(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給圧を制御可能な過給機を有するエンジンと、
第１のモータジェネレータと、
前記エンジンの動力を前記第１のモータジェネレータと駆動輪とに分配する動力分割機構と、
前記駆動輪に動力を伝達する第２のモータジェネレータと、
前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータとの間で電力の授受を行うバッテリとを備えるハイブリッド車両に適用されて、
前記エンジンの動作状態に基づいて過給圧の目標値である目標過給圧を設定し、過給圧が前記目標過給圧となるように前記過給機を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記バッテリへの充電量が制限される状況であり、且つ前記エンジンの回転数が同回転数の上限値よりも小さい所定回転数を超えているときには、過給圧を前記目標過給圧となるように制御するのに代えて、前記目標過給圧よりも制限するように前記過給機を制御し、
前記バッテリへの充電量が制限される状況であっても、前記エンジンの回転数が前記所定回転数以下であるときには、過給圧が前記目標過給圧となるように前記過給機を制御する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記バッテリへの充電量が制限される状況であり、且つ前記エンジンの回転数が前記所定回転数を超えているときには、
過給圧を前記目標過給圧よりも制限するように前記過給機を制御しながら、前記エンジンの回転数を低下させた後に、過給圧が前記目標過給圧となるように前記過給機を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記バッテリへの充電量が制限される状況であり、且つ前記エンジンの回転数が前記所定回転数を超えているときには、
過給圧を前記目標過給圧よりも制限するように前記過給機を制御しながら、前記エンジンの回転数を前記所定回転数以下に低下させ、前記エンジンの回転数が前記所定回転数以下に低下した後に、過給圧が前記目標過給圧となるように前記過給機を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記エンジンの回転数が前記所定回転数以下に低下し、過給圧が前記目標過給圧となるように前記過給機を制御し始めてから所定期間が経過した後に、前記エンジンの回転数をエンジンの動作状態に適した目標回転数となるように制御する
ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記バッテリの温度が所定の温度範囲外にあるときの前記バッテリへの充電量は、前記バッテリの温度が所定の温度範囲内にあるときの前記バッテリへの充電量よりも制限される
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記バッテリへの充電量が制限される状況では、前記バッテリへの充電量の上限値である制限充電量が設定され、
前記所定回転数は、前記制限充電量が小さいほど、同所定回転数と前記エンジンの回転数の上限値との乖離が大きくなるように設定される
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
エンジンの過給圧を検出し、
前記所定回転数は、検出される過給圧に対して前記目標過給圧が大きいほど、同所定回転数と前記エンジンの回転数の上限値との乖離が大きくなるように設定される
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンと同エンジンに連結された２つのモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両が知られている。このハイブリッド車両では、エンジンが出力する動力を遊星歯車機構からなる動力分割機構によって第１のモータジェネレータと駆動輪とに分配し、第１のモータジェネレータを駆動することで発電し、その電力をバッテリに蓄電する。そして、バッテリに蓄電された電力により第２のモータジェネレータを駆動することでエンジンによる駆動輪の回転をアシストするようにしている。
【０００３】
ハイブリッド車両に搭載されるエンジンには、例えば特許文献１に記載されるように過給圧を制御可能な過給機を有するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４―１１４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジンの回転数には、エンジン自体や、エンジンとともに回転するモータジェネレータ、エンジンとともに回転する動力分割機構の各ギアの損傷防止などを目的として上限値が設定される。
【０００６】
特許文献１に記載されているハイブリッド車両のように過給機付きエンジンが搭載されたハイブリッド車両において、過給圧が高められると、エンジンが出力するトルクが増大する。このとき、エンジンが既に高回転で回転している場合には、この増大したトルクによってエンジンの回転数が上昇し上限値に達しても、このトルクを消費しきれない。そのため、この場合には、増大したトルクを動力分割機構によって第１のモータジェネレータに分配することになる。
【０００７】
動力分割機構を介してエンジンからのトルクが分配されると、第１のモータジェネレータにおける発電量が増大し、バッテリへの充電量が増大することになる。しかし、バッテリの状態によっては、充電量が大きくなることによって、バッテリの蓄電量が満充電状態を超えて過充電状態となったり、バッテリの劣化が進行しやすくなったりする場合がある。そのため、バッテリの状態によっては、バッテリへの充電量を制限することが好ましい。
【０００８】
ところが、上述したようにエンジンが既に高回転で回転しており、エンジンの回転数が上限値に近い水準にある場合には、過給圧の上昇により増大するトルクを第１のモータジェネレータに分配せざるを得ない。その結果、バッテリへの充電量を制限すべき状況であるにも拘わらず、バッテリへの充電量が増大してしまい、充電量が過大となってしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、過給機付きエンジンを備えるハイブリッド車両において、過給によるエンジンのトルクの増大に伴ってバッテリへの充電量が過大となることを抑制することができる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】
【００１０】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、過給圧を制御可能な過給機を有するエンジンと、第１のモータジェネレータと、前記エンジンの動力を前記第１のモータジェネレータと駆動輪とに分配する動力分割機構と、前記駆動輪に動力を伝達する第２のモータジェネレータと、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータとの間で電力の授受を行うバッテリとを備えるハイブリッド車両に適用されて、前記エンジンの動作状態に基づいて過給圧の目標値である目標過給圧を設定し、過給圧が前記目標過給圧となるように前記過給機を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、前記バッテリへの充電量が制限される状況であり、且つ前記エンジンの回転数が同回転数の上限値よりも小さい所定回転数を超えているときには、過給圧を前記目標過給圧となるように制御するのに代えて、前記目標過給圧よりも制限するように前記過給機を制御し、前記バッテリへの充電量が制限される状況であっても、前記エンジンの回転数が前記所定回転数以下であるときには、過給圧が前記目標過給圧となるように前記過給機を制御することを要旨とする。
【００１１】
上述したようにエンジンの回転数には、エンジン自体や、エンジンとともに回転するモータジェネレータ、エンジンとともに回転する動力分割機構の各ギアの損傷防止などを目的として上限値が設定されている。
【００１２】
上記構成では、バッテリへの充電量が制限される状況であり、且つエンジンの回転数が同回転数の上限値よりも小さい所定回転数を超えているときには、過給機による過給圧を目標過給圧よりも制限するように過給機が制御される。したがって、バッテリへの充電量が制限される状況下でエンジン回転数が高いと推定されるときには、エンジンが出力するトルクが急増大することを抑制して、過給によるエンジンのトルクの増大に伴ってバッテリへの充電量が過大となることを抑制することができる。また、バッテリへの充電量が制限されない状況下や、エンジン回転数が所定回転数以下のときには、過給機による過給を必要以上に制限することなく、目標過給圧が得られるように過給機が制御される。
【００１３】
なお、上記の所定回転数は、エンジン自体や、エンジンとともに回転するモータジェネレータ、エンジンとともに回転する動力分割機構の各ギアの損傷などを防止するために必要な余裕を確保するために、エンジンの回転数の上限値よりも小さな値に設定される。
【００１４】
また、上記構成において、過給圧を目標過給圧よりも制限するように過給機を制御する態様としては、過給機による過給を禁止するといった態様や、過給機による過給を実行しつつ目標過給圧よりも低い過給圧が得られるよう過給機を制御するといった態様が例示される。
【００１５】
そして、バッテリへの充電量が制限される状況としては、充電量を制限せずに充電を行った場合に過充電状態に陥ってしまうおそれがある状況やバッテリが劣化してしまうおそれがある状況、すなわち、バッテリの蓄電量が満充電状態に近い水準にある場合や、バッテリの温度が極めて低い場合、バッテリの温度が極めて高い場合などが挙げられる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記バッテリへの充電量が制限される状況であり、且つ前記エンジンの回転数が前記所定回転数を超えているときには、過給圧を前記目標過給圧よりも制限するように前記過給機を制御しながら、前記エンジンの回転数を低下させた後に、過給圧が前記目標過給圧となるように前記過給機を制御することを要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、エンジンの回転数を低下させた後に過給の制限が解除され、過給圧が目標過給圧となるように過給機が制御される。したがって、過給圧が目標過給圧まで上昇し、エンジンが出力するトルクが急増大したとしても、このトルクによってエンジンの回転数を上昇させることができるため、トルクの増大分が第１のモータジェネレータに過剰に伝達されることを抑制することができる。したがって、第１のモータジェネレータの発電量が大きくなることを抑制して、バッテリへの充電量が過大となることを抑制することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記バッテリへの充電量が制限される状況であり、且つ前記エンジンの回転数が前記所定回転数を超えているときには、過給圧を前記目標過給圧よりも制限するように前記過給機を制御しながら、前記エンジンの回転数を前記所定回転数以下に低下させ、前記エンジンの回転数が前記所定回転数以下に低下した後に、過給圧が前記目標過給圧となるように前記過給機を制御することを要旨とする。
【００１９】
上記構成によれば、エンジン自体や、エンジンとともに回転するモータジェネレータ、エンジンとともに回転する動力分割機構の各ギアの損傷などを防止するために必要な余裕を確保するために上限値に基づいて設定された所定回転数以下にエンジンの回転数を低下させた後に過給の制限が解除される。したがって、エンジン自体や、エンジンとともに回転するモータジェネレータ、エンジンとともに回転する動力分割機構の各ギアの損傷などを抑制するとともに、第１のモータジェネレータの発電量が大きくなることを抑制して、バッテリへの充電量が過大となることを抑制することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記エンジンの回転数が前記所定回転数以下に低下し、過給圧が前記目標過給圧となるように前記過給機を制御し始めてから所定期間が経過した後に、前記エンジンの回転数をエンジンの動作状態に適した目標回転数となるように制御することを要旨とする。
【００２１】
過給の制限を解除し、目標過給圧が得られるように過給機を制御し始めた直後は、エンジンが出力するトルクが急激に増大するものの、時間の経過とともに、エンジンが出力するトルクは安定していく。過給の制限が解除されてからある程度の期間が経過し、エンジンが出力するトルクが安定している状況では、エンジンが出力するトルクが急増大することに起因してバッテリへの充電量が過大となる可能性は低い。
【００２２】
上記請求項４に記載の発明では、エンジンの回転数を所定回転数以下に低下させた状態で過給の制限が解除され、目標過給圧が得られるように過給機の制御が開始された後、所定期間が経過し、エンジンが出力するトルクの変動がなくなったと推定されるときに、エンジンの回転数をエンジンの動作状態に適した目標回転数となるように制御するようにしている。これにより、エンジンが出力するトルクが急増大することに起因してバッテリへの充電量が過大となる可能性が低くなったときに、低下させられていたエンジンの回転数が目標回転数となるように制御される。したがって、バッテリへの充電量が過大となることを抑制しつつ、エンジンの回転数が必要以上に長い期間に亘って低下させられることを抑制することができる。
【００２３】
なお、エンジンの回転数を目標回転数となるように制御するタイミングを決定する上記の所定期間は、過給の制限が解除され、過給圧が目標過給圧となるように過給機が制御され始めてからの期間が同所定期間に到達したことに基づいて、エンジンが出力するトルクが安定している状況になったことを判定することができるようにその長さが設定されていればよい。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、前記バッテリの温度が所定の温度範囲外にあるときの前記バッテリへの充電量は、前記バッテリの温度が所定の温度範囲内にあるときの前記バッテリへの充電量よりも制限されることを要旨とする。
【００２５】
バッテリの温度が低いときには、性能維持や劣化抑制のために適した蓄電量の範囲が狭くなるため、過充電状態に陥りやすい。また、バッテリの温度が高いときには、バッテリへの充電量が大きくなると、バッテリの劣化が進行しやすくなる。したがって、バッテリの温度が低すぎる場合や高すぎる場合には、バッテリへの充電量を制限することが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、バッテリの温度が所定の温度範囲外にあって、バッテリの温度が高すぎることが推定される場合やバッテリの温度が低すぎることが推定される場合には、バッテリの温度が所定の温度範囲内にあるときよりもバッテリへの充電量が制限される。そして、このような状況で、エンジンの回転数が所定回転数を超えている場合には、過給圧が目標過給圧よりも制限される。これにより、エンジンが出力するトルクが急激に増大することに起因してバッテリへの充電量が過大となることが抑制される。
【００２７】
なお、上記の所定の温度範囲は、バッテリの温度が同温度範囲外にあることに基づいて、過充電や劣化の進行を抑制する上で適切な温度範囲を逸脱していることを推定できるように設定されていればよい。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、前記バッテリへの充電量が制限される状況では、前記バッテリへの充電量の上限値である制限充電量が設定され、前記所定回転数は、前記制限充電量が小さいほど、同所定回転数と前記エンジンの回転数の上限値との乖離が大きくなるように設定されることを要旨とする。
【００２９】
バッテリへの充電量が制限充電量を超えてしまい、充電量が過大となることを抑制するためには、バッテリの制限充電量が小さいほど、過給に伴って増大したトルクのうち第１のモータジェネレータに伝達される量を少なくする必要がある。
【００３０】
この点、上記構成では、制限充電量が小さいほど、過給機による過給圧を目標過給圧よりも低い圧力に制限するか否かを判定するための基準値である所定回転数が低い値に設定され、制限充電量が小さいほど、同所定回転数とエンジンの回転数の上限値との乖離が大きくなる。そのため、バッテリの制限充電量が小さく、過給に伴って増大したトルクのうち第１のモータジェネレータに伝達される量をより少なくする必要があるときほど、より低い回転数で過給機による過給が制限されるようになる。したがって、バッテリへの充電量が過大になることを好適に抑制することができる。また、バッテリへの充電量が制限される状況下であってもその制限充電量がさほど小さくない場合には、エンジンの回転数が上限値に近いときに過給機による過給が制限されるようになるため、過給機による過給が必要以上に制限されることを抑制することができる。
【００３１】
請求項７に記載の発明は、エンジンの過給圧を検出し、前記所定回転数は、検出される過給圧に対して前記目標過給圧が大きいほど、同所定回転数と前記エンジンの回転数の上限値との乖離が大きくなるように設定されることを要旨とする。
【００３２】
過給圧が目標過給圧となるように過給機を制御する場合には、検出される現在の過給圧に対して目標過給圧が大きいほど、エンジンのトルクの増大分が大きくなる。そのため、このような場合に、過給圧が目標過給圧となるように過給機が制御すると、エンジンが出力するトルクによってエンジン回転数を上限値まで上昇させても、増大したトルクを消費しきれず、このトルクが第１のモータジェネレータに伝達されてバッテリへの充電量が過大となる事態がおこる可能性が高い。この点、上記構成によれば、検出される過給圧に対して目標過給圧が大きいほど、過給を制限する基準となる所定回転数とエンジンの回転数の上限値との乖離が大きくなるように設定される。したがって、検出される過給圧に対して目標過給圧が大きいことによって、バッテリへの充電量が過大となりやすい状況であるほど、より低い回転数で過給が制限されるように過給機が制御されるため、バッテリへの充電量が過大となることを抑制することができる。また、検出される過給圧に対して目標過給圧がさほど大きくない場合には、バッテリへの充電量がさほど大きくならないと推定されるため、こうした状況ではエンジンの回転数が上限値に近いときに過給機による過給が制限されるようになり、過給機による過給が必要以上に制限されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置であるパワーマネジメントコントロールコンピュータと、その制御対象であるハイブリッドシステムとの関係を示す模式図。
【図２】同実施形態におけるハイブリッド車両に搭載される過給機付きエンジンを示す模式図。
【図３】同実施形態における過給機及びエンジン回転数制御の実行手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態におけるエンジン回転数の推移を示すタイミングチャート。
【図５】同実施形態におけるエンジン回転数の推移を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置をハイブリッドシステムの出力制御を行うパワーマネジメントコントロールコンピュータとして具体化した一実施形態について、図１〜５を参照して説明する。
【００３５】
図１に示すように本実施形態にかかるハイブリッドシステム１０は、エンジン２０と２つのモータジェネレータ１２０，１５０とを動力分割機構１３０並びにリダクションギア１４０を介して連結することによって構成されている。
【００３６】
第１のモータジェネレータ１２０及び第２のモータジェネレータ１５０は、いずれも内部に永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機である。
【００３７】
動力分割機構１３０は、外歯歯車のサンギア１３１と、このサンギア１３１を取り囲む内歯歯車を備えるリングギア１３２と、サンギア１３１及びリングギア１３２の双方に噛合する複数のプラネタリギア１３３とを備える遊星歯車機構である。それぞれのプラネタリギア１３３はプラネタリキャリア１３４によって連結され、自転自在且つ公転自在に支持されている。プラネタリキャリア１３４は図１の中央右側に示されるようにダンパ１１０を介してエンジン２０のクランクシャフト５０に連結されている。サンギア１３１は第１のモータジェネレータ１２０に連結されている。リングギア１３２にはカウンターギア１６０が噛合されており、リングギア１３２の動力はこのカウンターギア１６０とファイナルギア１７０を介してディファレンシャル１８０に伝達される。
【００３８】
また、図１の中央左側に示されるようにリングギア１３２には、リダクションギア１４０を介して第２のモータジェネレータ１５０が接続されている。リダクションギア１４０は動力分割機構１３０と同様にサンギア１４１と、複数のプラネタリギア１４３を備える遊星歯車機構である。しかし、リダクションギア１４０にあってはプラネタリキャリア１４４が固定されている。そのため、リダクションギア１４０のプラネタリギア１４３は自転自在であるものの公転不能になっている。なお、第２のモータジェネレータ１５０はサンギア１４１に連結されている。
【００３９】
このように構成されたハイブリッドシステム１０にあっては、プラネタリキャリア１３４から入力されるエンジン２０からの動力が動力分割機構１３０を通じてサンギア１３１側とリングギア１３２側に分配されることになる。なお、リングギア１３２の歯数に対するサンギア１３１の歯数の比であるプラネタリ比は「ρ」であり、動力はこのプラネタリ比に応じて分配される。
【００４０】
リングギア１３２は、動力分割機構１３０を通じて入力されるエンジン２０の動力と、リダクションギア１４０を通じて入力される第２のモータジェネレータ１５０の動力とを統合してディファレンシャル１８０に伝達する。これにより、ハイブリッドシステム１０から出力された動力は、ディファレンシャル１８０を介して左右の駆動輪１９１ａ，１９１ｂに分配される。
【００４１】
第１のモータジェネレータ１２０及び第２のモータジェネレータ１５０はインバータ２１０及びコンバータ２２０を介してバッテリ２００に接続されている。インバータ２１０は第１のモータジェネレータ１２０と第２のモータジェネレータ１５０のそれぞれに対して６個の絶縁ゲートバイポーラトランジスタにより３相ブリッジ回路を構成している。これにより、インバータ２１０では、半導体スイッチング素子として絶縁ゲートバイポーラトランジスタのオン・オフを切り替えることにより、直流電流を三相交流電流に変換したり、三相交流電流を直流電流に変換したりすることができる。
【００４２】
コンバータ２２０はリアクトルと２つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタとにより構成されており、一方の絶縁ゲートバイポーラトランジスタのオン・オフを切り替えることにより、バッテリ２００から供給される電力を昇圧してインバータ２１０に供給する。また、他方の絶縁ゲートバイポーラトランジスタのオン・オフを切り替えることにより、インバータ２１０から供給される電力を降圧してバッテリ２００に供給することもできる。
【００４３】
これにより、第１のモータジェネレータ１２０によって発電された交流電流は、インバータ２１０に伝達されるとともに同インバータ２１０によって直流電流に変換され、コンバータ２２０を通じて降圧された後にバッテリ２００に充電される。
【００４４】
また、エンジン２０の始動時には、バッテリ２００から供給される直流電流がコンバータ２２０を通じて昇圧された後にインバータ２１０によって交流電流に変換されて第１のモータジェネレータ１２０に供給される。
【００４５】
第２のモータジェネレータ１５０も、第１のモータジェネレータ１２０と同じくインバータ２１０及びコンバータ２２０を介してバッテリ２００に接続されている。そして、発進時や低速時、加速時にはバッテリ２００から供給される直流電流がコンバータ２２０で昇圧された後にインバータ２１０によって交流電流に交換されて第２のモータジェネレータ１５０に供給される。
【００４６】
第１のモータジェネレータ１２０は、エンジン２０の始動時にはエンジン２０をクランキングするスタータモータとして機能する一方、エンジン２０の運転中にはエンジン２０の動力を利用して発電を行う発電機として機能する。
【００４７】
また、定常走行時や加速時には、第１のモータジェネレータ１２０によって発電された交流電流がインバータ２１０を介して第２のモータジェネレータ１５０に供給される。こうして供給された電流によって第２のモータジェネレータ１５０が駆動されると、その動力はリダクションギア１４０に伝達される。そして、リダクションギア１４０に伝達された動力がディファレンシャル１８０を介して駆動輪１９１ａ，１９１ｂに伝達される。
【００４８】
また、減速時には、駆動輪１９１ａ，１９１ｂから伝達される動力により第２のモータジェネレータ１５０が駆動される。このとき、第２のモータジェネレータ１５０が発電機として機能し、発電することで、駆動輪１９１ａ，１９１ｂから第２のモータジェネレータ１５０に伝達された動力が電力に変換される。こうして変換された電力は、インバータ２１０によって交流電流から直流電流に変換され、コンバータ２２０を通じて降圧された後にバッテリ２００に充電される。
【００４９】
すなわち、減速時には、運動エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリ２００に蓄えることにより、エネルギーを回収するようにしている。
図２に示すように、エンジン２０は過給機２１を備えている。エンジン２０では、燃焼室２６に吸気通路２５と排気通路２７とが接続されており、吸気通路２５には、燃焼室２６に供給される空気の量を調整するためのスロットルバルブ２８が設けられている。また、吸気通路２５には、過給機２１のコンプレッサホイール２２が設けられるとともに、排気通路２７には、過給機２１のタービンホイール２３が設けられている。コンプレッサホイール２２とタービンホイール２３は同一の回転軸２４で連結されている。また、排気通路２７には過給機２１のタービンホイール２３を迂回するようにバイパス通路２９が形成され、同通路２９には排気の流量を調節するウェイストゲートバルブ３０が設けられている。
【００５０】
エンジン２０では、過給機２１のコンプレッサホイール２２によって圧縮された空気を吸入空気として、吸気通路２５を通じて燃焼室２６に吸入する。そして、この吸入空気は燃料と混合されて燃焼室２６内で燃焼され、この焼燃後のガスが排気として排気通路２７に送り出される。過給機２１では、こうして排気通路２７に送り出された排気のエネルギーによりタービンホイール２３が回転させられることで、コンプレッサホイール２２が回転し、吸気通路２５の下流側へ空気が送り出されるようになる。また、ウェイストゲートバルブ３０の開度を制御してバイパス通路２９を通過する排気の量を調節することにより、タービンホイール２３側に流れる排気の量が調節され、タービンホイール２３の回転数が変更される。すなわち、こうしたタービンホイール２３の回転数の調整を通じて過給圧が調整されるように過給機２１が制御される。
【００５１】
こうしたハイブリッドシステム１０の制御は、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００から出力される制御信号に基づいて実行される。パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、ハイブリッドシステム１０の各部を制御するための各種演算処理を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、制御用のプログラムやデータが記憶された読み込み専用メモリ（ＲＯＭ）、演算処理の結果などを一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などを備えて構成されている。
【００５２】
また、図１に示すように、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００には、バッテリ監視ユニット２５０、モータ制御ユニット３００、エンジン制御ユニット４００が接続されている。
【００５３】
バッテリ監視ユニット２５０には、バッテリ２００とコンバータ２２０との間の電力ラインに設けられた電流センサ２３０からの電流値信号、バッテリ温度センサ２４０からのバッテリ温度信号などが入力される。バッテリ監視ユニット２５０は、こうしたセンサから入力されたバッテリ２００の状態に関するデータを必要に応じてパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００に送信する。なお、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、バッテリ監視ユニット２５０から送信される電流センサ２３０の検出値の積算値に基づいてバッテリ２００の蓄電量を演算する。
【００５４】
モータ制御ユニット３００は、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００からの出力要求に従い、インバータ２１０とコンバータ２２０を制御し、第１のモータジェネレータ１２０及び第２のモータジェネレータ１５０を制御する。また、モータ制御ユニット３００には第１のモータジェネレータ１２０の回転数Ｎｍ１を検出する回転センサ３２０と第２のモータジェネレータ１５０の回転数Ｎｍ２を検出する回転センサ３５０が接続されている。モータ制御ユニット３００は、これら回転センサ３２０，３５０によって検出された回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２の情報など、車両制御に必要な情報をパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００に送信する。
【００５５】
エンジン制御ユニット４００は、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００からの出力要求に従い、エンジン２０における燃料噴射制御や、点火時期制御、吸入空気量制御、過給機２１の過給圧制御などを行う。エンジン制御ユニット４００には、吸入空気量を検出するエアフロメータ４１０や、クランクシャフト５０の回転数であるエンジン回転数ＮＥを検出するクランクポジションセンサ４２０が接続されている。また、スロットルバルブ２８の開度を検出するスロットルポジションセンサ４３０や、過給機２１による過給圧を検出する過給圧センサ４４０なども接続されている。エンジン制御ユニット４００は、必要に応じてこれらのセンサによって検出された情報をパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００に送信する。
【００５６】
パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００には、さらに、アクセルの操作量を検出するアクセルポジションセンサ５１０、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ５２０、車速を検出する車速センサ５３０などが接続されている。
【００５７】
パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、アクセルの操作量と車速とに基づいてリングギア１３２に出力すべき要求トルクを算出し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギア１３２に出力されるように、エンジン２０、第１のモータジェネレータ１２０及び第２のモータジェネレータ１５０を制御する。
【００５８】
具体的には、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、エンジン制御ユニット４００による制御を通じて、以下のようにエンジン２０の動作状態を制御する。すなわち、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、エンジン２０の動作状態として、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン出力トルクが、目標回転数ＮＥｔ及び目標エンジントルクとなるように制御する。目標回転数ＮＥｔ及び目標エンジントルクは、詳細には、以下のようにして設定される。すなわち、まずアクセル操作量と車速とに基づいて、エンジン２０への走行要求パワーと、車両に要求されるトルクとして駆動輪１９１ａ，１９１ｂに連結されたリングギア１３２に出力すべき要求トルクを設定する。そして、バッテリ２００の蓄電状態に基づいて、バッテリ２００からエンジン２０への充放電要求パワーを算出する。次いで、エンジン２０の総要求パワーが、アクセル操作量と車速とに基づく走行要求パワーと、バッテリ２００の充放電要求パワーとの和として算出される。パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、この総要求パワーを、同パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００が記憶している最適燃費マップに適用することで、エンジン２０の目標回転数ＮＥｔと目標エンジントルクを決定する。
【００５９】
なお、この目標回転数ＮＥｔは、エンジン回転数ＮＥの上限値ＮＥｍでガードされる。この上限値ＮＥｍは、エンジン２０自体、各モータジェネレータ１２０，１５０及び動力分割機構１３０の各ギア１３１〜１３３の損傷防止などを目的として設定される。上述したようにエンジン２０のクランクシャフト５０は動力分割機構１３０を介して駆動輪１９１ａ，１９１ｂに連結されている。そのため、動力分割機構１３０の各ギア１３１〜１３３の回転数や、サンギア１３１に連結されている第１のモータジェネレータ１２０の回転数、リダクションギア１４０を介してリングギア１３２に連結されている第２のモータジェネレータの回転数は、エンジン回転数ＮＥと車速に応じて変化する。したがって、エンジン回転数ＮＥの上限値ＮＥｍは、エンジン２０自体、各モータジェネレータ１２０，１５０及び動力分割機構１３０の各ギア１３１〜１３３の回転数のいずれもが過剰な回転数にならないようにそのときの車速及び回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に応じて設定される。
【００６０】
そして、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥｔとなるように、第１のモータジェネレータ１２０の発電トルクをフィードバック制御することで、エンジンの動作状態が目標回転数ＮＥｔ及び目標エンジントルクとなる。
【００６１】
また、このようにして制御される第１のモータジェネレータ１２０の発電トルクは、エンジン２０直達トルクとなる。そして、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、先に設定した駆動輪１９１ａ，１９１ｂに連結されたリングギア１３２に出力すべき要求トルクからエンジン２０直達トルクを減算した不足分のトルクが、第２のモータジェネレータ１５０によりアシストされるよう、第２のモータジェネレータ１５０を制御する。
【００６２】
以上のようにして、エンジン２０が出力する動力の一部を利用して第１のモータジェネレータ１２０を駆動し、そこで発電された電力を利用して第２のモータジェネレータ１５０を駆動することによってエンジン２０の動力に第２のモータジェネレータ１５０の動力を加えて駆動輪１９１ａ，１９１ｂを駆動する。こうしてエンジン２０が出力する動力の一部を第１のモータジェネレータ１２０に分配するととともに、第２のモータジェネレータ１５０の動力によって駆動をアシストすることにより、エンジン回転数ＮＥを調整し、エンジン２０を効率のよい運転領域で運転させつつ、要求動力が得られるようにする。
【００６３】
また、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、要求動力が大きい加速時などには、バッテリ２００から第２のモータジェネレータ１５０に電力を供給し、第２のモータジェネレータ１５０によるアシスト量を増大させてより大きな動力を出力する。
【００６４】
さらに、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、バッテリ２００の蓄電量が少ないときには、エンジン２０の運転量を増大させ、第１のモータジェネレータ１２０における発電量を増大させることにより、バッテリ２００に電力を供給する。エンジン２０の運転量を増大させる場合には、過給機２１による過給を実行することもある。一方で、バッテリ２００の蓄電量が十分に確保されている場合には、エンジン２０の運転を停止して要求動力に見合う動力を第２のモータジェネレータ１５０のみからリングギア１３２に出力するモータ運転も可能である。
【００６５】
なお、本実施形態では、バッテリ２００の性能維持や劣化抑制などの観点から、バッテリ２００には目標とする蓄電量の範囲が設定されている。バッテリ２００の蓄電量が、この目標とする範囲の上限値を超えるとバッテリ２００が過充電状態となり、この目標とする範囲の下限値を下回るとバッテリ２００が過放電状態となる。したがって、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、バッテリ２００の蓄電量がこの目標とする蓄電量の範囲となるように、第１のモータジェネレータ１２０による発電、及び第２のモータジェネレータ１５０による駆動輪１９１ａ，１９１ｂの駆動のアシストを制御する。
【００６６】
また、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、上記のように設定されるエンジン２０の動作状態に基づき、エンジン２０の目標回転数ＮＥｔ及び出力トルクを上昇させる必要がある場合には、過給機２１による過給を実行すべく目標過給圧を設定したり、過給機２１による目標過給圧を上昇させたりするように過給機２１を制御する。具体的には、車両の加速要求が大きく、バッテリ２００の蓄電量がさほど多くないときには、エンジン２０の総要求パワーが大きく算出される。したがってこのような場合には、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、過給機２１による目標過給圧を大きな値に設定し、エンジン２０の総要求パワーがさほど大きくない場合には、過給機２１による過給が不要である旨を決定したり、低い目標過給圧を設定する。
【００６７】
パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、過給機２１を制御するにあたって、基本的には、導出した目標過給圧の情報をエンジン制御ユニット４００に送信し、エンジン制御ユニット４００の制御を通じて過給圧センサ４４０によって検出される過給圧が目標過給圧となるように過給機２１を制御する。具体的には、エンジン制御ユニット４００が、図２に示すエンジン２０においてウェイストゲートバルブ３０の開度を調整することで、タービンホイール２３を流れる排気の量を調整し、過給圧センサ４４０によって検出される過給圧が目標過給圧となるように制御する。
【００６８】
ところで、バッテリ２００の状態によっては、充電量が大きくなることによって、バッテリの蓄電量が満充電状態を超えて過充電状態となったり、バッテリの劣化が進行しやすくなったりことがある。そのため、バッテリの状態によっては、バッテリへの充電量を制限することが好ましい。
【００６９】
このようにバッテリ２００への充電量が制限される状況であるときに、上記のように過給圧を目標過給圧とすべく過給機２１が制御されると、以下のような問題が生じる。すなわち、過給圧を目標過給圧とする制御がなされることで過給圧が高められると、エンジン２０が出力するトルクが増大する。このとき、エンジン回転数ＮＥが既に高回転数であると、増大したトルクでエンジン回転数ＮＥが上昇して上限値ＮＥｍにまで達しても、増大したトルクが消費しきれない場合がある。そのため、この場合には、増大したトルクを動力分割機構１３０によって第１のモータジェネレータ１２０に分配することになる。
【００７０】
このように動力分割機構１３０を介してエンジン２０からのトルクが第１のモータジェネレータ１２０に分配されると、第１のモータジェネレータ１２０による発電量が増大し、バッテリ２００への充電量が増大することになる。したがって、バッテリ２００への充電量を制限すべき状況であるにも拘わらず、バッテリ２００への充電量が増大して過大となってしまうおそれがある。
【００７１】
そこで、本実施形態のパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、バッテリ２００への充電量が制限される状況において過給圧を目標過給圧とする制御を行うことによって充電量が過大となるおそれがある場合には、過給圧を目標過給圧とする制御を行う代わりに、過給圧を目標過給圧よりも制限する。具体的には、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、バッテリ２００への充電量が制限される状況において、エンジン回転数ＮＥが上限値ＮＥｍに基づいて設定された所定回転数ＮＥｓを超えているときには、過給要求があっても、過給機２１による過給を禁止するようにする。なお、こうして目標過給圧が制限されると、エンジン回転数ＮＥが総要求パワーに対応する目標回転数ＮＥｔよりも低くなり、車速とアクセル操作量に基づく車両の要求駆動力が得られないといった自体が起こりうる。そのため、過給要求がある場合に過給制限を行う場合には、エンジン２０の目標回転数ＮＥを抑えつつ、出力トルクを増大させることによって車両の要求駆動力を得られるように制御したり、車両の要求駆動力が得られるように、第２のモータジェネレータ１５０により駆動輪１９１ａ，１９１ｂの駆動力をアシストするようにする。
【００７２】
なお、エンジン回転数ＮＥの所定回転数ＮＥｓは、エンジン２０自体や、エンジン２０のクランクシャフトとともに回転する各モータジェネレータ１２０，１５０及び動力分割機構１３０の各ギア１３１〜１３３の損傷防止するために必要な余裕を確保するために、エンジン回転数の上限値ＮＥｍよりも小さな値に設定される。
【００７３】
また、本実施形態では、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲（例えば、−１０℃〜５０℃）外にあるときを、バッテリ２００への充電量が制限される状況としている。これは、バッテリ２００の温度が低いときには、性能維持や劣化抑制のために適した蓄電量の範囲が狭くなるため、過充電状態に陥りやすく、バッテリ２００の温度が高いときには、バッテリ２００への充電量が大きくなると、バッテリ２００の劣化が進行しやすくなるためである。なお、この所定の温度範囲は、バッテリ２００の温度が同温度範囲外にあることに基づいて、過充電や劣化の進行を抑制する上で適切な温度範囲を逸脱していることを推定できるように設定されていればよく、例示した−１０℃〜５０℃に限定されない。
【００７４】
以下、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００によって実行される過給機２１の制御及びエンジン回転数ＮＥの制御を詳細に説明する。パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、具体的には、図３のフローチャートに示す処理手順に従って、過給機２１及びエンジン回転数ＮＥを制御する。図３に示す一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として実行される。なお、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、図３に示す制御とは別に、エンジン回転数の上限値ＮＥｍ及び目標回転数ＮＥｔを車両やエンジン２０の状態に応じて導出する。また、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、図３に示す処理を通じてエンジン回転数ＮＥが制御されているとき以外は、基本的には、エンジン回転数ＮＥを目標回転数ＮＥｔとなるように制御する。
【００７５】
図３に示すように、過給機２１及びエンジン回転数ＮＥの制御がスタートすると、まずステップＳ１１において、過給機２１による過給が実行されているか否かが判定される。具体的には、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００が、導出した目標過給圧をエンジン制御ユニット４００に送信することで、エンジン制御ユニット４００によって、ウェイストゲートバルブ３０の開度の調整を通じた過給圧の制御がなされているか否かを判定する。ステップＳ１１において、ウェイストゲートバルブ３０の開度の調整を通じた過給圧の制御がなされておらず、ウェイストゲートバルブ３０の開度が全開であると判定されると、過給実行中ではないと判定されて（ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ１２に移る。
【００７６】
ステップＳ１２では、過給要求があるか否かが判定される。具体的には、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００が、上記したように車両の加速要求などに応じて過給要求があるか否かを判定する。そして、ステップＳ１２で過給要求がないと判定される場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１２からエンドに移り、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は本処理を一旦終了する。
【００７７】
一方、ステップＳ１２で過給要求があると判定されると（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１３で、車両の加速要求などに応じた目標過給圧が導出され、ステップＳ１４に移る。
【００７８】
ステップＳ１４では、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲（例えば、−１０℃〜５０℃）内にあるか否かが判定される。上記のように、バッテリ温度センサ２４０が検出したバッテリ２００の温度がバッテリ監視ユニット２５０に入力されており、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００には、この情報が送信されている。そこで、ステップＳ１４では、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００が、こうして把握したバッテリ２００の温度に基づいてバッテリ２００の温度が所定の温度範囲内にあるか否かを判定する。
【００７９】
ステップＳ１４で、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲内にあると判定されると（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１５に移り、過給機２１による過給圧が目標過給圧となるように制御する。すなわち、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲内にあるときには、バッテリ２００の蓄電量の範囲がさほど狭くなく、またバッテリ２００の充電によるバッテリ２００の劣化もさほど進行しない。そのため、バッテリ２００への充電量が大きくなっても、バッテリ２００が過充電状態となる可能性が低く、バッテリ２００の劣化が進行する程度が小さいため、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲内にあると判定された場合には、過給圧が目標過給圧となるように過給機２１が制御される。すなわち、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、導出した目標過給圧をエンジン制御ユニット４００に送信することで、エンジン制御ユニット４００が、ウェイストゲートバルブ３０の開度の調整し、過給圧センサ４４０によって検出される過給圧が目標過給圧となるように制御する。そして、ステップＳ１５の処理の後、エンドに移り、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は本処理を一旦終了する。
【００８０】
ステップＳ１４において、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲内にないと判定されると（ステップＳ１４：ＮＯ）、ステップＳ１６に移り、バッテリ２００の温度に基づいて制限充電量Ｗｉｎを導出する。この制限充電量Ｗｉｎは、バッテリへの充電量の上限値であり、バッテリ２００への充電量をより少なくする必要があるほど、小さい値に設定される。具体的には、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲よりも低い場合には、バッテリ２００の温度が低いほどバッテリ２００の所望とする蓄電量の範囲が狭くなり過充電状態となりやすいため、バッテリ２００への充電量を少なくする必要があることから、制限充電量Ｗｉｎが小さい値となるように導出される。一方、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲を超えている場合には、バッテリ２００の温度が高いほどバッテリ２００への充電に対するバッテリ２００の劣化が進行しやすいことから、バッテリ２００への充電量を少なくする必要があり、制限充電量Ｗｉｎが小さい値となるように導出される。したがって、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲よりも低い場合には、その温度が低いほど制限充電量Ｗｉｎが小さくなるように導出し、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲外を超えている場合には、その温度が高いほど制限充電量Ｗｉｎが小さくなるように導出する。
【００８１】
ステップＳ１６で、バッテリ２００の制限充電量Ｗｉｎを導出した後には、ステップＳ１７に移り、過給の制限と許可とを切り替える基準となるエンジン回転数ＮＥの基準値である所定回転数ＮＥｓを、ステップＳ１６で導出した制限充電量Ｗｉｎに基づいて導出する。ここで、バッテリ２００への充電量が制限充電量Ｗｉｎを超えて充電量が過大となることを抑制するためには、バッテリの制限充電量Ｗｉｎが小さいほど、過給に伴って増大したトルクのうち第１のモータジェネレータ１２０に伝達される量を少なくする必要がある。そこで、本実施形態では、ステップＳ１７において、ステップＳ１６で導出された制限充電量Ｗｉｎが小さいほど、エンジン回転数ＮＥの所定回転数ＮＥｓと上限値ＮＥｍとの乖離が大きくなるようにこの所定回転数ＮＥｓを設定する。
【００８２】
ステップＳ１７で、エンジン回転数ＮＥの所定回転数ＮＥｓを導出した後は、ステップＳ１８に移る。そして、ステップＳ１８において、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓを超えているか否かを判定する。エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓを超えていない場合には（ステップＳ１８：ＮＯ）、ステップＳ１５に移り、過給圧が目標過給圧となるように過給機２１を制御する。すなわち、ステップＳ１８でエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓを超えていない場合には、過給圧を目標過給圧とするための制御が実行されてエンジン２０が出力するトルクが増大しても、エンジン回転数ＮＥが上限値ＮＥｍよりも十分に低くなっているため、バッテリ２００への充電量は導出される制限充電量Ｗｉｎを超えないと推定される。したがって、この場合は、必要以上に過給を制限することなく、過給圧が車両の運転状態に適した目標過給圧となるように過給機２１を制御する。
【００８３】
ステップＳ１８で、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓを超えていると判定された場合には（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、ステップＳ１９に移り、エンジン回転数ＮＥを低下させる制御を実行する。
【００８４】
すなわち、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓを超えている場合に、過給圧を目標過給圧とすべく過給機２１を制御すると、過給に伴って増大したトルクのうち、エンジン回転数ＮＥが上限値ＮＥｍに到達しても消費しきれないトルクが多くなる。そのため、過給に伴って増大したトルクのうち第１のモータジェネレータ１２０に伝達される量が多くなり、バッテリ２００への充電量が制限充電量Ｗｉｎを超えるおそれがある。そこで、この場合は、エンジン回転数ＮＥを所定回転数ＮＥｓ以下に低下させるべくエンジン回転数ＮＥの低下制御を実行する。具体的には、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、エンジン制御ユニット４００の制御を通じて、図２に示すエンジン２０のスロットルバルブ２８の開度を小さくして吸入空気量を減少させることで、エンジン回転数ＮＥを低下させる。
【００８５】
また、ステップＳ１９においてエンジン回転数ＮＥを低下させるときにはステップＳ２０において、過給機２１による過給を禁止する。すなわち、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００が、過給機２１による過給を禁止する旨の信号をエンジン制御ユニット４００に送信し、エンジン制御ユニット４００は、過給機２１による過給を禁止する。具体的には、エンジン制御ユニット４００が、エンジン２０のバイパス通路２９に設けられるウェイストゲートバルブ３０を全開のままに制御する。これにより、バッテリ２００への充電量が制限される状況で且つエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓを超えている状態で過給圧が高められることを抑制することができるため、過給によるエンジン２０のトルクの増大に伴ってバッテリ２００への充電量が過大となることを抑制することができる。そして、ステップＳ２０で過給を禁止した後にエンドに移り、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は本処理を一旦終了する。
【００８６】
図３に示す処理が行われ、ステップＳ１８でエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓを超えている（ステップＳ１８：ＹＥＳ）と判定される度に、ステップＳ１９でエンジン回転数ＮＥの低下制御が行われ、ステップＳ２０において過給機２１による過給が禁止される。そして、エンジン回転数ＮＥは徐々に低下して所定回転数ＮＥｓ以下となった状況で図３に示す処理が行われると、ステップＳ１８でエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓを超えていない（ステップＳ１８：ＮＯ）と判定されるため、ステップＳ１５に移り、過給圧を目標過給圧とする制御が実行される。
【００８７】
このように本実施形態では、過給機２１による過給を禁止した状態でエンジン回転数ＮＥを所定回転数ＮＥｓ以下に低下させ、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓ以下に低下した後に過給の制限を解除し、過給圧が目標過給圧となるように過給機２１を制御する。したがって、過給圧が目標過給圧まで上昇し、エンジン２０が出力するトルクが急増大したとしても、このトルクをエンジン２０の回転数を上昇させることによって消費させることができるようになり、トルクの増大分が第１のモータジェネレータ１２０に過剰に伝達されることを抑制することができる。したがって、第１のモータジェネレータ１２０の発電量が大きくなることを抑制して、バッテリ２００への充電量が過大となることを抑制することができる。また、所定回転数ＮＥｓは、エンジン２０自体や、エンジン２０とともに回転する各モータジェネレータ１２０，１５０及び動力分割機構１３０の各ギア１３１〜１３３の損傷などを防止するために必要な余裕を確保するために上限値ＮＥｍに基づいて設定されており、エンジン回転数ＮＥを所定回転数ＮＥｓ以下に低下させた後に過給の制限が解除される。したがって、エンジン２０自体や、エンジン２０とともに回転する各モータジェネレータ１２０，１５０、エンジン２０とともに回転する動力分割機構１３０の各ギア１３１〜１３３の損傷などを抑制することができる。
【００８８】
図３に示す処理において、先のステップＳ１１において、既に過給を実行中であると判定された場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ２１に移り、エンジン回転数ＮＥ低下制御後の過給実行中か否かが判定される。すなわち、このステップＳ２１では、ステップＳ１１で過給実行中であると判定された過給制御は、ステップＳ１９でエンジン回転数ＮＥの低下制御が実行されることによってエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓ以下となったことにより実行されている過給制御か否かを判定する。
【００８９】
そして、ステップＳ２１で、エンジン回転数ＮＥ低下制御後の過給実行中であると判定されると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２において、過給開始から所定期間が経過しているか否かが判定される。この所定期間は、過給圧が目標過給圧となるように過給機２１が制御され始めてから所定期間経過したことに基づいて、エンジン２０が出力するトルクが安定している状況になったことを判定することができるようにその長さが設定されている。すなわち、目標過給圧が得られるように過給機２１を制御し始めた直後は、エンジン２０が出力するトルクが急激に増大するものの、時間の経過とともに、エンジン２０が出力するトルクは安定していく。過給の制限が解除されてからある程度の期間が経過し、エンジン２０が出力するトルクが安定している状況では、エンジン２０が出力するトルクが急増大することに起因してバッテリ２００への充電量が過大となる可能性は低い。したがって、ステップＳ２２の判定を行うことで、エンジン２０が出力するトルクが安定してバッテリ２００への充電量が過大となる可能性が低い状況となっているか否かを推定することができる。
【００９０】
ステップＳ２２で、過給開始から所定期間が経過している（ステップＳ２２：ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ２３に移り、エンジン回転数ＮＥを目標回転数ＮＥｔとする制御が実行される。すなわち、上記のように、過給圧が目標過給圧となるように過給機２１を制御し始めてから所定期間が経過した後には、エンジン２０が出力するトルクが急増大することに起因してバッテリ２００への充電量が過大となる可能性が低くなったと推定されるため、ステップＳ１９の処理を通じて低下させていたエンジン回転数ＮＥを目標回転数ＮＥｔまで高めるように制御する。そして、この制御を行った後にエンドに移り、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は本処理を一旦終了する。
【００９１】
一方、ステップＳ２２で過給開始から所定期間が経過していないと判定された場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、未だエンジン２０のトルクが急増大しており安定していない状態である推定される。したがって、ステップＳ２４に移り、エンジン回転数ＮＥを目標回転数ＮＥｔとする制御を禁止し、エンジン回転数ＮＥを過給の実行によって上昇している回転数のままとしておく。そして、エンドに移り、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は本処理を一旦終了する。
【００９２】
なお、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲内であり（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、バッテリ２００への充電量が制限されていない場合や、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲外であってもエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓを超えていない場合に（ステップＳ１４：ＮＯ且つステップＳ１８：ＮＯ）、ステップＳ１５において過給制御が実行されると、ステップＳ２１でエンジン回転数ＮＥ低下後の過給制御ではないと判定される（ステップＳ２１：ＮＯ）。したがって、この場合には、過給制御を実行するのに先立ってエンジン回転数ＮＥを低下させる制御が行われていないため、ステップＳ２１からエンドに移り、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は本処理を一旦終了する。
【００９３】
以上のように、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は過給機２１及びエンジン回転数ＮＥを制御する。こうした制御によって得られる作用を、図４及び図５を参照して説明する。
【００９４】
図４及び図５は、バッテリ２００への充電量が制限される状況におけるエンジン回転数ＮＥの推移を示すタイミングチャートである。各図において、実線はエンジン回転数ＮＥを示し、一点鎖線はエンジン回転数ＮＥの上限値ＮＥｍを示し、二点鎖線は過給を制限する基準となる所定回転数ＮＥｓを示している。なお、図４及び図５に示すタイミングチャートでは、車速が時間の経過とともに上昇しているため、一点鎖線で示すエンジン回転数ＮＥの上限値ＮＥｍが時間の経過とともに上昇している。
【００９５】
図４に示すタイミングチャートでは、時刻Ｔ１までは、ウェイストゲートバルブ３０の開度は全開に設定されており、過給機２１による過給が実行されていない。図４において、時刻Ｔ１において過給要求があると、このときのバッテリ２００の温度から導出した制限充電量Ｗｉｎに基づいてエンジン回転数ＮＥの所定回転数ＮＥｓが導出される。上記したように、制限充電量Ｗｉｎが小さいほど、エンジン回転数ＮＥの所定回転数ＮＥｓは、上限値ＮＥｍとの乖離ΔＮＥが大きくなるように設定される。
【００９６】
そして、時刻Ｔ１におけるエンジン回転数ＮＥは、所定回転数ＮＥｓを超えていないため、過給が制限されることなく許可され、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、時刻Ｔ２でエンジン制御ユニット４００による制御を通じて過給圧が目標過給圧となるように過給機２１を制御する。これにより、時刻Ｔ２以降、エンジン回転数ＮＥが上昇する。このように、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓを超えていない場合には、過給機２１による過給を実行しても、エンジン２０が出力するトルクの増大分をエンジン回転数ＮＥを上昇させることで消費することができる。したがって、このトルクの増大分が、第１のモータジェネレータ１２０に過剰に伝達されてバッテリ２００への充電量が過大となることを抑制することができる。
【００９７】
また、図５に示すタイミングチャートでは、時刻Ｔ３までは、ウェイストゲートバルブ３０の開度は全開に設定されており、過給機２１による過給が実行されていない。図５において、時刻Ｔ３において過給要求があると、このときのバッテリ２００の温度から導出した制限充電量Ｗｉｎに基づいてエンジン回転数ＮＥの所定回転数ＮＥｓが導出される。
【００９８】
図５に示すタイミングチャートでは、時刻Ｔ３において、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓを超えている。したがって、この場合は、上記したように、エンジン回転数ＮＥを所定回転数ＮＥｓ以下に低下させる制御が実行される。
【００９９】
時刻Ｔ４でエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓ以下に低下すると、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、エンジン制御ユニット４００による制御を通じて過給圧が目標過給圧となるように過給機２１を制御する。これにより、時刻Ｔ４以降、エンジン回転数ＮＥが上昇する。このように、エンジン回転数ＮＥを所定回転数ＮＥｓ以下に低下させてから過給機２１による過給を実行しても、エンジン２０が出力するトルクの増大分をエンジン回転数ＮＥを上昇させることで消費することができる。したがって、トルクの増大分が第１のモータジェネレータ１２０に過剰に伝達されてバッテリ２００への充電量が過大となることを抑制することができる。
【０１００】
そして、時刻Ｔ４において過給機２１による過給を開始してから所定期間が経過した時刻Ｔ５には、エンジン２０が出力するトルクが安定していると推定されるため、エンジン回転数ＮＥを目標回転数ＮＥｔとする制御が行われる。なお、このときの目標回転数ＮＥｔは、例えば上限値ＮＥｍに一致している。したがって、時刻Ｔ５以降には、エンジン回転数ＮＥが更に上昇し、時刻Ｔ６にエンジン回転数ＮＥが上限値ＮＥｍに達する。
【０１０１】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の（１）〜（５）の効果を奏することができる。
（１）パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、バッテリ２００への充電量が制限される状況であり、且つエンジン回転数ＮＥがその上限値ＮＥｍに基づいて設定された所定回転数ＮＥｓを超えているときには、過給圧が目標過給圧よりも低い過給圧となるように過給機２１を制御している。具体的には、過給機２１による過給を禁止するようにしている。これにより、バッテリ２００への充電量が制限される状況下でエンジン回転数ＮＥが高いと推定されるときには、エンジン２０が出力するトルクが急増大することを抑制して、過給によるエンジン２０のトルクの増大に伴ってバッテリ２００への充電量が過大となることを抑制することができる。また、バッテリ２００への充電量が制限されない状況下や、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓ以下のときには、過給機２１による過給を必要以上に制限することなく、目標過給圧が得られるように過給機２１を制御することができる。
【０１０２】
（２）パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、バッテリ２００への充電量が制限される状況であり、且つエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓを超えているときには、過給機２１による過給を禁止しながら、エンジン回転数ＮＥを所定回転数ＮＥｓ以下に低下させる。そして、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓ以下に低下した後に、過給圧が目標過給圧となるように過給機２１を制御するようにしている。
【０１０３】
これにより、過給圧が目標過給圧まで上昇し、エンジン２０が出力するトルクが急増大したとしても、このトルクをエンジン回転数ＮＥを上昇させることで消費できるため、トルクの増大分が第１のモータジェネレータ１２０に過剰に伝達されることを抑制することができる。したがって、第１のモータジェネレータ１２０の発電量が大きくなることを抑制して、バッテリ２００への充電量が過大となることを抑制することができる。
【０１０４】
また、エンジン２０自体や、エンジン２０とともに回転するモータジェネレータ１２０，１５０及び動力分割機構１３０の各ギア１３１〜１３３の損傷などを防止するために必要な余裕を確保するために、上限値ＮＥｍに基づいて設定された所定回転数ＮＥｓ以下にエンジン回転数ＮＥを低下させた後に過給の制限が解除される。したがって、エンジン２０自体や、エンジン２０とともに回転するモータジェネレータ１２０，１５０、エンジン２０とともに回転する動力分割機構１３０の各ギア１３１〜１３３などを抑制するとともに、第１のモータジェネレータ１２０の発電量が大きくなることを抑制して、バッテリ２００への充電量が過大となることを抑制することができる。
【０１０５】
（３）パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓ以下に低下し、過給圧が目標過給圧となるように過給機２１を制御し始めてから所定期間が経過した後に、エンジン回転数ＮＥをエンジン２０の動作状態に適した目標回転数ＮＥｔとなるように制御するようにしている。すなわち、エンジン回転数ＮＥを所定回転数ＮＥｓ以下に低下させた状態で過給機２１の制御が開始された後に所定期間が経過し、エンジン２０が出力するトルクの変動がなくなったと推定されるときに、エンジン回転数ＮＥをエンジン２０の動作状態に適した目標回転数ＮＥｔとなるように制御するようにしている。これにより、エンジン２０が出力するトルクが急増大することに起因してバッテリ２００への充電量が過大となる可能性が低くなったときに、低下させられていたエンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥｔとなるように制御される。したがって、バッテリ２００への充電量が過大となることを抑制しつつ、エンジン回転数ＮＥが必要以上に長い期間に亘って低下させられることを抑制することができる。
【０１０６】
（４）パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲外にあるときのバッテリ２００への充電量を、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲内にあるときのバッテリ２００への充電量よりも制限している。すなわちパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲外にあるときを、バッテリ２００への充電量を制限する状況であるとして、過給を禁止するようにしている。これは、バッテリ２００の温度が低いときには過充電状態に陥りやすく、バッテリ２００の温度が高いときには、バッテリ２００への充電量が大きくなるとバッテリ２００の劣化が進行しやすくなるため、バッテリ２００への充電量を制限する必要があるからである。上記実施形態によれば、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲外にあって、バッテリ２００の温度が高すぎることが推定される場合やバッテリ２００の温度が低すぎることが推定される場合には、バッテリ２００の温度が所定の温度範囲内にあるときよりもバッテリ２００への充電量が制限される。そして、このような状況で、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥｓを超えている場合には、過給圧が目標過給圧よりも低い過給圧となるように制限される。これにより、エンジン２０が出力するトルクが急激に増大することに起因してバッテリ２００の充電量が過大となることが抑制される。
【０１０７】
（５）パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、バッテリ２００への充電量が制限される状況では、バッテリ２００への充電量の上限値である制限充電量Ｗｉｎを導出し、所定回転数ＮＥｓを、制限充電量Ｗｉｎが小さいほど、所定回転数ＮＥｓとエンジン回転数ＮＥの上限値との乖離が大きくなるように導出するようにしている。これにより、バッテリ２００の制限充電量Ｗｉｎが小さく、過給に伴って増大したトルクのうち第１のモータジェネレータ１２０に伝達される量をより少なくする必要があるときほど、より低い回転数で過給機２１による過給が制限されるようになる。したがって、バッテリ２００への充電量が過大になることを好適に抑制することができる。また、バッテリ２００への充電量が制限される状況下であってもその制限充電量Ｗｉｎがさほど小さくない場合には、エンジン回転数ＮＥが上限値に近いときに過給機２１による過給が制限されるようになるため、過給機２１による過給が必要以上に制限されることを抑制することができる。
【０１０８】
なお、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
【０１０９】
・上記実施形態では、過給を制限するための基準となるエンジン回転数の所定回転数を、バッテリの制限充電量が小さいほど、所定回転数とエンジン回転数の上限値との乖離が大きくなるように設定している。しかしながら、所定回転数の設定態様はこの態様に限定されない。
【０１１０】
具体的には、所定回転数は、検出される過給圧に対して目標過給圧が大きいほど、所定回転数とエンジンの回転数の上限値との乖離が大きくなるように設定するようにしてもよい。これにより、検出される過給圧に対して目標過給圧が大きいことによって、エンジンのトルクが第１のモータジェネレータに伝達されやすいほど、より低い回転数で過給が制限されるように過給機が制御されるため、バッテリへの充電量が過大となることを抑制することができる。また、検出される過給圧に対して目標過給圧がさほど大きくない場合には、エンジンのトルクのうち第１のモータジェネレータに伝達される量は少ないと推定されるため、こうした状況では上限値に近いときに過給機による過給が制限されるようになり、過給機による過給が必要以上に制限されることを抑制することができる。
【０１１１】
さらに、所定回転数は、エンジンのトルクが第１のモータジェネレータへ過剰に伝達されることを抑制することができるように設定すればよく、制限充電量や、検出される過給圧に対する目標過給圧の大きさに依らず、所定回転数と上限値との乖離を一定に設定してもよいし、さらには所定回転数を一定に設定するようにしてもよい、
・上記各実施形態では、バッテリの温度が所定の温度範囲外にあるときをバッテリへの充電量が制限される状況としている。しかしながら、バッテリへの充電量が制限される状況を、他のパラメータに基づいて設定するようにしてもよい。具体的には、例えば、バッテリの温度に拘わらず、バッテリの実際の蓄電量とバッテリが満充電状態となる蓄電量との乖離が小さい場合には、バッテリへの充電量が制限される状況としてもよい。また、バッテリの実際の蓄電量とバッテリが満充電状態となる蓄電量との乖離が小さい場合と、バッテリの温度が所定の温度範囲外にあるときをバッテリへの充電量が制限される状況としてもよい。さらに、他のパラメータに基づいてバッテリへの充電量が制限される状況を設定するようにしてもよい。
【０１１２】
・上記各実施形態では、エンジン回転数低下制御後に過給制御を開始してから所定期間が経過すると、エンジン回転数を目標回転数とする制御を実行するようにしている。しかしながら、過給制御を開始してから所定期間が経過するよりも早いタイミングで、エンジン回転数を目標回転数とする制御を行ってもよい。すなわち、過給機による過給が開始されてから所定期間が経過していない場合には、エンジンのトルクが増大している可能性はあるものの、既にエンジン回転数低下制御が行われているため、増大するトルクが第１のモータジェネレータに伝達されることを抑制することはできる。したがって、仮に過給機による過給の開始直後であっても、エンジン回転数低下制御後に過給制御が実行されている場合には、エンジン回転数を目標回転数とする制御を行ってもよい。
【０１１３】
・上記各実施形態では、バッテリへの充電量が制限される状況であり、且つエンジンの回転数が所定回転数を超えているときには、過給を禁止しながら、エンジンの回転数を所定回転数まで低下させた後に、過給圧が目標過給圧となるように過給機を制御するようにしている。しかしながら、バッテリへの充電量が制限される状況であり、且つエンジンの回転数が所定回転数を超えているときに、過給を禁止しながらエンジン回転数まで低下させた後に過給機を制御する場合に、エンジン回転数は所定回転数まで低下させなくてもよい。すなわち、エンジンの回転数を低下させた後に過給圧を目標過給圧とする制御を実行すれば、エンジン回転数を低下させる度合いに関わらず、回転数を低下させない場合よりも、エンジンが出力するトルクが第１のモータジェネレータに伝達することを抑制することができる。したがって、過給を禁止しながら、エンジンの回転数を低下させるにあたり、その低下させる度合いは、所定回転数以下に低下させるといった態様に限定されない。
【０１１４】
・上記各実施形態では、バッテリへの充電量が制限される状況であり、且つエンジンの回転数が所定回転数を超えているときには、過給を禁止しながら、エンジンの回転数を低下させた後に、過給圧が目標過給圧となるように過給機を制御するようにしている。しかしながら、エンジンの回転数を低下させる制御を実行しなくてもよい。すなわち、バッテリへの充電量が制限される状況であり、且つエンジンの回転数が所定回転数を超えているときには、過給を禁止して過給を制限するのみでよく、この場合、エンジンが出力するトルクが第１のモータジェネレータに伝達することを抑制してバッテリへの充電量が過大となることを抑制することができる。
【０１１５】
・上記各実施形態では、バッテリへの充電量が制限される状況であり、且つエンジンの回転数が所定回転数を超えているときには、過給要求があっても過給を禁止するようにしている。しかしながら、過給を禁止する制御に代わって、過給圧を目標過給圧よりも低い過給圧となるようにウェイストゲートバルブの開度を調整することで過給が制限されるように過給機を制御してもよい。
【０１１６】
・上記実施形態では、バッテリへの充電量が制限される状況であり、且つエンジンの回転数が所定回転数を超えているときには、過給が実行されていない状況で過給要求がある場合に、過給圧が目標過給圧よりも低い過給圧となるように過給機を制御するようにしている。しかしながら、バッテリへの充電量が制限される状況であり、且つエンジンの回転数が所定回転数を超えているときには、既に過給が実行されている場合に現在の過給圧よりも目標過給圧がさらに高く設定された場合にも、過給圧が新たに設定された目標過給圧よりも低い過給圧となるように過給機を制御するようにしてもよい。これにより、目標過給圧の上昇によって過給圧が高められることに起因してエンジンのトルクが急増大することを抑制することができ、バッテリへの充電量が過大となることを抑制することができる。
【０１１７】
・上記各実施形態では、ウェイストゲートバルブの開度調整により過給圧が調整されるように過給機を制御するようにしている。しかしながら、例えば、過給機がタービンハウジング内に開度調整可能なノズルベーンを有している場合には、このノズルベーンの開度を調整することで過給圧を制御するようにしてもよく、過給機によって過給圧を制御する方法は限定されない。
【符号の説明】
【０１１８】
１０…ハイブリッドシステム、２０…エンジン、２１…過給機、２２…コンプレッサホイール、２３…タービンホイール、２４…回転軸、２５…吸気通路、２６…燃焼室、２７…排気通路、２８…スロットルバルブ、２９…バイパス通路、３０…ウェイストゲートバルブ、５０…クランクシャフト、１１０…ダンパ、１２０…第１のモータジェネレータ、１３０…動力分割機構、１３１…サンギア、１３２…リングギア、１３３…プラネタリギア、１３４…プラネタリキャリア、１４０…リダクションギア、１４１…サンギア、１４３…プラネタリギア、１４４…プラネタリキャリア、１５０…第２のモータジェネレータ、１６０…カウンターギア、１７０…ファイナルギア、１８０…ディファレンシャル、１９１ａ，１９１ｂ…駆動輪、２００…バッテリ、２１０…インバータ、２２０…コンバータ、２３０…電流センサ、２４０…バッテリ温度センサ、２５０…バッテリ監視ユニット、３００…モータ制御ユニット、３２０…回転センサ、３５０…回転センサ、４００…エンジン制御ユニット、４１０…エアフロメータ、４２０…クランクポジションセンサ、４３０…スロットルポジションセンサ、４４０…過給圧センサ、５００…パワーマネジメントコントロールコンピュータ、５１０…アクセルポジションセンサ、５２０…シフトポジションセンサ、５３０…車速センサ。
【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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