(57)【要約】【課題】加速性能の向上を図ることができる電動過給機を提供する。【解決手段】エンジン３０の吸気通路３２に設けられたコンプレッサ２２と、コンプレッサ２２を駆動するための電動モータ２１と、電子制御ユニット５０を備える。電子制御ユニット５０は、ブレーキ操作量が閾値以下になると、電動モータ２１の回転位置の検出を開始し、アクセル開度が閾値以上になると電動モータ２１による過給を開始する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサと、
前記コンプレッサを駆動するための電動モータと、
ブレーキ操作量が閾値以下になると、前記電動モータの回転位置の検出を開始する回転位置検出開始手段と、
アクセル開度が閾値以上になると前記電動モータによる過給を開始する電動過給開始手段と、
を備えたことを特徴とする電動過給機。
【請求項２】
前記回転位置検出開始手段は、所定時間以上ブレーキ操作量が一定値を超えた後にブレーキ操作量が「０」になると、前記電動モータの回転位置の検出を開始することを特徴とする請求項１に記載の電動過給機。
【請求項３】
前記回転位置検出開始手段は、ギア位置がパーキング，ニュートラル以外、かつ、ブレーキ操作量が「０」であると、前記電動モータの回転位置の検出を開始することを特徴とする請求項１に記載の電動過給機。
【請求項４】
エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサと、
前記コンプレッサを駆動するための電動モータと、
アクセル開度が第１閾値以上になると前記電動モータの回転位置の検出を開始する回転位置検出開始手段と、
アクセル開度が前記第１閾値よりも大きな第２閾値以上になると前記電動モータによる過給を開始する電動過給開始手段と、
を備えたことを特徴とする電動過給機。
【請求項５】
前記回転位置検出開始手段は、アクセル開度およびアクセル開度の時間的変化に基づいて前記電動モータの回転位置の検出を開始することを特徴とする請求項４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、電動過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される電動過給機は、コンプレッサを駆動するための電動モータを有している。特許文献１に記載のように運転者がアクセルペダルを踏み込んだ場合に電動モータによってコンプレッサを強制的に駆動する。これにより、車両に搭載されている排気ターボが利きだすまでの間、エンジンに過給を行って車両を早く目的の速度まで加速させることができる。電動で過給を開始する前には電動モータの回転子の位置を検出する必要があり、従来はアクセル開度を回転位置の検出開始の判断基準としていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８６９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、図７に示すように、ｔ５０のタイミングでアクセル操作を開始してアクセル開度が閾値に達すると（ｔ５１のタイミング）、電動モータの回転子の位置検出を開始し、ｔ５２のタイミングで位置検出が完了するとともに電動モータを駆動して電動モータによる過給が行われる。この場合においては電動モータの回転位置の検出完了までのｔ５１〜ｔ５２の期間のタイムラグが生じて加速性能が悪くなる。
【０００５】
本発明の目的は、加速性能の向上を図ることができる電動過給機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記コンプレッサを駆動するための電動モータと、ブレーキ操作量が閾値以下になると、前記電動モータの回転位置の検出を開始する回転位置検出開始手段と、アクセル開度が閾値以上になると前記電動モータによる過給を開始する電動過給開始手段と、を備えたことを要旨とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、回転位置検出開始手段により、ブレーキ操作量が閾値以下になると、電動モータの回転位置の検出が開始される。そして、電動過給開始手段により、アクセル開度が閾値以上になると電動モータによる過給が開始される。よって、電動モータの回転位置の検出を早期に開始して加速性能の向上を図ることができる。
【０００８】
請求項２に記載のように、請求項１に記載の電動過給機において、前記回転位置検出開始手段は、所定時間以上ブレーキ操作量が一定値を超えた後にブレーキ操作量が「０」になると、前記電動モータの回転位置の検出を開始するとよい。
【０００９】
請求項３に記載のように、請求項１に記載の電動過給機において、前記回転位置検出開始手段は、ギア位置がパーキング，ニュートラル以外、かつ、ブレーキ操作量が「０」であると、前記電動モータの回転位置の検出を開始するとよい。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記コンプレッサを駆動するための電動モータと、アクセル開度が第１閾値以上になると前記電動モータの回転位置の検出を開始する回転位置検出開始手段と、アクセル開度が前記第１閾値よりも大きな第２閾値以上になると前記電動モータによる過給を開始する電動過給開始手段と、を備えたことを要旨とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、回転位置検出開始手段により、アクセル開度が第１閾値以上になると電動モータの回転位置の検出が開始される。そして、電動過給開始手段により、アクセル開度が第１閾値よりも大きな第２閾値以上になると電動モータによる過給が開始される。よって、電動モータの回転位置の検出を早期に開始して加速性能の向上を図ることができる。
【００１２】
請求項５に記載のように、請求項４に記載の電動過給機において、前記回転位置検出開始手段は、アクセル開度およびアクセル開度の時間的変化に基づいて前記電動モータの回転位置の検出を開始するとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加速性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態における過給システムを模式的に示すシステム構成図。
【図２】電動過給と排気ターボ過給の使用範囲を説明するための特性図。
【図３】第１の実施形態における電子制御ユニットが実行する処理を示すフローチャート。
【図４】第１の実施形態の作用を説明するためのタイムチャート。
【図５】第２の実施形態における電子制御ユニットが実行する処理を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態の作用を説明するためのタイムチャート。
【図７】課題を説明するためのタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態における過給システム１０は、電動モータ２１を有する電動過給機２０と排気タービン過給機４０とからなっている。
【００１６】
図１に示すように、車両にエンジン３０が搭載されており、エンジンの出力が変速機を介して車輪に伝達される。エンジン３０には、排気ガスが通る排気通路３１および吸入空気が通る吸気通路３２が接続されている。排気通路３１には、排気タービン過給機４０のタービン４１が設けられている。一方、吸気通路３２には排気タービン過給機４０のコンプレッサ４２が設けられている。排気タービン過給機４０において、コンプレッサ４２とタービン４１とは一体的に接続され、排気ガスの圧力によってタービン４１が回転駆動されるとともにコンプレッサ４２も回転する。即ち、排気タービン過給機４０はエンジン３０の排気ガスのエネルギーによって駆動されて吸入空気を圧縮する。また、吸気通路３２において、排気タービン過給機４０のコンプレッサ４２の下流には順に、第一インタークーラ３３、電動過給機２０のコンプレッサ２２および第二インタークーラ３４が設けられている。
【００１７】
電動過給機２０は、エンジン３０の吸気通路３２に設けられたコンプレッサ２２と、コンプレッサ２２に接続されてコンプレッサ２２を駆動するための電動モータ２１とを備える。電動過給機２０のコンプレッサ２２は電動モータ２１によって駆動されて吸入空気を圧縮する。また、吸気通路３２には、電動過給機２０のコンプレッサ２２を迂回するバイパス流路３５が連結されている。バイパス流路３５の一端は、第一インタークーラ３３の下流かつ電動過給機２０のコンプレッサ２２の上流に接続されている。また、バイパス流路３５の他端は、電動過給機２０のコンプレッサ２２の下流かつ第二インタークーラ３４の上流に接続されている。バイパス流路３５には逆止弁３６が設けられている。
【００１８】
エンジン３０および電動過給機２０の電動モータ２１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０が電気的に接続されている。電子制御ユニット５０はエンジン回転速度を検知している。また、電子制御ユニット５０はブレーキ操作の検知信号（ブレーキ操作量センサからの信号、若しくは、ブレーキ操作の有無を検出するスイッチからの信号）、アクセル開度の検出信号、車速の検出信号およびシフトレバー等から変速機のギア位置の検出信号を入力する。これらの信号により、電子制御ユニット５０は、ブレーキ操作、アクセル開度、車速および変速機のギア位置を検知することができるようになっている。
【００１９】
次に、作用について説明する。
まず、図１を参照して、過給システム１０における吸入空気の流れについて説明する。
エンジン３０が所定速度以上で回転している場合、排気通路３１に流入する排気の圧力によって排気タービン過給機４０のタービン４１は回転駆動される。これにより、排気タービン過給機４０のコンプレッサ４２が駆動され、吸気通路３２を流通する吸入空気はコンプレッサ４２によって圧縮される。この圧縮された吸入空気は第一インタークーラ３３によって冷却される。電子制御ユニット５０は、エンジン３０が所定速度ｖ１（図２参照）以上の高速度で回転している場合は、電動過給機２０の電動モータ２１を停止状態に維持する。
【００２０】
回転駆動していない電動過給機２０のコンプレッサ２２は、吸気通路３２における吸入空気の流れに対する抵抗となる。そのため、吸入空気はバイパス流路３５に流入する。この時、吸入空気の圧力によって逆止弁３６は開状態となり、吸入空気はバイパス流路３５を流通し、再び吸気通路３２に流入し、第二インタークーラ３４を通過して、エンジン３０に流入する。
【００２１】
一方、エンジン３０の回転が所定速度ｖ１（図２参照）以上の高速度回転から所定速度未満の低速度回転に切り替わった場合、排気タービン過給機４０のタービン４１は排気ガスによる充分なエネルギーを得ることができず、排気タービン過給機４０のコンプレッサ４２は吸入空気の過給圧を充分に高めることができない。電子制御ユニット５０は、エンジン３０が所定速度ｖ１未満で回転している場合は、電動過給機２０の電動モータ２１を回転駆動させる。
【００２２】
具体的には、蓄電池（図示せず）からインバータ（図示せず）を介して固定子コイルに三相交流電流が流れ、固定子と回転子との間に回転磁界が発生し、これによって回転シャフトがコンプレッサ２２とともに回転する。そのため、充分圧縮されずに排気タービン過給機４０のコンプレッサ４２を通過した吸気通路３２の吸入空気は、第一インタークーラ３３を通過して、電動過給機２０のコンプレッサ２２によって圧縮される。この時、バイパス流路３５に設けられた逆止弁３６は閉状態であり、吸入空気はバイパス流路３５には流通しない。そして、電動過給機２０のコンプレッサ２２により圧縮された吸入空気は第二インタークーラ３４によって冷却された後、エンジン３０に流入する。
【００２３】
また、停止状態にある車両が発進する際も発進直後は排気タービン過給機４０のタービン４１は排気ガスによる充分なエネルギーを得ることができないため、電子制御ユニット５０は電動過給機２０の電動モータ２１を駆動させる。
【００２４】
次に、排気タービンで過給を行う前における電動過給機２０の制御について説明する。電動で過給を開始する前には電動モータ２１の回転子の位置を検出する必要がある。
図３には電子制御ユニット５０が実行する処理を示す。図４には、ブレーキ操作量の推移、アクセル開度の推移、回転子位置検出の実行状況、電動過給の実行状況を示す。
【００２５】
図４においてｔ１のタイミング以前ではブレーキが操作されており、ｔ１のタイミングでブレーキ操作が終了し、その後のｔ２のタイミングでアクセル操作が開始されたものとする。
【００２６】
図３に示すように、電子制御ユニット５０はステップ１００でブレーキ操作量が閾値以下になったか否か判定する。具体的には、ブレーキ操作量が「０」となったか否か、即ち、ブレーキペダルを踏んでいない状態になったか否か判定する。また、電子制御ユニット５０は、ステップ１０１で車速が閾値（例えば１０ｋｍ／ｈ）以下か判定する。
【００２７】
そして、電子制御ユニット５０はステップ１００，１０１においてブレーキ操作量が閾値以下になり、かつ、車速が閾値以下であると（図４のｔ１のタイミング）、ステップ１０２に移行する。電子制御ユニット５０はステップ１０２において電動モータ２１の回転位置の検出を開始する。
【００２８】
そして、電子制御ユニット５０はステップ１００，１０１，１０２の処理を実行することにより、図４のｔ３のタイミングで電動モータ２１の回転子の位置検出が完了する。
電子制御ユニット５０はステップ１０３においてアクセル開度が閾値以上になったか否か判定する。そして、電動モータ２１の回転子の位置検出が完了した後において、電子制御ユニット５０はステップ１０３でアクセル開度が閾値以上になると（図４のｔ４のタイミング）、ステップ１０４で電動モータ２１によりコンプレッサ２２を強制的に回転駆動させて電動モータ２１による過給を開始する。
【００２９】
また、電子制御ユニット５０はステップ１００でブレーキ操作が行われる、または、ステップ１０１で車速が閾値以下でないと、ステップ１０５に移行する。電子制御ユニット５０はステップ１０５で電動モータ２１の回転子の位置検出を終了する。
【００３０】
ここで、電動で過給を開始する前に電動モータの回転子の位置を検出すべく、図７では、ｔ５０のタイミングでアクセル操作を開始してアクセル開度が閾値に達すると（ｔ５１のタイミング）、電動モータ２１の回転子の位置検出を開始する。この場合においてはｔ５２のタイミングで位置検出が完了して電動モータによる過給が行われる。この場合においてはｔ５１〜ｔ５２の期間のタイムラグが生じて加速性能が悪くなる。即ち、アクセル開度を位置検出開始の判断基準としてアクセル開度が閾値を超えてから回転子の位置を検出すると、位置検出完了までのタイムラグが生じて加速性能が悪くなる。
【００３１】
これに対し、図４に示した本実施形態においては、ブレーキ操作の終了に基づいて位置検出を開始することによりアクセル開度が閾値に達する前に位置検出が完了して電動モータ２１による過給が行われる。従って、タイムラグが発生することなく加速性能が向上する。つまり、タイムラグのない電動モータ２１による過給が可能となる。
【００３２】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電動過給機の構成として、回転位置検出開始手段および電動過給開始手段としての電子制御ユニット５０を備える。電子制御ユニット５０は、ブレーキ操作量が閾値以下になると、電動モータ２１の回転位置の検出を開始し、アクセル開度が閾値以上になると電動モータ２１による過給を開始する。よって、電動モータ２１の回転位置の検出を早期に開始して加速性能の向上を図ることができる。
【００３３】
（２）電子制御ユニット５０は、ブレーキ操作量に加えて車速が閾値以下であると電動モータ２１の回転位置の検出を開始するので、車速を考慮しつつ電動モータ２１の回転位置の検出を早期に開始して加速性能の向上を図ることができる。
【００３４】
本実施形態の変形例として、図３のステップ１００においてブレーキ操作が解除されると電動モータ２１の回転位置の検出を開始したが、これに代わり、ブレーキのフル操作量に対する比率が所定値（例えば１０％）以下となると電動モータ２１の回転位置の検出を開始してもよい。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
図５には、排気タービンで過給を行う前において電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０が実行する処理を示す。図６には、アクセル開度の推移、回転子位置検出の実行状況、電動過給の実行状況を示す。
【００３６】
図６においてｔ１０のタイミングでアクセル操作が開始され、時間とともにアクセル開度が大きくされたものとする。
図５に示すように、電子制御ユニット５０はステップ２００でアクセル開度が第１閾値以上になったか否か判定する。また、電子制御ユニット５０はステップ２０１でアクセル開度の時間的変化率が閾値以上か否か判定する。そして、電子制御ユニット５０はステップ２００，２０１においてアクセル開度が第１閾値以上になり（図６のｔ１１のタイミング）、かつ、その時のアクセル開度の時間的変化率が閾値以上であると、ステップ２０２に移行する。電子制御ユニット５０はステップ２０２において電動モータ２１の回転位置の検出を開始する。
【００３７】
そして、電子制御ユニット５０はステップ２００，２０１，２０２の処理を実行することにより、図６のｔ１２のタイミングで電動モータ２１の回転子の位置検出が完了する。
電子制御ユニット５０はステップ２０３においてアクセル開度が第１閾値よりも大きな第２閾値以上になったか否か判定する。そして、電動モータ２１の回転子の位置検出が完了した後において、電子制御ユニット５０はステップ２０３でアクセル開度が第２閾値以上になると（図６のｔ１３のタイミング）、ステップ２０４で電動モータ２１によりコンプレッサ２２を強制的に回転駆動させて電動モータ２１による過給を開始する。
【００３８】
また、電子制御ユニット５０はステップ２００でアクセル開度が第１閾値以上でない、または、ステップ２０１でアクセル開度の時間的変化率が閾値以上でないと、ステップ２０５に移行する。電子制御ユニット５０はステップ２０５で電動モータ２１の回転子の位置検出を終了する。
【００３９】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（３）電動過給機の構成として、回転位置検出開始手段および電動過給開始手段としての電子制御ユニット５０は、アクセル開度が第１閾値以上になると電動モータ２１の回転位置の検出を開始し、アクセル開度が第１閾値よりも大きな第２閾値以上になると電動モータ２１による過給を開始する。よって、電動モータ２１の回転位置の検出を早期に開始して加速性能の向上を図ることができる。
【００４０】
（４）回転位置検出開始手段としての電子制御ユニット５０は、アクセル開度およびアクセル開度の時間的変化に基づいて電動モータ２１の回転位置の検出を開始する。即ち、アクセル開度が第１閾値以上になった時におけるアクセル開度の時間的変化に基づいて電動モータ２１の回転位置の検出を開始する。よって、アクセル開度の時間的変化を考慮しつつ電動モータ２１の回転位置の検出を早期に開始して加速性能の向上を図ることができる。
【００４１】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・図３のステップ１０１の処理を削除して、単に、ブレーキ操作量が閾値以下になると（例えばブレーキ操作量が０になると）、電動モータの回転位置の検出を開始してもよい。
【００４２】
・所定時間（例えば数秒）以上ブレーキ操作量が一定値を超えた後にブレーキ操作量が「０」になると、電動モータの回転位置の検出を開始してもよい。
・シフトレバー（ギア）位置がパーキング，ニュートラル以外、かつ、ブレーキ操作量が「０」であると、電動モータの回転位置の検出を開始してもよい。即ち、車両が進もうとしているシフトレバー位置であることを考慮して電動モータの回転位置の検出を開始してもよい。
【００４３】
・吸気通路のコンプレッサ（４２）と排気通路のタービン（４１）とを繋ぐ軸に電動モータを配した場合に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
２０…電動過給機、２１…電動モータ、２２…コンプレッサ、３０…エンジン、５０…電子制御ユニット。
【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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