JP2012097678A - ウエストゲートバルブの開閉制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエストゲートバルブの開閉動作に伴うターボラグの発生を抑制する。
【解決手段】タービンホイール１０１をバイパスするバイパス通路１１１に配設されたウエストゲートバルブ２１０の開閉制御装置は、ウエストゲートバルブ２１０を開閉する負圧アクチュエータ２３０と、エンジン１によって駆動される負圧源２６０と、負圧アクチュエータ２３０と負圧源２６０との間に介設された遮断弁２４０と、遮断弁２４０の開閉を制御する遮断弁制御部３２０と、を備える。また、遮断弁制御部３２０は、エンジン１の停止条件が成立すると、遮断弁２４０を閉状態とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載されたウエストゲートバルブの開閉制御装置に関する。

従来、エンジン等の内燃機関の出力を向上するために、車両に過給機（ターボチャージャ）が搭載されている。また、過給機には、過給圧が過大になること等を防止するために、タービンホイールをバイパスするバイパス通路にウエストゲートバルブが配設されている。当該ウエストゲートバルブを開閉制御する種々の装置、及び、方法が提案されている。

例えば、吸入空気流量が所定のガス流量閾値以上の第１運転領域にて内燃機関が運転されている場合に、タービン通過ガス流量がガス流量閾値となるようにウエストゲートバルブの開度を制御し、吸入空気流量がガス流量閾値よりも小さい第２運転領域にて内燃機関が運転されている場合に、ウエストゲートバルブによってバイパス通路を閉じる制御装置が開示されている（特許文献１参照）。この制御装置によれば、排気圧力を低減して排気損失を減少させ且つ内燃機関の加速応答性能を確保することができる。

特開２０１０−３８０９３号公報

しかしながら、ウエストゲートバルブを駆動する駆動源が負圧アクチュエータである場合には、エンジンのアイドリング停止後の再始動時に、ウエストゲートバルブが全開状態から全閉状態まで遷移するまでにタイムラグが生じるため、ドライバビリティの低下を来す虞がある。

すなわち、ウエストゲートバルブを駆動する駆動源が負圧アクチュエータである場合には、エンジンがアイドリング停止すると、負圧アクチュエータへ供給される負圧が無くなるため、ウエストゲートバルブは全開状態となる。また、エンジンが再始動されて加速される場合には、ウエストゲートバルブが全開状態から全閉状態まで遷移するまでの間でターボラグが発生する。したがって、過給の応答遅れが生じるため、ドライバビリティの低下を来す虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ウエストゲートバルブの開閉動作に伴うターボラグの発生を抑制することの可能なウエストゲートバルブの開閉制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係るウエストゲートバルブの開閉制御装置は、以下のように構成されている。

すなわち、本発明に係るウエストゲートバルブの開閉制御装置は、タービンホイールをバイパスするバイパス通路に配設されたウエストゲートバルブの開閉制御装置であって、前記ウエストゲートバルブを開閉する負圧アクチュエータと、内燃機関によって駆動される負圧源と、前記負圧アクチュエータと前記負圧源との間に介設された遮断弁と、前記遮断弁の開閉を制御する遮断弁制御手段と、を備え、前記遮断弁制御手段が、前記内燃機関の停止条件が成立すると、前記遮断弁を閉状態とすることを特徴としている。

かかる構成を備えるウエストゲートバルブの開閉制御装置によれば、内燃機関の停止条件が成立すると、負圧アクチュエータと負圧源との間に介設された遮断弁が閉状態とされるため、当該遮断弁と負圧アクチュエータとの間で負圧が保持されるので、ターボラグの発生を抑制することができる。

すなわち、例えば、アイドリング停止条件が成立してから内燃機関が停止するまでの間に、遮断弁が閉状態とされ、当該遮断弁と負圧アクチュエータとの間で負圧が保持される。そして、例えば、アイドリング停止後の再始動時に、前記遮断弁と負圧アクチュエータとの間で、負圧アクチュエータの駆動源となる負圧が保持されているため、当該負圧アクチュエータによってウエストゲートバルブを短期間で開閉動作させることができる。したがって、アイドリング停止後の再始動時に、ウエストゲートバルブを閉状態とすることができるので、ターボラグの発生を抑制することができるのである。

また、本発明に係るウエストゲートバルブの開閉制御装置は、前記内燃機関の停止条件が、前記内燃機関のアイドリングを停止させるアイドリング停止条件であることが好ましい。

かかる構成を備えるウエストゲートバルブの開閉制御装置によれば、前記内燃機関の停止条件が、前記内燃機関のアイドリングを停止させるアイドリング停止条件であるため、アイドリング停止後の再始動時に、ターボラグの発生を抑制することができる。

すなわち、アイドリング停止から再始動までの期間は、車両のトリップ終了からトリップ開始までの間（イングニッションスイッチＯＦＦからイングニッションスイッチＯＮまでの間）の期間と比較して短いため、前記遮断弁と前記負圧アクチュエータとの間で負圧を保持することができるので、ターボラグの発生を抑制することができる。

また、本発明に係るウエストゲートバルブの開閉制御装置は、前記遮断弁制御手段が、前記内燃機関が再始動された後、予め設定された開条件が満たされると、前記遮断弁を開状態とすることが好ましい。

かかる構成を備えるウエストゲートバルブの開閉制御装置によれば、前記内燃機関が再始動された後、予め設定された開条件が満たされると、前記遮断弁が開状態とされるため、前記開条件を適正な条件に設定することによって、前記遮断弁を適正なタイミングで開状態とすることができる。

ここで、前記遮断弁を開状態とするタイミングが早過ぎる場合には、前記遮断弁が開状態となってから負圧源が動作する（正確には、前記負圧源によって負圧を確保できる状態になる）までの期間で、前記遮断弁と前記負圧アクチュエータとの間に保持された負圧が抜けてしまうため、ターボラグが発生することになる。逆に、前記遮断弁を開状態とするタイミングが遅過ぎる場合には、前記負圧源によって負圧を確保できる状態になっているにも関わらず、前記遮断弁と前記負圧アクチュエータとの間に保持された負圧が抜けてしまうため、前記遮断弁を閉じる力が弱くなってしまう。したがって、ターボラグの発生を抑制するためには、前記遮断弁を適正なタイミングで開状態とする必要がある。

また、本発明に係るウエストゲートバルブの開閉制御装置は、前記開条件が、前記負圧源の負圧を確保できるとの条件であることが好ましい。

かかる構成を備えるウエストゲートバルブの開閉制御装置によれば、前記開条件が、前記負圧源の負圧を確保できるとの条件であるため、前記遮断弁を適正なタイミングで開状態とすることができる。

すなわち、前記負圧源の負圧を確保できる状態になる前に前記遮断弁を開状態とする場合には、前記遮断弁が開状態となってから、前記負圧源によって負圧を確保できる状態になるまでの期間で、前記遮断弁と前記負圧アクチュエータとの間に保持された負圧が抜けてしまうため、ターボラグが発生することになる。逆に、前記負圧源の負圧を確保できる状態になった後で前記遮断弁を開状態とする場合には、前記負圧源によって負圧を確保できる状態になっているにも関わらず、前記遮断弁と前記負圧アクチュエータとの間に保持された負圧が抜けてしまうため、前記遮断弁を閉じる力が弱くなってしまう。

また、本発明に係るウエストゲートバルブの開閉制御装置は、前記開条件が、前記内燃機関が再始動された時点から、予め設定された時間閾値以上経過したとの条件であることが好ましい。

かかる構成を備えるウエストゲートバルブの開閉制御装置によれば、前記開条件が、前記内燃機関が再始動された時点から、予め設定された時間閾値以上経過したとの条件であるため、前記時間閾値を適正に設定することによって、前記遮断弁を適正なタイミングで開状態とすることができる。

例えば、前記内燃機関が再始動された時点から、前記遮断弁の前記負圧源側の圧力が、前記遮断弁の前記負圧アクチュエータ側の圧力と一致するまでに要する時間を実験等によって求めておき、この時間を前記時間閾値として設定すればよい。この場合には、前記内燃機関が再始動された時点から、前記時間閾値が経過した時点で、前記遮断弁の前記負圧源側の圧力が、前記遮断弁の前記負圧アクチュエータ側の圧力と一致する。そして、このタイミングは、前記負圧源によって前記負圧アクチュエータを開閉動作可能な最も早いタイミングである。したがって、このタイミングで前記遮断弁が開状態とされるため、前記遮断弁を適正なタイミングで開状態とすることができる。

また、本発明に係るウエストゲートバルブの開閉制御装置は、前記開条件が、前記遮断弁の前記負圧源側の圧力が、前記遮断弁の前記負圧アクチュエータ側の圧力以下であるとの条件であることが好ましい。

かかる構成を備えるウエストゲートバルブの開閉制御装置によれば、前記開条件が、前記遮断弁の前記負圧源側の圧力が、前記遮断弁の前記負圧アクチュエータ側の圧力以下であるとの条件であるため、前記遮断弁を適正なタイミングで開状態とすることができる。

すなわち、前記遮断弁の前記負圧源側の圧力が、前記遮断弁の前記負圧アクチュエータ側の圧力と一致するタイミングで、前記遮断弁が開状態とされる。このタイミングは、前記負圧源によって前記負圧アクチュエータを開閉動作可能な最も早いタイミングである。したがって、このタイミングで前記遮断弁が開状態とされるため、前記遮断弁を適正なタイミングで開状態とすることができる。

本発明に係るウエストゲートバルブの開閉制御装置によれば、内燃機関の停止条件が成立すると、負圧アクチュエータと負圧源との間に介設された遮断弁が閉状態とされるため、当該遮断弁と負圧源との間で負圧が保持されるので、ターボラグの発生を抑制することができる。

本発明に係るウエストゲートバルブが配設されるエンジンの一例を示す構成図である。 図１に示すウエストゲートバルブの駆動機構の一例を示す構成図である。 図２のＸ−Ｘ断面の一例を示す断面図である。 図２に示すウエストゲートバルブ及びリンク機構の構成の一例を示す斜視図である。 図２に示すウエストゲートバルブ及び遮断弁の動作を制御するＥＣＵの機能構成の一例を示す機能構成図である。 図５に示す遮断弁制御部の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

−エンジン１−
図１は、本発明に係るウエストゲートバルブ２１０が配設されるエンジン１の一例を示す構成図である。エンジン１は、例えば、４気筒のディーゼルエンジンであって、シリンダヘッドに、各気筒に吸入空気を分配するためのインテークマニホールド２と、各気筒から排出される排気ガスを集合させるエキゾーストマニホールド３とが接続されている。ここで、エンジン１は、特許請求の範囲に記載の発明における「内燃機関」に相当する。

インテークマニホールド２の入口には、空気を大気中から取り込んでインテークマニホールド２に導く吸気通路４が接続されている。また、吸気通路４の入口にはエアクリーナ６が配設されている。更に、インテークマニホールド２の上流側（吸気流れの上流側）には、エンジンの吸入空気量を調整するスロットルバルブ７が配設されている。

スロットルバルブ７はスロットルモータ（図示せず）によって駆動される。また、スロットルバルブ７の開度は、スロットル開度センサ３２によって検出される。スロットルバルブ７のスロットル開度は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００によって制御される。一方、エキゾーストマニホールド３の出口には排気通路５が接続されている。排気通路５の途中には触媒９が配設されている。

更に、エンジン１には、ターボチャージャ１００及びＥＧＲ装置１２０が装備されている。以下、これらの構成について、順次説明する。

−ターボチャージャ１００−
ターボチャージャ１００は、タービンホイール１０１、コンプレッサインペラ１０２、及び、連結シャフト１０３を備えている。タービンホイール１０１は、排気通路５に配設され、排気のエネルギによって回転駆動される。コンプレッサインペラ１０２は、吸気通路４に配設される。連結シャフト１０３は、タービンホイール１０１とコンプレッサインペラ１０２とを一体に連結するものである。

排気通路５に配設されたタービンホイール１０１が排気のエネルギによって回転駆動され、これに伴って吸気通路４に配設されたコンプレッサインペラ１０２が回転駆動される。そして、コンプレッサインペラ１０２の回転によって、吸入空気が過給され、エンジン１の各気筒の燃焼室に過給空気が強制的に送り込まれる。なお、コンプレッサインペラ１０２の下流側（吸気流れの下流側）の吸気通路４には、コンプレッサインペラ１０２によって過給された空気を冷却するインタークーラ８が介設されている。

また、ターボチャージャ１００においては、図２にも示すように、タービンハウジング１１０に排気バイパス通路１１１が形成されており、排気バイパス通路１１１を開閉するウエストゲートバルブ２１０が配設されている。ここで、排気バイパス通路１１１は、特許請求の範囲に記載の発明における「バイパス通路」に相当する。また、ウエストゲートバルブ２１０、リンク機構２２０、及び、駆動機構２００の詳細については、図２〜図４を参照して後述する。

−ＥＧＲ装置１２０−
ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置１２０は、ＥＧＲ通路（排気還流通路）１２１を備えている。ＥＧＲ通路１２１の一方側（ここでは、上側）の端部は、インテークマニホールド２とスロットルバルブ７との間の吸気通路４に接続されている。ＥＧＲ通路１２１の他方側（ここでは、下側）の端部はエキゾーストマニホールド３に接続されており、排気ガス（ＥＧＲガス）の一部がＥＧＲ通路１２１を通って吸気通路４に導入される。ＥＧＲ装置１２０は、ＥＧＲガス（空気に比較して比熱が高く酸素量の少ないガス）を吸気通路４に戻すことによって、燃焼温度を低下させてＮＯｘの生成量を低減させることができる。

ＥＧＲ通路１２１の途中には、ＥＧＲ通路１２１を開閉するＥＧＲバルブ１２４が介設されている。また、ＥＧＲ通路１２１におけるＥＧＲバルブ１２４の上流側（排気側）には、ＥＧＲ通路１２１内を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１２２が介設されている。ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ１２２によって冷却されて密度が高められ、吸入空気量を確保しながらＥＧＲ率を高めることが可能になる。

また、ＥＧＲ装置１２０には、ＥＧＲクーラ１２２をバイパスしてＥＧＲガスを流すＥＧＲバイパス通路１２１ａが配設されている。ＥＧＲバイパス通路１２１ａとＥＧＲ通路１２１との接続部（ＥＧＲガス流れの下流側の接続部）には、ＥＧＲ通路１２１の開度、及び、ＥＧＲバイパス通路１２１ａの開度を調整する切替制御バルブ１２３が介設されている。

−ウエストゲートバルブ装置−
次に、ウエストゲートバルブ２１０を開閉駆動するウエストゲートバルブ装置の構成について図２〜図４を参照して説明する。図２は、図１に示すウエストゲートバルブ２１０の駆動機構２００の一例を示す構成図である。図３は、図２のＸ−Ｘ断面図である。なお、図３ではタービンハウジング１１０の一部は省略している。図４は、図２に示すウエストゲートバルブ２１０及びリンク機構２２０の構成の一例を示す斜視図である。

図２に示すように、ウエストゲートバルブ装置は、ウエストゲートバルブ２１０、リンク機構２２０、及び、駆動機構２００を備えている。また、駆動機構２００は、リンク機構２２０を介してウエストゲートバルブ２１０を開閉駆動する。

ウエストゲートバルブ装置について説明する前に、まず、図２、図３を参照して、タービンハウジング１１０の構成の一部について説明する。タービンハウジング１１０には、タービンホイール１０１をバイパスする排気バイパス通路１１１が形成されている。排気バイパス通路１１１は、タービンハウジング１１０の壁体１１０ｂを貫通する円形のウエストゲート孔１１１ａを備えており、ウエストゲート孔１１１ａによって、タービンホイール１０１の上流側（排気ガス流れの上流側）と排気ガス出口通路１１０ａとが連通されている。また、ウエストゲート孔１１１ａの周縁部（排気ガス出口通路１１０ａ側の周縁部）には、弁座（バルブシート）１１２が設けられている。

−ウエストゲートバルブ２１０−
次に、図２等を参照して、ウエストゲートバルブ２１０の構造について説明する。ウエストゲートバルブ２１０は、ウエストゲート孔１１１ａの開度を調節することによって排気バイパス通路１１１へのＥＧＲガスの流出量を制御するものであって、弁体２１１、付勢部材２１２、支持ピン２１３、及び、ストッパ２１４を備えている。

弁体２１１は、タービンハウジング１１０に設けられた弁座１１２に対向する位置に配置され、弁座１１２に着座又は離座して排気バイパス通路１１１を開閉する円板状の部材である。また、弁体２１１には、当該弁体２１１の略中央部に貫通穴２１１ａが形成されており、貫通穴２１１ａに支持ピン２１３が挿通されて、弁体２１１が支持ピン２１３によって支持されている。

付勢部材２１２は、弁体２１１と揺動アーム２２１の先端部との間に介設され、弁体２１１を揺動アーム２２１の先端部から離間する向きに付勢するものである。

支持ピン２１３は、揺動アーム２２１の先端部に、この揺動アーム２２１に対して直交する方向に配設されている。つまり、弁体２１１は、揺動アーム２２１に対して弁開閉方向（図２では左右方向）に接離自在に、支持ピン２１３に取り付けられている。また、ここでは、弁体２１１に形成された貫通穴２１１ａの内径は、支持ピン２１３の外径より所定量だけ大きく形成されているため、弁体２１１は支持ピン２１３に対して摺動可能であると共に、傾動可能である。

ストッパ２１４は、揺動アーム２２１に対して離間する向きへの弁体２１１の移動を規制するものである。すなわち、弁体２１１に外力（揺動アーム２２１側への押圧力）が作用しない状態ときには、付勢部材２１２の付勢力によって弁体２１１がストッパ２１４に押圧された状態で当接することになる。

−リンク機構２２０−
次に、図２〜図４を参照して、リンク機構２２０について説明する。リンク機構２２０は、駆動機構２００からの駆動力をウエストゲートバルブ２１０に伝達するものであって、揺動アーム２２１、支持軸２２２、リンクシャフト２２３、駆動ロッド２２４、及び、連結ピン２２５を備えている。

揺動アーム２２１は、ウエストゲートバルブ２１０をタービンハウジング１１０に設けられた弁座１１２に接離する方向（図２では左右方向）に駆動するものであって、一方側端部（図２、図４では下側端部）がウエストゲートバルブ２１０に係止され、他方側端部（図２、図４では上側端部）が支持軸２２２に固定されている。すなわち、支持軸２２２が回動することによって、揺動アーム２２１が支持軸２２２を中心として回動されるべく構成されている。

支持軸２２２は、タービンハウジング１１０に回動可能に支持された軸であって、リンクシャフト２２３からの駆動力を、揺動アーム２２１に伝達し、揺動アーム２２１を、支持軸２２２を中心として回動させるものである。支持軸２２２は、一方側端部（図４では右側端部）が揺動アーム２２１の一方端に固定され、他方側端部（図４では左側端部）がリンクシャフト２２３の一方端に固定されている。

リンクシャフト２２３は、駆動ロッド２２４からの駆動力を支持軸２２２に伝達するものであって、一方側端部（図４では上側端部）に駆動ロッド２２４の一方端に回動自在に係合され、他方側端部（図４では下側端部）が支持軸２２２の一方側端部（図４では、左側端部）に固定されている。

駆動ロッド２２４は、駆動機構２００からの駆動力をリンクシャフト２２３に伝達するものであって、一方側端部（図２では右側端部）が駆動機構２００（ダイアフラム２３２）に接続され、他方側端部（図２では左側端部、図４では右側端部）がリンクシャフト２２３の一方側端部（図４では、上側端部）に固定されている。連結ピン２２５は、リンクシャフト２２３と駆動ロッド２２４とを回動自在に係合するピンである。

−駆動機構２００−
次に、図２を参照して、駆動機構２００の構成について説明する。駆動機構２００は、ＥＣＵ３００からの指示に基づいて、リンク機構２２０を介して、ウエストゲートバルブ２１０を開閉駆動するものであって、負圧アクチュエータ２３０、遮断弁２４０、電子式バキューム・レギュレーティング・バルブ（以下、Ｅ−ＶＲＶともいう）２５０、負圧源２６０、及び、負圧配管２７０を備えている。

負圧アクチュエータ２３０は、負圧源２６０から負圧配管２７０を介して供給される負圧を動力源として駆動ロッド２２４を駆動するものであって、外壁２３１、ダイアフラム２３２、大気室２３３、負圧室２３４、及び、コイルスプリング２３５を備えている。

負圧アクチュエータ２３０は、外壁２３１の内部がダイアフラム２３２によって大気室２３３と負圧室２３４とに区画されている。そして、負圧室２３４は、遮断弁２４０が開状態のときには、遮断弁２４０、Ｅ−ＶＲＶ２５０を介して負圧源２６０に連通している。また、負圧室２３４には、コイルスプリング２３５が内装されており、コイルスプリング２３５は、ダイアフラム２３２に対して、当該ダイアフラム２３２を大気室２３３へ付勢する付勢力を付与している。更に、ダイアフラム２３２には、当該ダイアフラム２３２の変形に伴って進退自在な駆動ロッド２２４が取り付けられている。

遮断弁２４０は、負圧アクチュエータ２３０とＥ−ＶＲＶ２５０との間に介設され、ＥＣＵ３００からの指示に基づいて、負圧配管２７０を開閉するバルブである。遮断弁２４０は、例えば、ＶＳＶ（バキューム・スイッチング・バルブ）からなる。

Ｅ−ＶＲＶ２５０は、遮断弁２４０と負圧源２６０との間に介設され、ＥＣＵ３００からの指示に基づいて、負圧配管２７２内の圧力を制御するバルブである。また、Ｅ−ＶＲＶ２５０は、負圧配管２７２に接続された出力ポート２５１と、負圧源２６０に接続された負圧ポート２５３と、図略のフィルタを介して大気を導入する大気ポート２５２とを備える。そして、Ｅ−ＶＲＶ２５０に対して、ＥＣＵ３００から所定のデューティ比信号が入力されると、Ｅ−ＶＲＶ２５０によって、負圧配管２７２内が、そのデューティ比に応じた大きさの負圧に調整される。

負圧源２６０は、例えば、エンジン１によって駆動されるバキュームポンプ等からなり、負圧アクチュエータ２３０を駆動する負圧を発生するものである。負圧配管２７０は、負圧源２６０によって発生された負圧を、負圧アクチュエータ２３０に導く配管であって、負圧アクチュエータ２３０と遮断弁２４０との間の負圧配管２７１、遮断弁２４０とＥ−ＶＲＶ２５０との間の負圧配管２７２、及び、Ｅ−ＶＲＶ２５０と負圧源２６０との間の負圧配管２７３とに区画されている。

このような構成であるため、遮断弁２４０が開放状態にある場合において、Ｅ−ＶＲＶ２５０の電磁ソレノイドが非励磁状態にあるときは、負圧配管２７２と大気導入口とが導通状態となり、負圧アクチュエータ２３０の負圧室２３４内が大気圧となる。この場合には、負圧アクチュエータ２３０（ダイアフラム２３２）に接続された駆動ロッド２２４は、コイルスプリング２３５の付勢力によって最も進出した状態（図２では、左側に最も移動した状態、すなわち、ウエストゲートバルブ２１０が開状態）に保持される。

一方、遮断弁２４０が開放状態にある場合において、Ｅ−ＶＲＶ２５０の電磁ソレノイドが励磁状態にあるときは、負圧配管２７１，２７２同士が導通状態となり、負圧アクチュエータ２３０の負圧室２３４内が負圧となる。この場合、負圧アクチュエータ２３０（ダイアフラム２３２）に接続された駆動ロッド２２４は、コイルスプリング２３５の付勢力に抗して変位し、それに伴って駆動ロッド２２４が最も退行した状態（図２では、右側に最も移動した状態、すなわち、ウエストゲートバルブ２１０が閉状態）に保持される。

また、Ｅ−ＶＲＶ２５０の電磁ソレノイドの励磁と非励磁とをデューティ制御することによって負圧アクチュエータ２３０（ダイアフラム２３２）に接続された駆動ロッド２２４の進退量を調整することも可能となっている。このような負圧アクチュエータ２３０（ダイアフラム２３２）に接続された駆動ロッド２２４の進退動作により、リンク機構２２０が駆動されて、ウエストゲートバルブ２１０の開度が調整される。

−ＥＣＵ３００−
次に、図１及び図５を参照して、ＥＣＵ３００の構成について説明する。ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、バックアップＲＡＭを備えている。

ＲＯＭには、各種制御プログラム、及び、各種制御プログラムを実行する際に参照されるテーブルデータ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムを読み出して実行することによって種々の処理を行う。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの処理の結果、各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭは、例えばエンジン１の停止時に、保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

また、ＥＣＵ３００には、エンジン回転数センサ３１、スロットル開度センサ３２、アクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ３３、車速を検出する車速センサ３４、及び、ブレーキペダル踏み込み量を検出するブレーキペダルセンサ３５などの運転状態を示す各種情報を取得するための各種センサ類が接続されている。

ＥＣＵ３００の出力部には、エンジン１のインジェクタ（図示せず）、図１に示す、スロットルバルブ７、ＥＧＲバルブ１２４、切替制御バルブ１２３、及び、ウエストゲートバルブ装置の駆動機構２００のＥ−ＶＲＶ２５０、遮断弁２４０などが接続されている。

そして、ＥＣＵ３００は、上記の各種センサの検出信号に基づいて、インジェクタ（燃料噴射弁）の駆動制御（燃料噴射制御）、スロットルバルブ７のスロットルモータの駆動制御（吸入空気量制御）、及び、ＥＧＲ量の制御（ＥＧＲバルブ１２４及び切替制御バルブ１２３の制御等）などを含むエンジンの各種制御を実行する。

また、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを読み出して実行することによって、機能的に、バルブ開度制御部３１０、遮断弁制御部３２０、及び、始動停止制御部３３０として機能する。

バルブ開度制御部３１０は、Ｅ−ＶＲＶ２５０を介して、ウエストゲートバルブ２１０の開度を制御する機能部である。ここでは、バルブ開度制御部３１０は、例えば、エンジン回転数及び要求トルクをパラメータとし、フル過給領域（バルブ全閉領域）、過給圧調整領域（バルブ開度調整領域）、及び、過給無し領域（バルブ全開領域）の３つの領域が設定されたテーブル（又は、マップ）を用いて、要求トルク及び現在のエンジン回転数に基づいて、運転領域が上記３つの領域のうち、どの領域に入っているかを判定して、Ｅ−ＶＲＶ２５０に対して、ウエストゲートバルブ２１０の開度を指示する。

バルブ開度制御部３１０は、運転領域がフル過給領域（バルブ全閉領域）に入っていると判定された場合には、Ｅ−ＶＲＶ２５０に対して、ウエストゲートバルブ２１０を全閉とする旨の指示（Ｅ−ＶＲＶ２５０の電磁ソレノイドを励磁とする指示）を出力する。

一方、バルブ開度制御部３１０は、運転領域が過給圧調整領域（バルブ開度調整領域）に入っていると判定された場合には、Ｅ−ＶＲＶ２５０に対して、ウエストゲートバルブ２１０を、エンジン回転数及び要求トルクに応じた過給圧を実現する開度である目標開度とする旨の指示（Ｅ−ＶＲＶ２５０の電磁ソレノイドの励磁と非励磁とを目標開度に応じてデューティ制御する指示）を出力する。

更に、バルブ開度制御部３１０は、運転領域が過給無し領域（バルブ全開領域）に入っていると判定された場合には、Ｅ−ＶＲＶ２５０に対して、ウエストゲートバルブ２１０を全開とする旨の指示（Ｅ−ＶＲＶ２５０の電磁ソレノイドを非励磁とする指示）を出力する。

遮断弁制御部３２０は、遮断弁２４０の開閉を制御する機能部である。ここで、遮断弁制御部３２０は、遮断弁制御手段に相当する。具体的には、遮断弁制御部３２０は、エンジン１のアイドリングを停止するアイドリング停止条件が成立すると、遮断弁２４０を閉状態とする。なお、アイドリング停止条件が成立するか否かは、停止部３３１によって判定される。

このようにして、アイドリング停止条件が成立すると、遮断弁制御部３２０によって遮断弁２４０が閉状態とされるため、アイドリング停止条件が成立してからエンジン１が停止するまでの間に、遮断弁２４０が閉状態とされ、当該遮断弁２４０と負圧アクチュエータ２３０との間（負圧室２３４、及び、負圧配管２７１内）で負圧が保持される。そして、例えば、アイドリング停止後の再始動時に、遮断弁２４０と負圧アクチュエータ２３０との間で、負圧アクチュエータ２３０の駆動源となる負圧が保持されているため、当該負圧アクチュエータ２３０によってウエストゲートバルブ２１０を短期間で開閉動作させることができる。したがって、アイドリング停止後の再始動時に、ウエストゲートバルブ２１０を閉状態とすることができるので、ターボラグの発生を抑制することができる。

なお、本実施形態では、遮断弁制御部３２０が、アイドリング停止条件が成立すると、遮断弁２４０を閉状態とする場合について説明したが、遮断弁制御部３２０が、エンジン１の停止条件が成立すると、遮断弁２４０を閉状態とする形態でもよい。この場合には、イグニッションをＯＦＦしてエンジン１が停止された後、イグニッションをＯＮしてエンジン１を始動する際にも、遮断弁２４０と負圧アクチュエータ２３０との間（負圧室２３４、及び、負圧配管２７１内）で、負圧アクチュエータ２３０の駆動源となる負圧が保持されているため、当該負圧アクチュエータ２３０によってウエストゲートバルブ２１０を短期間で開閉動作させることができる。したがって、エンジン停止後の再始動時に、ウエストゲートバルブ２１０を閉状態とすることができるので、ターボラグの発生を抑制することができる。

また、遮断弁制御部３２０は、エンジン１が再始動された後、負圧源２６０の負圧を確保できるとの開条件が満たされると、遮断弁２４０を開状態とする。具体的には、上記開条件は、例えば、エンジン１が再始動された時点から、予め設定された時間閾値ＴＨ以上経過したとの条件である。なお、時間閾値ＴＨの値は、例えば、エンジン１が再始動された時点から、遮断弁２４０の負圧源２６０側の圧力（負圧配管２７３内の圧力）が、遮断弁２４０の負圧アクチュエータ２３０側の圧力（負圧配管２７１内の圧力）以下となる時点までの期間である。

このようにして、エンジン１が再始動された後、負圧源２６０の負圧を確保できるとの開条件が満たされると、遮断弁制御部３２０によって、遮断弁２４０を開状態とされるため、遮断弁２４０を適正なタイミングで開状態とすることができる。

すなわち、負圧源２６０の負圧を確保できる前に遮断弁２４０を開状態とする場合には、遮断弁２４０が開状態となってから、負圧源２６０によって負圧を確保できる状態となるまでの期間で、遮断弁２４０と負圧アクチュエータ２３０との間（負圧室２３４、及び、負圧配管２７１内）に保持された負圧が抜けてしまうため、ターボラグが発生することになる。逆に、負圧源２６０の負圧を確保できる状態になった後で遮断弁２４０を開状態とする場合には、負圧源２６０によって負圧を確保できる状態になっているにも関わらず、遮断弁２４０と負圧アクチュエータ２３０との間に保持された負圧が抜けてしまうため、遮断弁２４０を閉じる力が弱くなってしまう。

また、開条件が、エンジン１が再始動された時点から、予め設定された時間閾値ＴＨ以上経過したとの条件であるため、時間閾値ＴＨを適正に設定することによって、遮断弁２４０を適正なタイミングで開状態とすることができる。

例えば、エンジン１が再始動された時点から、遮断弁２４０の負圧源２６０側（負圧配管２７３内）の圧力が、遮断弁２４０の負圧アクチュエータ２３０側（負圧配管２７１内）の圧力と一致するまでに要する時間Ｔ０を実験等によって求めておき、この時間Ｔ０を時間閾値ＴＨとして設定すればよい。この場合には、エンジン１が再始動された時点から、時間閾値ＴＨが経過した時点で、遮断弁２４０の負圧源２６０側（負圧配管２７３内）の圧力が、遮断弁２４０の負圧アクチュエータ２３０（負圧配管２７１内）側の圧力と一致する。そして、このタイミングは、負圧源２６０によって負圧アクチュエータ２３０を開閉動作可能な最も早いタイミングである。したがって、このタイミングで遮断弁２４０が開状態とされるため、遮断弁２４０を適正なタイミングで開状態とすることができる。

なお、本実施形態では、上記開条件が、負圧源２６０の負圧を確保できるとの条件である場合について説明するが、開条件が予め設定されたその他の条件であってもよい。例えば、図２に示すように、遮断弁２４０の負圧アクチュエータ２３０（負圧配管２７１内）側の圧力Ｐ１を検出する圧力センサ２４１、及び、遮断弁２４０の負圧源２６０側（負圧配管２７３内）の圧力Ｐ２を検出する圧力センサ２４２を備え、開条件が、圧力Ｐ２が圧力Ｐ１以下であるとの条件でもよい。この場合には、遮断弁２４０を更に適正なタイミングで開状態とすることができる。

始動停止制御部３３０は、エンジン１のアイドリングを停止すると共に、停止された後にエンジン１を再始動するものであって、機能的に、停止部３３１及び再始動部３３２を備えている。

停止部３３１は、予め設定されたアイドリング停止条件が満たされる場合に、遮断弁制御部３２０に対して、アイドリング停止条件が満たされる旨の情報を出力すると共に、エンジン１のアイドリングを停止（燃料供給停止）させる機能部である。ここで、アイドリング停止条件は、例えば、イグニッションが「ＯＮ」の状態で、車速センサ３４から車速が「０」であることが検出され、且つ、ブレーキペダルセンサ３５からブレーキペダルの踏み込み操作がなされていることが検出されているとの条件である。

再始動部３３２は、停止部３３１によってエンジン１のアイドリングが停止（燃料供給停止）された後、予め設定された再始動条件が満たされる場合に、エンジン１の再始動を行うと共に、遮断弁制御部３２０に対して、エンジン１が再始動された旨の情報を出力する機能部である。ここで、再始動条件は、例えば、停止部３３１によってエンジン１のアイドリングが停止（燃料供給停止）されている状態で、ブレーキペダルセンサ３５からブレーキペダルの踏み込み解除操作がされたことが検出されているか、又は、アクセル開度センサ３３からアクセルペダルの踏み込み操作がされたことが検出されているとの条件である。

−遮断弁２４０の開閉動作−
次に、ＥＣＵ３００の遮断弁制御部３２０によって行われる遮断弁２４０の開閉動作について説明する。図６は、図５に示す遮断弁制御部３２０の動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、特に明記する場合を除いて、遮断弁制御部３２０によって行われる。また、ここでは、便宜上、初期状態において、エンジン１がアイドリング動作中である場合について説明する。

まず、ステップＳ１０１において、予め設定されたアイドリング停止条件が成立するか否かの判定が行われる。具体的には、予め設定されたアイドリング停止条件が成立するか否かの判定が、停止部３３１によって行われ、アイドリング停止条件が成立すると判定された場合に、停止部３３１から遮断弁制御部３２０に対して、アイドリング停止条件が満たされる旨の情報が出力される。すなわち、遮断弁制御部３２０は、停止部３３１からアイドリング停止条件が満たされる旨の情報が入力されたか否かに基づいて、アイドリング停止条件が成立するか否かの判定を行うのである。ステップＳ１０１でＹＥＳの場合には、処理がステップＳ１０３に進められる。ステップＳ１０１でＮＯの場合には、処理が待機状態とされる。

ステップＳ１０３において、遮断弁２４０が閉状態とされる。遮断弁２４０が閉状態とされることによって、遮断弁２４０と負圧アクチュエータ２３０との間（負圧室２３４、及び、負圧配管２７１内）で負圧が保持される。

そして、ステップＳ１０５において、再始動部３３２によって、予め設定された再始動条件が満たされるか否かの判定が行われる。ステップＳ１０５でＹＥＳの場合には、処理がステップＳ１０７に進められる。ステップＳ１０５でＮＯの場合には、処理が待機状態とされる。

ステップＳ１０７において、再始動部３３２によって、エンジン１の再始動が行われると共に、遮断弁制御部３２０に対して、エンジン１が再始動された旨の情報が出力される。そして、処理がステップＳ１０９に進められる。

ステップＳ１０９において、エンジン１が再始動された時点から、予め設定された時間閾値ＴＨ以上経過したか否か（「開条件」が成立するか否か）の判定が行われる。ステップＳ１０９でＹＥＳの場合には、処理がステップＳ１１１に進められる。ステップＳ１０９でＮＯの場合には、処理が待機状態とされる。

ステップＳ１１１において、遮断弁２４０が開状態とされ、処理がステップＳ１０１へリターンされる。なお、遮断弁２４０が開状態とされることによって、バルブ開度制御部３１０からの指示に基づいて、Ｅ−ＶＲＶ２５０によって負圧アクチュエータ２３０を介してウエストゲートバルブ２１０の開度制御が実行される。

このようにして、遮断弁制御部３２０によって、遮断弁２４０が適正なタイミングで開閉動作されるため、ターボラグの発生を抑制することができる。

−他の実施形態−
本実施形態では、バルブ開度制御部３１０、遮断弁制御部３２０、停止部３３１及び再始動部３３２が、ＥＣＵ３００の機能部として構成されている場合について説明したが、バルブ開度制御部３１０、遮断弁制御部３２０、停止部３３１及び再始動部３３２の少なくとも１つが、電子回路等のハードウェアで構成されている形態でもよい。

本実施形態では、内燃機関が、ディーゼルエンジン１である場合について説明したが、その他の種類の内燃機関（例えば、ガソリンエンジン等）である形態でもよい。

本実施形態では、負圧アクチュエータが、ダイアフラム式の負圧アクチュエータ２３０である場合について説明したが、負圧アクチュエータが、その他の種類の負圧アクチュエータ（例えば、ピストン式の負圧アクチュエータ等）である形態でもよい。

本発明は、車両に搭載されたウエストゲートバルブの開閉制御装置に利用可能である。

１ エンジン
１００ ターボチャージャ
１０１ タービンホイール
１１０ タービンハウジング
１１０ａ 排気ガス出口通路
１１１ 排気バイパス通路
１１１ａ ウエストゲート孔
１１２ 弁座
２００ 駆動機構
２１０ ウエストゲートバルブ
２２０ リンク機構
２３０ 負圧アクチュエータ
２４０ 遮断弁
２５０ 電子式バキューム・レギュレーティング・バルブ（Ｅ−ＶＲＶ）
２６０ 負圧源
２７０（２７１，２７２，２７３） 負圧配管
３００ ＥＣＵ
３１０ バルブ開度制御部
３２０ 遮断弁制御部（遮断弁制御手段）
３３０ 始動停止制御部
３３１ 停止部
３３２ 再始動部

Claims (6)

1. タービンホイールをバイパスするバイパス通路に配設されたウエストゲートバルブの開閉制御装置であって、
   前記ウエストゲートバルブを開閉する負圧アクチュエータと、
   内燃機関によって駆動される負圧源と、
   前記負圧アクチュエータと前記負圧源との間に介設された遮断弁と、
   前記遮断弁の開閉を制御する遮断弁制御手段と、を備え、
   前記遮断弁制御手段は、前記内燃機関の停止条件が成立すると、前記遮断弁を閉状態とすることを特徴とするウエストゲートバルブの開閉制御装置。
2. 請求項１に記載のウエストゲートバルブの開閉制御装置において、
   前記内燃機関の停止条件は、前記内燃機関のアイドリングを停止させるアイドリング停止条件であることを特徴とするウエストゲートバルブの開閉制御装置。
3. 請求項２に記載のウエストゲートバルブの開閉制御装置において、
   前記遮断弁制御手段は、前記内燃機関が再始動された後、予め設定された開条件が満たされると、前記遮断弁を開状態とすることを特徴とするウエストゲートバルブの開閉制御装置。
4. 請求項３に記載のウエストゲートバルブの開閉制御装置において、
   前記開条件は、前記負圧源の負圧を確保できるとの条件であることを特徴とするウエストゲートバルブの開閉制御装置。
5. 請求項４に記載のウエストゲートバルブの開閉制御装置において、
   前記開条件は、前記内燃機関が再始動された時点から、予め設定された時間閾値以上経過したとの条件であることを特徴とするウエストゲートバルブの開閉制御装置。
6. 請求項４に記載のウエストゲートバルブの開閉制御装置において、
   前記開条件は、前記遮断弁の前記負圧源側の圧力が、前記遮断弁の前記負圧アクチュエータ側の圧力以下であるとの条件であることを特徴とするウエストゲートバルブの開閉制御装置。

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