(57)【要約】【課題】内燃機関の排気を高温熱源とするスターリングエンジンを始動するにあたり、始動に要するエネルギーを抑制可能なスターリングエンジンの制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ１Ａは内燃機関１００の排気を高温熱源とし、出力軸６０を駆動可能なスタータ７０が設けられているスターリングエンジン１０に用いられる。ＥＣＵ１Ａはスターリングエンジン１０を始動するにあたり、スタータ７０を駆動するとともに、スターリングエンジン１０の回転数Ｓ−ＮＥが目標回転数に到達した場合にスタータ７０の駆動を停止し、その後、スターリングエンジン１０の回転数Ｓ−ＮＥが所定値Ｌｏｗを下回った場合にスタータ７０を再度駆動する始動制御を行う制御部を備える。【選択図】図１
2013024092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気を高温熱源とし、出力軸を駆動するスタータが設けられているスターリングエンジンに用いられ、
前記スターリングエンジンを始動するにあたり、前記スタータを駆動するとともに、前記スターリングエンジンの回転数が目標回転数に到達した場合に前記スタータの駆動を停止し、その後、前記スターリングエンジンの回転数が所定値を下回った場合に前記スタータを再度駆動する制御部を備えるスターリングエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記制御部が前記スターリングエンジンの作動流体の温度変化度合いに応じて、前記スタータの駆動を調整する請求項１記載のスターリングエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の運転状態に基づき前記スターリングエンジンの発生回転数を推定する第１の推定部と、
前記目標回転数を前記発生回転数以下に設定する設定部と、をさらに備える請求項１または２記載のスターリングエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の排気エネルギーの積算値を推定する第２の推定部と、
前記スターリングエンジンを始動するにあたり、前記第２の推定部が推定した積算値が所定値よりも大きく、且つ前記スタータを駆動した場合に前記スターリングエンジンが自立運転に必要な最低限の出力を得ることができると推定される場合に、前記制御部が前記スタータを駆動する請求項１から３いずれか１項記載のスターリングエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関を備える車両の減速時に前記内燃機関の運転状態に基づき、前記スターリングエンジンの出力を推定する第３の推定部と、
前記第３の推定部が推定した出力が所定の閾値よりも小さい場合に、前記制御部が前記スタータの駆動を停止する請求項１から４いずれか１項記載のスターリングエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスターリングエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スターリングエンジンの始動に関する技術が例えば特許文献１や２で開示されている。特許文献１では、スターリングエンジンのヒータ管の表面温度が所定温度まで上昇した後、スタータを所定時間だけ予備運転することが開示されている。このほか内燃機関の排気を高温熱源とするスターリングエンジンを開示している点で、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献３や４で開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２６４８１７号公報
【特許文献２】特開平７−１５８５０８号公報
【特許文献３】特開２００９−４７１３８号公報
【特許文献４】特開２００９−８５０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の排気を高温熱源とする場合、内燃機関の排熱を回収する構成上、スターリングエンジンへの入熱量を制御するために内燃機関の運転状態を変更するといったことは原則として行わない。このためこの場合には、スターリングエンジン始動時に予め定めた所定時間だけスタータを駆動すると、スターリングエンジンへの入熱量が特段管理されないことに起因して必要以上にスタータを駆動し続けることになる場合がある。結果、余分なエネルギーを消費することから、エネルギー回収効率が悪化する虞がある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑み、内燃機関の排気を高温熱源とするスターリングエンジンを始動するにあたり、始動に要するエネルギーを抑制可能なスターリングエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は内燃機関の排気を高温熱源とし、出力軸を駆動するスタータが設けられているスターリングエンジンに用いられ、前記スターリングエンジンを始動するにあたり、前記スタータを駆動するとともに、前記スターリングエンジンの回転数が目標回転数に到達した場合に前記スタータの駆動を停止し、その後、前記スターリングエンジンの回転数が所定値を下回った場合に前記スタータを再度駆動する制御部を備えるスターリングエンジンの制御装置である。
【０００７】
本発明は前記制御部が前記スターリングエンジンの作動流体の温度変化度合いに応じて、前記スタータの駆動を調整する構成とすることができる。
【０００８】
本発明は前記内燃機関の運転状態に基づき前記スターリングエンジンの発生回転数を推定する第１の推定部と、前記目標回転数を前記発生回転数以下に設定する設定部と、をさらに備える構成とすることができる。
【０００９】
本発明は前記内燃機関の排気エネルギーの積算値を推定する第２の推定部と、前記スターリングエンジンを始動するにあたり、前記第２の推定部が推定した積算値が所定値よりも大きく、且つ前記スタータを駆動した場合に前記スターリングエンジンが自立運転に必要な最低限の出力を得ることができると推定される場合に、前記制御部が前記スタータを駆動する構成とすることができる。
【００１０】
本発明は前記内燃機関を備える車両の減速時に前記内燃機関の運転状態に基づき、前記スターリングエンジンの出力を推定する第３の推定部と、前記第３の推定部が推定した出力が所定の閾値よりも小さい場合に、前記制御部が前記スタータの駆動を停止する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内燃機関の排気を高温熱源とするスターリングエンジンを始動するにあたり、始動に要するエネルギーを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】スターリングエンジンを含む各構成の全体図である。
【図２】第１の制御動作をフローチャートで示す図である。
【図３】始動制御時の回転数の変化を示す図である。
【図４】作動流体の温度変化度合いに応じた回転数の上昇度合いの違いを示す図である。
【図５】作動流体の温度変化度合いと回転数の上昇度合いとの関係を示す図である。
【図６】第２の制御動作をフローチャートで示す図である。
【図７】内燃機関の運転状態に応じたスターリングエンジンの最大出力発生回転数を示す図である。
【図８】第３の制御動作をフローチャートで示す図である。
【図９】内燃機関の運転状態に応じたスターリングエンジンの出力を示す図である。
【図１０】第４の制御動作をフローチャートで示す図である。
【図１１】第５の制御動作をフローチャートで示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１はスターリングエンジン１０を含む各構成の全体図である。図１に示す各構成は図示しない車両に搭載されている。スターリングエンジン１０はα型のスターリングエンジンである。スターリングエンジン１０は直列平行に配置された高温側気筒２０および低温側気筒３０を備えている。スターリングエンジン１０は出力軸６０に対し、気筒２０、３０を複数組（ここでは２組）備える構成となっている。スターリングエンジン１０は共通の出力軸６０に対し、気筒２０、３０を１組備える構成であってもよい。
【００１５】
高温側気筒２０は膨張ピストン２１を、低温側気筒３０は圧縮ピストン３１をそれぞれ備えている。圧縮ピストン３１は膨張ピストン２１に対してクランク角で９０°程度遅れて動くように位相差が設けられている。ピストン２１、３１の往復運動は出力軸６０によって回転運動に変換される。
【００１６】
高温側気筒２０内の上部空間は膨張空間となっている。膨張空間には加熱器４７で加熱された作動流体が流入する。加熱器４７は流通する作動流体と内燃機関１００の排気との間で熱交換を行う。そしてこれにより、排気から回収した熱エネルギーで作動流体を加熱する。加熱器４７は具体的には多管式熱交換器となっており、内燃機関１００の排気はスターリングエンジン１０の高温熱源を構成している。
【００１７】
低温側気筒３０内の上部空間は圧縮空間となっている。圧縮空間には冷却器４５で冷却された作動流体が流入する。再生器４６は膨張空間、圧縮空間の間を往復する作動流体との間で熱の授受を行う。再生器４６は具体的には作動流体が膨張空間から圧縮空間へと流れる時には作動流体から熱を受け取り、作動流体が圧縮空間から膨張空間へと流れる時には蓄えられた熱を作動流体に放出する。作動流体には空気が適用されている。但しこれに限られず、作動流体には例えばＨｅ、Ｈ２、Ｎ２等の気体を適用することができる。
【００１８】
次にスターリングエンジン１０の動作について説明する。加熱器４７が作動流体を加熱すると作動流体が膨張し、膨張ピストン２１を圧下する。そしてこれにより出力軸６０が回転する。次に膨張ピストン２１が上昇行程に移ると、作動流体は加熱器４７を通過し、再生器４６に移送される。そして、再生器４６で熱を放出して冷却器４５へと流れる。冷却器４５で冷却された作動流体は圧縮空間に流入し、さらに圧縮ピストン３１の上昇に伴って圧縮される。このようにして圧縮された作動流体は、今度は再生器４６から熱を奪いながら温度を上昇して加熱器４７へ流れ込む。そして再び加熱され、膨張する。スターリングエンジン１０はかかる作動流体の往復流動を通じて動作する。
【００１９】
出力軸６０にはスタータ７０が設けられている。スタータ７０は出力軸６０を駆動する。そしてこれにより、スターリングエンジン１０を始動する。出力軸６０にはスターリングエンジン１０の回転数Ｓ−ＮＥを検出するための回転数センサ８１が設けられている。スターリングエンジン１０には作動流体の温度を検出するための温度センサ８２が設けられている。温度センサ８２は例えば膨張空間における作動流体の温度を検出するように設けることができる。
【００２０】
ＥＣＵ１Ａはスターリングエンジンの制御装置に相当する電子制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを備えている。ＥＣＵ１Ａには回転数センサ８１や温度センサ８２やなど各種のセンサ・スイッチ類が電気的に接続されている。また、スタータ７０が制御対象として電気的に接続されている。
【００２１】
ＥＣＵ１Ａにはさらに内燃機関１００の運転状態を含む車両の運転状態を検出するためのセンサ群９０が電気的に接続されている。センサ群９０は例えば内燃機関１００の吸入空気量を計測するエアフロメータや、内燃機関１００の吸入空気量を調節するスロットル弁の開度を検出するためのスロットル開度センサや、内燃機関１００の回転数を検出するために用いられるクランク角センサや、加熱器４７と熱交換を行う排気の温度を検出するための排気温センサや、車速Ｓｐｄを検出するための車速センサを含む。
【００２２】
ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ＥＣＵ１Ａでは例えば以下に示す制御部など各種の機能部が実現される。
【００２３】
制御部はスターリングエンジン１０を始動するにあたり、スタータ７０を駆動するとともに、回転数Ｓ−ＮＥが目標回転数に到達した場合にスタータ７０の駆動を停止し、その後、回転数Ｓ−ＮＥが所定値Ｌｏｗを下回った場合にスタータ７０を再度駆動する始動制御を行う。スタータ７０の駆動を停止した後、回転数変化量ΔＳ−ＮＥがゼロ以上である場合、制御部は始動制御を終了する。
【００２４】
次に第１の制御動作であるＥＣＵ１Ａの動作について図２に示すフローチャートを用いて説明する。本フローチャートはスターリングエンジン１０を始動するにあたり、所定の始動開始条件が成立した場合に開始することができる。ＥＣＵ１Ａはスタータ７０を駆動する（ステップＳ１）。続いてＥＣＵ１Ａは回転数Ｓ−ＮＥを検出し（ステップＳ２）、検出した回転数Ｓ−ＮＥが目標回転数以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３で否定判定であれば、ステップＳ２に戻る。
【００２５】
一方、ステップＳ３で肯定判定であれば、回転数Ｓ−ＮＥが目標回転数に到達したと判断される。このためステップＳ３で肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ａはスタータ７０の駆動を停止する（ステップＳ４）。そしてその後、回転数Ｓ−ＮＥを検出するとともに（ステップＳ５）、回転数変化量ΔＳ−ＮＥを算出する（ステップＳ６）。回転数変化量ΔＳ−ＮＥを算出するにあたり、ステップＳ５では回転数Ｓ−ＮＥを２回検出することができる。
【００２６】
続いてＥＣＵ１Ａは算出した回転数変化量ΔＳ−ＮＥがゼロ以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。回転数変化量ΔＳ−ＮＥがゼロ以上である場合には、スターリングエンジン１０が自立運転可能になったと判断される。このためステップＳ７で肯定判定であれば、本フローチャートを終了する。そしてこれにより、スターリングエンジン１０の始動制御が終了する。
【００２７】
ステップＳ７で否定判定であれば、ＥＣＵ１Ａは回転数Ｓ−ＮＥが所定値Ｌｏｗを下回ったか否かを判定する（ステップＳ８）。否定判定であれば、ステップＳ５に戻る。一方、肯定判定であればステップＳ１に戻る。そしてこれにより、スタータ７０の駆動を停止後、回転数Ｓ−ＮＥが所定値Ｌｏｗを下回った場合にスタータ７０が再度駆動される。
【００２８】
図３は始動制御時の回転数Ｓ−ＮＥの変化を示す図である。図３では図２に示すフローチャートに対応した回転数Ｓ−ＮＥの変化の一例を示す。図３において、スタータ７０の駆動は時間ｔ０で開始されている。このため、回転数Ｓ−ＮＥは時間ｔ０から次第に上昇する。そして、時間ｔ１で回転数Ｓ−ＮＥが目標回転数に到達すると、スタータ７０の駆動が停止される。このため、時間ｔ１からは回転数Ｓ−ＮＥが次第に低下する。このとき、スターリングエンジン１０は減速中であるが、作動流体は排気によって加熱されている。したがって、スターリングエンジン１０の始動に必要な暖機自体は行われている。
【００２９】
回転数Ｓ−ＮＥが低下し、時間ｔ２で再始動判定回転数である所定値Ｌｏｗを下回ると、スタータ７０の駆動が再度開始される。そしてその後、回転数Ｓ−ＮＥが再度上昇し、時間ｔ３で目標回転数に到達すると、スタータ７０の駆動が停止される。時間ｔ３からは回転数Ｓ−ＮＥが次第に低下するが、時間ｔ４で作動流体が自立運転可能な状態にまで加熱される。このため、時間ｔ４からはスターリングエンジン１０が自立運転を開始する結果、回転数Ｓ−ＮＥが上昇する。
【００３０】
次にＥＣＵ１Ａの作用効果について説明する。ＥＣＵ１Ａはスターリングエンジン１０を始動するにあたり、スタータ７０を駆動するとともに、回転数Ｓ−ＮＥが目標回転数に到達した場合にスタータ７０の駆動を停止する。そしてその後、回転数Ｓ−ＮＥが所定値Ｌｏｗを下回った場合にスタータ７０を再度駆動する。すなわち、スターリングエンジン１０が自立運転し得る段階でスタータ７０の駆動を一旦停止し、スターリングエンジン１０が自立運転できなかった場合にスタータ７０を再度駆動する。
【００３１】
このため、ＥＣＵ１Ａはスタータ７０の駆動を停止した後、スタータ７０を再駆動することなくスターリングエンジン１０が自立運転を開始した場合に、スタータ７０の駆動電力を好適に低減できる。そしてこれにより、スターリングエンジン１０の始動に要するエネルギーを抑制できる。また、スターリングエンジン１０が自立運転を開始しなかった場合でも、再駆動したスタータ７０の駆動を回転数Ｓ−ＮＥが目標回転数に到達した場合に停止することで、スターリングエンジン１０の始動に要するエネルギーを抑制しつつ、スターリングエンジン１０を始動できる。
【実施例２】
【００３２】
本実施例にかかるＥＣＵ１Ｂは制御部がさらに以下に示すように実現される点以外、ＥＣＵ１Ａと実質的に同一である。このためＥＣＵ１Ｂについては図示省略する。ＥＣＵ１Ｂでは、制御部がさらにスターリングエンジン１０の作動流体の温度変化度合いΔＴｇに応じて、スタータ７０の駆動を調整する。具体的には制御部は作動流体の温度変化度合いΔＴｇが大きい場合ほど、回転数Ｓ−ＮＥの上昇度合いである回転数上昇度合いΔＳ−ＮＥ´が大きくなるようにスタータ７０の駆動を調整する。
【００３３】
図４は作動流体の温度変化度合いΔＴｇと回転数上昇度合いΔＳ−ＮＥ´との関係を示す図である。図４に示すように、回転数上昇度合いΔＳ−ＮＥ´は作動流体の温度変化度合いΔＴｇが大きい場合ほど、大きくなるように設定されている。換言すれば、スタータ７０の回転数上昇度合いは作動流体の温度変化度合いΔＴｇが大きい場合ほど、大きくなるように設定されている。
【００３４】
図５は作動流体の温度変化度合いΔＴｇに応じた回転数上昇度合いΔＳ−ＮＥ´の違いを示す図である。曲線Ｃ１は作動流体の温度変化度合いΔＴｇが相対的に小さい場合、曲線Ｃ２は作動流体の温度変化度合いΔＴｇが相対的に大きい場合を示す。作動流体の温度変化度合いΔＴｇが大きい場合ほど、回転数上昇度合いΔＳ−ＮＥ´が大きくなるようにスタータ７０の駆動を調整する結果、曲線Ｃ２は曲線Ｃ１よりも回転数Ｓ−ＮＥが目標回転数に到達するまでの時間が短くなっていることがわかる。
【００３５】
次にＥＣＵ１Ｂの動作である第２の制御動作について図６に示すフローチャートを用いて説明する。図６に示すフローチャートは図２に示すフローチャートと並行して行うことができる。ＥＣＵ１Ｂは作動流体の温度を検出するとともに（ステップＳ１１）、作動流体の温度変化度合いΔＴｇを算出する（ステップＳ１２）。作動流体の温度変化度合いΔＴｇを算出するにあたり、ステップＳ１１では作動流体の温度を２回検出することができる。続いてＥＣＵ１Ｂはスタータ７０が駆動しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ｂは算出した温度変化度合いΔＴｇに応じてスタータ７０の駆動を調整する（ステップＳ１４）。
【００３６】
次にＥＣＵ１Ｂの作用効果について説明する。ＥＣＵ１Ｂは作動流体の温度変化度合いΔＴｇに応じてスタータ７０の駆動を調整する。具体的には作動流体の温度変化度合いΔＴｇが大きい場合ほど、回転数上昇度合いΔＳ−ＮＥ´が大きくなるようにスタータ７０の駆動を調整する。すなわち、作動流体の温度変化度合いΔＴｇが大きい場合ほど暖機が進み易い状態にあると判断し、回転数Ｓ−ＮＥをより早く目標回転数に到達させる。このため、ＥＣＵ１Ｂはスターリングエンジン１０の自立運転開始に要する時間を短縮できる。結果、さらに内燃機関１００の排熱回収を早期に開始することができる。
【実施例３】
【００３７】
本実施例にかかるＥＣＵ１Ｃは以下に示す第１の推定部と設定部とがさらに実現される点以外、ＥＣＵ１Ｂと実質的に同一である。このためＥＣＵ１Ｃについては図示省略する。同様の変更は例えばＥＣＵ１Ａに対して行われてもよい。第１の推定部は内燃機関１００の運転状態に基づきスターリングエンジン１０の発生回転数を推定する。内燃機関１００の運転状態は具体的には内燃機関１００の回転数および負荷となっている。設定部は目標回転数を発生回転数以下に設定する。設定部は具体的には目標回転数を発生回転数に合わせて設定することができる。
【００３８】
図７は内燃機関１００の運転状態に応じたスターリングエンジン１０の最大出力発生回転数を示す図である。図７は内燃機関１００を定常運転した場合のスターリングエンジン１０の最大出力発生回転数を示す。図７に示すように、最大出力発生回転数は内燃機関１００の回転数が高い場合ほど高くなっている。また、内燃機関１００の負荷が高い場合ほど高くなっている。
【００３９】
第１の推定部が推定する発生回転数は具体的には内燃機関１００を定常運転した場合に発生するスターリングエンジン１０の最大出力発生回転数となっている。そして、ＥＣＵ１Ｃは図７に示す関係を予め設定したマップデータを備えている。このため、第１の推定部は具体的には内燃機関１００の運転状態を検出するとともに、検出した運転状態に対応する最大出力発生回転数をマップデータから読み込むことで、内燃機関１００の運転状態に基づきスターリングエンジン１０の発生回転数を推定する。
【００４０】
次にＥＣＵ１Ｃの動作である第３の制御動作を図８に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図８に示すフローチャートはステップＳ２、Ｓ３間にステップＳ２ａ、Ｓ２ｂおよびＳ２ｃが追加されている点以外、図２に示すフローチャートと同じになっている。このため、ここでは特にこれらのステップについて説明する。ＥＣＵ１Ｃは内燃機関１００の回転数および負荷を検出する（ステップＳ２ａ）。続いてＥＣＵ１Ｃは検出した回転数および負荷に基づき、最大出力発生回転数を読み込む（ステップＳ２ｂ）。そして、目標回転数を読み込んだ最大出力発生回転数以下に設定する（ステップＳ２ｃ）。
【００４１】
次にＥＣＵ１Ｃの作用効果について説明する。ＥＣＵ１Ｃは内燃機関１００の運転状態に応じてスターリングエンジン１０の発生回転数を推定するとともに、目標回転数を発生回転数以下に設定する。このため、ＥＣＵ１Ｃはスターリングエンジン１０をスタータ７０でクランキングするにあたって、排熱回収効率を考慮した目標回転数を設定できる。具体的には目標回転数を発生回転数に合わせて設定することで、排熱回収効率が最大になるように目標回転数を設定できる。
【００４２】
このため、ＥＣＵ１Ｃはスタータ７０の駆動を停止した後、すぐにスターリングエンジン１０が自立運転を開始した場合に排熱の回収効率を高めることができる。また、スターリングエンジン１０がすぐに自立運転を開始できなかった場合でも、スターリングエンジン１０の減速中に自立運転が開始される可能性を高めることができる。
【実施例４】
【００４３】
本実施例にかかるＥＣＵ１Ｄは以下に示す第２および第３の推定部がさらに実現される点と、制御部がさらに以下に示すように実現される点以外、ＥＣＵ１Ｃと実質的に同一である。このためＥＣＵ１Ｄについては図示省略する。同様の変更は例えばＥＣＵ１Ａ、１Ｂに対して行われてもよい。
【００４４】
第２の推定部は内燃機関１００の排気エネルギーＥｇａｓの積算値である積算値Ｅｇａｓｕを推定する。第２の推定部は具体的には内燃機関１００始動時から内燃機関１００の吸入空気量と排気ガスとの積を算出し続けるとともに、算出した積の積算値を算出することで、積算値Ｅｇａｓｕを推定する。積算値Ｅｇａｓｕを推定するにあたっては、例えば内燃機関１００の吸入吸気量の代わりに排気ガス量を用いてもよい。
【００４５】
第３の推定部は内燃機関１００の運転状態に基づきスターリングエンジン１０の出力Ｓ−Ｐｗｒを推定する。図９は内燃機関１００の運転状態に応じた出力Ｓ−Ｐｗｒを示す図である。図９は内燃機関１００を定常運転した場合の出力Ｓ−Ｐｗｒを示す。図９に示すように出力Ｓ−Ｐｗｒは内燃機関１００の回転数が高い場合ほど高くなっている。また、内燃機関１００の負荷が高い場合ほど高くなっている。ＥＣＵ１Ｄは図９に示す関係を予め設定したマップデータを備えている。このため、第３の推定部は具体的には内燃機関１００の運転状態を検出するとともに、検出した運転状態に対応する出力Ｓ−Ｐｗｒをマップデータから読み込むことで、内燃機関１００の運転状態に基づき出力Ｓ−Ｐｗｒを推定する。
【００４６】
制御部はスターリングエンジン１０を始動するにあたり、第２の推定部が推定した積算値Ｅｇａｓｕが所定値Ｅよりも大きく、且つスタータ７０を駆動した場合にスターリングエンジン１０が自立運転に必要な最低限の出力を得ることができると推定される場合にスタータ７０を駆動する。上述したように推定される場合とは、具体的には第３の推定部が推定した出力Ｓ−Ｐｗｒが所定値Ｐよりも高い場合（具体的にはここでは所定値Ｐ以上である場合）である。
【００４７】
次に第４の制御動作であるＥＣＵ１Ｄの動作について図１０に示すフローチャートを用いて説明する。図１０に示すフローチャートは図８に示すフローチャートを実行する前に行うことができる。ＥＣＵ１Ｄは内燃機関１００が始動したか否かを判定する（ステップＳ３１）。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ｄは排気温を検出するとともに（ステップＳ３２）、吸入空気量を検出する（ステップＳ３３）。そして、検出した排気温および吸入空気量に基づき排気エネルギーＥｇａｓを推定するとともに（ステップＳ３４）、積算値Ｅｇａｓｕを推定する（ステップＳ３５）。
【００４８】
続いてＥＣＵ１Ｄは算出した積算値Ｅｇａｓｕが所定値Ｅよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３６）。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ｄは内燃機関１００の回転数および負荷を検出するとともに（ステップＳ３７）、出力Ｓ−Ｐｗｒを推定する（ステップＳ３８）。そして、出力Ｓ−Ｐｗｒが所定値Ｐ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３９）。
【００４９】
ステップＳ３９で否定判定であれば、自立運転に必要な最低限の出力が得られないと判断される。このためこの場合には、本フローチャートを一旦終了する。ステップＳ３９で肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ｄはスターリングエンジン１０の始動開始条件が成立したことを示すフラグをＯＮにする（ステップＳ４０）。そしてフラグに基づき、図８に示すフローチャートを開始することでスタータ７０を駆動する。
【００５０】
次にＥＣＵ１Ｄの作用効果について説明する。ＥＣＵ１Ｄはスターリングエンジン１０を始動するにあたり、積算値Ｅｇａｓｕを推定するとともに、推定した積算値Ｅｇａｓｕが所定値Ｅよりも大きく、且つスタータ７０を駆動した場合にスターリングエンジン１０が自立運転に必要な最低限の出力を得ることができると推定される場合にスタータ７０を駆動する。すなわち、スターリングエンジン１０の暖機が進んでいることと、スターリングエンジン１０が自立運転可能な状態にあることとを始動開始条件としてスタータ７０を駆動する。
【００５１】
このため、ＥＣＵ１Ｄはスターリングエンジン１０を確実且つ短時間で始動できる。また、積算値Ｅｇａｓｕの推定や出力Ｓ−Ｐｗｒの推定は、内燃機関１００で一般に用いられるエアフロメータやクランク角センサや排気温センサの出力に基づき行えるため、新たなセンサを特別に必要としない。このため、ＥＣＵ１Ｄはコスト面でも有利な構成とすることができる。
【実施例５】
【００５２】
本実施例にかかるＥＣＵ１Ｅは第３の推定部と制御部とがさらに以下に示すように実現される点以外、ＥＣＵ１Ｄと実質的に同一である。このためＥＣＵ１Ｅについては図示省略する。同様の変更は例えばＥＣＵ１Ａ、１Ｂ、１Ｃに対して行われてもよい。ＥＣＵ１Ｅでは、第３の推定部がさらに車両の減速時に内燃機関１００の運転状態に基づき出力Ｓ−Ｐｗｒを推定する。また、制御部がさらに第３の推定部が推定した出力Ｓ−Ｐｗｒが所定の閾値である閾値αよりも小さい場合にスタータ７０の駆動を停止する。閾値αはスターリングエンジン１０の自立運転の可否を判断する値として設定されている。
【００５３】
次に第５の制御動作であるＥＣＵ１Ｅの動作について図１１に示すフローチャートを用いて説明する。図１１に示すフローチャートは図８に示すフローチャートと並行して行うことができる。ＥＣＵ１Ｅは車速Ｓｐｄを検出するとともに（ステップＳ４１）、車速変化量ΔＳｐｄを算出する（ステップＳ４２）。車速変化量ΔＳｐｄを算出するにあたり、ステップＳ４１では車速Ｓｐｄを２回検出することができる。
【００５４】
続いてＥＣＵ１Ｅは車速変化量ΔＳｐｄがゼロよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４３）。否定判定であれば、定常走行或いは加速していると判断される。そしてこの場合には、本フローチャートを一旦終了する。一方、ステップＳ４３で肯定判定であれば、減速していると判断される。そしてこの場合には、ＥＣＵ１Ｅは出力Ｓ−Ｐｗｒを推定するとともに（ステップＳ４４）、推定した出力Ｓ−Ｐｗｒが閾値αよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４５）。
【００５５】
ステップＳ４５で否定判定であれば、スターリングエンジン１０が自立運転できなくなる程度まで排気エネルギーＥｇａｓが減少していないと判断される。そしてこの場合には、本フローチャートを一旦終了する。一方、ステップＳ４５で肯定判定であれば、スターリングエンジン１０が自立運転できなくなる程度まで排気エネルギーＥｇａｓが減少していると判断される。このためこの場合には、ＥＣＵ１Ｅはスターリングエンジン１０の始動制御を中止する（ステップＳ４６）。
【００５６】
次にＥＣＵ１Ｅの作用効果について説明する。ＥＣＵ１Ｅは車両の減速時に内燃機関１００の運転状態に基づき出力Ｓ−Ｐｗｒを推定するとともに、推定した出力Ｓ−Ｐｗｒが閾値αよりも小さい場合にスタータ７０の駆動を停止する。すなわち、スターリングエンジン１０を始動するにあたり、排気エネルギーＥｇａｓが不十分となった場合にスターリングエンジン１０の駆動を停止する。このため、ＥＣＵ１Ｅはさらにクランクキングによって無駄なエネルギーが消費されることを抑制できる。
【００５７】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
ＥＣＵ                  １Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ
スターリングエンジン    １０
出力軸                  ６０
スタータ                ７０
内燃機関                １００
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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