JP4082348B2 - Power generation system for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、吸入負圧を利用して発電を行なう発電機と、エンジンの軸出力を利用して発電を行なう発電機を備える内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that includes a generator that generates power using suction negative pressure and a generator that generates power using shaft output of the engine.
従来からエンジン出力を上げる技術として、エンジン吸気通路に設けるエンジンや電動機により駆動される容積型過給機、いわゆるスーパーチャージャーが知られている。 Conventionally, as a technique for increasing engine output, a positive displacement turbocharger driven by an engine or an electric motor provided in an engine intake passage, a so-called supercharger is known.
特許文献1には、電動機および発電機に連結された容積型過給機を用いて、高負荷時には電動機により容積型過給機を駆動して過給をおこない、低負荷時にはエンジンの吸入負圧によって回転する容積型過給機と連結された発電機によって発電を行なう技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載のシステムは過給機としても機能するため比較的大型の容積型過給機を必要とするが、こと発電に際しては、大型の容積型過給機を駆動させて発電を行うことは発電効率としては決してよくない。 However, since the system described in Patent Document 1 also functions as a supercharger, a relatively large positive displacement turbocharger is required. However, when generating electricity, the large positive displacement turbocharger is driven to generate power. Doing so is never good for power generation efficiency.
発電機として考えた場合には、比較的小さな発電機を高速で回転させることが発電効率上好ましく、このような場合には吸入負圧で発電できる能力と、必要とされる要求電力が必ずしも一致しないので、吸入負圧により駆動される発電機の他に、通常用いているエンジンの軸出力により駆動される発電機を設ける方法が考えられるが、この場合、この2つの発電機をどのように使い分けるかが課題となる。 When considered as a generator, it is preferable to rotate a relatively small generator at high speed in terms of power generation efficiency. In such a case, the ability to generate power with suction negative pressure and the required required power do not necessarily match. Therefore, in addition to the generator driven by the suction negative pressure, a method of providing a generator driven by the shaft output of the engine that is normally used can be considered. The issue is whether to use them properly.
そこで、本発明では、吸入負圧により駆動される発電機とエンジン軸出力により駆動される発電機とを備える発電システムを、効率よくかつ必要とされる要求電力を満たすように制御することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to control a power generation system including a generator driven by suction negative pressure and a generator driven by engine shaft output so as to satisfy required power requirements efficiently. And
本発明の内燃機関の発電システムは、内燃機関の吸気通路に介装されたロータと、前記ロータに接続され、前記ロータが回転することによって発電を行なう第1の発電機と、エンジンの軸出力により駆動されて発電を行なう第2の発電機と、前記ローターを迂回して前記ロータの上下流の吸気通路を連通するバイパス通路と、前記バイパス通路に設けたバイパス弁と、前記ロータ下流側の吸気通路と前記バイパス通路との合流部より下流の吸気通路に設けた吸気絞り手段と、車両の要求電力を検知する手段と、運転状態に応じた要求吸入空気量を検知する手段と、要求吸入空気量に応じて前記バイパス弁と前記吸気絞り手段の開度を制御する吸入空気量制御手段と、前記第1の発電機と第2の発電機の発電量を制御する発電量制御手段と、を備え、前記発電量制御手段は、前記第1の発電機を第2の発電機に対して優先させて使用し、車両の要求電力が前記第1の発電機の発電可能量より大きい場合には、前記第1の発電機に加えて前記第2の発電機による発電を行ない、前記吸入空気量制御手段は、前記吸気絞り手段を前記バイパス弁に対して優先させて使用して吸入空気量を調節する。 A power generation system for an internal combustion engine according to the present invention includes a rotor interposed in an intake passage of the internal combustion engine, a first generator that is connected to the rotor and generates power when the rotor rotates, and a shaft output of the engine A second generator that generates power by being driven by the motor, a bypass passage that bypasses the rotor and communicates with an intake passage upstream and downstream of the rotor, a bypass valve provided in the bypass passage, and a downstream side of the rotor Intake throttle means provided in an intake passage downstream from the junction of the intake passage and the bypass passage, means for detecting the required power of the vehicle, means for detecting the required intake air amount according to the driving state, and required intake Intake air amount control means for controlling the opening degree of the bypass valve and the intake throttle means according to the air amount, power generation amount control means for controlling the power generation amount of the first generator and the second generator, The The power generation amount control means uses the first generator in preference to the second generator, and when the required power of the vehicle is larger than the power generation possible amount of the first generator. the first generator added power lines that have according to the second of the generator, the intake air amount control means, intake air the intake throttle means using by priority over the bypass valve Adjust the amount .
本発明によれば、吸入負圧により駆動されて発電を行なう第1の発電機を優先的に駆動させ、第1の発電機による発電量だけでは電力が不足する場合にのみ、エンジンの軸出力で駆動されて発電を行なう第2の発電機による発電を行なうので、発電の効率を最大限よくしつつ、必要とされる要求電力を満たすことができる。 According to the present invention, the first generator that generates power by being driven by the suction negative pressure is preferentially driven, and the shaft output of the engine is output only when the electric power is insufficient only by the amount of power generated by the first generator. Since the power generation is performed by the second power generator driven by the power generator, the required power demand can be satisfied while maximizing the power generation efficiency.
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本実施形態のシステムの構成を表す図である。
1はエンジンであり、4はベルト等を介して伝達されるエンジン1の軸出力により駆動される発電機である。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the system of this embodiment.
Reference numeral 1 denotes an engine, and reference numeral 4 denotes a generator driven by the shaft output of the engine 1 transmitted through a belt or the like.
3は、エンジン1の吸気通路10に設けられたローター2とシャフト9を介して接続された発電機であり、シャフト9を介して接続されているローター2が、エンジン1が低・中負荷運転されているときに発生する吸入負圧により回転することにより駆動されて発電を行なう。これは、従来は吸入空気量を制御するスロットル部で損失していたエネルギーを、電力として回収していることになる。なお、ローター2は容積型過給機のブロアー(コンプレッサ)と同様の構造である。また、発電機3は図8の発電可能量マップに示すように、エンジン1が低中負荷運転、かつエンジン回転数が高い場合に発電可能量が大きくなるという発電特性をもつ。
Reference numeral 3 denotes a generator connected to the
これらの発電機3、4により発電された電力は、車載装置の作動に使用されたり、バッテリ6に充電されたりする。
The electric power generated by these generators 3 and 4 is used for the operation of the in-vehicle device or the
ところで、エネルギー効率を考えると、エンジン出力を利用する発電機4より、従来損失していたエネルギーを利用する発電機3を優先すべきである。そこで、本実施形態では、後述するように、原則として発電機3により発電を行い、発電機3のみでは車両の要求電力を満足できない場合に発電機4を作動させることとする。 By the way, in view of energy efficiency, the generator 3 that uses energy that has been conventionally lost should be given priority over the generator 4 that uses engine output. Therefore, in the present embodiment, as will be described later, in principle, power is generated by the generator 3, and the generator 4 is operated when the required power of the vehicle cannot be satisfied by the generator 3 alone.
また、吸気通路10には、ローター2を迂回して吸気を流すバイパス通路11が設けられ、バイパス通路11内にはステップモータ等で開閉するバイパス弁12が設けられており、バイパス弁12は閉弁時にはバイパス通路11の連通を遮断する。
The
ローター2下流の吸気通路とバイパス弁12下流のバイパス通路とは合流部14で合流している。合流部12の下流には、ステップモータ等で開閉する、吸気絞り手段としての吸気絞り手段13が設けられている。
The intake passage downstream of the
バイパス弁12及びスロットルバルブ13の開度は、コントロールユニット(ECU)5によって制御される。ECU5には、吸入空気温度を検出する吸気温度センサー(不図示)、ローター2下流の圧力を検出する圧力センサー7、およびエンジン冷却水温を検出するエンジン冷却水温センサー(不図示)、さらにアクセル開度を検出するアクセル開度センサー(不図示)等の各検出値が入力される。また、シャフト9の回転数を検出する回転センサー8、ローター2下流の吸気通路に設けた圧力センサー7の検出値もエンジンコントロールユニット(ECU)5に入力される。
The opening degree of the
なお、ローター2下流の圧力は、エンジン1の回転数、アクセル開度、ローター2の回転数等から算出することもできる。
Note that the pressure downstream of the
本実施形態では、発電機3は発電要求に応じて任意の回転数で回っているので、ローター2を通過する空気量がエンジン1の運転要求を満足する空気量と常に一致しているとは限らない。
In the present embodiment, since the generator 3 rotates at an arbitrary number of revolutions according to the power generation request, the amount of air passing through the
そこで、図9のフローチャートにしたがって、発電要求と吸入空気量要求とを同時に満足するようバイパス弁12とスロットルバルブ13の開度を制御する。なお、本実施形態では吸入空気量を検出せずに、吸気マニホールド内の圧力に基いて、エンジン1の運転要求と実際の運転状態との比較を行う。これにより、エアフローメータ等を設ける必要がなくなり、エンジンルーム内のレイアウトの自由度が増し、またコストの低減も可能となる。
Therefore, according to the flowchart of FIG. 9, the opening degree of the
ステップS500では、アクセル開度センサーの検出値(アクセル開度信号)に基いてエンジン1が要求するトルク(以下、要求トルクという)を発生させる為の吸気マニホールド内の圧力(目標吸入圧力)を算出する。具体的には、例えばまず図10に示すようなマップを用いてアクセル開度から要求トルクを求める。図10は要求トルクをアクセル開度に割り付けたマップであり、アクセル開度が大きくなるにつれて要求トルクも大きくなっている。次に図11に示すようなマップを用いて要求トルクとエンジン回転数から目標吸入圧力を求める。図11は吸入圧力を要求トルクとエンジン回転数に割付けたマップであり、要求トルクが大きく、エンジン回転数が高くなるほど吸入圧力が高くなっている。 In step S500, the pressure (target intake pressure) in the intake manifold for generating the torque required by the engine 1 (hereinafter referred to as required torque) is calculated based on the detected value (accelerator opening signal) of the accelerator opening sensor. To do. Specifically, for example, first, the required torque is obtained from the accelerator opening using a map as shown in FIG. FIG. 10 is a map in which the required torque is assigned to the accelerator opening, and the required torque increases as the accelerator opening increases. Next, a target suction pressure is obtained from the required torque and the engine speed using a map as shown in FIG. FIG. 11 is a map in which the suction pressure is assigned to the required torque and the engine speed, and the suction pressure increases as the required torque increases and the engine speed increases.
目標吸入圧力Ptを算出したら、ステップS510に進み、圧力センサー7で検出した実際の吸入圧力Pmを読込む。 When the target suction pressure Pt is calculated, the process proceeds to step S510, and the actual suction pressure Pm detected by the pressure sensor 7 is read.
ステップS520では、目標吸入圧力Ptと実際の吸入圧力Pmとを比較し、両者が等しければ処理を終了する。等しくない場合にはステップS530に進み、実際の吸入圧力Pmが目標吸入圧力Ptより高いか否かの判定を行う。 In step S520, the target suction pressure Pt is compared with the actual suction pressure Pm, and if both are equal, the process ends. If they are not equal, the process proceeds to step S530, and it is determined whether or not the actual suction pressure Pm is higher than the target suction pressure Pt.
目標吸入圧力Ptの方が高い場合、つまり吸入空気量が足りていない場合には、ステップS540に進みスロットルバルブ13が全開か否かの判定を行う。スロットルバルブ13が全開の場合は、これ以上吸入空気量を増やす為にはバイパス弁12を開くしかないので、ステップS550でバイパス弁12に開指令を出す。
When the target suction pressure Pt is higher, that is, when the intake air amount is insufficient, the process proceeds to step S540, and it is determined whether or not the
スロットルバルブ13が全開でない場合には、スロットルバルブ13を開くことによって吸入空気量を増やすことができるので、ステップS560でスロットルバルブ13に開指令を出す。
If the
ステップS530で実際の吸入圧力の方が高かった場合、つまり実際の吸入空気量がエンジン8の要求する吸入空気量より多い場合には、ステップS570に進み、バイパス弁12が全閉か否かの判定を行う。
If the actual intake pressure is higher in step S530, that is, if the actual intake air amount is larger than the intake air amount required by the
バイパス弁12が全閉の場合は、これ以上吸入空気量を絞る為にはスロットルバルブ13の開度を絞るしかないので、ステップS590でスロットルバルブ13に閉指令を出す。
When the
バイパス弁12が全閉でない場合には、バイパス弁12を閉じることで吸入空気量を絞ることができるので、ステップS580でバイパス弁12に閉指令を出す。
If the
上記のように、本実施形態では、エンジン1の運転要求に応じて吸入空気量を調節する場合に、バイパス弁12は極力閉じた状態にしておき、スロットルバルブ13の開度を変化させることにより調節するようにし、スロットルバルブ7だけでは調節しきれない場合にのみバイパス弁12を開くよう制御している。
As described above, in this embodiment, when the intake air amount is adjusted according to the operation request of the engine 1, the
上記のように制御することによって、発電機3による発電を行いながら、エンジン1が要求する空気量を満足することができる。 By controlling as described above, the amount of air required by the engine 1 can be satisfied while the generator 3 generates power.
ところで、例えばエアコンやヘッドライトがONで消費電力が大きく、かつ、バイパス弁12が全開という状態が続くと、バイパス弁12を全開にしたためにローター2を通過する空気量は少なくなり、発電機3の発電量では要求電力を満足させることができなくなる可能性がある。そこで、このような場合には発電機4を作動させて電力を確保することとする。
By the way, for example, when the air conditioner and the headlight are turned on and the power consumption is large and the
ここで、発電機3、4の作動制御について説明する。 Here, the operation control of the generators 3 and 4 will be described.
ECU5は図2のフローチャートに示すように発電機3による発電を優先するよう制御する。以下、フローチャートを参照して説明する。 The ECU 5 performs control so that power generation by the generator 3 is prioritized as shown in the flowchart of FIG. Hereinafter, description will be given with reference to a flowchart.
ステップS100では、車両の要求電力Wdを、車載されている各装置のスイッチの状態等から検知する。 In step S100, the required power Wd of the vehicle is detected from the switch state of each device mounted on the vehicle.
ステップS110では、回転センサ8の検出信号からロータ2の回転速度Rcを検知する。
In step S110, the rotation speed Rc of the
ステップS120では、圧力センサ7の検出信号からロータ2下流の吸気通路内圧力Pcを検知する。
In step S120, the intake passage pressure Pc downstream of the
ステップS130では、発電機3の発電可能量(以下、負圧発電可能量という)Wgを下式(1)のように算出する。 In step S130, the power generation possible amount (hereinafter referred to as negative pressure power generation possible amount) Wg of the generator 3 is calculated as in the following equation (1).
Wg=係数×Rc×Pc ・・・(1)
ステップS140では、要求電力Wdと負圧発電可能量Wgとを比較する。
Wg = coefficient × Rc × Pc (1)
In step S140, the required power Wd and the negative pressure power generation possible amount Wg are compared.
要求電力Wdの方が大きい場合はステップS150に進む。この場合、負圧発電だけでは要求電力Wdを賄うことができないので、発電機4に発電要求指令を出し、不足する電力を発電機4の発電により補う。 If the required power Wd is larger, the process proceeds to step S150. In this case, since the required power Wd cannot be covered only by the negative pressure power generation, a power generation request command is issued to the generator 4 and the insufficient power is compensated by the power generation of the generator 4.
ステップS140で要求電力Wdの方が小さい場合はステップS160に進む。この場合は、負圧発電のみで要求電力Wdを賄うことが可能であるので、発電機4に発電停止命令を出す。 If the required power Wd is smaller in step S140, the process proceeds to step S160. In this case, since it is possible to cover the required power Wd only by negative pressure power generation, a power generation stop command is issued to the generator 4.
上記のように、本実施形態では発電機3を優先して駆動し、負圧発電可能量Wgだけでは車両の要求電力Wdを賄えなくなったときのみ、発電機4を駆動する。 As described above, in the present embodiment, the generator 3 is driven with priority, and the generator 4 is driven only when the required power Wd of the vehicle cannot be covered by the negative pressure power generation possible amount Wg alone.
つまり、従来はポンピングロスとして損失していたエネルギーを利用する発電機3を優先的に駆動し、エンジン出力を利用する発電機4の駆動は必要最小限に抑えることができるので、エンジン出力のロスを抑えることができ、燃費向上等の効果を得ることができる。 That is, since the generator 3 that uses energy that has been lost as a pumping loss in the past can be driven preferentially and the drive of the generator 4 that uses the engine output can be minimized, the engine output loss Can be suppressed, and effects such as improvement in fuel consumption can be obtained.
上記制御を実行した場合のタイムチャートを図6に示す。 FIG. 6 shows a time chart when the above control is executed.
t1以前は負圧発電可能量Wgが要求電力Wdより大きいので、発電機4は停止している。t1で要求電力Wdが増大して負圧発電可能量Wgより大きくなると、発電機4を駆動して負圧発電だけでは足りない分の電力を発電する。t2で再び要求電力Wdが負圧発電可能量Wgより小さくなると発電機4を停止する。以降、同様に要求電力Wdが負圧発電可能量Wgより大きくなった場合にのみ発電機4を駆動する。 Before t1, the generator 4 is stopped because the negative pressure power generation possible amount Wg is larger than the required power Wd. When the required power Wd increases at t1 and becomes larger than the negative pressure power generation possible amount Wg, the generator 4 is driven to generate power that is not sufficient only by the negative pressure power generation. When the required power Wd becomes smaller than the negative pressure power generation possible amount Wg again at t2, the generator 4 is stopped. Thereafter, similarly, the generator 4 is driven only when the required power Wd becomes larger than the negative pressure power generation possible amount Wg.
以上により、本実施形態では、エンジン1が低・中負荷運転をしているときに発生する吸入負圧を利用して発電を行なう発電機3と、エンジン出力を利用して発電を行なう発電機4を備え、吸入負圧発電可能量Wgが車両全体の要求電力Wdより大きい場合には発電機3のみを駆動し、小さくなった場合にのみ発電機4を駆動するので、エンジン出力のロスを最小限に抑えることができ、燃費向上等の効果を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, the generator 3 that generates power using the suction negative pressure generated when the engine 1 is operating at a low / medium load, and the generator that generates power using the engine output. 4, only the generator 3 is driven when the suction negative pressure power generation possible amount Wg is larger than the required power Wd of the entire vehicle, and the generator 4 is driven only when the intake negative pressure power generation possible amount Wg becomes smaller. It can be minimized and effects such as improved fuel consumption can be obtained.
なお、発電機4の駆動・停止は、図6に示すようなON・OFF制御ではなく、一定の傾きをもって徐々に変化させてもよい。このような制御を行った場合のタイムチャートを図7に示す。 The driving / stopping of the generator 4 may be gradually changed with a certain inclination instead of the ON / OFF control as shown in FIG. FIG. 7 shows a time chart when such control is performed.
図7は図6と同様の制御を行なった場合のタイムチャートであるが、t1およびt3で要求電力Wdが負圧発電可能量Wgより大きくなった場合には、発電量は一定の傾きをもって徐々に増加し、また、t2で要求電力Wdが負圧発電可能量Wgより小さくなった場合には、発電量が一定の傾きをもって徐々に減少している。 FIG. 7 is a time chart when the same control as in FIG. 6 is performed, but when the required power Wd becomes larger than the negative pressure power generation possible amount Wg at t1 and t3, the power generation amount gradually increases with a certain slope. When the required power Wd becomes smaller than the negative pressure power generation possible amount Wg at t2, the power generation amount gradually decreases with a certain slope.
これにより、発電機4の駆動・停止に伴うエンジン1の出力の急激な変動を抑えることができるので、運転者が感じるトルクショック等を抑制することができる。 Thereby, since the rapid fluctuation | variation of the output of the engine 1 accompanying the drive / stop of the generator 4 can be suppressed, the torque shock etc. which a driver | operator feels can be suppressed.
第2実施形態について図3を参照して説明する。 A second embodiment will be described with reference to FIG.
本実施形態のシステムの構成および制御は基本的に第1実施形態と同様であるが、図2のステップS110〜S130に相当する部分、つまり負圧発電可能量の算出方法が異なる。また、ロータ2下流の吸気通路内圧力を検出する圧力センサ7を設ける必要はない。
The configuration and control of the system of this embodiment are basically the same as those of the first embodiment, but the part corresponding to steps S110 to S130 of FIG. 2, that is, the method of calculating the negative pressure power generation possible amount is different. Further, it is not necessary to provide the pressure sensor 7 for detecting the pressure in the intake passage downstream of the
ステップS100に相当するステップS200では、ステップS100と同様に要求電力Wdを検知する。 In step S200 corresponding to step S100, the required power Wd is detected as in step S100.
本実施形態では、ステップS110に相当するステップS210でエンジン回転速度Nを検知する。これは、通常のエンジン制御用に使用しているクランク角センサ等の検出値を用いることができる。 In the present embodiment, the engine rotation speed N is detected in step S210 corresponding to step S110. For this, a detection value of a crank angle sensor or the like used for normal engine control can be used.
ステップS120に相当するステップS220では、エンジン吸入空気量からエンジン1の負荷Fを求める。エンジン吸入空気量は、エンジン回転速度およびアクセル開度等、通常のエンジン制御に使用しているセンサを利用して算出することが可能である。また、吸気通路中にエアフローメータを設けて測定することも可能である。 In step S220 corresponding to step S120, the load F of the engine 1 is obtained from the engine intake air amount. The engine intake air amount can be calculated using sensors used for normal engine control, such as engine rotation speed and accelerator opening. It is also possible to perform measurement by providing an air flow meter in the intake passage.
ステップS130に相当するステップS230では、上記で求めたエンジン回転速度および負荷Fを用いて図8の発電可能量マップを検索して、負圧発電可能量Wgを求める。 In step S230 corresponding to step S130, the engine power generation amount map of FIG. 8 is searched using the engine rotation speed and the load F determined above to determine the negative pressure power generation possible amount Wg.
以降のステップでは、第1実施形態と同様に要求電力Wdとの比較を行い、発電機4の駆動、停止を制御する。 In the subsequent steps, the comparison with the required power Wd is performed as in the first embodiment, and the driving and stopping of the generator 4 are controlled.
上記制御を実行した場合のタイムチャートは図6と同様となる。 The time chart when the above control is executed is the same as FIG.
以上により、本実施形態では第1実施形態と同様に、発電機3を優先的に駆動し、発電機4の駆動を最小限に抑えるので、エンジン出力のロスを最小限に抑えることができ、燃費向上等の効果を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, as in the first embodiment, the generator 3 is preferentially driven and the drive of the generator 4 is minimized, so that the loss of engine output can be minimized. Effects such as improved fuel efficiency can be obtained.
第3実施形態について図4を参照して説明する。 A third embodiment will be described with reference to FIG.
図4は本実施形態の制御フローを示した図であり、本実施形態も第2実施形態と同様に、
第1実施形態のステップS110〜S130に相当する部分が異なる。また、ロータ2下流の吸気通路内圧力を検出する圧力センサ7を設けずに、発電機3の電流値および電圧値を検出するセンサを設ける。
FIG. 4 is a diagram showing a control flow of the present embodiment, and this embodiment is similar to the second embodiment.
The parts corresponding to steps S110 to S130 of the first embodiment are different. Further, a sensor for detecting the current value and the voltage value of the generator 3 is provided without providing the pressure sensor 7 for detecting the pressure in the intake passage downstream of the
ステップS100に相当するステップS300では、ステップS100と同様に要求電力Wdを検知する。 In step S300 corresponding to step S100, the required power Wd is detected as in step S100.
ステップS110に相当するステップS310では、発電機3の電流値(負圧発電電流値)Ibを検知する。 In step S310 corresponding to step S110, the current value (negative pressure generated current value) Ib of the generator 3 is detected.
ステップS120に相当するステップS320では、発電機3の電圧値(負圧発電電圧値)Vbを検知する。 In step S320 corresponding to step S120, the voltage value (negative pressure generated voltage value) Vb of the generator 3 is detected.
ステップS130に相当するステップS330では、負圧発電電流値Ib、負圧発電電圧値Vbから、負圧発電可能量Wgを下式(2)により算出する。 In step S330 corresponding to step S130, the negative pressure power generation possible amount Wg is calculated from the negative pressure power generation current value Ib and the negative pressure power generation voltage value Vb by the following equation (2).
Wg=Ib×Vb ・・・(2)
以降のステップでは、第1実施形態と同様に第1実施形態と同様に要求電力Wdとの比較を行い、発電機4の駆動、停止を制御する。
Wg = Ib × Vb (2)
In the subsequent steps, similarly to the first embodiment, the required power Wd is compared with the first embodiment, and the driving and stopping of the generator 4 are controlled.
上記制御を実行した場合のタイムチャートは図6と同様となる。 The time chart when the above control is executed is the same as FIG.
以上により、本実施形態では第1実施形態と同様に、発電機3を優先的に駆動し、発電機4の駆動を最小限に抑えるので、エンジン出力のロスを最小限に抑えることができ、燃費向上等の効果を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, as in the first embodiment, the generator 3 is preferentially driven and the drive of the generator 4 is minimized, so that the loss of engine output can be minimized. Effects such as improved fuel efficiency can be obtained.
第4実施形態について図5を参照して説明する。 A fourth embodiment will be described with reference to FIG.
本実施形態は、システムの構成は基本的に第1実施形態と同様であるが、ロータ2下流の吸気通路内圧力を検出する圧力センサ7を設けずに、バッテリ6に流れ込む電流値を検出するセンサを設ける。
In this embodiment, the system configuration is basically the same as that of the first embodiment, but the current value flowing into the
制御方法についても基本的には第1実施形態と同様であるが、発電機4の駆動・停止の判定方法が異なる。図5は本実施形態の制御フローを示した図であり、以下、制御フローにしたがって説明する。 The control method is basically the same as in the first embodiment, but the method for determining whether to drive or stop the generator 4 is different. FIG. 5 is a diagram showing a control flow of the present embodiment, and will be described below according to the control flow.
ステップS400では、発電機3からバッテリ6に流れ込む電流値Ibtを検知する。
In step S400, the current value Ibt flowing from the generator 3 into the
ステップS420では、上記電流値Ibtがゼロより大きいか否かの判定を行う。発電機3からバッテリ6に流れ込む電流値Ibtがゼロより小さい場合、つまり、発電機3により発電した電力が全て車載装置の作動に使用され、バッテリ6の充電が行われていない場合には、ステップS420に進み発電機4を駆動させる。ゼロより大きい場合は、発電機3により発電した電力でバッテリ6の充電も行われている、つまり発電機3による発電量で十分であるということなので、ステップS430に進み発電機4を停止する。
In step S420, it is determined whether or not the current value Ibt is greater than zero. When the current value Ibt flowing from the generator 3 to the
上記制御を実行した場合も、タイムチャートは図6と同様である。 Even when the above control is executed, the time chart is the same as in FIG.
以上により、本実施形態では第1実施形態と同様に、発電機3を優先的に駆動し、発電機4の駆動を最小限に抑えるので、エンジン出力のロスを最小限に抑えることができ、燃費向上等の効果を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, as in the first embodiment, the generator 3 is preferentially driven and the drive of the generator 4 is minimized, so that the loss of engine output can be minimized. Effects such as improved fuel efficiency can be obtained.
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.
本発明は、エンジンの吸入負圧を利用した発電機を備える内燃機関に適用可能である。 The present invention can be applied to an internal combustion engine including a generator that uses the suction negative pressure of the engine.
1 エンジン
2 ロータ
3 発電機(吸入負圧により駆動)
4 発電機(エンジン出力により駆動)
5 エンジンコントロールユニット(ECU)
6 バッテリ
7 圧力センサ
8 回転センサ
9 シャフト
10 吸気通路
1
4 Generator (driven by engine output)
5 Engine control unit (ECU)
6 Battery 7
Claims (6)
前記ロータに接続され、前記ロータが回転することによって発電を行なう第1の発電機と、
エンジンの軸出力により駆動されて発電を行なう第2の発電機と、
前記ローターを迂回して前記ロータの上下流の吸気通路を連通するバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けたバイパス弁と、
前記ロータ下流側の吸気通路と前記バイパス通路との合流部より下流の吸気通路に設けた吸気絞り手段と、
車両の要求電力を検知する手段と、
運転状態に応じた要求吸入空気量を検知する手段と、
要求吸入空気量に応じて前記バイパス弁と前記吸気絞り手段の開度を制御する吸入空気量制御手段と、
前記第1の発電機と第2の発電機の発電量を制御する発電量制御手段と、を備え、
前記発電量制御手段は、
前記第1の発電機を第2の発電機に対して優先させて使用し、
車両の要求電力が前記第1の発電機の発電可能量より大きい場合には、前記第1の発電機に加えて前記第2の発電機による発電を行ない、
前記吸入空気量制御手段は、前記吸気絞り手段を前記バイパス弁に対して優先させて使用して吸入空気量を調節することを特徴とする内燃機関の発電システム。 A rotor interposed in an intake passage of the internal combustion engine;
A first generator connected to the rotor and generating electricity by rotating the rotor;
A second generator driven by the shaft output of the engine to generate electricity;
A bypass passage that bypasses the rotor and communicates with the intake passage upstream and downstream of the rotor;
A bypass valve provided in the bypass passage;
An intake throttle means provided in an intake passage downstream of the junction between the intake passage on the rotor downstream side and the bypass passage;
Means for detecting the required power of the vehicle;
Means for detecting the required intake air amount according to the operating state;
Intake air amount control means for controlling the opening of the bypass valve and the intake throttle means according to the required intake air amount;
Power generation amount control means for controlling the power generation amount of the first generator and the second generator,
The power generation amount control means includes:
Using the first generator in preference to the second generator;
When the required power of the vehicle is greater than the amount capable of generating power of the first generator, the generator lines gastric by the first generator in addition to the second generator,
The power generation system for an internal combustion engine, wherein the intake air amount control means adjusts the intake air amount by using the intake throttle means in preference to the bypass valve.
前記第1の発電機の発電可能量を前記ロータの回転速度と前記ロータ下流の吸気通路内圧力とを積算することにより算出する請求項1に記載の内燃機関の発電システム。 The power generation amount control means comprises means for detecting the rotational speed of the rotor and means for detecting the pressure in the intake passage downstream of the rotor,
2. The power generation system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the power generation possible amount of the first generator is calculated by integrating the rotation speed of the rotor and the pressure in the intake passage downstream of the rotor.
前記第1の発電機の発電可能量を、エンジンの回転速度と吸入空気量とに基づいてマップ検索を行なうことにより算出する請求項1に記載の内燃機関の発電システム。 The power generation amount control means includes means for detecting the rotational speed of the engine and means for detecting the intake air amount of the engine,
2. The power generation system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the power generation possible amount of the first generator is calculated by performing a map search based on an engine speed and an intake air amount.
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