JP4726968B2 - 電動過給機の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関に供給される吸気を過給する電動過給機の駆動を制御する電動過給機の制御装置に関する。

従来の電動過給機の制御装置では、エンジン回転速度、及びスロットルポジション等に基づいてドライバ（運転者）の加速要求情報を取得し、その取得した加速要求の要求レベルに応じて電動機を駆動させる。この電動機の駆動により、内燃機関の吸気が過給されて、内燃機関の出力が上昇し、運転者の要求する加速感に沿って車両が加速される。

ここで、このものの場合、エンジン回転速度及びタービン回転数に関連付けて、電動機の作動領域及び作動禁止領域が予め設定されている。そして、エンジン回転速度及びタービン回転数が作動領域から作動禁止領域に変移すると、電動機への通電が遮断され、この時点で電流がＯＮ状態からＯＦＦ状態とされる（例えば、モータの電流が５０Ａから一気に１Ａとされる）。

つまり、作動領域及び作動禁止領域の境界箇所では、電動機の駆動がＯＮ・ＯＦＦ制御される。このため、エンジン回転速度及びタービン回転数が、作動領域及び作動禁止領域の一方から他方へ比較的短時間に交互に変移する場合には、電動機によるアシスト量、即ち内燃機関への過給圧も比較的短時間に急激に変動し、車両の走行性能に影響を及ぼしてしまう。

これに対して、例えば、特許文献１に示すような従来の電動過給機の制御装置では、作動領域が、作動禁止領域に隣接する第１領域と、第１領域以外の第２領域とに分けられている。この第２領域では、電動機の目標電流値の乗数であるゲインが「１」に設定されており、第１領域では、「作動禁止領域に近づくにつれて１より次第に０に近づく値」に設定されている。これにより、作動領域（第１領域）及び作動禁止領域の境界箇所における急激なアシスト量の変動が抑制される。

特許第３１７５２５４号公報

特許文献１に示すような従来の電動過給機の制御装置では、作動領域においては、ドライバの操作（スロットルポジション又はアクセル開度）のみにより、内燃機関に過給圧を与えるか否かが決定される。また、過給必要時のゲイン（増加率）と、過給不要時のゲイン（減少率）とが一致しており、アシスト量の増加時と減少時との動作の区別がされていなかった。

このため、特許文献１に示すような従来の電動過給機の制御装置では、ドライバからの加速要求を受けているときにその加速要求が消滅し、その後、比較的短時間のうちに再度加速要求が発生した場合には、エンジン出力の応答性が低下してしまう。従って、このような場合には、車両の挙動がドライバの走行感覚からずれてしまうという問題がある。

なお、ドライバの走行快適性を考えると、加速要求が発生した場合には、電動機のアシスト量を比較的急速に増加させる必要がある。これに対して、加速要求が消滅した場合には、必ずしも、アシスト量を増加させる場合と同様の動作で電動機のアシスト量を減少させる必要はない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ドライバからの加速要求の消滅後、比較的短時間のうちに再び加速要求が発生した場合に、内燃機関の出力の応答性の低下を抑えることができ、ドライバビリティを向上させることができる電動過給機の制御装置を得ることを目的とする。

この発明に係る電動過給機の制御装置は、内燃機関に供給される吸気を過給する電動過給機の電動機の駆動を、運転者のアクセル操作による加速要求に応じて制御するものであって、前記加速要求が生じている場合にその加速要求に応じた過給圧となるように前記電動機を駆動させる加速制御モードと、生じていた前記加速要求が消滅した場合にそのときの過給圧が減少するように前記電動機を駆動させる減速制御モードとにより動作する電動機制御部を備え、前記電動機制御部は、前記減速制御モードで動作する際には、前記加速制御モードでの動作よりも、過給圧を緩やかに変化させるように前記電動機の駆動量を制御するものである。

この発明に係る電動過給機の制御装置によれば、電動機制御部は、減速制御モードで動作する際には、加速制御モードでの動作よりも、過給圧を緩やかに変化させるように電動機の駆動量を制御するので、次に生じる加速要求に備えるように過給圧が減少することにより、ドライバからの加速要求の消滅後、比較的短時間のうちに再び加速要求が発生した場合に、内燃機関の出力の応答性の低下を抑えることができ、ドライバビリティを向上させることができる。

この発明の実施の形態１による内燃機関の一部を示す構成図である。 図１の制御系を具体的に示すブロック図である。 図２の目標過給圧増加マップの一例を示すグラフである。 図２の目標過給圧減少マップの一例を示すグラフである。 図１の電動機制御装置の動作を示すフローチャートである。 図１の電動過給機の過給圧の変化を説明するための説明図である。 図１のエンジンの加速トルクの変化を説明するための説明図である。 この発明の実施の形態２による電動過給機の制御装置の一部を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２による電動過給機の過給圧の変化を説明するための説明図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による内燃機関を示す構成図である。
図１において、エンジン１は、例えば、４気筒の直噴エンジンである。エンジン１の各気筒の吸入口には、インテークマニホールド２が接続されている。また、エンジン１の各気筒の排出口には、エキゾーストマニホールド３が接続されている。

インテークマニホールド２の反エンジン１側には、吸気管が接続されており、その吸気管によって吸気路が形成されている。吸気路には、反エンジン１側から順にエアクリーナ（図示せず）、インタークーラ４及びスロットルバルブ５が設けられている。スロットルバルブ５は、電子制御式スロットルバルブである。また、スロットルバルブ５の開閉は、アクチュエータ６によって駆動される。

エキゾーストマニホールド３の反エンジン１側には、排気管が接続されており、その排気管によって排気路が形成されている。排気路には、排気ガス浄化触媒等が組み込まれたマフラ（いずれも図示せず）が設けられている。また、吸気路及び排気路には、電動過給機１０が設けられている。

電動過給機１０は、コンプレッサ１１、タービン１２、回転軸１３及び電動機１４を有している。コンプレッサ１１は、吸気路内に配置されている。タービン１２は、排気路内に配置されている。コンプレッサ１１及びタービン１２は、回転軸１３に取り付けられており、互いに一体となって回転する。また、タービン１２は、エンジン１からの排気ガスの圧力によって回転される。このタービン１２の回転に伴って、コンプレッサ１１が回転され、自然吸気圧よりも大きな過給圧が吸気路に発生する。電動機１４は、外部からの駆動電流に応じて、回転軸１３にアシスト力（補助駆動力）を加える。

また、アクチュエータ６の駆動を含めたエンジン１の燃焼は、エンジン制御装置（ＥＣＵ）２０によって制御される。なお、エンジン制御装置２０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等からなる算術論理演算回路（マイクロコンピュータ）である。また、エンジン制御装置２０のＲＯＭは、エンジン制御装置２０の機能を実現するためのプログラムが予め記憶している。

エンジン制御装置２０は、エンジン回転速度センサ４０、スロットルポジションセンサ４１及びアクセル開度センサ４２の各センサから電気信号を受ける。エンジン回転速度センサ４０は、例えばクランク角度センサであり、エンジン１の回転に応じた信号を生成する。スロットルポジションセンサ４１は、スロットルバルブ５の開閉状態、即ちスロットルポジションに応じた電気信号を生成する。アクセル開度センサ４２は、ドライバによるアクセルペダル５０の踏み込み量、即ちアクセル開度に応じた電気信号を生成する。

電動機１４の駆動は、電動機制御部としての電動機制御装置３０によって制御される。電動機制御装置３０は、インテークマニホールド２に取り付けられた圧力センサ（過給圧センサ）４３から電気信号を受ける。圧力センサ４３は、インテークマニホールド２内の実過給圧（実際の過給圧）に応じた電気信号を生成する。さらに、電動機制御装置３０は、エンジン制御装置２０から、スロットルポジション、エンジン回転速度及びアクセル開度の情報を受ける。

ここで、エンジン１に関する空気の流れについて簡単に説明する。まず、大気中から取り込まれた空気は、エアクリーナ（図示せず）を通過し、このエアクリーナによって塵埃が除去される。そして、電動過給機１０のコンプレッサ１１の回転によって、空気が圧縮される。この圧縮された空気は、圧力上昇に伴って温度上昇していることから、充填効率を向上させるために、インタークーラ４によって冷却される。このインタークーラ４を経た空気は、スロットルバルブ５のスロットルポジションに応じて、エンジン１のシリンダ（図示せず）内に吸入される。

そして、燃料噴射弁（図示せず）からシリンダ内に燃料が噴射され、この燃料と空気とが混ざり合って混合気となる。この混合気がピストン（図示せず）によって圧縮され、自己着火により燃焼する。この混合気の燃焼によって、エンジン内のピストン（図示せず）が押し下げられる。このピストンの上下運動は、クランク（図示せず）によって回転運動に変換され、車両の推進力となる。

また、混合ガスの燃焼によって生じた排気ガスは、シリンダからエキゾーストマニホールド３及び排気管を通じて、マフラへ向けて排出される。排気ガスは、電動過給機１０のタービン１２を通り、タービン１２を回転させる。その後、排気ガスは、マフラの排気ガス浄化触媒によって浄化され、マフラの排気口から大気中に排出される。

次に、電動機制御装置３０について具体的に説明する。図２は、図１のエンジン１及び電動機１４の制御系を具体的に示すブロック図である。図２において、電動機制御装置３０は、過給圧増減判定手段３１、目標過給圧設定手段３２、演算器３３及び目標電流決定手段３４を有している。また、電動機制御装置３０は、エンジン制御装置２０と同様に、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等からなる算術論理演算回路（マイクロコンピュータ）である。電動機制御装置３０のＲＯＭは、過給圧増減判定手段３１、目標過給圧設定手段３２、演算器３３及び目標電流決定手段３４の機能を実現するためのプログラムを予め記憶している。

目標過給圧設定手段３２は、加速制御モード及び減速制御モードにより動作する。加速制御モードとは、加速要求が生じている場合に、その加速要求に応じた過給圧となるように電動機１４を駆動させるための制御モードである。また、減速制御モードとは、生じていた加速要求が消滅した場合に、そのときの過給圧が減少する（自然吸気圧となる）ように電動機１４を駆動させるための制御モードである。

過給圧増減判定手段３１は、エンジン制御装置２０から受けたスロットルポジションの情報に基づいて、目標過給圧設定手段３２の制御モードを、加速制御モード及び減速制御モードのいずれの制御モードとするか（過給圧を増加させるべきか、減少させるべきか）を判定する。また、過給圧増減判定手段３１は、判定した制御モードを示す制御モード判定信号（過給圧増減判定信号）を目標過給圧設定手段３２に送る。

また、目標過給圧設定手段３２は、電動過給機１０による過給圧を増加させるための目標過給圧増加マップ３２Ａと、電動過給機１０による過給圧を減少させるための目標過給圧減少マップ３２Ｂとを含む目標過給圧増減マップを予め記憶している。さらに、目標過給圧設定手段３２は、エンジン制御装置２０からのスロットルポジション及びエンジン回転速度の情報と、過給圧増減判定手段３１からの制御モード判定信号とを受ける。

また、目標過給圧設定手段３２は、制御モード判定信号に対応する制御モード、即ち加速制御モード又は減速制御モードに設定する。また、目標過給圧設定手段３２は、スロットルポジション及びエンジン回転速度に基づいて、設定した制御モードに対応する目標過給圧増加マップ３２Ａ又は目標過給圧減少マップ３２Ｂから、目標過給圧を決定する。そして、目標過給圧設定手段３２は、決定した目標過給圧を演算器３３に送る。

演算器３３は、圧力センサ４３からの実過給圧と、目標過給圧設定手段３２の目標過給圧との差分を算出する。そして、演算器３３は、その算出値を目標過給アシスト量として、目標電流決定手段３４に送る。目標電流決定手段３４は、演算器３３からの目標過給アシスト量に応じた目標電流を決定し、その決定した目標電流を電動機１４に送る。

次に、目標過給圧増加マップ３２Ａ及び目標過給圧減少マップ３２Ｂについて説明する。図３は、図２の目標過給圧増加マップ３２Ａの一例を示すグラフである。図４は、図２の目標過給圧減少マップ３２Ｂの一例を示すグラフである。電動機制御装置３０（目標過給圧設定手段３２）は、図３，４に示すマップを、目標過給圧増加マップ３２Ａ及び目標過給圧減少マップ３２Ｂとして、ＲＯＭ内に予め格納している。この目標過給圧増加マップ３２Ａ及び目標過給圧減少マップ３２Ｂの値は、例えば、予め行われた実車試験等の結果に基づき定められたものである。

また、図３，４に示すように、目標過給圧増加マップ３２Ａ及び目標過給圧減少マップ３２Ｂのいずれのマップも、スロットルポジションが全開に近づくほど、目標過給圧の値は大きくなる。また、エンジン回転の低回転領域及び高回転領域において、目標過給圧の値は、比較的低い値に設定されている。

ここで、コンプレッサ１１は、エンジン回転速度が低く吸入空気が少ない状態であるときに、コンプレッサ１１の圧縮圧が過大になると、サージ現象を引き起こす。そして、その衝撃や振動によって、電動過給機内の軸受けやインペラ等（いずれも図示せず）が破損する可能性がある。このため、このようなサージ現象を防止するために、エンジン１の低回転領域では、目標過給圧の値を比較的低い値とし、過給圧を低減させる。

このように、目標過給圧増加マップ３２Ａ及び目標過給圧減少マップ３２Ｂの基本的な特性は一致している。しかしながら、アシスト量を増加させる際に用いる目標過給圧増加マップ３２Ａには、ドライバの加速要求に沿って急速に目標過給圧を増加させるような値が設定されている。これに対して、アシスト量を減少させる際に用いる目標過給圧減少マップ３２Ｂには、加速要求が失われても目標過給圧を緩やかに減少させ、再加速要求に対する応答性を高めるような値が設定されている。つまり、目標過給圧減少マップ３２Ｂの過給圧変化率は、目標過給圧増加マップ３２Ａの過給圧変化率に比べて、緩やかに設定されている。

次に、電動機制御装置３０の動作について説明する。図５は、図２の電動機制御装置３０の動作を示すフローチャートである。図５において、電動機制御装置３０は、エンジン回転速度、スロットルポジション及び実過給圧を取得して記憶する（ステップＳ１０１）。そして、電動機制御装置３０は、スロットルポジションに基づいて、加速制御モードとするか又は減速制御モードとするかの判定である制御モード判定を実行する（ステップＳ１０２）。

このときに、電動機制御装置３０は、制御モード判定の結果が加速制御モードである場合には（ステップＳ１０３の下方）、制御モードを加速制御モードに設定し、目標過給圧増加マップ３２Ａから、エンジン回転速度及びスロットルポジションに対応する値を目標過給圧として取得する（ステップＳ１０４）。

一方、電動機制御装置３０は、制御モード判定の結果が減速制御モードである場合には（ステップＳ１０３の右方）、制御モードを減速制御モードに設定し、目標過給圧減少マップ３２Ｂから、エンジン回転速度及びスロットルポジションに対応する値を目標過給圧として取得する（ステップＳ１０５）。

そして、電動機制御装置３０は、取得した目標過給圧と実過給圧との差分を算出して、目標過給アシスト量を取得する（ステップＳ１０６）。この後、電動機制御装置３０は、目標過給アシスト量に応じて目標電流を決定し、その決定した目標電流を電動機１４に出力する（ステップＳ１０７）。そして、電動機制御装置３０は、同様の動作を繰り返す。

従って、電動機制御装置３０は、加速制御モードで動作する際には、目標過給圧増加マップ３２Ａを用いて電動機１４の駆動量を決定する。また、電動機制御装置３０は、減速制御モードで動作する際には、目標過給圧減少マップ３２Ｂを用いて電動機１４の駆動量を決定する。これによって、電動機制御装置３０は、減速制御モードで動作する際には、加速制御モードでの動作よりも、緩やかに電動機１４の駆動量を変化させる。

次に、電動機制御装置３０の制御方式による電動過給機１０の過給圧の変化について、従来の制御方式と対比しながら説明する。図６は、図１の電動過給機１０の過給圧の変化を説明するための説明図である。まず、図６に示す従来の制御方式Ｘ（破線）と従来の制御方式Ｙ（点線）は、いずれも加速時と減速時とに同一の過給圧変化率を用いたものである。また、従来の制御方式Ｘは、実施の形態１の制御方式の減速制御モードでの過給圧変化率を適用した例である。従来の制御方式Ｙは、実施の形態１の制御方式の加速制御モードでの過給圧変化率を適用した例である。

過給圧が目標値（事前に登録された最大過給圧）で一定となっている状態において、その加速要求の消滅後、比較的短時間（例えば、０．８秒）のうちに再び加速要求が発生した場合に、実施の形態１の制御方式では、図６の矢示Ａのように、過給圧が０になる前に上昇する。また、従来の制御方式Ｘでも、過給圧が０になる前に過給圧が上昇するものの、過給圧増加率が比較的緩やかであるため、過給圧が目標過給圧に達するまでにある程度時間を要することとなる。さらに、従来の制御方式Ｙでは、図６の矢示Ｂのように過給圧が０になってしまう。これらのような従来の制御方式Ｘ，Ｙに対して、実施の形態１の制御方式では、図６の矢示Ｃのように、加速要求に対する応答性が向上していることがわかる。即ち、ドライバの加速要求があれば、ドライバの加速感に沿って急速にアシストが大きくなる。

従って、実施の形態１の電動機制御装置３０は、減速制御モードで動作する際には、加速制御モードでの動作よりも、過給圧を緩やかに変化させるように、電動機１４の駆動量を制御する。この構成により、新に生じた加速要求に備えるように過給圧が減少することにより、ドライバからの加速要求の消滅後、比較的短時間のうちに再び加速要求が発生した場合に、エンジン１の出力の応答性の低下を抑えることができ、ドライバビリティを向上させることができる。また、減速制御モードで動作する際に、エンジン回転速度等に応じてアシストが継続されるため、ドライバがアクセルペダル５０を離してまた踏み込むような場合のアシスト変動を抑制することができる。

次に、電動機制御装置３０の制御方式によるエンジン１の加速トルクの変化について、従来の制御方式と対比しながら説明する。図７は、図１のエンジン１の加速トルクの変化を説明するための説明図である。例えば、ドライバは、急速に加速して車速を一定に保ちたい場合、図７に示すように、アクセルを急激に踏み込み、戻して一定に保つ。このドライバの動作に対して、従来の制御方式Ｗでは、いずれも加速時と減速時とに同一の過給圧変化率を用いたものであるため、加速要求が消滅した後に、リンギング状の変動が生じ、エンジン１の加速トルクが一定になるまで、ある程度時間を要していた。

これに対して、実施の形態１の制御方式では、過給圧増減判定手段３１が、スロットルポジションの情報に基づいて、ドライバからの加速要求の有無を判別する。そして、過給圧増減判定手段３１は、ドライバがアクセルを急激に踏み込み、戻して一定に保つ場合に、スロットルポジションの変化により、ドライバからの加速要求が失われたことを判断できる。そして、その加速要求が失われたことを判断した時点から、減速制御モードで動作する。このため、電動機１４の駆動量の変化によるエンジン１の加速トルクの急激な変動を抑えることができるとともに、従来の制御方式Ｗに比べて、エンジン１の加速トルクを早期に一定にすることができる。この結果、ドライバビリティをより向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態１の電動機制御装置３０は、加速制御モードで動作する際には目標過給圧増加マップ３２Ａを用いて電動機１４の駆動量を決定し、減速制御モードで動作する際には目標過給圧減少マップ３２Ｂを用いて電動機１４の駆動量を決定した。これに対して、実施の形態２の電動機制御装置３０は、制御モードの種別に関わらず同一の目標過給圧基本マップを用いて電動機１４の駆動量を決定する。また、実施の形態２の電動機制御装置３０は、加速制御モードで動作する際には、加速要求が生じた時点で電動機１４の駆動制御を開始し、減速制御モードで動作する際には、加速要求が消滅した時点から所定時間（例えば０．５秒）経過した時点で電動機１４の駆動制御を開始する。

図８は、この発明の実施の形態２による電動過給機の制御装置の一部を示すブロック図である。なお、図８では、実施の形態２の目標過給圧設定手段３２のみを示すが、実施の形態２の電動過給機の制御装置の他の構成は、実施の形態１のものと同様である。図７において、実施の形態２の目標過給圧設定手段３２は、なまし処理手段３５を有している。

なまし処理手段３５は、具体的にはドライバがアクセルペダル５０を戻した場合、過給圧特性を維持したままで、時間的にシフトさせる。即ち、なまし処理手段３５は、過給圧をそのまま維持し、所定時間（例えば０．５秒）経過後にアシスト量を低減するような時間遅れを付与する。なお、なまし処理手段３５としてローパスフィルタを用いて、緩やかに過給圧特性を低減させる構成としてもよい。

また、目標過給圧設定手段３２は、実施の形態１の目標過給圧増加マップ３２Ａ及び目標過給圧減少マップ３２Ｂに代えて、目標過給圧基本マップ３２Ｃを目標過給圧増減マップとして予め記憶している。目標過給圧基本マップ３２Ｃは、加速時の過給圧変化率と減速時の過給圧変化率とが一致しているものである。

さらに、目標過給圧設定手段３２は、加速制御モードで動作する際には、加速要求が生じた時点で電動機１４の駆動制御を開始し、スロットルポジション及びエンジン回転速度に応じて、それらの値に対応する目標過給圧を目標過給圧基本マップ３２Ｃから取得する。

これに対して、目標過給圧設定手段３２は、減速制御モードで動作する際には、なまし処理手段３５のなまし処理によって、加速要求が消滅した時点から所定時間（例えば０．５秒）経過した時点で電動機１４の駆動制御を開始する。そして、スロットルポジション及びエンジン回転速度に応じて、それらの値に対応する目標過給圧を目標過給圧基本マップ３２Ｃから取得する。目標過給圧設定手段３２の他の機能については、実施の形態１と同様である。

従って、実施の形態２の電動機制御装置３０は、加速制御モードで動作する際には、目標過給圧基本マップ３２Ｃより求めた目標過給圧に応じて、電動機１４の駆動量を決定する。他方、電動機制御装置３０は、減速制御モードで動作する際には、目標過給圧基本マップ３２Ｃより求めた目標過給圧の変化率を、なまし処理手段３５を用いて緩やかにする。そして、電動機制御装置３０は、その変化率を緩やかにした目標過給圧に応じて、電動機１４の駆動量を決定する。

次に、電動機制御装置３０の制御方式による電動過給機１０の過給圧の変化について、従来の制御方式と対比しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態２の電動過給機１０の過給圧の変化を説明するための説明図である。まず、図９に示す従来の制御方式Ｚは、なまし処理を適用していない場合の例であり、実施の形態２の制御方式の目標過給圧基本マップ３２Ｃと同等の過給圧変化率を適用した例である。

過給圧が目標値で一定となっている状態において、その加速要求の消滅した場合には、実施の形態２の制御方式では、図９の矢示Ｄのように、なまし処理により、加速要求の消失後から所定時間経過後に過給圧が減少する。その後、比較的短時間（例えば、０．８秒）のうちに再び加速要求が発生した場合には、図９の矢示Ｅのように、過給圧が０になる前に上昇する。また、従来の制御方式Ｚでは、加速要求の消滅した時点から過給圧が減少するため、図９の矢示Ｆのように過給圧が０になってしまう。

ここで、図９に示すように、実施の形態２の電動機制御装置３０では、減速制御モードで動作する際には、事前に登録された最大過給圧から自然吸気圧へ至る時間が、加速制御モードでの自然吸気圧から最大過給圧へ至る時間よりも長くなるように、電動機１４の駆動量を制御する。

従って、実施の形態２の制御方式では、図９の矢示Ｇのように、従来の制御方式に比べて、過給圧の応答性が向上していることがわかる。この結果、実施の形態２の電動機制御装置３０でも、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

また、加速制御モード及び減速制御モードで同一の目標過給圧基本マップ３２Ｃが用いられるので、実施の形態１のものに比べて、構成を簡略化でき、メモリの容量を低減させることができる。

なお、本実施の形態１，２において、電動機１４の回転数を出力するタービン回転速度センサを追加し、目標過給圧増減マップをタービン回転速度に対応させてもよい。そして、電動機制御装置３０が、タービン回転速度と目標過給圧増減マップとに基づいて、目標過給圧、又は電動機１４のアシスト量を取得してもよい。

この場合、タービン回転速度に対応する目標過給圧増減マップについて、例えば、タービンの低回転領域及び高回転領域では、アシスト量（目標過給圧）を制限するように予め調整してもよい。また、タービン回転速度に対応する目標過給圧増減マップについて、タービンの振動を抑制すべく、タービンの共振周波数付近を避けて通過させるようにアシスト量を予め調整してもよい。これにより、タービンの回転状況に応じたアシストが可能となるため、ドライバの加速要求に対する応答性が向上するとともに、タービンの過回転や振動を抑制することができる。

さらに、実施の形態１，２において、電動機制御装置３０が、エンジン出力を演算により求めるエンジン出力検出手段をさらに有してもよく、目標過給圧増減マップをエンジン出力に対応させてもよい。そして、電動機制御装置３０が、目標過給圧増減マップとエンジン出力とに基づいて、目標過給圧、又は電動機１４のアシスト量を取得してもよい。

この場合、エンジン出力に対応する目標過給圧増減マップについて、エンジンの出力が高い場合には、電動機１４のアシスト量を減少させ、エンジンの出力が低い場合には電動機１４のアシスト量を増加させるように予め調整してもよい。これにより、エンジン１の出力状況、即ち車両の加速状況に沿ったアシストが可能となる。このため、ドライバの加速要求に対する応答性をさらに向上させることができるとともに、不必要な電動機１４の駆動をなくすことができる。

ここで、エンジン出力は、エンジントルクとエンジンの回転速度から演算によって算出可能である。また、エンジントルクは、エンジンに固有のエンジントルク曲線に基づき、エンジン回転速度及びスロットルポジションを用いることによって算出可能である。

また、実施の形態１，２において、電動機制御装置３０が、車両に電力を供給するバッテリの状態を検出するバッテリ状態検出手段をさらに有するか、又はバッテリ状態検出手段に接続されていてもよい。これとともに、目標過給圧増減マップをバッテリの状態に対応させてもよい。そして、電動機制御装置３０が、バッテリの状態と目標過給圧増減マップとに基づいて、目標過給圧、又は電動機１４のアシスト量を取得してもよい。

この場合、バッテリの状態に応じた電動機１４の駆動制御が可能となる。例えば、バッテリ容量が低下した場合には、電動機１４のアシスト量を制限し、電動機１４で消費する電力を減らしてバッテリ容量の低下を抑えることができる。この結果、バッテリを電源とする他の機器への影響を低減する。

ここで、バッテリ状態検出手段には、例えば、バッテリの充電率（例えば、ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）に応じた電気信号を生成する電力容量監視センサを用いることができる。この他に、バッテリ状態検出手段には、例えば、電動機１４に供給される電流を（電流検出器を介して）測定し演算で求める等によって、バッテリの充電状態又は放電状態を監視する手段を用いることができる。

さらに、本実施の形態１，２では、過給圧増減判定手段３１は、エンジン制御装置２０から出力されたスロットルポジションに基づいて、制御モード判定を行った（過給圧を増加させるか減少させるかを判定した）。しかしながら、この例に限定するものではなく、過給圧増減判定手段３１は、エンジン出力、エンジン回転速度及び前後加速度検出手段の出力の少なくともいずれか１つを監視対象量として監視し、その監視対象量に基づいて、加速要求の発生・消滅の判別と、制御モード判定とを行ってもよい。

また、実施の形態１，２では、エンジン１が４気筒の例を示した。しかしながら、エンジン１の気筒数は、４つに限定するものではなく、３つ以下又は５つ以上であってもよい。

さらに、実施の形態１，２では、エンジン１を直噴エンジンとした例について説明した。しかしながら、エンジンの燃焼方式は、この例に限定するものではなく、例えば、インテークマニホールド２内に燃料を噴射するポート噴射エンジンであってもよい。

また、実施の形態１，２において、電動機制御装置３０が、電動機１４の駆動制御にスロットルポジションの代わりにアクセル開度を用いてもよい。ここで、ドライバがアクセルペダル５０を踏み込むとアクセルペダル５０の操作量に応じた電気信号がアクセル開度センサによって生成される。この電気信号に応じてアクチュエータ６が駆動し、スロットルポジションを変化させる。このため、スロットルポジションは、アクセル開度とほぼ同一の値とみなせるが、加速時等の過渡期においては、スロットルポジションがアクセル開度と等しくなるまでにはいくらかの時間を要する。従って、電動機制御装置３０が電動機１４の駆動制御にアクセル開度を用いることによって、ドライバの加速要求に対する応答性をさらに向上させることができる。

さらに、実施の形態１，２において、電動機制御装置３０が、電動機１４の駆動制御にスロットルポジションの代わりに、エンジン出力、エンジン回転速度及び前後加速度等の状態量を用いてもよい。これらの状態量は、スロットルポジションと相関を持っており、スロットルポジションに代替して用いることができる。

また、実施の形態１，２において、エンジン制御装置２０からの過給圧指令（スロットルポジションなど）を受け、圧力センサ４３より出力される実過給圧が過給圧指令に達していない状態の場合には電動機１４を駆動して過給圧を助成し、エンジン１からの排ガスにより十分な回転数が得られる場合には電動機１４を発電機として作用させてもよい。

さらに、実施の形態１，２において、電動過給機１０のタービン１２を省略し、吸気路上に電動過給機の電動機１４及びコンプレッサ１１のみを設けてもよい。即ち、電動過給機１０が、電気エネルギーのみで吸気を過給する電動ブロアであってもよい。この場合、電動機制御装置３０の制御量が、電動機１４のアシスト量に代えて、電動機１４の駆動量となる。

１ エンジン（内燃機関）、５ スロットルバルブ、１０ 電動過給機、１１ コンプレッサ、１２ タービン、１４ 電動機、２０ エンジン制御装置、３０ 電動機制御装置（電動機制御部）、３２Ａ 目標過給圧増加マップ、３２Ｂ 目標過給圧減少マップ、３２Ｃ 目標過給圧基本マップ、４０ エンジン回転速度センサ、４１ スロットルポジションセンサ、４２ アクセル開度センサ、４３ 圧力センサ。

Claims (7)

1. 内燃機関に供給される吸気を過給する電動過給機の電動機の駆動を、運転者のアクセル操作による加速要求に応じて制御する電動過給機の制御装置であって、
   前記加速要求が生じている場合にその加速要求に応じた過給圧となるように前記電動機を駆動させる加速制御モードと、生じていた前記加速要求が消滅した場合にそのときの過給圧が減少するように前記電動機を駆動させる減速制御モードとにより動作する電動機制御部
   を備え、
   前記電動機制御部は、前記減速制御モードで動作する際には、前記加速制御モードでの動作よりも、過給圧を緩やかに変化させるように前記電動機の駆動量を制御することを特徴とする電動過給機の制御装置。
2. 前記電動機制御部は、
   前記電動過給機による過給圧を増加させるための目標過給圧増加マップと、前記目標過給圧増加マップの過給圧変化率よりも緩やかな過給圧変化率に予め設定され前記電動過給機による過給圧を減少させるための目標過給圧減少マップと含む目標過給圧増減マップを予め記憶しており、
   前記加速制御モードで動作する際には、前記目標過給圧増加マップを用いて前記電動機の駆動量を決定し、
   前記減速制御モードで動作する際には、前記目標過給圧減少マップを用いて前記電動機の駆動量を決定する
   ことを特徴とする請求項１記載の電動過給機の制御装置。
3. 前記電動機制御部は、
   前記電動過給機による過給圧を増減させるための目標過給圧増減マップを予め記憶しており、
   過給圧の変化率を緩やかにさせるなまし処理手段を有しており、
   前記加速制御モードで動作する際には、前記目標過給圧増減マップより求めた目標過給圧に応じて、前記電動機の駆動量を決定し、
   前記減速制御モードで動作する際には、前記目標過給圧増減マップより求めた目標過給圧の変化率を、前記なまし処理手段を用いて緩やかにし、その変化率を緩やかにした目標過給圧に応じて、前記電動機の駆動量を決定する
   ことを特徴とする請求項１記載の電動過給機の制御装置。
4. 前記目標過給圧増減マップは、前記電動過給機のタービンの回転速度に対応しており、
   前記電動機制御部は、前記タービンの回転速度を監視し、その監視している前記タービンの回転速度と、前記目標過給圧増減マップとに基づいて、前記電動機の駆動量を取得する
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電動過給機の制御装置。
5. 前記目標過給圧増減マップは、前記内燃機関の出力に対応しており、
   前記電動機制御部は、前記内燃機関の出力を監視し、その監視している前記内燃機関の出力と、前記目標過給圧増減マップとに基づいて、前記電動機の駆動量を決定する
   ことを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の電動過給機の制御装置。
6. 前記目標過給圧増減マップは、前記電動機の電源をなすバッテリの状態に対応しており、
   前記電動機制御部は、前記電動機の電源をなすバッテリの状態を監視し、その監視している前記バッテリの状態と、前記目標過給圧増減マップとに基づいて、前記電動機の駆動量を取得する
   ことを特徴とする請求項２から請求項５までのいずれか１項に記載の電動過給機の制御装置。
7. 前記電動機制御部は、
   スロットルポジション、エンジン出力、エンジン回転速度、及び車両の前後加速度の少なくともいずれか１つを監視対象量として監視し、その監視対象量に基づいて前記加速要求が生じている否かを判別し、
   その前記加速要求についての判別状況に基づいて前記加速制御モードと前記減速制御モードとのどちらの前記制御モードとするかを判定する
   ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の電動過給機の制御装置。

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