(57)【要約】【課題】車載電動機付き過給機において従来使用されていたバッテリよりも出力性能が低いバッテリを使用できること。【解決手段】制御装置は、電動過給機の駆動部に対する駆動指令を取得する駆動指令取得部と、駆動部を動作させる駆動指令である動作指令を駆動指令取得部が取得する前の期間であるアイドリング期間と、駆動指令取得部が動作指令を取得した後の期間である加速期間とがあり、アイドリング期間において駆動部の消費電力を所定の消費電力であるアイドリング電力に設定し、加速期間において消費電力を駆動部の目標回転数に対応する目標消費電力まで増加させて設定する消費電力設定部と、消費電力設定部が設定した消費電力に対応する駆動部の回転数を算出する回転数算出部と、回転数算出部が算出した回転数に基づいて、駆動部を制御する駆動信号を出力する駆動信号出力部とを備える。【選択図】図１
2020105947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動過給機の駆動部に対する駆動指令を取得する駆動指令取得部と、
前記駆動部を動作させる駆動指令である動作指令を前記駆動指令取得部が取得する前の期間であるアイドリング期間と、前記駆動指令取得部が前記動作指令を取得した後の期間である加速期間とがあり、前記アイドリング期間において前記駆動部の消費電力を所定の消費電力であるアイドリング電力に設定し、前記加速期間において前記消費電力を前記駆動部の目標回転数に対応する目標消費電力まで増加させて設定する消費電力設定部と、
前記消費電力設定部が設定した前記消費電力に対応する前記駆動部の回転数を算出する回転数算出部と、
前記回転数算出部が算出した前記回転数に基づいて、前記駆動部を制御する駆動信号を出力する駆動信号出力部と
を備える制御装置。
【請求項２】
前記消費電力設定部は、前記アイドリング電力を外部オルタネータの供給電力より小さい値に設定する
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記消費電力設定部は、前記消費電力がゼロから増加し始めてから前記消費電力が前記供給電力を超えるまでの期間における前記供給電力と前記消費電力との差の積算値を、前記消費電力が前記供給電力を超えてから前記消費電力が前記目標消費電力に達するまでの期間における前記消費電力と前記供給電力との差の積算値以上にして、前記消費電力を設定する
請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
コンピュータに、
電動過給機の駆動部に対する駆動指令を取得する駆動指令取得ステップと、
前記駆動部を動作させる駆動指令である動作指令が前記駆動指令取得ステップにおいて取得される前の期間であるアイドリング期間と、前記駆動指令取得ステップにおいて前記動作指令が取得された後の期間である加速期間とがあり、前記アイドリング期間において前記駆動部の消費電力を所定の消費電力であるアイドリング電力に設定し、前記加速期間において前記消費電力を前記駆動部の目標回転数に対応する目標消費電力まで増加させて設定する消費電力設定ステップと、
前記消費電力設定ステップにおいて設定された前記消費電力に対応する前記駆動部の回転数を算出する回転数算出ステップと、
前記回転数算出ステップにおいて算出された前記回転数に基づいて、前記駆動部を制御する駆動信号を出力する駆動信号出力ステップと
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの比出力を高める方法として、吸入空気を加圧し充填効率を高める機構を過給機構と言う。従来は、主として排気タービン駆動式過給機構（ターボチャージャ）が用いられていた。排気タービン駆動式過給機は、エンジンの排気エネルギーを利用しタービンを駆動し、タービンと同軸のインペラにより空気を圧縮しエンジンに供給する。
ターボチャージャの欠点として、排気エネルギーの小さい低エンジン回転域から加速した場合、タービン回転上昇の遅れによってトルク上昇の時間遅れが発生する、いわゆるターボラグが知られている。ターボチャージャの応答特性を改善し且つ搭載電源に著しい負荷を与えない、制御装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
一方、電動過給器は、エンジンの回転数に依存せず、低エンジン回転域からの過給が可能である。電動過給器の欠点として、電気エネルギーによって大きな駆動エネルギーを得るために大容量の電源を必要とし、電気エネルギーの損失が大きく車輌燃費が低下することが知られている。
そこで、電動過給器を、ターボチャージャより低めの過給圧において用いて、ターボジャージャーによる過給をアシストする使い方がある。車載電動機付き過給機は、ターボジャージャーによる過給をアシストする電動過給器の一例である。近年の車載電動機付き過給機においては、１２Ｖ駆動でかつ高出力を実現するために電流は増加傾向にある。電流の増加傾向に伴って、車載電動機付き過給機の構成部品では、高許容損失の部品が必要になりサイズは大型化しコストは高くなってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２７３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車載電動機付き過給機の加速性能を高めるために、モータの回転数を短時間に高めることが考えられる。電動過給器を駆動するモータは、毎分１０万回転程度の高速回転をし、モータの回転停止時から回転開始時の電力消費が特に大きい。モータの回転数を短時間に高めるために、一般的にはモータに電流を急速に供給する電源が必要となる。
電流を急速に供給するため、車載電動機付き過給機の電源には充放電可能なバッテリが使用されている。十分な電力を供給しようとすると、エネルギー容量の大きいバッテリが必要となる。また、電流を急速に出力するためには内部抵抗の小さなバッテリが必要となる。バッテリのエネルギー容量を大きくしたり内部抵抗を小さくしたりすることは、バッテリのサイズアップ・性能アップ要因となる。つまり、車載電動機付き過給機の加速性能をより高めるためにはサイズが大きく高性能バッテリを使用する必要がある。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、車載電動機付き過給機において従来使用されていたバッテリよりも出力性能が低いバッテリを使用できる制御装置、及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、電動過給機の駆動部に対する駆動指令を取得する駆動指令取得部と、前記駆動部を動作させる駆動指令である動作指令を前記駆動指令取得部が取得する前の期間であるアイドリング期間と、前記駆動指令取得部が前記動作指令を取得した後の期間である加速期間とがあり、前記アイドリング期間において前記駆動部の消費電力を所定の消費電力であるアイドリング電力に設定し、前記加速期間において前記消費電力を前記駆動部の目標回転数に対応する目標消費電力まで増加させて設定する消費電力設定部と、前記消費電力設定部が設定した前記消費電力に対応する前記駆動部の回転数を算出する回転数算出部と、前記回転数算出部が算出した前記回転数に基づいて、前記駆動部を制御する駆動信号を出力する駆動信号出力部とを備える制御装置である。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上記の制御装置において、前記消費電力設定部は、前記アイドリング電力を外部オルタネータの供給電力より小さい値に設定する。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上記の制御装置において、前記消費電力設定部は、前記消費電力がゼロから増加し始めてから前記消費電力が前記供給電力を超えるまでの期間における前記供給電力と前記消費電力との差の積算値を、前記消費電力が前記供給電力を超えてから前記消費電力が前記目標消費電力に達するまでの期間における前記消費電力と前記供給電力との差の積算値以上にして、前記消費電力を設定する。
【００１０】
また、本発明の一態様は、コンピュータに、電動過給機の駆動部に対する駆動指令を取得する駆動指令取得ステップと、前記駆動部を動作させる駆動指令である動作指令が前記駆動指令取得ステップにおいて取得される前の期間であるアイドリング期間と、前記駆動指令取得ステップにおいて前記動作指令が取得された後の期間である加速期間とがあり、前記アイドリング期間において前記駆動部の消費電力を所定の消費電力であるアイドリング電力に設定し、前記加速期間において前記消費電力を前記駆動部の目標回転数に対応する目標消費電力まで増加させて設定する消費電力設定ステップと、前記消費電力設定ステップにおいて設定された前記消費電力に対応する前記駆動部の回転数を算出する回転数算出ステップと、前記回転数算出ステップにおいて算出された前記回転数に基づいて、前記駆動部を制御する駆動信号を出力する駆動信号出力ステップとを実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車載電動機付き過給機において従来使用されていたバッテリよりも出力性能が低いバッテリを使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る電動過給システムの機能構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電動過給機の構造の一例を示す図である。
【図３】従来の制御方式と本実施形態の制御方式との比較を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る本実施形態の制御装置の動作の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るアイドリングシーケンスの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態）
以下、本発明に係る一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る電動過給システム１の機能構成の一例を示す図である。
【００１４】
［電動過給システム１の構成］
電動過給システム１は、制御装置１０と、電動過給機２０とを備える。電動過給機２０は、例えば、エンジンなどの内燃機関が発生する動力によって走行する車両に備えられる。この一例において、電動過給機２０は、内燃機関の吸気配管（いずれも不図示。）に対して空気を過給する。例えば、この車両は、内燃機関からの排気によって吸気配管に過給する、いわゆるターボチャージャを備えている。一般的に、ターボチャージャには、運転者がアクセルペダルを踏みこんだ後、ターボチャージャの圧縮機が十分な過給圧を発生させるまでの遅延時間（いわゆる、ターボラグ）が生じる。本実施形態の電動過給機２０は、内燃機関の吸気配管においてターボチャージャに並列して配置され、運転者がアクセルペダルを踏みこんだ後、ターボチャージャの圧縮機が十分な過給圧を発生させるまでの期間において過給動作する。電動過給機２０は、ターボラグによる内燃機関の出力不足の発生を低減する。
【００１５】
なお、本実施形態の一例においては、電動過給機２０は、ターボチャージャの動作を補うものとして、車両に備えられている場合について説明するが、これに限られない。例えば、電動過給機２０は、ターボチャージャが備えられていない車両や、車両以外の内燃機関において利用されるものであってもよい。
【００１６】
ここで図２を参照し、電動過給機２０の構造について説明する。
図２は、本実施形態の電動過給機２０の構造の一例を示す図である。電動過給機２０は、例えば、電動機（モータ）などの駆動部２１０と、この駆動部２１０の回転軸ＲＴに接続されるインペラなどの回転部２２０とを備える。また、同図に示すように、電動過給機２０は、制御装置１０をその内部に備えていてもよい。
【００１７】
駆動部２１０は、制御装置１０の制御に基づいて、回転軸ＲＴを所望の回転数によって回転させる。回転部２２０は、回転軸ＲＴの回転に伴って回転し、吸入した空気を圧縮し、圧縮した空気を内燃機関の吸気配管に吐出する。
【００１８】
図１に戻り、制御装置１０についての説明を続ける。制御装置１０は、制御部１００を備えている。制御部１００は、ＣＰＵなどの演算機能を備えており、駆動指令取得部１１０と、制御モード判定部１２０と、消費電力設定部１３０と、回転数算出部１４０と、駆動信号出力部１５０とを、その機能部として備える。
【００１９】
駆動指令取得部１１０は、電動過給機２０の駆動部２１０に対する駆動指令ＣＭを取得する。駆動指令ＣＭは、上位制御装置３０から出力される。上位制御装置３０とは、例えば、内燃機関を制御する装置（例えば、車載ＥＣＵ；Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）である。上位制御装置３０は、車両の運転者によるアクセル操作を検出し、検出したアクセル操作に応じた駆動指令ＣＭを出力する。この駆動指令ＣＭには、電動過給機２０に過給動作をさせる動作指令ＤＭや、電動過給機２０の過給動作の停止指令が含まれている。
【００２０】
制御モード判定部１２０は、駆動指令取得部１１０が取得する駆動指令ＣＭに基づいて、電動過給機２０の制御モードＭＤを判定する。この制御モードＭＤには、低速モードＭＬと、加速モードＭＡと、停止モードＭＢとが含まれる。
【００２１】
低速モードＭＬは、駆動部２１０が消費電力ＰＳをオルタネータ供給電力ＰＡ以下にして駆動するモードである。ここでオルタネータ供給電力ＰＡは、外部オルタネータＡＬが供給する電力である。または、低速モードＭＬは、駆動部２１０が、スロープ期間ＳＳおよびアイドリング期間ＩＳの消費電力量ＪＳを、駆動部２１０が減速時に発電する電力量ＪＧ以下にして駆動するモードである。加速モードＭＡは、駆動部２１０の回転数Ｒが目標回転数ＲＤに到達するように、駆動部２１０に駆動電流ＤＣが供給されるモードである。停止モードＭＢは、駆動回路１６０への駆動信号ＤＳの出力が停止されるモードである。
【００２２】
消費電力設定部１３０は、制御モード判定部１２０が判定する制御モードＭＤに基づいて、駆動部２１０の消費電力ＰＳを設定する。
回転数算出部１４０は、消費電力設定部１３０が設定した消費電力ＰＳに対応する駆動部２１０の回転数Ｒを算出する。
駆動信号出力部１５０は、制御モード判定部１２０が判定した制御モードＭＤ及び回転数算出部１４０が算出した回転数Ｒに基づいて、駆動部２１０を制御する駆動信号ＤＳを駆動回路１６０に出力する。
【００２３】
駆動回路１６０は、駆動部２１０に対して駆動電流ＤＣを供給するインバータ回路である。ここで駆動回路１６０は、駆動信号出力部１５０から出力される駆動信号ＤＳに基づいて、電源部４０から供給される直流電力ＰＷを電力変換し、駆動電流ＤＣとして電動過給機２０の駆動部２１０に対して出力する。
なお、本実施形態において、直流電力ＰＷの電圧は、一例として１２［Ｖ］である。
【００２４】
［電動過給システム１の動作］
次に、図３及び図４を参照して、本実施形態の電動過給システム１の動作の一例について説明する。
図３は、従来の制御方式と本実施形態の制御方式との比較を示す図である。図３（ａ）は、本実施形態の電動過給システム１の駆動部２１０の消費電力ＰＳの時間変化の一例を示す。図３（ｂ）は、従来の電動過給システムの駆動部の消費電力ＰＳ０の時間変化の一例を示す。
【００２５】
スロープ期間ＳＳ及びアイドリング期間ＩＳは、上位制御装置３０から動作指令ＤＭが制御装置１０に供給される前の期間に含まれる。動作指令ＤＭとは、電動過給機２０に過給動作をさせる、つまり駆動部２１０に動作をさせる駆動指令ＣＭである。スロープ期間ＳＳ及びアイドリング期間ＩＳでは、制御部１００は、低速モードＭＬによる制御を行う。
スロープ期間ＳＳでは、制御部１００は、駆動部２１０の消費電力ＰＳを所定時間の間において所定の消費電力であるアイドリング電力ＰＩまで増加させる。アイドリング期間ＩＳでは、制御部１００は、消費電力ＰＳをアイドリング電力ＰＩに保持する。
【００２６】
加速期間ＡＳは、上位制御装置３０から動作指令ＤＭが制御部１００に供給された後の期間に含まれる。加速期間ＡＳでは、制御部１００は、加速モードＭＡによる制御を行い、消費電力ＰＳを目標消費電力ＰＤまで増加させる。
【００２７】
上述したように、アイドリング期間ＩＳは、駆動部２１０を動作させる駆動指令ＣＭである動作指令ＤＭを駆動指令取得部１１０が取得する前の期間である。また、加速期間ＡＳは、動作指令ＤＭを駆動指令取得部１１０が取得した後の期間である。
【００２８】
ここで図４を参照し、制御装置１０の動作について説明する。
図４は、本実施形態の制御装置１０の動作の一例を示す図である。
【００２９】
ステップＳ１０：駆動指令取得部１１０は、駆動指令ＣＭを取得する。駆動指令取得部１１０は、取得した駆動指令ＣＭを制御モード判定部１２０に出力する。
ステップＳ２０：制御モード判定部１２０は、駆動指令取得部１１０によって取得された駆動指令ＣＭが動作指令ＤＭを含むか否かを判定する。制御モード判定部１２０は、駆動指令ＣＭが動作指令ＤＭを含まないと判定した場合（ステップＳ２０；ＮＯ）には、処理をステップＳ３０に進める。一方、制御モード判定部１２０は、駆動指令ＣＭが動作指令ＤＭを含むと判定した場合（ステップＳ２０；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ６０に進める。
【００３０】
ステップＳ３０：制御モード判定部１２０は、取得した駆動指令ＣＭに基づいて開始条件が満たされるかを判定する。ここで開始条件とは、制御装置１０がアイドリングシーケンスを開始するための条件である。開始条件は、運転者がアクセルペダルを踏みこむなど、車両を低速運転から加速させる動作に基づいて設定される。開始条件には、種々の変形例があり得る。
【００３１】
［開始条件の一例］
（１）電動過給システム１が搭載される車両のエンジンの駆動が開始される場合に、制御モード判定部１２０は、開始条件が満たされていると判定する。
（２）電動過給システム１が搭載される車両の車速が所定の値以下である場合、つまり低速運転の場合に、制御モード判定部１２０は、開始条件が満たされていると判定する。
（３）電動過給システム１が搭載される車両のシフトポジションが、シフトダウンされた場合、またはスポーツモードに設定されている場合に、制御モード判定部１２０は、開始条件が満たされていると判定する。
【００３２】
本実施形態では、制御モード判定部１２０は、上述の（１）〜（３）のいずれかの開始条件が満たされるか否かを駆動指令ＣＭに基づいて判定する。上述したように駆動指令ＣＭは、車両の運転者によるアクセル操作に応じており、開始条件は駆動指令ＣＭから判定できる。
制御モード判定部１２０は、開始条件が満たされないと判定した場合（ステップＳ３０；ＮＯ）には、処理をステップＳ５０に進める。一方、制御モード判定部１２０は、開始条件が満たされると判定した場合（ステップＳ３０；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ４０に進める。
【００３３】
ステップＳ４０：制御モード判定部１２０は、アイドリングシーケンスを開始する。制御モード判定部１２０はステップＳ４０の処理を終えると、処理をステップＳ１０に戻す。
【００３４】
ここで図５を参照し、アイドリングシーケンスについて説明する。
図５は、本実施形態に係るアイドリングシーケンスの一例を示す図である。
ステップＳ４１０：制御モード判定部１２０は、制御モードＭＤを「低速モードＭＬ」にすると判定する。制御モード判定部１２０は、ステップＳ４０において開始条件が満たされていると判定してからの経過時間、すなわちスロープ期間ＳＳの継続時間を計時する。以下の説明において、スロープ期間ＳＳの継続時間のことを「スロープ時間」ともいう。
【００３５】
ステップＳ４２０：制御モード判定部１２０は、スロープ時間が所定時間経過したか否かを判定する。当該所定時間を、スロープ期間長さという。
ここで本実施形態においてスロープ期間長さは、一例として、アクセルが踏まれてからスロットバルブを開くための信号処理時間よりも短い所定の時間である。スロットバルブを開くよりも前にアイドリング期間ＩＳに移行することによって、車両の加速のレスポンス性能が上がる。
【００３６】
なお、スロープ期間長さは、上述した開始条件に応じて設定されてもよい。例えば、シフトポジションが「Ｎ」から「Ｄ」へと切り替わることが開始条件である場合には、スロープ期間長さは１秒に設定され、ブレーキが離されたことが開始条件である場合には、スロープ期間長さは１ミリ秒に設定されてよい。
【００３７】
スロープ期間長さによって消費電力ＰＳが変わるため、シフトポジションが「Ｎ」から「Ｄ」へと切り替わる場合には、スロープ期間長さを１秒程度に長くすることによってスロープ期間ＳＳのピーク電流は抑えられる。一方ブレーキを離したときのようにすぐに加速が必要とされる場合には、スロープ期間長さを１ミリ秒程度に短くしておくことによって電動過給機２０のレスポンス性能が優先される。
【００３８】
制御モード判定部１２０は、スロープ時間が所定時間経過していないと判定した場合（ステップＳ４２０；ＮＯ）には、処理をステップＳ４３０に進める。一方、制御モード判定部１２０は、スロープ時間が所定時間経過したと判定した場合（ステップＳ４２０；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ４４０に進める。
【００３９】
ステップＳ４３０：制御モード判定部１２０は、制御モードＭＤとしての「低速モードＭＬ」を消費電力設定部１３０及び駆動信号出力部１５０に出力する。消費電力設定部１３０は、制御モードＭＤが「低速モードＭＬ」であることに応じて、消費電力ＰＳを目標消費電力としてアイドリング電力ＰＩまで増加させて設定する。つまり、消費電力設定部１３０は、スロープ期間ＳＳにおいて、駆動部２１０の消費電力ＰＳを目標消費電力としてアイドリング電力ＰＩまで増加させて設定する。
【００４０】
消費電力設定部１３０は、設定した消費電力ＰＳを回転数算出部１４０に出力する。回転数算出部１４０は、消費電力設定部１３０が設定した消費電力ＰＳに対応する駆動部２１０の回転数Ｒを算出する。駆動信号出力部１５０は、回転数算出部１４０が算出した回転数Ｒに基づいて、駆動部２１０を制御する駆動信号ＤＳを駆動回路１６０に出力する。ここで駆動信号出力部１５０は、制御モード判定部１２０が判定した制御モードＭＤが「低速モードＭＬ」である場合には、駆動信号ＤＳを駆動回路１６０に出力する。
【００４１】
ここで駆動信号出力部１５０は、例えば、ホール素子によって検出された回転部２２０の現在の回転数を取得し、取得した回転数が回転数算出部１４０によって算出された回転数Ｒに達したか否かを判定する。駆動信号出力部１５０は、現在の回転数が回転数Ｒに達している場合、現在の回転数を維持するように駆動回路１６０のスイッチ素子のオン状態及びオフ状態を制御する駆動信号ＤＳを出力する。一方、駆動信号出力部１５０は、現在の回転数が回転数Ｒに達していない場合、現在の回転数を所定の割合で増加させるように駆動回路１６０のスイッチ素子のオン状態及びオフ状態を制御する駆動信号ＤＳを出力する。
その後、制御部１００は、アイドリングシーケンスを終了する。
【００４２】
ステップＳ４４０：制御モード判定部１２０は、制御モードＭＤとしての「低速モードＭＬ」を消費電力設定部１３０及び駆動信号出力部１５０に出力する。また、制御モード判定部１２０は、所定時間が経過したことを示す情報を消費電力設定部１３０に出力する。
消費電力設定部１３０は、制御モードＭＤが「低速モードＭＬ」であること、及び所定時間が経過したことに応じて、駆動部２１０の消費電力ＰＳをアイドリング電力ＰＩに設定する。つまり、消費電力設定部１３０は、アイドリング期間ＩＳにおいて駆動部２１０の消費電力ＰＳを所定の消費電力ＰＳであるアイドリング電力ＰＩに設定する。
【００４３】
消費電力設定部１３０は、設定した消費電力ＰＳを回転数算出部１４０に出力する。回転数算出部１４０は、アイドリング電力ＰＩに対応する駆動部２１０の回転数Ｒを算出する。駆動信号出力部１５０は、回転数算出部１４０が算出した回転数Ｒに基づいて、駆動部２１０を制御する駆動信号ＤＳを駆動回路１６０に出力する。駆動信号出力部１５０が駆動信号ＤＳを出力する処理は、ステップＳ４３０と同様である。
その後、制御部１００は、アイドリングシーケンスを終了する。
【００４４】
ここで本実施形態では、アイドリング電力ＰＩは、駆動部２１０の回転数Ｒにして５０００回転に相当する電力である。５０００回転に相当するアイドリング電力ＰＩの値は、一例として、アイドリング期間ＩＳにおいて駆動部２１０に供給される駆動電流ＤＣの値によって決定される値である。
【００４５】
アイドリング電力ＰＩに対応する回転数は、駆動電流ＤＣの値がオルタネータ供給電力ＰＡに相当する駆動部２１０の回転数Ｒより小さく、加速動作に影響を与えないという条件よって決定される。
つまり、消費電力設定部１３０は、アイドリング電力ＰＩを外部オルタネータＡＬのオルタネータ供給電力ＰＡより小さい値に設定する。
【００４６】
アイドリング期間ＩＳの駆動電流ＤＣの値では、駆動回路１６０に含まれるＭＯＳＦＥＴのジャンクション温度が十分に低くなっていて加速動作において最大発熱した場合でも許容温度上昇は、当該ＭＯＳＦＥＴの許容ジャンクション温度を超えない。許容温度上昇は、例えば、最大ジャンクション温度と周囲温度との差の１／１０程度の温度である。
なお、アイドリング電力ＰＩに対応する回転数は、アイドリング期間ＩＳにおけるアイドリング回転音に基づいて決定されてもよい。アイドリング電力ＰＩに対応する回転数は例えば、駆動部２１０の回転騒音レベルが大きくなり過ぎないという条件から５０００回転以下が最適である。
【００４７】
図４に戻って制御装置１０の動作の説明を続ける。
ステップＳ５０：制御モード判定部１２０は、制御モードＭＤとしての「停止モードＭＢ」を駆動信号出力部１５０に出力する。駆動信号出力部１５０は、制御モードＭＤが「停止モードＭＢ」であることに応じて、駆動信号ＤＳを駆動回路１６０に出力しない。
その後、制御モード判定部１２０は処理をステップＳ１０に戻す。
【００４８】
ステップＳ６０：制御モード判定部１２０は、制御モードＭＤとしての「加速モードＭＡ」を消費電力設定部１３０及び駆動信号出力部１５０に出力する。消費電力設定部１３０は、制御モードＭＤが「加速モードＭＡ」であることに応じて、消費電力ＰＳを目標消費電力ＰＤまで増加させて設定する。つまり、消費電力設定部１３０は、加速期間ＡＳにおいて消費電力ＰＳを駆動部２１０の目標回転数ＲＤに対応する目標消費電力ＰＤまで増加させて設定する。本実施形態では、目標消費電力ＰＤは、駆動部２１０の回転数Ｒにして８００００回転に相当する電力である。
【００４９】
消費電力設定部１３０は、設定した消費電力ＰＳを回転数算出部１４０に出力する。回転数算出部１４０は、消費電力設定部１３０が設定した消費電力ＰＳに対応する駆動部２１０の回転数Ｒを算出する。駆動信号出力部１５０は、回転数算出部１４０が算出した回転数Ｒに基づいて、駆動部２１０を制御する駆動信号ＤＳを駆動回路１６０に出力する。ここで駆動信号出力部１５０は、制御モード判定部１２０が判定した制御モードＭＤが「加速モードＭＡ」である場合には、駆動信号ＤＳを駆動回路１６０に出力する。駆動信号出力部１５０が駆動信号ＤＳを出力する処理は、ステップＳ４３０と同様である。
その後、制御部１００は処理をステップＳ１０に戻す。
【００５０】
ここで再び図３を参照して本実施形態の制御方法による駆動部２１０の消費電力ＰＳについて説明する。
図３（ａ）に示すように、電動過給システム１では、加速期間ＡＳの前にアイドリング期間ＩＳ（時間ｔ１から時間ｔ２までの期間）が設けられるため、消費電力ＰＳが目標消費電力ＰＤに到達するまでの駆動電流ＤＣのピーク電流値を抑制できる。電動過給システム１では、駆動電流ＤＣのピーク電流値を抑制できるため、加速期間ＡＳにおける消費電力量Ｐ２を従来に比べて下げることができる。
図３（ａ）に示す本実施形態の電動過給システムの駆動部の消費電力ＰＳの時間変化と、図３（ｂ）に示す従来の電動過給システムの駆動部の消費電力ＰＳ０の時間変化とを比較すると、図３（ａ）に示す消費電力量Ｐ２は、図３（ｂ）に示す消費電力量Ｐ１に比べ小さい。
【００５１】
また、電動過給システム１では、上述したように消費電力設定部１３０は、アイドリング電力ＰＩをオルタネータ供給電力ＰＡ以下に設定する。領域ＲＡの面積Ａは、時間ｔ０から時間ｔ３までの期間において、外部オルタネータＡＬから供給される電力量と、駆動部２１０の消費電力量との差に対応する。電動過給システム１では、面積Ａに対応する電力量を電動過給機２０用のバッテリに充電して、加速期間ＡＳにおける消費電力量の一部として使用することができる。
【００５２】
また、電動過給システム１では、消費電力設定部１３０は、領域ＲＡの面積Ａが領域ＲＢの面積Ｂよりも大きくなるように消費電力ＰＳを設定する。領域ＲＢの面積Ｂは、加速期間ＡＳにおいて時間ｔ３から時間ｔ４までの期間における消費電力ＰＳとオルタネータ供給電力ＰＡとの差の積算値である消費電力に対応する。時間ｔ３とは、消費電力ＰＳがオルタネータ供給電力ＰＡを超える時間である。時間ｔ４とは、消費電力ＰＳが目標消費電力ＰＤに達する時間である。
【００５３】
つまり、消費電力設定部１３０は、消費電力ＰＳがゼロから増加し始めてから消費電力ＰＳがオルタネータ供給電力ＰＡを超えるまでの期間におけるオルタネータ供給電力ＰＡと消費電力ＰＳとの差の積算値を、消費電力ＰＳがオルタネータ供給電力ＰＡを超えてから消費電力ＰＳが目標消費電力ＰＤに達するまでの期間における消費電力ＰＳとオルタネータ供給電力ＰＡとの差の積算値以上にして、消費電力ＰＳを設定する。
【００５４】
電動過給システム１では、スロープ期間ＳＳ及びアイドリング期間ＩＳにおいてアイドリングシーケンスの動作を行うため、電動過給機２０用のバッテリに充電されている電力を消費する。電動過給システム１では、スロープ期間ＳＳ及びアイドリング期間ＩＳにおいて電動過給機２０用のバッテリに充電されている電力を消費しても、上述した面積Ａが面積Ｂよりも大きければ、加速期間ＡＳにおける加速制御に支障は出ない。つまり、電動過給システム１では、面積Ａが面積Ｂよりも大きければ、アイドリング期間ＩＳにおいてアイドリング制御を行っても消費電力量Ｐ２を小さくして加速期間ＡＳにおける加速制御をすることができる。
【００５５】
［実施形態のまとめ］
以上に説明したように、本実施形態に係る制御装置１０は、駆動指令取得部１１０と、消費電力設定部１３０と、回転数算出部１４０と、駆動信号出力部１５０とを備える。
駆動指令取得部１１０は、電動過給機２０の駆動部２１０に対する駆動指令ＣＭを取得する。
駆動部２１０を動作させる駆動指令ＣＭである動作指令ＤＭを駆動指令取得部１１０が取得する前の期間であるアイドリング期間ＩＳと、駆動指令取得部１１０が動作指令ＤＭを取得した後の期間である加速期間ＡＳとがあり、消費電力設定部１３０は、アイドリング期間ＩＳにおいて駆動部２１０の消費電力ＰＳを所定の消費電力ＰＳであるアイドリング電力ＰＩに設定し、加速期間ＡＳにおいて消費電力ＰＳを駆動部２１０の目標回転数ＲＤに対応する目標消費電力ＰＤまで増加させて設定する。
回転数算出部１４０は、消費電力設定部１３０が設定した消費電力ＰＳに対応する駆動部２１０の回転数Ｒを算出する。
駆動信号出力部１５０は、回転数算出部１４０が算出した回転数Ｒに基づいて、駆動部２１０を制御する駆動信号ＤＳを出力する。
【００５６】
この構成により、本実施形態に係る制御装置１０では、駆動部２１０の回転数Ｒが目標の回転数（目標消費電力ＰＤに対応する回転数）に到達するまでの駆動電流ＤＣのピーク電流値を抑制することによって加速期間ＡＳにおける消費電力量Ｐ２を抑制できるため、車載電動機付き過給機において従来使用されていたバッテリよりも出力性能が低いバッテリを使用できる。
【００５７】
また、本実施形態の制御装置１０では、消費電力設定部１３０は、アイドリング電力ＰＩを外部オルタネータのオルタネータ供給電力ＰＡより小さい値に設定する。または、消費電力設定部１３０は、スロープ期間ＳＳおよびアイドリング期間ＩＳの消費電力量ＪＳを、駆動部２１０が減速時に発電する電力量ＪＧ以下になるように設定する。
この構成により、本実施形態の制御装置１０では、面積Ａに対応する電力量を電動過給機２０用のバッテリに充電して、加速期間ＡＳにおける消費電力量の一部として使用することができる。
【００５８】
また、本実施形態の制御装置１０では、消費電力設定部１３０は、消費電力ＰＳがゼロから増加し始めてから消費電力ＰＳがオルタネータ供給電力ＰＡを超えるまでの期間におけるオルタネータ供給電力ＰＡと消費電力ＰＳとの差の積算値を、消費電力ＰＳがオルタネータ供給電力ＰＡを超えてから消費電力ＰＳが目標消費電力ＰＤに達するまでの期間における消費電力ＰＳとオルタネータ供給電力ＰＡとの差の積算値以上にして、消費電力ＰＳを設定する。
この構成により、本実施形態の制御装置１０では、アイドリング期間ＩＳにおいてアイドリング制御を行っても消費電力量Ｐ２を小さくして加速期間ＡＳにおける加速制御をすることができる。
【００５９】
以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上述の各実施形態に記載の構成及び動作を任意に組み合わせることができる。
【００６０】
なお、上述の各装置は内部にコンピュータを有している。そして、上述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【００６１】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…電動過給システム、１０…制御装置、２０…電動過給機、３０…上位制御装置、４０…電源部、１００…制御部、１１０…駆動指令取得部、１２０…制御モード判定部、１３０…消費電力設定部、１４０…回転数算出部、１５０…駆動信号出力部、１６０…駆動回路、２１０…駆動部、２２０…回転部、AＬ…外部オルタネータ、ＰＳ…消費電力、ＣＭ…駆動指令、DM…動作指令、ＭＤ…制御モード、ＤＳ…駆動信号、ＰＷ…直流電力、ＤＣ…駆動電流、Ｒ…回転数、ＪＳ…消費電力量、ＪＧ…発電する電力量
【図１】
2020105947.tif 000003
【図２】
2020105947.tif 000004
【図３】
2020105947.tif 000005
【図４】
2020105947.tif 000006
【図５】
2020105947.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月23日(2020.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位制御装置から出力される駆動指令を取得する駆動指令取得部と、
電動過給機の駆動部を動作させる前記駆動指令である動作指令を前記駆動指令取得部が取得する前の期間であるアイドリング期間と、前記駆動指令取得部が前記動作指令を取得した後の期間である加速期間とがあり、前記アイドリング期間において前記駆動部の消費電力である駆動部消費電力を前記アイドリング期間において目標となる消費電力であるアイドリング電力に設定し、前記加速期間において前記駆動部消費電力を前記アイドリング電力から前記加速期間における前記駆動部の第１目標回転数に対応する前記加速期間における目標消費電力まで増加させて前記駆動部消費電力を設定する消費電力設定部と、
前記消費電力設定部が設定した前記駆動部消費電力に対応する前記駆動部の第２目標回転数を算出する回転数算出部と、
前記回転数算出部が算出した前記第２目標回転数に基づいて、前記駆動部を制御する駆動信号を出力する駆動信号出力部と
を備え、
前記消費電力設定部は、前記駆動部消費電力がゼロから増加し始めてから前記駆動部消費電力が外部オルタネータの供給電力を超えるまでの期間における前記供給電力と前記駆動部消費電力との差の積算値を、前記駆動部消費電力が前記供給電力を超えてから前記駆動部消費電力が前記目標消費電力に達するまでの期間における前記駆動部消費電力と前記供給電力との差の積算値以上にして、前記駆動部消費電力を設定する
制御装置。
【請求項２】
前記消費電力設定部は、前記アイドリング電力を前記供給電力より小さい値に設定する
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記動作指令を前記駆動指令取得部が取得する前の期間であって、前記アイドリング期間よりも前の期間であるスロープ期間があり、
前記消費電力設定部は、前記スロープ期間及び前記アイドリング期間における前記駆動部の消費電力量を、前記駆動部が減速時に発電する電力量以下になるように設定する
請求項１または請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
コンピュータに、
上位制御装置から出力される駆動指令を取得する駆動指令取得ステップと、
電動過給機の駆動部を動作させる前記駆動指令である動作指令が前記駆動指令取得ステップにおいて取得される前の期間であるアイドリング期間と、前記駆動指令取得ステップにおいて前記動作指令が取得された後の期間である加速期間とがあり、前記アイドリング期間において前記駆動部の消費電力である駆動部消費電力を前記アイドリング期間において目標となる消費電力であるアイドリング電力に設定し、前記加速期間において前記駆動部消費電力を前記アイドリング電力から前記加速期間における前記駆動部の第１目標回転数に対応する前記加速期間における目標消費電力まで増加させて前記駆動部消費電力を設定する消費電力設定ステップと、
前記消費電力設定ステップにおいて設定された前記駆動部消費電力に対応する前記駆動部の第２目標回転数を算出する回転数算出ステップと、
前記回転数算出ステップにおいて算出された前記第２目標回転数に基づいて、前記駆動部を制御する駆動信号を出力する駆動信号出力ステップと
を実行させ、
前記消費電力設定ステップにおいて、前記駆動部消費電力がゼロから増加し始めてから前記駆動部消費電力が外部オルタネータの供給電力を超えるまでの期間における前記供給電力と前記駆動部消費電力との差の積算値を、前記駆動部消費電力が前記供給電力を超えてから前記駆動部消費電力が前記目標消費電力に達するまでの期間における前記駆動部消費電力と前記供給電力との差の積算値以上にして、前記駆動部消費電力を設定する
ためのプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、上位制御装置から出力される駆動指令を取得する駆動指令取得部と、電動過給機の駆動部を動作させる前記駆動指令である動作指令を前記駆動指令取得部が取得する前の期間であるアイドリング期間と、前記駆動指令取得部が前記動作指令を取得した後の期間である加速期間とがあり、前記アイドリング期間において前記駆動部の消費電力である駆動部消費電力を前記アイドリング期間において目標となる消費電力であるアイドリング電力に設定し、前記加速期間において前記駆動部消費電力を前記アイドリング電力から前記加速期間における前記駆動部の第１目標回転数に対応する前記加速期間における目標消費電力まで増加させて前記駆動部消費電力を設定する消費電力設定部と、前記消費電力設定部が設定した前記駆動部消費電力に対応する前記駆動部の第２目標回転数を算出する回転数算出部と、前記回転数算出部が算出した前記第２目標回転数に基づいて、前記駆動部を制御する駆動信号を出力する駆動信号出力部とを備え、前記消費電力設定部は、前記駆動部消費電力がゼロから増加し始めてから前記駆動部消費電力が外部オルタネータの供給電力を超えるまでの期間における前記供給電力と前記駆動部消費電力との差の積算値を、前記駆動部消費電力が前記供給電力を超えてから前記駆動部消費電力が前記目標消費電力に達するまでの期間における前記駆動部消費電力と前記供給電力との差の積算値以上にして、前記駆動部消費電力を設定する制御装置である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、本発明の一態様は、上記の制御装置において、前記消費電力設定部は、前記アイドリング電力を前記供給電力より小さい値に設定する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明の一態様は、上記の制御装置において、前記動作指令を前記駆動指令取得部が取得する前の期間であって、前記アイドリング期間よりも前の期間であるスロープ期間があり、前記消費電力設定部は、前記スロープ期間及び前記アイドリング期間における前記駆動部の消費電力量を、前記駆動部が減速時に発電する電力量以下になるように設定する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明の一態様は、コンピュータに、上位制御装置から出力される駆動指令を取得する駆動指令取得ステップと、電動過給機の駆動部を動作させる前記駆動指令である動作指令が前記駆動指令取得ステップにおいて取得される前の期間であるアイドリング期間と、前記駆動指令取得ステップにおいて前記動作指令が取得された後の期間である加速期間とがあり、前記アイドリング期間において前記駆動部の消費電力である駆動部消費電力を前記アイドリング期間において目標となる消費電力であるアイドリング電力に設定し、前記加速期間において前記駆動部消費電力を前記アイドリング電力から前記加速期間における前記駆動部の第１目標回転数に対応する前記加速期間における目標消費電力まで増加させて前記駆動部消費電力を設定する消費電力設定ステップと、前記消費電力設定ステップにおいて設定された前記駆動部消費電力に対応する前記駆動部の第２目標回転数を算出する回転数算出ステップと、前記回転数算出ステップにおいて算出された前記第２目標回転数に基づいて、前記駆動部を制御する駆動信号を出力する駆動信号出力ステップとを実行させ、前記消費電力設定ステップにおいて、前記駆動部消費電力がゼロから増加し始めてから前記駆動部消費電力が外部オルタネータの供給電力を超えるまでの期間における前記供給電力と前記駆動部消費電力との差の積算値を、前記駆動部消費電力が前記供給電力を超えてから前記駆動部消費電力が前記目標消費電力に達するまでの期間における前記駆動部消費電力と前記供給電力との差の積算値以上にして、前記駆動部消費電力を設定するためのプログラムである。