WO2012137345A1

WO2012137345A1 - 過給機付内燃機関の制御装置

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Publication number: WO2012137345A1
Application number: PCT/JP2011/058901
Authority: WO
Inventors: 品川　知広
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2012-10-11
Also published as: EP2696053A1; EP2696053A4; JPWO2012137345A1; US9097175B2; EP2696053B1; CN103038478A; US20140026559A1; CN103038478B; JP5278609B2

Abstract

　内燃機関の停止にあたってポンピングロスを考慮したウェストゲートバルブ制御を行う場合において、内燃機関の停止途中における運転再開要求に対処することができる過給機付内燃機関の制御装置を提供する。　内燃機関は、ターボチャージャおよびウェストゲートバルブを備えている。自動停止制御による内燃機関の停止中に、運転再開要求があったときは、エンジン回転数が所定回転数以上である場合には、ウェストゲートバルブを全開の状態まで開く。さらに、内燃機関の自立復帰制御（具体的には、燃料噴射および点火の再開）が行われる。一方、その運転再開要求があったときにエンジン回転数が所定回転数未満である場合には、ウェストゲートバルブを全閉の状態まで閉じる。その後、既に開始されている停止制御を進めて、内燃機関の停止を完了する。内燃機関の再始動時に備えて、ウェストゲートバルブを開いた状態に戻す。

Description

過給機付内燃機関の制御装置

　この発明は、過給機付内燃機関の制御装置に関する。

　従来、例えば、日本特開２００９－１９７７３８号公報に記載されているように、所定の自動停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときに該自動停止後の内燃機関を再始動させるエンジン自動停止・再始動制御を行うことができる内燃機関の制御装置が知られている。

　上記従来の技術にかかる内燃機関は、ターボ過給機とともに、過給圧調節を可能とする排気バイパス通路およびウェストゲートバルブを備えている。このウェストゲートバルブは、エンジン制御ユニットにより制御される。この構成において、自動停止条件が成立して内燃機関が停止する際には、ウェストゲートバルブが全開状態となってバイパス通路が開通する。この結果、そのバイパス通路を介してバイパスされる排気ガス量が増大する一方で、ターボ過給機のタービン供給排ガス量が減少する。従って、エンジン停止過程における排気抵抗の低減を図って、各気筒内の掃気性を向上させることができる。

日本特開２００９－１９７７３８号公報日本特開２００３－６５１０４号公報

　上記従来の技術は、内燃機関の自動停止時にウェストゲートバルブを全開状態とする制御によって、内燃機関停止過程における排気抵抗の低減を図っている。これにより、各気筒内の掃気性を向上させて、エンジン停止後の再始動性の向上を図っている。一方、内燃機関の自動停止制御の実行途中に、内燃機関の運転を再開したいという要求（運転再開要求）が発生することがある。そのような運転再開要求がある場合にも内燃機関の停止および再始動の制御を画一的に行うとするならば、運転再開要求への応答までの時間が不可避的に長期化してしまう。上記従来の技術によってエンジン停止時の掃気性向上および停止後の再始動性向上が得られるとしても、内燃機関の停止および再始動という一連の制御を短縮化するには限界がある。そのような運転再開要求が発生することを想定して、その運転再開要求になるべく早期に応えることが好ましい。この点に関し、従来の技術は、内燃機関の停止および再始動に資する観点でのウェストゲートバルブ制御の好適化に留まっており、運転再開要求に対処することまでは考慮に入れられていない。従って、従来の技術は、内燃機関停止時のウェストゲートバルブ制御を内燃機関の運転再開要求への対処も考慮に入れて行うという観点から、改善の余地を残すものであった。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の停止にあたってポンピングロスを考慮したウェストゲートバルブ制御を行う場合において、内燃機関の停止途中における運転再開要求に対処することができる過給機付内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

　第１の発明は、上記の目的を達成するため、過給機と前記過給機のウェストゲートバルブとを備える内燃機関を制御する制御装置であって、
　前記ウェストゲートバルブの開閉を制御するウェストゲートバルブ制御手段と、
　前記内燃機関の運転中において所定条件が成立したときに前記内燃機関の自動停止を行う自動停止制御を実行可能な運転制御手段と、
　前記自動停止制御による停止の途中に前記内燃機関の運転再開要求があった場合に、燃料噴射制御の再開により運転に復帰可能な回転数である自立復帰回転数に前記内燃機関のエンジン回転数が該当するときには、前記内燃機関のポンピングロスが小さくなるように前記ウェストゲートバルブを開き側に制御する復帰制御手段と、
　前記自動停止制御による停止の途中に前記内燃機関の運転再開要求があった場合に、前記内燃機関のエンジン回転数が前記自立復帰回転数よりも低いときには、前記内燃機関のポンピングロスが増加するように前記ウェストゲートバルブを閉じ側に制御する停止制御手段と、
　を備えることを特徴とする。

　また、第２の発明は、第１の発明において、
　前記内燃機関の停止が実現されたときに、前記内燃機関の再始動の前に、前記停止制御手段により閉じ側に制御されたウェストゲートバルブを開き側に制御する再始動制御手段を、
　更に備えることを特徴とする。

　また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
　前記ウェストゲートバルブが、自身の開閉駆動のためのアクチュエータを有しており、
　前記復帰制御手段が、前記アクチュエータを制御することによって前記ウェストゲートバルブを全開にするものであり、
　前記復帰制御手段が、前記アクチュエータを制御することによって前記ウェストゲートバルブを全閉にするものである、
　ことを特徴とする。

　また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れか１つにおいて、
　前記内燃機関のエンジン水温に応じた前記自立復帰回転数の値を定めた情報である自立復帰回転数特性を記憶した記憶手段と、
　前記内燃機関のエンジン水温を検知する検知手段と、
　前記記憶手段で記憶した前記自立復帰回転数特性に従って、前記検知手段で検知した前記エンジン水温に基づいて、前記復帰制御手段または／および前記停止制御手段で使用すべき自立復帰回転数を取得する取得手段と、
　を更に備えることを特徴とする。

　また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れか１つにおいて、
　前記復帰制御手段は、
　前記内燃機関のエンジン回転数と前記自立復帰回転数とを比較する回転数判定手段と、
　前記内燃機関の運転再開要求があるか否かを判定する要求判定手段と、
　前記回転数判定手段で前記内燃機関エンジン回転数が前記自立復帰回転数を下回るとの結果が得られるまでは、前記要求判定手段に前記運転再開要求があるか否かの判定を実行させる判定実行手段と、
　を含むことを特徴とする。

　第１の発明によれば、自動停止の途中に内燃機関の運転再開要求があった場合に、自立復帰可能か否かに基づいて、ウェストゲートバルブの開閉状態を制御することができる。これにより、自立復帰可能である場合にはポンピングロス低減をして運転への復帰を容易化し、自立復帰不可能である場合にはポンピングロスを増加させて内燃機関の迅速な停止を図ることができる。

　第２の発明によれば、再始動性を向上させ、始動時間の短縮化を実現することができる。従って、運転再開要求に早期に応えることができる。

　第３の発明によれば、過給圧の大きさに依存せずに、アクチュエータによりウェストゲートバルブを駆動することができる。よって、ポンピングロスの増加または低減を行う際に、ウェストゲートバルブを全開または全閉にすることができる。

　第４の発明によれば、内燃機関のエンジン水温に応じて自立復帰回転数を調節することができる。従って、エンジン水温の観点から自立復帰が可能かどうかを正確に判定することができ、内燃機関を自立復帰させる制御を行う機会を確保することができる。

　第５の発明によれば、可能な限り、自立復帰が可能であるときに内燃機関を自立復帰させる制御を行う機会を、確保することができる。

本発明の実施の形態にかかる過給機付内燃機関の制御装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態にかかる過給機付内燃機関の制御装置においてＥＣＵが実行するルーチンのフローチャートである。

実施の形態．
［実施の形態の構成］
（実施の形態にかかる内燃機関の基本構成）
　図１は、本発明の実施の形態にかかる過給機付内燃機関の制御装置の構成を示す図であり、実施の形態にかかる過給機付内燃機関の制御装置が適用される過給機付の内燃機関１０の構成を示している。実施の形態においては、内燃機関１０は、過給機としてターボチャージャを備えており、車両等の移動体の動力を発生させるための内燃機関として好適に用いられる。このターボチャージャは、吸気通路に配置されたコンプレッサ６０、および排気通路に配置されたタービン６２を備えている。

　実施の形態にかかる内燃機関１０は、シリンダブロック１２を備えている。本実施形態では、一例として、シリンダブロック１２が直列に並んだ４つの気筒を有するガソリンエンジンである。シリンダブロック１２の各気筒の吸気ポートは、吸気マニホールド１４に接続している。吸気マニホールド１４から上流に向かって、スロットル２６、インタークーラ２４、ターボチャージャのコンプレッサ６０、エアフローメータ２２が順次設けられている。エアフローメータ２２側から新気が取り入れられ、吸気マニホールド１４を介してシリンダブロック１２の各気筒へと空気が供給される。

　内燃機関１０のシリンダブロック１２は、燃料噴射弁２８を備えている。燃料噴射弁２８は、シリンダブロック１２の各気筒に１つずつ配置されている。燃料噴射弁２８により、図示しない燃料タンクから得た燃料が各気筒内に噴射される。本実施形態では、燃料噴射弁２８を筒内直噴インジェクタとする。なお、シリンダブロック１２の各気筒には、図示しないが、吸気弁および排気弁、点火プラグがそれぞれ備えられている。また、同じく図示しないが、シリンダブロック１２と一体となるシリンダヘッドには、吸気弁および排気弁を駆動するための動弁機構が組み込まれている。

　シリンダブロック１２の各気筒の排気ポートは、排気マニホールド１６に接続している。排気マニホールド１６下流は、タービン６２を介して、排気管路１８に接続している。排気管路１８には、触媒３６が配置されている。また、排気管路１８には、排気ガスセンサ５２が備えられている。排気ガスセンサ５２は、排気ガス組成を検出可能な空燃比センサ等のセンサである。
　本実施形態にかかるターボチャージャは、ウェストゲートバルブ１９を備えている。ウェストゲートバルブ１９は、ターボチャージャの過給圧を調節する機能を担う。ウェストゲートバルブ１９は、開弁圧が予め決定されているタイプのウェストゲートバルブではなく、任意のタイミングで開弁と閉弁とを切り換えることができるウェストゲートバルブとする。具体的には、ウェストゲートバルブ１９は、電動式のバルブあるいはバキュームポンプによる負圧調整式のバルブなどの、開閉駆動が可能な外部のアクチュエータを有するバルブ機構である。

　実施の形態にかかる内燃機関１０は、ＥＧＲを行うためのＥＧＲシステムを備える。図１に示すように、排気マニホールド１６は、ＥＧＲクーラ４０、ＥＧＲバルブ４２を介して、吸気マニホールド１４に接続している。これらの機構を介して、排気ガスを循環させることができる。

　実施の形態には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０が備えられている。ＥＣＵ５０は、エアフローメータ２２、排気ガスセンサ５２、アクセルポジションセンサ５４、クランク角センサ５６、エンジン水温センサ５８と接続している。なお、図１ではアクセルポジションセンサ５４、クランク角センサ５６、エンジン水温センサ５８をブロック図で示しているが、実際には、アクセルポジションセンサ５４はアクセルペダル付近に、クランク角センサ５６はクランクシャフト付近に、エンジン水温センサ５８はエンジン冷却水の経路に、それぞれ配置されて検知対象のセンシングを行っている。これ以外にも、ＥＣＵ５０は、スロットル２６、燃料噴射弁２８、その他の内燃機関１０の各種アクチュエータ（例えば、図示しない吸気弁や排気弁の開弁特性を変更可能な可変バルブタイミング機構内部の各種アクチュエータ）および各種センサ（吸気圧センサあるいは筒内圧センサ等の種々のセンサ）と接続している。
　ＥＣＵ５０は、上記の各種センサの出力値に基づいて、エンジン回転数やエアフロー、アクセルペダル操作量、排ガスセンサの検出値等を検出する。そして、ＥＣＵ５０は、燃料噴射量、点火タイミング制御、空燃比等を制御する公知のエンジン制御を行うためのエンジン制御部としての役割を担う。ＥＣＵ５０は、ウェストゲートバルブ１９と接続し、過給圧制御等の必要に応じてウェストゲートバルブ１９の開閉を切り換える制御信号を発する。

（実施の形態にかかるエコランシステム）
　ＥＣＵ５０は、内燃機関１０の運転をエコランモードで行うためのエコラン制御部を含んでいる。エコラン制御部は、内燃機関１０上においてエコランシステムを実施するための制御プログラムを記憶している。
　すなわち、車両が停止すると内燃機関を自動停止するエコノミーランニング（「エコラン」とも称す）や自動アイドリングストップ（以下、単に「エコランシステム」とも称す）が知られている。車両が信号待ち等で車速がゼロになると内燃機関を自動停止することで、燃料消費を低減し燃費改善やＣＯ２排出削減といった各種の効果が期待できる。エコランシステムでは、予め定めた自動停止条件（エコランモード条件）を満たす場合に、エンジンを自動停止する。このエコランモード条件には、例えば、アクセルペダルの踏み込み有無、バッテリ残量、ブレーキペダルの踏み込み有無、冷却水温等について定めた所定条件を満たしているかどうかの条件を設定することができる。
　実施の形態においては、ＥＣＵ５０がこういったエコランシステムに係る制御プログラムを記憶しており、この制御プログラムに従って、所定のエコランモード条件の成立時に内燃機関の自動停止制御を実行することができる。

　ＥＣＵ５０内のエコラン制御部は、エコランを許可するエコラン許可信号及びエコランを禁止するエコラン禁止信号を発する。ＥＣＵ５０内のエンジン制御部は、エコラン許可信号を受信した状態では、内燃機関１０の自動停止条件が満たされると内燃機関１０を自動停止し、内燃機関１０の再始動条件が満たされると内燃機関１０を再始動する。なお、実施の形態では１つのＥＣＵ（ＥＣＵ５０）においてエコラン制御部とエンジン制御部とを搭載しているものとして説明を行っているが、本発明はこれに限られない。エコランＥＣＵとエンジンＥＣＵとをそれぞれ別々に用意する構成であっても良く、そのエコランＥＣＵおよびエンジンＥＣＵが、それぞれ、ＣＰＵ、ＲＡＭやＲＯＭといったメモリ、および入出力インターフェース等を備えたコンピュータを実体とする独立したＥＣＵであってもよい。

　ＥＣＵ５０は、エコランモードでの運転にかかる、所定の自動停止条件についての判定処理および所定の再始動条件についての判定処理とを記憶している。
　まず、自動停止条件の判定は、例えば、車速がゼロになったこと、ブレーキペダルが踏み込まれていること、アクセルペダルが踏み込まれていないこと、水温が所定範囲に入ること、バッテリ残量が基準充電量以上であること、エコラン許可信号が発せられていること、等の各種の条件が成立したか否かを判定することにより行うことができる。本実施形態では、これらのうちいくつかの条件或いは全ての条件を選んだうえで、自動停止条件を予め設定しておくものとする。ＥＣＵ５０は、この自動停止条件が満たされているか否かを判定する判定処理を実行することができる。
　また、再始動条件は、例えば、上記の自動停止条件のうち１つでも満たされなくなったか否を条件とすることができる。なお、ＥＣＵ５０には、自動停止条件及び再始動条件を判定するために、車速センサが検出した車速情報、ブレーキペダルストロークセンサの検出信号、アクセルポジションセンサ５４が検出したアクセル開度情報、水温センサが検出した水温情報、等も入力されている。

　ＥＣＵ５０は、エコラン許可信号を受信した状態であって、例えば、車両が信号待ち等で停止した際に、自動停止条件が成立したか否かを判定する。成立したと判定した場合、内燃機関１０を停止するための処理（停止制御）が開始される。例えば、燃料噴射弁からの燃料噴射、点火プラグの点火制御等を速やかに停止することで、内燃機関１０の回転が停止する。
　一方、内燃機関１０についての自動停止完了後や自動停止処理途中において、再始動条件が成立すると、ＥＣＵ５０は内燃機関１０を再始動する。具体的には、再始動条件の成立が認められた場合には、ＥＣＵ５０の制御処理により、バッテリから電力を供給して図示しないスタータモータ等のモータを回転駆動することで内燃機関１０のクランキングが行われる。クランキングによりエンジン回転数が所定値に到達した場合には、ＥＣＵ５０の制御処理により、クランクポジションやカムポジション等に基づき、燃料噴射制御や点火タイミング制御が実行されて内燃機関１０が運転状態に駆動される。

［実施の形態の動作］
　上述したエコランシステムによれば、所定条件成立時に内燃機関１０を自動停止することで、燃料消費を低減し燃費改善やＣＯ２排出削減といった各種の効果が期待できる。しかしながら、内燃機関１０の自動停止制御の実行途中に、内燃機関の運転を再開したいという要求（運転再開要求）が発生することがある。そのような運転再開要求として、具体的には、エコランでの課題の一つであるＣＯＭ（Change of mind）がある。ＣＯＭとは、内燃機関を停止しようとしたときに、ドライバがアクセル開度を大きくし、再度の加速を要求することである。
　内燃機関を停止しようとしているときに上記のＣＯＭが発生した場合に、復帰・再度の加速が可能かどうかの結論は、その停止制御の中でどの程度までエンジン回転数が低下しているかに応じて決まる。例えば、アイドル回転数が６００ｒｐｍ程度の場合、２００ｒｐｍから６００ｒｐｍ程度の範囲のエンジン回転数では、停止制御中に燃料噴射を再開することによって、燃料噴射および点火のみによって（つまりモータ等の他の補助動力を必要とせずに）、内燃機関の運転の復帰が可能である。しかしながら、ある程度のエンジン回転数以下になると、エンジンフリクションに対して、筒内燃焼でのエンジントルクが劣ってしまう。そうすると、内燃機関の運転再開のために、エンジン停止を一旦経てからスタータのアシストが必要となってしまう。この場合、ドライバが再度の加速を要求してから、実際に内燃機関が始動して加速へと至るまでの時間が不可避的に生じてしまう。その結果、加速要求に対してのもたつきが生じてしまう。

　そこで、実施の形態にかかる過給機付内燃機関の制御装置では、内燃機関１０が停止制御に入ったあと、ドライバの加速要求（アクセルポジションセンサ５４に基づき検出したアクセル開度増）が発生した場合には、内燃機関１０のエンジン回転数に応じて、ＥＣＵ５０が、次に述べる（１）と（２）の制御動作をそれぞれ実現するための処理を実行する。なお、下記で利用される内燃機関１０のエンジン回転数についての情報は、クランク角センサ５６の出力に基づき検出されているものとする。

　（１）エンジン回転数が所定回転数以上である場合には、ウェストゲートバルブ１９を全開の状態まで開く。さらに、内燃機関１０の自立復帰制御（具体的には、燃料噴射および点火の再開）が行われる。
　本実施形態において、この所定回転数には、「自立復帰回転数」が設定される。この「自立復帰回転数」とは、燃料噴射制御の再開により運転に復帰可能な回転数を意味している。より具体的には、実施の形態において、自立復帰回転数とは、「エコランシステムによる自動停止制御が開始された後、その自動停止制御による停止の途中に燃料噴射弁２８による燃料噴射および点火タイミング制御を再開することによって、燃料噴射および点火のみによって（つまりモータ等の他の補助動力を必要とせずに）、内燃機関１０の運転の復帰が可能である回転数」を意味している。さらに、実施の形態では、この自立復帰回転数は、エンジン水温に応じて異なる回転数に設定され、ＥＣＵ５０にマップ等として記憶されている。そして、上記のエンジン回転数との比較判定を行う際に、エンジン水温に応じた自立復帰回転数の値がマップ等から特定される。
　ウェストゲートバルブ１９を全開とすることで、ポンピングロスを可能な限り小さくすることができる。その結果、自立復帰を容易化することができる。

　（２）エンジン回転数が所定回転数未満である場合には、ウェストゲートバルブ１９を全閉の状態まで閉じる。その後、既に開始されている停止制御を進めて、内燃機関１０の停止を完了する。なお、上記の（１）と同様に、この所定回転数にも、自立復帰回転数が設定される。
　ウェストゲートバルブ１９を全閉にすることで、ターボチャージャのタービン６２側へと空気を送り、ポンピングロスを増加させることができる。これにより、内燃機関１０のエンジン停止を容易化し、エンジン停止までの時間を短縮化することができる。その結果、もたつきを抑制することができる。
　実施の形態においては、内燃機関１０の再始動時に備えて、ウェストゲートバルブ１９を開いた状態に戻す。これにより、再始動時にはポンピングロスを低減することができる。

　以上説明したように、実施の形態にかかる過給機付内燃機関の制御装置によれば、自動停止の途中に内燃機関１０の運転再開要求があった場合に、自立復帰可能か否かに基づいて、ウェストゲートバルブ１９の開閉状態を制御することができる。これにより、自立復帰が可能である場合には、ポンピングロス低減をして運転への復帰を容易化することができる。さらに、自立復帰が不可能である場合には、ポンピングロスを増加させて内燃機関の迅速な停止を図ることができる。

　また、実施の形態によれば、ウェストゲートバルブ１９が、上述したように任意のタイミングで開弁と閉弁とを切り換えることができる構成を有している。このため、過給圧によらず必要な場面において、上記（１）（２）の制御動作を選択的に実行することができる。

［実施の形態の具体的処理］
　図２は、本発明の実施の形態にかかる過給機付内燃機関の制御装置においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図２のルーチンは内燃機関１０の運転中に実行され、図２においてはウェストゲートバルブを「ＷＧＶ」と簡略に表記している。

　図２に示すルーチンでは、先ず、ＥＣＵ５０が、エコランモード条件が成立しているか否かを判定する判定処理を実行する（ステップＳ１００）。このステップの条件の成立が認められない場合には、今回のルーチンが終了する。ステップＳ１００の条件が成立（Ｙｅｓ）した場合には、ＥＣＵ５０が、エコランシステムによるエコランモードでの内燃機関１０の運転を開始する。

　ステップＳ１００の条件成立によりエコランモードでの運転が行われている時に、自動停止条件が成立すると、ＥＣＵ５０は、フューエルカットおよびエンジン停止制御のための処理を実行する（ステップＳ１０２）。

　次に、ＥＣＵ５０が、エンジンの完全停止前にドライバのアクセル再加速要求があるか否かを判定する判定処理を実行する（ステップＳ１０４）。このステップでは、ＥＣＵ５０が、アクセルポジションセンサ５４の出力に基づいてドライバのアクセル操作を検知し、再加速要求があったか否かを検出する処理を実行する。これによりＣＯＭの発生を検出することができる。

　ステップＳ１０４の条件が成立（Ｙｅｓ）した場合には、次に、ＥＣＵ５０が、エンジン回転数が現在のエンジン水温での自立復帰回転数以上であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１０６）。
　自立復帰回転数は、予め実験等を行うことによって、定数として、或いは、マップや数式などとして適宜に定義し、ＥＣＵ５０のＲＡＭあるいはＲＯＭなどのメモリ内に参照可能に記憶しておく。このマップや数式は、エンジン水温と自立復帰回転数との関係を定めたものである。このようなマップや数式は、「内燃機関のエンジン水温に応じた自立復帰回転数の値を定めた情報」であり、これを「自立復帰回転数特性」とも称す。なお、本実施の形態では、マップを、自立復帰回転数特性として記憶しておくものとする。ステップＳ１０６において、エンジン水温センサの出力値等に基づいて検知したエンジン水温に応じて、このマップから、現在のエンジン水温での自立復帰回転数を読み出す。読み出された自立復帰回転数は、ステップＳ１０６の判定処理において、現在のエンジン回転数との比較に用いられる。この自立復帰回転数は、圧縮比やカムタイミングなどからモデル的に算出してもよい。
　ステップＳ１０６によれば、内燃機関１０のエンジン水温に応じて、自立復帰回転数を調節することができる。従って、エンジン水温の観点から自立復帰が可能かどうかを正確に判定することができ、内燃機関１０を自立復帰させる制御を行う機会を確保することができる。

　ステップＳ１０６の後、次に、ＥＣＵ５０が、ウェストゲートバルブ１９を開く処理を実行する（ステップＳ１０８）。これによりポンピングロスを低減させることができる。さらに燃料噴射弁２８による燃料噴射および点火を再開し、自立的に回転を復帰させる制御を実行する。これにより、ステップＳ１０４における再加速要求に直ちに応えることができる。その後、今回のルーチンが終了する。

　ステップＳ１０４の条件が不成立（Ｎｏ）であった場合には、ＥＣＵ５０が、ウェストゲートバルブ１９を閉じる（全閉じにする）処理を実行する（ステップＳ１１０）。これにより、ポンピングロスを増加させ、エンジン停止時間を短縮化することができる。

　続いて、ＥＣＵ５０が、ステップＳ１０２において既に開始されていたエンジン停止制御を遂行するための処理を実行する（ステップＳ１１２）。

　ステップＳ１１２の処理によって内燃機関１０の停止が実現された後は、次に、ＥＣＵ５０が、ウェストゲートバルブ１９を開く処理を実行する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１４の処理の後、今回のルーチンが終了する。その後、図示しない他のルーチンにおいて、エコランシステムにおける再始動と同様に、ＥＣＵ５０は内燃機関１０を再始動する。具体的には、エコランシステムで再始動条件の成立が認められた場合の処理と同様に、ＥＣＵ５０の制御処理により、バッテリから電力を供給して図示しないスタータモータ等のモータを回転駆動することで内燃機関１０のクランキングが行われる。クランキングによりエンジン回転数が所定値に到達した場合には、ＥＣＵ５０の制御処理により、クランクポジションやカムポジション等に基づき、燃料噴射制御や点火タイミング制御が実行されて内燃機関１０が運転状態に駆動される。
　ステップＳ１１４の処理におけるウェストゲートバルブ１９の開き制御を実行することにより、内燃機関１０の再始動制御において、ポンピングロスを低減することができる。その結果、再始動性を向上させることができ、始動時間を短縮化することができる。これにより、ステップＳ１０４での再加速要求に、なるべく早期に応えることができる。

　以上の処理によれば、自動停止の途中に内燃機関１０の運転再開要求（再加速要求）があった場合に、現在のエンジン水温に応じた自己復帰回転数に基づいて、自立復帰可能か否かを判定することができる。そして、この自己復帰可能か否かの判定結果に基づいて、ウェストゲートバルブ１９の全開と全閉とを選択することができる。これにより、自立復帰が可能である場合には、ポンピングロス低減をして運転への復帰を容易化することができる。また、自立復帰が不可能である場合には、ポンピングロスを増加させて内燃機関の迅速な停止を図ることができるとともに、さらに、その後の再始動時において再始動性を向上させ、始動時間の短縮化も実現される。このように、実施の形態にかかる処理によれば、エコランモードにおいて自動停止制御が開始された後であっても、ドライバの再加速要求に可能な限り迅速に応えることができる。

　なお、上述した実施の形態においては、コンプレッサ６０およびタービン６２を備えるターボチャージャが、前記第１の発明における「過給機」に、上述したエコランシステムおよび図２のルーチンのステップＳ１００およびＳ１０２の処理の実行が、前記第１の発明における「運転制御手段」に、それぞれ相当している。また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ１０４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「運転再開要求」があったか否かの判別が実現され、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ１０６およびＳ１０８の処理を実行することにより、前記第１の発明における「復帰制御手段」が、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ１０６およびＳ１１０の処理を実行することにより、前記第１の発明における「停止制御手段」が、それぞれ実現されている。
　また、上述した実施の形態においては、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ１１４の処理を実行することにより、前記第２の発明における「再始動制御手段」が実現されている。
　また、上述した実施の形態においては、ＥＣＵ５０内のメモリに記憶させた「エンジン水温と自立復帰回転数との関係を定めたマップ」が、前記第４の発明における「自立復帰回転数特性」に、内燃機関１０のエンジン水温センサ５８が、前記第４の発明における検知手段に、それぞれ相当している。また、上述した実施の形態においては、ＥＣＵ５０が上記ステップＳ１０６の処理を実行することにより、前記第４の発明における「取得手段」が実現されている。

　なお、実施の形態にかかる図２のフローチャートには、ステップＳ１０４の処理を１回経てからステップＳ１０６に移行するルーチンを記載している。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。エンジン回転数が「現在のエンジン水温における自立復帰回転数」を下回らない限り（つまり自立復帰回転数以上である限り）、アクセル再加速要求があったか否かの判定処理を所定周期で繰り返してもよい。
　例えば、次のようにしても良い。先ず、ステップＳ１０６の処理の条件が成立（Ｙｅｓ）している限り、ステップＳ１０４の処理とステップＳ１０６の処理とを並行に繰り返して実行する。ステップＳ１０６の処理の条件が成立（Ｙｅｓ）している間にステップＳ１０４の処理の条件が成立したら、ステップＳ１０８へと進む。一方、ステップＳ１０６の処理の条件が不成立（Ｎｏ）となった時点において、ステップＳ１０４の処理を止めてステップＳ１１０以後の処理へと進む。
　これにより、可能な限り、自立復帰が可能であるときに内燃機関１０を自立復帰させる制御を行う機会を、確保することができる。

　なお、本発明は、実施の形態で説明した図１のハードウェア構成に限定されるものではない。本発明が適用される内燃機関は、上述した実施の形態にかかる直列４気筒ガソリンエンジンに限られず、種々の気筒数、方式の過給機付内燃機関に適用可能である。また、外部ＥＧＲシステムを備えない内燃機関であってもよい。また、実施の形態では燃料噴射弁２８を筒内直噴インジェクタとしたが、変形例としてポート噴射インジェクタであってもよく、筒内直噴インジェクタとポート噴射インジェクタの両方を備える構成であってもよい。

１０　内燃機関
１２　シリンダブロック
１４　吸気マニホールド
１６　排気マニホールド
１８　排気管路
１９　ウェストゲートバルブ
２２　エアフローメータ
２４　インタークーラ
２６　スロットル
２８　燃料噴射弁
３６　触媒
４０　ＥＧＲクーラ
４２　ＥＧＲバルブ
５２　排気ガスセンサ
５４　アクセルポジションセンサ
５６　クランク角センサ
５８　エンジン水温センサ
６０　コンプレッサ
６２　タービン

Claims

　過給機と前記過給機のウェストゲートバルブとを備える内燃機関を制御する制御装置であって、
　前記ウェストゲートバルブの開閉を制御するウェストゲートバルブ制御手段と、
　前記内燃機関の運転中において所定条件が成立したときに前記内燃機関の自動停止を行う自動停止制御を実行可能な運転制御手段と、
　前記自動停止制御による停止の途中に前記内燃機関の運転再開要求があった場合に、燃料噴射制御の再開により運転に復帰可能な回転数である自立復帰回転数に前記内燃機関のエンジン回転数が該当するときには、前記内燃機関のポンピングロスが小さくなるように前記ウェストゲートバルブを開き側に制御する復帰制御手段と、
　前記自動停止制御による停止の途中に前記内燃機関の運転再開要求があった場合に、前記内燃機関のエンジン回転数が前記自立復帰回転数よりも低いときには、前記内燃機関のポンピングロスが増加するように前記ウェストゲートバルブを閉じ側に制御する停止制御手段と、
　を備えることを特徴とする過給機付内燃機関の制御装置。
　前記内燃機関の停止が実現されたときに、前記内燃機関の再始動の前に、前記停止制御手段により閉じ側に制御されたウェストゲートバルブを開き側に制御する再始動制御手段を、
　更に備えることを特徴とする請求項１に記載の過給機付内燃機関の制御装置。
　前記ウェストゲートバルブが、自身の開閉駆動のためのアクチュエータを有しており、
　前記復帰制御手段が、前記アクチュエータを制御することによって前記ウェストゲートバルブを全開にするものであり、
　前記復帰制御手段が、前記アクチュエータを制御することによって前記ウェストゲートバルブを全閉にするものである、
　ことを特徴とする請求項１または２に記載の過給機付内燃機関の制御装置。
　前記内燃機関のエンジン水温に応じた前記自立復帰回転数の値を定めた情報である自立復帰回転数特性を記憶した記憶手段と、
　前記内燃機関のエンジン水温を検知する検知手段と、
　前記記憶手段で記憶した前記自立復帰回転数特性に従って、前記検知手段で検知した前記エンジン水温に基づいて、前記復帰制御手段または／および前記停止制御手段で使用すべき自立復帰回転数を取得する取得手段と、
　を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の過給機付内燃機関の制御装置。
　前記復帰制御手段は、
　前記内燃機関のエンジン回転数と前記自立復帰回転数とを比較する回転数判定手段と、
　前記内燃機関の運転再開要求があるか否かを判定する要求判定手段と、
　前記回転数判定手段で前記内燃機関エンジン回転数が前記自立復帰回転数を下回るとの結果が得られるまでは、前記要求判定手段に前記運転再開要求があるか否かの判定を実行させる判定実行手段と、
　を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の過給機付内燃機関の制御装置。