[发明专利]电动增压器

说明书

技术领域

本发明涉及通过电动机驱动增压器而对向内燃机的供气进行增压的电动增压器，特别是涉及抑制所述电动机的温度上升的转速控制。

背景技术

以增大发动机输出的目的及改善发动机输出的瞬态响应的目的，代替利用发动机的废气驱动涡轮进行增压的涡轮增压器，提案有用电动机使压缩机高速旋转而送入压缩空气的电动增压器、电动压缩机。

该电动增压器、电动压缩机将高速电动机的转子和压缩机无齿式地直接连结，转速达到数万rpm～数十万rpm。

另外，该电动增压器主要是作为汽车用而使用的车载品，因此，要求小型紧凑化、高温对策。另外，由于发动机扭矩根据增压量变动，因此需要以不产生急剧的增压量变化、停止的方式控制电动机的转速。

这样，由于在车载品中要求小型紧凑化，因此存在电动机的冷却设计的富余小、在进行假想的运转模式以上的运转时电动机温度(绕组、磁铁)超过允许值的问题，超过该温度允许值时，在绕组的情况下可能产生绝缘劣化、短路，甚至于运转停止。

进而，超过该温度允许值时，在磁铁的情况下，由于不可逆地减磁(即使返回到常温也不能恢复降低了的磁力的现象)，性能也可能降低。

另一方面，在电动机温度(绕组、磁铁)超过温度允许值的情况下，为了减少电动机损失发热而使电动机输出急剧地降低(即降低电动机转速)时，增压量也降低而影响到发动机扭矩。而且，发动机扭矩的骤变不仅使运转性能恶化，而且对驾驶者也存在危险，因此需要避免。

关于以上那样的电动增压器，对于相对于电动机温度的上升的抑制控制，作为现有技术已知有专利文献1(日本特开2006-342738号公报)。

该专利文献1中，公开有如下技术，在驱动压缩机的电动机的绕组温度超过通常温度区域时，根据缓梯度的第一增加率将压缩机的转速限制成平稳，防止扭矩冲击、增压中断，绕组温度接近耐热界限温度时，根据急梯度的第二增加率急剧地限制压缩机的转速，防止绕组温度进入耐热界限的事态。

专利文献1：日本特开2006-342738号公报

发明内容

但是，电动机的绕组、电动机的温度上升、与该电动机的绕组、电动机的温度上升相关的部位的温度上升由于测量温度的时间常数长，因此如图5所示即使检测到发热急剧上升的情况而抑制转速，实际温度也可能会超过温度允许值(过冲)，超过温度允许值时可能由于绕组的绝缘劣化、短路而运转停止，由于磁铁的不可逆减磁而产生性能降低。

另外，专利文献1中，在驱动压缩机的电动机的绕组温度超过通常温度区域时开始转速的限制控制，因此，限制控制的开始条件为通常温度且为大致一定的温度，对于可变化控制开始温度，进而考虑到超过通常温度区域时的温度上升率的温度上升抑制技术未公开。因此，专利文献1中不能说足以作为实际温度的过冲避免单元。

因此，本发明是鉴于这些问题而研发的，其目的在于，提供即使在测量温度的时间常数长的情况下，也控制为在温度上升时电动机的实际温度不超过允许温度而过冲的适当的转速的电动增压器。

为了解决所述课题，本发明提供一种电动增压器的转速控制装置，所述电动增压器通过电动机驱动增压器而对向内燃机的供气进行增压，其特征在于，具备检测电动机的温度或与该电动机的温度具有关联的其它部位的温度的温度传感器、和在由该温度传感器检测出的检测值超过动作限制开始温度时进行电动机的转速限制的转速限制单元，该转速限制单元具有在由所述温度传感器检测出的检测温度的上升率超过阈值的情况下使所述动作限制开始温度降低的动作限制开始温度校正单元、和在超过了所述动作限制开始温度后根据动作限制开始温度和检测温度的温度差及检测温度的上升率来设定转速限制值的限制转速设定单元，将电动机的转速限制为由该限制转速设定单元设定的限制转速。

根据本发明，由于通过动作限制开始温度校正单元，在由温度传感器检测出的检测温度的上升率超过阈值的情况下使所述动作限制开始温度降低，因此，在发热急剧上升时早期进入转速限制控制，因此，能够可靠地避免由于温度检测延迟等而实际温度超过允许值的情况。

另外，在超过动作限制开始温度的情况下，通过限制转速设定单元使电动机的限制转速降低，因此，可以实现发热的减少及温度降低。而且，由于根据动作限制开始温度和检测温度的温度差及检测温度的上升率来设定转速的限制值，即，使用温度差和温度变化率这双方进行设定，因此，能够迅速且可靠地降低到差动限制开始温度以下，能够防止高温引起的绕组、磁铁的劣化，能够避免电动机的性能降低。