WO2016132455A1 - 電動過給システム及び電動過給機の制御方法 - Google Patents

電動過給システム及び電動過給機の制御方法 Download PDF

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WO2016132455A1
WO2016132455A1 PCT/JP2015/054320 JP2015054320W WO2016132455A1 WO 2016132455 A1 WO2016132455 A1 WO 2016132455A1 JP 2015054320 W JP2015054320 W JP 2015054320W WO 2016132455 A1 WO2016132455 A1 WO 2016132455A1
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electric
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control unit
engine
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邦彦 肥喜里
靖男 浅海
健一郎 今岡
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ボルボ トラック コーポレーション
邦彦 肥喜里
靖男 浅海
健一郎 今岡
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Definitions

  • the present invention relates to an electric supercharging system and an electric supercharger control method.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-71137 (Patent Document 1), it is determined whether or not the engine is in the supercharging region based on the engine speed and the accelerator opening, and the determination result The electric supercharger was controlled accordingly.
  • an object of the present invention is to provide an electric supercharging system and an electric supercharger control method in which an operation delay of the electric supercharger during acceleration is suppressed.
  • the electric supercharging system has an electric supercharger disposed in the intake passage of the engine and a control unit.
  • the control unit changes the operation timing of the electric supercharger based on the engine speed and the amount of change in the accelerator opening.
  • control unit for controlling the electric supercharger disposed in the intake passage of the engine is based on the amount of change in the engine speed and the accelerator opening. Change the operation timing.
  • the operation delay of the electric supercharger during acceleration can be suppressed.
  • FIG. 1 shows an example of an electric supercharging system mounted on a vehicle such as a truck.
  • an air cleaner 130 In the intake pipe 120 connected to the intake manifold 110 of the diesel engine 100, an air cleaner 130, an electric supercharger 140, a compressor 152 of the turbocharger 150, an intercooler 160, and an intake throttle 170 are arranged in this order along the intake air circulation direction. It is arranged by.
  • the engine is not limited to the diesel engine 100 but may be a gasoline engine.
  • the intake pipe 120 is an example of the intake passage.
  • the air cleaner 130 filters and removes dust and the like in the intake air with an air element.
  • the electric supercharger 140 rotates the compressor 144 by an electric motor 142 such as a brushless motor, for example, and supercharges intake air from which dust and the like have been removed by the air cleaner 130.
  • the turbocharger 150 supercharges intake air by a compressor 152 that is rotationally driven by exhaust energy.
  • the intercooler 160 cools the intake air that has passed through the compressor 152 using, for example, traveling air and cooling water.
  • the intake throttle 170 for example, throttles intake air when the diesel engine 100 is stopped, thereby suppressing vibration generated when the diesel engine 100 is stopped.
  • the intake pipe 120 of the diesel engine 100 is provided with a bypass passage 180 that bypasses the compressor 144 of the electric supercharger 140.
  • the bypass passage 180 is provided with a remotely operable flow path switching valve 190 that opens and closes the intake flow path at least fully open and fully closed.
  • a remotely operable flow path switching valve 190 that opens and closes the intake flow path at least fully open and fully closed.
  • the flow path switching valve 190 for example, a butterfly valve whose valve body is rotated by a servo motor or the like can be used.
  • the opening degree of the flow path switching valve 190 when the opening degree of the flow path switching valve 190 is fully opened, the entire amount of intake air that has passed through the air cleaner 130 is not directly introduced into the compressor 144 of the electric supercharger 140 but is directly introduced into the compressor 152 of the turbocharger 150.
  • the opening degree of the flow rate switching valve 190 when the opening degree of the flow rate switching valve 190 is fully closed, the entire amount of intake air that has passed through the air cleaner 130 is introduced into the compressor 152 of the turbocharger 150 via the compressor 144 of the electric supercharger 140.
  • the flow path switching valve 190 when the flow path switching valve 190 is set to an intermediate opening between the fully open state and the fully closed state, the intake air that has passed through the air cleaner 130 flows to the compressor 142 of the electric supercharger 140 and the compressor 152 of the turbocharger 150.
  • the flow is divided according to the opening degree of the path switching valve 190.
  • a turbine 154 and an exhaust purification device (not shown) of the turbocharger 150 are disposed along the exhaust circulation direction.
  • the turbine 154 of the turbocharger 150 is rotationally driven by exhaust flowing through the exhaust pipe 210, and rotationally drives the compressor 152 connected through a shaft (not shown).
  • the exhaust purification device uses, for example, a urea aqueous solution as a reducing agent precursor, and selectively purifies nitrogen oxides in the exhaust.
  • a constant-mesh transmission 230 is attached to the output shaft of the diesel engine 100 via a clutch or torque converter (not shown) and a motor generator 220.
  • the output shaft of the transmission 230 is connected to a pair of left and right rear wheels 260 as drive wheels via a propeller shaft 240 and a differential carrier 250.
  • the motor generator 220 can also be attached in parallel with the transmission 230, for example.
  • a power storage device that supplies driving power to the electric motor 142 and the motor generator 220 of the electric supercharger 140 and stores the electric power generated by the electric motor 142 and the motor generator 220 at predetermined locations of the vehicle.
  • Energy Storage System 270 is installed.
  • the power storage device 270 is communicably connected to an electronic control device 290 having a built-in microcomputer via an in-vehicle network 280 such as CAN (Controller Area Network).
  • the electronic control unit 290 is an example of the control unit.
  • the electronic control unit 290 includes a processor A such as a CPU (Central Processing Unit), a non-volatile memory B such as a flash ROM (Read Only Memory), and a volatile property such as a RAM (Random Access Memory). It has a memory C, an input / output circuit D serving as an interface with an external device, and a bus E that connects these to each other so that they can communicate with each other.
  • a processor A such as a CPU (Central Processing Unit)
  • a non-volatile memory B such as a flash ROM (Read Only Memory)
  • RAM Random Access Memory
  • the electronic control device 290 has output signals from a rotation speed sensor 300 that detects the rotation speed Ne of the diesel engine 100 and an accelerator opening sensor 310 that detects an opening (accelerator opening) ACC of an accelerator pedal (not shown). Have been entered. Note that the rotational speed Ne and the accelerator opening degree ACC can also be read from, for example, an electronic control device (not shown) of the diesel engine 100 connected via the in-vehicle network 280.
  • the electronic control device 290 outputs control signals to the flow path switching valve 190 and the power storage device 270 based on the output signals of the rotation speed sensor 300 and the accelerator opening sensor 310, and operates and stops the electric supercharger 140.
  • the electronic control is not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, buty of the flow path switching valve 190 and the power storage device 270 based on the output signals of the rotation speed sensor 300 and the accelerator opening sensor 310, and operates and stops the electric supercharger 140.
  • the electronic control is not limited to control signals of the rotation speed sensor 300 and the accelerator opening sensor 310.
  • the non-volatile memory B of the electronic control unit 290 stores an operation opening degree map 292 shown in FIG. 3, a stop opening degree map 294 shown in FIG. 4, and a correction coefficient map 296 shown in FIG.
  • the operating opening map 292 is a map that defines the timing for operating the electric supercharger 140 during steady operation, and as shown in FIG. 3, the operating opening (accelerator opening) according to the engine speed. Is set.
  • the operation opening gradually increases (gradual increase) as the engine speed increases, and after reaching a certain engine rotation speed, the operation opening is 100% (fully open). . Therefore, it can be understood from the operation opening degree map 292 that the operation timing is early when the engine rotation speed is low and the operation timing is late when the engine rotation speed is high.
  • the operation opening degree map 292 is an engine characteristic map shown in FIG. 6, that is, a map that defines an operation area and a stop area of the electric supercharger 140 in the full load area of the diesel engine 100. It is calculated in consideration.
  • the stop opening map 294 is a map that defines the timing at which the electric supercharger 140 is stopped. As shown in FIG. 4, a stop opening (accelerator opening) corresponding to the engine speed is set. .
  • the stop opening degree map 294 is, for example, a map having a predetermined hysteresis ( ⁇ 5%) with respect to the operation opening degree map 292 in order to suppress hunting and the like. Therefore, the stop opening degree map 294 has the same characteristics as the operating opening degree map.
  • the correction coefficient map 296 is a map that defines a correction coefficient (coefficient) for correcting the operation timing during steady operation during transient operation such as acceleration, and as shown in FIG.
  • the correction coefficient corresponding to is set.
  • the correction coefficient takes a value greater than 0.0 and less than or equal to 1.0 in order to advance the operation timing as necessary. It gradually decreases (decreases) as the degree of change increases.
  • the correction coefficient map 296 obtains an optimal correction coefficient by, for example, experiments for each of a plurality of acceleration states corresponding to the change rate of the accelerator opening, and plots this on the map (broken line) To see).
  • the electronic control unit 290 refers to the operation opening map 292 and obtains the operation opening START_ACC at the time of steady operation according to the rotational speed Ne.
  • the electronic control unit 290 monitors the accelerator opening ACC and obtains, for example, an accelerator opening change amount TRN_ACC per unit time.
  • the electronic control unit 290 refers to the correction coefficient map 296 and obtains a correction coefficient K_TRN_ACC corresponding to the accelerator opening change amount TRN_ACC.
  • the electronic control unit 290 obtains the operation timing START_ACC_eSC of the electric supercharger 140 in consideration of the transient state by multiplying the operation opening START_ACC during the steady operation by the correction coefficient K_TRN_ACC.
  • the electronic control unit 290 operates the electric supercharger 140 when the accelerator opening ACC becomes greater than the operation timing START_ACC_eSC.
  • the electronic control unit 290 outputs a control signal to the flow path switching valve 190 and introduces the entire amount of intake air that has passed through the air cleaner 130 into the electric supercharger 140.
  • the electronic control unit 290 After the operation of the electric supercharger 140, the electronic control unit 290 refers to the stop opening map 294 and obtains a stop opening STOP_ACC corresponding to the rotational speed Ne. The electronic control unit 290 stops the electric supercharger 140 when the accelerator opening ACC becomes larger than the operation opening START_ACC and then the accelerator opening ACC becomes less than the stop opening STOP_ACC. In short, after the accelerator opening ACC exceeds the operating opening START_ACC corresponding to the rotational speed Ne, the electronic control unit 290 performs the electric supercharging when the accelerator opening ACC becomes less than the stop opening STOP_ACC corresponding to the rotational speed Ne. The machine 140 is stopped. Here, when the electric supercharger 140 is stopped, the electronic control unit 290 outputs a control signal to the flow path switching valve 190 and directly introduces the entire amount of intake air that has passed through the air cleaner 130 into the turbocharger 150.
  • the electronic control device 290 appropriately controls the power storage device 270 by the motor generator 220 when the engine torque according to the rotational speed Ne and the accelerator opening ACC cannot be exhibited even when the electric supercharger 140 is operated. Torque can also be assisted. Further, for example, when the engine torque has a margin, the electronic control device 290 appropriately controls the flow path switching valve 190 and the power storage device 270 so that the electric power generated by the electric motor 142 and the motor generator 220 is supplied to the power storage device 270. It can be charged. At this time, the electronic control unit 290 can control the power generation amount of the electric motor 142 by setting the flow path switching valve 190 to an intermediate opening.
  • FIGS. 9 and 10 show a control program for the electric supercharger 140 that is repeatedly executed by the processor A of the electronic control device 290 when the electronic control device 290 is activated.
  • the control program of the electric supercharger 140 is stored in advance in the nonvolatile memory B of the electronic control unit 290, for example.
  • step 1 the processor A of the electronic control unit 290 reads the rotational speed Ne from the rotational speed sensor 300.
  • step 2 the processor A of the electronic control unit 290 refers to the operation opening map 292 (FIG. 3) stored in the nonvolatile memory B and obtains the operation opening START_ACC corresponding to the rotational speed Ne.
  • step 3 the processor A of the electronic control unit 290 reads the accelerator opening ACC from the accelerator opening sensor 310.
  • step 4 the processor A of the electronic control unit 290 obtains the accelerator opening change amount TRN_ACC per unit time from the change state of the accelerator opening ACC, for example.
  • step 5 the processor A of the electronic control unit 290 refers to the correction coefficient map 296 (FIG. 5) stored in the nonvolatile memory B and obtains a correction coefficient K_TRN_ACC corresponding to the accelerator opening change amount TRN_ACC.
  • the processor A of the electronic control unit 290 corrects the operation opening START_ACC corresponding to the rotational speed Ne with the correction coefficient K_TRN_ACC corresponding to the accelerator opening change amount TRN_ACC.
  • step 7 the processor A of the electronic control unit 290 determines whether or not the accelerator opening ACC is larger than the operation opening START_ACC_eSC. If the processor A of the electronic control unit 290 determines that the accelerator opening ACC is larger than the operation opening START_ACC_eSC (Yes), the process proceeds to step 8. On the other hand, if the processor A of the electronic control unit 290 determines that the accelerator opening ACC is equal to or less than the operation opening START_ACC_eSC (No), the process returns to step 1.
  • the processor A of the electronic control unit 290 operates the electric supercharger 140. Specifically, the processor A of the electronic control unit 290 outputs an operation signal to the flow path switching valve 190 and introduces the entire amount of intake air that has passed through the air cleaner 130 into the electric supercharger 140. In addition, the processor A of the electronic control device 290 outputs an operation signal to the power storage device 270 to operate the electric motor 142 of the electric supercharger 140. When the electric motor 142 is operated, the compressor 144 is driven to rotate, and supercharging of the intake air is started.
  • step 9 the processor A of the electronic control unit 290 reads the rotational speed Ne from the rotational speed sensor 300.
  • step 10 the processor A of the electronic control unit 290 reads the accelerator opening degree ACC from the accelerator opening degree sensor 310.
  • step 11 the processor A of the electronic control unit 290 refers to the operation opening map 292 (FIG. 3) stored in the nonvolatile memory B and obtains the operation opening START_ACC corresponding to the rotational speed Ne.
  • the operation opening START_ACC is an example of a first predetermined value that defines the operation timing according to the rotational speed of the engine.
  • step 12 the processor A of the electronic control unit 290 determines whether or not the accelerator opening ACC is larger than the operation opening START_ACC. If the processor A of the electronic control unit 290 determines that the accelerator opening ACC is larger than the operation opening START_ACC (Yes), the process proceeds to step 13. On the other hand, if the processor A of the electronic control unit 290 determines that the accelerator opening ACC is equal to or smaller than the operation opening START_ACC (No), the process returns to step 9.
  • step 13 the processor A of the electronic control unit 290 reads the rotational speed Ne from the rotational speed sensor 300.
  • step 14 the processor A of the electronic control unit 290 reads the accelerator opening ACC from the accelerator opening sensor 310.
  • step 15 the processor A of the electronic control unit 290 refers to the stop opening map 294 (FIG. 4) stored in the nonvolatile memory B, and stops the electric supercharger 140 according to the rotational speed Ne.
  • the opening STOP_ACC is an example of a second predetermined value that defines the stop timing according to the rotational speed of the engine.
  • step 16 the processor A of the electronic control unit 290 determines whether or not the accelerator opening ACC is less than the stop opening STOP_ACC. If the processor A of the electronic control unit 290 determines that the accelerator opening ACC is less than the stop opening STOP_ACC (Yes), the process proceeds to step 17. On the other hand, if the processor A of the electronic control unit 290 determines that the accelerator opening ACC is equal to or larger than the stop opening STOP_ACC (No), the process returns to step 13.
  • step 17 the processor A of the electronic control unit 290 stops the electric supercharger 140. Specifically, the processor A of the electronic control unit 290 outputs an operation signal to the flow path switching valve 190 and introduces the entire amount of intake air that has passed through the air cleaner 130 into the turbocharger 150. In addition, the processor A of the electronic control device 290 outputs an operation signal to the power storage device 270 and stops the electric motor 142 of the electric supercharger 140. At this time, the processor A of the electronic control device 290 can store the power generated until the electric motor 142 stops in the power storage device 270 by appropriately controlling the power storage device 270.
  • the electric supercharger 140 when the electric supercharger 140 is not operating, the entire amount of intake air that has passed through the air cleaner 130 is introduced into the compressor 152 of the turbocharger 150 and is supercharged using the exhaust energy.
  • the accelerator pedal when the accelerator pedal is depressed to accelerate the vehicle, the required torque increases as the accelerator opening degree ACC increases, and the turbocharger 150 alone cannot cope with it, and the electric supercharger 140 operates.
  • the electric supercharger 140 is operated, the supercharged intake air is introduced into the compressor 152 of the turbocharger 150, so that the response speed of the turbocharger 150 is improved and so-called turbo lag can be reduced.
  • the operation timing of the electric supercharger 140 is changed by correcting the operation opening START_ACC during steady operation according to the engine rotational speed Ne with a correction coefficient K_TRN_ACC corresponding to the accelerator opening change amount TRA_ACC. . Therefore, by appropriately setting the correction coefficient K_TRN_ACC, the operation timing of the electric supercharger 140 can be advanced, and in particular, the operation delay of the electric supercharger 140 during acceleration can be suppressed. And if the operation
  • the electric supercharger 140 when the accelerator opening ACC exceeds the operation opening START_ACC, it is determined whether or not a condition for stopping the electric supercharger 140 is satisfied. The start / stop condition is satisfied. Then, after the stop determination condition is satisfied, when the accelerator opening ACC becomes less than the stop opening STOP_ACC corresponding to the engine speed Ne, the electric supercharger 140 is stopped.
  • the electric power generated by the electric motor 142 and the motor generator 220 of the electric supercharger 140 can be stored in the power storage device 270 by appropriately controlling the flow path switching valve 190 and the power storage device 270. The fuel consumption of the diesel engine 100 can be improved.
  • the stop determination condition for the electric supercharger 140 is satisfied, so that the operation opening START_ACC_eSC and the stop opening STOP_ACC Even if the difference is small, hunting can be suppressed. Further, the condition for stopping the electric supercharger 140 is that the stop opening STOP_ACC in the steady operation can be used. Therefore, the electric supercharger 140 is stopped earlier when decelerating, and the power consumption of the electric supercharger 140 is suppressed. be able to.
  • motor generator 220 or the turbocharger 150 is not necessarily required as the electric supercharging system.

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Abstract

　電動過給システムは、エンジンの吸気通路に配設された電動過給機と、マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニットと、を有する。そして、コントロールユニットは、エンジンの回転速度及びアクセル開度の変化量に基づいて、電動過給機の作動タイミングを変更する。このとき、コントロールユニットは、エンジンの回転速度に応じた電動過給機の作動タイミングを、アクセル開度の変化量に応じた係数で補正して、電動過給機の作動タイミングを変更する。

Description

電動過給システム及び電動過給機の制御方法
　本発明は、電動過給システム及び電動過給機の制御方法に関する。
　電動過給システムでは、特開２００７－７１１３７号公報（特許文献１）に記載されるように、エンジン回転速度及びアクセル開度に基づいて過給領域にあるか否かを判定し、その判定結果に応じて電動過給機を制御していた。
特開２００７－７１１３７号公報
　しかしながら、エンジン回転速度及びアクセル開度に基づいて過給領域にあるか否かを判定した場合、アクセル開度が急増する加速状態が考慮されないため、電動過給機の作動に遅れが生じるおそれがあった。電動過給機の作動に遅れが生じると、アクセル開度の変化に連動してトルクが増加せず、例えば、ドライバビリティが低下してしまう。
　そこで、本発明は、加速時における電動過給機の作動遅れを抑制した、電動過給システム及び電動過給機の制御方法を提供することを目的とする。
　このため、電動過給システムは、エンジンの吸気通路に配設された電動過給機と、コントロールユニットと、を有する。そして、コントロールユニットは、エンジンの回転速度及びアクセル開度の変化量に基づいて、電動過給機の作動タイミングを変更する。
　また、電動過給機の制御方法では、エンジンの吸気通路に配設された電動過給機を制御するコントロールユニットが、エンジンの回転速度及びアクセル開度の変化量に基づいて、電動過給機の作動タイミングを変更する。
　本発明によれば、加速時における電動過給機の作動遅れを抑制することができる。
電動過給システムの一例を示す概要図である。 電子制御装置の一例を示す機能ブロック図である。 作動開度マップの一例を示す説明図である。 停止開度マップの一例を示す説明図である。 補正係数マップの一例を示す説明図である。 エンジン特性マップの一例を示す説明図である。 複数の加速状態において最適な補正係数を求めた状態の説明図である。 電動過給機を制御する機能の一例を示す機能ブロック図である。 電動過給機の制御プログラムの一例を示すフローチャートである。 電動過給機の制御プログラムの一例を示すフローチャートである。 電動過給機を停止させる過程の説明図である。
　以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
　図１は、トラックなどの車両に搭載された、電動過給システムの一例を示す。
　ディーゼルエンジン１００の吸気マニフォールド１１０に接続された吸気管１２０には、吸気流通方向に沿って、エアクリーナ１３０、電動過給機１４０、ターボチャージャ１５０のコンプレッサ１５２、インタークーラ１６０及び吸気スロットル１７０がこの順番で配設されている。なお、エンジンとしては、ディーゼルエンジン１００に限らず、ガソリンエンジンとすることもできる。ここで、吸気管１２０が、吸気通路の一例として挙げられる。
　エアクリーナ１３０は、エアエレメントにより吸気中の埃などを濾過して除去する。電動過給機１４０は、例えば、ブラシレスモータなどの電動モータ１４２でコンプレッサ１４４を回転駆動し、エアクリーナ１３０によって埃などが除去された吸気を過給する。ターボチャージャ１５０は、排気エネルギーによって回転駆動するコンプレッサ１５２で吸気を過給する。インタークーラ１６０は、コンプレッサ１５２を通過した吸気を、例えば、走行風、冷却水を用いて冷却する。吸気スロットル１７０は、例えば、ディーゼルエンジン１００の停止時に吸気を絞ることで、ディーゼルエンジン１００の停止時に発生する振動を抑制する。
　ディーゼルエンジン１００の吸気管１２０には、電動過給機１４０のコンプレッサ１４４をバイパスするバイパス通路１８０が併設されている。バイパス通路１８０には、吸気流路を少なくとも全開と全閉に開閉する、遠隔操作可能な流路切替弁１９０が配設されている。ここで、流路切替弁１９０としては、例えば、サーボモータなどによって弁体が回転する、バタフライ弁などを使用することができる。
　従って、流路切替弁１９０の開度を全開にすると、エアクリーナ１３０を通過した吸気の全量は、電動過給機１４０のコンプレッサ１４４へと導入されずに、ターボチャージャ１５０のコンプレッサ１５２に直接導入される。一方、流量切替弁１９０の開度を全閉にすると、エアクリーナ１３０を通過した吸気の全量は、電動過給機１４０のコンプレッサ１４４を経由して、ターボチャージャ１５０のコンプレッサ１５２に導入される。ここで、流路切替弁１９０を全開と全閉との間の中間開度にすると、エアクリーナ１３０を通過した吸気は、電動過給機１４０のコンプレッサ１４２及びターボチャージャ１５０のコンプレッサ１５２へと、流路切替弁１９０の開度に応じて分流される。
　ディーゼルエンジン１００の排気マニフォールド２００に接続された排気管２１０には、排気流通方向に沿って、ターボチャージャ１５０のタービン１５４及び排気浄化装置（図示せず）が配設されている。ターボチャージャ１５０のタービン１５４は、排気管２１０を流れる排気によって回転駆動し、図示しないシャフトを介して連結されたコンプレッサ１５２を回転駆動する。排気浄化装置は、例えば、還元剤前駆体としての尿素水溶液を使用し、排気中の窒素酸化物を選択的に浄化する。
　ディーゼルエンジン１００の出力軸には、クラッチ若しくはトルクコンバータ（図示せず）並びにモータジェネレータ２２０を介して、例えば、常時噛合式の変速機２３０が取り付けられている。変速機２３０の出力軸は、プロペラシャフト２４０及びディファレンシャルキャリア２５０を介して、駆動輪としての左右一対の後輪２６０に連結されている。なお、モータジェネレータ２２０は、例えば、変速機２３０と並列に取り付けることもできる。
　また、車両の所定箇所には、電動過給機１４０の電動モータ１４２及びモータジェネレータ２２０に駆動電力を供給すると共に、電動モータ１４２及びモータジェネレータ２２０で発電された電力を蓄電する、蓄電装置（ＥＳＳ；Energy Storage System）２７０が搭載されている。蓄電装置２７０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車載ネットワーク２８０を介して、マイクロコンピュータを内蔵した電子制御装置２９０と通信可能に接続されている。ここで、電子制御装置２９０が、コントロールユニットの一例として挙げられる。
　電子制御装置２９０は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサＡと、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリＢと、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリＣと、外部機器とのインターフェースとなる入出力回路Ｄと、これらを相互に通信可能に接続するバスＥと、を有する。
　電子制御装置２９０には、ディーゼルエンジン１００の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ３００、及び、図示しないアクセルペダルの開度（アクセル開度）ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ３１０の各出力信号が入力されている。なお、回転速度Ｎｅ及びアクセル開度ＡＣＣは、車載ネットワーク２８０を介して接続された、例えば、ディーゼルエンジン１００の電子制御装置（図示せず）から読み込むこともできる。
　電子制御装置２９０は、回転速度センサ３００及びアクセル開度センサ３１０の各出力信号に基づいて、流路切替弁１９０及び蓄電装置２７０に制御信号を夫々出力し、電動過給機１４０の作動及び停止を電子制御する。
　電子制御装置２９０の不揮発性メモリＢには、図３に示す作動開度マップ２９２、図４に示す停止開度マップ２９４、及び、図５に示す補正係数マップ２９６が夫々格納されている。
　作動開度マップ２９２は、定常運転時において、電動過給器１４０を作動させるタイミングを規定するマップであって、図３に示すように、エンジン回転速度に応じた作動開度（アクセル開度）が設定されている。図示の作動開度マップ２９２では、エンジン回転速度が増加するにつれて作動開度が徐々に増加（漸増）し、あるエンジン回転速度に達した後は作動開度が１００％（全開）となっている。従って、この作動開度マップ２９２から、エンジン回転速度が低いときには作動タイミングが早く、エンジン回転速度が高いときには作動タイミングが遅いことが把握できる。なお、作動開度マップ２９２は、図６に示すエンジン特性マップ、即ち、ディーゼルエンジン１００の全負荷領域において、電動過給機１４０の作動領域と停止領域とを画定したマップから、アクセル開度を考慮して求められる。
　停止開度マップ２９４は、電動過給機１４０を停止させるタイミングを規定するマップであって、図４に示すように、エンジン回転速度に応じた停止開度（アクセル開度）が設定されている。停止開度マップ２９４は、ハンチングなどを抑制するために、例えば、作動開度マップ２９２に対して所定のヒステリシス（－５％）を持たせたマップである。従って、停止開度マップ２９４は、作動開度マップと同様な特性を有している。
　補正係数マップ２９６は、加速時などの過渡運転時において、定常運転時の作動タイミングを補正する補正係数（係数）を規定するマップであって、図５に示すように、アクセル開度の変化量に応じた補正係数が設定されている。補正係数は、過渡運転時における電動過給機１４０の作動遅れを抑制するために、必要に応じて作動タイミングを早めるべく、０．０より大きく、１．０以下である値をとり、アクセル開度の変化量が大きくなるにつれて徐々に減少（漸減）する。なお、補正係数マップ２９６は、図７に示すように、アクセル開度の変化速度に応じた複数の加速状態ごとに、例えば、実験などによって最適な補正係数を求め、これをマップにプロット（破線参照）することで得られる。
　電子制御装置２９０は、図８に示すように、作動開度マップ２９２を参照し、回転速度Ｎｅに応じた定常運転時の作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣを求める。電子制御装置２９０は、アクセル開度ＡＣＣを監視し、例えば、単位時間当たりのアクセル開度変化量ＴＲＮ＿ＡＣＣを求める。また、電子制御装置２９０は、補正係数マップ２９６を参照し、アクセル開度変化量ＴＲＮ＿ＡＣＣに応じた補正係数Ｋ＿ＴＲＮ＿ＡＣＣを求める。さらに、電子制御装置２９０は、定常運転時の作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣと補正係数Ｋ＿ＴＲＮ＿ＡＣＣとを乗算することで、過渡状態を考慮した、電動過給機１４０の作動タイミングＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣ＿ｅＳＣを求める。そして、電子制御装置２９０は、アクセル開度ＡＣＣが作動タイミングＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣ＿ｅＳＣより大きくなると、電動過給機１４０を作動させる。ここで、電動過給機１４０を作動させるときには、電子制御装置２９０は、流路切替弁１９０に制御信号を出力し、エアクリーナ１３０を通過した吸気の全量を電動過給機１４０に導入する。
　電動過給機１４０の作動後には、電子制御装置２９０は、停止開度マップ２９４を参照し、回転速度Ｎｅに応じた停止開度ＳＴＯＰ＿ＡＣＣを求める。そして、電子制御装置２９０は、アクセル開度ＡＣＣが作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣより大きくなり、その後、アクセル開度ＡＣＣが停止開度ＳＴＯＰ＿ＡＣＣ未満になると、電動過給機１４０を停止させる。要するに、電子制御装置２９０は、アクセル開度ＡＣＣが回転速度Ｎｅに応じた作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣを越えた後、アクセル開度ＡＣＣが回転速度Ｎｅに応じた停止開度ＳＴＯＰ＿ＡＣＣ未満になると、電動過給機１４０を停止させる。ここで、電動過給機１４０を停止させるときには、電子制御装置２９０は、流路切替弁１９０に制御信号を出力し、エアクリーナ１３０を通過した吸気の全量をターボチャージャ１５０に直接導入する。
　なお、電子制御装置２９０は、電動過給機１４０を作動させても、回転速度Ｎｅ及びアクセル開度ＡＣＣに応じたエンジントルクを発揮できないときには、蓄電装置２７０を適宜制御して、モータジェネレータ２２０によってトルクをアシストすることもできる。また、電子制御装置２９０は、例えば、エンジントルクに余裕があるときには、流路切替弁１９０及び蓄電装置２７０を適宜制御して、電動モータ１４２及びモータジェネレータ２２０で発電された電力を蓄電装置２７０に蓄電することができる。このとき、電子制御装置２９０は、流路切替弁１９０を中間開度にすることで、電動モータ１４２の発電量を制御することができる。
　図９及び図１０は、電子制御装置２９０が起動されたことを契機として、電子制御装置２９０のプロセッサＡが繰り返し実行する、電動過給機１４０の制御プログラムを示す。ここで、電動過給機１４０の制御プログラムは、例えば、電子制御装置２９０の不揮発性メモリＢに前もって格納されている。
　ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様。）では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、回転速度センサ３００から回転速度Ｎｅを読み込む。
　ステップ２では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、不揮発性メモリＢに格納された作動開度マップ２９２（図３）を参照し、回転速度Ｎｅに応じた作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣを求める。
　ステップ３では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、アクセル開度センサ３１０からアクセル開度ＡＣＣを読み込む。
　ステップ４では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、例えば、アクセル開度ＡＣＣの変化状態から、単位時間当たりのアクセル開度変化量ＴＲＮ＿ＡＣＣを求める。
　ステップ５では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、不揮発性メモリＢに格納された補正係数マップ２９６（図５）を参照し、アクセル開度変化量ＴＲＮ＿ＡＣＣに応じた補正係数Ｋ＿ＴＲＮ＿ＡＣＣを求める。
　ステップ６では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣと補正係数Ｋ＿ＴＲＮ＿ＡＣＣとを乗算することで、過渡状態を考慮した、電動過給機１４０の作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣ＿ｅＳＣを求める（ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣ＿ｅＳＣ＝ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣ×Ｋ＿ＴＡＮ＿ＡＣＣ）。要するに、電子制御装置２９０のプロセッサＡは、回転速度Ｎｅに応じた作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣを、アクセル開度変化量ＴＲＮ＿ＡＣＣに応じた補正係数Ｋ＿ＴＲＮ＿ＡＣＣで補正する。
　ステップ７では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、アクセル開度ＡＣＣが作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣ＿ｅＳＣより大きいか否かを判定する。そして、電子制御装置２９０のプロセッサＡは、アクセル開度ＡＣＣが作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣ＿ｅＳＣより大きいと判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ８へと進める。一方、電子制御装置２９０のプロセッサＡは、アクセル開度ＡＣＣが作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣ＿ｅＳＣ以下であると判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１へと戻す。
　ステップ８では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、電動過給機１４０を作動させる。具体的には、電子制御装置２９０のプロセッサＡは、流路切替弁１９０に作動信号を出力し、エアクリーナ１３０を通過した吸気の全量を電動過給機１４０に導入する。また、電子制御装置２９０のプロセッサＡは、蓄電装置２７０に作動信号を出力し、電動過給機１４０の電動モータ１４２を作動させる。電動モータ１４２が作動すると、コンプレッサ１４４が回転駆動し、吸気の過給が開始される。
　ステップ９では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、回転速度センサ３００から回転速度Ｎｅを読み込む。
　ステップ１０では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、アクセル開度センサ３１０からアクセル開度ＡＣＣを読み込む。
　ステップ１１では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、不揮発性メモリＢに格納された作動開度マップ２９２（図３）を参照し、回転速度Ｎｅに応じた作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣを求める。ここで、作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣが、エンジンの回転速度に応じた作動タイミングを規定する第１の所定値の一例として挙げられる。
　ステップ１２では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、アクセル開度ＡＣＣが作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣより大きいか否かを判定する。そして、電子制御装置２９０のプロセッサＡは、アクセル開度ＡＣＣが作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣより大きいと判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１３へと進める。一方、電子制御装置２９０のプロセッサＡは、アクセル開度ＡＣＣが作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣ以下であると判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ９へと戻す。
　ステップ１３では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、回転速度センサ３００から回転速度Ｎｅを読み込む。
　ステップ１４では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、アクセル開度センサ３１０からアクセル開度ＡＣＣを読み込む。
　ステップ１５では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、不揮発性メモリＢに格納された停止開度マップ２９４（図４）を参照し、回転速度Ｎｅに応じた、電動過給機１４０を停止させる停止開度ＳＴＯＰ＿ＡＣＣを求める。ここで、停止開度ＳＴＯＰ＿ＡＣＣが、エンジンの回転速度に応じた停止タイミングを規定する第２の所定値の一例として挙げられる。
　ステップ１６では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、アクセル開度ＡＣＣが停止開度ＳＴＯＰ＿ＡＣＣ未満であるか否かを判定する。そして、電子制御装置２９０のプロセッサＡは、アクセル開度ＡＣＣが停止開度ＳＴＯＰ＿ＡＣＣ未満であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１７へと進める。一方、電子制御装置２９０のプロセッサＡは、アクセル開度ＡＣＣが停止開度ＳＴＯＰ＿ＡＣＣ以上であると判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１３へと戻す。
　ステップ１７では、電子制御装置２９０のプロセッサＡが、電動過給機１４０を停止させる。具体的には、電子制御装置２９０のプロセッサＡは、流路切替弁１９０に作動信号を出力し、エアクリーナ１３０を通過した吸気の全量をターボチャージャ１５０に導入する。また、電子制御装置２９０のプロセッサＡは、蓄電装置２７０に作動信号を出力し、電動過給機１４０の電動モータ１４２を停止させる。このとき、電子制御装置２９０のプロセッサＡは、蓄電装置２７０を適宜制御することで、電動モータ１４２が停止するまでに発電した電力を蓄電装置２７０に蓄電することができる。
　かかる電動過給システムによれば、電動過給機１４０が作動していないとき、エアクリーナ１３０を通過した吸気の全量は、ターボチャージャ１５０のコンプレッサ１５２に導入され、排気エネルギーを利用して過給される。そして、例えば、車両加速のためにアクセルペダルが踏み込まれると、アクセル開度ＡＣＣの増加に伴って要求トルクが増加し、ターボチャージャ１５０のみでは対応できなくなって、電動過給機１４０が作動する。電動過給機１４０が作動すると、ここで過給された吸気がターボチャージャ１５０のコンプレッサ１５２に導入されるので、ターボチャージャ１５０の応答速度が向上し、いわゆるターボラグを低減することができる。
　このとき、電動過給機１４０の作動タイミングは、エンジン回転速度Ｎｅに応じた定常運転時の作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣを、アクセル開度変化量ＴＲＡ＿ＡＣＣに応じた補正係数Ｋ＿ＴＲＮ＿ＡＣＣで補正することで変更される。このため、補正係数Ｋ＿ＴＲＮ＿ＡＣＣを適切に設定することで、電動過給機１４０の作動タイミングを早めることができ、特に、加速時における電動過給機１４０の作動遅れを抑制することができる。そして、電動過給機１４０の作動遅れが抑制されると、アクセル開度ＡＣＣの変化に連動してトルクが増加し、例えば、ドライバビリティを向上させることができる。
　一方、電動過給機１４０の作動後では、図１１に示すように、アクセル開度ＡＣＣが作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣを越えると、電動過給機１４０を停止させる条件が成立したか否かの判定を開始する、停止判定条件が成立する。そして、停止判定条件が成立した後、アクセル開度ＡＣＣがエンジン回転速度Ｎｅに応じた停止開度ＳＴＯＰ＿ＡＣＣ未満になると、電動過給機１４０が停止される。電動過給機１４０を停止させるとき、流路切替弁１９０及び蓄電装置２７０を適宜制御することで、電動過給機１４０の電動モータ１４２及びモータジェネレータ２２０で発電した電力を蓄電装置２７０に蓄電でき、ディーゼルエンジン１００の燃費を向上させることができる。
　また、電動過給機１４０の作動後、アクセル開度ＡＣＣが作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣを越えたときに電動過給機１４０の停止判定条件が成立するので、作動開度ＳＴＡＲＴ＿ＡＣＣ＿ｅＳＣと停止開度ＳＴＯＰ＿ＡＣＣとの差が小さくとも、ハンチングを抑制することができる。また、電動過給機１４０を停止させる条件は、定常運転時における停止開度ＳＴＯＰ＿ＡＣＣを使用できるので、減速時に早めに電動過給機１４０が停止し、電動過給機１４０の消費電力を抑制することができる。
　なお、電動過給システムとしては、モータジェネレータ２２０又はターボチャージャ１５０は必ずしも必要でない。
　　１００　ディーゼルエンジン（エンジン）
　　１２０　吸気管（吸気通路）
　　１４０　電動過給機
　　１５０　ターボチャージャ
　　２９０　電子制御装置（コントロールユニット）
　　２９６　補正係数マップ（マップ）
　　３００　回転速度センサ
　　３１０　アクセル開度センサ

Claims (10)

  1. 　エンジンの吸気通路に配設された電動過給機と、
    　前記エンジンの回転速度及びアクセル開度の変化量に基づいて、前記電動過給機の作動タイミングを変更するコントロールユニットと、
    　を有することを特徴とする電動過給システム。
  2. 　前記コントロールユニットは、前記エンジンの回転速度に応じた前記電動過給機の作動タイミングを、前記アクセル開度の変化量に応じた係数で補正して、前記電動過給機の作動タイミングを変更する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の電動過給システム。
  3. 　前記コントロールユニットは、アクセル開度の変化量が大きくなるにつれて漸減する係数が設定されたマップを参照し、前記アクセル開度の変化量に応じた係数を求める、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の電動過給システム。
  4. 　前記コントロールユニットは、前記電動過給機を作動させた場合、前記アクセル開度が前記エンジンの回転速度に応じた作動タイミングを規定する第１の所定値を越えた後、前記アクセル開度が前記エンジンの回転速度に応じた停止タイミングを規定する第２の所定値未満になると、前記電動過給機を停止させる、
    　ことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１つに記載の電動過給システム。
  5. 　前記第１の所定値は、前記第２の所定値より大きい、
    　ことを特徴とする請求項４に記載の電動過給システム。
  6. 　前記電動過給機の下流に位置する吸気通路には、ターボチャージャが配設されている、
    　ことを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか１つに記載の電動過給システム。
  7. 　エンジンの吸気通路に配設された電動過給機を制御するコントロールユニットが、前記エンジンの回転速度及びアクセル開度の変化量に基づいて、前記電動過給機の作動タイミングを変更する、
    　ことを特徴とする電動過給機の制御方法。
  8. 　前記コントロールユニットが、前記エンジンの回転速度に応じた前記電動過給機の作動タイミングを、前記アクセル開度の変化量に応じた係数で補正して、前記電動過給機の作動タイミングを変更する、
    　ことを特徴とする請求項７に記載の電動過給機の制御方法。
  9. 　前記コントロールユニットが、アクセル開度の変化量が大きくなるにつれて漸減する係数が設定されたマップを参照し、前記アクセル開度の変化量に応じた係数を求める、
    　ことを特徴とする請求項８に記載の電動過給機の制御方法。
  10. 　前記コントロールユニットが、前記電動過給機を作動させた場合、前記アクセル開度が前記エンジンの回転速度に応じた作動タイミングを規定する第１の所定値を越えた後、前記アクセル開度が前記エンジンの回転速度に応じた停止タイミングを規定する第２の所定値未満になると、前記電動過給機を停止させる、
    　ことを特徴とする請求項７～請求項９のいずれか１つに記載の電動過給機の制御方法。
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