蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置
【課題】ツインエントリターボチャージャーの過渡性能を向上することのできる蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置を提供する。
【解決手段】複数の気筒を有するエンジン本体１０と、ツインエントリターボチャージャー２０と、エンジン本体からツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔに至る排気系部分を、排気行程の順番が連続しない気筒に連通する排気通路ごとにそれぞれ構成する第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂと、ガスを蓄圧する蓄圧手段４０と、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂのそれぞれと蓄圧手段４０とを連通する配管４４Ａ及び４４Ｂと、該配管を介して、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂのそれぞれに所定の位相差でもって蓄圧されたガスを供給可能な蓄圧アシスト制御手段６０と、を備える。
【解決手段】複数の気筒を有するエンジン本体１０と、ツインエントリターボチャージャー２０と、エンジン本体からツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔに至る排気系部分を、排気行程の順番が連続しない気筒に連通する排気通路ごとにそれぞれ構成する第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂと、ガスを蓄圧する蓄圧手段４０と、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂのそれぞれと蓄圧手段４０とを連通する配管４４Ａ及び４４Ｂと、該配管を介して、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂのそれぞれに所定の位相差でもって蓄圧されたガスを供給可能な蓄圧アシスト制御手段６０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツインエントリ過給エンジンの制御装置、特に、タービンの上流に蓄圧されたガスを供給する蓄圧アシスト機構を備える蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ターボチャージャー等の過給器を備え出力トルクの向上を図るようにしたエンジンは広く知られている。また、かかるターボチャージャーにおいて、排気干渉を防止することで応答性を改善すべく、タービンハウジング内に隔壁を設けることによって独立した２つのスクロールを形成するようにした、いわゆるツインエントリターボチャージャーも知られている。そして、このようなツインエントリターボチャージャーでは、排気干渉を避けるべく、排気行程の順番が連続しない気筒の排気通路で構成される複数の排気グループが、それぞれ、互いに異なるスクロール部に各別に接続されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、ターボチャージャーでは、特に、その加速初期におけるいわゆるターボラグを改善する目的で、タービンの上流に蓄圧された空気などを供給する蓄圧アシスト機構を設けるようにした提案が、種々、なされている。
【０００４】
このうち、例えば、特許文献２には、排出管に排気ガスを排出するエンジンと、排気ガスが噴き付けられる排気タービンを備える過給器と、排気タービンに供給される補助空気が蓄圧される蓄圧タンクとを備えるエンジンにおいて、エンジンより排出される排気ガスを補助空気として蓄圧タンクに蓄圧するように排気ガスを排出管から取り出し、且つ、蓄圧タンクに蓄圧された補助空気を、排出管を介して排気タービンに供給するための開口が排出管における排気タービンよりも上流側に設けられた内燃機関用過給システムが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１７０２２０号公報
【特許文献２】特開２００８−２２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示されたような、排気行程の順番が連続しない気筒の排気通路で構成される複数の排気グループが、それぞれ、互いに異なるスクロール部に各別に接続されているツインエントリターボチャージャーに対し、いわゆるターボラグを改善する目的で、例えば、特許文献２に開示された内燃機関用過給システムを組み合わせることが考えられる。
【０００７】
しかしながら、上述のツインエントリターボチャージャーにおいては、エンジン本体から排気タービンに至る部分が、排気行程の順番が連続しない気筒の排気通路で構成される排気グループ毎に別個に形成されているので、単に、排出管における排気タービンよりも上流側に補助空気を供給するのみでは、排気干渉を十分に回避するのが困難であり、ツインエントリターボチャージャーの過渡性能を十分に向上させることができず、さらなる検討を要するものであった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、かかる従来の問題を解消し、エンジン本体から排気タービンに至る部分が、排気行程の順番が連続しない気筒の排気通路で構成される排気グループ毎に別個に形成されているツインエントリターボチャージャーの過渡性能を十分に向上することのできる蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の一形態に係る蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置は、複数の気筒を有するエンジン本体と、ツインエントリターボチャージャーと、前記エンジン本体から前記ツインエントリターボチャージャーのタービンに至る排気系部分を、排気行程の順番が連続しない気筒に連通する排気通路ごとにそれぞれ構成する第１及び第２の排気通路と、ガスを蓄圧する蓄圧手段と、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれと前記蓄圧手段とを連通する配管と、該配管を介して、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれに所定の位相差でもって蓄圧されたガスを供給可能な蓄圧アシスト制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この一形態によれば、複数の気筒を有するエンジン本体からツインエントリターボチャージャーのタービンに至る排気系部分に、排気行程の順番が連続しない気筒に連通する排気通路ごとに第１及び第２の排気通路がそれぞれ構成される。そして、蓄圧手段に蓄圧されたガスは、蓄圧アシスト制御手段により第１及び第２の排気通路のそれぞれに所定の位相差でもって供給される。したがって、排気行程の順番が連続しない気筒に連通する排気通路ごとの第１及び第２の排気通路に所定の位相差でもって蓄圧されたガスが供給されるので、排気干渉を生ずることがないとともに、動圧過給効果を損なうことがなく、ツインエントリターボチャージャーにおける過渡性能を十分に向上させることができる。
【００１１】
ここで、上記一形態の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置において、前記蓄圧アシスト制御手段は、前記第１の排気通路に連通された気筒及び前記第２の排気通路に連通された気筒において、それぞれの気筒の排気弁のほぼ開タイミングから所定の位相角期間に亘りガスを供給するようにしてもよい。
【００１２】
この形態によれば、第１の排気通路に連通された気筒及び第２の排気通路に連通された気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングに合わせて所定の位相角期間に亘りガスが供給されるので、それぞれの気筒から排出される排気ガスの圧力にアシストガス圧が重畳され、動圧過給の絶対値を上げることができる。この結果、ツインエントリターボチャージャーにおける過渡性能を十分に向上させることができる。
【００１３】
また、上記一形態の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置において、前記蓄圧アシスト制御手段は、前記第１の排気通路に連通された気筒及び前記第２の排気通路に連通された気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングのほぼ中間の位相角位置から所定の位相角期間に亘りガスを供給するようにしてもよい。
【００１４】
この形態によれば、第１の排気通路に連通された気筒及び第２の排気通路に連通された気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングのほぼ中間の位相角位置から所定の位相角期間に亘りガスが供給されるので、第１及び第２の排気通路のそれぞれにおいて、それぞれの気筒の排気行程の間で排気通路に排気ガスの排出がない期間の中程でガスが供給されることとなり、動圧過給の頻度を上げることができる。この結果、ツインエントリターボチャージャーにおける過渡性能を十分に向上させることができる。
【００１５】
なお、前記配管は、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれにおいて各気筒の排気ポート又はその直下流に連通された構成とされてもよい。
【００１６】
この構成によれば、各気筒の排気ポート又はその直下流にガスが供給されるので、各気筒の排気ポート又はその直下流において背圧が高まり、内部ＥＧＲ量を増大させてＮＯｘを低減させることができる。
【００１７】
ここで、上記構成において、前記蓄圧アシスト制御手段は、前記各気筒の排気行程又は排気弁の開弁中においてガスを供給することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、排気弁が開いている排気行程において各気筒の排気ポート又はその直下流において背圧が高められるので、上述の効果に加えて、効率良く、内部ＥＧＲ量を増大させＮＯｘを低減させることができる。
【００１９】
また、上記一形態の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置において、前記配管が、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれにおいて各気筒の排気ポート又はその直下流に連通されている第１の配管と、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれにおいて前記ツインエントリターボチャージャーのタービン入口又はその近傍に連通されている第２の配管とから構成され、前記蓄圧アシスト制御手段は、部分負荷運転時において前記第１の配管を介してガスを供給するとともに、加速要求時において前記第２の配管を介してガスを供給することを特徴とする。
【００２０】
この形態によれば、部分負荷運転時においては各気筒の排気ポート又はその直下流に連通されている第１の配管を介してガスが供給され、加速要求時においてはツインエントリターボチャージャーのタービン入口又はその近傍に連通されている第２の配管を介してガスが供給される。したがって、部分負荷運転時においては各気筒の排気ポート又はその直下流における背圧を高め、内部ＥＧＲ量を増大させてＮＯｘを低減させることができるとともに、加速要求時においては排気干渉を生ずることや動圧過給効果を損なうことがなく、ツインエントリターボチャージャーにおける過渡性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は本発明が適用された蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置の第１の実施形態の概要を示すシステム図であり、１０は複数の気筒（本実施形態では、図１の上方から順に気筒番号を付して不図示の＃１〜＃４気筒の４つ）を有するエンジン本体である。
【００２３】
このエンジン１０の吸気系としては、上流端にエアクリーナ１１が設けられた吸気通路１２、この吸気通路１２に連通された不図示のサージタンク、さらに吸気マニフォルド１３を備え、この吸気マニフォルド１３のそれぞれの枝管が吸気ポートに連通されている。そして、吸気マニフォルド１３の上流の吸気通路１２に吸気絞り弁１４が設けられ、該吸気絞り弁１４の上流の吸気通路１２にはツインエントリターボチャージャー２０のコンプレッサ２０Ｃが配設されている。さらに、各気筒の吸気ポートの直上流には、不図示の燃料噴射弁が配設され、また、シリンダヘッドの気筒毎に不図示の点火プラグが配設されている。
【００２４】
一方、エンジン１０の排気系としては、＃１〜＃４気筒の排気ポートにそれぞれの枝管が連通する第１及び第２の排気マニフォルド３１Ａ及び３１Ｂにより排気が合流され、第１及び第２の排気マニフォルド３１Ａ及び３１Ｂにそれぞれ第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂが接続されている。具体的に説明すると、本実施の形態では、エンジン１０の排気行程が隣り合わず、点火順序が奇数番目の＃１気筒、＃４気筒の排気ポートにそれぞれの枝管が連通する第１の排気マニフォルド３１Ａが第１の排気通路３２Ａに接続され、点火順序が偶数番目の＃２気筒、＃３気筒の排気ポートにそれぞれの枝管が連通する第２の排気マニフォルド３１Ｂが第２の排気通路３２Ｂに接続されている。
【００２５】
そして、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂの下流端は、ツインエントリターボチャージャー２０のスクロール部の入口にそれぞれ接続されている。なお、ツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔにおいては、そのハウジング内に、タービン軸線とほぼ垂直な方向に広がる仕切壁が設けられ、この仕切壁によってスクロール部がタービン軸線方向に２分されている。したがって、このツインエントリターボチャージャー２０ないしタービン２０Ｔでは、排気干渉が起こるのが防止され、過給効率が高まることとなる。
【００２６】
ここで、本明細書の説明において、一方のスクロール部に連通される第１の排気通路３２Ａに接続される第１の排気マニフォルド３１Ａ及び他方のスクロール部に連通される第２の排気通路３２Ｂに接続される第２の排気マニフォルド３１Ｂに関して、排気通路と排気マニフォルドとを特に区別する必要がないときは、第１の排気マニフォルド３１Ａ及び第２の排気マニフォルド３１Ｂをそれぞれ包含して、第１の排気通路３２Ａ及び第２の排気通路３２Ｂと称することとする。
【００２７】
さらに、ツインエントリターボチャージャー２０におけるスクロール部の下流端は１つの排気管３３に接続され、この排気管３３には排気絞り弁３４及び三元触媒などを内蔵する触媒コンバータ３５が配設されている。なお、３６は排気マフラーである。
【００２８】
ここで、排気絞り弁３４は、本実施の形態では、タービン２０Ｔの下流側で触媒コンバータ３５の上流側に設けられているが、下流側に設けられてもよい。本実施の形態では、排気絞り弁３４はバタフライ弁であり、例えば、電動モータであるアクチュエータ３７により駆動される。排気絞り弁３４は、その閉弁時には第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂ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、排気絞り弁３４よりも下流側へのそのような流体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３４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、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂ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。
【００２９】
ターボチャージャー２０は、タービン２０Ｔに導入する排気のエネルギーによりコンプレッサ２０Ｃが回転駆動され、空気を吸入、加圧して過給するものであり、タービン２０Ｔの入口ノズル部に流量可変機構としての不図示の可変ノズルを有していてもよい。この可変ノズルは、例えば直流モータ等の電動アクチュエータからなる不図示の可変ノズル作動用アクチュエータにより駆動されて、その「全閉」、「全開」およびそれらの間の中間位置をとる。なお、可変ノズルの「全閉」とは、可変ノズルを形成する可動ベーンにより、ノズルが最小流路面積に絞られた状態、可変ノズルの「全開」とは、同じく、ノズルが最大流路面積に開けられた状態を意味する。
【００３０】
さらに、本実施の形態では、蓄圧アシスト機構の一部を構成する蓄圧タンク４０は、その一端が、第１及び第２の蓄圧バルブ４１Ａ及び４１Ｂがそれぞれ介設された第１及び第２の入口通路４２Ａ及び４２Ｂを介して、第１及び第２の排気マニフォルド３１Ａ及び３１Ｂにそれぞれ接続されている。また、蓄圧タンク４０の他端は、第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂがそれぞれ介設された第１及び第２の出口通路４４Ａ及び４４Ｂを介して、タービン２０Ｔの上流側の第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂにそれぞれ接続されている。なお、第１の蓄圧バルブ４１Ａ及び第２の蓄圧バルブ４１Ｂ、第１のアシストバルブ４３Ａ及び第２のアシストバルブ４３Ｂはともに、例えば、ポペット弁であり、電動モータや電磁アクチュエータからなる不図示のアクチュエータにより駆動される。
【００３１】
ここで、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂの圧力（圧力エネルギー）は、第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂが閉じられた状態で、第１及び第２の蓄圧バルブ４１Ａ及び４１Ｂを開くことにより、第１及び第２の入口通路４２Ａ及び４２Ｂを介して、アシストガス（排気ガス又は空気）の移動を伴いつつ蓄圧タンク４０内に回収される。他方、蓄圧タンク４０内に蓄えられた圧力は、第１及び第２の蓄圧バルブ４１Ａ及び４１Ｂが閉じられた状態で第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂを開くことにより、第１及び第２の出口通路４４Ａ及び４４Ｂを介して、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂにアシストガスが放出されて利用に供される。すなわち、本実施の形態では、蓄圧タンク４０内への圧力回収及びそこからの圧力放出が、それぞれ、第１及び第２の入口通路４２Ａ及び４２Ｂと、第１及び第２の出口通路４４Ａ及び４４Ｂという別々の通路を介して行われる。しかし、例えば、第１の蓄圧バルブ４１Ａの代わりに第１のアシストバルブ４３Ａ、及び第２の蓄圧バルブ４１Ｂの代わりに第２のアシストバルブ４３Ｂを用いて、回収と放出とを同一のバルブにより行わせてもよい。
【００３２】
また、エンジン１０には、エンジン１０の回転数を求めるためのクランク角センサ５１、要求負荷を検出するためのアクセルペダルの踏み込み量に比例した信号を出力するアクセル開度センサ５２が設けられている。さらに、エンジン１０の冷却水温を検出する水温センサ５３や過給圧を制御するのに用いられる吸気圧力センサ５４、吸気絞り弁１４の開度を検出するスロットル開度センサ５５、蓄圧タンク４０内の圧力を検出する蓄圧タンク圧力センサ５６、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂの排気ガスすなわち燃焼ガスや空気である流体の背圧を検出するための第１及び第２の背圧センサ５７Ａ及び５７Ｂ、及び吸入空気量を検出するためのエアフローメーター５８などが設けられ、上述のセンサとともに、これらの各種センサの出力信号がＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータや、Ａ／Ｄ変換器、入力インタフェース、出力インタフェース等で構成される電子式コントロールユニット（ＥＣＵ）６０に送られるようになっている。
【００３３】
ＥＣＵ６０は、各センサから送られてきた出力値に応じて、燃料噴射量、点火時期、過給圧等を制御する。なお、燃料噴射量、点火時期、過給圧等の制御のために使用される制御値は、例えば縦軸にエンジンの負荷をとり、横軸にエンジン回転数をとったエンジン１０の運転状態を表すマップに、エンジン１０の要求特性等に合わせて実験的に求めた最適値が制御値として設定されており、これらのマップはＥＣＵ６０のテーブルに保存されている。
【００３４】
ここで、上述の構成になる本発明の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置における、蓄圧タンク４０内へ蓄圧するための圧力回収制御ルーチンの一例について、図２のフローチャートを参照して簡単に説明することにする。なお、この圧力回収制御ルーチンは所定周期（例えば、約２０ｍｓ毎）で実行される。また、この場合、以下の説明から明らかになるように、蓄圧タンク４０内に回収される排気ガスは概ね空気である。
【００３５】
そこで、エンジン１０が起動され制御が開始されると、まずＥＣＵ６０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」とは、圧力回収が行われる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、圧力回収が行われる所定条件が満たされていないことを表す。制御開始の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、本実施形態において、圧力回収の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、フュエルカットの実行中であること、および、蓄圧タンク４０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。
【００３６】
そこで、ステップＳ２０１で否定判定されると、次のステップＳ２０３で、フュエルカット（実行）中か否かが判定される。具体的には、フュエルカット中か否かは、燃料噴射量が「０」とされているか否かで判定される。そして、上記ステップＳ２０３でフュエルカット中であるとして肯定判定されると、次のステップＳ２０５に進み、蓄圧タンク４０内の圧力が、蓄圧タンク４０に許容される上限圧以下か否かが判定される。蓄圧タンク４０内に十分な圧力の排気ガスが蓄えられているのに、さらに圧力回収が行われることを防ぐためである。蓄圧タンク４０内の圧力は蓄圧タンク圧力センサ５６からの出力信号に基づいて導出される。なお、上記ステップＳ２０３及びこのステップＳ２０５で否定判定されると、該ルーチンは一旦終了される。なお、上限圧としては、例えば、ゲージ圧で４００ｋＰａという値が設定されている。
【００３７】
ここで、上述のフュエルカットにおいては、例えば、エンジン回転数が所定回転数（フュエルカット回転数）以上であり、且つ、アクセル開度が０％、すなわちアクセルペダルが踏まれていない車両の減速ないしは航続走行状態のときに、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止（フュエルカット）するように設定されている。なお、このようなフュエルカット状態が続いて、エンジン回転数が低下して別の所定回転数（フュエルカット復帰回転数）に達すると、燃料噴射は再開される。また、このようにフュエルカット状態のときは、吸気絞り弁１４が閉じ側に制御されるように、プラグラムは設定されているが、後述する圧力回収のときには、強制的に吸気絞り弁１４は開状態になるように制御される。
【００３８】
さらに、上記図２のフローチャートのステップＳ２０５で肯定判定されると、圧力回収の所定条件が満たされているとして、次のステップＳ２０７で、回収フラグが「１」にセットされる。これにより、エンジン１０の通常の制御よりも、圧力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に進み排気絞り弁３４がアクチュエータ３７に作動信号が出力されて閉弁制御され、また、次のステップＳ２１１で吸気絞り弁１４が開弁制御される。なお、このように回収フラグが「１」の間は、吸気絞り弁１４が開弁するように制御される。これは、吸入空気量を増大し、圧力回収用に排気ガスの圧力を高めるためである。
【００３９】
そして、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、次のステップＳ２１３で、再度、フュエル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のステップＳ２１５に進み、再度、蓄圧タンク４０内の圧力が上記上限圧以下か否か判定される。なお、ステップＳ２１３およびステップＳ２１５での判定が再度行われるのは、ステップＳ２０７で回収フラグが「１」にされた後に、圧力回収の所定条件が満たされなくなった場合に、圧力回収を終了させるためである。
【００４０】
さて、ステップＳ２１５で肯定判定されると次のステップＳ２１７で、蓄圧タンク４０内の圧力が、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂの圧力（背圧）以下か否かが判定される。このとき既に、排気絞り弁３４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３４によってせき止められた排気ガスの圧力（圧力エネルギー）は高くなる。そして、その圧力が回収可能な程度にまで高まっているかを調べるために、ステップＳ２１７での判定が行われる。ステップＳ２１７で否定判定される場合にはステップＳ２１９に進み、第１及び第２の蓄圧バルブ４１Ａ及び４１Ｂが閉弁ないしは閉弁状態に維持される。すなわち、第１及び第２の蓄圧バルブ４１Ａ及び４１Ｂが既に閉じられている場合には、その状態が維持されることを意味している。他方、ステップＳ２１７で肯定判定される場合にはステップＳ２２１に進み、第１及び第２の蓄圧バルブ４１Ａ及び４１Ｂが開弁制御される。これにより、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂの高められた圧力は、第１及び第２の入口通路４２Ａ及び４２Ｂを介した排気ガスの移動を伴いつつ、蓄圧タンク４０内に回収される。
【００４１】
上述のように、高い圧力すなわち高い圧力エネルギーを有する排気ガス（ここでは主に空気）が回収されることで、蓄圧タンク４０内の圧力は増す。こうした圧力回収は、上記ステップＳ２１３あるいはステップＳ２１５で否定判定されない限りは概ね続けて行われる。
【００４２】
そして、上述の圧力回収中に、運転状態が変化したことなどに伴い、ステップＳ２１３あるいはステップＳ２１５で否定判定されるに至ると、圧力回収を終了させるための制御が行われる。すなわち、それらのいずれかで否定判定されるとステップＳ２２３に進み、第１及び第２の蓄圧バルブ４１Ａ及び４１Ｂが閉弁制御されるとともに、排気絞り弁３４が開弁制御される。そして、次のステップＳ２２５で回収フラグが「０」にリセットされる。この結果、エンジン１０は圧力回収を行わない通常の制御状態に復帰され、吸気絞り弁１４はエンジン運転状態に基づいて制御されるようになる。
【００４３】
次に、第１の実施の形態における蓄圧アシスト制御ルーチンの一例について図３のフローチャートを参照して説明する。なお、この蓄圧アシスト制御ルーチンも所定周期（例えば、２０ｍｓ毎）で実行される。
【００４４】
そこで、制御がスターとすると、ステップＳ３０１において、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」であるとは、ターボチャージャー２０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わしている。初期状態ではアシストフラグは「０」にリセットされているので、ここでは否定判定される。
【００４５】
ステップＳ３０１において否定判定されると、次のステップＳ３０３に進みエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下か否かが判定される。エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔより高いときには、ターボチャージャー２０の作動に関してアシストの必要がないことから、ステップＳ３０３で否定判定されて、当該ルーチンは一旦終了される。他方、ステップＳ３０３でエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下であるとして肯定判定されると、ステップＳ３０５へ進む。
【００４６】
そして、次のステップＳ３０５では、加速要求の有無が判定される。この加速要求の有無の判定は、本実施の形態では、アクセル開度Ａｐに基づいて行われる。アクセル開度Ａｐが所定値Ａｐｔ以上であるか否かにより行われる。これは、アクセル開度Ａｐが所定値Ａｐｔ以上であるにもかかわらず、ステップＳ３０３の判定でエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下であることは、加速要求があるにもかかわらず、エンジン１０の回転上昇が遅れていることを意味するからである。なお、この加速要求の有無は、ある開度を超えるとともに、単位時間当たりのアクセル開度Ａｐの変化量、すなわちその開き速度（アクセル開度Ａｐ開き速度）が所定速度を超えたときに加速要求有りと判定するようにしてもよい。
【００４７】
上記ステップＳ３０３及びステップＳ３０５で肯定判定されると、次のステップＳ３０７において、アシストフラグが「１」にセットされ、本ルーチンは一旦終了される。そして、次のルーチンにおけるステップＳ３０１においてアシストフラグが「１」か否かが判定される。ここでは、肯定判定される結果、次のステップＳ３０９に進み、再度、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下か否かが判定される。そして、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下であるとして肯定判定されると、ステップＳ３１１へ進みアクセル開度Ａｐが所定値Ａｐｔ以上であるか否かにより、再度、加速要求の有無ないしは加速要求が継続しているが否かが判定される。
【００４８】
そして、上記ステップＳ３０９及びステップＳ３１１で肯定判定されると、次のステップＳ３１３に進む。このステップＳ３１３では、ステップＳ３０９で用いたエンジン回転数Ｎｅ及びステップＳ３１１で用いたアクセル開度Ａｐに基づいて目標過給圧Ｐｔが算出される。この目標過給圧Ｐｔに関しては、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｐをパラメータとして予め実験などにより求められた目標過給圧Ｐｔの値が、ＥＣＵ６０に保管されているマップから読み出される。
【００４９】
そして、次のステップＳ３１５において、第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂが後述する所定の位相差をもって開閉制御されることによる作動アシストが開始される。作動アシストが開始されると、この作動アシストの終了時期を得るためにステップＳ３１７に進み、吸気圧センサ５４で検出される実過給圧Ｐａが上述の目標過給圧Ｐｔと比較され、目標過給圧Ｐｔに到達したか否かが判定される。そして、実過給圧Ｐａが目標過給圧Ｐｔに到達せず否定判定される限りにおいて、本ルーチンは一旦終了されて次のルーチンがスタートされる。なお、目標過給圧Ｐｔに到達し肯定判定されると、後述するように、ステップＳ３１９に進むことになる。
【００５０】
このステップＳ３１９においては、上述の第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂの開閉制御が終了される。換言すると、この第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂが全閉に閉制御される。なお、このステップＳ３１９に対しては、上述のステップＳ３０９及びステップＳ３１１において否定判定、換言すると、加速要求が継続していないと判定された場合も進み、同様に、第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂが全閉に閉制御される。そして、その後、ステップＳ３２１に進みアシストフラグが「０」にリセットされる。
【００５１】
ここで、上述のステップＳ３１５で実行される第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂの開閉制御による作動アシストについて、図４をも参照しつつ、より詳しく説明することとする。
【００５２】
まず、この作動アシストの第１の形態は、第１の排気通路３２Ａに連通された＃１、＃４気筒及び第２の排気通路３２Ｂに連通された＃２、＃３気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングから所定の位相角期間に亘りガスを供給するようにしている。すなわち、第１の排気通路３２Ａに対しては、＃１気筒の排気弁の開タイミングと＃４気筒の排気弁の開タイミングとに合わせて第１のアシストバルブ４３Ａが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられて、アシストガスが供給される。一方、第２の排気通路３２Ｂに対しては、＃３気筒の排気弁の開タイミングと＃２気筒の排気弁の開タイミングとに合わせて第２のアシストバルブ４３Ｂが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられてアシストガスが供給されるのである。
【００５３】
ここで、図４は、エンジン１０の点火順序が＃１、＃３、＃４、＃２である場合の、＃３気筒及び＃２気筒に連通された第２の排気通路３２Ｂにおける背圧脈動の様子を示すグラフであり、本実施形態のツインエントリターボチャージャー２０における背圧脈動の様子が太い実線で示されている（なお、細い実線は、排気マニフォルドが１つの排気通路に集合されるシングルエントリターボチャージャーにおける背圧脈動の様子を参考のために示している）。図４において、クランク角が−１８０°、０°、＋１８０°及び＋３６０°の位置は、それぞれ、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒及び＃１気筒の排気行程開始時期（下死点）を表している。なお、それぞれの気筒における排気弁の開タイミングは、図示からも明らかなように、排気行程開始時期よりも若干（例えば、４５°）早い。但し、エンジンが排気弁の可変タイミング機構を備えている場合には、この排気弁の開タイミングは運転状態に応じて変更され、下死点前２０°〜６０°となり得る。また、本明細書において、排気弁の開タイミングとは、厳密に排気弁の開き始めそのものと厳密に解する必要はなく、この排気弁の開タイミングは、排気弁の開き始め付近という程度に幅をもって解してもよい。
【００５４】
そこで、上述の作動アシストの第１の形態では、＃３気筒及び＃２気筒に連通された第２の排気通路３２Ｂに関して、＃３気筒における排気弁の開タイミング（−１８０°より若干早い）位置（図４においてＴ１3O）、及び＃２気筒における排気弁の開タイミング（＋１８０°より若干早い）位置（図４においてＴ１2O）で第２のアシストバルブ４３Ｂが開かれ、それぞれの約９０°クランク角の経過後（図４において、Ｔ１3C及びＴ１2C）に閉じられて、蓄圧タンク４０からパルス的にアシストガスが供給されることになる。なお、図示はしないが、＃１、＃４気筒の場合も同様である。
【００５５】
この作動アシストの第１の形態によれば、第１の排気通路３２Ａに連通された＃１、＃４気筒及び第２の排気通路３２Ｂに連通された＃３、＃２気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングに合わせて所定の位相角期間（上述の例では約９０°クランク角）に亘りアシストガスがパルス的に供給されるので、それぞれの気筒から排出される排気ガスの圧力にアシストガス圧が重畳され、動圧過給の絶対値を上げることができる。この結果、ツインエントリターボチャージャー２０における過渡性能を向上させることができるのである。
【００５６】
また、上述の作動アシストの第２の形態は、第１の排気通路３２Ａに連通された＃１、＃４気筒、及び、第２の排気通路３２Ｂに連通された＃２、＃３気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングのほぼ中間の位相角位置から、所定の位相角期間に亘りガスを供給するようにしている。すなわち、第１の排気通路３２Ａに対しては、＃１気筒の排気弁の開タイミングと＃４気筒の排気弁の開タイミングとの中間の位相角位置に合わせて第１のアシストバルブ４３Ａが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられて、蓄圧タンク４０からパルス的にアシストガスが供給される。一方、第２の排気通路３２Ｂに対しては、＃３気筒の排気弁の開タイミングと＃２気筒の排気弁の開タイミングとの中間の位相角位置に合わせて第２のアシストバルブ４３Ｂが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられて、蓄圧タンク４０からパルス的にアシストガスが供給されるのである。
【００５７】
そこで、上述の作動アシストの第１の形態の場合と同じように、＃３気筒及び＃２気筒に連通された第２の排気通路３２Ｂに関して、背圧脈動の様子を示すグラフである図４とともに説明すると、作動アシストの第２の形態では、＃３気筒及び＃２気筒に連通された第２の排気通路３２Ｂに関して、＃３気筒の排気弁の開タイミングと＃２気筒の排気弁の開タイミングとの中間の位相角位置（図４においてＴ２3O）、及び、＃２気筒の排気弁の開タイミングと＃３気筒の排気弁の開タイミングとの中間の位相角位置（図４においてＴ２2O）、換言すると、＃３気筒及び＃２気筒の排気弁の開タイミングから、１８０°クランク角遅らせた位相角位置に合わせて、第２のアシストバルブ４３Ｂが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後（図４において、Ｔ２3C及びＴ２2C）に閉じられて、蓄圧タンク４０からパルス的にアシストガスが供給されることになる。なお、図示はしないが、＃１、＃４気筒の場合も同様である。
【００５８】
この作動アシストの第２の形態によれば、第１の排気通路３２Ａに連通された＃１、＃４気筒、及び、第２の排気通路３２Ｂに連通された＃３、＃２気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングのほぼ中間の位相角位置（図４においてＴ２3O及びＴ２2O）から所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）に亘り、アシストガスがパルス的に供給されるので、第１及び第２の排気通路３２Ｂ，３２Ｂのそれぞれにおいて、それぞれの気筒の排気行程の間で、排気通路に排気ガスの排出がない期間の中程でガスが供給されることとなり、動圧過給の頻度を上げることができる。この結果、ツインエントリターボチャージャーにおける過渡性能を十分に向上させることができるのである。
【００５９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を、図５を参照して説明する。上述の第１の実施形態においては、第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂがそれぞれ設けられた、配管としての、第１及び第２の出口通路４４Ａ及び４４Ｂが、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂのそれぞれにおいて、タービン２０Ｔの近傍の上流に連通されていた。これに対し、第２の実施形態では、かかる第１及び第２の出口通路４４Ａ及び４４Ｂの先端部がそれぞれさらに分岐され、各気筒の排気ポートの直下流に連通されている点のみが相違する。したがって、図５において、第１の実施形態と同一機能部位には図１で用いたのと同一の符号を付し、重複説明を避ける。
【００６０】
より具体的に説明すると、第１の出口通路４４Ａは分岐路４４Ａ1及び４４Ａ4に分岐され、それぞれ、＃１気筒及び＃４気筒の排気ポートの直下流、すなわち、第１の排気通路３２Ａに接続されている第１の排気マニフォルド３１Ａの各枝管に、連通されている。また、第２の出口通路４４Ｂは分岐路４４Ｂ2及び４４Ｂ3に分岐され、それぞれ、＃２気筒及び＃３気筒の排気ポートの直下流、すなわち、第２の排気通路３２Ｂに接続されている第２の排気マニフォルド３１Ｂの各枝管に、連通されている。なお、上述の各分岐路４４Ａ1、４４Ｂ2、４４Ｂ3、４４Ａ4は、その先端のノズルが通路内の流れを妨げるように、カーテン状にスプレーする形状を有することが好ましい。なお、上述の各分岐路４４Ａ1、４４Ｂ2、４４Ｂ3、４４Ａ4は、各気筒の排気ポートそのものに連通されてもよい。
【００６１】
そして、この第２の実施の形態における蓄圧アシスト制御ルーチンは、前述の第１の実施の形態の場合と同様に行われてもよい。
【００６２】
この第２の実施形態によれば、各気筒の排気ポートの直下流にカーテン状にスプレーする形状でガスが供給されるので、各気筒の排気ポート又はその直下流において通路内の流れが妨げられて背圧が高まり、内部ＥＧＲ量を増大させてＮＯｘを低減させることができる。
【００６３】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を、図６及び図７を参照して説明する。この第３の実施形態は、概ね上述の第１及び第２の実施形態の構成要素を組み合わせたものであるから、図６において、第１及び第２の実施形態と同一機能部位には、図１及び図５で用いたのと同一の符号を付して重複説明を避け、その相違点について説明する。
【００６４】
すなわち、図６において、第１の配管としての、先端部が分岐された分岐路４４Ａ1及び４４Ａ4と分岐路４４Ｂ2及び４４Ｂ3とをそれぞれ有する、第１及び第２の出口通路４４Ａ及び４４Ｂに加え、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂのそれぞれにおいて、蓄圧タンク４０からツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔの入口又はその近傍に連通されている第２の配管としての、第３及び第４の出口通路４４Ｃ及び４４Ｄが設けられている。そして、これらの第３及び第４の出口通路４４Ｃ及び４４Ｄには、第３及び第４のアシストバルブ４３Ｃ及び４３Ｄがそれぞれ設けられている。なお、これらの第３及び第４のアシストバルブ４３Ｃ及び４３Ｄも、第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂと同様に、例えば、ポペット弁であり、電動モータや電磁アクチュエータからなる不図示のアクチュエータにより駆動される。
【００６５】
そこで、上記の構成を有する第３の実施の形態における蓄圧アシスト制御ルーチンの一例について、図７のフローチャートを参照して説明する。なお、この蓄圧アシスト制御ルーチンも所定周期（例えば、２０ｍｓ毎）で実行される。
【００６６】
そこで、制御がスタートすると、ステップＳ７０１において、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」であるとは、前述の場合と同様に、ターボチャージャー２０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わしている。エンジン始動時などの制御開始時の初期状態ではアシストフラグは「０」にリセットされているので、ここでは否定判定される。
【００６７】
ステップＳ７０１において否定判定されると、次のステップＳ７０３に進みエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下か否かが判定される。エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔより高いときには、ターボチャージャー２０の作動に関してアシストの必要がないことから、ステップＳ７０３で否定判定されて、当該ルーチンは一旦終了される。他方、ステップＳ７０３でエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下であるとして肯定判定されると、ステップＳ７０５へ進む。
【００６８】
そして、次のステップＳ７０５では、蓄圧アシストを必要とする部分負荷運転時であるか否かが判定される。この部分負荷運転時であるか否かの判定は、前実施の形態と同様に、アクセル開度Ａｐに基づいて行われる。すなわち、アクセルペダルが僅かに踏み込まれた状態に対応する、アクセル開度Ａｐが第１の所定値Ａｐｔ1以上であるか否かにより行われる。
【００６９】
上記ステップＳ７０３及びステップＳ７０５で肯定判定されると、次のステップＳ７０７において、アシストフラグが「１」にセットされ、本ルーチンは一旦終了される。そして、次のルーチンにおけるステップＳ７０１において、アシストフラグが「１」か否かが判定される。ここでは、肯定判定される結果、次のステップＳ７０９に進み、再度、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下か否かが判定される。そして、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下であるとして肯定判定されると、ステップＳ７１１へ進みアクセル開度Ａｐが第１の所定値Ａｐｔ1以上であるか否かにより、再度、部分負荷運転が継続しているが否かが判定される。
【００７０】
そして、上記ステップＳ７０９及びステップＳ７１１で肯定判定されると、次のステップＳ７１３に進む。このステップＳ７１３では、部分負荷運転中での加速要求の有無が判定される。すなわち、アクセル開度Ａｐが第２の所定値Ａｐｔ2を超えたか否かが判定される。この第２の所定値Ａｐｔ2はアクセルペダルが大きく踏み込まれた状態に対応し、ステップＳ７０９の判定でエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下であり、アクセル開度Ａｐが第２の所定値Ａｐｔ2を超えることは、加速要求があることを意味するからである。
【００７１】
そこで、このステップＳ７１３で、アクセル開度Ａｐが第２の所定値Ａｐｔ2を超えない、すなわち、否定判定されたときは、加速要求がなく部分負荷運転が継続しているとしてステップＳ７１５に進み、上記ステップＳ７０９及びステップＳ７１１で用いられたエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｐに基づき、アシストガス量Ｇｔが決定される。このアシストガス量Ｇｔに関しては、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｐをパラメータとして予め実験などにより求められたアシストガス量Ｇｔの値が、ＥＣＵ６０に保管されているマップから読み出される。なお、この決定されたアシストガス量Ｇｔを満たすように、圧力センサ５６により検出される蓄圧タンク４０内に蓄圧されているガスの圧力に基づいて、後述するように、アシストバルブの開弁期間ｔが、同じく、ＥＣＵ６０に保管されているマップから読み出される。
【００７２】
そして、次のステップＳ７１７に進み、部分負荷時におけるアシストバルブの開閉制御が開始される。換言すると、第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂが後述する所定の位相差をもって開閉制御されることによる、部分負荷時の作動アシストが開始される。具体的には、第１の排気通路３２Ａに接続されている第１の排気マニフォルド３１Ａの各枝管にそれぞれ連通されている、第１の出口通路４４Ａの分岐路４４Ａ1及び４４Ａ4に、蓄圧タンク４０から所定の位相差をもってガスがパルス的に供給される。すなわち、＃１気筒の排気弁の開タイミングに合わせて第１のアシストバルブ４３Ａが開かれ、上記開弁期間ｔ経過後に閉じられ、且つ、＃４気筒の排気弁の開タイミングに合わせて同じく第１のアシストバルブ４３Ａが開かれ、上記開弁期間ｔ経過後に閉じられて、アシストガスが供給される。一方、第２の排気通路３２Ｂに接続されている第２の排気マニフォルド３１Ｂの各枝管にそれぞれ連通されている、第２の出口通路４４Ｂの分岐路４４Ｂ2及び４４Ｂ3にも、蓄圧タンク４０から所定の位相差をもってガスが供給される。すなわち、＃３気筒の排気弁の開タイミングに合わせて第２のアシストバルブ４３Ｂが開かれ、上記開弁期間ｔ経過後に閉じられ、且つ、＃２気筒の排気弁の開タイミングに合わせて同じく第２のアシストバルブ４３Ｂが開かれ、上記開弁期間ｔ経過後に閉じられて、アシストガスがパルス的に供給されるのである。
【００７３】
かくて、部分負荷運転時において、＃１ないし＃４気筒の各排気ポートの直下流に、それぞれの排気弁の開タイミングに合わせて、上述の各分岐路４４Ａ1、４４Ｂ2、４４Ｂ3、４４Ａ4の先端のノズルから、ガスがカーテン状にスプレーされる結果、各気筒の排気ポートにおける背圧が高められるので、内部ＥＧＲ量が増大されてＮＯｘが低減される。同時に、＃１ないし＃４気筒の各排気ポートの直下流に供給されたガスは、排気ガスのエネルギー（圧力及び／又は温度）を増大するように作用するので、下流に設けられているツインエントリターボチャージャー２０の過給効果を高めることができる。このように、アシストガスをパルス的に供給することにより、蓄圧タンク４０に蓄圧されているガスの消費量を極力低減することができる。
【００７４】
また、上述のステップＳ７１３における加速要求の有無の判定で、アクセル開度Ａｐが第２の所定値Ａｐｔ2を超えた、すなわち、肯定判定されたときは、加速要求があったとしてステップＳ７１９に進み、ステップＳ７０９で用いたエンジン回転数Ｎｅ及びステップＳ７１１で用いたアクセル開度Ａｐに基づいて目標過給圧Ｐｔが算出される。この目標過給圧Ｐｔに関しては、上述のように、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｐをパラメータとして予め実験などにより求められた目標過給圧Ｐｔの値が、ＥＣＵ６０に保管されているマップから読み出される。
【００７５】
そして、次のステップＳ７２１において、第３及び第４のアシストバルブ４３Ｃ及び４３Ｄが後述する所定の位相差をもって開閉制御されることによる、加速要求時の作動アシストが開始される。なお、作動アシストが開始されると、この作動アシストの終了時期を得るためにステップＳ７２３に進み、吸気圧センサ５４で検出される実過給圧Ｐａが上述の目標過給圧Ｐｔと比較され、目標過給圧Ｐｔに到達したか否かが判定される。そして、実過給圧Ｐａが目標過給圧Ｐｔに到達せず否定判定される限りにおいて、本ルーチンは一旦終了されて次のルーチンがスタートされる。なお、目標過給圧Ｐｔに到達し肯定判定されると、後述するように、ステップＳ７２５に進むことになる。
【００７６】
ここで、上述のステップＳ７２１において、第３及び第４のアシストバルブ４３Ｃ及び４３Ｄの開閉制御による加速要求時の作動アシストについて説明する。この加速要求時の作動アシストに関して、前述の第１の実施形態の場合と同様に、第１又は第２の形態が可能である。
【００７７】
すなわち、第１の形態では、第１の排気通路３２Ａに連通された＃１、＃４気筒及び第２の排気通路３２Ｂに連通された＃２、＃３気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングから所定の位相角期間に亘りガスを供給するようにしている。具体的には、第１の排気通路３２Ａに対しては、＃１気筒の排気弁の開タイミングと＃４気筒の排気弁の開タイミングとに合わせて第４のアシストバルブ４３Ｄが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられて、ツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔの入口又はその近傍にアシストガスが供給される。一方、第２の排気通路３２Ｂに対しては、＃３気筒の排気弁の開タイミングと＃２気筒の排気弁の開タイミングとに合わせて第３のアシストバルブ４３Ｃが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられて、同じく、ツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔの入口又はその近傍にアシストガスが供給されるのである。
【００７８】
また、第２の形態では、第１の排気通路３２Ａに連通された＃１、＃４気筒及び第２の排気通路３２Ｂに連通された＃２、＃３気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングのほぼ中間の位相角位置から所定の位相角期間に亘りガスを供給するようにしている。具体的には、第１の排気通路３２Ａに対しては、＃１気筒の排気弁の開タイミングと＃４気筒の排気弁の開タイミングとの中間の位相角位置に合わせて第４のアシストバルブ４３Ｄが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられて、ツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔの入口又はその近傍にアシストガスが供給される。一方、第２の排気通路３２Ｂに対しては、＃３気筒の排気弁の開タイミングと＃２気筒の排気弁の開タイミングとの中間の位相角位置に合わせて第３のアシストバルブ４３Ｃが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられて、同じく、ツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔの入口又はその近傍にアシストガスが供給されるのである。
【００７９】
かくて、加速要求時においては、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂのそれぞれにおいて、ツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔの入口又はその近傍にそれぞれ連通されている第４及び第３の出口通路４４Ｄ及び４４Ｃを介して、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングに合わせた所定の位相差でもって蓄圧タンク４０からガスが供給される。したがって、加速要求時において、排気干渉を生ずることや動圧過給効果を損なうことがなく、ツインエントリターボチャージャー２０における過渡性能が向上される。
【００８０】
ここで、再度、図７のフローチャートに戻って、上述のステップＳ７２１における、第３及び第４のアシストバルブ４３Ｃ及び４３Ｄの開閉制御による加速要求時の作動アシストの後のステップＳ７２３で、実過給圧Ｐａが目標過給圧Ｐｔに到達せず否定判定される限りにおいて、本ルーチンは一旦終了されて次のルーチンがスタートされる。
【００８１】
一方、ステップＳ７１７での第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂの開閉制御による部分負荷時の作動アシストの継続中における、次のルーチンのステップＳ７０９又はステップＳ７１１において、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下ではない、又は、アクセル開度Ａｐが第１の所定値Ａｐｔ1以下であるとのことにより、部分負荷運転は継続しておらず、加速要求もないと判定されると、ステップＳ７２５に進む。また、ステップＳ７２３で、実過給圧Ｐａが目標過給圧Ｐｔに到達したと肯定判定された場合もステップＳ７２５に進むことになる。
【００８２】
このステップＳ７２５においては、上述の第１ないし第４のアシストバルブ４３Ａないし４３Ｄの開閉制御が終了される。換言すると、この第１ないし第４のアシストバルブ４３Ａないし４３Ｄが全閉に閉制御される。そして、その後、ステップＳ７２７に進みアシストフラグが「０」にリセットされる。
【００８３】
したがって、本第３の実施形態によれば、部分負荷運転時においては＃１ないし＃４の各気筒の排気ポート又はその直下流に連通されている各分岐路４４Ａ1、４４Ｂ2、４４Ｂ3、４４Ａ4を介してガスが供給され、加速要求時においてはツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔの入口又はその近傍にそれぞれ連通されている第４及び第３の出口通路４４Ｄ及び４４Ｃを介してガスが供給されるので、部分負荷運転時においては各気筒の排気ポート又はその直下流における背圧を高め、内部ＥＧＲ量を増大させてＮＯｘを低減させることができるとともに、加速要求時においては排気干渉を生ずることや動圧過給効果を損なうことがなく、ツインエントリターボチャージャーにおける過渡性能を向上させることができる。
【００８４】
なお、上記においては、本発明をガソリンエンジンに適用した実施形態につき説明したが、本発明はこれに限られず、ディーゼルエンジンにも適用できることは言うまでもない。
【００８５】
また、上記実施形態では、フュエルカット実行中に蓄圧タンクに回収された排気ガスすなわち空気をツインエントリターボチャージャーのタービンの上流に供給するようにしたが、蓄圧タンクに蓄えられるのは、このようなガスに限定されない。例えば、フュエルカット実行中以外のとき、例えば、排気ブレーキ時に排気通路から排気ガスの圧力エネルギーが蓄圧タンクに回収されて蓄えられ、それがツインエントリターボチャージャーに供給されてもよい。あるいは、別に設けたエアコンプレッサなどの駆動により加圧された大気を蓄圧タンクに蓄えるようにしてもよい。この場合、このエアコンプレッサは電動モータあるいはクランクシャフトの回転力を用いて駆動され得る。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明が適用された蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置の第１の実施形態の概要を示すシステム図である。
【図２】本発明の制御装置による圧力回収制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態による蓄圧アシスト制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】エンジンの点火順序が＃１、＃３、＃４、＃２である場合の＃３気筒及び＃２気筒に連通された第２の排気通路における背圧脈動の様子、及びアシストガス供給のタイミングを示すグラフである。
【図５】本発明が適用された蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置の第２の実施形態の概要を示すシステム図である。
【図６】本発明が適用された蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置の第３の実施形態の概要を示すシステム図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による蓄圧アシスト制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１０ エンジン
１２ 吸気通路
１３ 吸気マニフォルド
１４ 吸気絞り弁
２０ ツインエントリターボチャージャー
２０Ｃ コンプレッサ
２０Ｔ タービン
３１Ａ 第１排気マニフォルド
３１Ｂ 第２排気マニフォルド
３２Ａ 第１排気通路
３２Ｂ 第２排気通路
３４ 排気絞り弁
４０ 蓄圧タンク
４１Ａ 第１蓄圧バルブ
４１Ｂ 第２蓄圧バルブ
４２Ａ 第１入口通路
４２Ｂ 第２入口通路
４３Ａ 第１アシストバルブ
４３Ｂ 第２アシストバルブ
４３Ｃ 第３アシストバルブ
４３Ｄ 第４アシストバルブ
４４Ａ 第１出口通路
４４Ｂ 第２出口通路
４４Ｃ 第３出口通路
４４Ｄ 第４出口通路
５１ クランク角センサ
５２ アクセル開度センサ
６０ ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツインエントリ過給エンジンの制御装置、特に、タービンの上流に蓄圧されたガスを供給する蓄圧アシスト機構を備える蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ターボチャージャー等の過給器を備え出力トルクの向上を図るようにしたエンジンは広く知られている。また、かかるターボチャージャーにおいて、排気干渉を防止することで応答性を改善すべく、タービンハウジング内に隔壁を設けることによって独立した２つのスクロールを形成するようにした、いわゆるツインエントリターボチャージャーも知られている。そして、このようなツインエントリターボチャージャーでは、排気干渉を避けるべく、排気行程の順番が連続しない気筒の排気通路で構成される複数の排気グループが、それぞれ、互いに異なるスクロール部に各別に接続されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、ターボチャージャーでは、特に、その加速初期におけるいわゆるターボラグを改善する目的で、タービンの上流に蓄圧された空気などを供給する蓄圧アシスト機構を設けるようにした提案が、種々、なされている。
【０００４】
このうち、例えば、特許文献２には、排出管に排気ガスを排出するエンジンと、排気ガスが噴き付けられる排気タービンを備える過給器と、排気タービンに供給される補助空気が蓄圧される蓄圧タンクとを備えるエンジンにおいて、エンジンより排出される排気ガスを補助空気として蓄圧タンクに蓄圧するように排気ガスを排出管から取り出し、且つ、蓄圧タンクに蓄圧された補助空気を、排出管を介して排気タービンに供給するための開口が排出管における排気タービンよりも上流側に設けられた内燃機関用過給システムが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１７０２２０号公報
【特許文献２】特開２００８−２２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示されたような、排気行程の順番が連続しない気筒の排気通路で構成される複数の排気グループが、それぞれ、互いに異なるスクロール部に各別に接続されているツインエントリターボチャージャーに対し、いわゆるターボラグを改善する目的で、例えば、特許文献２に開示された内燃機関用過給システムを組み合わせることが考えられる。
【０００７】
しかしながら、上述のツインエントリターボチャージャーにおいては、エンジン本体から排気タービンに至る部分が、排気行程の順番が連続しない気筒の排気通路で構成される排気グループ毎に別個に形成されているので、単に、排出管における排気タービンよりも上流側に補助空気を供給するのみでは、排気干渉を十分に回避するのが困難であり、ツインエントリターボチャージャーの過渡性能を十分に向上させることができず、さらなる検討を要するものであった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、かかる従来の問題を解消し、エンジン本体から排気タービンに至る部分が、排気行程の順番が連続しない気筒の排気通路で構成される排気グループ毎に別個に形成されているツインエントリターボチャージャーの過渡性能を十分に向上することのできる蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の一形態に係る蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置は、複数の気筒を有するエンジン本体と、ツインエントリターボチャージャーと、前記エンジン本体から前記ツインエントリターボチャージャーのタービンに至る排気系部分を、排気行程の順番が連続しない気筒に連通する排気通路ごとにそれぞれ構成する第１及び第２の排気通路と、ガスを蓄圧する蓄圧手段と、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれと前記蓄圧手段とを連通する配管と、該配管を介して、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれに所定の位相差でもって蓄圧されたガスを供給可能な蓄圧アシスト制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この一形態によれば、複数の気筒を有するエンジン本体からツインエントリターボチャージャーのタービンに至る排気系部分に、排気行程の順番が連続しない気筒に連通する排気通路ごとに第１及び第２の排気通路がそれぞれ構成される。そして、蓄圧手段に蓄圧されたガスは、蓄圧アシスト制御手段により第１及び第２の排気通路のそれぞれに所定の位相差でもって供給される。したがって、排気行程の順番が連続しない気筒に連通する排気通路ごとの第１及び第２の排気通路に所定の位相差でもって蓄圧されたガスが供給されるので、排気干渉を生ずることがないとともに、動圧過給効果を損なうことがなく、ツインエントリターボチャージャーにおける過渡性能を十分に向上させることができる。
【００１１】
ここで、上記一形態の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置において、前記蓄圧アシスト制御手段は、前記第１の排気通路に連通された気筒及び前記第２の排気通路に連通された気筒において、それぞれの気筒の排気弁のほぼ開タイミングから所定の位相角期間に亘りガスを供給するようにしてもよい。
【００１２】
この形態によれば、第１の排気通路に連通された気筒及び第２の排気通路に連通された気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングに合わせて所定の位相角期間に亘りガスが供給されるので、それぞれの気筒から排出される排気ガスの圧力にアシストガス圧が重畳され、動圧過給の絶対値を上げることができる。この結果、ツインエントリターボチャージャーにおける過渡性能を十分に向上させることができる。
【００１３】
また、上記一形態の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置において、前記蓄圧アシスト制御手段は、前記第１の排気通路に連通された気筒及び前記第２の排気通路に連通された気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングのほぼ中間の位相角位置から所定の位相角期間に亘りガスを供給するようにしてもよい。
【００１４】
この形態によれば、第１の排気通路に連通された気筒及び第２の排気通路に連通された気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングのほぼ中間の位相角位置から所定の位相角期間に亘りガスが供給されるので、第１及び第２の排気通路のそれぞれにおいて、それぞれの気筒の排気行程の間で排気通路に排気ガスの排出がない期間の中程でガスが供給されることとなり、動圧過給の頻度を上げることができる。この結果、ツインエントリターボチャージャーにおける過渡性能を十分に向上させることができる。
【００１５】
なお、前記配管は、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれにおいて各気筒の排気ポート又はその直下流に連通された構成とされてもよい。
【００１６】
この構成によれば、各気筒の排気ポート又はその直下流にガスが供給されるので、各気筒の排気ポート又はその直下流において背圧が高まり、内部ＥＧＲ量を増大させてＮＯｘを低減させることができる。
【００１７】
ここで、上記構成において、前記蓄圧アシスト制御手段は、前記各気筒の排気行程又は排気弁の開弁中においてガスを供給することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、排気弁が開いている排気行程において各気筒の排気ポート又はその直下流において背圧が高められるので、上述の効果に加えて、効率良く、内部ＥＧＲ量を増大させＮＯｘを低減させることができる。
【００１９】
また、上記一形態の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置において、前記配管が、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれにおいて各気筒の排気ポート又はその直下流に連通されている第１の配管と、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれにおいて前記ツインエントリターボチャージャーのタービン入口又はその近傍に連通されている第２の配管とから構成され、前記蓄圧アシスト制御手段は、部分負荷運転時において前記第１の配管を介してガスを供給するとともに、加速要求時において前記第２の配管を介してガスを供給することを特徴とする。
【００２０】
この形態によれば、部分負荷運転時においては各気筒の排気ポート又はその直下流に連通されている第１の配管を介してガスが供給され、加速要求時においてはツインエントリターボチャージャーのタービン入口又はその近傍に連通されている第２の配管を介してガスが供給される。したがって、部分負荷運転時においては各気筒の排気ポート又はその直下流における背圧を高め、内部ＥＧＲ量を増大させてＮＯｘを低減させることができるとともに、加速要求時においては排気干渉を生ずることや動圧過給効果を損なうことがなく、ツインエントリターボチャージャーにおける過渡性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は本発明が適用された蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置の第１の実施形態の概要を示すシステム図であり、１０は複数の気筒（本実施形態では、図１の上方から順に気筒番号を付して不図示の＃１〜＃４気筒の４つ）を有するエンジン本体である。
【００２３】
このエンジン１０の吸気系としては、上流端にエアクリーナ１１が設けられた吸気通路１２、この吸気通路１２に連通された不図示のサージタンク、さらに吸気マニフォルド１３を備え、この吸気マニフォルド１３のそれぞれの枝管が吸気ポートに連通されている。そして、吸気マニフォルド１３の上流の吸気通路１２に吸気絞り弁１４が設けられ、該吸気絞り弁１４の上流の吸気通路１２にはツインエントリターボチャージャー２０のコンプレッサ２０Ｃが配設されている。さらに、各気筒の吸気ポートの直上流には、不図示の燃料噴射弁が配設され、また、シリンダヘッドの気筒毎に不図示の点火プラグが配設されている。
【００２４】
一方、エンジン１０の排気系としては、＃１〜＃４気筒の排気ポートにそれぞれの枝管が連通する第１及び第２の排気マニフォルド３１Ａ及び３１Ｂにより排気が合流され、第１及び第２の排気マニフォルド３１Ａ及び３１Ｂにそれぞれ第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂが接続されている。具体的に説明すると、本実施の形態では、エンジン１０の排気行程が隣り合わず、点火順序が奇数番目の＃１気筒、＃４気筒の排気ポートにそれぞれの枝管が連通する第１の排気マニフォルド３１Ａが第１の排気通路３２Ａに接続され、点火順序が偶数番目の＃２気筒、＃３気筒の排気ポートにそれぞれの枝管が連通する第２の排気マニフォルド３１Ｂが第２の排気通路３２Ｂに接続されている。
【００２５】
そして、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂの下流端は、ツインエントリターボチャージャー２０のスクロール部の入口にそれぞれ接続されている。なお、ツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔにおいては、そのハウジング内に、タービン軸線とほぼ垂直な方向に広がる仕切壁が設けられ、この仕切壁によってスクロール部がタービン軸線方向に２分されている。したがって、このツインエントリターボチャージャー２０ないしタービン２０Ｔでは、排気干渉が起こるのが防止され、過給効率が高まることとなる。
【００２６】
ここで、本明細書の説明において、一方のスクロール部に連通される第１の排気通路３２Ａに接続される第１の排気マニフォルド３１Ａ及び他方のスクロール部に連通される第２の排気通路３２Ｂに接続される第２の排気マニフォルド３１Ｂに関して、排気通路と排気マニフォルドとを特に区別する必要がないときは、第１の排気マニフォルド３１Ａ及び第２の排気マニフォルド３１Ｂをそれぞれ包含して、第１の排気通路３２Ａ及び第２の排気通路３２Ｂと称することとする。
【００２７】
さらに、ツインエントリターボチャージャー２０におけるスクロール部の下流端は１つの排気管３３に接続され、この排気管３３には排気絞り弁３４及び三元触媒などを内蔵する触媒コンバータ３５が配設されている。なお、３６は排気マフラーである。
【００２８】
ここで、排気絞り弁３４は、本実施の形態では、タービン２０Ｔの下流側で触媒コンバータ３５の上流側に設けられているが、下流側に設けられてもよい。本実施の形態では、排気絞り弁３４はバタフライ弁であり、例えば、電動モータであるアクチュエータ３７により駆動される。排気絞り弁３４は、その閉弁時には第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂ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、排気絞り弁３４よりも下流側へのそのような流体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３４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、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂ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。
【００２９】
ターボチャージャー２０は、タービン２０Ｔに導入する排気のエネルギーによりコンプレッサ２０Ｃが回転駆動され、空気を吸入、加圧して過給するものであり、タービン２０Ｔの入口ノズル部に流量可変機構としての不図示の可変ノズルを有していてもよい。この可変ノズルは、例えば直流モータ等の電動アクチュエータからなる不図示の可変ノズル作動用アクチュエータにより駆動されて、その「全閉」、「全開」およびそれらの間の中間位置をとる。なお、可変ノズルの「全閉」とは、可変ノズルを形成する可動ベーンにより、ノズルが最小流路面積に絞られた状態、可変ノズルの「全開」とは、同じく、ノズルが最大流路面積に開けられた状態を意味する。
【００３０】
さらに、本実施の形態では、蓄圧アシスト機構の一部を構成する蓄圧タンク４０は、その一端が、第１及び第２の蓄圧バルブ４１Ａ及び４１Ｂがそれぞれ介設された第１及び第２の入口通路４２Ａ及び４２Ｂを介して、第１及び第２の排気マニフォルド３１Ａ及び３１Ｂにそれぞれ接続されている。また、蓄圧タンク４０の他端は、第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂがそれぞれ介設された第１及び第２の出口通路４４Ａ及び４４Ｂを介して、タービン２０Ｔの上流側の第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂにそれぞれ接続されている。なお、第１の蓄圧バルブ４１Ａ及び第２の蓄圧バルブ４１Ｂ、第１のアシストバルブ４３Ａ及び第２のアシストバルブ４３Ｂはともに、例えば、ポペット弁であり、電動モータや電磁アクチュエータからなる不図示のアクチュエータにより駆動される。
【００３１】
ここで、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂの圧力（圧力エネルギー）は、第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂが閉じられた状態で、第１及び第２の蓄圧バルブ４１Ａ及び４１Ｂを開くことにより、第１及び第２の入口通路４２Ａ及び４２Ｂを介して、アシストガス（排気ガス又は空気）の移動を伴いつつ蓄圧タンク４０内に回収される。他方、蓄圧タンク４０内に蓄えられた圧力は、第１及び第２の蓄圧バルブ４１Ａ及び４１Ｂが閉じられた状態で第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂを開くことにより、第１及び第２の出口通路４４Ａ及び４４Ｂを介して、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂにアシストガスが放出されて利用に供される。すなわち、本実施の形態では、蓄圧タンク４０内への圧力回収及びそこからの圧力放出が、それぞれ、第１及び第２の入口通路４２Ａ及び４２Ｂと、第１及び第２の出口通路４４Ａ及び４４Ｂという別々の通路を介して行われる。しかし、例えば、第１の蓄圧バルブ４１Ａの代わりに第１のアシストバルブ４３Ａ、及び第２の蓄圧バルブ４１Ｂの代わりに第２のアシストバルブ４３Ｂを用いて、回収と放出とを同一のバルブにより行わせてもよい。
【００３２】
また、エンジン１０には、エンジン１０の回転数を求めるためのクランク角センサ５１、要求負荷を検出するためのアクセルペダルの踏み込み量に比例した信号を出力するアクセル開度センサ５２が設けられている。さらに、エンジン１０の冷却水温を検出する水温センサ５３や過給圧を制御するのに用いられる吸気圧力センサ５４、吸気絞り弁１４の開度を検出するスロットル開度センサ５５、蓄圧タンク４０内の圧力を検出する蓄圧タンク圧力センサ５６、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂの排気ガスすなわち燃焼ガスや空気である流体の背圧を検出するための第１及び第２の背圧センサ５７Ａ及び５７Ｂ、及び吸入空気量を検出するためのエアフローメーター５８などが設けられ、上述のセンサとともに、これらの各種センサの出力信号がＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータや、Ａ／Ｄ変換器、入力インタフェース、出力インタフェース等で構成される電子式コントロールユニット（ＥＣＵ）６０に送られるようになっている。
【００３３】
ＥＣＵ６０は、各センサから送られてきた出力値に応じて、燃料噴射量、点火時期、過給圧等を制御する。なお、燃料噴射量、点火時期、過給圧等の制御のために使用される制御値は、例えば縦軸にエンジンの負荷をとり、横軸にエンジン回転数をとったエンジン１０の運転状態を表すマップに、エンジン１０の要求特性等に合わせて実験的に求めた最適値が制御値として設定されており、これらのマップはＥＣＵ６０のテーブルに保存されている。
【００３４】
ここで、上述の構成になる本発明の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置における、蓄圧タンク４０内へ蓄圧するための圧力回収制御ルーチンの一例について、図２のフローチャートを参照して簡単に説明することにする。なお、この圧力回収制御ルーチンは所定周期（例えば、約２０ｍｓ毎）で実行される。また、この場合、以下の説明から明らかになるように、蓄圧タンク４０内に回収される排気ガスは概ね空気である。
【００３５】
そこで、エンジン１０が起動され制御が開始されると、まずＥＣＵ６０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」とは、圧力回収が行われる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、圧力回収が行われる所定条件が満たされていないことを表す。制御開始の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、本実施形態において、圧力回収の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、フュエルカットの実行中であること、および、蓄圧タンク４０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。
【００３６】
そこで、ステップＳ２０１で否定判定されると、次のステップＳ２０３で、フュエルカット（実行）中か否かが判定される。具体的には、フュエルカット中か否かは、燃料噴射量が「０」とされているか否かで判定される。そして、上記ステップＳ２０３でフュエルカット中であるとして肯定判定されると、次のステップＳ２０５に進み、蓄圧タンク４０内の圧力が、蓄圧タンク４０に許容される上限圧以下か否かが判定される。蓄圧タンク４０内に十分な圧力の排気ガスが蓄えられているのに、さらに圧力回収が行われることを防ぐためである。蓄圧タンク４０内の圧力は蓄圧タンク圧力センサ５６からの出力信号に基づいて導出される。なお、上記ステップＳ２０３及びこのステップＳ２０５で否定判定されると、該ルーチンは一旦終了される。なお、上限圧としては、例えば、ゲージ圧で４００ｋＰａという値が設定されている。
【００３７】
ここで、上述のフュエルカットにおいては、例えば、エンジン回転数が所定回転数（フュエルカット回転数）以上であり、且つ、アクセル開度が０％、すなわちアクセルペダルが踏まれていない車両の減速ないしは航続走行状態のときに、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止（フュエルカット）するように設定されている。なお、このようなフュエルカット状態が続いて、エンジン回転数が低下して別の所定回転数（フュエルカット復帰回転数）に達すると、燃料噴射は再開される。また、このようにフュエルカット状態のときは、吸気絞り弁１４が閉じ側に制御されるように、プラグラムは設定されているが、後述する圧力回収のときには、強制的に吸気絞り弁１４は開状態になるように制御される。
【００３８】
さらに、上記図２のフローチャートのステップＳ２０５で肯定判定されると、圧力回収の所定条件が満たされているとして、次のステップＳ２０７で、回収フラグが「１」にセットされる。これにより、エンジン１０の通常の制御よりも、圧力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に進み排気絞り弁３４がアクチュエータ３７に作動信号が出力されて閉弁制御され、また、次のステップＳ２１１で吸気絞り弁１４が開弁制御される。なお、このように回収フラグが「１」の間は、吸気絞り弁１４が開弁するように制御される。これは、吸入空気量を増大し、圧力回収用に排気ガスの圧力を高めるためである。
【００３９】
そして、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、次のステップＳ２１３で、再度、フュエル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のステップＳ２１５に進み、再度、蓄圧タンク４０内の圧力が上記上限圧以下か否か判定される。なお、ステップＳ２１３およびステップＳ２１５での判定が再度行われるのは、ステップＳ２０７で回収フラグが「１」にされた後に、圧力回収の所定条件が満たされなくなった場合に、圧力回収を終了させるためである。
【００４０】
さて、ステップＳ２１５で肯定判定されると次のステップＳ２１７で、蓄圧タンク４０内の圧力が、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂの圧力（背圧）以下か否かが判定される。このとき既に、排気絞り弁３４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３４によってせき止められた排気ガスの圧力（圧力エネルギー）は高くなる。そして、その圧力が回収可能な程度にまで高まっているかを調べるために、ステップＳ２１７での判定が行われる。ステップＳ２１７で否定判定される場合にはステップＳ２１９に進み、第１及び第２の蓄圧バルブ４１Ａ及び４１Ｂが閉弁ないしは閉弁状態に維持される。すなわち、第１及び第２の蓄圧バルブ４１Ａ及び４１Ｂが既に閉じられている場合には、その状態が維持されることを意味している。他方、ステップＳ２１７で肯定判定される場合にはステップＳ２２１に進み、第１及び第２の蓄圧バルブ４１Ａ及び４１Ｂが開弁制御される。これにより、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂの高められた圧力は、第１及び第２の入口通路４２Ａ及び４２Ｂを介した排気ガスの移動を伴いつつ、蓄圧タンク４０内に回収される。
【００４１】
上述のように、高い圧力すなわち高い圧力エネルギーを有する排気ガス（ここでは主に空気）が回収されることで、蓄圧タンク４０内の圧力は増す。こうした圧力回収は、上記ステップＳ２１３あるいはステップＳ２１５で否定判定されない限りは概ね続けて行われる。
【００４２】
そして、上述の圧力回収中に、運転状態が変化したことなどに伴い、ステップＳ２１３あるいはステップＳ２１５で否定判定されるに至ると、圧力回収を終了させるための制御が行われる。すなわち、それらのいずれかで否定判定されるとステップＳ２２３に進み、第１及び第２の蓄圧バルブ４１Ａ及び４１Ｂが閉弁制御されるとともに、排気絞り弁３４が開弁制御される。そして、次のステップＳ２２５で回収フラグが「０」にリセットされる。この結果、エンジン１０は圧力回収を行わない通常の制御状態に復帰され、吸気絞り弁１４はエンジン運転状態に基づいて制御されるようになる。
【００４３】
次に、第１の実施の形態における蓄圧アシスト制御ルーチンの一例について図３のフローチャートを参照して説明する。なお、この蓄圧アシスト制御ルーチンも所定周期（例えば、２０ｍｓ毎）で実行される。
【００４４】
そこで、制御がスターとすると、ステップＳ３０１において、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」であるとは、ターボチャージャー２０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わしている。初期状態ではアシストフラグは「０」にリセットされているので、ここでは否定判定される。
【００４５】
ステップＳ３０１において否定判定されると、次のステップＳ３０３に進みエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下か否かが判定される。エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔより高いときには、ターボチャージャー２０の作動に関してアシストの必要がないことから、ステップＳ３０３で否定判定されて、当該ルーチンは一旦終了される。他方、ステップＳ３０３でエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下であるとして肯定判定されると、ステップＳ３０５へ進む。
【００４６】
そして、次のステップＳ３０５では、加速要求の有無が判定される。この加速要求の有無の判定は、本実施の形態では、アクセル開度Ａｐに基づいて行われる。アクセル開度Ａｐが所定値Ａｐｔ以上であるか否かにより行われる。これは、アクセル開度Ａｐが所定値Ａｐｔ以上であるにもかかわらず、ステップＳ３０３の判定でエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下であることは、加速要求があるにもかかわらず、エンジン１０の回転上昇が遅れていることを意味するからである。なお、この加速要求の有無は、ある開度を超えるとともに、単位時間当たりのアクセル開度Ａｐの変化量、すなわちその開き速度（アクセル開度Ａｐ開き速度）が所定速度を超えたときに加速要求有りと判定するようにしてもよい。
【００４７】
上記ステップＳ３０３及びステップＳ３０５で肯定判定されると、次のステップＳ３０７において、アシストフラグが「１」にセットされ、本ルーチンは一旦終了される。そして、次のルーチンにおけるステップＳ３０１においてアシストフラグが「１」か否かが判定される。ここでは、肯定判定される結果、次のステップＳ３０９に進み、再度、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下か否かが判定される。そして、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下であるとして肯定判定されると、ステップＳ３１１へ進みアクセル開度Ａｐが所定値Ａｐｔ以上であるか否かにより、再度、加速要求の有無ないしは加速要求が継続しているが否かが判定される。
【００４８】
そして、上記ステップＳ３０９及びステップＳ３１１で肯定判定されると、次のステップＳ３１３に進む。このステップＳ３１３では、ステップＳ３０９で用いたエンジン回転数Ｎｅ及びステップＳ３１１で用いたアクセル開度Ａｐに基づいて目標過給圧Ｐｔが算出される。この目標過給圧Ｐｔに関しては、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｐをパラメータとして予め実験などにより求められた目標過給圧Ｐｔの値が、ＥＣＵ６０に保管されているマップから読み出される。
【００４９】
そして、次のステップＳ３１５において、第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂが後述する所定の位相差をもって開閉制御されることによる作動アシストが開始される。作動アシストが開始されると、この作動アシストの終了時期を得るためにステップＳ３１７に進み、吸気圧センサ５４で検出される実過給圧Ｐａが上述の目標過給圧Ｐｔと比較され、目標過給圧Ｐｔに到達したか否かが判定される。そして、実過給圧Ｐａが目標過給圧Ｐｔに到達せず否定判定される限りにおいて、本ルーチンは一旦終了されて次のルーチンがスタートされる。なお、目標過給圧Ｐｔに到達し肯定判定されると、後述するように、ステップＳ３１９に進むことになる。
【００５０】
このステップＳ３１９においては、上述の第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂの開閉制御が終了される。換言すると、この第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂが全閉に閉制御される。なお、このステップＳ３１９に対しては、上述のステップＳ３０９及びステップＳ３１１において否定判定、換言すると、加速要求が継続していないと判定された場合も進み、同様に、第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂが全閉に閉制御される。そして、その後、ステップＳ３２１に進みアシストフラグが「０」にリセットされる。
【００５１】
ここで、上述のステップＳ３１５で実行される第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂの開閉制御による作動アシストについて、図４をも参照しつつ、より詳しく説明することとする。
【００５２】
まず、この作動アシストの第１の形態は、第１の排気通路３２Ａに連通された＃１、＃４気筒及び第２の排気通路３２Ｂに連通された＃２、＃３気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングから所定の位相角期間に亘りガスを供給するようにしている。すなわち、第１の排気通路３２Ａに対しては、＃１気筒の排気弁の開タイミングと＃４気筒の排気弁の開タイミングとに合わせて第１のアシストバルブ４３Ａが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられて、アシストガスが供給される。一方、第２の排気通路３２Ｂに対しては、＃３気筒の排気弁の開タイミングと＃２気筒の排気弁の開タイミングとに合わせて第２のアシストバルブ４３Ｂが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられてアシストガスが供給されるのである。
【００５３】
ここで、図４は、エンジン１０の点火順序が＃１、＃３、＃４、＃２である場合の、＃３気筒及び＃２気筒に連通された第２の排気通路３２Ｂにおける背圧脈動の様子を示すグラフであり、本実施形態のツインエントリターボチャージャー２０における背圧脈動の様子が太い実線で示されている（なお、細い実線は、排気マニフォルドが１つの排気通路に集合されるシングルエントリターボチャージャーにおける背圧脈動の様子を参考のために示している）。図４において、クランク角が−１８０°、０°、＋１８０°及び＋３６０°の位置は、それぞれ、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒及び＃１気筒の排気行程開始時期（下死点）を表している。なお、それぞれの気筒における排気弁の開タイミングは、図示からも明らかなように、排気行程開始時期よりも若干（例えば、４５°）早い。但し、エンジンが排気弁の可変タイミング機構を備えている場合には、この排気弁の開タイミングは運転状態に応じて変更され、下死点前２０°〜６０°となり得る。また、本明細書において、排気弁の開タイミングとは、厳密に排気弁の開き始めそのものと厳密に解する必要はなく、この排気弁の開タイミングは、排気弁の開き始め付近という程度に幅をもって解してもよい。
【００５４】
そこで、上述の作動アシストの第１の形態では、＃３気筒及び＃２気筒に連通された第２の排気通路３２Ｂに関して、＃３気筒における排気弁の開タイミング（−１８０°より若干早い）位置（図４においてＴ１3O）、及び＃２気筒における排気弁の開タイミング（＋１８０°より若干早い）位置（図４においてＴ１2O）で第２のアシストバルブ４３Ｂが開かれ、それぞれの約９０°クランク角の経過後（図４において、Ｔ１3C及びＴ１2C）に閉じられて、蓄圧タンク４０からパルス的にアシストガスが供給されることになる。なお、図示はしないが、＃１、＃４気筒の場合も同様である。
【００５５】
この作動アシストの第１の形態によれば、第１の排気通路３２Ａに連通された＃１、＃４気筒及び第２の排気通路３２Ｂに連通された＃３、＃２気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングに合わせて所定の位相角期間（上述の例では約９０°クランク角）に亘りアシストガスがパルス的に供給されるので、それぞれの気筒から排出される排気ガスの圧力にアシストガス圧が重畳され、動圧過給の絶対値を上げることができる。この結果、ツインエントリターボチャージャー２０における過渡性能を向上させることができるのである。
【００５６】
また、上述の作動アシストの第２の形態は、第１の排気通路３２Ａに連通された＃１、＃４気筒、及び、第２の排気通路３２Ｂに連通された＃２、＃３気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングのほぼ中間の位相角位置から、所定の位相角期間に亘りガスを供給するようにしている。すなわち、第１の排気通路３２Ａに対しては、＃１気筒の排気弁の開タイミングと＃４気筒の排気弁の開タイミングとの中間の位相角位置に合わせて第１のアシストバルブ４３Ａが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられて、蓄圧タンク４０からパルス的にアシストガスが供給される。一方、第２の排気通路３２Ｂに対しては、＃３気筒の排気弁の開タイミングと＃２気筒の排気弁の開タイミングとの中間の位相角位置に合わせて第２のアシストバルブ４３Ｂが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられて、蓄圧タンク４０からパルス的にアシストガスが供給されるのである。
【００５７】
そこで、上述の作動アシストの第１の形態の場合と同じように、＃３気筒及び＃２気筒に連通された第２の排気通路３２Ｂに関して、背圧脈動の様子を示すグラフである図４とともに説明すると、作動アシストの第２の形態では、＃３気筒及び＃２気筒に連通された第２の排気通路３２Ｂに関して、＃３気筒の排気弁の開タイミングと＃２気筒の排気弁の開タイミングとの中間の位相角位置（図４においてＴ２3O）、及び、＃２気筒の排気弁の開タイミングと＃３気筒の排気弁の開タイミングとの中間の位相角位置（図４においてＴ２2O）、換言すると、＃３気筒及び＃２気筒の排気弁の開タイミングから、１８０°クランク角遅らせた位相角位置に合わせて、第２のアシストバルブ４３Ｂが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後（図４において、Ｔ２3C及びＴ２2C）に閉じられて、蓄圧タンク４０からパルス的にアシストガスが供給されることになる。なお、図示はしないが、＃１、＃４気筒の場合も同様である。
【００５８】
この作動アシストの第２の形態によれば、第１の排気通路３２Ａに連通された＃１、＃４気筒、及び、第２の排気通路３２Ｂに連通された＃３、＃２気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングのほぼ中間の位相角位置（図４においてＴ２3O及びＴ２2O）から所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）に亘り、アシストガスがパルス的に供給されるので、第１及び第２の排気通路３２Ｂ，３２Ｂのそれぞれにおいて、それぞれの気筒の排気行程の間で、排気通路に排気ガスの排出がない期間の中程でガスが供給されることとなり、動圧過給の頻度を上げることができる。この結果、ツインエントリターボチャージャーにおける過渡性能を十分に向上させることができるのである。
【００５９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を、図５を参照して説明する。上述の第１の実施形態においては、第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂがそれぞれ設けられた、配管としての、第１及び第２の出口通路４４Ａ及び４４Ｂが、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂのそれぞれにおいて、タービン２０Ｔの近傍の上流に連通されていた。これに対し、第２の実施形態では、かかる第１及び第２の出口通路４４Ａ及び４４Ｂの先端部がそれぞれさらに分岐され、各気筒の排気ポートの直下流に連通されている点のみが相違する。したがって、図５において、第１の実施形態と同一機能部位には図１で用いたのと同一の符号を付し、重複説明を避ける。
【００６０】
より具体的に説明すると、第１の出口通路４４Ａは分岐路４４Ａ1及び４４Ａ4に分岐され、それぞれ、＃１気筒及び＃４気筒の排気ポートの直下流、すなわち、第１の排気通路３２Ａに接続されている第１の排気マニフォルド３１Ａの各枝管に、連通されている。また、第２の出口通路４４Ｂは分岐路４４Ｂ2及び４４Ｂ3に分岐され、それぞれ、＃２気筒及び＃３気筒の排気ポートの直下流、すなわち、第２の排気通路３２Ｂに接続されている第２の排気マニフォルド３１Ｂの各枝管に、連通されている。なお、上述の各分岐路４４Ａ1、４４Ｂ2、４４Ｂ3、４４Ａ4は、その先端のノズルが通路内の流れを妨げるように、カーテン状にスプレーする形状を有することが好ましい。なお、上述の各分岐路４４Ａ1、４４Ｂ2、４４Ｂ3、４４Ａ4は、各気筒の排気ポートそのものに連通されてもよい。
【００６１】
そして、この第２の実施の形態における蓄圧アシスト制御ルーチンは、前述の第１の実施の形態の場合と同様に行われてもよい。
【００６２】
この第２の実施形態によれば、各気筒の排気ポートの直下流にカーテン状にスプレーする形状でガスが供給されるので、各気筒の排気ポート又はその直下流において通路内の流れが妨げられて背圧が高まり、内部ＥＧＲ量を増大させてＮＯｘを低減させることができる。
【００６３】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を、図６及び図７を参照して説明する。この第３の実施形態は、概ね上述の第１及び第２の実施形態の構成要素を組み合わせたものであるから、図６において、第１及び第２の実施形態と同一機能部位には、図１及び図５で用いたのと同一の符号を付して重複説明を避け、その相違点について説明する。
【００６４】
すなわち、図６において、第１の配管としての、先端部が分岐された分岐路４４Ａ1及び４４Ａ4と分岐路４４Ｂ2及び４４Ｂ3とをそれぞれ有する、第１及び第２の出口通路４４Ａ及び４４Ｂに加え、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂのそれぞれにおいて、蓄圧タンク４０からツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔの入口又はその近傍に連通されている第２の配管としての、第３及び第４の出口通路４４Ｃ及び４４Ｄが設けられている。そして、これらの第３及び第４の出口通路４４Ｃ及び４４Ｄには、第３及び第４のアシストバルブ４３Ｃ及び４３Ｄがそれぞれ設けられている。なお、これらの第３及び第４のアシストバルブ４３Ｃ及び４３Ｄも、第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂと同様に、例えば、ポペット弁であり、電動モータや電磁アクチュエータからなる不図示のアクチュエータにより駆動される。
【００６５】
そこで、上記の構成を有する第３の実施の形態における蓄圧アシスト制御ルーチンの一例について、図７のフローチャートを参照して説明する。なお、この蓄圧アシスト制御ルーチンも所定周期（例えば、２０ｍｓ毎）で実行される。
【００６６】
そこで、制御がスタートすると、ステップＳ７０１において、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」であるとは、前述の場合と同様に、ターボチャージャー２０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わしている。エンジン始動時などの制御開始時の初期状態ではアシストフラグは「０」にリセットされているので、ここでは否定判定される。
【００６７】
ステップＳ７０１において否定判定されると、次のステップＳ７０３に進みエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下か否かが判定される。エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔより高いときには、ターボチャージャー２０の作動に関してアシストの必要がないことから、ステップＳ７０３で否定判定されて、当該ルーチンは一旦終了される。他方、ステップＳ７０３でエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下であるとして肯定判定されると、ステップＳ７０５へ進む。
【００６８】
そして、次のステップＳ７０５では、蓄圧アシストを必要とする部分負荷運転時であるか否かが判定される。この部分負荷運転時であるか否かの判定は、前実施の形態と同様に、アクセル開度Ａｐに基づいて行われる。すなわち、アクセルペダルが僅かに踏み込まれた状態に対応する、アクセル開度Ａｐが第１の所定値Ａｐｔ1以上であるか否かにより行われる。
【００６９】
上記ステップＳ７０３及びステップＳ７０５で肯定判定されると、次のステップＳ７０７において、アシストフラグが「１」にセットされ、本ルーチンは一旦終了される。そして、次のルーチンにおけるステップＳ７０１において、アシストフラグが「１」か否かが判定される。ここでは、肯定判定される結果、次のステップＳ７０９に進み、再度、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下か否かが判定される。そして、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下であるとして肯定判定されると、ステップＳ７１１へ進みアクセル開度Ａｐが第１の所定値Ａｐｔ1以上であるか否かにより、再度、部分負荷運転が継続しているが否かが判定される。
【００７０】
そして、上記ステップＳ７０９及びステップＳ７１１で肯定判定されると、次のステップＳ７１３に進む。このステップＳ７１３では、部分負荷運転中での加速要求の有無が判定される。すなわち、アクセル開度Ａｐが第２の所定値Ａｐｔ2を超えたか否かが判定される。この第２の所定値Ａｐｔ2はアクセルペダルが大きく踏み込まれた状態に対応し、ステップＳ７０９の判定でエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下であり、アクセル開度Ａｐが第２の所定値Ａｐｔ2を超えることは、加速要求があることを意味するからである。
【００７１】
そこで、このステップＳ７１３で、アクセル開度Ａｐが第２の所定値Ａｐｔ2を超えない、すなわち、否定判定されたときは、加速要求がなく部分負荷運転が継続しているとしてステップＳ７１５に進み、上記ステップＳ７０９及びステップＳ７１１で用いられたエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｐに基づき、アシストガス量Ｇｔが決定される。このアシストガス量Ｇｔに関しては、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｐをパラメータとして予め実験などにより求められたアシストガス量Ｇｔの値が、ＥＣＵ６０に保管されているマップから読み出される。なお、この決定されたアシストガス量Ｇｔを満たすように、圧力センサ５６により検出される蓄圧タンク４０内に蓄圧されているガスの圧力に基づいて、後述するように、アシストバルブの開弁期間ｔが、同じく、ＥＣＵ６０に保管されているマップから読み出される。
【００７２】
そして、次のステップＳ７１７に進み、部分負荷時におけるアシストバルブの開閉制御が開始される。換言すると、第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂが後述する所定の位相差をもって開閉制御されることによる、部分負荷時の作動アシストが開始される。具体的には、第１の排気通路３２Ａに接続されている第１の排気マニフォルド３１Ａの各枝管にそれぞれ連通されている、第１の出口通路４４Ａの分岐路４４Ａ1及び４４Ａ4に、蓄圧タンク４０から所定の位相差をもってガスがパルス的に供給される。すなわち、＃１気筒の排気弁の開タイミングに合わせて第１のアシストバルブ４３Ａが開かれ、上記開弁期間ｔ経過後に閉じられ、且つ、＃４気筒の排気弁の開タイミングに合わせて同じく第１のアシストバルブ４３Ａが開かれ、上記開弁期間ｔ経過後に閉じられて、アシストガスが供給される。一方、第２の排気通路３２Ｂに接続されている第２の排気マニフォルド３１Ｂの各枝管にそれぞれ連通されている、第２の出口通路４４Ｂの分岐路４４Ｂ2及び４４Ｂ3にも、蓄圧タンク４０から所定の位相差をもってガスが供給される。すなわち、＃３気筒の排気弁の開タイミングに合わせて第２のアシストバルブ４３Ｂが開かれ、上記開弁期間ｔ経過後に閉じられ、且つ、＃２気筒の排気弁の開タイミングに合わせて同じく第２のアシストバルブ４３Ｂが開かれ、上記開弁期間ｔ経過後に閉じられて、アシストガスがパルス的に供給されるのである。
【００７３】
かくて、部分負荷運転時において、＃１ないし＃４気筒の各排気ポートの直下流に、それぞれの排気弁の開タイミングに合わせて、上述の各分岐路４４Ａ1、４４Ｂ2、４４Ｂ3、４４Ａ4の先端のノズルから、ガスがカーテン状にスプレーされる結果、各気筒の排気ポートにおける背圧が高められるので、内部ＥＧＲ量が増大されてＮＯｘが低減される。同時に、＃１ないし＃４気筒の各排気ポートの直下流に供給されたガスは、排気ガスのエネルギー（圧力及び／又は温度）を増大するように作用するので、下流に設けられているツインエントリターボチャージャー２０の過給効果を高めることができる。このように、アシストガスをパルス的に供給することにより、蓄圧タンク４０に蓄圧されているガスの消費量を極力低減することができる。
【００７４】
また、上述のステップＳ７１３における加速要求の有無の判定で、アクセル開度Ａｐが第２の所定値Ａｐｔ2を超えた、すなわち、肯定判定されたときは、加速要求があったとしてステップＳ７１９に進み、ステップＳ７０９で用いたエンジン回転数Ｎｅ及びステップＳ７１１で用いたアクセル開度Ａｐに基づいて目標過給圧Ｐｔが算出される。この目標過給圧Ｐｔに関しては、上述のように、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｐをパラメータとして予め実験などにより求められた目標過給圧Ｐｔの値が、ＥＣＵ６０に保管されているマップから読み出される。
【００７５】
そして、次のステップＳ７２１において、第３及び第４のアシストバルブ４３Ｃ及び４３Ｄが後述する所定の位相差をもって開閉制御されることによる、加速要求時の作動アシストが開始される。なお、作動アシストが開始されると、この作動アシストの終了時期を得るためにステップＳ７２３に進み、吸気圧センサ５４で検出される実過給圧Ｐａが上述の目標過給圧Ｐｔと比較され、目標過給圧Ｐｔに到達したか否かが判定される。そして、実過給圧Ｐａが目標過給圧Ｐｔに到達せず否定判定される限りにおいて、本ルーチンは一旦終了されて次のルーチンがスタートされる。なお、目標過給圧Ｐｔに到達し肯定判定されると、後述するように、ステップＳ７２５に進むことになる。
【００７６】
ここで、上述のステップＳ７２１において、第３及び第４のアシストバルブ４３Ｃ及び４３Ｄの開閉制御による加速要求時の作動アシストについて説明する。この加速要求時の作動アシストに関して、前述の第１の実施形態の場合と同様に、第１又は第２の形態が可能である。
【００７７】
すなわち、第１の形態では、第１の排気通路３２Ａに連通された＃１、＃４気筒及び第２の排気通路３２Ｂに連通された＃２、＃３気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングから所定の位相角期間に亘りガスを供給するようにしている。具体的には、第１の排気通路３２Ａに対しては、＃１気筒の排気弁の開タイミングと＃４気筒の排気弁の開タイミングとに合わせて第４のアシストバルブ４３Ｄが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられて、ツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔの入口又はその近傍にアシストガスが供給される。一方、第２の排気通路３２Ｂに対しては、＃３気筒の排気弁の開タイミングと＃２気筒の排気弁の開タイミングとに合わせて第３のアシストバルブ４３Ｃが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられて、同じく、ツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔの入口又はその近傍にアシストガスが供給されるのである。
【００７８】
また、第２の形態では、第１の排気通路３２Ａに連通された＃１、＃４気筒及び第２の排気通路３２Ｂに連通された＃２、＃３気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングのほぼ中間の位相角位置から所定の位相角期間に亘りガスを供給するようにしている。具体的には、第１の排気通路３２Ａに対しては、＃１気筒の排気弁の開タイミングと＃４気筒の排気弁の開タイミングとの中間の位相角位置に合わせて第４のアシストバルブ４３Ｄが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられて、ツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔの入口又はその近傍にアシストガスが供給される。一方、第２の排気通路３２Ｂに対しては、＃３気筒の排気弁の開タイミングと＃２気筒の排気弁の開タイミングとの中間の位相角位置に合わせて第３のアシストバルブ４３Ｃが開かれ、所定の位相角期間（例えば、約９０°クランク角）経過後に閉じられて、同じく、ツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔの入口又はその近傍にアシストガスが供給されるのである。
【００７９】
かくて、加速要求時においては、第１及び第２の排気通路３２Ａ及び３２Ｂのそれぞれにおいて、ツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔの入口又はその近傍にそれぞれ連通されている第４及び第３の出口通路４４Ｄ及び４４Ｃを介して、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングに合わせた所定の位相差でもって蓄圧タンク４０からガスが供給される。したがって、加速要求時において、排気干渉を生ずることや動圧過給効果を損なうことがなく、ツインエントリターボチャージャー２０における過渡性能が向上される。
【００８０】
ここで、再度、図７のフローチャートに戻って、上述のステップＳ７２１における、第３及び第４のアシストバルブ４３Ｃ及び４３Ｄの開閉制御による加速要求時の作動アシストの後のステップＳ７２３で、実過給圧Ｐａが目標過給圧Ｐｔに到達せず否定判定される限りにおいて、本ルーチンは一旦終了されて次のルーチンがスタートされる。
【００８１】
一方、ステップＳ７１７での第１及び第２のアシストバルブ４３Ａ及び４３Ｂの開閉制御による部分負荷時の作動アシストの継続中における、次のルーチンのステップＳ７０９又はステップＳ７１１において、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｔ以下ではない、又は、アクセル開度Ａｐが第１の所定値Ａｐｔ1以下であるとのことにより、部分負荷運転は継続しておらず、加速要求もないと判定されると、ステップＳ７２５に進む。また、ステップＳ７２３で、実過給圧Ｐａが目標過給圧Ｐｔに到達したと肯定判定された場合もステップＳ７２５に進むことになる。
【００８２】
このステップＳ７２５においては、上述の第１ないし第４のアシストバルブ４３Ａないし４３Ｄの開閉制御が終了される。換言すると、この第１ないし第４のアシストバルブ４３Ａないし４３Ｄが全閉に閉制御される。そして、その後、ステップＳ７２７に進みアシストフラグが「０」にリセットされる。
【００８３】
したがって、本第３の実施形態によれば、部分負荷運転時においては＃１ないし＃４の各気筒の排気ポート又はその直下流に連通されている各分岐路４４Ａ1、４４Ｂ2、４４Ｂ3、４４Ａ4を介してガスが供給され、加速要求時においてはツインエントリターボチャージャー２０のタービン２０Ｔの入口又はその近傍にそれぞれ連通されている第４及び第３の出口通路４４Ｄ及び４４Ｃを介してガスが供給されるので、部分負荷運転時においては各気筒の排気ポート又はその直下流における背圧を高め、内部ＥＧＲ量を増大させてＮＯｘを低減させることができるとともに、加速要求時においては排気干渉を生ずることや動圧過給効果を損なうことがなく、ツインエントリターボチャージャーにおける過渡性能を向上させることができる。
【００８４】
なお、上記においては、本発明をガソリンエンジンに適用した実施形態につき説明したが、本発明はこれに限られず、ディーゼルエンジンにも適用できることは言うまでもない。
【００８５】
また、上記実施形態では、フュエルカット実行中に蓄圧タンクに回収された排気ガスすなわち空気をツインエントリターボチャージャーのタービンの上流に供給するようにしたが、蓄圧タンクに蓄えられるのは、このようなガスに限定されない。例えば、フュエルカット実行中以外のとき、例えば、排気ブレーキ時に排気通路から排気ガスの圧力エネルギーが蓄圧タンクに回収されて蓄えられ、それがツインエントリターボチャージャーに供給されてもよい。あるいは、別に設けたエアコンプレッサなどの駆動により加圧された大気を蓄圧タンクに蓄えるようにしてもよい。この場合、このエアコンプレッサは電動モータあるいはクランクシャフトの回転力を用いて駆動され得る。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明が適用された蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置の第１の実施形態の概要を示すシステム図である。
【図２】本発明の制御装置による圧力回収制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態による蓄圧アシスト制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】エンジンの点火順序が＃１、＃３、＃４、＃２である場合の＃３気筒及び＃２気筒に連通された第２の排気通路における背圧脈動の様子、及びアシストガス供給のタイミングを示すグラフである。
【図５】本発明が適用された蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置の第２の実施形態の概要を示すシステム図である。
【図６】本発明が適用された蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置の第３の実施形態の概要を示すシステム図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による蓄圧アシスト制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１０ エンジン
１２ 吸気通路
１３ 吸気マニフォルド
１４ 吸気絞り弁
２０ ツインエントリターボチャージャー
２０Ｃ コンプレッサ
２０Ｔ タービン
３１Ａ 第１排気マニフォルド
３１Ｂ 第２排気マニフォルド
３２Ａ 第１排気通路
３２Ｂ 第２排気通路
３４ 排気絞り弁
４０ 蓄圧タンク
４１Ａ 第１蓄圧バルブ
４１Ｂ 第２蓄圧バルブ
４２Ａ 第１入口通路
４２Ｂ 第２入口通路
４３Ａ 第１アシストバルブ
４３Ｂ 第２アシストバルブ
４３Ｃ 第３アシストバルブ
４３Ｄ 第４アシストバルブ
４４Ａ 第１出口通路
４４Ｂ 第２出口通路
４４Ｃ 第３出口通路
４４Ｄ 第４出口通路
５１ クランク角センサ
５２ アクセル開度センサ
６０ ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有するエンジン本体と、
ツインエントリターボチャージャーと、
前記エンジン本体から前記ツインエントリターボチャージャーのタービンに至る排気系部分を、排気行程の順番が連続しない気筒に連通する排気通路ごとにそれぞれ構成する第１及び第２の排気通路と、
ガスを蓄圧する蓄圧手段と、
前記第１及び第２の排気通路のそれぞれと前記蓄圧手段とを連通する配管と、
該配管を介して、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれに所定の位相差でもって蓄圧されたガスを供給可能な蓄圧アシスト制御手段と、
を備えることを特徴とする蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置。
【請求項２】
前記蓄圧アシスト制御手段は、前記第１の排気通路に連通された気筒及び前記第２の排気通路に連通された気筒において、それぞれの気筒の排気弁のほぼ開タイミングから所定の位相角期間に亘りガスを供給することを特徴とする請求項１に記載の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置。
【請求項３】
前記蓄圧アシスト制御手段は、前記第１の排気通路に連通された気筒及び前記第２の排気通路に連通された気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングの中間の位相角位置から所定の位相角期間に亘りガスを供給することを特徴とする請求項１に記載の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置。
【請求項４】
前記配管は、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれにおいて各気筒の排気ポート又はその直下流に連通されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置。
【請求項５】
前記蓄圧アシスト制御手段は、前記各気筒の排気行程又は排気弁の開弁中においてガスを供給することを特徴とする請求項４に記載の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置。
【請求項６】
前記配管が、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれにおいて各気筒の排気ポート又はその直下流に連通されている第１の配管と、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれにおいて前記ツインエントリターボチャージャーのタービン入口又はその近傍に連通されている第２の配管とから構成され、
前記蓄圧アシスト制御手段は、部分負荷運転時において前記第１の配管を介してガスを供給するとともに、加速要求時において前記第２の配管を介してガスを供給することを特徴とする請求項１に記載の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置。
【請求項１】
複数の気筒を有するエンジン本体と、
ツインエントリターボチャージャーと、
前記エンジン本体から前記ツインエントリターボチャージャーのタービンに至る排気系部分を、排気行程の順番が連続しない気筒に連通する排気通路ごとにそれぞれ構成する第１及び第２の排気通路と、
ガスを蓄圧する蓄圧手段と、
前記第１及び第２の排気通路のそれぞれと前記蓄圧手段とを連通する配管と、
該配管を介して、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれに所定の位相差でもって蓄圧されたガスを供給可能な蓄圧アシスト制御手段と、
を備えることを特徴とする蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置。
【請求項２】
前記蓄圧アシスト制御手段は、前記第１の排気通路に連通された気筒及び前記第２の排気通路に連通された気筒において、それぞれの気筒の排気弁のほぼ開タイミングから所定の位相角期間に亘りガスを供給することを特徴とする請求項１に記載の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置。
【請求項３】
前記蓄圧アシスト制御手段は、前記第１の排気通路に連通された気筒及び前記第２の排気通路に連通された気筒において、それぞれの気筒の排気弁の開タイミングの中間の位相角位置から所定の位相角期間に亘りガスを供給することを特徴とする請求項１に記載の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置。
【請求項４】
前記配管は、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれにおいて各気筒の排気ポート又はその直下流に連通されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置。
【請求項５】
前記蓄圧アシスト制御手段は、前記各気筒の排気行程又は排気弁の開弁中においてガスを供給することを特徴とする請求項４に記載の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置。
【請求項６】
前記配管が、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれにおいて各気筒の排気ポート又はその直下流に連通されている第１の配管と、前記第１及び第２の排気通路のそれぞれにおいて前記ツインエントリターボチャージャーのタービン入口又はその近傍に連通されている第２の配管とから構成され、
前記蓄圧アシスト制御手段は、部分負荷運転時において前記第１の配管を介してガスを供給するとともに、加速要求時において前記第２の配管を介してガスを供給することを特徴とする請求項１に記載の蓄圧アシスト付ツインエントリ過給エンジンの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−７６０３（Ｐ２０１０−７６０３Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６９２８７（Ｐ２００８−１６９２８７）
【出願日】平成２０年６月２７日（２００８．６．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２７日（２００８．６．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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