ハイブリッド車の制御装置
【課題】ハイブリッド車の制御装置において、良好なドライバビリティおよび燃費の向上を達成しつつ過給圧を速やかに上昇させることができる技術を提供する。
【解決手段】内燃機関と、発電機と、バッテリと、ターボチャージャと、吸気スロットル弁と、を備えたハイブリッド車の制御装置において、過給圧を上昇させるときに前記吸気スロットル弁の開度を、要求トルクを発生させるために必要となる開度よりも大きくし、且つ前記要求トルクよりも過剰に発生したトルクを発電機により電気エネルギに変換してバッテリを充電する。
【解決手段】内燃機関と、発電機と、バッテリと、ターボチャージャと、吸気スロットル弁と、を備えたハイブリッド車の制御装置において、過給圧を上昇させるときに前記吸気スロットル弁の開度を、要求トルクを発生させるために必要となる開度よりも大きくし、且つ前記要求トルクよりも過剰に発生したトルクを発電機により電気エネルギに変換してバッテリを充電する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャを備えた内燃機関では、過給圧が十分に高いときに最も熱効率が高くなるように設計されているので、過給圧が十分に高くなるまでは燃費が悪くなる。このような、過給圧が十分に高くなるまでの時間遅れを生じる現象を以下、ターボラグという。特に、希薄燃焼式の内燃機関の場合には、ターボラグが生じている間はトクル変動が発生しやすいために希薄燃焼を行うことができなくなるので燃費の悪化が著しい。
【０００３】
また、ハイブリッド車では、電動機のみで車両が走行している状態から内燃機関を始動させ、電動機と内燃機関とを併用して走行することが行われるが、この内燃機関の始動時にターボラグが発生する。ここで、内燃機関への燃料噴射量は、過給圧が十分に高くなったときの機関回転数と機関負荷とを基準として最も燃費が良くなるように設定されているので、ターボラグが生じている間はこの最も燃費が良くなる状態から外れてしまい燃費が悪化してしまう。
【０００４】
そして、リーン空燃比での加速時に目標過給圧と実過給圧との差に応じた補正値により、スロットル開度を制御することで目標吸入空気量を増量補正し、トルクの立ち上がりを改善する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、加速時に補助スロットルバルブを一時的に開くことで、吸入空気量を増大させてターボラグを抑制する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２０００−９７０８０号公報
【特許文献２】特開昭６３−２４６４２４号公報
【特許文献３】特開平１０−２５２５１７号公報
【特許文献４】特開２０００−３３３３０５号公報
【特許文献５】特開平１１−１４８３８８号公報
【特許文献６】特開２００１−２４８４９１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、過給圧を速やかに上昇させるためにスロットルバルブの開度を変更すると、トルク変動を誘発しドライバビリティが悪化することがある。
【０００７】
また、ターボラグが発生している間は、過給圧が十分に高いときと比較して吸入空気量が少なくなり、スロットル弁の開度で燃料の噴射量を決定している場合には、スロットル開度に応じた空気量が得られないために燃料過多の状態となり、燃費が悪化する。
【０００８】
また、エアフローメータにより燃料噴射量を決定している場合では、目標空燃比に合わせることは可能であるが、ターボラグにより発生トルクが低下するため、比較的熱効率の悪い状態で内燃機関が運転されるので、やはり燃費が悪化してしまう。
【０００９】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド車の制御装置において、良好なドライバビリティおよび燃費の向上を達成しつつ過給圧を速やかに上昇させることができる技術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】
上記課題を達成するために本発明によるハイブリッド車の制御装置は、以下のことを特徴とする。すなわち、
内燃機関と、発電機と、バッテリと、ターボチャージャと、吸気スロットル弁と、を備えたハイブリッド車の制御装置において、
過給圧を上昇させるときに前記吸気スロットル弁の開度を、要求トルクを発生させるために必要となる開度よりも大きくし、且つ前記要求トルクよりも過剰に発生したトルクを前記発電機により電気エネルギに変換してバッテリを充電することを特徴とする。
【００１１】
本発明の最大の特徴は、過給圧を上昇させるときに吸気スロットル弁の開度を大きくし、このときに発生する過剰なトルクを電気エネルギとしてバッテリへ蓄えることにより、過給圧を速やかに上昇させることにある。
【００１２】
ここで、吸気スロットル弁の開度を大きくすると、該吸気スロットルの上流と下流との圧力差を速やかに小さくすることができる。これにより、内燃機関の吸入空気量を増大させることができ、さらには排気のエネルギを増大させてターボチャージャの回転数を増加させることができる。これにより、過給圧を速やかに上昇させターボラグを抑制することができる。よって、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００１３】
このときに、内燃機関が発生するトルクが増大するが、このトルクの増大分を発電機により電気エネルギに変換しバッテリに蓄えることにより、後の電動機による車両走行時に該電気エネルギを活用することができる。ここで、内燃機関始動前は電動機により車両が走行していたため、バッテリに蓄えられていた電力が消費されているので、バッテリに充電することができないといったことも起こらない。
【００１４】
このように過給圧を速やかに上昇させることができると、速やかに燃費の良い運転状態に移行することが可能となり、燃費を向上させることができる。そして、希薄燃焼式内燃機関では特に効果が高い。
【００１５】
なお、「要求トルクを発生させるために必要となる開度よりも大きく」には、吸気スロットル弁が全開の場合も含むことができる。
【００１６】
上記課題を達成するために本発明によるハイブリッド車の制御装置は、以下のことを特徴としてもよい。すなわち、
内燃機関と、発電機と、バッテリと、ターボチャージャと、吸気スロットル弁と、を備えたハイブリッド車の制御装置において、
前記内燃機関を始動させるためのクランキング時から過給圧が目標値に達するまでの間、吸気スロットル弁の開度をアイドル時よりも大きくし、且つ前記内燃機関の回転数が目標回転数よりも高い場合には前記発電機により発電を行って目標回転数まで下降させることを特徴としてもよい。
【００１７】
ここで、内燃機関の始動時にはターボチャージャの回転数が低く、過給圧が上昇しにくい。しかし、吸気スロットル弁の開度をアイドル時よりも大きくすることで、より多くの空気を内燃機関に吸入させることができ、過給圧を速やかに上昇させることができる。
【００１８】
また、内燃機関始動後に吸気スロットル弁の開度がアイドル時よりも大きいと、該内燃機関の回転数が上昇するので、目標回転数（例えば、アイドル回転数）よりも高くなった場合には、前記発電機により発電を行って内燃機関の回転数を所定回転数まで低下させる。そして、発電機により得られた電気エネルギはバッテリに蓄えることができる。
【００１９】
なお、「吸気スロットル弁の開度をアイドル時よりも大きくする」には、全開の場合も含むことができる。
【００２０】
このようにして、過給圧を速やかに上昇させることができるので、良好なドライバビリティを得ることができる。
【００２１】
また、過給圧を速やかに上昇させることができると、速やかに燃費の良い運転状態に移行することが可能となり、燃費を向上させることができる。
【００２２】
本発明においては、前記内燃機関のトルク変動を検出するトルク変動検出手段と、
前記トルク変動検出手段により所定値以上のトルク変動が検出された場合には、前記吸気スロットル弁の開弁度合いを小さくする吸気スロットル弁開度補正手段と、
をさらに備えることができる。
【００２３】
ここで、吸気スロットル弁の開度を大きくすると、吸入空気量が増加することで内燃機関の圧縮行程でより多くの力が必要となり、該内燃機関で振動や衝撃が発生することがある。
【００２４】
その点、トルク変動が検出された場合には、吸気スロットル弁の開度をそのときの開度よりも小さくすることにより、内燃機関の吸入空気量を減少させて該内燃機関の振動を抑制することが可能となる。ここで、トルク変動に関する「所定値」とは、振動や衝撃が許容できる範囲内にないときの値を示している。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るハイブリッド車の制御装置では、良好なドライバビリティおよび燃費の向上を達成しつつ過給圧を速やかに上昇させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係るハイブリッド車の制御装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本実施例によるハイブリッドシステム、及び内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
【００２８】
本実施の形態によるハイブリッド車は、内燃機関１、動力分割機構３１、電動モータ３２、発電機３３、バッテリ３４、インバータ３５、車軸３６、減速機３７、車輪３８を備えて構成されている。
【００２９】
動力分割機構３１は、内燃機関１からの出力を発電機３３や車軸３６に振り分けている。この動力分割機構３１は、電動モータ３２からの出力を車軸３６に伝達する機能をも有する。電動モータ３２は、減速機３７を介して車軸３６と比例した回転数にて回転する。該電動モータ３２は、通常運転時には必要に応じて内燃機関１の出力を補助することもできる。また、電動モータ３２及び発電機３３には、インバータ３５を介してバッテリ３４が接続されている。そして、発電機３３は、内燃機関１からの動力を得て発電しバッテリ３４の充電を行う。
【００３０】
このように構成されたハイブリッドシステムでは、通常走行時には内燃機関１の出力若しくは電動モータ３２の出力により車軸３６を回転させ、車輪３８が駆動される。また、内燃機関１の出力と電動モータ３２の出力とを合わせて車軸３６を回転させ、車輪３８を
駆動することもできる。一方、減速時には、車輪３８の回転力により電動モータ３２を発電機として作動させることで、運動エネルギを電気エネルギに変換しバッテリ３４に回収させることもできる。このように、車両減速時に運動エネルギを電気エネルギに変換するため、車両の減速を補助することが可能となっている。
【００３１】
次に、内燃機関１は、４つの気筒２を有し、該気筒２内へ燃料を直接噴射させる筒内直接噴射式ガソリンエンジンである。この内燃機関１は、希薄燃焼による運転が可能な機関である。
【００３２】
この内燃機関１には、気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁３が備えられている。
【００３３】
また、内燃機関１には、吸気枝管４が接続されており、吸気枝管４の各枝管は、各気筒２の燃焼室へと通じている。
【００３４】
前記吸気枝管４は、吸気管５に接続され、該吸気管５の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ１５のコンプレッサハウジング１５ａが設けられている。
【００３５】
前記吸気管５における吸気枝管４の直上流に位置する部位には、該吸気管５内を流通する吸気の流量を調節する吸気スロットル弁６が設けられている。この吸気スロットル弁６には、ステップモータ等で構成されて該吸気スロットル弁６を開閉駆動する吸気スロットル弁用アクチュエータ７が取り付けられている。
【００３６】
また、吸気枝管４には、該吸気枝管４内の圧力に応じた信号を出力し、該吸気枝管４内の圧力を測定可能とする第１圧力センサ８が備えられている。また、コンプレッサハウジング１５ａよりも下流で且つ吸気スロットル弁６よりも上流の吸気管５には、該吸気管５内の圧力に応じた信号を出力し、該吸気管５内の圧力を測定可能とする第２圧力センサ１６が備えられている。
【００３７】
さらに、コンプレッサハウジング１５ａよりも上流の吸気管５には、該吸気管５を通過する吸気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ１７が取り付けられている。このエアフローメータ１７の出力信号により内燃機関１の吸入空気量を得ることができる。
【００３８】
一方、内燃機関１には、排気枝管９が接続され、該排気枝管９は、前記ターボチャージャ１５のタービンハウジング１５ｂと接続されている。前記タービンハウジング１５ｂは、排気管１０と接続されている。この排気管１０は、下流にて大気へと通じている。
【００３９】
前記タービンハウジング１５ｂよりも下流の排気管１０の途中には、排気浄化触媒１１が備えられている。
【００４０】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１２が併設されている。このＥＣＵ１２は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。
【００４１】
また、ＥＣＵ１２には、運転者がアクセルを踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し、車両の負荷状態を検出可能なアクセル開度センサ１３、内燃機関１の回転数を検出するクランクポジションセンサ１４の他、各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ１２に入力されるようになっている。
【００４２】
一方、ＥＣＵ１２には、燃料噴射弁３、吸気スロットル弁用アクチュエータ７等が電気
配線を介して接続され、ＥＣＵ１２により制御することが可能になっている。
【００４３】
次に、本実施例による過給圧上昇制御のフローについて説明する。
【００４４】
図２は、本実施例による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関始動直後に実行される。
【００４５】
ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１２は、吸気枝管４内の圧力および吸気管５内の圧力を検出する。第１圧力センサ８および第２圧力センサ１６により圧力が検出される。
【００４６】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１２は、クランキング中の吸気スロットル弁６の開度を大きくする。ここでは、吸気スロットル弁６の上流と下流との圧力差が可及的に小さくなるように、さらに吸気枝管４内の圧力が大きな負圧にならないように吸気スロットル弁６の開度が調整される。なお、このときに吸気スロットル弁６を全開としても良い。
【００４７】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１２は、内燃機関１の始動後に吸気スロットル弁６の開度を大きくする。ここでは、ターボチャージャ１５よりも下流の圧力が速やかに所定の圧力に達するように、さらに吸気スロットル弁６の上流と下流との圧力差が可及的に小さくなるように吸気スロットル弁６の開度が調整される。このときの吸気スロットル弁６の開度は、内燃機関１の回転数と負荷により定まる吸気スロットル弁６の開度、および、バッテリ３４を充電するために必要となる吸気スロットル弁６の開度のどちらよりも大きな開度とする。なお、吸気スロットル弁６を全開としても良い。
【００４８】
また、車輌を駆動させるために必要となる内燃機関１の回転数およびバッテリ３４を充電するために必要となる内燃機関１の回転数よりも内燃機関１の実際の回転数が高くなるように、電動モータ３２を用いて内燃機関１の回転数を高めるようにしても良い。
【００４９】
そして、本ステップの処理中には常に希薄燃焼状態で内燃機関１の運転を行なうことで燃費の悪化を抑制する。ここでは、必要とされるトルクよりも大きなトルクが発生するが、この過剰な発生トルクは発電機３３により電気エネルギに変換されバッテリ３４に蓄えられる。
【００５０】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１２は、第１圧力センサ８により検出される圧力が目標値よりも大きいか否か判定する。この目標値は、燃費が最も良くなる希薄燃焼運転を実現できる圧力として予め実験等により得ておく。
【００５１】
ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ戻る。
【００５２】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１２は、通常の走行制御を行う。すなわち、過給圧を速やかに上昇させる制御は行わず、吸気スロットル弁６の開度を要求トルクに見合ったものとする。
【００５３】
このようにして、過給圧を速やかに上昇させることができる。
【００５４】
なお、ステップＳ１０３においては、タービンハウジング１５ｂに供給される排気のエネルギがより多くなるように以下の制御を併用してもよい。すなわち、（１）点火プラグを備えた内燃機関の場合には、点火タイミングを遅くする、（２）圧縮着火式内燃機関の場合には、燃料噴射タイミングを遅くする。（３）燃料噴射量を変更する、（４）可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ
若しくは排気バルブの作用角若しくはリフト量を最大とする、（５）可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングを変更する、（６）可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関では、該可変容量型ターボチャージャの容量を最小にして内燃機関１を始動させ、機関始動後に必要に応じて容量を変更する、（７）インタークーラを備えた内燃機関の場合には、該インタークーラをバイパスする、等を併用しても良い。
【００５５】
ここで、（１）点火タイミングを遅くすると、燃料の燃焼により発生するエネルギがピストンを押し下げるために使われる率が減少し、排気のエネルギが高くなり、タービンの回転数を上昇させることができるので、より速やかに過給圧を上昇させることができる。しかし、燃費は悪化する。
【００５６】
（２）燃料噴射タイミングを遅くすると、燃料の燃焼により発生するエネルギがピストンを押し下げるために使われる率が減少し、排気のエネルギが高くなり、タービンの回転数を上昇させることができるので、より速やかに過給圧を上昇させることができる。しかし、燃費は悪化する。
【００５７】
（３）燃料噴射量を増加させると発生熱量が増加するので、過給圧の上昇はより速やかになるが、燃費は悪化する。
【００５８】
（４）吸気バルブ若しくは排気バルブの作用角若しくはリフト量を最大とすると、ポンプ損失を減少させ、さらには、吸入空気量を増加させることができる。
【００５９】
（５）吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングを変更すると、体積効率を最大限高くすることが可能となる。
【００６０】
（６）可変容量型ターボチャージャの容量を最小にすると、過給圧を速やかに上昇することが可能となるが、背圧が上昇するので燃費は悪化する。
【００６１】
（７）インタークーラをバイパスすると、インタークーラでの圧力損失をなくすことができ、さらには、内燃機関停止時に吸気管５内に滞留する空気の量を低減することができる。
【００６２】
そして、これらを併用する際には、過給圧の上昇度合いと燃費との兼ね合いから、そのときにどちらを優先させるかにより前記（１）から（７）のどれを併用するのか決定しても良い。
【００６３】
以上により、内燃機関１を希薄燃焼状態でより長く運転することが可能となるため、燃費を向上させることができる。すなわち、ターボラグに起因する燃費の悪化を抑制することができる。
【００６４】
ここで、内燃機関１の始動直後に吸気枝管４および吸気管に滞留している空気が気筒２内に吸入される間、すなわちターボラグが発生している間は、ターボチャージャ１５よりも上流の吸気管５に設けられたエアフローメータ１７によって検出された空気量よりも実際に気筒２内に吸入される空気量が少なくなる。燃料噴射弁３から噴射される燃料噴射量はエアフローメータ１７によって検出された空気量から算出されるため、空燃比はリッチとなり燃費が悪化してしまう。エアフローメータ１７をターボチャージャ１５と内燃機関１との間の吸気管５に設けることも考えられるが、吸気温度の変化による吸入空気量の測定誤差が大きくなってしまう。
【００６５】
その点、本実施例においては、エアフローメータ１７による検出値と実際に気筒２に吸入される空気量との時間遅れを小さくすることができ、速やかに過給圧を上昇させることができるので、希薄燃焼運転に速やかに移行することができるので、燃費の悪化を抑制することができる。
【００６６】
また、ターボチャージャ１５を電力等により回転させる装置を設けることや、ターボチャージャ１５よりも上流に空気を導入する装置を設けることにより過給圧を速やかに上昇することが可能であるが、本実施例によれば、これらを設ける必要もないのでコストや重量の増加を抑制することができる。
【００６７】
さらに、過給圧を速やかに上昇させている間は、発電機３３により内燃機関１の回転数を制御することができるので、良好なドライバビリティを得ることができる。
【実施例２】
【００６８】
次に、過給圧上昇制御の他の実施態様について説明する。なお、ハードウェアについては、実施例１と共通なので説明を省略する。
【００６９】
ここで、本実施例においては、過給圧のハンチングを防止する。すなわち、過給圧が速やかに上昇すると、過給圧のハンチングが発生しやすくなるので、本実施例においては、この過給圧のハンチングを抑制する。
【００７０】
次に、本実施例による過給圧上昇制御のフローについて説明する。
【００７１】
図３は、本実施例による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関始動直後に実行される。なお、前記フローと同一の処理が行われるステップについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７２】
ステップＳ２０１では、ＥＣＵ１２は、第１圧力センサ８および第２圧力センサ１６から得られる圧力の変化量を算出する。この変化量は、予め設定しておいた目標値からの変化量である。ここで、目標値は、燃費が最も良くなる希薄燃焼が実現できる圧力として予め実験等により求めてＥＣＵ１２に記憶させておく。
【００７３】
ステップＳ２０２では、ＥＣＵ１２は、吸気枝管４内の圧力を目標値に収束させるために最適な吸気スロットル弁６の開度をステップＳ２０１で算出した圧力の変化量に基づいて算出する。ここで、吸気スロットル弁６の開度と圧力の変化量との関係は予め実験等により求めてマップ化しＥＣＵ１２に記憶させておく。
【００７４】
ここで、内燃機関１の回転数を変化させている場合には、回転数の変化による圧力変化をも考慮する。
【００７５】
そして、吸気スロットル弁６開度および内燃機関１の回転数を変化させて吸気枝管４内の圧力を目標値に収束させる。
【００７６】
このようにして、過給圧を速やかに上昇させることができる。
【００７７】
なお、ステップＳ２０２においては、タービンハウジング１５ｂに供給される排気のエネルギがより多くなるように以下の制御を併用してもよい。すなわち、（１）点火プラグを備えた内燃機関の場合には、点火タイミングを遅くする、（２）圧縮着火式内燃機関の場合には、燃料噴射タイミングを遅くする。（３）燃料噴射量を変更する、（４）可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ
若しくは排気バルブの作用角若しくはリフト量を最大とする、（５）可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングを変更する、（６）可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関では、該可変容量型ターボチャージャの容量を最小にして内燃機関１を始動させ、機関始動後に必要に応じて容量を変更する、（７）インタークーラを備えた内燃機関の場合には、該インタークーラをバイパスする、等を併用しても良い。
【００７８】
これらを併用する効果は、実施例１と同様である。
【００７９】
このようにして、過給圧を速やかに上昇させたときの、過給圧のハンチングを抑制することができる。
【実施例３】
【００８０】
次に、過給圧上昇制御の他の実施態様について説明する。なお、ハードウェアについては、実施例１と共通なので説明を省略する。
【００８１】
ここで、内燃機関の燃焼方式、排気量、シリンダ構成、発電機等の慣性および連結方法によっては、内燃機関の始動クランキング時に吸気スロットル弁６の開度を大きくすると、気筒２に吸入される空気量が過剰に多くなる。これにより、圧縮行程時に気筒２内での空気からの反力が大きくなり振動や衝撃が発生することがある。
【００８２】
その点、本実施例においては、トルク変動が大きくなる場合には、吸気スロットル弁６の開度を小さくしてトルク変動を抑制する。
【００８３】
次に、本実施例による過給圧上昇制御のフローについて説明する。
【００８４】
図４は、本実施例による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関始動直後に実行される。なお、前記フローと同一の処理が行われるステップについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８５】
ステップＳ３０１では、ＥＣＵ１２は、クランキング中の内燃機関１および発電機３３の回転数の単位時間あたりの変動値（以下、回転変動ともいう。）若しくは内燃機関１の負荷の単位時間あたりの変動値（以下、負荷変動ともいう。）を検出する。なお、負荷変動は発電機３３の発生トルクの変動値としても良い。
【００８６】
ステップＳ３０２では、ＥＣＵ１２は、ステップＳ３０１で算出した回転変動若しくは負荷変動と吸気枝管４内の圧力とに基づいて、吸気枝管４内の圧力が大きな負圧とならないように、さらには回転変動若しくは負荷変動が最も小さな値となるように、吸気スロットル弁６の開度を調整する。吸気スロットル弁６の開度は、吸気枝管４内の圧力と回転変動若しくは負荷変動と吸気スロットル弁６の開度との関係として予め実験等により求めてＥＣＵ１２に記憶させておく。
【００８７】
その後ステップＳ１０４へ進み、該ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ３０１へ戻る。
【００８８】
このようにして、振動や衝撃を抑制しつつ過給圧を速やかに上昇させることができる。
【００８９】
なお、ステップＳ３０２においては、タービンハウジング１５ｂに供給される排気のエネルギがより多くなるように以下の制御を併用してもよい。すなわち、（１）点火プラグを備えた内燃機関の場合には、点火タイミングを遅くする、（２）圧縮着火式内燃機関の
場合には、燃料噴射タイミングを遅くする。（３）燃料噴射量を変更する、（４）可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ若しくは排気バルブの作用角若しくはリフト量を最大とする、（５）可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングを変更する、（６）可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関では、該可変容量型ターボチャージャの容量を最小にして内燃機関１を始動させ、機関始動後に必要に応じて容量を変更する、（７）インタークーラを備えた内燃機関の場合には、該インタークーラをバイパスする、等を併用しても良い。
【００９０】
これらを併用する効果は、実施例１と同様である。
【実施例４】
【００９１】
次に、過給圧上昇制御の他の実施態様について説明する。なお、本実施例においては、車両の位置を検知するナビゲーションシステムを備えている。その他のハードウェアについては、実施例１と共通なので説明を省略する。
【００９２】
ここで、上述したように、ターボラグは主に内燃機関１の始動時に発生する。そして、従来のハイブリッド車では、駆動力の要求値とバッテリ３４の充電要求とから内燃機関の始動の可否を決定していたが、走行条件によっては内燃機関１を始動後すぐに停止することが頻繁に起こり得る。この場合、内燃機関の始動回数が増加するので、かえって燃費を悪化させることがある。
【００９３】
その点、本実施例においては、車両に搭載されたナビゲーションシステムから得られる情報に基づいて内燃機関を始動するか否か判断する。すなわち、予め走行経路が設定されている場合には、内燃機関を始動させる回数を燃費が向上する範囲で可及的に少なくする一方で、内燃機関が稼動している時間が可及的に長くなるようにして充電量を増やす。さらに、走行経路内で内燃機関を使用しての走行と電動モータ３２のみによる走行とを振り分けて燃費が最良となるように、且つバッテリ３４の充電量と放電量とが釣り合うように制御する。
【００９４】
例えば、車両が直ぐ停止するのが予め分かっていて、且つバッテリ３４の充電要求があれば内燃機関１を停止させないようにする。また、例えば、内燃機関１が停止状態で、且つ輌が直ぐ停止するのが予め分かっていれば内燃機関１を始動させないようにする。
【００９５】
このようにして、内燃機関１の始動回数を減少させて燃費を向上させることが可能となる。
【００９６】
なお、本実施例は前記実施例１から４と組み合わせて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施例によるハイブリッドシステム、及び内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。
【図３】実施例２による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。
【図４】実施例３による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００９８】
１ 内燃機関
２ 気筒
３ 燃料噴射弁
４ 吸気枝管
５ 吸気管
６ 吸気スロットル弁
７ 吸気スロットル弁用アクチュエータ
８ 第１圧力センサ
９ 排気枝管
１０ 排気管
１１ 排気浄化触媒
１２ ＥＣＵ
１３ アクセル開度センサ
１４ クランクポジションセンサ
１５ ターボチャージャ
１５ａ コンプレッサハウジング
１５ｂ タービンハウジング
１６ 第２圧力センサ
１７ エアフローメータ
３１ 動力分割機構
３２ 電動モータ
３３ 発電機
３４ バッテリ
３５ インバータ
３６ 車軸
３７ 減速機
３８ 車輪
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャを備えた内燃機関では、過給圧が十分に高いときに最も熱効率が高くなるように設計されているので、過給圧が十分に高くなるまでは燃費が悪くなる。このような、過給圧が十分に高くなるまでの時間遅れを生じる現象を以下、ターボラグという。特に、希薄燃焼式の内燃機関の場合には、ターボラグが生じている間はトクル変動が発生しやすいために希薄燃焼を行うことができなくなるので燃費の悪化が著しい。
【０００３】
また、ハイブリッド車では、電動機のみで車両が走行している状態から内燃機関を始動させ、電動機と内燃機関とを併用して走行することが行われるが、この内燃機関の始動時にターボラグが発生する。ここで、内燃機関への燃料噴射量は、過給圧が十分に高くなったときの機関回転数と機関負荷とを基準として最も燃費が良くなるように設定されているので、ターボラグが生じている間はこの最も燃費が良くなる状態から外れてしまい燃費が悪化してしまう。
【０００４】
そして、リーン空燃比での加速時に目標過給圧と実過給圧との差に応じた補正値により、スロットル開度を制御することで目標吸入空気量を増量補正し、トルクの立ち上がりを改善する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、加速時に補助スロットルバルブを一時的に開くことで、吸入空気量を増大させてターボラグを抑制する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２０００−９７０８０号公報
【特許文献２】特開昭６３−２４６４２４号公報
【特許文献３】特開平１０−２５２５１７号公報
【特許文献４】特開２０００−３３３３０５号公報
【特許文献５】特開平１１−１４８３８８号公報
【特許文献６】特開２００１−２４８４９１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、過給圧を速やかに上昇させるためにスロットルバルブの開度を変更すると、トルク変動を誘発しドライバビリティが悪化することがある。
【０００７】
また、ターボラグが発生している間は、過給圧が十分に高いときと比較して吸入空気量が少なくなり、スロットル弁の開度で燃料の噴射量を決定している場合には、スロットル開度に応じた空気量が得られないために燃料過多の状態となり、燃費が悪化する。
【０００８】
また、エアフローメータにより燃料噴射量を決定している場合では、目標空燃比に合わせることは可能であるが、ターボラグにより発生トルクが低下するため、比較的熱効率の悪い状態で内燃機関が運転されるので、やはり燃費が悪化してしまう。
【０００９】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド車の制御装置において、良好なドライバビリティおよび燃費の向上を達成しつつ過給圧を速やかに上昇させることができる技術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】
上記課題を達成するために本発明によるハイブリッド車の制御装置は、以下のことを特徴とする。すなわち、
内燃機関と、発電機と、バッテリと、ターボチャージャと、吸気スロットル弁と、を備えたハイブリッド車の制御装置において、
過給圧を上昇させるときに前記吸気スロットル弁の開度を、要求トルクを発生させるために必要となる開度よりも大きくし、且つ前記要求トルクよりも過剰に発生したトルクを前記発電機により電気エネルギに変換してバッテリを充電することを特徴とする。
【００１１】
本発明の最大の特徴は、過給圧を上昇させるときに吸気スロットル弁の開度を大きくし、このときに発生する過剰なトルクを電気エネルギとしてバッテリへ蓄えることにより、過給圧を速やかに上昇させることにある。
【００１２】
ここで、吸気スロットル弁の開度を大きくすると、該吸気スロットルの上流と下流との圧力差を速やかに小さくすることができる。これにより、内燃機関の吸入空気量を増大させることができ、さらには排気のエネルギを増大させてターボチャージャの回転数を増加させることができる。これにより、過給圧を速やかに上昇させターボラグを抑制することができる。よって、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００１３】
このときに、内燃機関が発生するトルクが増大するが、このトルクの増大分を発電機により電気エネルギに変換しバッテリに蓄えることにより、後の電動機による車両走行時に該電気エネルギを活用することができる。ここで、内燃機関始動前は電動機により車両が走行していたため、バッテリに蓄えられていた電力が消費されているので、バッテリに充電することができないといったことも起こらない。
【００１４】
このように過給圧を速やかに上昇させることができると、速やかに燃費の良い運転状態に移行することが可能となり、燃費を向上させることができる。そして、希薄燃焼式内燃機関では特に効果が高い。
【００１５】
なお、「要求トルクを発生させるために必要となる開度よりも大きく」には、吸気スロットル弁が全開の場合も含むことができる。
【００１６】
上記課題を達成するために本発明によるハイブリッド車の制御装置は、以下のことを特徴としてもよい。すなわち、
内燃機関と、発電機と、バッテリと、ターボチャージャと、吸気スロットル弁と、を備えたハイブリッド車の制御装置において、
前記内燃機関を始動させるためのクランキング時から過給圧が目標値に達するまでの間、吸気スロットル弁の開度をアイドル時よりも大きくし、且つ前記内燃機関の回転数が目標回転数よりも高い場合には前記発電機により発電を行って目標回転数まで下降させることを特徴としてもよい。
【００１７】
ここで、内燃機関の始動時にはターボチャージャの回転数が低く、過給圧が上昇しにくい。しかし、吸気スロットル弁の開度をアイドル時よりも大きくすることで、より多くの空気を内燃機関に吸入させることができ、過給圧を速やかに上昇させることができる。
【００１８】
また、内燃機関始動後に吸気スロットル弁の開度がアイドル時よりも大きいと、該内燃機関の回転数が上昇するので、目標回転数（例えば、アイドル回転数）よりも高くなった場合には、前記発電機により発電を行って内燃機関の回転数を所定回転数まで低下させる。そして、発電機により得られた電気エネルギはバッテリに蓄えることができる。
【００１９】
なお、「吸気スロットル弁の開度をアイドル時よりも大きくする」には、全開の場合も含むことができる。
【００２０】
このようにして、過給圧を速やかに上昇させることができるので、良好なドライバビリティを得ることができる。
【００２１】
また、過給圧を速やかに上昇させることができると、速やかに燃費の良い運転状態に移行することが可能となり、燃費を向上させることができる。
【００２２】
本発明においては、前記内燃機関のトルク変動を検出するトルク変動検出手段と、
前記トルク変動検出手段により所定値以上のトルク変動が検出された場合には、前記吸気スロットル弁の開弁度合いを小さくする吸気スロットル弁開度補正手段と、
をさらに備えることができる。
【００２３】
ここで、吸気スロットル弁の開度を大きくすると、吸入空気量が増加することで内燃機関の圧縮行程でより多くの力が必要となり、該内燃機関で振動や衝撃が発生することがある。
【００２４】
その点、トルク変動が検出された場合には、吸気スロットル弁の開度をそのときの開度よりも小さくすることにより、内燃機関の吸入空気量を減少させて該内燃機関の振動を抑制することが可能となる。ここで、トルク変動に関する「所定値」とは、振動や衝撃が許容できる範囲内にないときの値を示している。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るハイブリッド車の制御装置では、良好なドライバビリティおよび燃費の向上を達成しつつ過給圧を速やかに上昇させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係るハイブリッド車の制御装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本実施例によるハイブリッドシステム、及び内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
【００２８】
本実施の形態によるハイブリッド車は、内燃機関１、動力分割機構３１、電動モータ３２、発電機３３、バッテリ３４、インバータ３５、車軸３６、減速機３７、車輪３８を備えて構成されている。
【００２９】
動力分割機構３１は、内燃機関１からの出力を発電機３３や車軸３６に振り分けている。この動力分割機構３１は、電動モータ３２からの出力を車軸３６に伝達する機能をも有する。電動モータ３２は、減速機３７を介して車軸３６と比例した回転数にて回転する。該電動モータ３２は、通常運転時には必要に応じて内燃機関１の出力を補助することもできる。また、電動モータ３２及び発電機３３には、インバータ３５を介してバッテリ３４が接続されている。そして、発電機３３は、内燃機関１からの動力を得て発電しバッテリ３４の充電を行う。
【００３０】
このように構成されたハイブリッドシステムでは、通常走行時には内燃機関１の出力若しくは電動モータ３２の出力により車軸３６を回転させ、車輪３８が駆動される。また、内燃機関１の出力と電動モータ３２の出力とを合わせて車軸３６を回転させ、車輪３８を
駆動することもできる。一方、減速時には、車輪３８の回転力により電動モータ３２を発電機として作動させることで、運動エネルギを電気エネルギに変換しバッテリ３４に回収させることもできる。このように、車両減速時に運動エネルギを電気エネルギに変換するため、車両の減速を補助することが可能となっている。
【００３１】
次に、内燃機関１は、４つの気筒２を有し、該気筒２内へ燃料を直接噴射させる筒内直接噴射式ガソリンエンジンである。この内燃機関１は、希薄燃焼による運転が可能な機関である。
【００３２】
この内燃機関１には、気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁３が備えられている。
【００３３】
また、内燃機関１には、吸気枝管４が接続されており、吸気枝管４の各枝管は、各気筒２の燃焼室へと通じている。
【００３４】
前記吸気枝管４は、吸気管５に接続され、該吸気管５の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ１５のコンプレッサハウジング１５ａが設けられている。
【００３５】
前記吸気管５における吸気枝管４の直上流に位置する部位には、該吸気管５内を流通する吸気の流量を調節する吸気スロットル弁６が設けられている。この吸気スロットル弁６には、ステップモータ等で構成されて該吸気スロットル弁６を開閉駆動する吸気スロットル弁用アクチュエータ７が取り付けられている。
【００３６】
また、吸気枝管４には、該吸気枝管４内の圧力に応じた信号を出力し、該吸気枝管４内の圧力を測定可能とする第１圧力センサ８が備えられている。また、コンプレッサハウジング１５ａよりも下流で且つ吸気スロットル弁６よりも上流の吸気管５には、該吸気管５内の圧力に応じた信号を出力し、該吸気管５内の圧力を測定可能とする第２圧力センサ１６が備えられている。
【００３７】
さらに、コンプレッサハウジング１５ａよりも上流の吸気管５には、該吸気管５を通過する吸気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ１７が取り付けられている。このエアフローメータ１７の出力信号により内燃機関１の吸入空気量を得ることができる。
【００３８】
一方、内燃機関１には、排気枝管９が接続され、該排気枝管９は、前記ターボチャージャ１５のタービンハウジング１５ｂと接続されている。前記タービンハウジング１５ｂは、排気管１０と接続されている。この排気管１０は、下流にて大気へと通じている。
【００３９】
前記タービンハウジング１５ｂよりも下流の排気管１０の途中には、排気浄化触媒１１が備えられている。
【００４０】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１２が併設されている。このＥＣＵ１２は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。
【００４１】
また、ＥＣＵ１２には、運転者がアクセルを踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し、車両の負荷状態を検出可能なアクセル開度センサ１３、内燃機関１の回転数を検出するクランクポジションセンサ１４の他、各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ１２に入力されるようになっている。
【００４２】
一方、ＥＣＵ１２には、燃料噴射弁３、吸気スロットル弁用アクチュエータ７等が電気
配線を介して接続され、ＥＣＵ１２により制御することが可能になっている。
【００４３】
次に、本実施例による過給圧上昇制御のフローについて説明する。
【００４４】
図２は、本実施例による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関始動直後に実行される。
【００４５】
ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１２は、吸気枝管４内の圧力および吸気管５内の圧力を検出する。第１圧力センサ８および第２圧力センサ１６により圧力が検出される。
【００４６】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１２は、クランキング中の吸気スロットル弁６の開度を大きくする。ここでは、吸気スロットル弁６の上流と下流との圧力差が可及的に小さくなるように、さらに吸気枝管４内の圧力が大きな負圧にならないように吸気スロットル弁６の開度が調整される。なお、このときに吸気スロットル弁６を全開としても良い。
【００４７】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１２は、内燃機関１の始動後に吸気スロットル弁６の開度を大きくする。ここでは、ターボチャージャ１５よりも下流の圧力が速やかに所定の圧力に達するように、さらに吸気スロットル弁６の上流と下流との圧力差が可及的に小さくなるように吸気スロットル弁６の開度が調整される。このときの吸気スロットル弁６の開度は、内燃機関１の回転数と負荷により定まる吸気スロットル弁６の開度、および、バッテリ３４を充電するために必要となる吸気スロットル弁６の開度のどちらよりも大きな開度とする。なお、吸気スロットル弁６を全開としても良い。
【００４８】
また、車輌を駆動させるために必要となる内燃機関１の回転数およびバッテリ３４を充電するために必要となる内燃機関１の回転数よりも内燃機関１の実際の回転数が高くなるように、電動モータ３２を用いて内燃機関１の回転数を高めるようにしても良い。
【００４９】
そして、本ステップの処理中には常に希薄燃焼状態で内燃機関１の運転を行なうことで燃費の悪化を抑制する。ここでは、必要とされるトルクよりも大きなトルクが発生するが、この過剰な発生トルクは発電機３３により電気エネルギに変換されバッテリ３４に蓄えられる。
【００５０】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１２は、第１圧力センサ８により検出される圧力が目標値よりも大きいか否か判定する。この目標値は、燃費が最も良くなる希薄燃焼運転を実現できる圧力として予め実験等により得ておく。
【００５１】
ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ戻る。
【００５２】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１２は、通常の走行制御を行う。すなわち、過給圧を速やかに上昇させる制御は行わず、吸気スロットル弁６の開度を要求トルクに見合ったものとする。
【００５３】
このようにして、過給圧を速やかに上昇させることができる。
【００５４】
なお、ステップＳ１０３においては、タービンハウジング１５ｂに供給される排気のエネルギがより多くなるように以下の制御を併用してもよい。すなわち、（１）点火プラグを備えた内燃機関の場合には、点火タイミングを遅くする、（２）圧縮着火式内燃機関の場合には、燃料噴射タイミングを遅くする。（３）燃料噴射量を変更する、（４）可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ
若しくは排気バルブの作用角若しくはリフト量を最大とする、（５）可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングを変更する、（６）可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関では、該可変容量型ターボチャージャの容量を最小にして内燃機関１を始動させ、機関始動後に必要に応じて容量を変更する、（７）インタークーラを備えた内燃機関の場合には、該インタークーラをバイパスする、等を併用しても良い。
【００５５】
ここで、（１）点火タイミングを遅くすると、燃料の燃焼により発生するエネルギがピストンを押し下げるために使われる率が減少し、排気のエネルギが高くなり、タービンの回転数を上昇させることができるので、より速やかに過給圧を上昇させることができる。しかし、燃費は悪化する。
【００５６】
（２）燃料噴射タイミングを遅くすると、燃料の燃焼により発生するエネルギがピストンを押し下げるために使われる率が減少し、排気のエネルギが高くなり、タービンの回転数を上昇させることができるので、より速やかに過給圧を上昇させることができる。しかし、燃費は悪化する。
【００５７】
（３）燃料噴射量を増加させると発生熱量が増加するので、過給圧の上昇はより速やかになるが、燃費は悪化する。
【００５８】
（４）吸気バルブ若しくは排気バルブの作用角若しくはリフト量を最大とすると、ポンプ損失を減少させ、さらには、吸入空気量を増加させることができる。
【００５９】
（５）吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングを変更すると、体積効率を最大限高くすることが可能となる。
【００６０】
（６）可変容量型ターボチャージャの容量を最小にすると、過給圧を速やかに上昇することが可能となるが、背圧が上昇するので燃費は悪化する。
【００６１】
（７）インタークーラをバイパスすると、インタークーラでの圧力損失をなくすことができ、さらには、内燃機関停止時に吸気管５内に滞留する空気の量を低減することができる。
【００６２】
そして、これらを併用する際には、過給圧の上昇度合いと燃費との兼ね合いから、そのときにどちらを優先させるかにより前記（１）から（７）のどれを併用するのか決定しても良い。
【００６３】
以上により、内燃機関１を希薄燃焼状態でより長く運転することが可能となるため、燃費を向上させることができる。すなわち、ターボラグに起因する燃費の悪化を抑制することができる。
【００６４】
ここで、内燃機関１の始動直後に吸気枝管４および吸気管に滞留している空気が気筒２内に吸入される間、すなわちターボラグが発生している間は、ターボチャージャ１５よりも上流の吸気管５に設けられたエアフローメータ１７によって検出された空気量よりも実際に気筒２内に吸入される空気量が少なくなる。燃料噴射弁３から噴射される燃料噴射量はエアフローメータ１７によって検出された空気量から算出されるため、空燃比はリッチとなり燃費が悪化してしまう。エアフローメータ１７をターボチャージャ１５と内燃機関１との間の吸気管５に設けることも考えられるが、吸気温度の変化による吸入空気量の測定誤差が大きくなってしまう。
【００６５】
その点、本実施例においては、エアフローメータ１７による検出値と実際に気筒２に吸入される空気量との時間遅れを小さくすることができ、速やかに過給圧を上昇させることができるので、希薄燃焼運転に速やかに移行することができるので、燃費の悪化を抑制することができる。
【００６６】
また、ターボチャージャ１５を電力等により回転させる装置を設けることや、ターボチャージャ１５よりも上流に空気を導入する装置を設けることにより過給圧を速やかに上昇することが可能であるが、本実施例によれば、これらを設ける必要もないのでコストや重量の増加を抑制することができる。
【００６７】
さらに、過給圧を速やかに上昇させている間は、発電機３３により内燃機関１の回転数を制御することができるので、良好なドライバビリティを得ることができる。
【実施例２】
【００６８】
次に、過給圧上昇制御の他の実施態様について説明する。なお、ハードウェアについては、実施例１と共通なので説明を省略する。
【００６９】
ここで、本実施例においては、過給圧のハンチングを防止する。すなわち、過給圧が速やかに上昇すると、過給圧のハンチングが発生しやすくなるので、本実施例においては、この過給圧のハンチングを抑制する。
【００７０】
次に、本実施例による過給圧上昇制御のフローについて説明する。
【００７１】
図３は、本実施例による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関始動直後に実行される。なお、前記フローと同一の処理が行われるステップについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７２】
ステップＳ２０１では、ＥＣＵ１２は、第１圧力センサ８および第２圧力センサ１６から得られる圧力の変化量を算出する。この変化量は、予め設定しておいた目標値からの変化量である。ここで、目標値は、燃費が最も良くなる希薄燃焼が実現できる圧力として予め実験等により求めてＥＣＵ１２に記憶させておく。
【００７３】
ステップＳ２０２では、ＥＣＵ１２は、吸気枝管４内の圧力を目標値に収束させるために最適な吸気スロットル弁６の開度をステップＳ２０１で算出した圧力の変化量に基づいて算出する。ここで、吸気スロットル弁６の開度と圧力の変化量との関係は予め実験等により求めてマップ化しＥＣＵ１２に記憶させておく。
【００７４】
ここで、内燃機関１の回転数を変化させている場合には、回転数の変化による圧力変化をも考慮する。
【００７５】
そして、吸気スロットル弁６開度および内燃機関１の回転数を変化させて吸気枝管４内の圧力を目標値に収束させる。
【００７６】
このようにして、過給圧を速やかに上昇させることができる。
【００７７】
なお、ステップＳ２０２においては、タービンハウジング１５ｂに供給される排気のエネルギがより多くなるように以下の制御を併用してもよい。すなわち、（１）点火プラグを備えた内燃機関の場合には、点火タイミングを遅くする、（２）圧縮着火式内燃機関の場合には、燃料噴射タイミングを遅くする。（３）燃料噴射量を変更する、（４）可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ
若しくは排気バルブの作用角若しくはリフト量を最大とする、（５）可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングを変更する、（６）可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関では、該可変容量型ターボチャージャの容量を最小にして内燃機関１を始動させ、機関始動後に必要に応じて容量を変更する、（７）インタークーラを備えた内燃機関の場合には、該インタークーラをバイパスする、等を併用しても良い。
【００７８】
これらを併用する効果は、実施例１と同様である。
【００７９】
このようにして、過給圧を速やかに上昇させたときの、過給圧のハンチングを抑制することができる。
【実施例３】
【００８０】
次に、過給圧上昇制御の他の実施態様について説明する。なお、ハードウェアについては、実施例１と共通なので説明を省略する。
【００８１】
ここで、内燃機関の燃焼方式、排気量、シリンダ構成、発電機等の慣性および連結方法によっては、内燃機関の始動クランキング時に吸気スロットル弁６の開度を大きくすると、気筒２に吸入される空気量が過剰に多くなる。これにより、圧縮行程時に気筒２内での空気からの反力が大きくなり振動や衝撃が発生することがある。
【００８２】
その点、本実施例においては、トルク変動が大きくなる場合には、吸気スロットル弁６の開度を小さくしてトルク変動を抑制する。
【００８３】
次に、本実施例による過給圧上昇制御のフローについて説明する。
【００８４】
図４は、本実施例による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関始動直後に実行される。なお、前記フローと同一の処理が行われるステップについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８５】
ステップＳ３０１では、ＥＣＵ１２は、クランキング中の内燃機関１および発電機３３の回転数の単位時間あたりの変動値（以下、回転変動ともいう。）若しくは内燃機関１の負荷の単位時間あたりの変動値（以下、負荷変動ともいう。）を検出する。なお、負荷変動は発電機３３の発生トルクの変動値としても良い。
【００８６】
ステップＳ３０２では、ＥＣＵ１２は、ステップＳ３０１で算出した回転変動若しくは負荷変動と吸気枝管４内の圧力とに基づいて、吸気枝管４内の圧力が大きな負圧とならないように、さらには回転変動若しくは負荷変動が最も小さな値となるように、吸気スロットル弁６の開度を調整する。吸気スロットル弁６の開度は、吸気枝管４内の圧力と回転変動若しくは負荷変動と吸気スロットル弁６の開度との関係として予め実験等により求めてＥＣＵ１２に記憶させておく。
【００８７】
その後ステップＳ１０４へ進み、該ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ３０１へ戻る。
【００８８】
このようにして、振動や衝撃を抑制しつつ過給圧を速やかに上昇させることができる。
【００８９】
なお、ステップＳ３０２においては、タービンハウジング１５ｂに供給される排気のエネルギがより多くなるように以下の制御を併用してもよい。すなわち、（１）点火プラグを備えた内燃機関の場合には、点火タイミングを遅くする、（２）圧縮着火式内燃機関の
場合には、燃料噴射タイミングを遅くする。（３）燃料噴射量を変更する、（４）可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ若しくは排気バルブの作用角若しくはリフト量を最大とする、（５）可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングを変更する、（６）可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関では、該可変容量型ターボチャージャの容量を最小にして内燃機関１を始動させ、機関始動後に必要に応じて容量を変更する、（７）インタークーラを備えた内燃機関の場合には、該インタークーラをバイパスする、等を併用しても良い。
【００９０】
これらを併用する効果は、実施例１と同様である。
【実施例４】
【００９１】
次に、過給圧上昇制御の他の実施態様について説明する。なお、本実施例においては、車両の位置を検知するナビゲーションシステムを備えている。その他のハードウェアについては、実施例１と共通なので説明を省略する。
【００９２】
ここで、上述したように、ターボラグは主に内燃機関１の始動時に発生する。そして、従来のハイブリッド車では、駆動力の要求値とバッテリ３４の充電要求とから内燃機関の始動の可否を決定していたが、走行条件によっては内燃機関１を始動後すぐに停止することが頻繁に起こり得る。この場合、内燃機関の始動回数が増加するので、かえって燃費を悪化させることがある。
【００９３】
その点、本実施例においては、車両に搭載されたナビゲーションシステムから得られる情報に基づいて内燃機関を始動するか否か判断する。すなわち、予め走行経路が設定されている場合には、内燃機関を始動させる回数を燃費が向上する範囲で可及的に少なくする一方で、内燃機関が稼動している時間が可及的に長くなるようにして充電量を増やす。さらに、走行経路内で内燃機関を使用しての走行と電動モータ３２のみによる走行とを振り分けて燃費が最良となるように、且つバッテリ３４の充電量と放電量とが釣り合うように制御する。
【００９４】
例えば、車両が直ぐ停止するのが予め分かっていて、且つバッテリ３４の充電要求があれば内燃機関１を停止させないようにする。また、例えば、内燃機関１が停止状態で、且つ輌が直ぐ停止するのが予め分かっていれば内燃機関１を始動させないようにする。
【００９５】
このようにして、内燃機関１の始動回数を減少させて燃費を向上させることが可能となる。
【００９６】
なお、本実施例は前記実施例１から４と組み合わせて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施例によるハイブリッドシステム、及び内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。
【図３】実施例２による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。
【図４】実施例３による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００９８】
１ 内燃機関
２ 気筒
３ 燃料噴射弁
４ 吸気枝管
５ 吸気管
６ 吸気スロットル弁
７ 吸気スロットル弁用アクチュエータ
８ 第１圧力センサ
９ 排気枝管
１０ 排気管
１１ 排気浄化触媒
１２ ＥＣＵ
１３ アクセル開度センサ
１４ クランクポジションセンサ
１５ ターボチャージャ
１５ａ コンプレッサハウジング
１５ｂ タービンハウジング
１６ 第２圧力センサ
１７ エアフローメータ
３１ 動力分割機構
３２ 電動モータ
３３ 発電機
３４ バッテリ
３５ インバータ
３６ 車軸
３７ 減速機
３８ 車輪
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、発電機と、バッテリと、ターボチャージャと、吸気スロットル弁と、を備えたハイブリッド車の制御装置において、
過給圧を上昇させるときに前記吸気スロットル弁の開度を、要求トルクを発生させるために必要となる開度よりも大きくし、且つ前記要求トルクよりも過剰に発生したトルクを前記発電機により電気エネルギに変換してバッテリを充電することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
【請求項２】
内燃機関と、発電機と、バッテリと、ターボチャージャと、吸気スロットル弁と、を備えたハイブリッド車の制御装置において、
前記内燃機関を始動させるためのクランキング時から過給圧が目標値に達するまでの間、吸気スロットル弁の開度をアイドル時よりも大きくし、且つ前記内燃機関の回転数が目標回転数よりも高い場合には前記発電機により発電を行って目標回転数まで下降させることを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関のトルク変動を検出するトルク変動検出手段と、
前記トルク変動検出手段により所定値以上のトルク変動が検出された場合には、前記吸気スロットル弁の開弁度合いを小さくする吸気スロットル弁開度補正手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車の制御装置。
【請求項１】
内燃機関と、発電機と、バッテリと、ターボチャージャと、吸気スロットル弁と、を備えたハイブリッド車の制御装置において、
過給圧を上昇させるときに前記吸気スロットル弁の開度を、要求トルクを発生させるために必要となる開度よりも大きくし、且つ前記要求トルクよりも過剰に発生したトルクを前記発電機により電気エネルギに変換してバッテリを充電することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
【請求項２】
内燃機関と、発電機と、バッテリと、ターボチャージャと、吸気スロットル弁と、を備えたハイブリッド車の制御装置において、
前記内燃機関を始動させるためのクランキング時から過給圧が目標値に達するまでの間、吸気スロットル弁の開度をアイドル時よりも大きくし、且つ前記内燃機関の回転数が目標回転数よりも高い場合には前記発電機により発電を行って目標回転数まで下降させることを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関のトルク変動を検出するトルク変動検出手段と、
前記トルク変動検出手段により所定値以上のトルク変動が検出された場合には、前記吸気スロットル弁の開弁度合いを小さくする吸気スロットル弁開度補正手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−４６２９７（Ｐ２００６−４６２９７Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３２３５４（Ｐ２００４−２３２３５４）
【出願日】平成１６年８月９日（２００４．８．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月９日（２００４．８．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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