JP2004143997A

JP2004143997A - 発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2004143997A
Application number: JP2002308716A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kawai; 河合　高志
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-23
Also published as: DE10349164A1; ITTO20030829A1; JP4103539B2; DE10349164B4

Abstract

【課題】排気浄化装置の温度を考慮して発電機を制御する発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【解決手段】タービン１１ａに発電機（電動機）１２が設けられたターボチャージャ１１を備える内燃機関（エンジン）１０において、排気浄化装置（排気浄化触媒）１７の温度に基づいて発電機１２の発電量を決定する発電量決定手段を備える制御装置（コントローラ）２０であり、発電量決定手段では、排気浄化装置１７の温度が適正範囲より低温の場合に発電量を抑制し、排気浄化装置１７の温度が適正範囲より高温の場合に発電量を増量する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タービンに発電機が設けられた発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ターボチャージャは、高出力なエンジン出力特性を得るため、エンジンの吸入空気量を過給する。しかし、ターボチャージャの場合、エンジンの排気エネルギを利用するため、排気エネルギの少ない低回転域の過給圧の立ち上がりが悪く、高回転域に比べて低回転域でのエンジン出力特性が悪い。そこで、ターボチャージャのタービン／コンプレッサに電動機（モータ）を組み込み、この電動機によってタービン／コンプレッサを強制的に駆動して所望の過給圧を得る電動機付ターボチャージャが開発されている。
【０００３】
電動機の場合、電動機に与えられたエネルギを電気エネルギに変換する発電機としても機能できる。そこで、減速運転時等の電動機による駆動力を必要としない場合、ターボチャージャに組み込まれた電動機では、エンジンからの排気ガスを利用して発電し、排気エネルギを電気エネルギとして回収している（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３２４６８８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記電動機で発電する場合、排気エネルギを回収するため、ターボチャージャの下流に設けられた排気浄化装置の温度に影響を与える。しかし、従来のターボチャージャに組み込まれた電動機は、排気浄化装置の温度を考慮して制御されていない。そのため、排気浄化装置の浄化性能が低下する場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、排気浄化装置の温度を考慮して発電機を制御する発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置は、タービンに発電機が設けられたターボチャージャを備える内燃機関の制御装置において、内燃機関の排気管内であってターボチャージャの下流に設けられる排気浄化装置と、該排気浄化装置の温度に基づいて、発電機の発電量を決定する発電量決定手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置では、内燃機関の排気管内であってターボチャージャの下流に設けられる排気浄化装置を備えており、この排気浄化装置の温度に基づいて発電量を決定し、発電機を制御する。そのため、発電機ではその発電量に応じた排気エネルギを回収し、その回収後の排気エネルギに応じた排気温となるので、排気浄化装置では適正温度となり、適正な浄化性能を発揮する。
【０００９】
本発明の上記発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置は、発電量決定手段を、排気浄化装置の温度が適正範囲外の場合に発電量を抑制するように構成してもよい。
【００１０】
この発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置では、排気浄化装置の温度が適正範囲外となった場合には通常制御時の発電量よりも抑制した発電量とし、発電機を制御する。そのため、排気浄化装置の温度が適正範囲より低温の場合、発電機での発電による排気エネルギの回収が通常制御時よりも減少するので、その排気エネルギに応じて排気温が通常制御時よりも低下しないので、排気浄化装置の温度が上昇して適正温度となる。
【００１１】
なお、排気浄化装置の温度の適正範囲は、排気浄化装置の浄化性能が劣化しない程度の温度範囲である。また、発電量の抑制には、発電量を０にして発電を禁止することも含む。
【００１２】
さらに、本発明の上記発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気管内であってターボチャージャの上流に吸気量を調節するスロットルバルブを備え、発電量を抑制する場合に、排気浄化装置の温度が所定温度以上時かつ燃料供給停止時にはスロットルバルブを閉じるように構成してもよい。
【００１３】
この発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置では、内燃機関の吸気管内であってターボチャージャの上流に吸気量を調節するスロットルバルブを備えており、排気浄化装置の温度が所定温度以上の場合にエンジンへの燃料供給停止時にはスロットルバルブを閉じる制御を行う。このように制御を行う理由を以下に説明する。排気エネルギを利用して発電を行う場合、通常、減速時のエンジンへの燃料供給停止時にはスロットルバルブを開き、空気の吸入量を増加してタービンに流れる排気エネルギを増加し、発電機による発電量を増加させる。しかし、排気浄化装置が高温の場合に排気浄化装置に入る空気量（酸素量）も増加すると、排気浄化装置（触媒）が過酸素状態となって触媒が劣化する。そこで、上記条件の場合にはスロットルバルブを閉じてエンジンに吸入される空気量を０にすることによって、エンジンから排気される排気ガスが低減しあるいは無くなるので、排気浄化装置に入る空気量が低減しあるいは０になり、過酸素状態による触媒の劣化を防止することができる。ちなみに、スロットルバルブを閉じると、エンジンから排気される排気ガスが低減しあるいは無くなるので、発電機での発電量も抑制されることになる。
【００１４】
また、本発明の上記発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置は、発電量決定手段を、排気浄化装置の温度が所定温度以上の場合に発電量を増量するように構成してもよい。
【００１５】
この発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置では、排気浄化装置が所定温度以上の場合には通常制御時の発電量よりも増量した発電量とし、発電機を制御する。そのため、発電機での発電による排気エネルギの回収が通常制御時よりも増加するので、その排気エネルギに応じて排気温が通常制御時よりも低下するので、排気浄化装置の温度が低下して適正温度となる。
【００１６】
なお、請求項３に記載の「所定温度」と請求項４に記載の「所定温度」とは、同一温度である必要はない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置の実施の形態を説明する。
【００１８】
本実施の形態では、本発明に係る発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置を、自動車に搭載されるターボチャージャに組み込まれた電動機のコントローラに適用する。本実施の形態に係る電動機は、加速時等にターボチャージャによる過給をアシストするとともに減速時にエンジンからの排気エネルギを利用して発電を行い、制御装置としてのコントローラによって制御される。
【００１９】
図１を参照して、本実施の形態に係るエンジンシステム１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る電動機付ターボチャージャを備えるエンジンシステムの構成図である。
【００２０】
エンジンシステム１は、自動車に搭載され、エンジン１０により自動車を駆動するための駆動力を得ており、その駆動力をトランスミッション２を介して駆動輪（図示せず）に出力している。エンジンシステム１では、エンジン１０での出力特性を高めるために、ターボチャージャ１１によりエンジン１０の吸入空気量を過給している。さらに、エンジンシステム１では、低回転域の過給圧の立ち上がりを向上させるために、電動機１２によりターボチャージャ１１を強制的に駆動している。また、エンジンシステム１では、減速時等に電動機１２により発電を行っている。
【００２１】
エンジン１０は、吸気通路１３から空気を吸入し、排気通路１４に排気ガスを排気する。吸気通路１３には、上流側からターボチャージャ１１のコンプレッサ側、インタークーラ１５、スロットルバルブ１６等が設けられている。排気通路１４には、上流側からターボチャージャ１１のタービン側、排気浄化装置としての排気浄化触媒１７等が設けられている。
【００２２】
吸気側では、まず、吸気通路１３の最上流から吸入した空気は、ターボチャージャ１１で過給される。ターボチャージャ１１から出た吸入空気は、過給による圧力上昇によって温度が上昇する。そこで、インタークーラ１５では、温度上昇した吸入空気の温度を空冷式で低下させ、充填効率を向上させる。続いて、スロットルバルブ１６では、エンジン１０への吸入空気量を調節する。この調節された空気が、エンジン１０に吸入される。スロットルバルブ１６は、電子制御式バルブであり、エンジンＥＣＵ［Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ］１８によって開度が決定され、制御される。
【００２３】
エンジンＥＣＵ１８は、ＣＰＵ［Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ］、ＲＯＭ［Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ］、ＲＡＭ［Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ］等からなる電子制御ユニットである。エンジンＥＣＵ１８は、各種センサが接続され、各種センサからの検出値に基づいて各種制御値等を設定し、エンジン１０及びエンジン１０に関する各部を制御する。
【００２４】
エンジンＥＣＵ１８では、アクセルペダル（図示せず）での操作量等に基づいてスロットルバルブ１６の開度を設定し、スロットルバルブ１６の開度を制御する。また、エンジンＥＣＵ１８では、アクセルペダルでの操作量等に基づいて燃料噴射量を設定し、電子制御式の燃料噴射装置（図示せず）を制御する。特に、減速時や停止時には、エンジンＥＣＵ１８では、燃料噴射量を０に設定し、エンジン１０への燃料供給を停止する（フューエルカットする）。さらに、減速フューエルカット時には、エンジンＥＣＵ１８では、スロットルバルブ１６の開度を全開に制御する。というのは、エンジン１０の空気の吸入量を増加して排気ガス（排気エネルギ）を増加し、この増加した排気エネルギによって電動機１２での発電量を増加させるためのである。
【００２５】
また、エンジンＥＣＵ１８では、電動機１２を制御するコントローラ２０との間で以下の各種信号を送受信する。加速時等には、エンジンＥＣＵ１８では、エンジン１０のエンジン回転数等に基づいて電動機１２によるアシスト量を決定し、そのアシスト量を示す指令信号をコントローラ２０に送信する。減速フューエルカット時には、エンジンＥＣＵ１８では、減速フューエルカットを行っていることを示すフューエルカット信号をコントローラ２０に送信する。また、エンジンＥＣＵ１８では、コントローラ２０からのスロットルバルブ１６の開度を示す指令信号を受信すると、その指令信号に基づいてスロットルバルブ１６の開度を制御する。
【００２６】
排気側では、まず、エンジン１０から排気された排気ガスは、ターボチャージャ１１のタービン１１ａを回転させる。この際、排気エネルギは、加速時等にはターボチャージャ１１によるアシストによって消費され、減速時には電動機１２による発電によって消費される。タービン１１ａを通過した排気ガスは、排気浄化触媒１７で浄化される。
【００２７】
排気浄化触媒１７は、マフラ（図示せず）内に設けられ、各種金属や金属酸化物をペレット状にしたものを容器内に詰めたものあるいはモノリス状のものを容器内に並べたものである。そして、排気浄化触媒１７では、この容器中に排気ガスが通過すると排気ガスの毒性を吸収するとともに、排気エネルギに応じた排気温によって触媒温度が変動する。排気浄化触媒１７は、触媒が活性状態となる適正温度範囲があり、触媒温度が適正温度範囲より高温または低温となると浄化性能が劣化する。また、排気浄化触媒１７は、触媒温度が高温時に排気ガス中の酸素量が増加すると過酸素状態となり、浄化性能が劣化する。
【００２８】
ターボチャージャ１１は、エンジン１０からの排気エネルギを利用して過給圧を上げる。ターボチャージャ１１では、排気通路１４側にタービン１１ａ、吸気通路１３側にコンプレッサ１１ｂが配設されており、両ホイールがシャフト１１ｃで連結されている。このシャフト１１ｃの中央部には、電動機１２の一構成要素であるロータ（図示せず）が固定されている。
【００２９】
電動機１２は、三相交流モータであり、ターボチャージャ１１の過給圧をアシストするとともに回生時にはバッテリ１９を充電する。電動機１２は、磁石が設けられたロータの周囲にステータ（図示せず）が配設されている。ステータは、複数枚の積層鋼板に巻線を巻いたものであり、ターボチャージャ１１のハウジングに対して固定されている。電動機１２は、ロータ及びステータを主たる構成要素として、シャフト１１ｃを出力軸としてターボチャージャ１１のハウジングの内部に構築されている。電動機１２では、コントローラ２０から三相の各巻線に電力が順次供給されると磁界が順次発生し、この三相に発生する磁界とロータの磁石との磁界との相互作用によってロータが回転する。
【００３０】
コントローラ２０は、電動機１２の駆動及び回生は制御する装置であり、ＤＣ−ＤＣコンバータ（図示せず）、インバータ（図示せず）、発電量決定手段としても機能するコントローラＩＣ［Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ］（図示せず）等からなる。
【００３１】
ＤＣ−ＤＣコンバータは、バッテリ１９とインバータとの間に接続され、バッテリ１９とインバータとで出入力される直流電力を変換する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータは、トランジスタ（図示せず）を備えており、このトランジスタのオン／オフによって電動機１２の発電量を調整する。ＤＣ−ＤＣコンバータでは、コントローラＩＣからのゲート信号に基づいてトランジスタがオン／オフし、トランジスタがオンしている時間が回生可能時間の場合には電動機１２で発電した電力をバッテリ１９に出力する。
【００３２】
インバータは、６つのＦＥＴ［Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ］（図示せず）を備えており、この６つのＦＥＴによって電動機１２の三相の巻線に対して上側アーム及び下側アームを各々構成している。インバータでは、コントローラＩＣからの６つのゲート信号に基づいて各相の上側アーム又は下側アームが通電し、電動機１２の三相の巻線に電力を各々供給する。
【００３３】
コントローラＩＣは、加速時等には、エンジンＥＣＵ１８からの電動機１２によるアシスト量を示す指令信号に基づいて電動機１２の目標回転数を決定するとともに、電動機１２の三相の巻線の各端子に生じる逆起電力に基づいて電動機１２のロータの位置を検出する。そして、コントローラＩＣでは、目標回転数とロータの位置に基づいて６つのゲート信号を生成し、このゲート信号をインバータに送信する。また、コントローラＩＣでは、減速時には、バッテリ１９に設けられた電力センサ（図示せず）で検出したバッテリ充電量等に基づいて電動機１２の発電量を決定する。そして、コントローラＩＣでは、決定した発電量に基づいてゲート信号を生成し、このゲート信号をＤＣ−ＤＣコンバータに送信する。
【００３４】
特に、コントローラＩＣでは、発電量を決定する際に以下のような処理を行う。そのために、コントローラＩＣでは、排気浄化触媒１７に設けられた温度センサ（図示せず）からの触媒温度を示す検出信号及びバッテリ１９に設けられた電力センサからのバッテリ充電量を示す検出信号を取り入れている。コントローラＩＣでは、触媒温度が適正温度範囲か否かを判定する。触媒温度が適正温度範囲内の場合、コントローラＩＣでは、上記した通常制御により、バッテリ充電量等に基づいて電動機１２の発電量を決定する。触媒温度が下限の適正温度以下の場合、コントローラＩＣでは、発電量を０に決定する。触媒温度が上限の適正温度以上の場合、コントローラＩＣでは、エンジンＥＣＵ１８からフューエルカット信号を受信しているか否かを判定する。フューエルカット信号を受信している場合、コントローラＩＣでは、電動機１２の発電を禁止するために、スロットルバルブ１６の開度を全閉する指令信号をエンジンＥＣＵ１８に送信する。フューエルカット信号を受信していない場合、コントローラＩＣでは、バッテリ充電量が上限量か否かを判定する。バッテリ充電量が上限量に達している場合、コントローラＩＣでは、発電量を０に決定する。バッテリ充電量が上限量に達していない場合、コントローラＩＣでは、触媒温度とバッテリ充電量とに基づいて通常制御時の発電量に対する発電量アップ割合を設定する。そして、コントローラＩＣでは、バッテリ充電量等に基づいて電動機１２の通常制御時の発電量を決定し、この通常制御時の発電量と発電量アップ割合から発電量を決定する。なお、バッテリ充電量の上限量は、バッテリ１９に充電可能な限界の充電量であり、これ以上充電すると過充電となる量である。
【００３５】
なお、発電量アップ割合は、図４に示すマップＭＰにより設定される。マップＭＰは、コントローラＩＣに記憶されており、バッテリ充電量と触媒温度に応じた発電量アップ割合を示している。マップＭＰから判るように、バッテリ充電量が少ないほど発電量アップ割合を増加させ、触媒温度が高くなるほど発電量アップ割合を増加させる。触媒温度が高くなるほど発電量アップ割合を増加させるのは、発電量が増加すると電動機１２での排気エネルギの消費量が増加するので、排気浄化触媒１７に入る排気エネルギが減少し、触媒温度を低下させることができる。ちなみに、発電量アップ割合が０％の場合には発電量は通常制御時の発電量となり、４０％の場合には発電量は通電制御時の発電量の１．４倍の発電量になる。
【００３６】
図１及び図４を参照して、エンジンシステム１における電動機１２での発電時の動作を、コントローラ２０における触媒温度が低温時の制御と触媒温度が高温時の制御とに分けて説明する。触媒温度が低温時の制御については図２のフローチャートに沿って説明し、触媒温度が高温時の制御については図３のフローチャートに沿って説明する。図２は、コントローラにおける触媒温度が低温時の制御を示すフローチャートである。図３は、コントローラにおける触媒温度が高温時の制御を示すフローチャートである。
【００３７】
まず、触媒温度が低温時の制御について説明する。
【００３８】
コントローラ２０におけるコントローラＩＣでは、触媒温度が低温側適正温度以下か否かを判定する（Ｓ１０）。
【００３９】
Ｓ１０にて触媒温度が低温側適正温度以下の場合、コントローラＩＣでは、発電量を０に決定し、発電量が０となるようにゲート信号を生成し、このゲート信号をＤＣ−ＤＣコンバータに送信する（Ｓ１１）。このゲート信号を受信すると、ＤＣ−ＤＣコンバータでは、ゲート信号に基づいて電動機１２での発電を禁止し、バッテリ１９への充電を停止する。その結果、電動機１２では排気エネルギを消費しないので、排気浄化触媒１７に流れ込む排気エネルギが発電時に比べて増加し、排気温が上昇して触媒温度が上昇する。やがて、触媒温度が適正温度範囲となり、触媒が活性状態となり、排気浄化触媒１７では正常に排気ガスを浄化する。
【００４０】
Ｓ１０にて触媒温度が低温側適正温度より高い（適正温度範囲の）場合、コントローラＩＣでは、通常制御により、バッテリ充電量等に基づいて発電量を決定し、この決定した発電量となるようにゲート信号を生成し、このゲート信号をＤＣ−ＤＣコンバータに送信する（Ｓ１２）。このゲート信号を受信すると、ＤＣ−ＤＣコンバータでは、ゲート信号に基づいて電動機１２で発電させ、バッテリ１９に充電する。この場合、触媒温度が適正温度範囲なので、触媒が活性状態であり、排気浄化触媒１７では正常に排気ガスを浄化している。
【００４１】
次に、触媒温度が高温時の制御について説明する。
【００４２】
コントローラ２０におけるコントローラＩＣでは、触媒温度が高温側適正温度以上か否かを判定する（Ｓ２０）。
【００４３】
Ｓ２０にて触媒温度が高温側適正温度以上の場合、コントローラＩＣでは、減速フューエルカット中か否かを判定する（Ｓ２１）。
【００４４】
Ｓ２１にて減速フューエルカット中の場合、コントローラＩＣでは、スロットルバルブ１６を全閉する指令信号をエンジンＥＣＵ１８に送信する（Ｓ２２）。この指令信号を受信すると、エンジンＥＣＵ１８では、スロットルバルブ１６を全閉に制御する。スロットルバルブ１６が全閉すると、エンジン１０には空気が吸入されないので、エンジン１０から排気ガスも放出されなくなる。そのため、ターボチャージャ１１のタービン１１ａの回転も停止するので、電動機１２での発電も禁止される。また、エンジン１０から排気ガスが放出されなくなるので、排気浄化装置１７に流れ込む排気ガス（排気エネルギ）も無くなり、触媒温度が低下する。やがて、触媒温度が適正温度範囲になるとともに排気浄化装置１７内の空気量（酸素量）も低減しあるいは無くなり、触媒が活性状態となり、排気浄化触媒１７では正常に排気ガスを浄化する。
【００４５】
Ｓ２１にて減速フューエルカット中でない場合、コントローラＩＣでは、バッテリ充電量が上限量に達しているか否かを判定する（Ｓ２３）。
【００４６】
Ｓ２３にてバッテリ充電量が上限量に達している場合、バッテリ１９にはこれ以上充電することができので、コントローラＩＣでは、発電量を０に決定し、発電量が０となるようにゲート信号を生成し、このゲート信号をＤＣ−ＤＣコンバータに送信する（Ｓ２４）。このゲート信号を受信すると、ＤＣ−ＤＣコンバータでは、ゲート信号に基づいて電動機１２での発電を禁止し、バッテリ１９への充電を停止する。
【００４７】
Ｓ２３にてバッテリ充電量が上限量に達していない場合、コントローラＩＣでは、触媒温度とバッテリ充電量とに基づいてマップＭＰから発電量アップ割合を決定し（図４参照）、発電量アップ割合に応じて通常制御時の発電量を増量した発電量に決定する（Ｓ２５）。そして、コントローラＩＣでは、決定した発電量となるようにゲート信号を生成し、このゲート信号をＤＣ−ＤＣコンバータに送信する（Ｓ２５）。このゲート信号を受信すると、ＤＣ−ＤＣコンバータでは、ゲート信号に基づいて電動機１２で通常制御時よりも多量に発電させ、バッテリ１９に充電する。その結果、電動機１２では排気エネルギを通常制御時よりも多く消費するので、排気浄化触媒１７に流れ込む排気エネルギが通常制御時に比べて減少し、排気温が低下して触媒温度が低下する。やがて、触媒温度が適正温度範囲となり、触媒が活性状態となり、排気浄化触媒１７では正常に排気ガスを浄化する。
【００４８】
Ｓ２０にて触媒温度が高温側適正温度未満の（適正温度範囲の）場合、コントローラＩＣでは、図２のＳ１２の処理と同様に、通常の発電制御を行う（Ｓ２６）。
【００４９】
コントローラ２０によれば、排気浄化触媒１７の温度が適正温度範囲の下限温度よりも低下した場合でも、電動機１２における発電を禁止する制御を行うので、電動機１２における排気エネルギの回収が無くなり、その排気エネルギの維持によって触媒温度を上昇させる。
【００５０】
また、コントローラ２０によれば、排気浄化触媒１７の温度が適正温度の上限温度よりも上昇した場合でも、触媒温度とバッテリ充電量とに基づいて電動機１２における発電量を増加する制御を行うので、電動機１２における排気エネルギの回収が増加し、その排気エネルギの減少によって触媒温度を低下させる。この際、バッテリ充電量に応じて発電量を決定しているので、バッテリ１９に過充電されることはない。
【００５１】
特に、コントローラ２０によれば、排気浄化触媒１７の温度が適正温度の上限温度よりも上昇時かつ減速フューエルカット時に排気浄化触媒１７が過酸素状態になった場合でも、スロットルバルブ１６を全閉する制御を行うので、排気浄化触媒１７には流れ込む空気量を低減しあるいは無くし、過酸素状態を解消する。この際、エンジン１０に吸入される空気が無くなるので、エンジン１０からの排気エネルギも無くなり、電動機１２での発電も禁止される。
【００５２】
上記のように、コントローラ２０では、排気浄化触媒１７の温度を適正温度内になるように電動機１２の発電量を決定しているので、排気浄化触媒１７での浄化性能を劣化させることなく電動機１２での発電を行うことができる。
【００５３】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００５４】
例えば、本実施の形態ではターボチャージャに組み込まれた発電機能を有する電動機に適用したが、ターボチャージャに組み込まれた発電機にも適用可能である。
【００５５】
また、本実施の形態ではエンジンを制御するエンジンＥＣＵと電動機を制御するコントローラを別々に構成したが、一体で構成してもよい。
【００５６】
また、本実施の形態ではコントローラにおいて触媒温度が適正温度範囲に対して低温側での制御及び高温側での制御を行う構成であるが、低温側での制御あるいは高温側での制御のいずれか一方側の制御のみを行う構成でもよい。
【００５７】
また、本実施の形態ではＤＣ−ＤＣコンバータを制御することによって電動機の発電量を制御したが、ターボチャージャのタービンに作用する排気流量を制御することによって電動機の発電量を制御してもよい。例えば、バリアブルノイズ機構によってバリアブルノズルを制御することによって排気流量を制御してもよいし、タービン容量可変機構によってタービン容量を制御することによって排気流量を制御してもよいし、あるいは、排気通路上にターボチャージャをバイパスする通路が設けられるとともにこの通路上にウェイストゲートバルブが設けられ、このウェイストゲートバルブの開閉を制御することによって排気流量を制御してもよい。
【００５８】
また、本実施の形態では触媒温度が低温時や触媒温度が高温時かつ減速フューエルカット時には電動機による発電を禁止したが、通常制御時の発電量を減量した発電量により発電を継続してもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、発電機で発電を行っている場合でも、排気浄化装置の温度を適正温度に維持することができ、排気浄化装置における浄化性能が低下しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る電動機付ターボチャージャを備えるエンジンシステムの構成図である。
【図２】図１のコントローラにおける触媒温度が低温時の制御を示すフローチャートである。
【図３】図１のコントローラにおける触媒温度が高温時の制御を示すフローチャートである。
【図４】図１のコントローラで保持されるバッテリ充電量と触媒温度に応じた発電量アップ割合を示すマップである。
【符号の説明】
１…エンジンシステム、２…トランスミッション、１０…エンジン、１１…ターボチャージャ、１１ａ…タービン、１１ｂ…コンプレッサ、１１ｃ…シャフト、１２…電動機、１３…吸気通路、１４…排気通路、１５…インタークーラ、１６…スロットルバルブ、１７…排気浄化触媒、１８…エンジンＥＣＵ、１９…バッテリ、２０…コントローラ

Claims

タービンに発電機が設けられたターボチャージャを備える内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の排気管内であって前記ターボチャージャの下流に設けられる排気浄化装置と、
該排気浄化装置の温度に基づいて、前記発電機の発電量を決定する発電量決定手段と
を備えることを特徴とする発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置。
前記発電量決定手段は、前記排気浄化装置の温度が適正範囲外の場合に、前記発電量を抑制することを特徴とする請求項１に記載する発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置。
前記内燃機関の吸気管内であって前記ターボチャージャの上流に吸気量を調節するスロットルバルブを備え、
前記発電量を抑制する場合に、前記排気浄化装置の温度が所定温度以上時かつ燃料供給停止時には前記スロットルバルブを閉じることを特徴とする請求項２に記載する発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置。
前記発電量決定手段は、前記排気浄化装置の温度が所定温度以上の場合に、前記発電量を増量することを特徴とする請求項１に記載する発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置。