと上限酸素濃度値Ｃｕとの間にする制御を行うことができる。
【００３０】
また、内燃機関１０の制御装置が、過渡期ではない時は、図１に示すように、流路切換弁１７をエアクリーナ１４側の吸気通路１２に切り替えて、吸気Ａをコンプレッサ１５ａ経由で吸気マニホールド１１ａに供給し、過渡時は、図２に示すように、流路切換弁１７を分岐吸気通路１８側に切り替えて蓄圧室２０の圧縮空気Ａ＋Ｇをコンプレッサ１５ａ経由で吸気マニホールド１１ａに供給する制御を行うように構成される。
【００３１】
上記の構成と制御により、蓄圧室２０の圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させて、この低酸素濃度の圧縮空気Ａ＋Ｇを過渡時に吸気マニホールド１１ａに供給する内燃機関の空気供給方法を実施することができる。
【００３２】
また、空気Ａと内燃機関１０の排気通路１３からの排気ガスＧとを、蓄圧室２０に供給する圧縮空気を発生させる圧縮空気用コンプレッサ１９に供給することで、蓄圧室２０の圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させる、内燃機関の圧縮空気供給方法を実施することができる。
【００３３】
更に、圧縮空気用コンプレッサ１９に供給される圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度Ｃ１を検出して、酸素濃度Ｃ１が上限酸素濃度値Ｃｕよりも高いときには、排気通路１３からの排気ガスＧの流量を増加して圧縮空気用コンプレッサ１９に供給し、酸素濃度Ｃ１が下限酸素濃度値Ｃｄよりも低いときには、排気通路１３からの排気ガスＧの流量を減少して圧縮空気用コンプレッサ１９に供給する、内燃機関の圧縮空気供給方法を実施することができる。
【００３４】
従って、上記の内燃機関の圧縮空気供給方法及び内燃機関によれば、過渡期に圧縮空気を吸気マニホールド１１ａに供給する際に、低酸素濃度の圧縮空気Ａ＋Ｇを吸気マニホールド１１ａに供給することができ、過渡期におけるＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる。また、容易に、低酸素濃度の圧縮空気Ａ＋Ｇを過渡時に吸気マニホールド１１ａに供給することができるようになる。
【００３５】
更に、蓄圧時の運転条件に拘らず、容易に、蓄圧室２０の圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させることができる。また、下限酸素濃度値Ｃｕと上限酸素濃度値Ｃｕとの間を狭めることで、蓄圧時の運転条件に拘らず、蓄圧室２０の圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度を略一定にすることができるので、過渡期におけるシリンダ内の酸素濃度を容易に制御することができるようになる。従って、過度に酸素濃度が低減した空気をシリンダ内に送り込んだ場合に生じるスモーク（ＳＭ）の増加を回避することができる。
【００３６】
そして、過渡期に低酸素濃度の圧縮空気Ａ＋Ｇを吸気マニホールド１１ａに供給して、シリンダ内の酸素濃度を低下させることができるので、過渡運転時に圧縮空気を吸気通路上に導入した際、従来技術に比べてトルクの改善、スモークの排出の改善を行うことができる。また、ＥＧＲが使えないが、ＥＧＲを使用したのと同様に低酸素濃度の圧縮空気Ａ＋Ｇをシリンダ内に供給できるので、ＥＧＲ同様にＮＯｘ排出の低減という作用効果を得ることができる。その上、ターボラグを短くすることで燃費、排気の悪化を防ぐことができ、更に、過給補助を行う際に使用する圧縮空気Ａ＋Ｇの酸素濃度を任意に設定することで、従来技術における過給補助時にＥＧＲを実施できないという問題を解決できる。
【００３７】
図４と図５に、本発明の過渡期に低酸素濃度の圧縮空気を供給する実施例（Ａ）と、過渡期に従来技術の外気と同じ酸素濃度の圧縮空気を供給する比較例１（Ｂ）と、従来技術の過渡期に圧縮空気を供給しない比較例２（Ｃ）における、ＮＯｘ排出量（図４）と、トルク（図５）を示す。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の内燃機関の圧縮空気供給方法及び内燃機関によれば、ターボチャージャを備え、過渡時に蓄圧された圧縮空気を供給する内燃機関において、過渡期に圧縮空気をシリンダに供給する際に低酸素濃度の圧縮空気を供給できるので、過渡期におけるＮＯｘの排出量の増加を抑制することができる。従って、自動車等に搭載した内燃機関の圧縮空気供給方法及びこの方法を実施するための内燃機関として利用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１０、１０Ｘ、１０Ｙ 内燃機関
１１ エンジン本体
１１ａ 吸気マニホールド
１２ 吸気通路
１３ 排気通路
１５ ターボチャージャ
１５ａ コンプレッサ
１５ｂ タービン
１７ 流路切換弁
１８ 分岐吸気通路
１９ 圧縮空気用コンプレッサ
２０ 蓄圧室
２１ 第１連通路
２２ 第２連通路
２４ 逆止弁
２５ 流量調整弁
２６ 酸素濃度センサ
Ａ 外気
Ａ＋Ｇ 圧縮空気
Ｃ１ 検出された酸素濃度
Ｃｄ 下限酸素濃度値
Ｃｕ 上限酸素濃度値
Ｇ 排気ガス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボチャージャを備え、過渡時に蓄圧された圧縮空気を吸気マニホールドに供給する内燃機関の圧縮空気供給方法において、蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させて、この低酸素濃度の圧縮空気を過渡時に前記吸気マニホールドに供給することを特徴とする内燃機関の圧縮空気供給方法。
【請求項２】
空気と内燃機関の排気通路からの排気ガスとを、前記蓄圧室に供給する圧縮空気を発生させる圧縮空気用コンプレッサに供給することで、前記蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の圧縮空気供給方法。
【請求項３】
前記圧縮空気用コンプレッサに供給される圧縮空気の酸素濃度を検出して、前記酸素濃度が上限酸素濃度値よりも高いときには、前記排気通路からの排気ガスの流量を増加して前記圧縮空気用コンプレッサに供給し、前記酸素濃度が下限酸素濃度値よりも低いときには、前記排気通路からの排気ガスの流量を減少して前記圧縮空気用コンプレッサに供給することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の圧縮空気供給方法。
【請求項４】
ターボチャージャを備え、圧縮空気を発生させる圧縮空気用コンプレッサと発生させた圧縮空気を蓄える蓄圧室を備えた分岐吸気通路を、内燃機関の吸気通路に流路切換弁を介して接続して、過渡時に蓄圧された圧縮空気を吸気マニホールドに供給する内燃機関において、前記圧縮空気用コンプレッサの入口側を外気に連通する第１連通路と、前記圧縮空気用コンプレッサの入口側を内燃機関の排気通路に連通する第２連通路とを設けて、外気と排気ガスの両方を前記圧縮空気用コンプレッサに供給可能に構成し、更に、前記第２連通路に前記圧縮空気用コンプレッサに供給される排気ガスの流量を調整する流量調整弁を設けたことを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
内燃機関の制御装置が、前記流量調整弁の弁開度を制御して前記圧縮空気用コンプレッサに供給される排気ガスの流量を調整して、前記蓄圧室に蓄える圧縮空気の酸素濃度を予め設定した範囲内にする制御と、過渡時に前記流路切換弁を前記吸気通路側から前記分岐吸気通路側に切り替えて前記蓄圧室の圧縮空気を前記吸気マニホールドに供給する制御を行うように構成されたことを特徴とする請求項４記載の内燃機関。
【請求項６】
内燃機関の制御装置が、前記圧縮空気用コンプレッサの入口側に設けた酸素濃度センサで前記圧縮空気用コンプレッサに供給される圧縮空気の酸素濃度を検出して、検出された酸素濃度が上限酸素濃度値よりも高いときには、前記流量調整弁の弁開度を増加して排気ガスの流量を増やして前記圧縮空気用コンプレッサに供給し、検出された酸素濃度が下限酸素濃度値よりも低いときには、前記流量調整弁の弁開度を減少して排気ガスの流量を減らして前記圧縮空気用コンプレッサに供給する制御を行うように構成されたことを特徴とする請求項５記載の内燃機関。
【請求項１】
ターボチャージャを備え、過渡時に蓄圧された圧縮空気を吸気マニホールドに供給する内燃機関の圧縮空気供給方法において、蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させて、この低酸素濃度の圧縮空気を過渡時に前記吸気マニホールドに供給することを特徴とする内燃機関の圧縮空気供給方法。
【請求項２】
空気と内燃機関の排気通路からの排気ガスとを、前記蓄圧室に供給する圧縮空気を発生させる圧縮空気用コンプレッサに供給することで、前記蓄圧室の圧縮空気の酸素濃度を外気の酸素濃度よりも低下させることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の圧縮空気供給方法。
【請求項３】
前記圧縮空気用コンプレッサに供給される圧縮空気の酸素濃度を検出して、前記酸素濃度が上限酸素濃度値よりも高いときには、前記排気通路からの排気ガスの流量を増加して前記圧縮空気用コンプレッサに供給し、前記酸素濃度が下限酸素濃度値よりも低いときには、前記排気通路からの排気ガスの流量を減少して前記圧縮空気用コンプレッサに供給することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の圧縮空気供給方法。
【請求項４】
ターボチャージャを備え、圧縮空気を発生させる圧縮空気用コンプレッサと発生させた圧縮空気を蓄える蓄圧室を備えた分岐吸気通路を、内燃機関の吸気通路に流路切換弁を介して接続して、過渡時に蓄圧された圧縮空気を吸気マニホールドに供給する内燃機関において、前記圧縮空気用コンプレッサの入口側を外気に連通する第１連通路と、前記圧縮空気用コンプレッサの入口側を内燃機関の排気通路に連通する第２連通路とを設けて、外気と排気ガスの両方を前記圧縮空気用コンプレッサに供給可能に構成し、更に、前記第２連通路に前記圧縮空気用コンプレッサに供給される排気ガスの流量を調整する流量調整弁を設けたことを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
内燃機関の制御装置が、前記流量調整弁の弁開度を制御して前記圧縮空気用コンプレッサに供給される排気ガスの流量を調整して、前記蓄圧室に蓄える圧縮空気の酸素濃度を予め設定した範囲内にする制御と、過渡時に前記流路切換弁を前記吸気通路側から前記分岐吸気通路側に切り替えて前記蓄圧室の圧縮空気を前記吸気マニホールドに供給する制御を行うように構成されたことを特徴とする請求項４記載の内燃機関。
【請求項６】
内燃機関の制御装置が、前記圧縮空気用コンプレッサの入口側に設けた酸素濃度センサで前記圧縮空気用コンプレッサに供給される圧縮空気の酸素濃度を検出して、検出された酸素濃度が上限酸素濃度値よりも高いときには、前記流量調整弁の弁開度を増加して排気ガスの流量を増やして前記圧縮空気用コンプレッサに供給し、検出された酸素濃度が下限酸素濃度値よりも低いときには、前記流量調整弁の弁開度を減少して排気ガスの流量を減らして前記圧縮空気用コンプレッサに供給する制御を行うように構成されたことを特徴とする請求項５記載の内燃機関。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２３３４１２（Ｐ２０１２−２３３４１２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１００５５６（Ｐ２０１１−１００５５６）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
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