WO2012137921A1 - 電動アシスト過給機とその制御方法 - Google Patents

電動アシスト過給機とその制御方法 Download PDF

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turbocharger
electric motor
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雄一郎 水野
和彦 品川
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株式会社Ihi
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Definitions

  • the present invention relates to a supercharger, and more particularly to an electric assist supercharger and a control method thereof.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2011-86204 for which it applied to Japan on April 8, 2011, and uses the content here.
  • the supercharger is a device that increases the intake pressure of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) and increases the charging efficiency. Conventionally, when a torque required for an engine is large, supercharging is performed using a supercharger to increase the generated torque of the engine.
  • Superchargers are broadly classified into “turbo superchargers” driven by engine exhaust gas and “mechanically driven superchargers” driven by engines and electric motors.
  • the electric assist supercharger drives the rotating shaft of the turbocharger with the electric motor in order to supplement (assist) the torque or the rotational speed of the turbocharger.
  • Such electric assist superchargers are disclosed in Patent Documents 1 to 3, for example.
  • the driver's intention to accelerate is detected by the amount of operation of the accelerator pedal, etc., and the target value of the supercharging pressure or turbine rotational speed is calculated On the other hand, the difference between the boost pressure and the actual value of the turbine rotation speed is detected and feedback control is performed.
  • the opening degree of an accelerator pedal is generally used to detect the driver's intention to accelerate.
  • the accelerator pedal opening has a wide range of values depending on the traveling conditions of the vehicle.
  • the accelerator pedal opening varies even when the vehicle is traveling at a constant speed due to the driver's skill or personal habits.
  • it is necessary to provide a dead zone for the accelerator pedal opening. For this reason, when the accelerator pedal opening is small, a large target value cannot be set as the assist amount of the electric motor. For this reason, it takes time until the motor assists, and the “turbo lag” cannot be effectively eliminated.
  • the object of the present invention is to reduce the turbo lag by itself, consume less power even in a region where the engine speed is high, and provide a dead zone for the accelerator pedal opening to prevent malfunction and unnecessary power consumption. Therefore, it is possible to omit a sensor and a high-speed arithmetic device required for feedback control, to simplify a control system, and to provide an electric assist supercharger having a small mounting space and mass and a control method thereof.
  • An electric assist supercharger includes a turbocharger that rotationally drives a turbine with exhaust gas of an engine and a compressor that is driven to rotate by the turbine to compress intake air and supplies the compressed air to the engine, and connects the turbine and the compressor.
  • An electric motor that is connected to a rotating shaft that applies a rotational force to the turbocharger, and the electric motor that is necessary for the assist operation of the turbocharger based on the accelerator opening for the engine and the engine speed.
  • a motor control device that controls the drive current of the motor in an open loop.
  • the present invention is connected to a turbocharger that rotationally drives a turbine with engine exhaust gas and rotationally drives a compressor with the turbine to compress intake air and supplies the compressed air to the engine, and a rotary shaft that connects the turbine and the compressor.
  • a turbocharger that rotationally drives a turbine with engine exhaust gas and rotationally drives a compressor with the turbine to compress intake air and supplies the compressed air to the engine
  • a rotary shaft that connects the turbine and the compressor.
  • the drive current of the electric motor is controlled in an open loop.
  • the electric assist supercharger and its control method of the present invention since the electric motor for adding a rotational force to the turbocharger is provided, by accelerating the rotation speed of the turbocharger with the electric motor, The engine boost pressure can be increased quickly, and the engine torque also increases quickly. Thereby, the response of the engine torque is improved, the turbo lag can be reduced, and the power consumption can be reduced even in the region where the engine speed is high. Therefore, it is possible to advance the shift-up timing during traveling with automatic shifting (so-called down-speeding) and to reduce the engine exhaust amount (so-called down-sizing). As a result, CO 2 emissions during vehicle traveling are reduced. Can be reduced.
  • a motor control device is provided to control the drive current of the electric motor necessary for the assist operation of the turbocharger from the rate of change of the accelerator opening for the engine, so a dead zone is provided for the accelerator pedal opening. While preventing malfunction and unnecessary power consumption, the turbo lag can be reduced at the same time.
  • the drive current of the electric motor is controlled in an open loop, the sensor and the high-speed arithmetic device necessary for feedback control can be omitted, the control system can be simplified, and the above-described effects can be exhibited at a light weight and low cost.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an engine provided with an electric assist supercharger according to the present invention.
  • the electric assist supercharger 10 of the present invention includes a turbocharger 12, an electric motor 14, and a motor control device 20.
  • 40 is an engine (internal combustion engine), and 42 is an accelerator for the engine.
  • the engine 40 is controlled by an engine control device (not shown) and outputs an engine rotation speed signal 2 to the motor control device 20.
  • the accelerator 42 is operated by an operator (for example, a vehicle driver) and outputs an accelerator opening signal 1 for the engine to the motor control device 20 and an engine control device (not shown).
  • the turbocharger 12 includes a turbine 12a, a compressor 12b, and a rotating shaft 12c.
  • the turbine 12a is rotationally driven by the exhaust gas 7 of the engine 40
  • the compressor 12b is rotationally driven by the turbine 12a to intake air (air 5).
  • the compressed air 6 is supplied to the engine 40.
  • Reference numeral 8 denotes exhaust gas exhausted outside the vehicle.
  • the rotary shaft 12c directly connects the turbine 12a and the compressor 12b, but may be indirectly connected via a gear or the like.
  • the electric motor 14 is connected to a rotating shaft 12c that connects the turbine 12a and the compressor 12b, applies a rotational force to the turbocharger 12, and assists the turbocharger 12.
  • the “assist operation” refers to acceleration of the turbocharger 12 by applying a rotational force to the turbocharger 12 by the electric motor 14 with respect to the normal operation of the turbocharger 12 by the exhaust gas 7. That means. Therefore, when the electric motor 14 does not perform the assist operation, that is, when the drive current I of the electric motor 14 is 0, the drive torque of the electric motor 14 is 0, and the turbocharger 12 independently operates independently.
  • a rotational speed sensor 16 for the turbocharger 12 outputs a rotational speed signal 3 of the turbocharger 12 to the motor control device 20.
  • the rotational speed sensor 16 detects the rotational speed of the electric motor 14 in this figure, but may detect the rotational speed of the rotary shaft 12c. Further, when the turbine 12a and the compressor 12b are indirectly connected via a gear or the like, the rotational speed sensor 16 may detect the rotational speed of either the turbine 12a or the compressor 12b.
  • the motor control device 20 receives the accelerator opening signal 1, the engine rotation speed signal 2, and the turbocharger rotation speed signal 3, outputs a drive signal 4 to the electric motor 14, and drives the electric current I of the electric motor 14. Is controlled in an open loop.
  • the drive current I of the electric motor 14 is a current necessary for the assist operation of the turbocharger 12.
  • the accelerator opening is A
  • the engine rotational speed is NE
  • the rotational speed of the turbocharger hereinafter referred to as “turbo rotational speed”
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a first embodiment of the motor control device
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a second embodiment. 2 and 3
  • the motor control device 20 of the present embodiment includes a steady command value calculator 22, an acceleration command value calculator 24, and a drive current calculator 26.
  • the steady command value calculator 22 calculates a steady command value X0 necessary for steady operation of the turbocharger 12 at the accelerator opening A from the accelerator opening A for the engine.
  • the steady command value X0 is a torque command value or a speed command value for the electric motor 14.
  • a steady command value X0 is a torque command value of the electric motor 14, and a steady command value calculator 22 is a steady command value that is a torque command value of the electric motor 14 from the accelerator opening A and the engine speed NE. Output X0.
  • the steady command value X0 is a rotation speed command value of the electric motor 14, and the steady command value calculator 22 calculates the rotation speed of the electric motor 14 from the accelerator opening A, the engine rotation speed NE, and the turbo rotation speed NT.
  • a steady command value X0 which is a command value, is output.
  • the acceleration command value calculator 24 calculates the acceleration command value X2 required for the acceleration operation of the turbocharger 12 from the rate of change dA / dt of the accelerator opening A for the engine (hereinafter referred to as “accelerator opening rate of change”). Is calculated.
  • the acceleration command value X2 is a torque command value or a speed command value for the electric motor 14.
  • the acceleration command value X2 is a torque command value of the electric motor 14, and the acceleration command value calculator 24 is a steady command value that is a torque command value of the electric motor 14 from the accelerator opening A and the engine speed NE. X2 is output.
  • the acceleration command value X2 is a rotation speed command value of the electric motor 14, and the acceleration command value calculator 24 calculates the rotation speed of the electric motor 14 from the accelerator opening A, the engine rotation speed NE, and the turbo rotation speed NT.
  • a steady command value X2 that is a command value is output.
  • the acceleration command value calculator 24 includes an accelerator opening change rate calculator 25a, an acceleration command value calculator 25b, and a filter 25c.
  • the accelerator opening change rate calculator 25a calculates the change rate dA / dt of the accelerator opening A (accelerator opening change rate dA / dt).
  • the acceleration command value calculator 25b calculates the torque command value or speed command value of the electric motor 14 necessary for the acceleration operation of the turbocharger 12 as the acceleration command value X1 based on the accelerator opening change rate dA / dt.
  • the acceleration command value X1 is preferably set to a value sufficiently larger than the above-described steady command value X0, for example, an upper limit value by the limiter 27b.
  • the filter 25c filters the acceleration command value X1 and outputs it as an acceleration command value X2.
  • the filter 25c has a characteristic having a time delay when the acceleration command value X1 decreases.
  • the filter 25c is, for example, a first-order lag filter or a moving average filter. This time delay is set so as to maintain the acceleration command value X1 calculated from the accelerator opening change rate dA / dt.
  • the drive current calculator 26 calculates and outputs the drive current I of the electric motor 14 from the steady command value X0 and the acceleration command value X2.
  • the drive current calculator 26 includes an adder 27a, a limiter 27b, and a motor driver 27c.
  • the adder 27a calculates a total command value X3 obtained by adding the steady command value X0 and the acceleration command value X2.
  • the limiter 27b limits the sum command value X3 to an upper limit value or less to obtain an output command value X. This upper limit value is set according to the characteristics of the electric motor 14.
  • the motor driver 27c calculates and outputs the drive current I of the electric motor 14 based on the output command value X.
  • the output command value X is a torque command value
  • the drive current I of the electric motor 14 is calculated from the torque command value and the turbo rotation speed NT.
  • the output command value X is a speed command value
  • the drive current I of the electric motor 14 is calculated from the difference between the speed command value and the turbo rotation speed NT.
  • an acceleration command value X1, an acceleration command value X2, a sum command value X3, and an output command value X are torque command values for the electric motor 14, and the motor driver 27c calculates the output command value X and the turbo rotational speed NT.
  • the drive current I of the electric motor 14 is calculated and output.
  • an acceleration command value X1, an acceleration command value X2, a sum command value X3, and an output command value X are rotation speed command values of the electric motor 14, and the motor driver 27c
  • the drive current I is calculated and output.
  • the electric power required for the assist operation of the turbocharger 12 is determined from the rate of change dA / dt of the accelerator opening A for the engine.
  • the drive current I of the motor 14 is controlled in an open loop.
  • the above-described steady command value calculator 22 calculates a steady command value X0 necessary for steady operation of the turbocharger 12 at the accelerator opening A from the accelerator opening A for the engine. Further, (B) the acceleration command value calculator 24 described above determines the acceleration command necessary for the acceleration operation of the turbocharger 12 from the change rate dA / dt (accelerator opening change rate) of the accelerator opening A for the engine. The value X2 is calculated. This calculation is performed in parallel with the calculation of (A). Further, the order of the acceleration command value calculation and the filtering process in this calculation may be different from the example described above.
  • the drive current calculator 26 described above calculates and outputs the drive current I of the electric motor 14 from the steady command value X0 and the acceleration command value X2. Note that the order of the limiter processing and the calculation of the drive current I in this calculation may be different from the example described above.
  • 4A to 4C are explanatory diagrams of the operation of the steady command value calculator 22.
  • FIG. 4A is a schematic diagram showing the relationship between the accelerator opening A (horizontal axis) and the steady command value X0 (vertical axis).
  • the steady command value X0 is a torque command value or a speed command value.
  • the steady command value calculator 22 has a dead zone on the fully closed side (near 0) of the accelerator opening A.
  • the range of the dead zone is, for example, 0 to 20%. Accordingly, the steady command value X0 is 0 even if the accelerator opening A changes in the dead zone.
  • the drive current I of the electric motor 14 corresponding to the torque command value 0 is zero.
  • the drive current calculator 26 compares the speed command value with the turbo rotation speed NT. When the speed command value is lower than the turbo rotation speed NT, the drive current calculator 26 The drive current I is set to zero. Therefore, regardless of whether the steady command value X0 is a torque command value or a speed command value, the drive current I is 0 in the dead zone range, and the electric motor 14 rotates freely without resistance. As a result, malfunction of the electric motor 14 and unnecessary power consumption are prevented.
  • the steady command value calculator 22 outputs a steady command value X0 corresponding to the engine speed NE.
  • the steady command value X0 becomes larger as the accelerator opening A is larger.
  • the engine speed NE and the turbo speed NT are not constant and change in real time. Therefore, even if the accelerator opening A is constant, it is necessary for steady operation of the turbocharger 12 at the accelerator opening A.
  • the steady command value X0 also changes in real time.
  • FIG. 4B is a schematic diagram showing the relationship between the engine speed NE (horizontal axis) and the steady command value X0 (vertical axis).
  • the steady command value X0 is particularly high in the region where the engine speed NE is high.
  • the smaller the engine rotation speed NE the smaller the value. Accordingly, as the engine speed NE increases and the steady command value X0 decreases, the drive current I of the electric motor 14 decreases, and unnecessary power consumption is prevented.
  • FIG. 4B is a schematic diagram showing the relationship between the engine speed NE (horizontal axis) and the steady command value X0 (vertical axis).
  • FIG. 4C is a schematic diagram showing the relationship between the accelerator opening A (horizontal axis) and the engine speed NE (vertical axis).
  • the steady command value X0 becomes maximum when the accelerator opening A is relatively large and the engine speed NE is small.
  • the steady command value X0 becomes maximum within a range of 50% or less of the maximum value of the effective engine speed.
  • the calculation of the steady command value X0 by the steady command value calculator 22 may be based on a map as schematically shown in FIG. 4C or a preset calculation formula.
  • FIG. 5A to 5C are operation explanatory diagrams of the acceleration command value calculator 24.
  • FIG. 5A to 5C are operation explanatory diagrams of the acceleration command value calculator 24.
  • FIG. 5A is a schematic diagram showing the relationship between the accelerator opening change rate dA / dt (horizontal axis) and the acceleration command value X1 (vertical axis).
  • the acceleration command value X1 is a torque command value or a speed command value.
  • the acceleration command value calculator 24 has no dead zone for the accelerator opening change rate dA / dt, and the accelerator opening change rate dA / dt even when the accelerator opening A is fully closed (near 0).
  • the acceleration command value X1 corresponding to is output. That is, in this example, the acceleration command value X1 increases as the accelerator opening change rate dA / dt increases. Therefore, when the generated power of the turbine 12a is small, the acceleration time of the turbocharger 12 can be remarkably shortened by effectively adding power from the electric motor 14 (electrical assist), effectively eliminating the “turbo lag”. be able to.
  • the acceleration command value calculator 24 outputs an acceleration command value X1 corresponding to the engine speed NE.
  • the engine speed NE and the turbo speed NT are not constant but change in real time. Therefore, even if the accelerator opening change rate dA / dt is constant, the turbocharging at the accelerator opening change rate dA / dt is constant.
  • the acceleration command value X1 required for the acceleration operation of the machine 12 also changes in real time.
  • FIG. 5B is a schematic diagram showing the relationship between the engine rotation speed NE (horizontal axis) and the acceleration command value X1 (vertical axis).
  • the acceleration command value X1 becomes smaller as the engine rotational speed NE is higher. . Accordingly, the acceleration command value X1 decreases as the engine speed NE increases. As a result, the drive current I of the electric motor 14 is reduced, and unnecessary power consumption is prevented.
  • FIG. 5C is a schematic diagram showing the relationship between the accelerator opening change rate dA / dt (horizontal axis) and the engine rotational speed NE (vertical axis). As shown in this figure, the acceleration command value X1 becomes maximum when the accelerator opening change rate dA / dt is large and the engine rotational speed NE is small.
  • the calculation of the acceleration command value X1 by the acceleration command value calculator 24 may be performed using a map as schematically shown in FIG. 5C or may be performed using a preset calculation formula.
  • FIG. 6A to 6H are operation explanatory diagrams of the electric assist supercharger.
  • FIG. 6A is a schematic view showing the relationship between acceleration time t (horizontal axis) and accelerator opening A (vertical axis), which is the same as that of the conventional example and the present invention.
  • FIG. 6B is a schematic diagram showing an accelerator opening change rate dA / dt corresponding to FIG. 6A. This calculation process is performed only in the present invention.
  • FIG. 6C is a schematic diagram showing the relationship between time t (horizontal axis) and output command value X (vertical axis) in the conventional example.
  • the broken line is the set value of the limiter 27b.
  • the output command value X is less than the set value of the limiter 27b.
  • there is a time lag of ⁇ t from the acceleration start time (t 0) until the output command value X (solid line) starts increasing.
  • the time lag ⁇ t is, for example, 1 to 2 seconds.
  • FIG. 6D is a schematic diagram showing the relationship between time t (horizontal axis) and output command value X (vertical axis) in the present invention.
  • the acceleration command value X2 based on the accelerator opening change rate dA / dt of FIG. 6B is added to the characteristics of FIG. 6C, and the combined command value X3 is subjected to limiter processing by the limiter 27b. Since the sum command value X3 before the limiter process exceeds the upper limit value by the limiter 27b, it is limited to the upper limit value by the limiter 27b. Further, since the filter 25c has a characteristic having a time delay when the acceleration command value X1 decreases, the output command value X is a gentle downward line.
  • the characteristic shown in FIG. 6D is a characteristic obtained by adding the hatched portion to the characteristic shown in FIG. 6C. Accordingly, in this figure, the time lag ⁇ t in FIG. 6C is eliminated due to the existence of the hatched portion.
  • FIG. 6E is a schematic diagram showing the relationship between time t (horizontal axis) and turbo rotation speed NT (vertical axis) in the conventional example.
  • the broken line is the maximum speed corresponding to the set value of the limiter 27b
  • the solid line is the speed corresponding to the characteristic (solid line) in FIG. 6C.
  • the time lag ⁇ t in FIG. 6C is the time lag ⁇ t of the turbo rotational speed NT as it is.
  • FIG. 6F is a schematic diagram showing the relationship between time t (horizontal axis) and turbo rotation speed NT (vertical axis) in the present invention.
  • the characteristic shown in FIG. 6F is obtained by adding the hatched portion to the characteristic shown in FIG. 6E. Accordingly, in this figure, the time lag ⁇ t in FIG. 6E is eliminated due to the existence of the hatched portion.
  • FIG. 6G is a schematic diagram showing the relationship between time t (horizontal axis) and power consumption W (vertical axis) of the electric motor 14 in the conventional example.
  • the broken line is the power consumption corresponding to the set value of the limiter 27b
  • the solid line is the power consumption corresponding to the characteristic (solid line) in FIG. 6C.
  • the time lag ⁇ t in FIG. 6C is the time lag ⁇ t of the turbo rotational speed NT as it is. Therefore, it can be seen that even if the power consumption W is increased as shown by the broken line, the time lag cannot be eliminated.
  • FIG. 6H is a schematic diagram showing the relationship between time (horizontal axis) and power consumption W (vertical axis) of the electric motor 14 in the present invention.
  • the broken line is the power consumption corresponding to the set value of the limiter 27b
  • the solid line is the characteristic obtained by adding the hatched portion to the characteristic (solid line) in FIG. 6G.
  • the time lag ⁇ of the turbo rotational speed NT can be eliminated only by adding the power consumption corresponding to the shaded portion to the characteristics of FIG. 6G.
  • a voltage transformation unit may be provided between the power source and the motor control device 20 according to the voltage supplied from the vehicle on which the engine is mounted.
  • the electric motor 14 for adding the rotational force of the rotary shaft 12c of the turbocharger 12 (turbocharger) is attached, and when the generated power of the turbine 12a is small, the electric motor 14 Since power is added (electrically assisted), the acceleration time of the turbocharger 12 can be significantly shortened.
  • the torque command value or speed command value of the electric motor 14 is controlled in an open loop, and the feedback control is not performed, thereby simplifying the control system.
  • the electric assist supercharger can be operated independently only by receiving several control signals (engine rotational speed, turbocharger rotational speed, accelerator opening) from the vehicle.
  • the turbo lag can be reduced by itself, the power consumption is small even in the region where the engine speed is high, the malfunction and the unnecessary power consumption can be prevented, the control system can be simplified, and the mounting space An electric assist supercharger having a small mass and a control method thereof can be provided.

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Abstract

　この電動アシスト過給機（１０）は、エンジン（４０）の排気ガス（７）でタービン（１２ａ）を回転駆動しタービンでコンプレッサ（１２ｂ）を回転駆動して吸気（５）を圧縮しエンジンに供給するターボ過給機（１２）と、タービンとコンプレッサを連結する回転軸（１２ｃ）に連結されターボ過給機に回転力を付加する電動モータ（１４）と、エンジン用のアクセル開度（Ａ）とエンジンの回転数（ＮＥ）に基づき、ターボ過給機のアシスト運転に必要な電動モータの駆動電流（Ｉ）をオープンループで制御するモータ制御装置（２０）とを備える。この電動アシスト過給機は、単独でターボラグを小さくすることができ、エンジン回転速度が高い領域でも消費動力が小さく、誤動作や必要以上の電力消費を防ぐことができ、制御システムを簡略化でき、搭載スペースや質量が小さい。

Description

電動アシスト過給機とその制御方法
　本発明は過給機に係り、さらに詳しくは、電動アシスト過給機とその制御方法に関する。
　本願は、２０１１年４月８日に日本に出願された特願２０１１－８６２０４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
過給機は、内燃機関（以下「エンジン」という）の吸気圧力を上げ、充てん効率を増大させる装置である。従来、エンジンに要求されるトルクが大きい場合に、過給機を利用して過給を行いエンジンの発生トルクを増加させている。
過給機は、エンジンの排気ガスで駆動する「ターボ過給機」と、エンジンや電動機で駆動する「機械駆動式過給機」に大別される。
また、電動アシスト過給機は、ターボ過給機のトルク又は回転速度を補う（アシストする）ために、ターボ過給機の回転軸を電動機で駆動する。かかる電動アシスト過給機は、例えば特許文献１～３に開示されている。
従来、電動アシスト過給機の電動機（モータ）の駆動要求を決定する手段として、運転者の加速意図をアクセルペダルの操作量などで検知して、過給圧やタービン回転速度の目標値を算出し、これに対して、過給圧やタービン回転速度の実績値との差分を検出し、フィードバック制御を行っている。
日本国特開２００７－１３２２８８号 日本国特開２００８－１９６３２３号 日本国特開２０１０－１９０１４３号
ターボ過給機を使用して過給を行う際、（１）過給開始時のエンジン出力が小さい場合、（２）過給開始時にタービン軸が停止している場合、或いは（３）タービン回転速度が小さい場合に、タービンが発生できる出力が小さい。そのため、タービン回転速度が過給を行うのに十分な回転数に達するまでに数秒かかり、この間は過給機が十分な過給を行えない（この過給遅れを一般に「ターボラグ」という）。
機械駆動式過給機を使用した場合には、エンジン回転速度に比例した空気量を過給することができ、「ターボラグ」が発生しない。しかし、エンジン回転速度が高い領域では機械式過給機の駆動動力が大きく、エンジンのクランク軸動力を消費してしまうため、車軸出力が低くなり燃費が悪化する。
また、クラッチやバイパス通路を用いてターボ過給機と機械駆動式過給機を組み合わせた過給システムも存在する。この過給システムは、それぞれの過給機の短所を互いに補完しあうが、二つの作動原理の異なる過給機を備えるため、システムが複雑になり、過給機の搭載スペースや質量が増加する。そのため、小さく軽いエンジンで大きなトルクを得るという目的に反してしまう。
一方、電動アシスト過給機では、一般的に運転者の加速意図を検知するために、アクセルペダルの開度が用いられる。しかし、車両の走行条件により、加速せずに一定速度で走行している場合でも、アクセルペダル開度は広い範囲の値をとる。また、運転者の習熟や個人の癖などにより、一定速度で走行していても、アクセルペダル開度は変動する。
その結果、誤動作や必要以上の電力消費を防ぐために、アクセルペダル開度に対して、不感帯を設ける必要がある。そのため、アクセルペダル開度が小さい場合には電動機のアシスト量として大きな目標値を設定することはできない。このため、電動機でアシストを行うまでの時間がかかり、効果的に「ターボラグ」を解消することができない。
また、フィードバック制御を使用して制御をおこなう場合、目標値との差分を検出するためのセンサが必要であり、その差分を高速で演算するため高速な演算装置が必要となり、複雑な制御システムとなってしまう。
また、フィードバックループの動作に問題がなくても、過給圧やタービン回転速度の目標値の設定や算出が不完全であった場合には、「ターボラグ」の解消が不十分となり、長時間大きな電力を印加し続けて電力を浪費し、結果的に車両の燃費を低下させてしまう可能性がある。
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、単独でターボラグを小さくすることができ、エンジン回転速度が高い領域でも消費動力が小さく、アクセルペダル開度に対して不感帯を設けて誤動作や必要以上の電力消費を防ぐことができ、フィードバック制御に必要なセンサと高速演算装置を省略することができ、制御システムを簡略化でき、搭載スペースや質量が小さい電動アシスト過給機とその制御方法を提供することにある。
本発明に係る電動アシスト過給機は、エンジンの排気ガスでタービンを回転駆動しタービンでコンプレッサを回転駆動して吸気を圧縮し前記エンジンに供給するターボ過給機と、前記タービンとコンプレッサを連結する回転軸に連結され前記ターボ過給機に回転力を付加する電動モータと、前記エンジン用のアクセル開度と前記エンジンの回転数に基づき、前記ターボ過給機のアシスト運転に必要な前記電動モータの駆動電流をオープンループで制御するモータ制御装置とを備える。
また本発明は、エンジンの排気ガスでタービンを回転駆動しタービンでコンプレッサを回転駆動して吸気を圧縮し前記エンジンに供給するターボ過給機と、前記タービンとコンプレッサを連結する回転軸に連結され前記ターボ過給機に回転力を付加する電動モータと、を備える電動アシスト過給機の制御方法において、前記エンジン用のアクセル開度の変化率から、前記ターボ過給機のアシスト運転に必要な前記電動モータの駆動電流をオープンループで制御する。
上記した本発明の電動アシスト過給機及びその制御方法によれば、ターボ過給機に回転力を付加する電動モータを備えるので、ターボ過給機の回転速度を電動モータで加速することにより、エンジンの過給圧を早く上昇できるようになり、エンジンのトルクも早く上昇する。
これにより、エンジントルクのレスポンスが向上してターボラグを小さくすることができ、エンジン回転速度が高い領域でも消費動力を小さくできる。そのため、自動変速での走行時におけるシフトアップタイミングを早めることができ（いわゆるダウンスピーディング）、かつエンジンの排気量の低減ができ（いわゆるダウンサイジング）、その結果、車両走行時のＣＯ２排出量の削減が図れる。
また、モータ制御装置を備え、エンジン用のアクセル開度の変化率から、ターボ過給機のアシスト運転に必要な電動モータの駆動電流を制御するので、アクセルペダル開度に対して不感帯を設けて誤動作や必要以上の電力消費を防ぐと共に、同時にターボラグを小さくすることができる。
また、電動モータの駆動電流をオープンループで制御するので、フィードバック制御に必要なセンサと高速演算装置を省略することができ、制御システムが簡略化でき、軽量・安価にて前記効果が発揮できる。
電動アシスト過給機を備えたエンジンの全体構成を示す図である。 モータ制御装置の第１実施形態を示す図である。 モータ制御装置の第２実施形態を示す図である。 定常指令値演算器の作動説明図である。 定常指令値演算器の作動説明図である。 定常指令値演算器の作動説明図である。 加速指令値演算器の作動説明図である。 加速指令値演算器の作動説明図である。 加速指令値演算器の作動説明図である。 電動アシスト過給機の作動説明図である。 電動アシスト過給機の作動説明図である。 電動アシスト過給機の作動説明図である。 電動アシスト過給機の作動説明図である。 電動アシスト過給機の作動説明図である。 電動アシスト過給機の作動説明図である。 電動アシスト過給機の作動説明図である。 電動アシスト過給機の作動説明図である。
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図１は、本発明による電動アシスト過給機を備えたエンジンの全体構成を示す図である。本発明の電動アシスト過給機１０は、ターボ過給機１２、電動モータ１４、及びモータ制御装置２０を備える。
この図において、４０はエンジン（内燃機関）、４２はエンジン用のアクセルである。エンジン４０は、図示しないエンジン制御装置で制御され、エンジンの回転速度信号２をモータ制御装置２０に出力する。アクセル４２は、オペレータ（例えば車両の運転者）により操作され、エンジン用のアクセル開度信号１をモータ制御装置２０及び図示しないエンジン制御装置に出力する。
ターボ過給機１２は、タービン１２ａ、コンプレッサ１２ｂ、及び回転軸１２ｃを有し、エンジン４０の排気ガス７でタービン１２ａを回転駆動し、タービン１２ａでコンプレッサ１２ｂを回転駆動して吸気（空気５）を圧縮し、圧縮された空気６をエンジン４０に供給する。なお、８は車外に排気される排気ガスである。なお、この例で、回転軸１２ｃは、タービン１２ａとコンプレッサ１２ｂを直接連結しているが、歯車等を介して間接的に連結してもよい。
電動モータ１４は、タービン１２ａとコンプレッサ１２ｂを連結する回転軸１２ｃに連結され、ターボ過給機１２に回転力を付加し、ターボ過給機１２をアシスト運転する。
なお、「アシスト運転」とは、排気ガス７によるターボ過給機１２の通常の運転に対して、電動モータ１４によりターボ過給機１２に回転力を付加し、ターボ過給機１２を加速することをいう。従って、電動モータ１４がアシスト運転しない場合、すなわち電動モータ１４の駆動電流Ｉが０の場合には、電動モータ１４の駆動トルクは０であり、ターボ過給機１２は単独で自律運転する。
図１において１６は、ターボ過給機１２用の回転速度センサであり、ターボ過給機１２の回転速度信号３をモータ制御装置２０に出力する。回転速度センサ１６は、この図では電動モータ１４の回転速度を検出しているが、回転軸１２ｃの回転速度を検出してもよい。また、タービン１２ａとコンプレッサ１２ｂが歯車等を介して間接的に連結する場合、回転速度センサ１６は、タービン１２ａ又はコンプレッサ１２ｂのいずれかの回転速度を検出してもよい。
モータ制御装置２０は、アクセル開度信号１、エンジン回転速度信号２、ターボ過給機の回転速度信号３を受信し、電動モータ１４に駆動信号４を出力して、電動モータ１４の駆動電流Ｉをオープンループで制御する。電動モータ１４の駆動電流Ｉは、ターボ過給機１２のアシスト運転に必要な電流である。
以下、アクセル開度をＡ、エンジン回転速度をＮＥ、ターボ過給機の回転速度（以下、「ターボ回転速度」という）をＮＴとする。
図２は、モータ制御装置の第１実施形態を示す図であり、図３は、第２実施形態を示す図である。図２、図３において、本実施形態のモータ制御装置２０は、定常指令値演算器２２、加速指令値演算器２４、及び駆動電流演算器２６を有する。
定常指令値演算器２２は、エンジン用のアクセル開度Ａから、アクセル開度Ａにおけるターボ過給機１２の定常運転に必要な定常指令値Ｘ０を演算する。定常指令値Ｘ０は、電動モータ１４のトルク指令値又は速度指令値である。
図２において、定常指令値Ｘ０は、電動モータ１４のトルク指令値であり、定常指令値演算器２２は、アクセル開度Ａとエンジン回転速度ＮＥから電動モータ１４のトルク指令値である定常指令値Ｘ０を出力する。
図３において、定常指令値Ｘ０は、電動モータ１４の回転速度指令値であり、定常指令値演算器２２は、アクセル開度Ａ、エンジン回転速度ＮＥ及びターボ回転速度ＮＴから電動モータ１４の回転速度指令値である定常指令値Ｘ０を出力する。
加速指令値演算器２４は、エンジン用のアクセル開度Ａの変化率ｄＡ／ｄｔ（以下、「アクセル開度変化率」という）から、ターボ過給機１２の加速運転に必要な加速指令値Ｘ２を演算する。加速指令値Ｘ２は、電動モータ１４のトルク指令値又は速度指令値である。
図２において、加速指令値Ｘ２は、電動モータ１４のトルク指令値であり、加速指令値演算器２４は、アクセル開度Ａとエンジン回転速度ＮＥから電動モータ１４のトルク指令値である定常指令値Ｘ２を出力する。
図３において、加速指令値Ｘ２は、電動モータ１４の回転速度指令値であり、加速指令値演算器２４は、アクセル開度Ａ、エンジン回転速度ＮＥ及びターボ回転速度ＮＴから電動モータ１４の回転速度指令値である定常指令値Ｘ２を出力する。
図２、図３において、加速指令値演算器２４は、アクセル開度変化率演算器２５ａ、加速指令値演算器２５ｂ、及びフィルタ２５ｃを有する。
アクセル開度変化率演算器２５ａは、アクセル開度Ａの変化率ｄＡ／ｄｔ（アクセル開度変化率ｄＡ／ｄｔ）を演算する。
加速指令値演算器２５ｂは、アクセル開度変化率ｄＡ／ｄｔに基づき、ターボ過給機１２の加速運転に必要な電動モータ１４のトルク指令値又は速度指令値を加速指令値Ｘ１として演算する。
加速指令値Ｘ１は、上述した定常指令値Ｘ０よりも十分大きい値、例えばリミッタ２７ｂによる上限値より大きく設定するのがよい。
フィルタ２５ｃは、加速指令値Ｘ１をフィルタ処理し、加速指令値Ｘ２として出力する。このフィルタ２５ｃは、加速指令値Ｘ１が減少するときに時間遅れをもつ特性を有する。フィルタ２５ｃは、例えば、一次遅れフィルタや移動平均フィルタである。この時間遅れは、アクセル開度変化率ｄＡ／ｄｔから演算した加速指令値Ｘ１を持続させるように設定されている。
駆動電流演算器２６は、定常指令値Ｘ０と加速指令値Ｘ２から、電動モータ１４の駆動電流Ｉを演算し出力する。
図２、図３において、駆動電流演算器２６は、加算器２７ａ、リミッタ２７ｂ、及びモータドライバ２７ｃを有する。
加算器２７ａは、定常的指令値Ｘ０と加速指令値Ｘ２を加算した合算指令値Ｘ３を演算する。
リミッタ２７ｂは、合算指令値Ｘ３を上限値以下に制限して出力指令値Ｘとする。この上限値は、電動モータ１４の特性に応じて設定する。
モータドライバ２７ｃは、出力指令値Ｘに基づき電動モータ１４の駆動電流Ｉを演算し出力する。
出力指令値Ｘがトルク指令値である場合、電動モータ１４の駆動電流Ｉはトルク指令値とターボ回転速度ＮＴから演算される。また出力指令値Ｘが速度指令値である場合、電動モータ１４の駆動電流Ｉは速度指令値とターボ回転速度ＮＴの差から演算される。
図２において、加速指令値Ｘ１、加速指令値Ｘ２、合算指令値Ｘ３及び出力指令値Ｘは、電動モータ１４のトルク指令値であり、モータドライバ２７ｃは、出力指令値Ｘとターボ回転速度ＮＴから電動モータ１４の駆動電流Ｉを演算し出力する。
図３において、加速指令値Ｘ１、加速指令値Ｘ２、合算指令値Ｘ３及び出力指令値Ｘは、電動モータ１４の回転速度指令値であり、モータドライバ２７ｃは、出力指令値Ｘから電動モータ１４の駆動電流Ｉを演算し出力する。
図１～図３に示した電動アシスト過給機１０を用い、本発明の方法では、エンジン用のアクセル開度Ａの変化率ｄＡ／ｄｔから、ターボ過給機１２のアシスト運転に必要な電動モータ１４の駆動電流Ｉをオープンループで制御する。
すなわち、（Ａ）上述した定常指令値演算器２２により、エンジン用のアクセル開度Ａから、アクセル開度Ａにおけるターボ過給機１２の定常運転に必要な定常指令値Ｘ０を演算する。
また、（Ｂ）上述した加速指令値演算器２４により、エンジン用のアクセル開度Ａの変化率ｄＡ／ｄｔ（アクセル開度変化率）から、ターボ過給機１２の加速運転に必要な加速指令値Ｘ２を演算する。この演算は、（Ａ）の演算と並行して実施する。また、この演算における加速指令値演算とフィルタ処理の順序は、上述した例と異なってもよい。
次いで、（Ｃ）上述した駆動電流演算器２６により、定常指令値Ｘ０と加速指令値Ｘ２から、電動モータ１４の駆動電流Ｉを演算し出力する。なおこの演算におけるリミッタ処理と駆動電流Ｉの演算の順序は、上述した例と異なってもよい。
図４Ａ～図４Ｃは、定常指令値演算器２２の作動説明図である。
図４Ａは、アクセル開度Ａ（横軸）と定常指令値Ｘ０（縦軸）の関係を示す模式図である。定常指令値Ｘ０は、トルク指令値又は速度指令値である。
この図に示すように、定常指令値演算器２２は、アクセル開度Ａの全閉側（０付近）に不感帯を有する。不感帯の範囲は、例えば０～２０％である。従って、不感帯の範囲ではアクセル開度Ａが変化しても、定常指令値Ｘ０は０である。
定常指令値Ｘ０がトルク指令値である場合、トルク指令値０に対応する電動モータ１４の駆動電流Ｉは０となる。
また、定常指令値Ｘ０が速度指令値である場合、駆動電流演算器２６は速度指令値とターボ回転速度ＮＴを比較し、速度指令値がターボ回転速度ＮＴより低い場合には、電動モータ１４の駆動電流Ｉを０とする。
従って、定常指令値Ｘ０がトルク指令値又は速度指令値のいずれの場合でも、不感帯の範囲では駆動電流Ｉは０であり、電動モータ１４が抵抗なく自由回転する。その結果、電動モータ１４の誤動作や不要な電力消費が防止される。
また、定常指令値演算器２２は、アクセル開度Ａが不感帯を超えると、エンジン回転速度ＮＥに対応する定常指令値Ｘ０を出力する。この場合、図４Ａに例示するように、定常指令値Ｘ０はアクセル開度Ａが大きいほど大きい値となる。
なお、エンジン回転速度ＮＥ及びターボ回転速度ＮＴは一定ではなく、リアルタイムで変化するので、アクセル開度Ａが一定であっても、そのアクセル開度Ａにおけるターボ過給機１２の定常運転に必要な定常指令値Ｘ０もリアルタイムで変化する。
図４Ｂは、エンジン回転速度ＮＥ（横軸）と定常指令値Ｘ０（縦軸）の関係を示す模式図である。
この図に示すように、エンジン回転速度ＮＥが高いと排気ガス量が多く、ターボ過給機１２が高速回転しているので、定常指令値Ｘ０は、特に、エンジン回転速度ＮＥが高い領域では、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど小さい値となる。
従って、エンジン回転速度ＮＥが高くなり、定常指令値Ｘ０が小さくなるほど電動モータ１４の駆動電流Ｉが少なくなり、不要な電力消費が防止される。
但し、図４Ｂに示すように、車両の運用上、エンジン回転速度ＮＥが低い領域では、エンジン回転速度ＮＥが０の時にエンジン回転速度ＮＥを最高とせず、エンジン回転速度ＮＥが０から高くなるに従い定常指令値Ｘ０を増加させている。
図４Ｃは、アクセル開度Ａ（横軸）とエンジン回転速度ＮＥ（縦軸）の関係を示す模式図である。
この図に示すように、定常指令値Ｘ０は、アクセル開度Ａが比較的大きく、エンジン回転速度ＮＥが小さい場合に、最大となる。
例えば、図４Ｃで示す例では、エンジンの有効回転数の最大値の５０％以下の範囲内で、定常指令値Ｘ０が最大となる。
なお、定常指令値演算器２２による定常指令値Ｘ０の演算は、図４Ｃに模式的に示したようなマップによってもよく、あるいは予め設定した演算式によってもよい。
図５Ａ～図５Ｃは、加速指令値演算器２４の作動説明図である。
図５Ａは、アクセル開度変化率ｄＡ／ｄｔ（横軸）と加速指令値Ｘ１（縦軸）の関係を示す模式図である。加速指令値Ｘ１は、トルク指令値又は速度指令値である。
この図に示すように、加速指令値演算器２４は、アクセル開度変化率ｄＡ／ｄｔに対する不感帯がなく、アクセル開度Ａの全閉側（０付近）においてもアクセル開度変化率ｄＡ／ｄｔに対応する加速指令値Ｘ１を出力する。すなわち、この例において、加速指令値Ｘ１はアクセル開度変化率ｄＡ／ｄｔが大きいほど大きい値となる。
従って、タービン１２ａの発生動力の少ないときに、電動モータ１４から動力を付加する（電動アシストする）ことで、ターボ過給機１２の加速時間が著しく短縮でき、効果的に「ターボラグ」を解消することができる。
また、加速指令値演算器２４は、エンジン回転速度ＮＥに対応する加速指令値Ｘ１を出力する。
なお、エンジン回転速度ＮＥ及びターボ回転速度ＮＴは一定ではなく、リアルタイムで変化するので、アクセル開度変化率ｄＡ／ｄｔが一定であっても、そのアクセル開度変化率ｄＡ／ｄｔにおけるターボ過給機１２の加速運転に必要な加速指令値Ｘ１もリアルタイムで変化する。
図５Ｂは、エンジン回転速度ＮＥ（横軸）と加速指令値Ｘ１（縦軸）の関係を示す模式図である。
この図に示すように、エンジン回転速度ＮＥが高いと排気ガス量が多く、ターボ過給機１２が高速回転しているので、加速指令値Ｘ１は、エンジン回転速度ＮＥが高いほど小さい値となる。
従って、エンジン回転速度ＮＥが高いほど加速指令値Ｘ１は小さくなる。その結果、電動モータ１４の駆動電流Ｉが少なくなり、不要な電力消費が防止される。
図５Ｃは、アクセル開度変化率ｄＡ／ｄｔ（横軸）とエンジン回転速度ＮＥ（縦軸）の関係を示す模式図である。
この図に示すように、加速指令値Ｘ１は、アクセル開度変化率ｄＡ／ｄｔが大きく、エンジン回転速度ＮＥが小さい場合に、最大となる。
なお、加速指令値演算器２４による加速指令値Ｘ１の演算は、図５Ｃに模式的に示したようなマップによってもよく、あるいは予め設定した演算式によってもよい。
以下、上述した本実施形態の加速指令値演算器２４がない、従来の電動アシスト過給機を「従来例」と呼ぶ。
図６Ａ～図６Ｈは、電動アシスト過給機の作動説明図である。
図６Ａは、加速時の時間ｔ（横軸）とアクセル開度Ａ（縦軸）の関係を示す模式図であり、従来例と本発明で同一である。
図６Ｂは、図６Ａに対応するアクセル開度変化率ｄＡ／ｄｔを示す模式図である。この演算処理は、本発明でのみ実施している。
図６Ｃは、従来例における時間ｔ（横軸）と出力指令値Ｘ（縦軸）の関係を示す模式図である。この図において、破線はリミッタ２７ｂの設定値であり、この例で、出力指令値Ｘはリミッタ２７ｂの設定値未満になっている。また、従来例では、加速開始時（ｔ＝０）から出力指令値Ｘ（実線）が上昇を開始するまでΔｔのタイムラグがある。タイムラグΔｔは、例えば１～２秒間である。
図６Ｄは、本発明における時間ｔ（横軸）と出力指令値Ｘ（縦軸）の関係を示す模式図である。この図は、図６Ｃの特性に図６Ｂのアクセル開度変化率ｄＡ／ｄｔに基づく加速指令値Ｘ２を加算し、リミッタ２７ｂで合算指令値Ｘ３をリミッタ処理したものである。
リミッタ処理前の合算指令値Ｘ３は、リミッタ２７ｂによる上限値を超えているため、リミッタ２７ｂにより上限値に制限されている。また、フィルタ２５ｃが、加速指令値Ｘ１が減少するときに時間遅れをもつ特性を有することから、出力指令値Ｘはゆるやかな下降線となっている。
図６Ｄの特性は、図６Ｃの特性に斜線部分が加算された特性となる。従って、この図において、図６ＣにおけるタイムラグΔｔは、斜線部分の存在により無くなっている。
図６Ｅは、従来例における時間ｔ（横軸）とターボ回転速度ＮＴ（縦軸）の関係を示す模式図である。この図において、破線はリミッタ２７ｂの設定値に相当する最大速度、実線は図６Ｃの特性（実線）に相当する速度である。また、この図において、図６ＣにおけるタイムラグΔｔがそのままターボ回転速度ＮＴのタイムラグΔｔとなっている。
図６Ｆは、本発明における時間ｔ（横軸）とターボ回転速度ＮＴ（縦軸）の関係を示す模式図である。この図６Ｆの特性は、図６Ｅの特性に斜線部分が加算された特性となる。従って、この図において、図６ＥにおけるタイムラグΔｔは、斜線部分の存在により無くなっている。
図６Ｇは、従来例における時間ｔ（横軸）と電動モータ１４の電力消費量Ｗ（縦軸）の関係を示す模式図である。この図において、破線はリミッタ２７ｂの設定値に相当する電力消費量、実線は図６Ｃの特性（実線）に相当する電力消費量である。
この図において、図６ＣにおけるタイムラグΔｔがそのままターボ回転速度ＮＴのタイムラグΔｔとなっている。そのため、破線で示すように電力消費量Ｗを増やしたとしても、タイムラグが解消できないことがわかる。
図６Ｈは、本発明における時間（横軸）と電動モータ１４の電力消費量Ｗ（縦軸）の関係を示す模式図である。この図において、破線はリミッタ２７ｂの設定値に相当する電力消費量、実線は図６Ｇの特性（実線）に斜線部分が加算された特性である。
この図によれば、図６Ｇの特性に、斜線部分に相当する電力消費量が加算されただけで、ターボ回転速度ＮＴのタイムラグΔを無くすことができる。
なお、上述した本発明の電動アシスト過給機１０において、エンジンを搭載した車両から供給される電圧により、必要に応じて、電源とモータ制御装置２０の間に変圧ユニットを備えてもよい。
上述した本発明の実施形態によれば、ターボ過給機１２（ターボチャージャー）の回転軸１２ｃの回転力を付加する電動モータ１４を取り付け、タービン１２ａの発生動力の少ないときに、電動モータ１４から動力を付加する（電動アシストする）ので、ターボ過給機１２の加速時間を著しく短縮できる。
また、この電動アシストの制御のため、電動モータ１４のトルク指令値又は速度指令値をオープンループで制御し、フィードバック制御を行わないことで、制御システムが簡単になる。その結果、数点の制御信号（エンジン回転速度、ターボチャージャー回転数、アクセル開度）を車両から受け取るだけで、電動アシスト過給機を独立して運転することが可能になる。
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。すなわち、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
　本発明によれば、単独でターボラグを小さくすることができ、エンジン回転速度が高い領域でも消費動力が小さく、誤動作や必要以上の電力消費を防ぐことができ、制御システムを簡略化でき、搭載スペースや質量が小さい電動アシスト過給機とその制御方法を提供することができる。
５ 吸気（空気）、７ 排気ガス、１０ 電動アシスト過給機、１２ ターボ過給機、１２ａ タービン、１２ｂ コンプレッサ、１２ｃ 回転軸、１４ 電動モータ、２０ モータ制御装置、２２ 定常指令値演算器、２４ 加速指令値演算器、２５ａ アクセル開度変化率演算器、２５ｂ 加速指令値演算器、２５ｃ フィルタ、２６ 駆動電流演算器、２７ａ 加算器、２７ｂ リミッタ、２７ｃ モータドライバ、４０ エンジン

Claims (8)

  1. エンジンの排気ガスでタービンを回転駆動しタービンでコンプレッサを回転駆動して吸気を圧縮し前記エンジンに供給するターボ過給機と、
    前記タービンとコンプレッサを連結する回転軸に連結され前記ターボ過給機に回転力を付加する電動モータと、
    前記エンジン用のアクセル開度と前記エンジンの回転数に基づき、前記ターボ過給機のアシスト運転に必要な前記電動モータの駆動電流をオープンループで制御するモータ制御装置とを備える、電動アシスト過給機。
  2. 前記モータ制御装置は、前記エンジン用のアクセル開度から、前記ターボ過給機の定常運転に必要な定常指令値を演算する定常指令値演算器と、
    前記エンジン用のアクセル開度の変化率から、前記ターボ過給機の加速運転に必要な加速指令値を演算する加速指令値演算器と、
    前記定常指令値と加速指令値から、前記電動モータの駆動電流を演算し出力する駆動電流演算器とを有する、請求項１に記載の電動アシスト過給機。
  3. 前記加速指令値演算器は、前記アクセル開度の変化率を演算するアクセル開度変化率演算器と、
    アクセル開度の変化率に基づきターボ過給機の加速運転に必要な電動モータのトルク指令値又は速度指令値を前記加速指令値として演算する加速指令値演算器と、
    加速指令値をフィルタ処理するフィルタとを有する、請求項２に記載の電動アシスト過給機。
  4. 前記フィルタは、加速指令値が減少するときに時間遅れをもつ特性を有する、請求項３に記載の電動アシスト過給機。
  5. 前記駆動電流演算器は、前記定常的指令値と加速指令値を加算した合算指令値を演算する加算器と、
    合算指令値を上限値以下に制限して出力指令値とするリミッタと、
    出力指令値に基づき電動モータの駆動電流を演算し出力するモータドライバとを有する、請求項２に記載の電動アシスト過給機。
  6. 前記定常指令値演算器は、アクセル開度の全閉側に不感帯を有する、請求項２に記載の電動アシスト過給機。
  7. 前記定常指令値及び加速指令値は、エンジン回転速度が高いほど小さい値となる、請求項２に記載の電動アシスト過給機。
  8. エンジンの排気ガスでタービンを回転駆動しタービンでコンプレッサを回転駆動して吸気を圧縮し前記エンジンに供給するターボ過給機と、
    前記タービンとコンプレッサを連結する回転軸に連結され前記ターボ過給機に回転力を付加する電動モータと、を備える電動アシスト過給機の制御方法であって、
    前記エンジン用のアクセル開度と前記エンジンの回転数に基づき、前記ターボ過給機のアシスト運転に必要な前記電動モータの駆動電流をオープンループで制御する、電動アシスト過給機の制御方法。
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