JPH0771262A - タ−ボチャ−ジャ用回転電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】排気エネルギ−を回収するタ−ボチャ−ジャの
回転電機の発電作動を実際のタ−ビンの圧力やガス温度
などに基づいたマップを用いて運転制御する。 【構成】エンジン１のタ−ボチャ−ジャ２のタ−ビン軸
２３に回転電機２を取付け、その発電作動により排気エ
ネルギ−を電力として回収する際は、エンジンの回転セ
ンサ１３、タ−ビンの入口圧センサ２４、出口圧センサ
２５、温度センサ２６、踏込量センサ７１などからの信
号に基づき、コントロ−ラ６に格納されたマップに従っ
て発電電流を変化させ、最適条件にて運転制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はタ−ボチャ−ジャに取付
けた回転電機の発電作動時の制御を行うタ−ボチャ−ジ
ャ用回転電機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、タ−ボチャ−ジャの回転軸に電動
／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、電動機または発電機として作動させ、タ−ボチ
ャ−ジャの過給作動の助勢または排気エネルギ−の電力
回生が行われている。

【０００３】そして、このようなタ−ボチャ−ジャ用の
回転電機の電力回生制御については、コンプレッサにか
かる負荷を軽減させて回収電力を増大させようとする回
転電機付タ−ボチャ−ジャの提案が特開平４−１２１３
１号公報に示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の公開公報に示さ
れた回転電機付タ−ボチャ−ジャではタ−ビン負荷を減
じて回収電力を増大させているが、車両用エンジンは厳
密には定常運転はないもので、大部分が非定常運転であ
る。

【０００５】そして、タ−ビンの作動点は排気温度によ
り大きな影響を受けるが、排気温度は非定常で定常時と
は大きく異なる事になり、従来のような定常状態をベ−
スにして発電量を得るものでは、電力回生における最適
条件と異なってしまうという問題がある。

【０００６】本発明はこのような問題を改善しようとす
るもので、その目的は排気エネルギ−の電力回生時点に
おける実際のタ−ビンの状態に基づき、許容ブ−スト圧
の範囲で発電量を制御し、最適条件にて効率よく運転し
ようとするタ−ボチャ−ジャ用回転電機の制御装置を提
供することにある。

【０００７】

【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−ボチャ−ジャの回転軸に取付
けられた回転電機を発電作動させて排気エネルギ−の電
力回収を図るタ−ボチャ−ジャ用回転電機の制御装置に
おいて、前記のタ−ボチャ−ジャのタ−ビン入出口圧
力、回転速度、入口ガス温度に基づき修正回転速度およ
び圧力比を算出するとともに、これらの算出値に応じ回
転電機の発電量を変化させる発電力設定手段を備えたタ
−ボチャ−ジャ用回転電機の制御装置が提供される。

【０００８】

【作用】タ−ボチャ−ジャに取付けた回転電機の発電作
動をタ−ビンのガス圧力や回転速度、ガス温度に基づく
発電マップを用い、このマップに従い許容ブ−スト圧の
範囲内で運転するので最適条件が得られる。

【０００９】

【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。図１は本発明にかかるタ−ボチャ−ジ
ャ用回転電機の制御装置の一実施例を示す構成ブロック
図である。

【００１０】同図における１はエンジンで、その排気管
１１および吸気管１２にはタ−ボチャ−ジャ２が接続さ
れている。

【００１１】タ−ボチャ−ジャ２はタ−ビン２１とコン
プレッサ２２とを有し、エンジン１の排気エネルギ−に
よりタ−ビン２１が駆動されて同軸のコンプレッサ２２
が空気を圧縮し、エンジン１に過給気を圧送するもの
で、タ−ビン軸２３には回転電機（ＴＣＧ）３が取付け
られている。

【００１２】回転電機３は回転子３１と固定子３２とを
備え、エンジン１がトルクアップを要するときは、後述
する電力変換器４を介してバッテリ５からの電力が固定
子３２の巻線に供給され、回転電機３が電動機として力
行してコンプレッサ２２の圧気作動を助勢し、エンジン
１への過給気圧を増大させる。また、排気エネルギ−に
余裕のあるときは、タ−ビントルクにより回転電機３が
駆動されて発電し、固定子３２からの出力が電力変換器
４を介してバッテリ５を充電するように構成されてい
る。

【００１３】電力変換器４はバッテリ５からの直流電力
を交流電力に変換するインバ−タや、発電時の回転電機
３の交流出力を直流に変換する整流機構、回転電機の固
定子３２の起電力の周波数から回転数を検出する回転セ
ンサ機構などを有するもので、その制御の指令はコント
ロ−ラ６から発せられる。

【００１４】コントロ−ラ６はマイクロコンピュ−タか
らなり、中央制御装置や各種メモリ、入／出力ポ−トな
どを備え、各種メモリには図２に示すようなタ−ビン入
口／出口の圧力比と修正回転速度とに基づく発電電流増
減マップ、アクセル位置とエンジン回転速度とに基づく
ブ−スト圧下限マップや上限マップなどが格納されてい
る。

【００１５】そして、入力ポ−トにはエンジン１の回転
センサ１３、タ−ビン２１の入口圧センサ２４、出口圧
センサ２５、タ−ビン２１の入口の温度センサ２６や、
アクセルペダル７の踏込量センサ７１などが接続され、
これらの各種センサからの信号に基づいて所定の指令が
コントロ−ラ６から電力変換器４に発令されるように構
成されている。

【００１６】図３は本実施例の作動の一例を示す処理フ
ロ−図であり、同図に基づいて本実施例の作動を説明す
る。まずステップ１ではタ−ビン２１の入口圧センサ２
４、出口圧センサ２５、温度センサ２６、エンジン１の
回転センサ１３や、アクセルペダル７の踏込量センサ７
１からのそれぞれの信号をコントロ−ラ６に入力し、圧
力比や修正回転速度の算出を行い、格納したマップに基
づいて発電電流の領域を選定し、ステップ２にて増加域
か否かの判断を行う。

【００１７】そして電流減少域の場合はステップ３に移
り、また増加域の場合はステップ１０に移る。これらの
ステップではアクセル位置とエンジン回転数とに基づく
図２（Ｂ、Ｃ）のマップに従い、ブ−スト圧上限／下限
の範囲内にて電流増／減を行うそれぞれのステップ４、
７、１１のいずれかのステップに進む。

【００１８】そしてステップ４では発電電流を増加し、
その電流値をステップ５にてチェックして最大値以下の
場合にはその値で運転を継続し、最大値以下でない場合
は電流値を最大値として運転する。

【００１９】また、ステップ７に進んだ場合は電流を減
少し、その電流値をステップ８でチェックし、否のとき
には回転電機３の発電作動から電動機作動に切換えて運
転を行う。

【００２０】なお、ステップ１１の場合には発電電流を
所定量増加して運転を行うことになり、このような処理
フロ−を繰返して常に最適条件にて運転を行っていく。

【００２１】

【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
タ−ボチャ−ジャのタ−ビンの出入口圧力値、入口温度
値、回転速度から圧力比、修正回転速度を算出し、タ−
ビンマップ上の作動点を確定する。そしてこのマップに
基づいて許容ブ−スト圧力の範囲で発電量を増減するの
で、タ−ビンは高い効率で運転され、常に最適条件の運
転が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】本実施例に用いられるマップを示す曲線図であ
る。

【図３】本実施例の作動の一例を示す処理フロ−図であ
る。

【符号の説明】

１…エンジン ２…タ−ボチャ−ジャ ３…回転電機 ４…電力変換器 ６…コントロ−ラ １３…回転センサ ２１…タ−ビン ２４…入口圧センサ ２５…出口圧センサ ２６…温度センサ ７１…踏込量センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺内勝実 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞセラミックス研究所内 (72)発明者 竹内 清 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞセラミックス研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タ−ボチャ−ジャの回転軸に取付けられた
   回転電機を発電作動させて排気エネルギ−の電力回収を
   図るタ−ボチャ−ジャ用回転電機の制御装置において、
   前記のタ−ボチャ−ジャのタ−ビン入出口圧力、回転速
   度、入口ガス温度に基づき修正回転速度および圧力比を
   算出するとともに、これらの算出値に応じ回転電機の発
   電量を変化させる発電力設定手段を備えたことを特徴と
   するタ−ボチャ−ジャ用回転電機の制御装置。
2. 【請求項２】前記の発電力設定手段による修正回転速度
   および圧力比の算出は予め設定されたタ−ビン運転マッ
   プに基づき実施することを特徴とする請求項１記載のタ
   −ボチャ−ジャ用回転電機の制御装置。