JP6401305B2 - 過給システム及び過給システム用制御装置並びに過給システムの運転方法 - Google Patents
過給システム及び過給システム用制御装置並びに過給システムの運転方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6401305B2 JP6401305B2 JP2016571631A JP2016571631A JP6401305B2 JP 6401305 B2 JP6401305 B2 JP 6401305B2 JP 2016571631 A JP2016571631 A JP 2016571631A JP 2016571631 A JP2016571631 A JP 2016571631A JP 6401305 B2 JP6401305 B2 JP 6401305B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- supercharger
- electric motor
- battery
- compressor
- charge amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/004—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/013—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
- F02B37/10—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
- F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
- F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
- F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
- F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
- F02D2009/0201—Arrangements; Control features; Details thereof
- F02D2009/0283—Throttle in the form of an expander
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
例えば、特許文献1には、バッテリにより駆動される電動機を備えるターボ過給機が開示されている。このターボ過給機では、排気タービンの回転数を早期に上昇させるために、電動機によって排気タービンの回転をアシストするようになっている。
一方、複数の過給機を含む過給システムにおいては、上述のような単段の構成に比べて制御対象が多く制御が複雑であり、バッテリの充電量が低下した時に適切に制御しなければ、エンジン出力及び車速が急に低下してドライバビリティが低下する可能性がある。
エンジンに供給される空気を圧縮するための第1コンプレッサを有する第1過給機と、
前記第1コンプレッサにより圧縮された空気をさらに圧縮するための第2コンプレッサを有する第2過給機と、
前記第1過給機及び前記第2過給機を制御するための制御装置と、
を備える過給システムであって、
前記第1過給機又は前記第2過給機の少なくとも一方は、前記第1コンプレッサ又は前記第2コンプレッサを駆動するための電動機をさらに有し、
前記第1過給機又は前記第2過給機の少なくとも一方は、前記エンジンからの排ガスにより回転駆動されるように構成されたタービンと、前記タービンに流入する前記排ガスの流路面積を調節するように構成されたノズルベーンと、をさらに有し、
前記制御装置は、
前記電動機に電力を与えるためのバッテリの充電量が第1閾値未満のときに、前記バッテリの充電量が前記第1閾値以上のときに比べて前記電動機の出力指令値の上限値を低く設定するように、又は、前記電動機を回生運転に切り替えるように構成された電動機制御部と、
前記バッテリの充電量が前記第1閾値未満のときに、前記電動機制御部による前記電動機の制御に伴い、前記流路面積が小さくなるように前記ノズルベーンの開度を制御するためのベーン制御部と、を含む。
上記(1)の構成によれば、バッテリの充電量が低下して第1閾値未満となったときに、該充電量が第1閾値以上であるときよりも電動機の出力指令値の上限値が低く設定され、又は、電動機が回生運転に切り替えられるとともに、ノズルベーンの開度が減少させられる。すなわち、電動機の出力指令値の低下又は回生運転への切り替えによる過給圧の低下に応じて、ノズルベーンの開度を小さくして過給圧を上昇させるので、電動機制御部による制御を行いながら、過給システムによる過給圧を確保することができる。よって、バッテリ充電量の低下に起因するドライバビリティの悪化を緩和することができる。
また、バッテリの充電量が低下した時に電動機の出力指令値の上限値が低く設定されるので、バッテリの枯渇を遅延させることができる。あるいは、バッテリの充電量が低下した時に電動機を回生運転に切り替えるので、バッテリの充電量を回復させることができる。
前記電動機制御部は、
前記バッテリの充電量が前記第1閾値未満、且つ、前記第1閾値よりも小さい第2閾値以上である場合に、前記電動機の出力指令値の前記上限値を前記バッテリの充電量が前記第1閾値以上の場合に比べて小さく、且つ、ゼロよりも大きい値に設定し、
前記バッテリの充電量が前記第2閾値未満である場合に、前記電動機の出力指令値の前記上限値をゼロに設定するように構成される。
上記(2)の構成では、バッテリの充電量が低下して第1閾値未満となったときに電動機の出力指令値の上限値をゼロより大きい値に設定し、第1閾値よりも小さい第2閾値未満となったときに電動機の出力指令値の上限値をゼロに設定する。このように、バッテリの充電量の低下に従い電動機の出力指令値の上限値を段階的に減少させるので、バッテリの充電量が少なくなった際に直ちに電動機が停止される場合に比べて、緩やかに電動機出力が低下されるので、ドライバビリティの悪化が緩和される。
上記(3)の構成によれば、オルタネータの負荷に応じて、電動機の出力指令値の上限値を制限するバッテリ充電量の閾値を決定するようにしたので、オルタネータ及びバッテリによる電力の供給状況に応じて適切に電動機出力を制御することができる。
上記(4)の構成によれば、オルタネータの負荷が増加してオルタネータの出力余裕が小さくなったときに、第1閾値及び第2閾値を増大させて、バッテリ充電量が比較的大きいうちに電動機の出力に制限をかけるので、バッテリの充電量を適切に維持することができる。
上記(5)の構成によれば、ノズルベーンの開度が所定の第3閾値以上であるとき、すなわち、ノズルベーンの開度を第3閾値未満に小さくして過給圧をより大きくするための余裕があるときに電動機を回生運転に切り替えるので、過給圧を維持しながら、回生運転によりバッテリの充電量を回復させることができる。
上記(6)の構成によれば、電動機による回生量がノズルベーンの開度に基づいて決定された目標回生量に制御されるので、ノズルベーンの開度に応じた適切な回生量にて電動機の回生運転を行うことができる。例えば、過剰な回生量での回生運転により過給圧が不足する事態を防ぐことができる。
上記(7)の構成によれば、ノズルベーンの開度が減少して過給不足を補う余裕が少なくなるに従って目標回生量を減少させるので、過給システムによる過給圧を適切に維持することができる。
上記(8)の構成によれば、電動機による回生量がバッテリの充電量に基づいて決定された目標回生量に制御されるので、バッテリの充電量に応じた適切な回生量にて電動機の回生運転を行うことができる。
上記(9)の構成によれば、バッテリの充電量が十分である場合には、目標回生量が低く設定されるので、回生量を減らして、過給システムによる過給圧の確保を優先させることができる。
前記第1過給機又は前記第2過給機のうち前記一方は、前記第1コンプレッサ又は前記第2コンプレッサに連結された前記電動機を備えた電動スーパーチャージャであり、
前記電動機制御部は、前記バッテリの充電量が第1閾値未満のときに、前記出力指令値の前記上限値をゼロに設定し、吸気による前記第1コンプレッサ又は前記第2コンプレッサの回転によって前記電動機が回生モードで駆動されるように構成される。
電動スーパーチャージャの場合、タービンが存在しないため、エンジンの排ガスから回収したエネルギーによって電動機を回生運転させることができない。
この点、上記(10)の構成によれば、電動機の出力がゼロに設定されるとともに、吸気によるコンプレッサの回転により電動機を回生モードで駆動するようにしたので、電動スーパーチャージャの電動機を回生運転させてバッテリ充電を行うことができる。
前記電動機に電力を与えるためのバッテリの充電量が第1閾値未満のときに、前記バッテリの充電量が前記第1閾値以上のときに比べて前記電動機の出力指令値の上限値を低く設定するように、又は、前記電動機を回生運転に切り替えるように構成された電動機制御部と、
前記バッテリの充電量が前記第1閾値未満のときに、前記電動機制御部による前記電動機の制御に伴い、前記流路面積が小さくなるように前記ノズルベーンの開度を制御するためのベーン制御部と、
を備える。
また、バッテリの充電量が低下した時に電動機の出力指令値の上限値が低く設定されるので、バッテリの枯渇を遅延させることができる。あるいは、バッテリの充電量が低下した時に電動機を回生運転に切り替えるので、バッテリの充電量を回復させることができる。
エンジンに供給される空気を圧縮するための第1コンプレッサを有する第1過給機と、前記第1コンプレッサにより圧縮された空気をさらに圧縮するための第2コンプレッサを有する第2過給機と、を備える過給システムの運転方法であって、
前記第1過給機又は前記第2過給機の少なくとも一方は、前記第1コンプレッサ又は前記第2コンプレッサを駆動するための電動機をさらに有し、
前記第1過給機又は前記第2過給機の少なくとも一方は、前記エンジンからの排ガスにより回転駆動されるように構成されたタービンと、前記タービンに流入する前記排ガスの流路面積を調節するように構成されたノズルベーンと、をさらに有し、
前記電動機に電力を与えるためのバッテリの充電量を取得する充電量取得ステップと、
前記バッテリの充電量が第1閾値未満のときに、前記バッテリの充電量が前記第1閾値以上のときに比べて前記電動機の出力指令値の上限値を低く設定する、又は、前記電動機を回生運転に切り替える電動機制御ステップと、
前記バッテリの充電量が前記第1閾値未満のときに、前記電動機制御ステップでの前記電動機の制御に伴い、前記流路面積が小さくなるように前記ノズルベーンの開度を制御するベーン開度制御ステップと、を備える。
また、バッテリの充電量が低下した時に電動機の出力指令値の上限値が低く設定されるので、バッテリの枯渇を遅延させることができる。あるいは、バッテリの充電量が低下した時に電動機を回生運転に切り替えるので、バッテリの充電量を回復させることができる。
図1〜図5の各図に示される実施形態の中で、図1及び図3に示す過給システム1においては、高圧段の第2過給機6がタービン24に流入する排ガスの流路面積を調節するように構成されたノズルベーン26を有する。また、図2、図4及び図5に示す過給システム1においては低圧段の第1過給機2がタービン14に流入する排ガスの流路面積を調節するように構成されたノズルベーン16を有する。
ノズルベーン16の開度を減少させる(すなわち、排ガスの流路面積を減少させる)ことで、排ガスのタービン14への流入速度が上昇するため、過給システム1による過給圧を上昇させることができる。また、ノズルベーン16の開度を開く(すなわち、排ガスの流路面積を増加させる)ことで、排ガスのタービン14への流入速度が減少するため、過給システム1による過給圧を減少させることができる。このようにして、ノズルベーン16の開度を調整することにより、過給システム1による過給圧を調節することができる。
なお、吸気管路32において、吸気マニフォールド36よりも上流側には、エンジン8に供給される空気の圧力(過給圧)を計測するための圧力センサ5が設けられていてもよい。
排気管路40には、タービン(14又は24)を迂回するバイパス管路42が接続されていてもよく、バイパス管路42には、ウェイストゲートバルブ43が設けられていてもよい。ウェイストゲートバルブ43の開度を調節することにより、タービン(14又は24)に流入する排ガスの流量及びバイパス管路42に流れる排ガスの流量を調節することができ、これにより、タービン(14又は24)及びこれと同軸駆動するコンプレッサ(10又は20)の回転数を制御できるようになっている。ウェイストゲートバルブ43の開度は、制御装置100によって制御されるようになっていてもよい。
排気管路40には、第1過給機2のタービン14を迂回するバイパス管路42が接続されていてもよく、バイパス管路42には、ウェイストゲートバルブ43が設けられていてもよい。ウェイストゲートバルブ43の開度を調節することにより、第1過給機2のタービン14に流入する排ガスの流量及びバイパス管路42に流れる排ガスの流量を調節することができ、これにより、第1過給機2のタービン14及びこれと同軸駆動する低圧段過給機90のコンプレッサ(10又は20)の回転数を制御できるようになっている。ウェイストゲートバルブ43の開度は、制御装置100によって制御されるようになっていてもよい。
また、排気管路40と排気マニフォールド38とは、第2過給機6のタービン24を迂回するように構成された第2バイパス流路48により接続される。エンジン8からの排気の一部は、第2バイパス流路48に設けられたバイパス弁45を介して、第2過給機6のタービン24を通らずに、第1過給機2のタービン14に流入できるようになっている。そして、バイパス弁45の開度を調節することにより、第2過給機6のタービン24及び第1過給機2のタービン14に流入する排ガスの流量を調節することができ、これにより、第2過給機6のタービン24及び第1過給機2のタービン14及びこれと同軸駆動する第2過給機6の第2コンプレッサ20及び第1過給機2の第1コンプレッサ10の回転数を制御できるようになっている。バイパス弁45の開度は、制御装置100によって制御されるようになっていてもよい。
制御装置100は、過給システム1を制御するためのECUであってもよい。また、制御装置100は、エンジン8を制御するためのエンジンECUとは独立に設けられたECUであってもよい。
制御装置100は、中央処理装置(CPU)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、およびI/Oインターフェイス等を含んで構成されたマイクロコンピュータであってもよい。
一方、S4においてバッテリ30の充電量が第1閾値未満であると判定された場合(S4のYes)、電動機制御部102によって、バッテリ30の充電量が第1閾値以上のときに比べて電動機12の出力指令値の上限値を低く設定して、該上限値以下の範囲内にて電動機12の出力を制御するか(S10又はS12)、あるいは、電動機12を回生運転に切り替えて、バッテリ30の充電を行う(S14)。さらに、ベーン制御部104によって、電動機制御部102による前述の電動機12の制御に伴い、第1過給機2又は第2過給機6が有するタービン(14又は24)に流入するエンジン8からの排ガスの流路面積が小さくなるようにノズルベーン(16又は26)の開度を制御する(S16)。
このように、バッテリ30の充電量が低下して第1閾値未満となったときに、充電量が第1閾値以上であるときよりも電動機12の出力指令値の上限値が低く設定され、又は、電動機12が回生運転に切り替えられるとともに、ノズルベーン(16又は26)の開度が減少させられる。すなわち、電動機12の出力指令値の低下又は回生運転への切り替えによる過給圧の低下に応じて、ノズルベーン(16又は26)の開度を小さくして過給圧を上昇させるので、電動機制御部102による制御を行いながら、過給システム1による過給圧を確保することができる。よって、バッテリ30の充電量の低下に起因するドライバビリティの悪化を緩和することができる。
また、バッテリ30の充電量が低下した時に電動機12の出力指令値の上限値が低く設定されるので、バッテリ30の枯渇を遅延させることができる。あるいは、バッテリ30の充電量が低下した時に電動機12を回生運転に切り替えるので、バッテリ30の充電量を回復させることができる。
なお、電動機制御部102は、電動機12の出力を制御するために、電動機12の出力が所望の値となるように、インバータ28が電動機12に与える電圧を制御するようになっていてもよい。
ノズルベーン(16又は26)の開度が所定の第3閾値以上であるとき、すなわち、ノズルベーン(16又は26)の開度を第3閾値未満に小さくして過給圧をより大きくするための余裕があるときに電動機12を回生運転に切り替えることで、過給圧を維持しながら、回生運転によりバッテリ30の充電量を回復させることができる。
このように、バッテリ30の充電量の低下に従い電動機12の出力指令値の上限値を段階的に減少させるので、バッテリ30の充電量が少なくなった際に直ちに電動機12が停止される場合に比べて、緩やかに電動機12の出力が低下されるので、ドライバビリティの悪化が緩和される。
オルタネータ60の負荷に応じて、電動機12の出力指令値の上限値を制限するバッテリ30の充電量の閾値(第1閾値及び第2閾値)を決定することで、オルタネータ60及びバッテリ30による電力の供給状況に応じて適切に電動機12の出力を制御することができる。
オルタネータ60の負荷が増加してオルタネータ60の出力余裕が小さくなったときに、第1閾値及び第2閾値を増大させて、バッテリ30の充電量が比較的大きいうちに電動機12の出力に制限をかけることで、バッテリ30の充電量を適切に維持することができる。
電動機12による回生量がノズルベーン(16又は26)の開度に基づいて決定された目標回生量に制御することで、ノズルベーン(16又は26)の開度に応じた適切な回生量にて電動機12の回生運転を行うことができる。例えば、過剰な回生量での回生運転により過給圧が不足する事態を防ぐことができる。
この場合、ノズルベーン(16又は26)の開度が減少して過給不足を補う余裕が少なくなるに従って目標回生量を減少させるので、過給システム1による過給圧を適切に維持することができる。
電動機12による回生量をバッテリ30の充電量に基づいて決定された目標回生量に制御することで、バッテリ30の充電量に応じた適切な回生量にて電動機12の回生運転を行うことができる。
この場合、バッテリ30の充電量が十分である場合には、目標回生量が低く設定されるので、回生量を減らして、過給システムによる過給圧の確保を優先させることができる。
電動スーパーチャージャにおいてはタービンが存在しないため、エンジン8の排ガスから回収したエネルギーによって電動機12を回生運転させることができない。
そこで、電動機12の出力がゼロに設定されるとともに、吸気によるコンプレッサの回転により電動機12を回生モードで駆動することで、電動スーパーチャージャの電動機12を回生運転させてバッテリ30の充電を行うことができる。
また、この際、ベーン制御部104により、タービン24に流入するエンジン8からの排ガスの流路面積が小さくなるようにノズルベーン26の開度を制御して、過給システム1による過給圧を維持するようにしてもよい。
また、本明細書において、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
2 第1過給機
5 圧力センサ
6 第2過給機
8 エンジン
10 第1コンプレッサ
11 回転軸
12 電動機
14 タービン
16 ノズルベーン
17 支持軸
20 第2コンプレッサ
24 タービン
26 ノズルベーン
28 インバータ
30 バッテリ
32 吸気管路
34 インタークーラ
36 吸気マニフォールド
38 排気マニフォールド
40 排気管路
42 バイパス管路
43 ウェイストゲートバルブ
45 バイパス弁
46 再循環通路
47 再循環バルブ
48 第2バイパス流路
50 タービンケーシング
54 タービンロータ
56 動翼
60 オルタネータ
90 低圧段過給機
100 制御装置
102 電動機制御部
104 ベーン制御部
106 閾値決定部
Claims (11)
- エンジンに供給される空気を圧縮するための第1コンプレッサを有する第1過給機と、
前記第1コンプレッサにより圧縮された空気をさらに圧縮するための第2コンプレッサを有する第2過給機と、
前記第1過給機及び前記第2過給機を制御するための制御装置と、
を備える過給システムであって、
前記第1過給機又は前記第2過給機の少なくとも一方は、前記第1コンプレッサ又は前記第2コンプレッサを駆動するための電動機をさらに有し、
前記第1過給機又は前記第2過給機の少なくとも一方は、前記エンジンからの排ガスにより回転駆動されるように構成されたタービンと、前記タービンに流入する前記排ガスの流路面積を調節するように構成されたノズルベーンと、をさらに有し、
前記制御装置は、
前記電動機に電力を与えるためのバッテリの充電量が第1閾値未満のときに、前記バッテリの充電量が前記第1閾値以上のときに比べて前記電動機の出力指令値の上限値を低く設定するように、又は、前記電動機を回生運転に切り替えるように構成された電動機制御部と、
前記バッテリの充電量が前記第1閾値未満のときに、前記電動機制御部による前記電動機の制御に伴い、前記流路面積が小さくなるように前記ノズルベーンの開度を制御するためのベーン制御部と、
を含み、
前記制御装置は、前記エンジンによって駆動されて前記電動機に与える電力を生成するためのオルタネータの負荷に基づいて、前記第1閾値を決定するように構成された閾値決定部をさらに含む
ことを特徴とする過給システム。 - 前記電動機制御部は、
前記バッテリの充電量が前記第1閾値未満、且つ、前記第1閾値よりも小さい第2閾値以上である場合に、前記電動機の出力指令値の前記上限値を前記バッテリの充電量が前記第1閾値以上の場合に比べて小さく、且つ、ゼロよりも大きい値に設定し、
前記バッテリの充電量が前記第2閾値未満である場合に、前記電動機の出力指令値の前記上限値をゼロに設定する
ように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の過給システム。 - 前記閾値決定部は、前記オルタネータの負荷の増加とともに、前記第1閾値を増大するように構成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の過給システム。
- 前記第1過給機又は前記第2過給機のうち前記一方は、前記第1コンプレッサ又は前記第2コンプレッサに連結された前記電動機を備えた電動スーパーチャージャであり、
前記電動機制御部は、前記バッテリの充電量が前記第1閾値未満のときに、前記出力指令値の前記上限値をゼロに設定し、吸気による前記第1コンプレッサ又は前記第2コンプレッサの回転によって前記電動機が回生モードで駆動されるように構成されたことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の過給システム。 - エンジンに供給される空気を圧縮するための第1コンプレッサを有する第1過給機と、
前記第1コンプレッサにより圧縮された空気をさらに圧縮するための第2コンプレッサを有する第2過給機と、
前記第1過給機及び前記第2過給機を制御するための制御装置と、
を備える過給システムであって、
前記第1過給機又は前記第2過給機の少なくとも一方は、前記第1コンプレッサ又は前記第2コンプレッサを駆動するための電動機をさらに有し、
前記第1過給機又は前記第2過給機の少なくとも一方は、前記エンジンからの排ガスにより回転駆動されるように構成されたタービンと、前記タービンに流入する前記排ガスの流路面積を調節するように構成されたノズルベーンと、をさらに有し、
前記制御装置は、
前記電動機に電力を与えるためのバッテリの充電量が第1閾値未満のときに、前記バッテリの充電量が前記第1閾値以上のときに比べて前記電動機の出力指令値の上限値を低く設定するように、又は、前記電動機を回生運転に切り替えるように構成された電動機制御部と、
前記バッテリの充電量が前記第1閾値未満のときに、前記電動機制御部による前記電動機の制御に伴い、前記流路面積が小さくなるように前記ノズルベーンの開度を制御するためのベーン制御部と、
を含み、
前記電動機制御部は、前記バッテリの充電量が前記第1閾値未満であり、且つ、前記ノズルベーンの開度が第3閾値以上のときに、前記電動機を回生運転に切り替えるように構成されたことを特徴とする過給システム。 - エンジンに供給される空気を圧縮するための第1コンプレッサを有する第1過給機と、
前記第1コンプレッサにより圧縮された空気をさらに圧縮するための第2コンプレッサを有する第2過給機と、
前記第1過給機及び前記第2過給機を制御するための制御装置と、
を備える過給システムであって、
前記第1過給機又は前記第2過給機の少なくとも一方は、前記第1コンプレッサ又は前記第2コンプレッサを駆動するための電動機をさらに有し、
前記第1過給機又は前記第2過給機の少なくとも一方は、前記エンジンからの排ガスにより回転駆動されるように構成されたタービンと、前記タービンに流入する前記排ガスの流路面積を調節するように構成されたノズルベーンと、をさらに有し、
前記制御装置は、
前記電動機に電力を与えるためのバッテリの充電量が第1閾値未満のときに、前記電動機を回生運転に切り替えるように構成された電動機制御部と、
前記バッテリの充電量が前記第1閾値未満のときに、前記電動機制御部による前記電動機の制御に伴い、前記流路面積が小さくなるように前記ノズルベーンの開度を制御するためのベーン制御部と、
を含み、
前記電動機制御部は、前記ノズルベーンの開度に基づいて前記電動機による目標回生量を決定し、前記電動機による回生量を前記目標回生量に制御するように構成されたことを特徴とする過給システム。 - 前記電動機制御部は、前記ノズルベーンの開度の減少とともに、前記目標回生量を減少させるように構成されたことを特徴とする請求項6に記載の過給システム。
- 前記電動機制御部は、前記電動機に電力を与えるための前記バッテリの充電量が前記第1閾値未満のときに、前記電動機を回生運転に切り替えるように構成されるとともに、前記バッテリの充電量に基づいて前記電動機による目標回生量を決定し、前記電動機による回生量を前記目標回生量に制御するように構成されたことを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の過給システム。
- 前記電動機制御部は、前記バッテリの最大容量と前記バッテリの充電量との差が小さくなるとともに、前記目標回生量を減少させるように構成されたことを特徴とする請求項8に記載の過給システム。
- 請求項1乃至9の何れか一項に記載の過給システムに用いられる制御装置であって、
前記電動機に電力を与えるためのバッテリの充電量が第1閾値未満のときに、前記バッテリの充電量が前記第1閾値以上のときに比べて前記電動機の出力指令値の上限値を低く設定するように、又は、前記電動機を回生運転に切り替えるように構成された電動機制御部と、
前記バッテリの充電量が前記第1閾値未満のときに、前記電動機制御部による前記電動機の制御に伴い、前記流路面積が小さくなるように前記ノズルベーンの開度を制御するためのベーン制御部と、
前記エンジンによって駆動されて前記電動機に与える電力を生成するためのオルタネータの負荷に基づいて、前記第1閾値を決定するように構成された閾値決定部と、
を備えることを特徴とする過給システム用制御装置。 - エンジンに供給される空気を圧縮するための第1コンプレッサを有する第1過給機と、前記第1コンプレッサにより圧縮された空気をさらに圧縮するための第2コンプレッサを有する第2過給機と、を備える過給システムの運転方法であって、
前記第1過給機又は前記第2過給機の少なくとも一方は、前記第1コンプレッサ又は前記第2コンプレッサを駆動するための電動機をさらに有し、
前記第1過給機又は前記第2過給機の少なくとも一方は、前記エンジンからの排ガスにより回転駆動されるように構成されたタービンと、前記タービンに流入する前記排ガスの流路面積を調節するように構成されたノズルベーンと、をさらに有し、
前記電動機に電力を与えるためのバッテリの充電量を取得する充電量取得ステップと、
前記バッテリの充電量が第1閾値未満のときに、前記バッテリの充電量が前記第1閾値以上のときに比べて前記電動機の出力指令値の上限値を低く設定する、又は、前記電動機を回生運転に切り替える電動機制御ステップと、
前記バッテリの充電量が前記第1閾値未満のときに、前記電動機制御ステップでの前記電動機の制御に伴い、前記流路面積が小さくなるように前記ノズルベーンの開度を制御するベーン開度制御ステップと、
前記エンジンによって駆動されて前記電動機に与える電力を生成するためのオルタネータの負荷に基づいて、前記第1閾値を決定する閾値決定ステップと、
を備えることを特徴とする過給システムの運転方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2015/052657 WO2016121092A1 (ja) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | 過給システム及び過給システム用制御装置並びに過給システムの運転方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016121092A1 JPWO2016121092A1 (ja) | 2017-06-29 |
JP6401305B2 true JP6401305B2 (ja) | 2018-10-10 |
Family
ID=56542743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016571631A Expired - Fee Related JP6401305B2 (ja) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | 過給システム及び過給システム用制御装置並びに過給システムの運転方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10753272B2 (ja) |
EP (1) | EP3228841B1 (ja) |
JP (1) | JP6401305B2 (ja) |
CN (1) | CN107110012A (ja) |
WO (1) | WO2016121092A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6269330B2 (ja) * | 2014-06-06 | 2018-01-31 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP6434541B2 (ja) | 2015-01-30 | 2018-12-05 | 三菱重工業株式会社 | 過給システム及び過給システム用制御装置並びに過給システムの運転方法 |
JP6672785B2 (ja) * | 2015-12-25 | 2020-03-25 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジンの制御装置 |
US10190483B2 (en) * | 2016-11-23 | 2019-01-29 | GM Global Technology Operations LLC | Method of controlling a pressure ratio in a flow of compressed combustion air |
JP6575554B2 (ja) * | 2017-04-03 | 2019-09-18 | トヨタ自動車株式会社 | 排気タービン発電システムとその制御装置 |
US10400693B2 (en) * | 2017-07-07 | 2019-09-03 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicle turbocharger systems and methods with improved aftertreatment activation |
CN109854394A (zh) * | 2017-11-30 | 2019-06-07 | 中国人民解放军陆军军事交通学院 | 变海拔双vgt二级可调增压控制方法 |
US20200200074A1 (en) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | GM Global Technology Operations LLC | Multiple stage turbo-charged engine system |
US10975790B2 (en) * | 2019-08-26 | 2021-04-13 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for controlling boost during an engine cold start |
CN113623064A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-11-09 | 泰州科华船舶科技有限公司 | 一种带电涡轮增压器的发电机组 |
US20240034174A1 (en) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | Antwoine McKinley Jones | AC/DC Radial Wheel Generation and Recharging System with Wind Assist |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1010480B (it) * | 1974-05-07 | 1977-01-10 | Aiti G | Miscelatore di combustibile per motori a scoppio |
US6705084B2 (en) * | 2001-07-03 | 2004-03-16 | Honeywell International Inc. | Control system for electric assisted turbocharger |
EP1300561B1 (en) * | 2001-10-03 | 2005-04-13 | Visteon Global Technologies, Inc. | Control system for an internal combustion engine boosted with an electronically controlled pressure charging device |
EP1300562A1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-04-09 | Visteon Global Technologies, Inc. | Control system for an internal combustion engine boosted with an electronically controlled compressor |
JP4295753B2 (ja) * | 2004-10-19 | 2009-07-15 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の過給圧制御装置 |
US7237381B2 (en) * | 2005-04-25 | 2007-07-03 | Honeywell International, Inc. | Control of exhaust temperature for after-treatment process in an e-turbo system |
JP4449839B2 (ja) | 2005-07-04 | 2010-04-14 | 三菱自動車工業株式会社 | 電源制御装置 |
US7478533B2 (en) * | 2005-08-03 | 2009-01-20 | Honda Motor Co., Ltd. | Engine system with a supercharger |
JP4433051B2 (ja) | 2005-11-11 | 2010-03-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP4341632B2 (ja) * | 2006-02-21 | 2009-10-07 | トヨタ自動車株式会社 | スタビライザ制御装置 |
JP2007262970A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Toyota Motor Corp | ターボチャージャの制御装置 |
JP2008175126A (ja) * | 2007-01-18 | 2008-07-31 | Ihi Corp | 電動機付ターボチャージャ |
JP4858278B2 (ja) | 2007-04-06 | 2012-01-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気再循環装置 |
EP2006507A1 (de) | 2007-06-22 | 2008-12-24 | ABB Turbo Systems AG | Regelung eines Aufladesystems für Brennkraftmaschinen |
US20090205331A1 (en) * | 2008-02-19 | 2009-08-20 | Marsh J Kendall | Piston based double compounding engine |
JP5208083B2 (ja) | 2009-10-06 | 2013-06-12 | 三菱電機株式会社 | 電動過給機の制御装置 |
US7935025B1 (en) * | 2010-02-25 | 2011-05-03 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for assisted direct start control |
JP5490053B2 (ja) | 2011-04-22 | 2014-05-14 | 三菱電機株式会社 | 車両の制御装置 |
US9285432B2 (en) * | 2011-07-26 | 2016-03-15 | GM Global Technology Operations LLC | Method and system for controlling a vehicle battery |
JP2013181392A (ja) | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Daimler Ag | エンジンの過給システム |
JP2013238141A (ja) | 2012-05-14 | 2013-11-28 | Toyota Motor Corp | ハイブリッド車の電動機付過給装置 |
CN102780256B (zh) * | 2012-07-27 | 2015-11-25 | 浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司 | 一种车辆蓄电池的充电控制系统 |
CN103089407B (zh) * | 2013-01-09 | 2015-01-14 | 北京理工大学 | 转子离合式电动发电涡轮增压器及其辅助控制电路与方法 |
-
2015
- 2015-01-30 CN CN201580068797.1A patent/CN107110012A/zh active Pending
- 2015-01-30 JP JP2016571631A patent/JP6401305B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2015-01-30 WO PCT/JP2015/052657 patent/WO2016121092A1/ja active Application Filing
- 2015-01-30 EP EP15879989.0A patent/EP3228841B1/en active Active
- 2015-01-30 US US15/533,709 patent/US10753272B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107110012A (zh) | 2017-08-29 |
WO2016121092A1 (ja) | 2016-08-04 |
US20170328272A1 (en) | 2017-11-16 |
EP3228841A1 (en) | 2017-10-11 |
JPWO2016121092A1 (ja) | 2017-06-29 |
EP3228841A4 (en) | 2018-06-06 |
US10753272B2 (en) | 2020-08-25 |
EP3228841B1 (en) | 2021-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6401305B2 (ja) | 過給システム及び過給システム用制御装置並びに過給システムの運転方法 | |
US10526955B2 (en) | Supercharging device for an internal combustion engine, and operating method for the supercharging device | |
JP6294646B2 (ja) | ターボコンパウンドシステムの制御装置 | |
US10513972B2 (en) | Supercharger device for an internal combustion engine, and a method for operating said supercharger device | |
US6647724B1 (en) | Electric boost and/or generator | |
US9048765B2 (en) | Engine powered generator | |
US10563572B2 (en) | Charging device for an internal combustion engine and operating method for the charging device | |
US10378433B2 (en) | Supercharged internal combustion engine with exhaust-gas turbocharging arrangement, and method for operating an internal combustion engine of said type | |
JP2010249019A (ja) | 内燃機関 | |
JP6033224B2 (ja) | 内燃機関の排ガスターボチャージャの安定した運転を制御する方法及び相応の装置 | |
US10006344B2 (en) | Twin turbo engine | |
JP2007262970A (ja) | ターボチャージャの制御装置 | |
JP2884725B2 (ja) | ツインターボチャージャの制御装置 | |
JP6434541B2 (ja) | 過給システム及び過給システム用制御装置並びに過給システムの運転方法 | |
KR20190035862A (ko) | 압축 공기 터빈 직류발전기 시스템 | |
JP5552983B2 (ja) | 電動ターボシステム | |
JP2000179348A (ja) | ターボチャージャ | |
JP2005009315A (ja) | エンジンの2段過給装置 | |
JP2016205301A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
US20210199044A1 (en) | Method for controlling an electrified turbocharger of an internal combustion engine, and a motor vehicle with an internal combustion engine | |
JP2011080398A (ja) | 電動過給機の制御装置 | |
JP5803088B2 (ja) | エンジンシステム制御装置 | |
JP6114446B1 (ja) | 低圧段駆動階層型電動ターボチャージャ装置および該低圧段駆動階層型電動ターボチャージャ装置を装着した動力システム | |
JP2018178890A (ja) | 内燃機関 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170316 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180305 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180608 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180718 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180831 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180906 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6401305 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |