JP5392275B2

JP5392275B2 - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP5392275B2
Application number: JP2011014120A
Authority: JP
Inventors: 潤稲田; 剛豊伊藤; 和史熊倉; 太郎石原; 栄二石井; 裕明椎葉
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2031-01-26
Also published as: JP2012154252A

Description

本発明は、減速回生を実行する車両に搭載され、電動燃料ポンプにより燃料が供給されるエンジンの制御装置に関する。

車両の減速時において、燃料消費を低減するためにエンジンへの燃料供給を停止すること（以下、「燃料カット」ともいう。）は従来から行われている。

また、特許文献１に開示されているように、燃料カットの際、エンジンの燃料供給系に設けられた電動燃料ポンプを停止させて、エネルギ消費の低減を図る技術も知られている。

しかし、燃料カットを行う度に電動燃料ポンプを停止させると、ポンプの信頼性が損なわれやすくなる。特に、ブラシ付き電動モータにより駆動される燃料ポンプを使用する場合、頻繁なオンオフ動作に伴い、該モータのブラシが摩耗しやすくなる問題がある。

このように、車両の減速に伴う燃料カット中において、エネルギ消費の低減と電動燃料ポンプの信頼性維持との両立を図ることは困難であるが、これらの均衡を図りながら、状況に応じて適切に電動燃料ポンプをオンオフさせることが求められている。

特開昭５８−７２６７０号公報

ところで、減速回生を行うハイブリッド車においても、上記のように減速時に燃料カットが行われる。そのため、ハイブリッド車においても、減速回生による発電量やバッテリの受け入れ可能量などに応じて、減速回生中に適切に電動燃料ポンプをオンオフさせることで、回生エネルギの有効利用と、電動燃料ポンプの信頼性維持とを両立させることが求められる。

そこで、本発明は、エンジンへ燃料を供給する電動燃料ポンプに関して信頼性の維持を図りつつ、減速回生で得られるエネルギを効率的に利用することができるエンジンの制御装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るエンジンの制御装置は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、
エンジンと、発電機と、該発電機で発電された電力により充電されるバッテリと、前記エンジンに燃料を供給する電動燃料ポンプと、該電動燃料ポンプ以外の車載機器と、減速時に前記発電機でエネルギを回生する減速回生制御を行う減速回生手段と、減速時に前記エンジンへの燃料供給を停止する燃料カット手段と、を備えた車両に搭載されるエンジンの制御装置であって、
前記電動燃料ポンプの駆動を制御するポンプ駆動制御手段と、
前記減速回生手段が減速回生制御を実行中であるか否かを判定する減速回生判定手段と、
前記燃料カット手段が燃料供給を停止中であるか否かを判定する燃料カット判定手段と、
前記発電機の発電電流を検出する発電電流検出手段と、
前記バッテリで受け入れ可能な電流を検出する受け入れ可能電流検出手段と、
前記電動燃料ポンプと前記車載機器とで消費される車両消費電流を検出する車両消費電流検出手段と、
前記受け入れ可能な電流と前記車両消費電流とを合算してなる車両要求電流と、前記発電電流との大小関係を判定する比較判定手段と、を有し、
前記ポンプ駆動制御手段は、前記減速回生判定手段により減速回生制御が実行中であると判定され、且つ、前記燃料カット判定手段により燃料供給が停止中であると判定され、且つ、前記比較判定手段により前記発電電流が前記車両要求電流よりも小さいと判定されたとき、前記電動燃料ポンプの駆動を停止することを特徴とする。

次に、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記電動燃料ポンプで消費されるポンプ消費電流を検出するポンプ消費電流検出手段を更に有し、
前記比較判定手段は、電動燃料ポンプ駆動時の前記車両要求電流から前記ポンプ消費電流を減算してなる電動燃料ポンプ停止時の前記車両要求電流について、前記発電電流との大小関係を判定し、
前記ポンプ駆動制御手段は、前記比較判定手段による電動燃料ポンプ停止時の前記車両要求電流と前記発電電流との大小関係の判定結果に基づいて、前記電動燃料ポンプの駆動を制御することを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の発明において、
前記比較判定手段により前記発電電流が前記車両要求電流よりも小さいと判定されたとき、前記車両要求電流が前記発電電流に等しくなるまで低下するのに要する時間を予測する時間予測手段を更に有し、
前記ポンプ駆動制御手段は、前記時間予測手段により予測された時間が所定時間よりも長いことを更なる条件として、前記電動燃料ポンプの駆動停止を実行することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の発明において、
前記減速回生判定手段により減速回生制御が実行中であると判定され、且つ、前記比較判定手段により前記発電電流が前記車両要求電流よりも小さいと判定されたとき、少なくとも前記車両の運転者からの減速要求に基づいて、前記減速回生制御の実行中に回生される総回生量を予測する総回生量予測手段と、
該総回生量予測手段により予測された総回生量に基づいて、前記減速回生制御終了時の前記受け入れ可能な電流を予測する受け入れ可能電流予測手段と、を更に有し、
前記比較判定手段は、前記受け入れ可能電流予測手段により予測された前記減速回生制御終了時の前記受け入れ可能電流と前記車両消費電流とを合算してなる減速回生制御終了時の前記車両要求電流について、前記発電電流との大小関係を判定し、
前記ポンプ駆動制御手段は、前記比較判定手段による減速回生制御終了時の前記車両要求電流と前記発電電流との大小関係の判定結果に基づいて、前記電動燃料ポンプの駆動を制御することを特徴とする。

さらに、請求項５に記載の発明は、前記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明において、
前記発電電流検出手段により検出された発電電流が、前記車両消費電流検出手段により検出された車両消費電流よりも小さいか否かによって、前記バッテリが放電中であるか否かを判定する放電判定手段を更に有し、
前記ポンプ駆動制御手段は、前記減速回生判定手段により減速回生制御が実行中であると判定され、且つ、前記燃料カット判定手段により燃料供給が停止中であると判定され、且つ、前記放電判定手段により前記バッテリが放電中であると判定されたとき、前記発電電流と前記車両要求電流との大小関係に関わらず、前記電動燃料ポンプの駆動を停止することを特徴とする。

さらにまた、請求項６に記載の発明は、前記請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明において、
前記車両は、該車両の運転者からの減速要求を検出する減速要求検出手段を更に有し、
前記減速回生手段は、前記減速要求検出手段の検出値に基づいて前記発電電流を制御する発電機制御手段を有することを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、前記請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の発明において、
前記車両は、前記電動燃料ポンプから前記エンジンへ燃料を導く燃料供給経路を更に有し、
該燃料供給経路には、前記エンジンにより駆動される燃料ポンプが、前記電動燃料ポンプよりも下流側に配設されていることを特徴とする。

さらに、請求項８に記載の発明は、前記請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の発明において、
前記電動燃料ポンプは、ブラシ付き電動モータにより駆動されるポンプであることを特徴とする。

本願の請求項１の発明によれば、減速回生制御および燃料カットの実行中において、バッテリで受け入れ可能な電流と車両消費電流とを合算してなる車両要求電流に比べて発電機の発電電流が小さければ、電動燃料ポンプの駆動が停止されるため、これにより、バッテリの充電量の増大または放電量の低減を図ることができる。また、発電電流が前記車両要求電流以上であるとき、すなわち、発電電流により電動燃料ポンプ及びその他の車載機器に十分に電力を供給しつつ、バッテリの充電を最大限に行うことができるときは、電動燃料ポンプの駆動が継続されるため、該ポンプのオンオフ動作の頻度を低減することができる。つまり、請求項１の発明によれば、電動燃料ポンプの信頼性の維持を図りつつ、減速回生で得られるエネルギを効率的に利用することができる。

本願の請求項２の発明によれば、減速回生制御および燃料カットの実行中において、発電機の発電電流が、電動燃料ポンプ駆動時の車両要求電流と比較されるのではなく、電動燃料ポンプ停止時の車両要求電流と比較されて、該車両要求電流よりも小さいときに、電動燃料ポンプの駆動が停止される。言い換えると、発電電流のうち、仮に電動燃料ポンプを停止した場合にこれによって該ポンプで消費されなくなることにより生じる全ての余剰分の電流をバッテリが受け入れることができる場合でなければ、電動燃料ポンプの駆動が停止されない。そのため、回生エネルギの有効利用を図りつつ、電動燃料ポンプのオンオフ動作の頻度を一層低減することで、該ポンプの信頼性を効果的に高めることができる。

本願の請求項３の発明によれば、減速回生制御および燃料カットの実行中において、発電電流が車両要求電流に比べて小さい場合であっても、車両要求電流が低下することに伴って所定時間以内に発電電流が車両要求電流以上となることが予測された場合は、電動燃料ポンプの駆動が継続されるため、該ポンプのオンオフ動作が過度に頻繁になされることを回避して、該ポンプの信頼性の維持を図ることができる。

本願の請求項４の発明によれば、減速回生制御および燃料カットの実行中において、発電電流が車両要求電流に比べて小さい場合であっても、発電電流が減速回生制御終了時の車両要求電流以上となることが予測される場合は、電動燃料ポンプの駆動が継続されるため、該ポンプのオンオフ動作が過度に頻繁になされることを回避して、該ポンプの信頼性の維持を図ることができる。

本願の請求項５の発明によれば、減速回生制御および燃料カットの実行中において、バッテリが放電中である場合には、発電電流と前記車両要求電流との大小関係に関わらず、電動燃料ポンプの駆動が停止されるため、バッテリの放電量を低減して、燃費の向上を図ることができる。

本願の請求項６の発明によれば、運転者の減速要求に基づいて発電電流が制御される場合に、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明を効果的に実現することができる。

本願の請求項７の発明によれば、燃料供給経路において、電動燃料ポンプよりも下流側に、エンジンにより駆動される燃料ポンプが配設されているため、電動燃料ポンプの再始動時における燃料供給不足を抑制することができる。

本願の請求項８の発明によれば、電動燃料ポンプがブラシ付き電動モータにより駆動される場合に、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の発明を適用することで、該電動モータのオンオフ頻度が低減されるため、該電動モータのブラシの摩耗を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るエンジンの燃料供給系の構成を示す図である。本発明の一実施形態に係るエンジンの制御装置を示すシステム図である。図１に示すエンジンが搭載されたハイブリッド車における減速回生時の電気の流れを示す図である。図２に示すコントローラが行う第１の実施形態に係る制御動作を示すフローチャートである。図４に示す制御動作を行う場合において減速回生時にバッテリが放電中であるときの電気の流れの具体例を示す図である。図４に示す制御動作を行う場合において減速回生時にバッテリが充電中であるときの電気の流れの具体例を示す図である。図２に示すコントローラが行う第２の実施形態に係る制御動作を示すフローチャートである。図７に示す制御動作を行う場合において減速回生時にバッテリが充電中であるときの電気の流れの具体例を示す図である。図２に示すコントローラが行う第３の実施形態に係る制御動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

先ず、図１を参照しながら、本実施形態に係るエンジン２の燃料供給系１０について説明する。

エンジン２及び該エンジン２の燃料供給系１０は、車両走行用の電動モータ及びバッテリ４２と共にハイブリッド車に搭載されている。

なお、前記車両走行用の電動モータは、減速回生時に発電を行う発電機４０としての機能を兼ね備えたものであり、該発電機４０で発電された電力により前記バッテリ４２を充電可能となっている。ただし、本発明において、発電機４０は、車両走行用モータとは別個に設けたものであってもよい。また、前記ハイブリッド車のエンジンと走行用モータの役割に関する方式は、減速回生を実行可能な方式であれば特に限定されるものでなく、シリーズ方式、パラレル方式またはその他の方式であってもよい。

図１に示すように、エンジン２は、ガソリン等の燃料がインジェクタ３２により燃焼室に直接噴射される直噴エンジンである。

燃料供給系１０は、前記燃料を収容する燃料タンク１２と、該燃料タンク１２内に設けられて該燃料タンク１２内の燃料をエンジン２に供給する電動燃料ポンプ１６と、該電動燃料ポンプ１６からエンジン２へ燃料を導く燃料供給経路１４とを有する。

電動燃料ポンプ１６は、ブラシ付き電動モータ８０により駆動されるポンプであり、該電動モータ８０は、前記バッテリ４２及び／又は前記発電機４０から供給される電力により駆動される。また、電動燃料ポンプ１６は、調圧弁１８を介して燃料供給経路１４に接続されており、これにより、電動燃料ポンプ１６の吐出圧が調整されるようになっている。

燃料供給経路１４の下流側端部は、複数のインジェクタ３２が取り付けられた高圧デリバリーパイプ３０に連結されており、燃料供給経路１４を搬送された燃料は、高圧デリバリーパイプ３０を経由して各インジェクタ３２に分配されて、各インジェクタ３２からエンジン２の燃焼室へ供給されるようになっている。

また、燃料供給経路１４には、電動燃料ポンプ１６よりも下流側において、エンジン２により駆動される機械式高圧燃料ポンプ２０が設けられている。

この機械式高圧燃料ポンプ２０は、電動燃料ポンプ１６から供給された燃料を一時的に収容する燃料収容室２２と、該燃料収容室２２の内壁面の一部を構成するとともに該燃料収容室２２の容積の拡大と縮小を交互に行うように摺動するピストン２４と、燃料収容室２２よりも上流側に設けられた入口バルブ２６と、燃料収容室２２よりも下流側に設けられた出口バルブ２８とを有する。これらのバルブ２６，２８は、上流側から下流側へ向かう燃料の流れのみを許容し逆方向の燃料の流れを規制する逆止弁で構成されている。ピストン２４は、エンジン２のクランク軸４と連動して回転駆動されるカム軸６に設けられたカム８により駆動されて摺動するようになっている。そのため、エンジン２が駆動されているとき、これに伴いピストン２４が摺動して燃料収容室２２の容積の拡大と縮小が交互に繰り返され、燃料収容室２２の容積が拡大される度に入口バルブ２６を通して燃料収容室２２に燃料が取り込まれ、燃料収容室２２の容積が縮小される度に燃料収容室２２から出口バルブ２８を通して燃料が排出される。これにより、機械式高圧燃料ポンプ２０は、電動燃料ポンプ１６から供給された燃料を一時的に収容した後、電動燃料ポンプ１６の吐出圧よりも高い吐出圧でエンジン２のインジェクタ３２に燃料を送り込むようになっている。

上記のように、機械式高圧燃料ポンプ２０は、エンジン２が駆動されている限り継続して駆動される。そのため、燃料カット中に電動燃料ポンプ１６が停止されている場合であっても、燃料供給が再開されるとき、機械式高圧燃料ポンプ２０からエンジン２へ燃料を十分に供給することができる。また、電動燃料ポンプ１６及び調圧弁１８の下流側に機械式高圧燃料ポンプ２０が設けられていることで、燃料供給経路１４における調圧弁１８よりも下流側部分において燃料の脈動の発生が抑制されるため、調圧弁１８のばたつきが抑制されて、電動燃料ポンプ１６の吐出圧が安定化する。

図２は、本実施形態に係るエンジンの制御装置を示すシステム図である。図２に示すコントローラ６０は、前記エンジン２等と共に前記ハイブリッド車に搭載されており、同じく該ハイブリッド車に搭載された減速回生装置６２、燃料カット装置６４、ＳＯＣセンサ６６、発電電流センサ６８、車両消費電流センサ７０、ポンプ消費電流センサ７２及びブレーキセンサ７４から送られる信号に基づいて演算処理を行い、前記電動モータ８０へ制御信号を出力することで、前記電動燃料ポンプ１６の駆動を制御するように構成されている。

減速回生装置６２は、車両減速時に発電機４０でエネルギ回生する減速回生制御を実行する装置である。この減速回生装置６２には、ブレーキペダルのオンオフ操作を検出するブレーキセンサ７４から送られる検出信号が入力されるようになっており、このブレーキセンサ７４の検出値に基づいて発電機４０の発電電流Ｉｇを制御する発電機制御部７６を有する。発電機４０は、車両減速時において車輪側から伝わる駆動力により発電を行うように設けられており、前記減速回生制御の実行中において発電能力の範囲内であれば減速度が大きいほど大きな電力を発生させるようになっている。

燃料カット装置６４は、燃費を低減するために車両減速時に燃料カット（エンジン２への燃料供給停止）を行う装置であり、車両の減速を検知したときに、別の所定条件を満たしていればインジェクタ３２からの燃料噴射を停止するようにインジェクタ３２を電子制御するように構成されている。

ＳＯＣセンサ６６は、バッテリ４２の出力電圧等に基づいてバッテリ４２の残容量を検出するセンサであり、コントローラ６０は、ＳＯＣセンサ６６の出力値に基づき、バッテリ４２で受け入れ可能な電流Ｉｂを検出する。バッテリ４２は、残容量が少ないほど多くの電力を受け入れることができるため、前記受け入れ可能な電流Ｉｂの検出値は、ＳＯＣセンサ６６の出力値が小さいほど大きくなる。

また、発電電流センサ６８は、前記発電機４０の発電電流Ｉｇを検出するセンサであり、車両消費電流センサ７０は、前記電動燃料ポンプ１６と、前記バッテリ４２及び／又は前記発電機４０から供給される電力により駆動される電動燃料ポンプ１６以外の車載機器５０とで消費される車両消費電流Ｉｃを検出するセンサであり、ポンプ消費電流センサ７２は、電動燃料ポンプ１６で消費されるポンプ消費電流Ｉｐを検出するセンサである。

図３を参照しながら、前記ハイブリッド車における減速回生制御中の電気の流れについて説明する。

図３に示すように、車両消費電流Ｉｃは、電動燃料ポンプ１６で消費されるポンプ消費電流Ｉｐと、その他の車載機器５０で消費される車載機器消費電流Ｉｑとの合算値に等しい。

この車両消費電流Ｉｃに比べて発電電流Ｉｇが大きいとき、この発電電流Ｉｇの余剰分の電流Ｉｂｉは、バッテリ４２で受け入れ可能な電流Ｉｂを超えない範囲内でバッテリ４２に充電される。このとき、仮に電動燃料ポンプ１６の駆動を停止させれば、その分だけ車両消費電流Ｉｃを小さくすることができるため、より大きな電流Ｉｂｉをバッテリ４２に充電することができる。

一方、車両消費電流Ｉｃに比べて発電電流Ｉｇが小さいとき、発電電流Ｉｇのみでは電動燃料ポンプ及び車載機器５０へ十分に電力を供給できないため、この不足分を補う電流Ｉｂｏがバッテリ４２から放電される。このときも、同様に、仮に電動燃料ポンプ１６の駆動を停止させれば、その分だけ車両消費電流Ｉｃを小さくすることができるため、バッテリ４２からの放電電流Ｉｂｏを小さくすることができる。

このような観点に基づいて、本発明では、減速回生および燃料カットの実行中において所定の条件を満たしたときは電動燃料ポンプ１６の駆動を停止するように制御することで、バッテリ４２の充電量の増大または放電量の低減を図っている。

以下、コントローラ６０による各実施形態の具体的な制御動作について説明する。

［第１の実施形態］
図４のフローチャートを参照しながら、第１の実施形態に係る制御動作について説明する。

図４に示す制御動作は、アクセル開度がゼロになったときに開始され、先ず、ステップＳ１において、コントローラ６０への入力信号に基づいて各種情報の読み込みが行われる。具体的には、減速回生装置６２が減速回生制御を実行中であるか否かの情報、燃料カット装置６４が燃料カットを実行中であるか否かの情報、並びに、ＳＯＣセンサ６６、発電電流センサ６８及び車両消費電流センサ７０の各出力値が読み込まれる。

次のステップＳ２では、ステップＳ１で減速回生装置６２から読み込まれた情報に基づき、減速回生装置６２が減速回生制御を実行中であるか否かが判定される。ステップＳ２の判定の結果、減速回生制御が実行されていないときは電動燃料ポンプ１６の駆動が停止されることなく制御動作は終了し、減速回生制御が実行されているときのみステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、ステップＳ１で発電電流センサ６８と車両消費電流センサ７０とから読み込まれた情報に基づき、発電電流Ｉｇが車両消費電流Ｉｃよりも小さいか否か、すなわち、バッテリ４２が放電中であるか否かが判定される。

ステップＳ３の判定の結果、バッテリ４２が放電中である場合について説明する。この場合、ステップＳ４〜ステップＳ６の各処理が省略されて、ステップＳ７の処理が実行される。

ステップＳ７では、ステップＳ１で燃料カット装置６４から読み込まれた情報に基づき、燃料カット装置６４が燃料カットを実行中であるか否かが判定される。

このステップＳ７の判定の結果、燃料カット中でなければ、電動燃料ポンプ１６の駆動が停止されることなく制御動作は終了する。

一方、ステップＳ７の判定の結果、燃料カット中であれば、電動燃料ポンプ１６の駆動が停止され（ステップＳ８）、これにより、車両消費電流Ｉｃが低減される。そのため、バッテリ４２が放電中であれば、車両消費電流Ｉｃの低下分だけバッテリ４２の放電電流Ｉｂｏが低減されて、燃費の向上に貢献することができる。具体例を挙げて説明すると、例えば図５に示すように、発電電流Ｉｇが５０Ａ、ポンプ消費電流Ｉｐが３Ａ、車載機器消費電流Ｉｑが６０Ａ、車両消費電流Ｉｃが６３Ａ、バッテリ４２で受け入れ可能な電流Ｉｂが７０Ａ、バッテリ４２からの放電電流Ｉｂｏが１３Ａである場合に、ステップＳ８において電動燃料ポンプ１６の駆動が停止されると、車両消費電流Ｉｃが６０Ａに低減されるため、放電電流Ｉｂｏを１０Ａに低減することができ、エネルギ消費の低減を図ることができる。

次に、ステップＳ３の判定の結果、バッテリ４２が放電中でない場合について説明する。この場合、ステップＳ４の処理が実行される。

ステップＳ４では、ステップＳ１でＳＯＣセンサ６６と発電電流センサ６８と車両消費電流センサ７０とから読み込まれた情報に基づき、発電電流Ｉｇと、バッテリ４２で受け入れ可能な電流Ｉｂと車両消費電流Ｉｃとを合算してなる車両要求電流Ｉｒとの大小関係が判定される。すなわち、ステップＳ４では、発電電流Ｉｇの大きさが、電動燃料ポンプ１６の駆動を継続しても該ポンプ１６及びその他の車載機器５０に十分に電力を供給しつつバッテリ４２の充電を最大限に行うことができる大きさであるか否かが判定される。

ステップＳ４の判定の結果、発電電流Ｉｇが車両要求電流Ｉｒ以上である場合、すなわち、発電電流Ｉｇの大きさが、電動燃料ポンプ１６の駆動を継続しても該ポンプ１６及びその他の車載機器５０に十分に電力を供給しつつバッテリ４２の充電を最大限に行うことができる大きさである場合、電動燃料ポンプ１６の駆動が停止されることなく、制御動作は終了する。これにより、電動燃料ポンプ１６の不必要な駆動停止が回避されて、該ポンプ１６の信頼性の維持が図られている。

一方、ステップＳ４の判定の結果、発電電流Ｉｇが車両要求電流Ｉｒよりも小さい場合、すなわち、発電電流Ｉｇの大きさが、電動燃料ポンプ１６の駆動を継続するとバッテリ４２の充電を最大限に行えなくなる大きさである場合、ステップＳ５に進み、この次のステップＳ６及びステップＳ７の判定結果によっては、電動燃料ポンプ１６の駆動が停止される（ステップＳ８）。これにより、車両消費電流Ｉｃが低減されるため、バッテリ４２の充電電流Ｉｂｉを増大させることができ、減速回生で得られるエネルギの有効利用を図ることができる。具体例を挙げて説明すると、例えば図６に示すように、発電電流Ｉｇが１００Ａ、ポンプ消費電流Ｉｐが３Ａ、車載機器消費電流Ｉｑが３０Ａ、車両消費電流Ｉｃが３３Ａ、バッテリ４２で受け入れ可能な電流Ｉｂが７０Ａ、バッテリ４２への充電電流Ｉｂｉが６７Ａである場合、発電電流Ｉｇ（１００Ａ）は車両要求電流Ｉｒ（１０３Ａ）よりも小さいため、ステップＳ８において電動燃料ポンプ１６の駆動が停止されると、車両消費電流Ｉｃが３０Ａに低減される。これにより、充電電流Ｉｂｉを７０Ａに増大させることができるため、回生エネルギの有効利用を図ることができる。

続いて、発電電流Ｉｇが車両要求電流Ｉｒよりも小さい場合に実行されるステップＳ５及びステップＳ６の各処理について説明する。

ステップＳ５では、減速回生によるバッテリ４２の充電が進むに連れてバッテリ４２で受け入れ可能な電流Ｉｂが低下し、これに伴い車両要求電流Ｉｒが低下することに鑑みて、車両要求電流Ｉｒが発電電流Ｉｇに等しくなるまで低下するのに要する時間Ｔが予測される。すなわち、この時間Ｔは、車両要求電流Ｉｒの低下に伴いステップＳ４の判定結果が逆転して電動燃料ポンプ１６の駆動停止が不必要となるまでに要する時間である。このステップＳ５における時間Ｔの予測は、ステップＳ１でＳＯＣセンサ６６と発電電流センサ６８と車両消費電流センサ７０とから読み込まれた情報に基づいて行われる。

続くステップＳ６では、ステップＳ５で予測された時間Ｔが所定時間Ｔ_１よりも長いか否かが判定される。この時間Ｔ_１は、時間Ｔ_１だけ電動燃料ポンプ１６の駆動を停止した場合に回生エネルギを効果的に利用することができ、且つ、電動燃料ポンプ１６のオンオフ動作の頻度を適度に抑制することができるような時間に設定される。

ステップＳ６の判定の結果、予測時間Ｔが所定時間Ｔ_１よりも長ければ、ステップＳ７の判定結果によっては、電動燃料ポンプ１６の駆動が停止され（ステップＳ８）、これにより、減速回生で得られる電気エネルギを有効に利用して、バッテリ４２の充電量を増大させることができる。

一方、ステップＳ６の判定の結果、予測時間Ｔが所定時間Ｔ_１以下であれば、電動燃料ポンプ１６の駆動が継続されたまま制御動作が終了し、これにより、電動燃料ポンプ１６のオンオフ動作の頻度が低減されて、該ポンプ１６の信頼性を高めることができる。

以上のように、第１の実施形態によれば、減速回生制御および燃料カットの実行中において、必要に応じて電動燃料ポンプ１６の駆動が停止されるため、電動燃料ポンプ１６の信頼性の維持を図りつつ、減速回生で得られるエネルギを効率的に利用することができる。

なお、本実施形態では、従来のように燃料カット中において常に電動燃料ポンプ１６を駆動し続ける場合に比べると、該ポンプ１６を駆動するブラシ付き電動モータ８０が消耗しやすくなるが、近年の開発によりブラシ付き電動モータの耐久性は向上しているため、本実施形態において電動モータ８０が顕著に消耗するおそれはない。

［第２の実施形態］
図７のフローチャートを参照しながら、第２の実施形態に係る制御動作について説明する。

第２の実施形態に係る制御動作は、アクセル開度がゼロになったときに開始され、先ず、ステップＳ１１において、コントローラ６０への入力信号に基づいて各種情報の読み込みが行われる。具体的には、第１の実施形態のステップＳ１（図４参照）で読み込まれる情報に加えて、ポンプ消費電流センサ７２の出力値が読み込まれる。

次のステップＳ１２では、第１の実施形態のステップＳ２（図４参照）と同様、減速回生装置６２が減速回生制御を実行中であるか否かが判定されて、減速回生制御が実行されているときのみステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、第１の実施形態のステップＳ３（図４参照）と同様、バッテリ４２が放電中であるか否かが判定される。

ステップＳ１３の判定の結果、バッテリ４２が放電中である場合は、ステップＳ１７において、第１の実施形態のステップＳ７（図４参照）と同様、燃料カット装置６４が燃料カットを実行中であるか否かが判定され、この判定の結果、燃料カット中であるときのみ、電動燃料ポンプ１６の駆動が停止される（ステップＳ１８）。これにより、第１の実施形態と同様、バッテリ４２の放電電流Ｉｂｏが低減されて、エネルギ消費の低減を図ることができる。

一方、ステップＳ１３の判定の結果、バッテリ４２が放電中でない場合、ステップＳ１４の判定が実行されるが、この判定方法は、第１の実施形態のステップＳ４（図４参照）の判定方法と異なっている。

具体的に、ステップＳ１４では、ステップＳ１１でＳＯＣセンサ６６と発電電流センサ６８と車両消費電流センサ７０とから読み込まれた情報に加えて、ポンプ消費電流センサ７２から読み込まれた情報に基づいて、発電電流Ｉｇと、電動燃料ポンプ１６駆動時の前記車両要求電流Ｉｒから前記ポンプ消費電流Ｉｐを減算してなる電動燃料ポンプ１６停止時の車両要求電流Ｉｒ’との大小関係が判定される。すなわち、ステップＳ１４では、発電電流Ｉｇのうち、仮に電動燃料ポンプ１６を停止した場合にこれによって該ポンプ１６で消費されなくなることにより生じる全ての余剰分の電流をバッテリが受け入れることができるか否かが判定される。

ステップＳ１４の判定の結果、発電電流Ｉｇが電動燃料ポンプ１６の駆動停止時の車両要求電流Ｉｒ’以上である場合、すなわち、発電電流Ｉｇのうち、仮に電動燃料ポンプ１６を停止した場合にこれによって該ポンプ１６で消費されなくなることにより生じる全ての余剰分の電流をバッテリが受け入れることができない場合、電動燃料ポンプ１６の駆動が停止されることなく、制御動作は終了する。具体例を挙げて説明すると、例えば図８に示すように、発電電流Ｉｇが１００Ａ、ポンプ消費電流Ｉｐが３Ａ、車載機器消費電流Ｉｑが３０Ａ、車両消費電流Ｉｃが３３Ａ、バッテリ４２で受け入れ可能な電流Ｉｂが６８Ａ、バッテリ４２への充電電流Ｉｂｉが６７Ａである場合、発電電流Ｉｇ（１００Ａ）は、電動燃料ポンプ１６停止時の車両要求電流Ｉｒ’（９８Ａ）以上であるため、電動燃料ポンプ１６の駆動は停止されない。ところで、この場合、仮に電動燃料ポンプ１６の駆動が停止されると、車両消費電流Ｉｃが３０Ａに低減されるが、バッテリ４２で受け入れ可能な電流Ｉｂが６８Ａであるため、バッテリ４２への充電電流Ｉｂｉは６７Ａから６８Ａに増加するに止まる。すなわち、本実施形態では、バッテリ４２の充電量を最大限に増大させることができる場合にのみ、電動燃料ポンプ１６が停止されるため、該ポンプ１６のオンオフ動作の頻度を一層低減することで、該ポンプ１６の信頼性の向上が図られている。

一方、ステップＳ１４の判定の結果、発電電流Ｉｇが電動燃料ポンプ１６の駆動停止時の車両要求電流Ｉｒ’よりも小さい場合、すなわち、発電電流Ｉｇのうち、仮に電動燃料ポンプ１６を停止した場合にこれによって該ポンプ１６で消費されなくなることにより生じる全ての余剰分の電流をバッテリが受け入れることができる場合、ステップＳ１５に進み、この次のステップＳ１６及びステップＳ１７の判定結果によっては、電動燃料ポンプ１６の駆動が停止される（ステップＳ１８）。これにより、車両消費電流Ｉｃが低減されるため、その分だけバッテリ４２の充電電流Ｉｂｉを増大させることができ、減速回生で得られるエネルギの有効利用を図ることができる。

なお、ステップＳ１５及びステップＳ１６の処理は、それぞれ第１の実施形態のステップＳ５及びステップＳ６（図４参照）と同様の処理であるため、具体的な説明は省略する。

以上のように、第２の実施形態によれば、減速回生制御および燃料カットの実行中において、第１の実施形態に比べて電動燃料ポンプ１６のオンオフ動作の頻度を一層低減できるため、該ポンプ１６の信頼性を効果的に高めることができる。

［第３の実施形態］
図９のフローチャートを参照しながら、第３の実施形態に係る制御動作について説明する。

第３の実施形態に係る制御動作は、アクセル開度がゼロになったときに開始され、先ず、ステップＳ２１において、コントローラ６０への入力信号に基づいて各種情報の読み込みが行われて、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２１において、具体的には、第１の実施形態のステップＳ１（図４参照）で読み込まれる情報に加えて、ブレーキセンサ７４の出力信号が読み込まれる。なお、ステップＳ２１では、必要に応じて、ブレーキセンサ７４以外に車両の運転者からの減速要求を検出するために必要な検出装置の出力信号も併せて読み込まれるようにしてもよい。

ステップＳ２２〜ステップＳ２４では、それぞれ第１の実施形態のステップＳ２〜ステップＳ４（図４参照）と同様の処理が実行され、ステップＳ２８及びステップＳ２９では、それぞれ第１の実施形態のステップＳ７及びステップＳ８（図４参照）と同様の処理が実行されるため、それらのステップにおける各処理の具体的な説明は省略する。

これに対して、残りのステップＳ２５〜ステップＳ２７では、第１の実施形態のステップＳ５及びステップＳ６（図４）とは異なる処理が実行される。

ステップＳ２５及びステップＳ２６の処理は、ステップＳ２４において発電電流Ｉｇが車両要求電流Ｉｒよりも小さいと判定された場合に実行される。

これらステップＳ２５及びステップＳ２６の各処理は、減速回生によるバッテリ４２の充電が進むに連れてバッテリ４２で受け入れ可能な電流Ｉｂが低下し、これに伴い車両要求電流Ｉｒが低下することに鑑みて実行される点では、第１の実施形態のステップＳ５（図４）と共通しているが、その処理方法が異なっている。

具体的に説明すると、ステップＳ２５では、ステップＳ２１において読み込まれた車両の運転者からの減速要求に関する情報に基づいて、減速回生制御の実行中に回生される総回生量が予測される。

次のステップＳ２６では、ステップＳ２５で予測された総回生量に基づいて、減速回生制御終了時におけるバッテリ４２で受け入れ可能な電流Ｉｂ’が予測される。具体的には、ステップＳ２５で予測された総回生量に基づいて、減速回生制御終了時のバッテリ４２の残容量が予測された後、該残容量に基づいて前記受け入れ可能な電流Ｉｂ’が予測される。

続くステップＳ２７では、ステップＳ２６で予測された受け入れ可能な電流Ｉｂ’とステップＳ２１で読み込まれた車両消費電流Ｉｃとを合算してなる減速回生制御終了時の車両要求電流Ｉｒについて、ステップＳ２１で読み込まれた発電電流Ｉｇとの大小関係が判定される。すなわち、ステップＳ２７では、減速回生制御が終了したときにステップＳ２４の判定結果が逆転することが予想されるか否かが判定される。

ステップＳ２７の判定の結果、発電電流Ｉｇが減速回生制御終了時の車両要求電流Ｉｒよりも小さい場合、すなわち、減速回生制御が終了したときもステップＳ２４の判定結果が維持されると予想される場合、ステップＳ２８の判定結果によっては、電動燃料ポンプ１６の駆動が停止され（ステップＳ２９）、これにより、減速回生で得られる電気エネルギを有効に利用して、バッテリ４２の充電量を増大させることができる。

一方、ステップＳ２７の判定の結果、発電電流Ｉｇが減速回生制御終了時の車両要求電流Ｉｒ以上である場合、すなわち、減速回生制御が終了したときにステップＳ２４の判定結果が逆転することが予想される場合、電動燃料ポンプ１６の駆動が継続されたまま制御動作が終了し、これにより、電動燃料ポンプ１６のオンオフ動作の頻度が低減されて、該ポンプ１６の信頼性を高めることができる。

このように、第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様、回生エネルギの有効利用を図りつつ、電動燃料ポンプ１６の信頼性を可及的に高く維持することができる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、第１の実施形態では、図４に示すようにステップＳ４において発電電流Ｉｇが車両要求電流Ｉｒよりも小さいと判定された場合にステップＳ５及びステップＳ６の各処理が実行されるが、本発明において、これらステップＳ５及びステップＳ６の処理は必ずしも実行されなくてもよい。同様に、本発明は、第２の実施形態のステップＳ１５及びステップＳ１６の処理を省略することを妨げるものでない。

また、第３の実施形態のステップＳ２４及びステップＳ２７では、発電電流Ｉｇと車両要求電流Ｉｒとの大小関係が判定されるが、第２の実施形態のステップＳ１４と同様、発電電流Ｉｇと電動燃料ポンプ１６停止時の車両要求電流Ｉｒ’（Ｉｒ−Ｉｐ）との大小関係が判定されるようにしてもよい。

さらに、上述の実施形態では、ハイブリッド車を例に挙げて説明を行ったが、本発明は、ハイブリッド車のみならず、走行用動力源としてエンジンのみを搭載した車両にも適用可能である。この場合、エンジンにより駆動される発電機（オルタネータ）により、減速回生時の発電が行われる。

以上のように、本発明によれば、エンジンへ燃料を供給する電動燃料ポンプに関して信頼性の維持を図りつつ、減速回生で得られるエネルギを効率的に利用することが可能となるから、減速回生と燃料カットを行うハイブリッド車等の車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

２：エンジン、１０：燃料供給系、１２：燃料タンク、１４：燃料供給経路、１６：電動燃料ポンプ、２０：エンジンで駆動される機械式燃料ポンプ、３２：インジェクタ、４０：発電機、４２：バッテリ、５０：車載機器、６０：コントローラ、６２：減速回生装置、６４：燃料カット装置、６６：ＳＯＣセンサ、６８：発電電流センサ、７０：車両消費電流センサ、７２：ポンプ消費電流センサ、７４：ブレーキセンサ（減速要求検出手段）、８０：ブラシ付き電動モータ。

Claims

エンジンと、発電機と、該発電機で発電された電力により充電されるバッテリと、前記エンジンに燃料を供給する電動燃料ポンプと、該電動燃料ポンプ以外の車載機器と、減速時に前記発電機でエネルギを回生する減速回生制御を行う減速回生手段と、減速時に前記エンジンへの燃料供給を停止する燃料カット手段と、を備えた車両に搭載されるエンジンの制御装置であって、
前記電動燃料ポンプの駆動を制御するポンプ駆動制御手段と、
前記減速回生手段が減速回生制御を実行中であるか否かを判定する減速回生判定手段と、
前記燃料カット手段が燃料供給を停止中であるか否かを判定する燃料カット判定手段と、
前記発電機の発電電流を検出する発電電流検出手段と、
前記バッテリで受け入れ可能な電流を検出する受け入れ可能電流検出手段と、
前記電動燃料ポンプと前記車載機器とで消費される車両消費電流を検出する車両消費電流検出手段と、
前記受け入れ可能な電流と前記車両消費電流とを合算してなる車両要求電流と、前記発電電流との大小関係を判定する比較判定手段と、を有し、
前記ポンプ駆動制御手段は、前記減速回生判定手段により減速回生制御が実行中であると判定され、且つ、前記燃料カット判定手段により燃料供給が停止中であると判定され、且つ、前記比較判定手段により前記発電電流が前記車両要求電流よりも小さいと判定されたとき、前記電動燃料ポンプの駆動を停止することを特徴とするエンジンの制御装置。
前記電動燃料ポンプで消費されるポンプ消費電流を検出するポンプ消費電流検出手段を更に有し、
前記比較判定手段は、電動燃料ポンプ駆動時の前記車両要求電流から前記ポンプ消費電流を減算してなる電動燃料ポンプ停止時の前記車両要求電流について、前記発電電流との大小関係を判定し、
前記ポンプ駆動制御手段は、前記比較判定手段による電動燃料ポンプ停止時の前記車両要求電流と前記発電電流との大小関係の判定結果に基づいて、前記電動燃料ポンプの駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
前記比較判定手段により前記発電電流が前記車両要求電流よりも小さいと判定されたとき、前記車両要求電流が前記発電電流に等しくなるまで低下するのに要する時間を予測する時間予測手段を更に有し、
前記ポンプ駆動制御手段は、前記時間予測手段により予測された時間が所定時間よりも長いことを更なる条件として、前記電動燃料ポンプの駆動停止を実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンの制御装置。
前記減速回生判定手段により減速回生制御が実行中であると判定され、且つ、前記比較判定手段により前記発電電流が前記車両要求電流よりも小さいと判定されたとき、少なくとも前記車両の運転者からの減速要求に基づいて、前記減速回生制御の実行中に回生される総回生量を予測する総回生量予測手段と、
該総回生量予測手段により予測された総回生量に基づいて、前記減速回生制御終了時の前記受け入れ可能な電流を予測する受け入れ可能電流予測手段と、を更に有し、
前記比較判定手段は、前記受け入れ可能電流予測手段により予測された前記減速回生制御終了時の前記受け入れ可能電流と前記車両消費電流とを合算してなる減速回生制御終了時の前記車両要求電流について、前記発電電流との大小関係を判定し、
前記ポンプ駆動制御手段は、前記比較判定手段による減速回生制御終了時の前記車両要求電流と前記発電電流との大小関係の判定結果に基づいて、前記電動燃料ポンプの駆動を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンの制御装置。
前記発電電流検出手段により検出された発電電流が、前記車両消費電流検出手段により検出された車両消費電流よりも小さいか否かによって、前記バッテリが放電中であるか否かを判定する放電判定手段を更に有し、
前記ポンプ駆動制御手段は、前記減速回生判定手段により減速回生制御が実行中であると判定され、且つ、前記燃料カット判定手段により燃料供給が停止中であると判定され、且つ、前記放電判定手段により前記バッテリが放電中であると判定されたとき、前記発電電流と前記車両要求電流との大小関係に関わらず、前記電動燃料ポンプの駆動を停止することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
前記車両は、該車両の運転者からの減速要求を検出する減速要求検出手段を更に有し、
前記減速回生手段は、前記減速要求検出手段の検出値に基づいて前記発電電流を制御する発電機制御手段を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
前記車両は、前記電動燃料ポンプから前記エンジンへ燃料を導く燃料供給経路を更に有し、
該燃料供給経路には、前記エンジンにより駆動される燃料ポンプが、前記電動燃料ポンプよりも下流側に配設されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
前記電動燃料ポンプは、ブラシ付き電動モータにより駆動されるポンプであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。