(57)【要約】【課題】  内燃機関の排気により駆動される発電機が設けられた内燃機関の制御装置において、前記発電機の発電機会を増大し得る内燃機関の制御装置を提供することにある。【解決方法】  本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気により駆動される発電機が設けられた内燃機関の制御装置において、惰性走行中において、前記発電機に供給される排気の量を増大させる排気量制御部を備える。【選択図】図１
2017066958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気により駆動される発電機が設けられた内燃機関の制御装置において、
惰性走行中において、前記発電機に供給される排気の量を増大させる排気量制御部を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の排気により駆動される発電機が設けられた内燃機関の制御装置において、
惰性走行中において、前記発電機に発電を開始させる発電開始信号を供給することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記惰性走行は、前記内燃機関への燃料噴射が中止されている状態の走行であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記惰性走行は、前記内燃機関が車輪による動力により回転させられる状態の走行であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記排気量制御部は、前記内燃機関への燃料噴射を中止したタイミングにおける前記発電機に供給される排気量に比べ、惰性走行中における排気量を増大させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の吸入側には前記内燃機関に流入する空気量を調整するスロットルバルブが設けられ、
前記排気量制御部は、前記スロットルバルブの開度を増加させることで惰性走行中において、前記発電機に供給される排気量を増大させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の吸入側には前記内燃機関へ吸入される空気の吸気口を開閉する吸気バルブが設けられ、
前記排気量制御部は、前記吸気バルブのリフト量を増加させる、又は吸気バルブの閉じ時期を内燃機関の充填効率が増加するように変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記排気量制御部は、惰性走行中で、かつ、前記内燃機関の吸入側の圧力が設定値以上の場合において前記発電機に供給される排気量を増大させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記排気量制御部は、惰性走行中であっても、前記内燃機関の吸入側の圧力が設定値未満の場合には前記発電機に供給される排気量を維持、又は減少させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の内燃機関の制御装置において、
車両の外界認識手段の検出結果に基づき、前記設定値を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、
車両の変速手段を係る惰性走行中に前記内燃機関の回転速度が増加するように変速比を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記変速手段の少なくとも変速比と内燃機関回転数と車両速度の何れかに基づき、前記排気量制御部により変更される前記内燃機関の排気量を増加又は減ずることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気により駆動される発電機が設けられた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気エネルギを利用する試みが以前から存在する。排気により駆動されるタービンと、タービンと軸を一体にしたコンプレッサにより、内燃機関へ空気を圧送するターボチャージャや排気により駆動されるタービンと、タービンにより駆動される発電機によって排気のエネルギを電力として回生する試みもなされている。
特許文献１には、発電機においてタービンの回転による発電量を増量させる場合に、内燃機関の各気筒における膨張行程中の排気量を増量させる排気量増量手段を備えることを特徴とする発電機付きターボチャージャの構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願２００２−３２２７６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で示されるように、燃焼後ガスによる排気を増大させることで発電量を増加することが期待される。しかしながら、このような技術は、内燃機関の燃焼を伴う状態について考慮されたものであり、燃焼を伴わない状態、すなわち惰性走行機会等内燃機関の駆動力を必要としない状態で、内燃機関が外力により回転駆動されるような状況にあっても排気流量を増加して発電機会とするといった発電機会の拡大については考慮が成されていない。
【０００５】
以上のような課題を鑑みて、本発明の目的は、内燃機関の排気により駆動される発電機が設けられた内燃機関の制御装置において、前記発電機の発電機会を増大し得る内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気により駆動される発電機が設けられた内燃機関の制御装置において、惰性走行中において、前記発電機に供給される排気の量を増大させる排気量制御部を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば。車両の惰性走行状態にあっても、排気流量を増大し、排気経路に設けられた発電手段による発電を継続し、該発電機の発電機会を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】・・・本発明の内燃機関の制御装置を備える、内燃機関の構成図。
【図２】・・・本発明の実施における惰性走行状態へ遷移を説明するタイムチャート。
【図３】・・・本発明における発電機の出力電圧特性を説明する図。
【図４】・・・本発明における発電機の負荷トルク特性を説明する図。
【図５】・・・本発明の実施における実施例２並びに実施例３と比較例２の動作の差異を説明するタイムチャート。
【図６】・・・本発明における内燃機関回転速度と吸気絞り弁開度の組み合わせによる排気流量の変化を説明する図。
【図７】・・・本発明の実施における吸気バルブリフト量と吸気バルブ閉じ時期の比較を説明する図。
【図８】・・・本発明の第６の実施形態におけるブレーキ倍力装置を備える内燃機関の構成を説明する図。
【図９】・・・本発明における、内燃機関回転速度と吸気絞り弁開度の組み合わせによる吸気管圧力の変化を説明する図。
【図１０】・・・本発明の第７の実施形態における、吸気管圧力の閾値変更を説明する図。
【図１１】・・・本発明の第８の実施形態における、車両速度と排気流量の関係を変速比で整理した図。
【図１２】・・・本発明の第８の実施形態における内燃機関回転速度と損失の関係を説明する図。
【図１３】・・・本発明の第８の実施形態における、変速比の変更と吸気絞り弁開度の変更を同時に行った際の変化を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の内燃機関の制御装置を搭載する内燃機関１００の概略図である。内燃機関１００は排気経路１０１に設けられるタービン１０２とタービン１０２によって駆動される発電機１０３を備えている。
【００１０】
内燃機関１００は吸気経路１０４より空気を取り入れ、燃焼室１０５内で燃料を燃焼させることにより、高圧の燃焼ガスを発生させ、ピストン１０６、コネクティングロッド１０７、クランク１０８を介してピストンの運動を回転力へ変換する。また、クランク１０８回転によって、ピストン１０６は燃焼室１０５の容積が小さくなる方向へ移動し、燃焼室１０５内の圧縮、膨張を繰り返すことができる。ピストン１０６が燃焼ガスの圧力によりクランク１０８を回転させることにより動力を取りだすことができる。吸気経路１０４には、燃焼室１０５へ導入する空気を調量する、吸気絞り弁１０９や吸気バルブ１１０が設けられる。
【００１１】
吸気絞り弁１０９は例えばバタフライバルブであり、吸気経路の断面方向に設けられるバタフライ弁の回転角度を変更することにより吸気経路が閉塞される断面積を変化させ、通過する空気の量を調量する。
吸気バルブ１１０は例えばポペットバルブであり、リフト量を増やすことで、有効断面積が増加し、通過する空気の量が増加する。逆にリフト量を減らすことで、有効断面積が減少し、通過する空気の量が減少する。このようにして吸気バルブ１１０は通過する空気の量、ひいては、燃焼室１０５へ導入される空気の量を調量することができる。
また、吸気バルブ１１０と同様に排気経路１０１と燃焼室１０５の境界には、排気バルブ１１１が設けられ、燃焼室１０５で発生させた燃焼ガスをピストン１０６へ作用させることができる。
【００１２】
エアフローメータ１１２や吸気管圧力センサ１１３により、燃焼室１０５へ導入する空気の量を計量し、燃料噴射弁１１４より、燃焼室１０５へ導入した空気に応じた燃料噴射を実施する。燃焼室１０５へ導入された空気と燃料噴射弁１１４より供給された燃料とで、燃焼室１０５内に混合気を形成し、点火栓１１５により点火を実施することで、混合気を燃焼させ、前述の燃焼ガスを発生させる。
燃焼ガスが膨張したのちには、排気バルブ１１０を通じて、排気経路１０１へ燃焼ガスが排出される。燃焼室１０５内で燃料混合気は高温で燃焼するため、燃焼ガスが排気バルブ１１０を通じて排気経路１０１へ排出される時点にあっても、燃焼ガスは高温度を保っており、基本的には外気に対して高温、高圧である。
【００１３】
タービン１０２では、燃焼ガスをさらに膨張させ、燃焼ガスの運動エネルギと熱エネルギとを回転力へ変換して、発電機１０３を駆動する。
したがって、少なくとも、排気経路１０１に設けられたタービン１０２の下流側に対して、タービン１０２の上流側（燃焼室１０５側）の圧力又は温度が高ければタービン１０２はその差を回転力に変換して、発電機１０３を駆動できる。
【００１４】
ところで内燃機関１００は例えば自動車に搭載されるものであり、運転者により、アクセルペダル１１６やブレーキペダル１１７、図示しない舵取り装置が操作されることによって、出力が変化する。この出力調整は吸気絞り弁１０９の絞り量を変更することや、吸気バルブ１１０のリフト量、燃料噴射弁１１４より噴射される燃料の量、点火栓１１５の点火タイミングの変更などにより実施される。
これらの変更、すなわち制御は、制御装置１１８により実施される。
制御装置１１８は例えばアクセルペダル１１６の操作を、アクセルストロークセンサ１１９により検出する。同様に、ブレーキペダル１１７にはブレーキストロークセンサ１２０が設けられている、制御装置１１８はこれらアクセルストロークセンサ１１９やブレーキストロークセンサ１２０の検出結果に基づき、内燃機関１００の目標出力を演算する。
演算結果に基づいて、吸気絞り弁１０９の絞り量（ないしバタフライ弁の回転角度）や吸気バルブ１１０や排気バルブ１１１のリフト量並びに、クランク１０８に対する開閉タイミング、燃料噴射弁１１４より噴射される燃料の量、点火栓１１５の点火タイミング等を制御し、内燃機関１１０を所望の運転状態へ制御する。
【００１５】
したがって、制御装置１１８は、図示はしないが、上記制御のアルゴリズムを記録した、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）や上記の演算を行うためのマイクロコンピュータ、演算途中の情報を格納するためのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ  ）を備えている。また、上記に加えて、各種センサより出力されたアナログ電圧信号を量子化するためのＡ／Ｄ変換器（アナログ−デジタル変換器）や他の制御装置と情報通信を行うための通信Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ−Ｏｕｔｐｕｔ）、Ｉ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を備えていてもよい。
【００１６】
このほか、内燃機関１００は図示はしないが、上述の制御装置を駆動するための、電源である例えば鉛バッテリなどの電池や前記電池を充電するためのオルタネータが取り付けられている。オルタネータは交流発電機であり、クランク１０８の回転力を巻き掛け伝達機構等を介して伝達し、得られた回転力により発電する。この電力を適当な整流回路を通じて、直流に変換し、前記電池を充電する。これら充電装置を備えていてもよい。
図２には図１に示した内燃機関１００を搭載する車両が、惰性走行状態に遷移する過程を示したタイムチャートである。アクセルペダルストロークセンサ１１９の検出結果に基づき、アクセルペダルが操作され、ストローク量が減少（ドライバからの駆動力要求が減少）するとともに、内燃機関１００へ供給する空気の量を現ずるため、スロットル開度を減少させる。やがてアクセルストローク量が零となり、ドライバからの駆動力要求がなくなると、燃料噴射弁１１４からの燃料噴射を停止し、車両が惰性走行状態へ移行する。
図３は、タービン１０２によって駆動される発電機１０３の、排気流量に対する発電特性の一例を模式的に示したものである。図３の横軸は、排気の流量を示しており、排気流量が増加するほど、発電機電圧が上昇し高電圧となることが示される。また、負荷電流は発電機１０３より取り出す電流の大きさを示しており、負荷電流を増加させるほど、発電電圧が低下する。
【００１７】
したがって、図３に示されるように、発電機１０３の発電出力を増加させるためには、排気の流量を増加させる必要がある。
【００１８】
惰性走行状態とは、少なくとも内燃機関１００の駆動力によって車両を加速または速度を維持する状態になく、燃料噴射を停止してもよい状態にあることを言う。
また、惰性走行状態では、少なくとも車両が走行しており、車輪から車軸や変速機機構等を通じて内燃機関１００が回転駆動される状態にあることを言う。
したがって、内燃機関１００が回転駆動されるために、少なくとも変速機構や駆動力の伝達機構は車輪からの駆動力を伝達できる状態にあり、これらが完全に駆動力伝達を切断する状態では、内燃機関１００を回転駆動できないため、惰性走行状態に含めない。なお、車輪からの駆動力を伝達できる状態にあればよく、いわゆる半クラッチの状態にあってもよい。
【００１９】
本発明の第１の実施形態について述べる。
本発明の実施例１では、前述の惰性走行状態にある場合に、吸気絞り弁の開度を増加させた、このようにすることで、内燃機関１００が車輪からの動力伝達で回転駆動される場合に、内燃機関１００の吸気、圧縮、（燃料噴射ならびに点火を伴わない）膨張、排気の各行程を経る事で、排気の流量が確保される。すなわち、車両の慣性力を利用して内燃機関１００を駆動することにより、排気流量を増加させ、車両の慣性力を回生して電力を得ることができる。
【００２０】
これに対して、比較例１は、従来技術における制御方法であり、要求駆動力に合わせて吸気絞り弁の開度を減少させたままとしている。このため、内燃機関１００が回転駆動される場合にあっても、吸気絞り弁が閉じられているため、排気の流量が減少し、発電機の出力電圧が低下する。このため、発電機１０３を十分に駆動することができず、惰性走行中に車両の運動エネルギを回生することができない。
【００２１】
すなわち、請求項１に記載のように、排気により駆動発電機の発電を継続するために、惰性走行中にあっては、発電機に供給される排気の量を増大させる排気量制御部を備えた。これにより、惰性走行時にも排気に設けられた発電機を駆動することができ、発電機会を増加させることができる。
【００２２】
本発明の第２の実施形態について述べる。図４は、発電機１０３の負荷電流に対する負荷トルク特性を示した模式図である。係る発電機１０３は、負荷電流の大きさによって負荷トルクが変化することが示される。負荷トルクが増加するほど、発電機１０３を駆動するタービン１０２の負荷が増加する。この負荷はタービン１０２の回転を停止させるブレーキ力として作用する。
【００２３】
図５は、図１に示した内燃機関１００を搭載する車両が、惰性走行状態に遷移する過程を示したタイムチャートである。ドライバからの駆動力要求が減少し、吸気絞り弁開度が減少する過程にあって、実施例２は、発電機１０３への発電機駆動指令を停止し、惰性走行が実施された後に、発電機１０３に発電を開始、すなわち発電を開始させる発電開始信号を供給する。
【００２４】
図４に示したように、発電機を駆動して負荷電流を取り出す状態にあっては、発電機１０３の負荷トルクによりタービン１０２の回転を停止させるようにブレーキ力が作用するため、比較例２では、吸気絞り弁開度が減少する間によりブレーキ力が作用し、発電機回転数が減少してしまうことが分かる。図３に示したように、発電機回転数が小さいと発電電圧が低下するため、ひいては回生できる電力が減少してしまう。したがって、係る発電機会に回生電力を増加させるためには、発電機１０３へ適当な発電開始指令を供給する構成とすることがよいことが示される。
【００２５】
すなわち、請求項２に記載のように、内燃機関の排気により駆動される発電機が設けられた内燃機関の制御装置において、惰性走行中において、前記発電機に発電を開始させる発電開始信号を供給する構成とした、このような構成とすることで、内燃機関を搭載する車両が惰性走行状態に移行したことを契機に発電を開始することができ、発電機回転数の過度な減少を抑制し、発電出力を増大させることができる。
【００２６】
本発明の第３の実施形態について述べる。
前述のように惰性走行状態とは、少なくとも内燃機関１００の駆動力によって車両を加速するか、または速度を維持する状態になく、燃料噴射を停止してもよい状態にあることを言う。また、惰性走行状態では、少なくとも車両が走行しており、車輪から車軸や変速機機構等を通じて内燃機関１００が回転駆動される状態にあることを言う。
【００２７】
たとえば、図１において車両には内燃機関１００の排気を浄化するための触媒装置１２１がタービン１０２の下流に設けられる。触媒装置１２１は、燃焼室１０５内で燃料が不完全に燃焼した場合に発生する、一酸化炭素（ＣＯ）や未燃焼の炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する。触媒装置１２１内では、式１、式２に示した酸化反応や式３、式４に示した還元反応により、前述したＣＯやＨＣ、ＮＯｘをＣＯ２やＨ２Ｏ、Ｎ２へ浄化する。
２ＣＯ＋Ｏ２→２ＣＯ２                    ・・・（式１）
ＨＣ＋Ｏ２→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ                ・・・（式２）
２ＮＯ＋２ＣＯ→２ＣＯ２＋Ｎ２            ・・・（式３）
ＮＯ＋ＨＣ→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｎ２          ・・・（式４）
【００２８】
触媒装置１２１の浄化は前述の化学反応にしたがって進行するため、その過程で反応熱を生ずる。過剰な燃料や未燃ガスが供給されてしまうと、触媒装置１２１が過剰に加熱し触媒装置が破壊に至る恐れがある。
【００２９】
すなわち、請求項３に記載のように、係る発明の惰性走行状態は、内燃機関への燃料供給が中止されている状態にあり、内燃機関がたとえば車両の車輪からの動力伝達で駆動される状態にあっての走行とした。このようにすることで、未燃の燃料が排気経路に流れることによる触媒の加熱や排気性能の悪化なく、発電機会を増加するために、排気の量を増加させることができる。
【００３０】
また、請求項４に記載のように、惰性走行とは、内燃機関が車輪による動力により回転させられる状態の走行であることを特徴とする。車両の慣性力によって内燃機関を駆動して排気量を増加させるため、内燃機関を駆動するための燃料供給が不要となり、燃料消費を伴わずに発電を行うことができ、すなわち車両の運動エネルギを回生することができる。
【００３１】
本発明の第４の実施形態について述べる。
再び図５において、実施例３では、実施例２と比較して吸気絞り弁開度を燃料噴射の停止に伴ってより増加させて開くようにした。このようにすることで、すなわち燃料噴射の停止にあって、より排気流量を増大させることをしている。
【００３２】
このようにすることで、実施例２と比較して、実施例２や比較例２に示したタービン１０２の回転速度の低下に対して、その回転の回復量が増加することや排気の流量が増加してより発電機１０３の出力を高められることが示される。
【００３３】
すなわち、請求項５に記載のように、前記排気量制御部は、前記内燃機関への燃料噴射を中止したタイミングにおける前記発電機に供給される排気量に比べ、惰性走行中における排気量を増大させることを特徴とする。燃料噴射を中止したタイミングにおける前記発電機に供給される排気量に比べ、惰性走行中における排気量を増大させるような構成とした、これにより、発電機へ供給される排気の量が増加し、発電出力を高めることができ、発電機会における、回生電力量を増加させることができる。
【００３４】
これまでに示した実施例では、排気流量を増加させるために、吸気絞り弁開度を増加させる構成をいくつか示した。また、図６には内燃機関１００の回転数と吸気絞り弁開度に対する排気流量の関係を示した。排気流量は内燃機関１００の回転速度と吸気絞り弁の開度に強い相関をもち、内燃機関１００の回転速度が増加するほど、且つ（または）、吸気絞り弁の開度が増加するほど排気流量が増加することが示される。これまでに示された実施例のように、吸気絞り弁を開くことで排気流量が増加し、発電機の回転数が増加して回生電力量を増大させることができる。
【００３５】
すなわち、請求項６に記載のように、内燃機関の吸入側には内燃機関に流入する空気量を調整するスロットルバルブが設けられ、排気量制御部は、前記スロットルバルブの開度を増加させることで惰性走行中において、発電機に供給される排気量を増大させることを特徴とする。
内燃機関の排気を増加させるために、スロットルバルブを開方向へ制御することとした。このようにすることで、スロットルバルブの流路面積が拡大し、内燃機関へ吸入する空気量が増加し、ひいては発電のために発電機へ供給する排気量が増加する。これによって発電機の出力を増大させ、発電機会における発電電力量を増加させることができる。
【００３６】
本発明の第５の実施形態について述べる。第５の実施形態は図７に示した、吸気バルブリフト、または位相によって燃焼室１０５に充填される空気の量を制御する方式を採用する構成である。図７の（ａ）に示すように、リフト量を増加させると、吸気バルブと外壁との隙間間隔が増加し、通過する空気の量が増加する、すなわち排気流量を増加させることができる。
【００３７】
他方、図７の（ｂ）に示すように、吸気バルブの閉じ時期を変更する場合にあっては、吸気バルブの閉じ時期によって燃焼室１０５へ導入される空気の量が変化する。吸気バルブの閉じ時期をピストン１０６の下死点付近とした場合と上死点付近とした場合には、バルブ閉じ時期での燃焼室容積が変化し、燃焼室容積の大きな、下死点近傍の閉じ時期とするほうが燃焼室１０５へ導入される空気の量が増加し、したがって、排気の流量を増加させることが期待できる。
【００３８】
すなわち、請求項７に記載のように、内燃機関の吸入側には内燃機関へ吸入される空気の吸気口を開閉する吸気バルブが設けられ、排気量制御部は、吸気バルブのリフト量を増加させる、又は吸気バルブの閉じ時期を内燃機関の充填効率が増加するように変更することを特徴とする。
【００３９】
このようにすることでも、先に述べたスロットル開度を増加させる構成に示されたように、内燃機関が吸入する空気量が増加し、ひいては発電のために、供給する排気量が増加する。これによって発電機の出力を増大させ、発電機会における発電電力量を増加させることができる。
【００４０】
また、請求項７に記載のように、内燃機関の充填効率が増加するように、吸気バルブの位相を変化させる構成とした。充填効率はすなわち、内燃機関１サイクルのガス交換量であり、１サイクルのガス交換量を増加することで、やはり発電機へ供給できる排気の量が増加し、これによって発電機の出力を増大させ、発電機会における発電電力量を増加させることができる。
【００４１】
本発明の第６の実施形態について述べる。
図８では、吸気経路１０４において、吸気絞り弁１０９至燃焼室１０５内で発生する負圧を利用するブレーキ倍力装置１２２を備えている。
第６の実施形態においてはブレーキ倍力装置１２２に必要な負圧を惰性走行中にも確保する構成を説明する。
【００４２】
内燃機関１００は基本的には大気圧下で運転されるため、吸気絞り弁１０９によって吸入空気量を制限すると先に述べた、吸気絞り弁１０９至燃焼室１０５内においては大気圧に対して負圧となっている。ブレーキ倍力装置１２２はこの負圧と大気圧との圧力差を利用するため、このようなブレーキ倍力装置１２２を備える車両にあっては、所望の動作を達成するために、吸気管圧力センサ１１３によって検出される吸気絞り弁１０９至燃焼室１０５内の負圧（吸気管圧、マニフォールド圧）が所定値以下となる必要がある。
【００４３】
図９にはこのようなマニフォールド圧の内燃機関１００の回転速度と吸気絞り弁開度の関係を示した。
【００４４】
すなわち、前記マニフォールド圧に所定値を設けてたとえば吸気絞り弁１０９を制御することで、ブレーキ倍力装置１２２の動作に干渉することなく、排気の流量を増大させ回生機会を拡大できる。すなわち、請求項８に示されるように、排気量制御部は、惰性走行中で、かつ、前記内燃機関の吸入側の圧力が設定値以上の場合において前記発電機に供給される排気量を増大させる。また、請求項９に示されるように、前記排気量制御部は、惰性走行中であっても、前記内燃機関の吸入側の圧力が設定値未満の場合には前記発電機に供給される排気量を維持、又は減少させることで、ブレーキ倍力装置１２２の動作に干渉することなく、排気の流量を増大させ回生機会を拡大できる。
【００４５】
図１において本発明の第７実施形態は、たとえばカメラなどの撮像装置によって構成される外界認識手段１２３を備えている。
【００４６】
外界認識手段１２３より車両の周囲の情報を検出することで、車両が直ちにブレーキが必要であるかを判定することができる。たとえばこのような判定は、車両と前方を走行する別の車両との距離や、車両が走行する走路の勾配、車両が走行する路面の状況などに基づき行われる。
【００４７】
このとき、直ちにブレーキを必要としないことが判定された場合には、図１０に示すように、前述したマニフォールド圧の所定値を高圧力側に再設定する。すなわち、請求項１０に示されるように、車両の外界認識手段の検出結果に基づき、前記設定値を補正する。このようにすることで、たとえば吸気絞り弁をより開方向へ制御することが可能となり、ひいては排気の流量を増加させて発電機１０３の発電量を増加し、また、惰性走行中にあって発電機１０３による発電機会を増加させることができる。
【００４８】
前述の外界認識手段はカメラ等の撮像装置のほかに、赤外線や超音波、ミリ波などの電磁波を使ったレーダを用いることも可能である、たとえば前方を走行する車両との車間距離などを使って運転者が直ちにブレーキを必要としないことが判定できれば従来公知のいかなる方法を用いても良く、判定の結果吸気管負圧の閾値を増方向へ修正し、より排気流量を増加させることで、発電機１０３による発電機会を増加する効果を得ることができる。
【００４９】
本発明の第８の実施形態について述べる。
本発明の第８の実施形態では、請求項１１に記載の通り、車両は変速機を備えており、惰性走行中に前記内燃機関の回転速度が増加するように変速比を変更することを特徴とする。図１１には吸気絞り弁開度を固定した状態における夕段変速機の変速比別に車両速度に対する排気流量の変化を模式的に示した。図１１に示されるように、変速比が大きなほど、同一車速にあっても排気流量が増大しており、すなわち惰性走行にあっては、排気流量を拡大して発電機１０３の発電出力を増加させることが出来る。
【００５０】
ところで、前述した第８の実施例は、変速比を変更することによる内燃機関回転数の増加を狙ったものである。したがって、図１２においてのＡ点から、Ｂ点へ内燃機関の動作点が移動する。図１２は内燃機関回転数と損失（この場合は内燃機関の回転を阻害する抵抗）の関係を示したものである。吸気絞り弁の開度を変更しない状態で、変速手段の変速比のみを変更すると、比較例３のような損失の発生となる。
【００５１】
対して、実施例４は吸気絞り弁の開度が異なっており、比較例３に対して実施例４はより吸気絞り弁開度を大きくしている。このとき、図１２において、比較例３は、惰性走行時に変速比を大きくすることによる、内燃機関１００の回転速度の上昇に伴って損失が増大し、運転者へは減速感の増加を感じさせる。また、いわゆるエンジンブレーキが強く作用する状態となるため、車両の速度がより低下し、ひいては惰性走行距離が減少して、惰性走行機会の減少による発電機１０３の回生機会が減少することにある。
【００５２】
また、運転者が加速を要求する機会が増加するため、車速の維持のために燃料噴射が必要となり燃費が悪化する。一方、実施例４では、吸気絞り弁開度を開方向へ制御することによって、ポンプ損失が減少し、Ａ点と同一の損失のまま、内燃機関の回転速度を増加させることが可能となる。
【００５３】
以上を排気流量の観点から整理したものが図１３である。
変速比の変更によって、内燃機関の回転速度が増加し、同一吸気絞り弁開度において、排気流量が増加することが示される。（Ａ’点からＢ’点への移動）このとき、実施例４では、前述の回転速度の増加に加えて、吸気絞り弁を開方向へ制御するため、（Ａ‘点からＣ’点へ移動）排気流量がより増加することが示されている。したがって、請求項１２に示すように、前記変速手段の少なくとも変速比と内燃機関回転数と車両速度の何れかに基づき、前記排気量制御部により変更される前記内燃機関の排気量を増加又は減ずることを特徴とすることで、車両の減速度が急変化することなく、排気の流量を増加して発電機１０３の発電機会を拡大することができる。
【００５４】
先の実施例４において、例えば、車両速度に基づいてその微分値により得られる減速度を用いることで、ドライバがブレーキペダルやアクセルペダルを離すことで要求される要求減速度に対して、変速手段の変速比並びに吸気絞り弁開度を変更することで、ドライバ要求にそった減速感を演出することができ、乗員の心理的負担を軽減することが可能となる。
【００５５】
なお、本実施形態は、有段変速機を意図して記述をしたが、変速手段は前述の有段変速機に限られない。変速比を円錐ころと巻き掛け伝達機構で連続的に可変とした無段変速機構（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：ＣＶＴ等）を用いることもできる。
基本的には、減速度が増大しない範囲で、内燃機関の回転速度を増加するよう、変速比と吸気絞り弁開度を選択するとよい。
【００５６】
また、この場合にあっても他の実施例に示したように、吸気管圧力センサの検出結果に基づき、マニフォールド圧力が所定値以下となる範囲で前述の変速比の変更並びに吸気絞り弁開度の変更を実施するようにしても良く、すなわち、これまでに示した複数の実施例はそれぞれが独立のものではなく、複数の実施形態を組み合わせても問題はない。
【００５７】
本発明の実施形態の説明に用いた図は、自動車用オットーサイクルガソリンエンジン意図して描かれているが、内燃機関の種別はこれに限られたものではない。内燃機関はディーゼルエンジンでもよく、また気筒数に制限が設けられるものでもない。さらにはピストンによる往復運動をクランク機構によって動力に変換するレシプロエンジンに限られたものでもなく、ヴァンケルエンジンであっても良い。
【００５８】
また、本発明の実施形態並びにその説明に用いた図では発明の説明に必要な機能、構成のみを記載している。実際に発明を実施する場合にあっては従来公知の技術を使って本発明のある実施形態において説明の無い制御や機能は達成されるものである。
【００５９】
本発明は必ずしも説明したすべての構成が含まれることによって特徴づけられるものでは無く、説明した実施形態の構成に限定されるものでは無い。ある実施形態の一部を別の実施形態に置き換えることが可能であり、その特徴を著しく変更しない限り各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
内燃機関・・・１００、排気経路・・・１０１、タービン・・・１０２、発電機・・・１０３、吸気経路・・・１０４、燃焼室・・・１０５、ピストン・・・１０６、コネクティングロッド・・・１０７、クランク・・・１０８、吸気絞り弁・・・１０９、吸気バルブ・・・１１０、排気バルブ・・・１１１、エアフローメータ・・・１１２、吸気管圧力センサ・・・１１３、燃料噴射弁・・・１１４、点火栓・・・１１５、アクセルペダル・・・１１６、ブレーキペダル・・・１１７、制御装置・・・１１８、アクセルストロークセンサ・・・１１９、ブレーキストロークセンサ・・・１２０、触媒装置・・・１２１、ブレーキ倍力装置・・・１２２、外界認識手段・・・１２３
【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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【図１２】
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【図１３】
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