(57)【要約】【課題】バッテリの充電状態に拘わらず安定的な加速を可能とするとともに、トータル的に燃費を向上させることが可能なハイブリッド車両を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両は、過給機を有する内燃機関と、前記内燃機関による機関出力及び蓄電装置の電力出力による駆動力の少なくとも一方により駆動される車両駆動用アクチュエータと、前記蓄電装置の電力出力能力に応じて前記過給機の過給圧を制御する制御手段と、を備える。上記のハイブリッド車両は、内燃機関の機関出力と、蓄電装置からの電力による駆動力の少なくとも一方により車両を駆動することができる。内燃機関には過給機が設けられており、蓄電装置の電力出力能力に応じて、前記過給機の過給圧が制御される。これにより、蓄電装置の状態に応じて、過給機を有する内燃機関の出力特性を適切に制御することができる。【選択図】　　　図１
2004011456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機を有する内燃機関と、
前記内燃機関による機関出力及び蓄電装置の電力出力による駆動力の少なくとも一方により駆動される車両駆動用アクチュエータと、
前記蓄電装置の電力出力能力に応じて前記過給機の過給圧を制御する制御手段と、を備えることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御手段は、前記蓄電装置の電力出力能力に応じて前記内燃機関の出力を制御し、当該内燃機関の出力の少なくとも一部を前記蓄電装置に電気エネルギーとして蓄電せしめ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。
【請求項３】
前記制御手段は、前記蓄電装置の電力出力能力が所定の基準値より小さい場合には、前記過給圧を増加させることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記制御手段は、前記蓄電装置の電力出力能力が所定の基準値より大きい場合には、前記過給圧を減少させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記制御手段は、運転者による加速指示が入力されたときに、前記過給圧の制御を実行することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記蓄電装置の電力出力能力は、前記蓄電装置の蓄電量に基づいて決定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
前記蓄電装置の電力出力能力は、前記蓄電装置の温度又は前記蓄電装置に接続されたインバータ素子の温度の少なくとも一方に基づいて決定されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボ過給機を有する内燃機関を備えたハイブリッド車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンなどを燃料とするエンジンと、電気エネルギーで動作する電動機とを動力源とする動力出力装置を搭載したハイブリッド車両が知られている。そのようなハイブリッド車両には、シリーズ型ハイブリッド車両、パラレル型ハイブリッド車両、及び、両者を組み合わせたタイプのハイブリッド車両がある。シリーズ型ハイブリッド車両は、エンジンによって発電機を駆動し、この発電機によって得られた電力をバッテリに充電し、バッテリに充電された電力をインバータを介して電動機に供給して電動機を駆動する。また、パラレル型ハイブリッド車両は、エンジンと電動機をクラッチを介して連結し、発進時には電動機を駆動させ、車両速度が所定速度になるとクラッチを連結してエンジン走行する。また、車両の加速時には、バッテリに充電されている電力を使用して電動機を駆動し、電動機による駆動力をエンジンによる駆動力に追加することもできる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ハイブリッド車両では、上記のように電動機による駆動力を付加して加速する場合、バッテリの充電状態に依存して、得られる加速性が変化するという問題がある。即ち、バッテリが十分に充電されている状態では、運転者によるアクセル操作量に見合った加速が得られるが、バッテリの充電が不足している状態では、バッテリからの電力の出力が制限される。このため、バッテリの充電が不足している状態では、電動機により十分な駆動力が付加されないことになり、加速が不十分となる。運転者としては、アクセルペダルを同じ量だけ踏み込んだとしても、バッテリの充電状態に依存して実際に得られる加速が変化するので、違和感を感じることになる。
【０００４】
また、ハイブリッド車両では、バッテリの充電が不足している状態ではエンジンを停止することができない。このため、バッテリの充電が不足している場合には、充電量が所定レベルに回復するまでアイドリング運転などを行う必要がある。しかし、本来的にアイドリング運転やエンジンの低回転数時は燃費率が低く、特にバッテリの充電量を回復させるためにアイドリング運転などを行うことは燃費の悪化を招くことになる。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、バッテリの充電状態に拘わらず安定的な加速を可能とするとともに、トータル的に燃費を向上させることが可能なハイブリッド車両を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点では、ハイブリッド車両は、過給機を有する内燃機関と、前記内燃機関による機関出力及び蓄電装置の電力出力による駆動力の少なくとも一方により駆動される車両駆動用アクチュエータと、前記蓄電装置の電力出力能力に応じて前記過給機の過給圧を制御する制御手段と、を備える。
【０００７】
上記のハイブリッド車両は、内燃機関の機関出力と、蓄電装置からの電力による駆動力の少なくとも一方により車両を駆動することができる。内燃機関には過給機が設けられており、蓄電装置の電力出力能力に応じて、前記過給機の過給圧が制御される。これにより、蓄電装置の状態に応じて、過給機を有する内燃機関の出力特性を適切に制御することができる。
【０００８】
上記のハイブリッド車両の一態様では、前記制御手段は、前記蓄電装置の電力出力能力に応じて前記内燃機関の出力を制御し、当該内燃機関の出力の少なくとも一部を前記蓄電装置に電気エネルギーとして蓄電せしめる。この態様では、蓄電装置の電力出力能力が小さい場合には、内燃機関の出力を利用して蓄電装置の充電を行い、速やかに蓄電装置の蓄電状態を良好なものとすることができる。
【０００９】
上記のハイブリッド車両の他の一態様では、前記制御手段は、前記蓄電装置の電力出力能力が所定の基準値より小さい場合には、前記過給圧を増加させる。この態様によれば、蓄電装置からの電力出力により駆動用アクチュエータを駆動する際に、蓄電装置から十分な電力出力が得られない場合には、過給圧を増加して内燃機関からの機関出力を増加し、これにより蓄電装置による駆動力を補うことができる。よって、蓄電装置により十分な駆動力が得られない場合でも必要な駆動力を得て、円滑な加速や走行を行うことができる。
【００１０】
上記のハイブリッド車両のさらに他の一態様では、前記制御手段は、前記蓄電装置の電力出力能力が所定の基準値より大きい場合には、前記過給圧を減少させる。この態様によれば、蓄電装置により十分な駆動力が得られる場合には、過給圧を減少させて内燃機関の出力を低下させることができるので、燃費の向上などが可能となる。
【００１１】
上記のハイブリッド車両のさらに他の一態様では、前記制御手段は、運転者による加速指示が入力されたときに、前記過給圧の制御を実行する。これによれば、加速が要求された場合に、その際の蓄電装置の状態に応じて、電力出力又は機関出力のいずれかを利用して必要な駆動力が得られるので、蓄電装置の状態に依存することなく、円滑な加速が得られる。
【００１２】
好適には、前記蓄電装置の電力出力能力は、前記蓄電装置の蓄電量に基づいて決定することができる。よって、蓄電装置の蓄電量を検出することにより、容易に過給圧の制御を行うことができる。また、前記蓄電装置の電力出力能力は、前記蓄電装置の温度又は前記蓄電装置に接続されたインバータ素子の温度の少なくとも一方に基づいて決定することもできる。この場合には、蓄電装置やインバータ素子などの温度をセンサなどにより検出すれば、同様の過給圧制御を容易に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明では、過給機付きのハイブリッド車両において、バッテリの蓄電量など、バッテリからの電力出力能力に応じて過給機の過給圧を制御することにより、安定的な加速や燃費向上を実現するものである。以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１４】
［ハイブリッド車両］
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。はじめに、本発明の内燃機関制御装置を適用したハイブリッド車両の構成について図１を用いて説明する。このハイブリッド車両の動力系統は、次の構成から成っている。動力系統に備えられた原動機としてのエンジン１５０は通常のガソリンエンジンであり、クランクシャフト１５６を回転させる。エンジン１５０の運転はＥＦＩＥＣＵ１７０により制御されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０は内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムに従い、エンジン１５０の燃料噴射量や回転速度その他の制御を実行する。図示を省略したが、これらの制御を可能とするために、ＥＦＩＥＣＵ１７０にはエンジン１５０の運転状態を示す種々のセンサが接続されている。
【００１５】
動力系統には、他にモータＭＧ１，ＭＧ２が備えられている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ１３２，１４２と、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータ１３３，１４３とを備える。ステータ１３３，１４３はケース１１９に固定されている。モータＭＧ１，ＭＧ２のステータ１３３，１４３に巻回された三相コイルは、それぞれ駆動回路１９１，１９２を介してバッテリ１９４に接続されている。駆動回路１９１，１９２は、各相ごとにスイッチング素子としてのトランジスタを２つ１組で備えたトランジスタインバータである。駆動回路１９１，１９２は制御ユニット（ＥＣＵ）１９０に接続されている。制御ユニット１９０からの制御信号によって駆動回路１９１，１９２のトランジスタがスイッチングされると、バッテリ１９４とモータＭＧ１，ＭＧ２との間に電流が流れる。モータＭＧ１，ＭＧ２はバッテリ１９４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この運転状態を「力行」と呼ぶ）、ロータ１３２，１４２が外力により回転している場合には三相コイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ１９４を充電することもできる（以下、この運転状態を「回生」と呼ぶ）。
【００１６】
エンジン１５０とモータＭＧ１，ＭＧ２はそれぞれプラネタリギヤ１２０を介して機械的に結合されている。プラネタリギヤ１２０は、遊星歯車とも呼ばれ、以下に示すそれぞれのギヤに結合された３つの回転軸を有している。プラネタリギヤ１２０を構成するギヤは、中心で回転するサンギヤ１２１、サンギヤの周辺を自転しながら公転するプラネタリピニオンギヤ１２３、さらにその外周で回転するリングギヤ１２２である。プラネタリピニオンギヤ１２３はプラネタリキャリア１２４に軸支されている。本実施例のハイブリッド車両では、エンジン１５０のクランクシャフト１５６はダンパ１３０を介してプラネタリキャリア軸１２７に結合されている。ダンパ１３０はクランクシャフト１５６に生じる捻り振動を吸収するために設けられている。モータＭＧ１のロータ１３２は、サンギヤ軸１２５に結合されている。モータＭＧ２のロータ１４２は、リングギヤ軸１２６に結合されている。リングギヤ１２２の回転は、チェーンベルト１２９を介して駆動軸１１２および車輪１１６Ｒ，１１６Ｌに伝達される。
【００１７】
かかるハイブリッド車両の基本的な動作を説明するために、まずプラネタリギヤ１２０の動作について説明する。プラネタリギヤ１２０は、上述した３つの回転軸のうち、２つの回転軸の回転数およびトルク（以下、両者をまとめて「回転状態」とよぶ）が決定されると残余の回転軸の回転状態が決まるという性質を有している。各回転軸の回転状態の関係は、機構学上周知の計算式によって求めることができるが、共線図と呼ばれる図により幾何学的に求めることもできる。
【００１８】
図２に共線図の一例を示す。縦軸が各回転軸の回転数を示している。横軸は、各ギヤのギヤ比を距離的な関係で示している。サンギヤ軸１２５（図中のＳ）とリングギヤ軸１２６（図中のＲ）を両端にとり、位置Ｓと位置Ｒの間を１：ρに内分する位置Ｃをプラネタリキャリア軸１２７の位置とする。ρはリングギヤ１２２の歯数に対するサンギヤ１２１の歯数の比である。こうして定義された位置Ｓ，Ｃ，Ｒにそれぞれのギヤの回転軸の回転数Ｎｓ，Ｎｃ，Ｎｒをプロットする。プラネタリギヤ１２０は、このようにプロットされた３点が必ず一直線に並ぶという性質を有している。この直線を動作共線と呼ぶ。動作共線は２点が決まれば一義的に決まる。従って、動作共線を用いることにより、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転数から残余の回転軸の回転数を求めることができる。
【００１９】
また、プラネタリギヤ１２０では、各回転軸のトルクを動作共線に働く力に置き換えて示したとき、動作共線が剛体として釣り合いが保たれるという性質を有している。具体例として、プラネタリキャリア軸１２７に作用するトルクをＴｅとする。このとき、図２に示す通り、トルクＴｅに相当する大きさの力を位置Ｃで動作共線に鉛直下から上に作用させる。作用させる方向はトルクＴｅの方向に応じて定まる。また、リングギヤ軸１２６から出力されるトルクＴｒを位置Ｒにおいて動作共線に、鉛直上から下に作用させる。図中のＴｅｓ，Ｔｅｒは剛体に作用する力の分配法則に基づいてトルクＴｅを等価な２つの力に分配したものである。「Ｔｅｓ＝ρ／（１＋ρ）×Ｔｅ」「Ｔｅｒ＝１／（１＋ρ）×Ｔｅ」なる関係がある。以上の力が作用した状態で、動作共線図が剛体として釣り合いがとれているという条件を考慮すれば、サンギヤ軸１２５に作用すべきトルクＴｍ１，リングギヤ軸に作用すべきトルクＴｍ２を求めることができる。トルクＴｍ１はトルクＴｅｓと等しくなり、トルクＴｍ２はトルクＴｒとトルクＴｅｒの差分に等しくなる。
【００２０】
プラネタリキャリア軸１２７に結合されたエンジン１５０が回転をしているとき、動作共線に関する上述の条件を満足する条件下で、サンギヤ１２１およびリングギヤ１２２は様々な回転状態で回転することができる。サンギヤ１２１が回転しているときは、その回転動力を利用してモータＭＧ１により発電することが可能である。リングギヤ１２２が回転しているときは、エンジン１５０から出力された動力を駆動軸１１２に伝達することが可能である。図１に示した構成を有するハイブリッド車両では、エンジン１５０から出力された動力を駆動軸に機械的に伝達される動力と、電力として回生される動力に分配し、さらに回生された電力を用いてモータＭＧ２を力行して動力のアシストを行なうことによって所望の動力を出力しながら走行することができる。こうした動作状態は、ハイブリッド車両の通常走行時に取り得る状態である。なお、全開加速時等の高負荷時には、バッテリ１９４からもモータＭＧ２に電力が供給され、駆動軸１１２に伝達する動力を増大している。
【００２１】
また、上述のハイブリッド車両では、モータＭＧ１またはＭＧ２の動力を駆動軸１１２から出力することができるため、これらのモータにより出力される動力のみを用いて走行することもできる。従って、車両が走行中であっても、エンジン１５０は停止していたり、いわゆるアイドル運転していたりすることがある。この動作状態は、発進時、低速走行時に取り得る状態である。
【００２２】
さらに、上述のハイブリッド車両では、エンジン１５０から出力された動力を２経路に分配するのではなく、駆動軸１１２側だけに伝達させることもできる。これは、高速定常走行時に取り得る動作状態であり、モータＭＧ２は高速走行による慣性によって連れ回された状態となり、モータＭＧ２によるアシストなしにエンジン１５０から出力された動力のみの走行となる。
【００２３】
図３は、この高速定常走行時の共線図を示している。図２に示す共線図ではサンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓは正であったが、エンジン１５０の回転数Ｎｅとリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとによって、図３に示す共線図のように負となる。このときには、モータＭＧ１では、回転の方向とトルクの作用する方向とが同じになるから、モータＭＧ１は電動機として動作し、トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表わされる電気エネルギーを消費する（逆転力行の状態）。一方、モータＭＧ２では、回転の方向とトルクの作用する方向とが逆になるから、モータＭＧ２は発電機として動作し、トルクＴｍ２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気エネルギーをリングギヤ軸１２６から回生することになる。
【００２４】
このように、この実施例のハイブリッド車両は、プラネタリギヤ１２０の作用に基づいて種々の運転状態で走行することができる。
【００２５】
この実施例の動力出力装置の運転全体は制御ユニット１９０により制御されている。制御ユニット１９０は、ＥＦＩＥＣＵ１７０と同様、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータである。制御ユニット１９０はＥＦＩＥＣＵ１７０と接続されており、両者は種々の情報を伝達し合うことが可能である。制御ユニット１９０は、エンジン１５０の制御に必要となるトルク指令値や回転数の指令値などの情報をＥＦＩＥＣＵ１７０に送信することにより、エンジン１５０の運転を間接的に制御することができる。制御ユニット１９０はこうして、動力出力装置全体の運転を制御しているのである。かかる制御を実現するために制御ユニット１９０には、種々のセンサ、例えば、駆動軸１１２の回転数を知るための回転数センサ１４４などが設けられている。リングギヤ軸１２６と駆動軸１１２は機械的に結合されているため、本実施例では、駆動軸１１２の回転数を知るための回転数センサ１４４をリングギヤ軸１２６に設け、モータＭＧ２の回転を制御するためのセンサと共通にしている。
【００２６】
［バッテリ及び駆動回路］
上述したハイブリッド車両の動力系統に備えられる電気回路を図４を用いてさらに詳細に説明する。図示するように、バッテリ１９４に対して、インバータコンデンサ１９６と、モータＭＧ１に接続される駆動回路１９１と、モータＭＧ２に接続される駆動回路１９２とがそれぞれ並列に接続されている。
【００２７】
バッテリ１９４は、詳細には、電池モジュール部１９４ａと、システムメインリレー（以下、「ＳＭＲ」と呼ぶ）１９４ｂと、電圧検出回路１９４ｃと、電流センサ１９４ｄ等を備える。ＳＭＲ１９４ｂは、制御ユニット１９０からの指令により高電圧回路の電源の接続・遮断を行なうもので、電池モジュール部１９４ａの＋−両極に配置された２個のリレーＲ１，Ｒ２から構成される。バッテリ１９４に２個のリレーＲ１，Ｒ２を設けたのは、電源の接続時には、まずリレーＲ２をオンし、続いてリレーＲ１をオンし、電源の遮断時には、まずリレーＲ１、続いてリレーＲ２をオフすることにより、確実な作動を行うことを可能とするためである。電圧検出回路１９４ｃは、電池モジュール部１９４ａの総電圧値を検出する。電流センサ１９４ｄは、電池モジュール部１９４ａからの出力電流値を検出する。電圧検出回路１９４ｃおよび電流センサ１９４ｄの出力信号は、制御ユニット１９０に送信される。
【００２８】
駆動回路１９１，１９２は、バッテリの高電圧直流電流とモータＭＧ１，ＭＧ２用の交流電流の変換を行なう電力変換装置であり、詳細には、６個のパワートランジスタで構成される３相ブリッジ回路１９１ａ，１９２ａをそれぞれ備えており、この３相ブリッジ回路１９１ａ，１９２ａにより直流電流と３相交流電流との変換を行なっている。
【００２９】
さらに、駆動回路１９１，１９２には、電圧検出回路１９１ｂ，１９２ｂがそれぞれ設けられている。電圧検出回路１９１ｂ，１９２ｂは、モータＭＧ１，ＭＧ２の逆起電圧を検出する。３相ブリッジ回路１９１ａ，１９２ａの各パワートランジスタの駆動は制御ユニット１９０により制御されるとともに、駆動回路１９１，１９２から制御ユニット１９０に対し、電圧検出回路１９１ｂ，１９２ｂにて検出された電圧値や、３相ブリッジ回路１９１ａ，１９２ａとモータＭＧ１，ＭＧ２との間に設けられた図示しない電流センサにて検出された電流値など電流制御に必要な情報を送信している。
【００３０】
［過給機付きエンジン］
次に、ターボ過給機付きのエンジン１５０の構造を説明する。図５は、エンジン１５０の構成のうち、特にターボ過給機に関連する部分の構成を概略的に示す。図示のように、エンジン１５０の吸気管１３と排気管１４の間にターボ過給機１５が設けられている。ターボ過給機１５は、圧縮機ホイール側部分１５ａとタービンホイール側部分１５ｂとを有する。圧縮機ホイール側部分１５ａ内に設けられたコンプレッサ２５は、タービンホイール側部分１５ｂ内に設けられたタービン２６と同一のシャフトにより連結されている。エンジン１５０の排気管１４から排出される排気ガスはタービンホイール側部分１５ｂに入ってタービン２６を回転させ、それによりタービン２６と同軸上に形成されているコンプレッサ２５が圧縮機ホイール側部分１５ａで圧縮空気を生成し、吸気管１３へと送り込む。こうして、ターボ過給が行われる。
【００３１】
ターボ過給器１５とエンジン１５０との間の吸気管１３には、制御ユニット１９０により開度が調整されるスロットルバルブ１６が形成されるとともに、スロットル開度センサ１７及び過給圧センサ１８が設けられている。そして、スロットル開度センサ１７及び過給圧センサ１８の検知信号が制御ユニット１９０に入力される。
【００３２】
一方、ターボ過給機１５の上流側と下流側の排気管１４はバイパス路２０により接続されており、このバイパス路２０の途中には、バイパス路２０を開閉するウエストゲートバルブ２１が形成されている。このウエストゲートバルブ２１には、制御ユニット１９０からの制御信号Ｓ１に基づいてウエストゲートバルブ２１を開閉駆動する制御ソレノイド２２が接続されている。制御ユニット１９０は、回転数センサ１４４から入力されるエンジン回転数や、スロットル開度センサ１７、過給圧センサ１８からの検知信号に基づいて制御信号Ｓ１を生成し、ウエストゲートバルブ２１を開閉制御する。ウエストゲートバルブ２１の開閉制御によりバイパス路２０を通る排気ガスの量が変動する。バイパス路２０を通る排気ガスの量が増加すれば、タービンホイール側部分１５ｂ内を通過する排気ガスの量は減少し、それに応じてタービン２６の回転駆動力が減少するため、コンプレッサ２５による圧縮空気量が変化し、過給圧が変更される。
【００３３】
［過給圧制御］
次に、本実施形態によるターボ過給機の過給圧制御について説明する。本実施形態では、バッテリ１９４の出力能力を示すパラメータ、より具体的には蓄電量（ＳＯＣ）に応じて、ターボ過給機１５の過給圧を制御する。この制御による、バッテリの蓄電量と過給圧との関係の一例を図６に示す。図６の例では、バッテリの蓄電量が少ない場合は過給圧を高く、蓄電量が多い場合は過給圧を低くする。この理由は以下の通りである。
【００３４】
前述のように、ハイブリッド車両では、全開加速時などにはバッテリにより駆動用モータを駆動してトルクを発生させる。しかし、バッテリの蓄電量が少ない場合には、バッテリからの電力出力が制限されるので、十分なトルクを発生させることができず、加速が不十分となったり、不安定となったりする。そこで、バッテリの蓄電量が少ない場合には過給圧を上げ、ターボ過給機１５を利用して加速のためのトルクを発生させて、バッテリからの電力駆動によるトルク不足を補うようにする。これにより、バッテリの蓄電量が少ない状態で全開加速指示が入力された場合でも、十分かつ安定的に加速を行うことができる。
【００３５】
一方、バッテリの蓄電量が多い場合、とりわけバッテリが過充電気味であるような場合は過給圧を下げる。バッテリは十分に充電されているので、加速時にもバッテリの電力で駆動用モータを駆動して、加速のために十分なトルクを発生させることができる。また、過給圧を下げてエンジン側の出力を低く保つことができるので、その分燃費も向上する。
【００３６】
なお、加速時に限らず、バッテリの蓄電量が少ない場合に過給圧を上げることは、バッテリの充電を効率化できるという効果もある。ハイブリッド車両の場合、バッテリの蓄電量が所定量以下の状態ではエンジンを停止することができない。このため、バッテリの蓄電量が低い場合には、エンジン停止指示があっても、バッテリの蓄電量が所定量に回復するまではアイドリング状態などでエンジンを動作させなければならない。しかし、アイドリング状態や低回転状態などは、高回転状態と比較して燃費率が悪く、燃料の消費が非効率的となる。このため、エンジン停止時になってから、アイドリング状態などの非効率的な状態でバッテリ蓄電量を回復させるより、車両の走行中などの高回転状態、即ち燃費率がよい状態で前もってバッテリを充電しておく方が、トータル面での燃費は向上する。
【００３７】
次に、図７を参照して、そのような過給圧制御処理の例を説明する。図７は、過給圧制御処理例のフローチャートである。なお、この処理は、バッテリの蓄電量に関連する信号に基づいて、制御ユニット１９０がターボ過給機１５の過給圧を制御することにより実行される。この過給圧制御処理は、ハイブリッド車両の走行中に所定時間毎に定期的に実行することができる。また、そのように定期的に実行する代わりに、又は、それに加えて、運転者が加速のためにアクセルペダルを踏み込み、スロットル開度が急激に増加したような場合、つまり運転者が加速指示を行った場合に実行するようにすることもできる。
【００３８】
図７に示すように、過給圧制御処理では、まず、制御ユニット１９０はバッテリの蓄電量（ＳＯＣ）が適正であるか否かを判定する（ステップＳ１）。この場合には、バッテリの適正な蓄電量が予め所定の範囲に設定されており、制御ユニット１９０は現在の蓄電量がその適正範囲内に入っているか否かを判定する。なお、制御ユニット１９０は、前述のバッテリ１９４に内蔵された電流センサ１９４ｄ（図４参照）の検出信号から求められる充電・放電の電流値の積算によりＳＯＣを求めることができる。また、その他の方法として、バッテリ１９４の電解液の比重を測定することによりＳＯＣを検出する構成とすることもできるし、バッテリ１９４の端子間を瞬間的にショートさせて電流を流し、内部抵抗を測定することによりＳＯＣを検出する構成とすることもできる。
【００３９】
そして、制御ユニット１９０は、ＳＯＣが不足していると判定した場合は、前述のように過給圧を増加させ（ステップＳ２）、ＳＯＣが過多（即ち、過充電気味）であると判定した場合は、過給圧を減少させる（ステップＳ４）。また、制御ユニット１９０は、ＳＯＣが適正範囲内にあると判定した場合は、現状の過給圧を維持する（ステップＳ３）。ここで、過給圧の調整は、制御ユニット１９０が前述のウエストゲートバルブ２１を開閉制御することにより行われる。即ち、図５を参照して説明したように、制御ユニット１９０は、過給圧センサ１８からの検知信号に基づいて、又は、それに加えて回転数センサ１４４からの出力などを考慮して制御信号Ｓ１を生成し、制御ソレノイド２２を制御してウエストゲートバルブ２１を開閉制御する。これにより、バイパス路２０を通過する排気ガスの量が調整され、ターボ過給機１５の過給圧が変更される。
【００４０】
図７に示す過給圧制御処理の例では、ＳＯＣの値を適正範囲以上、適正範囲内、適正範囲以下の３つの状態に分類しているが、これをより細かく分類して過給圧を制御することも可能である。即ち、ＳＯＣの値と、対応する好適な過給圧の値との対応を示すルックアップテーブルなどを予め用意してＲＯＭなどに記録し、それを参照して細かな過給圧制御を行うこともできる。
【００４１】
また、以上の実施形態では、バッテリの出力能力を示すパラメータとして、バッテリの蓄電量（ＳＯＣ）を利用してターボ過給機１５の過給圧を制御している。その代わりに、又は、それに加えて、バッテリの出力能力を示す他のパラメータとして、バッテリの温度やバッテリからの電力出力を交流に変換するインバータ素子の温度などに基づいて、ターボ過給機の過給圧を制御するように構成することも可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ターボ過給機付きハイブリッド車両において、バッテリの出力能力に応じてターボ過給機の過給圧を制御する。これにより、バッテリの状態に依存して出力トルクが不足したり、不安定となることを防止することができ、円滑な走行、加速が可能となる。また、エンジンの高回転時に効率的にバッテリを充電することができるので、トータル的に燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したハイブリッド車両の概略構成を示す。
【図２】ハイブリッド車両の基本的動作を説明するための共線図である。
【図３】ハイブリッド車両が高速定常走行している場合の共線図である。
【図４】ハイブリッド車両のバッテリ及びモータ駆動回路の構成を示す。
【図５】ハイブリッド車両に搭載される過給機付きエンジンの概略構成を示す。
【図６】バッテリ蓄電量に応じて過給圧を制御する例を示す。
【図７】過給圧制御処理のフローチャートを示す。
【符号の説明】
１３　吸気管
１４　排気管
１５　ターボ過給機
１６　スロットルバルブ
１７　スロットル開度センサ
１８　過給圧センサ
２０　バイパス路
２１　ウエストゲートバルブ
１２０　プラネタリギア
１５０　エンジン
１９０　制御ユニット（ＥＣＵ）
１９４　バッテリ
【図１】
2004011456.tif 000003
【図２】
2004011456.tif 000004
【図３】
2004011456.tif 000005
【図４】
2004011456.tif 000006
【図５】
2004011456.tif 000007
【図６】
2004011456.tif 000008
【図７】
2004011456.tif 000009