特開 2023-47449 エンジン制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023047449

(43)【公開日】2023-04-06

(54)【発明の名称】エンジン制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 29/06 20060101AFI20230330BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20230330BHJP

   F02N 11/00 20060101ALI20230330BHJP

   F02N 11/04 20060101ALI20230330BHJP

   F02N 11/08 20060101ALI20230330BHJP

【ＦＩ】

F02D29/06 F

F02D29/02 321B

F02D29/02 321C

F02D29/06 J

F02N11/00 N

F02N11/00 E

F02N11/04 A

F02N11/08 V

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021156368

(22)【出願日】2021-09-27

(71)【出願人】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001520

【氏名又は名称】弁理士法人日誠国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石川 広基

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 稜

【テーマコード（参考）】

3G093

【Ｆターム（参考）】

3G093BA21

3G093BA22

3G093CA01

(57)【要約】

【課題】ベルトにかかる張力への影響を抑えながら、エンジンの始動性を向上させることができるエンジン制御装置を提供すること。
【解決手段】エンジン２と、エンジン２を始動させるためのモータ３と、エンジン２のクランクシャフトに設けられたクランクプーリ２１と、モータ３の回転軸に設けられたモータプーリ３１と、クランクプーリ２１とモータプーリ３１とに巻き付けられたベルト６と、ベルト６の上側の張りを調整するアッパーテンショナ４と、ベルト６の下側の張りを調整するロアテンショナ５と、エンジン２停止時に、モータ３によりエンジン２の回転方向とは逆方向にトルクをかけて制動する回生制動を行ない、回生制動を行なった後にエンジン２を始動させる際には、モータ３のトルクを制限させる制御部７と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンを始動させるためのモータと、
前記エンジンのクランクシャフトに設けられたクランクプーリと、
前記モータの回転軸に設けられたモータプーリと、
前記クランクプーリと前記モータプーリとに巻き付けられたベルトと、
前記ベルトの張りを調整するテンショナと、を備えるエンジンのエンジン制御装置であって、
前記エンジン停止時に、前記モータにより前記エンジンの回転方向とは逆方向にトルクをかけて制動する回生制動を行なう制御部を備え、
前記制御部は、前記回生制動を行なった後に前記エンジンを始動させる際には、前記モータのトルクを制限させるエンジン制御装置。

【請求項2】

前記テンショナは、回転軸を中心に回転するテンショナアームの先端に回転自在に設けられたテンショナプーリを、前記テンショナアームに加えられる力により前記ベルトに押し付けて前記ベルトの張りを調整するように構成され、
前記テンショナアームの角度を検出する角度センサを備え、
前記制御部は、前記角度センサの検出する角度が小さくなるにつれて、前記モータのトルクを段階的に制限する請求項１に記載のエンジン制御装置。

【請求項3】

前記テンショナは、回転軸を中心に回転するテンショナアームの先端に回転自在に設けられたテンショナプーリを、前記テンショナアームに加えられる力により前記ベルトに押し付けて前記ベルトの張りを調整するように構成され、
前記テンショナアームの角度を検出する角度センサを備え、
前記制御部は、前記角度センサの検出する角度が所定角度未満の場合、前記モータのトルクを所定値以下に制限する請求項１または請求項２に記載のエンジン制御装置。

【請求項4】

前記テンショナとして、前記ベルトの上側の張りを調整するアッパーテンショナと、前記ベルトの下側の張りを調整するロアテンショナとを備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジン制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、エンジンのクランクシャフトに設けたクランクプーリと、モータ・ジェネレータに設けたモータ・ジェネレータプーリとにベルトを巻き掛けてエンジンの始動を行なうエンジンの始動方法が記載されている。

【0003】

この特許文献１には、ベルトの張力が大きく変動してベルトの耐久性に悪影響を与えることを懸念して、モータ・ジェネレータを駆動してエンジンを始動する際に、モータ・ジェネレータの起動から所定時間は最大トルクよりも低いトルクで駆動することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３－３２８９１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、エンジンの始動毎にモータ・ジェネレータを一定時間低トルクで駆動すると、エンジンの始動までの時間が長引き、エンジンの始動性の低下が懸念される。

【0006】

これに対し、ベルトにかかる張力は、エンジン停止直前の車両の走行状態に依存するため、改善の余地がある。

【0007】

そこで、本発明は、ベルトにかかる張力への影響を抑えながら、エンジンの始動性を向上させることができるエンジン制御装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため本発明は、エンジンを始動させるためのモータと、前記エンジンのクランクシャフトに設けられたクランクプーリと、前記モータの回転軸に設けられたモータプーリと、前記クランクプーリと前記モータプーリとに巻き付けられたベルトと、前記ベルトの張りを調整するテンショナと、を備えるエンジンのエンジン制御装置であって、前記エンジン停止時に、前記モータにより前記エンジンの回転方向とは逆方向にトルクをかけて制動する回生制動を行なう制御部を備え、前記制御部は、前記回生制動を行なった後に前記エンジンを始動させる際には、前記モータのトルクを制限させるものである。

【発明の効果】

【0009】

このように、本発明によれば、ベルトにかかる張力への影響を抑えながら、エンジンの始動性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の一実施例に係るエンジン制御装置の概略構成図である。

【図2】図２は、本発明の一実施例に係るエンジン制御装置のエンジン再始動制御処理の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の一実施の形態に係るエンジン制御装置は、エンジンを始動させるためのモータと、エンジンのクランクシャフトに設けられたクランクプーリと、モータの回転軸に設けられたモータプーリと、クランクプーリとモータプーリとに巻き付けられたベルトと、ベルトの張りを調整するテンショナと、を備えるエンジンのエンジン制御装置であって、エンジン停止時に、モータによりエンジンの回転方向とは逆方向にトルクをかけて制動する回生制動を行なう制御部を備え、制御部は、回生制動を行なった後にエンジンを始動させる際には、モータのトルクを制限させるよう構成されている。

【0012】

これにより、本発明の一実施の形態に係るエンジン制御装置は、ベルトにかかる張力への影響を抑えながら、エンジンの始動性を向上させることができる。

【実施例0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係るエンジン制御装置について詳細に説明する。

【0014】

図１において、本発明の一実施例に係るエンジン制御装置を搭載した車両１は、エンジン２と、モータ３と、制御部７と、を含んで構成される。

【0015】

エンジン２には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行なうように構成されている。エンジン２のクランクシャフトには、クランクプーリ２１が設けられている。

【0016】

モータ３は、電力が供給されることにより回転することでエンジン２を回転駆動させる電動機としての機能と、クランクシャフトから入力される回転力を電力に変換する発電機としての機能とを有する。モータ３は、例えば、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）などにより構成される。モータ３の回転軸には、モータプーリ３１が設けられている。

【0017】

クランクプーリ２１と、モータプーリ３１と、にはベルト６が巻き付けられている。クランクプーリ２１とモータプーリ３１は、ベルト６を介して連結されている。

【0018】

クランクプーリ２１とモータプーリ３１との間には、ベルト６の上側の張力を調整するテンショナとしてのアッパーテンショナ４と、ベルト６の下側の張力を調整するテンショナとしてのロアテンショナ５と、が設けられている。なお、本実施例においては、アッパーテンショナ４とロアテンショナ５の２つを設けたが、どちらか１つを設ける構成でもかまわない。

【0019】

アッパーテンショナ４は、回転軸４１を中心に回転するテンショナアーム４２の先端に回転自在に設けられたテンショナプーリ４３を、テンショナアーム４２に加えられる力によりベルト６に押し付けて所定の張力をベルト６に発生させる。

【0020】

ロアテンショナ５は、回転軸５１を中心に回転するテンショナアーム５２の先端に回転自在に設けられたテンショナプーリ５３を、テンショナアーム５２に加えられる力によりベルト６に押し付けて所定の張力をベルト６に発生させる。

【0021】

アッパーテンショナ４には、例えば図中α_Uの矢印で示した、エンジン２を始動させる際にベルト６が動く方向のテンショナアーム４２の角度であるテンショナ角度としてのアッパーテンショナ角度を検出する角度センサ４４が設けられている。

【0022】

ロアテンショナ５には、例えば図中α_Lの矢印で示した、エンジン２を始動させる際にベルト６が動く方向のテンショナアーム５２の角度であるテンショナ角度としてのロアテンショナ角度を検出する角度センサ５４が設けられている。

【0023】

制御部７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、各種バックアップデータを格納するためのフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

【0024】

このコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットを制御部７として機能させるためのプログラムが格納されている。

【0025】

すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施例における制御部７として機能する。

【0026】

制御部７の入力ポートには、前述した角度センサ４４と、角度センサ５４とを含む各種センサ類が接続されている。
制御部７の出力ポートには、前述のモータ３を含む各種制御対象類が接続されている。

【0027】

制御部７は、所定の自動停止条件が成立したときにエンジン２を停止させ、所定の再始動条件が成立したときにエンジン２を再始動させるアイドルストップ再始動制御を行なう。

【0028】

自動停止条件としては、例えば、車速が所定車速以下であること、ブレーキペダルが踏み込まれたこと、バッテリの充電容量が所定値以上であること、などの全てが成立したことを条件とする。

【0029】

一方、再始動条件としては、例えば、発進に適したシフト位置であること、ブレーキペダルの踏み込みがないこと、などのいずれか一つやいずれかの組み合わせの全てが成立したことを条件とする。

【0030】

本実施例において、制御部７は、エンジン２を停止させるときに、モータ３によりエンジン２の回転方向とは逆方向にトルクをかけて制動する回生制動を行なう。

【0031】

図１において、正回転で示した矢印の方向がエンジン２の回転方向であり、逆回転で示した矢印の方向がエンジン２の回転とは逆の回転方向である。

【0032】

前述した回生制動によって、ベルト６が逆回転の方向に進み、アッパーテンショナ４側のベルト６が張られる方向に進むとともに、テンショナプーリ４３がモータプーリ３１側に引き込まれる。

【0033】

逆に、ロアテンショナ５側のベルト６は緩み方向に進むことで、ダンピング力の大きいテンショナプーリ５３がクランクプーリ２１側に押し込まれる。

【0034】

このような動きによって、テンショナアーム４２のアッパーテンショナ角度α_Uが小さくなり、次回のエンジン２の始動時に、ベルト６がクランクプーリ２１側へ動く際、慣性力が大きくなり、図中点線で示すように、テンショナアーム４２のストッパー干渉角度β_Uまで到達し、ベルト６の張力が過大となる可能性がある。

【0035】

そこで、制御部７は、回生制動を行なった後にエンジン２を始動させる際には、モータ３のトルクを制限させる。

【0036】

制御部７は、例えば、角度センサ４４が検出するアッパーテンショナ角度が小さくなるにつれて、モータ３のトルクを段階的に制限する。制御部７は、例えば、角度センサ４４が検出するアッパーテンショナ角度が小さくなるにつれて、モータ３のトルクの制限値を段階的に低下させる。

【0037】

制御部７は、例えば、角度センサ５４が検出するロアテンショナ角度が小さくなるにつれて、モータ３のトルクを段階的に制限する。制御部７は、例えば、角度センサ５４が検出するロアテンショナ角度が小さくなるにつれて、モータ３のトルクの制限値を段階的に低下させる。

【0038】

制御部７は、例えば、角度センサ４４が検出するアッパーテンショナ角度が所定角度未満の場合、モータ３のトルクを所定値以下に制限し、角度センサ４４が検出する角度が所定角度以上の場合、モータ３のトルクを制限しない。

【0039】

制御部７は、例えば、角度センサ５４が検出するロアテンショナ角度が所定値未満の場合、モータ３のトルクを所定値以下に制限し、角度センサ５４が検出する角度が所定値以上の場合、モータ３のトルクを制限しない。

【0040】

なお、アッパーテンショナ角度及びロアテンショナ角度の検出はエンジン２が停止しているときに行なう。

【0041】

以上のように構成された本実施例に係るエンジン制御装置によるエンジン再始動制御処理について、図２を参照して説明する。なお、以下に説明するエンジン再始動制御処理は、エンジン２の自動停止条件が成立し、エンジン２を自動停止した後に開始される。

【0042】

ステップＳ１において、制御部７は、アッパーテンショナ角度及びロアテンショナ角度を検出する。ステップＳ１の処理を実行した後、制御部７は、ステップＳ２の処理を実行する。

【0043】

ステップＳ２において、制御部７は、アッパーテンショナ角度またはロアテンショナ角度が所定値より小さいか否かを判定する。

【0044】

アッパーテンショナ角度またはロアテンショナ角度が所定値より小さいと判定した場合には、制御部７は、ステップＳ３の処理を実行する。アッパーテンショナ角度及びロアテンショナ角度が所定値より小さくないと判定した場合には、制御部７は、ステップＳ４の処理を実行する。

【0045】

ステップＳ３において、制御部７は、モータ３へ次回始動を低トルクで始動することを指令する。ステップＳ３の処理を実行した後、制御部７は、ステップＳ５の処理を実行する。

【0046】

ステップＳ４において、制御部７は、モータ３へ次回始動を最大トルクで始動することを指令する。ステップＳ４の処理を実行した後、制御部７は、ステップＳ５の処理を実行する。

【0047】

ステップＳ５において、制御部７は、エンジン２の再始動条件が成立したか否かを判定する。

【0048】

エンジン２の再始動条件が成立したと判定した場合には、制御部７は、ステップＳ６の処理を実行する。エンジン２の再始動条件が成立していないと判定した場合には、制御部７は、ステップＳ５の処理を実行する。

【0049】

ステップＳ６において、制御部７は、指令されたトルクをモータ３に出力させエンジン２の再始動を実施する。ステップＳ６の処理を実行した後、制御部７は、エンジン再始動制御処理を終了する。

【0050】

このように、本実施例では、制御部７は、回生制動を行なった後にエンジン２を始動させる際には、モータ３のトルクを制限させる。

【0051】

これにより、回生制動を行なった後のエンジン２の始動時には、モータトルクを抑えることで、ベルト６にかかる張力が過大となることを抑えることができる。

【0052】

また、制御部７は、角度センサ４４が検出するアッパーテンショナ角度または角度センサ５４が検出するロアテンショナ角度が小さくなるにつれて、モータ３のトルクを段階的に制限する。

【0053】

これにより、回生制動に伴ってベルト６が張られる方向に動くにつれて、エンジン２の始動時のモータ３のトルクを段階的に抑制して、エンジン２の始動時にベルト６にかかる張力が過大となることを抑えることができる。

【0054】

また、制御部７は、角度センサ４４が検出するアッパーテンショナ角度または角度センサ５４が検出するロアテンショナ角度が所定角度未満の場合、モータ３のトルクを所定値以下に制限する。

【0055】

これにより、アッパーテンショナ角度またはロアテンショナ角度の値が所定値未満の場合に、エンジン２の始動時のモータ３のトルクが抑えられ、ベルト６に過大な張力が発生することを抑えることができる。エンジン２の始動時にベルト６にかかる張力が過大となるおそれがあるため、これを抑制する。

【0056】

なお、本実施例においては、角度センサ４４及び角度センサ５４により、テンショナプーリ４３及びテンショナプーリ５３の位置を検出したが、変位センサを用いて、テンショナアーム４２及びテンショナアーム５２、またはテンショナプーリ４３及びテンショナプーリ５３、ベルト６の位置等を検出するようにしてもよい。このようにすることで、テンショナの個数やベルト６の取り回しに影響されず対応することができる。

【0057】

本実施例では、各種センサ情報に基づき制御部７が各種の判定や算出を行なう例について説明したが、これに限らず、車両１が外部サーバ等の車外装置と通信可能な通信部を備え、該通信部から送信された各種センサの検出情報に基づき車外装置によって各種の判定や算出が行なわれ、その判定結果や算出結果を通信部で受信して、その受信した判定結果や算出結果を用いて各種制御を行なってもよい。

【0058】

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

【符号の説明】

【0059】

１ 車両
２ エンジン
３ モータ
４ アッパーテンショナ（テンショナ）
５ ロアテンショナ（テンショナ）
６ ベルト
７ 制御部
２１ クランクプーリ
３１ モータプーリ
４１、５１ 回転軸
４２、５２ テンショナアーム
４３、５３ テンショナプーリ
４４、５４ 角度センサ

【図1】

【図2】