JPH02294521A - ターボチャージャ駆動用電源装置 - Google Patents

ターボチャージャ駆動用電源装置

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回転電機付ターボチャージャに取付けた回転電
機に電力を供給するターボチャージャ駆動用電源装置に
関する。
（従来の技術） エンジンの排気エネルギーにより駆動されるタービンに
コンブレッサを直結し、給気を圧縮してエンジンに供給
することによりエンジン出力の増強を計ろうとするター
ボチャージャが広く用いられている。
そしてこの種のターボチャージャに電動一発電機となる
回転電機を取付け、エンジンの運転状態に応じて回転電
機を電動機または発ｔ機として作動させ、エンジンが少
なくとも低速高負荷の運転領域では電動機としてカ行さ
せ、ターボチャージ豐の過給作動を付勢させる提案が内
燃機関のターボチャージャとして特開昭６０−１９５．
３２９号公報に開示されている。
（発明が解決しようとする課Ｍ） 上述の公開公報に開示された提案においては、エンジン
の回転数と負荷とを検出し、低回転高負荷時にはパッテ
リを電源として回転電機に供給し、コンプレッサの回転
を高めて過給気を増圧させてエンジン出力を上昇ざせて
いるが、急加速を要するとき車載のバッテリが電源の場
合、その内部抵抗のため大電力が瞬時に没人できず、し
たがってエンジンに対するブースト圧力の急速な上昇が
制限されトルクアップ時の素早い応答性が得られないと
いう問題が生じている。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はターボチャージャに配置ざれた回転電機に対
し急加速時には瞬時に大電力を供給してエンジンのトル
クアップ時のレスポンス特性を良好にしようとするター
ボチャージャ駆動用電源装置を提供することにある。
（Ｘ１題を解決するための手段） 本発明によれば、電動一発電機となる回転電機をタービ
ン軸に備えたターボチャージャを駆動するターボチャー
ジャ駆動用電源装置において、前記回転電機の電源とな
るバッテリと、該バッテリにスイッチング用制御素子を
介して並列接続された大容量のコンデンサと、前記回転
電機の急速駆動時に前記制御素子をオン制御する制御手
段とを有するターボチャージャ駆動用電源装置が提供さ
れる。
（作用） 本発明では、スイッチング用制御素子と大容量コンデン
サとの直列接続回路をバッテリに並列に接続し、エンジ
ンのトルクアップ時には制御素子をオン制御してバッテ
リとともにコンデンサからの電力を回転電機に供給する
ので、立上りの鋭いコンデンサからの大電流が回転電機
を駆動し、ターボチャージャの回転を急上昇させて過給
圧を急速に高めることにより、エンジン出力の応答性が
向上する。
（実施例） つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック回路図
である。
同図において、１はターボチャージャであり、図示して
いないエンジンの排気エネルギーにより駆動されるター
ビン１１と、該タービン１１のトルクにより駆動されて
エンジンに吸気を圧送するコンブレッサ１２とを備え、
さらにタービン１１とコンプレッサ１２との間の回転軸
には電動一発１！機となる回転電機１３が配置されてい
る．モして、エンジンの排気エネルギーに余力のあると
きは回転電機１３を発電機として作動させ、排気エネル
ギーを電力として回収して車截のバッテリの充電を行う
とともに、一方、エンジンが低速高負荷時には回転電機
１３に電力を供給してカ行させ、低回転時の少ない排気
エネルギーを回転電機１３のトルクにより補ってコンブ
レサを付勢することにより過給気の増大を計るよう４Ｒ
成されている。
２はバッテリで例えば通常の鉛蓄電池であり、車載の機
器や回転電機１３の電源となるもの、３は電圧変換器で
バッテリ２からの直流電力を昇圧するもので、例えばス
イッチング回路と昇圧変圧器を備えて回転１！機１３の
駆動用に昇圧するもの、４はインバータで、電圧変換器
３から昇圧されて供給された電力を、回転電８１ｌ１３
のカ行駆動に遣する周波数の電力に変換するものである
．５は大容量のコンデンサであり、例えば電気二重層原
理を利用した静電容量の大きいもので、従来のアルミ電
解コンデンサと比較すると同一体積で数十倍の静電容量
を有している。そして、該コンデンサ５はスイッチング
用の制御素子となるバワーＦＥＴ７を介してバッテリ２
に接続されている。
バワーＦＥＴ７は大電流の制御できるＭＯＳ型が用いら
れ、ゲートＧに信号を印加することにより、ドレインＤ
からソースＳに電流が通じ、コンデンサ５に蓄えられた
電荷が電圧変換器３に供給されるように結線されている
。なお、ソースＳとドレインＤとの間の単一方向性の接
合抵抗を通ずる電流により、常にパッテリ２を電源とし
てコンデンサ５が充電されるように構成されている。
６はコントローラでマイクロコンピュータからなり５演
算処理を行う中央制御装置、演算処理手順、制御手順や
制御マップなどを格納する各種メモリ、人／出力ボート
などを備えており、アクセルベダル８からの踏込量信号
ＰＳ，コンデンサ６の端子電圧信号、エンジン回転信号
、バッテリ電圧信号などが入力されると、所定の演算処
理が行われて格納された制御手順や格納されたマップに
基づいた所定の指令が発せられる。
そして、エンジンが定常運転や高速運転にて排気エネル
ギーが大ぎく、コンブレッサ１２の過給用の駆動力に余
裕のあるときは、回転電機１３を発電機として作動させ
て、その発電電力によりバッテリ２を充電するように指
令したり、また、アクセルペダルが急激に踏込まれてエ
ンジンの急加速を要する場合と判断すると、バワーＦＥ
Ｔ７のゲートに信号が送られ、コンデンサ５の蓄えた電
荷を電圧変換器３やインバータ４を介して回転電機１３
に供給してカ行させ、エンジンへのブースト圧を急速に
上昇させるように指令するものである． 第２図はエンジンを加速運転する際に回転電機を電動作
動させる場合の処理フロー図である。
つぎに、第２図を用いて本実施例の作動を説明すると、
ステップ１にてレギュレータがオフであり、ステップ２
でアクセルベダル８の踏込Ｒ　ｐ　ｓが入力され、踏込
量が最大（ＷＯＴ）に踏込まれていると、ステップ３に
て電圧変換器に対して１００％のパワーに指示する。つ
いで、ステップ４でコンデンサ５の電圧により充電状態
をチェックし、充電されていると判断すると、ステップ
５でパフーＦＥＴ７のゲートＧに指令を送ってオンとな
し、所定の時間ホールドを、行う。つぎにステップ６で
電圧変換器３、インバータ４に指令してそれぞれ作動さ
せることによりコンデンサ５からは第３図のＣ曲線に示
すような大電流が供給され、回転電機１３を急激に駆動
してコンブレッサ１２の過給作動を付勢することになり
、このためエンジンは過給圧の急上．昇により回転数が
急激に増加し、出力トルクも急上昇して立上りの鋭い応
答性が得られることになる。なお第３図に示すＣ曲線の
ように通電直後はコンデンサ５から大電流が供給される
が、この供給電流は短時間に徐々に減少することになり
、立上りの遅いＢ曲線のようなバッテリ２からの電流に
Ｂ行するもので、前述のＦＥＴのゲートへの指令のホー
ルドはコンデンサ５からの電流供給のタイミングに対応
させてあるものである。
前述のステップ２にてアクセルペダル踏込量が最大でな
い場合はステップ８に進み、該踏込量に対応した昇圧指
示が行われ、パッテリ２のみの電力が電圧変換器３、イ
ンバータ４を介して回転電機１３に供給され、コンブレ
ッサ１２の過給作動を付勢する．なお、ステップ４にて
コンデンサ５が十分に充電されていない場合もバッテリ
２の電力だけが供給されることになる． 以上、本発明を上述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． （発明の効果） 本発明によれば制御素子となるバヮーＦＥＴと大容量コ
ンデンサとの直列回路をバッテリに並列接続して、エン
ジンの急速なトルクアップ時にはバワーＦＥＴをオン制
御してバッテリからの電力とともにコンデンサの電荷を
回転電機に供給するので、コンデンサからの立上りの鋭
い大電流によって回転電機が急速に回転上昇し、ターボ
チャージャからのＡ給圧を急上昇させることにより、エ
ンジントルクが急激に増大して、エンジンのトルクアッ
プ時の応答性が向上するという効果が得られる．
【図面の簡単な説明】
第ｔ図は本発明の一実施例の構成を示すブロック回路図
、第２図は本実施例の処理を示す処理フロー図、第３図
は本実施例におけるコンデンサおよびパッテリからの電
流を示す曲線図である。 １・・・ターボチャージャ、２・・・バッテリ、５・・
・コンデンサ、６・・・コントローラ５　７・・・バワ
ーＦＥＴ、１３・・・回転電機。 第２図 Ｇで閣Ｄ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）電動−発電機となる回転電機をタービン軸に備え
    たターボチャージャを駆動するターボチャージャ駆動用
    電源装置において、前記回転電機の電源となるバッテリ
    と、該バッテリにスイッチング用制御素子を介して並列
    接続された大容量のコンデンサと、前記回転電機の急速
    駆動時に前記制御素子をオン制御する制御手段とを有す
    ることを特徴とするターボチャージャ駆動用電源装置。
  2. （２）前記コンデンサに電気二重層コンデンサを採用し
    たことを特徴とする請求項（１）記載のターボチャージ
    ャ駆動用電源装置。
  3. （３）前記制御素子にパワー用ＭＯＳ型ＦＥＴを採用し
    たことを特徴とする請求項（１）記載のターボチャージ
    ャ駆動用電源装置。
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