(57)【要約】  【課題】吸気密度が小さいときの供給電力不足を防止あるいは低減する。  【解決手段】エンジンの運転状態が、例えば図２に示すように、エンジン回転とエンジン負荷としての目標トルクとをパラメータとして設定されて、エンジン１が自然吸気運転される第１領域Ｘと、電動過給機５によって過給運転（過給による駆動アシスト）が行われる第２領域Ｙと、電動過給機５による過給運転に加えてモータ発電機１１をモータとして機能させた駆動アシストが行われる第３領域Ｚとに区分けされる。例えば第１領域Ｘでの運転状態のときに、モータ発電機１１が発電機として機能されて、その発電電力が蓄電装置１５に蓄電される。通常は、蓄電装置１５の目標蓄電量が、回生制動時に蓄電を十分に行えるようにする等の観点から例えば８０％というように小さい値に設定される。この一方、例えば高地等の吸気密度が小さい地域を走行するときは、目標蓄電量が例えば９０％というように大きい値に変更される。【選択図】  図１
2005180255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行のための駆動源となるエンジンに連結され、エンジンの駆動力をアシストする走行モータとしての機能とエンジンにより駆動される発電機としての機能とが選択的に行われるモータ発電機と、
エンジンの吸気を過給するための電動過給機と、
前記モータ発電機での発電電力を蓄えると共に、該モータ発電機および前記電動過給機に対する電力供給源となる蓄電装置と、
エンジン負荷に関するパラメータを検出する負荷検出手段と、
エンジン回転数に関するパラメータを検出する回転数検出手段と、
吸気密度に関するパラメータを検出する吸気密度検出手段と、
前記負荷検出手段で検出されたエンジン負荷と前記回転数検出手段で検出されたエンジン回転とに基づいて、前記モータ発電機および電動過給機を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記蓄電装置の蓄電量が目標蓄電量となるように制御すると共に、前記吸気密度検出手段により検出された吸気密度が小さいときは吸気密度が大きいときに比して、該目標蓄電量を大きい値に変更する制御を行うように設定されている、
ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
走行路面がワインディング路であることを検出するワインディング路検出手段を備え、
前記制御手段は、前記ワインディング路検出手段によってワインディング路が検出されたときはワインディング路が検出されない場合に比して、前記目標蓄電量を大きい値に補正するように設定されている、
ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。
【請求項３】
走行道路が自動車専用道路または高速道路であることを検出する道路種検出手段を備え、
前記制御手段は、前記道路種検出手段によって自動車専用道路または高速道路であることが検出されたときは、自動車専用道路または高速道路が検出されない場合に比して、前記目標蓄電量を大きい値に補正するように設定されている、
ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
前記吸気密度検出手段が、大気圧と道路の高度との少なくとも一方に基づいて吸気密度を検出手段するようにされている、ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
前記目標蓄電量が、１００％の蓄電量よりも小さい値に設定された上限値を超えない範囲に設定される、ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
エンジン回転数と、アクセル開度に応じて設定される目標トルクとをパラメータとして運転領域があらかじめ設定され、
前記運転領域が、低目標トルクまたは高回転となる第１領域と、高目標トルクかつ中回転となる第２領域と、高目標トルクかつ低回転となる第３領域との３つの領域に分けられており、
前記制御手段は、前記第１領域では、前記モータ発電機および電動過給機による駆動アシストを禁止し、前記第２領域では該電動過給機のみによる駆動アシストを実行させ、前記第３領域では該モータ発電機と電動過給機との両方の駆動アシストを実行させるように制御するように設定されている、
ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１領域と第２領域との境となる第１境界特性線が、前記モータ発電機と電動過給機との駆動アシストなしの状態で自然吸気運転されたエンジンのトルク曲線に対応するように設定され、
前記第２領域と第３領域との境となる第２境界特性線が、エンジン回転数が増大するのに伴って目標トルクが急激に大きくなるように設定されている、
ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記モータ発電機および電動過給機の駆動アシストなしの状態で自然吸気運転されたエンジンの最大トルクの発生回転数が、前記第２領域における最大回転数付近となるように設定されている、
ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置、より詳しくは、エンジンの出力増大を図るための電動過給機と、車両の動力源として機能するモータとを併せて備え、これらの駆動をエンジンの運転状態に応じて切り換えるように構成された電動過給機を備えたパワートレインの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの出力増大を図る手段としてスーパーチャージャやターボチャージャが周知であるが、いずれも過給能力がエンジン回転数の影響を大きく受ける結果、低回転領域で過給圧が不足するという問題がある。これに対し、モータでコンプレッサを駆動する電動過給機は、エンジン回転数の影響を受けることなくコンプレッサの回転数を制御できるので、低回転領域でも十分な過給圧を発生し得るという利点を有する。
【０００３】
一方、近年、エンジンの他に、車両の動力源として機能するモータを搭載した環境対応型車両が知られつつあり、例えば特許文献１には、このようなモータと上記電動過給機とを併せて有するエンジンが開示されている。ただし、上記特許文献１には、モータとして、車両の動力源としての機能と、エンジンで駆動されて発電を行う発電機としての機能とを兼ね備えたモータ発電機（モータジェネレータ）が開示されている。
【０００４】
そして、このように、エンジンの出力増大を図る電動過給機と、モータ発電機とを併せて備えた車両においては、例えば、エンジン回転数や車速等の回転関連値と、アクセル開度等で代表されるエンジン負荷等のトルク関連値とをパラメータとするエンジンの運転状態に応じて、上記電動過給機及びモータ発電機の駆動状態を示す各領域がマップに設定され、このマップに実際のエンジン回転数やエンジン負荷等を当てはめて、その結果に応じて上記電動過給機及びモータ発電機の駆動を切り換えるエンジンの基本的な出力制御が実行される。
【０００５】
この点、上記特許文献１によれば、図２７に示すように、低車速（低回転）低負荷領域が、車両をモータの出力のみで走行させるモータ走行領域とされ、中車速（中回転）中負荷領域が、車両をエンジンの自然吸気による出力のみで走行させる非過給領域とされ、低車速（低回転）高負荷領域が、電動過給機を駆動させる過給領域とされ、そして、中車速（中回転）高負荷領域から全高車速（高回転）領域が、電動過給機に加えてモータも駆動させるモータアシスト領域とされている。
【０００６】
また一方、電動過給機を備えた車両にあっては、モータ発電機を駆動アシスト用のモータとして機能させるときや電動過給機への電力供給源となる蓄電装置を備えている。そして、車両の減速時には、モータ発電機を発電機として機能させて、この蓄電装置に電力を蓄電させることも一般に行われており（回生制動）、定常走行時等にも適宜蓄電装置への蓄電を行うことも行われている。上記蓄電装置しては、大型のバッテリが使用される場合もあるが、大電力を応答よく充電、放電できるコンデンサ（キャパシタ）型のものが使用されることも多くなっている。
【０００７】
上述のような蓄電装置は、目標蓄電量となるように制御されるのが一般的であるが、車両減速時に回生制動を行うことを考慮して（モータ発電機を発電機として機能させたときに生じる電力を充電できるように）、目標蓄電量は、１００％ではなくて、例えば８０％というように完全充電（蓄電）状態よりも小さい蓄電量に設定される。
【特許文献１】特開平１１−３３２０１５号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、電動過給機とモータ発電機と蓄電装置とを備えた車両にあっては、電動過給機やモータ発電機の運転状態を制御することにより、必要時に大きなトルクを得つつ、燃費を大幅に向上させることができ、環境型のパワートレインとして今後の期待が大きいものとなる。
【０００９】
この一方、電動過給機やモータ発電機とを駆動アシストとして機能させる頻度が高くなると、蓄電装置への充電量よりも放電量の方が多くなり、蓄電装置からの電力供給が不足する場合が生じる。とりわけ、高地を走行するときは、吸気密度が小さく（低く）てエンジン出力が低下する傾向が強くなるため、どうしてもアクセルの踏み込み量が大きくなり易く、この結果電動過給機やモータ発電機による駆動アシストが行われる機会が多くなり、蓄電装置からの電力供給が不足気味になり易い。そして、蓄電装置からの電力供給が不足すると、駆動アシスト不足ということでなおさらアクセルが踏み込まれることが助長されて、より一層の電力不足をまねく傾向が強くなる。
【００１０】
上述のような電力不足解消のために、蓄電装置の目標蓄電量を大きくすることも考えられるが、常時目標蓄電量を大きくすることは、回生制動を十分に行えなくなる機会の増大をまねくことになり、採用しがたいものである。
【００１１】
本発明は、以上のような事情を勘案してなされたもので、電動過給機およびモータ発電機に対して蓄電装置から電力供給を行うものにおいて、吸気密度が小さいときの供給電力不足を防止あるいは低減できるようにした電動過給機を備えたパワートレインの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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
車両走行のための駆動源となるエンジンに連結され、エンジンの駆動力をアシストする走行モータとしての機能とエンジンにより駆動される発電機としての機能とが選択的に行われるモータ発電機と、
エンジンの吸気を過給するための電動過給機と、
前記モータ発電機での発電電力を蓄えると共に、該モータ発電機および前記電動過給機に対する電力供給源となる蓄電装置と、
エンジン負荷に関するパラメータを検出する負荷検出手段と、
エンジン回転数に関するパラメータを検出する回転数検出手段と、
吸気密度に関するパラメータを検出する吸気密度検出手段と、
前記負荷検出手段で検出されたエンジン負荷と前記回転数検出手段で検出されたエンジン回転とに基づいて、前記モータ発電機および電動過給機を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記蓄電装置の蓄電量が目標蓄電量となるように制御すると共に、前記吸気密度検出手段により検出された吸気密度が小さいときは吸気密度が大きいときに比して、該目標蓄電量を大きい値に変更する制御を行うように設定されている、
ようにしてある。
【００１３】
上記解決手法によれば、吸気密度が小さくて電動過給機やモータ発電機による駆動アシストが行われる頻度（機会）が多くなるときは、蓄電装置の目標蓄電量を大きくして蓄電装置への蓄電が十分に行われるようにしたので、蓄電装置からの供給電力が不足してしまうことが防止あるいは低減されることになる。
【００１４】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
走行路面がワインディング路であることを検出するワインディング路検出手段を備え、
前記制御手段は、前記ワインディング路検出手段によってワインディング路が検出されたときはワインディング路が検出されない場合に比して、前記目標蓄電量を大きい値に補正するように設定されている、
ようにすることができる（請求項２対応）。ワインディング路では、直線路に比して、電動過給機やモータ発電機による駆動アシストが行われる頻度が増加する傾向にあるが、このワインディング路を走行するときは蓄電装置の目標蓄電量を大きくするので、蓄電装置からの供給電力が不足してしまうことが防止あるいは低減されることになる。
【００１５】
走行道路が自動車専用道路または高速道路であることを検出する道路種検出手段を備え、
前記制御手段は、前記道路種検出手段によって自動車専用道路または高速道路であることが検出されたときは、自動車専用道路または高速道路が検出されない場合に比して、前記目標蓄電量を大きい値に補正するように設定されている、
ようにすることができる（請求項３対応）。この場合、自動車専用道路や高速道路を走行するときは、一般道路を走行するときよりも電動過給機やモータ発電機による駆動アシストが行われる頻度が増大するが、自動車専用道路や高速道路を走行するときは、蓄電装置の目標蓄電量を大きくするので、蓄電装置からの供給電力が不足してしまうことが防止あるいは低減されることになる。
【００１６】
前記吸気密度検出手段が、大気圧と道路の高度との少なくとも一方に基づいて吸気密度を検出手段するようにされている、ようにすることができる（請求項４対応）。この場合、吸気密度を、大気圧と道路の高度との少なくとも一方に基づいて簡便に判断することができる。
【００１７】
前記目標蓄電量が、１００％の蓄電量よりも小さい値に設定された上限値を超えない範囲に設定される、ようにすることができる（請求項５対応）。この場合、蓄電装置に充電できる余裕を常に確実に残しておくことができ、回生制動を確実に行う上で好ましいものとなる。
【００１８】
エンジン回転数と、アクセル開度に応じて設定される目標トルクとをパラメータとして運転領域があらかじめ設定され、
前記運転領域が、低目標トルクまたは高回転となる第１領域と、高目標トルクかつ中回転となる第２領域と、高目標トルクかつ低回転となる第３領域との３つの領域に分けられており、
前記制御手段は、前記第１領域では、前記モータ発電機および電動過給機による駆動アシストを禁止し、前記第２領域では該電動過給機のみによる駆動アシストを実行させ、前記第３領域では該モータ発電機と電動過給機との両方の駆動アシストを実行させるように制御するように設定されている、
ようにすることができる（請求項６対応）。
【００１９】
この場合、高目標トルクかつ低回転領域で電動過給機を駆動したときに発生するエンジンのノッキングの問題や電動過給機のサージングの問題等が回避される。また、駆動アシストするモータ発電機を高目標トルクではあるが低回転で駆動するから、該モータ発電機としては、高トルクではあるが低回転で駆動可能なものであればよく、その結果、出力の小さなモータ発電機で十分となって、該モータ発電機及び該モータ発電機に電力を供給する蓄電装置を小型化でき、これらの車両への搭載性の向上や、車両のコスト及びサイズの縮小が図れる。
【００２０】
一方、電動過給機を高目標トルクかつ中回転で駆動するから、上記の高目標トルクかつ低回転でのモータ発電機の駆動と合わせて、低回転域から中回転域にかけてのトルクは、これらのモータ発電機及び電動過給機の駆動によって得られるアシストトルク及び過給トルクで確保することができる。その結果、自然吸気のみで得られるエンジンの最大トルクの発生回転数（及び最大出力の発生回転数）を高回転領域にシフトすることが可能となり（換言すれば、高回転領域のトルクを非過給のエンジンの出力のみで確保することが可能となり）、したがって、低中回転域のみならず、高回転域においても、十分な余裕トルク（エンジンのトルクと走行抵抗との差に相当するトルク）が得られる。その結果、変速機のギヤ比とファイナルギヤ比とから得られるトータルギヤ比を、あまり減速しなくてもよいギヤ比（値の小さなギヤ比）とすることが可能となり、同じ車速を得ようとしたときに、トータルギヤ比の値が小さい分、エンジン回転数も低くて済み、それゆえ、より低回転側の領域が使用頻度の高い領域となって、燃費が著しく向上する。
【００２１】
しかも、上記のエンジンの最大トルク発生回転数（及び最大出力発生回転数）の高回転領域へのシフトは、例えば吸気弁の開時間を長くして充填効率を上げることや、吸気通路の長さを高回転時に慣性過給効果が得られるようにエンジンの諸元を設計すること等で達成される。その結果、使用頻度の高い低中回転低負荷領域において、ポンピングロスの少ない、有効圧縮比が小さく、有効膨張比の大きい、熱効率のよいエンジンの諸元が得られ、この点からも、より一層の燃費向上が図られる。
【００２２】
前記第１領域と第２領域との境となる第１境界特性線が、前記モータ発電機と電動過給機との駆動アシストなしの状態で自然吸気運転されたエンジンのトルク曲線に対応するように設定され、
前記第２領域と第３領域との境となる第２境界特性線が、エンジン回転数が増大するのに伴って目標トルクが急激に大きくなるように設定されている、ようにすることができる（請求項７対応）。
この場合、第１境界特性線の設定によって、必要なトルクを、電動過給機による駆動アシストが行われない自然吸気運転されるエンジンによってのみ得る頻度を増大させて、つまり電動過給機による駆動アシストが極力行われないようにして、省燃費の上で好ましいものとなる。また、第２境界特性線の設定によって、低回転域での駆動アシストを、極力モータ発電機によって行うようにして、低回転域で電動過給機を運転した場合に生じやすい問題をより一層十分に解決する上で好ましいものとなる。
【００２３】
前記モータ発電機および電動過給機の駆動アシストなしの状態で自然吸気運転されたエンジンの最大トルクの発生回転数が、前記第２領域における最大回転数付近となるように設定されている、ようにすることができる（請求項８対応）。この場合、自然吸気運転されるエンジンの最大トルク発生回転数が十分に高回転側にシフトしたものとして、より十分に省燃費を図る上で好ましいものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１に示すように、本実施形態に係る車両は、動力源としてエンジン１とモータ発電機（モータジェネレータで、車両の動力源としてのモータの機能と、エンジン１で駆動されて発電を行う発電機としての機能とを兼ね備えたもの）１１とを有する、いわゆる低公害型車両あるいは環境対応型車両等と称されるものであって、エンジン１のクランクシャフトとモータ発電機１１の回転軸とがベルトあるいはチェーン１２で相互連結されている。また、この車両は、エンジン１の出力増大を図る手段として電動過給機５を有し、該過給機５は、主たる構成要素として、エンジン１の吸気通路２に配設された、例えば遠心式の圧縮機３と、該圧縮機３を回転駆動するモータ４とを有する。
【００２５】
ここで、上記圧縮機３の下流には、インタークーラ６と電動スロットル弁７とがこの順に吸気通路２に配設されている。また、圧縮機３の上流とインタークーラ６の下流とに亘ってバイパス通路（リリーフ通路あるいは再循環通路ともいう）９が設けられている。このバイパス通路９は、例えば、低回転で電動過給機５の圧縮機３を通過するガスの流量が少ないときに、該電動過給機５の過給能力を確保するために、いったんインタークーラ６を出たガスを再び圧縮機３の上流に戻して、該圧縮機３を通過するガスの流量を確保するため等のものである。なお、吸気通路２は、吸気マニホールド８を介してエンジン１に接続している。
【００２６】
一方、このエンジン１の電源システム１４には上記電動過給機５のモータ４が接続されている他、上記モータ発電機１１がインバータ１３を介して、また１２Ｖの鉛電池１７がＤＣ／ＤＣコンバータ１６を介してそれぞれ上記電源システム１４に接続されている。そして、電動過給機５の駆動時、及びモータ発電機１１の車両動力源としての駆動時には、上記電源システム１４の、例えば４２Ｖの蓄電装置１５からそれぞれに電力供給が行われる。逆に、モータ発電機１１がエンジン１により発電機として駆動されるときには、その発電電力は、インバータ１３を経て上記電源システム１４の蓄電装置１５に供給され、該蓄電装置１５の充電に用いられる。蓄電装置１５としては、実施形態では大電力を応答よく（急激に）放電、充電できるコンデンサ（キャパシタ）型のものが用いられているが、これに限定されるものではない。。
【００２７】
また、前照灯やエアコン等の一般電装品、及び冷間始動時に用いられる補助スタータ１８等へは、１２Ｖ鉛電池（通常のバッテリ）１７から電力供給が行われ、該鉛電池１７へは、上記ＤＣ／ＤＣコンバータ１６により上記電源システム１４の蓄電装置１５の電力が１２Ｖに降圧されて常時充当されている。
【００２８】
そして、このエンジン１のコントロールユニット５０には、運転者によるアクセルペダル１９の開度（踏込量）を検出するアクセル開度センサ２０からの信号、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転センサ２１からの信号、車両の現在位置と道路地図情報とから車両の高度（高さ）を設定するナビゲーションシステム３０からの信号、電源システム１４からの信号（蓄電装置１５の状態−例えば蓄電量等−に関連する信号等）、電動過給機５のモータ４の温度を検出するモータ温度センサ（例えばサーミスタ等で構成される）２２からの信号、吸気通路２におけるインタークーラ６を出た直後の吸気温度を検出する吸気温度センサ２３からの信号、及び吸気通路２におけるスロットル弁７の直上流の吸気圧を検出する吸気圧センサ２４からの信号、大気圧を検出する大気圧センサ３１からの信号等が入力される。また、コントロールユニット５０は、入力信号の結果に応じて、電動過給機５のモータ４、モータ発電機１１を車両動力源として駆動させるインバータ１３、スロットル弁７を駆動するスロットルアクチュエータ２５、補助スタータ１８、バイパス通路９の開度（すなわち圧縮機３を通過する吸気の循環量）を調整するリリーフ弁１０、及び自動変速機４０等に各種の制御信号を出力して、エンジン１の出力制御や、モータ発電機１１による発電制御（蓄電装置１５の充電制御）等を実行する。
【００２９】
図２は、モータ発電機１１と電動過給機５とエンジン１（のみ）との運転状態を切り分けるためのマップであり、エンジン回転数とトルクとをパラメータとして設定されており、パラメータとしてのトルクは、アクセル開度に応じた目標トルクに対応している。すなわち、後述するように、アクセル開度に応じた目標トルクが設定されて、現在のエンジン回転数に対応した目標トルクが図２のマップのどの位置にあるのかを判定することにより、モータ発電機１１と電動過給機５とエンジン１（のみ）との運転状態が適宜選択されて、実行されることになる。なお、図２に示すマップは、コントロールユニット５０のＲＯＭ（記憶手段）にあらかじめ記憶されている。
【００３０】
図２において、第１領域Ｘと、第２領域Ｙと、第３領域Ｚとの３つの領域に区画されている。第１領域Ｘ（非過給領域）は、全低負荷（低トルク−低目標トルク）から全高回転に亘る領域であり、この第１領域Ｘは、自然吸気運転されるエンジン１のみによる駆動が行われるときである（モータ発電機１１および電動過給機５の駆動アシストは行われない）。第２領域（過給領域）Ｙは、高負荷かつ中回転域であり、電動過給機による駆動アシストが行われるときである（モータ発電機による駆動アシストはなし）。第３領域Ｚは、高負荷かつ低回転域であり、電動過給機５による駆動アシストに加えて、モータ発電機１１による駆動アシストが合わせて行われるときである。
【００３１】
上記３つの領域Ｘ〜Ｚについてより詳しく説明すると、第１領域Ｘと第２領域Ｙとの境界となる第１境界特性線が符号β１で示される。この第１境界特性線β１は、自然吸気運転されるエンジン１のトルク曲線に対応しており（実施形態ではエンジン１のトルク曲線と完全に一致で、後述する図５をも参照）。自然吸気運転されるエンジン１の最大トルク発生回転数は、通常乗用車用の自然吸気式エンジンに比して相当に高回転側にシフトして設定されている。第１境界特性線β１に示される最大トルク発生回転数は、電動過給機５による駆動アシストが行われる第２領域Ｙの最大回転数付近となるように設定されている。つまり、第１境界特性線β１は、回転数の増大に伴って徐々にトルク（目標トルク）が大きくなるように設定されているが、回転数の増大に伴うトルク増大は比較的緩やかである。第１境界特性線β１から理解されるように、電動過給機５による駆動アシストが行われている高負荷状態（第２領域Ｙでの運転状態）において、エンジン回転数が小さい状態から大きい状態へと移行するのに伴って、当初はエンジン回転数が大きくなるにつれて電動過給機５による駆動アシストが徐々に大きくなり、その後、エンジン回転数が上昇するにつれて電動過給機５による駆動アシストが徐々に小さくなり、電動過給機５による駆動アシストが極めて小さくなる第１領域Ｘに移行する付近の回転数が、自然吸気運転のみとなるエンジン１のほぼ最大トルク発生回転数となる。
【００３２】
第２領域Ｙと第３領域Ｚとの境界を示す境界特性線が符号β２で示される。この第２境界特性線β２は、エンジン回転数の上昇に伴ってトルク増大が急激に増加するように設定されている。すなわち、第３領域Ｚにおいて、エンジン回転数が小さいときはモータ発電機１１による駆動アシストが極めて大きくなる（第１境界特性線β１とを比較することによりより明確に理解される）。第３領域Ｚにおいて、低回転のｌときは、モータ発電機１１による駆動アシストが極めて大きい一方、電動過給機５による駆動アシストが極めて小さいものとなる。エンジン回転数の上昇に伴って、電動過給機５による駆動アシストの割合が徐々に増大され、第３領域Ｚの最大回転数付近では、殆ど電動過給機５による駆動アシストのみとなる。
【００３３】
上述した３つの領域Ｘ〜Ｚの最大トルクを結ぶ線が、電動過給機５、モータ発電機１１付きのエンジン１のトータルの最大トルクとなるが、このトータルの最大トルクは、モータ発電機１１による駆動アシストが実行される低回転域ではほぼ一定で、電動過給機５による駆動アシストが行われる中回転域では、回転数の上昇に伴った徐々に低下し、エンジン１の自然吸気運転のみの領域となる高回転域では、回転数の上昇に伴って小さくなるが、その低下度合いは中回転域よりも大きくなる。ただし、上記トータルの最大トルクは、常用域となる低回転域および中回転域では、ほぼ一定の大きいトルクが得られるものであり、自動車用として非常に使いやすい（ほぼ理想的な）トルク特性となっている。
【００３４】
図２において、より具体的な数値例をもって説明する。まず、図２のア点では、アクセル開度は１００％であり、エンジン回転数は５０００ｒｐｍ前後とされている。図２のイ点は、アクセル開度は１００％であり、エンジン回転数は最大過給圧が得られる回転数近傍でかつノックフリーとなる最低回転数近傍となる回転数に設定されている（２０００〜３０００ｒｐｍの範囲で設定）。図３のウ点は、アイドル回転数であって、アクセル開度は８０％程度であり、エンジン回転数は６５０ｒｐｍ前後とされている。
【００３５】
次に、コントロールユニット５０による上記のようにエンジン１の運転状態に応じて電動過給機５及びモータ１１の駆動を切り換えるエンジン１の出力制御および蓄電装置１５への蓄電制御例について、図３以下を参照しつつ説明する。
【００３６】
まず、図３は全体の制御を示すもので、ステップＳ１０で、各種信号を入力した後、ステップＳ１１で、アクセル開度αに基づいて目標トルクＴｏを算出する。このとき、目標トルクＴｏは、概ね、アクセル開度αが大きいほど大きな値に算出される。
【００３７】
次いで、ステップＳ１２で、駆動アシストが行われる領域であるか否か、つまり、図２を参照すれば、エンジン回転数Ｎｅと目標トルクＴｏとで表されるエンジン１の運転状態が過給領域（第２領域）Ｙかあるいはモータアシスト領域（第３領域）Ｚにあるか否かを判定するのである。その結果、ＮＯの場合、つまり非過給領域Ｘにあるときは、ステップＳ１３において、減速時であるか否かが判別される。減速時であるか否かは、例えばアクセル開度が零のとき、あるいはアクセル開度が零に加えてブレーキ操作されているときに減速時であると判断することができる。
【００３８】
ステップＳ１３の判別でＮＯのときは、ステップＳ１４で、後述するように蓄電装置１５に対する蓄電制御を行った後、ステップＳ１５で、上記目標トルクＴｏに基づいてスロットル開度ＴＶＯを算出する。このとき、スロットル開度ＴＶＯは、エンジン出力トルクが目標トルクＴｏに一致する値に算出される。そして、ステップＳ１６で、上記スロットル開度ＴＶＯが得られるように、スロットル弁７を駆動制御する。
【００３９】
一方、上記ステップＳ１２の判別でＹＥＳの場合は、ステップＳ１７に進んで、後述する駆動アシストの制御が実行される。この後、ステップＳ１８で、スロットル開度が１００％に設定された後、ステップＳ１６に移行する。
【００４０】
前記ステップＳ１３の判別でＹＥＳのときは、ステップＳ１９において、回生制動の制御が実行される。この回生制動は、モータ発電機１１を発電機として機能させて、エンジン１の回転に大きな抵抗を与えて減速を促進させると共に、モータ発電機１１での発電電力を蓄電装置１５に蓄電するものである。この回生制動のときの蓄電制御においては、蓄電量が例えば９５％（蓄電装置１５の劣化度合いに応じた１００％の目標蓄電量とすることもできる）という大きな目標蓄電量となるように行われる。勿論、制動時であるからして、燃料カットが行われる。このステップＳ１９の後は、ステップＳ１６に移行する。
【００４１】
図３のステップＳ１７の詳細例が、図４のフローチャートに示される。この図４において、まず、ステップＳ２１において、スロットル開度を１００％としたときに自然吸気のみの非過給状態で得られる最大エンジントルクＴｅｍａｘを、エンジン回転数Ｎｅに基づいて算出する。このときの最大エンジントルクＴｅｍａｘの算出には、例えば図５に例示したようなこのエンジン１のトルク特性（図２の非過給領域Ｘを定める境界線に相当する）が用いられる。
【００４２】
次いで、ステップＳ２２で、目標トルクＴｏから上記最大エンジントルクＴｅｍａｘを減算することにより過給トルクＴｂ（電動過給機５を駆動させることによりエンジン１の出力を増大させる分のトルク）を算出する。
【００４３】
次いで、ステップＳ２３で、電動過給機５のサージングやエンジン１のノッキングが発生しない範囲内での最大過給トルクＴｂｍａｘを、エンジン回転数Ｎｅに基づいて算出する。このときの最大過給トルクＴｂｍａｘの算出には、例えば図６に例示したような特性が用いられる。すなわち、エンジン回転数Ｎｅが所定の回転数より小さくなっても、また別の所定の回転数より大きくなっても、いずれも最大過給トルクＴｂｍａｘは小さな値に算出される。これは、前者の場合は、エンジン回転数Ｎｅが小さくなるほど、電動過給機５のサージングやエンジン１のノッキングの問題が発生し易くなるから、それを抑制するためである。また、後者の場合は、図５に例示したように、エンジン回転数Ｎｅが中回転域を超えて大きくなるほど、最大エンジントルクＴｅｍａｘが大きくなるから、それと相殺するためである。すなわち、このステップＳ１８で算出された最大過給トルクＴｂｍａｘを、上記ステップＳ２１で算出された最大エンジントルクＴｅｍａｘに上乗せすることにより、図２の過給領域Ｙの上限トルクを定める境界線が得られる。
【００４４】
その場合に、図６に破線で示したように、蓄電装置１５の蓄電量ＳＯＣが所定の蓄電量よりも小さいほど、最大過給トルクＴｂｍａｘは小さな値に算出される。これはおよそ次のような理由による。
【００４５】
つまり、図７を参照すると、電動過給機５及びモータ１１に電力を供給する蓄電装置１５の蓄電量ＳＯＣが十分にあるときは、モータ１１の駆動も電動過給機５の駆動も十分となって、その結果、モータ１１によるアシストトルクも電動過給機５による最大過給トルクＴｂｍａｘも十分に得られて、図中符号アで示したように、モータ１１が非駆動状態の過給領域（第２領域）Ｙと、モータ１１が駆動状態のモータアシスト領域（第３領域）Ｚとの間の移行時に、トルクが滑らかにつながって、不快なトルクショック等が乗員に発生しない。
【００４６】
ところが、蓄電装置１５の蓄電量ＳＯＣが所定の蓄電量よりも小さくなると、モータ１１の駆動が不十分となり、図中鎖線で示したように、該モータ１１によるアシストトルクが低下して、モータアシスト領域Ｚの全トルクが不足気味となるから、過給領域Ｙとモータアシスト領域Ｚとの間の移行時に、トルクが滑らかにつながらず、不快なトルクショック等が乗員に発生してしまう。
【００４７】
そこで、蓄電装置１５の蓄電量ＳＯＣが所定の蓄電量よりも小さいときは、上記両領域Ｙ，Ｚ間の（換言すれば、モータ１１の駆動・非駆動の切換時の）トルク変動（トルク段差）を抑制するために、図中破線で示したように、蓄電装置１５の蓄電量ＳＯＣが所定の蓄電量よりも小さいほど、電動過給機５による最大過給トルクＴｂｍａｘを小さな値とし（電動過給機５の駆動を抑制し）、もって過給領域Ｙの全トルクを低下させて、該過給領域Ｙとモータアシスト領域Ｚとの間の移行時にトルクが滑らかにつながるようにしたのである。これにより、トルクショックに起因する乗員の違和感・不快感が低減する。
【００４８】
なお、ここで、蓄電装置１５の蓄電量ＳＯＣの低下により発生する上記トルク段差は、モータ１１によるアシストトルクの低下に起因すると述べたが、これは、前述したように、モータアシスト領域Ｚでは、電動過給機５によるトルク増大分が相対的に少なく、モータ１１によるトルク助勢分が相対的に多くなって、結果的に、全トルクに占めるモータ１１のトルクの比率が大きい（モータ１１のトルクの変動が大きく影響する）ことに由来する。
【００４９】
ステップＳ２３の後、ステップＳ２４で、上記ステップＳ２２で算出された過給トルクＴｂが、上記ステップＳ２３で算出された最大過給トルクＴｂｍａｘより以下か否かを判定する。すなわち、図３のステップＳ１２で算出された目標トルクＴｏが、図６に例示したサージングやノッキングを起こさない範囲内で電動過給機５を駆動させるだけで、達成可能かどうかを判定するのである。
【００５０】
その結果、ＹＥＳのとき、つまり目標トルクＴｏが過給領域Ｙ内にあるときは、ステップＳ２５に進んで、上記過給トルクＴｂに基づいて、バイパス通路９上のリリーフ弁１０の開度ＲＶＯを算出する。このとき、リリーフ弁開度ＲＶＯは、図８に例示したように、過給トルクＴｂが大きいほど大きな値に算出される。これにより、バイパス通路９をインタークーラ６の下流側から圧縮機３の上流側に循環するガスの流量が増え、大きな過給トルクＴｂを達成するために、電動過給機５の過給効果が十分発揮されることになる。また、図８に併せて例示したように、リリーフ弁開度ＲＶＯは、エンジン回転数Ｎｅが小さいほど大きな値に算出される。これによっても、バイパス通路９をインタークーラ６の下流側から圧縮機３の上流側に循環するガスの流量が増え、エンジン回転数Ｎｅが小さくても、上記圧縮機３を通過するガスの流量が確保されて、電動過給機５の過給効果が十分発揮されることになる。
【００５１】
そして、ステップＳ２６で、上記リリーフ弁開度ＲＶＯが得られるように、リリーフ弁１０を駆動制御する。
【００５２】
次いで、ステップＳ２７で、過給トルクＴｂに基づいて、吸気通路２におけるスロットル弁７の直上流の目標吸気圧Ｐｂを算出する。ただし、この場合は、上記ステップＳ１３で高負荷判定されて、スロットル開度が１００％（全開）とされるから（図３のステップＳ１８参照）、上記目標吸気圧Ｐｂは、スロットル弁７より下流側の、例えば吸気マニホールド８やサージタンク（図示せず）内の圧力であってもよい。
【００５３】
そして、このとき、目標吸気圧Ｐｂは、図９に例示したように、過給トルクＴｂが大きいほど大きな値に算出される。しかも、その変化は２段とされて、過給トルクＴｂが所定のトルクより大きいときは、小さいときに比べて、目標吸気圧Ｐｂの増加率が大きくされている。これは、過給トルクＴｂが大きくなるほど、ノッキング防止のために点火時期が遅角（リタード）され、その分エンジン１の出力が低下するから、それを補うために、目標吸気圧Ｐｂをより大きくする（より大きく過給する）のである。
【００５４】
そして、ステップＳ２８で、実過給圧が上記目標過給圧Ｐｂとなるように電動過給機５のモータ４を駆動して、圧縮機３の回転数をフィードバック制御する。
【００５５】
一方、上記ステップＳ２４でＮＯのとき、つまり目標トルクＴｏが過給領域Ｙを逸脱してモータアシスト領域Ｚ内にあるときは、上記ステップＳ２５以下を実行する前に、ステップＳ２９に進んで、過給トルクＴｂから最大過給トルクＴｂｍａｘを減算することによりモータトルクＴｍ（モータ１１を駆動させることによりエンジン１を助勢する分のトルク）を算出する。つまり、ステップ図３のＳ１１で算出された目標トルクＴｏが、図６に例示したサージングやノッキングを起こさない範囲内で電動過給機５を駆動させただけでは達成不可能であるから、その不足分をモータ１１によるトルク助勢で補うのである。そして、ステップＳ３０で、上記モータトルクＴｍが得られるように、モータ１１を駆動制御する。
【００５６】
次いで、ステップＳ３１で、過給トルクＴｂの値を、図６に例示した最大過給トルクＴｂｍａｘの値にセットしたうえで、上記ステップＳ２５以下の制御が実行される。
【００５７】
図３のステップＳ１４（蓄電制御）の詳細が、図１０に示される。まずステップＳ４１で、蓄電装置１５の消費電力の分布を正規分布に近似して、その分布特性値σ（例えば分散値）を演算する。これは、図１１に例示したように、過去直近の所定時間（例えば数分〜数十分）内に発生した蓄電装置１５の電力消費頻度（回数）を消費電力の大きさで区分けして統計をとるもので、図示した正規分布曲線の幅を分布特性値σとする。つまり、分布特性値σが大きいほど、蓄電装置１５からの大電力消費が頻繁に行われたことになり、そのことは、電動過給機５や車両動力源としてのモータ発電機１１がより頻繁に駆動されたことを意味する。
【００５８】
次いで、ステップＳ４２で、上記の分布特性値σに基づいて、上記蓄電装置１５の目標蓄電量を増大補正する際の第１増大補正係数Ｋ１を演算する。この第１増大補正係数Ｋ１は、図１２に例示したように、分布特性値σが大きいほど、大きな値に設定される（すなわち増大補正の度合いが大きくされる）。ただし、分布特性値σが所定値以下のときは、係数Ｋ１はゼロとされて、増大補正は行われなくなる。
【００５９】
また、上記ステップＳ４２で、エンジン回転数Ｎｅに基づいて、第２増大補正係数Ｋ２を演算する。この第２増大補正係数Ｋ２は、図１３に例示したように、エンジン回転数Ｎｅが低いほど、大きな値に設定される（すなわち増大補正の度合いが大きくされる）。ただし、エンジン回転数Ｎｅが所定値以上のときは、係数Ｋ２はゼロとされて、増大補正は行われなくなる。
【００６０】
次いで、ステップＳ４３で、蓄電装置１５の内部抵抗変化等から、該蓄電装置１５の劣化度を検出したうえで、ステップＳ４４で、上記の蓄電装置１５の劣化度に基づいて、第３増大補正係数Ｋ３を演算する。この第３増大補正係数Ｋ３は、図１４に例示したように、劣化度が大きいほど、大きな値に設定される（すなわち増大補正の度合いが大きくされる）。ただし、劣化度が所定値以下のときは、係数Ｋ３はゼロでない所定の最小値（実施形態では「１」）に固定される。
【００６１】
次に、ステップＳ４５で、ナビゲーションシステム３０からの情報に基づいて、第１高度変化（高さ変化）ｄａ１が検出される。この第１高度変化ｄａ１は、海抜０ｍからの高さ変化であって、高い山を走行するほどｄａ１が大きい値に設定される。なお、第１高度変化ｄａ１は、後述する吸気密度を検出するためのパラメータとして用いるためのものである。
【００６２】
次にステップＳ４６で、大気圧センサ３１を利用して気圧変化をみることによって、第２高度変化ｄａ２が検出される。この第２高度変化ｄａ２も、吸気密度を検出するためのパラメータとして用いられるもので、例えば基準値としての標準状態での大気圧からの気圧変化が検出される。勿論、同じ外気温度であれば、高い山を走行するほど第２高度変化ｄａ２が大きくなるものである。
【００６３】
ステップＳ４７では、上述した２つの高度変化ｄａ１とｄａ２との加算値に基づいて、第４増大補正係数Ｋ４が設定される。この第４増大補正係数Ｋ４は、図１５に例示するように、ｄａ１とｄａ２との加算値が大ききほど大きくなるものであるが、この加算値が所定値以下のときは、０以外の所定の最小値（実施形態では「１」）に設定される。このように、高度変化が大きいほど（高地になって吸気密度が小さくなるほど）、第４増大補正係数Ｋ４が大きい値に設定されることになる。
【００６４】
次のステップＳ４８は、ステップＳ４９で第５増大補正係数Ｋ５を演算するためのパラメータ、すなわち運転者の加速要求度を求めるステップである。この加速溶融度を決定するには、例えば次のような手法で行われる。まず、ナビゲーションシステム３０からの情報等に基づき、車両の走行予定路前方の走行環境情報を入手する。そして、走行予定路前方が勾配路（特に登りの勾配路）や高速道路の入口ランプである場合は、図１６に例示するように、加速要求度を最大値の１に設定する（登坂や合流のため加速要求度が高いと判断されるからである）。
【００６５】
一方、走行予定路前方が勾配路（特に登りの勾配路）や高速道路の入口ランプでない場合で、走行予定路前方が渋滞中の場合は、加速要求度が低いと判断されて、最小値のゼロに設定する（減速又は停車のため加速要求度が低いと判断されるからである）。
【００６６】
上記のいずれでもない場合（走行予定路前方が勾配路（特に登りの勾配路）や高速道路の入口ランプでなく、かつ走行予定路前方が渋滞中でもない場合）は、走行予定路前方の車両の平均加速度を、自車の最大加速度で除算した値を加速要求度とする。なお、この場合、走行予定路前方の車両の平均加速度としては、実際にただいま現在、走行予定路前方を走行する他車の平均加速度（現在値）を採用してもよいし、あるいは過去に自車がいまから走行しようとする走行予定路前方を走行したときの平均加速度（自車の実績値）を採用してもよい。
【００６７】
上述のようにして決定された加速要求度（近い将来における加速要求度）に基づく第５増大補正係数Ｋ５は、加速要求度が大きいほど大きな値に設定される（すなわち増大補正の度合いが大きくされる）。ただし、加速要求度がゼロであっても、係数Ｋ５はゼロとされない。
【００６８】
ステップＳ４９の後は、ステップＳ５０において、目標蓄電量が、ベース（基本）の目標蓄電量に対して「（１＋Ｋ１×Ｋ２×Ｋ３×Ｋ４×Ｋ５）」を乗算することによって算出される。そして、ステップＳ５１において、蓄電装置１５に対する蓄電制御が、ステップＳ５０で算出された目標蓄電量となるようにフィードバック制御される。
【００６９】
ここで、ステップＳ５０での目標蓄電量を算出（決定）する場合、算出された目標蓄電量があらかじめ設定された上限値を超えないように上限値設定することもできる。例えば、目標蓄電量の上限値を例えば９０％として（ベースの目標蓄電量は例えば８０％）、回生制動を行える余裕を常に確実に確保しておくことができる。
【００７０】
上述のように、吸気密度が小さいときは、エンジン１の出力低下分を補うために電動過給機５が作動される頻度が高くなり、またモータ発電機１１がモータとして機能される頻度も高くなるが、吸気密度が小さいときは吸気密度が大きいときに比して蓄電装置１５への蓄電量が大きくされているので、電力不足となる事態の発生が防止あるいは低減されることになる。
【００７１】
以上実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むものである。吸気密度は、気圧と外気温度という２つのパラメータに大きく支配されるので、この２つのパラメータを検出して吸気密度を精度よく知ることができる。ただし、外気温度を検出するセンサを備えている車両は多い一方、気圧を検出するセンサを備えた車両は極めて少ないので、この気圧の代わりに、ナビゲーションシステムで検出される高度を吸気密度を知るためのパラメータとして簡便的に用いるのが好ましいものである。要は、高度、外気温度、気圧の３つのパラメータのうち、任意の１つ、任意の２つの組み合わせ、あるいは３つ全てを用いて吸気密度を検出するようにすることができ、これ以外のパラメータを利用して吸気密度を検出するようにしてもよい（例えば、非過給領域Ｘでもって平坦路を定常走行しているときにアクセル開度と車速との関係から吸気密度を間接的に検出するようにする等−同じ車速であれば吸気密度が小さいほどアクセル開度が大きくなる）。
【００７２】
電動過給機５としては、圧縮機３をモータ（電動モータ）のみによって駆動する場合に限らず、圧縮機３を排気エネルギでもって駆動されるタービンに連結した排気ターボ過給機において、その圧縮機を適宜モータで駆動する場合をも含むものである（特に、低回転・高負荷のときにモータでもって圧縮機を駆動し、中回転から高回転での高負荷域ではモータを休止させて排気エネルギによって圧縮機を駆動する等）。換言すれば、本発明においては、非過給状態とは、過給用の圧縮機３を駆動するモータ４に駆動のための通電が行われているない状態をいうものである。
【００７３】
図２に示す駆動領域の設定はあくまで一例であって、電動過給機５の駆動領域やモータ発電機１１をモータとして機能させる領域の設定は、適宜変更できる。コントロールユニット５０による制御としては、自動変速機（多段変速機でも無段変速機のいずれでもよい）の変速制御や、変速特性の変更制御等も合わせて行うことができる。例えば、蓄電装置１５の蓄電量が小さいときは、変速特性を低速側（ギア比大側）にシフトする等の制御を合わせて行うことができる。また、非過給領域Ｘから過給領域Ｙへと移行した直後のみ、例えば所定時間（例えば１秒）だけ、変速特性を低速側へ一時的にシフトすることもできる。さらには、現在非過給領域Ｘであるが、過給領域Ｙ付近のときは、加速要求によって過給領域になることを予測して、あらかじめ電動過給機５を予回転させておいたり、変速特性をあらかじめ低速側にシフトしておく等のこともできる。とりわけ、自動変速機が無段変速機のときは、変速比の変化（補正のためのシフト）幅を小さい範囲で微妙に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明を実施するための車両の制御システム図。
【図２】エンジンの制御領域を示すマップ。
【図３】本発明の制御例を示すフローチャート。
【図４】図３に示される駆動アシスト制御の一例を示すフローチャート。
【図５】駆動アシストの制御を説明するための特性図。
【図６】駆動アシストの制御を説明するための特性図。
【図７】駆動アシストの制御を説明するための特性図。
【図８】駆動アシストの制御を説明するための特性図。
【図９】駆動アシストの制御を説明するための特性図。上記エンジンの他
【図１０】図３に示される蓄電制御の一例を示すフローチャート。
【図１１】蓄電制御を説明するための特性図。
【図１２】蓄電制御を説明するための特性図。
【図１３】蓄電制御を説明するための特性図。
【図１４】蓄電制御を説明するための特性図。。
【図１５】蓄電制御を説明するための特性図。
【図１６】蓄電制御を説明するための特性図。
【符号の説明】
【００７５】
１：エンジン
４：モータ
５：電動過給機
１１：モータ発電機
１５：蓄電装置
２０：アクセル開度センサ
２１：エンジン回転センサ
３０：ナビゲーションシステム（吸気密度に関連した高度変化検出用）
３１：大気圧センサ（吸気密度に関連した気圧変化検出用）
４０：自動変速機
５０：コントロールユニット
【図１】
2005180255.tif 000003
【図２】
2005180255.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005180255.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005180255.tif 000008
【図７】
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【図８】
2005180255.tif 000010
【図９】
2005180255.tif 000011
【図１０】
2005180255.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2005180255.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2005180255.tif 000016
【図１５】
2005180255.tif 000017
【図１６】
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