JP2013203303A

JP2013203303A - エンジン駆動車両用モータジェネレータ制御装置

Info

Publication number: JP2013203303A
Application number: JP2012075939A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Sekida; 智昭関田
Original assignee: Kokusan Denki Co Ltd
Current assignee: Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-07
Anticipated expiration: 2032-03-29
Also published as: JP5929414B2

Abstract

【課題】省電力を図りつつエンジン駆動車両の加速性能を向上させることができるエンジン駆動車両用モータジェネレータ制御装置を提供する。
【解決手段】駆動輪を駆動するエンジン１と、このエンジンとの間で動力の授受を行うように設けられたモータジェネレータ２とを備えたエンジン駆動車両のモータジェネレータ２を制御する制御装置４に、エンジンの加速操作の度合を判定する加速操作度合判定手段４０１と、加速操作度合判定手段により判定された加速操作の度合が設定されたしきい値を超えたときに、エンジンが１燃焼サイクルを行う期間のうち、圧縮行程を含むように設定された限られたアシスト期間の間だけモータジェネレータをモータとして動作させるように駆動するモータジェネレータ制御部４０２とを設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンとの間で動力の授受を行うように設けられたモータジェネレータを備えたエンジン駆動車両のモータジェネレータを制御する装置に関するものである。

モータとしてもジェネレータ（発電機）としても動作する回転電機であるモータジェネレータをエンジン（内燃機関）に取り付けたエンジン駆動車両においては、バッテリの出力でモータジェネレータをモータとして駆動することによりエンジンを始動し、エンジンが始動した後はモータジェネレータをジェネレータとして動作させて、その出力でバッテリを充電するようにしている。

またエンジンをモータによりアシストするハイブリッドシステムに用いる制御装置として、特許文献１に示されたものが知られている。特許文献１に示された制御装置では、車両の走行開始時にバッテリに蓄えられた電力でモータジェネレータをモータとして駆動することによりエンジンをアシストして車両の加速を補い、車両が定常走行に移行した後は、エンジンの排ガスを利用して発電を行う排ガス発電機の出力でバッテリを充電して、走行開始時に消費した電力を補うようにしている。特許文献１に示された制御装置ではまた、排ガス発電機によるバッテリの充電が完了した後、排ガス発電機の出力で充電した分の電力だけをモータジェネレータに供給してエンジンをアシストするとともに、アシスト量に応じてエンジンのスロットル開度を小さくして、エンジンの出力を低下させることにより、燃費の節約を図るようにしている。

特開２００９−１２６３０３号公報

特許文献１に示された制御装置によれば走行開始時の加速性能の向上と、定常走行時の燃費の節約とを図ることができるが、排ガス発電機のような特殊な発電機を必要とするため、エンジンの構造が複雑になるという問題が生じる。また走行開始時から定常走行に至るまでの間連続してモータジェネレータによるエンジンのアシストを行うため、大容量のバッテリが必要になるという問題もある。これらのことから、特許文献１に示された制御装置は、二輪車等の小形のエンジン駆動車両に適用するには不向きであった。

本発明の目的は、モータジェネレータによりエンジンをアシストするハイブリッドシステムを、大容量のバッテリを用いることなく成立させることができるエンジン駆動車両用モータジェネレータ制御装置を提供することにある。

本発明は、駆動輪を駆動するエンジンと、このエンジンとの間で動力の授受を行うように設けられたモータジェネレータとを備えたエンジン駆動車両のモータジェネレータを制御するエンジン駆動車両用モータジェネレータ制御装置を対象とする。

本発明の制御装置では、モータジェネレータをモータとして動作させてエンジンをアシストする期間を、アシストが最も効果的に働く期間に限定することにより、エンジンの加速性能の向上と省電力とを図る。

そのため本発明においては、エンジンを加速する操作が行われた際の加速操作の度合が設定されたしきい値を超えたか否かを判定する加速操作度合判定手段と、加速操作度合判定手段により判定された加速操作の度合が設定されたしきい値を超えたときに、エンジンが各燃焼サイクルを行う期間のうち、限られたアシスト期間の間だけモータジェネレータをモータとして動作させるように制御するモータジェネレータ制御部とを設ける。上記アシスト期間は、エンジンの燃焼室内で混合気の圧縮が行われる期間を含むように設定する。

なお「加速操作の度合」は、運転者がエンジンを加速しようとしているのか否かを判断するための指標（パラメータ）である。「加速操作の度合」としては、運転者がスロットルバルブを開く操作を行った際の操作速度や、運転者がスロットルバルブを開く操作を行った際に設定された期間内或いは単位時間内に検出されたスロットルバルブ開度の変化量等を用いることができる。

車両を駆動するエンジンとしては、４サイクルエンジン又は２サイクルエンジンが用いられているが、何れのエンジンが用いられる場合も、エンジンの燃焼室が閉鎖されて燃焼室内で混合気の圧縮が行われる過程でエンジンにかかる負荷が非常に重くなり、膨張行程でピストンに与えられた力が十分でないと、混合気の圧縮が行われる過程でピストンのスピードが低下して、エンジンを加速しようとしている運転者に加速の息つき感を与えることがある。従って、エンジンの加速をスムースに行わせるためには、混合気の圧縮が行われる過程でエンジンをアシストする必要があるが、他の過程では特にアシストを必要としない。

本発明のように構成すると、エンジンを加速しようとする操作（加速操作）が行われた際に、エンジンの負荷が最も重くなる期間の間モータジェネレータによるエンジンのアシストが行われるため、混合気の圧縮が行われる過程でピストンのスピードが遅くなってエンジンの加速に息つき感が生じるのを防ぐことができ、エンジンの加速をスムースに行わせることができる。

本発明のように構成した場合、モータジェネレータによるエンジンのアシストが行われるのは、１燃焼サイクルが行われる期間のうち、限られた期間のみであるため、加速操作が行われている間中モータジェネレータによるエンジンのアシストを継続する場合に比べて、バッテリの電力消費量を少なくすることができる。従って、本発明によれば、大形のバッテリを必要としたり、排ガス発電機のような特殊な発電機を設けたりする必要がないため、二輪車のような小形のエンジン駆動車両にも問題なく適用することができる。

本発明の好ましい態様では、エンジンの回転速度の上昇に伴ってアシスト期間が開始されるタイミングを進めていくようにモータジェネレータ制御部が構成される。

上記のように構成すると、バッテリを電源としてモータジェネレータの駆動を開始した後、モータジェネレータがモータとして起動するまでの遅れ時間が、混合気の圧縮によりエンジンの負荷が重くなる期間に含まれるのを防ぐことができるため、モータジェネレータによるエンジンのアシストを効果的に行わせることができる。

上記加速操作度合判定手段は、加速操作の度合がしきい値を超えたか否かの判定を、エンジンのスロットルポジションを検出するスロットルポジションセンサの出力に基づいて行うように構成することができる。

例えば、吸気行程に設定された特定のクランク角位置で検出されたスロットルポジションセンサの出力から求めたスロットルバルブ開度から前回の吸気行程の同じクランク角位置で検出されたスロットルポジションセンサの出力から求めたスロットルバルブ開度を差し引くことにより求めたスロットルバルブ開度の１燃焼サイクル当たりの変化量がしきい値を超えているときに、加速操作の度合がしきい値を超えている（運転者がエンジンを加速しようとしている）と判定することができる。

上記加速操作度合判定手段は、加速操作の度合がしきい値を超えたか否かの判定を、エンジンの吸気管内圧力を検出する吸気圧センサが各燃焼サイクルの設定されたタイミングで検出した吸気管内圧力と前回の燃焼サイクルの同じタイミングで検出された吸気管内圧力との差に基づいて行うように構成することもできる。

一般に、スロットル開度は、エンジンの吸気管内の圧力に反映されるので、上記の方法によっても加速操作の度合がしきい値を超えたか否かの判定を行うことができる。例えば，各燃焼サイクルの設定されたタイミングで検出した吸気管内圧力と前回の燃焼サイクルの同じタイミングで検出された吸気管内圧力との差の絶対値が設定値以上で、今回検出された吸気管内圧力が前回検出された吸気管内圧力よりも高いときに、加速操作の度合がしきい値を超えたと判定することができる。

本発明によれば、エンジンを加速しようとする操作が行われた際に、エンジンの負荷が最も重くなる期間の間モータジェネレータによるエンジンのアシストを行うようにしたため、混合気の圧縮が行われる過程でピストンのスピードが遅くなってエンジンの加速に息つき感が生じるのを防ぐことができ、エンジンの加速をスムースに行わせることができる。また本発明によれば、１燃焼サイクルが行われる期間のうち、エンジンの負荷が特に重くなる期間を含む限られた期間の間のみモータジェネレータによるエンジンのアシストを行うため、加速操作が行われている間中モータジェネレータによるエンジンのアシストを継続する場合に比べて、バッテリの電力消費量を少なくすることができる。従って、本発明によれば、大形のバッテリを必要としたり、排ガス発電機のような特殊な発電機を設けたりする必要がないため、二輪車のような小形のエンジン駆動車両にも問題なく適用することができる。

本発明の一実施形態の構成を示したブロック図である。本発明の一実施形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。本発明の一実施形態で用いる加速操作度合判定手段とモータジェネレータ制御部の一部とを構成するためにマイクロプロセッサに実行させる処理のアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。本発明の一実施形態で用いるモータジェネレータ制御部の他の部分を構成するためにマイクロプロセッサに実行させる処理のアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。

以下図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態の構成を概略的に示したもので、同図において１は車両（例えば二輪車）の駆動輪を駆動する４サイクルエンジン、２はエンジン１との間で動力の授受を行うように設けられたモータジェネレータ、３はモータジェネレータ２を制御するインバータである。インバータ３は、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチ素子をブリッジ接続して構成したフルブリッジ型のスイッチ回路と、このスイッチ回路のブリッジの各ブランチを構成するスイッチ素子に逆並列接続された帰還ダイオードとを備えた周知の回路からなっている。エンジン１は、単気筒エンジンか、またはすべての気筒で同時に点火が行われる同爆型の（すべての気筒の点火時期の位相が等しい）多気筒エンジンであるとする。

モータジェネレータ２は、エンジン１のクランク軸に機械的に結合されたロータと、エンジンのケース等に固定されたステータとを備えた回転電機で、バッテリ（図示せず。）からインバータ３を通して電機子電流が与えられた際にモータとして動作し、エンジン１によりロータが駆動された際にジェネレータとして動作する。

モータジェネレータ２のロータは例えば、ロータヨークに永久磁石を取り付けて界磁を構成したマグネットロータからなっていて、そのロータヨークをエンジンのクランク軸に結合することによりエンジンに取り付けられる。またモータジェネレータのステータは、ロータの界磁の磁極にギャップを介して対向させられる磁極部を有する電機子鉄心と、電機子鉄心のスロットに巻回された多相の電機子コイルと、各相の電機子コイルに対して設定された検出位置でロータの磁極の極性を検出してロータの回転角度位置の情報を含む信号を発生する位置センサとを備えていて、エンジンのケース等に固定されることによりエンジンに取り付けられる。この種のモータジェネレータは、ブラシレス直流モータと同様に、位置センサにより検出されたロータの回転角度位置に応じて決定した励磁パターンで多相の電機子コイルを励磁するように、バッテリからインバータ３を通してステータの電機子コイルに電流を供給した際にモータとして動作して、エンジンのクランク軸に駆動トルクを与える。モータジェネレータはまた、そのロータがエンジン１により駆動される状態にあるときにジェネレータとして動作して、ステータの電機子コイルに多相交流電圧を誘起する。この交流電圧がインバータ３内に構成された整流回路により整流されてバッテリに供給されることによりバッテリが充電される。

図１において４は、エンジン等を制御するために車両に搭載されたＥＣＵ（電子式制御ユニット）である。ＥＣＵ４は、エンジン１の点火時期や燃料噴射装置からエンジンに与えられる燃料の噴射量などを制御するために車両に搭載されているもので、マイクロプロセッサを備えて該マイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより、点火時期制御手段や、燃料噴射量制御手段などの各種の制御手段を構成する。本実施形態では、このＥＣＵに設けられているマイクロプロセッサを利用して、モータジェネレータ２を制御する制御装置の各部を構成する機能実現手段を構成する。

本実施形態ではまた、エンジンのスロットルバルブの操作軸に連結されたスロットルポジションセンサの出力からスロットル開度（スロットルバルブの開度）を検出するスロットル開度検出手段５が設けられていて、このスロットル開度検出手段５により検出されたスロットル開度の情報がＥＣＵ４に与えられている。

ＥＣＵ４は、そのマイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより、加速操作度合判定手段４０１と、モータジェネレータ制御部４０２とを構成する。これらを構成するために必要な制御データはＥＣＵ４内に設けられたＲＯＭ（不揮発性メモリ）４０３に記憶されている。

加速操作度合判定手段４０１は、スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度情報からエンジンを加速する操作が行われた際の加速操作の度合が設定されたしきい値を超えたか否かを判定する手段であり、モータジェネレータ制御部４０２は、加速操作度合判定手段４０１により判定された加速操作の度合がしきい値を超えたときに、エンジンが各燃焼サイクルを行う期間のうち、限られたアシスト期間の間だけモータジェネレータをモータとして動作させるように制御する部分である。本実施形態では、加速操作度合判定手段４０１と、モータジェネレータ制御部４０２とにより、必要なときにエンジン１をアシストするために、モータジェネレータ２をモータとして動作させるように制御するエンジン駆動車両用モータジェネレータ制御装置が構成されている。ＲＯＭ４０３には、加速操作の度合のしきい値《Def＿Th》と、アシスト開始タイミングに相当するクランク角位置データ《MD＿START》と、アシスト終了タイミングに相当するクランク角位置データ《MD＿FINISH》とが記憶されている。

図２は、本実施形態に係る制御装置の動作を説明するためのタイムチャートで、同図（Ａ）は４サイクルエンジンの行程を示している。同図において「膨張」及び「排気」はそれぞれ膨張行程及び排気行程を示し、「吸気」及び「圧縮」はそれぞれ吸気行程及び圧縮行程を示している。図２においては、吸気行程及び膨張行程を上死点ＴＤＣで開始して下死点ＢＤＣで終了させ、圧縮行程及び排気行程は下死点ＢＤＣで開始して上死点ＴＤＣで終了させるように図示されているが、実際のエンジンでは、エンジンを効率良く動作させるために、それぞれの行程が開始されるタイミング及び終了するタイミングが適宜にずらされることがある。例えば、混合気の充填効率を向上させるために、吸入行程の上死点の前後で吸気バルブ及び排気バルブを開く期間をオーバラップさせるように構成された４サイクルエンジンでは、吸気バルブを開くタイミングを上死点に相当するタイミングよりも進め、吸気バルブを閉じるタイミング（燃焼室内で実際に混合気の圧縮が始まるタイミング）を、ピストンの下死点に相当するタイミングよりも遅らせている。

図２に示した例では、同図（Ｂ）に示されているように、各燃焼サイクルの吸気行程の上死点よりも僅かに遅れたクランク角位置に相当するタイミングｔ1をスロットル開度を検出するタイミングとして設定して、この検出タイミングｔ１でスロットル開度検出手段５が検出しているスロットル開度を加速操作度合判定手段４０１に読み込むようにしている。加速操作度合判定手段４０１は、各燃焼サイクルの検出タイミングｔ1でスロットル開度を読み込む毎に、今回検出されたスロットル開度から一つ前の燃焼サイクルで検出されたスロットル開度を減算することによりスロットル開度変化量ΔＴｈを演算して、このスロットル開度変化量を加速操作の度合として用いる。スロットル開度変化量ΔＴｈの符号が正で、その絶対値がＲＯＭ４０３に記憶されたしきい値《Def＿Th》以上であるときに、加速操作の度合がしきい値以上であると判定する。

モータジェネレータ制御部４０２は、加速操作度合判定手段４０１により加速操作の度合ΔＴｈがしきい値《Def＿Th》以上であると判定されたときに、エンジンの燃焼室内で混合気の圧縮が行われる期間を含むように設定された「限られた期間」をアシスト期間Ｔａとして設定して、設定したアシスト期間Ｔａの間モータジェネレータ２をモータとして動作させることによりエンジン１をアシストする。

ここで、「エンジンの燃焼室内で混合気の圧縮が行われる期間」とは、燃焼室内が閉鎖された状態でピストンの変位に伴って実際に混合気の圧縮が行われる期間を意味する。混合気の充填効率を向上させるために、吸入行程の上死点の前後で吸気バルブ及び排気バルブを開く期間をオーバラップさせるように構成された４サイクルエンジンでは、吸気バルブを閉じるタイミング（燃焼室内で実際に混合気の圧縮が始まるタイミング）を、ピストンが下死点を通過するタイミングよりも遅らせている。この場合、ピストンが吸気行程終了時の下死点を通過した後、吸気バルブが閉じるタイミングからピストンが上死点に達するタイミングまでの期間が「エンジンの燃焼室内で混合気の圧縮が行われる期間」となる。

アシスト期間Ｔａは、「エンジンの燃焼室内で混合気の圧縮が行われる期間」を含む限られた期間であればよいので、「エンジンの燃焼室内で混合気の圧縮が行われる期間」が開始されるタイミングよりも僅かに進んだタイミングでアシスト期間Ｔａを開始させたり、「エンジンの燃焼室内で混合気の圧縮が行われる期間」が終了するタイミングよりも僅かに遅れたタイミングでアシスト期間Ｔａを終了させたりするようにアシスト期間を設定することを妨げない。

但し、アシスト期間Ｔａは長すぎない「限られた期間」とするように設定する必要がある。そのためには、排気バルブが開いている期間、吸気バルブが開いている期間及び膨張行程で実際に燃焼が開始されてピストンが駆動される状態になった後の期間のように、アシストをしなくてもピストンのスピードが低下するおそれがない期間を除くようにアシスト期間Ｔａを設定するのが好ましい。即ち、アシスト期間は、「エンジンの燃焼室内で混合気の圧縮が行われる期間」を含み、かつ排気バルブが開いている期間、吸気バルブが開いている期間及び膨張行程で実際に燃焼が開始されてピストンが駆動される状態になった後の期間を除いた期間に設定することが好ましい。

図２に示した例では、混合気の充填効率を向上させるために、吸入行程が開始される上死点の前後で吸気バルブ及び排気バルブを開く期間をオーバラップさせるようにエンジンが構成されているために、バルブをオーバラップさせない場合に圧縮行程が開始される下死点ＢＤＣに相当するタイミングよりも吸気バルブが閉じるタイミングが遅れる場合を想定して、当該下死点ＢＤＣよりも僅かに遅れたクランク角位置に相当するアシスト開始タイミングｔas（吸気バルブが実際に閉じるタイミング）でアシスト期間Ｔａを開始させている。また圧縮行程の上死点ＴＤＣよりも僅かに遅れたクランク角位置に相当するアシスト終了タイミングｔafでアシスト期間Ｔａを終了させている。この例では、アシスト終了タイミングｔafを、膨張行程で実際に燃焼が開始されてピストンを下死点に向けて駆動する力が発生するタイミング（圧縮行程でピストンにかかっていた負荷が開放されるタイミング）にほぼ等しく設定している。

図３及び図４に、本実施形態の制御装置を構成するためにＥＣＵのマイクロプロセッサに実行させる処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートを示した。図３に示した処理は、１燃焼サイクルに１度、吸気行程の上死点ＴＤＣの直後に設定された特定のクランク角位置に相当する検出タイミングｔ1が検出された時に実行される割り込み処理である。検出タイミングｔ1の検出は、例えば、エンジンに取り付けられてクランク軸が微小角度回転する毎にパルスを発生するエンコーダの一連の出力パルスから検出タイミングで発生する特定のパルスを識別することにより行う。

図３に示した処理が開始されると、ステップ０１で、今回検出されたスロットル開度から前回検出されたスロットル開度を減算することによりスロットル開度変化量ΔＴｈを演算する。次いでステップ０２で演算されたスロットル開度変化量ΔＴｈがＲＯＭ４０３から読み出したしきい値《Def_Th》以上であるか否かを判定する。その結果、演算されたスロットル開度変化量ΔＴｈがしきい値《Def_Th》以上である場合には、ステップ０３で、アシスト開始タイミングｔasに相当するクランク角位置データ《MD_START》と、アシス終了タイミングｔafに相当するクランク角位置データ《MD_FINISH》と、現在のエンジンの回転速度とから、アシスト開始タイミングｔasとアシスト終了タイミングｔafとを検出するためにマイクロプロセッサに設けられたタイマに計測させる時間を演算して、演算した時間をタイマにセットした後この処理を終了する。

アシスト開始タイミングｔasを検出するためにタイマに計測させる時間は、エンジンのクランク軸が、現在の回転速度で、検出タイミングｔ1に相当するクランク角位置からクランク角位置データ《MD_START》により与えられるクランク角位置まで回転するのに要する時間であり、アシスト終了タイミングｔafを検出するためにタイマに計測させる時間は、エンジンのクランク軸が、現在の回転速度で、検出タイミングｔ1に相当するクランク角位置からクランク角位置データ《MD_FINISH》により与えられるクランク角位置まで回転するのに要する時間である。これらの時間を演算するために必要なエンジンの回転速度は、図示しない処理でエンコーダの出力パルスの発生間隔から求めておく。

ステップ０２において、演算されたスロットル開度変化量ΔＴｈがしきい値《Def_Th》以上でないと判定された場合には、ステップ０４に移行して、エンジンをアシストせずに、モータジェネレータ２をジェネレータとして動作させる。

タイマがセットされた時間の計測を完了する毎に図４に示した処理が行われる。図４に示した処理が開始されると、先ずステップ１０１で今回タイマが計測を完了した時間は、クランク角位置データ《MD_START》により与えられるクランク角位置（アシスト開始タイミングｔasに相当するクランク角位置）を検出するための時間であるか否かを判定する。その結果、クランク角位置データ《MD_START》により与えられるクランク角位置を検出するための時間であると判定されたときには、ステップ１０２に進んでモータジェネレータ２をモータとして駆動することによりエンジンのアシストを開始する。ステップ１０１で、今回タイマが計測を完了した時間は、クランク角位置データ《MD_START》により与えられるクランク角位置を検出するための時間ではないと判定された場合には、ステップ１０３に進んで、今回タイマが計測を完了した時間は、クランク角位置データ《MD_FINISH》により与えられるクランク角位置（アシスト終了タイミングｔafに相当するクランク角位置）を検出するための時間であるか否かを判定する。その結果、クランク角位置データ《MD_FINISH》により与えられるクランク角位置を検出するための時間であると判定されたときには、ステップ１０４に進んで、モータジェネレータのモータとしての駆動を終了してエンジンのアシストを終了した後、この処理から抜ける。

上記のように構成すると、エンジン１を加速しようとする操作が行われた際に、エンジンの負荷が最も重くなる期間の間モータジェネレータ２によるエンジンのアシストが行われるため、混合気の圧縮が行われる過程でピストンのスピードが遅くなってエンジンの加速に息つき感が生じるのを防いで、エンジンの加速をスムースに行わせることができる。また、モータジェネレータによるエンジンのアシストは、１燃焼サイクルが行われる期間のうち、エンジンの負荷が特に重くなる期間を含む限られた期間の間のみ行われるため、加速操作が行われている間中モータジェネレータによるエンジンのアシストを継続する場合に比べて、バッテリの電力消費量を少なくすることができる。従って、本発明によれば、大形のバッテリを必要としたり、排ガス発電機のような特殊な発電機を設けたりする必要がないため、二輪車のような小形のエンジン駆動車両にも問題なく適用することができる

本発明を多気筒エンジンに適用する場合には、該エンジンが、各気筒での点火が同時に行われる同爆エンジンである場合にアシスト期間を最も短くすることができるため、特に顕著な省電力効果を得ることができる。しかしながら、本発明は、同爆型の多気筒エンジンだけでなく、各気筒での点火が異なる位相で行われる形式の多気筒エンジンにも適用することができる。各気筒での点火が異なる位相で行われる場合でも、各気筒に対するアシスト期間を混合気が圧縮される期間を含む限られた期間に設定することにより、アシストを連続的に行う場合に比べて、モータジェネレータがモータとして駆動される時間を短くすることができるため、省電力を図ることができる。

上記の実施形態では、エンジンが４サイクルエンジンであるとしたが、２サイクルエンジンが用いられる場合にも本発明を適用することができる。２サイクルエンジンの場合には、ピストンが下死点から上死点に向けて変位していく過程で排気ポートが閉じられた後ピストンが上死点に達するまでの期間が「エンジンの燃焼室内で混合気の圧縮が行われる期間」となる。

上記の実施形態では、加速操作の度合がしきい値を超えたか否かの判定を、エンジンのスロットルポジションを検出するスロットルポジションセンサの出力に基づいて行うように加速操作度合判定手段を構成したが、本発明は、加速操作度合判定手段をこのように構成する場合に限定されない。

例えば、加速操作の度合がしきい値を超えたか否かの判定を、エンジンの吸気管内圧力を検出する吸気圧センサが各燃焼サイクルの設定されたタイミングで検出した吸気管内圧力と前回の燃焼サイクルの同じタイミングで検出された吸気管内圧力との差に基づいて加速操作度合判定手段を行うように、加速操作度合判定手段を構成することもできる。吸気管内圧力には、スロットル開度が反映され、スロットル開度が大きい場合ほど吸気管内圧力が高くなる傾向があるため、加速操作が行われてスロットルバルブが開かれると、吸気圧センサが各燃焼サイクルの設定されたタイミングで検出した吸気管内圧力が、前回の燃焼サイクルの同じタイミングで検出された吸気管内圧力よりも高くなる。従って、吸気圧センサが各燃焼サイクルの設定されたタイミングで検出した吸気管内圧力と前回の燃焼サイクルの同じタイミングで検出された吸気管内圧力との差から加速操作が行われたか否かを判定することができる。このようにしてエンジンの加速状態を検出する方法は、特開２００２−２４２７４９号公報に示されているように既に公知であるのでその詳細な説明は省略する。

上記の実施形態では、アシスト期間を開始するクランク角位置を一定としたが、アシスト期間を開始するクランク角位置をエンジンの回転速度の上昇に伴って進角させるように構成してもよい。このように構成すると、モータの駆動を開始した後、モータが起動するまでの遅れ時間が、混合気の圧縮によりエンジンの負荷が重くなる期間に含まれるのを防ぐことができるため、モータによるエンジンのアシストを効果的に行わせることができる。

本発明によれば、大形のバッテリを必要としたり、排ガス発電機のような特殊な発電機を用いたりせずにエンジンをモータによりアシストして、圧縮行程で加速感に息つき感を生じさせることなく、スムースな加速を行わせることができるため、大型の車両に適用することができるのはもちろん、二輪車のような小形のエンジン駆動車両にも適用することができ、産業上の利用可能性が大である。

１エンジン
２モータジェネレータ
３インバータ
４ＥＣＵ（電子式制御ユニット）
４０１加速操作度合判定手段
４０２モータジェネレータ制御部
４０３ＲＯＭ
５スロットル開度検出手段

Claims

駆動輪を駆動するエンジンと前記エンジンとの間で動力の授受を行うように設けられたモータジェネレータとを備えたエンジン駆動車両の前記モータジェネレータを制御するエンジン駆動車両用モータジェネレータ制御装置であって、
前記エンジンを加速する操作が行われた際の加速操作の度合が設定されたしきい値を超えたか否かを判定する加速操作度合判定手段と、前記加速操作度合判定手段により判定された加速操作の度合がしきい値を超えたときに、前記エンジンが各燃焼サイクルを行う期間のうち、限られたアシスト期間の間だけ前記モータジェネレータをモータとして動作させるように制御するモータジェネレータ制御部とを備え、
前記アシスト期間は、前記エンジンの燃焼室内で混合気の圧縮が行われる期間を含むように設定されているエンジン駆動車両用モータジェネレータ制御装置。
前記モータジェネレータ制御部は、前記エンジンの回転速度の上昇に伴って前記アシスト期間が開始されるタイミングを進めていくように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動車両用モータジェネレータ制御装置。
前記加速操作度合判定手段は、前記加速操作の度合がしきい値を超えたか否かの判定を、前記エンジンのスロットルポジションを検出するスロットルポジションセンサの出力に基づいて行うように構成されている請求項１又は２に記載のエンジン駆動車両用モータジェネレータ制御装置。
前記加速操作度合判定手段は、前記加速操作の度合がしきい値を超えたか否かの判定を、前記エンジンの吸気管内圧力を検出する吸気圧センサが各燃焼サイクルの設定されたタイミングで検出した吸気管内圧力と前回の燃焼サイクルの同じタイミングで検出された吸気管内圧力との差に基づいて行うように構成されている請求項１又は２に記載のエンジン駆動車両用モータジェネレータ制御装置。