(57)【要約】  熱機関と電気機械（１５）とを含むアセンブリの一部をなす電動コンプレッサ（１１）の制御方法であって、電動コンプレッサ（１１）が、熱機関の吸気部で空気を圧縮するように構成され、電気エネルギー保存ユニット（１０）により供給される第１の電気エネルギーと、電気機械の回転駆動時にこの電気機械（１５）から送られる第２の電気エネルギーとを給電可能にされており、この方法では、アセンブリの少なくとも１つの電気または機械的な変数に設定値を課して、前記変数の値が設定値に近づくように、第１および第２の電気エネルギーを少なくとも一時的に電動コンプレッサ（１１）に供給する。
2016522344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱機関と電気機械（１５）とをさらに含むアセンブリの一部をなす電動コンプレッサ（１１）の制御方法であって、前記電動コンプレッサ（１１）が、熱機関の吸気部で空気を圧縮するように構成されるとともに、
−電気エネルギー保存ユニット（１０）により供給される第１の電気エネルギーと、
−電気機械の回転駆動時にこの電気機械（１５）から送られる第２の電気エネルギーと、
を給電可能にされており、
−前記アセンブリの少なくとも１つの電気または機械的な変数に設定値を課し、
−前記変数の値が設定値に近づくように、第１および第２の電気エネルギーを少なくとも一時的に電動コンプレッサ（１１）に供給する方法。
【請求項２】
第１の電気エネルギーと第２の電気エネルギーとの比が、電動コンプレッサ（１１）にこれら双方が同時に供給される場合に変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の電気エネルギーと第２の電気エネルギーとの比が、熱機関の速度が増加すると減少する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第１の電気エネルギーと第２の電気エネルギーとの比が、熱機関により供給されるトルクが増加すると減少する、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
第１の電気エネルギーと第２の電気エネルギーとの比が複数の離散値をとり、そのうちの少なくとも１つが１０より大きく、少なくとも別の１つが４分の１未満である、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
第１および第２の電気エネルギーを電動コンプレッサ（１１）に給電する前に、前記アセンブリの少なくとも１つの電気または機械的な変数と、この電気または機械的な変数に対する設定値の百分率である閾値とを比較する（１０２、１０４）、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
第１および第２の電気エネルギーを電動コンプレッサ（１１）に給電する前に、前記アセンブリの少なくとも１つの電気または機械的な変数と、前記電気または機械的な変数に対する公称値の百分率である閾値とを比較する（１０３）、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
−前記アセンブリの第１の電気または機械的な変数の値と、前記第１の電気または機械的な変数に対する設定値の百分率である第１の閾値とを比較し（１０２）、
−前記アセンブリの第２の電気または機械的な変数の値と、前記第２の電気または機械的な変数に対する公称値の百分率である第２の閾値とを比較し（１０３）、
−前記アセンブリの第３の電気または機械的な変数の値と、前記第３の電気または機械的な変数に対する設定値の百分率である第３の閾値とを比較する（１０４）、
請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の変数が第１の閾値より大きい値を有するとき、前記第２の変数が第２の閾値より小さい値を有するとき、および前記第３の変数が前記第３の閾値より大きい値を有するとき、第１および第２の電気エネルギーを電動コンプレッサ（１１）に給電する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記アセンブリの第１の電気または機械的な変数が電動コンプレッサ（１１）の回転速度であり、前記アセンブリの第２の電気または機械的な変数が電動コンプレッサ（１１）の電力であり、前記アセンブリの第３の電気または機械的な変数が熱機関の吸気部で測定された圧力である、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
電動コンプレッサ（１１）および電気機械（１５）を制御するために、
−前記アセンブリの少なくとも１つの動作パラメータの値を測定し、
−前記アセンブリの動作パラメータの測定値と、この動作パラメータのために予め決められた設定値とを比較し（３０２）、比較の結果に基づいて、前記電動コンプレッサ（１１）の少なくとも１つの制御パラメータのための値を生成し（３０３）、
−前記アセンブリの動作パラメータの測定値と、前記アセンブリの動作パラメータに対して予め決められた設定値の百分率とを比較し（３０６）、比較の結果に基づいて、電気機械（１５）の少なくとも１つの制御パラメータのための値を生成する（３０８）、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記アセンブリの動作パラメータが、熱機関の吸気部で測定された圧力、この熱機関により供給されるトルク、および熱機関の吸気部の空気流量の中から選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記電動コンプレッサ（１１）の制御パラメータが、この電動コンプレッサ（１１）の回転速度であり、前記電気機械（１５）の制御パラメータが、この電気機械（１５）の制御電圧である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
第１の電気エネルギーのみを前記電動コンプレッサ（１１）に供給する予備ステップ（２００）を含んでいる、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
第２の電気エネルギーのみを前記電動コンプレッサ（１１）に供給する事後ステップ（２０２）を含んでいる、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱機関、特に車両の過給用の電動コンプレッサの制御方法に関する。
【０００２】
このコンプレッサは、たとえば特定の状況、特に低回転域における過渡的なチャージ増加中に車両のターボコンプレッサを補うものであり、その使用によって、「ターボラグ」とも呼ばれるターボコンプレッサの長い応答時間を解消することをめざしている。
【０００３】
変形実施形態では、ターボコンプレッサを補うのではなく、ターボコンプレッサに代替して暫定的に電動コンプレッサを使用することができる。車両は、電動コンプレッサがあれば、ターボコンプレッサなしですますことさえ可能である。
【背景技術】
【０００４】
このような電動コンプレッサは比較的エネルギー消費量が多く、車両内での使用時に、電動コンプレッサに供給するために利用可能な電気エネルギーが不十分である場合には、特殊なバッテリおよび／または電動コンプレッサの制御機能を用いることが必要である。この点に関し、特許文献１は、過給用電動コンプレッサに供給する電源が十分にチャージされていない場合には過給電動コンプレッサの励起を低減することを教示している。このような解決方法は、完全に満足のいくものではない。なぜなら、この解決方法は、電動コンプレッサを使用する可能性および電動コンプレッサが過給補助を行う可能性を制限するからである。
【０００５】
この課題を解決するために、より大きな容量のバッテリを設けることも考えられるが、その場合には、価格が上がり、外形寸法が大型化されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許第１３７６８１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
熱機関過給用の電動コンプレッサの使用の可能性を広げることができるようにする必要性がある。
【０００８】
本発明は、この必要性に応えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、その特徴の１つによれば、熱機関と電気機械とをさらに含むアセンブリの一部をなす電動コンプレッサの制御方法を用いて、上記の目的を達成するものであり、電動コンプレッサは、熱機関の吸気部で空気を圧縮するように構成されるとともに、
−電気エネルギー保存ユニットにより供給される第１の電気エネルギーと、
−電気機械の回転駆動時に電気機械から送られる第２の電気エネルギーと、
を給電可能にされており、
この方法では、
−アセンブリの少なくとも１つの電気または機械的な変数に設定値を課し、
−前記変数の値が設定値に近づき、とりわけ設定値に達するように、第１および第２の電気エネルギーを少なくとも一時的に電動コンプレッサに供給する。
【００１０】
上記の方法によれば、課された設定値を考慮する際に、電動コンプレッサの唯一の供給手段として従来技術で使用されていた電気エネルギー保存ユニットにより形成される電源に加えて、付加的な電源を使用する少なくとも１つの段階が存在する。
【００１１】
この付加的な電源は、発電機として動作する電気機械そのもの、または電気機械が発電機として動作しているときには電気機械によりチャージされるバッテリもしくは他のあらゆるエネルギー保存装置とすることができる。
【００１２】
発電機として動作する電気機械から供給される電気エネルギーの直接的または間接的な使用によって、
−より小さい容量の、したがって、より安価で外形寸法が小型化された電気エネルギー保存ユニットを使用し、
−このような電気エネルギー保存ユニットの励起を一段と少なくすることでその寿命を延ばし、
−上記の特許文献１で教示されているように、たとえば電動コンプレッサの励起を低減する必要性なしに、電気エネルギー保存ユニットが十分にチャージされていない事態を解消すること
ができる。
【００１３】
そのため、上記の方法は、電動コンプレッサの使用の可能性を広げ、使用時に電動コンプレッサの励起を可能な限り最適化することができる。
【００１４】
電気機械は、回転電気機械、たとえば直流または可変リラクタンス型の同期、非同期機械とすることができる。この電気機械は、場合によってはベルトを介して、熱機関のシャフトにより駆動可能なロータを含むことができる。こうして電気機械のロータと熱機関のシャフトとの間には、連続または不連続式の結合を存在させることができる。
【００１５】
第１の電気エネルギーと第２の電気エネルギーの比を、これらの電気エネルギーが電動コンプレッサに同時に供給される場合、変えることができる。そのため、電気または機械的な変数に対して適用される設定値に応答するために、このような応答時には、発電機から直接または間接的に送られる電気エネルギーと、電気エネルギー保存ユニットから送られる電気エネルギーとの割合を変化させることができる。
【００１６】
第１の電気エネルギーと第２の電気エネルギーとの比は、たとえば熱機関の速度が増加すると減少する。
【００１７】
変形実施形態では、第１の電気エネルギーと第２の電気エネルギーとの比は、熱機関により供給されるトルクが増加すると減少する。
【００１８】
変形実施形態では、アセンブリの電気または機械的な変数に対して課される設定値に応答するために第１の電気エネルギーと第２の電気エネルギーが同時に電動コンプレッサに給電される場合、第１の電気エネルギーと第２の電気エネルギーとの比を一定にすることができる。この比の一定値は、アセンブリの電気的または機械的な変数に対して課される設定値により決定可能である。車両の場合、この設定値は、たとえば、エンジン制御ユニット（英語でＥＣＵ）により決定される。
【００１９】
以上の説明において、設定値を課される電気または機械的な変数は、電動コンプレッサの回転速度、電動コンプレッサにより供給されるトルク、クランクシャフトで測定される熱機関の速度、電動コンプレッサに供給される電力、熱機関により供給されるトルク、および特に熱機関の吸気マニホールド（英語でｉｎｔａｋｅ  ｍａｎｉｆｏｌｄ）内で測定される熱機関の吸気部における圧力の中の１つとすることができる。
【００２０】
以上の説明において、第１の電気エネルギーと第２の電気エネルギーとの比は、複数の離散値をとることができ、そのうちの少なくとも１つは１０より大きく、少なくとも別の１つは４分の１未満である。こうして第１の電気エネルギーを節約するために、第２の電気エネルギー、すなわち発電機から送られるエネルギーをある程度使用することが可能である。
【００２１】
第１および第２の電気エネルギーを電動コンプレッサに給電する前に、アセンブリの少なくとも１つの電気または機械的な変数と、この電気または機械的な変数に対する設定値の百分率である閾値とを比較することができる。この比較は、たとえば、熱機関が過渡的な回転域にあるかどうか判断することを目的に行われる。比較によってそうであることが判明した場合、第１の電気エネルギーだけを電動コンプレッサに供給し続けることができる。実際、発電機として動作する電気機械をこの段階で電源として使用すると、熱機関のクランクシャフトに付加的な摩擦が発生する場合があり、これによって望ましくない影響が生じることがある。さらに、過渡的な回転域では、第２の電気エネルギーを供給するために必要な、発電機として動作する電気機械の応答時間が、比較的長くなる可能性があり、その結果、熱機関が設定値にうまくしたがえなくなる。
【００２２】
たとえば、電動コンプレッサの速度と、この電動コンプレッサの速度に対して特にＥＣＵにより課される設定値の百分率とを比較する。変形実施形態では、たとえば熱機関の吸気マニホールド内の圧力と、この熱機関の吸気マニホールド内の圧力に対して特にＥＣＵにより課される設定値の百分率とを比較する。
【００２３】
第１および第２の電気エネルギーを電動コンプレッサに給電する前に、アセンブリの少なくとも１つの電気または機械的な変数と、前記電気または機械的な変数に対する公称値の百分率である閾値とを比較することができる。この比較は、たとえば、電動コンプレッサが非常に高い出力で動作しているか否かを判断することを目的に行われる。比較によってそうであることが判明した場合、第１の電源からのみ電動コンプレッサを供給し続けることができる。実際、第２の電気エネルギーを電動コンプレッサに供給すると、発電機として動作する電気機械から取り出されるトルクが大きくなり、これは望ましくない。たとえば、電動コンプレッサの供給電力と、その公称電力の百分率とを比較する。
【００２４】
本発明の特定の実施例によれば、この方法は、以下のステップを含むことができる。
【００２５】
−アセンブリの第１の電気または機械的な変数の値と、前記第１の電気または機械的な変数に対する設定値の百分率である第１の閾値とを比較し、
−アセンブリの第２の電気または機械的な変数の値と、前記第２の電気または機械的な変数に対する公称値の百分率である第２の閾値とを比較し、
−アセンブリの第３の電気または機械的な変数の値と、前記第３の電気または機械的な変数に対する設定値の百分率である第３の閾値とを比較する。
【００２６】
本発明のこの特定の実施例によれば、第１および第２の電気エネルギーを電動コンプレッサに給電できるのは、以下の場合すなわち
−前記第１の変数が第１の閾値より大きい値を有するとき、
−前記第２の変数が第２の閾値より小さい値を有するとき、および
−前記第３の変数が前記第３の閾値より大きい値を有するとき、
に限られる。
【００２７】
このため、第１の電気エネルギーのみが電動コンプレッサに供給されている状態から第１の電気エネルギーおよび第２の電気エネルギーが電動コンプレッサに供給される状態へと移行する前に、複数の累積的な条件を検証することが必要な場合がある。本発明のこの特定の実施例によれば、アセンブリの第１の電気または機械的な変数は電動コンプレッサの回転速度とすることができ、アセンブリの第２の電気または機械的な変数は電動コンプレッサの電力、アセンブリの第３の電気または機械的な変数は熱機関の吸気部で測定された圧力とすることができる。
【００２８】
電動コンプレッサおよび電気機械を以下のように制御可能である。
【００２９】
−アセンブリの少なくとも１つの動作パラメータの値を測定し、
−アセンブリの動作パラメータの測定値と、この動作パラメータに対して予め決められた設定値とを比較し、比較の結果に基づいて、電動コンプレッサの少なくとも１つの制御パラメータのための値を生成し、
−アセンブリの動作パラメータの測定値と、前記アセンブリの動作パラメータに対して予め決められた設定値の百分率とを比較し、比較の結果に基づいて、電気機械の少なくとも１つの制御パラメータのための値を生成する。
【００３０】
比較の結果に基づくそれぞれの生成には、たとえばＰＩＤタイプの制御装置などの制御装置を介在させることができる。このようにして、電動コンプレッサと電気機械との制御には、デュアル制御ループを介在させることができる。アセンブリの同一の動作パラメータを測定し、このパラメータに対して測定された値を、まず電動コンプレッサの制御パラメータを生成するための設定値と比較し、次いで、電気機械の制御パラメータを生成するための設定値の百分率である値と比較することができる。
【００３１】
したがって、このようなデュアル制御により、発電機として動作する電気機械を段階的に作動可能にし、すなわち、この電気機械が段階的に電力を供給するようにする。デュアル制御はまた、電動コンプレッサの供給のダイナミック制御を可能にすることもできる。
【００３２】
アセンブリの動作パラメータは、たとえば、熱機関の吸気部で測定された圧力、特に熱機関の吸気マニホールド内で測定された圧力、この熱機関により供給されるトルク、この熱機関に入る空気流量、および、特にクランクシャフトで測定されたこの熱機関の回転速度の中から選択される。
【００３３】
アセンブリの前記動作パラメータのために予め決定される設定値は、たとえばＥＣＵから得られる。
【００３４】
電動コンプレッサの制御パラメータは、たとえば電動コンプレッサの回転速度であり、その一方で電気機械の制御パラメータは、電気機械の制御電圧または供給電流、特にこの電気機械のステータの電気コイルまたはロータの電気コイルの制御電圧または供給電流である。
【００３５】
理解されるように、電動コンプレッサと電気機械とで異なる制御をしてもよい。たとえば、電動コンプレッサの制御パラメータを、アセンブリの動作パラメータに対して予め決められた設定値を用いることにより調整し、電気機械の制御パラメータを、予め決められたこの設定値の百分率を用いることにより制御する。この百分率は、たとえば８０％より大きく、特に８０％、９０％、または９５％である。したがって、電気機械については、電動コンプレッサに供給される第２の電気エネルギーが電動コンプレッサにより消費される電気エネルギーの全体に対して、上記の百分率と同じ値になるように制御することができる。換言すれば、その場合、電動コンプレッサにより消費される電気エネルギーの一部分だけが、電気エネルギー保存ユニットから送られる第１の電気エネルギーに相当することになる。一部の事例では、電動コンプレッサにより消費される電気エネルギーの５〜２０％だけをこの電気エネルギー保存ユニットから送ることができ、このユニットの励起をいっそう低減し、それによって、ユニットの寸法をそれ相応に決定することができる。
【００３６】
場合によっては、第３の閾値が、アセンブリの第３の電気または機械的な変数に対する設定値の百分率に相当することになり、この百分率は、電動コンプレッサの制御パラメータの調整に使用される百分率と同じかまたは異なる。
【００３７】
以上の説明では、第１および第２の電気エネルギーを電動コンプレッサに供給する前に、第１の電気エネルギーのみを電動コンプレッサに予め供給することができる。
【００３８】
以上の説明の変形実施形態では、第１および第２の電気エネルギーを電動コンプレッサに供給する前に、第２の電気エネルギーのみを電動コンプレッサに予め供給することができる。
【００３９】
以上の説明では、第１および第２の電気エネルギーを電動コンプレッサに供給した後で、第２の電気エネルギーのみを電動コンプレッサに供給することができる。
【００４０】
以上の説明では、第１の電気エネルギーを供給する電気エネルギー保存ユニットは、１つのバッテリまたは、直列もしくは並列接続された１つもしくは複数のバッテリとすることができる。変形実施形態では、１つまたは複数のスーパーキャパシタを使用してもよい。電気エネルギー保存ユニットの公称電圧は、たとえば１２Ｖから４８Ｖの範囲にあって、たとえば１２Ｖから３０Ｖの範囲にあり、たとえば１２Ｖまたは１６Ｖである。
【００４１】
本発明は、また、その特徴の１つによれば、上記の方法を実施可能な電気回路網を目的とする。この電気回路網は、電動コンプレッサの以下の給電モードの１つを可能にするように構成することができる。
【００４２】
−第１の電気エネルギーのみの給電
−第１の電気エネルギーと第２の電気エネルギーの同時給電
場合によっては、電気回路網は、第２の電気エネルギーのみを電動コンプレッサに給電可能にするように構成することができる。
【００４３】
電気回路網は、たとえば車載電気回路網である。
【００４４】
本発明は、添付図面を参照しながら、限定的ではない本発明の一実施例の以下の説明を読めば、いっそう理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による方法を実施可能な電気回路網の一例を概略的に示す図である。
【図２】本発明による方法の実施例にしたがって電動コンプレッサに給電するために実施されるさまざまなステップを示すフローチャートである。
【図３】本発明による方法を実施可能にする制御の一例を示すブロック図である。
【図４】従来技術との比較で本発明によりもたらされる効果を明らかにすることができるグラフである。
【図５】従来技術との比較で本発明によりもたらされる効果を明らかにすることができるグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１では、熱機関過給用の電動コンプレッサ１１に給電するために使用される電気回路網１を示した。この実施例では、車両を推進するために熱機関が使用されているとみなす。その場合、電気回路網１は、車載回路網とすることができる。
【００４７】
後述するように、熱機関と電動コンプレッサ１１は、電気機械１５をさらに含むアセンブリの一部をなしている。
【００４８】
電動コンプレッサ１１は、熱機関の吸気ラインに加圧空気を注入するように構成され、この電動コンプレッサ１１は、特に低回転域における過渡的なチャージ増加中に車両のターボコンプレッサを補うか、またはターボコンプレッサに代替する。
【００４９】
回路網１は、第１の回路２と第２の回路３とを含んでいる。図１の実施例では、第１の回路２と第２の回路３が、第１の回路２と第２の回路３を選択的に接続可能にする結合部材５によって相互接続されている。結合部材５は、たとえば、必要に応じて昇圧モードまたは降圧モードで動作可能なＤＣ／ＤＣコンバータである。変形実施形態では、結合部材５はたとえば押しボタン等の機械スイッチ、リレー等の電気機械スイッチ、あるいはトランジスタ等の電子スイッチなどの簡単なスイッチから形成することができる。変形実施形態ではさらに、結合部材５は、閉鎖時に線形動作するスイッチか、あるいは可変値をとる抵抗であり、この値については、特に２つの極値の間で変えることができる。これらの値の比は、１０、さらには２０、さらには４０、さらには１００とすることができる。
【００５０】
記載された実施例では、第１の回路２は、第１の電子部品８に供給する第１の電源７を含んでいる。図示された実施例では、第１の電子部品８は、第１の電源７の端子に並列接続されている。電子部品８は、たとえば車両の快適性部品および／または安全部品である。
【００５１】
第２の回路３は、第２の電源１０（以下「電気エネルギー保存ユニット」と呼ぶ）を含んでおり、その端子には過給電動コンプレッサ１１が接続されている。そのため、電気エネルギー保存ユニット１０は、第１の電気エネルギーを電動コンプレッサに供給して電動コンプレッサを回転駆動にする。考慮された実施例では、電気エネルギー保存ユニット１０がスーパーキャパシタである。第１の電源７は、たとえば直流電圧１２Ｖを供給し、その一方で、電気エネルギー保存ユニットは、１２Ｖから３０Ｖの範囲で、たとえば１２Ｖまたは１６Ｖの直流電圧を供給する。
【００５２】
回路網１は、さらに、発電機として動作可能な電気機械１５を含んでいる。これは、たとえば、永久磁石を備えた同期装置である。
【００５３】
ここでは、この電気機械１５を、切換装置１３を介して第１の回路２または第２の回路３に選択的に接続することができる。考慮された実施例では、切換装置１３が電気機械１５を電動コンプレッサ１１の端子に接続すると、電気機械１５が電気エネルギー保存ユニット１０に並列接続されるので、その結果、電気エネルギー保存ユニット１０から供給される第１の電気エネルギーと、発電機として動作する電気機械１５からの第２の電気エネルギーとを電動コンプレッサ１１に同時に給電することができる。
【００５４】
回路網１は、図示されていないが、たとえば電気機械１５に並列接続されたスタータをさらに含むこともできる。
【００５５】
回路網１は、さらに制御ユニット１７を含んでおり、制御ユニットは、特に結合部材５と切換装置１３の構成に作用するように、また、電動コンプレッサ１１を作動し、あるいは作動しないように設計されている。制御ユニット１７は、中央集中装置であってもなくてもよく、たとえば１つまたは複数のマイクロコントローラを利用する。以下、制御ユニット１７の動作について説明する。この制御ユニット１７は、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）とは異なるものにすることができる。変形実施形態では、制御ユニット１７がエンジン制御ユニットに組み込まれている。
【００５６】
制御ユニット１７は、電動コンプレッサ１１を作動すべきかどうかを決定することができる。これは、特に、図示された実施例の低回転域における場合であり、すなわち、過渡的なチャージ増加の場合である。
【００５７】
以下、図２を参照しながら、電動コンプレッサ１１の給電の制御ユニット１７による制御の一例について説明する。ステップ１００は、たとえばエンジン回転域についての設定値に応答するための電動コンプレッサ１１の作動命令に相当する。
【００５８】
ステップ１０１は、制御ユニット１７による電気エネルギー保存ユニット１０のチャージ状態の検証に相当する。たとえば電気エネルギー保存ユニット１０が「鉛」蓄電池であるとき、このチャージ状態が閾値未満、たとえば当該ユニットの公称容量の５０％等の低い百分率である場合、電動コンプレッサは、状態２０２に移行する。この状態では、発電機として動作する電気機械１５が供給する第２の電気エネルギーのみによって、電動コンプレッサ１１を回転させるためのこのコンプレッサへの給電が行われる。その場合、切換装置１３は、電気機械１５と電動コンプレッサ１１とを電気的に接続するように制御される。
【００５９】
電気エネルギー保存ユニット１０のチャージ状態が十分であるとき、電動コンプレッサは、状態２００に移行し、この状態では、このユニット１０により供給される第１の電気エネルギーのみによって、コンプレッサの給電が行われる。この状態２００は、電動コンプレッサ１１の回転速度の値が第１の閾値より大きいことを制御ユニット１７がステップ１０２で検知しない限り、続けられる。この第１の閾値は、たとえば、特に車両のエンジン制御ユニットにより決定される設定値の百分率に等しい。
【００６０】
たとえば、電動コンプレッサ１１の回転速度が設定値の８０％より大きいかどうか判断する。この値を超えない場合、電動コンプレッサは状態２００にとどまる。この値を超える場合、熱機関はもはや過渡的なモードにはないとみなされ、制御ユニット１７は、ステップ１０３で、電動コンプレッサ１１の電力値と第２の閾値とを比較する。この第２の閾値は、考慮された実施例では、電動コンプレッサ１１の公称電力の百分率である。たとえば、電動コンプレッサ１１の電力が、この電動コンプレッサ１１の公称電力の９０％より小さいかどうか判断する。この値より小さい場合、電動コンプレッサ１１は状態２００にとどまる。
【００６１】
この値を超えない場合、電動コンプレッサ１１は飽和電力にはないとみなされ、制御ユニット１７は、ステップ１０４で熱機関の吸気マニホールド内の圧力値と第３の閾値とを比較する。この第３の閾値は、たとえば、特にＥＣＵにより決定された設定値の百分率に等しい。このステップでは、たとえば、熱機関の吸気マニホールド内で測定された圧力が、ＥＣＵにより決定された設定値の９０％より大きいかどうか判断する。
【００６２】
この値を超える場合、熱機関の吸気部における圧力が、第２の電気エネルギーを供給するために電気機械１５を励起可能にする設定値に十分に近いとみなされ、応答時間が長くなりすぎたり、および／または、電気機械から取り出されるトルクが大きくなりすぎたりすることがない。その場合、電動コンプレッサ１１は、電気エネルギー保存ユニット１０により供給される第１の電気エネルギーと、発電機として動作する電気機械１５からの第２の電気エネルギーとを同時に給電される状態２０１に移行する。この値を超えない場合、電動コンプレッサ１１は状態２００にとどまる。
【００６３】
次に、図３を参照しながら、電動コンプレッサ１１が状態２０１にあるときの、電動コンプレッサ１１と、発電機として動作する電気機械１５との制御の一例について説明する。
【００６４】
この制御は、デュアル制御ループ３００を用いる。センサ３０１は、熱機関の１つの動作パラメータ、たとえば熱機関の吸気マニホールド内の圧力またはこの熱機関により供給されるトルクを測定可能である。
【００６５】
第１の比較３０２は、このセンサから供給される値と、このパラメータ（この実施例では熱機関の吸気マニホールドの圧力またはこの熱機関により供給されるトルク）に対して課される設定値との間で行われる。設定値は、たとえばＥＣＵにより決定される。この比較の結果は、図３の実施例ではＰＩＤタイプの制御装置である制御部３０３に送られる。こうして制御部３０３は、電動コンプレッサ１１の制御パラメータの設定値、たとえば電動コンプレッサ１１の速度の設定値を生成する。
【００６６】
第２の比較３０６は、センサから供給される値と、このパラメータに対して課される設定値の百分率との間で行われる。この百分率は、たとえばステップ１０４で考慮したものと同じである。この場合、センサから供給される値と、熱機関の吸気マニホールド内の圧力またはこの熱機関により供給されるトルクに対してたとえばＥＣＵにより課された設定値の９０％との比較が３０６で行われる。この比較の結果は、図３の実施例ではこちらもＰＩＤタイプの制御装置である制御部３０８に送られる。こうして制御部３０８は、電気機械１５の制御パラメータ、たとえば電気機械１５のステータの供給電圧の設定値を生成する。
【００６７】
この場合、電動コンプレッサ１１の出力は所定の設定値を用いて調整されるが、その一方で電気機械１５の出力は別の設定値を用いて調整され、その値は、電動コンプレッサ１１の電力を調整するために使用される設定値の百分率に等しい。この２つの設定値の差による電力差は、電動コンプレッサが状態２０１にあるとき、電気エネルギー保存ユニット１０により供給すべき電力に相当しうる。
【００６８】
図４と図５は、排気量１．２Ｌの熱機関を用いて３０ｋｍ／時から第３速の７０ｋｍ／時にシフトするときに得られるさまざまな結果を示している。
【００６９】
図４では、第２の電気エネルギーによる電動コンプレッサ１１の給電幅に応じて、「車両の加速時間（灰色）／電動コンプレッサ１１の作動時間（黒）」のさまざまな組み合わせを示した。これらの時間の単位は秒である。
【００７０】
図５では、「電動コンプレッサ１１によるエネルギー消費量（灰色）／電動コンプレッサ１１による第１の電気エネルギーの消費量（黒）」のさまざまな組み合わせ、換言すれば「上記の加速時に電動コンプレッサ１１により消費されるエネルギー総量（灰色）／電気エネルギー保存ユニット１０のみにより供給されるエネルギー（黒）」のさまざまな組み合わせを示した。これらのエネルギーの単位はｋＪである。
【００７１】
Ａでは、電動コンプレッサ１１を供給するために第１の電気エネルギーだけが使用されており、これは従来技術に対応する。
【００７２】
Ｂでは、熱機関の吸気マニホールド内の圧力が設定値の９５％より大きいとき、すなわち、この圧力の測定値と第３の設定値の９５％に等しい値との比較によってステップ１０４が実施されるとき、電動コンプレッサが状態２０１に移行する。
【００７３】
こうして電動コンプレッサ１１が状態２０１にあるとき、電気機械１５の出力は、電動コンプレッサ１１の出力を調整するために使用される設定値の９５％に等しい設定値のあたりに調整される。
【００７４】
Ｃでは、熱機関の吸気マニホールド内の圧力が設定値の９０％より大きいとき、すなわち、この圧力の測定値と第３の設定値の９０％に等しい値との比較によりステップ１０４が実施されるとき、電動コンプレッサが状態２０１に移行する。
【００７５】
こうして電動コンプレッサ１１が状態２０１にあるとき、電気機械１５の出力は、電動コンプレッサ１１の出力を調整するために使用される設定値の９０％に等しい設定値のあたりに調整される。
【００７６】
Ｄでは、熱機関の吸気マニホールド内の圧力が設定値の８５％より大きいとき、すなわち、この圧力の測定値と第３の設定値の８５％に等しい値との比較によりステップ１０４が実施されるとき、電動コンプレッサが状態２０１に移行する。
【００７７】
こうして電動コンプレッサ１１が状態２０１にあるとき、電気機械１５の出力は、電動コンプレッサ１１の電力を調整するために使用される設定値の８５％に等しい設定値のあたりに調整される。
【００７８】
Ｅでは、熱機関の吸気マニホールド内の圧力が設定値の８０％より大きいとき、すなわち、この圧力の測定値と第３の設定値の８０％に等しい値との比較によりステップ１０４が実施されるとき、電動コンプレッサが状態２０１に移行する。
【００７９】
こうして電動コンプレッサ１１が状態２０１にあるとき、電気機械１５の出力は、電動コンプレッサ１１の出力を調整するために使用される設定値の８０％に等しい設定値のあたりに調整される。
【００８０】
したがって、電動コンプレッサ１１を同様に供給するために、発電機として動作する電気機械１５を励起する場合、ＡからＥに移行するときに電動コンプレッサ１１の作動時間がたとえ長くなったとしても、３０ｋｍ／時から７０ｋｍ／時に移行するのに必要な時間全体に与える影響はごくわずかであることが確認される。
【００８１】
同様に観察されるのは、このように熱機関の性能があまり劣化しないことに加え、電気エネルギー保存ユニット１０から供給される第１の電気エネルギーの、電動コンプレッサ１１による消費量の実質的な節約が得られるということである。実際、発電機として動作する電気機械１５に対する調整百分率を９５％とした時点で既に、電動コンプレッサ１１により消費される電気エネルギーのうち第１の電気エネルギーの占める割合は著しく減少している。
【００８２】
たとえば、８０％に等しい調整百分率に対して、電気エネルギー保存ユニット１０により供給される第１の電気エネルギーの占める割合が著しく減少したことが確認される。こうして電気エネルギー保存ユニットのサイズを小さくすることができる。
【００８３】
本発明は、上記の説明に限定されるものではない。
【００８４】
特に、この実施例では、電気機械１５が電源として直接使用されているが、変形実施形態では、電気機械１５が中間保存装置に電流を投入し、中間保存装置が、第２の電気エネルギーを電動コンプレッサに供給することも可能である。
【００８５】
「１つを含む」という表現は、反対の指示のない限り、「少なくとも１つを含む」と同義であると理解されたい。
【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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【国際調査報告】
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