JP3900124B2

JP3900124B2 - 電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置

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Publication number: JP3900124B2
Application number: JP2003290138A
Authority: JP
Inventors: 直之山形; 宣英瀬尾; 秀和佐々木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2023-08-08
Also published as: JP2005061272A

Description

本発明は、電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置、より詳しくは、エンジンの出力増大を図るための電動過給機と、車両の動力源として働く駆動モータとを併せて備え、これらの駆動をエンジンの運転状態に応じて切り換えるように構成された車両の制御装置の技術分野に属する。

一般に、エンジンの出力増大を図る手段として周知のスーパーチャージャ及びターボチャージャは、前者がエンジンのクランク軸の回転により、後者が排気のエネルギで駆動されるタービンの回転により、それぞれコンプレッサを機械的に駆動し、それにより圧縮した空気でエンジンを過給するものであるが、いずれもその過給能力がエンジン回転数に対応するため、低回転領域で過給圧が不足するという問題があることに加え、スーパーチャージャでは、コンプレッサの駆動にクランク軸の回転トルクが消費されるので、その分エンジン出力の損失が起こるという不具合があり、また、ターボチャージャでは、運転者がアクセルペダルを踏んでから排気がタービンを回して過給圧が発生するまでに時間がかかる所謂ターボラグによって加速応答性に劣るという不具合がある。そこで、これらの不具合を解消するものとして、モータでコンプレッサを駆動する電動過給機が知られており、この電動過給機においては、コンプレッサの回転速度をエンジンの回転速度に影響されずに制御できるので、低回転領域でも十分な過給圧を発生することができ、また、エンジン出力の損失やターボラグによる加速応答性の低下といった不具合が解消される。

一方、近年、地球環境保護の観点から、エンジンと、該エンジンの駆動の助勢に用いられたり、あるいは単独での車両の走行に用いられる駆動モータとの２つの動力源を備えた低公害型車両・環境対応型車両が広く知られつつあり、特許文献１には、このような駆動モータと、上記の電動過給機とを併せて備える車両が開示されている。そして、上記特許文献１によれば、駆動モータはモータジェネレータとして発電機能を有し、電動過給機はターボジェネレータとして発電機能を有して、両者はそれぞれ非駆動時には発電を行い、発電された電力は蓄電池（以下、第１蓄電池という）に蓄電されるものが開示されている。そして、第１蓄電池からは、過給領域やアシスト領域において電力が電動過給機及び駆動モータに供給され、これらが駆動される。

特開平１１−３３２０１５号公報

ところで、上記第１蓄電池に蓄電された駆動モータ及び電動過給機用の比較的高電圧の電力は、上記駆動モータ及び電動過給機だけでなく、該駆動モータ及び電動過給機よりも駆動電力の小さな電気負荷（例えば電装品）に電力を供給する蓄電池（以下、第２蓄電池という）へも供給されることがある。このときの第１蓄電池から第２蓄電池への電力の供給は、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電力供給手段により行われる。このＤＣ／ＤＣコンバータは、例えば直流２４Ｖの入力電圧の電力を直流１２Ｖや直流８Ｖ等に低下して出力するものである。しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータによる第２蓄電池への電力供給が常に行われていると、比較的大電力が必要な電動過給機の駆動開始時またはすでに駆動中の電動過給機がより大きく駆動されるときのその大きな駆動開始時における電力の供給時に、その供給電力が不足し、その結果、電動過給機の回転の駆動開始が遅れ、過給の応答遅れが生じる可能性がある。なお、一般に、駆動モータは電動過給機の駆動後に駆動されるものであり、第１蓄電池から駆動モータへの電力の供給によって、電動過給機への供給電力が不足することはあまりない。

そこで、本発明は、電装品用の第２蓄電池への電力供給に起因して、第１蓄電池を電源とする電動過給機の過給の応答遅れを回避した電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置の提供を課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。まず、本願の請求項１に記載の発明は、電動過給機と、動力源としての駆動モータとを有すると共に、エンジン負荷としてアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、これらの検出手段の検出結果に応じて上記電動過給機及び駆動モータを制御する制御手段とを有する電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置であって、エンジンにより駆動される発電機と、該発電機で発電された電力を蓄電すると共に上記電動過給機及び駆動モータに電力を供給する第１蓄電池と、該第１蓄電池から電力を供給されて上記電動過給機及び駆動モータよりも駆動電力の小さな電気負荷へ電力を供給する第２蓄電池とが設けられていると共に、上記第１蓄電池から上記第２蓄電池へ電力を供給する電力供給手段と、上記アクセル開度検出手段によりアクセルの踏み込みが検出されて上記制御手段により上記電動過給機が駆動開始されたときに、上記電力供給手段による第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給を抑制または停止すると共に、電動過給機の回転数が上昇して目標回転数又は目標回転数よりやや低い回転数に到達したときに、上記電力供給手段による第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給を復帰させる電力供給制御手段とが備えられていることを特徴とする。

次に、請求項２に記載の発明は、電動過給機と、動力源としての駆動モータとを有すると共に、エンジン負荷としてアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、これらの検出手段の検出結果に応じて上記電動過給機及び駆動モータを制御する制御手段とを有する電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置であって、エンジンにより駆動される発電機と、該発電機で発電された電力を蓄電すると共に上記電動過給機及び駆動モータに電力を供給する第１蓄電池と、該第１蓄電池から電力を供給されて上記電動過給機及び駆動モータよりも駆動電力の小さな電気負荷へ電力を供給する第２蓄電池とが設けられていると共に、上記第１蓄電池から上記第２蓄電池へ電力を供給する電力供給手段と、上記制御手段により上記電動過給機が駆動中に、上記アクセル開度検出手段によりアクセル開度が所定量以上増加したことが検出されて該電動過給機がより大きく駆動されるときに、上記電力供給手段による第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給を抑制または停止すると共に、電動過給機の回転数が上昇して目標回転数に到達したときに、上記電力供給手段による第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給を復帰させる電力供給制御手段とが備えられていることを特徴とする。

次に、請求項３に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置において、第２蓄電池の蓄電量を検出する蓄電量検出手段が備えられ、電力供給制御手段は、該検出手段で検出される蓄電池の蓄電量が所定量以下のときは、第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給の抑制または停止を禁止することを特徴とする。

次に、請求項４に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置において、第２蓄電池の蓄電量を検出する蓄電量検出手段が備えられ、電力供給制御手段は、該検出手段で検出される蓄電池の蓄電量が所定量以下で、かつ電気負荷が第２蓄電池からの電力を所定量以上消費しているときは、第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給の抑制または停止を禁止することを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、制御手段により電動過給機が駆動開始されるときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電力供給手段による第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給を抑制または停止する電力供給制御手段を備えたことによって、比較的大電力が必要な駆動開始時の電動過給機への電力の供給時に、電動過給機への電力が十分に確保することができ、過給の応答遅れが回避される。そして、電動過給機の回転数が上昇して目標回転数又はこれに近い回転数に到達すれば、上記電力供給手段による第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給が復帰されるので、電装品への電力を確保しつつ、電動過給機の駆動開始時の過給の応答遅れを両立させて回避することができる。

次に、請求項２に記載の発明によれば、制御手段により電動過給機が駆動中に該電動過給機がより大きく駆動されるときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電力供給手段による第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給を抑制または停止する電力供給制御手段を備えたことによって、過給中に再加速要求があり、電動過給機がより大きく駆動開始される場合に、電動過給機への電力が十分に確保することができ、過給の再加速要求の応答遅れが回避される。そして、電動過給機の回転数が上昇して目標回転数に到達すれば、上記電力供給手段による第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給が復帰されるので、電装品への電力を確保しつつ、電動過給機の駆動開始時の再加速要求の応答遅れを両立させて回避することができる。

そして、請求項３に記載の発明によれば、蓄電量検出手段によって検出された第２蓄電池の蓄電量が所定量以下のときは、上記請求項１に記載のような制御手段により電動過給機が駆動開始されるとき、または上記請求項２に記載のような制御手段により電動過給機が駆動中に該電動過給機がより大きく再加速要求されるときであっても、電力供給制御手段によって、第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給の抑制または停止を禁止し、第２蓄電池の蓄電量の確保を優先するようにしている。これによって、電装品の確実な作動を確保することができる。

さらに、請求項４に記載の発明によれば、電装品が第２蓄電池の電力を所定量以上消費して作動中であり、かつ、蓄電量検出手段によって検出された第２蓄電池の蓄電量が所定量以下のときは、上記請求項１に記載のような制御手段により電動過給機が駆動開始されるとき、または上記請求項２に記載のような制御手段により電動過給機が駆動中に該電動過給機がより大きく再加速要求されるときであっても、第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給の抑制及び停止を禁止し、第２蓄電池の蓄電量の確保を優先するようにしている。これによって、電装品の確実な作動を確保すると共に、作動中の電装品が不意に停止することを回避することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両１の制御システムの構成図を示し、この車両１のコントロールユニット２は、制御信号を授受するようにエンジン３等の各種機器に接続されている。エンジン３には、トランスミッション４が接続され、さらに、吸気マニホールド１０及び排気マニホールド１１が接続されている。吸気マニホールド１０は、上流側で１本の吸気管１２に合流し、該吸気管１２にはスロットルアクチュエータ１３ａに駆動される電動スロットルバルブ１３が備えられ、該スロットルバルブ１３の上流側にはインタクーラ１４、さらに上流側には電動過給機１５のモータ１６で回転駆動される圧縮機１７が備えられている。また、吸気管１２にはバイパス通路１８が備えられている。

一方、エンジン３のクランクシャフト２０に嵌挿されたプーリ２１と、モータジェネレータ２２のモータの回転軸２３に嵌挿されたプーリ２４とにベルト（あるいはチェーン）２５が巻き掛けられている。また、モータジェネレータ２２は、発電機能を有し、インバータ２６を介して電源システム２７に電気的に接続され、該電源システム２７には上記モータジェネレータ２２で発電された電力を蓄電する蓄電装置２８が内蔵されている。また、電源システム２７は、上記電動過給機１５のモータ１６と１２Ｖ電装品へ電力を供給する１２Ｖ鉛電池２９とにも接続され、電源システム２７と該鉛電池２９との間にはＤＣ／ＤＣコンバータ３０が備えられている。

上記電動過給機１５のモータ１６は、圧縮機１７を回転駆動して、これにより圧縮した空気でエンジン３を過給して、エンジン３の出力増大を図る。このとき、空気を圧縮するときに発生する熱で加圧した空気の密度が薄くなるため、充填効率が低下することがあるが、上記インタークーラ１４により圧縮機１７で加圧した空気を冷却して空気密度を増加させる。また、圧縮機１７の吸気管１２上流側から下流側に亘って設けられた上記バイパス通路１８により、エア流量が少ないときに、該バイパス通路１８を介して吸気管１２上流側にエアを戻すことによって圧縮機１７に送り込むエア流量を確保している。

一方、モータジェネレータ２２は、駆動モータとして機能するときは、エンジン３の駆動を助勢したり、あるいは単独で車両１の走行に用いられる。一方、発電機として機能するときは、発電された交流電流は、上記インバータ２６により直流電流に変換されて、電源システム２７の蓄電装置２８に蓄電される。また、駆動モータとして駆動するときには、上記インバータ２６により蓄電装置２８の直流電流が交流電流に変換されて、モータジェネレータ２２に電力が供給される。

また、電源システム２７の蓄電装置２８に蓄電された電力は、上記電動過給器１５及び１２Ｖ鉛電池２９にも供給される。このとき、電源システム２７から鉛電池２９へ供給する電圧の制御を行うためにＤＣ／ＤＣコンバータ３０が備えられている。すなわち、モータジェネレータ２２で発電されて電源システム２７の蓄電装置２８に蓄電された電力は、比較的高電圧（例えば直流４８Ｖの電流）であるため、上記ＤＣ／ＤＣコンバータ３０により例えば直流１２Ｖの電流に変換される。直流１２Ｖに変換された電力は、１２Ｖ鉛電池２９に蓄電され、ここで蓄電された電力は、エアコン等の１２Ｖ電装品に供給される。

一方、アクセルペダル４０の開度を検出するアクセル開度センサ４１、エンジン回転数を検出する回転数センサ４２、１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量を検出する電圧センサ４３が備えられており、これらの検出データ、電源システム２７の蓄電装置２８の蓄電量のデータ、及び電動過給機１５の圧縮機１７の回転数のデータ等がコントロールユニット２に入力される。そして、これらのデータに基づいて、スロットルアクチュエータ１３ａ、インバータ２６、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０、及び電動過給機１５等に入力される制御信号がコントロールユニット２により出力される。

図２は、本実施の形態に係るエンジン３の性能曲線の一例を示す。車両１の駆動源がエンジン３のみで構成される領域Ｘ（非過給領域）、エンジン３と電動過給機１５とで構成される領域Ｙ（過給領域）、エンジン３と電動過給機１５と駆動モータ２３とで構成される領域Ｚ（モータアシスト領域）が設けられ、アクセル開度に基づいて算出された目標トルクとエンジン回転数とにより特定された現在の領域に応じて、車両１の駆動源の構成を選択するようになっている。

また、この性能曲線によると、高回転領域では、エンジン３のみの駆動で最大トルクが得られ、燃費が良くなる。また、中回転領域においては、エンジン３に電動過給機１５による過給を行って駆動することによって、エンジン３のみでは得られない高トルクを確保することができる。さらに、低回転領域においては、エンジン３と電動過給機１５に加えてモータジェネレータ２２のトルクアシストによって、低回転領域で生じる電動過給機１５のサージングやエンジン３のノッキングの問題が抑制される。

図３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の制御例を示す。まず、ステップＳ１において、エンジン回転数センサ４２及びアクセル開度センサ４１により、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度αを検出する。そして、ステップＳ２において、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度αに基づいて算出された目標トルクによって、図２に示すマップにおける現在の領域Ｘ，Ｙ，Ｚを特定し、特定した領域が電動過給機１５により過給されてエンジン３が駆動される過給域Ｙ，Ｚにあれば、ステップＳ３に進み、エンジン３のみで駆動される領域ＸにあればステップＳ１に戻る。そして、ステップＳ３において、ＮＯのとき、すなわち今回初めて非過給領域Ｘから過給領域Ｙまたはモータアシスト領域Ｚに移行したときは、ステップＳ４に進む。ステップＳ４においては、１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量が所定量以上、かつ電装品による１２Ｖ鉛電池２９の電力消費が所定量以下であれば、ステップＳ５に進み、１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量が所定量以下または電装品による１２Ｖ鉛電池２９の電力消費が所定量以上であれば、ステップＳ１に戻る。そして、ステップＳ５において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が停止され、ステップＳ６に進む。

そして、ステップＳ６において、過給目標が到達か否かを判定する。この判定は、例えば電動過給機１５の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｃｏに到達したことが電動過給機１５への供給電力、またはブースト圧等により判定される。そして、ＹＥＳの場合は、ステップＳ７において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を復帰させた後、ステップＳ１に戻る。一方、ＮＯの場合は、ステップＳ８に進み、１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量が所定量以上、かつ電装品による１２Ｖ鉛電池２９の電力消費が所定量以下であれば、ステップＳ６に戻り、１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量が所定量以下または電装品による１２Ｖ鉛電池２９の電力消費が所定量以上であれば、ステップＳ９に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を復帰させた後、ステップＳ１に戻る。

一方、ステップＳ３において、前回過給領域Ｙまたはモータアシスト領域ＺであればステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、前回のアクセル開度αから今回のアクセル開度αの増分Δαを算出し、増分Δαが所定値α_０よりも大きいか否かを判定し、増分Δαが所定値α_０よりも大きければ、すなわち過給中の再加速要求があればステップＳ１１に進み、小さければステップＳ１に戻る。そして、ステップＳ１１において、１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量が所定量以上、かつ電装品による１２Ｖ鉛電池２９の電力消費が所定量以下であれば、ステップＳ１２に進み、１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量が所定量以下または電装品による１２Ｖ鉛電池２９の電力消費が所定量以上であれば、ステップＳ１に戻る。ステップＳ１２において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が停止された後、上記ステップＳ６に進む。

図４は、電動過給機１５のＯＮ／ＯＦＦ、アクセル開度α、電動過給機１５の回転数Ｎｃ、及びＤＣ／ＤＣコンバータ３０のＯＮ／ＯＦＦを示すタイムチャートである。これによると、まず、運転者によりアクセルが踏み込まれると、アクセル開度αに基づいて目標トルクが算出される。そして、時刻ｔ_１において、算出された目標トルクとエンジン回転数Ｎｅにより図２における過給域Ｙ，Ｚにあると判断されると、電動過給機１５をＯＮとすると共にＤＣ／ＤＣコンバータ３０をＯＦＦとする。そして、電動過給機１５の回転数Ｎｃが上昇し、時刻ｔ_２において、回転数Ｎｃが第１目標回転数Ｎｃｏ１に到達すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、ＯＮに復帰する。さらに、時刻ｔ_３において、運転者によりさらにアクセルが踏み込まれ、アクセル開度αの増分Δαが所定値α_０よりも大きい、すなわち再加速要求がされると、再びＤＣ／ＤＣコンバータ３０がＯＦＦとされ、回転数Ｎｃが第２目標回転数Ｎｃｏ２に到達すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０はＯＮに復帰する。

このように、本発明によれば、電動過給機１５の駆動開始時、及び過給中に再加速要求があって電動過給機１５がさらに大きく駆動するときの駆動開始時に、所定時間ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を停止させ、電源システム２７の蓄電装置２８から１２Ｖ鉛蓄電池２９への電力の供給を停止させることによって、蓄電装置２８から比較的大電圧が必要な電動過給機１５への十分な電力の供給が確保され、過給の応答遅れを回避することができる。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０によって、電源システム２７の蓄電装置２８から１２Ｖ鉛電池２９への電力供給を抑制することもでき、電装品の駆動を確保しつつ、電動過給機１５への電力を十分に確保して、過給の応答性を両立して向上することができる。

次に、本発明の第２の制御例について、図５を用いて説明する。これによると、まず、ステップＳ２１において、エンジン回転数センサ４２及びアクセル開度センサ４１により、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度αを検出する。そして、ステップＳ２２において、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度αに基づいて算出された目標トルクによって、図２に示すマップにおける現在の領域Ｘ，Ｙ，Ｚを特定し、特定した領域が電動過給機１５により過給されてエンジン３が駆動される過給域Ｙ，Ｚにあれば、ステップＳ２３に進み、エンジン３のみで駆動される領域ＸにあればステップＳ２１に戻る。そして、ステップＳ２３において、ＮＯのとき、すなわち今回初めて非過給領域Ｘから過給領域Ｙまたはモータアシスト領域Ｚに移行したときは、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４においては、１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量が所定量以上、かつ電装品による１２Ｖ鉛電池２９の電力消費が所定量以下であれば、ステップＳ２５に進み、１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量が所定量以下または電装品による１２Ｖ鉛電池２９の電力消費が所定量以上であれば、ステップＳ１に戻る。そして、ステップＳ２５において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が停止され、ステップＳ２６に進む。

そして、ステップＳ２６において、過給目標が到達か否かを判定する。この判定は、例えば電動過給機１５の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｃｏに到達したことが電動過給機１５への供給電力、またはブースト圧等により判定される。

そして、ステップＳ２６において、電動過給機１５の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｃｏに到達すると、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の復帰の条件を満たすか否かの判定を行う。すなわち、電源システム２７の蓄電装置２８の蓄電量Ｑ１が所定量Ｑ１′よりも大きければステップＳ２８に進み、蓄電量Ｑ１が所定量Ｑ１′よりも小さければモータジェネレータ２２の発電による蓄電装置２８への電力供給により該蓄電装置の蓄電量Ｑ１を増やし、上記条件を満たすまで判定を繰り返す。そして、ステップＳ２８において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を復帰させた後、ステップＳ２１に戻る。

一方、ステップＳ２６においてＮＯの場合は、ステップＳ２９に進み、１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量が所定量以上、かつ電装品による１２Ｖ鉛電池２９の電力消費が所定量以下であれば、ステップＳ２６に戻り、１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量が所定量以下または電装品による１２Ｖ鉛電池２９の消費電力が所定量以上であれば、ステップＳ３０に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を復帰させた後、ステップＳ２１に戻る。

一方、ステップＳ２３において、前回過給領域Ｙまたはモータアシスト領域ＺであればステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、前回のアクセル開度αから今回のアクセル開度αの増分Δαを算出し、増分Δαが所定値α_０よりも大きいか否かを判定し、増分Δαが所定値α_０よりも大きければ、すなわち過給中の再加速要求があればステップＳ３２に進み、小さければステップＳ２１に戻る。そして、ステップＳ３２において、１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量が所定量以上、かつ電装品による１２Ｖ鉛電池２９の電力消費が所定量以下であれば、ステップＳ３３に進み、１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量が所定量以下または電装品による１２Ｖ鉛電池２９の電力消費が所定量以上であれば、ステップＳ２１に戻る。ステップＳ３３において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が停止された後、上記ステップＳ２６に進む。

これによると、電動過給機１５の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｃｏに到達した後、電源システム２７の蓄電装置２８の蓄電量Ｑ１が所定量Ｑ１′よりも大きいことを条件としてＤＣ／ＤＣコンバータ３０を復帰させることによって、蓄電装置２８の蓄電量Ｑ１が少ないときにＤＣ／ＤＣコンバータ３０を復帰させて蓄電装置２８の蓄電量がさらに低減することを防止することができる。

次に、本発明の第３の制御例について、図６を用いて説明する。これによると、まず、ステップＳ４１において、エンジン回転数センサ４２及びアクセル開度センサ４１により、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度αを検出する。そして、ステップＳ４２において、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度αに基づいて算出された目標トルクによって、図２に示すマップにおける現在の領域Ｘ，Ｙ，Ｚを特定し、特定した領域が過給領域Ｙまたはモータアシスト領域Ｚにあれば、ステップＳ４３に進み、非過給領域領域ＸにあればステップＳ４１に戻る。

ステップＳ４３では、電源システム２７の蓄電装置２８の蓄電量Ｑ１及び１２Ｖ鉛電池の蓄電量Ｑ２に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の停止時間Ｉｎｔを設定する。すなわち、蓄電装置２８の蓄電量Ｑ１が少ない場合、または１２Ｖ蓄電装置２９の蓄電量Ｑ２が多い場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の停止時間Ｉｎｔを長く設定して、電動過給機１５に供給される電力を確保する。逆に、蓄電装置２８の蓄電量Ｑ１が多い場合、または１２Ｖ蓄電装置２９の蓄電量Ｑ２が少ない場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の停止時間Ｉｎｔを短く設定する。さらに、図７に示すように、１２Ｖ蓄電装置２９の蓄電量Ｑ２が所定量Ｑ２′よりも小さいときは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の停止時間Ｉｎｔを零に設定して、実質ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の停止は行わないようにしている。

そして、ステップＳ４４においてＤＣ／ＤＣコンバータ３０が停止され、ステップＳ４５において、上記ステップＳ４３で設定された停止時間Ｉｎｔが経過するまで判定を繰り返し、この停止時間Ｉｎｔが経過するとステップＳ４６に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を復帰させて、ステップＳ４１に戻る。

図８は、第３の制御例に係るタイムチャートを示す。これによると、時刻ｔ_１′において、算出された目標トルクとエンジン回転数Ｎｅにより現在図２における過給域Ｙ，Ｚにあると判断されると、電動過給機１５をＯＮとすると共にＤＣ／ＤＣコンバータ３０をＯＦＦとする。そして、電動過給機１５の回転数Ｎｃが上昇し、時刻ｔ_２′において、目標回転数Ｎｃｏよりやや低い基準回転数Ｎｃｏ′に到達すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、ＯＮに復帰する。ここで、上記基準回転数Ｎｃｏ′は、電動過給機１５の目標回転数Ｎｃｏの例えば６０〜７０％の回転数に設定されており、実回転数Ｎｃがこの基準回転数Ｎｃｏ′に到達すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０がＯＮに復帰するように停止時間Ｉｎｔが設定されている。ただし、前述のように、電源システム２７の蓄電装置２８及び１２Ｖ鉛電池の蓄電量Ｑ１，Ｑ２に応じて、基準回転数Ｎｃｏ′の目標回転数Ｎｃｏに対する割合を増減変更して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の停止時間を変更設定するようにしている。

これによって、電源システム２７の蓄電装置２８の蓄電量Ｑ１が十分にあり、または１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量Ｑ２が少ない場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の停止時間Ｉｎｔを短く設定することにより、１２Ｖ鉛蓄電池２９の蓄電量Ｑ２を確保して、電装品の確実な作動を確保することができる。逆に、電源システム２７の蓄電装置２８の蓄電量Ｑ１が少なく、または１２Ｖ鉛電池２９の蓄電量Ｑ２が十分にある場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の停止時間Ｉｎｔを長く設定することにより、蓄電装置２８の蓄電量Ｑ２を確保して、電動過給機１５の確実な作動を確保することができる。

本発明は、電装品用の第２蓄電池への電力供給に起因して、第１蓄電池を電源とする電動過給機の過給の応答遅れを回避した電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置を提供するもので、電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置、より詳しくは、エンジンの出力増大を図るための電動過給機と、車両の動力源として働く駆動モータとを併せて備え、これらの駆動をエンジンの運転状態に応じて切り換えるように構成された車両の制御装置の技術分野に広く好適である。

本発明の実施の形態に係る車両の制御システム図である。車両の性能曲線及び運転領域の説明図である。ＤＣ／ＤＣコンバータの制御を示すフローチャートである。電動過給機による過給時のタイムチャートである。本発明の第２の制御例に係るＤＣ／ＤＣコンバータの制御を示すフローチャートである。本発明の第３の制御例に係るＤＣ／ＤＣコンバータの制御を示すフローチャートである。同１２Ｖ鉛電池の蓄電量に対するＤＣ／ＤＣコンバータの停止時間を示すグラフである。同電動過給機による過給時のタイムチャートである。

符号の説明

１車両
２コントロールユニット（制御手段、電力供給制御手段）
３エンジン
１５電動過給機
２２モータジェネレータ（駆動モータ、発電機）
２８蓄電装置（第１蓄電池）
２９１２Ｖ鉛電池（第２蓄電池）
３０ＤＣ／ＤＣコンバータ（電力供給手段）
４１アクセル開度センサ（エンジン負荷検出手段）
４２回転数センサ（エンジン回転数検出手段）
４３電圧センサ（蓄電量検出手段）

Claims

電動過給機と、動力源としての駆動モータとを有すると共に、エンジン負荷としてアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、これらの検出手段の検出結果に応じて上記電動過給機及び駆動モータを制御する制御手段とを有する電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置であって、エンジンにより駆動される発電機と、該発電機で発電された電力を蓄電すると共に上記電動過給機及び駆動モータに電力を供給する第１蓄電池と、該第１蓄電池から電力を供給されて上記電動過給機及び駆動モータよりも駆動電力の小さな電気負荷へ電力を供給する第２蓄電池とが設けられていると共に、上記第１蓄電池から上記第２蓄電池へ電力を供給する電力供給手段と、上記アクセル開度検出手段によりアクセルの踏み込みが検出されて上記制御手段により上記電動過給機が駆動開始されたときに、上記電力供給手段による第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給を抑制または停止すると共に、電動過給機の回転数が上昇して目標回転数又は目標回転数よりやや低い回転数に到達したときに、上記電力供給手段による第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給を復帰させる電力供給制御手段とが備えられていることを特徴とする電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置。
電動過給機と、動力源としての駆動モータとを有すると共に、エンジン負荷としてアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、これらの検出手段の検出結果に応じて上記電動過給機及び駆動モータを制御する制御手段とを有する電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置であって、エンジンにより駆動される発電機と、該発電機で発電された電力を蓄電すると共に上記電動過給機及び駆動モータに電力を供給する第１蓄電池と、該第１蓄電池から電力を供給されて上記電動過給機及び駆動モータよりも駆動電力の小さな電気負荷へ電力を供給する第２蓄電池とが設けられていると共に、上記第１蓄電池から上記第２蓄電池へ電力を供給する電力供給手段と、上記制御手段により上記電動過給機が駆動中に、上記アクセル開度検出手段によりアクセル開度が所定量以上増加したことが検出されて該電動過給機がより大きく駆動されるときに、上記電力供給手段による第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給を抑制または停止すると共に、電動過給機の回転数が上昇して目標回転数に到達したときに、上記電力供給手段による第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給を復帰させる電力供給制御手段とが備えられていることを特徴とする電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置。
第２蓄電池の蓄電量を検出する蓄電量検出手段が備えられ、電力供給制御手段は、該検出手段で検出される蓄電池の蓄電量が所定量以下のときは、第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給の抑制または停止を禁止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置。
第２蓄電池の蓄電量を検出する蓄電量検出手段が備えられ、電力供給制御手段は、該検出手段で検出される蓄電池の蓄電量が所定量以下で、かつ電気負荷が第２蓄電池からの電力を所定量以上消費しているときは、第１蓄電池から第２蓄電池への電力供給の抑制または停止を禁止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動過給機付エンジンを備えた車両の制御装置。