JP2010014072A - ハイブリッドシステムのエンジン停止制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッドシステムのエンジン停止時の振動と脈動音の発生をともに好適に抑制可能な技術を提供する。
【解決手段】エンジン１とＭＧ２とを動力源として有し少なくともＭＧ２によって車両走行用の駆動力を出力するハイブリッドシステムと、吸気通路４２にコンプレッサ１１及び排気通路４３にタービン１２を有するターボチャージャ１３と、コンプレッサ１１よりも下流側に設けられた第１スロットルバルブ９と、コンプレッサ１１よりも上流側の設けられた第２スロットルバルブ２２と、第２スロットルバルブ２２とコンプレッサ１１との間に接続されたＥＧＲ通路４４と、ＥＧＲ通路４４に設けられたＥＧＲバルブ４５と、エンジン１への燃料供給を停止してエンジン１の運転を停止させるエンジン停止制御の開始時に、第１スロットルバルブ９を閉弁するとともに、前記第２スロットルバルブ２２及びＥＧＲバルブ４５を閉弁する制御手段２６と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッドシステムのエンジン停止制御装置に関する。

エンジン停止時の振動を抑制する技術として、エンジン停止時にスロットルバルブを閉弁して吸気を遮断する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特に、インテークマニホールドの直前の位置にスロットルバルブを配置し、エンジン停止時に当該スロットルバルブを閉弁することにより、より効果的にエンジン停止時に負圧を作り出すことができ、高い振動抑制効果を得ることができる（例えば、特許文献２を参照）。
特開平０９−２２８８６３号公報 特開２００７−１６２５００号公報 特開２００３−３２８７９９号公報

ところで、ターボチャージャを備えたエンジンでは、エンジン停止制御が開始された後も、コンプレッサが慣性で回転し続け、コンプレッサより下流側の吸気通路内に吸気ガスが流入する場合がある。この時、上述のようにスロットルバルブが閉弁されると、コンプレッサより下流側の吸気通路がスロットルバルブにより閉塞されることになるため、コンプレッサより下流側の吸気通路内に慣性過給された吸気ガスが当該閉塞された吸気通路の領域内で脈動し、脈動音を発する場合がある。

特に、高速運転直後にエンジンを停止させることが可能なハイブリッドシステムの場合、エンジン停止制御開始時に閉弁されるスロットルバルブとコンプレッサとの間の吸気通路領域内に、慣性で回転するコンプレッサによって大量の吸気ガスが流入し、大きな脈動音を発する可能性がある。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、エンジン停止時の振動と脈動音の発生をともに好適に抑制可能な技術を提供することを目的とする。

＜１＞
上記目的を達成するため、本発明は、
内燃機関と、内燃機関以外の動力源と、を有し、少なくとも前記動力源によって駆動系への動力を出力するハイブリッドシステムのエンジン停止制御装置であって、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたコンプレッサ及び該内燃機関の排気通路に設けられたタービンを有するターボチャージャと、
前記吸気通路の前記コンプレッサよりも下流側の位置に設けられ、吸気通路内を流れる吸気の流量を調節する第１スロットルバルブと、
前記吸気通路の前記コンプレッサよりも上流側の位置に設けられ、吸気通路内を流れる吸気の流量を調節する第２スロットルバルブと、
前記ハイブリッドシステムにおいて前記内燃機関への燃料供給を停止して該内燃機関の運転を停止させる機関停止制御が開始される時に、前記第１スロットルバルブ及び前記第２スロットルバルブを閉弁する制御手段と、
を備えることを特徴とする。

この構成によれば、機関停止制御の開始時に第１スロットルバルブが閉弁されるので、
第１スロットルバルブより下流側の吸気通路内に負圧が形成され、内燃機関の停止時の圧縮仕事が低減されるので、内燃機関の停止時の振動を好適に抑制することができる。更に、機関停止制御の開始時に第２スロットルバルブが閉弁されるので、コンプレッサへの吸気ガスの流入が抑制される。これにより、機関停止制御開始後も慣性でコンプレッサが回転する場合においても、慣性で回転するコンプレッサによって、機関停止制御開始時に閉弁された第１スロットルバルブとコンプレッサとの間の吸気通路領域（以下「脈動領域」という）内に吸気ガスが流入することを抑制できる。これにより、機関停止制御時に脈動領域内で吸気ガスが脈動して脈動音が発生することを好適に抑制できる。
＜２＞

本発明において、前記第２スロットルバルブと前記コンプレッサとの間の吸気通路に前記排気通路内の排気の一部を流入させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路内を流れる排気の流量を調節するＥＧＲバルブと、を更に備えた構成の場合には、前記制御手段は、前記機関停止制御開始時に、更に前記ＥＧＲ弁を閉弁することが好適である。

こうすることで、機関停止制御開始後にＥＧＲ通路内のガス（以下、ＥＧＲガス）が吸気通路内に流入することが抑制されるので、機関停止制御開始後も慣性でコンプレッサが回転する場合においても、慣性で回転するコンプレッサによって、脈動領域内にＥＧＲガスが流入することを抑制できる。これにより、ＥＧＲ通路を備えた構成においても、機関停止制御時に脈動音が発生することを好適に抑制できる。
＜３＞＜４＞

本発明において、制御手段は、機関停止制御開始時に、第１スロットルバルブを閉弁した後、第２スロットルバルブを閉弁する、という順番で各バルブの閉弁を行うようにしても良い。上述したＥＧＲ通路を備えた構成の場合には、制御手段は、機関停止制御開始時に、第１スロットルバルブを閉弁した後、第２スロットルバルブ及びＥＧＲバルブを閉弁する、という順番で各バルブの閉弁を行うようにしても良い。

こうすることで、内燃機関停止時の振動をより確実に抑制できるとともに、脈動音の発生を好適に抑制することができる。
＜５＞

本発明において、ターボチャージャが、タービンに開度可変のノズルベーンを備え、ノズルベーンの開度を開き側の開度にすることでその過給効率を低くすることが可能な可変容量型のターボチャージャである場合には、制御手段は、機関停止制御開始時に、機関停止制御開始前と比較して、ノズルベーンの開度を開き側の開度にしても良い。特にノズルベーンの開度を全開にすると好適である。

こうすることで、機関停止制御開始以降のターボチャージャの過給効率が低くなるので、コンプレッサが慣性で回転する場合においても、コンプレッサによって脈動領域内に流入させられる吸気ガスの量をより一層低減することができる。従って、機関停止制御時の脈動音の発生をより一層抑制することが可能となる。
＜６＞

本発明においては、機関停止制御開始時に第１スロットルバルブ及び第２スロットルバルブ（構成によっては更にＥＧＲバルブ）が閉弁されるので、機関停止制御開始後に脈動領域内に吸気ガス（及びＥＧＲガス）が流入することを抑制することが可能だが、機関停止制御開始時の時点で既に脈動領域内に存在している吸気ガスが、第１スロットルバルブの閉弁に伴って脈動領域内で脈動し、脈動音を発する可能性がある。機関停止制御時の脈動音の発生をより確実に抑制するには、この機関停止制御開始時の時点で脈動領域内に存
在する吸気ガスの量をできるだけ低減することが好ましい。

そこで、本発明において、制御手段は、機関停止制御開始タイミングより、コンプレッサと第１スロットルバルブとの間の脈動領域内に存在する吸気ガスが内燃機関に吸入されるのに要する時間に基づいて求められる時間だけ早いタイミングで、ノズルベーンの開度を開き側にする制御を実行することが好適である。

こうすることで、機関停止制御開始時の時点で脈動領域内に存在する吸気ガスは、ノズルベーンが開き側の開度に設定されて過給効率が低下させられた状態のターボチャージャによって脈動領域内に流入させられた吸気ガスということになる。従って、機関停止制御開始時の時点で脈動領域内に存在している吸気ガスの量を低減することができる。

ここで、ノズルベーンの開度を開き側にする制御の開始タイミングを早くし過ぎると、機関停止制御開始前のまだ負荷運転を行っている状態の内燃機関に供給される吸気ガスの量が不足して、失火等の燃焼不良を招く虞があるが、本発明では、脈動領域内の吸気ガスが内燃機関に吸入されるのに要する時間に基づいて、ノズルベーンの開度を開き側にする制御の開始タイミングを求めるようにしているので、負荷運転状態の内燃機関に供給される吸気ガスの量が不足することを抑制できる。

脈動領域内の吸気ガスが内燃機関に吸入されるのに要する時間は、例えば、脈動領域の容積、エアフローメータ等の測定手段によって測定される吸気流量、エンジン回転数等の内燃機関の運転状態、車速等のハイブリッドシステムが搭載される駆動系の動作状態等の情報に基づいて適宜計算して求めても良いし、予め運転状態に適合する早出し時間を実験やシミュレーション等により調べておき、それを読み出すことによって求めるようにしても良い。
＜７＞

本発明は、ハイブリッドシステムが内燃機関を高速運転させる運転モードから内燃機関を停止させる運転モードへ遷移する場合に行われる機関停止制御の実行時に適用して特に好適である。高速運転する内燃機関に対して機関停止制御が開始される場合、コンプレッサによる慣性過給が強力に行われるので、脈動領域内に大量の吸気ガスが流入させられる可能性がある。この点、本発明を適用すれば、機関停止制御時にコンプレッサへの吸気ガスやＥＧＲガスの流入が抑制されるので、コンプレッサが慣性で回転し続けても、脈動領域内に大量の吸気ガスが流入することを抑制でき、脈動音の発生を好適に抑制することが可能となる。
＜８＞

本発明においては、機関停止制御開始時に第１スロットルバルブ及び第２スロットルバルブが閉弁されることから、第２スロットルバルブより下流側の吸気通路は機関停止制御時に負圧状態になる。従って、本発明のハイブリッドシステムにブローバイガス管を設ける場合に、第２スロットルバルブより下流側の吸気通路にブローバイガス管を接続すると、機関停止制御時にクランクケース内のオイルを吸気通路内に吸い出してしまう可能性がある。そこで、本発明のハイブリッドシステムにブローバイガス管を設ける場合には、吸気通路の第２スロットルバルブより上流側の位置にブローバイガス管を接続することが好ましい。

本発明により、エンジン停止時の振動と脈動音の発生をともに好適に抑制することが可能になる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

＜ハイブリッドシステム構成＞
図１は、本発明に係るハイブリッドシステムのエンジン停止制御装置が適用されたハイブリッドシステムの概略構成を表すブロック図である。
＜動力系統＞

このハイブリッドシステムは、動力源としてエンジン１と、第１モータジェネレータ（以下「ＭＧ１」という）と、第２モータジェネレータ（以下「ＭＧ２」という）と、を有する。エンジン１の動力は動力分割機構３によってＭＧ１及び出力部４に分配出力される。動力分割機構３は、公知の遊星歯車機構によって構成される。ＭＧ２の動力は出力部４に出力される。出力部４に出力されたエンジン１及びＭＧ２の動力は、伝達部８を介して、このハイブリッドシステムが搭載された車両の駆動輪４０を駆動する駆動力として伝達される。伝達部８はドライブシャフトやディファレンシャルギア等の公知の構成を有する。
＜動力系統：モータ＞

ＭＧ１は、モータ又は発電機として機能する同期電動発電機である。

ＭＧ１は、バッテリ２５から供給される電力及び／又は発電機として動作した場合のＭＧ２によって発電される電力によって、モータとして動作することができる。モータとして動作した場合のＭＧ１の動力は、動力分割機構３を介してエンジン１をモータリングする駆動力としてエンジン１の出力軸（クランクシャフト）に出力される。

ここで、エンジン１をモータリングする、とは、エンジン１を、燃料の燃焼による内燃エネルギーによらずに外力によって機械的に回転駆動させることを意味する。本実施例のハイブリッドシステムでは、ＭＧ１の動力によってエンジン１モータリングすることができるので、エンジン１において燃料噴射が行われない状態や、エンジン１が自立回転するために必要な噴射量に満たない微少量燃料噴射が行われる状態においても、エンジン１を動作させることができる。

また、エンジン１において通常の燃料噴射が行われる状態、すなわちエンジン１が負荷運転する状態においても、ＭＧ１の動力によってエンジン１の動作状態を外部から規定することができる。これにより、例えば負荷運転するエンジン１を、一定の回転数で安定的に動作する状態に維持すること等が可能である。本実施例では、負荷運転するエンジン１の動作状態を、ＭＧ１の動力によって外部から制御することも、エンジン１をモータリングすることに含まれるものとする。

ＭＧ１は、動力分割機構３を介してＭＧ１に分配されるエンジン１の動力によって駆動されて、発電機として動作することができる。発電機として動作した場合のＭＧ１によって発電される電力は、バッテリ２５を充電するための電力及び／又はＭＧ２をモータとして動作させるための電力として消費される。

ＭＧ２も、モータ又は発電機として機能する同期電動発電機である。

ＭＧ２は、バッテリ２５から供給される電力及び／又は発電機として動作した場合のＭＧ１によって発電される電力によって、モータとして動作することができる。モータとして動作した場合のＭＧ２の動力は、出力部４を介して、駆動輪４０を駆動するための駆動
力として駆動輪４０に伝達される。

ＭＧ２は、伝達部８及び出力部４を介して伝達される駆動輪４０の運動エネルギーによって駆動されて、発電機として動作することができる。発電機として動作した場合のＭＧ２によって発電される電力は、バッテリ２５を充電するための電力及び／又はＭＧ１をモータとして動作させるための電力として消費される。この場合、駆動輪４０の運動エネルギーによって回生発電が行われ、駆動輪４０に対する制動力となる。

インバータ２４は、バッテリ２５から供給される直流電力を交流電力に変換してＭＧ１及びＭＧ２に供給するとともに、発電機として動作した場合にＭＧ１及びＭＧ２から供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ２５に供給する。
＜動力系統：エンジン＞

エンジン１はディーゼルエンジンである。図２に、エンジン１の吸排気系及び制御系の概略構成を示す。

エンジン１は４気筒エンジンであり、各シリンダ４９には、エンジン１の燃焼室内に燃料を直接噴射供給するインジェクタ２９が備えられている。エンジン１には、燃焼室内に空気及び後述するＥＧＲガスを供給する吸気通路４２が吸気マニホールド１７を介して接続されている。またエンジン１には、燃焼室内の既燃ガスを排出するための排気通路４３が排気マニホールド１８を介して接続されている。

吸気マニホールド１７との接続箇所近傍の吸気通路４２には、吸気通路４２内を流れるガスの量を調節する第１スロットルバルブ９が備えられている。第１スロットルバルブ９より上流側の吸気通路４２には、ターボチャージャ１３のコンプレッサ１１が備えられている。コンプレッサ１１より上流側の吸気通路４２には、排気通路４３内を流れる排気の一部を吸気通路４２内に導くＥＧＲ通路４４が接続されている。ＥＧＲ通路４４の接続箇所より上流側の吸気通路４２には、吸気通路４２内を流れるガスの量を調節する第２スロットルバルブ２２が備えられている。第２スロットルバルブ２２より上流側の吸気通路４２には、エンジン１のクランクケース内のブローバイガスを吸気通路４２に導くブローバイガス管１０が接続されている。ブローバイガス管１０の接続箇所より上流側の吸気通路４２には、吸気通路４２に流入する空気の流量を測定するエアフローメータ７が備えられている。

排気通路４３には、ターボチャージャ１３のタービン１２が備えられている。このターボチャージャ１３は、タービン１２に開度可変のノズルベーン５を備え、ノズルベーン５の開度を変化させることによってターボチャージャ１３による過給効率を変更可能な可変容量型のターボチャージャである。タービン１２より下流側の排気通路４３には、排気中のＮＯｘや粒子状物質等の有害物質を浄化する排気浄化装置４１が備えられている。排気浄化装置４１は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒やディーゼルパティキュレートフィルタ、酸化触媒といった公知の排気浄化触媒を含んで構成される。排気浄化装置４１より下流側の排気通路４３には、ＥＧＲ通路４４が接続されている。ＥＧＲ通路４４の接続箇所より下流側の排気通路４３には、排気通路４３を流れる排気の流量を調節する排気絞り弁６が備えられている。

排気浄化装置４１より下流側の排気通路４３と、第２スロットルバルブ２２とコンプレッサ１１との間の吸気通路４２とは、ＥＧＲ通路４４によって連通しており、排気通路４３を流れる排気の一部が、ＥＧＲ通路４４を通って、ＥＧＲガスとして吸気通路４２に流入する。ＥＧＲ通路４４の途中にはＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３３が備えられている。ＥＧＲクーラ３３より吸気通路４２側のＥＧＲ通路４４には、ＥＧＲ通路４４を通
って吸気通路４２内に流入するＥＧＲガス量を調節するＥＧＲバルブ４５が備えられている。

エンジン１には、エンジン１の冷却水温を測定する水温センサ４８、エンジン１のクランクシャフトの回転角度を測定するクランク角度センサ３０、アクセルペダル５２の踏み込み量を測定するアクセル開度センサ２７、ハイブリッドシステムが搭載された車両の車速を測定する車速センサ２８が備えられている。
＜制御系統：構成＞

図１、図２に基づいて、このハイブリッドシステムの制御系について説明する。

このハイブリッドシステムは、ハイブリッドシステム全体の動作を制御するコンピュータユニットであるＥＣＵ２６を備える。ＥＣＵ２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の公知の構成を有する電子制御コンピュータである。

ＥＣＵ２６には、車速センサ２８、水温センサ４８、クランク角度センサ３０、エアフローメータ７、アクセル開度センサ２７、バッテリ２５の充電状態を取得するＳＯＣセンサ５１、ＭＧ１の回転数を測定するＭＧ１回転数センサ３１、ＭＧ２の回転数を測定するＭＧ２回転数センサ３２、その他ハイブリッドシステム及び車両の各種の状態量を測定するセンサ装置が接続されており、各センサによって測定された状態量の情報がＥＣＵ２６に入力される。

また、ＥＣＵ２６には、インジェクタ２９、第１スロットルバルブ９、ＥＧＲバルブ４５、第２スロットルバルブ２２、排気絞り弁６、ノズルベーン５、インバータ２４、その他ハイブリッドシステム及び車両の各種の装置を駆動するアクチュエータ等が接続されており、前記各センサから入力される情報に基づいてこれら各機器の動作を駆動制御する制御信号を出力する。
＜制御系統：ハイブリッド制御＞

ＥＣＵ２６は、車速センサ２８からの車速情報と、アクセル開度センサ２７からのアクセル開度情報から演算される要求駆動力と、ＳＯＣセンサ５１からのバッテリ充電状態情報と、に基づいて、例えば燃費が最適となる運転モードを選択し、現在選択されている運転モードから当該選択された運転モードへ遷移するよう、エンジン１、ＭＧ１、ＭＧ２の制御を行う。選択された運転モードに応じて、エンジン１の運転／停止（燃料噴射の実行／停止）や、ＭＧ１／ＭＧ２の力行／発電の状態が切り替えられる。

ハイブリッドシステムの始動時には、バッテリ２５の電力によってＭＧ１がモータとして動作し、エンジン１をモータリング（クランキング）するとともにエンジン１が始動される。

車両の発進時には、エンジン１は暖機のための運転を行い、車両走行のための要求駆動力をＭＧ２によって出力する。バッテリ２５の充電状態が低下している場合には、エンジン１はＭＧ１を発電機として駆動するための運転を行い、ＭＧ１の発電する電力によってバッテリ２５の充電を行う。

低負荷走行時には、エンジン１における燃料噴射が停止され、エンジン１は停止する。車両走行のための要求駆動力をＭＧ２によって出力する。バッテリ２５の充電状態が低下している場合には、エンジン１はＭＧ１を発電機として駆動するための運転を行い、ＭＧ１の発電する電力によってバッテリ２５の充電を行う。

通常走行時には、車両走行のための要求駆動力は主としてエンジン１によって出力する。また、エンジン１の動力を動力分割機構３によってＭＧ１に分配して発電し、ＭＧ１で発電した電力によりＭＧ２をモータとして動作させ、ＭＧ２の動力によってエンジン１をアシストする。ＭＧ１の発電した電力の一部はバッテリ２５の充電に当てられる。

制動要求時には、駆動輪４０の回転エネルギーをＭＧ２に伝達してＭＧ２を発電機として動作させて回生発電による制動が行われる。バッテリ２５の充電状態が高く、回生発電によって発電された電力を消費することができない場合は、駆動輪４０の回転エネルギーをエンジン１に伝達してエンジンブレーキによる制動が行われる。
＜制御系統：エンジン制御＞

ＥＣＵ２６は、アクセル開度センサ２７から入力されるアクセル開度情報とクランク角度センサ３０から入力されるクランク角度情報とに基づいて、現在のエンジン負荷及びエンジン回転数を把握する。そして、運転状態に応じて求められる車両走行用の要求駆動力や、ＳＯＣセンサ５１からのバッテリ２５の充電状態情報やエアコン等の補機類の要求電力等に応じて求められるＭＧ１の発電用の要求駆動力に基づいて、エンジン１の要求出力を算出する。そして、エンジン１の要求出力に基づいて、スロットルバルブ２２やインジェクタ２９等の機器に対する制御信号を出力する。
＜制御系統：モータ制御＞

ＥＣＵ２６は、運転状態に応じてＭＧ１／ＭＧ２の力行／発電の要求動作状態、ＭＧ１及びＭＧ２の要求出力回転数及び要求出力トルクを求め、ＭＧ１及びＭＧ２をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ２４に出力する。インバータ２４は、ＥＣＵ２６からの指令に従い、バッテリ２５から供給される直流電圧からＭＧ１及びＭＧ２へ供給する三相交流電流を生成する。
＜エンジン停止制御＞

ここで、本実施例のハイブリッドシステムにおけるエンジン１の停止制御について説明する。

本実施例では、エンジン１への燃料供給を停止するエンジン停止制御を開始する時に、まず第１スロットルバルブ９を閉弁し、次に第２スロットルバルブ２２及びＥＧＲバルブ４５を閉弁する。更に、エンジン停止制御の開始タイミングより所定時間早いタイミングで、ノズルベーン５を全開にする制御を行う。
＜フローチャート＞

このような本実施例におけるエンジン１の停止制御の詳細な実行手順について、図３のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートによって表されるエンジン停止制御ルーチンは、ハイブリッドシステムの稼働中繰り返し実行される。

ステップＳ１０１において、ＥＣＵ２６は、エンジン１を停止させる要求が発生したか否かを判定する。例えば、エンジン１を車両走行用の駆動力を出力するために負荷運転させる運転モードから、ＭＧ２のみによって車両走行用の駆動力を出力する運転モードへハイブリッドシステムを遷移させる要求が発生した場合や、車両停止時にエンジン１を停止させる場合、運転者がアクセルペダル５２を離した場合等に、エンジン１を停止させる要求が発生したと判定される。ステップＳ１０１で肯定判定された場合、ＥＣＵ２６はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０１で否定判定された場合、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２６は、エンジン停止制御開始タイミングｔ１を算
出する。エンジン停止要求が成立してすぐにエンジン１への燃料供給を停止するとトルクショックが大きくなるので、エンジン停止要求成立後もしばらく負荷運転を継続し、徐々にエンジン１の回転数を低下させていく。そして、エンジン１の回転数が、エンジン停止制御を実行可能な所定の回転数に達した時点で、エンジン停止制御を実行してエンジン１への燃料供給をカットする。エンジン停止要求が成立してからエンジン回転数が当該所定の回転数まで低下するのに要する時間は、エンジン停止要求成立時の運転状態等に基づいて予測することができる。この予測に基づいて、エンジン停止制御開始タイミングを計算する。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２６は、ノズルベーン５を全開にする制御の実行タイミングｔ０を算出する。ノズルベーン５を全開にする制御の実行タイミングは、ステップＳ１０２で算出したエンジン停止制御開始タイミングｔ１よりも、第１スロットルバルブ９とコンプレッサ１１との間の吸気通路４２の領域（以下、「脈動領域」と称する）Ｒ内に存在する吸気ガスがエンジン１に吸入されるのに要する時間だけ早いタイミングとして算出する。例えば、エアフローメータ７によって測定される吸入空気の流量と、脈動領域Ｒの容積と、に基づいて、脈動領域Ｒ内に存在するガスがエンジン１に吸入されるのに要する時間を算出する。

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２６は、ノズルベーン５を全開にする制御の実行タイミングｔ０になったか否かを判定し、肯定判定されたらステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において、ＥＣＵ２６は、ノズルベーン５を全開にする。これによりターボチャージャ１３の過給効率が低下するため、脈動領域Ｒに供給される吸気ガス量が少なくなる。この時、エンジン１は未だ負荷運転を行っているが、ノズルベーン５を全開にしたタイミングｔ０からエンジン停止制御の開始タイミングｔ１までの間にエンジン１に吸入される吸気ガスは、ノズルベーン５が全開にされた時点で既にコンプレッサ１１より下流側の吸気通路４２内に存在している吸気ガスであり、この吸気ガスは、ノズルベーン５が全開に変更される以前の高い過給効率で圧縮された吸気ガスである。従って、本ステップＳ１０５において、エンジン１が未だ負荷運転を行っているにもかかわらずノズルベーン５が全開にされたとしても、エンジン１において失火等の燃焼不良が発生することは抑制できる。

ステップＳ１０６において、ＥＣＵ２６は、エンジン停止制御開始タイミングｔ１になったか否かを判定し、肯定判定されたらステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７において、ＥＣＵ２６は、第１スロットルバルブ９を閉弁する。これにより、エンジン停止制御中の吸気マニホールド１７を負圧状態にすることができ、エンジン１の圧縮仕事を低減することができるので、エンジン停止制御中のエンジン１の振動を抑制することができる。

ステップＳ１０８において、ＥＣＵ２６は、第２スロットルバルブ２２及びＥＧＲバルブ４５を閉弁する。これにより、コンプレッサ１１に空気やＥＧＲガスが流入することが抑制される。よって、エンジン停止制御開始後にも慣性でコンプレッサ１１が回転してしまうような場合においても、空気やＥＧＲガスがコンプレッサ１１によって脈動領域Ｒ内に大量に流入させられることが抑制される。従って、エンジン停止制御開始後に脈動領域Ｒ内で吸気ガスが脈動して大きな脈動音が発生することを抑制できる。

ステップＳ１０９において、ＥＣＵ２６は、エンジン停止制御を開始し、エンジン１への燃料供給をカットする。

ステップＳ１１０において、ＥＣＵ２６は、エンジン回転数ＮＥを取得する。例えばクランク角度センサ３０からのクランク角度情報に基づいて、エンジン回転数を算出する。

ステップＳ１１１において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１１０において取得したエンジン回転数ＮＥに基づいて、エンジン停止完了したか否かを判定する。ステップＳ１１１で肯定判定された場合、ＥＣＵ２６はステップＳ１１２に進み、後続するＥＶ走行モード等の運転モードに移行する。ステップＳ１１１で否定判定された場合、ＥＣＵ２６はステップＳ１１０に戻る。
＜タイムチャート＞

以上説明した本実施例のエンジン停止制御を実行した場合の、ハイブリッドシステムの運転モード、エンジン１の回転数、第１スロットルバルブ９の開度、第２スロットルバルブ２２の開度、ＥＧＲバルブ４５の開度、ノズルベーン５の開度の時間変化の一例を、図４に示す。

図４（Ａ）はハイブリッドシステムの運転モードを表す。ここでは、エンジン１が負荷運転する運転モードから、ＭＧ２のみによって車両走行のための要求駆動力を出力する運転モード（ＥＶ走行モード）に、ハイブリッドシステムが遷移する場合を例に説明する。

時刻ｔｓにおいて、負荷運転するエンジン１を停止させる要求がＥＣＵ２６にもたらされると、図示しないが燃料噴射量を徐々に低減しつつ負荷運転モードを継続する。これにより図４（Ｂ）に示すように、エンジン回転数が徐々に低下する。

エンジン回転数が所定のエンジン停止制御開始回転数ＮＥ１まで低下した時点で、エンジン１への燃料供給をカットするエンジン停止制御を開始するが、本実施例では、時刻ｔｓにおいてエンジン停止要求が発生した時点でのエンジン１の運転状態等の情報に基づいて、エンジン回転数がＮＥ１に達するタイミングｔ１（エンジン停止制御を開始するタイミングｔ１）を予測する。

そして、脈動領域Ｒ内の吸気ガスがエンジン１に吸入されるのに要する時間Δｔを、脈動領域Ｒの容積やエアフローメータ７による吸入空気流量の測定値、エンジン回転数等の情報に基づいて算出し、前記予測したエンジン停止制御開始タイミングｔ１よりΔｔだけ早いタイミングｔ０を、ノズルベーン５を全開にする制御の実行タイミングとして算出する。

そして、時刻ｔ０において、図４（Ｆ）に示すように、ノズルベーン５の開度を全開に設定する。この時、図４（Ａ）に示すように、エンジン１は未だ負荷運転中だが、上述したように、この時エンジン１において燃焼不良が生じることは抑制される。

時刻ｔ１において、図４（Ａ）に示すように、エンジン停止モードに移行し、エンジン停止制御が開始される。このエンジン停止制御において、燃料カットを実行する前のタイミングで、まず図４（Ｃ）に示すように、第１スロットルバルブ９を全閉とし、次に図４（Ｄ）及び（Ｅ）に示すように、第２スロットルバルブ２２及びＥＧＲバルブ４５を全閉とする。こうすることで、エンジン制止制御実行中における振動及び脈動音の発生を好適に抑制することができる。

時刻ｔ２において、エンジン１が停止したと判定されると、図４（Ａ）に示すように、ハイブリッドシステムの運転モードがＥＶ走行モードに移行する。
＜作用効果＞

以上説明したように、本実施例におけるエンジン停止制御では、エンジン１への燃料カットを実行する前に、第１スロットルバルブ９が全閉にされるので、吸気マニホールド１７に好適に負圧状態を作り出すことができ、エンジン１の圧縮仕事が低減され、エンジン停止時の振動を好適に抑制することが可能となる。

本実施例のようなハイブリッドシステムの場合、エンジン１が高速運転している状態からＥＶ走行モードへの移行する場合のように、高速運転状態のエンジン１に対してエンジン停止制御が行われる状況が起こり得る。このような場合、エンジン停止制御が開始された後も、コンプレッサ１１が慣性によって回転し続けることがある。この時、エンジン停止時の振動を抑制すべく第１スロットルバルブ９を全閉すると、慣性で動作し続けるコンプレッサ１１によって圧縮された吸気ガスが、全閉された第１スロットルバルブ９とコンプレッサ１１との間の吸気通路４２の領域（脈動領域）Ｒに大量に流入してしまい、脈動領域Ｒ内で当該吸気ガスが脈動して大きな脈動音を発する可能性がある。

この点、本実施例のエンジン停止制御では、第１スロットルバルブ９が全閉された後、第２スロットルバルブ２２及びＥＧＲバルブ４５が全閉にされる。従って、上記のように慣性によってコンプレッサ１１が動作し続ける場合であっても、コンプレッサ１１への空気やＥＧＲガスの流入が遮断されるので、脈動領域Ｒ内に吸気ガスが大量に流入することを抑制できる。その結果、ハイブリッドシステムに特有の高速運転状態からのエンジン停止が行われるような状況においても、脈動音が発生することを好適に抑制することができる。

このように、本実施例では、エンジン停止制御開始時に第２スロットルバルブ２２及びＥＧＲバルブ４５が全閉にされるので、エンジン停止制御中に脈動領域Ｒ内に吸気ガスが大量に流入することを抑制できるが、第２スロットルバルブ２２及びＥＧＲバルブ４５が全閉にされた時点で既に脈動領域Ｒ内に存在している吸気ガスについては対処することはできない。より確実に脈動音の発生を抑制するためには、エンジン停止制御開始時の時点で脈動領域Ｒ内に存在する吸気ガスの量をできるだけ少なくしておくことが好適である。

この点、本実施例のエンジン停止制御では、エンジン停止制御が開始されるタイミングよりも早期に、ノズルベーン５が全開にされる。これにより、エンジン停止制御開始前の段階でターボチャージャ１３の過給効率が低下することになるので、エンジン停止制御開始前の段階で脈動領域Ｒ内に流入する吸気ガスの量を低減することが可能である。従って、エンジン停止制御開始時の時点で脈動領域内に残存する吸気ガスの量を低減することが可能となる。

しかしながら、エンジン停止制御開始前の早過ぎる段階でノズルベーン５を全開にしてしまうと、未だエンジン１が負荷運転中であるにもかかわらずターボチャージャ１３の過給効率が低下せしめられることになる。そのため、エンジン１の吸入空気量が不足して失火等の燃焼不良が発生する可能性がある。

この点、本実施例の場合、エンジン停止制御開始タイミングより、脈動領域Ｒ内に存在する吸気ガスがエンジン１に吸入されるのに要する時間だけ早期に、ノズルベーン５を全開にする制御が実行される。これにより、燃料供給が停止される以前のエンジン１に、ノズルベーン５が全開にされた後の低い過給効率によって圧縮された吸気ガスが吸入されることがないようにすることができる。従って、燃焼不良が生じることを抑制できる。

また、本実施例では、ブローバイガス管１０が第２スロットルバルブ２２より上流側の吸気通路４２に接続されているので、エンジン停止制御時に第２スロットルバルブ２２が閉弁されても、ブローバイガス管１０の接続箇所が負圧になることは無く、吸気通路４２
内へエンジン１のクランクケース内のオイルが吸入されることを抑制できる。

本実施例のＭＧ２が、本発明における内燃機関以外の動力源に相当する。本実施例の駆動輪４０が、本発明における駆動系に相当する。本実施例のエンジン停止制御ルーチンを実行するＥＣＵ２６が本発明における制御手段に相当する。
＜変形例＞

なお、以上述べた実施例は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施例には種々の変更を加え得る。例えば、ノズルベーン５を全開にする制御をエンジン停止制御開始タイミングより早期に実行することは本発明の効果をより向上させる点で有効であるが、本発明の効果を得るために必須ではない。また、本発明の効果を得るためには、コンプレッサより上流に第２スロットルバルブ２２が存在していれば十分であり、第２スロットルバルブ２２とコンプレッサ１１との間にＥＧＲガスを流入させるＥＧＲ通路４４は本発明の効果とは本質的に無関係である。また、本実施例では、タービン１２より下流の排気をコンプレッサ１１より上流の吸気通路４２に流入させるＥＧＲ通路４４を備えた構成を例に説明したが、ＥＧＲ装置としては、例えばタービン１２より上流の排気をコンプレッサ１１より下流の吸気通路４２に流入させるように構成されたものであってもよい。
また、上記実施例では、車両走行用の駆動力を出力するＭＧ２と、エンジン１をモータリングする駆動力を出力するＭＧ１と、を別個の装置として備えたハイブリッドシステムに本発明を適用した例を説明したが、車両走行用の駆動力を出力するＭＧ２が車両走行用の駆動力を出力した残りの余剰動力によってエンジン１をモータリングするように構成し、エンジン１以外の動力源としてＭＧ２のみを備えたハイブリッドシステムに本発明を適用することもできる。また、エンジン以外の動力源は、エンジン停止時に駆動輪に動力を出力可能な動力源であればモータジェネレータでなくても良い。

実施例におけるハイブリッドシステムの概略構成を示すブロック図である。 実施例におけるエンジンの吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。 実施例におけるエンジン停止制御ルーチンを表すフローチャートである。 実施例におけるエンジン停止制御を実行した場合のハイブリッドシステムの運転モード、エンジンの回転数、第１スロットルバルブの開度、第２スロットルバルブの開度、ＥＧＲバルブの開度、ノズルベーンの開度の時間変化の一例を示す図である。

符号の説明

１ エンジン
３ 動力分割機構
４ 出力部
５ ノズルベーン
６ 排気絞り弁
７ エアフローメータ
８ 伝達部
９ 第１スロットルバルブ
１０ ブローバイガス管
１１ コンプレッサ
１２ タービン
１３ ターボチャージャ
１７ 吸気マニホールド
１８ 排気マニホールド
２２ 第２スロットルバルブ
２４ インバータ
２５ バッテリ
２６ ＥＣＵ
２７ アクセル開度センサ
２８ 車速センサ
２９ インジェクタ
３０ クランク角度センサ
３１ ＭＧ１回転数センサ
３２ ＭＧ２回転数センサ
３３ ＥＧＲクーラ
４０ 駆動輪
４１ 排気浄化装置
４２ 吸気通路
４３ 排気通路
４４ ＥＧＲ通路
４５ ＥＧＲバルブ
４８ 水温センサ
４９ シリンダ
５１ ＳＯＣセンサ
５２ アクセルペダル
Ｒ 脈動領域

Claims (8)

1. 内燃機関と、内燃機関以外の動力源と、を有し、少なくとも前記動力源によって駆動系へ動力を出力するハイブリッドシステムのエンジン停止制御装置であって、
   前記内燃機関の吸気通路に設けられたコンプレッサ及び該内燃機関の排気通路に設けられたタービンを有するターボチャージャと、
   前記吸気通路の前記コンプレッサよりも下流側の位置に設けられ、吸気通路内を流れる吸気の流量を調節する第１スロットルバルブと、
   前記吸気通路の前記コンプレッサよりも上流側の位置に設けられ、吸気通路内を流れる吸気の流量を調節する第２スロットルバルブと、
   前記ハイブリッドシステムにおいて前記内燃機関への燃料供給を停止して該内燃機関の運転を停止させる機関停止制御が開始される時に、前記第１スロットルバルブ及び前記第２スロットルバルブを閉弁する制御手段と、
   を備えることを特徴とするハイブリッドシステムのエンジン停止制御装置。
2. 請求項１において、
   前記第２スロットルバルブと前記コンプレッサとの間の前記吸気通路に前記排気通路内の排気の一部を流入させるＥＧＲ通路と、
   前記ＥＧＲ通路内を流れる排気の流量を調節するＥＧＲバルブと、
   を更に備え、
   前記制御手段は、前記機関停止制御が開始される時に、更に前記ＥＧＲバルブを閉弁することを特徴とするハイブリッドシステムのエンジン停止制御装置。
3. 請求項１において、
   前記制御手段は、前記機関停止制御が開始される時に、まず前記第１スロットルバルブを閉弁した後、前記第２スロットルバルブを閉弁することを特徴とするハイブリッドシステムのエンジン停止制御装置。
4. 請求項２において、
   前記制御手段は、前記機関停止制御が開始される時に、まず前記第１スロットルバルブを閉弁した後、前記第２スロットルバルブ及び前記ＥＧＲバルブを閉弁することを特徴とするハイブリッドシステムのエンジン停止制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   前記ターボチャージャは、前記タービンに開度可変のノズルベーンを有し、該ノズルベーンの開度を開き側の開度にすることでその過給効率を低くすることが可能な可変容量型のターボチャージャであり、
   前記制御手段は、前記機関停止制御が開始される時に、前記機関停止制御が開始される前と比較して、前記ノズルベーンの開度を開き側にすることを特徴とするハイブリッドシステムのエンジン停止制御装置。
6. 請求項５において、
   前記制御手段は、前記機関停止制御が開始されるタイミングより、前記コンプレッサと前記第１スロットルバルブとの間の吸気通路内の吸気ガスが前記内燃機関に吸入されるのに要する時間に基づいて求められる時間だけ早いタイミングで、前記ノズルベーンの開度を開き側にする制御を実行することを特徴とするハイブリッドシステムのエンジン停止制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項において、
   前記機関停止制御は、前記ハイブリッドシステムが前記内燃機関を高速運転させる運転
   モードから前記内燃機関を停止させる運転モードへ遷移する場合に行われることを特徴とするハイブリッドシステムのエンジン停止制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項において、
   前記吸気通路の前記第２スロットルバルブより上流側の位置にブローバイガス管を接続することを特徴とするハイブリッドシステムのエンジン停止制御装置。

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