JP2018048611A - ディーゼルエンジンの制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジンの運転中、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止するディーゼルエンジンにおいて、自動停止時におけるエンジンの振動を抑制しつつ燃費の更なる改善を図る。【解決手段】制御装置は、吸気通路に配置されたスロットル弁と、筒内に燃料を供給する燃料噴射弁と、を有するディーゼルエンジンと、ディーゼルエンジンの駆動を補助する電動駆動機と、を備え、エンジンの運転中、エンジンを自動で停止させるための第１条件が成立した場合にエンジンを自動停止する。この際、制御装置は、第１条件の成立に先行して成立する第２条件の成立を受けて前記スロットル弁を閉じ側に操作し、その後の第１条件の成立を受けて燃料噴射弁による燃料の供給を停止するように構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの制御装置に関する。
従来、例えば特開２００９−１５６０９１号公報には、内燃機関の停止時に内燃機関の振動を抑制するための技術が開示されている。この技術では、エンジンの停止条件が成立した時に、スロットル弁及びＥＧＲ弁を全閉した後、吸気通路の圧力が所定値未満になった場合に、燃焼室への燃料の供給が停止される。これにより、燃料の供給が停止された時に吸気の圧縮や膨張に伴うトルク変動が生じることが抑制されるので、内燃機関の振動が抑制される。
特開２００９−１５６０９１号公報 特開２００３−３１４３２１号公報 特開２０１０−１２０４７２号公報
しかしながら、上記従来の技術では、エンジンの停止条件が成立してからスロットル弁が全閉にされるので、エンジンの停止条件が成立してから燃焼室への燃料の供給が実際に停止されるまでの期間が長期化してしまう。このため、上記従来の技術は、燃費の向上の観点において、未だ改善の余地が残されたものであった。
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、エンジンの運転中、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止するディーゼルエンジンにおいて、自動停止時におけるエンジンの振動を抑制しつつ、燃費の更なる改善を図ることのできるディーゼルエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
第１の発明は、上記の目的を達成するため、
吸気通路に配置されたスロットル弁と、筒内に燃料を供給する燃料噴射弁と、を有するディーゼルエンジンと、前記エンジンの駆動を補助する電動駆動機と、を備え、前記エンジンの運転中、前記エンジンを自動で停止させるための第１条件が成立した場合に前記エンジンを自動停止するディーゼルエンジンの制御装置において、
前記制御装置は、前記第１条件の成立に先行して成立する第２条件の成立を受けて前記スロットル弁を閉じ側に操作し、その後の前記第１条件の成立を受けて前記燃料噴射弁による燃料の供給を停止するように構成されていることを特徴としている。
第２の発明は、第１の発明において、
前記第２条件は、所定時間の後に前記第１条件が成立すると判断される場合に成立する条件であることを特徴としている。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記所定時間は、スロットル弁を閉じ側に操作してから吸気管圧が所定の負圧となるまでに要する時間であることを特徴としている。
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記制御装置は、前記第２条件が成立した後前記第１条件が成立するまでの期間のトルクを前記電動駆動機により制御するように構成されていることを特徴としている。
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
前記制御装置は、前記第２条件が成立した後前記第１条件が成立するまでの期間に前記第２条件が非成立に転じた場合、前記スロットル弁を開側に操作するとともに吸気管圧が第１閾値となるまで電動駆動機を駆動するように構成されていることを特徴としている。
第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、
前記制御装置は、前記第２条件が成立した後前記第１条件が成立するまでの期間に吸気管圧が第２閾値より低くなった場合、前記燃料噴射弁による燃料の供給を停止し、前記電動駆動機を駆動して前記エンジンを所定回転速度に維持するように構成されていることを特徴としている。
第７の発明は、第６の発明において、
前記所定回転速度は、前記エンジンの運転中のアイドリング回転速度よりも低い値であることを特徴としている。
第１の発明によれば、第１条件の成立に先行して成立する第２条件の成立を受けてスロットル弁が閉じ側に操作される。これにより、第１条件の成立に先行して吸気管圧を下げることができるので、第１条件を受けて速やかに燃料の供給を停止することができる。これにより、ディーゼルエンジンの停止時の振動を抑制しつつ燃費の更なる改善を図ることが可能となる。
第２の発明によれば、第２条件は、第１条件が所定時間後に成立すると判断される場合に成立する条件とされる。これにより、第１条件が成立する時点よりも所定時間前の時点から吸気管圧を下げる動作を開始することができる。
第３の発明によれば、第１条件を受けて燃料の供給を停止するときに、吸気管圧を所定の負圧にしておくことができる。これにより、ディーゼルエンジンの停止時の振動を抑制しつつ燃費の更なる改善を図ることが可能となる。
第４の発明によれば、第２条件が成立した後第１条件が成立するまでの期間のトルクが電動駆動機によって制御される。これにより、第２条件の成立を受けてスロットル弁が閉じ側に操作されている期間のトルクを電動駆動機によって保障することができる。
第５の発明によれば、第２条件が成立した後第１条件が成立するまでの期間に第２条件が非成立に転じた場合に、スロットル弁を開側に操作するとともに吸気管圧が第１閾値となるまで電動駆動機が駆動される。これにより、低下した吸気管圧が回復するまでの期間のトルク不足を電動駆動機によって補うことが可能となる。
第６の発明によれば、第２条件が成立した後第１条件が成立するまでの期間に吸気管圧が第２閾値より低下した場合に、燃料の供給を停止するとともに電動駆動機によってエンジン回転速度が所定回転速度に維持される。これにより、安定した燃焼が困難となる吸気管圧であっても、第１条件が成立するまでの期間のエンジン回転速度を電動駆動機によって維持することが可能となる。
第７の発明によれば、電動駆動機による所定回転速度はエンジン運転中のアイドリング回転速度よりも低い値とされる。これにより、電動駆動機による消費電力を低減して燃費の向上に寄与することができる。
本発明の実施の形態１の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成を示す図である。 比較例としてのＳ＆Ｓ制御の動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態１のＳ＆Ｓ制御の動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態１のＳ＆Ｓ制御においてＳ＆Ｓプレ判断がＯＮからＯＦＦに転じた場合の動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態１のＥＣＵにより実行されるＳ＆Ｓ制御のためのルーチンの前半部を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１のＥＣＵにより実行されるＳ＆Ｓ制御のためのルーチンの後半部を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２のＳ＆Ｓ制御の動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態２のＥＣＵにより実行されるＳ＆Ｓ制御のためのルーチンを示すフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成を示す図である。本実施の形態に係る内燃機関は、ターボ過給機付きのディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」と称する）である。エンジンは動力源として車両に搭載される。エンジンの本体２には４つの気筒が直列に備えられ、気筒ごとに燃料噴射弁８が設けられている。エンジン本体２にはインテークマニホールド４とエキゾーストマニホールド６が取り付けられている。インテークマニホールド４にはエアクリーナ２０から取り込まれた新気が流れる吸気通路１０が接続されている。吸気通路１０にはターボ過給機のコンプレッサ１４が取り付けられている。吸気通路１０においてコンプレッサ１４の下流にはスロットル弁２４が設けられている。吸気通路１０においてコンプレッサ１４とスロットル弁２４との間にはインタークーラ２２が備えられている。エキゾーストマニホールド６にはエンジン本体２から出た排気ガスを大気中に放出するための排気通路１２が接続されている。排気通路１２にはターボ過給機のタービン１６が取り付けられている。排気通路１２においてタービン１６の下流には排気ガスを浄化するための触媒装置２６が設けられている。
本実施の形態に係るエンジンは、モータージェネレータ（以下「ＭＧ」とも称する）３０を備えている。ＭＧ３０は、エンジンのクランク軸にベルト３２を介して接続されている。ＭＧ３０は、ベルト３２を介して伝達されるクランク軸のトルクによって発電を行う発電機としての機能を有している。また、ＭＧ３０は、ベルト３２を介してクランク軸にトルクを伝える電動機としての機能も有している。なお、ＭＧ３０とクランク軸との間の動力伝達機構はベルト３２に限らず、ギアによる動力伝達や直結による動力伝達でもよい。
本実施の形態に係るエンジンシステムはＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０は、エンジンシステムの全体を総合制御する制御装置であって、本発明に係る制御装置はＥＣＵ５０の一つの機能として具現化されている。
ＥＣＵ５０は、エンジンシステムが備えるセンサの信号を取り込み処理する。センサはエンジンシステムの各所に取り付けられている。エアクリーナ２０の下流の吸気通路１０には、実新気量を検出するためのエアフローメータ５２が取り付けられている。また、スロットル弁２４の下流の吸気通路１０には、吸気管圧を検出するための吸気管圧センサ５４が取り付けられている。さらに、クランク軸の回転速度を検出する回転速度センサ５６や、アクセルペダルの踏込量に応じた信号を出力するアクセルポジションセンサ５８なども取り付けられている。ＥＣＵ５０は、取り込んだ各センサの信号を処理して所定の制御プログラムにしたがって各アクチュエータを操作する。ＥＣＵ５０によって操作されるアクチュエータには、燃料噴射弁８、スロットル弁２４などが含まれている。なお、ＥＣＵ５０に接続されるアクチュエータやセンサは図中に示す以外にも多数存在するが、本明細書においてはその説明は省略する。
［実施の形態１の動作］
ＥＣＵ５０により実行されるエンジン制御にはＳ＆Ｓ（Stop & Start）制御が含まれる。本実施の形態のＳ＆Ｓ制御は、エンジンを自動で停止するための停止要求を受けて、燃料カット（以下、「Ｆ／Ｃ」とも称する）によりエンジンへの燃料の供給を停止し、その後の所定の始動要求を受けて再始動を行う制御である。なお、ここでの停止要求は、エンジンを自動で停止するための自動停止条件として、例えばアクセルの踏込量がゼロであること、ブレーキペダルが踏み込まれていること、及び車速がゼロであること等の条件が全て成立したときに出されるものである。なお、自動停止条件は上述した条件に限らず、例えばエンジン水温、ＡＴ（Automatic Transmission）の油温、エンジン回転速度、ブレーキ油圧、ブレーキ負圧等の車両の状態や、エアコン等の補機類の状態等を条件に加えてもよい。
ここで、ディーゼルエンジンのＳ＆Ｓ制御には、振動及び騒音の課題がある。すなわち、ディーゼルエンジンはアイドリング中の吸気管圧及び圧縮比が高いため、Ｓ＆Ｓ制御によって燃料の供給を停止してから実際にエンジンが停止するまでの間に大きな振動や騒音が発生してしまう。このため、ディーゼルエンジンのＳ＆Ｓ制御では、自動停止条件が成立した場合に吸気管圧を低下させた後、Ｆ／Ｃを行う技術が従来から知られている。実施の形態１のＳ＆Ｓ制御を説明するにあたり、先ず従来のＳ＆Ｓの動作を比較例として説明する。
図２は、比較例としてのＳ＆Ｓ制御の動作を示すタイムチャートである。なお、図２において１段目のチャートは車両の車速の時間変化を、２段目のチャートはエンジン回転速度の時間変化を、３段目のチャートはスロットル弁の閉度の時間変化を、４段目のチャートは吸気管圧の時間変化を、５段目のチャートはＦ／Ｃフラグの時間変化を、そして６段目のチャートは燃料供給量の時間変化を、それぞれ示している。
この図に示すＳ＆Ｓ制御の比較例では、車速がゼロとなり自動停止条件が成立する時点ｔ１においてスロットル弁が全閉まで閉じられる。これにより、吸気管圧は時間とともに低下する。そして、その後の時点ｔ２では、Ｆ／ＣフラグがＯＮとされてＦ／Ｃが行われる。Ｆ／Ｃが行われるとエンジン回転速度が低下してエンジンが停止する。このような制御によれば、吸気管圧を低下させた後にＦ／Ｃが行われることとなるので、エンジン停止時の振動及び騒音が抑制される。
しかしながら、上記比較例のＳ＆Ｓ制御では、自動停止条件が成立してから実際にエンジンが停止するまでの時間が長期化するため、燃費が悪化してしまう。そこで、本発明の実施の形態１のＳ＆Ｓ制御では、自動停止条件の成立に先行して成立するＳ＆Ｓプレ判断条件が成立することの判断（以下、「Ｓ＆Ｓプレ判断」と称する）を行うことにより、上記課題を解決することとしている。以下、図３を参照して、本実施の形態のＳ＆Ｓ制御について更に詳しく説明する。
図３は、本発明の実施の形態１のＳ＆Ｓ制御の動作を示すタイムチャートである。なお、図３において１段目のチャートは車両の車速の時間変化を、２段目のチャートはエンジン回転速度の時間変化を、３段目のチャートはスロットル弁の閉度の時間変化を、４段目のチャートは吸気管圧の時間変化を、５段目のチャートはＦ／Ｃフラグの時間変化を、そして６段目のチャートは燃料供給量の時間変化を、それぞれ示している。
図３に示すように、本実施の形態のＳ＆Ｓ制御では、Ｓ＆Ｓプレ判断がＯＮとされる時点ｔ０においてスロットル弁２４が全閉に閉じられる。Ｓ＆Ｓプレ判断では、近い将来（例えば所定時間Ｔ１の後）に自動停止条件が成立する見込みであることがＳ＆Ｓプレ判断条件とされる。所定時間Ｔ１は、例えばスロットル弁２４を閉じてから吸気管圧が所定の負圧以下（燃料カットを行ってもエンジン本体に大きな振動が生じない程度の負圧）となるまでに要する時間とすることができる。なお、所定時間Ｔ１は固定値でもよいし、またエンジン回転速度等の運転状態に関連付けて規定された所定時間Ｔ１のマップを用いて特定してもよい。
Ｓ＆Ｓプレ判断条件は、自動停止条件よりも成立し易い条件であって、自動停止条件が成立するときには必ず成立する条件とされる。より詳しくは、車速がゼロであることを含む複数の条件によって自動停止条件が構成されている場合には、例えば、車速以外の条件が全て成立中であり、所定時間Ｔ１の後に車両が停止して当該車速の条件も成立する見込みであることがＳ＆Ｓプレ判断条件とされる。なお、所定時間Ｔ１の後に車両が停止することの判断は、例えば車速が閾値以下となることを条件とし、減速度が高くなるほど当該閾値を大きく設定することにより実現することができる。減速度は車速の変化量から算出した値を用いてもよいし、また、減速度の相関値としてブレーキの踏み込み量を用いてもよい。また、所定時間Ｔ１に対して余裕を持って閾値を設定することとすれば、閾値は固定値でもよい。
また、Ｓ＆Ｓプレ判断条件の他の例としては、オートエアコンに関連する条件が含まれる。より詳しくは、現在温度が設定された目標温度に到達しているエアコン条件を含む複数の条件によって自動停止条件が構成されている場合には、例えば、エアコン条件以外の条件が全て成立中であり、所定時間Ｔ１の後にエアコン条件も成立する見込みであることがＳ＆Ｓプレ判断条件とされる。なお、所定時間Ｔ１の後にエアコン条件が成立する見込みであることの判断は、例えばオートエアコンがＯＮとなっている状態で、設定された目標温度と現在温度との温度差が所定値以下となったことを条件とすることにより実現することができる。
時点ｔ０においてスロットル弁２４が閉じられると、吸気管圧は時間とともに低下し、自動停止条件が成立する時点ｔ１では吸気管内に負圧が生成される。時点ｔ１では、Ｆ／ＣフラグがＯＮとされてＦ／Ｃが行なわれる。このような動作によれば、吸気管内に負圧が生成された状態でＦ／Ｃが行われるので、振動及び騒音の発生が抑制される。また、比較例よりも早期にＦ／Ｃを開始することができるので、燃費の改善効果が得られる。
なお、スロットル弁２４が閉じられる時点ｔ０からＦ／Ｃが行われる時点ｔ１までの期間は、吸気管圧が通常よりも低い状態となるため、安定したトルク制御が困難となるおそれがある。そこで、本発明の実施の形態１のＳ＆Ｓ制御では、時点ｔ０から時点ｔ１の期間にエアコンや他の補機類による要求トルクの変化によるトルク変化要求が出された場合に、ＭＧ３０を用いてトルク制御を行うこととしている。より詳しくは、要求トルクが上昇した場合には、ＭＧ３０から正トルクを発生させてトルク制御が行なわれる。また、要求トルクが低下した場合には、ＭＧ３０による回生動作によって負トルクを発生させることによってトルク制御が行なわれる。これにより、吸気管圧が低い状態であっても、安定したトルク制御を実現することが可能となる。
また、Ｓ＆Ｓプレ判断がＯＮとされた場合であっても、所定時間Ｔ１後に停止要求がないことも考えられる。このような状況としては、例えばＳ＆Ｓプレ判断がＯＮとされた後にアクセルペダルが踏み込まれて加速に転じた場合等が挙げられる。そこで、実施の形態１のＳ＆Ｓ制御では、Ｓ＆Ｓプレ判断がＯＮとされた後にエンジンが加速に転じること等によりＳ＆Ｓプレ判断がＯＦＦとされた場合に、スロットル弁２４を開側に操作するとともに、不足するトルクをＭＧ３０の駆動によって補うこととしている。以下、タイムチャートを参照して更に詳しく説明する。
図４は、本発明の実施の形態１のＳ＆Ｓ制御においてＳ＆Ｓプレ判断がＯＮからＯＦＦに転じた場合の動作を示すタイムチャートである。なお、図４において１段目のチャートは車両の車速の時間変化を、２段目のチャートはエンジン回転速度の時間変化を、３段目のチャートはスロットル弁の閉度の時間変化を、４段目のチャートは吸気管圧の時間変化を、そして５段目のチャートはＭＧ３０のトルクの時間変化を、それぞれ示している。
図４に示すＳ＆Ｓ制御の例では、Ｓ＆Ｓプレ判断がＯＮとされる時点ｔ０においてスロットル弁２４が全閉に閉じられる。そして、時点ｔ４においてエンジンが加速に転じることによりＳ＆Ｓプレ判断がＯＦＦとされると、スロットル弁２４が再び開かれる。ただし、スロットル弁２４を開いても吸気管圧は直ぐには上昇しないため、吸気管圧が所定の第１閾値まで上昇する時点ｔ５までの期間はＭＧ３０の駆動によるトルク変更動作（以下、ＭＧトルク変更）によってトルクが補償される。なお、ここでの第１閾値は、安定したトルク制御が可能な吸気管圧として予め設定された値（例えば大気圧）が用いられる。このような動作によれば、Ｓ＆Ｓプレ判断によって停止要求前にスロットル弁２４を閉じた場合において、その後に加速に転じた場合であっても、トルク不足によるドライバビリティの悪化を防ぐことが可能となる。
［実施の形態１の具体的処理］
次に、上述したＳ＆Ｓ制御における具体的処理についてフローチャートを用いて詳細に説明する。図５は、本発明の実施の形態１のＥＣＵ５０により実行されるＳ＆Ｓ制御のためのルーチンの前半部を示すフローチャートである。また、図６は、本発明の実施の形態１のＥＣＵ５０により実行されるＳ＆Ｓ制御のためのルーチンの後半部を示すフローチャートである。
図５に示すルーチンのステップＳ１００では、Ｓ＆Ｓプレ判断が行われる。ここでは、具体的には、Ｓ＆Ｓプレ判断の条件が成立しているときにはＳ＆Ｓプレ判断がＯＮとされ、Ｓ＆Ｓプレ判断の条件が成立していないときにはＳ＆Ｓプレ判断がＯＦＦとされる。次のステップＳ１０２では、ステップＳ１００にて行なわれたＳ＆Ｓプレ判断の結果がＯＮか否かが判定される。その結果、Ｓ＆Ｓプレ判断の結果がＯＮであると判定された場合には、次のステップＳ１０４に移行して、スロットル弁２４が全閉まで閉じられる。次のステップＳ１０６では、トルク変化要求があるか否かが判定される。その結果、トルク要求に変化がない場合には、後述するステップＳ１１０に移行し、トルク要求に変化がある場合には、ステップＳ１０８へと移行する。ステップＳ１０８では、ＭＧ３０の駆動によるＭＧトルク変更によって、要求されるトルクが実現される。より詳しくは、トルク要求が増側に変化した場合には、ＭＧ３０の駆動によって正トルクを発生させることにより要求されるトルクが実現される。また、トルク要求が増側に変化した場合には、ＭＧ３０の回生動作によって負トルクを発生させることにより要求されるトルクが実現される。
次のステップＳ１１０では、Ｓ＆Ｓ制御における停止要求があるか否かが判定される。ここでは、具体的には、自動停止条件が成立したか否かが判定される。その結果、未だ自動停止条件が成立していないと判定された場合には、再びステップＳ１００へと戻りＳ＆Ｓプレ判断が再度実行される。一方、ステップＳ１１０において自動停止条件が成立したと判定された場合には、次のステップＳ１１２に移行する。ステップＳ１１２では、Ｆ／Ｃが実行されてエンジンが停止される。そして、次のステップＳ１１４ではＭＧ３０の駆動によるＭＧトルク変更が停止されて、本ルーチンは終了される。
一方、上記ステップＳ１０２においてＳ＆Ｓプレ判断の結果がＯＦＦであると判定された場合には、図６に示すルーチンのステップＳ１２０に移行する。ステップＳ１２０では、本ルーチンにおいてＳ＆Ｓプレ判断の結果がＯＮであった履歴があるか否かが判定される。その結果、当該履歴がないと判定された場合には、吸気管圧の低下の問題は生じないので、本ルーチンは速やかに終了される。一方、当該履歴があると判定された場合には、Ｓ＆Ｓプレ判断の結果がＯＮからＯＦＦへと転じたと判断されて、次のステップＳ１２２に移行する。ステップＳ１２２では、低下した吸気管圧を元に戻すためにスロットル弁２４が開かれる。また、次のステップＳ１２４では、エンジンから出力されるトルクを補償するためにＭＧ３０の駆動によるＭＧトルク変更が行われる。
次のステップＳ１２６では、吸気管圧センサ５４によって検出される吸気管圧が所定の第１閾値より大きいか否かが判定される。その結果、吸気管圧＞第１閾値の成立が認められない場合には、ＭＧ３０によるＭＧトルク変更が必要であると判断されて、再びステップＳ１２２の処理へと移行する。一方、吸気管圧＞第１閾値の成立が認められた場合には、エンジンによる安定したトルク制御が可能と判断されて、次のステップＳ１２８へと移行する。ステップＳ１２８では、ＭＧ３０の駆動によるＭＧトルク変更が停止されて、本ルーチンは終了される。
以上説明したルーチンに従ってＳ＆Ｓ制御を行うことにより、自動停止条件の成立に先立って吸気管圧を低下させることができる。これにより、エンジン停止時の振動及び騒音の発生を抑制するとともに、燃費の悪化を防ぐことができる。また、このＳ＆Ｓ制御では、自動停止条件の成立に先立って吸気管圧を低下させた後にエンジンが加速に転じたとしても、ＭＧ３０の駆動によってトルクを補償することができるので、応答性の遅れを防いでドライバビリティの悪化を防ぐことが可能となる。
ところで、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施の形態１では、Ｓ＆Ｓプレ判断がＯＮの場合にスロットル弁２４を全閉まで閉じることとした。しかしながら、ここでのスロットル弁２４の操作は必ずしも全閉にする操作に限らず、燃焼が不安定にならない範囲で吸気管圧を低下させるように、スロットル弁２４を閉じ側に操作すればよい。このことは、後述する実施の形態２の制御装置においても同様である。
なお、上述した実施の形態１では、ＥＣＵ５０が上記第１の発明の「制御装置」に相当し、ＭＧ３０が上記第１の発明の「電動駆動機」に相当し、自動停止条件が上記第１の発明の「第１条件」に相当し、Ｓ＆Ｓプレ制御の条件が上記第１の発明の「第２条件」に相当している。
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本発明に係る実施の形態２は、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図８に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
［実施の形態２の特徴］
上述した実施の形態１のＳ＆Ｓ制御では、Ｓ＆Ｓプレ判断がＯＮであることを受けてスロットル弁２４を閉じ、その後の停止要求を受けてＦ／Ｃを行うこととした。これに対して、実施の形態２のＳ＆Ｓ制御では、停止要求を受ける前にＦ／Ｃを行う動作に特徴を有している。
図７は、本発明の実施の形態２のＳ＆Ｓ制御の動作を示すタイムチャートである。なお、図７において１段目のチャートは車両の車速の時間変化を、２段目のチャートはエンジン回転速度の時間変化を、３段目のチャートはスロットル弁の閉度の時間変化を、４段目のチャートは吸気管圧の時間変化を、５段目のチャートはＦ／Ｃフラグの時間変化を、６段目のチャートは燃料供給量の時間変化を、そして７段目のチャートはＭＧ３０のトルクの時間変化を、それぞれ示している。
図７に示すように、実施の形態２のＳ＆Ｓ制御では、Ｓ＆Ｓプレ判断がＯＮとされる時点ｔ０においてスロットル弁２４が閉じられる。但し、実施の形態２のＳ＆Ｓプレ判断では、所定時間Ｔ２（＞Ｔ１）の後に自動停止条件が成立することがＳ＆Ｓプレ判断条件とされる。このため、実施の形態２のＳ＆Ｓ制御では、実施の形態１のＳ＆Ｓ制御よりも停止要求時の吸気管圧が小さな値、つまり、より負圧の値になる。上述したように、吸気管圧が低下すると燃焼が不安定になり易い。このため、停止要求が出される前に燃焼が不安定となってエンジンが停止してしまうと、車両の走行や補機類の駆動等に影響を及ぼしてしまう。そこで、実施の形態２のＳ＆Ｓ制御では、停止要求の前であって吸気管圧が第２閾値まで低下する時点ｔ７において、Ｆ／Ｃが実行されるとともにＭＧ３０によってエンジンのアイドリングを維持するＭＧアイドリングが行われる。なお、第２閾値は、安定した燃焼が可能な吸気管圧の限界値に設定される。そして、停止要求が出される時点ｔ８においてＭＧアイドリングが停止される。
以上説明したＳ＆Ｓ制御によれば、停止要求に先立ってＦ／Ｃを実行することができるので、更なる燃費の改善を図ることができる。なお、通常のアイドリングでは、振動やエンジンストールへの懸念からアイドリング回転速度を約７００ｒｐｍ程度に設定している。しかしながら、ＭＧアイドリングでは、吸気管圧が低い状態であるため振動の懸念が小さく、また応答性のよいＭＧ３０ではストールの懸念も低い。このため、ＭＧアイドリングでは、アイドリング回転速度を通常のアイドリング回転速度よりも低い所定回転速度に設定することが好ましい。これにより、燃費の更なる向上を図ることができる。
［実施の形態２の具体的処理］
次に、上述した実施の形態２のＳ＆Ｓ制御における具体的処理についてフローチャートを用いて詳細に説明する。図８は、本発明の実施の形態２のＥＣＵ５０により実行されるＳ＆Ｓ制御のためのルーチンを示すフローチャートである。
図８に示すルーチンのステップＳ１００からＳ１０８では、図５に示すステップＳ１００からＳ１０８と同様の処理が実行される。ステップＳ１０６の処理においてトルク変化要求がないと判定された場合、又はステップＳ１０８の処理が実行された場合には、次にステップＳ１３０へと移行する。ステップＳ１３０では、吸気管圧センサ５４によって検出される吸気管圧が第２閾値よりも小さいか否かが判定される。その結果、吸気管圧＜第２閾値の成立が認められた場合には、エンジンが燃焼不安定になるおそれがあると判断されて、次のステップＳ１３２に移行する。ステップＳ１３２では、Ｆ／Ｃが実行される。また、次のステップＳ１３４では、ＭＧ３０が駆動されて、ＭＧアイドリングが行なわれる。なお、ここでは、通常のアイドリング回転速度よりも低い所定回転速度によってＭＧアイドリングが行われる。
次のステップＳ１３６では、停止要求があるか否かが判定される。ここでは、具体的には、自動停止条件が成立したか否かが判定される。その結果、未だ自動停止条件が成立していないと判定された場合には、再びステップＳ１００へと戻りＳ＆Ｓプレ判断が再度実行される。そして、その後のステップＳ１０６からＳ１０８の処理では、ＭＧアイドリング中にＭＧ３０から発生するトルクがトルク変化要求に応じて変更される。一方、ステップＳ１１０において自動停止条件が成立したと判定された場合には、次のステップＳ１３８に移行する。ステップＳ１３８では、ＭＧ３０の駆動によるＭＧトルク変更が停止されて、本ルーチンは終了される。
一方、上記ステップＳ１３０において吸気管圧＜第２閾値の成立が認められない場合には、エンジンが燃焼不安定になるおそれがないと判断されて、次のステップＳ１４０に移行する。ステップＳ１４０では、停止要求があるか否かが判定される。ここでは、具体的には、上記ステップＳ１３６と同様の処理が実行される。その結果、未だ自動停止条件が成立していないと判定された場合には、再びステップＳ１００へと戻りＳ＆Ｓプレ判断が再度実行される。一方、ステップＳ１４０において自動停止条件が成立したと判定された場合には、次のステップＳ１４２に移行する。ステップＳ１４２では、Ｆ／Ｃが実行されて、上記ステップＳ１３８へと移行する。
以上説明したルーチンに従ってＳ＆Ｓ制御を行うことにより、吸気管圧を低下させてＦ／Ｃを行う動作を、停止要求に先立って行うことができる。これにより、エンジン停止時の振動及び騒音の発生を抑制するとともに、燃費の改善を図ることができる。また、このＳ＆Ｓ制御では、ＭＧアイドリングが低い回転速度で行われるので、燃費の更なる改善を図ることができる。
なお、上述した実施の形態２では、ＥＣＵ５０が上記第１の発明の「制御装置」に相当し、ＭＧ３０が上記第１の発明の「電動駆動機」に相当し、自動停止条件が上記第１の発明の「第１条件」に相当し、Ｓ＆Ｓプレ制御の条件が上記第１の発明の「第２条件」に相当している。
実施の形態１及び２のＥＣＵ５０が備える制御装置は、以下のように構成されてもよい。制御装置の各機能は、処理回路により実現されてもよい。制御装置の処理回路は、少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリとを備えてもよい。処理回路が少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリとを備える場合、制御装置の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。ソフトウェア及びファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述されてもよい。ソフトウェア及びファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも１つのメモリに格納されてもよい。少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのメモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置の各機能を実現してもよい。少なくとも１つのメモリは、不揮発性または揮発性の半導体メモリ等を含んでもよい。
制御装置の処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェアを備えてもよい。処理回路が少なくとも１つの専用のハードウェアを備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものでもよい。制御装置の各部の機能がそれぞれ処理回路で実現されても良い。また、制御装置の各部の機能がまとめて処理回路で実現されても良い。制御装置の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、他の一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、制御装置の各機能を実現してもよい。
２ エンジン本体
４ インテークマニホールド
６ エキゾーストマニホールド
８ 燃料噴射弁
１０ 吸気通路
１２ 排気通路
１４ コンプレッサ
１６ タービン
２０ エアクリーナ
２２ インタークーラ
２４ スロットル弁
２６ 触媒装置
３０ モータージェネレータ（ＭＧ）
３２ ベルト
５０ ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
５２ エアフローメータ
５４ 吸気管圧センサ
５６ 回転速度センサ
５８ アクセルポジションセンサ
第３の発明は、第２の発明において、
前記所定時間は、スロットル弁を閉じ側に操作してから吸気管圧が所定の負圧となるまでに要する時間であることを特徴としている。
図５に示すルーチンのステップＳ１００では、Ｓ＆Ｓプレ判断が行われる。ここでは、具体的には、Ｓ＆Ｓプレ判断の条件が成立しているときにはＳ＆Ｓプレ判断がＯＮとされ、Ｓ＆Ｓプレ判断の条件が成立していないときにはＳ＆Ｓプレ判断がＯＦＦとされる。次のステップＳ１０２では、ステップＳ１００にて行なわれたＳ＆Ｓプレ判断の結果がＯＮか否かが判定される。その結果、Ｓ＆Ｓプレ判断の結果がＯＮであると判定された場合には、次のステップＳ１０４に移行して、スロットル弁２４が全閉まで閉じられる。次のステップＳ１０６では、トルク変化要求があるか否かが判定される。その結果、トルク要求に変化がない場合には、後述するステップＳ１１０に移行し、トルク要求に変化がある場合には、ステップＳ１０８へと移行する。ステップＳ１０８では、ＭＧ３０の駆動によるＭＧトルク変更によって、要求されるトルクが実現される。より詳しくは、トルク要求が増側に変化した場合には、ＭＧ３０の駆動によって正トルクを発生させることにより要求されるトルクが実現される。また、トルク要求が減側に変化した場合には、ＭＧ３０の回生動作によって負トルクを発生させることにより要求されるトルクが実現される。
なお、上述した実施の形態１では、ＥＣＵ５０が上記第１の発明の「制御装置」に相当し、ＭＧ３０が上記第１の発明の「電動駆動機」に相当し、自動停止条件が上記第１の発明の「第１条件」に相当し、Ｓ＆Ｓプレ判断の条件が上記第１の発明の「第２条件」に相当している。
なお、上述した実施の形態２では、ＥＣＵ５０が上記第１の発明の「制御装置」に相当し、ＭＧ３０が上記第１の発明の「電動駆動機」に相当し、自動停止条件が上記第１の発明の「第１条件」に相当し、Ｓ＆Ｓプレ判断の条件が上記第１の発明の「第２条件」に相当している。

Claims (7)

  1. 吸気通路に配置されたスロットル弁と、筒内に燃料を供給する燃料噴射弁と、を有するディーゼルエンジンと、前記エンジンの駆動を補助する電動駆動機と、を備え、前記エンジンの運転中、前記エンジンを自動で停止させるための第１条件が成立した場合に前記エンジンを自動停止するディーゼルエンジンの制御装置において、
    前記制御装置は、前記第１条件の成立に先行して成立する第２条件の成立を受けて前記スロットル弁を閉じ側に操作し、その後の前記第１条件の成立を受けて前記燃料噴射弁による燃料の供給を停止するように構成されていることを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
  2. 前記第２条件は、所定時間の後に前記第１条件が成立すると判断される場合に成立する条件であることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  3. 前記所定時間は、スロットル弁を閉じ側に操作してから吸気管圧が所定の負圧となるまでに要する時間であることを特徴とする請求項２に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  4. 前記制御装置は、前記第２条件が成立した後前記第１条件が成立するまでの期間のトルクを前記電動駆動機により制御するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  5. 前記制御装置は、前記第２条件が成立した後前記第１条件が成立するまでの期間に前記第２条件が非成立に転じた場合、前記スロットル弁を開側に操作するとともに吸気管圧が第１閾値となるまで電動駆動機を駆動するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  6. 前記制御装置は、前記第２条件が成立した後前記第１条件が成立するまでの期間に吸気管圧が第２閾値より低くなった場合、前記燃料噴射弁による燃料の供給を停止し、前記電動駆動機を駆動して前記エンジンを所定回転速度に維持するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  7. 前記所定回転速度は、前記エンジンの運転中のアイドリング回転速度よりも低い値であることを特徴とする請求項６に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
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