排気駆動式過給機の冷却装置及びこれを具備する内燃機関の制御装置
【課題】車載内燃機関に搭載される排気駆動式過給機の過度な温度上昇を抑制しつつ、自動停止処理の実行頻度を確保して燃費の低減を図ることのできる排気駆動式過給機の冷却装置及びこれを具備する内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】車載内燃機関に冷却水を供給する冷却水ポンプとして電動式のポンプを採用し、この電動ポンプから過給機に対しても冷却水を供給する。電子制御装置は、自動停止条件が成立して（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、自動停止処理が開始される際に、冷却水温ＴＨＷの温度が所定温度ＴＨＷｐ以上であり、過給機の温度が高いと判断したときには（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、電動ポンプを作動状態にする一方、冷却水温ＴＨＷの温度が所定温度ＴＨＷｐ未満であり、過給機の温度が低いと判断したときには（ステップＳ１２０：ＮＯ）、電動ポンプの作動を停止する。
【解決手段】車載内燃機関に冷却水を供給する冷却水ポンプとして電動式のポンプを採用し、この電動ポンプから過給機に対しても冷却水を供給する。電子制御装置は、自動停止条件が成立して（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、自動停止処理が開始される際に、冷却水温ＴＨＷの温度が所定温度ＴＨＷｐ以上であり、過給機の温度が高いと判断したときには（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、電動ポンプを作動状態にする一方、冷却水温ＴＨＷの温度が所定温度ＴＨＷｐ未満であり、過給機の温度が低いと判断したときには（ステップＳ１２０：ＮＯ）、電動ポンプの作動を停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動停止条件が成立したときに機関運転を自動的に停止させる車載内燃機関に設けられた排気駆動式過給機をポンプから供給される冷却液によって冷却する排気駆動式過給機の冷却装置及びこれを具備する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃費の低減を図るべく、車両に搭載された内燃機関の運転を自動的に停止させる内燃機関が知られている（例えば特許文献１）。こうした内燃機関では、所定の自動停止条件が成立したときに機関運転を自動的に停止する自動停止処理が実行され、その後、自動停止条件が不成立となった場合やこれとは別の自動始動条件が成立した場合には機関運転が自動的に再開される。
【０００３】
また、こうした自動停止処理が実行される内燃機関も含め、排気駆動式の過給機を搭載してこの過給作用により吸気効率を高めるようにした内燃機関が知られている。ここで、過給機が過度に温度上昇すると、その回転軸の支持部分における焼き付き等を招くため望ましくない。このため、こうした過給機を搭載する内燃機関にあっては、その冷却水や同内燃機関の潤滑や冷却に供されるオイルをポンプから過給機に供給することにより、過給機、特にその回転軸の支持部分における過度な温度上昇を抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８７９４１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したような冷却水やオイルといった冷却液を供給するためのポンプはいずれも、内燃機関の出力軸に連結され同出力軸の回転に伴って駆動されている。このため、自動停止処理により機関運転が一時的に中断されてその出力軸の回転が停止すると、これらポンプも停止状態となり過給機に対する冷却液の供給が停止される。したがって、このように自動停止処理を実行する内燃機関においては、その自動停止処理の実行に伴う過給機の温度上昇についての配慮が不可欠なものとなる。近年では過給機の構成部品について耐熱性の向上が図られているとはいえ、こうした自動停止処理が短期間の間に頻繁に実行されてその度に過給機に対する冷却液の供給が停止されると、過給機の過度な温度上昇、具体的には内燃機関の停止に伴って最も高温となっているタービンホイールから回転軸の支持部分に熱が伝達されて同支持部分が過度に温度上昇することによる焼き付きが避けられないものとなる。
【０００６】
そこで、上記特許文献１に記載の装置では、過給機が高温である場合には自動停止条件が成立しても自動停止処理の実行を禁止して機関運転を継続させるようにしている。これにより自動停止処理の実行に伴う過給機の過度な温度上昇を抑制するようにしている。しかしながら、その一方で過給機の温度状況によって自動停止処理の実行が制限されることになるため、その分だけ燃費低減の効果が得られないこととなる。すなわち、従来の技術にあっては、過給機の過度な温度上昇を抑制する点及び自動停止処理の実行頻度を確保する点について改善の余地を残すものとなっていた。
【０００７】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものでありその目的は、車載内燃機関に搭載される排気駆動式過給機の過度な温度上昇を抑制しつつ、自動停止処理の実行頻度を確保して燃費の低減を図ることのできる排気駆動式過給機の冷却装置及びこれを具備する内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、自動停止条件が成立したときに機関運転を自動的に停止させる自動停止処理を実行する車載内燃機関に設けられた排気駆動式過給機をポンプから供給される冷却液によって冷却する排気駆動式過給機の冷却装置において、前記ポンプを車載内燃機関とは別の駆動源によって駆動される独立駆動式のポンプとし、排気駆動式過給機の温度を監視する温度監視手段と、前記自動停止処理の開始に際して前記監視される排気駆動式過給機の温度が相対的に高いときには低いときと比較して排気駆動式過給機に供給される冷却液の量が多くなるように前記ポンプの作動状態を制御する制御手段とを備えることをその要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、自動停止処理の開始に際して、排気駆動式過給機の温度が相対的に高いときには低いときと比較してポンプから排気駆動式過給機に供給される冷却液の量が多くなるため、その回転軸の支持部位における焼き付き等を招く排気駆動式過給機の過度な温度上昇を抑制することができる。したがって、こうした排気駆動式過給機の過度な温度上昇を抑制しつつ、自動停止処理の実行頻度を確保して燃費の低減を図ることができるようになる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排気駆動式過給機の冷却装置において、前記制御手段は、前記自動停止処理の開始に際して前記監視される排気駆動式過給機の温度が所定温度以上であることを条件に前記ポンプを作動して排気駆動式過給機に冷却液を供給する一方、同排気駆動式過給機の温度が前記所定温度未満であることを条件に前記ポンプの作動を停止して排気駆動式過給機に対する冷却液の供給を停止することをその要旨とする。
【００１１】
上記構成では、自動停止処理の開始に際して排気駆動式過給機の温度が所定温度未満である、すなわち、上述したような過度な温度上昇が排気駆動式過給機に発生しない程度に低温であるときにはポンプの作動を停止させるようにしている。このため、不必要なポンプの駆動に伴うエネルギ損失の増大を回避して更なる燃費の低減を図ることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の排気駆動式過給機の冷却装置において、前記制御手段は、前記自動停止処理の実行中において前記監視される排気駆動式過給機の温度が低下して前記所定温度未満となったときに前記ポンプの作動を停止することをその要旨とする。
【００１３】
上記構成では、自動停止処理の開始に際して排気駆動式過給機の温度が所定温度以上であるため、自動停止処理の開始時にポンプを作動状態とした場合であっても、その後に排気駆動式過給機の温度が低下して所定温度未満となったときにはポンプの作動を停止して排気駆動式過給機に対する冷却液の供給を停止するようにしている。このため、ポンプの停止後はこれを駆動することに伴うエネルギ損失が発生せず、燃費の更なる低減を図ることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置において、前記温度監視手段は、前記ポンプから排気駆動式過給機に供給される冷却液の温度を検出し、同冷却液の温度に基づいて排気駆動式過給機の温度を監視することをその要旨とする。
【００１５】
ポンプから排気駆動式過給機に供給された冷却液は排気駆動式過給機との熱交換により温度が変化するため、その温度は排気駆動式過給機の温度と相関を有して変化する。したがって、上記構成によれば、ポンプから排気駆動式過給機に供給される冷却液の温度に基づいて排気駆動式過給機の温度を監視することができる。
【００１６】
また、温度監視手段としては、請求項５に記載の構成によるように、ポンプから排気駆動式過給機に供給され、同排気駆動式過給機から排出された直後の冷却液の温度を検出し、同冷却液の温度に基づいて排気駆動式過給機の温度を監視するといった構成を採用することもできる。こうした構成によれば、排気駆動式過給機から排出された直後の冷却水の温度が検出されるため、排気駆動式過給機の温度とより相関の高い値として冷却水の温度を検出することができる。したがって、排気駆動式過給機の温度をより正確に監視することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置において、前記ポンプは前記車載内燃機関を冷却液による冷却対象として排気駆動式過給機と併せ前記車載内燃機関にも冷却液を供給するものであり、前記ポンプから前記車載内燃機関及び排気駆動式過給機に供給される冷却液の供給流路に設けられて同供給流路における冷却液の流通状態を切り替える流路切替弁を更に備え、前記制御手段は前記自動停止処理の実行中は前記車載内燃機関及び排気駆動式過給機のうち同排気駆動式過給機に対してのみ前記ポンプから冷却液が供給されるように前記流路切替弁を制御することをその要旨とする。
【００１８】
上記構成によれば、車載内燃機関に冷却液を供給するポンプを併用し、同ポンプを通じて排気駆動式過給機にも冷却液が供給されることとなるため、冷却装置の構成についてその簡略化を図ることができる。また、自動停止処理の実行中は流路切替弁を制御することにより排気駆動式過給機に対してのみポンプから冷却液が供給されるようになるため、車載内燃機関が不必要に冷却されることがなく、更に自動停止処理中におけるポンプの吐出量を抑えることができるため、同ポンプを駆動するためのエネルギを低下させることができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置において、前記ポンプは、車載バッテリをその駆動源とし、冷却液としての冷却水を排気駆動式過給機に供給する電動式冷却水ポンプであることをその要旨とする。
【００２０】
上記構成によれば、電動式ポンプの駆動電力を変更することにより、排気駆動式過給機に供給される冷却水の量を同排気駆動式過給機の温度に即して変更することができる。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置を備える内燃機関の制御装置であって、車載バッテリの電圧が所定電圧以下のときに前記車載内燃機関の前記自動停止処理を禁止する禁止手段を備えることをその要旨とする。
【００２１】
上記構成によれば、自動停止処理中に電動式冷却水ポンプが作動することで車載バッテリの電圧が低下し、自動始動要求時に車載内燃機関の始動装置を駆動できなくなる状況を未然に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態が適用される排気駆動式過給機及び車載内燃機関の構成を示す模式図。
【図２】同実施形態にかかる自動停止処理の実行時における電動ポンプの制御手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の自動停止処理の実行時における冷却水温、電動ポンプの作動状態、機関運動の自動停止の実行態様、過給機の回転軸の温度の推移を示すタイミングチャート。
【図４】他の実施形態についてその機関冷却水温と電動ポンプの吐出量との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る排気駆動式過給機の冷却装置を具体化した一実施形態について図１〜図３を参照して説明する。
図１に本発明の実施形態が適用される排気駆動式過給機及び車載内燃機関、並びにその周辺構成の概略を示す。図１に示すように、車両に搭載される内燃機関１０にはその燃焼室（図示略）に吸入空気を導入する吸気通路１３と、同燃焼室から排気が排出される排気通路１６とが接続されている。この吸気通路１３及び排気通路１６には、その過給作用により吸気効率を高める排気駆動式過給機（以下、単に過給機と称する）２０が接続されている。過給機２０は、タービンホイール２１とコンプレッサホイール２３と、これらホイール２１，２３を連結して回転可能に支持する回転軸２２とを有している。この過給機２０においては、排気通路１６を流れる排気がタービンホイール２１に吹き付けられることによって回転軸２２が回転し、それに伴ってコンプレッサホイール２３が回転する。そして、コンプレッサホイール２３の回転に伴い吸気通路１３内の空気が加圧されて燃焼室に送り込まれる。
【００２４】
また、本実施形態においては、内燃機関１０に冷却水を供給する冷却装置３０や、潤滑や冷却を目的として内燃機関１０にオイルを供給するオイル供給装置４０によって、過給機２０にも冷却液として冷却水やオイルが供給されることにより、上述した回転軸２２の支持部分における焼き付き等の要因となる過度な温度上昇を抑制するようにしている。
【００２５】
冷却装置３０においては、まずラジエータやサーモスタット弁等を含む冷却系３１の冷却水が、車載バッテリ（以下、単にバッテリと称する）６０を駆動源として駆動する電動ポンプ３２によって吸い上げられて供給通路３３に吐出される。この供給通路３３の下流側部分は第１供給通路３４と第２供給通路３５とに分岐しており、供給通路３３の冷却水は第１供給通路３４を通じて内燃機関１０に供給される一方、第２供給通路３５を通じて過給機２０、具体的にはその回転軸２２の支持部分の近傍に形成された冷却路に供給される。尚、第１供給通路３４の途中に供給通路３３から第１供給通路３４及び第２供給通路３５に対する冷却水の流通状態を切り替える流路切替弁３６が設けられている。この流路切替弁３６が開弁状態になると第１供給通路３４、第２供給通路３５を通じて内燃機関１０、過給機２０に冷却水がそれぞれ供給される。一方、流路切替弁３６が閉弁状態になると、第１供給通路３４が閉鎖されるため、内燃機関１０に対する冷却水の供給は停止され、第２供給通路３５を通じて過給機２０にのみ冷却水が供給されるようになる。
【００２６】
こうして内燃機関１０や過給機２０に供給された冷却水は同内燃機関１０内や過給機２０内を流れた後、排出通路３８，３９を介して再び冷却系３１に戻される。そして、冷却系３１に戻された冷却水は、再び電動ポンプ３２によって内燃機関１０及び過給機２０に供給される。なお、これら排出通路３８，３９のうち過給機２０から排出される冷却水が流入する排出通路３９には、過給機２０の近傍に水温センサ５６が取り付けられている。この水温センサ５６によって、過給機２０から排出された直後の冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）が検出される。
【００２７】
一方、オイル供給装置４０においては、タンク４１内に貯留されたオイルがポンプ４２により吸い上げられて供給通路４３に吐出される。この供給通路４３の下流側部分は第１供給通路４４と第２供給通路４５とに分岐しており、供給通路４３のオイルは第１供給通路４４を通じて内燃機関１０に供給される一方、第２供給通路４５を通じて過給機２０にも供給される。このようにして内燃機関１０及び過給機２０に供給されたオイルは、再びタンク４１に戻される。尚、オイル供給装置４０のポンプ４２は内燃機関１０の出力軸（図示略）の回転に伴って駆動される機械駆動式のポンプである。
【００２８】
また、車両には内燃機関１０の各種制御を実行するための電子制御装置５０が搭載されている。電子制御装置５０は、各種制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータが記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部からの信号を入力するための入力ポート及び外部に信号を出力するための出力ポート等を備えている。
【００２９】
電子制御装置５０の入力ポートには、内燃機関１０の運転状態を含む車両の各部の状態を検出するための各種センサが接続されている。各種センサとしては、上記水温センサ５６のほか、例えば運転者によるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ５１、運転者によるブレーキペダルの操作の有無を検出するブレーキスイッチ５２、車両の走行速度（車速）を検出する車速センサ５３等が挙げられる。また、電子制御装置５０の出力ポートには、電動ポンプ３２の駆動回路が接続されている。
【００３０】
また、この電子制御装置５０は、自動停止条件が成立したときに機関運転を自動的に停止させる自動停止処理を実行する。ちなみに、先の自動停止条件としては、例えば（１）内燃機関１０の暖機が完了していること、（２）アクセルペダルの操作量が「０」であること、（３）バッテリ６０の電圧が所定電圧以上であること、（４）ブレーキペダルが操作されている状態にあること、及び（５）車速が「０」であることといった条件が挙げられる。そして、上記各種センサの検出信号に基づいて上記条件（１）〜（５）が全て成立している場合に自動停止条件が成立していると判定する。尚、上記各条件（１）〜（５）は一例であり、その他の条件を加えてもよい。
【００３１】
一方、電子制御装置５０は、内燃機関１０の自動停止中に自動始動条件が成立しているか否かを判定し、自動始動条件が成立している場合には内燃機関１０を自動始動させる。この自動始動に際しては、まずバッテリ６０から始動装置（図示略）に電力が供給されるとともに、同始動装置により内燃機関１０の出力軸が強制的に回転駆動されるのに併せて燃料噴射が開始される。ここで、自動始動条件としては上述した自動停止条件として用いた各条件（１）〜（５）のうち１つでも不成立となった場合に自動始動条件が成立していると判定する。尚、この自動始動条件は一例であり、その他の条件、例えば上述した自動停止条件が不成立となること以外の条件を用いてもよい。
【００３２】
ところで、オイル供給装置４０のポンプ４２は機械駆動式のポンプであるため、自動停止処理の実行中はこのポンプ４２も停止状態となり、過給機２０に対するオイルの供給も停止されることとなる。したがって、こうした自動停止処理の実行に伴って過給機２０、特に回転軸２２の支持部分が過度に温度上昇する懸念がある。特に、こうした自動停止処理が短期間の間に頻繁に実行されてその度に過給機２０に対するオイルの供給が停止されると、回転軸２２の支持部分における焼き付き等の要因となる過給機２０の過度な温度上昇が避けられないものとなる。またこうした過給機２０の過度な温度上昇を回避するために自動停止処理の実行を禁止するようにした場合には、自動停止処理の実行頻度が制限され、燃費の悪化を招く点については上述したとおりである。
【００３３】
そこで、本実施形態においては、過給機２０の過度な温度上昇を抑制しつつ、自動停止処理の実行頻度を確保して燃費の低減を図るべく、内燃機関１０に冷却水を供給するポンプとして電動式のポンプを採用するとともに、自動停止処理の開始に際して過給機２０の温度に基づいて冷却装置３０の電動ポンプ３２の作動状態を制御するようにしている。以下、こうした自動停止処理の実行時における電動ポンプ３２の制御手順について図２のフローチャートを参照して説明する。尚、図２に示す一連の処理は電子制御装置５０によって所定の周期をもって繰り返し実行される。
【００３４】
図２に示すように、本処理の実行が開始されると、まず自動停止条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１１０）。そして、自動停止条件が成立していると判断されると（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ以上であるか否かが判断される（ステップＳ１２０）。ここで、冷却水温ＴＨＷは過給機２０の温度と相関を有して変化するため、過給機２０の温度の代替値として採用されている。すなわち、冷却水温ＴＨＷに基づいて過給機２０の温度を推定するようにしている。そして、冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ以上であると判断されると（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、過給機２０が温度上昇しており上述した過度な温度上昇を招くおそれがあるとして、電動ポンプ３２を作動状態に維持する（ステップＳ１３０）。尚、上記所定温度ＴＨＷｐは、自動停止処理の開始に際して冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ以上であるときに、上述した過度な温度上昇が発生するおそれのある程度にまで過給機２０の温度が上昇していると想定される値として実験等によって予め設定され、電子制御装置５０のＲＯＭに記憶されている。
【００３５】
このように電動ポンプ３２を作動状態とした後、流路切替弁３６を閉弁状態に制御する（ステップＳ１４０）。これにより、冷却水は電動ポンプ３２の作動に伴って第２供給通路３５に流入し、過給機２０にのみ供給されることとなる。そして、機関運転の自動停止を実行し（ステップＳ１５０）、本処理は一旦終了する。
【００３６】
一方、冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ未満であると判断されると（ステップＳ１２０：ＮＯ）、過給機２０は上述した過度な温度上昇が発生するおそれのない程度の低温状態であるとして、電動ポンプ３２を停止する（ステップＳ１６０）。その後、機関運転の自動停止を実行し（ステップＳ１５０）、本処理を一旦終了する。
【００３７】
なお、本実施形態においては、機関駆動の自動停止を実行中である状況下においても図２に示した自動停止処理が繰り返し実行される。このため例えば、冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ以上であるとして自動停止処理の開始時に電動ポンプ３２を作動状態とした場合であっても、自動停止の実行中に過給機２０の温度が低下して冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ未満となったときには電動ポンプ３２の作動が停止されることとなる。
【００３８】
また、自動停止条件が成立していないと判断されると（ステップＳ１１０：ＮＯ）、機関運転を自動停止する状況にないとして、流路切替弁３６を開弁状態に制御した後（ステップＳ１４５）、本処理を一旦終了する。
【００３９】
次に、自動停止処理の実行時における冷却水温ＴＨＷ、電動ポンプ３２の作動状態、機関運動の自動停止の実行態様、そして過給機２０の温度（その回転軸２２の温度）の推移について、図３のタイミングチャートを参照して説明する。
【００４０】
自動停止条件が成立するとともに、冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ以上であると判断されると、電動ポンプ３２が作動状態にされて機関運転の自動停止が実行される（タイミングｔ１）。このように機関運転の自動停止が実行されても電動ポンプ３２は作動状態のまま継続されるため、電動ポンプ３２を停止状態として自動停止を実行した場合（図３に一点鎖線にて図示）とは異なり、過給機２０の回転軸２２の温度は徐々に低下するようになる。そして、冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ未満となると、上述した過度な温度上昇が発生するおそれのない程度の温度まで過給機２０、特に回転軸２２の温度が低下したと判断し、電動ポンプ３２の作動は停止される（タイミングｔ２）。そして電動ポンプ３２の作動が停止された状態のまま機関運転の自動停止が継続して実行される（タイミングｔ２以降）。
【００４１】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）自動停止処理の開始に際して、過給機２０の温度が相対的に高いときには低いときと比較して電動ポンプ３２から過給機２０に供給される冷却水の量が多くなるため、その回転軸２２の支持部位における焼き付き等を招く過給機２０の過度な温度上昇を抑制することができる。したがって、こうした過給機２０の過度な温度上昇を抑制しつつ、自動停止処理の実行頻度を確保して燃費の低減を図ることができるようになる。
【００４２】
（２）特に、自動停止処理の開始に際して冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ未満である、すなわち、上述したような過度な温度上昇が過給機２０に発生しない程度に過給機２０が低温であるときには電動ポンプ３２の作動を停止させるようにしている。このため、不必要な電動ポンプ３２の駆動に伴うエネルギ損失の増大を回避して更なる燃費の低減を図ることができる。
【００４３】
（３）更に、自動停止処理の開始に際して冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ以上であるため、自動停止処理の開始時に電動ポンプ３２を作動状態とした場合であっても、その後に過給機２０の温度が低下して冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ未満となったときには電動ポンプ３２の作動を停止して過給機２０に対する冷却水の供給を停止するようにしている。このため、電動ポンプ３２の停止後はこれを駆動することに伴うエネルギ損失が発生せず、燃費の更なる低減を図ることができる。
【００４４】
（４）電動ポンプ３２から過給機２０に供給された冷却水は過給機２０との熱交換によりその温度が変化するため、その温度は過給機２０の温度と相関を有して変化する。また、水温センサ５６によって過給機２０から排出された直後の冷却水の温度が検出されるため、過給機２０の温度とより相関の高い値として冷却水温ＴＨＷを検出することができる。したがって、上記実施形態によれば、電動ポンプ３２から過給機２０に供給される冷却水の温度である冷却水温ＴＨＷに基づいて過給機２０の温度を監視することができる。
【００４５】
（５）内燃機関１０に冷却水を供給する電動ポンプ３２を併用し、これを通じて過給機２０にも冷却水が供給されることとなるため、冷却装置３０の構成についてその簡略化を図ることができる。また、自動停止処理の実行中は流路切替弁３６を制御することにより過給機２０に対してのみ電動ポンプ３２から冷却水が供給されるようになるため、内燃機関１０が不必要に冷却されることがなく、更に自動停止処理中における電動ポンプ３２の吐出量を抑えることができるため、同電動ポンプ３２を駆動するためのエネルギを低下させることができる。
【００４６】
（６）電動式ポンプである電動ポンプ３２の駆動電力を変更することにより、過給機２０に供給される冷却水の量を同過給機２０の温度に即して変更することができる。
（７）自動停止処理中に電動式冷却水ポンプである電動ポンプ３２が作動することでバッテリ６０の電圧が低下し、自動始動要求時に内燃機関１０の始動装置を駆動できなくなる状況を未然に回避することができる。
【００４７】
尚、上記実施形態はこれを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態においては、冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ以上か否かによって電動ポンプ３２の作動状態を切り替えるようにしていたが、冷却水温ＴＨＷに応じて電動ポンプの吐出量を制御するようにしてもよい。具体的には、図４に実線にて示すように、冷却水温ＴＨＷが高いほど電動ポンプの吐出量を増大させるように制御するようにしてもよい。また、同図４に一点鎖線にて示すように、冷却水温ＴＨＷが暖機完了時の温度Ｔ０、第１の所定温度Ｔ１、第２の所定温度Ｔ２、そして過給機２０の温度が過度に上昇していると推定される温度Ｔ３の順に高くなるにつれて、電動ポンプの吐出量を段階的に増大させるようにしてもよい。なお、この形態においては、冷却水温ＴＨＷについて温度Ｔ０〜Ｔ３を設定したが、これより多くの温度を設定して、電動ポンプの吐出量を更に段階的に増大させるようにしてもよい。
【００４８】
・冷却装置３０の第１供給通路３４の途中に流路切替弁３６を設けるようにしていたが、この流路切替弁は必ずしも設ける必要はない。すなわち、先の図２に示した自動停止処理にて、ステップＳ１４０及びステップＳ１４５の処理を省略してもよい。こうした形態によっては、上記実施形態にて得られた効果（１）〜（４）及び（６）、（７）に準ずる効果を得ることができる。
【００４９】
・上記実施形態によれば、内燃機関１０に冷却水を供給する電動ポンプ３２を通じて、過給機２０にも冷却水を供給するようにしていた。この他、内燃機関を冷却するための冷却装置とは別に、過給機２０を冷却する冷却装置を更に設け、同冷却装置のポンプの作動状態を制御することにより過給機２０に供給する冷却水の供給量を制御するようにしてもよい。こうした形態によれば、上記実施形態にて得られた効果（１）〜（４）及び（６）、（７）に準ずる効果を得ることができる。
【００５０】
・上記実施形態においては、水温センサ５６によって過給機２０から排出した直後の冷却水温ＴＨＷを検出するようにしていたが、冷却水温ＴＨＷとして検出するのは過給機から排出した直後の冷却水温でなくともよい。例えば、過給機２０への供給通路３３の途中に水温センサを設けて過給機２０に供給される冷却水の温度を冷却水温ＴＨＷとして検出するようにしてもよい。こうした形態によれば、上記実施形態にて得られた効果（１）〜（３）、（５）〜（７）に準ずる効果を得ることができる。
【００５１】
・冷却装置３０の電動ポンプ３２から過給機２０に供給される冷却水温ＴＨＷに基づいて過給機２０の温度を推定するようにしていた。この他、オイル供給装置４０から過給機２０に供給されるオイルの温度や排気通路１６を流れる排気の温度等、冷却水温ＴＨＷ以外のパラメータに基づいて過給機２０の温度を推定するようにしてもよい。また、過給機２０に温度センサを取り付け、同温度センサにより検出される過給機２０の温度に基づいてポンプの作動状態を制御するようにしてもよい。こうした形態によれば、上記実施形態にて得られた効果（１）〜（３）、（５）〜（７）に準ずる効果を得ることができる。
【００５２】
・上記実施形態においては、自動停止処理の開始時に電動ポンプ３２を作動状態とした場合であっても、自動停止の実行中にて過給機２０の温度が低下して所定温度ＴＨＷｐ未満となったときには電動ポンプ３２の作動を停止するようにしていた。この他、電動ポンプの作動状態の設定を自動停止処理の開始時にのみ行って、この開始時に設定された電動ポンプ３２の作動状態のまま機関運転の自動停止を継続するようにしてもよい。すなわち、先の図２にて示した自動停止処理を自動停止処理の開始時にのみ実行するようにしてもよい。こうした形態によれば、上記実施形態にて得られた効果（１）及び（２）、（４）〜（７）に準ずる効果を得ることができる。
【００５３】
・上記実施形態においては、冷却装置３０のポンプを電動ポンプ３２として、自動停止処理の実行に際して同電動ポンプ３２の作動状態を制御するようにしていた。この他、オイル供給装置４０のポンプ４２を電動ポンプとし、この電動ポンプの作動状態を制御することにより過給機２０へのオイルの供給量を制御するようにしてもよい。なお、こうして自動停止処理の実行に際してオイル供給装置４０の電動ポンプを制御する場合には、冷却装置３０のポンプは電動式であっても機械駆動式であってもよい。また、冷却装置３０及びオイル供給装置４０の各ポンプ３２，４２をいずれも電動ポンプとして、自動停止処理の実行に際して２つの電動ポンプを併せて制御することにより、自動停止処理中における過給機２０の過度な温度上昇を抑制するようにしてもよい。
【００５４】
・自動停止処理の実行に際してその作動状態が制御されるポンプ３２として、電力によって駆動する電動ポンプを採用していたがこれに限定されない。すなわち、自動停止処理の実行に際してその作動状態が制御されるポンプとして採用するポンプは、内燃機関とは別の駆動源によって駆動される独立駆動式のポンプであればよい。こうした形態によれば、上記実施形態にて得られる効果の（１）〜（５）に準ずる効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０…内燃機関、１３…吸気通路、１６…排気通路、２０…（排気駆動式）過給機、２１…タービンホイール、２２…回転軸、２３…コンプレッサホイール、３０…冷却装置、３１…冷却系、３２…電動ポンプ、３３，４３…供給通路、３４，４４…第１供給通路、３５，４５…第２供給通路、３６…流路切替弁、３８，３９…排出通路、４０…オイル供給装置、４１…タンク、４２…ポンプ、５０…電子制御装置（制御手段、禁止手段）、５１…アクセルセンサ、５２…ブレーキスイッチ、５３…車速センサ、５６…水温センサ（温度監視手段）、６０…（車載）バッテリ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動停止条件が成立したときに機関運転を自動的に停止させる車載内燃機関に設けられた排気駆動式過給機をポンプから供給される冷却液によって冷却する排気駆動式過給機の冷却装置及びこれを具備する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃費の低減を図るべく、車両に搭載された内燃機関の運転を自動的に停止させる内燃機関が知られている（例えば特許文献１）。こうした内燃機関では、所定の自動停止条件が成立したときに機関運転を自動的に停止する自動停止処理が実行され、その後、自動停止条件が不成立となった場合やこれとは別の自動始動条件が成立した場合には機関運転が自動的に再開される。
【０００３】
また、こうした自動停止処理が実行される内燃機関も含め、排気駆動式の過給機を搭載してこの過給作用により吸気効率を高めるようにした内燃機関が知られている。ここで、過給機が過度に温度上昇すると、その回転軸の支持部分における焼き付き等を招くため望ましくない。このため、こうした過給機を搭載する内燃機関にあっては、その冷却水や同内燃機関の潤滑や冷却に供されるオイルをポンプから過給機に供給することにより、過給機、特にその回転軸の支持部分における過度な温度上昇を抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８７９４１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したような冷却水やオイルといった冷却液を供給するためのポンプはいずれも、内燃機関の出力軸に連結され同出力軸の回転に伴って駆動されている。このため、自動停止処理により機関運転が一時的に中断されてその出力軸の回転が停止すると、これらポンプも停止状態となり過給機に対する冷却液の供給が停止される。したがって、このように自動停止処理を実行する内燃機関においては、その自動停止処理の実行に伴う過給機の温度上昇についての配慮が不可欠なものとなる。近年では過給機の構成部品について耐熱性の向上が図られているとはいえ、こうした自動停止処理が短期間の間に頻繁に実行されてその度に過給機に対する冷却液の供給が停止されると、過給機の過度な温度上昇、具体的には内燃機関の停止に伴って最も高温となっているタービンホイールから回転軸の支持部分に熱が伝達されて同支持部分が過度に温度上昇することによる焼き付きが避けられないものとなる。
【０００６】
そこで、上記特許文献１に記載の装置では、過給機が高温である場合には自動停止条件が成立しても自動停止処理の実行を禁止して機関運転を継続させるようにしている。これにより自動停止処理の実行に伴う過給機の過度な温度上昇を抑制するようにしている。しかしながら、その一方で過給機の温度状況によって自動停止処理の実行が制限されることになるため、その分だけ燃費低減の効果が得られないこととなる。すなわち、従来の技術にあっては、過給機の過度な温度上昇を抑制する点及び自動停止処理の実行頻度を確保する点について改善の余地を残すものとなっていた。
【０００７】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものでありその目的は、車載内燃機関に搭載される排気駆動式過給機の過度な温度上昇を抑制しつつ、自動停止処理の実行頻度を確保して燃費の低減を図ることのできる排気駆動式過給機の冷却装置及びこれを具備する内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、自動停止条件が成立したときに機関運転を自動的に停止させる自動停止処理を実行する車載内燃機関に設けられた排気駆動式過給機をポンプから供給される冷却液によって冷却する排気駆動式過給機の冷却装置において、前記ポンプを車載内燃機関とは別の駆動源によって駆動される独立駆動式のポンプとし、排気駆動式過給機の温度を監視する温度監視手段と、前記自動停止処理の開始に際して前記監視される排気駆動式過給機の温度が相対的に高いときには低いときと比較して排気駆動式過給機に供給される冷却液の量が多くなるように前記ポンプの作動状態を制御する制御手段とを備えることをその要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、自動停止処理の開始に際して、排気駆動式過給機の温度が相対的に高いときには低いときと比較してポンプから排気駆動式過給機に供給される冷却液の量が多くなるため、その回転軸の支持部位における焼き付き等を招く排気駆動式過給機の過度な温度上昇を抑制することができる。したがって、こうした排気駆動式過給機の過度な温度上昇を抑制しつつ、自動停止処理の実行頻度を確保して燃費の低減を図ることができるようになる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排気駆動式過給機の冷却装置において、前記制御手段は、前記自動停止処理の開始に際して前記監視される排気駆動式過給機の温度が所定温度以上であることを条件に前記ポンプを作動して排気駆動式過給機に冷却液を供給する一方、同排気駆動式過給機の温度が前記所定温度未満であることを条件に前記ポンプの作動を停止して排気駆動式過給機に対する冷却液の供給を停止することをその要旨とする。
【００１１】
上記構成では、自動停止処理の開始に際して排気駆動式過給機の温度が所定温度未満である、すなわち、上述したような過度な温度上昇が排気駆動式過給機に発生しない程度に低温であるときにはポンプの作動を停止させるようにしている。このため、不必要なポンプの駆動に伴うエネルギ損失の増大を回避して更なる燃費の低減を図ることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の排気駆動式過給機の冷却装置において、前記制御手段は、前記自動停止処理の実行中において前記監視される排気駆動式過給機の温度が低下して前記所定温度未満となったときに前記ポンプの作動を停止することをその要旨とする。
【００１３】
上記構成では、自動停止処理の開始に際して排気駆動式過給機の温度が所定温度以上であるため、自動停止処理の開始時にポンプを作動状態とした場合であっても、その後に排気駆動式過給機の温度が低下して所定温度未満となったときにはポンプの作動を停止して排気駆動式過給機に対する冷却液の供給を停止するようにしている。このため、ポンプの停止後はこれを駆動することに伴うエネルギ損失が発生せず、燃費の更なる低減を図ることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置において、前記温度監視手段は、前記ポンプから排気駆動式過給機に供給される冷却液の温度を検出し、同冷却液の温度に基づいて排気駆動式過給機の温度を監視することをその要旨とする。
【００１５】
ポンプから排気駆動式過給機に供給された冷却液は排気駆動式過給機との熱交換により温度が変化するため、その温度は排気駆動式過給機の温度と相関を有して変化する。したがって、上記構成によれば、ポンプから排気駆動式過給機に供給される冷却液の温度に基づいて排気駆動式過給機の温度を監視することができる。
【００１６】
また、温度監視手段としては、請求項５に記載の構成によるように、ポンプから排気駆動式過給機に供給され、同排気駆動式過給機から排出された直後の冷却液の温度を検出し、同冷却液の温度に基づいて排気駆動式過給機の温度を監視するといった構成を採用することもできる。こうした構成によれば、排気駆動式過給機から排出された直後の冷却水の温度が検出されるため、排気駆動式過給機の温度とより相関の高い値として冷却水の温度を検出することができる。したがって、排気駆動式過給機の温度をより正確に監視することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置において、前記ポンプは前記車載内燃機関を冷却液による冷却対象として排気駆動式過給機と併せ前記車載内燃機関にも冷却液を供給するものであり、前記ポンプから前記車載内燃機関及び排気駆動式過給機に供給される冷却液の供給流路に設けられて同供給流路における冷却液の流通状態を切り替える流路切替弁を更に備え、前記制御手段は前記自動停止処理の実行中は前記車載内燃機関及び排気駆動式過給機のうち同排気駆動式過給機に対してのみ前記ポンプから冷却液が供給されるように前記流路切替弁を制御することをその要旨とする。
【００１８】
上記構成によれば、車載内燃機関に冷却液を供給するポンプを併用し、同ポンプを通じて排気駆動式過給機にも冷却液が供給されることとなるため、冷却装置の構成についてその簡略化を図ることができる。また、自動停止処理の実行中は流路切替弁を制御することにより排気駆動式過給機に対してのみポンプから冷却液が供給されるようになるため、車載内燃機関が不必要に冷却されることがなく、更に自動停止処理中におけるポンプの吐出量を抑えることができるため、同ポンプを駆動するためのエネルギを低下させることができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置において、前記ポンプは、車載バッテリをその駆動源とし、冷却液としての冷却水を排気駆動式過給機に供給する電動式冷却水ポンプであることをその要旨とする。
【００２０】
上記構成によれば、電動式ポンプの駆動電力を変更することにより、排気駆動式過給機に供給される冷却水の量を同排気駆動式過給機の温度に即して変更することができる。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置を備える内燃機関の制御装置であって、車載バッテリの電圧が所定電圧以下のときに前記車載内燃機関の前記自動停止処理を禁止する禁止手段を備えることをその要旨とする。
【００２１】
上記構成によれば、自動停止処理中に電動式冷却水ポンプが作動することで車載バッテリの電圧が低下し、自動始動要求時に車載内燃機関の始動装置を駆動できなくなる状況を未然に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態が適用される排気駆動式過給機及び車載内燃機関の構成を示す模式図。
【図２】同実施形態にかかる自動停止処理の実行時における電動ポンプの制御手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の自動停止処理の実行時における冷却水温、電動ポンプの作動状態、機関運動の自動停止の実行態様、過給機の回転軸の温度の推移を示すタイミングチャート。
【図４】他の実施形態についてその機関冷却水温と電動ポンプの吐出量との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る排気駆動式過給機の冷却装置を具体化した一実施形態について図１〜図３を参照して説明する。
図１に本発明の実施形態が適用される排気駆動式過給機及び車載内燃機関、並びにその周辺構成の概略を示す。図１に示すように、車両に搭載される内燃機関１０にはその燃焼室（図示略）に吸入空気を導入する吸気通路１３と、同燃焼室から排気が排出される排気通路１６とが接続されている。この吸気通路１３及び排気通路１６には、その過給作用により吸気効率を高める排気駆動式過給機（以下、単に過給機と称する）２０が接続されている。過給機２０は、タービンホイール２１とコンプレッサホイール２３と、これらホイール２１，２３を連結して回転可能に支持する回転軸２２とを有している。この過給機２０においては、排気通路１６を流れる排気がタービンホイール２１に吹き付けられることによって回転軸２２が回転し、それに伴ってコンプレッサホイール２３が回転する。そして、コンプレッサホイール２３の回転に伴い吸気通路１３内の空気が加圧されて燃焼室に送り込まれる。
【００２４】
また、本実施形態においては、内燃機関１０に冷却水を供給する冷却装置３０や、潤滑や冷却を目的として内燃機関１０にオイルを供給するオイル供給装置４０によって、過給機２０にも冷却液として冷却水やオイルが供給されることにより、上述した回転軸２２の支持部分における焼き付き等の要因となる過度な温度上昇を抑制するようにしている。
【００２５】
冷却装置３０においては、まずラジエータやサーモスタット弁等を含む冷却系３１の冷却水が、車載バッテリ（以下、単にバッテリと称する）６０を駆動源として駆動する電動ポンプ３２によって吸い上げられて供給通路３３に吐出される。この供給通路３３の下流側部分は第１供給通路３４と第２供給通路３５とに分岐しており、供給通路３３の冷却水は第１供給通路３４を通じて内燃機関１０に供給される一方、第２供給通路３５を通じて過給機２０、具体的にはその回転軸２２の支持部分の近傍に形成された冷却路に供給される。尚、第１供給通路３４の途中に供給通路３３から第１供給通路３４及び第２供給通路３５に対する冷却水の流通状態を切り替える流路切替弁３６が設けられている。この流路切替弁３６が開弁状態になると第１供給通路３４、第２供給通路３５を通じて内燃機関１０、過給機２０に冷却水がそれぞれ供給される。一方、流路切替弁３６が閉弁状態になると、第１供給通路３４が閉鎖されるため、内燃機関１０に対する冷却水の供給は停止され、第２供給通路３５を通じて過給機２０にのみ冷却水が供給されるようになる。
【００２６】
こうして内燃機関１０や過給機２０に供給された冷却水は同内燃機関１０内や過給機２０内を流れた後、排出通路３８，３９を介して再び冷却系３１に戻される。そして、冷却系３１に戻された冷却水は、再び電動ポンプ３２によって内燃機関１０及び過給機２０に供給される。なお、これら排出通路３８，３９のうち過給機２０から排出される冷却水が流入する排出通路３９には、過給機２０の近傍に水温センサ５６が取り付けられている。この水温センサ５６によって、過給機２０から排出された直後の冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）が検出される。
【００２７】
一方、オイル供給装置４０においては、タンク４１内に貯留されたオイルがポンプ４２により吸い上げられて供給通路４３に吐出される。この供給通路４３の下流側部分は第１供給通路４４と第２供給通路４５とに分岐しており、供給通路４３のオイルは第１供給通路４４を通じて内燃機関１０に供給される一方、第２供給通路４５を通じて過給機２０にも供給される。このようにして内燃機関１０及び過給機２０に供給されたオイルは、再びタンク４１に戻される。尚、オイル供給装置４０のポンプ４２は内燃機関１０の出力軸（図示略）の回転に伴って駆動される機械駆動式のポンプである。
【００２８】
また、車両には内燃機関１０の各種制御を実行するための電子制御装置５０が搭載されている。電子制御装置５０は、各種制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータが記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部からの信号を入力するための入力ポート及び外部に信号を出力するための出力ポート等を備えている。
【００２９】
電子制御装置５０の入力ポートには、内燃機関１０の運転状態を含む車両の各部の状態を検出するための各種センサが接続されている。各種センサとしては、上記水温センサ５６のほか、例えば運転者によるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ５１、運転者によるブレーキペダルの操作の有無を検出するブレーキスイッチ５２、車両の走行速度（車速）を検出する車速センサ５３等が挙げられる。また、電子制御装置５０の出力ポートには、電動ポンプ３２の駆動回路が接続されている。
【００３０】
また、この電子制御装置５０は、自動停止条件が成立したときに機関運転を自動的に停止させる自動停止処理を実行する。ちなみに、先の自動停止条件としては、例えば（１）内燃機関１０の暖機が完了していること、（２）アクセルペダルの操作量が「０」であること、（３）バッテリ６０の電圧が所定電圧以上であること、（４）ブレーキペダルが操作されている状態にあること、及び（５）車速が「０」であることといった条件が挙げられる。そして、上記各種センサの検出信号に基づいて上記条件（１）〜（５）が全て成立している場合に自動停止条件が成立していると判定する。尚、上記各条件（１）〜（５）は一例であり、その他の条件を加えてもよい。
【００３１】
一方、電子制御装置５０は、内燃機関１０の自動停止中に自動始動条件が成立しているか否かを判定し、自動始動条件が成立している場合には内燃機関１０を自動始動させる。この自動始動に際しては、まずバッテリ６０から始動装置（図示略）に電力が供給されるとともに、同始動装置により内燃機関１０の出力軸が強制的に回転駆動されるのに併せて燃料噴射が開始される。ここで、自動始動条件としては上述した自動停止条件として用いた各条件（１）〜（５）のうち１つでも不成立となった場合に自動始動条件が成立していると判定する。尚、この自動始動条件は一例であり、その他の条件、例えば上述した自動停止条件が不成立となること以外の条件を用いてもよい。
【００３２】
ところで、オイル供給装置４０のポンプ４２は機械駆動式のポンプであるため、自動停止処理の実行中はこのポンプ４２も停止状態となり、過給機２０に対するオイルの供給も停止されることとなる。したがって、こうした自動停止処理の実行に伴って過給機２０、特に回転軸２２の支持部分が過度に温度上昇する懸念がある。特に、こうした自動停止処理が短期間の間に頻繁に実行されてその度に過給機２０に対するオイルの供給が停止されると、回転軸２２の支持部分における焼き付き等の要因となる過給機２０の過度な温度上昇が避けられないものとなる。またこうした過給機２０の過度な温度上昇を回避するために自動停止処理の実行を禁止するようにした場合には、自動停止処理の実行頻度が制限され、燃費の悪化を招く点については上述したとおりである。
【００３３】
そこで、本実施形態においては、過給機２０の過度な温度上昇を抑制しつつ、自動停止処理の実行頻度を確保して燃費の低減を図るべく、内燃機関１０に冷却水を供給するポンプとして電動式のポンプを採用するとともに、自動停止処理の開始に際して過給機２０の温度に基づいて冷却装置３０の電動ポンプ３２の作動状態を制御するようにしている。以下、こうした自動停止処理の実行時における電動ポンプ３２の制御手順について図２のフローチャートを参照して説明する。尚、図２に示す一連の処理は電子制御装置５０によって所定の周期をもって繰り返し実行される。
【００３４】
図２に示すように、本処理の実行が開始されると、まず自動停止条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１１０）。そして、自動停止条件が成立していると判断されると（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ以上であるか否かが判断される（ステップＳ１２０）。ここで、冷却水温ＴＨＷは過給機２０の温度と相関を有して変化するため、過給機２０の温度の代替値として採用されている。すなわち、冷却水温ＴＨＷに基づいて過給機２０の温度を推定するようにしている。そして、冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ以上であると判断されると（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、過給機２０が温度上昇しており上述した過度な温度上昇を招くおそれがあるとして、電動ポンプ３２を作動状態に維持する（ステップＳ１３０）。尚、上記所定温度ＴＨＷｐは、自動停止処理の開始に際して冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ以上であるときに、上述した過度な温度上昇が発生するおそれのある程度にまで過給機２０の温度が上昇していると想定される値として実験等によって予め設定され、電子制御装置５０のＲＯＭに記憶されている。
【００３５】
このように電動ポンプ３２を作動状態とした後、流路切替弁３６を閉弁状態に制御する（ステップＳ１４０）。これにより、冷却水は電動ポンプ３２の作動に伴って第２供給通路３５に流入し、過給機２０にのみ供給されることとなる。そして、機関運転の自動停止を実行し（ステップＳ１５０）、本処理は一旦終了する。
【００３６】
一方、冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ未満であると判断されると（ステップＳ１２０：ＮＯ）、過給機２０は上述した過度な温度上昇が発生するおそれのない程度の低温状態であるとして、電動ポンプ３２を停止する（ステップＳ１６０）。その後、機関運転の自動停止を実行し（ステップＳ１５０）、本処理を一旦終了する。
【００３７】
なお、本実施形態においては、機関駆動の自動停止を実行中である状況下においても図２に示した自動停止処理が繰り返し実行される。このため例えば、冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ以上であるとして自動停止処理の開始時に電動ポンプ３２を作動状態とした場合であっても、自動停止の実行中に過給機２０の温度が低下して冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ未満となったときには電動ポンプ３２の作動が停止されることとなる。
【００３８】
また、自動停止条件が成立していないと判断されると（ステップＳ１１０：ＮＯ）、機関運転を自動停止する状況にないとして、流路切替弁３６を開弁状態に制御した後（ステップＳ１４５）、本処理を一旦終了する。
【００３９】
次に、自動停止処理の実行時における冷却水温ＴＨＷ、電動ポンプ３２の作動状態、機関運動の自動停止の実行態様、そして過給機２０の温度（その回転軸２２の温度）の推移について、図３のタイミングチャートを参照して説明する。
【００４０】
自動停止条件が成立するとともに、冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ以上であると判断されると、電動ポンプ３２が作動状態にされて機関運転の自動停止が実行される（タイミングｔ１）。このように機関運転の自動停止が実行されても電動ポンプ３２は作動状態のまま継続されるため、電動ポンプ３２を停止状態として自動停止を実行した場合（図３に一点鎖線にて図示）とは異なり、過給機２０の回転軸２２の温度は徐々に低下するようになる。そして、冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ未満となると、上述した過度な温度上昇が発生するおそれのない程度の温度まで過給機２０、特に回転軸２２の温度が低下したと判断し、電動ポンプ３２の作動は停止される（タイミングｔ２）。そして電動ポンプ３２の作動が停止された状態のまま機関運転の自動停止が継続して実行される（タイミングｔ２以降）。
【００４１】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）自動停止処理の開始に際して、過給機２０の温度が相対的に高いときには低いときと比較して電動ポンプ３２から過給機２０に供給される冷却水の量が多くなるため、その回転軸２２の支持部位における焼き付き等を招く過給機２０の過度な温度上昇を抑制することができる。したがって、こうした過給機２０の過度な温度上昇を抑制しつつ、自動停止処理の実行頻度を確保して燃費の低減を図ることができるようになる。
【００４２】
（２）特に、自動停止処理の開始に際して冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ未満である、すなわち、上述したような過度な温度上昇が過給機２０に発生しない程度に過給機２０が低温であるときには電動ポンプ３２の作動を停止させるようにしている。このため、不必要な電動ポンプ３２の駆動に伴うエネルギ損失の増大を回避して更なる燃費の低減を図ることができる。
【００４３】
（３）更に、自動停止処理の開始に際して冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ以上であるため、自動停止処理の開始時に電動ポンプ３２を作動状態とした場合であっても、その後に過給機２０の温度が低下して冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ未満となったときには電動ポンプ３２の作動を停止して過給機２０に対する冷却水の供給を停止するようにしている。このため、電動ポンプ３２の停止後はこれを駆動することに伴うエネルギ損失が発生せず、燃費の更なる低減を図ることができる。
【００４４】
（４）電動ポンプ３２から過給機２０に供給された冷却水は過給機２０との熱交換によりその温度が変化するため、その温度は過給機２０の温度と相関を有して変化する。また、水温センサ５６によって過給機２０から排出された直後の冷却水の温度が検出されるため、過給機２０の温度とより相関の高い値として冷却水温ＴＨＷを検出することができる。したがって、上記実施形態によれば、電動ポンプ３２から過給機２０に供給される冷却水の温度である冷却水温ＴＨＷに基づいて過給機２０の温度を監視することができる。
【００４５】
（５）内燃機関１０に冷却水を供給する電動ポンプ３２を併用し、これを通じて過給機２０にも冷却水が供給されることとなるため、冷却装置３０の構成についてその簡略化を図ることができる。また、自動停止処理の実行中は流路切替弁３６を制御することにより過給機２０に対してのみ電動ポンプ３２から冷却水が供給されるようになるため、内燃機関１０が不必要に冷却されることがなく、更に自動停止処理中における電動ポンプ３２の吐出量を抑えることができるため、同電動ポンプ３２を駆動するためのエネルギを低下させることができる。
【００４６】
（６）電動式ポンプである電動ポンプ３２の駆動電力を変更することにより、過給機２０に供給される冷却水の量を同過給機２０の温度に即して変更することができる。
（７）自動停止処理中に電動式冷却水ポンプである電動ポンプ３２が作動することでバッテリ６０の電圧が低下し、自動始動要求時に内燃機関１０の始動装置を駆動できなくなる状況を未然に回避することができる。
【００４７】
尚、上記実施形態はこれを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態においては、冷却水温ＴＨＷが所定温度ＴＨＷｐ以上か否かによって電動ポンプ３２の作動状態を切り替えるようにしていたが、冷却水温ＴＨＷに応じて電動ポンプの吐出量を制御するようにしてもよい。具体的には、図４に実線にて示すように、冷却水温ＴＨＷが高いほど電動ポンプの吐出量を増大させるように制御するようにしてもよい。また、同図４に一点鎖線にて示すように、冷却水温ＴＨＷが暖機完了時の温度Ｔ０、第１の所定温度Ｔ１、第２の所定温度Ｔ２、そして過給機２０の温度が過度に上昇していると推定される温度Ｔ３の順に高くなるにつれて、電動ポンプの吐出量を段階的に増大させるようにしてもよい。なお、この形態においては、冷却水温ＴＨＷについて温度Ｔ０〜Ｔ３を設定したが、これより多くの温度を設定して、電動ポンプの吐出量を更に段階的に増大させるようにしてもよい。
【００４８】
・冷却装置３０の第１供給通路３４の途中に流路切替弁３６を設けるようにしていたが、この流路切替弁は必ずしも設ける必要はない。すなわち、先の図２に示した自動停止処理にて、ステップＳ１４０及びステップＳ１４５の処理を省略してもよい。こうした形態によっては、上記実施形態にて得られた効果（１）〜（４）及び（６）、（７）に準ずる効果を得ることができる。
【００４９】
・上記実施形態によれば、内燃機関１０に冷却水を供給する電動ポンプ３２を通じて、過給機２０にも冷却水を供給するようにしていた。この他、内燃機関を冷却するための冷却装置とは別に、過給機２０を冷却する冷却装置を更に設け、同冷却装置のポンプの作動状態を制御することにより過給機２０に供給する冷却水の供給量を制御するようにしてもよい。こうした形態によれば、上記実施形態にて得られた効果（１）〜（４）及び（６）、（７）に準ずる効果を得ることができる。
【００５０】
・上記実施形態においては、水温センサ５６によって過給機２０から排出した直後の冷却水温ＴＨＷを検出するようにしていたが、冷却水温ＴＨＷとして検出するのは過給機から排出した直後の冷却水温でなくともよい。例えば、過給機２０への供給通路３３の途中に水温センサを設けて過給機２０に供給される冷却水の温度を冷却水温ＴＨＷとして検出するようにしてもよい。こうした形態によれば、上記実施形態にて得られた効果（１）〜（３）、（５）〜（７）に準ずる効果を得ることができる。
【００５１】
・冷却装置３０の電動ポンプ３２から過給機２０に供給される冷却水温ＴＨＷに基づいて過給機２０の温度を推定するようにしていた。この他、オイル供給装置４０から過給機２０に供給されるオイルの温度や排気通路１６を流れる排気の温度等、冷却水温ＴＨＷ以外のパラメータに基づいて過給機２０の温度を推定するようにしてもよい。また、過給機２０に温度センサを取り付け、同温度センサにより検出される過給機２０の温度に基づいてポンプの作動状態を制御するようにしてもよい。こうした形態によれば、上記実施形態にて得られた効果（１）〜（３）、（５）〜（７）に準ずる効果を得ることができる。
【００５２】
・上記実施形態においては、自動停止処理の開始時に電動ポンプ３２を作動状態とした場合であっても、自動停止の実行中にて過給機２０の温度が低下して所定温度ＴＨＷｐ未満となったときには電動ポンプ３２の作動を停止するようにしていた。この他、電動ポンプの作動状態の設定を自動停止処理の開始時にのみ行って、この開始時に設定された電動ポンプ３２の作動状態のまま機関運転の自動停止を継続するようにしてもよい。すなわち、先の図２にて示した自動停止処理を自動停止処理の開始時にのみ実行するようにしてもよい。こうした形態によれば、上記実施形態にて得られた効果（１）及び（２）、（４）〜（７）に準ずる効果を得ることができる。
【００５３】
・上記実施形態においては、冷却装置３０のポンプを電動ポンプ３２として、自動停止処理の実行に際して同電動ポンプ３２の作動状態を制御するようにしていた。この他、オイル供給装置４０のポンプ４２を電動ポンプとし、この電動ポンプの作動状態を制御することにより過給機２０へのオイルの供給量を制御するようにしてもよい。なお、こうして自動停止処理の実行に際してオイル供給装置４０の電動ポンプを制御する場合には、冷却装置３０のポンプは電動式であっても機械駆動式であってもよい。また、冷却装置３０及びオイル供給装置４０の各ポンプ３２，４２をいずれも電動ポンプとして、自動停止処理の実行に際して２つの電動ポンプを併せて制御することにより、自動停止処理中における過給機２０の過度な温度上昇を抑制するようにしてもよい。
【００５４】
・自動停止処理の実行に際してその作動状態が制御されるポンプ３２として、電力によって駆動する電動ポンプを採用していたがこれに限定されない。すなわち、自動停止処理の実行に際してその作動状態が制御されるポンプとして採用するポンプは、内燃機関とは別の駆動源によって駆動される独立駆動式のポンプであればよい。こうした形態によれば、上記実施形態にて得られる効果の（１）〜（５）に準ずる効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０…内燃機関、１３…吸気通路、１６…排気通路、２０…（排気駆動式）過給機、２１…タービンホイール、２２…回転軸、２３…コンプレッサホイール、３０…冷却装置、３１…冷却系、３２…電動ポンプ、３３，４３…供給通路、３４，４４…第１供給通路、３５，４５…第２供給通路、３６…流路切替弁、３８，３９…排出通路、４０…オイル供給装置、４１…タンク、４２…ポンプ、５０…電子制御装置（制御手段、禁止手段）、５１…アクセルセンサ、５２…ブレーキスイッチ、５３…車速センサ、５６…水温センサ（温度監視手段）、６０…（車載）バッテリ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動停止条件が成立したときに機関運転を自動的に停止させる自動停止処理を実行する車載内燃機関に設けられた排気駆動式過給機をポンプから供給される冷却液によって冷却する排気駆動式過給機の冷却装置において、
前記ポンプを車載内燃機関とは別の駆動源によって駆動される独立駆動式のポンプとし、
排気駆動式過給機の温度を監視する温度監視手段と、
前記自動停止処理の開始に際して前記監視される排気駆動式過給機の温度が相対的に高いときには低いときと比較して排気駆動式過給機に供給される冷却液の量が多くなるように前記ポンプの作動状態を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする排気駆動式過給機の冷却装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記自動停止処理の開始に際して前記監視される排気駆動式過給機の温度が所定温度以上であることを条件に前記ポンプを作動して排気駆動式過給機に冷却液を供給する一方、同排気駆動式過給機の温度が前記所定温度未満であることを条件に前記ポンプの作動を停止して排気駆動式過給機に対する冷却液の供給を停止する
請求項１に記載の排気駆動式過給機の冷却装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記自動停止処理の実行中において前記監視される排気駆動式過給機の温度が低下して前記所定温度未満となったときに前記ポンプの作動を停止する
請求項２に記載の排気駆動式過給機の冷却装置。
【請求項４】
前記温度監視手段は、前記ポンプから排気駆動式過給機に供給される冷却液の温度を検出し、同冷却液の温度に基づいて排気駆動式過給機の温度を監視する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置。
【請求項５】
前記温度監視手段は、前記ポンプから排気駆動式過給機に供給され、同排気駆動式過給機から排出された直後の冷却液の温度を検出し、同冷却液の温度に基づいて排気駆動式過給機の温度を監視する
請求項４に記載の排気駆動式過給機の冷却装置。
【請求項６】
前記ポンプは前記車載内燃機関を冷却液による冷却対象として排気駆動式過給機と併せ前記車載内燃機関にも冷却液を供給するものであり、
前記ポンプから前記車載内燃機関及び排気駆動式過給機に供給される冷却液の供給流路に設けられて同供給流路における冷却液の流通状態を切り替える流路切替弁を更に備え、
前記制御手段は前記自動停止処理の実行中は前記車載内燃機関及び排気駆動式過給機のうち同排気駆動式過給機に対してのみ前記ポンプから冷却液が供給されるように前記流路切替弁を制御する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置。
【請求項７】
前記ポンプは、車載バッテリをその駆動源とし、冷却液としての冷却水を排気駆動式過給機に供給する電動式冷却水ポンプである
請求項１〜６のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置を備え、車載バッテリの電圧が所定電圧以下のときに前記車載内燃機関の前記自動停止処理を禁止する禁止手段を備える
内燃機関の制御装置。
【請求項１】
自動停止条件が成立したときに機関運転を自動的に停止させる自動停止処理を実行する車載内燃機関に設けられた排気駆動式過給機をポンプから供給される冷却液によって冷却する排気駆動式過給機の冷却装置において、
前記ポンプを車載内燃機関とは別の駆動源によって駆動される独立駆動式のポンプとし、
排気駆動式過給機の温度を監視する温度監視手段と、
前記自動停止処理の開始に際して前記監視される排気駆動式過給機の温度が相対的に高いときには低いときと比較して排気駆動式過給機に供給される冷却液の量が多くなるように前記ポンプの作動状態を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする排気駆動式過給機の冷却装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記自動停止処理の開始に際して前記監視される排気駆動式過給機の温度が所定温度以上であることを条件に前記ポンプを作動して排気駆動式過給機に冷却液を供給する一方、同排気駆動式過給機の温度が前記所定温度未満であることを条件に前記ポンプの作動を停止して排気駆動式過給機に対する冷却液の供給を停止する
請求項１に記載の排気駆動式過給機の冷却装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記自動停止処理の実行中において前記監視される排気駆動式過給機の温度が低下して前記所定温度未満となったときに前記ポンプの作動を停止する
請求項２に記載の排気駆動式過給機の冷却装置。
【請求項４】
前記温度監視手段は、前記ポンプから排気駆動式過給機に供給される冷却液の温度を検出し、同冷却液の温度に基づいて排気駆動式過給機の温度を監視する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置。
【請求項５】
前記温度監視手段は、前記ポンプから排気駆動式過給機に供給され、同排気駆動式過給機から排出された直後の冷却液の温度を検出し、同冷却液の温度に基づいて排気駆動式過給機の温度を監視する
請求項４に記載の排気駆動式過給機の冷却装置。
【請求項６】
前記ポンプは前記車載内燃機関を冷却液による冷却対象として排気駆動式過給機と併せ前記車載内燃機関にも冷却液を供給するものであり、
前記ポンプから前記車載内燃機関及び排気駆動式過給機に供給される冷却液の供給流路に設けられて同供給流路における冷却液の流通状態を切り替える流路切替弁を更に備え、
前記制御手段は前記自動停止処理の実行中は前記車載内燃機関及び排気駆動式過給機のうち同排気駆動式過給機に対してのみ前記ポンプから冷却液が供給されるように前記流路切替弁を制御する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置。
【請求項７】
前記ポンプは、車載バッテリをその駆動源とし、冷却液としての冷却水を排気駆動式過給機に供給する電動式冷却水ポンプである
請求項１〜６のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の排気駆動式過給機の冷却装置を備え、車載バッテリの電圧が所定電圧以下のときに前記車載内燃機関の前記自動停止処理を禁止する禁止手段を備える
内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１２２５５９（Ｐ２０１１−１２２５５９Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８３００７（Ｐ２００９−２８３００７）
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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