JP2016109035A - 制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】内燃機関を始動するためにベルト伝動システムのモータを力行作動させるとき、モータが最大モータトルクを出力することができる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、プーリ移動部、スタータ制御部および回転抑制部を有する。プーリ移動部は、エンジン１１の始動要求に先立ち、テンショナプーリ４２が所定位置に位置するようモータ１３を力行作動させる（Ｓ５）。スタータ制御部は、エンジン１１を始動するときクランク軸３１が回転するようモータ１３を力行作動させる（Ｓ７）。回転抑制部は、スタータ制御部によるモータ１３の力行作動開始時点から所定時間経過するまでの間にモータ回転数が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘに対応する回転数Ｎｍ−ｔｍｍａｘを超えないようモータ軸１６の回転を抑制する（Ｓ３）。【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
従来、内燃機関の駆動軸とモータと補機との間でベルトを用いて動力を伝達するベルト伝動システムが知られている。特許文献１には、２つのテンショナを用いてベルトの張力を調整するベルト伝動システムが開示されている。モータは、内燃機関を始動するとき力行作動して駆動軸を回転駆動するスタータ機能と、回生作動して発電する発電機能とを併せ持っている。また、近年では、モータを力行作動させて内燃機関の駆動を補助するアシスト機能にも注目が集まっている。
特開２００１−５９５５５号公報
ところで、ベルト伝動システムに用いられるモータは、回転数が比較的低いとき出力トルクが最大となるトルク特性を持っているものが多い。そのため、内燃機関を始動するためにベルト伝動システムのモータを力行作動させるとき、内燃機関の駆動軸にトルクが伝達され始める前の段階でベルトの伸びやテンショナの揺動に起因してモータの回転数が比較的高くなってしまうと、モータが最大トルクを出力することができなくなるおそれがある。また、駆動軸にトルクが伝達され始めるとき、モータ軸がスムーズに回転し過ぎてモータの回転数が速く上昇してしまうと、モータが最大トルクを出力することができなくなるおそれがある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関を始動するためにベルト伝動システムのモータを力行作動させるとき、モータが最大モータトルクを出力することができる制御装置を提供することにある。
本発明は、内燃機関の駆動軸に取り付けられている駆動軸プーリと、電子制御可能なモータと、モータのモータ軸に取り付けられているモータ軸プーリと、少なくともモータ軸プーリと駆動軸プーリとに掛け回されているベルトと、ベルトの回転方向において駆動軸プーリからモータ軸プーリまでの間でベルトに当接し、かつ、ベルトに接近および離間する方向へ移動可能な第１テンショナプーリを有する第１テンショナと、を備える内燃機関を制御する制御装置である。制御装置は、プーリ移動手段、スタータ制御手段および回転抑制手段を有する。
内燃機関およびモータが共に作動停止しているときの第１テンショナプーリの位置を基準位置とすると、プーリ移動手段は、内燃機関の始動要求に先立ち、第１テンショナプーリの移動可能範囲のうち基準位置に対してベルトから離間する方向にある所定位置に第１テンショナプーリが位置するようモータを力行作動させる。スタータ制御手段は、内燃機関を始動するとき駆動軸が回転するようモータを力行作動させる。モータの回転数をモータ回転数とし、モータが出力可能なトルクの最大値を最大モータトルクとすると、回転抑制手段は、スタータ制御手段によるモータの力行作動開始時点から所定時間経過するまでの間にモータ回転数が最大モータトルクに対応する回転数を超えないようモータ軸の回転を抑制する。
このように構成することで、内燃機関を始動するためにモータを力行作動し始めるときのベルトの伸びやテンショナの揺動が抑制される。また、駆動軸にトルクが伝達され始めるときのモータ軸のスムーズな回転が抑制される。そのため、モータトルクが最大モータトルクに到達する前にモータ回転数が最大モータトルクに対応する回転数を超えて上昇することを抑制可能である。したがって、内燃機関を始動するためにベルト伝動システムのモータを力行作動させるとき、モータが最大モータトルクを出力することができる。
本発明の第１実施形態による制御装置が制御するエンジンを示す図である。 図１のエンジンが設けられた車両のドライブトレーンの一部を示す図である。 図１の制御装置により実行される処理を説明するフローチャートである。 図１のモータのトルク特性図である。 本発明の第２実施形態による制御装置により実行される処理を説明するフローチャートである。 本発明の第３実施形態による制御装置により実行される処理を説明するフローチャートである。 本発明の第４実施形態による制御装置により実行される処理を説明するフローチャートである。 本発明の第５実施形態による制御装置により実行される処理を説明するフローチャートである。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による制御装置は、図１に示す内燃機関としてのエンジンに用いられる。エンジン１１は、駆動軸としてのクランク軸３１と、モータ１３と、補機１４、１５との間でベルト伝動により動力伝達を行うベルト伝動システム１２を備えている。
（ベルト伝動システム）
先ず、ベルト伝動システム１２の構成について図１および図２を参照して説明する。
図１に示すように、ベルト伝動システム１２は、駆動軸プーリ２１、補機プーリ２２、２３、モータ１３、モータ軸プーリ２５、ベルト２６、アイドラプーリ２７、第１テンショナ２９および第２テンショナ２８を備えている。
駆動軸プーリ２１は、クランク軸３１に固定されており、クランク軸３１と一体に回転可能である。図２に示すように、クランク軸３１はクラッチ装置１７に連結されている。クラッチ装置１７は、クランク軸３１と変速機１８との接続および遮断を切り替え可能である。変速機１８は、特許請求の範囲に記載の「駆動対象」に相当するものであって、車両のドライブトレーンの一部を構成しており、図示しないドライブシャフト等を介して車両の駆動輪に連結される。
図１に示すように、補機プーリ２２は、補機１４の入力軸３２に固定されており、入力軸３２と一体に回転可能である。本実施形態では補機１４はウォーターポンプである。
補機プーリ２３は、補機１５の入力軸３３に固定されており、入力軸３３と一体に回転可能である。本実施形態では補機１５は空調用コンプレッサである。
モータ１３は、力行作動および回生作動が可能なモータジェネレータである。モータ１３は、エンジン１１を始動するとき力行作動してクランク軸３１を回転駆動するスタータ機能、力行作動してエンジン１１の駆動を補助するアシスト機能、および、回生作動して発電する発電機能を併せ持っている。
モータ軸プーリ２５は、モータ１３のモータ軸１６に固定されており、モータ軸１６と一体に回転可能である。
ベルト２６は、環状であり、駆動軸プーリ２１、モータ軸プーリ２５および補機プーリ２２、２３に掛け回されている。各プーリの回転は、ベルト２６を介して他のプーリに伝達される。本実施形態では、ベルト２６の回転方向において駆動軸プーリ２１、補機プーリ２２、モータ１３および補機プーリ２３がその順で設けられている。ベルト２６は、ゴム製であり、外力が作用すると弾性変形して伸縮する。
アイドラプーリ２７は、駆動軸プーリ２１と補機プーリ２２との間に設けられている。
第１テンショナ２９は、ベルト２６の回転方向において駆動軸プーリ２１からモータ軸プーリ２５までの間でベルト２６の張力を調整可能である。本実施形態では、第１テンショナ２９は、補機プーリ２２とモータ軸プーリ２５との間に設けられており、ベース３４、アーム４１、テンショナプーリ４２および付勢部材３７を有する。ベース３４は、モータ１３のハウジングに固定されている。アーム４１は、基端部４３がベース３４にモータ軸１６まわりに回転可能に支持されている。テンショナプーリ４２は、補機プーリ２２とモータ軸プーリ２５との間でベルト２６に当接しているアイドラプーリであって、アーム４１の先端部４４に回転可能に支持されており、ベルト２６に接近および離間する方向へ移動可能である。付勢部材３７は、アーム４１の先端部４４と後述のアーム３５の先端部３９との間に設けられているばねであり、テンショナプーリ４２をベルト２６に押し付けて当該ベルト２６の張力が増すようアーム４１を付勢している。
第２テンショナ２８は、ベルト２６の回転方向においてモータ軸プーリ２５から駆動軸プーリ２１までの間でベルト２６の張力を調整可能である。本実施形態では、第２テンショナ２８は、モータ軸プーリ２５と補機プーリ２３との間に設けられており、ベース３４、アーム３５、テンショナプーリ３６および付勢部材３７を有する。アーム３５は、基端部３８がベース３４にモータ軸１６まわりに回転可能に支持されている。テンショナプーリ３６は、モータ軸プーリ２５と補機プーリ２３との間でベルト２６に当接しているアイドラプーリであって、アーム３５の先端部３９に回転可能に支持されており、ベルト２６に接近および離間する方向へ移動可能である。付勢部材３７は、テンショナプーリ３６をベルト２６に押し付けて当該ベルト２６の張力が増すようアーム３５を付勢している。
以上のように構成されたベルト伝動システム１２は、モータ１３のスタータ機能およびアシスト機能を発揮するとき、モータ１３の力行作動によるモータ軸１６の出力トルク（モータトルク）をモータ軸プーリ２５およびベルト２６を介して駆動軸プーリ２１に伝達して、クランク軸３１を回転駆動する。
また、ベルト伝動システム１２は、モータ１３の発電機能を発揮するとき、クランク軸３１の出力トルク（エンジントルク）を駆動軸プーリ２１およびベルト２６を介してモータ軸プーリ２５に伝達して、モータ軸１６を回転駆動する。
ベルト伝動システム１２が備える電子制御機器すなわちモータ１３は、制御装置５１に制御される。制御装置５１は、モータ１３を制御してベルト伝動システム１２の作動状態を制御する。
（制御装置）
次に、制御装置５１について図１〜図４を参照して説明する。
図１に示す制御装置５１は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、車両に設けられる各種電子制御機器および各種センサと電気的に接続される。
図１、図２に示すように、上記各種電子制御機器には、モータ１３、クラッチ装置１７、スロットル弁５２、バルブタイミング調整装置５３、５４、図示しない燃料噴射装置および点火装置などが含まれる。クラッチ装置１７、スロットル弁５２およびバルブタイミング調整装置５３、５４は、エンジン１１の作動停止中であっても作動可能である。例えば、クラッチ装置１７およびバルブタイミング調整装置５３、５４は、電動オイルポンプ５５が吐出して油圧回路５６が調圧した作動油が供給されて作動する。
上記各種センサには、ブレーキペダルの操作量を検出可能なブレーキペダルセンサ６１、アクセルペダルの操作量を検出可能なアクセルペダルセンサ６２、クランク角センサ６３、カム角センサ６４および車速センサ６５などが含まれる。
制御装置５１は、各種センサの検出信号に基づき所定の処理を実行して各種電子制御機器を制御する。
ところで、モータ１３は、モータ回転数が比較的低いときモータトルクが最大となるトルク特性を持っている。そのため、エンジン１１を始動するためにモータ１３を力行作動させるとき、クランク軸３１にトルクが伝達され始める前の段階でベルト２６の伸びやテンショナ２８、２９の揺動に起因してモータ回転数が比較的高くなってしまうと、モータが最大トルクを出力することができなくなるおそれがある。また、クランク軸３１にモータトルクが伝達され始めるときモータ軸１６がスムーズに回転し過ぎてモータ回転数が速く上昇してしまうことによっても、モータが最大トルクを出力することができなくなるおそれがある。具体的には、図４に示すように横軸がモータ回転数Ｎｍを表し縦軸がモータトルクＴｍを表す直交座標系にてモータ１３が出力可能なトルクの最大値をモータ回転数Ｎｍごとにプロットしたトルク特性曲線を含むトルク特性図において、モータ回転数Ｎｍが０からＮｍ１まで速く上昇して動作点がａからｂまで移動すると、動作点ｂにて出力可能なモータトルクＴｍは最大モータトルクＴｍ−ｍａｘに満たないモータトルクＴｍ１までであり、最大モータトルクＴｍ−ｍａｘを出力することができない。
そこで、本実施形態では、制御装置５１は、図３に示す処理を実行することによって、図４においてモータ回転数Ｎｍが最大モータトルクＴｍ−ｍａｘに対応する回転数Ｎｍ−ｔｍｍａｘを超えないようにして動作点をａからｃまで移動させ、モータ１３が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘを出力することができるようにする。以下に示す一連のステップの処理は、制御装置５１が起動されている間に繰り返し実行される。
図３の処理の実行が開始されると、先ずステップＳ１では、エンジン１１が作動中か否かが判定される。ステップＳ１の判定が肯定された場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２に移行する。一方、ステップＳ１の判定が否定された場合（Ｓ１：Ｎｏ）、処理はステップＳ４に移行する。
ステップＳ２では、エンジン１１の作動停止要求があるか否かが判定される。本実施形態では、例えばアクセルＯＦＦで惰性走行しているときなどにフューエルカットを実施する場合、および、車両が走行停止しておりブレーキの操作量が最大操作量近傍であるときにアイドリングストップを実施する場合などにエンジン１１の作動停止が要求される。ステップＳ２の判定が肯定された場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３に移行する。一方、ステップＳ２の判定が否定された場合（Ｓ２：Ｎｏ）、処理は図３のルーチンを抜ける。
ステップＳ３では、エンジン１１の作動停止制御が実施される。本実施形態では、エンジン１１が作動停止するとき、少なくとも１つの気筒の吸気弁および排気弁が閉じた状態で当該気筒のピストンが下死点から上死点に向かって移動している最中にクランク軸３１の回転が止まるようモータ１３が制御される。これにより、上記気筒内の圧縮空気をさらに圧縮しようとするときピストンに作用する反力によってクランク軸３１の回転抵抗が増大し、次回のエンジン１１の始動時にモータ１３の力行作動開始時点から所定時間経過するまでの間にモータ回転数が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘに対応する回転数Ｎｍ−ｔｍｍａｘを超えないようモータ軸１６の回転が抑制される。所定時間は、例えば、エンジン回転数が０から始動可能最低回転数に到達するまでにかかる時間である。始動可能最低回転数とは、エンジン１１が始動可能なエンジン回転数の最低値である。ステップＳ３のあと、処理はステップＳ４に移行する。
ステップＳ４では、エンジン１１の始動要求に先立ちテンショナプーリ４２を所定位置に移動させるタイミング、すなわち所定位置移動タイミングであるか否かが判定される。エンジン１１およびモータ１３が共に作動停止しているときのテンショナプーリ４２の位置を基準位置とすると、所定位置は、テンショナプーリ４２の移動可能範囲のうち基準位置に対してベルト２６から離間する方向にある。本実施形態では、所定位置は、テンショナプーリ４２の移動可能範囲のうちベルト２６から離間する方向の端部である。そして、本実施形態では、フューエルカット実施中であれば、例えばエンジン回転数が始動可能最低回転数を下回ったときに所定位置移動タイミングであると判定される。また、ブレーキペダルの操作量Ｂが０からＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５（最大操作量）と順に増加する場合、アイドリングストップ実施中であれば、例えば操作量Ｂが「Ｂ３≦Ｂ≦Ｂ４」の関係を満たす値になったときに所定位置移動タイミングであると判定される。ステップＳ４の判定が肯定された場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５に移行する。一方、ステップＳ４の判定が否定された場合（Ｓ４：Ｎｏ）、処理はステップＳ６に移行する。
ステップＳ５では、エンジン１１の始動要求に先立ちテンショナプーリ４２が所定位置に移動するようモータ１３が力行作動させられる。このとき、モータ１３は、テンショナプーリ４２を移動させることは可能であるが駆動軸プーリ２１を回転させることはできない程度のトルクを出力する。ステップＳ５のあと、処理はステップＳ６に移行する。
ステップＳ６では、エンジン１１の始動要求があるか否かが判定される。本実施形態では、アイドリングストップ実施中であれば、例えばブレーキの操作量Ｂが「Ｂ１≦Ｂ≦Ｂ２」の関係を満たす値になったときにエンジン１１の始動要求が出力される。ステップＳ６の判定が肯定された場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ７に移行する。一方、ステップＳ６の判定が否定された場合（Ｓ６：Ｎｏ）、処理は図３のルーチンを抜ける。
ステップＳ７では、エンジン１１の始動制御が実施される。例えば、フューエルカット実施中であってエンジン回転数が始動可能最低回転数以上である場合には、モータ１３が用いられることなく燃料噴射装置および点火装置が用いられてエンジン１１が始動させられる。一方、フューエルカット実施中であってエンジン回転数が始動可能最低回転数を下回る場合、および、アイドリングストップ実施中である場合には、先ずクランク軸３１が回転するようモータ１３が力行作動させられ、続いてエンジン回転数が始動可能最低回転数以上となったときに燃料噴射装置および点火装置が用いられてエンジン１１が始動させられる。ステップＳ７のあと、処理は図３のルーチンを抜ける。
制御装置５１は、ステップＳ３に対応する回転抑制部７１と、ステップＳ５に対応するプーリ移動部７２と、ステップＳ７に対応するスタータ制御部７３とを有する。上記各部は、ＲＯＭ等に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理で実現されてもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理で実現されてもよい。
回転抑制部７１は、特許請求の範囲に記載の「回転抑制手段」に相当する。プーリ移動部７２は、特許請求の範囲に記載の「プーリ移動手段」に相当する。スタータ制御部７３は、特許請求の範囲に記載の「スタータ制御手段」に相当する。
（効果）
以上説明したように、本実施形態では、制御装置５１は、プーリ移動部７２、スタータ制御部７３および回転抑制部７１を有する。プーリ移動部７２は、エンジン１１の始動要求に先立ち、テンショナプーリ４２が所定位置に位置するようモータ１３を力行作動させる。スタータ制御部７３は、エンジン１１を始動するときクランク軸３１が回転するようモータ１３を力行作動させる。回転抑制部７１は、スタータ制御部７３によるモータ１３の力行作動開始時点から所定時間経過するまでの間にモータ回転数が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘに対応する回転数Ｎｍ−ｔｍｍａｘを超えないようモータ軸１６の回転を抑制する。
このように構成することで、エンジン１１を始動するためにモータ１３を力行作動し始めるときのベルト２６の伸びやテンショナ２８、２９の揺動が抑制される。また、クランク軸３１にモータトルクが伝達され始めるときのモータ軸１６のスムーズな回転が抑制される。そのため、モータトルクが最大モータトルクＴｍ−ｍａｘに到達する前にモータ回転数が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘに対応する回転数Ｎｍ−ｔｍｍａｘを超えて上昇することを抑制可能である。したがって、エンジン１１を始動するためにモータ１３を力行作動させるとき、エンジン回転数が０から始動可能最低回転数に到達するまでの間、モータ１３が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘを出力することができる。
また、第１実施形態では、制御装置５１の回転抑制部７１は、少なくともスタータ制御部７３によるモータ１３の力行作動開始時点におけるクランク軸３１の回転抵抗を増大させて、モータ軸１６の回転を抑制する。これにより、スタータ制御部７３によるモータ１３の力行作動開始時点から所定時間経過するまでの間にモータ回転数が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘに対応する回転数Ｎｍ−ｔｍｍａｘを超えないようにすることができる。
また、第１実施形態では、制御装置５１の回転抑制部７１は、エンジン１１が作動停止するとき、少なくとも１つの気筒の吸気弁および排気弁が閉じた状態で当該気筒のピストンが下死点から上死点に向かって移動している最中にクランク軸３１の回転が止まるようモータ１３を制御する。これにより、スタータ制御部７３によるモータ１３の力行作動開始時点におけるクランク軸３１の回転抵抗を増大させることができる。
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態では、図５に示すように、ステップＳ２の判定が肯定されたあとのステップＳ１１にて、エンジン作動停止制御においてエンジン１１が作動停止するとき、少なくとも１つの気筒の排気弁が閉じた状態、当該気筒の吸気弁が開いた状態、かつ、スロットル弁５２が開いた状態で当該気筒のピストンが下死点から上死点に向かって移動している最中にクランク軸３１の回転が止まるようモータ１３が制御される。ステップＳ１１のあと、処理はステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２では、エンジン１１が作動停止してから所定の待ち時間経過したか否かが判定される。ステップＳ１２の判定が肯定された場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１３に移行する。一方、ステップＳ１２の判定が否定される間（Ｓ１２：Ｎｏ）、処理はステップ１２を繰り返す。
ステップＳ１３では、スロットル弁５２が閉じられる。これにより、上記気筒内および吸気通路内の一部の空気を圧縮しようとするときピストンに作用する反力によってクランク軸３１の回転抵抗が増大し、次回のエンジン１１の始動時にモータ１３の力行作動開始時点から所定時間経過するまでの間にモータ回転数が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘに対応する回転数Ｎｍ−ｔｍｍａｘを超えないようモータ軸１６の回転が抑制される。ステップＳ１３のあと、処理はステップＳ４に移行する。
このように、制御装置５１は、ステップＳ１１〜Ｓ１３に対応する回転抑制部７１を有するように構成されてもよい。第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、エンジン１１を始動するためにモータ１３を力行作動させるとき、モータ１３が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘを出力することができる。
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態では、図６に示すように、ステップＳ２の判定が肯定されたあとのステップＳ２１にて、エンジン作動停止制御においてエンジン１１が作動停止するとき、少なくとも１つの気筒の吸気弁のバルブリフト量が最小リフト量から最大リフト量に向かって増加し始めるときクランク軸３１の回転が止まるようモータ１２が制御される。これにより、上記吸気弁に対応するカムのカムノーズ部がバルブエンドを乗り越えようとするときカムシャフトに作用する反力によってクランク軸３１の回転抵抗が増大し、次回のエンジン１１の始動時にモータ１３の力行作動開始時点から所定時間経過するまでの間にモータ回転数が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘに対応する回転数Ｎｍ−ｔｍｍａｘを超えないようモータ軸１６の回転が抑制される。ステップＳ２１のあと、処理はステップＳ４に移行する。
このように、制御装置５１は、ステップＳ２１に対応する回転抑制部７１を有するように構成されてもよい。第３実施形態によれば、第１実施形態と同様に、エンジン１１を始動するためにモータ１３を力行作動させるとき、モータ１３が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘを出力することができる。
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態では、図７に示すように、ステップＳ２の判定が肯定されたあとのステップＳ３１にて、エンジン作動停止制御においてエンジン１１が作動停止するとき、少なくとも１つの気筒の排気弁が閉じた状態、かつ、当該気筒の吸気弁が開いた状態で当該気筒のピストンが下死点から上死点に向かって移動している最中にクランク軸３１の回転が止まるようモータ１３が制御される。ステップＳ３１のあと、処理はステップＳ３２に移行する。
ステップＳ３２では、エンジン１１が作動停止してから所定の待ち時間経過したか否かが判定される。ステップＳ３２の判定が肯定された場合（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３３に移行する。一方、ステップＳ３２の判定が否定される間（Ｓ３２：Ｎｏ）、処理はステップ３２を繰り返す。
ステップＳ３３では、バルブタイミング調整装置５３が遅角作動させられて吸気弁が閉じられる。これにより、上記吸気弁に対応するカムのカムノーズ部がバルブエンドを乗り越えようとするときカムシャフトに作用する反力、および、上記気筒内の空気を圧縮しようとするときピストンに作用する反力によってクランク軸３１の回転抵抗が増大し、次回のエンジン１１の始動時にモータ１３の力行作動開始時点から所定時間経過するまでの間にモータ回転数が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘに対応する回転数Ｎｍ−ｔｍｍａｘを超えないようモータ軸１６の回転が抑制される。ステップＳ３３のあと、処理はステップＳ４に移行する。
このように、制御装置５１は、ステップＳ３１〜Ｓ３３に対応する回転抑制部７１を有するように構成されてもよい。第４実施形態によれば、第１実施形態と同様に、エンジン１１を始動するためにモータ１３を力行作動させるとき、モータ１３が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘを出力することができる。
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態では、図８に示すように、ステップＳ２の判定が肯定されたあとのステップＳ４１にて、エンジン１１の作動停止制御が実施される。ステップＳ４１のあと、処理はステップＳ４に移行する。
ステップＳ５のあとのステップＳ４２では、クランク軸３１と変速機１８とが接続されるようクラッチ装置１７が制御される。これにより、変速機１８の回転体の重量分だけクランク軸３１の回転抵抗が増大し、次回のエンジン１１の始動時にモータ１３の力行作動開始時点から所定時間経過するまでの間にモータ回転数が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘに対応する回転数Ｎｍ−ｔｍｍａｘを超えないようモータ軸１６の回転が抑制される。ステップＳ４２のあと、処理はステップＳ６に移行する。
このように、制御装置５１は、ステップＳ４２に対応する回転抑制部７１を有するように構成されてもよい。第５実施形態によれば、第１実施形態と同様に、エンジン１１を始動するためにモータ１３を力行作動させるとき、モータ１３が最大モータトルクＴｍ−ｍａｘを出力することができる。
［他の実施形態］
本発明の他の実施形態では、所定位置は、テンショナプーリの移動可能範囲のうち、基準位置と当該基準位置に対してベルトから離間する方向の端部との間の位置であってもよい。
本発明の他の実施形態では、テンショナプーリの位置を所定位置で保持する保持機構を設けてもよい。保持機構でテンショナプーリの位置を所定位置で保持している間、モータの作動を停止することによって電力消費量の低減を図ることができる。
本発明の他の実施形態では、アイドリング実施中であれば、エンジンが作動停止してから所定のプーリ移動待機時間が経過したとき所定位置移動タイミングであると判定されてもよい。また、所定位置移動タイミングは、ブレーキペダルの操作量に限らず、例えばブレーキ圧、過去にエンジンが作動停止してから始動要求が出力されるまでの時間を学習した情報、車間距離に関する情報、または、渋滞および信号機等に関する交通情報、などに基づき判定されてもよい。
本発明の他の実施形態では、エンジンが作動停止してから始動要求が出力されるまでの間、テンショナプーリの位置を所定位置に移動させるためにモータの作動および停止を繰り返してもよい。この形態によると、モータを作動し続ける形態と比べて電力消費量の低減を図ることができる。
第３実施形態では、吸気弁のバルブリフト量が最小リフト量から最大リフト量に向かって増加し始めるときクランク軸３１の回転が止まるようモータ１２が制御されていた。これに対して、本発明の他の実施形態では、吸気弁のバルブリフト量が最小リフト量から最大リフト量に向かって増加している最中にクランク軸の回転が止まるようモータが制御されてもよい。この形態であっても、カムのカムノーズ部がバルブエンドを乗り越えようとするときカムシャフトに作用する反力によってクランク軸の回転抵抗が増大する。
本発明の他の実施形態では、制御装置は、第２テンショナを備えていないベルト伝動システムに用いられてもよい。
本発明の他の実施形態では、第１テンショナおよび第２テンショナは、振り子式に限らず、他の形式のテンショナであってもよい。
第１実施形態および第２実施形態では、第１テンショナおよび第２テンショナは、共通の付勢部材を有していた。これに対して、本発明の他の実施形態では、第１テンショナの付勢部材および第２テンショナの付勢部材が個別に設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、第１テンショナは、駆動軸プーリと補機プーリとの間に設けられてもよい。要するに、ベルトの回転方向においてモータ軸プーリから駆動軸プーリまでの間でベルトの張力を調整可能なよう設けられればよい。
本発明の他の実施形態では、第２テンショナは、駆動軸プーリと補機プーリとの間に設けられてもよい。要するに、ベルトの回転方向において駆動軸プーリからモータ軸プーリまでの間でベルトの張力を調整可能なよう設けられればよい。
第１実施形態では、制御装置５１は、モータ１３だけでなくエンジンの他の電子制御機器も制御するよう構成されていた。これに対して、本発明の他の実施形態では、モータを制御する制御装置とエンジンの他の電子制御機器を制御する制御装置とを分けて構成してもよい。
本発明の他の実施形態では、ベルトは、ゴム製に限らず、例えば金属製等であってもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
１１・・・ベルト伝動システム １２・・・エンジン（内燃機関）
１３・・・モータ １６・・・モータ軸
２１・・・駆動軸プーリ ２５・・・モータ軸プーリ
２６・・・ベルト ２９・・・第１テンショナ
３１・・・クランク軸（駆動軸） ５１・・・制御装置
７１・・・回転抑制部（回転抑制手段）
７２・・・プーリ移動部（プーリ移動手段）
７３・・・スタータ制御部（スタータ制御手段）

Claims (7)

  1. 内燃機関（１１）の駆動軸（３１）に取り付けられている駆動軸プーリ（２１）と、電子制御可能なモータ（１３）と、前記モータのモータ軸（１６）に取り付けられているモータ軸プーリ（２５）と、少なくとも前記駆動軸プーリと前記モータ軸プーリとに掛け回されているベルト（２６）と、前記ベルトの回転方向において前記駆動軸プーリから前記モータ軸プーリまでの間で前記ベルトに当接し、かつ、当該ベルトに接近および離間する方向へ移動可能な第１テンショナプーリを有する第１テンショナ（２９）と、を備える前記内燃機関を制御する制御装置（５１）であって、
    前記モータの回転数をモータ回転数とし、前記モータが出力可能なトルクの最大値を最大モータトルクとし、前記内燃機関および前記モータが共に作動停止しているときの前記第１テンショナプーリの位置を基準位置とすると、
    前記内燃機関の始動要求に先立ち、前記第１テンショナプーリの移動可能範囲のうち前記基準位置に対して前記ベルトから離間する方向にある所定位置に前記第１テンショナプーリが位置するよう前記モータを力行作動させるプーリ移動手段（７２）と、
    前記内燃機関を始動するとき前記駆動軸が回転するよう前記モータを力行作動させるスタータ制御手段（７３）と、
    前記スタータ制御手段による前記モータの力行作動開始時点から所定時間経過するまでの間にモータ回転数が前記最大モータトルクに対応する回転数を超えないよう前記モータ軸の回転を抑制する回転抑制手段（７１）と、
    を備えることを特徴とする制御装置。
  2. 前記回転抑制手段は、少なくとも前記スタータ制御手段による前記モータの力行作動開始時点における前記駆動軸の回転抵抗を増大させて、前記モータ軸の回転を抑制することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記回転抑制手段は、前記内燃機関が作動停止するとき、少なくとも１つの気筒の吸気弁および排気弁が閉じた状態で当該気筒のピストンが下死点から上死点に向かって移動している最中に前記駆動軸の回転が止まるよう前記モータを制御することによって、前記駆動軸の回転抵抗を増大させることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
  4. 前記内燃機関は、気筒内に空気を導く吸気通路を開閉可能なスロットル弁を備え、
    前記回転抑制手段は、前記内燃機関が作動停止するとき、少なくとも１つの気筒の排気弁が閉じた状態、当該気筒の吸気弁が開いた状態、かつ、前記スロットル弁が開いた状態で当該気筒のピストンが下死点から上死点に向かって移動している最中に前記駆動軸の回転が止まるよう前記モータを制御し、前記内燃機関が作動停止してから所定の待ち時間経過後に前記スロットル弁を閉じることによって、前記駆動軸の回転抵抗を増大させることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
  5. 前記回転抑制手段は、前記内燃機関が作動停止するとき、少なくとも１つの気筒の吸気弁のバルブリフト量が最小リフト量から最大リフト量に向かって増加し始めるとき、または、当該気筒のバルブリフト量が最小リフト量から最大リフト量に向かって増加している最中に前記駆動軸の回転が止まるよう前記モータを制御することによって、前記駆動軸の回転抵抗を増大させることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
  6. 前記内燃機関は、気筒の吸気弁のバルブタイミングを調整可能なバルブタイミング調整装置を備え、
    前記回転抑制手段は、前記内燃機関が作動停止するとき、少なくとも１つの気筒の排気弁が閉じた状態、かつ、当該気筒の吸気弁が開いた状態で当該気筒のピストンが下死点から上死点に向かって移動している最中に前記駆動軸の回転が止まるよう前記モータを制御し、前記内燃機関が作動停止してから所定の待ち時間経過後に前記バルブタイミング調整装置を遅角作動させて前記吸気弁を閉じることによって、前記駆動軸の回転抵抗を増大させることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
  7. 前記内燃機関に加えて、前記駆動軸と当該駆動軸により駆動される駆動対象との接続および遮断を切り替え可能なクラッチ装置を制御する前記制御装置であって、
    前記回転抑制手段は、前記駆動軸と前記駆動対象とが接続されるよう前記クラッチ装置を制御することによって、前記駆動軸の回転抵抗を増大させることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の制御装置。
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