JP2012007544A

JP2012007544A - Control apparatus for variable displacement type supercharger

Info

Publication number: JP2012007544A
Application number: JP2010144690A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Azuma; 泰弘東
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2012-01-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control apparatus for a variable displacement type supercharger that can improve performance at the start of an internal combustion engine regarding a supercharger where a displacement is variable by using vacuum.SOLUTION: A turbo charger 5 where the displacement is variable by a negative pressure actuator 95 operated by negative pressure supply from a vacuum pump 92 is mounted on a vehicle on which an idling stop control is executed. An openable negative pressure shield valve 94 is disposed between the vacuum pump 92 and the negative pressure actuator 95. The control apparatus closes the negative shield valve 94, maintains the negative pressure in the negative pressure actuator 95 and an operating state of a variable nozzle vane mechanism 51 when the engine 1 is stopped because of the establishment of an idling stop condition. The apparatus releases the negative pressure shield valve 94 when the engine 1 starts after an engine starting condition is established.

Description

本発明は、自動車用内燃機関等に適用される可変容量型過給機の制御装置に係る。特に、本発明は、負圧を利用して容量が可変とされる過給機に対する制御動作の改良に関する。 The present invention relates to a control device for a variable displacement supercharger applied to an internal combustion engine for automobiles and the like. In particular, the present invention relates to an improvement in control operation for a supercharger whose capacity is variable using negative pressure.

従来より、自動車用エンジン等に適用されるターボチャージャ（過給機）の一種として、例えば下記の特許文献１〜特許文献３に開示されているように、タービン側を可変容量化した可変容量型ターボチャージャが知られている。この種のターボチャージャは、タービンハウジングの排気ガス流路に、この排気ガス流路の流路面積を可変とするノズルベーン（可動ベーンとも呼ばれる）が配設されている。 Conventionally, as a kind of turbocharger (supercharger) applied to an automobile engine or the like, for example, as disclosed in the following Patent Documents 1 to 3, a variable capacity type in which the turbine side has a variable capacity Turbochargers are known. In this type of turbocharger, a nozzle vane (also referred to as a movable vane) is provided in the exhaust gas flow path of the turbine housing so that the flow area of the exhaust gas flow path is variable.

具体的には、タービンホイールの軸線を中心としてこの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に亘って等間隔に配設され、これらノズルベーンが、互いに同期して回動（開閉動作）するようになっている。そして、これらノズルベーンの開度を変更して、互いに隣り合うノズルベーン間の流路面積（スロート面積）を変化させることにより、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。例えば、エンジンの低回転時にノズルベーンを回動させて上記流路面積を減少させることで、排気ガスの流速を増加させ、これにより、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。 Specifically, a plurality of nozzle vanes are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral side of the turbine wheel around the axis of the turbine wheel, and these nozzle vanes rotate in synchronization with each other (open / close operation) It is supposed to be. Then, the flow rate of the exhaust gas introduced toward the turbine wheel is adjusted by changing the opening degree of these nozzle vanes and changing the flow passage area (throat area) between adjacent nozzle vanes. For example, the flow rate of the exhaust gas is increased by rotating the nozzle vane when the engine is running at a low speed to reduce the flow path area, and thereby, a high boost pressure can be obtained from the engine low speed range.

また、上記ノズルベーンの開度を変更するための構成として特許文献２及び特許文献３には負圧を利用したものが開示されている。具体的には、ノズルベーンの開度を調整するための可変ノズルベーン機構に連結されたロッドを、ダイアフラムを備えた負圧アクチュエータに接続しておくと共に、この負圧アクチュエータの負圧室に負圧通路を介してバキュームポンプを接続する。また、上記負圧通路にＶＲＶ（バキューム・レギュレーティング・バルブ）を備えさせ、このＶＲＶの開度を制御することによって負圧アクチュエータに作用する負圧を調整し、これによって上記ロッドを進退移動させてノズルベーンの開度を調整する構成としたものである。 Further, Patent Document 2 and Patent Document 3 disclose a configuration using a negative pressure as a configuration for changing the opening degree of the nozzle vane. Specifically, a rod connected to a variable nozzle vane mechanism for adjusting the opening degree of the nozzle vane is connected to a negative pressure actuator having a diaphragm, and a negative pressure passage is connected to the negative pressure chamber of the negative pressure actuator. Connect the vacuum pump via. Further, the negative pressure passage is provided with a VRV (vacuum regulating valve), and the negative pressure acting on the negative pressure actuator is adjusted by controlling the opening degree of the VRV, thereby moving the rod forward and backward. Thus, the opening degree of the nozzle vane is adjusted.

特に、特許文献２には、エンジンの駆動力を受けて作動するバキュームポンプ（機械式負圧ポンプ）からの負圧を負圧アクチュエータに作用させた場合に、ロッドが後退移動してノズルベーンの開度を小さくすることが開示されている。この特許文献２に開示されているものでは、例えば、負圧系統の故障などによって負圧アクチュエータへの負圧の導入が不能になった場合にはノズルベーンの開度を大きくすることになるため、ターボチャージャの破損等を回避するといったフェールセーフの面で優れたものとなっている。 In particular, Patent Document 2 discloses that when a negative pressure from a vacuum pump (mechanical negative pressure pump) that operates under the driving force of an engine is applied to a negative pressure actuator, the rod moves backward to open the nozzle vane. It is disclosed to reduce the degree. In what is disclosed in this Patent Document 2, for example, when the introduction of the negative pressure to the negative pressure actuator becomes impossible due to a failure of the negative pressure system, the opening degree of the nozzle vane is increased. It is excellent in terms of fail-safe, such as avoiding damage to the turbocharger.

特開２００６−９０２４２号公報JP 2006-90242 A 特開２００４−２１１６４９号公報JP 2004-2111649 A 特開２００７−２８５２２２号公報JP 2007-285222 A 特開２００８−６９８３８号公報JP 2008-69838 A

ところで、自動車が市街地等を走行する際に交差点の信号待ち等で停車すると、エンジンがアイドリング運転状態となり、その間、燃料を浪費してしまう。この点に鑑み、従来より、自動車が停車するなど一定の条件が成立した場合には、燃焼室への燃料供給を停止（所謂フューエルカット）してエンジンを停止させる所謂「アイドリングストップ制御」が行われている（例えば特許文献４を参照）。 By the way, when an automobile travels in an urban area or the like and stops due to a signal at an intersection, the engine enters an idling operation state, and fuel is wasted during that time. In view of this point, so-called “idling stop control” that stops the engine by stopping the fuel supply to the combustion chamber (so-called fuel cut) has been performed in the past when certain conditions such as when the automobile stops are satisfied. (For example, refer to Patent Document 4).

また、この「アイドリングストップ制御」によってエンジンが停止している状態（以下、この状態をアイドリングストップ状態と呼ぶ）から所定のエンジン始動条件（例えばオートマチックトランスミッション車にあってはブレーキペダルの踏み込み解除操作等）が成立した場合には、スタータ機構を駆動し、その駆動力をエンジンに伝達（所謂クランキング）してエンジンを再始動させ、車両の発進を可能にしている。 In addition, from the state where the engine is stopped by this “idling stop control” (hereinafter referred to as the idling stop state), a predetermined engine starting condition (for example, a brake pedal depressing release operation in an automatic transmission vehicle, etc.) Is established, the starter mechanism is driven, the driving force is transmitted to the engine (so-called cranking), the engine is restarted, and the vehicle can be started.

このような「アイドリングストップ制御」を行う車両に対して、上述したバキュームポンプからの負圧を利用してノズルベーンの開度を調整する機構、特に、特許文献２に開示されているようにバキュームポンプからの負圧を負圧アクチュエータに作用させた場合にノズルベーンの開度を小さくする機構を適用した場合、以下に述べるような不具合を招く可能性がある。 A mechanism that adjusts the opening degree of the nozzle vane using the negative pressure from the above-described vacuum pump for a vehicle that performs such “idling stop control”, in particular, a vacuum pump as disclosed in Patent Document 2 When a mechanism for reducing the opening degree of the nozzle vane is applied when negative pressure from the nozzle is applied to the negative pressure actuator, there is a possibility of causing the following problems.

つまり、アイドリングストップ状態になると、エンジンの駆動力によって作動していたバキュームポンプも停止され、これに伴って負圧アクチュエータへの負圧の導入も停止されることになる。その結果、ノズルベーンの開度が大きくなる。その後、エンジン始動条件が成立してエンジンが始動したとしても、上記バキュームポンプからの負圧が所定値に達するまでにはある程度の時間を要し、その間、ノズルベーンの開度は大きい状態のまま維持される。つまり、ノズルベーンの開度が大きいために、タービンホイールに吹き付けられる排気の流速が十分に高くならず、過給効果を殆ど得ることができない状態が継続する。このような状況では、エンジン始動直後における車両の加速性能を十分に得ることができなくなり、運転者に違和感を与えてしまうことになる。 That is, when the idling stop state is entered, the vacuum pump that has been operated by the driving force of the engine is also stopped, and the introduction of negative pressure to the negative pressure actuator is also stopped accordingly. As a result, the opening degree of the nozzle vane increases. After that, even if the engine start condition is satisfied and the engine starts, it takes some time for the negative pressure from the vacuum pump to reach a predetermined value, and during that time, the nozzle vane opening remains large. Is done. That is, since the opening degree of the nozzle vane is large, the flow rate of the exhaust gas blown to the turbine wheel is not sufficiently high, and the state where the supercharging effect can hardly be obtained continues. In such a situation, the acceleration performance of the vehicle immediately after starting the engine cannot be obtained sufficiently, and the driver feels uncomfortable.

このような状況は、「アイドリングストップ制御」を行わない車両のエンジン始動時（イグニッションＯＮ時）においても同様に招くことになるが、特に、上述した「アイドリングストップ制御」を行う車両にあっては、エンジン始動条件（例えば上述した如くオートマチックトランスミッション車にあってはブレーキペダルの踏み込み解除操作等）が成立した直後には運転者の加速要求が生じる可能性が高いため、上記不具合による違和感は顕著となってしまう。 Such a situation is also caused when the engine that does not perform the “idling stop control” is started (when the ignition is turned on). In particular, in a vehicle that performs the above “idling stop control”. Since the driver's acceleration request is likely to occur immediately after the engine start conditions (for example, the brake pedal depressing release operation in the case of an automatic transmission vehicle as described above) are satisfied, the sense of incongruity due to the above problems is significant. turn into.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、負圧を利用して容量が可変とされる過給機に対し、内燃機関始動時の性能向上を図ることが可能な可変容量型過給機の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to improve performance at the time of starting an internal combustion engine with respect to a supercharger whose capacity is variable using negative pressure. It is an object of the present invention to provide a control device for a variable capacity supercharger capable of achieving the above.

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、負圧導入により過給機の容量が調整されている状態で内燃機関が停止する際、この負圧の導入経路を大気から遮断することで、この負圧の導入状態を維持する。そして、内燃機関の次回の始動時には過給機の容量が上記負圧が導入された状態に設定されるようにしている。 -Principle of solving the problem-
The solution principle of the present invention taken in order to achieve the above object is that when the internal combustion engine is stopped in a state where the capacity of the supercharger is adjusted by introducing negative pressure, this negative pressure introduction path is opened from the atmosphere. The introduction state of this negative pressure is maintained by blocking. When the internal combustion engine is started next time, the capacity of the supercharger is set to a state where the negative pressure is introduced.

−解決手段−
具体的に、本発明は、内燃機関の駆動に伴って発生する負圧を利用して可変容量型過給機の可変容量機構を制御する可変容量型過給機の制御装置を前提とする。この可変容量型過給機の制御装置に対し、上記内燃機関の駆動力を受けて負圧を発生する負圧ポンプと、上記負圧が供給されることに伴って上記可変容量機構を駆動する負圧アクチュエータと、上記負圧ポンプと上記負圧アクチュエータとの間に配設された負圧遮断弁とを備えさせる。そして、少なくとも上記内燃機関の停止から始動までの期間中、上記負圧遮断弁を閉鎖状態に保持する構成としている。 -Solution-
Specifically, the present invention is premised on a control device for a variable displacement supercharger that controls a variable displacement mechanism of a variable displacement supercharger using a negative pressure generated when the internal combustion engine is driven. A negative pressure pump that generates a negative pressure in response to the driving force of the internal combustion engine and a variable displacement mechanism that is driven by the supply of the negative pressure to the control device for the variable displacement supercharger. A negative pressure actuator; and a negative pressure cutoff valve disposed between the negative pressure pump and the negative pressure actuator. The negative pressure shut-off valve is held in a closed state at least during the period from the stop to the start of the internal combustion engine.

この特定事項により、負圧ポンプで発生している負圧を負圧アクチュエータに供給して可変容量機構を駆動している状態から内燃機関が停止する際、負圧遮断弁を閉鎖状態にする。これにより負圧アクチュエータに負圧が作用している状態が維持され、可変容量機構の駆動状態も維持されることになる。その後、内燃機関が始動する場合には、この維持された可変容量機構の駆動状態のまま内燃機関が始動することになるため、負圧アクチュエータに負圧が作用するタイミングが遅れることに伴う内燃機関の性能低下を回避することが可能になる。 With this specific matter, when the internal combustion engine stops from a state where the negative pressure generated by the negative pressure pump is supplied to the negative pressure actuator and the variable displacement mechanism is driven, the negative pressure cutoff valve is closed. As a result, a state in which a negative pressure is acting on the negative pressure actuator is maintained, and the driving state of the variable capacity mechanism is also maintained. After that, when the internal combustion engine is started, the internal combustion engine is started in the maintained drive state of the variable displacement mechanism. Therefore, the internal combustion engine that accompanies a delay in the timing at which the negative pressure acts on the negative pressure actuator. It is possible to avoid the performance degradation.

上記可変容量機構の構成として具体的には、過給機内部の排気ガス流路の流路面積を可変とする複数のノズルベーンを開閉駆動するものであり、また、上記負圧アクチュエータは、上記負圧ポンプで発生した負圧が供給されることによりノズルベーンを駆動して上記排気ガス流路の流路面積を小さくする構成となっている。 Specifically, the variable capacity mechanism is configured to open and close a plurality of nozzle vanes that can change the flow area of the exhaust gas flow path inside the supercharger, and the negative pressure actuator includes the negative pressure actuator. By supplying the negative pressure generated by the pressure pump, the nozzle vane is driven to reduce the flow area of the exhaust gas flow path.

この構成の場合、負圧アクチュエータに負圧が供給されない状態では排気ガス流路の流路面積が大きくなる。つまり、タービンホイールへ向かう排気ガスの流速が低くなる状態となる。このような過給機に対し、内燃機関の停止時に負圧遮断弁を閉鎖状態にすることで、排気ガス流路の流路面積を小さくした状態が維持され、内燃機関が始動する際におけるタービンホイールへの排気ガスの流速を高くできて、内燃機関始動後の性能を高く得ることが可能である。 In the case of this configuration, the flow passage area of the exhaust gas flow passage becomes large when no negative pressure is supplied to the negative pressure actuator. In other words, the exhaust gas flow rate toward the turbine wheel is reduced. In such a supercharger, the state in which the exhaust gas passage area is reduced is maintained by closing the negative pressure cutoff valve when the internal combustion engine is stopped, and the turbine when the internal combustion engine is started is maintained. It is possible to increase the flow rate of the exhaust gas to the wheel, and to obtain high performance after starting the internal combustion engine.

また、上記可変容量型過給機が適用される内燃機関としては、内燃機関自動停止条件が成立した際に駆動が停止され、且つ内燃機関自動始動条件が成立した際に始動されるものが挙げられる。そして、上記内燃機関自動停止条件の成立から上記内燃機関自動始動条件の成立までの期間中、上記負圧遮断弁を閉鎖状態に保持する構成としている。 Further, the internal combustion engine to which the variable displacement supercharger is applied includes an engine that is stopped when the internal combustion engine automatic stop condition is satisfied and started when the internal combustion engine automatic start condition is satisfied. It is done. The negative pressure cutoff valve is held in a closed state during a period from the establishment of the internal combustion engine automatic stop condition to the establishment of the internal combustion engine automatic start condition.

この場合、上記内燃機関自動始動条件としては、運転者のブレーキペダルの踏み込み解除操作またはアクセルペダルの踏み込み操作を含む。 In this case, the internal combustion engine automatic start condition includes a driver's brake pedal depression release operation or an accelerator pedal depression operation.

このような内燃機関の自動停止（アイドリングストップ制御）を行う車両にあっては、エンジン始動条件（例えばブレーキペダルの踏み込み解除操作）が成立した直後には運転者の加速要求が生じる可能性が高いものである。このような車両に対して本発明を適用することで、内燃機関の始動直後の運転者の加速要求を満たすことが可能となる。 In a vehicle that performs such an automatic stop (idling stop control) of the internal combustion engine, a driver's acceleration request is likely to occur immediately after an engine start condition (for example, a brake pedal depressing operation) is established. Is. By applying the present invention to such a vehicle, it becomes possible to satisfy the driver's acceleration request immediately after the start of the internal combustion engine.

また、上記負圧ポンプと負圧遮断弁との間の負圧通路に負圧検出手段を設け、上記内燃機関の始動時、上記負圧検出手段によって検出される上記負圧通路内の負圧値が上記可変容量機構の駆動を可能にする値に達した後に上記負圧遮断弁を開放させるようにした構成も挙げられる。 Further, a negative pressure detecting means is provided in a negative pressure passage between the negative pressure pump and the negative pressure shut-off valve, and the negative pressure in the negative pressure passage detected by the negative pressure detecting means when the internal combustion engine is started. There is also a configuration in which the negative pressure shut-off valve is opened after the value reaches a value that enables the variable displacement mechanism to be driven.

この構成によれば、負圧遮断弁を開放する際には負圧通路内に十分な負圧が発生しているため、この負圧遮断弁の切り換えに伴う負圧段差（負圧の急激な変化）を防止することができ、車両の乗員に違和感を与えることが回避される。 According to this configuration, when the negative pressure shut-off valve is opened, a sufficient negative pressure is generated in the negative pressure passage. Change) can be prevented, and an uncomfortable feeling can be avoided.

本発明では、負圧導入により過給機の容量が調整されている状態で内燃機関が停止する際、この負圧の導入経路を大気から遮断することで、この負圧の導入状態を維持し、内燃機関の次回の始動時には過給機の容量が上記負圧が導入された状態に設定されるようにしている。このため、内燃機関の始動時に、負圧アクチュエータに負圧が作用するタイミングが遅れることに伴う内燃機関の性能低下を回避することが可能になる。 In the present invention, when the internal combustion engine is stopped in a state where the capacity of the supercharger is adjusted by introducing negative pressure, this negative pressure introduction state is maintained by blocking the negative pressure introduction path from the atmosphere. When the internal combustion engine is started next time, the capacity of the supercharger is set to a state where the negative pressure is introduced. For this reason, it is possible to avoid a decrease in performance of the internal combustion engine due to a delay in the timing at which the negative pressure acts on the negative pressure actuator when the internal combustion engine is started.

第１実施形態に係るエンジン及びその吸排気系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the engine which concerns on 1st Embodiment, and its intake / exhaust system. 可変ノズルベーン機構をターボチャージャの外側から見た図である。It is the figure which looked at the variable nozzle vane mechanism from the outside of the turbocharger. 可変ノズルベーン機構をターボチャージャの内側から見た図である。It is the figure which looked at the variable nozzle vane mechanism from the inside of a turbocharger. エンジンＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of control systems, such as engine ECU. 第１実施形態におけるエンジン停止・始動制御の動作手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the operation | movement procedure of the engine stop and start control in 1st Embodiment. 第２実施形態に係るエンジンのターボチャージャ及び容量可変システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the turbocharger of an engine and capacity | capacitance variable system which concern on 2nd Embodiment. 第２実施形態におけるエンジン停止・始動制御の動作手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the operation | movement procedure of the engine stop and start control in 2nd Embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、アイドリングストップ制御を行う自動車に対して本発明を適用した場合について説明する。また、本実施形態に係る自動車は、コモンレール式筒内直噴型多気筒（例えば直列４気筒）ディーゼルエンジン（圧縮自着火式内燃機関）を搭載したものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to an automobile that performs idling stop control will be described. In addition, the automobile according to this embodiment is equipped with a common rail in-cylinder direct injection multi-cylinder (for example, in-line 4-cylinder) diesel engine (compression self-ignition internal combustion engine).

（第１実施形態）
先ず、第１実施形態について説明する。 (First embodiment)
First, the first embodiment will be described.

−エンジンの構成−
図１は本実施形態に係るディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１及びその吸排気系の概略構成図である。 -Engine configuration-
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) 1 and its intake / exhaust system according to the present embodiment.

この図１に示すように、本実施形態に係るエンジン１は、基本的には、吸気系から供給される空気と燃料供給系から供給される燃料とを適宜の空燃比で混合して成る混合気を燃焼室２で燃焼させた後、その排気ガスを、排気系を経て大気に放出するようになっている。 As shown in FIG. 1, the engine 1 according to this embodiment is basically a mixture obtained by mixing air supplied from an intake system and fuel supplied from a fuel supply system at an appropriate air-fuel ratio. After the gas is burned in the combustion chamber 2, the exhaust gas is discharged to the atmosphere through the exhaust system.

上記吸気系は、シリンダヘッドに形成された吸気ポート３に接続されるインテークマニホールド２１に吸気管２２を接続して形成される吸気通路を備え、この吸気通路に、その空気流通方向上流側から順にエアクリーナ２３、スロットルバルブ（吸気絞り弁）２４を配置した構成となっている。 The intake system includes an intake passage formed by connecting an intake pipe 22 to an intake manifold 21 connected to an intake port 3 formed in the cylinder head, and the intake passage is sequentially arranged from the upstream side in the air flow direction. An air cleaner 23 and a throttle valve (intake throttle valve) 24 are arranged.

上記燃料供給系は、燃料供給路３１に、その燃料供給方向上流側から順に燃料タンク３２、サプライポンプ３３、コモンレール３４、複数の燃料噴射弁（インジェクタ）３５，３５，…を配置した構成となっている。サプライポンプ３３は、エンジン１の図示しないクランクシャフトによって駆動されるもので、燃料タンク３２から燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を、燃料供給路３１を介してコモンレール３４に供給する。コモンレール３４は、サプライポンプ３３から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁３５，３５，…に分配する。燃料噴射弁３５は、所定電圧が印加されたときに開弁して、燃焼室２内に燃料を噴射供給する電磁駆動式の開閉弁である。また、圧電素子（ピエゾ素子）を備えたピエゾ式の燃料噴射弁を適用することもできる。 The fuel supply system has a configuration in which a fuel tank 32, a supply pump 33, a common rail 34, and a plurality of fuel injection valves (injectors) 35, 35,... ing. The supply pump 33 is driven by a crankshaft (not shown) of the engine 1, pumps fuel from the fuel tank 32, and supplies the pumped fuel to the common rail 34 via the fuel supply path 31. The common rail 34 functions as a pressure accumulation chamber that holds (accumulates) the high-pressure fuel supplied from the supply pump 33 at a predetermined pressure, and distributes the accumulated fuel to the fuel injection valves 35, 35,. The fuel injection valve 35 is an electromagnetically driven on-off valve that opens when a predetermined voltage is applied and injects fuel into the combustion chamber 2. In addition, a piezoelectric fuel injection valve provided with a piezoelectric element (piezo element) can also be applied.

上記排気系は、シリンダヘッドに形成された排気ポート４に接続されるエキゾーストマニホールド４１に排気管４２を接続して形成される排気通路を有している。 The exhaust system has an exhaust passage formed by connecting an exhaust pipe 42 to an exhaust manifold 41 connected to an exhaust port 4 formed in the cylinder head.

また、本実施形態におけるエンジン１には、ターボチャージャ（過給機）５、インタークーラ６、排気再循環装置としてのＥＧＲ装置７、触媒装置８が装備されている。 Further, the engine 1 in this embodiment is equipped with a turbocharger (supercharger) 5, an intercooler 6, an EGR device 7 as an exhaust gas recirculation device, and a catalyst device 8.

ターボチャージャ５は、一般的に公知のように排気ガス圧力を利用して吸入空気を昇圧過給するものであり、主としてコンプレッサハウジング内に収容されたコンプレッサインペラ５ａと、タービンハウジング内に収容されたタービンホイール５ｂとを備えている。コンプレッサインペラ５ａは、吸気管２２の途中に配置されており、タービンホイール５ｂは、エキゾーストマニホールド４１の集合部と排気管４２との間に配置されている。また、本実施形態に係るエンジン１に搭載されているターボチャージャ５は、可変ノズル式（可変容量型）ターボチャージャであって、タービンホイール５ｂ側に可変ノズルベーン機構（可変容量機構）５１が設けられており、この可変ノズルベーン機構５１に備えられたノズルベーンの開度を調整することにより、エンジン１の過給圧を調整することができるようになっている。この可変ノズルベーン機構５１、及び、この可変ノズルベーン機構５１を駆動するための容量可変システム９の具体構成については後述する。 As is generally known, the turbocharger 5 boosts and supercharges intake air using exhaust gas pressure, and mainly includes a compressor impeller 5a housed in a compressor housing and a turbine housing. And a turbine wheel 5b. The compressor impeller 5 a is disposed in the middle of the intake pipe 22, and the turbine wheel 5 b is disposed between the collecting portion of the exhaust manifold 41 and the exhaust pipe 42. The turbocharger 5 mounted on the engine 1 according to this embodiment is a variable nozzle type (variable capacity type) turbocharger, and a variable nozzle vane mechanism (variable capacity mechanism) 51 is provided on the turbine wheel 5b side. The supercharging pressure of the engine 1 can be adjusted by adjusting the opening degree of the nozzle vane provided in the variable nozzle vane mechanism 51. The specific configuration of the variable nozzle vane mechanism 51 and the variable capacity system 9 for driving the variable nozzle vane mechanism 51 will be described later.

インタークーラ６は、ターボチャージャ５で昇圧過給した吸入空気を強制的に冷却するものであり、ターボチャージャ５のコンプレッサインペラ５ａとスロットルバルブ２４との間に配置されている。スロットルバルブ２４は、その開度を無段階に調整することが可能な電子制御式の開閉弁であり、所定条件下において吸入空気の流路面積を絞り、この吸入空気の供給量を調整（低減）する機能を有している。 The intercooler 6 forcibly cools the intake air boosted and supercharged by the turbocharger 5, and is disposed between the compressor impeller 5 a of the turbocharger 5 and the throttle valve 24. The throttle valve 24 is an electronically controlled on-off valve whose opening degree can be adjusted steplessly, and the flow area of the intake air is reduced under a predetermined condition, and the supply amount of the intake air is adjusted (reduced). ) Function.

ＥＧＲ装置７は、排気の一部（ＥＧＲガス）を吸気系に戻して燃焼室２へ再度供給することにより燃焼温度を低下させ、これによってＮＯｘ発生量を低減させるものであり、ＥＧＲ通路７ａに、その上流からＥＧＲクーラ７ｂ、ＥＧＲバルブ７ｃを配置した構成である。 The EGR device 7 lowers the combustion temperature by returning a part of the exhaust gas (EGR gas) to the intake system and supplying it again to the combustion chamber 2, thereby reducing the amount of NOx generated. The EGR cooler 7b and the EGR valve 7c are arranged from the upstream.

上記ＥＧＲクーラ７ｂは、例えばＥＧＲ通路７ａを通過する排気ガスとエンジン１の冷却水との間で熱交換を行うことにより排気ガスの温度を下げる熱交換器からなる。ＥＧＲバルブ７ｃは、ＥＧＲ通路７ａ内を排気系側から吸気系側へ還流される排気ガスの還流量を制御するものである。 The EGR cooler 7b includes a heat exchanger that lowers the temperature of the exhaust gas by exchanging heat between the exhaust gas passing through the EGR passage 7a and the cooling water of the engine 1, for example. The EGR valve 7c controls the recirculation amount of the exhaust gas recirculated from the exhaust system side to the intake system side in the EGR passage 7a.

触媒装置８は、上記ターボチャージャ５より下流側の排気管４２に配設されており、酸化触媒８ａとパティキュレートフィルタ８ｂとを備えた構成とされている。酸化触媒８ａは、排気通路において、パティキュレートフィルタ８ｂよりも上流側に設けられている。 The catalyst device 8 is disposed in the exhaust pipe 42 on the downstream side of the turbocharger 5 and includes an oxidation catalyst 8a and a particulate filter 8b. The oxidation catalyst 8a is provided upstream of the particulate filter 8b in the exhaust passage.

パティキュレートフィルタ８ｂは、例えば一般的に公知のＤＰＦやＤＰＲと呼ばれるものが採用されている。 As the particulate filter 8b, for example, a generally known DPF or DPR is adopted.

なお、ＤＰＦは、多孔質部材を設けた構成とされている。また、ＤＰＲは、例えば多孔質セラミックからなるハニカム構造体に酸化触媒（例えば白金等の貴金属を主成分とするもの）を担持させた構成であり、原理的には、排気ガス中の有害物質を酸化触媒で酸化させ、二酸化炭素と水蒸気に変換し、さらにＰＭ（粒子状物質）をハニカム構造体の多孔質セラミック基材の微細孔に捕集する。 In addition, DPF is set as the structure which provided the porous member. The DPR has a structure in which, for example, a honeycomb structure made of a porous ceramic is supported with an oxidation catalyst (for example, a precious metal such as platinum as a main component), and in principle, harmful substances in exhaust gas are removed. It is oxidized with an oxidation catalyst, converted into carbon dioxide and water vapor, and PM (particulate matter) is further collected in the fine pores of the porous ceramic substrate of the honeycomb structure.

−可変ノズルベーン機構５１の構成−
次に、上記ターボチャージャ（可変容量型ターボチャージャ）５に備えられた可変ノズルベーン機構５１の構成について図２及び図３を用いて説明する。以下で説明する可変ノズルベーン機構５１はノズルベーン５６，５６，…を回動させるための機構の一例であり、後述する構成以外の機構によってノズルベーン５６，５６，…を回動させるものであってもよい。また、ターボチャージャ５全体の構成（例えばタービンハウジングやタービンホイール５ｂやコンプレッサインペラ５ａの構成）については周知であるため、ここでの説明は省略する。 -Configuration of variable nozzle vane mechanism 51-
Next, the configuration of the variable nozzle vane mechanism 51 provided in the turbocharger (variable displacement turbocharger) 5 will be described with reference to FIGS. The variable nozzle vane mechanism 51 described below is an example of a mechanism for rotating the nozzle vanes 56, 56,..., And may rotate the nozzle vanes 56, 56,. . Moreover, since the structure of the whole turbocharger 5 (for example, structure of a turbine housing, the turbine wheel 5b, and the compressor impeller 5a) is known, description here is abbreviate | omitted.

図２は、可変ノズルベーン機構５１をターボチャージャ５の外側から見た正面図（可変ノズルベーン機構５１をコンプレッサ側から見た図）である。尚、この図２では、可変ノズルベーン機構５１の構成の理解を容易にするためにタービンハウジングを省略している。また、図３は、可変ノズルベーン機構５１をターボチャージャ５の内側（タービンホイール５ｂの収容空間（タービンハウジング内）側）から見た図である。 FIG. 2 is a front view of the variable nozzle vane mechanism 51 as viewed from the outside of the turbocharger 5 (view of the variable nozzle vane mechanism 51 as viewed from the compressor side). In FIG. 2, the turbine housing is omitted to facilitate understanding of the configuration of the variable nozzle vane mechanism 51. FIG. 3 is a view of the variable nozzle vane mechanism 51 viewed from the inside of the turbocharger 5 (from the accommodation space (inside the turbine housing) side of the turbine wheel 5b).

上記可変ノズルベーン機構５１は、ユニゾンリング５２（図２参照）と、このユニゾンリング５２の内周側に位置し、ユニゾンリング５２に一部が係合する複数のアーム５３，５３，…と、ユニゾンリング５２に対してターボチャージャ軸心方向で対向するように配設されたノズルプレート（ＮＶプレート）５４（図３参照）と、上記複数本のアーム５３，５３，…を駆動させるためのメインアーム５５と、上記アーム５３に接続されてノズルベーン５６を駆動するベーンシャフト５７とを備えている。このベーンシャフト５７は上記ノズルプレート５４に回転自在に支持されて、各アーム５３と各ノズルベーン５６とをそれぞれ回動一体に連結している。 The variable nozzle vane mechanism 51 includes a unison ring 52 (see FIG. 2), a plurality of arms 53, 53,... That are located on the inner peripheral side of the unison ring 52 and partially engage with the unison ring 52. A nozzle plate (NV plate) 54 (see FIG. 3) disposed to face the ring 52 in the axial direction of the turbocharger, and a main arm for driving the plurality of arms 53, 53,. 55 and a vane shaft 57 that is connected to the arm 53 and drives the nozzle vane 56. The vane shaft 57 is rotatably supported by the nozzle plate 54 and connects the arms 53 and the nozzle vanes 56 integrally with each other.

また、図示しないハウジングプレートと上記ノズルプレート５４とが対向配置されて、この両者間で上記ノズルベーン５６の配設空間を形成している。つまり、これらノズルプレート５４とハウジングプレートとの間で排気ガスの流路が形成され、この流路内にノズルベーン５６が配設された構成となっている。 In addition, a housing plate (not shown) and the nozzle plate 54 are arranged to face each other, and an arrangement space for the nozzle vanes 56 is formed between the two. That is, an exhaust gas flow path is formed between the nozzle plate 54 and the housing plate, and the nozzle vane 56 is disposed in the flow path.

この可変ノズルベーン機構５１は、タービンホイール５ｂの外周側に等間隔に配設された上記複数（例えば１２枚）のノズルベーン５６，５６，…の回動角度（回動姿勢）を調整するための機構であり、上記メインアーム５５に接続されている駆動リンク５５ａを所定の角度だけ回動させることにより、その回動力が、後述する駆動シャフト５５ｂ、メインアーム５５、ユニゾンリング５２、アーム５３，５３，…、ベーンシャフト５７，５７，…を介してノズルベーン５６，５６，…に伝わり、各ノズルベーン５６，５６，…が連動して回動する構成とされている。 The variable nozzle vane mechanism 51 is a mechanism for adjusting the rotation angle (rotation posture) of the plurality of (for example, 12) nozzle vanes 56, 56,... Disposed at equal intervals on the outer peripheral side of the turbine wheel 5b. When the drive link 55a connected to the main arm 55 is rotated by a predetermined angle, the turning force is applied to a drive shaft 55b, main arm 55, unison ring 52, arms 53, 53, which will be described later. ... are transmitted to the nozzle vanes 56, 56, ... via the vane shafts 57, 57, ..., and the nozzle vanes 56, 56, ... are rotated in conjunction with each other.

具体的には、上記駆動リンク５５ａは駆動シャフト５５ｂを中心に回動可能となっている。この駆動シャフト５５ｂは、駆動リンク５５ａおよびメインアーム５５と回動一体に連結されている。このため、駆動リンク５５ａの回動に伴って駆動シャフト５５ｂが回動すれば、この回動力がメインアーム５５に伝えられる。メインアーム５５の内周側端部は駆動シャフト５５ｂに固定され、外周側端部はユニゾンリング５２に係合している。このため、駆動シャフト５５ｂを中心としてメインアーム５５が回動すると、この回動力がユニゾンリング５２に伝えられる。ユニゾンリング５２の内周面には各アーム５３，５３，…の外周側端部が嵌まり合っており、ユニゾンリング５２が回動すると、この回動力はアーム５３，５３，…に伝えられる。具体的に、ユニゾンリング５２はノズルプレート５４に対して摺動可能に配設されており、その内周縁に設けられた複数の凹部５２ａ，５２ａ，…それぞれには、上記メインアーム５５およびアーム５３，５３，…の外周側端部が嵌め合わされている。各アーム５３，５３，…はベーンシャフト５７を中心として回動することが可能であり、アーム５３の回動はベーンシャフト５７に伝えられる。ベーンシャフト５７はノズルベーン５６と連結されているため、このノズルベーン５６はベーンシャフト５７およびアーム５３とともに回動することになる。 Specifically, the drive link 55a is rotatable about the drive shaft 55b. The drive shaft 55b is pivotally connected to the drive link 55a and the main arm 55. For this reason, if the drive shaft 55 b rotates with the rotation of the drive link 55 a, this rotational force is transmitted to the main arm 55. The inner peripheral end of the main arm 55 is fixed to the drive shaft 55 b, and the outer peripheral end is engaged with the unison ring 52. For this reason, when the main arm 55 rotates around the drive shaft 55 b, this turning force is transmitted to the unison ring 52. The outer peripheral side ends of the arms 53, 53,... Are fitted to the inner peripheral surface of the unison ring 52. When the unison ring 52 is rotated, this rotational force is transmitted to the arms 53, 53,. Specifically, the unison ring 52 is disposed so as to be slidable with respect to the nozzle plate 54. The plurality of recesses 52 a, 52 a,. , 53,... Are fitted together. Each arm 53, 53,... Can rotate about the vane shaft 57, and the rotation of the arm 53 is transmitted to the vane shaft 57. Since the vane shaft 57 is connected to the nozzle vane 56, the nozzle vane 56 rotates together with the vane shaft 57 and the arm 53.

上記タービンホイール５ｂを収容しているタービンハウジングには図示しないタービンハウジング渦室が設けられており、このタービンハウジング渦室に排気ガスが供給されて、この排気ガスの流れがタービンホイール５ｂを回転させる。この際、上述したように各ノズルベーン５６，５６，…の回動位置が調整されて、その回動角度を設定することにより、タービンハウジング渦室からタービンホイール５ｂへ向かう排気ガスの流量および流速を調整することが可能となっている。これにより、過給性能を調整することが可能になり、例えば、エンジン１の低回転時にノズルベーン５６，５６，…同士の間の流路面積（スロート面積）を減少させるように各ノズルベーン５６，５６，…の回動位置を調整すれば、排気ガスの流速が増加して、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。 The turbine housing that houses the turbine wheel 5b is provided with a turbine housing vortex chamber (not shown). Exhaust gas is supplied to the turbine housing vortex chamber, and the flow of the exhaust gas rotates the turbine wheel 5b. . At this time, as described above, the rotational positions of the nozzle vanes 56, 56,... Are adjusted, and the rotational angle is set so that the flow rate and flow velocity of the exhaust gas from the turbine housing vortex chamber to the turbine wheel 5b are reduced. It is possible to adjust. This makes it possible to adjust the supercharging performance. For example, each nozzle vane 56, 56 is configured to reduce the flow passage area (throat area) between the nozzle vanes 56, 56,. ,... Can be adjusted to increase the flow rate of the exhaust gas and obtain a high boost pressure from the engine low speed range.

−容量可変システム９の構成−
次に、上記可変ノズルベーン機構５１を駆動するための駆動源となる容量可変システム９（図１を参照）の構成について説明する。 -Configuration of variable capacity system 9-
Next, the configuration of the variable capacity system 9 (see FIG. 1) serving as a drive source for driving the variable nozzle vane mechanism 51 will be described.

この容量可変システム９は、図１に示すように、負圧配管９１を備えており、この負圧配管９１上に、バキュームポンプ（負圧ポンプ）９２、エレクトリック・バキューム・レギュレーティング・バルブ（以下、ＶＲＶと呼ぶ）９３、本実施形態の特徴とする手段である負圧遮断弁９４、負圧アクチュエータ９５が配設された構成となっている。 As shown in FIG. 1, the variable capacity system 9 includes a negative pressure pipe 91, and a vacuum pump (negative pressure pump) 92, an electric vacuum regulating valve (hereinafter referred to as “vacuum pump”). , Referred to as VRV) 93, a negative pressure shut-off valve 94 and a negative pressure actuator 95, which are features of the present embodiment.

上記バキュームポンプ９２は、エンジン１のクランクシャフトに駆動連結された機械式負圧ポンプで成っており、このクランクシャフトからの回転駆動力を受けて作動することにより負圧を発生するものである。例えば、このバキュームポンプ９２の駆動軸には、エンジン１の補機ベルトが巻き掛けられたプーリが取り付けられており、クランクシャフトの駆動力が補機ベルトを介してプーリに伝達されることによりバキュームポンプ９２が駆動して負圧を発生するようになっている。つまり、このバキュームポンプ９２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ものである。このため、このバキュームポンプ９２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。 The vacuum pump 92 is a mechanical negative pressure pump that is drivingly connected to the crankshaft of the engine 1. The vacuum pump 92 generates a negative pressure by receiving a rotational driving force from the crankshaft. For example, a pulley around which the auxiliary belt of the engine 1 is wound is attached to the drive shaft of the vacuum pump 92, and the driving force of the crankshaft is transmitted to the pulley via the auxiliary belt, thereby vacuuming the vacuum pump 92. The pump 92 is driven to generate a negative pressure. That is, the vacuum pump 92 is driven when the engine 1 is driven, and is stopped when the engine 1 is stopped. For this reason, the vacuum pump 92 stops the generation of negative pressure when the engine 1 is stopped.

上記ＶＲＶ９３は、上記バキュームポンプ９２で発生した負圧の負圧アクチュエータ９５への供給（導入）を調整するものである。具体的に、このＶＲＶ９３は、大気側に開口された大気導入口（図示省略）を備えており、このＶＲＶ９３よりも負圧アクチュエータ９５側に位置する負圧通路９１ａと大気導入口とを連通する状態と、ＶＲＶ９３よりもバキュームポンプ９２側に位置する負圧通路９１ｂと負圧アクチュエータ９５側の負圧通路９１ａとを連通する状態とが切り換え可能となっている。具体的に、このＶＲＶ９３は、電磁ソレノイドを備えており、電磁ソレノイドが非励磁状態にあるときは、ＶＲＶ９３よりも負圧アクチュエータ９５側に位置する負圧通路９１ａと大気導入口とを連通する状態とする。一方、電磁ソレノイドが励磁状態にあるときは、ＶＲＶ９３よりもバキュームポンプ９２側に位置する負圧通路９１ｂと負圧アクチュエータ９５側の負圧通路９１ａとを連通する状態とする。 The VRV 93 adjusts the supply (introduction) of the negative pressure generated by the vacuum pump 92 to the negative pressure actuator 95. Specifically, the VRV 93 includes an air introduction port (not shown) opened to the atmosphere side, and the negative pressure passage 91a located on the negative pressure actuator 95 side than the VRV 93 communicates with the air introduction port. The state can be switched between a state in which the negative pressure passage 91b located closer to the vacuum pump 92 than the VRV 93 and the negative pressure passage 91a on the negative pressure actuator 95 side communicate with each other. Specifically, the VRV 93 includes an electromagnetic solenoid, and when the electromagnetic solenoid is in a non-excited state, the negative pressure passage 91a located closer to the negative pressure actuator 95 than the VRV 93 is in communication with the air inlet. And On the other hand, when the electromagnetic solenoid is in an excited state, the negative pressure passage 91b located closer to the vacuum pump 92 than the VRV 93 is in communication with the negative pressure passage 91a on the negative pressure actuator 95 side.

上記負圧遮断弁９４は、開閉自在な電磁弁で構成されており、必要に応じて閉鎖することで、上記ＶＲＶ９３と負圧アクチュエータ９５との間の負圧通路９１ａを遮断し、この負圧遮断弁９４から負圧アクチュエータ９５に亘る空間９１ｃを密閉空間とするものである。 The negative pressure shut-off valve 94 is composed of an electromagnetic valve that can be freely opened and closed. The negative pressure shut-off valve 94 is closed as necessary, thereby shutting off the negative pressure passage 91a between the VRV 93 and the negative pressure actuator 95. A space 91c extending from the shut-off valve 94 to the negative pressure actuator 95 is a sealed space.

上記負圧アクチュエータ９５は、その内部がダイアフラム９５ａによって負圧室９５ｂと大気室９５ｃとに区画されている。負圧室９５ｂは、上記負圧遮断弁９４を介して負圧通路９１ａに連通しており（負圧遮断弁９４の開放時）、また、この負圧室９５ｂには、コイルスプリング９５ｄが内装され、上記ダイアフラム９５ａに対して付勢力を与えている。また、ダイアフラム９５ａには、このダイアフラム９５ａの変形に伴って進退自在なロッド９６が取り付けられている。 The inside of the negative pressure actuator 95 is divided into a negative pressure chamber 95b and an atmospheric chamber 95c by a diaphragm 95a. The negative pressure chamber 95b communicates with the negative pressure passage 91a via the negative pressure cutoff valve 94 (when the negative pressure cutoff valve 94 is opened), and a coil spring 95d is provided in the negative pressure chamber 95b. Thus, an urging force is applied to the diaphragm 95a. The diaphragm 95a is provided with a rod 96 that can be moved back and forth in accordance with the deformation of the diaphragm 95a.

このような構成であるため、容量可変システム９は、上記負圧遮断弁９４が開放状態にある場合において、ＶＲＶ９３の電磁ソレノイドが非励磁状態にあるときは、負圧通路９１ａと大気導入口とが導通状態となり、負圧アクチュエータ９５の負圧室９５ｂ内が大気圧となる。この場合、負圧アクチュエータ９５のロッド９６は、コイルスプリング９５ｄの付勢力によって最も進出した状態に保持される。 Due to such a configuration, the variable capacity system 9 is configured such that when the negative pressure shut-off valve 94 is in an open state and the electromagnetic solenoid of the VRV 93 is in a non-excited state, the negative pressure passage 91a, the air inlet, Becomes conductive, and the inside of the negative pressure chamber 95b of the negative pressure actuator 95 becomes atmospheric pressure. In this case, the rod 96 of the negative pressure actuator 95 is held in the most advanced state by the urging force of the coil spring 95d.

一方、上記負圧遮断弁９４が開放状態にある場合において、ＶＲＶ９３の電磁ソレノイドが励磁状態にあるときは、負圧通路９１ａ，９１ｂ同士が導通状態となり、負圧アクチュエータ９５の負圧室９５ｂ内が負圧となる。この場合、負圧アクチュエータ９５のロッド９６は、コイルスプリング９５ｄの付勢力に抗して変位し、それに伴ってロッド９６が最も退行した状態に保持される。 On the other hand, when the negative pressure shut-off valve 94 is in an open state and the electromagnetic solenoid of the VRV 93 is in an excited state, the negative pressure passages 91a and 91b are in a conductive state, and the negative pressure chamber 95b of the negative pressure actuator 95 Becomes negative pressure. In this case, the rod 96 of the negative pressure actuator 95 is displaced against the biasing force of the coil spring 95d, and accordingly, the rod 96 is held in the most retracted state.

また、ＶＲＶ９３の電磁ソレノイドの励磁と非励磁とをデューティ制御することにより上記ロッド９６の進退量を調整することも可能となっている。 Further, the advance / retreat amount of the rod 96 can be adjusted by duty control of excitation and non-excitation of the electromagnetic solenoid of the VRV 93.

このような負圧アクチュエータ９５のロッド９６の進退動作により、上記可変ノズルベーン機構５１が駆動し、上記各ノズルベーン５６，５６，…の開度が調整される。 The variable nozzle vane mechanism 51 is driven by the forward / backward movement of the rod 96 of the negative pressure actuator 95, and the opening degree of the nozzle vanes 56, 56,.

例えば、負圧室９５ｂ内が負圧となって上記ロッド９６が図２中の矢印Ｘ方向に引かれた場合には、ユニゾンリング５２が図中矢印Ｘ１方向に回動し、図３に仮想線で示すように、各ノズルベーン５６，５６，…が図中反時計回り方向に回動することでノズルベーン開度が小さく設定される。 For example, when the negative pressure chamber 95b has a negative pressure and the rod 96 is pulled in the direction of the arrow X in FIG. 2, the unison ring 52 rotates in the direction of the arrow X1 in FIG. As indicated by the line, the nozzle vane opening degree is set small by rotating the nozzle vanes 56, 56,... Counterclockwise in the drawing.

一方、負圧室９５ｂ内が大気圧となって上記ロッド９６が図２中の矢印Ｙ方向に押された場合には、ユニゾンリング５２が図中矢印Ｙ１方向に回動し、図３に実線で示すように、各ノズルベーン５６，５６，…が図中時計回り方向に回動することでノズルベーン開度が大きく設定される。 On the other hand, when the inside of the negative pressure chamber 95b becomes atmospheric pressure and the rod 96 is pushed in the direction of arrow Y in FIG. 2, the unison ring 52 rotates in the direction of arrow Y1 in FIG. As shown, the nozzle vanes 56, 56,... Rotate in the clockwise direction in FIG.

このようにしてノズルベーン開度が調整されることにより、各ノズルベーン５６，５６，…同士の間の間隙を変更することが可能となる。即ち、各ノズルベーン５６，５６，…の回動方向と回動量とを制御することにより、タービンホイール５ｂに吹き付けられる排気ガスの流速が調節されることになる。具体的には、例えば、エンジン１からの排気ガスの量が少ない場合は、各ノズルベーン５６，５６，…同士の間の間隙を狭めるように可変ノズルベーン機構５１を動作させ、タービンホイール５ｂに吹き付けられる排気ガスの流速を高めると共に、排気ガスとタービンインペラとの衝突角度がより垂直に近づくため、少ない排気量でもタービンホイール５ｂの回転速度及び回転力を高めることが可能となる。一方、エンジン１からの排気ガスの量が十分に多い場合は、各ノズルベーン５６，５６，…同士の間の間隙を広げるように可変ノズルベーン機構５１を動作させ、タービンホイール５ｂに吹き付けられる排気ガスの流速の過剰な上昇が制御され、タービンホイール５ｂの回転速度及び回転力の過剰な上昇を抑制することが可能となる。 By adjusting the nozzle vane opening in this way, it is possible to change the gap between the nozzle vanes 56, 56,. That is, the flow rate of the exhaust gas blown to the turbine wheel 5b is adjusted by controlling the rotation direction and the rotation amount of each nozzle vane 56, 56,. Specifically, for example, when the amount of exhaust gas from the engine 1 is small, the variable nozzle vane mechanism 51 is operated so as to narrow the gap between the nozzle vanes 56, 56,. While increasing the flow rate of the exhaust gas and the collision angle between the exhaust gas and the turbine impeller approaching more vertically, the rotational speed and rotational force of the turbine wheel 5b can be increased even with a small displacement. On the other hand, when the amount of exhaust gas from the engine 1 is sufficiently large, the variable nozzle vane mechanism 51 is operated so as to widen the gap between the nozzle vanes 56, 56,. An excessive increase in the flow velocity is controlled, and an excessive increase in the rotational speed and rotational force of the turbine wheel 5b can be suppressed.

尚、上記ノズルプレート５４にはピン５４ａ（図２参照）が差し込まれ、このピン５４ａにはローラ５４ｂが嵌め合わされている。このローラ５４ｂはユニゾンリング５２の内周面をガイドする。これにより、ユニゾンリング５２はローラ５４ｂに保持されて所定方向に回動することが可能となっている。 A pin 54a (see FIG. 2) is inserted into the nozzle plate 54, and a roller 54b is fitted into the pin 54a. The roller 54 b guides the inner peripheral surface of the unison ring 52. Thereby, the unison ring 52 is held by the roller 54b and can rotate in a predetermined direction.

−制御系−
以上の如く構成されたエンジン１及び容量可変システム９の各種動作は、エンジンＥＣＵ１０により制御される。このエンジンＥＣＵ１０は、一般的に公知のＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）とされ、例えば図４に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３ならびにバックアップＲＡＭ１０４等から構成されている。 -Control system-
Various operations of the engine 1 and the variable capacity system 9 configured as described above are controlled by the engine ECU 10. The engine ECU 10 is generally a known ECU (Electronic Control Unit), and includes, for example, a CPU 101, a ROM 102, a RAM 103, a backup RAM 104, and the like as shown in FIG.

なお、ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の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り、バックアップＲＡＭ１０４は、例えばエンジン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ＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３ならびにバックアップＲＡＭ１０４は、双方向性バス１０７によって相互に接続されるとともに、入力インターフェース１０５や出力インターフェース１０６と接続されている。 The ROM 102 stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like. The CPU 101 executes various arithmetic processes based on various control programs and maps stored in the ROM 102. The RAM 103 is a memory that temporarily stores calculation results of the CPU 101, data input from each sensor, and the like. The backup RAM 104 is a nonvolatile memory that stores data to be saved when the engine 1 is stopped, for example. Memory. The ROM 102, CPU 101, RAM 103, and backup RAM 104 are connected to each other via a bidirectional bus 107 and are connected to an input interface 105 and an output interface 106.

入力インターフェース１０５には、図４に示すように、水温センサ７１、エアフローメータ７２、吸気温センサ７３、吸気圧センサ７４、Ａ／Ｆ（空燃比）センサ７５、Ｏ₂（酸素）センサ７６、排気温度センサ７７、レール圧センサ７８、スロットル開度センサ７９、アクセル開度センサ８０、クランクポジションセンサ８１、排気圧力センサ８２、車速センサ８３、シフトレバー位置センサ８４、ブレーキペダルセンサ８５等が接続されている。 As shown in FIG. 4, the input interface 105 includes a water temperature sensor 71, an air flow meter 72, an intake air temperature sensor 73, an intake air pressure sensor 74, an A / F (air / fuel ratio) sensor 75, an O ₂ (oxygen) sensor 76, an exhaust gas. A temperature sensor 77, rail pressure sensor 78, throttle opening sensor 79, accelerator opening sensor 80, crank position sensor 81, exhaust pressure sensor 82, vehicle speed sensor 83, shift lever position sensor 84, brake pedal sensor 85, etc. are connected. Yes.

水温センサ７１は、エンジン１の冷却水温に応じた検出信号を出力する。エアフローメータ７２は、吸気系のスロットルバルブ２４よりも上流において吸入空気の流量（吸入空気量）に応じた検出信号を出力する。吸気温センサ７３は、インテークマニホールド２１に配置され、吸入空気の温度に応じた検出信号を出力する。吸気圧センサ７４は、インテークマニホールド２１に配置され、吸入空気圧力に応じた検出信号を出力する。Ａ／Ｆセンサ７５は、排気系の触媒装置８の上流側において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。Ｏ₂センサ７６は、排気系の触媒装置８の下流において排気中の酸素濃度に応じた検出信号を出力する。 The water temperature sensor 71 outputs a detection signal corresponding to the cooling water temperature of the engine 1. The air flow meter 72 outputs a detection signal corresponding to the flow rate (intake air amount) of intake air upstream from the throttle valve 24 of the intake system. The intake air temperature sensor 73 is disposed in the intake manifold 21 and outputs a detection signal corresponding to the intake air temperature. The intake pressure sensor 74 is disposed in the intake manifold 21 and outputs a detection signal corresponding to the intake air pressure. The A / F sensor 75 outputs a detection signal that continuously changes in accordance with the oxygen concentration in the exhaust on the upstream side of the exhaust system catalytic device 8. The O ₂ sensor 76 outputs a detection signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the exhaust system catalytic device 8.

排気温度センサ７７は、触媒装置８において酸化触媒８ａとパティキュレートフィルタ８ｂとの間に設けられており、酸化触媒８ａの出口温度あるいはパティキュレートフィルタ８ｂの入口温度（排気温度）に応じた検出信号を出力する。レール圧センサ７８は、コモンレール３４内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。スロットル開度センサ７９は、スロットルバルブ２４の開度を検出する。アクセル開度センサ８０は、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力する。クランクポジションセンサ８１は、エンジン１のクランクシャフト（図示省略）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス信号）を出力する。排気圧力センサ８２は、触媒装置８において酸化触媒８ａとパティキュレートフィルタ８ｂとの間に設けられており、パティキュレートフィルタ８ｂの入口圧力に応じた検出信号を出力する。車速センサ８３は、車両の走行速度に応じた検出信号を出力する。シフトレバー位置センサ８４は、運転席近傍に配設されたシフトレバーの操作位置を検出し、その操作位置に応じた検出信号を出力する。ブレーキペダルセンサ８５はブレーキペダルがＯＮ操作（制動操作）された際にブレーキＯＮ信号を出力する。 The exhaust temperature sensor 77 is provided between the oxidation catalyst 8a and the particulate filter 8b in the catalyst device 8, and a detection signal corresponding to the outlet temperature of the oxidation catalyst 8a or the inlet temperature (exhaust temperature) of the particulate filter 8b. Is output. The rail pressure sensor 78 outputs a detection signal corresponding to the fuel pressure stored in the common rail 34. The throttle opening sensor 79 detects the opening of the throttle valve 24. The accelerator opening sensor 80 outputs a detection signal corresponding to the depression amount of the accelerator pedal. The crank position sensor 81 outputs a detection signal (pulse signal) every time a crankshaft (not shown) of the engine 1 rotates by a certain angle. The exhaust pressure sensor 82 is provided between the oxidation catalyst 8a and the particulate filter 8b in the catalyst device 8, and outputs a detection signal corresponding to the inlet pressure of the particulate filter 8b. The vehicle speed sensor 83 outputs a detection signal corresponding to the traveling speed of the vehicle. The shift lever position sensor 84 detects the operation position of the shift lever disposed near the driver's seat and outputs a detection signal corresponding to the operation position. The brake pedal sensor 85 outputs a brake ON signal when the brake pedal is turned on (braking operation).

一方、出力インターフェース１０６には、スロットルバルブ２４、燃料噴射弁３５、ＥＧＲバルブ７ｃ、ＶＲＶ９３、負圧遮断弁９４等が接続され、エンジン１の運転状態等に応じてこれらバルブ及び弁が制御されるようになっている。 On the other hand, the output interface 106 is connected to the throttle valve 24, the fuel injection valve 35, the EGR valve 7c, the VRV 93, the negative pressure cutoff valve 94, and the like, and these valves and valves are controlled according to the operating state of the engine 1 and the like. It is like that.

−アイドリングストップ制御−
本実施形態に係る自動車は、交差点での信号待ち等のように一時的に停車した際に、エンジン１の各気筒に備えられた燃料噴射弁３５からの燃料供給を停止（フューエルカット）してエンジン１を停止させる所謂アイドリングストップ制御を行うようになっている。以下、このアイドリングストップ制御について説明する。 -Idling stop control-
When the vehicle according to the present embodiment stops temporarily such as waiting for a signal at an intersection, the fuel supply from the fuel injection valve 35 provided in each cylinder of the engine 1 is stopped (fuel cut). A so-called idling stop control for stopping the engine 1 is performed. Hereinafter, the idling stop control will be described.

図４に示すように、エンジン１の運転状態を制御するエンジンＥＣＵ１０にはアイドリングストップ制御を行うためのアイドルストップコントローラ１０８が接続されている。このアイドルストップコントローラ１０８は、アイドリングストップ条件（内燃機関自動停止条件）の成立時に、エンジンＥＣＵ１０に向けてフューエルカット信号を発信する。一方、エンジン始動条件（アイドリングストップ解除条件）が成立した際、このアイドルストップコントローラ１０８は、エンジンＥＣＵ１０に向けてフューエルカット解除信号を発信すると同時に、始動制御信号を図示しないスタータに送信するようになっている。 As shown in FIG. 4, an idle stop controller 108 for performing idling stop control is connected to the engine ECU 10 that controls the operating state of the engine 1. The idle stop controller 108 transmits a fuel cut signal to the engine ECU 10 when an idling stop condition (internal combustion engine automatic stop condition) is satisfied. On the other hand, when the engine start condition (idling stop cancel condition) is satisfied, the idle stop controller 108 transmits a fuel cut cancel signal to the engine ECU 10 and simultaneously transmits a start control signal to a starter (not shown). ing.

また、このアイドルストップコントローラ１０８には、車速センサ８３からの車速検知信号、シフトレバー位置センサ８４からのシフト位置信号、ブレーキペダルセンサ８５からのブレーキペダル踏み込み信号及びブレーキペダル踏み込み解除信号が直接的にまたはエンジンＥＣＵ１０を介して入力されるようになっている。 The idle stop controller 108 directly receives a vehicle speed detection signal from the vehicle speed sensor 83, a shift position signal from the shift lever position sensor 84, a brake pedal depression signal and a brake pedal depression release signal from the brake pedal sensor 85. Alternatively, it is input via the engine ECU 10.

また、アイドルストップコントローラ１０８は、上記クランクポジションセンサ８１により検出されたエンジン回転数信号ＮＥをエンジンＥＣＵ１０から受けるようになっている。 Further, the idle stop controller 108 receives the engine speed signal NE detected by the crank position sensor 81 from the engine ECU 10.

本実施形態に係る自動車のアイドリングストップ条件は、イグニッションがＯＮの状態で、例えば車速センサ８３からの車速検知信号によって車速が「０」であることが検知され、且つブレーキペダルセンサ８５からのブレーキペダル踏み込み信号によってブレーキペダルの踏み込み操作がなされていることが検知された場合に成立する。このアイドリングストップ条件が成立することで、アイドルストップコントローラ１０８は、エンジンＥＣＵ１０に向けてフューエルカット信号を発信することになる。また、このフューエルカット信号の発信に伴って、エンジンＥＣＵ１０は、燃料噴射弁３５の燃料噴射動作を停止する制御を行ってエンジン１を停止させる。 The idling stop condition of the automobile according to the present embodiment is that the ignition speed is ON, for example, that the vehicle speed is detected by a vehicle speed detection signal from the vehicle speed sensor 83 and the brake pedal from the brake pedal sensor 85 is detected. This is established when it is detected that the brake pedal is depressed by the depression signal. When the idling stop condition is satisfied, the idle stop controller 108 transmits a fuel cut signal to the engine ECU 10. As the fuel cut signal is transmitted, the engine ECU 10 controls the fuel injection operation of the fuel injection valve 35 to stop the engine 1.

一方、このアイドリングストップ制御によってエンジン１が停止している状態からエンジン１を始動させるためのエンジン始動条件は、上記アイドリングストップ条件が成立した後に、ブレーキペダルセンサ８５からのブレーキペダル踏み込み解除信号によってブレーキペダルの踏み込み解除操作がされたことが検知されるか、または、アクセルペダルの踏み込み操作がされたことが検知された場合に成立する。このエンジン始動条件が成立することで、アイドルストップコントローラ１０８がエンジンＥＣＵ１０に向けてフューエルカット解除信号を発信すると同時に、始動制御信号をスタータに送信するようになっている。上記フューエルカット解除信号を受けたエンジンＥＣＵ１０は燃料噴射弁３５の燃料噴射動作を開始する制御を行う。また、上記始動制御信号によってスタータのスタータモータが作動してエンジン１のクランキングが行われる。 On the other hand, the engine start condition for starting the engine 1 from the state in which the engine 1 is stopped by the idling stop control is determined by the brake pedal depression release signal from the brake pedal sensor 85 after the idling stop condition is satisfied. This is established when it is detected that the pedal depressing operation is performed, or when the accelerator pedal depressing operation is detected. When this engine start condition is satisfied, the idle stop controller 108 transmits a fuel cut release signal to the engine ECU 10 and simultaneously transmits a start control signal to the starter. The engine ECU 10 that has received the fuel cut cancellation signal performs control to start the fuel injection operation of the fuel injection valve 35. Further, the starter motor of the starter is operated by the start control signal, and the engine 1 is cranked.

このようにしてエンジン１のクランキングが行われ、エンジン１が始動すると、クランクシャフトの回転に伴って、上記容量可変システム９のバキュームポンプ９２が駆動して、上記負圧配管９１に負圧が発生することになる。 When the cranking of the engine 1 is performed in this way and the engine 1 is started, the vacuum pump 92 of the capacity variable system 9 is driven as the crankshaft rotates, and negative pressure is applied to the negative pressure pipe 91. Will occur.

−エンジン停止・始動制御−
次に、本実施形態の特徴とする動作であるエンジン停止・始動制御について説明する。このエンジン停止・始動制御は、上述したアイドリングストップ条件が成立してエンジン１が停止する時点からエンジン始動条件が成立してエンジン１が始動するまでの期間（アイドリングストップ制御が行われている期間）における上記容量可変システム９の制御に係るものである。 -Engine stop / start control-
Next, engine stop / start control, which is an operation characteristic of the present embodiment, will be described. This engine stop / start control is a period from the time when the above-described idling stop condition is satisfied and the engine 1 is stopped until the engine start condition is satisfied and the engine 1 is started (a period during which the idling stop control is performed). This relates to the control of the capacity variable system 9 in FIG.

このエンジン停止・始動制御の概略について説明する。先ず、アイドリングストップ条件が成立してエンジン１を停止させる際に、上記負圧遮断弁９４を全閉状態にする。これにより、負圧遮断弁９４、上記空間９１ｃ、負圧アクチュエータ９５の負圧室９５ｂに亘る空間を密閉空間とする。この負圧遮断弁９４を全閉状態にする前段階では、上記バキュームポンプ９２からの負圧が負圧配管９１を介して負圧アクチュエータ９５の負圧室９５ｂに供給されていたため、負圧遮断弁９４を全閉状態にしたことによって、バキュームポンプ９２が停止した後も負圧アクチュエータ９５の負圧室９５ｂは負圧状態が維持される。このため、上記ロッド９６が図２中のＸ方向に引かれてノズルベーン開度が小さくなっている状態が維持される。これにより、次回のエンジン始動時（エンジン始動条件の成立に伴うエンジン始動時）には、ノズルベーン開度が小さい状態でエンジン１が始動されることになる。つまり、タービンホイール５ｂに吹き付けられる排気ガスの流速を高めながらエンジン１が始動されることになる。 An outline of the engine stop / start control will be described. First, when the idling stop condition is satisfied and the engine 1 is stopped, the negative pressure cutoff valve 94 is fully closed. Thus, the space extending from the negative pressure cutoff valve 94, the space 91c, and the negative pressure chamber 95b of the negative pressure actuator 95 is defined as a sealed space. Before the negative pressure cutoff valve 94 was fully closed, the negative pressure from the vacuum pump 92 was supplied to the negative pressure chamber 95b of the negative pressure actuator 95 via the negative pressure pipe 91. Since the valve 94 is fully closed, the negative pressure chamber 95b of the negative pressure actuator 95 is maintained in the negative pressure state even after the vacuum pump 92 is stopped. For this reason, the state where the rod 96 is pulled in the X direction in FIG. 2 and the nozzle vane opening is reduced is maintained. As a result, at the next engine start (when the engine is started when the engine start condition is satisfied), the engine 1 is started with the nozzle vane opening being small. That is, the engine 1 is started while increasing the flow rate of the exhaust gas blown to the turbine wheel 5b.

そして、エンジンの始動後（バキュームポンプ９２の駆動開始後）には、上記負圧遮断弁９４を全開状態にする。これにより、負圧アクチュエータ９５の負圧室９５ｂを上記負圧通路９１ａに連通させ、上記ＶＲＶ９３の制御に伴う負圧が負圧アクチュエータ９５の負圧室９５ｂに作用される状態にする。例えば、上記コイルスプリング９５ｄの付勢力によってロッド９６が前進移動し、ノズルベーン開度が大きくなることでタービンホイール５ｂに吹き付けられる排気ガスの流速を低く設定する。 Then, after the engine is started (after the drive of the vacuum pump 92 is started), the negative pressure cutoff valve 94 is fully opened. As a result, the negative pressure chamber 95b of the negative pressure actuator 95 is communicated with the negative pressure passage 91a so that the negative pressure accompanying the control of the VRV 93 is applied to the negative pressure chamber 95b of the negative pressure actuator 95. For example, the rod 96 is moved forward by the urging force of the coil spring 95d, and the nozzle vane opening is increased, so that the flow rate of the exhaust gas blown to the turbine wheel 5b is set low.

以下、このエンジン停止・始動制御の手順について図５のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートに示される処理は、エンジン１の始動後、上記エンジンＥＣＵ１０により所定の周期で繰り返し実行される。 The engine stop / start control procedure will be described below with reference to the flowchart of FIG. The processing shown in this flowchart is repeatedly executed at a predetermined cycle by the engine ECU 10 after the engine 1 is started.

先ず、ステップＳＴ１において、エンジン停止フラグが「０」となっているか否かを判定する。このエンジン停止フラグは、エンジン１の停止（例えば、上記アイドリングストップ条件によるエンジン１の停止）に伴って「１」にセットされるフラグであり、エンジン１の駆動中には「０」にリセットされている。 First, in step ST1, it is determined whether or not the engine stop flag is “0”. This engine stop flag is a flag that is set to “1” when the engine 1 is stopped (for example, the engine 1 is stopped due to the idling stop condition), and is reset to “0” while the engine 1 is being driven. ing.

エンジン１が駆動中であってエンジン停止フラグが「０」となっており、ステップＳＴ１でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ２に移り、エンジン停止条件（アイドリングストップ条件）が成立したか否かを判定する。具体的には、上述した如く、イグニッションがＯＮの状態で、車速センサ８３からの車速検知信号によって車速が「０」であることが検知され、且つブレーキペダルセンサ８５からのブレーキペダル踏み込み信号によってブレーキペダルの踏み込み操作がなされていることが検知された場合にエンジン停止条件が成立したと判断される。 If the engine 1 is being driven and the engine stop flag is “0”, and if YES is determined in step ST1, the process proceeds to step ST2 and whether or not the engine stop condition (idling stop condition) is satisfied. Determine. Specifically, as described above, when the ignition is on, the vehicle speed detection signal from the vehicle speed sensor 83 detects that the vehicle speed is “0”, and the brake pedal depression signal from the brake pedal sensor 85 When it is detected that the pedal is depressed, it is determined that the engine stop condition is satisfied.

エンジン停止条件が成立しておらず、ステップＳＴ２でＮＯ判定された場合には、そのままリターンされる。 If the engine stop condition is not satisfied and the determination in step ST2 is NO, the process returns as it is.

一方、エンジン停止条件が成立しており、ステップＳＴ２でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ３に移り、上記負圧遮断弁９４を閉鎖（全閉）する。これにより、負圧遮断弁９４、上記空間９１ｃ、負圧アクチュエータ９５の負圧室９５ｂに亘る空間が密閉空間となり、この負圧室９５ｂは負圧状態が維持される。つまり、ノズルベーン開度が小さい状態が維持される。 On the other hand, if the engine stop condition is satisfied and YES is determined in step ST2, the process proceeds to step ST3, and the negative pressure cutoff valve 94 is closed (fully closed). As a result, the space extending from the negative pressure cutoff valve 94, the space 91c, and the negative pressure chamber 95b of the negative pressure actuator 95 becomes a sealed space, and the negative pressure chamber 95b is maintained in a negative pressure state. That is, the state where the nozzle vane opening is small is maintained.

その後、ステップＳＴ４において、アイドルストップコントローラ１０８からエンジンＥＣＵ１０に向けてフューエルカット信号を発信され、燃料噴射弁３５からの燃料供給を停止（フューエルカット）することによりエンジン１を停止させ、ステップＳＴ５において、エンジン停止フラグを「１」にセットする。 Thereafter, in step ST4, a fuel cut signal is transmitted from the idle stop controller 108 to the engine ECU 10, and the engine 1 is stopped by stopping the fuel supply from the fuel injection valve 35 (fuel cut). In step ST5, The engine stop flag is set to “1”.

このようにして負圧アクチュエータ９５の負圧室９５ｂ内の負圧を維持し、且つエンジン１を停止させた状態において、ステップＳＴ６では、エンジン始動条件が成立したか否かを判定する。 In the state where the negative pressure in the negative pressure chamber 95b of the negative pressure actuator 95 is maintained in this way and the engine 1 is stopped, it is determined in step ST6 whether or not the engine start condition is satisfied.

未だエンジン停止条件が成立しており、エンジン始動条件が成立していない場合には、ステップＳＴ６でＮＯ判定されリターンされ、ステップＳＴ１に戻る。この際、エンジン停止フラグは「１」にセットされているため、ステップＳＴ１ではＮＯ判定され、ステップＳＴ６に移って、エンジン始動条件の成立を待つ。 If the engine stop condition is still satisfied and the engine start condition is not satisfied, NO is determined in step ST6, and the process returns to step ST1. At this time, since the engine stop flag is set to “1”, a NO determination is made in step ST1, and the process proceeds to step ST6 to wait for the engine start condition to be satisfied.

エンジン始動条件が成立し、ステップＳＴ６でＹＥＳ判定された場合には、上記アイドルストップコントローラ１０８がエンジンＥＣＵ１０に向けてフューエルカット解除信号を発信すると同時に、始動制御信号をスタータに送信する。これにより、燃料噴射弁３５の燃料噴射動作、及び、エンジン１のクランキングが行われ、エンジン１の再始動が行われる。 If the engine start condition is satisfied and YES is determined in step ST6, the idle stop controller 108 transmits a fuel cut release signal to the engine ECU 10 and simultaneously transmits a start control signal to the starter. Thereby, the fuel injection operation of the fuel injection valve 35 and the cranking of the engine 1 are performed, and the engine 1 is restarted.

その後、ステップＳＴ８において、上記負圧遮断弁９４を開放（全開）する。これにより、負圧アクチュエータ９５の負圧室９５ｂを上記負圧通路９１ａに連通させ、上記ＶＲＶ９３の制御に伴う負圧が負圧アクチュエータ９５の負圧室９５ｂに作用される状態にする。このようにして負圧遮断弁９４を開放した後、ステップＳＴ９に移り、上記エンジン停止フラグを「０」にリセットして本制御を終了する。 Thereafter, in step ST8, the negative pressure cutoff valve 94 is opened (fully opened). As a result, the negative pressure chamber 95b of the negative pressure actuator 95 is communicated with the negative pressure passage 91a so that the negative pressure accompanying the control of the VRV 93 is applied to the negative pressure chamber 95b of the negative pressure actuator 95. After opening the negative pressure cutoff valve 94 in this way, the process proceeds to step ST9, the engine stop flag is reset to “0”, and this control is finished.

このように本実施形態では、バキュームポンプ９２で発生している負圧を負圧アクチュエータ９５に供給して可変ノズルベーン機構５１を駆動している状態からエンジン１が停止する際、負圧遮断弁９４を閉鎖状態にすることで、バキュームポンプ９２の停止後においても可変ノズルベーン機構５１の駆動状態を維持している。このため、エンジン１の再始動時には、この維持された可変ノズルベーン機構５１の駆動状態のままエンジン１が始動することになる。従って、エンジン１の再始動時におけるタービンホイール５ｂへの排気ガスの流速を高くできて、エンジン始動後の性能（発進加速性）を高く得ることが可能になる。特に、アイドリングストップ制御を行う車両の場合にあっては、エンジン始動条件が成立した直後には運転者の加速要求が生じる可能性が高いため、エンジン始動直後の運転者の加速要求を満たすことが可能となる。 As described above, in the present embodiment, when the engine 1 is stopped from the state in which the negative pressure generated by the vacuum pump 92 is supplied to the negative pressure actuator 95 and the variable nozzle vane mechanism 51 is driven, the negative pressure cutoff valve 94. By making the closed state, the drive state of the variable nozzle vane mechanism 51 is maintained even after the vacuum pump 92 is stopped. For this reason, when the engine 1 is restarted, the engine 1 is started with the maintained variable nozzle vane mechanism 51 being driven. Therefore, the flow rate of the exhaust gas to the turbine wheel 5b when the engine 1 is restarted can be increased, and the performance after starting the engine (starting acceleration) can be increased. In particular, in the case of a vehicle that performs idling stop control, there is a high possibility that a driver's acceleration request will be generated immediately after the engine start condition is satisfied. It becomes possible.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、上記容量可変システム９の構成が上述した第１実施形態のものとは異なっている。その他の構成は第１実施形態のものと同一であるため、ここでは第１実施形態との相違点についてのみ説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, the configuration of the capacity variable system 9 is different from that of the first embodiment described above. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, only differences from the first embodiment will be described here.

図６は、本実施形態に係るエンジン１のターボチャージャ５及び容量可変システム９の概略構成を示す図である。この図６では、上記第１実施形態のものと同一の部材については同一の符号を付している。 FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of the turbocharger 5 and the variable capacity system 9 of the engine 1 according to the present embodiment. In FIG. 6, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

この図６に示すように、本実施形態では、上記負圧通路９１ｂ（バキュームポンプ９２とＶＲＶ９３との間の負圧通路）に負圧センサ９７が設けられており、この負圧通路９１ｂ内の負圧に応じた検出信号がエンジンＥＣＵ１０に出力されるようになっている。 As shown in FIG. 6, in this embodiment, a negative pressure sensor 97 is provided in the negative pressure passage 91b (a negative pressure passage between the vacuum pump 92 and the VRV 93). A detection signal corresponding to the negative pressure is output to the engine ECU 10.

以下、本実施形態におけるエンジン停止・始動制御の手順について図７のフローチャートに沿って説明する。本実施形態においても、このフローチャートに示される処理は、エンジン１の始動後、上記エンジンＥＣＵ１０により所定の周期で繰り返し実行される。なお、このフローチャートでは、上記第１実施形態において図５で示したフローチャートにおける各ステップと同一の動作については同ステップ番号を付している。 Hereinafter, the procedure of engine stop / start control in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Also in the present embodiment, the processing shown in this flowchart is repeatedly executed by the engine ECU 10 at a predetermined cycle after the engine 1 is started. In this flowchart, the same step numbers are assigned to the same operations as the steps in the flowchart shown in FIG. 5 in the first embodiment.

ステップＳＴ１〜ステップＳＴ７の動作が上記第１実施形態の場合と同様にして実行されてエンジン１が始動すると（ステップＳＴ７）、ステップＳＴ１０において、上記負圧センサ９７によって検出される上記負圧通路９１ｂの負圧の値が所定の閾値Ａを下回ったか否か、つまり、エンジン１の始動に伴うバキュームポンプ９２の起動によって負圧通路９１ｂに十分な負圧が導入される状況になったか否かが判定される。この閾値Ａとしては、例えば、上記ＶＲＶ９３の制御による上記ロッド９６の進退量の調整が可能となる程度の負圧値として設定されている。 When the operation of steps ST1 to ST7 is executed in the same manner as in the first embodiment and the engine 1 is started (step ST7), the negative pressure passage 91b detected by the negative pressure sensor 97 in step ST10. Whether or not the negative pressure value has fallen below a predetermined threshold A, that is, whether or not a sufficient negative pressure has been introduced into the negative pressure passage 91b by the activation of the vacuum pump 92 accompanying the start of the engine 1. Determined. For example, the threshold value A is set as a negative pressure value that allows adjustment of the amount of advancement / retraction of the rod 96 by the control of the VRV 93.

このステップＳＴ１０において、上記負圧通路９１ｂの負圧の値が未だ閾値Ａ以上である場合には、ステップＳＴ１０でＮＯ判定され、この負圧値が閾値Ａを下回るのを待つ。そして、この負圧値が閾値Ａを下回り、ステップＳＴ１０でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ８に移り、上記負圧遮断弁９４を開放（全開）する。これにより、負圧アクチュエータ９５の負圧室９５ｂを上記負圧通路９１ａに連通させ、上記ＶＲＶ９３の制御に伴う負圧が負圧アクチュエータ９５の負圧室９５ｂに作用される状態にする。その他の動作は、上述した第１実施形態の場合と同様である。 If the negative pressure value in the negative pressure passage 91b is still greater than or equal to the threshold value A in step ST10, a NO determination is made in step ST10 and the process waits for the negative pressure value to fall below the threshold value A. If the negative pressure value falls below the threshold value A and the determination in step ST10 is YES, the process proceeds to step ST8, where the negative pressure cutoff valve 94 is opened (fully opened). As a result, the negative pressure chamber 95b of the negative pressure actuator 95 is communicated with the negative pressure passage 91a so that the negative pressure accompanying the control of the VRV 93 is applied to the negative pressure chamber 95b of the negative pressure actuator 95. Other operations are the same as those in the first embodiment described above.

本実施形態によれば、上述した第１実施形態の効果に加えて以下の効果も奏することができる。つまり、負圧遮断弁９４を開放する際には負圧配管９１内に十分な負圧が発生しているため、この負圧遮断弁９４の切り換えに伴う負圧段差（負圧の急激な変化）を防止することができ、車両の乗員に違和感を与えることが回避される。 According to this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment described above, the following effects can also be achieved. That is, when the negative pressure shut-off valve 94 is opened, a sufficient negative pressure is generated in the negative pressure pipe 91. Therefore, a negative pressure step (a sudden change in negative pressure) associated with the switching of the negative pressure shut-off valve 94 occurs. ) Can be prevented, and an uncomfortable feeling to the vehicle occupant can be avoided.

−他の実施形態−
以上説明した各実施形態は、アイドリングストップ制御を行う自動車に対して本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、アイドリングストップ制御を行わない自動車に対しても適用可能である。つまり、運転者のイグニッションＯＦＦ操作に連動して負圧遮断弁９４を閉鎖し、イグニッションＯＮ操作に連動して負圧遮断弁９４を開放するものであり、これによっても上記と同様の効果を奏することが可能である。 -Other embodiments-
Each embodiment described above demonstrated the case where this invention was applied with respect to the motor vehicle which performs idling stop control. The present invention is not limited to this, and can also be applied to an automobile that does not perform idling stop control. In other words, the negative pressure cutoff valve 94 is closed in conjunction with the driver's ignition OFF operation, and the negative pressure cutoff valve 94 is opened in conjunction with the ignition ON operation. It is possible.

また、上記実施形態は、コモンレール式筒内直噴型多気筒ディーゼルエンジンを搭載した車両に対して本発明を適用した場合について説明したが、ガソリンエンジンを搭載した車両や、内燃機関と電動モータとを駆動源とするハイブリッド自動車に対しても本発明は適用可能である。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where this invention was applied with respect to the vehicle which mounts a common rail type | mold in-cylinder direct injection multicylinder diesel engine, the vehicle mounted with a gasoline engine, an internal combustion engine, an electric motor, The present invention can also be applied to a hybrid vehicle using as a drive source.

また、容量可変型ターボチャージャとしては、可変ノズル式ターボチャージャに限らず、タービン入口を２つ備えた所謂ツインエントリー式ターボチャージャ（例えば特開２０１０−１２１５３４号公報を参照）に対しても本発明は適用可能である。 Further, the variable capacity turbocharger is not limited to the variable nozzle type turbocharger, and the present invention is also applied to a so-called twin entry type turbocharger having two turbine inlets (see, for example, JP 2010-121534 A). Is applicable.

本発明は、負圧を利用して容量が可変とされる可変容量型過給機を、アイドリングストップ制御を行う車両に対して適用した場合におけるエンジン始動時の性能を高める制御に適用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to control for improving performance at the time of engine start when a variable capacity supercharger whose capacity is variable using negative pressure is applied to a vehicle that performs idling stop control. .

１エンジン（内燃機関）
５ターボチャージャ（可変容量型過給機）
５１可変ノズルベーン機構（可変容量機構）
５６ノズルベーン
９容量可変システム
９１ｂ負圧通路
９２バキュームポンプ（負圧ポンプ）
９４負圧遮断弁
９５負圧アクチュエータ
９７負圧センサ（負圧検出手段） 1 engine (internal combustion engine)
5 Turbocharger (variable capacity turbocharger)
51 Variable nozzle vane mechanism (variable capacity mechanism)
56 Nozzle vane 9 Capacity variable system 91b Negative pressure passage 92 Vacuum pump (negative pressure pump)
94 Negative pressure shut-off valve 95 Negative pressure actuator 97 Negative pressure sensor (negative pressure detecting means)

Claims

In a control device for a variable capacity supercharger that controls a variable capacity mechanism of a variable capacity supercharger using a negative pressure generated when the internal combustion engine is driven,
A negative pressure pump that generates a negative pressure in response to the driving force of the internal combustion engine;
A negative pressure actuator that drives the variable capacity mechanism as the negative pressure is supplied;
A negative pressure cutoff valve disposed between the negative pressure pump and the negative pressure actuator;
A control apparatus for a variable displacement supercharger, wherein the negative pressure shut-off valve is held in a closed state at least during a period from the stop to the start of the internal combustion engine.

The control apparatus for a variable capacity supercharger according to claim 1,
The variable capacity mechanism is configured to open and close a plurality of nozzle vanes that can change the flow area of the exhaust gas flow path inside the supercharger,
The negative pressure actuator is configured to reduce the flow area of the exhaust gas flow path by driving a nozzle vane by supplying a negative pressure generated by the negative pressure pump. Type supercharger control device.

The control apparatus for a variable capacity supercharger according to claim 1 or 2,
The internal combustion engine is stopped when the internal combustion engine automatic stop condition is satisfied, and is started when the internal combustion engine automatic start condition is satisfied,
A control apparatus for a variable displacement supercharger, wherein the negative pressure shut-off valve is held closed during a period from when the internal combustion engine automatic stop condition is satisfied to when the internal combustion engine automatic start condition is satisfied.

The control apparatus for a variable capacity supercharger according to claim 3,
The control apparatus for a variable displacement supercharger, wherein the internal combustion engine automatic start condition includes a driver's brake pedal depressing operation or an accelerator pedal depressing operation.

In the control apparatus of the variable capacity supercharger according to any one of claims 1 to 4,
Negative pressure detection means is provided in the negative pressure passage between the negative pressure pump and the negative pressure cutoff valve,
When the internal combustion engine is started, the negative pressure shut-off valve is opened after the negative pressure value in the negative pressure passage detected by the negative pressure detecting means reaches a value enabling the variable displacement mechanism to be driven. A control device for a variable capacity supercharger.