JP2008115752A - 電動過給機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動過給機の回転電機の動作状態が広範囲で変化してもホールセンサを用いた回転位相検出誤差を抑制して、回転電機の出力を安定させる。
【解決手段】変換部５００は、ホールセンサ２０５からのホールセンサ信号Ｈｕに基づき、ホールセンサ信号Ｈｕのレベル遷移時からの経過時間を位相角（電気角）θに変換する。補正値設定部５２０は、モータ回転数Ｎｔに対する補正値ΔθＨ（Ｎｔ）の設定マップを参照して補正値ΔθＨを設定する。通電開始位相設定部５４０は、設定された補正値ΔθＨと、モータ回転数Ｎｔに対する標準的な通電開始位相角θＳ０（Ｎｔ）とに従い、現在のモータ回転数Ｎｔに対する通電開始位相角θＳを設定する。通電信号生成部５５０は、設定された通電開始位相角θＳと、ホールセンサ信号Ｈｕに基づいて求められる位相角θとに基づきＵ相の通電位相を制御するＵ相通電信号を生成する。
【選択図】図５

Description

この発明は、電動過給機の制御装置に関し、より特定的には、過給機を回転させるモータ（回転電機）のロータ回転位相の検出に関する。

エンジンの出力を向上させるために、エンジンに供給される空気をコンプレッサホイールの回転により圧縮して過給する過給機が知られている。特に、コンプレッサホイールに回転力を付与する回転電機（以下、「アシストモータ」あるいは「モータ」とも称する）を備えた電動過給機が公知である。

このような電動過給機では、エンジンの低回転数域等、コンプレッサにおいて圧縮される空気が所望の過給圧に到達しない場合に、モータを駆動することによってコンプレッサの過給圧を強制的に上昇させる制御が行なわれる。したがって、電動過給機では、所望の過給機動作特性を得るために、アシストモータを高精度に制御する必要が生じる。しかしながら、アシストモータは超高回転域まで（たとえば、１０万ｒｐｍオーダ）使用されるため、アシストモータを高精度に駆動制御するためには、この広い回転数域においてロータの回転位置を高精度に検出することが必要となる。

なお、ロータやシャフト等の回転体の回転速度については、単位時間当たりの回転数（代表的には、毎分当たりの回転数：ｒｐｍ）で表わすことが一般的であるため、以下本明細書では、回転体の回転速度の意味で「回転数」を用いるものとする。

この点について、たとえば特開平５−３９７２７号公報（特許文献１）には、回転電機付きターボチャージャの駆動装置として、ポジションセンサの機械的な回転基準位置とアシストモータを構成する交流電動発電機の電気的な位相基準位置との位置合わせを自動的に行なえる装置が開示されている。具体的には、回転軸の機械的な回転基準位置を検知するポジションセンサと、交流電動発電機の電気的な位相基準位置を検知する位相検知手段と、ポジションセンサからの回転基準位置と位相検知手段からの位相基準位置との差異を演算する第１の演算手段と、ポジションセンサからの回転基準位置に第１の演算手段が演算した差異を加算して交流電動発電機の駆動交流電源の位相基準位置を演算する第２の演算手段とを有する駆動装置の構成が開示されている。

また、特開２００５−３０４１３３号公報（特許文献２）には、一般的なモータのモータ駆動方法およびモータ駆動装置として、位置センサから出力された１相のセンサ信号により得られるセンサ位相情報と、逆起電圧検出回路から出力された当該相の逆起電圧より得られる逆起電圧位相情報とに基づいて補正位置信号を演算し、この補正位置信号に基づいて通電制御回路により通電位相を決定する構成が開示されている。この構成によれば、センサを用い位置検出するモータにおけるセンサ取付け位置のばらつきによる効率低下あるいはトルクリップルの増加を抑制し、駆動電流波形で急峻な変化を低減し、低振動性および低騒音性を向上させることができる。
特開平５−３９７２７号公報 特開２００５−３０４１３３号公報

電動過給機のアシストモータは超高回転数域まで使用されるので、回転位置検出センサとしてレゾルバやエンコーダの使用が困難であり、ホール素子を用いたホールセンサが適用されることが一般的である。ホールセンサは、ホール素子およびホール素子の出力を処理する電子回路とを統合したホールＩＣとして提供されることが一般的である。

ホールＩＣは、ホール素子によって検出される磁束密度がしきい値を超えて変化するのに応答して、出力信号を論理ハイレベル（以下、単に「Ｈレベル」）および論理ローレベル（以下、単に「Ｌレベル」）の間で遷移させることにより、ロータの所定基準位置がホールセンサの取付け個所（位相）を通過したことを検知するものである。しかしながら、ホールセンサからの信号は、ホール素子の出力をＩＣ内部でクロックに同期して信号演算処理した結果出力されるので、ホール素子が実際に検出したタイミングと、ホールＩＣの出力信号レベルが変化するタイミングとの間にはタイムラグ、すなわち誤差が生じる。そして、この誤差は基本的には一定時間となるため、モータの回転数が高くなり１回転に要する時間が短くなるのに従って、位相に換算した誤差（すなわち位相検出誤差）が大きくなる。このような位相検出誤差の特性は、ジッタ特性とも呼ばれる。また、ホールセンサによる位相検出誤差は、温度等の他のモータ動作状態にも依存して変化する。

したがって、ホールセンサを用いたモータ、特に、回転数に代表されるモータ動作状態が広範囲である電動過給機のアシストモータの制御では、上記ジッタ特性に代表されるモータ動作状態に依存した位相検出誤差の変化を考慮する必要がある。しかしながら、特許文献１および２は、モータ動作状態に依存して位相検出誤差が変化することについて何ら言及していない。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、回転電機の動作状態が広範囲に変化してもホールセンサを用いた回転位相検出の誤差を抑制することにより、回転電機の出力を安定させるとともにその性能を十分に発揮させることが可能な電動過給機の制御装置を提供することである。

この発明による電動過給機の制御装置は、内燃機関の排気を利用して回転することによって内燃機関の吸気を圧縮するように構成された過給機と、過給機の回転軸と連結されたロータを有する回転電機とを備えた電動過給機の制御装置であって、位相取得手段と、補正値設定手段と、モータ制御手段とを備える。位相取得手段は、回転電機に取り付けられたホールセンサによって検出された回転位相を取得する。補正値設定手段は、回転電機の動作状態に応じて、回転位相の補正値を可変に設定する。モータ制御手段は、位相取得手段によって算出された回転位相に基づき、回転電機の動作を制御する。そして、モータ制御手段は、位相取得手段により取得された回転位相を、補正値設定手段により設定された補正値によって補正して回転電機の制御に用いるように構成される。

上記電動過給機の制御装置によれば、回転電機の動作状態に応じて可変に設定される補正値を用いてホールセンサによって検出された回転位相を補正してモータ制御を行なうことができる。したがって、モータ回転数やモータ温度といった回転電機の動作状態に応じてホールセンサの位相検出誤差が変化する特性（代表的にはジッタ特性）を反映した補正を行なって、広範囲の動作状態変化に対応して回転位相の検出誤差を抑制することができる。この結果、電動過給機のアシストモータである回転電機の回転位相を正確に把握して制御することにより、回転電機の出力を安定させるとともにその性能を十分に発揮させることが可能となる。

好ましくは、電動過給機の制御装置は、回転電機の回転数を取得する回転数取得手段をさらに備える。そして、補正値設定手段は、回転数取得手段により取得された回転数に応じて、補正値を可変に設定する。

このような構成とすることにより、ホールＩＣで構成されたホールセンサの位相検出誤差がモータ回転数に応じて変化する誤差特性（ジッタ特性）を反映して、回転位相の補正を行なうことが可能となる。この結果、超高回転数域（たとえば１０万ｐｒｍオーダ）まで使用される電動過給機のアシストモータについても、各回転数域で回転位相の補正を行なって回転電機を適切に制御することができる。

また好ましくは、電動過給機の制御装置は、回転電機の温度を取得する温度取得手段を備える。そして、補正値設定手段は、温度取得手段により取得された温度に応じて、補正値を可変に設定する。

このような構成とすることにより、ホールＩＣで構成されたホールセンサの位相検出誤差がモータ温度に応じて変化する誤差特性（温度特性）を反映して、回転位相の補正を行なうことが可能となる。この結果、内燃機関からの排気により高温域まで使用される電動過給機のアシストモータについても、各温度域で回転位相の補正を行なって回転電機を適切に制御することができる。

あるいは好ましくは、電動過給機の制御装置は、回転電機の回転数を取得する回転数取得手段と、回転電機の温度を取得する温度取得手段とを備える。そして、補正値設定手段は、回転数取得手段により取得された回転数および温度取得手段により取得された温度の両方に応じて、補正値を可変に設定する。

このような構成とすることにより、ホールＩＣで構成されたホールセンサの位相検出誤差について、モータ回転数に応じて変化する誤差特性（ジッタ特性）およびモータ温度に応じて変化する誤差特性（温度特性）の両者を反映して、回転位相の補正を行なうことが可能となる。この結果、使用される回転数領域および温度領域が広い電動過給機のアシストモータについても、回転電機の動作状態に応じて回転位相の補正を行なって適切に制御することができる。

また、さらに好ましくは、回転電機は、三相ブラシレスＤＣモータであり、電動過給機の制御装置は、三相ブラシレスＤＣモータの各相に対して通電制御を行なうためのスイッチング素子を有する駆動ユニットをさらに備える。さらに、モータ制御手段は、通電開始位相設定手段と、通電位相制御手段とを含む。通電開始位相設定手段は、三相ブラシレスＤＣモータの回転数に応じて、かつ、該回転数での補正値設定手段により設定された補正値を反映して、三相ブラシレスＤＣモータの各相での通電開始位相を設定する。通電位相制御手段は、通電開始位相設定手段により設定された通電開始位相と、位相取得手段によって取得された回転位相に基づき、駆動ユニットのスイッチング素子のオン・オフ位相を制御する。

このような構成とすることにより、三相ブラシレスＤＣモータで構成された電動過給機のアシストモータについて、ホールセンサによる位相検出誤差のジッタ特性の影響を排除して、各相での通電開始位相を高精度に制御することが可能となる。これにより、アシストモータを高効率かつ安定に作動させることが可能となる。

特にこのような構成では、電動過給機の制御装置は、誤差測定手段と、補正値算出手段とをさらに備える。誤差測定手段は、三相ブラシレスＤＣモータの非通電状態時に複数の回転数領域において、ホールセンサによって検出された回転位相と、三相ブラシレスＤＣモータのステータ巻線に誘起される逆起電圧の位相との比較により、ホールセンサの検出誤差を実測する。補正値算出手段は、各回転数領域において、誤差測定手段により測定された検出誤差と、予め定められた標準的特性に従う該回転数領域における検出誤差との差分を補正値として求める。さらに、通電開始位相設定手段は、標準的特性に従って予め設定された回転数に対する通電開始位相の特性を、各回転数領域において補正値によって修正するとともに、修正された特性に従って、三相ブラシレスＤＣモータの回転数に応じて通電開始位相を設定する。

このような構成とすることにより、非通電状態における三相ブラシレスＤＣモータの逆起電圧との比較によって各回転数領域で実測したホールセンサの位相検出誤差に基づき、補正値を適切に設定できる。さらに、位相検出誤差の回転数依存性について予め標準的特性を設定しておき、かつ、この標準的特性に従って回転数に対する通電開始位相の特性を予め定めた上で、実測した補正値によってこの特性を修正することによって、実動作時における通電開始位相を設定することができる。このような方式とすることにより、位相検出誤差の実測結果を反映した調整作業をより容易に行なうことが可能となる。

また、さらに好ましくは、回転電機は、三相ブラシレスＤＣモータであり、電動過給機の制御装置は、三相ブラシレスＤＣモータの各相に対して通電制御を行なうためのスイッチング素子を有する駆動ユニットをさらに備える。さらに、モータ制御手段は、通電開始位相設定手段と、通電位相制御手段とを含む。通電開始位相設定手段は、三相ブラシレスＤＣモータの温度に応じて、かつ、該温度での補正値設定手段により設定された補正値を反映して、三相ブラシレスＤＣモータの各相での通電開始位相を設定する。通電位相制御手段は、通電開始位相設定手段により設定された通電開始位相と、位相取得手段によって取得された回転位相に基づき、駆動ユニットのスイッチング素子のオン・オフ位相を制御する。

このような構成とすることにより、三相ブラシレスＤＣモータで構成された電動過給機のアシストモータについて、ホールセンサによる位相検出誤差の温度特性の影響を排除して、各相での通電開始位相を高精度に制御することが可能となる。これにより、アシストモータを高効率かつ安定に運転させることが可能となる。

特にこのような構成では、電動過給機の制御装置は、誤差測定手段と、補正値算出手段とをさらに備える。誤差測定手段は、三相ブラシレスＤＣモータの非通電状態時に複数の温度領域において、ホールセンサによって検出された回転位相と、回転電機のステータ巻線に誘起される逆起電圧の位相との比較により、ホールセンサの検出誤差を実測する。補正値算出手段は、各温度領域において、誤差測定手段により測定された検出誤差と、予め定められた標準的特性に従う該温度領域における検出誤差との差分を補正値として求める。さらに、通電開始位相設定手段は、標準的特性に従って予め設定された温度に対する通電開始位相の特性を、各温度領域において補正値によって修正するとともに、修正された特性に従って、三相ブラシレスＤＣモータの温度に応じて通電開始位相を設定する。

このような構成とすることにより、非通電状態における三相ブラシレスＤＣモータの逆起電圧との比較によって各温度領域で実測したホールセンサの位相検出誤差に基づき、補正値を適切に設定できる。さらに、位相検出誤差の温度依存性について予め標準的特性を設定しておき、かつ、この標準的特性に従って温度に対する通電開始位相の特性を予め定めた上で、実測した補正値によってこの特性を修正することによって、実動作時における通電開始位相を設定することができる。このような方式とすることにより、位相検出誤差の実測結果を反映した調整作業をより容易に行なうことが可能となる。

好ましくは、回転電機は、三相ブラシレスＤＣモータであり、ホールセンサは、三相ブラシレスＤＣモータの各相に対応して設けられる。

このような構成とすることにより、三相ブラシレスＤＣモータの各相個別にホールセンサを設け、かつ、ホールセンサの個体差を反映して位相検出誤差を補正できるので、回転電機の回転位相をさらに正確に把握して、アシストモータの出力を安定させるとともにその性能を十分に発揮させることが可能となる。

好ましくは、電動過給機の制御装置は、回転数取得手段と、誤差測定手段と、判定手段と、異常検出手段とをさらに備える。回転数取得手段は、回転電機の回転数を取得する。回転数取得手段は、回転電機の回転数を取得する。誤差測定手段は、内燃機関の始動後における回転電機の非通電状態時に、回転電機の所定回転数領域において、ホールセンサによって検出された回転位相と、回転電機のステータ巻線に発生する逆起電圧の位相との比較により、ホールセンサの検出誤差を実測する。判定手段は、誤差測定手段によって測定された検出誤差が予め定められた正常範囲内であるかどうかを判定する。異常検出手段は、判定手段によって検出誤差が正常範囲を外れていると判定されたときに、該ホールセンサの特性異常を検出する。

このような構成とすることにより、非通電状態における三相ブラシレスＤＣモータの逆起電圧との比較により、内燃機関の始動毎に所定回転数領域でのホールセンサの位相検出誤差を測定することができるとともに、測定された位相検出誤差が想定される正常範囲を超えて大きい場合には、ホールセンサの特性異常を検出することが可能となる。この結果、ホールセンサについて、短絡あるいは断線等の故障のみでなく、位相検出誤差についても経年的な異常発生を検知することが可能となる。

さらに好ましくは、回転電機は、三相ブラシレスＤＣモータであり、かつ、ホールセンサは、三相ブラシレスＤＣモータの各相に対応して設けられる。さらに、電動過給機の制御装置は、異常検出手段によってホールセンサの特性異常が検出されたときに、該ホールセンサに対応する相の回転位相を、特性異常が非検出である残りの少なくとも１個のホールセンサによって検出された回転位相に基づいて算出する位相算出手段をさらに備える。そして、モータ制御手段は、内燃機関の運転中において、特性異常が検出されたホールセンサに対応する相について、位相算出手段によって算出された回転位相を回転電機の制御に用いる。

このような構成とすることにより、三相ブラシレスＤＣモータの各相に設けられたホールセンサについて、いずれかの相で特性異常が発生した場合にも、残りの少なくとも１相のホールセンサに特性異常が発生していないときには、回転電機のアシストモータの運転を継続することが可能となる。

また、さらに好ましくは、回転電機は、三相ブラシレスＤＣモータであり、かつ、ホールセンサは、三相ブラシレスＤＣモータの各相に対応して設けられる。そして、電動過給機の制御装置は、少なくとも１つの相において異常検出手段によりホールセンサの特性異常が検出されたときに、内燃機関の停止中に三相ブラシレスＤＣモータを作動させる制御の実行を禁止する制御禁止手段をさらに備える。

このような構成とすることにより、三相ブラシレスＤＣモータの各相に設けられたホールセンサについて、いずれかの相でホールセンサの特性異常が発生した場合には、各相の回転位相検出が正常でなければ実行することができない、停止状態（回転数＝０）から交流電動機を作動させる制御の実行を禁止することができる。これにより、ホールセンサの特性異常発生時に三相ブラシレスＤＣモータを停止状態から作動させる制御を行なって、モータ動作が異常となるような状況を防止することができる。

この発明による電動過給機の制御装置によれば、回転電機（アシストモータ）の動作状態が広範囲に変化してもホールセンサを用いた回転位相検出の誤差を抑制することにより、回転電機の出力を安定させるとともにその性能を十分に発揮させることができる。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰返さないものとする。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態に係る電動過給機の制御装置によって制御される電動過給機が搭載されるエンジンシステムの構成図である。

図１を参照して、エンジンシステムは、エンジン１００と、電動過給機２００と、インタークーラ１６２と、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２５０と、過給機ＥＣＵ３４０とを含む。本実施の形態に係るエンジンシステムは、自動車などの車両に搭載される。なお、エンジンＥＣＵ２５０と過給機ＥＣＵ３４０とは１つのＥＣＵに統合するようにしてもよい。本実施の形態において、エンジンＥＣＵ２５０と過給機ＥＣＵ３４０とは、双方向で通信可能に接続される。

吸入口１５０から吸入される空気は、エアクリーナ１５２によりろ過される。エアクリーナ１５２によりろ過された空気は、吸気通路１５６を介して電動過給機２００に流通する。電動過給機２００に流通した空気はコンプレッサ２０２により圧縮された後、吸気通路１６０を流通して、インタークーラ１６２で冷却される。インタークーラ１６２で冷却された空気は、吸気通路１０２を流通して、エンジン１００に吸入される。

吸気通路１５６の途中には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１５４が設けられる。エアフローメータ１５４は、検出した吸入空気量Ｑを表す信号をエンジンＥＣＵ２５０に送信する。

インタークーラ１６２は、コンプレッサ２０２により圧縮されて温度が上昇した空気を冷却する。冷却された空気の体積は、冷却前に比べて小さくなるため、より多くの空気がエンジン１００に送り込まれる。

また、吸気通路１５６と吸気通路１６０とをバイパスするバイパス通路１５８が設けられ、バイパス通路１５８の途中には、バイパス通路１５８を流通する空気の流量を調整するエアバイパスバルブ１６４が設けられる。エアバイパスバルブ１６４は、エンジンＥＣＵ２５０から受信する制御信号に応じて作動する。

吸気通路１０２の途中には、吸気通路１０２に流通する空気の流量を調整するスロットルバルブ１６６が設けられる。スロットルバルブ１６６は、スロットルモータ１６８により駆動される。スロットルモータ１６８は、エンジンＥＣＵ２５０から受信する制御信号に応じて駆動する。

また、吸気通路１０２の途中には、吸気管圧力センサ１７０と吸気温度センサ１７２が設けられる。吸気管圧力センサ１７０は、吸気通路１０２内の空気の圧力を検知する。吸気管圧力センサ１７０は、検知した空気の圧力を表す信号をエンジンＥＣＵ２５０に送信する。吸気温度センサ１７２は、吸気通路１０２内の空気の温度を検知する。吸気温度センサ１７２は、検知した空気の温度を表す信号をエンジンＥＣＵ２５０に送信する。

エンジン１００は、シリンダヘッド（図示せず）とシリンダブロック１１２とを含む。シリンダブロック１１２には、図１の紙面上下方向に複数の気筒が設けられる。そして、各気筒内には、紙面上下方向に摺動可能にピストン１１４が設けられる。ピストン１１４は、コンロッド１１６を介してクランクシャフト１２０に連結される。ピストン１１４、コンロッド１１６およびクランクシャフト１２０によりクランク機構が形成される。

ピストン１１４の上部においては、燃焼室１０８が形成される。燃焼室１０８には、燃焼室１０８に向けて点火プラグ１１０と燃料噴射インジェクタ１０６とが設けられる。本実施の形態において、エンジン１００は直噴エンジンであるとして説明するが、特に、直噴エンジンに限定されるものではない。たとえば、エンジン１００は、内燃機関であればよく、ポート噴射型のエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。

シリンダヘッドには、吸気通路１０２と排気通路１３０とがそれぞれ燃焼室１０８に接続するように設けられる。吸気通路１０２と燃焼室１０８との間には、吸気バルブ１０４が設けられる。排気通路１３０と燃焼室１０８との間には、排気バルブ１２８が設けられる。吸気バルブ１０４および排気バルブ１２８は、クランクシャフト１２０と連動して回転するカムシャフト（図示せず）により駆動される。

吸気通路１０２を流通する空気は、ピストン１１４が下降するときに、吸気バルブ１０４が開かれて燃焼室１０８に吸引される。燃焼室１０８に流通した空気は、燃料噴射インジェクタ１０６から噴射された燃料と混合される。吸気バルブ１０４が閉じて、ピストン１１４が上死点付近まで上昇したときに点火プラグ１１０において燃料と混合された空気が点火されて燃焼する。燃焼による圧力によりピストン１１４が押し下げられる。このとき、ピストン１１４の上下運動がクランク機構を介してクランクシャフト１２０の回転運動に変換される。そして、ピストン１１４が下死点付近まで下降したときに、排気バルブ１２８が開く。

ピストン１１４が再び上昇するときに、燃焼室１０８内で燃焼させられた空気、すなわち、排気ガスは、排気通路１３０を流通する。排気通路１３０を流通した空気は、電動過給機２００のタービン２０４を駆動させた後に、排気管１８０を流通して触媒１８２に導かれる。排気ガスは、触媒１８２により浄化された後、車外に排出される。

クランクシャフト１２０の一方端には、プーリ（図示せず）が設けられる。プーリはベルト１２４を介してオルタネータ１２６の回転軸に設けられたプーリに連結される。クランクシャフト１２０の回転によりオルタネータ１２６が作動して、発電が行なわれる。

タイミングロータ１１８は、クランクシャフト１２０に設けられており、クランクシャフト１２０と共に回転する。タイミングロータ１１８の外周には、予め定められた間隔で複数の突起が設けられている。クランクポジションセンサ１２２はタイミングロータ３０４の突起に対向して設けられている。タイミングロータ１１８が回転すると、タイミングロータ１１８の突起と、クランクポジションセンサ１２２とのエアギャップが変化するため、クランクポジションセンサ１２２のコイル部を通過する磁束が増減し、コイル部に起電力が発生する。クランクポジションセンサ１２２は、起電力を表す信号を、エンジンＥＣＵ２５０に送信する。エンジンＥＣＵ２５０は、クランクポジションセンサ１２２から送信された信号に基づいて、クランク角を検出する。

また、車両には、車速センサ（図示せず）が車輪に設けられ、車輪の回転数（車輪速度）を検知する。車速センサは、検出結果を表す信号をエンジンＥＣＵ２５０に送信する。エンジンＥＣＵ２５０は、車輪の回転数から、車速を算出する。さらに、エンジンＥＣＵ２５０には、アクセルペダル３５０に取付けられたセンサによって検知された、運転者によるアクセルペダル３５０の踏込量が入力される。

エンジンＥＣＵ２５０は、吸気圧、吸気温度、吸入空気量、車輪速度、アクセル踏込量など各センサから送信された信号、メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて演算処理を行ない、エンジン１００が所望の運転状態となるように、機器類を制御する。

電動過給機２００は、コンプレッサ２０２と、タービン２０４と、シャフト２１０と、アシストモータとしての回転電機２１６とを含む。回転電機２１６としては、基本的に任意の形式のモータあるいはモータジェネレータを適用できるが、以下では、回転電機２１６を単にモータ２１６とも称する。

コンプレッサ２０２のハウジング内には、コンプレッサホイール（コンプレッサロータ、コンプレッサブレードなどとも呼ばれる。）２０６が収納される。コンプレッサホイール２０６は、エアクリーナ１５２によりろ過された空気を圧縮（過給）する。

タービン２０４のハウジング内には、タービンホイール（タービンロータ、タービンブレードなどとも呼ばれる。）２０８が収納される。タービンホイール２０８は、排気ガスにより回転させられる。

コンプレッサホイール２０６とタービンホイール２０８とは、シャフト２１０の両端にそれぞれ設けられる。すなわち、排気ガスによりタービンホイール２０８が回転させられると、コンプレッサホイール２０６も回転する。

また、コンプレッサホイール２０６とタービンホイール２０８との間には、シャフト２１０を回転軸とするモータ２１６が設けられる。シャフト２１０は、モータ２１６のハウジングにより回転自在に支持される。モータ２１６は、シャフト２１０に装着されたロータ２１２と、ロータ２１２を囲うように設けられたステータ２１４とを含む。

モータ２１６は、過給機ＥＣＵ３４０の制御信号に応じて過給機ＥＤＵ（Electronic
Drive Unit）３３０から供給される電力によりロータ２１２が回転することによって、シャフト２１０に回転力を付与する。過給機ＥＤＵ３３０は、本発明での「駆動ユニット」に相当し、高圧バッテリ３２０から供給される電力を用いて、過給機ＥＣＵ３４０から入力される制御信号に応じた電力をモータ２１６に供給する。

モータ２１６には、ホールセンサ２０５が設けられる。ホールセンサ２０５は、上述のようなホールＩＣで構成され、回転子（ロータ）の回転位置（回転位相角）を検知する。ホールセンサ２０５は、検知結果を表すホールセンサ信号を過給機ＥＣＵ３４０に送信する。

代表的には、モータ２１６は、三相ブラシレスＤＣモータにより構成され、過給機ＥＤＵ３３０は、ホールセンサ２０５によって検出されたロータの回転位相に基づき、三相ブラシレスＤＣモータの各相に適切な位相の交流電流を供給するインバータにより構成される。すなわち、過給機ＥＤＵ３３０を構成する図示しない電力用半導体スイッチング素子（以下、単にスイッチング素子と称する）は、過給機ＥＣＵ３４０からのオン・オフ制御信号（通電制御信号）に基づいてオン・オフすることによって、上記交流電流を発生する。

さらに、モータ２１６には、モータ温度を検出するための温度センサ２０５♯が設けられる。温度センサ２０５♯は、一般的には、モータ２１６のステータ巻線（図示せず）の過高温を検知するために設けらている。なお、本実施の形態においては、温度センサ２０５♯は、なるべくホールセンサ２０５の温度を検知できるような位置に取付けることが好ましい。

高圧バッテリ３２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０に電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０は、上述したオルタネータ１２６に電気的に接続される。したがって、オルタネータ１２６において発電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０にて適切な電圧に昇圧された後に、高圧バッテリ３２０に供給される。これにより、高圧バッテリ３２０が充電される。また、オルタネータ１２６において発電された電力は、低圧バッテリ３００に供給される。これにより、低圧バッテリ３００が充電される。低圧バッテリ３００は、エンジンＥＣＵ２５０や過給機ＥＣＵ３４０などに電力を供給する。

過給機ＥＣＵ３４０は、エンジンＥＣＵ２５０から送信される情報、回転子位置センサから送信された信号、および、メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて演算処理を行ない、電動過給機２００が所望の作動状態となるように、機器類を制御する。すなわち、過給機ＥＣＵ３４０は、本発明における「電動過給機の制御装置」に相当する。

以上のような構成を有する電動過給機２００においては、エンジン１００で、燃料と混合された空気が燃焼された後、排気ガスは、排気通路１３０からタービン２０４内に導かれる。排気ガスはそこでタービンホイール２０８を回転させ、その回転力がシャフト２１０に伝達される。その後、排気ガスは、排気管１８０を流通して、触媒１８２に導かれる。触媒１８２に導かれた排気ガスは、浄化された状態で車外へ排出される。

一方、エンジン１００に供給するため車外より吸入された空気は、エアクリーナ１５２によってろ過された後、吸気通路１５６を流通して、コンプレッサ２０２内に導かれる。空気はシャフト２１０と一体となって回転するコンプレッサホイール２０６によって圧縮（過給）される。圧縮された空気は、インタークーラ１６２に導かれ、冷却された状態でエンジン１００の吸気通路１０２を介して燃焼室１０８に吸入される。

また、過給機ＥＣＵ３４０は、エンジン１００の低回転域において、コンプレッサ２０２において圧縮される空気が所望の過給圧に到達しない場合（たとえば、エンジン１００の回転数が予め定められた回転数以下である場合）には、モータ２１６を駆動することにより、コンプレッサ２０２の過給圧が強制的に上昇するように制御する。

次に、モータ２１６における回転位相検出および検出された回転位相を用いたモータ制御について説明する。

図２は、モータ２１６の通電制御を説明する動作波形図である。
上述のように、本実施の形態では、モータ２１６は三相のブラシレスＤＣモータで構成される。当該ブラシレスＤＣモータのＵ相、Ｖ相およびＷ相には、ホールセンサ２０５によって検出されるロータ２１２の磁極位相（回転位相）に従って通電位相を制御された電流が、過給機ＥＤＵ３３０によって供給される。図２には、モータ２１６の各相のうち代表的にＵ相におけるホールセンサ信号および電流が示される。図示しないが、Ｗ相およびＶ相にも、電気角で１２０°ずつずれた位相の電流が供給される。

図２を参照して、モータ２１６は、各相に電気角で１２０（ｄｅｇ）の区間通電される１２０度通電駆動により制御される。すなわち、各相電流の発生期間がロータ２１２の回転位相に同期して電気角で一定の位相に維持されるように、過給機ＥＤＵ３３０（インバータ）を構成する各相のスイッチング素子のオン・オフタイミングが制御される。また、各相電流の振幅は、モータ回転数のフィードバックに基づき制御される。

ホールセンサ２０５の出力信号であるホールセンサ信号Ｈｕ（Ｕ相）は、ＨレベルおよびＬレベルの間で遷移を繰返すディジタル信号であり、ロータの基準位置の通過に対応して回転位相が電気角１８０（ｄｅｇ）変化する毎に、信号レベルが遷移（Ｈレベル→ＬレベルまたはＬレベル→Ｈレベル）する。

図２には、比較のために、非通電状態におけるＵ相の逆起電圧Ｖｕの波形が示されている。逆起電圧Ｖｕは、Ｕ相の本来の電気角を表わすが、上述のように、ホールＩＣで構成されるホールセンサ２０５では、ホール素子による通過検出がホールセンサ信号に表れるまでには一定の時間ずれが発生するので、これに起因した位相遅れ（位相検出誤差）θＨが発生する。上述のように、ホールセンサのジッタ特性により、この位相遅れθＨは、モータの回転数が高くなり１回転に要する時間が短くなるのに従って増大する。

一方、通電時には、逆起電圧Ｖｕが図２に示すような正弦波状とならないため、位相遅れθＨは、モータ２１６の通電作動中に測定することはできない。したがって、本実施の形態では、上記位相遅れθＨを出荷前検査時等に実測し、かつ、モータ回転数に応じた位相遅れθＨのマップを予め作成することにより、実際の電気角に対するホールセンサ信号Ｈｕの位相差θＨ（以下、ホールセンサ位相角θＨと称する）を事前に把握しておき、モータ２１６の動作時には、モータ回転数に対するホールセンサ位相角θＨの特性に基づき、ホールセンサ２０５によって検出された回転位相を補正してモータ制御を行なう。

図３を参照して、出荷前検査時等においてモータ２１６の非通電状態時にエンジンを作動させてタービン回転に伴いロータ２１２を回転させることにより、逆起電圧とホールセンサ信号との位相差に基づきモータ回転数Ｎｔに応じて変化するホールセンサ位相角θＨ（Ｎｔ）が測定される。たとえば、図３に点線で示されるように、モータ回転数Ｎｔ１〜Ｎｔ５について、ホールセンサ位相角θＨ（Ｎｔ１）〜θＨ（Ｎｔ５）が測定される。

一方、図３に実線で示されるように、標準的なホールセンサ２０５の特性に従う、モータ回転数Ｎｔに対する標準的なホールセンサ位相角θＨ０（Ｎｔ）が予め実験または解析によって予め求められる。すなわち、ホールセンサ位相角θＨ０（Ｎｔ）は、本発明において、ホールセンサ２０５による位相検出誤差の「標準的特性」に対応する。

したがって、各ホールセンサ２０５について実測されたホールセンサ位相角θＨ（Ｎｔ）について、ホールセンサ位相角θＨ０（Ｎｔ）との差分ΔθＨ（Ｎｔ）を用いて、下記（１）式により示すことができる。

θＨ（Ｎｔ）＝θＨ０（Ｎｔ）＋ΔθＨ（Ｎｔ） …（１）
再び図２を参照して、モータ２１６の動作時には逆起電圧Ｖｕから回転位相を検出できないため、各相の通電位相制御は、ホールセンサ信号Ｈｕに基づいて実行される。したがって、各相の通電開始位相は、ホールセンサ信号Ｈｕのレベル遷移時点から通電開始までの遅れ位相θＳ（以下、「通電開始位相角θＳ」と称する）の設定によって制御される。

図４を参照して、モータ回転数Ｎｔが高くなるに従って、等価的にモータ定数のインダクタンスが上昇するため電流の立上がりが鈍くなる（時定数が大きくなる）のに対応して、モータの通電開始位相を進角、すなわち、通電開始位相角θＳを小さく設定する必要が有る。このため、通電開始位相角θＳは、モータ回転数Ｎｔに対して可変に、具体的には、モータ回転数が高くなる程小さい値に設定される。

図４に実線で示される通電開始位相角θＳ０（Ｎｔ）は、図３に示した、モータ回転数Ｎｔに対する標準的なホールセンサ位相角θＨ０（Ｎｔ）に従って予め設定された、モータ回転数Ｎｔに対する通電開始位相角θＳの標準的な特性を示す。

そして、モータ回転数Ｎｔ１〜Ｎｔ５のそれぞれについて、標準的なホールセンサ位相角θＨ０（Ｎｔ）を、（１）式に示したホールセンサ位相角θＨの差分ΔθＨ（Ｎｔ）を用いて、下記（２）式に従って補正する。

θＳ（Ｎｔ）＝θＳ０（Ｎｔ）−ΔθＨ（Ｎｔ） …（２）
これにより、図４に点線で示すように、ホールセンサ２０５の位相検出誤差の実測結果に基づいて修正された、モータ回転数Ｎｔに対する通電開始位相角θＳ（Ｎｔ）が設定される。このように、ホールセンサ位相角θＨの差分ΔθＨ（Ｎｔ）は、通電開始位相角θＳの設定において、モータ回転数に応じて可変に設定される「補正値」として作用するので、以下では、単に補正値ΔθＨ（Ｎｔ）とも称する。

そして、修正された通電開始位相角θＳ（Ｎｔ）、あるいは、標準的な通電開始位相角θＳ０（Ｎｔ）および補正値ΔθＨ（Ｎｔ）を、モータ回転数Ｎｔを引数としてマップ化する。たとえば、モータ回転数Ｎｔ１〜Ｎｔ５についてマップ値を設定することにより、所定範囲内で同一マップ値を使用したり、中間のモータ回転数では線形補間を行なったりすることによって、モータ回転数Ｎｔに応じた通電開始位相角θＳ（Ｎｔ）を適時設定して、モータ２１６の通電位相を制御することができる。

次に、図５および図６の機能ブロック図を用いて、図３および図４に示した位相検出補正機能を有する、実施の形態１に従うモータ２１６の通電位相制御を説明する。なお、図５および図６に示す各機能ブロックは、過給機ＥＣＵ３４０により実行されるプログラムの実行により、あるいは過給機ＥＣＵ３４０の中に構成された電子回路によって実現されるものとする。

図５を参照して、過給機ＥＣＵ３４０は、変換部５００と、モータ回転数算出部５１０と、補正値設定部５２０と、通電位相制御部５３０とを含む。通電位相制御部５３０は、通電開始位相設定部５４０と、通電信号生成部５５０とを含む。なお、図５には、Ｕ相について代表的に記載しているが、その他の各相についても同様の制御構成が設けられているものとする。

変換部５００は、ホールセンサ２０５からのホールセンサ信号Ｈｕに基づき、ホールセンサ信号Ｈｕのレベル遷移時からの経過時間を位相角（電気角）θに変換する。モータ回転数算出部５１０は、ホールセンサ信号Ｈｕに基づきモータ回転数Ｎｔを算出する。

補正値設定部５２０は、補正値ΔθＨ（Ｎｔ）のマップを参照して、現在のモータ回転数Ｎｔに対応する補正値ΔθＨを設定する。

通電開始位相設定部５４０は、補正値設定部５２０により設定された補正値ΔθＨと、図４に示した標準的な通電開始位相角θＳ０（Ｎｔ）のマップとに従い、現在のモータ回転数Ｎｔに対応する通電開始位相角θＳを設定する。そして、通電信号生成部５５０は、通電開始位相設定部５４０によって設定された通電開始位相角θＳと、変換部５００によりホールセンサ２０５の出力に基づいて求められる位相角（電気角）θとに基づきＵ相通電信号を生成する。

Ｕ相通電信号は、Ｕ相への通電の開始および終了タイミングを規定する信号であり、これに基づいて、過給機ＥＤＵ３３０を構成するインバータ中のＵ相電流の発生に関わるスイッチング素子のオン・オフを制御信号が生成される。Ｕ相通電信号は、θ＝θＳとなったことに応答して通電開始を指示し、θＳからロータ２１２が電気角で１２０（ｄｅｇ）回転すると、通電終了を指示する。

これにより、モータ回転数に応じてホールセンサの位相検出誤差（すなわちホールセンサ位相角θＨ）が変化するジッタ特性、特にホールセンサ間でのジッタ特性の個体差を反映した位相検出補正を実行した上で、モータ制御、代表的には、モータ通電位相を行なうことができる。これにより、ホールセンサ２０５の個体差の影響を排除して回転位相検出精度を確保できるので、モータ制御精度を向上することができる。

なお、図４で説明したように、標準的な通電開始位相角θＳ０（Ｎｔ）および補正値ΔθＨ（Ｎｔ）から（２）式に従って求められる通電開始位相角θＳ（Ｎｔ）を直接マップ化する構成としてもよい。この構成は、図５において、補正値設定部５２０および通電開始位相設定部５４０を一体化することと等価であり、この場合には、モータ回転数算出部５１０によって算出されたモータ回転数Ｎｔを引数として上記マップを参照することによって、現在のモータ回転数Ｎｔに対応する通電開始位相角θＳが設定される。

次に、図６の機能ブロック図を用いて回転位相検出の補正値ΔθＨの初期学習を説明する。上述のように、図６の構成による補正値初期学習は、モータ２１６の非通電時にエンジンを作動させてタービン回転に伴いロータ２１２を回転させた状態、代表的にはエンジンの出荷前検査時に行なわれる。

図６を参照して、過給機ＥＣＵ３４０は、図５に示したと同様のモータ回転数算出部５１０と、位相比較部６００と、θＨ０マップ部６１０と、補正値算出部６２０とを有する。

位相比較部６００は、ホールセンサ信号Ｈｕと、非通電時の逆起電力Ｖｕとの位相を比較する。具体的には、ホールセンサ信号Ｈｕのレベル遷移タイミングと、逆起電力Ｖｕのゼロクロスタイミングとの時間差を位相差に変換して、両者の位相差である位相検出誤差（すなわち、ホールセンサ位相角θＨ）の実測値θＨｄｅｔを算出する。θＨ０マップ部６１０は、図３に示した標準的なホールセンサ位相角θＨ０（Ｎｔ）をモータ回転数Ｎｔ１〜Ｎｔ５について格納している。

補正値算出部６２０は、モータ回転数算出部５１０によって算出されたモータ回転数Ｎｔに基づき、現在のモータ回転数Ｎｔにおける標準的特性に従うホールセンサ位相角θＨ０をθＨ０マップ部６１０より読出す。さらに、補正値算出部６２０は、θＨ０マップ部６１０から読出したホールセンサ位相角θＨ０と、位相比較部６００によって実測値θＨｄｅｔとの差分より、現在のモータ回転数Ｎｔにおける補正値ΔθＨ（ΔθＨ＝θＨｄｅｔ−θＨ０）を算出する。

補正値ΔθＨは、各ホールセンサ２０５について、本来の電気角とホールセンサ信号との位相差に相当するホールセンサ位相角θＨの実測結果を示すものである。したがって、モータ２１６の通電作動時には、ホールセンサ信号Ｈｕによって検出された回転位相を補正値ΔθＨにより補正することによって、ホールセンサ２０５の個体差、特にモータ動作状態の１つであるモータ回転数に応じた回転位相の検出誤差特性を反映して、回転位相を正確に検出することが可能となる。

さらに、図７に示すフローチャートに従って、複数のモータ回転数領域（モータ回転数Ｎｔ１〜Ｎｔ５）の各々において補正値ΔθＨが求められる。すなわち、図７に示したフローチャートに従うプログラムについても、図６で説明したのと同様の状況、代表的には、エンジンの出荷前検査時に行なわれる。なお、図７でもＵ相における処理のみを代表的に例示するが、Ｖ相およびＷ相についても同様の処理が行なわれているものとする。

図７を参照して、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１００により、ホールセンサ信号Ｈｕの立上がり時刻ｔＨＵを取得し、さらにステップＳ１１０により、Ｕ相の逆起電圧Ｖｕよりゼロクロス立上がり時刻ｔＶＵおよび電圧周期ＴＵを取得する。

そして、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１２０において、ステップＳ１００およびＳ１１０で取得したホールセンサ信号の立上がり時刻ｔＨＵ、逆起電圧Ｖｕのゼロクロス立上がり時刻ｔＶＵおよび電圧周期ＴＵを用いて、下記（３）式に従ってＵ相のホールセンサ位相角θＨＵを算出する。すなわち、ステップＳ１００〜１２０の処理は、図６の位相比較部６００の機能に対応する。

θＨＵ＝（ｔＨＵ−ｔＶＵ）／ＴＵ・３６０（ｄｅｇ）…（３）
さらに、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１３０によりモータ回転数Ｎｔを下記（４）式に従い算出する。すなわち、ステップＳ１３０の処理は、図６のモータ回転数算出部５１０の機能に対応する。

Ｎｔ＝６０／ＴＵ（ｒｐｍ）…（４）
過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１４０により、現在のモータ回転数Ｎｔが、所定回転数Ｎｔ１に対して、Ｎｔ１±α（α：所定値）の範囲内であるかどうかを判定する。そして、ステップＳ１４０のＹＥＳ判定時には、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１４２により、ステップＳ１２０で求めたホールセンサ位相角θＨＵと、マップから読出された標準的な特性に従うモータ回転数Ｎｔ１におけるホールセンサ位相角θＨ０（Ｎｔ１）との差分ΔθＨを算出する。すなわち下記（５）式に従い、モータ回転数Ｎｔ１における補正値ΔθＨ（Ｎｔ１）が算出される。

ΔθＨ（Ｎｔ１）＝θＨＵ−θＨ０（Ｎｔ１）…（５）
過給機ＥＣＵ３４０は、さらに、ステップＳ１４２で求めた補正値ΔθＨ（Ｎｔ１）に基づいて、標準的なホールセンサ位相角θＨ０（Ｎｔ１）を前提として適合された通電開始位相角θＨＳ０（Ｎｔ１）を、初期値学習の一環として修正してもよい。この場合には、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１４４により、下記（６）式に従って、通電開始位相角θＨＳ（Ｎｔ１）を求める。そして、通電開始位相角θＨＳ（Ｎｔ）が直接マップ化される。

θＳ（Ｎｔ１）＝θＳ０（Ｎｔ１）−ΔθＨ（Ｎｔ１）…（６）
ステップＳ１４２〜Ｓ１４４の処理により、モータ回転数Ｎｔ１に対応する補正値ΔθＨ（Ｎｔ１）および通電開始位相角θＨＳ（Ｎｔ１）が求められる。なお、ステップＳ１４０における判定は、ステップＳ１４２〜Ｓ１４４が所定回数（１回あるいは複数回）実行された後には、モータ回転数ＮｔがＮｔ１±αの範囲であってもＮＯ判定とするように構成される。なお、所定回数を複数回とした場合には、それぞれで求められた値の平均値を補正値ΔθＨ（Ｎｔ１）および通電開始位相角θＨＳ（Ｎｔ１）としてもよい。

ステップＳ１４０のＮＯ判定時には、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１５０によりモータ回転数Ｎｔが、所定のモータ回転数Ｎｔ２±αの範囲内であるかどうかを判定する。過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１５０のＹＥＳ判定時には、ステップＳ１５２およびＳ１５４により、ステップＳ１４２，Ｓ１４４と同様の処理により、モータ回転数Ｎｔ２における補正値ΔθＨ（Ｎｔ２）および通電開始位相角θＳ（Ｎｔ２）を求める。

さらに、図示しないが、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１５０のＮＯ判定時には、モータ回転数Ｎｔが所定回転数Ｎｔ３±αであるかどうかの判定を実行し、モータ回転数ＮｔがＮｔ３±αの範囲内である場合には、ステップＳ１４２，Ｓ１４４と同様の処理により、モータ回転数Ｎｔ３における補正値ΔθＨ（Ｎｔ３）および通電開始位相角θＳ（Ｎｔ２）を求める。同様に、過給機ＥＣＵ３４０は、モータ回転数ＮｔがＮｔ４±αの範囲内である場合に、ステップＳ１４２，Ｓ１４４と同様の処理により、モータ回転数Ｎｔ４における補正値ΔθＨ（Ｎｔ４）および通電開始位相角θＳ（Ｎｔ４）を求める。

また、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１８０では、モータ回転数Ｎｔが所定のモータ回転数Ｎｔ５±αの範囲内であるかどうかを判定し、ステップＳ１８０のＹＥＳ判定時には、ステップＳ１８２およびＳ１８４により、ステップＳ１４２，Ｓ１４４と同様の処理により、モータ回転数Ｎｔ５における補正値ΔθＨ（Ｎｔ５）および通電開始位相角θＳ（Ｎｔ５）を求める。

さらに、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１９０により、モータ回転数Ｎｔ１〜Ｎｔ５のすべてについて補正値ΔθＨおよび通電開始位相角θＳが求められたかどうかを判定する。そして、補正値ΔθＨ（Ｎｔ１）〜ΔθＨ（Ｎｔ５）および通電開始位相角θＳ（Ｎｔ１）〜θＳ（Ｎｔ５）が全て求められた場合（ステップＳ１９０のＹＥＳ判定時）には、過給機ＥＣＵ３４０は、初期値学習を終了する。一方、ステップＳ１９０のＮＯ判定時には、過給機ＥＣＵ３４０は、処理をステップＳ１００に戻して一連の処理を繰返し実行する。

以上説明したように、実施の形態１による電動過給機の制御装置によれば、ホールセンサのジッタ特性を反映し、特にホールセンサ間でのジッタ特性の個体差を補正して、モータ２１６の回転位相を検出することができる。この結果、ホールセンサ２０５の個体差の影響を排除して回転位相検出精度を確保できるので、モータ制御精度を向上することができる。特に、複数のモータ回転数領域Ｎｔ１〜Ｎｔ５において、個別の補正値ΔθＨ（Ｎｔ１）〜ΔθＨ（Ｎｔ５）を設定することにより、超高回転数域（たとえば１０万ｐｒｍオーダ）まで使用される電動過給機のアシストモータであるモータ２１６についても、広範囲のモータ回転数全域にわたり回転位相検出精度を確保して、モータ制御性を向上することができる。

この結果、モータの出力ばらつきを低減することが可能となり、モータ出力のばらつきに伴って車両運転快適性の悪化や、燃費あるいはエミッション特性が悪化することを防止できる。

なお、実施の形態１では、Ｕ相についてホールセンサ２０５の出力に基づくモータ回転数に応じた補正値ΔθＨおよび通電開始位相角θＳの設定を説明したが、他のＶ相およびＷ相についてもホールセンサ２０５を設け、各相において同様の制御処理に従う位相検出およびモータ制御を行なうことができる。これにより、モータ制御をさらに安定化することができる。

あるいは、制御処理を簡素化するために、代表相（Ｕ相）のみで実施の形態１に従う補正値ΔθＨの設定を行なって、当該補正値を他の相（Ｖ相およびＷ相）でも共通に用いる構成としてもよい。

［実施の形態２］
実施の形態１では、モータ回転数に応じてホールセンサ２０５の位相検出誤差が変化する特性（ジッタ特性）へ対応するための制御構成について説明した。実施の形態２では、モータの動作状態としてモータ温度に着目し、ホールセンサの温度特性に対応するための制御構成について説明する。

実施の形態２では、制御装置すなわち過給機ＥＣＵ３４０による制御構成が実施の形態１と異なるが、電動過給機およびエンジンシステムの構成については、実施の形態１と共通である。

図８は、ホールセンサの温度特性を説明する概念図である。
図８を参照して、ホールセンサでは、温度の上昇に伴い、ホールセンサによる磁束密度の判定しきい値（スレッショルドレベル）が低下する傾向が存在する。このため、温度上昇に伴い、ホールセンサ２０５から出力されるホールセンサ信号の立上がりタイミングは相対的に進角することとなる。

したがって、このような温度特性を反映して通電開始位相を適正に設定するためには、温度上昇に伴って通電開始位相を遅角化する、すなわち、通電開始位相角θＳを温度上昇に従って大きい値に設定する必要が生じる。

図９は、図３と対比される、モータ温度Ｔに対するホールセンサ位相角θＨの設定マップを示す概念図である。

図９を参照して、モータ回転数Ｎｔに対して標準的なホールセンサ位相角θＨ０（Ｎｔ）を設定したのと同様に、モータ温度Ｔに対して、予め実験または解析により標準的なホールセンサ位相角θＨ０（Ｔ）を求めておく。

そして、実施の形態１と同様に出荷前検査時等において、代表的な所定温度Ｔ１〜Ｔ５のそれぞれにおいて、逆起電圧の位相とホールセンサ信号の位相との差分からホールセンサ位相角θＨ（Ｔ１）〜θＨ（Ｔ５）を実測し、さらに、標準的なホールセンサ位相角θＨ０（Ｔ１）〜θＨ０（Ｔ５）との差分から、モータ温度に対する補正値ΔθＨ（Ｔ）を求めることができる。

図１０は、図４と対比される、モータ温度Ｔに対する通電開始位相角θＳの設定マップを示す概念図である。

図１０を参照して、通電開始位相角θＳ０（Ｔ）は、図９に示したモータ温度Ｔに対する標準的なホールセンサ位相角θＨ０（Ｔ）に従って予め設定された、モータ温度Ｔに対する通電開始位相角θＳの標準的な特性を示す。そして、所定温度Ｔ１〜Ｔ５のそれぞれにおいて、図９で求めた補正値ΔθＨ（Ｔ１）〜ΔθＨ（Ｔ５）により通電開始位相角θＳ０（Ｔ１）〜θＳ０（Ｔ５）を補正することにより、所定温度Ｔ１〜ｔ５にそれぞれ対応する通電開始位相角θＳ（Ｔ１）〜θＳ（Ｔ５）が求められる。これにより、図１０に点線で示した、ホールセンサ２０５の位相検出誤差の実測結果に基づいて修正された、モータ温度Ｔに対する通電開始位相角θＳ（Ｔ）が設定される。

そして、実施の形態１と同様に、修正された通電開始位相角θＳ（Ｔ）、あるいは、標準的な通電開始位相角θＳ０（Ｔ）および補正値ΔθＨ（Ｔ）は、モータ温度Ｔを引数としてマップ化される。たとえば、モータ温度Ｔ１〜Ｔ５についてマップ値を設定することにより、所定範囲内で同一マップ値を使用したり、中間のモータ温度では線形補間を行なったりすることによって、モータ温度Ｔに応じた通電開始位相角θＳ（Ｔ）を適時設定して、モータ２１６の通電位相を制御することができる。

次に、図１１および図１２の機能ブロック図を用いて、ホールセンサの温度特性を考慮した位相検出補正機能を有する、実施の形態２に従うモータ２１６の通電位相制御を説明する。

図５と対比される図１１を参照して、実施の形態２による構成では、過給機ＥＣＵ３４０は、図５と同様の変換部５００と、補正値設定部５２０♯と、通電位相制御部５３０♯と、モータ温度取得部７００とを含む。通電位相制御部５３０♯は、通電開始位相設定部５４０♯と通電信号生成部５５０とを有する。

モータ温度取得部７００は、モータ２１６に設けられた温度センサ２０５♯の出力に基づきモータ温度Ｔを取得する。なお、実施の形態２では、ホールセンサ２０５の温度特性を解消することを目的とするので、温度センサ２０５♯をホールセンサ２０５の近傍に取付けて、温度センサ２０５♯の出力をそのままモータ温度Ｔとすることが好ましい。ただし、位置的制約により温度センサ２０５♯をホールセンサ２０５から離れた位置の取付けざるを得ない場合には、温度センサ２０５♯の出力および／またはモータ２１６の運転条件等からモータ温度Ｔを推定演算により取得する構成とすることもできる。

補正値設定部５２０♯は、補正値ΔθＨ（Ｔ）のマップを参照して、現在のモータ温度Ｔに対応する補正値ΔθＨを算出する。通電開始位相設定部５４０♯は、補正値設定部５２０♯により設定された補正値ΔθＨと、図１０に示した標準的な通電開始位相角θＳ０（Ｔ）のマップとに従い、現在のモータ温度Ｔに対応する通電開始位相角θＳを設定する。そして、通電信号生成部５５０は、通電開始位相設定部５４０♯によって設定された通電開始位相角θＳと、変換部５００によりホールセンサ２０５の出力に基づいて求められる位相角（電気角）θとに基づきＵ相通電信号を生成する。

これにより、モータ温度に応じてホールセンサの位相検出誤差（すなわちホールセンサ位相角θＨ）が変化する温度特性、特にホールセンサ間での温度特性の個体差を反映した位相検出補正を実行した上で、モータ制御、代表的には、モータ通電位相を行なうことができる。これにより、ホールセンサ２０５の個体差の影響を排除して回転位相検出精度を確保できるので、モータ制御精度を向上することができる。

なお、図１１の制御構成においても、標準的な通電開始位相角θＳ０（Ｔ）および補正値ΔθＨ（Ｔ）から求められる通電開始位相角θＳ（Ｔ）を直接マップ化する構成としてもよい。この構成は、図１１において、補正値設定部５２０♯および通電開始位相設定部５４０♯を一体化することと等価であり、この場合には、モータ回転数算出部５１０によって算出されたモータ温度Ｔを引数として上記マップを参照することによって、現在のモータ温度Ｔに対応する通電開始位相角θＳが設定される。

図１２には、図６と対比される、実施の形態２に従う回転位相検出の補正値初期学習を説明する機能ブロック図が示される。

図１２を参照して、実施の形態２による構成では、過給機ＥＣＵ３４０は、図６と同様の位相比較部６００および補正値算出部６２０と、θＨ０マップ部６１０♯と、図１１に示したと同様のモータ温度取得部７００とを有する。

位相比較部６００は、ホールセンサ信号Ｈｕと、非通電時の逆起電圧Ｖｕとの位相を比較して、両者の位相差である位相検出誤差（すなわち、ホールセンサ位相角θＨ）の実測値θＨｄｅｔを算出する。θＨ０マップ部６１０♯は、図９に示した標準的なホールセンサ位相角θＨ０（Ｔ）をモータ温度Ｔ１〜Ｔ５について格納している。

補正値算出部６２０は、モータ回転数算出部５１０によって算出されたモータ回転数Ｎｔに基づき、現在のモータ温度Ｔにおける標準的特性に従うホールセンサ位相角θＨ０をθＨ０マップ部６１０♯より読出す。さらに、補正値算出部６２０は、θＨ０マップ部６１０♯から読出したホールセンサ位相角θＨ０と、位相比較部６００によって実測値θＨｄｅｔとの差より、現在のモータ温度Ｔにおける補正値ΔθＨ（ΔθＨ＝θＨｄｅｔ−θＨ０）を算出する。

モータ２１６の通電作動時には、ホールセンサ信号Ｈｕによって検出された回転位相を補正値ΔθＨにより補正することによって、ホールセンサ２０５の個体差、特にモータ動作状態の１つであるモータ温度に応じた回転位相の検出誤差特性を反映して、回転位相を正確に検出することが可能となる。

さらに、図１３に示すフローチャートに従って、複数のモータ温度（モータ温度Ｔ１〜Ｔ５）の各々において補正値ΔθＨが求められる。すなわち、図１３に示したフローチャートに従うプログラムについても、図７で説明したのと同様の状況、代表的には、エンジンの出荷前検査時に行なわれる。なお、図１３でもＵ相における処理のみを代表的に例示するが、Ｖ相およびＷ相についても同様の処理が行なわれるものとする。

図１３を参照して、過給機ＥＣＵ３４０は、図７と同様のステップＳ１００〜Ｓ１２０により、Ｕ相ホールセンサ位相角θＨＵを算出する。

過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１３０♯によりモータ温度Ｔを取得する。そして、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１４０♯により、モータ温度Ｔが所定温度Ｔ１±α′（α′：所定値）の範囲内であるかを判定し、モータ温度ＴがＴ１±α′の範囲内にある場合（ステップＳ１４０♯のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１４２♯によりモータ温度Ｔ１における補正値ΔθＨ（Ｔ１）を算出する。ステップＳ１４２♯における演算処理は、図７のステップＳ１４２の処理において、モータ回転数Ｎｔ１をモータ温度Ｔ１に変更したものであるため詳細な説明は繰返さない。

さらに、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１４２♯で求めた補正値ΔθＨ（Ｔ１）に基づいて、標準的なホールセンサ位相角θＨ０（Ｔ１）を前提として適合された通電開始位相角θＨＳ０（Ｔ１）を、初期値学習の一環として修正してもよい。この場合には、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ１４４♯により通電開始位相角θＨＳ（Ｎｔ１）を求める。そして、通電開始位相角θＨＳ（Ｔ）が直接マップ化される。ステップＳ１４４♯での処理は、図７のステップＳ１４４の処理において、モータ回転数Ｎｔ１をモータ温度Ｔ１に変更したものであるため詳細な説明は繰返さない。

以下、過給機ＥＣＵ３４０は、図７のステップＳ１５０〜Ｓ１９０においてモータ回転数をモータ温度に置き換えた処理に相当するステップＳ１５０♯〜Ｓ１９０♯を実行する。これにより、モータ回転数Ｎｔ１〜Ｎｔ５に対して補正値ΔθＨ（Ｎｔ１）〜ΔθＨ（Ｎｔ５）および通電開始位相角θＳ（Ｎｔ１）〜θＳ（Ｎｔ５）が求められたのと同様に、所定温度Ｔ１〜Ｔ５のそれぞれに対する、補正値ΔθＨ（Ｔ１）〜ΔθＨ（Ｔ５）および通電開始位相角θＳ（Ｔ１）〜θＳ（Ｔ５）が求められる。

このような構成とすることにより、実施の形態１による電動過給機の制御装置によれば、ホールセンサの温度特性を反映し、特にホールセンサ間での温度特性の個体差を補正して、モータ２１６の回転位相を検出することができる。この結果、ホールセンサ２０５の個体差の影響を排除して回転位相検出精度を確保できるので、モータ制御精度を向上することができる。特に、複数のモータ温度領域Ｔ１〜Ｔ５において、個別の補正値ΔθＨ（Ｔ１）〜ΔθＨ（Ｔ５）を設定することにより、エンジンからの排気により高温域まで使用される電動過給機のアシストモータであるモータ２１６についても、広範囲のモータ温度全域にわたり回転位相検出精度を確保して、モータ制御性を向上することができる。

この結果、モータの出力ばらつきを低減することが可能となり、モータ出力のばらつきに伴って車両運転快適性の悪化や、燃費あるいはエミッション特性が悪化することを防止できる。

なお、実施の形態２においても、Ｕ相についての制御構成を説明したが、他のＶ相およびＷ相についてもホールセンサ２０５を設け、各相において同様の制御構成に従う位相検出およびモータ制御を行なうことができる。これにより、モータ制御をさらに安定化することができる。また、制御処理を簡素化するために、代表相（Ｕ相）のみで実施の形態１に従う補正値ΔθＨの設定を行なって、当該補正値を他の相（Ｖ相およびＷ相）でも共通に用いる構成としてもよい。

［実施の形態１および２の組合わせ］
なお、実施の形態１および実施の形態２を組合せて、モータ動作状態として、モータ回転数Ｎｔおよびモータ温度Ｔの両者を反映して、位相検出補正を行なう構成とすることも可能である。

たとえば、実施の形態１に示したモータ回転数Ｎｔに対する補正値ΔθＨ（Ｎｔ）および通電開始位相角θＳ（Ｎｔ）を、ある基準モータ温度（たとえばＴ１）における特性として設定しておき、かつ、実施の形態２に示したモータ温度Ｔに対する補正値ΔθＨ（Ｔ）および通電開始位相角θＳ（Ｔ）については、絶対値ではなく、モータ温度Ｔ＝Ｔ１のときを基準（すなわち、ΔθＨ（Ｔ１）＝θＳ（Ｔ１）＝０）とした、基準温度Ｔ１からの温度変化に対する位相変化量として設定する構成とすることができる。

このような構成とすれば、実施の形態１に従いモータ回転数Ｎｔに対する補正値ΔθＨ（Ｎｔ）および通電開始位相角θＳ（Ｎｔ）と、実施の形態２に従い、基準温度Ｔ１からの温度変化に対する位相変化量として設定された補正値ΔθＨ（Ｔ）および通電開始位相角θＳ（Ｔ）とを加算することによって、モータ回転数Ｎｔおよびモータ温度Ｔの両者を反映した位相検出補正が可能となる。

これにより、ホールセンサのジッタ特性および温度特性の両者を反映して、回転位相の補正を行なうことが可能となる。この結果、使用される回転数領域および温度領域が広い電動過給機のアシストモータであるモータ２１６についても、モータ動作状態に応じて回転位相の補正を適切に行なって、モータ制御性を向上することができる。

なお、実施の形態１および２において、図５および図１１の変換部５００は、本発明の「位相取得手段」に対応し、補正値設定部５２０，５２０♯は、本発明での「補正値設定手段」に対応する。また、通電位相制御部５３０，５３０♯は、本発明の「モータ制御手段」に対応し、特に、通電開始位相設定部５４０，５４０♯は、「通電開始位相設定手段」に対応し、通電信号生成部５５０は、本発明での「通電位相制御手段」に対応する。さらに、図６，１２の位相比較部６００は、本発明での「誤差測定手段」に対応し、補正値算出部６２０は、本発明での「補正値算出手段」に対応する。

また、実施の形態１および２では、ホールセンサ位相角θＨについて、予め標準的特性のホールセンサ位相角θＨ０を設定しておき、θＨとθＨ０との差分を補正値としたが、本発明の適用はこのような形態に限定されるものではない。すなわち、モータ回転数あるいはモータ温度Ｔに応じて変化する、実測に基づくモールセンサ位相角θＨ（Ｎｔ），θＨ（Ｔ）あるいは標準的特性のモールセンサ位相角θＨ０（Ｎｔ），θＨ０（Ｔ）を直接的に補正値としてホールセンサ信号を補正する制御構成としても、モータ作動状態（モータ回転数，モータ温度）の変化に対してホールセンサを用いた回転位相検出の誤差を抑制する効果は発揮され得るものである。

言い換えると、実施の形態１および２に示したように、標準的特性のホールセンサ位相角θＨ０を予め設定し、さらに、実測したホールセンサ位相角θＨとθＨ０との差分を補正値とすることにより、モータ回転位相を用いたモータ制御パラメータ（代表的には通電開始位相角θＳ）の適合が容易となり、かつ、ホールセンサの個体差の影響を排除することが可能となる。具体的には、標準的特性のホールセンサ位相角θＨ０を前提として、各制御パラメータ（θＳ）を予め適合しておくことが可能となり、かつ、ホールセンサ２０５の個体差を反映した最終的な適合を、一旦適合した値（θＳ０）を補正値θＨ０によってシフトするだけで容易に行なうことができる。

［実施の形態３］
実施の形態３では、実施の形態１および２で説明したホールセンサの位相検出誤差の実測を定期的に実行することによる、ホールセンサの異常検出について説明する。実施の形態３においても、電動過給機およびエンジンシステムの構成については、実施の形態１，２と共通である。

図１４は、実施の形態３によるホールセンサの異常検出を説明する概念図である。
図１４を参照して、図１に示すエンジンシステムを搭載する車両の運転が開始されてエンジンが始動されるごとに、モータ２１６の非通電状態時にタービン回転に伴いロータ２１２を回転させる状態を作り出し、この状態において、所定回転数Ｎｔ１でのホールセンサ信号および逆起電圧の位相差、すなわちホールセンサ位相角θＨを測定することにより、ホールセンサの異常診断を行なう。

所定回転数Ｎｔ１は、たとえば、エンジンのアイドル回転数に対応させて設定する。これにより、車両運転を開始してエンジンを始動した際に車両走行前のアイドル運転中にモータ２１６の非通電期間を設けて、所定回転数Ｎｔ１におけるホールセンサ位相角θＨを実測することが可能となる。

ここで、同一のモータ回転数に対するホールセンサ位相角θＨは、ホールセンサ２０５の個体差を考慮しても一定範囲内に収まるはずである。したがって、個体差ばらつきを考慮して、当該モータ回転数におけるホールセンサ位相角θＨの正常範囲（下限値θｔｌ〜上限値θｔｈ）を設定することにより、ホールセンサの異常診断時に正常範囲を外れたホールセンサ位相角θＨが検出された場合に、当該ホールセンサ２０５について異常と判定する。図１４に示した例では、Ｕ相に設けられたホールセンサ２０５が異常と判定される。これにより、短絡あるいは断線等の機械的な故障に加えて、位相検出特性についてのホールセンサ異常を早期に検出することが可能となる。

図１５は、過給機ＥＣＵによる実施の形態３に従うホールセンサの異常検出および異常検出時の制御処理を説明する過給機ＥＣＵの機能ブロック図である。図１５に示す各機能ブロックは、過給機ＥＣＵ３４０により実行されるプログラムの実行により、あるいは過給機ＥＣＵ３４０の中に構成された電子回路によって実現される。

図１５を参照して、過給機ＥＣＵ３４０は、図６と同様のモータ回転数算出部５１０および位相比較部６００と、θＨ判定部７５０と、異常検出部７６０と、異常相位相算出部７７０と、制御禁止部７８０とを有する。

なお図１７では、Ｕ相に対応する構成のみを示しているが、Ｖ相およびＷ相についてもホールセンサが配置されており、かつ、同様の機能ブロックが備えられているものとする。

モータ２１６の非通電状態において、モータ回転数算出部５１０はモータ回転数Ｎｔを算出し、位相比較部６００は、ホールセンサ信号Ｈｕのレベル遷移タイミングと、逆起電圧Ｖｕのゼロクロスタイミングとの時間差を位相差に変換して、両者の位相差、すなわちホールセンサ位相角θＨを実測する。

θＨ判定部７５０は、モータ回転数Ｎｔが所定回転数Ｎｔ１である場合に、位相比較部６００により実測したホールセンサ位相角θＨが、正常範囲（θｔｌ〜θｔｈ）内に入っているかどうかを判定し、正常範囲から外れている場合に異常検出フラグＦＬを「オン」する。

異常検出部７６０は、θＨ判定部７５０によって異常検出フラグＦＬが「オン」されたときに、Ｕ相のホールセンサに異常が発生したことを示すダイアグコードをダイアグモニタ８００に出力する。さらに、少なくとも１つの相でホールセンサ２０５に異常が発生したことに対応して、制御禁止部７８０は、触媒暖機制限のような、モータ停止状態（エンジン停止時）からモータ２１６を始動するような制御の実行を禁止する禁止フラグを「オン」する。また、異常相位相算出部７７０は、異常検出されたＵ相のホールセンサ２０５の出力を無効として、異常が検出されていないＶ相あるいはＷ相のホールセンサ信号Ｈｖ、Ｈｗを電気角で±１２０（ｄｅｇ）°シフトさせることにより、Ｕ相のホールセンサ信号Ｈｕを生成する。

図１６には、図１４で説明したホールセンサの異常検出処理を実行するための制御手順のフローチャートが示される。上述のように、図１６に示すフローチャートに従うプログラムは、モータ２１６の非通電時に実行される。

図１６を参照して、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ２００により、モータ回転数Ｎｔが所定回転数Ｎｔ１となって、測定条件が成立しているかどうかを判定する。ステップＳ２００の判定は、たとえば、Ｎｔ１−β＜Ｎｔ１＜Ｎｔ１＋β（β：所定値）が成立しているか否かにより実行される。

測定条件の非成立時（ステップＳ２００のＮＯ判定時）には、測定条件が成立するまでステップＳ２００の処理が繰返し実行される。

過給機ＥＣＵ３４０は、測定条件成立時（ステップＳ２００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２１０により、各相のホールセンサ位相角θＨを算出し、さらにステップＳ２２０により、各相とも算出したホールセンサ位相角θＨが正常範囲（下限値θｔｌ〜上限値θｔｈ）内であるかどうかを判定する。すなわち、ステップＳ２１０の処理は、図１５の位相比較部６００に対応し、ステップＳ２２０の処理は、図１５のθＨ判定部７５０に対応する。

過給機ＥＣＵ３４０は、各相ともホールセンサ位相角θＨが正常範囲内である場合（ステップＳ２２０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２３０により、「各相ともホールセンサ２０５は正常」と判定し、ステップＳ２４０により、各相のホールセンサ出力を有効としてモータ制御に使用する。

一方、過給機ＥＣＵ３４０は、いずれかの相においてホールセンサ位相角θＨが正常範囲を外れた場合（ステップＳ２２０のＮＯ判定時）には、ステップＳ２５０により、当該相のホールセンサの異常を検知する。そして、ホールセンサの異常が発生した相を特定する情報を含むダイアグコードを出力する。ダイアグコードの出力により、車両の点検あるいは整備時に、異常が発生したホールセンサを容易に特定して交換することが可能となる。すなわち、ステップＳ２５０の処理は、図１５の異常検出部７６０に相当する。

さらに、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ２６０により、エンジン停止中に、すなわちモータ停止状態からモータを作動する制御モードの禁止フラグを「オン」する。これにより、たとえば、エンジン始動前に電動過給機を作動させることによって触媒暖機を行なうような制御が禁止される。このような停止状態からのモータ始動をブラシレスＤＣモータで行なうためには、各相の位相信号が必要となるため、いずれかの相でホールセンサの異常が検出された場合には、このような制御を禁止する必要がある。すなわち、ステップＳ２６０の処理は、図１５の制御禁止部７８０に対応する。

さらに、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ２７０により、全相においてホールセンサに異常が発生しているかどうかを判定する。そして、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ２７０のＹＥＳ判定時には、正常なセンサが１つもないことから、ステップＳ２８０により、モータ２１６の作動を禁止する。

一方、過給機ＥＣＵ３４０は、ステップＳ２７０のＮＯ判定時、すなわち少なくとも１つの相においてホールセンサが正常である場合には、ステップＳ２９０により、異常相のホールセンサ出力を「無効」とするとともに、異常相の回転位相については、正常相のホールセンサ２０５からのホールセンサ信号に基づき、具体的には正常相のホールセンサ信号をシフトさせることによって検出する制御モードのフラグをオンする。これにより、既にタービンが回転している状態からモータ２１６を作動させることについては、ホールセンサ２０５に異常が検知されても正常に実行することが可能となる。

たとえば、図１７に示すように、Ｖ相およびＷ相においてホールセンサ２０５の異常が検出された場合には、正常相であるＵ相のホールセンサ信号Ｈｕを電気角で＋１２０（ｄｅｇ）シフトさせることによりＶ相のホールセンサ信号Ｈｖを得ることができ、さらに、Ｕ相のホールセンサ信号Ｈｕを電気角で＋２４０（ｄｅｇ）シフトさせることにより、Ｗ相のホールセンサ信号Ｈｗを得ることが可能となる。

以上説明したように実施の形態３による電動過給機の制御装置によれば、車両運転開始時のエンジン始動毎に、ホールセンサの位相検出特性に異常が発生しているかどうかをチェックすることができる。このため、ホールセンサについて、短絡や断線等の機械故障のみでなく、位相検出特性の異常についても早期に発見することができる。

さらに、ホールセンサの位相検出特性に異常が発生した場合には、正常なホールセンサの出力を用いて、異常が発生したホールセンサの出力を用いることなくモータ制御を行なうことが可能となる。また、各相においてホールセンサが正常であることが要求される制御モードについてはその実行を禁止することにより、モータ制御が不安定なものとなることを防止することができる。

なお、本実施の形態では、電動過給機のモータとして三相ブラシレスＤＣモータを例示したが、本発明の適用はこのような場合に限定されるものではなく、ホールセンサにより回転位相を検出する構成の回転電機に対して共通に本発明を適用することが可能である。

また、本実施の形態では、ロータ回転位相を用いるモータ制御として三相ブラシレスＤＣモータでの通電位相制御を例示したが、他の形式のモータにおけるロータ回転位相を必要とする他のモータ制御についても、本発明の適用が可能である点について、確認的に記載する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る電動過給機の制御装置によって制御される電動過給機が搭載されるエンジンシステムの構成図である。 図１に示した回転電機（モータ）の通電制御を説明する動作波形図である。 モータ回転数に対するホールセンサ位相角θＨの設定マップを説明する概念図である。 モータ回転数に対する通電開始位相角θＳの設定マップを説明する概念図である。 過給機ＥＣＵによる実施の形態１に従うモータ通電位相制御を説明する機能ブロック図である。 過給機ＥＣＵによる実施の形態１に従う回転位相検出の補正値初期学習を説明する機能ブロック図である。 過給機ＥＣＵによる実施の形態１に従う回転位相検出の補正値初期学習を説明するフローチャートである。 ホールセンサの温度特性を説明する概念図である。 モータ温度に対するホールセンサ位相角θＨの設定マップを説明する概念図である。 モータ温度に対する通電開始位相角θＳの設定マップを説明する概念図である。 過給機ＥＣＵによる実施の形態２に従うモータ通電位相制御を説明する機能ブロック図である。 過給機ＥＣＵによる実施の形態２に従う回転位相検出の補正値初期学習を説明する機能ブロック図である。 過給機ＥＣＵによる実施の形態２に従う回転位相検出の補正値初期学習を説明するフローチャートである。 実施の形態３によるホールセンサの異常検出を説明する第１の概念図である。 過給機ＥＣＵによる実施の形態３に従うホールセンサの異常検出および異常検出時の制御処理を説明する機能ブロック図である。 過給機ＥＣＵによる実施の形態３に従うホールセンサの異常検出を説明するフローチャートである。 実施の形態３によるホールセンサの異常検出により複数個のホールセンサで異常が検出された場合の動作例を示す概念図である。

符号の説明

１００ エンジン、１０２ 吸気通路、１０４ 吸気バルブ、１０６ 燃料噴射インジェクタ、１０８ 燃焼室、１１０ 点火プラグ、１１２ シリンダブロック、１１４ ピストン、１１６ コンロッド、１１８ タイミングロータ、１２０ クランクシャフト、１２２ クランクポジションセンサ、１２４ ベルト、１２６ オルタネータ、１２８ 排気バルブ、１３０ 排気通路、１５０ 吸入口、１５２ エアクリーナ、１５４ エアフローメータ、１５６，１６０ 吸気通路、１５８ バイパス通路、１６２ インタークーラ、１６４ エアバイパスバルブ、１６６ スロットルバルブ、１６８ スロットルモータ、１７０ 吸気管圧力センサ、１７２ 吸気温度センサ、１８０ 排気管、１８２ 触媒、２００ 電動過給機、２０２ コンプレッサ、２０４ タービン、２０５ ホールセンサ、２０５♯ 温度センサ、２０６ コンプレッサホイール、２０８ タービンホイール、２１０ シャフト、２１２ ロータ、２１４ ステータ、２１６ モータ（アシストモータ）、２５０ エンジンＥＣＵ、３００ 低圧バッテリ、３０４ タイミングロータ、３１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、３２０ 高圧バッテリ、３３０ 過給機ＥＤＵ（インバータ）、３４０ 過給機ＥＣＵ（制御装置）、３５０ アクセルペダル、５００ 変換部、５１０ モータ回転数算出部、５２０，５２０♯ 補正値設定部、５３０，５３０♯ 通電位相制御部、５４０，５４０♯ 通電開始位相設定部、５５０ 通電信号生成部、６００ 位相比較部、６１０ θＨ０マップ部、６２０ 補正値算出部、７００ モータ温度取得部、７５０ θＨ判定部、７６０ 異常検出部、７７０ 異常相位相算出部、７８０ 制御禁止部、８００ ダイアグモニタ、ＦＬ 異常検出フラグ、Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ ホールセンサ信号、Ｎｔ モータ回転数、Ｎｔ１〜Ｎｔ５ 所定回転数（モータ回転数）、Ｔ モータ温度、Ｔ１〜Ｔ５ 所定温度（モータ温度）、Ｖｕ 逆起電圧、ΔθＨ，ΔθＨ（Ｎｔ），ΔθＨ（Ｔ） 補正値、θＨ，θＨ（Ｎｔ），θＨ（Ｔ） ホールセンサ位相角、θＨ０，θＨ０（Ｎｔ），θＨ０（Ｔ） ホールセンサ位相角（標準的特性）、θＨｄｅｔ 実測値（位相差）、θＨＳ，θＨＳ（Ｎｔ），θＨＳ（Ｔ） 通電開始位相角、θＨＳ０，θＨＳ０（Ｎｔ），θＨＳ０（Ｔ） 通電開始位相角（標準的特性）、θｔｈ 正常範囲上限値、θｔｌ 正常範囲下限値。

Claims (12)

1. 内燃機関の排気を利用して回転することによって前記内燃機関の吸気を圧縮するように構成された過給機と、前記過給機の回転軸と連結されたロータを有する回転電機とを備えた電動過給機の制御装置であって、
   前記回転電機に取り付けられたホールセンサによって検出された回転位相を取得する位相取得手段と、
   前記回転電機の動作状態に応じて、前記回転位相の補正値を可変に設定する補正値設定手段と、
   前記位相取得手段によって算出された前記回転位相に基づき、前記回転電機の動作を制御するためのモータ制御手段とを備え、
   前記モータ制御手段は、前記位相取得手段により取得された回転位相を、前記補正値設定手段により設定された補正値によって補正して前記回転電機の制御に用いる、電動過給機の制御装置。
2. 前記回転電機の回転数を取得する回転数取得手段をさらに備え、
   前記補正値設定手段は、前記回転数取得手段により取得された回転数に応じて、前記補正値を可変に設定する、請求項１記載の電動過給機の制御装置。
3. 前記回転電機の温度を取得する温度取得手段をさらに備え、
   前記補正値設定手段は、前記温度取得手段により取得された温度に応じて、前記補正値を可変に設定する、請求項１記載の電動過給機の制御装置。
4. 前記回転電機の回転数を取得する回転数取得手段と、
   前記回転電機の温度を取得する温度取得手段とをさらに備え、
   前記補正値設定手段は、前記回転数取得手段により取得された回転数および前記温度取得手段により取得された温度の両方に応じて、前記補正値を可変に設定する、請求項１記載の電動過給機の制御装置。
5. 前記回転電機は、三相ブラシレスＤＣモータであり、
   前記制御装置は、前記三相ブラシレスＤＣモータの各相に対して通電制御を行なうためのスイッチング素子を有する駆動ユニットをさらに備え、
   前記モータ制御手段は、
   前記三相ブラシレスＤＣモータの回転数に応じて、かつ、該回転数での前記補正値設定手段により設定された補正値を反映して、前記三相ブラシレスＤＣモータの各相での通電開始位相を設定する通電開始位相設定手段と、
   前記通電開始位相設定手段により設定された通電開始位相と、前記位相取得手段によって取得された前記回転位相に基づき、前記駆動ユニットの前記スイッチング素子のオン・オフ位相を制御する通電位相制御手段とを含む、請求項１、２または４記載の電動過給機の制御装置。
6. 前記三相ブラシレスＤＣモータの非通電状態時に複数の回転数領域において、前記ホールセンサによって検出された回転位相と、前記三相ブラシレスＤＣモータのステータ巻線に誘起される逆起電圧の位相との比較により、前記ホールセンサの検出誤差を実測する誤差測定手段と、
   各前記回転数領域において、前記誤差測定手段により測定された前記検出誤差と、予め定められた標準的特性に従う該回転数領域における検出誤差との差分を前記補正値として求める補正値算出手段とをさらに備え、
   前記通電開始位相設定手段は、
   前記標準的特性に従って予め設定された前記回転数に対する通電開始位相の特性を、各前記回転数領域において前記補正値によって修正するとともに、修正された特性に従って、前記三相ブラシレスＤＣモータの回転数に応じて前記通電開始位相を設定する、請求項５記載の電動過給機の制御装置。
7. 前記回転電機は、三相ブラシレスＤＣモータであり、
   前記制御装置は、前記三相ブラシレスＤＣモータの各相に対して通電制御を行なうためのスイッチング素子を有する駆動ユニットをさらに備え、
   前記モータ制御手段は、
   前記三相ブラシレスＤＣモータの温度に応じて、かつ、該温度での前記補正値設定手段により設定された補正値を反映して、前記三相ブラシレスＤＣモータの各相での通電開始位相を設定する通電開始位相設定手段と、
   前記通電開始位相設定手段により設定された通電開始位相と、前記位相取得手段によって取得された前記回転位相に基づき、前記駆動ユニットの前記スイッチング素子のオン・オフ位相を制御する通電位相制御手段とを含む、請求項１、３または４に記載の電動過給機の制御装置。
8. 前記三相ブラシレスＤＣモータの非通電状態時に複数の温度領域において、前記ホールセンサによって検出された回転位相と、前記回転電機のステータ巻線に誘起される逆起電圧の位相との比較により、前記ホールセンサの検出誤差を実測する誤差測定手段と、
   各前記温度領域において、前記誤差測定手段により測定された前記検出誤差と、予め定められた標準的特性に従う該温度領域における検出誤差との差分を前記補正値として求める補正値算出手段とをさらに備え、
   前記通電開始位相設定手段は、
   前記標準的特性に従って予め設定された前記温度に対する通電開始位相の特性を、各前記温度領域において前記補正値によって修正するとともに、修正された特性に従って、前記三相ブラシレスＤＣモータの温度に応じて前記通電開始位相を設定する、請求項７記載の電動過給機の制御装置。
9. 前記回転電機は、三相ブラシレスＤＣモータであり、
   前記ホールセンサは、前記三相ブラシレスＤＣモータの各相に対応して設けられる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動過給機の制御装置。
10. 前記回転電機の回転数を取得する回転数取得手段と、
    前記内燃機関の始動後における前記回転電機の非通電状態時に、前記回転電機の所定回転数領域において、前記ホールセンサによって検出された回転位相と、前記回転電機のステータ巻線に誘起される逆起電圧の位相との比較により、前記ホールセンサの検出誤差を実測する誤差測定手段と、
    前記誤差測定手段によって測定された検出誤差が予め定められた正常範囲内であるかどうかを判定する判定手段と、
    前記判定手段によって前記検出誤差が前記正常範囲を外れていると判定されたときに、該ホールセンサの特性異常を検出する異常検出手段とをさらに備える、請求項１記載の電動過給機の制御装置。
11. 前記回転電機は、三相ブラシレスＤＣモータであり、
    前記ホールセンサは、前記三相ブラシレスＤＣモータの各相に対応して設けられ、
    前記制御装置は、
    前記異常検出手段によって前記ホールセンサの特性異常が検出されたときに、該ホールセンサに対応する相の回転位相を、特性異常が非検出である残りの少なくとも１個のホールセンサによって検出された回転位相に基づいて算出する位相算出手段をさらに備え、
    前記モータ制御手段は、前記内燃機関の運転中において、前記特性異常が検出されたホールセンサに対応する相について、前記位相算出手段によって算出された回転位相を前記回転電機の制御に用いる、請求項１０記載の電動過給機の制御装置。
12. 前記回転電機は、三相ブラシレスＤＣモータであり、
    前記ホールセンサは、前記三相ブラシレスＤＣモータの各相に対応して設けられ、
    前記制御装置は、
    少なくとも１つの相において前記異常検出手段により前記ホールセンサの特性異常が検出されたときに、前記内燃機関の停止中に前記三相ブラシレスＤＣモータを作動させる制御の実行を禁止する制御禁止手段をさらに備える、請求項１０記載の電動過給機の制御装置。

Images