JP2011174470A - Control device for vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for a vehicle capable of preventing deterioration of traveling performance of a driver even when charge amount of a battery is below a preset predetermined value. <P>SOLUTION: Based on an engine operating point when it is assumed that a transmission map is changed while the same vehicle speed is maintained, a fuel consumption rate is calculated. When the calculated fuel consumption rate is smaller than a fuel consumption rate before the transmission map is changed, an automatic transmission is controlled so as to change the transmission map, and based on the changed transmission map, electric power supply to an electric motor is changed. When the calculated fuel consumption rate is not smaller than the fuel consumption rate before the transmission map is changed, change in the transmission map is not performed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、車両の制御装置、特に、車両の運転状態に応じて電動アシストターボチャージャ及び自動変速機を制御する車両の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to a vehicle control device that controls an electrically assisted turbocharger and an automatic transmission in accordance with the driving state of the vehicle.

一般的に、エンジンの出力を増大させるために、吸気通路内に排気ターボチャージャを設け、エンジンのシリンダ内に吸入される吸気の圧力である吸気管圧を増大させ、シリンダ内へ吸気を過給することが知られている。さらに、排気ターボチャージャを排気ガスエネルギーのみにより駆動する場合に発生する過給応答遅れであるターボラグ、及び低回転域での出力低下を解消するために、排気ターボチャージャを電動機によっても駆動できるようにした電動アシストターボチャージャを用いる技術が知られている。   Generally, in order to increase the engine output, an exhaust turbocharger is provided in the intake passage to increase the intake pipe pressure, which is the pressure of the intake air drawn into the engine cylinder, and supercharge the intake air into the cylinder. It is known to do. Furthermore, in order to eliminate the turbo lag, which is a supercharge response delay that occurs when the exhaust turbocharger is driven only by exhaust gas energy, and the output decrease in the low rotation range, the exhaust turbocharger can also be driven by an electric motor. A technique using the electrically assisted turbocharger is known.

電動アシストターボチャージャを用いることにより、小排気量のエンジンであっても従来の自然吸気の大排気量のエンジンと同等の出力を達成することができ、高出力を維持しながら小排気量のエンジンによる低燃費化をもたらすことが可能になる。   By using an electrically assisted turbocharger, even a small displacement engine can achieve the same output as a conventional natural intake large displacement engine, while maintaining a high output and a small displacement engine. This makes it possible to reduce fuel consumption.

このような電動アシストターボチャージャを用いたエンジンを搭載した車両の制御装置に於いて、従来、電動アシストターボチャージャの使用によりバッテリの充電量が所定値を下回った場合は、変速制御変更手段により変速機の変速パターンを変更し、ダウンシフトし易くする制御を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。   In a control apparatus for a vehicle equipped with an engine using such an electric assist turbocharger, conventionally, when the battery charge amount falls below a predetermined value due to the use of the electric assist turbocharger, the shift control change means changes the speed. There is disclosed a technique for performing a control for changing the shift pattern of the machine to facilitate downshifting (see, for example, Patent Document 1).

特開２００７−２３１８５３号公報JP 2007-231853 A

特許文献１に示された従来の車両の制御装置によれば、電動アシストターボチャージャの使用によりバッテリの充電量が所定値を下回った場合は、変速マップがダウンシフトされ易くなるようにシフトされるため、エンジン回転数が上昇することとなり、電動機によるアシストトルクを発生させず排気ガスエネルギーのみによる過給により要求される出力を発生させることができ、更に、エンジン回転数が上昇することによる発電量の増加によりバッテリへの充電量を確保することができるが、変速マップの変更により変速ダウンするためドライバーの走行性感覚が悪くなり、又、エンジン動作点の変更によりエンジンが燃焼効率の悪い動作点で動作する可能性があった。   According to the conventional vehicle control device disclosed in Patent Document 1, when the charge amount of the battery falls below a predetermined value due to the use of the electrically assisted turbocharger, the shift map is shifted so as to be easily downshifted. As a result, the engine speed increases, and the output required by supercharging only with the exhaust gas energy can be generated without generating the assist torque by the electric motor. Further, the amount of power generated by the increase in the engine speed The amount of charge to the battery can be secured by increasing the engine speed, but the shift of the shift map changes the speed of the driver to deteriorate, and the change in the engine operating point makes the engine inefficient in combustion efficiency. Could work with.

この発明は、従来の装置に於ける前述のような課題を解決するために成されたものであり、ドライバーの走行性感覚を損ねることなくバッテリの充電量を確保できる車両の制御装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems in the conventional apparatus, and provides a vehicle control apparatus that can secure the amount of charge of a battery without impairing the driver's sense of driving performance. It is for the purpose.

この発明による車両の制御装置は、車両に搭載されたエンジンの排気ガスエネルギーによる駆動力と電動機による駆動力とのうち少なくとも一方により駆動されて吸気通路内の吸気を圧縮し前記エンジンのシリンダ内に過給する電動アシストターボチャージャと、設定された変速マップに基づいて変速比を制御する自動変速機と、前記電動機及び前記自動変速機を前記車両の運転状態に基づいて制御する制御手段とを備えた車両の制御装置であって、前記制御手段は、前記エンジンの動作点と、前記電動機への供給電力と、前記エンジンにより駆動されて発電するオルタネータの発電量と前記オルタネータにより充電されるバッテリの蓄電量とのうちの少なくとも一方とに基づいて、同一車速を維持しながら前記変速マップを変更したと仮定した場合のエンジン動作点に基づいて燃料消費率を算出し、前記算出した燃料消費率が前記変速マップを変更する前の燃料消費率より小さい場合には、前記変速マップの変更を行うように前記自動変速機を制御し、前記変更した変速マップに基づいて前記電動機への供給電力を変更し、前記算出した燃料消費率が前記変速マップを変更する前の燃料消費率より小さくならない場合には、前記変速マップの変更を行わないようにしたことを特徴とするものである。   The vehicle control apparatus according to the present invention is driven by at least one of the driving force by the exhaust gas energy of the engine mounted on the vehicle and the driving force by the electric motor to compress the intake air in the intake passage and into the cylinder of the engine. An electrically assisted turbocharger for supercharging; an automatic transmission for controlling a gear ratio based on a set shift map; and a control means for controlling the electric motor and the automatic transmission based on an operating state of the vehicle. The vehicle control device includes: an operating point of the engine; power supplied to the electric motor; a power generation amount of an alternator driven by the engine to generate power; and a battery charged by the alternator. Assuming that the shift map is changed while maintaining the same vehicle speed based on at least one of the charged amount The fuel consumption rate is calculated based on the engine operating point in the case where the calculated fuel consumption rate is smaller than the fuel consumption rate before the shift map is changed, and the shift map is changed. When the automatic transmission is controlled, the power supplied to the electric motor is changed based on the changed shift map, and the calculated fuel consumption rate is not smaller than the fuel consumption rate before changing the shift map, The shift map is not changed.

この発明による車両の制御装置によれば、エンジンの動作点と、電動機への供給電力と、エンジンにより駆動されて発電するオルタネータの発電量とオルタネータにより充電されるバッテリの蓄電量とのうちの少なくとも一方とに基づいて変速マップを変更したと仮定した場合のエンジン動作点に基づいて燃料消費率を算出し、算出した燃料消費率が前記変速マップを変更する前の燃料消費率より小さい場合には、前記変速マップの変更を行うように前記自動変速機を制御し、前記変更した変速マップに基づいて前記電動機への供給電力を変更し、前記算出した燃料消費率が前記変速マップを変更する前の燃料消費率より小さくならない場合には、前記変速マップの変更を行わないようにしたので、変速マップを変更することで燃費が悪化する場合は、変速マップを変更ぜず、オルタネータの発電を増加させ、電動アシストターボチャージャを引き続き駆動することで、バッテリの充電量が少ない場合も、エンジン燃焼効率の優れた動作点を用いることで、車両の燃費悪化を極力抑えることができる。   According to the vehicle control apparatus of the present invention, at least one of the operating point of the engine, the power supplied to the electric motor, the amount of power generated by the alternator driven by the engine and the amount of power stored in the battery charged by the alternator. When the fuel consumption rate is calculated based on the engine operating point when it is assumed that the shift map is changed based on one of the two, and the calculated fuel consumption rate is smaller than the fuel consumption rate before the shift map is changed, Before controlling the automatic transmission to change the shift map, changing the power supplied to the motor based on the changed shift map, and before the calculated fuel consumption rate changes the shift map. If the fuel consumption rate does not become smaller than this, the shift map is not changed. Therefore, changing the shift map deteriorates fuel consumption. In this case, without changing the shift map, by increasing the power generation of the alternator and continuing to drive the electric assist turbocharger, even when the battery charge is low, using the operating point with excellent engine combustion efficiency, Deterioration of fuel consumption of the vehicle can be suppressed as much as possible.

この発明の実施の形態１による車両の制御装置を含む車両システム全体を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating an entire vehicle system including a vehicle control device according to Embodiment 1 of the present invention; この発明の実施の形態１による車両の制御装置に於けるエンジンの動作点変更を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operating point change of the engine in the control apparatus of the vehicle by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による車両の制御装置に於ける自動変速機の変速マップ変更を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the shift map change of the automatic transmission in the vehicle control apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による車両の制御装置に於ける電動機制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of the electric motor control apparatus in the control apparatus of the vehicle by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による車両の制御装置に於けるエンジンの動作点での燃料消費率マップを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fuel consumption rate map in the operating point of the engine in the control apparatus of the vehicle by Embodiment 1 of this invention.

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による車両の制御装置について詳細に説明する。図１は、この発明の実施の形態１による車両の制御装置を含む車両システム全体を示す構成図である。図１に示した内燃機関１の主要構成体としてのエンジン２は、４気筒のガソリンエンジンであり、電動アシストターボチャージャ５を用いてシリンダ内へ吸気を過給することにより、高出力化と共にエンジンの低排気量化による低燃費化を実現するものである。 Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a vehicle control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described in detail. 1 is a configuration diagram showing an entire vehicle system including a vehicle control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. An engine 2 as a main component of the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a four-cylinder gasoline engine. By supercharging intake air into the cylinder using an electrically assisted turbocharger 5, the engine can be increased and output can be increased. The fuel consumption is reduced by reducing the engine displacement.

尚、この発明による車両の制御装置に適用されるエンジン２は、気筒数の制限はなく、又、エンジン２の燃焼方式についても制限はなく、シリンダ内に燃料を直接噴射する直噴エンジンを適用してもよいし、スロットルバルブ１１の下流側のインテークマニホールド１７に燃料を噴射するようにしたポート噴射エンジンを適用してもよい。   The engine 2 applied to the vehicle control apparatus according to the present invention is not limited in the number of cylinders, and there is no limitation on the combustion method of the engine 2, and a direct injection engine that directly injects fuel into the cylinder is applied. Alternatively, a port injection engine in which fuel is injected into the intake manifold 17 on the downstream side of the throttle valve 11 may be applied.

図１に於いて、エンジン２のシリンダ部２には、吸気通路３と排気通路４とが接続されている。又、吸気通路３と排気通路４との間には、電動アシストターボチャージャ５が設けられている。電動アシストターボチャージャ５は、シリンダ部２の各シリンダで発生した排気ガスエネルギーによって駆動され回転するタービンホイール６と、回転軸７を介してタービンホイール６と同軸上に接続され、タービンホイール６の回転によって吸気通路３内の吸気を圧縮するコンプレッサホイール８と、回転軸７に電動アシストトルクを加える電動機９とを有している。尚、タービンホイール６とコンプレッサホイール８とのうち少なくとも一方を、インペラの角度を変更可能とした可変ベーン方式としてもよい。   In FIG. 1, an intake passage 3 and an exhaust passage 4 are connected to the cylinder portion 2 of the engine 2. An electrically assisted turbocharger 5 is provided between the intake passage 3 and the exhaust passage 4. The electrically assisted turbocharger 5 is connected coaxially to the turbine wheel 6 via a rotating shaft 7 and a turbine wheel 6 that is driven and rotated by exhaust gas energy generated in each cylinder of the cylinder portion 2. Thus, a compressor wheel 8 for compressing intake air in the intake passage 3 and an electric motor 9 for applying electric assist torque to the rotary shaft 7 are provided. Note that at least one of the turbine wheel 6 and the compressor wheel 8 may be a variable vane system in which the impeller angle can be changed.

電動アシストターボチャージャ５は、シリンダ部２で発生した排気ガスエネルギーによる駆動トルクのみにより、或いは、電動機９の駆動トルクのみにより、或いは、排気ガスエネルギーによる駆動トルクと電動機による電動アシストトルクとの合算トルクにより、コンプレッサホイール８を駆動して吸気通路３を通過する吸気を圧縮し、シリンダ内にその圧縮した吸気を過給することができる。   The electric assist turbocharger 5 is based on only the driving torque based on the exhaust gas energy generated in the cylinder unit 2, only based on the driving torque of the electric motor 9, or the total torque of the driving torque based on the exhaust gas energy and the electric assist torque generated by the electric motor. Thus, the compressor wheel 8 can be driven to compress the intake air passing through the intake passage 3, and the compressed intake air can be supercharged into the cylinder.

電動アシストターボチャージャ５は、エンジン２の低回転時には電動機９の回転駆動によって吸気通路３内の吸気を過給し、エンジン２の高回転時には排気ガスエネルギーによって吸気通路３内の吸気を過給することを基本としているが、場合によっては、エンジン２の回転数によらず電動機９による電動アシストトルクと排気ガスエネルギーによる駆動トルクとを常に重畳して過給するようにしてもよい。   The electric assist turbocharger 5 supercharges the intake air in the intake passage 3 by the rotational drive of the electric motor 9 when the engine 2 rotates at a low speed, and supercharges the intake air in the intake passage 3 by the exhaust gas energy when the engine 2 rotates at a high speed. Although it is based on this, depending on the case, the electric assist torque by the electric motor 9 and the driving torque by the exhaust gas energy may be always superposed and supercharged regardless of the rotational speed of the engine 2.

吸気通路３に於けるコンプレッサホイール８の下流には、吸気を冷却するインタークーラ１０が設けられている。吸気通路３に於けるインタークーラ１０の下流側には、吸気通路３を流れる吸気の流量を調節するスロットルバルブ１１が設けられている。スロットルバルブ１１には、スロットルバルブ１１を開閉駆動するスロットルバルブアクチュエータ１２が取り付けられている。スロットルバルブ１１の下流側の吸気通路３は、シリンダ部２の各シリンダに応じて分岐したインテークマニホールド１７を形成している。   An intercooler 10 for cooling the intake air is provided downstream of the compressor wheel 8 in the intake passage 3. A throttle valve 11 for adjusting the flow rate of intake air flowing through the intake passage 3 is provided on the downstream side of the intercooler 10 in the intake passage 3. A throttle valve actuator 12 that opens and closes the throttle valve 11 is attached to the throttle valve 11. The intake passage 3 on the downstream side of the throttle valve 11 forms an intake manifold 17 branched according to each cylinder of the cylinder portion 2.

排気通路４の上流側は、シリンダ部２の各シリンダに応じて分岐したエギゾーストマニホールド１８を形成している。又、排気通路４には、ウェストゲートバルブ１５と、ウェストゲートバルブ１５を開閉駆動するウェストゲートバルブアクチュエータ１４が取り付けられている。   An exhaust manifold 18 branched in accordance with each cylinder of the cylinder portion 2 is formed on the upstream side of the exhaust passage 4. Further, a waste gate valve 15 and a waste gate valve actuator 14 that opens and closes the waste gate valve 15 are attached to the exhaust passage 4.

ここで、エンジン２の吸気通路３に取り込まれた吸気が排気通路４から排出されるまでの流れについて説明する。先ず、大気中から吸気通路３に取り込まれた吸気は、エアクリーナ（図示せず）によって塵埃が除去される。続いて、塵埃が除去された吸気は電動アシストターボチャージャ５のコンプレッサホイール８の回転により圧縮される。   Here, the flow until the intake air taken into the intake passage 3 of the engine 2 is discharged from the exhaust passage 4 will be described. First, dust is removed from the intake air taken into the intake passage 3 from the atmosphere by an air cleaner (not shown). Subsequently, the intake air from which the dust has been removed is compressed by the rotation of the compressor wheel 8 of the electric assist turbocharger 5.

次に、圧縮された吸気は、圧力上昇によって温度が上昇し膨張するが、エンジンの吸気充填効率を向上させるために、インタークーラ１０により冷却される。冷却された吸気は、スロットルバルブアクチュエータ１２により駆動されるスロットルバルブ１１の開度に応じて流量が調節され、ポート噴射エンジンの場合は燃料が混合されて混合気となり、シリンダ部２の各シリンダ内に吸入される。   Next, the compressed intake air rises in temperature and expands due to an increase in pressure, but is cooled by the intercooler 10 in order to improve the intake charge efficiency of the engine. The flow rate of the cooled intake air is adjusted according to the opening degree of the throttle valve 11 driven by the throttle valve actuator 12, and in the case of a port injection engine, fuel is mixed to become an air-fuel mixture, Inhaled.

次に、シリンダ内に吸入された混合気は点火装置により着火され、シリンダ内のピストン（図示せず）が押し下げられる。続いて、クランク（図示せず）によってピストンの上下運動が回転運動に変換され、エンジン２のクランクが回転する。エンジン２の回転は自動変速機２５によって変速比を変更され、動力伝達路２６を通じて駆動輪２７に動力が伝わり、車両を推進させる動力として利用される。   Next, the air-fuel mixture sucked into the cylinder is ignited by an ignition device, and a piston (not shown) in the cylinder is pushed down. Subsequently, the vertical motion of the piston is converted into a rotational motion by a crank (not shown), and the crank of the engine 2 rotates. The rotation of the engine 2 is changed in gear ratio by the automatic transmission 25, and the power is transmitted to the drive wheels 27 through the power transmission path 26, which is used as power for propelling the vehicle.

又、エンジン２のクランク軸は、ベルト２４を介してオルタネータ２３に接続されており、オルタネータ２３をベルト２４を介してエンジンの動力により駆動して発電を行わせる。オルタネータ２３により発電された電力は、バッテリ２２に充電され、電動アシストターボチャージャ５や他の車載補機（図示せず）等の電力が必要なデバイスに対して電力供給を行う。   The crankshaft of the engine 2 is connected to an alternator 23 via a belt 24, and the alternator 23 is driven by engine power via the belt 24 to generate electric power. The electric power generated by the alternator 23 is charged in the battery 22 and supplies power to devices that require electric power, such as the electric assist turbocharger 5 and other on-vehicle auxiliary machines (not shown).

シリンダ内での混合気の燃焼によって発生した排気ガスは、エギゾーストマニホールド１８を介して排出される。続いて、排気ガスは、ウェストゲートバルブ１５が閉じている場合は、電動アシストターボチャージャ５のタービンホイール６を通り、タービンホイール６を回転させる。排気ガスは、ウェストゲートバルブ１５が開いている場合は、バイパス２１に導かれる。タービンホイール６を回転させた排気ガスとバイパス２１を通った排気ガスは合流し、排気ガス浄化触媒等が一体化されたマフラー（図示せず）により浄化され、大気中に排出される。   Exhaust gas generated by the combustion of the air-fuel mixture in the cylinder is exhausted through the exhaust manifold 18. Subsequently, when the wastegate valve 15 is closed, the exhaust gas passes through the turbine wheel 6 of the electric assist turbocharger 5 and rotates the turbine wheel 6. The exhaust gas is guided to the bypass 21 when the wastegate valve 15 is open. The exhaust gas that has rotated the turbine wheel 6 and the exhaust gas that has passed through the bypass 21 merge, and are purified by a muffler (not shown) integrated with an exhaust gas purification catalyst and the like, and are discharged into the atmosphere.

ウェストゲートバルブ１５は、ウェストゲートバルブアクチュエータ１４により、エンジン２の回転数等に基づいてその開度が制御されタービンホイール６への排気ガスの流量を調節する。ウェストゲートバルブアクチュエータ１４は、後述する制御手段としての車両制御装置により制御される。   The opening degree of the wastegate valve 15 is controlled by the wastegate valve actuator 14 based on the rotational speed of the engine 2 and the like, and the flow rate of the exhaust gas to the turbine wheel 6 is adjusted. The wastegate valve actuator 14 is controlled by a vehicle control device as control means described later.

又、電動アシストターボチャージャ５は、排気ガスエネルギーが十分にある場合は、排気ガスエネルギーによるタービンホイール６の駆動と同時に電動機９の回転子を駆動し、電動機９の回生電力によりバッテリ２２を充電する。   Further, when the exhaust gas energy is sufficient, the electric assist turbocharger 5 drives the rotor of the electric motor 9 simultaneously with the driving of the turbine wheel 6 by the exhaust gas energy, and charges the battery 22 by the regenerative electric power of the electric motor 9. .

電動アシストターボチャージャ５の電動機９には、電動機制御装置１９が接続され、電動機制御装置１９には、車両制御装置２０が接続されている。尚、電動機制御装置１９及び車両制御装置２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなる算術論理演算可能回路により構成される。この実施の形態１に於いて、電動アシストターボチャージャ５の電動機９と自動変速機２５とを制御する制御手段は、車両制御装置２０と電動機制御装置１９とにより構成されている。   An electric motor control device 19 is connected to the electric motor 9 of the electric assist turbocharger 5, and a vehicle control device 20 is connected to the electric motor control device 19. The electric motor control device 19 and the vehicle control device 20 are configured by an arithmetic logic operable circuit including a CPU, a RAM, a ROM, and the like. In the first embodiment, the control means for controlling the electric motor 9 and the automatic transmission 25 of the electric assist turbocharger 5 includes a vehicle control device 20 and an electric motor control device 19.

車両制御装置２０には、エンジン２、電動機９、スロットルバルブアクチュエータ１２、ウェストゲートバルブアクチュエータ１４、バッテリ２２、オルタネータ２３、自動変速機２５が接続されている。   An engine 2, an electric motor 9, a throttle valve actuator 12, a waste gate valve actuator 14, a battery 22, an alternator 23, and an automatic transmission 25 are connected to the vehicle control device 20.

車両制御装置２０は、エンジン２からエンジン回転数及びエンジン出力からなるエンジン動作点、電動機制御装置１９から電動機９の消費電力、バッテリ２２からのバッテリ充電量、オルタネータ２３からの発電量を入手する。そして、車両制御装置２０は、電動機制御装置１９へ電動機９の駆動を制御する指令を出力し、オルタネータ２３へ発電量制御の指令を出力し、自動変速機２５へ変速マップを設定する。又、車両制御装置２０は、スロットルバルブアクチュエータ１２にスロットルバルブ１１の開度を制御する指令を出力するとともに、ウェストゲートバルブアクチュエータ１４にウェストゲートバルブ１５の開度を制御する指令を出力する。   The vehicle control device 20 obtains the engine operating point including the engine speed and the engine output from the engine 2, the power consumption of the motor 9 from the motor control device 19, the battery charge amount from the battery 22, and the power generation amount from the alternator 23. Then, the vehicle control device 20 outputs a command for controlling the driving of the electric motor 9 to the electric motor control device 19, outputs an electric power generation amount control command to the alternator 23, and sets a shift map to the automatic transmission 25. Further, the vehicle control device 20 outputs a command for controlling the opening degree of the throttle valve 11 to the throttle valve actuator 12 and outputs a command for controlling the opening degree of the waste gate valve 15 to the waste gate valve actuator 14.

ここで、変速マップの変更について説明する。変速マップの変更は、電動アシストターボチャージャ５の電動機９による電力消費を抑える目的で行われ、変速マップの変更により、エンジンの動作点を、同じ車速を確保しながら電動機９による電動アシストトルクをコンプレッサホイールに加えての過給を不要とするエンジン動作点、若しくは電動アシストトルクが減少するエンジン動作点に移動させるものである。   Here, the change of the shift map will be described. The change of the shift map is performed for the purpose of suppressing power consumption by the electric motor 9 of the electric assist turbocharger 5. By changing the shift map, the electric assist torque by the electric motor 9 is compressed while maintaining the same vehicle speed. The engine is moved to an engine operating point where supercharging in addition to the wheel is unnecessary, or to an engine operating point where the electric assist torque is reduced.

図２は、この発明の実施の形態１による車両の制御装置に於けるエンジンの動作点変更を示す説明図である。図２に於いて、縦軸はエンジントルク（Ｎｍ）、横軸はエンジン回転数（ｒｐｍ）を示す。電動過給領域Ａは、電動機９による電動アシストトルクをコンプレッサホイール７に加えて過給する領域、排気過給領域Ｂは、電動アシストトルクを加えることなくエンジン２の排気ガスエネルギーのみによりコンプレッサホイール６を駆動して過給する領域、非過給領域Ｃは、過給を必要としない領域である。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing engine operating point change in the vehicle control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 2, the vertical axis represents engine torque (Nm), and the horizontal axis represents engine speed (rpm). The electric supercharging region A is a region in which the electric assist torque from the electric motor 9 is applied to the compressor wheel 7 for supercharging, and the exhaust supercharging region B is only applied to the exhaust gas energy of the engine 2 without applying the electric assist torque. The non-supercharging region C is a region where supercharging is not required.

図２に示すように、例えば、車両等速度線に沿って車両の速度を一定に保つ場合、電動過給領域Ａ内にある高ギア動作点では、電動アシストトルクをコンプレッサホイールに加えての過給が必要であり、排気過給領域Ｂ内にある低ギア動作点では、電動過給が不要であり排気ガスエネルギーによってのみ過給が行われ、非過給領域Ｃ内にあるときは、過給は行われない。   As shown in FIG. 2, for example, when the vehicle speed is kept constant along the vehicle isovelocity line, the electric assist torque is applied to the compressor wheel at the high gear operating point in the electric supercharging region A. At the low gear operating point in the exhaust supercharging region B, electric supercharging is unnecessary and supercharging is performed only by the exhaust gas energy. There is no salary.

図３は、この発明の実施の形態１による車両の制御装置に於ける自動変速機の変速マップ変更を示す説明図であり、縦軸はアクセル開度（％）、横軸は車速（ｋｍ／ｈ）を示している。図３に示す説明図は、一般的な車両の特定ギアに於ける変速マップを示しており、車速とスロットル開度とに応じて変速線が定められる。等車速線上に於いてエンジンをより高回転にするためには、車速が大きくなりスロットル開度が小さくなる方向へ移動するように変速線を連続的に変更する。尚、変速線には、高ギアから低ギアにダウンシフトするタイミングに基づいて決定されるダウンシフト線と、低ギアから高ギアにアップシフトするタイミングに基づいて決定されるアップシフト線とがある。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing a shift map change of the automatic transmission in the vehicle control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, where the vertical axis represents the accelerator opening (%) and the horizontal axis represents the vehicle speed (km / h). The explanatory diagram shown in FIG. 3 shows a shift map in a specific gear of a general vehicle, and a shift line is determined according to the vehicle speed and the throttle opening. In order to increase the engine speed on the constant vehicle speed line, the shift line is continuously changed so that the vehicle speed increases and the throttle opening decreases. The shift line includes a downshift line that is determined based on the timing of downshifting from the high gear to the low gear, and an upshift line that is determined based on the timing of upshifting from the low gear to the high gear. .

次に、この発明の実施の形態１による車両の制御装置の動作について説明する。図４は、この発明の実施の形態１による車両の制御装置に於ける電動機制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、所定の短時間毎に繰り返し実行されるルーチンである。   Next, the operation of the vehicle control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the electric motor control apparatus in the vehicle control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The flowchart shown in FIG. 4 is a routine that is repeatedly executed every predetermined short time.

図４に於いて、先ずステップＳ２０１では、車両制御装置２０が車両に搭載されているデバイスから運転状態の情報を取得する。具体的には、エンジン２からはエンジン動作点としてのエンジン回転数及びエンジン出力の情報を、電動機制御装置１９からは電動機９の消費電力の情報を、バッテリ２２からはバッテリ充電量の情報を、オルタネータ２３からはオルタネータ発電量の情報を、夫々入手する。   In FIG. 4, first, in step S <b> 201, the vehicle control device 20 acquires driving state information from a device mounted on the vehicle. Specifically, information on the engine speed and engine output as the engine operating point from the engine 2, information on the power consumption of the motor 9 from the motor control device 19, information on the battery charge from the battery 22, Information on the amount of power generated by the alternator is obtained from the alternator 23, respectively.

次に、ステップＳ２０２では、バッテリ２２の充電量が電動アシストターボチャージャ５を駆動するために十分な電力であるか否かを判定する。ここでは、バッテリ２２の蓄電量が所定値α未満であるか否かによりその判定を行う。ステップＳ２０２での判定の結果、バッテリ２２のバッテリ充電量が所定値α未満と判定された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２０３に移行し、バッテリ２２のバッテリ２２の充電量が所定値α以上と判定された場合（ＮＯ）には、そのまま図２のフローチャートを終了する。   Next, in step S <b> 202, it is determined whether or not the charge amount of the battery 22 is sufficient power for driving the electric assist turbocharger 5. Here, the determination is made based on whether or not the amount of electricity stored in the battery 22 is less than the predetermined value α. As a result of the determination in step S202, when it is determined that the battery charge amount of the battery 22 is less than the predetermined value α (YES), the process proceeds to step S203, and the charge amount of the battery 22 of the battery 22 is greater than or equal to the predetermined value α. If it is determined (NO), the flowchart of FIG.

ステップＳ２０３では、オルタネータ２３の発電量マージンを判定する。ここでは、オルタネータ２３の発電量が所定値βを超えているか否かによりその判定を行う。ステップＳ２０３に於いてオルタネータの発電量が所定値βを超えていると判定された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２０４に移行し、オルタネータの発電量が所定値β以下であると判定された場合（ＮＯ）には、そのまま図２のフローチャートを終了する。   In step S203, the power generation amount margin of the alternator 23 is determined. Here, the determination is made based on whether or not the power generation amount of the alternator 23 exceeds a predetermined value β. When it is determined in step S203 that the power generation amount of the alternator exceeds the predetermined value β (YES), the process proceeds to step S204, and it is determined that the power generation amount of the alternator is equal to or less than the predetermined value β. In (NO), the flowchart of FIG. 2 is ended as it is.

ステップＳ２０４では、変速マップを変更せず電動アシストターボチャージャを駆動するための電力をオルタネータで発電させた場合の燃費と、変速マップを変更し電動アシストターボチャージャを駆動するための電力を減じた場合の燃費を演算する。次にその演算の方法について説明する。   In step S204, when the electric power for driving the electric assist turbocharger without changing the shift map is generated by the alternator and the electric power for driving the electric assist turbocharger by changing the shift map is reduced. Calculate the fuel consumption of Next, the calculation method will be described.

図５は、この発明の実施の形態１による車両の制御装置に於けるエンジンの動作点での燃料消費率マップを示す説明図であり、縦軸はエンジントルク（Ｎｍ）、横軸はエンジン回転数（ｒｐｍ）を示す。図５に示すように、エンジンの動作点を、燃料消費率マップの燃費良の領域に近づく方向に移動させれば燃費は向上し、燃費良の領域から遠ざかる方向に移動すれば燃費は悪くなる。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing a fuel consumption rate map at the operating point of the engine in the vehicle control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The vertical axis represents engine torque (Nm), and the horizontal axis represents engine rotation. Number (rpm) is shown. As shown in FIG. 5, if the operating point of the engine is moved in a direction approaching a region with good fuel efficiency of the fuel consumption rate map, the fuel efficiency is improved, and if moving in a direction away from the region with good fuel efficiency, the fuel efficiency is deteriorated. .

そこで、図４のステップＳ２０４に於いて、電力負荷からオルタネータ２３に必要な入力を演算し、発電も含めたエンジン動作点に於ける燃料消費率を図５に示す燃料消費率マップからその時点におけるエンジン動作点での燃費を見積もり、変速マップの変更により燃費が改善するか否かを判定する。その結果、変速マップの変更により燃費が改善すると判断した場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２０５に移行し、変速マップを変速しても燃費が改善しないと判定した場合（ＮＯ）には、そのまま図２のフローチャートを終了する。   Therefore, in step S204 of FIG. 4, the necessary input to the alternator 23 is calculated from the power load, and the fuel consumption rate at the engine operating point including power generation is determined from the fuel consumption rate map shown in FIG. The fuel consumption at the engine operating point is estimated, and it is determined whether or not the fuel consumption is improved by changing the shift map. As a result, when it is determined that the fuel consumption is improved by changing the shift map (YES), the process proceeds to step S205, and when it is determined that the fuel consumption is not improved even if the shift map is shifted (NO), The flowchart of 2 is finished.

ステップＳ２０５に進むと、電力負荷に応じて連続的に変速マップを変更し、電動アシストターボチャージャへの電力を減じる。ここで、電力負荷とは、電動アシストターボチャージャ５の電動機９が電動アシストトルクを発生するための駆動電力、バッテリ２２の充電量が所定値αを下回っている場合にその下回る蓄電量、及びオルタネータ２３の発電量が所定値βを上回っている場合にその上回る発電量を指す。ステップＳ２０５では、これらの電力負荷のうちの少なくとも一つに基づいて、変速マップを連続的に移動させ、電動アシストターボチャージャ５に於ける電動機９の消費する電力を減ずる。   In step S205, the shift map is continuously changed according to the power load, and the power to the electrically assisted turbocharger is reduced. Here, the power load refers to the driving power for the electric motor 9 of the electric assist turbocharger 5 to generate electric assist torque, the amount of electricity stored when the charge amount of the battery 22 is below a predetermined value α, and the alternator. When the power generation amount of 23 exceeds the predetermined value β, the power generation amount exceeding the predetermined value β is indicated. In step S205, the shift map is continuously moved based on at least one of these electric power loads, and the electric power consumed by the electric motor 9 in the electric assist turbocharger 5 is reduced.

例えば、電動アシストターボチャージャ５の電動機９の駆動電力が大きく、且つバッテリの充電量が所定値を下回る量が大きく、且つオルタネータの発電量が所定値を上回る量が大きく、これらが全て大きい程、或いはこれらのうちの何れか一つが大きい程、電動アシストターボチャージャの動作を制限するため図３に示す変速線の移動量を大きくすると共に、電動アシストターボチャージャ５の電動機９への駆動電力を減じ、図２のフローチャートを終了する。   For example, the drive power of the electric motor 9 of the electric assist turbocharger 5 is large, the amount of charge of the battery is smaller than a predetermined value, and the amount of power generation of the alternator is larger than the predetermined value. Alternatively, as any one of these increases, the shift amount of the shift line shown in FIG. 3 is increased to limit the operation of the electric assist turbocharger, and the drive power to the electric motor 9 of the electric assist turbocharger 5 is reduced. Then, the flowchart of FIG.

尚、図４のフローチャートでは、バッテリ２２の充電量を判定するステップＳ２０２、及びオルタネータ２３の発電量を判定するステップＳ２０３の双方を設けられているが、ステップＳ２０２或いはステップＳ２０３のいずれか一方のみとなるフローチャートとしてもよい。この場合も、前述の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。   In the flowchart of FIG. 4, both step S202 for determining the charge amount of the battery 22 and step S203 for determining the power generation amount of the alternator 23 are provided. However, only one of step S202 and step S203 is provided. It is good also as the flowchart which becomes. In this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

又、前述したように、変速線には、高ギアから低ギアにダウンシフトするタイミングに基づいて設定されるダウンシフト線と、低ギアから高ギアにアップシフトするタイミングに基づいて設定されるアップシフト線とがあるが、アップシフト線を変更すると低ギアで走行する頻度が高くなり燃費が悪化するため、変速マップの変更はダウンシフト線のみの変としてもよい。この場合も、前述の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。   Further, as described above, the shift line has a downshift line that is set based on the timing of downshifting from the high gear to the low gear, and an upset that is set based on the timing of upshifting from the low gear to the high gear. Although there is a shift line, changing the upshift line increases the frequency of traveling in low gear and deteriorates the fuel consumption. Therefore, the shift map may be changed only on the downshift line. In this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

更に、電動アシストターボチャージャ５のみでなく、電動アシストターボチャージャ５の後段若しくは前段に、機械式ターボチャージャを更に備え、所謂、ツインチャージャーを構成してもよい。この場合も、前述の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。   Furthermore, not only the electrically assisted turbocharger 5 but also a mechanical turbocharger may be further provided in the subsequent stage or the preceding stage of the electrically assisted turbocharger 5 to constitute a so-called twin charger. In this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

又、前述の実施の形態１では、電動機制御装置１９と車両制御装置２０とを別々のものとして説明したが、これに限定されず、例えば車両制御装置２０等に機能を集約できる場合には、電動機制御装置１９を電動機９を駆動する単純なドライバとして機能させるようにしてもよい。この場合も、前述の実施の形態１の場合と同様の効果を得ることができる。   Further, in the first embodiment described above, the motor control device 19 and the vehicle control device 20 have been described as separate ones. However, the present invention is not limited to this. For example, when functions can be integrated into the vehicle control device 20 or the like, The electric motor control device 19 may function as a simple driver that drives the electric motor 9. Also in this case, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

更に、前述の実施の形態１では、自動変速機２５が有段ギアをもつものとして説明したが、これに限定されず、例えばＣＶＴ等無段ギアの自動変速機としてもよい。この場合は、連続的な変速マップの変更、及びギア比変更を行うことができるため、前述の実施の形態１の効果に加えてドライバーの走行性がより向上する効果も得ることができる。   Furthermore, in the first embodiment described above, the automatic transmission 25 has been described as having a stepped gear. However, the present invention is not limited to this, and may be an automatic transmission of a continuously variable gear such as CVT. In this case, since the shift map can be continuously changed and the gear ratio can be changed, in addition to the effect of the first embodiment described above, an effect of further improving the driving performance of the driver can be obtained.

１ 内燃機関
２ エンジン
３ 吸気通路
４ 排気通路
５ 電動アシストターボチャージャ
６ タービンホイール
７ 回転軸
８ コンプレッサホイール
９ 電動機
１０ インタークーラ
１１ スロットルバルブ
１２ スロットルバルブアクチュエータ
１４ ウェストゲートバルブアクチュエータ
１５ ウェストゲートバルブ
１７ インテークマニホールド
１８ エギゾーストマニホールド
１９ 電動機制御装置
２０ エンジン制御装置
２１ バイパス
２２ バッテリ
２３ オルタネータ
２４ ベルト
２５ 自動変速機
２６ 動力伝達路
２７ 駆動輪 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Engine 3 Intake passage 4 Exhaust passage 5 Electric assist turbocharger 6 Turbine wheel 7 Rotating shaft 8 Compressor wheel 9 Electric motor 10 Intercooler 11 Throttle valve 12 Throttle valve actuator 14 Waste gate valve actuator 15 Waste gate valve 17 Intake manifold 18 Exhaust manifold 19 Motor controller 20 Engine controller 21 Bypass 22 Battery 23 Alternator 24 Belt 25 Automatic transmission 26 Power transmission path 27 Drive wheel

Claims (1)

車両に搭載されたエンジンの排気ガスエネルギーによる駆動力と電動機による駆動力とのうち少なくとも一方により駆動されて吸気通路内の吸気を圧縮し前記エンジンのシリンダ内に過給する電動アシストターボチャージャと、設定された変速マップに基づいて変速比を制御する自動変速機と、前記電動機及び前記自動変速機を前記車両の運転状態に基づいて制御する制御手段とを備えた車両の制御装置であって、
前記制御手段は、
前記エンジンの動作点と、前記電動機への供給電力と、前記エンジンにより駆動されて発電するオルタネータの発電量と前記オルタネータにより充電されるバッテリの蓄電量とのうちの少なくとも一方とに基づいて、同一車速を維持しながら前記変速マップを変更したと仮定した場合のエンジン動作点に基づいて燃料消費率を算出し、
前記算出した燃料消費率が前記変速マップを変更する前の燃料消費率より小さい場合には、前記変速マップの変更を行うように前記自動変速機を制御し、前記変更した変速マップに基づいて前記電動機への供給電力を変更し、
前記算出した燃料消費率が前記変速マップを変更する前の燃料消費率より小さくならない場合には、前記変速マップの変更を行わないようにした
ことを特徴とする車両の制御装置。 An electrically assisted turbocharger that is driven by at least one of a driving force by an exhaust gas energy of an engine mounted on a vehicle and a driving force by an electric motor to compress intake air in an intake passage and supercharge the cylinder in the engine; A vehicle control device comprising: an automatic transmission that controls a gear ratio based on a set shift map; and a control unit that controls the electric motor and the automatic transmission based on a driving state of the vehicle,
The control means includes
Based on the operating point of the engine, the power supplied to the electric motor, the power generation amount of an alternator driven by the engine and generating electric power, and at least one of the charged amount of a battery charged by the alternator Calculate the fuel consumption rate based on the engine operating point assuming that the shift map is changed while maintaining the vehicle speed,
When the calculated fuel consumption rate is smaller than the fuel consumption rate before changing the shift map, the automatic transmission is controlled so as to change the shift map, and based on the changed shift map, the automatic transmission is controlled. Change the power supply to the motor,
The vehicle control device according to claim 1, wherein the shift map is not changed when the calculated fuel consumption rate is not smaller than a fuel consumption rate before the shift map is changed.
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