内燃機関の制御装置
【課題】突然のモータのアシスト停止／発電停止を適切に抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の制御装置は、電動機／発電機として機能するモータ付き過給機を有する内燃機関に対して制御を行う。具体的には、内燃機関の制御装置は、内燃機関の所定の制御パラメータを取得し、所定の制御パラメータがモータの制御を制限する制限値に所定時間到達しないように、モータの制御量を決定する。このように決定されたモータの制御量に基づいてモータの制御を行うことにより、モータのアシスト／発電が突然停止してしまうことを防止することができる。したがって、上記の内燃機関の制御装置によれば、トルク変動などのドライバビリティの悪化を防止することができると共に、エミッションの悪化を低減することができる。
【解決手段】内燃機関の制御装置は、電動機／発電機として機能するモータ付き過給機を有する内燃機関に対して制御を行う。具体的には、内燃機関の制御装置は、内燃機関の所定の制御パラメータを取得し、所定の制御パラメータがモータの制御を制限する制限値に所定時間到達しないように、モータの制御量を決定する。このように決定されたモータの制御量に基づいてモータの制御を行うことにより、モータのアシスト／発電が突然停止してしまうことを防止することができる。したがって、上記の内燃機関の制御装置によれば、トルク変動などのドライバビリティの悪化を防止することができると共に、エミッションの悪化を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ付き過給機を有する内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータアシスト機能付きの過給機（ＭＡＴ（Motor Assist Turbo））を有する内燃機関が提案されている。例えば、特許文献１には、バッテリの充電状態が所定値以下となった場合に、モータによるアシストを停止する技術が記載されている。その他にも、本発明に関連のある技術が、特許文献２及び３に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２８０５８９号公報
【特許文献２】ＷＯ２００６／０５９７３５号公報
【特許文献３】特許３２０３８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、モータによるアシストを停止する際にトルク変動が生じてしまう場合があった。また、このようなトルク変動を抑制するために燃料噴射制御を実行すると、過渡的にエミッションが悪化（スモーク発生など）してしまう場合があった。特許文献２及び３に記載された技術においても、突然のモータのアシスト停止／発電停止に起因するドライバビリティやエミッションの悪化を、適切に抑制することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、モータ付き過給機を有する内燃機関において、突然のモータのアシスト停止／発電停止を適切に抑制することが可能な内燃機関の制御装置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】
【０００６】
本発明の１つの観点では、電動機／発電機として機能するモータ付き過給機を有する内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置は、前記内燃機関の所定の制御パラメータを取得する制御パラメータ取得手段と、前記所定の制御パラメータが前記モータの制御を制限する制限値に所定時間到達しないように、当該モータの制御量を決定する制御量決定手段と、を備える。
【０００７】
上記の内燃機関の制御装置は、電動機／発電機として機能するモータ付き過給機を有する内燃機関に対して制御を行うために好適に利用される。具体的には、内燃機関の制御装置は、内燃機関の所定の制御パラメータを取得し、所定の制御パラメータがモータの制御を制限する制限値に所定時間到達しないように、モータの制御量を決定する。つまり、モータの発電／アシストの実行後間もなく、所定の制御パラメータがモータの制限値に到達しないように（言い換えると、所定の制御パラメータがモータの発電／アシストが停止等してしまうような値に到達しないように）、モータの制御量を決定する。これにより、モータのアシスト／発電が突然停止してしまうことを防止することができる。したがって、上記の内燃機関の制御装置によれば、トルク変動などのドライバビリティの悪化を防止することができると共に、エミッションの悪化を低減することができる。
【０００８】
上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記所定の制御パラメータは、前記モータで発電された電力を充電すると共に前記モータを駆動させるための電力を放電するバッテリの充電状態、前記モータの温度、及び前記モータと前記バッテリとの電力の入出力を行うインバータの温度、のうちの少なくともいずれか１つ以上に相当する。
【０００９】
この態様では、制御量決定手段は、バッテリの充電状態、モータの温度、及びインバータの温度と、それぞれに対応するモータの制限値（つまり、バッテリの充電状態の制限値、モータの温度の制限値、及びインバータの温度の制限値）との関係に基づいて、モータの制御量を決定する。これにより、バッテリ、モータ、及びインバータの劣化を抑制することが可能となる。
【００１０】
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記制御量決定手段が決定した前記モータの制御量に基づいて、自動変速機における変速条件を変化させる変速条件変更手段を更に備える。これにより、モータの制御量の変化に起因して、内燃機関の出力が変化してドライバビリティが悪化してしまうことを適切に抑制することができる。
【００１１】
上記の内燃機関の制御装置において好適には、前記変速条件変更手段は、前記モータの制御量を低下させる要求が発せられた場合、前記モータの制御量を低下させる前に、前記自動変速機における変速条件を変化させる。これにより、モータの制御量を低下させる際に発生し得る、内燃機関の出力変化に起因するドライバビリティの悪化を効果的に抑制することが可能となる。
【００１２】
好ましくは、前記制御量決定手段は、前記モータの制御量として、当該モータの発電量又はアシスト量を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１４】
［全体構成］
まず、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用されたシステムの全体構成について説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の構成を示す概略図である。なお、図１では、実線矢印がガスの流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。
【００１６】
車両は、主に、エアクリーナ（ＡＣ）２と、吸気通路３と、ターボ過給機４と、インタークーラ（ＩＣ）５と、スロットルバルブ６と、モータ７と、エンジン（内燃機関）８と、トルクコンバータ１１と、変速機１２と、出力軸１３と、排気通路１８と、触媒２１と、インバータ２５と、バッテリ２６と、スロットル開度センサ３１と、回転数センサ３２と、アクセル開度センサ３３と、温度センサ３４、３５と、ＳＯＣ（State Of Charge）センサ３６と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０と、を備える。
【００１７】
吸気通路３上には、外部から取得された空気（吸気）を浄化するエアクリーナ２が設けられている。また、吸気通路３中には、ターボ過給機４のコンプレッサ４ａが配設されており、吸気はコンプレッサ４ａの回転によって圧縮される（過給される）。ターボ過給機４は、所謂ＭＡＴ（Motor Assist Turbo）として構成されており、その回転軸にはモータ７が直結されている。モータ７は、ターボ過給機４における回転をアシストする電動機として機能すると共に、ターボ過給機４における回転によって回生する発電機として機能する。また、モータ７は、インバータ２５を介してバッテリ２６に接続されている。インバータ２５は、モータ７とバッテリ２６との電力の入出力を行う直流交流変換機である。バッテリ２６は、モータ７で発電された電力を充電する蓄電池として機能する共に、モータ７を駆動させるための電力を放電する電源として機能する。なお、モータ７は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって、その動作が制御される。具体的には、モータ７におけるアシスト量や発電量などが制御される。
【００１８】
更に、吸気通路３中には、吸気を冷却するインタークーラ５と、エンジン８に供給する吸気量を調整するスロットルバルブ６が設けられている。スロットルバルブ６を通過した吸気は、エンジン８が有する複数の気筒（不図示）内に導入される。エンジン８は、供給された吸気と燃料とを混合した混合気を気筒内で燃焼することによって動力を発生する。エンジン８は、例えばガソリンエンジンやデーゼルエンジンなどによって構成される。エンジン８内における燃焼により発生した排気ガスは、排気通路１８に排出される。なお、エンジン８は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって、点火時期の制御や、燃料噴射量の制御や、燃料の噴射時期の制御などが行われる。
【００１９】
トルクコンバータ１１は、エンジン８と変速機１２との間に設けられる。トルクコンバータ１１は、油などの作動流体を利用することにより、エンジン８から出力される回転トルクを断続的に変速機１２へ伝達するクラッチとしての機能と、その回転トルクを増大させて変速機１２へ伝達する機能とを有する。変速機１２は、トルクコンバータ１１と出力軸１３との間に設けられ、自動変速機（オートマチックトランスミッション）として機能する。例えば、変速機１２は、前進５段（第１速〜第５速）、後進１段の各変速段に対応する複数のギヤ（プラネタリギヤ）などを有する。変速機１２は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号に基づき、図示しない油圧制御装置を作動させることにより、低速段から高速段への変速操作（シフトアップ）、或いは高速段から低速段への変速操作（シフトダウン）を行う。
【００２０】
エンジン８より排出された排気ガスは、排気通路１８に設けられたターボ過給機４のタービン４ｂを回転させる。このようなタービン４ｂの回転トルクが、過給機４内のコンプレッサ４ａに伝達されて回転することによって、ターボ過給機４を通過する吸気が圧縮される（過給される）。また、排気通路１８上には、排気ガスを浄化する機能を有する触媒２１が設けられている。
【００２１】
スロットル開度センサ３１は、スロットルバルブ６の開度（スロットル開度）を検出するセンサであり、回転数センサ３２は、エンジン８の回転数（エンジン回転数）を検出するセンサであり、アクセル開度センサ３３は、運転者によるアクセルペダルの操作に対応するアクセル開度を検出する。また、温度センサ３４は、モータ７の温度を検出するセンサであり、温度センサ３５は、インバータ２５の温度を検出するセンサである。更に、ＳＯＣセンサ３６は、バッテリ２６の充電状態（以下、「ＳＯＣ」と呼ぶ。）を検出することが可能に構成されたセンサである。これらのセンサが検出した検出値は、検出信号としてＥＣＵ５０に供給される。
【００２２】
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器などを含んで構成される。ＥＣＵ５０は、前述した各種センサから供給される出力に基づいて、車両内の制御を行う。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、主に、ターボ過給機４に設けられたータ７に対する制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、突然のモータ７のアシスト停止／発電停止に起因するドライバビリティやエミッションの悪化を抑制するために、モータ７の発電及びアシストを制御する。
【００２３】
このように、ＥＣＵ５０は、本発明における内燃機関の制御装置として機能する。具体的には、ＥＣＵ５０は、制御パラメータ取得手段、制御量決定手段、及び変速条件変更手段として動作する。なお、ＥＣＵ５０は車両内の他の構成要素の制御も行うが、本実施形態と特に関係の無い部分については説明を省略する。
【００２４】
［制御方法］
次に、本実施形態において、ＥＣＵ５０が実行する制御方法について具体的に説明する。
【００２５】
ＥＣＵ５０は、主に、ターボ過給機４に設けられたモータ７による発電／アシストを制御する。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、車両における所定の制御パラメータがモータ７の制御を制限する制限値に所定時間到達しないようにモータ７の制御量を決定し、決定された制御量に基づいてモータ７による発電／アシストを制御する。つまり、モータ７の発電／アシストの実行後間もなく、所定の制御パラメータがモータ７の制限値に到達しないように（言い換えると、所定の制御パラメータがモータ７の発電／アシストが停止してしまうような値に到達しないように）、モータ７の制御量を決定する。このようにモータ７の制御量を決定するのは、モータ７のアシスト／発電が突然停止してしまうことを抑制するためである。
【００２６】
具体的には、ＥＣＵ５０は、所定の制御パラメータとして、バッテリ２６のＳＯＣ、モータ７の温度（以下、「モータ温度」と呼ぶ。）、及びインバータ２５の温度（以下、「インバータ温度」と呼ぶ。）のいずれか１つ以上を取得し、これらに基づいてモータ７の制御量を決定する。詳しくは、ＥＣＵ５０は、現在のＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度と、それぞれに対応するモータ７の制限値（つまり、ＳＯＣの制限値、モータ温度の制限値、及びインバータ温度の制限値）との関係に基づいて、モータ７の制御量を決定する。また、ＥＣＵ５０は、モータ７の制御量として、モータ７の発電量又はアシスト量を決定する。一例としては、ＥＣＵ５０は、ＳＯＣがＳＯＣにおける制限値に所定時間到達しないように（つまりＳＯＣが制限値以上／以下とならないように）、モータ７の発電量／アシスト量を決定する。
【００２７】
以上説明した制御を行うことにより、モータ７のアシスト／発電が突然停止してしまうことを抑制することができる。これにより、トルク変動などのドライバビリティの悪化を防止することができると共に、エミッションの悪化を低減することができる。また、ＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度に基づいてモータ７の制御量を決定するため、バッテリ２６、モータ７、及びインバータ２５の劣化を抑制することが可能となる。
【００２８】
更に、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、このように決定されたモータ７の発電量又はアシスト量に基づいて、変速機１２における変速条件（変速パターン）を変更する。こうする理由は、以下の通りである。エンジン出力は、モータ７の発電量やアシスト量に応じて変化する傾向にある。そのため、本実施形態では、このようなエンジン出力の変化に起因するドライバビリティの悪化を抑制するために、モータ７の発電量又はアシスト量に応じて変速機１２における変速条件を変更する。
【００２９】
次に、図２を参照して、上記した制御において実行される処理を具体的に説明する。図２は、本実施形態に係るモータ７の制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。なお、ここでは、モータ７による発電を行う場合に実行される処理について説明する。
【００３０】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、入力信号処理を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、前述した各種センサ（スロットル開度センサ３１、回転数センサ３２、アクセル開度センサ３３、温度センサ３４、３５、及びＳＯＣセンサ３６など）から供給される検出信号を処理する。ステップＳ１０１で処理された信号は、以降の処理で用いられる。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０２に進む。
【００３１】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、ターボ過給機４に設けられたモータ７における発電の開始条件又は発電の継続条件（以下、「ターボ発電開始／継続条件」と呼ぶ。）が成立しているか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ５０は、アクセル開度やエンジン負荷などに基づいて、ターボ発電開始／継続条件が成立しているか否かを判定する。ターボ発電開始／継続条件が成立している場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進み、ターボ発電開始／継続条件が成立していない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【００３２】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、モータ７における基本発電量（以下、「ベースターボ発電量」と呼ぶ。）を決定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、アクセル開度や、エンジン回転数や、エンジン負荷などに基づいて、ベースターボ発電量を決定する。例えば、ＥＣＵ５０は、メモリに記憶されたマップなどを参照して、ベースターボ発電量を決定する。そして、処理はステップＳ１０４に進む。
【００３３】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ５０は、バッテリ２６のＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度に基づいて、上記したベースターボ発電量を補正するための補正量（以下、「ターボ発電量補正量」と呼ぶ。）を算出する。具体的には、ＥＣＵ５０は、現在におけるバッテリ２６のＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度と、ＳＯＣの制限値、モータ温度の制限値、及びインバータ温度の制限値との関係に基づいて、ターボ発電量補正量を決定する。詳しくは、ＥＣＵ５０は、ＳＯＣの制限値と現在のＳＯＣとの差（以下、「ＳＯＣ余裕代」と呼ぶ。）、モータ温度の制限値と現在のモータ温度との差（以下、「モータ温度余裕代」と呼ぶ。）、インバータ温度の制限値と現在のインバータ温度との差（以下、「インバータ温度余裕代」と呼ぶ。）を求め、これらの余裕代に基づいてターボ発電量補正量を決定する。例えば、ＥＣＵ５０は、メモリに記憶されたマップなどを参照して、ターボ発電量補正量を決定する。このようにＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度に基づいてターボ発電量補正量を決定することにより、モータ７のアシスト／発電が突然停止してしまうことを抑制することができると共に、バッテリ２６、モータ７、及びインバータ２５の劣化を抑制することが可能となる。
【００３４】
図３は、ターボ発電量補正量を決定するためのマップの一例を示す。図３は、横軸にＳＯＣ余裕代、モータ温度余裕代、及びインバータ温度余裕代のいずれか１つ以上を示し、縦軸にターボ発電量補正量を示す。図３より、それぞれの余裕代が小さいほど大きな値を有するターボ発電量補正量が決定され、余裕代が大きいほど小さな値を有するターボ発電量補正量が決定される。つまり、所定の制御パラメータとその制限値との差が小さいほど、大きな値を有するターボ発電量補正量が決定され、所定の制御パラメータとその制限値との差が大きいほど、小さな値を有するターボ発電量補正量が決定される。
【００３５】
ここで、ターボ発電量の補正は、ベースターボ発電量からターボ発電量補正量を減算することによって行われる。したがって、余裕代が小さい場合には、大きな値を有するターボ発電量補正量が決定されるため、補正後のターボ発電量はベースターボ発電量よりも比較的小さくなる。これに対して、余裕代が大きい場合には、小さな値を有するターボ発電量補正量が決定されるため、補正後のターボ発電量はベースターボ発電量に近い量となる。なお、ターボ発電量補正量を決定するマップは、ＳＯＣ余裕代、モータ温度余裕代、インバータ温度余裕代ごとに規定されたものを用いることができる。よって、ターボ発電量補正量は、ＳＯＣ余裕代、モータ温度余裕代、及びインバータ温度余裕代のそれぞれを別個に考慮して決定することができる。
【００３６】
図２に戻って、ステップＳ１０４以降の処理を説明する。上記のようにしてターボ発電量補正量が決定されると、処理はステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０４で算出されたターボ発電量補正量に基づいて、ターボ発電量に対する補正を開始する。つまり、ＥＣＵ５０は、ベースターボ発電量からターボ発電量補正量を減算することによって、ターボ発電量を補正する。そして、処理はステップＳ１０６に進む。
【００３７】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０４で算出されたターボ発電量補正量に基づいて、変速機１２における変速条件を規定する変速線の補正を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、モータ７を使用する際に用いる変速線（以下、「モータ使用時変速線」と呼ぶ。）を補正する処理を行う。より詳しくは、ＥＣＵ５０は、モータ使用時変速線を補正するためのシフトダウン補正量を算出する。例えば、ＥＣＵ５０は、メモリに記憶されたマップなどを参照して、シフトダウン補正量を決定する。
【００３８】
図４は、ダウンシフト用の変速パターンの一例を示す。図４は、横軸に車速を示し、縦軸にスロットル開度を示しており、２次元座標上に変速段の異なる領域を仕切る変速線を表している。具体的には、実線はモータ７を使用する際に用いるモータ使用時変速線を示し、破線はモータ７を使用しない際に用いる変速線（以下、「通常時変速線」と呼ぶ。）を示す。基本的には、モータ７を使用する際には、実線で示すモータ使用時変速線が用いられる。図４に示すように、モータ使用時変速線を用いた場合、通常時変速線を用いた場合よりも、変速機１２は早めにシフトダウンを行うこととなる。このようにモータ７の使用時／未使用時で、使用する変速線を変更するのは、モータ７が発電しているか否かによってエンジン出力が変化する傾向にあるからである。つまり、このようなエンジン出力の変化を抑制するために、使用する変速線を変更する。
【００３９】
ここで、モータ使用時変速線の補正は、シフトダウン補正量に応じて、モータ使用時変速線を通常時変速線に近付けることによって行われる。つまり、シフトダウン補正量が大きいほど、補正後のモータ使用時変速線は通常時変速線に近付く。なお、図４において実線で示したモータ使用時変速線は、シフトダウン補正量が０である場合の変速線（つまり補正を行う前の変速線）に対応する。
【００４０】
図５は、シフトダウン補正量を決定するためのマップの一例を示す。図５は、横軸にターボ発電量補正量（ステップＳ１０４で決定された補正量）を示し、縦軸にシフトダウン補正量を示す。図５より、ターボ発電量補正量が小さいほど小さな値を有するシフトダウン補正量が決定され、ターボ発電量補正量が大きいほど大きな値を有するシフトダウン補正量が決定される。前述したように、モータ使用時変速線の補正は、シフトダウン補正量に応じてモータ使用時変速線を通常時変速線に近付けることによって行われる。したがって、ターボ発電量補正量が小さければ小さな値を有するシフトダウン補正量が決定されるので、これを用いてモータ使用時変速線を補正した場合、モータ使用時変速線はほとんど補正されないため、通常時変速線からある程度離れた場所に位置する変速線が得られることとなる。これに対して、ターボ発電量補正量が大きければ大きな値を有するシフトダウン補正量が決定されるので、これを用いてモータ使用時変速線を補正した場合、モータ使用時変速線は大きく補正されるため、通常時変速線に近い場所に位置する変速線が得られることとなる。
【００４１】
図２に戻って、ステップＳ１０６以降の処理を説明する。上記のようにしてシフトダウン補正量が決定されると、処理はステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６で決定されたシフトダウン補正量に基づいて、変速機１２における変速線を切り替える処理を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、通常時変速線から、シフトダウン補正量に基づいてモータ使用時変速線を補正した変速線に切り替える処理を実行する。このようにして変速機１２における変速線を切り替えることにより、モータ７の発電量に対応するエンジン出力に最適な変速線を用いることができる。よって、ドライバビリティの悪化などを適切に抑制することができる。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０８に進む。
【００４２】
ステップＳ１０８では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０５で補正されたターボ発電量に基づいて、モータ７の発電を開始／継続する。そして、処理はステップＳ１０９に進む。
【００４３】
ステップＳ１０９では、ＥＣＵ５０は、モータ７における発電の停止条件（以下、「ターボ発電停止条件」と呼ぶ。）が成立しているか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ５０は、アクセル開度やエンジン負荷などに基づいて、ターボ発電停止条件が成立しているか否かを判定する。ターボ発電停止条件が成立している場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１０に進み、ターボ発電停止条件が成立していない場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【００４４】
ステップＳ１１０では、ＥＣＵ５０は、変速機１２における変速線を切り替える処理を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０７で切り替えられた変速線から、元の通常時変速線に戻す処理を実行する。そして、処理はステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、ＥＣＵ５０は、ターボ過給機４に設けられたモータ７における発電を停止させる処理を実行する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００４５】
上記のようにして、ステップＳ１１０及びステップＳ１１１において、モータ７における発電を停止する前に変速線を切り替える処理を行うことにより、発電の停止時に発生し得る、エンジン出力の変化に起因するドライバビリティの悪化を効果的に抑制することが可能となる。なお、モータ７における発電を停止する前に変速線を切り替える処理を行うことに限定はされず、ＥＣＵ５０は、モータ７の制御量を低下させる要求が発せられた場合にも、モータ７の制御量を低下させる前に、変速機１２における変速線を切り替える処理を行うことができる。
【００４６】
以上説明した処理によれば、モータ７の発電が突然停止してしまうことを抑制することができ、トルク変動などのドライバビリティの悪化を防止することができると共に、エミッションの悪化を低減することができる。また、ＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度に基づいてモータ７の発電量を決定するため、バッテリ２６、モータ７、及びインバータ２５の劣化を抑制することが可能となる。
【００４７】
なお、図２ではモータ７による発電を行う場合に実行される処理を示したが、モータ７によるアシストを行う場合にも同様の処理を実行することができる。具体的には、ＥＣＵ５０は、現在のＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度と、それぞれに対応するモータ７の制限値との関係に基づいて、モータ７のアシスト量を決定する。つまり、ＥＣＵ５０は、ＳＯＣ余裕代、モータ温度余裕代、及びインバータ温度余裕代に基づいて、モータ７における基本アシスト量（ベースターボアシスト量）を補正するための補正量（ターボアシスト量補正量）を決定し、ターボアシスト量補正量によって補正されたアシスト量に基づいてモータ７のアシストを制御することができる。
【００４８】
これにより、モータ７によるアシストが突然停止してしまうことを抑制することができ、トルク変動などのドライバビリティの悪化を防止することができると共に、エミッションの悪化を低減することができる。また、モータ７によるアシスト時において、バッテリ２６、モータ７、及びインバータ２５の劣化を抑制することが可能となる。更に、ＥＣＵ５０は、上記したターボアシスト量補正量に基づいて、変速機１２における変速条件（変速線）を変更することができる。これにより、モータ７のアシスト量に対応するエンジン出力に最適な変速線を用いることができ、ドライバビリティの悪化などを適切に抑制することができる。
【００４９】
［変形例］
上記では、ＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度に基づいてモータ７の制御量を決定する実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、ＥＣＵ５０は、ＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度だけでなく、検出された各種フェールに基づいて、モータ７の制御量を決定することができる。例えば、（i）冷却水、潤滑油、ステータ、インバータ等の温度上昇、（ii）冷却水、潤滑油の圧力異常、（iii）電源電圧（バッテリ２６の電圧など）の異常、（iv）断線、（v）ターボ過給機４の作動不良（回転異常など）や過給圧の制御異常（可変ノズルの動作不良など）に基づいて、モータ７の制御量を決定することができる。また、ＥＣＵ５０は、これらの各種フェールに基づいて、変速機１２における変速条件を変更することができる。以上の制御を行うことにより、モータ７の劣化などを効果的に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係るモータの制御処理を示すフローチャートである。
【図３】ターボ発電量補正量を決定するためのマップの一例を示す。
【図４】ダウンシフト用の変速パターンの一例を示す。
【図５】シフトダウン補正量を決定するためのマップの一例を示す。
【符号の説明】
【００５１】
３ 吸気通路
４ ターボ過給機
６ スロットルバルブ
７ モータ
８ エンジン（内燃機関）
１２ 変速機
１８ 排気通路
２５ インバータ
２６ バッテリ
３４、３５ 温度センサ
３６ ＳＯＣセンサ
５０ ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ付き過給機を有する内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータアシスト機能付きの過給機（ＭＡＴ（Motor Assist Turbo））を有する内燃機関が提案されている。例えば、特許文献１には、バッテリの充電状態が所定値以下となった場合に、モータによるアシストを停止する技術が記載されている。その他にも、本発明に関連のある技術が、特許文献２及び３に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２８０５８９号公報
【特許文献２】ＷＯ２００６／０５９７３５号公報
【特許文献３】特許３２０３８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、モータによるアシストを停止する際にトルク変動が生じてしまう場合があった。また、このようなトルク変動を抑制するために燃料噴射制御を実行すると、過渡的にエミッションが悪化（スモーク発生など）してしまう場合があった。特許文献２及び３に記載された技術においても、突然のモータのアシスト停止／発電停止に起因するドライバビリティやエミッションの悪化を、適切に抑制することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、モータ付き過給機を有する内燃機関において、突然のモータのアシスト停止／発電停止を適切に抑制することが可能な内燃機関の制御装置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】
【０００６】
本発明の１つの観点では、電動機／発電機として機能するモータ付き過給機を有する内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置は、前記内燃機関の所定の制御パラメータを取得する制御パラメータ取得手段と、前記所定の制御パラメータが前記モータの制御を制限する制限値に所定時間到達しないように、当該モータの制御量を決定する制御量決定手段と、を備える。
【０００７】
上記の内燃機関の制御装置は、電動機／発電機として機能するモータ付き過給機を有する内燃機関に対して制御を行うために好適に利用される。具体的には、内燃機関の制御装置は、内燃機関の所定の制御パラメータを取得し、所定の制御パラメータがモータの制御を制限する制限値に所定時間到達しないように、モータの制御量を決定する。つまり、モータの発電／アシストの実行後間もなく、所定の制御パラメータがモータの制限値に到達しないように（言い換えると、所定の制御パラメータがモータの発電／アシストが停止等してしまうような値に到達しないように）、モータの制御量を決定する。これにより、モータのアシスト／発電が突然停止してしまうことを防止することができる。したがって、上記の内燃機関の制御装置によれば、トルク変動などのドライバビリティの悪化を防止することができると共に、エミッションの悪化を低減することができる。
【０００８】
上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記所定の制御パラメータは、前記モータで発電された電力を充電すると共に前記モータを駆動させるための電力を放電するバッテリの充電状態、前記モータの温度、及び前記モータと前記バッテリとの電力の入出力を行うインバータの温度、のうちの少なくともいずれか１つ以上に相当する。
【０００９】
この態様では、制御量決定手段は、バッテリの充電状態、モータの温度、及びインバータの温度と、それぞれに対応するモータの制限値（つまり、バッテリの充電状態の制限値、モータの温度の制限値、及びインバータの温度の制限値）との関係に基づいて、モータの制御量を決定する。これにより、バッテリ、モータ、及びインバータの劣化を抑制することが可能となる。
【００１０】
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記制御量決定手段が決定した前記モータの制御量に基づいて、自動変速機における変速条件を変化させる変速条件変更手段を更に備える。これにより、モータの制御量の変化に起因して、内燃機関の出力が変化してドライバビリティが悪化してしまうことを適切に抑制することができる。
【００１１】
上記の内燃機関の制御装置において好適には、前記変速条件変更手段は、前記モータの制御量を低下させる要求が発せられた場合、前記モータの制御量を低下させる前に、前記自動変速機における変速条件を変化させる。これにより、モータの制御量を低下させる際に発生し得る、内燃機関の出力変化に起因するドライバビリティの悪化を効果的に抑制することが可能となる。
【００１２】
好ましくは、前記制御量決定手段は、前記モータの制御量として、当該モータの発電量又はアシスト量を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１４】
［全体構成］
まず、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用されたシステムの全体構成について説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の構成を示す概略図である。なお、図１では、実線矢印がガスの流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。
【００１６】
車両は、主に、エアクリーナ（ＡＣ）２と、吸気通路３と、ターボ過給機４と、インタークーラ（ＩＣ）５と、スロットルバルブ６と、モータ７と、エンジン（内燃機関）８と、トルクコンバータ１１と、変速機１２と、出力軸１３と、排気通路１８と、触媒２１と、インバータ２５と、バッテリ２６と、スロットル開度センサ３１と、回転数センサ３２と、アクセル開度センサ３３と、温度センサ３４、３５と、ＳＯＣ（State Of Charge）センサ３６と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０と、を備える。
【００１７】
吸気通路３上には、外部から取得された空気（吸気）を浄化するエアクリーナ２が設けられている。また、吸気通路３中には、ターボ過給機４のコンプレッサ４ａが配設されており、吸気はコンプレッサ４ａの回転によって圧縮される（過給される）。ターボ過給機４は、所謂ＭＡＴ（Motor Assist Turbo）として構成されており、その回転軸にはモータ７が直結されている。モータ７は、ターボ過給機４における回転をアシストする電動機として機能すると共に、ターボ過給機４における回転によって回生する発電機として機能する。また、モータ７は、インバータ２５を介してバッテリ２６に接続されている。インバータ２５は、モータ７とバッテリ２６との電力の入出力を行う直流交流変換機である。バッテリ２６は、モータ７で発電された電力を充電する蓄電池として機能する共に、モータ７を駆動させるための電力を放電する電源として機能する。なお、モータ７は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって、その動作が制御される。具体的には、モータ７におけるアシスト量や発電量などが制御される。
【００１８】
更に、吸気通路３中には、吸気を冷却するインタークーラ５と、エンジン８に供給する吸気量を調整するスロットルバルブ６が設けられている。スロットルバルブ６を通過した吸気は、エンジン８が有する複数の気筒（不図示）内に導入される。エンジン８は、供給された吸気と燃料とを混合した混合気を気筒内で燃焼することによって動力を発生する。エンジン８は、例えばガソリンエンジンやデーゼルエンジンなどによって構成される。エンジン８内における燃焼により発生した排気ガスは、排気通路１８に排出される。なお、エンジン８は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって、点火時期の制御や、燃料噴射量の制御や、燃料の噴射時期の制御などが行われる。
【００１９】
トルクコンバータ１１は、エンジン８と変速機１２との間に設けられる。トルクコンバータ１１は、油などの作動流体を利用することにより、エンジン８から出力される回転トルクを断続的に変速機１２へ伝達するクラッチとしての機能と、その回転トルクを増大させて変速機１２へ伝達する機能とを有する。変速機１２は、トルクコンバータ１１と出力軸１３との間に設けられ、自動変速機（オートマチックトランスミッション）として機能する。例えば、変速機１２は、前進５段（第１速〜第５速）、後進１段の各変速段に対応する複数のギヤ（プラネタリギヤ）などを有する。変速機１２は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号に基づき、図示しない油圧制御装置を作動させることにより、低速段から高速段への変速操作（シフトアップ）、或いは高速段から低速段への変速操作（シフトダウン）を行う。
【００２０】
エンジン８より排出された排気ガスは、排気通路１８に設けられたターボ過給機４のタービン４ｂを回転させる。このようなタービン４ｂの回転トルクが、過給機４内のコンプレッサ４ａに伝達されて回転することによって、ターボ過給機４を通過する吸気が圧縮される（過給される）。また、排気通路１８上には、排気ガスを浄化する機能を有する触媒２１が設けられている。
【００２１】
スロットル開度センサ３１は、スロットルバルブ６の開度（スロットル開度）を検出するセンサであり、回転数センサ３２は、エンジン８の回転数（エンジン回転数）を検出するセンサであり、アクセル開度センサ３３は、運転者によるアクセルペダルの操作に対応するアクセル開度を検出する。また、温度センサ３４は、モータ７の温度を検出するセンサであり、温度センサ３５は、インバータ２５の温度を検出するセンサである。更に、ＳＯＣセンサ３６は、バッテリ２６の充電状態（以下、「ＳＯＣ」と呼ぶ。）を検出することが可能に構成されたセンサである。これらのセンサが検出した検出値は、検出信号としてＥＣＵ５０に供給される。
【００２２】
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器などを含んで構成される。ＥＣＵ５０は、前述した各種センサから供給される出力に基づいて、車両内の制御を行う。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、主に、ターボ過給機４に設けられたータ７に対する制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、突然のモータ７のアシスト停止／発電停止に起因するドライバビリティやエミッションの悪化を抑制するために、モータ７の発電及びアシストを制御する。
【００２３】
このように、ＥＣＵ５０は、本発明における内燃機関の制御装置として機能する。具体的には、ＥＣＵ５０は、制御パラメータ取得手段、制御量決定手段、及び変速条件変更手段として動作する。なお、ＥＣＵ５０は車両内の他の構成要素の制御も行うが、本実施形態と特に関係の無い部分については説明を省略する。
【００２４】
［制御方法］
次に、本実施形態において、ＥＣＵ５０が実行する制御方法について具体的に説明する。
【００２５】
ＥＣＵ５０は、主に、ターボ過給機４に設けられたモータ７による発電／アシストを制御する。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、車両における所定の制御パラメータがモータ７の制御を制限する制限値に所定時間到達しないようにモータ７の制御量を決定し、決定された制御量に基づいてモータ７による発電／アシストを制御する。つまり、モータ７の発電／アシストの実行後間もなく、所定の制御パラメータがモータ７の制限値に到達しないように（言い換えると、所定の制御パラメータがモータ７の発電／アシストが停止してしまうような値に到達しないように）、モータ７の制御量を決定する。このようにモータ７の制御量を決定するのは、モータ７のアシスト／発電が突然停止してしまうことを抑制するためである。
【００２６】
具体的には、ＥＣＵ５０は、所定の制御パラメータとして、バッテリ２６のＳＯＣ、モータ７の温度（以下、「モータ温度」と呼ぶ。）、及びインバータ２５の温度（以下、「インバータ温度」と呼ぶ。）のいずれか１つ以上を取得し、これらに基づいてモータ７の制御量を決定する。詳しくは、ＥＣＵ５０は、現在のＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度と、それぞれに対応するモータ７の制限値（つまり、ＳＯＣの制限値、モータ温度の制限値、及びインバータ温度の制限値）との関係に基づいて、モータ７の制御量を決定する。また、ＥＣＵ５０は、モータ７の制御量として、モータ７の発電量又はアシスト量を決定する。一例としては、ＥＣＵ５０は、ＳＯＣがＳＯＣにおける制限値に所定時間到達しないように（つまりＳＯＣが制限値以上／以下とならないように）、モータ７の発電量／アシスト量を決定する。
【００２７】
以上説明した制御を行うことにより、モータ７のアシスト／発電が突然停止してしまうことを抑制することができる。これにより、トルク変動などのドライバビリティの悪化を防止することができると共に、エミッションの悪化を低減することができる。また、ＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度に基づいてモータ７の制御量を決定するため、バッテリ２６、モータ７、及びインバータ２５の劣化を抑制することが可能となる。
【００２８】
更に、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、このように決定されたモータ７の発電量又はアシスト量に基づいて、変速機１２における変速条件（変速パターン）を変更する。こうする理由は、以下の通りである。エンジン出力は、モータ７の発電量やアシスト量に応じて変化する傾向にある。そのため、本実施形態では、このようなエンジン出力の変化に起因するドライバビリティの悪化を抑制するために、モータ７の発電量又はアシスト量に応じて変速機１２における変速条件を変更する。
【００２９】
次に、図２を参照して、上記した制御において実行される処理を具体的に説明する。図２は、本実施形態に係るモータ７の制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。なお、ここでは、モータ７による発電を行う場合に実行される処理について説明する。
【００３０】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、入力信号処理を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、前述した各種センサ（スロットル開度センサ３１、回転数センサ３２、アクセル開度センサ３３、温度センサ３４、３５、及びＳＯＣセンサ３６など）から供給される検出信号を処理する。ステップＳ１０１で処理された信号は、以降の処理で用いられる。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０２に進む。
【００３１】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、ターボ過給機４に設けられたモータ７における発電の開始条件又は発電の継続条件（以下、「ターボ発電開始／継続条件」と呼ぶ。）が成立しているか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ５０は、アクセル開度やエンジン負荷などに基づいて、ターボ発電開始／継続条件が成立しているか否かを判定する。ターボ発電開始／継続条件が成立している場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進み、ターボ発電開始／継続条件が成立していない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【００３２】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、モータ７における基本発電量（以下、「ベースターボ発電量」と呼ぶ。）を決定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、アクセル開度や、エンジン回転数や、エンジン負荷などに基づいて、ベースターボ発電量を決定する。例えば、ＥＣＵ５０は、メモリに記憶されたマップなどを参照して、ベースターボ発電量を決定する。そして、処理はステップＳ１０４に進む。
【００３３】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ５０は、バッテリ２６のＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度に基づいて、上記したベースターボ発電量を補正するための補正量（以下、「ターボ発電量補正量」と呼ぶ。）を算出する。具体的には、ＥＣＵ５０は、現在におけるバッテリ２６のＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度と、ＳＯＣの制限値、モータ温度の制限値、及びインバータ温度の制限値との関係に基づいて、ターボ発電量補正量を決定する。詳しくは、ＥＣＵ５０は、ＳＯＣの制限値と現在のＳＯＣとの差（以下、「ＳＯＣ余裕代」と呼ぶ。）、モータ温度の制限値と現在のモータ温度との差（以下、「モータ温度余裕代」と呼ぶ。）、インバータ温度の制限値と現在のインバータ温度との差（以下、「インバータ温度余裕代」と呼ぶ。）を求め、これらの余裕代に基づいてターボ発電量補正量を決定する。例えば、ＥＣＵ５０は、メモリに記憶されたマップなどを参照して、ターボ発電量補正量を決定する。このようにＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度に基づいてターボ発電量補正量を決定することにより、モータ７のアシスト／発電が突然停止してしまうことを抑制することができると共に、バッテリ２６、モータ７、及びインバータ２５の劣化を抑制することが可能となる。
【００３４】
図３は、ターボ発電量補正量を決定するためのマップの一例を示す。図３は、横軸にＳＯＣ余裕代、モータ温度余裕代、及びインバータ温度余裕代のいずれか１つ以上を示し、縦軸にターボ発電量補正量を示す。図３より、それぞれの余裕代が小さいほど大きな値を有するターボ発電量補正量が決定され、余裕代が大きいほど小さな値を有するターボ発電量補正量が決定される。つまり、所定の制御パラメータとその制限値との差が小さいほど、大きな値を有するターボ発電量補正量が決定され、所定の制御パラメータとその制限値との差が大きいほど、小さな値を有するターボ発電量補正量が決定される。
【００３５】
ここで、ターボ発電量の補正は、ベースターボ発電量からターボ発電量補正量を減算することによって行われる。したがって、余裕代が小さい場合には、大きな値を有するターボ発電量補正量が決定されるため、補正後のターボ発電量はベースターボ発電量よりも比較的小さくなる。これに対して、余裕代が大きい場合には、小さな値を有するターボ発電量補正量が決定されるため、補正後のターボ発電量はベースターボ発電量に近い量となる。なお、ターボ発電量補正量を決定するマップは、ＳＯＣ余裕代、モータ温度余裕代、インバータ温度余裕代ごとに規定されたものを用いることができる。よって、ターボ発電量補正量は、ＳＯＣ余裕代、モータ温度余裕代、及びインバータ温度余裕代のそれぞれを別個に考慮して決定することができる。
【００３６】
図２に戻って、ステップＳ１０４以降の処理を説明する。上記のようにしてターボ発電量補正量が決定されると、処理はステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０４で算出されたターボ発電量補正量に基づいて、ターボ発電量に対する補正を開始する。つまり、ＥＣＵ５０は、ベースターボ発電量からターボ発電量補正量を減算することによって、ターボ発電量を補正する。そして、処理はステップＳ１０６に進む。
【００３７】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０４で算出されたターボ発電量補正量に基づいて、変速機１２における変速条件を規定する変速線の補正を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、モータ７を使用する際に用いる変速線（以下、「モータ使用時変速線」と呼ぶ。）を補正する処理を行う。より詳しくは、ＥＣＵ５０は、モータ使用時変速線を補正するためのシフトダウン補正量を算出する。例えば、ＥＣＵ５０は、メモリに記憶されたマップなどを参照して、シフトダウン補正量を決定する。
【００３８】
図４は、ダウンシフト用の変速パターンの一例を示す。図４は、横軸に車速を示し、縦軸にスロットル開度を示しており、２次元座標上に変速段の異なる領域を仕切る変速線を表している。具体的には、実線はモータ７を使用する際に用いるモータ使用時変速線を示し、破線はモータ７を使用しない際に用いる変速線（以下、「通常時変速線」と呼ぶ。）を示す。基本的には、モータ７を使用する際には、実線で示すモータ使用時変速線が用いられる。図４に示すように、モータ使用時変速線を用いた場合、通常時変速線を用いた場合よりも、変速機１２は早めにシフトダウンを行うこととなる。このようにモータ７の使用時／未使用時で、使用する変速線を変更するのは、モータ７が発電しているか否かによってエンジン出力が変化する傾向にあるからである。つまり、このようなエンジン出力の変化を抑制するために、使用する変速線を変更する。
【００３９】
ここで、モータ使用時変速線の補正は、シフトダウン補正量に応じて、モータ使用時変速線を通常時変速線に近付けることによって行われる。つまり、シフトダウン補正量が大きいほど、補正後のモータ使用時変速線は通常時変速線に近付く。なお、図４において実線で示したモータ使用時変速線は、シフトダウン補正量が０である場合の変速線（つまり補正を行う前の変速線）に対応する。
【００４０】
図５は、シフトダウン補正量を決定するためのマップの一例を示す。図５は、横軸にターボ発電量補正量（ステップＳ１０４で決定された補正量）を示し、縦軸にシフトダウン補正量を示す。図５より、ターボ発電量補正量が小さいほど小さな値を有するシフトダウン補正量が決定され、ターボ発電量補正量が大きいほど大きな値を有するシフトダウン補正量が決定される。前述したように、モータ使用時変速線の補正は、シフトダウン補正量に応じてモータ使用時変速線を通常時変速線に近付けることによって行われる。したがって、ターボ発電量補正量が小さければ小さな値を有するシフトダウン補正量が決定されるので、これを用いてモータ使用時変速線を補正した場合、モータ使用時変速線はほとんど補正されないため、通常時変速線からある程度離れた場所に位置する変速線が得られることとなる。これに対して、ターボ発電量補正量が大きければ大きな値を有するシフトダウン補正量が決定されるので、これを用いてモータ使用時変速線を補正した場合、モータ使用時変速線は大きく補正されるため、通常時変速線に近い場所に位置する変速線が得られることとなる。
【００４１】
図２に戻って、ステップＳ１０６以降の処理を説明する。上記のようにしてシフトダウン補正量が決定されると、処理はステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６で決定されたシフトダウン補正量に基づいて、変速機１２における変速線を切り替える処理を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、通常時変速線から、シフトダウン補正量に基づいてモータ使用時変速線を補正した変速線に切り替える処理を実行する。このようにして変速機１２における変速線を切り替えることにより、モータ７の発電量に対応するエンジン出力に最適な変速線を用いることができる。よって、ドライバビリティの悪化などを適切に抑制することができる。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０８に進む。
【００４２】
ステップＳ１０８では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０５で補正されたターボ発電量に基づいて、モータ７の発電を開始／継続する。そして、処理はステップＳ１０９に進む。
【００４３】
ステップＳ１０９では、ＥＣＵ５０は、モータ７における発電の停止条件（以下、「ターボ発電停止条件」と呼ぶ。）が成立しているか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ５０は、アクセル開度やエンジン負荷などに基づいて、ターボ発電停止条件が成立しているか否かを判定する。ターボ発電停止条件が成立している場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１０に進み、ターボ発電停止条件が成立していない場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【００４４】
ステップＳ１１０では、ＥＣＵ５０は、変速機１２における変速線を切り替える処理を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０７で切り替えられた変速線から、元の通常時変速線に戻す処理を実行する。そして、処理はステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、ＥＣＵ５０は、ターボ過給機４に設けられたモータ７における発電を停止させる処理を実行する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００４５】
上記のようにして、ステップＳ１１０及びステップＳ１１１において、モータ７における発電を停止する前に変速線を切り替える処理を行うことにより、発電の停止時に発生し得る、エンジン出力の変化に起因するドライバビリティの悪化を効果的に抑制することが可能となる。なお、モータ７における発電を停止する前に変速線を切り替える処理を行うことに限定はされず、ＥＣＵ５０は、モータ７の制御量を低下させる要求が発せられた場合にも、モータ７の制御量を低下させる前に、変速機１２における変速線を切り替える処理を行うことができる。
【００４６】
以上説明した処理によれば、モータ７の発電が突然停止してしまうことを抑制することができ、トルク変動などのドライバビリティの悪化を防止することができると共に、エミッションの悪化を低減することができる。また、ＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度に基づいてモータ７の発電量を決定するため、バッテリ２６、モータ７、及びインバータ２５の劣化を抑制することが可能となる。
【００４７】
なお、図２ではモータ７による発電を行う場合に実行される処理を示したが、モータ７によるアシストを行う場合にも同様の処理を実行することができる。具体的には、ＥＣＵ５０は、現在のＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度と、それぞれに対応するモータ７の制限値との関係に基づいて、モータ７のアシスト量を決定する。つまり、ＥＣＵ５０は、ＳＯＣ余裕代、モータ温度余裕代、及びインバータ温度余裕代に基づいて、モータ７における基本アシスト量（ベースターボアシスト量）を補正するための補正量（ターボアシスト量補正量）を決定し、ターボアシスト量補正量によって補正されたアシスト量に基づいてモータ７のアシストを制御することができる。
【００４８】
これにより、モータ７によるアシストが突然停止してしまうことを抑制することができ、トルク変動などのドライバビリティの悪化を防止することができると共に、エミッションの悪化を低減することができる。また、モータ７によるアシスト時において、バッテリ２６、モータ７、及びインバータ２５の劣化を抑制することが可能となる。更に、ＥＣＵ５０は、上記したターボアシスト量補正量に基づいて、変速機１２における変速条件（変速線）を変更することができる。これにより、モータ７のアシスト量に対応するエンジン出力に最適な変速線を用いることができ、ドライバビリティの悪化などを適切に抑制することができる。
【００４９】
［変形例］
上記では、ＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度に基づいてモータ７の制御量を決定する実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、ＥＣＵ５０は、ＳＯＣ、モータ温度、及びインバータ温度だけでなく、検出された各種フェールに基づいて、モータ７の制御量を決定することができる。例えば、（i）冷却水、潤滑油、ステータ、インバータ等の温度上昇、（ii）冷却水、潤滑油の圧力異常、（iii）電源電圧（バッテリ２６の電圧など）の異常、（iv）断線、（v）ターボ過給機４の作動不良（回転異常など）や過給圧の制御異常（可変ノズルの動作不良など）に基づいて、モータ７の制御量を決定することができる。また、ＥＣＵ５０は、これらの各種フェールに基づいて、変速機１２における変速条件を変更することができる。以上の制御を行うことにより、モータ７の劣化などを効果的に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係るモータの制御処理を示すフローチャートである。
【図３】ターボ発電量補正量を決定するためのマップの一例を示す。
【図４】ダウンシフト用の変速パターンの一例を示す。
【図５】シフトダウン補正量を決定するためのマップの一例を示す。
【符号の説明】
【００５１】
３ 吸気通路
４ ターボ過給機
６ スロットルバルブ
７ モータ
８ エンジン（内燃機関）
１２ 変速機
１８ 排気通路
２５ インバータ
２６ バッテリ
３４、３５ 温度センサ
３６ ＳＯＣセンサ
５０ ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機／発電機として機能するモータ付き過給機を有する内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の所定の制御パラメータを取得する制御パラメータ取得手段と、
前記所定の制御パラメータが前記モータの制御を制限する制限値に所定時間到達しないように、当該モータの制御量を決定する制御量決定手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記所定の制御パラメータは、前記モータで発電された電力を充電すると共に前記モータを駆動させるための電力を放電するバッテリの充電状態、前記モータの温度、及び前記モータと前記バッテリとの電力の入出力を行うインバータの温度、のうちの少なくともいずれか１つ以上に相当することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御量決定手段が決定した前記モータの制御量に基づいて、自動変速機における変速条件を変化させる変速条件変更手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記変速条件変更手段は、前記モータの制御量を低下させる要求が発せられた場合、前記モータの制御量を低下させる前に、前記自動変速機における変速条件を変化させることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御量決定手段は、前記モータの制御量として、当該モータの発電量又はアシスト量を決定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１】
電動機／発電機として機能するモータ付き過給機を有する内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の所定の制御パラメータを取得する制御パラメータ取得手段と、
前記所定の制御パラメータが前記モータの制御を制限する制限値に所定時間到達しないように、当該モータの制御量を決定する制御量決定手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記所定の制御パラメータは、前記モータで発電された電力を充電すると共に前記モータを駆動させるための電力を放電するバッテリの充電状態、前記モータの温度、及び前記モータと前記バッテリとの電力の入出力を行うインバータの温度、のうちの少なくともいずれか１つ以上に相当することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御量決定手段が決定した前記モータの制御量に基づいて、自動変速機における変速条件を変化させる変速条件変更手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記変速条件変更手段は、前記モータの制御量を低下させる要求が発せられた場合、前記モータの制御量を低下させる前に、前記自動変速機における変速条件を変化させることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御量決定手段は、前記モータの制御量として、当該モータの発電量又はアシスト量を決定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２１５１９９（Ｐ２００８−２１５１９９Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３８９２（Ｐ２００７−５３８９２）
【出願日】平成１９年３月５日（２００７．３．５）
【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２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月５日（２００７．３．５）
【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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