JP2013245627A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドリングストップ条件の成立時に、後の再始動時にウェイストゲートバルブ３１を閉弁させるための負圧を必要とすることが予測される場合に、アイドリングストップの実行許可条件を厳しくすることによって、ウェイストゲートバルブ３１の閉弁に必要な負圧を確保することを優先可能とする。
【解決手段】制御装置１００は、過給機２０のウェイストゲートバルブ３１を閉弁させるための負圧を発生する負圧源がエンジン１により駆動されるバキュームポンプ３２とされ、アイドリングストップ条件の成立時に、前記負圧源の負圧が所定の閾値以上であることを条件としてアイドリングストップの実行を許可する判定部と、この判定部による判定に先立ち、後のエンジン再始動時にウェイストゲートバルブ３１を閉弁させるための負圧を必要とすることが予測される場合、必要としないと予測される場合に比べて前記閾値を高く設定する設定部とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、負圧を利用して閉弁されるウェイストゲートバルブ付きの過給機が付設されるエンジン（内燃機関）をアイドリングストップ条件の成立時に自動停止させるとともに、再始動条件の成立時に前記エンジンを自動的に再始動させる制御装置に関する。

例えば特許文献１には、「可変ノズルベーン機構によりタービン側を可変容量化した可変容量型過給機を備えるエンジンにおいて、アイドリングストップの実行条件が成立してエンジンを停止する際、前記可変ノズルベーン機構の作動源である負圧アクチュエータ内の負圧を維持することで前記可変ノズルベーン機構の作動状態（ノズルベーン開度小）を維持させるようにする」ということが記載されている。

なお、可変ノズルベーン機構は、タービンホイールの外周側に複数のノズルベーンが周方向等間隔に配設され、これらノズルベーンを互いに同期して回動（開閉動作）させることによって、互いに隣り合うノズルベーンそれぞれの対向間隔（ノズルベーン開度）つまりノズルベーン間の流路面積（スロート面積）を変化させると、タービンホイールに向けて導入される排気ガスの流速を調整することができる。

例えば前記可変ノズルベーン機構を備える可変容量型過給機は、エンジンの低回転時に前記流路面積を減少させると、排気ガスの流速を増加させることが可能になって、エンジン低速域から高い過給圧を得ることが可能になる。

また、前記負圧アクチュエータに負圧を供給する負圧源としては、エンジンにより駆動されるバキュームポンプが用いられている。そして、バキュームポンプと負圧アクチュエータとの間に、負圧遮断弁を設けている。

この他、例えば特許文献２には、「インテークマニホールドがブレーキブースタの負圧室を負圧状態にするための負圧源となる構成において、エコラン制御のためにエンジンへの燃料噴射を停止させる条件として、前記ブレーキブースタの負圧が所定の閾値を超えていること」ということが記載されている。

さらに、例えば特許文献３には、「エンジン停止中にブレーキブースタ負圧が所定以下になると、バキュームポンプを駆動してブレーキブースタ負圧を所定以上にする」ということが記載されている。

特開２０１２−７５４４号公報 特開２０１１−６４１８８号公報 実開昭５９−９１４４５号公報

上記特許文献１には、エンジンの停止から始動までの間に負圧ポンプと負圧アクチュエータとの間に設置される負圧遮断弁を閉鎖状態にするということ、ならびにアイドリングストップの実行条件が成立してエンジンを停止する際、過給機の可変ノズルベーン機構の作動状態（ノズルベーン開度小）を維持させるということが記載されているので、エンジン再始動時に高い過給効果を得ることが可能になると言える。

しかしながら、この特許文献１に記載している過給機は、ウェイストゲートバルブが装備されていないタイプであるので、本願発明とは発明の前提となる構成が相違している。そのため、当然ながら、特許文献１には、アイドリングストップからのエンジン再始動時にウェイストゲートバルブの制御に関する記載はない。

上記特許文献２は、ブレーキブースタの負圧の供給源をインテークマニホールドとしていて、エンジンで駆動されるバキュームポンプを利用していない。

上記特許文献３には、バキュームポンプの駆動源が記載されていないので、エンジン停止中にバキュームポンプを駆動するときに、バキュームポンプをどのようにして駆動するのかが不明である。

このような事情に鑑み、本発明は、負圧を利用して閉弁されるウェイストゲートバルブ付きの過給機が付設されるエンジンをアイドリングストップ条件の成立時に自動停止させるとともに、再始動条件の成立時に前記エンジンを自動的に再始動させる制御装置において、アイドリングストップ条件が成立したときに、後の再始動時に前記ウェイストゲートバルブを閉弁させるための負圧を必要とすることが予測される場合に、アイドリングストップの実行許可条件を厳しくすることによって、前記ウェイストゲートバルブの閉弁に必要な負圧を確保することを優先可能とすることを目的としている。

本発明は、負圧を利用して閉弁されるウェイストゲートバルブ付きの過給機が付設されるエンジンをアイドリングストップ条件の成立時に自動停止させるとともに、再始動条件の成立時に前記エンジンを自動的に再始動させる制御装置であって、前記ウェイストゲートバルブを閉弁させるための負圧を発生する負圧源が前記エンジンにより駆動されるバキュームポンプとされ、前記アイドリングストップ条件が成立したとき、前記負圧源の負圧が所定の閾値以上であることを条件としてアイドリングストップの実行を許可する判定部と、この判定部による判定に先立ち、後の再始動時に前記ウェイストゲートバルブを閉弁させるための負圧を必要とすることが予測される場合、必要としないと予測される場合に比べて前記閾値を高く設定する設定部とを含む、ことを特徴としている。

なお、バキュームポンプがエンジンの停止に伴い停止するものであることを前提にしているので、アイドリングストップを実行すると、バキュームポンプの駆動が停止する。

この明細書で使用する「負圧」とは、大気圧を基準としてマイナスの圧力の大きさ（絶対値）として用いており、真空に近いほど大きいと表現し、また、大気圧に近いほど小さいと表現する。

さらに、前記ウェイストゲートバルブを閉弁すると、エンジン回転の上昇要求に応じて過給機の過給圧を速やかに高めることが可能になるので、エンジンレスポンス（加速要求に対するエンジン回転の反応）が向上するようになる。このことから、前記「ウェイストゲートバルブを閉弁させるための負圧を必要とする」とは、「エンジンレスポンス向上を必要とする」と言い換えることができる。

この点を考慮して、本発明では、アイドリングストップ条件が成立したときに、その実行を許可するか否かを判定するにあたって、後のエンジン再始動時にウェイストゲートバルブを閉弁させるための負圧を必要とすることを予測するようにし、必要とすると予測される場合には前記アイドリングストップの実行許可条件の判定に用いる閾値を高く設定することにより、アイドリングストップの実行許可基準を厳しくしている。

この構成では、アイドリングストップの実行に先立ち、後のエンジン再始動時にウェイストゲートバルブを閉弁させるための負圧が必要とすることが予測される場合でかつ前記負圧を確保できない場合には、前記アイドリングストップの実行を許可せずに、エンジンによりバキュームポンプを駆動することにより前記ウェイストゲートバルブの閉弁に必要な負圧を確保させるようにすることができる。

一方、アイドリングストップの実行に先立ち、後のエンジン再始動時にウェイストゲートバルブを閉弁させるための負圧が必要とすることが予測される場合でかつ前記負圧を確保できる場合には、前記アイドリングストップの実行を許可して、燃費向上を図るようにしながら、後の再始動時に前記ウェイストゲートバルブを確実に閉弁させることが可能になる。

好ましくは、前記バキュームポンプは、前記ウェイストゲートバルブを開閉駆動するためのアクチュエータと車両の制動装置のブレーキブースタとの両方に負圧を導入するための負圧源として利用されるように構成され、前記判定部は、前記ブレーキブースタの残負圧が所定の閾値以上であることを条件としてアイドリングストップの実行を許可する、構成とすることができる。

この構成では、バキュームポンプを、ウェイストゲートバルブ駆動用の負圧アクチュエータの負圧源だけでなくブレーキブースタの負圧源としても利用するようになっている。

ここで、例えばエンジンの停止前有る停止中に運転者によりブレーキ操作（制動動作）が繰り返し行われると、ブレーキブースタの残負圧が小さくなるが、そのような状況では、後でエンジンを再始動することに伴いバキュームポンプが駆動されたとしても、前記ブレーキブースタの負圧室を所定の負圧にするまでに時間がかかることが予想される。したがって、そのような状況では、前記バキュームポンプの駆動開始時点つまりエンジン再始動時点から前記ウェイストゲートバルブの閉弁に必要な負圧を確保するまでに要する時間が長くなることになり、エンジン再始動時にウェイストゲートバルブを速やかに閉弁できなくなることが懸念される。

本願発明者は、その点に着目して、前記ブレーキブースタの残負圧が所定の閾値以上であるか否かを調べることによって、アイドリングストップの実行許可条件が成立しているか否かを判定することが可能になると発想するに至ったのである。

好ましくは、前記設定部は、停車時に加速要求に対するエンジン回転の反応（エンジンレスポンス）を通常より高くするためのパワーモードが選択されている場合に、前記ウェイストゲートバルブを閉弁する必要が有ると予測する、構成とすることができる。

ここでは、アイドリングストップからエンジンを再始動するときに前記ウェイストゲートバルブを閉弁してエンジンレスポンスを向上させる必要が有るか否かを判定するための具体例を特定している。仮に、一時停車時にアイドリングストップしてから、エンジンを再始動して発進するときに、パワーモードであるにもかかわらずエンジンレスポンスが悪いと、運転者に違和感を与えるおそれがあるが、この構成のように設定すると、エンジンレスポンスが向上するので、運転者に違和感を与えずに済むようになる。

好ましくは、前記設定部は、停車時に車両の方向指示器が作動されているときに当該方向指示器の作動方向がハンドルの舵角方向と一致する場合に、前記ウェイストゲートバルブを閉弁する必要が有ると予測する、構成とすることができる。

ここでは、アイドリングストップからエンジンを再始動するときに前記ウェイストゲートバルブを閉弁してエンジンレスポンスを向上させる必要が有るか否かを判定するための具体例を特定している。仮に、一時停車時にアイドリングストップしてから、エンジンを再始動して右折発進または左折発進するときに、エンジンレスポンスが悪いと、運転者に違和感を与えるおそれがあるが、この構成のように設定すると、エンジンレスポンスが向上するので、運転者に違和感を与えずに済むようになる。

好ましくは、前記制御装置は、前記判定部で許可すると判定したときに前記アイドリングストップを実行する実行部をさらに含む、構成とすることができる。

ここでは、本発明に係る制御装置の機能実現要素をさらに特定している。

本発明は、負圧を利用して閉弁されるウェイストゲートバルブ付きの過給機が付設されるエンジンをアイドリングストップ条件の成立時に自動停止させるとともに、再始動条件の成立時に前記エンジンを自動的に再始動させる制御装置において、アイドリングストップ条件が成立したときに、後の再始動時に前記ウェイストゲートバルブを閉弁させるための負圧を必要とすることが予測される場合に、アイドリングストップの実行許可条件を厳しくすることによって、前記ウェイストゲートバルブの閉弁に必要な負圧を確保することを優先可能とすることができる。

本発明に係る制御装置の適用対象となるエンジンおよびその周辺の一実施形態の概略構成を示す図である。 図１の制御装置の概略構成および入出力系を示す図である。 図１の制御装置によるエコラン制御の実行許可条件の説明に用いるグラフである。 図１の制御装置によるエコラン制御の制御手順を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１から図４に、本発明の一実施形態を示している。この実施形態で例示するエンジン１は例えば直列４気筒になっているが、その気筒数やエンジンの型式については特に限定されるものではない。

エンジン１の図示していないシリンダヘッドには、各気筒に吸入空気を分配して供給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ためのエキゾーストマニホールド３とが取り付けられている。

インテークマニホールド２には、大気中から空気を取り込むための吸気管４が接続されている。この吸気管４の入口にはエアクリーナ５が取り付けられている。このインテークマニホールド２と吸気管４とが吸気通路を構成している。

なお、インテークマニホールド２において吸気流れ方向の上流側には、エンジン１の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ６が設けられている。このスロットルバルブ６は、そのスロットルモータ６ａを制御装置１００により制御することにより作動される電子制御式となっている。

エキゾーストマニホールド３は、その上流側がエンジン１の各気筒の各排気ポートに接続されるようになっており、下流側で集合して１本になった形状になっている。

このエキゾーストマニホールド３の下流端には、ターボチャージャと呼ばれる過給機２０の下記タービンハウジング２４に連通連結されている。

過給機２０は、排気圧を利用して吸入空気を過給してエンジン１に供給するものであって、タービンホイール２１、コンプレッサインペラ２２などを備えている。

タービンホイール２１は、タービンハウジング２４内に回転自在に設けられている。コンプレッサインペラ２２は、吸気管４の途中に設置されるコンプレッサハウジング２５内に設けられている。このコンプレッサインペラ２２はタービンホイール２１と一体のタービンシャフト２３に取り付けられている。これにより、タービンホイール２１とコンプレッサインペラ２２とは一体に回転するようになっている。

このタービンハウジング２４の下流側には排気ガスを大気に放出するための排気管９が接続されている。この排気管９には、排気ガスを浄化するための触媒１０が設けられている。なお、エキゾーストマニホールド３と排気管９とが排気通路の一部を構成している。

この過給機２０の基本的な動作としては、エンジン１からエキゾーストマニホールド３に排出される排気エネルギーによってタービンホイール２１が回転され、これと一体にコンプレッサインペラ２２が回転されることにより、吸気管４に吸入される空気を過給して、エンジン１の各気筒の燃焼室に強制的に送り込む。このコンプレッサインペラ２２によって過給された空気はインタークーラ７によって冷却される。インタークーラ７は、吸気管４においてコンプレッサインペラ２２よりも吸気流れ方向の下流側に設置されている。

この実施形態の過給機２０には、ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）３１が設けられている。

このウェイストゲートバルブ３１は、エンジン１からの排気ガスの一部を分流させることによりタービンホイール２１に吹き付けられる排気ガスの量を調節するものである。例えば、タービンホイール２１に吹き付けられる排気ガスの流速が過上昇する場合に、ウェイストゲートバルブ３１を開弁するとタービンホイール２１の回転の過上昇を抑制することが可能となる。

タービンハウジング２４には、エンジン１から排出される排気ガスをタービンホイール２１をバイパスして触媒１０に導くためのバイパス通路２７が設けられている。

このバイパス通路２７は、タービンハウジング２４においてその入口側と出口側とを短絡するように設置されている。このバイパス通路２７の排出口は、タービンハウジング２４においてタービンホイール２１を回転駆動した排気ガスの排出口２６の隣に設けられている。

ウェイストゲートバルブ３１は、バイパス通路２７の排出口側に開閉可能に設置されており、このバイパス通路２７の開度を調整して排気ガスのバイパス量を調節するものである。この排気ガスのバイパス量を調節することにより、例えば過給圧を制御することが可能になる他、例えばエンジン１を冷間始動してから速やかに触媒１０を活性化できるように制御することが可能になる。

このウェイストゲートバルブ３１を駆動するための駆動装置としては、例えばバキュームポンプ３２、アクチュエータ３３、蓄圧タンク３４、バキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）３５、逆止弁３６などを備えている。

バキュームポンプ３２は、エンジン１により駆動されることにより負圧を発生する。詳細に図示していないが、例えばバキュームポンプ３２の駆動軸は、エンジン１のクランクシャフトの回転動力が補機ベルトおよびプーリなどの動力伝達ユニットを介して入力されることにより駆動されるようになっている。

つまり、このバキュームポンプ３２は、エンジン１の駆動と共に駆動し、エンジン１の停止と共に停止する。このため、バキュームポンプ３２は、エンジン１の停止時には負圧の発生も停止することになる。

アクチュエータ３３は、バキュームポンプ３２により発生する負圧を作動源としてウェイストゲートバルブ３１を開閉駆動する。蓄圧タンク３４は、バキュームポンプ３２により発生する負圧を蓄積するものである。ＶＳＶ３５は、バキュームポンプ３２で発生されかつ蓄圧タンク３４に蓄積した負圧をアクチュエータ３３に供給（導入）する量を調節するものである。逆止弁３６は、蓄圧タンク３４内の負圧をバキュームポンプ３２側への漏洩を防止するものである。

前記ＶＳＶ３５の動作を説明する。まず、ＶＳＶ３５の電磁ソレノイドが非励磁状態にあるときには、アクチュエータ３３のシリンダ３３ａを大気開放する状態にすることにより、シリンダ３３ａ内が大気圧とされる。この場合、アクチュエータ３３のロッド３３ｃがリバーススプリング（図示省略）の付勢力によってシリンダ３３ａから最も押し出されるので、ウェイストゲートバルブ３１が開弁される。

一方、ＶＳＶ３５の電磁ソレノイドが励磁状態にあるときには、バキュームポンプ３２とアクチュエータ３３とを連通する状態にすることにより、アクチュエータ３３のシリンダ３３ａ内が負圧とされる。この場合、アクチュエータ３３のロッド３３ｃが前記リバーススプリングの付勢力に抗してシリンダ３３ａ内に引き込まれるので、ウェイストゲートバルブ３１が閉弁される。このようにウェイストゲートバルブ３１を閉弁すると、タービンホイール２１への排気ガスの流速を高くできて、過給機２０の過給圧を速やかに高くすることが可能になる。

このように、アクチュエータ３３のシリンダ３３ａ内に所定の負圧を導入すると、シリンダ３３ａ内のダイアフラム３３ｂに連結されるロッド３３ｃが引き込まれることによってウェイストゲートバルブ３１が閉弁される一方、アクチュエータ３３のシリンダ３３ａ内を大気圧にすると、リバーススプリング（図示省略）の付勢力によりロッド３３ｃが押し出されることによりウェイストゲートバルブ３１が開弁される。

この実施形態では、前記したバキュームポンプ３２が、車両に備える制動装置４０のブレーキブースタ４２の負圧源としても利用されるように構成されている。

前記制動装置４０は、ブレーキペダル４１、ブレーキブースタ４２、マスターシリンダ４３、逆止弁４４などを備えている。

ブレーキペダル４１は、車両を制動するために運転者によって踏み込み操作されるペダルであって、ブレーキブースタ４２の入力ロッド４５と連結されている。

ブレーキブースタ４２は、ブレーキペダル４１に付与された踏力に比例したアシスト力を発生させる装置であって、図示していないが、マスターシリンダ４３側に負圧室が設けられている。このブレーキブースタ４２の出力ロッド（図示省略）がマスターシリンダ４３の入力軸（図示省略）に連結されている。

マスターシリンダ４３は、ブレーキペダル４１の踏力およびブレーキブースタ４２からのアシスト力に応じて油圧を発生させる。このマスターシリンダ４３は、図示していないが、油圧回路を介して各車輪のディスクブレーキのキャリパに設けられたホイルシリンダにそれぞれ接続されている。この各ホイルシリンダはマスターシリンダ４３から供給された油圧によってブレーキパッドを前記ディスクブレーキに押し付けることにより制動力を発生する。

そして、ブレーキブースタ４２の負圧室は、負圧通路４６を介してバキュームポンプ３２と蓄圧タンク３４とを接続する負圧通路３７の途中に接続されている。

この負圧通路４６とブレーキブースタ４２の負圧室との接続部分には、逆止弁４４が設けられている。この逆止弁４４は、負圧通路３７（蓄圧タンク３４）の負圧（絶対値）が、ブレーキブースタ４２の負圧室の負圧（絶対値）よりも大きい場合に開く。これによってブレーキブースタ４２の負圧室に負圧が蓄積される。

そして、バキュームポンプ３２とブレーキブースタ４２とを接続する負圧通路４６には、圧力センサ５１が設けられている。この圧力センサ５１は、ブレーキブースタ４２の残負圧に応じた信号を、制御装置１００に入力する。

この圧力センサ５１は、既存のものを利用できる。というのは、従来、ブレーキブースタ４２の負圧源としてインテークマニホールド内の負圧を利用するような構成では、一般に、ブレーキブースタ４２の残負圧を検出するためにブレーキブースタ４２の負圧室の入口に圧力センサを設置するようにしている。この圧力センサを前記圧力センサ５１として利用することができるのである。そのため、設備コストの無駄な上昇を抑制するうえで有利になると言える。

制御装置１００は、図２に示すように、一般に公知のエレクトロニックコントロールユニット（ＥＣＵ）とされており、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３ならびにバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。

ＲＯＭ１０２には、エンジン１の各種動作を制御するための制御プログラムや、下記するエコラン制御に関する制御プログラムを少なくとも記憶している。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された前記プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ１０３はＣＰＵ１０１での演算結果や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る。バックアップＲＡＭ１０４はエンジン１の停止時にその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。

これらＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３ならびにバックアップＲＡＭ１０４はバス１０７を介して互いに接続されているとともに、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６と接続されている。

入力インターフェース１０５には、アクセル開度センサ６１、スロットル開度センサ６２、クランクポジションセンサ６３、車輪速センサ６４、ブレーキスイッチ６５、圧力センサ５１などが少なくとも接続されている。出力インターフェース１０６には、燃料噴射弁１１、スロットルモータ６ａ、ＶＳＶ３５などが少なくとも接続されている。

制御装置１００は、アクセル開度センサ６１からの信号入力に基づいてアクセルペダル（図示省略）の踏み込み量を検出し、スロットル開度センサ６２からの信号入力に基づいてスロットルバルブ６の開度を検出し、クランクポジションセンサ６３からの信号入力に基づいてエンジン１の回転速度を検出し、車輪速センサ６４からの信号入力に基づいて図示していない車輪の回転速度ならびに車両の走行速度（車速）を検出し、ブレーキスイッチ６５からのオン信号に基づいてブレーキペダル４１が所定以上踏み込み操作されたことを検出する。

この実施形態では、ノーマルモードとパワーモード（またはスポーツモード）とのいずれか一方を選択するためのパワースイッチ６６が設けられている。このパワースイッチ６６がオフの場合に「ノーマルモード」が選択され、また、オンの場合に「パワーモード」が選択される。

前記パワーモードとは、車両の加速要求（例えばアクセルペダル操作）に対するエンジン回転の反応（レスポンス）を通常（ノーマルモード）よりも高くする形態のことである。また、前記ノーマルモードとは、エンジンレスポンス向上よりも燃費向上を優先する形態のことである。

−エコラン制御−
エコラン制御とは、交差点での信号待ち等のように一時的に停車した状態において、アイドリングストップ条件が成立したときにエンジン１を自動停止させるとともに、アイドリングストップ中に再始動条件が成立したときにエンジン１を自動的に再始動させる制御のことである。

前記アイドリングストップ条件は、（１）イグニッションがＯＮであること、（２）車速がゼロであること（車輪速センサ６４からの出力信号の入力に基づいて検知）、（３）アクセルペダル（図示省略）が踏み込み解除操作されていること（アクセル開度センサ６１からの出力信号の入力に基づいて検知）、（４）ブレーキペダル４１が踏み込み操作されていること（ブレーキスイッチ６５からのオン信号の入力に基づいて検知）とされる。これら４つの条件すべてが成立している場合にアイドリングストップ条件が成立しているものとする。

前記再始動条件は、（１）ブレーキペダル４１が踏み込み解除操作されていること（ブレーキスイッチ６５からのオフ信号の入力に基づいて検知）、（２）アクセルペダル（図示省略）が踏み込み操作されていること（アクセル開度センサ６１からの出力信号の入力に基づいて検知）とされる。これら２つの条件が共に成立している場合にエンジン再始動条件が成立しているものとする。

具体的に、制御装置１００は、アイドリングストップを実行するときに、燃料噴射弁１１（図２のみ記載）の燃料噴射動作を停止する処理（フューエルカット）を実行することによりエンジン１を一時的に停止するとともに、ＶＳＶ３５を閉弁する。

このようにエンジン１をアイドリングストップすると、バキュームポンプ３２の駆動が停止されるが、蓄圧タンク３４とバキュームポンプ３２との間に設置されている逆止弁３６と閉弁されたＶＳＶ３５とによって蓄圧タンク３４が密閉される。これにより、バキュームポンプ３２の駆動が停止された後も、蓄圧タンク３４内の負圧およびアクチュエータ３３のシリンダ３３ａ内の負圧が維持される。そのため、アクチュエータ３３のロッド３３ｃがシリンダ３３ａ内に引き込まれたままになるので、ウェイストゲートバルブ３１が閉弁されたままの状態に維持される。また、ブレーキブースタ４２の負圧室と負圧通路４６との接続部分に逆止弁４４が設けられているので、前記負圧室内の負圧も維持される。

また、アイドリングストップ中において再始動条件が成立した場合、制御装置１００は、燃料噴射弁１１による燃料噴射動作を開始すると同時に、図示していないスタータモータを作動させてエンジン１をクランキングすることにより、エンジン１を始動させる。

エンジン１が始動すると、クランクシャフト（図示省略）の回転に伴いバキュームポンプ３２が駆動されることになるので、蓄圧タンク３４およびブレーキブースタ４２の負圧室内にそれぞれ負圧が供給される。

そして、エンジン１の再始動時にはＶＳＶ３５を開弁することにより、蓄圧タンク３４に蓄積している負圧をアクチュエータ３３のシリンダ３３ａに供給させる。

ところで、この実施形態では、前記アイドリングストップ条件が成立したときに、ブレーキブースタ４２の残負圧が所定の閾値以上であることを条件として前記アイドリングストップの実行を許可するようにしている。前記閾値は、車両停止に必要な制動力を確保することが可能となるブレーキブースタ４２の残負圧に基づいて適宜に設定される。

しかも、前記閾値については、アイドリングストップからの再始動時にウェイストゲートバルブ３１を閉弁させるための負圧を必要とすることが予測される場合、言い換えるとエンジンレスポンス向上を必要とすることが予測される場合、必要としないと予測される場合（通常の場合）に比べて高く設定するようにしている。

このように閾値を変更する理由を説明する。

この実施形態のように、エンジン１の駆動に伴いバキュームポンプ３２を、ＷＧＶ駆動用のアクチュエータ３３およびブレーキブースタ４２の両方の負圧源として利用する構成を前提にしている場合、使用する蓄圧タンク３４の容量が大きいほど、ブレーキブースタ４２側の影響を受けない。

しかしながら、車両において蓄圧タンク３４の搭載スペースなどが制約される場合には、前記のような容量に余裕のある蓄圧タンク３４を使用することができない。そこで、前記制約により容量の小さい蓄圧タンク３４を使用する場合には、蓄圧タンク３４に蓄積される負圧にブレーキブースタ４２の残負圧を合わせた負圧でもってウェイストゲートバルブ３１の閉弁に必要な負圧を確保するように設計せざるを得ない。

ここで、前記したように、アイドリングストップを実行することによりエンジン１を停止した状態では、蓄圧タンク３４に蓄積されている負圧が維持されるのであるが、例えばエンジン１の停止前あるいは停止中に運転者によりブレーキ操作が繰り返し行われると、ブレーキブースタ４２の残負圧が小さくなる。

そのような状況では、後でエンジン１を再始動するときにＶＳＶ３５を開弁したとしてもウェイストゲートバルブ３１の閉弁に必要な負圧を速やかに確保できなくなる可能性が高くなるので、ウェイストゲートバルブ３１を完全に閉弁するまでに時間がかかることが懸念される。その原因としては、前記エンジン１の再始動に伴いバキュームポンプ３２が駆動されるものの、バキュームポンプ３２の動作タイムラグなどによりブレーキブースタ４２の負圧室を所定の負圧に到達させるまでにある程度時間がかかるからである。

この点について、図３を参照して説明する。

図３において、縦軸はバキュームポンプ３２の駆動開始からアクチュエータ３３の内圧がウェイストゲートバルブ３１を閉弁するために必要な負圧に到達するまでの時間（到達時間）であり、横軸は蓄圧タンク３４の容量である。

また、図３において、一点鎖線は目標到達時間を示しており、太実線はブレーキブースタ４２の残負圧に基づいて決定されたエコラン制御の実行を許容するための通常の許容限界ラインを示している。この許容限界ラインを境にして実行禁止領域と実行許容領域とに分けられる。なお、二点鎖線はアイドリングストップからの再始動時にエンジンレスポンス向上が必要となる場合に適した許容限界ラインを示している。

まず、例えば蓄圧タンク３４の容量を図３の「Ｖａ」よりも大きくできる場合には、ブレーキブースタ４２の残負圧の大小（図３Ｐmin〜Ｐmax）に関係なく、前記到達時間が前記目標到達時間以下になる。

このような蓄圧タンク３４を使用できる場合には、仮に、エコラン制御のアイドリングストップ条件が成立したときにブレーキブースタ４２の残負圧が図３のＰmin、例えば大気圧であったとしても、蓄圧タンク３４に蓄積している負圧のみでアクチュエータ３３の内圧をウェイストゲートバルブ３１の閉弁に必要な負圧に速やかに到達させることが可能になるので、アイドリングストップの実行を許容しても後の再始動時に速やかにエンジンレスポンスを向上させる状態にできると言える。したがって、この場合には、ブレーキブースタ４２の残負圧の判定閾値として、図３のＰminに設定しても問題ないと言える。そのため、この場合には、前記判定閾値を、前記しているように車両停止に必要な制動力を確保することが可能となるブレーキブースタ４２の残負圧に基づいて適宜に設定すればよい。

しかしながら、蓄圧タンク３４の容量を前記搭載上の制約などによって図３の「Ｖａ」よりも小さくしなければならない場合には、ブレーキブースタ４２の残負圧が小さくなるほど、前記到達時間が前記目標到達時間を超えることになってしまう。

例えば蓄圧タンク３４の容量を図３の「Ｖａ」よりも小さい「Ｖｂ」に設定した場合には、ブレーキブースタ４２の残負圧が図３の所定値Ｐｘよりも小さくなると前記到達時間が前記目標到達時間を上回ることになり、また、ブレーキブースタ４２の残負圧が図３の所定値Ｐｘ以上であると前記到達時間が前記目標到達時間以下になる。

したがって、この場合には、仮に、アイドリングストップ条件が成立したときにブレーキブースタ４２の残負圧が図３の所定値Ｐｘよりも小さいと、アクチュエータ３３の内圧をウェイストゲートバルブ３１の閉弁に必要な負圧に到達させるのに時間がかかり過ぎるので、再始動時にエンジンレスポンスを向上可能とする状態にできないと言える。しかしながら、仮に、アイドリングストップ条件が成立したときにブレーキブースタ４２の残負圧が図３中の所定値Ｐｘ以上であると、アクチュエータ３３の内圧をウェイストゲートバルブ３１の閉弁に必要な負圧に速やかに到達させることができるので、再始動時にエンジンレスポンスを向上可能とする状態にできると言える。

このようなことから、アイドリングストップの実行許可条件であるブレーキブースタ４２の残負圧の判定閾値については、後の再始動時にエンジンレスポンスを向上させる必要が有る場合には前記Ｐｘに設定すればよく、また、後の再始動時にエンジンレスポンスを向上させる必要が無い場合には前記Ｐｘよりも小さい側で適宜に設定すればよいと言える。

したがって、エンジンレスポンス向上が必要となる場合には、前記閾値について、車両停止に必要な制動力を確保することが可能となるブレーキブースタ４２の残負圧よりも高い適宜の値に設定することが好ましいと言える。

次に、図４のフローチャートを参照して、この実施形態での制御装置１００によるエコラン制御の制御手順の一例を詳細に説明する。このフローチャートの処理は、例えばエンジン１が始動されることに伴い実行開始され、所定周期（数msec）毎にエントリーされる。

まず、ステップＳ１において、エンジン停止フラグが「１」であるか否かを判定することにより、アイドリングストップを実行中か否かを判定する。このエンジン停止フラグは、エンジン１を停止したとき（アイドリングストップ以外も含む）に「１」にセットされ、エンジン１が始動されたとき（アイドリングストップ解除に伴う再始動以外も含む）に「０」にリセットされる。

ここで、エンジン停止フラグが「０」である場合には前記ステップＳ１で否定判定し、下記ステップＳ２からＳ８の処理に移行するが、「１」である場合には前記ステップＳ１で肯定判定し、下記ステップＳ９からＳ１１の処理に移行する。

先に、ステップＳ２からステップＳ８の流れについて説明する。ステップＳ２では、エコラン制御によるアイドリングストップ条件が成立しているか否かを判定する。

ここで、アイドリングストップ条件が成立していない場合には前記ステップＳ２で否定判定して、このフローチャートを終了する。一方、アイドリングストップ条件が成立している場合には前記ステップＳ２で肯定判定して、続くステップＳ３に進む。

このステップＳ３では、アイドリングストップからの再始動時にエンジンレスポンスを向上するためにウェイストゲートバルブ３１を閉弁する必要が有るか否かを予測する。

なお、アイドリングストップからの再始動時にウェイストゲートバルブ３１を閉弁する必要がある場合とは、アイドリングストップ条件が成立した時点でパワーモードが選択されている場合（パワースイッチ６６がオンになっていることを検出した場合）、あるいは停車時に車両の方向指示器（図示省略）が作動されている状態において、当該方向指示器の作動方向と車両のハンドル（図示省略）の舵角方向とが一致している場合のことである。したがって、前記ステップＳ３では、これらの状況を調べるようにしている。

ここで、再始動時にエンジンレスポンスを向上する必要が無いと予測した場合には前記ステップＳ３で否定判定して、ステップＳ４において下記ステップＳ６の閾値を通常の閾値に設定する。一方、再始動時にエンジンレスポンスを向上する必要が有ると予測した場合には前記ステップＳ３で肯定判定して、ステップＳ５において下記ステップＳ６の閾値を通常の閾値よりも高い閾値に設定する。なお、前記通常の閾値および前記通常よりも高い閾値については、図３を参照して説明したように、使用する蓄圧タンク３４の容量などに基づいて適宜に設定すればよい。

前記ステップＳ４，Ｓ５を実行した後は、共にステップＳ６に進む。このステップＳ６では、アイドリングストップの実行許可条件が成立したか否かを判定する。このアイドリングストップの実行許可条件とは、ウェイストゲートバルブ３１を閉側に駆動するために必要な負圧が所定の閾値以上であることとされる。

この実施形態の場合、前記ステップＳ６において、圧力センサ５１からの出力信号の入力に基づいてブレーキブースタ４２の残負圧を検出し、この検出結果を前記閾値と対比するようにしている。この閾値については、前記したようにステップＳ４またはステップＳ５で設定される。

ここで、アイドリングストップの実行許可条件が成立していない場合には前記ステップＳ６で否定判定して、このフローチャートを終了する。一方、アイドリングストップの実行許可条件が成立している場合には前記ステップＳ６で肯定判定し、続くステップＳ７においてアイドリングストップを実行し、さらに続くステップＳ８においてエンジン停止フラグを「１」にセットしてから、このフローチャートを終了する。

次に、前記ステップＳ９からステップＳ１０の流れについて説明する。ステップＳ９では、エコラン制御によるエンジン１の再始動条件が成立しているか否かを判定する。

ここで、再始動条件が成立していない場合には前記ステップＳ９で否定判定し、このフローチャートを終了する。一方、再始動条件が成立している場合には前記ステップＳ９で肯定判定して、続くステップＳ１０においてエンジンを再始動する処理を実行し、さらに続くステップＳ１１においてエンジン停止フラグを「０」にリセットしてから、このフローチャートを終了する。

以上の説明から明らかなように、エコラン制御のアイドリングストップ条件が成立したときに、その実行に先立ち、後の再始動時にウェイストゲートバルブ３１を閉弁するための負圧を必要とすることが予測される場合でかつ当該負圧を確保できる場合にアイドリングストップの実行を許容するようにしている。

この場合には、停車時にアイドリングストップを実行するから、燃費向上に貢献できるようになる。しかも、再始動時にウェイストゲートバルブ３１を速やかに閉弁させることができるから、再発進するときに運転者による加速要求に対するエンジンレスポンスを向上することが可能になるので、運転者に違和感を与えずに済むようになるなど、ドライバビリティの向上に貢献できるようになる。

一方、エコラン制御のアイドリングストップ条件が成立したときに、その実行に先立ち、後の再始動時にウェイストゲートバルブ３１を閉弁するための負圧を必要とすることが予測される場合でかつ当該負圧を確保できない場合にはアイドリングストップの実行を禁止するようにしている。

この場合には、停車時にアイドリングストップしないので、燃費向上に貢献できないものの、停車中においてエンジン１により駆動されるバキュームポンプ３２でウェイストゲートバルブ３１の閉弁に必要な負圧を確保することが可能になるので、再始動時にウェイストゲートバルブ３１を速やかに閉弁させることができて、再発進するときに運転者の加速要求に対するエンジンレスポンスを向上することが可能になるので、運転者に違和感を与えずに済むようになるなど、ドライバビリティの向上に貢献できるようになる。

このような実施形態において、ステップＳ６が請求項に記載している判定部に相当し、ステップＳ４，Ｓ５が請求項に記載している設定部に相当し、ステップＳ７が請求項に記載している実行部に相当している。

以上説明したように本発明を適用した実施形態では、エコラン制御のアイドリングストップが成立したときに、その実行に先立って、後の再始動時にエンジンレスポンス向上を必要としないと予測される場合に、最大限にアイドリングストップを行うことが可能であり、その一方で、後の再始動時にエンジンレスポンス向上を必要とすると予測される場合にのみ、アイドリングストップの実行許可条件を厳しくすることにより、燃費向上よりもエンジンレスポンスを向上させることが可能になる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。

（１）上記実施形態のエンジン１はガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンのいずれであってもよく、また、それらのエンジンとモータとを駆動源とするハイブリッド車両に対しても本発明を適用することが可能である。

（２）上記実施形態では、バキュームポンプ３２を、ウェイストゲートバルブ駆動用のアクチュエータ３３およびブレーキブースタ４２の両方の負圧源として利用するようにした例を挙げているが、バキュームポンプ３２をブレーキブースタ４２の負圧源として利用しないような構成であっても本発明を適用することが可能である。

本発明は、負圧を利用して閉弁されるウェイストゲートバルブ付きの過給機が付設されるエンジンをアイドリングストップ条件の成立時に自動停止させるとともに、エンジン再始動条件の成立時にエンジンを自動的に再始動させる制御装置に適用可能である。

１ エンジン
２０ 過給機
３１ ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）
３２ バキュームポンプ
３３ アクチュエータ
３４ 蓄圧タンク
３５ バキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）
３７ 負圧通路
４０ 制動装置
４１ ブレーキペダル
４２ ブレーキブースタ
５１ 圧力センサ
６６ パワースイッチ
１００ 制御装置

Claims (5)

1. 負圧を利用して閉弁されるウェイストゲートバルブ付きの過給機が付設されるエンジンをアイドリングストップ条件の成立時に自動停止させるとともに、再始動条件の成立時に前記エンジンを自動的に再始動させる制御装置であって、
   前記ウェイストゲートバルブを閉弁させるための負圧を発生する負圧源が前記エンジンにより駆動されるバキュームポンプとされ、
   前記アイドリングストップ条件が成立したとき、前記負圧源の負圧が所定の閾値以上であることを条件としてアイドリングストップの実行を許可する判定部と、
   この判定部による判定に先立ち、後の再始動時に前記ウェイストゲートバルブを閉弁させるための負圧を必要とすることが予測される場合、必要としないと予測される場合に比べて前記閾値を高く設定する設定部とを含む、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの制御装置において、
   前記バキュームポンプは、前記ウェイストゲートバルブを開閉駆動するためのアクチュエータと車両の制動装置のブレーキブースタとの両方に負圧を導入するための負圧源として利用されるように構成され、
   前記判定部は、前記ブレーキブースタの残負圧が所定の閾値以上であることを条件としてアイドリングストップの実行を許可する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
3. 請求項１または２に記載のエンジンの制御装置において、
   前記設定部は、停車時に加速要求に対するエンジン回転の反応を通常より高くするためのパワーモードが選択されている場合に、前記ウェイストゲートバルブを閉弁する必要が有ると予測する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
4. 請求項１または２に記載のエンジンの制御装置において、
   前記設定部は、停車時に車両の方向指示器が作動されているときに当該方向指示器の作動方向がハンドルの舵角方向と一致する場合に、前記ウェイストゲートバルブを閉弁する必要が有ると予測する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載のエンジンの制御装置は、
   前記判定部で許可すると判定したときに前記アイドリングストップを実行する実行部をさらに含む、ことを特徴とするエンジンの制御装置。

Images