JP2005014653A

JP2005014653A - 車両駆動システム

Info

Publication number: JP2005014653A
Application number: JP2003179075A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Obayashi; 和良大林; Keisuke Tani; 恵亮谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】運転の快適性が阻害されることを防止することができる車両駆動システムを提供すること。
【解決手段】エンジン３１と、エンジン３１の吸入空気を圧縮する電動過給器と、電動過給器に動作電力を供給する電源と、エンジン３１によって発生した動力を伝達する変速機３２と、電源および電動過給器の少なくとも一方の状態に基づいて電動過給器の動作状態を変更するとともに変速機３２の変速状態の設定を行う電源コントローラ８とを備えて車両駆動システムが構成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動過給器によってエンジンの吸入空気を圧縮する車両駆動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ターボチャージャを搭載した車両の加速応答性を向上させたり、エンジンの低回転域でのトルク特性を向上させたりするために、電動過給器を用いた電動アシスト付きのターボチャージャや電動チャージャが開発されている。このような電動過給器は、動作電力を供給する電源の状態や電動過給器自体の状態に応じて吸入空気の圧縮性能が異なってくるため、特に、エンジンの低回転域におけるトルク特性が変化することが考えられる。
【０００３】
従来、エンジンの低回転域におけるトルク特性あるいはエンジンに連結された回転電機等の負荷装置のトルク特性の変化を考慮して、変速機の変速状態を制御するものとして、エンジン回転数が低いほど変速機のシフトダウンの遅延時間を長く設定する方法（例えば、特許文献１参照。）や、複数のターボチャージャを備える場合にその利用個数に応じて変速機の変速段を設定する方法（例えば、特許文献２参照。）や、バッテリの容量低下時に変速機の変速パターンを変更する方法（例えば、特許文献３参照。）などが知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−３６６０６８号公報（第４−６頁、図１−１３）
【特許文献２】
特開平３−２７１０２９号公報（第２−４頁、図１−５）
【特許文献３】
特開平４−２４４６６６号公報（第２−４頁、図１−７）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献１〜３のそれぞれは、いずれも変速機の変速状態を可変に設定することにより、ターボチャージャ特有の、あるいはバッテリの容量低下時に発生するエンジンのトルク不足に伴って発生する弊害を防止することができるが、いずれの場合も電動過給器の動作状態は考慮されていない。このため、電動過給器自体が故障したり、その電源からの電力供給が正常に行えずに電動過給器の動作が制限されたり、あるいは不能になった場合に発生するエンジン特性の変化が考慮されておらず、運転の快適性が阻害されるという問題があった。例えば、電動過給器が正常に動作している場合には、エンジンの低速回転域においても十分なトルクが得られるが、電動過給器が何らかの原因によって正常に動作しなくなると、エンジンの吸入空気の圧縮が十分に行われなくなるため、低速回転域でのトルク不足が発生する。このため、アクセル開度が大きくなり、ビジーシフトが頻繁に発生することになって、ドライバビリティ（運転の快適性）が低下することになる。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、運転の快適性が阻害されることを防止することができる車両駆動システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の車両駆動システムは、エンジンと、エンジンの吸入空気を圧縮する電動過給器と、電動過給器に動作電力を供給する電源と、エンジンによって発生した動力を伝達する変速機と、電源および電動過給器の少なくとも一方の状態に基づいて、電動過給器の動作状態を変更するとともに、変速機の変速状態の設定を行う制御装置とを備えている。
【０００８】
電動過給器やその電源が正常動作しないときに、こられらの状態に応じて電動過給器の動作状態を変更するとともに、変速機の変速状態を変更することができるため、電動過給器の動作状態に応じた適切な変速状態を実現することができ、運転の快適性が阻害されることを防止することができる。また、電動過給器が故障した場合等における電力供給を停止あるいは制限することにより、電源の保護を図ることが可能となる。
【０００９】
また、上述した変速機は自動変速機であり、制御装置は、電源および電動過給器の少なくとも一方の状態が正常でないことを検出したときに、自動変速機のシフトダウンの遅延時間を正常時の遅延時間に対して遅らせることが望ましい。これにより、電動過給器の動作が正常でない場合のトルク不足によって生じる頻繁なシフトダウンとシフトアップの繰り返し（いわゆるビジーシフト）を低減することが可能になる。
【００１０】
また、上述した変速機は自動変速機であり、制御装置は、電源および電動過給器の少なくとも一方の状態が正常でないことを検出したときに、自動変速機の変速段を、正常時の変速段よりも等価ギア比が大きい変速段に変更することが望ましい。これにより、電動過給器の動作が正常でない場合のトルク不足による運転の快適性阻害を防止することが可能になる。
【００１１】
また、上述した変速機は手動変速機、あるいは手動変速モードを備えた自動変速機であり、制御装置は、電源および電動過給器の少なくとも一方の状態が正常でないことを検出したときに、運転者に変速機の変速段変更を促す通知を行うことが望ましい。これにより、運転者は、通知にしたがって変速段変更を行うだけで、電動過給器の動作が正常でない場合のトルク不足に起因する運転の快適性阻害を防止することができる。
【００１２】
また、上述した制御装置による通知によって示される推奨の変速段を表示する推奨変速段表示装置をさらに備えることが望ましい。これにより、運転者は、推奨変速段表示装置の表示内容を見るだけで、好ましい変速段を知ることができ、電動過給器の動作が正常でない場合の変速段の変更を確実に運転者に伝えることが可能になる。
【００１３】
また、本発明の車両駆動システムは、エンジンと、エンジンの吸入空気を圧縮する電動過給器と、電動過給器に動作電力を供給する電源と、エンジンによって発生した動力を伝達する変速機と、エンジン、電動過給器、電源、変速機を統合制御するとともに、電源および電動過給器の少なくとも一方の状態に基づいてエンジンの特性情報を変更する制御装置を備えている。電動過給器やその電源が正常動作しないときに影響を受けるエンジン特性の変化を考慮して、変化後のエンジン特性に適した変速機の変速状態を変更することができるため、エンジンのトルク不足によって運転の快適性が阻害されることを防止することができる。
【００１４】
また、上述した特性情報は、エンジンのトルク特性であることが望ましい。これにより、電動過給器の動作状態によって影響を受けるエンジンのトルク特性を考慮して変速機の変速状態等を設定することが可能になり、エンジンのトルク不足によって運転の快適性が阻害されることを防止することができる。
【００１５】
また、上述した特性情報は、エンジンの駆動力応答性であることが望ましい。これにより、電動過給器の動作状態によって影響を受けるエンジンの駆動力応答性を考慮して変速機の変速状態等を設定することが可能になり、エンジンのトルク不足によって運転の快適性が阻害されることを防止することができる。
【００１６】
また、上述した特性情報は、エンジンの燃料消費特性であることが望ましい。これにより、電動過給器の動作状態によって影響を受けるエンジンの燃料消費特性を考慮して変速機の変速状態等を設定することが可能になり、エンジンのトルク不足によって運転の快適性が阻害されることを防止することができる。
【００１７】
また、上述した特性情報は、エンジンのエミッション特性であることが望ましい。これにより、電動過給器の動作状態によって影響を受けるエンジンのエミッション特性を考慮して変速機の変速状態等を設定することが可能になり、エンジンのトルク不足によって運転の快適性が阻害されることを防止することができる。
【００１８】
また、上述した制御装置は、電源の充電状態の不良、電源の電圧低下、電源からの供給可能電力量の不足、電源による電力持ち出し時間の長期化の少なくとも一の条件を満たすときに、電源が正常でないことを検出することが望ましい。電源の電力不足や電圧低下の場合には、電動過給器が正常に動作しないため、このとき発生するトルク不足による運転の快適性阻害を有効に防止することが可能になる。また、電源の充電状態不良や、電源からの長時間にわたる電力持ち出しは、電源の劣化を促進するため、これらの場合に電動過給器の動作を制限あるいは停止させることにより、電源を保護して長寿命化を図ることができる。
【００１９】
また、上述した制御装置は、電動過給器の温度上昇、電動過給器におけるオープン・ショート故障のいずれかの条件を満たすときに、電動過給器が正常でないことを検出することが望ましい。これにより、電動過給器の異常を検出して、この異常に伴って発生するトルク不足による運転の快適性阻害を有効に防止することが可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両駆動システムについて、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明を適用した第１の実施形態の車両駆動システムを含む車載システムの構成を示す図である。図１に示す車載システムは、エンジン３１に対して圧縮空気を供給するターボチャージャ１の他に、バッテリ１４、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０、キャパシタ１１からなる電源システムと、この電源システムとの間で電力の授受を行うオルタネータ（車両用交流発電機）５、車載電気機器１６等を含んで構成されている。
【００２２】
ターボチャージャ１は、エンジン３１の排気エネルギーによって回転駆動されるタービン４と、このタービン４と同軸に取り付けられたコンプレッサ２および回転電機３とを有している。回転電機３は、ターボチャージャ１を電動アシストするためのものであり、必要に応じて電動機あるいは発電機として動作する。
【００２３】
回転電機コントローラ１２は、タービン４の回転を検出する回転センサ１７と、回転電機３の給電線に取り付けられた電流センサ１３の出力に基づいてこの給電線に流れる電流値を検出する検出回路９とが接続されており、これらの検出結果やエンジン３１の稼働状況に応じて、回転電機３を電動機あるいは発電機として制御する。
【００２４】
また、回転電機コントローラ１２には、回転電機３との間で電力を授受するための電源ライン１９が接続されている。この電源ライン１９には、回転電機３の駆動用エネルギを一時的に蓄えるキャパシタ１１が接続されている。
【００２５】
オルタネータ５は、エンジン３１のクランク軸にベルトを介して機械的に接続されており、レギュレータ７によって励磁電流を供給することにより、エンジン回転に応じた交流電力を発生する。この交流電力は整流装置６によって直流電力に変換され、変換後の直流電力がヘッドライト等の車載電気機器１６用の電源ライン１８に供給される。また、レギュレータ７は、通信回路および制御回路を有しており、外部からの指令に応じてオルタネータ５の出力電圧（整流装置６の出力電圧）の制御や、発電量の制御を行っている。
【００２６】
車載電気機器１６用の電源ライン１８と回転電機３用の電源ライン１９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を介して接続されており、電源ライン１８、１９間の電力の移動を双方向で行うことができるようになっている。
【００２７】
電源コントローラ８は、電源ライン１８およびこの電源ライン１８とバッテリ１４の正極側端子、オルタネータ５のそれぞれとの間の給電線に設けられた電流センサ２１、１５、２０の各検出信号等に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の動作状態を制御する。この電源コントローラ８は、レギュレータ７と回転電機コントローラ１２との間が通信ラインを介して接続されており、制御に必要な種々のデータが送受信される。
【００２８】
エンジン３１の排気エネルギーによりターボチャージャ１のタービン４が回転すると、同軸に取り付けられたコンプレッサ２によりエアクリーナ３４を通して吸気される空気が圧縮され、さらにクーラー３５を通すことにより除熱された空気がエンジン３１に導入される。エンジン３１で発生するパワーは、変速機３２を通すことで回転数とトルクが変換され、最終減速ギアおよびタイヤ（ともに図示せず）を通して車両の駆動力に利用される。
【００２９】
動力伝達系コントローラ３３は、変速機３２とエンジン３１を制御しており、必要なデータを電源コントローラ８との間で通信ラインを介して送受信している。
【００３０】
本実施形態の車載システムはこのような概略構成を有しており、次に、本発明の制御装置としての電源コントローラ８による制御動作について説明する。
【００３１】
（主制御フロー）
図２は、電源コントローラ８による主制御フローを示す流れ図である。例えば、車両のアクセル開度やアクセル開度変化、車速等の検出信号に基づいて、動力伝達系コントローラ３３から回転電機３を含んで構成される電動過給器の駆動が要求された場合に実施される主制御フローが示されている。
【００３２】
まず、動力伝達系コントローラ３３は、回転電機３に接続されている電源（バッテリ１４、キャパシタ１１）の状態や電動過給器の動作状態をチェックした後（ステップ１００）、このチェック結果に基づいて変速スケジュールを設定する（ステップ１０１）。
【００３３】
次に、電源コントローラ８は、車両に搭載された変速機の種類と動作モードを判定する（ステップ１０２）。変速機の種類としては、自動変速機であるか手動変速機であるかが判定される。自動変速機には、オートマチックトランスミッション（ＡＴ）、無段変速機（ＣＶＴ）、自動マニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）等が含まれる。また、動作モードとしては、変速段あるいは変速比を自動で設定する自動変速モードと、運転者が任意に選択することができる手動変速モードがある。手動変速モードとは、シフトレバーあるいはステアリングに付随するシフトスイッチ等により現行段に対してシフトアップやシフトダウンが相対的に指令される仕組みである。オートマチックトランスミッション等において、シフトレバーをドライブレンジ（Ｄレンジ）からセカンドレンジ（２ｎｄレンジ）等へ直接シフトする場合のように、変速段を直接指令する場合は、手動変速機として判定される。
【００３４】
変速機が自動変速機であって動作モードが自動変速モードの場合には、次に、電源コントローラ８は、ダウンシフトの遅延時間を設定した後（ステップ１０３）、動力伝達系コントローラ３３に指示を送って変速制御を実行する（ステップ１０４）。
【００３５】
一方、変速機が自動変速機であって動作モードが手動変速モードの場合と、変速機が手動変速機の場合には、次に、電源コントローラ８は、ステップ１０１で設定した変速スケジュールに基づく推奨変速段を推奨変速段表示装置３７を用いて表示する（ステップ１０５）。この推奨変速段表示装置３７は、運転者が車両を運転中に見やすい位置に設置されており、運転者は、この表示された推奨変速段に変速機を切り替える動作を行う。なお、本実施形態では、推奨変速段を直接あるいは「＋」、「−」等の記号で変速段を変更する方向を表示可能な推奨変速段表示装置３７を用いて運転者に対する変速段変更を促す通知を行っているが、表示の代わりに音で変速段変更を促す通知を行うようにしてもよい。
【００３６】
（動作状態チェックの制御内容）
次に、上述した図２のステップ１００において行われる動作状態チェックの制御内容について説明する。
【００３７】
図３は、図２のステップ１００において行われる動作状態チェックの制御内容を示す流れ図である。
【００３８】
まず、電源コントローラ８は、電動過給器が接続されている電源の状態を検出し、検出結果に応じて電源状態フラグＦ１をセットする（ステップ２００）。具体的には、電源から回転電機３に対する電力供給に余裕がある場合には電源状態フラグＦ１の値が０に、他の車載電気機器１６が動作中であって回転電機３に対する電力供給が十分見込めない場合には電源状態フラグＦ１の値が１に、回転電機３に対する電力供給が全く行えない場合には電源状態フラグＦ１の値が２にそれぞれ設定される。電源状態フラグＦ１の設定動作の詳細については後述する。
【００３９】
次に、電源コントローラ８は、電動過給器の状態を検出し、検出結果に応じて過給器状態フラグＦ２をセットする（ステップ２０１）。具体的には、電動過給器の温度が所定値以下であって、かつ、電動過給器を構成する回転電機３と回転電機コントローラ１２の間のオープン・ショート故障が発生していない場合には過給器状態フラグＦ２の値が０に、電動過給器の温度が高かったり、回転電機３と回転電機コントローラ１２の間の給電線にオープン・ショート故障が発生している場合には過給器状態フラグＦ２の値が２にそれぞれ設定される。過給器状態フラグＦ２の設定動作の詳細については後述する。
【００４０】
次に、電源コントローラ８は、上述した２種類のフラグＦ１、Ｆ２の設定内容を総合して動作状態フラグＦ３をセットする（ステップ２０２）。具体的には、電源状態フラグＦ１と過給器状態フラグＦ２の中で値が大きい方が判定され、この大きい方の値が動作状態フラグＦ３にセットされる。
【００４１】
（電動過給器の電源状態の検出内容）
次に、上述した図３のステップ２００において行われる電動過給器の電源状態のチェック動作について説明する。
【００４２】
図４は、図３のステップ２００において行われる電動過給器の電源状態のチェック動作の内容を示す流れ図である。
【００４３】
まず、電源コントローラ８は、電動過給器の回転電機３に接続されている電源の充電状態を検出する（ステップ３００）。例えば、バッテリ１４については、ＳＯＣ（ＳｔａｔｅｏｆＣｈａｒｇｅ）と呼ばれる値で充電状態を表すことができ、キャパシタ１１については、その充電電圧（両端電圧）で充電状態を表すことができる。
【００４４】
次に、電源コントローラ８は、電源から回転電機３に対して供給可能な電力情報を収集する（ステップ３０１）。バッテリ１４については、ＳＯＣ、温度、劣化状態と、回転電機３以外の車載電気機器１６による消費電力とによって、供給可能な電力量Ｗｏｕｔが決まる。また、キャパシタ１１については、その充電電圧や温度と、回転電機３以外の車載電気機器１６による消費電力とによって、供給可能な電力量Ｗｏｕｔが決まる。
【００４５】
次に、電源コントローラ８は、電源の充電状態と供給可能な電力量Ｗｏｕｔ等に基づいて電源状態を分類し、電源状態フラグＦ１を設定する。まず、電源コントローラ８は、充電状態ＳＯＣが所定値Ｓ１より大きく、かつ、供給可能な電力量Ｗｏｕｔが下限値Ｗ１よりも大きいか否かを判定し（ステップ３０２）、これらの両方の条件を満たす場合には肯定判断を行った後、電源の端子電圧Ｖが動作補償の下限値Ｖ１よりも大きいか否か（ステップ３０３）、電源からの電力持ち出し時間（電力供給の継続時間）Ｔが所定値Ｔ１よりも短いか否かを判定する（ステップ３０４）。端子電圧Ｖが下限値Ｖ１よりも大きく、かつ、電力持ち出し時間Ｔが所定値Ｔ１より短い場合にはステップ３０３、３０４においてともに肯定判断が行われ、次に、電源コントローラ８は、供給可能な電力量Ｗｏｕｔが所定の基準値Ｗ２（＞Ｗ１）よりも大きいか否かを判定する（ステップ３０５）。大きい場合は肯定判断が行われ、電源から回転電機３に対する電力供給に余裕があるものと判断されて電源状態フラグＦ１の値が０に設定される（ステップ３０６）。反対に小さい場合にはステップ３０５の判定において否定判断が行われ、他の車載電気機器１６が動作中であって回転電機３に対する電力供給が十分見込めないものと判断されて電源状態フラグＦ１の値が１に設定される（ステップ３０７）。また、電源の充電状態ＳＯＣが所定値Ｓ１より小さい場合、供給可能な電力量Ｗｏｕｔが下限値Ｗ１よりも小さい場合、電源の端子電圧Ｖが下限値Ｖ１以下の場合、電力持ち出し時間Ｔが所定値Ｔ１以上の場合には、ステップ３０２〜３０４のいずれかの判定において否定判断が行われ、回転電機３に対する電力供給が全く行えないものと判断されて電源状態フラグＦ１の値が２に設定される（ステップ３０８）。
【００４６】
（電動過給器の状態検出内容）
次に、上述した図３のステップ２０１において行われる電動過給器の状態チェック動作について説明する。
【００４７】
図５は、図３のステップ２０１において行われる電動過給器の状態チェック動作の内容を示す流れ図である。
【００４８】
まず、電源コントローラ８は、電動過給器の温度を測定あるいは推定して検出するとともに（ステップ４００）、電動過給器を構成する回転電機３と回転電機コントローラ１２との間のオープン・ショート検出を行う（ステップ４０１）。
【００４９】
次に、電源コントローラ８は、ステップ４００における検出結果に基づいて電動過給器の検出温度が所定値より低いか否か（ステップ４０２）、ステップ４０１における検出結果に基づいてオープン・ショート故障がないか否かを判定する（ステップ４０３）。検出温度が所定値より低い場合であってオープン・ショート故障も発生していない場合には、ステップ４０２、４０３の判定においてともに肯定判断が行われ、電動過給器の状態が正常であると判断されて過給器状態フラグＦ２の値が０に設定される（ステップ４０４）。また、検出温度が所定値以上の場合（ステップ４０２の判定において否定判断）や、オープン・ショート故障が発生している場合（ステップ４０３の判定において否定判断）には、電動過給器の状態が異常であると判断されて過給器状態フラグＦ２の値が２に設定される（ステップ４０５）。
【００５０】
（変速スケジュールの設定動作）
次に、上述した図２のステップ１０１において行われる変速スケジュールの設定動作の内容について説明する。
【００５１】
図６は、図２のステップ１０１において行われる変速スケジュールの設定動作手順を示す流れ図である。
【００５２】
まず、電源コントローラ８は、ステップ１００における動作状態チェックの結果設定された動作状態フラグＦ３の値を読み込み（ステップ５００）、その値が０であるか否かを判定する（ステップ５０１）。動作状態フラグＦ３の値が０の場合とは、電源が正常で回転電機３への十分な電力供給が可能であり、かつ、電動過給器の状態が正常な場合であり、この場合にはステップ５０１の判定において肯定判断が行われる。次に、電源コントローラ８は、正常時に対応する通常の変速スケジュールを設定する（ステップ５０２）。
【００５３】
また、動作状態フラグＦ３の値が０以外の場合にはステップ５０１の判定において否定判断が行われ、次に、電源コントローラ８は、動作状態フラグＦ３の値が１であるか否かを判定する（ステップ５０３）。動作状態フラグＦ３の値が１の場合とは、電源状態が正常ではあるが回転電機３への十分な電力供給を行うことは難しく、かつ、電動過給器の状態が正常な場合であって、回転電機３の動作性能が十分に見込めない場合であり、この場合にはステップ５０３の判定において肯定判断が行われる。次に、電源コントローラ８は、電動過給器の動作を制限するとともに（ステップ５０４）、動作制限時に対応する変速スケジュールを設定する（ステップ５０５）。
【００５４】
また、動作状態フラグＦ３の値が１以外、すなわち２の場合にはステップ５０３の判定において否定判断が行われる。動作状態フラグＦ３の値が２の場合とは、電源あるいは電動過給器の少なくとも一方が正常動作を行うことができない場合であり、この場合には、電源コントローラ８は、電動過給器の動作を停止させるとともに（ステップ５０６）、動作不能時変速スケジュールを設定する（ステップ５０７）。
【００５５】
このように、電源状態等に応じて電動過給器の動作を制限あるいは停止させるとともに、変速スケジュールの変更を行うことにより、駆動トルクの不足感を補うことが可能になる。例えば、動作状態フラグＦ３の値が０、１、２となるにしたがって、変速機３２の変速段を、正常時の変速段よりも等価ギア比が大きい変速段に変更する変速スケジュールの設定を行うことにより、電動過給器の動作が正常でない場合のトルク不足による運転の快適性阻害を防止することが可能になる。
【００５６】
（ダウンシフトの遅延時間設定動作）
次に、上述した図２のステップ１０３で行われるダウンシフトの遅延時間設定動作について説明する。
【００５７】
図７は、図２のステップ１０３で行われるダウンシフトの遅延時間設定動作手順を示す流れ図である。
【００５８】
まず、電源コントローラ８は、ステップ１００における動作状態チェックの結果設定された動作状態フラグＦ３の値を読み込み（ステップ６００）、その値が０であるか否かを判定する（ステップ６０１）。動作状態フラグＦ３の値が０の場合（電動過給器が正常動作可能であって電源から回転電機３に対して十分な電力供給が可能な場合）には肯定判断が行われ、次に、電源コントローラ８は、正常時に対応する通常の変速遅延時間を設定する（ステップ６０２）。
【００５９】
また、動作状態フラグＦ３の値が０以外の場合にはステップ６０１の判定において否定判断が行われ、次に、電源コントローラ８は、動作状態フラグＦ３の値が１であるか否かを判定する（ステップ６０３）。動作状態フラグＦ３の値が１の場合（電動過給器は正常動作可能であるが、電源から回転電機３に対しては十分な電力供給を行うことができない場合）には肯定判断が行われ、次に、電源コントローラ８は、電動過給器の動作制限時に対応した変速遅延時間を設定する（ステップ６０４）。一方、動作状態フラグＦ３の値が２の場合（電源あるいは電動過給器の少なくとも一方が正常動作を行うことができない場合）にはステップ６０３の判定において否定判断が行われ、次に、電源コントローラ８は、電動過給器の動作不能時に対応した変速遅延時間を設定する（ステップ６０５）。
【００６０】
例えば、動作状態フラグＦ３の値が０、１、２となるにしたがって、変速機３２のシフトダウンの遅延時間を正常時の遅延時間に対して遅らせることにより、電動過給器の動作が正常でない場合のトルク不足によって生じる頻繁なシフトダウンとシフトアップの繰り返し（いわゆるビジーシフト）を低減することが可能になる。なお、ステップ６０４、６０５において設定される変速遅延時間は、その時点における変速段に応じて可変に設定するようにしてもよい。
【００６１】
このように、本実施形態の車両駆動システムでは、回転電機３に電力を供給する電源の状態と電動過給器の状態により、適切な変速段と変速遅延時間を設定することが可能になる。
【００６２】
このように、電動過給器やその電源が正常動作しないときに、こられらの状態に応じて電動過給器の動作状態を変更するとともに、変速機３２の変速状態を変更することができるため、電動過給器の動作状態に応じた適切な変速状態を実現することができ、運転の快適性が阻害されることを防止することができる。また、電動過給器が故障した場合等における電力供給を停止あるいは制限することにより、バッテリ１４等の電源の保護を図ることが可能となる。
【００６３】
また、変速機３２が自動変速機であるときに、電源コントローラ８は、電源や電動過給器が正常でないことを検出して、自動変速機のシフトダウンの遅延時間を正常時の遅延時間に対して遅らせるため、電動過給器の動作が正常でない場合に発生するエンジンのトルク不足に伴う頻繁なシフトダウンとシフトアップの繰り返し（いわゆるビジーシフト）を低減することが可能になる。あるいは、正常時の変速段よりも等価ギア比が大きい変速段に変更することにより、電動過給器の動作が正常でない場合のトルク不足による運転の快適性阻害を防止することが可能になる。
【００６４】
また、変速機３２が手動変速機、あるいは手動変速モードを備えた自動変速機である場合に、電源コントローラ８は、電源や電動過給器が正常でないことを検出して、推奨変速段表示装置３７を用いて運転者に変速機の変速段変更を促す通知を行っている。これにより、運転者は、通知にしたがって変速段変更を行うだけで、電動過給器の動作が正常でない場合のトルク不足に起因する運転の快適性阻害を防止することができる。
【００６５】
なお、上述した実施形態では、ターボチャージャ１に設けた回転電機３を用いた電動過給器によってエンジン３１の吸入空気を圧縮するようにしたが、これ以外の圧縮機構を採用するようにしてもよい。
【００６６】
図８は、他の圧縮機構を採用した車両駆動システムを含む車載システムの変形例を示す図である。図８に示す車載システムは、図１に示す車載システムに対して、ターボチャージャ１とは別の箇所、例えばターボチャージャ１とエアクリーナ３４の間に、回転電機によって駆動されるコンプレッサシステム４０を備えた点が異なっている。このコンプレッサシステム４０の回転電機に電力を供給する電源の状態とコンプレッサシステム４０の状態により、適切な変速段と変速遅延時間の設定が行われる。
【００６７】
また、図９は、他の圧縮機構を採用した車両駆動システムを含む車載システムの他の変形例を示す図である。図９に示す車載システムは、図１に示す車載システムに対して、ターボチャージャ１を用いずに代わりに回転電機によって駆動されるコンプレッサシステム４２を備え、このコンプレッサシステム４２のみによってエンジン３１の吸入空気の圧縮を行っている点が異なっている。このコンプレッサシステム４２の回転電機に電力を供給する電源の状態とコンプレッサシステム４２の状態により、適切な変速段と変速遅延時間の設定が行われる。
【００６８】
〔第２の実施形態〕
最近では、エンジンや変速機を含む車両駆動系の全体を統合制御する技術が知られている。例えば、特開２００２−８１３４５号公報には、このような統合制御を行うマネージャ制御部を備えた車両統合制御システムが開示されている。このマネージャ制御部は、エンジンや変速機の動作特性を示す特性情報を取得し、この特性情報にしたがって制御則を設定している。
【００６９】
ところで、電動過給器が正常動作する場合、動作が制限される場合、動作不能の場合のそれぞれでは、エンジンの動作特性を示す特性情報が異なってくる。例えば、特性情報にはエンジンのトルク特性、駆動力応答性、燃料消費特性、エミッション特性等があり、これらの特性は、電動過給器による吸入空気圧縮の有無に応じて変化する。したがって、これらの特性情報の内容を、第１の実施形態で示した動作状態フラグＦ３の値に応じて変更することにより、適正な制御則を設定することが可能になる。
【００７０】
図１０は、エンジンや変速機を含む車両駆動系の全体を統合制御する車両統合制御システムの構成を示す図である。図１０に示すシステムは、図１に示した車載システムに対してマネージャ制御部としての統合コントローラ５０を追加した構成を有している。本実施形態では、電源コントローラ８、動力伝達系コントローラ３３および統合コントローラ５０が本発明の制御装置に対応する。
【００７１】
図１１は、図１０に示す車両統合制御システムの動作手順を示す流れ図であり、主に、動作状態フラグＦ３の値に基づいてエンジンの動作特性を示す特性情報の内容を変更する手順が示されている。なお、動作状態フラグＦ３の設定動作等については第１の実施形態に示した車載システムにおける動作と同じであり、その詳細説明は省略する。
【００７２】
まず、動力伝達系コントローラ３３は、動作状態フラグＦ３を読み込む（ステップ７００）。この動作状態フラグＦ３は、第１の実施形態で説明したように電源コントローラ８で設定したものをそのまま読み込む場合の他、電源状態フラグＦ１のみを電源コントローラ８で設定した後、動力伝達系コントローラ３３によって過給器状態フラグＦ２の設定と動作状態フラグＦ３の設定を行うようにしてもよい。あるいは、動力伝達系コントローラ３３によって、全てのフラグＦ１、Ｆ２、Ｆ３の設定動作を行うようにしてもよい。
【００７３】
次に、動力伝達系コントローラ３３は、動作状態フラグＦ３の値が０であるか否かを判定する（ステップ７０１）。動作状態フラグＦ３の値が０の場合（電動過給器が正常動作可能であって電源から回転電機３に対して十分な電力供給が可能な場合）には肯定判断が行われ、次に、動力伝達系コントローラ３３は、取得したエンジン３１や変速機３２の動作特性に基づいて、電動過給器の正常動作時の特性情報（エンジンの駆動力トルク特性、駆動力応答性、燃料消費特性、エミッション特性）を作成する（ステップ７０２）。
【００７４】
また、動作状態フラグＦ３の値が０以外の場合にはステップ７０１の判定において否定判断が行われ、次に、動力伝達系コントローラ３３は、動作状態フラグＦ３の値が１であるか否かを判定する（ステップ７０３）。動作状態フラグＦ３の値が１の場合（電動過給器は正常動作可能であるが、電源から回転電機３に対しては十分な電力供給を行うことができない場合）には肯定判断が行われ、次に、動力伝達系コントローラ３３は、取得したエンジン３１や変速機３２の動作特性に基づいて、電動過給器の動作制限時に対応した特性情報を作成する（ステップ７０４）。一方、動作状態フラグＦ３の値が２の場合（電源あるいは電動過給器の少なくとも一方が正常動作を行うことができない場合）にはステップ７０３の判定において否定判断が行われ、次に、動力伝達系コントローラ３３は、取得したエンジン３１や変速機３２の動作特性に基づいて、電動過給器の動作不能時に対応した特性情報を作成する（ステップ７０５）。
【００７５】
このようにして動作状態フラグＦ３の値に応じてエンジンの駆動力発生可能範囲、駆動力応答性、燃料消費特性、エミッション特性等の特性情報の内容が変更され、統合コントローラ５０に送信される。統合コントローラ５０は、動力伝達系コントローラ３３から受信した特性情報に基づいて最適な制御則、例えば、変速スケジュールや変速遅延時間等を設定することができる。
【００７６】
図１２は、特性情報を示す図であり、一例としてエンジン３１のトルク特性が示されている。横軸はエンジン回転数を、縦軸はエンジントルクを示している。電動過給器が正常動作する通常動作時には、実線Ａ１、Ａ２で示される範囲のトルクをエンジン３１は発生し、この特性を示す特性情報が作成されて統合コントローラ５０に送られる。これに対し、電動過給器に十分な電力供給がなされない動作制限時には、点線Ｂで示すように、発生トルクの上限値（ＭＡＸ）が低回転時に減少し、この特性を示す特性情報が作成されて統合コントローラ５０に送られる。また、電動過給器の動作不能時には、点線Ｃで示すように、発生トルクの上限値（ＭＡＸ）が低回転時にさらに減少し、この特性を示す特性情報が作成されて統合コントローラ５０に送られる。このようにして、統合コントローラ５０では、電動過給器の動作状態に応じた特性情報の変化を考慮した最適な制御を行うことが可能になる。
【００７７】
このように、電動過給器やその電源が正常動作しないときに影響を受けるエンジン特性の変化を考慮して、変化後のエンジン特性に適した変速機３２の変速状態を変更することができるため、エンジン３１のトルク不足によって運転の快適性が阻害されることを防止することができる。
【００７８】
特に、特性情報として、エンジンのトルク特性、駆動力応答性、燃料消費特性、エミッション特性を考える場合には、電動過給器の動作状態によって影響を受けるこれらのエンジン特性を考慮して変速機３２の変速状態等を設定することが可能になり、エンジン３１のトルク不足によって運転の快適性が阻害されることを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の車両駆動システムを含む車載システムの構成を示す図である。
【図２】電源コントローラによる主制御フローを示す流れ図である。
【図３】図２のステップ１００において行われる動作状態チェックの制御内容を示す流れ図である。
【図４】図３のステップ２００において行われる電動過給器の電源状態のチェック動作の内容を示す流れ図である。
【図５】図３のステップ２０１において行われる電動過給器の状態チェック動作の内容を示す流れ図である。
【図６】図２のステップ１０１において行われる変速スケジュールの設定動作手順を示す流れ図である。
【図７】図２のステップ１０３で行われるダウンシフトの遅延時間設定動作手順を示す流れ図である。
【図８】他の圧縮機構を採用した車両駆動システムを含む車載システムの変形例を示す図である。
【図９】他の圧縮機構を採用した車両駆動システムを含む車載システムの他の変形例を示す図である。
【図１０】エンジンや変速機を含む車両駆動系の全体を統合制御する車両統合制御システムの構成を示す図である。
【図１１】図１０に示す車両統合制御システムの動作手順を示す流れ図である。
【図１２】特性情報としてのエンジントルク特性を示す図である。
【符号の説明】
１ターボチャージャ
２コンプレッサ
３回転電機
４タービン
５オルタネータ（ＡＬＴ）
６整流装置
７レギュレータ（ＲＥＧ）
８電源コントローラ
９検出回路
１０ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１キャパシタ
１２回転電機コントローラ
１４バッテリ
１６車載電気機器
３１エンジン
３２変速機
３３動力伝達系コントローラ
３４エアクリーナ
３５クーラー
３７推奨変速段表示装置
４０、４２コンプレッサシステム
５０統合コントローラ

Claims

エンジンと、
前記エンジンの吸入空気を圧縮する電動過給器と、
前記電動過給器に動作電力を供給する電源と、
前記エンジンによって発生した動力を伝達する変速機と、
前記電源および前記電動過給器の少なくとも一方の状態に基づいて、前記電動過給器の動作状態を変更するとともに、前記変速機の変速状態の設定を行う制御装置と、
を備えることを特徴とする車両駆動システム。
請求項１において、
前記変速機は自動変速機であり、
前記制御装置は、前記電源および前記電動過給器の少なくとも一方の状態が正常でないことを検出したときに、前記自動変速機のシフトダウンの遅延時間を正常時の遅延時間に対して遅らせることを特徴とする車両駆動システム。
請求項１において、
前記変速機は自動変速機であり、
前記制御装置は、前記電源および前記電動過給器の少なくとも一方の状態が正常でないことを検出したときに、前記自動変速機の変速段を、正常時の変速段よりも等価ギア比が大きい変速段に変更することを特徴とする車両駆動システム。
請求項１において、
前記変速機は手動変速機、あるいは手動変速モードを備えた自動変速機であり、
前記制御装置は、前記電源および前記電動過給器の少なくとも一方の状態が正常でないことを検出したときに、運転者に前記変速機の変速段変更を促す通知を行うことを特徴とする車両駆動システム。
請求項４において、
前記制御装置による通知によって示される推奨の変速段を表示する推奨変速段表示装置をさらに備えることを特徴とする車両駆動システム。
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記制御装置は、前記電源の充電状態の不良、前記電源の電圧低下、前記電源からの供給可能電力量の不足、前記電源による電力持ち出し時間の長期化の少なくとも一の条件を満たすときに、前記電源が正常でないことを検出することを特徴とする車両駆動システム。
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記制御装置は、前記電動過給器の温度上昇、前記電動過給器におけるオープン・ショート故障のいずれかの条件を満たすときに、前記電動過給器が正常でないことを検出することを特徴とする車両駆動システム。
エンジンと、
前記エンジンの吸入空気を圧縮する電動過給器と、
前記電動過給器に動作電力を供給する電源と、
前記エンジンによって発生した動力を伝達する変速機と、
前記エンジン、前記電動過給器、前記電源、前記変速機を統合制御するとともに、前記電源および前記電動過給器の少なくとも一方の状態に基づいて前記エンジンの特性情報を変更する制御装置と、
を備えることを特徴とする車両駆動システム。
請求項８において、
前記特性情報は、前記エンジンのトルク特性であることを特徴とする車両駆動システム。
請求項８において、
前記特性情報は、前記エンジンの駆動力応答性であることを特徴とする車両駆動システム。
請求項８において、
前記特性情報は、前記エンジンの燃料消費特性であることを特徴とする車両駆動システム。
請求項８において、
前記特性情報は、前記エンジンのエミッション特性であることを特徴とする車両駆動システム。
請求項８〜１２のいずれかにおいて、
前記制御装置は、前記電源の充電状態の不良、前記電源の電圧低下、前記電源からの供給可能電力量の不足、前記電源による電力持ち出し時間の長期化の少なくとも一の条件を満たすときに、前記電源が正常でないことを検出することを特徴とする車両駆動システム。
請求項８〜１２のいずれかにおいて、
前記制御装置は、前記電動過給器の温度上昇、前記電動過給器におけるオープン・ショート故障のいずれかの条件を満たすときに、前記電動過給器が正常でないことを検出することを特徴とする車両駆動システム。