(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用エンジンの吸気通路又は排気通路を開閉可能な開閉弁と、同エンジンの吸排気の流れにより発電可能な発電機とを備えた車両用エンジンシステムに適用され、
車両の減速時に目標とする減速度を実現するべく、エンジンブレーキにより車両に伝達される制動力を前記開閉弁の開閉制御によって調整する制御装置であって、
エンジンブレーキ中に前記発電機の発電を許可する発電許可手段と、
前記許可手段により発電が許可された場合に、前記発電機の発電の状態を制御する発電制御手段と、
前記発電機の発電に伴う前記制動力の増加分を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出した制動力の増加分を相殺するように、前記開閉弁を開側に制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする車両用エンジンシステムの制御装置。
【請求項２】
排気動力により吸入空気を過給する過給機と、電動機により前記過給機の動力をアシストする動力アシスト装置とを備えた車両用エンジンシステムに適用され、
前記発電機は、排気動力により発電可能な前記電動機であることを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンシステムの制御装置。
【請求項３】
前記過給機として可動ベーンを開閉することによりノズル開度を調整可能な可変ノズル式ターボチャージャを用いた車両用エンジンシステムに適用され、
前記許可手段により発電が許可された場合に、排気動力による前記発電機の回転速度が高くなるように前記可動ベーンを制御する手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の車両用エンジンシステムの制御装置。
【請求項４】
排気の一部を吸気系に環流するために吸気通路と排気通路とを連通する連通路と、同連通路において排気の環流量を調整するための調整弁とを備えた車両用エンジンシステムに適用され、
前記許可手段により発電が許可された場合に、前記調整弁を閉側に制御する手段を備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用エンジンシステムの制御装置。
【請求項５】
前記開閉弁は、吸気通路を開閉可能なスロットルバルブであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用エンジンシステムの制御装置。
【請求項６】
前記発電許可手段は、エンジンブレーキ中であり且つ前記車両用エンジンに燃料を供給していない場合に、前記発電機の発電を許可することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用エンジンシステムの制御装置。
【請求項７】
前記発電機の発電量と同発電機の発電に伴い前記車両に伝達される制動力との関係を予め規定しておき、前記算出手段は、前記予め規定した関係に基づき前記発電機の発電量から同発電機の発電により前記車両に伝達される制動力を算出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車両用エンジンシステムの制御装置。
【請求項８】
前記発電機により発電可能な最大発電量を算出する手段と、
前記発電可能な最大発電量をなまし処理して目標発電量を算出する手段と、
を備え、
前記発電制御手段は、前記目標発電量に基づいて前記発電機の発電の状態を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の車両用エンジンシステムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸排気の流れにより発電可能な発電機を備えた車両用エンジンシステムに適用される制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気動力を用いて吸入空気を過給する過給機としてターボチャージャが一般に知られている。近年では、ターボチャージャの回転軸に電動機を取り付け、内燃機関の運転状態に応じてターボチャージャの動力をアシストする電動ターボチャージャが開発されている。この場合、電動機による動力アシストを実施することで、ターボチャージャの過給が助勢され過給効果が向上する。そして、この種の電動ターボチャージャにおいては、電動機により発電を行うことにより、排気が有するエネルギの一部を電気エネルギとして回収することが可能である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
さて、かかる発電をエンジンブレーキ中に行うことが考えられる。すなわちエンジンブレーキ中には、車両が有する運動エネルギによってエンジンが駆動されることによって吸排気の流れが生じるため、燃料の消費を抑えつつ発電を行うことができる。しかしながら、エンジンブレーキ中に発電を行う場合には、次のような問題が生じる。要するに、発電時には、過給機が負荷となって排気の流れが妨げられるため、いわゆる排気ブレーキ効果が生じてポンピングロスが増加し、車両に伝達される制動力が大きくなる。その結果、車両の減速度が変化するおそれがあり、ひいてはドライビングフィーリングが悪化するおそれがある。この問題に対して発電量を制限して車両に伝達される制動力を抑制することが考えられるが、その場合であっても減速度が変化することは避けられない。また、発電量が制限されることにより、発電量が低下する問題が生じる。
【０００４】
この他、車両における消費電力が増加した場合などに、燃料を消費してエンジンを駆動させ、それに伴い増加する排気によって電動ターボチャージャの電動機による発電を行うことが考えられる。しかし、燃料を消費してエンジンを駆動させる場合には、車両に通常装備されるオルタネータを用いた方がその燃料の消費によって生じるエネルギを高効率で回収できる。このため、燃料の消費量を増加させてまで電動ターボチャージャの電動機による発電量を増大させることは、メリットが少ない又は全くないという問題がある。
【０００５】
これらの問題は、電動ターボチャージャに限らず、吸排気の流れにより発電可能な発電機を備えた構成において同様に生じる。
【特許文献１】特開平９−２５８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、吸排気の流れにより発電可能な発電機を備えた車両用エンジンシステムにおいて、車両の減速に際し、目標とする減速度を実現しつつ発電量を増大させることのできる制御装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について説明する。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、車両用エンジンの吸気通路又は排気通路を開閉可能な開閉弁と、同エンジンの吸排気の流れにより発電可能な発電機とを備えた車両用エンジンシステムに適用されることを前提としている。そして、車両の減速時に目標とする減速度を実現するべく、エンジンブレーキにより車両に伝達される制動力を開閉弁の開閉制御によって調整する。ここで、エンジンブレーキ中に発電機の発電を許可することとし、発電が許可された場合に発電機の発電の状態を制御する。また、発電機の発電に伴う制動力の増加分を算出し、その制動力の増加分を相殺するように、開閉弁を開側に制御する。
【０００９】
上記構成によれば、エンジンブレーキ中に発電機により発電が行われ、吸排気が有するエネルギが電気エネルギとして回収される。このとき、開閉弁が開側に制御されることにより、発電に伴って増加する制動力分が相殺され、目標とする減速度が実現される。
【００１０】
また、吸気通路又は排気通路を開閉可能な開閉弁が開側に制御されることから、ポンピングロスとして消費されるエネルギ量が減少し、発電機により回収可能なエネルギ量が増大する。この場合、吸排気量が減少することはなく、発電に必要な吸排気の流れが確保される。むしろ吸排気量は増大するため、発電量の増大が見込まれる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、排気動力により吸入空気を過給する過給機と、電動機により過給機の動力をアシストする動力アシスト装置とを備えた車両用エンジンシステムに適用されることを前提とし、動力アシスト装置の電動機が排気動力により発電することを特徴とする。
【００１２】
上記車両エンジンシステムにおいては、排気動力（すなわち排気の流れ）により過給機が駆動され、吸入空気の過給が行われる。そして、車両の加速時等に動力アシスト装置を用いて過給機の動力をアシストすることにより、過給効果の向上を図ることができる。このような車両用エンジンシステムにおいては、吸入空気の過給を必要としない車両の減速時などに際し、排気動力が余剰エネルギとなる。そのため、動力アシスト装置の電動機を発電機として用いることにより、その余剰エネルギを電気エネルギとして回収することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、過給機として可動ベーンを開閉することによりノズル開度を調整可能な可変ノズル式ターボチャージャを用いた車両用エンジンシステムに適用され、発電が許可された場合に、排気動力による前記発電機の回転速度が高くなるように前記可動ベーンを制御する。
【００１４】
通常発電機の発電量は、その発電機の回転速度が高いほど大きくなる。上記構成によれば、可動ベーンの制御に伴い発電機の回転速度が高められるため、同発電機の発電量が増加する。
【００１５】
なお、発電量の増大を目的として開閉弁を開閉制御することなく単に可動ベーン（ノズル開度）を制御するだけでは次の問題が生じるおそれがある。すなわち、可動ベーンが制御されてノズル開度が絞られると、排気流速が早くなって発電機の回転速度が高められるものの、排気圧力が高くなる。その結果、ポンピングロスが大きくなり、車両に伝達される制動力が増加して減速度が変化するとともに、発電機にて回収可能なエネルギが減少するおそれがある。この点、本発明によれば、開閉弁の開閉制御により発電に伴い車両に伝達される制動力が相殺されるため、減速度の変化が抑制されつつ、発電量が増大する。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、排気の一部を吸気系に環流するために吸気通路と排気通路とを連通する連通路と、同連通路において排気の環流量を調整するための調整弁とを有するいわゆるＥＧＲシステムを備えた車両用エンジンシステムに適用され、発電が許可された場合に、開閉弁の開閉制御とは別に、調整弁を閉側に制御する。
【００１７】
上記構成によれば、排気の還流量を調整する調整弁が閉側に制御され、吸気系に環流される排気量が減少する又はゼロになる。このため、調整弁が開かれたままの場合に比べ、排気通路を流れる排気流量が増加し、その結果発電量が増大する。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、開閉弁として吸気通路を開閉可能なスロットルバルブを備えたことを特徴とする。
【００１９】
吸気通路を開閉するスロットルバルブは、ポンピングロスの要因であり、その開度を調整することでポンピングロスの大きさが変化して、車両に伝達される制動力が調整される。このとき、スロットルバルブの開度が全閉状態である場合に車両に伝達される制動力が最大になり、その開度が開側になるにつれその制動力は小さくなる。そこで、発電機の発電を行う場合に、開閉弁としてスロットルバルブを開側に制御すると良い。これにより、ポンピングロスとして消費されるエネルギ量が減少するため、発電機により回収可能なエネルギ量が増大する。また、ポンピングロスが低下することにより、エンジンの充填効率が向上して吸排気量が増加するため、発電機の発電量が増大する。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、エンジンブレーキ中であり且つ車両用エンジンに燃料を供給していない場合に、発電機の発電を許可する。すなわち、燃料を供給していない場合に発電機による発電を行うことにより、燃費悪化が防止される。
【００２１】
請求項７に記載の発明では、発電機の発電量と同発電機の発電に伴い車両に伝達される制動力との関係を予め規定しておき、その予め規定した関係に基づいて発電機の発電量から同発電機の発電により車両に伝達される制動力を算出する。
【００２２】
電動機の発電により吸排気の流れが妨げられる度合いはその発電量に応じて変化するため、その関係を予め規定しておくと良い。かかる関係を用いることにより、発電量から発電に伴い車両に伝達される制動力を容易に算出することができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明では、発電機により発電可能な最大発電量をなまし処理して目標発電量を算出し、その目標発電量に基づいて発電機の発電の状態を制御する。
【００２４】
発電開始直後より発電可能な最大発電量にて発電を行わせると、発電に伴い車両に伝達される制動力が急変し、開閉弁の開閉制御による制動力の相殺が間に合わないおそれがある。そしてその結果、減速度が変化して、トルクショックが発生するおそれがある。
【００２５】
この点、本発明によれば、発電可能な最大発電量をなまし処理して求めた目標発電量に従って発電が行われることにより、発電量は除変してその発電に伴い車両に伝達される制動力が急変することはなく、トルクショックの発生が回避される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、車載多気筒ディーゼルエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものであり、当該制御システムのエンジンには過給機として電動アシスト式のターボチャージャが設けられている。先ずは、図１を用いてエンジン制御システムの全体概略構成図を説明する。
【００２７】
図１に示すエンジン１０において、エンジン本体１１にはインジェクタ１２が気筒ごとに設けられている。インジェクタ１２には、コモンレール１３から高圧燃料が供給され、インジェクタ１２の開弁動作に伴いインジェクタ噴口部から各気筒に直接燃料が噴射供給される。なお図示は省略するが、コモンレール１３に対しては高圧ポンプから高圧燃料が給送され、それに伴いコモンレール１３内は所定の高圧状態に保持されるようになっている。
【００２８】
エンジン本体１１には、吸気管（マニホールド部分を含む）１４と排気管（マニホールド部分を含む）１５とが接続されている。吸気管１４には、スロットルバルブ１６ａを有するスロットルアクチュエータ１６が設けられている。かかるスロットルアクチュエータ１６によりスロットルバルブ１６ａが開閉されることで吸入空気量が調整される。
【００２９】
吸気管１４のスロットルバルブ１６ａの下流部と排気管１５とは、ＥＧＲ通路１７により接続されている。このＥＧＲ通路１７を通じて排気の一部を吸気系に循環させることにより、燃焼温度が低下し、ＮＯｘの発生が抑制される。ＥＧＲ通路１７には、循環される排気を冷却するためのＥＧＲクーラ１８が設けられるとともに、同ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ弁１９が設けられている。この場合、前述したスロットルバルブ１６ａの開度と及びＥＧＲ弁１９の開度とをそれぞれ調整することで排気の循環量が調整される。
【００３０】
また、本エンジン制御システムには、ターボチャージャ２１が設けられている。ターボチャージャ２１は、吸気管１４に設けられたコンプレッサインペラ２２と、排気管１５に設けられたタービンホイール２３とを有しており、それらはシャフト２４により連結されている。ターボチャージャ２１のシャフト２４には、発電機及び動力アシスト装置としての電動機２５が設けられている。かかるターボチャージャ２１では、コンプレッサインペラ２２が排気管１５を流れる排気によって回転し、その回転力がシャフト２４を介してコンプレッサインペラ２２に伝達される。そして、コンプレッサインペラ２２により、吸気管１４内を流れる吸入空気が圧縮されて過給が行われる。ターボチャージャ２１にて過給された空気は、インタークーラ２６によって冷却された後、吸気管１４の下流側に給送される。
【００３１】
ターボチャージャ２１は、タービンホイール２３の入口の流路断面積を変更可能な可変ノズル式のターボチャージャである。かかる構成を簡単に説明すると、タービンホイール２３の入口部には複数の可動ベーン２７が配置されている（図１には模式的に示している）。そして、その可動ベーン２７の傾きを変更して可変ノズルの開口面積（ノズル開度）を変化させることにより、タービンホイール２３の入口の流路断面積を変更することができる。すなわち、ノズル開度を調節することによりタービンホイール２３に流れ込む排気流速が調整され、ターボチャージャ２１の過給動作が制御される。
【００３２】
吸気管１４においてコンプレッサインペラ２２の上流側には、エアクリーナ２８が設けられており、その下流側には吸入空気量を検出するエアフロメータ（図示略）が設けられている。また、排気管１５においてタービンホイール２３よりも下流側には、排気浄化装置としてのＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）２９が設置されており、このＤＰＦ２９によって排気中のＰＭ（パティキュレートマター）が捕集される。
【００３３】
図示は略すが、エンジン１０のクランク軸の回転はクラッチ及び変速機を介してドライブシャフトに伝達される。そして、そのドライブシャフトの回転によって車輪が回転するようになっている。
【００３４】
エンジンＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主体として構成されており、エンジンＥＣＵ３０には、エンジン１０のクランク軸の回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサ３１、ドライバによるアクセル操作量を検出するためのアクセル開度センサ３２、クラッチの接続状況を検出するクラッチＳＷ３３などの各種センサから検出信号が逐次入力される。そして、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン回転速度やアクセル操作量等のエンジン運転情報に基づいてスロットルアクチュエータ１６等を適宜制御する。
【００３５】
本エンジン制御システムにおいては、いわゆるトルクベース制御による燃料噴射量制御を実施することとしており、エンジン１０で生じるトルクを基準にして燃料噴射量を目標値に制御する。簡単に説明すると、エンジンＥＣＵ３０は、アクセル開度センサ３２の検出信号に基づいて目標トルク（要求トルク）を演算すると共に該目標トルクを満足する目標燃料噴射量を演算し、その目標燃料噴射量に基づく制御指令信号によりインジェクタ１２の駆動を制御する。
【００３６】
ここで、エンジンＥＣＵ３０は、トルクベース制御に連動してターボチャージャ２１の電動機２５の駆動量を決定する。すなわち、車両加速時においてターボチャージャ２１にアシスト動力（補助動力）を付加することにより、ターボチャージャ２１の過給効果を助勢して所望の過給圧がいち早く得られるようにしている。具体的には、エンジンＥＣＵ３０は、目標トルクに応じて算出される目標燃料噴射量や目標過給圧を基に目標とするアシスト動力や動力アシストタイミングなどを演算し、それら演算結果に基づく駆動指令信号をモータＥＣＵ４０に出力する。モータＥＣＵ４０はＥＣＵ電力変換ユニット４１を有しており、この電力変換ユニット４１は車載バッテリ４２と接続されている。かかるモータＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ３０から駆動指令信号を入力すると、モータ効率等を反映する所定の演算処理を行う。そして、その演算結果に応じて電力変換ユニット４１を操作して、電動機２５への供給電力を制御する。
【００３７】
また、本エンジン制御システムでは、高回転域などにおいて排気が余剰エネルギを有している場合に、電動機２５による発電を行い、その余剰エネルギを電気エネルギとして回収（回生）する。このとき、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン運転状態に基づいて電動機２５による発電量を決定し、その発電量に基づく発電指令信号をモータＥＣＵ４０に出力する。モータＥＣＵ４０は、入力した発電指令信号に応じて電力変換ユニット４１を操作し、電動機２５の発電量を調整しつつバッテリ４２の充電を行う。
【００３８】
さて本実施の形態では、特に、車両の減速に際し車輪の回転力によりエンジン１０のクランク軸が回転される場合に、すなわちエンジンブレーキ中に、電動機２５による発電を行う。要するに、燃料の消費が抑えられつつ吸排気の流れを生じる場合に、電動機２５による発電を行ってエネルギの回収を図る。また、電動機２５による発電時には、その発電量を増加させるべく、ＥＧＲ弁１９の開度を全閉位置にして排気量の増加を図るとともに、ノズル開度（可動ベーン２７の傾き）を調整してタービン効率が最も良くなるようにする。具体的にかかるノズル開度の調整では、可動ベーン２７を制御してノズル開度を絞り状態とすることによって排気流速を増加させ、タービンホイール２３の回転速度、つまりシャフト２４の回転速度の増大を図る。
【００３９】
ところで、電動機２５による発電時には、シャフト２４に制動力が働くため、タービンホイール２３の回転が抑制され、排気の流れが妨げられる。すると、排気圧力が大きくなり、ポンピングロスが大きくなることによって車両に伝達される制動力が増加する（いわゆる排気ブレーキ効果）。このため、車両の減速度が変化するおそれがある。図２は、電動機２５の発電量とその発電に伴う制動力の増加分との関係を示すものである。図２に示されるように、発電量が増加するほど制動力の増加分は大きくなる。
【００４０】
そこで、本実施の形態では、図２の関係に基づいて電動機２５の発電に伴う制動力の増加分を算出し、その制動力の増加分を相殺するようにスロットル開度（スロットルバルブ１６ａの開度）を決定する。図３は、スロットル開度とそのスロットル開度に応じて車両に伝達される制動力分を示すものである。すなわち、図３に示すように、スロットル開度が開側になるほど車両に伝達される制動力分は小さくなる。これは、スロットル開度が開側であるほど吸気抵抗が小さくなりポンピングロスが小さくなるためである。また、同じスロットル開度においては、エンジン回転速度が大きいほど車両に伝達される制動力分は大きくなる。
【００４１】
一例として目標とする制動力が３０［Ｎｍ］、電動機２５による発電量が５００［Ｗ］である場合を想定する。この場合、図２に示される電動機２５の発電量と制動力の増加分との関係から、発電に伴う制動力の増加分が１０［Ｎｍ］と求まる。そして、スロットル開度の調整による制動力分を３０−１０＝２０［Ｎｍ］とするべく、図３に示されるスロットル開度と制動力分との関係からスロットル開度が３０％と決まる。
【００４２】
次に、ＥＣＵ３０によるエンジンブレーキ中の発電の状態を制御する発電制御処理の流れを図４のフローチャートに基づいて説明する。かかる発電制御処理は、例えば４ミリ秒毎に実行される。
【００４３】
先ずステップＳ１０１では、所定の発電条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、燃料噴射量がゼロであり、アクセルオフ中、ギアが接続された状態且つエンジン回転速度がアイドル回転速度以上である場合に、発電条件が成立していると判定する。発電条件が成立している場合にはステップＳ１０２に移行し、同発電条件が成立していない場合にはそのまま本発電制御処理を終了する。
【００４４】
ステップＳ１０２では、ノズル開度及びＥＧＲ弁１９の開度をそれぞれ設定する。詳しくは、ノズル開度をタービン効率が最も良くなるような開度（本実施の形態では全閉位置）に設定するとともに、ＥＧＲ弁１９の開度を全閉位置に設定する。これにより、別途処理される可変ノズル開閉処理及びＥＧＲ弁開閉処理（説明は省略する）において、可動ベーン２７及びＥＧＲ弁１９が開閉制御される。
【００４５】
ステップＳ１０３では、現在の運転状態に基づいて電動機２５による発電量を決定する。かかる発電量は、図５に示すターボチャージャ２１のシャフト２４の回転速度との関係に基づいて決定する。シャフト２４の回転速度は、エンジン回転速度、吸入空気の充填効率及び燃料噴射量等に基づいて排気流量を算出し、タービンホイール２３の機械効率を反映して求める。また、発電条件が成立した直後に発電可能な最大電力を発電するとターボチャージャ２１による過給状態が大きく変動し、トルクショックを生じるおそれがある。このため、発電量が徐々に変化するようになまし処理を適用する。そしてステップＳ１０４において、なまし処理後の発電量に応じた発電指令信号をモータＥＣＵ４０に出力する。
【００４６】
ステップＳ１０５では、アクセル開度の変化量等に応じて目標とする減速度を算出するとともに、車両に伝達する目標制動力を算出する。続いてステップＳ１０６では、電動機２５の発電に伴う制動力の増加分を算出する。そして、ステップＳ１０７では、それら目標制動力と、発電に伴う制動力の増加分とに応じてスロットル開度を決定する。この場合、エンジンＥＣＵ３０は、発電量と制動力の増加分との関係及びスロットル開度と制動力分との関係をそれぞれマップとして記憶しており、ステップＳ１０６及びステップＳ１０７では、かかるマップを用いてスロットル開度を決定する。
【００４７】
詳しい説明を省略するが、スロットルバルブ１６ａを実際に開閉させる制御は別のスロットル開閉制御処理にて行っており、発電条件の成立中は、本ステップＳ１０７で決定したスロットル開度に基づいてスロットルバルブ１６ａの開閉制御が行われるようになっている。
【００４８】
上述した発電制御を適用した場合のエンジン１０の各種挙動を図６に示すタイムチャートを用いて説明する。
【００４９】
図６において、（ａ）のようにアクセルオフされると（ｄ）のようにスロットル開度が全閉状態になり、減速が開始される。これに伴い（ｆ）に示すように発電条件が成立し、（ｂ）のようにＥＧＲ弁１９の開度が全閉位置になるとともに、（ｃ）のようにノズル開度が全閉位置になる。また、（ｇ）に破線で示すように発電可能な発電量が（ｅ）のシャフト２４の回転速度に応じて決まる。ただし実際の発電量は、目標とする発電量がなまし処理されることから、（ｇ）に実線で示すように徐々に増加する。このとき、（ｇ）の発電量に応じて（ｄ）に示すようにスロットル開度が開側になる。これにより、電動機２５の発電に伴う制動力の増加分が相殺され、車両の減速度が変化しないようになっている。
【００５０】
以上、詳述した実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００５１】
車両の減速に際し、電動機２５に発電を行わせるとともに、その発電に伴う制動力の増加分を相殺するようにスロットル開度を開側に制御した。これにより、燃料の消費を抑えつつ発電によるエネルギ回収が行われ、また、目標とする減速度が実現される。そしてこの場合、スロットル開度が開側に制御されることから、吸排気量が減少することはなく発電に必要な吸排気の流れが確保され、むしろ吸排気量が増加して発電量が増大する。また、ポンピングロスとして消費されるエネルギ量が減少することから、電動機２５により回収可能なエネルギ量が増大する。
【００５２】
発電条件が成立した場合に、ＥＧＲ弁１９を全閉にするようにした。これにより、排気が吸気系に循環されなくなるため、排気管１５を流れる排気流量が増加し、電動機２５による発電量が増加する。
【００５３】
また、発電条件が成立した場合に、タービン効率が最も良くなるように可動ベーン２７を制御するようにした。これにより、シャフト２４の回転速度が高められ、電動機２５による発電量が増加する。なお、単に可動ベーン２７を制御するだけでは次の問題が生じる。すなわち、可動ベーン２７が制御されてノズル開度が絞られると、排気流速が早くなってシャフト２４の回転速度が高められるものの、排気圧力が高くなる。その結果、ポンピングロスが大きくなり、制動力の増加分が大きくなって減速度が変化するとともに、電動機２５にて回収可能なエネルギが減少するおそれがある。この点、本実施の形態では、スロットル開度の調整により発電に伴う制動力の増加分が相殺されるため、減速度の変化を抑制しつつ、発電量を増大させることが可能である。
【００５４】
電動機２５の発電に伴う制動力の増加分は、予め記憶したマップに基づいて発電量から求めるようにした。これにより、発電量に応じて変化する制動力の増加分を容易に求めることができる。
【００５５】
電動機２５により発電可能な発電量をなまし処理して目標発電量を算出し、その目標発電量に基づいて電動機２５による発電の状態を制御するようにした。これにより、発電開始直後において、車両に伝達される制動力が急変することはなく、トルクショックが生じることが回避される。
【００５６】
なお、本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施の形態とすることもできる。
【００５７】
上記実施の形態では、ターボチャージャ２１が有する電動機２５により発電を行ったが、これに限らない。次のようなエンジン１０の吸排気の流れにより発電を行う各種発電機を対象としても良い。
【００５８】
すなわち、吸気管１４においてターボチャージャ２１の上流側若しくは下流側に設けられ、電動機を動力源とする電動コンプレッサを備える構成において、その電動コンプレッサの電動機により発電を行う。かかる電動コンプレッサは、車両の加速時などにおいて電動機に電力が供給されることにより吸入空気を過給する一方、車両の減速時などにおいて吸入空気の流れより発電を行うことが可能である。この電動コンプレッサを備える構成においても、車両の減速に際し、発電に伴う制動力の増加分を相殺するようにスロットル開度を開側に制御することにより、目標とする減速度が実現されるとともに、発電量が増大する。また、スロットル開度が開側になることから、発電に必要な吸入空気の流れは確保されている。この他、排気管１５にタービンを備え、そのタービンの回転軸に発電機を取り付けた排気発電機に適用しても同様の効果を得ることができる。
【００５９】
上記実施の形態では、電動機２５の発電に伴う制動力の増加分を相殺するべくスロットルバルブ１６ａを開閉制御したが、これに限らない。排気管１５に設けられ同排気管１５を開閉する排気制御弁を備えた構成において、その排気制御弁を開側に制御するようにしても良い。排気制御弁を備えた構成においては、車両の減速時に排気制御弁が閉じられることにより、排気圧力が高まり車両に伝達される制動力が増大する。このため、排気制御弁を開くことにより車両に伝達される制動力を低減させることが可能である。また、吸排気量は減少することなくむしろ増加するため、発電に必要な吸排気の流れが確保され、ひいては発電機の発電量が増大する。
【００６０】
上記実施の形態では、車両用エンジンとしてディーゼルエンジンを対象としたが、ガソリンエンジンを対象としても良い。ただしこの場合、エンジンブレーキ中であり且つフューエルカット中において、電動機に発電を行わせるとともに、スロットルバルブを開側に制御することが望ましい。すなわちガソリンエンジンにおいては、吸入空気量に応じて燃料の供給量が決定されるため、フューエルカット中であることを前提として燃費悪化を防止する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】発明の実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図である。
【図２】電動機による発電量と制動力の増加分との関係を示す図である。
【図３】スロットル開度と車両に伝達される制動力分との関係を示す図である。
【図４】発電制御処理のフローチャートである。
【図５】シャフト回転速度と発電量との関係を示す図である。
【図６】発電制御を実施する際の各種挙動を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
１０…エンジン、１６ａ…スロットルバルブ、１９…ＥＧＲ弁、２１…ターボチャージャ、２５…電動機、２７…可動ベーン、３０…エンジンＥＣＵ、４０…モータＥＣＵ。
【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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【図６】
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