CN107110012A - 增压系统、增压系统用控制装置及增压系统的运转方法 - Google Patents

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CN107110012A CN201580068797.1A CN201580068797A CN107110012A CN 107110012 A CN107110012 A CN 107110012A CN 201580068797 A CN201580068797 A CN 201580068797A CN 107110012 A CN107110012 A CN 107110012A
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Abstract

本发明提供一种增压系统，具备：具有第一压缩机的第一增压器、具有第二压缩机的第二增压器、用于控制第一及第二增压器的控制装置，上述第一增压器或第二增压器具有驱动上述压缩机的电动机，上述第一增压器或第二增压器具有利用来自发动机的排气进行旋转驱动的涡轮和调节排气向上述涡轮流入的流路面积的喷嘴叶片，上述控制装置包含：电动机控制部，当蓄电池的充电量低于第一阈值时，将上述电动机的输出指令值的上限值设定较低或将上述电动机切换成再生运转；叶片控制部，当上述蓄电池的充电量低于第一阈值时，随着上述电动机控制部对上述电动机的控制，控制上述喷嘴叶片的开度，以使上述流路面积变小。

Description

增压系统、增压系统用控制装置及增压系统的运转方法
技术领域
本公开涉及增压系统、增压系统用控制装置及增压系统的运转方法。
背景技术
已知具备由蓄电池驱动的电动机(马达)的增压器。
例如，专利文献1中公开有一种涡轮增压器，其具备由蓄电池驱动的电动机。在该涡轮增压器中，为了使排气涡轮的转速迅速上升，利用电动机辅助排气涡轮的旋转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)专利第4433051号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1所记载的涡轮增压器中，在蓄电池的充电量降低时，禁止电动机对排气涡轮进行辅助，并且为了调整增压压力而控制可变喷嘴的开度。这样，在包含一个具备电动机的增压器的单级增压系统中，在电动机停止时，可通过朝维持增压压力的方向控制可变喷嘴的开度这种较为简单的控制进行增压压力的调整。
另一方面，在包含多个增压器的增压系统中，与上述的单级结构相比，控制对象较多且控制复杂，如果在蓄电池的充电量降低时不进行恰当的控制，发动机输出及车速就会快速降低，运转性能有可能降低。
鉴于上述情况，本发明的至少一实施方式的目的在于，提供一种具备多个增压器的增压系统，其能够缓解蓄电池充电量的降低引起的运转性能的恶化。
用于解决课题的方案
(1)本发明的至少一实施方式提供一种增压系统，具备：第一增压器，其具有用于压缩向发动机供给的空气的第一压缩机；第二增压器，其具有用于进一步压缩由所述第一压缩机压缩的空气的第二压缩机；控制装置，其用于控制所述第一增压器及所述第二增压器，所述增压系统的特征在于，所述第一增压器或所述第二增压器的至少一方还具有电动机，该电动机用于驱动所述第一压缩机或所述第二压缩机，所述第一增压器或所述第二增压器的至少一方还具有：涡轮，其构成为被来自所述发动机的排气旋转驱动；喷嘴叶片，其构成为调节向所述涡轮流入的所述排气的流路面积，所述控制装置包含：电动机控制部，其构成为，在用于向所述电动机提供电力的蓄电池的充电量低于第一阈值时，将所述电动机的输出指令值的上限值设定成比所述蓄电池的充电量为所述第一阈值以上时低，或将所述电动机切换成再生运转；叶片控制部，其在所述蓄电池的充电量低于所述第一阈值时，随着所述电动机控制部对所述电动机的控制，控制所述喷嘴叶片的开度以使所述流路面积变小。
在由电动机进行旋转驱动的增压器中，通过降低电动机的输出来降低增压压力。另外，在由电动机进行旋转驱动的增压器中，将电动机切换成再生运转时，电动机的辅助输出变成零，因此，增压压力降低。另一方面，具备可调节向涡轮流入的排气的流路面积的喷嘴叶片的增压器中，通过减小喷嘴叶片的开度来减小流路面积，从而增压压力上升。
根据所述(1)的方案，在蓄电池的充电量降低而变得低于第一阈值时，将电动机的输出指令值的上限值设定成比该充电量为第一阈值以上时低或将电动机切换成再生运转，并且减小喷嘴叶片的开度。即，与电动机的输出指令值的降低或向再生运转的切换所引起的增压压力的降低相应地，缩小喷嘴叶片的开度，使增压压力上升，因此，能够在进行电动机控制部的控制的同时，确保增压系统的增压压力。因此，能够缓解蓄电池充电量的降低引起的运转性能的恶化。
另外，蓄电池的充电量降低时，所设定的电动机输出指令值的上限值低，因此，可使蓄电池的耗尽延迟。或者，在蓄电池的充电量降低时将电动机切换成再生运转，因此，可恢复蓄电池的充电量。
(2)一些实施方式中，基于所述(1)的方案，所述电动机控制部构成为，在所述蓄电池的充电量低于所述第一阈值且在比所述第一阈值小的第二阈值以上的情况下，将所述电动机的输出指令值的所述上限值设定成比所述蓄电池的充电量为所述第一阈值以上的情况小且比零大的值，在所述蓄电池的充电量低于所述第二阈值的情况下，将所述电动机的输出指令值的所述上限值设定成零。
所述(2)的方案中，在蓄电池的充电量降低而变得低于第一阈值时，将电动机的输出指令值的上限值设定成比零大的值，在变得低于比第一阈值小的第二阈值时，将电动机的输出指令值的上限值设定成零。这样，随着蓄电池的充电量的降低，使电动机的输出指令值的上限值阶段性地减小，因此，在蓄电池的充电量变少时，与立即停止电动机的情况相比，缓慢地降低电动机输出，因此，缓解运转性能的恶化。
(3)一些实施方式中，基于所述(1)或(2)的方案，所述控制装置还包含阈值确定部，该阈值确定部构成为，基于由所述发动机驱动并用于生成向所述电动机提供的电力的交流发电机的负荷来确定所述第一阈值及所述第二阈值。
根据所述(3)的方案，根据交流发电机的负荷来确定限制电动机输出指令值的上限值的蓄电池充电量的阈值，因此，可根据交流发电机及蓄电池的电力供给状况恰当地控制电动机输出。
(4)一些实施方式中，基于所述(3)的方案，所述阈值确定部构成为，随着所述交流发电机的负荷的增加，增大所述第一阈值及所述第二阈值。
根据所述(4)的方案，当交流发电机的负荷增加而使交流发电机的输出余地变小时，增大第一阈值及第二阈值，从而在蓄电池充电量较大时对电动机的输出进行限制，因此，可恰当地维持蓄电池的充电量。
(5)一些实施方式中，基于所述(1)～(4)中任一项方案，所述电动机控制部构成为，在所述蓄电池的充电量低于所述第一阈值且所述喷嘴叶片的开度在第三阈值以上时，将所述电动机切换成再生运转。
根据所述(5)的方案，在喷嘴叶片的开度为规定的第三阈值以上时，即，在将喷嘴叶片的开度减小成低于第三阈值而具有进一步增大增压压力的余地时，将电动机切换成再生运转，因此，可在维持增压压力的同时，通过再生运转恢复蓄电池的充电量。
(6)一些实施方式中，基于所述(1)～(5)中任一项方案，所述电动机控制部构成为，基于所述喷嘴叶片的开度确定所述电动机的目标再生量，并将所述电动机的再生量控制成所述目标再生量。
根据所述(6)的方案，将电动机的再生量控制成基于喷嘴叶片的开度而确定的目标再生量，因此，能够以与喷嘴叶片的开度相应的恰当的再生量进行电动机的再生运转。例如，可防止增压压力由于过量的再生量下的再生运转而不足的情况。
(7)一些实施方式中，基于所述(6)的方案，所述电动机控制部构成为，随着所述喷嘴叶片的开度的减小，减小所述目标再生量。
根据所述(7)的方案，随着喷嘴叶片的开度减小而可对增压压力的不足进行补充的余地变小，使目标再生量减小，因此，可恰当地维持增压系统的增压压力。
(8)一些实施方式中，基于所述(1)～(7)中任一项方案，所述电动机控制部构成为，基于所述蓄电池的充电量确定所述电动机的目标再生量，并将所述电动机的再生量控制成所述目标再生量。
根据所述(8)的方案，将电动机的再生量控制成基于蓄电池的充电量确定的目标再生量，因此，能够以与蓄电池的充电量相应的恰当的再生量进行电动机的再生运转。
(9)一些实施方式中，基于所述(8)的方案，所述电动机控制部构成为，随着所述蓄电池的最大容量和所述蓄电池的充电量之差变小，使所述目标再生量减小。
根据所述(9)的方案，在蓄电池的充电量充足的情况下，将目标再生量设定得较低，因此，可减小再生量，优先确保增压系统的增压压力。
(10)一些实施方式中，基于所述(1)～(9)中任一项方案，所述第一增压器或所述第二增压器中的所述一方是具备与所述第一压缩机或所述第二压缩机连结的所述电动机的电动增压器，所述电动机控制部构成为，在所述蓄电池的充电量低于第一阈值时，将所述输出指令值的所述上限值设定成零，通过利用进气的所述第一压缩机或所述第二压缩机的旋转，以再生模式驱动所述电动机。
在电动增压器的情况下，不存在涡轮，因此，不能通过从发动机的排气回收的能量对电动机进行再生运转。
关于这一点，根据所述(10)的方案，将电动机的输出设定成零，并且通过利用进气的压缩机的旋转，以再生模式驱动电动机，因此，可使电动增压器的电动机进行再生运转，对蓄电池进行充电。
(11)本发明的至少一实施方式提供一种增压系统用控制装置，用于具有所述(1)～(10)中任一项方案的增压系统，具备：电动机控制部，其构成为，在用于向所述电动机提供电力的蓄电池的充电量低于第一阈值时，将所述电动机的输出指令值的上限值设定成比所述蓄电池的充电量在所述第一阈值以上时低，或将所述电动机切换成再生运转；叶片控制部，其在所述蓄电池的充电量低于所述第一阈值时，随着所述电动机控制部对所述电动机的控制，控制所述喷嘴叶片的开度以使所述流路面积变小。
根据所述(11)的方案，在蓄电池的充电量降低而变得低于第一阈值时，将电动机的输出指令值的上限值设定成比该充电量为第一阈值以上时低或将电动机切换成再生运转，并且减小喷嘴叶片的开度。即，与电动机的输出指令值的降低或向再生运转的切换所引起的增压压力的降低相应地，缩小喷嘴叶片的开度，使增压压力上升，因此，能够在进行电动机控制部的控制的同时，确保增压系统的增压压力。因此，能够缓解蓄电池充电量的降低引起的运转性能的恶化。
另外，蓄电池的充电量降低时，所设定的电动机输出指令值的上限值低，因此，可使蓄电池的耗尽延迟。或者，在蓄电池的充电量降低时将电动机切换成再生运转，因此，可恢复蓄电池的充电量。
(12)本发明的至少一实施方式提供一种增压系统的运转方法，所述增压系统具备：第一增压器，其具有用于压缩向发动机供给的空气的第一压缩机；第二增压器，其具有用于进一步压缩由所述第一压缩机压缩的空气的第二压缩机，所述增压系统的运转方法的特征在于，所述第一增压器或所述第二增压器的至少一方还具有电动机，该电动机用于驱动所述第一压缩机或所述第二压缩机，所述第一增压器或所述第二增压器的至少一方还具有：涡轮，其构成为被来自所述发动机的排气旋转驱动；喷嘴叶片其构成为调节向所述涡轮流入的所述排气的流路面积，所述运转方法包括：充电量获取步骤，获取用于向所述电动机提供电力的蓄电池的充电量；电动机控制步骤，在所述蓄电池的充电量低于第一阈值时，将所述电动机的输出指令值的上限值设定成比所述蓄电池的充电量为所述第一阈值以上时低，或将所述电动机切换成再生运转；叶片开度控制步骤，在所述蓄电池的充电量低于所述第一阈值时，随着在所述电动机控制步骤中的所述电动机的控制，控制所述喷嘴叶片的开度以使所述流路面积变小。
根据所述(12)的方法，在蓄电池的充电量降低而变得低于第一阈值时，将电动机的输出指令值的上限值设定成比该充电量为第一阈值以上时低或将电动机切换成再生运转，并且减小喷嘴叶片的开度。即，与电动机的输出指令值的降低或向再生运转的切换所引起的增压压力的降低相应地，缩小喷嘴叶片的开度，使增压压力上升，因此，能够在进行电动机控制部的控制的同时，确保增压系统的增压压力。因此，能够缓解蓄电池充电量的降低引起的运转性能的恶化。
另外，蓄电池的充电量降低时，所设定的电动机输出指令值的上限值低，因此，可使蓄电池的耗尽延迟。或者，在蓄电池的充电量降低时将电动机切换成再生运转，因此，可恢复蓄电池的充电量。
发明效果
根据本发明的至少一实施方式，可提供一种在具备多个增压器的增压系统中能够缓解蓄电池充电量的降低引起的运转性能的恶化的增压系统。
附图说明
图1是表示一实施方式的增压系统的结构图；
图2是表示一实施方式的增压系统的结构图；
图3是表示一实施方式的增压系统的结构图；
图4是表示一实施方式的增压系统的结构图；
图5是表示一实施方式的增压系统的结构图；
图6是一实施方式的增压器具有的涡轮的概略剖面图；
图7是表示一实施方式的增压系统用控制装置的结构图；
图8是一实施方式的增压系统的运转方法的流程图；
图9是表示一实施方式的阈值确定部的处理流程图；
图10是表示一实施方式的电动机控制部的处理流程图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的几个实施方式。但是，作为实施方式记载的或附图所示的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等并不将本发明的范围限定于该情况的内容，只不过是简单的说明例。
图1～图5分别是表示一实施方式的增压系统的结构图。如图1～图5所示，增压系统1具备：低压级的第一增压器2，其具有用于压缩向发动机8供给的空气的第一压缩机10；高压级的第二增压器6，其具有用于进一步压缩由第一压缩机10压缩的空气的第二压缩机20；控制装置100，其用于控制第一增压器2及第二增压器6。
增压系统1中，第一增压器2或第二增压器6中的至少一方还具有用于驱动第一压缩机10或第二压缩机20的电动机12。图1～图5的各图所示的实施方式中，在图1、图3及图5所示的增压系统1中，低压级的第一增压器2具有用于驱动第一压缩机10的电动机12，在图2及图4所示的增压系统1中，高压级的第二增压器6具有用于驱动第二压缩机20的电动机12。
图1及图2中，具有电动机12的增压器(第一增压器2或第二增压器6)是将第一压缩机10或第二压缩机20利用电动机12进行驱动的电动增压器。在此，电动机12包含用于将来自蓄电池30的直流电压转换成三相交流电压并向电动机绕阻供给的逆变器28，经由逆变器28从蓄电池30接收电力供给，生成旋转能量。在该情况下，第一压缩机10或第二压缩机20经由旋转轴11与电动机12连接，通过由电动机12生成的旋转能量使旋转轴11进行旋转，对第一压缩机10或第二压缩机20进行旋转驱动，从而压缩流入到第一压缩机10或第二压缩机20的进气。
另一方面，图3～图5中，具有电动机12的增压器(第一增压器2或第二增压器6)是电动辅助涡轮增压器，其还具备涡轮(14或24)，利用来自发动机8的排气对涡轮(14或24)进行旋转驱动，并且，利用电动机12辅助排气对涡轮(14或24)的旋转驱动。即，涡轮(14或24)能够被来自发动机8的排气及电动机12旋转驱动。该第一增压器2或第二增压器6中，涡轮(14或24)经由旋转轴11与第一压缩机10或第二压缩机20连接，第一压缩机10或第二压缩机20以同轴可旋转地构成。第一增压器2或第二增压器6中，涡轮(14或24)因来自发动机8的排气流入而被旋转驱动，随之，第一压缩机10或第二压缩机20经由旋转轴11被同轴驱动，对流入到第一压缩机10或第二压缩机的进气进行压缩。
蓄电池30与由发动机8驱动并用于生成向电动机12以及其它车载电气组件提供电力的交流发电机60连接，并且，能够储存由交流发电机60生成的电力。
图3～图5所示的具有电动机12的增压器(第一增压器2或第二增压器6)中，电动机12与图1等所示的第一增压器2同样，包含用于将来自蓄电池30的直流电压转换成三相交流电压并向电动机绕阻供给的逆变器28，经由逆变器28接收来自蓄电池30电力供给并生成旋转能量。于是，对旋转轴11的旋转进行辅助，或对第一压缩机10或第二压缩机20的旋转驱动进行辅助。
另外，增压系统1中，第一增压器2或第二增压器6中的至少一方还具有被来自发动机8的排气旋转驱动的涡轮(14或24)和调节向涡轮(14或24)流入的排气的流路面积的喷嘴叶片(16或26)。
在图1～图5的各图所示的实施方式中，在图1及图3所示的增压系统1中，高压级的第二增压器6具有调节向涡轮24流入的排气的流路面积的喷嘴叶片26。另外，图2、图4及图5所示的增压系统1中，低压级的第一增压器2具有调节向涡轮14流入的排气的流路面积的喷嘴叶片16。
即，图1～图4所示的增压系统1中，第一增压器2或第二增压器6中的任一方具有电动机12，另一方具有喷嘴叶片(16或26)。另外，图5所示的增压系统1中，第一增压器2同时具有电动机12和喷嘴叶片16。
在此，参照图6说明喷嘴叶片进行的排气流路面积的调节。图6是一实施方式的增压器具有的涡轮(涡轮14)的概略剖面图。在此，说明涡轮14及喷嘴叶片16，但涡轮24及喷嘴叶片26也同样适用。如图6所示，涡轮14在涡轮壳体50内具备安装有多个转子叶片56的涡轮转子54。涡轮转子54经由旋转轴11与第一压缩机10连接。当来自发动机8的排气流入涡轮14时，转子叶片56受到排气流动，涡轮转子54旋转，由此，第一压缩机10被旋转驱动。在涡轮转子54的外周侧设有以支承轴17为转动轴能够转动自如地构成的多个喷嘴叶片16。
通过促动器(未图示)使多个喷嘴叶片16绕支承轴17旋转，从而能够改变开度。图6中，由虚线表示的喷嘴叶片16a为开度比由实线表示的喷嘴叶片16大的状态。即，由虚线表示的喷嘴叶片16a彼此之间的距离D2比由实线表示的喷嘴叶片16彼此之间的距离D1大。因此，就排气的流路面积而言，与开度小时相比，开度大时更大。
通过减小喷嘴叶片16的开度(即，减小排气的流路面积)，排气向涡轮14的流入速度上升，因此，能够使增压系统1的增压压力上升。另外，通过加大喷嘴叶片16的开度(即，增加排气的流路面积)，排气向涡轮14的流入速度减小，因此，能够减小增压系统1的增压压力。这样，通过调整喷嘴叶片16的开度，能够调节增压系统1的增压压力。
图1～图5所示的增压系统1中，导入进气管路32的空气(进气)流入第一增压器2的第一压缩机10，通过第一压缩机10的旋转而被压缩。在第一压缩机10中被压缩的进气流入第二增压器6的第二压缩机20，通过第二压缩机20的旋转被进一步压缩。在第二压缩机20中被压缩的供气在中间冷却器34冷却，利用节气门(未图示)调整其进气量，经由进气歧管36向发动机8的各气缸供给。发动机8的各气缸得到压缩空气及燃料的供给，压缩空气及燃料燃烧而生成的排气经由排气歧管38向排气管路40排出。
此外，在进气管路32中，也可以在进气歧管36的上游侧设有用于测量向发动机8供给的空气压力(增压压力)的压力传感器5。
图1～图5所示的增压系统1在配置有作为低压级增压器的第一增压器2的第一压缩机10及作为高压级增压器的第二增压器6的第二压缩机20的进气管路32中，包含将第二增压器6的第二压缩机20的上游侧和下游侧连接并绕过第二压缩机20的再循环通路46、和设于再循环通路46的再循环阀47。为了抑制增压系统1中的喘振，能够使导入进气管路32并由第一增压器2的第一压缩机10及作为高压级增压器的第二增压器6的第二压缩机20压缩过的空气的一部分经由再循环阀47通过再循环通路46返回至第二增压器6的第二压缩机20的入口。
图1及图2所示的增压系统1中，来自发动机8的排气流入具有喷嘴叶片(16或26)的增压器(图1中第二增压器6，图2中第一增压器2)的涡轮(14或24)，在涡轮(14或24)处做功之后的排气向排气管路40排出。
可以在排气管路40上连接绕过涡轮(14或24)的旁通管路42，可以在旁通管路42设置排气闸阀43。通过调节排气闸阀43的开度，可调节流入涡轮(14或24)的排气流量及流入旁通管路42的排气流量，由此，能够控制涡轮(14或24)及与涡轮同轴驱动的压缩机(10或20)的转速。排气闸阀43的开度可以由控制装置100控制。
图3～图5所示的增压系统1中，来自发动机8的排气依次流入作为高压级增压器的第二增压器6的涡轮24及作为低压级增压器的第一增压器2的涡轮14，在第一增压器2的涡轮14处做功之后的排气向排气管路40排出。
可以在排气管路40连接绕过第一增压器2的涡轮14的旁通管路42，可以在旁通管路42设置排气闸阀43。通过调节排气闸阀43的开度，可以调节流入第一增压器2的涡轮14的排气流量及流入旁通管路42的排气流量，由此，可控制第一增压器2的涡轮14及与其同轴驱动的低压级增压器90的压缩机(10或20)的转速。排气闸阀43的开度可以由控制装置100控制。
另外，可将排气管路40与排气歧管38利用绕过第二增压器6的涡轮24的第二旁通流路48连接。来自发动机8的排气的一部分经由设在第二旁通流路48的旁通阀45，不通过第二增压器6的涡轮24就能流入第一增压器2的涡轮14。而且，通过调节旁通阀45的开度，可调节流入第二增压器6的涡轮24及第一增压器2的涡轮14的排气流量，由此，可控制第二增压器6的涡轮24及第一增压器2的涡轮14、与涡轮24和涡轮14同轴驱动的第二增压器6的第二压缩机20及第一增压器2的第一压缩机10的转速。旁通阀45的开度可以由控制装置100控制。
图7是表示一实施方式的增压系统用控制装置的结构图。如图7所示，用于一实施方式的增压系统1的控制装置100具备用于控制电动机12的电动机控制部102、用于控制喷嘴叶片(16或26)的叶片控制部104及阈值确定部106。
控制装置100可以是用于控制增压系统1的ECU。另外，控制装置100也可以是与用于控制发动机8的发动机ECU独立设置的ECU。
控制装置100可以是包含中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)及I/O接口等而构成的微型计算机。
按照图8的流程图说明使用了一实施方式的控制装置100的增压系统1的运转方法。图8是一实施方式的增压系统的运转方法的流程图。
首先，获取用于向第一增压器2或第二增压器6所具有的电动机12提供电力的蓄电池30的充电量(S2)。获取的充电量作为电信号向控制装置100发送。
接着，利用控制装置100判定S2中的蓄电池30的充电量是否低于预先设定的第一阈值(S4)。控制装置100可以具备存储部(存储器)，第一阈值可以预先存储于存储部。控制装置100可比较存储于存储部的第一阈值和蓄电池30的充电量。
S4中，在判定为蓄电池30的充电量为第一阈值以上的情况下(S4的“否”)，不特意进行任何操作，结束流程。或者，可以再次返回S2执行获取蓄电池30的充电量的步骤。
另一方面，在S4中判定为蓄电池30的充电量低于第一阈值的情况下(S4的“是”)，利用电动机控制部102，将电动机12的输出指令值的上限值设定成比蓄电池30的充电量为第一阈值以上时低，在该上限值以下的范围内控制电动机12的输出(S10或S12)，或者，将电动机12切换成再生运转，对蓄电池30进行充电(S14)。进而，伴随着电动机控制部102对电动机12进行的上述控制，利用叶片控制部104控制喷嘴叶片(16或26)的开度(S16)，使流入第一增压器2或第二增压器6所具有的涡轮(14或24)的来自发动机8的排气的流路面积变小。
这样，在蓄电池30的充电量降低且变得低于第一阈值时，将电动机12的输出指令值的上限值设定成比该充电量为第一阈值以上时低或将电动机12切换成再生运转，并且减小喷嘴叶片(16或26)的开度。即，与电动机12的输出指令值的降低或向再生运转的切换所引起的增压压力的降低相应地，缩小喷嘴叶片(16或26)的开度，使增压压力上升，因此，能够在进行电动机控制部102的控制的同时，确保增压系统1的增压压力。因此，能够缓解蓄电池30的充电量降低引起的运转性能的恶化。
另外，蓄电池30的充电量降低时，所设定的电动机12的输出指令值的上限值低，因此，可使蓄电池30的耗尽延迟。或者，在蓄电池30的充电量降低时将电动机12切换成再生运转，因此，可恢复蓄电池30的充电量。
此外，电动机控制部102为了控制电动机12的输出，可以控制逆变器28向电动机12施加的电压，以使电动机12的输出成为希望值。
在上述S4中判定为蓄电池30的充电量低于第一阈值的情况下(S4的“是”)，进一步通过控制装置100判定喷嘴叶片(16或26)的开度是否在第三阈值以上(S6)，在喷嘴叶片(16或26)的开度为第三阈值以上的情况下(S6的“是”)，可以利用电动机控制部102将电动机12切换成再生运转。
喷嘴叶片(16或26)的开度为规定的第三阈值以上时，即，存在将喷嘴叶片(16或26)的开度减小至低于第三阈值而进一步增大增压压力的余地时，将电动机12切换成再生运转，由此，能够在维持着增压压力的同时，通过再生运转恢复蓄电池30的充电量。
第三阈值也可以预先存储于控制装置100的存储部。并且，控制装置100可以比较存储于存储部的第三阈值和喷嘴叶片(16或26)的开度。
另外，在上述S4中判定为蓄电池30的充电量低于第一阈值的情况下(S4的“是”)，可以进一步通过控制装置100判定蓄电池30的充电量是否低于比第一阈值小的第二阈值(S8)。并且，在S8中蓄电池30的充电量为第二阈值以上时(S8的“否”)，通过电动机控制部102，将电动机12的输出指令值的上限值设定成比蓄电池30的充电量为第一阈值以上时小且比零大的值(S10)。另一方面，在S8中蓄电池30的充电量低于第二阈值时(S8的“是”)，利用电动机控制部102将电动机12的输出指令值的上限值设定成零(S12)。
这样，随着蓄电池30的充电量的降低，使电动机12的输出指令值的上限值阶段性地减小，因此，与蓄电池30的充电量变少时立即停止电动机12的情况相比，能够缓慢地降低电动机12的输出，因此，缓解运转性能的恶化。
第二阈值可以预先存储于控制装置100的存储部。并且，控制装置100可以比较存储于存储部的第二阈值和蓄电池30的充电量。
图9是一实施方式的阈值确定部的处理流程图。一实施方式中，如图9所示，上述S4中的第一阈值及S8中的第二阈值基于由发动机8驱动且用于生成向电动机12提供的电力的交流发电机60的负荷，由阈值确定部106确定。即，根据交流发电机60的负荷，将第一及第二阈值设为可变。
根据交流发电机60的负荷来确定限制电动机12的输出指令值的上限值的蓄电池30的充电量阈值(第一阈值及第二阈值)，由此，可根据交流发电机60及蓄电池30的电力供给状况恰当地控制电动机12的输出。
例如，阈值确定部106构成为，随着交流发电机60的负荷增加，加大第一阈值及第二阈值。
当交流发电机60的负荷增加而使交流发电机60的输出余地变小时，增大第一阈值及第二阈值，蓄电池30的充电量较大时对电动机12的输出进行限制，由此，可恰当地维持蓄电池30的充电量。
图10是一实施方式的电动机控制部的处理流程图。一实施方式中，如图10所示，上述S14中将电动机12切换成再生运转时的电动机12的目标再生量基于喷嘴叶片(16或26)的开度由电动机控制部102确定。另外，通过电动机控制部102，将电动机12的再生量控制成确定的目标再生量。
通过将电动机12的再生量控制成基于喷嘴叶片(16或26)的开度确定的目标再生量，能够以与喷嘴叶片(16或26)的开度相应的恰当的再生量进行电动机12的再生运转。例如，能够防止以过量的再生量进行再生运转而导致增压压力不足的情况。
例如，电动机控制部102构成为，随着喷嘴叶片(16或26)的开度的减小，减小目标再生量。
在该情况下，因喷嘴叶片(16或26)的开度减小而使对增压压力不足的补充余地变小，随之，使目标再生量减小，因此，可以恰当地维持增压系统1的增压压力。
另外，一实施方式中，如图10所示，上述S14中将电动机12切换成再生运转时的电动机12的目标再生量基于蓄电池30的充电量由电动机控制部102确定。另外，通过电动机控制部102，将电动机12的再生量控制成确定的目标再生量。
通过将电动机12的再生量控制成基于蓄电池30的充电量确定的目标再生量，能够以与蓄电池30的充电量相应的恰当的再生量进行电动机12的再生运转。
例如，随着蓄电池30的最大容量和蓄电池30的充电量之差变小，电动机控制部102使电动机12的目标再生量减小。
在该情况下，目标再生量在蓄电池30的充电量充分的情况下被设定得较低，因此，能够减小再生量，从而优先确保增压系统的增压。
但是，一实施方式的增压系统1中，第一增压器2或第二增压器6中的一方是具备与第一压缩机10或第二压缩机20连结的电动机12的电动增压器，电动机控制部102构成为，当蓄电池30的充电量低于第一阈值时，将电动机12的输出指令值的上限值设定成零，通过利用进气的第一压缩机10或第二压缩机20的旋转，以再生模式驱动电动机12。
电动增压器中不存在涡轮，因此，不能利用从发动机8的排气回收的能量使电动机12进行再生运转。
因此，将电动机12的输出设定成零，并且通过利用进气的压缩机旋转以再生模式驱动电动机12，由此，能够使电动增压器的电动机12进行再生运转，进行蓄电池30的充电。
例如，图1所示的增压系统1中，低压级的第一增压器2是具备与第一压缩机10连结的电动机12的电动增压器，高压级的第二增压器6是具备涡轮24及喷嘴叶片26的涡轮增压器。这种增压系统1中，若将电动机12的输出指令值的上限设定成零(即，将电动机12的输出设定成零)，通过来自发动机8的排气能量驱动第二增压器6，则空气从进气管路32被吸入，由此，第一增压器2(电动增压器)的第一压缩机10旋转。并且，通过第一压缩机的旋转，以再生模式(即，作为发电机)驱动电动机12。这样，在蓄电池30的充电量低于第一阈值时，将电动机12的输出指令值的上限设定成零且使电动增压器的电动机12进行再生运转，由此，能够进行蓄电池30的充电。
另外，此时，也可以通过叶片控制部104控制喷嘴叶片26的开度，使流入涡轮24的来自发动机8的排气的流路面积变小，从而维持增压系统1的增压压力。
以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述的实施方式，还包含对上述的实施方式实施的变形方式及将这些方式适当组合的方式。
本说明书中，“某方向”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等的表示相对性的或绝对性的配置的表达不仅严格地表示这种配置，而且还表示以公差或能够获得相同功能的程度的角度或距离相对位移的状态。
另外，本说明书中，表示“同一”、“相等”及“均匀”等事物相等的状态表达不仅表示严格相等的状态，还表示存在公差或可得到相同功能的程度的差异的状态。
另外，本说明书中，“具备”、“包含”或“具有”一的结构要素的表达不是排除其它结构要素的存在的排他性的表达。
符号说明
1 增压系统
2 第一增压器
5 压力传感器
6 第二增压器
8 发动机
10 第一压缩机
11 旋转轴
12 电动机
14 涡轮
16 喷嘴叶片
17 支承轴
20 第二压缩机
24 涡轮
26 喷嘴叶片
28 逆变器
30 蓄电池
32 进气管路
34 中间冷却器
36 进气歧管
38 排气歧管
40 排气管路
42 旁通管路
43 排气闸阀
45 旁通阀
46 再循环通路
47 再循环阀
48 第二旁通流路
50 涡轮壳体
54 涡轮转子
56 转子叶片
60 交流发电机
90 低压级增压器
100 控制装置
102 电动机控制部
104 叶片控制部
106 阈值确定部

Claims (12)

1.一种增压系统，具备：
第一增压器，其具有用于压缩向发动机供给的空气的第一压缩机；
第二增压器，其具有用于进一步压缩由所述第一压缩机压缩的空气的第二压缩机；
控制装置，其用于控制所述第一增压器及所述第二增压器，
所述增压系统的特征在于，
所述第一增压器或所述第二增压器的至少一方还具有电动机，该电动机用于驱动所述第一压缩机或所述第二压缩机，
所述第一增压器或所述第二增压器的至少一方还具有：涡轮，其构成为被来自所述发动机的排气旋转驱动；喷嘴叶片，其构成为调节向所述涡轮流入的所述排气的流路面积，
所述控制装置包含：
电动机控制部，其构成为，在用于向所述电动机提供电力的蓄电池的充电量低于第一阈值时，将所述电动机的输出指令值的上限值设定成比所述蓄电池的充电量为所述第一阈值以上时低，或将所述电动机切换成再生运转；
叶片控制部，其在所述蓄电池的充电量低于所述第一阈值时，随着所述电动机控制部对所述电动机的控制，控制所述喷嘴叶片的开度以使所述流路面积变小。
2.如权利要求1所述的增压系统，其特征在于，
所述电动机控制部构成为，
在所述蓄电池的充电量低于所述第一阈值且在比所述第一阈值小的第二阈值以上的情况下，将所述电动机的输出指令值的所述上限值设定成比所述蓄电池的充电量为所述第一阈值以上的情况小且比零大的值，
在所述蓄电池的充电量低于所述第二阈值的情况下，将所述电动机的输出指令值的所述上限值设定成零。
3.如权利要求1或2所述的增压系统，其特征在于，
所述控制装置还包含阈值确定部，该阈值确定部构成为，基于由所述发动机驱动并用于生成向所述电动机提供的电力的交流发电机的负荷来确定所述第一阈值及所述第二阈值。
4.如权利要求3所述的增压系统，其特征在于，
所述阈值确定部构成为，随着所述交流发电机的负荷的增加，增大所述第一阈值及所述第二阈值。
5.如权利要求1～4中任一项所述的增压系统，其特征在于，
所述电动机控制部构成为，在所述蓄电池的充电量低于所述第一阈值且所述喷嘴叶片的开度在第三阈值以上时，将所述电动机切换成再生运转。
6.如权利要求1～5中任一项所述的增压系统，其特征在于，
所述电动机控制部构成为，基于所述喷嘴叶片的开度确定所述电动机的目标再生量，并将所述电动机的再生量控制成所述目标再生量。
7.如权利要求6所述的增压系统，其特征在于，
所述电动机控制部构成为，随着所述喷嘴叶片的开度的减小，减小所述目标再生量。
8.如权利要求1～7中任一项所述的增压系统，其特征在于，
所述电动机控制部构成为，基于所述蓄电池的充电量确定所述电动机的目标再生量，并将所述电动机的再生量控制成所述目标再生量。
9.如权利要求8所述的增压系统，其特征在于，
所述电动机控制部构成为，随着所述蓄电池的最大容量和所述蓄电池的充电量之差变小，使所述目标再生量减小。
10.如权利要求1～9中任一项所述的增压系统，其特征在于，
所述第一增压器或所述第二增压器中的所述一方是具备与所述第一压缩机或所述第二压缩机连结的所述电动机的电动增压器，
所述电动机控制部构成为，在所述蓄电池的充电量低于第一阈值时，将所述输出指令值的所述上限值设定成零，通过利用进气的所述第一压缩机或所述第二压缩机的旋转，以再生模式驱动所述电动机。
11.一种增压系统用控制装置，其用于权利要求1～10中任一项所述的增压系统，其特征在于，具备：
电动机控制部，其构成为，在用于向所述电动机提供电力的蓄电池的充电量低于第一阈值时，将所述电动机的输出指令值的上限值设定成比所述蓄电池的充电量在所述第一阈值以上时低，或将所述电动机切换成再生运转；
叶片控制部，其在所述蓄电池的充电量低于所述第一阈值时，随着所述电动机控制部对所述电动机的控制，控制所述喷嘴叶片的开度以使所述流路面积变小。
12.一种增压系统的运转方法，所述增压系统具备：第一增压器，其具有用于压缩向发动机供给的空气的第一压缩机；第二增压器，其具有用于进一步压缩由所述第一压缩机压缩的空气的第二压缩机，
所述增压系统的运转方法的特征在于，
所述第一增压器或所述第二增压器的至少一方还具有电动机，该电动机用于驱动所述第一压缩机或所述第二压缩机，
所述第一增压器或所述第二增压器的至少一方还具有：涡轮，其构成为被来自所述发动机的排气旋转驱动；喷嘴叶片其构成为调节向所述涡轮流入的所述排气的流路面积，
所述运转方法包括：
充电量获取步骤，获取用于向所述电动机提供电力的蓄电池的充电量；
电动机控制步骤，在所述蓄电池的充电量低于第一阈值时，将所述电动机的输出指令值的上限值设定成比所述蓄电池的充电量为所述第一阈值以上时低，或将所述电动机切换成再生运转；
叶片开度控制步骤，在所述蓄电池的充电量低于所述第一阈值时，随着在所述电动机控制步骤中的所述电动机的控制，控制所述喷嘴叶片的开度以使所述流路面积变小。
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