(57)【要約】【課題】負圧アクチュエータに供給される負圧の変化を考慮して、負圧アクチュエータに供給する負圧を内燃機関の運転状況に応じて変化する物理量を目標量に制御することができる内燃機関の制御装置を提供すること。【解決手段】可動ベーンアクチュエータ２３に負圧を供給する電動式バキュームポンプ８１と、吸入空気量の目標の吸入空気量と実際の吸入空気量との差によって電動式バキュームポンプ８１から可動ベーンアクチュエータ２３に供給される負圧を制御するＥＶＲＶ８２と、負圧センサ８５とを備え、負圧センサ８５により電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧が変化していると判断した場合は、負圧変化分により可動ベーンアクチュエータ２３に供給される負圧が変化しないようにＥＶＲＶ８２の動作を補正し、可動ベーンアクチュエータ２３を駆動する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負圧で駆動する負圧アクチュエータに負圧を供給する負圧供給手段と、
内燃機関の運転状態に対応して変化し、且つ前記負圧アクチュエータを駆動することで制御される物理量の目標量と実際の量との差によって前記負圧供給手段から当該負圧アクチュエータに供給される負圧を制御する負圧制御手段と、
を備え、前記負圧制御手段によって前記物理量が目標量となるように前記負圧アクチュエータに供給される負圧を制御する内燃機関の制御装置において、
前記負圧供給手段と前記負圧制御手段との間の負圧変化を検出する負圧変化検出手段をさらに備え、
前記負圧変化検出手段により、前記負圧アクチュエータに供給される負圧が変化していると判断した場合は、負圧変化分により当該負圧アクチュエータに供給される負圧が変化しないように前記負圧制御手段の動作を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記負圧供給手段は、電動式バキュームポンプであり、
前記負圧変化検出手段は、前記電動式バキュームポンプの稼働開始を判断することで負圧が変化したことを検出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記負圧供給手段と前記負圧制御手段との間にブレーキアシスト装置をさらに備え、
前記負圧変化検出手段は、前記ブレーキアシスト装置の稼働開始を判断することで負圧が変化したことを検出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記物理量は、吸入空気量あるいは吸入配管内圧力であり、
前記負圧制御手段は、前記負圧アクチュエータに供給される負圧を制御することで内燃機関に設けられた過給機の可動ベーンの開度を変化させ、前記吸入空気量あるいは吸入管内圧力を目標量となるように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の制御装置に関し、更に詳しくは、負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧変化に応じて負圧アクチュエータに供給する負圧を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関であるガソリンエンジンやディーゼルエンジンにおいて、内燃機関の出力を上げるために、この内燃機関に供給される空気量を増大させる過給機（ターボチャージャ）が設けられているものがある。この過給機は、排気ガスにより回転するタービンと、このタービンにシャフトを介して連結されたコンプレッサとにより構成されている。内燃機関は、この過給機の容量やタービンホイールの羽根形状などにより出力特性が変化する。例えば、容量の大きい過給機を用いると、高速域、高負荷域など排気ガス量の多い場合は、十分なタービンの回転速度を得ることができ、コンプレッサが十分な吸入空気量を内燃機関に供給することができ、過給機が十分効力を発揮する。一方、低速域、中速域などの比較的排気ガス量の少ない場合は、タービンの回転速度を十分な速度まで増大させることができず、コンプレッサが十分な吸入空気量を内燃機関に供給することができず、過給機が十分効果を発揮できないことがある。従って、内燃機関の運転状態に応じて、過給機の容量、すなわちタービン容量を可変とし、低速域でのトルクアップおよび高速域での燃費向上が図れる可変容量型の過給機が提案されている。
【０００３】
この可変容量型の過給機は、タービン室内に負圧アクチュエータにより駆動する可動ベーンが設けられており、低速域、中速域などの比較的排気ガス量の少ない場合は、負圧アクチュエータに負圧を供給することで、この可動ベーンが揺動し、タービン室内に流入する排気ガスの流速を増大させる。これにより、タービンの回転速度を増大させ、低速域、中速域などの比較的排気ガス量の少ない場合においても、過給機が十分効力を発揮できるようにするものである。
【０００４】
負圧アクチュエータに供給される負圧は、負圧源であるバキュームポンプで発生した負圧を圧力調整バルブ（ＥＶＲＶ）で調圧して供給される。このバキュームポンプは、内燃機関のクランクシャフトの回転をベルトなどにより伝達され、負圧を発生するものである。このＥＶＲＶは、内燃機関に供給する空気の吸入量が目標量になるように負圧アクチュエータに供給する負圧を調圧するものである。ここで、バキュームポンプで発生した負圧は、負圧アクチュエータで消費されるのみならず、ブレーキアシスト装置などでも消費される（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２８０１４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ＥＶＲＶは、内燃機関に供給する空気の吸入量が目標量になるように、負圧源からの負圧を調圧して負圧アクチュエータに供給する。しかしながら、負圧源からの負圧は、上記ブレーキアシスト装置による消費で減少する。さらに、負圧源からの負圧は、バキュームポンプの脈動により変化する。つまり、この負圧源の負圧が変化すると、ＥＶＲＶが負圧アクチュエータに供給する負圧が変化し、負圧アクチュエータの駆動量が変化する。この駆動量の変化により、この負圧アクチュエータに可動する可動ベーンの開度が変化する恐れがある。
【０００７】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、負圧アクチュエータに供給される負圧の変化を考慮して、負圧アクチュエータに供給する負圧を内燃機関の運転状況に応じて変化する物理量を目標量に制御することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明では、負圧で駆動する負圧アクチュエータに負圧を供給する負圧供給手段と、内燃機関の運転状態に対応して変化し、且つ負圧アクチュエータを駆動することで制御される物理量の目標量と実際の量との差によって負圧供給手段から当該負圧アクチュエータに供給される負圧を制御する負圧制御手段とを備え、負圧制御手段によって物理量が目標量となるように負圧アクチュエータに供給される負圧を制御する内燃機関の制御装置において、負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧変化を検出する負圧変化検出手段をさらに備え、負圧変化検出手段により、負圧アクチュエータに供給される負圧が変化していると判断した場合は、負圧変化分により当該負圧アクチュエータに供給される負圧が変化しないように負圧制御手段の動作を補正することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧が変化した場合に、この負圧変化分を補正して、すなわち負圧変化を負圧変化検出手段により検出し、この検出された負圧変化分が相殺されるように負圧制御手段の動作を補正して、この負圧制御手段から負圧アクチュエータに負圧を供給する。従って、負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧が変化しても、負圧制御手段はこの負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧の変化の影響を受けずに、負圧アクチュエータに供給される負圧を制御することができる。これにより、負圧アクチュエータに供給される負圧の変化を考慮して、負圧アクチュエータに供給する負圧を内燃機関の運転状況に応じて変化する物理量を目標量に制御することができる。
【００１０】
また、この発明では、上記内燃機関の制御装置において、負圧供給手段は、電動式バキュームポンプであり、負圧変化検出手段は、電動式バキュームポンプの稼働開始を判断することで負圧が変化したことを検出することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、電動式バキュームポンプの稼働開始による負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧の増大を負圧変化検出手段により検出する。つまり、負圧変化分である負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧の増大分を電動式バキュームポンプの稼働開始により予測して、この負圧変化分が相殺されるように負圧制御手段の動作を補正し、この負圧制御手段から負圧アクチュエータに負圧を供給することができる。これにより、上記内燃機関の制御装置の作用効果に加えて、負圧アクチュエータに供給する負圧を内燃機関の運転状況に応じて変化する物理量を目標量に制御するまでの制御時間を短縮することができる。また、電動式バキュームポンプを負圧供給手段として用いるので、負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧の減少に応じて電動式バキュームポンプの稼働を開始することができる。従って、従来のように、内燃機関のクランクシャフトなどにベルトを介して連結されたバキュームポンプと比較して、負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧を一定に保つために必要な内燃機関の負荷を低減させることができる。これにより、内燃機関の燃費の向上を図ることができる。
【００１２】
また、この発明では、上記内燃機関の制御装置において、負圧供給手段と負圧制御手段との間にブレーキアシスト装置をさらに備え、負圧変化検出手段は、ブレーキアシスト装置の稼働開始を判断することで負圧が変化したことを検出することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、ブレーキアシスト装置の稼働開始による負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧の減少を負圧変化検出手段により検出する。つまり、負圧変化分である負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧の減少分をブレーキアシスト装置の稼働開始により予測して、この負圧変化分が相殺されるように負圧制御手段の動作を補正し、この負圧制御手段から負圧アクチュエータに負圧を供給することができる。これにより、上記内燃機関の制御装置の作用効果に加えて、負圧アクチュエータに供給する負圧を内燃機関の運転状況に応じて変化する物理量を目標量に制御するまでの制御時間を短縮することができる。
【００１４】
また、この発明では、上記内燃機関の制御装置において、物理量は、吸入空気量あるいは吸入配管内圧力であり、負圧制御手段は、負圧アクチュエータに供給される負圧を制御することで内燃機関に設けられた過給機の可動ベーンの開度を変化させ、吸入空気量あるいは吸入配管内圧力を目標量となるように制御することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、内燃機関の出力特性に影響を与える吸入空気量あるいは吸入配管内圧力を目標量となるように負圧アクチュエータに供給される負圧を制御する。従って、吸入空気量あるいは吸入配管内圧力が負圧源の負圧変化分により、過渡に目標量とずれることを防止できる。これにより、内燃機関のエミッションの悪化やトルク段差の発生を抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。ここで、下記の実施形態では、内燃機関として過給機付ディーゼルエンジンについて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、通常のディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、過給機付ガソリンエンジンにも用いることができる。
【００１７】
図１は、この発明に係る内燃機関の制御装置を有する過給機付ディーゼルエンジンの全体構成例を示す図である。同図に示すように、過給機付ディーゼルエンジン１は、機関本体１０と、過給機（ターボチャージャ）２０と、エアクリーナ３０と、吸入系統４０と、燃料供給系統５０と、排気系統６０と、排気ガス還流（ＥＧＲ）系統７０と、負圧駆動系統８０と、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１００とにより構成されている。
【００１８】
機関本体１０は、同図に示すように、ここでは２気筒のディーゼルエンジンであり、車両に搭載されている。この機関本体１０は、クランクシャフト１１に図示しないコネクティングロッドを介して連結された２つのピストン１２ａ、１２ｂが、それぞれシリンダ１３ａ、１３ｂ内で圧縮、膨張工程を繰り返すことで、このクランクシャフト１１を回転させ動力を発生する。ここで、１４は、位置センサであり、クランクシャフト１１が１回転するまで経過時間からエンジン回転数（Ｎｅ）を検出し、このエンジン回転数（Ｎｅ）をＥＣＵ１００に出力するものである。
【００１９】
過給機２０は、同図に示すように、コンプレッサ２１と、タービン２２と、このコンプレッサ２１とタービン２２とを連結する図示しないシャフトと、可動ベーン（ＶＮＴ）アクチュエータ２３とにより構成されている。図２は、タービンの概略構成例を示す図である。タービン２２は、同図（ａ）に示すように、スクロール部２２ａにこのスクロール部２２ａに対して回転可能に支持されたタービンホイール２２ｂが設けられている。なお、このタービンホイール２２ｂは、図示しない上記シャフトに連結されている。タービンホイール２２ｂの周囲には、周方向に等間隔で複数個の可動ベーン２２ｃが設けられている。この可動ベーン２２ｃは、それぞれの回転軸２２ｄにより揺動可能に支持され、揺動することで可動ベーン２２ｃの角度を変化させるものである。例えば、可動ベーン２２ｃが実線の状態から点線の状態まで揺動すると、スクロール部２２ａに流入した排気ガスの流速を増大させ、タービン２２のタービンホイール２２ｂの回転速度を増大させることができる。ここで、各可動ベーン２２ｃの回転軸２２ｄは、後述する可動ベーンアクチュエータ２３のロッド２２ｃに図示しない連結手段（例えば、連結アーム）により連結されており、可動ベーンアクチュエータ２３を駆動することで回転し、この可動ベーン２２ｃが揺動する。
【００２０】
可動ベーンアクチュエータ２３は、同図（ｂ）に示すように、ハウジング２３ａと、ダイヤフラム２３ｂと、ロッド２３ｃとにより構成されている。ハウジング２３ａの所定個所には、後述するＥＶＲＶ８２と連通する負圧開口部２３ｄが設けられている。このハウジング２２ａ内部には、ダイヤフラム２３ｂにより負圧開口部２３ｄを有する第一負圧室２３ｅと第二負圧室２３ｆが形成されている。この第一負圧室２３ｅには、コイルスプリング２３ｇが取り付けられている。ロッド２３ｃは、一方の端部がダイヤフラム２３ｂに固定されており、他方の端部が図示しない連結手段により上記可動ベーン２２ｃの回転軸２２ｄに連結されている。なお、第二負圧室２３ｆを形成するハウジング２３ａには、この第二負圧室２３ｆを大気圧解放する大気圧開口部２３ｈが設けられている。また、２３ｉは、ロッド２３ｃの駆動量を規制するロック部材である。
【００２１】
この可動ベーンアクチュエータ２３は、負圧開口部２３ｄから第一負圧室２３ｅに負圧が供給され、この負圧である第一負圧室２３ｅ内部と大気圧である第二負圧室２３ｆ内部との圧力差が、コイルスプリング２３ｇの弾発力より大きくなることで、タイヤフラム２３ｂと共にロッド２３ｃが第一負圧室２３ｅ側に移動する。このロッド２３ｃの移動量は、第一負圧室２３ｅに供給される負圧が増加すれば、すなわち真空に近いほど大きくなる。一方、第一負圧室２３ｅへの負圧の供給を停止し、第一負圧室２３ｅ内部と第二負圧室２３ｆ内部との圧力差が小さくなり、コイルスプリング２３ｇの弾発力がこの圧力差よりも大きくなることで、タイヤフラム２３ｂと共にロッド２３ｃが第二負圧室２２ｅ側に移動する。これらにより、負圧アクチュエータである可動ベーンアクチュエータ２３は駆動する。
【００２２】
エアクリーナ３０は、大気を吸入系統４０に吸入する際に、この大気に含まれる不純物（ごみや埃など）を取り除くものであり、吸入系統４０に吸入される吸入空気量を検出するエアフロメータ３１を介して吸入系統４０に連通されている。なお、エアフロメータ３１が検出した実際の吸入空気量（Ｇａ）は、ＥＣＵ１００に出力される。
【００２３】
吸入系統４０は、エアクリーナ３０からの吸入空気を機関本体１０のピストン１３ａ，１３ｂ内に供給するものであり、インタークーラー４１と、スロットル弁４２と、複数の吸入配管４３〜４６とにより構成されている。インタークーラー４１は、過給機付ディーゼルエンジン１の出力を増大させるために吸入空気を冷却するものである。スロットル弁４２は、吸入配管４４に設けられており、図示しないアクセルに連結され、アクセル開度に対応してその開度が変化するものである。なお、このスロットル弁４２には、図示しないスロットル弁開度センサが設けられており、スロットル弁開度は、ＥＣＵ１００に出力される。ここで、４７は、吸入空気が流入した吸入系統４０の吸入配管４４内の圧力を検出する吸入配管内圧力センサであり、この吸入配管内圧力センサ４７が検出した吸入配管内圧力（Ｐａ）は、ＥＣＵ１００に出力される。
【００２４】
エアクリーナ３０から吸気系統４０に流入した空気は、吸入配管４３、過給機２０のコンプレッサ２１を介してインタークーラー４１に流入する。ここで、コンプレッサ２１は、タービン２２のタービンホイール２２ｂの回転速度に応じてインタークーラー４１に流入する空気量、すなわち吸入空気量を変化させることができる。インタークーラー４１に流入した空気は、このインタークーラー４１により冷却され後、吸入配管４４のスロットル弁４２により機関本体１０に流入する量を調整され、吸入配管４５，４６を通り、シリンダ１３ａ，１３ｂ内部に流入する。
【００２５】
燃料供給系統５０は、図示しない燃料タンクなどから燃料を機関本体１０のシリンダ１３ａ，１３ｂ内に供給するものであり、燃料噴射弁５１ａ，５１ｂと、燃料配管５２とにより構成されている。燃料噴射弁５１ａ，５１ｂは、ＥＣＵ１００が算出した燃料噴射量（Ｆｖ）に基づく燃料噴射信号により、機関本体１０のシリンダ１３ａ，１３ｂ内に一定量の燃料を噴射して供給するものである。燃料配管５２は、この燃料噴射弁５１ａ，５１ｂに燃料タンクからの燃料を図示しない燃料ポンプを介して供給するものである。
【００２６】
排気系統６０は、機関本体１０のシリンダ１３ａ，１３ｂで発生した排気ガスを大気に排出するものであり、複数の排気配管６１〜６３と、図示しない複数の排気ガス浄化用の触媒装置とにより構成されている。機関本体１０のシリンダ１３ａ，１３ｂで発生した排気ガスは、排気配管６１により収束され、この排気配管６１に連通する排気配管６２を通り、図２に示す過給機２０のタービン２０のスクロール部２２ａに流入する。スクロール部２２ａに流入した排気ガスは、上述のように、タービン２２のタービンホイール２２ｂを回転させ、タービン２２と連通する排気配管６３を通り、図示しない複数の排気ガス浄化用の触媒装置により浄化された後、大気に排出される。
【００２７】
排気ガス還流系統７０は、吸入系統４０と排気系統６０とを連通し、排気系統６０の排気ガスの一部を機関本体１０のシリンダ１３ａ，１３ｂに還流するものであり、排気ガス還流弁（ＥＧＲバルブ）７１と、複数の排気ガス還流配管７２，７３とにより構成されている。排気ガス還流弁７１は、図示しないサーボモータや磁力によりその開度を変化させるものであり、ＥＣＵ１００からの排気ガス還流弁駆動信号により、排気ガス還流量を制御するものである。排気系統６０の排気配管６２に連通する排気ガス還流配管７２から流入した排気ガスは、排気ガス還流弁７１により排気ガス還流量を調整され、排気ガス還流配管７３により、この排気ガス還流配管７３と連通する吸入系統４０のスロットル弁４２より下流側の吸入配管４４に流入される。つまり、排気ガス還流系統７０は、排気ガスの一部を再度機関本体１０に流入させることで、大気に排出される排気ガスのＮＯｘを低減するものである。
【００２８】
負圧駆動系統８０は、負圧を供給することにより、可動ベーンアクチュエータ２３や後述するブレーキアシスト装置９０を駆動するものであり、電動式ボキュームポンプ８１と、ＥＶＲＶ８２と、複数の負圧供給配管８３，８４と、負圧センサ８５とにより構成されている。負圧供給手段である電動式バキュームポンプ８１は、電動機８１ａにより電動式バキュームポンプ８１を回転させ、負圧を発生するものである。従って、機関本体１０のクランクシャフト１１にベルトを介して連結されたバキュームポンプのように、このバキュームポンプに機関本体１０の潤滑、保護のための潤滑油（エンジンオイル）を供給し、潤滑、シールする必要はない。電動機８１ａは、ＥＣＵ１００からのポンプ駆動信号Ｓ１により、ＯＮ／ＯＦＦ制御される。つまり、電動式バキュームポンプ８１は、ＥＣＵ１００からのポンプ駆動信号Ｓ１により、ＯＮ／ＯＦＦ制御される。この電動式バキュームポンプ８１で発生した負圧は、負圧供給配管８３により、ブレーキアシスト装置９０およびＥＶＲＶ８２に供給される。
【００２９】
負圧制御手段であるＥＶＲＶ８２は、負圧源である電動式バキュームポンプ８１から供給される負圧を調圧して、過給機２０の可動ベーンアクチュエータ２３に供給し、この可動ベーンアクチュエータ２３を駆動し、制御するものである。図３は、ＥＶＲＶの概略断面図を示す図である。このＥＶＲＶ８２は、Ｄｕｔｙ制御されるものであり、ＥＣＵ１００により算出された制御Ｄｕｔｙにより駆動、制御され、同図に示すように、プランジャ８２ａと、コイル８２ｂと、負圧供給室８２ｃと、２つのコイルスプリング８２ｄ、８２ｅとにより構成されている。プランジャ８２ａは、プランジャ側ハウジング８２ｆ内に設けられた図示しない中空部に摺動可能に挿入されており、その外周にコイル８２ｂが配置されている。コイル８２ｂは、ＥＣＵ１００により算出された制御Ｄｕｔｙに基づくＥＶＲＶ駆動信号Ｓ２により電流が流され、磁束が発生する。コイル８２ｂに発生した磁束は、プランジャ８２ａを矢印Ａ方向に摺動させる。
【００３０】
負圧供給室８２ｃは、大気圧入力側ハウジング８２ｇ内に設けられた図示しない中空部に摺動可能に挿入される部材に形成されており、その一方の端部は段差部８２ｈが形成され、他方の端部にはその内径がプランジャ８２ａの先端部に設けられたシール部材８２ｉの外径より小さい大気側開口部８２ｊが形成されている。ここで、負圧供給室８２ｃは、負圧入出力側ハウジング８２ｋに形成された負圧入力ポート８２ｌと連通しており、電動式バキュームポンプ８１で発生した負圧が負圧供給配管８３を介して供給される。負圧入力ポート８２ｌの先端には、フランジ部８２ｍが形成されている。また、負圧供給室８２ｃは、段差部８２ｈとフランジ部８２ｍとを介して、負圧入出力側ハウジング８２ｋに形成された負圧出力ポート８２ｎと連通しており、この負圧供給室８０ｃ内の負圧が負圧供給配管８４介して、可動ベーンアクチュエータ２３に供給される。さらに、負圧供給室８２ｃは、大気側開口部８２ｊを介して、大気圧入力側ハウジング８２ｇに形成された大気圧ポート８２ｏと連通している。ここで、８２ｐは、大気圧ポートから供給される大気に含まれる不純物（ごみや埃など）を取り除くフィルタである。
【００３１】
コイルスプリング８２ｄは、負圧供給室８２ｃを形成する部材とプランジャ側ハウジング８２ｆとの間に設けられており、コイルスプリング８２ｅは、負圧供給室８２ｃを形成する部材と負圧入出力側ハウジング８２ｋの間に設けられている。この２つのコイルスプリング８２ｄ，８２ｅは、プランジャ８２ａが矢印Ａ方向に摺動していない場合に、負圧出力側ポート８２ｎから可動ベーンアクチュエータ２３に供給される負圧を調圧するものである。
【００３２】
次に、ＥＶＲＶ８２の動作について説明する。まず、コイル８２ｂに電流が流れていない場合は、プランジャ８２ａが矢印Ａ方向に摺動しない。この場合は、２つのコイルスプリング８２ｄ，８２ｅの弾性力が均衡するように、負圧供給室８２ｃが大気圧入力側ハウジング８２ｇに対して位置する。負圧供給室８２ｃ内には、大気圧ポート８２ｏから大気（大気圧）が供給され、負圧入力側ポート８２ｌから負圧が供給され、これらにより負圧出力側ポート８２ｎから可動ベーンアクチュエータ２３に供給される負圧がこの可動ベーンアクチュエータ２３が駆動しない程度の負圧に調圧される。
【００３３】
ＥＣＵ１００により算出された制御Ｄｕｔｙに基づくＥＶＲＶ駆動信号Ｓ２によりコイル８２ｂに電流が流されると、この電流値に対応してプランジャ８２ａが矢印Ａ方向に摺動する。プランジャ８２ａが矢印Ａ方向に摺動すると、プランジャ８２ａのシール部材８２ｉが負圧供給室８２ｃの大気側開口部８２ｊをシールしながら、この負圧供給室８２ｃを矢印Ａ方向に摺動させる。負圧供給室８２ｃが摺動すると負圧入力ポート８２ｌのフランジ部８２ｍと段差部８２ｈとの間に隙間ができ、この負圧入力ポート８２ｌと連通する電動式バキュームポンプ８１で発生した負圧が負圧出力ポート８２ｎと連通する可動ベーンアクチュエータ２３に供給される。ここで、負圧供給室８２ｃが矢印Ａ方向に摺動する量により、フランジ部８２ｍと段差部８２ｈとの間にできる隙間の幅、つまり絞り量が変化する。これにより、ＥＶＲＶ８２は、可動ベーンアクチュエータ２３に供給する負圧を調圧することができる。
【００３４】
負圧変化検出手段である負圧センサ８５は、負圧供給手段である電動式バキュームポンプ８１（負圧源）と負圧制御手段であるＥＶＲＶ８２との間の負圧を負圧供給配管８３から検出するものであり、検出された負圧（Ｐｖ）は、ＥＣＵ１００に出力される。
【００３５】
ブレーキアシスト装置９０は、図示しないブレーキペダルの入力を倍力してブレーキ装置を操作するものである。このブレーキアシスト装置９０は、負圧源である電動式バキュームポンプ８１で発生した負圧により駆動するものであり、負圧供給配管８３に接続されている。
【００３６】
ＥＣＵ１００は、過給機付ディーゼルエンジン１を制御するものであり、処理部１０１と、記憶部１０２と、インターフェース部１０３とにより構成されている。処理部１０１は、少なくともインターフェース部１０３から入力された各種入力信号（エンジン回転数（Ｎｅ）、吸入空気量（Ｇａ）、吸入配管内圧力（Ｐａ））と記憶部１０２に記憶されている図示しない各種マップとに基づいて、燃料噴霧量、目標吸入空気量（Ｇａ）、目標吸入配管内圧力（Ｐａ）などを算出し、電動式バキュームポンプ８１およびＥＶＲＶ８２のそれぞれにポンプ駆動信号Ｓ１、ＥＶＲＶ駆動Ｓ２を出力し、駆動、制御する。なお、同図においては、ＥＣＵ１００により、電動式バキュームポンプ８１およびＥＶＲＶ８２を駆動、制御するが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＥＣＵ１００とは別体に制御装置を設け、この制御装置にＥＣＵ１００により算出された燃料噴霧量、目標吸入空気量（Ｇａ）、目標吸入配管内圧力（Ｐａ）を入力し、電動式バキュームポンプ８１およびＥＶＲＶ８２のそれぞれにポンプ駆動信号Ｓ１、ＥＶＲＶ駆動信号Ｓ２を出力し、駆動、制御しても良い。
【００３７】
次に、内燃機関の制御装置の動作について説明する。図４は、この発明に係る内燃機関の制御装置の動作フローを示す図である。図５は、吸入空気量（Ｇａ）と制御Ｄｕｔｙとの関係を示す図である。まず、図４に示すように、負圧を（Ｐｖ）を検出する（ステップＳＴ１）。これは、負圧変化検出手段である負圧センサ８５が負圧源である電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧、すなわち負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧を負圧供給配管８３において検出するものであり、検出された負圧（Ｐｖ）は、ＥＣＵ１００のインターフェース１０３を介して処理部１０１に入力される。次に、電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧（Ｐｖ）が所定負圧（Ｐ１）よりも低いか否かを判断する（ステップＳＴ２）。この電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧（Ｐｖ）は、可動ベーンアクチュエータ２３や、ブレーキアシスト装置９０が消費することで減少するものである。また、所定負圧（Ｐ１）は、少なくともブレーキアシスト装置９０の駆動に影響が出ない程度の負圧であることが好ましい。ここで、負圧が低いか否かとは、圧力が高いか否か、つまりＰｖがプラス側に向かっているか否かを意味する。
【００３８】
電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧（Ｐｖ）が、所定負圧（Ｐ１）よりも低い場合は、図５（ａ）に示すように、処理部１０１はインターフェース部１０３を介して、電動式バキュームポンプ８１の電動機８１ａにこの電動機８１ａをＯＮするためのポンプ駆動信号Ｓ１を出力し、電動式バキュームポンプ８１の稼働を開始する（ステップＳＴ３）。電動式バキュームポンプ８１が稼働することで負圧が発生し、同図（ｂ）に示すように、検出された負圧、すなわち電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧（Ｐｖ）が増大する。次に、増大した電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧（Ｐｖ）が所定負圧（Ｐ２）よりも高いか否かを判断する（ステップＳＴ４）。ここで、所定負圧（Ｐ２）は、負圧駆動系統８０に負荷を与えない程度の負圧であることが好ましい。ここで、負圧が高いか否かとは、圧力が低いか否か、つまりＰｖがマイナス側に向かっているか否かを意味する。
【００３９】
次に、増大した電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧（Ｐｖ）が、所定負圧（Ｐ２）よりも高い場合は、図５（ａ）に示すように、処理部１０１はインターフェース部１０３を介して、電動式バキュームポンプ８１の電動機８１ａにこの電動機８１ａをＯＦＦするためのポンプ駆動信号Ｓ１を出力し、電動式バキュームポンプ８１の稼働を停止する（ステップＳＴ５）。電動式バキュームポンプ８１の稼働を停止することで、同図（ｂ）に示すように、電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧（Ｐｖ）は徐々に減少していく。なお、増大した電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧（Ｐｖ）が、所定負圧（Ｐ２）よりも低い場合は、電動式バキュームポンプ８１を駆動した状態で、ステップＳＴ４を増大した電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧（Ｐｖ）が、所定負圧（Ｐ２）よりも高くなるまで繰り返す。
【００４０】
次に、増大した電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧による負圧変化分の変化Ｄｕｔｙ制御値（Ｄｖ）を算出する（ステップＳＴ６）。これは、電動式バキュームポンプ８１の駆動によりこの電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧が増大し、この負圧変化分に基づいて処理部１０１が変化制御Ｄｕｔｙ（Ｄｖ）を算出する。ここで、この変化制御Ｄｕｔｙ（Ｄｖ）は、電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧が大気圧から真空に近づく場合は、後述する最終制御Ｄｕｔｙ（Ｄｆ）を下げるように補正を加えるものである。なお、電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧が真空から大気圧に近づく場合においては、変化Ｄｕｔｙ制御値（Ｄｖ）は、後述する最終Ｄｕｔｙ制御値（Ｄｆ）を上げるように補正を加えるものである。つまり、負圧変化分から算出された変化制御Ｄｕｔｙ（Ｄｖ）により、この負圧変化分が相殺されるように最終制御Ｄｕｔｙ（Ｄｆ）を補正して、負圧制御手段であるＥＶＲＶ８２の動作、プランジャ８２ａが矢印Ａ方向に摺動する量を補正する。算出された変化制御Ｄｕｔｙ（Ｄｖ）は、記憶部１０２に記憶される。
【００４１】
次に、エンジン回転数（Ｎｅ）、燃料噴射量（Ｆｖ）を検出する（ステップＳＴ７）。エンジン回転数（Ｎｅ）は、機関本体１０に設けられた位置センサ１４がクランクシャフトの回転数から検出するものであり、ＥＣＵ１００のインターフェース１０３を介して処理部１０１に入力される。一方、燃料噴射量（Ｆｖ）は、ＥＣＵ１００の処理部１０１がエンジン回転数（Ｎｅ）、吸入空気量（Ｇａ）、吸入配管内圧力（Ｐａ）、スロットル弁４２の開度などと、記憶部１０２に記憶されたマップとに基づいて算出するものである。
【００４２】
次に、基本制御Ｄｕｔｙ（Ｄｂ）を算出する（ステップＳＴ８）。これは、処理部１０１が、上記エンジン回転数（Ｎｅ）と燃料噴射量（Ｆｖ）とに基づいて算出するものである。なお、算出された基本制御Ｄｕｔｙ（Ｄｂ）は、記憶部１０２に記憶される。次に、目標の吸入空気量（Ｇｔ）を算出する（ステップＳＴ９）。これは、処理部１０１が、上記エンジン回転数（Ｎｅ）と燃料噴射量（Ｆｖ）とに基づいて算出するものである。次に、実際の吸入空気量（Ｇａ）を検出する（ステップＳＴ１０）。これは、エアフロメータ３１がエアクリーナ３０から吸入系統４０に吸入される空気量を検出するものであり、検出された実際の吸入空気量（Ｇａ）は、ＥＣＵ１００のインターフェース１０３を介して処理部１０１に入力される。
【００４３】
次に、吸入空気量の差（ΔＧ）を算出する（ステップＳＴ１１）。これは、処理部１０１により、目標の吸入空気量（Ｇｔ）と実際の吸入空気量（Ｇａ）とからその差である吸入空気量の差（ΔＧ）を算出する。次に、フィードバック補正項（Ｄｆｂ）を算出する（ステップＳＴ１２）。これは、処理部１０１により、上記吸入空気量の差（ΔＧ）に基づいて、基本制御Ｄｕｔｙ（Ｇｔ）をフィードバック補正するフィードバック補正項（Ｄｆｂ）を算出する。なお、算出されたフィードバック補正項（Ｄｆｂ）は、記憶部１０２に記憶される。次に、最終制御Ｄｕｔｙ（Ｄｆ）を算出する（ステップＳＴ１３）。これは、処理部１０１により、記憶部１０２に記憶された基本制御Ｄｕｔｙ（Ｄｂ）と変化制御Ｄｕｔｙ（Ｄｖ）とフィードバック補正項（Ｄｆｂ）とを合わせることで算出される。
【００４４】
そして、最終制御Ｄｕｔｙ（Ｄｆ）によりＥＶＲＶ８２を駆動する（ステップＳＴ１４）。つまり、ＥＣＵ１００は、処理部１０１により算出された同図（ｃ）に示すような最終制御Ｄｕｔｙ（Ｄｆ）に基づき、インターフェース部１０３を介してＥＶＲＶ駆動信号Ｓ２をＥＶＲＶ８２に出力する。ＥＶＲＶ８２は、このＥＶＲＶ駆動信号Ｓ２に基づく電流をコイル８０ｂに流し、プランジャ８０ａを図３に示す矢印Ａ方向に摺動させ、電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧を調圧して、この調圧された負圧を可動ベーンアクチュエータ２３に供給することで、この可動ベーンアクチュエータ２３を駆動、制御する。
【００４５】
以上により、内燃機関の制御装置の動作を終了する。ここで、最終制御Ｄｕｔｙ（Ｄｆ）が一定の場合は、同図（ｄ）に示すように、電動式バキュームポンプ８１の稼働により、ＥＶＲＶ８２から可動ベーンアクチュエータ２３に供給する負圧が目標値から変化し、この負圧の変化により可動ベーン２２ｄが揺動し、同図（ｅ）に示すように、実際の吸入空気量（Ｇａ）が目標の吸入空気量（Ｇｔ）から外れてしまう。しかしながら、この発明に係る内燃機関の制御装置は、電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧変化分の変化制御Ｄｕｔｙ（Ｄｂ）を基本制御Ｄｕｔｙ（Ｄｂ）に加え、同図（ｃ）に示すような最終制御Ｄｕｔｙ（Ｄｆ）を算出し、この最終制御Ｄｕｔｙ（Ｄｆ）によりＥＶＲＶ８２を駆動、制御する。つまり、ＥＶＲＶ８２は、電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧の変化の影響を受けずに、可動ベーンアクチュエータ２３に供給される負圧を制御することができる。これにより、可動ベーンアクチュエータ２３に供給される負圧の変化を考慮して、この可動ベーンアクチュエータ２３に供給する負圧を過給機付ディーゼルエンジン１の運転状況に応じて変化する吸入空気量（Ｇａ）を目標量である目標の吸入空気量（Ｇｔ）に制御することができる。また、実際の吸入空気量（Ｇａ）が目標の吸入空気量（Ｇｔ）に対して、電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧変化分により過渡にずれることを防止できる。これにより、過給機付ディーゼルエンジン１のエミッションの悪化やトルク段差の発生を抑制することができる。
【００４６】
上記実施形態では、負圧アクチュエータとして可動ベーンアクチュエータ２３を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図６は、この発明に係る内燃機関の制御装置を有する過給機付ディーゼルエンジンの他の全体構成例を示す図である。同図に示す過給機付ディーゼルエンジン１´が図１に示す過給機付ディーゼルエンジン１と異なる点は、排気ガス還流系統７０の排気ガス還流弁７１を負圧アクチュエータで駆動、制御される排気ガス還流弁７１´とした点である。この場合は、負圧源である電動式バキュームポンプ７１が発生する負圧をＥＶＲＶ８２´により調圧して、排気ガス還流弁７１´に供給する。このＥＶＲＶ８２´は、ＥＣＵ１００で上記内燃機関の制御方法により算出された最終制御Ｄｕｔｙに基づくＥＶＲＶ駆動信号Ｓ３により駆動、制御される。なお、スロットル弁４２を負圧アクチュエータで駆動、制御されるようにしても良い。
【００４７】
また、上記実施形態では、フィードバック補正項（Ｄｆｂ）を物理量である吸入空気量により算出したが、本発明はこれに限定されるものではなく、吸入配管内圧力により算出しても良い。この場合は、まず、ステップＳＴ９において、処理部１０１が、エンジン回転数（Ｎｅ）と燃料噴射量（Ｆｖ）とに基づいて目標の吸入配管内圧力（Ｐｔ）を算出する。次に、ステップＳＴ１０において、吸入配管内圧力センサ４７により実際の吸入配管内圧力（Ｐａ）を検出する。次に、ステップＳＴ１１において、処理部１０１が、目標の吸入配管内圧力（Ｐｔ）と実際の吸入配管内圧力（Ｐａ）とからその差である吸入配管内圧力の差（ΔＰ）を算出する。そして、ステップＳＴ１２において、処理部１０１が、上記吸入配管内圧力の差（ΔＰ）に基づいて、フィードバック補正項（Ｄｆｂ）を算出し、基本制御Ｄｕｔｙ（Ｇｔ）に対してフィードバック補正を行う。
【００４８】
また、上記実施形態では、負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧の変化を負圧変化検出手段である負圧センサ８５により検出して、電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧変化分の変化制御Ｄｕｔｙを算出しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、負圧変化検出手段が電動式バキュームポンプ８１の稼働の開始を判断するようにしても良い。この場合は、負圧変化検出手段により、電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧の負圧の変化を予め予測して、電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧変化分の変化制御Ｄｕｔｙを算出する。電動式バキュームポンプ８１が稼働を開始すると電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧が大気圧から真空に近づくので、変化制御Ｄｕｔｙ（Ｄｖ）は、最終制御Ｄｕｔｙ（Ｄｆ）を下げるように補正を加えるものである。従って、負圧変化分である電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧の増大分を電動式バキュームポンプの稼働開始により予測して、この負圧変化分が相殺されるようにＥＶＲＶ８２の動作を補正し、このＥＶＲＶ８２から可動ベーンアクチュエータ２３に負圧を供給する。
【００４９】
また、負圧変化検出手段がブレーキアシスト装置９０の稼働の開始を判断するようにしても良い。この場合は、負圧変化検出手段により、電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧の変化を予め予測して、電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧変化分の変化制御Ｄｕｔｙを算出する。ブレーキアシスト装置９０が稼働を開始すると電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧が真空から大気圧に近づくので、変化制御Ｄｕｔｙ（Ｄｖ）は、最終制御Ｄｕｔｙ（Ｄｆ）を上げるように補正を加えるものである。従って、負圧変化分である電動式バキュームポンプ８１とＥＶＲＶ８２との間の負圧の減少分をブレーキアシスト装置９０の稼働開始により予測して、この負圧変化分が相殺されるようにＥＶＲＶ８２の動作を補正し、このＥＶＲＶ８２から稼働ベーンアクチュエータ２３に負圧を供給する。
【００５０】
これらにより、可動ベーンアクチュエータ２３に供給する負圧を過給機付ディーゼルエンジン１，１´の運転状況に応じて変化する吸入空気量あるいは吸入配管内圧力を目標の吸入空気量あるいは吸入配管内圧力に制御するまでの制御時間を短縮することができる。なお、電動式バキュームポンプ８１の稼働の開始を判断あるいはブレーキアシスト装置９０の稼働の開始を判断する負圧変化検出手段は、過給機付ディーゼルエンジン１、１´の電動式バキュームポンプ８１あるいはブレーキアシスト装置９０に設けられたセンサでも良いし、ＥＣＵ１００から電動式バキュームポンプ８１やブレーキアシスト装置９０にそれぞれ出力されるポンプ駆動信号Ｓ１やアシスト装置駆動信号を検知することで、電動式バキュームポンプ８１の稼働やブレーキアシスト装置９０の稼働の開始を検出しても良い。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る内燃機関の始動制御装置（請求項１）によれば、負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧が変化しても、負圧制御手段はこの負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧の変化の影響を受けずに、負圧アクチュエータに供給される負圧を制御することができる。これにより、負圧アクチュエータに供給される負圧の変化を考慮して、負圧アクチュエータに供給する負圧を内燃機関の運転状況に応じて変化する物理量を目標量に制御することができる。
【００５２】
また、この発明に係る内燃機関の始動制御装置（請求項２）によれば、負圧変化分である負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧の増大分を電動式バキュームポンプの稼働開始により予測して、この負圧変化分が相殺されるように負圧制御手段の動作を補正し、この負圧制御手段から負圧アクチュエータに負圧を供給することができる。これにより、上記内燃機関の制御装置の作用効果に加えて、負圧アクチュエータに供給する負圧を内燃機関の運転状況に応じて変化する物理量を目標量に制御するまでの制御時間を短縮することができる。
【００５３】
また、この発明に係る内燃機関の始動制御装置（請求項３）によれば、負圧変化分である負圧供給手段と負圧制御手段との間の負圧の減少分をブレーキアシスト装置の稼働開始により予測して、この負圧変化分が相殺されるように負圧制御手段の動作を補正し、この負圧制御手段から負圧アクチュエータに負圧を供給することができる。これにより、上記内燃機関の制御装置の作用効果に加えて、負圧アクチュエータに供給する負圧を内燃機関の運転状況に応じて変化する物理量を目標量に制御するまでの制御時間を短縮することができる。
【００５４】
また、この発明に係る内燃機関の始動制御装置（請求項４）によれば、吸入空気量あるいは吸入配管内圧力が負圧源の負圧変化分により、過渡に目標量とずれることを防止できる。これにより、内燃機関のエミッションの悪化やトルク段差の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る内燃機関の制御装置を有する過給機付ディーゼルエンジンの全体構成例を示す図である。
【図２】タービンの概略構成例を示す図である。
【図３】ＥＶＲＶの概略断面図を示す図である。
【図４】この発明に係る内燃機関の制御装置の動作フローを示す図である。
【図５】吸入空気量（Ｇａ）と制御Ｄｕｔｙとの関係を示す図である。
【図６】この発明に係る内燃機関の制御装置を有する過給機付ディーゼルエンジンの他の全体構成例を示す図である。
【符号の説明】
１、１´  過給機付ディーゼルエンジン
１０  機関本体
２０  過給機
２３  可動ベーンアクチュエータ
３０  エアクリーナ
４０  吸入系統
５０  燃料供給系統
６０  排気系統
７０  排気ガス還流系統
８０  負圧駆動系統
８１  電動式バキュームポンプ
８２、８２´  ＥＶＲＶ（圧力調整バルブ）
８５  負圧センサ
９０  ブレーキアシスト装置
１００  ＥＣＵ
【図１】
2005009351.tif 000003
【図２】
2005009351.tif 000004
【図３】
2005009351.tif 000005
【図４】
2005009351.tif 000006
【図５】
2005009351.tif 000007
【図６】
2005009351.tif 000008