电动辅助增压机及其控制方法
【专利摘要】该电动辅助增压机（10）具备：用发动机（40）的排气气体（7）对涡轮（12a）进行旋转驱动，用涡轮对压缩机（12b）进行旋转驱动来压缩吸气（5），供给到发动机的涡轮增压机（12）；与连结涡轮和压缩机的旋转轴（12c）连结，对涡轮增压机附加旋转力的电动马达（14）；以及基于发动机用的油门开度（A）和发动机的旋转数（NE），用开环控制涡轮增压机的辅助运转所需的电动马达的驱动电流（I）的马达控制装置（20）。该电动辅助增压机能单独地减小涡轮迟滞，在发动机旋转速度高的区域中消耗动也小，能防止误动作、必要以上的功耗，能简化控制系统，搭载空间、质量小。
【专利说明】电动辅助增压机及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及增压机，更详细地说，涉及电动辅助增压机及其控制方法。
[0002]本申请基于2011年4月8日在日本申请的特愿2011 — 86204号要求优先权，在此引用其内容。
【背景技术】
[0003]增压机是提升内燃机(以下，称为“发动机”)的吸气压力，使填充效率增大的装置。以往，在发动机所要求的扭矩(torque)大的情况下，利用增压机进行增压来使发动机的产生扭矩增加。
[0004]增压机大致区分为用发动机的排气气体驱动的“涡轮(turbo)增压机”和用发动机或电动机驱动的“机械驱动式增压机”。
[0005]此外，电动辅助增压机为了补偿(辅助)涡轮增压机的扭矩或旋转速度，用电动机驱动涡轮增压机的旋转轴。这样的电动辅助增压机例如在专利文献I?3有所公开。
[0006]以往，作为确定电动辅助增压机的电动机(马达)的驱动要求的手段，用油门踏板(accel pedal)的操作量等感测操纵者的加速意图,算出增压压、润轮(turbine)旋转速度的目标值，对此，检测与增压压、涡轮旋转速度的实测值的差分，进行反馈(feedback)控制。
[0007]现有技术文献 专利文献
专利文献1:日本国特开2007 - 132288号；
专利文献2:日本国特开2008 - 196323号；
专利文献3:日本国特开2010 - 190143号。
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
在使用涡轮增压机进行增压时，(I)在增压开始时的发动机输出小的情况下，(2)在增压开始时涡轮轴停止的情况下，或者(3)在涡轮旋转速度小的情况下，涡轮能产生的输出小。因此，直到涡轮旋转速度达到进行增压所充分的旋转数为止，需要数秒，在此期间增压机不能进行充分的增压(一般将该增压延迟称为“涡轮迟滞(turbo lag)”)。
[0009]在使用机械驱动式增压机的情况下，能对与发动机旋转速度成比例的空气量进行增压，不会产生“涡轮迟滞”。但是，在发动机旋转速度高的区域中，机械式增压机的驱动动力大，要消耗发动机的曲柄(crank)轴动力，因此,车轴输出变低,耗油量恶化。
[0010]此外，还存在使用离合器(clutch)或旁路(bypass)通路组合了涡轮增压机和机械驱动式增压机的增压系统。该增压系统虽然相互弥补各个增压机的缺点，但是，因为具备两个工作原理不同的增压机，所以系统变得复杂，增压机的搭载空间、质量增加。因此，与用小而轻的发动机得到大的扭矩的目的相悖。
[0011]另一方面，在电动辅助增压机中，一般来说为了感测操纵者的加速意图，使用油门踏板的开度。但是，根据车辆的行车条件，即使在不加速地以固定速度行车的情况下，油门踏板开度也会取宽范围的值。此外，根据操纵者的熟练度或个人的习惯等，即使以固定速度行车，油门踏板开度也会变动。
[0012]其结果是，为了防止误动作或必要以上的功耗，需要对油门踏板开度设置死区。因此，在油门踏板开度小的情况下，不能设定大的目标值作为电动机的辅助量。因此，直到用电动机进行辅助为止，需要花费时间，不能有效地消除“涡轮迟滞”。
[0013]此外，在使用反馈控制进行控制的情况下，需要用于检测与目标值的差分的传感器，为了以高速运算该差分，需要高速的运算装置，变成复杂的控制系统。
[0014]此外，即使反馈回路(feedback loop)的动作没有问题，在增压压、涡轮旋转速度的目标值的设定或算出不完全的情况下，“涡轮迟滞”的消除也会变得不充分，会长时间持续施加大的电力而浪费电力，其结果是，存在使车辆的耗油量降低的可能性。
[0015]本发明是为了解决上述的问题而发明的。即，本发明的目的在于，提供一种能单独地使涡轮迟滞变小，即使在发动机旋转速度高的区域，消耗动力也小，对油门踏板开度设置有死区，能防止误动作、必要以上的功耗，能省略反馈控制所需的传感器和高速运算装置，能简化控制系统，搭载空间、质量小的电动辅助增压机及其控制方法。
[0016]用于解决课题的方案
本发明的电动辅助增压机具备:用发动机的排气气体对涡轮进行旋转驱动，用涡轮对压缩机(compressor)进行旋转驱动来压缩吸气，供给到所述发动机的涡轮增压机；与连结所述涡轮和压缩机的旋转轴连结，对所述涡轮增压机附加旋转力的电动马达；以及基于所述发动机用的油门(accel)开度和所述发动机的旋转数，用开环(open loop)控制所述涡轮增压机的辅助运转所需的所述电动马达的驱动电流的马达控制装置。
[0017]此外，在本发明的电动辅助增压机的控制方法中，所述电动辅助增压机具备:用发动机的排气气体对涡轮进行旋转驱动，用涡轮对压缩机进行旋转驱动来压缩吸气，供给到所述发动机的涡轮增压机；以及与连结所述涡轮和压缩机的旋转轴连结，对所述涡轮增压机附加旋转力的电动马达，其中，根据所述发动机用的油门开度的变化率，用开环控制所述涡轮增压机的辅助运转所需的所述电动马达的驱动电流。
[0018]发明效果
根据上述的本发明的电动辅助增压机及其控制方法，因为具备对涡轮增压机附加旋转力的电动马达，所以通过用电动马达对涡轮增压机的旋转速度进行加速，从而能很快地使发动机的增压压上升，发动机的扭矩也会很快地上升。
[0019]由此,发动机扭矩的响应(response)提高,能减小润轮迟滞,在发动机旋转速度高的区域也能减小消耗动力。因此，在自动变速方式的行车时，能加快加速定时(shift uptiming)(所谓的自动降速(downspeeding)),而且能减低发动机的排气量(所谓的小型化(downsizing)),其结果是,可谋求车辆行车时的CO2排出量的削减。
[0020]此外，具备马达控制装置，根据发动机用的油门开度的变化率，控制涡轮增压机的辅助运转所需的电动马达的驱动电流，因此，能对油门踏板开度设置死区来防止误动作、必要以上的功耗，并且能同时减小涡轮迟滞。
[0021]此外，因为用开环控制电动马达的驱动电流，所以能省略反馈控制所需的传感器和高速运算装置，能简化控制系统，能以轻量、廉价发挥所述效果。【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是示出具备电动辅助增压机的发动机的整体结构的图。
[0023]图2是示出马达控制装置的第一实施方式的图。
[0024]图3是示出马达控制装置的第二实施方式的图。
[0025]图4A是恒定指令值运算器的工作说明图。
[0026]图4B是恒定指令值运算器的工作说明图。
[0027]图4C是恒定指令值运算器的工作说明图。
[0028]图5A是加速指令值运算器的工作说明图。
[0029]图5B是加速指令值运算器的工作说明图。
[0030]图5C是加速指令值运算器的工作说明图。
[0031]图6A是电动辅助增压机的工作说明图。
[0032]图6B是电动辅助增压机的工作说明图。
[0033]图6C是电动辅助增压机的工作说明图。
[0034]图6D是电动辅助增压机的工作说明图。
[0035]图6E是电动辅助增压机的工作说明图。
[0036]图6F是电动辅助增压机的工作说明图。
[0037]图6G是电动辅助增压机的工作说明图。
[0038]图6H是电动辅助增压机的工作说明图。
【具体实施方式】
[0039]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在各图中对共同的部分标注相同的附图标记，省略重复的说明。
[0040]图1是示出具备根据本发明的电动辅助增压机的发动机的整体结构的图。本发明的电动辅助增压机10具备涡轮增压机12、电动马达14及马达控制装置20。
[0041]在该图中，40是发动机(内燃机)，42是发动机用的油门。发动机40用未图示的发动机控制装置控制，将发动机的旋转速度信号2输出到马达控制装置20。油门42由操作员(operator)(例如，车辆的操纵者)操作，将发动机用的油门开度信号I输出到马达控制装置20及未图示的发动机控制装置。
[0042]涡轮增压机12具有涡轮12a、压缩机12b及旋转轴12c，用发动机40的排气气体7对涡轮12a进行旋转驱动，用涡轮12a对压缩机12b进行旋转驱动来压缩吸气(空气5)，将被压缩的空气6供给到发动机40。另外，8是排气到车外的排气气体。另外，在该例子中，虽然旋转轴12c直接连结涡轮12a和压缩机12b，但是也可以经由齿轮等间接地连结。
[0043]电动马达14与连结涡轮12a和压缩机12b的旋转轴12c连结，对涡轮增压机12附加旋转力，对涡轮增压机12进行辅助运转。
[0044]另外，所谓的“辅助运转”，指的是对于利用排气气体7进行的涡轮增压机12的正常的运转，通过电动马达14对涡轮增压机12附加旋转力而对涡轮增压机12进行加速。因此，在电动马达14不进行辅助运转的情况下，即，在电动马达14的驱动电流I为O的情况下，电动马达14的驱动扭矩为0，涡轮增压机12单独地进行自行运转。[0045]在图1中，16是涡轮增压机12用的旋转速度传感器，将涡轮增压机12的旋转速度信号3输出到马达控制装置20。在该图中，虽然旋转速度传感器16检测电动马达14的旋转速度，但是也可以检测旋转轴12c的旋转速度。此外，在涡轮12a与压缩机12b经由齿轮等间接地连结的情况下，旋转速度传感器16可以检测涡轮12a或压缩机12b的任一个的旋转速度。
[0046]马达控制装置20接收油门开度信号1、发动机旋转速度信号2、涡轮增压机的旋转速度信号3，对电动马达14输出驱动信号4，用开环控制电动马达14的驱动电流I。电动马达14的驱动电流I是涡轮增压机12的辅助运转所需的电流。
[0047]以下，将油门开度设为A，将发动机旋转速度设为NE，将涡轮增压机的旋转速度(以下，称为“涡轮旋转速度”)设为NT。
[0048]图2是示出马达控制装置的第一实施方式的图，图3是示出第二实施方式的图。在图2、图3中，本实施方式的马达控制装置20具有恒定指令值运算器22、加速指令值运算器24及驱动电流运算器26。
[0049]恒定指令值运算器22根据发动机用的油门开度A运算油门开度A中的涡轮增压机12的恒定运转所需的恒定指令值X0。恒定指令值XO是电动马达14的扭矩指令值或速度指令值。
[0050]在图2中，恒定指令值XO是电动马达14的扭矩指令值，恒定指令值运算器22根据油门开度A和发动机旋转速度NE输出作为电动马达14的扭矩指令值的恒定指令值XO。
[0051]在图3中，恒定指令值XO是电动马达14的旋转速度指令值，恒定指令值运算器22根据油门开度A、发动机旋转速度NE及涡轮旋转速度NT输出作为电动马达14的旋转速度指令值的恒定指令值X0。
[0052]加速指令值运算器24根据发动机用的油门开度A的变化率dA/dt(以下，称为“油门开度变化率”)运算涡轮增压机12的加速运转所需的加速指令值X2。加速指令值X2是电动马达14的扭矩指令值或速度指令值。
[0053]在图2中，加速指令值X2是电动马达14的扭矩指令值，加速指令值运算器24根据油门开度A和发动机旋转速度NE输出作为电动马达14的扭矩指令值的恒定指令值X2。
[0054]在图3中，加速指令值X2是电动马达14的旋转速度指令值，加速指令值运算器24根据油门开度A、发动机旋转速度NE及涡轮旋转速度NT输出作为电动马达14的旋转速度指令值的恒定指令值X2。
[0055]在图2、图3中，加速指令值运算器24具有油门开度变化率运算器25a、加速指令值运算器25b及过滤器(filter) 25c。
[0056]油门开度变化率运算器25a运算油门开度A的变化率dA/dt(油门开度变化率dA/dt)。
[0057]加速指令值运算器25b基于油门开度变化率dA/dt运算涡轮增压机12的加速运转所需的电动马达14的扭矩指令值或速度指令值，作为加速指令值XI。
[0058]加速指令值Xl优选设定为比上述的恒定指令值XO充分大的值，例如，设定得比由限制器(limiter)得到的27b的上限值大。
[0059]过滤器25c对加速指令值Xl进行过滤处理，作为加速指令值X2输出。该过滤器25c具有在加速指令值Xl减少时具有时间延迟的特性。过滤器25c例如是一次延迟过滤器或移动平均过滤器。该时间延迟以使根据油门开度变化率dA/dt运算的加速指令值Xl持续的方式设定。
[0060] 驱动电流运算器26根据恒定指令值XO和加速指令值X2运算电动马达14的驱动电流I进行输出。
[0061 ] 在图2、图3中，驱动电流运算器26具有加法器27a、限制器27b及马达驱动器27c。
[0062]加法器27a运算对恒定指令值XO和加速指令值X2进行加法运算的合计指令值X3。
[0063]限制器27b将合计指令值X3限制在上限值以下，作为输出指令值X。该上限值根据电动马达14的特性而设定。
[0064]马达驱动器27c基于输出指令值X运算电动马达14的驱动电流I进行输出。
[0065]在输出指令值X为扭矩指令值的情况下，电动马达14的驱动电流I根据扭矩指令值和涡轮旋转速度NT进行运算。此外，在输出指令值X为速度指令值的情况下，电动马达14的驱动电流I根据速度指令值与涡轮旋转速度NT的差进行运算。
[0066]在图2中，加速指令值X1、加速指令值X2、合计指令值X3及输出指令值X是电动马达14的扭矩指令值，马达驱动器27c根据输出指令值X和涡轮旋转速度NT运算电动马达14的驱动电流I进行输出。
[0067]在图3中，加速指令值X1、加速指令值X2、合计指令值X3及输出指令值X是电动马达14的旋转速度指令值，马达驱动器27c根据输出指令值X运算电动马达14的驱动电流I进行输出。
[0068]在本发明的方法中，使用图1?图3所示的电动辅助增压机10，根据发动机用的油门开度A的变化率dA/dt用开环控制涡轮增压机12的辅助运转所需的电动马达14的驱动电流I。
[0069]S卩，(A)通过上述的恒定指令值运算器22根据发动机用的油门开度A运算油门开度A中的涡轮增压机12的恒定运转所需的恒定指令值X0。
[0070]此外，(B)通过上述的加速指令值运算器24根据发动机用的油门开度A的变化率dA/dt (油门开度变化率)运算涡轮增压机12的加速运转所需的加速指令值X2。该运算与(A)的运算并行地实施。此外，该运算中的加速指令值运算与过滤处理的顺序也可以与上述的例子不同。
[0071]接下来，(C)通过上述的驱动电流运算器26根据恒定指令值XO和加速指令值X2运算电动马达14的驱动电流I进行输出。另外，该运算中的限制处理与驱动电流I的运算的顺序也可以与上述的例子不同。
[0072]图4A?图4C是恒定指令值运算器22的工作说明图。
[0073]图4A是示出油门开度A (横轴)与恒定指令值XO (纵轴)的关系的示意图。恒定指令值XO是扭矩指令值或速度指令值。
[0074]如该图所示，恒定指令值运算器22在油门开度A的全闭侧(O附近)具有死区。死区的范围例如是O?20 %。因此，在死区的范围中，即使油门开度A变化，恒定指令值XO也是O。
[0075]在恒定指令值XO为扭矩指令值的情况下，与扭矩指令值O对应的电动马达14的驱动电流I变为O。[0076]此外，在恒定指令值XO为速度指令值的情况下，驱动电流运算器26对速度指令值和涡轮旋转速度NT进行比较，在速度指令值比涡轮旋转速度NT低的情况下，将电动马达14的驱动电流I设为O。
[0077]因此，在恒定指令值XO为扭矩指令值或速度指令值的任一个的情况下，在死区的范围中驱动电流I都是O,电动马达14无阻抗地自由旋转。其结果是，可防止电动马达14的误动作、无用的功耗。
[0078]此外，当油门开度A超过死区时，恒定指令值运算器22输出与发动机旋转速度NE对应的恒定指令值X0。在该情况下，像在图4A所例示的那样，油门开度A越大，恒定指令值XO就变成越大的值。
[0079]另外，发动机旋转速度NE及涡轮旋转速度NT不是固定的，而是实时变化的，因此，即使油门开度A固定，该油门开度A中的涡轮增压机12的恒定运转所需的恒定指令值XO也会实时变化。
[0080]图4B是示出发动机旋转速度NE (横轴)与恒定指令值XO (纵轴)的关系的示意图。
[0081]如该图所示，当发动机旋转速度NE高时，排气气体量多，涡轮增压机12进行高速旋转，因此，特别是在发动机旋转速度NE高的区域中，发动机旋转速度NE越高，恒定指令值XO就变成越小的值。
[0082]因此，发动机旋转速度NE变得越高、恒定指令值XO变得越小，电动马达14的驱动电流I就变得越少，可防止无用的功耗。
[0083]但是，如图4B所示，在车辆的运用上，在发动机旋转速度NE低的区域中，不是在发动机旋转速度NE为O时将发动机旋转速度NE设为最高，而是随着发动机旋转速度NE从O开始变高而使恒定指令值XO增加。
[0084]图4C是示出油门开度A (横轴)与发动机旋转速度NE (纵轴)的关系的示意图。
[0085]如该图所示，在油门开度A比较大、发动机旋转速度NE小的情况下，恒定指令值XO变为最大。
[0086]例如，在图4C所示的例子中，在发动机的有效旋转数的最大值的50%以下的范围内，恒定指令值XO变为最大。
[0087]另外，由恒定指令值运算器22进行的恒定指令值XO的运算，可以利用像在图4C示意性地示出的那样的映射(map)，或者也可以利用预先设定的运算式。
[0088]图5A?图5C是加速指令值运算器24的工作说明图。
[0089]图5A是示出油门开度变化率dA/dt (横轴)与加速指令值Xl (纵轴)的关系的示意图。加速指令值Xi是扭矩指令值或速度指令值。
[0090]如该图所示，加速指令值运算器24没有相对于油门开度变化率dA/dt的死区，在油门开度A的全闭侧(O附近)也输出与油门开度变化率dA/dt对应的加速指令值XI。SP，在该例子中，油门开度变化率dA/dt越大，加速指令值Xl就变成越大的值。
[0091]因此，在涡轮12a的产生动力少时，通过从电动马达14附加动力(电动辅助)，从而能显著缩短涡轮增压机12的加速时间，能有效地消除“涡轮迟滞”。
[0092]此外，加速指令值运算器24输出与发动机旋转速度NE对应的加速指令值XI。
[0093]另外，因为发动机旋转速度NE及涡轮旋转速度NT不是固定的，而是实时变化的，所以，即使油门开度变化率dA/dt固定，该油门开度变化率dA/dt中的涡轮增压机12的加速运转所需的加速指令值Xl也会实时变化。
[0094]图5B是示出发动机旋转速度NE (横轴)与加速指令值Xl (纵轴)的关系的示意图。
[0095]如该图所示，当发动机旋转速度NE高时，排气气体量多，涡轮增压机12进行高速旋转，因此，发动机旋转速度NE越高，加速指令值Xl就变成越小的值。
[0096]因此，发动机旋转速度NE越高，加速指令值Xl变得越小。其结果是，电动马达14的驱动电流I变少，可防止无用的功耗。
[0097]图5C是示出油门开度变化率dA/dt (横轴)与动机旋转速度NE (纵轴)的关系的示意图。
[0098]如该图所示，在油门开度变化率dA/dt大、发动机旋转速度NE小的情况下，加速指令值Xl变为最大。
[0099]另外，由加速指令值运算器24进行的加速指令值Xl的运算可以利用像在图5C示意性地示出的那样的映射，或者也可以利用预先设定的运算式。
[0100]以下，将没有上述的本实施方式的加速指令值运算器24的以往的电动辅助增压机称为“以往例”。
[0101]图6A?图6H是电动辅助增压机的工作说明图。
[0102]图6A是示出加速时的时间t (横轴)与油门开度A (纵轴)的关系的示意图，在以往例和本发明中是相同的。
[0103]图6B是示出与图6A对应的油门开度变化率dA/dt的示意图。该运算处理只在本发明中实施。
[0104]图6C是示出以往例中的时间t (横轴)与输出指令值X (纵轴)的关系的示意图。在该图中，虚线是限制器27b的设定值，在该例子中，输出指令值X小于限制器27b的设定值。此外，在以往例中，从加速开始时(t = O)起到输出指令值X (实线)开始上升为止有Δ t的时滞(time lag)。时滞Λ t例如是I?2秒钟。
[0105]图6D是示出本发明中的时间t (横轴)与输出指令值X (纵轴)的关系的示意图。在该图中，在图6C的特性上加上了基于图6B的油门开度变化率dA/dt的加速指令值X2，在限制器27b对合计指令值X3进行了限制处理。
[0106]限制处理前的合计指令值X3超过由限制器27b得到的上限值，因此，被限制器27b限制为上限值。此外，因为过滤器25c具有在加速指令值Xl减少时具有时间延迟的特性，所以输出指令值X成为缓慢的下降线。
[0107]图6D的特性成为在图6C的特性上加上斜线部分的特性。因此，在该图中，图6C中的时滞Λ t由于斜线部分的存在而消失。
[0108]图6E是示出以往例中的时间t (横轴)与涡轮旋转速度NT (纵轴)的关系的示意图。在该图中，虚线是与限制器27b的设定值相当的最大速度，实线是与图6C的特性(实线)相当的速度。此外，在该图中，图6C中的时滞Λ t直接成为涡轮旋转速度NT的时滞Λ t。
[0109]图6F是示出本发明中的时间t (横轴)与涡轮旋转速度NT (纵轴)的关系的示意图。该图6F的特性成为在图6E的特性上加上了斜线部分的特性。因此，在该图中，图6E中的时滞Λ t由于斜线部分的存在而消失。[0110]图6G是不出以往例中的时间t (横轴)与电动马达14的功耗量W (纵轴)的关系的示意图。在该图中，虚线是与限制器27b的设定值相当的功耗量，实线是与图6C的特性(实线)相当的功耗量。
[0111]在该图中，图6C中的时滞At直接成为涡轮旋转速度NT的时滞At。因此，如虚线所示，可知即使增加功耗量W，也不能消除时滞。
[0112]图6H是示出本发明中的时间(横轴)与电动马达14的功耗量W (纵轴)的关系的示意图。在该图中，虚线是与限制器27b的设定值相当的功耗量，实线是在图6G的特性(实线)上加上了斜线部分的特性。
[0113]根据该图，只要在图6G的特性上加上与斜线部分相当的功耗量，就能消除涡轮旋转速度NT的时滞Λ t。
[0114]另外，在上述的本发明的电动辅助增压机10中，也可以根据从搭载有发动机的车辆供给的电压，根据需要在电源与马达控制装置20之间具备变压单元。
[0115]根据上述的本发明的实施方式，装配有附加润轮增压机12 (turbo charger)的旋转轴12c的旋转力的电动马达14，在涡轮12a的产生动力少时，从电动马达14附加动力(电动辅助)，因此，能显著地缩短涡轮增压机12的加速时间。
[0116]此外，为了进行该电动辅助的控制，用开环控制电动马达14的扭矩指令值或速度指令值，通过进行反馈控制，从而控制系统变得简单。其结果是，只要从车辆接受几个控制信号(发动机旋转速度、涡轮增压机旋转数、油门开度)，就能独立地运转电动辅助增压机。
[0117]另外，显然，本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的要旨的范围内，能进行各种变更。即，在上述的实施方式中示出的各构成构件的各种形状或组合等只是一个例子，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能进行结构的附加、省略、置换及其它的变更。本发明不限定于前述的说明，只由随附的权利要求书所限定。
[0118]产业上的可利用性
根据本发明，能提供一种能单独地减小涡轮迟滞，在发动机旋转速度高的区域中消耗动力也小，能防止误动作、必要以上的功耗，能简化控制系统，搭载空间、质量小的电动辅助增压机及其控制方法。
[0119]附图标记说明 5:吸气(空气)；
7:排气气体；
10:电动辅助增压机；
12:涡轮增压机；
12a:涡轮；
12b:压缩机；
12c:旋转轴；
14:电动马达；
20:马达控制装置；
22:恒定指令值运算器；
24:加速指令值运算器；
25a:油门开度变化率运算器；25b:加速指令值运算器；25c:过滤器；
26:驱动电流运算器；
27a:加法器；
27b:限制器；
27c:马达驱动器；
40:发动机。
【权利要求】
1.一种电动辅助增压机,具备: 涡轮增压机，用发动机的排气气体对涡轮进行旋转驱动，用涡轮对压缩机进行旋转驱动来压缩吸气，供给到所述发动机； 电动马达，与连结所述涡轮和压缩机的旋转轴连结，对所述涡轮增压机附加旋转力；以及 马达控制装置，基于所述发动机用的油门开度和所述发动机的旋转数，用开环控制所述涡轮增压机的辅助运转所需的所述电动马达的驱动电流。
2.根据权利要求1所述的电动辅助增压机，其中，所述马达控制装置具有: 恒定指令值运算器，根据所述发动机用的油门开度，运算所述涡轮增压机的恒定运转所需的恒定指令值； 加速指令值运算器，根据所述发动机用的油门开度的变化率，运算所述涡轮增压机的加速运转所需的加速指令值；以及 驱动电流运算器，根据所述恒定指令值和加速指令值，运算所述电动马达的驱动电流进行输出。
3.根据权利要求2所述的电动辅助增压机，其中，所述加速指令值运算器具有: 油门开度变化率运算器，运算所述油门开度的变化率； 加速指令值运算器，基于油门开度的变化率运算涡轮增压机的加速运转所需的电动马达的扭矩指令值或速度指令值，作为所述加速指令值；以及过滤器，对加速指令值进行过滤处理。
4.根据权利要求3所述的电动辅助增压机，其中， 所述过滤器具有在加速指令值减少时具有时间延迟的特性。
5.根据权利要求2所述的电动辅助增压机，其中，所述驱动电流运算器具有: 加法器，运算对所述恒定指令值和加速指令值进行加法运算的合计指令值； 限制器，将合计指令值限制在上限值以下，作为输出指令值；以及 马达驱动器，基于输出指令值运算电动马达的驱动电流进行输出。
6.根据权利要求2所述的电动辅助增压机，其中， 所述恒定指令值运算器在油门开度的全闭侧具有死区。
7.根据权利要求2所述的电动辅助增压机，其中， 发动机旋转速度越高，所述恒定指令值及加速指令值就变成越小的值。
8.一种电动辅助增压机的控制方法，所述电动辅助增压机具备: 涡轮增压机，用发动机的排气气体对涡轮进行旋转驱动，用涡轮对压缩机进行旋转驱动来压缩吸气，供给到所述发动机；以及 电动马达，与连结所述涡轮和压缩机的旋转轴连结，对所述涡轮增压机附加旋转力，其中， 基于所述发动机用的油门开度和所述发动机的旋转数，用开环控制所述涡轮增压机的辅助运转所需的所述电动马达的驱动电流。
【文档编号】F02B37/10GK103443417SQ201280016565
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年4月6日 优先权日:2011年4月8日
【发明者】水野雄一郎, 品川和彦 申请人:株式会社 Ihi