JP5518122B2 - 電動過給機の制御装置 - Google Patents
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Description
の耐久性低下を防止しているが、インバータの温度上昇に対しては十分な考慮がなされていない。
抑制では、インバータの温度上昇低減に対する効果が不十分である。言い換えれば、インバータの温度に応じて過熱保護を行えば、電動過給機全体の温度上昇を抑えることができる。
前記電動機の回転速度検出値を求める回転速度検出手段と、前記電動機の回転速度指令値を演算する回転速度指令演算手段と、前記回転速度検出手段で求められた回転速度検出値と前記回転速度指令演算手段で演算された回転速度指令値とに基づき、前記電動機の制御量を演算する電動機制御量演算手段と、直流電力を交流電力に変換し前記電動機に供給する電力変換装置の温度を検出する電力変換部温度検出手段と、前記電力変換部温度検出手段で検出された電力変換部温度に基づいて過熱保護係数値を出力する過熱保護係数算出手段と、を備えると共に、
前記回転速度指令演算手段は、前記スロットルポジション値に基づき、回転速度目標値を演算する回転速度目標演算手段と、前記回転速度目標値に前記過熱保護係数値を乗じることによって、前記回転速度指令値を演算する過熱制限手段を備えたことを特徴とする。
図1は、この発明の実施の形態1に係る電動過給機の制御装置を備えた電動過給機のシ
ステム構成図である。図1において、符号1は内燃機関(以下、エンジンと称する)を示しており、このエンジン1は4気筒のエンジンで、電動機2によりコンプレッサ3を駆動し、より多くの吸入空気を過給して、高出力化だけでなく低燃費化をも実現し得るものである。なお、適用されるエンジン1に気筒数の制限はない。また、エンジン1の燃焼方式についても制限はなく、シリンダー(図示省略)内に燃料を噴射する直墳エンジン、あるいはスロットルバルブ4の後段に設けられるインテークマニホール5内に燃料を噴射するポート噴射エンジンに適用することが可能である。
を検出する電動機電圧検出手段と電動機2の電流を検出する電動機電流検出手段とを備え、回転速度検出手段15は、少なくとも前記電動機電圧検出手段が検出する電動機2の電圧と前記電動機電流検出手段が検出する電動機2の電流に基づいて回転速度を演算し、回転速度検出値として出力する構成としてもよい。モータ位置センサ16を用いずとも、回転速度値を取得し回転抑制が可能である。
(1)この発明に係る電動過給機の制御装置は、スロットルポジションを検出するスロットルポジション検出手段を備え、前記スロットルポジション検出手段で検出されたスロットルポジション値に応じて電動機によりコンプレッサを駆動し、内燃機関の過給を行う電動過給機を制御する装置において、
前記電動機の回転速度検出値を求める回転速度検出手段と、前記電動機の回転速度指令値を演算する回転速度指令演算手段と、前記回転速度検出手段で求められた回転速度検出値と前記回転速度指令演算手段で演算された回転速度指令値とに基づき、前記電動機の制御量を演算する電動機制御量演算手段と、直流電力を交流電力に変換し前記電動機に供給する電力変換装置の温度を検出する電力変換部温度検出手段と、前記電力変換部温度検出手段で検出された電力変換部温度に基づいて過熱保護係数値を出力する過熱保護係数算出手段と、を備えると共に、
前記回転速度指令演算手段は、前記スロットルポジション値に基づき、回転速度目標値を演算する回転速度目標演算手段と、前記回転速度目標値に前記過熱保護係数値を乗じることによって、前記回転速度指令値を演算する過熱制限手段とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、電動過給機の過熱保護を効果的に行うことができ、部品の劣化及び破損を防ぐことができる。
この構成によれば、電力変換部温度の上昇に伴い、キャリア周波数、すなわち、電力変換装置の半導体素子のスイッチング回数を低減することにより、電動機の回転を抑制することなく、電力変換装置の温度上昇を防ぐことができる。
この構成によれば、電動機の高回転での駆動は制限するが、低回転域では回転抑制は行わないため、運転者の加速要求に対する応答性を損なうことなく維持することができる。
と前記回転速度目標演算手段の出力に基づいて回転レート目標値を演算する回転レート目標演算手段を備えると共に、前記過熱制限手段は、加速レート上限決定手段と加速レート制限手段とを備え、
前記加速レート上限決定手段は、前記過熱保護係数値に基づいて前記電動機の加速レート上限値を演算し、前記加速レート制限手段は、前記回転レート目標値と前記加速レート上限値を比較し、前記回転速度目標値を制限することを特徴とする。
この構成によれば、大きな過熱保護効果が見込め、また、回転速度目標値を回転速度上限値で制限する手法と組み合わせることにより、過熱保護を目的とした回転抑制の自由度が向上する。
この構成によれば、エンジン回転速度値が高いほど、過熱保護係数値が大きくなるように補正し、電動機の回転抑制を緩和させるので、過剰な回転抑制を防ぐことができる。
この構成によれば、例えば電力変換部温度の温度上昇を受けて過熱異常を判定し、判定後に温度が下がれば、過熱異常を解除させるような場合において、過熱異常判定前と判定後で異なる過熱保護係数値を設定することができるので、過熱保護を目的とした回転抑制の自由度が向上する。
前記回転速度検出手段は、少なくとも前記電動機電圧検出手段で検出される電動機の電圧と前記電動機電流検出手段で検出される電動機の電流に基づいて前記回転速度検出値を検出することを特徴とする。
この構成によれば、モータ位置センサを用いずとも、回転速度値を取得し回転抑制が可能となる。
この構成によれば、電力変換部温度に応じた回転抑制を行っても、過熱保護効果が小さく、温度上昇による部品の劣化及び破損の可能性が高まり、耐熱限界となった場合に、電動機の駆動を停止させることによって、部品の劣化及び破損を回避できる。
この構成によれば、迅速かつ確実に電動機の駆動を停止させることができる。
この構成によれば、運転者はより迅速に過熱異常を認識することが可能となる。
Claims (10)
- スロットルポジションを検出するスロットルポジション検出手段を備え、前記スロットルポジション検出手段で検出されたスロットルポジション値に応じて電動機によりコンプレッサを駆動し、内燃機関の過給を行う電動過給機を制御する装置において、
前記電動機の回転速度検出値を求める回転速度検出手段と、
前記電動機の回転速度指令値を演算する回転速度指令演算手段と、
前記回転速度検出手段で求められた回転速度検出値と前記回転速度指令演算手段で演算された回転速度指令値とに基づき、前記電動機の制御量を演算する電動機制御量演算手段と、
直流電力を交流電力に変換し前記電動機に供給する電力変換装置の温度を検出する電力変換部温度検出手段と、
前記電力変換部温度検出手段で検出された電力変換部温度に基づいて過熱保護係数値を出力する過熱保護係数算出手段と、を備えると共に、
前記回転速度指令演算手段は、
前記スロットルポジション値に基づき、回転速度目標値を演算する回転速度目標演算手段と、
前記回転速度目標値に前記過熱保護係数値を乗じることによって、前記回転速度指令値を演算する過熱制限手段と、を備えたことを特徴とする電動過給機の制御装置。 - 前記電動機制御量演算手段は、PWM制御を行い、前記過熱保護係数値に基づいて前記PWM制御に使用するキャリア周波数を定めることを特徴とする請求項1に記載の電動過給機の制御装置。
- 前記過熱制限手段は、回転速度上限決定手段と回転速度制限手段とを備え、
前記回転速度上限決定手段は、前記過熱保護係数値に基づいて前記電動機の回転速度上限値を演算し、
前記回転速度制限手段は、前記回転速度目標値を前記電動機の回転速度上限値により制限することを特徴とする請求項1または2に記載の電動過給機の制御装置。 - 前記回転速度指令演算手段の出力と前記回転速度目標演算手段の出力に基づいて回転レート目標値を演算する回転レート目標演算手段を備えると共に、前記過熱制限手段は、加速レート上限決定手段と加速レート制限手段とを備え、
前記加速レート上限決定手段は、前記過熱保護係数値に基づいて前記電動機の加速レート上限値を演算し、
前記加速レート制限手段は、前記回転レート目標値と前記加速レート上限値を比較し、前記回転速度目標値を制限することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の電動過給機の制御装置。 - 前記過熱保護係数算出手段は、前記内燃機関の回転速度に応じて前記過熱保護係数値を補正することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の電動過給機の制御装置。
- 前記過熱保護係数算出手段は、前記過熱保護係数値の演算においてヒステリシスを有することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の電動過給機の制御装置。
- 前記電動機の電圧を検出する電動機電圧検出手段と、前記電動機の電流を検出する電動機電流検出手段とを備え、
前記回転速度検出手段は、少なくとも前記電動機電圧検出手段で検出される電動機の電圧と前記電動機電流検出手段で検出される電動機の電流に基づいて前記回転速度検出値を検出することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の電動過給機の制御装置。 - 前記電力変換部温度が閾値以上の場合に過熱異常を判定する過熱異常判定手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の電動過給機の制御装置。
- 前記過熱異常判定手段が過熱異常を判定した場合に、前記回転速度指令演算手段の出力を零とすることを特徴とする請求項8に記載の電動過給機の制御装置。
- 前記過熱異常判定手段が過熱異常を判定した場合に、運転者に前記過熱異常を教示する過熱異常教示手段を備えたことを特徴とする請求項8または9に記載の電動過給機の制御装置。
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