特開 2024-34843 駆動制御システム

(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】P2024034843

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】駆動制御システム

(51)【国際特許分類】

   F02D 29/02 20060101AFI20240306BHJP

   F02N 15/00 20060101ALI20240306BHJP

   F02B 37/10 20060101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

F02D29/02 321C

F02N15/00 E

F02B37/10 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022139360

(22)【出願日】2022-09-01

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】犬童 翔太

(72)【発明者】

【氏名】大堀 勇二

(72)【発明者】

【氏名】沖山 大

【テーマコード（参考）】

3G005

3G093

【Ｆターム（参考）】

3G005EA20

3G093AB02

3G093BA22

3G093DA07

3G093DB26

3G093EB08

(57)【要約】

【課題】エンジンの始動にかかる消費電力を抑制する。
【解決手段】駆動制御システムは、シリンダと、前記シリンダの内部に摺動可能に設けられるピストンとを有し、前記ピストンの摺動に応じてクランクシャフトを回転させるエンジンと、前記シリンダの内部に圧縮空気を供給する電動過給機と、前記エンジンおよび前記電動過給機を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置のプロセッサは、前記エンジンを停止させる停止信号を前記エンジンに送信することと、前記停止信号の送信後、前記エンジンの停止が完了するまでの期間に、前記電動過給機により前記圧縮空気を前記シリンダの内部に供給することによって、クランク角が上死点前６０°から上死点前３０°までの所定範囲内となる位置に前記ピストンを停止させることと、を含む処理を実行する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダと、前記シリンダの内部に摺動可能に設けられるピストンとを有し、前記ピストンの摺動に応じてクランクシャフトを回転させるエンジンと、
前記シリンダの内部に圧縮空気を供給する電動過給機と、
前記エンジンおよび前記電動過給機を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
１つまたは複数のプロセッサと、
前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリと、
を有し、
前記プロセッサは、
前記エンジンを停止させる停止信号を前記エンジンに送信することと、
前記停止信号の送信後、前記エンジンの停止が完了するまでの期間に、前記電動過給機により前記圧縮空気を前記シリンダの内部に供給することによって、クランク角が上死点前６０°から上死点前３０°までの所定範囲内となる位置に前記ピストンを停止させることと、
を含む処理を実行する、駆動制御システム。

【請求項2】

前記所定範囲は、前記クランク角が上死点前５５°から上死点前５０°までの範囲である、請求項１に記載の駆動制御システム。

【請求項3】

前記電動過給機は、
前記エンジンの吸気流路に設けられる吸気タービンと、
前記エンジンの排気流路に設けられる排気タービンと、
前記吸気タービンを駆動させて前記圧縮空気を生成する過給動作を実行可能であるとともに、前記排気タービンの回転エネルギーを電気エネルギーに変換する排気回生を実行可能な過給機モータと、
を有し、
前記プロセッサは、
前記エンジンがアイドリングを行っている間、前記過給機モータに前記排気回生を実行させることと、
前記停止信号の送信後の所定タイミングにおいて、前記過給機モータに過給動作を実行さて、前記圧縮空気を前記シリンダの内部に供給することによって、前記クランク角が前記所定範囲内となる位置に前記ピストンを停止させることと、
を含む処理を実行する、請求項１または２に記載の駆動制御システム。

【請求項4】

前記プロセッサは、
前記停止信号を送信するタイミングにおける前記エンジンの回転数に基づいて、前記圧縮空気の前記シリンダへの供給を開始するタイミング、前記圧縮空気の供給を継続する時間、および、前記圧縮空気の供給量を決定すること、
を含む処理を実行する、請求項１または２に記載の駆動制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、エンジンを始動する際、ピストンの位置が適切な位置となっていなければ、モータジェネレータを用いてクランク軸を駆動し、ピストンの位置を適切な位置に移動させてから、エンジンを始動する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－７６８１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の技術では、停止しているピストンを、モータジェネレータを用いて適切な位置に移動させることから、ピストンを移動させるときに比較的多くの電力が消費されてしまう。そのため、特許文献１の技術では、ピストンを移動させるための消費電力を含めると、エンジンの始動にかかる消費電力が多くなってしまう。

【0005】

そこで、本発明は、エンジンの始動にかかる消費電力を抑制することが可能な駆動制御システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る駆動制御システムは、
シリンダと、前記シリンダの内部に摺動可能に設けられるピストンとを有し、前記ピストンの摺動に応じてクランクシャフトを回転させるエンジンと、
前記シリンダの内部に圧縮空気を供給する電動過給機と、
前記エンジンおよび前記電動過給機を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
１つまたは複数のプロセッサと、
前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリと、
を有し、
前記プロセッサは、
前記エンジンを停止させる停止信号を前記エンジンに送信することと、
前記停止信号の送信後、前記エンジンの停止が完了するまでの期間に、前記電動過給機により前記圧縮空気を前記シリンダの内部に供給することによって、クランク角が上死点前６０°から上死点前３０°までの所定範囲内となる位置に前記ピストンを停止させることと、
を含む処理を実行する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、エンジンの始動にかかる消費電力を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態にかかる駆動制御システムが適用される車両の構成を示す概略図である。

【図2】図２は、本実施形態にかかる駆動制御システムが適用される車両の構成の詳細を説明する図である。

【図3】図３は、ピストンが停止している位置と、エンジンを始動するときに必要となるトルクの関係の一例を示す図である。

【図4】図４は、エンジンの停止および始動の動作の流れを説明するためのタイミングチャートである。

【図5】図５は、過給動作条件マップの一例を示す図である。

【図6】図６は、排気回生制御部の動作の流れを説明するフローチャートである。

【図7】図７は、エンジン停止制御部の動作の流れを説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な寸法、材料、数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0010】

図１は、本実施形態にかかる駆動制御システム１が適用される車両２の構成を示す概略図である。車両２は、エンジン１０、モータジェネレータ１２、トルクコンバータ１４、トランスミッション１６、車輪１８を備える。車両２は、駆動源としてエンジン１０およびモータジェネレータ１２を備えるハイブリッド電気自動車である。なお、車両２は、モータジェネレータ１２が省略され、駆動源としてエンジン１０を備えるエンジン車であってもよい。

【0011】

エンジン１０は、トルクコンバータ１４に接続される。トルクコンバータ１４は、モータジェネレータ１２に接続される。モータジェネレータ１２は、トランスミッション１６に接続される。トランスミッション１６は、車輪１８に接続される。

【0012】

エンジン１０の駆動力は、トルクコンバータ１４、モータジェネレータ１２およびトランスミッション１６を介して車輪１８に伝達される。また、モータジェネレータ１２の駆動力は、トランスミッション１６を介して車輪１８に伝達される。また、モータジェネレータ１２は、モータジェネレータ１２の出力よりも車輪１８の負荷が大きい場合、車輪１８の回転に応じて発電する発電機として機能することもできる。また、モータジェネレータ１２は、エンジン１０を始動するスタータとして機能することもできる。

【0013】

図２は、本実施形態にかかる駆動制御システム１が適用される車両２の構成の詳細を説明する図である。車両２は、モータジェネレータ１２に電力を供給する高電圧バッテリ２０を備える。高電圧バッテリ２０は、例えば、リチウムイオンバッテリなどであり、充放電が可能な２次電池である。

【0014】

モータジェネレータ１２は、高電圧インバータ２２を通じて高電圧バッテリ２０に電気的に接続される。モータジェネレータ１２は、高電圧バッテリ２０から供給される電力に従って回転する。また、モータジェネレータ１２は、発電機として機能すると、発電した電力を高電圧バッテリ２０に供給することで、高電圧バッテリ２０を充電することができる。

【0015】

エンジン１０は、ピストン３０、シリンダ３２、吸気ポート３４、排気ポート３６、吸気バルブ３８および排気バルブ４０を有する。ピストン３０は、シリンダ３２の内部に摺動可能に収容される。吸気ポート３４および排気ポート３６は、シリンダ３２の内部に連通する。吸気バルブ３８は、吸気ポート３４を開閉する。排気バルブ４０は、排気ポート３６を開閉する。

【0016】

吸気バルブ３８が開状態となると、吸気ポート３４を通じてシリンダ３２の内部に空気が送入される。また、シリンダ３２の内部には、燃料が噴射される。シリンダ３２の内部において、空気と燃料との混合気が燃焼することで、ピストン３０がシリンダ３２の内部で摺動する。ピストン３０は、コネクティングロッド４２を介してクランクシャフト４４に連結される。クランクシャフト４４は、トルクコンバータ１４に接続される。ピストン３０が摺動すると、クランクシャフト４４が回転する。すなわち、エンジン１０は、ピストン３０の摺動に応じてクランクシャフト４４を回転させる。

【0017】

排気バルブ４０が開状態となると、排気ポート３６を通じてシリンダ３２の内部のガスがシリンダ３２の外部に排出される。

【0018】

車両２は、吸気流路５０および排気流路５２を備える。吸気流路５０は、吸気ポート３４に繋がっている。吸気流路５０には、吸気ポート３４を通じてシリンダ３２の内部に送入される空気が流通する。排気流路５２は、排気ポート３６が繋がっている。排気流路５２には、排気ポート３６を通じてシリンダ３２の外部に排出されたガスが流通する。

【0019】

吸気流路５０には、空気が流通する方向に沿った順に、エアクリーナ６０、インタークーラ６２、スロットルバルブ６４が設けられる。エアクリーナ６０は、吸気流路５０に取り込む空気から異物を取り除く。インタークーラ６２は、吸気流路５０を流通する空気を冷却する。スロットルバルブ６４は、運転者の加速操作に応じて、シリンダ３２の内部に送入する空気量を調整する。

【0020】

排気流路５２には、触媒６６が設けられる。触媒６６は、例えば、三元触媒などであり、シリンダ３２から排出されたガスを浄化する。

【0021】

車両２は、電動過給機７０を備える。電動過給機７０は、吸気タービン７２、排気タービン７４および過給機モータ７６を有する。吸気タービン７２は、吸気流路５０に設けられ、吸気流路５０におけるエアクリーナ６０とインタークーラ６２との間に位置する。排気タービン７４は、排気流路５２に設けられ、排気流路５２における排気ポート３６と触媒６６との間に位置する。排気タービン７４は、排気流路５２をガスが流通することで回転する。過給機モータ７６は、吸気タービン７２および排気タービン７４に接続される。

【0022】

車両２は、低電圧バッテリ８０を備える。低電圧バッテリ８０は、例えば、鉛蓄電池などであり、充放電が可能な２次電池である。低電圧バッテリ８０の電圧は、例えば、１２Ｖなどであり、高電圧バッテリ２０の電圧より低い。

【0023】

低電圧バッテリ８０は、低電圧インバータ８２、電装機器８４およびＤＣＤＣコンバータ８６に電気的に接続される。低電圧バッテリ８０は、低電圧インバータ８２を通じて過給機モータ７６に電気的に接続される。低電圧バッテリ８０は、低電圧インバータ８２を通じて過給機モータ７６に電力を供給することができる。

【0024】

電装機器８４は、例えば、空調装置やナビゲーション装置など、車両２に搭載され、低電圧で動作する各種の電気電子機器であってもよい。低電圧バッテリ８０は、電装機器８４に電力を供給することができる。

【0025】

ＤＣＤＣコンバータ８６の入力端は、高電圧バッテリ２０および高電圧インバータ２２に電気的に接続されている。換言すると、ＤＣＤＣコンバータ８６の入力端は、高電圧の電気配線である高電圧電気系統に接続されている。ＤＣＤＣコンバータ８６の出力端は、低電圧バッテリ８０、低電圧インバータ８２および電装機器８４に電気的に接続されている。換言すると、ＤＣＤＣコンバータ８６の出力端は、低電圧の電気配線である低電圧電気系統に接続されている。

【0026】

ＤＣＤＣコンバータ８６は、入力端の高電圧電気系統の電力を、出力端の低電圧電気系統の電力に変換して出力端から出力する。これにより、例えば、高電圧バッテリ２０の電力を、ＤＣＤＣコンバータ８６を通じて、低電圧バッテリ８０、電装機器８４および過給機モータ７６に供給することができる。

【0027】

過給機モータ７６は、低電圧インバータ８２を通じて供給される電力を消費して吸気タービン７２を駆動させる。また、電動過給機７０では、排気タービン７４の回転に従って吸気タービン７２を駆動させることもできる。

【0028】

過給機モータ７６は、吸気タービン７２を駆動させることで、エアクリーナ６０を通じて吸気流路５０に取り込まれた空気を圧縮して、圧縮した空気である圧縮空気を生成する。圧縮空気は、インタークーラ６２、スロットルバルブ６４および吸気ポート３４を通じてシリンダ３２の内部に送入される。すなわち、電動過給機７０は、圧縮空気を生成し、生成した圧縮空気をシリンダ３２の内部に送入することが可能な構成となっている。以後、吸気タービン７２を駆動させて圧縮空気を生成する動作を、過給動作という場合がある。

【0029】

また、過給機モータ７６は、排気タービン７４の回転に応じて発電する発電機として機能することもできる。過給機モータ７６は、発電機として機能することで、排気タービン７４の回転エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。過給機モータ７６により生成された電力は、低電圧インバータ８２を通じて低電圧バッテリ８０に供給される。以後、排気タービン７４の回転エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する動作を、排気回生という場合がある。

【0030】

このように、過給機モータ７６は、過給動作を実行可能であるとともに、排気回生を実行可能である。過給動作および排気回生は、状況に応じて切り替えられる。

【0031】

車両２は、アクセルペダルセンサ９０、エンジン回転数センサ９２、クランク角センサ９４および油温センサ９６を備える。アクセルペダルセンサ９０は、運転者による加速操作量を検出する。エンジン回転数センサ９２は、エンジン１０の回転数であるエンジン回転数を検出する。クランク角センサ９４は、クランクシャフト４４の回転角度であるクランク角を検出する。油温センサ９６は、エンジン１０の潤滑油の温度である油温を検出する。

【0032】

車両２は、記憶装置１００を備える。記憶装置１００は、不揮発性の記憶素子により構成される。不揮発性の記憶素子は、例えば、フラッシュメモリなどの電気的に読み書き可能な不揮発性素子を含んでもよい。記憶装置１００には、過給動作条件マップ１０２が予め記憶されている。過給動作条件マップ１０２については、後に詳述する。

【0033】

車両２は、制御装置１１０を備える。制御装置１１０は、１つまたは複数のプロセッサ１１２と、プロセッサ１１２に接続される１つまたは複数のメモリ１１４とを備える。メモリ１１４は、プログラム等が格納されたＲＯＭおよびワークエリアとしてのＲＡＭを含む。プロセッサ１１２は、プログラムを実行することで、車両２全体を制御する。例えば、制御装置１１０は、エンジン１０および電動過給機７０を制御する。

【0034】

プロセッサ１１２は、プログラムを実行することで、排気回生制御部１２０およびエンジン停止制御部１２２としても機能する。排気回生制御部１２０は、エンジン１０がアイドリングを行っている間、過給機モータ７６に排気回生を実行させる。

【0035】

エンジン停止制御部１２２は、エンジン１０を停止させる所定の停止条件が成立した場合、エンジン１０を停止させる停止信号をエンジン１０に送信する。例えば、エンジン停止制御部１２２は、運転者によるイグニッションをオフする入力操作を受け付けた場合、所定の停止条件が成立したとしてもよい。また、所定の停止条件は、アイドリングストップが実行される条件と同じであってもよい。

【0036】

停止信号を受信したエンジン１０は、燃料の噴射および点火を停止する。その結果、ピストン３０を摺動させる混合気の爆発が停止されることで、ピストン３０の摺動が次第に減速する。そして、ピストン３０が完全に停止することでエンジン１０の停止が完了する。

【0037】

ここで、エンジン１０が完全に停止している状態から、エンジン１０が始動されると、ピストン３０は、停止している位置から摺動を開始することになる。そうすると、エンジン１０を始動するときに必要となるトルクが、ピストン３０が停止している位置に応じて異なることになる。

【0038】

図３は、ピストン３０が停止している位置と、エンジン１０を始動するときに必要となるトルクの関係の一例を示す図である。図３の横軸は、上死点を基準とした上死点前（ＢＴＤＣ：Before Top Dead Center）のクランク角を示し、ピストン３０の停止位置を示す。図３では、ピストン３０の停止位置が、下死点に対応する上死点前１８０°から上死点に対応する上死点前０°までのそれぞれのクランク角の位置にあった場合における、エンジン１０を始動するときに必要なトルクの一例がプロットされている。

【0039】

なお、図３の例の上死点は、圧縮行程の終わりの上死点を示している。また、図３の例では、上死点前９０°が、吸気バルブ３８を閉じるクランク角に対応している。

【0040】

図３で示すように、上死点前９０°から上死点前０°までの範囲のトルクが、上死点前１８０°から上死点前９０°までの範囲のトルクと比べ、全体的に低くなっている。より詳細には、上死点前６０°から上死点前３０°までの範囲のトルクが、その他の範囲のトルクと比べ、より低くなっている。特に、上死点前５５°から上死点前５０°の範囲のトルクが、その他の範囲のトルクと比べ、最も低くなっている。具体的には、上死点前６０°から上死点前３０°までの範囲のトルクは、上死点前９０°付近のトルクの５０％未満であり、特に、上死点前５５°から上死点前５０°までの範囲のトルクは、上死点前９０°付近のトルクの３０％未満であり、これらの範囲でトルクが大幅に抑制されている。

【0041】

そこで、エンジン停止制御部１２２は、クランク角が上死点前６０°から上死点前３０°までの所定範囲内となる位置にピストン３０を停止させるようにする。

【0042】

これにより、ピストン３０が停止位置に停止している状態から、エンジン１０を始動したときに必要なトルクを抑制することができる。その結果、エンジン１０を始動させるために駆動するモータジェネレータ１２の消費電力を抑制することができ、エンジン１０の始動時における高電圧バッテリ２０のＳＯＣの低下を抑制することができる。なお、ＳＯＣ（State Of Charge）は、バッテリの満充電容量に対する現在の充電容量を百分率で表した充電率を示す。

【0043】

特に、エンジン停止制御部１２２は、クランク角が上死点前５５°から上死点前５０°までの範囲内となるようにピストン３０を停止させるようにすることが好ましい。

【0044】

これにより、ピストン３０が停止位置に停止している状態から、エンジン１０を始動したときに必要なトルクを、より抑制することができる。その結果、エンジン１０を始動させるために駆動するモータジェネレータ１２の消費電力を、より抑制することができ、高電圧バッテリ２０のＳＯＣの低下を、より抑制することができる。

【0045】

以後、説明の便宜のため、上死点前６０°から上死点前３０°までのクランク角の範囲を、ピストン３０の目標停止範囲という場合がある。また、上死点前５５°から上死点前５０°までのクランク角の範囲を、ピストン３０の最適停止範囲という場合がある。

【0046】

このように、ピストン３０を、目標停止範囲内の特定の位置、特に、最適停止範囲内の特定の位置に停止させることで、高電圧バッテリ２０のＳＯＣの低下を抑制することができるため、その結果、車両２の航続距離の低下を抑制することができる。

【0047】

なお、ここでのピストン３０の停止位置は、圧縮行程の終わりの上死点を基準とした上死点前のクランク角により設定されていた。しかし、ピストン３０の停止位置は、排気行程の終わりの上死点を基準とした上死点前のクランク角により設定されてもよい。ただし、ピストン３０の停止位置は、排気行程の終わりの上死点を基準とした上死点前のクランク角よりも、圧縮行程の終わりの上死点を基準とした上死点前のクランク角により設定される態様の方がより好ましい。

【0048】

ここで、本実施形態の駆動制御システム１では、電動過給機７０を利用して、ピストン３０を目標停止範囲内あるいは最適停止範囲内の特定の位置に停止させることを実現する。

【0049】

すなわち、エンジン停止制御部１２２は、停止信号の送信後、エンジン１０の停止が完了するまでの期間に、電動過給機７０により圧縮空気をシリンダ３２の内部に供給する。これによって、エンジン停止制御部１２２は、クランク角が上死点前６０°から上死点前３０°までの所定範囲内となる位置にピストン３０を停止させる。

【0050】

図４は、エンジン１０の停止および始動の動作の流れを説明するためのタイミングチャートである。車速、エンジン回転数、電動過給機の状態、ＤＣＤＣコンバータ８６の出力端の電力、および、高電圧バッテリ２０のＳＯＣの各タイムチャートの横軸の時間は、共通している。また、高電圧バッテリ２０のＳＯＣのタイムチャートにおいて、実線は、アイドリングのときに電動過給機７０が排気回生を行う本実施形態を示し、一点鎖線は、アイドリングのときに電動過給機７０が排気回生を行わない比較例を示す。

【0051】

図４で示すように、時点Ｔ１の前、車両２は、一定速度で走行しており、エンジン１０は、一定の回転数で駆動制御されている。このとき、電動過給機７０は、例えば、過給動作を行っている。また、このとき、ＤＣＤＣコンバータ８６の出力端の電力が、比較的高い状態となっており、高電圧バッテリ２０の電力がＤＣＤＣコンバータ８６を通じて電動過給機７０に供給されている。

【0052】

例えば、時点Ｔ１において、運転者は、加速操作量の減少を開始し、時点Ｔ２において、加速操作量が実質的にゼロになったとする。これにより、時点Ｔ１～時点Ｔ３の期間で車速は低下していく。エンジン回転数は、時点Ｔ１～時点Ｔ２の期間で加速操作量の減少に伴って減少し、時点Ｔ２以降、加速操作量が実質的にゼロであることからアイドリングに相当する回転数となる。

【0053】

ここで、エンジン１０がアイドリングのときに電動過給機７０が排気回生を行わない比較例の場合、車速の減少に従ったモータジェネレータ１２の回生により高電圧バッテリ２０が充電され、高電圧バッテリ２０のＳＯＣは、一点鎖線で示すように、上昇する。

【0054】

これに対し、本実施形態の電動過給機７０は、時点Ｔ２において、エンジン１０がアイドリングとなることで、過給動作が停止され、排気回生を開始し、時点Ｔ２～時点Ｔ４の期間で排気回生を継続的に実行する。電動過給機７０が排気回生を実行すると、過給機モータ７６が発電した電力が電装機器８４に供給される。これにより、高電圧バッテリ２０から電装機器８４に供給が必要な電力が減少するため、ＤＣＤＣコンバータ８６の出力端の電力が低下する。

【0055】

そうすると、高電圧バッテリ２０としては、ＤＣＤＣコンバータ８６を通じて低電圧電気系統に持ち出される電力が抑制されるため、高電圧バッテリ２０のＳＯＣの低下が抑制される。モータジェネレータ１２の回生により高電圧バッテリ２０が充電されることに加え、低電圧電気系統に持ち出される電力が減少するため、高電圧バッテリ２０のＳＯＣは、実線で示すように、比較例の一点鎖線と比べ、相対的にさらに上昇する。

【0056】

ここで、時点Ｔ３において、エンジン停止制御部１２２が、停止信号をエンジン１０に送信したとする。そうすると、ピストン３０の摺動が次第に遅くなり、エンジン回転数が減少する。

【0057】

エンジン停止制御部１２２は、停止信号の送信時点である時点Ｔ３の後、エンジン１０の停止が完了する時点Ｔ５までの期間内の所定の時点Ｔ４において、ピストン３０の停止位置の制御のために、電動過給機７０を過給動作させる。そうすると、圧縮空気がシリンダ３２の内部に送入され、時点Ｔ５において、ピストン３０が、目標停止範囲内あるいは最適停止範囲内の特定の位置で停止する。

【0058】

また、時点Ｔ４において電動過給機７０が過給動作を実行すると、高電圧バッテリ２０から電動過給機７０に電力を供給するために、ＤＣＤＣコンバータ８６の出力端の電力が上昇する。

【0059】

しかし、エンジン１０がアイドリングのときに電動過給機７０に排気回生を実行させたことで、ピストン３０の停止位置の制御のために電動過給機７０を過給動作させるときの高電圧バッテリ２０のＳＯＣが、見かけ上増加している。これにより、ピストン３０の停止位置の制御のために電動過給機７０を過給動作させたとしても、見かけ上、排気回生により予め確保した電力を使用することになる。したがって、エンジン１０がアイドリングのときに電動過給機７０に排気回生を実行させることで、ピストン３０の停止位置の制御のために電動過給機７０を過給動作させたとしても、総合的に、高電圧バッテリ２０のＳＯＣの低下を抑制することができる。

【0060】

時点Ｔ５以後、エンジン１０が停止していることで、電動過給機７０は、停止状態となっている。このとき、ＤＣＤＣコンバータ８６の出力端の電力は、電装機器８４の消費電力に従った電力となる。また、高電圧バッテリ２０のＳＯＣは、高電圧バッテリ２０からＤＣＤＣコンバータ８６を通じて電装機器８４に電力が供給される分だけ低下する。

【0061】

時点Ｔ５の後の時点Ｔ６において、エンジン１０が再始動したとする。ここで、エンジン１０の再始動時、ピストン３０は、目標停止範囲内あるいは最適停止範囲内の特定の位置に停止されている状態から摺動開始する。この特定の位置では、エンジン１０の始動に必要なトルクが、他の位置でのトルクよりも小さい。このため、エンジン１０の再始動にかかるモータジェネレータ１２の消費電力を抑制することができる。

【0062】

また、エンジン１０が再始動することで、エンジン回転数がゼロから上昇する。そして、時点Ｔ７以降において、加速操作量がゼロから上昇し、車速が上昇したとする。加速操作量がゼロから上昇したことで、電動過給機７０は、過給動作を開始する。また、ＤＣＤＣコンバータ８６の出力端の電力は、高電圧バッテリ２０から電動過給機７０に電力を供給する分だけ増加する。

【0063】

次に、ピストン３０の停止位置を制御するための電動過給機７０の具体的な制御について説明する。エンジン停止制御部１２２は、記憶装置１００に予め記憶されている過給動作条件マップ１０２を用いて電動過給機７０を制御することで、ピストン３０の停止位置を制御する。

【0064】

図５は、過給動作条件マップ１０２の一例を示す図である。過給動作条件マップ１０２は、エンジン回転数と、油温と、過給動作条件とが関連付けられたマップである。過給動作条件は、例えば、過給開始タイミング、過給継続時間、電動過給機７０の出力がある。より詳細には、過給動作条件マップ１０２では、エンジン回転数と油温との組み合わせごとに、過給開始タイミング、過給継続時間および電動過給機７０の出力がそれぞれ設定されている。

【0065】

過給動作条件マップ１０２における過給開始タイミングは、停止信号の送信後、エンジン１０の停止が完了するまでの期間において、過給機モータ７６に過給動作を開始させるタイミングを示す。換言すると、過給開始タイミングは、圧縮空気のシリンダ３２への供給を開始するタイミングを示す。過給開始タイミングは、停止信号をエンジン１０に送信してから過給機モータ７６が過給動作を開始するまでの時間により定義される。

【0066】

過給動作条件マップ１０２における過給継続時間は、停止信号の送信後、エンジン１０の停止が完了するまでの期間において、過給機モータ７６が過給動作を継続する時間を示す。換言すると、過給継続時間は、圧縮空気の供給を継続する時間を示す。

【0067】

過給動作条件マップ１０２における電動過給機７０の出力は、停止信号の送信後、エンジン１０の停止が完了するまでの期間において、過給機モータ７６が過給動作を実行するときの電動過給機７０の出力を示す。電動過給機７０の出力は、シリンダ３２の内部への圧縮空気の供給量に相当する。

【0068】

ここで、エンジン回転数が高いほど、停止信号をエンジン１０に送信してからエンジン１０の停止が完了するまでにかかる時間が長くなる。そこで、過給動作条件マップ１０２において、過給開始タイミングは、エンジン回転数が高いほど相対的に遅くなるように設定されてもよい。また、エンジン回転数が高いほど、ピストン３０が慣性で摺動する力が大きくなる。そこで、過給動作条件マップ１０２において、過給継続時間は、エンジン回転数が高いほど、圧縮空気がピストン３０の慣性に抗するように相対的に長くなるように設定されてもよい。過給動作条件マップ１０２において、電動過給機７０の出力は、エンジン回転数が高いほど、圧縮空気がピストン３０の慣性に抗するように相対的に高くなるように設定されてもよい。

【0069】

また、油温が低いほど、油の粘性が高くなり、ピストン３０の摺動のフリクションが大きくなる。ピストン３０の摺動のフリクションが大きいと、停止信号をエンジン１０に送信してからエンジン１０の停止が完了するまでにかかる時間が短くなる。そこで、過給動作条件マップ１０２において、過給開始タイミングは、油温が低いほど相対的に早くなるように設定されてもよい。また、ピストン３０の摺動のフリクションが大きいと、ピストン３０が慣性で摺動する力がフリクションにより抑制され易くなる。そこで、過給動作条件マップ１０２において、過給継続時間は、油温が低いほど、圧縮空気がピストン３０の慣性に抗する時間が短くてよいため、相対的に短くなるように設定されてもよい。過給動作条件マップ１０２において、電動過給機７０の出力は、油温が低いほど、圧縮空気がピストン３０の慣性に抗する力が少なくてよいため、相対的に低くなるように設定されてもよい。

【0070】

エンジン停止制御部１２２は、停止信号を送信するタイミングにおけるエンジン回転数および油温と、記憶装置１００に記憶されている過給動作条件マップ１０２とに基づいて、ピストン３０の停止制御を行うときの電動過給機７０の過給動作条件を決定する。例えば、エンジン停止制御部１２２は、停止信号を送信するタイミングにおけるエンジン回転数および油温を過給動作条件マップ１０２に当てはめて、過給開始タイミング、過給継続時間および電動過給機の出力を決定する。エンジン停止制御部１２２は、決定した過給動作条件により電動過給機７０を過給動作させることで、ピストン３０を上死点前の特定の位置に停止させる。

【0071】

なお、ここでは、エンジン回転数と油温とに基づいて過給動作条件を決定する例を説明した。しかし、エンジン停止制御部１２２は、油温の条件を省略し、エンジン回転数に基づいて過給動作条件を決定してもよい。その場合、過給動作条件マップ１０２では、油温の条件が省略され、エンジン回転数と過給動作条件とが対応付けられてもよい。

【0072】

図６は、排気回生制御部１２０の動作の流れを説明するフローチャートである。排気回生制御部１２０は、所定周期で訪れる所定の割込みタイミングが到来するごとに、図６の一連の処理を繰り返し実行する。

【0073】

排気回生制御部１２０は、所定の割込みタイミングが到来すると、エンジン１０の状態がアイドリングであるか否かを判定する（Ｓ１０）。例えば、排気回生制御部１２０は、エンジン１０が駆動中であり、かつ、アクセルペダルセンサ９０により検出された加速操作量が実質的にゼロである場合、エンジン１０の状態がアイドリングであると判定する。

【0074】

エンジン１０の状態がアイドリングであると判定した場合（Ｓ１０におけるＹＥＳ）、排気回生制御部１２０は、過給機モータ７６に排気回生を実行させ（Ｓ１１）、今回の処理を終了する。

【0075】

エンジン１０の状態がアイドリングではないと判定した場合（Ｓ１０におけるＮＯ）、排気回生制御部１２０は、過給機モータ７６の排気回生を停止させ（Ｓ１２）、今回の処理を終了する。

【0076】

図７は、エンジン停止制御部１２２の動作の流れを説明するフローチャートである。エンジン停止制御部１２２は、停止条件が成立するまで待機し（Ｓ２０におけるＮＯ）、停止条件が成立した場合（Ｓ２０におけるＹＥＳ）、ステップＳ２１以降の処理を実行する。

【0077】

ステップＳ２１において、エンジン停止制御部１２２は、エンジン回転数センサ９２により検出された現在のエンジン回転数を取得する（Ｓ２１）。後述のステップＳ２４にて停止信号を送信することから、このステップＳ２１で取得したエンジン回転数は、停止信号を送信するタイミングにおけるエンジン回転数に相当する。

【0078】

次に、エンジン停止制御部１２２は、油温センサ９６により検出された現在の油温を取得する（Ｓ２２）。後述のステップＳ２４にて停止信号を送信することから、このステップＳ２２で取得した油温は、停止信号を送信するタイミングにおける油温に相当する。

【0079】

次に、エンジン停止制御部１２２は、取得した現在のエンジン回転数と、取得した現在の油温と、過給動作条件マップ１０２とに基づいて、過給動作条件を決定する（Ｓ２３）。これにより、過給動作条件である過給開始タイミング、過給継続時間および電動過給機７０の出力が決定される。

【0080】

次に、エンジン停止制御部１２２は、停止信号をエンジン１０に送信する（Ｓ２４）。図７では省略するが、エンジン停止制御部１２２は、停止信号を送信してからの経過時間の計時を開始する。

【0081】

次に、エンジン停止制御部１２２は、過給開始タイミングが到来したか否かを判定する（Ｓ２５）。例えば、エンジン停止制御部１２２は、停止信号を送信してからの経過時間が、過給動作条件の過給開始タイミングで示された時間に到達した場合、過給開始タイミングが到来したと判定する。エンジン停止制御部１２２は、過給開始タイミングが到来するまで待機する（Ｓ２５におけるＮＯ）。

【0082】

過給開始タイミングが到来したと判定した場合（Ｓ２５におけるＹＥＳ）、エンジン停止制御部１２２は、過給機モータ７６に過給動作を実行させる（Ｓ２６）。この際、エンジン停止制御部１２２は、電動過給機７０の出力が、過給動作条件として決定された出力となるように過給機モータ７６を駆動させる。また、図７では省略するが、エンジン停止制御部１２２は、過給動作の実行を開始してからの経過時間の計時を開始する。

【0083】

次に、エンジン停止制御部１２２は、過給時間が経過したか否かを判定する（Ｓ２７）。例えば、エンジン停止制御部１２２は、過給動作の実行を開始してからの経過時間が、過給動作条件の過給継続時間に到達した場合、過給時間が経過したと判定する。エンジン停止制御部１２２は、過給時間が経過するまで待機する（Ｓ２７におけるＮＯ）。

【0084】

過給時間が経過したと判定した場合（Ｓ２７におけるＹＥＳ）、エンジン停止制御部１２２は、過給機モータ７６の過給動作を停止させ（Ｓ２８）、一連の処理を終了する。

【0085】

以上のように、本実施形態の駆動制御システム１では、停止信号の送信後、エンジン１０の停止が完了するまでの期間に、電動過給機７０により圧縮空気をシリンダ３２の内部に供給することによって、クランク角が上死点前６０°から上死点前３０°までの所定範囲内となる位置にピストン３０が停止される。

【0086】

これにより、本実施形態の駆動制御システム１では、エンジン１０の始動に必要なトルクが少ない適切な位置にピストン３０が停止されている状態でエンジン１０を始動することができる。例えば、ピストン３０を下死点の近傍に停止させた場合、図３で示すようにエンジン１０の始動に必要なトルクが多くなってしまうところ、本実施形態の駆動制御システム１では、クランク角が上死点前６０°から上死点前３０°までの所定範囲内となる位置にピストン３０を停止させることで、エンジン１０の始動に必要なトルクを少なくすることができる。このため、本実施形態の駆動制御システム１では、エンジン１０を始動するモータジェネレータ１２の消費電力を抑制することができる。

【0087】

したがって、本実施形態の駆動制御システム１によれば、エンジン１０の始動にかかる消費電力を抑制することが可能となる。また、例えば、本実施形態の駆動制御システム１では、エンジン１０を始動する際にピストン３０を適切な位置に移動させてからエンジン１０を始動する必要がなく、エンジン１０の始動にかかる消費電力を抑制することができる。

【0088】

また、本実施形態の駆動制御システム１において、上記所定範囲は、クランク角が上死点前５５°から上死点前５０°までの範囲である。これにより、本実施形態の駆動制御システム１では、エンジン１０の始動にかかる消費電力を、より抑制することができる。

【0089】

また、本実施形態の駆動制御システム１では、エンジン１０がアイドリングを行っている間、過給機モータ７６により排気回生が実行される。また、本実施形態の駆動制御システム１では、停止信号の送信後の所定タイミングにおいて、過給機モータ７６に過給動作を実行させて、圧縮空気をシリンダ３２の内部に供給することによって、クランク角が所定範囲内となる位置にピストン３０が停止される。これにより、本実施形態の駆動制御システム１では、過給機モータ７６を過給動作させるための電力を、排気回生により事前に確保することができ、過給機モータ７６が過給動作を実行したとしても、消費電力の増加を総合的に抑制することができる。

【0090】

また、本実施形態の駆動制御システム１では、停止信号を送信するタイミングにおけるエンジン１０の回転数に基づいて、圧縮空気のシリンダ３２への供給を開始するタイミング、圧縮空気の供給を継続する時間、および、圧縮空気の供給量が決定される。これにより、本実施形態の駆動制御システム１では、電動過給機７０の過給動作によりピストン３０を適切な位置に停止させることを、適切に実現することができる。

【0091】

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0092】

１ 駆動制御システム
１０ エンジン
３０ ピストン
３２ シリンダ
４４ クランクシャフト
７０ 電動過給機
７２ 吸気タービン
７４ 排気タービン
７６ 過給機モータ
１１０ 制御装置
１１２ プロセッサ
１１４ メモリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】