(57)【要約】【課題】過給機のサージングを吸気バイパス通路およびエアバイパスバルブを設けることなく回避しつつ、ユーザが要求する車両減速度を発生させる。【解決手段】ハイブリッド車両は、スロットル弁および過給機を有するエンジンと、第２ＭＧ（モータジェネレータ）と、エンジンおよび第２ＭＧに接続される駆動輪と、制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）とを備える。制御装置は、過給機による過給中である場合、目標エンジントルクの低下レートの大きさを上限レート未満に制限することによってスロットル開度が急峻に低下することを抑制する低下レート制限処理を実行する。さらに、制御装置は、低下レート制限処理によって減少するエンジンブレーキ分を第２ＭＧの回生ブレーキで補うように第２ＭＧを制御するＭＧ回生制御を実行する。【選択図】図５
2020185960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットル弁および過給機を有する内燃機関と、
回転電機と、
前記内燃機関および前記回転電機に接続される駆動輪と、
前記スロットル弁および前記回転電機を制御するように構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記過給機による過給中である場合に前記スロットル弁の開度の低下速度の大きさを上限値未満に制限する制限処理を実行し、
前記制限処理によって減少する前記内燃機関の制動力分を前記回転電機の回生制動力で補うように前記回転電機を制御する回生制御を実行する、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記ハイブリッド車両は、油圧を用いて前記駆動輪に制動力を作用させる油圧制動装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記制限処理によって減少する前記内燃機関の制動力に対して前記回生制御による前記回生制動力が不足する場合、前記回生制動力では不足する制動力を前記油圧制動装置の油圧制動力で補うように前記油圧制動装置を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記ハイブリッド車両は、前記過給機による過給中でない場合には前記制限処理および前記回生制御を実行しない、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
ハイブリッド車両の制御方法であって、
前記ハイブリッド車両は、
スロットル弁および過給機を有する内燃機関と、
回転電機と、
前記内燃機関および前記回転電機に接続される駆動輪とを備え、
前記制御方法は、
前記過給機による過給中である場合に前記スロットル弁の開度の低下速度の大きさを上限値未満に制限する制限処理を実行するステップと、
前記制限処理によって減少する前記内燃機関の制動力分を前記回転電機の回生制動力で補うように前記回転電機を制御するステップとを含む、ハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、過給機を有する内燃機関と、回転電機とを駆動源として備えるハイブリッド車両およびその制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、過給機を有する内燃機関と、回転電機とを駆動源として備えるハイブリッド車両が公知である（たとえば、特開２０１５−５８９２４号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−５８９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
過給機を有する内燃機関においては、過給機による過給中にユーザのアクセルオフ操作によってスロットル弁の開度が急峻に低下されると、過給機のコンプレッサを通過する空気流量（以下「コンプレッサ通過流量」ともいう）が急減するにも関わらず、コンプレッサの吐出側の吸気圧（以下「過給後吸気圧」ともいう）が一時的に高い状態に維持されることによって、過給機において、いわゆるサージング（振動および騒音を発する現象）が発生し得る。
【０００５】
サージングを回避する方法として、コンプレッサの吸入側と吐出側とを接続する吸気バイパス通路と、吸気バイパス通路内に配置されるエアバイパスバルブとを設け、過給中にアクセルオフ操作がされた場合にエアバイパスバルブを開いてコンプレッサの吐出側を吸入側に連通させることで過給後吸気圧を低下させる方法が知られている。しかしながら、この方法では、サージングを回避するためだけに吸気バイパス通路およびエアバイパスバルブを設ける必要があり、内燃機関のサイズおよびコストが増加してしまうとの問題がある。
【０００６】
サージングを回避する他の方法として、過給中にアクセルオフ操作がされた場合にスロットル弁の開度が急峻に低下しないようにする方法が考えられる。しかしながら、この方法のみでは、サージングは回避できるが、アクセルオフ操作に見合った内燃機関の制動力（いわゆるエンジンブレーキ）が発生せず、ユーザが要求する車両減速度が発生しなくなることが懸念される。
【０００７】
本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、過給機のサージングを吸気バイパス通路およびエアバイパスバルブを設けることなく回避しつつ、ユーザが要求する車両減速度を発生させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）  本開示によるハイブリッド車両は、スロットル弁および過給機を有する内燃機関と、回転電機と、内燃機関および回転電機に接続される駆動輪と、スロットル弁および回転電機を制御するように構成された制御装置とを備える。制御装置は、過給機による過給中である場合にスロットル弁の開度の低下速度の大きさを上限値未満に制限する制限処理を実行し、制限処理によって減少する内燃機関の制動力分を回転電機の回生制動力で補うように回転電機を制御する回生制御を実行する。
【０００９】
（２）  ある形態においては、ハイブリッド車両は、油圧を用いて駆動輪に制動力を作用させる油圧制動装置をさらに備える。制御装置は、制限処理によって減少する内燃機関の制動力に対して回生制御による回生制動力が不足する場合、回生制動力では不足する制動力を油圧制動装置の油圧制動力で補うように油圧制動装置を制御する。
【００１０】
（３）  ある形態においては、ハイブリッド車両は、過給機による過給中でない場合には制限処理および回生制御を実行しない。
【００１１】
（４）  本開示による制御方法は、ハイブリッド車両の制御方法である。ハイブリッド車両は、スロットル弁および過給機を有する内燃機関と、回転電機と、内燃機関および回転電機に接続される駆動輪とを備える。制御方法は、過給機による過給中である場合にスロットル弁の開度の低下速度の大きさを上限値未満に制限する制限処理を実行するステップと、制限処理によって減少する内燃機関の制動力分を回転電機の回生制動力で補うように回転電機を制御するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、過給機のサージングを吸気バイパス通路およびエアバイパスバルブを設けることなく回避しつつ、ユーザが要求する車両減速度を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ハイブリッド車両の駆動システムの構成の一例を示す図である。
【図２】過給機を有するエンジンの構成の一例を示す図である。
【図３】制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】エンジンの動作点を説明するための図である。
【図５】過給機による過給中にアクセルオフ操作があった場合のエンジンの状態変化の一例を模式的に示す図である。
【図６】過給機による過給中にアクセルオフ操作があった場合の過給機の動作点の変化を説明するためのコンプレッサマップである。
【図７】ＨＶ−ＥＣＵで実行される処理の一例を示すフローチャート（その１）である。
【図８】ＨＶ−ＥＣＵで実行される処理の一例を示すフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１５】
＜ハイブリッド車両の駆動システムについて＞
図１は、ハイブリッド車両（以下、単に「車両」とも記載する）１０の駆動システムの構成の一例を示す図である。図１に示すように、車両１０は、走行用の動力源として、エンジン（内燃機関）１３と、第２モータジェネレータ（回転電機、以下「第２ＭＧ」とも記載する）１５とを備える。車両１０は、さらに、制御装置１１と、第１モータジェネレータ（以下「第１ＭＧ」とも記載する）１４とを備える。
【００１６】
エンジン１３は、過給機４７を有する。第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５は、いずれも駆動電力が供給されることによりトルクを出力するモータとしての機能と、トルクが与えられることにより発電電力を発生する発電機としての機能とを備える。第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５としては、交流回転電機が用いられる。交流回転電機は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機を含む。
【００１７】
第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５は、いずれもＰＣＵ（Power  Control  Unit）８１を介してバッテリ１８に電気的に接続されている。ＰＣＵ８１は、第１インバータ１６と、第２インバータ１７と、コンバータ８３とを含む。
【００１８】
コンバータ８３は、たとえば、バッテリ１８の電力を昇圧して第１インバータ１６または第２インバータ１７に供給可能に構成される。あるいは、コンバータ８３は、第１インバータ１６または第２インバータ１７から供給される電力を降圧してバッテリ１８に供給可能に構成される。
【００１９】
第１インバータ１６は、コンバータ８３からの直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ１４に供給可能に構成される。あるいは、第１インバータ１６は、第１ＭＧ１４からの交流電力を直流電力に変換してコンバータ８３に供給可能に構成される。
【００２０】
第２インバータ１７は、コンバータ８３からの直流電力を交流電力に変換して第２ＭＧ１５に供給可能に構成される。あるいは、第２インバータ１７は、第２ＭＧ１５からの交流電力を直流電力に変換してコンバータ８３に供給可能に構成される。
【００２１】
すなわち、ＰＣＵ８１は、第１ＭＧ１４あるいは第２ＭＧ１５において発電された電力を用いてバッテリ１８を充電したり、バッテリ１８の電力を用いて第１ＭＧ１４あるいは第２ＭＧ１５を駆動したりする。
【００２２】
バッテリ１８は、たとえば、リチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池等を含む。リチウムイオン二次電池は、リチウムを電荷担体とする二次電池であり、電解質が液体の一般的なリチウムイオン二次電池のほか、固体の電解質を用いたいわゆる全固体電池も含み得る。なお、バッテリ１８は、少なくとも再充電可能に構成された蓄電装置であればよく、たとえば、二次電池に代えて電気二重層キャパシタ等を用いてもよい。
【００２３】
エンジン１３および第１ＭＧ１４は、遊星歯車機構２０に連結されている。遊星歯車機構２０は、エンジン１３が出力する駆動トルクを第１ＭＧ１４と出力ギヤ２１とに分割して伝達する。遊星歯車機構２０は、シングルピニオン型の遊星歯車機構を有し、エンジン１３の出力軸２２と同一の軸線Ｃｎｔ上に配置されている。
【００２４】
遊星歯車機構２０は、サンギヤＳと、サンギヤＳと同軸に配置されたリングギヤＲと、サンギヤＳおよびリングギヤＲに噛み合うピニオンギヤＰと、ピニオンギヤＰを自転および公転可能に保持するキャリアＣとを有する。出力軸２２は、キャリアＣに連結されている。第１ＭＧ１４のロータ軸２３は、サンギヤＳに連結されている。リングギヤＲは、出力ギヤ２１に連結されている。出力ギヤ２１は、駆動輪２４に駆動トルクを伝達するための出力部の一例である。
【００２５】
遊星歯車機構２０は、エンジン１３が出力する駆動トルクが伝達されるキャリアＣが入力要素に、また、出力ギヤ２１に駆動トルクを出力するリングギヤＲが出力要素に、そしてロータ軸２３が連結されるサンギヤＳが反力要素になる。つまり、遊星歯車機構２０は、エンジン１３が出力した動力を第１ＭＧ１４側と出力ギヤ２１側とに分割する。第１ＭＧ１４は、エンジン回転速度に応じたトルクを出力するように制御される。
【００２６】
カウンタシャフト２５は、軸線Ｃｎｔと平行に配置されている。カウンタシャフト２５は、出力ギヤ２１に噛み合っているドリブンギヤ２６に取り付けられている。また、カウンタシャフト２５には、ドライブギヤ２７が取り付けられており、このドライブギヤ２７が終減速機であるデファレンシャルギヤ２８におけるリングギヤ２９に噛み合っている。さらに、ドリブンギヤ２６には、第２ＭＧ１５におけるロータ軸３０に取り付けられたドライブギヤ３１が噛み合っている。したがって、第２ＭＧ１５が出力した駆動トルクが出力ギヤ２１から出力された駆動トルクにドリブンギヤ２６の部分で加えられる。このようにして合成された駆動トルクは、デファレンシャルギヤ２８から左右に延びたドライブシャフト３２，３３を介して駆動輪２４に伝達される。駆動輪２４に駆動トルクが伝達されることにより、車両１０に駆動力が発生する。
【００２７】
さらに、車両１０は、油圧ブレーキ発生装置３６を備える。油圧ブレーキ発生装置３６は、制御装置１１からの指令信号によって作動して、液体（ブレーキフルード）の油圧を利用して駆動輪２４を含む車両１０の車輪に制動力（油圧ブレーキ）を発生させる。
【００２８】
＜エンジンの構成について＞
図２は、過給機４７を有するエンジン１３の構成の一例を示す図である。エンジン１３は、たとえば、直列４気筒型の火花点火型の内燃機関である。図２に示すようにエンジン１３は、たとえば、４つの気筒４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄが一方向に並べられて形成されるエンジン本体４０を含む。
【００２９】
気筒４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄには、エンジン本体４０に形成される吸気ポートの一方端および排気ポートの一方端がそれぞれ接続されている。吸気ポートの一方端は、気筒４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの各々に２つずつ設けられた吸気バルブ４３にて開閉され、また排気ポートの一方端は、気筒４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの各々に２つずつ設けられた排気バルブ４４にて開閉される。気筒４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの各々の吸気ポートの他方端は、インテークマニホールド４６に接続されている。気筒４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの各々の排気ポートの他方端は、エキゾーストマニホールド５２に接続されている。
【００３０】
本実施の形態においてエンジン１３は、たとえば、直噴エンジンであって、各気筒の頂部に設けられる燃料噴射装置（図示せず）によって燃料が気筒４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの各々の内部に噴射される。気筒４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ内における燃料と吸気との混合気は、気筒４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの各々に設けられた点火プラグ４５にて着火される。
【００３１】
なお、図２においては、気筒４０ａに設けられた吸気バルブ４３、排気バルブ４４および点火プラグ４５を示しており、他の気筒４０ｂ，４０ｃ，４０ｄに設けられた吸気バルブ４３、排気バルブ４４および点火プラグ４５については省略している。
【００３２】
エンジン１３には、排気エネルギを利用して吸入空気を過給する過給機４７が設けられている。過給機４７は、コンプレッサ４８と、タービン５３とを含む。
【００３３】
インテークマニホールド４６には、吸気通路４１の一方端が接続されている。吸気通路４１の他方端は吸気口に接続されている。吸気通路４１の所定の位置には、コンプレッサ４８が設けられている。吸気通路４１の他方端（吸気口）とコンプレッサ４８との間には、吸気通路４１内を流れる空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ５０が設けられている。コンプレッサ４８よりも下流側に設けられた吸気通路４１には、コンプレッサ４８で加圧された吸気を冷却するためのインタークーラ５１が配設されている。インタークーラ５１と吸気通路４１の一方端との間には、吸気通路４１内を流れる吸気の流量を調整できるスロットル弁４９が設けられている。
【００３４】
エキゾーストマニホールド５２には、排気通路４２の一方端が接続されている。排気通路４２の他方端はマフラー（図示せず）に接続されている。排気通路４２の所定の位置には、タービン５３が設けられている。また、排気通路４２には、タービン５３より上流の排気をタービン５３よりも下流にバイパスする排気バイパス通路５４と、バイパス通路に設けられ、タービン５３に導かれる排気の流量を調整可能なウェイストゲートバルブ５５とが設けられている。そのため、ウェイストゲートバルブ５５の開度を制御することによりタービン５３に流入する排気流量、つまり吸入空気の過給圧が調整される。タービン５３またはウェイストゲートバルブ５５を通る排気は、排気通路４２の所定の位置に設けられるスタートアップコンバータ５６および後処理装置５７により浄化されてから大気に放出される。後処理装置５７は、たとえば、三元触媒を含む。
【００３５】
エンジン１３には、吸気通路４１に排気を流入させるためのＥＧＲ（Exhaust  Gas  Recirculation）装置５８が設けられている。ＥＧＲ装置５８は、ＥＧＲ通路５９、ＥＧＲ弁６０、およびＥＧＲクーラ６１を備える。ＥＧＲ通路５９は、排気通路４２から排気の一部をＥＧＲガスとして取り出して吸気通路４１に導く。ＥＧＲ弁６０は、ＥＧＲ通路５９を流れるＥＧＲガスの流量を調整する。ＥＧＲクーラ６１は、ＥＧＲ通路５９を流れるＥＧＲガスを冷却する。ＥＧＲ通路５９は、スタートアップコンバータ５６と後処理装置５７との間の排気通路４２の部分と、コンプレッサ４８とエアフローメータ５０との間の吸気通路４１の部分との間を接続している。
【００３６】
なお、エンジン１３には、コンプレッサ４８の吸入側と吐出側とを接続する吸気バイパス通路、およびその吸気バイパス通路内に配置されるエアバイパスバルブとは設けられていない。
【００３７】
＜制御装置の構成について＞
図３は、制御装置１１の構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置１１は、ＨＶ（Hybrid  Vehicle）−ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）６２と、ＭＧ−ＥＣＵ６３と、エンジンＥＣＵ６４とを備える。
【００３８】
ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３、第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５を協調制御するための制御装置である。ＭＧ−ＥＣＵ６３は、ＰＣＵ８１の動作を制御するための制御装置である。エンジンＥＣＵ６４は、エンジン１３の動作を制御するための制御装置である。
【００３９】
ＨＶ−ＥＣＵ６２、ＭＧ−ＥＣＵ６３およびエンジンＥＣＵ６４は、いずれも接続された各種センサや他のＥＣＵとの信号の授受をする入出力装置、各種の制御プログラムやマップなどの記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）などを含む）、制御プログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ（Central  Processing  Unit））、および計時するためのカウンタなどを備えて構成されている。
【００４０】
ＨＶ−ＥＣＵ６２には、車速センサ６６と、アクセル開度センサ６７と、第１ＭＧ回転速度センサ６８と、第２ＭＧ回転速度センサ６９と、エンジン回転速度センサ７０と、タービン回転速度センサ７１と、過給圧センサ７２と、バッテリ監視ユニット７３と、第１ＭＧ温度センサ７４と、第２ＭＧ温度センサ７５と、第１ＩＮＶ温度センサ７６と、第２ＩＮＶ温度センサ７７と、触媒温度センサ７８と、タービン温度センサ７９とがそれぞれ接続されている。
【００４１】
車速センサ６６は、車両１０の速度（車速）を検出する。アクセル開度センサ６７は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出する。第１ＭＧ回転速度センサ６８は、第１ＭＧ１４の回転速度を検出する。第２ＭＧ回転速度センサ６９は、第２ＭＧ１５の回転速度を検出する。エンジン回転速度センサ７０は、エンジン１３の出力軸２２の回転速度（エンジン回転速度）を検出する。タービン回転速度センサ７１は、過給機４７のタービン５３の回転速度を検出する。過給圧センサ７２は、エンジン１３の過給圧を検出する。第１ＭＧ温度センサ７４は、第１ＭＧ１４の内部温度、たとえば、コイルや磁石に関連する温度を検出する。第２ＭＧ温度センサ７５は、第２ＭＧ１５の内部温度、たとえば、コイルや磁石に関連する温度を検出する。第１ＩＮＶ温度センサ７６は、第１インバータ１６の温度、たとえば、スイッチング素子に関連する温度を検出する。第２ＩＮＶ温度センサ７７は、第２インバータ１７の温度、たとえば、スイッチング素子に関連する温度を検出する。触媒温度センサ７８は、後処理装置５７の温度を検出する。タービン温度センサ７９は、タービン５３の温度を検出する。各種センサは、検出結果を示す信号をＨＶ−ＥＣＵ６２に出力する。
【００４２】
バッテリ監視ユニット７３は、バッテリ１８の満充電容量に対する残存充電量の比率である充電率（ＳＯＣ：State  of  Charge）を取得し、取得したＳＯＣを示す信号をＨＶ−ＥＣＵ６２に出力する。
【００４３】
バッテリ監視ユニット７３は、たとえば、バッテリ１８の電流、電圧および温度を検出するセンサを含む。バッテリ監視ユニット７３は、検出されたバッテリ１８の電流、電圧および温度を用いてＳＯＣを算出することによってＳＯＣを取得する。
【００４４】
なお、ＳＯＣの算出方法としては、たとえば、電流値積算（クーロンカウント）による手法、または、開放電圧（ＯＣＶ：Open  Circuit  Voltage）の推定による手法など、種々の公知の手法を採用できる。
【００４５】
＜車両の走行制御について＞
以上のような構成を有する車両１０は、エンジン１３および第２ＭＧ１５を動力源としたハイブリッド（ＨＶ）走行モードやエンジン１３を停止状態にするとともに第２ＭＧ１５をバッテリ１８に蓄積した電力で駆動して走行する電気（ＥＶ）走行モードなどの走行モードに設定または切り替えが可能である。各モードの設定や切り替えは、ＨＶ−ＥＣＵ６２により実行される。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、設定または切り替えられた走行モードに基づいてエンジン１３、第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５を制御する。
【００４６】
ＥＶ走行モードは、たとえば、低車速かつ要求駆動力が小さい低負荷の運転領域の際に選択されるモードであり、エンジン１３の運転を停止して第２ＭＧ１５が駆動力を出力する走行モードである。
【００４７】
ＨＶ走行モードは、高車速かつ要求駆動力が大きい高負荷の運転領域の際に選択されるモードであり、エンジン１３の駆動トルクと第２ＭＧ１５の駆動トルクとを合算したトルクを出力する走行モードである。
【００４８】
ＨＶ走行モードでは、エンジン１３から出力された駆動トルクを駆動輪２４に伝達する際に、第１ＭＧ１４により反力を遊星歯車機構２０に作用させる。そのため、サンギヤＳが反力要素として機能する。つまり、エンジントルクを駆動輪２４に作用させるために、エンジントルクに対する反力トルクを第１ＭＧ１４に出力させるように制御する。この場合には、第１ＭＧ１４を発電機として機能させる回生制御を実行することができる。
【００４９】
以下、車両１０の運転時におけるエンジン１３、第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５の協調制御について説明する。
【００５０】
ＨＶ−ＥＣＵ６２は、アクセルペダルの踏み込み量によって決まるアクセル開度などに基づいて要求駆動トルクを算出する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、算出された要求駆動トルクおよび車速などに基づいて車両１０の要求走行パワーを算出する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、要求走行パワーにバッテリ１８の充放電要求パワーを加算した値を要求システムパワーとして算出する。なお、バッテリ１８の充放電要求パワーは、たとえばバッテリ１８のＳＯＣに応じて設定される。
【００５１】
ＨＶ−ＥＣＵ６２は、算出された要求システムパワーに応じてエンジン１３の作動が要求されるか否かを判定する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、たとえば、要求システムパワーがしきい値を超える場合にはエンジン１３の作動が要求されると判定する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３の作動が要求される場合には、ＨＶ走行モードを走行モードとして設定する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３の作動が要求されない場合には、ＥＶ走行モードを走行モードとして設定する。
【００５２】
ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３の作動が要求される場合には（すなわち、ＨＶ走行モードが設定される場合には）、エンジン１３に対する要求パワー（以下、「要求エンジンパワー」と記載する）を算出する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、たとえば、要求システムパワーを要求エンジンパワーとして算出する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、算出された要求エンジンパワーをエンジン運転状態指令としてエンジンＥＣＵ６４に出力する。
【００５３】
エンジンＥＣＵ６４は、ＨＶ−ＥＣＵ６２から入力されたエンジン運転状態指令に基づき、スロットル弁４９、点火プラグ４５、ウェイストゲートバルブ５５およびＥＧＲ弁６０など、エンジン１３の各部に対して各種の制御を行う。
【００５４】
また、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、算出された要求エンジンパワーを用いてエンジン回転速度とエンジントルクとによって規定される座標系におけるエンジン１３の動作点を設定する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、たとえば、当該座標系において要求エンジンパワーと等出力の等パワー線と、予め定められた動作線との交点をエンジン１３の動作点として設定する。
【００５５】
予め定められた動作線は、当該座標系における、エンジン回転速度の変化に対するエンジントルクの変化軌跡を示す。後述するように、本実施の形態においては、予め定められた動作線として、２つの動作線（図４に示す最適動作線およびＰＭ抑制動作線）のどちらかが選択的に用いられる。
【００５６】
ＨＶ−ＥＣＵ６２は、設定された動作点に対応するエンジン回転速度を目標エンジン回転速度として設定する。
【００５７】
ＨＶ−ＥＣＵ６２は、目標エンジン回転速度が設定されると、現在のエンジン回転速度を目標エンジン回転速度にするための第１ＭＧ１４のトルク指令値を設定する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、たとえば、現在のエンジン回転速度と目標エンジン回転速度との差分に基づくフィードバック制御によって第１ＭＧ１４のトルク指令値を設定する。
【００５８】
ＨＶ−ＥＣＵ６２は、設定された第１ＭＧ１４のトルク指令値からエンジントルクの駆動輪２４への伝達分を算出し、要求駆動力を満足するように第２ＭＧ１５のトルク指令値を設定する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、設定された第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５のトルク指令値をそれぞれ第１ＭＧトルク指令および第２ＭＧトルク指令としてＭＧ−ＥＣＵ６３に出力する。
【００５９】
ＭＧ−ＥＣＵ６３は、ＨＶ−ＥＣＵ６２から入力された第１ＭＧトルク指令および第２ＭＧトルク指令に基づき、第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５に発生させるトルクに対応した電流値およびその周波数を算出し、算出した電流値およびその周波数を含む信号をＰＣＵ８１に出力する。
【００６０】
さらに、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３の動作点に応じてウェイストゲートバルブ５５の開度を調整することによって、過給機４７のタービン５３に流入する排気流量、つまりコンプレッサ４８を通じて吸入空気の過給圧を調整する。
【００６１】
ＨＶ−ＥＣＵ６２、ＭＧ−ＥＣＵ６３およびエンジンＥＣＵ６４の各々は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリを内蔵する。なお、図３では、ＨＶ−ＥＣＵ６２、ＭＧ−ＥＣＵ６３およびエンジンＥＣＵ６４を分けた構成を一例として説明しているが、これらを集約した１つのＥＣＵによって構成されてもよい。
【００６２】
＜エンジンの動作点＞
図４は、エンジン１３の動作点を説明するための図である。図４において、縦軸は、エンジン１３のトルクＴｅを示し、横軸は、エンジン１３の回転速度Ｎｅを示す。
【００６３】
曲線Ｌ１は、エンジン１３の最適動作線を示す。最適動作線は、エンジン１３の燃料消費が最小となるように、事前評価試験やシミュレーション等によって予め定められた動作線である。
【００６４】
曲線Ｌ２は、要求パワーに対応するエンジン１３の等パワーラインである。エンジン１３のパワーはトルクＴｅと回転速度Ｎｅとの積であるため、等パワーラインＬ２は、図４において反比例曲線で表わされる。エンジン１３の動作点が最適動作線Ｌ１と等パワーラインＬ２との交点になるようにエンジン１３を制御することによって、要求パワーに対応するエンジン１３の燃費が最適（最小）となる。
【００６５】
曲線Ｌ３は、過給機４７による過給が開始されるライン（過給ライン）を示す。エンジン１３のトルクＴｅが過給ラインＬ３を下回るＮＡ領域においては、制御装置１１は、ウェイストゲートバルブ５５を全開とする。これにより、排気が過給機４７のタービン５３に導入されずに排気バイパス通路５４を流れるため、過給機４７による過給は行なわれない。一方、トルクＴｅが過給ラインＬ３を超える過給域においては、制御装置１１は、全開であったウェイストゲートバルブ５５を閉方向に作動させる。これにより、排気エネルギによって過給機４７のタービン５３が回転し、過給機４７による過給が行なわれる。ウェイストゲートバルブ５５の開度を調整することにより、過給機４７のタービン５３に流入する排気流量を調整し、コンプレッサ４８を通じて吸入空気の過給圧を調整することができる。
【００６６】
＜過給機のサージングの回避＞
過給機４７を有するエンジン１３においては、過給機４７による過給中にユーザのアクセルオフ操作によってスロットル弁４９の開度（以下「スロットル開度」ともいう）が急峻に低下されると、過給機４７においてサージングが発生し得る。
【００６７】
図５は、過給機４７による過給中にアクセルオフ操作があった場合のエンジン１３の状態変化の一例を模式的に示す図である。図５において、横軸は時間を示し、縦軸は上から順に、アクセル開度、目標エンジントルク、スロットル開度、コンプレッサ通過流量（コンプレッサ４８を通過する空気流量）、過給後吸気圧Ｐ３（コンプレッサ４８の吐出側の吸気圧）を示す。なお、本実施の形態においては、スロットル開度が目標エンジントルクに応じた値に制御されるものとする。
【００６８】
図５に示す一点鎖線は、アクセルオフ操作によって目標エンジントルクが急峻に０に低下する場合の状態変化を示す。この場合、目標エンジントルクが瞬時に０まで低下することに伴って、スロットル開度も瞬時に０まで低下する。これにより、コンプレッサ通過流量が急減するが、コンプレッサ４８の回転速度は遅れて低下するため過給後吸気圧Ｐ３は一時的に高い状態に維持される。これにより、過給機４７においてサージングが発生し得る。なお、サージングはコンプレッサ４８の吐出側から吸入側に吸気が逆流することによって生じるため、過給後吸気圧Ｐ３は図５に示すようにサージングによって振動する。
【００６９】
そこで、本実施の形態によるＨＶ−ＥＣＵ６２は、過給機４７による過給中である場合、目標エンジントルクの低下レート（低下速度）の大きさを予め定められた上限レート未満に制限する処理（以下「目標エンジントルクの低下レート制限処理」あるいは単に「低下レート制限処理」ともいう）を実行する。目標エンジントルクの低下レート制限処理は、スロットル開度の低下速度の大きさを上限値未満に制限する処理の一例である。低下レート制限処理によってスロットル開度が急峻に低下しなくなるため、コンプレッサ通過流量が急減することが抑制されて過給機４７におけるサージングが回避される。さらに、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、低下レート制限処理によってスロットル開度が急峻に低下しなくなることによってアクセルオフ操作に見合ったエンジン１３の制動力（いわゆるエンジンブレーキ）が発生しなくなることに鑑み、低下レート制限処理によって減少するエンジンブレーキ分を第２ＭＧ１５の回生ブレーキで補うように第２ＭＧ１５を制御する処理（以下「ＭＧ回生制御」ともいう）を実行する。これにより、アクセル開度に見合ったブレーキ力を発生させて、ユーザが要求する車両減速度を発生させることができる。
【００７０】
図５に示す実線は、上述の低下レート制限処理およびＭＧ回生制御を実行する場合の状態変化を示す。この場合、過給機４７による過給中にアクセルオフ操作があったとしても、低下レート制限処理によって目標エンジントルクが瞬時には低下せずに上限レートで徐々に低下するため、スロットル開度も瞬時には低下せずに上限値で徐々に低下する。これにより、コンプレッサ通過流量は急減せずに緩やかに減少するため、過給後吸気圧Ｐ３は振動せずサージングが抑制される。
【００７１】
さらに、低下レート制限処理によって減少するエンジンブレーキ分（図５の斜線部分参照）は、ＭＧ回生制御によって、第２ＭＧ１５の回生ブレーキで補なわれる。これにより、アクセル開度に見合った車両制動力を発生させて、ユーザが要求する車両減速度を発生させることができる。
【００７２】
図６は、過給機４７による過給中にアクセルオフ操作があった場合の過給機４７の動作点の変化を説明するためのコンプレッサマップである。図６において、縦軸は過給前吸気圧Ｐ１（コンプレッサ４８の吸入側の圧力）に対する過給後吸気圧Ｐ３の圧力比を示し、横軸はコンプレッサ通過流量を示す。点線Ｌ４は、過給機４７においてサージングが発生しやすいサージ領域とサージングが発生しない非サージ領域との境界線（サージライン）を示す。図６のコンプレッサマップ上において、サージラインＬ４よりも左側の領域がサージ領域であり、サージラインＬ４よりも右側の領域が非サージ領域である。サージラインＬ４は、図６に示すように、コンプレッサ通過流量が多いほど圧力比が大きくなる線となる。
【００７３】
過給機４７の動作点が非サージ領域における圧力比の高い動作点Ｃ１である状態において、仮にアクセルオフ操作によってスロットル開度が瞬時に低下すると、コンプレッサ通過流量が急減する一方、コンプレッサ４８の回転速度は遅れて低下するため過給後吸気圧Ｐ３は一時的に高い状態に維持される。そのため、動作点は、図６の一点鎖線に示すように、圧力比が低下しないままコンプレッサ通過流量が急減することによって、サージ領域に入ってしまう。その結果、サージングが発生する。なお、サージングはコンプレッサ４８の吐出側から吸入側に吸気が逆流することによって発生するため、過給後吸気圧Ｐ３は振動しながら徐々に低下する。これにより、圧力比が徐々に低下してサージラインＬ４よりも低くなると、動作点が非サージ領域に入りサージングは解消する。
【００７４】
これに対し、本実施の形態においては、過給機４７の動作点が動作点Ｃ１である状態において、アクセルオフ操作があっても、低下レート制限処理によってスロットル開度の低下速度の大きさが上限値未満に制限される。これにより、コンプレッサ通過流量が急減することが抑制されるため、動作点はサージ領域を通過することなく低圧力比側の動作点Ｃ２に遷移することになる。その結果、サージングが抑制される。
【００７５】
図７は、ＨＶ−ＥＣＵ６２で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、予め定められた条件が成立する毎（たとえば所定周期毎）に繰り返し実行される。
【００７６】
ＨＶ−ＥＣＵ６２は、要求システムパワーを算出する（ステップＳ１０）。次いで、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３の作動要求があるか否かを判定する（ステップＳ２０）。なお、要求システムパワーの算出方法およびエンジン１３の作動要求の判定方法については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００７７】
エンジン１３の作動要求があると判定される場合（ステップＳ２０にてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、要求エンジンパワーを算出する（ステップＳ３０）。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、たとえば、上述の要求システムパワーを要求エンジンパワーとして算出する。
【００７８】
次いで、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、図４に示した最適動作線Ｌ１を用いて目標エンジン動作点を設定する（ステップＳ４０）。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、要求エンジンパワーの等パワー線と最適動作線Ｌ１との交点を目標エンジン動作点（目標エンジントルク、目標エンジン回転速度）として設定する。等パワー線および最適動作線Ｌ１についてはいずれも上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００７９】
次いで、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、過給機４７による過給中であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。たとえば、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン１３のトルクＴｅが図４に示した過給ラインＬ３を超える場合（エンジン動作点が過給域にある場合）に、過給機４７による過給中であると判定する。
【００８０】
過給中である場合（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、上述した、目標エンジントルクの低下レート制限処理を行なう（ステップＳ５２）。たとえば、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、今回算出された目標エンジントルクから前回算出された目標エンジントルクを差し引いた値を前回算出時から今回算出時までの経過時間で除算した値を今回の目標エンジントルクの低下レートとして算出する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、今回の目標エンジントルクの低下レートの大きさが上限レートを超える場合には、今回算出された目標エンジントルクに代えて、前回算出された目標エンジントルクから上限レート分のトルクを差し引いた値を目標エンジントルクに設定する。これにより、目標エンジントルクは、今回のステップＳ４０において最適動作線Ｌ１を用いて算出されたトルクよりも制限されることになる。なお、今回の目標エンジントルクの低下レートの大きさが上限レート以下である場合には、目標エンジントルクの制限は行なわれない。その後、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ６０に移す。
【００８１】
過給中でない場合（ステップＳ５０においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、目標エンジントルクの低下レート制限処理（ステップＳ５２の処理）を行なうことなく、処理をステップＳ６０に移す。
【００８２】
次いで、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、エンジン制御を実行する（ステップＳ６０）。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、目標エンジン動作点を満たすエンジンパワーが出力されるようにエンジン運転状態指令を生成し、生成されたエンジン運転状態指令を示す信号をエンジンＥＣＵ６４に出力する。
【００８３】
次いで、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、ＭＧ制御を実行する（ステップＳ７０）。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、目標エンジン回転速度になるように第１ＭＧ１４のトルク指令値を第１ＭＧトルク指令として生成する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、生成された第１ＭＧトルク指令をＭＧ−ＥＣＵ６３に出力する。以上の処理によって、エンジン１３の動作点が目標動作点となる。
【００８４】
さらに、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、第１ＭＧ１４のトルク指令値からエンジントルクの駆動輪２４への伝達分を算出し、要求駆動力を満足するように（すなわち、エンジントルクの駆動輪２４への伝達分に相当する駆動力と要求駆動力との差分の駆動力が発生するように）第２ＭＧ１５のトルク指令値を第２ＭＧ指令として生成する。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、生成された第２ＭＧトルク指令をＭＧ−ＥＣＵ６３に出力する。ステップＳ５２の低下レート制限処理による目標エンジントルクが制限された場合には、上述の「ＭＧ回生制御」（低下レート制限処理によって減少するエンジンブレーキ分を第２ＭＧ１５の回生ブレーキで補なう処理）が、このステップＳ７０の処理によって実現されることになる。
【００８５】
なお、エンジン１３の作動要求がない場合（ステップＳ２０においてＮＯ）には、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、ステップＳ３０〜Ｓ７０の処理を行なうことなく、エンジン１３の運転を停止してＥＶ走行モードで車両１０を走行させる。
【００８６】
以上のように、本実施の形態によるハイブリッド車両１０は、スロットル弁４９および過給機４７を有するエンジン１３と、第２ＭＧ１５と、エンジン１３および第２ＭＧ１５に接続される駆動輪２４と、ＨＶ−ＥＣＵ６２（制御装置１１）とを備える。ＨＶ−ＥＣＵ６２は、過給機４７による過給中である場合、目標エンジントルクの低下レートの大きさを上限レート未満に制限する「低下レート制限処理」を実行する。この低下レート制限処理によってスロットル開度が急峻に低下しなくなるため、過給機４７におけるサージングが回避される。さらに、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、低下レート制限処理によって減少するエンジンブレーキ分を第２ＭＧ１５の回生ブレーキで補うように第２ＭＧ１５を制御する「ＭＧ回生制御」を実行する。これにより、これにより、ユーザが要求する車両減速度を発生させることができる。その結果、過給機４７のサージングを吸気バイパス通路およびエアバイパスバルブを設けることなく回避しつつ、ユーザが要求する車両減速度を発生させることができる。
【００８７】
＜変形例１＞
上述の実施の形態においては、低下レート制限処理によって減少するエンジンブレーキ分を第２ＭＧ１５の回生ブレーキで補うように第２ＭＧ１５を制御する「ＭＧ回生制御」を実行する例を説明した。
【００８８】
しかしながら、たとえば第２ＭＧ１５が過熱状態であったりバッテリ１８のＳＯＣが高い状態であったりすることによって第２ＭＧ１５の回生ブレーキが制限されることによって、低下レート制限処理によって減少するエンジンブレーキ分を第２ＭＧ１５の回生ブレーキのみで補うことができなくなることも想定される。
【００８９】
この点に鑑み、低下レート制限処理によって減少するエンジンブレーキ分に対して第２ＭＧ１５の回生ブレーキが不足する場合には、回生ブレーキでは不足する制動力を油圧ブレーキで補うように油圧ブレーキ発生装置を制御するようにしてもよい。
【００９０】
図８は、本変形例によるＨＶ−ＥＣＵ６２で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図７に示すフローチャートに、ステップＳ８０，Ｓ８２の処理を追加したものである。
【００９１】
すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、第２ＭＧ１５の回生ブレーキのみでは車両減速度が不足するか否かを判定する（ステップＳ８０）。第２ＭＧ１５の回生ブレーキのみでは車両減速度が不足する場合（ステップＳ８０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ６２は、第２ＭＧ１５の回生ブレーキの不足分を油圧ブレーキによって補うように油圧ブレーキ発生装置３６を制御する（ステップＳ８２）。
【００９２】
このように変形することで、ユーザの要求する車両減速力をより適切に発生させることができる。
【００９３】
＜変形例２＞
図１に示す車両１０は、エンジン１３と２つのＭＧ１４，１５とを駆動源として備えるタイプ（いわゆるスプリット方式）のハイブリッド車両であるが、本開示による制御が適用可能な車両は図１に示す車両１０に限定されない。たとえば、エンジンと１つのＭＧとを備える一般的なシリーズ方式あるいはパラレル方式のハイブリッド車両にも本開示による制御は適用可能である。
【００９４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９５】
１０  車両、１１  制御装置、１３  エンジン、１４  第１ＭＧ、１５  第２ＭＧ、１６  第１インバータ、１７  第２インバータ、１８  バッテリ、２０  遊星歯車機構、２１  出力ギヤ、２２  出力軸、２３，３０  ロータ軸、２４  駆動輪、２５  カウンタシャフト、２６  ドリブンギヤ、２７，３１  ドライブギヤ、２８  デファレンシャルギヤ、２９  リングギヤ、３２，３３  ドライブシャフト、３６  油圧ブレーキ発生装置、４０  エンジン本体、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ  気筒、４１  吸気通路、４２  排気通路、４３  吸気バルブ、４４  排気バルブ、４５  点火プラグ、４６  インテークマニホールド、４７  過給機、４８  コンプレッサ、４９  スロットル弁、５０  エアフローメータ、５１  インタークーラ、５２  エキゾーストマニホールド、５３  タービン、５４  排気バイパス通路、５５  ウェイストゲートバルブ、５６  スタートアップコンバータ、５７  後処理装置、５８  ＥＧＲ装置、５９  ＥＧＲ通路、６０  ＥＧＲ弁、６１  ＥＧＲクーラ、６２  ＨＶ−ＥＣＵ、６３  ＭＧ−ＥＣＵ、６４  エンジンＥＣＵ、６６  車速センサ、６７  アクセル開度センサ、６８  第１ＭＧ回転速度センサ、６９  第２ＭＧ回転速度センサ、７０  エンジン回転速度センサ、７１  タービン回転速度センサ、７２  過給圧センサ、７３  バッテリ監視ユニット、７４  第１ＭＧ温度センサ、７５  第２ＭＧ温度センサ、７６  第１ＩＮＶ温度センサ、７７  第２ＩＮＶ温度センサ、７８  触媒温度センサ、７９  タービン温度センサ、８１  ＰＣＵ、８３  コンバータ。
【図１】
2020185960.tif 000003
【図２】
2020185960.tif 000004
【図３】
2020185960.tif 000005
【図４】
2020185960.tif 000006
【図５】
2020185960.tif 000007
【図６】
2020185960.tif 000008
【図７】
2020185960.tif 000009
【図８】
2020185960.tif 000010