JP2015058924A - ハイブリッドシステム、ハイブリッド車両、及びハイブリッドシステムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ターボ式過給器を備えた内燃機関と電動発電機の両方を搭載し、過渡期における燃焼効率の悪い領域の時間の減少と、電動発電機のアシストによる燃料消費量の低減の両方を図ることができるハイブリッドシステム等を提供する。【解決手段】ターボ式過給器を備えた内燃機関と電動発電機の両方を搭載したハイブリッドシステムにおいて、過渡期に、操作されたアクセルのアクセル開度に基づいて算定される最終目標トルク量Ｐｔｅに到達するまでの各時点における目標過給圧Ｐｔ（ｔｉ）と測定過給圧Ｐｍ（ｔｉ）との差である過給圧差ΔＰｔｍｃ（ｔｉ）に基づいて、前記電動発電機で発生するアシストトルク量Ｔａ（ｔｉ）を算出し、該アシストトルク量Ｔａ（ｔｉ）を内燃機関のクランク軸に付与する。【選択図】図２

Description

本発明は、ターボ式過給器を備えた内燃機関と電動発電機の両方を搭載し、過渡期における燃焼効率の悪い領域の時間の減少と、電動発電機のアシストによる燃料消費量の低減の両方を図ることができる、ハイブリッドシステム、ハイブリッド車両、及びハイブリッドシステムの制御方法に関する。

ターボチャージャ型の過給機を備えたエンジンと、エンジンの駆動力を補助するモータとを備えたハイブリッド車の出力制御装置において、目標過給圧算出手段がアクセル操作に応じて過給機１５の目標過給圧を算出し、過給圧検出手段１９が過給機１５による実過給圧を検出し、モータトルク制御手段が目標過給圧と実過給圧との差に基づいてモータのトルクを制御するハイブリッド車の出力制御装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このハイブリッド車の出力制御装置では、アクセル操作に応じて、このアクセル操作で目指す最終の目標過給圧と実過給圧の差に基づいてモータのトルクを制御しており、アクセル操作に対応し始めから最終の目標過給圧に到達するまでの間、最終の目標過給圧と実過給圧の差でよって、電動発電機のアシストによるトルク増加を行うので、アクセル操作に対応し始めから、直ぐに大きなトルク増加を行うことになり、円滑に内燃機関の運転状態を目標の運転状態に導くことができず、また、モータアシストで使用する電力も多くなるという問題がある。

特開２００４-９２４５６号公報

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、過渡期における燃焼効率の悪い領域の時間の減少と、電動発電機のアシストによる燃料消費量の低減の両方を図ることができる、ターボ式過給器を備えた内燃機関と電動発電機の両方を搭載したハイブリッドシステム、ハイブリッド車両、及びハイブリッドシステムの制御方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明のハイブリッドシステムは、ターボ式過給器を備えた内燃機関と電動発電機の両方を搭載したハイブリッドシステムにおいて、過渡期に、操作されたアクセルのアクセル開度に基づいて算定される最終目標トルク量に到達するまでの各時点における目標過給圧と測定過給圧との差である過給圧差に基づいて、又は、過渡期に増加させる最終目標トルク量に到達するまでの各時点における目標空気過剰率と測定空気過剰率との差である空気過剰率差に基づいて、前記電動発電機で発生するアシストトルク量を算出し、該アシストトルク量を前記内燃機関のクランク軸に付与する制御を行うハイブリッド制御装置を備えて構成される。

さらには、上記のハイブリッドシステムにおいて、前記ハイブリッドシステム用制御装置が、前記アシストトルク量を前記過給圧差又は前記空気過剰率差の変化に応じて連続的に変化させると共に、前記過給圧差又は前記空気過剰率差が大きいときには前記アシストトルク量を増加し、前記過給圧差又は前記空気過剰率差が小さくなってきたときには前記アシストトルク量を減少する制御を行うように構成される。

そして、上記の目的を達成するための本発明のハイブリッド車両は、上記のハイブリッドシステムを搭載して構成される。

また、上記の目的を達成するための本発明のハイブリッドシステムの制御方法は、ターボ式過給器を備えた内燃機関と電動発電機の両方を搭載したハイブリッドシステムの制御方法において、過渡期に、操作されたアクセルのアクセル開度に基づいて算定される最終目標トルク量に到達するまでの各時点における目標過給圧と測定過給圧との差である過給圧差に基づいて、又は、過渡期に増加させる最終目標トルク量に到達するまでの各時点における目標空気過剰率と測定空気過剰率との差である空気過剰率差に基づいて、前記電動発電機で発生するアシストトルク量を算出し、該アシストトルク量を前記内燃機関のクランク軸に付与することを特徴とする方法である。

本発明のハイブリッドシステム、ハイブリッド車両、及びハイブリッドシステムの制御方法によれば、ハイブリッドシステムを搭載した車両の加速時などの内燃機関の過渡時において、ターボ式過給器のターボラグにより、過給圧の立ち上りが遅れている状況で電動発電機によるモータアシストを実施するので、内燃機関の回転数の上昇を早めることができ、過給圧の立ち上がりを急速にしてターボラグの時間を短縮して、燃焼効率の悪い領域での運転時間を減少することができるので、燃料消費量を減少できる。

また、このターボラグが発生している期間においては、内燃機関で燃焼効率の悪い状態での運転によるトルク増加を避けて、電動発電機のアシストによるトルク増加を行うので、燃料消費量の減少と排ガス成分の悪化の抑制を図ることができる。

更に、過渡期に増加させる最終目標トルク量と測定過給圧との差ではなく、この最終目標トルク量に到達するまでの各時点における目標過給圧と測定過給圧との差である過給圧差に基づいて、電動発電機のアシストによる内燃機関のクランク軸のトルク増加を行うので、円滑に内燃機関の運転状態を目標の運転状態に導くことができると共に、このモータアシストで使用する電力を節約できる。

本発明の実施の形態のハイブリッドシステム及びハイブリッド車両の構成を示す図である。 本発明の実施の形態のハイブリッドシステムの制御方法の制御フローの一例を示す図である。 本発明のハイブリッドシステムの制御方法を説明するためのエンジン回転数とトルクの関係を模式的に示す図である。 本発明のハイブリッドシステムの制御方法を説明するためのトルクと過給圧の時系列を模式的に示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態のハイブリッドシステム、ハイブリッド車両、及びハイブリッドシステムの制御方法について説明する。この実施の形態のハイブリッドシステムは、エンジン（内燃機関）と電動発電機（Ｍ/Ｇ）を有するハイブリッドシステムである。なお、ここでは、このハイブリッドシステムはハイブリッド車両（ＨＥＶ：以下車両とする）に搭載されるものとして説明するが、ハイブリッドシステム自体は、必ずしも、車両に搭載されるものに限定されない。

図１に例示するように、このハイブリッドシステム２は、エンジン（ＥＮＧ）１１と排気通路１２とターボ過給器１３と、排気通路１２に設けられた排気ガス浄化装置（後処理装置）１４を備えている。

このハイブリッドシステム２は、図１に例示する構成では、エンジン１１のクランク軸１５に直結して設けたＣＶＴ（無段変速機構：レシオ可変機構）１６に電動発電機２１を連結している。このＣＶＴ１６は、クランク軸１５側の第１プーリー（第１動力伝達部）１６ａと電動発電機２１側の第２プーリー（第２動力伝達部）１６ｂとの間に、無端状のベルト又はチェーンなどで形成される動力伝達部材１６ｃを掛け回しており、これらを介してクランク軸１５と電動発電機２１との間の動力伝達を行っている。

また、このＣＶＴ１６では、第１プーリー１６ａと第２プーリー１６ｂの幅を変化させることにより、プーリー１６ａ、１６ｂと動力伝達部材１６ｃの接する径方向位置を変えて、この径方向位置を内側することで有効直径を小さくし、逆に外側にすることで有効直径を大きくしている。この２個のプーリー１６ａ、１６ｂの幅の拡縮が互いに逆になるように、電子制御による油圧又は電動機構（図示しない）を用いて変化させることにより、動力伝達部材１６ｃをたるませることなく、変速を連続的に行っている。

そして、電力システム２０の一部である電動発電機２１は、発電機として、エンジン１１の駆動力を受けて発電をしたり、又は、車両１のブレーキ力等の回生力発生による回生発電をしたりすると共に、モータとして駆動して、その駆動力をエンジン１１のクランク軸１５に伝達して、エンジン１１の駆動力（出力：トルク）をアシストしたりする。

なお、発電して得た電力は、配線２２を経由してインバータ（ＩＮＶ）２３で変換して第１バッテリ（充電器：Ｂ１）２４Ａに充電される。また、電動発電機２１を駆動するときは、第１バッテリ２４Ａに充電された電力をインバータ２３で変換して電動発電機２１に供給する。

図１の構成では、更に、ＤＣ−ＤＣコンバータ（ＣＯＮ）２５と第２バッテリ（Ｂ２）２４Ｂを第１バッテリ２４Ａに直列に設けて、第１バッテリ２４Ａの、例えば、一般的な１２Ｖや２４Ｖ以上の高い電圧の電力を、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５で、例えば、１２Ｖに電圧降下させて、第２バッテリ２４Ｂに充電して、この第２バッテリ２４Ｂから補機の冷却ファン２６Ａ、冷却水ポンプ２６Ｂ、潤滑油ポンプ２６Ｃ等に電力を供給している。

また、本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両１は、図１に示すように、上記のハイブリッドシステム２を搭載して構成され、このハイブリッド車両１においては、エンジン１１の動力は、動力伝達システム３０の変速機３１、推進軸３２、差動装置３３、駆動軸３４を介して車輪３５に伝達され、車両１が走行する。なお、エンジン１１の搭載方法によっては、エンジン１１から車輪３５の動力の伝達経路は異なってもよい。

一方、電動発電機２１の動力に関しては、第１バッテリ２４Ａに充電された電力がインバータ２３を介して電動発電機２１に供給され、この電力により発生した電動発電機２１の動力は、ＣＶＴ１６を介してクランク軸１５に伝達されて、エンジン１１の動力伝達経路を伝達して、車輪３５に伝達される。これにより、電動発電機２１の動力がエンジン１１の動力と共に車輪３５に伝達され、車両１が走行する。なお、回生時には、逆の経路で、車輪３５の回生力、又はエンジン１１の回生力が電動発電機２１に伝達されて、電動発電機２１で発電が可能となる。

また、ハイブリッドシステム用制御装置４１が設けられ、エンジン１１の回転数Ｎｅや負荷Ｑ等の運転状態や電動発電機２１の回転数Ｎａ等の運転状態や第１バッテリ２４Ａ、第２バッテリ２４Ｂの充電量（ＳＯＣ）の状態をモニターしながら、ＣＶＴ１６、電動発電機２１、インバータ２３、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５等を制御する。

このハイブリッドシステム用制御装置４１は、通常は、エンジン１１や車両１を制御する全体制御装置４０に組み込まれて構成される。この全体制御装置４０は、エンジン１１の制御では、シリンダ内燃焼やターボ過給器１３や排気ガス浄化装置１４や補機の冷却ファン２６Ａ、冷却水ポンプ２６Ｂ、潤滑油ポンプ２６Ｃなどを制御している。

そして、本発明においては、このハイブリッドシステム用制御装置４１は、エンジン１１側の制御で、過渡期に、操作されたアクセルのアクセル開度に基づいて算定される最終目標トルク量Ｔｔｅに到達するまでの各時点における目標過給圧Ｐｔと測定過給圧Ｐｍｃとの差である過給圧差ΔＰｔｍｃに基づいて（又は、過渡期に、操作されたアクセルのアクセル開度に基づいて算定される最終目標トルク量Ｔｔｅに到達するまでの各時点における目標空気過剰率λｔと測定空気過剰率λｍｃとの差である空気過剰率差Δλｔｍｃに基づいて）、電動発電機２１で発生するアシストトルク量Ｔａを制御するように構成される。

更には、このハイブリッドシステム用制御装置４１は、アシストトルク量Ｔａを過給圧差ΔＰｔｍｃ（又は前記空気過剰率差Δλｔｍｃ）の変化に応じて連続的に変化させると共に、過給圧差ΔＰｔｍｃ（又は前記空気過剰率差Δλｔｍｃ）が大きいときにはアシストトルク量Ｔａを増加し、過給圧差ΔＰｔｍｃ（又は前記空気過剰率差Δλｔｍｃ）が小さくなってきたときにはアシストトルク量Ｔａを減少する制御を行うように構成される。

そして、上記のハイブリッドシステム２及びハイブリッド車両１における、本発明に係る実施の形態のハイブリッドシステムの制御方法は、ターボ式過給器１３を備えたエンジン１１と電動発電機２１の両方を搭載したハイブリッドシステムの制御方法であり、その詳細について、図２を参照しながら、以下に説明する。

エンジン１１の始動時や、アイドリングストップでエンジン停止した後のエンジン再始動時や、定常走行中の追い越し等で、加速が必要となった過渡期において、次のような電動発電機２１によるアシストを行うように構成される。

車両１の運転において、ドライバーによってアクセルが踏み込まれると、図２の制御フローが上級の制御フローから呼ばれたスタートし、ステップＳ１１で、アクセル開度センサによって検出されたアクセル開度の大きさとその時のエンジン１１や電動発電機２１の運転状態に応じて、予め設定されたマップデータを参照したりして、ドライバーの要求に答えるために必要な最終目標トルク量Ｔｔｅが設定される。

次のステップＳ１２で、この最終目標トルク量Ｔｔｅに対して、エンジン１１における最終目標燃料噴射量ｑｔｅ、この最終目標燃料噴射量ｑｔｅを効率よく燃焼するための最終目標過給圧Ｐｔｅが設定され、更に、次のステップＳ１３で、図３に示すように、現状のトルク量Ｔｓである現時点Ｘａから、この最終目標燃料噴射量ｑｔｅと最終目標過給圧Ｐｔｅの最終目標トルク量Ｔｔｅの目標点Ｙａに至るまでの間の各時点における目標燃料噴射量ｑｔ（ｔｉ）と目標過給圧Ｐｔ（ｔｉ）が予め又は順次設定されて、エンジン１１における燃料噴射制御とターボ式過給器１３の制御が行われる。なお、ｑｔ（ｔｉ）の（ｔｉ）はｑｔが各時点で異なる値となり得ることを示し、このｔｉは各時点の時刻を表すもので、ｉ＝１，２，３，・・・・である。

この各時点ｔｉにおける目標燃料噴射量ｑｔ（ｔｉ）と目標過給圧Ｐｔ（ｔｉ）の設定に関しては、現時点Ｘａの運転状態と目標点Ｙａの運転状態の間で、制御時間ごとに実現可能なトルク増加量ΔＴを予め設定したマップデータなどにより一度に又は順次算出しながら、各時点ｔｉにおける運転状態を設定し、この運転状態から、各時点ｔｉにおける目標燃料噴射量ｑｔ（ｔｉ）と目標過給圧Ｐｔ（ｔｉ）の設定を一度に又は順次行う。

例えば、図４に示すように、アクセルが踏み込まれる直前Ｘａの状態での過給圧Ｐｓと、アクセル開度等で設定される最終目標過給圧Ｐｔｅとから、この過給圧Ｐｓの状態Ｘａから最終目標過給圧Ｐｔｅの状態Ｙａに到るまでの時間Δｔを算出する。これは、エンジン１１における最終目標過給圧Ｐｔｅで発生しているトルクＴｅｃ（Ｙａ）から、エンジン１１における過給圧Ｐｓで発生しているエンジン１１で発生しているトルクＴｅｃ（Ｘａ）を引き算することで、エンジン１１の運転状態がＸａからＹａに移行する際に増加するトルク量ΔＴｅｃ（＝Ｔｅｃ（Ｙａ）−Ｔｅｃ（Ｘａ））を算出する。

そして、増加するトルク量ΔＴｅｃを一度に増加させようとしても、瞬時に増加できない上に、瞬時に電動発電機２１で発生するアシストトルクＴａを大きな量で加えるとエンジン１１及びそのクランク軸１５に急激なトルク変化が生じて、エンジン１１にとって好ましくない急激な変化が生じる。

これを避けるために予め実験などの結果により、全体トルクＴｅａを増加してもエンジン１１に大きな負担が生じない実現可能なトルク増加量ΔＴを設定しておき、このトルク増加量ΔＴから状態Ｘａから状態Ｙａにもっとも早く移行できる時間Δｔを算出し、この移行時間Δｔで、状態Ｘａから状態Ｙａに移行するようにする。これにより、エンジン１１に急激な負荷変動を与えることがない。

この移行時間Δｔが定まると、図４の上の図で、状態Ｘａの全体トルクＴｓと、状態Ｙａの全体トルクＴｔａ(実際には状態Ｙａでは、電動発電機２１の発生トルクＴｅｃ（ｔｉ）をゼロにするので、エンジン１１で発生するトルクＴｅｃになる。）との間を直線的又は予め実施した実験などから得られる曲線で（図４では直線）結ぶことで、最終目標トルク量Ｔｔｅに到達するまでの各時点での目標トルクＴｅａ（ｔｉ）を設定できる。この目標トルクＴｅａ（ｔｉ）に対して、この目標トルクＴｅａ（ｔｉ）をエンジン１１のみで発生する場合の過給圧Ｐを各時点での目標過給圧Ｐｔ（ｔｉ）とする。

なお、上記では、実現可能なトルク増加量ΔＴを基に、各時点での目標過給圧Ｐｔ（ｔｉ）を設定しているが、実現可能な過給圧増加量ΔＰを予め実験などにより設定しておき、この実現可能な過給圧増加量ΔＰと、状態Ｘａの過給圧Ｐｓと状態Ｙａの最終目標過給圧Ｐｔｅの差ΔＰｔｅｓ（＝Ｐｔｅ−Ｐｓ）とからΔｔ（＝ΔＰｅｃ／ΔＰ）を求めてもよい。この場合は、状態Ｘａの過給圧Ｐｓと、状態Ｙａの最終目標過給圧Ｐｔｅとの間を直線的又は予め実施した実験などから得られる曲線で（図４では直線）結ぶことで、最終目標過給圧Ｐｔｅに到達するまでの各時点での目標過給圧Ｐｔ（ｔｉ）を求めることができる。

次のステップＳ１４で、測定過給圧Ｐｍｂ（ｔｉ）を入力するが、この測定過給圧Ｐｍｂ（ｔｉ）は、ターボ過給器１３の応答遅れ(ターボラグ)があるため、シリンダ内に実際に供給される吸気の測定過給圧Ｐｍｂ（ｔｉ）(図４の下の図で模式的に示す点線)は、目標過給圧Ｐｔ（ｔｉ）（図４の下の図で模式的に示す実線）よりも低くなる。そのため、目標燃料噴射量ｑｔ（ｔｉ）を燃料噴射しても吸気量が不足して、良好な燃焼状態を得ることができず、燃焼効率が落ち、また、排ガス成分も悪化することになる。

これを考慮して、エンジン１１側の制御では、目標燃料噴射量ｑｔ（ｔｉ）を燃料噴射せずに、測定過給圧Ｐｍｂ（ｔｉ）に対応した吸気量に対して、燃焼効率も排ガス成分も良好になるような実燃料噴射量ｑｂ（ｔｉ）を算出して、この実燃料噴射量ｑｂ（ｔｉ）でシリンダ内燃料噴射を行う。

この場合、シリンダ内の燃焼や排ガス成分は良好な状態に維持されるが、エンジン１１側で発生するトルク量Ｔｅｂ（ｔｉ）は、ターボ式過給器１３の応答遅れが発生している期間では、各時点ｔｉでの目標トルク量Ｔｔ（ｔｉ）よりも小さくなる。そのため、このエンジン１１側の制御だけでは、測定吸気圧Ｐｍｂ（ｔｉ）(図４の下の図で模式的に示す点線)が、最終目標トルク量Ｔｔｅを発生できる最終目標過給圧Ｐｔｅになるのは、到達点Ｙｂとなり、目標点Ｙａよりも遅くなってしまう。

これに対処するために、本発明のハイブリッドシステムの制御方法では、ステップＳ１５で、このエンジン１１側の制御だけではなく、電動発電機２１側の制御も加えて行い、過渡期に増加させる最終目標トルク量Ｔｔｅに到達するまでの各時点ｔｉにおける目標過給圧Ｐｔ（ｔｉ）と測定過給圧Ｐｍｃ(図４の下の図で模式的に示す一点鎖線)との差である過給圧差ΔＰｔｍｃ（ｔｉ）(ハッチング部分)を算出する。

そして、次のステップＳ１６で、この過給圧差ΔＰｔｍｃ（ｔｉ）に基づいて、電動発電機２１で発生するアシストトルク量Ｔａ（ｔｉ）（図４の上の図で模式的に示す一点鎖線）を算出する。そして、ステップＳ１７で、アシストトルク量Ｔａ（ｔｉ）をエンジン１１側で発生するトルク量Ｔｅｃ（ｔｉ）に加えて、クランク軸１５に付与してクランク軸１５を回転して、電動発電機２１によるアシスト制御をする。

このステップＳ１７におけるアシスト制御を予め設定された制御用時間の間行ってから、ステップＳ１８で、測定過給圧Ｐｍｃ（ｔｉ）が最終目標過給圧Ｐｔｅ以上になっているか否かを判定する。このステップＳ１８の判定で、測定過給圧Ｐｍｃ（ｔｉ）が最終目標過給圧Ｐｔｅより小さい場合で（ＮＯ）、各時点ｔｉにおける目標燃料噴射量ｑｔ（ｔｉ）と目標過給圧Ｐｔ（ｔｉ）の設定を一度設定した場合は、ステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４からステップＳ１８を繰り返す。なお、各時点ｔｉにおける目標燃料噴射量ｑｔ（ｔｉ）と目標過給圧Ｐｔ（ｔｉ）の設定を順次行っているときはステップＳ１３に戻り（点線）、ステップＳ１３からステップＳ１８を繰り返す。

一方、このステップＳ１８の判定で、測定過給圧Ｐｍｃ（ｔｉ）が最終目標過給圧Ｐｔｅ以上になっている場合は（ＹＥＳ）、リターンに行き、この図２の制御フローを終了し、上級の制御フローに戻り、次の加速時を待つ。

なお、このエンジン１１側で発生するトルク量Ｔｅｃ（ｔｉ）にアシストトルク量Ｔａ（ｔｉ）を加えることにより、このエンジン１１側で発生するトルク量Ｔｅｂ（ｔｉ）にアシストトルク量Ｔａ（ｔｉ）を加えない場合に比べて、エンジン１１のエンジン回転数Ｎｅが増加するので、アシストすることにより、測定過給圧Ｐｍｃ（ｔｉ）もエンジン１１で発生するトルク量Ｔｅｃ（ｔｉ）もアシストしない場合の測定過給圧Ｐｍｂ（ｔｉ）、トルク量Ｔｅｂ（ｔｉ）よりも大きくなる。従って、実燃料噴射量ｑｃ（ｔｉ）もアシストしない場合の実燃料噴射量ｑｂ（ｔｉ）よりも多くなる。

この制御では、アシストトルク量Ｔａ（ｔｉ）を過給圧差ΔＰｔｍｃ（ｔｉ）の変化に応じて連続的に変化させると共に、過給圧差ΔＰｔｍｃ（ｔｉ）が大きいときには、電動発電機２１によるアシストトルク量Ｔａ（ｔｉ）を増加し、過給圧差ΔＰｔｍｃ（ｔｉ）が小さくなった領域では、電動発電機２１によるアシストトルク量Ｔａ（ｔｉ）を減少する。この過給圧差ΔＰｔｍｃ（ｔｉ）とアシストトルク量Ｔａ（ｔｉ）との関係は、予め実験などにより設定し、マップデータや関数などの形でハイブリッドシステム用制御装置４１に記憶しておく。なお、アシストトルク量Ｔａ（ｔｉ）を給圧差ΔＰｔｍｃ（ｔｉ）に単純に比例させる線形関係にしておくと制御が著しく単純化できる。

このアシスト制御をすることで、過給圧差ΔＰｔｍｃ（ｔｉ）が大きいときには、エンジン１１のエンジン回転数Ｎｅの上昇時間、及び、排気ガス流量の増加時間を短縮して、吸気量の立ち上がりを早くして測定過給圧Ｐｍｃ（ｔｉ）の立ち上がりを早くすることができる。また、過給圧差ΔＰｔｍｃ（ｔｉ）が小さくなった領域では、電動発電機２１によるアシストトルク量Ｔａ（ｔｉ）を減少して測定排気圧Ｐｍｃ（ｔｉ）の上昇によるタービンの回転数上昇で過給圧差ΔＰｔｍｃ（ｔｉ）をより小さくすることができる。

これにより、このアシスト制御をしたときの測定過給圧Ｐｍｃ（ｔｉ）を図３に模式的に示す一点鎖線Ｃとすることができ、このアシスト制御をしないときの測定過給圧Ｐｍｂ（ｔｉ）を模式的に示す点線Ｂよりも上にすることができる。従って、このアシスト制御をすることにより、早期に、最終目標燃料噴射量ｑｔｅと最終目標過給圧Ｐｔｅの目標点Ｙａに到達できることになる。また、目標点Ｙａに到達できないとしても、到達点Ｙｂよりは短時間で到達できる。つまり、アシスト制御による到達点Ｙｃ（図示しない）は到達点Ｙｂよりも目標点Ｙａ側となる。

なお、上記の過給圧差ΔＰｔｍｃ（ｔｉ）の代わりに、過渡期に増加させる最終目標トルク量Ｔｔｅに到達するまでの各時点ｔｉにおける目標空気過剰率λｔ（ｔｉ）と測定空気過剰率λｍｃ（ｔｉ）との差である空気過剰率差Δλｔｍｃ（ｔｉ）を用いることもできる。この場合は、アシストトルク量Ｔａ（ｔｉ）を空気過剰率差Δλｔｍｃ（ｔｉ）の変化に応じて連続的に変化させることになる。

上記の構成のハイブリッドシステム２、ハイブリッド車両１、及びハイブリッドシステムの制御方法によれば、ハイブリッドシステム２を搭載した車両１の加速時などのエンジン１１の過渡時において、ターボ式過給器１３のターボラグにより、過給圧Ｐの立ち上りが遅れている状況で電動発電機２１によるモータアシストを実施するので、エンジン１１の回転数Ｎｅの上昇を早めることができ、過給圧Ｐの立ち上がりを急速にしてターボラグの時間を短縮して、燃焼効率の悪い領域での運転時間を減少することができ、燃料消費量を減少できる。

また、このターボラグが発生している期間においては、エンジン１１で燃焼効率の悪い状態での運転によるトルク増加を避けて、電動発電機２１のアシストによるトルク増加を行うので、燃料消費量の減少と排ガス成分の悪化の抑制を図ることができる。

更に、過渡期に増加させる最終目標トルク量Ｔｔｅと測定過給圧Ｐｍ（ｔｉ）との差ではなく、この最終目標トルク量Ｔｔｅに到達するまでの各時点ｔｉにおける目標過給圧Ｐｔ（ｔｉ）と測定過給圧Ｐｍ（ｔｉ）との差である過給圧差ΔＰｔｍ（ｔｉ）に基づいて、電動発電機２１のアシストによるエンジン１１のクランク軸１５のトルク増加を行うので、円滑にエンジン１１の運転状態を目標の運転状態に導くことができると共に、このモータアシストで使用する電力を節約できる。

１ 車両（ハイブリッド車両：ＨＥＶ）
２ ハイブリッドシステム
１１ エンジン（内燃機関）
１２ 排気通路
１３ ターボ過給器
１４ 排気ガス浄化装置
１５ クランク軸
１６ ＣＶＴ（無段変速機構）
２０ 電力システム
２１ 電動発電機（Ｍ/Ｇ）
３０ 動力伝達システム
４０ 全体制御装置
４１ ハイブリッドシステム用制御装置
Ｐ 過給圧
Ｐｍｂ（ｔｉ） 測定過給圧（アシスト制御なし）
Ｐｍｃ（ｔｉ） 測定過給圧（アシスト制御あり）
Ｐｔ（ｔｉ） 目標過給圧
Ｐｔｅ 最終目標過給圧
ｑｔｅ 最終目標燃料噴射量
ｑｔ（ｔｉ） 目標燃料噴射量
Ｔａ（ｔｉ） 電動発電機で発生するアシストトルク量
Ｔｅｂ（ｔｉ） エンジンで発生するトルク量（アシスト制御なし）
Ｔｅｃ（ｔｉ） エンジンで発生するトルク量（アシスト制御あり）
Ｔｔ（ｔｉ） 目標トルク量
Ｔｔｅ 最終目標トルク量
ｔｉ 各時点に時刻
Ｘａ 現時点
Ｘｂ 目標点（アシスト制御なし）
Ｘｃ 目標点（アシスト制御あり）
λｔ（ｔｉ） 目標空気過剰率
λｍｃ（ｔｉ） 測定空気過剰率（アシスト制御あり）
ΔＰｔｍｃ（ｔｉ） 過給圧差（アシスト制御あり）
Δλｔｍｃ（ｔｉ） 空気過剰率差（アシスト制御あり）

Claims (4)

1. ターボ式過給器を備えた内燃機関と電動発電機の両方を搭載したハイブリッドシステムにおいて、
   前記内燃機関側の制御で、過渡期に、操作されたアクセルのアクセル開度に基づいて算定される最終目標トルク量に到達するまでの各時点における目標過給圧と測定過給圧との差である過給圧差に基づいて、又は、過渡期に増加させる最終目標トルク量に到達するまでの各時点における目標空気過剰率と測定空気過剰率との差である空気過剰率差に基づいて、前記電動発電機で発生するアシストトルク量を算出し、該アシストトルク量を前記内燃機関のクランク軸に付与する制御を行うハイブリッドシステム用制御装置を備えたことを特徴とするハイブリッドシステム。
2. 前記ハイブリッドシステム用制御装置が、前記アシストトルク量を前記過給圧差又は前記空気過剰率差の変化に応じて連続的に変化させると共に、前記過給圧差又は前記空気過剰率差が大きいときには前記アシストトルク量を増加し、前記過給圧差又は前記空気過剰率差が小さくなってきたときには前記アシストトルク量を減少する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドシステム。
3. 請求項１又は２のハイブリッドシステムを搭載したことを特徴とするハイブリッド車両。
4. ターボ式過給器を備えた内燃機関と電動発電機の両方を搭載したハイブリッドシステムの制御方法において、過渡期に、操作されたアクセルのアクセル開度に基づいて算定される最終目標トルク量に到達するまでの各時点における目標過給圧と測定過給圧との差である過給圧差に基づいて、又は、過渡期に増加させる最終目標トルク量に到達するまでの各時点における目標空気過剰率と測定空気過剰率との差である空気過剰率差に基づいて、前記電動発電機で発生するアシストトルク量を算出し、該アシストトルク量を前記内燃機関のクランク軸に付与することを特徴とするハイブリッドシステムの制御方法。

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