JP2017115774A - Power supply system for engine with electrically-driven type supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動機で吸気を過給する電動式過給機を備えるエンジンにおける、その電動式過給機を駆動するためのエンジンの電源システムに関する。 The present invention relates to an engine power supply system for driving an electric supercharger in an engine including an electric supercharger that supercharges intake air with an electric motor.
排気ガスのエネルギを利用して、燃焼室に導入される吸気を過給する機械式過給機を備えたエンジンが広く採用されている。 Engines equipped with a mechanical supercharger that supercharges intake air introduced into a combustion chamber using the energy of exhaust gas are widely adopted.
この種の機械式過給機はターボチャージャとも呼ばれ、エンジンの吸気通路の途中にコンプレッサを配置し、排気通路の途中にタービンを配置し、排気通路を流れる排気ガスでタービンを回転させることによりコンプレッサを作動させ、燃焼室への吸入空気量を増大させて、エンジンのトルクの向上を図っている。 This type of mechanical supercharger, also called a turbocharger, is configured by arranging a compressor in the middle of the intake passage of the engine, placing a turbine in the middle of the exhaust passage, and rotating the turbine with exhaust gas flowing through the exhaust passage. The compressor is operated to increase the amount of intake air into the combustion chamber to improve the engine torque.
また、機械式過給機には、排気ガスの一部を分流させることにより、タービンへの流入量を調節するウェイストゲートバルブが備えられる。タービンを通過する排気ガスの量をウェイストゲートバルブで調整することで、吸気の過給圧を制御することができる。 Further, the mechanical supercharger is provided with a waste gate valve that adjusts the amount of flow into the turbine by diverting a part of the exhaust gas. The supercharging pressure of intake air can be controlled by adjusting the amount of exhaust gas passing through the turbine with a waste gate valve.
従来のウェイストゲートバルブは、過給圧を動力源とした空圧式アクチュエータにより制御されていたが、近年は、電動機で開閉制御するようにした電動のウェイストゲートバルブも採用されている。ウェイストゲートバルブを電動式とすることで、過給圧が低い場合でも駆動でき、より緻密な制御が可能となっている。 Conventional waste gate valves have been controlled by pneumatic actuators using supercharging pressure as a power source, but in recent years, electric waste gate valves that are controlled to open and close by an electric motor have also been adopted. By making the wastegate valve electric, it can be driven even when the supercharging pressure is low, and more precise control is possible.
さらに、近年は、排気ガスのエネルギを利用した過給機以外にも、コンプレッサを電動機で駆動するようにした電動式過給機が種々提案されている。電動式過給機は、エンジンの運転状態によらず、電力を供給することで任意に過給が出来るという利点がある(例えば、特許文献1参照)。 Furthermore, in recent years, various types of electric superchargers have been proposed in which the compressor is driven by an electric motor in addition to the supercharger using the energy of the exhaust gas. The electric supercharger has an advantage that it can be supercharged arbitrarily by supplying electric power regardless of the operating state of the engine (see, for example, Patent Document 1).
ところで、電動式過給機を駆動させる場合、多くの電力を必要とする。しかし、電動式過給機を用いる運転領域が多くなるにつれて、あるいは、電動式過給機の容量が増大するにつれて、さらに大きな電力が必要になることが予想される。また、併せて機械式過給機のウェイストゲートバルブを電動式とすることで、必要な電力はさらに高まっていく傾向がある。このため、これらの過給機を駆動するための安定した電源の確保が望まれる。 By the way, when driving an electric supercharger, much electric power is required. However, it is expected that more electric power will be required as the operating range using the electric supercharger increases or as the capacity of the electric supercharger increases. In addition, the electric power required for the mechanical supercharger wastegate valve tends to further increase. For this reason, it is desired to secure a stable power source for driving these superchargers.
そこで、この発明の課題は、電動式過給機及び電動のウェイストゲートバルブをもつ機械式過給機を用いたエンジンの電源システムにおいて、過給機を駆動するための安定した電源を確保することである。 Therefore, an object of the present invention is to secure a stable power source for driving a supercharger in an engine power supply system using an electric supercharger and a mechanical supercharger having an electric wastegate valve. It is.
上記の課題を解決するために、この発明は、エンジンの燃焼室へ電動機で吸気を過給する電動式過給機と、前記エンジンの燃焼室へ前記エンジンの排気エネルギを利用して過給する機械式過給機と、前記電動式過給機を駆動するための電力を供給する第一の電源装置と、前記エンジンの排気エネルギの回収量を調整する調整弁を駆動するための電力を供給する第二の電源装置と、前記エンジン又は前記エンジンを搭載する車両における回生発電で発生した電力を前記第一の電源装置及び前記第二の電源装置に分配する分配装置を備える回生電力蓄電手段と、を備える電動式過給機付きエンジンの電源システムを採用した。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention supercharges an electric supercharger that supercharges intake air with an electric motor into a combustion chamber of the engine, and supercharges the combustion chamber of the engine using exhaust energy of the engine. Supplying power for driving a mechanical supercharger, a first power supply for supplying electric power for driving the electric supercharger, and a regulating valve for adjusting the recovery amount of exhaust energy of the engine And a regenerative power storage means comprising a distribution device that distributes power generated by regenerative power generation in the engine or a vehicle equipped with the engine to the first power supply device and the second power supply device. The power system of the engine with an electric supercharger equipped with is adopted.
ここで、前記回生電力蓄電手段は、エンジンの回転によって回生発電する回転電機と、前記回転電機による回生発電量を制御する電力制御手段と、を備え、前記第一の電源装置は、前記回転電機によって発電された回生電力を化学的エネルギにより蓄える蓄電池、を備える構成を採用することができる。 Here, the regenerative power storage means includes a rotating electrical machine that regenerates power by rotating an engine, and a power control means that controls the amount of regenerative power generated by the rotating electrical machine, and the first power supply device includes the rotating electrical machine The structure provided with the storage battery which stores the regenerative electric power generated by chemical energy with chemical energy is employable.
前記蓄電池として、例えば、一般的な車両搭載している鉛蓄電池を採用してもよいが、特に、リチウムイオン電池を採用することが可能である。 As the storage battery, for example, a general lead storage battery mounted on a vehicle may be employed, but in particular, a lithium ion battery may be employed.
また、前記回生電力蓄電手段は、エンジンの回転によって回生発電する回転電機と、前記回転電機による回生発電量を制御する電力制御手段と、を備え、前記第一の電源装置は、前記回転電機によって発電された回生電力を静電気的に蓄えるコンデンサ、を備える構成を採用することができる。 The regenerative power storage means includes a rotating electrical machine that regenerates power by rotating an engine, and a power control means that controls the amount of regenerative power generated by the rotating electrical machine, and the first power supply device is powered by the rotating electrical machine. A configuration including a capacitor that electrostatically stores the generated regenerative power can be employed.
これらの各構成において、前記第二の電源装置は、エンジンの始動や点火を行う装置及びそのエンジンを搭載する車両の電装品へ電力を供給する構成を採用することができる。 In each of these configurations, the second power supply device can employ a configuration for supplying power to a device for starting and igniting an engine and an electrical component of a vehicle on which the engine is mounted.
ここで、前記分配装置は、回生発電により発電された電力を前記第一の電源装置へ優先して蓄え、回生発電以外により発電された電力を前記第二の電源装置へ優先して蓄えるように切り替える構成を採用することができる。 Here, the distribution device preferentially stores the power generated by regenerative power generation in the first power supply device, and preferentially stores the power generated by other than regenerative power generation in the second power supply device. A configuration for switching can be employed.
また、前記電力制御手段は、前記回転電機によって発電されるべき電力として要求発電量を算出する要求発電量算出手段と、前記要求発電量を基に前記回転電機による回生発電量を制御する回転電機制御手段と、を備える構成を採用することができる。 The power control means includes a required power generation amount calculation means for calculating a required power generation amount as power to be generated by the rotating electrical machine, and a rotating electrical machine that controls a regenerative power generation amount by the rotating electrical machine based on the required power generation amount. It is possible to employ a configuration including control means.
この発明によれば、回生発電により、減速時に車両が持っている運動エネルギを電動式過給機の駆動用電源として活用でき、その結果、過給機を駆動するための安定した電源を確保し、さらに、エンジンの燃費を向上させることができる。 According to the present invention, the kinetic energy possessed by the vehicle at the time of deceleration can be utilized as a drive power source for the electric supercharger by regenerative power generation, and as a result, a stable power source for driving the supercharger can be secured. Furthermore, the fuel consumption of the engine can be improved.
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、この実施形態の電動式過給機付きエンジンの電源システム10(以下、単に「電源システム10」と称する。)を概念的に示す模式図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram conceptually showing a power supply system 10 (hereinafter simply referred to as “
この実施形態の電動式過給機付きエンジンは走行用駆動源として車両に搭載され、エンジン本体1の内部に燃焼室を有し、そのエンジン本体1は、燃焼室に吸気を送り込む吸気通路4、燃焼室から引き出された排気通路3、吸気通路4や燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射装置等を備えている。
The engine with an electric supercharger of this embodiment is mounted on a vehicle as a driving source for traveling, and has a combustion chamber inside the engine body 1, and the engine body 1 has an intake passage 4 for sending intake air into the combustion chamber, A fuel injection device that injects fuel into the
燃焼室へ通じる吸気通路4には、燃焼室への接続部である吸気ポートから上流側に向かって、吸気通路4の流路面積を調節するスロットルバルブ5、吸気通路4を流れる吸気を冷却する吸気冷却装置6、排気エネルギによって吸気を過給する機械式過給機Tの機械式コンプレッサ11、電動機の駆動力によって吸気を過給する電動式過給機30、エアクリーナ7等が設けられる。
The intake passage 4 leading to the combustion chamber cools the intake valve flowing through the intake passage 4 and the
排気通路3には、燃焼室への接続部である排気ポートから下流側に向かって、排気エネルギによって回転する機械式過給機Tの排気タービン12、排気中の未燃炭化水素(HC)等の有害物を除去する触媒等を備えた排気浄化部8、消音器9等が設けられる。
In the
電動式過給機30は、燃焼室への吸気を過給する電動機として電動式コンプレッサを備える。電力を供給することにより電動式コンプレッサを駆動すると、吸気通路4内を流れる吸気に過給が行われる。
The
機械式過給機Tは、吸気通路4に配置され燃焼室へ導入される吸気を過給する機械式コンプレッサ11と、排気通路3に配置される排気タービン12とで構成され、排気通路3を流れる排気ガスによって排気タービン12が回転すると、その回転が吸気通路4の機械式コンプレッサ11に伝達される。機械式コンプレッサ11の回転によって、吸気通路4内を流れる吸気に過給が行われる。
The mechanical supercharger T includes a
また、排気通路3における排気タービン12の上流側と下流側とを接続する排気バイパス通路61と、その排気バイパス通路61を開閉する調整弁として排気バイパスバルブ62とを備えた排気バイパス装置60、いわゆるウェイストゲートバルブ装置が設けられている。排気バイパスバルブ62を開放すれば、排気タービン12側に流れている排気ガスの一部が排気バイパス通路61側に分流され、排気タービン12に加わる排気エネルギが低減される。
Also, an
排気バイパスバルブ62は電動機で開閉制御される電動のウェイストゲートバルブとなっている。
The
このエンジンを搭載する車両は、エンジンを制御するための電子制御ユニット(Electronic Control Unit)50を備える。電子制御ユニット50は、燃料噴射装置による燃料噴射や、過給圧の制御、スロットルバルブ5の開度の制御、その他、エンジンの制御に必要な指令を行う。エンジンの稼働に必要な電力は、このエンジンを搭載する車両が備える電源装置40から供給されるようになっている。
A vehicle equipped with this engine is provided with an electronic control unit (Electronic Control Unit) 50 for controlling the engine. The
また、電子制御ユニット50は、電動式過給機30を制御する電動式過給機制御手段56を備える。さらに、電子制御ユニット50は、電動の排気バイパスバルブ62の開閉を制御するウェイストゲートバルブ制御手段57を備える。電動式過給機30や排気バイパスバルブ62の駆動電力は、同じく電源装置40から供給されるようになっている。
Further, the
電源システム10は、電動式過給機30を駆動するための電力を供給する電源装置40としての第一の電源装置41と、エンジンを搭載する車両の減速時における回生発電で発生した電力を、その第一の電源装置41を含む電源装置40に蓄える回生電力蓄電手段Eとを備える。
The
この回生電力蓄電手段Eの回生発電により、減速時に車両が持っている運動エネルギを、電動式過給機30の駆動用電源として活用でき、その結果、エンジンの燃費を向上させることができる。すなわち、従来は、ブレーキの摩擦熱として廃棄されていたエネルギを、回生発電(回生ブレーキ)として電力に変換することで、燃費の向上が可能である。
By the regenerative power generation of the regenerative power storage means E, the kinetic energy possessed by the vehicle at the time of deceleration can be utilized as a power source for driving the
ここで、電源装置40は、電動式過給機30を駆動するための電力を供給する第一の電源装置41と、エンジンの始動や点火を行う装置及び車両に搭載された各種電装品へ電力を供給する第二の電源装置42とは、別々に備えられている。
Here, the
すなわち、第一の電源装置41は、電動式過給機30を駆動するための電力を供給する電源装置40として機能し、第二の電源装置42は、機械式過給機Tにおける電動の排気バイパスバルブ62を駆動や、その他、エンジン各部や車両各部の装置を稼働させるための電力を供給する。
That is, the first
なお、電動式過給機30が、電動式コンプレッサを駆動させない際に、吸気を電動式コンプレッサを通るルートとへ別のルートで供給する吸気バイパス通路を有する場合、この吸気バイパス通路に設けられる電動の吸気調整弁を、第一の電源装置41からの電力で制御してもよい。
In addition, when the
そして、回生電力は、電動式過給機30用の第一の電源装置41に優先して蓄電されるようになっている。このため、消費電力が大きい電動式過給機30への電力の供給能力を高め、電動式過給機30への電力の供給を安定させることを実現している。
The regenerative power is stored with priority over the first
ここで、回生発電で発生した電力を電源装置40に蓄える回生電力蓄電手段Eは、エンジン本体1内のクランクシャフト2の回転によって回生発電するオルタネータ22を備えた回転電機20と、回転電機20による回生発電量を制御する電力制御手段51とを備える。また、電力制御手段51からの指令により、回生発電の発電量や電源装置40への充電量や充電先を制御する分配装置として充電コントローラ45を備える。電力制御手段51は、電子制御ユニット50に備えられる。
Here, the regenerative electric power storage means E that stores the electric power generated by the regenerative power generation in the
また、この実施形態では、電源装置40として、第一の電源装置41と第二の電源装置42のそれぞれに蓄電池を採用している。蓄電池は、回転電機20によって発電された回生電力を、化学的エネルギにより蓄える機能を有するいわゆる化学電池である。化学電池は、内部に収容された物質自身が持つ化学的なエネルギを、化学反応によって直流の電力に変換する。
In this embodiment, as the
この蓄電池としては、一般的な車両が搭載している鉛蓄電池を採用してもよいが、特に、回生発電に対応するものとして、リチウムイオン電池を採用することが可能である。放電状態での性能低下が小さいリチウムイオン電池は、回生発電の受入性が鉛蓄電池等よりも良いので、減速時に廃棄されるエネルギをより多く回収でき、燃費を向上させることができる。回生発電に優先して対応する第一の電源装置41として、このリチウムイオン電池を採用することが特に好ましい。
As this storage battery, a lead storage battery mounted on a general vehicle may be adopted, but in particular, a lithium ion battery can be adopted as one corresponding to regenerative power generation. Lithium ion batteries with small performance degradation in a discharged state have better regenerative power acceptability than lead storage batteries and the like, and therefore can recover more energy discarded during deceleration and improve fuel efficiency. It is particularly preferable to employ this lithium ion battery as the first
また、この蓄電池に代わる電源装置40として、電力を静電気的に蓄えるコンデンサを採用してもよい。コンデンサの構造は、絶縁体からなる誘電体を介した二枚の電気伝導体平板を備える。この二枚の電気伝導体平板に直流電圧を加えると、電機エネルギとしての電荷が蓄えられるようになっている。
Moreover, you may employ | adopt the capacitor | condenser which stores electric power electrostatically as the
電源装置40としてコンデンサを使った場合も、鉛蓄電池等を使った場合に比べて回生発電の受入性が良いので、同じく、減速時に廃棄されるエネルギをより多く回収でき、燃費を向上させることができる。回生発電に優先して対応する第一の電源装置41として、このコンデンサを採用することが特に好ましい。
Even when a capacitor is used as the
ここで、電力制御手段51は、回生発電により発電された電力を第一の電源装置41へ、回生発電以外により発電された電力を第二の電源装置42へ、それぞれ優先して蓄えるように切り替える指示を、分配装置である充電コントローラ45に指令する蓄電先制御手段52を備える。
Here, the power control means 51 switches the power generated by regenerative power generation to the first
また、電力制御手段51は、回転電機20によって発電されるべき電力として要求発電量を算出する要求発電量算出手段53と、要求発電量を充電コントローラ45に指令する要求出力手段54、要求発電量を基に回転電機20による回生発電量を制御する回転電機制御手段55を備える。
The
エンジン本体1には、エンジンのクランクシャフト2の回転速度を検出する回転速度センサ、アクセルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ、車両の速度を検出する車速センサ等が設けられている。
The engine body 1 is provided with a rotation speed sensor that detects the rotation speed of the
これらの各種センサ類の情報は、ケーブルを通じて電子制御ユニット50が取得できるようになっている。車速センサは、車両の車速を検出でき、その情報に基づいて、電子制御ユニット50は、その車両が加速中であるか、減速中であるか、停止中であるか等を判別することができる。
Information on these various sensors can be acquired by the
オルタネータ22は、エンジン本体1のクランクシャフト2に取り付けられたクランクプーリ21とベルト23等の無端状部材を介して接続され、クランクシャフト2の回転が伝達されるようになっている。また、オルタネータ22は、電力供給用のケーブルを介して、充電用コントローラ45、第一の電源装置41、第二の電源装置42の各電源装置40のプラス端子と電気的に接続されている。なお、第一の電源装置41、第二の電源装置42のマイナス端子は、車体等のアース43に接続されている。
The
要求発電量算出手段53は、第一の電源装置41、第二の電源装置42の各充電量を検出し、その充電量に基づいて、オルタネータ22で発生させるべき発電量として要求発電量を算出する。要求発電量は、第一の電源装置41、第二の電源装置42の残充電量、すなわち、その時点で各電源装置41、42に充電されている電気の量が少なくなるにつれて、より多くなるように算出される。また、要求発電量算出手段53は、第一の電源装置41、第二の電源装置42のそれぞれに対する要求発電量を、別々に算定することができるようになっている。
The required power generation amount calculation means 53 detects the respective charge amounts of the first
そして、要求出力手段54は、要求発電量算出手段53によって算出された要求発電量がゼロ(0)より大きい場合には要求発電信号として、その要求発電量を回転電機制御手段55や充電コントローラ45等の装置、その他の各制御手段へ発信する。また、要求発電量がゼロである場合には発電要求が無いので、要求発電信号の発信を行わない。
Then, when the required power generation amount calculated by the required power generation
回転電機制御手段55、充電コントローラ45は、発信された要求発電量に基づいて、オルタネータ22の発電量が要求発電量となるようにオルタネータ22の動作を制御する。このときの制御を、回生発電が可能な運転状態である場合と、回生発電以外による発電が可能な運転状態とにわけて説明する。
The rotating electrical machine control means 55 and the
車両の運転状態が、回生発電が可能な状態である場合は、オルタネータ22の回生発電による電力は第一の電源装置41へ優先して充電される。ただし、第一の電源装置41が満充電状態、あるいは、予め決められた所定残充電量以上である場合は、第二の電源装置42へ充電先を切り替えることができる。第一の電源装置41と第二の電源装置42の両方が満充電状態である場合は回生発電を行わず、オルタネータ22による発電を停止する。これにより、回生ブレーキの作用は期待できなくなるので、必要に応じて機械式ブレーキの作動に切り替える等の制御を行う。
When the driving state of the vehicle is in a state where regenerative power generation is possible, the electric power generated by the regenerative power generation of the
車両の運転状態が、回生発電ができない状態である場合は、オルタネータ22の発電による電力は第二の電源装置42へ優先して充電される。ただし、第二の電源装置42が満充電状態、あるいは、予め決められた所定残充電量以上である場合は、第一の電源装置41へ充電先を切り替えることができる。第一の電源装置41と第二の電源装置42の両方が満充電状態である場合の制御は、前述の場合と同様である。
When the driving state of the vehicle is a state where regenerative power generation cannot be performed, the power generated by the
ここで、運転状態が回生発電が可能な状態であるか、回生発電ができない状態であるかは、回転速度センサ、アクセル開度センサ、車速センサ等の情報に基づいて、電子制御ユニット50が判別することができる。
Here, the
過給が要求される運転状態で、第一の電源装置41の残充電量が、電動過給機30を駆動するために必要な最低残充電量以上である場合は、電動式過給機制御手段56が電動式過給機コントローラ46に駆動の指令を発信する。電動式過給機コントローラ46は、電動式過給機30を所定の出力で駆動し、運転に必要な吸気の過給を行う。
When the remaining charge amount of the first
第一の電源装置41の残充電量が、電動過給機30を駆動するために必要な最低残充電量を下回った場合は、電動式過給機制御手段56が電動式過給機コントローラ46に駆動停止又は駆動力を下げる指令を発信する。電動式過給機コントローラ46は、電動式過給機30の駆動を停止するか、あるいは電動式過給機30の出力を低下させる制御を行う。このとき、電動式過給機30用の電源装置40として、第二の電源装置42も選択できるようになっている場合には、その第二の電源装置42の残充電量が充分に大きい場合に限り、電動式過給機30を駆動するための電源を、第二の電源装置42に切り替えてもよい。
When the remaining charge amount of the first
また、このとき、電動式過給機30の出力の低下に合わせて、機械式過給機Tの過給圧を上昇させる制御を行ってもよい。機械式過給機Tによる過給圧を上昇させる制御は、ウェイストゲートバルブ制御手段57が排気バイパスバルブ62を閉じる方向へ制御することにより、排気タービン12に供給される排気ガス量を高めることにより行うことができる。
Moreover, you may perform control which raises the supercharging pressure of the mechanical supercharger T according to the fall of the output of the
以上のように、一般にエンジンを動力源とする車両では、発電機で発電した電力を蓄えるために、鉛蓄電池を従来から搭載してきた。鉛蓄電池は、放電状態では性能が劣化する特性があるので、充電された状態に維持しておくことが好ましい。しかし、回生発電で発電した電力を蓄えるためには、鉛蓄電池を放電状態にして電力の受け入れの準備をしておく必要がある。前述のように、鉛蓄電池を放電状態とすることは性能の劣化につながるので、回生発電で受入られる電力、すなわち、鉛蓄電池の回生発電に対する待機時の放電量には限度があった。 As described above, in general, a vehicle using an engine as a power source has been conventionally equipped with a lead storage battery in order to store electric power generated by a generator. Since the lead storage battery has a characteristic that the performance deteriorates in a discharged state, it is preferable to keep the charged state. However, in order to store the power generated by regenerative power generation, it is necessary to prepare the lead storage battery in a discharged state and prepare for receiving power. As described above, putting a lead storage battery into a discharge state leads to deterioration in performance, so there is a limit to the amount of power received in regenerative power generation, that is, the amount of discharge during standby of the lead storage battery for regenerative power generation.
このため、この発明のように、電動式過給機30を駆動するための電力を供給する装置である第一の電源装置41を、機械式過給機Tの排気バイパスバルブ62をはじめとする、電動式過給機30以外の他の装置へ電力を供給する装置である第二の電源装置42とは別に備えることにより、回生発電が行われた際の電力を蓄える大きな容量の確保を実現したのである。また、電動式過給機30を駆動するための電力を供給する第一の電源装置41として、鉛蓄電池に代えてリチウムイオン電池等を採用することにより、鉛蓄電池のような放電状態での待機による性能劣化の危惧も解消できる。
Therefore, as in the present invention, the first
また、第一の電源装置41を、電動式過給機30以外の他の装置、特に、電動の排気バイパスバルブ62へ電力を供給する装置である第二の電源装置42とは別に備えたことにより、仮に、第一の電源装置41から電動式過給機30への電力の供給が故障等により出来なくなった際にも、ウェイストゲートバルブ制御手段57が、第二の電源装置42からの電力によって電動の排気バイパスバルブ62を制御することによって、継続して過給のコントロールが可能である。また、逆に、第二の電源装置42から電動の排気バイパスバルブ62への電力の供給が故障等により出来なくなった際にも、電動式過給機制御手段56が、第一の電源装置41からの電力によって電動式過給機30を制御することによって、継続して過給のコントロールが可能である。
Further, the first
この実施形態の電動式過給機付きエンジンは自動車用4サイクルガソリンエンジンとしたが、この実施形態には限定されず、例えば、ディーゼルエンジン等、電動式過給機を備えた他の形式のエンジンでもこの発明を適用できる。 Although the engine with an electric supercharger of this embodiment is a four-cycle gasoline engine for automobiles, the present invention is not limited to this embodiment, and other types of engines equipped with an electric supercharger, such as a diesel engine, for example. But this invention can be applied.
1 エンジン本体
2 クランクシャフト
3 排気通路
4 吸気通路
5 スロットルバルブ
6 吸気冷却装置
7 エアクリーナ
8 排気浄化部
9 消音器
10 電源システム
11 機械式コンプレッサ
12 排気タービン
20 回転電機
22 オルタネータ
30 電動式過給機
40 電源装置
41 第一の電源装置
42 第二の電源装置
50 電子制御ユニット
51 電力制御手段
52 蓄電先制御手段
53 要求発電量算出手段
54 要求出力手段
55 回転電機制御手段
56 電動式過給機制御手段
57 ウェイストゲートバルブ制御手段
60 ウェイストゲートバルブ装置
61 排気バイパス通路
62 排気バイパスバルブ
T 機械式過給機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記エンジンの燃焼室へ前記エンジンの排気エネルギを利用して過給する機械式過給機と、
前記電動式過給機を駆動するための電力を供給する第一の電源装置と、
前記エンジンの排気エネルギの回収量を調整する調整弁を駆動するための電力を供給する第二の電源装置と、
前記エンジン又は前記エンジンを搭載する車両における回生発電で発生した電力を前記第一の電源装置及び前記第二の電源装置に分配する分配装置を備える回生電力蓄電手段と、
を備える電動式過給機付きエンジンの電源システム。 An electric supercharger that supercharges intake air with an electric motor into the combustion chamber of the engine;
A mechanical supercharger for supercharging the combustion chamber of the engine using exhaust energy of the engine;
A first power supply for supplying power for driving the electric supercharger;
A second power supply device for supplying electric power for driving an adjustment valve for adjusting an exhaust energy recovery amount of the engine;
Regenerative power storage means comprising a distribution device for distributing power generated by regenerative power generation in the engine or a vehicle equipped with the engine to the first power supply device and the second power supply device;
An engine power supply system with an electric supercharger.
エンジンの回転によって回生発電する回転電機と、
前記回転電機による回生発電量を制御する電力制御手段と、
を備え、
前記第一の電源装置は、
前記回転電機によって発電された回生電力を化学的エネルギにより蓄える蓄電池、
を備える請求項1に記載の電動式過給機付きエンジンの電源システム。 The regenerative power storage means is
A rotating electrical machine that generates regenerative power by rotating the engine;
Power control means for controlling the amount of regenerative power generated by the rotating electrical machine;
With
The first power supply device
A storage battery that stores regenerative power generated by the rotating electrical machine using chemical energy,
A power supply system for an engine with an electric supercharger according to claim 1.
請求項2に記載の電動式過給機付きエンジンの電源システム。 The power supply system for an engine with an electric supercharger according to claim 2, wherein the storage battery is a lithium ion battery.
エンジンの回転によって回生発電する回転電機と、
前記回転電機による回生発電量を制御する電力制御手段と、
を備え、
前記第一の電源装置は、
前記回転電機によって発電された回生電力を静電気的に蓄えるコンデンサ、
を備える請求項1に記載の電動式過給機付きエンジンの電源システム。 The regenerative power storage means is
A rotating electrical machine that generates regenerative power by rotating the engine;
Power control means for controlling the amount of regenerative power generated by the rotating electrical machine;
With
The first power supply device
A capacitor for electrostatically storing the regenerative power generated by the rotating electrical machine,
A power supply system for an engine with an electric supercharger according to claim 1.
エンジンの始動や点火を行う装置及びそのエンジンを搭載する車両の電装品へ電力を供給する
請求項1〜4の何れか1項に記載の電動式過給機付きエンジンの電源システム。 The second power supply is
The power supply system for an engine with an electric supercharger according to any one of claims 1 to 4, wherein electric power is supplied to an apparatus for starting and igniting the engine and an electrical component of a vehicle on which the engine is mounted.
回生発電により発電された電力を前記第一の電源装置へ優先して蓄え、回生発電以外により発電された電力を前記第二の電源装置へ優先して蓄えるように切り替える
請求項1〜5の何れか1項に記載の電動式過給機付きエンジンの電源システム。 The distributor is
Any one of Claims 1-5 which switches so that electric power generated by regenerative power generation may be preferentially stored in the first power supply device, and electric power generated by other than regenerative power generation may be preferentially stored in the second power supply device. A power supply system for an engine with an electric supercharger according to claim 1.
前記回転電機によって発電されるべき電力として要求発電量を算出する要求発電量算出手段と、
前記要求発電量を基に前記回転電機による回生発電量を制御する回転電機制御手段と、
を備える請求項6に記載の電動式過給機付きエンジンの電源システム。 The power control means includes
Required power generation amount calculating means for calculating a required power generation amount as power to be generated by the rotating electrical machine;
A rotating electrical machine control means for controlling a regenerative power generation amount by the rotating electrical machine based on the required power generation amount;
A power supply system for an engine with an electric supercharger according to claim 6.
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