本公開涉及增壓系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)用控制裝置及增壓系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方法。

背景技術(shù)：

已知具備由蓄電池驅(qū)動的電動機(馬達)的增壓器。

例如，專利文獻1中公開有一種渦輪增壓器，其具備由蓄電池驅(qū)動的電動機。在該渦輪增壓器中，為了使排氣渦輪的轉(zhuǎn)速迅速上升，利用電動機輔助排氣渦輪的旋轉(zhuǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：(日本)專利第4433051號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

專利文獻1所記載的渦輪增壓器中，在蓄電池的充電量降低時，禁止電動機對排氣渦輪進行輔助，并且為了調(diào)整增壓壓力而控制可變噴嘴的開度。這樣，在包含一個具備電動機的增壓器的單級增壓系統(tǒng)中，在電動機停止時，可通過朝維持增壓壓力的方向控制可變噴嘴的開度這種較為簡單的控制進行增壓壓力的調(diào)整。

另一方面，在包含多個增壓器的增壓系統(tǒng)中，與上述的單級結(jié)構(gòu)相比，控制對象較多且控制復(fù)雜，如果在蓄電池的充電量降低時不進行恰當(dāng)?shù)目刂?，發(fā)動機輸出及車速就會快速降低，運轉(zhuǎn)性能有可能降低。

鑒于上述情況，本發(fā)明的至少一實施方式的目的在于，提供一種具備多個增壓器的增壓系統(tǒng)，其能夠緩解蓄電池充電量的降低引起的運轉(zhuǎn)性能的惡化。

用于解決課題的方案

(1)本發(fā)明的至少一實施方式提供一種增壓系統(tǒng)，具備：第一增壓器，其具有用于壓縮向發(fā)動機供給的空氣的第一壓縮機；第二增壓器，其具有用于進一步壓縮由所述第一壓縮機壓縮的空氣的第二壓縮機；控制裝置，其用于控制所述第一增壓器及所述第二增壓器，所述增壓系統(tǒng)的特征在于，所述第一增壓器或所述第二增壓器的至少一方還具有電動機，該電動機用于驅(qū)動所述第一壓縮機或所述第二壓縮機，所述第一增壓器或所述第二增壓器的至少一方還具有：渦輪，其構(gòu)成為被來自所述發(fā)動機的排氣旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；噴嘴葉片，其構(gòu)成為調(diào)節(jié)向所述渦輪流入的所述排氣的流路面積，所述控制裝置包含：電動機控制部，其構(gòu)成為，在用于向所述電動機提供電力的蓄電池的充電量低于第一閾值時，將所述電動機的輸出指令值的上限值設(shè)定成比所述蓄電池的充電量為所述第一閾值以上時低，或?qū)⑺鲭妱訖C切換成再生運轉(zhuǎn)；葉片控制部，其在所述蓄電池的充電量低于所述第一閾值時，隨著所述電動機控制部對所述電動機的控制，控制所述噴嘴葉片的開度以使所述流路面積變小。

在由電動機進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的增壓器中，通過降低電動機的輸出來降低增壓壓力。另外，在由電動機進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的增壓器中，將電動機切換成再生運轉(zhuǎn)時，電動機的輔助輸出變成零，因此，增壓壓力降低。另一方面，具備可調(diào)節(jié)向渦輪流入的排氣的流路面積的噴嘴葉片的增壓器中，通過減小噴嘴葉片的開度來減小流路面積，從而增壓壓力上升。

根據(jù)所述(1)的方案，在蓄電池的充電量降低而變得低于第一閾值時，將電動機的輸出指令值的上限值設(shè)定成比該充電量為第一閾值以上時低或?qū)㈦妱訖C切換成再生運轉(zhuǎn)，并且減小噴嘴葉片的開度。即，與電動機的輸出指令值的降低或向再生運轉(zhuǎn)的切換所引起的增壓壓力的降低相應(yīng)地，縮小噴嘴葉片的開度，使增壓壓力上升，因此，能夠在進行電動機控制部的控制的同時，確保增壓系統(tǒng)的增壓壓力。因此，能夠緩解蓄電池充電量的降低引起的運轉(zhuǎn)性能的惡化。

另外，蓄電池的充電量降低時，所設(shè)定的電動機輸出指令值的上限值低，因此，可使蓄電池的耗盡延遲。或者，在蓄電池的充電量降低時將電動機切換成再生運轉(zhuǎn)，因此，可恢復(fù)蓄電池的充電量。

(2)一些實施方式中，基于所述(1)的方案，所述電動機控制部構(gòu)成為，在所述蓄電池的充電量低于所述第一閾值且在比所述第一閾值小的第二閾值以上的情況下，將所述電動機的輸出指令值的所述上限值設(shè)定成比所述蓄電池的充電量為所述第一閾值以上的情況小且比零大的值，在所述蓄電池的充電量低于所述第二閾值的情況下，將所述電動機的輸出指令值的所述上限值設(shè)定成零。

所述(2)的方案中，在蓄電池的充電量降低而變得低于第一閾值時，將電動機的輸出指令值的上限值設(shè)定成比零大的值，在變得低于比第一閾值小的第二閾值時，將電動機的輸出指令值的上限值設(shè)定成零。這樣，隨著蓄電池的充電量的降低，使電動機的輸出指令值的上限值階段性地減小，因此，在蓄電池的充電量變少時，與立即停止電動機的情況相比，緩慢地降低電動機輸出，因此，緩解運轉(zhuǎn)性能的惡化。

(3)一些實施方式中，基于所述(1)或(2)的方案，所述控制裝置還包含閾值確定部，該閾值確定部構(gòu)成為，基于由所述發(fā)動機驅(qū)動并用于生成向所述電動機提供的電力的交流發(fā)電機的負(fù)荷來確定所述第一閾值及所述第二閾值。

根據(jù)所述(3)的方案，根據(jù)交流發(fā)電機的負(fù)荷來確定限制電動機輸出指令值的上限值的蓄電池充電量的閾值，因此，可根據(jù)交流發(fā)電機及蓄電池的電力供給狀況恰當(dāng)?shù)乜刂齐妱訖C輸出。

(4)一些實施方式中，基于所述(3)的方案，所述閾值確定部構(gòu)成為，隨著所述交流發(fā)電機的負(fù)荷的增加，增大所述第一閾值及所述第二閾值。

根據(jù)所述(4)的方案，當(dāng)交流發(fā)電機的負(fù)荷增加而使交流發(fā)電機的輸出余地變小時，增大第一閾值及第二閾值，從而在蓄電池充電量較大時對電動機的輸出進行限制，因此，可恰當(dāng)?shù)鼐S持蓄電池的充電量。

(5)一些實施方式中，基于所述(1)～(4)中任一項方案，所述電動機控制部構(gòu)成為，在所述蓄電池的充電量低于所述第一閾值且所述噴嘴葉片的開度在第三閾值以上時，將所述電動機切換成再生運轉(zhuǎn)。

根據(jù)所述(5)的方案，在噴嘴葉片的開度為規(guī)定的第三閾值以上時，即，在將噴嘴葉片的開度減小成低于第三閾值而具有進一步增大增壓壓力的余地時，將電動機切換成再生運轉(zhuǎn)，因此，可在維持增壓壓力的同時，通過再生運轉(zhuǎn)恢復(fù)蓄電池的充電量。

(6)一些實施方式中，基于所述(1)～(5)中任一項方案，所述電動機控制部構(gòu)成為，基于所述噴嘴葉片的開度確定所述電動機的目標(biāo)再生量，并將所述電動機的再生量控制成所述目標(biāo)再生量。

根據(jù)所述(6)的方案，將電動機的再生量控制成基于噴嘴葉片的開度而確定的目標(biāo)再生量，因此，能夠以與噴嘴葉片的開度相應(yīng)的恰當(dāng)?shù)脑偕窟M行電動機的再生運轉(zhuǎn)。例如，可防止增壓壓力由于過量的再生量下的再生運轉(zhuǎn)而不足的情況。

(7)一些實施方式中，基于所述(6)的方案，所述電動機控制部構(gòu)成為，隨著所述噴嘴葉片的開度的減小，減小所述目標(biāo)再生量。

根據(jù)所述(7)的方案，隨著噴嘴葉片的開度減小而可對增壓壓力的不足進行補充的余地變小，使目標(biāo)再生量減小，因此，可恰當(dāng)?shù)鼐S持增壓系統(tǒng)的增壓壓力。

(8)一些實施方式中，基于所述(1)～(7)中任一項方案，所述電動機控制部構(gòu)成為，基于所述蓄電池的充電量確定所述電動機的目標(biāo)再生量，并將所述電動機的再生量控制成所述目標(biāo)再生量。

根據(jù)所述(8)的方案，將電動機的再生量控制成基于蓄電池的充電量確定的目標(biāo)再生量，因此，能夠以與蓄電池的充電量相應(yīng)的恰當(dāng)?shù)脑偕窟M行電動機的再生運轉(zhuǎn)。

(9)一些實施方式中，基于所述(8)的方案，所述電動機控制部構(gòu)成為，隨著所述蓄電池的最大容量和所述蓄電池的充電量之差變小，使所述目標(biāo)再生量減小。

根據(jù)所述(9)的方案，在蓄電池的充電量充足的情況下，將目標(biāo)再生量設(shè)定得較低，因此，可減小再生量，優(yōu)先確保增壓系統(tǒng)的增壓壓力。

(10)一些實施方式中，基于所述(1)～(9)中任一項方案，所述第一增壓器或所述第二增壓器中的所述一方是具備與所述第一壓縮機或所述第二壓縮機連結(jié)的所述電動機的電動增壓器，所述電動機控制部構(gòu)成為，在所述蓄電池的充電量低于第一閾值時，將所述輸出指令值的所述上限值設(shè)定成零，通過利用進氣的所述第一壓縮機或所述第二壓縮機的旋轉(zhuǎn)，以再生模式驅(qū)動所述電動機。

在電動增壓器的情況下，不存在渦輪，因此，不能通過從發(fā)動機的排氣回收的能量對電動機進行再生運轉(zhuǎn)。

關(guān)于這一點，根據(jù)所述(10)的方案，將電動機的輸出設(shè)定成零，并且通過利用進氣的壓縮機的旋轉(zhuǎn)，以再生模式驅(qū)動電動機，因此，可使電動增壓器的電動機進行再生運轉(zhuǎn)，對蓄電池進行充電。

(11)本發(fā)明的至少一實施方式提供一種增壓系統(tǒng)用控制裝置，用于具有所述(1)～(10)中任一項方案的增壓系統(tǒng)，具備：電動機控制部，其構(gòu)成為，在用于向所述電動機提供電力的蓄電池的充電量低于第一閾值時，將所述電動機的輸出指令值的上限值設(shè)定成比所述蓄電池的充電量在所述第一閾值以上時低，或?qū)⑺鲭妱訖C切換成再生運轉(zhuǎn)；葉片控制部，其在所述蓄電池的充電量低于所述第一閾值時，隨著所述電動機控制部對所述電動機的控制，控制所述噴嘴葉片的開度以使所述流路面積變小。

根據(jù)所述(11)的方案，在蓄電池的充電量降低而變得低于第一閾值時，將電動機的輸出指令值的上限值設(shè)定成比該充電量為第一閾值以上時低或?qū)㈦妱訖C切換成再生運轉(zhuǎn)，并且減小噴嘴葉片的開度。即，與電動機的輸出指令值的降低或向再生運轉(zhuǎn)的切換所引起的增壓壓力的降低相應(yīng)地，縮小噴嘴葉片的開度，使增壓壓力上升，因此，能夠在進行電動機控制部的控制的同時，確保增壓系統(tǒng)的增壓壓力。因此，能夠緩解蓄電池充電量的降低引起的運轉(zhuǎn)性能的惡化。

另外，蓄電池的充電量降低時，所設(shè)定的電動機輸出指令值的上限值低，因此，可使蓄電池的耗盡延遲?；蛘?，在蓄電池的充電量降低時將電動機切換成再生運轉(zhuǎn)，因此，可恢復(fù)蓄電池的充電量。

(12)本發(fā)明的至少一實施方式提供一種增壓系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方法，所述增壓系統(tǒng)具備：第一增壓器，其具有用于壓縮向發(fā)動機供給的空氣的第一壓縮機；第二增壓器，其具有用于進一步壓縮由所述第一壓縮機壓縮的空氣的第二壓縮機，所述增壓系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方法的特征在于，所述第一增壓器或所述第二增壓器的至少一方還具有電動機，該電動機用于驅(qū)動所述第一壓縮機或所述第二壓縮機，所述第一增壓器或所述第二增壓器的至少一方還具有：渦輪，其構(gòu)成為被來自所述發(fā)動機的排氣旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；噴嘴葉片其構(gòu)成為調(diào)節(jié)向所述渦輪流入的所述排氣的流路面積，所述運轉(zhuǎn)方法包括：充電量獲取步驟，獲取用于向所述電動機提供電力的蓄電池的充電量；電動機控制步驟，在所述蓄電池的充電量低于第一閾值時，將所述電動機的輸出指令值的上限值設(shè)定成比所述蓄電池的充電量為所述第一閾值以上時低，或?qū)⑺鲭妱訖C切換成再生運轉(zhuǎn)；葉片開度控制步驟，在所述蓄電池的充電量低于所述第一閾值時，隨著在所述電動機控制步驟中的所述電動機的控制，控制所述噴嘴葉片的開度以使所述流路面積變小。

根據(jù)所述(12)的方法，在蓄電池的充電量降低而變得低于第一閾值時，將電動機的輸出指令值的上限值設(shè)定成比該充電量為第一閾值以上時低或?qū)㈦妱訖C切換成再生運轉(zhuǎn)，并且減小噴嘴葉片的開度。即，與電動機的輸出指令值的降低或向再生運轉(zhuǎn)的切換所引起的增壓壓力的降低相應(yīng)地，縮小噴嘴葉片的開度，使增壓壓力上升，因此，能夠在進行電動機控制部的控制的同時，確保增壓系統(tǒng)的增壓壓力。因此，能夠緩解蓄電池充電量的降低引起的運轉(zhuǎn)性能的惡化。

另外，蓄電池的充電量降低時，所設(shè)定的電動機輸出指令值的上限值低，因此，可使蓄電池的耗盡延遲。或者，在蓄電池的充電量降低時將電動機切換成再生運轉(zhuǎn)，因此，可恢復(fù)蓄電池的充電量。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的至少一實施方式，可提供一種在具備多個增壓器的增壓系統(tǒng)中能夠緩解蓄電池充電量的降低引起的運轉(zhuǎn)性能的惡化的增壓系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是表示一實施方式的增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是表示一實施方式的增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是表示一實施方式的增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是表示一實施方式的增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖5是表示一實施方式的增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖6是一實施方式的增壓器具有的渦輪的概略剖面圖；

圖7是表示一實施方式的增壓系統(tǒng)用控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖8是一實施方式的增壓系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方法的流程圖；

圖9是表示一實施方式的閾值確定部的處理流程圖；

圖10是表示一實施方式的電動機控制部的處理流程圖。

具體實施方式

以下，參照附圖說明本發(fā)明的幾個實施方式。但是，作為實施方式記載的或附圖所示的構(gòu)成零件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對的配置等并不將本發(fā)明的范圍限定于該情況的內(nèi)容，只不過是簡單的說明例。

圖1～圖5分別是表示一實施方式的增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖1～圖5所示，增壓系統(tǒng)1具備：低壓級的第一增壓器2，其具有用于壓縮向發(fā)動機8供給的空氣的第一壓縮機10；高壓級的第二增壓器6，其具有用于進一步壓縮由第一壓縮機10壓縮的空氣的第二壓縮機20；控制裝置100，其用于控制第一增壓器2及第二增壓器6。

增壓系統(tǒng)1中，第一增壓器2或第二增壓器6中的至少一方還具有用于驅(qū)動第一壓縮機10或第二壓縮機20的電動機12。圖1～圖5的各圖所示的實施方式中，在圖1、圖3及圖5所示的增壓系統(tǒng)1中，低壓級的第一增壓器2具有用于驅(qū)動第一壓縮機10的電動機12，在圖2及圖4所示的增壓系統(tǒng)1中，高壓級的第二增壓器6具有用于驅(qū)動第二壓縮機20的電動機12。

圖1及圖2中，具有電動機12的增壓器(第一增壓器2或第二增壓器6)是將第一壓縮機10或第二壓縮機20利用電動機12進行驅(qū)動的電動增壓器。在此，電動機12包含用于將來自蓄電池30的直流電壓轉(zhuǎn)換成三相交流電壓并向電動機繞阻供給的逆變器28，經(jīng)由逆變器28從蓄電池30接收電力供給，生成旋轉(zhuǎn)能量。在該情況下，第一壓縮機10或第二壓縮機20經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸11與電動機12連接，通過由電動機12生成的旋轉(zhuǎn)能量使旋轉(zhuǎn)軸11進行旋轉(zhuǎn)，對第一壓縮機10或第二壓縮機20進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而壓縮流入到第一壓縮機10或第二壓縮機20的進氣。

另一方面，圖3～圖5中，具有電動機12的增壓器(第一增壓器2或第二增壓器6)是電動輔助渦輪增壓器，其還具備渦輪(14或24)，利用來自發(fā)動機8的排氣對渦輪(14或24)進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，并且，利用電動機12輔助排氣對渦輪(14或24)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。即，渦輪(14或24)能夠被來自發(fā)動機8的排氣及電動機12旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。該第一增壓器2或第二增壓器6中，渦輪(14或24)經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸11與第一壓縮機10或第二壓縮機20連接，第一壓縮機10或第二壓縮機20以同軸可旋轉(zhuǎn)地構(gòu)成。第一增壓器2或第二增壓器6中，渦輪(14或24)因來自發(fā)動機8的排氣流入而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，隨之，第一壓縮機10或第二壓縮機20經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸11被同軸驅(qū)動，對流入到第一壓縮機10或第二壓縮機的進氣進行壓縮。

蓄電池30與由發(fā)動機8驅(qū)動并用于生成向電動機12以及其它車載電氣組件提供電力的交流發(fā)電機60連接，并且，能夠儲存由交流發(fā)電機60生成的電力。

圖3～圖5所示的具有電動機12的增壓器(第一增壓器2或第二增壓器6)中，電動機12與圖1等所示的第一增壓器2同樣，包含用于將來自蓄電池30的直流電壓轉(zhuǎn)換成三相交流電壓并向電動機繞阻供給的逆變器28，經(jīng)由逆變器28接收來自蓄電池30電力供給并生成旋轉(zhuǎn)能量。于是，對旋轉(zhuǎn)軸11的旋轉(zhuǎn)進行輔助，或?qū)Φ谝粔嚎s機10或第二壓縮機20的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動進行輔助。

另外，增壓系統(tǒng)1中，第一增壓器2或第二增壓器6中的至少一方還具有被來自發(fā)動機8的排氣旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的渦輪(14或24)和調(diào)節(jié)向渦輪(14或24)流入的排氣的流路面積的噴嘴葉片(16或26)。

在圖1～圖5的各圖所示的實施方式中，在圖1及圖3所示的增壓系統(tǒng)1中，高壓級的第二增壓器6具有調(diào)節(jié)向渦輪24流入的排氣的流路面積的噴嘴葉片26。另外，圖2、圖4及圖5所示的增壓系統(tǒng)1中，低壓級的第一增壓器2具有調(diào)節(jié)向渦輪14流入的排氣的流路面積的噴嘴葉片16。

即，圖1～圖4所示的增壓系統(tǒng)1中，第一增壓器2或第二增壓器6中的任一方具有電動機12，另一方具有噴嘴葉片(16或26)。另外，圖5所示的增壓系統(tǒng)1中，第一增壓器2同時具有電動機12和噴嘴葉片16。

在此，參照圖6說明噴嘴葉片進行的排氣流路面積的調(diào)節(jié)。圖6是一實施方式的增壓器具有的渦輪(渦輪14)的概略剖面圖。在此，說明渦輪14及噴嘴葉片16，但渦輪24及噴嘴葉片26也同樣適用。如圖6所示，渦輪14在渦輪殼體50內(nèi)具備安裝有多個轉(zhuǎn)子葉片56的渦輪轉(zhuǎn)子54。渦輪轉(zhuǎn)子54經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸11與第一壓縮機10連接。當(dāng)來自發(fā)動機8的排氣流入渦輪14時，轉(zhuǎn)子葉片56受到排氣流動，渦輪轉(zhuǎn)子54旋轉(zhuǎn)，由此，第一壓縮機10被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在渦輪轉(zhuǎn)子54的外周側(cè)設(shè)有以支承軸17為轉(zhuǎn)動軸能夠轉(zhuǎn)動自如地構(gòu)成的多個噴嘴葉片16。

通過促動器(未圖示)使多個噴嘴葉片16繞支承軸17旋轉(zhuǎn)，從而能夠改變開度。圖6中，由虛線表示的噴嘴葉片16a為開度比由實線表示的噴嘴葉片16大的狀態(tài)。即，由虛線表示的噴嘴葉片16a彼此之間的距離d2比由實線表示的噴嘴葉片16彼此之間的距離d1大。因此，就排氣的流路面積而言，與開度小時相比，開度大時更大。

通過減小噴嘴葉片16的開度(即，減小排氣的流路面積)，排氣向渦輪14的流入速度上升，因此，能夠使增壓系統(tǒng)1的增壓壓力上升。另外，通過加大噴嘴葉片16的開度(即，增加排氣的流路面積)，排氣向渦輪14的流入速度減小，因此，能夠減小增壓系統(tǒng)1的增壓壓力。這樣，通過調(diào)整噴嘴葉片16的開度，能夠調(diào)節(jié)增壓系統(tǒng)1的增壓壓力。

圖1～圖5所示的增壓系統(tǒng)1中，導(dǎo)入進氣管路32的空氣(進氣)流入第一增壓器2的第一壓縮機10，通過第一壓縮機10的旋轉(zhuǎn)而被壓縮。在第一壓縮機10中被壓縮的進氣流入第二增壓器6的第二壓縮機20，通過第二壓縮機20的旋轉(zhuǎn)被進一步壓縮。在第二壓縮機20中被壓縮的供氣在中間冷卻器34冷卻，利用節(jié)氣門(未圖示)調(diào)整其進氣量，經(jīng)由進氣歧管36向發(fā)動機8的各氣缸供給。發(fā)動機8的各氣缸得到壓縮空氣及燃料的供給，壓縮空氣及燃料燃燒而生成的排氣經(jīng)由排氣歧管38向排氣管路40排出。

此外，在進氣管路32中，也可以在進氣歧管36的上游側(cè)設(shè)有用于測量向發(fā)動機8供給的空氣壓力(增壓壓力)的壓力傳感器5。

圖1～圖5所示的增壓系統(tǒng)1在配置有作為低壓級增壓器的第一增壓器2的第一壓縮機10及作為高壓級增壓器的第二增壓器6的第二壓縮機20的進氣管路32中，包含將第二增壓器6的第二壓縮機20的上游側(cè)和下游側(cè)連接并繞過第二壓縮機20的再循環(huán)通路46、和設(shè)于再循環(huán)通路46的再循環(huán)閥47。為了抑制增壓系統(tǒng)1中的喘振，能夠使導(dǎo)入進氣管路32并由第一增壓器2的第一壓縮機10及作為高壓級增壓器的第二增壓器6的第二壓縮機20壓縮過的空氣的一部分經(jīng)由再循環(huán)閥47通過再循環(huán)通路46返回至第二增壓器6的第二壓縮機20的入口。

圖1及圖2所示的增壓系統(tǒng)1中，來自發(fā)動機8的排氣流入具有噴嘴葉片(16或26)的增壓器(圖1中第二增壓器6，圖2中第一增壓器2)的渦輪(14或24)，在渦輪(14或24)處做功之后的排氣向排氣管路40排出。

可以在排氣管路40上連接繞過渦輪(14或24)的旁通管路42，可以在旁通管路42設(shè)置排氣閘閥43。通過調(diào)節(jié)排氣閘閥43的開度，可調(diào)節(jié)流入渦輪(14或24)的排氣流量及流入旁通管路42的排氣流量，由此，能夠控制渦輪(14或24)及與渦輪同軸驅(qū)動的壓縮機(10或20)的轉(zhuǎn)速。排氣閘閥43的開度可以由控制裝置100控制。

圖3～圖5所示的增壓系統(tǒng)1中，來自發(fā)動機8的排氣依次流入作為高壓級增壓器的第二增壓器6的渦輪24及作為低壓級增壓器的第一增壓器2的渦輪14，在第一增壓器2的渦輪14處做功之后的排氣向排氣管路40排出。

可以在排氣管路40連接繞過第一增壓器2的渦輪14的旁通管路42，可以在旁通管路42設(shè)置排氣閘閥43。通過調(diào)節(jié)排氣閘閥43的開度，可以調(diào)節(jié)流入第一增壓器2的渦輪14的排氣流量及流入旁通管路42的排氣流量，由此，可控制第一增壓器2的渦輪14及與其同軸驅(qū)動的低壓級增壓器90的壓縮機(10或20)的轉(zhuǎn)速。排氣閘閥43的開度可以由控制裝置100控制。

另外，可將排氣管路40與排氣歧管38利用繞過第二增壓器6的渦輪24的第二旁通流路48連接。來自發(fā)動機8的排氣的一部分經(jīng)由設(shè)在第二旁通流路48的旁通閥45，不通過第二增壓器6的渦輪24就能流入第一增壓器2的渦輪14。而且，通過調(diào)節(jié)旁通閥45的開度，可調(diào)節(jié)流入第二增壓器6的渦輪24及第一增壓器2的渦輪14的排氣流量，由此，可控制第二增壓器6的渦輪24及第一增壓器2的渦輪14、與渦輪24和渦輪14同軸驅(qū)動的第二增壓器6的第二壓縮機20及第一增壓器2的第一壓縮機10的轉(zhuǎn)速。旁通閥45的開度可以由控制裝置100控制。

圖7是表示一實施方式的增壓系統(tǒng)用控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖7所示，用于一實施方式的增壓系統(tǒng)1的控制裝置100具備用于控制電動機12的電動機控制部102、用于控制噴嘴葉片(16或26)的葉片控制部104及閾值確定部106。

控制裝置100可以是用于控制增壓系統(tǒng)1的ecu。另外，控制裝置100也可以是與用于控制發(fā)動機8的發(fā)動機ecu獨立設(shè)置的ecu。

控制裝置100可以是包含中央處理單元(cpu)、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)及i/o接口等而構(gòu)成的微型計算機。

按照圖8的流程圖說明使用了一實施方式的控制裝置100的增壓系統(tǒng)1的運轉(zhuǎn)方法。圖8是一實施方式的增壓系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方法的流程圖。

首先，獲取用于向第一增壓器2或第二增壓器6所具有的電動機12提供電力的蓄電池30的充電量(s2)。獲取的充電量作為電信號向控制裝置100發(fā)送。

接著，利用控制裝置100判定s2中的蓄電池30的充電量是否低于預(yù)先設(shè)定的第一閾值(s4)。控制裝置100可以具備存儲部(存儲器)，第一閾值可以預(yù)先存儲于存儲部?？刂蒲b置100可比較存儲于存儲部的第一閾值和蓄電池30的充電量。

s4中，在判定為蓄電池30的充電量為第一閾值以上的情況下(s4的“否”)，不特意進行任何操作，結(jié)束流程?；蛘?，可以再次返回s2執(zhí)行獲取蓄電池30的充電量的步驟。

另一方面，在s4中判定為蓄電池30的充電量低于第一閾值的情況下(s4的“是”)，利用電動機控制部102，將電動機12的輸出指令值的上限值設(shè)定成比蓄電池30的充電量為第一閾值以上時低，在該上限值以下的范圍內(nèi)控制電動機12的輸出(s10或s12)，或者，將電動機12切換成再生運轉(zhuǎn)，對蓄電池30進行充電(s14)。進而，伴隨著電動機控制部102對電動機12進行的上述控制，利用葉片控制部104控制噴嘴葉片(16或26)的開度(s16)，使流入第一增壓器2或第二增壓器6所具有的渦輪(14或24)的來自發(fā)動機8的排氣的流路面積變小。

這樣，在蓄電池30的充電量降低且變得低于第一閾值時，將電動機12的輸出指令值的上限值設(shè)定成比該充電量為第一閾值以上時低或?qū)㈦妱訖C12切換成再生運轉(zhuǎn)，并且減小噴嘴葉片(16或26)的開度。即，與電動機12的輸出指令值的降低或向再生運轉(zhuǎn)的切換所引起的增壓壓力的降低相應(yīng)地，縮小噴嘴葉片(16或26)的開度，使增壓壓力上升，因此，能夠在進行電動機控制部102的控制的同時，確保增壓系統(tǒng)1的增壓壓力。因此，能夠緩解蓄電池30的充電量降低引起的運轉(zhuǎn)性能的惡化。

另外，蓄電池30的充電量降低時，所設(shè)定的電動機12的輸出指令值的上限值低，因此，可使蓄電池30的耗盡延遲?；蛘?，在蓄電池30的充電量降低時將電動機12切換成再生運轉(zhuǎn)，因此，可恢復(fù)蓄電池30的充電量。

此外，電動機控制部102為了控制電動機12的輸出，可以控制逆變器28向電動機12施加的電壓，以使電動機12的輸出成為希望值。

在上述s4中判定為蓄電池30的充電量低于第一閾值的情況下(s4的“是”)，進一步通過控制裝置100判定噴嘴葉片(16或26)的開度是否在第三閾值以上(s6)，在噴嘴葉片(16或26)的開度為第三閾值以上的情況下(s6的“是”)，可以利用電動機控制部102將電動機12切換成再生運轉(zhuǎn)。

噴嘴葉片(16或26)的開度為規(guī)定的第三閾值以上時，即，存在將噴嘴葉片(16或26)的開度減小至低于第三閾值而進一步增大增壓壓力的余地時，將電動機12切換成再生運轉(zhuǎn)，由此，能夠在維持著增壓壓力的同時，通過再生運轉(zhuǎn)恢復(fù)蓄電池30的充電量。

第三閾值也可以預(yù)先存儲于控制裝置100的存儲部。并且，控制裝置100可以比較存儲于存儲部的第三閾值和噴嘴葉片(16或26)的開度。

另外，在上述s4中判定為蓄電池30的充電量低于第一閾值的情況下(s4的“是”)，可以進一步通過控制裝置100判定蓄電池30的充電量是否低于比第一閾值小的第二閾值(s8)。并且，在s8中蓄電池30的充電量為第二閾值以上時(s8的“否”)，通過電動機控制部102，將電動機12的輸出指令值的上限值設(shè)定成比蓄電池30的充電量為第一閾值以上時小且比零大的值(s10)。另一方面，在s8中蓄電池30的充電量低于第二閾值時(s8的“是”)，利用電動機控制部102將電動機12的輸出指令值的上限值設(shè)定成零(s12)。

這樣，隨著蓄電池30的充電量的降低，使電動機12的輸出指令值的上限值階段性地減小，因此，與蓄電池30的充電量變少時立即停止電動機12的情況相比，能夠緩慢地降低電動機12的輸出，因此，緩解運轉(zhuǎn)性能的惡化。

第二閾值可以預(yù)先存儲于控制裝置100的存儲部。并且，控制裝置100可以比較存儲于存儲部的第二閾值和蓄電池30的充電量。

圖9是一實施方式的閾值確定部的處理流程圖。一實施方式中，如圖9所示，上述s4中的第一閾值及s8中的第二閾值基于由發(fā)動機8驅(qū)動且用于生成向電動機12提供的電力的交流發(fā)電機60的負(fù)荷，由閾值確定部106確定。即，根據(jù)交流發(fā)電機60的負(fù)荷，將第一及第二閾值設(shè)為可變。

根據(jù)交流發(fā)電機60的負(fù)荷來確定限制電動機12的輸出指令值的上限值的蓄電池30的充電量閾值(第一閾值及第二閾值)，由此，可根據(jù)交流發(fā)電機60及蓄電池30的電力供給狀況恰當(dāng)?shù)乜刂齐妱訖C12的輸出。

例如，閾值確定部106構(gòu)成為，隨著交流發(fā)電機60的負(fù)荷增加，加大第一閾值及第二閾值。

當(dāng)交流發(fā)電機60的負(fù)荷增加而使交流發(fā)電機60的輸出余地變小時，增大第一閾值及第二閾值，蓄電池30的充電量較大時對電動機12的輸出進行限制，由此，可恰當(dāng)?shù)鼐S持蓄電池30的充電量。

圖10是一實施方式的電動機控制部的處理流程圖。一實施方式中，如圖10所示，上述s14中將電動機12切換成再生運轉(zhuǎn)時的電動機12的目標(biāo)再生量基于噴嘴葉片(16或26)的開度由電動機控制部102確定。另外，通過電動機控制部102，將電動機12的再生量控制成確定的目標(biāo)再生量。

通過將電動機12的再生量控制成基于噴嘴葉片(16或26)的開度確定的目標(biāo)再生量，能夠以與噴嘴葉片(16或26)的開度相應(yīng)的恰當(dāng)?shù)脑偕窟M行電動機12的再生運轉(zhuǎn)。例如，能夠防止以過量的再生量進行再生運轉(zhuǎn)而導(dǎo)致增壓壓力不足的情況。

例如，電動機控制部102構(gòu)成為，隨著噴嘴葉片(16或26)的開度的減小，減小目標(biāo)再生量。

在該情況下，因噴嘴葉片(16或26)的開度減小而使對增壓壓力不足的補充余地變小，隨之，使目標(biāo)再生量減小，因此，可以恰當(dāng)?shù)鼐S持增壓系統(tǒng)1的增壓壓力。

另外，一實施方式中，如圖10所示，上述s14中將電動機12切換成再生運轉(zhuǎn)時的電動機12的目標(biāo)再生量基于蓄電池30的充電量由電動機控制部102確定。另外，通過電動機控制部102，將電動機12的再生量控制成確定的目標(biāo)再生量。

通過將電動機12的再生量控制成基于蓄電池30的充電量確定的目標(biāo)再生量，能夠以與蓄電池30的充電量相應(yīng)的恰當(dāng)?shù)脑偕窟M行電動機12的再生運轉(zhuǎn)。

例如，隨著蓄電池30的最大容量和蓄電池30的充電量之差變小，電動機控制部102使電動機12的目標(biāo)再生量減小。

在該情況下，目標(biāo)再生量在蓄電池30的充電量充分的情況下被設(shè)定得較低，因此，能夠減小再生量，從而優(yōu)先確保增壓系統(tǒng)的增壓。

但是，一實施方式的增壓系統(tǒng)1中，第一增壓器2或第二增壓器6中的一方是具備與第一壓縮機10或第二壓縮機20連結(jié)的電動機12的電動增壓器，電動機控制部102構(gòu)成為，當(dāng)蓄電池30的充電量低于第一閾值時，將電動機12的輸出指令值的上限值設(shè)定成零，通過利用進氣的第一壓縮機10或第二壓縮機20的旋轉(zhuǎn)，以再生模式驅(qū)動電動機12。

電動增壓器中不存在渦輪，因此，不能利用從發(fā)動機8的排氣回收的能量使電動機12進行再生運轉(zhuǎn)。

因此，將電動機12的輸出設(shè)定成零，并且通過利用進氣的壓縮機旋轉(zhuǎn)以再生模式驅(qū)動電動機12，由此，能夠使電動增壓器的電動機12進行再生運轉(zhuǎn)，進行蓄電池30的充電。

例如，圖1所示的增壓系統(tǒng)1中，低壓級的第一增壓器2是具備與第一壓縮機10連結(jié)的電動機12的電動增壓器，高壓級的第二增壓器6是具備渦輪24及噴嘴葉片26的渦輪增壓器。這種增壓系統(tǒng)1中，若將電動機12的輸出指令值的上限設(shè)定成零(即，將電動機12的輸出設(shè)定成零)，通過來自發(fā)動機8的排氣能量驅(qū)動第二增壓器6，則空氣從進氣管路32被吸入，由此，第一增壓器2(電動增壓器)的第一壓縮機10旋轉(zhuǎn)。并且，通過第一壓縮機的旋轉(zhuǎn)，以再生模式(即，作為發(fā)電機)驅(qū)動電動機12。這樣，在蓄電池30的充電量低于第一閾值時，將電動機12的輸出指令值的上限設(shè)定成零且使電動增壓器的電動機12進行再生運轉(zhuǎn)，由此，能夠進行蓄電池30的充電。

另外，此時，也可以通過葉片控制部104控制噴嘴葉片26的開度，使流入渦輪24的來自發(fā)動機8的排氣的流路面積變小，從而維持增壓系統(tǒng)1的增壓壓力。

以上，說明了本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明不限于上述的實施方式，還包含對上述的實施方式實施的變形方式及將這些方式適當(dāng)組合的方式。

本說明書中，“某方向”、“沿著某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同軸”等的表示相對性的或絕對性的配置的表達不僅嚴(yán)格地表示這種配置，而且還表示以公差或能夠獲得相同功能的程度的角度或距離相對位移的狀態(tài)。

另外，本說明書中，表示“同一”、“相等”及“均勻”等事物相等的狀態(tài)表達不僅表示嚴(yán)格相等的狀態(tài)，還表示存在公差或可得到相同功能的程度的差異的狀態(tài)。

另外，本說明書中，“具備”、“包含”或“具有”一的結(jié)構(gòu)要素的表達不是排除其它結(jié)構(gòu)要素的存在的排他性的表達。

符號說明

1增壓系統(tǒng)

2第一增壓器

5壓力傳感器

6第二增壓器

8發(fā)動機

10第一壓縮機

11旋轉(zhuǎn)軸

12電動機

14渦輪

16噴嘴葉片

17支承軸

20第二壓縮機

24渦輪

26噴嘴葉片

28逆變器

30蓄電池

32進氣管路

34中間冷卻器

36進氣歧管

38排氣歧管

40排氣管路

42旁通管路

43排氣閘閥

45旁通閥

46再循環(huán)通路

47再循環(huán)閥

48第二旁通流路

50渦輪殼體

54渦輪轉(zhuǎn)子

56轉(zhuǎn)子葉片

60交流發(fā)電機

90低壓級增壓器

100控制裝置

102電動機控制部

104葉片控制部

106閾值確定部