JP2008151062A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、燃焼停止後に触媒装置へ送られる余剰の空気を抑制するエンジンの制御装置を提案する。
【解決手段】エンジン（２）の制御装置（１）は、ターボチャージャ（３）と、このターボチャージャ（３）を構成するタービン（３ｂ）の回転を抑制するターボ回転抑制手段と、このターボチャージャ（３）の下流に配置された触媒装置（７）とを備える。このターボ回転抑制手段は、エンジン（２）における燃焼停止時に作動する。制御装置（１）は、エンジン（２）の燃焼停止時にエンジン（２）やターボチャージャ（３）に備わるタービン（３ｂ）の回転駆動による酸素を含んだ空気の触媒装置（７）への流入を抑制し、触媒の還元能力の低下を抑える。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの制御装置、特に、ターボチャージャを備えたエンジンの制御装置に関するものである。

従来、エンジンの性能を向上させる手段の一つとして、エンジン本体より排出される排気ガスのエネルギを利用して、吸気通路に配置されたコンプレッサを駆動することにより、過給を行うターボチャージャがある。このようなターボチャージャは排気エネルギの少ない低回転域の過給圧の立ち上がりが悪く、高回転域に比べて低回転域での出力特性が悪い。そこで、ターボチャージャのタービンとコンプレッサとを連結するシャフトに電動機（モータ）を取り付け、この電動機によってシャフトを強制的に回転させてコンプレッサを駆動し、低回転域でも所望の過給圧を得る電動機付ターボチャージャが開発されている。また、この電動機が、回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機として機能するターボチャージャも開発されている。

このような電動機や発電機を備えたターボチャージャを改良したものが特許文献１に開示されている。特許文献１の内燃機関（エンジン）の制御装置では、タービンとコンプレッサとを連結するシャフトに発電機が設けられたターボチャージャを備えるエンジンにおいて、エンジンの排気通路に備えられた排気浄化装置（触媒装置）の温度に基づいて発電機の発電量を決定する発電量決定手段を備えている。この発電量決定手段によって、排気浄化装置の温度が適正範囲より低温の場合に発電量を抑制し、排気浄化装置の温度が適正範囲より高温の場合に発電量を増量することが行われている。

特開２００４−１４３９９７号公報

エンジンは、例えば、アイドル回転速度から回転停止までのエンジン停止過程において、ある回転速度以下になると燃料の噴射又は点火が停止され、燃焼が停止する。ところが、燃焼停止後のエンジンは慣性により回転を続けるため、酸素を含んだ空気が、排気浄化装置へ送られることになる。このような状態では、エンジンが排気浄化装置の触媒にとってエアポンプとなり、触媒は酸素を貯蔵（ストレージ）することになる。更に、ターボチャージャを備えるエンジンの場合、そのタービンの慣性により、触媒装置へ送られる空気量は増加されるので、触媒は更に多くの酸素をストレージすることになる。こうして酸素過多となった触媒は、還元能力が低下するので、排気ガスの浄化機能が低下することが考えられる。

こうした触媒の酸素過多による触媒還元能力の低下は、触媒の温度には依存せずに起こるため、触媒温度を考慮して発電機の発電量を決定している特許文献１の内燃機関の制御装置においても同様に生ずることが考えられる。

このように触媒が酸素過多となるエンジンがガソリンストイキエンジンであって、エンジン停止後の短時間内に再始動する場合、触媒はストレージした酸素が無くなるまで、その還元能力の低下した状態が継続される。また、ディーゼルエンジンである場合も、同様に還元能力が低下した状態となることが考えられる。このような酸素過多の状態はエンジンの燃焼が停止しているときに起こる。このため、エンジンと電気モータとを併用するハイブリッド駆動装置を備えたエンジンでは、エンジンの稼動と停止を繰り返し、再始動時の触媒の浄化能力低下によるエミッション悪化の影響が大きい。

そこで、本発明は、燃焼停止後に触媒装置へ送られる余剰の空気を抑制するエンジンの制御装置を提案する。

かかる課題を解決する本発明のエンジンの制御装置は、ターボチャージャと、当該ターボチャージャを構成するタービンの回転を抑制するターボ回転抑制手段と、前記ターボチャージャの下流に配置された触媒装置とを備え、前記ターボ回転抑制手段は、エンジンにおける燃焼停止時に作動することを特徴とする（請求項１）。このような構成とすることで、エンジンの燃焼停止時にエンジンやターボチャージャの回転駆動による酸素を含んだ空気の触媒装置への流入を抑制し、触媒の還元能力の低下を抑えることができる。

このようなエンジンの制御装置を構成するターボ回転抑制手段は、発電機を組み込んだ構成とすることができる（請求項２）。このように構成すると、慣性により駆動されるターボチャージャの回転を電気エネルギに変換し、早期にタービンの回転を停止することができる。こうして、酸素を含んだ空気の触媒装置への流入を抑制することができる。また、ターボ回転抑制手段は、モータを組み込んだ構成とすることができる（請求項３）。このような構成とし、タービンが過給時とは逆方向に回転するようにモータを作動させれば、タービンの回転を早期に停止することができる。

このようなターボ回転抑制手段は、早期にタービンの回転を停止状態に近づけることができるものであれば、どのような構成であってもよい。したがって、ターボ回転抑制手段は、電気的エネルギとの変換によるものに限られず、前記ターボチャージャに流体を供給する流体供給手段とすることができる（請求項４）。

本発明のエンジンの制御装置は、タービンの上流側の排気ガスの一部を吸気に混合する構成とすることができる（請求項５）。このような構成とすることにより、エンジンの排気側から排出される空気をエンジンの吸気側へ戻すことができ、ターボチャージャの上流で循環させることができる。このため、ターボチャージャに吸引される空気量は減少するので、触媒装置へ流入する空気量を抑制することができる。

さらに、エンジンと電気モータを併用するハイブリッド駆動装置を備えたエンジンでは、前記ターボ回転抑制手段は、前記ハイブリッド駆動装置に備わるバッテリに、前記タービンの回転から得られる電気エネルギを回収する構成とすることができる（請求項６）。このような構成とすることにより、タービンの回転を電気エネルギとして、駆動用のバッテリに積極的に回収することができ、燃費を向上することができる。

ところで、このように、タービンの回転から得られる電気エネルギの回収と車輪を駆動するモータの回生から得られる電気エネルギの回収を同一のバッテリに行う場合、バッテリ充電量によっては、そのバッテリが過充電となることが考えられる。このため、本発明のエンジンの制御装置は、ハイブリッド駆動装置と、当該ハイブリッド駆動装置に備わるバッテリのバッテリ充電量に基づき、前記ハイブリッド駆動装置のモータ回生から得られる電気エネルギより優先して、前記タービンの回転から得られる電気エネルギを前記バッテリに回収する制御手段と、を備える構成とすることができる（請求項７）。このような構成とすることで、エンジン燃焼停止時のバッテリ充電量の状態に関わらず、タービンの回転の停止を優先して行い、触媒の劣化を抑制することができる。

上述のように、タービンの回転から得られる電気エネルギが優先的に回収されると、ハイブリッド駆動装置を備えた車両のモータ回生による車両減速能力が低下するおそれがある。このため、本発明のエンジンの制御装置は、ハイブリッド駆動装置と、当該ハイブリッド駆動装置に備わるバッテリのバッテリ充電量に基づき、前記ハイブリッド駆動装置のモータ回生から得られる電気エネルギより優先して、前記タービンの回転から得られる電気エネルギを前記バッテリに回収する制御手段と、ブレーキ踏力補助装置と、を備え、当該ブレーキ踏力補助装置が、ハイブリッド駆動装置のモータ回生から得られる電気エネルギより優先して、前記ターボチャージャの回転から得られる電気エネルギを回収するときに、作動する構成とすることができる（請求項８）。このような構成とすることにより、低下したモータ回生による車両減速能力を補うことができる。

本発明のエンジンの制御装置によれば、エンジンの燃焼停止時にターボチャージャのタービンの回転を抑制することができるので、エンジンの燃焼停止後に酸素を含んだ空気が触媒装置に流入することを抑制し、触媒の還元能力の低下を緩和することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本実施例のエンジン２の制御装置１の概略構成を示した説明図である。制御装置１には、エンジン２に装着されたターボチャージャ３、モータ４、電動機制御装置９、ターボチャージャ３の下流に配置された触媒装置７が備わっている。

ターボチャージャ３はコンプレッサ３ａとタービン３ｂとを備えており、コンプレッサ３ａとタービン３ｂとは、シャフト３ｃで連結されている。エンジン２には、吸気管５、排気管６が接続されている。吸気管５の上流側には上流側からターボチャージャ３のコンプレッサ３ａ、インタークーラ１０、スロットルバルブ１１が配置されている。排気管６の下流側にはターボチャージャ３のタービン３ｂが配置されている。触媒装置７はこのタービン３ｂの下流に位置することとなる。

モータ４は、ターボチャージャ３のシャフト３ｃと、コイルと磁石が設けられたロータやステータなどによって構成される三相交流モータである。このモータ４はエンジン２の低回転域ではシャフト３ｃの回転を上げて、ターボチャージャ３の過給圧の上昇をアシストする。一方で、モータ４はエンジン２の燃焼停止時に、発電機として機能する。すなわち、シャフト３ｃに対する回生制動機構として機能する。このため、モータ４における回生により、ターボチャージャ３の駆動から電気エネルギを回収することができる。制御装置１には、さらに、モータ４の回生により発生した電気エネルギを回収するバッテリ８が備えられている。なお、バッテリ８は、エンジン２のスタータ、スパークプラグや室内のアクセサリを駆動する電力供給源である。

電動機制御装置９は、モータ４の駆動及び回生を制御する装置であり、ＤＣ−ＤＣコンバータ、インバータ、発電量を決定するコントローラＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等（いずれも図示せず）から構成されている。このような電動機制御装置９とモータ４との組み合せが、本発明のターボ回転抑制手段に相当する。

触媒装置７は、マフラ（図示せず）内に設けられ、各種金属や金属酸化物をハニカム状に形成して容器内に詰めて構成されている。触媒装置７では、この容器中を排気ガスが通過すると排気ガスの有害物質を除去することができる。なお、触媒は有効に機能する適正温度範囲があり、その温度範囲内で活性状態となる。

吸気管５の上流側に配置されたインタークーラ１０は、コンプレッサ３ａによって加圧されて温度が上昇した空気を冷却し、エンジン２へ送る空気の充填効率を向上させる。また、吸気管５に配置されたスロットルバルブ１１は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１２から送られる電気信号に応じて弁を開閉し、エンジン２へ供給する吸入空気量を調節する。

また、制御装置１には、タービン３ｂの上流側の排気管６とストッロルバルブ１１の下流側の吸気管５とを接続するＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）管１３が備えられている。ＥＧＲ管１３にはＥＧＲバルブ１４が備えられている。このＥＧＲバルブ１４はＥＣＵ１２から送られる電気信号に応じて開弁し、エキゾーストマニホールド２ｂから排出された気体をインテークマニホールド２ａ（吸気側）へ戻す。

次に、このようなエンジン２の制御装置１の動作をエンジン２内の空気の流通や電気信号等を示しつつ説明する。

本実施例のエンジン２で燃焼が起こり、エンジン２から高温の排気ガスが排出されるようになると、排気ガスはターボチャージャ３のタービン３ｂ側へ流れ込み、タービン３ｂを回転させる。これに伴って、シャフト３ｃで連結されたコンプレッサ３ａが駆動され、過給圧を上昇させる。コンプレッサ３ａから圧送された空気はインタークーラ１０に流入し、冷却される。インタークーラ１０の下流に配置されたスロットルバルブ１１は、ＥＣＵ１２の指令信号に従って開閉し、インテークマニホールド２ａへ圧縮空気を流入させる。このようにしてインテークマニホールド２ａへ流入した空気は、燃焼に利用され、排気ガスとして、エキゾーストマニホールド２ｂを通じて排気管６へ排出される。この排出される排気ガスがさらにタービン３ｂを回転させる。これにより、コンプレッサ３ａの過給力はさらに向上する。このとき、タービン３ｂで仕事をした排気ガスは触媒装置７へ流入し、有害物質が除去された後、大気へ排出される。

ところで、エンジン始動直後や低回転時等、エンジン２からの排気ガス量が少量である場合には、タービン３ｂは回転し難く、過給圧の上昇が緩慢である。このため、モータ４は、ターボチャージャ３のシャフト３ｃの回転の上昇をアシストして、ターボチャージャ３の過給圧を上昇させる。このとき、ＥＣＵ１２が、エンジン２の回転数等に基づいてモータ４によるアシスト量を決定し、そのアシスト量の指令信号を電動機制御装置９に送信する。信号を受けた電動機制御装置９は、指令信号のアシスト量に基づいて、モータ４の目標回転数を決定し、モータ４を駆動してタービン３ｂ（シャフト３ｃ）の回転を上昇させる。

このような、エンジン２は、減速時や停止時に燃焼が停止しても、慣性で駆動を続ける。このため、燃焼停止後も、エンジン２はポンプのように未燃焼の気体、すなわち、酸素を含んだ空気をエキゾーストマニホールド２ｂを通じて、排気管６へ排出する。タービン３ｂは、このように排出された空気によって、回転を続けようとする。このとき、制御装置１はモータ４を回生状態とすることにより、シャフト３ｃの回転を低下させ、回転を次第に停止させる。これにより、タービン３ｂの下流側を流通する空気量を抑制する。このようにして、制御装置１は、エンジン２で燃焼せずに排出された酸素を含んだ空気の触媒装置７への流入を減少させるので、酸素過多による触媒の劣化が抑制される。また、回生状態のモータ４で発電した電気エネルギはバッテリ８に回収される。

エンジン２は、減速時にエンジン回転数が一定以上に保たれている場合、燃料供給を停止する、いわゆるフューエルカットを行う。制御装置１は、このようなフューエルカット実行時においても、タービン３ｂの回転を抑制し、エキゾーストマニホールド２ｂから排出される酸素を含んだ空気の触媒装置７への流入を減少させるので、酸素過多による触媒の劣化を抑制することができる。また、上記と同様に回転するタービン３ｂから電気エネルギを回生することができる。

このように、制御装置１は、車両の減速時や停止時といったエンジン２が燃焼を停止する場合には、タービン３ｂの回転を停止する。このため、エキゾーストマニホールド２ｂから排出される酸素を含んだ空気は、タービン３ｂの上流で堰き止められる。このように、酸素を含んだ空気がタービン３ｂの上流に残存する状態から、エンジン２が再始動し、タービン３ｂが回転を始めると、タービン３ｂの上流に残存していた空気は、触媒装置７へ流入してしまうおそれがある。このとき、制御装置１のＥＣＵ１２はＥＧＲバルブ１４を開弁し、タービン３ｂの上流に残存していた空気をインテークマニホールド２ａへ戻し、エンジン２内で循環させる。これにより、タービン３ｂの下流に流通する酸素を含んだ空気量を抑制し、触媒装置７へ流入する酸素量をさらに減少させることができる。このように、制御装置１は、酸素を含む空気の触媒装置７への流入を減少させ、触媒装置７の触媒の劣化を抑制している。

以上のように、本実施例の制御装置１では、車両の加速時に、ターボチャージャ３の過給圧の上昇をアシストするモータ４は、減速時や停止時に、発電機として機能し、回生状態を作り出してタービン３ｂの回転を停止させる。このため、タービン３ａの下流に配置された触媒装置７に流入する空気量が減少し、酸素過多による触媒の劣化が抑制される。さらに、モータ４はタービン３ｂの回転を停止する際に発電し、その電気エネルギをバッテリ８に回収する。

次に、本発明の実施例２について説明する。実施例２の制御装置は、実施例１の制御装置１と同一の構成をしている。車両の減速時や停止時にエンジン２の燃焼を停止した際に、実施例１の制御装置１は、モータ４を発電機として作動させ、モータ４を回生状態とした結果、タービン３ｂの回転を停止させていた。これに対し、実施例２では、積極的にタービン３ｂの回転を抑制するために、バッテリ８からモータ４へ電力を供給し、過給時のタービン２ｂの回転方向とは逆方向に回転させる駆動力を付与する。このように積極的にタービン３ｂの回転を停止させ、エンジン２で燃焼することなく排出される空気、すなわち、酸素を含んだ空気の触媒装置７への流入を減少させ、触媒の劣化を抑制することができる。なお、タービン３ｂに過給時とは逆方向に回転させる駆動力を付与し続けることもできる。

次に、本発明の実施例３について図面を参照しつつ説明する。図２は本実施例の制御装置１８を搭載した車両２０の概略構成を示した説明図である。この車両２０はエンジンの動力とモータの動力とにより走行するいわゆるハイブリッド車である。制御装置１８は制御装置１のバッテリ８に代えてハイブリッド用バッテリ２３を備えている。また、これに加えて、ハイブリッド駆動装置１９とブレーキ踏力補助装置２７を備えている。ハイブリッド駆動装置１９は、駆動用モータ２１、ジェネレータ２２、ハイブリッド用バッテリ２３、動力分割機構２４を備えている。ブレーキ踏力補助装置２７は、ドライバのブレーキの踏力を増加して車両の制動力を向上させる装置である。

ハイブリッド駆動装置１９の駆動用モータ２１は、ハイブリッド用バッテリ２３から電力を供給されて駆動され、その駆動力が車輪へ伝達される。ジェネレータ２２は減速時などに駆動用モータ２１やエンジン２から電気エネルギを回生し、ハイブリッド用バッテリ２３に回収する。動力分割機構２４は、駆動用モータ２１とエンジン２との間に配置されており、動力分割機構２４の内部には遊星歯車（図示しない）が備わっている。この遊星歯車と、エンジン２、駆動用モータ２１、ジェネレータ２２の各々の回転軸とが連結されて、動力の伝達を行う。さらに、駆動用モータ２１と動力分割機構２４とを連結する軸にはトランスミッション２５が配設されている。トランスミッション２５は車輪と接続しており、エンジン２や駆動用モータ２１の駆動力を車輪に伝達する。駆動用モータ２１にはコンバータ兼インバータ（以下、「インバータ」という）２６が接続されている。このインバータ２６を介してハイブリッド用バッテリ２３から駆動用モータ２１に電力が供給される。また、インバータ２６はジェネレータ２２に接続されており、減速時にジェネレータ２２で発電した電気エネルギをハイブリッド用バッテリ２３に回収する。

さらに、制御装置１８にはエンジン２に装着されたターボチャージャ３、モータ４、電動機制御装置９、ターボチャージャ３の下流に配置された触媒装置７が備わっている。これらは、実施例１の制御装置１とほぼ同様の構成である。制御装置１８は、エンジン２が燃焼を停止する場合に、モータ４を回生状態にして、ターボチャージャ３に備わるタービン３ｂの回転を低下させる。これにより、触媒装置７への酸素を含んだ空気の流入を抑制する。このとき、モータ４の回生により発電された電気エネルギをハイブリッド用バッテリ２３に回収する点も実施例１の構成と同様である。

このような制御装置１８では、駆動用モータ２１の回生による電気エネルギのみならず、タービン３ｂ（シャフト３ｃ）の回生による電気エネルギの回収も行われる。これらの電気エネルギの回収先であるハイブリッド用バッテリ２３は、そのバッテリ充電量に許容上限がある。制御装置１８は、ハイブリッド用バッテリ２３のバッテリ充電量が許容上限から大きく下回る場合には、タービン３ｂから電気エネルギを回収するとともに、駆動用モータ２１から電気エネルギを回収する。ところが、バッテリ充電量が充電許容上限に近い場合に、ターボチャージャ３から電気エネルギを回収するとともに、駆動用モータ２１から電気エネルギを回収すると、ハイブリッド用バッテリ２３は過充電となることが考えられる。

そこで、このようにバッテリ充電量が充電許容上限に近い場合には、制御装置１８は、駆動用モータ２１での回生から得られる電気エネルギより優先して、タービン３ｂの回生から得られる電気エネルギをハイブリッド用バッテリ２３に回収する。このように制御装置１８は、タービン３ｂの回生を優先して、触媒装置７の触媒の劣化抑制を図り、環境保全に配慮している。

ところで、駆動用モータ２１の回生により車両２０の車輪には制動力が働く。このため、車両２０は、ドライバがブレーキを踏むと、車両２０のブレーキ装置による制動力に加えて、駆動用モータ２１の回生による制動力を受けて減速する。

ここで、上述のように、制御装置１８が駆動用モータ２１より優先して、タービン３ｂの回生から電気エネルギをハイブリッド用バッテリ２３に回収すると、駆動用モータ２１の回生が行われず、車両２０全体の制動力は減少し、制動距離が伸びるおそれがある。

そこで、制御装置１８は、駆動用モータ２１を回生状態としないことにより減少する車両の制動力を補うように、ブレーキ踏力補助装置２７によるドライバのブレーキ踏力に対する車両の制動力を増幅する。

このブレーキ踏力補助装置２７によるブレーキ踏力の補助について図３を用いて説明する。図３はブレーキ踏力補助装置２７によるブレーキ力アシスト量とドライバによるブレーキ踏力との関係を示した説明図である。図３では、駆動用モータ２１で回生を行う場合と、回生を行わない場合とを比較している。ブレーキ力アシスト量とは、ブレーキ踏力補助装置２７がドライバのブレーキ踏力に対して増幅する車両２０の制動力の増加量である。図３に示すとおり、ブレーキ踏力補助装置２７は、駆動用モータ２１で回生を行わない場合には、駆動用モータ２１で回生を行う場合に比べ、ブレーキ力アシスト量を増加する。このように、制御装置１８は、バッテリ充電量に基づいて、駆動用モータ２１で回生を行わない場合に、ブレーキ踏力補助装置２７によりドライバのブレーキ踏力をアシストして、車両の制動力の不足を補う。

ここで、制御装置１８が行う制御について、図４に示したフローチャートを参照しつつ説明する。制御装置１８の制御は、ＥＣＵ１２によって行われている。まず、ＥＣＵ１２はステップＳ１においてハイブリッド用バッテリ２３のバッテリ充電量（ＳＯＣ）をチェックする。ここで、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）はバッテリ充電量であり、ハイブリッド用バッテリ２３の定格容量に対する充電容量の割合によって示される。従って定格容量分を充電された状態がＳＯＣ１００％となる。次に、ＥＣＵ１２は、ステップＳ２においてＳＯＣが充電許容上限値であるＳＯＣ８０％よりも小さい状態であるか否かの判断を行う。このステップＳ２における判断がＹＥＳである場合、すなわち、ＳＯＣが充電許容上限値である８０％よりも小さい場合には、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３ではＳＯＣが充電許容上限の近傍にあるか否かの判断基準値であるＳＯＣ７５％よりも大きいか否かの判断を行う。ステップＳ３における判断がＹＥＳである場合、すなわち、ＳＯＣが充電許容上限の近傍にあるか否かの判断基準値である７５％よりも大きいときはステップＳ４へ進む。

ＥＣＵ１２は、ステップＳ４においてタービン３ｂにおける回生が必要であるか否かの判断を行う。ここで、タービン３ｂにおける回生はエンジン２の燃焼が停止した状態のときに行われることから、ＥＣＵ１２は、エンジン２の燃焼状態を判断することによってタービン３ｂにおける回生が必要であるか否かの判断を行う。すなわち、エンジン２の燃焼が停止した状態にあるときは、タービン３ｂの回転を即座に停止して空気が含まれた気体を触媒装置７に流入させないようにする必要があることからタービン３ｂにおける回生が必要であり、タービン３ｂの回生が必要であると判断する。このステップＳ４においてＹＥＳと判断されるときはステップＳ５へ進む。

ステップＳ５ではＥＣＵ１２は、駆動用モータ２３における回生が必要であるか否かの判断を行う。ここで、駆動用モータ２３における回生は車両２０が減速状態のときに行われることから、ＥＣＵ１２は、車両２０の減速状態を判断することによって駆動用モータ２３における回生が必要であるか否かの判断を行う。すなわち、車両２０が減速状態にあるときには駆動用モータ２３における回生が必要であると判断する。このステップＳ５においてＹＥＳと判断されるときはステップＳ６へ進む。

ここで、ステップＳ５においてＹＥＳと判断される状態について整理すると、ハイブリッド用バッテリ２３はＳＯＣが７５％よりも大きく８０％よりも小さい状態となっている。すなわち、多量の充電が行われると過充電の恐れがある状態となっている。そこで、ステップＳ５に引き続き行われるステップＳ６では、過充電とならないように、回生による電気エネルギの回収を制限する。

ステップＳ６では、ＥＣＵ１２は、電動機制御装置９に指令を出して、タービン３ｂにおける回生を実行し、駆動用モータ２１における回生を実行しない。すなわち、タービン３ｂの回生による電気エネルギの回収を、駆動用モータ２１による電気エネルギの回収に優先して実行する。このため、タービン３ｂの回転が停止され、酸素が含まれた空気の触媒装置７への流入が抑制される。ステップＳ６の処理を終えると、次にステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、ＥＣＵ１２は、ブレーキ踏力補助装置２７のブレーキ力アシスト量を増加する。ステップＳ６の処理では、駆動用モータ２１で回生が行われないので、車両２０における制動力が不足する。そこで、ステップＳ７では、このように不足する車両２０の制動力を補うべく、ブレーキ力アシスト量を増加する。このとき、ＥＣＵ１２は車両に十分な制動力を付与することができるとともに、ドライバに減速時の違和感を与えないように、ブレーキ力アシスト量を指示する。ステップＳ７の処理を終えた後はリターンとなる。

次に、ステップＳ２においてＮＯと判断された場合の処理について説明する。ＥＣＵ１２は、ステップＳ２における判断がＮＯである場合、すなわち、ＳＯＣが充電許容上限値である８０％より大きい場合には、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、ＥＣＵ１２は電動機制御装置９に指令を出して、タービン３ｂにおける回生を停止状態とする。また、駆動用モータ２１についても発電が行われないように回生を行わない。ステップＳ８において以上の処理を行った後はリターンとなる。

次にステップＳ３における判断がＮＯであった場合について説明する。ステップＳ３における判断がＮＯである場合、すなわち、ＳＯＣが充電許容上限の近傍にあるか否かの判断基準値である７５％より小さいときはステップＳ９へ進む。

ＳＯＣが７５％より小さい場合には、即座に過充電となることはないと判断されるので、ハイブリッド用バッテリ２３に、積極的に電気エネルギの回収を行う。このため、ＥＣＵ１２は、ステップＳ９で、タービン３ｂにおける回生を実行するとともに、駆動用モータ２１における回生を実行する。これにより、タービン３ｂと駆動用モータ２１とから電気エネルギを回収することができる。ステップＳ９において、以上の処理を行った後はリターンとなる。

次にステップＳ４における判断がＮＯであった場合について説明する。ステップＳ４における判断がＮＯである場合、すなわち、タービン３ｂにおける回生が必要ではない場合は、ステップＳ１０へ進む。

ステップＳ１０では、ステップＳ５と同様に駆動用モータ２１における回生が必要であるか否かの判断をする。ステップＳ１０においてＹＥＳと判断されるときは、ステップＳ１１へ進む。

ステップＳ１１では、ＥＣＵ１２はタービン３ｂにおける回生は行わず、駆動用モータ２１における回生を行う指令を出す。すなわち、ＳＯＣ８０％に到達するまでの電気エネルギを駆動用モータ２１における回生によって賄う。

一方、ステップＳ１０における判断がＮＯであった場合、すなわち、タービン３ｂにおける回生、駆動用モータ２１における回生がともに必要でない場合、ステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２では、ＥＣＵ１２は、タービン３ｂにおける回生を実行しない。また、駆動用モータ２１における回生も実行しない。ＥＣＵ１２は、ステップＳ１２において、以上の処理を終了すると、リターンとなる。

次にステップＳ５における判断がＮＯであった場合について説明する。ステップＳ５における判断がＮＯである場合、すなわち、駆動用モータ２１における回生が必要ではない場合は、ステップ１３へ進む。

ステップＳ１３では、ＥＣＵ１２はタービン３ｂにおける回生を行い、駆動用モータ２１における回生は行わないという指令を出す。すなわち、ＳＯＣ８０％に到達するまでの電気エネルギをタービン３ｂにおける回生によって賄う。

以上のように、実施例３の制御装置１８は、タービン３ｂからの電気エネルギの回収を優先することにより、タービン３ｂの回転を低減し、触媒装置７へ流通する空気量を減少する。このため、触媒装置７へ流入する酸素量が減少して、触媒の劣化を抑制することができる。このとき、タービン３ｂの回転からハイブリッド用バッテリ２３に電気エネルギを回収することができるので、燃費向上を図ることができる。さらに、このように駆動用モータ２１より優先してタービン３ｂを回生状態とする場合には、ブレーキ踏力補助装置２７がブレーキ力アシスト量を増加させるので、駆動用モータ２１の回生による制動力が得られないにもかかわらず、車両２０に十分な制動力を与えることができる。

なお、本実施例におけるハイブリッド用バッテリ２３の充電許容上限値（ＳＯＣ８０％）や充電許容上限の近傍にあるか否かの判断基準値（ＳＯＣ７５％）は、一例にすぎず、その他可能な数値とすることができる。

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

例えば、本発明のターボ回転抑制手段は、早期にタービンの回転を停止状態に近づけることができるものであれば、実施例１乃至３に示したような電気的エネルギとの変換によるものに限られない。例えば、図５に示すようにターボチャージャ３にエンジンの排気エネルギ以外で駆動される高圧エアアシスト装置３０を接続して、高圧の空気を供給することで、タービン３ｂの回転を抑制する構成とすることもできる。

実施例１のエンジンの制御装置の概略構成を示した説明図である。 実施例３のエンジンの制御装置を搭載した車両の概略構成を示した説明図である。 ブレーキ踏力補助装置によるブレーキ力アシスト量とドライバによるブレーキ踏力の関係を示した説明図である。 制御装置が行う制御の一例について示したフローチャートである。 高圧エアアシスト装置を備えたエンジンの制御装置の概略構成を示した説明図である。

符号の説明

１ 制御装置
２ エンジン
２ａ インテークマニホールド
２ｂ エキゾーストマニホールド
３ ターボチャージャ
３ａ コンプレッサ
３ｂ タービン
３ｃ シャフト
４ モータ
５ 吸気管
６ 排気管
７ 触媒装置
８ バッテリ
９ 電動機制御装置
１０ インタークーラ
１１ スロットルバルブ
１２ ＥＣＵ
１３ ＥＧＲ管
１４ ＥＧＲバルブ
１８ 制御装置
１９ ハイブリッド駆動装置
２０ 車両
２１ 駆動用モータ
２２ ジェネレータ
２３ ハイブリッド用バッテリ
２４ 動力分割機構
２５ トランスミッション
２６ インバータ
２７ ブレーキ踏力補助装置
３０ 高圧エアアシスト装置

Claims (8)

1. ターボチャージャと、
   当該ターボチャージャを構成するタービンの回転を抑制するターボ回転抑制手段と、
   前記ターボチャージャの下流に配置された触媒装置と、
   を備え、
   前記ターボ回転抑制手段は、エンジンにおける燃焼停止時に作動することを特徴としたエンジンの制御装置。
2. 請求項１記載のエンジンの制御装置において、
   前記ターボ回転抑制手段は、発電機が組み込まれていることを特徴としたエンジンの制御装置。
3. 請求項１記載のエンジンの制御装置において、
   前記ターボ回転抑制手段は、モータが組み込まれていることを特徴としたエンジンの制御装置。
4. 請求項１記載のエンジンの制御装置において、
   前記ターボ回転抑制手段は、前記ターボチャージャに流体を供給する流体供給手段であることを特徴としたエンジンの制御装置。
5. 請求項１記載のエンジンの制御装置において、
   エキゾーストマニホールドから排出された気体を、前記タービンの上流側から吸気側へ戻すことを特徴としたエンジンの制御装置。
6. 請求項１記載のエンジンの制御装置において、
   ハイブリッド駆動装置を備え、
   前記ターボ回転抑制手段は、前記ハイブリッド駆動装置に備わるバッテリに前記タービンの回転から得られる電気エネルギを回収することを特徴としたエンジンの制御装置。
7. 請求項１記載のエンジンの制御装置において、
   ハイブリッド駆動装置と、
   当該ハイブリッド駆動装置に備わるバッテリのバッテリ充電量に基づき、前記ハイブリッド駆動装置のモータ回生から得られる電気エネルギより優先して、前記タービンの回転から得られる電気エネルギを前記バッテリに回収する制御手段と、
   を備えることを特徴としたエンジンの制御装置。
8. 請求項１記載のエンジンの制御装置において、
   ハイブリッド駆動装置と、
   当該ハイブリッド駆動装置に備わるバッテリのバッテリ充電量に基づき、前記ハイブリッド駆動装置のモータ回生から得られる電気エネルギより優先して、前記タービンの回転から得られる電気エネルギを前記バッテリに回収する制御手段と、
   ブレーキ踏力補助装置と、
   を備え、
   当該ブレーキ踏力補助装置は、前記ハイブリッド駆動装置のモータ回生から得られる電気エネルギより優先して、前記タービンの回転から得られる電気エネルギを回収するときに、作動することを特徴としたエンジンの制御装置。

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