JP6070669B2 - エンジン停止装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば自動車等に搭載されるエンジンを停止するエンジン停止装置に関し、特に、該エンジンのクランクシャフトの停止位置を制御するエンジン停止装置の技術分野に関する。
この種の装置として、例えば、エンジンの惰性回転停止フェーズにおける停止の後に、クランクシャフトの停止位置が所望の位置からずれてしまった場合に、例えばモータによって該クランクシャフトの停止位置を修正する装置が提案されている（特許文献１参照）。
或いは、エンジンの自動停止の条件が成立したときに、エンジンのクランクシャフトを所定の停止位置で停止させるために、モータから出力するベーストルクを、走行距離及びオイル粘度各々に基づく補正トルクにより補正することによりトルク指令を設定してモータを制御する装置が提案されている（特許文献２参照）。
特表２００３−５１８５８５号公報 特開２００８−１８０１３２号公報
しかしながら、上述の背景技術には改良すべき余地があるという技術的問題点がある。
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、クランクシャフトを目標停止位置へ速やかに且つ精度良く停止させることができるエンジン停止装置を提供することを課題とする。
本発明のエンジン停止装置は、上記課題を解決するために、エンジンと、前記エンジンのクランクシャフトに対しトルクを出力可能なモータとを備える車両に搭載され、前記クランクシャフトの現在位置と前記クランクシャフトの目標停止位置との差を検出する検出手段と、前記エンジンの停止時又は停止後に、前記検出された差に基づき前記クランクシャフトが前記目標停止位置に停止するように前記モータを制御する制御手段と、を備えるエンジン停止装置であって、前記制御手段は、前記検出された差に基づいて、前記クランクシャフトの回転角に係る値である移動距離と前記クランクシャフトの回転速度との関係を規定する複数のマップのうちから一のマップを選択し、前記選択されたマップに基づいて前記モータを制御する。
本発明のエンジン停止装置は、上記課題を解決するために、エンジンと、前記エンジンのクランクシャフトに対しトルクを出力可能なモータとを備える車両に搭載され、前記クランクシャフトの現在位置と前記クランクシャフトの目標停止位置との差を検出する検出手段と、前記エンジンの停止時又は停止後に、前記検出された差に基づき前記クランクシャフトが前記目標停止位置に停止するように前記モータを制御する制御手段と、を備えるエンジン停止装置であって、前記制御手段は、前記検出された差が閾値未満のときに、前記クランクシャフトの回転角に係る値である移動距離と前記クランクシャフトの回転速度との関係を規定する複数のマップのうち、前記検出された差が前記閾値以上の場合に選択される一のマップよりも前記移動距離と前記回転速度との関係を高い分解能で規定されているマップである補正マップを選択し、前記選択された補正マップに基づいて前記モータを制御する。
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる検出手段は、クランクシャフトの現在位置と該クランクシャフトの目標停止位置との差を検出する。ここで、「現在位置と目標停止位置との差」は、例えば、現在のクランクシャフトの角度と目標停止位置に相当するクランクシャフトの角度との角度差、該角度差に相当する回転数（例えば、角度差を３６０度で割った値）、或いは、該角度差に、減速に必要な回転数に相当する角度を加えた値、等を意味する。
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、エンジンの停止時又は停止後に、検出手段により検出された差に基づきクランクシャフトが目標停止位置に停止するようにモータを制御する。「エンジンの停止時」は、クランクシャフトの回転が停止した時点に限らず、例えばエンジン停止を指示する信号が出力されてから、クランクシャフトの回転が停止するまでの期間、つまり、エンジン停止処理が実施される期間を含む概念である。「エンジンの停止後」は、クランクシャフトの回転が停止した時点の後、例えばエンジンの始動（又は再始動）を指示する信号が出力されるまでの期間を意味する。
本発明では特に、制御手段は、検出手段により検出された差に基づいて、クランクシャフトの回転角に係る値である移動距離とクランクシャフトの回転速度との関係を規定する複数のマップのうちから一のマップを選択し、該選択されたマップに基づいてモータを制御する。尚、「クランクシャフトの回転角に係る値である移動距離」とは、クランクシャフトを目標停止位置に停止させる処理の開始時からの、クランクシャフトの回転数の積算値や総変化量を意味する。
ここで、本願発明者の研究によれば以下の事項が判明している。即ち、マップには制御分解能がある。例えば制御分解能が比較的高ければ、比較的精度良く、クランクシャフトを目標停止位置に停止させることができる。他方で、制御分解能が比較的高いと、処理に比較的時間がかかり、クランクシャフトを速やかに目標停止位置に停止させることが難しい。
そこで本発明では、検出手段により検出された差（即ち、クランクシャフトの現在位置と目標停止位置との差）に基づいて、例えば制御分解能が互いに異なる複数のマップから一のマップが選択され、該選択されたマップに基づいて、制御手段によりモータが制御される。具体的には例えば、クランクシャフトの現在位置と目標停止位置との差が比較的大きい場合に、制御分解能の比較的低いマップが選択されれば、比較的速やかにクランクシャフトの現在位置を目標停止位置近傍にすることができる。そして、クランクシャフトの現在位置と目標停止位置との差が比較的小さい場合に、制御分解能の比較的高いマップが選択されれば、クランクシャフトを精度良く目標停止位置に停止させることができる。
本発明のエンジン停止装置によれば、クランクシャフトの現在位置と目標停止位置との差に基づいてマップが選択されることにより、クランクシャフトを目標停止位置に比較的速やか且つ精度良く停止させることができる。
本発明のエンジン停止装置では特に、前記制御手段は、前記検出された差が閾値未満のときに、前記複数のマップのうち、前記検出された差が前記閾値以上の場合に選択される一のマップよりも前記移動距離と前記回転速度との関係を高い分解能で規定されているマップである補正マップを選択する。
検出手段により検出された差が閾値未満のときに、比較的高分解能に設定されたマップである補正マップが選択される。該選択された補正マップに基づいて、モータが制御されれば、クランクシャフトの位置を比較的容易にして微調整することができる。
ここで、「閾値」は、補正マップを選択するか否かを決定する値であり、予め固定値として又は何らかの物理量若しくはパラメータに応じた可変値として設定されている。このような閾値は、実験的若しくは経験的に、又はシミュレーションによって、例えば、クランクシャフトの現在位置と目標停止位置との差と、比較的高精度な制御を行った場合にクランクシャフトを目標停止位置に停止させるまでにかかる時間との関係を求め、該求められた関係と許容可能な処理時間とに基づいて、設定すればよい。
本発明のエンジン停止装置の一態様では、前記補正マップでは、前記移動距離の値が前記目標停止位置を含む所定範囲内にある場合、前記回転速度がゼロとされる。
このように構成すれば、クランクシャフトを目標停止位置に停止させる処理に係る負担を低減しつつ、比較的早期にクランクシャフトを目標停止位置に停止させることができる。ここで、「所定範囲」は、例えばクランクシャフトの停止位置と目標停止位置との差が、実践上許容可能な値となるような範囲として設定すればよい。
本発明のエンジン停止装置の他の態様では、前記補正マップは、更に、前記一のマップよりも前記回転速度の上限値が低く設定されているマップである。
本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、モータを用いてクランクシャフトが目標停止位置に停止された場合、例えばクランクシャフトの停止後に、圧縮行程にある気筒内の空気圧に起因してクランクシャフトが目標停止位置からずれる可能性がある。このずれを防止するために、例えば圧縮行程にある気筒内の空気圧とつり合うトルクをモータに出力させ続けることが考えられるが、モータに電力を供給し続けるため燃費が悪化する可能性がある。
上述の補正マップを用いれば、目標停止位置近傍では、モータによりクランクシャフトが比較的ゆっくり回転されるので、例えば圧縮行程にある気筒内の空気圧を抜きながら、クランクシャフトを目標停止位置に停止させることができる。従って、クランクシャフトの停止後に、気筒内の空気圧により該クランクシャフトが回転されることを防止することができる。加えて、クランクシャフトが回転しないようにモータに電力を供給し続ける必要がないため、燃費の向上も図ることができ、実用上非常に有利である。
本発明のエンジン停止装置の他の態様では、前記エンジンの停止後に、前記クランクシャフトの停止位置が前記目標停止位置からずれた場合、前記制御手段は、前記一のマップとして、前記回転速度が前記クランクシャフトを正回転させる方向に一旦増加し、前記クランクシャフトの現在位置が前記目標停止位置に近づくにつれて減少するマップを選択し、前記補正マップとして、前記クランクシャフトの現在位置が、前記移動距離が増加する方向から、前記目標停止位置に近づくにつれて前記クランクシャフトを正回転させる方向の前記回転速度が減少すると共に、前記クランクシャフトの現在位置が、前記移動距離が減少する方向から、前記目標停止位置に近づくにつれて前記クランクシャフトを負回転させる方向の前記回転速度が減少するマップを選択する。
このように構成すれば、エンジン停止後に、例えば外乱等におりクランクシャフトの停止位置が目標停止位置からずれた場合に、例えばギア等の動力伝達部材への負担を抑制しつつ、比較的速やか且つ精度良く、クランクシャフトを目標停止位置に修正することができる。
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
実施形態に係る車両の要部を示す構成図である。 実施形態に係るエンジン停止処理の概念を示す概念図である。 実施形態に係るトルク制御処理の概念を示す概念図である。 実施形態に係るエンジン停止処理を示すフローチャートである。 実施形態に係るエンジン停止位置修正処理の概念を示す概念図である。 実施形態に係るエンジン停止位置修正処理を示すフローチャートである。 実施形態に係るエンジン制御処理を示すフローチャートである。 実施形態に係る位置補正マップの変形例を示す図である。
本発明のエンジン停止装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
（車両の構成）
実施形態に係るエンジン停止装置が搭載された車両の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る車両の要部を示す構成図である。
図１において、実施形態に係る車両は、エンジン１１、モータ１２及びジェネレータ１３を備えている。エンジン１１、モータ１２及びジェネレータ１３は、動力分配機構（図示せず）を介して相互に連結されている。尚、モータ１２及びジェネレータ１３各々は、モータ・ジェネレータにより実現されてよい。
動力分配機構は、例えば、相互に差動回転可能な回転要素としてのサンギア、リングギア及びキャリアを有するシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。キャリアには、動力分配機構の入力軸を介して、エンジン１１のクランクシャフトが連結されている。サンギアにはジェネレータ１３の回転軸が連結されており、該サンギアと該回転軸とが一体回転する。リングギアには、動力分配機構の出力軸を介して、モータ１２の回転軸が連結されている。
ここで、動力分配機構のギア比は“ρ”である。即ち、サンギアとキャリアとの間隔を“１”とすると、キャリアとリングギアとの間隔はギア比“ρ”に対応する。
モータ１２は、モータインバータ１４及びコンバータ１６を介して、電池１７に電気的に接続されている。他方、ジェネレータ１３は、ジェネレータインバータ１５及びコンバータ１６を介して、電池１７に電気的に接続されている。
エンジン停止装置としての制御装置１００は、エンジン１１、モータ１２及びジェネレータ１３各々に設けられている各種センサの出力に基づいて、例えばエンジン１１のクランクシャフトの角度や回転速度に係る情報を取得する。制御装置１００は、該取得された情報に基づいて、モータ１２及びジェネレータ１３各々の回転数やトルクが目標値となるように、例えばＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御方式等により、モータインバータ１４及びジェネレータインバータ１５を夫々制御する。
（エンジン停止制御）
次に、上述の如く構成された車両において制御装置１００が実施するエンジン停止制御処理について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、実施形態に係るエンジン停止処理の概念を示す概念図である。図３は、実施形態に係るトルク制御処理の概念を示す概念図である。
制御装置１００は、エンジン１１の自動停止の条件が成立したときに、エンジン１１のクランクシャフトが所定の停止位置で停止するようにエンジン１１及びジェネレータ１３を夫々制御する。
制御装置１００は、例えばエンジン１１のクランクシャフトの回転位置を検出するクランクポジションセンサからの出力信号に基づいて、エンジン１１の自動停止の条件が成立してから（例えば、エンジン自動停止フラグが立ってから）のエンジン１１の移動距離を求める。
エンジン１１の移動距離は、エンジン１１の自動停止の条件が成立してからのクランクシャフトの回転数の積算値（即ち、積算回転数）や総変化量として表される。具体的には例えば、エンジン１１の移動距離は、エンジン１１の自動停止の条件が成立してからのクランクシャフトの積算回転数と３６０度との積として表されてよい。
制御装置１００は、例えばクランクポジションセンサからの出力信号に基づいて、クランクシャフトの現在位置と目標停止位置との差分である目標移動距離を求める。該目標移動距離は、例えば、クランクシャフトの現在位置と目標停止位置との角度差と、減速に必要なクランクシャフトの積算回転数と３６０度との積と、の和として表されてよい。このように構成すれば、エンジン１１の自動停止に伴うショックを抑制することができ、実用上非常に有利である。
制御装置１００は、該制御装置１００のメモリ等に予め格納されている、エンジン１１の移動距離とエンジン１１の速度指令との関係を規定する複数のマップのうちから一のマップを選択する。図２に記載の処理では、「エンジン減速マップ」及び「位置補正マップ」のいずれかが選択される。尚、「エンジンの速度指令」は、例えば「エンジンの（クランクシャフトの）回転数（ｒｐｍ：ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）」を意味する。
ここで、位置補正マップの分解能は、エンジン減速マップの分解能よりも高く設定されている。具体的には例えば、位置補正マップの移動距離（横軸）は、１度刻みに設定されており、エンジン減速マップの移動距離は、５０度刻みに設定されている。更に、位置補正マップの速度指令の上限値は、エンジン減速マップの速度指令の上限値よりも低く設定されている。
制御装置１００は、エンジン１１の回転数が比較的高い場合には、エンジン１１の移動距離及び目標移動距離と、エンジン減速マップとに基づいて、エンジン１１の速度指令を特定する。
制御装置１００は、例えばモータ１２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサや、モータ１２に印加される相電流を検出する電流センサ等からの出力信号に基づいてモータ１２の回転数を求める。
次に、制御装置１００は、特定されたエンジン１１の速度指令にギア比（ここでは、“（１＋ρ）／ρ”）を掛けた値と、求められたモータ１２の回転数にギア比（ここでは、“−ρ”）を掛けた値とから、ジェネレータ１３の回転数指令を求める。
続いて、制御装置１００は、例えばジェネレータ１３の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサや、ジェネレータ１３に印加される相電流を検出する電流センサ等からの出力信号に基づいてジェネレータ１３の回転数を求める（図３参照）。
制御装置１００は、求められたジェネレータ１３の回転数指令と、ジェネレータ１３の実際の回転数とに基づき、例えばＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御等によりジェネレータ１３のトルク制御を行う（図３参照）。この結果、ジェネレータ１３からエンジン１１の回転を押さえ込む（即ち、減速させる）方向のトルクが出力される。
上述した制御処理の結果、エンジン１１の回転数が所定回転数、又は目標移動距離が所定距離以下となった場合、制御装置１００は、エンジン減速マップに代えて、位置補正マップを選択する（図２参照）。ここで、「所定回転数」及び「所定距離」は、例えばクランクシャフトが約１回転する間に停止するような回転数、及び所定距離（例えば角度であれば約３６０度）として設定される。
制御装置１００は、エンジン１１の移動距離及び目標移動距離と、位置補正マップとに基づいて、エンジン１１の速度指令を特定する。そして、制御装置１００は、該特定されたエンジン１１の速度指令とモータ１２の回転数とに基づいて、ジェネレータ１３の回転数指令を求め、該求められたジェネレータ１３の回転数指令に基づいてジェネレータ１３のトルク制御を行う。
ここで特に、本実施形態では、位置補正マップにおける目標停止位置（図２における“目標”参照）近傍のエンジン速度指令の値がゼロに設定されている。このように構成すれば、例えばセンサの誤差等に起因して、ジェネレータ１３から不要なトルクが出力されたり、制御装置１００に不要な処理が生じたりすることを抑制することができる。尚、位置補正マップにおいて、エンジン速度指令の値がゼロである範囲は、クランクシャフトの停止位置と目標停止位置との差が許容範囲内となるように設定すればよい。
尚、図２に示した位置補正マップに代えて、例えば図８に示すマップが位置補正マップとして用いられてもよい。図８は、実施形態に係る位置補正マップの変形例を示す図である。
次に、制御装置１００が実施するエンジン停止処理について、図４のフローチャートを参照して説明を加える。
図４において、制御装置１００は、先ず、エンジン停止位置制御要求があるか否か（例えば、エンジン自動停止フラグが立ったか否か）を判定する（ステップＳ１０１）。エンジン停止位置制御要求がないと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、制御装置１００は、一旦処理を終了し、所定時間経過後に再びステップＳ１０１の処理を実行する（即ち、待機状態となる）。
エンジン停止位置制御要求があると判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、エンジン停止制御処理の初回ループであるか否か（即ち、エンジン自動停止フラグが立った後初めてのループであるか否か）を判定する（ステップＳ１０２）。
初回ループであると判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、目標停止位置までの移動距離（図２における“目標移動距離”の初期値に相当）を計算する（ステップＳ１０３）。制御装置１００は、ステップＳ１０３の処理と並行して、エンジン１１の現在の回転数を記憶する（ステップＳ１０４）。尚、制御装置１００は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理と並行して、所定のフューエルカット処理を実行し、エンジン１１への燃料の供給を停止する。
上記ステップＳ１０２の処理において、初回ループでないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、制御装置１００は、エンジン１１の回転数が所定回転数以下であるか否か、或いは、目標移動距離が所定距離以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
エンジン１１の回転数が所定回転数以下でない、或いは、目標移動距離が所定距離以下でないと判定された場合、つまり、エンジン１１の回転数が比較的高い場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、制御装置１００は、エンジン１１のクランクシャフトの移動距離（図２における“エンジン移動距離”に相当）を計算する（ステップＳ１０６）。
次に、制御装置１００は、エンジン減速マップを選択し、該選択されたエンジン減速マップ、エンジンの移動距離及び目標移動距離、並びに動力分配機構のギア比に基づいて、エンジン減速項を求める（図２における“エンジン減速項”参照）（ステップＳ１０７）。該ステップＳ１０７の処理と並行して、制御装置１００は、モータ１２の回転数と動力分配機構のギア比に基づいて、モータ速度項を求める（図２における“モータ速度項”参照）（ステップＳ１０８）。
次に、制御装置１００は、求められたエンジン減速項及びモータ速度項に基づいて、ジェネレータ１３の回転数指令を求める（ステップＳ１０９）。続いて、制御装置１００は、ジェネレータ１３の回転数を求めると共に、該求められたジェネレータ１３の実際の回転数と、ジェネレータ１３の回転数指令とに基づいて、ジェネレータ１３の回転数制御（ステップＳ１１０）及びトルク制御（ステップＳ１１１）を行う。その後、制御装置１００は、一旦処理を終了し、所定時間経過後に再びステップＳ１０１の処理を実行する。
上述したステップＳ１０５の処理において、エンジン１１の回転数が所定回転数以下である、或いは、目標移動距離が所定距離以下であると判定された場合、つまり、エンジン１１の回転数が比較的十分に低い場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、エンジン１１のクランクシャフトの移動距離を計算する（ステップＳ１１２）。
次に、制御装置１００は、位置補正マップを選択し、該選択された位置補正マップ、エンジンの移動距離及び目標移動距離、並びに動力分配機構のギア比に基づいて、位置補正項を求める（図２における“位置補正項”参照）（ステップＳ１１３）。該ステップＳ１１３の処理と並行して、制御装置１００は、モータ１２の回転数と動力分配機構のギア比に基づいて、モータ速度項を求める（ステップＳ１１４）。
次に、制御装置１００は、求められた位置補正項及びモータ速度項に基づいて、ジェネレータ１３の回転数指令を求める（ステップＳ１１５）。続いて、制御装置１００は、ジェネレータ１３の回転数を求めると共に、該求められたジェネレータ１３の実際の回転数と、ジェネレータ１３の回転数指令とに基づいて、ジェネレータ１３の回転数制御（ステップＳ１１６）及びトルク制御（ステップＳ１１７）を行う。
次に、制御装置１００は、所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ１１８）。ここで、所定時間の始期は、例えばエンジン自動停止フラグが立った後、初めてステップＳ１１８の処理が実行された時である。
所定時間経過していないと判定された場合（ステップＳ１１８：Ｎｏ）、制御装置１００は、例えばタイマをカウントアップした後に、上述したステップＳ１１２の処理を実行する。制御装置１００は、タイマの値に基づいて、所定時間経過したか判定すればよい。
他方、所定時間経過したと判定された場合（ステップＳ１１８：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、エンジン１１のクランクシャフトが目標停止位置に停止したものとして、エンジン停止指令をクリアすると共に、エンジン自動停止フラグをクリアする（ステップＳ１１９）。
エンジンのクランクシャフトを目標停止位置に単純に停止させた場合、エンジンの圧縮行程にある気筒内の空気圧に起因して、停止処理後にクランクシャフトが目標停止位置からずれてしまうおそれがある。
そこで、本実施形態では、エンジン１１の回転数が十分に低下した後に（即ち、ステップＳ１０５の処理において“Ｙｅｓ”と判定された後に）、ある程度の時間をかけて、圧縮行程にある気筒内の圧縮空気を抜きながら、該圧縮空気に起因するクランクシャフトのずれが微調整される。つまり、本実施形態では、所定時間経過するまで待つことにより（ステップＳ１１８参照）、圧縮行程にある気筒内の空気圧に起因するクランクシャフトのずれを防止している。
加えて、エンジン１１の停止後は、圧縮行程にある気筒内の空気圧が比較的低く、クランクシャフトが該空気圧に起因してずれることはないので、クランクシャフトの停止位置を維持するためにジェネレータ１３からトルクを出力し続ける必要はない。従って、燃費の向上も図ることができ、実用上非常に有利である。
本実施形態に係る「所定時間」は、実験的若しくは経験的に又はシミュレーションによって、例えば圧縮行程にある気筒内の空気圧の時間変化を求め、該求められた時間変化に基づいて、空気圧に起因してクランクシャフトがずれない空気圧となる時間又は該時間より所定値だけ大きい時間として設定すればよい。
本実施形態では特に、エンジン１１の回転数が十分に低下するまでは、分解能が比較的低く且つエンジン速度指令の上限値が比較的高いエンジン減速マップが選択され、エンジン１１の回転数が十分に低下した後は、分解能が比較的高く且つエンジン速度指令の上限値が比較的低い位置補正マップが選択される。このため、クランクシャフトの位置が目標停止位置近傍まで比較的速やかに近づけられた後に、該クランクシャフトの位置が比較的ゆっくりした回転速度で微調整される。この結果、本実施形態によれば、クランクシャフトを、比較的速やかに且つ精度良く目標停止位置に停止することができる。
（エンジン停止位置修正制御）
次に、エンジン１１が停止した後にクランクシャフトが目標停止位置からずれてしまった場合に、制御装置１００が実施するエンジン停止位置修正処理について、図５を参照して説明する。図５は、実施形態に係るエンジン停止位置修正処理の概念を示す概念図である。
本実施形態では、エンジン１１を停止する際に、上述の如く、圧縮行程にある気筒内の空気圧を抜いている。本実施形態では、例えばジェネレータ１３によりエンジン１１のクランクシャフトの停止位置を維持するということは行ってはいない。このため、例えば車両の加減速等の外乱によりクランクシャフトが目標停止位置からずれる可能性がある。
そこで、制御装置１００は、例えばクランクポジションセンサからの出力信号を逐次監視し、クランクシャフトが目標停止位置からずれたことを検知可能に構成されている。
クランクシャフトの位置と目標停止位置とが許容範囲を超えてずれた場合、例えばエンジン停止位置修正フラグが立つ。制御装置１００は、例えばクランクポジションセンサからの出力信号に基づいて、エンジン停止位置修正フラグが立ってからのエンジン１１の移動距離を求める。制御装置１００は、更に、例えばクランクポジションセンサからの出力信号に基づいて、クランクシャフトを現在位置から目標停止位置まで修正するために必要な移動距離（図５における“エンジン目標移動距離”に相当）を求める。
制御装置１００は、該制御装置１００のメモリ等に予め格納されている、エンジン１１の移動距離とエンジン１１の速度指令との関係を規定する複数のマップのうちから一のマップを選択する。図５に記載の処理では、「エンジン加減速マップ」及び「位置補正マップ」のいずれかが選択される。
ここで、位置補正マップの分解能は、エンジン加減速マップの分解能よりも高く設定されている。更に、位置補正マップの速度指令の上限値は、エンジン加減速マップの速度指令の上限値よりも低く設定されている。
制御装置１００は、クランクシャフトの現在位置と目標停止位置とが比較的離れている場合には、エンジン１１の移動距離及び目標移動距離と、エンジン加減速マップとに基づいて、エンジン１１の速度指令を特定する。
制御装置１００は、例えばモータ１２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサや、モータ１２に印加される相電流を検出する電流センサ等からの出力信号に基づいてモータ１２の回転数を求める。
次に、制御装置１００は、特定されたエンジン１１の速度指令にギア比（ここでは、“（１＋ρ）／ρ”）を掛け、クランクシャフトの回転方向に応じた符号（即ち、“＋”又は“―”）を付した値と、求められたモータ１２の回転数にギア比（ここでは、“−ρ”）を掛けた値とから、ジェネレータ１３の回転数指令を求める。
続いて、制御装置１００は、例えばジェネレータ１３の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサや、ジェネレータ１３に印加される相電流を検出する電流センサ等からの出力信号に基づいてジェネレータ１３の回転数を求める（図３参照）。
制御装置１００は、求められたジェネレータ１３の回転数指令と、ジェネレータ１３の実際の回転数とに基づき、例えばＰＩ制御等によりジェネレータ１３のトルク制御を行う（図３参照）。この結果、ジェネレータ１３からクランクシャフトを目標停止位置に近づける方向のトルクが出力される。
上述した制御処理の結果、クランクシャフトの現在位置と目標停止位置との差（即ち、目標移動距離）が所定距離（例えば数度〜十数度等）以下となった場合、制御装置１００は、エンジン加減速マップに代えて、位置補正マップを選択する。
制御装置１００は、エンジン１１の移動距離及び目標移動距離と、位置補正マップとに基づいて、エンジン１１の速度指令を特定する。そして、制御装置１００は、該特定されたエンジン１１の速度指令とモータ１２の回転数とに基づいて、ジェネレータ１３の回転数指令を求め、該求められたジェネレータ１３の回転数指令に基づいてジェネレータ１３のトルク制御を行う。
次に、制御装置１００が実施するエンジン停止位置修正処理について、図６のフローチャートを参照して説明を加える。
図６において、制御装置１００は、先ず、エンジン停止位置修正制御要求があるか否か（例えば、エンジン停止位置修正フラグが立ったか否か）を判定する（ステップＳ２０１）。エンジン停止位置修正制御要求がないと判定された場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、制御装置１００は、一旦処理を終了し、所定時間経過後に再びステップＳ２０１の処理を実行する（即ち、待機状態となる）。
エンジン停止位置修正制御要求があると判定された場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、エンジン停止位置修正処理の初回ループであるか否か（即ち、エンジン停止位置修正フラグが立った後初めてのループであるか否か）を判定する（ステップＳ２０２）。
初回ループであると判定された場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、目標停止位置までの移動距離（図５における“目標移動距離”の初期値に相当）を計算する（ステップＳ２０３）。
上記ステップＳ２０２の処理において、初回ループでないと判定された場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、制御装置１００は、エンジン１１の目標移動距離が所定距離以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
エンジン１１の目標移動距離が所定距離以下でないと判定された場合、つまり、クランクシャフトの現在位置が目標停止位置から比較的離れている場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、制御装置１００は、エンジン１１のクランクシャフトの移動距離（図５における“エンジン移動距離”に相当）を計算する（ステップＳ２０５）。
次に、制御装置１００は、エンジン加減速マップを選択し、該選択されたエンジン加減速マップ、エンジンの移動距離及び目標移動距離、動力分配機構のギア比、並びにクランクシャフトの回転方向に基づいて、エンジン加減速項を求める（図５における“エンジン加減速項”参照）（ステップＳ２０６）。該ステップＳ２０６の処理と並行して、制御装置１００は、モータ１２の回転数と動力分配機構のギア比に基づいて、モータ速度項を求める（図５における“モータ速度項”参照）（ステップＳ２０７）。
次に、制御装置１００は、求められたエンジン加減速項及びモータ速度項に基づいて、ジェネレータ１３の回転数指令を求める（ステップＳ２０８）。続いて、制御装置１００は、ジェネレータ１３の回転数を求めると共に、該求められたジェネレータ１３の実際の回転数と、ジェネレータ１３の回転数指令とに基づいて、ジェネレータ１３の回転数制御（ステップＳ２０９）及びトルク制御（ステップＳ２１０）を行う。その後、制御装置１００は、一旦処理を終了し、所定時間経過後に再びステップＳ２０１の処理を実行する。
上述したステップＳ２０４の処理において、エンジン１１の目標移動距離が所定距離以下であると判定された場合、つまり、クランクシャフトの現在位置が目標停止位置近傍である場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、エンジン１１のクランクシャフトの移動距離を計算する（ステップＳ２１１）。
次に、制御装置１００は、位置補正マップを選択し、該選択された位置補正マップ、エンジンの移動距離及び目標移動距離、並びに動力分配機構のギア比に基づいて、位置補正項を求める（図５における“位置補正項”参照）（ステップＳ２１２）。該ステップＳ２１２の処理と並行して、制御装置１００は、モータ１２の回転数と動力分配機構のギア比に基づいて、モータ速度項を求める（ステップＳ２１３）。
次に、制御装置１００は、求められた位置補正項及びモータ速度項に基づいて、ジェネレータ１３の回転数指令を求める（ステップＳ２１４）。続いて、制御装置１００は、ジェネレータ１３の回転数を求めると共に、該求められたジェネレータ１３の実際の回転数と、ジェネレータ１３の回転数指令とに基づいて、ジェネレータ１３の回転数制御（ステップＳ２１５）及びトルク制御（ステップＳ２１６）を行う。
次に、制御装置１００は、所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ２１７）。ここで、所定時間の始期は、例えばエンジン停止位置修正フラグが立った後、初めてステップＳ２１７の処理が実行された時である。
所定時間経過していないと判定された場合（ステップＳ２１７：Ｎｏ）、制御装置１００は、例えばタイマをカウントアップした後に、上述したステップＳ２１７の処理を実行する。制御装置１００は、タイマの値に基づいて、所定時間経過したか判定すればよい。
他方、所定時間経過したと判定された場合（ステップＳ２１７：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、エンジン１１のクランクシャフトが目標停止位置に停止したものとして、エンジン停止位置修正指令をクリアすると共に、エンジン停止位置修正フラグをクリアする（ステップＳ２１８）。
本実施形態では特に、エンジン１１の目標移動距離が所定距離以下になるまでは（つまり、クランクシャフトの位置が目標停止位置近傍となるまでは）、分解能が比較的粗く且つエンジン速度指令の上限値が比較的高いエンジン加減速マップが選択され、エンジン１１の目標移動距離が所定距離以下になった後は、分解能が比較的細かく且つエンジン速度指令の上限値が比較的低い位置補正マップが選択される。この結果、エンジン停止位置修正処理においても、上述したエンジン停止処理と同様に、クランクシャフトを、比較的速やかに且つ精度良く目標停止位置に停止することができる。
（エンジン制御）
次に、制御装置１００が車両の主に走行中に実施するエンジン制御処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。
図７において、制御装置１００は、先ず、エンジン１１が回転中（即ち、作動中）であるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。エンジン１１が回転中であると判定された場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、エンジン停止指令があるか否か（即ち、エンジン１１の自動停止の条件が成立したか否か）を判定する（ステップＳ３０２）。
エンジン停止指令がないと判定された場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、制御装置１００は、一旦処理を終了し、所定時間経過後に再びステップＳ３０１の処理を実行する（即ち、待機状態となる）。
他方、エンジン停止指令があると判定された場合（ステップ３０２：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、エンジン停止位置制御要求をオンにする（例えば、エンジン自動停止フラグを立てる）（ステップＳ３０３）。制御装置１００は、該ステップＳ３０３の後、上述したエンジン停止制御処理（図４参照）を実施する。
上述したステップＳ３０１の処理において、エンジン１１が停止中であると判定された場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、制御装置１００は、クランクシャフトの現在位置が目標停止位置から許容範囲を超えてずれているか否かを判定する（ステップＳ３０４）。
クランクシャフトの現在位置が目標停止位置から許容範囲を超えてずれていないと判定された場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、制御装置１００は、一旦処理を終了し、所定時間経過後に再びステップＳ３０１の処理を実行する。
他方、クランクシャフトの現在位置が目標停止位置から許容範囲を超えてずれていると判定された場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、位置修正制御要求をオンにする（例えば、エンジン停止位置修正フラグを立てる）（ステップＳ３０５）。制御装置１００は、該ステップＳ３０５の処理の後、上述したエンジン停止位置修正処理（図５参照）を実施する。
実施形態に係る「ジェネレータ１３」は、本発明に係る「モータ」の一例である。実施形態に係る「制御装置１００」は、本発明に係る「検出手段」及び「制御手段」の一例である。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うエンジン停止装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
１１…エンジン、１２…モータ、１３…ジェネレータ、１４…モータインバータ、１５…ジェネレータインバータ、１６…コンバータ、１７…電池、１００…制御装置

Claims (4)

  1. エンジンと、前記エンジンのクランクシャフトに対しトルクを出力可能なモータとを備える車両に搭載され、前記クランクシャフトの現在位置と前記クランクシャフトの目標停止位置との差を検出する検出手段と、前記エンジンの停止時又は停止後に、前記検出された差に基づき前記クランクシャフトが前記目標停止位置に停止するように前記モータを制御する制御手段と、を備えるエンジン停止装置であって、
    前記制御手段は、前記検出された差が閾値未満のときに、前記クランクシャフトの回転角に係る値である移動距離と前記クランクシャフトの回転速度との関係を規定する複数のマップのうち、前記検出された差が前記閾値以上の場合に選択される一のマップよりも前記移動距離と前記回転速度との関係を高い分解能で規定されているマップである補正マップを選択し、前記選択された補正マップに基づいて前記モータを制御する
    ことを特徴とするエンジン停止装置。
  2. 前記補正マップでは、前記移動距離の値が前記目標停止位置を含む所定範囲内にある場合、前記回転速度がゼロとされることを特徴とする請求項１に記載のエンジン停止装置。
  3. 前記補正マップは、更に、前記一のマップよりも前記回転速度の上限値が低く設定されているマップであることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン停止装置。
  4. 前記エンジンの停止後に、前記クランクシャフトの停止位置が前記目標停止位置からずれた場合、前記制御手段は、前記一のマップとして、前記回転速度が前記クランクシャフトを正回転させる方向に一旦増加し、前記クランクシャフトの現在位置が前記目標停止位置に近づくにつれて減少するマップを選択し、前記補正マップとして、前記クランクシャフトの現在位置が、前記移動距離が増加する方向から、前記目標停止位置に近づくにつれて前記クランクシャフトを正回転させる方向の前記回転速度が減少すると共に、前記クランクシャフトの現在位置が、前記移動距離が減少する方向から、前記目標停止位置に近づくにつれて前記クランクシャフトを負回転させる方向の前記回転速度が減少するマップを選択することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジン停止装置。
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