(57)【要約】      （修正有）【課題】ターボ過給機付きエンジンを備えた自動車の制御方法において、エンジンのターボ過給機の回転速度が所定の下限値未満に落ち込むことのないようにエンジンの気筒休止を制御する。【解決手段】自動車のコーストダウンが始まった後、エンジンに駆動連結されたベルト式統合型スタータ・ジェネレータを用いた自動車からのエネルギ回生が最大化されるように、最初に、エンジンの全ての気筒を休止させる。しかしながら、ターボ過給機の速度が、ターボ速度下限値ＴＡに達した場合には、ターボ過給機の回転を保持するために、エンジンの少なくとも１つの気筒を復帰させる。【選択図】図２ａ
2016079980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のコーストダウン中に該自動車からエネルギを選択的に回生するようエンジンに駆動連結されたベルト式統合型スタータ・ジェネレータを備えた自動車のターボ過給機付きエンジンの制御方法であって、
コーストダウンイベントが始まり且つ、エネルギの回収が要求されたときに、前記エンジンの所定数の気筒を休止させる工程と、
前記ベルト式統合型スタータ・ジェネレータを、前記自動車からエネルギを回生するためのジェネレータとして作動させる工程と、
現在のターボ過給機の速度と所定のターボ速度下限値とを比較すると共に、前記ターボ過給機の速度が前記ターボ速度下限値を下回っている場合には、前記エンジンの少なくとも１つの気筒を復帰させる工程とを含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記所定数の気筒は、気筒休止機構を備えた全ての気筒である方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の方法において、
前記ターボ過給機の速度が前記ターボ速度下限値を上回り且つ、前記コーストダウンが続いており且つ、エネルギの回収が依然として要求されている場合には、前記エンジンの休止させた気筒を、休止状態に保持する工程をさらに含む方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の方法において、
前記コーストダウンイベントが終わったときに、前記エンジンの少なくとも１つの気筒を、アクティブ状態に移行させる工程をさらに含む方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、
前記アクティブ状態に移行させる気筒の数は、前記エンジンに要求されるトルクの大きさに基づいて設定される方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の方法において、
前記ターボ速度下限値は２つあり、そのうちの一方は、前記エンジンの前記気筒を最初に休止させるときに使用される高速側ターボ速度下限値であり、他方は、前記エンジンの少なくとも１つの気筒を復帰させた後に使用される低速側ターボ速度下限値である方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
前記ターボ過給機の速度が前記低速側ターボ速度下限値を上回る速度に保持されるよう、復帰状態にある気筒の数を、繰り返し増加させる工程をさらに含む方法。
【請求項８】
ターボ過給機付きエンジンと、
自動車のコーストダウン中に該自動車からエネルギを選択的に回生するよう、前記エンジンに駆動連結されたベルト式統合型スタータ・ジェネレータと、
前記ベルト式統合型スタータ・ジェネレータにより回生されたエネルギを蓄えるエネルギ貯蔵システムと、
前記エンジンの気筒を選択的に休止させる気筒休止システムと、
ターボ過給機の回転速度を示す入力、及び、自動車の作動状態を示す入力に基づいて、前記ベルト式統合型スタータ・ジェネレータ、前記エネルギ貯蔵システム及び前記気筒休止システムの作動を制御する電子コントローラとを備え、
前記電子コントローラは、
前記自動車の作動状態を示す前記入力によって、コーストダウン状態にあることが示されたとき、前記ベルト式統合型スタータ・ジェネレータを前記自動車からエネルギを回生するためのジェネレータとして使用すると共に、コーストダウンイベントが始まり且つ、エネルギの回収が要求されたときには、前記エンジンの所定数の気筒を休止させるように、前記気筒休止システムを使用するよう作動可能であり且つ、
さらに、前記ターボ過給機の回転速度を示す前記入力によって、前記ターボ過給機の回転速度が所定のターボ速度下限値を下回っていることが示された場合には、前記エンジンの少なくとも１つの気筒を復帰させるように、前記気筒休止システムを使用するよう作動可能である自動車。
【請求項９】
請求項８に記載の自動車において、
前記所定数の気筒は、気筒休止機構を備えた全ての気筒である自動車。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の自動車において、
前記電子コントローラは、前記ターボ過給機の回転速度を示す前記入力によって、前記ターボ過給機の回転速度が前記ターボ速度下限値未満に落ち込んでいないことが示されていて且つ、前記自動車の作動状態を示す前記入力によって、依然としてコーストダウン状態にあり且つ、エネルギの回収が依然として要求されていることが示されている限り、前記エンジンの休止させた気筒を、休止状態に保持するよう作動可能である自動車。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０のいずれか１つに記載の自動車において、
前記電子コントローラは、さらに、前記自動車の作動状態を示す前記入力によって、前記コーストダウンイベントが終わったことが示されたときに、前記エンジンの少なくとも１つの気筒を、アクティブ状態に移行させるよう作動可能である自動車。
【請求項１２】
請求項１１に記載の自動車において、
前記電子コントローラにより前記アクティブ状態に移行させる気筒の数は、前記エンジンに要求されるトルクの大きさに基づいて設定される自動車。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２のいずれか１つに記載の自動車において、
前記電子コントローラには前記ターボ速度下限値が２つ記憶されており、記憶されたうちの一方は、前記エンジンの前記気筒を最初に休止させるときに使用される高速側ターボ速度下限値であり、他方は、前記エンジンの少なくとも１つの気筒を復帰させた後に使用される低速側ターボ速度下限値である自動車。
【請求項１４】
請求項１３に記載の自動車において、
前記電子コントローラは、前記ターボ過給機の速度が前記ターボ速度下限値を上回る速度に保持されるよう、復帰状態にある気筒の数を、繰り返し増加させるよう作動可能である自動車。
【請求項１５】
実質的に添付図面を参照して明細書に記載のような自動車のターボ過給機付きエンジンの制御方法。
【請求項１６】
実質的に添付図面を参照して明細書に記載のような自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のターボ過給機付きエンジンの制御、特に、そのエンジンの少なくとも１つの気筒の休止及び復帰の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンを始動させるモータとして使用されたり、自動車により使用される電力を発生するジェネレータとして作動したり、場合によっては、例えばエンジンにトルクアシストを提供することにより自動車の運転を補助したりすることが可能なベルト式統合型スタータ・ジェネレータ（Belt Integrated Starter-Generator：ＢＩＳＧ）を備えた自動車は公知である。
【０００３】
さらに、自動車のコーストダウン（a coast down）中に自動車からエネルギを回生（recuperate）するために、そうしたＢＩＳＧを使用することが知られている。
【０００４】
コーストダウンとは、自動車のドライバが、エンジンからのトルクの供給を要求していない状況である。
【０００５】
ＢＩＳＧによってエネルギを回生するためには、エンジンは、常に、ＢＩＳＧにより運動エネルギを回生可能な状態になっている必要があり、そのため、エンジンとロードホイールとの間の動力伝達系統は、互いに影響し合う状態に保たれなければならない。
【０００６】
ＢＩＳＧによって回収され得る運動エネルギを最大化して、燃費を最大限に向上させるためには、エンジン・フリクションを可能な限り最小化することが重要である。エンジン・フリクションを低減する１つの方法は、気筒の休止である。テストワークによると、コーストダウンの最中にエンジンの全ての気筒が休止すれば、エンジン・フリクションをほぼ半分にすることができる。したがって、エンジンの全ての気筒を休止させることで、エンジンのフリクションロスの低減により、自動車の蓄電装置（バッテリ）に充電される、ＢＩＳＧにより回生可能なエネルギが増大するため、燃費が著しく向上することになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ターボ過給機付きエンジンの場合、コーストダウンイベントの最中にエンジンの全ての気筒を休止させることは、種々の問題を招き得る。
【０００８】
第１に、ターボ過給機の速度は、エンジンを通るガスの流れが欠乏することにより、全ての気筒が休止している最中に、急速に低下することになる。休止状態が長期にわたって続いてしまうと、ターボ過給機は、最終的に、回転を停止することになる。そうすると、コーストダウンが終わって、ドライバがエンジンからのトルクを要求したときに、トルクがドライバに提供されるまでに、受け入れ難い遅れを招くことになる。
【０００９】
第２に、ターボ過給機が完全に停止した場合、ターボ過給機の軸受における油圧の損失に起因して、ターボ過給機の耐久性が損なわれてしまう。
【００１０】
第３に、ターボ過給機が停止した場合、最終的にトルクが要求されたときに、ターボ過給機の加速度は、大変大きくなり得る。そうすると、特にターボ過給機のタービンのブレードに大変大きな荷重が加わってしまい、そのことが、タービンホイールにおけるブレードの疲労の度合いを増大させることになる。このことは、究極的には、ターボ過給機、及び、潜在的にはエンジンにとって悲劇的な結末と共に、ターボ過給機の１枚以上のブレードが早期に折れてしまうような事態を招いてしまうことになる。
【００１１】
本発明の課題は、自動車からエネルギを回生するために使用されるベルト式統合型スタータ・ジェネレータを備えた自動車のターボ過給機付きエンジンの作動を制御する方法において、特に、ターボ過給機に損傷が生じるリスクを低減しつつ、自動車からのエネルギ回生を向上させる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１態様によると、自動車のコーストダウン中に該自動車からエネルギを選択的に回生するようエンジンに駆動連結されたベルト式統合型スタータ・ジェネレータを備えた自動車のターボ過給機付きエンジンの制御方法であって、コーストダウンイベントが始まり且つ、エネルギの回収が要求されたときに、前記エンジンの所定数の気筒を休止させる工程と、前記ベルト式統合型スタータ・ジェネレータを、前記自動車からエネルギを回生するためのジェネレータとして作動させる工程と、現在のターボ過給機の速度（an indication of current speed of the turbocharger）と所定のターボ速度下限値とを比較すると共に、前記ターボ過給機の速度（the indicated speed of the turbocharger）が前記ターボ速度下限値を下回っている場合には、前記エンジンの少なくとも１つの気筒を復帰させる工程とを含む方法が提供される。
【００１３】
また、前記所定数の気筒は、気筒休止機構を備えた全ての気筒である、としてもよい。エンジンの全ての気筒が休止可能であれば、エネルギ回生が最大化されるという点で有効である。
【００１４】
また、前記方法は、前記ターボ過給機の速度（the indicated speed of the turbocharger）が前記ターボ速度下限値を上回り且つ、前記コーストダウンが続いており且つ、エネルギの回収が依然として要求されている場合には、前記エンジンの休止させた気筒を、休止状態に保持する工程をさらに含む、としてもよい。
【００１５】
また、前記方法は、前記コーストダウンイベントが終わったときに、前記エンジンの少なくとも１つの気筒を、アクティブ状態に移行させる（operating at least one cylinder of the engine in an active state）工程をさらに含む、としてもよい。
【００１６】
また、前記アクティブ状態に移行させる気筒の数は、前記エンジンに要求されるトルクの大きさに基づいて設定される、としてもよい。
【００１７】
また、前記ターボ速度下限値は２つあり、そのうちの一方は、前記エンジンの前記気筒を最初に休止させるときに使用される高速側ターボ速度下限値であり、他方は、前記エンジンの少なくとも１つの気筒を復帰させた後に使用される低速側ターボ速度下限値である、としてもよい。
【００１８】
また、前記方法は、前記ターボ過給機の速度（the turbocharger speed）が前記低速側ターボ速度下限値を上回る速度に保持されるよう、復帰状態にある気筒の数を、繰り返し増加させる工程をさらに含む、としてもよい。
【００１９】
本発明の第２態様によると、ターボ過給機付きエンジンと、自動車のコーストダウン中に該自動車からエネルギを選択的に回生するよう、前記エンジンに駆動連結されたベルト式統合型スタータ・ジェネレータと、前記ベルト式統合型スタータ・ジェネレータにより回生されたエネルギを蓄えるエネルギ貯蔵システムと、前記エンジンの気筒を選択的に休止させる気筒休止システムと、ターボ過給機の回転速度を示す入力、及び、自動車の作動状態を示す入力に基づいて、前記ベルト式統合型スタータ・ジェネレータ、前記エネルギ貯蔵システム及び前記気筒休止システムの作動を制御する電子コントローラとを備え、前記電子コントローラは、前記自動車の作動状態を示す前記入力によって、コーストダウン状態にあることが示されたとき、前記ベルト式統合型スタータ・ジェネレータを前記自動車からエネルギを回生するためのジェネレータとして使用すると共に、コーストダウンイベントが始まり且つ、エネルギの回収が要求されたときには、前記エンジンの所定数の気筒を休止させるように、前記気筒休止システムを使用するよう作動可能であり且つ、さらに、前記ターボ過給機の回転速度を示す前記入力によって、前記ターボ過給機の回転速度が所定のターボ速度下限値を下回っていることが示された場合には、前記エンジンの少なくとも１つの気筒を復帰させるように、前記気筒休止システムを使用するよう作動可能である自動車が提供される。
【００２０】
また、前記所定数の気筒は、気筒休止機構を備えた全ての気筒である、としてもよい。
【００２１】
また、前記電子コントローラは、前記ターボ過給機の回転速度を示す前記入力によって、前記ターボ過給機の回転速度が前記ターボ速度下限値未満に落ち込んでいないことが示されていて且つ、前記自動車の作動状態を示す前記入力によって、依然としてコーストダウン状態にあり且つ、エネルギの回収が依然として要求されていることが示されている限り、前記エンジンの休止させた気筒を、休止状態に保持するよう作動可能である、としてもよい。
【００２２】
また、前記電子コントローラは、さらに、前記自動車の作動状態を示す前記入力によって、前記コーストダウンイベントが終わったことが示されたときに、前記エンジンの少なくとも１つの気筒を、アクティブ状態に移行させるよう作動可能である、としてもよい。
【００２３】
また、前記電子コントローラにより前記アクティブ状態に移行させる気筒の数は、前記エンジンに要求されるトルクの大きさに基づいて設定される、としてもよい。
【００２４】
また、前記電子コントローラには前記ターボ速度下限値が２つ記憶されており、記憶されたうちの一方は、前記エンジンの前記気筒を最初に休止させるときに使用される高速側ターボ速度下限値であり、他方は、前記エンジンの少なくとも１つの気筒を復帰させた後に使用される低速側ターボ速度下限値である、としてもよい。
【００２５】
また、前記電子コントローラは、前記ターボ過給機の速度が前記ターボ速度下限値を上回る速度に保持されるよう、復帰状態にある気筒の数を、繰り返し増加させるよう作動可能である、としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の第２態様に係る自動車の概略図である。
【図２ａ】図２ａは、本発明の第１態様に係る制御方法の前半部を示すフローチャートである。
【図２ｂ】図２ｂは、本発明の第１態様に係る制御方法の後半部を示すフローチャートである。
【図３】図３は、エンジンの全ての気筒が休止したときの、ターボ過給機の速度の経時変化を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を、添付図面を参照して例示的に説明する。
【００２８】
図１に示すように、自動車５は４つのホイール６，７を有しており、４つのホイール６，７のうち、フロントホイール６が駆動ホイールである。つまり、この実施形態では、自動車５は前輪駆動車５である。
【００２９】
自動車５は、クラッチと、ギアボックスと、詳細には図示しない種々の部材とから構成された動力伝達系統８を用いてフロントホイール６を駆動するエンジン９を備えている。
【００３０】
エンジン９は、公知のように、排気の流れを利用してエンジン９からエネルギを得るためのタービンと、このタービンにより駆動されるコンプレッサとを含むターボ過給機１１を備えた過給エンジンである。
【００３１】
エンジン９は、ベルトドライブを介して、ベルト式統合型スタータ・ジェネレータ（ＢＩＳＧ）１０を構成するモータ・ジェネレータに駆動連結されている。ＢＩＳＧ１０は、エンジン９を始動させるか、又は、エンジン９にパワーアシストを提供するか、するためのモータとして作動したり、エネルギ貯蔵システム１５に蓄電するために電力を発生するためのジェネレータとして作動したりすることが可能である。エネルギ貯蔵システム１５は、バッテリのような少なくとも１つの蓄電装置と、バッテリの充電及び放電、並びに、ＢＩＳＧ１０の作動を制御するためのコントローラ２０とを含んでいる。
【００３２】
この実施形態では、エンジン９はディーゼルエンジンであり、燃料噴射システム１３は、自動車５のドライバにより要求されたトルクに応じて、エンジン９に燃料を供給するように設けられている。
【００３３】
エンジン９は、気筒休止システム１２を備えている。この気筒休止システム１２は、適切なものであれば、いかなるタイプであってもよい。エンジン９の気筒を休止させるために、その気筒に関連するバルブは、気筒を通過する空気の流れを妨げるよう、閉状態に保持される。気筒休止に係る幾つかの実施形態では吸気バルブが閉状態に保持されたり、気筒休止に係る幾つかの実施形態では排気バルブが閉状態に保持されたり、他の実施形態では排気バルブと吸気バルブとが共に閉状態に保持されたりする。本発明は、気筒休止の構成が特定のタイプの構成に限定されたり、気筒休止システムが特定のタイプのシステムに限定されたりするものではない。
【００３４】
この明細書の記載に関する限り、気筒は、その気筒を通過する空気の流れを妨げるようにその気筒のバルブが作動するときに、“休止”していると称される。気筒は、その気筒を通過する空気の流れが妨げられないように、その気筒のバルブが通常通りに作動する“非アクティブ”状態に移行したときに、“復帰”していると称される。気筒は、その気筒を通過する空気の流れが妨げられずに且つ、その気筒からトルクを提供するべく、その気筒へ燃料又は火花が提供されるときに、“アクティブ”であると称される。
【００３５】
気筒休止システム１２は、エンジン９の通常運転の最中に、エンジン９のバルブタイミングを変化させるようにさらに作動可能なバルブタイミングシステム及び制御システムの一部を成すとしてもよい。
【００３６】
電子コントローラ２０は、多数の入力２５に基づいて、ＢＩＳＧ１０、気筒休止システム１２及び燃料噴射システム１３の作動を制御するように設けられている（この実施形態では、ＢＩＳＧ１０は、エネルギ貯蔵システム１５を介して制御される）。
【００３７】
本発明は、図示された特定の電子的なアーキテクチャには限定されず、他の代替となる電子的なアーキテクチャが使用され得ることが認められよう。例えば、ＢＩＳＧ１０、燃料噴射システム１３及び気筒休止システム１２の制御は、単一の中央コントロールユニットで行われる、としてもよいし、多数のコントロールユニットを設けると共に、電子コントローラ２０は、エンジン９の気筒をいつ休止させるか、及び、休止させた気筒をいつ復帰させるかのみを決定し、自動車５の他のコントロールユニットへ、その決定結果を示すシグナルを提供する、としてもよい。
【００３８】
この発明の目的を達するため、電子コントローラ２０への多数の入力２５には、その一部として、２つの主要な入力が含まれている。そのうちの１つ目は、コーストダウン状態にあるときを示すべく使用される、自動車５の作動状態を示す入力である。この入力は、最もシンプルな形式では、アクセルペダルのペダル位置を検出するために使用されるセンサからの出力と、現在の車速を示すセンサからの出力とから成る。
【００３９】
この発明に関する限り、コーストダウンは、エンジン９と、結合された駆動ホイール６とを結ぶ動力伝達系統を備えた自動車５が走行しており且つ、ドライバによりエンジントルクが要求されていないときに、生じる。
【００４０】
例えば、ブレーキペダルが踏み込まれているか否か、クラッチが係合しているか否か、ギアが選択されているか否か、及び、車速が所定の制限値の範囲内であるか否か、といったように、コーストダウンが発生しているか否かを決定するために、他の様々な入力を使用可能でありまた、コーストダウンが発生しているか否かを決定する上で、そうした要因を考慮することもできることが理解されよう。
【００４１】
入力２５のうち２つ目に要求される入力は、ターボ過給機１１の回転速度を示す入力である。
【００４２】
好ましい実施形態では、ターボ過給機１１の速度は、ターボ過給機１１の回転速度を測定し且つ、測定された速度を示す出力を提供する速度センサによって直接的に検出される。例えば、速度センサは、ターボ過給機１１のコンプレッサの回転速度を測定すると共に、ターボ過給機１１の回転速度を示す出力を電子コントローラ２０へ提供するように配置され得るが、その構成には限られない。
【００４３】
しかしながら、ターボ過給機１１の回転速度の指標（an indication of turbocharger rotational speed）を提供する方法は、他にも色々と存在しており、本発明は、特定の方法には限られない。例えば、ターボ過給機１１の速度の指標を、実験データに基づいた参照テーブルから得たり、ターボ過給機１１上に配置され、適切な信号フィルタリングと信号処理とを行うことにより、ターボ過給機１１の回転速度の指標を提供することができる加速度センサから得たり、エンジン９のシリンダブロックに配置され、適切な信号フィルタリングと信号処理とを行うことで、ターボ過給機１１の回転速度の指標を提供することができる加速度センサから得たりすることができるが、それらの構成には限られない。
【００４４】
自動車５の作動は、以下の通りである。すなわち、自動車５の作動状態を示す入力によって、コーストダウン状態にあることが示されたとき、コントローラ２０は、ＢＩＳＧ１０を自動車５からエネルギを回生するためのジェネレータとして使用するよう作動可能である。電子コントローラ２０は、気筒休止機構を備えたエンジン９の全ての気筒を休止させるように（つまり、休止可能な全ての気筒を休止させるように）、気筒休止システム１２を使用するよう作動することも可能である。自動車５のコーストダウン中、燃料噴射システム１３は、エンジン９へ燃料を供給しないように作動することが理解されよう。
【００４５】
自動車５は、ターボ過給機１１の回転速度（ターボ過給機の速度Ｔ）が、第１のターボ速度下限値である高速側ターボ速度下限値ＴＡを上回る速度に保持されているならば、コーストダウンが続く限り、このように、完全に休止させるように作動する。実際には、例えばエネルギ貯蔵システム１５において電力を蓄えるための空き容量が不足した場合には、ジェネレータとしてのＢＩＳＧ１０の作動を終了する必要が生じ得る。以下、ターボ過給機１１の速度Ｔを、「ターボ速度」Ｔと称する場合がある。
【００４６】
第１のターボ速度下限値である高速側ターボ速度下限値ＴＡは、気筒休止が行われたときに仮にターボ過給機１１が最大速度で回転していたとしても、高速側ターボ速度下限値ＴＡが横切られてエンジン９の少なくとも１つの気筒を復帰させたときに、減速中のターボ過給機１１の運動量によって、ターボ速度Ｔがターボ速度臨界値ＴＣをオーバーシュートしてしまうことのないように、ターボ速度臨界値ＴＣを十分に上回るように設定された、ターボ過給機１１の回転速度である。ターボ速度臨界値ＴＣは、ターボ過給機の回転速度がこのターボ速度臨界値ＴＣを下回ったときに、ターボ過給機のスピンアップに受け入れ難い遅れが生じること、及び、ブレードに受け入れ難い大きさの荷重が加わることのうちの１つ以上が、高レベルのトルク要求に応じて生じることになる、と判断される回転速度である。気筒を復帰させる決定と、エンジン９を通過する空気の流れが増大することにより生じる、その決定がターボ過給機１１の回転速度へ与える影響との間には、ガスのダイナミクス、機械的な慣性、及び、信号処理の遅れのため、常に、時間の遅れが存在することは理解されよう。
【００４７】
電子コントローラ２０は、ターボ過給機１１の回転速度を示す入力が、ターボ速度Ｔが所定の高速側ターボ速度下限値ＴＡを下回ったことを示した場合、コーストダウンが続いているならば、エンジン９の少なくとも１つの気筒を非アクティブ状態に復帰させるように、気筒休止システム１２を使用するよう作動可能である。前述のように、気筒を非アクティブ状態に復帰させることで、復帰した各気筒へ空気が吸われるようになる。多くの場合、エンジンのただ１つの気筒のみを復帰させるものの、多数の気筒と、１つのターボ過給機とを備えたエンジンの場合、１つ以上の気筒を復帰させるように要求してもよい。
【００４８】
少なくとも１つの気筒の復帰により、ターボ過給機１１の速度が高速側ターボ速度下限値ＴＡを上回るレベルまで増大した場合には、その状況が続く限り（つまり、ターボ速度Ｔが高速側ターボ速度下限値ＴＡを上回る限り）且つ、コーストダウンが続く限り、休止状態にある気筒の数は、そのままに保持されることになる。一方で、ターボ速度Ｔが落ち込み続けて、第２のターボ速度下限値である所定の低速側ターボ速度下限値ＴＢを横断した場合には、電子コントローラ２０は、ターボ速度Ｔがターボ速度臨界値ＴＣに達することのないようエンジン９のさらに１つ以上の気筒を復帰させるように、作動することが可能である。
【００４９】
少なくとも１つの気筒の最初の復帰は、ターボ過給機１１が減速するにつれて、ターボ過給機１１の減速度に対し、その減速度の変化率を減少させるような影響を与えることになるのが理解されよう。このようにターボ過給機１１の減速度の変化率を減少させることにより、ターボ速度臨界値ＴＣをオーバーシュートしてしまうリスクが大いに低減される。これにより、低速側ターボ速度下限値ＴＢを、高速側ターボ速度下限値ＴＡよりも、ターボ速度臨界値ＴＣに近い速度に設定することが可能になる。ターボ速度下限値を１つだけ設定するとすれば、耐久性及び性能に係る理由により、高速側ターボ速度下限値ＴＡを設けることが必要になるだろう。ターボ速度下限値ＴＡ，ＴＢを２つ設定することにより、損傷やスピンアップの遅れが生じるリスクを回避しつつ、ターボ過給機１１を、ターボ速度臨界値ＴＣにより近い速度まで減速させることが可能になる。したがって、潜在的には、コーストダウン中により多くの気筒を休止状態に保持したり、気筒の復帰をより長期にわたって遅らせたり、することができる。どちらの場合であっても、このことは、気筒が休止されたときに、エンジンロスの低減に起因して、コーストダウン中にＢＩＳＧ１０により回生可能なエネルギの量を増大させる。
【００５０】
コーストダウンが終わったときにはいつでも、休止システム１２の作動は、トルク要求と、使用されるシステム及び制御の特定の構成とに基づいて、気筒を非アクティブ状態に復帰させたり、アクティブにしたり（activate）するノーマルモードに戻る。したがって、コーストダウン期間が終わったときに、高いトルクが要求されていた場合には、全ての気筒をアクティブにしてもよいし、トルク要求が低かった場合には、幾つかの気筒のみをアクティブにしてもよい。場合によっては、休止状態にある気筒の数が、コーストダウン期間が終わったときに変更されなかったり、唯一の変更点が、要求されたトルクを気筒が発生し得るように気筒をアクティブにするよう、既に復帰していた気筒へ燃料を導入することだけであったり、することもある。
【００５１】
図３は、ターボ過給機が結合されたエンジンの全ての気筒が休止したときのターボ過給機の減速を表しており、ターボ速度Ｔ対時間ｔの典型的なカーブを示している。ターボ過給機の回転速度Ｔが、ポイント‘Ｘ’により表示された回転速度Ｔまで落ち込んだとき、そのときの回転速度Ｔは、高速側ターボ速度下限値ＴＡに等しくなる。この回転速度Ｔが、ポイント‘Ｙ’により表示された回転速度まで落ち込んだとき、そのときのターボ過給機の回転速度Ｔは、低速側ターボ速度下限値ＴＢに達したことになる。ターボ速度臨界値ＴＣは、速度ゼロの直線よりも紙面上方で時間軸に交わるように配置された、紙面水平方向に延びる直線により表示されている。この配置は、ターボ速度臨界値が速度ゼロよりも大きな回転速度Ｔであることを示している。
【００５２】
図２ａ及び図２ｂには、前述のＢＩＳＧ１０及びターボ過給機付きエンジン９といった、コーストダウンイベント中にエネルギを回生するためのＢＩＳＧを備えた自動車のターボ過給機付きエンジンの制御方法が図示されている。
【００５３】
図２ａは、ターボ過給機付きエンジンの制御方法の前半部を示している。なお、図２ａのボックス１５０は、結合子Ａを介して、図２ｂのボックス１５５に繋がっている。
【００５４】
この方法はボックス１００から始まり、その後、ボックス１１０へ進み、コーストダウンイベントの条件が満たされているか否かが判定される。エンジン９からの回生を行うためには、エンジン９は、自動車５のドライブトレーン８を介して、自動車５の少なくとも１つの駆動ホイール６に連結された状態に保持されなければならない。一方で、コーストダウンの条件は、エンジン９からのトルクが要求されていないことと、自動車５が、ＢＩＳＧ１０により運動エネルギをエンジン９から有効に回生することができるほど十分な速度で走行していることとであると想到され得る。
【００５５】
ボックス１２０において、コーストダウンの条件が満たされていなかった場合には、この方法はボックス１１０へ戻り、エンジン９は、自動車５のドライバによるトルク要求を満足するように、運転を続けることになる。
【００５６】
一方で、ボックス１２０において、コーストダウンの条件が満たされていた場合には、この方法はボックス１２５へ進み、ＢＩＳＧ１０によるエネルギ回生の機会を最大限に活用することを目的として、気筒休止機構を備えたエンジン９の全ての気筒が休止する。その後、この方法はボックス１３０へ進み、ターボ速度Ｔが確認される。前述のように、この確認は、例えば、速度センサを用いたターボ速度Ｔの直接的な測定といった、任意の適切な方法で達成され得る。
【００５７】
その後、ボックス１３５において、現在のターボ過給機１１の回転速度Ｔと、所定の高速側ターボ速度下限値ＴＡとの間の比較が行われる。高速側ターボ速度下限値ＴＡは、気筒休止が行われたときに仮にターボ過給機１１が最大速度で回転していたとしても、エンジン９の少なくとも１つの気筒が復帰したときに、減速中のターボ過給機１１の運動量によって、ターボ速度Ｔがターボ速度臨界値ＴＣをオーバーシュートしてしまうことのないように、ターボ速度臨界値ＴＣを十分に上回るように設定された、ターボ過給機１１の回転速度である。前述のように、ターボ速度臨界値ＴＣは、ターボ過給機の回転速度がこのターボ速度臨界値ＴＣを下回ったときに、ターボ過給機のスピンアップに受け入れ難い遅れが生じること、及び、ブレードに受け入れ難い大きさの荷重が加わることのうちの１つ以上が生じることになる、と判断される回転速度である。
【００５８】
ボックス１３５においてチェックされたときに、ターボ速度Ｔが高速側ターボ速度下限値ＴＡを上回っていた場合には、この方法はボックス１３０へ戻り、ターボ速度Ｔが再確認されたり、この実施形態では、ターボ速度Ｔが速度センサによって再測定されたりする。実際には、ターボ速度Ｔを継続的にモニターしてもよい、ということが理解されよう。ボックス１３０へ戻る前に先に、ボックス１４０において、コーストダウンの条件が依然として満足されていて且つ、エネルギ回収が依然として要求されているか否かを確認するチェックが行われ、コーストダウンの条件が依然として満足されていて且つ、エネルギ回収が依然として要求されていた場合、この方法はボックス１３０へ戻る。ボックス１４０においてチェックされたときに、コーストダウンの条件が既に満たされていなかった場合、又は、エネルギ回収が既に要求されていなかった場合には、この方法はボックス１４５へ進み、エンジン９の気筒のうち、現在のトルク要求を満たすために必要な気筒をアクティブにする。場合によっては、エンジン９の全ての気筒がアクティブにされたり、他の場合においては、エンジン９の一部の気筒のみがアクティブにされたりする。エンジン９の気筒をアクティブにするために、気筒の休止が中断されて、休止が中断された各気筒へ燃料が供給される。
【００５９】
この方法は、ボックス１４５からボックス１９９へ進み、次のコーストダウンが発生するまで終了する。
【００６０】
ボックス１３５の説明に戻ると、ボックス１３５において現在のターボ速度Ｔが高速側ターボ速度下限値ＴＡを下回っていた場合には、この方法はボックス１５０へ進み、エンジン９の少なくとも１つの気筒が、その気筒を通過するように空気が吸われることを許容する非アクティブ状態へ復帰する。通常は、ただ１つの気筒のみが復帰するものの、必要に応じて、１つ以上の気筒が復帰し得る。
【００６１】
図２ｂは、ターボ過給機付きエンジンの制御方法の後半部を示している。前述の如く、図２ｂのボックス１５５は、結合子Ａを介して、図２ａのボックス１５０に繋がっている。
【００６２】
この方法はボックス１５０からボックス１５５へ進み、現在のターボ速度Ｔが再びチェックされた後に、ボックス１６０へ進み、現在のターボ速度Ｔと所定の低速側ターボ速度下限値ＴＢとが比較される。現在のターボ速度Ｔが低速側ターボ速度下限値ＴＢ以下であった場合には、ボックス１５０で行われた復帰が不十分であり、ターボ速度Ｔがターボ速度臨界値ＴＣを下回るまで落ち込むことを防止するべく、さらに少なくとも１つの気筒を非アクティブ状態に復帰させる必要がある。したがって、ボックス１６０においてチェックされたときに、現在のターボ速度Ｔが低速側ターボ速度下限値ＴＢ以下であった場合には、この方法はボックス１７５へ進み、エンジン９のさらに少なくとも１つ以上の気筒が、その気筒を通過するように空気が吸われることを許容する非アクティブ状態へ復帰する。一方で、ボックス１６０においてチェックされたときに、現在のターボ速度Ｔが低速側ターボ速度下限値ＴＢよりも大きいと判定された場合には、この方法はボックス１６５へ進み、コーストダウンの条件が依然として満たされていて且つ、エネルギ回収が依然として要求されているか否かがチェックされることになる。
【００６３】
ボックス１６５においてチェックされたときに、コーストダウンの条件が既に満たされていなかった場合、又は、エネルギ回収が既に要求されていなかった場合には、この方法はボックス１６５からボックス１７０へ進み、エンジン９の気筒のうち、現在のトルク要求を満たすために必要な気筒をアクティブにした後に、ボックス１７０からボックス１９９へ進み、次のコーストダウンが発生するまで終了する。前述のように、エンジン９の気筒をアクティブにするために、気筒の休止が中断されて、休止が中断された各気筒へ燃料が供給される。場合によっては、気筒は既に（非アクティブ状態にあり）復帰しており、その場合、ボックス１７０において気筒をアクティブにするための要求は、そうした気筒への燃料供給を開始することだけである、ということが理解されよう。
【００６４】
一方で、ボックス１６５においてチェックされたときに、コーストダウンの条件が依然として満たされており且つ、エネルギ回収が依然として要求されていた場合には、この方法はボックス１６５からボックス１５５へ戻り、ボックス１５５とボックス１６０とが再び実行される。
【００６５】
ボックス１７５の説明に戻ると、ボックス１７５において少なくとも１つの気筒が復帰した後に、この方法はボックス１８０へ進み、エンジンの全ての気筒が復帰していて非アクティブ状態にあるのか否かがチェックされる。全ての気筒が復帰していた場合には、この方法はボックス１８２へ進み、コーストダウンが終わるまでこのボックスに留まることになる。そして、コーストダウンが終わったときに、エンジン９の気筒のうち、現在のトルク要求を満たすために必要な気筒がアクティブにされる。その後に、この方法はボックス１８２からボックス１９９へ進み、次のコーストダウンが発生するまで終了する。全ての気筒は、既に非アクティブ状態にあるため、ボックス１８２において気筒をアクティブにするための要求は、そうした気筒への燃料供給を開始することだけである、ということが理解されよう。
【００６６】
一方で、ボックス１８０においてチェックされたときに、エンジン９の全ての気筒が非アクティブ状態にあるわけではない場合、つまり、幾つかの気筒が依然として休止していると判定された場合には、この方法はボックス１８５へ進み、コーストダウンの条件が依然として満たされており且つ、エネルギ回収が依然として要求されているか否かがチェックされる。そして、ボックス１８５において、コーストダウンの条件が依然として満たされており且つ、エネルギ回収が依然として要求されていると判定された場合には、この方法はボックス１６０へ戻り、現在のターボ速度Ｔと低速側ターボ速度下限値ＴＢとの間の比較が行われる。ボックス１８５においてチェックされたときに、コーストダウンが終了していた場合、又は、エネルギ回収が既に要求されていないと判定された場合には、この方法はボックス１８５からボックス１９０へ進み、エンジン９の気筒のうち、現在のトルク要求を満たすために必要な気筒がアクティブにされる。前述のように、エンジン９の気筒をアクティブにするために、気筒の休止が中断される、つまり、気筒の復帰が行われて、復帰した各気筒へ燃料が供給される。気筒が既に非アクティブ状態にあった場合、ボックス１９０において気筒をアクティブにするための要求は、非アクティブ状態にある各気筒への燃料供給を開始することだけである、ということは理解されよう。その後に、この方法はボックス１９０からボックス１９９へ進み、次のコーストダウンが発生するまで終了する。
【００６７】
本発明を、ディーゼルエンジンを参照して説明したが、ディーゼルエンジンへの適用には限られず、例えば火花点火式エンジンのような、他のタイプのターボ過給機付きエンジンに適用しても同様の作用効果を奏する、ということが理解されよう、火花点火式エンジンに適用した場合、気筒をアクティブにするためには、燃料と火花とが両方とも要求される。休止状態及び非アクティブ状態の最中、燃料は気筒へ供給されないものの、火花は提供された特定のシステムに応じて提供されてもよいし、提供されなくてもよい。
【００６８】
本発明を、全ての気筒が休止可能であり且つ、最初に全ての気筒を休止させる実施形態を参照して説明したが、休止される気筒の数は、特に多数の気筒を有するエンジンにおいては、所定の数を取り得ることが理解されよう。例えば、全ての気筒が休止可能な８気筒エンジンにおいて、最初に６つの気筒のみを休止させてもよいが、その構成には限られない。
【００６９】
エンジンによっては、全ての気筒が休止可能でなくてもよい、ということが理解されよう。例えば、４気筒エンジンにおいて、２つの気筒のみが休止可能に構成されてもよいが、その構成には限られない。
【００７０】
エンジンの全ての気筒が休止可能であれば、エネルギ回生が最大化されるという点で有効である。
【００７１】
コーストダウン中にエネルギ回生が要求されないとき、休止可能な気筒は、いずれも、通常通り、コーストダウンが終わったときにアクティブ状態になるよう準備された、非アクティブ状態に移行することが理解されよう。したがって、図２ａ及び図２ｂに示す方法は、エネルギ回生が要求されたことを前提としている。
【００７２】
本発明を１つ又は複数の実施形態を参照して例示的に説明したが、本発明は開示された実施形態に限定されず、添付の請求項により特定される本発明の範囲を逸脱しない限り、他の代替となる実施形態も構成され得るということは、当業者には理解されよう。
【符号の説明】
【００７３】
５    自動車
９    エンジン
１０  ＢＩＳＧ（ベルト式統合型スタータ・ジェネレータ）
１１  ターボ過給機
１２  気筒休止システム
１５  エネルギ貯蔵システム
２０  電子コントローラ
２５  入力
Ｔ  ターボ速度（ターボ過給機の速度）
ＴＡ  高速側ターボ速度下限値（ターボ速度下限値）
ＴＢ  低速側ターボ速度下限値（ターボ速度下限値）
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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