(57)【要約】【課題】バッテリの入力制約の有無に関わらず、良好な燃焼モードの切り換えを確保する。【解決手段】バッテリ２７の入力制約がないときに内燃機関１の燃焼モードを火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えるときには、火花点火燃焼モードを継続しながら、電動過給器１０を用いることなく排気過給器６を用いて機関吸入空気量を増大し、モータジェネレータ２１の回生制御を実行し、次いで燃焼モードを切り換え、このとき回生制御を停止する。バッテリの入力制約があるときに燃焼モードを切り換えるときには、火花点火燃焼モードを継続しながら、排気過給器及び電動過給器を用いて機関吸入空気量を増大し、点火遅角制御を行い、次いで燃焼モードを切り換え、このとき点火遅角制御を停止しかつモータジェネレータのアシスト制御を実行する。【選択図】図１
2018053733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸にトルク伝達可能に連結された内燃機関であって、燃焼モードを、ほぼ理論空燃比のもとで火花点火燃焼を行う火花点火燃焼モードと、リーン空燃比のもとで圧縮自着火燃焼を行う圧縮自着火燃焼モードとの間で切り換え可能な内燃機関と、
前記車軸にトルク伝達可能に連結されたモータジェネレータであって、前記車軸のトルクを増大するアシスト制御と、前記車軸のトルクから電力を回生する回生制御とを実行可能なモータジェネレータと、
前記モータジェネレータが前記アシスト制御を実行するときに前記モータジェネレータに電力を供給し、前記モータジェネレータが前記回生制御を実行するときに前記モータジェネレータが回生した電気エネルギを蓄えるためのバッテリと、
機関吸気通路内に配置されて吸気を過給するための排気過給器と、
機関吸気通路内に配置されて吸気を過給するための電動過給器と、
前記バッテリの入力制約がないときに前記内燃機関の燃焼モードを前記火花点火燃焼モードから前記圧縮自着火燃焼モードに切り換えるときには、前記火花点火燃焼モードを継続しながら、前記電動過給器を用いることなく前記排気過給器を用いて機関吸入空気量を増大するとともに、前記モータジェネレータの前記回生制御を実行し、次いで前記内燃機関の燃焼モードを前記火花点火燃焼モードから前記圧縮自着火燃焼モードに切り換え、このとき前記モータジェネレータの前記回生制御を停止し、前記バッテリの入力制約があるときに前記内燃機関の燃焼モードを前記火花点火燃焼モードから前記圧縮自着火燃焼モードに切り換えるときには、前記火花点火燃焼モードを継続しながら、前記排気過給器及び前記電動過給器を用いて機関吸入空気量を増大するとともに、前記内燃機関の点火時期を遅角する点火遅角制御を行い、次いで前記内燃機関の燃焼モードを前記火花点火燃焼モードから前記圧縮自着火燃焼モードに切り換え、このとき前記内燃機関の前記点火遅角制御を停止しかつ前記モータジェネレータの前記アシスト制御を実行する、ように構成されている電子制御ユニットと、
を備えた、車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼モードを、ほぼ理論空燃比のもとでの燃焼を行うストイキ燃焼モードから、リーン空燃比のもとで燃焼を行うリーン燃焼モードに切り換える内燃機関を備えた車両の制御装置が公知である（例えば、特許文献１参照）。リーン燃焼モードにおける吸入空気量はストイキ燃焼モードにおける吸入空気量はかなり多い。そこで、特許文献１では、燃焼モードをストイキ燃焼モードからリーン燃焼モードに切り換えるときには、まず、ストイキ燃焼モードを継続しながら吸入空気量を増大し、次いで燃焼モードをストイキ燃焼モードからリーン燃焼モードに切り換えている。ところが、ストイキ燃焼モードを継続しつつ吸入空気量を増大すると、内燃機関のトルクが要求トルクよりも多くなる。そこで、特許文献１では、吸入空気量を増大するとともに、車軸のトルクから電力を回生する回制御をモータジェネレータにより行い、余剰のトルクを回収するようにしている。この場合、回生制御によって発生された電力は、バッテリに蓄えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４５６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、例えば、バッテリの充電量が上限量に達しているときには、電力がバッテリに送られたとしてもバッテリに蓄えられない。すなわち、バッテリの入力制約があるときには、モータジェネレータの回生制御を行うことできない。したがって、特許文献１において、バッテリの入力制約があるときに燃焼モードをストイキ燃焼モードからリーン燃焼モードに切り換えると、余剰のトルクを回収できないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、車軸にトルク伝達可能に連結された内燃機関であって、燃焼モードを、ほぼ理論空燃比のもとで火花点火燃焼を行う火花点火燃焼モードと、リーン空燃比のもとで圧縮自着火燃焼を行う圧縮自着火燃焼モードとの間で切り換え可能な内燃機関と、前記車軸にトルク伝達可能に連結されたモータジェネレータであって、前記車軸のトルクを増大するアシスト制御と、前記車軸のトルクから電力を回生する回生制御とを実行可能なモータジェネレータと、前記モータジェネレータが前記アシスト制御を実行するときに前記モータジェネレータに電力を供給し、前記モータジェネレータが前記回生制御を実行するときに前記モータジェネレータが回生した電気エネルギを蓄えるためのバッテリと、機関吸気通路内に配置されて吸気を過給するための排気過給器と、機関吸気通路内に配置されて吸気を過給するための電動過給器と、前記バッテリの入力制約がないときに前記内燃機関の燃焼モードを前記火花点火燃焼モードから前記圧縮自着火燃焼モードに切り換えるときには、前記火花点火燃焼モードを継続しながら、前記電動過給器を用いることなく前記排気過給器を用いて機関吸入空気量を増大するとともに、前記モータジェネレータの前記回生制御を実行し、次いで前記内燃機関の燃焼モードを前記火花点火燃焼モードから前記圧縮自着火燃焼モードに切り換え、このとき前記モータジェネレータの前記回生制御を停止し、前記バッテリの入力制約があるときに前記内燃機関の燃焼モードを前記火花点火燃焼モードから前記圧縮自着火燃焼モードに切り換えるときには、前記火花点火燃焼モードを継続しながら、前記排気過給器及び前記電動過給器を用いて機関吸入空気量を増大するとともに、前記内燃機関の点火時期を遅角する点火遅角制御を行い、次いで前記内燃機関の燃焼モードを前記火花点火燃焼モードから前記圧縮自着火燃焼モードに切り換え、このとき前記内燃機関の前記点火遅角制御を停止しかつ前記モータジェネレータの前記アシスト制御を実行する、ように構成されている電子制御ユニットと、を備えた、車両の制御装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
バッテリの入力制約の有無に関わらず、良好な燃焼モードの切り換えを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】車両の制御装置の全体図である。
【図２】内燃機関の部分断面図である。
【図３】排気弁の可変動弁機構を説明するためのタイムチャートである。
【図４】排気弁の可変動弁機構を説明するためのタイムチャートである。
【図５】火花点火燃焼領域ＲＳＩ及び圧縮自着火燃焼領域ＲＣＩを示す図である。
【図６】動作点の移動を説明するための図である。
【図７】バッテリの入力制約及び出力制約がないときの燃焼モード切り換え制御を説明するためのタイムチャートである。
【図８】バッテリの入力制約があるときの燃焼モード切り換え制御を説明するためのタイムチャートである。
【図９】バッテリの出力制約があるときの燃焼モード切り換え制御を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】本発明による実施例の燃焼モード切り換え制御を実行するためのフローチャートである。
【図１１】本発明による実施例の燃焼モード切り換え制御を実行するためのフローチャートである。
【図１２】本発明による実施例の燃焼モード切り換え制御を実行するためのフローチャートである。
【図１３】本発明による実施例の燃焼モード切り換え制御を実行するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は本発明による実施例の車両の制御装置の全体図を示している。図１を参照すると、車両の制御装置は内燃機関１を備える。内燃機関１は、複数の気筒２ａを有する機関本体２を備える。気筒２ａは吸気枝管３を介してサージタンク４に連結され、サージタンク４は吸気ダクト５を介して排気過給器６のコンプレッサ６ｃの出口に連結される。コンプレッサ６ｃの入口は吸気導入管７を介してエアクリーナ８に連結される。吸気導入管７内には吸入空気量を検出するためのエアフローメータ９が配置される。吸気ダクト５には電動過給器１０と、吸入空気を冷却するための冷却器１１と、スロットル弁１２とが順次配置される。
【０００９】
また、気筒２ａは排気マニホルド１３を介して排気過給器６のタービン６ｔの入口に連結される。タービン６ｔの出口は排気管１４を介して触媒（図示しない）に連結される。タービン６ｔの上流及び下流はウエストゲート弁１５によって互いに連結される。排気管１４内には空燃比を検出するための空燃比センサ１６が配置される。サージタンク４と排気マニホルド１３とは、排気ガス再循環（以下、ＥＧＲという。）通路１７によって互いに連結される。ＥＧＲ通路１７内には、ＥＧＲガス量を制御するためのＥＧＲ制御弁１８と、ＥＧＲガスを冷却するための冷却器１９とが配置される。
【００１０】
内燃機関１のクランクシャフト２０とモータジェネレータ２１とは車軸２２にトルク伝達可能に連結される。具体的には、本発明による実施例では、クランクシャフト２０は動力分割機構２３及び減速機２４を介して車軸２２に連結される。一方、本発明による実施例のモータジェネレータ２１は、第１のモータジェネレータ２１ａ及び第２のモータジェネレータ２１ｂを備えている。第１のモータジェネレータ２１ａは減速機２４を介して車軸２２に連結される。第２のモータジェネレータ２１ｂは動力分割機構２３に連結される。したがって、内燃機関１のトルクは、車軸２２及び第２のモータジェネレータ２１ｂのうちの少なくとも一方に伝達可能である。別の実施例（図示しない）ではモータジェネレータ２１は単一のモータジェネレータを備える。
【００１１】
第１のモータジェネレータ２１ａ及び第２のモータジェネレータ２１ｂはインバータ２６を介してバッテリ２７に電気的に接続される。また、本発明による実施例では、電動過給器１０などの電動装置もインバータ２６を介してバッテリ２７に電気的に接続される。バッテリ２７には、バッテリ２７の充電量を検出するための充電量センサ２８が取り付けられる。なお、図１において２９は車輪を示している。
【００１２】
図２は、本発明による実施例の内燃機関１を詳細に示している。図２を参照すると、３０はシリンダブロック、３１はシリンダヘッド、３２はピストン、３３は燃焼室、３４は吸気ポート、３５は吸気弁、３６は吸気弁３５の動弁機構、３７は排気ポート、３８は排気弁、３９は排気弁３８の可変動弁機構、４０は燃焼室３３のほぼ中央に配置された燃料噴射弁、４１は燃料噴射弁４０に隣接配置された点火栓、をそれぞれ示す。
【００１３】
再び図１を参照すると、電子制御ユニット５０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス５１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）５２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）５４、入力ポート５５及び出力ポート５６を具備する。エアフローメータ９、空燃比センサ１６、充電量センサ２８の出力電圧はそれぞれ対応するＡ／Ｄ変換器５７を介して入力ポート５５に入力される。更に、アクセルペダル５９にはアクセルペダル５９の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ６０が接続され、負荷センサ６０の出力電圧は対応するＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に入力される。更に、クランクシャフト２０が例えば３０度回転するごとに出力パルスを発生するクランク角センサ６１が入力ポート５５に接続される。ＣＰＵ５４ではクランク角センサ６１からの出力パルスに基づいて機関回転数が算出される。一方、出力ポート５６はそれぞれ対応する駆動回路５８を介して、気筒２ａの可変動弁機構３９、燃料噴射弁４０及び点火栓４１（図２）、電動過給器１０、スロットル弁１２のアクチュエータ、ウエストゲート弁１５、ＥＧＲ制御弁１８、モータジェネレータ２１、動力分割機構２３、及びインバータ２６にそれぞれ接続される。
【００１４】
本発明による実施例の内燃機関１は、燃焼モードを、ほぼ理論空燃比のもとで火花点火燃焼を行う火花点火燃焼モードと、リーン空燃比のもとで圧縮自着火燃焼を行う圧縮自着火燃焼モードとの間で切り換え可能になっている。火花点火燃焼モードでは、吸気行程に燃料噴射が行われ、それにより燃焼室３３内にほぼ均質な予混合気が形成される。この予混合気は次いで点火栓４１によって点火され、火炎伝播燃焼される。この場合の空燃比はほぼ理論空燃比である。一方、圧縮自着火燃焼モードでは、圧縮行程末期に燃料噴射が行われ、それにより燃焼室３３内の一部に予混合気が形成される。この予混合気は次いで、圧縮自着火燃焼される。この場合の空燃比は理論空燃比よりもリーンなリーン空燃比（例えば、３０から４０）である。
【００１５】
圧縮自着火燃焼モードを行うと、空燃比を大幅にリーンにすることができるので、燃料消費量を低減することができる。また、圧縮比を高めることができるので、熱効率を高めることができる。更に、火花点火燃焼モードに比べて、燃焼温度が低いので、ＮＯｘの発生を制限することができる。更に、燃料の周りに十分な酸素が存在するので、未燃ＨＣの発生も制限することができる。
【００１６】
圧縮自着火燃焼を行うには、筒内温度を予混合気が自着火可能な温度に維持する必要がある。本発明による実施例では、圧縮自着火モードでは、図３に示されるように、排気弁３８の可変動弁機構３９により、排気弁３８が排気行程と吸気行程との２回開弁される。このようにすると、吸気行程において高温の排気ガスが排気マニホルド１３から燃焼室３３内に戻されるので、筒内温度が高く維持される。これに対し、火花点火燃焼モードでは、図４に示されるように、排気弁３８は排気行程に１回開弁される。なお、本発明による実施例の可変動弁機構３９は、１つのカム山を有するカムと、２つのカム山を有するカムとを切り換え可能になっている。
【００１７】
本発明による実施例では、機関運転状態に応じて、火花点火燃焼モード及び圧縮自着火燃焼モードのうち一方が選択的に行われる。具体的には、本発明による実施例では、図５に示されるように、機関トルクＴＱＥ及び機関回転数ＮＥにより定まる機関運転状態領域に、火花点火燃焼領域ＲＳＩと圧縮自着火燃焼領域ＲＣＩとが区画される。機関トルクＴＱＥ及び機関回転数ＮＥにより定まる動作点が火花点火燃焼領域ＲＳＩに属するときには火花点火燃焼モードが実行され、動作点が圧縮自着火燃焼領域ＲＣＩに属するときには圧縮自着火燃焼モードが実行される。なお、図５において曲線ＴＱＥＦは全負荷を表している。
【００１８】
一方、本発明による実施例では、モータジェネレータ２１は、電気モータとして機能して車軸２２のトルクを増大するアシスト制御と、発電機として機能して車軸２２のトルクから電力を回生する回生制御と、を行うことができる。ここで、モータジェネレータ２１のトルクをＭＧトルクと称すると、アシスト制御が行われるときにはＭＧトルクは正値（＞０）となり、回生制御が行われるときにはＭＧトルクは負値（＜０）となる。モータジェネレータ２１が作動停止されたときには、ＭＧトルクはゼロとなる。アシスト制御が実行されるときには、バッテリ２７からモータジェネレータ２１に電力が供給される。回生制御が実行されるときには、モータジェネレータ２１からバッテリ２７に電力が供給され、蓄えられる。なお、本発明による実施例では、第１のモータジェネレータ２１ａは主としてアシスト制御を行い、第２のモータジェネレータ２１ｂは主として回生制御を行う。
【００１９】
更に、本発明による実施例では、排気過給器６及び電動過給器１０の少なくとも一方によって過給することができる。排気過給器６は排気ガスによって駆動される。本発明による実施例では、ウエストゲート弁１５の開度を制御することにより排気過給器６の過給圧が制御される。具体的には、ウエストゲート弁１５の開度を小さくすることにより、排気過給器６の過給圧が増大される。別の実施例（図示しない）では排気過給器６は可変ノズルを備え、ノズルにより形成される流路の面積を制御してタービン６ｔにおける排気ガスの流速を制御することにより、排気過給器６の過給圧が制御される。一方、電動過給器１０はバッテリ２７からの電力により電気的に駆動される。本発明による実施例では、電動過給器１０の出力を制御することにより、電動過給器１０の過給圧が制御される。
【００２０】
図６は、機関トルクＴＱＥ及び機関回転数ＮＥにより定まる動作点が点Ｐ１から点Ｐ２に移動する場合の一例を示している。図６に示される例では、機関回転数ＮＥがほぼ一定に維持されつつ、機関トルクＴＱＥが低下している。また、図６に示される例では、点Ｐ１は火花点火燃焼領域ＲＳＩに属しており、点Ｐ２は圧縮自着火燃焼領域ＲＣＩに属している。したがって、内燃機関１の燃焼モードが火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えられる。次に、動作点が点Ｐ１から点Ｐ２に移動する場合の燃焼モードの切り換え制御を、図７を参照しながら説明する。
【００２１】
図７において、時間ｔａ１は、燃焼モードを火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えるべき信号が発せられた時間を示している。時間ｔａ１において、火花点火燃焼モードが継続されつつ、動作点Ｐ２における目標吸入空気量ＱＡＴに向けて、吸入空気量ＱＡが増大される。具体的には、図７に示される例では、排気過給器６の過給圧を増大する排気過給増大制御が実行される。この場合、電動過給器１０の過給圧を増大する電動過給増大制御は行われない。
【００２２】
また、時間ｔａ１において、点火時期を遅角する点火時期遅角制御が実行される。更に、時間ｔａ１において、モータジェネレータ２１の回生制御が実行される。図７に示される例では、動作点Ｐ１においてモータジェネレータ２１のアシスト制御が行われており、ＭＧトルクＴＱＭＧは正値から負値ＮＶ１まで徐々に減少される。その結果、吸入空気量ＱＡの増大に起因する機関トルクＴＱＥの増大が制限される。図７に示される例では、機関トルクＴＱＥはほぼ一定に維持される。その結果、機関回転数ＮＥがほぼ一定に維持されつつ吸入空気量ＱＡが増大され、このとき車軸トルクＴＱＡＸが滑らかに低下される。
【００２３】
続く時間ｔａ２は、吸入空気量ＱＡがあらかじめ定められた設定量ＱＡ１に達した時間を示している。この設定量ＱＡ１は、例えば動作点Ｐ２における目標吸入空気量ＱＡＴに一定の補正係数（＜１）を乗算することにより求められる。図８に示される例では、時間ｔａ２において、燃焼モードが火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えられる。また、時間ｔａ２において、点火時期遅角制御が停止される。その結果、機関トルクＴＱＥがステップ状に低下する。このとき排気過給増大制御は継続されており、機関トルクＴＱＥはその後、徐々に増大する。なお、図７に示される例では、燃焼モード切り換え後（時間ｔａ２からｔａ３）の吸入空気量ＱＡの増加速度が、燃焼モード切り換え前（時間ｔａ１からｔａ２）の吸入空気量ＱＡの増加速度よりも小さくなるように、過給圧が制御される。一方、時間ｔａ２において、モータジェネレータ２１のアシスト制御が実行される。図７に示される例では、ＭＧトルクＴＱＭＧが正値ＰＶ１までステップ状に増大される。次いで、ＭＧトルクＴＱＭＧは徐々に低下される。その結果、機関回転数ＮＥがほぼ一定に維持されつつ吸入空気量ＱＡが増大され、このとき車軸トルクＴＱＡＸが滑らかに低下される。
【００２４】
次いで時間ｔａ３において、吸入空気量ＱＡが動作点Ｐ２の目標吸入空気量ＱＡＴに達すると、排気過給増大制御が停止される。その結果、吸入空気量ＱＡは目標吸入空気量ＱＡＴに維持される。また、このとき機関トルクＴＱＥは動作点Ｐ２の目標機関トルクＴＱＥＴに達し、目標機関トルクＴＱＥＴに維持される。更に、ＭＧトルクＴＱＭＧは動作点Ｐ２の目標ＭＧトルクＴＱＭＧＴに達し、目標ＭＧトルクＴＱＭＧＴに維持される。図７に示される例では、動作点Ｐ２の目標ＭＧトルクＴＱＭＧＴは正値であり、モータジェネレータのアシスト制御が行われる。その結果、車軸トルクＴＱＡＸが目標車軸トルクＴＱＡＸＴに到達し、目標車軸トルクＴＱＡＸＴに維持される。
【００２５】
本発明による実施例では、排気過給増大制御が行われるので、吸入空気量ＱＡを目標吸入空気量ＱＡＴまで速やかに増大させることができる。このとき電動過給増大制御が行われないので、電気エネルギを有効利用することができる。また、燃焼モードの切り換え直前にはモータジェネレータ２１の回生制御により機関トルクＴＱＥの余剰分が吸収され、燃焼モードの切り換え直後にはモータジェネレータ２１のアシスト制御により機関トルクＴＱＥの不足分が補われる。したがって、車軸トルクＴＱＡＸが大きく変動するのが阻止され、良好なドライバビリティが維持される。
【００２６】
ところが、冒頭で説明したように、バッテリ２７の入力制約があるときには、モータジェネレータ２１の回生制御を行うことできない。また、例えば、バッテリ２７の充電量が下限量に達しているときのように、バッテリ２７の出力制約があるときには、モータジェネレータ２１のアシスト制御を行うことできない。したがって、バッテリ２７の入力制約及び出力制約がないときには、図７に示される燃焼モードの切り換え制御を行うことができるけれども、バッテリ２７の入力制約又は出力制約があるときには、図７に示される燃焼モードの切り換え制御を行うことができない。
【００２７】
そこで本発明による実施例では、バッテリ２７の入力制約があるときには次のようにして火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードへの切り換え制御が行われる。以下では、動作点が図６に示される点Ｐ１から点Ｐ２に移動される場合を例にとって、図８を参照しながら説明する。なお、図７に示される例は、バッテリ２７の入力制約及び出力制約がない場合を示している。
【００２８】
図８を参照すると、時間ｔｂ１において燃焼モードを火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えるべき信号が発せられると、火花点火燃焼モードが継続されつつ、まず、ＭＧトルクＴＱＭＧをゼロに向けて低下させるＭＧトルク低下制御が実行される。その結果、ＭＧトルクＴＱＭＧが徐々に低下される。次いで時間ｔｂ２において、排気過給増大制御が実行されるとともに、電動過給増大制御が実行される。その結果、吸入空気量ＱＡが速やかに増大される。また、時間ｔｂ２において、点火時期遅角制御が実行され、機関トルクＴＱＥの増大が制限される。
【００２９】
次いで時間ｔｂ３において、吸入空気量ＱＡが設定量ＱＡ１に達すると、燃焼モードが火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えられる。また、時間ｔｂ３において、点火時期遅角制御が停止される。その結果、機関トルクＴＱＥがステップ状に低下する。このとき排気過給増大制御及び電動過給増大制御は継続されており、機関トルクＴＱＥはその後、徐々に増大する。なお、図８に示される例では、燃焼モード切り換え後（時間ｔｂ３からｔｂ４）の吸入空気量ＱＡの増加速度が、燃焼モード切り換え前（時間ｔｂ２からｔｂ３）の吸入空気量ＱＡの増加速度よりも小さくなるように、過給圧が制御される。一方、時間ｔｂ３において、モータジェネレータ２１のアシスト制御が実行される。図８に示される例では、ＭＧトルクＴＱＭＧが正値ＰＶ１までステップ状に増大される。次いで、ＭＧトルクＴＱＭＧは徐々に低下される。その結果、機関回転数ＮＥがほぼ一定に維持されつつ吸入空気量ＱＡが増大され、このとき車軸トルクＴＱＡＸが滑らかに低下される。
【００３０】
次いで時間ｔｂ４において、吸入空気量ＱＡが動作点Ｐ２の目標吸入空気量ＱＡＴに達すると、排気過給増大制御及び電動過給増大制御が停止される。その結果、吸入空気量ＱＡは目標吸入空気量ＱＡＴに維持される。また、このとき機関トルクＴＱＥは動作点Ｐ２の目標機関トルクＴＱＥＴに達し、目標機関トルクＴＱＥＴに維持される。更に、ＭＧトルクＴＱＭＧは動作点Ｐ２の目標ＭＧトルクＴＱＭＧＴに達し、目標ＭＧトルクＴＱＭＧＴに維持される。図８に示される例では、動作点Ｐ２の目標ＭＧトルクＴＱＭＧＴは正値である。その結果、車軸トルクＴＱＡＸが目標車軸トルクＴＱＡＸＴに到達し、目標車軸トルクＴＱＡＸＴに維持される。
【００３１】
このように本発明による実施例では、バッテリ２７の入力制約があるときに、排気過給増大制御及び電動過給増大制御が行われるので、吸入空気量ＱＡがより速やかに増大される。このことは、点火遅角制御が行われる時間をより短縮できることを意味しており、したがって点火遅角制御に起因する燃料消費量の増大を制限することができる。
【００３２】
一方、バッテリ２７の出力制約があるときには、本発明による実施例では次のようにして火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードへの切り換え制御が行われる。以下では、動作点が図６に示される点Ｐ１から点Ｐ２に移動される場合を例にとって、図９を参照しながら説明する。
【００３３】
図９を参照すると、時間ｔａ１において燃焼モードを火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えるべき信号が発せられると、火花点火燃焼モードが継続されつつ、動作点Ｐ２における目標吸入空気量ＱＡＴに向けて、吸入空気量ＱＡが増大される。具体的には、図９に示される例では、電動過給増大制御が実行されることなく、排気過給増大制御が実行される。また、時間ｔｃ１において、点火時期遅角制御が実行される。更に、時間ｔｃ１において、モータジェネレータ２１の回生制御が実行される。図９に示される例では、ＭＧトルクＴＱＭＧはゼロから負値ＮＶ２まで徐々に減少される。この場合の負値ＮＶ２は図７に示される例での負値ＮＶ１よりも小さい。すなわち、図９に示される例での回生制御では、図７に示される例での回生制御よりも多くのトルクが回生される。その結果、吸入空気量ＱＡの増大に起因する機関トルクＴＱＥの増大が制限される。なお、図９に示される例では、回生制御及び点火遅角制御が行われるにもかかわらず、機関トルクＴＱＥは増大している。
【００３４】
次いで時間ｔｃ２において、吸入空気量ＱＡが動作点Ｐ２における目標吸入空気量ＱＡＴに達すると、燃焼モードが火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えられる。また、時間ｔｃ２において、点火時期遅角制御が停止される。その結果、機関トルクＴＱＥがステップ状に低下する。更に、時間ｔｃ２において、排気過給増大制御が停止される。その結果、吸入空気量ＱＡは動作点Ｐ２における目標吸入空気量ＱＡＴに維持される。更に、モータジェネレータ２１の回生制御が停止される。図９に示される例では、ＭＧトルクＴＱＭＧがゼロに戻され、維持される。
【００３５】
続く時間ｔｃ３において、機関トルクＴＱＥが動作点Ｐ２における目標機関トルクＴＱＥＴに達し、目標機関トルクＴＱＥＴに維持される。また、車軸トルクＴＱＡＸが目標車軸トルクＴＱＡＸＴに達し、目標車軸トルクＴＱＡＸＴに維持される。
【００３６】
このように本発明による実施例では、バッテリ２７の出力制約があるときに、電動過給増大制御が行われることなく排気過給増大制御が行われるので、電気エネルギを有効利用しつつ、吸入空気量ＱＡを速やかに増大させることができる。また、更に、吸入空気量ＱＡが目標吸入空気量ＱＡＴに達してから燃焼モードが切り換えられるので、燃焼モードの切り換え直後にモータジェネレータ２１のアシスト制御を必要としない。
【００３７】
したがって、概念的に表すと、バッテリ２７の入力制約がないとき、すなわちバッテリ２７の入力制約及び出力制約がないとき、又は、バッテリ２７の出力制約があるときに内燃機関１の燃焼モードを火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えるときには、火花点火燃焼モードを継続しながら、電動過給器１０を用いることなく排気過給器６を用いて機関吸入空気量を増大するとともに、モータジェネレータ２１の回生制御を実行し、次いで内燃機関１の燃焼モードを火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換え、このときモータジェネレータ２１の回生制御を停止し、バッテリ２７の入力制約があるときに内燃機関１の燃焼モードを火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えるときには、火花点火燃焼モードを継続しながら、排気過給器６及び電動過給器１０を用いて機関吸入空気量を増大するとともに、内燃機関１の点火時期を遅角する点火遅角制御を行い、次いで内燃機関１の燃焼モードを火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換え、このとき内燃機関１の点火遅角制御を停止しかつモータジェネレータ２１のアシスト制御を実行する、ということになる。その結果、バッテリの入力制約の有無に関わらず、良好な燃焼モードの切り換えを確保することができる。
【００３８】
図１０から図１３は本発明による実施例の燃焼モード切り換え制御を実行するためのルーチンを示している。このルーチンはあらかじめ定められた設定時間ごとの割り込みによって実行される。図１０から図１３を参照すると、ステップ１００（図１０）では、燃焼モードを火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えるべきか否かが判別される。燃焼モードを火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えるべきでないときには処理サクルを終了する。燃焼モードを火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えるべきときには次いでステップ１０１に進み、バッテリ２７の入力制約及び出力制約がないか否かが判別される。バッテリ２７の入力制約及び出力制約がないときには次いでステップ１１０（図１１）に進む。これに対し、バッテリ２７の入力制約又は出力制約があるときにはステップ１０１からステップ１０２に進み、バッテリ２７の入力制約があるか否かが判別される。バッテリ２７の入力制約があるときには次いでステップ１２０（図１２）に進む。バッテリ２７の出力制約があるときには次いでステップ１３０（図１３）に進む。
【００３９】
ステップ１１０（図１１）では排気過給増大制御が実行され、点火遅角制御が実行され、回生制御が実行される。続くステップ１１１では吸入空気量ＱＡが設定量ＱＡ１に達したか否かが判別される。ＱＡ＜ＱＡ１のときにはステップ１１０に戻る。ＱＡ＝ＱＡ１のときには次いでステップ１１２に進み、燃焼モードが火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えられ、点火遅角制御が停止され、アシスト制御が実行される。続くステップ１１３では吸入空気量ＱＡが目標吸入空気量ＱＡＴに達したか否かが判別される。ＱＡ＜ＱＡＴのときにはステップ１１２に戻る。ＱＡ＝ＱＡＴのときには次いでステップ１１４に進み、排気過給増大制御が停止される。
【００４０】
ステップ１２０（図１２）ではＭＧトルク減少制御が実行される。続くステップ１２１では排気過給増大制御が実行され、電動過給増大制御が実行され、点火遅角制御が実行される。続くステップ１２２では吸入空気量ＱＡが設定量ＱＡ１に達したか否かが判別される。ＱＡ＜ＱＡ１のときにはステップ１２０に戻る。ＱＡ＝ＱＡ１のときには次いでステップ１２３に進み、燃焼モードが火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えられ、点火遅角制御が停止され、アシスト制御が実行される。続くステップ１２４では吸入空気量ＱＡが目標吸入空気量ＱＡＴに達したか否かが判別される。ＱＡ＜ＱＡＴのときにはステップ１２３に戻る。ＱＡ＝ＱＡＴのときには次いでステップ１２５に進み、排気過給増大制御が停止され、電動過給増大制御が停止される。
【００４１】
ステップ１３０（図１３）では排気過給増大制御が実行され、点火遅角制御が実行され、回生制御が実行される。続くステップ１３１では吸入空気量ＱＡが目標吸入空気量ＱＡＴに達したか否かが判別される。ＱＡ＜ＱＡＴのときにはステップ１３０に戻る。ＱＡ＝ＱＡＴのときには次いでステップ１３２に進み、燃焼モードが火花点火燃焼モードから圧縮自着火燃焼モードに切り換えられ、排気過給増大制御が停止され、点火遅角制御が停止され、回生制御が停止される。
【符号の説明】
【００４２】
１    内燃機関
６    排気過給器
１０    電動過給器
２１    モータジェネレータ
２２    車軸
２７    バッテリ
４１    点火栓
５０    電子制御ユニット
【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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