JP4566203B2

JP4566203B2 - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP4566203B2
Application number: JP2007012726A
Authority: JP
Inventors: 望上岡; 史郎米澤; 智久正田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2027-01-23
Also published as: JP2008180105A

Description

この発明は、内燃機関に対してトルクを付与し、またはトルクを吸収することにより内燃機関の燃料消費量を減らし、内燃機関の回転速度低下に伴う振動の増加を抑制する内燃機関の制御装置に関するものである。

内燃機関の回転速度はアイドル時においてほぼ一定であるが、細かく見ると１サイクル中は燃焼行程における燃焼によって、往復運動をトルクに変換しており、燃焼周期に同期した振動を発生している。

この振動を低減する装置として、内燃機関の回転速度が時間平均値より大きいときに発電機を動作させて内燃機関のトルクを吸収し、内燃機関の回転速度が時間平均値より小さいときには電動機を動作させて内燃機関に対しトルクを付与する内燃機関の発電制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、内燃機関の回転速度を上昇させる回転変動が生じたときに発電機を動作させて内燃機関のトルクを吸収し、内燃機関の回転速度を低下させる回転変動が生じたときには電動機を動作させて内燃機関に対しトルクを付与するエンジントルク変換吸収装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平２−１４６９７７号公報（作用の欄、第７図）特開平７−３０５６３５号公報（段落００１１、図２）

しかし、上記特許文献１により提案された内燃機関の発電制御装置は、発電機や電動機の応答遅れについて考慮されておらず、内燃機関の燃焼に伴いトルクが減少して、内燃機関の回転速度が落ち込む領域で発電を行っているため、内燃機関に対して吸収トルクが増大し、時間平均回転速度が低下してしまう課題がある。さらに、内燃機関の燃焼に伴うトルクの増大時期に電動機を用いてトルクを付与した場合、内燃機関の回転速度変動が大きくなる方向へ働くため、結果的に振動の増大を招く課題もある。

また、発電機あるいは電動機を動作させる界磁電流の時定数は大きく、指令から目標値に達するまでに時間遅れが生じるものである。そのため、上記特許文献２により提案されたエンジントルク変換吸収装置は、内燃機関の回転変動を検出してから指令を変更した場合、振動低減に最適なトルクが発生するまでに時間遅れを生じるため、内燃機関の振動を効果的に低減することができない課題がある。また、界磁電流の時間遅れのため、電動機を発電から駆動へ、あるいは駆動から発電へ切り替える際、必要以上に界磁電流が流れることにより、動作を切り替える際に電動機が振動を発生してしまい、振動を抑制するためのトルク制御装置を動作させることで、かえって振動の増大を招く課題がある。

一般に発電機で吸収することのできるトルクは、発電電流に依存することが知られている。また、バッテリなどの蓄電装置は、蓄えられている電気エネルギが大きければ大きいほど、充電時に流れる電流は少なくなる。上記２つに代表される従来装置は、発電時に発生した電力を全て蓄電あるいは充電に使われる以上の余分な電力を全て消費するための手段を伴わない場合、内燃機関のトルクを吸収するために必要十分なトルクを発生させることができない。

また、一般に内燃機関は燃焼行程において、何らかの原因で燃料に着火せず、特定の気筒のみトルクが発生しないことがある。このような場合、内燃機関の気筒毎に発生するトルクがばらつくため、大きな振動を発生する要因となっている。

この発明は上記課題を解決するために成されたもので、内燃機関に連結され蓄電装置から電気エネルギを得て駆動することによりトルクを発生し、または内燃機関からの運動エネルギにより発電を行い蓄電装置に電気エネルギを蓄電することで内燃機関のトルクを吸収するトルク発生吸収装置を用いて、内燃機関の燃焼行程周期毎に発生する振動を好適に低減する内燃機関の制御装置を提供するものである。

この発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料の燃焼により動力を発生する内燃機関に連結されると共に、蓄電装置から電気エネルギを得てトルクを発生し、または上記内燃機関からの運動エネルギにより発電して上記蓄電装置に電気エネルギを蓄電することにより上記内燃機関のトルクを吸収するトルク発生吸収装置と、上記内燃機関の回転角度を検出するクランク角度検出手段と、上記クランク角度検出手段によって得られた回転角度を基に上記トルク発生吸収装置のトルクを発生させるタイミングを演算して設定するトルク発生タイミング設定手段と、上記クランク角度検出手段によって得られた回転角度を基に上記トルク発生吸収装置の必要なトルクの発生量を設定するトルク発生量設定手段と、上記トルク発生タイミング設定手段によって設定されたトルク発生タイミングと、上記トルク発生量設定手段によって設定されたトルク発生量とに基づき、上記トルク発生吸収装置にトルクを発生させるトルク発生吸収装置制御手段と、を備え、上記トルク発生吸収装置のトルクの変化量が上記内燃機関のトルクの変化量よりも小さくなるように、上記トルク発生吸収装置を制御することを特徴とするものである。

この発明に係る内燃機関の制御装置によれば、トルク発生吸収装置が付与し、または吸収するトルクを、内燃機関のトルクよりも小さくできるため、上記トルク発生吸収装置から発生する振動を小さく抑えることができ、内燃機関が発生する振動を小さくすることができる効果がある。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る内燃機関の制御装置について好適な実施の形態を説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を示すシステム構成図で、このシステム１００は、供給される燃料の燃焼により動力を発生する内燃機関であるエンジン１、このエンジン１に連結されるトルク発生吸収装置であるモータジェネレータ２、蓄電装置であるバッテリ３、クランク角度センサ４、及びモータジェネレータ２を制御するモータジェネレータ制御装置５を備えている。また、モータジェネレータ制御装置５は、トルク発生タイミング設定手段６、トルク発生量設定手段７、トルク発生吸収装置制御手段８を備えている。

モータジェネレータ２は、ベルト９を介してエンジン１の出力軸１ａに連結され、モータジェネレータ制御装置５を介してバッテリ３と図示しないハーネスで接続されている。また、モータジェネレータ２は、バッテリ３からの電力により電動機として動作し、エンジン１の出力軸１ａに対してトルクを付与し、またはエンジン１からの運動エネルギにより発電機として動作し、バッテリ３を充電してエンジン１の出力軸１ａに対してトルクを吸収する。

モータジェネレータ２は、その制御に三相交流を用いており、制御に必要な界磁コイルと三相コイル（いずれも図示せず）を具備している。そして、駆動時には界磁コイルと三相コイルに電流を流して動作させ、発電時には界磁コイルに電流を流し、三相コイルから発電された電力を得る構成になっている。

クランク角度センサ４は、エンジン１の出力軸１ａに取り付けられた歯車１ｂの歯数に応じたパルスを出力するように歯車１ｂに対向して設けられている。トルク発生タイミング設定手段６は、クランク角度センサ４によって得られたパルスを回転角度に変換し、その回転角度を基にトルクの発生タイミングを演算して設定する。また、トルク発生量設定手段７は、クランク角度センサ４によって得られたパルスを回転角度に変換し、その回転角度を基に必要なトルクの発生量を演算して設定する。

トルク発生吸収装置制御手段８は、トルク発生タイミング設定手段６によって設定されたトルク発生タイミングと、トルク発生量設定手段７によって設定されたトルク発生量を基にしてモータジェネレータ２にトルクを発生させるための指令を出力する。モータジェネレータ制御装置５は、上記のようにトルク発生タイミング設定手段６、トルク発生量設定手段７、トルク発生吸収装置制御手段８を備えており、モータジェネレータ２を動作させるための信号を出力する。また、モータジェネレータ制御装置５は、マイクロコンピュータ１０、ＲＡＭ１１、ＲＯＭ１２、及びＩ／Ｆ回路１３を備え、バッテリ３の電力によってトルク発生タイミング設定手段６、トルク発生量設定手段７、トルク発生吸収装置制御手段８の動作を制御する。なお、ＲＯＭ１２には後述するように各種の制御マップが予め格納されている。

実施の形態１に係る内燃機関の制御装置は上記のように構成されており、次にその動作を表すタイムチャートについて図２により説明する。図２（ａ）は時刻により変化するクランク角度２０を表す図である。この実施の形態においては、１点火周期を制御上の基本周期としており、クランク角度２０は１周期毎にその値がリセットされる。

図２（ｂ）は時刻により変化するエンジン回転速度２１を表す図で、その時間平均値を符号２２として表している。エンジン回転速度２１は、クランク角度２０を時間微分することにより求められる。エンジン１は最低回転速度付近で点火し、燃焼することによりエンジン回転速度２１が上昇している。

図２（ｃ）はモータジェネレータ２の運転指令値２３を表す図で、運転指令値２３が駆動の時にはモータジェネレータ制御装置５からモータジェネレータ２に界磁電流と相電流が供給されて駆動し、エンジン１に対しトルクを付与する。また、運転指令値２３が発電の時にはモータジェネレータ制御装置５からモータジェネレータ２に界磁電流が供給されて発電し、エンジン１に対しトルクを吸収する。運転指令値２３は、モータジェネレータ制御装置５のＲＯＭ１２内に予め記憶された後述する図２(ｇ)の制御マップを基に決定される。

運転指令値２３が発電を指令し始める時刻ｔ０、ｔ２、ｔ４におけるクランク角度２０を発電開始角度とし、運転指令値２３が発電を示す最後の時刻ｔ１、ｔ３におけるクランク角度２０を発電終了角度とする。駆動開始角度は発電終了角度に等しく、駆動終了角度は発電開始角度に等しい。なお、このときの発電開始角度あるいは発電終了角度、駆動開始角度あるいは駆動終了角度を運転モード切替角度と言う。

図２（ｄ）はモータジェネレータ２の三相コイルに流れる相電流２４、及びモータジェネレータ２の界磁コイルに流れる界磁電流２５を表す図である。モータジェネレータ２は、相電流２４と界磁電流２５の大きさとバッテリ３の電圧により動作が決定する。相電流２４と界磁電流２５はモータジェネレータ制御装置５によって制御され、その大きさはモータジェネレータ制御装置５のＲＯＭ１２内に予め記憶された後述する図２（ｈ）の制御マップを基に決定される。

図２（ｅ）はエンジン１が発生するトルク２６の大きさを表す図である。エンジントルク２６は平均エンジン回転速度２２毎に予め計測され、モータジェネレータ制御装置５のＲＯＭ１２内に予め記憶された後述する図２（ｊ）の制御マップを基に計算される。

図２（ｆ）はモータジェネレータ２が運転することにより発生するトルク２７の大きさを表す図である。モータジェネレータトルク２７は、モータジェネレータ制御装置５のＲＯＭ１２内に予め記憶された後述する図２（ｉ）の制御マップを基にして計算されたトルク発生量に従い、モータジェネレータ制御装置５から出力される相電流２４、界磁電流２５、及びバッテリ３の電圧によってその大きさが決定する。エンジントルク２６に対してモータジェネレータトルク２７を付与し、または吸収することによりエンジン１の出力軸１ａにおけるトルクの変動を小さくすることができ、これによりエンジン１の振動を低減することができる。

図２（ｇ）はモータジェネレータ２の発電開始角度２８、及び発電終了角度２９を表す図である。発電開始角度２８と発電終了角度２９はモータジェネレータ制御装置５のＲＯＭ１２内に記憶されており、平均エンジン回転速度２２を基に値が決定される。

図２（ｈ）はモータジェネレータ２のトルク発生量に対するモータジェネレータ２の三相コイル内に流れる相電流３０及び界磁コイルに流れる界磁電流３１を表す図である。相電流３０と界磁電流３１はモータジェネレータ制御装置５のＲＯＭ１２内に予め記憶された後述する図２（ｉ）の制御マップを基に計算されたトルク発生量により決定される。

図２（ｉ）は平均エンジン回転速度２２に対するモータジェネレータ２で発生するトルク３２の大きさを表す図である。図２（ｉ）はＸ軸に平均エンジン回転速度２２をとり、Ｚ軸にクランク角度２０をとっている。モータジェネレータトルク３２は単位クランク角度毎に値を持っていて、Ｘ軸とＺ軸の線形補間によりその値が算出される。

図２（ｊ）はエンジン回転速度２１に対するエンジン１で発生するトルク３３を表す図である。エンジントルク３３は、平均エンジン回転速度２２毎に予め計測され、モータジェネレータ制御装置５のＲＯＭ１２内に予め記憶されており、エンジン回転速度２１を基に値が決定される。

次に、実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の動作について説明する。図３は実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の動作フローチャートである。ステップＳ３０１において、クランク角度センサ４から算出されるクランク角度をもとに、トルク発生タイミング設定手段６においてエンジン１の回転速度を算出する。ステップＳ３０２では、トルク発生タイミング設定手段６において、エンジン１の回転速度をもとに発電を開始させる発電開始角度と発電を終了させる発電終了角度を演算して設定する。ステップＳ３０３では、トルクの発生量をトルク発生量設定手段７で演算して設定する。このトルク発生量演算処理については後述する。

ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３で設定されたトルク発生量を基に、トルク発生吸収装置制御手段８においてモータジェネレータ２の動作に必要な界磁電流と相電流の指令値を演算する。ステップＳ３０５において、クランク角度センサ４で得られたクランク角度が、ステップＳ３０２で設定された発電開始角度から発電終了角度の範囲内にあるかをトルク発生吸収装置制御手段８により判定し、範囲外であるときはステップＳ３０６においてモータジェネレータ２を電動機として動作させ、範囲内にあるときはステップＳ３０７において、モータジェネレータ２を発電機として動作させる。

図４は、トルク発生量設定手段７におけるトルク発生量演算処理の動作フローチャートである。前述のように、モータジェネレータ制御装置５のＲＯＭ１２内には、回転速度毎に計測されたエンジン１のトルク変化量が記憶されている。また、ＲＯＭ１２内には、回転速度とモータジェネレータ２の界磁電流とモータジェネレータ２の相電流を変化させた場合に発生するモータジェネレータ２のトルク量も記憶されている。

ステップＳ４０１において、振動を低減するために必要なモータジェネレータ２のトルク発生量を、エンジン１の回転速度とクランク角度から算出する。ステップＳ４０２において、エンジン１の回転速度を基に、前回演算時からのエンジントルクＴ１を算出する。ステップＳ４０３において、エンジン１の回転速度とモータジェネレータ２の界磁電流とモータジェネレータ２の相電流を基に、モータジェネレータ２の現在のトルクＴ２を算出する。ステップＳ４０４において、モータジェネレータ２の現在のトルクＴ２が前回演算時からのエンジントルクＴ１を超えているかを判定し、超えていればステップＳ４０５において、上記演算されたＴ２がＴ１を超えないようにモータジェネレータ２の発生トルクを制限する。

以上のように、実施の形態１に係る内燃機関の制御装置よれば、モータジェネレータ２の付与または吸収するトルクを、エンジン１の発生するトルクよりも小さく制御するため、モータジェネレータ２から発生する余分な振動を小さく抑えることができ、エンジン１が発生する振動を効果的に小さくすることができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置について図５及び図６を用いて説明する。実施の形態２に係る内燃機関の制御装置は、トルク発生量演算処理が実施の形態１と異なるのみである。なお、システム構成は図１に示す実施の形態１のシステム構成と同様である。

図５は実施の形態２に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートである。このタイムチャートにおいて、（ａ）〜（ｄ）は実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートの（ａ）〜（ｄ）と同様であり省略している。

図５（ｅ）は時刻により変化するエンジン１のトルク３４を表し、図２（ｅ）のエンジントルク２６と同様に図２（ｂ）のエンジン回転速度２１を基に、図２(ｉ)に示したＲＯＭ１２内に予め記憶された制御マップから計算される。

図５（ｆ）はエンジントルク３４を時間微分したエンジントルク微分値３５を表し、このエンジントルク微分値３５は、微分値３５ａあるいは３５ｂで正方向に最大となり、微分値３５ｃ、３５ｄあるいは３５ｅにおいて負方向に最大となっている。

図５（ｇ）はモータジェネレータ２が運転されることにより発生するトルク３６の大きさを表す。このモータジェネレータトルク３６は、図２（ｆ）のモータジェネレータトルク２７と同様に、図２(ｉ)に示したモータジェネレータ制御装置５のＲＯＭ１２内に予め記憶されている制御マップを基に計算されたトルク発生量と、モータジェネレータ制御装置５から出力される相電流２４、界磁電流２５、及びバッテリ３の電圧から計算される。

図５（ｈ）はモータジェネレータトルク３６を時間微分したモータジェネレータトルク微分値３７を表し、このモータジェネレータトルク微分値３７は、微分値３７ａあるいは３７ｂで負方向に最大となり、微分値３７ｃあるいは３７ｄあるいは３７ｅにおいて正方向に最大となっている。時刻ｔ２において、過去１燃焼周期前のエンジントルク微分値３５及びモータジェネレータトルク微分値３７の絶対値の最大値を求める。時刻ｔ０から時刻ｔ２におけるエンジントルク微分値３５の絶対値の最大値が３５ａで、時刻ｔ０から時刻ｔ２におけるモータジェネレータトルク微分値３７の絶対値の最大値が３７ａである。このとき、３５ａ＞３７ａとなるようにモータジェネレータトルク３６の値を制限することで、モータジェネレータトルク３６の変化をエンジントルク３４の変化よりも小さく抑えることができる。

次に、実施の形態２に係る内燃機関の制御装置の動作について説明する。図６は実施の形態２に係る内燃機関の制御装置の動作フローチャートであって、トルク発生量設定手段７におけるトルク発生量演算処理の動作フローチャートである。なお、トルク発生量演算処理以外の動作フローチャートは、図３に示した実施の形態１における動作フローチャートと同様であり省略されている。

ステップＳ６０１において、振動を低減するために必要なモータジェネレータ２のトルク発生量を、エンジン１の回転速度とクランク角度から算出する。ステップＳ６０２において、回転速度からエンジン１のトルクを算出する。ステップＳ６０３において、ステップＳ６０２で求めたエンジン１のトルクを、過去所定期間内について微分演算を行う。ステップＳ６０４において、ステップＳ６０３で求めた微分値の絶対値を求め、絶対値の最大値ｄ１を算出する。

ステップＳ６０５において、モータジェネレータ２の界磁電流とモータジェネレータ２の相電流を基に、モータジェネレータ２で発生しているトルクを算出する。ステップＳ６０６において、ステップＳ６０５で求めたモータジェネレータ２のトルクを、過去所定期間内について微分演算を行う。ステップＳ６０７において、ステップＳ６０６で求めた微分値の絶対値を求め、絶対値の最大値ｄ２を算出する。

ステップＳ６０８において、ステップＳ６０４で求めたｄ１とステップＳ６０７で求めたｄ２の比較を行い、ｄ１−ｄ２の値が所定値未満であれば、ステップＳ６０９において、ステップＳ６０１で求めたモータジェネレータ２のトルク発生量を制限する。

以上のように、実施の形態２に係る内燃機関の制御装置よれば、モータジェネレータ２のトルクの微分値を演算する構成としたので、エンジン１のトルク変動を精度良く検出でき、モータジェネレータ２が付与し、または吸収するトルクを、エンジン１のトルクよりも小さくできるため、モータジェネレータ２から発生する振動を小さく抑えることができ、エンジン１が発生する振動を効果的に小さくすることができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る内燃機関の制御装置について図７乃至図９を用いて説明する。実施の形態３に係る内燃機関の制御装置は、モータジェネレータ駆動処理が実施の形態１と異なるのみである。なお、システム構成は図１に示す実施の形態１のシステム構成と同様である。

図７はこの発明の実施の形態３に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートである。図７（ａ）は時刻により変化するエンジン回転速度３８を表す図で、符号３９はその時間平均値を表している。エンジン回転速度３８は、図２（ａ）に示すクランク角度２０を時間微分することにより求められる。エンジン１は最低回転速度付近で点火し、燃焼することによりエンジン回転速度３８が上昇している。

図７（ｂ）はモータジェネレータ２の運転指令値４０を表す図で、運転指令値４０が駆動の時にはモータジェネレータ制御装置５からモータジェネレータ２に界磁電流と相電流が供給されて駆動し、エンジン１に対しトルクを付与する。また、運転指令値４０が発電の時にはモータジェネレータ制御装置５からモータジェネレータ２に界磁電流が供給されて発電し、エンジン１に対しトルクを吸収する。運転指令値４０は、モータジェネレータ制御装置５のＲＯＭ１２内に予め記憶された図２(ｇ)の制御マップを基に決定される。

図７（ｃ）は運転指令切替前後所定期間４１を表す図で、運転指令切替前後所定期間４１は運転指令値４０が駆動から発電に切り替わる前記運転モード切替角度前後の所定期間である。

図７（ｄ）は実施の形態３における界磁電流４２を表す図で、実施の形態１で説明した界磁電流２４と異なるもので、この界磁電流４２は前記運転モード切替角度に先立って、運転指令切替前後所定期間４１で界磁電流４２の指令値を発電時の界磁電流指令値に設定する。

次に、実施の形態３に係る内燃機関の制御装置の動作について説明する。図８は実施の形態３に係る内燃機関の制御装置の動作フローチャートである。

ステップＳ８０１において、クランク角度センサ４から算出されるクランク角度をもとに、トルク発生タイミング設定手段６においてエンジン１の回転速度を算出する。ステップＳ８０２では、トルク発生タイミング設定手段６において、エンジン１の回転速度を基に発電を開始させる発電開始角度と発電を終了させる発電終了角度を演算して設定する。特別な指定がない限り駆動時以外は発電しているものとし、発電終了角度は駆動開始角度に等しく、発電開始角度は駆動終了角度に等しいこととする。

ステップＳ８０３では、振動を低減するために必要なモータジェネレータ２のトルク発生量を、トルク発生量設定手段７においてエンジン１の回転速度とクランク角度から算出する。

ステップＳ８０４では、トルク発生吸収装置制御装置８においてステップＳ８０３で設定されたトルク発生量を基に、モータジェネレータ２の動作に必要な界磁電流と相電流の指令値を演算する。

ステップＳ８０５において、クランク角度センサ４で得られたクランク角度とステップＳ８０４で設定されたモータジェネレータ２の指令値を基にモータジェネレータ２を電動機または発電機として動作させる。次に、このトルク発生吸収装置制御装置８におけるモータジェネレータ駆動処理について説明する。

図９はトルク発生吸収装置制御装置８におけるモータジェネレータ駆動処理の動作フローチャートである。ステップＳ９０１において、クランク角度センサ４で得られたクランク角度が、モータジェネレータ２の運転指令値切替角の前後の所定角度期間内であるかどうかを判定する。所定角度期間内であればステップＳ９０５に進み、所定角度期間外であればステップＳ９０２に進む。

ステップＳ９０２において、モータジェネレータ２の運転指令値を判定する。クランク角度が駆動開始角度から駆動終了角度の範囲にあるときは、ステップＳ９０３においてモータジェネレータ２を電動機として動作させ、クランク角度が発電開始角度から発電終了角度の範囲にあるときは、ステップＳ９０４においてモータジェネレータ２を発電機として動作させる。

ステップＳ９０５において、現在の運転指令値が駆動である場合は、運転指令値の変更に先立ってモータジェネレータ２の界磁電流を発電時の界磁電流の目標値に設定する。モータジェネレータ２の界磁電流は図示しない電流センサによって検出される。

ステップＳ９０６において、モータジェネレータ２の界磁電流が目標値と一致したかを判定し、目標値に一致していればステップＳ９０２に進み、運転指令値を変更する。目標値に一致していなければ、ステップＳ９０７に進みモータジェネレータ２の界磁電流が目標値に一致するまで運転指令値を変更しないようにする。

以上のように、実施の形態３に係る内燃機関の制御装置よれば、モータジェネレータ２の動作の切り替えに先んじて界磁電流の目標値を切り替える構成としたので、モータジェネレータ２を応答性良く制御でき、モータジェネレータ２が駆動から発電に切り替わる際に発生するトルク変動と、それに起因する振動を小さく抑えることができ、エンジン１が発生する振動を効果的に小さくすることができる。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係る内燃機関の制御装置について図１０及び図１１を用いて説明する。実施の形態４に係る内燃機関の制御装置は、モータジェネレータ駆動処理が実施の形態３と異なるのみである。なお、システム構成は図１に示す実施の形態１のシステム構成と同様である。

図１０はこの発明の実施の形態４に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートである。図１０（ａ）は時刻により変化するエンジン回転速度４３を表す図で、符号４４はその時間平均値を表している。エンジン回転速度４３は、図２（ａ）に示すクランク角度２０を時間微分することにより求められる。エンジン１は最低回転速度付近で点火し、燃焼することによりエンジン回転速度４３が上昇している。

図１０（ｂ）はモータジェネレータ２の運転指令値４４を表し、運転指令値４４が駆動の時にはモータジェネレータ制御装置５からモータジェネレータ２に界磁電流と相電流が供給され駆動し、エンジン１に対しトルクを付与する。また、運転指令値４４が発電の時にはモータジェネレータ制御装置５からモータジェネレータ２に界磁電流が供給され発電し、エンジン１に対しトルクを吸収する。運転指令値４４は、モータジェネレータ制御装置５のＲＯＭ１２内に予め記憶された図２(ｇ)の制御マップを基に決定される。

図１０（ｃ）は運転指令切替前後所定期間４５を表し、運転指令切替前後所定期間４５は運転指令値４４が駆動から発電、あるいは発電から駆動に切り替わる前記運転モード切替角度前後の所定期間である。

図１０（ｄ）は実施の形態４における界磁電流４６を表す図で、符号４７は界磁電流４６の制限値である。この界磁電流４６は、運転指令値４４にかかわらず運転指令切替前後所定期間４５内であるときには、界磁電流４６の指令値を界磁電流の制限値４７以下となるように設定する。このように界磁電流４６の運転モード切替角度付近で運転指令値４４が変更された場合において、モータジェネレータ２のトルクを緩やかに変化させることができる。

次に、実施の形態４に係る内燃機関の制御装置の動作について説明する。図１１は実施の形態４に係る内燃機関の制御装置におけるトルク発生吸収装置制御装置８のモータジェネレータ駆動処理の動作フローチャートで、このモータジェネレータ駆動処理以外については、図８に示した実施の形態３における動作フローチャートと同様である。

ステップＳ１１０１において、クランク角度センサ４で得られたクランク角度が、モータジェネレータ２の運転指令値切替角の前後の所定角度期間内であるかどうかを判定し、所定角度期間内であればステップＳ１１０４に進み、所定角度期間外であればステップＳ１１０２に進む。

ステップＳ１１０２において、モータジェネレータ２の運転指令値を判定する。クランク角度が駆動開始角度から駆動終了角度の範囲にあるときは、ステップＳ１１０３においてモータジェネレータ２を電動機として動作させ、クランク角度が発電開始角度から発電終了角度の範囲にあるときは、ステップＳ１１０５においてモータジェネレータ２を発電機として動作させる。

ステップＳ１１０４において、クランク角度がモータジェネレータ２の運転指令値切り替角の前後の所定角度期間内であれば、モータジェネレータ２の界磁電流目標値を所定値以下に制限する。

以上のように、実施の形態４に係る内燃機関の制御装置よれば、モータジェネレータ２を応答性良く制御することが可能で、モータジェネレータ２が発電から駆動、あるいは駆動から発電に切り替わる際に発生するトルク変動とそれに起因する振動を小さく抑えることができ、エンジン１が発生する振動を効果的に小さくすることができる。

実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５に係る内燃機関の制御装置について図１２及び図１３を用いて説明する。実施の形態５に係る内燃機関の制御装置は、モータジェネレータ駆動処理が実施の形態３と異なるのみである。なお、システム構成は図１に示す実施の形態１のシステム構成と同様である。

図１２はこの発明の実施の形態５に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートである。図１２（ａ）は時刻により変化するエンジン回転速度４８を表す図で、符号４９はその時間平均値を表している。エンジン回転速度４８は、図２（ａ）に示すクランク角度２０を時間微分することにより求められる。エンジン１は最低回転速度付近で点火し、燃焼することによりエンジン回転速度４８が上昇している。

図１２（ｂ）はモータジェネレータ２の運転指令値５０を表し、運転指令値５０が駆動の時にはモータジェネレータ制御装置５からモータジェネレータ２に界磁電流と相電流が供給され駆動し、エンジン１に対しトルクを付与する。また、運転指令値５０が発電の時にはモータジェネレータ制御装置５からモータジェネレータ２に界磁電流が供給され発電し、エンジン１に対しトルクを吸収する。

図１２（ｃ）は運転指令切替前後所定期間５１を表し、運転指令切替前後所定期間５１は、運転指令値５０が駆動から発電、あるいは発電から駆動に切り替わる前記運転モード切替角度前後の所定期間である。運転指令切替前後所定期間５１内を運転準備モードと言う。

図１２（ｄ）は実施の形態５における界磁電流５２を表す図で、符号５３は界磁電流５２の制限値である。この界磁電流５２は、運転指令値５０が運転準備モード内であるときには、界磁電流５２の指令値が界磁電流の制限値５３以下となるか、あるいは相電流が所定値以下となるようにする。

次に、実施の形態５に係る内燃機関の制御装置の動作について説明する。図１３は実施の形態５に係る内燃機関の制御装置におけるトルク発生吸収装置制御装置８のモータジェネレータ駆動処理の動作フローチャートで、このモータジェネレータ駆動処理以外については、図８に示した実施の形態３における動作フローチャートと同様である。

ステップＳ１３０１において、クランク角度センサ４で得られたクランク角度が、モータジェネレータ２の運転指令値切替角の前後の所定角度期間内であるかどうかを判定し、所定角度期間内であればステップＳ１３０３に進み、所定角度期間外であればステップＳ１３０２に進む。

ステップＳ１３０２において、クランク角度がモータジェネレータ２の運転指令値切替角の前後の所定角度期間内でないときには、運転指令値を変更しない。

ステップＳ１３０３において、モータジェネレータ２の運転指令値を判定し、運転指令値が運転準備モードであれば、ステップＳ１３０４に進み運転指令値の変更を行い、運転指令値が運転準備モードでなければステップＳ１３０７においてモータジェネレータ２の運転指令値を運転準備モードに変更する。

ステップＳ１３０４において、モータジェネレータ２の運転指令値を判定し、クランク角度が駆動開始角度から駆動終了角度の範囲にあるときは、ステップＳ１３０５においてモータジェネレータ２を電動機として動作させ、クランク角度が発電開始角度から発電終了角度の範囲にあるときは、ステップＳ１３０６においてモータジェネレータ２を発電機として動作させる。

以上のように、実施の形態５に係る内燃機関の制御装置よれば、モータジェネレータ２の動作をニュートラルな状態にできることから、モータジェネレータ２を応答性良く制御することが可能で、モータジェネレータ２が発電から駆動、あるいは駆動から発電に切り替わる際に発生するトルク変動と、それに起因する振動を小さく抑えることができ、エンジン１が発生する振動を効果的に小さくすることができる。

実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６に係る内燃機関の制御装置について図１４及び図１５を用いて説明する。実施の形態６に係る内燃機関の制御装置は、モータジェネレータ駆動処理が実施の形態３と異なるのみである。なお、システム構成は図１に示す実施の形態１のシステム構成と同様である。

図１４はこの発明の実施の形態６に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートである。図１４（ａ）は時刻により変化するエンジン回転速度５４を表す図で、符号５５はその時間平均値を表している。エンジン回転速度５４は、図２（ａ）に示すクランク角度２０を時間微分することにより求められる。エンジン１は最低回転速度付近で点火し、燃焼することによりエンジン回転速度５４が上昇している。

図１４（ｂ）はモータジェネレータ２の運転指令値５６を表し、運転指令値５６が駆動の時にはモータジェネレータ制御装置５からモータジェネレータ２に界磁電流と相電流が供給され駆動し、エンジン１に対しトルクを付与する。また、運転指令値５６が発電の時にはモータジェネレータ制御装置５からモータジェネレータ２に界磁電流が供給され発電し、エンジン１に対しトルクを吸収する。

図１４（ｃ）は運転指令切替前後所定期間５７を表し、運転指令切替前後所定期間５７は、運転指令値５６が駆動から発電、あるいは発電から駆動に切り替わる前記運転モード切替角度前後の所定期間である。運転指令切替前後所定期間５７内を運転準備モードと言う。運転指令値５６が運転準備モード内であるときには、界磁電流の指令値及び相電流が所定値以下となるようにする。運転準備モードは平均エンジン回転速度５５が高くなったときは、平均エンジン回転速度５５が低いときよりも長くなるように設定する。

次に、実施の形態６に係る内燃機関の制御装置の動作について説明する。図１５は実施の形態６に係る内燃機関の制御装置におけるトルク発生吸収装置制御装置８のモータジェネレータ駆動処理の動作フローチャートで、このモータジェネレータ駆動処理以外については、図８に示した実施の形態３における動作フローチャートと同様である。

ステップＳ１５０１において、クランク角度センサ４で得られたクランク角度が、モータジェネレータ２の運転指令値切替角の前後の所定角度期間内であるかどうかを判定し、所定角度期間内であればステップＳ１５０３に進み、所定角度期間外であればステップＳ１５０２に進む。

ステップＳ１５０２において、クランク角度がモータジェネレータ２の運転指令値切替角の前後の所定角度期間内でないときには、運転指令値５６を変更しない。

ステップＳ１５０３において、モータジェネレータ２の運転指令値５６を判定し、運転指令値５６が運転準備モードであれば、ステップＳ１５０４に進み、運転指令値５６が運転準備モードでなければＳ１５０８に進む。

ステップＳ１５０４において、モータジェネレータ２の運転指令値５６が運転準備モードであった場合、運転準備モードからの経過時間をタイマを用いて判定する。

モータジェネレータ２の運転指令値５６が発電もしくは駆動から運転準備モードに切り替わってから所定時間が経過していれば、ステップＳ１５０５に進み運転指令値５６を変更し、所定時間が経過していなければステップＳ１５０９に進み、モータジェネレータ２の運転指令値５６を運転準備モードに変更する。

ステップＳ１５０５において、モータジェネレータ２の運転指令値が発電であるか、または駆動であるかを判定する。クランク角度が駆動開始角度から駆動終了角度の範囲にあるときは、ステップＳ１５０６においてモータジェネレータ２を電動機として動作させ、クランク角度が発電開始角度から発電終了角度の範囲にあるときは、ステップＳ１５０７においてモータジェネレータ２を発電機として動作させる。なお、ステップＳ１５０８において、運転準備モード動作時間を計測するためのタイマを設定する。

モータジェネレータ２に流れる界磁電流の動きは遅く、エンジン１の回転速度が高い方へ推移しても同様の効果を得ようとすると、出力トルクを増加させなければならない。しかし、出力トルクを増加させるとモードの切り替えの際にトルクの急変を引き起こし、それに起因して本来想定していない振動が発生してしまう。

実施の形態６に係る内燃機関の制御装置よれば、エンジン１の回転速度が高い方へ推移した場合に運転準備モードを経由することで、モータジェネレータ２を時間遅れなく動作させることができ、モータジェネレータ２が発電から駆動、あるいは駆動から発電に切り替わる際に発生するトルク変動と、それに起因する振動を小さく抑えることができ、かつエンジン１が発生する振動を効果的に小さくすることができる。

実施の形態７．
次に、この発明の実施の形態７に係る内燃機関の制御装置について図１６乃至図１８を用いて説明する。実施の形態７に係る内燃機関の制御装置は、トルク発生タイミング演算処理が実施の形態１と異なるのみである。なお、システム構成は図１に示す実施の形態１のシステム構成と同様である。

図１６はこの発明の実施の形態７に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートである。図１６（ａ）は時刻により変化するエンジン回転速度５８を表す図で、符号５９はその時間平均値を表している。

図１６（ｂ）はモータジェネレータ２の運転指令値６０を表し、運転指令値６０が駆動の時にはモータジェネレータ制御装置５からモータジェネレータ２に界磁電流と相電流が供給され駆動し、エンジン１に対しトルクを付与する。また、運転指令値６０が発電の時にはモータジェネレータ制御装置５からモータジェネレータ２に界磁電流が供給され発電し、エンジン１に対しトルクを吸収する。

エンジン１は時刻ｔ０付近で点火して燃焼によりエンジン回転速度５８が上昇している。時刻ｔ２付近において点火を行ったが、何らかの原因で点火せず、燃焼によるエンジン回転速度５８の上昇はおこらなかった。モータジェネレータ制御装置５はエンジン回転速度５８の上昇が検出されなかったため、発電終了角度を早め、時刻ｔ３においてモータジェネレータ２の駆動を開始した。これによりエンジン１は本来上昇するべき回転速度まで上昇することができ、着火ミスによる回転変動を未然に防ぐことができる。

図１６（ｃ）は時刻により変化するエンジン回転速度にこの実施の形態を適用した場合のエンジン回転速度６１を表し、６２はその時間平均値を表している。

次に、実施の形態７に係る内燃機関の制御装置の動作について説明する。図１７は実施の形態７に係る内燃機関の制御装置の動作フローチャートである。

ステップＳ１７０１において、クランク角度センサ４から算出されるクランク角度をもとに、トルク発生タイミング設定手段６においてエンジン１の回転速度を算出する。

ステップＳ１７０２では、エンジン１の回転速度を基に発電を開始させる発電開始角度と発電を終了させる発電終了角度をトルク発生タイミング設定手段６において演算して設定する。特別な指定がない限り駆動時以外は発電しているものとし、発電終了角度は駆動開始角度に等しく、発電開始角度は駆動終了角度に等しくする。

ステップＳ１７０３では、振動を低減するために必要なモータジェネレータ２のトルク発生量を、トルク発生量設定手段７においてエンジン１の回転速度と角度から算出する。このトルク発生タイミング演算処理については後述する。

ステップＳ１７０４では、ステップＳ１７０３で設定されたトルク発生量をもとに、モータジェネレータ２の動作に必要な界磁電流と相電流の指令値をトルク発生吸収装置制御手段８において演算する。

Ｓ１７０５において、トルク発生吸収装置制御手段８は、クランク角度センサ４で得られたクランク角度が、ステップＳ１７０２で設定された発電開始角度から発電終了角度の範囲内にあるかを判定し、範囲外であるときはステップＳ１７０６においてモータジェネレータ２を電動機として動作させ、範囲内にあるときはステップＳ１７０７において、モータジェネレータ２を発電機として動作させる。

図１８はトルク発生タイミング設定手段７におけるトルク発生タイミング演算処理の動作フローチャートで、ステップＳ１８０１において、運転気筒数を判定する。運転気筒の判定にはエンジン１に具備された内燃機関の筒内圧力を計測してもよいし、エンジン１に具備される内燃機関の制御装置から通信によって情報を受け取ってもよい。

ステップＳ１８０２において、ステップＳ１８０１で判定されたエンジン１の運転気筒数に関して、運転気筒数が４気筒であればステップＳ１８０３にすすみ、運転気筒数が３気筒であればＳ１８０４に進む。

ステップＳ１８０３において、エンジン１の運転気筒数が４気筒であった場合、４気筒用データを用いて駆動開始角度と駆動終了角度を設定する。

ステップＳ１８０４において、エンジン１の運転気筒数が３気筒であった場合、３気筒用データを用いて駆動開始角度と駆動終了角度を設定する。

以上のように、実施の形態７に係る内燃機関の制御装置よれば、エンジン１の特定気筒で着火ミスによるトルク変動が発生した際に、エンジン１の出力軸にトルクを付加する期間を、通常燃焼している気筒よりも着火ミスが発生している気筒において長く設定することにより、エンジン１のトルクばらつきを抑えることができ、特定気筒で発生した着火ミスによる振動を効果的に小さくすることができる。

実施の形態８．
次に、この発明の実施の形態８に係る内燃機関の制御装置について図１９乃至図２１を用いて説明する。実施の形態８に係る内燃機関の制御装置は、トルク発生タイミング演算処理が実施の形態１と異なるのみである。なお、システム構成は図１に示す実施の形態１のシステム構成と同様である。

図１９は実施の形態８に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートで、図１９（ａ）から図１９（ｃ）はエンジン１の第１運転状態を表し、図１９（ｄ）から図１９（ｆ）はエンジン１の第２運転状態を表している。

図１９（ａ）、図１９（ｄ）はそれぞれ時刻により変化するエンジン回転速度６２、６３を表し、符号６４、６５はその時間平均値を表している。なお、第１運転状態の時間平均値６４に対し、第２運転状態の時間平均値６５が高くなっている。

図１９（ｂ）、図１９（ｅ）はそれぞれモータジェネレータ２の運転指令値６６、６７を表し、運転指令値６６あるいは運転指令値６７が駆動の時にはモータジェネレータ制御装置５からモータジェネレータ２に界磁電流と相電流が供給され駆動し、エンジン１に対しトルクを付与する。また、運転指令値６６あるいは運転指令値６７が発電の時にはモータジェネレータ制御装置５からモータジェネレータ２に界磁電流が供給され発電し、エンジン１に対しトルクを吸収する。

図１９（ｃ）、図１９（ｆ）はそれぞれ駆動開始角度において算出されたモータジェネレータトルクの指令値６８、６９を表す図である。第１運転状態の時間平均値６４に対し、第２運転状態の時間平均値６５が高くなっているため、第１運転状態におけるモータジェネレータ２の駆動時間（ｔ２−ｔ１）より、第２運転状態におけるモータジェネレータ２の駆動時間（ｔ５−ｔ４）の時間の方が短くなっている。モータジェネレータ２の仕事量ｗをトルク指令値×駆動時間とおき、ｗが所定値以下となった場合はトルク指令値を増加するか、あるいは駆動期間を長くしてｗが所定値以上となるように設定する。

次に、実施の形態８に係る内燃機関の制御装置の動作について説明する。図２０は実施の形態８に係る内燃機関の制御装置の動作フローチャートである。

ステップＳ２００１において、クランク角度センサ４から算出されるクランク角度をもとに、トルク発生タイミング設定手段６においてエンジン１の回転速度を算出する。

ステップＳ２００２では、エンジン１の回転速度を基に発電を開始させる発電開始角度と発電を終了させる発電終了角度をトルク発生タイミング設定手段６において演算して設定する。特別な指定がない限り駆動時以外は発電しているものとし、発電終了角度は駆動開始角度に等しく、発電開始角度は駆動終了角度に等しくする。さらに、トルクの発生量をトルク発生量設定手段７で設定する。このトルク発生量タイミング演算処理については後述する。

ステップＳ２００３では、ステップＳ２００２で設定されたトルク発生量をもとに、モータジェネレータ２の動作に必要な界磁電流と相電流の指令値をトルク発生吸収装置制御手段８において演算する。

ステップＳ２００４において、トルク発生吸収装置制御手段８は、クランク角度センサ４で得られたクランク角度が、ステップＳ２００２で設定された発電開始角度から発電終了角度の範囲内にあるかを判定し、範囲外であるときはステップＳ２００５においてモータジェネレータ２を電動機として動作させ、範囲内にあるときはステップＳ２００６において、モータジェネレータ２を発電機として動作させる。

図２１はトルク発生量設定手段７におけるトルク発生量タイミング演算処理の動作フローチャートで、ステップＳ２１０１において、エンジン１の回転速度とＲＯＭ１２に記憶されているモータジェネレータ２のベース駆動開始角度とＲＯＭ１２に記憶されているモータジェネレータ２のベース駆動終了角度から、モータジェネレータ２の駆動時間を求める。

ステップＳ２１０２において、ＲＯＭ１２に記憶されているモータジェネレータ２のベース出力トルクを読み出す。

ステップＳ２１０１で算出されたモータジェネレータ２の駆動時間とステップＳ２１０２で算出されたモータジェネレータ２のベース出力トルクを掛け合わせて、ベースエネルギ量Ａを算出する。

ステップＳ２１０４において、ベースエネルギ量Ａが所定値未満かどうかを判定し、所定値未満であればＳ２１０６に進み、所定値以上であればステップＳ２１０５に進む。

ステップＳ２１０５において、ベースエネルギ量Ａが所定値を超えているかどうかを判定し、所定値を超えていればステップＳ２１０８に進み、所定値と等しければモータジェネレータ２のトルク発生量とタイミング角度の設定を終了する。

ステップＳ２１０６において、モータジェネレータ２の出力トルク設定値を増やし、ステップＳ２１０７において、モータジェネレータ２の駆動期間を延長する設定とし、ステップＳ２１０１から再度計算を行う。

ステップＳ２１０８において、モータジェネレータ２の出力トルク設定値を減らし、Ｓ２１０７において、モータジェネレータ２の駆動期間を短縮する設定とし、ステップＳ２１０１から再度計算を行う。

以上のように、実施の形態８に係る内燃機関の制御装置よれば、内燃機関の回転速度が高い方へ推移しても、モータジェネレータ２を時間遅れなく動作させ、かつモータジェネレータ２の出力を内燃機関の回転速度に依存することなく動作させることができ、内燃機関が発生する振動を効果的に小さくすることができる。

なお、上記各実施の形態ではトルク発生吸収装置をモータジェネレータ２として説明したが、トルク発生吸収装置を発電機と電動機の組み合わせで実現してもよい。

なお、上記各実施の形態ではエンジン１とモータジェネレータ２のトルク伝達経路に、ベルトを用いて示したが、エンジン１とモータジェネレータ２の出力軸は一体構造をなすものとしてもよい。

なお、上記各実施の形態ではトルク発生吸収装置をモータジェネレータ２として示したが、トルク発生吸収装置を発電機の機能と電動機の機能を併せ持つ直流モータで実現してもよく、また、発電機の機能と電動機の機能を併せ持つ交流モータで実現してもよい。

なお、上記各実施の形態では蓄電装置をバッテリ３として示したが、蓄電装置をキャパシタで実現してもよい。

なお、上記各実施の形態ではクランク角度検出手段を角度センサ４として示したが、クランク角度検出手段をエンジン１の制御装置からトルク発生タイミング設定手段６に対し、タイミング信号を定期的に送信することで実現してもよい。

なお、上記各実施の形態ではクランク角度検出手段を角度センサ４として示したが、クランク角度検出手段を回転周期センサで実現してもよく、また、回転速度検出センサで実現してもよい。

なお、上記各実施の形態ではクランク角度検出手段を角度センサ４として示したが、クランク角度検出手段を内燃機関の出力トルクを検出するトルクセンサで実現してもよく、また、内燃機関の筒内圧センサで実現してもよい。

以上のように、この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関に対してトルクを付与し、またはトルクを吸収することにより内燃機関の燃料消費量を減らし、内燃機関の回転速度低下に伴う振動の増加を抑制する内燃機関の制御装置として利用できる。

この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を示すシステム構成図である。この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートである。この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の動作フローチャートである。この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置におけるトルク発生量演算処理の動作フローチャートである。この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートである。この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置の動作フローチャートである。この発明の実施の形態３に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートである。この発明の実施の形態３に係る内燃機関の制御装置の動作フローチャートである。この発明の実施の形態３に係るモータジェネレータ駆動処理の動作フローチャートである。この発明の実施の形態４に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートである。この発明の実施の形態４に係る内燃機関の制御装置におけるモータジェネレータ駆動処理の動作フローチャートである。この発明の実施の形態５に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートである。この発明の実施の形態５に係る内燃機関の制御装置におけるモータジェネレータ駆動処理の動作フローチャートである。この発明の実施の形態６に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートである。この発明の実施の形態６に係る内燃機関の制御装置におけるモータジェネレータ駆動処理の動作フローチャートでである。この発明の実施の形態７に係る内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートである。この発明の実施の形態７に係る内燃機関の制御装置の動作フローチャートである。この発明の実施の形態７に係る内燃機関の制御装置におけるトルク発生タイミング演算処理の動作フローチャートである。この発明の実施の形態８における内燃機関の制御装置の動作を表すタイムチャートである。この発明の実施の形態８に係る内燃機関の制御装置の動作フローチャートである。この発明の実施の形態８に係る内燃機関の制御装置におけるトルク発生量タイミング演算処理の動作フローチャートである。

符号の説明

１エンジン
２モータジェネレータ
３バッテリ
４クランク角度センサ
５モータジェネレータ制御装置
６トルク発生タイミング設定手段
７トルク発生量設定手段
８トルク発生吸収装置制御手段
９ベルト
１０マイクロコンピュータ
１１ＲＡＭ
１２ＲＯＭ
１３Ｉ／Ｆ回路
１００制御システム

Claims

燃料の燃焼により動力を発生する内燃機関に連結されると共に、蓄電装置から電気エネルギを得てトルクを発生し、または上記内燃機関からの運動エネルギにより発電して上記蓄電装置に電気エネルギを蓄電することにより上記内燃機関のトルクを吸収するトルク発生吸収装置と、
上記内燃機関の回転角度を検出するクランク角度検出手段と、
上記クランク角度検出手段によって得られた回転角度を基に上記トルク発生吸収装置のトルクを発生させるタイミングを演算し、設定するトルク発生タイミング設定手段と、
上記クランク角度検出手段によって得られた回転角度を基に上記トルク発生吸収装置の必要なトルクの発生量を設定するトルク発生量設定手段と、
上記トルク発生タイミング設定手段によって設定されたトルク発生タイミングと、上記トルク発生量設定手段によって設定されたトルク発生量とに基づき、上記トルク発生吸収装置にトルクを発生させるトルク発生吸収装置制御手段と、を備え、
上記トルク発生吸収装置のトルクの変化量が上記内燃機関のトルクの変化量よりも小さくなるように、上記トルク発生吸収装置を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
上記トルク発生吸収装置制御手段は、上記トルク発生吸収装置の界磁電流、上記蓄電装置と上記トルク発生吸収装置の間に流れる出力電流、及び上記トルク発生吸収装置に流れる相電流の少なくとも何れかの制御により上記トルク発生吸収装置を制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
上記トルク発生吸収装置制御手段は、過去所定時間中における上記内燃機関のトルク変化の微分値の絶対値の最大値と、過去所定時間中における上記トルク発生吸収装置によって付与し、または吸収するトルク変化の微分値の絶対値の最大値との差の値が所定値以上となるように、上記トルク発生吸収装置を制御することを特徴とする請求項１または請求項２記載内燃機関の制御装置。
上記トルク発生吸収装置制御手段は、上記トルク発生吸収装置の運転状態を駆動から発電へ切り替える直前に、上記トルク発生吸収装置の界磁電流の目標値を発電時の目標界磁電流量に設定し、上記トルク発生吸収装置の界磁電流が目標界磁電流となった後に運転状態を発電に切り替えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
上記トルク発生吸収装置制御手段は、上記トルク発生吸収装置の運転状態を駆動から発電へ、または発電から駆動へ切り替える際に、上記トルク発生吸収装置の界磁電流、上記蓄電装置と上記トルク発生吸収装置の間に流れる出力電流、上記トルク発生吸収装置に流れる相電流の少なくとも一つを所定値以下となるように制御するものであることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
上記トルク発生吸収装置制御手段は、上記トルク発生吸収装置の運転状態を駆動から発電へ、または発電から駆動へ切り替える際に、上記トルク発生吸収装置の界磁電流指令値と、上記トルク発生吸収装置の相電流指令値とのいずれか一方若しくは両方が、所定値以下となる条件が成立する運転準備モードを経由するものであることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
上記運転準備モードの期間は上記内燃機関の平均回転速度が高くなるにつれて長くなるように切り替えることを特徴とする請求項６記載の内燃機関の制御装置。
上記トルク発生タイミング設定手段において設定される上記トルク発生吸収装置の駆動開始角度と上記トルク発生吸収装置の駆動終了角度とのいずれか一方若しくは両方を、上記内燃機関の運転気筒数に応じて切り替えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
上記トルク発生吸収装置の駆動開始角度と上記トルク発生吸収装置の駆動終了角度が上記内燃機関の回転速度によらず一定である場合、上記内燃機関の１燃焼サイクル中における上記トルク発生吸収装置の出力最大値を、上記内燃機関の回転速度が低いときよりも上記内燃機関の回転速度が高いときに大きくし、上記トルク発生吸収装置の上記内燃機関の１燃焼サイクル中における出力最大値が上記内燃機関の回転速度によらず一定である場合は、上記トルク発生吸収装置の駆動開始角度と上記トルク発生吸収装置の駆動終了角度の間の駆動期間を、上記内燃機関の回転速度が低いときよりも上記内燃機関の回転速度が高いときに広くすることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の内燃機関の制御装置。