JPH01104948A - Controller for turbocharger equipped with electric rotary machine - Google Patents
Controller for turbocharger equipped with electric rotary machineInfo
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- JPH01104948A JPH01104948A JP26124087A JP26124087A JPH01104948A JP H01104948 A JPH01104948 A JP H01104948A JP 26124087 A JP26124087 A JP 26124087A JP 26124087 A JP26124087 A JP 26124087A JP H01104948 A JPH01104948 A JP H01104948A
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分計)
本発明はターボチャージャの回転軸に電動−発電機を取
付けた回転電機付ターボチャージャの制御装置に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Applicability) The present invention relates to a control device for a turbocharger with a rotating electrical machine, in which an electric motor-generator is attached to the rotating shaft of the turbocharger.
(従来の技術)
エンジンの排気管にターボチャージャを取付け、このタ
ーボチャージャの回転軸に電動−発電機を直結して排気
エネルギーを回収しようとする提案が種々なされている
。(Prior Art) Various proposals have been made to recover exhaust energy by attaching a turbocharger to the exhaust pipe of an engine and directly connecting an electric motor-generator to the rotating shaft of the turbocharger.
このようなターボチャージャに電動−発電機を取付けた
提案として、エンジンの回転数や負荷の状態に応じて電
動−発電機を発電機作動や、電動機作動させて制御する
内燃機関のターボチャージャの制御装置の提案が、例え
ば特願昭62−105981号、及び特開昭60−19
5329号に示されている。As a proposal for attaching a motor-generator to such a turbocharger, control of an internal combustion engine turbocharger is possible by operating the motor-generator or operating the motor according to engine speed and load conditions. Proposals for the device have been made, for example, in Japanese Patent Application No. 105981/1981 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-198.
No. 5329.
(発明が解決しようとする問題点)
このような提案の回転電機付ターボチャージャにおいて
は、電動−発電機の発電機作動時には電気負荷やバッテ
リに発電電力を供給し、電動機作勅時にはターボチャー
ジャの過給作動を助勢してエンジン出力の向上を計って
いるが、車両の走行条件の変化に応じてターボチャージ
ャのブースト圧を増大させたときに、ブースト圧の増大
に応じて燃料流量をも適切に増加させて、最適な空気/
燃料比によってエンジンを作動させるように制御する手
段が設けられていない。従って、車両が急加速を要する
走行条件下にあるときでもエンジンの駆動力の不足によ
り、所望の加速を行なうことができないという問題があ
る。また、空気/燃料比の不適正のために、排気ガスが
黒煙化するという問題もあった。(Problems to be Solved by the Invention) In such a proposed turbocharger with a rotating electric machine, generated power is supplied to the electrical load or battery when the motor-generator generator is operating, and when the motor is operating, the turbocharger is supplied with generated power. The engine output is improved by assisting supercharging, but when the boost pressure of the turbocharger is increased in response to changes in vehicle driving conditions, the fuel flow rate is also adjusted appropriately according to the increase in boost pressure. Optimal air/
There is no means for controlling the engine to operate depending on the fuel ratio. Therefore, even when the vehicle is under running conditions that require rapid acceleration, there is a problem in that desired acceleration cannot be achieved due to insufficient driving force from the engine. There was also the problem that the exhaust gas turned into black smoke due to an inappropriate air/fuel ratio.
従って本発明の目的は、車両の走行条件に応じて常に最
適の空気/燃料比が得られるように制御することにより
上記問題点を解決しようとする回転電機付ターボチャー
ジャの制御装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a control device for a turbocharger with a rotating electrical machine that attempts to solve the above-mentioned problems by controlling the air/fuel ratio so that the optimum air/fuel ratio is always obtained depending on the driving conditions of the vehicle. It is in.
更に、本発明の目的は、ブースト圧上昇させるため回転
電機の電動機作動によって助勢したとき、タービンブレ
ードの折損或いは異物の混入などの故障の発生を診断し
ようとする回転電機付ターボチャージャの制御装置を提
供することにある。A further object of the present invention is to provide a control system for a turbocharger with a rotating electric machine that diagnoses the occurrence of failures such as breakage of turbine blades or the introduction of foreign matter when the boost pressure is assisted by the operation of the electric motor of the rotating electric machine. It is about providing.
(問題点を解決するための手段)′
本発明によれば、内燃機関の排気管に接続され排気エネ
ルギーにより吸気を過給するターボチャージャの回転軸
に電動−発電機を設けた回転電機付ターボチャージャの
制御装置において、前記内燃機関のアクセルペダル踏込
量検出手段と、該検出手段からの信号に応じて回転電機
を電動機駆動して過給気を昇圧させる昇圧手段と、該昇
圧手段による過給圧に対応する燃料供給量を制御する燃
料制御手段とを設けた回転電機付ターボチャージャの制
御装置を提供できる。(Means for Solving the Problems) According to the present invention, there is provided a turbocharger with a rotating electrical machine that is connected to the exhaust pipe of an internal combustion engine and that supercharges intake air using exhaust energy. In the charger control device, an accelerator pedal depression amount detecting means for the internal combustion engine, a boosting means for driving an electric rotating machine to boost the pressure of supercharging air according to a signal from the detecting means, and supercharging by the boosting means. It is possible to provide a control device for a turbocharger with a rotating electric machine, which is provided with a fuel control means for controlling the fuel supply amount corresponding to the pressure.
(作用)
本発明では、アクセルペダル踏込量に対応して必要とす
る吸気のブースト圧を計算するとともに、このブースト
圧に対する燃料供給量も計算し、それぞれ過給作動や燃
料流量を補正して行うので、常に適切な空燃比が得られ
る作用がある。(Function) In the present invention, the necessary boost pressure of intake air is calculated in accordance with the amount of depression of the accelerator pedal, and the amount of fuel supplied to this boost pressure is also calculated, and the supercharging operation and fuel flow rate are corrected respectively. Therefore, there is an effect that an appropriate air-fuel ratio can always be obtained.
また、過給作動の助勢時には電動機作動の回転電機への
供給電力とその仕事量をチエツクし、異常のときは故障
と判断する作用もある。Furthermore, when assisting supercharging operation, the power supply to the rotating electric machine operated by the motor and the amount of work done by the motor are checked, and if there is an abnormality, it is determined to be a failure.
(実施例)
以下、本発明の実施例を添付図面を用いて詳細に説明す
る。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail using the accompanying drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である
。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
第1図において、1はエンジンで吸気管1aを介して吸
気する空気と、燃料通路7aを介して供給される燃料と
の燃焼エネルギーにより、図示していない車両を駆動す
るものであり、排気管1bを介して燃焼後の排気ガスが
排出される。1cはアクセルペダル踏込量を検出するア
クセルセンサ、1dはエンジン1の燃料噴射ポンプ(図
示せず)のラック位置によりエンジンの負荷を検出する
負荷センサ、1eはエンジンの回転数を検出する回転セ
ンサであり、それぞれ検出した信号を後述する電子制御
装置に送信する。なお燃料通路7aには燃料アクチュエ
ータ7が設けられ、燃料供給量の制御は後述する電子制
御装置により行われる。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an engine that drives a vehicle (not shown) by the combustion energy of air taken in through an intake pipe 1a and fuel supplied through a fuel passage 7a. Exhaust gas after combustion is discharged via 1b. 1c is an accelerator sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal, 1d is a load sensor that detects the engine load based on the rack position of the fuel injection pump (not shown) of engine 1, and 1e is a rotation sensor that detects the engine rotation speed. Detected signals are sent to an electronic control unit, which will be described later. A fuel actuator 7 is provided in the fuel passage 7a, and the amount of fuel supplied is controlled by an electronic control device, which will be described later.
2は排気管1bおよび吸気管1aに接続されたターボチ
ャージャであり、排気ガスにより駆動されるタービン2
bと、吸気管1aに吸気を送気するコンプレッサ2aと
を有し、これらを接続する回転軸2cには電動機あるい
は発電機として作動する回転電機3が取付けられている
。1fは排気管1bに設けられた隔壁であり、タービン
2bを駆動する排気流路に取付けられてその流路を2分
するものであり、片方の流路には排気弁1gが取付けら
れ、排気ガス量が少ないときにはアクチュエータ1hに
よりバイパス弁1gが閉じられて、他方の流路の排気ガ
ス流速を高めることによりタービン2bを効率よく高速
度に駆動するよう構 −成されている。なお、2dは
タービン回転センサで回転軸2cの回転数を検出す、る
ものである。2 is a turbocharger connected to the exhaust pipe 1b and the intake pipe 1a, and the turbine 2 is driven by exhaust gas.
A rotary electric machine 3 that operates as an electric motor or a generator is attached to a rotating shaft 2c that connects these components. 1f is a partition wall provided in the exhaust pipe 1b, which is attached to the exhaust passage that drives the turbine 2b and divides the passage into two; an exhaust valve 1g is attached to one passage; When the amount of gas is small, the actuator 1h closes the bypass valve 1g to increase the exhaust gas flow velocity in the other flow path, thereby efficiently driving the turbine 2b at a high speed. Note that 2d is a turbine rotation sensor that detects the rotation speed of the rotating shaft 2c.
回転電機3はロータ3aとステータ3bとを有し、排気
エネルギーによってロータ3aが回転駆動されるとステ
ータ3bには交流電力が発電され後述する電力変換器4
を介してバッテリ5に送電される。The rotating electric machine 3 has a rotor 3a and a stator 3b, and when the rotor 3a is rotationally driven by exhaust energy, AC power is generated in the stator 3b and a power converter 4, which will be described later, is generated.
Power is transmitted to the battery 5 via.
また、電力変換器4を介したバッテリ5からの電力がス
テータ3bに供給されてロータ3aが駆動されると、コ
ンプレッサ2aの作動により吸気が圧縮され、吸気管1
aを介してエンジン1に過給されるよう構成されている
。なお、1jはブースト圧センサで、コンプレッサ2a
の作動による過給気圧を検出して電子制御装置6に送信
するものである。Furthermore, when power from the battery 5 via the power converter 4 is supplied to the stator 3b to drive the rotor 3a, the intake air is compressed by the operation of the compressor 2a, and the intake pipe 1
The engine 1 is supercharged via a. In addition, 1j is a boost pressure sensor, and compressor 2a
The supercharging pressure caused by the operation of is detected and transmitted to the electronic control unit 6.
第2図は電力変換器4における交流電力の変換回路の一
例を示したものであり、整流平滑回路4a、デユーティ
制御回路4b、チョーク回路4C1を有している。そし
て発電機作動時の回転電機3からの交流電力は整流平滑
回路4aにて直流に変換し、トランジスタTrのベース
入力に電子制御装置6からの所定の制御用パルス信号を
印加してトランジスタTrの通過電流を脈流としてその
実効電力値を制御する。その後チョークchを介して所
望する電圧となった電力を負荷に供給するものである。FIG. 2 shows an example of an AC power conversion circuit in the power converter 4, which includes a rectifying and smoothing circuit 4a, a duty control circuit 4b, and a choke circuit 4C1. Then, the AC power from the rotating electrical machine 3 when the generator is operating is converted into DC by the rectifying and smoothing circuit 4a, and a predetermined control pulse signal from the electronic control device 6 is applied to the base input of the transistor Tr. The effective power value is controlled by using the passing current as a pulsating current. Thereafter, power at a desired voltage is supplied to the load via the choke channel.
なお、電力変換器4は上記の変換回路の他、バッテリ5
からの直流電力を所定周波数の交流に変換して回転電機
3を電動機駆動するコンバータ回路、直流電力を周波数
調整自在の交流電力に変換するインバータ回路も有して
おり、インバータ回路の周波数制御は電子制御装置6の
指令にて制御されるものである。In addition to the above conversion circuit, the power converter 4 also includes a battery 5.
It also has a converter circuit that converts DC power from the source into AC of a predetermined frequency to drive the rotating electric machine 3, and an inverter circuit that converts DC power to AC power whose frequency can be adjusted freely.The frequency control of the inverter circuit is electronically controlled. It is controlled by commands from the control device 6.
したがって、発電機作動時の回転電機3からの交流電力
は整流平滑回路により直流に変換されてコンバータ回路
やデユーティ制御回路によりバッテリ充電に適する電力
に制御され、また電動機作動時の回転電機3には、バッ
テリ5からの直流電力がコンバータ回路やインバータ回
路の作動により所定の電圧および周波数の交流電力に変
換されてステータ3bに供給され、排気エネルギーにて
駆動されるターボチャージャの過給作動を助勢するもの
である。Therefore, AC power from the rotating electrical machine 3 when the generator is operating is converted to direct current by the rectifying and smoothing circuit, and controlled to power suitable for battery charging by the converter circuit and duty control circuit. , DC power from the battery 5 is converted into AC power of a predetermined voltage and frequency by the operation of a converter circuit or an inverter circuit, and is supplied to the stator 3b, which assists the supercharging operation of a turbocharger driven by exhaust energy. It is something.
第1図に示す3cは交流電圧計で回転電機3のステータ
3bの端子電圧を計るもの、4dは直流電圧計で電力変
換器4の直流端子電圧を計るものであり、それぞれ測定
した電圧を電子制御装置6に送出する。3c shown in Fig. 1 is an AC voltmeter that measures the terminal voltage of the stator 3b of the rotating electric machine 3, and 4d is a DC voltmeter that measures the DC terminal voltage of the power converter 4.The measured voltages are controlled electronically. Send to device 6.
電子制御装置6はマイクロコンピュータよりなり、エン
ジン1の作動状態や電圧計からの信号などを入力して演
算処理や制御回数の計数などを行う中央処理装置、アク
セルペダルの踏込みによるエンジンの運転状況と所要ブ
ースト圧との関連マツプや回転電機の作動の制御プログ
ラムなどを格納する各種メモリ装置、各種センサからの
入力を受令したり、アクチュエータや電力変換器などに
制御指示を発令する入/出力装置などを有している。な
お、3dは回転子位置センサでロータ3aの回転時の磁
極位置を検出して回転電機3への供給電力の位相制御時
に用いるものである。The electronic control unit 6 is composed of a microcomputer, and is a central processing unit that inputs the operating status of the engine 1 and signals from the voltmeter, performs arithmetic processing, counts the number of control operations, etc., and controls the operating status of the engine according to the depression of the accelerator pedal. Various memory devices that store maps related to required boost pressure and control programs for the operation of rotating electric machines, and input/output devices that receive input from various sensors and issue control instructions to actuators, power converters, etc. etc. Note that 3d is a rotor position sensor that detects the magnetic pole position of the rotor 3a during rotation and is used to control the phase of the power supplied to the rotating electric machine 3.
第3図は本実施例の作動の一例を示す処理フロー図であ
り、第3図を参照してその作動を説明する。FIG. 3 is a process flow diagram showing an example of the operation of this embodiment, and the operation will be explained with reference to FIG.
まず、ステップ1において回転センサ1eからの信号に
よりエンジン回転数をチエツクし、アイドル回転より速
い(例えば800RPM以上)と判断したときは、クラ
ッチ断かをチエツクしくステップ2)、クラッチ接続の
場合はアクセル位置を検出する(ステップ3)。ここで
アクセル位置が部分踏込みならば(ステップ4)、エン
ジン回転数(ステップ5)、現ブースト圧PB2(ステ
ップ6)、アクセル相当ブースト圧FBIの各々をそれ
ぞれのセンサから検出しくステップ7)、アクセル相当
ブースト圧FBIと現ブースト圧PB2との差を演算す
る(ステップ8)。相当ブースト圧FBIと現ブースト
圧PB2との差が所定値Aよりも大であると判定したと
きは、電動機作動による助勢を要する場合であるので、
加速に必要な回転電機3への供給電力を計算しくステッ
プ10)、タービン回転数を検出して(ステップ11)
供給電力の電圧上昇に必要なデユーティ制御を決定する
(ステラ゛)12)。ついで電力変換器4を作動させ(
ステップ13)、回転子位置センサにより供給電力の位
相を決定して、電力変換器4に設けたインバータを作動
して(ステップ14)、電動機作動の回転電機を増速さ
せる。ついづブースト圧PBを検出しくステップ15)
、燃料アクチュエータ7を制御して、ブースト圧の増加
に対応する燃料増加の制御を行う(ステップ16)、そ
してブースト圧PBを相当ブースト圧PH1と比較して
(ステップ17)、PB>相当ブースト圧FBIであれ
ば、アクセルセンサ1cによりアセセル位置を検出しく
ステップ18)、エンジン回転数を検出する(ステップ
19)。ここでPBがP81以上となったので、エンジ
ントルクは電動機の助勢を必要とするかどうかは、これ
に記憶された負荷範囲によって判定される。ステップ2
0で電動機作動が必要か否かをチエツクして電動機作動
中のときはステップ45へ、否の場合はステップ34に
6行することになる。First, in Step 1, check the engine speed using the signal from the rotation sensor 1e, and if it is determined to be faster than the idle speed (for example, 800 RPM or more), check whether the clutch is disconnected (Step 2), and if the clutch is connected, accelerate the engine. Detect the position (step 3). If the accelerator position is partially depressed (step 4), the engine speed (step 5), current boost pressure PB2 (step 6), and accelerator equivalent boost pressure FBI are detected from each sensor. The difference between the equivalent boost pressure FBI and the current boost pressure PB2 is calculated (step 8). When it is determined that the difference between the equivalent boost pressure FBI and the current boost pressure PB2 is larger than the predetermined value A, this means that assistance by electric motor operation is required.
Calculate the power to be supplied to the rotating electric machine 3 necessary for acceleration (Step 10), and detect the turbine rotation speed (Step 11).
Determine the duty control required to increase the voltage of the supplied power (Stellar) 12). Then, the power converter 4 is activated (
In step 13), the phase of the supplied power is determined by the rotor position sensor, and the inverter provided in the power converter 4 is operated (step 14) to increase the speed of the motor-operated rotating electric machine. Next, let's detect the boost pressure PB Step 15)
, controls the fuel actuator 7 to control the fuel increase corresponding to the increase in boost pressure (step 16), and compares the boost pressure PB with the equivalent boost pressure PH1 (step 17), and determines that PB>equivalent boost pressure If it is FBI, the accelerator position is detected by the accelerator sensor 1c (step 18), and the engine rotation speed is detected (step 19). Since PB has now exceeded P81, whether or not the engine torque requires assistance from the electric motor is determined based on the load range stored therein. Step 2
At 0, it is checked whether or not the electric motor needs to be activated. If the electric motor is in operation, the process goes to step 45, and if not, the process goes to step 34 for 6 lines.
なお、前記ステップ9で相当ブースト圧FBIと現ブー
スト圧PB2との差が所定値Aよりも小であると判定し
たときは、直接に上述のステップ17に移行する。Incidentally, when it is determined in step 9 that the difference between the equivalent boost pressure FBI and the current boost pressure PB2 is smaller than the predetermined value A, the process directly proceeds to step 17 described above.
ステップ1においてエンジン回転数が80ORPM以下
であると判定したときは、ステップ21に移行1・、排
気ガスの流速を早めてターボチャージャの回転を増速す
るためアクチュエータ1hおよびバイパス弁1gを作動
させ排気のバイパス制御を行う。When it is determined in step 1 that the engine speed is 80 ORPM or less, the process moves to step 21. 1. The actuator 1h and the bypass valve 1g are operated to accelerate the flow rate of exhaust gas and increase the rotation speed of the turbocharger. Bypass control is performed.
次に回転電機3による発電電圧Vを測定しくステップ2
2)、バッテリ電圧vbとの大小を比較する(ステップ
23)。その結果、v<vbであるときは、高周波コイ
ルの昇圧デユーティを制御して(ステップ24)、発電
電圧■をバッテリ電圧vbよりも昇圧させた後、バッテ
リを充電する。Next, step 2 is to measure the voltage V generated by the rotating electric machine 3.
2), the magnitude is compared with the battery voltage vb (step 23). As a result, when v<vb, the boost duty of the high frequency coil is controlled (step 24), and the battery is charged after the generated voltage ■ is boosted above the battery voltage vb.
またステップ4においてアクセルが一杯に踏込まれてい
るときは、ステップ25に移行して回転センサ1eより
エンジン回転数を検出し、エンジンの最大駆動力(最大
ブースト圧)をCPUにより検索しくステップ26)、
ターボチャージャのタービンの回転数と現ブースト圧と
を検出しくステップ27.28 ) 、前記最大ブース
ト圧と比較する(ステップ29)。そして未だ最大ブー
スト圧より小であるときは、回転電機を駆動する電圧上
昇に必要なデユーティ制御を決定する。ここで電力変換
器を作動させ(ステップ30)、回転子位置センサ3d
からの信号により供給電力の位相を決定してインバータ
を作動させる(ステップ31)。ついで回転電機の駆動
後のブースト圧を検出して(ステップ32)、その増加
に応じた量の燃料の増加を行い(ステップ33)、前記
ステップ17に移行する。なお、ステップ29において
、最大ブースト圧より大となったと判定したときも、同
様にステップ17に移行する。In addition, when the accelerator is fully depressed in step 4, the process moves to step 25, where the rotation sensor 1e detects the engine rotation speed, and the maximum driving force (maximum boost pressure) of the engine is searched by the CPU (step 26). ,
The rotational speed of the turbine of the turbocharger and the current boost pressure are detected (step 27, 28) and compared with the maximum boost pressure (step 29). If the boost pressure is still lower than the maximum boost pressure, duty control necessary to increase the voltage for driving the rotating electric machine is determined. Here, the power converter is activated (step 30), and the rotor position sensor 3d is
The phase of the supplied power is determined based on the signal from the inverter, and the inverter is operated (step 31). Next, the boost pressure after the rotating electric machine is driven is detected (step 32), the amount of fuel is increased in accordance with the increase (step 33), and the process proceeds to step 17. Note that when it is determined in step 29 that the boost pressure has become greater than the maximum boost pressure, the process similarly moves to step 17.
ステップ20において電動機駆動中ではないと判定した
ときはステップ34に移行し、記憶装置に記憶された負
荷ゾーンに従って過給作動か発電機作動かをチエツクし
くステップ35)、過給作動と判定したときは、発電回
路を断にする(ステップ36)。発電機作動と判定した
ときは、発電電圧を測定しくステップ37)、発電電圧
Vとバッテリ電圧vbとの大/JXを比較する(ステッ
プ38)。V〉vbであれば、電力変換器のデユーティ
制御を行い(ステップ39)、バッテリ充電回路をオン
とし、バッテリに充電する(ステップ40)。そして充
電状態をチエツクしくステップ41)、充電中であれば
開始のステップ2に戻る。充電中でないときは故障信号
を発生して故障を報知する(ステップ42)。なおり>
vbではないときは、発電電圧を測定しくステップ43
)、電力変換器4にてデユーティ制御を行った上で(ス
テップ44)、上記ステップ40に移行する。When it is determined in step 20 that the electric motor is not being driven, the process proceeds to step 34, where it is checked whether the supercharging operation or the generator operation is performed according to the load zone stored in the storage device (step 35), and when it is determined that the motor is operating as a supercharging operation. turns off the power generation circuit (step 36). When it is determined that the generator is operating, the generated voltage is measured (step 37), and the generated voltage V and the battery voltage vb (JX) are compared (step 38). If V>vb, the duty control of the power converter is performed (step 39), the battery charging circuit is turned on, and the battery is charged (step 40). Then, check the charging state (step 41), and if charging is in progress, return to step 2 of the start. When charging is not in progress, a failure signal is generated to notify the failure (step 42). Naori>
If not, step 43: Measure the generated voltage.
), the power converter 4 performs duty control (step 44), and then the process moves to step 40 described above.
つぎに第3図(その3)はブースト圧と燃料と″の関係
を正規の空気/燃料比が保たれるように常に補正して制
御する処理フロー図で、前記ステップ20から6行する
。Next, FIG. 3 (part 3) is a process flow diagram for constantly correcting and controlling the relationship between boost pressure and fuel so that a normal air/fuel ratio is maintained, and the process is performed in six lines from step 20.
即ち、前記ステップ20において電動機作動中と判定し
たときは第3図(その3)に示すステップ45に移行し
、ステップ18で検出し、たアクセルペダル位置に相当
するブースト圧Pcを計算する。That is, when it is determined in step 20 that the electric motor is operating, the process moves to step 45 shown in FIG. 3 (part 3), and the boost pressure Pc corresponding to the accelerator pedal position detected in step 18 is calculated.
他方、負荷センサ1dにより燃料流量を計測して(ステ
ップ46)、この燃料流量による燃料相当ブースト圧P
fcを計算する(ステップ47)。ついで、PcとPf
cとの大小を比較しくステップ48) 、 Pc >P
fcであれば、燃料増加の必要があるので、燃料アクチ
ュエータフを増加の方向に制御して流量を補正する(ス
テップ49)。この補正により増大する筈の補正相当ブ
ースト圧(FadjI+ΔP)をステップ50にて計算
する。つぎにステップ51でPc とFadJl との
大小を比較し、Pc<Fadjlであれば、補正は完了
し、ステップ55に8行する。なお、ステップ51にて
Pc≧FadJ1であるならば、P c < F、ad
J 1となるまでステップ48〜50が繰返される。On the other hand, the fuel flow rate is measured by the load sensor 1d (step 46), and the fuel equivalent boost pressure P is determined by this fuel flow rate.
Calculate fc (step 47). Then, Pc and Pf
Compare the size with c Step 48), Pc > P
If fc, it is necessary to increase the fuel, so the fuel actuator tough is controlled in the direction of increase to correct the flow rate (step 49). The corrected boost pressure (FadjI+ΔP) that should increase due to this correction is calculated in step 50. Next, in step 51, the magnitude of Pc and FadJl is compared, and if Pc<Fadjl, the correction is completed and the process goes to step 55 for eight lines. Note that if Pc≧FadJ1 in step 51, then Pc<F, ad
Steps 48-50 are repeated until J1 is reached.
他方、ステップ48においてPc<Pfcであるときは
、ステップ52に移行し、燃料アクチュエータフを減少
の方向に駆動して流量を補正しくステップ53)、減少
相当ブースト圧(Fadj2−ΔP)を計算する。そし
てPcとFadj2の大小を比較しくステップ54)
、Pc <Fadj 2であれば、補正は完了し、ステ
ップ55に移行する。なお、ここでPc≧FadJ2で
あるならば、Pc<Fadj2となるまでステップ52
〜54が繰返される。以上により、エンジンに供給され
る空気と燃料との比率は正規の空燃比が常に保たれるよ
うに補正されることになる。On the other hand, if Pc<Pfc in step 48, the process proceeds to step 52, in which the fuel actuator tough is driven in the direction of decrease to correct the flow rate (step 53), and the boost pressure equivalent to decrease (Fadj2-ΔP) is calculated. . Then, compare the size of Pc and Fadj2 (Step 54)
, Pc <Fadj 2, the correction is completed and the process moves to step 55. Note that if Pc≧FadJ2, step 52 is performed until Pc<Fadj2.
-54 are repeated. As a result of the above, the ratio of air and fuel supplied to the engine is corrected so that the normal air-fuel ratio is always maintained.
次にステップ55に0行して、回転電機を電動機駆動と
して過給作動を助勢する駆動電力を計算し、タービン回
転数を検出しくステップ56)、電圧上昇に必要なデユ
ーティを決定しくステップ57)、インバータを作動し
て供給電力の位相と電圧とを調整する(ステップ58)
。ついでブースト圧を検出して(ステップ59)、その
増加に応じた量の燃料の増加を行い(ステップ60)、
制御フローはステップ2に戻る。Next, go to step 55, line 0, to calculate the driving power to assist the supercharging operation by driving the rotating electric machine, to detect the turbine rotation speed (step 56), and to determine the duty required for voltage increase (step 57). , operate the inverter to adjust the phase and voltage of the supplied power (step 58).
. Next, the boost pressure is detected (step 59), and the amount of fuel is increased in accordance with the increase (step 60).
Control flow returns to step 2.
第4図は本実施例の作動の他の一例を示す処理フロー図
であり、第4図を参照してその作動を説明する。FIG. 4 is a process flow diagram showing another example of the operation of this embodiment, and the operation will be explained with reference to FIG.
ステップ1〜20は前記実施例と同一のフローである。Steps 1 to 20 are the same flow as in the previous embodiment.
次にステップ21に移行して、電動機駆動のための供給
電力を計算し、タービン回転数を検出しくステップ22
)、電力上昇に必要な電力変換器にてのデユーティを決
定しくステップ23)、インバータを作動して供給電力
の位相と電圧を調整する(ステップ24)。ついで助勢
後のブースト圧PB2を検出して(ステップ25)、ア
クセル相当ブースト圧PB1と比較しくステップ21i
) 、PBI>PB2であれば、燃料流量を制御して(
ステップ27)、ステップ15に戻る。これに反しP
81< P B2ならば後述のステップ54に移行する
。Next, the process moves to step 21 to calculate the power supplied to drive the electric motor and detect the turbine rotation speed.Step 22
), the duty at the power converter necessary for increasing the power is determined (step 23), and the inverter is operated to adjust the phase and voltage of the supplied power (step 24). Next, the boost pressure PB2 after assistance is detected (step 25), and compared with the accelerator equivalent boost pressure PB1, it is determined in step 21i.
), if PBI>PB2, control the fuel flow rate and (
Step 27), return to step 15. On the contrary, P
If 81<PB2, the process moves to step 54, which will be described later.
前記ステップ1においてエンジン回転数が80ORPM
以下であると判定したときは、ステップ28に移行し、
該ステップ28〜31は前記第3図のステップ21〜2
4と同一である。In step 1, the engine speed is 80 ORPM.
If it is determined that the following is true, proceed to step 28,
The steps 28 to 31 are the steps 21 to 2 in FIG.
Same as 4.
また、前記ステップ4においてアクセルが一杯に踏込ま
れているときは、ステップ33に移行して、エンジン回
転数を検出し、エンジンの最大駆動力(最大ブースト圧
)を電子制御装置より検出しくステップ34)、ターボ
チャージャのタービンの回転数を検出しくステップ35
)、現ブースト圧PAを検出しくステップ36)、前記
最大ブースト圧と比較する(ステップ37)。未だ最大
ブースト圧より小であるときは、電!Jl]機駆動の供
給電力の上昇に必要なデユーティ制御を決定する。そし
て電力変換器を作動させ(ステップ38)、回転位置セ
ンサからの信号により位相を決定してインバータを作動
する(ステップ39)。ステップ40において上昇した
ブースト圧PBを検出し、上昇する前の前記ブースト圧
PAと比較する(ステップ41)。PB >PAであれ
ば燃料流量を制御して(ステップ42)、ステップ17
に移行する。これに反しPB <PAならば後述のステ
ップ54に移行する。Further, when the accelerator is fully depressed in step 4, the process moves to step 33, where the engine rotational speed is detected, and the maximum driving force (maximum boost pressure) of the engine is detected by the electronic control device.Step 34 ), step 35 to detect the rotation speed of the turbocharger turbine.
), the current boost pressure PA is detected (step 36), and compared with the maximum boost pressure (step 37). If it is still less than the maximum boost pressure, the electric! Jl] Determine the duty control required to increase the power supply for machine drive. Then, the power converter is activated (step 38), the phase is determined based on the signal from the rotational position sensor, and the inverter is activated (step 39). The boost pressure PB increased in step 40 is detected and compared with the boost pressure PA before increasing (step 41). If PB>PA, the fuel flow rate is controlled (step 42), and step 17
to move to. On the other hand, if PB<PA, the process moves to step 54, which will be described later.
前記ステップ20において電動機駆動中ではないと判定
したときはステップ43に8行し、以下ステップ43か
653迄は、前記第3図のステップ34〜44と同一で
あり、ステップ50において充電状態をチエツクし、Y
ESであれば開始のステップ2に戻り、Noであれば故
障信号を発生して故障を報知する(ステップ51)。If it is determined in step 20 that the motor is not being driven, the process goes to step 43 for 8 lines, and the steps up to step 43 or 653 are the same as steps 34 to 44 in FIG. 3, and the state of charge is checked in step 50. Y, Y
If ES, the process returns to the starting step 2, and if No, a failure signal is generated to notify the failure (step 51).
次に、ステップ54〜61は、特にブースト圧上昇のた
め電動機作動によって助勢したとき、タービンブレード
の故障を診断する制御フローで、前記ステップ26或い
はステップ41から、このステップ54に移行する。Next, steps 54 to 61 are a control flow for diagnosing a failure of a turbine blade, especially when assisted by electric motor operation to increase the boost pressure, and the flow shifts from step 26 or step 41 to step 54.
先ずステップ54において、必要なブースト圧の上昇値
ΔP(即ち、P Bl−P B2、またはPB−PA)
を読込み、タービン回転数を検出しくステップ55)、
回転電機に供給する電流を検出して(ステップ56)電
力値を計算する。この電力値とブースト圧の上昇値ΔP
による加圧仕事量との大小を比較しくステップ57)、
加圧仕事量が計算電力値より小さいときは、更に数秒間
の平均値を検出する(ステップ58)。再び、電力値と
加圧仕事量との大小を比較しくステップ59)、電力値
〉加圧仕事量であればタービンブレードの故障と判断し
、故障信号を発生しくステップ60)、電動スイッチを
OFFにする(ステップ61)。ステップ57或いは、
59において電力値く加圧仕事量であるときは、故障は
ないものと判断し、制、御フローは始めのステップ2に
戻る。First, in step 54, the required boost pressure increase value ΔP (i.e., P Bl-P B2, or PB-PA) is determined.
Step 55)
The electric current supplied to the rotating electric machine is detected (step 56) and the electric power value is calculated. This power value and boost pressure increase value ΔP
Step 57)
When the pressurizing work amount is smaller than the calculated power value, the average value for several seconds is further detected (step 58). Again, compare the magnitude of the electric power value and the pressurizing work (step 59), and if the electric power value is greater than the pressurizing work, it is determined that there is a failure in the turbine blade, and a failure signal is generated (step 60), and the electric switch is turned off. (step 61). Step 57 or
If the electric power value is equal to the pressurizing work amount in step 59, it is determined that there is no failure, and the control flow returns to the initial step 2.
以上本発明を上記の実施例によって説明したが、本発明
の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを本
発明の範囲から排除するものではない。Although the present invention has been described above with reference to the above embodiments, various modifications can be made within the scope of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
(発明の効果)
本発明によれば、アクセルペダルの踏込量に応じて内燃
機関の必要とする吸気のブースト圧を求めるとともに、
このブースト圧に対応して適切な燃料供給量を計算し、
それぞれ吸気の過給作動や燃料流量を補正するので、常
に運転状態に応じた空燃比が得られ、所要するエンジン
出力が得られる効果がある。(Effects of the Invention) According to the present invention, the intake boost pressure required by the internal combustion engine is determined according to the amount of depression of the accelerator pedal, and
Calculate the appropriate fuel supply amount corresponding to this boost pressure,
Since the intake air supercharging operation and the fuel flow rate are each corrected, an air-fuel ratio corresponding to the operating condition can always be obtained, and the required engine output can be obtained.
また本発明によれば、吸気の過給作動の助勢時には、電
動機作動の回転電機への供給電力と、その仕事量をチエ
ツクするので、これが異常の際は故障と判断して異常を
診断する効果もある。Further, according to the present invention, when assisting the intake air supercharging operation, the power supplied to the rotating electric machine operated by the motor and the amount of work thereof are checked, so that if there is an abnormality in this, it is judged as a failure and the abnormality can be diagnosed. There is also.
第1図は本発明の回転電機付ターボチャージャの制御装
置の一実施例を示す構成ブロック図、第2図は本実施例
に用いる電力変換器の一例を示す回路図、第3図及び第
4図は本実施例の作動を示す処理フロー図である。
1・・;エンジン、IC・・・アクセルセンサ、1d・
・・負荷センサ、1e・・・回転センサ、1j・・・ブ
ースト圧センサ、2・・・ターボチャージャ、3・・・
回転電機、4・・・電力変換器、5・・・バッテリ、6
・・・電子制御装置、7・・・燃料アクチュエータ。
特許出願人 いすy自動車株式会社
代 理 人 弁理士 辻 實
<a 4b 4C
第4図(¥の3)
千 元売 ネ甫 正 書(自発)
昭和12−年72月2?日
特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 、1.、。
1、事件の表示
昭和62年 特許願 第261240号2、発明の名称
回転電機付ターボチャージャの制御装置3、補正をする
者
事件との関係 特許出願人
住 所 東京部品用区南大井6丁目22番10号ジ ド
ウシャ
名 称 いすy自動車株式会社
トビ ャ7 カズ 才
代表者 飛 山 −男
4、代理人
住 所 〒lot東京都千代田区神田小川町3−14第
−万水ビル
氏名(7840)弁理士辻 實
5、補正命令の日付 (自発)
6、補正の対象
明細書の「特許請求の範囲」の欄、「発明の詳細な説明
」の欄
7、補正の内容
別紙の通り
(1)特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。
(2)明細書第3頁第18行〜明細書第4頁第3行目の
「更に、・・・することにある。」を削除する。
(3)明細書第5頁第1行〜第3行目の「また、・・・
もある。」を41J除する。
(4)明細書第20頁第9行〜第12行目の「また・・
・もある。」を削除する。
2、特許請求の範囲
内燃機関の排気管に接続され互ターボチャージャの回転
軸に電動−発電機を設けた回転電機付ターボチャージャ
の制御装置において、前記内燃機関のアクセルペダル踏
込量検出手段と、該検出手段からの信号に応じて回転電
機を電動機駆動して過給気を昇圧させる昇圧手段と、該
昇圧手段による過給圧に対応する燃料供給量を制御する
燃料制御手段とを設けたことを特徴とする回転電機付タ
ーボチャージャの制御装置。FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of a control device for a turbocharger with a rotating electric machine according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a power converter used in this embodiment, and FIGS. The figure is a processing flow diagram showing the operation of this embodiment. 1...;Engine, IC...accelerator sensor, 1d...
...Load sensor, 1e... Rotation sensor, 1j... Boost pressure sensor, 2... Turbocharger, 3...
Rotating electric machine, 4... Power converter, 5... Battery, 6
...Electronic control device, 7...Fuel actuator. Patent Applicant Isuy Jidosha Co., Ltd. Agent Patent Attorney Minoru Tsuji<a 4b 4C Figure 4 (3 of ¥) Thousand Motouri Neho Seisho (self-motivated) December 2, 1939? Mr. Kunio Ogawa, Commissioner of the Japanese Patent Office, 1. ,. 1. Indication of the case 1986 Patent Application No. 261240 2. Name of the invention Control device for turbocharger with rotating electric machine 3. Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant address 6-22 Minami-Oi, Parts Yo-ku, Tokyo No. 10 Ji Dosha Name Name: Isuy Automobile Co., Ltd. Representative: Hiyama - 4, Male 4, Agent address: Lot 3-14 Kanda Ogawa-cho, Chiyoda-ku, Tokyo - Mansui Building Name (7840) Patent Attorney Minoru Tsuji 5. Date of amendment order (spontaneous) 6. Column ``Claims'' of the specification to be amended, Column 7 ``Detailed Description of the Invention'', Contents of amendment as per attached sheet (1) The scope of claims is amended as shown in the attached sheet. (2) Delete "Furthermore..." from page 3, line 18 of the specification to page 4, line 3 of the specification. (3) “Also...
There is also. ” divided by 41J. (4) “Also...” on page 20, lines 9 to 12 of the specification
・There is also. ” to be deleted. 2. Scope of the Claims A control device for a turbocharger with a rotating electrical machine connected to an exhaust pipe of an internal combustion engine and having an electric generator on the rotating shaft of the mutual turbocharger, comprising means for detecting the amount of accelerator pedal depression of the internal combustion engine; Boosting means for boosting the pressure of supercharging air by driving an electric motor of the rotating electric machine in response to a signal from the detection means, and fuel control means for controlling the amount of fuel supplied corresponding to the boost pressure by the boosting means. A control device for a turbocharger with a rotating electric machine.
Claims (2)
り吸気を過給するターボチャージャの回転軸に電動−発
電機を設けた回転電機付ターボチャージャの制御装置に
おいて、前記内燃機関のアクセルペダル踏込量検出手段
と、該検出手段からの信号に応じて回転電機を電動機駆
動して過給気を昇圧させる昇圧手段と、該昇圧手段によ
る過給圧に対応する燃料供給量を制御する燃料制御手段
とを設けたことを特徴とする回転電機付ターボチャージ
ャの制御装置。(1) In a control device for a turbocharger with a rotating electrical machine, which is connected to an exhaust pipe of an internal combustion engine and which supercharges intake air using exhaust energy, the turbocharger has an electric motor-generator on its rotating shaft, and the accelerator pedal depression amount of the internal combustion engine. a detecting means; a boosting means for boosting the pressure of supercharging air by driving an electric rotating machine in accordance with a signal from the detecting means; and a fuel control means for controlling an amount of fuel supplied corresponding to the supercharging pressure by the boosting means. A control device for a turbocharger with a rotating electrical machine, characterized by being provided with.
給作動を助勢時に、ターボチャージャの異常を検出して
故障を診断する異常検出手段を設けたことを特徴とする
特許請求の範囲第(1)項記載の回転電機付ターボチャ
ージャの制御装置。(2) An abnormality detecting means is provided for detecting an abnormality in the turbocharger and diagnosing a failure when the electric motor of the rotating electric machine is driven by the boosting means to assist the supercharging operation. 1) A control device for a turbocharger with a rotating electric machine as described in item 1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62261240A JP2782711B2 (en) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | Control device for turbocharger with rotating electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62261240A JP2782711B2 (en) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | Control device for turbocharger with rotating electric machine |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62335136A Division JP2504096B2 (en) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | Control device for turbocharger with rotating electric machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01104948A true JPH01104948A (en) | 1989-04-21 |
| JP2782711B2 JP2782711B2 (en) | 1998-08-06 |
Family
ID=17359085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62261240A Expired - Fee Related JP2782711B2 (en) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | Control device for turbocharger with rotating electric machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782711B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004011791A1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-02-05 | Honeywell International, Inc. | Electrically assisted and variable geometry turbocharger |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4635793B2 (en) | 2005-09-15 | 2011-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | Supercharging system for internal combustion engines |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61261623A (en) * | 1985-05-15 | 1986-11-19 | Fujitsu Ten Ltd | Supercharger for internal-combustion engine |
| JPS6223542A (en) * | 1985-07-23 | 1987-01-31 | Toyota Motor Corp | Fuel injection control device for internal-combustion engine with supercharger |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP62261240A patent/JP2782711B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61261623A (en) * | 1985-05-15 | 1986-11-19 | Fujitsu Ten Ltd | Supercharger for internal-combustion engine |
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| WO2004011791A1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-02-05 | Honeywell International, Inc. | Electrically assisted and variable geometry turbocharger |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2782711B2 (en) | 1998-08-06 |
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