JP3498432B2 - 電動・発電機付ターボチャージャの制御装置 - Google Patents
電動・発電機付ターボチャージャの制御装置Info
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- JP3498432B2 JP3498432B2 JP17122395A JP17122395A JP3498432B2 JP 3498432 B2 JP3498432 B2 JP 3498432B2 JP 17122395 A JP17122395 A JP 17122395A JP 17122395 A JP17122395 A JP 17122395A JP 3498432 B2 JP3498432 B2 JP 3498432B2
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- turbocharger
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Supercharger (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車のエンジンに
装着されるターボチャージャに関し、特に該ターボチャ
ージャに電動・発電機を備えた電動・発電機付ターボチ
ャージャの制御装置及びその制御方法に関するものであ
る。
装着されるターボチャージャに関し、特に該ターボチャ
ージャに電動・発電機を備えた電動・発電機付ターボチ
ャージャの制御装置及びその制御方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車のエンジンの排気管に電動・発電
機付ターボチャージャが設けられ、エンジンの排気ガス
の有するエネルギを有効に回収するシステムが提案され
ている。特開平５−１４１２５４号公報（以下、先行例
という。）には、前記電動・発電機付ターボチャージャ
と、その排気ガスにより駆動されるタービン発電機と、
クランク軸に連結された電動・発電機を具備し、車両制
動時にクランク軸に連結された電動・発電機を発電運転
させてバッテリの充電をおこない、バッテリの充電と車
両制動力を増大させ、さらにバッテリが満充電の時には
ターボチャージャの電動・発電機とタービン発電機とに
クランク軸に連結された電動・発電機の発電出力を供給
しこれらを逆転させ、それぞれ排気マニホールドの内圧
を高め、エンジンのポンピング損失により制動力を増大
させる装置が開示されている。また、車両制動中の制動
力を得る方法としては、エンジンのクランク軸から直接
又はベルト等の動力伝達手段を経由して駆動される発電
機を車両制動時に発電運転し制動力を得る方法がある。
機付ターボチャージャが設けられ、エンジンの排気ガス
の有するエネルギを有効に回収するシステムが提案され
ている。特開平５−１４１２５４号公報（以下、先行例
という。）には、前記電動・発電機付ターボチャージャ
と、その排気ガスにより駆動されるタービン発電機と、
クランク軸に連結された電動・発電機を具備し、車両制
動時にクランク軸に連結された電動・発電機を発電運転
させてバッテリの充電をおこない、バッテリの充電と車
両制動力を増大させ、さらにバッテリが満充電の時には
ターボチャージャの電動・発電機とタービン発電機とに
クランク軸に連結された電動・発電機の発電出力を供給
しこれらを逆転させ、それぞれ排気マニホールドの内圧
を高め、エンジンのポンピング損失により制動力を増大
させる装置が開示されている。また、車両制動中の制動
力を得る方法としては、エンジンのクランク軸から直接
又はベルト等の動力伝達手段を経由して駆動される発電
機を車両制動時に発電運転し制動力を得る方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記先行例に開示され
た技術においては、ターボチャージャの電動・発電機と
タービン発電機とをそれぞれ逆転させる必要があるが、
エンジン運転中にタービンを逆転されるためには、まず
タービンの回転を停止することが必要であり、そのため
の付加装置、例えば排気ガスのバイパス通路とバイパス
弁を設け一時的にタービンに排気ガスを流さないように
する等、が必要になるという問題があった。また、エン
ジンのクランク軸から直接又はベルト等の動力伝達手段
を経由して駆動される発電機を発電させて制動力を得る
方法については、発電機の発電電力は電力消費負荷に依
存するため、電力消費用の抵抗器を設ける必要があり、
付加装置が必要でさらに、この抵抗器による発熱等の問
題があった。
た技術においては、ターボチャージャの電動・発電機と
タービン発電機とをそれぞれ逆転させる必要があるが、
エンジン運転中にタービンを逆転されるためには、まず
タービンの回転を停止することが必要であり、そのため
の付加装置、例えば排気ガスのバイパス通路とバイパス
弁を設け一時的にタービンに排気ガスを流さないように
する等、が必要になるという問題があった。また、エン
ジンのクランク軸から直接又はベルト等の動力伝達手段
を経由して駆動される発電機を発電させて制動力を得る
方法については、発電機の発電電力は電力消費負荷に依
存するため、電力消費用の抵抗器を設ける必要があり、
付加装置が必要でさらに、この抵抗器による発熱等の問
題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
本発明によれば、電動・発電機付ターボチャージャと、
エンジンのクランク軸から直接又はベルト等の動力伝達
手段を経由して駆動される発電機とを有する自動車のエ
ンジンの電動・発電機付ターボチャージャの制御装置に
おいて、自動車が制動中であることを検知する制動検知
手段と、前記電動・発電機を電動機運転する手段と、前
記発電機の出力電力を前記電動・発電機に供給する電力
供給手段とを有し、前記制動検知手段の信号が入力され
た場合に前記電力供給手段は供給電力の位相を変化させ
る位相制御手段を有することを特徴とする電動・発電機
付ターボチャージャの制御装置が提供される。さらに、
電動・発電機付ターボチャージャと、エンジンのクラン
ク軸から直接又はベルト等の動力伝達手段を経由して駆
動される発電機とを有する自動車のエンジンの電動・発
電機付ターボチャージャの制御方法において、自動車が
制動中であることを検知し、該検知信号が検知された場
合、前記発電機の出力電力を前記電動・発電機に該電動
・発電機の発電電圧の位相に対し大幅に位相をずらして
供給することを特徴とする電動・発電機付ターボチャー
ジャの制御方法が提供される。
本発明によれば、電動・発電機付ターボチャージャと、
エンジンのクランク軸から直接又はベルト等の動力伝達
手段を経由して駆動される発電機とを有する自動車のエ
ンジンの電動・発電機付ターボチャージャの制御装置に
おいて、自動車が制動中であることを検知する制動検知
手段と、前記電動・発電機を電動機運転する手段と、前
記発電機の出力電力を前記電動・発電機に供給する電力
供給手段とを有し、前記制動検知手段の信号が入力され
た場合に前記電力供給手段は供給電力の位相を変化させ
る位相制御手段を有することを特徴とする電動・発電機
付ターボチャージャの制御装置が提供される。さらに、
電動・発電機付ターボチャージャと、エンジンのクラン
ク軸から直接又はベルト等の動力伝達手段を経由して駆
動される発電機とを有する自動車のエンジンの電動・発
電機付ターボチャージャの制御方法において、自動車が
制動中であることを検知し、該検知信号が検知された場
合、前記発電機の出力電力を前記電動・発電機に該電動
・発電機の発電電圧の位相に対し大幅に位相をずらして
供給することを特徴とする電動・発電機付ターボチャー
ジャの制御方法が提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は、上記のように、発電機
の発電電力をターボチャージャに設けた電動・発電機を
電動機運転して、さらにその位相を制御して電動機効率
を悪くして運転するので、電力消費用の抵抗器等の付加
装置が必要でないばかりでなく、電動・発電機を電動機
運転することによるエンジンの吸気圧の上昇を抑えるこ
とができる。
の発電電力をターボチャージャに設けた電動・発電機を
電動機運転して、さらにその位相を制御して電動機効率
を悪くして運転するので、電力消費用の抵抗器等の付加
装置が必要でないばかりでなく、電動・発電機を電動機
運転することによるエンジンの吸気圧の上昇を抑えるこ
とができる。
【０００６】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図１は、本発明の一実施例の構成図である。
まず、本図においてエンジン１にはエンジン１の駆動力
を伝達するベルトを介して駆動されるオルタネータ２が
設けられている。エンジン１の排気マニホールドにはタ
ービン８が接続され、タービン８とコンプレッサ７の中
間に電動・発電機４が設けられている。３はコンプレッ
サ７に接続され、吸気を冷却するインタークーラであ
る。オルタネータ２で発電された電力はインバータ５を
経由して電動・発電機４に電力を供給するように接続さ
れている。インバータ５はコントローラ６により制御さ
れ、コントローラ６にはアクセルスイッチやリターダス
イッチ等の信号が入力されている。
説明する。図１は、本発明の一実施例の構成図である。
まず、本図においてエンジン１にはエンジン１の駆動力
を伝達するベルトを介して駆動されるオルタネータ２が
設けられている。エンジン１の排気マニホールドにはタ
ービン８が接続され、タービン８とコンプレッサ７の中
間に電動・発電機４が設けられている。３はコンプレッ
サ７に接続され、吸気を冷却するインタークーラであ
る。オルタネータ２で発電された電力はインバータ５を
経由して電動・発電機４に電力を供給するように接続さ
れている。インバータ５はコントローラ６により制御さ
れ、コントローラ６にはアクセルスイッチやリターダス
イッチ等の信号が入力されている。
【０００７】まず、本実施例における車両制動時以外の
動作について説明をする。排気マニホールドから排気さ
れた排気ガスはタービン８に供給されてタービン８が回
転する。これによりコンプレッサ７及び電動・発電機４
が回転し、電動・発電機４で発電された電力は、インバ
ータ５により、直流電力に変換され、バッテリを充電す
る電力となる。また、エアクリーナから吸入された空気
はコンプレッサ７で過給されてインタークーラ３を経由
してエンジン１に供給される。排気マニホールドから排
気される排気ガスの量、圧力が低下して、タービン５の
回転が充分でなくなったときには、バッテリからインバ
ータ５を介して三相交流電力が電動・発電機６に供給さ
れて電動・発電機６は電動機運転されコンプレッサ７を
回転せしめ吸入空気を過給する。
動作について説明をする。排気マニホールドから排気さ
れた排気ガスはタービン８に供給されてタービン８が回
転する。これによりコンプレッサ７及び電動・発電機４
が回転し、電動・発電機４で発電された電力は、インバ
ータ５により、直流電力に変換され、バッテリを充電す
る電力となる。また、エアクリーナから吸入された空気
はコンプレッサ７で過給されてインタークーラ３を経由
してエンジン１に供給される。排気マニホールドから排
気される排気ガスの量、圧力が低下して、タービン５の
回転が充分でなくなったときには、バッテリからインバ
ータ５を介して三相交流電力が電動・発電機６に供給さ
れて電動・発電機６は電動機運転されコンプレッサ７を
回転せしめ吸入空気を過給する。
【０００８】次に、車両制動時の本実施例の動作を説明
する。図２は、本実施例の車両制動時の作動の一例を示
す処理フロー図である。Ｓ１で車両が制動中であるか否
かが判断される。この判断は図１に示したアクセルスイ
ッチの信号によりなされる。具体例としては、アクセル
スイッチがオンすなわちアクセルペダルが踏まれていな
い状態の場合に車両制動中と判断される。ここで車両制
動中でないと判断された場合は、Ｓ６でリターダ機能を
停止し、前記車両制動時以外の動作制御が実行される。
Ｓ１で車両制動中であると判断された場合、次にＳ２で
リターダ機能が必要とされているか否かが判断される。
具体例としては、図１に示したリターダスイッチの信号
によりなされ、リターダスイッチがオンすなわち運転者
がリターダの機能を作動させようとしているか否かが判
断される。ここでリターダが必要ないと判断された場合
は、Ｓ６でリターダ機能を停止し、前記車両制動時以外
の動作制御が実行される。Ｓ２でリターダが必要である
と判断された場合、Ｓ３でオルタネータ３を発電運転
し、Ｓ４で電動・発電機４の電圧位相制御を行う。具体
的には発電機運転中の電動・発電機４の発電電圧位相に
対し大幅に位相をずらした電圧を電動・発電機に投入す
る。その後、電動・発電機４を電動機運転し、本フロー
のスタートに戻る。
する。図２は、本実施例の車両制動時の作動の一例を示
す処理フロー図である。Ｓ１で車両が制動中であるか否
かが判断される。この判断は図１に示したアクセルスイ
ッチの信号によりなされる。具体例としては、アクセル
スイッチがオンすなわちアクセルペダルが踏まれていな
い状態の場合に車両制動中と判断される。ここで車両制
動中でないと判断された場合は、Ｓ６でリターダ機能を
停止し、前記車両制動時以外の動作制御が実行される。
Ｓ１で車両制動中であると判断された場合、次にＳ２で
リターダ機能が必要とされているか否かが判断される。
具体例としては、図１に示したリターダスイッチの信号
によりなされ、リターダスイッチがオンすなわち運転者
がリターダの機能を作動させようとしているか否かが判
断される。ここでリターダが必要ないと判断された場合
は、Ｓ６でリターダ機能を停止し、前記車両制動時以外
の動作制御が実行される。Ｓ２でリターダが必要である
と判断された場合、Ｓ３でオルタネータ３を発電運転
し、Ｓ４で電動・発電機４の電圧位相制御を行う。具体
的には発電機運転中の電動・発電機４の発電電圧位相に
対し大幅に位相をずらした電圧を電動・発電機に投入す
る。その後、電動・発電機４を電動機運転し、本フロー
のスタートに戻る。
【０００９】図３に、前記図２のＳ４での電圧位相を表
した図を示す。図３の（１）は、電動・発電機４を電動
機運転するに際して最大の電動機効率を得られる位相を
表すもので、電動・発電機４の発電電圧位相に対し、約
１０度進角した電圧を供給することにより最大の電動機
効率で電動・発電機４を電動機運転することができる。
図３の（２）は、前記車両制動中の電動・発電機４への
供給電力の電圧位相をあらわすもので、電動・発電機４
の発電電圧位相に対し、供給電力の電圧位相を大幅に進
角させて供給する。これにより電動機効率が大幅に悪化
し、同一供給電力であっても電動機の軸出力を低くする
ことが自在に制御できる。
した図を示す。図３の（１）は、電動・発電機４を電動
機運転するに際して最大の電動機効率を得られる位相を
表すもので、電動・発電機４の発電電圧位相に対し、約
１０度進角した電圧を供給することにより最大の電動機
効率で電動・発電機４を電動機運転することができる。
図３の（２）は、前記車両制動中の電動・発電機４への
供給電力の電圧位相をあらわすもので、電動・発電機４
の発電電圧位相に対し、供給電力の電圧位相を大幅に進
角させて供給する。これにより電動機効率が大幅に悪化
し、同一供給電力であっても電動機の軸出力を低くする
ことが自在に制御できる。
【００１０】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可
能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除
するものではない。具体的には、オルタネータの発電電
力を消費する方法として、エンジン予熱用のグロープラ
グやその他種々の負荷に通電消費させる方法や、蓄電装
置に蓄電させる方法が公知であるが、これらの方法と本
発明との組み合わせ方法等が考えられる。
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可
能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除
するものではない。具体的には、オルタネータの発電電
力を消費する方法として、エンジン予熱用のグロープラ
グやその他種々の負荷に通電消費させる方法や、蓄電装
置に蓄電させる方法が公知であるが、これらの方法と本
発明との組み合わせ方法等が考えられる。
【００１１】
【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
付加装置を使用することなくリターダ機能を付加するこ
とが自在であり、さらに位相角の進角量又は遅角量を制
御することにより制動力を自在に制御することもでき
る。
付加装置を使用することなくリターダ機能を付加するこ
とが自在であり、さらに位相角の進角量又は遅角量を制
御することにより制動力を自在に制御することもでき
る。
【図１】本発明の実施例を示すブロック線図である。
【図２】本発明の実施例の処理フロー図である。
【図３】本発明の実施例の電動・発電機の電圧位相を表
す図である。
す図である。
１…エンジン、２…オルタネータ、３…インタークー
ラ、４…電動・発電機、５…インバータ、６…コントロ
ーラ、７…コンプレッサ、８…タービン
ラ、４…電動・発電機、５…インバータ、６…コントロ
ーラ、７…コンプレッサ、８…タービン
Claims (2)
- 【請求項１】電動・発電機付ターボチャージャと、エン
ジンのクランク軸から直接又はベルト等の動力伝達手段
を経由して駆動される発電機とを有する自動車のエンジ
ンの電動・発電機付ターボチャージャの制御装置におい
て、 自動車が制動中であることを検知する制動検知手段と、
前記電動・発電機を電動機運転する手段と、前記発電機
の出力電力を前記電動・発電機に供給する電力供給手段
とを有し、前記制動検知手段の信号が入力された場合に
前記電力供給手段は供給電力の位相を、前記電動・発電
機の発電電圧の位相に対し自在に変化させる位相制御手
段を有することを特徴とする電動・発電機付ターボチャ
ージャの制御装置。 - 【請求項２】電動・発電機付ターボチャージャと、エン
ジンのクランク軸から直接又はベルト等の動力伝達手段
を経由して駆動される発電機とを有する自動車のエンジ
ンの電動・発電機付ターボチャージャの制御方法におい
て、 自動車が制動中であることを検知し、該検知信号が検知
された場合、前記発電機の出力電力を前記電動・発電機
に該電動・発電機の発電電圧の位相に対し大幅に位相を
ずらして供給することを特徴とする電動・発電機付ター
ボチャージャの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17122395A JP3498432B2 (ja) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | 電動・発電機付ターボチャージャの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17122395A JP3498432B2 (ja) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | 電動・発電機付ターボチャージャの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0921322A JPH0921322A (ja) | 1997-01-21 |
| JP3498432B2 true JP3498432B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
ID=15919334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17122395A Expired - Fee Related JP3498432B2 (ja) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | 電動・発電機付ターボチャージャの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3498432B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8143732B2 (en) * | 2008-12-15 | 2012-03-27 | Caterpillar Inc. | Stationary genset power system having turbo-compounding |
-
1995
- 1995-07-06 JP JP17122395A patent/JP3498432B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0921322A (ja) | 1997-01-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |