(57)【要約】【課題】過給が要求されないときであっても、誘導加熱により加熱対象物を加熱する。【解決手段】ＥＣＵは、エンジンの始動条件が成立すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、冷却水の温度を取得するステップ（Ｓ１０２）と、エンジン回転数が略ゼロであって（Ｓ１０４にてＮＯ）、加熱が要求され（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、バッテリの残量が総容量の４０％よりも大きいと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、エアバイパスバルブを開くステップ（Ｓ１１４）と、回転電機を給電するステップ（Ｓ１１６）と、エンジン回転数が略ゼロではなく（Ｓ１０４にてＮＯ）、回転電機が給電中でなく（Ｓ１１８にてＮＯ）、加熱が要求されていると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、エアバイパスを開くステップ（Ｓ１１４）と、回転電機を給電するステップ（Ｓ１１６）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に吸入される空気を過給するコンプレッサと、
前記コンプレッサを駆動する回転電機と、
前記回転電機に交流電力を供給する電源と、
加熱対象物に巻回され、前記電源と前記回転電機とを電気的に接続する導線と、
前記交流電力を制御するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記加熱対象物の加熱が要求される状態になると、前記回転電機が駆動するように交流電力を制御するための手段を含む、電動過給機。
【請求項２】
前記電動過給機は、前記コンプレッサによる過給圧の上昇を制限するための制限手段をさらに含み、
前記制御手段は、過給が要求されない場合には、前記制限手段により過給圧の上昇を制限しつつ、交流電力を制御するための手段を含む、請求項１に記載の電動過給機。
【請求項３】
前記制限手段は、前記コンプレッサを迂回するバイパス通路に設けられ、前記バイパス通路を連通状態にすることにより過給圧の上昇を制限するための手段を含む、請求項２に記載の電動過給機。
【請求項４】
前記制限手段は、前記回転電機からコンプレッサへの動力伝達を遮断することにより過給圧の上昇を制限するための手段を含む、請求項２に記載の電動過給機。
【請求項５】
前記制御手段は、前記内燃機関の始動が要求されるときに、前記加熱対象物が予め定められた温度以下であると、交流電力を制御するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の電動過給機。
【請求項６】
前記制御手段は、前記内燃機関の始動後に、前記加熱対象物が予め定められた温度以下であると、交流電力を制御するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の電動過給機。
【請求項７】
前記加熱対象物は、前記内燃機関の暖機時に温度上昇が要求される部品である、請求項１〜６のいずれかに記載の電動過給機。
【請求項８】
前記部品は、前記内燃機関の排気通路に設けられる触媒よりも上流の排気管である、請求項７に記載の電動過給機。
【請求項９】
前記部品は、前記内燃機関の排気通路に設けられる触媒である、請求項７に記載の電動過給機。
【請求項１０】
前記部品は、前記内燃機関から排出される排気ガスにより前記コンプレッサを駆動するタービンである、請求項７に記載の電動過給機。
【請求項１１】
前記部品は、前記内燃機関を冷却する冷却媒体が流通する冷却配管である、請求項７に記載の電動過給機。
【請求項１２】
前記部品は、シリンダブロックとシリンダヘッドとを含むエンジンブロックである、請求項７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、回転電機を有する電動過給機に関し、特に、回転電機と電源とを電気的に接続する導線を加熱対象物に巻回して、誘導加熱により加熱する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱対象物に導線を巻回して、交流電力を供給して、誘導加熱により加熱対象物を加熱する技術が公知である。特に、交流電力を供給する電源と電源から供給される電力により作動する負荷（たとえば、モータ）との間の導線を加熱対象物に巻回することにより、負荷を作動させるとともに、加熱対象物を加熱する技術が公知である。
【０００３】
特開２０００−３２３２６９号公報（特許文献１）は、構造の複雑化や装置の大型化を招来することなく、誘導加熱を利用した加熱を行なう加熱装置を開示する。この加熱装置は、交流電源から負荷に至る導線の経路中に磁性体を配置するとともに、この磁性体に誘導加熱を生じさせるべく導線を巻回させる。
【０００４】
上述した公報に開示された加熱装置によると、本来負荷に対して供給される電流を利用して磁性体に誘導加熱を生じさせるようにしているため、導線を巻回させた部分において十分に電圧を降下させる必要がなく、磁性体に対するラインの巻回数を著しく低減することができるようになり、構造の簡略化や装置の小型化を図ることができるようになる。
【０００５】
一方、内燃機関に設けられる過給機として、排気タービン駆動式の過給機が実用化されている。排気タービン駆動式の過給機は、排気ガスのエネルギでタービンを回転させ、それと直結したコンプレッサで吸入空気を圧縮してエンジンに供給するものである。このような過給機として、内燃機関の低回転域において排気エネルギが小さいことから、回転電機を用いて、低回転域の過給圧を強制的に上昇させる電動過給機が公知である。
【特許文献１】特開２０００−３２３２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された加熱装置を、上述した電動過給機に適用する場合を想定すると、回転電機に電力が供給されないかぎり、誘導加熱により加熱対象物を加熱することができない。そのため、回転電機による過給と誘導加熱による加熱のうちのいずれか一方が要求される場合に要求を満足することができないという問題がある。
【０００７】
このような問題に対して、加熱対象物に巻回される導線に交流電力を供給するか否かを切り換えるスイッチ等を設けることが考えられる。スイッチにより回転電機による過給時に加熱対象物の加熱を停止することができる。しかしながら、過給が要求されていないときに、加熱対象物の加熱が要求される場合には、要求を満足することができないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、内燃機関に対して過給が要求されないときであっても、誘導加熱により加熱対象物を加熱することができる電動過給機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係る電動過給機は、内燃機関に吸入される空気を過給するコンプレッサと、コンプレッサを駆動する回転電機と、回転電機に交流電力を供給する電源と、加熱対象物に巻回され、電源と回転電機とを電気的に接続する導線と、交流電力を制御するための制御手段とを含む。制御手段は、加熱対象物の加熱が要求される状態になると、回転電機が駆動するように交流電力を制御するための手段を含む。
【００１０】
第１の発明によると、制御手段は、加熱対象物（たとえば、内燃機関の暖機時に温度上昇が要求される部品）の加熱が要求される状態（たとえば、内燃機関の暖機が要求される状態）になると、回転電機が駆動するように交流電力を制御する。これにより、回転電機には、導線を介して交流電力が供給されるため、導線が巻回された加熱対象物を誘導加熱により加熱し、その温度を上昇させることができる。そのため、たとえば、暖機時に温度上昇が要求される部品を加熱することにより、内燃機関の暖機時間を短縮することができる。
【００１１】
第２の発明に係る電動過給機は、第１の発明の構成に加えて、コンプレッサによる過給圧の上昇を制限するための制限手段をさらに含む。制御手段は、過給が要求されない場合には、制限手段により過給圧の上昇を制限しつつ、交流電力を制御するための手段を含む。
【００１２】
第２の発明によると、制御手段は、過給が要求されない場合（たとえば、内燃機関のアイドリング時）には、加熱対象物（たとえば、内燃機関の暖機時に温度上昇が要求される部品）の加熱が要求される状態（たとえば、内燃機関の暖機が要求される状態）になると、制限手段（たとえば、コンプレッサを迂回するバイパス通路を連通状態にするエアバイパスバルブ）により過給圧の上昇を制限しつつ、交流電力を制御する。これにより、過給が要求されないときに、回転電機が駆動しても制限手段により過給圧の上昇が制限される。一方、回転電機には、導線を介して交流電力が供給されるため、導線が巻回された加熱対象物を誘導加熱により加熱し、その温度を上昇させることができる。したがって、内燃機関に対して過給が要求されないときであっても、誘導加熱により加熱対象物を加熱することができる。また、内燃機関の暖機時に温度上昇が要求される部品の温度を速やかに上昇させると、内燃機関の暖機時間を短縮することができる。
【００１３】
第３の発明に係る電動過給機においては、第２の発明の構成に加えて、制限手段は、コンプレッサを迂回するバイパス通路に設けられ、バイパス通路を連通状態にすることにより過給圧の上昇を制限するための手段を含む。
【００１４】
第３の発明によると、制限手段は、コンプレッサを迂回するバイパス通路に設けられ、バイパス通路を連通状態にする。これにより、コンプレッサにより排出される空気は、バイパス通路を経由して、再びコンプレッサに流通するため、内燃機関の吸入される空気の過給圧の上昇を抑制することができる。したがって、回転電機が駆動しても過給圧の上昇を抑制することができる。
【００１５】
第４の発明に係る電動過給機においては、第２の発明の構成に加えて、制限手段は、回転電機からコンプレッサへの動力伝達を遮断することにより過給圧の上昇を制限するための手段を含む。
【００１６】
第４発明によると、制限手段は、回転電機からコンプレッサへの動力伝達を遮断する。これにより、回転電機が駆動してもコンプレッサが作動しないため、過給圧の上昇を抑制することができる。
【００１７】
第５の発明に係る電動過給機においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、内燃機関の始動が要求されるときに、加熱対象物が予め定められた温度以下であると、交流電力を制御するための手段を含む。
【００１８】
第５発明によると、制御手段は、内燃機関の始動が要求されるときに（たとえば、運転者によりイグニッションスイッチがオンされたとき）、加熱対象物（たとえば、内燃機関の暖機時に温度上昇が要求される部品）が予め定められた温度（たとえば、部品が十分機能しない温度）以下であると、交流電力を制御する。これにより、内燃機関の始動が要求されるときに、すなわち、内燃機関が始動する以前の過給が要求されないときに、加熱対象物が予め定められた温度以下であると、交流電力が供給される。交流電力の供給により回転電機が駆動しても制限手段により過給圧の不要な上昇が制限される。一方、回転電機には、導線を介して交流電力が供給されるため、導線が巻回された加熱対象物を誘導加熱により加熱し、その温度を上昇させることができる。したがって、内燃機関の始動後に、暖機を短時間で完了させることができるため、加熱対象物の機能を速やかに発現させることができる。
【００１９】
第６の発明に係る電動過給機においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、内燃機関の始動後に、加熱対象物が予め定められた温度以下であると、交流電力を制御するための手段を含む。
【００２０】
第６の発明によると、制御手段は、内燃機関の始動後に、加熱対象物（たとえば、内燃機関の暖機時に温度上昇が要求される部品）が予め定められた温度（たとえば、部品が十分機能しない温度）以下であると、交流電力を制御する。たとえば、内燃機関の始動後のアイドリング状態においては、過給が要求されない状態である。このとき、加熱対象物が予め定められた温度以下であると、交流電力が供給される。交流電力の供給により回転電機が駆動しても制限手段により過給圧の不要な上昇が制限される。一方、回転電機には、導線を介して交流電力が供給されることにより、導線が巻回された加熱対象物を誘導加熱により加熱し、その温度を上昇させることができる。したがって、内燃機関の暖機を短時間で完了させることができるため、、加熱対象物の機能を速やかに発現させることができる。
【００２１】
第７の発明に係る電動過給機においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、加熱対象物は、内燃機関の暖機時に温度上昇が要求される部品である。
【００２２】
第７の発明によると、加熱対象物は、内燃機関の暖機時に温度上昇が要求される部品（たとえば、触媒）である。内燃機関の暖機時に回転電機に交流電力を供給して誘導加熱により加熱することにより、部品の機能（たとえば、排気ガスの浄化作用）を速やかに発現させることができる。
【００２３】
第８の発明に係る電動過給機においては、第７の発明の構成に加えて、部品は、内燃機関の排気通路に設けられる触媒よりも上流の排気管である。
【００２４】
第８の発明によると、部品は、内燃機関の排気通路に設けられる触媒よりも上流の排気管である。排気管の温度が低いと、排気管に排気ガスの熱が奪われるため、下流に設けられる触媒に流通する排気ガスの温度も低くなり、触媒の温度が上昇しにくい。触媒の温度が低いと、排気ガスの浄化作用が活発にならず、その機能を十分に発現できない。したがって、過給が要求されない場合に、排気管の加熱が要求されると（たとえば、内燃機関が冷間始動後のアイドリング状態であると）、制限手段により過給圧の上昇を制限しつつ、回転電機に交流電力が供給されることにより、誘導加熱により排気管の温度を上昇させることができる。これにより、触媒に流通する排気ガスの温度を速やかに上昇させることができる。そのため、短時間で暖機が完了するため、触媒における排気ガスの浄化作用を速やかに活発にすることができ、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００２５】
第９の発明に係る電動過給機においては、第７の発明の構成に加えて、部品は、内燃機関の排気通路に設けられる触媒である。
【００２６】
第９の発明によると、部品は、内燃機関の排気通路に設けられる触媒である。触媒の温度が低いと、排気ガスの浄化作用が活発にならないため、その機能を十分に発現できない。したがって、過給が要求されない場合に、触媒の加熱が要求されると（たとえば、内燃機関が冷間始動後のアイドリング状態であると）、制限手段により過給圧の上昇を制限しつつ、回転電機に交流電力が供給されることにより、誘導加熱により触媒の温度を上昇させることができる。これにより、短時間で暖機が完了するため、排気ガスの浄化作用を速やかに活発にすることができ、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００２７】
第１０の発明に係る電動過給機においては、第７の発明の構成に加えて、部品は、内燃機関から排出される排気ガスによりコンプレッサを駆動するタービンである。
【００２８】
第１０の発明によると、部品は、内燃機関から排出される排気ガスによりコンプレッサを駆動するタービンである。タービンの温度が低いと、タービンに排気ガスの熱が奪われるため、下流に設けられる触媒に流通する排気ガスの温度が低くなり、触媒の温度が上昇しにくい。触媒の温度が低いと、排気ガスの浄化作用が活発にならず、その機能を十分に発現できない。したがって、過給が要求されない場合に、タービンの加熱が要求されると（たとえば、内燃機関が冷間始動後のアイドリング状態であると）、制限手段により過給圧の上昇を制限しつつ、回転電機に交流電力を供給することにより、誘導加熱によりタービンの温度を上昇させることができる。これにより、触媒に流通する排気ガスの温度を速やかに上昇させることができる。そのため、短時間で暖機が完了するため、触媒における排気ガスの浄化作用を速やかに活発にすることができ、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００２９】
第１１の発明に係る電動過給機においては、第７の発明の構成に加えて、部品は、内燃機関を冷却する冷却媒体が流通する冷却配管である。
【００３０】
第１１の発明によると、部品は、内燃機関の温度を調整する冷却媒体が流通する冷却配管である。冷却媒体の温度が低いと、内燃機関本体の温度が低く、その内部の軸受部における潤滑油の粘性も高くなる。潤滑油の粘性が高くなることにより、摩擦損失が大きくなり燃費が悪化する場合がある。また、内燃機関本体の温度が低いと、気筒に噴射される燃料が気化しにくくなるため、燃料の噴射量が増加して、燃費あるいはエミッションが悪化する場合がある。したがって、過給が要求されない場合に、冷却配管の加熱が要求されると（たとえば、内燃機関が冷間始動後のアイドリング状態であると）、制限手段により過給圧の上昇を制限しつつ、回転電機に交流電力が供給されることにより、誘導加熱により冷却配管の温度を上昇させることができる。これにより、冷却媒体の温度を速やかに上昇させることができるため、内燃機関本体の温度を上昇させることができる。したがって、短時間で暖機が完了するため、潤滑油の粘性を速やかに低下させて摩擦損失の低減が図れ、燃費の悪化を抑制することができる。また、内燃機関本体の温度が上昇することにより、気筒に噴射される燃料も気化しやすくなるため、燃料の噴射量の増加が抑制され、燃費およびエミッションの悪化を抑制することができる。
【００３１】
第１２の発明に係る電動過給機においては、第７の発明の構成に加えて、部品は、シリンダブロックとシリンダヘッドとを含むエンジンブロックである。
【００３２】
第１２の発明によると、部品は、シリンダブロックとシリンダヘッドとを含むエンジンブロックである。エンジンブロックの温度が低いと、その内部の軸受部における潤滑油の粘性が高くなる。潤滑油の粘性が高くなることにより、摩擦損失が大きくなり燃費が悪化する場合がある。また、エンジンブロックの温度が低いと、気筒に噴射される燃料が気化しにくくなるため、燃料の噴射量が増加して、燃費あるいはエミッションが悪化する場合がある。したがって、過給が要求されない場合に、エンジンブロックの加熱が要求されると（たとえば、内燃機関が冷間始動後のアイドリング状態であると）、制限手段により過給圧の上昇を制限しつつ、回転電機に交流電力が供給されることにより、誘導加熱によりエンジンブロックの温度を上昇させることができる。したがって、短時間で暖機が完了するため、潤滑油の粘性を速やかに低下させて摩擦損失の低減が図れ、燃費の悪化を抑制することができる。また、エンジンブロックの温度が上昇することにより、気筒に噴射される燃料も気化しやすくなるため、燃料の噴射量の増加が抑制され、燃費およびエミッションの悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
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。
【００３４】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係る電動過給機が搭載される車両の構成について説明する。
【００３５】
本実施の形態において内燃機関（以下、エンジンと記載する）１００は、エアクリーナ３００から吸入された空気が導入されるインテークマニホールド（以下、インマニと記載する）１０４と、複数の気筒が設けられるエンジンブロック１０２と、エンジンブロック１０２内で燃焼した排気ガスが排出されるエキゾーストマニホールド（以下、エキマニと記載する）１０６とを含む。
【００３６】
エンジンブロック１０２は、シリンダヘッドとシリンダブロックとから構成される。エンジンブロック１０２内の気筒にはピストンが気筒内部を摺動可能に設けられる。ピストンは、クランク機構を介してクランクシャフト１０８に接続される。
【００３７】
インマニ１０４から吸気された空気が気筒内で燃焼することによりピストンが押し下げられると、クランク機構によりピストンの上下運動がクランクシャフト１０８の回転運動に変換されて伝達される。
【００３８】
クランクシャフト１０８の一方端には、クランクシャフト１０８の回転方向に沿って複数の歯部が設けられる円板形状のタイミングロータ１１０が設けられる。タイミングロータ１１０の歯部に対向するようにクランクポジションセンサ１１２が設けられる。クランクポジションセンサ１１２は、電磁ピックアップセンサである。クランクシャフト１０８が回転することにより、タイミングロータ１１０の歯部と、クランクポジションセンサ１１２とのエアギャップが変化するため、クランプポジションセンサ１１２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１１２は、起電力を表す信号を、ＥＣＵ６００に送信する。
【００３９】
エンジンブロック１０２の内部には、エンジン１００の温度を調整する冷却媒体（冷却水）が流通する冷却水通路が設けられる。エンジンブロック１０２には、冷却水温センサ１１４が設けられる。冷却水温センサ１１４は、冷却水通路を流通する冷却水の温度を検知する。冷却水温センサ１１４は、検知した冷却水の温度を表す信号をＥＣＵ６００に送信する。
【００４０】
本実施の形態に係る電動過給機２００は、エンジン１００の吸気経路上に設けられたコンプレッサ２０６と、エンジン１００の排気経路上に設けられたタービン２０２と、コンプレッサ２０６とタービン２０２との間に設けられた回転電機２１０とを含む。
【００４１】
タービン２０２の内部には、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）２０４が収納される。コンプレッサ２０６の内部には、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）２０８が収納される。タービンホイール２０４とコンプレッサホイール２０８とは、シャフト２１２により連結される。
【００４２】
なお、エンジン１００は、ガソリン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く、特に限定されるものではない。また、車両はハイブリッド車両であってもよく、特に限定されるものではない。また、本発明に係る電動過給機２００は車両に限定して適用されるものではない。
【００４３】
コンプレッサ２０６には、シャフト２１２の回転軸の延長方向に入口が設けられる。コンプレッサ２０６の入口は、吸気通路３０２の一方端に接続される。吸気通路３０２の他方端はエアクリーナ３００に接続される。
【００４４】
コンプレッサ２０６には、シャフト２１２の回転軸と直交する方向に出口が設けられる。コンプレッサ２０６の出口は、吸気通路３１６の一方端に接続される。吸気通路３１６の他方端は、吸気通路３１４を介してインタークーラ３０４の一方端に接続される。インタークーラ３０４の他方端は、吸気通路３１２の一方端に接続される。吸気通路３１２の他方端は、エンジン１００のインマニ１０４に接続される。吸気通路３１２の途中には、吸気通路３１２を流通する空気の流量を調整するスロットルバルブ３２２が設けられる。
【００４５】
また、吸気通路３０２の途中と、吸気通路３１６の他方端とを接続するバイパス通路３１８が設けられる。バイパス通路３１８の途中には、バイパス通路３１８を連通状態および遮断状態のうちのいずれかの状態にするエアバイパスバルブ３１０が設けられる。エアバイパスバルブ３１０の初期状態は、閉状態である。エアバイパスバルブ３１０は、アクチュエータにより作動する。アクチュエータは、モータなど電動で作動するものであってもよいし、油圧で作動するものであってもよい。
【００４６】
タービン２０２には、シャフト２１２の回転軸と直交する方向に入口が設けられる。タービン２０２の入口は、排気通路３２０の一方端に接続される。排気通路３２０の他方端は、エンジン１００のエキマニ１０６に接続される。
【００４７】
タービン２０２には、シャフト２１２の回転軸の延長方向に出口が設けられる。タービン２０２の出口は、排気管３０６の一方端に接続される。排気管３０６の途中には、触媒３０８が設けられる。排気管３０６の他方端は、マフラー（図示せず）に接続される。
【００４８】
回転電機２１０は、電力の供給を受けてシャフト２１２を回転させる。回転電機２１０は、交流モータであり電動機としても発電機としても機能し得る。回転電機２１０には、インバータ４００を介してバッテリ５００から交流電力が供給される。
【００４９】
バッテリ５００は、たとえば、蓄電機構であれば特に限定されるものではないが、本実施の形態においては、たとえば、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池等の二次電池である。なお、バッテリ５００に代えてキャパシタを用いるようにしてもよい。
【００５０】
バッテリ５００の内部には、電流検知センサおよび温度検知センサ（いずれも図示せず）が設けられる。電流検知センサは、バッテリ５００の充電電流あるいは放電電流を検知する。電流検知センサは、検知した電流値を表す信号をＥＣＵ６００に送信する。温度検知センサは、バッテリ５００の温度を検知する。温度検知センサは、検知したバッテリ５００の温度を表す信号をＥＣＵ６００に送信する。
【００５１】
インバータ４００とバッテリ５００とは、パワーケーブル５０２により電気的に接続される。バッテリ５００は、インバータ４００に対して直流電流を供給する。インバータ４００は、バッテリ５００から供給される直流電流を交流電流に変換して、回転電機２１０に供給する。インバータ４００から回転電機２１０に供給される交流電力は、ＥＣＵ６００により制御される。
【００５２】
インバータ４００と回転電機２１０とは、三相パワーケーブル４０２を介して電気的に接続される。三相パワーケーブル４０２は、各相に対応する３本の導線４０４により構成される。
【００５３】
三相パワーケーブル４０２には、回転電機２１０とインバータ４００との間に、導線４０４が排気管３０６に巻回されて、巻回部４０６が形成される。具体的には、三相パワーケーブル４０２の導線４０４が、断熱材４０８が巻回された排気管３０６に数回巻付けられた上で、回転電機２１０とインバータ４００とにそれぞれ接続される。排気管３０６に巻付けられる回数は特に限定されるものではなく、実験等により適合される。
【００５４】
ＥＣＵ６００は、ＣＰＵおよびメモリ等から構成される。ＥＣＵ６００は、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより、電流検知センサおよび温度検知センサから受信する充放電電流および温度に基づくバッテリ５００の充電状態、クランクポジションセンサ１１２から受信するエンジン１００の回転数、冷却水温センサ１１４から受信する冷却水温度等により、エンジン１００および回転電機２１０に供給される交流電力を制御する。
【００５５】
以上のような構成を有する電動過給機２００においては、エンジン１００の作動中においては、エンジンブロック１０２の気筒内で燃料と混合された空気が燃焼された後、排気ガスは、エンジン１００の各気筒に接続されたエキマニ１０６から排気通路３２０を介してタービン２０２内に導かれる。排気ガスはそこでタービンホイール２０４を回転させ、その回転力がシャフト２１２に伝達される。その後、排気ガスは、触媒３０８に導かれ、浄化された状態で車外へ排出される。
【００５６】
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３００によってろ過された後、吸気通路３０２を流通してコンプレッサ２０６に導かれる。空気は、そこで、シャフト２１２と一体となって回転するコンプレッサホイール２０８によって圧縮（加圧）される。圧縮された空気は、吸気通路３１６，３１４を介してインタークーラ３０４に導かれ、冷却された状態でスロットルバルブ３２２で流量が調整された後に、エンジン１００のインマニ１０４に吸入される。
【００５７】
また、ＥＣＵ６００は、エンジン１００の低回転域において、コンプレッサ２０６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、インバータ４００から回転電機２１０に供給される交流電力を制御して、回転電機２１０を駆動することにより、コンプレッサ２０６の過給圧が強制的に上昇するように制御する。
【００５８】
このとき、インバータ４００から回転電機２１０に交流電力が供給されると、巻回部４０６において、導線４０４に交流電流が流れることにより発生した磁束が導電体である排気管３０６と交差すると、排気管３０６内に高周波の渦電流が誘起され、ジュール熱が発生する。すなわち、渦電流が排気管２０６の固有抵抗にしたがって流れることにより発熱する。このようにして起こる誘導加熱により排気管３０６は加熱される。本実施の形態において「加熱対象物」は、排気管３０６である。
【００５９】
以上のような構成を有する車両において、本発明は、電動過給機２００による過給が要求されない場合には、排気管３０６の加熱が要求される状態になると、ＥＣＵ６００がエアバイパスバルブ３１０を開状態に制御することにより過給圧の上昇を制限しつつ、回転電機２１０が駆動するように交流電力を制御する点に特徴を有する。なお、電動過給機２００による過給が要求されない状態とは、たとえば、エンジン１００のアイドリング状態である。
【００６０】
図２を参照して、本実施の形態に係る電動過給機２００において、ＥＣＵ６００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００６１】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ６００は、エンジン１００の始動条件が成立したか否かを判断する。たとえば、ＥＣＵ６００は、運転者によりイグニッションスイッチ（図示せず）がオンされたか否かを判断する。あるいは、車両がアイドリングストップシステムが搭載される場合においては、ＥＣＵ６００は、予め定められたエンジン１００の始動条件が成立したか否かを判断するようにしてもよい。エンジン１００の始動条件が成立すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。すなわち、エンジン１００の始動条件が成立するまで待機する。
【００６２】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ６００は、冷却水温センサ１１４により検知された冷却水の温度を取得する。なお、ＥＣＵ６００は、エンジン１００の暖機状態を表す情報を取得できればよく、冷却水の温度に代えて、本実施の形態における加熱対象物である排気管３０６に温度センサを設けてその温度を取得するようにしてもよいし、または、タービン２０２あるいは触媒３０８に温度センサを設けてその温度を取得するようにしてもよい。
【００６３】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ６００は、クランクポジションセンサ１１２により検知されるエンジン１００の回転数が略ゼロであるか否かを判断する。エンジン１００の回転数が略ゼロであると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１１８に移される。
【００６４】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ６００は、本実施の形態における加熱対象物である排気管３０６を加熱する要求があるか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ６００は、冷却水の温度が予め定められた温度以下であると、排気管３０６を加熱する要求があると判断する。あるいは、ＥＣＵ６００は、加熱対象物である排気管３０６の温度が予め定められた温度以下であると、排気管３０６を加熱する要求があると判断するようにしてもよい。排気管３０６を加熱する要求があると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００６５】
Ｓ１０８にて、ＥＣＵ６００は、エンジン１００が始動するように制御する。具体的には、ＥＣＵ６００は、スタータを駆動させてエンジン１００のクランクシャフト１０８を回転させつつ、インジェクタから気筒内に燃料を噴射して、プラグを点火させるように制御する。
【００６６】
Ｓ１１０にて、ＥＣＵ６００は、バッテリ５００の残量（ＳＯＣ（State Of Charge））を取得する。具体的には、ＥＣＵ６００は、電流検知センサから受信する充放電電流および温度検知センサから受信するバッテリ５００の温度等に基づいて、バッテリ５００の残量を取得する。
【００６７】
Ｓ１１２にて、ＥＣＵ６００は、バッテリ５００の残量が総容量の４０％より大きいか否かを判断する。なお、本実施の形態において「４０％」に限定されるものではない。バッテリ５００の残量が総容量の４０％よりも大きいと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。もしそうでないと（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００６８】
Ｓ１１４にて、ＥＣＵ６００は、エアバイパスバルブ３１０を開くように制御する。Ｓ１１６にて、ＥＣＵ６００は、回転電機２１０が駆動するように、インバータ４００から回転電機２１０に供給される交流電力を制御する。なお、供給される交流電流の周波数は高周波であるほど、加熱対象物の表面付近の温度を速やか上昇させることができる。そのため、排気管３０６が中空形状であることから、好ましくは巻回部４０６の導線４０４に対して高周波の交流電流を供給することが望ましい。このようにすると、高周波の交流電流が供給されると、排気管３０６の温度を効率良く上昇させることができる。そして、Ｓ１１６の処理の後、処理はＳ１０２に戻される。
【００６９】
Ｓ１１８にて、ＥＣＵ６００は、インバータ４００から回転電機２１０に対して交流電力が供給されている状態（給電中）であるか否かを判断する。回転電機２１０に交流電力が供給されている状態であると（Ｓ１１８にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１１８にてＮＯ）、処理はＳ１２０に移される。
【００７０】
Ｓ１２０にて、ＥＣＵ６００は、加熱対象物である排気管３０６を加熱する要求があるか否かを判断する。排気管３０６を加熱する要求があると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００７１】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る電動過給機の動作について説明する。
【００７２】
エンジン１００の冷間時において、運転者がイグニッションスイッチをオンすると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、冷却水の温度が取得される（Ｓ１０２）。エンジン１００は停止状態であるため（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、冷却水の温度が予め定められた温度以下であるなどして、排気管３０６の加熱の要求があると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、バッテリ５００の残量が取得される（Ｓ１１０）。取得されたバッテリ５００の残量が総容量の４０％よりも大きいと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、エアバイパスバルブ３１０が開状態にされる（Ｓ１１４）。そして、回転電機２１０に交流電力が供給される（Ｓ１１６）。
【００７３】
エアバイパスバルブ３１０が開状態になると、回転電機２１０が駆動してもコンプレッサ２０６から排出される空気は、吸気通路３１６、バイパス通路３１８を経由して吸気通路３０２に流通する。吸気通路３０２に流通した空気は、再びコンプレッサ２０６に流入する。このように空気は、吸気通路３１６、バイパス通路３１８、吸気通路３０２およびコンプレッサ２０６を循環するため、過給圧の上昇が制限される。
【００７４】
また、回転電機２１０に交流電力が供給されることにより、巻回部４０６を形成する導線４０４に交流電流が流れる。そのため、誘導加熱により排気管３０６が加熱され、その温度が上昇する。
【００７５】
一方、取得されたバッテリ５００の残量が総容量の４０％以下である場合には（Ｓ１１０，Ｓ１１２にてＮＯ）、エンジン１００が始動される（Ｓ１０８）。その後、冷却水の温度が取得され（Ｓ１０２）、始動後のエンジン１００の回転数は略ゼロでないため（Ｓ１０４にてＮＯ）、回転電機２１０に交流電力が供給されているか否かが判断される（Ｓ１１８）。エンジン１００の始動後であって、回転電機２１０に給電されていない状態は、過給が要求されていない状態（たとえば、エンジン１００のアイドリング状態）である。
【００７６】
回転電機２１０に交流電力が供給されていないと（Ｓ１１８にてＮＯ）、排気管３０６の加熱が要求されているか否かが判断される（Ｓ１２０）。排気管３０６の加熱が要求されると（Ｓ１２０にてＮＯ）、エアバイパスバルブ３１０が開状態になる（Ｓ１１４）。そして、回転電機に交流電力が供給される（Ｓ１１６）。
【００７７】
エアバイパスバルブ３１０が開状態になると、回転電機２１０が駆動してもコンプレッサ２０６にて排出される空気は、吸気通路３１６を流通した後、吸気通路３１４へと流通するほか、バイパス通路３１８へも流通する。バイパス通路３１８に流通する空気は、吸気通路３０２を経由して、コンプレッサ２０６に再び導入される。一方、吸気通路３１４に導入される空気は、インタークーラ３０４を経由した後、インマニ１０４に導入される。このとき、インタークーラ３０４側に流通する空気の圧力（過給圧）は、バイパス通路３０８が連通状態になることにより上昇が制限される。
【００７８】
また、回転電機２１０に交流電力が供給されることにより、巻回部４０６を形成する導線４０４に交流電流が流れる。そのため、誘導加熱により排気管３０６が加熱され、その温度が上昇する。排気管３０６の温度が上昇すると、触媒３０８に導入される排気ガスの温度を上昇させることができるため、触媒３０８の温度を速やかに上昇させることができる。そのため、触媒３０８の温度上昇により、排気ガスの浄化作用が活発になる。
【００７９】
以上のようにして、本実施の形態に係る電動過給機によると、ＥＣＵは、エンジンが冷間始動後のアイドリング状態であるときに、冷却水の温度が予め定められた温度以下であると、エアバイパスバルブを開いて過給圧の上昇を制限しつつ、回転電機が駆動するように交流電力を制御する。これにより、過給が要求されないときに、回転電機が駆動しても過給圧の上昇が制限される。一方、導線に交流電力が供給されるため、導線が巻回された排気管を誘導加熱により加熱し、その温度を上昇させることができる。したがって、エンジンに対して過給が要求されないときであっても、誘導加熱により加熱対象物を加熱することができる電動過給機を提供することができる。
【００８０】
また、エンジンの冷間始動後に排気管の温度を速やかに上昇させることにより、排気管を流通する排気ガスの温度低下を抑制あるいは温度を上昇させることができる、そのため、排気管の下流に設けられる触媒の温度を速やかに上昇させることができる。これにより、短時間で暖機が完了し、触媒における排気ガスの浄化作用を速やかに活発にし、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００８１】
なお、本実施の形態において、エアバイパスバルブを開状態にすることにより、バイパス通路を連通状態にして、回転電機に交流電力が供給されても過給圧の上昇を制限するようにしたが、特にこれに限定されるものではない。たとえば、回転電機からコンプレッサホイールへの動力伝達を遮断する電磁クラッチ等の機構を設けるようにしてもよい。このようにすると、過給が要求されない場合に、加熱対象物の加熱が要求されると、電磁クラッチにより回転電機からコンプレッサホイールへの動力伝達を遮断することにより、回転電機に交流電力が供給されても過給圧の上昇を制限しつつ、誘導加熱により加熱対象物を加熱することができる。
【００８２】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る電動過給機について説明する。本実施の形態に係る電動過給機を搭載する車両は、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機を搭載する車両の構成と比較して、三相パワーケーブル４０２が巻回される加熱対象物が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機を搭載する車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００８３】
図３に示すように、本実施の形態において、三相パワーケーブル４０２には、回転電機２１０とインバータ４００との間に、導線４０４が触媒３０８に巻回されて、巻回部４０６が形成される。具体的には、三相パワーケーブル４０２の導線４０４が、断熱材４０８が巻回された触媒３０８に数回巻付けられた上で、回転電機２１０とインバータ４００とにそれぞれ接続される。触媒３０８に巻付けられる回数は特に限定されるものではなく、実験等により適合される。本実施の形態において「加熱対象物」は、触媒３０８である。
【００８４】
なお、本実施の形態に係る電動過給機２００において、ＥＣＵ６００で実行されるプログラムの制御構造は、上述の第１の実施の形態において説明した図２のフローチャートと同様である。したがって、その詳細な説明は繰り返さない。
【００８５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る電動過給機の動作について説明する。
【００８６】
エンジン１００の冷間時において、運転者がイグニッションスイッチをオンすると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、冷却水の温度が取得される（Ｓ１０２）。エンジン１００は停止状態であるため（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、冷却水の温度が予め定められた温度以下であるなどして、触媒３０８の加熱の要求があると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、バッテリ５００の残量が取得される（Ｓ１１０）。取得されたバッテリ５００の残量が総容量の４０％よりも大きいと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、エアバイパスバルブ３１０が開状態にされる（Ｓ１１４）。そして、回転電機２１０に交流電力が供給される（Ｓ１１６）。
【００８７】
エアバイパスバルブ３１０が開状態になると、回転電機２１０が駆動してもコンプレッサ２０６から排出される空気は、吸気通路３１６、バイパス通路３１８を経由して吸気通路３０２に流通する。吸気通路３０２に流通した空気は、再びコンプレッサ２０６に流入する。このように空気は、吸気通路３１６、バイパス通路３１８、吸気通路３０２およびコンプレッサ２０６を循環するため、過給圧の上昇が制限される。
【００８８】
また、回転電機２１０に交流電力が供給されることにより、巻回部４０６を形成する導線４０４に交流電流が流れる。そのため、誘導加熱により触媒３０８が加熱され、その温度が上昇する。
【００８９】
一方、取得されたバッテリ５００の残量が総容量の４０％以下である場合には（Ｓ１１０，Ｓ１１２にてＮＯ）、エンジン１００が始動される（Ｓ１０８）。その後、冷却水の温度が取得され（Ｓ１０２）、始動後のエンジン１００の回転数は略ゼロでないため（Ｓ１０４にてＮＯ）、回転電機２１０に交流電力が供給されているか否かが判断される（Ｓ１１８）。エンジン１００の始動後であって、回転電機２１０に給電されていない状態は、過給が要求されていない状態（たとえば、エンジン１００のアイドリング状態）である。
【００９０】
回転電機２１０に交流電力が供給されていないと（Ｓ１１８にてＮＯ）、触媒３０８の加熱が要求されているか否かが判断される（Ｓ１２０）。触媒３０８の加熱が要求されると（Ｓ１２０にてＮＯ）、エアバイパスバルブ３１０が開状態になる（Ｓ１１４）。そして、回転電機に交流電力が供給される（Ｓ１１６）。
【００９１】
エアバイパスバルブ３１０が開状態になると、回転電機２１０が駆動してもコンプレッサ２０６にて排出される空気は、吸気通路３１６を流通した後、吸気通路３１４へと流通するほか、バイパス通路３１８へも流通する。バイパス通路３１８に流通する空気は、吸気通路３０２を経由して、コンプレッサ２０６に再び導入される。一方、吸気通路３１４に導入される空気は、インタークーラ３０４を経由した後、インマニ１０４に導入される。このとき、インタークーラ３０４側に流通する空気の圧力（過給圧）は、バイパス通路３０８が連通状態になることにより上昇が制限される。
【００９２】
また、回転電機２１０に交流電力が供給されることにより、巻回部４０６を形成する導線４０４に交流電流が流れる。そのため、誘導加熱により触媒３０８が加熱され、その温度が上昇する。そのため、触媒３０８の温度上昇により、排気ガスの浄化作用が活発になる。
【００９３】
以上のようにして、本実施の形態に係る電動過給機によると、上述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態に係る電動過給機について説明する。本実施の形態に係る電動過給機を搭載する車両は、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機を搭載する車両の構成と比較して、三相パワーケーブル４０２が形成される加熱対象物が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機を搭載する車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００９５】
図４に示すように、本実施の形態において、三相パワーケーブル４０２には、回転電機２１０とインバータ４００との間に、導線４０４がタービン２０２に巻回されて、巻回部４０６が形成される。具体的には、三相パワーケーブル４０２の導線４０４が、断熱材４０８が巻回されたタービン２０２に数回巻付けられた上で、回転電機２１０とインバータ４００とにそれぞれ接続される。タービン２０２に巻付けられる回数は特に限定されるものではなく、実験等により適合される。本実施の形態において「加熱対象物」は、タービン２０２である。
【００９６】
なお、本実施の形態に係る電動過給機２００において、ＥＣＵ６００で実行されるプログラムの制御構造は、上述の第１の実施の形態において説明した図２のフローチャートと同様である。したがって、その詳細な説明は繰り返さない。
【００９７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る電動過給機の動作について説明する。
【００９８】
エンジン１００の冷間時において、運転者がイグニッションスイッチをオンすると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、冷却水の温度が取得される（Ｓ１０２）。エンジン１００は停止状態であるため（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、冷却水の温度が予め定められた温度以下であるなどして、タービン２０２の加熱の要求があると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、バッテリ５００の残量が取得される（Ｓ１１０）。取得されたバッテリ５００の残量が総容量の４０％よりも大きいと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、エアバイパスバルブ３１０が開状態にされる（Ｓ１１４）。そして、回転電機２１０に交流電力が供給される（Ｓ１１６）。
【００９９】
エアバイパスバルブ３１０が開状態になると、回転電機２１０が駆動してもコンプレッサ２０６から排出される空気は、吸気通路３１６、バイパス通路３１８を経由して吸気通路３０２に流通する。吸気通路３０２に流通した空気は、再びコンプレッサ２０６に流入する。このように空気は、吸気通路３１６、バイパス通路３１８、吸気通路３０２およびコンプレッサ２０６を循環するため、過給圧の上昇が制限される。
【０１００】
また、回転電機２１０に交流電力が供給されることにより、巻回部４０６を形成する導線４０４に交流電流が流れる。そのため、誘導加熱によりタービン２０２が加熱され、その温度が上昇する。
【０１０１】
一方、取得されたバッテリ５００の残量が総容量の４０％以下である場合には（Ｓ１１０，Ｓ１１２にてＮＯ）、エンジン１００が始動される（Ｓ１０８）。その後、冷却水の温度が取得され（Ｓ１０２）、始動後のエンジン１００の回転数は略ゼロでないため（Ｓ１０４にてＮＯ）、回転電機２１０に交流電力が供給されているか否かが判断される（Ｓ１１８）。エンジン１００の始動後であって、回転電機２１０に給電されていない状態は、過給が要求されていない状態（たとえば、エンジン１００のアイドリング状態）である。
【０１０２】
回転電機２１０に交流電力が供給されていないと（Ｓ１１８にてＮＯ）、タービン２０２の加熱が要求されているか否かが判断される（Ｓ１２０）。タービン２０２の加熱が要求されると（Ｓ１２０にてＮＯ）、エアバイパスバルブ３１０が開状態になる（Ｓ１１４）。そして、回転電機に交流電力が供給される（Ｓ１１６）。
【０１０３】
エアバイパスバルブ３１０が開状態になると、回転電機２１０が駆動してもコンプレッサ２０６にて排出される空気は、吸気通路３１６を流通した後、吸気通路３１４へと流通するほか、バイパス通路３１８へも流通する。バイパス通路３１８に流通する空気は、吸気通路３０２を経由して、コンプレッサ２０６に再び導入される。一方、吸気通路３１４に導入される空気は、インタークーラ３０４を経由した後、インマニ１０４に導入される。このとき、インタークーラ３０４側に流通する空気の圧力（過給圧）は、バイパス通路３０８が連通状態になることにより上昇が制限される。
【０１０４】
また、回転電機２１０に交流電力が供給されることにより、巻回部４０６を形成する導線４０４に交流電流が流れる。そのため、誘導加熱によりタービン２０２が加熱され、その温度が上昇する。タービン２０２の温度が上昇すると、触媒３０８に導入される排気ガスの温度を上昇させることができるため、触媒３０８の温度を速やかに上昇させることができる。そのため、触媒３０８の温度上昇により、排気ガスの浄化作用が活発になる。
【０１０５】
以上のようにして、本実施の形態に係る電動過給機によると、上述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０６】
＜第４の実施の形態＞
以下、本発明の第４の実施の形態に係る電動過給機について説明する。本実施の形態に係る電動過給機を搭載する車両は、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機を搭載する車両の構成と比較して、三相パワーケーブル４０２が形成される加熱対象物が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機を搭載する車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１０７】
図５に示すように、エンジン１００の内部に設けられる冷却水通路は、エンジン１００の外部の冷却配管１１６，１１８に接続される。冷却配管１１６，１１８は、ラジエータ（図示せず）、サーモスタットあるいはウォータポンプ等の機構に接続される配管である。冷却配管１１６は、上述した機構からエンジン１００へと冷却水を流通させる配管であり、冷却配管１１８は、エンジン１００から上述した機構へと冷却水を流通させる配管である。
【０１０８】
本実施の形態において、三相パワーケーブル４０２には、回転電機２１０とインバータ４００との間に、導線４０４が冷却配管１１６に巻回されて、巻回部４０６が形成される。具体的には、三相パワーケーブル４０２の導線４０４が、断熱材４０８が巻回された冷却配管１１６に数回巻付けられた上で、回転電機２１０とインバータ４００とにそれぞれ接続される。冷却配管１１６に巻付けられる回数は特に限定されるものではなく、実験等により適合される。本実施の形態において「加熱対象物」は、冷却配管１１６である。
【０１０９】
なお、本実施の形態に係る電動過給機において、ＥＣＵ６００で実行されるプログラムの制御構造は、上述の第１の実施の形態において説明した図２のフローチャートと同様である。したがって、その詳細な説明は繰り返さない。
【０１１０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る電動過給機の動作について説明する。
【０１１１】
エンジン１００の冷間時において、運転者がイグニッションスイッチをオンすると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、冷却水の温度が取得される（Ｓ１０２）。エンジン１００は停止状態であるため（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、冷却水の温度が予め定められた温度以下であるなどして、冷却配管１１６の加熱の要求があると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、バッテリ５００の残量が取得される（Ｓ１１０）。取得されたバッテリ５００の残量が総容量の４０％よりも大きいと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、エアバイパスバルブ３１０が開状態にされる（Ｓ１１４）。そして、回転電機２１０に交流電力が供給される（Ｓ１１６）。
【０１１２】
エアバイパスバルブ３１０が開状態になると、回転電機２１０が駆動してもコンプレッサ２０６から排出される空気は、吸気通路３１６、バイパス通路３１８を経由して吸気通路３０２に流通する。吸気通路３０２に流通した空気は、再びコンプレッサ２０６に流入する。このように空気は、吸気通路３１６、バイパス通路３１８、吸気通路３０２およびコンプレッサ２０６を循環するため、過給圧の上昇が制限される。
【０１１３】
また、回転電機２１０に交流電力が供給されることにより、巻回部４０６を形成する導線４０４に交流電流が流れる。そのため、誘導加熱により冷却配管１１６が加熱され、その温度が上昇する。
【０１１４】
一方、取得されたバッテリ５００の残量が総容量の４０％以下である場合には（Ｓ１１０，Ｓ１１２にてＮＯ）、エンジン１００が始動される（Ｓ１０８）。その後、冷却水の温度が取得され（Ｓ１０２）、始動後のエンジン１００の回転数が略ゼロでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、回転電機２１０に交流電力が供給されているか否かが判断される（Ｓ１１８）。エンジン１００の始動後であって、回転電機２１０に給電されていない状態は、過給が要求されていない状態（たとえば、エンジン１００のアイドリング状態）である。
回転電機２１０に交流電力が供給されていないと（Ｓ１１８にてＮＯ）、冷却配管１１６の加熱が要求されているか否かが判断される（Ｓ１２０）。冷却配管１１６の加熱が要求されると（Ｓ１２０にてＮＯ）、エアバイパスバルブ３１０が開状態になる（Ｓ１１４）。そして、回転電機に交流電力が供給される（Ｓ１１６）。
【０１１５】
エアバイパスバルブ３１０が開状態になると、回転電機２１０が駆動してもコンプレッサ２０６にて排出される空気は、吸気通路３１６を流通した後、吸気通路３１４へと流通するほか、バイパス通路３１８へも流通する。バイパス通路３１８に流通する空気は、吸気通路３０２を経由して、コンプレッサ２０６に再び導入される。一方、吸気通路３１４に導入される空気は、インタークーラ３０４を経由した後、インマニ１０４に導入される。このとき、インタークーラ３０４側に流通する空気の圧力（過給圧）は、バイパス通路３０８が連通状態になることにより上昇が制限される。
【０１１６】
また、回転電機２１０に交流電力が供給されることにより、巻回部４０６を形成する導線４０４に交流電流が流れる。そのため、誘導加熱により冷却配管１１６が加熱され、その温度が上昇する。冷却配管１１６の温度が上昇すると、冷却配管１１６の内部を流通する冷却水、すなわち、エンジン１００に流入する冷却水の温度を上昇させることができる。そのため、エンジンブロック１０２の温度を速やかに上昇させることができる。
【０１１７】
以上のようにして、本実施の形態に係る電動過給機によると、ＥＣＵは、エンジンが冷間始動後のアイドリング状態であるときに、冷却水の温度が予め定められた温度以下であると、エアバイパスバルブを開いて過給圧の上昇を制限しつつ、回転電機が駆動するように交流電力を制御する。これにより、過給が要求されないときに、回転電機が駆動しても過給圧の上昇が制限される。一方、導線に交流電力が供給されるため、導線が巻回された冷却配管を誘導加熱により加熱し、その温度を上昇させることができる。したがって、エンジンに対して過給が要求されないときであっても、誘導加熱により加熱対象物を加熱することができる電動過給機を提供することができる。
【０１１８】
また、冷却水の温度が低いと、内燃機関本体の温度が低く、その内部の軸受部における潤滑油の粘性も高くなる。潤滑油の粘性が高くなることにより、摩擦損失が大きくなり燃費が悪化する場合がある。また、内燃機関本体の温度が低いと、気筒に噴射される燃料が気化しにくくなるため、燃料の噴射量が増加して、燃費あるいはエミッションが悪化する場合がある。したがって、エンジンの冷間始動後に冷却配管の温度を速やかに上昇させることにより、冷却配管を流通する冷却水の温度を上昇させることができる。冷却水の温度を速やかに上昇させることができるため、エンジンブロックの温度を上昇させることができる。したがって、短時間で暖機が完了するため、潤滑油の粘性を速やかに低下させて摩擦損失の低減が図れ、燃費の悪化を抑制することができる。また、エンジンブロックの温度が上昇することにより、気筒に噴射される燃料も気化しやすくなるため、燃料の噴射量の増加が抑制され、燃費およびエミッションの悪化を抑制することができる。
【０１１９】
なお、本実施の形態においては、三相パワーケーブルの導線を冷却配管に巻回するとして説明したが、たとえば、エンジンを循環する媒体の配管であれば、特に限定されるものではなく、たとえば、エンジンの作動油が流通する配管に巻回するようにしてもよい。
【０１２０】
＜第５の実施の形態＞
以下、本発明の第５の実施の形態に係る電動過給機について説明する。本実施の形態に係る電動過給機を搭載する車両は、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機を搭載する車両の構成と比較して、三相パワーケーブル４０２が形成される加熱対象物が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機を搭載する車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１２１】
図６に示すように、本実施の形態において、三相パワーケーブル４０２には、回転電機２１０とインバータ４００との間に、導線４０４がエンジンブロック１０２に巻回されて、巻回部４０６が形成される。具体的には、三相パワーケーブル４０２の導線４０４が、断熱材４０８が巻回されたエンジンブロック１０２に数回巻付けられた上で、回転電機２１０とインバータ４００とにそれぞれ接続される。エンジンブロック１０２に巻付けられる回数は特に限定されるものではなく、実験等により適合される。本実施の形態において「加熱対象物」は、エンジンブロック１０２である。なお、導線４０４が巻回されるのは、エンジンブロック１０２の全体であってもよいし一部分であってもよい。
【０１２２】
なお、本実施の形態に係る電動過給機において、ＥＣＵ６００で実行されるプログラムの制御構造は、上述の第１の実施の形態において説明した図２のフローチャートと同様である。したがって、その詳細な説明は繰り返さない。
【０１２３】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る電動過給機の動作について説明する。
【０１２４】
エンジン１００の冷間時において、運転者がイグニッションスイッチをオンすると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、冷却水の温度が取得される（Ｓ１０２）。エンジン１００は停止状態であるため（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、冷却水の温度が予め定められた温度以下であるなどして、エンジンブロック１０２の加熱の要求があると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、バッテリ５００の残量が取得される（Ｓ１１０）。取得されたバッテリ５００の残量が総容量の４０％よりも大きいと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、エアバイパスバルブ３１０が開状態にされる（Ｓ１１４）。そして、回転電機２１０に交流電力が供給される（Ｓ１１６）。
【０１２５】
エアバイパスバルブ３１０が開状態になると、回転電機２１０が駆動してもコンプレッサ２０６から排出される空気は、吸気通路３１６、バイパス通路３１８を経由して吸気通路３０２に流通する。吸気通路３０２に流通した空気は、再びコンプレッサ２０６に流入する。このように空気は、吸気通路３１６、バイパス通路３１８、吸気通路３０２およびコンプレッサ２０６を循環するため、過給圧の上昇が制限される。
【０１２６】
また、回転電機２１０に交流電力が供給されることにより、巻回部４０６を形成する導線４０４に交流電流が流れる。そのため、誘導加熱によりエンジンブロック１０２が加熱され、その温度が上昇する。
【０１２７】
一方、取得されたバッテリ５００の残量が総容量の４０％以下である場合には（Ｓ１１０，Ｓ１１２にてＮＯ）、エンジン１００が始動される（Ｓ１０８）。その後、冷却水の温度が取得され（Ｓ１０２）、始動後のエンジン１００の回転数は略ゼロでないため（Ｓ１０４にてＮＯ）、回転電機２１０に交流電力が供給されているか否かが判断される（Ｓ１１８）。エンジン１００の始動後であって、回転電機２１０に給電されていない状態は、過給が要求されていない状態（たとえば、エンジン１００のアイドリング状態）である。
【０１２８】
回転電機２１０に交流電力が供給されていないと（Ｓ１１８にてＮＯ）、エンジンブロック１０２の加熱が要求されているか否かが判断される（Ｓ１２０）。エンジンブロック１０２の加熱が要求されると（Ｓ１２０にてＮＯ）、エアバイパスバルブ３１０が開状態になる（Ｓ１１４）。そして、回転電機に交流電力が供給される（Ｓ１１６）。
【０１２９】
エアバイパスバルブ３１０が開状態になると、回転電機２１０が駆動してもコンプレッサ２０６にて排出される空気は、吸気通路３１６を流通した後、吸気通路３１４へと流通するほか、バイパス通路３１８へも流通する。バイパス通路３１８に流通する空気は、吸気通路３０２を経由して、コンプレッサ２０６に再び導入される。一方、吸気通路３１４に導入される空気は、インタークーラ３０４を経由した後、インマニ１０４に導入される。このとき、インタークーラ３０４側に流通する空気の圧力（過給圧）は、バイパス通路３０８が連通状態になることにより上昇が制限される。
【０１３０】
また、回転電機２１０に交流電力が供給されることにより、巻回部４０６を形成する導線４０４に交流電流が流れる。そのため、誘導加熱によりエンジンブロック１０２が加熱され、その温度が上昇する。
【０１３１】
以上のようにして、本実施の形態に係る電動過給機によると、上述の第４の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３２】
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】
【０１３３】
【図１】第１の実施の形態に係る電動過給機の構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る電動過給機において、ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施の形態に係る電動過給機の構成を示す図である。
【図４】第３の実施の形態に係る電動過給機の構成を示す図である。
【図５】第４の実施の形態に係る電動過給機の構成を示す図である。
【図６】第５の実施の形態に係る電動過給機の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１００  エンジン、１０２  エンジンブロック、１０４  インテークマニホールド、１０６  エキゾーストマニホールド、１０８  クランクシャフト、１１０  タイミングロータ、１１２  クランクポジションセンサ、１１４  冷却水温センサ、１１６，１１８  冷却配管、２００  過給機、２０２  タービン、２０４  タービンホイール、２０６  コンプレッサ、２０８  コンプレッサホイール、２１０  回転電機、２１２  シャフト、３００  エアクリーナ、３０２，３１２，３１４，３１６  吸気通路、３０４  インタークーラ、３０６  排気管、３０８  触媒、３１０  エアバイパスバルブ、３１８  バイパス通路、３２０  排気通路、３２２  スロットルバルブ、４００  インバータ、４０２  三相パワーケーブル、４０４  導線、４０６  巻回部、４０８  断熱材、５００  バッテリ、５０２  パワーケーブル、６００  ＥＣＵ。
【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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