特許 6879800 過給アシスト装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6879800

(24)【登録日】2021年5月7日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】過給アシスト装置

(51)【国際特許分類】

   F02B 37/10 20060101AFI20210524BHJP

【ＦＩ】

   F02B37/10 A

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-68859(P2017-68859)

(22)【出願日】2017年3月30日

(65)【公開番号】特開2018-168823(P2018-168823A)

(43)【公開日】2018年11月1日

【審査請求日】2019年12月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】矢島 裕人

(72)【発明者】

【氏名】小澤 智也

(72)【発明者】

【氏名】香園 晋太郎

【審査官】 北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１５６２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２３２９７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０３３０６８０６（ＣＮ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１２３６３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第００／０６５２１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開平０１−１６６７２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０５−０３２７３１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ３７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

過給機を備えたエンジンにおける過給アシスト装置であって、
前記過給機によって圧縮された空気が流通する下流側吸気流路と、
前記下流側吸気流路に配置された圧力センサと、
空気を貯留するタンクと、
前記タンクに接続され、前記タンクに貯留された空気を前記過給機のコンプレッサインペラに向けて噴射する噴射部と、
前記タンクと前記噴射部とを接続する接続流路を開閉可能な蓄圧バルブと、
アクセル開度と車速に基づいて、目標トルクを導出し、前記目標トルクとエンジン回転数に基づいて、目標過給圧を導出し、前記圧力センサに基づいて、現在の過給圧を導出し、前記現在の過給圧が前記目標過給圧より小さい場合に前記蓄圧バルブを開制御する制御装置と、
を備えた過給アシスト装置。

【請求項2】

前記下流側吸気流路と前記タンクとが接続され、
前記過給機によって圧縮された空気が前記タンクに供給されて貯留される請求項１に記載の過給アシスト装置。

【請求項3】

前記噴射部は、
コンプレッサの回転軸方向に前記噴射部を通る断面から見た場合、前記コンプレッサインペラに交差する向きよりディフューザ流路方向に傾斜して設けられる請求項１または２に記載の過給アシスト装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンの過給をアシストする過給アシスト装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、所謂、ターボラグの発生を低減するために、タービンより排出される排気ガスを蓄圧タンクに蓄圧し、タービンの回転数が不足している場合に、蓄圧された排気ガスをタービンに当てて過給を補助（アシスト）する過給アシスト装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１５６２２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に記載の過給アシスト装置では、排気ガスを蓄圧するため、蓄圧タンクが高圧に耐えられるよう設計したり、排圧を上げたりしなければならず、燃焼室内への影響が生じる。

【0005】

そこで、本発明は、燃焼室内への影響を生じさせずに、ターボラグの発生を低減することが可能な過給アシスト装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の過給アシスト装置は、過給機を備えたエンジンにおける過給アシスト装置であって、過給機によって圧縮された空気が流通する下流側吸気流路と、下流側吸気流路に配置された圧力センサと、空気を貯留するタンクと、タンクに接続され、タンクに貯留された空気を過給機のコンプレッサインペラに向けて噴射する噴射部と、タンクと噴射部とを接続する接続流路を開閉可能な蓄圧バルブと、アクセル開度と車速に基づいて、目標トルクを導出し、目標トルクとエンジン回転数に基づいて、目標過給圧を導出し、圧力センサに基づいて、現在の過給圧を導出し、現在の過給圧が目標過給圧より小さい場合に蓄圧バルブを開制御する制御装置と、を備える。

【0007】

また、過給アシスト装置は、下流側吸気流路とタンクとが接続され、過給機によって圧縮された空気がタンクに供給されて貯留されてもよい。

【0008】

また、噴射部は、コンプレッサの回転軸方向に噴射部を通る断面から見た場合、コンプレッサインペラに交差する向きよりディフューザ流路方向に傾斜して設けられてもよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、燃焼室内への影響が生じず、ターボラグの発生を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】過給アシスト装置を備えた車両におけるエンジンの構成を示す概略図である。

【図2】コンプレッサの部分断面斜視図である。

【図3】コンプレッサと噴射部の位置関係を示す図である。

【図4】蓄圧空気送入処理を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0012】

図１は、過給アシスト装置を備えた車両におけるエンジン１の構成を示す概略図である。図１に示すように、エンジン１は、クランクシャフト２を挟んで２つのシリンダブロック３にそれぞれ形成されたシリンダボア３ａが対向して配された水平対向４気筒エンジンである。

【0013】

シリンダブロック３には、クランクケース４が一体形成されるとともに、クランクケース４とは反対側にシリンダヘッド５が固定されている。クランクシャフト２は、クランクケース４によって形成されたクランク室６内に回転自在に支持される。

【0014】

シリンダボア３ａには、コネクティングロッド７を介してクランクシャフト２に連結されたピストン８が摺動可能に収容されている。そして、エンジン１では、シリンダボア３ａと、シリンダヘッド５と、ピストン８の冠面とによって囲まれた空間が燃焼室９として形成される。

【0015】

シリンダヘッド５には、吸気ポート１０および排気ポート１１が燃焼室９に連通するように形成される。吸気ポート１０と燃焼室９との間には、吸気弁１２の先端が位置し、排気ポート１１と燃焼室９との間には、排気弁１３の先端が位置している。

【0016】

また、エンジン１では、シリンダヘッド５およびヘッドカバー１４に囲まれたカム室内に、吸気弁用カム１５および排気弁用カム１６が設けられる。吸気弁用カム１５は、吸気弁１２の他端に当接されており、回転することで吸気弁１２を軸方向に移動させる。これにより、吸気弁１２は、吸気ポート１０と燃焼室９との間を開閉する。排気弁用カム１６は、排気弁１３の他端に当接されており、回転することで排気弁１３を軸方向に移動させる。これにより、排気弁１３は、排気ポート１１と燃焼室９との間を開閉する。

【0017】

吸気ポート１０の上流側には、インテークマニホールド１７を含む吸気流路１８が連通される。また、排気ポート１１の下流側には、エキゾーストマニホールド１９を含む排気流路２０が連通される。各気筒の燃焼室９から排出された排気ガスは、排気ポート１１を介してエキゾーストマニホールド１９で集約され、過給機２１に導かれる。

【0018】

過給機２１は、エキゾーストマニホールド１９（エンジン１）から排出される排気ガスによって回転するタービン２１ａと、タービン２１ａの回転動力によって回転するコンプレッサ２１ｂとを含んで構成される。タービン２１ａとコンプレッサ２１ｂとは、タービンシャフト２１ｃによって接続され、一体回転する。

【0019】

吸気流路１８には、エアクリーナ２２、コンプレッサ２１ｂ、インタークーラ２３、および、スロットル弁２４が吸気流路１８の上流側から順に設けられる。ここで、吸気流路１８のうち、コンプレッサ２１ｂよりも上流側を上流側吸気流路１８ａと呼び、コンプレッサ２１ｂよりも下流側を下流側吸気流路１８ｂと呼ぶ。

【0020】

コンプレッサ２１ｂは、タービン２１ａの回転に伴って回転することで、エアクリーナ２２で塵や埃などの不純物が除去された空気（吸気）を圧縮して下流側吸気流路１８ｂに供給する。スロットル弁２４は、不図示のアクチュエータによって開度が調整されることで、吸気流路１８における吸気の流量を可変する。

【0021】

インタークーラ２３は、コンプレッサ２１ｂで圧縮されて昇温した空気を冷却する。冷却された空気は、インテークマニホールド１７、吸気ポート１０を介して燃焼室９に導かれる。そして、不図示のインジェクタから噴射された燃料と、燃焼室９に導かれた空気との混合気が、シリンダヘッド５に設けられた不図示の点火プラグによって所定のタイミングで点火されて燃焼される。かかる燃焼により、ピストン８がシリンダボア３ａ内で往復運動を行い、その往復運動が、コネクティングロッド７を通じてクランクシャフト２の回転運動に変換される。また、燃焼により発生した排気ガスは、排気ポート１１、エキゾーストマニホールド１９を介してタービン２１ａに導かれ、タービン２１ａを回転させた後、排気流路２０に設けられた触媒２５で浄化され、マフラー２６から車外へ排出される。

【0022】

また、排気流路２０には、タービン２１ａを迂回してタービン２１ａの上流側と下流側とを連通する排気バイパス流路２７が設けられる。排気バイパス流路２７には、ウエイストゲートバルブ２８が介装され、ウエイストゲートバルブ２８により、排気バイパス流路２７が開閉される。

【0023】

また、吸気流路１８には、コンプレッサ２１ｂを迂回して上流側吸気流路１８ａと下流側吸気流路１８ｂとを接続するエアバイパス流路２９が設けられる。エアバイパス流路２９には、エアバイパスバルブ３０が介装される。エアバイパスバルブ３０は、運転者がアクセルを放してスロットル弁２４が閉鎖されるときに開放され、下流側吸気流路１８ｂの圧力が過剰となることを防止する。

【0024】

また、吸気流路１８には、コンプレッサ２１ｂ（過給機２１）によって過給（圧縮）された空気を溜め、過給をアシストする過給アシスト装置５０が設けられる。過給アシスト装置５０は、蓄圧流路５２（第２接続流路）、タンク５４、アシスト流路５６（第１接続流路）、蓄圧バルブ５８（バルブ）および噴射部６０を含んで構成される。

【0025】

蓄圧流路５２は、下流側吸気流路１８ｂ（例えば、吸気流路１８内でコンプレッサ２１ｂからスロットル弁２４の間）とタンク５４とを接続する接続流路である。蓄圧流路５２は、一端が下流側吸気流路１８ｂに接続され、他端がタンク５４に接続される。

【0026】

また、蓄圧流路５２とタンク５４との接続部には、第１蓄圧バルブ５８ａ（蓄圧バルブ５８）が設けられる。第１蓄圧バルブ５８ａは、例えば、逆止弁（一方向弁）で構成され、下流側吸気流路１８ｂからタンク５４へ空気を流通させるとともに、蓄圧流路５２から下流側吸気流路１８ｂへの空気の逆流を防止している。蓄圧流路５２は、コンプレッサ２１ｂによって過給された空気の一部を、タンク５４に導く。

【0027】

タンク５４は、過給された空気を貯留することが可能な圧力容器である。コンプレッサ２１ｂにより圧縮された空気は、下流側吸気流路１８ｂおよび蓄圧流路５２を介してタンク５４に流通し、タンク５４に貯留される（蓄圧される）。なお、以下では、タンク５４に貯留された（蓄圧された）空気のことを、蓄圧空気と呼ぶ。

【0028】

アシスト流路５６は、タンク５４と噴射部６０とを接続する接続流路である。アシスト流路５６は、一端がタンク５４に接続され、他端が噴射部６０に接続される。アシスト流路５６とタンク５４との接続部には、第２蓄圧バルブ５８ｂ（蓄圧バルブ５８）が設けられる。第２蓄圧バルブ５８ｂは、開閉（オンオフ）が可能なバルブであり、例えば電子制御バルブが用いられる。なお、第２蓄圧バルブ５８ｂの制御については、後述する。

【0029】

噴射部６０は、コンプレッサ２１ｂのコンプレッサハウジング７０（図２参照）に形成される。噴射部６０は、第２蓄圧バルブ５８ｂで制御された蓄圧空気をコンプレッサ２１ｂに向けて噴射する。なお、噴射部６０の詳しい説明は、後述する。

【0030】

このように、過給アシスト装置５０は、コンプレッサ２１ｂで過給され圧縮された吸気を、下流側吸気流路１８ｂから、蓄圧流路５２および第１蓄圧バルブ５８ａを介してタンク５４に貯留させる。そして、タンク５４に貯留された空気（蓄圧空気）は、第２蓄圧バルブ５８ｂが開放されることにより、アシスト流路５６を介して、噴射部６０からコンプレッサ２１ｂに向けて噴射され、コンプレッサ２１ｂの過給をアシストする。

【0031】

また、エンジン１には、制御装置１００、圧力センサ１０２、車速センサ１０４、アクセルペダルセンサ１０６、スロットル開度センサ１０８およびエンジン回転数センサ１１０が設けられている。なお、図１中、信号の流れを破線の矢印で示す。

【0032】

制御装置１００は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成されている。制御装置１００は、エンジン１を含む車両全体の動作を制御するほか、過給アシスト装置５０（第２蓄圧バルブ５８ｂの開閉）を制御する蓄圧空気送入処理を行う。蓄圧空気送入処理については、後述する。

【0033】

圧力センサ１０２は、下流側吸気流路１８ｂ中、インタークーラ２３からスロットル弁２４の間に配置され、スロットル弁２４の上流側の圧力を測定し、圧力を示す圧力信号を制御装置１００に送信する。

【0034】

車速センサ１０４は、車両の車速（走行速度）を検出し、車速を示す車速信号を制御装置１００に送信する。

【0035】

アクセルペダルセンサ１０６は、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を検出し、アクセル開度を示す信号を制御装置１００に送信する。

【0036】

スロットル開度センサ１０８は、スロットル弁２４の開度を検出し、スロットル開度（空気量）を示す信号を制御装置１００に送信する。

【0037】

エンジン回転数センサ１１０は、エンジンの回転数（エンジン回転数）を検出し、エンジン回転数を示す信号を制御装置１００に送信する。

【0038】

図２は、コンプレッサ２１ｂの部分断面斜視図である。図２では、コンプレッサ２１ｂ内の構成を説明しやすくするため、コンプレッサハウジング７０の一部を断面で示す。また、図２中、白抜き矢印は、コンプレッサ２１ｂ（コンプレッサインペラ７２）の回転方向を示し、一点鎖線はコンプレッサ２１ｂの回転軸（タービンシャフト２１ｃの中心軸）を示す。

【0039】

コンプレッサ２１ｂは、コンプレッサハウジング７０と、コンプレッサインペラ７２とを含んで構成される。コンプレッサハウジング７０は、図２中右下、タービンシャフト２１ｃの軸方向外側が開口しており、吸気口７４が形成される。吸気口７４は、上流側吸気流路１８ａ（図１参照）に接続され、吸気をコンプレッサ２１ｂに吸入する。コンプレッサインペラ７２には、複数のコンプレッサブレード７６が形成される。コンプレッサブレード７６は、例えば、図２に示すように１２枚設けられる。

【0040】

また、コンプレッサハウジング７０内には、環状のコンプレッサスクロール流路７８およびディフューザ流路８０が設けられている。コンプレッサスクロール流路７８は、ディフューザ流路８０よりもタービンシャフト２１ｃの径方向外側に位置して設けられる。コンプレッサスクロール流路７８は、下流側吸気流路１８ｂ（図１参照）と連通するとともに、ディフューザ流路８０にも連通している。ディフューザ流路８０は、タービンシャフト２１ｃの径方向内側から外側に向けて環状に形成されており、径方向内側において、コンプレッサインペラ７２を介して吸気口７４に連通している。

【0041】

コンプレッサインペラ７２が回転すると、吸気口７４からコンプレッサハウジング７０内に空気が吸気される。吸気された空気は、コンプレッサインペラ７２のコンプレッサブレード７６間を流通する過程において遠心力の作用により増速され、ディフューザ流路８０およびコンプレッサスクロール流路７８で昇圧されて下流側吸気流路１８ｂに導かれることになる。

【0042】

また、コンプレッサハウジング７０には、噴射部６０が形成される。本実施形態では、噴射部６０は、例えば、第１噴射部６０ａと第２噴射部６０ｂの２つが形成される。第１噴射部６０ａは、図２中、点線の円が描かれている箇所から、図面手前から奥に向かう方向に延在するように形成される。第１噴射部６０ａは、図中手前側から図中奥方向（コンプレッサブレード７６）に向かって蓄圧空気を噴射する。第２噴射部６０ｂ（図３参照）は、タービンシャフト２１ｃの中心軸を中心として、第１噴射部６０ａと軸対称の位置に形成される。

【0043】

図３は、コンプレッサ２１ｂと噴射部６０の位置関係を示す図である。図３（ａ）は、コンプレッサ２１ｂの正面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の二点鎖線で示すＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。なお、図２同様、図中白抜き矢印は、コンプレッサ２１ｂ（コンプレッサインペラ７２）の回転方向を示し、図３（ｂ）中の一点鎖線はコンプレッサ２１ｂの回転軸を示す。上述したように、噴射部６０はコンプレッサハウジング７０に形成される。

【0044】

噴射部６０は、図３（ａ）に示すように、先端が、コンプレッサインペラ７２に向けて開口している。また、末端は、アシスト流路５６（図１参照）に接続されている。噴射部６０は、回転軸と直交する面（正面）から見た場合、先端が、コンプレッサインペラ７２における径方向外縁に臨み、コンプレッサインペラ７２の接線方向（噴射部６０の延長線とコンプレッサインペラ７２の径方向とが直交する位置での接線方向）に並行に形成される。また、噴射部６０は、先端から末端に向かってコンプレッサインペラ７２の回転方向（噴射部６０の延長線とコンプレッサインペラ７２の径方向とが直交する位置での回転方向）とは反対側に延在するように、コンプレッサハウジング７０に形成される。

【0045】

そして、蓄圧空気は、噴射部６０からコンプレッサインペラ７２に向かって噴射される。これにより、コンプレッサインペラ７２が蓄圧空気により白抜き矢印方向に回転駆動される。つまり、噴射部６０は、コンプレッサインペラ７２に向かって流入する吸気の流れに沿うように、コンプレッサブレード７６の裏側（回転方向とは反対側の面）に蓄圧空気を噴射するように設けられる。

【0046】

また、図３（ｂ）に示すように、噴射部６０は、中心軸を通る断面と並行で、かつ、噴射部６０が延在する断面から見た場合、末端から先端にかけて、径方向外側から径方向内側に向かうように、コンプレッサ２１ｂの回転軸に対して傾斜してコンプレッサハウジング７０に形成される。より具体的には、噴射部６０は、コンプレッサインペラ７２（本体部）と垂直に交差する方向に対して下流（ディフューザ流路８０）に向く方向に沿って形成される。

【0047】

そして、噴射部６０がコンプレッサブレード７６に向けて蓄圧空気を噴射すると、蓄圧空気は、コンプレッサブレード７６の裏側に噴射された後、コンプレッサ２１ｂの下流に向けて（下流側吸気流路１８ｂへ向けて）流れる。

【0048】

このように、噴射部６０は、コンプレッサハウジング７０に傾きを有して形成されることにより、蓄圧空気をコンプレッサブレード７６に噴射する際に、コンプレッサ２１ｂの駆動を回転方向に補助することができる。したがって、過給アシスト装置５０は、過給機２１の動作を補助（アシスト）することができる。

【0049】

（蓄圧空気送入処理）
次に、第２蓄圧バルブ５８ｂの制御の説明を行う。図４は、蓄圧空気送入処理を説明するフローチャートである。上述したように、制御装置１００は、車両の走行およびエンジン１の運転状態に応じて第２蓄圧バルブ５８ｂを制御する。なお、かかる蓄圧空気送入処理は所定周期でループ制御される。

【0050】

制御装置１００は、まず、アクセルペダルセンサ１０６から送信される信号（アクセル開度）に基づいて、所定の加速量以上となるようにアクセルペダルが踏み込まれたか否か判定する（Ｓ１０１）。そして、所定の加速量以上となるようにアクセルペダルが踏み込まれれば（Ｓ１０１におけるＹＥＳ）、制御装置１００は、アクセルペダルセンサ１０６および車速センサ１０４から送信される信号に基づいて、アクセルの踏み込み量（アクセル開度）および車両の車速（走行速度）を導出する（Ｓ１０２）。

【0051】

その後、制御装置１００は、上記ステップＳ１０２において導出されたアクセルの踏み込み量（アクセル開度）と車速（走行速度）に基づいて、予め記憶されたマップを参照して目標トルクの導出を行う（Ｓ１０３）。また、制御装置１００は、車速および目標トルクに基づいて、加速時に過給機２１に必要な空気量を導出する。

【0052】

次に、制御装置１００は、エンジン回転数センサ１１０から送信される信号に基づいて、エンジン１の回転数（エンジン回転数）を導出する。また、制御装置１００は、スロットル開度センサ１０８から送信される信号に基づいて、スロットル弁２４の開度（スロットル開度）を導出する（Ｓ１０４）。そして、制御装置１００は、エンジン回転数およびスロットル開度に基づいて、吸気量を導出する。また、制御装置１００は、吸気量に基づいて、エンジン１から排気される排気ガスの量を導出する。なお、排気ガスの量を導出する際、排気流路２０にフローメータを設けてもよく、その他の方法で排気ガスの量を導出してもよい。

【0053】

次に、制御装置１００は、上記ステップＳ１０３で導出された目標トルクと、上記ステップＳ１０４で導出されたエンジン回転数に基づいて、目標過給圧マップを参照して、目標過給圧を導出する（Ｓ１０５）。なお、目標過給圧マップは、目標トルクと、エンジン回転数とが、目標過給圧に対応付けられている。

【0054】

次に、制御装置１００は、圧力センサ１０２から送信される信号に基づいて、現在の過給圧を導出する。そして、現在の過給圧が、上記ステップＳ１０５で導出された目標過給圧より少ないか否か判定する（Ｓ１０６）。そして、現在の過給圧が目標過給圧よりも少なければ（Ｓ１０６におけるＹＥＳ）、制御装置１００は、圧力センサ１０２から送信される信号に基づいて、タンク５４に蓄圧空気が貯留されているか否か判定する（Ｓ１０７）。その際、制御装置１００は、事前（蓄圧空気をアシストしていないとき）に圧力センサ１０２から送信された信号を読み出し、吸気流路１８を通過した空気量に基づいて、タンク５４に蓄圧空気が貯留されているか否か判定する。

【0055】

その結果、タンク５４に蓄圧空気が貯留されていれば（ステップＳ１０７におけるＹＥＳ）、制御装置１００は、第２蓄圧バルブ５８ｂをオンにする（Ｓ１０８）。つまり、第２蓄圧バルブ５８ｂを開けて、蓄圧空気をコンプレッサ２１ｂへと流出させる。コンプレッサ２１ｂに蓄圧空気が流入されると、上述したように、コンプレッサブレード７６に噴射部６０より蓄圧空気が噴射される。

【0056】

そして、制御装置１００は、圧力センサ１０２から送信される信号に基づいて、目標過給圧に到達したか否か判定する（Ｓ１０９）。そして、制御装置１００は、目標過給圧に到達しない場合（ステップＳ１０９におけるＮＯ）、到達されるまでステップＳ１０９の処理を繰り返す。一方、目標過給圧に到達すれば（ステップＳ１０９におけるＹＥＳ）、制御装置１００は、第２蓄圧バルブ５８ｂをオフにし（Ｓ１１０）、当該蓄圧空気送入処理を終了する。なお、本実施形態のタンク５４の容量は、一端、第２蓄圧バルブ５８ｂをオンにすると、タンク５４内の蓄圧空気がなくなる前に過給アシストを終了する程度の容量を持つ。

【0057】

また、制御装置１００は、所定の加速量以上となるようにアクセルペダルが踏み込まれていないと判定した場合（ステップＳ１０１におけるＮＯ）、当該蓄圧空気送入処理を終了する。また、制御装置１００は、現在の過給圧が目標過給圧よりも少なくない（現在の過給圧が目標過給圧より多い）と判定した場合（ステップＳ１０６におけるＮＯ）、過給アシストを行う必要がないので、当該蓄圧空気送入処理を終了する。また、制御装置１００は、タンク５４に蓄圧空気が貯留されていないと判定した場合（ステップＳ１０７におけるＮＯ）、コンプレッサ２１ｂに送る空気を有しておらず、過給アシストを行えないので、当該蓄圧空気送入処理を終了する。

【0058】

上記のように、過給アシスト装置５０が備えられた本実施形態のエンジン１は、過給アシスト装置５０により、下流側吸気流路１８ｂから蓄圧流路５２を介してタンク５４に過給後の空気（蓄圧空気）を貯留することができる。そして、タンク５４からアシスト流路５６を介して、貯留された過給後の空気（蓄圧空気）をコンプレッサ２１ｂに噴射することで、排気ガスが少なく、過給圧が不足している状態からでも空気の供給を行うことができる。また、蓄圧空気は、噴射部６０によってコンプレッサインペラ７２の回転方向に沿うように（コンプレッサブレード７６の回転をアシストするように）、噴射される。

【0059】

タンク５４に蓄圧空気を貯留することで、高温である排気ガスを貯留する場合に比べてより高い圧力で貯留することができる。また空気は高温になると膨張し、体積が増えてしまうため、排気ガスよりも低温の蓄圧空気を貯留することで、タンク５４の容積を少なくしてもコンプレッサインペラ７２の回転をアシストすることができる。

【0060】

また、噴射部６０が、コンプレッサブレード７６の背面側に蓄圧空気を噴射し、コンプレッサインペラ７２の回転をアシストし、かつ、噴射部６０から噴射された蓄圧空気がディフューザ流路８０に流れゆくような角度に形成されるので、コンプレッサ２１ｂの吸入側に逆流せず、コンプレッサ２１ｂの過給をアシストすることができる。

【0061】

かかる構成により、過給アシスト装置５０は、運転状態に応じて、過給後の圧縮された空気をタンク５４に貯留（蓄圧）し、排気ガスだけではタービン２１ａが十分に回転しない場合において、コンプレッサ２１ｂに蓄圧空気を噴射することによってコンプレッサ２１ｂの回転を補助（アシスト）することができる。よって、過給アシスト装置５０は、タンク５４に過給（圧縮）された空気を蓄圧させ、蓄圧された空気を用いることで、コンプレッサインペラ７２の回転を速めることができ（十分な過給量を得ることができ）、燃焼室９内への影響を生じさせずに、ターボラグが発生することを低減することができる。

【0062】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0063】

例えば、上記実施形態では、第１蓄圧バルブ５８ａは、逆止弁で構成される場合について説明したが、第１蓄圧バルブ５８ａは、電制バルブであってもよい。また、電制バルブの場合は、所定の条件においてオンオフ（開閉）する制御を定めてもよい。

【0064】

例えば、上記実施形態では、噴射部６０が、コンプレッサハウジング７０に２つ設けられる場合について説明したが、噴射部６０は１つでもよいし、あるいは、３つ以上設けられてもよい。また、噴射部６０が複数設けられる場合は、必ずしもそれぞれの噴射部６０がコンプレッサインペラ７２の対角線上に設けられなくてもよい。つまり、噴射部６０の配置は、好適な一例にすぎず、噴射部６０の配置数や配置箇所には特に制限はない。

【0065】

また、上記実施形態では、目標過給圧は、目標トルクと、エンジン回転数が対応付けられているマップによって導出される場合について説明したが、目標過給圧は、マップを持たず、一定の値に定められていてもよい。その場合も、制御装置１００は、現在の過給圧が目標過給圧よりも少なく、タンク５４に蓄圧空気が貯留されている場合に、第２蓄圧バルブ５８ｂをオン（開）にすることが可能である。

【0066】

また、上記実施形態で説明した第２蓄圧バルブ５８ｂの配置は、好適な一例にすぎず、アシスト流路５６内であれば、配置箇所には特に制限はない。

【0067】

また、上記実施形態で説明した蓄圧流路５２の配置は、好適な一例にすぎず、下流側吸気流路１８ｂ内においてスロットル弁２４よりも前（スロットル上流側）であれば、配置箇所には特に制限はない。

【0068】

また、上記実施形態では、コンプレッサブレード７６が１２枚設けられる場合について説明したが、コンプレッサブレード７６の枚数は、好適な一例にすぎず、コンプレッサ２１ｂが過給を行えるのであれば、設置枚数には特に制限はない。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、エンジンの過給をアシストする過給アシスト装置に利用できる。

【符号の説明】

【0070】

１ エンジン
１８ 吸気流路
２１ 過給機
２１ｂ コンプレッサ
５０ 過給アシスト装置
５２ 蓄圧流路（第２接続流路）
５４ タンク
５６ アシスト流路（第１接続流路）
５８ 蓄圧バルブ（バルブ）
６０ 噴射部
７２ コンプレッサインペラ
８０ ディフューザ流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】