JP2017214893A - Engine mounted with exhaust-driven generator - Google Patents

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直之 山形
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve purification performance of a purification device while securing power generating capacity.SOLUTION: An engine mounted with an exhaust-driven generator comprises: a power generation turbine 74 installed in an exhaust passage 130; a turbine side generator 72 which is driven by the power generation turbine and generates power; and an engine side generator 82 which is connected to an output shaft 106 of an engine body 1. The engine mounted with the exhaust-driven generator: causes the turbine side generator 72 to generate power when a temperature of a purification device 90 is not less than a first reference temperature during deceleration; stops power generation with the turbine side generator 72 when the temperature is lower than a second reference temperature; and causes the engine side generator 82 to generate power when the temperature of the purification device 90 is lower than the second reference temperature and power generation request is received.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、排気駆動発電機を備えたエンジンに関する。   The present invention relates to an engine equipped with an exhaust drive generator.

従来より、エンジンシステムにおいて、各種電気機器に供給する電力を生成するために、発電機を設けることが行われている。   Conventionally, in an engine system, a generator is provided in order to generate electric power to be supplied to various electric devices.

例えば、特許文献1には、ターボ過給機と、排気のエネルギによる発電する発電機とを備えたエンジンシステムであって、発電機がターボ過給機のタービンとコンプレッサとを連結するシャフトに連結されており、シャフトの回転力によって発電を行うものが開示されている。このエンジンシステムでは、排気のエネルギが過給と発電とに有効に利用されるため、システム全体のエネルギ効率を高めことができる。   For example, Patent Document 1 discloses an engine system that includes a turbocharger and a generator that generates power using exhaust energy, and the generator is connected to a shaft that connects a turbocharger turbine and a compressor. In other words, a device that generates electric power by the rotational force of a shaft is disclosed. In this engine system, the energy of the exhaust is effectively used for supercharging and power generation, so that the energy efficiency of the entire system can be improved.

特開2007−262970号公報JP 2007-262970 A

しかしながら、特許文献1のエンジンシステムでは、排気のエネルギが発電によって消費される結果、排気通路の下流側に設けられる浄化装置に流入する排気の温度が低下して浄化装置の浄化性能を良好に維持できなくなるおそれがある。特に、エンジンの減速時は、排気の温度が低いことに伴って浄化装置の温度が低下しやすいため、特許文献1のエンジンシステムにおいてエンジンの減速時に発電を行うと浄化装置の浄化性能が悪化するおそれがある。   However, in the engine system of Patent Document 1, as a result of exhaust energy being consumed by power generation, the temperature of the exhaust gas flowing into the purification device provided downstream of the exhaust passage is lowered, and the purification performance of the purification device is maintained well. There is a risk that it will not be possible. In particular, when the engine is decelerated, the temperature of the purification device is likely to decrease as the temperature of the exhaust gas is low. Therefore, if power is generated during deceleration of the engine in the engine system of Patent Document 1, the purification performance of the purification device deteriorates. There is a fear.

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、発電量を確保しつつ浄化装置の浄化性能をより良好にすることのできる排気駆動発電機を備えたエンジンを提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the above situations, and provides the engine provided with the exhaust drive generator which can make the purification performance of a purification apparatus more favorable, ensuring the amount of electric power generation. Objective.

前記課題を解決するために、本発明は、排気駆動発電機を備えたエンジンであって、エンジン本体と、前記エンジン本体にそれぞれ接続される吸気通路および排気通路と、前記排気通路に設けられて排気のエネルギを受けて回転する発電用タービンおよび前記発電用タービンにより駆動されて発電するタービン側発電機を含む発電装置と、前記エンジン本体の出力軸に連結されて当該出力軸により回転駆動されることで発電するエンジン側発電機と、前記排気通路の前記発電用タービンの下流側に設けられて排気を浄化するための浄化装置と、前記タービン側発電機および前記エンジン側発電機を含むエンジンの各部を制御可能な制御手段とを備え、前記制御手段は、前記エンジン本体の減速時において前記浄化装置の温度が予め設定された第1基準温度以上の場合は少なくとも前記タービン側発電機に発電を行わせ、前記減速時において前記浄化装置の温度が前記第1基準温度より低い温度に設定された第2基準温度未満の場合は前記タービン側発電機による発電を停止し、前記減速時において前記浄化装置の温度が前記第2基準温度未満且つ発電要求がある場合は、前記エンジン側発電機に発電を行わせることを特徴とする排気駆動発電機を備えたエンジンを提供する(請求項1)。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is an engine including an exhaust drive generator, and is provided in an engine body, an intake passage and an exhaust passage connected to the engine body, and the exhaust passage. A power generation device including a power generation turbine that rotates in response to exhaust energy and a turbine-side generator that is driven by the power generation turbine to generate power, and is connected to the output shaft of the engine body and is rotationally driven by the output shaft. An engine-side generator for generating electricity, a purification device for purifying exhaust gas provided downstream of the power generation turbine in the exhaust passage, an engine including the turbine-side generator and the engine-side generator Control means capable of controlling each part, and the control means is preset with a temperature of the purification device when the engine body is decelerated. When the temperature is equal to or higher than one reference temperature, at least the turbine-side generator is configured to generate power. When the temperature of the purification device is lower than the second reference temperature set lower than the first reference temperature at the time of deceleration, Exhaust gas that stops power generation by a turbine-side generator and causes the engine-side generator to generate power when the temperature of the purification device is lower than the second reference temperature and there is a power generation request at the time of deceleration. An engine including a drive generator is provided.

この構成によれば、減速時のエネルギを利用してエンジン側発電機またはタービン側発電機で発電を行うことにより、減速時のエネルギを電力として回収することができる。   According to this structure, the energy at the time of deceleration can be collect | recovered as electric power by generating with an engine side generator or a turbine side generator using the energy at the time of deceleration.

しかも、エンジン減速時において浄化装置の温度が第2基準温度未満と低い場合にはタービン側発電機による発電が停止されて、発電要求があってもエンジン側発電機によって発電が行われるため、浄化装置の温度が過剰に低下するのを抑制して浄化装置の浄化性能を良好にすることができる。   In addition, if the temperature of the purification device is lower than the second reference temperature during engine deceleration, power generation by the turbine-side generator is stopped and power generation is performed by the engine-side generator even when there is a power generation request. It is possible to improve the purification performance of the purification device by suppressing an excessive decrease in the temperature of the device.

さらに、この構成では、減速時において浄化装置の温度が第1基準温度以上と高い場合には、少なくともタービン側発電機による発電が実施される。そのため、排気のエネルギを発電に有効に利用しつつ、タービン側発電機において排気の温度を低下させて浄化装置の温度が過剰に高くなるのを抑制することができる。従って、発電量を確保しつつ浄化装置の浄化性能をより確実に良好にすることができる。   Further, in this configuration, when the temperature of the purification device is as high as the first reference temperature or higher during deceleration, at least power generation by the turbine-side generator is performed. Therefore, it is possible to suppress an excessive increase in the temperature of the purification device by reducing the temperature of the exhaust gas in the turbine-side generator while effectively using the energy of the exhaust gas for power generation. Therefore, it is possible to improve the purification performance of the purification device more reliably while securing the power generation amount.

前記構成において、前記排気通路の前記発電用タービンの上流側に設けられる過給用タービンおよび前記吸気通路に設けられるコンプレッサを含むターボ過給機と、前記排気通路に設けられて、前記過給用タービンと前記発電用タービンとの間の部分と前記過給用タービンよりも上流側の部分とを連通するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉する開閉弁とを備え、前記制御手段は、前記エンジン本体の減速時は前記開閉弁を開くのが好ましい(請求項2)。   In the above configuration, a turbocharger including a turbocharger provided upstream of the power generation turbine in the exhaust passage and a compressor provided in the intake passage, and the supercharger provided in the exhaust passage. A bypass passage that communicates a portion between the turbine and the power generation turbine and a portion upstream of the supercharging turbine; and an on-off valve that opens and closes the bypass passage; and the control means includes the engine It is preferable to open the on-off valve during deceleration of the main body (Claim 2).

この構成によれば、排気のエネルギによって過給と発電とが実施されるため排気のエネルギを有効に利用することができる。   According to this configuration, since the supercharging and power generation are performed by the exhaust energy, the exhaust energy can be used effectively.

しかも、この構成によれば、エンジン本体の減速時に開閉弁が開弁されて、排気の少なくとも一部が過給用タービンを迂回して下流側に導出される。そのため、減速中に、エンジン本体から排出される比較的低温の排気が導入されることで過給用タービンが冷却されるのを抑制することができる。従って、減速後においても過給用タービンの温度を高くすることができ、減速後の加速時等において過給用タービンの駆動力すなわちターボ過給機の過給性能を高くすることができる。   In addition, according to this configuration, the on-off valve is opened when the engine body is decelerated, and at least a portion of the exhaust bypasses the supercharging turbine and is led to the downstream side. Therefore, it is possible to suppress cooling of the supercharging turbine by introducing relatively low temperature exhaust discharged from the engine body during deceleration. Accordingly, the temperature of the turbocharging turbine can be increased even after deceleration, and the driving force of the turbocharging turbine, that is, the turbocharging performance of the turbocharger can be increased during acceleration after deceleration.

前記構成において、前記制御手段は、前記エンジン本体が減速中であり、且つ、前記浄化装置の温度が前記第2基準温度以上であるとともに前記第1基準温度より低く、かつ、発電要求がある場合において、発電要求が低い場合は前記エンジン側発電機によってのみ発電を実施し、発電要求が高い場合は前記エンジン側発電機に加えて前記タービン側発電機による発電を実施するのが好ましい(請求項3)。   In the above configuration, when the engine body is decelerating, the temperature of the purification device is equal to or higher than the second reference temperature and lower than the first reference temperature, and there is a request for power generation. In this case, it is preferable that power generation is performed only by the engine-side generator when the power generation request is low, and that power generation by the turbine-side power generator is performed in addition to the engine-side generator when the power generation request is high. 3).

この構成によれば、浄化装置の温度を適正に維持しつつ、エンジン側発電機とターボ側発電機とで発電要求に応じた適切な発電を行うことができる。   According to this configuration, appropriate power generation according to the power generation request can be performed by the engine-side generator and the turbo-side generator while maintaining the temperature of the purification device appropriately.

以上説明したように、本発明の排気駆動発電機を備えたエンジンによれば、発電量を確保しつつ浄化装置の浄化性能をより良好にすることができる。   As described above, according to the engine provided with the exhaust drive generator of the present invention, the purification performance of the purification device can be improved while securing the amount of power generation.

エンジンシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of an engine system. エンジン本体の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of an engine main body. VGTの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of VGT. 制御ブロックを示した図である。It is the figure which showed the control block. 発電等に係る制御の手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the procedure of control concerning electric power generation etc.

(1)全体構成
図1は、本発明の一実施形態にかかる排気駆動発電機を備えたエンジンが適用されるエンジンシステム100の概略構成図である。
(1) Overall Configuration FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system 100 to which an engine including an exhaust drive generator according to an embodiment of the present invention is applied.

このエンジンシステム100は、エンジン本体1と、エンジン本体1に導入される吸気が流通する吸気通路120と、エンジン本体1から導出される排気(燃焼ガス)が流通する排気通路130と、排気通路130を流通する排気により駆動されるターボ過給機60と、排気通路130を流通する排気により駆動されて発電する発電装置70とを備える。ここでは、図1等に示すように、エンジン本体1が、4ストロークの直列4気筒ガソリンエンジンであって、車両に駆動源として搭載される場合について説明する。   The engine system 100 includes an engine body 1, an intake passage 120 through which intake air introduced into the engine body 1 flows, an exhaust passage 130 through which exhaust gas (combustion gas) derived from the engine body 1 flows, and an exhaust passage 130. The turbocharger 60 is driven by the exhaust gas flowing through the exhaust passage 130, and the power generator 70 is driven by the exhaust gas flowing through the exhaust passage 130 to generate electric power. Here, as shown in FIG. 1 and the like, a case will be described in which the engine body 1 is a four-stroke in-line four-cylinder gasoline engine and is mounted on a vehicle as a drive source.

図2は、エンジン本体1の概略断面図である。   FIG. 2 is a schematic sectional view of the engine body 1.

エンジン本体1は、気筒10が内部に形成されたシリンダブロック101と、シリンダブロック101の上面に設けられたシリンダヘッド102と、気筒10に往復摺動可能に挿入されたピストン103とを有している。   The engine body 1 includes a cylinder block 101 in which a cylinder 10 is formed, a cylinder head 102 provided on the upper surface of the cylinder block 101, and a piston 103 that is inserted into the cylinder 10 so as to be slidable back and forth. Yes.

ピストン103はコネクティングロッドを介してクランクシャフト(エンジン本体1の出力軸)106と連結されており、ピストン103の往復運動に応じて、クランクシャフト106はその中心軸回りに回転する。   The piston 103 is connected to a crankshaft (an output shaft of the engine main body 1) 106 via a connecting rod, and the crankshaft 106 rotates around its central axis in accordance with the reciprocating motion of the piston 103.

図1に示すように、クランクシャフト106には、クランクシャフト106の回転力により駆動されて発電するエンジン側発電機82が連結されている。本実施形態では、エンジン側発電機82は、モータ機能付発電機、いわゆるISG(Integrated Starter Generator)であり、前記のようにクランクシャフト106により駆動されて発電機として機能するとともに、発進時や加速時等においてモータとして機能してクランクシャフト106の回転を補助する。以下では、エンジン側発電機82をISG82という。ISG82はISG駆動装置85により制御され、ISG駆動装置85によって発電機とモータとの切替、および発電量やモータとしての駆動力が変更される。   As shown in FIG. 1, an engine-side generator 82 that is driven by the rotational force of the crankshaft 106 to generate electric power is connected to the crankshaft 106. In the present embodiment, the engine-side generator 82 is a generator with a motor function, so-called ISG (Integrated Starter Generator), which is driven by the crankshaft 106 as described above to function as a generator, and at the time of starting or acceleration. It functions as a motor at times and assists the rotation of the crankshaft 106. Below, the engine side generator 82 is called ISG82. The ISG 82 is controlled by the ISG driving device 85, and the ISG driving device 85 switches between the generator and the motor, and the amount of power generation and the driving force as the motor are changed.

ピストン103の上方には燃焼室5が形成されている。シリンダブロック101の側壁には、燃焼室5内を臨むようにインジェクタ105が取り付けられている。燃焼室5内には、インジェクタ105から燃料が噴射される。噴射された燃料と空気との混合気は燃焼室5で燃焼し、ピストン103はその燃焼による膨張力で押し下げられて上下に往復運動する。なお、インジェクタ105は、シリンダヘッド102に取り付けられていてもよい。   A combustion chamber 5 is formed above the piston 103. An injector 105 is attached to the side wall of the cylinder block 101 so as to face the combustion chamber 5. Fuel is injected from the injector 105 into the combustion chamber 5. The injected fuel / air mixture burns in the combustion chamber 5, and the piston 103 is pushed down by the expansion force generated by the combustion, and reciprocates up and down. The injector 105 may be attached to the cylinder head 102.

シリンダヘッド102には、インジェクタ105から噴射された燃料と空気との混合気に対し火花放電による点火を行う点火プラグ18が設けられている。   The cylinder head 102 is provided with a spark plug 18 that performs ignition by spark discharge on the mixture of fuel and air injected from the injector 105.

シリンダヘッド102には、各気筒10にそれぞれ対応して、吸気通路120から供給される空気を各気筒10の燃焼室5に導入するための吸気ポート13と、吸気ポート13を開閉する吸気弁14と、各気筒10の燃焼室5で生成された排気をエンジン本体1の外部に導出するための排気ポート11と、排気ポート11を開閉する排気弁12とが設けられている。   In the cylinder head 102, corresponding to each cylinder 10, an intake port 13 for introducing air supplied from the intake passage 120 into the combustion chamber 5 of each cylinder 10 and an intake valve 14 for opening and closing the intake port 13. And an exhaust port 11 for leading exhaust generated in the combustion chamber 5 of each cylinder 10 to the outside of the engine body 1 and an exhaust valve 12 for opening and closing the exhaust port 11.

吸気通路120は、各吸気ポート13に繋がるように設けられている。吸気通路120には、上流側から順に、コンプレッサ62、インタークーラ122、スロットルバルブ123、サージタンク124が設けられている。   The intake passage 120 is provided so as to be connected to each intake port 13. In the intake passage 120, a compressor 62, an intercooler 122, a throttle valve 123, and a surge tank 124 are provided in this order from the upstream side.

コンプレッサ62は、ターボ過給機60の構成部品である。すなわち、ターボ過給機60は、排気通路130に設けられて排気により回転駆動される過給用タービン64と、吸気通路120に設けられて過給用タービン64により回転駆動されるコンプレッサ62とを有しており、過給用タービン64(詳細には過給用タービン64の後述するインペラ64a)が排気の導入を受けて回転することでコンプレッサ62が回転して吸気を過給する。   The compressor 62 is a component part of the turbocharger 60. That is, the turbocharger 60 includes a turbocharger 64 that is provided in the exhaust passage 130 and is rotationally driven by exhaust gas, and a compressor 62 that is provided in the intake passage 120 and is rotationally driven by the turbocharger turbine 64. The supercharging turbine 64 (specifically, an impeller 64a to be described later of the supercharging turbine 64) rotates upon receiving the introduction of exhaust gas, whereby the compressor 62 rotates to supercharge intake air.

(2)排気系
排気通路130は、エンジン本体1の各排気ポート11に繋がるように設けられている。排気通路130には、上流側から順に、過給用タービン64、発電用タービン74、触媒装置(浄化装置)90が設けられている。
(2) Exhaust System The exhaust passage 130 is provided so as to be connected to each exhaust port 11 of the engine body 1. In the exhaust passage 130, a supercharging turbine 64, a power generation turbine 74, and a catalyst device (purification device) 90 are provided in this order from the upstream side.

図3に示すように、本実施形態では、過給用タービン64は、可変容量タービンすなわちVGT(Variable Geometry Turbine)であり、排気のエネルギを受けて回転するインペラ64aと、インペラ64aの周囲に設けられて角度変更可能な複数のノズルベーン64bと、各ノズルベーン64bと連携されたロッド64cと、ロッド64cを進退駆動することにより各ノズルベーン64bの角度を変更するベーンアクチュエータ64dとを備える。ベーンアクチュエータ64dおよびロッド64cによってノズルベーン64bが閉方向(隣接するノズルベーン64bどうしの距離を狭める方向)に駆動されると、過給用タービン64のインペラ64aに流入する排気の流路の面積は小さくなり排気の流速が増大される。   As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the supercharging turbine 64 is a variable capacity turbine, that is, a VGT (Variable Geometry Turbine), and is provided around an impeller 64a that rotates by receiving the energy of the exhaust, and the impeller 64a. A plurality of nozzle vanes 64b whose angles can be changed, a rod 64c associated with each nozzle vane 64b, and a vane actuator 64d that changes the angle of each nozzle vane 64b by driving the rod 64c forward and backward. When the nozzle vane 64b is driven by the vane actuator 64d and the rod 64c in the closing direction (the direction in which the distance between the adjacent nozzle vanes 64b is reduced), the area of the flow path of the exhaust gas flowing into the impeller 64a of the supercharging turbine 64 is reduced. The exhaust flow rate is increased.

以下では、ノズルベーン64bの角度をVGT開度という。このVGT開度は、その値が大きいほど過給用タービン64の各翼に向かう排気の流通通路の流路面積が大きくなって各翼に衝突する排気の流速が低くなり、その値が小さいほどこの流路面積が小さく絞られて前記排気の流速が高くなることを示すパラメータである。   Hereinafter, the angle of the nozzle vane 64b is referred to as a VGT opening. The larger the value of the VGT opening, the larger the flow passage area of the exhaust passage toward the blades of the supercharging turbine 64 and the lower the flow velocity of the exhaust gas that collides with the blades, the smaller the value. This is a parameter indicating that the flow area of the exhaust gas is reduced by reducing the flow path area.

本実施形態では、エンジンの稼働中において、VGT開度は全閉(流通通路を完全に閉鎖する状態)よりも開き側の所定の開度以上となるように制御される。   In the present embodiment, during the operation of the engine, the VGT opening is controlled to be equal to or more than a predetermined opening on the opening side with respect to the fully closed state (a state in which the flow passage is completely closed).

図1に戻り、発電用タービン74は、発電装置70の構成部品である。発電装置70は、この発電用タービン74と、これにより回転駆動されるタービン側発電機72と、タービン側発電機72を駆動するジェネレータ駆動装置75とを有している。   Returning to FIG. 1, the power generation turbine 74 is a component of the power generation device 70. The power generation device 70 includes the power generation turbine 74, a turbine side generator 72 that is rotationally driven by the power generation turbine 74, and a generator drive device 75 that drives the turbine side power generator 72.

発電用タービン74は、排気のエネルギを受けて回転するタービンであり、タービン側発電機72は、発電用タービン74により回転駆動されることで発電する。具体的には、タービン側発電機72は、発電用タービン74と連動して回転するロータコイルを有しており、当該ロータコイルの回転に伴う電磁誘導により発電を行う。タービン側発電機72で生成された電力は、バッテリ(不図示)に蓄電される、あるいは、各種電気機器(不図示)に供給される。   The power generation turbine 74 is a turbine that rotates by receiving the energy of the exhaust gas, and the turbine generator 72 is driven to rotate by the power generation turbine 74 to generate power. Specifically, the turbine-side generator 72 has a rotor coil that rotates in conjunction with the power generation turbine 74, and generates power by electromagnetic induction accompanying the rotation of the rotor coil. The electric power generated by the turbine-side generator 72 is stored in a battery (not shown) or supplied to various electric devices (not shown).

ジェネレータ駆動装置75は、タービン側発電機72による発電の実施/停止すなわちタービン側発電機72のロータコイルへの磁化用の電流の印加の実施/停止を切り替えるとともに、タービン側発電機72の発電量を変更する。   The generator drive device 75 switches between execution / stop of power generation by the turbine-side generator 72, that is, execution / stop of application of a current for magnetization to the rotor coil of the turbine-side generator 72, and the power generation amount of the turbine-side generator 72. To change.

触媒装置90は、排気を浄化するための装置であり、例えば、酸化触媒等を含む。   The catalyst device 90 is a device for purifying exhaust gas, and includes, for example, an oxidation catalyst.

排気通路130には、過給用タービン64をバイパスするバイパス通路132と、これを開閉するウエストゲートバルブ(開閉弁)133とが設けられている。具体的には、バイパス通路132は、排気通路130のうち過給用タービン64よりも上流側の部分と発電用タービン74よりも下流側の部分とを接続している。従って、ウエストゲートバルブ133が開いている状態では、エンジン本体1から排出された排気の多くは、これら過給用タービン64を通過せずに触媒装置90に流入する。   The exhaust passage 130 is provided with a bypass passage 132 that bypasses the supercharging turbine 64 and a wastegate valve (open / close valve) 133 that opens and closes the bypass passage 132. Specifically, the bypass passage 132 connects a portion of the exhaust passage 130 that is upstream of the supercharging turbine 64 and a portion of the exhaust passage 130 that is downstream of the power generation turbine 74. Therefore, when the wastegate valve 133 is open, most of the exhaust discharged from the engine body 1 flows into the catalyst device 90 without passing through the supercharging turbine 64.

(3)制御系
図4を用いて、エンジンシステムの制御系について説明する。当実施形態のエンジンシステム100は、車両に搭載されたECU(エンジン制御ユニット、制御手段)500によって制御される。ECU500は、周知のとおり、CPU、ROM、RAM、I/F等から構成されるマイクロプロセッサである。
(3) Control system The control system of an engine system is demonstrated using FIG. The engine system 100 of the present embodiment is controlled by an ECU (engine control unit, control means) 500 mounted on the vehicle. As is well known, ECU 500 is a microprocessor including a CPU, ROM, RAM, I / F, and the like.

ECU500には、各種センサからの情報が入力される。例えば、ECU500は、クランクシャフト106の回転数すなわちエンジン本体1の回転数を検出するためのエンジン回転数センサSN1、エンジン本体1に流入する吸気の量を検出するためのエアフローセンサSN2、車両に設けられて運転者により操作されるアクセルペダル(不図示)の開度を検出するアクセル開度センサSN3、吸気通路120のうちコンプレッサ62よりも下流側の圧力すなわちコンプレッサ62の過給圧(以下、単に過給圧という)を検出するための過給圧センサSN4、排気通路130の温度である排気温を検出する排気温度センサSN5等と電気的に接続されており、これらのセンサからの入力信号を受け付ける。また、ECU500には、バッテリの電圧や各種電気機器の操作信号も入力される。   ECU 500 receives information from various sensors. For example, the ECU 500 is provided in the vehicle, an engine speed sensor SN1 for detecting the rotation speed of the crankshaft 106, that is, the rotation speed of the engine body 1, an air flow sensor SN2 for detecting the amount of intake air flowing into the engine body 1. An accelerator opening sensor SN3 for detecting the opening of an accelerator pedal (not shown) that is operated by the driver, a pressure downstream of the compressor 62 in the intake passage 120, that is, a supercharging pressure of the compressor 62 (hereinafter, simply referred to as “compressor pressure”). A supercharging pressure sensor SN4 for detecting the supercharging pressure), an exhaust temperature sensor SN5 for detecting the exhaust temperature which is the temperature of the exhaust passage 130, etc., and input signals from these sensors. Accept. In addition, the battery voltage and operation signals of various electric devices are also input to the ECU 500.

ECU500は、各センサSN1〜SN5からの入力信号等に基づいて種々の演算等を実行し、ジェネレータ駆動装置75、ISG駆動装置85、ウエストゲートバルブ133、およびその他のエンジンの各部(点火プラグ18、インジェクタ105、スロットルバルブ123等)にそれぞれ制御信号を出力する。なお、詳細には、ECU500は、ウエストゲートバルブ133を開閉するアクチュエータに制御信号を出力して、これの開度を制御する。   The ECU 500 executes various calculations based on input signals from the sensors SN1 to SN5 and the like, and generates a generator driving device 75, an ISG driving device 85, a waste gate valve 133, and other parts of the engine (the spark plug 18, Control signals are output to the injector 105, the throttle valve 123, etc., respectively. Specifically, ECU 500 outputs a control signal to an actuator that opens and closes waste gate valve 133 to control the opening degree thereof.

ECU500による、ジェネレータ駆動装置75、ISG駆動装置85、ウエストゲートバルブ133の制御手順について、図5のフローチャートを用いて説明する。   A control procedure of the generator driving device 75, the ISG driving device 85, and the waste gate valve 133 by the ECU 500 will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップS1にて、コントローラ500は、エンジン回転数センサSN1により検出されたエンジン回転数、アクセル開度センサSN5により検出されたアクセル開度、過給圧センサSN5により検出された過給圧、触媒装置90の温度である触媒温度、および、バッテリ残量であるSOC等を読み込む。なお、触媒温度は、排気温センサSN4で検出された排気の温度等から別途算出される。また、SOCは、バッテリに接続された電流センサの検出値等から別途算出される。   First, in step S1, the controller 500 detects the engine speed detected by the engine speed sensor SN1, the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor SN5, the supercharging pressure detected by the supercharging pressure sensor SN5, The catalyst temperature, which is the temperature of the catalyst device 90, and the SOC, which is the remaining battery level, are read. The catalyst temperature is calculated separately from the exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor SN4. Further, the SOC is separately calculated from the detection value of the current sensor connected to the battery.

次に、ステップS3にて、運転条件(エンジン回転数とエンジン負荷等)に応じて、過給圧の目標値である目標過給圧と、VGT開度の基本値である基本VGT開度とを設定する。例えば、コントローラ500には、予めエンジン回転数とエンジン負荷とについての目標過給圧および基本VGT開度のマップが記憶されており、コントローラ500は、現在のエンジン回転数とエンジン負荷とに対応する各値を各マップから抽出する。なお、エンジン負荷は、エンジン回転数とアクセル開度等から算出される。   Next, in step S3, the target boost pressure, which is the target value of the boost pressure, and the basic VGT opening, which is the basic value of the VGT opening, are set according to the operating conditions (engine speed, engine load, etc.). Set. For example, the controller 500 stores in advance a map of the target boost pressure and the basic VGT opening degree for the engine speed and engine load, and the controller 500 corresponds to the current engine speed and engine load. Each value is extracted from each map. The engine load is calculated from the engine speed and the accelerator opening.

次に、ステップS4にてエンジン本体1が減速中(減速時)であるか否かを判定する。例えば、コントローラ500は、気筒10への燃料の供給量や、エンジン回転数とエンジン負荷との変化量に基づいて減速中か否かを判定する。   Next, in step S4, it is determined whether or not the engine body 1 is decelerating (during deceleration). For example, the controller 500 determines whether or not the vehicle is decelerating based on the amount of fuel supplied to the cylinder 10 and the amount of change between the engine speed and the engine load.

なお、本実施形態では、気筒10への燃料の供給が停止されるいわゆる燃料カット時に加えて、エンジン回転数およびエンジン負荷の低下中も減速中であるとして判定する。   In the present embodiment, in addition to the so-called fuel cut in which the supply of fuel to the cylinder 10 is stopped, it is determined that the engine is decelerating even when the engine speed and the engine load are decreasing.

ステップS4の判定がYESであって、エンジン本体1が減速している場合は、ステップS5に進む。   If the determination in step S4 is YES and the engine body 1 is decelerating, the process proceeds to step S5.

ステップS5では、ウエストゲートバルブ133を開弁する。   In step S5, the waste gate valve 133 is opened.

このように、本実施形態では、エンジン本体1の減速時には、ウエストゲートバルブ133を開弁して、エンジン本体1から排出された排気の多く(ほぼ全量)を、過給用タービン72をバイパスして下流側に流す。ステップS5の次はステップS6に進む。   As described above, in this embodiment, when the engine body 1 is decelerated, the waste gate valve 133 is opened to bypass the supercharging turbine 72 so that much of the exhaust gas discharged from the engine body 1 (almost all) is bypassed. Then flow downstream. After step S5, the process proceeds to step S6.

ステップS6では、発電要求があるか否かを判定する。   In step S6, it is determined whether there is a power generation request.

具体的には、コントローラ500は、SOCや各種電気機器の電気負荷等に基づいて、所定の電力量に対して現在不足している電力量を算出し、この電力不足量が所定値以上であれば発電要求があると判定する。所定の電力量は、例えば、バッテリの最大蓄電量であり、この最大蓄電量から現在のバッテリの蓄電量および各種電気機器で消費されている電力量を差し引くことで算出される。   Specifically, the controller 500 calculates the amount of power that is currently insufficient with respect to a predetermined amount of power based on the SOC, the electrical load of various electrical devices, and the like, and if the amount of power shortage is greater than or equal to a predetermined value. It is determined that there is a power generation request. The predetermined amount of power is, for example, the maximum amount of power stored in the battery, and is calculated by subtracting the current amount of power stored in the battery and the amount of power consumed by various electric devices from the maximum amount of stored power.

ステップS6の判定がNOであり、発電要求がない場合はステップS7に進み、ISG82による発電を停止する。   If the determination in step S6 is NO and there is no power generation request, the process proceeds to step S7, and power generation by the ISG 82 is stopped.

一方、ステップS6の判定がYESであり、発電要求がある場合はステップS8に進み、ISG82による発電を実施する。   On the other hand, if the determination in step S6 is YES and there is a power generation request, the process proceeds to step S8 and power generation by the ISG 82 is performed.

このように、本実施形態では、エンジン本体1の減速時において発電要求があればISG82による発電を実施する。   Thus, in this embodiment, if there is a power generation request during deceleration of the engine body 1, power generation by the ISG 82 is performed.

ステップS7あるいはステップS8の次は、ステップS9に進む。   After step S7 or step S8, the process proceeds to step S9.

ステップS9では、触媒温度が予め設定された許容温度(第1基準温度)以上か否かを判定する。許容温度は、十分に高い温度であって、触媒装置90にとって好ましくない温度域の最低温度に設定されている。   In step S9, it is determined whether or not the catalyst temperature is equal to or higher than a preset allowable temperature (first reference temperature). The allowable temperature is a sufficiently high temperature and is set to a minimum temperature in a temperature range that is not preferable for the catalyst device 90.

ステップS9の判定がYESであって、触媒温度が許容温度以上と高温の場合は、ステップS10に進む。ステップS10では、タービン側発電機72による発電を実施する。具体的には、ジェネレータ駆動装置75によってタービン側発電機72のロータコイルに磁化用の電流を印加する。ステップS10の次はステップS16に進む。   When the determination in step S9 is YES and the catalyst temperature is higher than the allowable temperature, the process proceeds to step S10. In step S <b> 10, power generation by the turbine generator 72 is performed. Specifically, a magnetizing current is applied to the rotor coil of the turbine generator 72 by the generator driving device 75. After step S10, the process proceeds to step S16.

一方、ステップS9の判定がNOであって、触媒温度が許容温度未満の場合は、ステップS11に進む。   On the other hand, if the determination in step S9 is NO and the catalyst temperature is less than the allowable temperature, the process proceeds to step S11.

ステップS11では、触媒温度が予め設定された活性温度未満であるか否かを判定する。   In step S11, it is determined whether or not the catalyst temperature is lower than a preset activation temperature.

ここで、活性温度は、触媒装置90が活性化した状態での最低温度に設定されている。   Here, the activation temperature is set to the lowest temperature when the catalyst device 90 is activated.

ステップS11の判定がYESであって、触媒温度が活性温度未満であって触媒装置90が活性状態にない場合は、ステップS12に進む。   When the determination in step S11 is YES and the catalyst temperature is lower than the activation temperature and the catalyst device 90 is not in the activated state, the process proceeds to step S12.

ステップS12では、タービン側発電機72による発電を停止する。具体的には、ジェネレータ駆動装置75によってタービン側発電機72のロータコイルへの磁化用の電流の印加を停止する。ステップS12の後はステップS16に進む。   In step S12, power generation by the turbine-side generator 72 is stopped. Specifically, the generator driving device 75 stops the application of magnetization current to the rotor coil of the turbine generator 72. After step S12, the process proceeds to step S16.

一方、ステップS11の判定がNOであって、触媒温度が活性温度以上である場合すなわち触媒装置90が活性状態にある場合は、ステップS13に進む。   On the other hand, if the determination in step S11 is NO and the catalyst temperature is equal to or higher than the activation temperature, that is, if the catalyst device 90 is in the active state, the process proceeds to step S13.

ステップS13では、発電要求が高いか否か、すなわち、発電要求があり、かつ、緊急に発電すべきである状態か否かを判定する。具体的には、前記電力不足量が前記所定値よりも高い値に設定された基準不足量よりも大きく、電力が大きく不足(所定の電力量に対して)している場合に、発電要求が高い、すなわち、緊急に発電すべきであると判定される。例えば、SOCが所定値未満に低下しており、発電をしなければ間もなく電力不足(必要な電気機器を正常に動かせない状態)に陥る可能性のある場合には、この判定はYESとなる。   In step S13, it is determined whether or not the power generation request is high, that is, whether or not there is a power generation request and the power should be generated urgently. Specifically, when the power shortage amount is larger than the reference shortage amount set to a value higher than the predetermined value and the power is largely insufficient (relative to the predetermined power amount), the power generation request is made. It is determined that the power is high, that is, the power should be generated urgently. For example, this determination is YES when the SOC has dropped below a predetermined value and there is a possibility that power shortage will soon occur (a state in which necessary electrical equipment cannot be operated normally) unless power generation is performed.

ステップS13の判定がYESであって、発電要求レベルが高く、緊急に発電する必要がある場合は、ステップS14に進み、ステップS14にて、タービン側発電機72による発電を実施する。ステップS14の次は、ステップS16に進む。   If the determination in step S13 is YES and the power generation request level is high and it is necessary to generate power urgently, the process proceeds to step S14, and power generation by the turbine generator 72 is performed in step S14. After step S14, the process proceeds to step S16.

一方、ステップS13の判定がNOであって、発電要求レベルが低い、あるいは、発電要求がない場合は、ステップS15に進み、ステップS15にて、タービン側発電機72による発電を停止する。ステップS15の次は、ステップS16に進む。   On the other hand, if the determination in step S13 is NO and the power generation request level is low or there is no power generation request, the process proceeds to step S15, and power generation by the turbine-side generator 72 is stopped in step S15. After step S15, the process proceeds to step S16.

ステップS16では、過給圧が目標過給圧になっているか否かを判定する。この判定がNOであって目標過給圧が実現されていない場合は、ステップS17に進む。   In step S16, it is determined whether or not the supercharging pressure is the target supercharging pressure. If this determination is NO and the target boost pressure is not realized, the process proceeds to step S17.

ステップS17では、VGT開度を補正する。具体的には、過給圧が目標過給圧よりも低い場合は、VGT開度を減少し(閉じ側に補正し)、過給圧が目標過給圧よりも高い場合は、VGT開度を増大する(開き側に補正する)。例えば、VGT開度が基本VGT開度とされている場合には、この基本VGT開度からVGT開度を大きくあるいは小さくする。   In step S17, the VGT opening is corrected. Specifically, when the supercharging pressure is lower than the target supercharging pressure, the VGT opening is decreased (corrected to the closing side), and when the supercharging pressure is higher than the target supercharging pressure, the VGT opening Is increased (corrected to the open side). For example, when the VGT opening is the basic VGT opening, the VGT opening is increased or decreased from the basic VGT opening.

一方、ステップS16の判定がYESであって過給圧が目標過給圧に制御されている場合は、そのまま処理を終了する。   On the other hand, when the determination in step S16 is YES and the supercharging pressure is controlled to the target supercharging pressure, the processing is terminated as it is.

なお、ステップS16では、過給圧が目標過給圧と完全に一致している場合に限らず、過給圧と目標過給圧との差が所定値以下である場合にも過給圧が目標過給圧になっている判定されてもよい。   In step S16, the supercharging pressure is not limited to the case where the supercharging pressure completely coincides with the target supercharging pressure, but the supercharging pressure is also increased when the difference between the supercharging pressure and the target supercharging pressure is a predetermined value or less. It may be determined that the target boost pressure is reached.

このように、本実施形態では、エンジン本体1の減速時において、触媒温度が許容温度以上の場合、あるいは、触媒温度が活性温度以上でかつ発電要求が高い場合に、タービン側発電機72による発電が実施される。一方、エンジン本体1の減速時において、触媒温度が活性温度未満の場合、あるいは、発電要求が低い場合には、タービン側発電機72による発電は停止される。   Thus, in the present embodiment, when the engine body 1 is decelerated, when the catalyst temperature is higher than the allowable temperature, or when the catalyst temperature is higher than the activation temperature and the power generation requirement is high, power generation by the turbine-side generator 72 is performed. Is implemented. On the other hand, when the catalyst temperature is lower than the activation temperature or when the power generation requirement is low when the engine body 1 is decelerated, the power generation by the turbine-side generator 72 is stopped.

なお、ステップS4の判定がNOであって減速中でない場合は、ステップS20に進む。   If the determination in step S4 is NO and the vehicle is not decelerating, the process proceeds to step S20.

ステップS20では、ウエストゲートバルブ(W/G)133を全閉にする。ステップS20の次は、ステップS21に進む。   In step S20, the waste gate valve (W / G) 133 is fully closed. After step S20, the process proceeds to step S21.

ステップS21では、ISG82による発電を停止する一方、発電要求がある場合には、それに応じてタービン側発電機72による発電を実施する。ステップS21の次は、ステップS22に進む。そして、ステップS22で、VGT開度を基本VGT開度に制御して、処理を終了する。   In step S21, while power generation by the ISG 82 is stopped, when there is a power generation request, power generation by the turbine-side generator 72 is performed accordingly. After step S21, the process proceeds to step S22. In step S22, the VGT opening is controlled to the basic VGT opening, and the process ends.

(4)作用等
以上のように、本エンジンシステム100では、クランクシャフト106の回転によって発電を行うISG(エンジン側発電機)82と、排気通路130に設けられて排気のエネルギを利用して発電を行うタービン側発電機72とが設けられて、減速時のエネルギを利用してエンジン側発電機82、さらにはタービン側発電機72で発電を行うことができる。従って、減速時のエネルギを電力として回収することができ、効率よく高い発電量を得ることができる。
(4) Operation, etc. As described above, in the engine system 100, the ISG (engine-side generator) 82 that generates power by the rotation of the crankshaft 106 and the exhaust passage 130 are used to generate power. The turbine-side generator 72 that performs the power generation is provided, and the engine-side generator 82 and further the turbine-side generator 72 can generate power by using the energy at the time of deceleration. Therefore, energy at the time of deceleration can be recovered as electric power, and a high power generation amount can be obtained efficiently.

しかも、減速時において触媒温度が活性温度未満の場合には、発電要求に応じてISG82による発電は実施される一方、タービン側発電機72による発電は停止される。そのため、発電量を確保しつつ、触媒装置90の活性化を促進することができる。   Moreover, when the catalyst temperature is lower than the activation temperature during deceleration, power generation by the ISG 82 is performed in response to a power generation request, while power generation by the turbine-side generator 72 is stopped. Therefore, activation of the catalyst device 90 can be promoted while securing the amount of power generation.

具体的には、減速時にエンジン本体1から排出される排気の温度は比較的低温である。そのため、このときにさらにタービン側発電機72による発電が実施されて発電用タービン74にて排気のエネルギが消費されると、触媒装置90に流入する排気の温度は非常に低くなる。これに対して、前記のように減速時において触媒温度が活性温度未満の場合に、タービン側発電機による発電が停止されていることで、本エンジンシステム100では、触媒装置90の活性化を促進することができる。   Specifically, the temperature of the exhaust discharged from the engine body 1 during deceleration is relatively low. Therefore, if the power generation by the turbine generator 72 is further performed at this time and the exhaust energy is consumed by the power generation turbine 74, the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst device 90 becomes very low. On the other hand, in the engine system 100, the activation of the catalyst device 90 is promoted by stopping the power generation by the turbine-side generator when the catalyst temperature is lower than the activation temperature during deceleration as described above. can do.

さらに、本エンジンシステム100では、減速時において触媒温度が許容温度以上と高い場合には、発電要求の有無にかかわらずタービン側発電機72による発電が実施される。そのため、排気のエネルギを発電に有効に利用しながら、発電用タービン74において排気の温度を低下させ、これにより、触媒装置90の温度が過剰に高くなるのも抑制することができる。従って、発電量を確保しつつ触媒装置の浄化性能をより確実に良好にすることができる。なお、発電要求がなく、バッテリおよび電気機器への電力の追加が不要である場合には、例えば、電動ファン等に電力を供給する。   Further, in the engine system 100, when the catalyst temperature is high, which is higher than the allowable temperature during deceleration, power generation by the turbine-side generator 72 is performed regardless of whether there is a power generation request. Therefore, it is possible to reduce the temperature of the exhaust in the power generation turbine 74 while effectively using the energy of the exhaust for power generation, thereby suppressing the temperature of the catalyst device 90 from becoming excessively high. Therefore, it is possible to improve the purification performance of the catalyst device more reliably while securing the power generation amount. In addition, when there is no power generation request and it is not necessary to add power to the battery and the electric device, power is supplied to, for example, an electric fan.

また、本エンジンシステム100では、減速時において、触媒温度が活性温度以上、かつ、許容温度未満である状態で発電要求が高い場合には、ISG82に加えてタービン側発電機72によっても発電が実施される。そのため、触媒装置90の浄化性能を良好に維持しつつ、要求に応じた高い発電量を得ることができる。   Further, in the engine system 100, when the power generation request is high at the time of deceleration when the catalyst temperature is equal to or higher than the activation temperature and lower than the allowable temperature, power generation is also performed by the turbine side generator 72 in addition to the ISG 82. Is done. Therefore, it is possible to obtain a high power generation amount according to the demand while maintaining the purification performance of the catalyst device 90 satisfactorily.

また、本エンジンシステム100では、減速時において、ウエストゲートバルブ133が開弁されてエンジン本体1から排出される排気が過給用タービン64をバイパスして流下するようになっている。そのため、減速時にエンジン本体1から排出される比較的低温の排気によって過給用タービン64が冷却されるのを抑制することができる。従って、過給用タービン64の冷却に伴って過給用タービン64の駆動力が低下するのを抑制して、ターボ過給機60の過給性能を高く維持することができる。特に、減速後の加速時において過給圧をより確実に高めることができ、加速性能を良好にすることができる。   Further, in the engine system 100, at the time of deceleration, the waste gate valve 133 is opened, and the exhaust discharged from the engine body 1 flows down bypassing the supercharging turbine 64. Therefore, it is possible to suppress the supercharging turbine 64 from being cooled by the relatively low temperature exhaust discharged from the engine body 1 during deceleration. Therefore, the supercharging performance of the turbocharger 60 can be maintained high by suppressing the driving force of the supercharging turbine 64 from being reduced as the supercharging turbine 64 is cooled. In particular, the supercharging pressure can be increased more reliably during acceleration after deceleration, and acceleration performance can be improved.

(5)変形例
前記実施形態では、排気通路130のうち発電用タービン74の上流側に過給用タービン64を設けた場合について説明したが、過給用タービン64は省略してもよい。ただし、過給用タービン64を設ければ、排気エネルギを発電に加えて過給にも利用することができ、過給性能を高めることおよびシステム全体のエネルギ効率を高めることができる。
(5) Modified Example In the above embodiment, the case where the supercharging turbine 64 is provided on the upstream side of the power generation turbine 74 in the exhaust passage 130 has been described, but the supercharging turbine 64 may be omitted. However, if the turbocharging turbine 64 is provided, the exhaust energy can be used for supercharging in addition to power generation, and the supercharging performance can be improved and the energy efficiency of the entire system can be increased.

また、前記実施形態では過給用タービン64が可変容量タービンの場合について説明したが、過給用タービン64は、固定容量タービンいわゆるFGT(Fiex Geometry Turbine)すなわちインペラに流入する排気の流路面積が一定に固定されたタービンであってもよい。   Further, in the above-described embodiment, the case where the supercharging turbine 64 is a variable capacity turbine has been described. It may be a fixed turbine.

また、ウエストゲートバルブ133は省略可能である。ただし、ウエストゲートバルブ133を設けて、減速時にこれを開弁すれば、前記のように、過給用タービン64の温度低下を抑制して過給性能をより確実に高くすることができる。   Further, the waste gate valve 133 can be omitted. However, if the waste gate valve 133 is provided and opened at the time of deceleration, as described above, the temperature drop of the supercharging turbine 64 can be suppressed and the supercharging performance can be improved more reliably.

また、前記実施形態では、減速時で且つ触媒温度が活性温度以上かつ許容温度未満である場合において、発電要求が高いときにのみタービン側発電機64による発電が実施される場合について説明したが、減速時で且つ触媒温度が活性温度以上かつ許容温度未満であるときにおいて、発電要求が低い場合であっても、発電要求が出されるのに伴って、タービン側発電機72を駆動してもよい。   In the above embodiment, the case where power generation by the turbine-side generator 64 is performed only when the power generation request is high when the catalyst temperature is equal to or higher than the activation temperature and lower than the allowable temperature at the time of deceleration is described. Even when the demand for power generation is low when the catalyst temperature is equal to or higher than the activation temperature and lower than the allowable temperature at the time of deceleration, the turbine-side generator 72 may be driven as the power generation request is issued. .

ただし、前記実施形態のように、発電要求が高いときにのみタービン側発電機72による発電を実施して、減速時にはISG82による発電を優先的に実施するようにすれば、タービン側発電機72による発電に伴って触媒温度が低下するのをより確実に抑制することができるとともに、エンジン本体1の抵抗力を増大させて減速力を高めることができる。   However, if the power generation by the turbine-side generator 72 is performed only when the power generation requirement is high as in the above-described embodiment and the power generation by the ISG 82 is preferentially performed at the time of deceleration, the turbine-side generator 72 It is possible to more reliably suppress the catalyst temperature from being reduced with power generation, and to increase the resistance force of the engine body 1 and increase the deceleration force.

また、バッテリに代えて電力を蓄えることが可能な他の装置を用いてもよい。また、発電要求レベルの高低の判定は前記に限らず、例えば、電気機器で消費される電力量の大小によって判定してもよい。   Moreover, you may use the other apparatus which can store electric power instead of a battery. In addition, the determination of the level of the power generation request level is not limited to the above, and may be determined based on, for example, the amount of power consumed by the electrical device.

また、タービン側発電機72は発電用タービン74により駆動されて、発電の実施と停止とを切り替えることが可能なものであればよく、具体的な構成は前記に限らない。例えば、発電機と発電用タービンとの連結が解除されることで発電機での発電が停止されるものであってもよい。   Further, the turbine-side generator 72 is not limited to the above as long as it is driven by the power generation turbine 74 and can switch between the execution and the stop of the power generation. For example, the power generation by the generator may be stopped by releasing the connection between the generator and the power generation turbine.

また、前記実施形態では、エンジン本体1が4気筒のガソリンエンジンの場合について説明したが、エンジン本体1の種類はこれに限らない。例えば、ディーゼルエンジンや、その他の気筒数を有するエンジンであってもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the engine main body 1 was a 4-cylinder gasoline engine, the kind of engine main body 1 is not restricted to this. For example, a diesel engine or an engine having another number of cylinders may be used.

1 エンジン本体
60 ターボ過給機
62 コンプレッサ
64 過給用タービン
70 発電装置
72 タービン側発電機
74 発電用タービン
82 ISG(エンジン側発電機)
90 触媒装置(浄化装置)
100 エンジンシステム(ターボ過給機付エンジン)
106 クランクシャフト(出力軸)
120 吸気通路
130 排気通路
132 バイパス通路
133 ウエストゲートバルブ(開閉弁)
500 ECU(制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body 60 Turbocharger 62 Compressor 64 Turbocharging turbine 70 Power generator 72 Turbine side generator 74 Power generation turbine 82 ISG (engine side generator)
90 Catalyst device (Purification device)
100 engine system (turbocharged engine)
106 Crankshaft (output shaft)
120 Intake passage 130 Exhaust passage 132 Bypass passage 133 Wastegate valve (open / close valve)
500 ECU (control means)

Claims (3)

排気駆動発電機を備えたエンジンであって、
エンジン本体と、
前記エンジン本体にそれぞれ接続される吸気通路および排気通路と、
前記排気通路に設けられて排気のエネルギを受けて回転する発電用タービンおよび前記発電用タービンにより駆動されて発電するタービン側発電機を含む発電装置と、
前記エンジン本体の出力軸に連結されて当該出力軸により回転駆動されることで発電するエンジン側発電機と、
前記排気通路の前記発電用タービンの下流側に設けられて排気を浄化するための浄化装置と、
前記タービン側発電機および前記エンジン側発電機を含むエンジンの各部を制御可能な制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記エンジン本体の減速時において前記浄化装置の温度が予め設定された第1基準温度以上の場合は少なくとも前記タービン側発電機に発電を行わせ、
前記減速時において前記浄化装置の温度が前記第1基準温度より低い温度に設定された第2基準温度未満の場合は前記タービン側発電機による発電を停止し、
前記減速時において前記浄化装置の温度が前記第2基準温度未満且つ発電要求がある場合は、前記エンジン側発電機に発電を行わせることを特徴とする排気駆動発電機を備えたエンジン。
An engine with an exhaust drive generator,
The engine body,
An intake passage and an exhaust passage respectively connected to the engine body;
A power generation apparatus including a power generation turbine that is provided in the exhaust passage and rotates by receiving energy of exhaust gas, and a turbine generator that is driven by the power generation turbine to generate electric power;
An engine-side generator that is connected to the output shaft of the engine body and is driven to rotate by the output shaft;
A purification device for purifying exhaust gas provided at the downstream side of the power generation turbine in the exhaust passage;
Control means capable of controlling each part of the engine including the turbine-side generator and the engine-side generator,
The control means includes
When the temperature of the purification device is equal to or higher than a preset first reference temperature during deceleration of the engine body, at least the turbine-side generator is configured to generate power,
When the temperature of the purifier is lower than the second reference temperature set to a temperature lower than the first reference temperature at the time of deceleration, the power generation by the turbine-side generator is stopped,
An engine equipped with an exhaust drive generator, wherein the engine-side generator is configured to generate power when the temperature of the purification device is lower than the second reference temperature and there is a power generation request during deceleration.
請求項1に記載の排気駆動発電機を備えたエンジンにおいて、
前記排気通路の前記発電用タービンの上流側に設けられる過給用タービンおよび前記吸気通路に設けられるコンプレッサを含むターボ過給機と、
前記排気通路に設けられて、前記過給用タービンと前記発電用タービンとの間の部分と前記過給用タービンよりも上流側の部分とを連通するバイパス通路と、
前記バイパス通路を開閉する開閉弁とを備え、
前記制御手段は、前記エンジン本体の減速時は前記開閉弁を開くことを特徴とする排気駆動発電機を備えたエンジン。
In the engine provided with the exhaust drive generator according to claim 1,
A turbocharger including a turbocharger provided upstream of the power generation turbine in the exhaust passage and a compressor provided in the intake passage;
A bypass passage provided in the exhaust passage and communicating a portion between the supercharging turbine and the power generating turbine and a portion upstream of the supercharging turbine;
An on-off valve for opening and closing the bypass passage,
An engine equipped with an exhaust drive generator, wherein the control means opens the on-off valve when the engine body is decelerated.
請求項1または2に記載の排気駆動発電機を備えたエンジンにおいて、
前記制御手段は、前記エンジン本体が減速中であり、且つ、前記浄化装置の温度が前記第2基準温度以上であるとともに前記第1基準温度より低く、かつ、発電要求がある場合において、発電要求が低い場合は前記エンジン側発電機によってのみ発電を実施し、発電要求が高い場合は前記エンジン側発電機に加えて前記タービン側発電機による発電を実施することを特徴とする排気駆動発電機を備えたエンジン。
In the engine provided with the exhaust drive generator according to claim 1 or 2,
The control means generates a power generation request when the engine body is decelerating, the temperature of the purification device is equal to or higher than the second reference temperature and lower than the first reference temperature, and there is a power generation request. An exhaust-driven generator characterized in that power generation is performed only by the engine-side generator when power is low, and power generation by the turbine-side power generator is performed in addition to the engine-side power generator when power generation demand is high. Engine equipped.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11306649B2 (en) 2018-04-26 2022-04-19 Ihi Corporation Engine system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002089316A (en) * 2000-09-18 2002-03-27 Hitachi Ltd Vehicular control device
JP2004143997A (en) * 2002-10-23 2004-05-20 Toyota Motor Corp Controlling device of internal combustion engine having turbocharger with generator
JP2011157881A (en) * 2010-02-01 2011-08-18 Toyota Motor Corp Control device of supercharger with motor
JP2013536911A (en) * 2010-09-06 2013-09-26 ゲーエー ジェンバッハー ゲーエムベーハー アンド コー オーゲー Power station

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002089316A (en) * 2000-09-18 2002-03-27 Hitachi Ltd Vehicular control device
JP2004143997A (en) * 2002-10-23 2004-05-20 Toyota Motor Corp Controlling device of internal combustion engine having turbocharger with generator
JP2011157881A (en) * 2010-02-01 2011-08-18 Toyota Motor Corp Control device of supercharger with motor
JP2013536911A (en) * 2010-09-06 2013-09-26 ゲーエー ジェンバッハー ゲーエムベーハー アンド コー オーゲー Power station

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11306649B2 (en) 2018-04-26 2022-04-19 Ihi Corporation Engine system

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