車両用過給機の制御装置
【課題】車両の少なくとも駆動車輪のタイヤの空転を防止可能な車両用過給機の制御装置を提供する。
【解決手段】ターボチャージャ２のコンプレッサ２Ｂをアシストモータ２Ｄにより回転駆動してサーボアシストする際、車両の駆動車輪（後輪）のタイヤの空転要因に関連した情報（タイヤリブ厚、タイヤ空気圧、タイヤ静止摩擦係数、タイヤ動摩擦係数、タイヤ温度、路面温度、タイヤ荷重、車両走行モード）に基づいてＥＣＵ１０（アシストモータ制御手段）がアシストモータ２Ｄの駆動電力を補正する。そして、タイヤが空転し易い状況ではＥＣＵ１０（アシストモータ制御手段）がアシストモータ２Ｄのアシスト電力Ｗａｓｔをフルアシスト電力より小さい所定値に減少補正するため、タイヤの空転が未然に防止される。
【解決手段】ターボチャージャ２のコンプレッサ２Ｂをアシストモータ２Ｄにより回転駆動してサーボアシストする際、車両の駆動車輪（後輪）のタイヤの空転要因に関連した情報（タイヤリブ厚、タイヤ空気圧、タイヤ静止摩擦係数、タイヤ動摩擦係数、タイヤ温度、路面温度、タイヤ荷重、車両走行モード）に基づいてＥＣＵ１０（アシストモータ制御手段）がアシストモータ２Ｄの駆動電力を補正する。そして、タイヤが空転し易い状況ではＥＣＵ１０（アシストモータ制御手段）がアシストモータ２Ｄのアシスト電力Ｗａｓｔをフルアシスト電力より小さい所定値に減少補正するため、タイヤの空転が未然に防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャやスーパーチャージャ等の車両用過給機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用のエンジンに吸入空気を過給する過給機として、エンジン吸入系側のコンプレッサを可変に駆動可能なアシストモータを有するターボチャージャが従来一般に知られている（例えば特許文献１参照）。また、エンジン排気系側のタービンの回転を増減可能な可変ノズルを有するターボチャージャも従来一般に知られている（例えば特許文献２参照）。さらに、エンジンからの駆動力を可変に伝達可能なクラッチを介して駆動されるスーパーチャージャも従来一般に知られている（例えば特許文献３参照）。
【０００３】
一方、ターボチャージャのアシストモータ（電動機）の制御を内燃機関の出力低下制御と協調させる車両制御装置が従来知られている（例えば特許文献４参照）。この車両制御装置は、内燃機関の出力低下制御の開始時に電動機を用いた過給制御が行われている場合には、その電動機による過給制御を続行するように構成されている。
【特許文献１】特開２００４−１６２６４８号公報
【特許文献２】特開２００５−１８０４０４号公報
【特許文献３】特開平６−２５７４６１号公報
【特許文献４】特開２００３−３４３２９９号公報（要約書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述したターボチャージャのアシストモータは、通常、過給圧の立ち上がり特性を向上させるようにプレアシスト状態に維持される。このため、アシストモータがプレアシスト状態からアシスト状態に移行制御されると、コンプレッサの回転が急上昇してエンジンへの過給圧が所定圧まで急激に上昇する。その結果、エンジントルクが急激に増大し、これに伴い車両の駆動車輪のタイヤトルクも急激に増大する。
【０００５】
従って、例えば車両の発進時には、駆動車輪のタイヤが空転して路面との摩擦により摩耗することがあり、タイヤ寿命が短くなる傾向にある。また、車両の加速時には、車体後部が沈み込んで車体前部の操舵車輪の荷重が減少し、車両の操縦安定性が若干低下する傾向にある。
【０００６】
この点に関し、特許文献４に記載された車両制御装置では、駆動車輪のタイヤの空転を防止し、あるいは操舵車輪の荷重の減少を抑制することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、車両の少なくとも駆動車輪のタイヤの空転を防止可能な車両用過給機の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る車両用過給機の制御装置は、車両のエンジンに吸入空気を過給する過給機の制御装置であって、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいて過給機の作動力を補正する過給機制御手段を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る車両用過給機の制御装置では、過給機によりエンジンに吸入空気を過給する際、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいて過給機制御手段が過給機の作動力を補正する。そして、タイヤが空転し易い状況で過給機制御手段が過給機の作動力を減少補正することにより、エンジンへの過給圧が低下してエンジントルクと共にタイヤトルクが減少し、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００１０】
本発明の車両用過給機の制御装置において、過給機は、エンジン吸入系側のコンプレッサを可変に駆動可能なアシストモータを有するターボチャージャとすることができる。この場合、過給機制御手段は、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいてアシストモータの駆動電力を補正するように構成される。
【００１１】
このようなアシストモータを有するターボチャージャを対象とした本発明の車両用過給機の制御装置では、アシストモータによりコンプレッサを回転駆動する際、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいて過給機制御手段がアシストモータの駆動電力を補正する。そして、タイヤが空転し易い状況で過給機制御手段がアシストモータの駆動電力を減少補正することにより、ターボチャージャの過給圧が低下してエンジントルクと共にタイヤトルクが減少し、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の車両用過給機の制御装置において、過給機は、エンジン排気系側のタービンの回転を制御可能な可変ノズルを有するターボチャージャとすることができる。この場合、過給機制御手段は、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいて可変ノズルの開度を補正するように構成される。
【００１３】
このような可変ノズルを有するターボチャージャを対象とした本発明の車両用過給機の制御装置では、可変ノズルによりタービンの回転を制御する際、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいて過給機制御手段が可変ノズルの開度を補正する。そして、タイヤが空転し易い状況で過給機制御手段が可変ノズルの開度を増大補正することにより、ターボチャージャの過給圧が低下してエンジントルクと共にタイヤトルクが減少し、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００１４】
さらに、本発明の車両用過給機の制御装置において、過給機は、エンジンの回転を可変に伝達可能なクラッチを介して駆動されるスーパーチャージャとすることができる。この場合、過給機制御手段は、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいてクラッチが伝達する回転を補正するように構成される。
【００１５】
このようなクラッチを介して駆動されるスーパーチャージャを対象とした本発明の車両用過給機の制御装置では、クラッチを介してスーパーチャージャを駆動する際、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づき、クラッチが伝達する回転を過給機制御手段が補正する。そして、タイヤが空転し易い状況ではクラッチが伝達する回転を過給機制御手段が減少補正することにより、スーパーチャージャの過給圧が低下してエンジントルクと共にタイヤトルクが減少し、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００１６】
ここで、本発明の車両用過給機の制御装置において、過給機制御手段は、車両の発進時に過給機の作動力を補正するように構成することができる。この場合、車両発進時にタイヤが空転し易い状況で過給機制御手段が過給機の作動力を減少補正することにより、車両発進時のタイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００１７】
また、タイヤの空転要因に関連した情報には、タイヤの摩擦係数に関する情報やタイヤに掛かる荷重に関する情報を含めることができる。この場合、タイヤの摩擦係数やタイヤに掛かる荷重が小さくてタイヤが空転し易い状況で過給機制御手段が過給機の作動力を減少補正することにより、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００１８】
さらに、タイヤの空転要因に関連した情報のうち、例えばタイヤのリブ（ブロック）厚、静摩擦係数、動摩擦係数などに関する情報は、タイヤに埋め込まれた無線式ＩＣチップから受信するように構成することができる。また、タイヤの空気圧や温度に関する情報は、タイヤホイールに装着された無線式空気圧センサや無線式温度センサから受信するように構成することができる。
【００１９】
本発明の車両用過給機の制御装置は、車両に装備されたウィングのウィング角をタイヤに掛かる荷重の大きさの情報に応じて調整するためのウィング角制御手段を備えると共に、過給機制御手段がウィング角の調整により変化したタイヤに掛かる荷重の大きさの情報に応じて過給機の作動力を補正するように構成することができる。
【００２０】
このように構成された車両用過給機の制御装置では、車両に装備されたウィングのウィング角がウィング角制御手段により調整されてタイヤに掛かる荷重の大きさが変化した際にも、その変化したタイヤ荷重の大きさの情報に応じて過給機制御手段が過給機の作動力を補正する。このため、過給機の作動力を的確に制御してタイヤの空転を防止しつつタイヤのトルクを十分に確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る車両用過給機の制御装置では、過給機によりエンジンに吸入空気を過給する際、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいて過給機制御手段が過給機の作動力を補正する。そして、タイヤが空転し易い状況で過給機制御手段が過給機の作動力を減少補正することにより、エンジンへの過給圧が低下してエンジントルクと共にタイヤトルクが減少し、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。従って、本発明によれば、車両の少なくとも駆動車輪のタイヤの空転による路面との摩擦を防止することが可能となり、そのタイヤの摩耗を抑制してタイヤ寿命を延長することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明に係る車両用過給機の制御装置の最良の実施形態を説明する。ここで、参照する図面において、図１は本発明の一実施形態における車両用過給機としてのターボチャージャおよびその制御装置の概略構成を示す模式図、図２は図１に示したエンジンが搭載される車両の概略構成を示す側面図、図３は図２に示した車両の後輪の半断面図である。
【００２３】
一実施形態に係る車両用過給機の制御装置は、例えば図１に示すような燃料噴射式のエンジン１に付設されるターボチャージャ２の制御装置であり、このエンジン１は、例えば図２に示すような車両Ｃに搭載されている。この車両Ｃには、高速走行時に下向き矢印に示すダウンフォースを発生させて前輪タイヤＴｆおよび後輪タイヤＴｒの接地荷重を増大させるフロントウィングＷｆとリアウィングＷｒとが装備されている。
【００２４】
図１に示すように、ターボチャージャ２は、エンジン１の排気マニホールド１Ａに接続された排気管３の途中に設置されるタービン２Ａと、エンジン１の吸入マニホールド１Ｂに接続された吸入管４の途中に設置されるコンプレッサ２Ｂと、タービン２Ａの回転をコンプレッサ２Ｂに伝達するシャフト２Ｃと、このシャフト２Ｃをロータとしてコンプレッサ２Ｂを可変に駆動可能なアシストモータ２Ｄとを備えている。
【００２５】
ターボチャージャ２のタービン２Ａより下流側の排気管３の途中には、触媒コンバータ５が設置され、ターボチャージャ２のコンプレッサ２Ｂより上流側の吸入管４の途中には、エアクリーナ６が設置されている。
【００２６】
また、ターボチャージャ２のコンプレッサ２Ｂより下流側の吸入管４の途中には、コンプレッサ２Ｂにより圧縮されて昇温した吸入空気を冷却するインタークーラ７が設置され、その下流側には、図示しないアクチュエータにより操作される電子制御式のスロットルバルブ８が設置されている。
【００２７】
ここで、一実施形態の車両用過給機の制御装置は、過給機制御手段およびウィング制御手段として機能するＥＣＵ（Electric Control Unit）１０を備えている。このＥＣＵ１０は、入出力インターフェースＩ／Ｏ、Ａ／Ｄコンバータ、プログラムおよびデータを記憶したＲＯＭ(ReadOnly Memory)、入力データ等を一時記憶するＲＡＭ(Random Access Memory)、プログラムを実行するＣＰＵ(CentralProcessing Unit)等を備えて構成されている。
【００２８】
ＥＣＵ１０には、エンジン１の出力軸の回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ１１、スロットルバルブ８の開度θを検出するスロットル開度センサ１２、スロットルバルブ８の下流側の吸入管４内の過給圧Ｐｂを検出する過給圧センサ１３、スロットルバルブ８の下流側の吸入管４内の吸入空気量Ｑを検出するエアフロセンサ１４などからそれぞれ検出信号が入力される。
【００２９】
このようなＥＣＵ１０は、過給機制御手段として、所定のデューティ比のアシスト制御信号Ｓａをアシストモータコントローラ（Ｃ／ＡＭ）１５に出力すると共に、ウィング制御手段として、所定のデューティ比のウィング制御信号Ｓｗをウィングコントローラ（Ｃ／Ｗ）１６に出力する。
【００３０】
アシストモータコントローラ１５は、これに接続された車載バッテリ１７を電源としてターボチャージャ２のアシストモータ２Ｄを回転駆動する。そのための回路として、アシストモータコントローラ１５はインバータ回路を備えている。なお、アシストモータコントローラ１５は、エンジン１の運転に伴いアシストモータ２Ｄをプレアシスト状態に回転駆動する。
【００３１】
そして、このアシストモータコントローラ１５は、ＥＣＵ１０から所定のアシスト制御信号Ｓａが入力されると、そのアシスト制御信号Ｓａに応じた所定のアシスト電力Ｗａｓｔを車載バッテリ１７からアシストモータ２Ｄに供給してアシストモータ２Ｄをアシスト状態に回転駆動する。
【００３２】
一方、ウィングコントローラ１６は、ＥＣＵ１０から所定のウィング制御信号Ｓｗが入力されると、そのウィング制御信号Ｓｗに応じた所定の制御電流Ｉα，Ｉβを車載バッテリ１７からモータアクチュエータ１８，１９に供給する。
【００３３】
モータアクチュエータ１８は、ウィングコントローラ１６から供給される制御電流Ｉαに応じて作動することにより、図２に示したフロントウィングＷｆのウィング角αを図示しない適宜のリンク機構を介して調整する。同様に、モータアクチュエータ１９は、ウィングコントローラ１６から供給される制御電流Ｉβに応じて作動することにより、リアウィングＷｒのウィング角βを図示しない適宜のリンク機構を介して調整する。
【００３４】
ここで、図１に示したＥＣＵ１０には、車両Ｃ（図２参照）の運転状態の情報として、車両Ｃの速度Ｖを検出する車速センサ２０の検出信号が入力されると共に、車両Ｃの駆動車輪の空転要因に関連した情報として、後輪タイヤＴｒのタイヤリブ（ブロック）厚、タイヤ空気圧、タイヤ静止摩擦係数、タイヤ動摩擦係数、タイヤ温度、路面温度、タイヤ荷重、車両走行モードに関する情報が入力される。
【００３５】
後輪タイヤＴｒのタイヤリブ（ブロック）厚の情報は、図３に示すホイールＷに装着された後輪タイヤＴｒのトレッド部のリブ（ブロック）Ｒ内に埋設された一群の無線式ＩＣチップ２１が送信し、その情報は図１に示す無線受信部２２を介してＥＣＵ１０に入力される。
【００３６】
一群の無線式ＩＣチップ２１は、リブ（ブロック）Ｒの厚さ方向に並べて配列されている。各無線式ＩＣチップ２１は、送信アンテナを内蔵したＲＦ（Radio Frequency ）タグの一種であり、リブ（ブロック）Ｒ内に埋設された状態では、例えばオン信号を送信し、リブ（ブロック）Ｒの磨耗によりその外周に露出して損傷すると、オン信号の送信を停止する。これに対応してＥＣＵ１０は、一群の無線式ＩＣチップ２１から入力される複数のオン信号の数に応じて各タイヤリブ（ブロック）厚を推定する。
【００３７】
後輪タイヤＴｒのタイヤ静止摩擦係数およびタイヤ動摩擦係数の情報は、図３に示す後輪タイヤＴｒの例えば外側のビード部に埋設された他の無線式ＩＣチップ２３に予め記憶されており、この無線式ＩＣチップ２３から図１に示す無線受信部２２に送信される。
【００３８】
後輪タイヤＴｒのタイヤ空気圧の情報は、図３に示すホイールＷのリム部の外周に固定された無線式空気圧センサ２４が検出し、この無線式空気圧センサ２４から図１に示す無線受信部２２に送信される。この無線式空気圧センサ２４は、タイヤの空気圧を検出する圧電素子および検出したタイヤ空気圧の信号を送信する送信アンテナを内蔵している。
【００３９】
後輪タイヤＴｒのタイヤ温度の情報は、図３に示すホイールＷのリム部の外周に固定された無線式温度センサ２５が検出し、この無線式温度センサ２５に内蔵された送信アンテナから図１に示す無線受信部２２に送信される。この無線式温度センサ２５は、対向する後輪タイヤＴｒのトレッド部の温度を非接触で検出する。
【００４０】
後輪タイヤＴｒが接地する路面の温度情報は、図１に示す赤外式サーモメータ２６が検出し、この赤外式サーモメータ２６からＥＣＵ１０に入力される。この赤外式サーモメータ２６は、対向する路面の温度を赤外線方式により非接触で検出するように構成されており、図２に示した車両Ｃの下部の適所に設置されている。
【００４１】
後輪タイヤＴｒに掛かるタイヤ荷重（タイヤ接地荷重）に関する情報は、図１に示す荷重センサ２７が検出し、この荷重センサ２７からＥＣＵ１０に入力される。この荷重センサ２７は、図２に示した車両Ｃの後輪タイヤＴｒのサスペンション装置（図示省略）の適所に設置されており、サスペンション装置の作動量に応じてタイヤ荷重を検出する。
【００４２】
車両走行モードに関する情報は、図１に示す走行モード選択スイッチ２８からＥＣＵ１０に入力される。この走行モード選択スイッチ２８は、例えばポテンショメータによりエコノミー走行モードからスポーツ走行モードまでの適宜の走行モードを選択可能に構成されており、図２に示した車両Ｃの運転席に設置されている。
【００４３】
ここで、図４は、前述した後輪タイヤＴｒの空転要因であるタイヤリブ（ブロック）厚、タイヤ空気圧、タイヤ静止摩擦係数、タイヤ動摩擦係数、タイヤ温度、路面温度、タイヤ荷重、車両走行モードのそれぞれに対応した指標値、すなわち、アシストモータ２Ｄの駆動電力をフルアシスト電力より小さい値に減少補正するための指標値を示している。これらの指標値は０〜１までの値をとり、２次元マップとして予めＥＣＵ１０に記憶されている。
【００４４】
図４の（ａ）の２次元マップは、タイヤリブ（ブロック）厚に対応した指標値Ａを示しており、この指標値Ａは、タイヤリブ（ブロック）厚の減少に応じて減少する。これは、タイヤリブ（ブロック）厚が薄くなって後輪タイヤＴｒが空転し易くなった場合に後輪タイヤＴｒの駆動トルクを減少させてその空転を未然に防止するためである。
【００４５】
図４の（ｂ）の２次元マップは、タイヤ空気圧に対応した指標値Ｂを示しており、この指標値Ｂは、タイヤ空気圧が過大の場合および過小の場合に急激に減少する。これは、タイヤ空気圧が過大の場合および過小の場合には、後輪タイヤＴｒの駆動トルクを減少させて安全を図るためである。
【００４６】
図４の（ｃ）の２次元マップは、タイヤ静止摩擦係数に対応した指標値Ｃを示しており、この指標値Ｃは、タイヤ静止摩擦係数の減少に応じて若干減少する。これは、タイヤ静止摩擦係数が小さい場合には後輪タイヤＴｒが若干空転し易くなるので、後輪タイヤＴｒの駆動トルクを若干減少させてその空転を未然に防止するためである。
【００４７】
図４の（ｄ）の２次元マップは、タイヤ動摩擦係数に対応した指標値Ｄを示しており、この指標値Ｄは、タイヤ動摩擦係数の減少に応じて減少する。これは、タイヤ動摩擦係数が小さい場合には後輪タイヤＴｒが空転し易くなるので、後輪タイヤＴｒの駆動トルクを減少させてその空転を未然に防止するためである。
【００４８】
図４の（ｅ）の２次元マップは、タイヤ温度に対応した指標値Ｅを示しており、この指標値Ｅは、タイヤ温度の低下に応じて若干減少する。これは、タイヤ温度が低い場合にはタイヤの粘性が若干低下して後輪タイヤＴｒが空転し易くなるので、後輪タイヤＴｒの駆動トルクを若干減少させてその空転を未然に防止するためである。
【００４９】
図４の（ｆ）の２次元マップは、路面温度に対応した指標値Ｆを示しており、この指標値Ｆは、路面温度の低下に応じて減少する。これは、路面温度が低い場合にはタイヤの粘性が低下して後輪タイヤＴｒが空転し易くなるので、後輪タイヤＴｒの駆動トルクを減少させてその空転を未然に防止するためである。
【００５０】
図４の（ｇ）の２次元マップは、タイヤ荷重に対応した指標値Ｇを示しており、この指標値Ｇは、タイヤ荷重の減少に応じて減少する。これは、タイヤ荷重が小さい場合には後輪タイヤＴｒが空転し易くなるので、後輪タイヤＴｒの駆動トルクを減少させてその空転を未然に防止するためである。
【００５１】
図４の（ｈ）の２次元マップは、車両走行モードに対応した指標値Ｈを示しており、この指標値Ｈは、スポーツ走行モードでは大きく、エコノミー走行モードに移行する程小さくなる。これは、後輪タイヤＴｒが空転するとその分燃費が悪化するので、エコノミー走行では後輪タイヤＴｒの駆動トルクを減少させてその空転を未然に防止するためである。
【００５２】
ここで、ＥＣＵ１０は、図５のフローチャートに示す処理手順に沿ってターボチャージャ２のアシストモータ２ＤをリアウィングＷｒおよびフロントウィングＷｆと共に協調制御する。
【００５３】
まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ１０が車両Ｃの運転状態に関連する情報を取得する。すなわち、エンジン回転数センサ１１、スロットル開度センサ１２、過給圧センサ１３、エアフロセンサ１４および車速センサ２０からそれぞれエンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度θ、過給圧Ｐｂ、吸入空気量Ｑ、車速Ｖの検出信号をＥＣＵ１０が読み込む。
【００５４】
続くステップＳ２では、ＥＣＵ１０が後輪タイヤＴｒの空転要因関連情報を取得する。すなわち、一群の無線式ＩＣチップ２１が送信するオン信号の数に応じて推定したタイヤリブ（ブロック）厚の情報、無線式ＩＣチップ２３が送信するタイヤ静止摩擦係数およびタイヤ動摩擦係数の情報、無線式空気圧センサ２４が送信するタイヤ空気圧の情報、無線式温度センサ２５が送信するタイヤ温度の情報、赤外式サーモメータ２６から出力される路面温度の情報、荷重センサ２７から出力されるタイヤ荷重の情報および走行モード選択スイッチ２８から出力される車両走行モードの情報をＥＣＵ１０が取得する。
【００５５】
次のステップＳ３では、ＥＣＵ１０がステップＳ２で取得した後輪タイヤＴｒの空転要因関連情報に基づき、図４の（ａ）〜（ｈ）に示した２次元マップから各指標値Ａ〜Ｈを検索する。
【００５６】
続くステップＳ４では、車両ＣのフロントウィングＷｆのウィング角αおよびリアウィングＷｒのウィング角βをＥＣＵ１０が算出する。ここで、ＥＣＵ１０は、以下の式１のように、各指標値Ａ〜Ｈを相互に乗じた値に車速Ｖおよび比例定数Ｋ１を乗じてフロントウィングＷｆのウィング角α算出する。また、ＥＣＵ１０は、以下の式２のように、各指標値Ａ〜Ｈを相互に乗じた値に車速Ｖおよび比例定数Ｋ２を乗じてリアウィングＷｒのウィング角βを算出する。
式１……α＝Ｋ１×Ｖ×Ａ×Ｂ×Ｃ×Ｄ×Ｅ×Ｆ×Ｇ×Ｈ
式２……β＝Ｋ２×Ｖ×Ａ×Ｂ×Ｃ×Ｄ×Ｅ×Ｆ×Ｇ×Ｈ
【００５７】
次のステップＳ５では、ＥＣＵ１０がフロントウィングＷｆおよびリアウィングＷｒのウィング角をそれぞれ算出したウィング角α，βに調整する。すなわち、ＥＣＵ１０は、算出したウィング角α，βに対応する所定のウィング制御信号Ｓｗをウィングコントローラ１６に出力する。これにより、ウィングコントローラ１６が所定の制御電流Ｉα，Ｉβをモータアクチュエータ１８，１９に供給し、モータアクチュエータ１８，１９が図示しないリンク機構を介してフロントウィングＷｆおよびリアウィングＷｒのウィング角をα，βに調整する。
【００５８】
ここで、フロントウィングＷｆおよびリアウィングＷｒのウィング角α，βの調整に伴い車両Ｃに作用するダウンフォースが変化し、その結果、荷重センサ２７からＥＣＵ１０に出力されるタイヤ荷重の情報も変化する。そこで、ステップＳ６では、変化したタイヤ荷重の情報に基づき、ＥＣＵ１０が図４の（ｇ）に示した２次元マップから新たに指標値Ｇを検索してその指標値Ｇを更新する。
【００５９】
続くステップＳ７では、ステップＳ１で読み込んだエンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度θ、過給圧Ｐｂ、吸入空気量Ｑの検出信号に基づき、ターボチャージャ２の作動をアシストモータ２Ｄによりターボアシストする必要があるか否かをＥＣＵ１０が判定する。この判定結果がＮＯであれば一連の処理を一旦終了するが、判定結果がＹＥＳであれば次のステップＳ８に進む。なお、車両Ｃの発進時にはＹＥＳの判定がなされる。
【００６０】
ステップＳ８では、ターボチャージャ２のアシストモータ２Ｄに供給するアシスト電力をＥＣＵ１０が算出する。ここで、ＥＣＵ１０は、以下の式３のように、ステップＳ３で検索されかつステップＳ６で更新された各指標値Ａ〜Ｈを相互に乗じた値にフルアシスト電力Ｗｍａｘを乗じてアシスト電力Ｗａｓｔを算出する。
式３……Ｗａｓｔ＝Ｗｍａｘ×Ａ×Ｂ×Ｃ×Ｄ×Ｅ×Ｆ×Ｇ×Ｈ
【００６１】
次のステップＳ９では、算出されたアシスト電力Ｗａｓｔに対応する所定のアシスト制御信号ＳａをＥＣＵ１０がアシストモータコントローラ１５に出力する。これにより、アシストモータコントローラ１５がターボチャージャ２のアシストモータ２Ｄにアシスト電力Ｗａｓｔを供給してアシストモータ２Ｄを回転駆動する。その後、図５のフローチャートに示す一連の処理を繰り返す。
【００６２】
以上のように構成されたターボチャージャ２においては、エンジン１の運転に伴いアシストモータ２Ｄがプレアシスト状態に回転駆動される。そして、エンジン１の排気マニホールド１Ａから排気管３に排出された排気のエネルギによりタービン２Ａが回転駆動されると、このタービン２Ａと共にコンプレッサ２Ｂが回転駆動されることにより、エンジン１の吸入マニホールド１Ｂに接続された吸入管４内の吸入空気がエンジン１の運転状態に応じた目標過給圧に加圧されてエンジン１に過給される。
【００６３】
ここで、車両Ｃの発進時を含め、エンジン１の運転状態に応じてターボチャージャ２の作動をアシストモータ２Ｄによりターボアシストする必要があるとＥＣＵ１０が判定した場合、ＥＣＵ１０が所定のアシスト制御信号Ｓａをアシストモータコントローラ１５に出力し、アシストモータコントローラ１５がアシストモータ２Ｄにアシスト電力Ｗａｓｔを供給してアシストモータ２Ｄをアシスト状態に回転駆動する。
【００６４】
このアシスト電力Ｗａｓｔは、前述した式３により算出されるものであり、図６に実線で示すフルアシスト電力Ｗｍａｘに対し、破線で示すように減少補正される。ここで、アシスト電力Ｗａｓｔは、駆動車輪である後輪のタイヤＴｒが空転し易い状況にある場合など、すなわち、図４の（ａ）〜（ｈ）の２次元マップに示される後輪タイヤＴｒの各空転要因に対応した指標値Ａ〜Ｈが小さい場合には、フルアシスト電力Ｗｍａｘに対してより小さく減少補正される。
【００６５】
このため、アシストモータ２Ｄは、フルアシスト電力Ｗｍａｘが供給される場合に較べて回転速度の急激な上昇が抑制され、これに応じてコンプレッサ２Ｂの回転速度の急激な上昇も抑制され、エンジン１への過給圧Ｐｂが急激に上昇するのも抑制される。その結果、エンジントルクが急激に増大して後輪タイヤＴｒのトルクが急激に増大することも抑制されるのであり、後輪タイヤＴｒの空転が未然に防止される。
【００６６】
従って、一実施形態の車両用過給機の制御装置によれば、車両Ｃの発進時を含め、ターボチャージャ２の作動をアシストモータ２Ｄによりアシストする必要がある場合における後輪タイヤＴｒの空転を未然に防止することができ、後輪タイヤＴｒの摩耗を抑制してタイヤ寿命を延長することが可能となる。
【００６７】
また、車両ＣのフロントウィングＷｆのウィング角αおよびリアウィングＷｒのウィング角βがＥＣＵ１０により調整されて後輪タイヤＴｒに掛かるタイヤ荷重の大きさが変化した際にも、その変化したタイヤ荷重の大きさに応じてアシスト電力Ｗａｓｔが補正される。このため、アシストモータ２Ｄの回転速度を的確に制御して後輪タイヤＴｒの空転を防止しつつ後輪タイヤＴｒのトルクを十分に確保することが可能となる。
【００６８】
さらに、車両Ｃの加速時に後輪タイヤＴｒのトルクが急激に増大するのが抑制されるため、車両Ｃの後部が沈み込んで車両Ｃの前部の操舵車輪の荷重が不用意に減少することがなく、車両Ｃの操縦安定性を十分に確保することができる。
【００６９】
本発明に係る車両用過給機の制御装置は、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、前述した式１、式２は、それぞれ以下の式４、式５に変更することができる。
式４……ｔａｎα＝Ｋ１×Ｖ×Ｃ×Ｄ×Ｇ
式５……ｔａｎβ＝Ｋ２×Ｖ×Ｃ×Ｄ×Ｇ
【００７０】
同様に、前述した式１、式２は、それぞれ以下の式６、式７に変更することができる。
式６……ｔａｎα＝Ｋ１×Ｖ×Ｇ×Ｈ
式７……ｔａｎβ＝Ｋ２×Ｖ×Ｇ×Ｈ
【００７１】
また、前述した式３のうち、指標値Ａ〜Ｈは、例えば以下の式８、式９に示すような適宜の組み合わせとすることができる。
式８……Ｗａｓｔ＝Ｗｍａｘ×Ｃ×Ｄ×Ｇ
式９……Ｗａｓｔ＝Ｗｍａｘ×Ｃ×Ｇ×Ｈ
【００７２】
ここで、一実施形態の車両用過給機の制御装置においては、駆動車輪である後輪タイヤＴｒに関する各指標値Ａ〜Ｈに基づき、式１のフロントウィングＷｆのウィング角αおよび式２のリアウィングＷｒのウィング角βを算出し、また、式３のアシスト電力Ｗａｓｔを算出したが、車両Ｃが前輪駆動車の場合、これらのウィング角α、ウィング角β、アシスト電力Ｗａｓｔは、前輪タイヤＴｆに関する各指標値Ａ〜Ｈに基づいて算出するのが好ましい。
【００７３】
また、これらのウィング角α、ウィング角β、アシスト電力Ｗａｓｔは、車両Ｃの駆動方式がＦＦ、ＦＲ，ＭＲであって車両Ｃが非駆動車輪を有する場合、その非駆動車輪に関する各指標値Ａ〜Ｈも加味して算出するのが好ましい。
【００７４】
さらに、車両Ｃの駆動方式がＡＷＤ（４ＷＤ）であって各駆動車輪への駆動力配分機構を車両Ｃが備えている場合、ウィング角αを算出する式１（式４、式６）中のＫ１およびウィング角β式を算出する式２（式５、式７）中のＫ２は、各駆動車輪への駆動力配分に比例して設定するのが好ましい。
【００７５】
また、この場合、アシスト電力Ｗａｓｔは、前左車輪の駆動力に対応するアシスト電力をＷ１、後左車輪の駆動力に対応するアシスト電力をＷ２、前右車輪の駆動力に対応するアシスト電力をＷ３、後右車輪の駆動力に対応するアシスト電力をＷ４として、Ｗａｓｔ＝Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４により求める。
【００７６】
ここで、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４は、前左車輪の駆動力をＴｔ１、後左車輪の駆動力をＴｔ２、前右車輪の駆動力をＴｔ３、後右車輪の駆動力をＴｔ４として、以下の式１０〜式１３により算出する。
式１０…Ｗ１＝Ｔｔ１／（Ｔｔ１＋Ｔｔ２＋Ｔｔ３＋Ｔｔ４）Ｗｍａｘ×Ｃ×Ｇ
式１１…Ｗ２＝Ｔｔ２／（Ｔｔ１＋Ｔｔ２＋Ｔｔ３＋Ｔｔ４）Ｗｍａｘ×Ｃ×Ｇ
式１２…Ｗ３＝Ｔｔ３／（Ｔｔ１＋Ｔｔ２＋Ｔｔ３＋Ｔｔ４）Ｗｍａｘ×Ｃ×Ｇ
式１３…Ｗ４＝Ｔｔ４／（Ｔｔ１＋Ｔｔ２＋Ｔｔ３＋Ｔｔ４）Ｗｍａｘ×Ｃ×Ｇ
【００７７】
一方、図２に示したフロントウィングＷｆおよびリアウィングＷｒは、それぞれ左右に分割された形式のものであってもよい。この場合、分割された個々のウィングのウィング角は、そのウィングに一番近いタイヤに関する各指標値Ａ〜Ｈに基づいて算出する。例えば左側のリアウィングＷｒは、左側の後輪タイヤＴｒに関する各指標値Ａ〜Ｈに基づいて算出する。
【００７８】
一実施形態の車両用過給機の制御装置においては、単一のアシストモータ２Ｄを有する単一のターボチャージャ２を制御対象としたが、このようなアシストモータ２Ｄを有するターボチャージャ２がエンジン１に２つ付設される場合、すなわち、エンジン１にツイン電動ターボチャージャが付設される場合、本発明の車両用過給機の制御装置における過給機制御手段は、前述した一実施形態と同様に、タイヤの空転要因に関連した情報に基づいて各アシストモータ２Ｄの駆動電力を補正し、タイヤが空転し易い状況では、各アシストモータ２Ｄの駆動電力を減少補正するように構成される。
【００７９】
また、ターボチャージャ２がアシストモータ２Ｄを有しておらず、代わりにエンジン排気系側のタービン２Ａの回転を制御可能な可変ノズルを有する場合、本発明の車両用過給機の制御装置における過給機制御手段は、タイヤの空転要因に関連した情報に基づいて可変ノズルの開度を補正し、タイヤが空転し易い状況では、可変ノズルの開度を増大補正するように構成される。
【００８０】
なお、従来周知であるため図示は省略するが、タービン２Ａの回転を制御可能な可変ノズルは、タービン２Ａの入口側に内蔵された一群の可変ベーン間に形成されるノズルであり、その開度は、一群の可変ベーンがモータアクチュエータ等により適宜のリンク機構を介して一斉に回動操作されることで増減される。そして、可変ノズルの開度が増大すると、タービン２Ａに作用する排気の流速（圧力）が低下してタービン２Ａの回転が低下し、反対に可変ノズルの開度が減少すると、タービン２Ａの回転が上昇する。
【００８１】
そこで、本発明の車両用過給機の制御装置における過給機制御手段は、タイヤの空転要因に関連した情報に基づき、適宜のコントローラによりモータアクチュエータ等の駆動を制御することで可変ノズルの開度を補正し、タイヤが空転し易い状況では、可変ノズルの開度を増大補正する。これにより、タービン２Ａの回転が低下し、ターボチャージャ２の過給圧が低下してエンジントルクと共にタイヤトルクが減少するため、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００８２】
さらに、ターボチャージャ２に代わる過給機として、エンジン１からの駆動力を可変に伝達可能なクラッチを介して駆動されるスーパーチャージャがエンジン１に付設されている場合、本発明の車両用過給機の制御装置における過給機制御手段は、タイヤの空転要因に関連した情報に基づいてクラッチが伝達する回転を補正し、タイヤが空転し易い状況では、クラッチが伝達する回転を減少補正するように構成される。
【００８３】
なお、従来周知であるため図示は省略するが、エンジン１の回転を可変に伝達可能なクラッチとしては、例えば電磁粉式クラッチや、エンジン１の回転をスーパーチャージャへ伝達する２系統の伝達経路にそれぞれ設置された電磁クラッチがある。この電磁クラッチでは、エンジン１の回転が一方または他方の電磁クラッチを介してスーパーチャージャに可変に伝達される。
【００８４】
このような構成によれば、タイヤが空転し易い状況では、電磁粉式クラッチや電磁クラッチで構成されるクラッチが伝達する回転が減少補正されるため、スーパーチャージャの回転が低下してその過給圧が低下し、エンジントルクと共にタイヤトルクが減少するのであり、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００８５】
なお、本発明の車両用過給機の制御装置は、電動モータにより回転駆動される電動式スーパーチャージャを制御対象とすることができる。この場合、過給機制御手段は、タイヤの空転要因に関連した情報に基づいて電動モータの駆動電力を補正し、タイヤが空転し易い状況では、電動モータの駆動電力を減少補正するように構成される。
【００８６】
このような構成によれば、タイヤが空転し易い状況では電動モータの駆動電力が減少補正されるため、電動式スーパーチャージャの回転が低下してその過給圧が低下し、エンジントルクと共にタイヤトルクが減少するのであり、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施形態における車両用過給機としてのターボチャージャおよびその制御装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１に示したエンジンが搭載される車両の概略構成を示す側面図である。
【図３】図２に示した車両の後輪の半断面図である。
【図４】図２に示した後輪タイヤの各空転要因に対応した各指標値の２次元マップである。
【図５】図１に示したＥＣＵが実行する協調制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図５のフローチャートに示す処理によりフルアシスト電力を減少補正したアシスト電力とターボ回転数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８８】
１…エンジン、２…ターボチャージャ、２Ａ…タービン、２Ｂ…コンプレッサ、２Ｃ…シャフト、２Ｄ…アシストモータ、１０…ＥＣＵ、１５…アシストモータコントローラ、１６…ウィングコントローラ、１７…車載バッテリ、１８，１９…モータアクチュエータ、２０…車速センサ、２１…無線式ＩＣチップ、２２…無線受信部、２３…無線式ＩＣチップ、２４…無線式空気圧センサ、２５…無線式温度センサ、２６…赤外式サーモメータ、２７…荷重センサ、２８…走行モード選択スイッチ、Ｃ…車両、Ｔｒ…後輪タイヤ、Ｗｆ…フロントウィング、Ｗｒ…リアウィング。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャやスーパーチャージャ等の車両用過給機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用のエンジンに吸入空気を過給する過給機として、エンジン吸入系側のコンプレッサを可変に駆動可能なアシストモータを有するターボチャージャが従来一般に知られている（例えば特許文献１参照）。また、エンジン排気系側のタービンの回転を増減可能な可変ノズルを有するターボチャージャも従来一般に知られている（例えば特許文献２参照）。さらに、エンジンからの駆動力を可変に伝達可能なクラッチを介して駆動されるスーパーチャージャも従来一般に知られている（例えば特許文献３参照）。
【０００３】
一方、ターボチャージャのアシストモータ（電動機）の制御を内燃機関の出力低下制御と協調させる車両制御装置が従来知られている（例えば特許文献４参照）。この車両制御装置は、内燃機関の出力低下制御の開始時に電動機を用いた過給制御が行われている場合には、その電動機による過給制御を続行するように構成されている。
【特許文献１】特開２００４−１６２６４８号公報
【特許文献２】特開２００５−１８０４０４号公報
【特許文献３】特開平６−２５７４６１号公報
【特許文献４】特開２００３−３４３２９９号公報（要約書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述したターボチャージャのアシストモータは、通常、過給圧の立ち上がり特性を向上させるようにプレアシスト状態に維持される。このため、アシストモータがプレアシスト状態からアシスト状態に移行制御されると、コンプレッサの回転が急上昇してエンジンへの過給圧が所定圧まで急激に上昇する。その結果、エンジントルクが急激に増大し、これに伴い車両の駆動車輪のタイヤトルクも急激に増大する。
【０００５】
従って、例えば車両の発進時には、駆動車輪のタイヤが空転して路面との摩擦により摩耗することがあり、タイヤ寿命が短くなる傾向にある。また、車両の加速時には、車体後部が沈み込んで車体前部の操舵車輪の荷重が減少し、車両の操縦安定性が若干低下する傾向にある。
【０００６】
この点に関し、特許文献４に記載された車両制御装置では、駆動車輪のタイヤの空転を防止し、あるいは操舵車輪の荷重の減少を抑制することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、車両の少なくとも駆動車輪のタイヤの空転を防止可能な車両用過給機の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る車両用過給機の制御装置は、車両のエンジンに吸入空気を過給する過給機の制御装置であって、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいて過給機の作動力を補正する過給機制御手段を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る車両用過給機の制御装置では、過給機によりエンジンに吸入空気を過給する際、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいて過給機制御手段が過給機の作動力を補正する。そして、タイヤが空転し易い状況で過給機制御手段が過給機の作動力を減少補正することにより、エンジンへの過給圧が低下してエンジントルクと共にタイヤトルクが減少し、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００１０】
本発明の車両用過給機の制御装置において、過給機は、エンジン吸入系側のコンプレッサを可変に駆動可能なアシストモータを有するターボチャージャとすることができる。この場合、過給機制御手段は、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいてアシストモータの駆動電力を補正するように構成される。
【００１１】
このようなアシストモータを有するターボチャージャを対象とした本発明の車両用過給機の制御装置では、アシストモータによりコンプレッサを回転駆動する際、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいて過給機制御手段がアシストモータの駆動電力を補正する。そして、タイヤが空転し易い状況で過給機制御手段がアシストモータの駆動電力を減少補正することにより、ターボチャージャの過給圧が低下してエンジントルクと共にタイヤトルクが減少し、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の車両用過給機の制御装置において、過給機は、エンジン排気系側のタービンの回転を制御可能な可変ノズルを有するターボチャージャとすることができる。この場合、過給機制御手段は、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいて可変ノズルの開度を補正するように構成される。
【００１３】
このような可変ノズルを有するターボチャージャを対象とした本発明の車両用過給機の制御装置では、可変ノズルによりタービンの回転を制御する際、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいて過給機制御手段が可変ノズルの開度を補正する。そして、タイヤが空転し易い状況で過給機制御手段が可変ノズルの開度を増大補正することにより、ターボチャージャの過給圧が低下してエンジントルクと共にタイヤトルクが減少し、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００１４】
さらに、本発明の車両用過給機の制御装置において、過給機は、エンジンの回転を可変に伝達可能なクラッチを介して駆動されるスーパーチャージャとすることができる。この場合、過給機制御手段は、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいてクラッチが伝達する回転を補正するように構成される。
【００１５】
このようなクラッチを介して駆動されるスーパーチャージャを対象とした本発明の車両用過給機の制御装置では、クラッチを介してスーパーチャージャを駆動する際、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づき、クラッチが伝達する回転を過給機制御手段が補正する。そして、タイヤが空転し易い状況ではクラッチが伝達する回転を過給機制御手段が減少補正することにより、スーパーチャージャの過給圧が低下してエンジントルクと共にタイヤトルクが減少し、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００１６】
ここで、本発明の車両用過給機の制御装置において、過給機制御手段は、車両の発進時に過給機の作動力を補正するように構成することができる。この場合、車両発進時にタイヤが空転し易い状況で過給機制御手段が過給機の作動力を減少補正することにより、車両発進時のタイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００１７】
また、タイヤの空転要因に関連した情報には、タイヤの摩擦係数に関する情報やタイヤに掛かる荷重に関する情報を含めることができる。この場合、タイヤの摩擦係数やタイヤに掛かる荷重が小さくてタイヤが空転し易い状況で過給機制御手段が過給機の作動力を減少補正することにより、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００１８】
さらに、タイヤの空転要因に関連した情報のうち、例えばタイヤのリブ（ブロック）厚、静摩擦係数、動摩擦係数などに関する情報は、タイヤに埋め込まれた無線式ＩＣチップから受信するように構成することができる。また、タイヤの空気圧や温度に関する情報は、タイヤホイールに装着された無線式空気圧センサや無線式温度センサから受信するように構成することができる。
【００１９】
本発明の車両用過給機の制御装置は、車両に装備されたウィングのウィング角をタイヤに掛かる荷重の大きさの情報に応じて調整するためのウィング角制御手段を備えると共に、過給機制御手段がウィング角の調整により変化したタイヤに掛かる荷重の大きさの情報に応じて過給機の作動力を補正するように構成することができる。
【００２０】
このように構成された車両用過給機の制御装置では、車両に装備されたウィングのウィング角がウィング角制御手段により調整されてタイヤに掛かる荷重の大きさが変化した際にも、その変化したタイヤ荷重の大きさの情報に応じて過給機制御手段が過給機の作動力を補正する。このため、過給機の作動力を的確に制御してタイヤの空転を防止しつつタイヤのトルクを十分に確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る車両用過給機の制御装置では、過給機によりエンジンに吸入空気を過給する際、車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいて過給機制御手段が過給機の作動力を補正する。そして、タイヤが空転し易い状況で過給機制御手段が過給機の作動力を減少補正することにより、エンジンへの過給圧が低下してエンジントルクと共にタイヤトルクが減少し、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。従って、本発明によれば、車両の少なくとも駆動車輪のタイヤの空転による路面との摩擦を防止することが可能となり、そのタイヤの摩耗を抑制してタイヤ寿命を延長することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明に係る車両用過給機の制御装置の最良の実施形態を説明する。ここで、参照する図面において、図１は本発明の一実施形態における車両用過給機としてのターボチャージャおよびその制御装置の概略構成を示す模式図、図２は図１に示したエンジンが搭載される車両の概略構成を示す側面図、図３は図２に示した車両の後輪の半断面図である。
【００２３】
一実施形態に係る車両用過給機の制御装置は、例えば図１に示すような燃料噴射式のエンジン１に付設されるターボチャージャ２の制御装置であり、このエンジン１は、例えば図２に示すような車両Ｃに搭載されている。この車両Ｃには、高速走行時に下向き矢印に示すダウンフォースを発生させて前輪タイヤＴｆおよび後輪タイヤＴｒの接地荷重を増大させるフロントウィングＷｆとリアウィングＷｒとが装備されている。
【００２４】
図１に示すように、ターボチャージャ２は、エンジン１の排気マニホールド１Ａに接続された排気管３の途中に設置されるタービン２Ａと、エンジン１の吸入マニホールド１Ｂに接続された吸入管４の途中に設置されるコンプレッサ２Ｂと、タービン２Ａの回転をコンプレッサ２Ｂに伝達するシャフト２Ｃと、このシャフト２Ｃをロータとしてコンプレッサ２Ｂを可変に駆動可能なアシストモータ２Ｄとを備えている。
【００２５】
ターボチャージャ２のタービン２Ａより下流側の排気管３の途中には、触媒コンバータ５が設置され、ターボチャージャ２のコンプレッサ２Ｂより上流側の吸入管４の途中には、エアクリーナ６が設置されている。
【００２６】
また、ターボチャージャ２のコンプレッサ２Ｂより下流側の吸入管４の途中には、コンプレッサ２Ｂにより圧縮されて昇温した吸入空気を冷却するインタークーラ７が設置され、その下流側には、図示しないアクチュエータにより操作される電子制御式のスロットルバルブ８が設置されている。
【００２７】
ここで、一実施形態の車両用過給機の制御装置は、過給機制御手段およびウィング制御手段として機能するＥＣＵ（Electric Control Unit）１０を備えている。このＥＣＵ１０は、入出力インターフェースＩ／Ｏ、Ａ／Ｄコンバータ、プログラムおよびデータを記憶したＲＯＭ(ReadOnly Memory)、入力データ等を一時記憶するＲＡＭ(Random Access Memory)、プログラムを実行するＣＰＵ(CentralProcessing Unit)等を備えて構成されている。
【００２８】
ＥＣＵ１０には、エンジン１の出力軸の回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ１１、スロットルバルブ８の開度θを検出するスロットル開度センサ１２、スロットルバルブ８の下流側の吸入管４内の過給圧Ｐｂを検出する過給圧センサ１３、スロットルバルブ８の下流側の吸入管４内の吸入空気量Ｑを検出するエアフロセンサ１４などからそれぞれ検出信号が入力される。
【００２９】
このようなＥＣＵ１０は、過給機制御手段として、所定のデューティ比のアシスト制御信号Ｓａをアシストモータコントローラ（Ｃ／ＡＭ）１５に出力すると共に、ウィング制御手段として、所定のデューティ比のウィング制御信号Ｓｗをウィングコントローラ（Ｃ／Ｗ）１６に出力する。
【００３０】
アシストモータコントローラ１５は、これに接続された車載バッテリ１７を電源としてターボチャージャ２のアシストモータ２Ｄを回転駆動する。そのための回路として、アシストモータコントローラ１５はインバータ回路を備えている。なお、アシストモータコントローラ１５は、エンジン１の運転に伴いアシストモータ２Ｄをプレアシスト状態に回転駆動する。
【００３１】
そして、このアシストモータコントローラ１５は、ＥＣＵ１０から所定のアシスト制御信号Ｓａが入力されると、そのアシスト制御信号Ｓａに応じた所定のアシスト電力Ｗａｓｔを車載バッテリ１７からアシストモータ２Ｄに供給してアシストモータ２Ｄをアシスト状態に回転駆動する。
【００３２】
一方、ウィングコントローラ１６は、ＥＣＵ１０から所定のウィング制御信号Ｓｗが入力されると、そのウィング制御信号Ｓｗに応じた所定の制御電流Ｉα，Ｉβを車載バッテリ１７からモータアクチュエータ１８，１９に供給する。
【００３３】
モータアクチュエータ１８は、ウィングコントローラ１６から供給される制御電流Ｉαに応じて作動することにより、図２に示したフロントウィングＷｆのウィング角αを図示しない適宜のリンク機構を介して調整する。同様に、モータアクチュエータ１９は、ウィングコントローラ１６から供給される制御電流Ｉβに応じて作動することにより、リアウィングＷｒのウィング角βを図示しない適宜のリンク機構を介して調整する。
【００３４】
ここで、図１に示したＥＣＵ１０には、車両Ｃ（図２参照）の運転状態の情報として、車両Ｃの速度Ｖを検出する車速センサ２０の検出信号が入力されると共に、車両Ｃの駆動車輪の空転要因に関連した情報として、後輪タイヤＴｒのタイヤリブ（ブロック）厚、タイヤ空気圧、タイヤ静止摩擦係数、タイヤ動摩擦係数、タイヤ温度、路面温度、タイヤ荷重、車両走行モードに関する情報が入力される。
【００３５】
後輪タイヤＴｒのタイヤリブ（ブロック）厚の情報は、図３に示すホイールＷに装着された後輪タイヤＴｒのトレッド部のリブ（ブロック）Ｒ内に埋設された一群の無線式ＩＣチップ２１が送信し、その情報は図１に示す無線受信部２２を介してＥＣＵ１０に入力される。
【００３６】
一群の無線式ＩＣチップ２１は、リブ（ブロック）Ｒの厚さ方向に並べて配列されている。各無線式ＩＣチップ２１は、送信アンテナを内蔵したＲＦ（Radio Frequency ）タグの一種であり、リブ（ブロック）Ｒ内に埋設された状態では、例えばオン信号を送信し、リブ（ブロック）Ｒの磨耗によりその外周に露出して損傷すると、オン信号の送信を停止する。これに対応してＥＣＵ１０は、一群の無線式ＩＣチップ２１から入力される複数のオン信号の数に応じて各タイヤリブ（ブロック）厚を推定する。
【００３７】
後輪タイヤＴｒのタイヤ静止摩擦係数およびタイヤ動摩擦係数の情報は、図３に示す後輪タイヤＴｒの例えば外側のビード部に埋設された他の無線式ＩＣチップ２３に予め記憶されており、この無線式ＩＣチップ２３から図１に示す無線受信部２２に送信される。
【００３８】
後輪タイヤＴｒのタイヤ空気圧の情報は、図３に示すホイールＷのリム部の外周に固定された無線式空気圧センサ２４が検出し、この無線式空気圧センサ２４から図１に示す無線受信部２２に送信される。この無線式空気圧センサ２４は、タイヤの空気圧を検出する圧電素子および検出したタイヤ空気圧の信号を送信する送信アンテナを内蔵している。
【００３９】
後輪タイヤＴｒのタイヤ温度の情報は、図３に示すホイールＷのリム部の外周に固定された無線式温度センサ２５が検出し、この無線式温度センサ２５に内蔵された送信アンテナから図１に示す無線受信部２２に送信される。この無線式温度センサ２５は、対向する後輪タイヤＴｒのトレッド部の温度を非接触で検出する。
【００４０】
後輪タイヤＴｒが接地する路面の温度情報は、図１に示す赤外式サーモメータ２６が検出し、この赤外式サーモメータ２６からＥＣＵ１０に入力される。この赤外式サーモメータ２６は、対向する路面の温度を赤外線方式により非接触で検出するように構成されており、図２に示した車両Ｃの下部の適所に設置されている。
【００４１】
後輪タイヤＴｒに掛かるタイヤ荷重（タイヤ接地荷重）に関する情報は、図１に示す荷重センサ２７が検出し、この荷重センサ２７からＥＣＵ１０に入力される。この荷重センサ２７は、図２に示した車両Ｃの後輪タイヤＴｒのサスペンション装置（図示省略）の適所に設置されており、サスペンション装置の作動量に応じてタイヤ荷重を検出する。
【００４２】
車両走行モードに関する情報は、図１に示す走行モード選択スイッチ２８からＥＣＵ１０に入力される。この走行モード選択スイッチ２８は、例えばポテンショメータによりエコノミー走行モードからスポーツ走行モードまでの適宜の走行モードを選択可能に構成されており、図２に示した車両Ｃの運転席に設置されている。
【００４３】
ここで、図４は、前述した後輪タイヤＴｒの空転要因であるタイヤリブ（ブロック）厚、タイヤ空気圧、タイヤ静止摩擦係数、タイヤ動摩擦係数、タイヤ温度、路面温度、タイヤ荷重、車両走行モードのそれぞれに対応した指標値、すなわち、アシストモータ２Ｄの駆動電力をフルアシスト電力より小さい値に減少補正するための指標値を示している。これらの指標値は０〜１までの値をとり、２次元マップとして予めＥＣＵ１０に記憶されている。
【００４４】
図４の（ａ）の２次元マップは、タイヤリブ（ブロック）厚に対応した指標値Ａを示しており、この指標値Ａは、タイヤリブ（ブロック）厚の減少に応じて減少する。これは、タイヤリブ（ブロック）厚が薄くなって後輪タイヤＴｒが空転し易くなった場合に後輪タイヤＴｒの駆動トルクを減少させてその空転を未然に防止するためである。
【００４５】
図４の（ｂ）の２次元マップは、タイヤ空気圧に対応した指標値Ｂを示しており、この指標値Ｂは、タイヤ空気圧が過大の場合および過小の場合に急激に減少する。これは、タイヤ空気圧が過大の場合および過小の場合には、後輪タイヤＴｒの駆動トルクを減少させて安全を図るためである。
【００４６】
図４の（ｃ）の２次元マップは、タイヤ静止摩擦係数に対応した指標値Ｃを示しており、この指標値Ｃは、タイヤ静止摩擦係数の減少に応じて若干減少する。これは、タイヤ静止摩擦係数が小さい場合には後輪タイヤＴｒが若干空転し易くなるので、後輪タイヤＴｒの駆動トルクを若干減少させてその空転を未然に防止するためである。
【００４７】
図４の（ｄ）の２次元マップは、タイヤ動摩擦係数に対応した指標値Ｄを示しており、この指標値Ｄは、タイヤ動摩擦係数の減少に応じて減少する。これは、タイヤ動摩擦係数が小さい場合には後輪タイヤＴｒが空転し易くなるので、後輪タイヤＴｒの駆動トルクを減少させてその空転を未然に防止するためである。
【００４８】
図４の（ｅ）の２次元マップは、タイヤ温度に対応した指標値Ｅを示しており、この指標値Ｅは、タイヤ温度の低下に応じて若干減少する。これは、タイヤ温度が低い場合にはタイヤの粘性が若干低下して後輪タイヤＴｒが空転し易くなるので、後輪タイヤＴｒの駆動トルクを若干減少させてその空転を未然に防止するためである。
【００４９】
図４の（ｆ）の２次元マップは、路面温度に対応した指標値Ｆを示しており、この指標値Ｆは、路面温度の低下に応じて減少する。これは、路面温度が低い場合にはタイヤの粘性が低下して後輪タイヤＴｒが空転し易くなるので、後輪タイヤＴｒの駆動トルクを減少させてその空転を未然に防止するためである。
【００５０】
図４の（ｇ）の２次元マップは、タイヤ荷重に対応した指標値Ｇを示しており、この指標値Ｇは、タイヤ荷重の減少に応じて減少する。これは、タイヤ荷重が小さい場合には後輪タイヤＴｒが空転し易くなるので、後輪タイヤＴｒの駆動トルクを減少させてその空転を未然に防止するためである。
【００５１】
図４の（ｈ）の２次元マップは、車両走行モードに対応した指標値Ｈを示しており、この指標値Ｈは、スポーツ走行モードでは大きく、エコノミー走行モードに移行する程小さくなる。これは、後輪タイヤＴｒが空転するとその分燃費が悪化するので、エコノミー走行では後輪タイヤＴｒの駆動トルクを減少させてその空転を未然に防止するためである。
【００５２】
ここで、ＥＣＵ１０は、図５のフローチャートに示す処理手順に沿ってターボチャージャ２のアシストモータ２ＤをリアウィングＷｒおよびフロントウィングＷｆと共に協調制御する。
【００５３】
まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ１０が車両Ｃの運転状態に関連する情報を取得する。すなわち、エンジン回転数センサ１１、スロットル開度センサ１２、過給圧センサ１３、エアフロセンサ１４および車速センサ２０からそれぞれエンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度θ、過給圧Ｐｂ、吸入空気量Ｑ、車速Ｖの検出信号をＥＣＵ１０が読み込む。
【００５４】
続くステップＳ２では、ＥＣＵ１０が後輪タイヤＴｒの空転要因関連情報を取得する。すなわち、一群の無線式ＩＣチップ２１が送信するオン信号の数に応じて推定したタイヤリブ（ブロック）厚の情報、無線式ＩＣチップ２３が送信するタイヤ静止摩擦係数およびタイヤ動摩擦係数の情報、無線式空気圧センサ２４が送信するタイヤ空気圧の情報、無線式温度センサ２５が送信するタイヤ温度の情報、赤外式サーモメータ２６から出力される路面温度の情報、荷重センサ２７から出力されるタイヤ荷重の情報および走行モード選択スイッチ２８から出力される車両走行モードの情報をＥＣＵ１０が取得する。
【００５５】
次のステップＳ３では、ＥＣＵ１０がステップＳ２で取得した後輪タイヤＴｒの空転要因関連情報に基づき、図４の（ａ）〜（ｈ）に示した２次元マップから各指標値Ａ〜Ｈを検索する。
【００５６】
続くステップＳ４では、車両ＣのフロントウィングＷｆのウィング角αおよびリアウィングＷｒのウィング角βをＥＣＵ１０が算出する。ここで、ＥＣＵ１０は、以下の式１のように、各指標値Ａ〜Ｈを相互に乗じた値に車速Ｖおよび比例定数Ｋ１を乗じてフロントウィングＷｆのウィング角α算出する。また、ＥＣＵ１０は、以下の式２のように、各指標値Ａ〜Ｈを相互に乗じた値に車速Ｖおよび比例定数Ｋ２を乗じてリアウィングＷｒのウィング角βを算出する。
式１……α＝Ｋ１×Ｖ×Ａ×Ｂ×Ｃ×Ｄ×Ｅ×Ｆ×Ｇ×Ｈ
式２……β＝Ｋ２×Ｖ×Ａ×Ｂ×Ｃ×Ｄ×Ｅ×Ｆ×Ｇ×Ｈ
【００５７】
次のステップＳ５では、ＥＣＵ１０がフロントウィングＷｆおよびリアウィングＷｒのウィング角をそれぞれ算出したウィング角α，βに調整する。すなわち、ＥＣＵ１０は、算出したウィング角α，βに対応する所定のウィング制御信号Ｓｗをウィングコントローラ１６に出力する。これにより、ウィングコントローラ１６が所定の制御電流Ｉα，Ｉβをモータアクチュエータ１８，１９に供給し、モータアクチュエータ１８，１９が図示しないリンク機構を介してフロントウィングＷｆおよびリアウィングＷｒのウィング角をα，βに調整する。
【００５８】
ここで、フロントウィングＷｆおよびリアウィングＷｒのウィング角α，βの調整に伴い車両Ｃに作用するダウンフォースが変化し、その結果、荷重センサ２７からＥＣＵ１０に出力されるタイヤ荷重の情報も変化する。そこで、ステップＳ６では、変化したタイヤ荷重の情報に基づき、ＥＣＵ１０が図４の（ｇ）に示した２次元マップから新たに指標値Ｇを検索してその指標値Ｇを更新する。
【００５９】
続くステップＳ７では、ステップＳ１で読み込んだエンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度θ、過給圧Ｐｂ、吸入空気量Ｑの検出信号に基づき、ターボチャージャ２の作動をアシストモータ２Ｄによりターボアシストする必要があるか否かをＥＣＵ１０が判定する。この判定結果がＮＯであれば一連の処理を一旦終了するが、判定結果がＹＥＳであれば次のステップＳ８に進む。なお、車両Ｃの発進時にはＹＥＳの判定がなされる。
【００６０】
ステップＳ８では、ターボチャージャ２のアシストモータ２Ｄに供給するアシスト電力をＥＣＵ１０が算出する。ここで、ＥＣＵ１０は、以下の式３のように、ステップＳ３で検索されかつステップＳ６で更新された各指標値Ａ〜Ｈを相互に乗じた値にフルアシスト電力Ｗｍａｘを乗じてアシスト電力Ｗａｓｔを算出する。
式３……Ｗａｓｔ＝Ｗｍａｘ×Ａ×Ｂ×Ｃ×Ｄ×Ｅ×Ｆ×Ｇ×Ｈ
【００６１】
次のステップＳ９では、算出されたアシスト電力Ｗａｓｔに対応する所定のアシスト制御信号ＳａをＥＣＵ１０がアシストモータコントローラ１５に出力する。これにより、アシストモータコントローラ１５がターボチャージャ２のアシストモータ２Ｄにアシスト電力Ｗａｓｔを供給してアシストモータ２Ｄを回転駆動する。その後、図５のフローチャートに示す一連の処理を繰り返す。
【００６２】
以上のように構成されたターボチャージャ２においては、エンジン１の運転に伴いアシストモータ２Ｄがプレアシスト状態に回転駆動される。そして、エンジン１の排気マニホールド１Ａから排気管３に排出された排気のエネルギによりタービン２Ａが回転駆動されると、このタービン２Ａと共にコンプレッサ２Ｂが回転駆動されることにより、エンジン１の吸入マニホールド１Ｂに接続された吸入管４内の吸入空気がエンジン１の運転状態に応じた目標過給圧に加圧されてエンジン１に過給される。
【００６３】
ここで、車両Ｃの発進時を含め、エンジン１の運転状態に応じてターボチャージャ２の作動をアシストモータ２Ｄによりターボアシストする必要があるとＥＣＵ１０が判定した場合、ＥＣＵ１０が所定のアシスト制御信号Ｓａをアシストモータコントローラ１５に出力し、アシストモータコントローラ１５がアシストモータ２Ｄにアシスト電力Ｗａｓｔを供給してアシストモータ２Ｄをアシスト状態に回転駆動する。
【００６４】
このアシスト電力Ｗａｓｔは、前述した式３により算出されるものであり、図６に実線で示すフルアシスト電力Ｗｍａｘに対し、破線で示すように減少補正される。ここで、アシスト電力Ｗａｓｔは、駆動車輪である後輪のタイヤＴｒが空転し易い状況にある場合など、すなわち、図４の（ａ）〜（ｈ）の２次元マップに示される後輪タイヤＴｒの各空転要因に対応した指標値Ａ〜Ｈが小さい場合には、フルアシスト電力Ｗｍａｘに対してより小さく減少補正される。
【００６５】
このため、アシストモータ２Ｄは、フルアシスト電力Ｗｍａｘが供給される場合に較べて回転速度の急激な上昇が抑制され、これに応じてコンプレッサ２Ｂの回転速度の急激な上昇も抑制され、エンジン１への過給圧Ｐｂが急激に上昇するのも抑制される。その結果、エンジントルクが急激に増大して後輪タイヤＴｒのトルクが急激に増大することも抑制されるのであり、後輪タイヤＴｒの空転が未然に防止される。
【００６６】
従って、一実施形態の車両用過給機の制御装置によれば、車両Ｃの発進時を含め、ターボチャージャ２の作動をアシストモータ２Ｄによりアシストする必要がある場合における後輪タイヤＴｒの空転を未然に防止することができ、後輪タイヤＴｒの摩耗を抑制してタイヤ寿命を延長することが可能となる。
【００６７】
また、車両ＣのフロントウィングＷｆのウィング角αおよびリアウィングＷｒのウィング角βがＥＣＵ１０により調整されて後輪タイヤＴｒに掛かるタイヤ荷重の大きさが変化した際にも、その変化したタイヤ荷重の大きさに応じてアシスト電力Ｗａｓｔが補正される。このため、アシストモータ２Ｄの回転速度を的確に制御して後輪タイヤＴｒの空転を防止しつつ後輪タイヤＴｒのトルクを十分に確保することが可能となる。
【００６８】
さらに、車両Ｃの加速時に後輪タイヤＴｒのトルクが急激に増大するのが抑制されるため、車両Ｃの後部が沈み込んで車両Ｃの前部の操舵車輪の荷重が不用意に減少することがなく、車両Ｃの操縦安定性を十分に確保することができる。
【００６９】
本発明に係る車両用過給機の制御装置は、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、前述した式１、式２は、それぞれ以下の式４、式５に変更することができる。
式４……ｔａｎα＝Ｋ１×Ｖ×Ｃ×Ｄ×Ｇ
式５……ｔａｎβ＝Ｋ２×Ｖ×Ｃ×Ｄ×Ｇ
【００７０】
同様に、前述した式１、式２は、それぞれ以下の式６、式７に変更することができる。
式６……ｔａｎα＝Ｋ１×Ｖ×Ｇ×Ｈ
式７……ｔａｎβ＝Ｋ２×Ｖ×Ｇ×Ｈ
【００７１】
また、前述した式３のうち、指標値Ａ〜Ｈは、例えば以下の式８、式９に示すような適宜の組み合わせとすることができる。
式８……Ｗａｓｔ＝Ｗｍａｘ×Ｃ×Ｄ×Ｇ
式９……Ｗａｓｔ＝Ｗｍａｘ×Ｃ×Ｇ×Ｈ
【００７２】
ここで、一実施形態の車両用過給機の制御装置においては、駆動車輪である後輪タイヤＴｒに関する各指標値Ａ〜Ｈに基づき、式１のフロントウィングＷｆのウィング角αおよび式２のリアウィングＷｒのウィング角βを算出し、また、式３のアシスト電力Ｗａｓｔを算出したが、車両Ｃが前輪駆動車の場合、これらのウィング角α、ウィング角β、アシスト電力Ｗａｓｔは、前輪タイヤＴｆに関する各指標値Ａ〜Ｈに基づいて算出するのが好ましい。
【００７３】
また、これらのウィング角α、ウィング角β、アシスト電力Ｗａｓｔは、車両Ｃの駆動方式がＦＦ、ＦＲ，ＭＲであって車両Ｃが非駆動車輪を有する場合、その非駆動車輪に関する各指標値Ａ〜Ｈも加味して算出するのが好ましい。
【００７４】
さらに、車両Ｃの駆動方式がＡＷＤ（４ＷＤ）であって各駆動車輪への駆動力配分機構を車両Ｃが備えている場合、ウィング角αを算出する式１（式４、式６）中のＫ１およびウィング角β式を算出する式２（式５、式７）中のＫ２は、各駆動車輪への駆動力配分に比例して設定するのが好ましい。
【００７５】
また、この場合、アシスト電力Ｗａｓｔは、前左車輪の駆動力に対応するアシスト電力をＷ１、後左車輪の駆動力に対応するアシスト電力をＷ２、前右車輪の駆動力に対応するアシスト電力をＷ３、後右車輪の駆動力に対応するアシスト電力をＷ４として、Ｗａｓｔ＝Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４により求める。
【００７６】
ここで、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４は、前左車輪の駆動力をＴｔ１、後左車輪の駆動力をＴｔ２、前右車輪の駆動力をＴｔ３、後右車輪の駆動力をＴｔ４として、以下の式１０〜式１３により算出する。
式１０…Ｗ１＝Ｔｔ１／（Ｔｔ１＋Ｔｔ２＋Ｔｔ３＋Ｔｔ４）Ｗｍａｘ×Ｃ×Ｇ
式１１…Ｗ２＝Ｔｔ２／（Ｔｔ１＋Ｔｔ２＋Ｔｔ３＋Ｔｔ４）Ｗｍａｘ×Ｃ×Ｇ
式１２…Ｗ３＝Ｔｔ３／（Ｔｔ１＋Ｔｔ２＋Ｔｔ３＋Ｔｔ４）Ｗｍａｘ×Ｃ×Ｇ
式１３…Ｗ４＝Ｔｔ４／（Ｔｔ１＋Ｔｔ２＋Ｔｔ３＋Ｔｔ４）Ｗｍａｘ×Ｃ×Ｇ
【００７７】
一方、図２に示したフロントウィングＷｆおよびリアウィングＷｒは、それぞれ左右に分割された形式のものであってもよい。この場合、分割された個々のウィングのウィング角は、そのウィングに一番近いタイヤに関する各指標値Ａ〜Ｈに基づいて算出する。例えば左側のリアウィングＷｒは、左側の後輪タイヤＴｒに関する各指標値Ａ〜Ｈに基づいて算出する。
【００７８】
一実施形態の車両用過給機の制御装置においては、単一のアシストモータ２Ｄを有する単一のターボチャージャ２を制御対象としたが、このようなアシストモータ２Ｄを有するターボチャージャ２がエンジン１に２つ付設される場合、すなわち、エンジン１にツイン電動ターボチャージャが付設される場合、本発明の車両用過給機の制御装置における過給機制御手段は、前述した一実施形態と同様に、タイヤの空転要因に関連した情報に基づいて各アシストモータ２Ｄの駆動電力を補正し、タイヤが空転し易い状況では、各アシストモータ２Ｄの駆動電力を減少補正するように構成される。
【００７９】
また、ターボチャージャ２がアシストモータ２Ｄを有しておらず、代わりにエンジン排気系側のタービン２Ａの回転を制御可能な可変ノズルを有する場合、本発明の車両用過給機の制御装置における過給機制御手段は、タイヤの空転要因に関連した情報に基づいて可変ノズルの開度を補正し、タイヤが空転し易い状況では、可変ノズルの開度を増大補正するように構成される。
【００８０】
なお、従来周知であるため図示は省略するが、タービン２Ａの回転を制御可能な可変ノズルは、タービン２Ａの入口側に内蔵された一群の可変ベーン間に形成されるノズルであり、その開度は、一群の可変ベーンがモータアクチュエータ等により適宜のリンク機構を介して一斉に回動操作されることで増減される。そして、可変ノズルの開度が増大すると、タービン２Ａに作用する排気の流速（圧力）が低下してタービン２Ａの回転が低下し、反対に可変ノズルの開度が減少すると、タービン２Ａの回転が上昇する。
【００８１】
そこで、本発明の車両用過給機の制御装置における過給機制御手段は、タイヤの空転要因に関連した情報に基づき、適宜のコントローラによりモータアクチュエータ等の駆動を制御することで可変ノズルの開度を補正し、タイヤが空転し易い状況では、可変ノズルの開度を増大補正する。これにより、タービン２Ａの回転が低下し、ターボチャージャ２の過給圧が低下してエンジントルクと共にタイヤトルクが減少するため、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００８２】
さらに、ターボチャージャ２に代わる過給機として、エンジン１からの駆動力を可変に伝達可能なクラッチを介して駆動されるスーパーチャージャがエンジン１に付設されている場合、本発明の車両用過給機の制御装置における過給機制御手段は、タイヤの空転要因に関連した情報に基づいてクラッチが伝達する回転を補正し、タイヤが空転し易い状況では、クラッチが伝達する回転を減少補正するように構成される。
【００８３】
なお、従来周知であるため図示は省略するが、エンジン１の回転を可変に伝達可能なクラッチとしては、例えば電磁粉式クラッチや、エンジン１の回転をスーパーチャージャへ伝達する２系統の伝達経路にそれぞれ設置された電磁クラッチがある。この電磁クラッチでは、エンジン１の回転が一方または他方の電磁クラッチを介してスーパーチャージャに可変に伝達される。
【００８４】
このような構成によれば、タイヤが空転し易い状況では、電磁粉式クラッチや電磁クラッチで構成されるクラッチが伝達する回転が減少補正されるため、スーパーチャージャの回転が低下してその過給圧が低下し、エンジントルクと共にタイヤトルクが減少するのであり、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【００８５】
なお、本発明の車両用過給機の制御装置は、電動モータにより回転駆動される電動式スーパーチャージャを制御対象とすることができる。この場合、過給機制御手段は、タイヤの空転要因に関連した情報に基づいて電動モータの駆動電力を補正し、タイヤが空転し易い状況では、電動モータの駆動電力を減少補正するように構成される。
【００８６】
このような構成によれば、タイヤが空転し易い状況では電動モータの駆動電力が減少補正されるため、電動式スーパーチャージャの回転が低下してその過給圧が低下し、エンジントルクと共にタイヤトルクが減少するのであり、タイヤの空転を未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施形態における車両用過給機としてのターボチャージャおよびその制御装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１に示したエンジンが搭載される車両の概略構成を示す側面図である。
【図３】図２に示した車両の後輪の半断面図である。
【図４】図２に示した後輪タイヤの各空転要因に対応した各指標値の２次元マップである。
【図５】図１に示したＥＣＵが実行する協調制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図５のフローチャートに示す処理によりフルアシスト電力を減少補正したアシスト電力とターボ回転数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８８】
１…エンジン、２…ターボチャージャ、２Ａ…タービン、２Ｂ…コンプレッサ、２Ｃ…シャフト、２Ｄ…アシストモータ、１０…ＥＣＵ、１５…アシストモータコントローラ、１６…ウィングコントローラ、１７…車載バッテリ、１８，１９…モータアクチュエータ、２０…車速センサ、２１…無線式ＩＣチップ、２２…無線受信部、２３…無線式ＩＣチップ、２４…無線式空気圧センサ、２５…無線式温度センサ、２６…赤外式サーモメータ、２７…荷重センサ、２８…走行モード選択スイッチ、Ｃ…車両、Ｔｒ…後輪タイヤ、Ｗｆ…フロントウィング、Ｗｒ…リアウィング。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンに吸入空気を過給する過給機の制御装置であって、
車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいて前記過給機の作動力を補正する過給機制御手段を備えていることを特徴とする車両用過給機の制御装置。
【請求項２】
前記過給機は、エンジン吸入系側のコンプレッサを可変に駆動可能なアシストモータを有するターボチャージャであり、前記過給機制御手段は、タイヤの空転要因に関連した情報に基づいて前記アシストモータの駆動電力を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項３】
前記過給機は、エンジン排気系側のタービンの回転を制御可能な可変ノズルを有するターボチャージャであり、前記過給機制御手段は、タイヤの空転要因に関連した情報に基づいて前記可変ノズルの開度を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項４】
前記過給機は、エンジンの回転を可変に伝達可能なクラッチを介して駆動されるスーパーチャージャであり、前記過給機制御手段は、前記タイヤの空転要因に関連した情報に基づいて前記クラッチが伝達する回転を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項５】
前記過給機制御手段は、車両の発進時に前記過給機の作動力を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項６】
前記情報には、タイヤの摩擦係数に関する情報が含まれていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項７】
前記情報は、タイヤに埋め込まれた無線式ＩＣチップから受信するように構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項８】
前記情報には、タイヤに掛かる荷重に関する情報が含まれていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項９】
車両に装備されたウィングのウィング角を前記タイヤに掛かる荷重の大きさの情報に応じて調整するためのウィング角制御手段を備えると共に、前記過給機制御手段は、前記ウィング角の調整により変化したタイヤに掛かる荷重の大きさの情報に応じて前記過給機の作動力を補正するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項１】
車両のエンジンに吸入空気を過給する過給機の制御装置であって、
車両に装備されるタイヤの空転要因に関連した情報に基づいて前記過給機の作動力を補正する過給機制御手段を備えていることを特徴とする車両用過給機の制御装置。
【請求項２】
前記過給機は、エンジン吸入系側のコンプレッサを可変に駆動可能なアシストモータを有するターボチャージャであり、前記過給機制御手段は、タイヤの空転要因に関連した情報に基づいて前記アシストモータの駆動電力を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項３】
前記過給機は、エンジン排気系側のタービンの回転を制御可能な可変ノズルを有するターボチャージャであり、前記過給機制御手段は、タイヤの空転要因に関連した情報に基づいて前記可変ノズルの開度を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項４】
前記過給機は、エンジンの回転を可変に伝達可能なクラッチを介して駆動されるスーパーチャージャであり、前記過給機制御手段は、前記タイヤの空転要因に関連した情報に基づいて前記クラッチが伝達する回転を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項５】
前記過給機制御手段は、車両の発進時に前記過給機の作動力を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項６】
前記情報には、タイヤの摩擦係数に関する情報が含まれていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項７】
前記情報は、タイヤに埋め込まれた無線式ＩＣチップから受信するように構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項８】
前記情報には、タイヤに掛かる荷重に関する情報が含まれていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の車両用過給機の制御装置。
【請求項９】
車両に装備されたウィングのウィング角を前記タイヤに掛かる荷重の大きさの情報に応じて調整するためのウィング角制御手段を備えると共に、前記過給機制御手段は、前記ウィング角の調整により変化したタイヤに掛かる荷重の大きさの情報に応じて前記過給機の作動力を補正するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の車両用過給機の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−３０３３４３（Ｐ２００７−３０３３４３Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３１７３５（Ｐ２００６−１３１７３５）
【出願日】平成１８年５月１０日（２００６．５．１０）
【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１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１０日（２００６．５．１０）
【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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