(57)【要約】【課題】複数の過給機を併用する車両において積載量に応じた適切な過給を行うと共に、バッテリーの寿命を延ばす。【解決手段】バッテリー７５から電力が供給されエンジン１０へ流れる吸気を圧縮する電動過給機５０と、エンジン１０の排気ガスを利用して吸気を圧縮するターボチャージャー４０とを有する車両１は、車両１の荷物の積載状態を検出する荷重センサー８０と、荷物の積載量が所定値よりも少ないと検出された状態で車両１が発進する際には、ターボチャージャー４０による過給を行い、かつ電動過給機５０による過給を行わない制御装置９０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーから電力が供給されエンジンへ流れる吸気を圧縮する電動式の第１過給機と、前記エンジンの排気ガスを利用して前記吸気を圧縮する第２過給機とを有する過給システムの過給制御装置であって、
車両の荷物の積載状態を検出する検出部と、
前記荷物の積載量が所定値よりも少ないと検出された状態で前記車両が発進する際には、前記第２過給機による過給を行い、かつ前記第１過給機による過給を行わない制御部と、
を備える、過給制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記積載量が前記所定値よりも多いと検出された状態で前記車両が発進する際には、前記積載量に応じた時間だけ前記第１過給機による過給を行った後に前記第２過給機による過給を行う、
請求項１に記載の過給制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記車両の減速に伴うエンジンブレーキの動作時に、前記第１過給機による過給を強制的に行うことでブレーキ力を増大させる、
請求項１又は２に記載の過給制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記車両が走行する道路の地図情報を取得し、
前記積載量が所定値よりも多いと検出され、かつ前記地図情報から前記車両が登坂区間に移行したと判定した際には、前記第１過給機による過給を行った後に前記第２過給機による過給を行う、
請求項１から３のいずれか１項に記載の過給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、２つの過給機によって吸気の過給を制御する過給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、エンジンに流れる吸気を圧縮する過給機を有する過給システムが搭載されている。過給システムは、過給機として、エンジンの排気を利用して吸気を圧縮するターボチャージャーを有する。また、近年、車両の発進時等のトルク不足を解消するために、ターボチャージャーに加えて、電動式の過給機を搭載する方式が提案されている。この電動式の過給機は、例えばバッテリーから電力を供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−９５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両として荷物を積載するトラック等の商用車においては、車両の運行状況によって積載量が変化する。例えば、車両の発進時でも、積載量が多い場合と積載量が少ない場合がある。このため、ターボチャージャーと電動式の過給機とを併用する車両において積載量に応じたより適切な過給方法の実現が求められているが、まだ実現されていない。
また、電動式の過給機の使用頻度が多くなると、バッテリーの充放電回数が増えるため、バッテリーの寿命が短くなってしまう。
【０００５】
そこで、本開示はこれらの点に鑑みてなされたものであり、複数の過給機を併用する車両において積載量に応じた適切な過給を行うと共に、バッテリーの寿命を延ばすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一の態様においては、バッテリーから電力が供給されエンジンへ流れる吸気を圧縮する電動式の第１過給機と、前記エンジンの排気ガスを利用して前記吸気を圧縮する第２過給機とを有する過給システムの過給制御装置であって、車両の荷物の積載状態を検出する検出部と、前記荷物の積載量が所定値よりも少ないと検出された状態で前記車両が発進する際には、前記第２過給機による過給を行い、かつ前記第１過給機による過給を行わない制御部と、を備える、過給制御装置を提供する。
【０００７】
また、前記制御部は、前記積載量が前記所定値よりも多いと検出された状態で前記車両が発進する際には、前記積載量に応じた時間だけ前記第１過給機による過給を行った後に前記第２過給機による過給を行うこととしてもよい。
【０００８】
また、前記制御部は、前記車両の減速に伴うエンジンブレーキの動作時に、前記第１過給機による過給を強制的に行うことでブレーキ力を増大させることとしてもよい。
【０００９】
また、前記制御部は、前記車両が走行する道路の地図情報を取得し、前記積載量が所定値よりも多いと検出され、かつ前記地図情報から前記車両が登坂区間に移行したと判定した際には、前記第１過給機による過給を行った後に前記第２過給機による過給を行うこととしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、複数の過給機を併用する車両において積載量に応じた適切な過給を行うと共に、バッテリーの寿命を延ばすことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る過給システムが搭載された車両１の概略構成を説明するための模式図である。
【図２】吸気通路１３及び排気通路１５の構成を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜車両の構成＞
本発明の一実施形態に係る過給システムが搭載された車両の構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、一実施形態に係る過給システムが搭載された車両１の概略構成を説明するための模式図である。図２は、吸気通路１３及び排気通路１５の構成を説明するための模式図である。
【００１４】
車両１は、ここでは荷台に荷物を積載するトラックである。ただし、これに限定されず、車両１は、例えばバス等の他の車両であってもよい。車両１は、図１及び図２に示すように、エンジン１０と、吸気通路１３と、排気通路１５と、ターボチャージャー４０と、電動過給機５０と、変速機６０と、発電機７０と、バッテリー７５と、荷重センサー８０と、圧力センサー８２、８３と、制御装置９０とを有する。本実施形態では、電動過給機５０が電動式の第１過給機に該当し、ターボチャージャー４０がエンジン１０の排気ガスを利用する第２過給機に該当する。
【００１５】
エンジン１０は、気筒内で燃料と吸気の混合気を燃焼、膨張させて、動力を発生させる。エンジン１０は、例えばディーゼルエンジンであるが、これに限定されず、例えばガソリンエンジンであってもよい。エンジン１０においては、吸気が気筒内に吸入されると共に、燃焼後の排気ガスが気筒から排出される。
【００１６】
吸気通路１３は、図２に示すようにエンジン１０の吸気マニホールド１１と接続されており、吸気がエンジン１０へ流れる通路である。吸気通路１３には、図２に示すように、エアクリーナー２２、ターボチャージャー４０のコンプレッサ４１、インタークーラー２３、電動過給機５０、及びバルブ２４が設けられている。
【００１７】
エアクリーナー２２は、例えばフィルターを有し、吸気中の異物を除去する。ターボチャージャー４０のコンプレッサ４１は、通過する吸気を圧縮する。インタークーラー２３は、コンプレッサ４１によって圧縮されて温度が上昇した吸気を冷却する。
【００１８】
電動過給機５０は、電動式の過給機であり、エンジン１０へ流れる吸気を圧縮する。電動過給機５０は、吸気通路１３の分岐通路１４に設けられており、分岐通路を流れる吸気を圧縮する。電動過給機５０は、バッテリー２５から電力の供給を受けて、動作する。
【００１９】
バルブ２４は、開度を調整することで吸気の流量を調整する。バルブ４４は、電動過給機と並列に配置されている。バルブ４４が閉じている際には、吸気は電動過給機５０で圧縮されてエンジン１０へ流れる。一方で、バルブ４４が開いている際には、吸気はバルブ４４を通過してエンジン１０へ流れる。
【００２０】
排気通路１５は、図２に示すようにエンジン１０の排気マニホールド１２と接続されており、エンジン１０の排気ガスが流れる通路である。排気通路１５には、図２に示すように、ターボチャージャー４０のタービン４２、後処理装置３２、及びＥＧＲ通路３４が設けられている。
【００２１】
ターボチャージャー４０のタービン４２は、排気ガスのエネルギーを受けて回転する。タービン４２は、連結軸４３を介してコンプレッサ４１に連結されている。コンプレッサ４１がタービン４２と共に回転することで、吸気通路１３の吸気が圧縮される。なお、ターボチャージャー４０には、排気ガスの量により過給状態を可変制御するＶＧＳ機構（可変翼ターボ機構）が搭載されてもよい。
【００２２】
後処理装置３２は、排気通路１５を流れる排気ガスを浄化する装置である。例えば、後処理装置３２は、排気ガス中のＰＭを捕集したり、排気ガス中のＮＯｘを還元浄化したりする。
【００２３】
ＥＧＲ通路３４は、排気通路１５と吸気通路１３を接続しており、排気ガスの一部を吸気通路１３に還流させる。ＥＧＲ通路３４には、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ３５と、排気ガスの流量を調整するＥＧＲバルブ３６が設けられている。
【００２４】
図１に戻り、変速機６０は、エンジン１０から出力されるトルクを適切な回転速度に変速調整する装置である。変速機６０の出力軸は、プロペラシャフト６２に接続されている。エンジン１０の出力トルクは、変速機６０で変速調整された後に、プロペラシャフト６２を介して左右の駆動輪６４（後輪）に伝達される。
【００２５】
発電機７０は、変速機６０に接続されており、発電を行うモータである。発電機７０が発電した交流電力は、インバーター７２で直流電力に変換された後にバッテリー７５に蓄えられる。
【００２６】
バッテリー７５は、電力を蓄える装置である。バッテリー７５は、例えば発電機７０が発電した電力を蓄える。バッテリー７５は、電動過給機３０等の他の装置に電力を供給する。すなわち、バッテリー７５に蓄えられた直流電力は、インバーター７２で交流電力に変換された後に電動過給機５０等に供給される。
【００２７】
荷重センサー８０は、例えば車両１の荷台に積まれた荷物の積載状態（例えば積載量）を検出する検出部の機能を有する。荷重センサー８０は、駆動輪６４及び従動輪（前輪）６６の軸にそれぞれ設けられている。荷重センサー８０は、検出結果を制御装置９０に出力する。
【００２８】
圧力センサー８２は、図２に示すように吸気通路１３においてコンプレッサ４１とインタークーラー２３の間に設けられており、コンプレッサ４１で圧縮された吸気の圧力を検出する。圧力センサー８３は、排気マニホールド１２に設けられており、排気ガスの圧力を検出する。圧力センサー８２、８３は、検出結果を制御装置９０に出力する。
【００２９】
制御装置９０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置（Electric Control Unit）である。制御装置９０は、前述した各装置の動作を制御する。
【００３０】
制御装置９０は、荷物の積載量に基づいて、ターボチャージャー４０及び電動過給機５０による過給を制御する。例えば、制御装置９０は、荷物の積載量が少ない場合（荷物を積んでいない空車状態、又は最大積載量の半分程度を積んでいる半積状態）には、ターボチャージャー４０のみによって過給を行う。この際には、可変翼ターボ機構を搭載したターボチャージャー４０を用いることで、細かな制御を行うことができる。一方で、制御装置９０は、荷物の積載量が多い場合（最大積載量近く積んでいるフル積状態）には、ターボチャージャー４０による過給に加えて電動過給機５０によるアシスト過給を行う。例えば過渡時に電動過給機５０によるアシスト過給を行うことで、過給の立ち上がりを良くすることができる。
【００３１】
また、制御装置９０は、車両１の発進時にも、荷物の積載量に応じて過給を制御する。例えば、制御装置９０は、荷物の積載量が所定値よりも少ないと検出された状態（例えば空車状態）で車両１が発進する際には、ターボチャージャー４０による過給を行い、かつ電動過給機５０による過給を行わない。すなわち電動過給機５０を意図的に動作させないことで、バッテリー７５から電動過給機５０への電力の供給を行う必要がなくなる。これにより、バッテリー７５の充放電状態を減らすことができるので、バッテリー７５の寿命を延ばすことができる。なお、空車状態では発進時のエンジン負荷が低い状態であり、発進トルクも小さくなるので、ターボチャージャー４０のみ動作させても過給の立ち上がりを良くすることができる。
【００３２】
制御装置９０は、荷物の積載量が所定値よりも多いと検出された状態（例えばフル積状態）で車両１が発進する際には、積載量に応じた時間だけ電動過給機５０による過給を行った後にターボチャージャー４０による過給を行う。例えば、制御装置９０は、積載量が多い程、電動過給機５０による過給時間を長くする。また、制御装置９０は、圧力センサー８２、８３が検出した圧力値に応じて、電動過給機５０からターボチャージャー４０による過給に切り替えてもよい。上記のように最初に電動過給機５０で過給することで発進時の過給ラグを無くすことにより、排気ガスの排出を低減できる。また、電動過給機５０を停止してターボチャージャー４０へ過給を切り替えることにより、その後も排気ガスの排出が少ない状態を維持できる。
【００３３】
制御装置９０は、車両１の減速に伴うエンジンブレーキの動作時に、電動過給機５０による過給を強制的に行うことでブレーキ力を増大させる。具体的には、電動過給機５０による過給を行うことで、エンジン１０側のポンピングロスを増大させて、ブレーキ力を増大させる。これにより、排気ブレーキやリターダー等の補助ブレーキの代わりに、ブレーキ力を増大させることができる。
【００３４】
制御装置９０は、車両１が走行する道路の地図情報を外部サーバ等から取得して、ターボチャージャー４０及び電動過給機５０による過給を制御してもよい。例えば、制御装置９０は、積載量が所定値よりも多い（例えばフル積状態）と検出され、かつ地図情報から車両１が登坂区間に移行したと判定した際には、電動過給機５０による過給を行った後にターボチャージャー４０による過給を行う。具体的には、制御装置９０は、高速道路を走行中の車両１が登坂区間への突入前に、電動過給機５０による過給を行い、圧力センサー８２、８３によって圧力が上昇したことが検出されるとターボチャージャー４０による過給を行う。これにより、車両１が走行する道路状態と積載状態に応じた適切な過給を行うことができる。
【００３５】
なお、上記では、電動過給機５０が吸気通路１３においてコンプレッサ４１とエンジン１０の間に配置されていることとしたが、これに限定されない。例えば、電動過給機５０は、吸気通路１３においてコンプレッサ４１とエアクリーナー２２の間に設けられていたり、コンプレッサ４１と並列に設けられたりしてもよい。
【００３６】
＜本実施形態における効果＞
上述した車両１は、エンジン１０へ流れる吸気を過給する過給機として、ターボチャージャー４０及び電動過給機５０を有する。そして、制御装置９０は、車両１の荷物の積載量が少ないと検出された状態（具体的には空車状態）で車両１が発進する際には、ターボチャージャー４０による過給を行い、かつ電動過給機５０による過給を行わない。
上記の場合には、電動過給機５０を意図的に動作させないことで、バッテリー７５から電動過給機５０への電力の供給を行う必要がなくなる。これにより、バッテリー７５の充放電状態を減らすことができるので、バッテリー７５の寿命を延ばすことができる。また、空車状態では発進時のエンジン負荷が低い状態であり、発進トルクも小さくなるので、ターボチャージャー４０のみ動作させても過給の立ち上がりを良くすることができる。この結果、ターボチャージャー４０及び電動過給機５０を併用する車両１において積載量に応じた適切な過給を行うと共に、バッテリー７５の寿命を延ばすことができる。
【００３７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
【符号の説明】
【００３８】
１    車両
１０    エンジン
４０    ターボチャージャー
５０    電動過給機
７５    バッテリー
８０    荷重センサー
９０    制御装置
【図１】
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【図２】
2019124177.tif 000004