(57)【要約】【課題】車両の定速走行や加速走行のみならず減速走行においてもシステムを構成する機器を有効利用することができるエンジンの過給システムを提供する。【解決手段】走行用駆動源としてエンジン２及び走行用モータ６を備えたハイブリッド車両において、エンジン２のクランク軸２ａにS/C用クラッチ５１を介してスーパーチャージャー４５を連結すると共に、このスーパーチャージャー４５にS/C駆動モータ６５を連結し、エンジン２及びS/C駆動モータ６５の何れでもスーパーチャージャー４５を駆動可能とする。車両の減速走行時に走行用モータ６が発生可能なモータ最大回生トルクが要求減速トルクに達しない場合は、S/C用クラッチ５１を接続すると共に、S/C駆動モータ６５を回生制御して発電機として作動させ、その発電電力をバッテリ１８に充電する。【選択図】図２
2013181393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用駆動源としてエンジン及び走行用モータを備えたハイブリッド車両に搭載され、前記エンジンの過給機としてスーパーチャージャーを備えたエンジンの過給システムにおいて、
バッテリと、
前記バッテリから電力を供給されて前記スーパーチャージャーを駆動可能な電動発電機と、
前記電動発電機の駆動状態を制御する電動発電機制御手段と、
前記スーパーチャージャーと前記エンジンの駆動軸との間に介装されるクラッチと、
前記スーパーチャージャーを前記電動発電機により駆動する場合には前記クラッチを切断状態に切り換え、前記スーパーチャージャーを前記エンジンにより駆動する場合には前記クラッチを接続状態に切り換えるクラッチ制御手段と、
前記走行用モータを回生制御して発電機として作動させる車両の減速走行時に、該走行用モータが発生可能なモータ最大回生トルクが要求減速トルクに達しない場合は、前記クラッチ制御手段により前記クラッチを接続状態に切り換えると共に、前記電動発電機制御手段により前記電動発電機を回生制御して発電機として作動させることを特徴とするエンジンの過給システム。
【請求項２】
前記スーパーチャージャーと共に過給機として前記エンジンに備えられたターボチャージャーと、
前記エンジンの排ガスを前記ターボチャージャーのタービンからバイパスさせるバイパス路と、
前記車両の減速走行時に、前記エンジンの排ガスを前記バイパス路側に案内する切換手段と
を備えたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの過給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの過給システムに係り、詳しくは過給機としてスーパーチャージャーを備えたエンジンの過給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からエンジン性能の向上のための手法の一つとして、エンジンの吸入空気を圧縮して筒内に供給することにより平均有効圧を向上させる過給機が実用化されている。
例えば特許文献１に開示されたハイブリッド車両は、過給機としてスーパーチャージャー及びターボチャージャーを備えており、エンジン回転数及び車両トルク（要求トルク）に基づき制御マップ中の領域Ａでは、自然吸気によりエンジンを駆動する。また、エンジンのトルクカーブより低い領域Ｂ，Ｃではターボチャージャー及び走行用モータを駆動し、加えて領域Ｂではターボチャージャーの駆動をモータにより行う。さらに領域Ｄではターボジャージャを停止し、走行用モータのみを駆動している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３２０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように特許文献１の技術では、エンジンの運転領域に対応してスーパーチャージャーやターボチャージャーの作動状態を切り換えている。その目的はアクセル踏込みに応じた正側の要求トルクを達成すべくエンジンを過給するものであり、例えば領域Ｂでは排ガスではターボチャージャーの駆動が不足するとの観点の下に、その駆動にモータを利用している。
【０００５】
しかしながら、車両の走行状態は正側の要求トルクによる定速走行や加速走行に限らず、減速走行を行う場合もある。ハイブリッド車両の減速走行では、負側の減速要求トルクを達成すべく走行用モータをジェネレータ作動させて発電電力をバッテリに充電すると共に、燃料カットによりエンジンブレーキを発生させ、制動力の不足分があれば運転者のフットブレーキ操作に委ねるようにしている。即ち、この減速走行時には、上記したモータなどの過給システムを構成する機器は全く利用されておらず、従来から過給システムを車両減速時においても利用可能な制御手法が要望されていた。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、車両の定速走行や加速走行のみならず減速走行においてもシステムを構成する機器を有効利用することができるエンジンの過給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、走行用駆動源としてエンジン及び走行用モータを備えたハイブリッド車両に搭載され、エンジンの過給機としてスーパーチャージャーを備えたエンジンの過給システムにおいて、バッテリと、バッテリから電力を供給されてスーパーチャージャーを駆動可能な電動発電機と、電動発電機の駆動状態を制御する電動発電機制御手段と、スーパーチャージャーとエンジンの駆動軸との間に介装されるクラッチと、スーパーチャージャーを電動発電機により駆動する場合にはクラッチを切断状態に切り換え、スーパーチャージャーをエンジンにより駆動する場合にはクラッチを接続状態に切り換えるクラッチ制御手段と、走行用モータを回生制御して発電機として作動させる車両の減速走行時に、走行用モータが発生可能なモータ最大回生トルクが要求減速トルクに達しない場合は、クラッチ制御手段によりクラッチを接続状態に切り換えると共に、電動発電機制御手段により電動発電機を回生制御して発電機として作動させるようにした。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、スーパーチャージャーと共にエンジンの過給機として備えられたターボチャージャーと、エンジンの排ガスをターボチャージャーのタービンからバイパスさせるバイパス路と、車両の減速走行時に、エンジンの排ガスをバイパス路側に案内する切換手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように請求項１の発明のエンジンの過給システムによれば、車両の減速走行時において走行用モータのモータ最大回生トルクが要求減速トルクに達しない場合に、スーパーチャージャーとエンジンとの間のクラッチを接続状態に切り換えると共に、電動発電機を回生制御して発電機として作動させるようにした。
従って、電動発電機の回生制御により発電負荷が増大し、その発電負荷がスーパーチャージャー、クラッチ及びエンジンを介して駆動輪に作用することから制動力が増大する。このため制動力の不足により運転者がフットブレーキを操作する頻度が低下し、減速走行時の運転者の負担を軽減することができる。また、電動発電機による発電電力をバッテリに充電することにより、通常時であれば運転者のフットブレーキにより無駄に消費される減速エネルギを電力として利用することができる。
【０００９】
請求項２の発明のエンジンの過給システムによれば、請求項１に加えて、車両の減速走行時にエンジンの排ガスをバイパス路側に案内するようにした。従って、排ガスはターボチャージャーのタービンをバイパスしてバイパス通路を流通することから、エンジンのポンピングロスが低減されてエンジンブレーキが弱められる。それに応じて電動発電機の回生力を強めて発電電力を増加できるため、より多くの減速エネルギを電力に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態のエンジンの過給システムが適用されたハイブリッド電気自動車を示す全体構成図である。
【図２】過給システムの構成を示す詳細図である。
【図３】スーパーチャージャー及びターボチャージャーの制御マップを示す図である。
【図４】エンジンＥＣＵが実行するＳ／Ｃ駆動源切換ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】エンジンＥＣＵが実行する減速走行時回生制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化したエンジンの過給システムの一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のエンジンの過給システムが適用されたハイブリッド電気自動車を示す全体構成図である。過給システムの説明に先立って、まず同図に基づき車両全体の構成について述べる。
ハイブリッド電気自動車１はいわゆるパラレル型ハイブリッド車両であり、本実施形態ではトラックとして構成されている。なお、以下の説明では、ハイブリッド電気自動車１を車両と称する場合もある。
ディーゼルエンジン（以下、エンジンという）２の出力軸には走行用クラッチ４の入力軸が連結されており、走行用クラッチ４の出力軸には例えば永久磁石式同期電動機のように発電も可能な走行用モータ６の回転軸を介して自動変速機８の入力軸が連結されている。自動変速機８は一般的な手動変速機をベースとして走行用クラッチ４の断接操作及び変速段の切換操作を自動化したものであり、本実施形態では、前進６速後退１速の変速段を有し、発進段としては第２速が設定されている。当然ながら、エンジン２や変速機８の形式はこれに限定されるものではなく任意に変更可能であり、例えばガソリンエンジンに具体化したり、通常の手動変速機に具体化したりしてもよい。
【００１２】
また、変速機８の出力軸はプロペラシャフト１０、差動装置１２及び駆動軸１４を介して左右の駆動輪１６に接続されている。従って、走行用クラッチ４の切断時には走行用モータ６のみが変速機８を介して駆動輪１６側と連結され、走行用クラッチ４の接続時にはエンジン２及び走行用モータ６が共に変速機８を介して駆動輪１６側と連結される。
走行用モータ６は、走行用バッテリ１８に蓄えられた直流電力がインバータ２０によって交流電力に変換されて供給されることによりモータとして作動し、その駆動トルクが変速機８により適宜変速された後に駆動輪１６に伝達されることにより車両１を走行させる。また、アクセルオフにより車両１が減速する惰行運転時やブレーキオンにより車両１が減速する減速運転時には、走行用モータ６が発電機として作動して交流電力を発電すると共に、回生トルクを発生させて駆動輪１６に制動力を作用させながら車両１を減速させる。そして、発電された交流電力はインバータ２０によって直流電力に変換された後にバッテリ１８に充電され、これにより車両１の減速エネルギが電気エネルギとして回収されて、その後に走行用モータ６による走行に有効利用される。
【００１３】
一方、エンジン２の駆動力は、走行用クラッチ４が接続されているときに走行用モータ６の回転軸を経由して変速機８に伝達され、適宜変速された後に駆動輪１６に伝達される。従って、エンジン２の駆動力が駆動輪１６に伝達されているとき、走行用モータ６がモータとして作動しない場合には、エンジン２の駆動力のみが変速機８を介して駆動輪１６に伝達され、走行用モータ６がモータとして作動する場合には、エンジン２及び走行用モータ６の駆動力が共に変速機８を介して駆動輪１６に伝達されることになる。
【００１４】
また、バッテリ１８の残存容量（ＳＯＣ：State Of Charge）が低下してバッテリ１８の充電が必要になると、車両１の走行中であっても走行用モータ６が発電機として作動すると共に、エンジン２の駆動力の一部を用いて走行用モータ６を作動することにより発電が行われ、発電された交流電力をインバータ２０によって直流電力に変換した後にバッテリ１８に充電するようにしている。
車両ＥＣＵ２２は、車両１やエンジン２の運転状態、及びエンジンＥＣＵ２４、インバータＥＣＵ２６並びにバッテリＥＣＵ２８からの情報などに応じて、図示しないアクチュエータを駆動制御して走行用クラッチ４の断接制御及び変速機８の変速制御を行うと共に、これらの制御状態や車両１の走行状態に合わせてエンジン２や走行用モータ６を適切に運転するための統合制御を行う。
【００１５】
そして車両ＥＣＵ２２には、このような制御のために、アクセルペダル３０の操作量Ａccを検出するアクセルセンサ３２、車両１の速度Ｖを検出する車速センサ３４、エンジン２の出力軸の回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ３５、走行用モータ６の回転速度Ｎg（変速機８の入力回転速度）を検出する電動機回転速度センサ３６、及びブレーキペダル３９の踏込操作を検出するブレーキセンサ４０などのセンサ類が接続されている。これらの検出情報に基づき車両ＥＣＵ２２は、車両１の走行に必要な要求トルクを演算し、この要求トルクをエンジン２側と走行用モータ６側とに配分する。
また、これと並行して要求トルク、車両１の走行状態、エンジン２及び走行用モータ６の運転状態、或いはバッテリ１８のＳＯＣなどに基づき走行モード（エンジン走行、モータ走行、エンジン・モータ走行）を選択し、選択した走行モードを実行すべくエンジンＥＣＵ２４及びインバータＥＣＵ２６に指令を出力すると共に、適宜変速機８の変速制御を実行する。
【００１６】
エンジンＥＣＵ２４は、車両ＥＣＵ２２によって設定された走行モード及びエンジントルクを達成するように、燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御、後述するスーパーチャージャー４５及びターボチャージャー４２の運転制御（過給機制御手段）などを実行してエンジン２を運転させる。
また、インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２によって設定された走行モード及び走行用モータ６のトルクを達成するように、インバータ２０を駆動制御して走行用モータ６を力行制御によりモータ作動させたり、回生制御によりジェネレータ作動させたりする。
また、バッテリＥＣＵ２８は、バッテリ１８の温度、バッテリ１８の電圧、インバータ２０とバッテリ１８との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ１８のＳＯＣを求め、そのＳＯＣを検出結果と共に車両ＥＣＵ２２に出力する。
【００１７】
本実施形態の車両１は以上のように構成されており、そのエンジン２には過給システムとしてスーパーチャージャー４５及びターボチャージャー４２が備えられている。以下、この過給システムの構成を図２に従って詳述する。
エンジン２の吸気通路４１には上流側より、ターボチャージャー４２のコンプレッサ４２ａ、第１インタークーラ４３、第１バルブ４４、スーパーチャージャー４５及び第２インタークーラ４６が配設され、吸気通路４１の下流側はエンジン２の吸気マニホールド４７に接続されている。吸気通路４１の第１インタークーラ４３の上流側とスーパーチャージャー４５の下流側とはバイパス通路４８を介して接続され、バイパス通路４８には第２バルブ４９が介装されている。以下、バイパス通路４８に対して並列関係にある吸気通路４１の箇所を過給通路５０という。
なお、第１及び第２インタークーラ４３，４６は過給により温度上昇した吸入空気を冷却する機能を奏するが、その形式は空冷式でも水冷式でもよい。
【００１８】
上記スーパーチャージャー４５として、本実施形態ではリショルム式のものが用いられている。周知のようにリショルム式スーパーチャージャー４５は、ギヤを介して同期回転する一対のスクリュー４５ａ間で吸入空気を軸方向に移送しながら圧縮する原理を採っている。スーパーチャージャー４５の一方のスクリュー４５ａから突出した第１駆動軸４５ｂにはスーパーチャージャー用クラッチ５１（以下、S/C用クラッチという）を介して中間軸５２が接続され、中間軸５２にはベルト５３を介してエンジン２のクランク軸２ａ（駆動軸）が連結されている。
エンジン２の運転中にはクランク軸２ａにより中間軸５２が常に回転駆動されており、S/C用クラッチ５１の切断時には中間軸５２の回転がスーパーチャージャー４５の第１駆動軸４５ｂに伝達されず、S/C用クラッチ５１の接続時には中間軸５２の回転が第１駆動軸４５ｂに伝達される。そして、クラッチ接続により第１駆動軸４５ｂが回転駆動されるとスーパーチャージャー４５が作動を開始し、スクリュー４５ａの同期回転により過給通路５０の上流側の吸入空気を吸い込んでスクリュー４５ａ間で圧縮し、圧縮後の吸入空気を過給通路５０の下流側へと吐出する。
なお、スーパーチャージャー４５の種類はこれに限らず任意に変更可能であり、例えばルーツ式やスクロール式のスーパーチャージャーを採用してもよい。
【００１９】
また、エンジン２の排気マニホールド５５には排気通路５６が接続され、排気通路５６には上流側より、第３バルブ５７（切換手段）、上記ターボチャージャー４２のコンプレッサ４２ａに対して同軸上に設けられたタービン４２ｂ、後処理装置５８、及び図示しない消音器が配設されている。なお、本実施形態では、後処理装置５８をＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）及びＳＣＲ（選択還元型ＮＯx触媒）で構成したが、これに限ることはなく任意に変更可能である。
排気通路の第３バルブ５７の上流側とタービン４２ｂの下流側とはバイパス通路５９を介して接続され、バイパス通路５９には第４バルブ６０（切換手段）が介装されている。以下、バイパス通路５９に対して並列関係にある排気通路５６の箇所を過給通路６１という。
排気マニホールド５５の一側と吸気マニホールド４７の入口付近とはＥＧＲ通路６２を介して接続され、ＥＧＲ通路６２にはＥＧＲバルブ６３及びＥＧＲクーラ６４が配設されている。
【００２０】
上記S/C用クラッチ５１、第１〜４バルブ４４，４９，５７，６０及びＥＧＲバルブ６３はエンジンＥＣＵ２４に接続され、このエンジンＥＣＵ２４によりS/C用クラッチ５１の断接制御（クラッチ制御手段）、各バルブ４４，４９，５７，６０，６３の開閉制御が行われるようになっている。
一方、上記スーパーチャージャー４５の他方のスクリュー４５ａからは第２駆動軸４５ｃが突出しており、この第２駆動軸４５ｃを回転駆動しても、第１駆動軸４５ｂの場合と同様にスーパーチャージャー４５が作動して吸入空気を圧縮するようになっている。第２駆動軸４５ｃにはスーパーチャージャー駆動モータ（以下、S/C駆動モータという）６５（電動発電機）が連結され、S/C駆動モータ６５はDC-DCコンバータ６６及び上記インバータ２０を介して走行用バッテリ１８に接続されている。
インバータＥＣＵ２６によりS/C駆動モータ６５が力行制御または回生制御される。S/C駆動モータ６５の力行制御時には、走行用バッテリ１８からの直流電力がインバータ２０で交流電力に変換された後にDC-DCコンバータ６６で降圧され、その電力供給によりS/C駆動モータ６５が第２駆動軸４５ｃを回転駆動してスーパーチャージャー４５を作動させる。また、S/C駆動モータ６５の回生制御時には、スーパーチャージャー４５の第２駆動軸４５ｃからの回転伝達によりS/C駆動モータ６５が発電し、その発電電力がDC-DCコンバータ６６で昇圧されてインバータ２０で直流電力に変換された後に走行用バッテリ１８に充電される。
【００２１】
次に、このように構成されたエンジン２の過給システムの制御状況を説明する。
図３はエンジン２の運転領域に応じてスーパーチャージャー４５及びターボチャージャー４２を作動させるための制御マップを示す図である。このマップに基づき、基本的に過給システムの制御はエンジンＥＣＵ２４により行われ、スーパーチャージャー４５を駆動するS/C駆動モータ６５に関しても、エンジンＥＣＵ２４からの指令に基づきインバータＥＣＵ２６により制御される（電動発電機制御手段）。
エンジンＥＣＵ２４から指令されたエンジン２側の要求トルク、及びエンジン回転速度Ｎeに基づき現在のエンジン２の運転領域が判定され、その運転領域に対応してスーパーチャージャー４５及びターボチャージャー４２が制御される。図に示すように、エンジン２の運転領域はスーパーチャージャー４５のみを作動させる領域（以下、S/C領域という）、スーパーチャージャー４５とターボチャージャー４２を共に作動させる領域（以下、S/C+T/C領域という）、及びターボチャージャー４２のみを作動させる領域（以下、T/C領域という）の３種に区分されている。
全体として各運転領域はエンジン回転速度Ｎeの増減方向に配置されているため、主に要求トルクの増減よりもエンジン回転速度Ｎeの増減に応じて運転領域が切り換えられる。
【００２２】
この運転領域の特性は、スーパーチャージャー４５とターボチャージャー４２との特性の相違に基づくものである。即ち、周知のようにエンジン２或いはS/C駆動モータ６５で駆動されるスーパーチャージャー４５は低回転側での過給特性に優れ、エンジン２の排ガスで駆動されるターボチャージャー４２は高回転での過給特性に優れる。このため、エンジン２の低回転数領域を主にS/C領域としてスーパーチャージャー４５のみを作動させ、中回転数領域を主にS/C+T/C領域としてスーパーチャージャー４５及びターボチャージャー４２を作動させ、高回転数領域を主にT/C領域としてターボチャージャー４２のみを作動させているのである。
このような制御マップに基づき過給機の切換を達成するために、エンジンＥＣＵ２４により表１に基づき各バルブ４４，４９，５７，６０が切換制御されている。表中の○は開弁を表し、×は閉弁を表し、△は開度制御を表す。なお、減速走行時のバルブ制御については後述する。
【表１】
2013181393.tif 000003
【００２３】
例えばエンジン２の運転領域がS/C領域にあるとき、エンジンＥＣＵ２４は第１バルブ４４及び第４バルブ６０を開弁すると共に、第２バルブ４９及び第３バルブ５７を閉弁する。この処理と並行して、エンジンＥＣＵ２４はエンジン２またはS/C駆動モータ６５によりスーパーチャージャー４５を駆動するが、その詳細は後述する。
従って、吸気通路４１内に流入した吸入空気はターボチャージャー４２のコンプレッサ４２ａを経て過給通路５０側に案内され、第１インタークーラ４３及び第１バルブ４４を経てスーパーチャージャー４５により圧縮される。
圧縮後の吸入空気は第２インタークーラ４６を経て吸気マニホールド４７からエンジン２の各気筒の筒内に導入され、噴射燃料の燃焼に供される。燃焼後の排ガスは各気筒の筒内から排気マニホールド５５を経て排気通路５６に排出され、バイパス通路５９側に案内されて第４バルブ６０から後処理装置５８を経て外部に排出される。排ガスがタービン４２ｂをバイパスするためターボチャージャー４２は作動せず、上記したスーパーチャージャー４５による過給のみが行われる。
【００２４】
また、エンジン２の運転領域がS/C+T/C領域にあるとき、エンジンＥＣＵ２４は第１バルブ４４及び第３バルブ５７を開弁すると共に、第４バルブ６０を閉弁し、第２バルブ４９を開度制御する。これと並行してS/C領域と同じく、エンジン２またはS/C駆動モータ６５によりスーパーチャージャー４５を駆動する。
従って、吸入空気はコンプレッサ４２ａを経て主に過給通路５０側に案内されてスーパーチャージャー４５により圧縮され、一部の吸入空気は第２バルブ４９の開度に応じてスーパーチャージャー４５に圧縮されることなくバイパス通路４８側に案内される。双方の吸入空気は吸気通路４１で合流して第２インタークーラ４６を経てエンジン２の各気筒の筒内に導入される。
燃焼後の排ガスは各気筒の筒内から排気通路５６に排出され、過給通路６１側に案内されて第３バルブ５７及びタービン４２ｂを経て外部に排出される。排ガスがタービン４２ｂを駆動することになるため、ターボチャージャー４２が作動してコンプレッサ４２ａにより吸入空気が圧縮され、上記したスーパーチャージャー４５の過給に加えてターボチャージャー４２による過給が行われる。
【００２５】
第２バルブ４９の開度制御は、過剰な過給圧の抑制を目的として行われる。即ち、S/C+T/C領域ではスーパーチャージャー４５とターボチャージャー４２との２段過給となるため、主にエンジンの全負荷領域において筒内燃焼圧が設計上限値を超える場合がある。そこで、筒内燃焼圧が設計上限値を超えない限り第２バルブ４９を全閉に保持し、筒内燃焼圧が上昇して設計上限値に近づくと、第２バルブ４９の開度を次第に開側に制御して吸入空気の一部をバイパス通路４８側に案内し、スーパーチャージャー４５への流入量を制限して過給圧を下げる。これにより２段過給による高過給圧を保ちつつ、全負荷領域での設計上限値を超えた筒内燃焼圧による不具合、例えばデトネーションやエンジン破損などを未然に防止することができる。
なお、第２バルブ４９の開度制御は、２段過給後の過給圧に基づき実行してもよいし、筒内圧センサで検出した実際の筒内圧に基づき実行してもよい。また、予め台上試験に基づきS/C+T/C領域内の運転領域に応じてバルブ開度の目標値をマップ設定しておき、マップから目標値を読み取って第２バルブ４９を開度制御してもよい。
【００２６】
一方、エンジン２の運転領域がT/C領域にあるとき、エンジンＥＣＵ２４は第２バルブ４９及び第３バルブ５７を開弁すると共に、第１バルブ４４及び第４バルブ６０を閉弁する。また、このときエンジンＥＣＵ２４は、スーパーチャージャー４５を停止保持すべくS/C用クラッチ５１を切断状態とすると共に、インバータＥＣＵ２６に対してS/C駆動モータ６５の停止指令を出力する。
従って、吸入空気はコンプレッサ４２ａを経た後にスーパーチャージャー４５に圧縮されることなくバイパス通路４８側に案内され、第２インタークーラ４６を経てエンジン２の各気筒の筒内に導入される。燃焼後の排ガスは各気筒の筒内から排気通路５６に排出され、過給通路６１側に案内されて第３バルブ５７及びタービン４２ｂを経て外部に排出される。スーパーチャージャー４５は作動せず、一方、排ガスがタービン４２ｂを駆動することでターボチャージャー４２が作動してコンプレッサ４２ａにより吸入空気が圧縮されるため、ターボチャージャー４２による過給のみが行われる。
【００２７】
以上のようにエンジン２の運転領域に応じてスーパーチャージャー４５及びターボチャージャー４２が適宜作動して過給が行われる。その結果、エンジン２の全回転数領域で効率的に過給することができる。
そして、スーパーチャージャー４５を作動させるS/C領域及びS/C+T/C領域において、エンジンＥＣＵ２４はバッテリ１８のＳＯＣに応じてスーパーチャージャー４５の駆動源を切り換えており、以下、当該制御について詳述する。
【００２８】
図４はエンジンＥＣＵ２４が実行するＳ／Ｃ駆動源切換ルーチンを示すフローチャートであり、車両走行中にエンジンＥＣＵ２４は当該ルーチンを所定の制御インターバルで実行している。
まず、ステップＳ２でエンジン２の運転領域がS/C領域またはS/C+T/C領域にあるか否かを判定し、スーパーチャージャー４５を作動させないT/C領域のときにはＮo（否定）の判定を下して一旦ルーチンを終了する。またステップＳ２の判定がＹes（肯定）のときにはステップＳ４に移行し、バッテリＥＣＵ２８で算出された現在のバッテリ１８のＳＯＣを読み込む。続くステップＳ６では、バッテリ１８のＳＯＣが予め設定された判定値ＳＯＣ0以上であるか否かを判定する。
【００２９】
ステップＳ６の判定がＹesのときにはステップＳ８に移行してS/C用クラッチ５１を切断し、続くステップＳ１０ではS/C駆動モータ６５を力行制御するようにインバータＥＣＵ２６に指令を出力し、その後にルーチンを終了する。また、ステップＳ６の判定がＮoのときにはステップＳ１２に移行してS/C用クラッチ５１を接続し、続くステップＳ１４ではS/C駆動モータ６５を回生制御するようにインバータＥＣＵ２６に指令を出力してルーチンを終了する。
従って、S/C領域やS/C+T/C領域において、バッテリＳＯＣが判定値ＳＯＣ0以上でバッテリ電力に余力があるときには、S/C駆動モータ６５によりスーパーチャージャー４５が駆動される。このためエンジン２でスーパーチャージャー４５を駆動したときの機械損失の発生を防止できると共に、S/C用クラッチ５１が切断されることでS/C駆動モータ６５の駆動に対してエンジン２が負荷として作用しなくなるため、S/C駆動モータ６５の効率低下を防止することができる。
また、エンジン回転速度Ｎeに依存することなく、S/C駆動モータ６５によるスーパーチャージャー４５の駆動状態に応じて過給圧を最適に制御することができる。以上の要因によりエンジン２のトルク増大及びレスポンス向上を達成できるため、エンジン２のダウンサイジングやダウンスピーディングを実施して実用燃費を向上することができる。
【００３０】
一方、S/C領域やS/C+T/C領域において、バッテリＳＯＣが判定値ＳＯＣ0未満でバッテリ電力に余力がないときには、エンジン２によりスーパーチャージャー４５が駆動される。そして、エンジン駆動力の一部はスーパーチャージャー４５を介してS/C駆動モータ６５にも伝達されるため、その駆動力を利用してS/C駆動モータ６５をジェネレータ作動させることができ、発電電力をインバータ２０により直流電力に変換してバッテリ１８に充電することができる。
結果として、スーパーチャージャー４５の駆動源としてS/C駆動モータ６５を使用できないときであっても、エンジン２によりスーパーチャージャー４５を駆動してエンジン２を過給することができる。また、S/C駆動モータ６５により発電された電力により、不足気味であったバッテリＳＯＣを回復させることができる。
【００３１】
ところで、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、特許文献１の技術では車両の定速走行や加速走行時にエンジン２を過給するだけのために過給システムを用いており、減速走行時に過給システムを利用する発想はなかった。このような点を踏まえて本実施形態では、減速走行時にも過給システムを有効利用しており、以下、減速走行時に実行される過給システムの制御について詳述する。
図５はエンジンＥＣＵ２４が実行する減速走行時回生制御ルーチンを示すフローチャートであり、車両走行中にエンジンＥＣＵ２４は当該ルーチンを所定の制御インターバルで実行している。
【００３２】
まず、ステップＳ２２で車両が減速走行中であるか否かを判定し、減速走行中でないときにはＮoの判定を下してルーチンを一旦終了する。また、減速走行中であるとしてＹesの判定を下したときにはステップＳ２４に移行し、走行用モータ６が発生可能な最大回生トルクが要求トルク（要求減速トルク）以上であるか否かを判定する。判定がＹesのときにはステップＳ２６に移行して走行用クラッチ４を切断し、続くステップＳ２８で走行用モータ６を回生制御するようにインバータＥＣＵ２６に指令を出力した後にルーチンを終了する。
【００３３】
また、ステップＳ２４の判定がＮoのときにはステップＳ３０に移行して走行用クラッチ４を接続し、続くステップＳ３２でS/C用クラッチ５１を接続する。さらにステップＳ３４で走行用モータ６を回生制御するようにインバータＥＣＵ２６に指令を出力し、続くステップＳ３６でS/C駆動モータ６５を回生制御するようにインバータＥＣＵ２６に指令を出力した後にルーチンを終了する。
従って、走行用モータ６の最大回生トルクが要求トルク以上のときには通常通り走行用モータ６が回生制御され、その発電負荷が駆動輪１６に伝達されて制動力を発生させる。また、走行用モータ６の発電電力がインバータ２０により直流電力に変換されてバッテリ１８に充電される。
【００３４】
一方、走行用モータ６の最大回生トルクが要求トルク未満のときには走行用モータ６が回生制御されると共に、S/C用クラッチ５１を接続した上でS/C駆動モータ６５も回生制御される。従って、駆動輪１６からの駆動力がエンジン２、S/C用クラッチ５１、スーパーチャージャー４５を介してS/C駆動モータ６５に伝達され、回生制御によりS/C駆動モータ６５が発電する。その発電電力は直流電力への変換後にバッテリ１８に充電される。これと並行してS/C駆動モータ６５の発電負荷がスーパーチャージャー４５、S/C用クラッチ５１、エンジン２を介して駆動輪１６に伝達されて制動力が増大する。
【００３５】
このようなS/C駆動モータ６５の回生制御が行われない場合、要求トルクに対して駆動輪１６に発生する制動力が不足することから、運転者がブレーキペダル３９を操作する必要が生じると共に、ブレーキ操作により減速エネルギの一部が無駄に消費されてしまう。
上記のように本実施形態では、減速走行時においても過給システムのS/C駆動モータ６５をジェネレータとして作動させている。そして、S/C駆動モータ６５の発電負荷により駆動輪１６に発生する制動力が増大することから、運転者がブレーキペダル３９を操作する頻度が低下し、減速走行時の運転者の負担を軽減することができる。また、S/C駆動モータ６５による発電電力をバッテリ１８に充電することにより、通常時であれば無駄に消費される減速エネルギを電力として有効利用でき、ひいては燃費向上を達成することができる。
【００３６】
また、この減速走行時においてエンジンＥＣＵ２４は、表１に示すように第１バルブ４４及び第４バルブ６０を開弁すると共に、第２バルブ４９及び第３バルブ５７を閉弁している（切換手段）。排ガスがタービン４２ｂをバイパスしてバイパス通路５９を流通することから、エンジン２のポンピングロスが低減されてエンジンブレーキが弱められる。エンジンブレーキの低下分だけS/C駆動モータ６５の回生力を強めて発電電力を増加でき、結果としてより多くの減速エネルギを電力に変換することができる。
【００３７】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ハイブリッド電気自動車１をトラックとして構成したが、これに代えてバスや乗用車に具体化してもよい。また、ハイブリッド電気自動車１の形式についても任意に変更可能であり、例えばエンジン２と走行用モータ６との間に走行用クラッチ４を設ける代わりに、エンジン２に走行用モータ６を直結して、走行用モータ６と変速機８との間に走行用クラッチ４を設けてもよい。
また上記実施形態では、ハイブリッド型電気自動車１であるトラックの走行用バッテリ１８を利用してS/C駆動モータ６５を作動させたが、これに限ることはなく、例えば図示しない車載の１２Ｖバッテリからの電力供給によりS/C駆動モータ６５を作動させてもよい。
【００３８】
さらに走行用バッテリ１８と１２Ｖバッテリとを適宜切り換えるようにしてもよい。例えば通常時には走行用バッテリ１８からの電力でS/C駆動モータ６５を作動させ、図４のステップＳ６でバッテリＳＯＣが判定値ＳＯＣ0未満になると、ステップＳ１２，１４のようにS/C駆動モータ６５をジェネレータ作動させる代わりに、電源を１２Ｖバッテリに切り換えてS/C駆動モータ６５の作動を継続するようにしてもよい。
同様に上記実施形態では、車両の減速走行時にS/C駆動モータ６５の発電電力をバッテリ１８に充電したが、これに代えて車載の１２Ｖバッテリに充電してもよい。また、S/C駆動モータ６５の発電電力の充電により走行用バッテリ１８のＳＯＣが上限に到達した時点で、充電先を１２Ｖバッテリに切り換えるようにしてもよい。
また上記実施形態では、過給機としてスーパーチャージャー４５及びターボチャージャー４２を備えたが、ターボチャージャー４２については必ずしも備える必要はなく、これを省略してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
２      エンジン
２ａ    クランク軸（駆動軸）
６      走行用モータ
２４    エンジンＥＣＵ（クラッチ制御手段、過給機制御手段、切換手段）
２６    インバータＥＣＵ（電動発電機制御手段）
４２    ターボチャージャー
４２ａ  タービン
４５    スーパーチャージャー
５７    第３バルブ（切換手段）
６０    第４バルブ（切換手段）
５９    バイパス路
６５    S/C駆動モータ（電動発電機）
【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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