JP4069589B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両に搭載された内燃機関の燃費を向上する技術として、車両減速中に内燃機関の燃料カットを行うことが行われており、このような技術を採用した内燃機関が、例えば、特開平８−９９５６４号公報にて開示されている。この公報記載の内燃機関は、モータ機能及び発電機能を兼備した電動発電機を備えている。そして、燃料カット中に機関回転速度が急速に低下したときには燃料カットを解除して燃料供給を再開するとともに、電動発電機を電動作動させることにより内燃機関の回転をアシストし機関回転速度が所定回転速度以下に低下しないようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報記載の内燃機関では、その回転速度が急速に低下したときに燃料カットを解除するようにしているものの、燃料カットを解除するための復帰回転速度についての考慮はなされていない。このように燃料カットを解除しても、実際に燃焼トルクが発生して機関回転速度の低下が抑えられるまでには遅れ時間が存在する。上記燃料カット解除からの遅れ時間内に、パワステ負荷、発電負荷等の外乱が入ると、機関回転速度の低下度合いが増加する。従って、バッテリの充電状態が低く電動発電機のアシスト能力が低下している（アシスト不可）場合、電動発電機によって内燃機関の回転をアシストするにも拘わらず、機関回転速度の落ち込みが発生する。この低下度合いが大きいときには、内燃機関がストールを起こすおそれがある。
【０００４】
従って、あらゆる状況下においても内燃機関のストールを起こさないようにするために、燃料カットを解除する回転速度は、ある程度大きな値に設定せざるを得ない。燃料カットを解除する機関回転速度が高ければ高いほど、燃料カットが実行される時間は短くなる。
【０００５】
しかしながら、バッテリ状態により電動発電機のアシスト能力が低下していない、つまり、電動発電機のアシスト能力が通常（アシスト可能）である場合においては電動発電機により内燃機関の回転アシストを行うことができる。そのため、燃料カットを解除する機関回転速度を、上記のようにある程度大きな値に設定する必要はない。従って、電動発電機のアシスト能力が高い場合に、燃料カットが実行される時間が無駄に短いものとなり、更なる燃費の向上を図ることができない。
【０００６】
本発明は上記の事情を鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料カット時における内燃機関のストールを防止しつつ、燃費向上を図ることができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の回転をアシストするための回転電機と、前記内燃機関の燃料カットを行うとともに、燃料カット中に内燃機関の回転速度が復帰回転速度未満になった時に燃料カットを解除する供給制御手段とを備え、燃料カットの解除に際して前記内燃機関の回転速度が所定回転速度未満になったときに前記回転電機を駆動することにより前記内燃機関の回転をアシストするようにした内燃機関の制御装置において、前記回転電機のアシスト能力を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出されたアシスト能力に応じて前記復帰回転速度を可変設定するとともに、該検出されたアシスト能力が高ければ高いほど前記復帰回転速度を小さな値に設定する復帰設定手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項１の構成によれば、回転電機のアシスト能力が高ければ高いほど、内燃機関の燃料カットを解除する復帰回転速度を低い値に設定しても、燃料カット解除に際して機関回転速度が所定回転速度未満になったときに回転電機による回転アシストを行うことができる。従って、回転電機のアシスト能力が高ければ高いほど、復帰回転速度を低い値に設定するので、燃料カットの継続時間を長くすることができ、内燃機関のストールを防止しつつ、燃費をさらに向上することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記検出手段は、前記回転電機に電気エネルギーを供給するバッテリの電圧に基づいて前記回転電機のアシスト能力を検出するものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の構成によれば、バッテリの電圧に基づいて回転電機のアシスト能力を容易に認識することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、前記検出手段は、前記バッテリの電圧が基準値以上の時にのみ前記回転電機による内燃機関のアシストが可能かどうかを検出するものであり、前記復帰設定手段は、前記回転電機によるアシスト可能であるときには回転電機によるアシスト不能であるときに比べて前記復帰回転速度を低く設定するものであることを特徴とする。
【００１１】
回転電機によるアシスト可能である場合には、機関回転速度が低下しても回転電機の駆動に基づくアシストにより内燃機関のストールを防止することが可能である。そのため、回転電機によるアシスト可能であるときには回転電機によるアシスト不可である場合よりも復帰回転速度を低く設定することができる。従って、燃料カットの継続時間を長くすることができ、内燃機関のストールを防止しつつ、燃費をさらに向上することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記回転電機は、前記内燃機関の出力軸に対して断接可能に駆動連結されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の構成によれば、回転電機により内燃機関の始動を行うことができるとともに、内燃機関の出力が低いときに機関出力をアシストすることができる。請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記回転電機は、バッテリの電気エネルギーにより作動するモータ機能と、前記内燃機関の機械エネルギーにより作動する発電機能とを備えたモータジェネレータであることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の構成によれば、回転電機をいわゆるモータジェネレータとすることによって発電機としても利用可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、上述した発明が適用された内燃機関及びその制御装置のシステム構成図である。ここでは内燃機関としてガソリン式エンジン（以下、「エンジン」と称す）２が用いられている。このエンジン２は自動車駆動用として車両に搭載されている。
【００１６】
エンジン２が発生する動力（機械エネルギー）は、エンジン２のクランク軸２ａからトルクコンバータ４及びオートマチックトランスミッション（以下、「Ａ／Ｔ」と称す）６を介して、出力軸６ｂ側に出力され、最終的に車輪に伝達される。更に、エンジン２が発生する動力は、クランク軸２ａに接続されている電磁クラッチ１０及びプーリ１２を介して、ベルト１４に伝達される。そして、このベルト１４により伝達された動力により、別のプーリ１６，１８，２０が回転される。電磁クラッチ１０は、必要に応じてプーリ１２とクランク軸２ａとの間で断接され、動力の非伝達・伝達を切り替え可能とするものである。
【００１７】
上記プーリ１６によってパワーステアリング用ポンプ２２が駆動されて、パワーステアリング用の油圧を発生される。またプーリ１８によりエアコン用コンプレッサ２４が駆動される。
【００１８】
プーリ２０によってモータジェネレータ（以下、「Ｍ／Ｇ」と称す）２６が駆動されてＭ／Ｇ２６は発電機として機能する。Ｍ／Ｇ２６はインバータ２８に電気的に接続されている。このインバータ２８はＭ／Ｇ制御用の電子制御装置（以下、「Ｍ／ＧＥＣＵ」と称す）３２から入力する発電指令に基づいてＭ／Ｇ２６から電力源であるバッテリ３０への電気エネルギーの充電を行わせる。また、エンジン２の停止状態の場合等において、Ｍ／Ｇ２６はインバータ２８からの制御信号に基づいて回転電機として機能する。この際、インバータ２８はＭ／ＧＥＣＵ３２から入力する電流指令に基づいてバッテリ３０からＭ／Ｇ２６への電気エネルギーの供給を調整してＭ／Ｇ２６の回転速度を可変とする機能を果たす。
【００１９】
Ｍ／ＧＥＣＵ３２は電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と称す）３８と交信を行う。Ｍ／ＧＥＣＵ３２にはバッテリ３０の充電量（ＳＯＣ）の情報が入力されている。Ｍ／ＧＥＣＵ３２は、マイクロコンピュータを中心として構成されている。Ｍ／ＧＥＣＵ３２は内部のＲＯＭに書き込まれているプログラムに応じて必要な演算処理を実行し、その演算結果に基づいて電磁クラッチ１０、インバータ２８、Ｍ／Ｇ２６類を駆動制御する。
【００２０】
エンジン２の運転状態において、Ｍ／ＧＥＣＵ３２は電磁クラッチ１０を接続してエンジン２の動力によりＭ／Ｇ２６を回転させることにより発電を行わせる。この際、Ｍ／ＧＥＣＵ３２はバッテリ３０のＳＯＣに応じた要求発電量を算出し、この要求発電量に応じた発電指令をインバータ２８に出力する。この発電司令に基づいてインバータ２８によりＭ／Ｇ２６の発電量が制御され、その発電エネルギーによってバッテリ３０が充電される。
【００２１】
また、エンジン２の自動停止後の停止状態において、パワーステアリング用ポンプ２２及びエアコン用コンプレッサ２４等の補機の駆動要求が発生すると、Ｍ／ＧＥＣＵ３２はその駆動要求に基づく電流指令をインバータ２８に出力する。この電流司令に基づいてインバータ２８によりＭ／Ｇ２６が作動されて補機が駆動される。
【００２２】
ＥＣＵ３８には、Ａ／Ｔ６の出力軸６ｂの回転速度を検出する出力軸回転数センサ、アクセルペダルの踏み込み有無を検出するアイドルスイッチ、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ、エンジン２への吸気経路２ｂに設けられて吸入空気量を調整するスロットルバルブ２ｃの開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するスロットル開度センサ、Ａ／Ｔ６のシフト位置ＳＨＦＴを検出するシフト位置センサ、エンジン回転速度ＮＥを検出するエンジン回転数センサ、ブレーキペダルの踏み込み有無を検出するブレーキスイッチ、エンジン冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサあるいはその他のセンサ類の検出値が入力される。また、ＥＣＵ３８には、運転者がエコランシステムの作動を有効化するためのエコランスイッチ、エアコンの作動を有効化するためのエアコンスイッチの操作信号が入力される。エコランシステムとは、交差点等での車両停車状態において、燃料供給を停止してエンジン２を停止させることにより燃料消費を低減し、排気ガスの排出量を低減する運転制御システムである。
【００２３】
ＥＣＵ３８は、マイクロコンピュータを中心として構成されており、前記Ｍ／ＧＥＣＵ３２と交信を行う。ＥＣＵ３８は内部のＲＯＭに書き込まれているプログラムに応じて必要な演算処理を実行する。ＥＣＵ３８はこの演算結果に基づいて、スロットルバルブ２ｃの開度を調整するスロットルバルブモータ２ｄ、スタータ４４、エンジン２の吸気ポート又は燃焼室内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁４２あるいはイグナイタ、その他のアクチュエータ類を駆動することにより、エンジン２やＡ／Ｔ６を好適に制御する。なお、スタータ４４はバッテリ４６の電気エネルギーにより駆動し、エンジン２の始動時のクランキングを行う。
【００２４】
また、ＥＣＵ３８は運転者によってエコランスイッチがオン操作された場合に、車両が所定の運転状態になると、エンジン２の自動停止処理及び自動始動処理を実行する。
【００２５】
エンジン２の自動停止処理に際して、ＥＣＵ３８は車両の運転状態、例えば、水温センサにて検出されるエンジン冷却水温ＴＨＷ、アイドルスイッチにて検出されるアクセルペダルの踏み込み有無、バッテリ３０の電圧、ブレーキスイッチから検出されるブレーキペダルの踏み込み有無、及び出力軸回転数センサの検出値から換算して得られる車速ＳＰＤ等に基づいて自動停止条件が成立したか否かを判定する。例えば、（１）エンジン２が暖機後でありかつ過熱していない状態（エンジン冷却水温ＴＨＷが水温上限値ＴＨＷｍａｘよりも低く、かつ水温下限値ＴＨＷｍｉｎより高い）、（２）アクセルペダルが踏まれていない状態（アイドルスイッチ・オン）、（３）バッテリ３０の充電量（ＳＯＣ）がある程度以上である状態（バッテリ電圧が基準電圧以上）、（４）ブレーキペダルが踏み込まれている状態（ブレーキスイッチ・オン）、及び（５）車両が停止している状態（車速ＳＰＤが０ｋｍ／ｈ）であるとの条件（１）〜（５）がすべて満足された場合に自動停止条件が成立したと判定する。なお、バッテリ３０のＳＯＣ情報は前記Ｍ／ＧＥＣＵ３２との交信にて取得される。
【００２６】
一方、運転者が交差点等にて自動車を停止させたことにより、自動停止条件が成立した場合には、ＥＣＵ３８はエンジン停止処理を実行する。例えば、燃料噴射弁４２からの燃料噴射が停止され、更に点火プラグによるエンジン２の燃焼室内の混合気への点火制御も停止される。このことにより燃料噴射と点火とが停止して、直ちにエンジン２の運転は停止する。
【００２７】
エンジン２の自動始動処理に際して、ＥＣＵ３８は車両の運転状態、ここでは、例えば、自動停止処理にて読み込んだデータと同じ、エンジン冷却水温ＴＨＷ、アクセル開度ＡＣＣＰ、バッテリ３０の電圧、ブレーキスイッチの状態及び車速ＳＰＤ等に基づいて自動始動条件が成立したか否かを判定する。例えば、自動停止処理によるエンジン停止状態にあるとの条件下で、（１）エンジン２が暖機後でありかつ過熱していない状態（エンジン冷却水温ＴＨＷが水温上限値ＴＨＷｍａｘよりも低く、かつ水温下限値ＴＨＷｍｉｎより高い）、（２）アクセルペダルが踏まれていない状態（アイドルスイッチ・オン）、（３）バッテリ３０の充電量（ＳＯＣ）がある程度以上である状態（バッテリ電圧が基準電圧以上）、（４）ブレーキペダルが踏み込まれている状態（ブレーキスイッチ・オン）、及び（５）車両が停止している状態（車速ＳＰＤが０ｋｍ／ｈ）であるとの条件（１）〜（５）の内の１つでも満足されなかった場合に自動始動条件が成立したと判定する。上述した自動始動条件の（１）〜（５）は、自動停止条件にて用いた各条件と同じ内容であったが、これに限る必要はなく、条件（１）〜（５）以外の条件を設定しても良く。また条件（１）〜（５）の内のいくつかに絞っても良い。
【００２８】
自動停止処理によるエンジン停止状態において上記条件（１）〜（５）の一つでも満足されなくなった場合にはＥＣＵ３８はエンジン２の自動始動処理を行う。この自動始動処理において、ＥＣＵ３８は、Ｍ／ＧＥＣＵ３２に対して自動始動司令を転送する。この自動始動司令に基づいてＭ／ＧＥＣＵ３２は電磁クラッチ１０を接続するとともに、インバータ２８に電流司令を出力してＭ／Ｇ２６を回転させることによりエンジン２のクランク軸２ａを強制的に回転させる。本実施形態においてＭ／ＧＥＣＵ３２によりエンジン２のクランク軸２ａを強制回転させることをモータリングという。このモータリング時においてエンジン回転速度が所定回転速度に達すると、ＥＣＵ３８は、始動時の燃料噴射処理と点火時期制御処理とを実行して、エンジン２を自動始動する。本実施形態においてモータリング後に燃料噴射処理と点火時期制御処理とを実行してエンジン２を燃焼させることをファイヤリングという。そして、エンジン２の始動が完了すれば、ＥＣＵ３８は通常の燃料噴射量制御処理、点火時期制御処理、その他のエンジン運転に必要な処理を開始する。
【００２９】
また、車両の通常走行中において車速がある程度の高速度域にあるときにアクセルペダルがオフ（踏込量が「０」）とされて車両が減速走行状態になると、ＥＣＵ３８は、エンジン２への燃料噴射を停止して燃料カット（以下、Ｆ／Ｃと称す）を行う。このようにＦ／Ｃ制御を行うことにより、エンジン２の燃費向上を図ることができる。
【００３０】
こうした車両減速中のＦ／Ｃ制御時においてエンジン２の回転速度はいずれ低下する。エンジン回転速度がアイドル回転速度付近まで低下するとエンジン２のストールを起こすこととなる。そのため、ＥＣＵ３８はエンジン回転速度が所定の回転速度（復帰回転速度）よりも低下した場合に、Ｆ／Ｃを解除して燃料噴射を再開させることによりエンジン２を燃焼させ、エンジン回転速度をアイドル回転速度に安定化させる。
【００３１】
このＦ／Ｃ解除に際して、Ｍ／Ｇ２６によるエンジン２の回転アシストが可能な状態であれば、エンジン回転速度ＮＥが予め設定されたアシスト回転速度ＮＥＡ（この場合、４５０ｒｐｍ）未満になった場合に、Ｍ／ＧＥＣＵ３２はＭ／Ｇ２６を駆動することによりエンジン２の回転をアシストするようになっている。
【００３２】
バッテリ３０の充電量（ＳＯＣ）がある程度以上である状態（バッテリ電圧が基準電圧以上）であればＭ／Ｇ２６によるエンジン２の回転アシストを行うことができる。従って、Ｍ／Ｇ２６によるエンジン２の回転アシストを行うに先立ち、Ｍ／ＧＥＣＵ３２はエンジン２の始動時において検出されたバッテリ３０の電圧が所定電圧値以上であればＭ／Ｇ２６のアシスト可能であると判定し、そうでなければＭ／Ｇ２６のアシスト不可であると判定する。また、Ｍ／ＧＥＣＵ３２はＭ／Ｇ２６のアシスト可能であると判定した場合には、図５及び図６に示すようにアシスト可能フラグとしてオンを設定する。
【００３３】
また、ＥＣＵ３８はＦ／Ｃ解除時における復帰回転速度ＮＲを前記Ｍ／Ｇ２６の回転アシスト能力に応じて異なる値に設定するようにしている。すなわち、ＥＣＵ３８は、Ｍ／Ｇ２６のアシスト可能であるときの復帰回転速度ＮＲを第１の回転速度ＮＥ１（この場合、６００ｒｐｍ）に設定し、Ｍ／Ｇ２６のアシスト不可であるときの復帰回転速度ＮＲを第１の回転速度ＮＥ１よりも高い第２の回転速度ＮＥ２（この場合、８００ｒｐｍ）に設定するようになっている。このようにＦ／Ｃ解除しても、実際に燃焼トルクが発生してエンジン回転速度の低下が抑えられるまでには遅れ時間が存在する。この燃料カット解除からの遅れ時間内に、パワステ負荷、発電負荷等の外乱が入ると、エンジン回転速度の低下度合いが増加する。従って、Ｍ／Ｇ２６によるエンジン２の回転アシスト不可の場合にはＦ／Ｃ解除の復帰回転速度ＮＲは高い回転速度である第２の回転速度ＮＥ２に設定され、エンジン２のストールを防止するようにしている。また、Ｍ／Ｇ２６によるエンジン２の回転アシスト可能である場合には、エンジン回転速度が所定回転速度未満になったときＭ／Ｇ２６によりエンジン２の回転アシストを行うことができる。そのため、Ｆ／Ｃ解除の復帰回転速度ＮＲは低い回転速度である第１の回転速度ＮＥ１に設定してもエンジン２のストールを防止しつつ、復帰回転速度ＮＲが低い回転速度に設定されることによりＦ／Ｃの実行時間を長くして更なる燃費の向上を図ることができる。
【００３４】
次に、ＥＣＵ３８が実行するＦ／Ｃ制御処理及び及びＭ／ＧＥＣＵ３２が実行するアシスト制御処理について詳細に説明する。
図２はＥＣＵ３８が実行するＦ／Ｃ制御処理を示すフローチャートである。本処理は予め設定されている短時間毎に周期的に繰り返し実行される処理である。本処理が開始されると、まず、ステップ１００でＭ／Ｇアシストが可能かどうかが前記アシスト可能フラグ（図４参照）の値に基づいて判定される。アシスト可能フラグがオンであればＭ／Ｇアシスト可能であると判定されてステップ１１０に進み、アシスト可能フラグがオフであればＭ／Ｇアシスト不能であると判定されてステップ１２０に進む。
【００３５】
ステップ１１０では復帰回転速度ＮＲとして第１の回転速度ＮＥ１（この場合、６００ｒｐｍ）が設定される。ステップ１２０では復帰回転速度ＮＲとして前記第１の回転速度ＮＥ１よりも高い第２の回転速度ＮＥ２（この場合、８００ｒｐｍ）が設定される。
【００３６】
ステップ１１０又はステップ１２０において復帰回転速度ＮＲが設定されると、次にステップ１３０においてそのときのエンジン回転速度ＮＥが復帰回転速度ＮＲ未満かどうかに基づいてＦ／Ｃ復帰条件が成立したかどうかが判定される。エンジン回転速度ＮＥが復帰回転速度ＮＲ未満である場合にはＦ／Ｃ復帰条件が成立したと判定され、次のステップ１４０にて燃料噴射が再開されてＦ／Ｃから復帰し、本処理を終了する。
【００３７】
またステップ１３０において、エンジン回転速度ＮＥが復帰回転速度ＮＲ以上である場合にはＦ／Ｃ復帰条件が未成立であると判定されて処理はステップ１５０に移行する。ステップ１５０では、そのときのエンジン回転速度ＮＥが燃料カットを開始する燃料カット回転速度ＮＦＣ以上かどうかに基づいてＦ／Ｃ実行条件が成立したかどうかが判定される。エンジン回転速度ＮＥが燃料カット回転速度ＮＦＣ以上である場合にはＦ／Ｃ実行条件が成立したと判定され、次のステップ１６０にてＦ／Ｃが実行される。エンジン回転速度ＮＥが燃料カット回転速度ＮＦＣ未満である場合にはＦ／Ｃ実行条件が未成立であると判定され、Ｆ／Ｃは実行されず本ルーチンが一旦終了される。
【００３８】
図３はＭ／ＧＥＣＵ３２が実行するアシスト制御処理を示すフローチャートである。本処理は予め設定されている短時間毎に周期的に繰り返し実行される処理である。
【００３９】
本処理が開始されると、まず、ステップ２００でアシスト要求フラグＸＡＳＳＴがＯＮかどうかが判定される。このアシスト要求フラグＸＡＳＳＴはエンジン回転速度ＮＥがアシスト回転速度ＮＥＴ以下になった場合にＭ／ＧＥＣＵ３２によってＯＮに設定される。アシスト要求フラグＸＡＳＳＴがＯＮであればステップ２１０に進み、アシスト要求フラグＸＡＳＳＴがＯＦＦであればステップ２２０に進む。
【００４０】
ステップ２１０ではアシスト回転速度ＮＥＴのヒステリシス回転幅ＨＹＳとして所定値Ｎ１（この場合、＞０ｒｐｍ）が設定される。ステップ２２０ではヒステリシス回転幅ＨＹＳとして０ｒｐｍが設定される。
【００４１】
ステップ２１０又はステップ２２０においてヒステリシス回転幅ＨＹＳが設定されると、次にステップ２３０において、アシスト回転速度の初期値ＮＥＡに対してヒステリシス回転幅ＨＹＳを加えることによりアシスト回転速度ＮＥＴが算出される。従って、エンジン回転速度ＮＥがアシスト回転速度初期値ＮＥＡ未満になっておらずアシスト要求フラグＸＡＳＳＴがＯＦＦの場合にはアシスト回転速度ＮＥＴはＮＥＡとなる。エンジン回転速度ＮＥが一旦アシスト回転速度初期値ＮＥＡ未満になってアシスト要求フラグＸＡＳＳＴがＯＮになった場合にはアシスト回転速度ＮＥＴは（ＮＥＡ＋Ｎ１）となる。
【００４２】
次のステップ２４０においてそのときのエンジン回転速度ＮＥがアシスト回転速度ＮＥＴ未満かどうかが判定される。エンジン回転速度ＮＥがアシスト回転速度ＮＥＴ未満である場合にはＭ／Ｇ２６による回転アシストが必要であると判定され、次のステップ２５０にてアシスト要求フラグＸＡＳＳＴがＯＮに設定されて本処理を終了する。
【００４３】
またステップ２４０において、エンジン回転速度ＮＥがアシスト回転速度ＮＥＴ以上である場合にはＭ／Ｇ２６による回転アシストが不要であると判定され、次のステップ２６０にてアシスト要求フラグＸＡＳＳＴがＯＦＦに設定されて本処理を終了する。
【００４４】
次に、上記のように構成された車両の減速中のＦ／Ｃ制御及び回転アシスト制御を図４〜図６に従って説明する。
図４はバッテリ３０の充電量が低くＭ／Ｇ２６によるアシスト不可である場合を示している。車両走行時において車速がある程度の高速度域にあり、エンジン回転速度ＮＥが燃料カット回転速度ＮＦＣ以上であるタイミングｔ１以前においてアクセルペダルがオフ（踏み込み量が「０」）とされて車両が減速されると、Ｆ／Ｃが実行される。Ｆ／Ｃの実行によってエンジン２の回転速度ＮＥが低下する。
【００４５】
このとき、アシスト可能フラグがオフに設定されているため、Ｍ／Ｇ２６による回転アシストが不可となり、復帰回転速度ＮＲは第２の回転速度ＮＥ２（８００ｒｐｍ）に設定される。従って、エンジン回転速度ＮＥが第２の回転速度ＮＥ２に達するタイミングｔ２においてＦ／Ｃが解除されて燃料噴射が開始され、エンジン２が再燃焼される。復帰回転速度ＮＲは第２の回転速度ＮＥ２に設定されているので、Ｆ／Ｃ解除後の遅れ時間内にパワステ負荷、発電負荷等の外乱が入っても、エンジン２のストールは防止され、エンジン回転速度ＮＥはアイドル回転速度Ｎｉ（この場合、５７０ｒｐｍ）に安定するようになる。
【００４６】
図５はバッテリ３０の充電量が高くＭ／Ｇ２６によるアシスト可能であり、エンジン回転速度に影響を与える外乱はなく、Ｍ／Ｇアシストが実行されない場合を示している。車両走行時において車速がある程度の高速度域にあり、エンジン回転速度ＮＥが燃料カット回転速度ＮＦＣ以上であるタイミングｔ１以前においてアクセルペダルがオフ（踏み込み量が「０」）とされて車両が減速されると、Ｆ／Ｃが実行される。Ｆ／Ｃの実行によってエンジン２の回転速度ＮＥが低下する。
【００４７】
また、タイミングｔ１以降においてアシスト可能フラグがオンに設定されているため、Ｍ／Ｇ２６による回転アシストが可能となり、復帰回転速度ＮＲは第１の回転速度ＮＥ１（６００ｒｐｍ）に設定される。従って、エンジン回転速度ＮＥが第１の回転速度ＮＥ１に達するタイミングｔ３においてＦ／Ｃが解除されて燃料噴射が開始され、エンジン２が再燃焼される。Ｆ／Ｃ解除後の遅れ時間内にパワステ負荷、発電負荷等の外乱がないため、エンジン２のストールは防止され、エンジン回転速度ＮＥはアイドル回転速度Ｎｉに安定するようになる。
【００４８】
図６はバッテリ３０の充電量が高くＭ／Ｇ２６によるアシスト可能であり、エンジン回転速度に影響を与える外乱があり、Ｍ／Ｇアシストが実行される場合を示している。車両走行時において車速がある程度の高速度域にあり、エンジン回転速度ＮＥが燃料カット回転速度ＮＦＣ以上であるタイミングｔ１以前においてアクセルペダルがオフ（踏み込み量が「０」）とされて車両が減速されると、Ｆ／Ｃが実行される。Ｆ／Ｃの実行によってエンジン２の回転速度ＮＥが低下する。
【００４９】
また、タイミングｔ１以降においてアシスト可能フラグがオンに設定されているため、Ｍ／Ｇ２６による回転アシストが可能となり、復帰回転速度ＮＲは第１の回転速度ＮＥ１（６００ｒｐｍ）に設定される。従って、エンジン回転速度ＮＥが第１の回転速度ＮＥ１に達するタイミングｔ３においてＦ／Ｃが解除されて燃料噴射が開始され、エンジン２が再燃焼される。Ｆ／Ｃ解除後の遅れ時間内にパワステ負荷、発電負荷等の外乱が入るとエンジン回転速度ＮＥは低下し続ける。エンジン回転速度ＮＥがアシスト回転速度初期値ＮＥＡ未満になるタイミングｔ４においてアシスト要求フラグがＯＮに設定されてＭ／Ｇアシストが実行される。その結果、エンジン２のストールが防止され、エンジン回転速度ＮＥはアイドル回転速度Ｎｉに安定するようになる。
【００５０】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
・ 本実施形態では、バッテリ３０の電圧が基準値以上の時にのみＭ／Ｇ２６によるエンジン２のアシストが可能であることを検出する。そして、Ｆ／Ｃ制御時において、Ｍ／Ｇ２６のアシスト不可であるときの復帰回転速度ＮＲとして第２の回転速度ＮＥ２を設定し、Ｍ／Ｇ２６のアシスト可能であるときの復帰回転速度ＮＲとして第２の回転速度ＮＥ２よりも低い第１の回転速度ＮＥ１を設定するようにした。従って、Ｆ／Ｃ解除時にエンジン２のストールを防止することができる。特にＭ／Ｇ２６によるアシスト可能である場合において、エンジン回転速度ＮＥが第２の回転速度ＮＥ２から第１の回転速度ＮＥ１に低下するまでの期間分、Ｆ／Ｃの継続時間を長くすることができ、更なる燃費の向上を図ることができる。
【００５１】
・ また、本実施形態では、エンジン２の始動時において検出したバッテリ３０の充電量（ＳＯＣ）に基づいてＭ／Ｇ２６のアシスト能力を容易に検出することができる。
【００５２】
・ Ｍ／Ｇ２６は、エンジン２のクランク軸２ａに対して断接可能に駆動連結されているので、Ｍ／Ｇ２６によりエンジン２の自動始動処理を行うことができるとともに、エンジン２の出力が低いときにＭ／Ｇ２６によって出力をアシストすることができる。
【００５３】
・ 本実施形態では回転電機をＭ／Ｇ２６とすることによって発電機としても利用可能となる。
なお、実施の形態は以下のように変更することも可能である。
【００５４】
・ 上記実施形態では、バッテリ３０の電圧が基準値以上であるかどうかに基づいてＭ／Ｇ２６によるエンジン２のアシストが可能であるかどうかを検出し、その検出結果に基づいてＦ／Ｃの復帰回転速度を異なる値に設定した。バッテリ３０の電圧が高ければ高いほどＭ／Ｇ２６のアシスト能力は高くなるので、バッテリ３０の電圧が高ければ高いほど復帰回転速度を小さな値に設定するようにしてもよい。この場合にも、上記と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００５５】
・ 上記実施形態では、燃料カット解除後においてＭ／Ｇ２６によるエンジン２の回転アシストを行うように構成したが、燃料カット解除とＭ／Ｇ２６によるエンジン２の回転アシストとを同時に行うように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の内燃機関及びその制御装置のシステム構成図。
【図２】実施の形態の燃料カット制御処理を示すフローチャート。
【図３】実施の形態のアシスト制御処理を示すフローチャート。
【図４】実施の形態の制御の一例を示すタイムチャート。
【図５】実施の形態の制御の一例を示すタイムチャート。
【図６】実施の形態の制御の一例を示すタイムチャート。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…クランク軸、２ｂ…吸気経路、２ｃ…スロットルバルブ、２ｄ…スロットルバルブモータ、４…トルクコンバータ、６…Ａ／Ｔ、６ｂ…出力軸、１０…電磁クラッチ、１２…プーリ、１４…ベルト、１６，１８，２０…プーリ、２２…パワーステアリング用ポンプ、２４…エアコン用コンプレッサ、２６…モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）、２８…インバータ、３０…バッテリ、３２…Ｍ／ＧＥＣＵ、３８…ＥＣＵ、４２…燃料噴射弁、４４…スタータ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両に搭載された内燃機関の燃費を向上する技術として、車両減速中に内燃機関の燃料カットを行うことが行われており、このような技術を採用した内燃機関が、例えば、特開平８−９９５６４号公報にて開示されている。この公報記載の内燃機関は、モータ機能及び発電機能を兼備した電動発電機を備えている。そして、燃料カット中に機関回転速度が急速に低下したときには燃料カットを解除して燃料供給を再開するとともに、電動発電機を電動作動させることにより内燃機関の回転をアシストし機関回転速度が所定回転速度以下に低下しないようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報記載の内燃機関では、その回転速度が急速に低下したときに燃料カットを解除するようにしているものの、燃料カットを解除するための復帰回転速度についての考慮はなされていない。このように燃料カットを解除しても、実際に燃焼トルクが発生して機関回転速度の低下が抑えられるまでには遅れ時間が存在する。上記燃料カット解除からの遅れ時間内に、パワステ負荷、発電負荷等の外乱が入ると、機関回転速度の低下度合いが増加する。従って、バッテリの充電状態が低く電動発電機のアシスト能力が低下している（アシスト不可）場合、電動発電機によって内燃機関の回転をアシストするにも拘わらず、機関回転速度の落ち込みが発生する。この低下度合いが大きいときには、内燃機関がストールを起こすおそれがある。
【０００４】
従って、あらゆる状況下においても内燃機関のストールを起こさないようにするために、燃料カットを解除する回転速度は、ある程度大きな値に設定せざるを得ない。燃料カットを解除する機関回転速度が高ければ高いほど、燃料カットが実行される時間は短くなる。
【０００５】
しかしながら、バッテリ状態により電動発電機のアシスト能力が低下していない、つまり、電動発電機のアシスト能力が通常（アシスト可能）である場合においては電動発電機により内燃機関の回転アシストを行うことができる。そのため、燃料カットを解除する機関回転速度を、上記のようにある程度大きな値に設定する必要はない。従って、電動発電機のアシスト能力が高い場合に、燃料カットが実行される時間が無駄に短いものとなり、更なる燃費の向上を図ることができない。
【０００６】
本発明は上記の事情を鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料カット時における内燃機関のストールを防止しつつ、燃費向上を図ることができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の回転をアシストするための回転電機と、前記内燃機関の燃料カットを行うとともに、燃料カット中に内燃機関の回転速度が復帰回転速度未満になった時に燃料カットを解除する供給制御手段とを備え、燃料カットの解除に際して前記内燃機関の回転速度が所定回転速度未満になったときに前記回転電機を駆動することにより前記内燃機関の回転をアシストするようにした内燃機関の制御装置において、前記回転電機のアシスト能力を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出されたアシスト能力に応じて前記復帰回転速度を可変設定するとともに、該検出されたアシスト能力が高ければ高いほど前記復帰回転速度を小さな値に設定する復帰設定手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項１の構成によれば、回転電機のアシスト能力が高ければ高いほど、内燃機関の燃料カットを解除する復帰回転速度を低い値に設定しても、燃料カット解除に際して機関回転速度が所定回転速度未満になったときに回転電機による回転アシストを行うことができる。従って、回転電機のアシスト能力が高ければ高いほど、復帰回転速度を低い値に設定するので、燃料カットの継続時間を長くすることができ、内燃機関のストールを防止しつつ、燃費をさらに向上することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記検出手段は、前記回転電機に電気エネルギーを供給するバッテリの電圧に基づいて前記回転電機のアシスト能力を検出するものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の構成によれば、バッテリの電圧に基づいて回転電機のアシスト能力を容易に認識することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、前記検出手段は、前記バッテリの電圧が基準値以上の時にのみ前記回転電機による内燃機関のアシストが可能かどうかを検出するものであり、前記復帰設定手段は、前記回転電機によるアシスト可能であるときには回転電機によるアシスト不能であるときに比べて前記復帰回転速度を低く設定するものであることを特徴とする。
【００１１】
回転電機によるアシスト可能である場合には、機関回転速度が低下しても回転電機の駆動に基づくアシストにより内燃機関のストールを防止することが可能である。そのため、回転電機によるアシスト可能であるときには回転電機によるアシスト不可である場合よりも復帰回転速度を低く設定することができる。従って、燃料カットの継続時間を長くすることができ、内燃機関のストールを防止しつつ、燃費をさらに向上することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記回転電機は、前記内燃機関の出力軸に対して断接可能に駆動連結されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の構成によれば、回転電機により内燃機関の始動を行うことができるとともに、内燃機関の出力が低いときに機関出力をアシストすることができる。請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記回転電機は、バッテリの電気エネルギーにより作動するモータ機能と、前記内燃機関の機械エネルギーにより作動する発電機能とを備えたモータジェネレータであることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の構成によれば、回転電機をいわゆるモータジェネレータとすることによって発電機としても利用可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、上述した発明が適用された内燃機関及びその制御装置のシステム構成図である。ここでは内燃機関としてガソリン式エンジン（以下、「エンジン」と称す）２が用いられている。このエンジン２は自動車駆動用として車両に搭載されている。
【００１６】
エンジン２が発生する動力（機械エネルギー）は、エンジン２のクランク軸２ａからトルクコンバータ４及びオートマチックトランスミッション（以下、「Ａ／Ｔ」と称す）６を介して、出力軸６ｂ側に出力され、最終的に車輪に伝達される。更に、エンジン２が発生する動力は、クランク軸２ａに接続されている電磁クラッチ１０及びプーリ１２を介して、ベルト１４に伝達される。そして、このベルト１４により伝達された動力により、別のプーリ１６，１８，２０が回転される。電磁クラッチ１０は、必要に応じてプーリ１２とクランク軸２ａとの間で断接され、動力の非伝達・伝達を切り替え可能とするものである。
【００１７】
上記プーリ１６によってパワーステアリング用ポンプ２２が駆動されて、パワーステアリング用の油圧を発生される。またプーリ１８によりエアコン用コンプレッサ２４が駆動される。
【００１８】
プーリ２０によってモータジェネレータ（以下、「Ｍ／Ｇ」と称す）２６が駆動されてＭ／Ｇ２６は発電機として機能する。Ｍ／Ｇ２６はインバータ２８に電気的に接続されている。このインバータ２８はＭ／Ｇ制御用の電子制御装置（以下、「Ｍ／ＧＥＣＵ」と称す）３２から入力する発電指令に基づいてＭ／Ｇ２６から電力源であるバッテリ３０への電気エネルギーの充電を行わせる。また、エンジン２の停止状態の場合等において、Ｍ／Ｇ２６はインバータ２８からの制御信号に基づいて回転電機として機能する。この際、インバータ２８はＭ／ＧＥＣＵ３２から入力する電流指令に基づいてバッテリ３０からＭ／Ｇ２６への電気エネルギーの供給を調整してＭ／Ｇ２６の回転速度を可変とする機能を果たす。
【００１９】
Ｍ／ＧＥＣＵ３２は電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と称す）３８と交信を行う。Ｍ／ＧＥＣＵ３２にはバッテリ３０の充電量（ＳＯＣ）の情報が入力されている。Ｍ／ＧＥＣＵ３２は、マイクロコンピュータを中心として構成されている。Ｍ／ＧＥＣＵ３２は内部のＲＯＭに書き込まれているプログラムに応じて必要な演算処理を実行し、その演算結果に基づいて電磁クラッチ１０、インバータ２８、Ｍ／Ｇ２６類を駆動制御する。
【００２０】
エンジン２の運転状態において、Ｍ／ＧＥＣＵ３２は電磁クラッチ１０を接続してエンジン２の動力によりＭ／Ｇ２６を回転させることにより発電を行わせる。この際、Ｍ／ＧＥＣＵ３２はバッテリ３０のＳＯＣに応じた要求発電量を算出し、この要求発電量に応じた発電指令をインバータ２８に出力する。この発電司令に基づいてインバータ２８によりＭ／Ｇ２６の発電量が制御され、その発電エネルギーによってバッテリ３０が充電される。
【００２１】
また、エンジン２の自動停止後の停止状態において、パワーステアリング用ポンプ２２及びエアコン用コンプレッサ２４等の補機の駆動要求が発生すると、Ｍ／ＧＥＣＵ３２はその駆動要求に基づく電流指令をインバータ２８に出力する。この電流司令に基づいてインバータ２８によりＭ／Ｇ２６が作動されて補機が駆動される。
【００２２】
ＥＣＵ３８には、Ａ／Ｔ６の出力軸６ｂの回転速度を検出する出力軸回転数センサ、アクセルペダルの踏み込み有無を検出するアイドルスイッチ、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ、エンジン２への吸気経路２ｂに設けられて吸入空気量を調整するスロットルバルブ２ｃの開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するスロットル開度センサ、Ａ／Ｔ６のシフト位置ＳＨＦＴを検出するシフト位置センサ、エンジン回転速度ＮＥを検出するエンジン回転数センサ、ブレーキペダルの踏み込み有無を検出するブレーキスイッチ、エンジン冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサあるいはその他のセンサ類の検出値が入力される。また、ＥＣＵ３８には、運転者がエコランシステムの作動を有効化するためのエコランスイッチ、エアコンの作動を有効化するためのエアコンスイッチの操作信号が入力される。エコランシステムとは、交差点等での車両停車状態において、燃料供給を停止してエンジン２を停止させることにより燃料消費を低減し、排気ガスの排出量を低減する運転制御システムである。
【００２３】
ＥＣＵ３８は、マイクロコンピュータを中心として構成されており、前記Ｍ／ＧＥＣＵ３２と交信を行う。ＥＣＵ３８は内部のＲＯＭに書き込まれているプログラムに応じて必要な演算処理を実行する。ＥＣＵ３８はこの演算結果に基づいて、スロットルバルブ２ｃの開度を調整するスロットルバルブモータ２ｄ、スタータ４４、エンジン２の吸気ポート又は燃焼室内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁４２あるいはイグナイタ、その他のアクチュエータ類を駆動することにより、エンジン２やＡ／Ｔ６を好適に制御する。なお、スタータ４４はバッテリ４６の電気エネルギーにより駆動し、エンジン２の始動時のクランキングを行う。
【００２４】
また、ＥＣＵ３８は運転者によってエコランスイッチがオン操作された場合に、車両が所定の運転状態になると、エンジン２の自動停止処理及び自動始動処理を実行する。
【００２５】
エンジン２の自動停止処理に際して、ＥＣＵ３８は車両の運転状態、例えば、水温センサにて検出されるエンジン冷却水温ＴＨＷ、アイドルスイッチにて検出されるアクセルペダルの踏み込み有無、バッテリ３０の電圧、ブレーキスイッチから検出されるブレーキペダルの踏み込み有無、及び出力軸回転数センサの検出値から換算して得られる車速ＳＰＤ等に基づいて自動停止条件が成立したか否かを判定する。例えば、（１）エンジン２が暖機後でありかつ過熱していない状態（エンジン冷却水温ＴＨＷが水温上限値ＴＨＷｍａｘよりも低く、かつ水温下限値ＴＨＷｍｉｎより高い）、（２）アクセルペダルが踏まれていない状態（アイドルスイッチ・オン）、（３）バッテリ３０の充電量（ＳＯＣ）がある程度以上である状態（バッテリ電圧が基準電圧以上）、（４）ブレーキペダルが踏み込まれている状態（ブレーキスイッチ・オン）、及び（５）車両が停止している状態（車速ＳＰＤが０ｋｍ／ｈ）であるとの条件（１）〜（５）がすべて満足された場合に自動停止条件が成立したと判定する。なお、バッテリ３０のＳＯＣ情報は前記Ｍ／ＧＥＣＵ３２との交信にて取得される。
【００２６】
一方、運転者が交差点等にて自動車を停止させたことにより、自動停止条件が成立した場合には、ＥＣＵ３８はエンジン停止処理を実行する。例えば、燃料噴射弁４２からの燃料噴射が停止され、更に点火プラグによるエンジン２の燃焼室内の混合気への点火制御も停止される。このことにより燃料噴射と点火とが停止して、直ちにエンジン２の運転は停止する。
【００２７】
エンジン２の自動始動処理に際して、ＥＣＵ３８は車両の運転状態、ここでは、例えば、自動停止処理にて読み込んだデータと同じ、エンジン冷却水温ＴＨＷ、アクセル開度ＡＣＣＰ、バッテリ３０の電圧、ブレーキスイッチの状態及び車速ＳＰＤ等に基づいて自動始動条件が成立したか否かを判定する。例えば、自動停止処理によるエンジン停止状態にあるとの条件下で、（１）エンジン２が暖機後でありかつ過熱していない状態（エンジン冷却水温ＴＨＷが水温上限値ＴＨＷｍａｘよりも低く、かつ水温下限値ＴＨＷｍｉｎより高い）、（２）アクセルペダルが踏まれていない状態（アイドルスイッチ・オン）、（３）バッテリ３０の充電量（ＳＯＣ）がある程度以上である状態（バッテリ電圧が基準電圧以上）、（４）ブレーキペダルが踏み込まれている状態（ブレーキスイッチ・オン）、及び（５）車両が停止している状態（車速ＳＰＤが０ｋｍ／ｈ）であるとの条件（１）〜（５）の内の１つでも満足されなかった場合に自動始動条件が成立したと判定する。上述した自動始動条件の（１）〜（５）は、自動停止条件にて用いた各条件と同じ内容であったが、これに限る必要はなく、条件（１）〜（５）以外の条件を設定しても良く。また条件（１）〜（５）の内のいくつかに絞っても良い。
【００２８】
自動停止処理によるエンジン停止状態において上記条件（１）〜（５）の一つでも満足されなくなった場合にはＥＣＵ３８はエンジン２の自動始動処理を行う。この自動始動処理において、ＥＣＵ３８は、Ｍ／ＧＥＣＵ３２に対して自動始動司令を転送する。この自動始動司令に基づいてＭ／ＧＥＣＵ３２は電磁クラッチ１０を接続するとともに、インバータ２８に電流司令を出力してＭ／Ｇ２６を回転させることによりエンジン２のクランク軸２ａを強制的に回転させる。本実施形態においてＭ／ＧＥＣＵ３２によりエンジン２のクランク軸２ａを強制回転させることをモータリングという。このモータリング時においてエンジン回転速度が所定回転速度に達すると、ＥＣＵ３８は、始動時の燃料噴射処理と点火時期制御処理とを実行して、エンジン２を自動始動する。本実施形態においてモータリング後に燃料噴射処理と点火時期制御処理とを実行してエンジン２を燃焼させることをファイヤリングという。そして、エンジン２の始動が完了すれば、ＥＣＵ３８は通常の燃料噴射量制御処理、点火時期制御処理、その他のエンジン運転に必要な処理を開始する。
【００２９】
また、車両の通常走行中において車速がある程度の高速度域にあるときにアクセルペダルがオフ（踏込量が「０」）とされて車両が減速走行状態になると、ＥＣＵ３８は、エンジン２への燃料噴射を停止して燃料カット（以下、Ｆ／Ｃと称す）を行う。このようにＦ／Ｃ制御を行うことにより、エンジン２の燃費向上を図ることができる。
【００３０】
こうした車両減速中のＦ／Ｃ制御時においてエンジン２の回転速度はいずれ低下する。エンジン回転速度がアイドル回転速度付近まで低下するとエンジン２のストールを起こすこととなる。そのため、ＥＣＵ３８はエンジン回転速度が所定の回転速度（復帰回転速度）よりも低下した場合に、Ｆ／Ｃを解除して燃料噴射を再開させることによりエンジン２を燃焼させ、エンジン回転速度をアイドル回転速度に安定化させる。
【００３１】
このＦ／Ｃ解除に際して、Ｍ／Ｇ２６によるエンジン２の回転アシストが可能な状態であれば、エンジン回転速度ＮＥが予め設定されたアシスト回転速度ＮＥＡ（この場合、４５０ｒｐｍ）未満になった場合に、Ｍ／ＧＥＣＵ３２はＭ／Ｇ２６を駆動することによりエンジン２の回転をアシストするようになっている。
【００３２】
バッテリ３０の充電量（ＳＯＣ）がある程度以上である状態（バッテリ電圧が基準電圧以上）であればＭ／Ｇ２６によるエンジン２の回転アシストを行うことができる。従って、Ｍ／Ｇ２６によるエンジン２の回転アシストを行うに先立ち、Ｍ／ＧＥＣＵ３２はエンジン２の始動時において検出されたバッテリ３０の電圧が所定電圧値以上であればＭ／Ｇ２６のアシスト可能であると判定し、そうでなければＭ／Ｇ２６のアシスト不可であると判定する。また、Ｍ／ＧＥＣＵ３２はＭ／Ｇ２６のアシスト可能であると判定した場合には、図５及び図６に示すようにアシスト可能フラグとしてオンを設定する。
【００３３】
また、ＥＣＵ３８はＦ／Ｃ解除時における復帰回転速度ＮＲを前記Ｍ／Ｇ２６の回転アシスト能力に応じて異なる値に設定するようにしている。すなわち、ＥＣＵ３８は、Ｍ／Ｇ２６のアシスト可能であるときの復帰回転速度ＮＲを第１の回転速度ＮＥ１（この場合、６００ｒｐｍ）に設定し、Ｍ／Ｇ２６のアシスト不可であるときの復帰回転速度ＮＲを第１の回転速度ＮＥ１よりも高い第２の回転速度ＮＥ２（この場合、８００ｒｐｍ）に設定するようになっている。このようにＦ／Ｃ解除しても、実際に燃焼トルクが発生してエンジン回転速度の低下が抑えられるまでには遅れ時間が存在する。この燃料カット解除からの遅れ時間内に、パワステ負荷、発電負荷等の外乱が入ると、エンジン回転速度の低下度合いが増加する。従って、Ｍ／Ｇ２６によるエンジン２の回転アシスト不可の場合にはＦ／Ｃ解除の復帰回転速度ＮＲは高い回転速度である第２の回転速度ＮＥ２に設定され、エンジン２のストールを防止するようにしている。また、Ｍ／Ｇ２６によるエンジン２の回転アシスト可能である場合には、エンジン回転速度が所定回転速度未満になったときＭ／Ｇ２６によりエンジン２の回転アシストを行うことができる。そのため、Ｆ／Ｃ解除の復帰回転速度ＮＲは低い回転速度である第１の回転速度ＮＥ１に設定してもエンジン２のストールを防止しつつ、復帰回転速度ＮＲが低い回転速度に設定されることによりＦ／Ｃの実行時間を長くして更なる燃費の向上を図ることができる。
【００３４】
次に、ＥＣＵ３８が実行するＦ／Ｃ制御処理及び及びＭ／ＧＥＣＵ３２が実行するアシスト制御処理について詳細に説明する。
図２はＥＣＵ３８が実行するＦ／Ｃ制御処理を示すフローチャートである。本処理は予め設定されている短時間毎に周期的に繰り返し実行される処理である。本処理が開始されると、まず、ステップ１００でＭ／Ｇアシストが可能かどうかが前記アシスト可能フラグ（図４参照）の値に基づいて判定される。アシスト可能フラグがオンであればＭ／Ｇアシスト可能であると判定されてステップ１１０に進み、アシスト可能フラグがオフであればＭ／Ｇアシスト不能であると判定されてステップ１２０に進む。
【００３５】
ステップ１１０では復帰回転速度ＮＲとして第１の回転速度ＮＥ１（この場合、６００ｒｐｍ）が設定される。ステップ１２０では復帰回転速度ＮＲとして前記第１の回転速度ＮＥ１よりも高い第２の回転速度ＮＥ２（この場合、８００ｒｐｍ）が設定される。
【００３６】
ステップ１１０又はステップ１２０において復帰回転速度ＮＲが設定されると、次にステップ１３０においてそのときのエンジン回転速度ＮＥが復帰回転速度ＮＲ未満かどうかに基づいてＦ／Ｃ復帰条件が成立したかどうかが判定される。エンジン回転速度ＮＥが復帰回転速度ＮＲ未満である場合にはＦ／Ｃ復帰条件が成立したと判定され、次のステップ１４０にて燃料噴射が再開されてＦ／Ｃから復帰し、本処理を終了する。
【００３７】
またステップ１３０において、エンジン回転速度ＮＥが復帰回転速度ＮＲ以上である場合にはＦ／Ｃ復帰条件が未成立であると判定されて処理はステップ１５０に移行する。ステップ１５０では、そのときのエンジン回転速度ＮＥが燃料カットを開始する燃料カット回転速度ＮＦＣ以上かどうかに基づいてＦ／Ｃ実行条件が成立したかどうかが判定される。エンジン回転速度ＮＥが燃料カット回転速度ＮＦＣ以上である場合にはＦ／Ｃ実行条件が成立したと判定され、次のステップ１６０にてＦ／Ｃが実行される。エンジン回転速度ＮＥが燃料カット回転速度ＮＦＣ未満である場合にはＦ／Ｃ実行条件が未成立であると判定され、Ｆ／Ｃは実行されず本ルーチンが一旦終了される。
【００３８】
図３はＭ／ＧＥＣＵ３２が実行するアシスト制御処理を示すフローチャートである。本処理は予め設定されている短時間毎に周期的に繰り返し実行される処理である。
【００３９】
本処理が開始されると、まず、ステップ２００でアシスト要求フラグＸＡＳＳＴがＯＮかどうかが判定される。このアシスト要求フラグＸＡＳＳＴはエンジン回転速度ＮＥがアシスト回転速度ＮＥＴ以下になった場合にＭ／ＧＥＣＵ３２によってＯＮに設定される。アシスト要求フラグＸＡＳＳＴがＯＮであればステップ２１０に進み、アシスト要求フラグＸＡＳＳＴがＯＦＦであればステップ２２０に進む。
【００４０】
ステップ２１０ではアシスト回転速度ＮＥＴのヒステリシス回転幅ＨＹＳとして所定値Ｎ１（この場合、＞０ｒｐｍ）が設定される。ステップ２２０ではヒステリシス回転幅ＨＹＳとして０ｒｐｍが設定される。
【００４１】
ステップ２１０又はステップ２２０においてヒステリシス回転幅ＨＹＳが設定されると、次にステップ２３０において、アシスト回転速度の初期値ＮＥＡに対してヒステリシス回転幅ＨＹＳを加えることによりアシスト回転速度ＮＥＴが算出される。従って、エンジン回転速度ＮＥがアシスト回転速度初期値ＮＥＡ未満になっておらずアシスト要求フラグＸＡＳＳＴがＯＦＦの場合にはアシスト回転速度ＮＥＴはＮＥＡとなる。エンジン回転速度ＮＥが一旦アシスト回転速度初期値ＮＥＡ未満になってアシスト要求フラグＸＡＳＳＴがＯＮになった場合にはアシスト回転速度ＮＥＴは（ＮＥＡ＋Ｎ１）となる。
【００４２】
次のステップ２４０においてそのときのエンジン回転速度ＮＥがアシスト回転速度ＮＥＴ未満かどうかが判定される。エンジン回転速度ＮＥがアシスト回転速度ＮＥＴ未満である場合にはＭ／Ｇ２６による回転アシストが必要であると判定され、次のステップ２５０にてアシスト要求フラグＸＡＳＳＴがＯＮに設定されて本処理を終了する。
【００４３】
またステップ２４０において、エンジン回転速度ＮＥがアシスト回転速度ＮＥＴ以上である場合にはＭ／Ｇ２６による回転アシストが不要であると判定され、次のステップ２６０にてアシスト要求フラグＸＡＳＳＴがＯＦＦに設定されて本処理を終了する。
【００４４】
次に、上記のように構成された車両の減速中のＦ／Ｃ制御及び回転アシスト制御を図４〜図６に従って説明する。
図４はバッテリ３０の充電量が低くＭ／Ｇ２６によるアシスト不可である場合を示している。車両走行時において車速がある程度の高速度域にあり、エンジン回転速度ＮＥが燃料カット回転速度ＮＦＣ以上であるタイミングｔ１以前においてアクセルペダルがオフ（踏み込み量が「０」）とされて車両が減速されると、Ｆ／Ｃが実行される。Ｆ／Ｃの実行によってエンジン２の回転速度ＮＥが低下する。
【００４５】
このとき、アシスト可能フラグがオフに設定されているため、Ｍ／Ｇ２６による回転アシストが不可となり、復帰回転速度ＮＲは第２の回転速度ＮＥ２（８００ｒｐｍ）に設定される。従って、エンジン回転速度ＮＥが第２の回転速度ＮＥ２に達するタイミングｔ２においてＦ／Ｃが解除されて燃料噴射が開始され、エンジン２が再燃焼される。復帰回転速度ＮＲは第２の回転速度ＮＥ２に設定されているので、Ｆ／Ｃ解除後の遅れ時間内にパワステ負荷、発電負荷等の外乱が入っても、エンジン２のストールは防止され、エンジン回転速度ＮＥはアイドル回転速度Ｎｉ（この場合、５７０ｒｐｍ）に安定するようになる。
【００４６】
図５はバッテリ３０の充電量が高くＭ／Ｇ２６によるアシスト可能であり、エンジン回転速度に影響を与える外乱はなく、Ｍ／Ｇアシストが実行されない場合を示している。車両走行時において車速がある程度の高速度域にあり、エンジン回転速度ＮＥが燃料カット回転速度ＮＦＣ以上であるタイミングｔ１以前においてアクセルペダルがオフ（踏み込み量が「０」）とされて車両が減速されると、Ｆ／Ｃが実行される。Ｆ／Ｃの実行によってエンジン２の回転速度ＮＥが低下する。
【００４７】
また、タイミングｔ１以降においてアシスト可能フラグがオンに設定されているため、Ｍ／Ｇ２６による回転アシストが可能となり、復帰回転速度ＮＲは第１の回転速度ＮＥ１（６００ｒｐｍ）に設定される。従って、エンジン回転速度ＮＥが第１の回転速度ＮＥ１に達するタイミングｔ３においてＦ／Ｃが解除されて燃料噴射が開始され、エンジン２が再燃焼される。Ｆ／Ｃ解除後の遅れ時間内にパワステ負荷、発電負荷等の外乱がないため、エンジン２のストールは防止され、エンジン回転速度ＮＥはアイドル回転速度Ｎｉに安定するようになる。
【００４８】
図６はバッテリ３０の充電量が高くＭ／Ｇ２６によるアシスト可能であり、エンジン回転速度に影響を与える外乱があり、Ｍ／Ｇアシストが実行される場合を示している。車両走行時において車速がある程度の高速度域にあり、エンジン回転速度ＮＥが燃料カット回転速度ＮＦＣ以上であるタイミングｔ１以前においてアクセルペダルがオフ（踏み込み量が「０」）とされて車両が減速されると、Ｆ／Ｃが実行される。Ｆ／Ｃの実行によってエンジン２の回転速度ＮＥが低下する。
【００４９】
また、タイミングｔ１以降においてアシスト可能フラグがオンに設定されているため、Ｍ／Ｇ２６による回転アシストが可能となり、復帰回転速度ＮＲは第１の回転速度ＮＥ１（６００ｒｐｍ）に設定される。従って、エンジン回転速度ＮＥが第１の回転速度ＮＥ１に達するタイミングｔ３においてＦ／Ｃが解除されて燃料噴射が開始され、エンジン２が再燃焼される。Ｆ／Ｃ解除後の遅れ時間内にパワステ負荷、発電負荷等の外乱が入るとエンジン回転速度ＮＥは低下し続ける。エンジン回転速度ＮＥがアシスト回転速度初期値ＮＥＡ未満になるタイミングｔ４においてアシスト要求フラグがＯＮに設定されてＭ／Ｇアシストが実行される。その結果、エンジン２のストールが防止され、エンジン回転速度ＮＥはアイドル回転速度Ｎｉに安定するようになる。
【００５０】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
・ 本実施形態では、バッテリ３０の電圧が基準値以上の時にのみＭ／Ｇ２６によるエンジン２のアシストが可能であることを検出する。そして、Ｆ／Ｃ制御時において、Ｍ／Ｇ２６のアシスト不可であるときの復帰回転速度ＮＲとして第２の回転速度ＮＥ２を設定し、Ｍ／Ｇ２６のアシスト可能であるときの復帰回転速度ＮＲとして第２の回転速度ＮＥ２よりも低い第１の回転速度ＮＥ１を設定するようにした。従って、Ｆ／Ｃ解除時にエンジン２のストールを防止することができる。特にＭ／Ｇ２６によるアシスト可能である場合において、エンジン回転速度ＮＥが第２の回転速度ＮＥ２から第１の回転速度ＮＥ１に低下するまでの期間分、Ｆ／Ｃの継続時間を長くすることができ、更なる燃費の向上を図ることができる。
【００５１】
・ また、本実施形態では、エンジン２の始動時において検出したバッテリ３０の充電量（ＳＯＣ）に基づいてＭ／Ｇ２６のアシスト能力を容易に検出することができる。
【００５２】
・ Ｍ／Ｇ２６は、エンジン２のクランク軸２ａに対して断接可能に駆動連結されているので、Ｍ／Ｇ２６によりエンジン２の自動始動処理を行うことができるとともに、エンジン２の出力が低いときにＭ／Ｇ２６によって出力をアシストすることができる。
【００５３】
・ 本実施形態では回転電機をＭ／Ｇ２６とすることによって発電機としても利用可能となる。
なお、実施の形態は以下のように変更することも可能である。
【００５４】
・ 上記実施形態では、バッテリ３０の電圧が基準値以上であるかどうかに基づいてＭ／Ｇ２６によるエンジン２のアシストが可能であるかどうかを検出し、その検出結果に基づいてＦ／Ｃの復帰回転速度を異なる値に設定した。バッテリ３０の電圧が高ければ高いほどＭ／Ｇ２６のアシスト能力は高くなるので、バッテリ３０の電圧が高ければ高いほど復帰回転速度を小さな値に設定するようにしてもよい。この場合にも、上記と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００５５】
・ 上記実施形態では、燃料カット解除後においてＭ／Ｇ２６によるエンジン２の回転アシストを行うように構成したが、燃料カット解除とＭ／Ｇ２６によるエンジン２の回転アシストとを同時に行うように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の内燃機関及びその制御装置のシステム構成図。
【図２】実施の形態の燃料カット制御処理を示すフローチャート。
【図３】実施の形態のアシスト制御処理を示すフローチャート。
【図４】実施の形態の制御の一例を示すタイムチャート。
【図５】実施の形態の制御の一例を示すタイムチャート。
【図６】実施の形態の制御の一例を示すタイムチャート。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…クランク軸、２ｂ…吸気経路、２ｃ…スロットルバルブ、２ｄ…スロットルバルブモータ、４…トルクコンバータ、６…Ａ／Ｔ、６ｂ…出力軸、１０…電磁クラッチ、１２…プーリ、１４…ベルト、１６，１８，２０…プーリ、２２…パワーステアリング用ポンプ、２４…エアコン用コンプレッサ、２６…モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）、２８…インバータ、３０…バッテリ、３２…Ｍ／ＧＥＣＵ、３８…ＥＣＵ、４２…燃料噴射弁、４４…スタータ。
Claims (5)
- 内燃機関の回転をアシストするための回転電機と、
前記内燃機関の燃料カットを行うとともに、燃料カット中に内燃機関の回転速度が復帰回転速度未満になった時に燃料カットを解除する供給制御手段とを備え、
燃料カットの解除に際して前記内燃機関の回転速度が所定回転速度未満になったときに前記回転電機を駆動することにより前記内燃機関の回転をアシストするようにした内燃機関の制御装置において、
前記回転電機のアシスト能力を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出されたアシスト能力に応じて前記復帰回転速度を可変設定するとともに、該検出されたアシスト能力が高ければ高いほど前記復帰回転速度を小さな値に設定する復帰設定手段と
を備える内燃機関の制御装置。 - 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記検出手段は、前記回転電機に電気エネルギーを供給するバッテリの電圧に基づいて前記回転電機のアシスト能力を検出するものである内燃機関の制御装置。 - 請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記検出手段は、前記バッテリの電圧が基準値以上の時にのみ前記回転電機による内燃機関のアシストが可能かどうかを検出するものであり、
前記復帰設定手段は、前記回転電機によるアシスト可能であるときには回転電機によるアシスト不能であるときに比べて前記復帰回転速度を低く設定するものである内燃機関の制御装置。 - 請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記回転電機は、前記内燃機関の出力軸に対して断接可能に駆動連結されている内燃機関の制御装置。 - 請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記回転電機は、バッテリの電気エネルギーにより作動するモータ機能と、前記内燃機関の機械エネルギーにより作動する発電機能とを備えたモータジェネレータである内燃機関の制御装置。
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