JPH0626372A - エンジンのトルク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 減速時の燃料カットからアイドル状態に移行
する際のエンストを防止すると共に燃料カット領域を拡
大する。 【構成】 減速時には、一定条件下で燃料カット機能に
よりエンジンへの燃料供給をカットすると共に、この燃
料カット開始後、エンジン回転速度が目標アイドル回転
速度ＮＴ付近の設定回転速度Ｎcut に低下するまで、発
電電動機を発電モードで運転させて、エンジンブレーキ
性能を向上させる。この燃料カット期間中にエンジン回
転速度が設定回転速度Ｎcut に低下した時点で、発電電
動機の運転モードを電動モードに切り換えて、発電電動
機の発生トルクによりエンストを防止して燃料カット領
域を拡大する。この後、エンジン回転速度が目標アイド
ル回転速度ＮＴにほぼ収束して安定した時点でエンジン
への燃料供給を再開させると共に、発電電動機の出力ト
ルクを適宜低下させて、通常のアイドル回転速度制御に
移行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンに連結された
発電電動機を、減速時に発電モードで運転させてエンジ
ンブレーキ性能を向上させるようにしたエンジンのトル
ク制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンブレーキ性能を向上
させるために、特開昭６１−２２８００号公報に示すよ
うに、エンジンのクランクシャフトに連結された発電電
動機を減速時に発電モードで運転させることにより、エ
ンジンに逆トルクを付加するようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の自動
車は、燃費改善・排出ガス浄化のために、減速時にスロ
ットルが全閉されると、燃料カット機能を働かせて、エ
ンジン回転速度が目標アイドル回転速度ＮＴ付近（例え
ばＮＴ＋２００〜４００rpm ）に低下するまで、エンジ
ンへの燃料供給をカットするようになっている。このた
め、前述した公知例のように、減速時に発電電動機を発
電モードで運転し続けると、減速（燃料カット領域）か
らアイドル状態（燃料供給再開）に移行する過程で、エ
ンジンの回転トルクが不足してエンジンストール（エン
スト）を起こし易くなる。これを防止するために、従来
は、燃料カット回転速度を高めに設定して、エンジン回
転速度があまり低くならないうちに、燃料供給を早めに
再開する必要があり、その分、燃費改善・排出ガス浄化
の効果も低下してしまうという欠点がある。

【０００４】本発明はこの様な事情を考慮してなされた
もので、その目的は、減速時の燃料カットからアイドル
状態に移行する際のエンストを防止できると共に、燃料
カット領域を拡大することができて、燃費改善・排出ガ
ス浄化に貢献できるエンジンのトルク制御装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のエンジンのトルク制御装置は、減速時に一
定条件下でエンジンへの燃料供給をカットする燃料カッ
ト機能を備えたものにおいて、前記エンジンに連結され
た発電電動機と、エンジン回転速度を検出する回転速度
検出手段と、燃料カット開始後、前記エンジン回転速度
が目標アイドル回転速度付近に低下するまで、前記発電
電動機を発電モードで運転させて前記エンジンに逆トル
クを付加する手段と、燃料カット期間中に前記エンジン
回転速度が前記目標アイドル回転速度付近に低下した時
点で、前記発電電動機の運転モードを電動モードに切り
換えて前記エンジンに正トルクを付加する手段と、前記
エンジン回転速度が前記目標アイドル回転速度にほぼ収
束して安定した時点で、前記エンジンへの燃料供給を再
開させると共に前記発電電動機の出力トルクを適宜低下
させる手段とを備えた構成となっている。

【０００６】

【作用】減速時には、一定条件下で燃料カット機能によ
りエンジンへの燃料供給をカットすると共に、この燃料
カット開始後、エンジン回転速度が目標アイドル回転速
度付近に低下するまで、発電電動機を発電モードで運転
させてエンジンに逆トルクを付加し、エンジンブレーキ
性能を向上させる。

【０００７】そして、燃料カット期間中にエンジン回転
速度が目標アイドル回転速度付近に低下した時点で、発
電電動機の運転モードを電動モードに切り換える。これ
により、目標アイドル回転速度付近におけるエンジンの
回転トルクが低下する領域では、発電電動機からエンジ
ンに正トルクを付加して、エンジンの回転トルクを補
い、エンストを防止して、燃料カット領域を拡大する。

【０００８】この後、エンジン回転速度が目標アイドル
回転速度にほぼ収束して安定した時点でエンジンへの燃
料供給を再開させると共に、発電電動機の出力トルクを
適宜低下させて、通常のアイドル回転速度制御に移行す
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。まず、図１及び図２を参照して全体の機械的構
成を説明する。エンジン１は例えば４サイクルのガソリ
ンエンジンであり、そのクランクシャフト２の一端側に
はトランスミッション３のトルクコンバータ４が連結さ
れている。このトルクコンバータ４とエンジン１との間
の位置（本来フライホイールを装着すへき位置）には発
電電動機５が配置され、この発電電動機５のロータコア
６がボルト７を介してクランクシャフト２に固定されて
いる。このロータコア６はその内側に配置された界磁巻
線８（ロータコイル）によって励磁されるようになって
いる。

【００１０】この発電電動機５の外周囲を覆うハウジン
グ９は、エンジン１の側面に固定され、このハウジング
９の内側にステータコア１０がロータコア６の外周囲を
取り巻くように固定されている。このステータコア１０
のスロット１０ａには、３相のステータコイル１１ａ，
１１ｂ，１１ｃが装着されている。

【００１１】一方、エンジン１のクランクシャフト２の
他端側には、ロータリエンコーダ１２のロータ（図示せ
ず）が連結されている。このロータリエンコーダ１２
は、クランクシャフト２の回転角度（クランク角）が一
定角度（例えば１０°ＣＡ若しくはそれ以下の角度）に
達するごとにパルス信号を発生し、このパルス信号を電
子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）１３
が計数することによってクランク角を検出すると共に、
そのパルス信号の時間間隔を計測することによってエン
ジン１の回転速度を検出するようになっている。従っ
て、本実施例では、ロータリエンコーダ１２とＥＣＵ１
３とによって、エンジン１の回転速度を検出する回転速
度検出手段が構成されている。

【００１２】また、ＥＣＵ１３には、自動車の車速に応
じた車速信号を発生する車速センサ１４と、アクセル
（図示せず）がオフされている時にスロットル全閉信号
を発生するアイドルスイッチ１５が接続されている。こ
のＥＣＵ１３は、アイドル時には、上記車速信号とスロ
ットル全閉信号とからアイドル状態を判断し、アイドル
スピードコントロールアクチュエータ（以下「ＩＳＣア
クチュエータ」という）１６を制御することにより、ス
ロットルバルブ（図示せず）の開度を調節してアイドル
回転速度を安定化するようになっている。

【００１３】このＥＣＵ１３は、エンジン１に燃料を噴
射供給するインジェクタ２２の動作も制御し、減速時に
一定条件下でインジェクタ２２への噴射信号を停止して
燃料供給をカットするようになっている。また、このＥ
ＣＵ１３は、エンジン水温センサ２３により検出したエ
ンジン水温に応じて、図６に示すように、目標アイドル
回転速度ＮＴ及び設定回転速度Ｎcut を変化させる。こ
こで、Ｎcut ＝ＮＴ＋２００rpm であり、エンジン水温
が低くなるほど、エンストし易くなるので、一定範囲内
で、エンジン水温が低くなるほど、ＮＴ，Ｎcut が高く
なるように設定されている。

【００１４】更に、このＥＣＵ１３は、制御回路１７と
駆動回路１８を介して発電電動機５の運転も制御する。
以下、この制御系の電気回路を図３に基づいて説明す
る。

【００１５】上記駆動回路１８は、インバータ／コンバ
ータ１９と界磁巻線８に流す電流値Ｉf を制御する電流
コントローラ２０とから構成されている。上記インバー
タ／コンバータ１９は、６個のトランジスタＴx ，Ｔy
，Ｔz ，Ｔu ，Ｔv ，Ｔw を３相ブリッジ接続すると
共に、各トランジスタＴx ，Ｔy ，Ｔz ，Ｔu ，Ｔv ，
Ｔw にそれぞれダイオードＤx ，Ｄy ，Ｄz ，Ｄu ，Ｄ
v ，Ｄw を逆並列接続して構成されている。このインバ
ータ／コンバータ１９の各相の接続端子Ｕ，Ｖ，Ｗは、
各相のステータコイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃに接続さ
れている。

【００１６】そして、発電電動機５を電動機として動作
させる場合には、制御回路１７によって各トランジスタ
Ｔx ，Ｔy ，Ｔz ，Ｔu ，Ｔv ，Ｔw のオン・オフを制
御することによって、バッテリ２１から供給される直流
電力を３相の交流電力に変換し、この交流電力により各
相のステータコイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃを励磁し
て、ロータコア６を回転させる。この場合には、各ダイ
オードＤx ，Ｄy ，Ｄz，Ｄu ，Ｄv ，Ｄw はフライホ
イールダイオードとして作用することになる。

【００１７】一方、発電電動機５を発電機として動作さ
せる場合には、制御回路１７によって全てのトランジス
タＴx ，Ｔy ，Ｔz ，Ｔu ，Ｔv ，Ｔw をオフさせた状
態にすることによって、各相のステータコイル１１ａ，
１１ｂ，１１ｃで誘起された交流電力を各ダイオードＤ
x ，Ｄy ，Ｄz ，Ｄu ，Ｄv ，Ｄw を通して整流してバ
ッテリ２１を充電する。この場合には、各ダイオードＤ
x ，Ｄy ，Ｄz ，Ｄu，Ｄv ，Ｄw は整流ダイオードと
して作用することになる。

【００１８】これに対し、電流コントローラ２０は、発
電電動機５の界磁巻線８に流す電流値Ｉf を制御するこ
とによって、発電機としての発電量（負の発生トルク）
や電動機としての回転速度（正の発生トルク）を制御す
る。

【００１９】この場合、制御回路１７及び電流コントロ
ーラ２０はＥＣＵ１３によって制御される。このＥＣＵ
１３は、バッテリ２１の端子電圧を検出する機能も備え
ている。更に、このＥＣＵ１３は、後述する図４及び図
５の各ルーチンを実行することにより、次のような制御
を行う。

【００２０】(a) 減速時に、エンジン回転速度Ｎｅが目
標アイドル回転速度ＮＴ±１０の範囲内に例えば１０秒
以上収束して安定するまで、インジェクタ２２への噴射
信号を停止して、エンジン１への燃料供給をカットす
る。但し、この燃料カット中にスロットルバルブ（図示
せず）が開かれた場合には、直ちにエンジン１への燃料
供給を再開する。

【００２１】(b) 燃料カット開始後、エンジン回転速度
Ｎｅが設定回転速度Ｎcut に低下するまで、発電電動機
５を発電モードで運転させてエンジン１に逆トルクを付
加することによって、エンジンブレーキ性能を向上させ
る。本実施例では、例えば、Ｎcut ＝ＮＴ＋２００rpm
と設定されている。

【００２２】(c) 燃料カット期間中に、エンジン回転速
度Ｎｅが設定回転速度Ｎcut に低下した時点で、発電電
動機５の運転モードを電動モードに切り換える。これに
よって、目標アイドル回転速度ＮＴ付近におけるエンジ
ン１の回転トルクが低下する領域では、発電電動機５か
らエンジン１に正トルクを付加して、エンジン１の回転
トルクを補い、エンストを防止して、燃料カット領域を
拡大する。

【００２３】(d) エンジン回転速度Ｎｅが目標アイドル
回転速度ＮＴ±１０の範囲内に例えば１０秒以上収束し
て安定した時点で、エンジン１への燃料供給を再開させ
ると共に、発電電動機５の出力トルクを適宜低下させ
て、通常のアイドル回転速度制御に移行する。

【００２４】(e) 燃料カット期間中も、発電電動機５が
発生すべきトルクを、バッテリ２１の充電状態に応じて
補正する。これにより、バッテリ２１の過放電・過充電
を未然に防止する。

【００２５】(f) 燃料カット終了後のアイドル回転速度
制御では、検出したエンジン回転速度Ｎｅをフィードバ
ックして、発電電動機５が発生すべきトルクを演算し、
この演算トルクをバッテリ２１の充電状態に応じて補正
して発電電動機５の運転を制御する。これにより、バッ
テリ２１の充電状態とエンジン回転速度Ｎｅの双方を考
慮しながら発電電動機５の発生トルクを能動的（アクテ
ィブ）に制御して、バッテリ２１の過放電・過充電を防
止しながらエンジン回転速度Ｎｅの変動を抑制する。

【００２６】以下、このＥＣＵ１３による制御内容を図
４及び図５のフローチャートに従って具体的に説明す
る。図４の燃料カット判定ルーチンは、ロータリエンコ
ーダ１２の出力パルス信号に基づいて、エンジン１のク
ランク角が例えば３０°ＣＡ進むごとに割込み処理によ
り実行される。

【００２７】この燃料カット判定ルーチンでは、まず、
アイドルスイッチ１５がオンされているか否か、即ちア
クセル（図示せず）がオフされているか否かが判断され
る（ステップ４０１）。このステップ４０１で、「Ｎ
Ｏ」、即ちアイドルスイッチ１５がオフ（アクセルがオ
ン）されている場合には、ステップ４０６に移行し、燃
料カット判定フラグＸＦＣを「０」にセットして、この
ルーチンを終了する。ここで、燃料カット判定フラグＸ
ＦＣは、燃料カットを実行するか否かを判定するフラグ
であり、「０」の場合には、燃料カットを実行せず、
「１」の場合にのみ、燃料カットを実行することにな
る。

【００２８】一方、アイドルスイッチ１５がオン（アク
セルがオフ）されている場合には、ステップ４０１で
「ＹＥＳ」と判断されて、ステップ４０２に移行し、エ
ンジン回転速度Ｎｅが設定回転速度Ｎcut 以上であるか
否かが判断される。本実施例では、例えば、Ｎcut ＝Ｎ
Ｔ＋２００rpm と設定されている。もし、エンジン回転
速度Ｎｅが設定回転速度Ｎcut 以上であれば、ステップ
４０２で「ＹＥＳ」と判断されてステップ４０３に移行
し、燃料カット判定フラグＸＦＣを「１」にセットし
て、ステップ４０４に進む。

【００２９】反対に、エンジン回転速度Ｎｅが設定回転
速度Ｎcut よりも低ければ、ステップ４０２で「ＮＯ」
と判断され、ステップ４０３を飛び越してステップ４０
４に進む。このステップ４０４では、燃料カット判定フ
ラグＸＦＣが「１」であるか否かが判断され、「ＮＯ」
であれば、このルーチンを終了する。

【００３０】一方、燃料カット判定フラグＸＦＣが
「１」であれば、ステップ４０４で「ＹＥＳ」と判断さ
れ、ステップ４０５に移行して、エンジン回転速度Ｎｅ
が目標アイドル回転速度ＮＴ±１０の範囲内に例えば１
０秒以上収束して安定しているか否かが判断される。こ
こで、「ＹＥＳ」と判断されれば、ステップ４０６に移
行し、燃料カット判定フラグＸＦＣを「０」にクリアし
て、燃料カットを終了し、燃料供給を再開する。

【００３１】反対に、ステップ４０５で「ＮＯ」と判断
されれば、このルーチンを終了し、引き続き、エンジン
回転速度Ｎｅが目標アイドル回転速度ＮＴ±１０の範囲
内に例えば１０秒以上収束して安定するまで、燃料カッ
トを継続することになる。

【００３２】一方、図５のトルク演算ルーチンは、ロー
タリエンコーダ１２の出力パルス信号に基づいて、エン
ジン１のクランク角が例えば１０°ＣＡ進むごとに割込
み処理により実行される。このルーチンでは、まず、ス
テップ５０１で、ＩＳＣアクチュエータ１６のフィード
バック制御中（アイドル回転速度のフィードバック制御
中）であるか否かが判断される。ここで、「ＹＥＳ」と
判断されれば、ステップ５０２に移行して、ＩＳＣアク
チュエータ１６のフィードバック制御が例えば１０秒以
上経過しているか否かが判断される。ここでも、「ＹＥ
Ｓ」と判断されれば、安定なアイドル状態とみなし、ス
テップ５０３に移行して、安定なアイドル状態のときに
発電電動機５が発生すべきトルクＴＤ（ｉ）を次の
（１）式により演算する。

【００３３】

【数１】 ここで、ＴＤ（ｉ）は、現時点ｉで必要とするトルクで
あり、ＴＤ（ｉ−１）は、現時点ｉより１ステップ前
（１０°ＣＡ前）の時点（ｉ−１）で必要としたトルク
である。そして、Ｎｅ（ｉ）は、現時点ｉのエンジン１
の回転速度［単位はrpm ］であり、Ｎｅ（ｉ−１）は、
現時点ｉより１ステップ前の時点（ｉ−１）のエンジン
１の回転速度［単位はrpm ］である。また、Ｋは次の
（２）式で決定される定数である。

【００３４】

【数２】 ここで、Δθは制御周期（本実施例では１０°ＣＡ）で
あり、Ｊは発電電動機５の回転系の慣性モーメントであ
る。

【００３５】上述したトルクＴＤ（ｉ）の演算式（１）
は、図１２に示すアイドル制振制御検討シュミレーショ
ンにより次のようにして導き出されたものである。

【００３６】Ａ．回転系ダイナミクス

【数３】 ここで、ωはクランク角速度［rad/sec ］、Ｔｅはエン
ジン１の発生トルク、ＴＤは発電電動機５の発生トル
ク、Ｔｆは摺動摩擦によりロスするフリクショントルク
である。

【００３７】本実施例では、発電電動機５の運転をエン
ジン１のクランク角で制御するので、（４）式の時間微
分をクランク角微分に変換すると、

【数４】

【００３８】Ｂ．制振制御法 ω＝（２π／６０）Ｎｅを（７）式に代入し、（３）式
のαを用いて整理すると、

【数５】 この場合、エンジン１の回転速度の変動を無くすために
は、 Ｔｅ（ｉ）＋ＴＤ（ｉ）−Ｔｆ（ｉ）＝０ …（１１） となるように、ＴＤ（ｉ）を決定する制御法が必要とな
る。

【００３９】（１１）式より、 ＴＤ（ｉ）＝−Ｔｅ（ｉ）＋Ｔｆ（ｉ） …（１２） となるが、現時点ｉでのＴｅ（ｉ）とＴｆ（ｉ）を知る
ことは困難であるので、

【数６】 と仮定して、現時点ｉより１ステップ前（１０°ＣＡ
前）の−Ｔｅ（ｉ−１）＋Ｔｆ（ｉ−１）を既知信号か
ら推定する方法を採用する。

【００４０】（１０）式より、

【数７】 となり、−Ｔｅ（ｉ−１）＋Ｔｆ（ｉ−１）を既知信号
から推定することが可能である。従って、（１４）式に
（１６）式を代入すると、

【数８】 この（１７）式に（２）式を代入することにより、アイ
ドリング中に発電電動機５が発生すべきトルクＴＤ
（ｉ）を求める演算式（１）が導き出される。この演算
式（１）を用いて、ステップ５０３で、アイドリング中
に発電電動機５が発生すべきトルクＴＤ（ｉ）を演算す
る。

【００４１】一方、ステップ５０１，５０２のいずれか
で「ＮＯ」と判断された場合、即ち安定したアイドル状
態でない場合には、ステップ５０４に移行して、車速セ
ンサ１４により検出した車速が１０km/h以上であるか否
かが判断される。このステップ５０４で、「ＹＥＳ」、
即ち車速が１０km/h以上であれば、ステップ５０５に移
行して、燃料カット中に発電電動機５が発生すべきトル
クＴＤFC（ｉ）を、図７の燃料カット時トルク特性から
求め、このＴＤFC（ｉ）をＴＤ（ｉ）とする。図７の燃
料カット時トルク特性は、エンジン回転速度Ｎｅと、燃
料カット中に発電電動機５が発生すべきトルクＴＤFC
（ｉ）との関係を表したものであり、設定回転速度Ｎcu
t ＝ＮＴ＋２００rpm よりも高回転側では、発電電動機
５を発電モードで運転して、エンジン１に逆トルクを付
加することにより、エンジンブレーキ性能を高める。一
方、設定回転速度Ｎcut よりも低回転側では、発電電動
機５の運転モードを電動モードに切り換えて、エンジン
１に正トルクを付加する。これにより、エンジン１の回
転トルクを補い、エンストを防止して、燃料カット領域
を拡大する。この図７の燃料カット時トルク特性がデー
タテーブル或は関数として、ＥＣＵ１３のＲＯＭ（図示
せず）等に記憶されている。

【００４２】上述したステップ５０４において、「Ｎ
Ｏ」、即ち、車速が１０km/h未満の場合には、ＴＤ
（ｉ）を「０」にする。この理由は、図７の燃料カット
時トルク特性をレーシング時にも反映させると、エンス
トを発生するおそれがあるからである。

【００４３】以上のようにしてステップ５０３，５０
５，５０６のいずれかでＴＤ（ｉ）が求められたなら
ば、ステップ５０７に移行し、バッテリ２１の端子電圧
を検出して図８のバッテリ電圧補正トルク特性からバッ
テリ電圧補正トルクＴＤＢ（ｉ）を求める。図８のバッ
テリ電圧補正トルク特性はバッテリ２１の端子電圧とバ
ッテリ電圧補正トルクＴＤＢ（ｉ）との関係を表したも
のであり、バッテリ２１の端子電圧が正常値（例えば１
４．５Ｖ）よりも低ければ（過放電ぎみであれば）バッ
テリ電圧補正トルクＴＤＢ（ｉ）は負の値となり、逆
に、バッテリ２１の端子電圧が正常値よりも高ければ
（過充電ぎみであれば）、バッテリ電圧補正トルクＴＤ
Ｂ（ｉ）は正の値となる。この図８のバッテリ電圧補正
トルク特性がデータテーブル或は関数として、ＥＣＵ１
３のＲＯＭ（図示せず）等に記憶されている。

【００４４】この様にして、ステップ５０７でバッテリ
電圧補正トルクＴＤＢ（ｉ）が求められたならば、ステ
ップ５０８に移行し、前述したステップ５０３，５０
５，５０６のいずれかで求めたトルクＴＤ（ｉ）にバッ
テリ電圧補正トルクＴＤＢ（ｉ）を加算し、その加算値
を新たなトルクＴＤ（ｉ）とする。これにより、トルク
ＴＤ（ｉ）がバッテリ２１の端子電圧（充電状態）に応
じて補正される。

【００４５】この後、ステップ５０９に移行し、トルク
ＴＤ（ｉ）が正（＋），負（−），零（０）のいずれに
該当するかが判断される。ここで、もし、トルクＴＤ
（ｉ）が零（０）であれば、発電電動機５は発電及び電
動動作を行う必要がないので、界磁巻線８に流す電流値
Ｉf を０Ａにセットする（ステップ５１１）。

【００４６】一方、トルクＴＤ（ｉ）が正（＋）のとき
には、発電電動機５を電動モードで運転して電動機とし
て動作させる必要があるため、ステップ５１２に移行し
て、図９の電動機トルク特性より正の電流値Ｉf を求め
る。図９の電動機トルク特性は電流値Ｉf ＝０，２，
４，６［Ａ］についてエンジン１の回転速度Ｎｅと発電
電動機５の発生トルクＴＤとの関係を表したものであ
る。この図９の電動機トルク特性から電流値Ｉf を求め
る方法は、電流値Ｉf ＝０，２，４，６［Ａ］のトルク
カーブの中から、現時点ｉの回転速度Ｎｅ（ｉ）とトル
クＴＤ（ｉ）の条件を満たすものを選択する。尚、図９
の電動機トルク特性はデータテーブル或は関数としてＥ
ＣＵ１３のＲＯＭ（図示せず）に記憶されている。

【００４７】また、トルクＴＤ（ｉ）が負（−）のとき
には、発電電動機５を発電モードで運転して発電機とし
て動作させる必要があるため、ステップ５１０に移行
し、図１０の発電機トルク特性より上述と同じ方法で負
の電流値Ｉf を求める。図１０の発電機トルク特性は電
流値Ｉf ＝０，−１，−２，−４，−６［Ａ］について
エンジン１の回転速度Ｎｅと発電電動機５の入力トルク
ＴＤ^，との関係を表したものである。この場合、発電電
動機５の発生トルクＴＤは負の値となり、ＴＤ＝−ＴＤ
^，となる。尚、図１０の電動機トルク特性もデータテー
ブル或は関数としてＥＣＵ１３のＲＯＭ（図示せず）に
記憶されている。

【００４８】以上のようにして、ステップ５１０〜５１
２で求められた電流値Ｉf のデータを、ＥＣＵ１３から
電流コントローラ２０に出力する（ステップ５１３）。
これにより、電流コントローラ２０は、発電電動機５の
界磁巻線８に流す電流値Ｉfを制御することによって、
発電機としての発電量（負の発生トルク）や電動機とし
ての回転速度（正の発生トルク）を制御する。

【００４９】この際、発電電動機５を電動モードで運転
する場合（電流値Ｉf が正の場合）には、制御回路１７
によって、各トランジスタＴx ，Ｔy ，Ｔz ，Ｔu ，Ｔ
v ，Ｔw のオン・オフを制御することによって、バッテ
リ２１から供給される直流電力を３相の交流電力に変換
し、この交流電力により各相のステータコイル１１ａ，
１１ｂ，１１ｃを励磁して、ロータコア６を回転させ
る。一方、発電電動機５を発電モードで運転する場合
（電流値Ｉf が負の場合）には、制御回路１７によって
全てのトランジスタＴx ，Ｔy ，Ｔz ，Ｔu ，Ｔv ，Ｔ
w をオフさせた状態にすることによって、各相のステー
タコイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃで誘起された交流電力
を各ダイオードＤx ，Ｄy ，Ｄz ，Ｄu ，Ｄv ，Ｄw を
通して整流して、バッテリ２１を充電する。

【００５０】以上説明した本実施例のトルク制御の一例
を図１１に示す。本実施例のトルク制御によれば、アク
セル・オフにより、燃料カットを開始すると共に、発電
電動機５を発電モードで運転してエンジン１に逆トルク
を付加し、エンジンブレーキ性能を向上させる。

【００５１】この燃料カット期間中に、エンジン回転速
度Ｎｅが目標アイドル回転速度ＮＴ付近の設定回転速度
Ｎcut に低下した時点で、発電電動機５の運転モードを
電動モードに切り換えるので、目標アイドル回転速度Ｎ
Ｔ付近におけるエンジン１の回転トルクが低下する領域
では、発電電動機５からエンジン１に正トルクを付加で
きて、エンジン１の回転トルクを補うことができ、減速
時の燃料カットからアイドル状態に移行する際のエンス
トを防止できる。これにより、エンジン回転速度Ｎｅが
目標アイドル回転速度ＮＴにほぼ収束して安定するまで
燃料カットを継続できるようになり、燃料カット領域を
拡大できて、燃費改善・排出ガス浄化に貢献できる。

【００５２】ちなみに、従来は、減速時の燃料カットか
らアイドル状態に移行する際のエンストを防止するため
に、図１１中に点線で示すように、エンジン回転速度Ｎ
ｅが設定回転速度Ｎcut に低下した時点で、直ちに燃料
カットを終了して燃料供給を再開するようにしていたの
で、従来は本実施例と比較して図１１中に斜線Ａで示す
領域で燃料を余分に消費していたことになる。

【００５３】本実施例において、燃料供給再開時の発電
電動機５の出力トルクは、図１１にＢで示すように直ち
に低下させても良いが、二点鎖線Ｃで示すように、徐々
に低下させて、ドライバビリティを向上させるようにし
ても良い。

【００５４】尚、本実施例では、燃料カット期間中も、
発電電動機５の発生トルクをバッテリ２１の充電状態に
応じて補正するようにしたので、バッテリ２１の過放電
・過充電を防止できる利点があるが、このバッテリ２１
の充電状態による補正機能を省いた構成としても、本発
明の所期の目的は十分に達成できる。

【００５５】尚、本実施例では、燃料カット期間中に発
電電動機５の運転モードを発電モードから電動モードに
切り換えるときの設定回転速度Ｎcut を目標アイドル回
転速度ＮＴ＋２００rpm に設定したが、これに限定され
ず、例えばＮＴ＋３００rpm，ＮＴ＋４００rpm 等であ
っても良い。

【００５６】また、本実施例では、エンジン１の発生ト
ルクを制御するために発電電動機５の界磁巻線８に流す
電流値Ｉf を段階的に切り換えるようにしたが、これを
連続的に変化させるようにしても良く、或は界磁巻線８
に印加する電圧や通電率（オンオフデューティ比）を制
御するようにしたり、インバータ／コンバータ１９をＰ
ＷＭ制御するようにしても良い。

【００５７】また、本実施例では、クランクシャフト２
に連結されたロータリエンコーダ１２の出力パルス信号
をＥＣＵ１３に入力することによって、クランク角とエ
ンジン１の回転速度を検出するようにしたが、例えば、
点火ディストリビュータ内に設けるクランク角センサの
出力パルス信号を高周波数化してエンジン１の一回転当
たり例えば３６パルス以上の信号を出力するように構成
し、このパルス信号をＥＣＵ１３に入力することによっ
て、クランク角とエンジン１の回転速度を検出するよう
にしても良い。

【００５８】また、制御周期も１０°ＣＡ，３０°ＣＡ
に限定されず、例えば１５°ＣＡ，２０°ＣＡ等、他の
クランク角であっても良いことは言うまでもない。

【００５９】その他、本発明の適用範囲は、４気筒エン
ジンに限定されず、３気筒、５気筒、６気筒、８気筒
等、他の気筒数のエンジンにも適用可能であり、また、
４サイクル又は２サイクルのガソリンエンジンに限ら
ず、ディーゼルエンジンにも適用可能であり、更には発
電電動機５の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱
しない範囲内で種々変形して実施できる。

【００６０】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、燃料カット期間中に、エンジン回転速度が目標アイ
ドル回転速度付近に低下した時点で、発電電動機の運転
モードを電動モードに切り換えるので、目標アイドル回
転速度付近におけるエンジンの回転トルクが低下する領
域では、発電電動機の発生トルクによりエンジンの回転
トルクを補うことができて、減速からアイドル状態に移
行する際のエンストを防止できる。これによって、エン
ジン回転速度が目標アイドル回転速度にほぼ収束して安
定するまで燃料カットを継続できるようになり、燃料カ
ット領域を拡大できて、燃費改善・排出ガス浄化に貢献
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回転速度変動抑制装置
の概略的構成図

【図２】発電電動機の部分断面図

【図３】主要部の電気回路図

【図４】燃料カット判定ルーチンの処理内容を示すフロ
ーチャート

【図５】トルク演算ルーチンの処理内容を示すフローチ
ャート

【図６】エンジン水温に対する目標アイドル回転速度と
設定回転速度の関係を示す図

【図７】燃料カット時トルク特性を示すグラフ

【図８】バッテリ電圧補正トルク特性を示すグラフ

【図９】電動機トルク特性を示すグラフ

【図１０】発電機トルク特性を示すグラフ

【図１１】本発明によるトルク制御の一例を示すタイム
チャート

【図１２】アイドル制振制御検討シュミレーションの概
要を示す図

【符号の説明】

１はエンジン、５は発電電動機、８は界磁巻線、１１ａ
〜１１ｃはステータコイル、１２はロータリエンコーダ
（回転速度検出手段）、１３はＥＣＵ（回転速度検出手
段）、１４は車速センサ、１５はアイドルスイッチ、１
７は制御回路、１９はインバータ／コンバータ、２０は
電流コントローラ（制御手段）、２１はバッテリ、２２
はインジェクタ、２３はエンジン水温センサである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 減速時に一定条件下でエンジンへの燃料
   供給をカットする燃料カット機能を備えたものにおい
   て、 前記エンジンに連結された発電電動機と、 エンジン回転速度を検出する回転速度検出手段と、 燃料カット開始後、前記エンジン回転速度が目標アイド
   ル回転速度付近に低下するまで、前記発電電動機を発電
   モードで運転させて前記エンジンに逆トルクを付加する
   手段と、 燃料カット期間中に前記エンジン回転速度が前記目標ア
   イドル回転速度付近に低下した時点で、前記発電電動機
   の運転モードを電動モードに切り換えて前記エンジンに
   正トルクを付加する手段と、 前記エンジン回転速度が前記目標アイドル回転速度にほ
   ぼ収束して安定した時点で、前記エンジンへの燃料供給
   を再開させると共に前記発電電動機の出力トルクを適宜
   低下させる手段とを備えたことを特徴とするエンジンの
   トルク制御装置。