JP2017166405A

JP2017166405A - 内燃機関の発電システム

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Publication number: JP2017166405A
Application number: JP2016051954A
Authority: JP
Inventors: 雅志小林; Masashi Kobayashi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2017-09-21
Also published as: KR20170107901A; CN107201939A; EP3222838A1; BR102017005258A2; US20170268415A1; US9988979B2; RU2659856C1

Abstract

【課題】発電機能付きターボチャージャによる発電と、オルタネータによる発電との間で、内燃機関のポンプ損失を考慮した効率のよい発電を選択可能な内燃機関の発電システムを提供する。
【解決手段】発電指示値算出部４０ｅは、内燃機関の運転状態が、ターボチャージャ発電の発電電力がターボチャージャ発電による内燃機関のポンプ損失の損失増加分よりも大きい大小関係が成立する運転状態の場合、その大小関係が不成立となる場合に比べて、ターボチャージャ発電にて発電可能である発電上限値Ｇｅｅｇに対する発電指示値ＴＧｅｅｇの割合が大きく、かつオルタネータ発電にて発電可能である発電上限値Ｇａｌｔに対する発電指示値ＴＧａｌｔの割合が小さくなるように、ターボチャージャ発電の発電指示値ＴＧｅｅｇとオルタネータ発電の発電指示値ＴＧａｌｔとをそれぞれ算出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関に必要な電力を発電する内燃機関の発電システムに関する。

発電システムとして、発電機能付きターボチャージャの発電効率と、オルタネータの発電効率とを算出し、これらの発電効率の高い方が優先的に発電の仕事を担うように、ターボチャージャ及びオルタネータのそれぞれの発電指示量を算出するものが知られている（特許文献１）。

特開２００７−３２７４０１号公報

ターボチャージャによる発電は内燃機関の排気にてタービンを駆動することでその排気エネルギを電力に変換するが、特許文献１の発電システムは、ターボチャージャによる発電に伴って内燃機関のポンプ損失が増加することまでは考慮されていなかった。そのため、特許文献１の発電システムは必ずしも常に効率のよい発電を選択できていたわけではなく改善の余地がある。

そこで、本発明は、発電機能付きターボチャージャによる発電と、オルタネータによる発電との間で、内燃機関のポンプ損失を考慮した効率のよい発電を選択可能な内燃機関の発電システムを提供することを目的とする。

本発明の内燃機関の発電システムは、内燃機関の排気通路に設けられたタービンの回転を利用して発電可能な発電機能付きターボチャージャと、前記内燃機関の出力を利用して発電可能なオルタネータと、前記内燃機関に必要な要求発電電力を算出する要求発電電力算出手段と、前記ターボチャージャによるターボチャージャ発電と、前記オルタネータによるオルタネータ発電とで前記要求発電電力を賄うことができるように、前記ターボチャージャに要求するべき第１発電指示値及び前記オルタネータに要求するべき第２発電指示値のそれぞれを算出する発電電力算出手段と、前記第１発電指示値を前記ターボチャージャに指示して前記ターボチャージャ発電を、前記第２発電指示値を前記オルタネータに指示して前記オルタネータ発電を、それぞれ実施させる発電制御手段と、を備え、前記発電電力算出手段は、前記内燃機関の運転状態が、前記ターボチャージャ発電の発電電力が前記ターボチャージャ発電による前記内燃機関のポンプ損失の損失増加分よりも大きい大小関係が成立する運転状態の場合、前記大小関係が不成立となる場合に比べて、前記ターボチャージャ発電にて発電可能である第１発電上限値に対する前記第１発電指示値の割合が大きく、かつ前記オルタネータ発電にて発電可能である第２発電上限値に対する前記第２発電指示値の割合が小さくなるように、前記第１発電指示値及び前記第２発電指示値のそれぞれを算出するものである（請求項１）。

内燃機関の運転状態が、ターボチャージャ発電の発電電力がその発電による内燃機関のポンプ損失の損失増加分よりも大きい大小関係が成立する運転状態の場合は、ターボチャージャ発電を実施することによりエネルギ収支上のメリットが得られる。逆に、その大小関係が不成立となる運転状態の場合にターボチャージャ発電を実施すると、かえってエネルギ収支上の損失となりメリットがないからターボチャージャ発電を制限するほうが望ましい。本発明の発電システムによれば、このような大小関係が成立する場合、それが不成立となる場合に比べて、ターボチャージャ発電による第１発電上限値に対する第１発電指示値の割合が大きくなり、かつオルタネータ発電による第２発電上限値に対する第２発電指示値の割合が小さくなる。換言すれば、上記大小関係が成立する場合は不成立の場合に比べて、ターボチャージャ発電の負荷率が高く、オルタネータ発電の負荷率が低くなる。このように、ターボチャージャ発電によるポンプ損失の増加が考慮されて、内燃機関に必要な要求発電電力に対してターボチャージャ発電とオルタネータ発電とのそれぞれの発電電力が配分される。したがって、内燃機関の運転状態に適した効率のよい発電を選択できる。

本発明の発電システムの一態様において、前記発電電力算出手段は、前記大小関係が成立する場合、前記第１発電上限値を前記第１発電指示値として算出し、かつ前記要求発電電力から前記第１発電上限値を減じた値を前記第２発電指示値として算出してもよい（請求項２）。この態様によれば、上記大小関係が成立する場合は、ターボチャージャ発電の第１発電上限値に対する第１発電指示値の割合が最大となり、ターボチャージャ発電だけでは不足する要求発電電力に対する不足分がオルタネータ発電で補われる。

本発明の発電システムの一態様において、前記発電電力算出手段は、前記大小関係が不成立の場合、前記第２発電上限値を前記第２発電指示値として算出し、かつ前記要求発電電力から前記第２発電上限値を減じた値を前記第１発電指示値として算出してもよい（請求項３）。この態様によれば、上記大小関係が成立する場合はオルタネータ発電の第２発電上限値に対する第２発電指示値の割合が最大となり、オルタネータ発電だけでは不足する要求発電電力に対する不足分がターボチャージャ発電で補われる。

本発明の発電システムの一態様において、前記発電電力算出手段は、前記第１発電上限値及び前記第２発電上限値の合計が前記要求発電電力よりも小さいために前記ターボチャージャ発電と前記オルタネータ発電とで前記要求発電電力を賄うことができない場合には、前記大小関係の成否に拘わらず、前記ターボチャージャ発電の前記第１発電上限値を前記第１発電指示値として、前記オルタネータ発電の前記第２発電上限値を前記第２発電指示値として、それぞれ算出してもよい（請求項４）。この態様によれば、要求発電電力に対する発電電力の不足を可能な限り低減できる。

以上説明した通り、本発明の発電システムによれば、ターボチャージャ発電によるポンプ損失の増加が考慮されて、内燃機関に必要な要求発電電力に対してターボチャージャ発電とオルタネータ発電とのそれぞれの発電電力が配分される。したがって、内燃機関の運転状態に適した効率のよい発電を選択できる。

本発明の一形態に係る発電システムが適用された内燃機関の全体構成を示した図。発電システムの概要を示した図。図２に示されたエネルギ管理部の詳細を示したブロック図。エネルギ収支上のメリットを判定するための判定マップＭを示した図。本発明の一形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。ターボチャージャ発電の実施によるエネルギ収支上のメリットがある場合における発電指示値の算出方法を示した図。ターボチャージャ発電の実施によるエネルギ収支上のメリットがない場合における発電指示値の算出方法を示した図。

図１に示すように、内燃機関１は４つの気筒２が一列に並べられた直列４気筒型の火花点火内燃機関として構成され、不図示の車両に搭載される。内燃機関１には発電機能付きのモータアシストターボチャージャ（ＭＡＴ）３が設けられている。ＭＡＴ３はタービン４及びコンプレッサ５を有しており、それらを連結する回転軸６には電動機及び発電機として機能する三相交流型のモータ・ジェネレータ７が設けられている。ＭＡＴ３は、モータ・ジェネレータ７を電動機として機能させて過給を補助したり、発電機として機能させて排気エネルギを電力に変換したりすることができる。

内燃機関１の各気筒２には吸気通路１０及び排気通路１１がそれぞれ接続されている。吸気通路１０には吸入空気を濾過するエアクリーナ１２と、ＭＡＴ３のコンプレッサ５と、コンプレッサ５で圧縮された空気を冷却するインタークーラ１３と、吸入空気量を調整するスロットルバルブ１４とが設けられている。吸気通路１０はスロットルバルブ１４の下流で気筒２毎に分岐する吸気マニホルド１０ａ含む。

排気通路１１は各気筒２の排気を集合する吸気マニホルド１１ａを含み、吸気マニホルド１１ａの下流の集合部分にはＭＡＴ３のタービン４が設けられ、タービン４の下流には排気浄化触媒１６が設けられている。また、排気通路１１にはＭＡＴ３のタービン４の上流と下流とを接続してタービン４を迂回するバイパス通路１７が設けられている。バイパス通路１７はウエストゲートバルブ１８にて開閉される。ウエストゲートバルブ１８により内燃機関１の過給圧が調整される。

内燃機関１には、その出力を利用して発電可能なオルタネータ２０が設けられている。オルタネータ２０にはベルト伝達機構２１を介してクランク軸１９の出力が伝達される。オルタネータ２０は定格１２Ｖの車載バッテリ２５と電気的に接続されている。ＭＡＴ３のモータ・ジェネレータ７はＭＡＴインバータ２６と交流接続され、ＭＡＴインバータ２６は定格４２ＶのＭＡＴバッテリ２７と接続される。車載バッテリ２５とＭＡＴバッテリ２７とはＤＣ／ＤＣコンバータ２８を介して接続されている。

内燃機関１の制御はコンピュータとして構成されたエンジン電子制御装置（エンジンＥＣＵ）３０にて制御される。エンジンＥＣＵ３０はスロットルバルブ１４の開度制御やその開度制御と連動して燃料噴射量を制御するなどの内燃機関１の基本的な動作制御を行うとともに、オルタネータ２０の発電電力を制御するなど内燃機関１の補機の制御も行う。その他、エンジンＥＣＵ３０はＭＡＴ３及びウエストゲートバルブ１８のそれぞれを操作して内燃機関１の過給圧を調整する過給制御を行う。もっとも、ＭＡＴ３の制御は直接的にはエンジンＥＣＵ３０と通信可能に接続されたＭＡＴ電子制御装置（ＭＡＴＥＣＵ）３１にて行われる。つまり、エンジンＥＣＵ３０はＭＡＴＥＣＵ３１に対して各種情報を指令することにより間接的にＭＡＴ３の制御を行う。

ＭＡＴ３の制御には、ＭＡＴ３のモータ・ジェネレータ７を電動機として機能させる過給補助制御と、モータ・ジェネレータ７を発電機として機能させる発電制御とが含まれる。過給補助制御は、例えば車両の加速過渡時におけるターボラグを解消するためにモータ・ジェネレータ７を電動機として機能させることにより過給を補助する。また、発電制御は、ウエストゲートバルブ１８を閉じた状態でモータ・ジェネレータ７を発電機として機能させることによりタービン４が受けた排気エネルギを発電電力に変換する。

ＭＡＴ３による発電（以下、ターボチャージャ発電という。）と、オルタネータ２０による発電（以下、オルタネータ発電という。）とは、図２に示した構成を有する本形態の発電システムＳにて実施される。発電システムＳは、エンジンＥＣＵ３０及びＭＡＴＥＣＵ３１にて構成されるエネルギ管理部４０と、エネルギ管理部４０にて制御されるＭＡＴ３及びオルタネータ２０と、車載バッテリ２５やＭＡＴバッテリ２６の充電状態を検出するＳＯＣセンサ４１と、不図示の車載エアコンやライト等の電気負荷を把握するための電力センサ４２とを含んでいる。

エネルギ管理部４０には、例えば、ＳＯＣセンサ４１の出力信号として出力される各バッテリ２５、２６等の充電状態、電力センサ４２の出力信号に反映される車載装備の電力状態、車両の走行状態、及び内燃機関１の運転状態等の各種情報が入力される。エネルギ管理部４０は、入力された各種情報に基づいて内燃機関１に必要な要求発電電力を算出するとともに、その要求発電電力に基づいてターボチャージャ発電及びオルタネータ発電のそれぞれの発電電力を算出する。そして、エネルギ管理部４０は、算出した各発電電力でターボチャージャ発電及びオルタネータ発電がそれぞれ実施されるように、ＭＡＴ３及びオルタネータ２０を制御する。

エネルギ管理部４０の詳細は図３に示した通りである。図示されたエネルギ管理部４０の各構成部は、エンジンＥＣＵ３０及びＭＡＴＥＣＵ３１が所定のプログラムを実行することにより、これらの内部に論理的に構成される。

要求発電電力算出部４０ａは、ＳＯＣセンサ４１及び電力センサ４２の各出力信号を参照して車載バッテリ２５等の充電状態Ｂｓｏｃと電気負荷Ｐｌとを取得する。要求発電電力算出部４０ａは取得した充電状態Ｂｓｏｃと電気負荷Ｐｌとに基づいて内燃機関１に必要な要求発電電力Ｔｗを算出し、算出した要求発電電力Ｔｗを発電指示値算出部４０ｅに送る。要求発電電力Ｔｗの算出は、例えば、予め記憶しておいた算出マップを検索することにより行ってもよいし、充電状態Ｂｓｏｃ及び電気負荷Ｐｌを変数とした計算式に基づいて行ってもよい。要求発電電力算出部４０ａは本発明に係る要求発電電力算出手段に相当する。

オルタネータ発電上限値算出部４０ｂは、クランク角センサ４３（図１参照）の出力信号を参照してエンジン回転数Ｎｅを取得し、そのエンジン回転数Ｎｅにベルト伝達機構２１の変速比を乗じてオルタネータ２０の回転数Ｎａｌｔを計算する。そして、算出部４０ｂは、オルタネータ２０の回転数Ｎａｌｔに基づいてオルタネータ発電にて発電可能である上限値Ｇａｌｔを計算し、これを発電指示値算出部４０ｅに送る。オルタネータ２０の回転数Ｎａｌｔと発電電力との関係は決まっているので、オルタネータ発電上限値算出部４０ｂは、例えば予め準備した所定の計算式に基づいて上限値Ｇａｌｔを計算する。上限値Ｇａｌｔは本発明に係る第２発電上限値に相当する。

ターボチャージャ発電上限値算出部４０ｃは、クランク角センサ４３（図１参照）の出力信号を参照してエンジン回転数Ｎｅを取得するとともに、アクセル開度センサ４４（図１参照）の出力信号を参照してアクセル開度Ａｃｃを取得する。そして、算出部４０ｃはエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃに基づいて運転状態としてのエンジン出力Ｗｅを計算するとともに、エンジン出力Ｗｅに基づいて発電上限値Ｇｅｅｇを算出し、これを損益判定部４０ｄと発電指示値算出部４０ｅとにそれぞれ送る。発電上限値Ｇｅｅｇは本発明に係る第１発電上限値に相当する。

損益判定部４０ｄは、発電上限値Ｇｅｅｇと、ターボチャージャ発電による内燃機関１のポンプ損失の損失増加分とを比較した場合のエネルギ収支上のメリットの有無を示す損益判定値αを出力して発電指示値算出部４０ｅに送る。損益判定値αは、発電上限値Ｇｅｅｇが損失増加分よりも大きい大小関係が成立する場合はエネルギ収支上のメリット有りを意味する「１」に、その大小関係が不成立の場合はエネルギ収支上のメリット無しを意味する「０」にそれぞれ設定される。損益判定部４０ｄは、例えば図４に示した判定マップＭに基づいて損益判定値αの値を設定する。判定マップＭは、横軸にエンジン出力が、縦軸に発電電力がそれぞれ設定されていて、ターボチャージャ発電による発電電力が実線の曲線Ｌ１で、ポンプ損失の損失増加分が破線の曲線Ｌ２でそれぞれ示された構造を有する。この判定マップＭから明らかなように、２つの曲線Ｌ１、Ｌ２はエンジン出力の分岐点ｐにて交差する。分岐点ｐよりも高出力側は、ターボチャージャ発電による発電電力が損失増加分よりも大きい上記の大小関係が成立するためエネルギ収支上のメリットがある。そのため、損益判定部４０ｄはエンジン出力Ｗｅが分岐点ｐよりも大きい場合は損益判定値αの値を１に設定する。一方、分岐点ｐよりも低出力側はターボチャージャ発電による発電電力が損失増加分よりも小さくなるので、上記の大小関係が不成立となりエネルギ収支上のメリットがない。そのため、損益判定部４０ｄはエンジン出力Ｗｅが分岐点ｐ以下の場合は損益判定値αの値を０に設定する。

発電指示値算出部４０ｅは、上述した各部４０ａ〜４０ｄから送られた各種情報を使用して後述の図５に示した処理ルーチンに従ってオルタネータ２０に要求するべき発電指示値ＴＧａｌｔとＭＡＴ３に要求するべき発電指示値ＴＧｅｅｇとをそれぞれ算出し、発電指示値ＴＧａｌｔをオルタネータ制御部４０ｆに、発電指示値ＴＧｅｅｇをＭＡＴ制御部４０ｇにそれぞれ送る。発電指示値算出部４０ｅは本発明に係る発電電力算出手段に相当する。オルタネータ制御部４０ｆは発電指示値ＴＧａｌｔをオルタネータ２０に指示してオルタネータ発電を実施させる。ＭＡＴ制御部４０ｇは発電指示値ＴＧｅｅｇをＭＡＴ３に指示してターボチャージャ発電を実施させる。オルタネータ制御部４０ｆ及びＭＡＴ制御部４０ｇを組み合わせたものが本発明に係る発電制御手段に相当する。また、オルタネータ２０に指示する発電指示値ＴＧａｌｔは本発明に係る第２発電指示値に、ＭＡＴ３に指示する発電指示値ＴＧｅｅｇは本発明に係る第１発電指示値にそれぞれ相当する。

図５に示すように、ステップＳ１において、発電指示値算出部４０ｅは、要求発電電力Ｔｗ、発電上限値Ｇａｌｔ、発電上限値Ｇｅｅｇ、及び損益判定値αを含んだ必要情報を読み込んでこれらを更新する。

ステップＳ２において、発電指示値算出部４０ｅは、発電上限値Ｇａｌｔ及び発電上限値Ｇｅｅｇの合計が要求発電電力Ｔｗよりも小さいか否か、換言すれば、オルタネータ発電とターボチャージャ発電とで要求発電電力Ｔｗを賄うことができないか否かを判定する。発電上限値Ｇａｌｔ及び発電上限値Ｇｅｅｇの合計が要求発電電力Ｔｗよりも小さい場合は、オルタネータ発電とターボチャージャ発電とで要求発電電力Ｔｗを賄うことができない。

そこで、ステップＳ３において、発電指示値算出部４０ｅは、発電指示値ＴＧａｌｔに発電上限値Ｇａｌｔを代入し、かつ発電指示値ＴＧｅｅｇに発電上限値Ｇｅｅｇを代入する。つまり、発電指示値算出部４０ｅは発電上限値Ｇａｌｔを発電指示値ＴＧａｌｔとして、発電上限値Ｇｅｅｇを発電指示値ＴＧｅｅｇとしてそれぞれ算出する。これにより、現在の内燃機関１の運転状態で決まるオルタネータ２０及びＭＡＴ３のそれぞれの発電能力が最大限発揮される。したがって、要求発電電力Ｔｗに対する発電電力の不足を可能な限り低減できる。

一方、発電上限値Ｇａｌｔ及び発電上限値Ｇｅｅｇの合計が要求発電電力Ｔｗ以上の場合は、オルタネータ発電とターボチャージャ発電とで要求発電電力Ｔｗを賄うことができる。そこで、ステップＳ４において、発電指示値算出部４０ｅは、損益判定値αが「１」であるか否か、つまりターボチャージャ発電の実施によりエネルギ収支上のメリットがあるか否かを判定する。エネルギ収支上のメリットがある場合はステップＳ５に進み、エネルギ収支上のメリットがない場合はステップＳ６に進む。

ステップＳ５において、発電指示値算出部４０ｅは、発電指示値ＴＧａｌｔに要求発電電力Ｔｗから発電上限値Ｇｅｅｇを減じたものを代入するとともに、発電指示値ＴＧｅｅｇに発電上限値Ｇｅｅｇを代入することにより、発電指示値ＴＧａｌｔ及び発電指示値ＴＧｅｅｇをそれぞれ算出し、その後、処理をステップＳ１に戻す。図６に示すように、ステップＳ５の処理を実行することにより、ターボチャージャ発電の負荷率が最大となる。つまりターボチャージャ発電の発電上限値Ｇｅｅｇに対する発電指示値ＴＧｅｅｇの割合が最大（１００％）となる。そして、ターボチャージャ発電だけでは不足する要求発電電力Ｔｗに対する不足分がオルタネータ発電で補われる。

例えば、要求発電電力Ｔｗ、オルタネータ発電の発電上限値Ｇａｌｔ、ターボチャージャ発電の発電上限値Ｇｅｅｇ、及び損益判定値αが以下の場合、発電指示値ＴＧａｌｔ及び発電指示値ＴＧｅｅｇは以下の通り算出される。
・Ｔｗ＝１０００［Ｗ］
・Ｇａｌｔ＝１４４０［Ｗ］（オルタネータ回転数：４０００［ｒｐｍ］）
・Ｇｅｅｇ＝４００［Ｗ］（エンジン出力：３０［ＫＷ］）
・α＝１（エネルギ収支上のメリット有り）
・ＴＧａｌｔ＝１０００−４００＝６００［Ｗ］
・ＴＧｅｅｇ＝４００［Ｗ］

ステップＳ６において、発電指示値算出部４０ｅは、ステップＳ５とは対照的に、発電指示値ＴＧａｌｔに発電上限値Ｇａｌｔを代入するとともに、発電指示値ＴＧｅｅｇに要求発電電力Ｔｗから発電上限値Ｇａｌｔを減じたものを代入することにより、発電指示値ＴＧａｌｔ及び発電指示値ＴＧｅｅｇをそれぞれ算出し、その後、処理をステップＳ１に戻す。図７に示すように、ステップＳ６の処理を実行することにより、オルタネータ発電の負荷率が最大となる。つまりオルタネータ発電の発電上限値Ｇａｌｔに対する発電指示値ＴＧａｌｔの割合が最大（１００％）となる。そして、オルタネータ発電だけでは不足する要求発電電力Ｔｗに対する不足分がターボチャージャ発電で補われる。

図６と図７とを比較すると理解できるように、ターボチャージャ発電の実施によってエネルギ収支上のメリットがある図６の場合は、そのメリットがない図７の場合と比べて、ターボチャージャ発電の負荷率が大きく、かつオルタネータ発電の負荷率が小さくなる。換言すれば、ターボチャージャ発電の発電電力が内燃機関１のポンプ損失の損失増加分よりも大きい上述した大小関係が成立する場合はその大小関係が不成立の場合と比べて、ターボチャージャ発電の発電上限値Ｇｅｅｇに対する発電指示値ＴＧｅｅｇの割合が大きく、かつオルタネータ発電の発電上限値Ｇａｌｔに対する発電指示値ＴＧａｌｔの割合が小さくなる。

本形態によれば、上記のようにターボチャージャ発電によるポンプ損失の増加が考慮されてオルタネータ発電の発電指示値ＴＧａｌｔとターボチャージャ発電の発電指示値ＴＧｅｅｇとがそれぞれ算出されることにより、内燃機関１に必要な要求発電電力に対してターボチャージャ発電とオルタネータ発電とのそれぞれの発電電力が配分される。したがって、内燃機関１の運転状態に適した効率のよい発電を選択できる。

本発明は上記形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。上記形態は、ターボチャージャ発電の実施による発電電力が内燃機関１のポンプ損失の損失増加分よりも大きい大小関係が成立してエネルギ収支上のメリットがある場合、ターボチャージャ発電の負荷率を１００％としている。しかし、その大小関係が不成立の場合と比べて負荷率が大きくなる限り、例えば、ターボチャージャ発電の負荷率を８０％にするなど１００％よりも小さい割合となる形態で本発明を実施することもできる。また、エネルギ収支上のメリットがない場合のオルタネータ発電の負荷率についても、オルタネータ発電の負荷率を８０％とするなど１００％よりも小さい割合となる形態で本発明を実施することもできる。

１内燃機関
３ＭＡＴ（発電機能付きターボチャージャ）
４タービン
１１排気通路
２０オルタネータ
４０ａ要求発電電力算出部（要求発電電力算出手段）
４０ｅ発電指示値算出部（発電電力算出手段）
４０ｆオルタネータ制御部（発電制御手段）
４０ｇＭＡＴ制御部（発電制御手段）
Ｓ発電システム

Claims

内燃機関の排気通路に設けられたタービンの回転を利用して発電可能な発電機能付きターボチャージャと、
前記内燃機関の出力を利用して発電可能なオルタネータと、
前記内燃機関に必要な要求発電電力を算出する要求発電電力算出手段と、
前記ターボチャージャによるターボチャージャ発電と、前記オルタネータによるオルタネータ発電とで前記要求発電電力を賄うことができるように、前記ターボチャージャに要求するべき第１発電指示値及び前記オルタネータに要求するべき第２発電指示値のそれぞれを算出する発電電力算出手段と、
前記第１発電指示値を前記ターボチャージャに指示して前記ターボチャージャ発電を、前記第２発電指示値を前記オルタネータに指示して前記オルタネータ発電を、それぞれ実施させる発電制御手段と、を備え、
前記発電電力算出手段は、前記内燃機関の運転状態が、前記ターボチャージャ発電の発電電力が前記ターボチャージャ発電による前記内燃機関のポンプ損失の損失増加分よりも大きい大小関係が成立する運転状態の場合、前記大小関係が不成立となる場合に比べて、前記ターボチャージャ発電にて発電可能である第１発電上限値に対する前記第１発電指示値の割合が大きく、かつ前記オルタネータ発電にて発電可能である第２発電上限値に対する前記第２発電指示値の割合が小さくなるように、前記第１発電指示値及び前記第２発電指示値のそれぞれを算出する、内燃機関の発電システム。
前記発電電力算出手段は、前記大小関係が成立する場合、前記第１発電上限値を前記第１発電指示値として算出し、かつ前記要求発電電力から前記第１発電上限値を減じた値を前記第２発電指示値として算出する、請求項１に記載の発電システム。
前記発電電力算出手段は、前記大小関係が不成立の場合、前記第２発電上限値を前記第２発電指示値として算出し、かつ前記要求発電電力から前記第２発電上限値を減じた値を前記第１発電指示値として算出する、請求項１又は２に記載の発電システム。
前記発電電力算出手段は、前記第１発電上限値及び前記第２発電上限値の合計が前記要求発電電力よりも小さいために前記ターボチャージャ発電と前記オルタネータ発電とで前記要求発電電力を賄うことができない場合には、前記大小関係の成否に拘わらず、前記ターボチャージャ発電の前記第１発電上限値を前記第１発電指示値として、前記オルタネータ発電の前記第２発電上限値を前記第２発電指示値として、それぞれ算出する、請求項１に記載の発電システム。