JP4023443B2 - 電動過給機を備えたパワートレインの制御装置 - Google Patents
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Description
車両走行のための駆動源となるエンジンに連結され、エンジンの駆動力をアシストする走行モータとしての機能とエンジンにより駆動される発電機としての機能とが選択的に行われるモータ発電機と、
エンジンの吸気を過給するための電動過給機と、
エンジンにより駆動されるエンジン補機と、
前記モータ発電機および電動過給機を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電動過給機を休止させてエンジンを自然吸気運転している非過給状態から、加速要求によって該電動過給機を作動させる過給状態へ移行する過渡時に、前記モータ発電機を発電機として機能させて該モータ発電機で発電された電力を該電動過給機に供給すると共に、エンジン補機の負荷を低減させる制御を行うように設定されている、
ようにしてある。
車両走行のための駆動源となるエンジンに連結され、エンジンの駆動力をアシストする走行モータとしての機能とエンジンにより駆動される発電機としての機能とが選択的に行われるモータ発電機と、
エンジンの吸気を過給するための電動過給機と、
エンジンにより駆動されるエンジン補機と、
前記モータ発電機での発電電力を蓄えると共に、該モータ発電機および前記電動過給機に対する電力供給源となる蓄電装置と、
エンジン負荷に関するパラメータを検出する負荷検出手段と、
エンジン回転数に関するパラメータを検出する回転数検出手段と、
前記負荷検出手段で検出されたエンジン負荷と前記回転数検出手段で検出されたエンジン回転数とに基づいて、前記モータ発電機および電動過給機を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電動過給機を休止させてエンジンを自然吸気運転している非過給状態から、加速要求によって該電動過給機を作動させる過給状態へ移行する過渡時に、前記モータ発電機を発電機として機能させて該モータ発電機で発電された電力を該電動過給機に供給すると共に、エンジン補機の負荷を低減させる制御を行うように設定されている、
ようにしてある。
エンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとして、前記電動過給機を休止させてエンジンを自然吸気運転させる非過給領域と、該電動過給機を作動させてエンジンを過給運転させる過給領域とがあらかじめ設定され、
前記制御手段は、現在の運転状態が前記非過給領域のうち前記過給領域付近にあるときに前記加速要求が検出されたときに、前記過渡時であると判断して、前記モータ発電機からの発電電力を前記電動過給機に供給すると共に、前記エンジン補機の負荷を低減させる制御を行うように設定されている、
ようにすることができる(請求項3対応)。この場合、電動過給機の駆動が開始される状態になることを極力すみやかに検出して、加速応答性をより一層高める上で好ましいものとなる。
前記エンジン補機の作動状態に応じて、該エンジン補機がとり得る負荷低減の度合いとなる負荷低減度合いを判定する制御と、
エンジンの運転状態に基づいて、前記電動過給機へ供給する目標供給電力とを決定する制御と、
前記判定された負荷低減度合いによって得られる前記モータ発電機の発電電力が前記目標供給電力よりも小さいときは、該判定された負荷低減度合いでもってエンジン補機の負荷を低減させると共に、エンジンの空燃比を一時的にリッチにするリッチ補正の制御を行って、該エンジン補機の負荷低減と空燃比のリッチ化によって得られるトルク増大分を消費するように該モータ発電機での発電を行わせる制御を行う、
ように設定されている、
ようにすることができる(請求項8対応)。この場合、エンジン補機の作動状態によっては、エンジン補機を完全にOFF(遮断で駆動停止)することが難しいあるいは困難な場合もあるが、無理のない範囲で負荷低減できる程度を判定して、この判定された程度の負荷低減を行うので、エンジン補機の負荷低減に起因する悪影響を防止する上で好ましいものとなる。そして、エンジン補機の負荷低減だけでは不足する発電のためのトルクを、空燃比のリッチ化によって補って、電動過給機に十分な電力を供給して、加速応答性も満足させることができる。
エンジンの運転状態に基づいて、前記過渡時に前記電動過給機へ供給する目標供給電力を決定する制御と、
前記エンジン補機の負荷低減によるトルク増大分に対応して得られる前記モータ発電機の発電電力を決定する制御と、
前記発電電力が前記目標供給電力よりも大きいときは、該目標供給電力分だけ前記モータ発電機から前記電動過給機に電力を供給すると共に、該発電電力と目標供給電力との差分となる余裕電力を前記蓄電装置に蓄電させる制御と、
前記発電電力が前記目標供給電力よりも小さいときは、該発電電力と目標供給電力との差分となる不足電力をエンジンの空燃比を一時的にリッチにして該空燃比のリッチ化によって得られるトルク増大分によって該発電電力を増大させて、該目標電力を前記電動過給機に供給する制御と、
を行うように設定されている、
ようにすることができる(請求項9対応)。この場合、請求項8に対応した効果を得つつ、発電された余裕電力を無駄にすることなく蓄電させておくことができる。
前記運転領域が、低目標トルクまたは高回転となる第1領域と、高目標トルクかつ中回転となる第2領域と、高目標トルクかつ低回転となる第3領域との3つの領域に分けられており、
前記制御手段は、前記第1領域では、前記モータ発電機および電動過給機による駆動アシストを禁止し、前記第2領域では該電動過給機のみによる駆動アシストを実行させ、前記第3領域では該モータ発電機と電動過給機との両方の駆動アシストを実行させるように制御するように設定されている、
ようにすることができる(請求項12対応)。
前記第2領域と第3領域との境となる第2境界特性線が、エンジン回転数が増大するのに伴って目標トルクが急激に大きくなるように設定されている、
ようにすることができる(請求項13対応)。
この場合、第1境界特性線の設定によって、必要なトルクを、電動過給機による駆動アシストが行われない自然吸気運転されるエンジンによってのみ得る頻度を増大させて、つまり電動過給機による駆動アシストが極力行われないようにして、省燃費の上で好ましいものとなる。また、第2境界特性線の設定によって、低回転域での駆動アシストを、極力モータ発電機によって行うようにして、低回転域で電動過給機を運転した場合に生じやすい問題をより一層十分に解決する上で好ましいものとなる。
この場合、自然吸気運転されるエンジンの最大トルク発生回転数が十分に高回転側にシフトしたものとして、より十分に省燃費を図る上で好ましいものとなる。
4:モータ
5:電動過給機
11:モータ発電機
15:蓄電装置
20:アクセル開度センサ
21:エンジン回転センサ
40:自動変速機
50:コントロールユニット
Claims (14)
- 車両走行のための駆動源となるエンジンに連結され、エンジンの駆動力をアシストする走行モータとしての機能とエンジンにより駆動される発電機としての機能とが選択的に行われるモータ発電機と、
エンジンの吸気を過給するための電動過給機と、
エンジンにより駆動されるエンジン補機と、
前記モータ発電機および電動過給機を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電動過給機を休止させてエンジンを自然吸気運転している非過給状態から、加速要求によって該電動過給機を作動させる過給状態へ移行する過渡時に、前記モータ発電機を発電機として機能させて該モータ発電機で発電された電力を該電動過給機に供給すると共に、エンジン補機の負荷を低減させる制御を行うように設定されている、
ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。 - 車両走行のための駆動源となるエンジンに連結され、エンジンの駆動力をアシストする走行モータとしての機能とエンジンにより駆動される発電機としての機能とが選択的に行われるモータ発電機と、
エンジンの吸気を過給するための電動過給機と、
エンジンにより駆動されるエンジン補機と、
前記モータ発電機での発電電力を蓄えると共に、該モータ発電機および前記電動過給機に対する電力供給源となる蓄電装置と、
エンジン負荷に関するパラメータを検出する負荷検出手段と、
エンジン回転数に関するパラメータを検出する回転数検出手段と、
前記負荷検出手段で検出されたエンジン負荷と前記回転数検出手段で検出されたエンジン回転数とに基づいて、前記モータ発電機および電動過給機を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電動過給機を休止させてエンジンを自然吸気運転している非過給状態から、加速要求によって該電動過給機を作動させる過給状態へ移行する過渡時に、前記モータ発電機を発電機として機能させて該モータ発電機で発電された電力を該電動過給機に供給すると共に、前記エンジン補機の負荷を低減させる制御を行うように設定されている、
ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。
- 請求項2において、
エンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとして、前記電動過給機を休止させてエンジンを自然吸気運転させる非過給領域と、該電動過給機を作動させてエンジンを過給運転させる過給領域とがあらかじめ設定され、
前記制御手段は、現在の運転状態が前記非過給領域のうち前記過給領域付近にあるときに前記加速要求が検出されたときに、前記過渡時であると判断して、前記モータ発電機からの発電電力を前記電動過給機に供給すると共に、前記エンジン補機の負荷を低減させる制御を行うように設定されている、
ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、
前記制御手段は、前記エンジン補機の負荷低減によるトルク増大分を消費するように前記モータ発電機の発電を行わせる制御を行うように設定されている、ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。 - 請求項2または請求項3において、
前記制御手段は、前記エンジン補機の負荷低減に伴うトルク増大分に対応した発電電力が前記電動過給機に供給する電力よりも大きいときは、発電した余裕電力を前記蓄電装置に蓄電させる制御を行うように設定されている、ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。 - 請求項2または請求項3において、
前記制御手段は、エンジン回転数が大きいときはエンジン回転数が小さいときに比して、前記モータ発電機から前記電動過給機へ供給する供給電力が大きくなるように制御すると共に、該モータ発電機の発電電力が該電動過給機への供給電力よりも大きいときは、発電した余剰電力を前記蓄電装置に蓄電させる制御を行うように設定されている、ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。 - 請求項2ないし請求項6のいずれか1項において、
前記蓄電装置の蓄電量小さいときは蓄電量が大きいときに比して、前記モータ発電機から前記電動過給機へ供給する供給電力が大きくなるように制御するように設定されている、ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか1項において、
前記制御手段は、前記過渡時に、
前記エンジン補機の作動状態に応じて、該エンジン補機がとり得る負荷低減の度合いとなる負荷低減度合いを判定する制御と、
エンジンの運転状態に基づいて、前記電動過給機へ供給する目標供給電力とを決定する制御と、
前記判定された負荷低減度合いによって得られる前記モータ発電機の発電電力が前記目標供給電力よりも小さいときは、該判定された負荷低減度合いでもってエンジン補機の負荷を低減させると共に、エンジンの空燃比を一時的にリッチにするリッチ補正の制御を行って、該エンジン補機の負荷低減と空燃比のリッチ化によって得られるトルク増大分を消費するように該モータ発電機での発電を行わせる制御を行う、
ように設定されている、
ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。 - 請求項2ないし請求項7のいずれか1項において、
前記制御手段は、前記過渡時に、
エンジンの運転状態に基づいて、前記過渡時に前記電動過給機へ供給する目標供給電力を決定する制御と、
前記エンジン補機の負荷低減によるトルク増大分に対応して得られる前記モータ発電機の発電電力を決定する制御と、
前記発電電力が前記目標供給電力よりも大きいときは、該目標供給電力分だけ前記モータ発電機から前記電動過給機に電力を供給すると共に、該発電電力と目標供給電力との差分となる余裕電力を前記蓄電装置に蓄電させる制御と、
前記発電電力が前記目標供給電力よりも小さいときは、該発電電力と目標供給電力との差分となる不足電力をエンジンの空燃比を一時的にリッチにして該空燃比のリッチ化によって得られるトルク増大分によって該発電電力を増大させて、該目標供給電力を前記電動過給機に供給する制御と、
を行うように設定されている、
ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。 - 請求項8または請求項9において、
前記目標供給電力が、前記モータ発電機からの発電電力を前記電動過給機へ供給する供給時間と供給電力とをパラメータとして設定される、ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。 - 請求項10において、
前記モータ発電機から電動過給機への供給電力は、初期時にはもっとも大きい値とされ、その後徐々に小さくなるように設定される、ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。 - 請求項1ないし請求項11のいずれか1項において、
エンジン回転数と、アクセル開度に応じて設定されるエンジン負荷としての目標トルクとをパラメータとして運転領域があらかじめ設定され、
前記運転領域が、低目標トルクまたは高回転となる第1領域と、高目標トルクかつ中回転となる第2領域と、高目標トルクかつ低回転となる第3領域との3つの領域に分けられており、
前記制御手段は、前記第1領域では、前記モータ発電機および電動過給機による駆動アシストを禁止し、前記第2領域では該電動過給機のみによる駆動アシストを実行させ、前記第3領域では該モータ発電機と電動過給機との両方の駆動アシストを実行させるように制御するように設定されている、
ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。 - 請求項12において、
前記第1領域と第2領域との境となる第1境界特性線が、前記モータ発電機と電動過給機との駆動アシストなしの状態で自然吸気運転されたエンジンのトルク曲線に対応するように設定され、
前記第2領域と第3領域との境となる第2境界特性線が、エンジン回転数が増大するのに伴って目標トルクが急激に大きくなるように設定されている、
ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。 - 請求項13において、
前記モータ発電機および電動過給機の駆動アシストなしの状態で自然吸気運転されたエンジンの最大トルクの発生回転数が、前記第2領域における最大回転数付近となるように設定されている、
ことを特徴とする電動過給機を備えたパワートレインの制御装置。
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