(57)【要約】    【課題】  電動過給機を備えたパワートレインにおいて、電動過給機及びモータの駆動をエンジンの運転状態に応じて制御する場合に、電動過給機の加速応答性の問題を抑制することを課題とする。    【解決手段】  エンジン負荷とエンジン回転数とに基いて設定した目標トルクが第１所定値Ｔｗｏｔ以下の領域Ｘではモータ及び電動過給機をともに非作動状態とし、目標トルクが第１所定値Ｔｗｏｔより大きく該第１所定値Ｔｗｏｔより大きな第２所定値Ｔｙ以下の領域Ｙでは電動過給機のみを作動状態とし、目標トルクが第２所定値Ｔｙより大きな領域Ｚではモータ及び電動過給機をともに作動状態とする。ただし、加速要求のある状態での領域Ｘから領域Ｙへの移行時Ａ→Ｂには、その移行の初期にモータを一時的に作動状態としてエンジントルクをアシストする。    【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから駆動輪に至る動力伝達経路にアシストトルクを導入するモータと、エンジンの吸気通路に備えられて吸気を過給する電動過給機と、これらのモータ及び電動過給機に電力を供給する電池と、エンジン負荷に関するパラメータを検出するエンジン負荷検出手段と、エンジン回転数に関するパラメータを検出するエンジン回転数検出手段と、上記両検出手段の検出結果に応じて上記モータと上記電動過給機とを制御する制御手段とを有する電動過給機を備えたパワートレインの制御装置であって、上記エンジン負荷検出手段で検出されたエンジン負荷と上記エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数とに基いて目標トルクを設定する目標トルク設定手段が設けられ、上記制御手段は、上記目標トルク設定手段で設定された目標トルクが第１の所定値以下である第１状態では上記モータ及び上記電動過給機をともに非作動状態とし、上記目標トルクが上記第１の所定値より大きく該第１所定値より大きな第２の所定値以下である第２状態では上記電動過給機のみを作動状態とし、上記目標トルクが上記第２の所定値より大きな第３状態では上記モータ及び上記電動過給機をともに作動状態とするように構成されていると共に、上記エンジン負荷検出手段の検出結果に基いて加速要求のあることを判定する加速要求判定手段が設けられ、上記制御手段は、上記判定手段で加速要求のあることが判定された状態での上記第１状態から上記第２状態への移行時には、その移行の初期に上記モータを一時的に作動状態とするように構成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】
エンジンから駆動輪に至る動力伝達経路にアシストトルクを導入するモータと、エンジンの吸気通路に備えられて吸気を過給する電動過給機と、これらのモータ及び電動過給機に電力を供給する電池と、エンジン負荷に関するパラメータを検出するエンジン負荷検出手段と、エンジン回転数に関するパラメータを検出するエンジン回転数検出手段と、上記両検出手段の検出結果に応じて上記モータと上記電動過給機とを制御する制御手段とを有する電動過給機を備えたパワートレインの制御装置であって、上記エンジン負荷検出手段で検出されたエンジン負荷と上記エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数とに基いて目標トルクを設定する目標トルク設定手段が設けられ、上記制御手段は、上記目標トルク設定手段で設定された目標トルクが第１の所定値以下である第１状態では上記モータ及び上記電動過給機をともに非作動状態とし、上記目標トルクが上記第１の所定値より大きく該第１所定値より大きな第２の所定値以下である第２状態では上記電動過給機のみを作動状態とし、上記目標トルクが上記第２の所定値より大きな第３状態では上記モータ及び上記電動過給機をともに作動状態とするように構成されていると共に、上記エンジン負荷検出手段の検出結果に基いて加速要求のあることを判定する加速要求判定手段と、エンジンの実トルクに関するパラメータを検出する実トルク検出手段とが設けられ、上記制御手段は、上記判定手段で加速要求のあることが判定された状態での上記第１状態から上記第２状態への移行時には、上記モータを作動状態とし、かつ上記目標トルクが実現するように上記実トルク検出手段で検出された実トルクに応じて上記モータをフィードバック制御するように構成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】
モータは、電池からの供給電力によって駆動される状態と、動力伝達経路上の動力を利用して発電機として機能して上記電池を充電する状態とに切換可能に構成されており、上記電池の蓄電量に関するパラメータを検出する電池蓄電量検出手段と、第１状態において上記検出手段で検出された電池蓄電量が所定値より小さいときは目標トルク設定手段で設定された目標トルクを所定量増大補正する目標トルク補正手段と、第１状態において上記補正手段で増大補正された目標トルクが実現するようにエンジンを制御するエンジン制御手段とが設けられ、制御手段は、第１状態において上記補正手段で増大補正された目標トルクの増大分を利用して上記モータを発電機として機能させて上記電池を充電するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の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】
モータは、電池からの供給電力によって駆動される状態と、動力伝達経路上の動力を利用して発電機として機能して上記電池を充電する状態とに切換可能に構成されており、上記電池の蓄電量に関するパラメータを検出する電池蓄電量検出手段と、第１状態において上記検出手段で検出された電池蓄電量が所定値より小さいときは目標トルク設定手段で設定された目標トルクを所定量増大補正する目標トルク補正手段とが設けられ、制御手段は、第１状態において上記補正手段で増大補正された目標トルクが実現するように電動過給機を制御し、かつ上記補正手段で増大補正された目標トルクの増大分を利用して上記モータを発電機として機能させて上記電池を充電するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の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】
モータは、電池からの供給電力によって駆動される状態と、動力伝達経路上の動力を利用して発電機として機能して上記電池を充電する状態とに切換可能に構成されており、上記電池の蓄電量に関するパラメータを検出する電池蓄電量検出手段と、第１状態において上記検出手段で検出された電池蓄電量が第１の所定値より小さいときは目標トルク設定手段で設定された目標トルクを所定量増大補正する目標トルク補正手段と、第１状態において上記検出手段で検出された電池蓄電量が上記第１の所定値より小さく該第１所定値より小さな第２の所定値以上のときは上記補正手段で増大補正された目標トルクが実現するようにエンジンを制御するエンジン制御手段とが設けられ、制御手段は、第１状態において上記検出手段で検出された電池蓄電量が上記第１の所定値より小さく該第１所定値より小さな第２の所定値以上のときは上記補正手段で増大補正された目標トルクの増大分を利用して上記モータを発電機として機能させて上記電池を充電するように構成されていると共に、第１状態において上記検出手段で検出された電池蓄電量が上記第２の所定値より小さいときは上記補正手段で増大補正された目標トルクが実現するように電動過給機を制御し、かつ上記補正手段で増大補正された目標トルクの増大分を利用して上記モータを発電機として機能させて上記電池を充電するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の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】
エンジン負荷検出手段及びエンジン回転数検出手段の検出結果に基いてエンジンが過給不可状態にあることを判定する過給不可判定手段が設けられ、制御手段は、第２状態において上記判定手段でエンジンが過給不可状態にあることが判定されたときは電動過給機を非作動状態とすると共にモータを作動状態とするように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の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】
エンジン水温を検出するエンジン水温検出手段と、該検出手段で検出されたエンジン水温が低いほどエンジンの過給不可領域を縮小する過給不可領域縮小手段とが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の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、電動過給機を備えたパワートレインの制御装置、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走行用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パワートレインの制御装置の技術分野に属する。
【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電動モータを搭載した低公害型車両・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パワートレインが開示されている。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、エンジンをトルクアシストする走行用モータ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、アクセル開度や吸入空気量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電動モータ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電動モータの駆動を切り換えるエンジンないしパワートレインの基本的な出力制御が実行される。
【０００４】
この点、上記特許文献１によれば、その段落００１４〜００１６、段落００２１、図２、及び図９に開示があるように、目標トルクが所定値以下であるときは（第１の状態）、車両をエンジンの自然吸気による出力のみで走行させ（非過給領域）、目標トルクが上記所定値より大きいが該所定値より大きな第２の所定値以下であるときは（第２の状態）、電動過給機のみを作動状態としてトルク増大を図り（過給領域）、目標トルクが上記第２の所定値より大きいときは（第３の状態）、電動過給機に加えてモータも作動状態として該モータによるトルクアシストを行う（トルクアシスト領域）ようになっている。すなわち、電動過給機によるトルク増大を主たるトルク高揚手段として用い、モータによるトルクアシストを従たるトルク高揚手段として用いて、モータの使用頻度を可及的に少なくし、モータの耐久性を確保しているのである。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３３２０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、電動過給機は、一般に、電力を供給してから吸気通路に配設したタービンの回転数が上昇して過給圧が目標圧に到達するまでに比較的長い時間がかかり、その結果、加速応答性に劣るという問題がある。
【０００７】
本発明は、電動過給機を備えたパワートレインにおける上記のような不具合に対処するもので、電動過給機及びモータの駆動をエンジンの運転状態に応じて制御する場合に、上記のような電動過給機の加速応答性の問題等を抑制することを課題とする。以下、その他の課題を含め、本発明を詳しく説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、エンジンから駆動輪に至る動力伝達経路にアシストトルクを導入するモータと、エンジンの吸気通路に備えられて吸気を過給する電動過給機と、これらのモータ及び電動過給機に電力を供給する電池と、エンジン負荷に関するパラメータを検出するエンジン負荷検出手段と、エンジン回転数に関するパラメータを検出するエンジン回転数検出手段と、上記両検出手段の検出結果に応じて上記モータと上記電動過給機とを制御する制御手段とを有する電動過給機を備えたパワートレインの制御装置であって、上記エンジン負荷検出手段で検出されたエンジン負荷と上記エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数とに基いて目標トルクを設定する目標トルク設定手段が設けられ、上記制御手段は、上記目標トルク設定手段で設定された目標トルクが第１の所定値以下である第１状態では上記モータ及び上記電動過給機をともに非作動状態とし、上記目標トルクが上記第１の所定値より大きく該第１所定値より大きな第２の所定値以下である第２状態では上記電動過給機のみを作動状態とし、上記目標トルクが上記第２の所定値より大きな第３状態では上記モータ及び上記電動過給機をともに作動状態とするように構成されていると共に、上記エンジン負荷検出手段の検出結果に基いて加速要求のあることを判定する加速要求判定手段が設けられ、上記制御手段は、上記判定手段で加速要求のあることが判定された状態での上記第１状態から上記第２状態への移行時には、その移行の初期に上記モータを一時的に作動状態とするように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
次に、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明と同様、エンジンから駆動輪に至る動力伝達経路にアシストトルクを導入するモータと、エンジンの吸気通路に備えられて吸気を過給する電動過給機と、これらのモータ及び電動過給機に電力を供給する電池と、エンジン負荷に関するパラメータを検出するエンジン負荷検出手段と、エンジン回転数に関するパラメータを検出するエンジン回転数検出手段と、上記両検出手段の検出結果に応じて上記モータと上記電動過給機とを制御する制御手段とを有する電動過給機を備えたパワートレインの制御装置であって、上記エンジン負荷検出手段で検出されたエンジン負荷と上記エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数とに基いて目標トルクを設定する目標トルク設定手段が設けられ、上記制御手段は、上記目標トルク設定手段で設定された目標トルクが第１の所定値以下である第１状態では上記モータ及び上記電動過給機をともに非作動状態とし、上記目標トルクが上記第１の所定値より大きく該第１所定値より大きな第２の所定値以下である第２状態では上記電動過給機のみを作動状態とし、上記目標トルクが上記第２の所定値より大きな第３状態では上記モータ及び上記電動過給機をともに作動状態とするように構成されていると共に、上記エンジン負荷検出手段の検出結果に基いて加速要求のあることを判定する加速要求判定手段と、エンジンの実トルクに関するパラメータを検出する実トルク検出手段とが設けられ、上記制御手段は、上記判定手段で加速要求のあることが判定された状態での上記第１状態から上記第２状態への移行時には、上記モータを作動状態とし、かつ上記目標トルクが実現するように上記実トルク検出手段で検出された実トルクに応じて上記モータをフィードバック制御するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
次に、請求項３に記載の発明は、上記請求項１又は２に記載の発明において、モータは、電池からの供給電力によって駆動される状態と、動力伝達経路上の動力を利用して発電機として機能して上記電池を充電する状態とに切換可能に構成されており、上記電池の蓄電量に関するパラメータを検出する電池蓄電量検出手段と、第１状態において上記検出手段で検出された電池蓄電量が所定値より小さいときは目標トルク設定手段で設定された目標トルクを所定量増大補正する目標トルク補正手段と、第１状態において上記補正手段で増大補正された目標トルクが実現するようにエンジンを制御するエンジン制御手段とが設けられ、制御手段は、第１状態において上記補正手段で増大補正された目標トルクの増大分を利用して上記モータを発電機として機能させて上記電池を充電するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
次に、請求項４に記載の発明は、上記請求項１又は２に記載の発明において、モータは、電池からの供給電力によって駆動される状態と、動力伝達経路上の動力を利用して発電機として機能して上記電池を充電する状態とに切換可能に構成されており、上記電池の蓄電量に関するパラメータを検出する電池蓄電量検出手段と、第１状態において上記検出手段で検出された電池蓄電量が所定値より小さいときは目標トルク設定手段で設定された目標トルクを所定量増大補正する目標トルク補正手段とが設けられ、制御手段は、第１状態において上記補正手段で増大補正された目標トルクが実現するように電動過給機を制御し、かつ上記補正手段で増大補正された目標トルクの増大分を利用して上記モータを発電機として機能させて上記電池を充電するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
次に、請求項５に記載の発明は、上記請求項１又は２に記載の発明において、モータは、電池からの供給電力によって駆動される状態と、動力伝達経路上の動力を利用して発電機として機能して上記電池を充電する状態とに切換可能に構成されており、上記電池の蓄電量に関するパラメータを検出する電池蓄電量検出手段と、第１状態において上記検出手段で検出された電池蓄電量が第１の所定値より小さいときは目標トルク設定手段で設定された目標トルクを所定量増大補正する目標トルク補正手段と、第１状態において上記検出手段で検出された電池蓄電量が上記第１の所定値より小さく該第１所定値より小さな第２の所定値以上のときは上記補正手段で増大補正された目標トルクが実現するようにエンジンを制御するエンジン制御手段とが設けられ、制御手段は、第１状態において上記検出手段で検出された電池蓄電量が上記第１の所定値より小さく該第１所定値より小さな第２の所定値以上のときは上記補正手段で増大補正された目標トルクの増大分を利用して上記モータを発電機として機能させて上記電池を充電するように構成されていると共に、第１状態において上記検出手段で検出された電池蓄電量が上記第２の所定値より小さいときは上記補正手段で増大補正された目標トルクが実現するように電動過給機を制御し、かつ上記補正手段で増大補正された目標トルクの増大分を利用して上記モータを発電機として機能させて上記電池を充電するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
次に、請求項６に記載の発明は、上記請求項１又は２に記載の発明において、エンジン負荷検出手段及びエンジン回転数検出手段の検出結果に基いてエンジンが過給不可状態にあることを判定する過給不可判定手段が設けられ、制御手段は、第２状態において上記判定手段でエンジンが過給不可状態にあることが判定されたときは電動過給機を非作動状態とすると共にモータを作動状態とするように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
そして、請求項７に記載の発明は、上記請求項６に記載の発明において、エンジン水温を検出するエンジン水温検出手段と、該検出手段で検出されたエンジン水温が低いほどエンジンの過給不可領域を縮小する過給不可領域縮小手段とが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
まず、請求項１に記載の発明によれば、電動過給機を備えたパワートレインにおいて、電動過給機及びモータの駆動をエンジンの運転状態に応じて制御する場合に、目標トルクが第１の所定値以下である第１状態では、上記モータ及び上記電動過給機ともに非作動状態として、車両をエンジンの自然吸気による出力のみで走行させ、目標トルクが上記第１の所定値より大きく該第１所定値より大きな第２の所定値以下である第２状態では、上記電動過給機のみを作動状態として、該電動過給機によるトルク増大を図り、目標トルクが上記第２の所定値より大きな第３状態では、上記モータ及び上記電動過給機ともに作動状態として、該モータによるトルクアシストも行うようにしたから、すなわち、電動過給機によるトルク増大を主たるトルク高揚手段として用い、モータによるトルクアシストを従たるトルク高揚手段として用いるようにしたから、モータの使用頻度が可及的に少なくなり、モータや電池の発熱が抑制され、モータの長時間連続作動が可能となり、またモータの耐久性も確保される。
【００１６】
そして、加速要求のある状態での第１状態から第２状態への移行時には、その移行の初期に、上記モータを一時的に作動状態とするようにしたから、該モータによるトルクアシストによって、電動過給機によるトルク増大の立上りの遅れ、すなわち電動過給機の応答遅れが補填されて、電動過給機の加速応答性の問題が抑制される。
【００１７】
ここで、第２状態への移行の初期かどうかは、過給開始時からの経過時間や、過給機タービン回転数等で判断することができる。また、モータのトルクアシスト量を、目標トルクや、加速要求度合い、あるいは第２状態へ移行後の経過時間等に応じて変化させると、目標トルクにより近いトルクが得られて、車両がより良好に加速する。
【００１８】
なお、ここでは、第１状態から第２状態への移行時のみを問題としたが、第１状態から第３状態への移行時においても、これに準じて、同様・類似の制御を行うことが可能である。ただし、その場合は、そもそも第３状態でモータが本来的に作動状態とされるから、加速要求のある状態での第１状態から第３状態への移行時には、その移行の初期に、上記モータを一時的に目標トルクを達成するよりも多くのトルクを発生するように駆動制御する。
【００１９】
また、その他の構成として、電池に蓄電する電力を発電する発電機を備えていてもよく、そのような発電機としては、例えば、エンジンの出力軸に直接又は間接的に駆動連結されたもの等が好ましく採用可能である。
【００２０】
次に、請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１に記載の発明と同様、電動過給機を備えたパワートレインにおいて、電動過給機及びモータの駆動をエンジンの運転状態に応じて制御する場合に、目標トルクが第１の所定値以下である第１状態では、上記モータ及び上記電動過給機ともに非作動状態として、車両をエンジンの自然吸気による出力のみで走行させ、目標トルクが上記第１の所定値より大きく該第１所定値より大きな第２の所定値以下である第２状態では、上記電動過給機のみを作動状態として、該電動過給機によるトルク増大を図り、目標トルクが上記第２の所定値より大きな第３状態では、上記モータ及び上記電動過給機ともに作動状態として、該モータによるトルクアシストも行うようにしたから、すなわち、電動過給機によるトルク増大を主たるトルク高揚手段として用い、モータによるトルクアシストを従たるトルク高揚手段として用いるようにしたから、モータの使用頻度が可及的に少なくなり、モータや電池の発熱が抑制され、モータの長時間連続作動が可能となり、またモータの耐久性も確保される。
【００２１】
そして、加速要求のある状態での第１状態から第２状態への移行時には、上記モータを作動状態とし、かつ目標トルクが実現するようにエンジンの実トルクに応じて上記モータをフィードバック制御するようにしたから、やはり上記請求項１に記載の発明と同様、上記モータによるトルクアシストによって、電動過給機によるトルク増大の立上りの遅れ、すなわち電動過給機の応答遅れが補填されて、電動過給機の加速応答性の問題が抑制される。しかも、目標トルクが実現するように上記モータをフィードバック制御するようにしたから、目標トルクが精度よく実現し、車両が理想通りに良好に加速する。
【００２２】
次に、請求項３に記載の発明によれば、モータを非作動状態とする第１状態において、電池の蓄電量が所定値より小さいときは、上記モータを発電機として機能させて、上記電池を充電するようにしたから、例えば、第２状態や第３状態でモータを作動状態とする場合に、該モータによるトルクアシストを十分確保することができる。しかも、モータを発電機として機能させる分だけ目標トルクを増大補正するから、本来の車両の走行性に影響を及ぼすことがない。
【００２３】
次に、請求項４に記載の発明によれば、上記請求項３に記載の発明と同様、モータを非作動状態とする第１状態において、電池の蓄電量が所定値より小さいときは、上記モータを発電機として機能させて、上記電池を充電するようにしたから、例えば、第２状態や第３状態でモータを作動状態とする場合に、該モータによるトルクアシストを十分確保することができる。しかも、モータを発電機として機能させる分だけ目標トルクを増大補正するから、本来の車両の走行性に影響を及ぼすことがない。
【００２４】
ここで、請求項３に記載の発明と請求項４に記載の発明とを比較すると、請求項３に記載の発明では、増大補正した目標トルクが実現するようにエンジンを制御するのに対し、請求項４に記載の発明では、増大補正した目標トルクが実現するように電動過給機を制御する点で相違する。その結果、請求項３に記載の発明では、請求項４に記載の発明に比べて、電池の電力を消費することがないから、電池の充電がより速やかに完了する。一方、請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明に比べて、エンジン回転数の増大が抑制されるから、乗員が受ける違和感がより少なくて済む。
【００２５】
次に、請求項５に記載の発明によれば、電池の蓄電量が第１の所定値より小さいときの程度に応じて、上記請求項３に記載の発明のように、増大補正した目標トルクが実現するようにエンジンを制御するのか、あるいは上記請求項４に記載の発明のように、増大補正した目標トルクが実現するように電動過給機を制御するのかが使い分けられる。
【００２６】
すなわち、電池の蓄電量が第１の所定値より小さいが、該第１所定値より小さな第２の所定値以上のとき、つまり電池蓄電量の低下が比較的軽度なときは、上記請求項３に記載の発明のように、エンジンを制御することによって、増大補正した目標トルクを実現し、その増大分を利用してモータを発電機として機能させて電池の蓄電量の回復を図るようにしたから、前述したように、電池の充電がより速やかに完了する。
【００２７】
なお、この場合、電池蓄電量に応じて目標トルクの増大補正量を設定する（例えば電池蓄電量が多いほど目標トルクの増大補正量を小さくする）ようにすると、電池蓄電量の低下が比較的軽度であるから、目標トルクの増大補正量がより小さくなり、その結果、エンジン回転数の増大も抑制されることとなる。
【００２８】
一方、電池の蓄電量が上記第２の所定値より小さいとき、つまり電池蓄電量の低下が比較的重度なときには、上記請求項４に記載の発明のように、電動過給機を制御することによって、増大補正した目標トルクを実現し、その増大分を利用してモータを発電機として機能させて電池の蓄電量の回復を図るようにしたから、前述したように、乗員が受ける違和感がより少なくて済む。
【００２９】
なお、この場合も、電池蓄電量に応じて目標トルクの増大補正量を設定する（例えば電池蓄電量が少ないほど目標トルクの増大補正量を大きくする）ようにすると、電池蓄電量の低下が比較的重度であるから、目標トルクの増大補正量がより大きくなり、その結果、電池の充電も速やかに行われることとなる。
【００３０】
次に、請求項６に記載の発明によれば、エンジンが過給不可状態（例えば低回転状態や高負荷状態等）にあるときは、電動過給機を作動状態とすべき第２状態であっても、電動過給機を非作動状態とする一方、モータを作動状態とするようにしたから、例えば、低回転状態において電動過給機を作動状態としたときに発生する電動過給機のサージング（脈動）の問題や、高負荷状態において電動過給機を作動状態としたときに発生するエンジンのノッキング（異常燃焼）の問題等を確実に回避しながら、目標トルクの達成を図ることができる。
【００３１】
そして、請求項７に記載の発明によれば、上記請求項６に記載の発明の構成に加えて、エンジン水温が低いほどエンジンの過給不可領域を縮小する（エンジン水温が低いほどノッキングの問題が起こり難くなるので）ようにしたから、高負荷状態において電動過給機を作動状態としたときに発生するエンジンのノッキングの問題を確実に回避しながら、電動過給機を第２状態においてなるべく多く作動状態とすることができる。以下、発明を実施するための最良の形態を通して、本発明をさらに詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１に示すように、本実施形態に係るパワートレイン１は、駆動源としてエンジン１０と駆動モータ１６とを併用するハイブリッド車両に搭載されている。パワートレイン１は、車両走行用の駆動力を発生するエンジン１０と、該エンジン１０の出力回転を無段階に変速することが可能な無段変速機１１とを含む。無段変速機１１は、特に種類は限定されないが、好ましくは、例えばインプットディスクとアウトプットディスクとの間にパワーローラを傾転自在に介在させたトロイダル型無段変速機、特に、トルクコンバータの採用を不要としたギヤードニュートラル方式の無段変速機等である。エンジン１０の出力トルクは、上記無段変速機１１で所定のギヤ比に変速された後、デファレンシャル装置１２等を経て左右の駆動輪１３，１３に伝達される。
【００３３】
エンジン１０と駆動輪１３，１３との間の動力伝達経路１４上に、例えばクラッチ等を用いた断接機構１５が配設され、この断接機構１５を介して、駆動モータ（アシストモータ）１６が上記動力伝達経路１４に連結されている。駆動モータ１６は、インバータ１７による電流制御により、電池１８からの電力の供給を受けて、車両を走行させるに足る回転駆動力を発生し、発生した駆動力は、上記断接機構１５を介して、動力伝達経路１４に導入される。駆動モータ１６は、減速回生時には、動力伝達経路１４上の回転駆動力を利用して電力を発電する発電機として機能することが可能であり、発電した電力は、電池１８に蓄えられる。
【００３４】
なお、本実施形態では、このように、アシストモータ１６は、動力伝達経路１４上で、変速機１１よりもあと（駆動輪１３，１３側）にあるので、エンジン１０の出力に対し、変速機１１のギヤ比で換算された出力を動力伝達経路１４に導入することとなる。
【００３５】
エンジン１０の出力軸に、ベルトやチェーン等を介して、交流発電機であるオルタネータ１９が連結されている。オルタネータ１９は、エンジン１０の出力回転で直接に駆動されて電力を発電し、発電した電力は、電池１８に蓄えられる。
【００３６】
エンジン１０の吸気通路２０に、吸気を過給してエンジン１０の出力増大を図る電動過給機２１が備えられている。電動過給機２１は、過給機モータ２２で、吸気通路２０上のタービン２３を回転駆動し、エンジン１０の自然吸気以上の量の吸気を燃焼室に圧送（過給）する。電動過給機２１は、上記駆動モータ１６と同様、電池１８からの電力の供給を受けて駆動する。
【００３７】
吸気通路２０において、電動過給機２１の下流に、インタークーラ２４とスロットル弁２５とがこの順に配設されている。スロットル弁２５は、専用のアクチュエータ２６で開閉駆動される電動式のものである。また、電動過給機２１の上流とインタークーラ２４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）２７が設けられている。この通路２７は、例えば低回転領域で電動過給機２１のタービン２３を通過する吸気流量が少ないときに、電動過給機２１の過給能力を確保するために、いったんインタークーラ２４を出た吸気を再び電動過給機２１の上流に戻して、タービン２３を通過する吸気流量を確保するためのものである。バイパス通路２７には、該通路２７の開度（すなわちタービン２３を通過する吸気の循環量）を調整するリリーフ弁２８が設けられている。
【００３８】
このように、このパワートレイン１の電気システムは、駆動モータ１６、オルタネータ１９、及び電動過給機２１のモータ２２がそれぞれ電池１８と電気的に接続された構成である。そして、駆動モータ１６の駆動時及び過給機モータ２２の駆動時には、上記電池１８からそれぞれに電力が供給される一方、駆動モータ１６が減速回生時に発電機として機能するとき、及びオルタネータ１９がエンジン１０の出力回転により発電を行うときには、その発電電力が上記電池１８に供給されて、該電池１８の充電に充てられる。
【００３９】
このパワートレイン１のコントロールユニット４０は、電動過給機２１のモータ２２の温度を検出する過給機モータ温度センサ２９からの信号、吸気通路２０におけるインタークーラ２４を出た直後の吸気温度を検出する吸気温度センサ３０からの信号、吸気通路２０におけるスロットル弁２５の直上流の吸気圧を検出する吸気圧センサ３１からの信号、運転者によるアクセルペダル３２の踏込量を検出するアクセル開度センサ３３からの信号、エンジン１０の冷却水温度を検出する水温センサ３４からの信号、エンジン１０の回転数を検出するエンジン回転数センサ３５からの信号、駆動モータ１６、インバータ１７及び電池１８の各温度を検出する温度センサ３６，３７，３８からの信号、及び電池１８の蓄電量に関する状態量（例えば電圧値や電流値等）を検出する蓄電量センサ３９からの信号等を入力し、そして、それらの入力結果に基いて、バイパス通路２７上のリリーフ弁２８、電動過給機２１のモータ２２、スロットル弁２５を開閉駆動するスロットルアクチュエータ２６、無段変速機（より詳しくは、例えば変速制御用の油圧制御回路に配設された各種ソレノイドや調圧弁等）１１、及び駆動モータ１６への印加電流制御用のインバータ１７等に各種の制御信号を出力して、エンジン１０の出力制御や、モータ１６のトルクアシスト制御、あるいは電動過給機２１のトルク増大制御等を実行する。
【００４０】
次に、このパワートレイン１の特徴を図２以下を参照して説明する。まず、図２は、上記エンジン１０の制御領域を示すマップである。このマップにおいては、エンジン回転数とトルクとをパラメータとして３つの領域Ｘ，Ｙ，Ｚが設定されている。最も低トルク側の領域Ｘは、自然吸気領域、すなわち非過給領域である。この領域Ｘでは、モータ１６も電動過給機２１も駆動されず、エンジン１０の自然吸気による出力のみが得られる。この自然吸気領域Ｘに隣接して高トルク側の領域Ｙは、電動過給領域である。この領域Ｙでは、電動過給機２１のみが駆動され、電動過給機２１によるトルク増大が図られる。この電動過給領域Ｙに隣接して最も高トルク側の領域Ｚは、モータアシスト領域である。この領域Ｚでは、電動過給機２１に加えてモータ１６も駆動され、該モータ１６によるトルクアシストが行われる。
【００４１】
ここで、後述するように、目標トルクは、車速又はエンジン回転数と、アクセル開度（エンジン負荷）とに基いて設定される。したがって、運転者が加速を要求してアクセルペダル３２を踏み込むと、例えば目標トルクが図中のＡ→Ｂに示すように増大し、自然吸気領域Ｘから電動過給領域Ｙへの移行が起こる。その結果、エンジン１０はフルスロットルで運転され、かつ電動過給機２１が目標トルクを達成するように駆動制御される。あるいは、運転者がより大きな加速を要求してアクセルペダル３２をより大きく踏み込むと、例えば目標トルクが図中のＡ→Ｃに示すように増大し、自然吸気領域Ｘからモータアシスト領域Ｚへの移行が起こる。その結果、エンジン１０はフルスロットルで運転され、かつ電動過給機２１が最大タービン回転数で駆動されると共に、さらにモータ１６が目標トルクを達成するように駆動制御される。
【００４２】
図中に示した領域Ｘ，Ｙを区分するラインＴｗｏｔは、本実施形態においては、エンジン１０の自然吸気による最大トルクラインであり、図中に示した領域Ｙ，Ｚを区分するラインＴｙは、本実施形態においては、電動過給機２１が最大タービン回転数で駆動されたときのトルクラインである。
【００４３】
このように、本実施形態においては、目標トルクが第１の所定値Ｔｗｏｔ以下である第１状態（領域Ｘ）では、モータ１６及び電動過給機２１ともに非作動状態として、車両をエンジン１０の自然吸気による出力のみで走行させ、目標トルクが上記第１の所定値Ｔｗｏｔより大きく該第１所定値Ｔｗｏｔより大きな第２の所定値Ｔｙ以下である第２状態（領域Ｙ）では、電動過給機２１のみを作動状態として、該電動過給機２１によるトルク増大を図り、目標トルクが上記第２の所定値Ｔｙより大きな第３状態（領域Ｚ）では、モータ１６及び電動過給機２１ともに作動状態として、該モータ１６によるトルクアシストも行うようにしている。すなわち、電動過給機２１によるトルク増大を主たるトルク高揚手段として用い、モータ１６によるトルクアシストを従たるトルク高揚手段として用いるようにしている。したがって、モータ１６の使用頻度が可及的に少なくなり、モータ１６や電池１８の発熱が抑制され、モータ１６の長時間連続作動が可能となり、またモータ１６の耐久性も確保される。
【００４４】
例えば、図３は、本実施形態における自然吸気領域Ｘから電動過給領域Ｙへの移行時（緩加速時）のタイムチャートである。領域Ｙでは電動過給機２１が駆動される結果、移行制御の開始時刻ｔａから実トルクの立上りに応答遅れが生じる。これは、電動過給機２１に電力を供給してから（時刻ｔａ）、吸気通路２１に配設したタービン２３の回転数が目標回転数Ｎｂｏまで上昇して（時刻ｔｂ）、過給圧が目標圧に達するまでに比較的長い時間がかかることに起因する。しかし、この図３の場合は緩加速であるから、目標トルクＴｏの立上りも緩やかで、実トルクが目標トルクＴｏから大きく応答遅れを生じることは回避される。
【００４５】
これに対し、図４は、本実施形態における自然吸気領域Ｘから電動過給領域Ｙへの移行時（急加速時）のタイムチャートである。この図４の場合は急加速であるから、目標トルクＴｏの立上りが急である。一方、電動過給機２１によるトルク増分の立上りは、符号アのように、緩やかであるから、実トルクが目標トルクＴｏから大きく応答遅れを生じてしまう。そこで、このような加速要求のあるときは、自然吸気領域Ｘから電動過給領域Ｙへの移行の初期において、モータ１６を一時的に作動状態として加速応答性を高めるようにする。図例は、フィードフォワード制御でモータ１６を一時的に駆動する場合を示し、目標トルクＴｏと、加速応答性改善のためのモータ１６によるトルクアシストとの間に、幾分の乖離が生じている。
【００４６】
一方、図５は、同じく本実施形態における自然吸気領域Ｘから電動過給領域Ｙへの移行時（急加速時）のタイムチャートである。この図５の場合はフィードバック制御によってモータ１６を一時駆動している。その結果、図示したように、加速応答性改善のためのモータ１６によるトルクアシストが、精度よく、目標トルクＴｏに追随して収束している。ただし、この場合も、電動過給機２１のみによるトルク増分の立上りは、符号イのように、緩やかである。
【００４７】
次に、図６は、本実施形態における自然吸気領域Ｘからモータアシスト領域Ｚへの移行時（緩加速時）のタイムチャートである。図３の場合と同様、緩加速であるから、目標トルクＴｏの立上りが緩やかで、その結果、実トルクが目標トルクＴｏから大きく応答遅れを生じることは回避される。もっとも、この場合は緩加速であるから、実質的には、いったん自然吸気領域Ｘから電動過給領域Ｙへの移行が起こったのち、電動過給領域Ｙからモータアシスト領域Ｚへの移行が起こっているといえる。
【００４８】
これに対し、図７は、本実施形態における自然吸気領域Ｘからモータアシスト領域Ｚへの移行時（急加速時）のタイムチャートである。この場合は急加速であるから、目標トルクＴｏの立上りが急である。一方、電動過給機２１によるトルク増分の立上りは、符号ウのように、緩やかであるから、たとえモータ１６が最初から目標トルクＴｏを達成するように作動状態とされていても、実トルクは目標トルクＴｏから大きく応答遅れを生じてしまう。
【００４９】
そこで、このような加速要求のあるときは、自然吸気領域Ｘからモータアシスト領域Ｚへの移行の初期において、一時的に、モータ１６を、目標トルクＴｏを達成するよりも多くのトルクを発生するように大きく駆動して、加速応答性の改善を図るようにする。図例は、フィードフォワード制御でモータ１６を初期駆動する場合を示し、目標トルクＴｏと加速応答性改善のためのモータトルクアシストとの間に、幾分の乖離が生じている。
【００５０】
これに対し、図８は、同じく本実施形態における自然吸気領域Ｘからモータアシスト領域Ｚへの移行時（急加速時）のタイムチャートであるが、フィードバック制御でモータ１６を初期駆動する場合を示し、加速応答性改善のためのモータトルクアシストが、精度よく、目標トルクＴｏに収束していることを示している。ただし、ここでも、電動過給機２１のみによるトルク増分の立上りは、符号エのように、緩やかである。
【００５１】
次に、図９は、本実施形態における電動過給領域Ｙから自然吸気領域Ｘへの移行時のタイムチャートである。電動過給領域Ｙで電池１８の放電が続き、その結果、自然吸気領域Ｘに復帰したときに、電池蓄電量が所定値Ａ１より小さくなっているような場合は、目標トルクＴｏを所定量Ｔｃｈｇだけ増大補正し、自然吸気領域Ｘにおいて、この増大補正された合計トルクＴｅｇが実現するようにエンジン１０を制御する。そして、その増大補正された合計トルクＴｅｇのうちの増大分Ｔｃｈｇを利用して、モータ１６を発電機として機能させて、電池１８を充電する。
【００５２】
図例は、自然吸気領域Ｘへの移行時刻ｔｘから時刻ｔｙまでの間に、符号オで示すように、電池蓄電量が比較的緩やかに回復していることを示している。
【００５３】
このように、モータ１６を非作動状態とする自然吸気領域Ｘにおいて、電池１８の蓄電量が所定値Ａ１より小さいときは、上記モータ１６を発電機として機能させて、上記電池１８を充電するようにしたから、例えば、領域Ｙや領域Ｚでモータ１６を作動状態とする場合に、該モータ１６によるトルクアシストを十分確保することができる。しかも、モータ１６を発電機として機能させる分Ｔｃｈｇだけ目標トルクＴｏを増大補正するから、本来の車両の走行性に影響を及ぼすことがない。
【００５４】
次に、図１０も同様に、本実施形態における電動過給領域Ｙから自然吸気領域Ｘへの移行時のタイムチャートであるが、この場合は、自然吸気領域Ｘへの移行時刻ｔｘに、電池１８の蓄電量が上記所定値Ａ１よりもさらに低い第２所定値Ａ２以下まで大きく低下している。この場合は、増大補正量Ｔｃｈｇがより大きくされ、合計トルクＴｅｇが本来の目標トルクＴｏよりさらに大きくなっている。そして、自然吸気領域Ｘにおいて、この増大補正された合計トルクＴｅｇが実現するようにエンジン１０と電動過給機２１とを制御する。その結果、やはり、自然吸気領域Ｘにおいて、増大補正された合計トルクＴｅｇのうちの増大分Ｔｃｈｇを利用して、モータ１６を発電機として機能させて、電池１８を充電することが可能となる。
【００５５】
ここで、上記図９の場合では、増大補正した目標トルクＴｅｇが実現するようにエンジン１０のみを制御するのに対し、この図１０の場合では、増大補正した目標トルクＴｅｇが実現するように電動過給機２１を制御する点で相違する。その結果、図９の場合では、電池１８の電力を消費することがないから、電池１８の充電がより速やかに完了する。一方、図１０の場合では、エンジン回転数の増大が抑制されるから、乗員が受ける違和感がより少なくて済む。
【００５６】
また、電池蓄電量の低下がより大きい図１０の場合は、蓄電量が第２所定値Ａ２以上に回復するまで（時刻ｔｘ〜時刻ｔｚ）、電動過給機２１も駆動して、符号カのように、速やかな充電を図っている。そして、蓄電量が第２所定値Ａ２以上に回復したのちは、第１所定値Ａ１に回復するまで（時刻ｔｚ〜時刻ｔｙ）、エンジン１０のみを制御して、符号キのように、緩やかな充電を図っている。
【００５７】
以下、フローチャートに従ってさらに詳しく説明する。なお、前述したように、本実施形態では、モータ１６は変速機１１のあとに配置されているので、モータ１６に関する駆動制御は、エンジン１０に対し、変速機１１のギヤ比換算をした駆動制御を行っている。
【００５８】
図１１は、エンジン１０の制御動作の第１例（特に、上記図４、図７の場合）を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１で、各種信号を入力した後、ステップＳ２で、アクセル開度αとエンジン回転数Ｎｅとから目標トルクＴｏを算出する。次いで、ステップＳ３で、目標トルクＴｏが第１の所定値Ｔｗｏｔ以下か否かを判定し、その結果、ＹＥＳのとき、つまり第１状態（自然吸気領域Ｘ）であるときは、モータ１６及び電動過給機２１をともに非作動状態とする、例えばアクセル開度αやエンジン回転数Ｎｅ等に基く周知のパワートレイン制御を行う。ただし、図示したように、この第１状態では、ステップＳ４で、上記図９、図１０に示した充電制御のサブルーティン（後述する）を実行する。
【００５９】
一方、上記ステップＳ３でＮＯのときは、ステップＳ５で、スロットル開度ＴＶＯを１００％とした後、ステップＳ６で、運転状態が過給不可領域にあるか否か、より具体的には、エンジン回転数Ｎｅがサージング領域、又は目標トルクＴｏがノッキング領域にあるか否かを判定する。ここで、図１２に例示するように、エンジン回転数Ｎｅが相対的に低い領域がサージング領域とされている。このサージング領域で電動過給機２１を駆動すると、高い可能性で電動過給機２１にサージング（脈動）の問題が発生する。また、目標トルクＴｏが相対的に高い領域がノッキング領域とされている。このノッキング領域で電動過給機２１を駆動すると、高い可能性でエンジン１０にノッキング（異常燃焼）の問題が発生する。
【００６０】
ただし、図示したように、エンジン水温が低いほどノッキング領域は縮小される。これは、エンジン水温が低いほどノッキングの問題が起こり難くなるからであり、これによって、エンジン水温が低いときは目標トルクＴｏが高くても電動過給機２１の駆動が許可されることとなる。
【００６１】
図１１に戻り、上記ステップＳ６でＮＯのとき、つまり電動過給機２１を駆動しても問題のないときは、ステップＳ７で、目標トルクＴｏが第２の所定値Ｔｙ以上か否かを判定する。その結果、ＮＯのとき、つまり第２状態（電動過給領域Ｙ）であるときは、ステップＳ８で、目標トルクＴｏに基いて、目標トルクＴｏを実現する電動過給機２１によるトルクの増分（必要過給トルク）Ｔｂｏを演算する。次いで、ステップＳ９で、上記必要過給トルクＴｂｏを達成する電動過給機２１のタービン２３の回転数（目標過給回転数）Ｎｂｏを設定する。そして、ステップＳ１０で、上記目標過給回転数Ｎｂｏが実現するように電動過給機２１をフィードバック制御する。次に、ステップＳ１１で、領域Ｘから領域Ｙへの加速時モータ制御を実行するが、これについては後述する。
【００６２】
一方、上記ステップＳ７でＹＥＳのとき、つまり第３状態（モータアシスト領域Ｚ）であるときは、ステップＳ１２で、タービン回転数Ｎｂが最大となるように電動過給機２１をフィードバック制御したうえで、ステップＳ１３で、目標トルクＴｏと、過給機２１によるトルク増分Ｔｂとから、モータ１６によるアシストトルクＴｍを設定する（ただし、前述したように、変速機１１のギヤ比換算を行っている。以下、モータ１６の駆動制御に関しては、これに準じて同様）。そして、次のステップＳ１４で、上記アシストトルクＴｍが実現するように、モータ１６を駆動制御することになるが、これについても後述する。
【００６３】
さらに、上記ステップＳ６でＹＥＳのとき、つまりサージングやノッキングの問題が発生するから電動過給機２１の駆動が許可されないときは、ステップＳ１５で、目標トルクＴｏがモータ１６の最大トルク以下か否かを判定し、その結果、ＹＥＳのときは、ステップＳ１６で、目標トルクＴｏが実現するようにモータ１６を制御する。一方、ＮＯのときは、ステップＳ１７で、無断変速機をシフトダウンする。これにより、本来は電動過給機２１が分担すべきトルクの増分を、無段変速機１１のギヤ比を大きくする（減速する）ことで補填することができ、結果的に目標トルクＴｏに相当する駆動力が達成される。この意味で、無段変速機１１は、狙いのギヤ比を実現できるから（狙いのトルク増分を補填できるから）、ギヤ比が固定の通常の自動変速機に比べて、この場合、好ましいことになる。
【００６４】
次に、上記ステップＳ１１の領域Ｘから領域Ｙへの加速時モータ制御は、図１３に示すフローチャートに従って行われる。まず、ステップＳ２１で、前回は領域Ｘであったか否かを判定し、ＹＥＳのときは、ステップＳ２２で、経過時間Ｃのカウントを開始し、ＮＯのときは、ステップＳ２３で、経過時間Ｃのカウントを続ける。
【００６５】
次いで、ステップＳ２４で、アクセル開度変化Δαが所低値Ａ１以上か否か、つまり上記図４の場合のような比較的急な加速が要求されているか否かを判定し、ＹＥＳのときは、ステップＳ２５で、領域Ｙに移行してからの経過時間Ｃが所定時間Ｃ１（図４参照）以下であることを確認したうえで、ステップＳ２６で、目標トルクＴｏや、アクセル開度変化Δα、あるいは経過時間Ｃ等に基いて、加速応答性改善のためのモータ１６のアシストトルクＴｍａｃを設定する。そして、ステップＳ２７で、上記加速用アシストトルクＴｍａｃが実現するように、モータ１６をフィードフォワード制御する。
【００６６】
一方、上記ステップＳ２４で急加速でないとき、又は上記ステップＳ２５で経過時間Ｃが所定時間Ｃ１を超えたときは、ステップＳ２８で、経過時間Ｃのカウントを終了し、ステップＳ２９で、領域Ｙへの移行初期におけるモータ１６の一時的駆動を終了する。
【００６７】
また、上記ステップＳ１４の領域Ｘから領域Ｚへの加速時モータ制御は、図１４に示すフローチャートに従って行われる。まず、ステップＳ３１で、前回は領域Ｘであったか否かを判定し、ＹＥＳのときは、ステップＳ３２で、経過時間Ｃのカウントを開始し、ＮＯのときは、ステップＳ３３で、経過時間Ｃのカウントを続ける。
【００６８】
次いで、ステップＳ３４で、アクセル開度変化Δαが所低値Ａ２以上か否か、つまり上記図７の場合のような比較的急な加速が要求されているか否かを判定し、ＹＥＳのときは、ステップＳ３５で、領域Ｚに移行してからの経過時間Ｃが所定時間Ｃ２（図７参照）以下であることを確認したうえで、ステップＳ３６で、目標トルクＴｏや、アクセル開度変化Δα、あるいは経過時間Ｃ等に基いて、加速応答性改善のためのモータ１６のアシストトルクＴｍａｃを設定する。
【００６９】
さらに、ステップＳ３７で、上記図１１のステップＳ１３で算出したアシストトルクＴｍ、つまりモータアシスト領域Ｚで目標トルクＴｏを達成するために本来的に算出されたモータトルクＴｍに、上記加速応答性改善のために追加算出したアシストトルクＴｍａｃを加算する。そして、ステップＳ３８で、上記加速用アシストトルクＴｍａｃを含んだアシストトルクＴｍが実現するように、モータ１６をフィードフォワード制御する。
【００７０】
一方、上記ステップＳ３４で急加速でないとき、又は上記ステップＳ３５で経過時間Ｃが所定時間Ｃ２を超えたときは、ステップＳ３９で、経過時間Ｃのカウントを終了したうえで、ステップＳ３８に進んで、アシストトルクＴｍ、この場合は、加速用アシストトルクＴｍａｃを含んでいない、本来の、領域Ｚで目標トルクＴｏを達成するためのアシストトルクＴｍが実現するように、モータ１６を駆動制御する。
【００７１】
次に、上記ステップＳ４の充電制御は、図１５、又は図１７〜図１９に示すフローチャートのいずれかに従って行われる。まず、図１５の制御第１例では、ステップＳ４１で、電池蓄電量が所定量Ａ以下のときに、ステップＳ４２に進んで、電池蓄電量から充電用トルクＴｃｈｇを設定する。ここで、例えば、図１６に示すように、電池蓄電量が低いほど充電用トルクＴｃｈｇは大きな値に設定される。図例では、蓄電量が５０％以上で充電用トルクＴｃｈｇがゼロになるから、結局、上記ステップＳ４１の判定用所定量Ａを５０％としてもよい。
【００７２】
次いで、ステップＳ４３で、目標トルクＴｏと充電用トルクＴｃｈｇとを足し合わせて合計トルクＴｅｇとし、ステップＳ４４で、上記合計トルクＴｅｇが実現するように、スロットル開度ＴＶＯを制御する。すなわち、この例は、増大補正した目標トルクＴｅｇが実現するようにエンジン１０のみを制御する例である。そして、ステップＳ４５で、上記充電用トルクＴｃｈｇを利用して、モータ１６を発電機として機能させ、発電した電力を電池１８に充電する。
【００７３】
次に、図１７の制御第２例では、ステップＳ５１で、電池蓄電量が所定量Ａ以下のときに、ステップＳ５２に進んで、電池蓄電量から充電用トルクＴｃｈｇを設定する。次いで、ステップＳ５３で、上記充電用トルクＴｃｈｇを達成する電動過給機２１のタービン回転数Ｎｂを設定する。そして、ステップＳ５４で、上記タービン回転数Ｎｂが実現するように、電動過給機２１をフィードバック制御する。すなわち、この例は、増大補正した目標トルクＴｅｇが実現するように電動過給機２１を制御する例である。そして、ステップＳ５５で、上記充電用トルクＴｃｈｇを利用して、モータ１６を発電機として機能させ、発電した電力を電池１８に充電する。
【００７４】
次に、図１８の制御第３例は、上記図９及び図１０の場合の制御動作であって、ステップＳ６１で、電池蓄電量が第１の所定量Ａ１以下のときに、ステップＳ６２に進んで、電池蓄電量から充電用トルクＴｃｈｇを設定する。次いで、ステップＳ６３で、電池蓄電量が第２の所定量Ａ２以下か否かを判定し、ＮＯのとき、つまり上記図９の事例の場合は、ステップＳ６４で、目標トルクＴｏと充電用トルクＴｃｈｇとを足し合わせて合計トルクＴｅｇとし、ステップＳ６５で、上記合計トルクＴｅｇが実現するように、スロットル開度ＴＶＯを制御する。すなわち、増大補正した目標トルクＴｅｇが実現するようにエンジン１０を制御する。そして、ステップＳ６８で、上記充電用トルクＴｃｈｇを利用して、モータ１６を発電機として機能させ、発電した電力を電池１８に充電する。
【００７５】
一方、上記ステップＳ６３でＹＥＳのとき、つまり上記図１０の事例の場合は、ステップＳ６６で、上記充電用トルクＴｃｈｇを達成する電動過給機２１のタービン回転数Ｎｂを設定する。そして、ステップＳ６７で、上記タービン回転数Ｎｂが実現するように、電動過給機２１をフィードバック制御する。すなわち、増大補正した目標トルクＴｅｇが実現するように電動過給機２１を制御する。そして、上記ステップＳ６８を実行する。その後、電池蓄電量が第２所定量Ａ２以上に回復すると、ステップＳ６４，Ｓ６５に進んで、エンジン１０のみの制御に切り換わる（時刻ｔｚ）。
【００７６】
次に、図１９の制御第４例では、まずステップＳ７１で、電池蓄電量から充電用トルクＴｃｈｇを設定し、次いで、ステップＳ７２で、目標トルクＴｏと充電用トルクＴｃｈｇとを足し合わせて合計トルクＴｅｇとする。次いで、ステップＳ７３で、合計トルクＴｅｇが第１所定トルクＴｗｏｔ以下か否かを判定し、ＹＥＳのときは、ステップＳ７４で、上記合計トルクＴｅｇが実現するように、スロットル開度ＴＶＯを制御する。すなわち、増大補正した目標トルクＴｅｇが実現するようにエンジン１０を制御する。そして、ステップＳ７９で、上記充電用トルクＴｃｈｇを利用して、モータ１６を発電機として機能させ、発電した電力を電池１８に充電する。
【００７７】
一方、上記ステップＳ７３でＮＯのときは、ステップＳ７５で、スロットル開度ＴＶＯを１００％にしたうえで、ステップＳ７６で、合計トルクＴｅｇに基き、電動過給機２１によるトルク増分Ｔｂ、つまり合計トルクＴｅｇを実現する目標過給機トルクを設定する。そして、ステップＳ７７で、上記目標過給機トルクＴｂを達成するタービン回転数Ｎｂを設定し、ステップＳ７８で、上記タービン回転数Ｎｂを実現するように電動過給機２１をフィードバック制御する。その後、ステップＳ７９を実行する。
【００７８】
次に、図２０〜図２１のフローチャートに従って、エンジン１０の制御動作の第２例（特に、上記図５、図８の場合）を説明する。ただし、ステップＳ８１〜Ｓ８５は、前述の図１１のステップＳ１〜Ｓ５に同じであるから説明は省略し、ステップＳ８６以下に説明を加える。このステップＳ８６に進んだときは、目標トルクＴｏが第１の所定トルクＴｗｏｔよりも大きい場合であって、スロットル開度ＴＶＯを１００％とし、エンジン１０をフルスロットル運転している。
【００７９】
この制御第２例が、図１１の制御第１例と相違する点は、まず、制御第１例では、加速応答性改善のためのモータ１６によるトルクアシストをフィードフォワードで実行していたのに対し、この制御第２例では、それをフィードバック制御で行っている点である。
【００８０】
また、制御第１例では、目標トルクＴｏを第１所定値Ｔｗｏｔ及び第２所定値Ｔｙと大小比較して、領域判定Ｘ，Ｙ，Ｚをしていたのに対し、この制御第２例では、目標トルクＴｏを第１所定値Ｔｗｏｔとのみ大小比較して、自然吸気領域Ｘと、それ以上のトルクが要求される領域Ｙ，Ｚとの判別のみ行い、後者領域の場合に、電動過給機２１を優先使用しつつ、該電動過給機２１だけでは目標トルクＴｏが実現できないときに限って、モータ１６を駆動するようにしている点である。これによっても、結果的に、電動過給機２１だけで目標トルクＴｏが実現できるときは、電動過給領域Ｙ（第２状態）にいると判断し、それができないときは、モータアシスト領域Ｚ（第３状態）にいると判断していることになる。
【００８１】
すなわち、まずステップＳ８６で、電動過給機２１によるトルク増分の最大値Ｔｂｘを設定する。この設定は、上記図１２のマップを用いて、現在のエンジン回転数Ｎｅに基き行う。上記図１２のマップを用いるにあたり、サージング領域及びノッキング領域を除外するのはいうまでもない。
【００８２】
次いで、ステップＳ８７で、トルクの差分（Ｔｏ−Ｔｗｏｔ）が、上記電動過給機２１によるトルク増分の最大値Ｔｂｘより大きいか否かを判定し、ＮＯのときは、上記トルク差分（Ｔｏ−Ｔｗｏｔ）を電動過給機２１の駆動制御のみで達成できるから、ステップＳ８８で、上記トルク差分（Ｔｏ−Ｔｗｏｔ）を目標過給トルクＴｂとし、ステップＳ８９で、上記目標過給トルクＴｂを達成するタービン回転数Ｎｂを求め、そして、ステップＳ９０で、上記タービン回転数Ｎｂが実現するように電動過給機２１をフィードバック制御する。
【００８３】
一方、上記ステップＳ８７でＹＥＳのときは、上記トルク差分（Ｔｏ−Ｔｗｏｔ）を電動過給機２１の駆動制御のみでは達成できず、残りをモータ１６のアシストトルクに依存することになるから、ステップＳ９１で、タービン回転数Ｎｂが最大となるように電動過給機２１をフィードバック制御したうえで、次のステップＳ９２に進む。
【００８４】
ステップＳ９２では、タービン回転数や吸気圧等から実エンジントルクＴｅを推定し、ステップＳ９３で、実トルクＴｅが目標トルクＴｏ以上か否かを判定する。そして、ＹＥＳの場合は、電動過給機２１の駆動だけで、目標トルクＴｏが達成しているから、モータ１６のトルクアシストはスキップして、パワートレイン制御（エンジン１０及び変速機１１の制御）に移る。
【００８５】
これに対し、上記ステップＳ９３で、ＮＯのときは、電動過給機２１の駆動だけでは目標トルクＴｏが達成していないことになる。ここで、その意味は２通りある。すなわち、目標トルクが第３の状態（モータアシスト領域Ｚ）にあること、及び電動過給機２１の応答遅れの期間中であること、の２つである。いずれにせよ、モータ１６のアシストトルクをフィードバック制御することにより目標トルクＴｏを達成することとなる。
【００８６】
まず、ステップＳ９４で、図中の数式に表したように、目標トルクと実トルクとの偏差（Ｔｏ−Ｔｅ）に基いて、要求されているアシスト量（目標アシスト量）Ｐａｓｔを算出する（出力、つまりパワーに換算する）。ここで、ηａｓｔは、トランスミッション効率である。
【００８７】
次いで、ステップＳ９５で、電池１８の温度と、電池１８の蓄電量とから、電池１８の最大出力Ｐｂａｔを計算する。ここで、図２２に示すように、電池最大出力Ｐｂａｔは、電池温度が低いほど大きな値に計算され、また電池蓄電量が大きいほど大きな値に計算される。
【００８８】
次いで、ステップＳ９６で、モータ１６の温度と、インバータ１７の温度とから、モータ１６の最大出力Ｐｍｏｔを計算する。ここで、図２３に示すように、モータ最大出力Ｐｍｏｔは、モータ温度が低いほど大きな値に計算され、またインバータ温度が低いほど大きな値に計算される。
【００８９】
次いで、ステップＳ９７で、モータ最大出力Ｐｍｏｔをモータ・インバータ効率ηｍｏｔで補正したうえで、ステップＳ９８で、上記２種の最大出力ＰｂａｔとＰｍｏｔのうち値が小さいほうをモータ１６が出力可能な最大アシスト量Ｐａに採用する。
【００９０】
そして、ステップＳ９９で、上記最大アシスト量Ｐａが要求アシスト量Ｐａｓｔ以上か否かを判定し、ＹＥＳのとき、つまりモータ１６の駆動で要求アシスト量Ｐａｓｔが実現できるときは、ステップＳ１００で、出力が要求アシスト量Ｐａｓｔとなるようにモータ１６を駆動制御して、パワートレイン制御に移る。
【００９１】
これに対し、ステップＳ９９で、ＮＯのとき、つまりモータ１６の駆動では要求アシスト量Ｐａｓｔが実現できないときは、ステップＳ１０１で、出力が最大アシスト量Ｐａとなるようにモータ１６を駆動制御したうえで、ステップＳ１０２で、図１１のステップＳ１７と同様の理由により、変速機１１をシフトダウンして、パワートレイン制御に移る。
【００９２】
このように、本実施形態においては、図２を参照して前述したように、目標トルクＴｏが第１所定値Ｔｗｏｔ以下である第１状態（自然吸気領域）Ｘでは、モータ１６及び電動過給機２１ともに非作動状態として、車両をエンジン１０の自然吸気による出力のみで走行させ、目標トルクＴｏが第１所定値Ｔｗｏｔより大きく該第１所定値Ｔｗｏｔより大きな第２所定値Ｔｙ以下である第２状態（電動過給領域）Ｙでは、電動過給機２１のみを作動状態として、該電動過給機２１によるトルク増大を図り、目標トルクＴｏが第２所定値Ｔｙより大きな第３状態（モータアシスト領域）Ｚでは、モータ１６及び電動過給機２１ともに作動状態として、該モータ１６によるトルクアシストも行うようにしたから、すなわち、電動過給機２１によるトルク増大を主たるトルク高揚手段として用い、モータ１６によるトルクアシストを従たるトルク高揚手段として用いるようにしたから、モータ１６の使用頻度が可及的に少なくなり、モータ１６や電池１８の発熱が抑制され、モータ１６の長時間連続作動が可能となり、またモータ１６の耐久性も確保される。
【００９３】
そして、加速要求のある状態での第１状態Ｘから第２状態Ｙへの移行時には、その移行の初期に、一時的に、モータ１６を作動状態とするようにしたから、該モータ１６によるトルクアシストによって、電動過給機２１によるトルク増大の立上りの遅れ、すなわち電動過給機２１の応答遅れが補填されて、電動過給機２１の加速応答性の問題が抑制される。
【００９４】
また、加速要求のある状態での第１状態Ｘから第３状態Ｙへの移行時においても、その移行の初期に、一時的に、モータ１６を目標トルクＴｏを達成するよりも多くのトルクを発生するように駆動制御したから、やはり、該モータ１６によるトルクアシストによって、電動過給機２１によるトルク増大の立上りの遅れ、すなわち電動過給機２１の応答遅れが補填されて、電動過給機２１の加速応答性の問題が抑制される。
【００９５】
その場合に、モータ１６のトルクアシスト量を、目標トルクＴｏや、加速要求度合いΔα、あるいは第２状態Ｙや第３状態Ｚへ移行後の経過時間Ｃ等に応じて設定するようにしたから、目標トルクＴｏにより近いトルクが得られて、車両がより良好に加速する。
【００９６】
しかも、目標トルクＴｏが実現するようにエンジン１０の実トルクＴｅに応じてモータ１６をフィードバック制御した場合には、目標トルクＴｏが精度よく実現し、車両が理想通りに良好に加速する。
【００９７】
また、モータ１６を非作動状態とする第１状態Ｘにおいて、電池１８の蓄電量が所定値Ａ，Ａ１より小さいときは、上記モータ１６を発電機として機能させて、上記電池１８を充電するようにしたから、例えば、第２状態Ｙや第３状態Ｚでモータ１６を作動状態とする場合に、該モータ１６によるトルクアシストを十分確保することができる。しかも、モータ１６を発電機として機能させる分Ｔｃｈｇだけ目標トルクＴｏを増大補正するから、本来の車両の走行性に影響を及ぼすことがない。
【００９８】
その場合に、増大補正した目標トルクＴｅｇ（＝Ｔｏ＋Ｔｅｇ）が実現するようにエンジン１０を制御するときは、電池１８の電力を消費することがないから、電池１８の充電がより速やかに完了する。
【００９９】
一方、増大補正した目標トルクが実現するように電動過給機２１を制御するときは、エンジン回転数Ｎｅの増大が抑制されるから、乗員が受ける違和感がより少なくて済む。
【０１００】
さらに、電池１８の蓄電量の低下が比較的軽度なときは、エンジン１０を制御することによって、増大補正した目標トルクＴｅｇを実現し、その増大分Ｔｃｈｇを利用してモータ１６を発電機として機能させて電池１８の蓄電量の回復を図るようにしたときは、電池１８の充電がより速やかに完了する。この場合、電池蓄電量に応じて目標トルクの増大補正量Ｔｃｈｇを設定する（例えば電池蓄電量が多いほど目標トルクの増大補正量Ｔｃｈｇを小さくする）ようにしたから、電池蓄電量の低下が比較的軽度の場合は、目標トルクの増大補正量Ｔｃｈｇがより小さくなり、その結果、エンジン回転数Ｎｅの増大も抑制される。
【０１０１】
一方、電池１８の蓄電量の低下が比較的重度なときには、電動過給機２１を制御することによって、増大補正した目標トルクを実現し、その増大分Ｔｃｈｇを利用してモータ１６を発電機として機能させて電池１８の蓄電量の回復を図るようにしたときは、乗員が受ける違和感がより少なくて済む。この場合も、電池蓄電量に応じて目標トルクの増大補正量Ｔｃｈｇを設定するようにしたから、電池蓄電量の低下が比較的重度の場合は、目標トルクの増大補正量Ｔｃｈｇがより大きくなり、その結果、電池１８の充電も速やかに行われる。
【０１０２】
また、エンジン１０が過給不可状態（例えば低回転状態や高負荷状態等）にあるときは、電動過給機２１を作動状態とすべき第２状態Ｙや第３状態Ｘであっても、電動過給機２１を非作動状態とする一方、モータ１６を作動状態とするようにしたから、例えば、低回転状態において電動過給機２１を作動状態としたときに発生する電動過給機２１のサージング（脈動）の問題や、高負荷状態において電動過給機２１を作動状態としたときに発生するエンジン１０のノッキング（異常燃焼）の問題等を確実に回避しながら、目標トルクＴｏの達成を図ることができる。
【０１０３】
そして、その場合に、エンジン水温が低いほどノッキングの問題が起こり難くなるので、エンジン水温が低いほどエンジン１０の過給不可領域を縮小するようにすることができ、高負荷状態において電動過給機２１を作動状態としたときに発生するエンジン１０のノッキングの問題を確実に回避しながら、電動過給機２１を第２状態Ｙ及び第３状態Ｘにおいてなるべく多く作動状態とすることができる。
【０１０４】
以上説明した実施形態は、本発明を実施するための最良の形態ではあるが、特許請求の範囲を逸脱しない限り、なお種々の変更が可能なことはいうまでもない。例えば、上記実施形態では、無段変速機１１を用いたが、これに代えて、通常の自動変速機を用いても構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明によれば、電動過給機を備えたパワートレインにおいて、電動過給機及びモータの駆動をエンジンの運転状態に応じて制御する場合に、電動過給機の加速応答性の問題等を抑制することができる。本発明は、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走行用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パワートレインの技術分野において幅広い産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の最良の実施形態に係るパワートレインの制御システム図である。
【図２】上記パワートレインのエンジンの制御領域を示すマップである。
【図３】上記実施形態における領域Ｘから領域Ｙへの緩加速での移行時のタイムチャートである。
【図４】同じく領域Ｘから領域Ｙへの急加速での移行時のタイムチャートである。
【図５】同じく領域Ｘから領域Ｙへの急加速での移行時のタイムチャートである。
【図６】同じく領域Ｘから領域Ｚへの緩加速での移行時のタイムチャートである。
【図７】同じく領域Ｘから領域Ｚへの急加速での移行時のタイムチャートである。
【図８】同じく領域Ｘから領域Ｚへの急加速での移行時のタイムチャートである。
【図９】上記実施形態における充電制御のタイムチャートである。
【図１０】同じく充電制御のタイムチャートである。
【図１１】上記エンジンの制御動作の第１例を示すフローチャートである。
【図１２】図１１の制御で用いられる特性図である。
【図１３】図１１の制御中の領域Ｘから領域Ｙへの加速時モータ制御のサブルーティンを示すフローチャートである。
【図１４】図１１の制御中の領域Ｘから領域Ｚへの加速時モータ制御のサブルーティンを示すフローチャートである。
【図１５】図１１の制御中の充電制御の第１例のサブルーティンを示すフローチャートである。
【図１６】図１５の制御で用いられる特性図である。
【図１７】図１１の制御中の充電制御の第２例のサブルーティンを示すフローチャートである。
【図１８】図１１の制御中の充電制御の第３例のサブルーティンを示すフローチャートである。
【図１９】図１１の制御中の充電制御の第４例のサブルーティンを示すフローチャートである。
【図２０】上記エンジンの制御動作の第２例を示すフローチャートの前半部分である。
【図２１】同じく後半部分である。
【図２２】図２１の制御で用いられる特性図である。
【図２３】図２１の制御で用いられる特性図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１          パワートレイン
１０        エンジン
１１        無段変速機
１３        駆動輪
１４        動力伝達経路
１６        駆動モータ
１７        インバータ
１８        電池
２０        吸気通路
２１        電動過給機
２２        過給機モータ
２３        過給機タービン
２５        スロットル弁
２６        スロットルアクチュエータ
３１        吸気圧センサ
３２        アクセルペダル
３３        アクセル開度センサ
３４        水温センサ
３５        エンジン回転数センサ
３６        駆動モータ温度センサ
３７        インバータ温度センサ
３８        電池温度センサ
３９        電池蓄電量センサ
４０        コントロールユニット
Ｘ          自然吸気領域（非過給領域：第１状態）
Ｙ          電動過給領域（第２状態）
Ｚ          モータアシスト領域（第３状態）
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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