JP5724891B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

従来、内燃機関と、制御装置によって変速比を制御可能な変速機（例えばＣＶＴ、ＡＴ等）とを有する車両が知られている。例えば特許文献１には、変速機としてＣＶＴを備えた車両が開示されている。また従来、内燃機関の廃熱を利用して駆動することで内燃機関の出力を補助する補助出力装置が知られている。このような補助出力装置として、例えば特許文献２には、内燃機関の廃熱によって生成された蒸気が導入されることで駆動する膨張機と、膨張機の出力を内燃機関に伝達する出力伝達装置とを備える補助出力装置が開示されている。この補助出力装置によれば、内燃機関の廃熱を内燃機関の出力の補助として利用することができ、以って内燃機関の燃費を向上させることができる。

特開２０１０−１４９６９６号公報 特開２０１１−１４９３７３号公報

特許文献１に示すような変速機を備える車両に、特許文献２に係る補助出力装置を適用した場合、運転者から内燃機関に要求される要求出力の上昇速度が基準値以上となる過渡時においては、補助出力装置の出力変化が内燃機関の出力変化に遅れるおそれがある。この場合、内燃機関の燃費を良好にすることが困難になるおそれがある。

本発明は、過渡時において内燃機関の燃費を良好にしつつ要求出力の増加に対処することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両の制御装置は、内燃機関の変速機と、前記内燃機関の廃熱を利用して駆動することで前記内燃機関の出力を補助する補助出力装置と、を備える車両を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記内燃機関に要求される要求出力の上昇速度が基準値以上となる過渡時において、前記補助出力装置の出力である補助出力を取得するとともに取得した前記補助出力に基づいて、前記補助出力を取得した時点である取得時点よりも所定時間後の時点における前記補助出力の推定値を算出し、前記要求出力から前記推定値を減じた出力である出力不足量を前記内燃機関の出力の増加によって補うように前記内燃機関を制御するとともに、出力が増加した後の前記内燃機関の出力に合った前記変速機の変速比になるように前記変速機を制御する。

本発明に係る車両の制御装置によれば、過渡時において、内燃機関に要求される要求出力から補助出力の推定値を減じた出力である出力不足量を内燃機関の出力増加で補えるとともに、出力が増加した後の内燃機関の出力に合った変速機の変速比にすることができることから、内燃機関の燃費を良好にすることができる。よって本発明に係る車両の制御装置によれば、過渡時において内燃機関の燃費を良好にしつつ要求出力の増加に対処することができる。

上記構成は、前記取得時点における前記補助出力が前記所定時間後の時点において前記補助出力の目標値にどの程度近づくかを示す第１の指標を予め記憶した記憶部を備え、前記制御部は、前記推定値を算出するにあたり、さらに前記第１の指標を用いて前記推定値を算出し、前記制御部は、前記過渡時において、さらに前記取得時点よりも前記所定時間前の時点における前記補助出力に基づいて前記取得時点において前記補助出力が前記目標値にどの程度近づいたかを示す第２の指標を算出し、前記第２の指標と前記第１の指標との差の絶対値が所定値より大きい場合に、算出された前記推定値を補正してもよい。

補助出力装置に経年変化が生じた場合、補助出力の上昇速度が初期値に比較して低下または上昇するというように、補助出力の特性が変化することが考えられる。この場合、第２の指標と第１の指標との差の絶対値が大きくなると考えられる。仮にこのような場合において、補助出力の推定値を補正しない場合、補助出力装置の経年変化を考慮した適切な変速機の制御がされないことになる結果、燃費が悪化するおそれがある。これに対して上記構成によれば、補助出力装置に経年変化が生じた場合でも、経年変化が生じた結果、第２の指標と第１の指標との差の絶対値が所定値より大きくなった場合には、補助出力の推定値を補正することができる。それにより、補助出力装置の経年変化を考慮して変速機を適切に制御することができる。その結果、補助出力装置の経年変化に伴う燃費の悪化を抑制することができる。

上記構成において、前記補助出力装置は、前記内燃機関の廃熱によって生成された蒸気が導入されることで駆動する膨張機と、前記膨張機の出力を前記内燃機関に伝達する出力伝達装置と、を備え、前記制御部は、前記膨張機に導入される前記蒸気の量に基づいて前記推定値を補正してもよい。

この構成によれば、補助出力装置は内燃機関の廃熱を利用して駆動することで内燃機関の出力を補助することができる。また、膨張機に導入される蒸気の量に応じて補助出力は変化すると考えられるが、この構成によれば、制御部は膨張機に導入される蒸気の量に基づいて補助出力の推定値を補正することから、補助出力の推定値を高精度で補正することができる。

上記構成において、前記制御部は、１から前記第１の指標を減じた値を、前記目標値から前記取得時点における前記補助出力を減じた値に掛けることで得られた値に、前記取得時点における前記補助出力を加算することで得られた値を前記推定値とすることで、前記推定値を算出してもよい。この構成によれば、推定値の算出の演算が発散することを防止できる。

上記構成において、前記制御部は、前記取得時点における前記補助出力から前記取得時点よりも前記所定時間前の時点における前記補助出力を減じた値を前記目標値から前記所定時間前の時点における前記補助出力を減じた値で除することで得られた値を１から減じることで得られた値を前記第２の指標とすることで、前記第２の指標を算出してもよい。

本発明によれば、過渡時において内燃機関の燃費を良好にしつつ要求出力の増加に対処することができる車両の制御装置を提供することができる。

図１は、実施例１に係る制御装置が適用される車両を示す模式図である。 図２は、タービン、電磁クラッチおよびタービンプーリの構成を説明するための模式図である。 図３は、内燃機関の燃費と内燃機関の出力との関係を示す模式図である。 図４は、実施例１に係る制御装置が過渡時において行う制御のフローチャートの一例を示す図である。 図５は、実施例１に係る制御装置が過渡時において行う制御のタイミングチャートの一例を示す図である。 図６は、実施例２に係る制御装置が過渡時において行う制御のフローチャートの一例を示す図である。 図７は、実施例２に係る制御装置が補正係数を取得する場合および異常判定を行う場合のフローチャートの一例を示す図である。 図８は、実施例３に係る制御装置が適用される車両を示す模式図である。 図９は、実施例３に係る制御装置が過渡時に行う制御のフローチャートの一例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。

本発明の実施例１に係る車両の制御装置２００について説明する。まず制御装置２００が適用される車両５の全体構成について説明し、次いで制御装置２００の詳細について説明する。図１は、実施例１に係る制御装置２００が適用される車両５を示す模式図である。車両５は、内燃機関１０と、変速機２０と、補助出力装置３０と、アクセル１００と、各種センサと、制御装置２００とを備えている。

本実施例に係る内燃機関１０はガソリンエンジンである。但し、内燃機関１０の種類はこれに限定されるものではなく、ディーゼルエンジンその他のエンジンであってもよい。内燃機関１０は、シリンダブロック１１と、シリンダヘッド１２と、ピストン１３と、コンロッド１４と、クランクシャフト１５と、クランクプーリ１６とを備えている。

シリンダブロック１１には気筒が形成されている。本実施例において、気筒の数は一つである。但し気筒の数は、これに限定されるものではなく、複数であってもよい。シリンダヘッド１２は、シリンダブロック１１の上方に配置されている。なお、本実施例において上方および下方は、必ずしも重力方向における上方および下方と一致している必要はない。例えば、本実施例における上方および下方は水平方向であってもよい。ピストン１３は、気筒に配置されている。シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とピストン１３とによって囲まれた領域に、燃焼室１７が形成されている。燃焼室１７は、混合気（空気と内燃機関１０が有する燃料噴射弁から噴射された燃料とが混合した気体）が燃焼するための空間である。

コンロッド１４は、クランクシャフト１５とピストン１３とを連結する連結部材である。ピストン１３の気筒内における上下方向の運動はコンロッド１４を介してクランクシャフト１５に伝達され、クランクシャフト１５は回転する。クランクプーリ１６は、クランクシャフト１５に接続されている。クランクシャフト１５が回転した場合、クランクプーリ１６はクランクシャフト１５と同期して回転する。

シリンダブロック１１の気筒の周囲には、冷媒が通過するための内部通路であるウォータジャケット１８ａが形成されている。また、シリンダヘッド１２にも冷媒が通過するための内部通路であるウォータジャケット１８ｂが形成されている。本実施例に係るウォータジャケット１８ａ，１８ｂは、冷媒がウォータジャケット１８ａを通過後にウォータジャケット１８ｂを通過するように、互いに接続されている。但しウォータジャケット１８ａ，１８ｂの接続態様はこれに限定されるものではない。冷媒がウォータジャケット１８ａおよびウォータジャケット１８ｂを流動することで、内燃機関１０は冷媒によって冷却される。冷媒としては、水、不凍液等、内燃機関１０を冷却可能な液体を用いることができる。本実施例においては、冷媒の一例として水を用いる。

変速機２０は、内燃機関１０のクランクシャフト１５に接続されている。変速機２０は、内燃機関１０の回転速度を所定の回転速度に変更して、車両５が有する車軸（車輪を回転させるための軸）に伝達する装置である。変速機２０として、制御装置２００によって変速比を制御可能な変速機を用いることができる。本実施例においては変速機２０の一例として、ベルト、チェーン等とプーリーとの組み合わせによって入力軸からの変速比を無段階的に連続変化させて伝達する可能なＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；無段変速機）を用いる。但し、変速機２０の構成はこれに限定されるものではなく、ＣＶＴに代えて、例えばトルクコンバータと遊星歯車との組み合わせによって変速比を変更可能なＡＴ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；オートマチックトランスミッション）を用いてもよい。

補助出力装置３０は、内燃機関１０の廃熱を利用して駆動することで内燃機関１０の出力を補助する装置である。このような機能を有する装置であれば、補助出力装置３０の具体的構成は特に限定されるものではないが、本実施例においては一例として、ランキンサイクルを形成しつつ内燃機関１０の出力を補助する補助出力装置を用いる。具体的には本実施例に係る補助出力装置３０は、過熱器３５と、タービン４０と、電磁クラッチ５０と、タービンプーリ６０と、タービンプーリ６０とクランクプーリ１６とに巻き掛けられたベルト６５と、凝縮器７０と、ポンプ７５と、冷媒が通過する通路である流体通路８０およびバイパス通路８５と、三方弁９０とを備えている。

流体通路８０は、過熱器３５とタービン４０と凝縮器７０とポンプ７５とを連通している。また流体通路８０の過熱器３５よりも冷媒の流動方向上流側はシリンダヘッド１２のウォータジャケット１８ｂに接続し、流体通路８０のポンプ７５よりも冷媒の流動方向下流側はシリンダブロック１１のウォータジャケット１８ａに接続している。その結果、車両５において、ウォータジャケット１８ｂ、流体通路８０およびウォータジャケット１８ａは、冷媒が通過するループ状の流体循環通路を構成している。

バイパス通路８５は、過熱器３５を経由後の冷媒をタービン４０をバイパスさせて凝縮器７０へ導く通路である。本実施例においては、流体通路８０の過熱器３５とタービン４０との間の部分に三方弁９０が配置されており、バイパス通路８５は三方弁９０と流体通路８０のタービン４０と凝縮器７０との間の部分とを接続している。三方弁９０は、過熱器３５を経由した冷媒の導入先をタービン４０とバイパス通路８５との間で切り替える切替弁としての機能を有している。

過熱器３５は、流体通路８０を通過して過熱器３５に導入された冷媒を内燃機関１０の廃熱によって加熱することで蒸気にする装置である。本実施例に係る過熱器３５は、内燃機関１０の廃熱の一例として、内燃機関１０の排気の熱を用いている。この場合、過熱器３５には内燃機関１０の排気の少なくとも一部が導入されている。過熱器３５は排気の熱と冷媒の熱との間で熱交換することで、冷媒を加熱して蒸気にしている。

タービン４０には、過熱器３５を経由後の冷媒が流体通路８０を介して導入される。タービン４０は、タービン４０に導入された冷媒の蒸気のエネルギを受けて駆動する装置である。タービン４０を経由することで蒸気は膨張する。すなわちタービン４０は、内燃機関１０の廃熱によって生成された蒸気が導入されることで駆動する膨張機としての機能を有している。なお、内燃機関１０の廃熱によって生成された蒸気が導入されることで駆動可能な装置であれば、補助出力装置３０は、膨張機としてタービン４０以外の装置を備えていてもよい。

図２は、タービン４０、電磁クラッチ５０およびタービンプーリ６０の構成を説明するための模式図である。タービン４０は、タービンケース４１と、タービンホイール４２と、タービンホイール４２に一端が接続した出力軸４３とを備えている。タービンホイール４２には、導入口４４および導出口４５が形成されている。導入口４４および導出口４５には、図１に示す流体通路８０が接続されている。過熱器３５を経由後の冷媒の蒸気は、流体通路８０を通過して導入口４４からタービンケース４１の内部に流入し、タービンホイール４２に導入される。タービンホイール４２は、冷媒の蒸気を受けて回転する部材である。タービンホイール４２が回転すると、タービンホイール４２に接続した出力軸４３も回転する。タービンホイール４２を経由後の冷媒の蒸気は、導出口４５から排出されて流体通路８０を経由して凝縮器７０に導入される。

電磁クラッチ５０は、コイル５１およびロータ５２を備えている。タービンプーリ６０は、ロータ５２に結合している。コイル５１への通電および通電の停止は制御装置２００が制御する。コイル５１が通電した場合、出力軸４３とロータ５２との間に封入された電磁粒子が結合し、その結果、出力軸４３とロータ５２とは係合する。それにより、出力軸４３の回転をロータ５２を介してタービンプーリ６０に伝達することができる。図１に示すようにベルト６５は、タービンプーリ６０とクランクプーリ１６とに巻き掛けられており、その結果、タービンプーリ６０は、ベルト６５を介してクランクプーリ１６と連結されている。したがって、制御装置２００がコイル５１を通電させた場合、タービン４０の出力軸４３と内燃機関１０のクランクシャフト１５とは、ロータ５２、タービンプーリ６０、ベルト６５およびクランクプーリ１６を介して連結されることになる。その結果、タービンホイール４２の回転は、内燃機関１０のクランクシャフト１５に伝達される。

このように本実施例に係る電磁クラッチ５０、タービンプーリ６０、ベルト６５およびクランクプーリ１６は、タービン４０の出力をクランクシャフト１５に伝達する出力伝達装置としての機能を有している。タービン４０の出力がクランクシャフト１５に伝達されることで、クランクシャフト１５の回転をアシストすることができる。その結果、内燃機関１０の出力が補助される。

図１に示すように、凝縮器７０は、凝縮器７０に導入された冷媒の蒸気成分を凝縮させることで液化させる装置である。本実施例に係る凝縮器７０は、冷媒の蒸気成分を大気と熱交換させることで冷却して液相の冷媒に変化させている。凝縮器７０の具体的な種類は特に限定されるものではないが、一例としてラジエータを用いることができる。ポンプ７５は、制御装置２００に制御されることで駆動して、流体通路８０の冷媒をウォータジャケット１８ａに圧送する装置である。内燃機関１０の冷媒が過熱器３５で蒸気化された後に、タービン４０を駆動し、次いで凝縮器７０において液化された後にポンプ７５によって圧送されて内燃機関１０に戻ることで、補助出力装置３０の過熱器３５、タービン４０、凝縮器７０およびポンプ７５はランキンサイクルを形成している。

アクセル１００は、車両５の運転者によって操作されるペダルである。各種センサは、制御装置２００の動作に必要な情報を検出するセンサである。図１においては各種センサの一例として、クランクポジションセンサ１１０、アクセルポジションセンサ１１１、トルクセンサ１１３および温度センサ１１２が図示されている。クランクポジションセンサ１１０は、内燃機関１０のクランクシャフト１５の位置を検出し、検出結果を制御装置２００に伝える。制御装置２００は、クランクポジションセンサ１１０の検出結果に基づいて内燃機関１０のクランク角を取得する。また制御装置２００は、クランクポジションセンサ１１０の検出結果に基づいて内燃機関１０の回転数、トルク、出力等を取得する。

アクセルポジションセンサ１１１は、アクセル１００の位置を検出し、検出結果を制御装置２００に伝える。制御装置２００は、アクセルポジションセンサ１１１の検出結果に基づいて、アクセル開度を取得するとともに内燃機関１０に要求される出力である要求出力を取得する。すなわち、本実施例に係るアクセルポジションセンサ１１１は、内燃機関１０に要求される要求出力を検出する要求出力検出手段としての機能を有している。但し、内燃機関１０に要求される要求出力を検出できるものであれば、要求出力検出手段は、アクセルポジションセンサ１１１に限定されるものではない。例えば要求出力検出手段として、内燃機関１０に吸入される吸気の流量を検出するエアフロメータ等を用いることもできる。

温度センサ１１２は、冷媒の温度を検出し、検出結果を制御装置２００に伝える。制御装置２００は温度センサ１１２の検出結果に基づいて、冷媒の温度を取得することができる。なお本実施例に係る温度センサ１１２は、ウォータジャケット１８ａにおける冷媒の温度を検出しているが、温度センサ１１２の温度検出箇所は、これに限定されるものではない。例えば温度センサ１１２は、ウォータジャケット１８ｂにおける冷媒の温度を検出してもよく、流体通路８０の冷媒の温度を検出してもよい。

トルクセンサ１１３は、タービン４０が発生するトルク（具体的には出力軸４３のトルク）を検出し、検出結果を制御装置２００に伝える。制御装置２００はトルクセンサ１１３の検出結果に基づいて、タービン４０が発生するトルクを取得するとともに、タービン４０が発生する出力も取得する。すなわち、本実施例に係るトルクセンサ１１３は、補助出力装置３０の出力を検出する補助出力検出手段としての機能を有している。但し、補助出力装置３０の出力を検出できるものであれば、補助出力検出手段は、トルクセンサ１１３に限定されるものではない。

制御装置２００は、車両５を制御する制御部と、制御部の動作に必要な情報を記憶する記憶部とを備えている。制御装置２００として、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を用いることができる。本実施例においては、制御装置２００の一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０１およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０３を備える電子制御装置を用いる。制御部の機能は、ＣＰＵ２０１によって実現される。記憶部の機能は、ＲＯＭ２０２およびＲＡＭ２０３によって実現される。

続いて制御装置２００の詳細について説明する。本実施例に係る制御装置２００の制御部は、車両５のうち内燃機関１０、補助出力装置３０および変速機２０を制御する。まず、制御部による内燃機関１０の制御について説明する。制御部は、内燃機関１０の出力を制御している。制御部による内燃機関１０の出力の具体的な制御手法は、特に限定されるものではない。例えば制御部は、内燃機関１０の燃料噴射量を制御することで内燃機関１０の出力を制御することができる。燃料噴射量の制御は、例えば内燃機関１０の燃料噴射弁に燃料を供給する燃料ポンプの出力を制御することによって実行することができる。また制御部は内燃機関１０の吸気流量を制御することによっても内燃機関１０の出力を制御することができる。吸気流量の制御は、例えば内燃機関１０の吸気通路に配置されたスロットル弁の開度を制御することによって実行することができる。これ以降の説明において、制御部は、一例として、内燃機関１０の出力を増加させる場合には内燃機関１０の燃料噴射量を増加させ、内燃機関１０の出力を減少させる場合には内燃機関１０の燃料噴射量を減少させているものとする。

続いて制御部による補助出力装置３０の制御について説明する。まず制御部は、ポンプ７５を回転させる。それにより、冷媒の循環が開始する。制御部は、所定の補助出力装置運転開始条件が満たされた場合、過熱器３５とタービン４０とが流体通路８０によって連通し且つバイパス通路８５が閉になるように三方弁９０を制御するとともに、タービン４０の出力がクランクシャフト１５へ伝導するように電磁クラッチ５０を制御する（具体的にはコイル５１への通電を開始する）。それにより、補助出力装置３０による内燃機関１０の出力補助が開始される。補助出力装置３０による内燃機関１０の出力補助が行われることにより、補助出力装置３０による内燃機関１０の出力補助が行われない場合に比較して、内燃機関１０の燃費は向上する。

補助出力装置運転開始条件は、特に限定されるものではないが、一例として、過熱器３５によって生成された蒸気のエネルギがタービン４０を駆動するのに十分な値となったとの条件を用いることができる。この一例として、本実施例に係る制御部は、過熱器３５によって生成された蒸気の量が所定の閾値（以下、これを第１閾値と称する）以上の場合に補助出力装置開始運転条件が満たされたと判定する。過熱器３５によって生成された蒸気の量が第１閾値以上の場合、この蒸気によってタービン４０を駆動することができ、第１閾値より小さい場合、蒸気によってタービン４０を駆動することは困難になる。第１閾値は、予め適切な値を求めておき、記憶部に記憶させておく。

なお、本実施例に係る制御部は、過熱器３５によって生成された蒸気の量を内燃機関１０の出力に基づいて推定することで取得する。この場合、記憶部は蒸気の量と内燃機関１０の出力とを関連付けたマップを記憶しておき、制御部はクランクポジションセンサ１１０の検出結果に基づいて取得した内燃機関１０の出力に対応する蒸気の量をマップから抽出することで、蒸気の量を取得する。但し制御部による蒸気の量の取得手法は、これに限定されるものではない。例えば車両５が過熱器３５によって生成された蒸気の量を検出するセンサを備えている場合、制御部はこのセンサの検出結果に基づいて蒸気の量を取得してもよい。

補助出力装置運転開始条件が満たされない場合、制御部は、タービン４０の出力軸４３の出力がクランクシャフト１５へ伝導しないように電磁クラッチ５０を制御する（具体的にはコイル５１への通電を停止する）。この結果、補助出力装置３０による内燃機関１０の出力補助は停止される。

また、制御部は、所定のバイパス条件が満たされた場合、過熱器３５を経由後の冷媒がバイパス通路８５に流入し且つタービン４０に流入しないように三方弁９０を制御する。なお、この場合にも、過熱器３５を経由後の冷媒はタービン４０をバイパスして凝縮器７０に流入することから、補助出力装置３０による内燃機関１０の出力補助は停止される。バイパス条件は、特に限定されるものではないが、本実施例においては一例として、過熱器３５によって生成された蒸気の量が上述した第１閾値より小さい場合との条件を用いる。この条件を用いることにより、過熱器３５によって生成された蒸気の量が第１閾値より小さくてタービン４０を駆動するのに不十分にもかかわらず、タービン４０に導入されることを抑制できる。このようなエネルギの低い蒸気がタービン４０に導入された場合、この蒸気がタービン４０内で凝縮するおそれがあり、その結果、出力軸４３の回転の妨げとなるおそれがあるところ、この構成によれば、このような不具合の発生を抑制することができる。

なお、バイパス条件の他の例として、過熱器３５によって生成された蒸気の量が第１閾値より大きい閾値（以下、これを第２閾値と称する）以上であるとの条件を用いてもよい。第２閾値として、過熱器３５によって生成された蒸気の量が第２閾値以上の場合に、タービン４０に損傷が生じると考えられる値を用いることができる。この構成によれば、タービン４０の損傷を抑制することができる。この場合、補助出力装置運転開始条件として、過熱器３５によって生成された蒸気の量が第１閾値以上第２閾値より小さいとの条件を用いればよい。

続いて制御部による変速機２０の制御について説明する。まず、制御部は、内燃機関１０に要求される要求出力の上昇速度が基準値以上となる時である過渡時、および過渡時以外の時である定常時において、内燃機関１０の出力に合った変速比になるように変速機２０を制御する。

ここで、内燃機関１０の出力特性には燃費が最良となる条件が存在する。図３は、内燃機関１０の燃費と内燃機関１０の出力との関係を示す模式図である。図３の縦軸は内燃機関のトルク（Ｎ・ｍ）を示し、横軸は内燃機関１０の回転数（ｒｐｍ）を示している。図３において同一の出力を示す線が等出力線３００（点線）によって図示されており、同一の燃費を示す線が等燃費線３０１（細実線）によって図示されており、燃費が最良となる出力を示す線が最適燃費線３０２（太実線）によって図示されている。最適燃費線３０２に対応する出力になるように内燃機関１０の出力を制御することで、内燃機関１０の燃費が最良の状態で内燃機関１０を運転させることができる。

そこで制御装置２００の制御部は、変速機２０の制御を行うにあたり、内燃機関１０の燃費が最良となるように変速機２０の変速比を制御する。この変速機２０の制御の一例として、本実施例に係る制御装置２００は、以下の手法を用いている。まず制御装置２００の記憶部は、内燃機関１０の燃費が最良となる内燃機関１０の出力に対応する変速機２０の回転数を規定したマップを予め記憶しておく。このマップの一例として、記憶部は表１に示すマップを記憶しておく。

表１において、内燃機関１０の出力が大きくなるほど、変速機２０の回転数も大きくなっている。なお表１の数値は、内燃機関１０の出力および変速機２０の回転数のイメージ値であり、実際にこれらの数値を用いなければならないわけではない。制御部は、クランクポジションセンサ１１０の検出結果に基づいて内燃機関１０の出力を取得し、取得された内燃機関１０の出力に対応する変速機２０の回転数を記憶部に記憶された表１のマップから抽出し、抽出された回転数になるように変速機２０の変速比を制御する。このようにして本実施例に係る制御装置２００は、内燃機関１０の出力に合った変速比になるように変速機２０の変速比を表１のマップに基づいて制御し、以って内燃機関１０の燃費を最良にしている。

また本実施例に係る制御装置２００は、過渡時においては、さらに以下の制御処理を行う。具体的には制御部は、過渡時において補助出力装置３０の出力（以下、補助出力と称する場合がある）を取得するとともに、取得した補助出力に基づいて、補助出力を取得した時点（以下、取得時点と称する場合がある）よりも所定時間後の時点における補助出力の推定値を算出し、要求出力から推定値を減じた出力である出力不足量を内燃機関１０の出力の増加によって補うように内燃機関１０を制御するとともに、出力が増加した後の内燃機関１０の出力に合った変速比になるように変速機２０を制御する。

この過渡時に行われる制御の詳細をフローチャートを用いて説明する。図４は、制御装置２００が過渡時において行う制御のフローチャートの一例を示す図である。制御装置２００は、図４のフローチャートを所定時間毎に繰り返し実行する。まず制御装置２００の制御部は、内燃機関１０が過渡時であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。具体的には制御部は、要求出力の上昇速度が基準値以上となったか否かを判定することで、過渡時であるか否かを判定する。要求出力の上昇速度が基準値以上となったか否かの具体的な判定手法は特に限定されるものではないが、本実施例では以下の手法を用いる。

まず制御部は、要求出力の上昇速度として、アクセルポジションセンサ１１１の検出結果に基づいて取得したアクセル開度の単位時間あたりの上昇量を用いる。また記憶部は、ステップＳ１０の判定基準となる基準値を記憶しておく。制御部は、アクセルポジションセンサ１１１の検出結果に基づいてアクセル開度の単位時間あたりの上昇量を取得し、取得された単位時間あたりの上昇量が記憶部に記憶された基準値以上となったか否かを判定する。アクセル開度の単位時間あたりの上昇量が基準値以上となったと判定された場合、制御部は過渡時であると判定する。一方、アクセル開度の単位時間あたりの上昇量が基準値以上となったと判定されなかった場合、制御部は過渡時でないと判定する。

ステップＳ１０において過渡時であると判定されなかった場合（この場合は定常時に相当する）、制御部はフローチャートの実行を終了する。ステップＳ１０において過渡時であると判定された場合、制御部は補助出力装置３０の出力補助があるか否かを判定する（ステップＳ２０）。具体的にはステップＳ２０において制御部は、前述した補助出力装置運転開始条件（過熱器３５によって生成された蒸気の量が第１閾値以上であるとの条件）が満たされたか否かを判定する。ステップＳ２０において、補助出力装置運転開始条件が満たされていないと判定されることで補助出力装置３０の補助があると判定されなかった場合、制御部はフローチャートの実行を終了する。

ステップＳ２０において、補助出力装置運転開始条件が満たされたと判定されることで補助出力装置３０の補助があると判定された場合、制御部は内燃機関１０に要求される要求出力を取得する（ステップＳ３０）。本実施例に係る制御部は、ステップＳ３０において、マップを用いて要求出力を取得する。表２は、ステップＳ３０で用いられるマップの一例を示す表である。表２において、要求出力（ｋＷ）がアクセル開度（％）に関連付けて規定されている。またアクセル開度が増加すると要求出力は増加している。なお表２の数値は、アクセル開度および要求出力のイメージ値であり、実際にこれらの数値を用いなければならないわけではない。

制御装置２００の記憶部は、表２に示すマップを予め記憶しておく。ステップＳ３０において制御部は、アクセルポジションセンサ１１１の検出結果に基づいてアクセル開度を取得するとともに、取得したアクセル開度に対応する要求出力を記憶部のマップから抽出することで、要求出力を算出する。制御部は、この算出の結果得られた要求出力を記憶部に一時的に記憶しておくことで、要求出力を取得する。

次いで制御部は、安定後補助出力を取得する（ステップＳ４０）。安定後補助出力とは、補助出力装置３０の出力が過渡時を経過後に安定した場合における補助出力装置３０の出力をいい、より具体的には定常時における補助出力をいう。安定後補助出力として、所定の値（定数）を用いることも可能であるが、本実施例に係る制御部は、安定後補助出力を以下のマップを用いて算出する。

表３は、安定後補助出力の算出の際に用いられる第１のマップの一例である。表３の補助出力（ｋＷ）は、定常時において且つ内燃機関１０の暖機が終了した後における補助出力装置３０の出力を内燃機関１０に要求される要求出力（ｋＷ）に関連付けて規定している。要求出力が大きくなるほど、補助出力も大きくなっている。なお表３の数値は、要求出力および補助出力のイメージ値であり、実際にこれらの数値を用いなければならないわけではない。

表４は、安定後補助出力の算出の際に用いられる第２のマップの一例である。表４の温度補正係数は、温度センサ１１２の検出結果に基づいて取得された冷媒の温度（℃）に関連付けて規定されている。冷媒温度が高くなるほど、温度補正係数も大きくなっている。なお表４の数値は、冷媒温度および温度補正係数のイメージ値であり、実際にこれらの数値を用いなければならないわけではない。

制御装置２００の記憶部は、予め表３および表４のマップを記憶しておく。制御部は、ステップＳ３０で取得した要求出力に対応する補助出力を表３のマップから抽出し、温度センサ１１２の検出結果に基づいて取得した冷媒温度に対応する温度補正係数を表４のマップから抽出し、表３から抽出された補助出力に表４から抽出された温度補正係数を乗じた（掛けた）値を、安定後補助出力として取得する。

ここで、内燃機関１０の暖機過程においては、冷媒温度および排気温度が低いため過熱器３５によって生成された冷媒蒸気の温度も低くなる傾向がある。そのため、暖機過程における補助出力は、暖機終了後における補助出力に比較して低くなる傾向がある。そこで、本実施例に係る制御部は、表３に示すマップから抽出した補助出力に表４に示すマップから抽出した温度補正係数を乗じた値を安定後補助出力として取得することで、暖機過程における補助出力低下を考慮して安定後補助出力を高精度で取得している。

次いで制御部は、トルクセンサ１１３の検出結果に基づいて補助出力を取得するとともに、取得した補助出力に基づいて、補助出力を取得した時点である取得時点よりも所定時間後の時点における補助出力（所定時間後の補助出力）の推定値を取得する（ステップＳ５０）。なお本実施例においては所定時間として、ステップＳ５０が繰り返し実行されるときの繰り返し実行時間、すなわち前回、ステップＳ５０が実行されてから今回実行されるまでの時間を用いる。

ここで本実施例に係る制御部は、取得時点よりも所定時間後の時点における補助出力の推定値を、所定時間内に取得時点の補助出力と安定後補助出力との差を何％縮めるかとの観点で算出する。具体的には制御部は、補助出力の推定値を算出するにあたり、取得時点における補助出力を用いるとともに、さらに補助出力の目標値と、取得時点における補助出力が所定時間後の時点において目標値にどの程度近づくかを示す指標（以下、ディレー係数と称する）とを用いて、補助出力の推定値を算出する。また、制御部は補助出力の目標値として、前述した安定後補助出力を用いる。

より具体的には制御部は、下記式（１）に示す推定値算出式を用いて補助出力の推定値を算出する。
Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ＋１）＝Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ）＋（Ｗ_Ｃ（ｔ_ｉ）−Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ））×（１−α_Ｃ（ｔ_ｉ））・・・（１）

式（１）において、Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ＋１）は、取得時点よりも所定時間後の時点における補助出力の推定値である。Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ）は取得時点の補助出力であり、トルクセンサ１１３の検出結果に基づいて取得した補助出力が用いられる。Ｗ_Ｃ（ｔ_ｉ）は、安定後補助出力であり、ステップＳ４０で取得した値が用いられる。α_Ｃ（ｔ_ｉ）は、ディレー係数である。すなわち式（１）は、１から指標（ディレー係数α_Ｃ（ｔ_ｉ））を減じた値を、補助出力装置３０の出力の目標値（安定後補助出力Ｗ_Ｃ（ｔ_ｉ））から取得時点における補助出力（Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ））を減じた値に乗じることで得られた値に、取得時点における補助出力（Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ））を加算することで得られた値を推定値とすることを規定した推定値算出式となっている。

式（１）は記憶部が記憶しておく。また記憶部は、ディレー係数も予め記憶しておく。具体的には記憶部は、ディレー係数をマップの形式で予め記憶しておく。表５は、本実施例で用いられるディレー係数のマップの一例である。表５のディレー係数は、要求出力に関連付けて規定されている。要求出力が大きくなるほど、ディレー係数も大きくなっている。またディレー係数は１より小さい値となっている。なお表５の数値は、要求出力およびディレー係数のイメージ値であり、実際にこれらの数値を用いなければならないわけではない。

ステップＳ５０において制御部は、ステップＳ３０で取得した要求出力に対応するディレー係数α_Ｃ（ｔ_ｉ）を表５のマップから抽出することで取得し、トルクセンサ１１３の検出結果に基づいて取得時点における補助出力Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ）を取得し、ステップＳ４０で取得した安定後補助出力Ｗ_Ｃ（ｔ_ｉ）を用いて式（１）に基づいて、補助出力の推定値Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ＋１）を推定する。推定された補助出力の推定値Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ＋１）は、記憶部が一時的に記憶しておく。

次いで制御部は、車両５を制御する（ステップＳ６０）。具体的には制御部は、ステップＳ３０で取得した要求出力からステップＳ５０で得られた補助出力の推定値を減じた出力である出力不足量を算出し、算出された出力不足量を内燃機関１０の出力の増加によって補うように内燃機関１０を制御するとともに、出力増加後の内燃機関１０の出力に合った変速比になるように変速機２０を制御する。なお制御部は、出力増加後の内燃機関１０の出力に合った変速比になるように変速機２０を制御するにあたり、出力増加後の内燃機関１０の出力に対応した変速機２０の回転数を記憶部のマップ（表１）から取得し、取得された変速機２０の回転数になるように変速機２０の変速比を制御する。ステップＳ６０の後、制御部はフローチャートの実行を終了する。

以上説明した過渡時に行われる制御を、タイミングチャートを用いて概念的に説明する。図５は、制御装置２００が過渡時において行う制御のタイミングチャートの一例を示す図である。図５において、上側から順に、アクセル開度、要求出力、補助出力装置３０の出力（補助出力）、内燃機関１０の出力、内燃機関１０の目標回転数および変速機２０の変速比の時間変化が例示されている。また、補助出力、内燃機関１０の出力、内燃機関１０の目標回転数および変速機２０の変速比のタイミングチャートにおいて、実線は過渡時におけるタイミングチャートを示し、点線は定常時におけるタイミングチャートを示している。

まず、アクセル開度は時間Ａにおいて急激に上昇した後、時間Ｂになるまで所定の値を示し、時間Ｂにおいて、時間Ａになる前の値よりは高く且つ時間Ａの後から時間Ｂになるまでの間の値よりは低い値になっている。要求出力のタイミングチャートはアクセル開度のタイミングチャートと同形状のチャートとなっている。図４のステップＳ１０の処理によれば、制御部は、時間Ａにおいて過渡時であると判定する。

図５の補助出力のタイミングチャートにおいて、点線で示された定常時における補助出力が、安定後補助出力に対応している。過渡時における補助出力は、要求出力に比較して比較して遅れて上昇を開始している。補助出力は、時間Ｂにおいてピークとなった後に減少して定常時における補助出力（安定後補助出力）に収束している。

ここで、図４のステップＳ５０に係る制御処理を図５を用いて概念的に説明すると以下のようになる。図５に示す補助出力のタイミングチャートにおいて、点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄが図示されている。図４のフローチャートが最初に実行された場合、ステップＳ５０に係る制御処理において、点ａにおける補助出力を基にして点ｂの補助出力が推定される。次に図４のフローチャートが実行された場合、ステップＳ５０に係る制御処理において、点ｂの補助出力を基にして点ｃの補助出力が推定される。次に図４のフローチャートが実行された場合、点ｃにおける補助出力を基にして点ｄの補助出力が推定される。このような制御処理が、算出された推定値が安定後補助出力になるまで繰り返される。

このようにステップＳ５０において式（１）を用いて補助出力の推定値を算出することによって、推定値の算出の演算が発散することを防止しつつ補助出力を推定することができる。なお、本実施例において、所定時間は、図４のフローチャートが繰り返し実行される時間であるが、これに限定されるものではない。但し所定時間が短いほど、補助出力の推定値の所定時間後における実際の補助出力との誤差を小さくできる点で好ましい。

ステップＳ６０に係る制御処理を図５を用いて概念的に説明すると、以下のようになる。時間Ａにおいて要求出力が上昇した場合、補助出力の上昇は遅れて上昇を開始しているが、算出された出力不足量を補うように内燃機関１０の出力および目標回転数は時間Ａにおいて急増し、内燃機関１０の出力に合った変速比になるように変速機２０も制御されている。このようにして、過渡時において、内燃機関１０の燃費を最適化しつつ出力不足量が補われている。

以上説明したように、本実施例に係る制御装置２００によれば、過度時において内燃機関１０に要求される要求出力から補助出力の推定値を減じた出力である出力不足量を内燃機関１０の出力増加で補うとともに、出力が増加した後の内燃機関１０の出力に合った変速比にすることができる。よって本実施例に係る制御装置２００によれば、過渡時において内燃機関１０の燃費を良好にしつつ要求出力の増加に対処することができる。

特に本実施例に係る制御装置２００によれば、制御装置２００の記憶部は内燃機関１０の燃費が最良となる内燃機関１０の出力に対応する変速機２０の回転数を規定したマップ（表１）を予め記憶しておき、制御部は、出力増加後の内燃機関１０の出力に合った変速比になるように変速機２０を制御するにあたり、出力増加後の内燃機関１０の出力に対応した変速機２０の回転数を記憶部のマップ（表１）から取得し、取得された変速機２０の回転数になるように変速機２０の変速比を制御している。それにより、制御装置２００によれば、過渡時において内燃機関１０の燃費を最良にしつつ要求出力の増加に対処することができる。

また制御装置２００によれば、式（１）に基づいて補助出力の推定値を算出していることから、推定値の算出の演算が発散することを防止しつつ補助出力を推定することができる。

続いて実施例２に係る車両の制御装置（以下、制御装置２００ａと称する）について説明する。制御装置２００ａが適用される車両５および内燃機関１０の構成は、それぞれ実施例１に係る車両５および内燃機関１０と同じであるため、詳細な説明を省略する。制御装置２００ａは、過渡時において、実施例１に係る制御処理の他に、補助出力装置３０の出力の推定値を補正する補正処理と、補助出力装置３０の異常を判定する異常判定処理と、を実行する点において、実施例１に係る制御装置２００と異なっている。補正処理および異常判定処理は、以下に説明する図６および図７のフローチャートの説明の中で詳細に説明する。

図６は、本実施例に係る制御装置２００ａが過渡時において行う制御のフローチャートの一例を示す図である。制御装置２００ａは、図６のフローチャートを所定期間毎に繰り返し実行する。図６に係るフローチャートは、ステップＳ４０に代えてステップＳ４０ａを備えている点と、ステップＳ７０およびステップＳ８０をさらに備えている点とにおいて図４のフローチャートと異なっている。図６のその他のステップは、図４と同様であるため、説明は省略する。

ステップＳ４０ａにおいて制御装置２００ａの制御部は、前回の図６のフローチャートの実行で取得した安定後補助出力の値にさらに補正係数を乗じた値を、新たな安定後補助出力として取得する。ステップＳ４０ａの詳細は、図７の説明の後おいて説明する。

ステップＳ７０において制御部は、取得時点よりも所定時間前の時点における補助出力に基づいて、所定時間前の時点において補助出力が補助出力の目標値にどの程度近づいたかを示す指標（以下、実ディレー係数と称する）を算出し、これを取得する。本実施例においては、一例として、下記式（２）に示す指標算出式を用いて実ディレー係数α_Ｊ（ｔ_ｉ−１）を取得する。
α_Ｊ（ｔ_ｉ−１）＝１−（（Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ）−Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ−１））／（Ｗ_Ｃ（ｔ_ｉ−１）−Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ−１））・・・（２）

式（２）において、Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ―１）は、取得時点よりも所定時間前の時点における補助出力であり、前回の図６のフローチャートの実行の際にトルクセンサ１１３の検出結果に基づいて取得した補助出力が用いられる。Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ）は取得時点における補助出力であり、今回の図６のフローチャートの実行の際にトルクセンサ１１３の検出結果に基づいて取得した補助出力が用いられる。Ｗ_Ｃ（ｔ_ｉ−１）は、取得時点よりも所定時間前の時点における安定後補助出力であり、前回の図６のフローチャートの実行の際においてステップＳ４０で取得した値が用いられる。式（２）は記憶部が記憶しておき、制御部は記憶部に記憶された式（２）に基づいて、実ディレー係数を算出し、算出された実ディレー係数を記憶部に一時的に記憶しておく。

なお、式（２）に係る指標算出式は、取得時点における補助出力（Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ））から取得時点よりも所定時間前の時点における補助出力（Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ−１））を減じた値を、補助出力の目標値（安定後補助出力Ｗ_Ｃ（ｔ_ｉ−１））から所定時間前の時点における補助出力（Ｗ_Ｊ（ｔ_ｉ−１））を減じた値で除することで得られた値を、１から減じることで得られた値を、実ディレー係数（α_Ｊ（ｔ_ｉ−１））とすることを規定している。また、これはステップＳ４０ａの説明において後述するが、本実施例に係る制御部は安定後補助出力を実施例１に係る図４のステップＳ４０と同じ手法で取得するため（すなわちマップを用いた算出によって取得する）、式（２）における補助出力の目標値として、所定時間前の時点における安定後補助出力（Ｗ_Ｃ（ｔ_ｉ−１））、すなわち前回の図６のフローチャートを実行したときに取得した安定後補助出力が採用されている。仮に制御部が安定後補助出力として所定の定数を用いる場合には、式（２）のＷ_Ｃ（ｔ_ｉ−１）に代えて、この所定の定数を用いればよい。

ステップＳ８０において制御部は、補正係数の取得および異常判定を行う。次いで制御部は、フローチャートの実行を終了する。ステップＳ８０の具体的内容は、図７に示すフローチャートを用いて説明する。図７は、制御装置２００ａが補正係数を取得する場合および異常判定を行う場合のフローチャートの一例を示す図である。制御装置２００ａは、図７のフローチャートを所定時間毎に繰り返し実行する。

制御装置２００ａの制御部は、ステップＳ７０で取得した実ディレー係数と記憶部から抽出したディレー係数との差の絶対値が第１基準値より大きいか否かを判定する（ステップＳ８１）。なおステップＳ８１におけるディレー係数は、制御部が図６のステップＳ３０で取得した要求出力に対応するディレー係数を記憶部の表５のマップから抽出することで取得されたものである。第１基準値の値は特に限定されるものではなく、記憶部が予め記憶しておく。

ステップＳ８１において実ディレー係数とディレー係数との差の絶対値が第１基準値より大きいと判定されなかった場合、制御部はフローチャートの実行を終了する。一方、ステップＳ８１において実ディレー係数とディレー係数との差の絶対値が第１基準値より大きいと判定された場合、制御部は実ディレー係数がディレー係数よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ８２）。

ステップＳ８２において実ディレー係数がディレー係数よりも大きいと判定された場合、制御部は補正係数の値を小さな値に変更する（ステップＳ８３）。一方、ステップＳ８２において実ディレー係数がディレー係数よりも大きいと判定されなかった場合、制御部は補正係数の値を大きな値に変更する（ステップＳ８４）。

ステップＳ８３およびステップＳ８４の具体的な手法は特に限定されるものではないが、本実施例に係る制御部は、一例としてステップＳ８３の実行前の補正係数から所定値（以下、補正用所定値とする）を減じた値を新たな補正係数とすることで、補正係数の値を小さな値に変更する。また制御部は、ステップＳ８４において、ステップＳ８４の実行前の補正係数に補正用所定値を加算した値を新たな補正係数とすることで、補正係数の値を大きな値に変更する。このように、ステップＳ８３およびステップＳ８４は、補正係数を新たな補正係数に更新する処理となっている。

さらに本実施例において、補正係数はタービン４０に導入される蒸気の量に応じて異なる値をとるように設定されている。この構成の一例として、本実施例に係る補正用所定値は、タービン４０に導入される蒸気の量に応じて異なる値をとるように設定されている。具体的には補正用所定値は、タービン４０に導入される蒸気の量が多くなるほど大きな値をとるように、タービン４０に導入される蒸気の量に関連付けて複数設定されている。具体例を挙げてこれを説明すると、補正用所定値として、例えば第１補正用所定値、第２補正用所定値（＞第１補正用所定値）、第３補正用所定値（＞第２補正用所定値）の３種類を予め記憶部が記憶しておく。第１補正用所定値よりも第２補正用所定値の方がタービン４０に導入される蒸気の量は大きく、第２補正用所定値よりも第３補正用所定値の方がタービン４０に導入される蒸気の量は大きく設定されている。

この場合、ステップＳ８３において制御部は、タービン４０に導入される蒸気量を取得するとともに、取得されたタービン４０に導入される蒸気量に対応した補正用所定値を記憶部から抽出し、ステップＳ８３の実行前の補正係数から抽出された補正用所定値を減じた値を新たな補正係数とする。またステップＳ８４において制御部は、タービン４０に導入される蒸気量を取得するとともに、タービン４０に導入される蒸気量に対応した補正用所定値を記憶部から抽出し、ステップＳ８３の実行前の補正係数に抽出された補正用所定値を加算した値を新たな補正係数とする。ステップＳ８３またはステップＳ８４の後、制御部はステップＳ８３またはステップＳ８４で得られた補正係数を、タービン４０に導入される蒸気量に関連付けて記憶部に記憶させておく（ステップＳ８５）。以上のようにして制御部は蒸気量に関連付けた状態で補正係数を分類して記憶する。

なおステップＳ８２の実行前の補正係数は、図７のフローチャートが最初に実行される前においては１．０に設定されている（つまり、補正係数の初期値は１．０である）。ステップＳ８３およびステップＳ８４の制御処理により、補正係数は、実ディレー係数がディレー係数よりも大きいほど小さな値に変更されることになり（ステップＳ８３）、逆に実ディレー係数がディレー係数よりも小さいほど大きな値に変更されることになる（ステップＳ８４）。

ここで実ディレー係数が大きくなるということは、過渡時における補助出力装置３０の出力の上昇速度が遅いことを意味し、これは安定後補助出力が低下する可能性を示している。逆に実ディレー係数が小さくなるということは、過渡時における補助出力装置３０の出力の上昇速度が早いことを意味し、これは安定後補助出力が上昇する可能性を示している。本実施例に係る補正係数は安定後補助出力に乗じることで使用されるため、実ディレー係数が大きい場合（この場合、補正係数は小さくなる）、次回の図６のフローチャートの実行時において使用される安定後補助出力の値は小さくなる。その結果、算出される実ディレー係数の値も小さくなるため、実ディレー係数は、徐々に記憶部のディレー係数（表５のマップ値）に接近していき、実ディレー係数と記憶部のディレー係数との差分の絶対値が第１基準値（ステップＳ８１）になるまで、これが繰り返されることになる。

一方、実ディレー係数が記憶部のディレー係数より小さい場合（この場合、補正係数は大きくなる）、次回の図６のフローチャートの実行時において使用される安定後補助出力の値は大きくなる。その結果、算出される実ディレー係数の値も大きくなるため、実ディレー係数は、徐々に記憶部のディレー係数（表５のマップ値）に接近していき、実ディレー係数と記憶部のディレー係数との差分の絶対値が第１基準値（ステップＳ８１）になるまで、これが繰り返されることになる。

ステップＳ８５の後、制御部はステップＳ８５で記憶部に記憶された補正係数が第２基準値より小さいか否かを判定する（ステップＳ８６）。本実施例においては、ステップＳ８５において記憶部に記憶された補正係数はタービン４０に導入される蒸気の量に応じて複数存在するため、ステップＳ８６において制御部は記憶部の全補正係数のうち最小の補正係数が第２基準値より小さいか否かを判定する。

ステップＳ８６において補正係数が第２基準値より小さいと判定された場合、制御部は補助出力装置３０に異常が存在すると判断する（ステップＳ８７）。一方、ステップＳ８６において補正係数が第２基準値より小さいと判定されなかった場合、制御部はフローチャートの実行を終了する。

第２基準値の具体的な値は特に限定されるものではなく、予め記憶部が記憶しておく。なお、ステップＳ８６およびステップＳ８７の意義を概念的に説明すると、まずステップＳ８６において補正係数が第２基準値より小さいと判定された場合とは、過渡時における補助出力装置３０の出力の上昇速度が大幅に遅くなったことを意味している。この場合、何らかの異常が補助出力装置３０に発生していることが考えられるため、制御部はステップＳ８７において補助出力装置３０に異常が存在すると判定している。以上のようにして本実施例に係る異常判定処理は行われる。

なお、本実施例に係る車両５は、車両５のユーザに異常を報知する報知装置を備えていることが好ましい。車両５が報知装置を備えている場合、制御部は、ステップＳ８７において、さらにユーザに異常を報知するように報知装置を制御する。報知装置としては、光の点灯または点滅等によってユーザに異常を報知するランプ、音声によってユーザに異常を報知するスピーカ等を用いることができる。

続いて、制御部による図６のステップＳ４０ａ〜ステップＳ５０の詳細について説明する。まず、ステップＳ４０ａにおいて制御部は、タービン４０に導入される蒸気量を取得するとともに、取得された蒸気量に対応する補正係数（これは図７のステップＳ８５において記憶部に記憶されている）を記憶部から抽出する。そして制御部は、実施例１に係る図４のステップＳ４０と同じ手法で安定後補助出力を取得するとともに、この取得された安定後補助出力に、抽出された補正係数を掛けたものを新たな安定後補助出力として記憶部に記憶する。以上の処理がステップＳ４０ａで行われる。

制御部は、ステップＳ５０において、ステップＳ４０ａによって得られた補正後の安定後補助出力を用いて補助出力の推定値を取得する。その結果、補助出力の推定値は、タービン４０に導入される蒸気の量に基づいて補正される。このようにして本実施例に係る補正処理は行われる。

すなわち本実施例に係る制御部は、過渡時において、実ディレー係数とディレー係数との差の絶対値が第１基準値より大きい場合において（図７のステップＳ８１）、補助出力の推定値の算出に用いられる補助出力の目標値（本実施例においては安定後補助出力を用いている）に所定の補正係数を乗ずることで補助出力の推定値を補正している（図６のステップＳ４０ａ、ステップＳ５０）。さらに、この補正係数は、タービン４０に導入される蒸気の量に応じて異なる値をとるように設定されている（図７のステップＳ８３、ステップＳ８４、ステップＳ８５）。その結果、制御部は、タービン４０に導入される蒸気量を取得するとともに取得された蒸気量に対応する補正係数を記憶部から抽出し、抽出された補正係数を目標値（安定後補助出力）に乗じたものを新たな目標値（安定後補助出力）として記憶部に記憶し（図６のステップＳ４０ａ）、この新たな目標値を用いて補助出力の推定値を算出することで、タービン４０に導入される蒸気の量に基づいて補助出力の推定値を補正している（図６のステップＳ５０）。そして制御部は、補正後の補助出力の推定値を用いて、内燃機関１０および変速機２０の制御を行っている（図６のステップＳ６０）。

続いて制御装置２００ａの作用効果について説明する。まず、補助出力装置３０に経年変化が生じた場合、補助出力装置３０の出力特性が変化すると考えられる。例えば、経年変化が生じた場合、補助出力装置３０の出力の上昇速度が初期値に比較して低下または上昇することが考えられる。その結果、取得時点よりも所定時間前の時点における補助出力に基づいて算出された実ディレー係数と予め記憶部に記憶されたディレー係数との差の絶対値が大きくなると考えられる。仮にこのような場合において、補助出力の推定値を補正しない場合、補助出力装置３０の経年変化を考慮した適切な変速機２０の制御がされないことになる結果、燃費が悪化するおそれがある。

これに対して制御装置２００ａによれば、算出された実ディレー係数と記憶部に予め記憶されたディレー係数との差の絶対値が所定値より大きい場合に補助出力の推定値を補正していることから、補助出力装置３０に経年変化が生じた場合であっても、経年変化が生じた結果、算出された実ディレー係数と記憶部のディレー係数との差の絶対値が所定値より大きくなった場合には、補助出力の推定値を補正することができる。それにより、補助出力装置３０の経年変化を考慮して変速機２０を適切に制御することができる。その結果、補助出力装置３０の経年変化に伴う燃費の悪化を抑制することができる。

またタービン４０に導入される蒸気の量に応じて補助出力は変化すると考えられるが、制御装置２００ａによれば、制御部はタービン４０に導入される蒸気の量に基づいて補助出力の推定値を補正していることから、補助出力の推定値を高精度で補正することができる。また制御装置２００ａによれば、制御部は、図７のステップＳ８６およびステップＳ８７において、補正係数と第２基準値との比較結果に基づいて補助出力装置３０に異常が存在するか否かを判定している。それにより、補助出力装置３０の異常の有無を判断することができる。

なお、本実施例に係る制御装置２００ａにおいても、図６のステップＳ６０が実行されることから、実施例１と同様の効果が得られる。すなわち、過渡時において内燃機関１０の燃費を良好にしつつ要求出力の増加に対処することができる。さらに制御装置２００ａによれば、補助出力装置３０の経年変化を考慮して変速機２０を適切に制御することができることから、内燃機関１０の燃費をより適切に向上させることができる。

なお、本実施例に係る制御部は、安定後補助出力の値を補正することで補助出力の推定値を補正し、以って補助出力装置３０の経年変化を考慮した変速機２０の制御を行っているが、補助出力装置３０の経年変化を考慮した変速機２０の制御を行えるのであれば、補正は、安定後補助出力の値の補正に限定されるものではない。補正は、図６のステップＳ３０〜ステップＳ６０までのいずれかの処理の段階で行われればよい。

続いて実施例３に係る車両の制御装置（以下、制御装置２００ｂと称する）について説明する。制御装置２００ｂは、適用される車両がハイブリッド車両である点において、実施例１と異なっている。その他の構成は実施例１と同様である。図８は、制御装置２００ｂが適用される車両５ｂを示す模式図である。車両５ｂは、モータ１２０および出力分割機構１３０をさらに備えている点において実施例１に係る車両５と異なっている。また本実施例に係る変速機２０は、出力分割機構１３０に接続されている点において実施例１に係る変速機２０と異なっている。

モータ１２０は、車両５ｂの走行に利用可能なモータである。本実施例に係るモータ１２０は、内燃機関１０の出力をアシストする装置としての機能を有している。モータ１２０の一例として、交流モータを用いることができる。出力分割機構１３０は、内燃機関１０と変速機２０との接続と、モータ１２０と変速機２０との接続とを切替える機構である。出力分割機構１３０によって、内燃機関１０から変速機２０への出力伝達と、モータ１２０から変速機２０への出力伝達とが切り替えられる。出力分割機構１３０としては、例えば遊星歯車機構等、公知のハイブリッド車両に用いられる出力分割機構を用いることができる。出力分割機構１３０の動作は、制御装置２００の制御部が制御する。

図９は、本実施例に係る制御装置２００ｂが過渡時に行う制御のフローチャートの一例を示す図である。図９は、ステップＳ６０に代えてステップＳ６０ａを備えている点において、実施例１に係る図４のフローチャートと異なっている。図９におけるステップＳ６０ａ以外のステップは実施例１に係る図４のフローチャートと同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ６０ａにおいて制御装置２００ｂの制御部は、ステップＳ３０で取得した要求出力からステップＳ５０で得られた補助出力の推定値を減じた出力である出力不足量を算出し、算出された出力不足量を内燃機関１０の出力の増加およびモータ１２０による内燃機関１０の出力のアシストによって補うように内燃機関１０、モータ１２０および出力分割機構１３０を制御するとともに、出力増加後の内燃機関１０の出力に合った変速比になるように変速機２０を制御する。

なお、内燃機関１０の燃費が最適となるようにハイブリッド車両全体を統合的に制御することは公知のハイブリッド車両において行われている。本実施例に係る制御装置２００ｂの制御部が、出力不足量を内燃機関１０による出力増加およびモータ１２０による内燃機関１０の出力アシストによって補う際の具体的な制御手法は、公知のハイブリッド車両の制御を応用することで実現できるため詳細な説明は省略する。なお、この制御手法の一例を概括的に説明すると、制御部は、モータ１２０に電気を供給する電池（図示せず）の蓄電残量（ＳＯＣ）に基づいてモータ１２０が発生可能な出力を算出する。制御部は、この蓄電残量に基づいてモータ１２０が発生可能な出力を考慮した上で、内燃機関１０の出力増加およびモータ１２０による内燃機関１０の出力アシストを行う。

本実施例に係る制御装置２００ｂにおいても、過度時において内燃機関１０に要求される要求出力から補助出力の推定値を減じた出力である出力不足量を内燃機関１０の出力増加およびモータ１２０による出力アシストで補えるとともに、出力が増加した後の内燃機関１０の出力に合った変速比にすることができることから、過渡時において内燃機関１０の燃費を良好にしつつ要求出力の増加に対処することができる。

なお、本実施例に係る制御装置２００ｂは、さらに実施例２に係る制御を行ってもよい。この場合、実施例２と同様の作用効果を得ることができる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

５ 車両
１０ 内燃機関
２０ 変速機
３０ 補助出力装置
３５ 過熱器
４０ タービン
５０ 電磁クラッチ
６０ タービンプーリ
６５ ベルト
７０ 凝縮器
８０ 流体通路
８５ バイパス通路
２００ 制御装置

Claims (5)

1. 内燃機関の変速機と、前記内燃機関の廃熱を利用して駆動することで前記内燃機関の出力を補助する補助出力装置と、を備える車両を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記内燃機関に要求される要求出力の上昇速度が基準値以上となる過渡時において、前記補助出力装置の出力である補助出力を取得するとともに取得した前記補助出力に基づいて、前記補助出力を取得した時点である取得時点よりも所定時間後の時点における前記補助出力の推定値を算出し、前記要求出力から前記推定値を減じた出力である出力不足量を前記内燃機関の出力の増加によって補うように前記内燃機関を制御するとともに、出力が増加した後の前記内燃機関の出力に合った前記変速機の変速比になるように前記変速機を制御する、車両の制御装置。
2. 前記取得時点における前記補助出力が前記所定時間後の時点において前記補助出力の目標値にどの程度近づくかを示す第１の指標を予め記憶した記憶部を備え、
   前記制御部は、前記推定値を算出するにあたり、さらに前記第１の指標を用いて前記推定値を算出し、
   前記制御部は、前記過渡時において、さらに前記取得時点よりも前記所定時間前の時点における前記補助出力に基づいて前記取得時点において前記補助出力が前記目標値にどの程度近づいたかを示す第２の指標を算出し、前記第２の指標と前記第１の指標との差の絶対値が所定値より大きい場合に、算出された前記推定値を補正する請求項１記載の車両の制御装置。
3. 前記補助出力装置は、前記内燃機関の廃熱によって生成された蒸気が導入されることで駆動する膨張機と、前記膨張機の出力を前記内燃機関に伝達する出力伝達装置と、を備え、
   前記制御部は、前記膨張機に導入される前記蒸気の量に基づいて前記推定値を補正する請求項２記載の車両の制御装置。
4. 前記制御部は、１から前記第１の指標を減じた値を、前記目標値から前記取得時点における前記補助出力を減じた値に掛けることで得られた値に、前記取得時点における前記補助出力を加算することで得られた値を前記推定値とすることで、前記推定値を算出する請求項２または３に記載の車両の制御装置。
5. 前記制御部は、前記取得時点における前記補助出力から前記取得時点よりも前記所定時間前の時点における前記補助出力を減じた値を前記目標値から前記所定時間前の時点における前記補助出力を減じた値で除することで得られた値を１から減じることで得られた値を前記第２の指標とすることで、前記第２の指標を算出する請求項２〜４のいずれか１項に記載の車両の制御装置。

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