(57)【要約】【課題】電動過給機を過熱から保護し、信頼性及び安全性の高い過熱保護を得ることができる電動過給機の過熱保護システムを提供する。【解決手段】過給後の空気の温度と、電動過給機４の回転に伴い軸受け部３１で発生する温度と、駆動モータ２２に電流を流すことにより発生する駆動モータ２２の温度と、駆動モータ２２を駆動するため電力変化により発生するモータ制御装置２３の温度の何れか複数の組み合わせにより、電動過給機４の温度を検出し、第１の基準温度を超えた場合には動作を制限し、第２の基準温度を越えた場合には電力供給を停止する。【選択図】図２
2012207614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に配置された過給機と、前記過給機を駆動する駆動モータと、前記過給機と前記駆動モータとを結合する軸を支持する軸受け部と、前記駆動モータを制御するモータ制御装置と、を備えた電動過給機の過熱保護システムにおいて、
前記モータ制御装置は、
前記過給機により過給された空気の温度上昇に伴い発生する過給空気熱量を検出する過給空気熱量検出手段、前記軸の回転により前記軸受け部に発生する軸受け損失熱量を検出する軸受け損失熱量検出手段、前記駆動モータに供給される電力により前記駆動モータが発熱する電動機発熱量を検出する電動機発熱量検出手段、前記モータ制御装置において発生する制御装置発熱量検出手段、の何れか複数の組み合わせにより、前記電動過給機の温度を演算する電動過給機温度演算手段を有し、
前記電動過給機の温度が前記電動過給機の作動制限である第１の温度を越えた場合、前記電動過給機の作動を制限するとともに、前記第１の温度より値が大きい第２の温度を超えた場合に、前記電動過給機への供給電力を停止することを特徴とする電動過給機の過熱保護システム。
【請求項２】
前記電動過給機を迂回して該電動過給機の上流と下流の吸気通路をつなぐバイパス通路を備え、前記第２の温度を超えて前記電動過給機への供給電力を停止した際に、前記バイパス通路を開放状態にすることを特徴とする請求項１に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項３】
前記過給空気熱量検出手段は、前記内燃機関に吸入される空気量を検出するエアーフローセンサの出力と前記電動過給機の上流と下流の吸気通路の圧力比を検出する圧力センサの出力に基づき、予め設定されたマップから基準過給空気熱量を得て、大気の温度で前記基準過給空気熱量を補正することにより、過給空気熱量を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項４】
前記過給空気熱量検出手段は、前記電動過給機通過後の空気温度を検出することにより得ることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項５】
前記軸受け損失熱量検出手段は、回転数に応じた軸受け発熱量を得る軸受け発熱量マップを備え、前記軸受け発熱量マップから軸受け部の損失熱量を検出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項６】
前記軸受け損失熱量検出手段は、前記内燃機関より供給される潤滑オイルの温度を検出する潤滑オイル温度検出手段を備え、前記軸の回転数に応じた発熱量マップの出力を前記潤滑オイルの温度に応じて補正することにより軸受け部の損失熱量を検出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項７】
前記電動機発熱量検出手段は、前記駆動モータの回転数と該駆動モータに流れるモータ電流に基づいて前記駆動モータの発熱量を得る基準電動機発熱量マップを備え、該基準電動機発熱量マップから基準電動機発熱量を得て、大気の温度で前記基準電動機発熱量を補正することにより、前記電動機発熱量を検出することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項８】
前記制御装置発熱量検出手段は、前記駆動モータの回転数と該駆動モータに供給される供給電力に基づいて前記モータ制御装置の発熱量を得る基準モータ制御装置発熱量マップを備え、該基準モータ制御装置発熱量マップから前記基準モータ制御装置発熱量を得て、大気の温度で前記基準モータ制御装置発熱量を補正することにより、前記モータ制御装置発熱量を検出することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項９】
前記電動過給機温度演算手段は、前記過給空気熱量、前記軸受け損失熱量、前記電動機発熱量、前記制御装置発熱量で得られた熱量に対して予め定められた係数を乗じ、それぞれを加算することで電動過給機温度とすることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項１０】
前記電動過給機の動作状態を運転者に教示する電動過給機動作状態教示装置を備え、前記電動過給機動作状態教示装置は、前記第２の温度を超えた場合に、前記電動過給機への供給電力を停止すると共に、前記運転者に教示することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の吸気通路に設けられる電動過給機の過熱保護システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、低燃費を目的とし、内燃機関の出力を増加させるために吸気通路に電動過給機が設けられている。例えば、特表２０００−５００５４４号公報（特許文献１）には、電動過給機の出口が、内燃機関の排気ガスで駆動されるターボチャージャーのコンプレッサの入口に連結される過給エアシステムが開示されている。このシステムによれば、電力により自由に過給できる電動過給機を備えることで、内燃機関の加速性を高めると共に、内燃機関の背圧を低下させ、また未燃焼燃料を少なくすることができる。
【０００３】
一方、電動過給機は空気を圧縮して過給する機能を有するため、電動過給機を通過したあとの空気は圧縮され高温となる。また、１０万ｒｐｍを超える超高速で駆動されることから、電動過給機の軸を支持する軸受け部からも高熱が発生する。更に、一般に自動車の電圧は１４Ｖと低電圧のため大電流が必要となり、電動過給機を駆動する駆動モータのコイルにこの大電流を流すと駆動モータの温度が上昇する。
【０００４】
また、このような高速回転、大電流状態で駆動モータを連続運転する時においては、バッテリからの直流電力をスイッチングする半導体素子の損失や配線抵抗による損失が大きくなることで、この半導体素子や配線を有するインバータの温度が上昇し、これらの部品が破損したり、劣化が早まる可能性がある。
【０００５】
このような電動過給機の温度上昇対策として、例えば特開２００６−２２６１５５号公報（特許文献２）には、駆動モータへの供給電力を積算し、積算した値が第１のモータ過熱保護の判定値を越えた場合に供給電力を制限して駆動すると共に、第２のモータ過熱保護の判定値を越えた場合に駆動モータへの供給電力を停止する過給アシスト制御システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０００−５００５４４号公報
【特許文献２】特開２００６−２２６１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献２に開示された技術は、モータ供給電力の積算値のみに基づいて過熱保護の判定がなされるため、簡素な構成で実現できる特徴を有している。しかし、電動過給機は発熱する箇所が駆動モータだけでなく、過給後の空気温度上昇に伴う発熱や、高速回転による軸受け部からの発熱があり、これらが考慮されていないため、精度の良い判定が困難であって、電動過給機の過熱保護に対しての信頼性及び安全性が十分ではない課題があった。
【０００８】
この発明は、前記の課題に鑑みてなされたもので、電動過給機を過熱から保護し、信頼性及び安全性の高い過熱保護を得ることができる電動過給機の過熱保護システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するためにこの発明に係る電動過給機の過熱保護システムは、内燃機関の吸気通路に配置された過給機と、前記過給機を駆動する駆動モータと、前記過給機と前記駆動モータとを結合する軸を支持する軸受け部と、前記駆動モータを制御するモータ制御装置と、を備えた電動過給機の過熱保護システムにおいて、前記モータ制御装置は、前記過給機により過給された空気の温度上昇に伴い発生する過給空気熱量を検出する過給空気熱量検出手段、前記軸の回転により前記軸受け部に発生する軸受け損失熱量を検出する軸受け損失熱量検出手段、前記駆動モータに供給される電力により前記駆動モータが発熱する電動機発熱量を検出する電動機発熱量検出手段、前記モータ制御装置において発生する制御装置発熱量検出手段、の何れか複数の組み合わせにより、前記電動過給機の温度を演算する電動過給機温度演算手段を有し、前記電動過給機の温度が前記電動過給機の作動制限である第１の温度を越えた場合、前記電動過給機の作動を制限するとともに、前記第１の温度より値が大きい第２の温度を超えた場合に、前記電動過給機への供給電力を停止するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、前記構成により、電動過給機を過熱から保護し、信頼性及び安全性の高い過熱保護が得られる電動過給機の過熱保護システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の全体構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る電動過給機の模式断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る電動過給機の過熱保護システムを説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して、この発明に係る電動過給機の過熱保護システムについて好適な実施の形態を説明する。なお、この実施の形態により発明が限定されるものではなく、諸種の設計的変更を含むものである。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の全体を示す図であり、好ましい形態の１つを示す概略構成図である。この実施の形態で説明する内燃機関（以下、エンジンという。）は、多気筒エンジンであるが、ここではそのうちの一気筒のみが断面図として図示されている。
【００１４】
エンジン１は、インジェクタ２によってシリンダ３内に燃料を噴射するタイプのエンジンである。後述する電動機過給機４のインペラ（コンプレッサインペラやターボチャージャコンプレッサインペラ）５により多くの吸入空気を過給して、高出力化だけでなく低燃費化をも実現し得るものである。なお、適用されるエンジン１はシリンダ３内に燃料を噴射する直墳エンジンだけでなく、スロットルバルブ６の後方の吸気通路７に燃料を噴射するポート噴射エンジンに適用することも可能である。
【００１５】
エンジン１において、吸入空気は、まずエアクリーナー８でゴミや塵などが取り除かれた後、電動過給機４の上流通路９に通じる。電動過給機４で圧縮された空気は、下流通路１０からインペラ５を介してインタークーラー通路１１に通じる。
【００１６】
インタークーラー１２は、過給による圧力上昇に伴って温度が上昇した吸入空気の温度を下げ、充填効率を向上させる。更に、スロットルバルブ６を通じ過給された空気はシリンダ３に吸入される。
【００１７】
シリンダ３では、吸入弁１３が開いて過給された空気がシリンダ３内に充填され、点火プラグ１４により点火されて燃焼する。燃えた空気は排気弁１５により排気され、排気ガスにより排気タービン１６が駆動される。また排気ガスを浄化する排気浄化触媒１７が取り付けられている。なお、図中の符号１８は電動過給機４の電源となるバッテリを示し、符号１９はクランクを示し、符号２０はピストンを示している。
【００１８】
次に、図２を用いて実施の形態１に係る電動過給機４の動作について説明する。電動過給機４は、過給機２１と過給機２１を回転駆動する駆動モータ２２を備えており、駆動モータ２２はモータ制御装置２３により制御される。駆動モータ２２は、エンジン回転数、スロットルポジション、吸入圧、吸入空気量などの指令値を受けて駆動される。ここで、スロットルポジションとはドライバのアクセル操作を反映させるものであり、例えば電子ストットルのない車両などではアクセル開度で代用してもよい。吸入圧に関しては、例えばスロットルバルブ６の後方の吸気通路７内に圧力センサなどを設けて吸入圧を得ることが可能である。また、吸入空気量に関しては、例えばエアクリーナー８の後方などにエアーフローセンサなどを設けることにより検出が可能である。
【００１９】
電動過給機４の駆動モータ２２は、容量や必要トルクなどの条件に応じてＤＣブラシレスモータや誘導電動機、同期電動機が使用される。電動過給機４の駆動モータ２２を制御するモータ制御装置２３は、駆動モータ２２を駆動するため、バッテリ１８から配線２４を通じて得られる供給電力を変換し、配線２５を通じて駆動モータ２２へ供給する。
【００２０】
モータ制御装置２３は、半導体素子を搭載した半導体モジュール２６やコンデンサなどの電子部品、あるいは半導体素子を駆動する制御信号の生成回路や保護回路を備えた制御基板２７をケース内に備え、バッテリ１８の直流電力を駆動モータ２２が必要とする交流電力に変換する。なお、ケースの材質は樹脂でもよいが、放熱性を高めるためにアルミなどの高熱伝導性の材質の方が好ましい。
【００２１】
モータ制御装置２３の半導体モジュール２６から出力された交流電力は、配線２５を通じて駆動モータ２２の固定子２８に供給され、回転磁界を発生させて回転子２９を回転させる。そして、駆動モータ２２の回転子２９と軸３０を介して接続された過給機２１のインペラ５を回転する。なお、前記においては、固定子巻線型の駆動モータ２２について説明したが、回転子巻線型の駆動モータ２２の場合は、モータ制御装置２３の出力を回転子２９に接続する。このとき電動過給機４に必要な電流は大きい（例えば１４Ｖバッテリの場合２００Ａ以上）ため、モータ制御装置２３における半導体素子などの電子部品は相当の発熱がある。従って、電動過給機４は、主にモータ制御装置２３の半導体素子などの電子部品からの発熱を考慮して運転する必要がある。
【００２２】
過給機２１のインペラ５と駆動モータ２２の回転子２９を結合する軸３０は、軸受け部３１により保持されている。過給機ハウジング３２は、インペラ５と軸受け部３１を囲うハウジングとし、電動機ハウジング３３は固定子２８及び回転子２９を囲うハウジングとし、固定子２８は電動機ハウジング３３に固定する。なお、図２では簡易のため１相分を図示したが、例えば駆動モータ２２が３相で駆動される際には相当数の数量の半導体モジュール２６や固定子２８への配線２４、２５が必要となる。
【００２３】
次に、電動過給機４の過熱保護システムについて説明する。図３は、電動過給機の過熱保護システムを説明するブロック図である。図３において、電動過給機の過熱保護システム１００は、空気流量検出手段３４、過給圧比検出手段３５、回転数検出手段３６、モータ電流検出手段３７、及び供給電力検出手段３８を有している。
【００２４】
空気流量検出手段３４はエンジン１の吸気空気量を検出して空気流量を出力し、過給圧比検出手段３５は、電動過給機４の下流と上流の圧力比を検出して出力する。また、回転数検出手段３６はインペラ５の回転数を検出して出力し、モータ電流検出手段３７は電動過給機４の駆動モータ２２に流れる電流を検出して出力し、供給電力検出手段３８はバッテリ１８から配線を通じて得られる供給電力を検出し出力する。
【００２５】
具体的には、空気流量検出手段３４はエアーフローセンサをエアクリーナー８の後方に設けて空気流量を検出する。過給圧比検出手段３５は、圧力計を電動過給機４の上流と下流に備えて圧力比を検出する。また、電動過給機４の上流が大気圧である場合には電動過給機４の下流にのみ圧力センサを備えることで実現できる。回転数検出手段３６は駆動モータ２２の駆動力制御を行うレゾルバ信号から得られ、その他にも駆動モータ２２に発生する電圧を検出することで回転数を演算することが可能である。モータ電流検出手段３７はモータ配線に電流センサを配設することで電流の検出が可能であるが、その他にもモータ制御装置２３内で演算されるモータ電流を用いてもよい。また、供給電力検出手段３８はバッテリ１８から供給される電流を電流センサで検出することで検出可能である。
【００２６】
また、電動過給機の過熱保護システム１００は、空気流量検出手段３４で検出される空気流量と過給圧比検出手段３５で検出される過給圧に基づき、インペラ５の特性に応じて発生する過給空気熱量を得る基準過給空気熱量マップ３９と、回転数検出手段３６で検出される回転数に基づき、軸受け部３１で発生する軸受け発熱量を得る軸受け発熱量マップ４０と、回転数検出手段３６で検出される回転数とモータ電流検出手段３７で検出されるモータ電流に基づき、駆動モータ２２の発熱量を得る基準電動機発熱量マップ４１と、回転数検出手段３６で検出される回転数と供給電力検出手段３８で検出される供給電力に基づき、モータ制御装置２３の発熱量を得る基準モータ制御装置発熱量マップ４２と、を有している。
【００２７】
更に、電動過給機の過熱保護システム１００は、基準過給空気熱量マップ３９で得た過給空気熱量に対して大気温度の補正を行う第１の大気温度補正手段４３と、軸受け発熱量マップ４０で得た軸受け部３１で発生する軸受け発熱量の補正を行うオイル温度補正手段４４と、基準電動機発熱量マップ４１で得た駆動モータ２２の発熱に対して大気温度の補正を行う第２の大気温度補正手段４５と、基準モータ制御装置発熱量マップ４２で得たモータ制御装置２３の発熱に対して大気温度の補正を行う第３の大気温度補正手段４６と、第１の大気温度補正手段４３、オイル温度補正手段４４、第２の大気温度補正手段４５、第３の大気温度補正手段４６の出力値の何れか複数の組み合わせにより電動過給機４の温度を演算する電動過給機温度演算手段４７と、を有している。
【００２８】
なお、第１の大気温度補正手段４３は、具体的には、例えば基準過給空気熱量マップ３９で得た過給空気熱量が２５℃からの上昇温度を出力するマップで構成され、実際の大気の温度は１０℃とすると、その差分である１５℃の補正を行うための手段である。また、オイル温度補正手段４４は、例えば軸受け部３１の潤滑オイル温度を検出し、軸受け部３１の通過後のオイルの温度に応じて補正する手段である。
【００２９】
前記基準過給空気熱量マップ３９、軸受け発熱量マップ４０、基準電動機発熱量マップ４１、基準モータ制御装置発熱量マップ４２、第１の大気温度補正手段４３、オイル温度補正手段４４、第２の大気温度補正手段４５、第３の大気温度補正手段４６、電動過給機温度演算手段４７は、モータ制御装置２３に備えられている。そして、基準過給空気熱量マップ３９と第１の大気温度補正手段４３により過給空気熱量検出手段を、軸受け発熱量マップ４０とオイル温度補正手段４４により軸受け損失熱量検出手段を、基準電動機発熱量マップ４１と第２の大気温度補正手段４５により電動機発熱量検出手段を、基準モータ制御装置発熱量マップ４２と第３の大気温度補正手段４６により制御装置発熱量検出手段をそれぞれ構成している。
【００３０】
次に、電動過給機温度演算手段４７による電動過給機４の温度の演算方法について説明する。電動過給機温度演算手段４７は電動過給機４の温度を演算する手段であり、例えば電動過給機４の温度をＱｅｃとすると、
Ｑｅｃ＝Ｋ１×Ｑａ＋Ｋ２×Ｑｔ＋Ｋ３×Ｑｍ＋Ｋ４×Ｑｉ
と定義することができる。ここで、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４はそれぞれ、過給熱量の係数、軸受け熱量の係数、電動機発熱量の係数、モータ制御装置発熱量の係数である。
【００３１】
このように、電動過給機４は、過給後の空気温度上昇に伴い発生する熱量、過給機２１を回転駆動する駆動モータ２２に発生する熱量、過給機２１のインペラ５と駆動モータ２２の回転子２９を結合する軸３０を保持する軸受け部３１により発生する熱量、モータ制御装置２３に発生する熱量、が相互に発生して電動過給機４としての発熱になる。
【００３２】
なお、システムに応じて電動過給機４の空気温度上昇は全体システムに影響しない場合は、過給熱量の係数Ｋ１を０に設定すればよい。その他、システム構成により一番熱的にきびしい箇所が変化するので、その都度係数（Ｋ１〜Ｋ４）を見直すことで様々なシステムに対応が可能である。
【００３３】
次に、電動過給機温度演算手段４７で求められた温度と予め定められた温度とを温度比較手段４８で比較する。このとき電動過給機４の温度が第１の比較温度を超えた場合は投入電力の上限値を制限することで過度の温度上昇を抑制することが可能となる。また上限値を制限したにも係らず電動過給機４の温度が上昇し、第２の比較温度を超えた場合は投入電力を停止し、電動過給機４の発熱を抑制する。温度比較手段４８はモータ制御装置２３に備えてもよいし、モータ制御装置２３と別体としてもよい。
【００３４】
なお、この実施の形態では軸受け部３１を油潤滑としたが、例えばグリス封入式の軸受け部３１では油を使わないのでオイル温度補正が不要になる。
【００３５】
また、この実施の形態においては、簡単のため電動過給機４の温度をＫ１からＫ４の一次関数で定義したが、時定数を含む関数で表現することも可能である。このようにすることで電動過給機４の発熱箇所においてそれぞれの熱容量に伴う時定数を定義し、より正確に電動過給機４の温度を求めることが可能となる。
【００３６】
また、この実施の形態で求める電動過給機４の温度は、必ずしも各部位で一番高い温度を求めるのではなく、電動過給機システムの中で過熱保護をするべき箇所の温度を求めるものである。例えば駆動モータ２２の上限温度は１５０℃であるのに対して軸受け部３１の上限温度は１３０度であり、軸受け部３１の温度の方が電動過給システムでは考慮すべき事項であれば、軸受け部３１の温度、あるいは軸受け部３１が過給機ハウジング３２や駆動モータ２２の発熱に対する影響を鑑みて電動過給機４の温度とする。
【００３７】
また、電動過給機４を迂回して電動過給機４の上流通路９と下流通路１０をつなぐバイパス通路４９を備え、前記第２の比較温度を超えて電動過給機４への供給電力を停止した際に、バイパス通路４９のスロットルバルブ５０を開放状態にする。このようにすることで電動過給機４が停止した場合でもエンジン１の吸気抵抗にならず、エンジン１の出力が低下するのを防ぐことが可能となる。
【００３８】
更に、前記第２の比較温度を超えた場合は投入電力を停止すると共に、モータ制御装置２３に電動過給機４の動作状態を教示する電動過給機動作状態教示装置（図示せず）、例えばランプを表示させて運転者に教示する構成としてもよい。また、電動過給機動作状態教示装置としては、ランプ以外にブザーなどでも同等の効果が得られる。運転者が知覚できる手段であれば公知の技術を利用し、前記第２の比較温度を超え投入電力が停止したことを知覚させることができる。
【００３９】
以上のように、実施の形態１に係る電動過給機の過熱保護システム１００によれば、電動過給機４の発熱箇所から主に過給機２１の駆動モータ２２、及び過給機２１のインペラ５と駆動モータ２２の回転子２９を結合する軸３０を保持する軸受け部３１を保護し、信頼性及び安全性の高い電動過給機の過熱保護システムを実現することが可能になる。
【符号の説明】
【００４０】
１  エンジン                            ２  インジェクタ
３  シリンダ                            ４  電動機過給機
５  インペラ                            ６、５０  スロットルバルブ
７  吸気通路                            ８  エアクリーナー
９  上流通路                            １０  下流通路
１１  インタークーラー通路              １２  インタークーラー
１３  吸入弁                            １４  点火プラグ
１５  排気弁                            １６  排気タービン
１７  排気浄化触媒                      １８  バッテリ
１９  クランク                          ２０  ピストン
２１  過給機                            ２２  駆動モータ
２３  モータ制御装置                    ２４、２５  配線
２６  半導体モジュール                  ２７  制御基板
２８  固定子                            ２９  回転子
３０  軸                                ３１  軸受け部
３２  過給機ハウジング                  ３３  電動機ハウジング
３４  空気流量検出手段                  ３５  過給圧比検出手段
３６  回転数検出手段                    ３７  モータ電流検出手段
３８  供給電流検出手段                  ３９  基準過給空気熱量マップ
４０  軸受け発熱量マップ                ４１  基準電動機発熱量マップ
４２  基準モータ制御装置発熱量マップ    ４３  第１の大気温度補正手段
４４  オイル温度補正手段                ４５  第２の大気温度補正手段
４６  第３の大気温度補正手段            ４７  電動過給機温度演算手段
４８  温度比較手段                      ４９  バイパス通路
１００  電動過給機の過熱保護システム
【図１】
2012207614.tif 000003
【図２】
2012207614.tif 000004
【図３】
2012207614.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月28日(2012.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に配置された過給機と、前記過給機を駆動する駆動モータと、前記駆動モータを制御するモータ制御装置と、を備えた電動過給機の過熱保護システムであって、前記電動過給機を迂回して該電動過給機の上流と下流の吸気通路をつなぐバイパス通路を備えた電動過給機の過熱保護システムにおいて、
前記モータ制御装置は、
前記過給機により過給された空気の温度上昇に伴い発生する過給空気熱量を検出する過給空気熱量検出手段により前記電動過給機の温度を演算する電動過給機温度演算手段を備え、前記電動過給機温度演算手段の演算結果が、前記電動過給機の作動制限である第１の温度を越えた場合は前記電動過給機の作動を制限し、
前記電動過給機温度演算手段の演算結果が、前記第１の温度より値が大きい第２の温度を超えた場合は前記電動過給機への供給電力を停止すると共に、前記バイパス通路を開放状態にし、
前記過給空気熱量検出手段は、
前記内燃機関に吸入される空気量を検出するエアーフローセンサの出力と前記電動過給機の上流と下流の吸気通路の圧力比を検出する圧力センサの出力に基づき、予め設定されたマップから基準過給空気熱量を得て、大気の温度で前記基準過給空気熱量を補正することにより、過給空気熱量を検出することを特徴とする電動過給機の過熱保護システム。
【請求項２】
前記過給機と前記駆動モータとを結合する軸を支持する軸受け部と、前記軸の回転により前記軸受け部に発生する軸受け損失熱量を検出する軸受け損失熱量検出手段とを備えると共に、前記軸受け損失熱量検出手段は、回転数に応じた軸受け発熱量を得る軸受け発熱量マップを備え、前記軸受け発熱量マップから軸受け部の損失熱量を検出することを特徴とする請求項１に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項３】
前記過給機と前記駆動モータとを結合する軸を支持する軸受け部と、前記軸の回転により前記軸受け部に発生する軸受け損失熱量を検出する軸受け損失熱量検出手段とを備えると共に、前記軸受け損失熱量検出手段は、前記内燃機関より供給される潤滑オイルの温度を検出する潤滑オイル温度検出手段を備え、前記軸の回転数に応じた発熱量マップの出力を前記潤滑オイルの温度に応じて補正することにより軸受け部の損失熱量を検出することを特徴とする請求項１に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項４】
前記駆動モータが発熱する電動機発熱量を検出する電動機発熱量検出手段を備えると共に、前記電動機発熱量検出手段は、前記駆動モータの回転数と該駆動モータに流れるモータ電流に基づいて前記電動機発熱量を得る基準電動機発熱量マップを備え、
前記基準電動機発熱量マップから基準電動機発熱量を得て、大気の温度で前記基準電動機発熱量を補正することにより、前記電動機発熱量を検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項５】
前記モータ制御装置において発生する制御装置発熱量を検出する制御装置発熱量検出手段を備えると共に、前記制御装置発熱量検出手段は、前記駆動モータの回転数と該駆動モータに供給される供給電力に基づいて前記モータ制御装置の発熱量を得る基準モータ制御装置発熱量マップを備え、
前記基準モータ制御装置発熱量マップから前記基準モータ制御装置発熱量を得て、大気の温度で前記基準モータ制御装置発熱量を補正することにより、前記制御装置発熱量を検出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項６】
内燃機関の吸気通路に配置された過給機と、前記過給機を駆動する駆動モータと、前記過給機と前記駆動モータとを結合する軸を支持する軸受け部と、前記駆動モータを制御するモータ制御装置と、を備えた電動過給機の過熱保護システムにおいて、
前記モータ制御装置は、
前記過給機により過給された空気の温度上昇に伴い発生する過給空気熱量を検出する過給空気熱量検出手段と、前記軸受け部に発生する軸受け損失熱量を検出する軸受け損失熱量検出手段と、前記駆動モータに供給される電力により前記駆動モータが発熱する電動機発熱量を検出する電動機発熱量検出手段と、前記モータ制御装置において発生する制御装置発熱量を検出する制御装置発熱量検出手段により、前記電動過給機の温度を演算する電動過給機温度演算手段を備え、
前記電動過給機温度演算手段は、前記過給空気熱量、前記軸受け損失熱量、前記電動機発熱量、前記制御装置発熱量で得られた熱量に対して予め定められた係数を乗じ、それぞれを加算することで前記電動過給機の温度とすることを特徴とする電動過給機の過熱保護システム。
【請求項７】
前記電動過給機の動作状態を運転者に教示する電動過給機動作状態教示装置を備え、前記電動過給機動作状態教示装置は、前記第２の温度を超えた場合に、前記電動過給機への供給電力を停止すると共に、前記運転者に教示することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
前記課題を解決するためにこの発明に係る電動過給機の過熱保護システムは、内燃機関の吸気通路に配置された過給機と、前記過給機を駆動する駆動モータと、前記駆動モータを制御するモータ制御装置と、を備えた電動過給機の過熱保護システムであって、前記電動過給機を迂回して該電動過給機の上流と下流の吸気通路をつなぐバイパス通路を備えた電動過給機の過熱保護システムにおいて、
前記モータ制御装置は、
前記過給機により過給された空気の温度上昇に伴い発生する過給空気熱量を検出する過給空気熱量検出手段により前記電動過給機の温度を演算する電動過給機温度演算手段を備え、前記電動過給機温度演算手段の演算結果が、前記電動過給機の作動制限である第１の温度を越えた場合は前記電動過給機の作動を制限し、
前記電動過給機温度演算手段の演算結果が、前記第１の温度より値が大きい第２の温度を超えた場合は前記電動過給機への供給電力を停止すると共に、前記バイパス通路を開放状態にし、
前記過給空気熱量検出手段は、前記内燃機関に吸入される空気量を検出するエアーフローセンサの出力と前記電動過給機の上流と下流の吸気通路の圧力比を検出する圧力センサの出力に基づき、予め設定されたマップから基準過給空気熱量を得て、大気の温度で前記基準過給空気熱量を補正することにより、過給空気熱量を検出するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明によれば、前記構成により、信頼性及び安全性の高い過熱保護が得られる電動過給機の過熱保護システムを提供することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月28日(2012.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に配置された過給機と、前記過給機を駆動する駆動モータと、前記過給機と前記駆動モータとを結合する軸を支持する軸受け部と、前記駆動モータを制御するモータ制御装置と、を備えた電動過給機の過熱保護システムであって、
前記モータ制御装置は、
前記過給機により過給された空気の温度上昇に伴い発生する過給空気熱量を検出する過給空気熱量検出手段、前記軸の回転により前記軸受け部に発生する軸受け損失熱量を検出する軸受け損失熱量検出手段、前記駆動モータに供給される電力により前記駆動モータが発熱する電動機発熱量を検出する電動機発熱量検出手段、前記モータ制御装置において発生する制御装置発熱量検出手段、の何れかとの複数の組み合わせにより、前記電動過給機の温度を演算する電動過給機温度演算手段を有し、
前記電動過給機の温度が前記電動過給機の作動制限である第１の温度を越えた場合、前記電動過給機の作動を制限するとともに、前記第１の温度より値が大きい第２の温度を超えた場合に、前記電動過給機への供給電力を停止する電動過給機の過熱保護システムにおいて、
前記第２の温度を超えて前記電動過給機への供給電力を停止した際に、前記電動過給機を迂回して該電動過給機の上流と下流の吸気通路をつなぐバイパス通路を開放状態にすると共に、
前記複数の組み合わせに前記過給空気熱量検出手段と前記制御装置発熱量検出手段を含み、前記過給空気熱量検出手段は、前記内燃機関に吸入される空気量を検出するエアーフローセンサの出力と前記電動過給機の上流と下流の吸気通路の圧力比を検出する圧力センサの出力に基づき、予め設定されたマップから基準過給空気熱量を得て、大気の温度で前記基準過給空気熱量を補正することにより、前記過給空気熱量を検出し、
前記制御装置発熱量検出手段は、前記駆動モータの回転数と該駆動モータに供給される供給電力に基づいて前記モータ制御装置の発熱量を得る基準モータ制御装置発熱量マップを備え、該基準モータ制御装置発熱量マップから基準モータ制御装置発熱量を得て、大気の温度で前記基準モータ制御装置発熱量を補正することにより、前記モータ制御装置の発熱量を検出することを特徴とする電動過給機の過熱保護システム。
【請求項２】
前記複数の組み合わせに前記軸受け損失熱量検出手段を含み、前記軸受け損失熱量検出手段は、回転数に応じた軸受け発熱量を得る軸受け発熱量マップを備え、前記軸受け発熱量マップから軸受け部の損失熱量を検出することを特徴とする請求項１に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項３】
前記軸受け損失熱量検出手段は、前記内燃機関より供給される潤滑オイルの温度を検出する潤滑オイル温度検出手段を備え、前記軸の回転数に応じた発熱量マップの出力を前記潤滑オイルの温度に応じて補正することにより軸受け部の損失熱量を検出することを特徴とする請求項２に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項４】
前記複数の組み合わせに前記電動機発熱量検出手段を含み、前記電動機発熱量検出手段は、前記駆動モータの回転数と該駆動モータに流れるモータ電流に基づいて前記駆動モータの発熱量を得る基準電動機発熱量マップを備え、該基準電動機発熱量マップから基準電動機発熱量を得て、大気の温度で前記基準電動機発熱量を補正することにより、前記電動機発熱量を検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項５】
前記複数の組み合わせに前記軸受け損失熱量検出手段と、前記電動機発熱量検出手段を含み、前記電動過給機温度演算手段は、前記過給空気熱量、前記軸受け損失熱量、前記電動機発熱量、前記制御装置発熱量で得られた熱量に対して予め定められた係数を乗じ、それぞれを加算することで電動過給機の温度とすることを特徴とする請求項１に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【請求項６】
前記電動過給機の動作状態を運転者に教示する電動過給機動作状態教示装置を備え、前記電動過給機動作状態教示装置は、前記第２の温度を超えた場合に、前記電動過給機への供給電力を停止すると共に、前記運転者に教示することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の電動過給機の過熱保護システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
前記課題を解決するためにこの発明に係る電動過給機の過熱保護システムは、内燃機関の吸気通路に配置された過給機と、前記過給機を駆動する駆動モータと、前記過給機と前記駆動モータとを結合する軸を支持する軸受け部と、前記駆動モータを制御するモータ制御装置と、を備えた電動過給機の過熱保護システムであって、
前記モータ制御装置は、
前記過給機により過給された空気の温度上昇に伴い発生する過給空気熱量を検出する過給空気熱量検出手段、前記軸の回転により前記軸受け部に発生する軸受け損失熱量を検出する軸受け損失熱量検出手段、前記駆動モータに供給される電力により前記駆動モータが発熱する電動機発熱量を検出する電動機発熱量検出手段、前記モータ制御装置において発生する制御装置発熱量検出手段、の何れかとの複数の組み合わせにより、前記電動過給機の温度を演算する電動過給機温度演算手段を有し、
前記電動過給機の温度が前記電動過給機の作動制限である第１の温度を越えた場合、前記電動過給機の作動を制限するとともに、前記第１の温度より値が大きい第２の温度を超えた場合に、前記電動過給機への供給電力を停止する電動過給機の過熱保護システムにおいて、
前記第２の温度を超えて前記電動過給機への供給電力を停止した際に、前記電動過給機を迂回して該電動過給機の上流と下流の吸気通路をつなぐバイパス通路を開放状態にすると共に、
前記複数の組み合わせに前記過給空気熱量検出手段と前記制御装置発熱量検出手段を含み、前記過給空気熱量検出手段は、前記内燃機関に吸入される空気量を検出するエアーフローセンサの出力と前記電動過給機の上流と下流の吸気通路の圧力比を検出する圧力センサの出力に基づき、予め設定されたマップから基準過給空気熱量を得て、大気の温度で前記基準過給空気熱量を補正することにより、前記過給空気熱量を検出し、
前記制御装置発熱量検出手段は、前記駆動モータの回転数と該駆動モータに供給される供給電力に基づいて前記モータ制御装置の発熱量を得る基準モータ制御装置発熱量マップを備え、該基準モータ制御装置発熱量マップから基準モータ制御装置発熱量を得て、大気の温度で前記基準モータ制御装置発熱量を補正することにより、前記モータ制御装置の発熱量を検出するものである。