(57)【要約】【課題】電動過給機に搭載される回転電機を効率よく冷却可能な冷却装置を提供する。【解決手段】エンジン１００と回転電機２１６のロータ２１４とに冷媒（潤滑油を供給する電動オイルポンプ３５４と、電動オイルポンプ３５４を制御するＥＣＵ２５１とが設けられる。ＥＣＵ２５１はエンジン１００の回転数および回転電機２１６の回転数に応じて、電動オイルポンプ３５４がエンジン１００および回転電機２１６に供給する潤滑油の量を制御する。ＥＣＵ２５１はエンジン１００の運転状態および回転電機２１６の運転状態に応じてエンジン１００および回転電機２１６に供給する潤滑油の量を制御するので回転電機２１６を適切に冷却できる。【選択図】図２
2008063974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気を利用して回転して、前記内燃機関の吸気を圧縮する過給機と、
前記過給機の回転を支援する回転電機と、
前記内燃機関と前記回転電機とに冷媒を供給する冷媒供給装置と、
前記内燃機関の回転数と前記回転電機の回転数とに基づいて、前記内燃機関と前記回転電機とにそれぞれ供給される前記冷媒の供給量である第１および第２の供給量を算出して、前記第１および第２の供給量の前記冷媒が前記内燃機関と前記回転電機とにそれぞれ供給されるように前記冷媒供給装置を制御する制御部とを備える、電動過給機。
【請求項２】
前記電動過給機は、
前記冷媒供給装置から前記内燃機関に前記冷媒を供給するための第１の供給経路と、
前記冷媒供給装置から前記回転電機に前記冷媒を供給するための第２の供給経路と、
前記第２の供給経路の途中に設けられて前記制御部により制御される電磁弁とをさらに備え、
前記制御部は、前記第１の供給量と前記第２の供給量とを合わせた量の前記冷媒が前記冷媒供給装置から供給されるように前記冷媒供給装置を制御するとともに、前記回転電機の回転数に基づいて、前記第２の供給量の前記冷媒が前記回転電機に供給されるように前記電磁弁の開度を制御する、請求項１に記載の電動過給機。
【請求項３】
前記制御部は、前記回転電機の回転数が所定の回転数に達するまでは前記電磁弁の開度を所定値に保つ、請求項２に記載の電動過給機。
【請求項４】
前記回転電機は、
前記過給機を回転させるロータと、
前記ロータに対向して設けられるステータと、
前記ロータとステータとを収納する筐体とを含み、
前記筐体には、前記第２の供給経路から流入する前記冷媒と前記ロータとが熱交換可能なように前記冷媒が流れるための通路が形成される、請求項２に記載の電動過給機。
【請求項５】
前記冷媒は、前記内燃機関の潤滑油であり、
前記冷媒供給装置は、
前記潤滑油を蓄積するオイルパンと、
前記オイルパンに蓄積された前記潤滑油を前記第１および第２の供給経路に送る電動オイルポンプとを含み
前記制御部は、前記電動オイルポンプの回転数を制御して、前記電動オイルポンプから送出される前記潤滑油の量を制御する、請求項２に記載の電動過給機。
【請求項６】
前記制御部は、前記内燃機関の回転数と前記電動オイルポンプの回転数とを対応付ける関数と、前記回転電機の回転数に応じて定まる係数とを予め記憶し、前記内燃機関の回転数に前記係数を乗じた結果と、前記関数とに基づいて、前記電動オイルポンプの回転数を決定する、請求項５に記載の電動過給機。
【請求項７】
前記制御部は、前記内燃機関の回転数と前記電動オイルポンプの回転数とを対応付ける関数と、前記回転電機の回転数に応じて定まる第１の係数と、前記回転電機が回転を開始した時点からの経過時間に応じて定まる第２の係数とを予め記憶し、前記内燃機関の回転数に前記第１および第２の係数を乗じた結果と、前記関数とに基づいて、前記電動オイルポンプの回転数を決定する、請求項５に記載の電動過給機。
【請求項８】
前記第２の係数は、前記回転電機が回転を開始した時点から所定期間は一定値に保たれるよう設定される、請求項７に記載の電動過給機。
【請求項９】
前記制御部は、前記内燃機関の回転数と前記電動オイルポンプの回転数とを対応付ける第１の関数と、前記ロータの温度に応じて定まる係数とを予め記憶し、前記内燃機関の回転数に前記係数を乗じた結果と、前記関数とに基づいて、前記電動オイルポンプの回転数を決定する、請求項５に記載の電動過給機。
【請求項１０】
前記電動過給機は、
前記ステータの温度を検出する温度センサをさらに備え、
前記制御部は、前記ステータの温度と前記ロータの温度とを対応付ける第２の関数をさらに予め記憶し、前記温度センサの検出結果と前記第２の関数とに基づいて、前記ロータの温度を推定する、請求項９に記載の電動過給機。
【請求項１１】
前記電動過給機は、
前記ステータに生じる誘起電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記電圧検出部が検出した前記誘起電力と前記ロータの温度とを対応付ける第２の関数をさらに予め記憶し、前記電圧検出部の検出結果と前記第２の関数とに基づいて、前記ロータの温度を推定する、請求項９に記載の電動過給機。
【請求項１２】
前記制御部は、前記回転電機の回転数と前記ロータに生じる熱量とを対応付ける第２の関数をさらに予め記憶し、前記ロータの回転数と前記第２の関数とに基づいて得られる前記ロータに生じる熱量と、前記回転電機に投入するエネルギーとに基づいて、前記ロータの温度を推定する、請求項９に記載の電動過給機。
【請求項１３】
前記電動過給機は、
前記回転電機に給電する給電装置をさらに備え、
前記制御部は、前記電動オイルポンプから送出される前記潤滑油の圧力値を監視して、前記潤滑油の圧力値が前記電動オイルポンプの回転数に応じて定まるしきい値よりも高く、かつ、前記回転電機の温度が制限値を超えた場合には、前記回転電機への給電を停止するように前記給電装置を制御する、請求項５に記載の電動過給機。
【請求項１４】
前記制御部は、前記電動オイルポンプから送出される前記潤滑油の圧力値を監視して、前記潤滑油の圧力値が前記電動オイルポンプの回転数に応じて定まるしきい値よりも低い場合には、前記圧力値が前記エンジン回転数に応じて定められる下限値を上回っているか否かを判定し、前記圧力値が前記下限値を下回るときには、前記電動オイルポンプの回転数を上昇させる、請求項５に記載の電動過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動過給機に関し、特に過給機を回転させるモータ（回転電機）を効率よく冷却可能な電動過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの出力向上等の目的を達成するためにモータを冷却する装置が知られている。たとえば特開２００３−１０２１４７号公報（特許文献１）は、モータのステータを冷却するステータ側冷却通路と、ロータを冷却するロータ側冷却通路とが形成されたモータの冷却装置を開示する。この冷却装置は、任意の流量比に従ってステータ側冷却通路とロータ側冷却通路とに冷却液を配分する配分手段を備える。これによりこの冷却装置は効率よくモータを冷却することを可能にする。
【特許文献１】特開２００３−１０２１４７号公報
【特許文献２】特開平９−４２２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
エンジンの出力を向上させるために、エンジンに供給される空気をコンプレッサホイールの回転により圧縮して、過給する過給機が知られている。また、回転電機によりコンプレッサホイールに回転力を付与する電動過給機が公知である。しかしながら電動過給機に搭載される回転電機については、これまでに冷却の必要性が考慮されていなかった。
【０００４】
本発明の目的は、電動過給機に搭載される回転電機を効率よく冷却可能な冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は要約すれば、電動過給機であって、内燃機関の排気を利用して回転して、内燃機関の吸気を圧縮する過給機と、過給機の回転を支援する回転電機と、内燃機関と回転電機とに冷媒を供給する冷媒供給装置と、内燃機関の回転数と回転電機の回転数とに基づいて、内燃機関と回転電機とにそれぞれ供給される冷媒の供給量である第１および第２の供給量を算出して、第１および第２の供給量の冷媒が内燃機関と回転電機とにそれぞれ供給されるように冷媒供給装置を制御する制御部とを備える。
【０００６】
好ましくは、電動過給機は、冷媒供給装置から内燃機関に冷媒を供給するための第１の供給経路と、冷媒供給装置から回転電機に冷媒を供給するための第２の供給経路と、第２の供給経路の途中に設けられて制御部により制御される電磁弁とをさらに備える。制御部は、第１の供給量と第２の供給量とを合わせた量の冷媒が冷媒供給装置から供給されるように冷媒供給装置を制御するとともに、回転電機の回転数に基づいて、第２の供給量の冷媒が回転電機に供給されるように電磁弁の開度を制御する。
【０００７】
より好ましくは、制御部は、回転電機の回転数が所定の回転数に達するまでは電磁弁の開度を所定値に保つ。
【０００８】
より好ましくは、回転電機は、過給機を回転させるロータと、ロータに対向して設けられるステータと、ロータとステータとを収納する筐体とを含む。筐体には、第２の供給経路から流入する冷媒とロータとが熱交換可能なように冷媒が流れるための通路が形成される。
【０００９】
より好ましくは、冷媒は、内燃機関の潤滑油である。冷媒供給装置は、潤滑油を蓄積するオイルパンと、オイルパンに蓄積された潤滑油を第１および第２の供給経路に送る電動オイルポンプとを含む。制御部は、電動オイルポンプの回転数を制御して、電動オイルポンプから送出される潤滑油の量を制御する。
【００１０】
さらに好ましくは、制御部は、内燃機関の回転数と電動オイルポンプの回転数とを対応付ける関数と、回転電機の回転数に応じて定まる係数とを予め記憶する。制御部は、内燃機関の回転数に係数を乗じた結果と、関数とに基づいて、電動オイルポンプの回転数を決定する。
【００１１】
さらに好ましくは、制御部は、内燃機関の回転数と電動オイルポンプの回転数とを対応付ける関数と、回転電機の回転数に応じて定まる第１の係数と、回転電機が回転を開始した時点からの経過時間に応じて定まる第２の係数とを予め記憶する。制御部は、内燃機関の回転数に第１および第２の係数を乗じた結果と、関数とに基づいて、電動オイルポンプの回転数を決定する。
【００１２】
さらに好ましくは、第２の係数は、回転電機が回転を開始した時点から所定期間は一定値に保たれるよう設定される。
【００１３】
さらに好ましくは、制御部は、内燃機関の回転数と電動オイルポンプの回転数とを対応付ける第１の関数と、ロータの温度に応じて定まる係数とを予め記憶する。制御部は、内燃機関の回転数に係数を乗じた結果と、関数とに基づいて、電動オイルポンプの回転数を決定する。
【００１４】
さらに好ましくは、電動過給機は、ステータの温度を検出する温度センサをさらに備える。制御部は、ステータの温度とロータの温度とを対応付ける第２の関数をさらに予め記憶する。制御部は、温度センサの検出結果と第２の関数とに基づいて、ロータの温度を推定する。
【００１５】
さらに好ましくは、電動過給機は、ステータに生じる誘起電圧を検出する電圧検出部をさらに備える。制御部は、電圧検出部が検出した誘起電力とロータの温度とを対応付ける第２の関数をさらに予め記憶する。制御部は、電圧検出部の検出結果と第２の関数とに基づいて、ロータの温度を推定する。
【００１６】
さらに好ましくは、制御部は、回転電機の回転数とロータに生じる熱量とを対応付ける第２の関数をさらに予め記憶する。制御部は、ロータの回転数と第２の関数とに基づいて得られるロータに生じる熱量と、回転電機に投入するエネルギーとに基づいて、ロータの温度を推定する。
【００１７】
さらに好ましくは、電動過給機は、回転電機に給電する給電装置をさらに備える。制御部は、電動オイルポンプから送出される潤滑油の圧力値を監視する。制御部は、潤滑油の圧力値が電動オイルポンプの回転数に応じて定まるしきい値よりも高く、かつ、回転電機の温度が制限値を超えた場合には、回転電機への給電を停止するように給電装置を制御する。
【００１８】
さらに好ましくは、制御部は、電動オイルポンプから送出される潤滑油の圧力値を監視する。制御部は、潤滑油の圧力値が電動オイルポンプの回転数に応じて定まるしきい値よりも低い場合には、圧力値がエンジン回転数に応じて定められる下限値を上回っているか否かを判定し、圧力値が下限値を下回るときには、電動オイルポンプの回転数を上昇させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電動過給機に搭載される回転電機を効率的に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２１】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る電動過給機が搭載されるエンジンシステムの構成を示す図である。
【００２２】
図１を参照して、エンジンシステムは、エンジン１００と、過給機２００と、インタークーラ１６２と、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２５０と、過給機ＥＣＵ３４０とを含む。本実施の形態に係るエンジンシステムは、自動車などの車両に搭載される。なお、エンジンＥＣＵ２５０と過給機ＥＣＵ３４０とは１つのＥＣＵに統合するようにしてもよい。図１に示す構成では、エンジンＥＣＵ２５０と過給機ＥＣＵ３４０とは、双方向で通信可能に接続される。
【００２３】
吸入口１５０から吸入される空気は、エアクリーナ１５２によりろ過される。エアクリーナ１５２によりろ過された空気は、吸気通路１５６を介して過給機２００に流通する。過給機２００に流通した空気はコンプレッサ２０２により圧縮された後、吸気通路１６０を流通して、インタークーラ１６２で冷却される。インタークーラ１６２で冷却された空気は、吸気通路１０２を流通して、エンジン１００に吸入される。
【００２４】
吸気通路１５６の途中には、吸入空気量Ｑを検出するエアフローメータ１５４が設けられる。エアフローメータ１５４は、検出した吸入空気量を表す信号をエンジンＥＣＵ２５０に送信する。
【００２５】
インタークーラ１６２は、コンプレッサ２０２により圧縮されて温度が上昇した空気を冷却する。冷却された空気の体積は、冷却前に比べて小さくなるため、より多くの空気がエンジン１００に送り込まれる。
【００２６】
また、吸気通路１５６と吸気通路１６０とをバイパスするバイパス通路１５８が設けられ、バイパス通路１５８の途中には、バイパス通路１５８を流通する空気の流量を調整するエアバイパスバルブ１６４が設けられる。エアバイパスバルブ１６４は、エンジンＥＣＵ２５０から受信する制御信号に応じて作動する。
【００２７】
吸気通路１０２の途中には、吸気通路１０２に流通する空気の流量を調整するスロットルバルブ１６６が設けられる。スロットルバルブ１６６は、スロットルモータ１６８により駆動される。スロットルモータ１６８は、エンジンＥＣＵ２５０から受信する制御信号に応じて駆動する。
【００２８】
また、吸気通路１０２の途中には、吸気管圧力センサ１７０と吸気温度センサ１７２が設けられる。吸気管圧力センサ１７０は、吸気通路１０２内の空気の圧力を検知する。吸気管圧力センサ１７０は、検知した空気の圧力を表す信号をエンジンＥＣＵ２５０に送信する。吸気温度センサ１７２は、吸気通路１０２内の空気の温度を検知する。吸気温度センサ１７２は、検知した空気の温度を表す信号をエンジンＥＣＵ２５０に送信する。
【００２９】
エンジン１００は、シリンダヘッド（図示せず）とシリンダブロック１１２とを含む。シリンダブロック１１２には、図１の紙面上下方向に複数の気筒が設けられる。そして、各気筒内には、紙面上下方向に摺動可能にピストン１１４が設けられる。ピストン１１４は、コンロッド１１６を介してクランクシャフト１２０に連結される。ピストン１１４、コンロッド１１６およびクランクシャフト１２０によりクランク機構が形成される。
【００３０】
ピストン１１４の上部においては、燃焼室１０８が形成される。燃焼室１０８には、燃焼室１０８に向けて点火プラグ１１０と燃料噴射インジェクタ１０６とが設けられる。本実施の形態において、エンジン１００は直噴エンジンであるとして説明するが、特に、直噴エンジンに限定されるものではない。たとえば、エンジン１００は、内燃機関であればよく、ポート噴射型のエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。
【００３１】
シリンダヘッドには、吸気通路１０２と排気通路１３０とがそれぞれ燃焼室１０８に接続するように設けられる。吸気通路１０２と燃焼室１０８との間には、吸気バルブ１０４が設けられる。排気通路１３０と燃焼室１０８との間には、排気バルブ１２８が設けられる。吸気バルブ１０４および排気バルブ１２８は、クランクシャフト１２０と連動して回転するカムシャフト（図示せず）により駆動される。
【００３２】
吸気通路１０２を流通する空気は、ピストン１１４が下降するときに、吸気バルブ１０４が開かれて燃焼室１０８に吸引される。燃焼室１０８に流通した空気は、燃料噴射インジェクタ１０６から噴射された燃料と混合される。吸気バルブ１０４が閉じて、ピストン１１４が上死点付近まで上昇したときに点火プラグ１１０において燃料と混合された空気が点火されて燃焼する。燃焼による圧力によりピストン１１４が押し下げられる。このとき、ピストン１１４の上下運動がクランク機構を介してクランクシャフト１２０の回転運動に変換される。そして、ピストン１１４が下死点付近まで下降したときに、排気バルブ１２８が開く。ピストン１１４が再び上昇するときに、燃焼室１０８内で燃焼させられた空気、すなわち、排気ガスは、排気通路１３０を流通する。排気通路１３０を流通した空気は、過給機２００のタービン２０４を駆動させた後に、排気管１８０を流通して触媒１８２に導かれる。排気ガスは、触媒１８２により浄化された後、車外に排出される。
【００３３】
クランクシャフト１２０の一方端には、プーリ（図示せず）が設けられる。プーリはベルト１２４を介してオルタネータ１２６の回転軸に設けられたプーリに連結される。クランクシャフト１２０の回転によりオルタネータ１２６が作動して、発電が行なわれる。
【００３４】
タイミングロータ１１８は、クランクシャフト１２０に設けられており、クランクシャフト１２０と共に回転する。タイミングロータ１１８の外周には、予め定められた間隔で複数の突起が設けられている。クランクポジションセンサ１２２はタイミングロータ３０４の突起に対向して設けられている。タイミングロータ１１８が回転すると、タイミングロータ１１８の突起と、クランクポジションセンサ１２２とのエアギャップが変化するため、クランクポジションセンサ１２２のコイル部を通過する磁束が増減し、コイル部に起電力が発生する。クランクポジションセンサ１２２は、起電力を表す信号を、エンジンＥＣＵ２５０に送信する。エンジンＥＣＵ２５０は、クランクポジションセンサ１２２から送信された信号に基づいて、クランク角を検出する。
【００３５】
また、車両には、車速センサ（図示せず）が車輪に設けられ、車輪の回転数（車輪速度）を検知する。車速センサは、検出結果を表す信号をエンジンＥＣＵ２５０に送信する。エンジンＥＣＵ２５０は、車輪の回転数から、車速を算出する。
【００３６】
エンジンＥＣＵ２５０は、吸気圧、吸気温度、吸入空気量、車輪速度、アクセルペダル２３５の踏み込み量など各センサから送信された信号、メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて演算処理を行ない、エンジン１００が所望の運転状態となるように、機器類を制御する。
【００３７】
過給機２００は、コンプレッサ２０２と、シャフト２１０と、タービン２０４とを含む。シャフト２１０はモータ（回転電機）２１６より回転させることができる。
【００３８】
コンプレッサ２０２のハウジング内には、コンプレッサホイール（コンプレッサロータ、コンプレッサブレードなどとも呼ばれる。）２０６が収納される。コンプレッサホイール２０６は、エアクリーナ１５２によりろ過された空気を圧縮（過給）する。
【００３９】
タービン２０４のハウジング内には、タービンホイール（タービンロータ、タービンブレードなどとも呼ばれる。）２０８が収納される。タービンホイール２０８は、排気ガスにより回転させられる。
【００４０】
コンプレッサホイール２０６とタービンホイール２０８とは、シャフト２１０の両端にそれぞれ設けられる。すなわち、排気ガスによりタービンホイール２０８が回転させられると、コンプレッサホイール２０６も回転する。
【００４１】
また、コンプレッサホイール２０６とタービンホイール２０８との間には、シャフト２１０を回転軸とするモータ２１６が設けられる。シャフト２１０は、モータ２１６のハウジングにより回転自在に支持される。
【００４２】
モータ２１６は、過給機ＥＣＵ３４０の制御信号に応じて過給機ＥＤＵ（Electronic Drive Unit）３３０から供給される電力によりシャフト２１０に回転力を付与する。過給機ＥＤＵ３３０は、高圧バッテリー３２０から供給される電力を用いて、過給機ＥＣＵ３４０から入力される制御信号に応じた電力をモータ２１６に供給する。過給機ＥＤＵ３３０は、たとえば、インバータである。
【００４３】
モータ２１６には、回転子位置センサ２１１が設けられる。回転子位置センサ２１１は、回転子（ロータ）の回転位置（回転角）および回転数を検知する。回転子位置センサ２１１は、検知結果を表す信号を過給機ＥＣＵ３４０に送信する。回転子位置センサ２１１は、たとえば、ホールセンサである。
【００４４】
高圧バッテリー３２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０に電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０は、上述したオルタネータ１２６に電気的に接続される。したがって、オルタネータ１２６において発電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０にて適切な電圧に昇圧された後に、高圧バッテリー３２０に供給される。これにより、高圧バッテリー３２０が充電される。また、オルタネータ１２６において発電された電力は、低圧バッテリー３００に供給される。これにより、低圧バッテリー３００が充電される。低圧バッテリー３００は、エンジンＥＣＵ２５０や過給機ＥＣＵ３４０などに電力を供給する。
【００４５】
過給機ＥＣＵ３４０は、エンジンＥＣＵ２５０から送信される情報、回転子位置センサから送信された信号、および、メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて演算処理を行ない、過給機２００が所望の作動状態となるように、機器類を制御する。
【００４６】
以上のような構成を有する過給機２００においては、エンジン１００で、燃料と混合された空気が燃焼された後、排気ガスは、排気通路１３０からタービン２０４内に導かれる。排気ガスはそこでタービンホイール２０８を回転させ、その回転力がシャフト２１０に伝達される。その後、排気ガスは、排気管１８０を流通して、触媒１８２に導かれる。触媒１８２に導かれた排気ガスは、浄化された状態で車外へ排出される。
【００４７】
一方、エンジン１００に供給するため車外より吸入された空気は、エアクリーナ１５２によってろ過された後、吸気通路１５６を流通して、コンプレッサ２０２内に導かれる。空気はシャフト２１０と一体となって回転するコンプレッサホイール２０６によって圧縮（過給）される。圧縮された空気は、インタークーラ１６２に導かれ、冷却された状態でエンジン１００の吸気通路１０２を介して燃焼室１０８に吸入される。
【００４８】
また、過給機ＥＣＵ３４０は、エンジン１００の低回転域において、コンプレッサ２０２において圧縮される空気が所望の過給圧に到達しない場合（たとえば、エンジン１００の回転数が予め定められた回転数以下である場合）には、モータ２１６を駆動することにより、コンプレッサ２０２の過給圧が強制的に上昇するように制御する。
【００４９】
このエンジンシステムは、低圧バッテリー３００から供給される電力により駆動される電動オイルポンプ３５４と、オイルパン３５２とをさらに含む。電動オイルポンプ３５４はオイルパン３５２に蓄積された潤滑油をエンジン１００に供給するとともにモータ２１６のロータおよび軸受に供給する。
【００５０】
潤滑油はエンジン１００およびモータ２１６の動作を円滑にする役割を果たすだけでなく、エンジン１００およびモータ２１６の冷媒としての役割も果たす。モータ２１６のロータと潤滑油とが熱交換を行なうことでロータが冷却されるのでモータ２１６の出力低下（磁力の低下）を抑制することができる。
【００５１】
電動オイルポンプ３５４からモータ２１６のロータに潤滑油を供給する経路の途中には電磁比例弁２４０が設けられる。ロータに供給される潤滑油の量は電動オイルポンプ３５４の回転数および電磁比例弁２４０の開度により定められる。
【００５２】
図２は、実施の形態１に係る電動過給機の構成を示す図である。
図２を参照して、実施の形態１に係る電動過給機は、ＥＣＵ２５１、過給機ＥＤＵ３３０、過給機２００、モータ２１６、オイルパン３５２、電動オイルポンプ３５４、供給路２４２および排出路２４４を含んで構成される。
【００５３】
モータ２１６は、シャフト２１０の途中に設けられるロータ２１４と、シャフト２１０の回転軸に直交する方向からロータ２１４に対向して設けられるステータ２１２と、ステータ２１２を収納する筐体２３０とを含む。ステータ２１２は、ロータ２１４を回転軸周りに取り囲むように形成される。なお本実施の形態においては、モータ２１６は、３相（本実施の形態において、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相とする。）のモータである。ロータ２１４には永久磁石が設けられる。またステータ２１２の近傍にはステータ２１２の温度を検出する温度センサ２４１（たとえばサーミスタや熱電対等）が設けられる。温度センサ２４１の検出結果はＥＣＵ２５１に入力される。
【００５４】
また、シャフト２１０は、タービンホイール２０８側に設けられる軸受部２２２と、コンプレッサホイール２０６側に設けられる軸受部２２４と、スラストベアリング２２８とにより回転自在にモータ２１６の筐体２３０に支持される。また、コンプレッサホイール２０６とスラストベアリング２２８との間には、スペーサ（図示せず）が設けられる。
【００５５】
電動オイルポンプ３５４は低圧バッテリー３００から電力を受けて動作し、エンジン１００内の供給路２４６とモータ２１６への供給路２４２とにオイルパン３５２に蓄積された潤滑油を供給する。供給路２４２においては、１本の通路からロータ２１４への潤滑油の供給路、軸受部２２２への潤滑油の供給路、および軸受部２２４への潤滑油の供給路の３つの通路に枝分かれする。３つの経路のうち電動オイルポンプ３５４からロータ２１４に向かう経路の途中に電磁比例弁２４０が設けられる。
【００５６】
筐体２３０には潤滑油とロータ２１４とが熱交換可能なように潤滑油が流れるための通路が形成される。また、筐体２３０には軸受部２２２，２２４に潤滑油を供給するための通路が形成される。筐体２３０内部の潤滑油は排出路２４４に流れ込む。排出路２４４に流れ込んだ潤滑油はオイルパン３５２に戻る。
【００５７】
図２に示すＥＣＵ２５１は、図１に示すエンジンＥＣＵ２５０および過給機ＥＣＵ３４０を１つのＥＣＵにまとめて示すものである。ＥＣＵ２５１は、エンジン１００、モータ２１６、過給機ＥＤＵ３３０（インバータ）、電動オイルポンプ３５４および電磁比例弁２４０を制御する。
【００５８】
ＥＣＵ２５１は、エンジン１００の回転数とロータ２１４の回転数（以下「電動過給機回転数」とも称する）とに基づいて、エンジンとモータ２１６のロータ２１４とに供給される潤滑油の供給量である第１および第２の供給量をそれぞれ算出する。そしてＥＣＵ２５１は、第１および第２の供給量の潤滑油がエンジン１００とモータ２１６のロータ２１４とにそれぞれ供給されるように電動オイルポンプ３５４を制御する。
【００５９】
電動オイルポンプ３５４は低圧バッテリー３００から電力が与えられて動作する。電動オイルポンプが必要以上に動作すると電動オイルポンプ３５４の消費電力が多くなる。これにより低圧バッテリー３００を充電させる必要が生じるのでエンジン１００はベルト１２４を介してオルタネータ１２６を回転させる。これにより燃費が悪化する可能性がある。
【００６０】
本実施の形態によれば、ＥＣＵ２５１はエンジン１００の運転状態およびモータ２１６の運転状態に応じて、エンジン１００およびモータ２１６に供給する潤滑油の量を制御する。これにより潤滑油の供給量を細かく制御できるのでモータ２１６を適切に冷却できる。また電動オイルポンプ３５４から必要以上にモータ２１６に潤滑油が供給されるのを防ぐことができるので、電動オイルポンプ３５４の消費電力を抑えることができる。よって燃費を向上させることができる。
【００６１】
図３は、実施の形態１に係る電動過給機の冷却動作を説明するフローチャートである。
図３および図２を参照して処理が開始されると、まずステップＳ１においてＥＣＵ２５１はエンジン１００の回転数（エンジン回転数Ｎｅ）の値を取得する。エンジン回転数Ｎｅはたとえば図１に示すクランクポジションセンサ１２２により検出される。
【００６２】
次に、ステップＳ２において、ＥＣＵ２５１は電動過給機に給電中であるか否か、すなわち過給機ＥＤＵ３３０を動作させているか否かを判定する。過給機ＥＤＵ３３０が電動過給機に給電を行なっている場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、処理はステップＳ３に進む。
【００６３】
ステップＳ３においてＥＣＵ２５１は、図１に示す回転子位置センサ２１１からロータ２１４の回転数（電動過給機回転数Ｎｔ）を取得する。
【００６４】
本実施の形態において、ＥＣＵ２５１はエンジン回転数Ｎｅに基づいて電動オイルポンプの回転数を定めるように構成されている。エンジン回転数Ｎｅが低いと電動オイルポンプの回転数が低くなるので、エンジン１００およびモータ２１６に供給される潤滑油の供給量が少なくなる。しかしエンジン回転数Ｎｅが低いときにはＥＣＵ２５１はモータ２１６を回転させて、コンプレッサ２０２の過給圧を強制的に上昇させるので電動過給機回転数Ｎｔは上昇する。よってロータ２１４の冷却の必要が生じるが、モータ２１６に供給される潤滑油の供給量が少ないとロータ２１４を適切に冷却できない。
【００６５】
このため、実施の形態１においてＥＣＵ２５１は電動過給機の回転数に応じて定まる係数Ｋをエンジン回転数Ｎｅに乗じて、エンジン回転数Ｎｅを見かけ上増加させる。これにより電動オイルポンプの回転数が増えるのでモータ２１６に供給される潤滑油の量を増やすことができる。なお、電動過給機の回転数と係数Ｋとの関係を定義づける関数は予めＥＣＵ２５１の内部に記憶されている。
【００６６】
図４は、電動過給機回転数Ｎｔと係数Ｋとの関係を説明する図である。
図４を参照して、電動過給機回転数Ｎｔが０の場合には係数Ｋは１である。また、係数Ｋは電動過給機回転数Ｎｔに比例する。
【００６７】
図３および図２を参照して、ステップＳ４においてＥＣＵ２５１は図４に示す関数と電動過給機回転数Ｎｔとに基づいて係数Ｋを算出する。
【００６８】
なお、ステップＳ２においてＥＣＵ２５１が電動過給機に給電を行なっていない場合（ステップＳ２においてＮＯ）、処理はステップＳ５に進む。ステップＳ５において、ＥＣＵ２５１は電磁比例弁２４０の開度を０％に設定する。次にステップＳ６において、ＥＣＵ２５１は係数Ｋを１に設定する。
【００６９】
ＥＣＵ２５１が電動過給機に給電を行なっていない場合にはモータ２１６は停止しているか、またはタービンホイール２０８の回転に伴ってロータ２１４が回転している状態である。この場合にはロータ２１４の回転数が急激に上昇することがない。すなわちロータの温度上昇が抑えられた状態であるためロータ２１４には冷媒である潤滑油が供給されない。
【００７０】
次にステップＳ７において、ＥＣＵ２５１は予め記憶する関数に従って電磁比例弁２４０の開度を算出する。
【００７１】
図５は、図３のステップＳ７においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
図５を参照して、電動過給機回転数Ｎｔと電磁比例弁２４０の開度（電磁弁開度）とが対応付けられている。この関数では電磁弁開度は電動過給機回転数Ｎｔに比例するよう設定されている。
【００７２】
図３および図２を参照して、ステップＳ８において、ＥＣＵ２５１は電動オイルポンプ回転数Ｎｏを算出する。ＥＣＵ２５１はエンジン回転数Ｎｅと電動オイルポンプとの関係を規定した関数を予め記憶している。ＥＣＵ２５１は以下の図６に示す関数と、係数Ｋと、エンジン回転数Ｎｅとに基づいて電動オイルポンプ回転数Ｎｏを算出する。
【００７３】
図６は、図３のステップＳ８においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
図６を参照して、この関数ではエンジン回転数Ｎｅとの積に対する電動オイルポンプ回転数Ｎｏの関係が示される。ＥＣＵ２５１は、係数Ｋとエンジン回転数Ｎｅとの積と、この関数とに基づいて電動オイルポンプ回転数Ｎｏを算出する。
【００７４】
続いてステップＳ９において、ＥＣＵ２５１は算出した電動オイルポンプ回転数Ｎｏに基づいて電動オイルポンプ３５４を駆動する。
【００７５】
ステップＳ１０において、ＥＣＵ２５１は電磁比例弁２４０を駆動する。電磁比例弁２４０の開度はステップＳ７で算出された開度に設定される。
【００７６】
ステップＳ８において電動オイルポンプ３５４の回転数が定められることによりエンジン１００に供給される潤滑油の量とモータ２１６に供給される潤滑油の量との合計量が設定される。ステップＳ１０において電磁比例弁２４０の開度が設定されることでモータ２１６に供給される潤滑油の量が設定される。よってステップＳ１０においてエンジン１００に供給される潤滑油の量も必然的に設定される。なおステップＳ１０の処理が終了すると処理は再びステップＳ１に戻る。
【００７７】
実施の形態１によればロータ冷却が不要であるエンジン軽負荷時に電動オイルポンプのオイル吐出量を減らすことが可能になる。これによりエンジンの負荷を減少させることができるので、燃費を向上させることができる。
【００７８】
また、エンジンの負荷が高くなるとロータの温度が高くなる。実施の形態１によればロータの温度が高いときにロータに適切な量の潤滑油を供給することができる。よって実施の形態１によれば、エンジンの動作状態に応じてロータに供給する潤滑油の量を適切に制御することができる。
【００７９】
［実施の形態２］
実施の形態２に係る電動過給機が搭載されるエンジンシステムの構成は図１に示す構成と同様である。また、実施の形態２に係る電動過給機の構成は図２に示す構成と同様である。
【００８０】
実施の形態２では、図２に示すＥＣＵ２５１は電動過給機への給電が開始されてから所定の時間が経過した後にモータのロータに潤滑油を供給するよう電動オイルポンプ３５４および電磁比例弁２４０を制御する。
【００８１】
電動過給機に給電が開始された直後においてはロータの回転数が低いためにロータの温度はそれほど高くない。この状態でロータに潤滑油を供給させた場合、いわば電動オイルポンプは必要以上に動作する（電動オイルポンプの負荷が増加する）ことになるので燃費が低下する可能性がある。
【００８２】
実施の形態２では電動過給機への給電の開始直後におけるモータへの潤滑油の供給を抑制することによって電動オイルポンプの負荷の増加を抑える。これにより燃費の悪化を防ぐことが可能になる。
【００８３】
図７は、実施の形態２に係る電動過給機の冷却動作を説明するフローチャートである。
図７および図３を参照して、図７に示すフローチャートは図３に示すフローチャートに対して以下の点で異なっている。
【００８４】
（１）ステップＳ４の処理の後にステップＳ４１の処理が追加される。
（２）ステップＳ６の処理の後にステップＳ６１の処理が追加される。
【００８５】
（３）ステップＳ７の処理の後にステップＳ７１の処理が追加される。
（４）ステップＳ８の処理に代えてステップＳ８１の処理が実行される。
【００８６】
図７に示すフローチャートの他のステップにおける処理は図３に示すフローチャートの対応するステップにおける処理と同様である。よって、以下では主にステップＳ４１，Ｓ６１，Ｓ７１，Ｓ８１の処理について説明する。
【００８７】
図７および図２を参照して、ステップＳ４１においてＥＣＵ２５１は、時間計測を開始する。これによりＥＣＵ２５１は電動過給機の給電を開始してからの経過時間を把握することができる。
【００８８】
なお、電動過給機への給電が行なわれていない場合（ステップＳ２においてＮＯ）、ステップＳ６１においてＥＣＵ２５１は時間計測を終了する。すなわちステップＳ６１においてＥＣＵ２５１は電動過給機の稼働時間を０に設定する。
【００８９】
次に、ステップＳ７においてＥＣＵ２５１は予め記憶する関数に従って電磁比例弁２４０の開度を算出する。ただし実施の形態２においてＥＣＵ２５１に記憶される関数は図５に示す関数と異なる。
【００９０】
図８は、図７のステップＳ７においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
図８を参照して、この関数では電動過給機回転数Ｎｔが８０ｋｒｐｍ（所定の回転数）よりも低い場合には電磁弁開度は０％（所定値）に設定され、電動過給機回転数Ｎｔが８０ｋｒｐｍよりも高くなるに従って電磁弁開度が０％から上昇するように設定される。電動過給機に給電が開始された直後（ロータ２１４の温度が低いとき）においてロータに過度に潤滑油が供給されることを防ぐことができるので、電動オイルポンプの負荷を効果的に抑制できる。
【００９１】
再び図７および図２を参照して、ステップＳ７１において、ＥＣＵ２５１は予め記憶する関数に従って係数Ｃを算出する。係数Ｃは係数Ｋと同様に、エンジン回転数Ｎｅの回転数を見かけ上増加させるための係数である。
【００９２】
図９は、図７のステップＳ７１においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
図９を参照して、この関数では電動過給機の稼働時間が２秒を経過するまでは係数Ｃは１のまま一定に保たれるよう設定される。電動過給機の稼働時間が２秒を超えると電動過給機の稼働時間に比例して係数Ｃは増加する。
【００９３】
再び図７および図２を参照して、ステップＳ８１においてＥＣＵ２５１は係数Ｋ，Ｃおよびエンジン回転数Ｎｅに基づいて電動オイルポンプ回転数Ｎｏを求める。
【００９４】
図１０は、図７のステップＳ８１においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
図１０を参照して、この関数ではエンジン回転数と電動オイルポンプ回転数Ｎｏとの対応が規定されている。ＥＣＵ２５１は、この関数、および、係数Ｃと係数Ｋとエンジン回転数Ｎｅとの積に基づいて電動オイルポンプ回転数Ｎｏを算出する。
【００９５】
このように実施の形態２によれば電動過給機の給電を開始してから所定の期間、一定値に設定される係数Ｃを用いることでロータの温度が上昇する前に潤滑油をロータに過度に供給することを防ぐことができる。よって、効率的に電動オイルポンプの負荷を抑制しながらロータを効率よく冷却することができる。また燃費を向上させることができる。
【００９６】
［実施の形態３］
実施の形態３に係る電動過給機が搭載されるエンジンシステムの構成は図１に示す構成と同様である。また、実施の形態３に係る電動過給機の構成は図２に示す構成と同様である。
【００９７】
実施の形態３では、図２に示すＥＣＵ２５１はロータの温度に基づいて上述した係数を算出する。これによりロータの温度が低い場合に電動オイルポンプの回転数を抑えることができるので、燃費を向上させることができる。
【００９８】
図１１は、実施の形態３に係る電動過給機の冷却動作を説明するフローチャートである。
【００９９】
図１１および図３を参照して、図１１に示すフローチャートは図３に示すフローチャートに対して以下の点で異なっている。
【０１００】
（１）ステップＳ１の処理の後にステップＳ１１の処理が追加される。
（２）ステップＳ３〜Ｓ６の処理に代えてステップＳ２１，Ｓ２２の処理が行なわれる。
【０１０１】
（３）ステップＳ７の処理の後にステップＳ７１の処理が追加される。
（４）ステップＳ８の処理に代えてステップＳ８２の処理が実行される。
【０１０２】
図１１に示すフローチャートの他のステップにおける処理は図３に示すフローチャートの対応するステップにおける処理と同様である。よって、以下では主にステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ７１，Ｓ８２の処理について説明する。
【０１０３】
図１１および図２を参照して、ステップＳ１１においてステータ２１２近傍に設けられた温度センサ２４１はステータの温度を測定する。ＥＣＵ２５１は温度センサ２４１からステータの温度に関する情報を取得する。
【０１０４】
次にステップＳ２において、電動過給機に給電中の場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２５１はステップＳ２１の処理を実行する。一方、ステップＳ２において電動過給機への給電が行なわれていない場合（ステップＳ２においてＮＯ）、ＥＣＵ２５１はステップＳ２２の処理を実行する。
【０１０５】
ステップＳ２１およびステップＳ２２において、ＥＣＵ２５１はステータの温度に基づいてロータの温度を推定する。ステータの温度とロータの温度との関係は予め求められている。ＥＣＵ２５１はこの関係を示す関数を予め記憶する。
【０１０６】
ただし、電動過給機の給電時（通電時）と非通電時とではステータ温度に対するロータ温度の特性が異なる。以下の図１２に示すようにステップＳ２１の処理である「ロータ温度推定（１）」とステップＳ２２の処理である「ロータ温度推定（２）」とではＥＣＵ２５１は互いに異なる関数を用いてロータ温度を推定する。
【０１０７】
図１２は、ロータ温度とステータの温度とが対応付けられたマップを示す図である。
図１２を参照して、非通電時と給電中との両方の場合におけるステータ温度とロータ温度との対応関係が示される。同じロータ温度Ｔｒ１に対するステータ温度は給電中のほうが非通電時よりも高い（Ｔｓ２＞Ｔｓ１）。この理由は、モータの給電中にはコイルの銅損によってステータの周辺に熱が生じるためである。
【０１０８】
再び図１１および図２を参照して、ステップＳ７１においてＥＣＵ２５１は予め記憶する関数に従って係数Ｃを算出する。
【０１０９】
図１３は、図１１のステップＳ７１においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
【０１１０】
図１３を参照して、実施の形態３では係数Ｃとロータ温度との関係が規定されている。ロータ温度が所定の温度（実施の形態３では１５０度）より低い場合には係数Ｃは１のまま一定である。ロータ温度が所定の温度を超えた場合にはロータ温度に比例して係数Ｃが増加する。
【０１１１】
再び図１１および図２を参照して、ステップＳ８２においてＥＣＵ２５１は係数Ｃおよびエンジン回転数Ｎｅに基づいて電動オイルポンプ回転数Ｎｏを求める。
【０１１２】
図１４は、図１１のステップＳ８２の処理においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
【０１１３】
図１４を参照して、この関数ではエンジン回転数Ｎｅと電動オイルポンプ回転数Ｎｏとが対応付けられる。ＥＣＵ２５１は、この関数および、係数Ｃとエンジン回転数Ｎｅとの積に基づいて電動オイルポンプ回転数Ｎｏを算出する。
【０１１４】
実施の形態３ではロータ温度を用いて電動オイルポンプによる潤滑油の供給量を求める。実施の形態２のようにモータの運転時間に従って潤滑油の供給量を求める場合に比較して、実施の形態３ではモータのロータの冷却をより適切に行なうことができる。また実施の形態２に比較して電動オイルポンプの負荷をより細かく制御できるので実施の形態２よりも燃費を向上させることができる。
【０１１５】
さらに実施の形態３によれば、過給機の回転に伴ってモータのロータが回転している状態においてもロータ温度を推定することができる。よって、この状態においても推定結果に基づいてロータを冷却することが可能になるので、ロータの温度を一定温度以下に保つことが可能になる。
【０１１６】
［実施の形態４］
図１５は、実施の形態４に係る電動過給機の構成を示す図である。
【０１１７】
図１５において、モータ２１６と過給機２００とを模式的に示す。モータ２１６はＵ相コイルＬＵと、Ｖ相コイルＬＶと、Ｗ相コイルＬＷとを備える。なおこれらのコイルはステータに巻回され、過給機ＥＤＵ（インバータ）３３０から交流電圧が与えられる。
【０１１８】
誘起電圧測定部２５２は各コイルの両端に生じた誘起電圧（逆起電圧）を測定する。または誘起電圧測定部２５２は各相間の電位差から各コイルの両端に生じた誘起電圧（逆起電圧）を測定してもよい。この場合には中性点をモータ２１６の外に引き出す必要がなくなる。
【０１１９】
誘起電圧測定部２５２の測定結果はＥＣＵ２５１に送られる。ＥＣＵ２５１は測定結果に基づいてロータ（図示せず）の温度を推定し、推定結果に基づいて電動オイルポンプ３５４を制御する。また、実施の形態１〜３と同様にＥＣＵ２５１はモータ２１６の回転数（電動過給機回転数Ｎｔ）に基づいて電磁比例弁２４０の開度を設定する。
【０１２０】
図１６は、実施の形態４に係る電動過給機の冷却動作を説明するフローチャートである。
【０１２１】
図１６および図１１を参照して、図１６に示すフローチャートは図１１に示すフローチャートに対して以下の点で異なっている。
【０１２２】
（１）ステップＳ１１の処理が省略されている。
（２）ステップＳ２２に代えてステップＳ２３の処理が行なわれる。
【０１２３】
（３）ステップＳ２３の処理の後にステップＳ３の処理が実行される。
（４）ステップＳ３の処理の後にステップＳ３１の処理が実行される。
【０１２４】
図１６に示すフローチャートの他のステップにおける処理は図１１に示すフローチャートの対応するステップにおける処理と同様である。よって、以下では主としてステップＳ２３，Ｓ３１の処理について説明する。
【０１２５】
図１６および図１５を参照して、ステップＳ２において電動過給機が給電中でない場合（ステップＳ２においてＮＯ）、ステップＳ２３の処理が行なわれる。ステップＳ２３において、誘起電圧測定部２５２はたとえばＵ相コイルＬＵの両端に生じた誘起電圧を測定する。測定結果はＥＣＵ２５１に送られる。
【０１２６】
ステップＳ３１においてＥＣＵ２５１は以下の相関式（１）に従ってロータ温度を推定する。式（１）は実験により予め求められる。なお式（１）は実施の形態４を説明するための一例である。
【０１２７】
（ロータ温度［℃］）＝−２．８×１０-7×（誘起電圧［Ｖ］／電動過給機回転数［ｒｐｍ］）＋２５００…（１）
このように実施の形態４によれば予め求められた相関式に従ってロータ温度を推定するので精度よくロータ温度を推定できる。よって電動オイルポンプを細かく制御できるのでロータを適切に冷却できるとともに燃費を向上させることができる。
【０１２８】
［実施の形態５］
実施の形態５に係る電動過給機が搭載されるエンジンシステムの構成は図１に示す構成と同様である。また、実施の形態５に係る電動過給機の構成は図２に示す構成と同様である。
【０１２９】
実施の形態５では、図２に示すＥＣＵ２５１はモータに投入されるエネルギーとロータの冷却能力とに基づいてロータ温度を推定する。
【０１３０】
図１７は、実施の形態５に係る電動過給機の冷却動作を説明するフローチャートである。
【０１３１】
図１７および図１６を参照して、図１７に示すフローチャートは図１６に示すフローチャートに対して以下の点で異なっている。
【０１３２】
（１）ステップＳ２１，Ｓ２３の処理に代えてステップＳ２４，Ｓ２５の処理がそれぞれ実行される。
【０１３３】
（２）ステップＳ３１に代えてステップＳ３２〜Ｓ３４の処理が実行される。
図１７に示すフローチャートの他のステップにおける処理は図１６に示すフローチャートの対応するステップにおける処理と同様である。よって、以下ではステップＳ２４，Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ３２，Ｓ３３の処理について説明する。
【０１３４】
図１７および図２を参照して、電動過給機に給電中の場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２５１は過給機ＥＤＵ３３０からモータ２１６に投入されるエネルギーＱ１を以下の式（２）に従って算出する。
【０１３５】
Ｑ１＝（電流）×（電圧）×（時間）×（効率）  …（２）
一方、電動過給機への給電が行なわれていない場合（ステップＳ２においてＮＯ）にはＥＣＵ２５１はエネルギーＱ１を０に設定する。
【０１３６】
ステップＳ３２において、ＥＣＵ２５１はＥＣＵ２５１はステップＳ３で取得した電動過給機回転数Ｎｔと、予め記憶する関数とに基づいてモータ２１６の磁束変化に伴う熱量Ｑ２を求める。
【０１３７】
図１８は、図１７のステップＳ３２においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
【０１３８】
図１８を参照して、この関数では電動過給機回転数Ｎｔと熱量Ｑ２とが対応付けられている。
【０１３９】
再び図１７および図２に戻り、ステップＳ３３においてＥＣＵ２５１はロータに生じる熱量Ｑを以下の式（３）に従って算出する。
【０１４０】
Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２  …（３）
ステップＳ３４において、ＥＣＵ２５１はロータの冷却に必要な熱量Ｑｒを以下の式（４）に従って算出する。
【０１４１】
Ｑｒ＝Ｑ  …（４）
ＥＣＵ２５１は算出した熱量Ｑｒに従ってロータの温度を推定する。このように実施の形態５によればモータへの投入エネルギーと、モータで生じた熱量とに基づいてロータ温度を推定するので精度よくロータ温度を推定できる。よって電動オイルポンプの負荷をより細かく制御できるのでロータを適切に冷却できるとともに燃費を向上させることができる。
【０１４２】
［実施の形態６］
実施の形態６に係る電動過給機が搭載されるエンジンシステムの構成は図１に示す構成と同様である。また、実施の形態６に係る電動過給機の構成は図２に示す構成と同様である。
【０１４３】
実施の形態６では、故障等により電磁弁が開かなくなった場合（電磁弁が閉固着した場合）に電動過給機への給電を停止する。
【０１４４】
図１９は、実施の形態６に係る電動過給機の冷却動作を説明するフローチャートである。
【０１４５】
図１９および図２を参照して、処理が開始されるとステップＳ２においてＥＣＵ２５１は電動過給機に給電中か否かを判定する。電動過給機に給電中の場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、処理はステップＳ５１に進む。一方、電動過給機に給電が行なわれていない場合（ステップＳ２においてＮＯ）、処理はステップＳ２に戻る。
【０１４６】
ステップＳ５１においてＥＣＵ２５１は電動オイルポンプ回転数Ｎｏを取得する。次にステップＳ５２において、ＥＣＵ２５１は、電動オイルポンプ３５４から送出される潤滑油の圧力値を取得する。
【０１４７】
続いてステップＳ５３においてＥＣＵ２５１は電磁弁開度が５０％よりも大きいか否かを判定する。電磁弁開度が５０％よりも大きい場合（ステップＳ５３においてＹＥＳ）、処理はステップＳ５４に進む。一方、電磁弁開度が５０％以下の場合（ステップＳ５３においてＮＯ）、処理はステップＳ２に戻る。
【０１４８】
続いてステップＳ５４において、ＥＣＵ２５１は電動オイルポンプ回転数Ｎｏと潤滑油圧力とに基づいて、電磁弁が固着しているか否かを判定する。ＥＣＵ２５１は判定を行なう際に以下の図２０に示すマップを参照する。
【０１４９】
図２０は、ＥＣＵ２５１に記憶されるマップを示す図である。
図２０を参照して、ある電動オイルポンプ回転数Ｎｏに対する潤滑油圧力Ｐａが２本の直線の間の領域（正常域）内にあれば、電磁弁は正常に動作しているものと判定される。一方、この電動オイルポンプ回転数Ｎｏに対する潤滑油圧力Ｐｂ１が正常域の上限値よりも大きい領域（異常域）にあれば電磁弁は固着しているものと判定される。
【０１５０】
再び図２０および図２を参照して、電磁比例弁２４０が固着している場合（ステップＳ５４においてＹＥＳ）、処理はステップＳ５５に進む。電磁比例弁２４０が固着していない場合（ステップＳ５４においてＮＯ）、処理はステップＳ２に戻る。
【０１５１】
ステップＳ５５において、温度センサ２４１はステータの温度を測定する。ステップＳ５６において、ＥＣＵ２５１はステータの温度に基づいてロータの温度を推定する。ステップＳ５６における推定方法は図１１のステップＳ２１における推定方法と同様である。
【０１５２】
ステップＳ５７において、ＥＣＵ２５１は、モータの温度が制限値を超えたか否かを判定する。具体的に説明するとＥＣＵ２５１は、ロータ温度が１８０度よりも高いという条件とステータ温度が１６０度よりも高いという条件とのうちの少なくとも１つを満たすか否かを判定する。２つの条件のうちの少なくとも１つが満たされる場合（ステップＳ５７においてＹＥＳ）、処理はステップＳ５８に進む。２つの条件のいずれも満たされない場合（ステップＳ５７においてＮＯ）、処理はステップＳ２に戻る。
【０１５３】
ステップＳ５８において、ＥＣＵ２５１は電動過給機の給電を停止する（カットする）よう過給機ＥＤＵ３３０を制御する。ステップＳ５８の処理が終了すると、全体の処理はステップＳ２に戻る。
【０１５４】
ロータに供給される潤滑油によってステータも冷却される。ロータに供給される潤滑油の量が減少するとステータ温度がコイルの耐熱限界温度よりも上昇する可能性がある。この場合にはコイルの被覆が溶けることでコイルの短絡およびそれに伴う発熱が生じる可能性がある。
【０１５５】
実施の形態６によれば電磁弁が固着した場合に電動過給機への給電を停止するのでコイルが焼損する故障を未然に防ぐことができる。また、ロータの温度が過剰に上昇するのを防ぐことができる、よって、ロータすなわち永久磁石における不可逆的な熱減磁を防止することができる。これらの理由により実施の形態６によれば、モータの性能低下を防ぐことができる。
【０１５６】
なお、実施の形態６においては図１９のステップＳ５８の処理の後に、運転者に修理や点検を促すための表示処理（たとえばメータに設けられたチェックエンジンランプを点灯させる処理）を行なってもよい。
【０１５７】
［実施の形態７］
実施の形態７に係る電動過給機が搭載されるエンジンシステムの構成は図１に示す構成と同様である。また、実施の形態７に係る電動過給機の構成は図２に示す構成と同様である。
【０１５８】
実施の形態７では、電磁弁が故障等により閉じなくなった場合（開固着した場合）にエンジン本体に必要な油圧を確保するために電動オイルポンプの回転数を上昇させる。
【０１５９】
図２１は、実施の形態７に係る電動過給機の潤滑油供給動作を説明するフローチャートである。
【０１６０】
図２１を参照して、処理が開始されるとステップＳ５１においてＥＣＵ２５１は電動オイルポンプ回転数Ｎｏを取得する。次にステップＳ５２においてＥＣＵ２５１は電動オイルポンプ３５４から送出される潤滑油の圧力値を取得する。
【０１６１】
続いてステップＳ５４において、ＥＣＵ２５１は電動オイルポンプ回転数Ｎｏと潤滑油圧力とに基づいて、電磁弁が固着しているか否かを判定する。ＥＣＵ２５１は判定を行なう際に以下の図２２に示すマップを参照する。
【０１６２】
図２２は、ＥＣＵ２５１に記憶されるマップを示す図である。
図２２および図２０に示すように、ある電動オイルポンプ回転数Ｎｔに対する潤滑油圧力Ｐａが２本の直線の間の領域（正常域）内にあれば、電磁弁は正常であると判定される。一方、この電動オイルポンプ回転数Ｎｔに対する潤滑油圧力Ｐｂ１が正常域の下限値よりも低い領域（異常域）にあれば電磁弁の開度が大きい（たとえば１００％）まま電磁弁が固着していると判定される。
【０１６３】
再び図２１および図２を参照して、電磁比例弁２４０が固着している場合（ステップＳ５４においてＹＥＳ）、処理はステップＳ６１に進む。電磁比例弁２４０が固着していない場合（ステップＳ５４においてＮＯ）、処理はステップＳ５１に戻る。
【０１６４】
ステップＳ６１においてＥＣＵ２５１はエンジン回転数Ｎｅを取得する。次にステップＳ６２においてＥＣＵ２５１は以下の図２３に示すマップに基づいてエンジンに潤滑油を供給するのに最低限必要な油圧の値（下限値）を取得する。図２３に示すように、エンジン回転数Ｎｅと必要最低油圧Ｐ１との関係が予め求められる。
【０１６５】
再び図２２および図２を参照して、ステップＳ６３において、ＥＣＵ２５１は潤滑油圧力Ｐが必要最低油圧Ｐ１よりも大きいか否かを判定する。潤滑油圧力Ｐが必要最低油圧Ｐ１より低い場合（ステップＳ６３においてＮＯ）、ステップＳ６４においてＥＣＵ２５１は電動オイルポンプの回転数を上昇させる。潤滑油圧力Ｐが必要最低油圧Ｐ１以上の場合（ステップＳ６４においてＹＥＳ）、処理はステップＳ５１に戻る。
【０１６６】
このように実施の形態７によれば、電磁弁が開いたまま固着した場合に電動オイルポンプの回転数を上昇させることにより電動オイルポンプから送出される潤滑油の圧力を高くする。油圧が低下するとエンジンを構成するカム、クランク、ピストン等の部品が焼きつきを起こす可能性がある。しかし実施の形態７によればこのような問題を生じることを防ぐことができる。
【０１６７】
なお、実施の形態６と同様に実施の形態７においては図２１のステップＳ６４の処理の後に、運転者に修理や点検を促すための表示処理（たとえばメータに設けられたチェックエンジンランプを点灯させる処理）を行なってもよい。
【０１６８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】実施の形態１に係る電動過給機が搭載されるエンジンシステムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る電動過給機の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る電動過給機の冷却動作を説明するフローチャートである。
【図４】電動過給機回転数Ｎｔと係数Ｋとの関係を説明する図である。
【図５】図３のステップＳ７においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
【図６】図３のステップＳ８においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
【図７】実施の形態２に係る電動過給機の冷却動作を説明するフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ７においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
【図９】図７のステップＳ７１においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
【図１０】図７のステップＳ８１においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
【図１１】実施の形態３に係る電動過給機の冷却動作を説明するフローチャートである。
【図１２】ロータ温度とステータの温度とが対応付けられたマップを示す図である。
【図１３】図１１のステップＳ７１においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
【図１４】図１１のステップＳ８２の処理においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
【図１５】実施の形態４に係る電動過給機の構成を示す図である。
【図１６】実施の形態４に係る電動過給機の冷却動作を説明するフローチャートである。
【図１７】実施の形態５に係る電動過給機の冷却動作を説明するフローチャートである。
【図１８】図１７のステップＳ３２においてＥＣＵ２５１が用いる関数を示す図である。
【図１９】実施の形態６に係る電動過給機の冷却動作を説明するフローチャートである。
【図２０】ＥＣＵ２５１に記憶されるマップを示す図である。
【図２１】実施の形態７に係る電動過給機の潤滑油供給動作を説明するフローチャートである。
【図２２】ＥＣＵ２５１に記憶されるマップを示す図である。
【図２３】エンジン回転数Ｎｅと必要最低油圧Ｐ１との関係を説明する図である。
【符号の説明】
【０１７０】
１００  エンジン、１０２，１５６，１６０  吸気通路、１０４  吸気バルブ、１０６  燃料噴射インジェクタ、１０８  燃焼室、１１０  点火プラグ、１１２  シリンダブロック、１１４  ピストン、１１６  コンロッド、１１８  タイミングロータ、１２０  クランクシャフト、１２２  クランクポジションセンサ、１２４  ベルト、１２６  オルタネータ、１２８  排気バルブ、１３０  排気通路、１５０  吸入口、１５２  エアクリーナ、１５４  エアフローメータ、１５８  バイパス通路、１６２  インタークーラ、１６４  エアバイパスバルブ、１６６  スロットルバルブ、１６８  スロットルモータ、１７０  吸気管圧力センサ、１７２  吸気温度センサ、１８０  排気管、１８２  触媒、２００  過給機、２０２  コンプレッサ、２０４  タービン、２０６  コンプレッサホイール、２０８  タービンホイール、２１０  シャフト、２１１  回転子位置センサ、２１２  ステータ、２１４  ロータ、２１６  モータ、２２２，２２４  軸受部、２２８  スラストベアリング、２３０  筐体、２３５  アクセルペダル、２４０  電磁弁、２４１  温度センサ、２４２  供給路、２４４  排出路、２４６  供給路、２５０  エンジンＥＣＵ、２５１  ＥＣＵ、２５２  誘起電圧測定部、３００  低圧バッテリー、３０４  タイミングロータ、３１０  ＤＣ／ＤＣコンバータ、３２０  高圧バッテリー、３３０  過給機ＥＤＵ、３４０  過給機ＥＣＵ、３５２  オイルパン、３５４  電動オイルポンプ、ＬＵ  Ｕ相コイル、ＬＶ  Ｖ相コイル、ＬＷ  Ｗ相コイル、Ｓ１〜Ｓ８２  ステップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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