(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、タービン及びコンプレッサを含む回転体を有するターボチャージャを備えたエンジンであって、
回転可能に軸支されたフライホイールと、
前記フライホイールの回転数を検出する第１回転センサと、
前記回転体の回転数を検出する第２回転センサと、
前記回転体及び前記フライホイールにおける連結状態と非連結状態とを切り替えるクラッチと、
前記フライホイールを駆動するモータと、
前記フライホイールの回転数及び前記回転体の回転数に基づいて前記クラッチ及び前記モータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記車両の減速時に前記連結状態となるように前記クラッチを制御して、前記車両の減速時における前記回転体の回転エネルギを前記フライホイールに伝達させ、
前記車両の加速前に、前記非連結状態となるように前記クラッチを制御すると共に前記フライホイールの回転数を増加させるように前記モータを制御して、前記車両の加速前に前記フライホイールの回転エネルギを増加させ、
前記車両の加速時に前記クラッチを前記連結状態となるように制御して、前記フライホイールに蓄えられた回転エネルギを前記回転体に伝達させ、
前記車両の加速時に、前記フライホイールの回転数から前記回転体の回転数を減算して算出される回転速度差が所定の設定閾値よりも小さくなった場合、前記クラッチを前記非連結状態となるように制御して、前記回転体から前記フライホイール及び前記モータを切り離す、エンジン。
【請求項２】
前記制御部は、前記車両の加速時には、前記モータの制御を行わない、請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記制御部は、
前記車両の加速前に、前記フライホイールの回転エネルギと前記回転体の回転エネルギとの差に基づいて残余回転エネルギを算出し、前記残余回転エネルギが設定閾値よりも小さい場合、前記フライホイールの回転数を増加させるように前記モータを制御する、請求項１又は２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記制御部は、前記車両の加速前に、前記フライホイールの回転エネルギを漸増させるように前記モータを制御する、請求項１〜３の何れか一項に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに関し、特に、タービン及びコンプレッサを有するターボチャージャを備えたエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ターボチャージャを備えたエンジンとして、例えば下記特許文献１に記載されているように、排気ガスのエネルギをターボチャージャを介して貯蔵するフライホイールを備えたものが知られている。特許文献１に記載されたエンジンでは、例えば排気ガスのエネルギが回転エネルギとしてフライホイールに蓄えられる。そして、フライホイールに蓄えられた回転エネルギがターボチャージャのコンプレッサ（圧縮機）に伝達されて、コンプレッサの駆動が補助される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１３−５０８２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ターボチャージャを備えたエンジンを搭載する車両においては、車両の減速に伴って排気ガスのエネルギが小さくなると、その後の再加速の間、タービンの回転数の増加が遅延し、過給圧の上昇が遅延するというターボラグが生じる。そのため、再加速の間、例えばターボチャージャの駆動を補助することで、ターボラグを低減することが望ましい。しかし、上述の従来技術では、例えば車両の減速の際には排気ガスのエネルギが小さくなるため、フライホイールに蓄えられる回転エネルギが小さくなる。その結果、ターボラグの低減が不十分となるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、車両が減速した後の再加速の間におけるターボラグを低減できるエンジンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るエンジンは、車両に搭載され、タービン及びコンプレッサを含む回転体を有するターボチャージャを備えたエンジンであって、回転可能に軸支されたフライホイールと、フライホイールの回転数を検出する第１回転センサと、回転体の回転数を検出する第２回転センサと、回転体及びフライホイールにおける連結状態と非連結状態とを切り替えるクラッチと、フライホイールを駆動するモータと、フライホイールの回転数及び回転体の回転数に基づいてクラッチ及びモータを制御する制御部と、を備え、制御部は、車両の減速時に連結状態となるようにクラッチを制御して、車両の減速時における回転体の回転エネルギをフライホイールに伝達させ、車両の加速前に、非連結状態となるようにクラッチを制御すると共にフライホイールの回転数を増加させるようにモータを制御して、車両の加速前にフライホイールの回転エネルギを増加させ、車両の加速時にクラッチを連結状態となるように制御して、フライホイールに蓄えられた回転エネルギを回転体に伝達させる。
【０００７】
このエンジンでは、車両の減速時にクラッチが連結状態とされ、フライホイールに回転体の回転エネルギが蓄えられる。そして、車両の加速前に、クラッチが非連結状態とされると共にモータによりフライホイールの回転数が増加され、フライホイールの回転エネルギが増加される。これにより、車両の加速時には、フライホイールに蓄えられて更に増加された当該回転エネルギを利用して、ターボチャージャの駆動を補助できる。その結果、車両が減速した後の再加速の間におけるターボラグを低減できる。
【０００８】
本発明に係るエンジンでは、制御部は、車両の加速前に、フライホイールの回転エネルギと回転体の回転エネルギとの差に基づいて残余回転エネルギを算出し、残余回転エネルギが設定閾値よりも小さい場合、フライホイールの回転数を増加させるようにモータを制御してもよい。この場合、残余回転エネルギが小さいと、フライホイールに蓄えられる回転エネルギが増加されるため、ターボラグを確実に低減することが可能となる。
【０００９】
本発明に係るエンジンでは、制御部は、車両の加速前に、フライホイールの回転エネルギを漸増させるようにモータを制御し、車両の加速時には、モータの制御を行わなくてもよい。車両の加速時における過給圧上昇の遅延を回避するためには、例えばターボチャージャの駆動をモータで直接補助することも考えられるが、この場合、モータの回転数を急増させることが要されるため、モータに突入電流が生じるおそれがある。この点、本発明に係るエンジンでは、車両の加速時にモータの制御を行わないようにすると共に、車両の加速前に予めフライホイールの回転エネルギを漸増させることで、モータに突入電流が発生することを抑制できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車両が減速した後の再加速の間におけるターボラグを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係るエンジンを示す概略構成図である。
【図２】本実施形態に係るエンジンの要部を示す概略構成図である。
【図３】（ａ）は、減速時におけるＥＣＵの処理の一例を示すフローチャートである。（ｂ）は、加速前及び加速時におけるＥＣＵの処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は、減速時における連結回収制御の一例を示すフローチャートである。（ｂ）は、加速時における連結発進制御の一例を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は、本実施形態に係るエンジンの動作の一例を示すタイミングチャートである。（ｂ）は、本実施形態に係るエンジンの動作の他の例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るエンジンを示す概略構成図である。図１に示すように、エンジン１は、例えば車両Ｖに搭載され、車両Ｖの駆動用として用いられる。適用される車両Ｖとしては、例えばバスやトラック等の商用車が挙げられる。なお、車両Ｖは、特に限定されるものではなく、例えば大型車両や中型車両、普通乗用車、小型車両又は軽車両等の何れであってもよい。
【００１４】
エンジン１は、図示する例では、直列に６つのシリンダ（気筒）１０を有する直列６気筒のディーゼルエンジンとされている。エンジン１は、各シリンダ１０に空気を分配して供給するインテークマニホールド１１と、各シリンダ１０から排気された排気ガスを合流させるエキゾーストマニホールド１２と、を有している。
【００１５】
インテークマニホールド１１の上流側（吸気側）には、インタークーラ１３と、エアクリーナ１４とが設けられている。一方、エキゾーストマニホールド１２の下流側（排気側）には、ＤＰＦ触媒１５と、ＳＣＲ触媒１６とが設けられている。エンジン１は、ターボチャージャ２０と、制御部としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０と、を備えている。
【００１６】
ターボチャージャ２０は、タービンハウジング２０ａ及びコンプレッサハウジング２０ｂを有する。タービンハウジング２０ａは、エキゾーストマニホールド１２とＤＰＦ触媒１５との間に接続されている。コンプレッサハウジング２０ｂは、インタークーラ１３とエアクリーナ１４との間に接続されている。
【００１７】
ターボチャージャ２０は、タービン２１、コンプレッサ２２及びタービンシャフト２３を有している（図２参照）。タービン２１は、タービンハウジング２０ａの内部に設けられ、エキゾーストマニホールド１２から導かれた排気ガスの圧力で回転される。コンプレッサ２２は、コンプレッサハウジング２０ｂの内部に設けられ、タービンシャフト２３を介してタービン２１と同軸で回転されて、空気を圧縮してインタークーラ１３へ送出する。すなわち、ここでのタービン２１、コンプレッサ２２及びタービンシャフト２３は、同軸で回転可能な回転体Ｒを構成する。
【００１８】
以上のように構成されたエンジン１では、その吸気側において、まず空気がエアクリーナ１４により清浄化され、コンプレッサハウジング２０ｂに流入され、コンプレッサ２２で圧縮される。コンプレッサ２２で圧縮された空気は、インタークーラ１３で冷却された後、インテークマニホールド１１を介して各シリンダ１０に適宜吸気される。
【００１９】
一方、エンジン１の排気側においては、まず、排気ガスがエキゾーストマニホールド１２からタービンハウジング２０ａに流入され、流入された排気ガスがタービン２１を回転させる。タービン２１を回転させた排気ガスは、ＤＰＦ触媒１５に導入され、例えば排気ガス中の粒子状物質が除去されて浄化される。ＤＰＦ触媒１５から導出された排気ガスは、ＳＣＲ触媒１６に導入され、例えば排気ガス中の窒素酸化物が還元されて浄化された後、マフラ（図示せず）から車外に排気される。
【００２０】
図２は、本実施形態に係るエンジンの要部を示す概略構成図である。図２に示すように、エンジン１は、フライホイール２４と、フライホイール回転センサ２５と、タービン回転センサ２６と、クラッチ２７と、モータ２８と、ＥＣＵ３０と、車速センサ３１と、アクセルセンサ３２と、を備えている。
【００２１】
フライホイール２４は、回転可能に軸支されており、例えばクラッチ２７を介して回転体Ｒの動力が伝達され、回転体Ｒの回転エネルギを蓄える。フライホイール２４としては、例えば鉄製の円盤等が採用されてもよい。フライホイール２４には、当該フライホイール２４の回転数を検出するフライホイール回転センサ２５（第１回転センサ）が取り付けられている。フライホイール回転センサ２５は、フライホイール２４の回転数ＮＦＷを検出する。フライホイール回転センサ２５は、例えばフライホイール２４の軸の回転数を検出するように取り付けられてもよい。フライホイール回転センサ２５は、フライホイール２４の回転数ＮＦＷの検出値をＥＣＵ３０に出力する。
【００２２】
タービン回転センサ２６（第２回転センサ）は、タービンシャフト２３（回転体Ｒ）の回転数（以下、「タービン２１の回転数ＮＴ」ともいう）を検出する。タービン回転センサ２６は、例えばターボチャージャ２０におけるタービンシャフト２３の回転数を検出するように取り付けられてもよい。タービン回転センサ２６は、タービン２１の回転数ＮＴの検出値をＥＣＵ３０に出力する。
【００２３】
クラッチ２７は、回転体Ｒ及びフライホイール２４における連結状態と非連結状態とを切り替える。なお、以下の説明では、回転体Ｒ及びフライホイール２４における連結状態を、単にクラッチ２７の連結状態とも称し、回転体Ｒ及びフライホイール２４における非連結状態とを、単にクラッチ２７の非連結状態とも称する。
【００２４】
クラッチ２７としては、例えばクラッチディスクを有する多板式クラッチが用いられる。クラッチ２７は、ＥＣＵ３０に電気的に接続されている。クラッチ２７では、例えば図示しないアクチュエータがＥＣＵ３０により制御されて、その連結状態と非連結状態とが切り替えられる。
【００２５】
具体的には、クラッチ２７では、例えば、クラッチストロークＳ（ｔ）がアクチュエータにより初期値Ｓ０とされて非連結状態とされ、クラッチストロークＳ（ｔ）がストローク増分ΔＳずつ増加されて、連結状態に切り替えられる。ストローク増分ΔＳは、クラッチ２７を非連結状態から連結状態へ移行させる処理（クラッチ２７の連結処理）のためのクラッチストロークＳ（ｔ）の変化量である。クラッチ２７では、例えば非連結状態から連結状態へ移行される際、半クラッチ状態となって、フライホイール２４の回転数ＮＦＷとタービン２１の回転数ＮＴとが異なる状態で動力の伝達が可能であってもよい。
【００２６】
モータ２８は、例えばフライホイール２４に対してクラッチ２７とは反対側に連結され、フライホイール２４を回転駆動する。モータ２８は、例えばフライホイール２４を駆動することでフライホイール２４の回転数を増加させ、フライホイール２４の回転エネルギを増加させる。モータ２８は、ＥＣＵ３０に電気的に接続されており、その動作がＥＣＵ３０により制御される。
【００２７】
ＥＣＵ３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む電子制御ユニットである。ＥＣＵ３０は、フライホイール２４の回転数ＮＦＷ及びタービン２１の回転数ＮＴに基づいてクラッチ２７及びモータ２８を制御する。具体的には、ＥＣＵ３０は、車両Ｖの減速時に連結状態となるようにクラッチ２７を制御して、車両Ｖの減速時における回転体Ｒの回転エネルギをフライホイール２４に伝達させる。また、ＥＣＵ３０は、車両Ｖの加速前に、非連結状態となるようにクラッチ２７を制御すると共にフライホイール２４の回転数ＮＦＷを増加させるようにモータ２８を制御して、車両Ｖのフライホイール２４の回転エネルギを増加させる。また、ＥＣＵ３０は、車両Ｖの加速時（例えば、後述の加速開始時点）にクラッチ２７を連結状態となるように制御して、フライホイール２４に蓄えられた回転エネルギを回転体Ｒに伝達させる。
【００２８】
車速センサ３１は、例えば車両Ｖの車軸（図示せず）に設けられ、車両Ｖの車速Ｖｈを検出する。アクセルセンサ３２は、例えば車両Ｖの車室内における運転席の足元に設けられたアクセルペダルに取り付けられている。アクセルセンサ３２は、車両Ｖの運転者によるアクセルペダルの開度ＡＣＣを検出する。車速センサ３１及びアクセルセンサ３２は、ＥＣＵ３０に電気的に接続されており、検出値をＥＣＵ３０に出力する。
【００２９】
次に、上記エンジン１において実施される減速時、加速前、加速時における各処理について、図３〜図５を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、「加速前」は、車両Ｖが減速した後に再加速を開始する前の期間を意味する。「加速開始時点」は、車両Ｖの加速時であって、車両Ｖが減速した後に再加速を開始した時点（「加速前」から「加速時」に移行した時点）を意味する。「加速の間」は、車両Ｖの加速時であって、「加速開始時点」以後において車両Ｖが再加速している期間を意味する。
【００３０】
［減速時に係る処理］
図３（ａ）は、減速時におけるＥＣＵの処理の一例を示すフローチャートである。図３（ａ）に示すように、まず、車速センサ３１により、車両Ｖの車速Ｖｈが検出される（Ｓ１）。続いて、ＥＣＵ３０により、車速Ｖｈが設定車速ＶＤよりも小さいか否かが判定される（Ｓ２）。設定車速ＶＤは、車両Ｖが減速中であるか否かを判定するための閾値であり、例えば車両Ｖの車速Ｖｈ等の使用条件、大型車両か中型車両かで異なる車両重量等に応じて適宜設定することができる。
【００３１】
上記Ｓ２において、車速Ｖｈが設定車速ＶＤ以上であると判定された場合、そのまま処理が終了される。一方、上記Ｓ２において、車速Ｖｈが設定車速ＶＤよりも小さいと判定された場合、ＥＣＵ３０により、車両Ｖの運転者による減速の意思が検出される（Ｓ３）。続いて、減速の意思があるか否かが判定される（Ｓ４）。ここでの減速の意思としては、例えばアクセルセンサ３２の検出値に基づいてアクセルペダルのストロークの変化速度ΔＡＣＣ（以下、単に「変化速度ΔＡＣＣ」ともいう）が算出され、変化速度ΔＡＣＣが設定変化速度ΔＡＣＣＤよりも小さい場合、減速の意思あると判定される手法が含まれる。なお、減速の意思としては、その他種々の公知の手段を用いてもよい。
【００３２】
上記Ｓ４において、減速の意思がないと判定された場合、そのまま処理が終了される。一方、上記Ｓ４において、減速の意思があると判定された場合、ＥＣＵ３０により、回転体Ｒの回転エネルギを回収するための連結制御が実施される（Ｓ５）。具体的には、図４（ａ）に示す処理が実施される。
【００３３】
図４（ａ）は、減速時における連結回収制御の一例を示すフローチャートである。図４（ａ）に示すように、アクチュエータにより、クラッチ２７が非連結状態に初期化される（Ｓ６）。上記Ｓ６では、例えばクラッチストロークＳ（ｔ）が初期値Ｓ０とされて非連結状態とされる。続いて、アクチュエータにより、クラッチ２７が連結状態に移行される（Ｓ７）。上記Ｓ７では、例えばクラッチストロークＳ（ｔ）がストローク増分ΔＳずつ増加されて、クラッチ２７が連結状態に切り替えられる。
【００３４】
続いて、フライホイール回転センサ２５によりフライホイール２４の回転数ＮＦＷが検出され、タービン回転センサ２６によりタービン２１の回転数ＮＴが検出される（Ｓ８）。続いて、ＥＣＵ３０により下式（１）に従って回転速度差ΔＮが算出される（Ｓ９）。
ΔＮ＝ＮＦＷ−ＮＴ  …（１）
【００３５】
続いて、ＥＣＵ３０により、回転速度差ΔＮが設定閾値ΔＮＤよりも大きいか否かが判定される（Ｓ１０）。設定閾値ΔＮＤは、上記連結回収制御を終了させるか否かを判定するための閾値である。設定閾値ΔＮＤは、例えば０ｒｐｍ以下が好ましく、ここでは０ｒｐｍとされている。
【００３６】
上記Ｓ１０において、回転速度差ΔＮが設定閾値ΔＮＤ以下であると判定された場合、上記Ｓ７へ移行され、クラッチ２７の上記連結処理が継続される。一方、上記Ｓ１０において、回転速度差ΔＮが設定閾値ΔＮＤよりも大きいと判定された場合、アクチュエータにより、クラッチ２７が非連結状態に移行される（Ｓ１１）。そして、回転体Ｒからフライホイール２４への回転エネルギの回収処理が終了される。上記Ｓ１１では、例えばクラッチストロークＳ（ｔ）が初期値Ｓ０とされて非連結状態とされる。
【００３７】
［加速前及び加速時に係る処理］
図３（ｂ）は、加速前及び加速時におけるＥＣＵの処理の一例を示すフローチャートである。図３（ｂ）に示すように、まず、車速センサ３１により、車両Ｖの車速Ｖｈが検出される（Ｓ２０）。続いて、ＥＣＵ３０により、車速Ｖｈが設定車速ＶＡよりも小さいか否かが判定される（Ｓ２１）。設定車速ＶＡは、車両Ｖが減速後且つ加速前であるか否かを判定するための閾値であり、例えば車両Ｖの車速Ｖｈ等の使用条件、大型車両か中型車両かで異なる車両重量等に応じて適宜設定することができる。
【００３８】
上記Ｓ２１において、車速Ｖｈが設定車速ＶＡ以上であると判定された場合、そのまま処理が終了される。一方、上記Ｓ２１において、車速Ｖｈが設定車速ＶＡよりも小さいと判定された場合、ＥＣＵ３０により、車両Ｖの運転者による加速の意思が検出される（Ｓ２２）。続いて、加速の意思があるか否かが判定される（Ｓ２３）。ここでの加速の意思としては、例えばアクセルセンサ３２の検出値に基づいて変化速度ΔＡＣＣが算出され、変化速度ΔＡＣＣが設定変化速度ΔＡＣＣＡよりも大きい場合、加速の意思あると判定される手法が含まれる。なお、加速の意思の検出としては、その他種々の公知の手段を用いて検出してもよい。
【００３９】
上記Ｓ２３において、加速の意思がないと判定された場合、そのまま処理が終了される。一方、上記Ｓ２３において、加速の意思があると判定された場合、Ｓ２４へ移行される。なお、上記Ｓ２３において、加速の意思があると判定された場合、例えば下記Ｓ２８の連結発進制御が実施されるまで、加速の意思があるとの当該判定が維持されることもある。
【００４０】
上記Ｓ２４では、フライホイール回転センサ２５によりフライホイール２４の回転数ＮＦＷが検出され、タービン回転センサ２６によりタービン２１の回転数ＮＴが検出される。続いて、ＥＣＵ３０により、下式（２）〜（４）に従って、フライホイール２４の回転エネルギと回転体Ｒの回転エネルギとの差に基づく残余回転エネルギΔＫを算出する（２５）。
ΔＫ＝ＫＦＷ−ＫＴ  …（２）
ＫＦＷ＝１／２×ＩＦＷ×ＮＦＷ２×（２π／６０）２  …（３）
ＫＴ＝１／２×ＩＴ×ＮＴ２×（２π／６０）２  …（４）
但し、    ＫＦＷ：フライホイール２４の回転エネルギ
ＫＴ  ：回転体Ｒの回転エネルギ
ＩＦＷ：フライホイール２４の慣性モーメント
ＩＴ  ：回転体Ｒの慣性モーメント
【００４１】
続いて、ＥＣＵ３０により、残余回転エネルギΔＫが設定閾値ΔＫＡよりも小さいか否かが判定される（Ｓ２６）。設定閾値ΔＫＡは、車両Ｖの加速の間におけるターボラグを低減するために、車両Ｖの加速前にフライホイール２４に予め蓄えておくことが望ましい残余回転エネルギの閾値である。
【００４２】
上記Ｓ２６において、残余回転エネルギΔＫが設定閾値ΔＫＡよりも小さいと判定された場合、ＥＣＵ３０により、フライホイール２４の回転数ＮＦＷが増加されるようにモータ２８が制御されて、フライホイール２４の回転エネルギが増加される（Ｓ２７）。上記Ｓ２７では、ＥＣＵ３０によりフライホイール２４の回転数が増加される際、例えばフライホイール２４の回転エネルギを漸増させるようにモータ２８が制御されてもよい。具体的には、例えばＥＣＵ３０により、フライホイール２４の回転数ＮＦＷよりも回転速度増分ΔＮＭだけ大きいモータ２８の回転数となるように、モータ２８が制御されてもよい。回転速度増分ΔＮＭは、フライホイール２４の回転エネルギを漸増させるためのモータ２８の回転数（回転速度）の時間変化量であり、例えばフライホイール２４の慣性モーメントＩＦＷ、回転体Ｒの慣性モーメントＩＴ等に応じて適宜設定することができる。
【００４３】
一方、上記Ｓ２６において、残余回転エネルギΔＫが設定閾値ΔＫＡ以上であると判定された場合、ＥＣＵ３０により、フライホイール２４に蓄えられた回転エネルギを回転体Ｒに伝達させるための連結発進制御が実施される（Ｓ２８）。具体的には、図４（ｂ）に示す処理が実施される。
【００４４】
図４（ｂ）は、加速時における連結発進制御の一例を示すフローチャートである。図４（ｂ）に示すように、アクチュエータにより、クラッチ２７が非連結状態に初期化される（Ｓ２９）。上記Ｓ２９では、例えばクラッチストロークＳ（ｔ）が初期値Ｓ０とされて非連結状態とされる。続いて、アクチュエータにより、クラッチ２７が連結状態に移行される（Ｓ３０）。上記Ｓ３０では、例えばクラッチストロークＳ（ｔ）がストローク増分ΔＳずつ増加されて、クラッチ２７が連結状態に切り替えられる。
【００４５】
続いて、フライホイール回転センサ２５によりフライホイール２４の回転数ＮＦＷが検出され、タービン回転センサ２６によりタービン２１の回転数ＮＴが検出される（Ｓ３１）。続いて、ＥＣＵ３０により上式（１）に従って回転速度差ΔＮが算出される（Ｓ３２）。
【００４６】
続いて、ＥＣＵ３０により、回転速度差ΔＮが設定閾値ΔＮＡよりも小さいか否かが判定される（Ｓ３３）。設定閾値ΔＮＡは、上記連結発進制御を終了させるか否かを判定するための閾値である。設定閾値ΔＮＡは、例えば０ｒｐｍ以下が好ましく、ここでは０ｒｐｍとされている。
【００４７】
上記Ｓ３３において、回転速度差ΔＮが設定閾値ΔＮＡ以上であると判定された場合、上記Ｓ３０へ移行され、クラッチ２７の上記連結処理が継続される。一方、上記Ｓ３３において、回転速度差ΔＮが設定閾値ΔＮＡよりも小さいと判定された場合、アクチュエータにより、クラッチ２７が非連結状態に移行される（Ｓ３４）。そして、フライホイール２４から回転体Ｒへの回転エネルギの伝達処理が終了される。上記Ｓ３４では、例えばクラッチストロークＳ（ｔ）が初期値Ｓ０とされて非連結状態とされる。
【００４８】
次に、図５（ａ）を参照しつつ、車両Ｖが減速した後の再加速の間におけるエンジン１の動作の一例について説明する。図５（ａ）は、本実施形態に係るエンジンの動作の一例を示すタイミングチャートである。以下の説明では、例えば、走行していた車両Ｖが減速し（時刻ｔ０〜時刻ｔ２）、加速態勢となり（時刻ｔ３〜時刻ｔ４、加速前）、加速を開始し（時刻ｔ４、加速開始時点）、その後引き続き加速する（時刻ｔ４〜時刻ｔ６、加速の間）場合のエンジン１の動作を例示する。なお、ここでの加速態勢とは、例えば車両Ｖの運転者による加速の意思が検出された後、車両Ｖが実際に加速を開始し始める前の状態を意味する。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、時刻ｔ０において、ＥＣＵ３０により、車速Ｖｈが設定車速ＶＤよりも小さいと判定されると共に、車両Ｖの運転者による減速の意思が検出され、上記連結回収制御が開始される。この時刻ｔ１では、例えば車両Ｖが減速へ移行したと考えられるため、時刻ｔ０〜時刻ｔ１は、車両Ｖの減速時に相当する。
【００５０】
時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、上記連結回収制御により、連結状態となるようにクラッチ２７が制御されて、回転体Ｒの回転エネルギがフライホイール２４に伝達され、フライホイール２４の回転エネルギが増加される。これにより、車両Ｖの減速時における回転体Ｒの回転エネルギがフライホイール２４の回転エネルギとして蓄えられる。
【００５１】
時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、タービン２１の回転数ＮＴは減少し、フライホイール２４の回転数ＮＦＷは増加する。上記連結回収制御は、フライホイール２４の回転数ＮＦＷがタービン２１の回転数ＮＴに等しくなるまで継続される。上記連結回収制御は、フライホイール２４の回転数ＮＦＷがタービン２１の回転数ＮＴに等しくなったとＥＣＵ３０により判定された時刻ｔ１において、終了される。時刻ｔ１において、クラッチ２７は非連結状態とされる。
【００５２】
時刻ｔ１〜時刻ｔ２において、例えば車両Ｖの減速に伴う排気ガスの流量低下に伴い、タービン２１の回転数ＮＴは減少する。そして、時刻ｔ２〜時刻ｔ３において、例えばエンジン１がアイドリング状態となり、排気ガスの流量がアイドリング状態に相当する流量で略一定となるのに伴い、タービン２１の回転数ＮＴは略一定で推移する。一方、時刻ｔ１〜時刻ｔ３において、フライホイール２４の回転数ＮＦＷは、例えば略一定で推移する。この場合、車両Ｖの減速時に蓄えられたフライホイール２４の回転エネルギは、略一定で維持される。
【００５３】
次に、時刻ｔ３において、例えば、車速Ｖｈが設定車速ＶＡよりも小さいと判定されると共に、車両Ｖの運転者による加速の意思が検出される。この時刻ｔ３において、車両Ｖが加速態勢となったことから、時刻ｔ３〜時刻ｔ４は、車両Ｖの加速前に相当する。
【００５４】
時刻ｔ３〜時刻ｔ４において、ＥＣＵ３０により非連結状態となるようにクラッチ２７が制御されると共にフライホイール２４の回転数ＮＦＷが回転速度増分ΔＮＭずつ漸増されるようにモータ２８が制御され、フライホイール２４の回転エネルギが増加される。これにより、略一定で維持されていたフライホイール２４の回転エネルギは、車両Ｖの減速時に蓄えられたフライホイール２４の回転エネルギよりも更に増加される。
【００５５】
上記モータ２８の制御は、残余回転エネルギΔＫが設定閾値ΔＫＡよりも小さいとＥＣＵ３０により判定されている間、継続される。上記モータ２８の制御は、残余回転エネルギΔＫが設定閾値ΔＫＡ以上であるとＥＣＵ３０により判定された時刻ｔ４において、終了される。これにより、車両Ｖの加速の間におけるターボラグを低減するために蓄えておくことが望ましい回転エネルギを、車両Ｖの加速前にフライホイール２４に予め蓄えておくことができる。
【００５６】
時刻ｔ４において、上記連結発進制御が開始される。この時刻ｔ４は、例えば車両Ｖが「加速前」から「加速時」に移行した時点と考えられ、車両Ｖの加速開始時点に相当する。時刻ｔ４以降においては、フライホイール２４を駆動する上記モータ２８の制御は行われない。
【００５７】
時刻ｔ４〜時刻ｔ５において、上記連結発進制御により、クラッチ２７が連結状態となるように制御されて、フライホイール２４に蓄えられた回転エネルギが回転体Ｒに伝達され、回転体Ｒの回転エネルギは増加される。これにより、タービン２１の回転数ＮＴが増加され、タービンシャフト２３を介してコンプレッサ２２の回転数が増加されて、コンプレッサ２２が空気を圧縮してインタークーラ１３へ送出することが促進される。この結果、車両Ｖの加速の間におけるターボラグが低減される。
【００５８】
時刻ｔ４〜時刻ｔ５において、フライホイール２４の回転数ＮＦＷは減少する。上記連結発進制御は、フライホイール２４の回転数ＮＦＷがタービン２１の回転数ＮＴに等しくなるまで継続される。上記連結発進制御は、フライホイール２４の回転数ＮＦＷがタービン２１の回転数ＮＴに等しくなったとＥＣＵ３０により判定された時刻ｔ５において、終了される。時刻ｔ５において、クラッチ２７は非連結状態とされる。
【００５９】
時刻ｔ５〜時刻ｔ６において、エンジン１の排気ガスの流量は、例えば車両Ｖの加速に伴って増加される。増加された排気ガスによってタービン２１が回転され、タービン２１の回転数ＮＴが増加される。なお、図５（ａ）で示す例では、時刻ｔ５〜時刻ｔ６において、例えばフライホイール２４の制動機構等が作動され、フライホイール２４の回転数ＮＦＷが減少されて停止される。
【００６０】
以上のように、本実施形態に係るエンジン１では、車両Ｖの減速時にクラッチ２７が連結状態とされ、フライホイール２４に回転体Ｒの回転エネルギが蓄えられる。そして、車両Ｖの加速前に、クラッチ２７が非連結状態とされると共にモータ２８によりフライホイール２４の回転数ＮＦＷが増加され、フライホイール２４の回転エネルギが増加される。これにより、車両Ｖの加速の間には、フライホイール２４に蓄えられて更に増加された当該回転エネルギを利用してターボチャージャ２０の駆動を補助でき、車両Ｖが減速した後の再加速の間におけるターボラグを低減できる。
【００６１】
また、車両Ｖの加速前に、フライホイール２４の回転エネルギと回転体Ｒの回転エネルギとの差に基づいて残余回転エネルギΔＫが算出され、残余回転エネルギΔＫが設定閾値ΔＫＡよりも小さい場合、フライホイール２４の回転数ＮＦＷが増加されるようにモータ２８が制御される。これにより、残余回転エネルギΔＫが小さいと、フライホイール２４に蓄えられる回転エネルギが増加されるため、ターボラグを確実に低減することが可能となる。
【００６２】
ここで、従来、車両Ｖの加速時における過給圧上昇の遅延を回避するためには、例えばターボチャージャ２０の駆動をモータで直接補助することも考えられるが、この場合、モータの回転数を急増させることが要されるため、モータに突入電流が生じるおそれがある。この点、本実施形態に係るエンジン１では、車両Ｖの加速時にモータ２８の制御を行わないようにすると共に、車両Ｖの加速前に予めフライホイール２４の回転エネルギを漸増させることで、モータ２８に突入電流が発生することを抑制できる。
【００６３】
以上、本発明の一側面に係る実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。
【００６４】
例えば、上記実施形態では、加速の意思を検出した場合にモータ２８を制御してフライホイール２４の回転エネルギを増加させたが、これに限られず、車両Ｖの加速前にモータ２８を制御してフライホイール２４の回転エネルギを増加させればよい。例えば、図５（ｂ）に示すように、上記連結回収制御が終了した後に引き続いて、モータ２８を制御してフライホイール２４の回転エネルギを増加させてもよい。図５（ｂ）の例では、時刻ｔ１〜ｔ３において、ＥＣＵ３０により非連結状態となるようにクラッチ２７が制御されると共にフライホイール２４の回転数ＮＦＷが回転速度増分ΔＮＭずつ漸増されるようにモータ２８が制御され、フライホイール２４の回転エネルギが増加される。時刻ｔ３〜ｔ４において、フライホイール２４の回転数ＮＦＷは、例えば略一定で推移する。この場合、車両Ｖの減速時に蓄えられ、車両Ｖの加速前に更に増加されたフライホイール２４の回転エネルギは、略一定で維持される。
【００６５】
上記実施形態では、回転体Ｒと、フライホイール２４、クラッチ２７及びモータ２８とが略平行に配置され、歯車を介して動力を伝達していたが、フライホイール２４、クラッチ２７及びモータ２８の配置が限定されるものではない。例えば、フライホイール２４、クラッチ２７及びモータ２８が、タービン２１及びコンプレッサ２２の間においてタービンシャフト２３と同軸に配置されてもよいし、また例えば、タービン２１又はコンプレッサ２２を貫くようにタービンシャフト２３を延長し、延長されたタービンシャフト２３においてタービンシャフト２３と同軸に配置されてもよい。
【００６６】
上記実施形態では、車両Ｖの加速開始時点（時刻ｔ４）において上記連結発進制御を開始したが、これに限られず、例えば加速開始時点の所定時間経過後における車両Ｖの加速中に、上記連結発進制御を開始してもよい。要は、車両Ｖの加速時においてクラッチ２７を連結状態となるように制御すればよい。
【符号の説明】
【００６７】
１…エンジン、２０…ターボチャージャ、２１…タービン（回転体）、２２…コンプレッサ（回転体）、２３…タービンシャフト（回転体）、２４…フライホイール、２５…フライホイール回転センサ（第１回転センサ）、２６…タービン回転センサ（第２回転センサ）、２７…クラッチ、２８…モータ、３０…ＥＣＵ（制御部）、Ｖ…車両。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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