JP3349849B2

JP3349849B2 - 自動車用エンジンの過給装置

Info

Publication number: JP3349849B2
Application number: JP30103794A
Authority: JP
Inventors: 達也上杉; 久典中根; 幹公藤井
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 2002-11-25
Anticipated expiration: 2017-11-25
Also published as: JPH08158875A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ターボ過給機を備えた
自動車用エンジンの過給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ターボ過給機を備えた自動車用エ
ンジンの過給装置として、例えば特公昭５９−５１６４
９号公報に示されるものが知られている。この装置で
は、吸気コンプレッサと排気タービンとがターボ回転軸
で連結され、このターボ回転軸が滑り軸受で回転可能に
支持されるとともに、このターボ回転軸の途中に流体タ
ービンが設けられ、オイルポンプから吐出されたオイル
が上記流体タービンに噴射されることにより、ターボ回
転軸の駆動が補助されるようになっている。

【０００３】この装置によれば、上記補助駆動によっ
て、ターボ過給機による加速応答性の向上が可能であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記装置では、ターボ
回転軸の補助駆動でターボ回転数の上昇速度が高まるも
のの、この補助駆動が実際に開始されてからターボ回転
軸の回転数が十分に高まるまでには時間差があり、その
分、加速応答性向上の効果は低くなる。特に、上記公報
のようにオイルポンプの作動で流体タービンにオイルを
噴射することにより補助駆動するものでは、その噴射を
開始してから実際にターボ回転軸の回転数が十分上昇す
るまでの時間遅れをいかにカバーするかが重要な課題と
なる。

【０００５】また、加速すべく上記ターボ回転軸を補助
駆動する際に、この補助駆動のための補機であるオイル
ポンプ等の始動に伴ってエンジン負荷が突発的に増加す
るため、加速時にエンジン出力が一時的に急減するいわ
ゆるトルクショックが生じ、運転者に違和感を与えるお
それがある。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、実際の
加速時にオイルポンプ等の補助駆動手段の始動に起因す
るトルクショックが生じるのを避け、かつ、上記補助駆
動による加速応答性をより一層高めることができる自動
車用エンジンの過給装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、吸気コンプレッサと排気ター
ビンとを連結するターボ回転軸をエンジン出力を利用し
て排気エネルギー以外のエネルギーにより補助駆動する
補助駆動手段を備えた自動車用エンジンの過給装置にお
いて、低速運転領域で実際の加速動作の前に行われる加
速要求動作を検出する加速要求検出手段と、この加速要
求検出手段により上記加速要求動作が検出された時に上
記補助駆動を行わせる補助駆動制御手段と、上記加速要
求が検出されて補助駆動が行われる時に空燃比をリーン
側に変化させてエンジン回転数の上昇を抑制する空燃比
制御手段とを備えたものである（請求項１）。

【０００８】上記補助駆動手段としては、上記ターボ回
転軸の途中に流体タービンを設けるとともに、エンジン
出力を利用して作動流体を噴射する圧送手段を備え、こ
の圧送手段により圧送される作動流体を上記流体タービ
ンに噴射させることにより上記ターボ回転軸を補助駆動
するように構成したものが好適である（請求項２）。

【０００９】上記補助駆動が行われる時の目標空燃比
は、エンジンの運転状態が燃料消費率が最低となる空燃
比に設定するのが、より好ましい（請求項３）。

【００１０】また、上記加速要求動作後の実際の加速動
作を検出する加速検出手段を備えるとともに、検出され
る加速の度合いが一定以下の時には上記補助駆動手段に
よる補助駆動を停止させるように上記補助駆動制御手段
を構成したり（請求項４）、スロットル弁が開状態から
全閉状態に切換えられた場合に少なくとも一定期間上記
補助駆動を行わせるように上記補助駆動制御手段を構成
したりするのが（請求項５）、より好ましい。

【００１１】上記加速要求検出手段としては、車両の動
力伝達装置がニュートラル状態から動力伝達状態に切換
えられた動作を加速要求動作として検出するものが、好
適である（請求項６）。

【００１２】

【作用】請求項１記載の装置によれば、実際に加速動作
（例えばスロットル弁を開く動作）が行われるよりも前
に、加速要求動作（請求項６では車両の動力伝達装置が
ニュートラル状態から動力伝達状態に切換えられる動
作）が検出された時点でターボ回転軸の補助駆動を開始
する。このため、補助駆動開始後、実際に加速が開始さ
れるまでに過給圧が十分高められ、良好な加速応答性が
確保されるとともに、加速動作中での補助駆動手段の始
動によるトルクショックが回避され、ポンピングロスも
低減する。また、上記のように過給圧が高められても、
これに応じて空燃比がリーン側に制御されることによ
り、実際の加速動作前にエンジン回転数が上昇すること
が防がれる。しかも、このようにエンジン回転数上昇が
抑えられながらエンジン出力を利用して補助駆動手段が
作動することにより、エンジンの運転状態が燃料消費率
の良好な低速高負荷領域に移行し、また空燃比リーン制
御を実行するため、加速動作前に補助駆動手段を作動さ
せても、燃費の悪化は避けられる。

【００１３】そして、この装置では、請求項３記載のよ
うに、補助駆動実行時の目標空燃比をエンジンの運転状
態が燃料消費率が最低となる空燃比に設定でき、これに
より燃費はますます向上する。

【００１４】上記補助駆動に関して、請求項２記載の装
置では、エンジン出力を利用して作動する圧送手段によ
り圧送された作動流体が、ターボ回転軸の途中に設けら
れた流体タービンに噴射されることにより、このターボ
回転軸が補助駆動される。

【００１５】上記補助駆動手段始動後について、請求項
４記載の装置では、上記補助駆動手段の作動により過給
圧が高められてから実際の加速動作が検出された時点
で、その加速度合いが一定以下の場合、すなわちさほど
高い加速性が要求されていない場合には、上記補助駆動
手段による補助駆動を停止させることにより、この補助
駆動手段の駆動による出力損失が抑制される。

【００１６】また、請求項５記載の装置では、スロット
ル弁が全閉状態に切換えられた場合に少なくとも一定期
間上記補助駆動手段による補助駆動が行われるため、こ
の補助駆動手段の作動による駆動抵抗の増大でエンジン
ブレーキが強くなり、減速性が増すとともに、将来、再
加速動作が行われた時に高い加速応答性が確保される。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１８】図１に示すエンジン本体１０の各気筒１１
の吸気ポートは、吸気マニホールド１２を介して共通の
サージタンク１３に接続され、このサージタンク１３に
共通吸気管１４が接続されている。この共通吸気管１４
の途中には、エアクリーナー１６、ターボ過給機１８の
吸気コンプレッサ２０、インタクーラ２２、スロットル
弁２４等が設けられ、上記吸気マニホールド１２におい
て各気筒に対応する独立通路には、それぞれ第１インジ
ェクタ２６が設けられている。

【００１９】この共通吸気管１４において、上記吸気コ
ンプレッサ２０の上流側とインタクーラ２２の下流側と
がエアバイパス通路（吸気リリーフ手段）２５を介して
接続され、このエアバイパス通路２５の途中にエアバイ
パス弁（以下、ＡＢＶと称する。）２７が設けられてい
る。また、スロットル弁２４の上流側と下流側とはアイ
ドル回転数コントロール（以下、ＩＳＣと称する。）通
路２８を介して接続され、このＩＳＣ通路２８の途中に
ＩＳＣ弁２９が設けられている。

【００２０】上記各気筒の排気ポートには、排気マニホ
ールド３０を介して共通排気管３１が設けられ、この共
通排気管３１の途中に、排ガス浄化用触媒（この実施例
では三元触媒）３２及びマフラー３４が設けられてお
り、上記排ガス浄化用触媒３２の上流側に上記ターボ過
給機１８の排気タービン４２が設けられている。この排
気タービン４２の上流側と下流側とは排気バイパス通路
３６を介して連通可能であり、この排気バイパス通路３
６の途中にはウエストゲート弁３８が設けられている。

【００２１】上記ターボ過給機１８の構造を模式的に図
３に示す。上記吸気コンプレッサ２０と排気タービン４
２とはターボ回転軸４４で連結され、吸気コンプレッサ
２０はコンプレッサハウジング２１に、排気タービン４
２はタービンハウジング４１にそれぞれ収容されてお
り、両ハウジング２１，４２が本体ハウジング４０を介
して接続されている。この本体ハウジング４０の内側に
は軸受４７が設けられ、この軸受４７により上記ターボ
回転軸４４が回転可能に支持されている。

【００２２】上記ターボ回転軸４４の中間部分には、油
圧タービン（流体タービン）４５が固定されている。本
体ハウジング４０には、上記油圧タービン４５に高圧作
動油を噴射するための噴射ノズル４６と、噴射された作
動油をハウジング外へ排出するための排出管４８とが接
続されている。上記噴射ノズル４６は、図１に示すオイ
ルポンプ３９の吐出口に接続され、排出管４８は同オイ
ルポンプ３９の吸込口に接続されている。

【００２３】この油圧回路では、上記オイルポンプ３９
と並列に電磁切換弁４９が配され、オイルポンプ３９が
常時作動する一方、上記電磁切換弁４９が閉じた状態
（オンロード状態）ではオイルポンプ３９からの高圧作
動油が上記噴射ノズル４６に供給され、電磁切換弁４９
が開いた状態（オフロード状態）では作動油がターボ過
給機１８をバイパスして直接オイルポンプ３９に戻され
るようになっている。すなわち、電磁切換弁４９の開閉
切換により、上記噴射ノズル４６に作動油を圧送する状
態と、この圧送を停止する状態とに切換えられるように
なっている。

【００２４】このエンジンには、図２に示すようなエン
ジン回転数センサ５０、吸気圧センサ５２、スロットル
センサ５４、エンジン水温センサ５６、Ｏ₂センサ５
８、エアフローセンサ５３、図略の変速機におけるギア
ポジションを検出するギアポジションセンサ（加速要求
検出手段）５９等の各種センサが設けられ、これらの検
出信号がＥＣＵ（コントロールユニット）６０に入力さ
れるようになっている。

【００２５】このＥＣＵ６０は、同図に示す圧送制御手
段（補助駆動制御手段）６２、燃料噴射制御手段６４、
ＩＳＣ制御手段６６、及びＡＢＶ制御手段６８を備えて
いる。

【００２６】圧送制御手段６２は、前記電磁切換弁４９
のオンオフにより、オイルポンプ３９から油圧タービン
４５への圧送及び圧送停止を制御するものであり、燃料
噴射制御手段（空燃比制御手段）６４は、吸入空気量と
予め設定された空燃比とに基づいてインジェクタ２６に
よる燃料噴射量を制御するものである。ＩＳＣ制御手段
６６は、アイドル運転状態において、エンジン回転数を
目標回転数（アイドル回転数）に合わせるようにＩＳＣ
弁２９の開度を制御するものである。ＡＢＶ制御手段
（リリーフ制御手段）６８は、ターボ過給機１８による
過給中、運転状態が後述の一定条件に該当する場合にの
みＡＢＶ２７を開き、過給の一部をエアバイパス通路を
通じてコンプレッサ２０の上流側にリリーフさせるもの
である。

【００２７】次に、このＥＣＵ６０により実際に行われ
る制御動作を、図４〜図６のフローチャートを併せて参
照しながら説明する。

【００２８】１）アイドル運転中に加速要求があった時
の制御（図４）まず、通常のアイドル状態では、次の条件（初期条件）
下で運転が行われる（ステップＳ１）。・変速機のシフトポジション→ニュートラル・目標エンジン回転数→アイドル回転数Ｎｉ・ＡＢＶ２７→開・電磁切換弁４９→開（オイルポンプ３９による作動油
圧送を停止）・目標空燃比→理論空燃比Ｙth この状態で、実際の加速操作すなわちアクセル踏み込み
操作が行われる前に、シフトポジションがニュートラル
から動力伝達ポジション（マニュアル変速機の場合には
１st、自動変速機の場合にはＤレンジ）に切換えられた
時点で（ステップＳ２でＹＥＳ）、ＡＢＶ２７を閉じ、
かつ、電磁切換弁４９を開いてオイルポンプ３９から油
圧タービン４５への作動油の圧送を開始させる（ステッ
プＳ３）。これにより、ターボ回転軸４４が、排気エネ
ルギーだけでなく作動油の噴射によっても補助的に駆動
され、ターボ回転数が急速に高められる。

【００２９】この補助駆動開始と同時に、目標空燃比を
理論空燃比Ｙthからそれよりもリーン側の空燃比Ｙlnに
変更し（ステップＳ４）、エンジン回転数及び実際の空
燃比の検出値を読み込む（ステップＳ５）。空燃比の検
出は、Ｏ₂センサを用いてもよいし、吸気圧力の検出値
から間接的に求めるようにしてもよい。

【００３０】そして、実際のエンジン回転数を目標回転
数（アイドル回転数）Ｎｉに保つべく、基本的にはスロ
ットル全閉を前提条件としてＩＳＣ弁２９の開度を決定
し、ＩＳＣ弁２９の開弁だけで制御が困難な場合は補助
的にスロットル弁２４の開度も決定する（ステップＳ
６）。そして、これらＩＳＣ開度やスロットル開度によ
り左右される吸入空気量に基づいて、上記目標空燃比
（リーン空燃比）Ｙlnを得るための燃料噴射量も決定し
（ステップＳ７）、これによりリーンバーン運転を実行
する。このリーンバーン運転により、上記作動油の圧送
でターボ過給機１８を補助駆動しているにもかかわら
ず、実際のエンジン回転数が目標回転数Ｎｉよりも高ま
るのを抑えることができる。また、過給圧の過度上昇を
防ぐためのＡＢＶ開度を設定する（ステップＳ８）。

【００３１】これらステップＳ５〜Ｓ８の制御の実行に
より、エンジン回転数の上昇を抑えながらコンプレッサ
２０下流側の過給圧が高められる。そして、この制御中
に実際に加速操作（すなわちアクセルの踏み込み操作）
がなされてスロットル弁２４が開くと、次の加速制御に
移行する。

【００３２】２）加速制御（図５）スロットル開度θの時間変化率ｄθ／ｄｔが予め定めら
れた一定値Ｃ１未満の場合（ステップＳ１０でＮＯ）、
すなわち、要求加速度が比較的小さい場合には、過給圧
をさほど高める必要がないので、オイルポンプ３９によ
るオイル圧送を続行し、ＡＢＶ２７を適度に開き（ステ
ップＳ１１）、電磁切換弁４９を開いてオイルポンプ３
９による圧送を停止させることにより、エンジン負荷の
軽減を図る。

【００３３】これに対し、スロットル開度θの時間変化
率ｄθ／ｄｔが上記値Ｃ１以上の場合（ステップＳ１０
でＹＥＳ）、すなわち、急加速が要求されている場合に
は、過給圧をさらに上昇させる必要があるので、ＡＢＶ
２７を閉じ（ステップＳ１３）、目標空燃比をそれまで
のリーン空燃比よりもリッチ側に移行する（ステップＳ
１４）。この実施例では、図７に示すように、低速低負
荷領域では目標空燃比を理論空燃比にし（すなわち目標
空気過剰率λを１にし）、高速領域もしくは高負荷領域
では目標空燃比をリッチ空燃比にする（すなわち目標空
気過剰率λを１未満にする。）。このようにして過給圧
を上昇させ、急加速を行ううち、エンジン回転数が予め
設定された一定値Ｎ１に達した時点で（ステップＳ１７
でＹＥＳ）、電磁切換弁４９を開いてオイルポンプ３９
による圧送を停止させる（ステップＳ１８）。

【００３４】３）定常運転状態から減速操作がなされた
場合の制御（図６）定常運転時（例えば高速運転時）には、エンジンの運転
状態は次のようになっている。・変速機のシフトポジション→ニュートラル以外（動力
伝達ポジション）・ＡＢＶ→全開・電磁切換弁４９→開（オイルポンプ３９による作動油
圧送を停止）この状態で、減速操作、すなわちアクセル解放操作がな
され（ステップＳ２１でＹＥＳ）、スロットル弁２４が
全閉すると、まずインジェクタ２６からの燃料供給をカ
ットし（ステップＳ２２）、この燃料カット時からの経
過時間ｔを計測する。この経過時間ｔが予め設定された
一定時間ｔｏに達するまでに（ステップＳ２４でＮ
Ｏ）、再加速操作がなされてスロットル弁２４が開いた
場合には（ステップＳ２３でＹＥＳ）、前記図５で示し
た加速制御をそのまま実行する。これに対し、再加速操
作がなされないまま一定時間ｔｏが経過した場合には
（ステップＳ２４でＹＥＳ）、これが減速操作であると
判定し、次の減速制御を行う。

【００３５】まず、ＡＢＶ２７を所定量開いたまま（ス
テップＳ２５でＹＥＳ）、電磁切換弁４９を閉じてオイ
ルポンプ３９の作動油圧送によるターボ補助駆動を開始
させる（ステップＳ２６）。そして、エンジン回転数を
読み込み（ステップＳ２７）、このエンジン回転数が予
め設定された一定値Ｎａに到達した時点で（ステップＳ
２９）上記作動油圧送を停止させる（ステップＳ３
０）。なお、エンジン回転数が上記値Ｎａに到達する前
に加速操作されてスロットル弁２４が開いた場合には
（ステップＳ２８でＹＥＳ）、前記図５で示した加速制
御をそのまま実行する。

【００３６】このような装置によれば、次の効果を得る
ことができる。

【００３７】実際に加速動作（アクセル踏み込み操
作）が行われるよりも前に、加速要求動作（変速機がニ
ュートラル状態から動力伝達状態に切換えられる動作）
が検出された時点からオイルポンプ３９による作動油圧
送を開始し、ターボ過給機を補助駆動し始めるため、補
助駆動開始後、実際に加速が開始されるまでに既に過給
圧を十分高めておくことができ、良好な加速応答性を確
保できるとともに、ポンピングロスも低減できる。ま
た、加速動作よりも前にオイルポンプ３９による作動油
圧送を始めるので、加速中にトルクショックが生じるの
を回避できる。

【００３８】図８は、従来装置、すなわち、実際に加速
操作が行われてスロットル弁が開いた直後にオイルポン
プによる作動油圧送を開始する装置での、図示平均有効
圧力Ｐｉ、正味平均有効圧力Ｐｅ、ターボ回転数、及び
吸気圧力Ｐ_Bの時間変化を示したものである。この図に
示されるように、従来装置では、実際に加速操作が行わ
れてスロットル弁が開いた後に、オイルポンプによる作
動油圧送開始で正味平均有効圧力Ｐｅが急減している。
これは、車両の加速中にトルクショックが生じているこ
とを意味し、このようなトルクショックは運転者等に著
しい違和感を与える。

【００３９】これに対し、上記実施例装置によれば、実
際の加速動作がなされる前であって、ニュートラルから
ドライブにギアチェンジされた時点で既に作動油圧送を
開始しているので、図９に示すように、加速開始後（す
なわちスロットル弁２４の開弁後）のトルクショックが
確実に回避される。

【００４０】上記作動油圧送開始に伴って空燃比をリ
ーン側に制御しているため、ターボ過給機１８を補助駆
動してターボ回転数を高めているにもかかわらず、実際
の加速動作前にエンジン回転数が上昇するのを回避でき
る。しかも、このようにエンジン回転数上昇を抑えなが
らオイルポンプ３９をオンロード状態とすることによ
り、エンジンの運転状態を燃料消費率の良好な低速高負
荷領域に移行でき、また、空燃比リーン制御を実行する
ために、燃費の悪化を避けることが可能である。

【００４１】図１０は、エンジン回転数−エンジン負荷
の座標系において、等燃料消費率曲線７０及び最大トル
ク曲線７２を示したものであり、同図中Ｐｍは、燃料消
費率が最低となる点を示している。この図において、本
実施例装置のようにエンジン回転数をアイドル回転数Ｎ
ｉに抑えながらエンジン負荷のみを上昇させることは、
同図破線矢印に示すように運転状態を上記最低燃料消費
率点Ｐｍに近づけることを意味しており、これにより良
好な燃費を確保できる。また、最終的に上記最低燃料消
費率点Ｐｍもしくはその近傍の点で運転がなされるよう
に目標空燃比（リーン空燃比）を設定することも可能で
あり、これにより燃費向上効果はさらに高まる。

【００４２】しかも、アイドル運転中の空燃比を理論空
燃比Ｙthからリーン空燃比Ｙlnに移行すれば、図１１に
示すように、排気ガス中の各種有害成分ＣＯ，ＮＯｘ，
ＨＣの発生量も削減できる利点がある。

【００４３】オイルポンプ３９による作動油圧送で過
給圧が高められてから実際の加速動作が検出された時点
で、その加速度合いが一定未満の場合（上記実施例では
スロットル開度の時間変化率ｄθ／ｄｔが一定未満の場
合）、すなわちさほど高い加速性が要求されていない場
合には、その時点で上記オイルポンプ３９による作動油
圧送を停止させて必要以上の補助駆動をなくすことによ
り、燃費の悪化を抑制できる。

【００４４】スロットル弁２４が全閉状態に切換えら
れた減速時、一定期間オイルポンプ３９による作動油圧
送を行わせているため、この作動油圧送による駆動抵抗
の増大でエンジンブレーキを強くして減速性を増すこと
ができ、また、その後の再加速時での高い加速応答性を
確保できる。

【００４５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例として次のような態様をとることも可能
である。

【００４６】(1) 上記実施例では、アイドル運転時にギ
アポジションがニュートラルから動力伝達ポジションに
切換えられた時点を加速要求時点として検出している
が、車速センサを設け、この車速センサにより検出され
る車速が０でかつギアポジションがニュートラルから動
力伝達ポジションに切換えられた時点を加速要求時点と
して設定してもよい。

【００４７】(2) 上記実施例では、オイルポンプ３９に
よるターボ補助駆動と同時に目標空燃比をいきなり最大
目標空燃比Ｙlnに切換えているが、これに代え、ターボ
補助駆動と同時に目標空燃比を最大目標空燃比Ｙlnまで
連続的に増加させるようにしてもよい。

【００４８】(3) 上記実施例では、基本的にＩＳＣ開度
の調節でエンジン回転数の制御を行っているが、ＡＢＶ
開度によってエンジン回転数を制御することも可能であ
る。

【００４９】(4) 上記実施例では、加速度合いをスロッ
トル開度の時間変化率ｄθ／ｄｔの大きさによって判断
しているが、最終的なスロットル開度θそのものに基づ
いて判定してもよい。

【００５０】(5) 上記実施例では、オイルポンプ３９か
ら圧送したオイルをターボ回転軸４４の油圧タービン４
５に圧送することにより補助駆動を行っているが、ター
ボ回転軸４４にモータの回転子を設け、ターボ過給機ハ
ウジング側に上記モータの固定子を設けて、ターボ回転
軸４４を電気的に補助駆動するようにしてもよい。この
場合、上記モータはエンジンの出力の利用により作動す
るものであればよく、オルタネータの発電をそのまま利
用してモータ作動させてもよいし、バッテリーに蓄えら
れた電力を利用するようにしてもよい。

【００５１】ただし、前記実施例のようにオイルポンプ
３９からの吐出油で補助駆動する場合、このオイルポン
プ３９による圧送が開始してから実際にターボ回転数が
十分上昇するまでの時間遅れが電気的な補助駆動よりも
大きいので、本発明の適用による加速応答性の向上効果
がより顕著に得られる利点がある。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば次の効果
を得ることができる。

【００５３】請求項１記載の装置では、実際に加速動作
（例えばスロットル弁を開く動作）が行われるよりも前
に、加速要求動作（請求項６では車両の動力伝達装置が
ニュートラル状態から動力伝達状態に切換えられる動
作）が検出された時点で補助駆動手段による作動流体の
補助駆動を開始し、ターボ過給機を補助駆動し始めるよ
うにしているので、補助駆動開始後、実際に加速が開始
されるまでに過給圧を十分高めて良好な加速応答性を確
保するとともに、ポンピングロスも低減でき、また、加
速動作中での補助駆動手段の始動によるトルクショック
を回避できる効果がある。しかも、上記のように過給圧
を高めても、これに応じて空燃比をリーン側に制御する
ことにより、実際の加速動作前にエンジン回転数が上昇
するのを防止できる。また、このようにエンジン回転数
上昇を抑えながら補助駆動手段による補助駆動を行わせ
ることにより、エンジンの運転状態を燃料消費率の良好
な低速高負荷領域に移行でき、また空燃比リーンを実行
する分、加速動作前に補助駆動手段を作動させても良好
な燃費を確保できる。

【００５４】そして、この装置では、請求項３記載のよ
うに、補助駆動実行時の目標空燃比をエンジンの運転状
態が燃料消費率が最低となる空燃比に設定でき、これに
より燃費をますます向上させることができる。

【００５５】特に、請求項２記載の装置では、補助駆動
手段である圧送手段による作動流体圧送が開始されてか
らターボ回転数が十分上昇するまでの応答遅れを本発明
の適用により十分カバーし、高い加速応答性を確保でき
る効果がある。

【００５６】請求項４記載の装置では、上記補助駆動手
段の作動により過給圧が高められてから実際の加速動作
が検出された時点で、その加速度合いが一定以下の場
合、すなわちさほど高い加速性が要求されていない場合
には、上記補助駆動手段による補助駆動を停止させるこ
とにより、必要以上の補助駆動手段の駆動を防いで燃費
を向上できる効果がある。

【００５７】また、請求項５記載の装置では、スロット
ル弁が全閉状態に切換えられた場合に少なくとも一定期
間上記補助駆動手段による補助駆動を行うようにしてい
るので、この補助駆動手段の作動による駆動抵抗の増大
でエンジンブレーキを強めて減速性を増すとともに、将
来、再加速動作が行われた時に高い加速応答性を確保で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるエンジンの全体構成
図である。

【図２】上記エンジンに装備されるＥＣＵの機能構成を
示すブロック図である。

【図３】上記ターボ過給機の模式断面図である。

【図４】上記ＥＣＵによる制御動作を示すフローチャー
トである。

【図５】上記ＥＣＵによる制御動作を示すフローチャー
トである。

【図６】上記ＥＣＵによる制御動作を示すフローチャー
トである。

【図７】加速動作時に設定される目標空燃比（空気過剰
率）を示すグラフである。

【図８】従来装置での平均有効圧力、ターボ回転数、及
び吸気圧力の時間変化率を示すグラフである。

【図９】上記実施例装置での平均有効圧力、ターボ回転
数、及び吸気圧力の時間変化率を示すグラフである。

【図１０】エンジン回転数−エンジン負荷の座標系での
等燃料消費率曲線及び最低燃料消費率点を示すグラフで
ある。

【図１１】空燃比と排気ガス中の各成分の発生量及び燃
料消費量との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０エンジン本体１８ターボ過給機２０吸気コンプレッサ２４スロットル弁２６インジェクタ２８ＩＳＣ通路２９ＩＳＣ弁３９オイルポンプ（圧送手段）４２排気タービン５３スロットルセンサ（加速検出手段）５９ギアポジションセンサ（加速要求検出手段）６０ＥＣＵ６２圧送制御手段（補助駆動制御手段）６４燃料噴射制御手段（空燃比制御手段）６６ＩＳＣ制御手段（空燃比制御手段）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02B 37/10 F02D 41/10 F02D 45/00 F02D 41/14 F02D 41/04 F02B 37/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気コンプレッサと排気タービンとを連
結するターボ回転軸をエンジン出力を利用して排気エネ
ルギー以外のエネルギーにより補助駆動する補助駆動手
段を備えた自動車用エンジンの過給装置において、低速
運転領域で実際の加速動作の前に行われる加速要求動作
を検出する加速要求検出手段と、この加速要求検出手段
により上記加速要求動作が検出された時に上記補助駆動
を行わせる補助駆動制御手段と、上記加速要求が検出さ
れて補助駆動が行われる時に空燃比をリーン側に変化さ
せてエンジン回転数の上昇を抑制する空燃比制御手段と
を備えたことを特徴とする自動車用エンジンの過給装
置。
【請求項２】請求項１記載の自動車用エンジンの過給
装置において、上記補助駆動手段として、上記ターボ回
転軸の途中に流体タービンを設けるとともに、エンジン
出力を利用して作動流体を噴射する圧送手段を備え、こ
の圧送手段により圧送される作動流体を上記流体タービ
ンに噴射させることにより上記ターボ回転軸を補助駆動
するように構成したことを特徴とする自動車用エンジン
の過給装置。
【請求項３】請求項１または２記載の自動車用エンジ
ンの過給装置において、上記補助駆動が行われる時の目
標空燃比をエンジンの運転状態が燃料消費率が最低とな
る空燃比に設定したことを特徴とする自動車用エンジン
の過給装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の自動車
用エンジンの過給装置において、上記加速要求動作後の
実際の加速動作を検出する加速検出手段を備えるととも
に、検出される加速の度合いが一定以下の時には上記補
助駆動手段による補助駆動を停止させるように上記補助
駆動制御手段を構成したことを特徴とする自動車用エン
ジンの過給装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の自動車
用エンジンの過給装置において、スロットル弁が開状態
から全閉状態に切換えられた場合に少なくとも一定期間
上記補助駆動を行わせるように上記補助駆動制御手段を
構成したことを特徴とする自動車用エンジンの過給装
置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の自動車
用エンジンの過給装置において、上記加速要求検出手段
は、車両の動力伝達装置がニュートラル状態から動力伝
達状態に切換えられた動作を加速要求動作として検出す
るように構成されていることを特徴とする自動車用エン
ジンの過給装置。