(57)【要約】【課題】  この発明は電動アシスト機能付きターボチャージャシステムに関し、ターボチャージャによる過給要求の発生を道路情報を利用して予測することにより、車両の走行中におけるターボラグを可能な限り解消することを目的とする。【解決手段】  ターボチャージャによる過給をアシストする電動機を設ける。車両の走行中に、道路情報を読み込む（ステップ１００）。ターボ回転数が既に高回転でなく（ステップ１０２）、車両が加速可能な環境に置かれており（ステップ１０６）、かつ、現在の走行地点が、道路情報に基づいて既定の加速ポイントであると判断された場合は（ステップ１０８）、電動機によるターボチャージャのプレアシストを開始する（ステップ１１０，１１２）。【選択図】      図３
2007071116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動アシスト機能付きターボチャージャシステムであって、
ターボチャージャによる過給をアシストする電動機と、
道路情報を出力する道路情報出力手段と、
前記道路情報に基づいて、ターボチャージャによる過給要求の予兆を検知する過給予兆検知手段と、
前記過給要求の予兆が検知された時点で、前記電動機を所定回転数で回転させ始めるプレアシスト駆動手段と、
を備えることを特徴とするターボチャージャシステム。
【請求項２】
前記過給予兆検知手段は、車両の走行地点が、スロットル開度の拡大が予測される加速ポイントと一致した時点で前記予兆の発生を判定する予兆発生判定手段を含むことを特徴とする請求項１記載のターボチャージャシステム。
【請求項３】
加速可能な環境が整っているか否かを判断する加速環境判断手段を備え、
前記過給要求予測手段は、前記加速可能な環境が整っている場合に限って前記予兆の発生を認める予兆判定許可手段を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のターボチャージャシステム。
【請求項４】
前記道路情報は、車両前方に確保されている直線距離の長さを含み、
前記加速環境判断手段は、前記加速可能な環境が整っているか否かを、前記直線距離に基づいて判断する直線距離判断手段を含むことを特徴とする請求項３記載のターボチャージャシステム。
【請求項５】
前記道路情報は、車両前方のカーブの曲率を含み、
前記加速環境判断手段は、前記加速可能な環境が整っているか否かを前記曲率に基づいて判断する曲率判断手段を含むことを特徴とする請求項３又は４記載のターボチャージャシステム。
【請求項６】
前記道路情報は、車両前方に確保されている直線距離の長さを含み、
前記所定回転数を前記直線距離に基づいて設定する回転数設定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載のターボチャージャシステム。
【請求項７】
前記道路情報は、車両前方のカーブの曲率を含み、
前記所定回転数を前記曲率に基づいて設定する回転数設定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載のターボチャージャシステム。
【請求項８】
車両情報を出力する車両情報出力手段を備え、
前記過給予兆検知手段は、前記過給要求の予兆の発生を、前記道路情報及び前記車両情報に基づいて判定することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載のターボチャージャシステム。
【請求項９】
前記電動機の作動によって送風された空気を、内燃機関に吸入されないようにバイパスさせるバイパス通路と、
前記バイパス通路の導通状態を制御するバイパス弁と、
前記プレアシスト駆動手段によって前記電動機の作動が開始された後、スロットル開度に判定値を超える増加が認められるまで、前記バイパス弁を開状態とするプレアシストバイパス手段と、
前記プレアシスト駆動手段によって前記電動機の作動が開始された後、スロットル開度に判定値を超える増加が認められた時点で、前記バイパス弁を閉状態とするバイパス終了手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載のターボチャージャシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動アシスト機能付きターボチャージャシステムに係り、特に、車載用内燃機関との組み合わせに適した電動アシスト機能付きターボチャージャシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特開平４−５４３２号公報に開示されるように、電動アシスト機能付きのターボチャージャシステムが知られている。ターボチャージャは、内燃機関の排気圧力を利用して過給を実現する装置であるため、排気圧力が小さい軽負荷領域では、十分な過給能力を発揮することができない。このため、ターボチャージャを搭載する内燃機関では、軽負荷領域でアクセルペダルが踏み込まれた際に、レスポンスの遅れ、つまり、所謂ターボラグが生じ易い。
【０００３】
上記従来のシステムは、車両の発進時にターボチャージャの過給機能を十分に活用して良好な発進特性を実現しようとしたものである。この機能を実現するために、上記のシステムでは、車両の停止時に、電動機によってターボチャージャの回転をアシストすることとしている。この場合、車両の発進時には、ターボラグを伴わずに、過給圧が速やかに上昇する。その結果、迅速なトルクの立ち上がりを得ることができ、良好な発進特性が実現できる。
【０００４】
更に、上記従来のシステムは、車両に搭載した勾配センサにより、車両の停止時に路面の勾配を検知することとしている。そして、このシステムは、路面の登り勾配がきついほど、電動機に供給する電力を大きくすることとしている。電動機は、供給電力が大きいほどターボチャージャを高速で回転させる。このため、このシステムによれば、登り勾配が厳しいほど、発進時に大きなトルクを発生させることができ、路面の勾配によらず常に良好な発進特性を実現することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平４−５４３２号公報
【特許文献２】特開平４−４３８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ターボラグの問題は、車両の発進時に限らず、軽負荷での走行中にも発生する。つまり、ターボチャージャを搭載する内燃機関においては、軽負荷運転からの加速時には、ターボラグの影響でトルクの立ち上がりに遅れが生ずるのが通常である。上記従来の装置は、車両の停止時にターボチャージャをアシストするものであり、車両の走行中には、そのようなアシストをすることはできない。このため、この装置によっては、車両の走行中に生ずるターボラグを解消することはできない。
【０００７】
ところで、車両の走行環境を分析してみると、軽負荷運転からの加速は、特定の地点で求められやすいことが判る。例えば、平坦路が登坂路に変化した直後は、運転者が車速の低下に気が付いた時点で、軽負荷運転からの加速が求められることが少なくない。また、一般道から高速道への進入路では、本線への合流のために、軽負荷からの加速が要求されるのが通常である。
【０００８】
これらの地点は、ナビゲーション装置において利用されているような既存の道路情報を利用することにより、車両上で認識することが可能である。そして、その認識が可能であれば、車両の走行中に、軽負荷運転から加速が要求される場面の発生を予測することが可能である。更に、その予測が可能であれば、現実に加速が要求される前にターボチャージャにアシストを加えており、ターボラグの問題を解消することも可能である。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ターボチャージャによる過給要求の発生を道路情報を利用して予測することにより、車両の走行中におけるターボラグを可能な限り解消することのできる電動アシスト機能付きターボチャージャシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、電動アシスト機能付きターボチャージャシステムであって、
ターボチャージャによる過給をアシストする電動機と、
道路情報を出力する道路情報出力手段と、
前記道路情報に基づいて、ターボチャージャによる過給要求の予兆を検知する過給予兆検知手段と、
前記過給要求の予兆が検知された時点で、前記電動機を所定回転数で回転させ始めるプレアシスト駆動手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記過給予兆検知手段は、車両の走行地点が、スロットル開度の拡大が予測される加速ポイントと一致した時点で前記予兆の発生を判定する予兆発生判定手段を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、
加速可能な環境が整っているか否かを判断する加速環境判断手段を備え、
前記過給要求予測手段は、前記加速可能な環境が整っている場合に限って前記予兆の発生を認める予兆判定許可手段を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、第４の発明は、第３の発明において、
前記道路情報は、車両前方に確保されている直線距離の長さを含み、
前記加速環境判断手段は、前記加速可能な環境が整っているか否かを、前記直線距離に基づいて判断する直線距離判断手段を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、第５の発明は、第３又は第４の発明において、
前記道路情報は、車両前方のカーブの曲率を含み、
前記加速環境判断手段は、前記加速可能な環境が整っているか否かを前記曲率に基づいて判断する曲率判断手段を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記道路情報は、車両前方に確保されている直線距離の長さを含み、
前記所定回転数を前記直線距離に基づいて設定する回転数設定手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、
前記道路情報は、車両前方のカーブの曲率を含み、
前記所定回転数を前記曲率に基づいて設定する回転数設定手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、第８の発明は、第１乃至第７の発明の何れかにおいて、
車両情報を出力する車両情報出力手段を備え、
前記過給予兆検知手段は、前記過給要求の予兆の発生を、前記道路情報及び前記車両情報に基づいて判定することを特徴とする。
【００１８】
また、第９の発明は、第１乃至第８の発明の何れかにおいて、
前記電動機の作動によって送風された空気を、内燃機関に吸入されないようにバイパスさせるバイパス通路と、
前記バイパス通路の導通状態を制御するバイパス弁と、
前記プレアシスト駆動手段によって前記電動機の作動が開始された後、スロットル開度に判定値を超える増加が認められるまで、前記バイパス弁を開状態とするプレアシストバイパス手段と、
前記プレアシスト駆動手段によって前記電動機の作動が開始された後、スロットル開度に判定値を超える増加が認められた時点で、前記バイパス弁を閉状態とするバイパス終了手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明によれば、道路情報に基づいて、ターボチャージャによる過給要求の予兆を検知することができる。そして、その予兆が検知されたら、その時点で電動機を所定回転数で回転させ始めることができる。つまり、本発明によれば、現実にターボチャージャによる過給が要求される以前に、その要求が生ずると予想された時点で、電動機によるプレアシストを開始することができる。このため、本発明によれば、ターボチャージャによる過給がその後に要求された場合には、ターボラグを伴うことなく、即座にトルクを立ち上がらせることができる。
【００２０】
第２の発明によれば、スロットル開度の拡大が予測される加速ポイントにおいて、電動機によるプレアシストを開始することができる。このため、本発明によれば、電動機によるプレアシストを、ターボチャージャによる過給が要求される可能性が極めて高い場面に限ってプレアシストを実行することができる。
【００２１】
第３の発明によれば、加速環境が整っていない状況下では、プレアシストの実行を禁止することができる。このため、本発明によれば、プレアシストが無駄に行われる可能性を十分に低く抑えることができる。
【００２２】
第４の発明によれば、車両が加速可能であるか否かを、車両前方に確保されている直線距離の長さに基づいて、精度良く判断することができる。
【００２３】
第５の発明によれば、車両が加速可能であるか否かを、車両前方のカーブの曲率に基づいて、精度良く判断することができる。
【００２４】
第６の発明によれば、車両前方に確保されている直線距離の長さに基づいて、プレアシスト時における電動機の回転数を定めることができる。実現可能な加速の程度は、車両前方の直接距離の長さに応じて決定される。本発明によれば、その距離が長い場合には、プレアシスト時における回転数を高くして急加速に備え、一方、その距離が短い場合は、急激なトルクの立ち上がりが生じないように、プレアシスト時の回転数を低くすることができる。このため、本発明によれば、運転者の要求に合った加速特性を内燃機関に与えることができる。
【００２５】
第７の発明によれば、車両前方のカーブの曲率に基づいて、プレアシスト時における電動機の回転数を定めることができる。実現可能な加速の程度は、カーブの曲率に応じて変化する。本発明によれば、その曲率が緩やかである場合には、プレアシスト時における回転数を高くして急な加速を可能とし、一方、その曲率が急である場合は、プレアシスト時の回転数を低くしてトルクの急激な立ち上がりを防止することができる。このため、本発明によれば、運転者の要求に合った加速特性を内燃機関に与えることができる。
【００２６】
第８の発明によれば、ターボチャージャによる過給要求の予兆が発生したか否かを、道路情報のみならず、車両情報にも基づいて判定することができる。このため、本発明によれば、その予兆の有無を、精度良く判定することができる。
【００２７】
第９の発明によれば、電動機によるプレアシストが開始された後、現実にスロットル開度が増加するまでは、つまり、運転者が加速の意図を示すまでは、バイパス弁を開いて、プレアシストによる吸入空気量の増加を阻止しておくことができる。そして、現実にスロットル開度が増加したら、その時点でバイパス弁を閉じることにより、一気に過給圧を高めることができる。このため、本発明によれば、運転者による加速操作の前にプレアシストの影響でトルクが立ち上がるのを有効に防ぎつつ、ターボラグのない円滑な加速特性を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０には、吸気通路１２と排気通路１４が連通している。
【００２９】
内燃機関１０には、ターボチャージャ１６が組み込まれている。ターボチャージャ１６は、吸気通路１２に配置されるコンプレッサ１８と、排気通路１４に配置されるタービン２０とを備えている。タービン２０は、排気圧力を受けることにより、コンプレッサ１８を回転させることができる。また、コンプレッサ１８は、タービン２０により回動させられることにより、その上流側の空気を、その下流側に圧送することができる。
【００３０】
タービン２０の近傍には、ウェストゲートバルブ２２が設けられている。ウェストゲートバルブ２２は、タービン２０の上流側の排気圧力が設定値に達したら、その流入側とその下流側とをバイパスさせる機構である。ウェストゲートバルブ２２によれば、タービン２０の上流側に過大な圧力が作用するのを防ぎ、ターボチャージャの過回転を防ぐことができる。
【００３１】
ターボチャージャ１６は、コンプレッサ１８とタービン２０の間に電動機２４を備えている。電動機２４は、外部からの電力供給を受けることにより、コンプレッサ１８及びタービン２０を回転させることができる。つまり、電動機２４は、排気圧力が低く、タービン２０が十分に回転しないような状況下で、ターボチャージャ１６の回転をアシストすることができる。
【００３２】
コンプレッサ１８の上流側には、吸入空気量Gaを計測するためのエアフロメータ２６が配置されている。エアフロメータ２６の下流には、コンプレッサ１８をバイパスするバイパス通路２８の一端が連通している。また、バイパス通路２８には、バイパス弁３０が組み込まれている。上記の構成によれば、バイパス弁３０を開くことにより、コンプレッサ１８の上流側と下流側を導通状態とし、バイパス弁３０を閉じることにより、それらを遮断状態とすることができる。
【００３３】
コンプレッサ１８の下流には、インタークーラ３２が配置されている。また、インタークーラ３２の下流には、スロットル弁３４が配置されている。上記の構成によれば、コンプレッサ１８により圧送された空気を、インタークーラ３２で冷却した後、スロットル開度TAに応じた流量だけ、内燃機関１０に供給することができる。
【００３４】
図２は、ターボチャージャ１６をアシストする電動機２４の駆動回路の構成を説明するためのブロック図である。図２に示すように、この駆動回路は、直流電源３６を備えている。直流電源３６には、インバータ回路３８を介して電動機２４が接続されている。インバータ回路３８は、直流電源３６から供給される電力を、電動機２４が備える各相コイルに順次適当に供給することにより、電動機２４を回転させることができる。
【００３５】
図２に示す駆動回路は、また、電動機２４の回転速度を検出する速度センサ４０と、速度センサ４０の出力に基づいて電動機２４の回転角を算出する回転角算出回路４２を備えている。速度センサ４０の出力、並びに回転角算出回路４２の出力は、何れも、電動機２４の駆動信号にフィードバックを与えるために、制御器４４に供給されている。
【００３６】
制御器４４は、その内部にマイクロコンピュータを備えており、ソフトウェアプログラムに従って動作する。制御器４４には、車両に搭載されている種々のセンサにより検出される車両情報（車間距離、車両傾斜角等）や、ナビゲーション装置等により記憶、或いは取得される道路情報（道路の曲率、道路の傾斜角等）が供給されている。制御器４４は、それらの情報に基づいて、電動機２４を適当に駆動するための通電パターンをインバータ３８に提供する。
【００３７】
［実施の形態１の特徴］
図１に示すシステムにおいて、ターボチャージャ１６は、十分に排気圧力が上昇している状況下では、排気のエネルギにより吸気側の空気を過給することができる。しかしながら、排気圧力が十分に上昇しない軽負荷運転時には、排気のエネルギによって十分な過給を実現することができない。このため、ターボチャージャ１６が排気圧力のみを利用して過給を実現する場合は、軽負荷状態から加速が求められたような場合に、排気圧力が上昇するまでトルクが立ち上がらない現象、つまり、所謂ターボラグが発生する。
【００３８】
図１に示すシステムでは、電動機２４によってターボチャージャ１６の回転をアシストすることができる。つまり、このシステムでは、排気圧力が十分に上昇しない環境下でも、電動機２４を回転させることにより、コンプレッサ１８を十分な速度で回転させることができる。そして、軽負荷での走行中に、このようなアシストを行えば、ターボラグを生じさせることなく、優れたレスポンスでトルクを立ち上げることができる。
【００３９】
しかしながら、電動機２４によるアシストは、軽負荷での運転時に常に実行するべきものではない。つまり、このようなアシストは、加速の要求が発生する直前から開始されれば十分であり、そのような要求が生じない状況下では、無駄に電力を消費しない観点からも、実行するべきではない。
【００４０】
ところで、一般的な車両の走行環境の中には、交通の流れに乗った標準的な運転をしようとすれば、必然的に軽負荷状態からの加速が要求されることとなる地点（以下、「加速ポイント」と称す）が存在している。例えば、走行中の道路が平坦路から登坂路に変化する地点や、一般道から高速道への進入路は、そのような加速が求められる加速ポイントの一例である。
【００４１】
一方で、車両上では、ナビゲーション装置に記憶されている地図情報や、車外から提供される交通情報などに基づいて、加速ポイントを認識することが可能である。更に、ナビゲーション装置の車両位置特定機能を利用すれば、車両が加速ポイントを走行しているか否かを判断することも可能である。
【００４２】
そこで、本実施形態のシステムは、車両上で取得し得る種々の道路情報に基づいて加速ポイントを特定するとともに、車両が加速ポイントを通過したと判断される場合に限り、電動機２４によるアシスト（以下、「プレアシスト」と称す）を実行することとした。このような手法によれば、無駄なプレアシストを回避することができ、燃費特性を大きく損なうことなく内燃機関の応答性を改善することが可能である。
【００４３】
［実施の形態１の具体的処理］
（プレアシストの開始）
図３は、上記の機能を実現するために制御器４４において行われる一連の処理の概念を説明するためのフローチャートである。図３に示すように、制御器４４は、先ず、道路情報、及び車両情報を読み込む（ステップ１００）。
【００４４】
道路情報としては、例えば、以下のような事項が読み込まれる。
１．自車前方に伸びている道路の直進距離
２．自車前方に存在するカーブの曲率
３．走行中の路面の状況（雪、凍結、ドライ、ウェット、舗装、未舗装など）
４．走行路の傾斜角
５．高速道路の進入路の位置情報
６．ユーザにより設定された加速ポイントの位置情報
これらの事項のうち、１〜３は、加速が可能であるか、或いは、どの程度の加速が可能であるかを判断するための基礎として用いられる。また、４〜６は、現在の地点が加速ポイントか否かを判断するために用いられる。
【００４５】
車両情報としては、以下のような事項が読み込まれる。
７．前方車両との車間距離、及び後方車両との車間距離
８．車両前後方向の傾斜角
これらの事項のうち、７は、加速が可能であるか、或いは、どの程度の加速が可能であるかを判断するための基礎として用いられる。また、８は、現在の地点が加速ポイントか否かを判断するために用いられる。尚、本実施形態のシステムは、これらの車両情報を検出するための車間距離センサ及び傾斜角センサを備えているものとする。
【００４６】
上記の処理が終わると、次に、ターボチャージャ１６が高速回転するための条件の成否が判断される（ステップ１０２）。高速回転の条件が成立していると判断された場合は、プレアシストの必要がないため、電動機２４の非駆動が決定される（ステップ１０４）。
【００４７】
一方、ターボチャージャ１６の高速回転条件が成立していないと判別された場合は、次に、車両の置かれた環境が、加速可能な環境であるかが判別される（ステップ１０６）。ここで、加速可能な環境にないとの判断がなされた場合は、プレアシストをする必要がなく、また、するべきでないため、電動機２４を非駆動とするべくステップ１０４が実行される。
【００４８】
これに対して、車両の環境が加速可能な環境であると判別された場合は、次に、現在の走行地点が、加速ポイントであるかが判別される（ステップ１０８）。例えば、現在の走行地点が高速道路の進入路や、ユーザ設定された加速ポイントである場合、更には、走行路又は車両の傾斜角が登り方向に変化した場合に、現在の走行地点が加速ポイントであると判断される。
【００４９】
走行地点が加速ポイントでない場合は、加速の要求が予測されないため、プレアシストを開始する必要がない。この場合は、ステップ１０４の処理が実行される。一方、加速ポイントの判定がなされた場合は、電動機２４によって実現するべきアシスト回転数Ntminが算出される（ステップ１１０）。
【００５０】
アシスト回転数Ntminは、急な加速が求められる場合ほど高回転とし、求められる加速が緩やかであるほど低い回転数とすることが望ましい。このため、上記ステップ１１０では、現在の走行地点の環境に応じて、上記の要求に従ってアシスト回転数Ntminが算出される。
【００５１】
以後、ターボチャージャ１６のプレアシストを開始するべく、電動機２４の回転数がNtminまで上昇させられる（ステップ１１２）。以上の処理によれば、ターボチャージャ１６の回転数Ntが低く、かつ、加速可能な環境が整っている状況下で車両が加速ポイントを通過した場合に、低負荷状態からの加速の要求に備えてプレアシストを開始することができる。
【００５２】
図４は、図３に示すフローチャートを、制御器４４に実行させるものとしてより具体的に記載したものである。より詳細には、このルーチンは、図３に示すステップ１０２をステップ１０２−１及び１０２−２に、ステップ１０６をステップ１０６−１及び１０６−２に、ステップ１０８をステップ１０８−１に、また、ステップ１１０をステップ１１０−１にそれぞれ具体化したものである。尚、図４に示すステップ１００、１０４及び１１２については、既に十分な説明がなされているため、ここでは、その説明を省略または簡略する。
【００５３】
図４に示すフローチャートでは、ステップ１００の処理に続いて、先ず、機関回転数Neが機関回転数制限値Nemaxを超えているかが判別される（ステップ１０２−１）。Nemax＜Neの成立が認められた場合は、内燃機関１０が、既に十分に高い回転数で回転していると判断される。このような状況下では、プレアシストを行うまでもなく、ターボチャージャは高速回転することができる。従って、この場合は、ターボチャージャ１６の高速回転条件が成否していると判断され、次にステップ１０４の処理が実行される。
【００５４】
一方、Nemax＜Neが成立しないと判別された場合は、次に、ターボ回転数Ntが、アシスト回転数Ntminより高いか否かが判別される（ステップ１０２−２）。Ntmin＜Ntが成立する場合は、ターボチャージャ１６が既に十分な回転数を有しており、プレアシストの必要がないと判断できる。この場合は、ターボチャージャ１６の高速回転条件が成否していると判断され、次にステップ１０４の処理が実行される。
【００５５】
これに対して、Ntmin＜Ntの不成立が判定された場合は、ターボチャージャ１６の高速回転条件が成否していないと判断される。この場合、プレアシストの可否を判断するべく、次に、車間距離が十分であるかが判定される（ステップ１０６−１）。
【００５６】
ステップ１０６−１では、具体的には、先ず、車両の前方に配置されている車間距離センサにより、直前に存在している車両との車間距離が計測される。次に、その車間距離が、加速許可車間距離以上であるかが判断される。その結果、車間距離が加速許可車間距離に満たないであると判断された場合は、車間距離が十分でないと判断される。この場合、加速可能な環境が整っていないと判断され、ステップ１０４の処理が実行される。
【００５７】
一方、ステップ１０６−１において、車間距離が十分であると判断された場合は、次に、車両前方の道路が急激にカーブしていないかが判別される（ステップ１０６−２）。ここでは、より厳密には、先ず、車両前方に加速許可判定距離を超える直線路（曲率が、カーブ判定値より大きい道路）が存在しているかが判別される。その結果、加速許可判定距離を超える直線路が存在しないと判定された場合は、次に、車両前方に存在するカーブの曲率が加速許可曲率以上であるかが判別される。そして、その曲率が加速許可曲率に満たないと判別された場合は、加速可能な環境が整っていないと判断され、ステップ１０６−２の条件判定が不成立と判断される。この場合、次にステップ１０４の処理が実行される。
【００５８】
これに対して、ステップ１０６−２において、車両前方に加速許可判定距離を超える直線路が存在していると判別された場合、或いは、その判定は否定されたものの、車両前方に存在するカーブの曲率が加速許可曲率以上であると判別された場合は、加速可能な環境が整っていると判断される。この場合は、次に、現在の走行地点が、登坂傾斜角の増加する加速ポイントであるかが判別される（ステップ１０８−１）。
【００５９】
制御器４４は、上述した通り、ステップ１００において走行路の傾斜角を読み込む。ステップ１８０−１では、前回以前に読み込んだ傾斜角と、今回読み込んだ傾斜角とに基づいて、走行路の登坂傾斜角が判定値以上増加したか否かが判別される。そして、そのような増加が認められない場合は、現在の走行地点は加速ポイントではないと判断され、ステップ１０４の処理が実行される。
【００６０】
一方、登坂傾斜角に判定値以上の増加が認められた場合は、現在の走行地点が加速ポイントであり、短時間の後に運転者によって加速が要求される可能性が高いと判断される。そして、この場合は、車両の前方に伸びている道路の直線距離等に基づいて、アシスト回転数Ntminが算出される（ステップ１１０−１）。
【００６１】
ここでは、より具体的には、上述した道路情報１〜４及び車両情報７等が、つまり、車両前方の直線距離（１）、車両前方のカーブの曲率（２）、走行路の状況（３）、走行路の傾斜角（４）、及び前方車間距離（７）等が、アシスト回転数Ntminの基礎データとして用いられる。制御器４４は、これらの基礎データをパラメータとしてアシスト回転数Ntminを定めたマップを記憶しており、ここでは、そのマップを参照することにより、アシスト回転数Ntminが算出される。以上の処理によれば、車両の走行状態に適合した加速を実現するために最適なアシスト回転数Ntminを設定することができる。
【００６２】
以上の処理が終わると、制御器４４は、電動機２４をアシスト回転数Ntminまで上昇させてプレアシストを開始する。その結果、コンプレッサ１８がアシスト回転数Ntminで回転し始め、加速に備えた空気の圧送が開始される。
【００６３】
以上説明した通り、図４に示すルーチンによれば、走行路の登坂傾斜が増す加速ポイントにおいて、加速要求の発生に備えて、要求される加速の程度に適合したプレアシストを開始することができる。また、このルーチンによれば、加速可能な条件が整っていない場合や、プレアシストの必要がない程度にターボチャージャが回転していると予想される場合には、無駄なプレアシストの実行を禁止することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、無駄なエネルギ消費を最小限に抑えつつ、内燃機関１０のレスポンスを向上させることができる。
【００６４】
尚、上記の説明では、ステップ１０６−２において、車両前方が急激にカーブしていないかを判断するために、車両前方の直線距離やカーブの曲率等の道路情報を基礎にすることとしているが、この判断の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、この判断は、例えば、車両上で舵角センサにより検出されるステアリングの舵角に基づいて判断することとしてもよい。
【００６５】
また、上記の説明では、ステップ１０８−１において、登坂傾斜角に加速判定値以上の増加が認められたか否かを判断することとしているが、登坂傾斜角が増加したか否かを判断する手法はこれに限定されるものではない。すなわち、ステップ１００で読み込まれる道路情報に、登坂傾斜角が顕著に増加する地点の位置情報を含めておき、ステップ１０８−１では、車両の走行地点が、その位置情報と一致するか否かに基づいて、登坂傾斜角が増加したか否かを判断させることとしてもよい。
【００６６】
（プレアシスト開始後の処理）
プレアシストが開始されると、コンプレッサ１８による過給が開始される。この過給の開始に伴って吸入空気量Gaが増えると、運転者が加速を要求していないにも関わらず内燃機関１０の出力トルクが増える事態が生ずる。本実施形態のシステムは、このような事態を避けるため、プレアシストの開始後、現実に運転者が加速を要求するまでは、コンプレッサ１８の下流に圧送された空気の一部をコンプレッサ１８の上流側にバイパスさせ、吸入空気量Gaの増加を阻止する。そして、運転者によって現実に加速が要求されたら、その時点で空気のバイパスを止めて、内燃機関１０の過給を一気に立ち上げる。
【００６７】
図５は、上記の機能を実現するために制御器４４において実行される一連の処理のフローチャートである。図５に示すフローチャートによれば、制御器４４は、スタンバイフラグがONであるかを判断する（ステップ１２０）。スタンバイフラグは、後述するように、プレアシストが開始されることによりONとされるフラグである。
【００６８】
従って、未だプレアシストが開始されていない間は、ステップ１２０の条件が不成立となる。この場合、次に、プレアシストが開始されたか否かが判別される（ステップ１２２）。今回の処理サイクルでもプレアシストの開始が認められない場合は、そのまま今回の処理が終了される。一方、今回の処理サイクルでプレアシストの開始が認められた場合は、スタンバイフラグがONとされる（ステップ１２４）。
【００６９】
次に、スロットル開度TAに、判定値を超える増加が発生したか否かが判別される（ステップ１２６）。つまり、運転者による加速要求が生じたか否かが判別される。その結果、TAの増加が認められない場合は、未だ加速要求が生じていないと判断され、バイパス弁３０が開弁状態とされる（ステップ１２８）。
【００７０】
バイパス弁３０が開くと、コンプレッサ１８から圧送された空気の一部が、コンプレッサ１８の上流側に戻される。特に、ここでは、プレアシストの開始によって、コンプレッサ１８を通過する空気量に生じた増加分がコンプレッサ１８の上流側に還流するように、バイパス弁３０が開弁される。このため、バイパス弁３０が開いている間は、内燃機関１０に到達する空気量Gaが、プレアシストの開始前の空気量Gaと同じになる。その結果、本実施形態のシステムによれば、プレアシストの開始に伴う出力トルクの変動を有効に回避することができる。
【００７１】
制御器４４は、次に、プレアシストの終了条件の成否（例えば、プレアシスト開始後の時間が所定時間に達したか）を判断する（ステップ１３０）。プレアシストが開始された直後は、終了条件が成立していないと判断される。この場合、今回の処理は速やかに終了され、再びステップ１２０以降の処理が実行される。この段階では、スタンバイフラグがONとされているため、ステップ１２０では、条件成立の判断がなされる。その結果、ステップ１２２，１２４がジャンプされ、常にステップ１２６の処理が実行される。
【００７２】
プレアシストが開始された後、スロットル開度TAに有意な増加が生じないまま十分な時間が経過すると、やがてはプレアシストの終了条件が成立し、ステップ１３０において条件成立の判定がなされる。この場合、スタンバイフラグがOFFとされ、初期の状態が復元される（ステップ１３２）。
【００７３】
一方、プレアシストの終了条件が成立する前に、スロットル開度TAに有意な増加が生ずると、つまり、運転者による加速要求が発生すると、ステップ１２６において条件成立の判定がなされる。この場合、バイパス弁３０が閉じられた後（ステップ１３４）、ステップ１３２の処理が実行されて初期状態が復元される。
【００７４】
プレアシストの実行中にバイパス弁が閉じられると、コンプレッサ１８の下流から上流に還流していた空気が、内燃機関１０に向けて流入し始める。その結果、ターボチャージャ１６による過給が立ち上がり、ターボラグのない加速特性が実現される。
【００７５】
以上説明した通り、図５に示す一連の処理によれば、プレアシストが開始された後、運転者によって現実に加速が要求されるまでは、圧送空気の一部をバイパスすることでトルクの変動を抑えることができる。そして、運転者による加速要求が生ずると、その時点で速やかに過給を開始し、トルクを立ち上げることができる。このため、本実施形態のシステムによれば、プレアシストに伴う違和感を運転者に与えることなく、内燃機関１０の応答性を改善することができる。
【００７６】
尚、上述した実施の形態１においては、道路情報を記憶、或いは取得するナビゲーションシステム等が前記第１の発明における「道路情報出力手段」に、登坂傾斜角の増加が前記第１の発明における「過給要求の予兆」に、それぞれ相当している。また、制御器４４が、ステップ１０８−１の処理を実行することにより前記第１の発明における「過給予兆検知手段」が、ステップ１１２の処理を実行することにより前記第１の発明における「プレアシスト駆動手段」が、それぞれ実現されている。
【００７７】
また、上述した実施の形態１においては、制御器４４が、ステップ１０８−１の処理を実行することにより前記第２の発明における「予兆発生判定手段」が実現されている。
【００７８】
また、上述した実施の形態１においては、制御器４４が、ステップ１０６−１及び１０６−２の処理を実行することにより前記第３の発明における「加速環境判断手段」及び「予兆判定許可手段」が実現されている。
【００７９】
また、上述した実施の形態１においては、制御器４４が、ステップ１０６−２の処理を実行することにより、前記第４の発明における「直線距離判断手段」及び前記第５の発明における「曲率判断手段」が実現されている。
【００８０】
また、上述した実施の形態１においては、制御器４４が、ステップ１１０−１の処理を実行することにより前記第６又は第７の発明における「回転数設定手段」が実現されている。
【００８１】
また、上述した実施の形態１においては、制御器４４が、ステップ１２８の処理を実行することにより前記第９の発明における「プレアシストバイパス手段」が、ステップ１３４の処理を実行することにより前記第９の発明における「バイパス終了手段」が、それぞれ実現されている。
【００８２】
実施の形態２．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態のシステムは、実施の形態１のシステムにおいて、制御器４４に、上記図４に示すルーチンに代えて後述する図６に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００８３】
図６は、本実施形態において、制御器４４が、加速ポイントにおいてプレアシストを開始するために実行するルーチンのフローチャートである。このルーチンは、ステップ１０８−１の後にステップ１０８−２が挿入されている点を除いて、図４に示すルーチンと同一である。
【００８４】
図８に示すルーチンでは、ステップ１０８−１で条件の不成立が判定された場合、次に、車両情報に基づいて、傾斜角が登り方向に変化したか否かが判別される（ステップ１０８−２）。そして、ステップ１０８−２で、登り方向への傾斜角の増加が認められた場合は、ステップ１０８−１で傾斜角の増加が認められた場合と同様に、以後、ステップ１１０−１以降の処理が実行される。
【００８５】
ステップ１０８−１は、走行路の傾斜角が変化したか否かを、「道路情報」に基づいて判断するステップである。一方、ステップ１０８−２は、その判断を、「車両情報」に基づいて、より具体的には、車両に搭載された傾斜角センサの出力に基づいて行うステップである。上記の処理によれば、道路情報及び車両情報の何れかに基づいて傾斜角の増加が検知されれば、その時点でプレアシストを開始することができる。
【００８６】
道路の傾斜角等に関する道路情報は、常に最新の情報に更新されているとは限らない。また、車両において利用できる道路情報には、全ての地点の傾斜角が網羅されていない場合も考えられる。このため、道路情報のみに頼ると、傾斜角の変化点が検知できない事態が生じ得る。
【００８７】
図６に示すルーチンによれば、道路情報から傾斜角の変化が検知されなくても、車両情報がその変化を表している場合には、その変化が検知できた時点でプレアシストを開始することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、実施の形態１のシステムに比して、より様々な状況下で、プレアシストを無駄なく実行することができる。
【００８８】
尚、上述した実施の形態２においては、車両に搭載された傾斜角センサが前記第８の発明における「車両情報出力手段」に相当しており、また、制御器４４が、ステップ１０８−１及び１０８−２の処理を実行することにより前記第８の発明における「過給予兆検知手段」が実現されている。
【００８９】
実施の形態３．
次に、図７を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施形態のシステムは、高速道路の進入路においてプレアシストを実行するためのシステムである。このシステムは、実施の形態１の構成において、制御器４４に、上記図４に示すルーチンに代えて後述する図７に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００９０】
図７は、本実施形態において、制御器４４が、加速ポイントにおいてプレアシストを開始するために実行するルーチンのフローチャートである。このルーチンは、ステップ１０６−１がステップ１０６−３に置き換えられている点、及び、ステップ１０８−１がステップ１０８−３に置き換えられている点を除いて、図４に示すルーチンと同一である。
【００９１】
図７に示すルーチンでは、ステップ１０２−２の条件が不成立であった場合、次に、車両の前後に十分な車間距離が存在しているか否かが判断される（ステップ１０６−３）。高速道路の進入路から本線に進入する際には、本線走行中の車両の直前に入り込むことがないように、車両を加速させる必要がある。従って、ここでは、車両の前方に十分な車間距離があり、かつ、車両後方に、本線走行中の車両との間に十分な車間距離が確保されている条件下で車両を加速させる必要がある。
【００９２】
上記ステップ１０６−３では、車両の前後に、上記の要求を満たす車間距離が確保されているかが判断される。その結果、要求に見合う車間距離が確保されていない場合は、加速可能な環境が整っていないと判断され、ステップ１０４の処理が実行される。一方、車両の前後に十分な車間距離が確保されていると判断された場合は、ステップ１０６−２において、車両前方が急激にカーブしていないかが判断される。
【００９３】
ステップ１０６−２において、車両前方が急激なカーブではないと判断された場合は、加速可能な環境が整っていると判断される。そして、図７に示すルーチンでは、次に、現在の走行地点が高速道路の進入路であるかが判断される（ステップ１０８−３）。この判断は、ステップ１００において読み込んだ道路情報５に基づいて行われる。その結果、現在の走行地点が高速道路の進入路でないと判断された場合は、プレアシストの必要がないと判断され、ステップ１０４の処理が実行される。
【００９４】
一方、現在の走行地点が高速道路の進入路であると判断された場合は、その地点が加速ポイントであると判断され、ターボチャージャ１６のプレアシストを開始するべくステップ１１０−１以降の処理が実行される。
【００９５】
以上の処理によれば、高速道路の進入路を走行する際に、ターボチャージャ１６のプレアシストを無駄なく実行することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、高速道路に進入する場面での内燃機関１０のレスポンスを向上させることができる。
【００９６】
尚、上述した実施の形態３においては、高速道路の進入路の検知が前記第１の発明における「過給要求の予兆」に相当しており、制御器４４が、ステップ１０８−３の処理を実行することにより前記第１の発明における「過給予兆検知手段」が実現されている。
【００９７】
また、上述した実施の形態３においては、制御器４４が、ステップ１０８−３の処理を実行することにより前記第２の発明における「予兆発生判定手段」が、ステップ１０６−３及び１０６−２の処理を実行することにより前記第３の発明における「加速環境判断手段」及び「予兆判定許可手段」が、それぞれ実現されている。
【００９８】
実施の形態４．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。本実施形態のシステムは、ユーザの設定した加速ポイントにおいてプレアシストを実行するためのシステムである。このシステムは、実施の形態１の構成において、制御器４４に、上記図４に示すルーチンに代えて後述する図８に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００９９】
図８は、本実施形態において、制御器４４が、ターボチャージャ１２のプレアシストを開始するために実行するルーチンのフローチャートである。このルーチンは、ステップ１０８−１がステップ１０８−４に置き換えられている点を除いて、図４に示すルーチンと同一である。
【０１００】
図８に示すルーチンでは、ステップ１０６−２において、車両前方が急激なカーブでないと判断されると、次に、現在の走行地点が、ユーザにより設定された加速ポイントであるかが判断される（ステップ１０８−４）。
【０１０１】
本実施形態のシステムでは、ナビゲーション装置等を利用して、ユーザが自由に加速ポイントを設定することができる。そして、上記ステップ１０８−４では、ステップ１００において読み込んだ道路情報６（ユーザにより設定された加速ポイントの位置情報）が、現在の走行地点と一致しているか否かが判断される。その結果、現在の走行地点がユーザにより設定された加速ポイントであると判断されると、ターボチャージャ１６のプレアシストを開始するべくステップ１１０−１以降の処理が実行される。
【０１０２】
以上の処理によれば、ユーザが任意に設定した加速ポイントにおいて、ターボチャージャ１６のプレアシストを適正に開始することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、特定地点での内燃機関のレスポンスを向上させる機能に関して、ユーザにとっての利便性を高めることができる。
【０１０３】
尚、上述した実施の形態４においては、ユーザの設定による加速ポイントの検知が前記第１の発明における「過給要求の予兆」に相当しており、制御器４４が、ステップ１０８−４の処理を実行することにより前記第１の発明における「過給予兆検知手段」及び前記第２の発明における「予兆発生判定手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
【図２】図１に示す電動機の駆動回路の構成を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１において実行される一連の処理の概念を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３に示すフローチャートを、制御器に実行させるものとしてより具体的に記載したフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１において、プレアシストの開始後に実行される処理の内容を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２においてプレアシストを開始するために実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態３においてプレアシストを開始するために実行されるルーチンのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態４においてプレアシストを開始するために実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  内燃機関
１６  ターボチャージャ
１８  コンプレッサ
２０  タービン
２４  電動機
２８  バイパス通路
３０  バイパス弁
４４  制御器
Nt  ターボ回転数
Ntmin  アシスト回転数
Ne  機関回転数
Nemax  機関回転数制限値
【図１】
2007071116.tif 000003
【図２】
2007071116.tif 000004
【図３】
2007071116.tif 000005
【図４】
2007071116.tif 000006
【図５】
2007071116.tif 000007
【図６】
2007071116.tif 000008
【図７】
2007071116.tif 000009
【図８】
2007071116.tif 000010