車両の制御システム
【課題】車両停止条件成立時に内燃機関の吸気弁の開閉タイミングを変更することに伴う消費電力をカバーすることが可能な車両の制御システムを提供する。
【解決手段】制御システム１は、吸気弁の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を有する内燃機関１０と、内燃機関１０に連結される第２モータジェネレータ１０２と、第２のモータジェネレータ１０２と電気的に接続されるバッテリ１０３と、内燃機関１０及び第２のモータジェネレータ１０２を制御するＥＣＵ８０と、を備え、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の停止条件成立時に、第２モータジェレータの第１の回生制御を実行した後に、内燃機関１０における燃料噴射を停止し、続いて、第２モータジェネレータ１０２をモータとして駆動しつつ可変バルブタイミング機構を制御することによって、吸気弁の開閉タイミングを所定タイミングに変更する。
【解決手段】制御システム１は、吸気弁の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を有する内燃機関１０と、内燃機関１０に連結される第２モータジェネレータ１０２と、第２のモータジェネレータ１０２と電気的に接続されるバッテリ１０３と、内燃機関１０及び第２のモータジェネレータ１０２を制御するＥＣＵ８０と、を備え、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の停止条件成立時に、第２モータジェレータの第１の回生制御を実行した後に、内燃機関１０における燃料噴射を停止し、続いて、第２モータジェネレータ１０２をモータとして駆動しつつ可変バルブタイミング機構を制御することによって、吸気弁の開閉タイミングを所定タイミングに変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される制御システムに関し、詳細には、内燃機関の吸気弁の開閉タイミングの変更及び回生制御が可能な車両に搭載される制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両において、アイドリングストップ時に、内燃機関の吸気弁の開閉タイミングを変更することによって、再始動時における内燃機関の速やかな作動を実現する技術が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載された技術では、可変バルブタイミング機構の制御性を向上させるため、アイドリングストップ時の内燃機関停止後にモータジェネレータによって内燃機関を回転させつつ、可変バルブタイミング機構を作動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９０４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、かかる技術では、吸気弁の開閉タイミングを変更する際にモータジェネレータをモータとして使用するため、バッテリに蓄えられた電力を消費してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、車両停止条件成立時に内燃機関の吸気弁の開閉タイミングを変更することに伴う消費電力をカバーすることが可能な車両の制御システム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】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、吸気弁又は排気弁の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を有する内燃機関と、前記内燃機関に連結されるモータジェネレータと、前記モータジェネレータと電気的に接続されるバッテリと、前記内燃機関及び前記モータジェネレータを制御する制御装置と、を備える車両の制御システムであって、前記制御装置は、前記内燃機関の停止条件成立時に、前記モータジェレータの第１の回生制御を実行した後に、前記内燃機関における燃料噴射を停止し、続いて、前記モータジェネレータをモータとして駆動しつつ前記可変バルブタイミング機構を制御することによって、前記吸気弁又は前記排気弁の開閉タイミングを所定タイミングに変更することを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によると、内燃機関停止に先立って回生制御を実行するので、内燃機関停止時におけるモータジェネレータの作動による電力消費をカバーすることができる。
【０００８】
前記制御装置は、前記第１の回生制御によって前記バッテリに蓄電された電力量が所定電力量以上となった場合に、前記内燃機関における燃料噴射を停止することが好ましい。
【０００９】
かかる構成によると、第１の回生制御においてバッテリに蓄電される電力量を好適に確保することができる。
【００１０】
前記制御装置は、前記吸気弁又は前記排気弁の開閉タイミングを所定タイミングに変更する際に、前記内燃機関が所定回転速度以上となるように前記モータジェネレータを駆動し、前記吸気弁の開閉タイミングが所定タイミングに変更された後に前記モータジェネレータの第２の回生制御を実行することが好ましい。
【００１１】
かかる構成によると、可変バルブタイミング機構の作動後に第２の回生制御を実行するので、内燃機関の回転速度を速やかに低下させ、車体の共振を低減することができる。また、モータジェネレータによって内燃機関を所定回転速度以上で回転させた状態から第２の回生制御を実行するので、より多くの電力量を回生することができる。
【００１２】
前記制御装置は、前記吸気弁又は前記排気弁の開閉タイミングを所定タイミングに変更する際に、前記内燃機関が前記所定回転速度となるように前記モータジェネレータを駆動することが好ましい。
【００１３】
かかる構成によると、モータジェネレータによって内燃機関を所定回転速度で回転させた状態から第２の回生制御を実行するので、モータジェネレータによる消費電力を抑制しつつ、多くの電力量を回生することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車両停止条件成立時に内燃機関の吸気弁の開閉タイミングを変更することに伴う消費電力をカバーすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る車両の制御システムの構成図である。
【図２】内燃機関の内部構造を示す断面図である。
【図３】内燃機関の電動バルブタイミング調整装置の構造を示す側面図である。
【図４】電動バルブタイミング調整装置における進角及び遅角を説明するための模式図である。
【図５】電動バルブタイミング調整装置による吸気弁の位相の変化を説明するための図である。
【図６】ＥＣＵによる吸気弁の位相、内燃機関の回転速度及び燃料噴射の基本的な制御を説明するための図であり、（ａ）はアイドリングストップ→再始動の場合を示す図、（ｂ）はアイドリングストップ→イグニッションオフ→イグニッションオン→再始動の場合を示す図である。
【図７】ＥＣＵの動作例を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートによる吸気弁の位相、内燃機関の回転速度及び燃料噴射の制御を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１７】
≪駆動システムの構成≫
図１に示す本実施形態に係る車両の制御システム（以下、単に「制御システム」と記載する）１は、図示しない車両（移動体）に搭載されており、車両の駆動力を発生するシステムである。
制御システム１は、内燃機関１０と、トランスミッション３０と、車両の前進時に一体となって正方向（一方向）で回転する出力軸７１と、システムを電子制御するＥＣＵ８０（Electronic Control Unit、電子制御装置）と、を備えている。
なお、「正方向」は車両の前進方向に対応する方向であり、「逆方向」は車両の後退方向に対応する方向である。
【００１８】
＜内燃機関＞
本実施形態において、内燃機関１０は、シリンダブロック（図示せず）に４つのシリンダ１３ａ〜１３ｄを有する直列４気筒型で構成されたレシプロエンジンである。ただし、シリンダの数はこれに限定されず、適宜に変更自由である。本実施形態において、４つのシリンダ１３ａ〜１３ｄに連結されたシャフトは、各シリンダ１３ａ〜１３ｄのエンジントルクの位相が１８０度ずつずれるように（図１１参照）、クランク軸１２に連結されている。
内燃機関１０では、混合ガスをシリンダ１１内に吸気する吸気行程、ピストン１３ａ〜１３ｄの上昇により混合ガスをシリンダ１１内で圧縮する圧縮行程、プラグ（図示せず）に通電して混合ガスを燃焼させる燃焼行程、シリンダ１１内の燃焼ガスを排気する排気行程、が各シリンダ１１内で繰り返される。エンジン１０においてプラグの通電や混合ガスの供給などの各種制御は、車両に搭載されたＥＣＵ８０によって制御されている。
【００１９】
＜トランスミッション＞
図１に示すように、トランスミッション３０は、クランク軸１２の回転運動を無限無段階で変速する機構である。
【００２０】
＜その他構成＞
制御システム１は、クラッチ９１と、デフ装置９２（ディファレンシャル装置）と、を備えている。
さらに説明すると、出力軸７１は、ＥＣＵ８０により制御されるクラッチ９１を介して、デフ装置９２を構成するデフケース９３（被回転駆動部材）に連結されている。
クラッチ９１は、出力軸７１とデフケース９３との間において動力を伝達／遮断するものである。
デフ装置９２は、デフケース９３内にサイドギヤやピニオンギヤを備えている。そして、右側のサイドギヤは、右側の駆動輪９４Ａと一体である第１駆動シャフト９５Ａと連結されており、左側のサイドギヤは、左側の駆動輪９４Ｂと一体である第２駆動シャフト９５Ｂと連結されている。これにより、第１駆動シャフト９５Ａ（駆動輪９４Ａ）と第２駆動シャフト９５Ｂ（駆動輪９４Ｂ）とは、デフ装置９２を介して差動回転するようになっている。
【００２１】
なお、車両の前進時、通常、クラッチ９１は出力軸７１とデフケース９３とを連結するように制御される。これにより、車両の前進時、通常、出力軸７１は、正方向（車両が前進する方向）で回転するようになっている。
【００２２】
制御システム１は、第１モータジェネレータ１０１と、第２モータジェネレータ１０２と、バッテリ１０３と、を備えている。
バッテリ１０３は、例えば、リチウムイオン型で充放電可能に構成され、第１モータジェネレータ１０１と、第２モータジェネレータ１０２との間で、電力を授受し、トランスミッション３０を駆動するためのＤＣモータ３１に電力を供給するようになっている。バッテリ１０３には、当該バッテリ１０３に蓄えられた電力量を検出する電力量センサ１０３Ｓが接続されており、検出された電力量は、ＥＣＵ８０へ出力される。
【００２３】
第１モータジェネレータ１０１の出力軸には第１ギヤ１０４が固定されており、第１ギヤ１０４はデフケース９３に固定された第２ギヤ１０５と噛合している。これにより、第１モータジェネレータ１０１とデフケース９３との間で動力が授受されるように構成され、第１モータジェネレータ１０１がモータ又はジェネレータ（発電機）として機能するようになっている。
すなわち、モータとして機能する場合、第１モータジェネレータ１０１はバッテリ１０３を電源とし、ジェネレータとして機能する場合、第１モータジェネレータ１０１の発電電力はバッテリ１０３に充電されるようになっている。
【００２４】
第２モータジェネレータ１０２の出力軸は内燃機関１０のクランク軸１２と連結されている。
なお、第２モータジェネレータ１０２をモータとして機能させる場合、つまり、バッテリ１０３を電源として駆動させモータとして機能させる場合は、例えば、クランク軸１２の回転をアシストする場合や、内燃機関１０のスタータとして機能させる場合である。
一方、第２モータジェネレータ１０２をジェネレータとして機能させる場合は、第２モータジェネレータ１０２の発電電力をバッテリ１０３に充電する場合である。
【００２５】
図２に示すように、内燃機関１０は、シリンダ１３（１３ａ〜１３ｄ）と、各シリンダ１３に往復運動可能に嵌合するピストン２０４と、各ピストン２０４にコンロッド２０５を介して連結されるクランク軸１２とを備える多気筒内燃機関であり、搭載対象としての車両に、クランク軸１２の回転中心線が左右方向に指向する横置き配置で搭載される。
【００２６】
内燃機関１０は、４つのシリンダ１３が直列に配列されて一体に設けられたシリンダブロック２０１と、シリンダブロック２０１の上側端部に結合されるシリンダヘッド２０２と、シリンダヘッド２０２の上側端部に結合されるヘッドカバー２０３とから構成される機関本体を備える。
シリンダ１３毎に、該シリンダ１３のシリンダ軸線Ｌｃに平行な方向であるシリンダ軸線方向でピストン２０４とシリンダヘッド２０２との間には、シリンダ１３とピストン２０４とシリンダヘッド２０２とにより燃焼室２０７が形成される。
【００２７】
なお、この明細書において、軸方向は動弁装置２２０のカム軸２２１ｉ，２２１ｅの回転中心線Ｌｉ，Ｌｅに平行な方向であるとする。
また、実施形態において、直交方向は、軸方向から見たとき（以下、「軸方向視」という。）、シリンダ軸線Ｌｃに直交する方向であるとし、前後方向は、車両の前後方向に一致するとする。そして、シリンダ軸線Ｌｃに直交する平面であるシリンダ直交平面に対して、上方となる側を上側、下方となる側を下側という。
【００２８】
シリンダ軸線方向でシリンダブロック２０１の上側に配置されたシリンダヘッド２０２には、シリンダ１３（すなわち、燃焼室２０７毎）に、燃焼室２０７に開口する１対の吸気口を有する吸気ポート２０８および１対の排気口を有する排気ポート２０９と、前記１対の吸気口および前記１対の排気口をそれぞれ開閉する１対の第１機関弁としての吸気弁２１０および１対の第２機関弁としての排気弁２１１と、燃焼室２０７に臨む点火栓２１２とが設けられる。点火栓２１２は、点火コイルと共にシリンダヘッド２０２に設けられる円筒状の収容筒２１３内に配置される。収容筒２１３は、シリンダヘッド２０２に一体成形されると共に点火栓２１２が取り付けられる取付孔が設けられた円筒状の収容部に嵌合する。
【００２９】
内燃機関１０は、シリンダヘッド２０２およびヘッドカバー２０３により形成される動弁室２１５内に配置されると共に吸気弁２１０および排気弁２１１を開閉駆動する動弁装置２２０のほかに、さらに、シリンダヘッド２０２の吸気側に取り付けられると共に内燃機関１０の外部から取り入れた吸入空気を吸気ポート２０８を経て燃焼室２０７に導く吸気装置２１６と、シリンダヘッド２の吸気側に取り付けられると共に吸入空気と混合して混合気を形成する燃料を噴射する燃料噴射弁（図示されず）と、シリンダヘッド２０２の排気側に取り付けられると共に燃焼室２０７内での混合気の燃焼により発生した燃焼ガスを排気ガスとして排気ポート２０９を経て内燃機関１０の外部に導く排気装置２１７とを備える。また、この排気装置２１７は、排気ガス浄化装置としての触媒装置２１７ａを備えている。
そして、ピストン２０４は、燃焼室７内の混合気が点火栓２１２により点火されて燃焼して発生する燃焼ガスの圧力により駆動されて往復運動し、コンロッド２０５を介してクランク軸１２を回転駆動する。
【００３０】
なお、吸気側とは、シリンダ１ａのシリンダ軸線Ｌｃを含むと共に回転中心線Ｌｉ，Ｌｅに平行な平面であるシリンダ中心平面に対して、吸気弁２１０の全体または大部分が位置する側を意味し、排気側とは、該シリンダ中心平面に対して、排気弁２１１の全体または大部分が位置する側を意味する。
また、この実施形態では、内燃機関１０は、シリンダ軸線Ｌｃが鉛直方向に対して所定の傾斜角で前傾するように、車体に傾斜して搭載される。そして、前記機関本体においては、後側となる吸気側が前側となる排気側に対して上方寄りに位置する。
【００３１】
動弁装置２２０は、第１動弁カムとしての吸気カム２２２ｉを有する第１カム軸としての吸気カム軸２２１ｉおよび第２動弁カムとしての排気カム２２２ｅを有する第２カム軸としての排気カム軸２２１ｅから構成されるカム軸と、吸気弁２１０および排気弁２１１にそれぞれ当接すると共に吸気カム２２２ｉおよび排気カム２２２ｅによりそれぞれ駆動されて吸気弁２１０および排気弁２１１を開閉する吸気ロッカアーム２２５ｉおよび排気ロッカアーム２２５ｅと、吸気弁２１０および排気弁２１１を閉弁方向に常時付勢する弁バネ２２６と、クランク軸１２の回転と同期して各カム軸２２１ｉ，２２１ｅ（したがって各カム２２２ｉ，２２２ｅ）を回転駆動する回転駆動部材（図示せず）と、吸気弁２１０の開閉タイミングを変更可能とするためにＥＣＵ８０（図１参照）により制御される電動式の可変バルブタイミング機構３０１とを備える。
各ロッカアーム２２５ｉ，２２５ｅは、シリンダヘッド２０２に設けられる支持部材としてのラッシュアジャスタ２２７に揺動可能に支持される。そして、吸気カム２２２ｉおよび排気カム２２２ｅは、吸気ロッカアーム２２５ｉおよび排気ロッカアーム２２５ｅを介して、吸気弁２１０および排気弁２１１をそれぞれ開閉駆動する。
【００３２】
電動式の可変バルブタイミング機構３０１は、内燃機関１０に設けられて吸気弁２１０の開閉タイミングすなわち位相を変更可能な機構であり、図３に示すように、出力軸３１１を有するモータ３１０と、出力軸３１１およびカム軸２２１ｉに連結された回動部材を有する位相変換機構部３２０と、を備えている。
モータ３１０は、ＥＣＵ８０によって出力軸３１１の回動が制御されている。そして、出力軸３１１を進角側または遅角側に回動させることで、タイミングギヤに対して、カム軸２２１ｉを進角側又は遅角側に相対回動させることができる。
【００３３】
図４に示すように、位相変換機構部３２０は、駆動側回転体３２１と、従動側回転体３２２と、外歯車３２３と、を備えている。駆動側回転体３２１は、内燃機関１０のクランク軸１２との間にタイミングチェーンが巻き掛けられるタイミングスプロケットである。クランク軸１２の出力トルクが駆動側回転体３２１へ入力されるときには、駆動側回転体３２１はクランク軸１２と連動して、当該クランク軸１２に対する相対位相を保ちつつ図４の時計方向へ回転する。従動側回転体３２２は内燃機関１０のカム軸２２１ｉに同軸上に連結されており、カム軸２２１ｉと一体に図４の時計方向へ回転する。また、従動側回転体３２２は、内歯車であって、前記した出力軸３１１に連結された外歯車３２３と歯合している。
【００３４】
また、駆動側回転体３２１の内周にはストッパ３２１ａが形成されており、従動側回転体３２２の外周には突起３２２ａが形成されている。モータ３１０によって従動側回転体３２２が駆動側回転体３２１に対し進角方向へ相対回転した場合には、突起３２２ａの時計回り側縁部がストッパ３２１ａの反時計回り側縁部に当接して回転が規制され、モータ３１０によって従動側回転体３２２が駆動側回転体３２１に対し遅角方向へ相対回転した場合には、突起３２２ａの反時計回り側縁部がストッパ３２１ａの時計回り側縁部に当接して回転が規制される。
【００３５】
ＥＣＵ８０は、車両の状態を検出する車両状態検出手段によって検出された車両の状態が所定条件（内燃機関１０の停止条件）を満たした場合に、内燃機関１０を停止させ、アイドルストップを開始する。一例として、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の駆動状態において、車速センサによって検出された車体速度が、所定値（例えば、１ｋｍ／ｈ）未満であり、クラッチペダル操作量センサ（又は、クラッチペダルスイッチ）によって検出されたクラッチペダルの操作量が、運転手による操作がなされてないことを示すものであり、かつ、ニュートラルセンサによって検出されたトランスミッション３０の状態が、ニュートラルであることを示すものである場合に、アイドルストップを実行すると判定し、内燃機関１０の燃料噴射を停止させる。
【００３６】
また、ＥＣＵ８０は、アイドルストップ実行時において内燃機関１０の停止から所定のアイドルストップ時間が経過したときに、スタータを駆動することによって、内燃機関１０を再始動させる。また、ＥＣＵ８０は、アイドルストップ実行時において内燃機関１０の停止からアイドルストップ時間が経過する前であっても、クラッチペダル操作量センサによって検出されたクラッチペダルの操作量が、運転手による操作がなされていることを示すものである場合には、アイドルストップを終了すると判定し、スタータを駆動することによって、内燃機関１０を再始動させることができる。
【００３７】
＜電動バルブタイミング調整装置の基本的な制御＞
ここで、電動バルブタイミング調整装置３０１の基本的な制御について説明する。図５に示すグラフは、吸気弁２１０及び排気弁２１１の開閉タイミング（位相）を示しており、吸気弁２１０及び排気弁２１１は、グラフが立ち上がる時刻で開弁し、グラフの頂点で最大開度となり、グラフが下がりきった時刻で閉弁する。図５（ａ）に示すように、ＥＣＵ８０は、クランキング前（例えば、アイドリングストップ時）に、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して機関位相を第１の所定位相に遅角させる（点線→実線）。続いて、図５（ｂ）に示すように、ＥＣＵ８０は、クランキング途中（例えば、アイドリングストップ後の内燃機関１０再始動時）で、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して機関位相を第２の所定位相まで進角させる（点線→実線）。続いて、図５（ｃ）に示すように、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の完爆後に、電動バルブタイミング調整装置を駆動して機関位相をさらに第３の所定位相まで進角させ、排気弁２１１の開弁末期と吸気弁２１０の開弁初期とが重なるようにする（点線→実線）。
【００３８】
＜位相変更制御＞
図６（ａ）に示すように、車両が停車し、内燃機関１０の停止条件が満たされると（時刻ｔ11）、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の燃料噴射を停止するとともに、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる。すなわち、モータ３１０の駆動力によって位相調整ユニット３２０が作動し、時刻ｔ12において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第１の所定位相に遅角され（図５（ａ）参照）、時刻ｔ13において、内燃機関１０の回転速度はゼロとなる。
【００３９】
アイドリングストップ後の内燃機関１０再始動時（時刻ｔ14〜）において、内燃機関１０の回転速度が所定回転数に達すると（時刻ｔ15）、ＥＣＵ８０は、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる。すなわち、モータ３１０の駆動力によって位相調整ユニット３２０が作動し、時刻ｔ16において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第２の所定位相まで進角され（図５（ｂ）参照）、ＥＣＵ８０は、モータ３１０を停止するとともに内燃機関１０に燃料を噴射させる。
【００４０】
また、図６（ｂ）に示すように、車両が停車し、内燃機関１０の停止条件が満たされると（時刻ｔ21）、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の燃料噴射を停止するとともに、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる。すなわち、モータ３１０の駆動力によって位相調整ユニット３２０が作動し、時刻ｔ22において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第１の所定位相に遅角され（図５（ａ）参照）、時刻ｔ23において、内燃機関１０の回転速度はゼロとなる。
【００４１】
さらに、イグニッションがオフにされると（時刻ｔ24）、ＥＣＵ８０は、ＥＣＵ８０は、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる。すなわち、モータ３１０の駆動力によって位相調整ユニット３２０が作動し、時刻ｔ25において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第２の所定位相に進角される（図５（ｂ）参照）。
【００４２】
続いて、イグニッションがオンにされると、（時刻ｔ26）、ＥＣＵ８０は、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる。すなわち、時刻ｔ２７において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第１の所定位相に遅角される。
続いて、内燃機関１０の回転速度が所定回転数に達すると（時刻ｔ２８）、ＥＣＵ８０は、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる。すなわち、モータ３１０の駆動力によって位相調整ユニット３２０が作動し、時刻ｔ29において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第２の所定位相まで進角され（図５（ｂ）参照）、ＥＣＵ８０は内燃機関１０に燃料を噴射させる。
【００４３】
続いて、内燃機関１０が完爆すると（時刻ｔ30）、ＥＣＵ８０は、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる。すなわち、モータ３１０の駆動力によって位相調整ユニット３２０が作動し、時刻ｔ31において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第３の所定位相までさらに進角される（図５（ｃ）参照）。
【００４４】
＜電動バルブタイミング調整装置の本実施形態の制御＞
続いて、電動バルブタイミング調整装置３０１の本実施形態の制御について、図７及び図８を参照して説明する。かかる制御は、前記した時刻ｔ11〜ｔ13，ｔ21〜ｔ23における制御に代えて実行される。
【００４５】
まず、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の停止条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１）。
内燃機関１０の停止条件が成立している場合（アイドリングストップ可）には（ステップＳ１でＹｅｓ）、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の回転速度を所定回転速度まで上昇させる（時刻ｔ41→ｔ42）とともに、第２モータジェネレータ１０２による第１の回生制御を開始する（時刻ｔ41）（ステップＳ２）。
【００４６】
続いて、ＥＣＵ８０は、第１の回生制御によってバッテリ１０３に充電された電力量が所定電力量以上となったか否かを判定する（ステップＳ３）。
第１の回生制御によってバッテリ１０３に充電された電力量が所定電力量以上となった場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の燃料噴射を停止するとともに、第２モータジェネレータ１０２を所定トルクで回転させつつ、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる（時刻ｔ43→ｔ44）（ステップＳ４）。すなわち、モータ３１０の駆動力によって位相調整ユニット３２０が作動し、時刻ｔ44において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第１の所定位相に遅角される（図５（ａ）参照）。回生制御によってバッテリに充電された電力量は、電力量センサ１０３Ｓの検出結果に基づいて算出される。ここで、ステップＳ３は、バッテリ１０３に充電された電力量が所定電力量以上となるまで繰り返される（ステップＳ３でＮｏの場合）。なお、ステップＳ４において、第２モータジェレータ１０２をモータとして所定トルクで回転させるのは、燃料噴射が停止された内燃機関１０の回転速度を所定回転速度以上とし、吸気弁２１０の開閉タイミングの変更を容易にするためである。ここで、所定回転速度は、テスト等によって適宜設定される値であり、例えば、内燃機関１０の駆動時においてアクセルペダルが操作されていないときの回転速度よりも大きい値に設定可能である。
【００４７】
吸気弁２１０の位相が第１の所定位相に変更されると（ステップＳ５でＹｅｓ）、続いて、ＥＣＵ８０は、第２モータジェネレータ１０２による第２の回生制御を開始し（時刻ｔ44）、内燃機関１０の回転速度がゼロとなるまで第２の回生制御を実行する（時刻ｔ44→時刻ｔ45）（ステップＳ６）。ここで、ステップＳ５は、吸気弁２１０の位相が第１の所定位相となるまで繰り返される（ステップＳ５でＮｏの場合）。また、ＥＣＵ８０は、カム軸２２１ｉに設けられたパルスセンサ（図示せず）によって検出されたカム軸２２１ｉの回転角度を吸気カム２２２ｉの位相として取得することができる。
【００４８】
なお、時刻ｔ41〜ｔ43の回生制御によってバッテリ１０３に充電される電力量Ｗ1、時刻ｔ43〜ｔ44のトルク発生によってバッテリ１０３から放電される電力量Ｗ2、及び、時刻ｔ44〜ｔ45の回生制御によってバッテリ１０３に充電される電力量Ｗ3は、テストによって、
Ｗ1＋Ｗ3≧Ｗ2
となるように設定されている。前記した所定電力量は、かかる式を満たすようなＷ1に基づいて設定されており、例えば、所定電力量＝Ｗ2とすることができる。
【００４９】
本発明の実施形態に係る制御システム１は、アイドリングストップ実行に先立って第１の回生制御を実行するので、アイドリングストップ時における第２のモータジェネレータ１０２及び可変バルブタイミング機構３０１の作動による電力消費をカバーすることができる。
また、本発明の実施形態に係る制御システム１は、アイドリングストップ時において吸気弁２１０の開閉タイミングを変更する際の内燃機関１０の回転速度の低下を緩やかにすることによって、可変バルブタイミング機構３０１の制御性を向上させることができる。
また、本発明の実施形態に係る制御システム１は、アイドリングストップ時における可変バルブタイミング機構３０１の作動後に第２の回生制御を実行するので、アイドリングストップ時における位相調整ユニット３２０の作動による電力消費をカバーすることができる。
また、本発明の実施形態に係る制御システム１は、可変バルブタイミング機構３０１の作動後に第２の回生制御を実行するので、内燃機関１０の回転速度を速やかに低下させ、車体の共振を低減することができる。
また、本発明の実施形態に係る制御システム１は、第２モータジェネレータ１０２によって内燃機関１０を所定回転速度で回転させた状態から第２の回生制御を実行するので、より多くの電力量を回生することができる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、吸気弁２１０及び排気弁２１１の開閉タイミングの相対関係を変更すればよいため、本発明の制御システムは、吸気弁２１０ではなく排気弁２１１の位相（開閉タイミング）を変更する可変バルブタイミング機構を備えていてもよく、吸気弁２１０及び排気弁２１１に対してそれぞれの開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を備える構成であってもよい。また、ステップＳ４において、燃料噴射が停止された内燃機関１０の回転速度が所定回転速度となるように第２モータジェネレータ１０２を制御する構成であってもよい。また、ステップＳ３に代えて、第１の回生制御が所定時間実行された場合にステップＳ４へと進む構成であってもよい。また、可変バルブタイミング機構は、前記した電動式に限定されず、油圧式であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１ 制御システム（車両の制御システム）
１０ 内燃機関
８０ ＥＣＵ（制御装置）
１０２ 第２モータジェネレータ（モータジェネレータ）
１０３ バッテリ
２１０ 吸気弁
２１１ 排気弁
３０１ 可変バルブタイミング機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される制御システムに関し、詳細には、内燃機関の吸気弁の開閉タイミングの変更及び回生制御が可能な車両に搭載される制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両において、アイドリングストップ時に、内燃機関の吸気弁の開閉タイミングを変更することによって、再始動時における内燃機関の速やかな作動を実現する技術が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載された技術では、可変バルブタイミング機構の制御性を向上させるため、アイドリングストップ時の内燃機関停止後にモータジェネレータによって内燃機関を回転させつつ、可変バルブタイミング機構を作動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９０４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、かかる技術では、吸気弁の開閉タイミングを変更する際にモータジェネレータをモータとして使用するため、バッテリに蓄えられた電力を消費してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、車両停止条件成立時に内燃機関の吸気弁の開閉タイミングを変更することに伴う消費電力をカバーすることが可能な車両の制御システム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】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、吸気弁又は排気弁の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を有する内燃機関と、前記内燃機関に連結されるモータジェネレータと、前記モータジェネレータと電気的に接続されるバッテリと、前記内燃機関及び前記モータジェネレータを制御する制御装置と、を備える車両の制御システムであって、前記制御装置は、前記内燃機関の停止条件成立時に、前記モータジェレータの第１の回生制御を実行した後に、前記内燃機関における燃料噴射を停止し、続いて、前記モータジェネレータをモータとして駆動しつつ前記可変バルブタイミング機構を制御することによって、前記吸気弁又は前記排気弁の開閉タイミングを所定タイミングに変更することを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によると、内燃機関停止に先立って回生制御を実行するので、内燃機関停止時におけるモータジェネレータの作動による電力消費をカバーすることができる。
【０００８】
前記制御装置は、前記第１の回生制御によって前記バッテリに蓄電された電力量が所定電力量以上となった場合に、前記内燃機関における燃料噴射を停止することが好ましい。
【０００９】
かかる構成によると、第１の回生制御においてバッテリに蓄電される電力量を好適に確保することができる。
【００１０】
前記制御装置は、前記吸気弁又は前記排気弁の開閉タイミングを所定タイミングに変更する際に、前記内燃機関が所定回転速度以上となるように前記モータジェネレータを駆動し、前記吸気弁の開閉タイミングが所定タイミングに変更された後に前記モータジェネレータの第２の回生制御を実行することが好ましい。
【００１１】
かかる構成によると、可変バルブタイミング機構の作動後に第２の回生制御を実行するので、内燃機関の回転速度を速やかに低下させ、車体の共振を低減することができる。また、モータジェネレータによって内燃機関を所定回転速度以上で回転させた状態から第２の回生制御を実行するので、より多くの電力量を回生することができる。
【００１２】
前記制御装置は、前記吸気弁又は前記排気弁の開閉タイミングを所定タイミングに変更する際に、前記内燃機関が前記所定回転速度となるように前記モータジェネレータを駆動することが好ましい。
【００１３】
かかる構成によると、モータジェネレータによって内燃機関を所定回転速度で回転させた状態から第２の回生制御を実行するので、モータジェネレータによる消費電力を抑制しつつ、多くの電力量を回生することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車両停止条件成立時に内燃機関の吸気弁の開閉タイミングを変更することに伴う消費電力をカバーすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る車両の制御システムの構成図である。
【図２】内燃機関の内部構造を示す断面図である。
【図３】内燃機関の電動バルブタイミング調整装置の構造を示す側面図である。
【図４】電動バルブタイミング調整装置における進角及び遅角を説明するための模式図である。
【図５】電動バルブタイミング調整装置による吸気弁の位相の変化を説明するための図である。
【図６】ＥＣＵによる吸気弁の位相、内燃機関の回転速度及び燃料噴射の基本的な制御を説明するための図であり、（ａ）はアイドリングストップ→再始動の場合を示す図、（ｂ）はアイドリングストップ→イグニッションオフ→イグニッションオン→再始動の場合を示す図である。
【図７】ＥＣＵの動作例を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートによる吸気弁の位相、内燃機関の回転速度及び燃料噴射の制御を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１７】
≪駆動システムの構成≫
図１に示す本実施形態に係る車両の制御システム（以下、単に「制御システム」と記載する）１は、図示しない車両（移動体）に搭載されており、車両の駆動力を発生するシステムである。
制御システム１は、内燃機関１０と、トランスミッション３０と、車両の前進時に一体となって正方向（一方向）で回転する出力軸７１と、システムを電子制御するＥＣＵ８０（Electronic Control Unit、電子制御装置）と、を備えている。
なお、「正方向」は車両の前進方向に対応する方向であり、「逆方向」は車両の後退方向に対応する方向である。
【００１８】
＜内燃機関＞
本実施形態において、内燃機関１０は、シリンダブロック（図示せず）に４つのシリンダ１３ａ〜１３ｄを有する直列４気筒型で構成されたレシプロエンジンである。ただし、シリンダの数はこれに限定されず、適宜に変更自由である。本実施形態において、４つのシリンダ１３ａ〜１３ｄに連結されたシャフトは、各シリンダ１３ａ〜１３ｄのエンジントルクの位相が１８０度ずつずれるように（図１１参照）、クランク軸１２に連結されている。
内燃機関１０では、混合ガスをシリンダ１１内に吸気する吸気行程、ピストン１３ａ〜１３ｄの上昇により混合ガスをシリンダ１１内で圧縮する圧縮行程、プラグ（図示せず）に通電して混合ガスを燃焼させる燃焼行程、シリンダ１１内の燃焼ガスを排気する排気行程、が各シリンダ１１内で繰り返される。エンジン１０においてプラグの通電や混合ガスの供給などの各種制御は、車両に搭載されたＥＣＵ８０によって制御されている。
【００１９】
＜トランスミッション＞
図１に示すように、トランスミッション３０は、クランク軸１２の回転運動を無限無段階で変速する機構である。
【００２０】
＜その他構成＞
制御システム１は、クラッチ９１と、デフ装置９２（ディファレンシャル装置）と、を備えている。
さらに説明すると、出力軸７１は、ＥＣＵ８０により制御されるクラッチ９１を介して、デフ装置９２を構成するデフケース９３（被回転駆動部材）に連結されている。
クラッチ９１は、出力軸７１とデフケース９３との間において動力を伝達／遮断するものである。
デフ装置９２は、デフケース９３内にサイドギヤやピニオンギヤを備えている。そして、右側のサイドギヤは、右側の駆動輪９４Ａと一体である第１駆動シャフト９５Ａと連結されており、左側のサイドギヤは、左側の駆動輪９４Ｂと一体である第２駆動シャフト９５Ｂと連結されている。これにより、第１駆動シャフト９５Ａ（駆動輪９４Ａ）と第２駆動シャフト９５Ｂ（駆動輪９４Ｂ）とは、デフ装置９２を介して差動回転するようになっている。
【００２１】
なお、車両の前進時、通常、クラッチ９１は出力軸７１とデフケース９３とを連結するように制御される。これにより、車両の前進時、通常、出力軸７１は、正方向（車両が前進する方向）で回転するようになっている。
【００２２】
制御システム１は、第１モータジェネレータ１０１と、第２モータジェネレータ１０２と、バッテリ１０３と、を備えている。
バッテリ１０３は、例えば、リチウムイオン型で充放電可能に構成され、第１モータジェネレータ１０１と、第２モータジェネレータ１０２との間で、電力を授受し、トランスミッション３０を駆動するためのＤＣモータ３１に電力を供給するようになっている。バッテリ１０３には、当該バッテリ１０３に蓄えられた電力量を検出する電力量センサ１０３Ｓが接続されており、検出された電力量は、ＥＣＵ８０へ出力される。
【００２３】
第１モータジェネレータ１０１の出力軸には第１ギヤ１０４が固定されており、第１ギヤ１０４はデフケース９３に固定された第２ギヤ１０５と噛合している。これにより、第１モータジェネレータ１０１とデフケース９３との間で動力が授受されるように構成され、第１モータジェネレータ１０１がモータ又はジェネレータ（発電機）として機能するようになっている。
すなわち、モータとして機能する場合、第１モータジェネレータ１０１はバッテリ１０３を電源とし、ジェネレータとして機能する場合、第１モータジェネレータ１０１の発電電力はバッテリ１０３に充電されるようになっている。
【００２４】
第２モータジェネレータ１０２の出力軸は内燃機関１０のクランク軸１２と連結されている。
なお、第２モータジェネレータ１０２をモータとして機能させる場合、つまり、バッテリ１０３を電源として駆動させモータとして機能させる場合は、例えば、クランク軸１２の回転をアシストする場合や、内燃機関１０のスタータとして機能させる場合である。
一方、第２モータジェネレータ１０２をジェネレータとして機能させる場合は、第２モータジェネレータ１０２の発電電力をバッテリ１０３に充電する場合である。
【００２５】
図２に示すように、内燃機関１０は、シリンダ１３（１３ａ〜１３ｄ）と、各シリンダ１３に往復運動可能に嵌合するピストン２０４と、各ピストン２０４にコンロッド２０５を介して連結されるクランク軸１２とを備える多気筒内燃機関であり、搭載対象としての車両に、クランク軸１２の回転中心線が左右方向に指向する横置き配置で搭載される。
【００２６】
内燃機関１０は、４つのシリンダ１３が直列に配列されて一体に設けられたシリンダブロック２０１と、シリンダブロック２０１の上側端部に結合されるシリンダヘッド２０２と、シリンダヘッド２０２の上側端部に結合されるヘッドカバー２０３とから構成される機関本体を備える。
シリンダ１３毎に、該シリンダ１３のシリンダ軸線Ｌｃに平行な方向であるシリンダ軸線方向でピストン２０４とシリンダヘッド２０２との間には、シリンダ１３とピストン２０４とシリンダヘッド２０２とにより燃焼室２０７が形成される。
【００２７】
なお、この明細書において、軸方向は動弁装置２２０のカム軸２２１ｉ，２２１ｅの回転中心線Ｌｉ，Ｌｅに平行な方向であるとする。
また、実施形態において、直交方向は、軸方向から見たとき（以下、「軸方向視」という。）、シリンダ軸線Ｌｃに直交する方向であるとし、前後方向は、車両の前後方向に一致するとする。そして、シリンダ軸線Ｌｃに直交する平面であるシリンダ直交平面に対して、上方となる側を上側、下方となる側を下側という。
【００２８】
シリンダ軸線方向でシリンダブロック２０１の上側に配置されたシリンダヘッド２０２には、シリンダ１３（すなわち、燃焼室２０７毎）に、燃焼室２０７に開口する１対の吸気口を有する吸気ポート２０８および１対の排気口を有する排気ポート２０９と、前記１対の吸気口および前記１対の排気口をそれぞれ開閉する１対の第１機関弁としての吸気弁２１０および１対の第２機関弁としての排気弁２１１と、燃焼室２０７に臨む点火栓２１２とが設けられる。点火栓２１２は、点火コイルと共にシリンダヘッド２０２に設けられる円筒状の収容筒２１３内に配置される。収容筒２１３は、シリンダヘッド２０２に一体成形されると共に点火栓２１２が取り付けられる取付孔が設けられた円筒状の収容部に嵌合する。
【００２９】
内燃機関１０は、シリンダヘッド２０２およびヘッドカバー２０３により形成される動弁室２１５内に配置されると共に吸気弁２１０および排気弁２１１を開閉駆動する動弁装置２２０のほかに、さらに、シリンダヘッド２０２の吸気側に取り付けられると共に内燃機関１０の外部から取り入れた吸入空気を吸気ポート２０８を経て燃焼室２０７に導く吸気装置２１６と、シリンダヘッド２の吸気側に取り付けられると共に吸入空気と混合して混合気を形成する燃料を噴射する燃料噴射弁（図示されず）と、シリンダヘッド２０２の排気側に取り付けられると共に燃焼室２０７内での混合気の燃焼により発生した燃焼ガスを排気ガスとして排気ポート２０９を経て内燃機関１０の外部に導く排気装置２１７とを備える。また、この排気装置２１７は、排気ガス浄化装置としての触媒装置２１７ａを備えている。
そして、ピストン２０４は、燃焼室７内の混合気が点火栓２１２により点火されて燃焼して発生する燃焼ガスの圧力により駆動されて往復運動し、コンロッド２０５を介してクランク軸１２を回転駆動する。
【００３０】
なお、吸気側とは、シリンダ１ａのシリンダ軸線Ｌｃを含むと共に回転中心線Ｌｉ，Ｌｅに平行な平面であるシリンダ中心平面に対して、吸気弁２１０の全体または大部分が位置する側を意味し、排気側とは、該シリンダ中心平面に対して、排気弁２１１の全体または大部分が位置する側を意味する。
また、この実施形態では、内燃機関１０は、シリンダ軸線Ｌｃが鉛直方向に対して所定の傾斜角で前傾するように、車体に傾斜して搭載される。そして、前記機関本体においては、後側となる吸気側が前側となる排気側に対して上方寄りに位置する。
【００３１】
動弁装置２２０は、第１動弁カムとしての吸気カム２２２ｉを有する第１カム軸としての吸気カム軸２２１ｉおよび第２動弁カムとしての排気カム２２２ｅを有する第２カム軸としての排気カム軸２２１ｅから構成されるカム軸と、吸気弁２１０および排気弁２１１にそれぞれ当接すると共に吸気カム２２２ｉおよび排気カム２２２ｅによりそれぞれ駆動されて吸気弁２１０および排気弁２１１を開閉する吸気ロッカアーム２２５ｉおよび排気ロッカアーム２２５ｅと、吸気弁２１０および排気弁２１１を閉弁方向に常時付勢する弁バネ２２６と、クランク軸１２の回転と同期して各カム軸２２１ｉ，２２１ｅ（したがって各カム２２２ｉ，２２２ｅ）を回転駆動する回転駆動部材（図示せず）と、吸気弁２１０の開閉タイミングを変更可能とするためにＥＣＵ８０（図１参照）により制御される電動式の可変バルブタイミング機構３０１とを備える。
各ロッカアーム２２５ｉ，２２５ｅは、シリンダヘッド２０２に設けられる支持部材としてのラッシュアジャスタ２２７に揺動可能に支持される。そして、吸気カム２２２ｉおよび排気カム２２２ｅは、吸気ロッカアーム２２５ｉおよび排気ロッカアーム２２５ｅを介して、吸気弁２１０および排気弁２１１をそれぞれ開閉駆動する。
【００３２】
電動式の可変バルブタイミング機構３０１は、内燃機関１０に設けられて吸気弁２１０の開閉タイミングすなわち位相を変更可能な機構であり、図３に示すように、出力軸３１１を有するモータ３１０と、出力軸３１１およびカム軸２２１ｉに連結された回動部材を有する位相変換機構部３２０と、を備えている。
モータ３１０は、ＥＣＵ８０によって出力軸３１１の回動が制御されている。そして、出力軸３１１を進角側または遅角側に回動させることで、タイミングギヤに対して、カム軸２２１ｉを進角側又は遅角側に相対回動させることができる。
【００３３】
図４に示すように、位相変換機構部３２０は、駆動側回転体３２１と、従動側回転体３２２と、外歯車３２３と、を備えている。駆動側回転体３２１は、内燃機関１０のクランク軸１２との間にタイミングチェーンが巻き掛けられるタイミングスプロケットである。クランク軸１２の出力トルクが駆動側回転体３２１へ入力されるときには、駆動側回転体３２１はクランク軸１２と連動して、当該クランク軸１２に対する相対位相を保ちつつ図４の時計方向へ回転する。従動側回転体３２２は内燃機関１０のカム軸２２１ｉに同軸上に連結されており、カム軸２２１ｉと一体に図４の時計方向へ回転する。また、従動側回転体３２２は、内歯車であって、前記した出力軸３１１に連結された外歯車３２３と歯合している。
【００３４】
また、駆動側回転体３２１の内周にはストッパ３２１ａが形成されており、従動側回転体３２２の外周には突起３２２ａが形成されている。モータ３１０によって従動側回転体３２２が駆動側回転体３２１に対し進角方向へ相対回転した場合には、突起３２２ａの時計回り側縁部がストッパ３２１ａの反時計回り側縁部に当接して回転が規制され、モータ３１０によって従動側回転体３２２が駆動側回転体３２１に対し遅角方向へ相対回転した場合には、突起３２２ａの反時計回り側縁部がストッパ３２１ａの時計回り側縁部に当接して回転が規制される。
【００３５】
ＥＣＵ８０は、車両の状態を検出する車両状態検出手段によって検出された車両の状態が所定条件（内燃機関１０の停止条件）を満たした場合に、内燃機関１０を停止させ、アイドルストップを開始する。一例として、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の駆動状態において、車速センサによって検出された車体速度が、所定値（例えば、１ｋｍ／ｈ）未満であり、クラッチペダル操作量センサ（又は、クラッチペダルスイッチ）によって検出されたクラッチペダルの操作量が、運転手による操作がなされてないことを示すものであり、かつ、ニュートラルセンサによって検出されたトランスミッション３０の状態が、ニュートラルであることを示すものである場合に、アイドルストップを実行すると判定し、内燃機関１０の燃料噴射を停止させる。
【００３６】
また、ＥＣＵ８０は、アイドルストップ実行時において内燃機関１０の停止から所定のアイドルストップ時間が経過したときに、スタータを駆動することによって、内燃機関１０を再始動させる。また、ＥＣＵ８０は、アイドルストップ実行時において内燃機関１０の停止からアイドルストップ時間が経過する前であっても、クラッチペダル操作量センサによって検出されたクラッチペダルの操作量が、運転手による操作がなされていることを示すものである場合には、アイドルストップを終了すると判定し、スタータを駆動することによって、内燃機関１０を再始動させることができる。
【００３７】
＜電動バルブタイミング調整装置の基本的な制御＞
ここで、電動バルブタイミング調整装置３０１の基本的な制御について説明する。図５に示すグラフは、吸気弁２１０及び排気弁２１１の開閉タイミング（位相）を示しており、吸気弁２１０及び排気弁２１１は、グラフが立ち上がる時刻で開弁し、グラフの頂点で最大開度となり、グラフが下がりきった時刻で閉弁する。図５（ａ）に示すように、ＥＣＵ８０は、クランキング前（例えば、アイドリングストップ時）に、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して機関位相を第１の所定位相に遅角させる（点線→実線）。続いて、図５（ｂ）に示すように、ＥＣＵ８０は、クランキング途中（例えば、アイドリングストップ後の内燃機関１０再始動時）で、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して機関位相を第２の所定位相まで進角させる（点線→実線）。続いて、図５（ｃ）に示すように、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の完爆後に、電動バルブタイミング調整装置を駆動して機関位相をさらに第３の所定位相まで進角させ、排気弁２１１の開弁末期と吸気弁２１０の開弁初期とが重なるようにする（点線→実線）。
【００３８】
＜位相変更制御＞
図６（ａ）に示すように、車両が停車し、内燃機関１０の停止条件が満たされると（時刻ｔ11）、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の燃料噴射を停止するとともに、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる。すなわち、モータ３１０の駆動力によって位相調整ユニット３２０が作動し、時刻ｔ12において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第１の所定位相に遅角され（図５（ａ）参照）、時刻ｔ13において、内燃機関１０の回転速度はゼロとなる。
【００３９】
アイドリングストップ後の内燃機関１０再始動時（時刻ｔ14〜）において、内燃機関１０の回転速度が所定回転数に達すると（時刻ｔ15）、ＥＣＵ８０は、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる。すなわち、モータ３１０の駆動力によって位相調整ユニット３２０が作動し、時刻ｔ16において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第２の所定位相まで進角され（図５（ｂ）参照）、ＥＣＵ８０は、モータ３１０を停止するとともに内燃機関１０に燃料を噴射させる。
【００４０】
また、図６（ｂ）に示すように、車両が停車し、内燃機関１０の停止条件が満たされると（時刻ｔ21）、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の燃料噴射を停止するとともに、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる。すなわち、モータ３１０の駆動力によって位相調整ユニット３２０が作動し、時刻ｔ22において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第１の所定位相に遅角され（図５（ａ）参照）、時刻ｔ23において、内燃機関１０の回転速度はゼロとなる。
【００４１】
さらに、イグニッションがオフにされると（時刻ｔ24）、ＥＣＵ８０は、ＥＣＵ８０は、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる。すなわち、モータ３１０の駆動力によって位相調整ユニット３２０が作動し、時刻ｔ25において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第２の所定位相に進角される（図５（ｂ）参照）。
【００４２】
続いて、イグニッションがオンにされると、（時刻ｔ26）、ＥＣＵ８０は、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる。すなわち、時刻ｔ２７において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第１の所定位相に遅角される。
続いて、内燃機関１０の回転速度が所定回転数に達すると（時刻ｔ２８）、ＥＣＵ８０は、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる。すなわち、モータ３１０の駆動力によって位相調整ユニット３２０が作動し、時刻ｔ29において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第２の所定位相まで進角され（図５（ｂ）参照）、ＥＣＵ８０は内燃機関１０に燃料を噴射させる。
【００４３】
続いて、内燃機関１０が完爆すると（時刻ｔ30）、ＥＣＵ８０は、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる。すなわち、モータ３１０の駆動力によって位相調整ユニット３２０が作動し、時刻ｔ31において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第３の所定位相までさらに進角される（図５（ｃ）参照）。
【００４４】
＜電動バルブタイミング調整装置の本実施形態の制御＞
続いて、電動バルブタイミング調整装置３０１の本実施形態の制御について、図７及び図８を参照して説明する。かかる制御は、前記した時刻ｔ11〜ｔ13，ｔ21〜ｔ23における制御に代えて実行される。
【００４５】
まず、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の停止条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１）。
内燃機関１０の停止条件が成立している場合（アイドリングストップ可）には（ステップＳ１でＹｅｓ）、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の回転速度を所定回転速度まで上昇させる（時刻ｔ41→ｔ42）とともに、第２モータジェネレータ１０２による第１の回生制御を開始する（時刻ｔ41）（ステップＳ２）。
【００４６】
続いて、ＥＣＵ８０は、第１の回生制御によってバッテリ１０３に充電された電力量が所定電力量以上となったか否かを判定する（ステップＳ３）。
第１の回生制御によってバッテリ１０３に充電された電力量が所定電力量以上となった場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の燃料噴射を停止するとともに、第２モータジェネレータ１０２を所定トルクで回転させつつ、電動バルブタイミング調整装置３０１を駆動して所定位相に変更させる（時刻ｔ43→ｔ44）（ステップＳ４）。すなわち、モータ３１０の駆動力によって位相調整ユニット３２０が作動し、時刻ｔ44において、吸気弁２１０の開閉タイミング、すなわち、吸気カム２２２ｉの位相が第１の所定位相に遅角される（図５（ａ）参照）。回生制御によってバッテリに充電された電力量は、電力量センサ１０３Ｓの検出結果に基づいて算出される。ここで、ステップＳ３は、バッテリ１０３に充電された電力量が所定電力量以上となるまで繰り返される（ステップＳ３でＮｏの場合）。なお、ステップＳ４において、第２モータジェレータ１０２をモータとして所定トルクで回転させるのは、燃料噴射が停止された内燃機関１０の回転速度を所定回転速度以上とし、吸気弁２１０の開閉タイミングの変更を容易にするためである。ここで、所定回転速度は、テスト等によって適宜設定される値であり、例えば、内燃機関１０の駆動時においてアクセルペダルが操作されていないときの回転速度よりも大きい値に設定可能である。
【００４７】
吸気弁２１０の位相が第１の所定位相に変更されると（ステップＳ５でＹｅｓ）、続いて、ＥＣＵ８０は、第２モータジェネレータ１０２による第２の回生制御を開始し（時刻ｔ44）、内燃機関１０の回転速度がゼロとなるまで第２の回生制御を実行する（時刻ｔ44→時刻ｔ45）（ステップＳ６）。ここで、ステップＳ５は、吸気弁２１０の位相が第１の所定位相となるまで繰り返される（ステップＳ５でＮｏの場合）。また、ＥＣＵ８０は、カム軸２２１ｉに設けられたパルスセンサ（図示せず）によって検出されたカム軸２２１ｉの回転角度を吸気カム２２２ｉの位相として取得することができる。
【００４８】
なお、時刻ｔ41〜ｔ43の回生制御によってバッテリ１０３に充電される電力量Ｗ1、時刻ｔ43〜ｔ44のトルク発生によってバッテリ１０３から放電される電力量Ｗ2、及び、時刻ｔ44〜ｔ45の回生制御によってバッテリ１０３に充電される電力量Ｗ3は、テストによって、
Ｗ1＋Ｗ3≧Ｗ2
となるように設定されている。前記した所定電力量は、かかる式を満たすようなＷ1に基づいて設定されており、例えば、所定電力量＝Ｗ2とすることができる。
【００４９】
本発明の実施形態に係る制御システム１は、アイドリングストップ実行に先立って第１の回生制御を実行するので、アイドリングストップ時における第２のモータジェネレータ１０２及び可変バルブタイミング機構３０１の作動による電力消費をカバーすることができる。
また、本発明の実施形態に係る制御システム１は、アイドリングストップ時において吸気弁２１０の開閉タイミングを変更する際の内燃機関１０の回転速度の低下を緩やかにすることによって、可変バルブタイミング機構３０１の制御性を向上させることができる。
また、本発明の実施形態に係る制御システム１は、アイドリングストップ時における可変バルブタイミング機構３０１の作動後に第２の回生制御を実行するので、アイドリングストップ時における位相調整ユニット３２０の作動による電力消費をカバーすることができる。
また、本発明の実施形態に係る制御システム１は、可変バルブタイミング機構３０１の作動後に第２の回生制御を実行するので、内燃機関１０の回転速度を速やかに低下させ、車体の共振を低減することができる。
また、本発明の実施形態に係る制御システム１は、第２モータジェネレータ１０２によって内燃機関１０を所定回転速度で回転させた状態から第２の回生制御を実行するので、より多くの電力量を回生することができる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、吸気弁２１０及び排気弁２１１の開閉タイミングの相対関係を変更すればよいため、本発明の制御システムは、吸気弁２１０ではなく排気弁２１１の位相（開閉タイミング）を変更する可変バルブタイミング機構を備えていてもよく、吸気弁２１０及び排気弁２１１に対してそれぞれの開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を備える構成であってもよい。また、ステップＳ４において、燃料噴射が停止された内燃機関１０の回転速度が所定回転速度となるように第２モータジェネレータ１０２を制御する構成であってもよい。また、ステップＳ３に代えて、第１の回生制御が所定時間実行された場合にステップＳ４へと進む構成であってもよい。また、可変バルブタイミング機構は、前記した電動式に限定されず、油圧式であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１ 制御システム（車両の制御システム）
１０ 内燃機関
８０ ＥＣＵ（制御装置）
１０２ 第２モータジェネレータ（モータジェネレータ）
１０３ バッテリ
２１０ 吸気弁
２１１ 排気弁
３０１ 可変バルブタイミング機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁又は排気弁の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を有する内燃機関と、
前記内燃機関に連結されるモータジェネレータと、
前記モータジェネレータと電気的に接続されるバッテリと、
前記内燃機関及び前記モータジェネレータを制御する制御装置と、
を備える車両の制御システムであって、
前記制御装置は、前記内燃機関の停止条件成立時に、前記モータジェレータの第１の回生制御を実行した後に、前記内燃機関における燃料噴射を停止し、続いて、前記モータジェネレータをモータとして駆動しつつ前記可変バルブタイミング機構を制御することによって、前記吸気弁又は前記排気弁の開閉タイミングを所定タイミングに変更する
ことを特徴とする車両の制御システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第１の回生制御によって前記バッテリに蓄電された電力量が所定電力量以上となった場合に、前記内燃機関における燃料噴射を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記吸気弁又は前記排気弁の開閉タイミングを所定タイミングに変更する際に、前記内燃機関が所定回転速度以上となるように前記モータジェネレータを駆動し、前記吸気弁の開閉タイミングが所定タイミングに変更された後に前記モータジェネレータの第２の回生制御を実行する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両の制御システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記吸気弁又は前記排気弁の開閉タイミングを所定タイミングに変更する際に、前記内燃機関が前記所定回転速度となるように前記モータジェネレータを駆動する
ことを特徴とする請求項３に記載の車両の制御システム。
【請求項１】
吸気弁又は排気弁の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を有する内燃機関と、
前記内燃機関に連結されるモータジェネレータと、
前記モータジェネレータと電気的に接続されるバッテリと、
前記内燃機関及び前記モータジェネレータを制御する制御装置と、
を備える車両の制御システムであって、
前記制御装置は、前記内燃機関の停止条件成立時に、前記モータジェレータの第１の回生制御を実行した後に、前記内燃機関における燃料噴射を停止し、続いて、前記モータジェネレータをモータとして駆動しつつ前記可変バルブタイミング機構を制御することによって、前記吸気弁又は前記排気弁の開閉タイミングを所定タイミングに変更する
ことを特徴とする車両の制御システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第１の回生制御によって前記バッテリに蓄電された電力量が所定電力量以上となった場合に、前記内燃機関における燃料噴射を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記吸気弁又は前記排気弁の開閉タイミングを所定タイミングに変更する際に、前記内燃機関が所定回転速度以上となるように前記モータジェネレータを駆動し、前記吸気弁の開閉タイミングが所定タイミングに変更された後に前記モータジェネレータの第２の回生制御を実行する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両の制御システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記吸気弁又は前記排気弁の開閉タイミングを所定タイミングに変更する際に、前記内燃機関が前記所定回転速度となるように前記モータジェネレータを駆動する
ことを特徴とする請求項３に記載の車両の制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１１３１４１（Ｐ２０１３−１１３１４１Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７７６１（Ｐ２０１１−２５７７６１）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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