(57)【要約】【課題】  電動過給器付きエンジンの制御装置に関し、吸気慣性波の脈動に応じた過給器制御により、電力消費量を低減させながら過給圧を高め、エンジン出力を向上させることができるようにする。【解決手段】  車両に搭載されたエンジン９の吸気系に設けられ電動機３１により駆動されて吸気を過給する電動過給器３と、エンジン９のクランク角度を検出するクランク角検出手段１５と、クランク角検出手段１５の検出情報に基づいて、上記クランク角度がエンジン９の吸気弁の開弁期間に対応する所定のクランク角度範囲にある場合には、他のクランク角度範囲にある場合よりも電動機３１の駆動電流を増大させる断続駆動制御手段２１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】
車両に搭載されたエンジンの吸気系に設けられ電動機により駆動されて吸気を過給する電動過給器と、
上記エンジンのクランク角度を検出するクランク角検出手段と、
上記クランク角検出手段の検出情報に基づいて、上記クランク角度が上記エンジンの吸気弁の開弁期間に対応する所定のクランク角度範囲にある場合には、他のクランク角度範囲にある場合よりも上記電動機の駆動電流を増大させる断続駆動制御手段とを備えた
ことを特徴とする、電動過給器付きエンジンの制御装置。
【請求項２】
上記所定のクランク角度範囲は、上記吸気弁が閉弁する直前のクランク角度を含む
ことを特徴とする、請求項１記載の電動過給器付きエンジンの制御装置。
【請求項３】
上記断続駆動制御手段は、上記所定のクランク角度範囲において上記電動機の定格出力を超えて上記駆動電流を増大させる
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の電動過給器付きエンジンの制御装置。
【請求項４】
上記断続駆動制御手段は、上記所定のクランク角度範囲外において上記電動機の駆動電流として微小電流を供給する
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動過給器付きエンジンの制御装置。
【請求項５】
上記クランク角度が、上記所定のクランク角度範囲内にある場合と上記所定のクランク角度範囲外にある場合とで同一の駆動電流を電動機に供給した場合の連続駆動電力を推定又は検出する連続駆動電力算出手段と、
上記クランク角度が、上記所定のクランク角度範囲内にある場合と上記所定のクランク角度範囲外にある場合とで駆動電流を変更した場合の断続駆動電力を推定又は検出する断続駆動電力算出手段と、
上記断続駆動電力が上記連続駆動電力よりも大きい場合は上記断続駆動制御手段の作動を禁止する駆動選択手段とを備える
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動過給器付きエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気慣性効果を利用して吸気を制御する電動過給器付きエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気圧やクランク回転等に影響されない電動機のみで駆動される電動コンプレッサ（電動過給器）により必要に応じてエンジンへの過給を行うとともに、電子制御スロットルバルブ（ＥＴＶ）によりスロットル弁を開閉し、エンジンへの吸気量を制御する吸気系システムが開発されている。
このような吸気系システムにおいては、ドライバ（運転者）によってアクセルペダルが踏み込まれると、アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）がそのアクセル踏込み量に応じたアクセル開度を検出し、検出されたアクセル開度情報に基づいて、電子制御ユニット（ＥＣＵ）によってエンジンへ吸入されるべき吸気空気量が演算され、必要とされる吸入空気量に応じて電動コンプレッサ（過給器）の作動や電子制御スロットルバルブの開度が制御されて、エンジンへ吸入される吸入空気量が制御されるようになっている。もちろん、操作フィーリングの観点から、電子制御スロットルバルブの開閉は、基本的にはアクセル開度に対応して制御される。
【０００３】
また、電子制御スロットルバルブの上流には、電動コンプレッサをバイパスするバイパス通路が電動コンプレッサと並列に設けられ、エンジンへの過給が必要な時には電動コンプレッサを作動させて過給を行い、エンジンへの過給が必要でない時には電動コンプレッサを作動させずバイパス通路からの自然吸気を行うことができるようになっている。
このような電動コンプレッサによって過給を行う吸気系システムにおいては、一般に電動コンプレッサの電動機（モータ）の駆動に大きな電力を必要とする。そのため、電動コンプレッサを駆動し続けると、バッテリ電力を大量に消費するうえ、モータドライバの電子部品やコンプレッサベアリングの過大な発熱を招くおそれがあるという課題がある。
【０００４】
上記の課題に対して、特許文献１には、排気圧を利用したターボ過給器の補助駆動を行う電動機を備え、エンジン回転数に応じて電動機への供給電圧を制御するように構成されたエンジンの過給装置が記載されている。この技術によれば、エンジン回転数が低い状態では電動機への供給電圧を上げて周波数を下げ、エンジン回転数が高い状態では電動機への供給電圧を下げて周波数を上げることによって、エンジンの運転状態に応じて設定される要求過給圧を確保しながら、電動機の消費電力を低減することができるようになっている。
【特許文献１】特開平７−２５９５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の特許文献１に記載の技術によれば、電動機への供給電圧がエンジン回転数に応じて制御されるようになっているため、エンジン回転数が高い状態においては電動機への供給電圧を下げて、過給器の消費電力を抑えることができるが、エンジン回転数が低い状態では電動機への供給電圧が高いままであり、エンジン回転数が高くなるまでの間は過給器の消費電力を低減させる効果を得ることができない。
【０００６】
ところで、このような吸気系システムでは、エンジンの吸気行程において、シリンダ内のピストンの下降によって吸気管内に負圧波（負圧の圧力波）が発生することが知られている。この負圧波は、吸気管内においてエンジン側からほぼ音速で吸気開口端（吸気分岐管上流端）まで伝播し、そこで反射して正圧波（正圧の圧力波）となって今度はエンジン方向へ伝播する。このような負圧波や正圧波といった吸気慣性波の往復によって吸気管内の圧力は、図８（ａ）に示すように、絶えず変動しながら脈動している。
【０００７】
上述の吸気管内の圧力の脈動を利用してエンジンへの吸気を行うことを考えた場合、吸気口付近における圧力がエンジンの吸気弁が閉鎖する直前に大きくなっていれば、正圧波によってシリンダ内へ吸入される空気量が増加するため、エンジンの圧縮行程時における体積効率を上昇させることができ、エンジン出力を増加させることができる。そのため、一般には、吸気口付近に正圧波が到達するタイミングが、図８（ｂ）に示すように、エンジンの吸気弁が閉鎖（ＩＣ）する直前に同期することが好ましく、所要のエンジン回転数領域において、このようなタイミングで正圧波が吸気口付近へ到達するように、吸気管（インマニ）の形状や長さが設定されている。
【０００８】
したがって、エンジンへの過給を行う場合についても、シリンダ内へ吸入される空気量をより増加させてエンジン出力の向上をはかるべく、吸気管内の圧力の脈動を利用して過給を行うことが望ましい。しかし、特許文献１や従来技術にかかる電動コンプレッサを備えた吸気系システムにおいては、上述の通り十分に電力消費量を低減させることができない場合がある。また、長時間電動コンプレッサを駆動することにより、モータドライバのインバータ等の電子部品やベアリングが発熱を生じるおそれがあるという課題もある。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、吸気慣性波の脈動に応じた過給器制御により、電力消費量を低減させながら過給圧を高め、エンジン出力を向上させることのできる、電動過給器付きエンジンの制御装置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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の電動過給器付きエンジンの制御装置（請求項１）は、車両に搭載されたエンジンの吸気系に設けられ電動機により駆動されて吸気を過給する電動過給器と、上記エンジンのクランク角度を検出するクランク角検出手段と、上記クランク角検出手段の検出情報に基づいて、上記クランク角度が上記エンジンの吸気弁の開弁期間に対応する所定のクランク角度範囲にある場合には、他のクランク角度範囲にある場合よりも上記電動機の駆動電流を増大させる断続駆動制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、上記所定のクランク角度範囲は、上記吸気弁が閉弁する直前のクランク角度を含むことが好ましい（請求項２）。
さらに、上記断続駆動制御手段は、上記所定のクランク角度範囲において上記電動機の定格出力を超えて上記駆動電流を増大させることが好ましい（請求項３）。
加えて、上記断続駆動制御手段は、上記所定のクランク角度範囲外において上記電動機の駆動電流として微小電流を供給することが好ましい（請求項４）。
【００１２】
また、上記クランク角度が、上記所定のクランク角度範囲内にある場合と上記所定のクランク角度範囲外にある場合とで同一の駆動電流を電動機に供給した場合の連続駆動電力を推定又は検出する連続駆動電力算出手段と、上記クランク角度が、上記所定のクランク角度範囲内にある場合と上記所定のクランク角度範囲外にある場合とで駆動電流を変更した場合の断続駆動電力を推定又は検出する断続駆動電力算出手段と、上記断続駆動電力が上記連続駆動電力よりも大きい場合は上記断続駆動制御手段の作動を禁止する駆動選択手段とを備えることが好ましい（請求項５）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電動過給器付きエンジンの制御装置（請求項１）によれば、エンジンの吸気弁の開弁期間に対応する所定のクランク角度範囲では、過給器の電動機へ供給する電流を増大させるため、エンジンの出力を向上させながら、電動機の消費電力を低減させることができる。
また、本発明の電動過給器付きエンジンの制御装置（請求項２）によれば、過給時の体積効率を上昇させることができ、エンジンの出力を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の電動過給器付きエンジンの制御装置（請求項３）によれば、過給器の電動機の駆動時間を短縮することができ、モータドライバやベアリングの熱負荷を減少させることができる。また、電動機の駆動時間を短縮することにより、電動機の消費電力を抑えたまま回転数を上昇させることができ、過給圧を増大させることができる。
また、本発明の電動過給器付きエンジンの制御装置（請求項４）によれば、過給器の応答性能を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明の電動過給器付きエンジンの制御装置（請求項５）によれば、過給器を連続駆動させた場合の消費電力を超えないように、過給器を断続駆動させることができる。また、連続駆動時と同等の消費電力で、断続駆動によってより大きなエンジン出力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図８は、本発明の一実施形態としての電動過給器付きエンジンの制御装置を示すもので、図１はその全体構成を示す模式図、図２は本装置にかかる電動コンプレッサの構成を示す断面図、図３は本装置における電動過給器のモータ駆動電流を示すグラフ、図４は本装置における電動コンプレッサの断駆動制御を説明するためのフローチャート、図５は本装置における電動コンプレッサ駆動時の駆動態様を説明するためのフローチャート、図６は本装置による制御及びその制御に伴う吸気圧の脈動を示すものであり、（ａ）は過給器への供給電流，過給器のモータ回転数及び過給圧の変動を示すグラフ、（ｂ）は吸気管内圧の変動を示すグラフ、（ｃ）はそのバルブリフトとクランク角との対応を示すグラフ、図７は本装置の変形例としての電動過給器付きエンジンの制御装置による制御及びその制御に伴う吸気圧の脈動を示すものであり、（ａ）は過給器への供給電流，過給器のモータ回転数及び過給圧の変動を示すグラフ、（ｂ）は吸気管内圧の変動を示すグラフ、（ｃ）はそのバルブリフトとクランク角との対応を示すグラフ、図８は従来例としての電動過給器付きエンジンの制御装置による吸気圧の脈動を示すものであり、（ａ）はその吸気管内圧の変動を示すグラフ、（ｂ）はそのバルブリフトとクランク角との対応を示すグラフである。
【００１７】
本実施形態の電動過給器付きエンジンの制御装置１は、図１に示すように、四気筒のエンジン９を備えた車両において、エンジン９への吸気通路上に設けられた電動コンプレッサ（電動過給器）３及び電子制御スロットル弁（ＥＴＶ）４、これらの動作を制御する制御手段としてのＥＣＵ（電子制御ユニット）２０、エンジン９のクランク角を検出するクランク角センサ（クランク角検出手段）１５、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ１３、電子制御スロットル弁４の開度を検出するスロットルポジションセンサ５、吸気管内の吸気圧（インマニ圧）を検出する吸気圧センサ１２、運転者によるアクセルペダル６の踏込み操作量を検知するアクセルポジションセンサ７、及び電動コンプレッサ３の駆動電力を供給するバッテリ１０を備えて構成されている。また、本実施形態においては、シリンダ内のピストンの下降によって吸気管内に発生する吸気慣性波について、所要のエンジン回転数領域において、正圧波が吸気口付近に到達するタイミングがエンジンの吸気弁が閉鎖する直前に同期するように、吸気管の形状や長さが設定されている。
【００１８】
アクセルポジションセンサ７は、運転者によるアクセルペダル６の踏込み量に応じたアクセル開度情報を検出して実アクセル開度（実ＡＰＳ）をＥＣＵ２０へ出力するようになっている。このアクセルポジションセンサ７が出力する実アクセル開度は、運転者が車両に要求している出力を代表するパラメータとして扱われる。具体的には、実アクセル開度とエンジン回転数とから、予め設定された図示しないマップに基づいて、エンジン９への過給を行うか否かを判定するようになっている。
【００１９】
また、スロットルポジションセンサ５は、電子制御スロットル弁４のスロットル弁開度情報を検出してＥＣＵ２０へ出力するようになっている。また、エンジン回転数センサ１３はエンジン９の回転数情報からエンジン回転数Ｎｅを検出し、吸気圧センサ１２は吸気管内の吸気圧Ｐを検出し、クランク角センサ１５はエンジン９のクランクシャフトの回転角（クランク角）θを検出し、それぞれのセンサにおいて検出された情報はＥＣＵ２０へ入力されるようになっている。
【００２０】
エンジン９の吸気通路上に設けられた電子制御スロットル弁４は、後述するＥＣＵ２０によってその開度を調節されて、エンジン９へ吸入される吸気空気量や過給圧を調節する。エンジン９への過給が必要でない場合（すなわち、自然吸気時）には、アクセルポジションセンサ７から出力される実アクセル開度等に基づいて、ＥＣＵ２０において吸入空気量や過給圧が演算され、電子制御スロットル弁４の開度が調節されるようになっている。また、エンジン９への過給が必要な場合（すなわち、過給時）には、ＥＣＵ２０によって電子制御スロットル弁４の開度及び電動コンプレッサ３の動作が制御されて、自然吸気時よりも多くの吸気をエンジン９へ供給するようになっている。
【００２１】
電動コンプレッサ３は電子制御スロットル弁４の上流に設けられて、エンジン９への過給が必要な場合に吸気を過給することができるようになっている。この電動コンプレッサ３は電動モータ（電動機）３１を備えており、電動モータ３１の駆動電力は過給器ドライバ１１を介してバッテリ１０から供給される。そして、後述するＥＣＵ２０によって過給器ドライバ１１を通じて電動モータ３１の作動回転数が制御されて、吸気の過給圧が調整されるようになっている。なお、過給器ドライバ１１では、バッテリ１０の電圧を制御することによって電動モータ３１の回転数を制御するようになっている。
【００２２】
電動コンプレッサ３の駆動電流は、エンジン９へ供給する空気流量に応じて設定されるようになっている。本実施形態においては、図３に示すように、予め設定された空気流量と駆動電流との対応マップに基づいて設定される。なお、この空気流量は、エンジン回転数に対応するパラメータであるため、エンジン回転数の大きさに基づいてモータ駆動電流を設定するように構成することもできる。
【００２３】
また、電動コンプレッサ３の駆動電流は、図３において実線で示す定常時におけるものと、図３において破線で示す起動時におけるものとに二つが設定されている。これは、電動コンプレッサ３の電動モータ３１が完全に停止している状態では、回転始動時に比較的大きな電流値を必要とし、また、一旦回転を開始すると，慣性の働きによって回転始動時と比較して小さな電流値で駆動することができるためである。
【００２４】
なお、本実施形態においては、図２に示すように、電動コンプレッサ３は、電動モータ３１によってタービンホイール３２を回転させて過給を行う遠心コンプレッサ型の過給器となっている。これにより、電動コンプレッサ３によって生成される過給圧の値は、脈動のない常にほぼ一定なものとなる。つまり、電動コンプレッサ３の過給は、エンジン９の駆動によって吸気管内に発生する吸気慣性波の脈動には影響を与えないようになっている。
【００２５】
また、電子制御スロットル弁４の上流には、電動コンプレッサ３と並列に、電動コンプレッサ３をバイパスするバイパス通路１４が設けられ、このバイパス通路１４上にリードバルブ２が備えられている。これにより、エンジン９への過給が必要な時には上述の電動コンプレッサ３が作動して過給を行う一方、エンジンへ９の過給が必要でない時には電動コンプレッサ３が作動せずに、リードバルブ２を介した自然吸気が行われるようになっている。なお、電動コンプレッサ３及びリードバルブ２の吸気管路の上流には、エアクリーナ８が備えられており、これにより、エンジン９へ吸入される空気中のダスト分が除去されるようになっている。
【００２６】
吸気圧センサ１２は、吸気管内の吸気圧（インマニ圧）を検出することができるようになっている。ここで検知された吸気圧に応じて、ＥＣＵ２０は電動コンプレッサ３による吸気，過給のフィードバック制御を行うことができるようになっている。なお、本実施形態では、吸気圧センサ１２がエンジン９の吸気弁近傍に設けられて、エンジン９へ吸入される直前の吸気圧を検出できるようになっている。
【００２７】
上述のスロットルポジションセンサ５，アクセルポジションセンサ７，吸気圧センサ１２，エンジン回転数センサ１３及びクランク角センサ１５といった各種センサの検出情報は、ＥＣＵ２０に入力されて演算処理される。このＥＣＵ２０は、断続駆動制御部（断続駆動制御手段）２１，駆動選択部（駆動選択手段）２２，断続駆動電力算出部（断続駆動電力算出手段）２３，連続駆動電力算出部（連続駆動電力算出手段）２４，連続駆動制御部２５及びモータ駆動電流設定部２６を備えて構成されている。
【００２８】
まず、ＥＣＵ２０は、入力された各種センサの検出情報に基づいて、エンジン９への過給が必要であるか否かを判定し、過給が必要な場合には過給制御を行い、過給が必要でない場合には自然吸気制御を行うようになっている。
過給制御時には、実アクセル開度（実ＡＰＳ）とエンジン回転数Ｎｅとから、予め設定されたマップを用いて目標過給圧Ｐｔを設定し、電子制御スロットル弁４の開度を制御するとともに、目標過給圧Ｐｔが得られるように電動コンプレッサ３の電動モータ３１の回転速度を制御して、過給を行う。なお、本実施形態において、過給制御には断続駆動制御と連続駆動制御との二つのモードがあり、いずれか一方が選択されて制御されるようになっている。これらについては後述する。
【００２９】
また、自然吸気制御時には、実アクセル開度（実ＡＰＳ）に基づいて電子制御スロットル弁４の開度を制御し、電動コンプレッサ３を作動させず、バイパス通路１４を介した自然吸気を行う。
モータ駆動電流設定部２６は、エンジン９の過給時において、アクセルポジションセンサ７やエンジン回転数センサ１３や吸気圧センサ１２の検出情報に基づいて、電動モータ３１へ供給する駆動電流を算出する。なお、ここで設定される電動モータ３１の駆動電流は、エンジン９への過給が必要な度合に応じて変化するものであり、大きな過給が必要な時には大きな電流値が設定され、それほど過給が必要でない時には小さな電流値が設定されるようになっている。
【００３０】
本実施形態においては、エンジン回転数センサ１３で検出されたエンジン回転数Ｎｅから空気流量を算出し、図３に示されたマップに基づいて、空気流量に対応したモータ駆動電流が設定される。なお、アクセルポジションセンサ７で検出された実アクセル開度とエンジン回転数とからエンジン９へ過給すべき目標過給圧を算出し、その目標過給圧を達成するために必要な電動モータ３１のモータ駆動電流を算出してもよい。
【００３１】
断続駆動制御部２１は、過給制御時における一方のモード（断続駆動制御）を制御するものであり、この断続駆動制御とは、エンジン９への過給時に、クランク角度の位置（大きさ）に応じて電動モータ３１の駆動電流を断続的に供給する制御である。
この制御では、クランク角センサ１５で検出されたクランク角度θが、エンジン９の吸気弁の開弁期間に対応する所定のクランク角度範囲にある場合には、他のクランク角度範囲にある場合よりも、モータ駆動電流設定部２６で設定される電動モータ３１の駆動電流を増大させるようになっている。
【００３２】
また、この所定のクランク角度範囲は、エンジン９の吸気弁が閉弁する直前のクランク角度を含んでおり、エンジン９の吸気弁が閉弁する直前に電動モータ３１の駆動電流を増大させることにより、吸気の体積効率が最大となって（つまり、過給の体積効率を最も増大させて）、電動モータ３１の消費電力が最小となるタイミング（クランク角度範囲の始点及び終点となるタイミング）が選定されている。
【００３３】
具体的には、図６（ａ）に示すように、クランク角１８０°周期でモータ駆動電流が断続的に増大，減少するように設定される。本実施形態においては、所定のクランク角度範囲は、上死点（ＴＤＣ）通過時を０°として、まず１７０°から２５０°程度に設定され、その後クランク角１８０°周期毎にクランク角度範囲が設定されている（つまり、３５０°〜４３０°程度，５３０°〜６１０°程度及び７１０°〜７０°程度である）。
【００３４】
これらのクランク角度範囲の始点となる角度を第１クランク角度θ１といい、終点となる角度を第２クランク角度θ２という。そして本実施形態においては、クランク角センサ１５によって検出されるクランク角θとこれらの第１クランク角度θ１，第２クランク角度θ２とを比較することによって、エンジン９のクランク角θが所定のクランク角度範囲にあるか否かの判定するようになっている（例えば、１７０°や３５０°がθ１として、２５０°や４３０°がθ２として設定されている）。
【００３５】
クランク角θが所定のクランク角度範囲（すなわち、θ１≦θ≦θ２）にある場合には、断続駆動制御部２１が、電動モータ３１の駆動電流を増大させて、電動モータ３１がエンジン回転数一定の条件下で過給できる通常運転時の最高圧である最大過給時レベル（電動モータ３１の定格出力に対応する電流値）に設定されるようになっている。一方、クランク角θがクランク角度範囲外にある場合には、電動モータ３１の駆動電流を減少させて、電動モータ３１に微小電流が供給される。この微小電流の大きさは、電動モータ３１が完全に停止してしまわない最小の駆動電流値が設定されており、本実施形態においては、電動モータ３１に１Ａの電流を供給して５０００ｒｐｍ程度で回転させておくようになっている。なお、上記の微小電流は、電動モータ３１が慣性等によって完全に停止してしまわない状態であれば、ほぼ０とすることもできる。このように、電動モータ３１に微小電流を供給することにより、電動モータ３１の起動時の突入電流を低下させることができ、その結果、全体での電力消費を低減させることができる。
【００３６】
なお、上記通常運転時の最高圧である最大過給時レベルとは、電動モータ３１を連続駆動させることを前提として設定されている電流値であり、一般には、連続駆動に十分耐久しうるべく、電動モータ３１の物理的な能力限界値よりも小さく設定されている。
また、断続駆動電力算出部２３は、この断続駆動制御を行う場合に必要な電動モータ３１の駆動電力（断続駆動電力）を算出することができるようになっている。なお、本実施形態においては、図３に示すように、最大過給時レベルの電流としての起動時突入電流の時間積分値と断続駆動時間との積から断続駆動電力を算出する。
【００３７】
連続駆動制御部２５は、エンジン９への過給時におけるもう一つのモード（連続駆動制御）を制御するものであり、この連続駆動制御は、エンジン９への過給時に、クランク角の大きさに関わらず、常にモータ駆動電流設定部２６で設定された電動モータ３１の駆動電流を供給して過給を行う制御である（つまり、連続駆動制御とは、従来の一般的な過給制御に対応する制御であるといえる）。
【００３８】
また、連続駆動電力算出部２４は、この連続駆動制御を行う場合に必要な電動モータ３１の駆動電力（連続駆動電力）を算出することができるようになっている。なお、本実施形態においては、図３に示すように、モータ駆動電流設定部２６で設定されたモータ駆動電流（定常時電流）の時間積分値から連続駆動電力を算出する。
駆動選択部２２は、断続駆動制御と連続駆動制御とのいずれかを選択し制御する機能要素である。まず、駆動選択部２２は、エンジン９への過給時において、実際の制御に先立ち、断続駆動電力算出手段で算出された断続駆動電力と連続駆動電力算出手段で算出された連続駆動電力とを比較して、断続駆動電力の方が大きい場合には断続駆動制御を禁止し（すなわち、連続駆動制御を選択して実施し）、連続駆動電力の方が大きい場合には断続駆動制御を選択して実施するようになっている。つまり、駆動選択部２２は、断続駆動制御と連続駆動制御とのいずれかのうち、駆動電力が小さいと判定される制御を選択して実施するようになっている。
【００３９】
例えば、図３において、空気流量がａの時の起動時突入電流に対する定常時電流が５０％だとすると、断続駆動制御時における断続駆動時間が５０％未満の場合には、断続駆動電力の方が連続駆動電力よりも小さくなることになる。したがって、駆動電力は空気流量がａ以上である場合には、断続駆動制御の方が小さいと判定されて断続駆動制御が選択され、空気流量がａ未満である場合には、連続駆動制御が選択されることになる。
【００４０】
本実施形態にかかる電動過給器付きエンジンの制御装置は上述のように構成され、図４，図５に示すフローチャートに従って、以下のように制御が行われる。なお、これらのフローはエンジン９の起動時にはＥＣＵ２０において所定のサイクルで適宜実行されている。また、これらのフローは過給判定が成立した状態における制御を示すものであって、エンジン９への過給が必要でない状態においては、公知の一般的な自然吸気制御を行うものである。
【００４１】
まず、図４に示すフローについて説明する。ステップＡ１０では、エンジン回転数Ｎｅ及びモータ駆動電流算出部２６で算出されたモータ駆動電流が入力される。
次に、ステップＡ２０へ進み、断続駆動電力算出部２３が断続駆動電力を算出する。ここでは、予め設定された起動時突入電流と断続駆動時間との積の時間積分値として断続駆動電力を算出する。
【００４２】
続いて、ステップＡ３０へ進んで、連続駆動電力算出部２４が連続駆動電力を算出する。ここでは、ステップＡ１０で入力されたモータ駆動電流の時間積分値として、連続駆動電力を算出する。
そして、ステップＡ４０では、断続駆動電力が連続駆動電力よりも小さいか否かを判定する。断続駆動電力が連続駆動電力よりも小さい場合は、ステップＡ５０へ進み断続駆動制御を選択してこの制御を終了し、大きい場合は、ステップＡ６０へ進んで連続駆動制御を選択し、この制御を終了する。
【００４３】
次に、図５に示すフローについて説明する。ステップＢ１０では、クランク角センサ１５からクランク角θが入力されるとともに、モータ駆動電流設定部２６で設定されたモータ駆動電流が入力される。
次に、ステップＢ２０では、図４に示すフローにおいて選択された駆動制御が断続駆動制御であるか否かが判定され、断続駆動制御である場合にはステップＢ３０へ進み、断続駆動制御でない場合にはステップＢ７０へ進む。
【００４４】
ステップＢ３０では、クランク角θの大きさが第１クランク角度θ１になったか否かが判定され、θ＝θ１になるまでこのステップを繰り返して、θ＝θ１になるとステップＢ４０へ進む。
ステップＢ４０では、ステップＢ１０で入力されたモータ駆動電流を増大させて電動モータ３１へ供給する。すなわち、断続駆動制御部２１によって、最大過給時レベルの駆動電流が電動モータ３１へ供給される。
【００４５】
そして次のステップＢ５０では、クランク角度θの大きさが第２クランク角度θ２になったか否かが判定され、θ＝θ２になるまでこのステップを繰り返して、θ＝θ２になるとステップＢ６０へ進む。
ステップＢ６０では、ステップＢ１０で入力されたモータ駆動電流を減少させて電動モータ３１へ供給する。すなわち、断続駆動制御部２１によって、微小電流が電動モータ３１へ供給される。そして、このフローを終了する。
【００４６】
また、ステップＢ２０において、断続駆動制御でない場合にはステップＢ７０へ進み、ステップＢ１０で入力された大きさのモータ駆動電流が電動モータ３１へ供給され、連続駆動制御を実施してこのフローを終了する。
以上のような制御により、具体的には以下のような作用・効果を奏する。
ＥＣＵ２０における具体的な作用・効果について、図６に示すグラフを用いて説明する。
【００４７】
まず、ＥＣＵ２０において、エンジン９への過給が必要であると判定されると、断続駆動電力算出部２３において断続駆動電力が算出されるとともに、連続駆動電力算出部２４において連続駆動電力が算出される。そして断続駆動電力と連続駆動電力とが比較されて、断続駆動電力の方が小さい場合には断続駆動制御を開始し、連続駆動電力の方が小さい場合には連続駆動制御を開始する。
【００４８】
そのため、従来の連続駆動電力よりも消費電力が小さくなるときのみ断続駆動制御を実施することができ、電動コンプレッサの消費電力を低減させることができる、
また、ここで断続駆動制御が実施される場合、まず、図６（ａ）に示すように、エンジン９の過給時に、エンジン９のクランク角θが所定のクランク角度範囲にある時には、電流値が最大過給時レベルの電動モータ３１へ供給されるため、電動モータ３１の回転数も最大過給時レベルの回転数となり、過給器３による過給圧も、最大過給圧レベルの過給圧となる。これにより、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、エンジン９へ吸入される直前の吸気圧（吸気管内圧）を、吸気弁が閉鎖する直前に、破線で示す連続駆動制御時における吸気圧と同程度まで増大させることができる。そして、この増大された正圧波によってシリンダ内へ吸入される空気量を増加させることができる。
【００４９】
一方、このクランク角度範囲は、エンジン９の開弁期間に対応しており、エンジン９の吸気弁が閉弁する直前に吸気管内で正圧波が吸気口へ到達するように設定されたものであるから、エンジン９の吸気弁が閉弁する直前に最大過給圧レベルの過給圧で過給が行われることになり、過給時の体積効率を上昇させることができる。
また、エンジン９のクランク角θが所定のクランク角度範囲外にある場合には、微小電流が電動モータ３１へ供給されるため、電動コンプレッサ３の消費電力を低減させることができる。また、エンジン９の燃焼サイクルにおいて、過給の体積効率を最も増大させるタイミングで最大過給圧レベルの過給を行うため、エンジン９の出力を効果的に上昇させることができ、電動モータ３１の消費電力が最小となる時間で電動モータ３１への供給電流が供給されて、それ以外の時間には供給電流が低減させるようになっているため、実質的なエンジン９の出力を減少させることなく、電動コンプレッサ３の消費電力を抑えることができる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態では、断続駆動制御において、クランク角θが所定のクランク角度範囲にある時には、電動モータ３１の駆動電流を通常運転時の最高圧である最大過給時レベルまで増大させるように構成されているが、図７（ａ）に示すように、最大過給時レベルよりも大きな駆動電流を電動モータ３１へ供給するように構成してもよい。つまり、最大過給時レベルよりも大きな電流値を設定するとともに、断続時間を短く設定することで、モータドライバの電子部品やコンプレッサベアリングの過大な発熱を招かないように構成することが可能である。この場合、図７（ｂ），（ｃ）に示すように、エンジン９へ吸入される直前の吸気圧（吸気管内圧）を、吸気弁が閉鎖する直前に、破線で示す連続駆動制御時における吸気圧よりもさらに増大させることができ、このさらに増大された正圧波によってシリンダ内へ吸入される空気量をさらに増加させることができる。
【００５１】
また、図６，図７に示される実施形態を運転状態に応じて使い分けるようにしてもよい。例えば、登坂路走行時のように長時間の過給が必要な場合（低速高負荷時）には図６（ａ）に示されたようにモータ駆動電流を制御し、高速道路進入時のように短時間のみ過給が必要な場合（高速高負荷時）には図７（ａ）に示されたようにモータ駆動電流を制御することが好ましい。このように構成することで、車両の運転状態に応じた、最適なモータ駆動を得つつ消費電力を低減させることができる。
また、本実施形態においては、エンジン９への過給が必要でない場合には、従来の一般的な自然吸気制御を行うように構成されているが、自然吸気時においても電動モータ３１へ微小電流を供給して、完全に停止してしまわない程度に電動コンプレッサ３を駆動するように構成してもよい。この場合、自然吸気制御から過給制御への移行時における、過給のレスポンスを向上させることができる。
【００５２】
また、本実施形態における電子スロットル弁４の開度制御は任意であり、例えば、過給時において、電子スロットル弁４が全開に制御されるように構成してもよい。
また、第１クランク角度θ１及び第２クランク角度θ２は、吸気の体積効率が最大で電動モータ３１の消費電力が最小となるタイミングであればよい。例えば、本実施形態は四気筒エンジンの吸気制御であってクランク角１８０°周期で駆動電力が断続的に増大，減少するように設定されているが、六気筒エンジンの場合には、クランク角１２０°周期で駆動電力が断続的に増大，減少するように設定してもよい。
【００５３】
また、ＶＶＴ機構付きエンジンへ本発明を適用する場合は、吸気弁の閉弁時期から電動モータ３１の駆動タイミングを設定することによって、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態としての電動過給器付きエンジンの制御装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態としての電動過給器付きエンジンの制御装置にかかる電動コンプレッサの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態としての電動過給器付きエンジンの制御装置における電動過給器のモータ駆動電流を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態としての電動過給器付きエンジンの制御装置において電動コンプレッサの断駆動制御を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態としての電動過給器付きエンジンの制御装置において電動コンプレッサ駆動時の駆動態様を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態としての電動過給器付きエンジンの制御装置による制御及びその制御に伴う吸気圧の脈動を示すものであり、（ａ）は過給器への供給電流，過給器のモータ回転数及び過給圧の変動を示すグラフ、（ｂ）は吸気管内圧の変動を示すグラフ、（ｃ）はそのバルブリフトとクランク角との対応を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態の変形例としての電動過給器付きエンジンの制御装置による制御及びその制御に伴う吸気圧の脈動を示すものであり、（ａ）は過給器への供給電流，過給器のモータ回転数及び過給圧の変動を示すグラフ、（ｂ）は吸気管内圧の変動を示すグラフ、（ｃ）はそのバルブリフトとクランク角との対応を示すグラフである。
【図８】従来例としての電動過給器付きエンジンの制御装置による吸気圧の脈動を示すものであり、（ａ）はその吸気管内圧の変動を示すグラフ、（ｂ）はそのバルブリフトとクランク角との対応を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１  電動過給器付きエンジンの制御装置
２  リードバルブ
３  電動コンプレッサ（電動過給器）
４  電子制御スロットル弁
５  スロットルポジションセンサ
６  アクセルペダル
７  アクセルポジションセンサ
８  エアクリーナ
９  エンジン
１０  バッテリ
１１  過給器ドライバ
１２  吸気圧センサ
１３  エンジン回転数センサ
１４  バイパス通路
１５  クランク角センサ（クランク角検出手段）
２０  ＥＣＵ
２１  断続駆動制御部（断続駆動制御手段）
２２  駆動選択部（駆動選択手段）
２３  断続駆動電力算出部（断続駆動電力算出手段）
２４  連続駆動電力算出部（連続駆動電力算出手段）
２５  連続駆動制御部
２６  モータ駆動電流設定部
３１  電動モータ（電動機）
３２  遠心コンプレッサ
【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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