JP6287440B2 - ハイブリッド車両とハイブリッド車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両とハイブリッド車両の制御方法に関し、より詳細には、ターボチャージャーのコンプレッサで発生するサージ現象を回避することができるハイブリッド車両とハイブリッド車両の制御方法に関する。

エンジンから排出される排ガスでタービンを高速回転させて、その回転力でコンプレッサを駆動することにより、圧縮した空気をエンジン内に送り込むターボチャージャーを設けて、排ガスのエネルギーを有効に活用しているものが提案されている。

このターボチャージャーのコンプレッサは、車両が減速する場合や変速する場合に、内燃機関の回転数が急激に低下するときに、サージ現象を生じる。このサージ現象とは、内燃機関の回転数の低下に伴ってコンプレッサの流量が減少することで、コンプレッサ内の流動が不安定になり、異音を伴う自励振動が生じる現象のことである。コンプレッサでサージ現象が発生すると、サージ音（間欠音）の他に車両の吸気ダクトからの吹き返し音が発生したり、自励振動によりターボチャージャーが破損したりする。

これに関連して、排ガスにより駆動するターボチャージャーのコンプレッサの駆動を補助する電動機を設け、コンプレッサの駆動がサージ領域に突入する場合に、電動機の駆動を制御する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この装置は、コンプレッサの駆動を補助するための電動機を別途設ける必要がある。そのため、コストが高くなることに加えて、車両への搭載性が悪化する。

また、この装置によりコンプレッサで発生するサージ現象を回避することは可能になるが、この場合には、サージ現象の発生の他に、燃費が悪化するという問題もある。

例えば、シフトアップ時には、クラッチを解放状態にしてエンジンの回転数を低下させてから、変速機の変速を行うが、このときエンジンの回転数を、変速機の変速後のクラッチを結合状態にすることが可能になる回転数まで低下する必要があり、その回転数から上昇させるので、その分燃費が悪化する。

一方、変速時に要する時間を短縮して、加速性と運転性を向上しているものも提案されている。しかしながら、シフト時間を短縮することは、エンジンの回転数の急激な変動の原因となるため、前述したサージ現象が発生する可能性が増える。

特開２００８−１０１５５２号公報

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、内燃機関の回転数が変動する際に、駆動輪に動力を伝達可能な電動機を利用して、運転性を維持しながら、内燃機関の排ガスで駆動するターボチャージャーのコンプレッサで発生するサージング現象を回避することができるハイブリッド車両とハイブリッド車両の制御方法を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明のハイブリッド車両は、ターボチャージャーを備える内燃機関と、該内燃機関の動力を動力断接装置と変速機を経由させて駆動輪に伝達する動力伝達機構と、該動力伝達機構に連結された電動機とを設け、前記内燃機関及び前記電動機の少なくとも一方を駆動源とするハイブリッドシステムと、該ハイブリッドシステムの制御を行う制御装置とを備えるハイブリッド車両において、前記制御装置が、前記内燃機関の回転数の変動による前記ターボチャージャーのコンプレッサの駆動を予測して、該コンプレッサでサージ現象が発生すると判定した場合に、前記動力断接装置を解放状態にすると共に、前記内燃機関の回転数を前記コンプレッサでサージ現象が発生しないサージ現象未発生領域に維持する回転数維持制御と、該回転数維持制御を行っている間で、前記動力伝達機構に駆動力及び制動力を付与するときに、前記電動機を駆動する電動機駆動制御と、を行うように構成される。

なお、ここでいうサージ現象とは、ターボチャージャーのコンプレッサで、異音が発生し始めることやサージ音を伴う自励振動が発生することを示す。例えば、コンプレッサを通過する吸気の流量とコンプレッサの前後の圧力比に基づくコンプレッサの性能特性図において、コンプレッサの駆動作動点が、異音が発生し始めるプレサージラインを超える領域や、激しいサージ音を伴う自励振動が発生するサージラインを超える領域に突入した状態のことである。

また、ここでいうサージ現象未発生領域とは、コンプレッサでサージ現象が発生しないように定められた内燃機関の回転数の領域のことである。通常、内燃機関の回転数が低下すると、その低下に伴ってコンプレッサの回転数も低下し、コンプレッサを通過する吸気の流量が減少する。このときにコンプレッサの性能特性図におけるコンプレッサの駆動作動点がプレサージラインを超えると、異音が発生し、サージラインを超えると激しいサージ音を伴う自励振動が発生する。よって、このサージ現象未発生領域とは、コンプレッサの回転数が、コンプレッサの性能特性図におけるコンプレッサの駆動作動点がプレサージラインを超えない流量になるような回転数を維持可能な内燃機関の回転数の領域のことである。

この構成によれば、内燃機関の回転数の変動によるコンプレッサの駆動を予測して、コンプレッサでサージ現象が発生すると判定した場合に、内燃機関の回転数をサージ現象未発生領域に維持し、内燃機関の回転数をサージ現象未発生領域に維持している間は、ハイブリッド車両の走行を電動機で行うことで、運転性を悪化させずに、サージ現象の発生を回避することができる。

これにより、ターボチャージャーのコンプレッサでサージ現象が発生するような場合に、ハイブリッド車両の駆動力を付与可能な電動機を利用することで、運転性を維持しながら、内燃機関の回転数の低下に伴ってサージ現象の発生を回避することができる。

また、上記のハイブリッド車両において、前記制御装置が、前記変速機のシフトアップに際して、前記動力断接装置を解放状態にし、前記内燃機関の回転数を低下してから、前記変速機のシフトアップを行い、前記変速機のシフトアップが完了してから、前記動力断接装置を結合状態にする通常変速制御を行うように構成されると共に、前記通常変速制御を行う前に、前記通常変速制御を行った場合の前記内燃機関の回転数の変動による前記コンプレッサの駆動を予測して、前記コンプレッサでサージ現象が発生すると判定した場合には、前記通常変速制御を行わずに、前記回転数維持制御を行うと共に、前記変速機のシフトアップが完了した後に前記電動機駆動制御により前記電動機を力行駆動し、更に、前記内燃機関の回転数と前記動力断接装置と前記変速機との間の入力軸の回転数とが予め定
めた回転数差になったときに前記動力断接装置を結合状態にするサージ回避変速制御を行うように構成されることが望ましい。

この構成によれば、変速機のシフトアップに際して、シフトアップする前に、通常変速制御を行った場合の内燃機関の回転数の変動によるコンプレッサの駆動を予測して、コンプレッサでサージ現象が発生すると判定した場合には、通常変速制御を行わずに、内燃機関の回転数をサージ現象未発生領域に維持すると共に、シフトアップが完了した後に電動機を力行駆動して動力伝達機構に駆動力を付与するサージ減少回避変速制御を行うので、変速機のシフトアップを行う場合に、運転性の維持とサージ現象の回避を図りながらシフトアップすることができる。そのため、サージ現象の発生を考慮せずに、変速に要する時間を短くすることもでき、変速に要する時間を短縮することで、より運転性を向上することができる。

また、変速時においてサージ現象が発生するような場合に、電動機で車両走行して、内燃機関の回転数をサージ現象未発生領域に維持することで、内燃機関の回転数の急激な低下を抑制することができる。従って、変速中の内燃機関の回転数の変動が抑制されるので、変速時に燃費が悪化することを抑制することができる。

そして、上記の課題を解決するための本発明のハイブリッド車両の制御方法は、ターボチャージャーを備える内燃機関と、該内燃機関の動力を動力断接装置と変速機とを経由させて駆動輪に伝達する動力伝達機構と、該動力伝達機構に連結された電動機とを設け、前記内燃機関及び前記電動機の少なくとも一方を駆動源とするハイブリッドシステムを備えるハイブリッド車両の制御方法において、前記内燃機関の回転数の変動による前記ターボチャージャーのコンプレッサの駆動を予測し、前記コンプレッサでサージ現象が発生すると判定した場合に、前記動力断接装置を解放状態にすると共に、前記内燃機関の回転数を前記コンプレッサでサージ現象が発生しないサージ現象未発生領域に維持し、前記内燃機関の回転数を前記サージ現象未発生領域に維持する間で、前記動力伝達機構に駆動力及び制動力を付与する場合に、前記電動機を駆動する方法である。

また、上記のハイブリッド車両の制御方法において、前記変速機のシフトアップに際して、前記動力断接装置を解放状態にし、前記内燃機関の回転数を低下してから前記変速機のシフトアップを行い、前記変速機のシフトアップが完了してから前記動力断接装置を結合状態にする場合の前記内燃機関の回転数の変動による前記コンプレッサの駆動を予測して、前記コンプレッサでサージ現象が発生すると判定した場合には、前記動力断接装置を解放状態にしたときに前記内燃機関の回転数を前記サージ現象未発生領域に維持すると共に、前記変速機のシフトアップが完了した後に前記電動機を力行駆動し、更に、前記内燃機関の回転数と前記動力断接装置と前記変速機との間の入力軸の回転数とが予め定めた回転数差になったときに前記動力断接装置を結合状態にすることが望ましい。

この方法によれば、変速機のシフトアップ中などに、内燃機関の回転数が急激に低下し、コンプレッサにサージ現象が発生すると判定した場合には、動力伝達機構に駆動力を付与可能な電動機を利用することで、内燃機関の回転数をサージ現象未発生領域に維持することができる。これにより、サージ現象の発生を回避することができると共に、運転性と燃費を向上することができる。

本発明のハイブリッド車両とハイブリッド車両の制御方法によれば、第一に、変速機のシフトアップなどの際に、内燃機関の回転数の変動によるコンプレッサの駆動を予測し、コンプレッサでサージ現象が発生すると判定した場合には、内燃機関の回転数をサージ現象未発生領域に維持し、内燃機関の回転数をサージ現象未発生領域に維持している間は、
ハイブリッド車両の走行を電動機で行うことで、運転性を悪化させずに、サージ現象の発生を回避することができる。

第二に、サージ現象が発生するような内燃機関の回転数が急激に低下する場合に、内燃機関の回転数をサージ現象未発生領域に維持することで、燃費が悪化することを抑制することができる。

これにより、ターボチャージャーのコンプレッサでサージ現象が発生するような場合に、ハイブリッド車両の駆動力を付与可能な電動機を利用することで、内燃機関の回転数の低下に伴って発生するサージ現象を回避することができると共に、サージ現象の回避中の運転性を維持することができ、更に、燃費の悪化を回避することができる。

本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両の構成の一部を示す図である。 図１の制御装置の構成の一部を示す図である。 図１のコンプレッサの性能特性図である。 図１の内燃機関と電動機と入力軸の回転数の変化を示したグラフである。 図１の内燃機関と電動機と入力軸のトルクの変化を示したグラフである。 図１の内燃機関と従来技術の内燃機関の時速と回転数の関係を示したグラフである。

以下、本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両とハイブリッドシステムの制御方法について説明する。

図１に例示するように、実施の形態のハイブリット車両（以下、ＨＥＶという）１は、ハイブリッドシステム２を備えており、そのハイブリッドシステム２は、ディーゼルエンジン（内燃機関；以下、エンジンという）３と、エンジン３で発生した駆動トルクを伝達する動力伝達機構４と、その動力伝達機構４に連結された電動発電機（電動機）５と、その電動発電機５にインバータ６を通じて電気的に接続されるバッテリー７とを備えている。

エンジン３は、エンジン本体１０で生じた排ガスが、エグゾーストマニホールド１１を経由してターボチャージャー１２に送られ、ターボチャージャー１２のタービン１２ａを駆動してから排ガス処理装置１３で浄化されから排出されるように構成されている。また、このエンジン３は、エアクリーナー１４から吸入される吸気が、ターボチャージャー１２のコンプレッサ１２ｂとインテーククーラー１５で圧縮及び冷却され、吸気スロットル１６で調節されてからインテークマニホールド１７を経由して供給されるように構成されている。

動力伝達機構４は、エンジン３で発生した駆動トルクを、トルクコンバータ２０と摩擦クラッチ（動力断接装置）２１を経由してトランスミッション（変速機）２２に伝達し、トランスミッション２２からプロペラシャフト２３、デファレンシャル２４、及びドライブシャフト２５を経由して駆動輪２６に伝達している。また、電動発電機５で発生した駆動トルクをＰＴＯ（動力入出機構）２７のスレーブドグクラッチ（以下、ドグクラッチという）２７ａを経由して駆動輪２６に伝達している。

電動発電機５は、回生駆動すると発電機として動力伝達機構４に制動力を付与して回生発電をしたり、力行駆動すると電動機として動力伝達機構４に駆動力を付与してアシストしたりする。なお、発電して得た電力は、インバータ６で変換してバッテリー７に充電さ
れる。また、電動発電機５を駆動するときは、バッテリー７に充電された電力をインバータ６で変換して電動発電機５に供給する。

また、このＨＥＶ１は、制御装置３０として、エンジン用制御装置３１と、変速用制御装置３２と、電動発電機用制御装置３３とを備え、その各制御装置３１〜３３は互いに車載ネットワーク３４により並列に接続され、相互に情報を送るように構成される。

また、各制御装置３１〜３３には、アクセルペダルに設けられたアクセルセンサ３５、シフトレバーに設けられたシフトセンサ３６、エンジン回転数センサ３７、入力軸回転数センサ３８、ＭＡＦセンサ（吸入吸気量センサ）３９、及びＭＡＰセンサ（圧力センサ）４０が接続される。

制御装置３０は、図２に示すように、ハイブリッドシステム２のトランスミッション２２のシフトアップの制御として、通常変速制御Ｃ１と、サージ現象発生予測判定Ｃ１０とを行うように構成されると共に、サージ現象発生予測判定Ｃ１０を行ってコンプレッサ１２ｂでサージ現象が発生すると判定した場合には、通常変速制御Ｃ１を行わずに、サージ現象回避変速制御Ｃ２０を行うように構成される。

通常変速制御Ｃ１は、エンジン３の燃料噴射量を制御する噴射量制御Ｃ２、摩擦クラッチ２１の解放状態と結合状態を制御して、エンジン３からの動力を断接する断接制御Ｃ３、及びトランスミッション２２のシフトアップを行う変速制御Ｃ４からなる。この通常変速制御Ｃ１は、シフトセンサ３６からシフトアップ信号を受け取ると行われ、断接制御Ｃ３を行って摩擦クラッチ２１を解放状態にし、噴射量制御Ｃ２を行ってエンジン３の回転数Ｎｅを低下してから、変速制御Ｃ４を行ってトランスミッション２２のシフトアップを行い、そのシフトアップが完了してから、断接制御Ｃ３を行って摩擦クラッチ２１を結合状態にする制御である。この通常変速制御Ｃ１が完了し、トランスミッション２２のシフトアップが完了すると噴射量制御Ｃ２を行ってエンジン３の回転数Ｎｅを上昇していく。

一方、サージ現象回避変速制御Ｃ２０は、断接制御Ｃ３、変速制御Ｃ４、回転数維持制御Ｃ３０、及び電動機駆動制御Ｃ４０からなる。このサージ現象回避変速制御Ｃ２０は、通常変速制御Ｃ１を行う前に、サージ現象発生予測判定Ｃ１０を行って、通常変速制御Ｃ１を行う場合のエンジン３の回転数Ｎｅの変動によるコンプレッサ１２ｂの駆動を予測し、コンプレッサ１２ｂでサージ現象が発生すると判定した場合には、断接制御Ｃ３を行って摩擦クラッチ２１を解放状態にしたときに回転数維持制御Ｃ３０を行い、変速制御Ｃ４を行った後に電動機駆動制御Ｃ４０を行って、エンジン３の回転数Ｎｅと摩擦クラッチ２１とトランスミッション２２との間の入力軸２８の回転数Ｎｉｎとが予め定めた回転数差ΔＮ１になったときに断接制御Ｃ３を行って摩擦クラッチ２１を結合状態にする制御である。

サージ現象発生予測判定Ｃ１０は、エンジン３の回転数Ｎｅの変動によるコンプレッサ１２ｂの駆動を予測し、コンプレッサ１２ｂでサージ現象が発生するか否かを判定する。詳しくは、図３に示すコンプレッサ１２ｂの性能特性マップＭ１を参照して、現時点のコンプレッサ１２ｂの駆動作動点Ｐ１を取得し、その駆動作動点Ｐ１の変動をエンジン３の回転数Ｎｅの変動から予測して、コンプレッサ１２ｂでサージ現象が発生するか否かを判定する。

この性能特性マップＭ１は、制御装置３０に記憶されているマップであり、横軸がコンプレッサ１２ｂを通過する吸気の流量を示し、縦軸がコンプレッサ１２ｂの前後の圧力比を示すものである。また、この性能特性マップＭ１は、コンプレッサ１２ｂから異音が発生し始めるプレサージラインＬ１と、サージ音を伴う自励振動が発生し始めるサージライ
ンＬ２が記されており、これらは、コンプレッサ１２ｂの容量などにより予め定められている。

このサージ現象発生予測判定Ｃ１０を詳しく説明する。まず、図３に示すように、現時点のコンプレッサ１２ｂの駆動作動点Ｐ１を取得するために、ＭＡＦセンサ３９でコンプレッサ１２ｂを通過する吸気の流量Ｑ１を検知し、コンプレッサ１２ｂの上流側の圧力を大気圧と、ＭＡＰセンサ４０で検知されたコンプレッサ１２ｂの下流側の圧力とから圧力比ＰＲ１を算出する。次に、それらの値からコンプレッサ１２ｂの駆動作動点Ｐ１が性能特性マップＭ１のどの領域に存在するかを記憶する。

次に、図４に示すように、エンジン３の回転数の変動による駆動作動点Ｐ１の変動を予測するために、アクセルセンサ３５、及びシフトセンサ３６などの操作信号からエンジン３の回転数Ｎｅの変動後の回転数Ｎ２を算出する。次に、図３に示すように、その算出されたエンジン３の回転数Ｎｅの変動後の回転数Ｎ２とエンジン本体１０のシリンダ容量からコンプレッサ１２ｂを通過する吸気の流量Ｑ２を算出する。次に、流量Ｑ２と圧力比ＰＲ１からコンプレッサの予測駆動作動点Ｐ２が性能特性マップＭ１のどの領域に存在するかを記憶する。

次に、図３に示すように、コンプレッサ１２ｂでサージ現象が発生するか否かを判定するために、この現時点の駆動作動点Ｐ１の変動後の予測駆動作動点Ｐ２がプレサージラインＬ１、又はサージラインＬ２よりも左側の領域に存在するか否かを判断する。ここでは、予測駆動作動点Ｐ２がプレサージラインＬ１よりも左側の領域に存在しているため、コンプレッサ１２ｂにサージ現象が発生すると判定する。

回転数維持制御Ｃ３０は、サージ現象発生予測判定Ｃ１０を行って、コンプレッサ１２ｂでサージ現象が発生すると判定した場合に、摩擦クラッチ２１を解放状態にしたまま、エンジン３の回転数Ｎｅをサージ現象未発生領域Ｒに維持する制御である。

このサージ現象未発生領域Ｒとは、コンプレッサ１２ｂでサージ現象が発生しないエンジン３の回転数Ｎｅの領域のことである。コンプレッサ１２ｂを通過する吸気の流量Ｑｃは、エンジン３の回転数Ｎｅに応じた、つまり燃料噴射量に応じた吸気流量になるように吸気スロットル１６により調節されている。そのため、エンジン３の回転数Ｎｅが低下すると流量Ｑｃは増加し、回転数Ｎｅが上昇すると流量Ｑｃは減少する。従って、このサージ現象未発生領域Ｒは、図３における圧力比を基準として、プレサージラインＬ１よりも右側の領域にコンプレッサ１２ｂの駆動作動点が存在する流量となるようなエンジン３の回転数Ｎｅの範囲となる。例えば、図３における圧力比ＰＲ１を基準とすると、コンプレッサ１２ｂを通過する吸気の流量Ｑｃが流量Ｑ３よりも大きくなる範囲の流量となるエンジン３の回転数Ｎｅの範囲であり、図４では、回転数Ｎ３以上の範囲となる。

よって、この回転数維持制御Ｃ３０は、エンジン３の回転数Ｎｅをサージ現象未発生領域Ｒに維持するように、燃料噴射量を調節する制御である。

電動機駆動制御Ｃ４０は、回転数維持制御Ｃ３０を行って、エンジン３の回転数Ｎｅがサージ現象未発生領域Ｒに維持されている場合に、動力伝達機構４に駆動力を付与する必要があるときに、電動発電機５を力行駆動する制御である。

この電動機駆動制御Ｃ４０は、回転数維持制御Ｃ３０を行っている場合には、摩擦クラッチ２１は解放状態であり、エンジン３から動力伝達機構４への動力の伝達は切断されている。その場合に、動力伝達機構４に駆動力を付与する必要があるときに、ＰＴＯ２７のスレーブドグクラッチ（以下、ドグクラッチという）２７ａを結合状態にすると共に、電動発電機５を力行駆動する制御である。

次に、本発明に係る実施の形態のＨＥＶ１の制御方法について、図４及び図５を参照しながら説明する。この実施の形態では、トランスミッション２２の変速比を２速から３速にシフトアップする場合を例に説明する。

まず、図４及び図５の時間ｔ１で、シフトセンサ３６が検知したシフト信号を制御装置３０が受信する。

次に、制御装置３０が、サージ現象発生予測判定Ｃ１０を行う。このときのサージ現象発生予測判定Ｃ１０では、通常変速制御Ｃ１を行った場合でのコンプレッサ１２ｂの駆動作動点Ｐ１の変動を予測する。次に、通常変速制御Ｃ１を行った場合での予測駆動作動点Ｐ２がプレサージラインＬ１を超えた否かを判定する。従って、図３に示すように、このまま通常変速制御Ｃ１を行うと、コンプレッサ１２ｂでサージ現象が発生すると判定する。

サージ現象発生予測判定Ｃ１０を行って、コンプレッサ１２ｂでサージ現象が発生すると判定すると、制御装置３０が、トランスミッション２２のシフトアップに際して通常変速制御Ｃ１を行わずに、サージ現象回避変速制御Ｃ２０で行うことを決定する。次に、制御装置３０が、断接制御Ｃ３を行って、摩擦クラッチ２１を解放状態にする。次に、回転数維持制御Ｃ３０を行う。このときの回転数維持制御Ｃ３０では、エンジン３の回転数Ｎｅをサージ現象未発生領域Ｒに維持するように、つまり、エンジン３の回転数Ｎｅを回転数Ｎ１から回転数Ｎ３まで緩やかに下降するように燃料噴射量を調節する制御を行う。

次に、制御装置３０が、図４及び図５の時間ｔ２で、変速制御Ｃ４を行ってトランスミッション２２の変速比を２速から３速にシフトアップする。次に、３速へのシフトアップが完了すると、電動機駆動制御Ｃ４０を行って、ドグクラッチ２７ａを結合状態にすると共に、電動発電機５を力行駆動する。このときの電動機駆動制御Ｃ４０では、変速後のトルク抜けを回避するように、電動発電機５をインバータ６により制御する。

次に、制御装置３０が、エンジン回転数センサ３７で検知されたエンジン３の回転数Ｎｅと、入力軸回転数センサ３８で検知された入力軸２８の回転数Ｎｉｎとが予め定めた回転数差ΔＮ１になったと判断すると、図４及び図５の時間ｔ３で、断接制御Ｃ３を行って摩擦クラッチ２１を結合状態にする。

なお、ここでいう回転数差ΔＮ１は、摩擦クラッチ２１を結合状態にしたときに発生する摩耗を回避可能な値が好ましく、ゼロ（回転数Ｎｅと回転数Ｎｉｎが同回転数の場合）を含む。

次に、制御装置３０が、図５に示すように、上昇するエンジン３のトルクＴｅに対して、入力軸２８のトルクＴｉｎをトルクＴ１に維持するように電動発電機５のトルクＴｍを下降する。次に、エンジン３のトルクＴｅがトルクＴ１になったときに、ドグクラッチ２７ａを解放状態にすると共に、電動発電機５を停止する。

上記のＨＥＶ１とＨＥＶ１の制御方法によれば、トランスミッション２２のシフトアップに際して、通常変速制御Ｃ１を行う前に、サージ現象発生予測判定Ｃ１０を行ってコンプレッサ１２ｂでサージ現象が発生すると判定した場合には、通常変速制御Ｃ１を行わずに、サージ現象回避変速制御Ｃ２０を行うことで、エンジン３の回転数Ｎｅをサージ現象未発生領域Ｒに維持し、エンジン３の回転数Ｎｅをサージ現象未発生領域Ｒに維持している間は、ＨＥＶ１の走行を電動発電機５で行うことで、トランスミッション２２の変速中
に運転性の悪化とサージ現象の発生を回避することができる。

また、サージ現象の発生を考慮せずに、シフトアップに要する時間を短縮することもできるようになるので、より運転性を向上することができる。

加えて、トランスミッション２２のシフトアップにおいてサージ現象が発生するような場合に、エンジン３の回転数Ｎｅをサージ現象未発生領域Ｒに維持することで、エンジン３の回転数Ｎｅの急激な低下を抑制することができる。従って、変速中のエンジン３の回転数Ｎｅの変動を抑制して、変速時に燃費が悪化することを抑制することができる。

更に、エンジン３の回転数Ｎｅを急激に変動させないことで、性能特性マップＭ１におけるコンプレッサ１２ｂの駆動作動点Ｐ１がプレサージラインＬ１及びサージラインＬ２を超えた領域に入らないようにすることで、図４及び図５に示す時間ｔ１から時間ｔ２までの２秒以下の短い時間でのサージ現象を回避することができる。

実施の形態のＨＥＶ１の加速状況と、サージ現象回避変速制御Ｃ２０を設けない従来技術のＨＥＶの加速状況を比較した結果を図６に示す。実施の形態のＨＥＶ１は、制御装置３０にサージ現象回避変速制御Ｃ２０を設けているため、変速時のサージ現象の発生を考慮する必要がなく、変速に要する時間Δｔ１が短い。一方、従来技術のＨＥＶは、変速時にサージ現象の発生を考慮するため、エンジンの回転数を緩やかに低下する必要がある。そのため、ＨＥＶ１と比較すると変速に要する時間Δｔ２は長くなる。

また、ＨＥＶ１は、変速時にエンジン３の回転数Ｎｅを緩やかに低下させるため、変速時のエンジン３の回転数Ｎｅが変動する幅ΔＮ２が狭い。一方、従来技術のＨＥＶは、変速時にエンジンの回転数を摩擦クラッチを結合状態にすることができる回転数まで低下させてから、上昇させるため、変速時のエンジンの回転数が変動する幅ΔＮ３が広い。

従って、実施の形態のＨＥＶ１によれば、コンプレッサ１２ｂでサージ現象が発生することを回避しながら、従来技術のＨＥＶよりも加速性及び運転性の向上を図ることができると共に、変速時の燃費の悪化を抑制することができることが分かる。

なお、上記の実施の形態では、パラレル方式のハイブリッドシステム２を搭載したＨＥＶ１を例に説明したが、本発明はこれに限定されずに、例えば、シリーズ方式のハイブリッドシステムを搭載した車両にも適用することができる。また、上記のハイブリッドシステム２の構成は一例であり、例えば、電動発電機５をＰＴＯ２７を経由してトランスミッション２２にしなくてもよい。

また、上記の実施の形態のトランスミッション２２は、ＡＭＴ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｍａｎｕａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を例に説明したが、ＡＴ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）やＭＴ（Ｍａｎｕａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）にも適用することができる。

また、上記の実施の形態では、トランスミッション２２のシフトアップに際してコンプレッサ１２ｂで発生するサージ現象を回避する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。シフトアップに限らずに、運転手の操作やＨＥＶ１の走行状況が変わってエンジン３の回転数Ｎｅが変動する場合に、サージ現象発生予測判定Ｃ１０を行うように構成するとよい。そして、サージ現象発生予測判定Ｃ１０を行ってコンプレッサ１２ｂでサージ現象が発生すると判定した場合に、断接制御Ｃ３を行って摩擦クラッチ２１を解放状態にし、回転数維持制御Ｃ３０を行ってエンジン３の回転数Ｎｅをサージ現象未発生領域Ｒに維持すると共に、回転数維持制御Ｃ３０を行っている場合で、動力伝達機構４に駆動力及び制動力を付与する必要があるときには、電動機駆動制御Ｃ４０を行って電動発電機５を力行又は回生駆動すると、運転性を維持しながら、サージ現象の発生を回避することができる。

また、上記の実施の形態では、コンプレッサ１２ｂの性能特性マップＭ１を用いて、コンプレッサ１２ｂの駆動作動点の変動を予測し、コンプレッサ１２ｂでサージ現象が発生するか否かを判定したが、エンジン３の回転数Ｎｅが変動する前に、その変動によるコンプレッサ１２ｂの状態を予測して、コンプレッサ１２ｂでサージ現象が発生するか否かを判定することができればよく、本発明はこれに限定されない。

また、上記の実施の形態では、サージ現象回避変速制御Ｃ２０において、変速制御Ｃ４を行った後に電動機駆動制御Ｃ４０を行って電動発電機５を力行駆動してトルクＴ１を維持する例を説明したが、本発明はこれに限定されずに、運転手の操作やＨＥＶ１の走行状況によって、電動発電機５から出力されるトルクＴｍを増減することもできる。

また、上記の実施の形態では、サージ現象回避変速制御Ｃ２０において、断接制御Ｃ３を行って摩擦クラッチ２１を結合状態にした後も電動発電機５を力行駆動する例を説明したが、本発明はこれに限定されずに、摩擦クラッチ２１を結合状態にしたときに、ドグクラッチ２７ａを解放状態にすると共に、電動発電機５を停止するように構成してもよい。

また、上記の実施の形態では、ハイブリッドシステム２に回生駆動して電力を発電可能な電動発電機５を設けた構成を例に説明したが、本発明は上記の電動発電機５の代わりに発電機能のない電動機を用いることもできる。

本発明のハイブリッド車両は、駆動輪に動力を伝達可能な電動機を利用して、運転性を維持しながら、排ガスで駆動するターボチャージャーのコンプレッサで発生するサージング現象を回避することができるので、排ガスで駆動するターボチャージャーを備えるハイブリッド車両に利用することができる。

１ ＨＥＶ（ハイブリッド車両）
２ ハイブリッドシステム
３ エンジン（内燃機関）
４ 動力伝達機構
５ 電動発電機（電動機）
６ インバータ
７ バッテリー
１２ ターボチャージャー
１２ａ タービン
１２ｂ コンプレッサ
２１ 摩擦クラッチ（動力断接装置）
２２ トランスミッション（変速機）
２７ ＰＴＯ
２７ａ ドグクラッチ（スレーブドグクラッチ）
２８ 入力軸
３０ 制御装置
Ｃ１０ サージ現象発生予測判定
Ｃ２０ サージ現象回避変速制御
Ｃ３０ 回転数維持制御
Ｃ４０ 電動機駆動制御
Ｌ１ プレサージライン
Ｌ２ サージライン
Ｍ１ 性能特性マップ（性能特性図）
Ｒ サージ現象未発生領域

Claims (4)

1. ターボチャージャーを備える内燃機関と、該内燃機関の動力を動力断接装置と変速機を経由させて駆動輪に伝達する動力伝達機構と、該動力伝達機構に連結された電動機とを設け、前記内燃機関及び前記電動機の少なくとも一方を駆動源とするハイブリッドシステムと、該ハイブリッドシステムの制御を行う制御装置とを備えるハイブリッド車両において、
   前記制御装置が、前記内燃機関の回転数の変動による前記ターボチャージャーのコンプレッサの駆動を予測して、該コンプレッサでサージ現象が発生すると判定した場合に、前記動力断接装置を解放状態にすると共に、前記内燃機関の回転数を前記コンプレッサでサージ現象が発生しないサージ現象未発生領域に維持する回転数維持制御と、該回転数維持制御を行っている間で、前記動力伝達機構に駆動力及び制動力を付与するときに、前記電動機を駆動する電動機駆動制御と、を行うように構成されることを特徴とするハイブリッド車両。
2. 前記制御装置が、前記変速機のシフトアップに際して、前記動力断接装置を解放状態にし、前記内燃機関の回転数を低下してから、前記変速機のシフトアップを行い、前記変速機のシフトアップが完了してから、前記動力断接装置を結合状態にする通常変速制御を行うように構成されると共に、
   前記通常変速制御を行う前に、前記通常変速制御を行った場合の前記内燃機関の回転数の変動による前記コンプレッサの駆動を予測して、前記コンプレッサでサージ現象が発生すると判定した場合には、前記通常変速制御を行わずに、前記回転数維持制御を行うと共に、前記変速機のシフトアップが完了した後に前記電動機駆動制御により前記電動機を力行駆動し、更に、前記内燃機関の回転数と前記動力断接装置と前記変速機との間の入力軸の回転数とが予め定めた回転数差になったときに前記動力断接装置を結合状態にするサージ回避変速制御を行うように構成されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. ターボチャージャーを備える内燃機関と、該内燃機関の動力を動力断接装置と変速機とを経由させて駆動輪に伝達する動力伝達機構と、該動力伝達機構に連結された電動機とを設け、前記内燃機関及び前記電動機の少なくとも一方を駆動源とするハイブリッドシステムを備えるハイブリッド車両の制御方法において、
   前記内燃機関の回転数の変動による前記ターボチャージャーのコンプレッサの駆動を予測し、
   前記コンプレッサでサージ現象が発生すると判定した場合に、前記動力断接装置を解放状態にすると共に、前記内燃機関の回転数を前記コンプレッサでサージ現象が発生しないサージ現象未発生領域に維持し、
   前記内燃機関の回転数を前記サージ現象未発生領域に維持する間で、前記動力伝達機構に駆動力及び制動力を付与する場合に、前記電動機を駆動することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
4. 前記変速機のシフトアップに際して、前記動力断接装置を解放状態にし、前記内燃機関の回転数を低下してから前記変速機のシフトアップを行い、前記変速機のシフトアップが完了してから前記動力断接装置を結合状態にする場合の前記内燃機関の回転数の変動による前記コンプレッサの駆動を予測して、前記コンプレッサでサージ現象が発生すると判定した場合には、前記動力断接装置を解放状態にしたときに前記内燃機関の回転数を前記サージ現象未発生領域に維持すると共に、前記変速機のシフトアップが完了した後に前記電動機を力行駆動し、更に、前記内燃機関の回転数と前記動力断接装置と前記変速機との間の入力軸の回転数とが予め定めた回転数差になったときに前記動力断接装置を結合状態にすることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御方法。

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