CN107208547B - 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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Abstract

本发明提供一种增压系统，其具备：具有用于压缩向发动机供给的空气的第一压缩机和用于驱动所述第一压缩机的电动机的第一增压器、用于测量所述电动机的漏电流的漏电流测量部、用于控制所述第一增压器的第一控制装置，所述第一控制装置包含电动机控制部，该电动机控制部构成为，在所述漏电流测量部的测量结果为第一阈值以上时，将所述电动机的输出指令值的上限值设定为比所述测量结果低于所述第一阈值时低，在该上限值以下的范围内控制所述电动机的输出。

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
作为电动机(马达)故障的代表例，当发生了绕组的绝缘劣化时，已知漏电流会随着绝缘劣化的发展而增大。
作为检测这种漏电流的方法，专利文献1公开了一种漏电检测系统，在空调用电动压缩系统中向逆变器马达供给电压时，用于检测有无漏电。在该漏电检测系统中，通过漏电检测传感器来检测漏电，在检测到漏电的情况下，立即停止向逆变器马达供给电力，从而停止逆变器马达的运转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2000－298220号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，已知例如具备由电动机驱动的压缩机的电动增压器、利用电动机辅助由发动机排气实现的压缩机的驱动的电动辅助涡轮增压器等具备电动机的增压器。在这种具备电动机的增压器中，如果在检测到漏电时像上述那样立即停止电动机的运转，发动机输出及车速就会急速降低，所以驾驶性能有可能变差。
鉴于上述情况，本发明的至少一个实施方式的目的在于，提供一种增压系统，其能够缓解由电动机的故障引起的驾驶性能变差。
用于解决课题的技术方案
(1)本发明的至少一个实施方式的增压系统具备：第一增压器，具有用于压缩向发动机供给的空气的第一压缩机和用于驱动所述第一压缩机的电动机；漏电流测量部，用于测量所述电动机的漏电流；第一控制装置，用于控制所述第一增压器，所述第一控制装置包含电动机控制部，该电动机控制部构成为，在所述漏电流测量部的测量结果为第一阈值以上时，将所述电动机的输出指令值的上限值设定为比所述测量结果低于所述第一阈值时低，在该上限值以下的范围内，控制所述电动机的输出。
当在电动机中发生了绕组的绝缘劣化时，漏电流会随着其发展而增大。
在上述(1)的方案中，在电动机的漏电流的测量结果为第一阈值以上时，即，在电动机发生了故障或疑似发生故障时，将电动机的输出指令值的上限值设定为比未发生上述情况时低，并在该上限值的范围内控制电动机的输出。因此，与在电动机的故障判定后立即停止电动机的情况相比，电动机输出更加缓慢地降低，因此驾驶性能的恶化得以缓解。另外，电动机的绝缘劣化依赖于电动机的电线(电动机绕组或从电动机到外部的电线)的温度，电线温度越高，越容易发展。在这方面，由于在上述(1)的方案中，电动机的电线温度通过降低电动机的输出而降低，因此能够抑制电动机的绝缘劣化的发展。
(2)在一些实施方式中，基于上述(1)的方案，所述电动机控制部构成为，在所述测量结果为所述第一阈值以上且低于比所述第一阈值大的第二阈值的情况下，将所述电动机的输出指令值的所述上限值设定为比所述测量结果低于所述第一阈值时小且比零大的值，在所述测量结果为所述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为零。
在上述(2)的方案中，在电动机的漏电流增大而成为第一阈值以上时，将电动机的输出指令值的上限值减小到大于零的值，在漏电流成为大于第一阈值的第二阈值以上时，将电动机的输出指令值的上限值设定为零。因此，由于使电动机的输出指令值的上限值随着电动机的漏电流的增大而阶段性地减小，电动机输出比在电动机的故障判定后立即停止电动机的情况降低得更加缓慢，因此驾驶性能的恶化得以缓解。
(3)在一些实施方式中，基于上述(1)或(2)的方案，所述第一增压器还具有：能够通过来自所述发动机的排气及所述电动机进行旋转驱动的第一涡轮、调节向所述第一涡轮流入的所述排气的流路面积的第一喷嘴叶片，所述第一控制装置还具备第一叶片控制部，该第一叶片控制部用于基于所述漏电流测量部的测量结果控制所述第一喷嘴叶片的开度，所述第一叶片控制部构成为，在所述漏电流测量部的测量结果为所述第一阈值以上时，响应因所述电动机控制部的控制而导致的所述电动机的所述输出指令值的所述上限值的降低，控制所述第一喷嘴叶片的开度，以使所述流路面积比所述测量结果低于所述第一阈值时小。
在由电动机旋转驱动的增压器中，通过降低电动机的输出，使增压压力降低。另一方面，在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而缩小流路面积，使增压压力上升。
根据上述(3)的方案，在因电动机的漏电流增大而降低电动机的输出指令值的上限值时，响应该输出指令值的降低而减小喷嘴叶片的开度。即，根据由电动机的输出指令值的降低引起的增压压力的降低，减小喷嘴叶片的开度，从而使增压压力上升，因此，既能够进行电动机控制部的控制，又能够确保增压系统的增压压力。
(4)在一些实施方式中，基于上述(3)的方案，所述第一叶片控制部构成为，基于所述增压系统提供的增压压力和目标增压压力之间的偏差来确定所述第一喷嘴叶片的第一目标开度，将所述第一喷嘴叶片的开度控制成所述第一目标开度。
在上述(4)的方案中，由于对第一喷嘴叶片进行反馈控制，以使第一喷嘴叶片的开度成为基于增压系统的增压压力和目标增压压力之间的偏差来确定的目标开度，所以能够一边进行电动机控制部的控制，一边使增压压力接近目标增压压力。
(5)在一些实施方式中，基于上述(4)的方案，所述第一叶片控制部构成为，根据由所述上限值引起的所述电动机的所述输出指令值的降低量来修正所述第一目标开度，求出第一修正开度，将所述第一喷嘴叶片的开度控制成所述第一修正开度。
在上述(5)的方案中，由于根据由所述上限值引起的电动机的输出指令值的降低量来修正反馈控制中的第一喷嘴叶片的目标开度，所以与不修正目标开度的情况相比，能够使增压压力更加迅速地接近目标增压压力。
(6)在一些实施方式中，基于上述(1)～(5)中的任一个方案，还具备：第二增压器，具有用于压缩向所述发动机供给的空气的第二压缩机、由来自所述发动机的排气进行旋转驱动并驱动所述第二压缩机的第二涡轮、调节向所述第二涡轮流入的所述排气的流路面积的第二喷嘴叶片；第二控制装置，用于控制所述第二增压器，所述第一增压器和所述第二增压器中的一方为低压段增压器，所述第一增压器和所述第二增压器中的另一方是进一步压缩由所述低压段增压器的所述压缩机压缩后的空气而供给到所述发动机的高压段增压器，所述第二控制装置包含第二叶片控制部，该第二叶片控制部构成为，在所述漏电流测量部的测量结果为所述第一阈值以上时，响应因所述电动机控制部的控制导致的所述电动机的所述输出指令值的所述上限值的降低，控制所述喷嘴叶片的开度，以使所述流路面积比所述测量结果低于所述第一阈值时小。
在上述(6)的方案中，在因第一增压器的电动机的漏电流增大而降低电动机的输出指令值的上限值时，响应该输出指令值的降低而减小第二增压器的喷嘴叶片的开度。即，响应第一增压器中的压力比降低而使第二增压器中的压力比上升，因此，既能够进行电动机控制部的控制，又能够确保增压系统的增压压力。
(7)在一些实施方式中，基于上述(6)的方案，所述第二叶片控制部构成为，基于所述增压系统提供的增压压力和目标增压压力之间的偏差来确定所述第二喷嘴叶片的第二目标开度，将所述第二喷嘴叶片的开度控制成所述第二目标开度。
在上述(7)的方案中，由于对第二喷嘴叶片进行反馈控制，以使第二喷嘴叶片的开度成为基于增压系统的增压压力和目标增压压力之间的偏差确定的目标开度，因此，能够一边进行电动机控制部的控制，一边使增压压力接近目标增压压力。
(8)在一些实施方式中，基于上述(7)的方案，所述第二叶片控制部构成为，根据由所述上限值引起的所述电动机的所述输出指令值的降低量来修正所述第二目标开度，求出第二修正开度，将所述第二喷嘴叶片的开度控制成所述第二修正开度。
在上述(8)的方案中，由于根据由所述上限值引起的电动机的输出指令值的降低量来修正反馈控制中的第二喷嘴叶片的目标开度，所以与不修正目标开度的情况相比，能够使增压压力更加迅速地接近目标增压压力。
(9)在一些实施方式中，基于上述(1)～(8)中的任一个方案，所述电动机包含用于将来自蓄电池的直流电压转换为三相交流电压而供给到电动机绕组的逆变器，所述漏电流测量部包含能够一并测量所述逆变器和所述电动机之间的三相交流电流的电流计。
根据上述(9)的方案，通过测量逆变器和电动机之间的三相交流中的零相电流，能够测量电动机的漏电流。
(10)在一些实施方式中，基于上述(1)～(9)中的任一个方案，所述电动机包含用于将来自蓄电池的直流电压转换为三相交流电压而供给到电动机绕组的逆变器，所述漏电流测量部包含能够一并测量所述蓄电池和所述逆变器之间的去路和回路的直流电流的电流计。
根据上述(10)的方案，通过测量蓄电池和逆变器之间的去路和回路的直流电流之和，能够测量电动机的漏电流。
(11)在一些实施方式中，基于上述(1)～(10)中的任一个方案，所述漏电流测量部包含可测量所述电动机的绝缘电阻值的绝缘电阻计。
根据上述(11)的方案，能够从电动机的绝缘电阻值的降低检测出电动机的漏电流。另外，即使电动机不从蓄电池接受电力供给，也能够对电动机的绝缘电阻值进行测量，因此，根据上述(11)的方案，即使在电动机不运转时，也能够检测出电动机的漏电流。
(12)本发明的至少一个实施方式的增压系统用控制装置用于具有前述(1)～(11)中的任一个方案的增压系统，具备包含电动机控制部的第一控制装置，该电动机控制部构成为，在所述漏电流测量部的测量结果为第一阈值以上时，将所述电动机的输出指令值的上限值设定为比所述测量结果低于所述第一阈值时低，在该上限值以下的范围内，控制所述电动机的输出。
如果在电动机中发生了绕组的绝缘劣化，漏电流就会随着其发展而增大。
在上述(12)的方案中，在电动机的漏电流的测量结果为第一阈值以上时，即，在电动机发生了故障或者疑似发生故障时，将电动机的输出指令值的上限值设定为比未发生上述情况时低，并在该上限值的范围内控制电动机的输出。因此，与在电动机的故障判定后立即停止电动机的情况相比，电动机输出更加缓慢地降低，因此驾驶性能的恶化得以缓解。另外，电动机的绝缘劣化依赖于电动机的电线(电动机绕组或从电动机到外部的电线)的温度，电线温度越高，越容易发展。在这方面，由于在上述(12)的方案中，电动机的电线温度通过降低电动机的输出而降低，因此能够抑制电动机的绝缘劣化的发展。
(13)本发明的至少一个实施方式的增压系统具备第一增压器，该第一增压器具有用于压缩向发动机供给的空气的第一压缩机和用于驱动所述第一压缩机的电动机，其特征在于，具备：漏电流测量步骤，测量所述电动机的漏电流；输出上限值设定步骤，在所述漏电流测量步骤的所述测量结果为所述第一阈值以上时，将所述电动机的输出指令值的上限值设定为比所述测量结果低于所述第一阈值时低；输出控制步骤，在所述输出上限值设定步骤中设定的所述上限值以下的范围内，控制所述电动机的输出。
当在电动机中发生了绕组的绝缘劣化时，漏电流就会随着其发展而增大。
在上述(13)的方法中，在电动机的漏电流的测量结果为第一阈值以上时，即，在电动机发生了故障或疑似发生故障时，将电动机的输出指令值的上限值设定为比未发生上述情况时低，并在该上限值的范围内控制电动机的输出。因此，与在电动机的故障判定后立即停止电动机的情况相比，电动机输出更加缓慢地降低，因此驾驶性能的恶化得以缓解。另外，电动机的绝缘劣化依赖于电动机的电线(电动机绕组或从电动机到外部的电线)的温度，电线温度越高，越容易发展。在这方面，由于在上述(13)的方案中，电动机的电线温度通过降低电动机的输出而降低，因此能够抑制电动机的绝缘劣化的发展。
发明效果
根据本发明的至少一个实施方式，可提供一种能够缓解由电动机的故障引起的驾驶性能恶化的增压系统。
附图说明
图1是表示一个实施方式的增压系统的结构图；
图2是表示一个实施方式的增压系统的结构图；
图3是一个实施方式的增压器具有的涡轮的概略剖视图；
图4是表示一个实施方式的增压系统用控制装置的结构图；
图5是一个实施方式的增压系统的运转方法的流程图；
图6是一个实施方式的喷嘴叶片开度控制的流程图；
图7是一个实施方式的喷嘴叶片开度控制的流程图；
图8是一个实施方式的增压系统的控制方框图；
图9是表示一个实施方式的增压系统的结构图；
图10是表示一个实施方式的增压系统的结构图；
图11是表示一个实施方式的增压系统的结构图；
图12是表示一个实施方式的增压系统的结构图；
图13是表示一个实施方式的增压系统用控制装置的结构图；
图14是一个实施方式的增压系统的运转方法的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的一些实施方式进行说明。其中，实施方式记载的或附图所示的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等都不是为了将本发明的范围限定于此，仅是说明例而已。
图1、图2及图9～图12分别是表示一个实施方式的增压系统的结构图。如图1、图2及图9～图12所示，增压系统1具备：压缩向搭载于车辆等的发动机8供给的空气压力的第一增压器2、漏电流测量部4、控制装置100。第一增压器2具有：用于压缩向发动机8供给的空气的第一压缩机10、用于驱动第一压缩机10的电动机12。漏电流测量部4测量电动机12的漏电流。另外，控制装置100包含用于控制第一增压器2的第一控制装置110。
图1、图9及图10所示的第一增压器2是通过电动机12来驱动第一压缩机10的电动增压器。在此，电动机12包含用于将来自蓄电池30的直流电压转换为三相交流电压而供给到电动机绕组的逆变器28，经由逆变器28从蓄电池30接受电力供给，从而生成旋转能量。第一压缩机10经由旋转轴11与电动机12连接，旋转轴11通过由电动机12生成的旋转能量而旋转，驱动第一压缩机10使其旋转，对流到第一压缩机10的进气进行压缩。
图2、图11及图12所示的第一增压器2还具备第一涡轮14，第一涡轮14是利用来自发动机8的排气来旋转驱动，同时利用电动机12来辅助排气对第一涡轮14的旋转驱动的电动辅助涡轮增压器。即，第一涡轮可借助来自发动机8的排气及电动机12而被旋转驱动。在该第一增压器2中，第一涡轮14经由旋转轴11与第一压缩机10连接，能够与第一压缩机10同轴旋转。在第一增压器中，第一涡轮14通过来自发动机8的排气流入而被旋转驱动，随之，经由旋转轴11同轴驱动第一压缩机10，对流入到第一压缩机10的进气进行压缩。
在图2、图11及图12所示的第一增压器2中，与图1等所示的第一增压器2同样地，电动机12包含用于将来自蓄电池30的直流电压转换为三相交流电压而供给到电动机绕组的逆变器28，经由逆变器28从蓄电池30接受电力供给而生成旋转能量。于是，辅助旋转轴11的旋转或第一压缩机10的旋转驱动。
图2所示的第一增压器2还具有第一喷嘴叶片16，第一喷嘴叶片16调节向第一涡轮14流入的来自发动机8的排气的流路面积。
在此，参照图3，对由喷嘴叶片实现的排气流路面积的调节进行说明。图3是一个实施方式的增压器所具有的涡轮(这里，指第一涡轮14)的概略剖视图。如图3所示，第一涡轮14在涡轮壳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的排气流入第一涡轮14时，涡轮转子54因转子叶片56受到排气流而旋转，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作为转动轴转动自如的方式构成的多个喷嘴叶片16。
通过促动器(未图示)使支承轴17旋转，由此，多个喷嘴叶片16能够改变开度。在图3中，虚线所示的喷嘴叶片16a为开度比实线所示的喷嘴叶片16大的状态。即，虚线所示的喷嘴叶片16a彼此之间的距离D2比实线所示的喷嘴叶片16彼此之间的距离D1大。因此，排气的流路面积是开度大时比开度小时大。
通过减小喷嘴叶片16的开度(即，减小排气的流路面积)，排气向第一涡轮14流入的流入速度会上升，所以能够提高增压系统1的增压压力。另外，通过开大喷嘴叶片16的开度(即，增大排气的流路面积)，排气向第一涡轮14流入的流入速度会减小，所以能够降低增压系统1的增压压力。这样，通过调节喷嘴叶片16的开度，能够调节增压系统1的增压压力。
在图1、图2及图9～图12所示的增压系统1中，导入到进气管路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的旋转被压缩。在第一压缩机10压缩过的进气由中间冷却器34冷却，通过节气门(未图示)调节其进气量，经由进气歧管36供给到发动机8的各汽缸。向发动机8的各汽缸供给压缩空气及燃料，这些压缩空气及燃料燃烧而生成的排气经由排气岐管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供给的空气的压力(增压压力)的压力传感器5。
在图2所示的增压系统1中，来自发动机8的排气流入第一增压器2的第一涡轮14，在第一涡轮14处作功后的排气向排气管路40排出。
可以在排气管路40上连接绕过第一涡轮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，能够调节向第一涡轮14流入的排气流量及向旁通管路42流入的排气流量，由此，能够控制第一涡轮14及与之同轴驱动的第一压缩机10的转速。排气闸阀43的开度也可以通过控制装置100来控制。
图4是表示一个实施方式的增压系统用控制装置的结构图。如图4所示，一个实施方式的增压系统1所使用的控制装置100具备用于控制第一增压器2的第一控制装置110。在一个实施方式中，第一控制装置110包含电动机控制部112和第一叶片控制部114。
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也可以是自用于控制发动机8的发动机ECU独立设置的ECU。
控制装置100可以是由中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)及I/O接口等构成的微型计算机。
按照图5的流程图对使用一个实施方式的控制装置100的增压系统1的运转方法进行说明。图5是一个实施方式的增压系统的运转方法的流程图。
首先，测量用于驱动第一压缩机的电动机12的漏电流(S2)。电动机12的漏电流使用漏电流测量部4(后面进行说明)来测量。
在电动机12中，如果发生作为电动机12故障的代表例的绕组的绝缘劣化，漏电流就会随着其发展而增加。即，通过漏电流的值，能够得知电动机12的故障的发展状态。
漏电流测量部4所得的测量值作为电信号被发送到第一控制装置110。
接着，判定S2中对电动机12的漏电流的测量结果是否超过了预先设定的第一阈值(S4)。第一控制装置110可以具备存储部(存储器)，第一阈值可以预存储于存储部。这样，第一控制装置110可以将存储于存储部的第一阈值和从漏电流测量部4发送过来的测量值进行比较。
在S4中判定为对电动机12的漏电流的测量结果低于第一阈值的情况下(S4的“否”)，无需进行特别的步骤，结束流程。或者，也可以再次返回到S2，执行测量漏电流的步骤。
另一方面，在S4中判定为对电动机12的漏电流的测量结果为第一阈值以上的情况下(S4的“是”)，通过电动机控制部112，将电动机12的输出指令值的上限值设定为比漏电流的测量结果低于第一阈值时低，并在该上限值以下的范围内控制电动机12的输出(S8或S10)。
这样，在对电动机12的漏电流的测量结果为第一阈值以上时，即，在电动机12发生了故障或疑似发生故障时，将电动机12的输出指令值的上限值设定为比未发生上述情况时低，在该上限值的范围内控制电动机12的输出。因此，与进行了电动机12的故障判定后立即停止电动机12的情况相比，电动机12的输出缓慢降低，所以驾驶性能的恶化得以缓解。另外，电动机12的绝缘劣化依赖于电动机12的电线(电动机绕组或从电动机至外部的电线)的温度，电线温度越高，越容易发展。在这方面，如上所述，电动机12的电线温度通过降低电动机12的输出而降低，因此，能够抑制电动机12的绝缘劣化的发展。
此外，为了控制电动机12的输出，电动机控制部112可以控制逆变器28施加到电动机12的电压，以使电动机12的输出成为希望值。
如上所述，在S4中判定为对电动机12的漏电流的测量结果为第一阈值以上的情况下(S4的“是”)，可以进一步判定对漏电流的测量结果是否超过了比第一阈值大的第二阈值(S6)。然后，在S6中判定为电动机12的漏电流的测量结果低于第二阈值的情况下(S6的“否”)，电动机控制部112将电动机12的输出指令值的上限值设定为比漏电流的测量结果低于第一阈值时小且比零大的值，在该上限值以下的范围内控制电动机12的输出(S8)。另一方面，在S6中判定为电动机12的漏电流的测量结果为第二阈值以上的情况下(S6的“是”)，通过电动机控制部112，将电动机12的输出指令值的上限值设定为零，控制成电动机12的输出成为零(S10)。
在这种情况下，由于使电动机12的输出指令值的上限值随着电动机12的漏电流的增大而阶段性地减小，所以与进行了电动机12的故障判定后立即停止电动机12的情况相比，电动机12的输出缓慢降低，因此驾驶性能的恶化得以缓解。
第二阈值可以预存储于第一控制装置110的存储部。这样，第一控制装置110可以将存储于存储部的第二阈值和从漏电流测量部4发送过来的测量值进行比较。
在第一增压器2具有第一涡轮14及用于调节向第一涡轮14流入的来自发动机8的排气的流路面积的第一喷嘴叶片16的情况下，可以通过第一叶片控制部114控制第一喷嘴叶片16的开度(S12)，从而确保增压系统1的增压压力。更具体地说，在漏电流测量部4的测量结果为第一阈值以上时(S4的“是”)，第一叶片控制部114响应S8或S10中因电动机控制部112的控制而导致的电动机12的输出指令值的上限值的降低，控制第一喷嘴叶片16的开度，以使向第一涡轮14流入的排气的流路面积比漏电流的测量结果低于第一阈值时小。
这样，根据由电动机12的输出指令值的降低引起的增压压力的降低来减小第一喷嘴叶片16的开度，从而使增压压力上升，因此，能够一边进行电动机控制部112的控制，一边确保增压系统1的增压压力。
图6及图7分别是控制一个实施方式的第一喷嘴叶片开度的步骤(S12)的流程图。如图6所示，在一个实施方式中，在进行第一喷嘴叶片16的控制时，通过第一叶片控制部114，基于增压系统1提供的增压压力和目标增压压力之间的偏差来确定第一喷嘴叶片16的第一目标开度(S14)，将第一喷嘴叶片16的开度控制成第一目标开度(S16)。
这样，通过对第一喷嘴叶片16进行反馈控制(例如，PI控制或PID控制)，以使开度成为基于增压系统1的增压压力和目标增压压力之间的偏差而确定的目标开度，能够一边进行电动机控制部112的控制，一边使增压压力接近目标增压压力。
此外，增压系统1的增压压力可以利用压力传感器5来测量，作为电信号发送到第一控制装置110。
在一个实施方式中，如图7所示，在由第一叶片控制部114基于增压系统1提供的增压压力和目标增压压力之间的偏差确定了第一喷嘴叶片16的第一目标开度之后(S18)，根据在S8或S10中设定的上限值造成的电动机12的输出指令值的降低量来修正第一喷嘴叶片16的第一目标开度，求出第一修正开度(S20)，将第一喷嘴叶片16的开度控制成第一修正开度(S22)。
这样，根据因上限值而导致的电动机12的输出指令值的降低量来修正反馈控制中的第一喷嘴叶片16的目标开度，因此，能够使增压压力比未修正目标开度时更迅速地接近目标增压压力。
图8是一个实施方式的增压系统的控制方框图。该控制方框图表示的是上述电动机控制部112及第一叶片控制部114的控制运算流程。
在图8所示的控制方框图中，首先，在指令值计算部102，基于增压系统1的目标增压压力PB ＊及由压力传感器5测量出的增压系统1的实际增压压力PB，计算出用于实现目标增压压力PB ＊的电动机输出指令值Pm ＊及喷嘴叶片开度指令值(第一目标开度)Ov ＊。此外，在计算电动机输出指令值Pm ＊及喷嘴叶片开度指令值(第一目标开度)Ov ＊时，除考虑增压压力PB或目标增压压力PB ＊之外，还可以考虑车速、发动机转速、油门踏下量等。
在电动机控制部112，基于由漏电流测量部4测量的漏电流IL的值，由上限值确定部104确定电动机12的输出指令值的上限值。例如，在漏电流测量部4的测量结果为上述第一阈值以上时，将电动机12的输出指令值的上限值设定为比漏电流的测量结果低于第1阈值时低。并且，在限幅器106中，通过对电动机输出指令值Pm ＊加以限制以使其成为所设定的输出指令值的上限值以下，由此可得到Pm。这样得到的Pm作为电动机输出指令值，用于电动机12的输出控制。
在第一叶片控制部114中，在修正部108修正第一喷嘴叶片16的第一目标开度Ov ＊，得到第一修正开度(第一喷嘴叶片开度指令值)Ov。
在修正部108，根据电动机12的输出指令值的降低量(即，由指令值计算部102计算出的电动机输出指令值Pm ＊和由限幅器106限制了上限值的电动机输出指令值Pm之差)来修正第一喷嘴叶片16的第一目标开度，获得第一修正开度(第一喷嘴叶片开度指令值)Ov。这样得到的Ov作为第一修正开度(第一喷嘴叶片开度指令值)，用于第一喷嘴叶片16的开度控制。
图9～图12所示的实施方式的增压系统1还具备第二增压器6和用于控制第二增压器6的第二控制装置120。
第二增压器6是具有用于压缩向发动机8供给的空气的第二压缩机20和利用来自发动机8的排气进行旋转驱动而驱动第二压缩机20的第二涡轮24的涡轮增压器。另外，第二增压器6具有第二喷嘴叶片26，第二喷嘴叶片26调节向第二涡轮24流入的排气的流路面积。
第一增压器2和第二增压器6在增压系统1中串联配置，第一增压器2和第二增压器6中的一方是配置于低压侧(即，接近进气入口的一方)的低压段增压器(90)。另外，第一增压器2和第二增压器6中的另一方是进一步压缩由低压段增压器(90)的压缩机(第一压缩机10或第二压缩机20)压缩后的空气而供给到发动机8的高压段增压器(92)。
在图9及图10所示的增压系统1中，如上所述，第一增压器2是由电动机12驱动第一压缩机10的电动增压器。其中，在图9所示的增压系统1中，作为电动增压器的第一增压器2是低压段增压器90，作为具有喷嘴叶片的涡轮增压器的第二增压器6是高压段增压器92。在图10所示的增压系统1中，作为具有喷嘴叶片的涡轮增压器的第二增压器6是低压段增压器90，作为电动增压器的第一增压器2是高压段增压器92。
在图11及图12所示的增压系统1中，如上所述，第二增压器6是第一涡轮14被来自发动机8的排气旋转驱动且由电动机12辅助由排气实现的第一涡轮14的旋转驱动的电动辅助涡轮增压器。其中，在图11所示的增压系统1中，作为电动辅助涡轮增压器的第一增压器2是低压段增压器90，作为具有喷嘴叶片的涡轮增压器的第二增压器6是高压段增压器92。在图10所示的增压系统1中，作为具有喷嘴叶片的涡轮增压器的第二增压器6是低压段增压器90，作为电动辅助涡轮增压器的第一增压器2是高压段增压器92。
图9～图12所示的增压系统1在配置有低压段增压器90的压缩机(10或20)及高压段增压器92的压缩机(20或10)的进气管路32中，包含连结高压段增压器92的压缩机(20或10)的上游侧和下游侧且以绕过该压缩机(20或10)的方式设置的再循环通路46、以及设置于再循环通路46的再循环阀47。为了抑制增压系统1的喘振，可使导入到进气管路32并由低压段增压器90的压缩机(10或20)及高压段增压器92的压缩机(20或10)压缩后的空气的一部分经由再循环阀47通过再循环通路46返回到高压段增压器92的压缩机(20或10)入口。
在图9及图10所示的增压系统1中，来自发动机8的排气流入第二增压器6的第二涡轮24中，在第二涡轮24处作功后的排气向排气管路40排出。
可以在排气管路40上连接绕过第二涡轮24的旁通管路42，也可以在旁通管路42上设置排气闸阀43。通过调节排气闸阀43的开度，能够调节向第二涡轮24流入的排气流量及向旁通管路42流入的排气流量，由此，能够控制第二涡轮24及与之同轴驱动的第二压缩机20的转速。排气闸阀43的开度也可以通过控制装置100控制。
在图11及图12所示的增压系统1中，来自发动机8的排气依次流入高压段增压器92的涡轮(24或14)及低压段增压器90的涡轮(14或24)，在低压段增压器90的涡轮(14或24)处作功后的排气向排气管路40排出。
可以在排气管路40上连接绕过低压段增压器90的涡轮(14或24)的旁通管路42，也可以在旁通管路42上设置排气闸阀43。通过调节排气闸阀43的开度，能够调节向低压段增压器90的涡轮(14或24)流入的排气流量及向旁通管路42流入的排气流量，由此，能够控制低压段增压器90的涡轮(14或24)及与之同轴驱动的低压段增压器90的压缩机(10或20)的转速。排气闸阀43的开度可以通过控制装置100控制。
另外，排气管路40和排气岐管38之间连接有绕过高压段增压器92的涡轮(24或14)的第二旁通流路48。来自发动机8的排气的一部分经由设置于第二旁通流路48的旁通阀45，能够不通过高压段增压器92的涡轮(24或14)而流入低压段增压器90的涡轮(14或24)。并且，通过调节旁通阀45的开度，能够调节向高压段增压器92的涡轮(24或14)及低压段增压器90的涡轮(14或24)流入的排气流量，由此，能够控制高压段增压器92的涡轮(24或14)、低压段增压器90的涡轮(14或24)及与它们同轴驱动的高压段增压器92的压缩机(20或10)、低压段增压器90的压缩机(10或20)的转速。旁通阀45的开度可以通过控制装置100控制。
图13是表示一个实施方式的增压系统用控制装置的结构图。如图13所示，一个实施方式的增压系统1所使用的控制装置100具备用于控制第一增压器2的第一控制装置110和用于控制第二增压器6的第二控制装置120。在一个实施方式中，第一控制装置110包含电动机控制部112和第一叶片控制部114，第二控制装置120包含第二叶片控制部。第一控制装置110及第二控制装置120可以分别是由中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)及I/O接口等构成的微型计算机。
图9～图12所示的增压系统1例如可使用图13所示的控制装置100进行控制。
基于图14的流程图，对使用包含第一控制装置110及第二控制装置120的控制装置100的增压系统1的运转方法进行说明。图14是一个实施方式的增压系统的运转方法的流程图。
这里，由于图14中的S32、S34、S36、S38及S40分别与图5的流程图中的S2、S4、S6、S8及S10相同，因此省略说明。
在S34中判定为对电动机12的漏电流的测量结果为第一阈值以上时(S34的“是”)，可以通过第二叶片控制部122控制第二喷嘴叶片26的开度(S42)，以确保增压系统1的增压压力。更具体地说，在漏电流测量部4的测量结果为第一阈值以上时(S34的“是”)，第二叶片控制部122响应S38或S40中因电动机控制部112的控制而导致的电动机12的输出指令值的上限值的降低，控制第二喷嘴叶片26的开度，以使向第二涡轮24流入的排气的流路面积比漏电流的测量结果低于第一阈值时小。
这样，根据电动机12的输出指令值的降低所引起的增压压力的降低来减小第二喷嘴叶片26的开度，使增压压力上升，因此，能够一边进行电动机控制部112的控制，一边确保增压系统1的增压压力。
S42中的第二喷嘴叶片26的开度例如可按照前面说明的图6或图7所示的流程图进行控制。
即，在一个实施方式中，如图6所示，在进行第二喷嘴叶片26的控制时，通过第二叶片控制部122，基于增压系统1提供的增压压力和目标增压压力之间的偏差来确定第二喷嘴叶片26的第二目标开度(S14)，将第二喷嘴叶片26的开度控制成第二目标开度(S16)。
这样，通过对第二喷嘴叶片26进行反馈控制(例如，PI控制或PID控制)，以使其开度成为基于增压系统1的增压压力和目标增压压力之间的偏差而确定的目标开度，能够一边进行电动机控制部112的控制，一边使增压压力接近目标增压压力。
另外，在一个实施方式中，如图7所示，在由第二叶片控制部122基于增压系统1的增压压力和目标增压压力之间的偏差确定了第二喷嘴叶片26的第二目标开度之后(S18)，根据S38或S40中设定的上限值引起的电动机12的输出指令值的降低量来修正第二喷嘴叶片26的第二目标开度，求出第二修正开度(S20)，将第二喷嘴叶片26的开度控制成第二修正开度(S22)。
这样，根据因上限值而导致的电动机12的输出指令值的降低量来修正反馈控制中的第二喷嘴叶片26的目标开度，因此，能够使增压压力比未修正目标开度时更加迅速地接近目标增压压力。
接着，对一些实施方式的漏电流测量部4进行说明。
在一个实施方式中，漏电流测量部4是能够一并测量用于将来自蓄电池30的直流电压转换为三相交流电压而供给到电动机绕组的逆变器28和电动机12之间的三相交流电流的电流计。作为这种电流计，例如可举出钳形电流计。
例如，通过使用钳形电流计一并测量逆变器28和电动机12之间的三相交流中的零相电流，能够测量出电动机12的漏电流。即，如果一并测量三相交流的电流所得的合计电流为零，则表示电动机12的绕组中的绝缘没有问题，未产生漏电流。另一方面，如果一并测量三相交流的电流所得的合计电流不是零，则表示在电动机12中产生了漏电流，如果合计电流的值增大，则表示绕组的绝缘劣化有发展。
在一个实施方式中，漏电流测量部4是能够一并测量蓄电池30和逆变器28之间的去路和回路的直流电流的电流计。作为这种电流计，例如可举出钳形电流计。
例如，通过使用钳形电流计一并测量蓄电池30和逆变器28之间的去路和回路的直流电流的合计，能够测量出电动机12的漏电流。即，如果一并测量蓄电池30和逆变器28之间的去路和回路的直流电流所得的合计电流为零，则表示电动机12的绕组中绝缘没有问题，未产生漏电流。另一方面，如果一并测量蓄电池30和逆变器28之间的去路和回路的直流电流所得的合计电流不是零，则表示在电动机12中产生了漏电流，如果合计电流的值增大，则表示绕组的绝缘劣化有发展。
在一个实施方式中，漏电流测量部4是能够测量电动机12的绝缘电阻值的绝缘电阻计。
电动机12的绝缘电阻值的降低意味着电动机12的漏电流增大。因而，利用用于测量电动机12的绝缘电阻值的绝缘电阻计，能够检测出电动机12的漏电流。另外，即使电动机12不从蓄电池30接受电力供给，也可测量电动机12的绝缘电阻值，因此，在使用绝缘电阻计的情况下，即使在电动机12不运转时，也能够检测电动机12的漏电流。
此外，对于漏电流测量部4的漏电流的监视可以由控制装置100进行。另外，对于漏电流测量部4的漏电流的监视也可以不由控制装置100直接进行，而是由逆变器控制器进行，然后经由通信(例如，CAN)路径发送到控制装置100。
这样，在电动机12陷入最终的绝缘不良之前，从作为电动机12的故障预兆的漏电流增大检测出异常，基于此进行电动机12的输出控制，能够缓解由电动机12的故障引起的驾驶性能的恶化。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，也包含对上述的实施方式加以变形的形态及适当组合这些形态而成的形态。
在本说明书中，“某方向”、“沿着某方向”、“平行”、“垂直”、“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对或绝对配置的表述不仅表示严格的对应配置，还表示存在公差、或者以能够得到相同功能的程度的角度或距离相对位移后的状态。
另外，在本说明书中，“相同”、“相等”及“均匀”等术语表示相等状态的表述，不仅表示严格相等的状态，还表示存在公差、或者存在可得到相同功能的程度的差异的状态。
另外，在本说明书中，“具备”、“包含”或“具有”一个结构要素之类的表述不是排除了其他结构要素的存在的排他性的表述。
符号说明
1 增压系统
2 第一增压器
4 电流测量部
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 第一涡轮
16 第一喷嘴叶片
17 支承轴
20 第二压缩机
24 第二涡轮
26 第二喷嘴叶片
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 排气岐管
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
54 涡轮转子
56 转子叶片
90 低压段增压器
92 高压段增压器
100 控制装置
102 指令值计算部
104 上限值确定部
106 限幅器
108 修正部
110 第一控制装置
112 电动机控制部
114 第一叶片控制部
120 第二控制装置
122 第二叶片控制部

Claims (8)

1.一种增压系统，其特征在于，具备：
第一增压器，具有用于压缩向发动机供给的空气的第一压缩机和用于驱动所述第一压缩机的电动机；
漏电流测量部，用于测量所述电动机的漏电流；
第一控制装置，用于控制所述第一增压器，
所述第一控制装置包含电动机控制部，该电动机控制部构成为，在所述漏电流测量部的测量结果为第一阈值以上时，将所述电动机的输出指令值的上限值设定为比所述测量结果低于所述第一阈值时低，在该上限值以下的范围内控制所述电动机的输出，
所述第一增压器还具有：
能够通过来自所述发动机的排气及所述电动机进行旋转驱动的第一涡轮、
调节向所述第一涡轮流入的所述排气的流路面积的第一喷嘴叶片，
所述第一控制装置还具备第一叶片控制部，该第一叶片控制部用于基于所述漏电流测量部的测量结果控制所述第一喷嘴叶片的开度，
所述第一叶片控制部构成为，基于所述增压系统提供的增压压力和目标增压压力之间的偏差来确定所述第一喷嘴叶片的第一目标开度，并且，根据由所述上限值引起的所述电动机的所述输出指令值的降低量修正所述第一目标开度而求出第一修正开度，将所述第一喷嘴叶片的开度控制成所述第一修正开度，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，
在所述测量结果为所述第一阈值以上且低于比所述第一阈值大的第二阈值的情况下，将所述电动机的输出指令值的所述上限值设定为比所述测量结果低于所述第一阈值时小且比零大的值，
在所述测量结果为所述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为零。
3.一种增压系统，其特征在于，具备：
第一增压器，具有用于压缩向发动机供给的空气的第一压缩机和用于驱动所述第一压缩机的电动机；
漏电流测量部，用于测量所述电动机的漏电流；
第一控制装置，用于控制所述第一增压器，
所述第一控制装置包含电动机控制部，该电动机控制部构成为，在所述漏电流测量部的测量结果为第一阈值以上时，将所述电动机的输出指令值的上限值设定为比所述测量结果低于所述第一阈值时低，在该上限值以下的范围内控制所述电动机的输出，
第二增压器，具有用于压缩向所述发动机供给的空气的第二压缩机、由来自所述发动机的排气进行旋转驱动并驱动所述第二压缩机的第二涡轮、调节向所述第二涡轮流入的所述排气的流路面积的第二喷嘴叶片；
第二控制装置，用于控制所述第二增压器，
所述第一增压器和所述第二增压器中的一方为低压段增压器，
所述第一增压器和所述第二增压器中的另一方是进一步压缩由所述低压段增压器的所述压缩机压缩后的空气而供给到所述发动机的高压段增压器，
所述第二控制装置包含第二叶片控制部，该第二叶片控制部基于所述漏电流测量部的测量结果控制所述第二喷嘴叶片的开度，
所述第二叶片控制部构成为，基于所述增压系统提供的增压压力和目标增压压力之间的偏差来确定所述第二喷嘴叶片的第二目标开度，并且，根据由所述上限值引起的所述电动机的所述输出指令值的降低量修正所述第二目标开度而求出第二修正开度，将所述第二喷嘴叶片的开度控制成所述第二修正开度，以使所述流路面积变小。
4.如权利要求1或2所述的增压系统，其特征在于，
所述电动机包含用于将来自蓄电池的直流电压转换为三相交流电压而供给到电动机绕组的逆变器，
所述漏电流测量部包含能够一并测量所述逆变器和所述电动机之间的三相交流电流的电流计。
5.如权利要求1或2所述的增压系统，其特征在于，
所述电动机包含用于将来自蓄电池的直流电压转换为三相交流电压而供给到电动机绕组的逆变器，
所述漏电流测量部包含能够一并测量所述蓄电池和所述逆变器之间的去路和回路的直流电流的电流计。
6.如权利要求1或2所述的增压系统，其特征在于，
所述漏电流测量部包含可测量所述电动机的绝缘电阻值的绝缘电阻计。
7.一种增压系统用控制装置，其用于权利要求1～6中的任一项所述的增压系统，其特征在于，
具备包含电动机控制部的第一控制装置，该电动机控制部构成为，在所述漏电流测量部的测量结果为第一阈值以上时，将所述电动机的输出指令值的上限值设定为比所述测量结果低于所述第一阈值时低，在该上限值以下的范围内控制所述电动机的输出。
8.一种增压系统的运转方法，该增压系统具备第一增压器，该第一增压器具有用于压缩向发动机供给的空气的第一压缩机和用于驱动所述第一压缩机的电动机，其特征在于，具备：
漏电流测量步骤，测量所述电动机的漏电流；
输出上限值设定步骤，在所述漏电流测量步骤的测量结果为第一阈值以上时，将所述电动机的输出指令值的上限值设定为比所述测量结果低于所述第一阈值时低；
输出控制步骤，在所述输出上限值设定步骤中设定的所述上限值以下的范围内控制所述电动机的输出，
所述第一增压器还具有：
能够通过来自所述发动机的排气及所述电动机进行旋转驱动的第一涡轮、
调节向所述第一涡轮流入的所述排气的流路面积的第一喷嘴叶片，
所述输出控制步骤包括基于所述漏电流测量步骤中的测量结果控制所述第一喷嘴叶片的开度的第一叶片控制步骤，
在所述第一叶片控制步骤中，基于所述增压系统提供的增压压力和目标增压压力之间的偏差来确定所述第一喷嘴叶片的第一目标开度，并且，根据由所述上限值引起的所述电动机的所述输出指令值的降低量修正所述第一目标开度而求出第一修正开度，将所述第一喷嘴叶片的开度控制成所述第一修正开度，以使所述流路面积变小。
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