JPH0650061B2 - 過給機の制御装置 - Google Patents
過給機の制御装置Info
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- JPH0650061B2 JPH0650061B2 JP63227991A JP22799188A JPH0650061B2 JP H0650061 B2 JPH0650061 B2 JP H0650061B2 JP 63227991 A JP63227991 A JP 63227991A JP 22799188 A JP22799188 A JP 22799188A JP H0650061 B2 JPH0650061 B2 JP H0650061B2
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- Japan
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- engine
- electric
- compressor
- electric machine
- exhaust
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
- F02B41/02—Engines with prolonged expansion
- F02B41/10—Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
- F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using kinetic energy
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/004—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/013—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの排気エネルギーを利用してタービン
を回転させ、その回転力をもってエンジンを過給する排
気タービン駆動の過給機の制御装置に関し、特に排気タ
ービンを複数段直列に接続した多重型の排気タービン駆
動の過給機の制御装置に関する。
を回転させ、その回転力をもってエンジンを過給する排
気タービン駆動の過給機の制御装置に関し、特に排気タ
ービンを複数段直列に接続した多重型の排気タービン駆
動の過給機の制御装置に関する。
（従来の技術） エンジンの排気ガスを排気タービンに導き、これを高速
回転させ、該排気タービンと同軸に接続されたコンプレ
ッサを高速回転駆動して、エンジンの過給を行う排気タ
ービン駆動過給機は古くから知られている。また、この
装置の排気タービンを駆動する排気ガスの中に残存する
残余の排気エネルギーをも回収して、この回収エネルギ
ーをエンジンの回転軸に帰還させる試みも近年提案され
た。すなわち、この装置は、排気タービンの回転軸に発
電機とコンプレッサとを設け、排気タービンにて回収し
た排気エネルギーをもってコンプレッサを回転させて過
給動作を行うとともに、発電動作も同時に行い該発電エ
ネルギーでエンジンの回転軸に設けられた電動機を回転
させて、排気エネルギーをエンジンの回転軸に帰還させ
るもので、このような装置は例えば、特開昭６０−４３
１５２号公報に記載されている。
回転させ、該排気タービンと同軸に接続されたコンプレ
ッサを高速回転駆動して、エンジンの過給を行う排気タ
ービン駆動過給機は古くから知られている。また、この
装置の排気タービンを駆動する排気ガスの中に残存する
残余の排気エネルギーをも回収して、この回収エネルギ
ーをエンジンの回転軸に帰還させる試みも近年提案され
た。すなわち、この装置は、排気タービンの回転軸に発
電機とコンプレッサとを設け、排気タービンにて回収し
た排気エネルギーをもってコンプレッサを回転させて過
給動作を行うとともに、発電動作も同時に行い該発電エ
ネルギーでエンジンの回転軸に設けられた電動機を回転
させて、排気エネルギーをエンジンの回転軸に帰還させ
るもので、このような装置は例えば、特開昭６０−４３
１５２号公報に記載されている。
この装置は、エンジンの回転数が小さく排気エネルギー
が少ない状態では、発電動作は疎か過給動作も実行でき
ないので、このような状態時には排気タービンの回転軸
に設けられた発電機を電動機に切り換え、これを回転駆
動してコンプレッサを動作させ、エンジンの過給を行う
ものが提案され、このような装置は例えば、特開昭６０
−１９５３２９号公報に開示されている。そしてこの装
置は、エンジンの低速高負荷の運転領域で特に有効であ
る。
が少ない状態では、発電動作は疎か過給動作も実行でき
ないので、このような状態時には排気タービンの回転軸
に設けられた発電機を電動機に切り換え、これを回転駆
動してコンプレッサを動作させ、エンジンの過給を行う
ものが提案され、このような装置は例えば、特開昭６０
−１９５３２９号公報に開示されている。そしてこの装
置は、エンジンの低速高負荷の運転領域で特に有効であ
る。
（発明が解決しようとする課題） 上述の特開昭６０−１９５３２９号公報に開示されてい
るような提案においては、エンジンの低速高負荷時には
電動−発電機を電動機として駆動させるため、コンプレ
ッサの過給作動が助勢されてエンジンへの過給気圧が上
昇することになるが、エンジンの低速高負荷時以外での
エンジン出力の向上のための過給機の制御措置が行われ
ていないという欠点がある。
るような提案においては、エンジンの低速高負荷時には
電動−発電機を電動機として駆動させるため、コンプレ
ッサの過給作動が助勢されてエンジンへの過給気圧が上
昇することになるが、エンジンの低速高負荷時以外での
エンジン出力の向上のための過給機の制御措置が行われ
ていないという欠点がある。
本発明の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低速高負荷時のみに限らずエンジ
ンの運転領域の広範囲にわたってその出力を向上させよ
うとする過給機の制御装置を提供するものである。
その目的はエンジンの低速高負荷時のみに限らずエンジ
ンの運転領域の広範囲にわたってその出力を向上させよ
うとする過給機の制御装置を提供するものである。
（課題を解決するための手段） 本発明によれば、複数台のターボチャージャの各排気タ
ービン流路を直列接続するとともに、各コンプレッサ流
路も直列に接続し、各排気タービンのトルクにより駆動
される各コンプレッサによってエンジンを過給する過給
機の制御装置において、各排気タービンとコンプレッサ
とを連結する回転軸に設けられた電動／発電機構と、 各コンプレッサの入口に設けられた新気吸入用のバルブ
と、アクセルペダルの踏込量を検出する第１の検出手段
と、エンジンの回転数を検出する第２の検出手段と、エ
ンジンの回転軸に機械的に結合され電動／発電機となる
回転電機とを有し、 第１と第２の検出手段からの検出信号によってエンジン
の負荷状態を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段
が検出したエンジンの負荷状態とから、エンジンの動作
を最良にするための上記電動／発電機構と回転電機の最
良の組合せ動作モードを選択する手段と、該最良の動作
モードにしたがった各バルブの開閉動作モードを選択す
るバルブ動作選択手段とを具備し、前記電動／発電機構
と回転電機との間の電力伝達手段を制御してエンジン出
力を付勢する手段とを有することを特徴とする過給機の
制御装置が提供される。
ービン流路を直列接続するとともに、各コンプレッサ流
路も直列に接続し、各排気タービンのトルクにより駆動
される各コンプレッサによってエンジンを過給する過給
機の制御装置において、各排気タービンとコンプレッサ
とを連結する回転軸に設けられた電動／発電機構と、 各コンプレッサの入口に設けられた新気吸入用のバルブ
と、アクセルペダルの踏込量を検出する第１の検出手段
と、エンジンの回転数を検出する第２の検出手段と、エ
ンジンの回転軸に機械的に結合され電動／発電機となる
回転電機とを有し、 第１と第２の検出手段からの検出信号によってエンジン
の負荷状態を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段
が検出したエンジンの負荷状態とから、エンジンの動作
を最良にするための上記電動／発電機構と回転電機の最
良の組合せ動作モードを選択する手段と、該最良の動作
モードにしたがった各バルブの開閉動作モードを選択す
るバルブ動作選択手段とを具備し、前記電動／発電機構
と回転電機との間の電力伝達手段を制御してエンジン出
力を付勢する手段とを有することを特徴とする過給機の
制御装置が提供される。
（作用） 本発明ではエンジンの排気流路に直列に接続された複数
台のターボチャージャの回転軸にそれぞれ電動機構を設
けるとともに、エンジンの出力軸に回転電機を取付け、
アクセルペダルの踏込量とエンジンの回転数との二検出
信号からエンジンの運転状態を検知し、この運転状態に
応じて回転電機の電動作動／発電作動の切換と、各ター
ボチャージャの電動機構の作動の切換とを選択制御する
とともに発電側からの電力を電動側に供給して、それぞ
れのエンジン運転領域にて適切に出力向上を計る作用が
ある。
台のターボチャージャの回転軸にそれぞれ電動機構を設
けるとともに、エンジンの出力軸に回転電機を取付け、
アクセルペダルの踏込量とエンジンの回転数との二検出
信号からエンジンの運転状態を検知し、この運転状態に
応じて回転電機の電動作動／発電作動の切換と、各ター
ボチャージャの電動機構の作動の切換とを選択制御する
とともに発電側からの電力を電動側に供給して、それぞ
れのエンジン運転領域にて適切に出力向上を計る作用が
ある。
（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。
明する。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す構成ブロック図
である。
である。
同図において、１はエンジンである。このエンジンは、
シリンダ、シリンダヘッド、吸気排気経路の内側、吸・
排気バルブ、ピストンリング、ピストンヘッドなどにフ
ァインセラミックスを使用し、ラジエータを必要としな
いセラミックス・ディーゼルエンジンである。そして吸
気経路１１を通じて吸入する空気と供給される燃料との
燃焼エネルギーによって、図示していない車両を駆動す
るもので、燃焼後の排気ガスは排気経路１２を介して第
１のターボチャージャ２に供給され、排気タービン２１
を回転駆動する。２２はコンプレッサで、排気タービン
２１の回転軸に直結され、排気エネルギーにより回転駆
動される排気タービン２１のトルクにより吸入空気を圧
縮し、吸気経路１１を介してエンジン１の吸気を過給す
るものであり、コンプレッサ２２の吸入管２３にはバル
ブ２４が取付けられ、バルブアクチュエータ２５の作動
により、吸入管２３の空気通路が開閉制御されるよう構
成されている。
シリンダ、シリンダヘッド、吸気排気経路の内側、吸・
排気バルブ、ピストンリング、ピストンヘッドなどにフ
ァインセラミックスを使用し、ラジエータを必要としな
いセラミックス・ディーゼルエンジンである。そして吸
気経路１１を通じて吸入する空気と供給される燃料との
燃焼エネルギーによって、図示していない車両を駆動す
るもので、燃焼後の排気ガスは排気経路１２を介して第
１のターボチャージャ２に供給され、排気タービン２１
を回転駆動する。２２はコンプレッサで、排気タービン
２１の回転軸に直結され、排気エネルギーにより回転駆
動される排気タービン２１のトルクにより吸入空気を圧
縮し、吸気経路１１を介してエンジン１の吸気を過給す
るものであり、コンプレッサ２２の吸入管２３にはバル
ブ２４が取付けられ、バルブアクチュエータ２５の作動
により、吸入管２３の空気通路が開閉制御されるよう構
成されている。
３は電動機構で排気タービン２１とコンプレッサ２２と
を直結する回転軸上に取付けられ、電力が供給されると
電動機として駆動され、コンプレッサ２２を駆動してそ
の過給作動を助勢するものである。また、排気タービン
２１により回転されると発電機となり、これより電力を
取り出すことができる。なお、３１は回転センサで電動
機構の回転数、すなわち第１のターボチャージャ２の回
転数を検出して、後述するコントローラに回転信号を送
信する。
を直結する回転軸上に取付けられ、電力が供給されると
電動機として駆動され、コンプレッサ２２を駆動してそ
の過給作動を助勢するものである。また、排気タービン
２１により回転されると発電機となり、これより電力を
取り出すことができる。なお、３１は回転センサで電動
機構の回転数、すなわち第１のターボチャージャ２の回
転数を検出して、後述するコントローラに回転信号を送
信する。
４は第２のターボチャージャで第１のターボチャージャ
２の排ガスの排出経路２６に接続されて排気タービン４
１が回転駆動されるものであり、排気タービン４１の回
転軸には電動機５とコンプレッサ４２とが直結されてい
る。そして、第１のターボチャージャ２の場合と同様
に、コンプレッサ４２は吸引管４３から取入れた空気を
圧縮してエンジン１に送気するが、第２のターボチャー
ジャ４では圧気は送気管４６を介してコンプレッサ２２
に送られてからエンジン１に達することになる。なお、
４４は吸入管４３に設けられたバルブであり、バルブア
クチュエータ４５の作動により吸入管４３の空気通路の
開閉を制御するもので、バルブアクチュエータ４５およ
び前記のバルブアクチュエータ２５に対する開閉制御指
令はコントローラ６から発令される。
２の排ガスの排出経路２６に接続されて排気タービン４
１が回転駆動されるものであり、排気タービン４１の回
転軸には電動機５とコンプレッサ４２とが直結されてい
る。そして、第１のターボチャージャ２の場合と同様
に、コンプレッサ４２は吸引管４３から取入れた空気を
圧縮してエンジン１に送気するが、第２のターボチャー
ジャ４では圧気は送気管４６を介してコンプレッサ２２
に送られてからエンジン１に達することになる。なお、
４４は吸入管４３に設けられたバルブであり、バルブア
クチュエータ４５の作動により吸入管４３の空気通路の
開閉を制御するもので、バルブアクチュエータ４５およ
び前記のバルブアクチュエータ２５に対する開閉制御指
令はコントローラ６から発令される。
排気タービン４１に取付けられた電動機構５は電力が供
給されると電動機として駆動され、コンプレッサ４２を
駆動してその過給作動を助勢するものである。また、排
気タービン４１により回転されると発電機となり、これ
より電力を取り出すことができる。なお、５１は電動機
構５の回転数、すなわち第２のターボチャージャ４の回
転数を検出する回転センサ、１３はブースト圧センサで
吸気経路１１の内部に取付けられてエンジン１へのブー
スト圧を検出するもので検出したブースト圧による信号
をコントローラ６に送出する。１４は燃料供給手段とな
る燃料供給機構で、燃料タンク１８からエンジン１への
供給燃料の流量や燃料の噴射タイミングを制御するもの
であり、燃料供給機構１４に対する制御指令はコントロ
ーラ６から発令される。
給されると電動機として駆動され、コンプレッサ４２を
駆動してその過給作動を助勢するものである。また、排
気タービン４１により回転されると発電機となり、これ
より電力を取り出すことができる。なお、５１は電動機
構５の回転数、すなわち第２のターボチャージャ４の回
転数を検出する回転センサ、１３はブースト圧センサで
吸気経路１１の内部に取付けられてエンジン１へのブー
スト圧を検出するもので検出したブースト圧による信号
をコントローラ６に送出する。１４は燃料供給手段とな
る燃料供給機構で、燃料タンク１８からエンジン１への
供給燃料の流量や燃料の噴射タイミングを制御するもの
であり、燃料供給機構１４に対する制御指令はコントロ
ーラ６から発令される。
また、１０はバイパスシャッタで、吸気経路１１の中間
に設けられて、エンジン１の吸気を第１のターボチャー
ジャ２方向から取入れるか、または直接外気を取入れる
かに切換えるものであり、シャッタアクチュエータ１９
の作動により切換制御され、該切換制御指令はコントロ
ーラ６から発せられる。
に設けられて、エンジン１の吸気を第１のターボチャー
ジャ２方向から取入れるか、または直接外気を取入れる
かに切換えるものであり、シャッタアクチュエータ１９
の作動により切換制御され、該切換制御指令はコントロ
ーラ６から発せられる。
７はエンジン１の回転軸とギヤ結合されている回転電機
である。この回転電機７がエンジン１により駆動される
時には発電機となり、また後述する電力デュアル変換器
７１から電力を供給される時には電動機として作用す
る。電力デュアル変換器７１は１つの三相交流端子と２
つの直流端子を有する。２つの直流端子は内部において
並列接続されている。そしてその並列に接続された直流
端子は、交直両方向変換器の直流端子に接続されてい
る。交直両方向変換器は、インバータとコンバータとが
並列に接続され、直流から交流に変換する時にはインバ
ータが動作し、交流から直流に変換する時にはコンバー
タが動作するものであり、このような交直両方向変換器
は例えば、『米国のWILEY-INTERSCIENCE社発行、B.R.Pe
lly 著（Thyristor Phase-Contorolled Converters）第
１１頁乃至第１４４頁』に詳細に示されているように周
知の回路であるので、その詳細な説明は省略する。交直
両方向変換器の交流端子は、三相のオートトランスの二
次側に接続されており、該オートトランスの一次側は回
転電機７と接続されている。このオートトランスは、各
相共多数のタップを有し、タップの切換えにより例えば
一次側を高く二次側を低くし、また一次側を低く二次側
を高くするというように、一次二次側の変圧比を自由に
変換できる。なお、交直両方向変換器及びオートトラン
スのタップの切換えのための制御指令は、マイクロコン
ピュータ構成のコントローラ６から指令されるよう構成
されている。
である。この回転電機７がエンジン１により駆動される
時には発電機となり、また後述する電力デュアル変換器
７１から電力を供給される時には電動機として作用す
る。電力デュアル変換器７１は１つの三相交流端子と２
つの直流端子を有する。２つの直流端子は内部において
並列接続されている。そしてその並列に接続された直流
端子は、交直両方向変換器の直流端子に接続されてい
る。交直両方向変換器は、インバータとコンバータとが
並列に接続され、直流から交流に変換する時にはインバ
ータが動作し、交流から直流に変換する時にはコンバー
タが動作するものであり、このような交直両方向変換器
は例えば、『米国のWILEY-INTERSCIENCE社発行、B.R.Pe
lly 著（Thyristor Phase-Contorolled Converters）第
１１頁乃至第１４４頁』に詳細に示されているように周
知の回路であるので、その詳細な説明は省略する。交直
両方向変換器の交流端子は、三相のオートトランスの二
次側に接続されており、該オートトランスの一次側は回
転電機７と接続されている。このオートトランスは、各
相共多数のタップを有し、タップの切換えにより例えば
一次側を高く二次側を低くし、また一次側を低く二次側
を高くするというように、一次二次側の変圧比を自由に
変換できる。なお、交直両方向変換器及びオートトラン
スのタップの切換えのための制御指令は、マイクロコン
ピュータ構成のコントローラ６から指令されるよう構成
されている。
７３及び７５は共に前述の如き交直両方向変換器からな
るデュアル変換器であり、デュアル変換器７３の直流側
は電力デュアル変換器７１の直流端子と接続され、交流
側は電動機構３と接続されている。また、デュアル変換
器７５の直流側は電力デュアル変換器７１の直流端子と
接続され、交流側は電動機構５と接続している。なお、
１５はエンジン１の回転を検出してエンジン回転検知手
段となるエンジン回転センサであり、１６は踏込量検知
手段となるアクセルセンサでアクセルペダル１７の踏込
量を検出するものであり、これらのセンサからの検出信
号はコントローラ６に送信される。
るデュアル変換器であり、デュアル変換器７３の直流側
は電力デュアル変換器７１の直流端子と接続され、交流
側は電動機構３と接続されている。また、デュアル変換
器７５の直流側は電力デュアル変換器７１の直流端子と
接続され、交流側は電動機構５と接続している。なお、
１５はエンジン１の回転を検出してエンジン回転検知手
段となるエンジン回転センサであり、１６は踏込量検知
手段となるアクセルセンサでアクセルペダル１７の踏込
量を検出するものであり、これらのセンサからの検出信
号はコントローラ６に送信される。
コントローラ６はマイクロコンピュータからなり、演算
処理を行う中央制御装置、演算処理手順や制御手順など
を格納する各種メモリ、入／出力ポートなどを備えてお
り、前記の各種センサからの信号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に基づき、バル
ブアクチュエータ２５，４５，デュアル変換器７３，７
５，シャッタアクチュエータ１９などにそれぞれ制御指
令が発せられるよう構成されている。そして、これらの
制御指令のうちバルブやバイパスシャッタの開閉制御、
および電動機構や回転電機の電動／発電切換制御には例
えば第２図に示すようなＳ１〜Ｓ５の５段階の制御マッ
プにしたがい行われる。
処理を行う中央制御装置、演算処理手順や制御手順など
を格納する各種メモリ、入／出力ポートなどを備えてお
り、前記の各種センサからの信号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に基づき、バル
ブアクチュエータ２５，４５，デュアル変換器７３，７
５，シャッタアクチュエータ１９などにそれぞれ制御指
令が発せられるよう構成されている。そして、これらの
制御指令のうちバルブやバイパスシャッタの開閉制御、
および電動機構や回転電機の電動／発電切換制御には例
えば第２図に示すようなＳ１〜Ｓ５の５段階の制御マッ
プにしたがい行われる。
ここで第２図について説明すると、例えばコントローラ
６からＳ１の指令が発せらると、エンジン１に取付けら
れた回転電機７は電動機作動、第１、第２のターボチャ
ージャの電動機構３，５はともに発電機作動となること
を示し、さらに吸入管のバルブ２４，４４はともに閉鎖
され、吸気経路のバイパスシャッタ１０は開放されてエ
ンジン１は直接外気を吸気することを示している。
６からＳ１の指令が発せらると、エンジン１に取付けら
れた回転電機７は電動機作動、第１、第２のターボチャ
ージャの電動機構３，５はともに発電機作動となること
を示し、さらに吸入管のバルブ２４，４４はともに閉鎖
され、吸気経路のバイパスシャッタ１０は開放されてエ
ンジン１は直接外気を吸気することを示している。
なお、第２図におけるＳ２〜Ｓ５の欄は上述のＳ１に準
ずるもので、説明を省略する。
ずるもので、説明を省略する。
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４図はエンジンの回転数とエンジントルクとアク
セルペダルポジションＬとの関連を示す曲線図であり、
これらの図面にしたがって本実施例の作動を説明する。
り、第４図はエンジンの回転数とエンジントルクとアク
セルペダルポジションＬとの関連を示す曲線図であり、
これらの図面にしたがって本実施例の作動を説明する。
まず、ステップ１にてアクセルセンサ１６からの信号
により踏込量を検出してＬとＬ１とを比較し、Ｌ＜Ｌ１
の場合はステップ２に進み、エンジン回転センサ１６か
らの回転信号を読込む。そして、この場合踏込量が少な
くエンジンが軽負荷であるのでエンジンへの過給は必要
なく通常の吸気でよいため、ステップ３にてＳ１制御を
行い、バイパスシャッタ１０を開いて外気を直接に吸気
させ、電動機構３，５はともに発電機作動、回転電機７
は電動機作動にして、排気エネルギーを電力として回収
して回転電機７に供給してエンジントルクの助勢を行う
（ステップ４〜８）。
により踏込量を検出してＬとＬ１とを比較し、Ｌ＜Ｌ１
の場合はステップ２に進み、エンジン回転センサ１６か
らの回転信号を読込む。そして、この場合踏込量が少な
くエンジンが軽負荷であるのでエンジンへの過給は必要
なく通常の吸気でよいため、ステップ３にてＳ１制御を
行い、バイパスシャッタ１０を開いて外気を直接に吸気
させ、電動機構３，５はともに発電機作動、回転電機７
は電動機作動にして、排気エネルギーを電力として回収
して回転電機７に供給してエンジントルクの助勢を行う
（ステップ４〜８）。
ステップ１にて、ＬがＬ１より大きいときはステップ
９に進んで、Ｌ２と比較する。そしてＬ＜Ｌ２のときは
ステップ１０にてエンジン回転センサ１５からの信号に
よりエンジン回転数をチェックし、過給圧制御用のリー
ク弁の閉に相当する回転数Ｎ１より、検出した回転数Ｎ
が小さいときはステップ１１に進んでＳ２制御を行う。
ここでは、バイパスシャッタ１０を閉、バルブ２４を開
いて第１のターボチャージャ２に過給作動させ、電動機
構５を発電機作動させ、その出力電圧を昇圧させて電動
機作動の回転電機７に供給し、力行させてエンジン出力
を助勢する（ステップ１１〜１８）。
９に進んで、Ｌ２と比較する。そしてＬ＜Ｌ２のときは
ステップ１０にてエンジン回転センサ１５からの信号に
よりエンジン回転数をチェックし、過給圧制御用のリー
ク弁の閉に相当する回転数Ｎ１より、検出した回転数Ｎ
が小さいときはステップ１１に進んでＳ２制御を行う。
ここでは、バイパスシャッタ１０を閉、バルブ２４を開
いて第１のターボチャージャ２に過給作動させ、電動機
構５を発電機作動させ、その出力電圧を昇圧させて電動
機作動の回転電機７に供給し、力行させてエンジン出力
を助勢する（ステップ１１〜１８）。
ステップ１０にて、検出した回転数Ｎがリーク弁の開
に相当する回転数Ｎ１より大きいときは、ステップ１９
に進んでＳ３制御を行う。ここでは、バイパスシャッタ
１０とバルブ４４を閉じ、バルブ２４を開いて電動機構
３および５を発電機作動として、これらからの発電力を
電動機作動の回転電機７に供給してエンジントルクを助
勢するものである（ステップ１９〜２６）。
に相当する回転数Ｎ１より大きいときは、ステップ１９
に進んでＳ３制御を行う。ここでは、バイパスシャッタ
１０とバルブ４４を閉じ、バルブ２４を開いて電動機構
３および５を発電機作動として、これらからの発電力を
電動機作動の回転電機７に供給してエンジントルクを助
勢するものである（ステップ１９〜２６）。
ステップ９にて、検出したＬがＬ２より大きいときは
ステップ２７に進み、Ｌ＜Ｌ３の場合はステップ２８に
てエンジン回転数をチェックする。そして、エンジン回
転数Ｎが所定値のＮ２より小さいときは、ステップ２９
に進んでＳ４制御とする。ここではバイパスシャッタ１
０とバルブ４４を閉じ、バルブ２４を開いて回転電機７
を発電機作動させ、また、アクセル踏込量に相当する燃
料供給量が必要とする燃焼空気量ＱA1を算出し、第１の
ターボチャージャ２の回転数を検出後、電動機構３に回
転電機７からの発電電力を送電してコンプレッサ２２に
よりエンジン１を過給する（ステップ２８〜３７）。
ステップ２７に進み、Ｌ＜Ｌ３の場合はステップ２８に
てエンジン回転数をチェックする。そして、エンジン回
転数Ｎが所定値のＮ２より小さいときは、ステップ２９
に進んでＳ４制御とする。ここではバイパスシャッタ１
０とバルブ４４を閉じ、バルブ２４を開いて回転電機７
を発電機作動させ、また、アクセル踏込量に相当する燃
料供給量が必要とする燃焼空気量ＱA1を算出し、第１の
ターボチャージャ２の回転数を検出後、電動機構３に回
転電機７からの発電電力を送電してコンプレッサ２２に
よりエンジン１を過給する（ステップ２８〜３７）。
ステップ３８では、算出空気量ＱA1と過給空気量ＱＡと
を比較し、ＱA1＞ＱＡのときはステップ３９にて燃料制
御を行い、ステップ４０では回転電機７の出力を上昇さ
せる制御を行ってステップ３４からのフローに移る。ま
た、ステップ３８にて過給空気量ＱＡが十分の場合はス
テップ５６に進んで燃料制御を行い、回転電機７の出力
制御を行う（ステップ５７）。
を比較し、ＱA1＞ＱＡのときはステップ３９にて燃料制
御を行い、ステップ４０では回転電機７の出力を上昇さ
せる制御を行ってステップ３４からのフローに移る。ま
た、ステップ３８にて過給空気量ＱＡが十分の場合はス
テップ５６に進んで燃料制御を行い、回転電機７の出力
制御を行う（ステップ５７）。
ステップ２７にて、検出したＬがＬ３より大きいとき
はステップ４１に進み、Ｓ５制御を行う。
はステップ４１に進み、Ｓ５制御を行う。
そして、エンジン回転数を読込み、バイパスシャッタ１
０とバルブ２４を閉じ、バルブ４４を開いて回転電機７
を発電機作動させ、電動機構３および５に発電電力を供
給する。また、アクセル踏込量から燃料供給量に対応す
る燃焼空気量ＱA2を算出し、電動機構３および５を回転
電機７からの発電出力にて駆動させて空気量ＱＡを得る
（ステップ４２〜５３）。そして、得られる空気量ＱＡ
とＱA2とを比較し、空気量ＱＡが小さいときはステップ
５４に進んで燃料制御を行い、回転電機７の出力上昇を
ステップ５５にて行う。なお、ステップ５３にて空気量
ＱＡが大きいときはステップ５６，５７に進んで燃料制
御と、回転電機７の出力制御を行うことになる。
０とバルブ２４を閉じ、バルブ４４を開いて回転電機７
を発電機作動させ、電動機構３および５に発電電力を供
給する。また、アクセル踏込量から燃料供給量に対応す
る燃焼空気量ＱA2を算出し、電動機構３および５を回転
電機７からの発電出力にて駆動させて空気量ＱＡを得る
（ステップ４２〜５３）。そして、得られる空気量ＱＡ
とＱA2とを比較し、空気量ＱＡが小さいときはステップ
５４に進んで燃料制御を行い、回転電機７の出力上昇を
ステップ５５にて行う。なお、ステップ５３にて空気量
ＱＡが大きいときはステップ５６，５７に進んで燃料制
御と、回転電機７の出力制御を行うことになる。
以上、本発明を上述の一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や応用が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。
発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能であり、
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、排気流路を直列接続したターボチャー
ジャの回転軸にそれぞれ電動機構を配置するとともにエ
ンジン回転軸に結合する回転電機を設け、アクセルペダ
ル踏込量とエンジン回転数とから検知されるエンジン運
転状態に応じて、電動機構の作動の切換や回転電機の作
動の切換などを選択制御し発電側の電力を電動側に供給
しているので、低速トルクの大幅な増加が実現できる。
また、上流側と下流側のターボチャージャをターボチャ
ージャと発電タービン、電動コンプレッサに使い分ける
ことにより大幅な燃費の改善と出力の向上が期待でき
る。特に低速時の電動機運転によるコンプレッサ化はト
ルクの大幅増加が実現できる。
ジャの回転軸にそれぞれ電動機構を配置するとともにエ
ンジン回転軸に結合する回転電機を設け、アクセルペダ
ル踏込量とエンジン回転数とから検知されるエンジン運
転状態に応じて、電動機構の作動の切換や回転電機の作
動の切換などを選択制御し発電側の電力を電動側に供給
しているので、低速トルクの大幅な増加が実現できる。
また、上流側と下流側のターボチャージャをターボチャ
ージャと発電タービン、電動コンプレッサに使い分ける
ことにより大幅な燃費の改善と出力の向上が期待でき
る。特に低速時の電動機運転によるコンプレッサ化はト
ルクの大幅増加が実現できる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す構成ブロック
図、第２図は制御マップの図表、第３図は本実施例の作
動の一例を示す処理フロー図、第４図はエンジン回転数
とエンジントルクと負荷状態の関連図である。 １……エンジン、２……第１のターボチャージャ、３…
…電動機構、４……第２のターボチャージャ、５……電
動機構、６……コントローラ、７……回転電機、１５…
…エンジン回転センサ、１６……アクセルセンサ、２１
……排気タービン、２２……コンプレッサ、４１……排
気タービン、４２……コンプレッサ、７１……電力デュ
アル変換器、７３，７５……デュアル変換器。
図、第２図は制御マップの図表、第３図は本実施例の作
動の一例を示す処理フロー図、第４図はエンジン回転数
とエンジントルクと負荷状態の関連図である。 １……エンジン、２……第１のターボチャージャ、３…
…電動機構、４……第２のターボチャージャ、５……電
動機構、６……コントローラ、７……回転電機、１５…
…エンジン回転センサ、１６……アクセルセンサ、２１
……排気タービン、２２……コンプレッサ、４１……排
気タービン、４２……コンプレッサ、７１……電力デュ
アル変換器、７３，７５……デュアル変換器。
Claims (4)
- 【請求項１】複数台のターボチャージャの各排気タービ
ン流路を直列接続するとともに、 各コンプレッサ流路も直列に接続し、各排気タービンの
トルクにより駆動される各コンプレッサによってエンジ
ンを過給する過給機の制御装置において、各排気タービ
ンとコンプレッサとを連結する回転軸に設けられた電動
／発電機構と、各コンプレッサの入口に設けられた新気
吸入用のバルブと、アクセルペダルの踏込量を検出する
第１の検出手段と、エンジンの回転数を検出する第２の
検出手段と、 エンジンの回転軸に機械的に結合され電動／発電機とな
る回転電機とを有し、第１と第２の検出手段からの検出
信号によってエンジンの負荷状態を検出する負荷検出手
段と、該負荷検出手段が検出したエンジンの負荷状態と
から、エンジンの動作を最良にするための上記電動／発
電機構と回転電機の最良の組合せ動作モードを選択する
手段と、該最良の動作モードにしたがった各バルブの開
閉動作モードを選択するバルブ動作選択手段とを具備
し、前記電動／発電機構と回転電機との間の電力伝達手
段を制御してエンジン出力を付勢する手段とを有するこ
とを特徴とする過給機の制御装置。 - 【請求項２】前記エンジン出力を付勢する手段は、発電
作動の電動機構からの電力を回転電機に供給して力行せ
しめることを特徴とする請求項（１）記載の過給機の制
御装置。 - 【請求項３】前記エンジン出力を付勢する手段は、発電
作動の回転電機からの電力を電動機構に供給して力行せ
しめ、該電動機構に接続されたコンプレッサの過給作動
を増強せしめることを特徴とする請求項（１）記載の過
給機の制御装置。 - 【請求項４】前記エンジンは少なくともシリンダ、シリ
ンダヘッド、吸気排気経路の内側、吸・排気バルブ、ピ
ストンリング、ピストンヘッドをファインセラミックス
にて構成せしめたセラミックス型エンジンであることを
特徴とする請求項（１）記載の過給機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227991A JPH0650061B2 (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | 過給機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227991A JPH0650061B2 (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | 過給機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0275724A JPH0275724A (ja) | 1990-03-15 |
| JPH0650061B2 true JPH0650061B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=16869458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63227991A Expired - Lifetime JPH0650061B2 (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | 過給機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650061B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7047743B1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-05-23 | Deere & Company | Electric turbo compound configuration for an engine/electric generator system |
| JP5504771B2 (ja) * | 2009-09-08 | 2014-05-28 | マツダ株式会社 | 車両搭載用のターボ過給機付エンジン |
| JP5504772B2 (ja) * | 2009-09-08 | 2014-05-28 | マツダ株式会社 | 車両搭載用のターボ過給機付エンジンおよびその制御方法 |
| JP2012097606A (ja) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Isuzu Motors Ltd | ターボ過給システム |
| EP2660954B1 (en) * | 2010-12-27 | 2019-03-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Generator and power plant |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58190517A (ja) * | 1982-04-30 | 1983-11-07 | Hino Motors Ltd | 内燃機関の過給装置 |
| JPS59141711A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-14 | Isuzu Motors Ltd | エンジンのエネルギ−回収装置 |
-
1988
- 1988-09-12 JP JP63227991A patent/JPH0650061B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0275724A (ja) | 1990-03-15 |
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