エンジンの制御装置
【課題】エンジンの自動停止後の再始動時において始動性および加速性を高める。
【解決手段】吸排気通路に設けられる制御弁２４ａ，２６ａと、電力の供給を受けて前記制御弁を駆動する制御弁駆動手段２４ｂ，２６ｂと、電動モーター５０と制御弁駆動手段２４ｂ，２６ｂに電力を供給する電力供給手段６０とを設け、電力供給手段６０を、エンジンの自動停止後エンジンの再始動条件が成立して電動モーター５０が稼動されてエンジンの回転が再開するまでの間は、制御弁駆動手段２４ｂ，２６ｂへの電力の供給を停止して、エンジンの回転が再開するのに伴い、制御弁駆動手段２４ｂ，２６ｂへの電力の供給を開始するよう構成し、制御弁駆動手段２４ｂ，２６ｂを、電力の供給を受けることで制御弁２４ａ，２６ａを記エンジンの出力トルクが増大する側に駆動するよう構成する。
【解決手段】吸排気通路に設けられる制御弁２４ａ，２６ａと、電力の供給を受けて前記制御弁を駆動する制御弁駆動手段２４ｂ，２６ｂと、電動モーター５０と制御弁駆動手段２４ｂ，２６ｂに電力を供給する電力供給手段６０とを設け、電力供給手段６０を、エンジンの自動停止後エンジンの再始動条件が成立して電動モーター５０が稼動されてエンジンの回転が再開するまでの間は、制御弁駆動手段２４ｂ，２６ｂへの電力の供給を停止して、エンジンの回転が再開するのに伴い、制御弁駆動手段２４ｂ，２６ｂへの電力の供給を開始するよう構成し、制御弁駆動手段２４ｂ，２６ｂを、電力の供給を受けることで制御弁２４ａ，２６ａを記エンジンの出力トルクが増大する側に駆動するよう構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、その後、自動的にエンジンを再始動させるエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンを自動で停止、再始動させるいわゆるアイドルストップ制御を実施するエンジンの制御装置が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、アイドル時にエンジンを一旦自動的に停止させ、その後の発進操作等の条件成立時にエンジンを再始動させる装置が開示されている。この装置では、再始動モードの一つとして、スターターでアシストしつつ膨張行程気筒での燃焼及びその次の圧縮行程気筒での燃焼によりエンジンを再始動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−００４９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のようなエンジンの自動停止および再始動は、交差点での停止、再始動等のようにエンジンの停止後、比較的早期に車両を発進させる状況で実施されることが多い。そのため、このようにエンジンの自動停止および再始動が行われる装置では、より高い始動性と再始動後のより高い加速性とが求められている。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、始動性および加速性をより高めることのできるエンジンエンジンの制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに当該エンジンを自動停止させるとともに、予め設定されたエンジンの再始動条件が成立したときに電動モーターを用いてエンジンを再始動させるエンジンの制御装置において、エンジンに連設される吸気通路と排気通路の少なくとも一方に設けられて当該通路内のガスの流通状態を変更可能な制御弁と、電力の供給を受けて前記制御弁を駆動する制御弁駆動手段と、前記電動モーターと前記制御弁駆動手段に電力を供給する電力供給手段とを備え、前記電力供給手段は、前記エンジンの自動停止後前記エンジンの再始動条件が成立して前記電動モーターが稼動されることで前記エンジンの回転が再開するまでの間は、前記制御弁駆動手段への電力の供給を停止して、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記制御弁駆動手段への電力の供給を開始し、前記制御弁駆動手段は、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記電力の供給を受けることで前記制御弁を前記エンジンの出力トルクが増大する方向に駆動することを特徴とするエンジンの制御装置を提供する（請求項１）。
【０００８】
この装置によれば、エンジンの自動停止後エンジンの回転が再び開始するまでの間、前記制御弁駆動手段への電力供給が停止されて再始動時にこの制御弁駆動手段での電力消費が回避されており、前記電力供給手段から前記電動モーターに供給される電力を確保することができ、この電動モーターによりエンジンの再始動をより確実に行うことができる。しかも、前記エンジンの再始動条件が成立して前記電動モーターの稼動に伴いエンジンの回転が再開した直後に前記制御弁駆動手段により前記制御弁が前記エンジンの出力トルクが増大するように駆動されており、再始動後のエンジンの出力トルクを高めて加速性を向上することができる。
【０００９】
本発明において、前記排気通路に設けられて当該排気通路を通過する排気で駆動されるタービンと、前記吸気通路に設けられて前記タービンの駆動力によって当該吸気通路を通過する吸気を昇圧するコンプレッサとを有するターボ過給機を備え、前記排気通路は、前記タービンの上流と下流とを連通して当該タービンをバイパスするバイパス通路を有し、前記制御弁駆動手段は、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記制御弁を前記バイパス通路の流路面積を減少させる方向に駆動するのが好ましい（請求項２）。
【００１０】
この構成では、エンジンの再始動時において前記エンジンの回転再開直後に前記バイパス通路の流路面積が減少することで前記タービンに流入する排気量が増大するため、エンジンの回転再開後すなわち再始動後のエンジンの出力が高められる。
【００１１】
また、本発明において、前記排気通路に設けられて当該排気通路を通過する排気で駆動されるタービンと、前記吸気通路に設けられて前記タービンの駆動力によって当該吸気通路を通過する吸気を昇圧するコンプレッサとを有するターボ過給機を備え、前記制御弁は、前記排気通路のうち前記タービンの上流に設けられて、当該タービン上流の排気通路の流路面積を変更可能であり、前記制御弁駆動手段は、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記制御弁を前記タービン上流の排気通路の流路面積を減少させる方向に駆動するのが好ましい（請求項３）。
【００１２】
この構成では、エンジンの再始動時において前記エンジンの回転再開直後に前記タービン上流の排気通路の流路面積が減少することでタービンに流入する排気の流速が高められるため、エンジンの回転再開後すなわち再始動後のエンジンの出力が高められる。
【００１３】
前記構成において、前記制御弁を付勢する付勢手段を有し、前記制御弁は、前記電力供給手段により前記制御弁駆動手段に電力が供給されていない状態では前記付勢手段の付勢力により当該制御弁による変更が可能な前記流路面積が最大となる位置に配置されるとともに、前記制御弁駆動手段に電力が供給された状態では当該制御弁駆動手段により前記電力の供給に伴って前記付勢手段の付勢力に抗して前記流路面積を減少させる方向に駆動されることが好ましい（請求項４）。
【００１４】
このようにすれば、付勢手段により制御弁を付勢するという簡単な構成で、前記制御弁駆動手段に電力が供給されていない状態において、前記バイパス通路あるいはタービン上流の排気通路の流路面積を最大として排気抵抗を小さくし、これによりエンジンを容易に再始動させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、電動モーターへ供給される電力を確保してエンジンの始動性を高めることができるとともに、再始動後の加速性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置の制御手順を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の他の実施形態に係るエンジンの制御装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係るエンジンの制御装置の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は前記エンジンの制御装置１００の概略構成図である。このエンジンの制御装置１００は、エンジン１と、第１ターボ過給機（ターボ過給機）３０と、第２ターボ過給機（ターボ過給機）４０と、スタータモーター（電動モーター）５０と、バッテリー（電力供給手段）６０と、ＥＣＵ９０と、各種制御弁２４ａ，２６ａを有している。
【００１９】
前記エンジン１は、シリンダーブロック２ａとその上に載置されるシリンダーヘッド２ｂとを備えている。このシリンダーブロック２ａとシリンダーヘッド２ｂとの内部には、ピストン４が嵌挿された複数のシリンダー３が形成されている。シリンダーブロック２ａには、ピストン４に連結されたクランクシャフト６が支持されている。各ピストン４の上方にはシリンダーヘッド２ｂとの間でそれぞれ燃焼室５が区画されている。シリンダーヘッド２ｂには、各燃焼室５に連通する吸気ポート９と排気ポート１０とが形成されている。また、前記シリンダーヘッド２ｂには、吸気ポート９および排気ポート１０をそれぞれ燃焼室５から遮断するための吸気バルブ１１および排気バルブ１２と、燃焼室５に燃料を噴射するためのインジェクタ７とが取り付けられている。本実施形態では、エンジン１はディーゼルエンジンであって、前記インジェクタ７から噴射された燃料が燃焼室５で自着火することによりエンジン１が駆動される。
【００２０】
また、前記エンジン１には、エンジン１の回転数を検出するためのクランク角センサ１７が設けられている。このクランク角センサ１７は、複数の歯を有しクランクシャフト６と一体に回転するローター１８の前記歯の通過に伴って信号を出力するものであり、クランクシャフト６が所定量回転する毎に信号を出力する。本実施形態では、前記ローター１８は６°刻みの歯を５４歯有しており、クランクシャフト６が６℃Ａ回転する毎にパルス信号が出力される。このクランク角センサ１７から出力された検出信号は前記ＥＣＵ９０に入力される。
【００２１】
前記吸気ポート９には、吸気通路１５が連結されており、この吸気通路１５および吸気ポート９を通って燃焼室５内に吸気が導入される。前記排気ポート１０には排気通路１６が連結されており、この排気通路１６および排気ポート１０を通って燃焼室５から大気中に排気が導出される。
【００２２】
前記第１ターボ過給機３０は、吸気通路１５に設けられた第１コンプレッサ３２と排気通路１６に設けられた第１タービン３４とを有しており、第１タービン３４が排気を受けて回転することにより第１コンプレッサ３２が回転し、これにより吸気を加圧する。
【００２３】
同様に、前記第２ターボ過給機４０は、吸気通路１５に設けられた第２コンプレッサ４２と排気通路１６に設けられた第２タービン４４とを有しており、第２タービン４４が排気を受けて回転することにより第２コンプレッサ４２が回転し、これにより吸気を加圧する。前記第２コンプレッサ４２は、第１コンプレッサ３２よりも下流側に設けられており、前記第２タービン４４は、第１タービン３４よりも上流側に設けられている。
【００２４】
前記吸気通路１５には、前記第２コンプレッサ４２の上流部分と下流部分とを連結してこの第２コンプレッサ４２をバイパスする吸気バイパス通路１５ａが設けられている。また、排気通路１６には、前記第２タービン４４の上流部分と下流部分とを連結してこの第２タービン４４バイパスする第２排気バイパス通路（バイパス通路）１６ａと、この第２排気バイパス通路１６ａよりも下流側において、前記第１タービン３４の上流部分と下流部分とを連結してこの第１タービン３４をバイパスする第１排気バイパス通路（バイパス通路）１６ｂとが設けられている。
【００２５】
前記吸気バイパス通路１５ａには、バイパスバルブ２２ａが設けられている。このバイパスバルブ２２ａは、前記吸気バイパス通路１５ａを開閉してこの吸気バイパス通路１５ａの流路面積を変更することで、吸気バイパス通路１５ａを通過する吸気量ひいては前記第１コンプレッサ３２に流入する吸気量を変更する。
【００２６】
前記第２排気バイパス通路１６ａには、前記制御弁の一つであるレギュレートバルブ２４ａが設けられている。このレギュレートバルブ２４ａは、前記第２排気バイパス通路１６ａを開閉してこの第２排気バイパス通路１６ａの流路面積を変更することで、第２排気バイパス通路１６ａを通過する排気量を変更する。この排気量の変更に伴い、前記第２タービン４４に流入する排気量すなわち第２タービン４４の回転力ひいては前記第２コンプレッサ４２の回転力が変更され吸気の過給圧が変更される。
【００２７】
前記第２排気バイパス通路１６ｂには、前記制御弁の一つであるウエストゲートバルブ２６ａが設けられている。このウエストゲートバルブ２６ａは、前記第２排気バイパス通路１６ｂを開閉してこの第２排気バイパス通路１６ｂの流路面積を変更することで、この第２排気バイパス通路１６ｂを通過する排気量を変更する。この排気量の変更に伴い、前記第１タービン３４に流入する排気量すなわち第１タービン３４の回転力ひいては前記第１コンプレッサ３２の回転力が変更され吸気の過給圧が変更される。
【００２８】
前記バイパスバルブ２２ａは、負圧式バルブアクチュエータ２２ｂにより駆動される。この負圧式バルブアクチュエータ２２ｂは、エンジン１の回転とともに回転して負圧を生成する吸引ポンプ７０からの負圧供給を受けて前記バイパスバルブ２２ａを駆動する。このバイパスバルブ２２ａは、スプリング（不図示）により開き側に付勢されており、負圧式バルブアクチュエータ２２ｂは、このスプリングの付勢力に抗してバイパスバルブ２２ａを閉じ側に駆動する。すなわち、このバイパスバルブ２２ａは、負圧式バルブアクチュエータ２２ｂに設けられた負圧室が大気圧とされることで前記スプリングの付勢力により全開位置すなわち前記吸気バイパス通路１５ａの流路面積が最大となる位置に配置される一方、前記負圧室の負圧が大きくなるのに伴って前記流路面積を小さくする側に駆動される。このように、バイパスバルブ２２ａは、負圧式バルブアクチュエータ２２ｂにより駆動されていない状態では全開となるいわゆるノーマリーオープンタイプのバルブである。
【００２９】
一方、前記レギュレートバルブ２４ａとウエストゲートバルブ２６ａとは、いずれもステッピングモーター（制御弁駆動手段）２４ｂ，２６ｂにより駆動される。これらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂは、それぞれ前記ＥＣＵ９０を介して前記バッテリー６０から電力を受けることで前記レギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａをそれぞれ駆動する。
【００３０】
これらレギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａは、それぞれスプリング（不図示）により開き側に付勢されており、前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂは、これらスプリングの付勢力に抗してレギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａをそれぞれ閉じ側に駆動する。すなわち、これらバルブ２４ａ，２６ａは、各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂに電力が供給されていない状態では前記スプリングの付勢力により全開位置すなわち前記第１排気バイパス通路１６ａおよび第２排気バイパス通路１６ｂの流路面積が最大となる位置に配置される一方、各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂが電力供給を受けて稼動することでこれらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂにより前記流路面積を小さくする側に駆動される。
【００３１】
前記のように、レギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａは、いずれもステッピングモーター２４ｂ，２６ｂにより駆動されていない状態では全開となるいわゆるノーマリーオープンタイプのバルブである。従って、このステッピングモーター２４ｂ，２６ｂにより駆動されていない状態では、前記第１排気バイパス通路１６ａ、第２排気バイパス通路１６ｂのいずれもが開放されるため、シリンダー３から排出された排気は、抵抗の大きい前記第１タービン３４および第２タービン４４を通ることなくこれら排気バイパス通路１６ａ，１６ｂを通って大気中に流出することができる。そのため、これらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂの故障等により各バルブ２４ａ，２６ａが駆動されない場合においてもエンジン１は容易に駆動される。
【００３２】
なお、前記バイパスバルブ２２ａ，レギュレートバルブ２４ａ，ウエストゲートバルブ２６ａの開度は、前記負圧式バルブアクチュエータ２２ｂ、各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂが稼動可能状態においては運転条件に応じて適宜変更される。
【００３３】
前記スタータモーター５０は、エンジン１を始動するためのものである。このスタータモーター５０は、モーター５０ａとピニオンギア５０ｂとを有している。ピニオンギア５０ｂは、モーター５０ａの出力軸上にて相対回転不能な状態で往復移動する。また、クランクシャフト６には、図略のフライホイールと、このフライホイールに固定されたリングギア６ａが、回転中心に対して同心に設けられている。そして、このスタータモーター５０を用いてエンジンを再始動する場合には、前記ピニオンギア５０ｂが所定の噛合位置に移動して、前記フライホイールに固定されたリングギア６ａに噛合することにより、クランクシャフト６が回転駆動されるようになっている。
【００３４】
前記バッテリー６０は、種々の機器に電力を供給するためのものである。本エンジンの制御装置１００では、同一のバッテリー６０から前記スタータモーター５０、前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂおよびＥＣＵ９０に電力が供給されている。
【００３５】
前記ＥＣＵ９０は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行するためのＣＰＵと、ＲＡＭやＲＯＭからなりプログラム及びデータを格納するメモリと、各種信号の入出力を行なうＩ／Ｏバスとを備えている。このＥＣＵ９０は、前記Ｉ／Ｏバスを介して前記クランク角センサ１７等からの検出信号を受け、この検出信号に基づき種々の演算をおこなうとともに、前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂ、前記スタータモーター５０および前記インジェクタ７等の各アクチュエータを制御するためのものである。このＥＣＵ９０は、前記バッテリー６０からの電力供給を受けて作動し、前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂおよびスタータモーター５０等にはこのＥＣＵ９０を介してバッテリー６０からの電力が供給される。
【００３６】
このＥＣＵ９０による本エンジンの制御装置１００の制御手順を、図２のフローチャートおよび図３のタイミングチャートを用いて説明する。
【００３７】
まず、ステップＳ１にて、イグニッションキーの操作によらずにエンジン１を自動停止させるエンジン１の自動停止条件が成立したかどうかを判定する。例えば、車速が所定値（例えば０）以下である、ブレーキペダル操作がなされている、バッテリー６０の電圧が所定値以上である等の場合に、自動停止条件が成立したと判定される。
【００３８】
このステップＳ１での判定がＮＯすなわち自動停止条件が成立していない場合は、ステップＳ１を繰り返す。一方、このステップＳ１での判定がＹＥＳすなわち自動停止条件が成立した場合は、ステップＳ２にて、エンジン１を自動停止させるアイドルストップ制御を実施する。具体的には、インジェクタ７による燃料噴射を停止して、エンジン１を自動停止させる。燃料噴射が停止されることでエンジン１はしばらく後に停止する。また、インジェクタ７による燃料噴射停止とともに、次の再始動に備えて、エンジン１の停止位置を所定の位置に制御する。本実施形態では、圧縮行程にあるピストン４が下死点に近い位置で停止すようにエンジン１への負荷の変更等を行う。
【００３９】
次に、ステップＳ３にて、エンジン１が停止しているかどうかを判定する。具体的には、エンジン１の回転数が０以下であるかどうかを判定する。ステップＳ３での判定がＹＥＳすなわちエンジン１が停止したと判定されると、ステップＳ４に進む。この判定がＮＯの場合はステップＳ３を繰り返す。
【００４０】
ここで、イグニッションキーがオフ操作されることでエンジン１を停止させた場合と異なり、この自動停止中、前記ＥＣＵ９０はバッテリー６０からの電力を受けて作動しており、このＥＣＵ９０を介して前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへの通電は可能である。しかしながら、本エンジンの制御装置１００では、後述するように、自動停止後に実施される再始動時にこれらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへの通電が行われることで始動性が悪化するのを回避するべく、ステップＳ４において、前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへの通電を停止する。
【００４１】
前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへの通電が停止されこれらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂによる駆動力を失った前記レギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａは、前記スプリングの付勢力により全開となる。
【００４２】
次に、ステップＳ５にて、エンジンの再始動条件が成立したかどうかを判定する。例えば、アクセルペダルの踏み込み量が所定値以上であれば、このエンジンの再始動条件が成立したと判定される。この判定がＮＯの場合はステップＳ５を繰り返し、この判定がＹＥＳとなるとステップＳ６に進む。
【００４３】
ステップＳ６では、エンジン１を再始動させる再始動制御を実施する（図３の時刻ｔ１）。すなわち、スタータモーター５０を駆動してクランクシャフト６を強制回転させるとともに、インジェクタ７による燃料噴射を開始する。本実施形態では、エンジン１の自動停止時に圧縮行程で停止したシリンダー３内に燃料を噴射する。前述のように、この圧縮行程で停止したシリンダー３内のピストン４は下死点近傍に位置している。そのため、スタータモーター５０によるクランクシャフト６の強制回転に伴いシリンダー３内の空気は十分に圧縮され、このシリンダー３内にて燃料は確実に自着火し、エンジン１は再始動する。前記クランクシャフト６の回転に伴い、前記クランク角センサ１７からはパルス信号が出力される。
【００４４】
このエンジン１の再始動制御が実施されるステップＳ６では、前記ステップＳ４において各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへのバッテリー６０からの通電は停止されたままであり、これらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂによるバッテリー６０の電力消費は行われていない。そのため、このステップＳ６において、スタータモーター５０には十分な電力が供給され、スタータモーター５０によって確実にエンジン１が再始動される。特に、スタータモーター５０の駆動初期は、図３に示すように、その突入電流として非常に高い電流が必要になるが、この突入電流を確保することができる。また、このスタータモーター５０での高い電力消費に加えてステッピングモーター２４ｂ，２６ｂでの電力消費によってバッテリー６０の電圧降下が大きくなりＥＣＵ９０の作動等に影響を及ぼすのを回避することができる。
【００４５】
一方、再始動後の加速性能を高めるためには、エンジン１の出力トルクを高めるべく、前記レギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａを早期に閉じて第１ターボ過給機３０および第２ターボ過給機４０が早期に過給を行うことが望ましい。ここで、前記スタータモーター５０が回転を開始した後はこのスタータモーター５０を流れる電流は低下し、スタータモーター５０での消費電力は低下する。そこで、本エンジンの制御装置１００では、前記スタータモーター５０が回転を開始して前記電流が低下した直後に前記レギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａを全閉とする。具体的には、スタータモーター５０の回転に伴ってクランクシャフト６が回転を開始した直後にこれらバルブ２４ａ，２６ａを全閉とするよう前記各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂの通電を開始する。
【００４６】
すなわち、ステップＳ７にて、エンジン１すなわちクランクシャフト６の回転が開始したかどうかを判定する。本実施形態では、前記クランク角センサ１７からパルス信号が出力されたことによりエンジン１の回転が開始されたと判定する。より詳細には、このクランク角センサ１７のパルス信号が立ち上がる、あるいは、立ち下がることにより、エンジン１の回転が開始されたと判定する。この判定がＮＯの場合はステップＳ７を繰り返す。一方、この判定がＹＥＳであり、エンジン１の回転が開始すると（図３の時刻ｔ２）、ステップＳ８に進み、前記各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへの電力供給を開始する。
【００４７】
前記各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂは電力の供給を受けて、前記レギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａを全閉とする。これにより、第１ターボ過給機３０および第２ターボ過給機４０が過給を開始する。
【００４８】
以上のように、本エンジンの制御装置１００によれば、エンジン１の自動停止後エンジン１の回転が開始するまでの間、各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへの通電が停止されており、再始動時にこれらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂによる電力消費が回避されてスタータモーター５０への電力を確保することができ、エンジン１の再始動を確実に行うことができる。そして、エンジン１の回転開始直後に前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへの通電を開始してこれらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂにより前記レギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａを全閉として前記第１ターボ過給機３０および第２ターボ過給機４０による過給を開始しており、再始動後のエンジン１の出力トルクを高めて加速性を向上することができる。
【００４９】
ここで、前記ステップＳ７にてエンジン１の回転を検出する具体的方法は前記に限らない。例えば、エンジン回転数が所定値以上となることでエンジン１の回転が開始されたとしてもよい。ただし、前記のように、クランク角センサ１７からパルス信号が出力されたことでエンジン１の回転が開始されたとすれば、エンジン１の微小回転後（本実施形態ででは６℃Ａ）に前記ステップＳ８を実行してレギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａを駆動することができ、より早期に過給を開始することができる。
【００５０】
なお、前記バッテリー６０からの電力を受けて電動式のアクチュエータで駆動される制御弁は前記レギュレートバルブ２４ａ、ウエストゲートバルブ２６ａに限らない。例えば、前記バイパスバルブ２２ａを前記バッテリー６０からの電力を受けて駆動するステッピングモーターにより駆動させてもよい。
【００５１】
この場合には、エンジン１の自動停止後エンジン１の回転開始までの間、このステッピングモーターへの電力供給を停止し、エンジン１の回転開始後、このステッピングモーターによりバイパスバルブ２２ａを閉じ側に制御する。バイパスバルブ２２ａにより前記吸気バイパス通路１５ａが閉じられると、吸気が前記第２コンプレッサ３２に導入されてこの第２コンプレッサ３２により加圧されることでエンジン１の出力は増大し、加速性が高められる。
【００５２】
また、図４に示すように、前記第１タービン３４および第２タービン４４の代わりに、タービン１３４の翼直前の流路面積を変更してこのタービン１３４の翼に導入される排気の流速を変更可能なバルブ１３４ａが設けられたいわゆるＶＧＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ Ｔｕｒｂｏ）を設け、このバルブ１３４ａをステッピングモーター１３４ｂにより駆動するよう構成してもよい。
【００５３】
この場合には、エンジン１の自動停止後エンジン１の回転開始までの間、このステッピングモーター１３４ｂへの電力供給を停止し、エンジン１の回転開始後、このステッピングモーター１３４ｂによりバルブ１３４ａを閉じ側に制御してタービン１３４に流入する排気を絞り流速を増大させる。タービン１３４に流入する排気流速が増大すると、タービン１３４の回転は高められ過給効率が向上する結果エンジン１の出力は増大し、加速性が高められる。
【００５４】
また、前記制御弁を、前記吸気ポート１１に設けられてシリンダー３内に流入する吸気にスワールを付与するためのＳＣＶ（Ｓｗｉｒｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖａｌｖｅ）等としてもよい。
【００５５】
また、前記レギュレートバルブ２４ａ等を駆動する具体的手段は前記ステッピングモーター２４ｂに限らず、前記バッテリー６０からの電力を受けてこのレギュレートバルブ２４ａ等を駆動するものであればよい。
【００５６】
また、前記エンジン１は、ディーゼルエンジンに限らず、火花点火式エンジンでもよい。この場合には、前記エンジン１の再始動時において、エンジン１の自動停止時に膨張行程にあったシリンダー３内から燃焼を開始させるようするのが好ましい。
【符号の説明】
【００５７】
１ エンジン
１５ 吸気通路
１６ 排気通路
１７ クランク角センサ
２４ａ レギュレートバルブ（制御弁）
２４ｂ ステッピングモーター（制御弁駆動手段）
２６ａ ウエストゲートバルブ（制御弁）
２６ｂ ステッピングモーター（制御弁駆動手段）
３０ 第１ターボ過給機（ターボ過給機）
３２ 第１コンプレッサ（コンプレッサ）
３４ 第１タービン（タービン）
４０ 第２ターボ過給機（ターボ過給機）
４２ 第２コンプレッサ（コンプレッサ）
４４ 第２タービン（タービン）
５０ スタータモーター（電動モーター）
６０ バッテリー（電力供給手段）
９０ ＥＣＵ
１００ エンジンの制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、その後、自動的にエンジンを再始動させるエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンを自動で停止、再始動させるいわゆるアイドルストップ制御を実施するエンジンの制御装置が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、アイドル時にエンジンを一旦自動的に停止させ、その後の発進操作等の条件成立時にエンジンを再始動させる装置が開示されている。この装置では、再始動モードの一つとして、スターターでアシストしつつ膨張行程気筒での燃焼及びその次の圧縮行程気筒での燃焼によりエンジンを再始動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−００４９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のようなエンジンの自動停止および再始動は、交差点での停止、再始動等のようにエンジンの停止後、比較的早期に車両を発進させる状況で実施されることが多い。そのため、このようにエンジンの自動停止および再始動が行われる装置では、より高い始動性と再始動後のより高い加速性とが求められている。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、始動性および加速性をより高めることのできるエンジンエンジンの制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに当該エンジンを自動停止させるとともに、予め設定されたエンジンの再始動条件が成立したときに電動モーターを用いてエンジンを再始動させるエンジンの制御装置において、エンジンに連設される吸気通路と排気通路の少なくとも一方に設けられて当該通路内のガスの流通状態を変更可能な制御弁と、電力の供給を受けて前記制御弁を駆動する制御弁駆動手段と、前記電動モーターと前記制御弁駆動手段に電力を供給する電力供給手段とを備え、前記電力供給手段は、前記エンジンの自動停止後前記エンジンの再始動条件が成立して前記電動モーターが稼動されることで前記エンジンの回転が再開するまでの間は、前記制御弁駆動手段への電力の供給を停止して、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記制御弁駆動手段への電力の供給を開始し、前記制御弁駆動手段は、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記電力の供給を受けることで前記制御弁を前記エンジンの出力トルクが増大する方向に駆動することを特徴とするエンジンの制御装置を提供する（請求項１）。
【０００８】
この装置によれば、エンジンの自動停止後エンジンの回転が再び開始するまでの間、前記制御弁駆動手段への電力供給が停止されて再始動時にこの制御弁駆動手段での電力消費が回避されており、前記電力供給手段から前記電動モーターに供給される電力を確保することができ、この電動モーターによりエンジンの再始動をより確実に行うことができる。しかも、前記エンジンの再始動条件が成立して前記電動モーターの稼動に伴いエンジンの回転が再開した直後に前記制御弁駆動手段により前記制御弁が前記エンジンの出力トルクが増大するように駆動されており、再始動後のエンジンの出力トルクを高めて加速性を向上することができる。
【０００９】
本発明において、前記排気通路に設けられて当該排気通路を通過する排気で駆動されるタービンと、前記吸気通路に設けられて前記タービンの駆動力によって当該吸気通路を通過する吸気を昇圧するコンプレッサとを有するターボ過給機を備え、前記排気通路は、前記タービンの上流と下流とを連通して当該タービンをバイパスするバイパス通路を有し、前記制御弁駆動手段は、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記制御弁を前記バイパス通路の流路面積を減少させる方向に駆動するのが好ましい（請求項２）。
【００１０】
この構成では、エンジンの再始動時において前記エンジンの回転再開直後に前記バイパス通路の流路面積が減少することで前記タービンに流入する排気量が増大するため、エンジンの回転再開後すなわち再始動後のエンジンの出力が高められる。
【００１１】
また、本発明において、前記排気通路に設けられて当該排気通路を通過する排気で駆動されるタービンと、前記吸気通路に設けられて前記タービンの駆動力によって当該吸気通路を通過する吸気を昇圧するコンプレッサとを有するターボ過給機を備え、前記制御弁は、前記排気通路のうち前記タービンの上流に設けられて、当該タービン上流の排気通路の流路面積を変更可能であり、前記制御弁駆動手段は、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記制御弁を前記タービン上流の排気通路の流路面積を減少させる方向に駆動するのが好ましい（請求項３）。
【００１２】
この構成では、エンジンの再始動時において前記エンジンの回転再開直後に前記タービン上流の排気通路の流路面積が減少することでタービンに流入する排気の流速が高められるため、エンジンの回転再開後すなわち再始動後のエンジンの出力が高められる。
【００１３】
前記構成において、前記制御弁を付勢する付勢手段を有し、前記制御弁は、前記電力供給手段により前記制御弁駆動手段に電力が供給されていない状態では前記付勢手段の付勢力により当該制御弁による変更が可能な前記流路面積が最大となる位置に配置されるとともに、前記制御弁駆動手段に電力が供給された状態では当該制御弁駆動手段により前記電力の供給に伴って前記付勢手段の付勢力に抗して前記流路面積を減少させる方向に駆動されることが好ましい（請求項４）。
【００１４】
このようにすれば、付勢手段により制御弁を付勢するという簡単な構成で、前記制御弁駆動手段に電力が供給されていない状態において、前記バイパス通路あるいはタービン上流の排気通路の流路面積を最大として排気抵抗を小さくし、これによりエンジンを容易に再始動させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、電動モーターへ供給される電力を確保してエンジンの始動性を高めることができるとともに、再始動後の加速性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置の制御手順を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の他の実施形態に係るエンジンの制御装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係るエンジンの制御装置の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は前記エンジンの制御装置１００の概略構成図である。このエンジンの制御装置１００は、エンジン１と、第１ターボ過給機（ターボ過給機）３０と、第２ターボ過給機（ターボ過給機）４０と、スタータモーター（電動モーター）５０と、バッテリー（電力供給手段）６０と、ＥＣＵ９０と、各種制御弁２４ａ，２６ａを有している。
【００１９】
前記エンジン１は、シリンダーブロック２ａとその上に載置されるシリンダーヘッド２ｂとを備えている。このシリンダーブロック２ａとシリンダーヘッド２ｂとの内部には、ピストン４が嵌挿された複数のシリンダー３が形成されている。シリンダーブロック２ａには、ピストン４に連結されたクランクシャフト６が支持されている。各ピストン４の上方にはシリンダーヘッド２ｂとの間でそれぞれ燃焼室５が区画されている。シリンダーヘッド２ｂには、各燃焼室５に連通する吸気ポート９と排気ポート１０とが形成されている。また、前記シリンダーヘッド２ｂには、吸気ポート９および排気ポート１０をそれぞれ燃焼室５から遮断するための吸気バルブ１１および排気バルブ１２と、燃焼室５に燃料を噴射するためのインジェクタ７とが取り付けられている。本実施形態では、エンジン１はディーゼルエンジンであって、前記インジェクタ７から噴射された燃料が燃焼室５で自着火することによりエンジン１が駆動される。
【００２０】
また、前記エンジン１には、エンジン１の回転数を検出するためのクランク角センサ１７が設けられている。このクランク角センサ１７は、複数の歯を有しクランクシャフト６と一体に回転するローター１８の前記歯の通過に伴って信号を出力するものであり、クランクシャフト６が所定量回転する毎に信号を出力する。本実施形態では、前記ローター１８は６°刻みの歯を５４歯有しており、クランクシャフト６が６℃Ａ回転する毎にパルス信号が出力される。このクランク角センサ１７から出力された検出信号は前記ＥＣＵ９０に入力される。
【００２１】
前記吸気ポート９には、吸気通路１５が連結されており、この吸気通路１５および吸気ポート９を通って燃焼室５内に吸気が導入される。前記排気ポート１０には排気通路１６が連結されており、この排気通路１６および排気ポート１０を通って燃焼室５から大気中に排気が導出される。
【００２２】
前記第１ターボ過給機３０は、吸気通路１５に設けられた第１コンプレッサ３２と排気通路１６に設けられた第１タービン３４とを有しており、第１タービン３４が排気を受けて回転することにより第１コンプレッサ３２が回転し、これにより吸気を加圧する。
【００２３】
同様に、前記第２ターボ過給機４０は、吸気通路１５に設けられた第２コンプレッサ４２と排気通路１６に設けられた第２タービン４４とを有しており、第２タービン４４が排気を受けて回転することにより第２コンプレッサ４２が回転し、これにより吸気を加圧する。前記第２コンプレッサ４２は、第１コンプレッサ３２よりも下流側に設けられており、前記第２タービン４４は、第１タービン３４よりも上流側に設けられている。
【００２４】
前記吸気通路１５には、前記第２コンプレッサ４２の上流部分と下流部分とを連結してこの第２コンプレッサ４２をバイパスする吸気バイパス通路１５ａが設けられている。また、排気通路１６には、前記第２タービン４４の上流部分と下流部分とを連結してこの第２タービン４４バイパスする第２排気バイパス通路（バイパス通路）１６ａと、この第２排気バイパス通路１６ａよりも下流側において、前記第１タービン３４の上流部分と下流部分とを連結してこの第１タービン３４をバイパスする第１排気バイパス通路（バイパス通路）１６ｂとが設けられている。
【００２５】
前記吸気バイパス通路１５ａには、バイパスバルブ２２ａが設けられている。このバイパスバルブ２２ａは、前記吸気バイパス通路１５ａを開閉してこの吸気バイパス通路１５ａの流路面積を変更することで、吸気バイパス通路１５ａを通過する吸気量ひいては前記第１コンプレッサ３２に流入する吸気量を変更する。
【００２６】
前記第２排気バイパス通路１６ａには、前記制御弁の一つであるレギュレートバルブ２４ａが設けられている。このレギュレートバルブ２４ａは、前記第２排気バイパス通路１６ａを開閉してこの第２排気バイパス通路１６ａの流路面積を変更することで、第２排気バイパス通路１６ａを通過する排気量を変更する。この排気量の変更に伴い、前記第２タービン４４に流入する排気量すなわち第２タービン４４の回転力ひいては前記第２コンプレッサ４２の回転力が変更され吸気の過給圧が変更される。
【００２７】
前記第２排気バイパス通路１６ｂには、前記制御弁の一つであるウエストゲートバルブ２６ａが設けられている。このウエストゲートバルブ２６ａは、前記第２排気バイパス通路１６ｂを開閉してこの第２排気バイパス通路１６ｂの流路面積を変更することで、この第２排気バイパス通路１６ｂを通過する排気量を変更する。この排気量の変更に伴い、前記第１タービン３４に流入する排気量すなわち第１タービン３４の回転力ひいては前記第１コンプレッサ３２の回転力が変更され吸気の過給圧が変更される。
【００２８】
前記バイパスバルブ２２ａは、負圧式バルブアクチュエータ２２ｂにより駆動される。この負圧式バルブアクチュエータ２２ｂは、エンジン１の回転とともに回転して負圧を生成する吸引ポンプ７０からの負圧供給を受けて前記バイパスバルブ２２ａを駆動する。このバイパスバルブ２２ａは、スプリング（不図示）により開き側に付勢されており、負圧式バルブアクチュエータ２２ｂは、このスプリングの付勢力に抗してバイパスバルブ２２ａを閉じ側に駆動する。すなわち、このバイパスバルブ２２ａは、負圧式バルブアクチュエータ２２ｂに設けられた負圧室が大気圧とされることで前記スプリングの付勢力により全開位置すなわち前記吸気バイパス通路１５ａの流路面積が最大となる位置に配置される一方、前記負圧室の負圧が大きくなるのに伴って前記流路面積を小さくする側に駆動される。このように、バイパスバルブ２２ａは、負圧式バルブアクチュエータ２２ｂにより駆動されていない状態では全開となるいわゆるノーマリーオープンタイプのバルブである。
【００２９】
一方、前記レギュレートバルブ２４ａとウエストゲートバルブ２６ａとは、いずれもステッピングモーター（制御弁駆動手段）２４ｂ，２６ｂにより駆動される。これらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂは、それぞれ前記ＥＣＵ９０を介して前記バッテリー６０から電力を受けることで前記レギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａをそれぞれ駆動する。
【００３０】
これらレギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａは、それぞれスプリング（不図示）により開き側に付勢されており、前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂは、これらスプリングの付勢力に抗してレギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａをそれぞれ閉じ側に駆動する。すなわち、これらバルブ２４ａ，２６ａは、各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂに電力が供給されていない状態では前記スプリングの付勢力により全開位置すなわち前記第１排気バイパス通路１６ａおよび第２排気バイパス通路１６ｂの流路面積が最大となる位置に配置される一方、各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂが電力供給を受けて稼動することでこれらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂにより前記流路面積を小さくする側に駆動される。
【００３１】
前記のように、レギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａは、いずれもステッピングモーター２４ｂ，２６ｂにより駆動されていない状態では全開となるいわゆるノーマリーオープンタイプのバルブである。従って、このステッピングモーター２４ｂ，２６ｂにより駆動されていない状態では、前記第１排気バイパス通路１６ａ、第２排気バイパス通路１６ｂのいずれもが開放されるため、シリンダー３から排出された排気は、抵抗の大きい前記第１タービン３４および第２タービン４４を通ることなくこれら排気バイパス通路１６ａ，１６ｂを通って大気中に流出することができる。そのため、これらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂの故障等により各バルブ２４ａ，２６ａが駆動されない場合においてもエンジン１は容易に駆動される。
【００３２】
なお、前記バイパスバルブ２２ａ，レギュレートバルブ２４ａ，ウエストゲートバルブ２６ａの開度は、前記負圧式バルブアクチュエータ２２ｂ、各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂが稼動可能状態においては運転条件に応じて適宜変更される。
【００３３】
前記スタータモーター５０は、エンジン１を始動するためのものである。このスタータモーター５０は、モーター５０ａとピニオンギア５０ｂとを有している。ピニオンギア５０ｂは、モーター５０ａの出力軸上にて相対回転不能な状態で往復移動する。また、クランクシャフト６には、図略のフライホイールと、このフライホイールに固定されたリングギア６ａが、回転中心に対して同心に設けられている。そして、このスタータモーター５０を用いてエンジンを再始動する場合には、前記ピニオンギア５０ｂが所定の噛合位置に移動して、前記フライホイールに固定されたリングギア６ａに噛合することにより、クランクシャフト６が回転駆動されるようになっている。
【００３４】
前記バッテリー６０は、種々の機器に電力を供給するためのものである。本エンジンの制御装置１００では、同一のバッテリー６０から前記スタータモーター５０、前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂおよびＥＣＵ９０に電力が供給されている。
【００３５】
前記ＥＣＵ９０は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行するためのＣＰＵと、ＲＡＭやＲＯＭからなりプログラム及びデータを格納するメモリと、各種信号の入出力を行なうＩ／Ｏバスとを備えている。このＥＣＵ９０は、前記Ｉ／Ｏバスを介して前記クランク角センサ１７等からの検出信号を受け、この検出信号に基づき種々の演算をおこなうとともに、前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂ、前記スタータモーター５０および前記インジェクタ７等の各アクチュエータを制御するためのものである。このＥＣＵ９０は、前記バッテリー６０からの電力供給を受けて作動し、前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂおよびスタータモーター５０等にはこのＥＣＵ９０を介してバッテリー６０からの電力が供給される。
【００３６】
このＥＣＵ９０による本エンジンの制御装置１００の制御手順を、図２のフローチャートおよび図３のタイミングチャートを用いて説明する。
【００３７】
まず、ステップＳ１にて、イグニッションキーの操作によらずにエンジン１を自動停止させるエンジン１の自動停止条件が成立したかどうかを判定する。例えば、車速が所定値（例えば０）以下である、ブレーキペダル操作がなされている、バッテリー６０の電圧が所定値以上である等の場合に、自動停止条件が成立したと判定される。
【００３８】
このステップＳ１での判定がＮＯすなわち自動停止条件が成立していない場合は、ステップＳ１を繰り返す。一方、このステップＳ１での判定がＹＥＳすなわち自動停止条件が成立した場合は、ステップＳ２にて、エンジン１を自動停止させるアイドルストップ制御を実施する。具体的には、インジェクタ７による燃料噴射を停止して、エンジン１を自動停止させる。燃料噴射が停止されることでエンジン１はしばらく後に停止する。また、インジェクタ７による燃料噴射停止とともに、次の再始動に備えて、エンジン１の停止位置を所定の位置に制御する。本実施形態では、圧縮行程にあるピストン４が下死点に近い位置で停止すようにエンジン１への負荷の変更等を行う。
【００３９】
次に、ステップＳ３にて、エンジン１が停止しているかどうかを判定する。具体的には、エンジン１の回転数が０以下であるかどうかを判定する。ステップＳ３での判定がＹＥＳすなわちエンジン１が停止したと判定されると、ステップＳ４に進む。この判定がＮＯの場合はステップＳ３を繰り返す。
【００４０】
ここで、イグニッションキーがオフ操作されることでエンジン１を停止させた場合と異なり、この自動停止中、前記ＥＣＵ９０はバッテリー６０からの電力を受けて作動しており、このＥＣＵ９０を介して前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへの通電は可能である。しかしながら、本エンジンの制御装置１００では、後述するように、自動停止後に実施される再始動時にこれらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへの通電が行われることで始動性が悪化するのを回避するべく、ステップＳ４において、前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへの通電を停止する。
【００４１】
前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへの通電が停止されこれらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂによる駆動力を失った前記レギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａは、前記スプリングの付勢力により全開となる。
【００４２】
次に、ステップＳ５にて、エンジンの再始動条件が成立したかどうかを判定する。例えば、アクセルペダルの踏み込み量が所定値以上であれば、このエンジンの再始動条件が成立したと判定される。この判定がＮＯの場合はステップＳ５を繰り返し、この判定がＹＥＳとなるとステップＳ６に進む。
【００４３】
ステップＳ６では、エンジン１を再始動させる再始動制御を実施する（図３の時刻ｔ１）。すなわち、スタータモーター５０を駆動してクランクシャフト６を強制回転させるとともに、インジェクタ７による燃料噴射を開始する。本実施形態では、エンジン１の自動停止時に圧縮行程で停止したシリンダー３内に燃料を噴射する。前述のように、この圧縮行程で停止したシリンダー３内のピストン４は下死点近傍に位置している。そのため、スタータモーター５０によるクランクシャフト６の強制回転に伴いシリンダー３内の空気は十分に圧縮され、このシリンダー３内にて燃料は確実に自着火し、エンジン１は再始動する。前記クランクシャフト６の回転に伴い、前記クランク角センサ１７からはパルス信号が出力される。
【００４４】
このエンジン１の再始動制御が実施されるステップＳ６では、前記ステップＳ４において各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへのバッテリー６０からの通電は停止されたままであり、これらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂによるバッテリー６０の電力消費は行われていない。そのため、このステップＳ６において、スタータモーター５０には十分な電力が供給され、スタータモーター５０によって確実にエンジン１が再始動される。特に、スタータモーター５０の駆動初期は、図３に示すように、その突入電流として非常に高い電流が必要になるが、この突入電流を確保することができる。また、このスタータモーター５０での高い電力消費に加えてステッピングモーター２４ｂ，２６ｂでの電力消費によってバッテリー６０の電圧降下が大きくなりＥＣＵ９０の作動等に影響を及ぼすのを回避することができる。
【００４５】
一方、再始動後の加速性能を高めるためには、エンジン１の出力トルクを高めるべく、前記レギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａを早期に閉じて第１ターボ過給機３０および第２ターボ過給機４０が早期に過給を行うことが望ましい。ここで、前記スタータモーター５０が回転を開始した後はこのスタータモーター５０を流れる電流は低下し、スタータモーター５０での消費電力は低下する。そこで、本エンジンの制御装置１００では、前記スタータモーター５０が回転を開始して前記電流が低下した直後に前記レギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａを全閉とする。具体的には、スタータモーター５０の回転に伴ってクランクシャフト６が回転を開始した直後にこれらバルブ２４ａ，２６ａを全閉とするよう前記各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂの通電を開始する。
【００４６】
すなわち、ステップＳ７にて、エンジン１すなわちクランクシャフト６の回転が開始したかどうかを判定する。本実施形態では、前記クランク角センサ１７からパルス信号が出力されたことによりエンジン１の回転が開始されたと判定する。より詳細には、このクランク角センサ１７のパルス信号が立ち上がる、あるいは、立ち下がることにより、エンジン１の回転が開始されたと判定する。この判定がＮＯの場合はステップＳ７を繰り返す。一方、この判定がＹＥＳであり、エンジン１の回転が開始すると（図３の時刻ｔ２）、ステップＳ８に進み、前記各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへの電力供給を開始する。
【００４７】
前記各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂは電力の供給を受けて、前記レギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａを全閉とする。これにより、第１ターボ過給機３０および第２ターボ過給機４０が過給を開始する。
【００４８】
以上のように、本エンジンの制御装置１００によれば、エンジン１の自動停止後エンジン１の回転が開始するまでの間、各ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへの通電が停止されており、再始動時にこれらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂによる電力消費が回避されてスタータモーター５０への電力を確保することができ、エンジン１の再始動を確実に行うことができる。そして、エンジン１の回転開始直後に前記ステッピングモーター２４ｂ，２６ｂへの通電を開始してこれらステッピングモーター２４ｂ，２６ｂにより前記レギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａを全閉として前記第１ターボ過給機３０および第２ターボ過給機４０による過給を開始しており、再始動後のエンジン１の出力トルクを高めて加速性を向上することができる。
【００４９】
ここで、前記ステップＳ７にてエンジン１の回転を検出する具体的方法は前記に限らない。例えば、エンジン回転数が所定値以上となることでエンジン１の回転が開始されたとしてもよい。ただし、前記のように、クランク角センサ１７からパルス信号が出力されたことでエンジン１の回転が開始されたとすれば、エンジン１の微小回転後（本実施形態ででは６℃Ａ）に前記ステップＳ８を実行してレギュレートバルブ２４ａおよびウエストゲートバルブ２６ａを駆動することができ、より早期に過給を開始することができる。
【００５０】
なお、前記バッテリー６０からの電力を受けて電動式のアクチュエータで駆動される制御弁は前記レギュレートバルブ２４ａ、ウエストゲートバルブ２６ａに限らない。例えば、前記バイパスバルブ２２ａを前記バッテリー６０からの電力を受けて駆動するステッピングモーターにより駆動させてもよい。
【００５１】
この場合には、エンジン１の自動停止後エンジン１の回転開始までの間、このステッピングモーターへの電力供給を停止し、エンジン１の回転開始後、このステッピングモーターによりバイパスバルブ２２ａを閉じ側に制御する。バイパスバルブ２２ａにより前記吸気バイパス通路１５ａが閉じられると、吸気が前記第２コンプレッサ３２に導入されてこの第２コンプレッサ３２により加圧されることでエンジン１の出力は増大し、加速性が高められる。
【００５２】
また、図４に示すように、前記第１タービン３４および第２タービン４４の代わりに、タービン１３４の翼直前の流路面積を変更してこのタービン１３４の翼に導入される排気の流速を変更可能なバルブ１３４ａが設けられたいわゆるＶＧＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ Ｔｕｒｂｏ）を設け、このバルブ１３４ａをステッピングモーター１３４ｂにより駆動するよう構成してもよい。
【００５３】
この場合には、エンジン１の自動停止後エンジン１の回転開始までの間、このステッピングモーター１３４ｂへの電力供給を停止し、エンジン１の回転開始後、このステッピングモーター１３４ｂによりバルブ１３４ａを閉じ側に制御してタービン１３４に流入する排気を絞り流速を増大させる。タービン１３４に流入する排気流速が増大すると、タービン１３４の回転は高められ過給効率が向上する結果エンジン１の出力は増大し、加速性が高められる。
【００５４】
また、前記制御弁を、前記吸気ポート１１に設けられてシリンダー３内に流入する吸気にスワールを付与するためのＳＣＶ（Ｓｗｉｒｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖａｌｖｅ）等としてもよい。
【００５５】
また、前記レギュレートバルブ２４ａ等を駆動する具体的手段は前記ステッピングモーター２４ｂに限らず、前記バッテリー６０からの電力を受けてこのレギュレートバルブ２４ａ等を駆動するものであればよい。
【００５６】
また、前記エンジン１は、ディーゼルエンジンに限らず、火花点火式エンジンでもよい。この場合には、前記エンジン１の再始動時において、エンジン１の自動停止時に膨張行程にあったシリンダー３内から燃焼を開始させるようするのが好ましい。
【符号の説明】
【００５７】
１ エンジン
１５ 吸気通路
１６ 排気通路
１７ クランク角センサ
２４ａ レギュレートバルブ（制御弁）
２４ｂ ステッピングモーター（制御弁駆動手段）
２６ａ ウエストゲートバルブ（制御弁）
２６ｂ ステッピングモーター（制御弁駆動手段）
３０ 第１ターボ過給機（ターボ過給機）
３２ 第１コンプレッサ（コンプレッサ）
３４ 第１タービン（タービン）
４０ 第２ターボ過給機（ターボ過給機）
４２ 第２コンプレッサ（コンプレッサ）
４４ 第２タービン（タービン）
５０ スタータモーター（電動モーター）
６０ バッテリー（電力供給手段）
９０ ＥＣＵ
１００ エンジンの制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに当該エンジンを自動停止させるとともに、予め設定されたエンジンの再始動条件が成立したときに電動モーターを用いてエンジンを再始動させるエンジンの制御装置において、
エンジンに連設される吸気通路と排気通路の少なくとも一方に設けられて当該通路内のガスの流通状態を変更可能な制御弁と、
電力の供給を受けて前記制御弁を駆動する制御弁駆動手段と、
前記電動モーターと前記制御弁駆動手段に電力を供給する電力供給手段とを備え、
前記電力供給手段は、前記エンジンの自動停止後前記エンジンの再始動条件が成立して前記電動モーターが稼動されることで前記エンジンの回転が再開するまでの間は、前記制御弁駆動手段への電力の供給を停止して、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記制御弁駆動手段への電力の供給を開始し、
前記制御弁駆動手段は、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記電力の供給を受けることで前記制御弁を前記エンジンの出力トルクが増大する方向に駆動することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの制御装置において、
前記排気通路に設けられて当該排気通路を通過する排気で駆動されるタービンと、前記吸気通路に設けられて前記タービンの駆動力によって当該吸気通路を通過する吸気を昇圧するコンプレッサとを有するターボ過給機を備え、
前記排気通路は、前記タービンの上流と下流とを連通して当該タービンをバイパスするバイパス通路を有し、
前記制御弁は、前記バイパス通路に設けられて、当該バイパス通路の流路面積を変更可能であり、
前記制御弁駆動手段は、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記制御弁を前記バイパス通路の流路面積を減少させる方向に駆動することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエンジンの制御装置において、
前記排気通路に設けられて当該排気通路を通過する排気で駆動されるタービンと、前記吸気通路に設けられて前記タービンの駆動力によって当該吸気通路を通過する吸気を昇圧するコンプレッサとを有するターボ過給機を備え、
前記制御弁は、前記排気通路のうち前記タービンの上流に設けられて、当該タービン上流の排気通路の流路面積を変更可能であり、
前記制御弁駆動手段は、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記制御弁を前記タービン上流の排気通路の流路面積を減少させる方向に駆動することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載のエンジンの制御装置において、
前記制御弁を付勢する付勢手段を有し、
前記制御弁は、前記電力供給手段により前記制御弁駆動手段に電力が供給されていない状態では前記付勢手段の付勢力により当該制御弁による変更が可能な前記流路面積が最大となる位置に配置されるとともに、前記制御弁駆動手段に電力が供給された状態では当該制御弁駆動手段によって前記電力の供給に伴って前記付勢手段の付勢力に抗して前記流路面積を減少させる方向に駆動されることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１】
予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに当該エンジンを自動停止させるとともに、予め設定されたエンジンの再始動条件が成立したときに電動モーターを用いてエンジンを再始動させるエンジンの制御装置において、
エンジンに連設される吸気通路と排気通路の少なくとも一方に設けられて当該通路内のガスの流通状態を変更可能な制御弁と、
電力の供給を受けて前記制御弁を駆動する制御弁駆動手段と、
前記電動モーターと前記制御弁駆動手段に電力を供給する電力供給手段とを備え、
前記電力供給手段は、前記エンジンの自動停止後前記エンジンの再始動条件が成立して前記電動モーターが稼動されることで前記エンジンの回転が再開するまでの間は、前記制御弁駆動手段への電力の供給を停止して、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記制御弁駆動手段への電力の供給を開始し、
前記制御弁駆動手段は、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記電力の供給を受けることで前記制御弁を前記エンジンの出力トルクが増大する方向に駆動することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの制御装置において、
前記排気通路に設けられて当該排気通路を通過する排気で駆動されるタービンと、前記吸気通路に設けられて前記タービンの駆動力によって当該吸気通路を通過する吸気を昇圧するコンプレッサとを有するターボ過給機を備え、
前記排気通路は、前記タービンの上流と下流とを連通して当該タービンをバイパスするバイパス通路を有し、
前記制御弁は、前記バイパス通路に設けられて、当該バイパス通路の流路面積を変更可能であり、
前記制御弁駆動手段は、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記制御弁を前記バイパス通路の流路面積を減少させる方向に駆動することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエンジンの制御装置において、
前記排気通路に設けられて当該排気通路を通過する排気で駆動されるタービンと、前記吸気通路に設けられて前記タービンの駆動力によって当該吸気通路を通過する吸気を昇圧するコンプレッサとを有するターボ過給機を備え、
前記制御弁は、前記排気通路のうち前記タービンの上流に設けられて、当該タービン上流の排気通路の流路面積を変更可能であり、
前記制御弁駆動手段は、前記エンジンの回転が再開するのに伴い、前記制御弁を前記タービン上流の排気通路の流路面積を減少させる方向に駆動することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載のエンジンの制御装置において、
前記制御弁を付勢する付勢手段を有し、
前記制御弁は、前記電力供給手段により前記制御弁駆動手段に電力が供給されていない状態では前記付勢手段の付勢力により当該制御弁による変更が可能な前記流路面積が最大となる位置に配置されるとともに、前記制御弁駆動手段に電力が供給された状態では当該制御弁駆動手段によって前記電力の供給に伴って前記付勢手段の付勢力に抗して前記流路面積を減少させる方向に駆動されることを特徴とするエンジンの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１４４６８４（Ｐ２０１１−１４４６８４Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３５７０（Ｐ２０１０−３５７０）
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]