KR20190118970A - 시동 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20190118970A
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신 오쿠무라
히로시 사토
고지 무라카미
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

구동 제어부는, 미리 정해진 규정 조건을 충족했을 때에 연료 분사를 정지시킴과 함께 흡기량을 조정하는 스로틀 밸브를 밸브 폐쇄시켜, 엔진을 자동 정지시킨다. 정지각 검출부는, 엔진이 자동 정지했을 때의 크랭크각을 정지각으로서 검출한다. 구동 제어부는, 정지각이, 엔진을 모터 제너레이터로 크랭킹하여 재시동할 수 있는 허용 크랭크각 범위를 벗어나 있는 경우, 엔진의 자동 정지가 개시되고 나서 기통 내가 부압인 통 내 부압 기간이 경과하기까지 엔진을 크랭킹시킨다.

Description

시동 제어 장치 및 방법{START CONTROLLER AND START CONTROLLING METHOD}
본 발명은, 차량의 하이브리드 시스템에 적용되는 시동 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일본공개특허 특개2013-252725호 공보에 개시된 하이브리드 시스템의 시동 제어 장치는, 엔진의 정지 시에 있어서의 크랭크각을 검출한다. 또한, 시동 제어 장치에 있어서는, 엔진을 재시동하는데 필요로 하는 시동 토크가 소정값 이하가 되는 크랭크각의 범위로서 소정의 각도 범위가 정해져 있다. 엔진을 재시동시킬 때에 엔진 정지 시의 크랭크각이 소정의 각도 범위로부터 벗어나 있는 경우, 시동 제어 장치는, 먼저, 모터 제너레이터에 의해 크랭크 샤프트를 역회전시켜, 크랭크각을 소정의 각도 범위 내로 한다. 그 후, 시동 제어 장치는, 모터 제너레이터에 의해 크랭크 샤프트를 정회전시킴과 함께 연료 분사를 개시하여 엔진을 재시동시킨다.
이 문헌의 시동 제어 장치에 있어서는, 엔진 정지 시의 크랭크각이 소정의 각도 범위로부터 벗어나 있는 경우, 크랭크 샤프트를 역회전시키는 동작이 있는 만큼, 엔진의 재시동에 필요로 하는 시간이 길어진다. 그 때문에, 엔진 재시동의 응답성이 나빠지고, 차량의 운전자에게 위화감을 줄 우려가 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제 1 양태에 의하면, 차량의 구동원으로서 엔진과 상기 엔진에 구동 연결된 모터 제너레이터를 구비하고 있는 하이브리드 시스템에 적용되는 시동 제어 장치가 제공된다. 상기 시동 제어 장치는, 미리 정해진 규정 조건을 충족했을 때에 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 정지시킴으로써 상기 엔진을 자동 정지시킴과 함께 상기 엔진으로의 흡기량을 제한하는 구동 제어부와, 상기 엔진이 자동 정지했을 때의 크랭크 샤프트의 크랭크각을 정지각으로서 검출하는 정지각 검출부를 구비한다. 상기 구동 제어부는, 상기 정지각이, 상기 엔진을 상기 모터 제너레이터로 크랭킹하여 재시동할 수 있는 상기 크랭크각의 정지각의 범위를 벗어나 있는 경우, 상기 엔진의 자동 정지가 개시되고 나서 상기 엔진의 기통 내가 대기압에 대하여 부압으로 되어 있는 기간으로 정해진 통 내 부압 기간이 경과하기까지, 상기 모터 제너레이터에 의해 상기 엔진을 크랭킹시키거나 또는 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 재개하여 상기 엔진을 재시동시키도록 구성되어 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제 2 양태에 의하면, 차량의 구동원으로서 엔진과 상기 엔진에 구동 연결된 모터 제너레이터를 구비하고 있는 하이브리드 시스템에 적용되는 시동 제어 장치가 제공된다. 상기 시동 제어 장치는, 미리 정해진 규정 조건을 충족했을 때에 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 정지시킴으로써 상기 엔진을 자동 정지시킴과 함께 상기 엔진으로의 흡기량을 제한하는 구동 제어부와, 상기 엔진을 상기 모터 제너레이터로 크랭킹하여 재시동할 수 있는 크랭크 샤프트에 있어서의 크랭크각의 정지각의 범위를 허용 크랭크각 범위로서 산출하는 허용각 산출부를 구비한다. 상기 구동 제어부는, 상기 허용 크랭크각 범위가 미리 정해진 규정 범위 이하일 경우, 상기 엔진의 자동 정지가 개시되고 나서 상기 엔진의 기통 내가 대기압에 대하여 부압으로 되어 있는 기간으로 정해진 통 내 부압 기간이 경과하기까지, 상기 모터 제너레이터에 의해 상기 엔진을 크랭킹시키거나 또는 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 재개하여 상기 엔진을 재시동시키도록 구성되어 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제 3 양태에 의하면, 차량의 구동원으로서 엔진과 상기 엔진에 구동 연결된 모터 제너레이터를 구비하고 있는 하이브리드 시스템에 적용되는 시동 제어 방법이 제공된다. 그 방법은, 미리 정해진 규정 조건을 충족했을 때에 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 정지시킴으로써 상기 엔진을 자동 정지시킴과 함께 상기 엔진으로의 흡기량을 제한하는 것과, 상기 엔진이 자동 정지했을 때의 크랭크 샤프트의 크랭크각을 정지각으로서 검출하는 것과, 상기 정지각이, 상기 엔진을 상기 모터 제너레이터로 크랭킹하여 재시동할 수 있는 상기 크랭크각의 정지각의 범위를 벗어나 있는 경우, 상기 엔진의 자동 정지가 개시되고 나서 상기 엔진의 기통 내가 대기압에 대하여 부압으로 되어 있는 기간으로 정해진 통 내 부압 기간이 경과하기까지, 상기 모터 제너레이터에 의해 상기 엔진을 크랭킹시키거나 또는 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 재개하여 상기 엔진을 재시동시키는 것을 구비한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제 4 양태에 의하면, 차량의 구동원으로서 엔진과 상기 엔진에 구동 연결된 모터 제너레이터를 구비하고 있는 하이브리드 시스템에 적용되는 시동 제어 방법이 제공된다. 그 방법은, 미리 정해진 규정 조건을 만족시켰을 때에 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 정지시킴으로써 상기 엔진을 자동 정지시킴과 함께 상기 엔진으로의 흡기량을 제한하는 것과, 상기 엔진을 상기 모터 제너레이터로 크랭킹하여 재시동할 수 있는 크랭크 샤프트에 있어서의 크랭크각의 정지각의 범위를 허용 크랭크각 범위로서 산출하는 것과, 상기 허용 크랭크각 범위가 미리 정해진 규정 범위 이하일 경우, 상기 엔진의 자동 정지가 개시되고 나서 상기 엔진의 기통 내가 대기압에 대하여 부압으로 되어 있는 기간으로 정해진 통 내 부압 기간이 경과하기까지, 상기 모터 제너레이터에 의해 상기 엔진을 크랭킹시키거나 또는 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 재개하여 상기 엔진을 재시동시키는 것을 구비한다.
도 1은, 하이브리드 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는, 크랭크 샤프트의 정지각과 정지하고 있는 엔진을 재시동하는데 필요로 하는 시동 토크의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은, 크랭크 샤프트의 정지각과 정지하고 있는 엔진을 재시동하는데 필요로 하는 시동 토크의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 기관 회전수와 통 내 부압 기간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는, 전자 제어 장치에 의한 자동 정지 재시동 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6은, 전자 제어 장치에 의한 자동 정지 재시동 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 먼저, 도 1에 따라, 차량의 하이브리드 시스템의 개략 구성을 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 하이브리드 시스템은, 구동원으로서 4기통의 엔진(10)을 구비하고 있다. 엔진(10)에 있어서는, 각 기통에 대하여 차례로 연료의 분사 및 연료의 연소가 행해진다. 또한, 엔진(10)의 기통에 있어서의 흡기 행정(行程)의 개시로부터, 압축 행정 및 팽창 행정(연소 행정)을 거쳐, 배기 행정의 종료에 이르기까지를, 1 연소 사이클(720CA)로 한다. 이 때, 4개의 기통의 연소 사이클은, 4분의 1 사이클(180CA)씩 어긋나 있다.
엔진(10)은, 트랜스미션(11) 등을 개재하여 구동륜에 구동 연결된 크랭크 샤프트(10a)를 가지고 있다. 크랭크 샤프트(10a)는, 제 1 풀리(12)에 구동 연결되어 있다. 제 1 풀리(12)에는, 전달 벨트(13)가 걸려 둘러져 있다. 도시는 생략하지만, 크랭크 샤프트(10a)는, 벨트, 풀리, 기어(스프로킷), 체인 등을 개재하여, 유압을 발생하기 위한 유압 펌프나 에어컨의 컴프레서 등에도 구동 연결되어 있다.
하이브리드 시스템은, 엔진(10)과는 다른 구동원으로서, 모터 제너레이터(20)를 구비하고 있다. 모터 제너레이터(20)는, 이른바 삼상 교류 전동기이다. 모터 제너레이터(20)는, 제 2 풀리(14)에 구동 연결된 출력축(20a)을 가지고 있다. 제 2 풀리(14)에는, 전달 벨트(13)가 걸려 둘러져 있다. 따라서, 모터 제너레이터(20)는, 제 2 풀리(14), 전달 벨트(13) 및 제 1 풀리(12)를 개재하여, 크랭크 샤프트(10a)에 구동 연결되어 있다.
모터 제너레이터(20)는, 전동 모터로서 기능하는 경우, 제 2 풀리(14)에 회전 토크를 부여하고, 그 회전 토크가 전달 벨트(13) 및 제 1 풀리(12)를 개재하여 크랭크 샤프트(10a)에 입력된다. 이 경우, 모터 제너레이터(20)는, 엔진(10)의 구동을 어시스트한다. 한편, 모터 제너레이터(20)는, 발전기로서 기능하는 경우, 크랭크 샤프트(10a)의 회전 토크가, 제 1 풀리(12), 전달 벨트(13) 및 제 2 풀리(14)를 개재하여, 모터 제너레이터(20)의 출력축(20a)에 입력된다. 그리고, 출력축(20a)의 회전에 따라, 모터 제너레이터(20)가 발전한다.
모터 제너레이터(20)에는, 모터 제너레이터(20)의 상태를 검출하는 센서부(20b)가 내장되어 있다. 센서부(20b)는, 모터 제너레이터(20)로의 입력 전압, 입력 전류, 온도, 출력축(20a)의 회전 속도 등을 검출하고, 이들을 모터 제너레이터(20)의 상태 정보(IM)를 나타내는 신호로서 출력한다.
모터 제너레이터(20)는, 인버터(21)를 개재하여, 고압 배터리(22)에 접속되어 있다. 인버터(21)는, 쌍방향 인버터이며, 모터 제너레이터(20)가 발전한 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 고압 배터리(22)에 출력하고, 고압 배터리(22)가 출력한 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 모터 제너레이터(20)에 출력한다. 도 1은, 인버터(21)를 모터 제너레이터(20)와는 다른 것으로서 표현하고 있지만, 인버터(21)가 모터 제너레이터(20)의 박스체 내에 내장되어 있는 경우도 있다.
고압 배터리(22)는 리튬 이온 전지이다. 모터 제너레이터(20)가 전동 모터로서 기능할 때, 고압 배터리(22)는, 모터 제너레이터(20)에 전력을 공급한다. 또한, 모터 제너레이터(20)가 발전기로서 기능할 때, 고압 배터리(22)는, 모터 제너레이터(20)로부터 전력의 공급을 받아 충전된다.
고압 배터리(22)에는, 고압 배터리(22)의 상태를 검출하는 센서부(22a)가 내장되어 있다. 센서부(22a)는, 고압 배터리(22)의 단자간 전압, 출력 전류, 온도 등을 검출하고, 이들을 고압 배터리(22)의 상태 정보(IHb)를 나타내는 신호로서 출력한다.
모터 제너레이터(20)는, 인버터(21)를 개재하여 DC/DC 컨버터(23)에 접속되어 있다. 또한, DC/DC 컨버터(23)는, 고압 배터리(22)에도 접속되어 있다. DC/DC 컨버터(23)는, 인버터(21)나 고압 배터리(22)로부터 출력되는 직류 전압을 12V∼15V로 강압하여 출력한다. DC/DC 컨버터(23)는, 저압 배터리(24)에 접속되어 있다.
저압 배터리(24)는, 고압 배터리(22)보다 전압이 낮은 12V의 연축 전지이다. DC/DC 컨버터(23)가 구동하고 있지 않을 때나 DC/DC 컨버터(23)의 출력 전압이 12V일 때, 저압 배터리(24)는 12V의 직류 전압을 출력한다. DC/DC 컨버터(23)의 출력 전압이 저압 배터리(24)의 개방 회로 전압(OCV)보다 클 때, 저압 배터리(24)는, DC/DC 컨버터(23)로부터 전력의 공급을 받아 충전된다.
저압 배터리(24)에는, 저압 배터리(24)의 상태를 검출하는 센서부(24a)가 내장되어 있다. 센서부(24a)는, 저압 배터리(24)의 단자간 전압, 출력 전류, 온도 등을 검출하고, 이들을 저압 배터리(24)의 상태 정보(ILb)를 나타내는 신호로서 출력한다.
DC/DC 컨버터(23) 및 저압 배터리(24)는, 각종 보조 기기(25)에 접속되어 있다. 보조 기기(25)의 예로서, 예를 들면, 차량의 전조등, 방향 지시등, 실내등 등의 라이트 관계나, 카 네비게이션 장치나 스피커 등의 차실 내 장비를 들 수 있다. DC/DC 컨버터(23)가 구동하고 있지 않을 때, 보조 기기(25)는, 저압 배터리(24)로부터 전력의 공급을 받는다. DC/DC 컨버터(23)의 출력 전압이 저압 배터리(24)의 개방 회로 전압(OCV)보다 클 때, 보조 기기(25)는, DC/DC 컨버터(23)로부터 전력의 공급을 받는다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 하이브리드 시스템은, 엔진(10)이나 모터 제너레이터(20) 등을 제어하는 시동 제어 장치로서의 전자 제어 장치(30)를 구비하고 있다. 전자 제어 장치(30)는, 각종 프로그램(애플리케이션)을 실행하는 연산부, 프로그램 등이 기억되어 있는 불휘발성의 기억부, 및 프로그램의 실행에 있어서 데이터가 일시적으로 기억되는 휘발성 메모리 등을 구비한 처리 회로(컴퓨터)이다.
전자 제어 장치(30)에는, 차량에 탑재되어 있는 각종 센서 등으로부터, 차량의 각처의 상태를 나타내는 신호가 입력된다. 구체적으로는, 전자 제어 장치(30)에는, 크랭크각 센서(31)로부터 크랭크 샤프트(10a)의 크랭크각(CA)을 나타내는 신호가 입력된다. 크랭크각 센서(31)는, 단위 시간마다 크랭크 샤프트(10a)의 크랭크각(CA)을 검출한다. 전자 제어 장치(30)는, 크랭크각 센서(31)가 검출한 크랭크각(CA)에 의거하여, 엔진(10)의 기관 회전수(Ne)를 산출한다. 또한, 전자 제어 장치(30)는, 엔진(10)을 자동 정지시킬 때에는, 크랭크 샤프트(10a)가 정지했을 때에 크랭크각 센서(31)가 검출한 크랭크각(CA)을, 정지각(CAs)으로서 검출한다. 즉, 전자 제어 장치(30)는, 정지각 검출부(30a)로서 기능한다.
전자 제어 장치(30)에는, 차속 센서(32)로부터 차속(SP)을 나타내는 신호가 입력된다. 또한, 전자 제어 장치(30)에는, 냉각 수온 센서(33)로부터 엔진(10)의 냉각수 온도(THW)를 나타내는 신호가 입력된다. 냉각 수온 센서(33)는, 엔진(10)에 있어서의 실린더 블록이나 실린더 헤드 내에 구획되어 있는 워터 재킷의 출구부에 장착되어 있다. 냉각 수온 센서(33)는, 워터 재킷의 출구부에 있어서의 냉각수의 온도를, 냉각수 온도(THW)로서 검출한다.
전자 제어 장치(30)에는, 고압 배터리(22)의 센서부(22a)로부터 상태 정보(IHb)가 입력된다. 전자 제어 장치(30)는, 상태 정보(IHb)에 포함되는 고압 배터리(22)의 단자간 전압, 출력 전류, 온도 등의 정보에 의거하여, 고압 배터리(22)의 충전 용량(SOC:State of charge)을 산출한다. 이 실시형태에 있어서, 고압 배터리(22)의 충전 용량이란, 상태 정보(IHb)가 입력된 시점에서 고압 배터리(22)에 충전되어 있는 전력량을, 고압 배터리(22)의 만충전의 전력량에 대한 비율로서 나타낸 것이며, 예를 들면 백분율(%)로 나타내어진다. 또한, 마찬가지로, 전자 제어 장치(30)에는, 저압 배터리(24)의 센서부(24a)로부터 상태 정보(ILb)가 입력된다. 전자 제어 장치(30)는, 상태 정보(ILb)에 포함되는 정보에 의거하여, 저압 배터리(24)의 충전 용량을 산출한다.
전자 제어 장치(30)에는, 모터 제너레이터(20)의 센서부(20b)로부터, 상태 정보(IM)가 입력된다. 전자 제어 장치(30)는, 상태 정보(IM)에 포함되는 모터 제너레이터(20)의 입력 전압, 입력 전류, 온도, 출력축(20a)의 회전 속도 등의 정보, 및 고압 배터리(22)의 충전 용량에 의거하여, 모터 제너레이터(20)의 출력 가능 토크(Tmg)를 산출한다. 즉, 전자 제어 장치(30)는 토크 산출부(30b)로서 기능한다. 또한, 전자 제어 장치(30)는, 산출한 출력 가능 토크(Tmg) 등에 의거하여, 엔진(10)을 모터 제너레이터(20)로 크랭킹하여 재시동할 수 있는 크랭크각(CA)의 정지각의 범위를, 허용 크랭크각 범위(CAa)로서 산출한다. 즉, 전자 제어 장치(30)는, 허용각 산출부(30c)로서 기능한다.
전자 제어 장치(30)는, 각종 센서 등으로부터 입력되는 신호에 의거하여, 엔진(10)을 제어하기 위한 조작 신호(MSen)를 생성하고, 조작 신호(MSen)를 엔진(10)에 출력한다. 엔진(10)은, 조작 신호(MSen)에 따라, 기통 내로 연료를 분사하는 연료 분사 밸브로부터의 연료 분사량이나, 엔진(10)으로의 흡기량을 조정하는 스로틀 밸브의 개도가 조정된다. 또한, 엔진(10)을 자동 정지한다는 취지의 조작 신호(MSen)가 엔진(10)에 입력된 경우, 엔진(10)에 있어서의 연료 분사가 정지됨과 함께 스로틀 밸브가 밸브 폐쇄됨으로써 엔진(10)으로의 흡기량이 제한된다.
전자 제어 장치(30)는, 각종 센서 등으로부터 입력되는 신호에 의거하여, 모터 제너레이터(20)를 제어하기 위한 조작 신호(MSmg)를 생성하고, 조작 신호(MSmg)를 모터 제너레이터(20)에 출력한다. 모터 제너레이터(20)는, 조작 신호(MSmg)에 의거하여, 모터로서 기능할 때의 방전량이나, 발전기로서 기능할 때의 발전량이 제어된다. 또한, 전자 제어 장치(30)는, 자동 정지되어 있는 엔진(10)을 재시동할 때에는, 연료 분사의 개시에 앞서 엔진(10)을 크랭킹시킨다는 취지의 조작 신호(MSmg)를 출력한다. 이와 같이, 전자 제어 장치(30)는, 엔진(10)의 자동 정지 및 재시동을 제어하는 구동 제어부(30d)로서 기능한다.
전자 제어 장치(30)의 기억부에는, 엔진(10)에 열화 등이 발생하고 있지 않은 출하 시의 상태이며, 또한, 엔진(10)이 사양대로 오차 없이 제조된 이상(理想) 상태에 있다고 가정했을 때에, 엔진(10)을 아이들 운전시키는데 필요한 연료 분사량이 기억되어 있다. 이 실시형태에서는, 아이들 운전이란, 엔진(10)을 모터 제너레이터(20)의 어시스트 없이 자립적으로 계속 운전 가능한 최소한의 기관 회전수(Ne)로 엔진(10)을 운전하고 있는 상태이다. 또한, 이상 상태이며 또한 아이들 운전 시의 연료 분사량은, 시험이나 시뮬레이션 등을 행함으로써 미리 산출되어 있다.
전자 제어 장치(30)의 기억부에는, 이상 상태에 있는 엔진(10)의 크랭크 샤프트(10a)의 정지각과 정지하고 있는 엔진(10)을 재시동하는데 필요로 하는 시동 토크의 관계가 기억되어 있다. 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 크랭크 샤프트(10a)의 정지각과 엔진(10)의 시동 토크의 관계는, 180CA 단위로 반복 변동한다.
구체적으로는, 엔진(10)의 시동 토크는, 크랭크 샤프트(10a)의 정지각이 「0CA」로부터 커짐에 따라 점차 커지고, 소정의 정지각에서 최대가 된다. 시동 토크가 최대가 되는 크랭크 샤프트(10a)의 정지각은, 예를 들면, 엔진(10)이 정지했을 때에 압축 행정에 있는 기통에 대한 흡기 밸브가 밸브 폐쇄되는 크랭크각(CA)의 근방이다. 시동 토크가 최대가 된 후, 엔진(10)의 시동 토크는, 크랭크 샤프트(10a)의 정지각이 커짐에 따라 점차 작아지고, 소정의 정지각에서 최소 시동 토크(Ts)가 된다. 시동 토크가 최소 시동 토크(Ts)가 되는 크랭크 샤프트(10a)의 정지각은, 예를 들면, 엔진(10)이 정지했을 때에 팽창 행정에 있는 기통에 대한 배기 밸브가 밸브 개방되는 크랭크각(CA)보다 약간 앞이다. 그 후, 엔진(10)의 시동 토크는, 크랭크 샤프트(10a)의 정지각이 「180CA」에 접근함에 따라 점차 커진다. 이상 상태에 있어서의 크랭크 샤프트(10a)의 정지각과 시동 토크의 관계는, 시험이나 시뮬레이션 등을 행함으로써 미리 산출되어 있다. 전자 제어 장치(30)는, 엔진(10)의 연료 분사량(Qf)이나, 크랭크 샤프트(10a)의 정지각과 엔진(10)의 시동 토크의 관계에 의거하여, 엔진을 재시동하는데 필요로 하는 시동 토크를 산출한다. 즉, 전자 제어 장치(30)는, 시동 토크 산출부(30e)로서 기능한다.
전자 제어 장치(30)의 기억부에는, 엔진(10)의 자동 정지를 개시하고 나서, 엔진(10)의 기통 내의 압력이 대기압에 대하여 부압으로 되어 있는 통 내 부압 기간을 산출하기 위한 규정 시간(X1)이 기억되어 있다. 구체적으로는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 엔진(10)의 자동 정지가 개시되어 연료 분사가 정지됨과 함께 스로틀 밸브가 밸브 폐쇄된 타이밍(t1) 후에는, 엔진(10)의 기통 내에는 새로운 흡기가 공급되지 않게 된다. 한편, 크랭크 샤프트(10a)는 관성에 의해 잠시 동안 회전을 계속하고, 기통 내의 가스가 배기로서 배출된다. 그 때문에, 엔진(10)의 자동 정지가 개시되면, 기통 내의 압력은 대기압에 대하여 부압이 된다. 크랭크 샤프트(10a)가 완전히 정지한 타이밍(t2) 후에도 잠시 동안은 기통 내는 부압으로 유지되지만, 기통의 내주면과 피스톤의 사이의 약간의 간극이나 스로틀 밸브의 간극으로부터 기통 내로 가스가 유입한다. 그 때문에, 크랭크 샤프트(10a)가 완전히 정지한 후에는, 점차 기통 내의 압력은 대기압에 가까워지고, 타이밍 t3보다 이후에는, 기통 내는 대기압과 대략 동일해진다.
이 실시형태에서는, 규정 시간(X1)으로서, 크랭크 샤프트(10a)의 회전이 완전히 정지하여 엔진(10)의 기관 회전수(Ne)가 제로가 된 타이밍(t2)으로부터 기통 내의 압력이 대기압과 동일해질 때까지의 시간이, 전자 제어 장치(30)의 기억부에 기억되어 있다. 환원하면, 엔진(10)의 기관 회전수(Ne)가 제로가 된 타이밍(t2)으로부터 규정 시간(X1) 경과 후의 타이밍이 크랭킹 기한(t3)이다. 규정 시간(X1)(크랭킹 기한(t3))은, 엔진(10)의 사양이나 모터 제너레이터(20)의 사양, 엔진(10)과 모터 제너레이터(20)의 조합에 따라 적절히 결정된다. 규정 시간(X1)은, 시험이나 시뮬레이션 등을 행함으로써 미리 산출되어 있고, 예를 들면, 수 초이다.
다음에, 전자 제어 장치(30)에 의한 엔진(10)의 자동 정지 재시동 처리에 대하여 설명한다. 이하의 자동 정지 재시동 처리는, 엔진(10)이 운전하고 있는 상태(자동 정지되어 있지 않은 상태)에 있어서, 소정의 제어 주기마다 반복 실행된다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 자동 정지 재시동 처리가 개시되면, 전자 제어 장치(30)의 처리는 단계 S11로 이행한다. 단계 S11에서는, 전자 제어 장치(30)는, 엔진(10)이 아이들 운전 중인지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 전자 제어 장치(30)는, 엔진(10)의 기관 회전수(Ne)가 소정 회전수 이하일 것, 냉각수 온도(THW)가 소정 온도 이상일 것, 고압 배터리(22)의 충전 용량이 소정 용량 이상일 것, 저압 배터리(24)의 충전 용량이 소정 용량 이상일 것, 크랭크 샤프트(10a)에 구동 연결되어 있는 비전동 보조 기기(에어컨의 컴프레서 등)의 부하가 소정 이하일 것 등의 조건을 충족했을 때에, 아이들 운전 중이라고 판정한다. 아이들 운전 중이 아니라고 판정된 경우(단계 S11에 있어서 NO), 전자 제어 장치(30)의 처리는, 후술하는 단계 S12∼단계 S14를 스킵하여, 단계 S15로 이행한다. 아이들 운전 중이라고 판정된 경우(단계 S11에 있어서 YES)에는, 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S12로 이행한다.
단계 S12에서는, 전자 제어 장치(30)는, 단계 S12의 실행 시점에서의 엔진(10)의 연료 분사량(Qf)에 의거하여, 만약 엔진(10)을 자동 정지시킨 경우에 재시동에 필요로 하는 최소 시동 토크(Ts)를 산출한다. 구체적으로는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 전자 제어 장치(30)의 기억부에는, 이상 상태에 있는 엔진(10)의 크랭크 샤프트(10a)의 정지각과 정지하고 있는 엔진(10)을 재시동하는데 필요로 하는 시동 토크의 관계가 기억되어 있고, 최소 시동 토크(Ts1)도 미리 기억되어 있다. 또한, 전자 제어 장치(30)의 기억부에는, 이상 상태의 엔진(10)을 아이들 운전시키는데 필요한 연료 분사량이 기억되어 있다. 만약, 엔진(10)의 기통이나 피스톤에 퇴적물 등이 퇴적하여 마찰 저항이 커지면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 엔진(10)을 재시동하는데 필요로 하는 최소 시동 토크(Ts)가, 이상 상태일 때의 최소 시동 토크(Ts1)에 비교하여 커진다(도 3에 있어서 최소 시동 토크(Ts2, Ts3)로서 개시). 또한, 엔진(10)을 아이들 운전시키는데 필요한 연료 분사량도 많아진다. 그리고, 최소 시동 토크(Ts)의 증가분과 아이들 운전시키는데 필요한 연료 분사량의 증가분의 사이에는, 정(正)의 상관 관계가 있다. 그래서, 전자 제어 장치(30)는, 단계 S12의 실행 시점에서의 엔진(10)의 연료 분사량(Qf)이 미리 기억되어 있는 연료 분사량보다 클수록, 최소 시동 토크(Ts)를 미리 기억되어 있는 이상 상태의 최소 시동 토크(Ts1)보다 큰 값으로서 산출한다. 최소 시동 토크(Ts)의 산출 후, 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S13으로 이행한다.
단계 S13에서는, 전자 제어 장치(30)는, 모터 제너레이터(20)의 센서부(20b)로부터의 상태 정보(IM), 및 고압 배터리(22)의 센서부(22a)로부터의 상태 정보(IHb)에 의거하여 모터 제너레이터(20)의 출력 가능 토크(Tmg)를 산출한다. 구체적으로는, 전자 제어 장치(30)는, 상태 정보(IM)에 의거하여, 모터 제너레이터(20)의 출력축(20a)의 회전수와 입력 전류의 관계성을 특정한다. 그리고, 예를 들면, 어느 일정한 입력 전류에 대한 출력축(20a)의 회전수가 작을수록, 전자 제어 장치(30)에 의해 산출되는 출력 가능 토크(Tmg)는 낮아진다. 또한, 전자 제어 장치(30)는, 상태 정보(IHb)에 의거하여, 고압 배터리(22)의 충전 용량을 산출한다. 그리고, 이 충전 용량이 어느 일정한 값 이하일 경우, 충전 용량이 낮을수록, 전자 제어 장치(30)에 의해 산출되는 출력 가능 토크(Tmg)는 낮아진다. 출력 가능 토크(Tmg)를 산출하면, 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S14로 이행한다.
단계 S14에서는, 전자 제어 장치(30)는, 출력 가능 토크(Tmg)로부터 최소 시동 토크(Ts)를 감산한 값이, 문턱값(Tx) 이상인지의 여부를 판정한다. 문턱값(Tx)은, 출력 가능 토크(Tmg)나 최소 시동 토크(Ts)의 산출 오차가 생긴 경우라도, 출력 가능 토크(Tmg)가 최소 시동 토크(Ts)보다 큰 것을 판정할 수 있도록 정의 값으로 정해져 있다. 출력 가능 토크(Tmg)로부터 최소 시동 토크(Ts)를 감산한 값이 문턱값(Tx) 미만이라고 판정된 경우(단계 S14에 있어서 NO), 일련의 자동 정지 재시동 처리는 종료된다. 즉, 이 경우, 엔진(10)의 자동 정지가 금지되어, 자동 정지가 행해지지 않는다. 출력 가능 토크(Tmg)로부터 최소 시동 토크(Ts)를 감산한 값이 문턱값(Tx) 이상이라고 판정된 경우(단계 S14에 있어서 YES), 전자 제어 장치(30)의 처리는 단계 S15로 이행한다.
단계 S15에서는, 전자 제어 장치(30)는, 엔진(10)을 자동 정지시키기 위한 조건이 전부 충족되어 있는지의 여부를 판정한다. 이 자동 정지시키기 위한 조건으로서는, 차속 센서(32)가 검출한 차속(SP)이 소정 속도 이하일 것, 엔진(10)의 기관 회전수(Ne)가 소정의 회전수 이하일 것, 차량의 액셀 페달이 밟혀 있지 않을 것, 크랭크 샤프트(10a)에 구동 연결되어 있는 비전동 보조 기기의 부하가 소정 이하일 것, 고압 배터리(22)의 충전 용량이 일정 용량 이상일 것, 저압 배터리(24)의 충전 용량이 일정 용량 이상일 것 등의 조건을 들 수 있다. 엔진(10)을 자동 정지시키기 위한 조건이 어느 하나라도 전부 충족되어 있지 않다고 판정된 경우(단계 S15에 있어서 NO), 일련의 자동 정지 재시동 처리는 종료된다. 즉, 이 경우, 엔진(10)은 자동 정지되지 않는다. 엔진(10)을 자동 정지시키기 위한 조건이 전부 충족되어 있다고 판정된 경우(단계 S15에 있어서 YES), 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S16으로 이행한다.
단계 S16에서는, 전자 제어 장치(30)는, 조작 신호(MSen)를 엔진(10)에 출력함으로써, 엔진(10)에 있어서의 연료 분사를 정지시킴과 함께 스로틀 밸브를 닫게 한다. 즉, 전자 제어 장치(30)는, 엔진(10)에 대한 자동 정지를 개시한다. 단계 S16이 개시된 후에는, 엔진(10)이 운전되고 있지 않으므로, 소정의 제어 주기가 경과해도, 단계 S11이 개시되는 경우는 없다. 단계 S16의 처리 후, 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S17로 이행한다.
단계 S17에서는, 전자 제어 장치(30)는, 조작 신호(MSmg)를 모터 제너레이터(20)에 출력하여, 모터 제너레이터(20)나 크랭크 샤프트(10a)에 토크를 부여함으로써, 크랭크 샤프트(10a)의 정지각을 조정한다. 엔진(10)의 정지 시에 있어서의 크랭크 샤프트(10a)의 거동은, 엔진(10)의 약간의 경시(經時) 변화, 약간의 외부 환경의 변화 등에 의해 변화한다. 그 때문에, 상술과 같이 크랭크 샤프트(10a)의 정지각을 조정해도, 실제로 정지하는 정지각이, 목표가 되는 정지각에 대하여 수 회∼수십 회 정도 어긋나는 경우도 있다. 단계 S17 후, 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S18로 이행한다.
단계 S18에서는, 전자 제어 장치(30)는, 크랭크각 센서(31)가 검출한 크랭크각(CA)에 의거하여, 단위 시간당의 엔진(10)의 기관 회전수(Ne)의 감소량의 절대값을 변화량(ΔNe)으로서 산출한다. 그리고, 산출한 변화량(ΔNe)에 의거하여, 최소 시동 토크(Ts)를 다시 산출한다. 구체적으로는, 전자 제어 장치(30)는, 변화량(ΔNe)이 클수록(기관 회전수(Ne)의 감소 속도가 빠를수록), 최소 시동 토크(Ts)를 크게 산출한다. 단계 S18 후의 단계 S19에서는, 전자 제어 장치(30)는, 모터 제너레이터(20)의 출력 가능 토크(Tmg)를 산출한다. 단계 S19에 있어서의 출력 가능 토크(Tmg)의 산출 방법은, 단계 S13에 있어서의 산출 방법과 동일하다. 출력 가능 토크(Tmg)를 산출하면, 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S20으로 이행한다.
단계 S20에서는, 전자 제어 장치(30)는, 단계 S18에서 산출한 최소 시동 토크(Ts)와 단계 S19에서 산출한 출력 가능 토크(Tmg)에 의거하여, 엔진(10)을 모터 제너레이터(20)로 크랭킹하여 재시동할 수 있는 크랭크각(CA)의 정지각의 범위를, 허용 크랭크각 범위(CAa)로서 산출한다. 구체적으로는, 전자 제어 장치(30)는, 기억부에 기억되어 있는 이상 상태에서의 최소 시동 토크(Ts1)와 단계 S18에서 산출한 최소 시동 토크(Ts)의 차를 산출한다. 그리고, 전자 제어 장치(30)는, 이상 상태에서의 크랭크 샤프트(10a)의 정지각과 시동 토크의 관계를, 상기 차의 분만큼 토크가 커지도록 평행 이동한 것을, 단계 S20 실행 시점에서의 크랭크 샤프트(10a)의 정지각과 시동 토크의 관계로서 산출한다. 또한, 전자 제어 장치(30)는, 산출한 크랭크 샤프트(10a)의 정지각과 시동 토크의 관계와 출력 가능 토크(Tmg)를 비교하여, 시동 토크가 출력 가능 토크(Tmg) 이하가 되는 범위를, 허용 크랭크각 범위(CAa)로서 산출한다. 그 후, 전자 제어 장치(30)의 처리는, 도 6에 나타내는 단계 S21로 이행한다.
단계 S21에서는, 전자 제어 장치(30)는, 단계 S20에서 산출한 허용 크랭크각 범위(CAa)가, 미리 정해진 규정 범위(CAx)보다 큰지의 여부를 판정한다. 규정 범위(CAx)는, 크랭크각 센서(31)의 검출 오차 등을 감안하여 정해진 것이며, 예를 들면, 수 회∼수십 회이다. 허용 크랭크각 범위(CAa)가 규정 범위(CAx) 이하라고 판정된 경우(단계 S21에 있어서 NO), 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S22로 이행한다.
단계 S22에서는, 전자 제어 장치(30)는, 크랭킹 기한(t3)까지, 조작 신호(MSmg)를 모터 제너레이터(20)에 출력함으로써, 모터 제너레이터(20)를 모터로서 기능시키고, 엔진(10)을 크랭킹시킨다(크랭크 샤프트(10a)를 회전시킨다). 이 실시형태에서는, 각 처리 단계는, 수 밀리초 내지 길어도 수백 밀리초의 단위로 실행된다. 그 반면에, 엔진(10)의 자동 정지가 개시되고 나서, 크랭크 샤프트(10a)가 완전히 정지하기까지는, 1∼수 초 정도 걸린다. 그 때문에, 단계 S21을 거쳐 단계 S22의 처리에 이르렀을 때에는, 크랭크 샤프트(10a)는 아직 정지하고 있지 않거나, 정지한지 얼마 되지 않는다. 또한, 규정 시간(X1)은 수 초로 설정되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 단계 S22를 실행함으로써, 크랭킹 기한(t3)까지 확실하게 엔진(10)이 크랭킹된다. 그 후의 단계 S23에서는, 전자 제어 장치(30)는, 조작 신호(MSen)를 엔진(10)에 출력함으로써, 엔진(10)에 있어서 연료 분사를 재개시킨다. 이 때, 연료 분사의 재개에 수반하여 스로틀 밸브도 밸브 개방시킨다. 그 후, 일련의 자동 정지 재시동 처리는 종료된다. 이 경우, 엔진(10)의 자동 정지가 개시되지만, 크랭크 샤프트(10a)가 완전히 정지하기 전에 엔진(10)이 재시동된다.
한편, 단계 S21에 있어서, 허용 크랭크각 범위(CAa)가 규정 범위(CAx)보다 크다고 판정된 경우(단계 S21에 있어서 YES), 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S24로 이행한다.
단계 S24에서는, 전자 제어 장치(30)는, 크랭크 샤프트(10a)가 정지하는 것을 기다린다. 그리고, 크랭크 샤프트(10a)가 정지했을 때의 크랭크각(CA)을 정지각(CAs)으로서 검출한다. 정지각(CAs)이 검출된 경우(단계 S24에 있어서 YES), 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S25로 이행한다.
단계 S25에서는, 전자 제어 장치(30)는, 단계 S24에서 검출한 정지각(CAs)과, 단계 S20에서 산출한 허용 크랭크각 범위(CAa)를 비교한다. 그리고, 전자 제어 장치(30)는, 정지각(CAs)이 허용 크랭크각 범위(CAa)의 범위 내인지의 여부를 판정한다. 정지각(CAs)이 허용 크랭크각 범위(CAa)의 범위 내라고 판정된 경우(단계 S25에 있어서 YES), 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S26으로 이행한다.
단계 S26에서는, 전자 제어 장치(30)는, 자동 정지한 엔진(10)에 대한 재시동의 요구가 있는지의 여부를 판정한다. 이 실시형태에서는, 상술한 엔진(10)을 자동 정지하기 위한 조건 중 어느 하나라도 만족시되지 않게 된 것을 이유로, 재시동의 요구가 이루어진다. 재시동 요구가 없다고 판정된 경우(단계 S26에 있어서 NO), 전자 제어 장치(30)는, 다시 단계 S26을 실행한다. 즉, 전자 제어 장치(30)는, 재시동의 요구가 있을 때까지 기다린다. 한편, 재시동 요구가 있다고 판정된 경우(단계 S26에 있어서 YES), 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S27로 이행한다.
단계 S27에서는, 전자 제어 장치(30)는, 조작 신호(MSmg)를 모터 제너레이터(20)에 출력함으로써, 모터 제너레이터(20)를 모터로서 기능시키고, 엔진(10)을 크랭킹시킨다(크랭크 샤프트(10a)를 회전시킨다). 또한, 그에 맞춰, 전자 제어 장치(30)는, 조작 신호(MSen)를 엔진(10)에 출력함으로써, 엔진(10)에 있어서 연료 분사를 재개시킴과 함께 스로틀 밸브를 밸브 개방시킨다. 즉, 전자 제어 장치(30)는, 자동 정지되어 있던 엔진(10)을 재시동시킨다. 그 후, 일련의 자동 정지 재시동 처리는 종료된다.
한편, 단계 S24에 있어서, 정지각(CAs)이 검출되지 않은 경우(단계 S24에 있어서 NO)에는, 전자 제어 장치(30)의 처리는 단계 S28로 이행한다. 정지각(CAs)을 산출할 수 없는 상황으로서는, 크랭크각 센서(31)가 고장나 크랭크각 센서(31)로부터의 신호가 없어졌거나, 크랭크각 센서(31)로부터의 신호에 노이즈가 중첩되어 명확한 이상치(異常値)를 나타내고 있는 경우 등이 상정된다. 또한, 단계 S25에 있어서, 정지각(CAs)이 허용 크랭크각 범위(CAa)의 범위 밖이라고 판정된 경우(단계 S25에 있어서 NO)에도, 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S28로 이행한다.
단계 S28에서는, 전자 제어 장치(30)는, 크랭킹 기한(t3)까지, 조작 신호(MSmg)를 모터 제너레이터(20)에 출력함으로써, 모터 제너레이터(20)를 모터로서 기능시키고, 엔진(10)을 크랭킹시킨다. 이 실시형태에서는, 단계 S24 또는 단계 S25 후, 대기 시간 없이 단계 S28이 실행된다. 또한, 각 처리 단계는, 수 밀리초 내지 길어도 수백 밀리초의 단위로 실행된다. 이에 대하여, 규정 시간(X1)은 수초로 설정되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 단계 S28을 실행함으로써, 크랭킹 기한(t3)까지 확실하게 엔진(10)이 크랭킹된다. 단계 S28 후, 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S29로 이행한다.
단계 S29에서는, 전자 제어 장치(30)는, 자동 정지한 엔진(10)에 대한 재시동의 요구가 있는지의 여부를 판정한다. 이 판정 내용은, 단계 S26에 있어서의 처리와 마찬가지이다. 재시동의 요구가 있다고 판정된 경우(단계 S29에 있어서 YES), 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S30으로 이행한다.
단계 S30에서는, 전자 제어 장치(30)는, 조작 신호(MSen)를 엔진(10)에 출력함으로써, 엔진(10)에 있어서 연료 분사를 재개시킨다. 이 때, 연료 분사의 재개에 수반하여 스로틀 밸브도 밸브 개방시킨다. 그 후, 일련의 자동 정지 재시동 처리는 종료된다. 이 경우, 엔진(10)의 자동 정지가 실행되지만, 크랭크 샤프트(10a)가 모터 제너레이터(20)에 의해 회전된 상태로 엔진(10)이 재시동된다.
한편, 단계 S29에 있어서 재시동의 요구가 없다고 판정된 경우(단계 S29에 있어서 NO), 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S31로 이행한다. 단계 S31에서는, 전자 제어 장치(30)는, 모터 제너레이터(20)로 엔진(10)을 크랭킹시킴으로써, 엔진(10)의 각 기통 내에 있어서 부압을 발생시킬 수 있는지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 전자 제어 장치(30)는, 고압 배터리(22)의 충전 용량이 미리 정해진 일정 용량 이상일 경우, 부압을 생성할 수 있다고 판정한다. 부압을 생성할 수 없다고 판정한 경우, 전자 제어 장치(30)의 처리는 단계 S30으로 이행하여, 엔진(10)이 재시동된다. 즉, 이 경우, 엔진(10)에 대한 재시동의 요구의 유무에 상관 없이, 엔진(10)이 재시동된다.
한편, 단계 S31에 있어서, 부압을 생성할 수 있다고 판정된 경우(단계 S31에 있어서 YES), 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S32로 이행한다. 단계 S32에서는, 상술한 단계 S28에서 개시한 모터 제너레이터(20)에 의한 엔진(10)의 크랭킹을 계속한다. 그 후, 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S33으로 이행한다.
단계 S33에서는, 전자 제어 장치(30)는, 엔진(10)의 각 기통 내에 있어서, 대기압보다 부압인 상태가 재생성되었는지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 전자 제어 장치(30)는, 크랭크각 센서(31)가 검출한 크랭크각(CA)에 의거하여, 단계 S28에 있어서 모터 제너레이터(20)에 의한 엔진(10)의 크랭킹을 개시하고 나서, 규정 기간이 경과하였는지의 여부를 판정한다. 이 실시형태에서는, 규정 기간은, 엔진(10)이 모터 제너레이터(20)에 의해 크랭킹되었을 때부터 크랭크 샤프트(10a)가 일정 각도 회전할 때까지의 기간으로 정해져 있다. 이 일정 각도로서는, 예를 들면, 수백∼수천 도(크랭크 샤프트(10a)의 수 회전분)이다. 엔진(10)의 크랭킹을 개시하고 나서 규정 기간이 경과하고 있지 않은 경우에는 부압이 생성되어 있지 않다고 판정하고(단계 S33에 있어서 NO), 전자 제어 장치(30)의 처리는, 단계 S31로 되돌아간다. 한편, 엔진(10)의 크랭킹을 개시하고 나서 규정 기간이 경과한 경우에는 부압이 생성되었다고 판정하고(단계 S33에 있어서 YES), 전자 제어 장치(30)의 처리는, 도 5에 나타내는 단계 S17로 이행한다. 그 후, 전자 제어 장치(30)는, 단계 S17 이후의 처리를 다시 실행한다.
본 실시형태의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
상기 실시형태와 같이, 자동 정지한 엔진(10)을 모터 제너레이터(20)에 의해 크랭킹할 수 있도록 하는 경우, 크랭크 샤프트(10a)의 정지각(CAs)에 상관 없이, 모터 제너레이터(20)로 크랭킹을 개시할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 모터 제너레이터(20)의 출력 특성에 열화가 생기지 않고, 또한, 모터 제너레이터(20)에 전력을 공급하는 고압 배터리(22)의 충전 용량이 충분(예를 들면 50% 이상)한 경우의 모터 제너레이터(20)의 출력 가능 토크(Tmg1)가, 크랭크 샤프트(10a)의 정지각(CAs)에 상관 없이, 시동 토크를 상회하도록, 모터 제너레이터(20)가 설계되는 것이 일반적이다.
여기서, 모터 제너레이터(20)가 상기와 같이 설계되어 있었다고 해도, 모터 제너레이터(20)의 출력 특성에 경시적인 열화가 생기는 경우가 있다. 이 경우, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 모터 제너레이터(20)의 출력 가능 토크(Tmg)가, 경시적인 열화가 발생하고 있지 않은 출력 가능 토크(Tmg1)로부터, 출력 가능 토크(Tmg2)로 저하된다. 이에 따라, 출력 가능 토크(Tmg2)와 최소 시동 토크(Ts)의 차는, 출력 가능 토크(Tmg1)와 최소 시동 토크(Ts)의 차보다 작아진다. 또한, 출력 가능 토크(Tmg2)는, 정지각(A1)으로부터 정지각(A2)의 허용 크랭크각 범위(CAa1)의 범위 내에서만 시동 토크를 상회하고, 허용 크랭크각 범위(CAa)의 범위가 좁아진다.
또한, 고압 배터리(22)의 충전 용량이 적어, 모터 제너레이터(20)에 출력할 수 있는 출력 전압이나 출력 전류가 작아지면, 모터 제너레이터(20)의 출력 가능 토크(Tmg)는, 보다 작은 출력 가능 토크(Tmg3)로 저하된다. 그 결과, 출력 가능 토크(Tmg3)와 최소 시동 토크(Ts)의 차는, 보다 작아진다. 또한, 출력 가능 토크(Tmg3)는, 정지각(A3)으로부터 정지각(A4)의 허용 크랭크각 범위(CAa2)의 범위 내에서만 시동 토크를 상회하고, 허용 크랭크각 범위(CAa)의 범위가 보다 좁아진다.
한편, 상술한 바와 같이, 모터 제너레이터(20)의 출력 특성에 변화가 없어도, 엔진(10)에 있어서의 시동 토크에 변화가 생기는 경우가 있다. 구체적으로는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 엔진(10)의 기통이나 피스톤 등의 각처에 퇴적물이 퇴적하여 마찰 저항이 커지면, 시동 토크는, 이상 상태에 있어서의 시동 토크보다 커진다. 그 결과, 도 3에 나타내는 바와 같이, 엔진(10)의 최소 시동 토크(Ts)는, 이상 상태의 최소 시동 토크(Ts1)로부터, 퇴적물의 퇴적량이 증가함에 따라, 최소 시동 토크(Ts2), 최소 시동 토크(Ts3)로 나타내는 바와 같이 증가한다. 그 결과, 출력 가능 토크(Tmg)와 최소 시동 토크(Ts)의 차는 작아져 간다. 또한, 허용 크랭크각 범위(CAa)는, 정지각(B1)으로부터 정지각(B2)까지의 허용 크랭크각 범위(CAa3), 정지각(B3)으로부터 정지각(B4)까지의 허용 크랭크각 범위(CAa4)로 나타내는 바와 같이 좁아져 간다.
상기 실시형태에서는, 출력 가능 토크(Tmg)로부터 최소 시동 토크(Ts)를 감산한 값이 문턱값(Tx) 미만일 경우(도 5에 있어서의 단계 S14 참조)에는, 엔진(10)을 자동 정지시키지 않는다. 환언하면, 허용 크랭크각 범위(CAa)가 매우 좁거나 존재하지 않을 경우, 엔진(10)의 자동 정지를 금지한다. 따라서, 모터 제너레이터(20)에 의해 엔진(10)을 크랭킹할 수 없음에도 불구하고 엔진(10)이 자동 정지되는 경우는 생기지 않는다.
그런데, 엔진(10)이 정지했을 때의 크랭크 샤프트(10a)의 정지각(CAs)이 허용 크랭크각 범위(CAa)의 범위 내에 있으면, 모터 제너레이터(20)에 의해 엔진(10)의 크랭킹을 실행할 수 있을 것이다. 그러나, 허용 크랭크각 범위(CAa)가 지나치게 좁을 경우, 정지각(CAs)이 허용 크랭크각 범위(CAa)의 범위 내에 들어갈 가능성은 낮다. 또한, 상술한 바와 같이, 정지각(CAs)의 검출에 있어서는, 어느 정도의 오차가 생길 수 있다. 그 때문에, 크랭크각 센서(31)의 검출값의 관점에서는, 정지각(CAs)이 허용 크랭크각 범위(CAa) 내에 들어가 있어도, 허용 크랭크각 범위(CAa)가 좁으면, 실제의 크랭크 샤프트(10a)의 정지각(CAs)이 허용 크랭크각 범위(CAa)를 벗어나 버릴 가능성이 높다.
상기 실시형태에서는, 허용 크랭크각 범위(CAa)가 규정 범위(CAx) 이하일 경우, 모터 제너레이터(20)에 의해 엔진(10)을 크랭킹한다(도 6에 있어서의 단계 S21 및 단계 S22 참조). 그 때문에, 모터 제너레이터(20)에 의해 엔진(10)을 크랭킹할 수 없는 정지각(CAs)으로 크랭크 샤프트(10a)가 정지해 버리는 것이 억제된다.
그런데, 상기 실시형태에서는, 허용 크랭크각 범위(CAa)가 규정 범위(CAx)보다 넓을 경우, 정지각(CAs)이 허용 크랭크각 범위(CAa)의 범위 내인지의 여부를 판정한다. 만약, 정지각(CAs)이 허용 크랭크각 범위(CAa)를 벗어난 경우, 모터 제너레이터(20)에 의해 엔진(10)의 크랭킹을 개시할 수 없게 된다.
이 점, 상기 실시형태에서는, 정지각(CAs)이 허용 크랭크각 범위(CAa)를 벗어나 있는 경우, 엔진(10)의 자동 정지가 개시되고 나서 통 내 부압 기간이 경과하기까지 엔진(10)이 모터 제너레이터(20)에 의해 크랭킹된다. 이와 같이 크랭킹이 행해져 있으면, 모터 제너레이터(20)에 의해 재시동할 수 없는 정지각(CAs)으로 크랭크 샤프트(10a)가 정지해 버리는 경우는 없다. 따라서, 크랭크 샤프트(10a)의 정지 위치의 조정을 위해 시간을 필요로 하는 경우도 없다. 그 결과, 엔진(10)의 재시동의 요구가 있는 경우, 조속히 엔진(10)을 재시동할 수 있다.
통 내 부압 기간에 있어서는 엔진(10)의 기통 내의 압력이 대기압에 대하여 부압으로 되어 있다. 그 때문에, 기통 내의 부압을 이용하여 크랭크 샤프트(10a)를 회전시킬 수 있다. 따라서, 이 통 내 부압 기간 내이면, 크랭크 샤프트(10a)의 정지각(CAs)이 허용 크랭크각 범위(CAa)를 벗어나 있어도, 모터 제너레이터(20)로 엔진(10)의 크랭킹을 개시할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 엔진(10)의 자동 정지의 개시 전(단계 S16보다 앞)에 있어서는 연료 분사량(Qf)에 의거하여 최소 시동 토크(Ts)를 산출한다. 그 반면에, 엔진(10)의 자동 정지의 개시 후에 있어서는, 기관 회전수(Ne)의 단위 시간당의 변화량(ΔNe)에 의해, 최소 시동 토크(Ts)를 산출한다. 기관 회전수(Ne)의 변화량(ΔNe)은, 연료 분사량(Qf)에 비교하여, 엔진(10)에 있어서의 피스톤 및 기통간의 마찰 등을 보다 직접적으로 반영한 것이다. 즉, 기관 회전수(Ne)의 변화량(ΔNe)은, 시동 토크에 대한 상관성이 높다. 이와 같은 기관 회전수(Ne)의 변화량(ΔNe)에 의거함으로써, 보다 정확한 허용 크랭크각 범위(CAa)의 산출이 가능해진다.
상기 실시형태에서는, 엔진(10)의 통 내 부압 기간 내에 모터 제너레이터(20)로 엔진(10)의 크랭킹을 개시한 경우, 고압 배터리(22)의 충전 용량에 여유가 있을 경우에는, 크랭킹을 계속하여, 엔진(10)의 기통 내에 있어서 부압을 재생성한다. 그리고, 크랭킹이 규정 시간 이상 계속되어, 엔진(10)의 기통 내에 부압이 재생성된 경우, 크랭킹이 정지된다. 그 때문에, 모터 제너레이터(20)가 엔진(10)의 크랭킹을 계속하기 위해, 고압 배터리(22)의 충전 용량이 과도하게 저하되는 것은 억제된다. 또한, 엔진(10)의 크랭킹을 정지했을 때에는, 상술과 같이 부압이 재생성되어 있으므로, 엔진(10)의 자동 정지 중의 상황을 다시 생성할 수 있다. 이와 같은 제어에 의해, 엔진(10)의 자동 정지 개시 후의 일련의 처리를 다시 실행할 수 있다.
한편, 엔진(10)의 통 내 부압 기간 내에 모터 제너레이터(20)로 엔진(10)의 크랭킹을 개시한 후, 고압 배터리(22)의 충전 용량이 일정 용량 이하일 경우, 엔진(10)에 있어서의 연료 분사를 재개하여 엔진(10)을 재시동한다. 즉, 모터 제너레이터(20)에 의해 엔진(10)을 크랭킹시키는 상황이 장기간 계속된 경우, 엔진(10)에 대한 연료 분사가 재개된다. 따라서, 모터 제너레이터(20)가 엔진(10)의 크랭킹을 계속하기 위해, 고압 배터리(22)의 충전 용량이 과도하게 저하되는 것은 억제할 수 있다.
본 실시형태는, 이하와 같이 변경하여 실시할 수 있다. 본 실시형태 및 이하의 변경예는, 기술적으로 모순되지 않는 범위에서 서로 조합하여 실시할 수 있다.
· 엔진(10)과 모터 제너레이터(20)와의 구동 연결의 양태는, 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 또한, 엔진(10)과 모터 제너레이터(20)의 사이에, 제 1 풀리(12), 전달 벨트(13) 및 제 2 풀리(14)에 더하여, 복수의 기어 등으로 구성되는 감속 기구나, 구동력 전달 경로의 단접을 행하는 클러치 등이 개재되어 있어도 된다.
고압 배터리(22) 및 저압 배터리(24)의 출력 전압은 따지지 않는다. 또한, 반드시 저압 배터리(24)의 출력 전압이 고압 배터리(22)의 출력 전압보다 낮지 않아도 되고, 양자의 출력 전압이 동일해도 된다.
고압 배터리(22) 및 저압 배터리(24)의 종류는, 상기 실시형태의 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 고압 배터리(22)나 저압 배터리(24)로서, 리튬 이온 전지나 연축 전지 이외에, 니켈 수소 전지나 NAS 전지, 전고체 전지 등을 채용해도 된다.
주로 엔진(10)의 주행 토크를 어시스트하는 모터 제너레이터와, 주로 엔진(10)으로부터의 토크에 의해 발전하는 모터 제너레이터를 각각 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 엔진(10)의 주행 토크를 어시스트하는 모터 제너레이터에 대하여, 상기 실시형태의 자동 정지 재시동 처리를 적용하면 된다.
상기 실시형태에 있어서, 크랭크 샤프트(10a)의 정지각(CAs)은, 실제로 크랭크 샤프트(10a)가 정지했을 때의 크랭크각(CA)을 검출하는 것에 한정되지 않고, 예측한 정지각(CAs)이어도 된다. 즉, 예측한 정지각(CAs)을, 전자 제어 장치(30)의 정지각 검출부(30a)가 검출한 정지각(CAs)으로 해도 된다. 예를 들면, 엔진(10)의 자동 정지를 개시한 후, 크랭크각 센서(31)가 검출한 크랭크각(CA)이나 기관 회전수(Ne)의 변화에 의거하여, 엔진(10)이 자동 정지했을 때의 크랭크 샤프트(10a)의 정지각(CAs)을 예측할 수 있다. 이 변경예의 경우, 크랭크 샤프트(10a)의 정지를 기다리지 않고, 단계 S24 이후의 처리를 실행할 수 있다.
상기 실시형태에 있어서의 단계 S21∼단계 S23의 처리를 생략하여, 허용 크랭크각 범위(CAa)의 대소에 상관 없이, 정지각(CAs)이 허용 크랭크각 범위(CAa)의 범위 내인지의 여부를 판정해도 된다(단계 S25를 실행해도 된다). 정지각(CAs)의 검출 정밀도로서 높은 정밀도를 기대할 수 있는 것이라면, 단계 S21∼단계 S23의 처리를 생략하여 전자 제어 장치(30)의 처리 부담을 저감시킨 편이 좋은 경우도 있다.
상기 실시형태에 있어서의 단계 S31의 처리를 생략하여, 고압 배터리(22)의 충전 용량에 상관 없이, 모터 제너레이터(20)에 의한 엔진(10)의 크랭킹을 계속해도 된다. 상기 실시형태에서 상정되는 엔진(10)의 자동 정지의 기간은 길어도 겨우 수 분∼십수 분 정도이다. 또한, 엔진(10)이 운전되고 있는 동안은, 고압 배터리(22)의 충전 용량은, 어느 정도의 범위 내(예를 들면 40%∼70%)로 제어된다. 따라서, 고압 배터리(22)의 최대 충전 용량(만충전 용량)이 알맞게 많으면, 모터 제너레이터(20)에 의한 엔진(10)의 크랭킹을 계속해도, 고압 배터리(22)의 충전 용량이 과도하게 저하되는 것은 억제할 수 있다. 또한, 만약, 고압 배터리(22)의 충전 용량이 과도하게 저하되었다고 해도, 고압 배터리(22)에 의해 구동되는 전동의 보조 기기가, 차량의 주행에 큰 영향을 미치지 않는 것이라면, 모터 제너레이터(20)에 의한 엔진(10)의 크랭킹을 계속해도 문제는 생기지 않는다.
상기 실시형태에 있어서, 통 내 부압 기간 내에 모터 제너레이터(20)에 의한 엔진(10) 크랭킹을 개시한 경우에, 재시동의 요구의 유무에 상관 없이, 엔진(10)에 있어서의 연료 분사를 재개하여 엔진(10)을 재시동시켜도 된다. 예를 들면, 고압 배터리(22)의 최대 충전 용량이 적을 경우, 모터 제너레이터(20)에 의한 크랭킹을 계속하면 고압 배터리(22)의 충전 용량이 저하하는 경향이 있다. 이 경우, 고압 배터리(22)의 충전 용량에 상관 없이, 엔진(10)을 재시동시키는 것도 유효하다.
상기 실시형태의 단계 S14에 있어서, 문턱값(Tx)은 제로 이상의 값이면, 적절히 변경할 수 있다. 문턱값(Tx)을 크게 설정하면, 단계 S14의 판정이 긍정임에도 불구하고, 실제의 크랭크 샤프트(10a)의 정지각이 허용 크랭크각 범위(CAa)의 범위 밖이 될 가능성은 낮아진다. 한편, 문턱값(Tx)을 작게 설정하면, 엔진(10)의 자동 정지를 실행할 수 있는 기회는 많아진다.
상기 실시형태의 단계 S14에 있어서, 모터 제너레이터(20)의 출력 가능 토크(Tmg)로부터 엔진(10)의 시동 토크 중 최대값(최대 시동 토크)을 감산하고, 이 감산값을 문턱값(Tx)과는 다른 문턱값과 비교해도 된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 시동 토크는, 엔진(10)에 있어서의 퇴적물 등의 퇴적에 의해 고(高) 토크측으로 평행 이동하도록 변화한다. 그 때문에, 엔진(10)의 최소 시동 토크와 최대 시동 토크는 연동하여 변화한다. 따라서, 출력 가능 토크(Tmg)로부터 최대 시동 토크를 감산한 값을 문턱값과 비교함으로써도, 간접적으로 최소 시동 토크(Ts)와 문턱값(Tx)을 비교할 수 있다.
상기 실시형태에 있어서, 엔진(10)이 아이들 운전 중의 연료 분사량(Qf)에 의거하여 최소 시동 토크(Ts)를 산출하는 것 대신에, 엔진(10)이 아이들 운전 중 이외의 소정의 구동 상태일 때의 연료 분사량(Qf)에 의거하여 최소 시동 토크를 산출해도 된다. 소정의 구동 상태로서는, 예를 들면, 엔진(10)에 있어서의 스로틀 밸브의 개도나 기관 회전수(Ne) 등, 엔진(10)에 있어서의 연소 상태에 영향이 있는 파라미터를 일정하게 한 상태를 들 수 있다. 그리고, 그 상태에서의 연료 분사량(Qf)에 의거하여 최소 시동 토크(Ts)를 산출할 수도 있다.
상기 실시형태에 있어서, 단계 S11∼단계 S14까지의 처리를 생략해도 된다. 모터 제너레이터(20)의 출력 가능 토크(Tmg)와 엔진(10)의 시동 토크의 차가 커서, 모터 제너레이터(20)의 출력 가능 토크(Tmg)나 엔진(10)의 시동 토크가 다소 변화해도, 출력 가능 토크(Tmg)가 최소 시동 토크(Ts)보다 작아지는 것이 생각하기 어려운 것이라면, 단계 S11∼단계 S14까지의 처리를 생략해도 문제는 생기지 않는다.
최소 시동 토크(Ts)의 산출 방법은 상기 실시형태의 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 엔진(10)에 있어서의 연료 분사량을 일정하게 한 채, 모터 제너레이터(20)로부터 크랭크 샤프트(10a)에 토크를 부여함으로써, 엔진(10)의 기관 회전수(Ne)를 미리 정해진 회전수로 한다. 만약 엔진(10)에 있어서의 마찰이 커서 최소 시동 토크(Ts)가 클 경우, 상기와 같이 제어하고 있을 때의 모터 제너레이터(20)의 출력 토크도 커진다. 따라서, 이 때의 모터 제너레이터(20)의 출력 전압이나 출력 전류에 의거하여, 최소 시동 토크(Ts)를 산출할 수도 있다.
허용 크랭크각 범위(CAa)의 산출 방법은 따지지 않는다. 예를 들면, 단계 S18에 있어서 기관 회전수(Ne)의 변화량(ΔNe)에 의거하여 최소 시동 토크(Ts)를 산출하는 것 대신에, 단계 S12에서 산출한 최소 시동 토크(Ts)를 전용(轉用)하고, 이에 의거하여 허용 크랭크각 범위(CAa)를 산출해도 된다.
또한, 예를 들면, 차량의 주행 거리의 적산값에 의거하여, 허용 크랭크각 범위(CAa)를 산출해도 된다. 엔진(10)에 있어서의 퇴적물의 퇴적량이나, 모터 제너레이터(20)에 있어서의 출력 특성의 열화는, 차량의 주행 거리의 적산값에 대하여 상관 관계가 있다고 생각할 수 있다. 따라서, 주행 거리의 적산값에 의거하여 허용 크랭크각 범위(CAa)를 산출한 경우에도, 어느 정도의 정확성을 기대할 수 있다.
게다가, 단계 S21∼단계 S23의 처리를 생략하는 것이라면, 허용 크랭크각 범위(CAa)는, 미리 정해진 고정의 범위여도 된다.
상기 실시형태에 있어서 반드시 허용 크랭크각 범위(CAa)를 산출하지 않아도 된다. 예를 들면, 엔진(10)의 최소 시동 토크(Ts), 모터 제너레이터(20)의 출력 가능 토크(Tmg), 및 크랭크 샤프트(10a)의 정지각(CAs)을 변수로 하는 관계식 등을 미리 전자 제어 장치(30)의 기억부에 기억해 둔다. 그리고, 이 관계식에 의해 도출되는 수치에 의거하여, 정지각(CAs)이, 엔진(10)을 모터 제너레이터(20)로 크랭킹하여 재시동할 수 있는 크랭크각의 정지각의 범위 내인지 범위 밖인지를 판정해도 된다.
크랭크 샤프트(10a)가 정지한 타이밍(t2)으로부터의 규정 시간(X1)에 의거하여 통 내 부압 기간을 정하는 것 대신에, 엔진(10)에 있어서의 연료 분사의 정지 및 스로틀 밸브의 밸브 폐쇄 타이밍(t1)으로부터의 규정 시간으로서 통 내 부압 기간을 정해도 된다.
상기 실시형태에서는, 규정 시간(X1)을, 크랭크 샤프트(10a)가 정지한 타이밍(t2)으로부터의 시간으로 했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 규정 시간(X1)을, 크랭크 샤프트(10a)의 회전수(기관 회전수(Ne))가 소정의 회전수가 되고 나서의 시간으로 해도 된다.
상기 실시형태에서는, 규정 시간(X1)을, 엔진(10)의 기통 내의 압력이 대기압과 동일해질 때까지의 시간으로 했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 규정 시간(X1)을, 엔진(10)의 기통 내의 압력이, 대기압보다 소정압 낮은 압력이 될 때까지의 시간으로 해도 된다. 엔진(10)이나 모터 제너레이터(20)의 특성에 따라서는, 엔진(10)의 기통 내의 압력이 대기압보다 다소 낮은 정도에서는, 여전히, 모터 제너레이터(20)에 의해 엔진(10)을 크랭킹할 수 없는 등의 경우도 있을 수 있다. 이 경우, 이 변경예와 같이 규정 시간(X1)을 정함으로써, 확실하게 엔진(10)을 크랭킹할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 엔진(10)의 기통 내의 기압이 다시 부압이 되는 규정 기간을, 크랭크 샤프트(10a)가 일정 각도 회전할 때까지의 기간으로 정했지만, 이것을 시간으로 정해도 된다. 규정 기간을 시간으로 정하는 경우, 예를 들면, 수백 밀리초∼수 초 정도가 적합하다.
상기 실시형태에서는, 크랭킹 기한(t3)까지 모터 제너레이터(20)에 의한 엔진(10)의 크랭킹을 행하고, 그 후, 연료 분사를 재개함으로써, 엔진(10)을 재시동했지만, 모터 제너레이터(20)에 의한 엔진(10)의 크랭킹을 생략할 수도 있다. 예를 들면, 엔진(10)의 자동 정지를 개시한 직후이면, 크랭크 샤프트(10a)는 여전히 회전하고 있다. 이와 같이 크랭크 샤프트(10a)가 아직 완전히 정지하고 있지 않은 기간이면, 크랭킹 없이 연료 분사를 재개하는 것만으로, 엔진(10)이 재시동될 여지가 있다.
상기 실시형태의 단계 S21, 허용 크랭크각 범위(CAa)가 규정 범위(CAx)보다 크다고 판정된 경우에, 그 후의 단계 S24∼단계 S33의 처리를 생략해도 된다. 이 경우, 허용 크랭크각 범위(CAa)가 규정 범위(CAx)보다 크다고 판정된 경우에, 그대로 크랭크 샤프트(10a)를 정지시키고, 재시동 요구에 따라, 엔진(10)을 재시동시키면 된다.
엔진(10)에 있어서, 전동의 흡기 밸브와 같이, 크랭크 샤프트(10a)의 회전과는 별도로, 흡기 밸브의 개도(리프트량)를 제어할 수 있는 구성의 것이 있다. 이와 같은 엔진(10)이면, 엔진(10)의 자동 정지 시에, 스로틀 밸브를 밸브 폐쇄하는 것 대신에 또는 추가하여, 흡기 밸브의 개도를 작게 함으로써, 엔진(10)으로의 흡기량을 제한할 수도 있다.
상기 실시형태에 있어서, 엔진(10)의 연료 분사를 정지한 상태 그대로, 모터 제너레이터(20)로부터의 토크에 의해서만 차량을 주행시킬 수 있는 것이라면, 모터 제너레이터(20)에 의한 엔진(10)의 크랭킹 후, 연료 분사를 재개하는 것 대신에, 모터 제너레이터(20)로부터의 토크로 차량을 주행시켜도 된다.
전자 제어 장치(30)로서, 자신이 실행하는 모든 처리에 대하여 소프트웨어 처리를 실행하는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 전자 제어 장치(30)는, 본 실시형태에 있어서 소프트웨어 처리된 것의 적어도 일부를, 하드웨어 처리하는 전용의 하드웨어 회로(예를 들면 ASIC 등)로서 구비해도 된다. 즉, 전자 제어 장치(30)는, 이하의 (a)∼(c)의 어느 구성을 가지고 있으면 된다. (a) 상기 처리의 전부를 프로그램에 따라 실행하는 처리 장치와, 프로그램을 기억하는 ROM 등의 프로그램 저장 장치, (b) 상기 처리의 일부를 프로그램에 따라 실행하는 처리 장치 및 프로그램 저장 장치와, 나머지의 처리를 실행하는 전용의 하드웨어 회로, (c) 상기 처리의 전부를 실행하는 전용의 하드웨어 회로. 여기서, 처리 장치 및 프로그램 저장 장치를 구비한 소프트웨어 처리 회로나, 전용의 하드웨어 회로는, 복수여도 된다. 즉, 상기 처리는, 1 또는 복수의 소프트웨어 처리 회로 및 1 또는 복수의 전용의 하드웨어 회로의 적어도 일방을 구비한 처리 회로에 의해 실행되면 된다.

Claims (8)

  1. 차량의 구동원으로서 엔진과 상기 엔진에 구동 연결된 모터 제너레이터를 구비하고 있는 하이브리드 시스템에 적용되는 시동 제어 장치로서,
    상기 시동 제어 장치는,
    미리 정해진 규정 조건을 충족했을 때에 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 정지시킴으로써 상기 엔진을 자동 정지시킴과 함께 상기 엔진으로의 흡기량을 제한하는 구동 제어부와,
    상기 엔진이 자동 정지했을 때의 크랭크 샤프트의 크랭크각을 정지각으로서 검출하는 정지각 검출부를 구비하고,
    상기 구동 제어부는, 상기 정지각이, 상기 엔진을 상기 모터 제너레이터로 크랭킹하여 재시동할 수 있는 상기 크랭크각의 정지각의 범위를 벗어나 있는 경우, 상기 엔진의 자동 정지가 개시되고 나서 상기 엔진의 기통 내가 대기압에 대하여 부압으로 되어 있는 기간으로 정해진 통 내 부압 기간이 경과하기까지, 상기 모터 제너레이터에 의해 상기 엔진을 크랭킹시키거나 또는 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 재개하여 상기 엔진을 재시동시키도록 구성되어 있는, 시동 제어 장치.
  2. 차량의 구동원으로서 엔진과 상기 엔진에 구동 연결된 모터 제너레이터를 구비하고 있는 하이브리드 시스템에 적용되는 시동 제어 장치로서,
    상기 시동 제어 장치는,
    미리 정해진 규정 조건을 충족했을 때에 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 정지시킴으로써 상기 엔진을 자동 정지시킴과 함께 상기 엔진으로의 흡기량을 제한하는 구동 제어부와,
    상기 엔진을 상기 모터 제너레이터로 크랭킹하여 재시동할 수 있는 크랭크 샤프트에 있어서의 크랭크각의 정지각의 범위를 허용 크랭크각 범위로서 산출하는 허용각 산출부를 구비하고,
    상기 구동 제어부는, 상기 허용 크랭크각 범위가 미리 정해진 규정 범위 이하일 경우, 상기 엔진의 자동 정지가 개시되고 나서 상기 엔진의 기통 내가 대기압에 대하여 부압으로 되어 있는 기간으로 정해진 통 내 부압 기간이 경과하기까지, 상기 모터 제너레이터에 의해 상기 엔진을 크랭킹시키거나 또는 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 재개하여 상기 엔진을 재시동시키도록 구성되어 있는, 시동 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시동 제어 장치는, 상기 모터 제너레이터의 출력 가능 토크를 산출하는 토크 산출부를 구비하고,
    상기 허용각 산출부는, 상기 출력 가능 토크 및 상기 엔진을 자동 정지하고 있을 때의 단위 시간당의 엔진의 기관 회전수의 변화량에 의거하여, 상기 허용 크랭크각 범위를 산출하도록 구성되어 있는, 시동 제어 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시동 제어 장치는,
    상기 모터 제너레이터의 출력 가능 토크를 산출하는 토크 산출부와,
    상기 엔진이 소정의 구동 상태일 때의 연료 분사량에 의거하여 상기 엔진을 재시동하는데 필요로 하는 시동 토크를 산출하는 시동 토크 산출부를 구비하고,
    상기 구동 제어부는, 상기 출력 가능 토크로부터 상기 시동 토크 중 최소의 토크를 감산한 값이 미리 정해진 문턱값보다 작을 경우, 상기 규정 조건에 상관 없이, 상기 엔진의 자동 정지를 금지하도록 구성되어 있는, 시동 제어 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 제어부는, 상기 통 내 부압 기간이 경과하기까지 상기 모터 제너레이터에 의해 상기 엔진을 크랭킹시키고 나서, 상기 엔진의 기통 내의 기압이 대기압에 대하여 다시 부압이 되는 기간으로 미리 정해져 있는 규정 기간이 경과한 경우, 상기 모터 제너레이터에 의한 상기 엔진의 크랭킹을 정지함으로써, 상기 엔진을 자동 정지시키도록 구성되어 있는, 시동 제어 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 제어부는, 상기 통 내 부압 기간이 경과하기까지 상기 모터 제너레이터에 의해 상기 엔진을 크랭킹시킨 후, 상기 모터 제너레이터에 전력을 공급하는 배터리의 충전 용량이 일정 용량 이하일 경우, 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 재개하여 상기 엔진을 재시동시키도록 구성되어 있는, 시동 제어 장치.
  7. 차량의 구동원으로서 엔진과 상기 엔진에 구동 연결된 모터 제너레이터를 구비하고 있는 하이브리드 시스템에 적용되는 시동 제어 방법으로서,
    미리 정해진 규정 조건을 충족했을 때에 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 정지시킴으로써 상기 엔진을 자동 정지시킴과 함께 상기 엔진으로의 흡기량을 제한하는 것과,
    상기 엔진이 자동 정지했을 때의 크랭크 샤프트의 크랭크각을 정지각으로서 검출하는 것과,
    상기 정지각이, 상기 엔진을 상기 모터 제너레이터로 크랭킹하여 재시동할 수 있는 상기 크랭크각의 정지각의 범위를 벗어나 있는 경우, 상기 엔진의 자동 정지가 개시되고 나서 상기 엔진의 기통 내가 대기압에 대하여 부압으로 되어 있는 기간으로 정해진 통 내 부압 기간이 경과하기까지, 상기 모터 제너레이터에 의해 상기 엔진을 크랭킹시키거나 또는 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 재개하여 상기 엔진을 재시동시키는 것을 구비하는, 시동 제어 방법.
  8. 차량의 구동원으로서 엔진과 상기 엔진에 구동 연결된 모터 제너레이터를 구비하고 있는 하이브리드 시스템에 적용되는 시동 제어 방법으로서,
    미리 정해진 규정 조건을 충족했을 때에 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 정지시킴으로써 상기 엔진을 자동 정지시킴과 함께 상기 엔진으로의 흡기량을 제한하는 것과,
    상기 엔진을 상기 모터 제너레이터로 크랭킹하여 재시동할 수 있는 크랭크 샤프트에 있어서의 크랭크각의 정지각의 범위를 허용 크랭크각 범위로서 산출하는 것과,
    상기 허용 크랭크각 범위가 미리 정해진 규정 범위 이하일 경우, 상기 엔진의 자동 정지가 개시되고 나서 상기 엔진의 기통 내가 대기압에 대하여 부압으로 되어 있는 기간으로 정해진 통 내 부압 기간이 경과하기까지, 상기 모터 제너레이터에 의해 상기 엔진을 크랭킹시키거나 또는 상기 엔진에 있어서의 연료 분사를 재개하여 상기 엔진을 재시동시키는 것을 구비하는, 시동 제어 방법.
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