特許 6434541 過給システム及び過給システム用制御装置並びに過給システムの運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6434541

(24)【登録日】2018年11月16日

(45)【発行日】2018年12月5日

(54)【発明の名称】過給システム及び過給システム用制御装置並びに過給システムの運転方法

(51)【国際特許分類】

   F02B 39/10 20060101AFI20181126BHJP

   F02B 37/04 20060101ALI20181126BHJP

   F02B 37/24 20060101ALI20181126BHJP

   F02B 37/12 20060101ALI20181126BHJP

   F02B 37/00 20060101ALI20181126BHJP

   F02B 37/013 20060101ALI20181126BHJP

【ＦＩ】

   F02B39/10

   F02B37/04 C

   F02B37/24

   F02B37/12 302Z

   F02B37/00 500B

   F02B37/013

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-571633(P2016-571633)

(86)(22)【出願日】2015年1月30日

(86)【国際出願番号】JP2015052659

(87)【国際公開番号】WO2016121094

(87)【国際公開日】20160804

【審査請求日】2017年3月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】誠真ＩＰ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】山下 幸生

(72)【発明者】

【氏名】久保 博義

(72)【発明者】

【氏名】後藤 満文

(72)【発明者】

【氏名】坂本 武蔵

【審査官】 倉橋 紀夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２２０１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１３７１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４２９５７５３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１２−１７３０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０１８４１１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ３３／００ − ４１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンに供給される空気を圧縮するための第１コンプレッサと、前記第１コンプレッサを駆動するための電動機と、を有する第１過給機と、
前記電動機の漏れ電流を計測するための漏れ電流計測部と、
前記第１過給機を制御するための第１制御装置と、を備える過給システムであって、
前記第１制御装置は、前記漏れ電流計測部による計測結果が第１閾値以上のとき、前記計測結果が前記第１閾値未満のときに比べて前記電動機の出力指令値の上限値を低く設定し、該上限値以下の範囲内にて前記電動機の出力を制御するように構成された電動機制御部を含み、
前記第１過給機は、
前記エンジンからの排ガス及び前記電動機により回転駆動可能に構成された第１タービンと、
前記第１タービンに流入する前記排ガスの流路面積を調節するように構成された第１ノズルベーンと、をさらに有し、
前記第１制御装置は、前記漏れ電流計測部の計測結果に基づいて、前記第１ノズルベーンの開度を制御するための第１ベーン制御部をさらに備え、
前記第１ベーン制御部は、前記過給システムによる過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて前記第１ノズルベーンの第１目標開度を決定するとともに、前記上限値による前記電動機の前記出力指令値の低減量に応じて、前記流路面積が小さくなるように、前記第１目標開度を補正して第１補正開度を求め、前記第１ノズルベーンの開度を前記第１補正開度に制御するように構成された
ことを特徴とする過給システム。

【請求項2】

前記電動機制御部は、
前記計測結果が前記第１閾値以上、且つ、前記第１閾値よりも大きい第２閾値未満である場合、前記電動機の出力指令値の前記上限値を前記計測結果が前記第１閾値未満の場合に比べて小さく、且つ、ゼロよりも大きい値に設定し、
前記計測結果が前記第２閾値以上である場合、前記電動機の出力指令値の前記上限値をゼロに設定する
ように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の過給システム。

【請求項3】

エンジンに供給される空気を圧縮するための第１コンプレッサと、前記第１コンプレッサを駆動するための電動機と、を有する第１過給機と、
前記電動機の漏れ電流を計測するための漏れ電流計測部と、
前記第１過給機を制御するための第１制御装置と、を備える過給システムであって、
前記第１制御装置は、前記漏れ電流計測部による計測結果が第１閾値以上のとき、前記計測結果が前記第１閾値未満のときに比べて前記電動機の出力指令値の上限値を低く設定し、該上限値以下の範囲内にて前記電動機の出力を制御するように構成された電動機制御部を含み、
前記エンジンに供給される空気を圧縮するための第２コンプレッサと、前記エンジンからの排ガスによって回転駆動されて前記第２コンプレッサを駆動するように構成された第２タービンと、前記第２タービンに流入する前記排ガスの流路面積を調節するように構成された第２ノズルベーンと、を有する第２過給機と、
前記第２過給機を制御するための第２制御装置と、をさらに備え、
前記第１過給機と前記第２過給機のうち一方は低圧段過給機であり、
前記第１過給機と前記第２過給機のうち他方は、前記低圧段過給機の前記コンプレッサで圧縮された空気をさらに圧縮して前記エンジンに供給するように構成された高圧段過給機であり、
前記第２制御装置は、前記漏れ電流計測部による計測結果に基づいて、前記第２ノズルベーンの開度を制御するように構成された第２ベーン制御部を含み、
前記第２ベーン制御部は、前記過給システムによる過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて前記第２ノズルベーンの第２目標開度を決定するとともに、前記上限値による前記電動機の前記出力指令値の低減量に応じて、前記流路面積が小さくなるように、前記第２目標開度を補正して第２補正開度を求め、前記第２ノズルベーンの開度を前記第２補正開度に制御するように構成された
ことを特徴とする過給システム。

【請求項4】

前記電動機は、バッテリからの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動機巻線に供給するためのインバータを含み、
前記漏れ電流計測部は、前記インバータと前記電動機との間の三相交流の電流を一括して計測可能な電流計を含む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過給システム。

【請求項5】

前記電動機は、バッテリからの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動機巻線に供給するためのインバータを含み、
前記漏れ電流計測部は、前記バッテリと前記インバータとの間の往きと帰りの直流電流を一括して計測可能な電流計を含む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過給システム。

【請求項6】

前記漏れ電流計測部は、前記電動機の絶縁抵抗値を計測可能な絶縁抵抗計を含む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過給システム。

【請求項7】

請求項１乃至６の何れか一項に記載の過給システムに用いられる制御装置であって、
前記漏れ電流計測部による計測結果が第１閾値以上のとき、前記計測結果が前記第１閾値未満のときに比べて前記電動機の出力指令値の上限値を低く設定し、該上限値以下の範囲内にて前記電動機の出力を制御するように構成された電動機制御部を含む第１制御装置を備えることを特徴とする過給システム用制御装置。

【請求項8】

エンジンに供給される空気を圧縮するための第１コンプレッサと、前記第１コンプレッサを駆動するための電動機と、を有する第１過給機を備える過給システムの運転方法であって、
前記電動機の漏れ電流を計測する漏れ電流計測ステップと、
前記漏れ電流計測ステップでの計測結果が第１閾値以上のとき、前記計測結果が前記第１閾値未満のときに比べて前記電動機の出力指令値の上限値を低く設定する出力上限値設定ステップと、
前記出力上限値設定ステップで設定された前記上限値以下の範囲内にて前記電動機の出力を制御する出力制御ステップと、
を備え、
前記第１過給機は、
前記エンジンからの排ガス及び前記電動機により回転駆動可能に構成された第１タービンと、
前記第１タービンに流入する前記排ガスの流路面積を調節するように構成された第１ノズルベーンと、をさらに有し、
前記出力制御ステップは、前記漏れ電流計測ステップでの計測結果に基づいて、前記第１ノズルベーンの開度を制御する第１ベーン制御ステップを含み、
前記第１ベーン制御ステップでは、前記過給システムによる過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて前記第１ノズルベーンの第１目標開度を決定するとともに、前記上限値による前記電動機の前記出力指令値の低減量に応じて、前記流路面積が小さくなるように、前記第１目標開度を補正して第１補正開度を求め、前記第１ノズルベーンの開度を前記第１補正開度に制御する
ことを特徴とする過給システムの運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、過給システム及び過給システム用制御装置並びに過給システムの運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機（モータ）の故障の代表例である巻線の絶縁劣化が起きると、絶縁劣化の進行に応じて漏れ電流が増加することが知られている。
このような漏れ電流を検出する手法として、特許文献１には、エアコン用電動コンプレッサシステムにおいてインバータモータに電圧が供給される際の漏電の有無を検知するための漏電検出システムが開示されている。この漏電検出システムでは、漏電検出センサにより漏電を検知するようになっており、漏電が検出された場合には、直ちにインバータモータへの電力の供給を停止して、インバータモータの運転を停止するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−２９８２２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、例えば電動機によって駆動されるコンプレッサを備える電動スーパーチャージャや、エンジン排気によるコンプレッサの駆動が電動機によって補助される電動アシストターボチャージャ等の電動機を備える過給機が知られている。このような電動機を備えた過給機では、漏電が検出された際に上述のように直ちに電動機の運転を停止すると、エンジン出力及び車速が急に低下するため、ドライバビリティが悪化する可能性がある。

【0005】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、電動機の故障に起因するドライバビリティの悪化を緩和可能な過給システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る過給システムは、
エンジンに供給される空気を圧縮するための第１コンプレッサと、前記第１コンプレッサを駆動するための電動機と、を有する第１過給機と、
前記電動機の漏れ電流を計測するための漏れ電流計測部と、
前記第１過給機を制御するための第１制御装置と、を備え、
前記第１制御装置は、前記漏れ電流計測部による計測結果が第１閾値以上のとき、前記計測結果が前記第１閾値未満のときに比べて前記電動機の出力指令値の上限値を低く設定し、該上限値以下の範囲内にて前記電動機の出力を制御するように構成された電動機制御部を含む。

【0007】

電動機において巻線の絶縁劣化が起きると、その進行に応じて漏れ電流が増加する。
上記（１）の構成では、電動機の漏れ電流の計測結果が第１閾値以上のとき、すなわち、電動機が故障しているか、又は故障しそうであるときに、そうでない時よりも電動機の出力指令値の上限値が低く設定されて、該上限値の範囲内にて電動機の出力が制御される。このため、電動機の故障判定後に直ちに電動機が停止される場合に比べて、緩やかに電動機出力が低減されるので、ドライバビリティの悪化が緩和される。また、電動機の絶縁劣化は電動機の電線（電動機巻線や電動機から外部に至る電線）の温度に依存し、電線温度が高いほど進行しやすい。この点上記（１）の構成では、電動機の出力を下げることで電動機の電線温度が下がるので、電動機の絶縁劣化の進行を抑制することができる。

【0008】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記電動機制御部は、
前記計測結果が前記第１閾値以上、且つ、前記第１閾値よりも大きい第２閾値未満である場合、前記電動機の出力指令値の前記上限値を前記計測結果が前記第１閾値未満の場合に比べて小さく、且つ、ゼロよりも大きい値に設定し、
前記計測結果が前記第２閾値以上である場合、前記電動機の出力指令値の前記上限値をゼロに設定するように構成される。
上記（２）の構成では、電動機の漏れ電流が増加して第１閾値以上となったときに電動機の出力指令値の上限値をゼロより大きい値に減少させ、第１閾値よりも大きい第２閾値以上となったときに電動機の出力指令値の上限値をゼロに設定する。このため、電動機の漏れ電流の増加に従い電動機の出力指令値の上限値を段階的に減少させるので、電動機の故障判定後に直ちに電動機が停止される場合に比べて、緩やかに電動機出力が低下されるので、ドライバビリティの悪化が緩和される。

【0009】

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において
前記第１過給機は、
前記エンジンからの排ガス及び前記電動機により回転駆動可能に構成された第１タービンと、
前記第１タービンに流入する前記排ガスの流路面積を調節するように構成された第１ノズルベーンと、をさらに有し、
前記第１制御装置は、前記漏れ電流計測部の計測結果に基づいて、前記第１ノズルベーンの開度を制御するための第１ベーン制御部をさらに備え、
前記第１ベーン制御部は、前記漏れ電流計測部による計測結果が前記第１閾値以上のとき、前記電動機制御部による前記電動機の前記出力指令値の前記上限値の低下に応答して、前記計測結果が前記第１閾値未満のときに比べて前記流路面積が小さくなるように前記第１ノズルベーンの開度を制御するように構成される。
電動機により回転駆動される過給機においては、電動機の出力を低下させることで、過給圧は低下する。一方、タービンに流入する排ガスの流路面積を調節可能に構成されたノズルベーンを備える過給機では、ノズルベーンの開度を小さくして流路面積を絞ることで、過給圧は上昇する。
上記（３）の構成によれば、電動機の漏れ電流が増加して、電動機の出力指令値の上限値を低下させるときに、該出力指令値の低下に応答してノズルベーンの開度を小さくする。すなわち、電動機の出力指令値の低下による過給圧の低下に応じて、ノズルベーンの開度を小さくして過給圧を上昇させるので、電動機制御部による制御を行いながら、過給システムによる過給圧を確保することができる。

【0010】

（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、前記第１ベーン制御部は、前記過給システムによる過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて前記第１ノズルベーンの第１目標開度を決定し、前記第１ノズルベーンの開度を前記第１目標開度に制御するように構成される。
上記（４）の構成では、過給システムによる過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて決定された目標開度となるように第１ノズルベーンをフィードバック制御するので、電動機制御部による制御を行いながら、過給圧を目標過給圧に近付けることができる。

【0011】

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、前記第１ベーン制御部は、前記上限値による前記電動機の前記出力指令値の低減量に応じて前記第１目標開度を補正して第１補正開度を求め、前記第１ノズルベーンの開度を前記第１補正開度に制御するように構成される。
上記（５）の構成では、前記上限値によって電動機の出力指令値が低減された量に応じてフィードバック制御における第１ノズルベーンの目標開度を補正するので、目標開度を補正しない場合に比べて、過給圧を迅速に目標過給圧に近付けることができる。

【0012】

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の何れかの構成において、
前記エンジンに供給される空気を圧縮するための第２コンプレッサと、前記エンジンからの排ガスによって回転駆動されて前記第２コンプレッサを駆動するように構成された第２タービンと、前記第２タービンに流入する前記排ガスの流路面積を調節するように構成された第２ノズルベーンと、を有する第２過給機と、
前記第２過給機を制御するための第２制御装置と、をさらに備え、
前記第１過給機と前記第２過給機のうち一方は低圧段過給機であり、
前記第１過給機と前記第２過給機のうち他方は、前記低圧段過給機の前記コンプレッサで圧縮された空気をさらに圧縮して前記エンジンに供給するように構成された高圧段過給機であり、
前記第２制御装置は、前記漏れ電流計測部による計測結果が前記第１閾値以上のとき、前記電動機制御部による前記電動機の前記出力指令値の前記上限値の低下に応答して、前記計測結果が前記第１閾値未満のときに比べて前記流路面積が小さくなるように前記ノズルベーンの開度を制御するように構成された第２ベーン制御部を含む。
上記（６）の構成では、第１過給機の電動機の漏れ電流が増加して、電動機の出力指令値の上限値を低下させるときに、該出力指令値の低下に応答して第２過給機のノズルベーンの開度を小さくする。すなわち、第１過給機での圧力比低下に応答して第２過給機での圧力比を上昇させるので、電動機制御部による制御を行いながら、過給システムによる過給圧を確保することができる。

【0013】

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、前記第２ベーン制御部は、前記過給システムによる過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて前記第２ノズルベーンの第２目標開度を決定し、前記第２ノズルベーンの開度を前記第２目標開度に制御するように構成される。
上記（７）の構成では、過給システムによる過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて決定された目標開度となるように第２ノズルベーンをフィードバック制御するので、電動機制御部による制御を行いながら、過給圧を目標過給圧に近付けることができる。

【0014】

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、前記第２ベーン制御部は、前記上限値による前記電動機の前記出力指令値の低減量に応じて前記第２目標開度を補正して第２補正開度を求め、前記第２ノズルベーンの開度を前記第２補正開度に制御するように構成される。
上記（８）の構成では、前記上限値によって電動機の出力指令値が低減された量に応じてフィードバック制御における第２ノズルベーンの目標開度を補正するので、目標開度を補正しない場合に比べて、過給圧を迅速に目標過給圧に近付けることができる。

【0015】

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（８）の何れかの構成において、
前記電動機は、バッテリからの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動機巻線に供給するためのインバータを含み、
前記漏れ電流計測部は、前記インバータと前記電動機との間の三相交流の電流を一括して計測可能な電流計を含む。
上記（９）の構成によれば、インバータと電動機との間の三相交流における零相電流を計測することによって電動機の漏れ電流を計測することができる。

【0016】

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（９）の何れかの構成において、
前記電動機は、バッテリからの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動機巻線に供給するためのインバータを含み、
前記漏れ電流計測部は、前記バッテリと前記インバータとの間の往きと帰りの直流電流を一括して計測可能な電流計を含む。
上記（１０）の構成によれば、バッテリとインバータとの間の往きと帰りの直流電流の合計を計測することによって電動機の漏れ電流を計測することができる。

【0017】

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１０）の何れかの構成において、前記漏れ電流計測部は、前記電動機の絶縁抵抗値を計測可能な絶縁抵抗計を含む。
上記（１１）の構成によれば、電動機の絶縁抵抗値の低下から電動機の漏れ電流を検出することができる。また、電動機の絶縁抵抗値の計測は、電動機がバッテリから電力の供給を受けていなくても可能であるので、上記（１１）の構成によれば、電動機が稼働していないときでも、電動機の漏れ電流を検知することができる。

【0018】

（１２）本発明の少なくとも一実施形態に係る過給システム用制御装置は、
前記（１）〜（１１）の何れかの構成を有する過給システムに用いられる制御装置であって、
前記漏れ電流計測部による計測結果が第１閾値以上のとき、前記計測結果が前記第１閾値未満のときに比べて前記電動機の出力指令値の上限値を低く設定し、該上限値以下の範囲内にて前記電動機の出力を制御するように構成された電動機制御部を含む第１制御装置を備える。

【0019】

電動機において巻線の絶縁劣化が起きると、その進行に応じて漏れ電流が増加する。
上記（１２）の構成では、電動機の漏れ電流の計測結果が第１閾値以上のとき、すなわち、電動機が故障しているか、又は故障しそうであるときに、そうでない時よりも電動機の出力指令値の上限値が低く設定されて、該上限値の範囲内にて電動機の出力が制御される。このため、電動機の故障判定後に直ちに電動機が停止される場合に比べて、緩やかに電動機出力が低減されるので、ドライバビリティの悪化が緩和される。また、電動機の絶縁劣化は電動機の電線（電動機巻線や電動機から外部に至る電線）の温度に依存し、電線温度が高いほど進行しやすい。この点上記（１２）の構成では、電動機の出力を下げることで電動機の電線温度が下がるので、電動機の絶縁劣化の進行を抑制することができる。

【0020】

（１３）本発明の少なくとも一実施形態に係る過給システムの運転方法は、
エンジンに供給される空気を圧縮するための第１コンプレッサと、前記第１コンプレッサを駆動するための電動機と、を有する第１過給機を備える過給システムの運転方法であって、
前記電動機の漏れ電流を計測する漏れ電流計測ステップと、
前記漏れ電流計測ステップでの前記計測結果が前記第１閾値以上のとき、前記計測結果が前記第１閾値未満のときに比べて前記電動機の出力指令値の上限値を低く設定する出力上限値設定ステップと、
前記出力上限値設定ステップで設定された前記上限値以下の範囲内にて前記電動機の出力を制御する出力制御ステップと、を備える。

【0021】

電動機において巻線の絶縁劣化が起きると、その進行に応じて漏れ電流が増加する。
上記（１３）の方法では、電動機の漏れ電流の計測結果が第１閾値以上のとき、すなわち、電動機が故障しているか、又は故障しそうであるときに、そうでない時よりも電動機の出力指令値の上限値が低く設定されて、該上限値の範囲内にて電動機の出力が制御される。このため、電動機の故障判定後に直ちに電動機が停止される場合に比べて、緩やかに電動機出力が低減されるので、ドライバビリティの悪化が緩和される。また、電動機の絶縁劣化は電動機の電線（電動機巻線や電動機から外部に至る電線）の温度に依存し、電線温度が高いほど進行しやすい。この点上記（１）の方法では、電動機の出力を下げることで電動機の電線温度が下がるので、電動機の絶縁劣化の進行を抑制することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、電動機の故障に起因するドライバビリティの悪化を緩和可能な過給システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】一実施形態に係る過給システムの構成を示す図である。

【図2】一実施形態に係る過給システムの構成を示す図である。

【図3】一実施形態に係る過給機の有するタービンの概略断面図である。

【図4】一実施形態に係る過給システム用制御装置の構成を示す図である。

【図5】一実施形態に係る過給システムの運転方法のフローチャートである。

【図6】一実施形態に係るノズルベーン開度制御のフローチャートである。

【図7】一実施形態に係るノズルベーン開度制御のフローチャートである。

【図8】一実施形態に係る過給システムの制御ブロック図である。

【図9】一実施形態に係る過給システムの構成を示す図である。

【図10】一実施形態に係る過給システムの構成を示す図である。

【図11】一実施形態に係る過給システムの構成を示す図である。

【図12】一実施形態に係る過給システムの構成を示す図である。

【図13】一実施形態に係る過給システム用制御装置の構成を示す図である。

【図14】一実施形態に係る過給システムの運転方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0025】

図１、図２及び図９〜図１２は、それぞれ、一実施形態に係る過給システムの構成を示す図である。図１、図２及び図９〜図１２に示すように、過給システム１は、車両等に搭載されるエンジン８に供給される空気の圧力を圧縮するように構成された第１過給機２と、漏れ電流計測部４と、制御装置１００と、を備える。第１過給機２は、エンジン８に供給される空気を圧縮するための第１コンプレッサ１０と、第１コンプレッサ１０を駆動するための電動機１２とを有する。漏れ電流計測部４は、電動機１２の漏れ電流を計測するように構成される。また、制御装置１００は、第１過給機２を制御するための第１制御装置１１０を含む。

【0026】

図１、図９および図１０に示す第１過給機２は、第１コンプレッサ１０が電動機１２によって駆動される電動スーパーチャージャである。ここで、電動機１２は、バッテリ３０からの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動機巻線に供給するためのインバータ２８を含み、インバータ２８を介してバッテリ３０から電力の供給を受けて、回転エネルギーを生成するように構成される。第１コンプレッサ１０は、回転軸１１を介して電動機１２に接続されており、電動機１２により生成された回転エネルギーによって回転軸１１が回転して第１コンプレッサ１０が回転駆動されて、第１コンプレッサ１０に流入した吸気が圧縮されるようになっている。

【0027】

図２、図１１および図１２に示す第１過給機２は、第１タービン１４をさらに備え、エンジン８からの排ガスにより第１タービン１４が回転駆動されるとともに、排ガスによる第１タービン１４の回転駆動が電動機１２によって補助される電動アシストターボチャージャである。すなわち、第１タービンは、エンジン８からの排ガス及び電動機１２により回転駆動可能に構成される。この第１過給機２では、第１タービン１４が回転軸１１を介して第１コンプレッサ１０と接続されており、第１コンプレッサ１０と同軸で回転可能に構成される。第１過給機において、第１タービン１４は、エンジン８からの排ガスが流入することにより回転駆動されて、これに伴い回転軸１１を介して第１コンプレッサ１０が同軸駆動されて、第１コンプレッサ１０に流入した吸気が圧縮されるようになっている。

【0028】

図２、図１１および図１２に示す第１過給機２において、電動機１２は、図１等に示す第１過給機２と同様に、バッテリ３０からの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動機巻線に供給するためのインバータ２８を含み、インバータ２８を介してバッテリ３０から電力の供給を受けて、回転エネルギーを生成するように構成される。そして、回転軸１１の回転又は第１コンプレッサ１０の回転駆動を補助するように構成される。

【0029】

図２に示す第１過給機２は、第１タービン１４に流入するエンジン８からの排ガスの流路面積を調節するように構成された第１ノズルベーン１６をさらに有する。
ここで、図３を参照して、ノズルベーンによる排ガスの流路面積の調節について説明する。図３は、一実施形態に係る過給機の有するタービン（ここでは第１タービン１４）の概略断面図である。図３に示すように、第１タービン１４は、タービンケーシング５０内に複数の動翼５６が取り付けられたタービンロータ５４を備える。タービンロータ５４は回転軸１１を介して第１コンプレッサ１０に接続される。エンジン８からの排ガスが第１タービン１４に流入すると、動翼５６が排ガスの流れを受けてタービンロータ５４が回転し、これにより第１コンプレッサ１０が回転駆動されるようになっている。タービンロータ５４の外周側には、支持軸１７を回動軸として回動自在に構成された複数のノズルベーン１６が設けられている。

【0030】

複数のノズルベーン１６は、アクチュエータ（不図示）によって支持軸１７を回転させることで開度を変化させることができるようになっている。図３において、破線で示されるノズルベーン１６ａは、実線で示されるノズルベーン１６よりも開度が大きい状態である。すなわち、破線で示されるノズルベーン１６ａ同士の間の距離Ｄ２は、実線で示されるノズルベーン１６同士の間の距離Ｄ１よりも大きい。このため、排ガスの流路面積は、開度が小さい時に比べて、開度が大きい時の方が大きくなる。
ノズルベーン１６の開度を減少させる（すなわち、排ガスの流路面積を減少させる）ことで、排ガスの第１タービン１４への流入速度が上昇するため、過給システム１による過給圧を上昇させることができる。また、ノズルベーン１６の開度を開く（すなわち、排ガスの流路面積を増加させる）ことで、排ガスの第１タービン１４への流入速度が減少するため、過給システム１による過給圧を減少させることができる。このようにして、ノズルベーン１６の開度を調整することにより、過給システム１による過給圧を調節することができる。

【0031】

図１、図２及び図９〜図１２に示す過給システム１では、吸気管路３２に導入された空気（吸気）は、第１過給機２の第１コンプレッサ１０に流入し、第１コンプレッサ１０の回転により圧縮される。第１コンプレッサ１０で圧縮された吸気は、インタークーラ３４で冷却され、スロットルバルブ（不図示）でその吸気量が調整されて、吸気マニフォールド３６を介してエンジン８の各気筒に供給されるようになっている。エンジン８の各気筒には、圧縮空気及び燃料が供給されて、これらが燃焼して生成した排ガスは、排気マニフォールド３８を介して排気管路４０に排出されるようになっている。
なお、吸気管路３２において、吸気マニフォールド３６よりも上流側には、エンジン８に供給される空気の圧力（過給圧）を計測するための圧力センサ５が設けられていてもよい。

【0032】

図２に示す過給システム１では、エンジン８からの排ガスは、第１過給機２の第１タービン１４に流入し、第１タービン１４で仕事をした後の排ガスが排気管路４０に排出されるようになっている。
排気管路４０には、第１タービン１４を迂回するバイパス管路４２が接続されていてもよく、バイパス管路４２には、ウェイストゲートバルブ４３が設けられていてもよい。ウェイストゲートバルブ４３の開度を調節することにより、第１タービン１４に流入する排ガスの流量及びバイパス管路４２に流れる排ガスの流量を調節することができ、これにより、第１タービン１４及びこれと同軸駆動する第１コンプレッサ１０の回転数を制御できるようになっている。ウェイストゲートバルブ４３の開度は、制御装置１００によって制御されるようになっていてもよい。

【0033】

図４は、一実施形態に係る過給システム用制御装置の構成を示す図である。図４に示すように、一実施形態に係る過給システム１に用いられる制御装置１００は、第１過給機２を制御するための第１制御装置１１０を備える。一実施形態において、第１制御装置１１０は、電動機制御部１１２と、第１ベーン制御部１１４と、を含む。
制御装置１００は、過給システム１を制御するためのＥＣＵであってもよい。また、制御装置１００は、エンジン８を制御するためのエンジンＥＣＵとは独立に設けられたＥＣＵであってもよい。
制御装置１００は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、およびＩ／Ｏインターフェイス等を含んで構成されたマイクロコンピュータであってもよい。

【0034】

一実施形態に係る制御装置１００を用いた過給システム１の運転方法について、図５のフローチャートに沿って説明する。図５は、一実施形態に係る過給システムの運転方法のフローチャートである。

【0035】

まず、第１コンプレッサを駆動するための電動機１２の漏れ電流を計測する（Ｓ２）。電動機１２の漏れ電流は、漏れ電流計測部４（後で説明する）を用いて計測する。
電動機１２において、電動機１２の故障の代表例である巻線の絶縁劣化が起きると、その進行に応じて漏れ電流が増加する。すなわち、漏れ電流の値により、電動機１２の故障の進行の状態を知ることができる。
漏れ電流計測部４で得られた計測値は、電気信号として第１制御装置１１０に送られるようになっている。

【0036】

次に、Ｓ２における電動機１２の漏れ電流の計測結果が予め設定された第１閾値を超えたか否かを判定する（Ｓ４）。第１制御装置１１０は記憶部（メモリ）を備えていてもよく、第１閾値は、予め記憶部に記憶されていてもよい。そして、第１制御装置１１０は、記憶部に記憶された第１閾値と、漏れ電流計測部４から送られた計測値とを比較するように構成されていてもよい。

【0037】

Ｓ４において電動機１２の漏れ電流の計測結果が第１閾値未満であると判定された場合（Ｓ４のＮｏ）、特に何も行わずにフローを終了する。あるいは、再度Ｓ２に戻って漏れ電流を計測するステップを行ってもよい。
一方、Ｓ４において電動機１２の漏れ電流の計測結果が第１閾値以上であると判定された場合（Ｓ４のＹｅｓ）、電動機制御部１１２によって、漏れ電流の計測結果が第１閾値未満であるときに比べて電動機１２の出力指令値の上限値を低く設定し、該上限値以下の範囲内にて電動機１２の出力を制御する（Ｓ８またはＳ１０）。
このように、電動機１２の漏れ電流の計測結果が第１閾値以上のとき、すなわち、電動機１２が故障しているか、又は故障しそうであるときに、そうでない時よりも電動機１２の出力指令値の上限値が低く設定されて、該上限値の範囲内にて電動機１２の出力が制御される。このため、電動機１２の故障判定後に直ちに電動機１２が停止される場合に比べて、緩やかに電動機１２の出力が低減されるので、ドライバビリティの悪化が緩和される。また、電動機１２の絶縁劣化は電動機１２の電線（電動機巻線や電動機から外部に至る電線）の温度に依存し、電線温度が高いほど進行しやすい。この点、上述のように電動機１２の出力を下げることで電動機１２の電線温度が下がるので、電動機１２の絶縁劣化の進行を抑制することができる。
なお、電動機制御部１１２は、電動機１２の出力を制御するために、電動機１２の出力が所望の値となるように、インバータ２８が電動機１２に与える電圧を制御するようになっていてもよい。

【0038】

上述のように、Ｓ４において電動機１２の漏れ電流の計測結果が第１閾値以上であると判定された場合（Ｓ４のＹｅｓ）、さらに漏れ電流の計測結果が第１閾値よりも大きい第２閾値を超えるか否かを判定するよう（Ｓ６）になっていてもよい。そして、Ｓ６において電動機１２の漏れ電流の計測結果が第２閾値未満である場合には（Ｓ６のＮｏ）、電動機制御部１１２は、電動機１２の出力指令値の上限値を、漏れ電流の計測結果が第１閾値未満の場合に比べて小さく、且つ、ゼロよりも大きい値に設定し、該上限値以下の範囲内にて電動機１２の出力を制御する（Ｓ８）。一方、Ｓ６において電動機１２の漏れ電流の計測結果が第２閾値以上である場合には（Ｓ６のＹｅｓ）、電動機制御部１１２によって、電動機１２の出力指令値の上限値をゼロに設定し、電動機１２の出力がゼロとなるように制御する（Ｓ１０）。
この場合、電動機１２の漏れ電流の増加に従い電動機１２の出力指令値の上限値を段階的に減少させるので、電動機１２の故障判定後に直ちに電動機１２が停止される場合に比べて、緩やかに電動機１２の出力が低下されるので、ドライバビリティの悪化が緩和される。

【0039】

第２閾値は、第１制御装置１１０の記憶部に予め記憶されていてもよい。そして、第１制御装置１１０は、記憶部に記憶された第２閾値と、漏れ電流計測部４から送られた計測値とを比較するように構成されていてもよい。

【0040】

第１過給機２が、第１タービン１４および第１タービン１４に流入するエンジン８からの排ガスの流路面積を調節するための第１ノズルベーン１６を有する場合、第１ベーン制御部１１４により第１ノズルベーン１６の開度を制御して（Ｓ１２）、過給システム１による過給圧を確保するようになっていてもよい。より具体的には、第１ベーン制御部１１４は、漏れ電流計測部４による計測結果が第１閾値以上のとき（Ｓ４のＹｅｓ）、Ｓ８またはＳ１０における電動機制御部１１２による電動機１２の出力指令値の上限値の低下に応答して、漏れ電流の計測結果が第１閾値未満のときに比べて第１タービン１４に流入する排ガスの流路面積が小さくなるように第１ノズルベーン１６の開度を制御する。
このように、電動機１２の出力指令値の低下による過給圧の低下に応じて、第１ノズルベーン１６の開度を小さくして過給圧を上昇させるので、電動機制御部１１２による制御を行いながら、過給システム１による過給圧を確保することができる。

【0041】

図６および図７は、それぞれ、一実施形態に係る第１ノズルベーン開度を制御するステップ（Ｓ１２）のフローチャートである。一実施形態では、図６に示すように、第１ノズルベーン１６の制御に際して、第１ベーン制御部１１４により、過給システム１による過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて第１ノズルベーン１６の第１目標開度を決定し（Ｓ１４）、第１ノズルベーン１６の開度を第１目標開度に制御する（Ｓ１６）。
このように、過給システム１による過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて決定された目標開度となるように第１ノズルベーン１６をフィードバック制御（例えば、ＰＩ制御またはＰＩＤ制御）することで、電動機制御部１１２による制御を行いながら、過給圧を目標過給圧に近付けることができる。
なお、過給システム１による過給圧は、圧力センサ５によって計測されて、電気信号として第１制御装置１１０に送られるようになっていてもよい。

【0042】

一実施形態では、図７に示すように、第１ベーン制御部１１４により、過給システム１による過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて第１ノズルベーン１６の第１目標開度を決定した後（Ｓ１８）、Ｓ８またはＳ１０にて設定された上限値による電動機１２の出力指令値の低減量に応じて第１ノズルベーン１６の第１目標開度を補正して第１補正開度を求め（Ｓ２０）、第１ノズルベーン１６の開度を第１補正開度に制御する（Ｓ２２）。
このように、上限値によって電動機１２の出力指令値が低減された量に応じてフィードバック制御における第１ノズルベーン１６の目標開度を補正するので、目標開度を補正しない場合に比べて、過給圧を迅速に目標過給圧に近付けることができる。

【0043】

図８は、一実施形態に係る過給システムの制御ブロック図である。この制御ブロック図には、上述した電動機制御部１１２および第１ベーン制御部１１４における制御演算の流れが示されている。
図８に示す制御ブロック図において、まず、指令値算出部１０２にて、過給システム１における目標過給圧Ｐ_Ｂ^＊、および、圧力センサ５により計測された、過給システム１による実際の過給圧Ｐ_Ｂに基づいて、目標過給圧Ｐ_Ｂ^＊を達成するためのモータ出力指令値Ｐ_ｍ^＊およびノズルベーン開度指令値（第１目標開度）Ｏ_ｖ^＊が算出される。なお、モータ出力指令値Ｐ_ｍ^＊およびノズルベーン開度指令値（第１目標開度）Ｏ_ｖ^＊の算出にあたり、過給圧Ｐ_Ｂや目標過給圧Ｐ_Ｂ^＊に加えて、車速、エンジン回転数、アクセル踏み込み量などを考慮してもよい。

【0044】

電動機制御部１１２においては、上限値決定部１０４により、漏れ電流計測部４によって計測された漏れ電流Ｉ_Ｌの値に基づいて、電動機１２の出力指令値の上限値が決定される。たとえば、漏れ電流計測部４による計測結果が上述の第１閾値以上のとき、漏れ電流の計測結果が１閾値未満のときに比べて電動機１２の出力指令値の上限値を低く設定する。そして、リミッタ１０６において、設定された出力指令値の上限値以下となるように、モータ出力指令値Ｐ_ｍ^＊に制限をかけることによりＰ_ｍが得られる。こうして得られたＰ_ｍがモータ出力指令値として、電動機１２の出力の制御に用いられる。

【0045】

第１ベーン制御部１１４においては、補正部１０８にて、第１ノズルベーン１６の第１目標開度Ｏ_ｖ^＊を補正して、第１補正開度（第１ノズルベーン開度指令値）Ｏ_ｖを得る。
補正部１０８では、電動機１２の出力指令値の低減量、すなわち、指令値算出部１０２にて算出されたモータ出力指令値Ｐ_ｍ^＊と、リミッタ１０６により上限値が制限されたモータ出力指令値Ｐ_ｍとの差に応じて、第１ノズルベーン１６の第１目標開度が補正されて、第１補正開度（第１ノズルベーン開度指令値）Ｏ_ｖが得られる。こうして得られたＯ_ｖが第１補正開度（第１ノズルベーン開度指令値）として、第１ノズルベーン１６の開度の制御に用いられる。

【0046】

図９〜図１２に示す実施形態に係る過給システム１は、第２過給機６と、第２過給機６を制御するための第２制御装置１２０と、をさらに備える。

【0047】

第２過給機６は、エンジン８に供給される空気を圧縮するための第２コンプレッサ２０と、エンジン８からの排ガスによって回転駆動されて第２コンプレッサ２０を駆動するように構成された第２タービン２４と、を有するターボチャージャである。また、第２過給機６は、第２タービン２４に流入する排ガスの流路面積を調節するように構成された第２ノズルベーン２６を有する。
第１過給機２と第２過給機６は、過給システム１において直列に配置されており、第１過給機２と第２過給機６のうち一方は低圧側（すなわち、吸気の入り口に近い方）に配置される低圧段過給機（９０）である。また、第１過給機２と第２過給機６のうち他方は、低圧段過給機（９０）のコンプレッサ（第１コンプレッサ１０または第２コンプレッサ２０）で圧縮された空気をさらに圧縮してエンジン８に供給するように構成された高圧段過給機（９２）である。

【0048】

図９および図１０に示す過給システム１において、第１過給機２は、前述したように、第１コンプレッサ１０が電動機１２によって駆動される電動スーパーチャージャである。このうち、図９に示す過給システム１では、電動スーパーチャージャである第１過給機２が低圧段過給機９０であり、ノズルベーンを有するターボチャージャである第２過給機６が高圧段過給機９２である。図１０に示す過給システム１では、ノズルベーンを有するターボチャージャである第２過給機６が低圧段過給機９０であり、電動スーパーチャージャである第１過給機２が高圧段過給機９２である。
図１１および図１２に示す過給システム１において、第２過給機６は、前述したように、エンジン８からの排ガスにより第１タービン１４が回転駆動されるとともに、排ガスによる第１タービン１４の回転駆動が電動機１２によって補助される電動アシストターボチャージャである。このうち、図１１に示す過給システム１では、電動アシストターボチャージャである第１過給機２が低圧段過給機９０であり、ノズルベーンを有するターボチャージャである第２過給機６が高圧段過給機９２である。図１０に示す過給システム１では、ノズルベーンを有するターボチャージャである第２過給機６が低圧段過給機９０であり、電動アシストターボチャージャである第１過給機２が高圧段過給機９２である。

【0049】

図９〜図１２に示す過給システム１は、低圧段過給機９０のコンプレッサ（１０又は２０）及び高圧段過給機９２のコンプレッサ（２０又は１０）が配置される吸気管路３２において、高圧段過給機９２のコンプレッサ（２０又は１０）の上流側と下流側を結び、該コンプレッサ（２０又は１０）をバイパスするように設けられた再循環通路４６と、再循環通路４６に設けられた再循環バルブ４７とを含む。過給システム１におけるサージングを抑制するために、吸気管路３２に導入されて低圧段過給機９０のコンプレッサ（１０又は２０）及び高圧段過給機９２のコンプレッサ（２０又は１０）で圧縮された空気の一部を、再循環バルブ４７を介して再循環通路４６を通って高圧段過給機９２のコンプレッサ（２０又は１０）の入口に戻すことができるようになっている。

【0050】

図９及び図１０に示す過給システム１では、エンジン８からの排ガスは、第２過給機６の第２タービン２４に流入し、第２タービン２４で仕事をした後の排ガスが排気管路４０に排出されるようになっている。
排気管路４０には、第２タービン２４を迂回するバイパス管路４２が接続されていてもよく、バイパス管路４２には、ウェイストゲートバルブ４３が設けられていてもよい。ウェイストゲートバルブ４３の開度を調節することにより、第２タービン２４に流入する排ガスの流量及びバイパス管路４２に流れる排ガスの流量を調節することができ、これにより、第２タービン２４及びこれと同軸駆動する第２コンプレッサ２０の回転数を制御できるようになっている。ウェイストゲートバルブ４３の開度は、制御装置１００によって制御されるようになっていてもよい。

【0051】

図１１及び図１２に示す過給システム１では、エンジン８からの排ガスは、高圧段過給機９２のタービン（２４又は１４）及び低圧段過給機９０のタービン（１４又は２４）に、この順に流入し、低圧段過給機９０のタービン（１４又は２４）で仕事をした後の排ガスが排気管路４０に排出されるようになっている。
排気管路４０には、低圧段過給機９０のタービン（１４又は２４）を迂回するバイパス管路４２が接続されていてもよく、バイパス管路４２には、ウェイストゲートバルブ４３が設けられていてもよい。ウェイストゲートバルブ４３の開度を調節することにより、低圧段過給機９０のタービン（１４又は２４）に流入する排ガスの流量及びバイパス管路４２に流れる排ガスの流量を調節することができ、これにより、低圧段過給機９０のタービン（１４又は２４）及びこれと同軸駆動する低圧段過給機９０のコンプレッサ（１０又は２０）の回転数を制御できるようになっている。ウェイストゲートバルブ４３の開度は、制御装置１００によって制御されるようになっていてもよい。
また、排気管路４０と排気マニフォールド３８とは、高圧段過給機９２のタービン（２４又は１４）を迂回するように構成された第２バイパス流路４８が接続されている。エンジン８からの排気の一部は、第２バイパス流路４８に設けられたバイパス弁４５を介して、高圧段過給機９２のタービン（２４又は１４）を通らずに、低圧段過給機９０のタービン（１４又は２４）に流入できるようになっている。そして、バイパス弁４５の開度を調節することにより、高圧段過給機９２のタービン（２４又は１４）及び低圧段過給機９０のタービン（１４又は２４）に流入する排ガスの流量を調節することができ、これにより、高圧段過給機９２のタービン（２４又は１４）及び低圧段過給機９０のタービン（１４又は２４）及びこれと同軸駆動する高圧段過給機９２のコンプレッサ（２０又は１０）及び低圧段過給機９０のコンプレッサ（１０又は２０）の回転数を制御できるようになっている。バイパス弁４５の開度は、制御装置１００によって制御されるようになっていてもよい。

【0052】

図１３は、一実施形態に係る過給システム用制御装置の構成を示す図である。図１３に示すように、一実施形態に係る過給システム１に用いられる制御装置１００は、第１過給機２を制御するための第１制御装置１１０と、第２過給機６を制御するための第２制御装置１２０とを備える。一実施形態において、第１制御装置１１０は、電動機制御部１１２と、第１ベーン制御部１１４と、を含み、第２制御装置１２０は、第２ベーン制御部を含む。第１制御装置１１０及び第２制御装置１２０の各々は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、およびＩ／Ｏインターフェイス等を含んで構成されたマイクロコンピュータであってもよい。
図９〜図１２に示す過給システム１は、例えば、図１３に示す制御装置１００を用いて制御することができる。

【0053】

第１制御装置１１０及び第２制御装置１２０を含む制御装置１００を用いた過給システム１の運転方法について、図１４のフローチャートに沿って説明する。図１４は、一実施形態に係る過給システムの運転方法のフローチャートである。
ここで、図１４におけるＳ３２、Ｓ３４、Ｓ３６、Ｓ３８及びＳ４０は、それぞれ、図５のフローチャートにおけるＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８及びＳ１０と同様であるので、説明を省略する。

【0054】

Ｓ３４において、電動機１２の漏れ電流の計測結果が第１閾値以上であると判定されたとき（Ｓ３４のＹｅｓ）、第２ベーン制御部１２２により第２ノズルベーン２６の開度を制御して（Ｓ４２）、過給システム１による過給圧を確保するようになっていてもよい。より具体的には、第２ベーン制御部１２２は、漏れ電流計測部４による計測結果が第１閾値以上のとき（Ｓ３４のＹｅｓ）、Ｓ３８またはＳ４０における電動機制御部１１２による電動機１２の出力指令値の上限値の低下に応答して、漏れ電流の計測結果が第１閾値未満のときに比べて第２タービン２４に流入する排ガスの流路面積が小さくなるように第２ノズルベーン２６の開度を制御する。
このように、電動機１２の出力指令値の低下による過給圧の低下に応じて、第２ノズルベーン２６の開度を小さくして過給圧を上昇させるので、電動機制御部１１２による制御を行いながら、過給システム１による過給圧を確保することができる。

【0055】

Ｓ４２における第２ノズルベーン２６の開度は、例えば、上記に説明した図６又は図７に示したフローチャートに従って制御することができる。
すなわち、一実施形態では、図６に示すように、第２ノズルベーン２６の制御に際して、第２ベーン制御部１２２により、過給システム１による過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて第２ノズルベーン２６の第２目標開度を決定し（Ｓ１４）、第２ノズルベーン２６の開度を第２目標開度に制御する（Ｓ１６）。
このように、過給システム１による過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて決定された目標開度となるように第２ノズルベーン２６をフィードバック制御（例えば、ＰＩ制御またはＰＩＤ制御）することで、電動機制御部１１２による制御を行いながら、過給圧を目標過給圧に近付けることができる。

【0056】

また、一実施形態では、図７に示すように、第２ベーン制御部１２２により、過給システム１による過給圧と目標過給圧との偏差に基づいて第２ノズルベーン２６の第２目標開度を決定した後（Ｓ１８）、Ｓ３８またはＳ４０にて設定された上限値による電動機１２の出力指令値の低減量に応じて第２ノズルベーン２６の第２目標開度を補正して第２補正開度を求め（Ｓ２０）、第２ノズルベーン２６の開度を第２補正開度に制御する（Ｓ２２）。
このように、上限値によって電動機１２の出力指令値が低減された量に応じてフィードバック制御における第２ノズルベーン２６の目標開度を補正するので、目標開度を補正しない場合に比べて、過給圧を迅速に目標過給圧に近付けることができる。

【0057】

次に、幾つかの実施形態に係る漏れ電流計測部４について説明する。
一実施形態では、漏れ電流計測部４は、バッテリ３０からの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動機巻線に供給するためのインバータ２８と、電動機１２との間の三相交流の電流を一括して計測可能な電流計である。このような電流計として、クランプ電流計が挙げられる。
例えばクランプ電流計を用いて、インバータ２８と電動機１２との間の三相交流における零相電流を一括して計測することによって電動機１２の漏れ電流を計測することができる。すなわち、三相交流の電流を一括して計測した合計電流がゼロであれば、電動機１２の巻線において絶縁に問題が無く、漏れ電流が発生していないことを示す。一方、三相交流の電流を一括して計測した合計電流がゼロでなければ、電動機１２において漏れ電流が発生していることを示し、合計電流の値が増加していれば、巻線の絶縁劣化が進行していることを示す。

【0058】

一実施形態では、漏れ電流計測部４は、バッテリ３０とインバータ２８との間の往きと帰りの直流電流を一括して計測可能な電流計である。このような電流計として、クランプ電流計が挙げられる。
例えばクランプ電流計を用いて、バッテリ３０とインバータ２８との間の往きと帰りの直流電流の合計を一括して計測することによって電動機１２の漏れ電流を計測することができる。すなわち、バッテリ３０とインバータ２８との間の往きと帰りの直流電流を一括して計測した合計電流がゼロであれば、電動機１２の巻線において絶縁に問題が無く、漏れ電流が発生していないことを示す。一方、バッテリ３０とインバータ２８との間の往きと帰りの直流電流を一括して計測した合計電流がゼロでなければ、電動機１２において漏れ電流が発生していることを示し、合計電流の値が増加していれば、巻線の絶縁劣化が進行していることを示す。

【0059】

一実施形態では、漏れ電流計測部４は、電動機１２の絶縁抵抗値を計測可能な絶縁抵抗計である。
電動機１２の絶縁抵抗値の低下は、電動機１２の漏れ電流の増加を意味する。よって、電動機１２の絶縁抵抗値を計測するための絶縁抵抗計により、電動機１２の漏れ電流を検出することができる。また、電動機１２の絶縁抵抗値の計測は、電動機１２がバッテリ３０から電力の供給を受けていなくても可能であるので、絶縁抵抗計を用いる場合、電動機１２が稼働していないときでも、電動機１２の漏れ電流を検知することができる。

【0060】

なお、漏れ電流計測部４による漏れ電流の監視は、制御装置１００が行ってもよい。また、漏れ電流計測部４による漏れ電流の監視は、制御装置１００が直接行わずに、インバータコントローラが行い、通信（例えばＣＡＮ）経由で制御装置１００に送られるようになっていてもよい。

【0061】

このように、電動機１２が最終的な絶縁不良に陥る前に、電動機１２の故障の予兆である漏れ電流の増加から異常を検知し、これに基づいて電動機１２の出力の制御を行うことで、電動機１２の故障に起因するドライバビリティの悪化が緩和可能となる。

【0062】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【0063】

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また、本明細書において、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【符号の説明】

【0064】

１ 過給システム
２ 第１過給機
４ 電流計測部
５ 圧力センサ
６ 第２過給機
８ エンジン
１０ 第１コンプレッサ
１１ 回転軸
１２ 電動機
１４ 第１タービン
１６ 第１ノズルベーン
１７ 支持軸
２０ 第２コンプレッサ
２４ 第２タービン
２６ 第２ノズルベーン
２８ インバータ
３０ バッテリ
３２ 吸気管路
３４ インタークーラ
３６ 吸気マニフォールド
３８ 排気マニフォールド
４０ 排気管路
４２ バイパス管路
４３ ウェイストゲートバルブ
４５ バイパス弁
４６ 再循環通路
４７ 再循環バルブ
４８ 第２バイパス流路
５０ タービンケーシング
５４ タービンロータ
５６ 動翼
９０ 低圧段過給機
９２ 高圧段過給機
１００ 制御装置
１０２ 指令値算出部
１０４ 上限値決定部
１０６ リミッタ
１０８ 補正部
１１０ 第１制御装置
１１２ 電動機制御部
１１４ 第１ベーン制御部
１２０ 第２制御装置
１２２ 第２ベーン制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】