JP2021049876A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ターボチャージャを備えるエンジンにおいて回転数を低下させた際の出力低下を抑制する。【解決手段】ターボチャージャＴＣによって過給されて過給圧ＢＰに応じた動力を出力するエンジンＥＮＧを制御する制御装置ＥＣＵは、車速ＶＰの増加に応じてエンジンＥＮＧの回転数ＮＥの増加を増加させ、該回転数ＮＥが上限回転数ＮＥｈに達すると、該上限回転数ＮＥｈよりも低い下限回転数ＮＥｌまで低下させる。また、制御装置ＥＣＵは、回転数ＮＥが下限回転数ＮＥｌまで低下する前の高過給開始回転数ＮＥｓとなると、ターボチャージャＴＣによるエンジンＥＮＧへの過給圧ＢＰを、エンジン要求出力に応じた第１過給圧よりも高い第２過給圧に上昇させる。【選択図】図９

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

シリーズ方式のハイリブリッド車両は、モータジェネレータの動力によって走行する。エンジンは主に発電のために用いられ、エンジンの動力によって別のモータジェネレータで発電された電力はモータジェネレータに供給される。このため、発電が必要なとき、効率が最も高くなる動作点でエンジンを定常運転すれば、燃費は向上する。しかし、定常運転されるエンジンの運転音は、ドライバーによるアクセルペダル操作又は車両の走行速度が変化しても変わらない。この点に、エンジンと変速機を有する車両に慣れ親しんだドライバーは違和感を持ち、車両の商品性も高くは望めない。このため、シリーズ方式のハイリブリッド車両であっても、ドライバーが自然なフィーリングを得られることのできる商品性の高い車両が望まれていた。

特許文献１には、駆動輪の回転数（即ち車速）の変化に応じて、エンジンの回転数を下限回転数と上限回転数の間で増減させるようにした技術が開示されている。特許文献１によれば、車速の増加に伴ってエンジンの回転数も増加させるといったように、エンジンの運転音を車速に応じて変化させることができるので、車速とエンジンの運転音が連動した自然なフィーリングを運転者に提供でき、車両の商品性が向上する。

国際公開第２０１９／００３４４３号

上記特許文献１のように、車速とエンジンの運転音が連動した自然なフィーリングを運転者に提供するため、エンジンの回転数が或る回転数に達すると、エンジンの回転数を下げることが考えられる。車両の出力を維持しつつ、エンジンの回転数を下げるためには、エンジンの回転数を下げた分、エンジンが出力するエンジントルクを増加させる必要がある。

過給機を備えるエンジンが出力可能なエンジントルクは過給圧に依存する。このため、特許文献１の技術を、過給機を備えるエンジンを有する車両に適用した場合、エンジンの回転数を低下させた際の過給圧によってはエンジントルクを高めることができず、エンジントルクの不足によって車両の出力が低下する虞があった。そして、このように車両の出力が低下した場合、いわゆる「もたつき」が発生して、車両の商品性の低下につながる虞がある。

本発明は、過給機を備える原動機において回転数を低下させた際の出力低下を抑制できる車両の制御装置を提供する。

本発明は、
過給機によって過給され、過給圧に応じた動力を出力する原動機と、
前記原動機の動力によって回転して発電を行う発電機と、
前記発電機が発電した電力によって駆動輪を回転させる電動機と、
を備える車両の制御装置であって、
前記駆動輪への要求出力に応じて前記原動機に要求される出力である原動機要求出力を導出する導出部と、
前記駆動輪の回転数の変化に応じて、前記原動機の回転数を制御する原動機制御部と、
前記原動機への前記過給機による過給圧を制御する過給圧制御部と、
を備え、
前記原動機制御部は、前記駆動輪の回転数の増加に応じて前記原動機の回転数を増加させ、該回転数が所定の第１回転数に達すると、該第１回転数よりも低い第２回転数まで低下させ、
前記過給圧制御部は、前記原動機の回転数が前記第２回転数まで低下する前に、前記原動機要求出力に応じた第１過給圧よりも高い第２過給圧に上昇させる。

本発明によれば、過給機を備える原動機において回転数を低下させた際の出力低下を抑制できる。

シリーズ方式とパラレル方式とを切り換え可能な車両の内部構成を示すブロック図である。 ターボチャージャの概略構成を示す図である。 バッテリ、ＶＣＵ、第１インバータ、第２インバータ、第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータの関係を示す電気回路図である。 ＥＶ走行モードに設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。 シリーズ走行モードに設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。 エンジン走行モードに設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。 車両がシリーズ走行モードで走行中にエンジン及び第１モータジェネレータを制御するＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。 ＥＶ走行からシリーズ走行に切り替わる前後を含む主にシリーズ走行時における各パラメータの時間変化の一例を示すグラフである。 図８における期間Ｔ１における過給圧等の時間変化の一例を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

本発明の制御装置が搭載される車両は、いわゆるハイブリッド電気自動車（Hybrid Electrical Vehicle）であり、モータジェネレータ及びエンジンを備え、車両の走行状態に応じてモータジェネレータ及び／又はエンジンの動力によって走行する。ハイブリッド電気自動車には、大きく分けてシリーズ方式とパラレル方式の２種類がある。シリーズ方式のハイブリッド電気自動車は、モータジェネレータの動力によって走行する。エンジンは主に発電のために用いられ、エンジンの動力によって別のモータジェネレータで発電された電力はバッテリに充電されるか、モータジェネレータに供給される。一方、パラレル方式のハイブリッド電気自動車は、モータジェネレータ及びエンジンのいずれか一方又は双方の動力によって走行する。また、これら両方式を切り換え可能なハイブリッド電気自動車も知られている。この種のハイブリッド電気自動車では、走行状態に応じてクラッチを開放又は締結する（断接する）ことによって、動力の伝達系統をシリーズ方式及びパラレル方式のいずれかの構成に切り替える。

図１は、シリーズ方式とパラレル方式とを切り換え可能なハイブリッド電気自動車の内部構成を示すブロック図である。図１に示すハイブリッド電気自動車（以下、単に「車両」という。）は、回転する動力を出力する原動機の一例であるエンジンＥＮＧと、第１モータジェネレータＭＧ１と、第２モータジェネレータＭＧ２と、ロックアップクラッチ（以下、単に「クラッチ」という）ＣＬと、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）ＧＢと、車速センサー１０１と、バッテリセンサー１０２と、回転数センサー１０３と、バッテリＢＡＴと、電圧制御装置ＶＣＵ（Voltage Control Unit）と、第１インバータＩＮＶ１と、第２インバータＩＮＶ２と、制御装置ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とを備える。なお、図１中の太い実線は機械連結を示し、二重点線は電力配線を示し、細い実線の矢印は制御信号又は検出信号を示す。

エンジンＥＮＧは、クラッチＣＬが切断された状態で、第１モータジェネレータＭＧ１を発電機として駆動する。但し、クラッチＣＬが締結されると、エンジンＥＮＧが出力した動力は、車両が走行するための機械エネルギーとして、第１モータジェネレータＭＧ１、クラッチＣＬ、ギアＧＢ、第２モータジェネレータＭＧ２、ディファレンシャルギヤ８及び駆動軸９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。また、エンジンＥＮＧは、エンジンＥＮＧへの過給を行う過給機の一例であるターボチャージャＴＣを備える。ターボチャージャＴＣについては図２を用いて後述する。

第１モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧの動力によって駆動され、電力を発生する。また、第１モータジェネレータＭＧ１は、車両の制動時には電動機として動作し得る。

第２モータジェネレータＭＧ２は、バッテリＢＡＴ及び第１モータジェネレータＭＧ１の少なくとも一方からの電力供給によって電動機として動作し、車両が走行するための動力を発生する。第２モータジェネレータＭＧ２で発生したトルクは、ディファレンシャルギヤ８及び駆動軸９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。また、第２モータジェネレータＭＧ２は、車両の制動時には発電機として動作し得る。

クラッチＣＬは、制御装置ＥＣＵからの指示に応じて、エンジンＥＮＧから駆動輪ＤＷ，ＤＷまでの動力の伝達経路を切断又は締結する（断接する）。クラッチＣＬが切断状態であれば、エンジンＥＮＧが出力した動力は駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されない。クラッチＣＬが接続状態であれば、エンジンＥＮＧが出力した動力は駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。ギアＧＢは、変速段又は固定段を含み、エンジンＥＮＧからの動力を所定の変速比で変速して駆動輪ＤＷに伝達する。ギアＧＢにおける変速比は制御装置ＥＣＵからの指示に応じて変更される。

バッテリＢＡＴは、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。

車速センサー１０１は、車両の走行速度（車速ＶＰ）を検出する。なお、車速ＶＰは、駆動輪ＤＷ，ＤＷの回転数と線形に対応する。車速センサー１０１によって検出された車速ＶＰを示す信号は、制御装置ＥＣＵに送られる。

バッテリセンサー１０２は、バッテリＢＡＴの出力（端子電圧，充放電電流）を検出する。バッテリセンサー１０２が検知した端子電圧や充放電電流等を示す信号は、バッテリ情報として制御装置ＥＣＵに送られる。

回転数センサー１０３は、エンジンＥＮＧの回転数ＮＥを検出する。回転数センサー１０３によって検出された回転数ＮＥを示す信号は、制御装置ＥＣＵに送られる。

電圧制御装置ＶＣＵは、第２モータジェネレータＭＧ２が電動機として動作する際のバッテリＢＡＴの出力電圧を昇圧する。また、電圧制御装置ＶＣＵは、車両の制動時に第２モータジェネレータＭＧ２が発電して直流に変換された回生電力をバッテリＢＡＴに充電する場合に、第２モータジェネレータＭＧ２の出力電圧を降圧する。さらに、電圧制御装置ＶＣＵは、エンジンＥＮＧの駆動によって第１モータジェネレータＭＧ１が発電して直流に変換された電力を降圧する。電圧制御装置ＶＣＵによって降圧された電力は、バッテリＢＡＴに充電される。

制御装置ＥＣＵは、ターボチャージャＴＣの過給圧制御も含むエンジンＥＮＧの駆動制御、第１インバータＩＮＶ１の制御による第１モータジェネレータＭＧ１の出力制御、クラッチＣＬの断接制御、並びに、第２インバータＩＮＶ２の制御による第２モータジェネレータＭＧ２の出力制御を行う。また、制御装置ＥＣＵには、車両の運転者によるアクセルペダル操作に応じたアクセルペダル開度（ＡＰ開度）を示す信号、及び車速センサー１０１からの車速ＶＰを示す信号等が入力される。制御装置ＥＣＵは、ＡＰ開度及び車速ＶＰ等に基づいて、後述する車両の走行モードを選択し、クラッチＣＬの状態、並びに、エンジンＥＮＧ、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２の各出力を制御する。

図２に示すように、エンジンＥＮＧは、ターボチャージャＴＣと、吸気通路１１と、排気通路１２とを備える。ターボチャージャＴＣは、排気通路１２の所定位置に設けられてエンジンＥＮＧからの排気によって回転するタービン２１と、吸気通路１１の所定位置に設けられてエンジンＥＮＧに吸入させる空気の加圧（圧縮）を行うコンプレッサ２２と、を備える。コンプレッサ２２は、シャフト２３を介してタービン２１と連結されており、タービン２１と連動して回転することで空気の圧縮を行う。

また、ターボチャージャＴＣは、制御装置ＥＣＵの制御にしたがってコンプレッサ２２を回転駆動するコンプレッサ駆動モータ２４をさらに備える。即ち、コンプレッサ２２は、コンプレッサ駆動モータ２４の動力によっても回転し、空気の圧縮を行う。したがって、ターボチャージャＴＣは、エンジンＥＮＧからの排気によるタービン２１の回転のほか、コンプレッサ駆動モータ２４の回転によってもコンプレッサ２２による空気の圧縮を行うことができ、ターボチャージャＴＣによるエンジンＥＮＧへの過給圧ＢＰを高めることができる。

吸気通路１１におけるコンプレッサ２２の下流、即ち、コンプレッサ２２とエンジンＥＮＧとの間には、コンプレッサ２２が圧縮した空気を冷却するインタークーラ２５が設けられる。そして、吸気通路１１におけるインタークーラ２５のさらに下流には、エンジンＥＮＧへの吸気量を調整するスロットルバルブ２６が設けられる。スロットルバルブ２６は、不図示のアクチュエータにより開閉動作するように構成されており、このアクチュエータは制御装置ＥＣＵにより制御される。即ち、スロットルバルブ２６は、制御装置ＥＣＵの制御にしたがって開閉動作する。

吸気通路１１におけるスロットルバルブ２６のさらに下流には、コンプレッサ２２の下流側の吸気圧、即ち過給圧ＢＰを検出する過給圧センサー２７が設けられる。過給圧センサー２７によって検出された過給圧ＢＰを示す検出信号は、制御装置ＥＣＵに送られる。

排気通路１２には、該排気通路１２おけるタービン２１の上流と、該排気通路１２おけるタービン２１の下流とを接続するウェイストゲート２８が設けられる。そして、ウェイストゲート２８には、タービン２１に吹き付けられる排気の流量を変化させるべく開閉動作するウェイストゲートバルブ２９が設けられる。ウェイストゲートバルブ２９は、不図示のアクチュエータにより開閉動作するように構成されており、このアクチュエータは制御装置ＥＣＵにより制御される。即ち、ウェイストゲートバルブ２９は、制御装置ＥＣＵの制御にしたがって開閉動作する。

例えば、ウェイストゲートバルブ２９が全閉されると、エンジンＥＮＧからの排気の全てがタービン２１に吹き付けられることになり、過給圧ＢＰが高くなる。一方、ウェイストゲートバルブ２９を開くと、エンジンＥＮＧからの排気の一部がウェイストゲート２８を通過してタービン２１の下流に流れるため、その分、タービン２１に吹き付けられる排気の流量が減少し、過給圧ＢＰが低くなる。このように、制御装置ＥＣＵは、ウェイストゲートバルブ２９の開度を調整することで過給圧ＢＰを制御できる。

図３は、バッテリＢＡＴ、電圧制御装置ＶＣＵ、第１インバータＩＮＶ１、第２インバータＩＮＶ２、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２の関係を示す電気回路図である。図３に示すように、電圧制御装置ＶＣＵは、バッテリＢＡＴが出力するＶ１電圧を入力電圧として２つのスイッチング素子をオンオフ切換動作することによって、出力側のＶ２電圧をＶ１電圧よりも高い電圧に昇圧する。なお、電圧制御装置ＶＣＵの２つのスイッチング素子がオンオフ切換動作しないときのＶ２電圧はＶ１電圧に等しい。

第１インバータＩＮＶ１は、エンジンＥＮＧの駆動によって第１モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。また、第１インバータＩＮＶ１は、車両の制動時に第２モータジェネレータＭＧ２で発電され第２インバータＩＮＶ２によって変換された直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を第１モータジェネレータＭＧ１に供給する。第２インバータＩＮＶ２は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を第２モータジェネレータＭＧ２に供給する。また、第２インバータＩＮＶ２は、車両の制動時に第２モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。

（車両の走行モード）
本実施形態の車両は、エンジンＥＮＧ、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２を含む駆動源の使用形態がそれぞれ異なる「ＥＶ走行モード」、「シリーズ走行モード」及び「エンジン走行モード」のいずれかで走行する。

車両がＥＶ走行モードで走行する際、図４に示すように、第１モータジェネレータＭＧ１及び／又は第２モータジェネレータＭＧ２からの動力によって走行する。

車両がシリーズ走行モードで走行する際、図５に示すように、クラッチＣＬは開放され、第１モータジェネレータＭＧ１からの動力によって走行する。シリーズ走行モード時には、車速ＶＰとＡＰ開度に応じた車両要求出力に対応する動力を第２モータジェネレータＭＧ２が出力するべく、エンジンＥＮＧの運転によって第１モータジェネレータＭＧ１が発電した電力が第２モータジェネレータＭＧ２に供給される。また、詳細は後述するが、シリーズ走行モード時に第１モータジェネレータＭＧ１が、第２モータジェネレータＭＧ２が消費する電力以上の電力を発電する場合がある。この場合、その余剰な電力は、例えばバッテリＢＡＴに充電される。なお、シリーズ走行モードは、車両要求出力が所定値以上又は車速ＶＰが所定値以上であるときに選択される。

車両がエンジン走行モードで走行する際、図６に示すように、クラッチＣＬは締結され、エンジンＥＮＧからの動力によって走行する。

（シリーズ走行モード時の制御）
以下、車両がシリーズ走行モードで走行中に制御装置ＥＣＵが行うエンジンＥＮＧ及び第１モータジェネレータＭＧ１の制御について説明する。図７は、車両がシリーズ走行モードで走行中にエンジンＥＮＧ及び第１モータジェネレータＭＧ１を制御する制御装置ＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。

図７に示すように、制御装置ＥＣＵは、ＳＯＣ算出部１５０と、車両要求出力算出部１５１と、下限回転数設定部１５２と、上限回転数設定部１５３と、エンジン要求出力算出部１５４と、エンジン回転数設定部１５５と、第１インバータ制御部１５６と、エンジントルク設定部１５７と、エンジン制御部１５８と、過給圧制御部１６０とを有する。以下、制御装置ＥＣＵが有する各構成要素について説明する。

ＳＯＣ算出部１５０は、バッテリセンサー１０２から得られたバッテリ情報に基づいて、バッテリＢＡＴの充電状態を百分率によって表す変数であるＳＯＣ（State Of Charge：残容量ともいう。）を算出する。なお、ＳＯＣが１００％であるときのバッテリＢＡＴは満充電状態である。

車両要求出力算出部１５１は、車速ＶＰとＡＰ開度から決まる車両要求出力を算出する。

下限回転数設定部１５２は、車両要求出力算出部１５１が算出した車両要求出力と、ＳＯＣ算出部１５０が算出したバッテリＢＡＴのＳＯＣとに基づいて、エンジンＥＮＧの回転数ＮＥの下限値（以下「下限回転数」という。）ＮＥｌを設定する。なお、下限回転数設定部１５２は、バッテリＢＡＴのＳＯＣが高いほど、下限回転数ＮＥｌを低い値に設定する。当該設定によって、第１モータジェネレータＭＧ１が発電する可能性が下がり、ＳＯＣの高いバッテリＢＡＴの電力が利用される可能性を上げることができる。

上限回転数設定部１５３は、車速ＶＰに基づいてエンジンＥＮＧの回転数ＮＥの上限値（以下「上限回転数」という。）ＮＥｈを設定する。車速ＶＰが上がればノイズレベルが上がり高い上限回転数ＮＥｈも許容できるため、車速ＶＰが高いほど上限回転数ＮＥｈを高く設定することで、エンジンＥＮＧの運転音の増大による商品性の低下を抑制できる。

エンジン要求出力算出部１５４は、車両がシリーズ走行モードで走行中（以下、単に「シリーズ走行中」という。）に、車両要求出力算出部１５１が算出した車両要求出力に対応する動力を第２モータジェネレータＭＧ２が出力するために要する電力（以下「要求電力」という。）を第１モータジェネレータＭＧ１が発電するべく、必要なエンジンＥＮＧの出力（以下「エンジン要求出力」という。）を算出する。

エンジン回転数設定部１５５は、シリーズ走行中の車速ＶＰの変化に応じて、エンジンＥＮＧの回転数ＮＥを下限回転数ＮＥｌと上限回転数ＮＥｈの間で増減させるべく、エンジンＥＮＧの回転数ＮＥの目標値（以下「目標回転数」という。）ＮＥｔａｒを、下限回転数ＮＥｌと上限回転数ＮＥｈの間の値に可変に設定する。目標回転数ＮＥｔａｒの変化のさせ方については後述する。

第１インバータ制御部１５６は、シリーズ走行モード時には第１モータジェネレータＭＧ１の回転数ＮＭ１と線形に対応するエンジンＥＮＧの回転数ＮＥを目標回転数ＮＥｔａｒに近づけるべく、第１インバータＩＮＶ１を制御して第１モータジェネレータＭＧ１の負荷を変えることによって第１モータジェネレータＭＧ１の回転数ＮＭ１を制御する。

また、第１インバータ制御部１５６は、第１インバータＩＮＶ１を制御して第１モータジェネレータＭＧ１の負荷を変えることによって第１モータジェネレータＭＧ１の発電トルクを制御することも可能である。具体的に、第１インバータ制御部１５６は、シリーズ走行中において、後述するように過給圧制御部１６０が第１過給圧で過給している間は、第１モータジェネレータＭＧ１が要求電力を発電するための発電トルク（以下「要求発電トルク」という。）で第１モータジェネレータＭＧ１に発電させる。これにより、この間、第１モータジェネレータＭＧ１は、車両要求出力に応じて車両が走行するために第２モータジェネレータＭＧ２が消費する要求電力を過不足なく発電できる。

一方、第１インバータ制御部１５６は、シリーズ走行中において、後述するように過給圧制御部１６０が第２過給圧で過給している間は、要求発電トルクよりも大きな発電トルクで第１モータジェネレータＭＧ１に発電させる。具体的には、この場合、第１インバータ制御部１５６は、第２モータジェネレータＭＧ２が消費する要求電力に加えて、バッテリＢＡＴに充電する電力も第１モータジェネレータＭＧ１に発電させることで、発電トルクを要求発電トルクよりも大きくできる。このバッテリＢＡＴに充電する電力に相当する第１モータジェネレータＭＧ１の発電トルクを以下「余剰発電トルク」という。

換言すると、過給圧制御部１６０が第２過給圧で過給している間、第１モータジェネレータＭＧ１は、要求発電トルクに余剰発電トルクを加えた発電トルクによる発電を行うことで要求電力よりも多くの電力を発電する。そして、第１インバータ制御部１５６は、この余剰発電トルクによって発電された余剰な電力をバッテリＢＡＴに充電する。

過給圧制御部１６０は、エンジン回転数設定部１５５が設定した目標回転数ＮＥｔａｒでエンジンＥＮＧが回転した際に、該エンジンＥＮＧの出力が上記エンジン要求出力となるようなエンジントルク（以下「要求エンジントルク」という。）をエンジンＥＮＧが出力するように、過給圧ＢＰを制御する。要求エンジントルクの大きさは、要求発電トルクの大きさと等しい。エンジンＥＮＧに要求エンジントルクを出力させるための過給圧を、以下「第１過給圧」という。第１過給圧での過給に際し、過給圧制御部１６０は、過給圧センサー２７が検出した過給圧ＢＰを参照しながら、ウェイストゲートバルブ２９の開度を適宜調整することで、過給圧ＢＰが第１過給圧用の上限値（以下「第１過給圧上限値」という。）以下の値となるように制御する。

また、過給圧制御部１６０は、エンジン回転数設定部１５５が設定した目標回転数ＮＥｔａｒに応じてエンジンＥＮＧの回転数ＮＥが下限回転数ＮＥｌまで低下する前に、所定の高過給開始回転数ＮＥｓ（下限回転数ＮＥｌ＜高過給開始回転数ＮＥｓ＜上限回転数ＮＥｈ）となると、過給圧ＢＰを第１過給圧よりも高い第２過給圧に上昇させる。第２過給圧での過給に際し、過給圧制御部１６０は、過給圧ＢＰが第２過給圧用の上限値（以下「第２過給圧上限値」という。第２過給圧上限値＞第１過給圧上限値）まで上がることを許容する。即ち、過給圧制御部１６０は、第２過給圧での過給時には、過給圧ＢＰが第１過給圧上限値を超えることを許容する。これにより、第２過給圧での過給時には第１過給圧での過給時よりも過給圧ＢＰを高めて、エンジンＥＮＧが出力可能なエンジントルクの上限値を高くできる。

具体的に、過給圧制御部１６０は、高過給開始回転数ＮＥｓに達した際にウェイストゲートバルブ２９が全閉でなければ、これを全閉とすることで過給圧ＢＰを高めて、第２過給圧とする。一方、過給圧制御部１６０は、高過給開始回転数ＮＥｓに達した際にウェイストゲートバルブ２９が全閉であれば、コンプレッサ駆動モータ２４を駆動させ、タービン２１に加えてコンプレッサ駆動モータ２４によってもコンプレッサ２２を駆動させることで、過給圧ＢＰを高めて、第２過給圧とする。

なお、過給圧制御部１６０は、下限回転数ＮＥｌに低下した際も車両の出力を維持する観点から、下限回転数ＮＥｌに低下する前に、下限回転数ＮＥｌにおいて要求エンジントルク以上のエンジントルクをエンジンＥＮＧが出力できる過給圧ＢＰまで上昇させておくことが望ましい。

具体的には、回転数ＮＥを上限回転数ＮＥｈから下限回転数ＮＥｌまで低下させる場合、上限回転数ＮＥｈでの要求エンジントルクを要求エンジントルクＴｅ１、下限回転数ＮＥｌでの要求エンジントルクを要求エンジントルクＴｅ２とすると、「要求エンジントルクＴｅ２＝上限回転数ＮＥｈ／下限回転数ＮＥｌ×要求エンジントルクＴｅ１」で表される要求エンジントルクＴｅ２をエンジンＥＮＧが出力可能な過給圧ＢＰまで、下限回転数ＮＥｌに低下する前に上昇させておくことが望ましい。このようにすれば、下限回転数ＮＥｌに低下した際の車両の出力を維持できる。

なお、前述した余剰発電トルクの大きさは、下限回転数ＮＥｌに低下した際の車両の出力を維持するための過給圧ＢＰの上昇により増加する分のエンジントルクの大きさに等しい。したがって、過給圧ＢＰの上昇によりエンジンＥＮＧが出力するエンジントルクが増加しても車両の出力を維持できる。

また、例えば、エンジントルク、回転数ＮＥ、及び過給圧ＢＰの関係を示す関係式やマップを制御装置ＥＣＵに予め記憶しておき、過給圧制御部１６０が該関係式やマップを適宜参照することで、上記のように下限回転数ＮＥｌに低下した際も車両の出力を維持できるエンジントルクを確保可能な過給圧ＢＰを導出できる。

エンジントルク設定部１５７は、過給圧制御部１６０が制御する過給圧で、エンジン回転数設定部１５５が設定した目標回転数ＮＥｔａｒでエンジンＥＮＧが回転した際に、該エンジンＥＮＧの出力が上記エンジン要求出力となるべく、エンジントルクの目標値（以下「目標トルク」という。）Ｔｔａｒを設定する。目標トルクＴｔａｒは、第１過給圧での過給時には上記要求エンジントルクであり、第２過給圧での過給時には下限回転数ＮＥｌに低下した際も車両の出力を維持できるエンジントルク（上記要求エンジントルク＋余剰発電トルク）である。

目標回転数ＮＥｔａｒや過給圧ＢＰの変化に応じてエンジントルク設定部１５７が目標トルクＴｔａｒを設定することにより、エンジンＥＮＧは回転数ＮＥが変わってもエンジン要求出力を出力する。なお、エンジンＥＮＧがエンジン要求出力を出力し続けることで、シリーズ走行モード時の第１モータジェネレータＭＧ１は、車両要求出力に応じて車両が走行するために第２モータジェネレータＭＧ２が消費する分の電力を発電し続けることができる。

エンジン制御部１５８は、エンジントルクを目標トルクＴｔａｒに近づけるべく、エンジンＥＮＧの駆動制御を行う。

次に、制御装置ＥＣＵのエンジン回転数設定部１５５による、シリーズ走行中の車速ＶＰの変化に応じた、エンジンＥＮＧの目標回転数ＮＥｔａｒの変化のさせ方について、図８を参照して詳細に説明する。

図８に示すように、車両の走行モードがＥＶ走行モードからシリーズ走行モードに切り替わると、下限回転数設定部１５２は下限回転数ＮＥｌを設定し、上限回転数設定部１５３は上限回転数ＮＥｈを設定し、エンジン要求出力算出部１５４は、車両要求出力算出部１５１が算出した車両要求出力に対応するエンジン要求出力を算出する。エンジン回転数設定部１５５は、エンジンＥＮＧの目標回転数ＮＥｔａｒをまず下限回転数ＮＥｌに設定した後、車速ＶＰの増加に伴い目標回転数ＮＥｔａｒを下限回転数ＮＥｌから所定の時間変化率で増加させる。このとき、目標回転数ＮＥｔａｒの増加に伴い、エンジントルク設定部１５７は、エンジンＥＮＧの出力をエンジン要求出力算出部１５４が算出したエンジン要求出力に維持すべく、エンジンＥＮＧの目標トルクＴｔａｒを設定する。その結果、図８に示すように、エンジンＥＮＧの回転数ＮＥが増加するに伴い、エンジントルクＴｅは低下する。

エンジン回転数設定部１５５は、目標回転数ＮＥｔａｒを下限回転数ＮＥｌから増加させて、図８の時点ｔ１に表されているように、回転数ＮＥが上限回転数ＮＥｈに到達すると、目標回転数ＮＥｔａｒを下限回転数ＮＥｌに低下させる。そして、エンジン回転数設定部１５５は、再び、車速ＶＰの増加に伴い目標回転数ＮＥｔａｒを下限回転数ＮＥｌから所定の時間変化率で増加させる。このように目標回転数ＮＥｔａｒが増減することによるエンジンＥＮＧの運転音の変化から模擬変速を実現できる。

なお、エンジン回転数設定部１５５は、目標回転数ＮＥｔａｒを下限回転数ＮＥｌから増加させて、図８の時点ｔ２に表されているように、回転数ＮＥが上限回転数ＮＥｈに到達する前に、回転数ＮＥと下限回転数ＮＥｌとの差が所定値以上になれば、目標回転数ＮＥｔａｒを下限回転数ＮＥｌに低下させても良い。この場合、エンジンＥＮＧの回転数ＮＥを低下させる際の落差を、下限回転数ＮＥｌと上限回転数ＮＥｈの差よりも小さな所定値に抑えることができるため、エンジンＥＮＧの運転音の大きな変化を抑制できる。また、エンジン回転数設定部１５５は、下限回転数ＮＥｌと上限回転数ＮＥｈとの差が所定の閾値以下であれば、シリーズ走行中の車速ＶＰの変化に伴う目標回転数ＮＥｔａｒの低下を禁止しても良い。即ち、上記差が小さいと、目標回転数ＮＥｔａｒを増減させても模擬変速に伴う回転数ＮＥの変化とは認識されず、単なる回転数ＮＥの微変動、すなわちエンジンＥＮＧの不具合と感じられる。したがって、上記差が小さい場合は目標回転数ＮＥｔａｒの低下を禁止して上限回転数ＮＥｈに張り付けることで、エンジンＥＮＧの不具合との勘違いを防止できる。

次に、制御装置ＥＣＵの過給圧制御部１６０による、図８に示した期間Ｔ１における過給圧ＢＰの変化のさせ方について、図９を参照して詳細に説明する。図９の時点ｔ１０に表されているように、エンジンＥＮＧの回転数ＮＥが高過給開始回転数ＮＥｓに達すると、過給圧制御部１６０は、過給圧ＢＰを第１過給圧から第２過給圧に上昇させる。過給圧ＢＰの第１過給圧から第２過給圧への上昇により、エンジンＥＮＧが出力するエンジントルクは、第１過給圧での過給時よりも増加して、要求エンジントルクよりも大きくなる。

また、第２過給圧への上昇によるエンジントルクの増加に合わせて、第１モータジェネレータＭＧ１の発電トルクは、要求発電トルクよりも余剰発電トルク分大きくなる。そして、この発電トルクの増加により余剰に発電された電力は、第２モータジェネレータＭＧ２に供給されることなく、バッテリＢＡＴへ充電される。これにより、第２過給圧への上昇によってエンジントルクが増加しても車両の出力を維持できる。

その後、過給圧制御部１６０は、回転数ＮＥが上限回転数ＮＥｈに達する時点ｔ１まで、第２過給圧上限値に向けて過給圧ＢＰを徐々に上げていく。そして、回転数ＮＥが上限回転数ＮＥｈに達した後は、下限回転数ＮＥｌに達する時点ｔ１１まで、過給圧ＢＰを徐々に下げていき、時点ｔ１１で過給圧ＢＰが第１過給圧に戻るように（即ち第１過給圧上限値以下となるように）する。

その後、過給圧制御部１６０は、回転数ＮＥが高過給開始回転数ＮＥｓに達するまで、再度、第１過給圧で過給させる。図示及び詳細な説明は省略するが、以降も同様に、過給圧制御部１６０は、高過給開始回転数ＮＥｓでの第２過給圧への上昇、及び下限回転数ＮＥｌでの第１過給圧への復帰を繰り返す。

図９において、仮想線Ｌ１は、期間Ｔ１における過給圧ＢＰにより出力可能なエンジントルクの上限値を示している。仮想線Ｌ１に示すように、本実施形態では、回転数ＮＥが高過給開始回転数ＮＥｓに達する時点ｔ１０から下限回転数ＮＥｌに低下する時点ｔ１１まで、過給圧ＢＰを第２過給圧とすることで、この期間における過給圧ＢＰにより出力可能なエンジントルクの上限値を、該期間における要求エンジントルクよりも大きくすることができる。したがって、該期間に、過給圧ＢＰが不足してエンジントルクを高めることができない事態が生じることを防止できる。これにより、エンジンＥＮＧの回転数ＮＥが下限回転数ＮＥｌに低下した際の過給圧ＢＰを確保でき、下限回転数ＮＥｌに低下した際の車両の出力低下を抑制し、車両の商品性を向上できる。

なお、ここで説明した例では、時点ｔ１１で過給圧ＢＰが第１過給圧に戻るようにした例を説明したが、これに限らない。即ち、エンジンＥＮＧの回転数ＮＥを下限回転数ＮＥｌまで低下させた後も、予め上げておいたエンジントルクは維持する必要がある。このため、例えば、エンジンＥＮＧの回転数ＮＥが下限回転数ＮＥｌとなる時点ｔ１１で第１過給圧に戻すとエンジントルクを維持できない場合には、時点ｔ１１も第２過給圧で過給するようにして、エンジントルクを維持することが好ましい。例えば、制御装置ＥＣＵは、下限回転数ＮＥｌに低下した後も、コンプレッサ駆動モータ２４によってコンプレッサ２２の回転（回転速度）を維持することで、第２過給圧での過給を維持できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、車速ＶＰに応じてエンジンＥＮＧの回転数ＮＥを下限回転数ＮＥｌと上限回転数ＮＥｈの間で増減することによって、エンジンＥＮＧの運転音は車速ＶＰに応じて変化する。特に、車速ＶＰの増加に伴いエンジンＥＮＧの回転数ＮＥが増加するため、運転者は、車速ＶＰとエンジンＥＮＧの運転音が連動した自然なフィーリングを得ることができ、車両の商品性が向上する。さらに、本実施形態によれば、エンジンＥＮＧの回転数ＮＥが上限回転数ＮＥｈに達して下限回転数ＮＥｌに低下させる場合、該回転数ＮＥの低下前に過給圧ＢＰを第２過給圧とすることで、下限回転数ＮＥｌに低下させても車両の出力低下を抑制でき、車両の商品性を向上できる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、前述した実施形態では、ウェイストゲートバルブ２９の開度やコンプレッサ駆動モータ２４の回転を制御することで過給圧ＢＰを制御したが、ウェイストゲートバルブ２９の開度を全閉とし、スロットルバルブ２６の開度を制御することによって過給圧ＢＰを制御するようにしてもよい。また、ウェイストゲートバルブ２９、コンプレッサ駆動モータ２４、及びスロットルバルブ２６をそれぞれ制御することで、過給圧ＢＰを制御してもよい。

また、制御装置ＥＣＵが、エンジンＥＮＧにおける点火タイミングを後ろにずらす点火リタードを行うようにしてもよい。例えば、バッテリＢＡＴのＳＯＣが高い場合に、点火リタードを行うようにすることで、前述した実施形態よりも、エンジンＥＮＧが出力するエンジントルクを低下させることができ、これに伴い、第１モータジェネレータＭＧ１の発電トルク（余剰発電トルク）も低下させることができる。このように、バッテリＢＡＴのＳＯＣが高い場合は発電トルクを低下させることで、過給圧ＢＰを上昇させた際に発電される余剰な電力を少なくすることができる。また、エンジンＥＮＧの回転数ＮＥを第２回転数に低下させた際に点火リタード量を通常に戻す（即ち点火タイミングを通常のタイミングに戻す）ようにすれば、この際にエンジンＥＮＧが出力可能なエンジントルクを増加させることができ、必要なエンジントルクを確保することができる。

また、前述した実施形態では、コンプレッサ駆動モータ２４を設けたが、コンプレッサ駆動モータ２４を設けないでタービン２１のみによってコンプレッサ２２を駆動するようにしてもよい。

また、例えば、吸気通路１１におけるスロットルバルブ２６の下流（即ち過給圧センサー２７と略同位置）に、エンジンＥＮＧへ吸気される空気の温度（吸気温）を検出する吸気温センサーをさらに設け、該センサーによって検出された吸気温を示す検出信号が制御装置ＥＣＵに送られるようにしてもよい。このようにすれば、制御装置ＥＣＵは、過給圧ＢＰに加えて、吸気温に基づいて過給圧ＢＰ等の制御を行うことが可能になる。

また、さらに、吸気通路１１におけるコンプレッサ２２の下流と、排気通路１２におけるタービン２１の上流との間に、エンジンＥＮＧからの排気を吸気通路１１に還流する排気還流通路を設けて、エンジンＥＮＧからの排気の一部を吸気通路１１に還流させるようにしてもよい。

また、前述した実施形態では、第１過給圧で過給している間は、第１モータジェネレータＭＧ１が、第２モータジェネレータＭＧ２が消費する電力を過不足なく発電するようにしたが、これに限らない。例えば、第１過給圧で過給している間であっても、第１モータジェネレータＭＧ１が、第２モータジェネレータＭＧ２が消費する電力よりも多くの電力を発電するようにして、その余剰な電力をバッテリＢＡＴに充電するようにしてもよい。また、このようにした場合、過給圧ＢＰが第１過給圧から第２過給圧に上昇した際には、第１モータジェネレータＭＧ１がさらに多くの電力を発電するようにし、これによって増加した余剰な電力もバッテリＢＡＴに充電するようにすればよい。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 過給機（ターボチャージャＴＣ）によって過給され、過給圧に応じた動力を出力する原動機（エンジンＥＮＧ）と、
前記原動機の動力によって回転して発電を行う発電機（第１モータジェネレータＭＧ１）と、
前記発電機が発電した電力によって駆動輪を回転させる電動機（第２モータジェネレータＭＧ２）と、
を備える車両の制御装置（制御装置ＥＣＵ）であって、
前記駆動輪への要求出力に応じて前記原動機に要求される出力である原動機要求出力を導出する導出部（エンジン要求出力算出部１５４）と、
前記駆動輪の回転数の変化に応じて、前記原動機の回転数を制御する原動機制御部（エンジン制御部１５８）と、
前記原動機への前記過給機による過給圧を制御する過給圧制御部（過給圧制御部１６０）と、
を備え、
前記原動機制御部は、前記駆動輪の回転数の増加に応じて前記原動機の回転数を増加させ、該回転数が所定の第１回転数（上限回転数ＮＥｈ）に達すると、該第１回転数よりも低い第２回転数（下限回転数ＮＥｌ）まで低下させ、
前記過給圧制御部は、前記原動機の回転数が前記第２回転数まで低下する前に、前記原動機要求出力に応じた第１過給圧よりも高い第２過給圧に上昇させる、車両の制御装置。

（１）によれば、原動機の回転数が第２回転数まで低下する前に、原動機への過給圧を原動機要求出力に応じた第１過給圧よりも高い第２過給圧に上昇させておくことで、原動機が出力可能なトルクを予め高めておくことができ、第２回転数に低下させた際の原動機の出力低下を抑制できる。

（２） （１）に記載の車両の制御装置であって、
前記過給圧制御部は、前記原動機の回転数が前記第１回転数よりも低い第３回転数（高過給開始回転数ＮＥｓ）に達したとき、前記第２過給圧に上昇させる、車両の制御装置。

（２）によれば、原動機の回転数が第１回転数よりも低い第３回転数に達したときに第２過給圧に上昇させるので、第１回転数に達した際（即ち第２回転数に低下させる際）にはすでに第２過給圧に上昇した状態とすることができ、第２回転数に低下させた際の原動機の出力低下を抑制できる。

（３） （２）に記載の車両の制御装置であって、
前記過給圧制御部は、前記原動機の回転数が前記第３回転数に達するまでは、前記第１過給圧で過給させる、車両の制御装置。

（３）によれば、原動機の回転数が第３回転数に達するまでは第１過給圧で過給することで、第３回転数に達するまでは原動機要求出力に応じた適切な過給圧で過給できる。

（４） （１）〜（３）のいずれかに記載の車両の制御装置であって、
前記発電機を制御する発電機制御部（第１インバータ制御部１５６）を備え、
前記発電機制御部は、前記原動機への過給圧が前記第２過給圧のとき、前記発電機による発電量を増加させる、車両の制御装置。

（４）によれば、原動機への過給圧が第２過給圧のとき、発電量を増加させることで、第２過給圧による過給で増加した原動機の出力を発電機の発電に回すことができる。

（５） （４）に記載の車両の制御装置であって、
前記発電機制御部は、前記原動機の回転数が前記第２回転数まで低下したとき、前記発電機による発電量を減少させる、車両の制御装置。

（５）によれば、原動機の回転数が第２回転数まで低下したとき、発電機の発電量を減少させることで、第２回転数まで低下した後は発電機の発電を抑制して原動機の負荷を低減できる。

（６） （４）に記載の車両の制御装置であって、
前記発電機制御部は、前記発電機による発電量を増加させたとき、増加分の電力を前記車両が備える蓄電器に充電する、車両の制御装置。

（６）によれば、発電機による発電量を増加させたとき、増加分の電力を車両が備える蓄電器に充電するので、該電力を回収して蓄電器の残容量を増やすことができる。

１５４ エンジン要求出力算出部
１５５ エンジン回転数設定部
１５６ 第１インバータ制御部
１５７ エンジントルク設定部
１５８ エンジン制御部
１６０ 過給圧制御部
ＢＡＴ バッテリ
ＥＣＵ 制御装置
ＥＮＧ エンジン
ＩＮＶ１ 第１インバータ
ＭＧ１ 第１モータジェネレータ
ＭＧ２ 第２モータジェネレータ
ＮＥｈ 上限回転数
ＮＥｌ 下限回転数
ＮＥｓ 高過給開始回転数
ＴＣ ターボチャージャ

Claims (6)

1. 過給機によって過給され、過給圧に応じた動力を出力する原動機と、
   前記原動機の動力によって回転して発電を行う発電機と、
   前記発電機が発電した電力によって駆動輪を回転させる電動機と、
   を備える車両の制御装置であって、
   前記駆動輪への要求出力に応じて前記原動機に要求される出力である原動機要求出力を導出する導出部と、
   前記駆動輪の回転数の変化に応じて、前記原動機の回転数を制御する原動機制御部と、
   前記原動機への前記過給機による過給圧を制御する過給圧制御部と、
   を備え、
   前記原動機制御部は、前記駆動輪の回転数の増加に応じて前記原動機の回転数を増加させ、該回転数が所定の第１回転数に達すると、該第１回転数よりも低い第２回転数まで低下させ、
   前記過給圧制御部は、前記原動機の回転数が前記第２回転数まで低下する前に、前記原動機要求出力に応じた第１過給圧よりも高い第２過給圧に上昇させる、車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置であって、
   前記過給圧制御部は、前記原動機の回転数が前記第１回転数よりも低い第３回転数に達したとき、前記第２過給圧に上昇させる、車両の制御装置。
3. 請求項２に記載の車両の制御装置であって、
   前記過給圧制御部は、前記原動機の回転数が前記第３回転数に達するまでは、前記第１過給圧で過給させる、車両の制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両の制御装置であって、
   前記発電機を制御する発電機制御部を備え、
   前記発電機制御部は、前記原動機への過給圧が前記第２過給圧のとき、前記発電機による発電量を増加させる、車両の制御装置。
5. 請求項４に記載の車両の制御装置であって、
   前記発電機制御部は、前記原動機の回転数が前記第２回転数まで低下したとき、前記発電機による発電量を減少させる、車両の制御装置。
6. 請求項４に記載の車両の制御装置であって、
   前記発電機制御部は、前記発電機による発電量を増加させたとき、増加分の電力を前記車両が備える蓄電器に充電する、車両の制御装置。

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