JP2001132486A - 過給機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気モータにより駆動されるエアーポンプで
内燃機関を過給する電動過給機において、内燃機関の運
転状態に応じた的確な制御を可能にする。 【解決手段】 内燃機関の運転条件（内燃機関回転数お
よび負荷）や大気条件（大気温や大気圧）に応じて電気
モータの目標回転数Ｎｏｂｊおよび内燃機関の目標過給
圧Ｐｏｂｊを算出する。そしてモータ電流およびモータ
電圧から算出した電気モータの実回転数Ｎｃｈが前記目
標回転数Ｎｏｂｊに一致するように電気モータの供給電
力をフィードバック制御するとともに、過給圧検出手段
で検出した内燃機関の実過給圧Ｐｃｈが前記目標過給圧
Ｐｏｂｊに一致するように電動リリーフバルブの開度を
フィードバック制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気モータにより
駆動されるエアーポンプで内燃機関を過給するととも
に、過給圧の一部を電動リリーフバルブを介してリリー
フさせる過給機の制御装置、あるいは内燃機関を過給す
る過給機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関を過給して出力増加を図る手段
として、ターボチャージャーおよびスーパーチャージャ
ーが知られている。ターボチャージャーは内燃機関の排
気ガスで駆動されるタービンによってコンプレッサーを
駆動し、このコンプレッサーで圧縮した空気で過給を行
うようになっており、またスーパーチャージャーは内燃
機関のクランクシャフトの出力でエアーポンプを駆動
し、このエアーポンプで圧縮した空気で過給を行うよう
になっている。

【０００３】ところで、ターボチャージャーやスーパー
チャージャーの過給能力は基本的に内燃機関の回転数に
応じて変化するため、その過給能力を内燃機関の回転数
によらずに任意に制御するのは困難であった。

【０００４】そこで内燃機関の排気ガスのエネルギーや
クランクシャフトの出力を使用せずに、電気モータでエ
アーポンプを駆動して過給を行う電動過給機が、特開平
１０−１５９５７７号公報により公知である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１０−１５９５７７号公報に記載された電動過給機
の制御は、基本的にエアーポンプの駆動および停止を切
り換えるだけであり、また電動過給機のエアーポンプを
通過する吸気通路と、前記エアーポンプを迂回する吸気
通路を切り換える開閉弁も単純に開閉制御されるだけで
あるため、内燃機関の運転状態に応じた適切な過給圧を
得ることが困難であった。また運転者がスポーティな走
行を望んでいる場合と、そうでない場合とで、電動過給
機の制御に差異がないため、運転者の意思に副った走行
性能を得ることが難しかった。

【０００６】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、内燃機関の運転状態あるいは運転者の意思に応じて
過給機を的確に制御することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明によれば、電気モータに
より駆動されるエアーポンプで内燃機関を過給するとと
もに、過給圧の一部を電動リリーフバルブを介してリリ
ーフさせる過給機の制御装置であって、内燃機関の回転
数を検出する内燃機関回転数検出手段と、内燃機関の負
荷を検出する内燃機関負荷検出手段と、内燃機関の回転
数および負荷に基づいて電気モータの目標回転数を算出
する目標回転数算出手段と、内燃機関の回転数および負
荷に基づいて内燃機関の目標過給圧を算出する目標過給
圧算出手段と、電気モータの回転数を前記目標回転数に
一致させ、かつ内燃機関の過給圧を前記目標過給圧に一
致させるべく、電気モータおよび電動リリーフバルブの
作動を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする過
給機の制御装置が提案される。

【０００８】上記構成によれば、内燃機関の回転数およ
び負荷に基づいて電気モータの目標回転数と内燃機関の
目標過給圧とを算出し、電気モータの回転数および内燃
機関の過給圧を前記目標回転数および目標過給圧にそれ
ぞれ一致させるべく電気モータおよび電動リリーフバル
ブの作動を制御するので、電動過給機を内燃機関の運転
状態に応じて的確に制御することができる。

【０００９】また請求項２に記載された発明によれば、
請求項１の構成に加えて、内燃機関の負荷変化の頻度を
算出する負荷変化頻度算出手段と、内燃機関の負荷変化
量および負荷変化の頻度に基づいて電気モータの回転数
制御を開始する目標初期回転数を算出する目標初期回転
数算出手段とを備え、前記目標回転数算出手段は負荷変
化量および負荷変化の頻度が大きいほど目標回転数が大
きくなるように補正するとともに、前記目標過給圧算出
手段は、負荷変化量および負荷変化の頻度が大きいほど
目標過給圧が大きくなるように補正することを特徴とす
る過給機の制御装置が提案される。

【００１０】上記構成によれば、内燃機関の負荷変化量
および負荷変化の頻度に基づいて算出した電気モータの
目標初期回転数と、負荷変化量および負荷変化の頻度が
大きいほど大きくなるように補正された目標回転数と、
負荷変化量および負荷変化の頻度が大きいほど大きくな
るように補正された目標過給圧とに基づいて電気モータ
および電動リリーフバルブの制御を行うので、運転者が
スポーツ走行を望んでいる場合にはタイムラグを最小限
に抑えながら高い過給性能を確保することができる。

【００１１】また請求項３に記載された発明によれば、
内燃機関を過給する過給機の制御装置であって、内燃機
関の回転数を検出する内燃機関回転数検出手段と、内燃
機関の負荷を検出する内燃機関負荷検出手段と、内燃機
関の負荷変化の頻度を算出する負荷変化頻度算出手段
と、内燃機関の回転数および負荷に基づいて内燃機関の
目標過給圧を算出する目標過給圧算出手段と、内燃機関
の負荷変化量および負荷変化の頻度に基づいて過給圧の
制御を開始する目標初期過給圧を算出する目標初期過給
圧算出手段と、負荷変化頻度算出手段で算出した負荷変
化の頻度が所定値を越えたとき、前記目標初期過給圧お
よび目標過給圧に基づいて過給圧を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする過給機の制御装置が提案され
る。

【００１２】上記構成によれば、電動過給機はもとより
機械式の過給機においても、負荷変化の頻度が所定値を
越えた場合に、負荷変化量および負荷変化の頻度に基づ
いて算出した目標初期過給圧を初期値として過給圧の制
御を開始するので、特にスポーツ走行時にタイムラグを
最小限に抑えながら高い過給性能を確保することができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００１４】図１〜図９は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は電動過給機の制御系の全体構成図、図２は電
子制御ユニットの回路構成を示すブロック図、図３は運
転者の意思推定ルーチンのフローチャート、図４は通常
走行時の電動過給機制御ルーチンのフローチャート、図
５はスポーツ走行時の電動過給機制御ルーチンのフロー
チャート、図６はエアーポンプの空気流量Ｑｃｈ、電気
モータの電流Ｉｍおよび電気モータの電圧Ｖｍの関係を
示すグラフ、図７はエアーポンプの空気流量Ｑｃｈ、電
気モータの補正電流Ｉｍ′および電気モータの電圧Ｖｍ
の関係を示すグラフ、図８はエアーポンプの空気流量Ｑ
ｃｈおよび電気モータの回転数Ｎｃｈの関係を示すグラ
フ、図９はスポーツ走行時の目標過給圧Ｐｏｂｊ、目標
回転数Ｎｏｂｊおよび目標初期回転数Ｎ０ｏｂｊを検索
するマップを示す図である。

【００１５】図１に示すように、内燃機関Ｅの燃焼室１
１に連なる吸気ポート１２から吸気通路１３が延びてお
り、この吸気通路１３にエアーポンプ１４およびインタ
ークーラー１５が直列に配置される。エアーポンプ１４
はルーツポンプやスクリューポンプから構成されるもの
で、電気モータ１６に接続されて回転駆動される。イン
タークーラー１５の下流位置とエアーポンプ１４の上流
位置とがリリーフ通路１７で接続されており、このリリ
ーフ通路１７に電動リリーフバルブ１８が配置される。

【００１６】電気モータ１６と４２ボルトのバッテリ１
９との間に、該電気モータ１６への通電を制御するモー
タドライバー２０が配置される。電気モータ１６の電流
Ｉｍを検出する電流検出手段Ｓａと、電気モータ１６の
電圧Ｖｍを検出する電圧検出手段Ｓｂと、吸気ポート１
２の過給圧Ｐｃｈを検出する過給圧検出手段Ｓｃと、内
燃機関回転数Ｎｅを検出する内燃機関回転数検出手段Ｓ
ｄと、吸入空気量Ｑを検出する吸入空気量検出手段Ｓｅ
と、大気温Ｔａを検出する大気温検出手段Ｓｆと、大気
圧Ｐａを検出する大気圧検出手段Ｓｇとが電子制御ユニ
ットＵに接続される。

【００１７】図２に示すように、電子制御ユニットＵは
目標回転数算出手段Ｍ１と、目標過給圧算出手段Ｍ２
と、負荷変化頻度算出手段Ｍ３と、目標初期回転数算出
手段Ｍ４と、制御手段Ｍ５とを備えており、前記電流Ｉ
ｍ、電圧Ｖｍ、過給圧Ｐｃｈ、内燃機関回転数Ｎｅ、吸
入空気量Ｑ、大気温Ｔａおよび大気圧Ｐａに基づいて、
適切な過給圧を得るべく電気モータ１６および電動リリ
ーフバルブ１８の作動を制御する。

【００１８】負荷変化頻度算出手段Ｍ３は、吸入空気量
検出手段Ｓｅで検出した吸入空気量Ｑの単位時間当たり
の変化量である負荷変化量ΔＱを算出し、この負荷変化
量ΔＱが所定値を越える状態が発生する頻度Ｎ、つまり
内燃機関Ｅの負荷変化の頻度Ｎを算出する。内燃機関Ｅ
の負荷変化の頻度Ｎは、運転者がアクセルペダルを操作
する頻度に相当し、その値が大きいときは運転者がスポ
ーティな走行を望んでいると推定することができる。

【００１９】負荷変化頻度算出手段Ｍ３で検出した内燃
機関Ｅの負荷変化の頻度Ｎが小さいとき、つまり運転者
がスポーティな走行を望んでいないときには、目標回転
数算出手段Ｍ１は、少なくとも内燃機関回転数検出手段
Ｓｄで検出した内燃機関回転数Ｎｅと、吸入空気量検出
手段Ｓｅで検出した吸入空気量Ｑとに基づいて電気モー
タ１６の作動を制御するための目標回転数Ｎｏｂｊを算
出し、かつ目標過給圧算出手段Ｍ２は、少なくとも前記
内燃機関回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑとに基づいて電動リ
リーフバルブ１８の作動を制御するための目標過給圧Ｐ
ｏｂｊを算出する。

【００２０】一方、負荷変化頻度算出手段Ｍ３で検出し
た内燃機関Ｅの負荷変化の頻度Ｎが大きいとき、つまり
運転者がスポーティな走行を望んでいるときには、目標
回転数算出手段Ｍ１は、前記負荷変化量ΔＱおよび負荷
変化の頻度Ｎに基づいて目標回転数Ｎｏｂｊを算出する
とともに、目標過給圧算出手段Ｍ２は、前記負荷変化量
ΔＱおよび負荷変化の頻度Ｎに基づいて目標過給圧Ｐｏ
ｂｊを算出し、更に目標初期回転数算出手段Ｍ４は前記
負荷変化量ΔＱおよび負荷変化の頻度Ｎに基づいて目標
初期過給圧Ｐ０ｏｂｊを算出する。

【００２１】そして制御手段Ｍ５は、運転者がスポーテ
ィな走行を望んでいない通常走行時に、電気モータ１６
の回転数Ｎｃｈを前記内燃機関回転数Ｎｅと吸入空気量
Ｑとに基づいて算出した目標回転数Ｎｏｂｊに一致させ
るべく電気モータ１６の作動を制御し、かつ過給圧Ｐｃ
ｈを前記内燃機関回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑとに基づい
て算出した目標過給圧Ｐｏｂｊに一致させるべく電動リ
リーフバルブ１８の作動を制御する。

【００２２】また制御手段Ｍ５は、運転者がスポーティ
な走行を望んでいるスポーツ走行時に、電気モータ１６
の回転数Ｎｃｈを前記負荷変化量ΔＱおよび負荷変化の
頻度Ｎに基づいて算出した目標回転数Ｎｏｂｊに一致さ
せるべく、同じく前記負荷変化量ΔＱおよび負荷変化の
頻度Ｎに基づいて算出した目標初期回転数Ｎ０ｏｂｊを
初期値として電気モータ１６の作動を制御し、かつ過給
圧Ｐｃｈを前記負荷変化量ΔＱおよび負荷変化の頻度Ｎ
に基づいて算出した目標過給圧Ｐｏｂｊに一致させるべ
く電動リリーフバルブ１８の作動を制御する。

【００２３】次に、運転者がスポーティな走行を望んで
いるか否かを推定する運転者意思推定ルーチンを、図３
のフローチャートに基づいて説明する。

【００２４】先ず、ステップＳ１で、吸入空気量検出手
段Ｓｅにより吸入空気量Ｑを検出し、続くステップＳ２
で、前記吸入空気量Ｑの単位時間当たりの変化量である
負荷変化量ΔＱを算出する。そしてステップＳ３で、前
記負荷変化量ΔＱが所定値を越える状態の頻度Ｎ（１分
間当たりの発生回数）を算出し、続くステップＳ４で、
前記頻度Ｎが３回以上でなければ、運転者がスポーティ
な走行を望んでいないと判定し、ステップＳ５で、通常
走行時の電気モータ１６および電動リリーフバルブ１８
の制御を実行する。一方、前記ステップＳ４で、前記頻
度Ｎが３回以上であれば、運転者がスポーティな走行を
望んでいると判定し、ステップＳ６で、スポーツ走行時
の電気モータ１６および電動リリーフバルブ１８の制御
を実行する。

【００２５】次に、運転者がスポーティな走行を望んで
いない通常走行時における電気モータ１６および電動リ
リーフバルブ１８の制御を、図４のフローチャートに基
づいて説明する。

【００２６】先ず、ステップＳ１１で、内燃機関Ｅの運
転条件および大気条件を検出する。運転条件は内燃機関
回転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑであって、それぞれ内燃
機関回転数検出手段Ｓｄおよび吸入空気量検出手段Ｓｅ
により検出される。大気条件は大気温Ｔａおよび大気圧
Ｐａであって、それぞれ大気温検出手段Ｓｆおよび大気
圧検出手段Ｓｇによって検出される。続くステップＳ１
２で、前記運転条件および大気条件に基づいて目標過給
圧Ｐｏｂｊおよび電気モータ１６の目標回転数Ｎｏｂｊ
をマップ検索する。このとき、大気条件を省略して内燃
機関Ｅの運転条件だけから目標過給圧Ｐｏｂｊおよび電
気モータ１６の目標回転数Ｎｏｂｊをマップ検索しても
良い。続くステップＳ１３で、過給圧検出手段Ｓｃによ
り実際の過給圧Ｐｃｈを検出する。続くステップＳ１４
で、電流検出手段Ｓａにより電気モータ１６の電流Ｉｍ
を検出するとともに、電圧検出手段Ｓｂにより電気モー
タ１６の電圧Ｖｍを検出する。そしてステップＳ１５
で、電気モータ１６の電流Ｉｍおよび電圧Ｖｍに基づい
て電気モータ１６の回転数Ｎｃｈを算出する。

【００２７】図６は、エアーポンプ１４の空気流量Ｑｃ
ｈ、電流検出手段Ｓａで検出した電気モータ１６の電流
Ｉｍと、電圧検出手段Ｓｂで検出した電気モータ１６の
電圧Ｖｍとの関係を示すものである。バッテリ１９の電
圧（基準値で４２ボルト）の変動等によって電気モータ
１６の電圧Ｖｍが増加すると電流Ｉｍが増加し、逆に電
圧Ｖｍが減少すると電流Ｉｍが減少する。また電流Ｉｍ
は空気流量Ｑｃｈの増加に伴ってリニアに減少する。そ
して電圧Ｖｍが変動しても、空気流量Ｑｃｈの増加に伴
う電流Ｉｍの減少率（傾き）は一定であり、縦軸（電流
Ｉｍ軸）の切片だけが変化する。

【００２８】従って、電圧Ｖｍが基準値の４２ボルトで
あるとき、電気モータ１６の電流Ｉｍとエアーポンプ１
４の空気流量Ｑｃｈとの関係を示す特性ラインは、 Ｉｍ＝−ａ・Ｑｃｈ＋ｂ …（１） で表される。ここでａ，ｂは電動過給機の特性に応じて
定まる定数であって、ａは特性ラインの傾き、ｂは特性
ラインの縦軸切片である。エアーポンプ１４の空気流量
Ｑｃｈと電気モータ１６の回転数Ｎｃｈとは、図８に示
すような比例関係にあるため、上記（１）式に電流検出
手段Ｓａで検出した電流Ｉｍを代入することにより空気
流量Ｑｃｈを算出し、この空気流量Ｑｃｈを図８のマッ
プに適用して電気モータ１６の回転数Ｎｃｈを算出する
ことができる。しかしながら、上記（１）式は電圧Ｖｍ
が基準値の４２ボルトである場合のみに成立するもの
で、電圧Ｖｍが基準値の４２ボルトから変動した場合に
は成立しないものである。

【００２９】そこで、図６で説明した関係、つまり電圧
Ｖｍが変化しても特性ラインの傾きａは変化せずに縦軸
切片ｂだけが変化する関係に着目し、電圧Ｖｍが基準値
の４２ボルトから外れたときの電流Ｉｍを、電圧Ｖｍが
基準値の４２ボルトの場合に相当する補正電流Ｉｍ′に
変換する。即ち、補正電流Ｉｍ′は、上記（１）式の縦
軸切片ｂを（４２・ｂ／Ｖｍ）に置き換えたもので、 Ｉｍ′＝−ａ・Ｑｃｈ＋（４２・ｂ／Ｖｍ） …（２） で与えられる。そして上記（１），（２）式から空気流
量Ｑｃｈを消去すると、補正電流Ｉｍ′は次式で与えら
れる。

【００３０】 Ｉｍ′＝Ｉｍ＋｛（４２／Ｖｍ）−１｝・ｂ …（３） 図７に示すように、上述のようにして算出された補正電
流Ｉｍ′は、電圧Ｖｍの変動に関わらず、図６における
電圧Ｖｍ＝４２ボルトの特性ライン、つまり上記（１）
式で与えられる特性ライン上に良く乗っている。従っ
て、上記（１）式の電流Ｉｍに上記（３）式の補正電流
Ｉｍ′を代入すれば、ａ，ｂが電動過給機の特性に応じ
て定まる定数であることから、バッテリ電圧の変動を補
償してエアーポンプ１４の空気流量Ｑｃｈを正確に算出
することができる。そして前記空気流量Ｑｃｈを図８の
マップに適用することにより、特別の回転数検出手段を
設けることなく電気モータ１６の回転数Ｎｃｈを算出す
ることができる。

【００３１】以上のようにして、前記ステップＳ１５で
電気モータ１６の回転数Ｎｃｈが算出されると、ステッ
プＳ１６で、電気モータ１６の回転数Ｎｃｈを前記目標
回転数Ｎｏｂｊと比較する。その結果、αを正の定数と
して、Ｎｏｂｊ−α≦Ｎｃｈ≦Ｎｏｂｊ＋αが成立し、
電気モータ１６の回転数Ｎｃｈおよび目標回転数Ｎｏｂ
ｊの偏差の絶対値がα以下であれば、ステップＳ１７に
移行する。ステップＳ１７で、過給圧検出手段Ｓｃで検
出した過給圧Ｐｃｈを前記目標過給圧Ｐｏｂｊと比較す
る。その結果、βを正の定数として、Ｐｏｂｊ−β≦Ｐ
ｃｈ≦Ｐｏｂｊ＋βが成立し、過給圧Ｐｃｈおよび目標
回転数Ｐｏｂｊの偏差の絶対値がβ以下であれば、電気
モータ１６への供給電力および電動リリーフバルブ１８
の開度をそのまま保持する。

【００３２】一方、前記ステップＳ１６の答えがＮＯで
あってＮｏｂｊ−α≦Ｎｃｈ≦Ｎｏｂｊ＋αが成立せ
ず、かつステップＳ１８で、Ｎｃｈ＞Ｎｏｂｊ＋αが成
立すれば、つまり電気モータ１６の回転数Ｎｃｈが目標
回転数Ｎｏｂｊ＋αを越えていれば、ステップＳ１９
で、モータドライバー２０を介して電気モータ１６の供
給電力を低減する。逆に、前記ステップＳ１８で、Ｎｃ
ｈ＞Ｎｏｂｊ＋αが成立しなければ、つまり電気モータ
１６の回転数Ｎｃｈが目標回転数Ｎｏｂｊ−α未満であ
れば、ステップＳ２０で、モータドライバー２０を介し
て電気モータ１６の供給電力を増加する。このように電
気モータ１６の回転数Ｎｃｈおよび目標回転数Ｎｏｂｊ
の偏差を減少させる方向に電気モータ１６の供給電力を
制御することにより、電気モータ１６の回転数Ｎｃｈを
目標回転数Ｎｏｂｊに的確に収束させることができる。

【００３３】また、前記ステップＳ１７の答えがＮＯで
あってＰｏｂｊ−β≦Ｐｃｈ≦Ｐｏｂｊ＋βが成立せ
ず、かつステップＳ２１で、Ｐｃｈ＞Ｐｏｂｊ＋βが成
立すれば、つまり過給圧Ｐｃｈが目標過給圧Ｐｏｂｊ＋
βを越えていれば、ステップＳ２２で、電動リリーフ弁
１８を開弁方向に制御する。逆に、前記ステップＳ２１
で、Ｐｃｈ＞Ｐｏｂｊ＋βが成立しなければ、つまり過
給圧Ｐｃｈが目標過給圧Ｐｏｂｊ−β未満であれば、ス
テップＳ２３で、電動リリーフバルブ１８の開度を減少
方向に制御する。このように過給圧Ｐｃｈおよび目標過
給圧Ｐｏｂｊの偏差を減少させる方向に電動リリーフバ
ルブ１８の開度を制御することにより、過給圧Ｐｃｈを
目標過給圧Ｐｏｂｊに的確に収束させることができる。

【００３４】以上のように、電気モータ１６でエアーポ
ンプ１４を駆動する電動過給機を採用することにより、
内燃機関Ｅの排気ガスの流量やクランクシャフトの回転
数に依存せずに任意の過給圧Ｐｃｈを得ることができ、
またアイドリング時等に作動を停止させることによりエ
ネルギーを節減して燃料消費量を削減することができ
る。特に、内燃機関の運転条件や大気条件に応じて電気
モータ１６の目標回転数Ｎｏｂｊおよび内燃機関Ｅの目
標過給圧Ｐｏｂｊを設定し、実際の電気モータ１６の回
転数Ｎｃｈおよび実際の内燃機関Ｅの過給圧Ｐｃｈを前
記目標回転数Ｎｏｂｊおよび目標過給圧Ｐｏｂｊに一致
させるようにフィードバック制御を行うので、電動過給
機の特性を最大限に活かして内燃機関Ｅの出力向上に寄
与することができる。

【００３５】次に、運転者がスポーティな走行を望んで
いるスポーツ走行時における電気モータ１６および電動
リリーフバルブ１８の制御を、図５のフローチャートに
基づいて説明する。図５のフローチャートのステップＳ
１３〜Ｓ２３は、図４のフローチャートのステップＳ１
３〜Ｓ２３と同一であり、図５のフローチャートのステ
ップＳ１１′，Ｓ１２′だけが図４のフローチャートの
ステップＳ１１，Ｓ１２と異なっている。

【００３６】先ず、図５のフローチャートのステップＳ
１１′で、目標過給圧Ｐｏｂｊおよび電気モータ１６の
目標回転数Ｎｏｂｊをマップ検索する。図９（Ａ）は目
標過給圧Ｐｏｂｊを検索するマップを示しており、その
横軸は負荷変化量ΔＱと、該負荷変化量ΔＱが所定値を
越える状態の頻度Ｎとの積である。そして目標過給圧Ｐ
ｏｂｊは負荷変化量ΔＱおよび頻度Ｎの増加に応じて増
加した後に上限値に収束する。図９（Ｂ）は目標回転数
Ｎｏｂｊを検索するマップを示しており、その横軸は図
９（Ａ）と同じく負荷変化量ΔＱと、該負荷変化量ΔＱ
が所定値を越える状態の頻度Ｎとの積である。そして目
標回転数Ｎｏｂｊは負荷変化量ΔＱおよび頻度Ｎの増加
に応じて増加した後に上限値に収束する。

【００３７】図９（Ｃ）は目標初期回転数Ｎ０ｏｂｊを
検索するマップを示しており、その横軸は図９（Ａ），
（Ｂ）と同じく負荷変化量ΔＱと、該負荷変化量ΔＱが
所定値を越える状態の頻度Ｎとの積である。そして目標
初期回転数Ｎ０ｏｂｊは負荷変化量ΔＱおよび頻度Ｎの
増加に応じて増加した後に上限値に収束する。

【００３８】而して、電気モータ１６が起動して電動過
給機の制御が開始されるとき、その回転数Ｎｃｈの目標
値として前記目標初期回転数Ｎ０ｏｂｊが用いられ、続
いて電気モータ１６の回転数Ｎｃｈを目標回転数Ｎｏｂ
ｊに一致させ、かつ過給圧Ｐｃｈを目標過給圧Ｐｏｂｊ
に一致させるべくフィードバック制御が行われる。この
ように運転者がスポーティな走行をしたいという意思を
持っているとき、その意思の強さに応じて電気モータ１
６の制御を開始する際の目標初期回転数Ｎ０ｏｂｊが増
加し、かつ電気モータ１６の目標回転数Ｎｏｂｊおよび
目標過給圧Ｐｏｂｊが増加するので、タイムラグを最小
限に抑えながら内燃機関Ｅの出力を増加させて運転者の
意思に副ったスポーティな走行が可能になる。

【００３９】次に、図１０および図１１に基づいて本発
明の第２実施例を説明する。図２（第１実施例）および
図１０（第２実施例）を比較すると明らかなように、第
２実施例は第１実施例の目標初期回転数算出手段Ｍ４に
代えて、目標初期過給圧算出手段Ｍ６を備えている。目
標初期過給圧算出手段Ｍ６は、負荷変化頻度算出手段Ｍ
３が運転者のスポーティな走行をしたいという意思を検
出すると、図１１に示すマップから、負荷変化量ΔＱ
と、該負荷変化量ΔＱが所定値を越える状態の頻度Ｎと
の積をパラメータとして目標初期過給圧Ｐ０ｏｂｊをマ
ップ検索する。この目標初期過給圧Ｐ０ｏｂｊは負荷変
化量ΔＱおよび頻度Ｎの増加に応じて増加した後に上限
値に収束する。

【００４０】而して、スポーツ走行時に電気モータ１６
が起動して電動過給機の制御が開始されるとき、その過
給圧Ｐｃｈの目標値として前記目標初期過給圧Ｐ０ｏｂ
ｊが用いられ、続いて電気モータ１６の回転数Ｎｃｈを
目標回転数Ｎｏｂｊに一致させ、かつ過給圧Ｐｃｈを目
標過給圧Ｐｏｂｊに一致させるべくフィードバック制御
が行われる。その際の目標値は通常走行時の目標値と同
じもので、運転条件および大気条件に基づいて算出した
目標回転数Ｎｏｂｊおよび目標過給圧Ｐｏｂｊが用いら
れる。

【００４１】本第２実施例によっても、運転者がスポー
ティな走行をしたいという意思を持っているとき、その
意思の強さに応じて電動リリーフバルブ１８の制御を開
始する際の目標初期過給圧Ｐ０ｏｂｊが増加するので、
タイムラグを最小限に抑えながら内燃機関Ｅの出力を増
加させて運転者の意思に副ったスポーティな走行が可能
になる。

【００４２】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。

【００４３】例えば、実施例では電気モータ１６でエア
ーポンプ１４を駆動する電動過給機を例示したが、請求
項３に記載された発明はターボチャージャーやスーパー
チャージャー等の機械式の過給機に対しても適用するこ
とができる。

【００４４】また実施例では内燃機関Ｅの負荷を示すパ
ラメータとして吸入空気量Ｑを採用しているが、スロッ
トル開度、筒内圧、吸気負圧等の他のパラメータを採用
することができる。

【００４５】また実施例では負荷変化量ΔＱが所定値を
越える頻度Ｎが１分間に３回以上の場合に、運転者がス
ポーティな走行を望んでいると判定しているが、その判
断基準は適宜変更可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、電気モータにより駆動されるエアーポンプで
内燃機関を過給するとともに、過給圧の一部を電動リリ
ーフバルブを介してリリーフさせる電動過給機の制御装
置であって、内燃機関の回転数を検出する内燃機関回転
数検出手段と、内燃機関の負荷を検出する内燃機関負荷
検出手段と、内燃機関の回転数および負荷に基づいて電
気モータの目標回転数を算出する目標回転数算出手段
と、内燃機関の回転数および負荷に基づいて内燃機関の
目標過給圧を算出する目標過給圧算出手段と、電気モー
タの回転数を前記目標回転数に一致させ、かつ内燃機関
の過給圧を前記目標過給圧に一致させるべく、電気モー
タおよび電動リリーフバルブの作動を制御する制御手段
とを備えたことを特徴とする電動過給機の制御装置が提
案される。

【００４７】上記構成によれば、内燃機関の回転数およ
び負荷に基づいて電気モータの目標回転数と内燃機関の
目標過給圧とを算出し、電気モータの回転数および内燃
機関の過給圧を前記目標回転数および目標過給圧にそれ
ぞれ一致させるべく電気モータおよび電動リリーフバル
ブの作動を制御するので、電動過給機を内燃機関の運転
状態に応じて的確に制御することができる。

【００４８】また請求項２に記載された発明によれば、
内燃機関の負荷変化量および負荷変化の頻度に基づいて
算出した電気モータの目標初期回転数と、負荷変化量お
よび負荷変化の頻度が大きいほど大きくなるように補正
された目標回転数と、負荷変化量および負荷変化の頻度
が大きいほど大きくなるように補正された目標過給圧と
に基づいて電気モータおよび電動リリーフバルブの制御
を行うので、運転者がスポーツ走行を望んでいる場合に
はタイムラグを最小限に抑えながら高い過給性能を確保
することができる。

【００４９】また請求項３に記載された発明によれば、
電動過給機はもとより機械式の過給機においても、負荷
変化の頻度が所定値を越えた場合に、負荷変化量および
負荷変化の頻度に基づいて算出した目標初期過給圧を初
期値として過給圧の制御を開始するので、特にスポーツ
走行時にタイムラグを最小限に抑えながら高い過給性能
を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電動過給機の制御系の全体構成図

【図２】電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図

【図３】運転者の意思推定ルーチンのフローチャート

【図４】通常走行時の電動過給機制御ルーチンのフロー
チャート

【図５】スポーツ走行時の電動過給機制御ルーチンのフ
ローチャート

【図６】エアーポンプの空気流量Ｑｃｈ、電気モータの
電流Ｉｍおよび電気モータの電圧Ｖｍの関係を示すグラ
フ

【図７】エアーポンプの空気流量Ｑｃｈ、電気モータの
補正電流Ｉｍ′および電気モータの電圧Ｖｍの関係を示
すグラフ

【図８】エアーポンプの空気流量Ｑｃｈおよび電気モー
タの回転数Ｎｃｈの関係を示すグラフ

【図９】スポーツ走行時の目標過給圧Ｐｏｂｊ、目標回
転数Ｎｏｂｊおよび目標初期回転数Ｎ０ｏｂｊを検索す
るマップを示す図

【図１０】本発明の第２実施例を示す、前記図２に対応
する図

【図１１】スポーツ走行時の目標初期過給圧Ｐ０ｏｂｊ
を検索するマップを示す図

【符号の説明】

１４ エアーポンプ １６ 電気モータ １８ 電動リリーフバルブ Ｅ 内燃機関 Ｍ１ 目標回転数算出手段 Ｍ２ 目標過給圧算出手段 Ｍ３ 負荷変化頻度算出手段 Ｍ４ 目標初期回転数算出手段 Ｍ５ 制御手段 Ｍ６ 目標初期過給圧算出手段 Ｎ スロットル開度変化の頻度 Ｎｃｈ 電気モータの回転数 Ｎｅ 内燃機関の回転数 Ｎｏｂｊ 電気モータの目標回転数 Ｎ０ｏｂｊ 電気モータの目標初期回転数 Ｐｃｈ 内燃機関の過給圧 Ｐｏｂｊ 内燃機関の目標過給圧 Ｐ０ｏｂｊ 内燃機関の目標初期過給圧 Ｑ 吸入空気量（内燃機関の負荷） ΔＱ 負荷変化量 Ｓｄ 内燃機関回転数検出手段 Ｓｅ 吸入空気量検出手段（内燃機関負荷検出手
段） Ｓｈ スロットル開度検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２２Ｂ ３３０ ３３０ Ｆターム(参考） 3G005 EA06 EA07 EA20 FA04 FA06 FA37 GA00 GA02 GB19 GC08 GD21 GE08 JA01 JA02 JA24 JA39 JA40 JB02 JB04 JB05 JB18 JB25 3G084 BA03 BA07 DA05 DA15 FA01 FA02 FA07 FA12 FA18 FA33 3G092 AA18 BA02 DB02 DB04 DG08 EA01 EB04 HA02Z HA04Z HA05Z HA11Z HA16X HA17X HE01Z HF03X

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気モータ（１６）により駆動されるエ
   アーポンプ（１４）で内燃機関（Ｅ）を過給するととも
   に、過給圧の一部を電動リリーフバルブ（１８）を介し
   てリリーフさせる過給機の制御装置であって、 内燃機関（Ｅ）の回転数（Ｎｅ）を検出する内燃機関回
   転数検出手段（Ｓｄ）と、 内燃機関（Ｅ）の負荷（Ｑ）を検出する内燃機関負荷検
   出手段（Ｓｅ）と、 内燃機関（Ｅ）の回転数（Ｎｅ）および負荷（Ｑ）に基
   づいて電気モータ（１６）の目標回転数（Ｎｏｂｊ）を
   算出する目標回転数算出手段（Ｍ１）と、 内燃機関（Ｅ）の回転数（Ｎｅ）および負荷（Ｑ）に基
   づいて内燃機関（Ｅ）の目標過給圧（Ｐｏｂｊ）を算出
   する目標過給圧算出手段（Ｍ２）と、 電気モータ（１６）の回転数（Ｎｃｈ）を前記目標回転
   数（Ｎｏｂｊ）に一致させ、かつ内燃機関（Ｅ）の過給
   圧（Ｐｃｈ）を前記目標過給圧（Ｐｏｂｊ）に一致させ
   るべく、電気モータ（１６）および電動リリーフバルブ
   （１８）の作動を制御する制御手段（Ｍ５）と、を備え
   たことを特徴とする過給機の制御装置。
2. 【請求項２】 内燃機関（Ｅ）の負荷変化の頻度（Ｎ）
   を算出する負荷変化頻度算出手段（Ｍ３）と、 内燃機関（Ｅ）の負荷変化量（ΔＱ）および負荷変化の
   頻度（Ｎ）に基づいて電気モータ（１６）の回転数制御
   を開始する目標初期回転数（Ｎ０ｏｂｊ）を算出する目
   標初期回転数算出手段（Ｍ４）と、を備え、 前記目標回転数算出手段（Ｍ１）は負荷変化量（ΔＱ）
   および負荷変化の頻度（Ｎ）が大きいほど目標回転数
   （Ｎｏｂｊ）が大きくなるように補正するとともに、前
   記目標過給圧算出手段（Ｍ２）は、負荷変化量（ΔＱ）
   および負荷変化の頻度（Ｎ）が大きいほど目標過給圧
   （Ｐｏｂｊ）が大きくなるように補正することを特徴と
   する、請求項１に記載の過給機の制御装置。
3. 【請求項３】 内燃機関（Ｅ）を過給する過給機の制御
   装置であって、 内燃機関（Ｅ）の回転数（Ｎｅ）を検出する内燃機関回
   転数検出手段（Ｓｄ）と、 内燃機関（Ｅ）の負荷（Ｑ）を検出する内燃機関負荷検
   出手段（Ｓｅ）と、 内燃機関（Ｅ）の負荷変化の頻度（Ｎ）を算出する負荷
   変化頻度算出手段（Ｍ３）と、 内燃機関（Ｅ）の回転数（Ｎｅ）および負荷（Ｑ）に基
   づいて内燃機関（Ｅ）の目標過給圧（Ｐｏｂｊ）を算出
   する目標過給圧算出手段（Ｍ２）と、 内燃機関（Ｅ）の負荷変化量（ΔＱ）および負荷変化の
   頻度（Ｎ）に基づいて過給圧の制御を開始する目標初期
   過給圧（Ｐ０ｏｂｊ）を算出する目標初期過給圧算出手
   段（Ｍ６）と、 負荷変化頻度算出手段（Ｍ３）で算出した負荷変化の頻
   度（Ｎ）が所定値を越えたとき、前記目標初期過給圧
   （Ｐ０ｏｂｊ）および目標過給圧（Ｐｏｂｊ）に基づい
   て過給圧を制御する制御手段（Ｍ５）と、を備えたこと
   を特徴とする過給機の制御装置。