(57)【要約】【課題】電動過給機の使用回数を増加させることで、内燃機関の燃費を向上させることができる電動過給機の出力制御装置及び出力制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】電動過給機３へ電力を供給する組電池１５の温度又は周辺温度を検出する温度検出部１６と、組電池１５のＳＯＣを取得する充電状態値取得部１８と、組電池１５の温度又は周辺温度及びＳＯＣに対応する組電池１５の最大出力電力を求め、その求めた最大出力電力が電動過給機３を駆動させるために必要な電力よりも大きくなるように、電動過給機３の出力を制御する制御部２０とを備えて電動過給機３の出力制御装置を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動過給機へ電力を供給する蓄電池の温度又は前記蓄電池の周辺温度を検出する温度検出部と、
前記蓄電池の満充電容量に対する現在の充電容量の割合を示す充電状態値を取得する充電状態値取得部と、
前記蓄電池の温度又は周辺温度及び前記充電状態値に対応する前記蓄電池の最大出力電力を求め、その求めた最大出力電力が前記電動過給機を駆動させるために必要な電力よりも大きくなるように、前記電動過給機の出力を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする電動過給機の出力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動過給機の出力制御装置であって、
前記制御部は、前記充電状態値が閾値以下のとき、前記蓄電池を発電機により発電された電力により充電させる
ことを特徴とする電動過給機の出力制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動過給機の出力制御装置であって、
前記制御部は、前記充電状態値が閾値以下のとき、前記蓄電池を、他の蓄電池から供給される電力により充電させる
ことを特徴とする電動過給機の出力制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電動過給機の出力制御装置であって、
前記制御部は、前記蓄電池の内部抵抗に応じて、前記求めた最大出力電力を補正する
ことを特徴とする電動過給機の出力制御装置。
【請求項５】
制御部が、
電動過給機へ電力を供給する蓄電池の温度又は周辺温度を温度検出部から取得し、
前記蓄電池の満充電容量に対する現在の充電容量の割合を示す充電状態値を充電状態値取得部から取得し、
前記蓄電池の温度又は周辺温度と前記充電状態値と前記蓄電池の最大出力電力とが対応付けられた情報を記憶部から読み出し、その情報を参照することにより前記取得した蓄電池の温度又は周辺温度及び前記取得した充電状態値に対応する前記蓄電池の最大出力電力を求め、
その求めた最大出力電力が前記電動過給機を駆動させるために必要な電力よりも大きくなるように、前記電動過給機の出力を制御する
ことを特徴とする電動過給機の出力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動過給機の出力制御装置及び出力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動過給機の出力制御装置として、例えば、特許文献１に示す技術のように、内燃機関の吸気を過給する電動過給機の出力（空気量）を制御するものがある。この電動過給機の出力制御装置は、電動過給機へ電力を供給する蓄電池の充電状態値（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）などに基づいて、電動過給機が突然停止しないように、電動過給機の制御量を決定する。
【０００３】
このように、電動過給機が突然停止しないように、電動過給機の制御量を決定することで、電動過給機の使用回数を増加させることができるため、内燃機関の燃費を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１５１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、電動過給機の使用回数を増加させることで、内燃機関の燃費を向上させることができる電動過給機の出力制御装置及び出力制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態の電動過給機の出力制御装置は、温度検出部と、充電状態値取得部と、制御部とを備える。
前記温度検出部は、電動過給機へ電力を供給する蓄電池の温度又は周辺温度を検出する。
【０００７】
前記充電状態値取得部は、前記蓄電池の満充電容量に対する現在の充電容量の割合を示す充電状態値を取得する。
前記制御部は、前記蓄電池の温度又は周辺温度及び前記充電状態値に対応する前記蓄電池の最大出力電力を求め、前記蓄電池の最大出力電力が前記電動過給機を駆動させるために必要な電力よりも大きくなるように、前記電動過給機の出力を調整する。
【０００８】
また、本実施形態の電動過給機の出力制御方法は、制御部が、電動過給機へ電力を供給する蓄電池の温度又は周辺温度を温度検出部から取得し、前記蓄電池の満充電容量に対する現在の充電容量の割合を示す充電状態値を充電状態値取得部から取得し、前記蓄電池の温度又は周辺温度と前記充電状態値と前記蓄電池の最大出力電力とが対応付けられた情報を記憶部から読み出し、その情報を参照することにより前記取得した蓄電池の温度又は周辺温度及び前記取得した充電状態値に対応する前記蓄電池の最大出力電力を求め、その求めた最大出力電力が前記電動過給機を駆動させるために必要な電力よりも大きくなるように、前記電動過給機の出力を制御する。
【０００９】
これにより、充電状態値のみで蓄電池の最大出力電力を求める場合に比べて、より正確に蓄電池の最大出力電力を求めることができるため、その求めた最大出力電力が実際の最大出力電力よりも大きいという状況になることを低減させる。そのため、より確実に、蓄電池の最大出力電力を、電動過給機を駆動させるために必要な電力よりも大きくさせることができる。従って、蓄電池から電動過給機へ駆動に必要な電力を安定して供給することができるので、電動過給機の使用回数を増加させることができ、内燃機関の燃費を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電動過給機の使用回数を増加させることで、内燃機関の燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の電動過給機の出力制御装置の一例を示す図である。
【図２】本実施形態の制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態の組電池の温度とＳＯＣと最大出力電力との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本実施形態の電動過給機の出力制御装置の一例を示す図である。
図１に示す本実施形態の電動過給機の出力制御装置は、例えば、車両１に搭載される内燃機関２の吸気を過給する電動過給機３の出力（空気量）を制御するものである。なお、電動過給機３は、内燃機関２の排気を利用して内燃機関２の吸気を過給する過給器４を補助するものである。
【００１３】
電動過給機３は、圧縮機５と、電動機６と、インバータ７とを備える。インバータ７の出力が制御されることで電動機６の出力が制御され、電動機６の出力が制御されることで圧縮機５の出力、すなわち、電動過給機３の出力が制御される。
【００１４】
内燃機関２の出力軸８は、オルタネータ９（発電機）に連結されているとともに、駆動輪１０に連結されている。
オルタネータ９は、内燃機関２の出力軸８の回転エネルギー（動力）を利用して発電する。オルタネータ９により発電された電力は、鉛バッテリ１１（他の蓄電池）に供給され、鉛バッテリ１１が充電される。また、オルタネータ９により発電された電力は、ＤＣＤＣコンバータ１２により昇圧された後、電池パック１３に供給される。なお、オルタネータ９により発電される電力は、ブレーキ回生として発電される電力も含む。
【００１５】
電池パック１３は、複数の充放電可能な蓄電池１４（例えば、蓄電素子、コンデンサ、Ｌｉ電池などの二次電池など）が直列接続される組電池１５（蓄電池）と、温度検出部１６と、電流検出部１７と、充電状態値取得部１８と、記憶部１９とを備える。なお、組電池１５は、１つの蓄電池１４により構成されてもよい。
【００１６】
組電池１５は、ＤＣＤＣコンバータ１２から供給される電力により充電される。また、組電池１５は、電動過給機３のインバータ７へ電力を供給する。
温度検出部１６は、例えば、サーミスタなどであり、組電池１５の温度又は周辺温度を検出する。
【００１７】
電流検出部１７は、例えば、シャント抵抗やカレントトランスなどであり、組電池１５に流れる電流を検出する。
充電状態値取得部１８は、組電池１５の電圧、温度検出部１６により検出される温度、及び電流検出部１７により検出される電流などにより組電池１５の充電状態値（組電池１５の満充電容量［Ａｈ］に対する現在の充電容量［Ａｈ］の割合［％］を示す値であって、以下、ＳＯＣという）を取得する。例えば、充電状態値取得部１８は、組電池１５の電圧［Ｖ］と組電池１５のＳＯＣとが対応付けられた情報を記憶部１９から読み出し、その情報を参照することにより、組電池１５の電圧［Ｖ］に対応する組電池１５のＳＯＣを取得する。また、例えば、充電状態値取得部１８は、（電流検出部１７により検出される電流を時間経過とともに積算した電流量［Ａｈ］）／（組電池１５の満充電容量［Ａｈ］）×１００［％］を計算することによって、組電池１５のＳＯＣを取得する。なお、記憶部１９は、電池パック１３の外部に設けられてもよい。また、組電池１５の満充電容量は、実際の容量と製品の公称値の両方を含む。
【００１８】
制御部２０は、鉛バッテリ１１の電圧、充電状態値取得部１８から取得される組電池１５のＳＯＣ、又は、鉛バッテリ１１や組電池１５の充電指示などに基づいて、オルタネータ９やＤＣＤＣコンバータ１２の動作を制御して鉛バッテリ１１やＤＣＤＣコンバータ１２へ電力を供給させる。
【００１９】
また、制御部２０は、電動過給機３の駆動指示が外部から入力されると、インバータ７の出力制御を開始する。このとき、制御部２０は、充電状態値取得部１８から取得される組電池１５のＳＯＣや記憶部１９に記憶されている情報などに基づいて、インバータ７の出力を調整し電動過給機３の出力を制御する。
【００２０】
なお、充電状態値取得部１８や制御部２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）により構成され、記憶部１９に記憶されているプログラムをＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、又はプログラマブルなデバイスが読み出して実行することによって、上述した充電状態値取得部１８や制御部２０の動作が実現される。
【００２１】
また、本実施形態の電動過給機３の出力制御装置は、例えば、温度検出部１６、充電状態値取得部１８、及び制御部２０などにより構成される。
図２は、電動過給機３の出力を制御する際の制御部２０の動作の一例を示すフローチャートである。
【００２２】
まず、制御部２０は、電動過給機３の駆動指示が入力され（Ｓ１：ＹＥＳ）、充電状態値取得部１８から取得されるＳＯＣが閾値以下であると（Ｓ２：ＹＥＳ）、オルタネータ９及び鉛バッテリ１１の少なくとも１つから供給される電力により組電池１５を充電させる（Ｓ３）。なお、制御部２０は、充電状態値取得部１８から取得されるＳＯＣが閾値以下でない場合（Ｓ２：ＮＯ）、組電池１５を充電させない。
【００２３】
次に、制御部２０は、温度検出部１６から取得される温度又は周辺温度及び充電状態値取得部１８から取得されるＳＯＣに対応する組電池１５の最大出力電力を求め（Ｓ４）、組電池１５の最大出力電力が電動過給機３を駆動させるために必要な電力よりも大きい場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、現在設定されている電動過給機３の出力を維持して、電動過給機３を駆動させる。なお、組電池１５の最大出力電力は、組電池１５を劣化させずに使い続けられる出力のうちの最大値と劣化などによらない電池の特性から得られる最大値の両方を含む。
【００２４】
また、制御部２０は、組電池１５の最大出力電力が電動過給機３を駆動させるために必要な電力よりも大きくない場合（Ｓ５：ＮＯ）、組電池１５の最大出力電力が電動過給機３を駆動させるために必要な電力よりも大きくなるように、電動過給機３の出力を制御し（Ｓ６）、電動過給機３を駆動させる。なお、電動過給機３を駆動させるために必要な電力とは、例えば、内燃機関２の出力軸８又は内燃機関２の吸気の過給時に回転する過給器４の出力軸が低速回転から高速回転に変わるまでの期間、電動過給機３から予め決められた空気量が出力し続けるためにインバータ７から要求される電力とする。
【００２５】
なお、制御部２０は、Ｓ６において、Ｓ４で求めた組電池１５の最大出力電力が電動過給機３を駆動させるために必要な電力よりも大きくなるように、電動過給機３の出力を制御する際、組電池１５の内部抵抗に応じて、Ｓ４で求めた組電池１５の最大出力電力を補正してもよい。すなわち、制御部２０は、組電池１５の内部抵抗が大きくなるほど、組電池１５の最大出力電力を低くさせる。例えば、制御部２０は、組電池１５の内部抵抗が大きくなるほど、値が大きくなる補正値で、Ｓ４で求めた組電池１５の最大出力電力を除算することにより、その除算結果を補正後の最大出力電力として使用してもよい。これにより、組電池１５の劣化に伴い、実際の組電池１５の最大出力電力が低下していることを、Ｓ４で求めた最大出力電力に反映することができるため、組電池１５の最大出力電力が電動過給機３を駆動させるために必要な電力よりも大きくなるように、電動過給機３の出力を制御することをより確実に行うことができる。なお、組電池１５の内部抵抗は、例えば、組電池１５の電圧と組電池１５に流れる電流とにより求めてもよい。
【００２６】
図３は、組電池１５の温度又は周辺温度とＳＯＣと最大出力電力との関係の一例を示す図である。
図３において、「Ｔ１」は、組電池１５の温度又は周辺温度がＴ１のときの組電池１５のＳＯＣと最大出力電力との関係を示す情報（マップ）に相当し、「Ｔ２」は、組電池１５の温度又は周辺温度がＴ２のときの組電池１５のＳＯＣと最大出力電力との関係を示す情報（マップ）に相当する。なお、Ｔ１＞Ｔ２とする。
【００２７】
例えば、制御部２０は、「Ｔ１」又は「Ｔ２」を記憶部１９から読み出し、その「Ｔ１」又は「Ｔ２」を参照することにより温度検出部１６から取得される温度又は周辺温度及び充電状態値取得部１８から取得されるＳＯＣに対応する組電池１５の最大出力電力を求める。
【００２８】
例えば、温度検出部１６から取得される温度又は周辺温度がＴ１であり、かつ、充電状態値取得部１８から取得されるＳＯＣがＣ１である場合、制御部２０は、図３に示す「Ｔ１」を参照することにより、Ｃ１に対応するＰ１を組電池１５の最大出力電力として求める。また、例えば、温度検出部１６から取得される温度又は周辺温度がＴ１であり、かつ、充電状態値取得部１８から取得されるＳＯＣがＣ２である場合、制御部２０は、図３に示す「Ｔ１」を参照することにより、Ｃ２に対応するＰ２を組電池１５の最大出力電力として求める。また、例えば、温度検出部１６から取得される温度又は周辺温度がＴ２であり、かつ、充電状態値取得部１８から取得されるＳＯＣがＣ２である場合、制御部２０は、図３に示す「Ｔ２」を参照することにより、Ｃ２に対応するＰ３を組電池１５の最大出力電力として求める。なお、Ｃ１＞Ｃ２、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３とする。
【００２９】
例えば、組電池１５の温度又は周辺温度がＴ１からＴ２になり、かつ、組電池１５のＳＯＣがＣ１からＣ２になる場合を考える。
このような場合において、組電池１５の温度又は周辺温度を考慮せず組電池１５のＳＯＣのみに基づいて組電池１５の最大出力電力を求める場合では、すなわち、図３に示す「Ｔ１」のみを参照する場合では、制御部２０により求められる組電池１５の最大出力電力はＰ１からＰ２になる。
【００３０】
一方、組電池１５のＳＯＣだけでなく温度又は周辺温度についても考慮して組電池１５の最大出力電力を求める場合では、すなわち、図３に示す「Ｔ１」及び「Ｔ２」を参照する場合では、制御部２０により求められる組電池１５の最大出力電力はＰ１からＰ３になる。
【００３１】
一般に、組電池１５のＳＯＣが低くなるほど、組電池１５の最大出力電力は低くなるが、加えて、組電池１５の温度又は周辺温度も低くなると、組電池１５の最大出力電力がさらに低くなる。そのため、組電池１５の温度又は周辺温度がＴ１からＴ２になり、かつ、組電池１５のＳＯＣがＣ１からＣ２になった場合、組電池１５の最大出力電力がＰ１からＰ２になるよりも、Ｐ１からＰ３になった方がより正確に組電池１５の最大出力電力が求められていることになる。
【００３２】
従って、本実施形態の電動過給機３の出力制御装置のように、組電池１５のＳＯＣだけでなく温度又は周辺温度も考慮して組電池１５の最大出力電力を求める場合は、組電池１５のＳＯＣのみ考慮して組電池１５の最大出力電力を求める場合に比べて、より正確に組電池１５の最大出力電力を求めることができる。これにより、本実施形態の電動過給機３の出力制御装置では、求めた最大出力電力が実際の最大出力電力よりも大きいという状況になることを低減させることができ、より確実に、組電池１５の最大出力電力を、電動過給機３を駆動させるために必要な電力よりも大きくさせることができる。そのため、本実施形態の電動過給機３の出力制御装置では、電動過給機３の駆動指示があっても電動過給機３が駆動できないという状況を低減することができるため、組電池１５から電動過給機３へ駆動に必要な電力を安定して供給することができる。また、本実施形態の電動過給機３の出力制御装置では、組電池１５から電動過給機３へ駆動に必要な電力を安定して供給することができるので、電動過給機３の使用回数を増加させることができ、内燃機関２の燃費を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  車両
２  内燃機関
３  電動過給機
４  過給器
５  圧縮機
６  電動機
７  インバータ
８  出力軸
９  オルタネータ
１０  駆動輪
１１  鉛バッテリ
１２  ＤＣＤＣコンバータ
１３  電池パック
１４  蓄電池
１５  組電池
１６  温度検出部
１７  電流検出部
１８  充電状態値取得部
１９  記憶部
２０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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