(57)【要約】【課題】エンジン始動時から吸気量を多く必要とする場合にも速やかに吸気量を確保するエンジンの吸気制御装置を提供する。【解決手段】吸気通路に設けられる過給機と、過給機と並列に設けられ過給機を迂回して吸気を流れるようにするバイパス通路と、バイパス通路に配置されるバイパスバルブとを有し、エンジンの始動要求によりエンジンを始動するエンジン始動手段（Ｓ５）と、エンジンが始動されたときに負圧によるバルブ付近の吸気流動が始まる前にバイパスバルブを開くバイパスバルブ開度制御手段（Ｓ６〜Ｓ１２）とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に設けられる過給機と、
前記過給機と並列に設けられ、前記過給機を迂回して吸気を流れるようにするバイパス通路と、
前記バイパス通路に配置されるバイパスバルブと、
を有するエンジンの吸気制御装置であって、
前記エンジンの始動要求によりエンジンを始動するエンジン始動手段と、
前記エンジンが始動されたときに、負圧によるバルブ付近の吸気流動が始まる前に前記バイパスバルブを開くバイパスバルブ開度制御手段と、
を備えるエンジンの吸気制御装置。
【請求項２】
前記エンジンは、アイドルストップ機能を備え、
車両が停止状態であるか否かを判定する車両停止判定手段と、
車両が停止状態であった場合に、アイドルストップ中であるか否かを判定するアイドルストップ判定手段と、
アイドルストップ中にアイドルストップ解除条件が成立したか否かを判定するアイドルストップ解除条件成立判定手段と、
を備え、
前記エンジン始動手段は、アイドルストップ解除条件が成立したときにエンジンを始動する、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気制御装置。
【請求項３】
前記バイパスバルブ開度制御手段は、バイパスバルブを全開又はエンジンが噴き上がり過ぎない開度に開く、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンの吸気制御装置。
【請求項４】
前記過給機の下流に設けられるスロットルバルブを有し、
前記バイパスバルブ開度制御手段は、前記スロットルバルブの開弁を開始してから前記バイパスバルブの開弁を開始する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエンジンの吸気制御装置。
【請求項５】
前記過給機の下流に設けられるスロットルバルブを有し、
前記バイパスバルブ開度制御手段は、前記バイパスバルブの開弁を開始してから前記スロットルバルブの開弁を開始する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエンジンの吸気制御装置。
【請求項６】
前記過給機の下流に設けられるスロットルバルブを有し、
ドライバのアクセル操作による急激な吸気量変化を要求された場合には、急発進を防止するため前記スロットルバルブを所定開度とする、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のエンジンの吸気制御装置。
【請求項７】
前記スロットルバルブの所定開度とは、全閉又は微小開度である、
ことを特徴とする請求項６に記載のエンジンの吸気制御装置。
【請求項８】
前記バイパスバルブ開度制御手段は、前記スロットルバルブの開弁時期と前記バイパスバルブの開弁時期との相対的な遅れ時間をエンジンの水温により設定する、
ことを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか１項に記載のエンジンの吸気制御装置。
【請求項９】
前記バイパスバルブ開度制御手段は、要求される吸気量変化が少ない場合には、バイパスバルブの開度を全閉又は微小開度とする、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のエンジンの吸気装置。
【請求項１０】
前記過給機には始動/停止を行う締結/解放機能がついたクラッチが設けられ、エンジンが始動される際はクラッチを締結する、
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のエンジンの吸気制御装置。
【請求項１１】
吸気通路に設けられる過給機と、
前記過給機と並列に設けられ、前記過給機を迂回して吸気を流れるようにするバイパス通路と、
前記バイパス通路に配置されるバイパスバルブと、
を有するエンジンの吸気制御方法であって、
前記エンジンの始動要求によりエンジンを始動するエンジン始動工程と、
前記エンジンが始動されたときに、負圧によるバルブ付近の吸気流動が始まる前に前記バイパスバルブを開くバイパスバルブ開度制御工程と、
を備えるエンジンの吸気制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの吸気を制御する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械駆動式過給機が備わったエンジンにおいては、過給機を迂回するバイパス通路にバイパスバルブを設けている。そしてバイパスバルブは過給機の作動に連動して開閉する。特許文献１では、過給が必要なときのみ過給機を作動させ、バイパスバルブを開いて余分な吸気の一部を上流に逃がすことで吸気量を調節して出力を制御している。
【特許文献１】特開平５−２６３６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述の制御は過給機を作動させる場合にのみ有効である。過給機を作動させるためにはエンジンの駆動力を使うのでエンジンの抵抗が増えて始動性を悪化させるおそれがあるため、エンジン始動時には過給機を作動させないのが一般的である。しかし、アイドルストップ機能を備えアイドルストップ状態からエンジン始動後、即走行状態にする必要があるエンジンや、高回転型のスタータモータを備えるエンジンは、エンジン始動時から吸気量を多く必要とする。このようなエンジンにおいては、エンジン始動時に吸気量が不足して、エンジンの噴き上がり不良が起こる。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、エンジン始動時から吸気量を多く必要とする場合にも速やかに吸気量を確保するエンジンの吸気制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する、なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
本発明は、吸気通路（２）に設けられる過給機（４）と、過給機と並列に設けられ過給機を迂回して吸気を流れるようにするバイパス通路（３）と、バイパス通路に配置されるバイパスバルブ（５）とを有し、エンジンの始動要求によりエンジンを始動するエンジン始動手段（Ｓ５）と、エンジンが始動されたときに負圧によるバルブ付近の吸気流動が始まる前にバイパスバルブ（５）を開くバイパスバルブ開度制御手段（Ｓ６〜Ｓ１２）とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、エンジン始動時に負圧によるバルブ付近の吸気流動が始まる前にバイパスバルブを開いておくので、バイパスバルブより上流の空気をエンジンに供給することが可能となる。そしてエンジン始動時から吸気量を多く必要とする場合にも、吸気量が不足することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明によるエンジンの吸気制御装置を用いるエンジンの構成図である。
【０００９】
エンジン１は、吸気通路２の上流側から過給機４、バイパスバルブ５、スロットルバルブ６を備える。
【００１０】
吸気通路２には、エンジンの燃焼に必要な空気が流れる。吸気通路２は、スロットルバルブ６よりも上流からバイパス通路３が分岐し再び合流する。
【００１１】
バイパス通路３は、前述したとおり吸気通路２から分岐され、過給機４を迂回する通路である。バイパス通路３は、過給機４に並行に設けられる。バイパス通路３には、過給機４を迂回した空気が流れる。
【００１２】
過給機４は、バイパス通路３に並行する吸気通路２に設けられる。過給機４は、クランクシャフトにより駆動される機械駆動式過給機である。過給機４は、クラッチの締結により必要な場合に空気を圧縮して強制的に吸気を供給する装置である。過給機４は、自然に吸気するよりも多量の吸気量を送り込む。そして過給機４は、エンジンの出力を増大させる。
【００１３】
バイパスバルブ５は、バイパス通路３に配置される。そしてバイパスバルブ５は、開度を変更して下流へ流れる吸気量を調整する。バイパスバルブ５の開度は、バイパスバルブセンサ７で検出される。
【００１４】
スロットルバルブ６は、過給機４やバイパスバルブ５よりも下流の吸気通路２に設けられる。そしてスロットルバルブ６は、開度を変更してエンジンに流れる吸気量を調整する。スロットルバルブ６の開度はドライバのアクセルペダル踏込み量によって決まる。ドライバがアクセルペダルを踏み込むほどスロットルバルブ６の開度は大きくなり、吸気量が増大する。スロットルバルブ６の開度は、スロットルポジションセンサ８で検出される。
【００１５】
エンジン水温センサ９は、エンジンの冷却水の温度を検出し、コントローラ１１へ出力する。
【００１６】
アクセルペダル踏込量センサ１０は、アクセルペダルの踏込み量を検出し、コントローラ１１へ出力する。
【００１７】
コントローラ１１は、エンジン水温センサ９やアクセルペダル踏込量センサ１０などからの信号に基づいてスロットルバルブ６の開度、バイパスバルブ５の開度などを制御する。コントローラ１１は、中央演算装置(ＣＰＵ)、読み出し専用メモリ(ＲＯＭ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)及び入出力インタフェース(Ｉ／Ｏインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ１１を複数のマイクロコンピュータで構成してもよい。
【００１８】
以下ではコントローラ１１の具体的なエンジンの吸気制御ロジックについてフローチャートに沿って説明する。図２は、本発明によるエンジンの吸気制御装置の第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。なおコントローラ１１はこの処理を微少時間(たとえば１０ミリ秒)サイクルで繰り返し実行する。
【００１９】
ステップＳ１においてコントローラ１１は、エンジンが停止状態であるか否かを判定する。判定はエンジン回転速度などから判断すればよい。停止状態であればステップＳ２へ処理を移行し、そうでなければステップＳ７へ処理を移行する。
【００２０】
ステップＳ２においてコントローラ１１は、車両がアイドルストップ中であるか否かを判定する。判定はシフトレバーがＤレンジかつブレーキペダルが踏まれている状態であること、イグニッションスイッチがキーオフでないことなどから判断すればよい。アイドルストップ中であればステップＳ３へ処理を移行し、そうでなければステップＳ４へ処理を移行する。
【００２１】
ステップＳ３においてコントローラ１１は、アイドルストップ解除条件が成立したか否かを判定する。判定はブレーキペダルの踏み込みが検出されないことなどから判断すればよい。アイドルストップ解除条件が成立したらステップＳ５へ処理を移行し、そうでなければ一旦処理を抜ける。
【００２２】
ステップＳ４においてコントローラ１１は、エンジンの始動要求があるか否かを判定する。判定はイグニッションスイッチがキーオフからキーオンとなることなどから判断すればよい。エンジンの始動要求があればステップＳ５へ処理を移行し、そうでなければ一旦処理を抜ける。
【００２３】
ステップＳ５においてコントローラ１１は、エンジンを始動する。具体的にはスタータモータを作動させる。そしてステップＳ６へと処理を進める。
【００２４】
ステップＳ６においてコントローラ１１は、エンジン水温センサ９から送られるエンジンの冷却水温度Ｔｗに基づいてスロットルバルブ６とバイパスバルブ５との開弁時期の相対的な遅れ時間ｔを設定する。冷却水温度Ｔｗが高いほど、遅れ時間ｔは長くなる。エンジンの冷却水温度が高ければ、前回のエンジン稼働から時間が経っていないのでエンジンのフリクションが小さい。そしてフリクションが小さいとエンジンの始動性が良い。エンジンの始動に必要な吸気量は、冷却水温度が低い場合に比べて減るので、その分バイパスバルブ５の開弁時期をスロットルバルブ６の開弁時期より遅らせる。
【００２５】
ステップＳ６において遅れ時間ｔを設定したら、一旦処理を抜ける。
【００２６】
ステップＳ７においてコントローラ１１は、遅れ時間ｔが設定されているか否かを判定する。設定されていればステップＳ８へ処理を移行し、そうでなければ一旦処理を抜ける。
【００２７】
ステップＳ８においてコントローラ１１は、アクセルペダル踏込量センサ１０からアクセルペダルの踏込み量を検出する。そしてステップＳ９へと処理を進める。
【００２８】
ステップＳ９においてコントローラ１１は、スロットルバルブ６を開弁する。このとき開度はステップＳ８で検出したアクセルペダルの踏込み量から算出する。スロットルバルブ開度との関係は予めマップ化しておけばよい。そしてステップＳ１０へと処理を進める。
【００２９】
ステップＳ１０においてコントローラ１１は、スロットルバルブ６が開弁を開始してからｔ秒経過したか否かを判定する。経過した場合はステップＳ１１へ処理を移行し、経過していない場合は一旦処理を抜ける。
【００３０】
ステップＳ１１においてコントローラ１１は、バイパスバルブ５を開弁する。このとき開度はステップＳ８で検出したアクセルペダルの踏込み量から算出する。バイパスバルブ開度との関係は予めマップ化しておけばよい。そしてステップＳ１２へと処理を進める。
【００３１】
ステップＳ１２においてコントローラ１１は、遅れ時間ｔをリセットする。そして処理を抜ける。
【００３２】
続いて本発明によるエンジンの吸気制御装置を実際に作動したときについて説明する。なおフローチャートとの対応を分かりやすくするために、冒頭にＳを付したステップ番号を併記する。
【００３３】
エンジンが停止状態である場合（Ｓ１，Ｙｅｓ）、アイドルストップによる停止なのか否かを判定する（Ｓ２）。そしてアイドルストップ中である場合は（Ｓ２，Ｙｅｓ）、アイドルストップ解除条件が成立したら（Ｓ３，Ｙｅｓ）、エンジンを始動させる（Ｓ５）。アイドルストップ中でない場合は（Ｓ２，Ｎｏ）車両が完全停止状態であるので、エンジンの始動要求があれば（Ｓ４，Ｙｅｓ)、エンジンを始動させる（Ｓ５）。その他の場合は（Ｓ３，Ｎｏ/Ｓ４，Ｎｏ）一旦処理を抜けて、判定がＹｅｓになるまで最初から処理を繰り返す。
【００３４】
そしてエンジンを始動させたあとは（Ｓ５）、エンジン冷却水温度Ｔｗに基づいて遅れ時間ｔの設定（Ｓ６）へと処理を進める。
【００３５】
ここでは、エンジンを始動させたときの（Ｓ５）エンジン冷却水温度Ｔｗを考慮して、すなわちエンジンの始動状態（始動性）を考慮して、スロットルバルブ６の開弁開始からバイパスバルブ５の開弁開始までの遅れ時間ｔを設定する（Ｓ６）。
【００３６】
エンジンが停止状態でない場合（Ｓ１，Ｎｏ）、エンジンが始動している。まず遅れ時間ｔが設定されているか否かを判定する（Ｓ７）。
【００３７】
遅れ時間ｔが設定されていればＳ７→Ｓ８→Ｓ９→Ｓ１０と処理を進め、スロットルバルブ６の開弁開始から時間ｔが経過したらＳ１０→Ｓ１１→Ｓ１２へと処理を進める。時間ｔが経過するまではＳ１→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９→Ｓ１０→Ｓ１と処理を繰り返す。
【００３８】
ここでは、エンジンが始動されたら（Ｓ５）先にスロットルバルブ６を開弁し（Ｓ９）、その開弁開始から時間ｔが経過したのち（Ｓ１０，Ｙｅｓ)バイパスバルブ５の開弁を行う（Ｓ１１）。
【００３９】
遅れ時間ｔが設定されていなければエンジン始動直後ではないので、一旦処理を抜けて、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３orＳ４→Ｓ５→Ｓ６と進み遅れ時間ｔが設定されて、Ｓ７の判定がＹｅｓになるまで処理を繰り返す。
【００４０】
このように本実施形態によれば、エンジン始動時から吸気量を多く必要とする場合に負圧によるバルブ付近の吸気流動が始まる前にバイパスバルブ５を開いておく。これによりバイパスバルブ５より上流の空気をエンジンに供給することが可能になるので、エンジン始動時に吸気量が不足することがない。また負圧による吸気流動は下流から始まって上流へと達するので、まず下流に配置されるスロットルバルブ６を開弁し、その後バイパスバルブ５を開弁する。これにより吸気の流れが滑らかになるので、ドライバはスムーズな運転性を感じることができる。
【００４１】
特にアイドルストップ機能がついたエンジンでは、例えば信号待ちでアイドルストップ状態となりエンジンが停止しても、信号が変わるとエンジンを始動させて即加速することが必要となる。そのためアイドルストップからのエンジン始動には多くの吸気量が必要である。本発明ではこのようなエンジンについても、都度必要な吸気量を供給することができエンジンの始動性が向上する。
【００４２】
そしてスロットルバルブ６とバイパスバルブ５との開弁を開始する時期の相対的な遅れ時間をエンジンの冷却水温度から設定することで、エンジンの始動性と運転性の両方が改善される。例えば冷間始動時には多くの吸気量を必要とするので、すぐにバイパスバルブ５の上流の吸気も必要となるため、遅れ時間を短く設定する。これによりエンジンの始動性が改善される。また暖機後のアイドルストップからの緩加速のときは、エンジンのフリクションが低いので通常始動時ほどの吸気量を必要としないため、遅れ時間を長く設定して吸気流動を滑らかにする。これにより運転性が改善される。
【００４３】
バイパスバルブ５の開度は、全開又はエンジンが噴き上がり過ぎない程度に開く。しかし、例えば暖機後のアイドルストップからのエンジン始動、即加速が緩加速である場合には、前述ほどの開度は必要ない。このように急激な吸気量変化が要求されない場合は、バイパスバルブ５を全閉又は微小開度に抑えてもよい。これで滑らかな吸気流動となり、ドライバはスムーズな運転性を感じることができる。
【００４４】
スロットルバルブ６の開度は主にアクセルペダルの踏み込み量によって決まる。しかしドライバのアクセルペダルの踏み込み過ぎによる車両の急発進を防止するために、ドライバがアクセルを急激に踏み込んでしまい吸気量が急激に変化した場合は、フェールセーフのためスロットルバルブ６を所定開度に抑えてもよい。
【００４５】
所定開度は、全閉又は微小開度である。全閉の場合は、例えばアイドルストップ機能付きの車両であってスロットルバルブ６を全閉してもアイドル回転数を維持する吸気を供給するバイパス通路が設けられている場合に適用される。微小開度の場合は、例えばアクセルペダルを完全に踏み戻してもスロットルバルブ６は全閉にはならない場合に適用される。アクセルペダルの踏み込み量によって急激な吸気量変化を要求されても、実際に供給する吸気量は必要最低限にとどめておく。
【００４６】
このようにすれば、例えばアイドルストップからのエンジン始動、即加速のときに、アクセルを踏み込み過ぎても車両が急発進することがなく、スムーズな発進が可能である。
【００４７】
そしてエンジン始動時には過給機４のクラッチを開放して過給機４を作動させない。これによりエンジンのフリクションが低減する。よってエンジンの始動性が確保される。さらに過給機４の作動前にバイパスバルブ５を開けるので、バイパスバルブ５より上流の吸気もエンジンに供給することができる。そのためエンジン始動から過給機４を作動させるまでの時間を遅らせることができる。相対的に遅れる分は、フリクションの低減となり燃費が向上する。
【００４８】
（第２実施形態）
図３は、本発明によるエンジンの吸気制御装置の第２実施形態の動作を説明するフローチャートである。なお以下では前述した内容と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００４９】
本実施形態によれば、エンジンを始動させる前に（ステップＳ５）、バイパスバルブ５の開弁を開始し（ステップＳ４１）、始動フラグをセットする（ステップＳ４２）。エンジンが始動され（ステップＳ１，Ｎｏ）、始動フラグがセットされていることが確認できたら（ステップＳ７１）、Ｓ８→Ｓ９と処理を進めてスロットルバルブ６を開弁する（ステップＳ９）。そして始動フラグをリセットする（Ｓ１２１）。
【００５０】
バイパスバルブ５の開弁を開始してからスロットルバルブ６の開弁を開始する。そしてスロットルバルブ６を境に上流が大気圧で下流が負圧となる。これによりドライバのアクセル操作に対する応答が良くなる。例えばアイドルストップからのエンジン始動、即加速が要求される場合に、ドライバのアクセルペダル踏み込み量に応じてスロットルバルブ６で吸気量を調整するので、ドライバは要求通りの加速ができダイレクト感を感じることができる。
【００５１】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。実施形態においてはバイパスバルブ開度制御手段にエンジンの冷却水温度などを考慮しているが全てを考慮しなくても、エンジンの始動性および運転性は向上する。またエンジンの冷却水温度をバルブ開弁時期の遅れ時間ではなく、バルブ開度に考慮してもよい。上述に挙げた制御のうち複数の組み合わせに基づいて制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明によるエンジンの吸気制御装置を含むエンジンの構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるエンジンの吸気制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態によるエンジンの吸気制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１  エンジン
２  吸気通路
３  バイパス通路
４  過給機
５  バイパスバルブ
６  スロットルバルブ
９  エンジン水温センサ
１１コントローラ
ステップＳ１  エンジン停止判定手段
ステップＳ２  アイドルストップ判定手段
ステップＳ３  アイドルストップ解除条件成立判定手段
ステップＳ５  エンジン始動手段
ステップＳ６〜Ｓ１２  バイパスバルブ開度制御手段
【図１】
2010127213.tif 000003
【図２】
2010127213.tif 000004
【図３】
2010127213.tif 000005