JPH04164131A - 回転電機付ターボチャージャの制御装置 - Google Patents

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
。

（従来の技術） エンジンの排気エネルギーによりタービンを高速回転さ
せ、該タービントルクによってコンプレッサを駆動して
エンジンに吸気を圧送するターボチャージャが広く使用
されている。

そして、この種のターボチャージャの回転軸に電動−発
電機となる回転電機を取付け、排気エネルギーの少ない
低速域では回転電機を電動駆動し、ターボチャージャの
過給作動を付勢してエンジンに過給気を圧送したり、ま
たエンジンの高速域では回転電機に発電作動させ、排気
エネルギーを電力に回収しようとする試みが種々なされ
ている。

ところで、このような回転電機付ターボチャージャを備
えた車両においては、アクセルペダルを大きく踏込んで
加速させる場合に、ターボチャージャの許容回転数を一
定に保つ制御を行わないと、エンジン出力に変動を生じ
て車両の走行フィーリングに悪影響を与える。

このため、タービン軸がその上限回転数の近くの所定回
転数に達したとき、回転数の増加／減少の傾向に応じて
回転電機への供給電力を制御し、回転数を一定の回転数
に保とうとする提案が平成１年特許願第２１７１１１号
に示されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述の特許願における提案では、アクセルペダルのフル
踏込みによる加速時にはエンジン出力の変動が減すると
いう利点があるが、標高の高い地域での走行の場合、タ
ーボチャージャを常に一定の回転数となるように制御す
ると、過給圧が低地に比して小となり、このためエンジ
ン出力の低下や排気ガスにスモークが生ずるという問題
がある。

また、第４図に示すコンプレッサ特性からも明らかなよ
うに、一定回転数で制御するとエンジンが高回転のとき
には空気流量が多いので発生ブースト圧力が低下して、
高地での走行と同様な性能悪化が生ずる。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はエンジンの全負荷加速時におけるエンジン性
能の悪化を防止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。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明によれば、タービン
軸に取付けた回転電機を電動駆動してエンジンへの過給
圧を付勢する回転電機付ターボチャージャの制御装置に
おいて、前記エンジンのアクセル開度を大にして加速時
における過給圧の高低の傾向に応じ、前記回転電機への
供給電力を制御する回転電機付ターボチャージャの制御
装置が提供される。

（作用） 本発明ではアクセル開度を大にて加速時におけるエンジ
ンへの過給気圧の高／低の傾向に応じ、ターボチャージ
ャの回転電機に供給する電力を増減して過給圧を一定に
保つような制御を行う。

（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を示す構成ブロック図である
。

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、燃料タンク１ｇから噴射ポンプ１ｆ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
ル踏込量の検出手段となるアクセルセンサ、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コントローラ６に送信する。

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ブ
レード２ｂと、吸気管１ａに吸気を圧送するコンプレッ
サブレード２ａとを有し、これらのブレードを接続する
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。

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電力変換器４を介して
バッテリ５に送電される。

また、電力変換器４を介したバッテリ５からの電力によ
りロータ３ａが駆動されると、コンプレッサブレード２
ａの作動により吸気が圧縮され、吸気管１ａ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、１ｈ
はブーストセンサで、コンプレッサブレード２ａの作動
による過給気圧を検出してコントローラ６に送信するも
のである。

電力変換器４は発電機作動時のステータ３ｂからの交流
電力を入力して、例えばバッテリ５の充電電力に変換し
たり、回転電機３を電動機駆動するためバッテリ５から
の直流電力を所定の交流電力に変換するものである。し
たがって交流より直流に変換する整流回路、平滑回路の
他、直流より交流に変換するインバータ、昇圧回路など
を備えており、変換する交流周波数やその電圧、電力は
コントローラ６の指令により制御されるものである。な
お、４ａは電流計で電力変換器４への電流を計測するも
のである。

コントローラ６はマイクロコンピュータからなり、エン
ジン１の作動状態や各種センサからの信号に基づいて供
給燃料や所要電力、ブースト圧などの演算を行う中央処
理装置、これらの演算結果のメモリや、エンジン、回転
電機の制御プログラムを格納する各種メモリ装置、各種
の入力を受令したり、関連部分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、回転電機３が回転
作動時のステータ３ｂに誘起される逆起電力の周波数に
よりタービン軸の回転数はコントローラ６に人力される
よう構成されている。

第２図は本実施例の作動の一例を示す処理フロー図であ
り、同図を参照してその作動を説明する。

まずステップ１ではコントローラ６は接続されている回
転センサ１ｅからエンジン回転数、アクセルセンサＩＣ
からアクセル開度、ブーストセンサｌｈからブースト圧
力（Ｐ□）をそれぞれ読取り、ステップ２では読取った
アクセル開度が最大か否かをチエツクする。

そして、アクセル開度が最大値の場合はステップ３に進
み、エンジン回転数に対応する制御ブースト圧力のＰ、
およびＰｔを読み出す。なお、これらのＰＨ，ＰＬの値
は予めエンジン回転数に応じて設定されているブースト
圧力値であり、通常、目標ブースト圧力はこのＰ、（高
値）とＰＬ（低値）との間の圧力値となるものである。

つぎのステップ４では圧力値ＰＬと現在のブースト圧力
Ｐ１とを比較し、ＰＴが小さい場合はブースト圧力の急
上昇が必要であると判断してステップ５に進み、電力変
換器４のインバータへの供給電流値（Ｉ　ｉｎｖ、）を
最大に設定して回転電機３に通電し電動駆動して過給圧
力を高める。

一方、ステップ４でＰ７の値がＰｔ、より大きい場合は
ステップ７に進み、ここではＰ７とＰｏとを比較する。

そしてＰＴが高値のときは回転電機３の電動駆動が不要
と判断し、ステップ１１にて電力変換器４に指令して通
電を停止する。

また、ステップ７でＰｌの値がＰｏより低値のときは、
ステップ８にてＰＴが上昇しているか否かを判定する。

ここで上昇の場合はステップ９に進んでインバータへの
供給電流値を微小値Δ工だけ減するように制御し、回転
電機３の過給作動を減少させてエンジンへのブースト圧
力を低下させる。

一方、ステップ８でブースト圧力が下降している場合は
ステップｌＯに進み、インバータへの供給電流値を微小
値△■だけ増加させ、回転電機３による過給作動を増大
させてブースト圧力の低下を防止する。

したがってステップ９．１０によるインバータへの供給
電流の制御によって第３図に示すようなブースト圧力の
調整が行えることになる。

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、これらの
変形を本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 上述のように本発明によれば、車両の加速時のアクセル
開度大の゛とき、エンジンへの過給気圧を読取り過給気
圧の高／低の傾向に応じ、ターボチャージャの過給作動
を助勢する回転電機への供給電力を制御するので、エン
ジンへの過給圧が一定となり、したがって高地での気圧
の低下や、空気流量などに基づくエンジンの性能低下が
防止できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図はその作動の一例を示す処理フロー図、第３図は本実
施例によるブースト圧力の状態を示す曲線図、第４図は
コンプレッサ特性の一例の曲線図である。 １・・・エンジン、２・・・ターボチャージャ、３・・
・回転電機、４・・・電力変換器、６・・・コントロー
ラ、ＩＣ・・・アクセルセンサ、１ｅ・・・回転センサ
、２ｂ・・・タービンブレード、４ａ・・・電流計。 特許出願人　　いすヌ自動車株式会社 代　理　人　　弁理士　辻　　　　實

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タービン軸に取付けた回転電機を電動駆動してエンジン
   への過給圧を付勢する回転電機付ターボチャージャの制
   御装置において、前記エンジンのアクセル開度を大にし
   て加速時における過給圧の高低の傾向に応じ、前記回転
   電機への供給電力を制御する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。