CN86105593A - 具有增压器内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

在设于内燃机的增压器的回转轴上，设置可作为电动机或发电机使用的回转电机。当要对车辆施加制动使其减速时，就使该回转电机作为发电机作动，实质上把增压器的涡轮作为内燃机的排气多支管的负荷而增加排气制动。当继续使车辆减速时，则把该回转电机作为发电机作动，使涡轮叶轮逆旋转，进一步增加排气多支管的负荷以进一步增强排气制动力。在回转电机作为发电机作动时，其发电电力用来对蓄电池充电，而它作为电动机作动时，自蓄电池对回转电机供给电力。

Description

本发明是关于具有增压器发动机的控制装置，特别是关于具有附设了旋转电机的增压器的发动机的控制装置。
在车辆中装有利用内燃机的废气所带有的能量，以驱动涡轮，通过与该涡轮连动的压缩机，将空气压入气缸内，使燃料有效地燃烧的增压器。
专利申请昭58-51559揭示了这样的提案，即在上述增压器的涡轮轴上设置作为电动机或发电动的旋转电机，根据内燃机的运转状况，而使这个旋转电机作为电动机或发电机作动。
另一方面，作为车辆的制动装置，例如通过关闭柴油机的排气管以强化发动机的制动作用，对车辆施加制动的排气制动已被广泛地使用着。
一般地，增压器的特性，如图4所示，由于在内燃机中高速回转时，其排气的能量也大，所以涡轮的旋转也变得就速，增压也随着上升，与不使用增压器的转矩曲线Ta相比，中高速时获得了增加转矩的Tb曲线。可是，在内燃机的低速回转时，由于排气的能量小，即使驱动压缩器，也不能获得足够的增压，因此，低速时的转矩弱，这是惯例。
为了增加低速时的转矩，虽然有减少供给涡轮的喷咀的开度，藉以增加涡轮压力的方法，但喷咀开度的可变装置的价格高，而且在高温的排气中使用，难于保证其耐用性。
还有，在上述的排气制动中，必须设置密闭度高的阀以密闭排气管，而与高温的排气接触的阀材料，及该阀的开闭轴的润滑等也成了问题。
再者，这种排气制动，只是关闭排气管以增加背压，增强发动机的制动作用，并没有有效地活用排气能量。
因此，本发明的目的在于解除上述的问题点，通过在增压器的涡轮机轴上设置电动-发电机，以表示发动机的负荷、发动机的回转以及制动的强弱的信号，使该电动-发电机作动，即使不设置排气制动用的阀也可以发挥排气制动的效果以增强发动机的制动作用，进而通过使涡轮叶片逆向转动从排气制动可获得强力的发动机制动效果，从而提供增压器的制动装置。
本发明的其他目的，在于提供有效地活用排气能量，把电动-发电机作为发电机使用而把它转变为电能，不需要装载作为电池的充电电力的充电用发电机这样的增压控制装置。
本发明的其他目的在于提供在发动机低速回转，低输出功率的时候，把电动-发电机作为电动机作动，以助长增压器的增压操作，即使在发动机低速回转时，也得到大的转矩增加发动机的输出，这样的增压器的控制装置。
根据本发明，在具有以内燃机的排能量所推动的电动-发电机的增压器中，在设置检测内燃机的排气制动的作动状态的检测手段的同时，根据该检测手段的输出信号，把上述电动-发电机作为发电机而控制的手段，同时，使排气制动作用增强的时候，使电动-发电机作为电动机使用，以控制排气涡轮的逆旋转的控制手段，从而提供这样的增压器的控制装置。
图1是实现本发明的一个实施例的方块图。
图2是表示增压器的大约的概略构成图。
图3是表示图1的本实施例的作动的一例的处理流程图。
图4是表示发动机的旋转和发动机转矩关系的曲线图。
以下根据附图对本发明的实施例加以说明。
图1是实现本发明的实施例的方块图。
图2是表示增压器的概略构成的说明图。
图中，1是增压器，2是压缩机外壳，3是涡轮外壳、4是中心外壳，在中心外壳4的中心部的两端设有固定轴承5，及以该固定轴承5而摺动回转的浮动转承衬瓦6，在该浮动轴承衬瓦6上，支承着轴7的两端，而使该轴7可自由转动。
在轴7的两端装有压缩机叶轮8及涡轮叶轮9，它们分别被收纳于压缩机外壳2及涡轮外壳3的内部。涡轮叶轮9接受从涡形管10被送来的排气废气的能量而转动，通过轴7使压缩机的叶轮转动，把从吸气管11导入的空气以喷雾器12作压力变换，并压入内燃机的气缸。
还有，上述轴7的中央部分配置了含有稀土类元素的在轴方向上的长环状的磁铁转子13，以保持强的磁力。它的两端面以高抗张力金属圆板14固定并以碳素纤维缠绕固定磁铁转子13的外周，即使受到由于超高速旋转而引起的离心力及振动，也具有作为磁铁转子的耐久力。
15是与磁铁转子13相对向的定子铁芯，由于磁铁转子13的转动，在定子线圈16中感应起交流电压。于是以转子13、定子铁芯15，定子线圈16构成的交流机构成了电动-发电机MG。
图1中，21是连通于内燃机20的排气口的排气多支管，增压器1的涡形管10与此连通，还有，喷雾器12通过吸气管11而与吸气多支管22相通，在该吸气多支管22上设有检出增加压力，并向控制装置23送出信号的增压传感器24。25是附设于内燃机20的注入泵，并设有检出该注入泵25的燃料喷射量以检出内燃机的负荷的检测手段的负荷传感器26，它向控制装置23送出负荷信号。再者，注入泵25向内燃机20注入的燃料量，由控制装置23发出的控制信号所控制。
还有，在内然机20上设有曲轴回转数检测手段的回转传感器27，检出信号则被送往控制装置23。
28是检测加速器踏板的踏入量的加速器传感器，29是检测选择变速器变速齿轮的选择杆位置的齿轮传感器，30是检测排气制动的制动效果的强弱位置，藉以检出发动机制动的作动状态的制动传感器，通过这些传感器而被检出的关连信号，分别被送到控制装置23。
其次，31是连接于上述电动-发电机MG的定子线圈16的电流检测装置，在电动-发电机MG作为发电机作动时，检出其输出电流，而在电动机作动时，则在检出自蓄电池32所供应的电流的同时，将供应电流与向蓄电池32的充电电流进行累计运算，以检出蓄电池32的蓄电量，根据该蓄电量及电流的检出而得到的信号被送入控制装置23。33是将电动-发电机MG作为发电机作动时的输出电力设定的负荷设定器，该输出电力的设定受控制装置的指令所控制。倒相器34是将发自蓄电池32而通过电压变换装置35的直流变换为交流以供给电动-发电机MG的元件。在这个倒相器34的内部设有由控制装置23所控制的电流控制器34a。再者，36是设置于车辆上的其他电气装置，38是电阻器，37是将通过负荷设定器33的电流转换到电阻器38的转换开关。
图3是表示图1所示的本实施例的作动的一例的处理流程图，参看图3对本实施例加以说明。
在车辆行走时，在根据设于注入泵25的负荷传感器26的信号，发动机负荷L比预定的负荷Lo小，还有，由于齿轮传感器29及加速器传感器28的信号，变速段适宜于排气制动的作动，加速器踏板没有被踏下时，就判断为有必要作排气制动，对由排气多支管21所排出的排气能量施加负荷，使电动-发电机作为发电机而作动。于是，在S2的步骤检测来自制动位置传感器30的信号，在排气制动力为最大的位置Ⅰ的时候，就控制负荷设定器33使发电电流为最大，以大电流对蓄电池32进行充电（S3，S4）。为了进一步增大排气制动的效果，电动-发电机MG成为电动机，进行逆向回转，由倒相器34向该电动-发电机MG供给电力，也可以用涡轮叶轮9来增强排气制动效果（S5）。
再者，在S3，来自制动位置传感器30的信号在位置Ⅱ的时候，则进到S6，由于作为中等程度的制动，发电电流也是中等程度，还有，在位置Ⅲ的情形，为了更加减弱制动力，则控制负荷设定器33使发电电流减小（S7，S8）。
其次，根据负荷传感器26的信号，发动机负荷L比所定的发动机负荷Lo大，而根据回转传感器27的信号，发动机回转速度N比所定的回转速度No低，以及在发动机负荷L比大负荷L1大的时倏，即发动机为低转速而需要大的输出时，就使倒相器34作动，将来自蓄电池32的直流变换为所定的交流，使电动-发电机MG作为电动机作动以助长压缩机叶轮8的回转，把增压气体送到吸气多支管22（S10，S11）。于是，根据来自设于该吸气多支管22的增压传感器24的信号，在增压P比预定的增压P1小的时候，就增加自倒相器34向电动-发电机MG的供给电流，当增压P比P1大的时候就减小该供给电流，增加低速时的内燃机的输出（S12）。
如上所述，在需要排气制动时，使电动-发电机作为发电机作动，将蓄电池充电，在内燃机低速的输出增大时，就作为电动机作动，由蓄电池32供给电流，电流检测装置31则检出这些电流，并对这些电流进行累计运算。于是，将蓄电池32的蓄电力W1与使电动机作动的所供给量的累积电力W进行比较，由于在W为大时，成了蓄电池32的过放电，所以就停止对倒相器34的电流供给，进而对注入泵25发生指令减少燃料流量，从而防止由于燃料过多而引起的排气烟雾（S13，S14）。
还有，在S13，当蓄电电力W1比累积电力W大的时候，就进到S16，在这一步骤，蓄电电力W1比蓄电池32的蓄电容量Wo大的时候，就成为过充电，有产生破损的危险，就把转换开关37转换到电阻器的一方，将来自设定器33负荷电流导向电阻器38。
再者，在S9及S10，当发动机旋转速度N比所定旋转速度No高速、发动机负荷比大负荷L1小的时候，就进到S15，测定发动机转数及发动机负荷，控制负荷设定器33使发电机的输出与这些值相对应，对电池32进行充电。于是，由于该充电电流以及其他向电机装置36的供给电流都是经过电流检出装置31，所以，如上所述，也包含在累积运算中，来进行处理。
如上所述，本发明在增压器的涡轮机轴上设置电动-发电机，通过表示发电机的负荷和发动机的旋转及制动的强弱的信号来控制该电动-发电机，所以，即使不设置排气制动用的阀也可以有效地作动排气制动，增强发动机制动的作用，进而通过使涡轮叶片逆旋转，以获得比排气制动力更强力的发动机制动的效果。
还有，由于有效地活用了排气能量，通过电动-发电机而把它变换为电能，成为蓄电池的充电电力。所以，无须装载原来的充电用的发电机。
另外，根据本发明，由于在发电机的低转速低输出时，把电动-发电机作为电动机作动，以助长增压器的增压操作，所以，即使在发动机低转速的时候也能获得大转矩，如图4的Tc所示，增大了发动机低转速时的转矩从而增大了发动机的输出。

Claims (8)

1、一种具有在增压器的回转轴上设有回转电机的增压器的内燃机控制装置，其特征在于，它包括：在由内燃机驱动的车辆的减速时，判断在该内燃机中是否使它产生排气制动作用的手段，以及在上述手段判断了在内燃机中产生了排气制动时，增强作为连接于内燃机的排气多支管的排气涡轮的负荷而作用的排气制动力的手段。
2、权利要求1所述的具有增压器的内燃机的控制装置，其特征是，增强作为排气涡轮的负荷而作用的排气制动力的手段是设置在增压器的回转轴上的发电机。
3、权利要求1所述的具有增压器的内燃机的控制装置，其特征是，增强作为排气涡轮的负荷而作用的排气制动力的手段，是使排气涡轮逆旋转的手段。
4、权利要求3所述的具有增压器的内燃机的控制装置，其特征是，使排气涡轮逆旋转的手段，是使设于增压器的回转轴上的回转电机作为马达而作动的手段。
5、一种具有在增压器的回转轴上设有回转电机的增压器的内燃机控制装置，其特征在于，它包括：连接于驱动车辆的内燃机排气多支管的排气涡轮，与设于排气的回转轴上的压缩机相同轴的该回转轴上，设有作为发电机和电动机而作用的回转电机，检测内燃机排气制动模式的手段，当内燃机的排气制动模式时，使回转电机作为发电机而作动的手段，将发电机的发电电力作为发电机的负荷而消耗的手段。
6、权利要求5所述的具有增压器的内燃机的控制装置，其特征是，具有用所说发电机所发电的电力来充电的充电手段。
7、一种具有在增压器的回转轴上设有回转电机的增压器的内燃机控制装置，其特征在于，它包括：连接于驱动车辆的内燃机的排气多支管的排气涡轮，与设置于排气的回转轴上的压缩器相同轴的该回转轴上的作为发电机和电动机而作动的回转电机，将回转电机作为电动机驱动的倒相器，检测内燃机的排气制动模式的手段，判断排气制动模式的作用力大小的手段，当排气制动的作用力比所定值大时，驱动倒相器，将回转电机作为电动机使用，使排气涡轮逆旋转的手段，当排气制动的作用力比所定值小时，将回转电机作为发电机使用的手段，将发电机的发电电力作为发电机的负荷而消耗的手段。
8、权利要求7所述的具有增压器的内燃机控制装置，其特征是，设置了将该发电机所发生的电力用来充电的充电手段。
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