JP2018080581A - エンジン停止位置制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンを停止させるためにバッテリの消費電力が増加することを防止することができるエンジン停止位置制御装置を提供すること。
【解決手段】エンジン停止動作を実行してから（ステップＳ２）、エンジンの機関回転速度が所定の範囲内まで低下したときに（ステップＳ３）、クランク軸の回転角が所定角となったことを条件として（ステップＳ４）、エンジンの機関回転速度を低下させる制動トルクをＩＳＧに生成させる（ステップＳ５）。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジン停止位置制御装置に関する。

従来、エンジンの停止指令後に、発電機の回転子に生じる制動トルクを制御してクランク軸の停止位置を目標範囲内に収める技術が特許文献１に提案されている。

特開２００１−１９３５４０号公報

エンジンを停止させたときに、通常は、ピストンが上死点に達する前に燃焼室の圧縮圧力によって、ピストンが中間位置付近まで戻されてエンジンが停止（エンジン回転数が０ｒｐｍ）するが、ピストンが上死点にあるときにエンジンが停止した場合には、ピストンが燃焼室の圧縮圧力によって戻されずに、そのまま停止してしまう。

上述したような従来の技術では、停止指令が与えられ、エンジンの点火動作及び燃料供給を停止してからエンジンが停止するまで発電機に短絡電流を流してエンジンに制動トルクを与えるため、バッテリの消費電力が増加する。

そこで、本発明は、エンジンを停止させるためにバッテリの消費電力が増加することを防止することができるエンジン停止位置制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明に係るエンジン停止位置制御装置は、エンジンのクランク軸にトルクを伝達することが可能な電動機が設けられた車両に搭載され、前記エンジンを停止させるエンジン停止動作を実行した後に、前記電動機によって前記クランク軸の停止位置を調整するエンジン停止位置制御装置において、前記エンジン停止動作を実行してから前記エンジンの機関回転速度が所定の範囲内まで低下したときに、前記クランク軸の回転角が所定角となったことを条件として、前記エンジンの機関回転速度を低下させる制動トルクを前記電動機に生成させる。

本発明は、エンジンを停止させるためにバッテリの消費電力が増加することを防止することができるエンジン停止位置制御装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施例に係るエンジン停止位置制御装置を搭載した車両の要部を示す構成図である。 図２は、本発明の実施例に係るエンジン停止位置制御装置のエンジン停止位置制御動作を示すフローチャートである。

本発明の一実施の形態に係るエンジン停止位置制御装置は、エンジンのクランク軸にトルクを伝達することが可能な電動機が設けられた車両に搭載され、エンジンを停止させるエンジン停止動作を実行した後に、電動機によってクランク軸の停止位置を調整するエンジン停止位置制御装置において、エンジン停止動作を実行してからエンジンの機関回転速度が所定の範囲内まで低下したときに、クランク軸の回転角が所定角となったことを条件として、エンジンの機関回転速度を低下させる制動トルクを電動機に生成させる。これにより、本発明の一実施の形態に係るエンジン停止位置制御装置は、エンジンを停止させるためにバッテリの消費電力が増加することを防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係るエンジン停止位置制御装置を搭載した車両について説明する。

図１に示すように、車両１は、内燃機関型のエンジン２と、ベルト３などを介してエンジン２の出力軸としてのクランク軸４を回転させる電動機としてのＩＳＧ（Integrated Starter Generator）５と、エンジン２を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）６とを含んで構成される。なお、本発明の実施例に係るエンジン停止位置制御装置は、ＥＣＵ６を主たる構成要件とする。

本実施例において、エンジン２には、４つの気筒が形成されている。各気筒には、クランク軸４に連結されたピストンが往復動可能に収容されている。本実施例において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。

ＥＣＵ６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

コンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ６として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、当該コンピュータユニットにおいて、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、本実施例におけるＥＣＵ６として機能する。

ＥＣＵ６の入力ポートには、クランク軸４の回転角（以下、単に「クランク角」という）を検出するクランク角センサ１０を含む各種センサ類が接続されている。ＥＣＵ６の出力ポートには、ＩＳＧ５と、エンジン２に燃料を噴射するインジェクタなどの各種装置類と、を含む各種制御対象類が接続されている。ＥＣＵ６は、各種センサ類から得られる情報に基づいて、各種制御対象類を制御する。

例えば、ＥＣＵ６は、自動停止条件が成立した場合にエンジン２を自動停止させ、再始動条件が成立した場合にエンジン２を再始動させるアイドリングストップ制御を実行する。

本実施例において、アイドリングストップ制御における自動停止条件は、車速が所定速（例えば、時速１５ｋｍ）未満となったこととし、再始動条件は、エンジン２の自動停止中にブレーキペダルの操作量が所定量未満になったこととする。

ＥＣＵ６は、自動停止条件が成立したと判断すると、インジェクタによる燃料の噴射を停止するなどのエンジン停止動作を実行してエンジン２を停止させる。ＥＣＵ６は、再始動条件が成立したと判断すると、ＩＳＧ５を駆動し、インジェクタによる燃料の噴射を開始するなどしてエンジン２を始動させる。

ＥＣＵ６は、エンジン停止動作を実行してからエンジン２の機関回転速度（以下、単に「エンジン回転数」という）が所定の範囲内まで低下したときに、クランク角センサ１０によって検出されたクランク角が所定角θｐとなったことを条件として、エンジン回転数を低下させる制動トルクをＩＳＧ５に生成させる。

ＥＣＵ６は、クランク角センサ１０によって検出されたクランク角をもとに、クランク軸４の回転角を検出するエンジン回転数を算出する。エンジン回転数の所定の範囲は、予め実験により定められている。

例えば、クランク角が所定角θｐとなったときのエンジン回転数を実験により測定し、各ピストンが上死点で停止したときの測定結果を包含する範囲を所定の範囲とする。なお、測定結果の平均値又は中央値の前後に許容誤差をとった範囲を所定の範囲としてもよい。

所定角θｐは、任意に定められるが、本実施例においては、各ピストンが上死点に到達する回転角よりも１８０度前とする。すなわち、本実施例において、エンジン２に４つの気筒が形成されているため、所定角θｐは、該当するピストンが上死点に到達する直前に上死点に到達するピストンが上死点に到達したときのクランク角とする。

このように、本実施例において、ＥＣＵ６は、エンジン停止動作を実行してからエンジン回転数が所定の範囲内まで低下したときに、エンジン２のいずれかのピストンが上死点に到達する回転角よりも１８０度前に到達したことを条件として、エンジン回転数を低下させる制動トルクをＩＳＧ５に生成させる。

すなわち、本実施例において、ＥＣＵ６は、エンジン停止動作を実行してからエンジン回転数が所定の範囲内まで低下したときに、エンジン２のいずれかのピストンが上死点に到達したことを条件として、エンジン回転数を低下させる制動トルクをＩＳＧ５に生成させる。

以上のように構成された本発明の実施例に係るエンジン停止位置制御装置によるエンジン停止位置制御動作について図２を参照して説明する。なお、以下に説明するエンジン停止位置制御動作は、ＥＣＵ６が作動している間、繰り返し実行される。また、以下の説明において、エンジン回転数の所定の範囲の下限を「制動要求下限値」ともいい、エンジン回転数の所定の範囲の上限を「制動要求上限値」ともいう。

まず、ステップＳ１において、ＥＣＵ６は、エンジン２の自動停止条件が成立したか否かを判断する。エンジン２の自動停止条件が成立していないと判断した場合には、ＥＣＵ６は、エンジン停止位置制御動作を終了する。エンジン２の自動停止条件が成立していないと判断した場合には、ＥＣＵ６は、ステップＳ２の処理を実行する。

ステップＳ２において、ＥＣＵ６は、エンジン停止動作を実行する。ステップＳ２の処理が実行されることにより、エンジン２が自律して駆動しなくなり、フリクショントルクなどの影響によりエンジン回転数が低下していく。ステップＳ２の処理を実行した後、ＥＣＵ６は、ステップＳ３の処理を実行する。

ステップＳ３において、ＥＣＵ６は、クランク角センサ１０によって検出されたクランク角の変位に基づいて、エンジン回転数を算出し、算出したエンジン回転数が所定範囲内であるか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ６は、エンジン回転数が制動要求下限値以上かつ制動要求下限値以下であるか否かを判断する。

エンジン回転数が制動要求下限値以上でない又は制動要求下限値以下でないと判断した場合には、ＥＣＵ６は、エンジン停止位置制御動作を終了する。エンジン回転数が制動要求下限値以上かつ制動要求下限値以下であると判断した場合には、ＥＣＵ６は、ステップＳ４の処理を実行する。

ステップＳ４において、ＥＣＵ６は、上死点判定が成立しているか否かを判断する。ＥＣＵ６は、クランク角センサ１０によって検出されたクランク角が所定角θｐであれば、上死点判定が成立していると判断し、クランク角が所定角θｐでなければ、上死点判定が成立していると判断する。

すなわち、本実施例において、ＥＣＵ６は、エンジン２のいずれかの気筒が上死点にあれば、上死点判定が成立していると判断し、上死点になければ、上死点判定が成立していないと判断する。

上死点判定が成立していないと判断した場合には、ＥＣＵ６は、エンジン停止位置制御動作を終了する。すなわち、エンジン２は、制動トルクが付与されることなく、停止する。

上死点判定が成立していると判断した場合には、ＥＣＵ６は、ステップＳ５の処理を実行する。ステップＳ５において、ＥＣＵ６は、エンジン回転数を低下させる制動トルクをＩＳＧ５に生成させ、エンジン２に制動トルクを付与する。ステップＳ５の処理を実行した後、ＥＣＵ６は、ステップＳ６の処理を実行する。

ステップＳ６において、ＥＣＵ６は、エンジン２が停止したか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ６は、クランク角センサ１０によって検出されたクランク角が変化しなくなったか否かを判断する。

エンジン２が停止していないと判断した場合には、ＥＣＵ６は、ステップＳ５の処理を実行する。すなわち、ＥＣＵ６は、エンジン２が停止するまでＩＳＧ５に制動トルクを生成させ続ける。エンジン２が停止したと判断した場合には、ＥＣＵ６は、ステップＳ７の処理を実行する。

ステップＳ７において、ＥＣＵ６は、ＩＳＧ５による制動トルクの生成を終了させる。具体的には、ＥＣＵ６は、ＩＳＧ５に対する駆動電力の供給を停止する。ステップＳ７の処理を実行した後、ＥＣＵ６は、エンジン停止位置制御動作を終了する。

以上のように、本実施例に係るエンジン停止位置制御装置は、エンジン２を停止させる度に制動トルクをＩＳＧ５に生成させずに、エンジン２のいずれかのピストンが上死点で停止するときに限り、制動トルクをＩＳＧ５に生成させるため、エンジン２を停止させるためにバッテリの消費電力が増加することを防止することができる。

また、本実施例に係るエンジン停止位置制御装置は、エンジン２のいずれかのピストンが上死点で停止するときに限り、該当するピストンが上死点で停止しないように、制動トルクをＩＳＧ５に生成させるため、ＩＳＧ５に生成させるトルクを制御する必要がなく、簡易な構成でエンジン２のいずれのピストンも上死点で停止させないようにすることができる。

また、本実施例に係るエンジン停止位置制御装置は、エンジン２のピストンの位置が上死点に到達したときに、クランク軸４の回転角が所定角θｐとなったと判断するため、エンジン２のいずれかのピストンが上死点で停止するか否かを簡易な構成で判断することができる。

また、本実施例に係るエンジン停止位置制御装置は、クランク角センサ１０によって検出されたクランク角に基づいて、エンジン２のピストンの位置が上死点に到達したか否かを判断するため、エンジン２のピストンの位置が上死点に到達したことを正確に検出することができる。

なお、本実施例において、エンジン２のいずれかのピストンが上死点で停止すると判断した場合には、ＥＣＵ６は、エンジン２が停止するまでＩＳＧ５に制動トルクを生成させ続ける例について説明した。

これに対し、エンジン２のいずれかのピストンが上死点で停止すると判断した場合には、ＥＣＵ６は、一定時間だけＩＳＧ５に制動トルクを生成させるようにしてもよく、一定時間だけＩＳＧ５に駆動トルクを生成させるようにしてもよい。

すなわち、エンジン２のいずれかのピストンが上死点で停止すると判断した場合には、ＥＣＵ６は、エンジン２のいずれかのピストンも上死点で停止しないようにＩＳＧ５を制御すればよい。

例えば、ＥＣＵ６は、エンジン停止動作を実行した後に、エンジン回転数を低下させる制動トルクをＩＳＧ５に生成させ続け、エンジン回転数が所定の範囲内まで低下したときに、クランク角が所定角θｐとならないことを条件として、ＩＳＧ５による制動トルクの生成を中止させるようにしてもよい。

以上、本発明の実施例について開示したが、本発明の範囲を逸脱することなく本実施例に変更を加えられ得ることは明白である。本発明の実施例は、このような変更が加えられた等価物が特許請求の範囲に記載された発明に含まれることを前提として開示されている。

１ 車両
２ エンジン
４ クランク軸
５ ＩＳＧ（電動機）
１０ クランク角センサ

Claims (3)

1. エンジンのクランク軸にトルクを伝達することが可能な電動機が設けられた車両に搭載され、
   前記エンジンを停止させるエンジン停止動作を実行した後に、前記電動機によって前記クランク軸の停止位置を調整するエンジン停止位置制御装置において、
   前記エンジン停止動作を実行してから前記エンジンの機関回転速度が所定の範囲内まで低下したときに、前記クランク軸の回転角が所定角となったことを条件として、前記エンジンの機関回転速度を低下させる制動トルクを前記電動機に生成させることを特徴とするエンジン停止位置制御装置。
2. 前記エンジンには、４つの気筒が形成され、
   前記エンジンのピストンの位置が上死点に到達したときに、前記クランク軸の回転角が所定角となったと判断することを特徴とする請求項１に記載のエンジン停止位置制御装置。
3. 前記車両には、前記クランク軸の回転角を検出するクランク角センサが設けられ、
   前記クランク角センサによって検出された前記クランク軸の回転角に基づいて、前記エンジンのピストンの位置が上死点に到達したか否かを判断することを特徴とする請求項２に記載のエンジン停止位置制御装置。

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