JPH01117926A - 回転電機付ターボチャージャの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は排気エネルギーにより駆動されるターボチャー
ジャの回転軸に電動−発′ＦＩ！Ｌ機を取付けた回転電
機付ターホブ・ヤージャの制御装置に関する。

（従来の技術） エンジンの排気管にターボチャージャを取付け、このタ
ーボチャージャの回転軸に電動−発電機を直結して、排
気エネルギーを回収しようとする提案が種々なされてい
る。

このようなターボチャージャに電動−発電機を取付け、
エンジンの運転状態に応じて電動機作動または発電機作
動として、該電動機−発電機を回転制御する提案が内燃
機関のターボチャージャとして１．特開昭６０−１９５
３２９号公報に開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の特開昭６０−１９５３２９号公報に開示された提
案においては内燃機関の低速高負荷時の運転領域では電
動機作動として吸気の過給助勢を実行するが、車両の積
載荷重に応じての過給助勢の制御がなされておらず、し
たがって所定の積荷量を基準として助勢作動を設定する
と、空荷の時は加速性が過大となり、車両の運転に危険
を生ずる不具合がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的は積荷の大小に応じて、車両の加速を制御して
従来の不具合を解消しようとする回転電機付ターボチャ
ージャの制御装置を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、ターボチャージャに取付けた電動−発
電機となる回転電機を備えた回転電機付ターボチャージ
ャの制御装置において、アクセルペダルの踏込状態を検
出する踏込検出手段と、車両重量を検出する重量検出手
段と、これら２検出手段からの信号に対応して車両の加
速性を制御する制御手段とを備えた回転電機付ターボチ
ャージャの制御装置が提供される。

（作用） 本発明では、車両の重量検出手段からの信号と、アクセ
ルペダルの踏込検出手段からの信号とに対応して、回転
電機への供給電力を制御するので、積荷状態やアクセル
ペダルの踏込状態に応じたエンジンへのブースト圧が供
給され、適切な加速性が得られる作用がある。

（実施例） つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図であり
、同図において、１はエンジンで吸気管１ａを通じて吸
入する空気と、噴射器２を介して燃料タンク２ａから供
給される燃料との燃焼エネルギーにより車輪３を回転さ
せて車両を駆動するもので、排気管１ｂを介して燃焼後
の排気ガスが排出される。なおエンジン１はクラッチペ
ダル４ａの踏込みによりエンジントルクを断続するクラ
ッチ４と、エンジントルクを変速する変速器４ｂとを有
しており、クラッチ４にはその断続を検出するクラッチ
センサ４ｃが取付けられて、検出された信号が後述する
電子制御装置５に送出される。また、１ｃはエンジン回
転センサ、２ｂはアクセルペダル２ｄに取付ｉた踏込検
出手段となるアクセルペダルセンサであり、それぞれ検
出したエンジン回転信号、アクセル踏込量に対応するエ
ンジン負荷信号やアクセルペダル踏込位置および踏込み
によるペダル穆動量信号を電子制御装置５に送出するも
のである。

また車輪３の車軸には車両重量および積荷重量を検出す
る重量検出手段となる重量検出器３ａが取付けられ、検
出信号を電子制御装置５に送出する。

６は排気管１ｂおよび吸気管１ａに接続されたターボチ
ャージャであり、排気ガスエネルギーにより駆動される
タービン６ｂと、吸気を過給するコンプレッサ６ａとを
有し、これらの両者を接続する回転軸６ｃには電動機あ
るいは発電機として作動する回転電機７が取付けられて
いる。そして排気エネルギーによりタービン６ｂが回転
駆動されると回転電機７は発電機モードとなり、その発
電電力は電力変換器７ａに送電され、電力変換器７ａの
作動により車載のバッテリ５ａを充電するものである。

なお、電力変換器７ａは交流電力を直流電力に変換する
整流平滑回路、直流電力の電圧を自在に変換するコンバ
ータ回路、直流電力を周波数調整自在の交流電力に変換
するインバータ回路、半導体制御素子を用いて電圧や電
流を制御するデユーティ制御回路などの各種の強電制御
回路を備えており、電子制御装置５からの制御指令によ
って各種の強電制御回路が制御されるものである。した
がって、エンジン１のトルクを増大させると台には、バ
ッテリ５ａからの直流電力を変換して回転電機７に供給
し、電動機モードとしてコンプレッサ６ａを駆動して、
吸気を圧縮しエンジン１への過給圧を上昇させるよう作
動するものである。

図中の１８はバイパスアクチュエータで排気流路を制御
して排気エネルギーが小さいときに流路を狭めて速度を
増加させるものであり、１ｄは吸気管１ａに取付けられ
たブースト圧センサで吸気圧を検出するもの、６ｄは回
転軸６ｃに取付けられたタービンセンサでターボチャー
ジャ６の回転数を検出するもの、７ｂは回転電機７に取
付けられた位相センサで回転電機７の磁界とロータの出
力との位相を検出するもの、７ｃは回転電機７の電圧を
計測する電圧センサで、検出されたそれぞれからの信号
は電子制御装置５に送出されるよう構成されている。

電子制御装置５はマイクロコンピュータよりなり、前述
の各種のセンサからの信号などを入力して演算処理や計
数の比較などを行う中央処理装置、制御プログラムや各
種のデータを格納する各種メモリ装置、各種の信号を受
令したり制御指令を発令する入／出力装置などを有して
おり、エンジン１への供給燃料を増加させる噴射器アク
チュエータ２Ｃへの信号も発令するものである。なお、
電子制御装置５の有する各種メモリには、アクセルペダ
ル位置に相当する燃料供給量に見合った吸気のブースト
圧や、アクセルペダル位置に相当するエンジン回転数の
データや、これらに対応するマツプなどが格納されてい
る。

第２図は本実施例の作動の一例を示す処理フロー図であ
り、第２図を参照して本実施例の作動を説明する。

まずステップ１ではエンジン回転センサＩＣからの信号
を読込み、エンジン回転がアイドリング回転か否かチエ
ツクし、アイドリング状態でないときはステップ２に進
んでクラッチが接か否かをチエツクする。ここでクラッ
チセンサ４ｃからの信号が接のときはステップ３へ、断
のときはステップ４に進んでステップ２のフローを繰返
すことになる。

ステップ３ではアクセルペダルセンサ２ｂからの信号を
読込み、ステップ５にてその踏込量が部分的に踏込まれ
ているか、−杯に踏込まれているかをチエツクして、部
分踏込みの場合はステップ６〜９に穆行する。そして、
エンジン回転センサ１ｃとブースト圧センサ１ｄとから
信号を読込み、部分踏込みのアクセルペダル位置の燃料
供給量に相当する吸気管のブースト圧ＰＩＳＣの演算を
行い、ＰＢＣと読込んだ現ブースト圧Ｐｉｌ＋と差の計
算を行う。

ステップ１０では車軸に設けた重量検出器３ａからの信
号により車両重量を計測して積載荷重のファクタＦをス
テップ１１で設定する。

つぎにステップ１２．１３ではアクセルペダルセンサ２
ｂからの信号により踏込まれたペダル位置Ｌ１とペダル
穆動量を計測し、所定時間におけるＢ動量より踏込速度
ＶＡＣを求める。そして所定の踏込速度ＶＣＣとｖＡｃ
とを比較して、ＶＡＣが矢きいときはステップ１４より
１５に進み、　　（ＶＡｃ−ｖｃｃ）に対応し、さらに
積載荷重のファクタＦにも対応してブースト圧を上昇さ
せるための回転電機への供給電力の演算を行う。

ステップ１６ではブースト圧センサ１ｄにより現ブース
ト圧Ｐ１を計測し、アクセルペダルセンサ２ｂにより現
ペダル位置を読込み、エンジン回転センサ１ｃによりエ
ンジン回転数を計測し、これらに基づいて必要とするブ
ースト圧ＰＣをステップ１７にて計算を行う。そしてス
テップ１８では求めたブースト圧ＰＣと現ブースト圧Ｐ
１とを比較して、Ｐｌが大きいときは定常モードと判断
して■に進むがＰＣが大きいときはステップ１９にてア
クセルペダル位置につきＬｌ　とＬ２との比較を行う。

ここでＬｌが大きいときは踏込みが戻されていると判断
して最初のフローに戻るが、Ｌ２が大きいときはステッ
プ２０〜２２に進む。

そしてターボチャージャの回転数を検出するためタービ
ンセンサ６ｄからの信号を読込み、電力変換器７ａを制
御して供給電力を増大する制御を行い、位相センサ７ｂ
からの信号に基づいて一電動機駆動の効率の制御を行っ
て電動機作動にて増大したブースト圧をステップ２３で
検出し、供給燃料を増加する制御をステップ２４にて行
う。

ステップ２５ではブースト圧の増加の程度のチエツクを
行い、ブースト圧の増加が所定値以上の場合は、ステッ
プ２６にてアクセルペダルセンサ２ｂからアクセルペダ
ル位置を、ステップ２７にてエンジン回転センサＩＣか
らエンジン回転を検出する。そして、ステップ２８では
これらの検出信号に基づいて、アクセルペダル位置に相
当するエンジン回転より現エンジン回転が小さい場合は
回転電機７を電動機モードとし、大きい場合は発電機モ
ードとするよう判断して、前者の場合はステップ２９に
、後者の場合はステップ３４に進む。

ステップ２９では回転電機７を電動機駆動させるための
電力の計算を行い、ステップ３０ではタービンセンサ６
ｄからタービン回転を検出し、ついでステップ３１〜３
３に移行してバッテリ５ａからの電力を電力変換器７ａ
に制御して回転電機７に供給して電動機駆動してコンプ
レッサ６ａの作動により過給してブースト圧を上昇させ
る。

そしてブースト圧センサ１ｄにてブースト圧を検出し、
噴射器アクチュエータ２ｃを制御して燃料供給量を制御
して、エンジン１の駆動力を増大させる制御を行う。

回転電機７を発電機モードにしてステップ３４に進んだ
ときはステップ３５よりステップ３６に移行して、電圧
センサ７ｃにより発電電圧の計測を行い、ステップ３７
にてバッテリ電圧との比較を行う。そして、発電電圧が
バッテリ電圧より高圧のときはステップ３８〜４０に進
んでバッテリを充電する処理を行い、発電電圧が低いと
きはステップ４２．４３に進んで電力変換器７ａにて昇
圧制御してバッテリの充電となるが、ステップ４０にて
充電状態にならない場合はステップ４１に進んで故障信
号を発して警告することになる。

一方、ステップ５でアクセルペダル２ｄが一杯に踏込ま
れているときはステップ４８〜５１に進み、エンジン回
転センサＩＣからエンジン回転信号を読込み、回転電機
７へ供給する最大電力を電子制御装置５により検索し、
タービンセンサ６ｄからタービン回転を検出し、ブース
ト圧センサ１ｄから現ブースト圧ＰＲ２を検出する。そ
してステップ５２では最大ブーストと現ブースト圧ｐＨ
２とを比較し、ＰＢ２が最大ブースト圧に達していない
ときはステップ５３〜５６に移行する。ここでは、電力
変換器７ａを介して回転篭ｍ７への供給電力を増大させ
る制御と、位相センサ７ｂからの信号により回転電機７
を効率よく駆動する制御と、現ブースト圧の検出と、供
給燃料を増加させる制御とを実行して、前記のステップ
２５に進んでブースト圧がどの程度増大されたかのチエ
ツクが行われることになる。

なお、ステップ５２にてＰＢ２が最大ブースト圧に達し
ているときも上記と同様にステップ２５のチエツクのフ
ローに進む。

また、最初のステップ１にてエンジン回転センサＩＣか
らの信号によりエンジン１がアイドリング状態と判断さ
れたときは、ステップ４４〜４７に移行し、アイドリン
グ状態のため排気エネル０ギーが少ないため、バイパス
アクチュエータ１ｅを制御して排気の流速を高めてター
ビン６ｂの回転を早め、電圧センサ７Ｃにより発電機作
動の回転電機７からの発電電圧をチエツクし、バッテリ
電圧と比較して電力変換器７ａにてバッテリ５ａを充電
できる電圧に制御してからステップ３９に進んで充電作
動を行うことになる。

以上本発明を上述の一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が可能であり、これらを
本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 本発明によれば、車両の積荷状態が検出できる車軸に設
けた重量検出手段からの信号と、運転者の加速意図がチ
エツクできるアクセルペダルの踏込検出手段からの信号
に対応し、回転電機への供給電力を制御して過給助勢に
よるエンジンの加速性を加減するので、積荷やペダル踏
込みに適応した加速性を車両に与えることができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は本実施例の作動の一例を示す処理フロー図である。 １・・・エンジン、１ｃ・・・エンジン回転センサ、１
ｄ・・・ブースト圧センサ、２ｂ・・・アクセルペダル
センサ、３ａ・・・重量検出器、５・・・電子制御装置
、５ａ・・・バッテリ、６・・・ターボチャージャ、７
・・・回転電機、７ａ・・・電力変換器。 特許出願人　　いすｙ自動車株式会社 代　理　人　　弁理士　辻　　　　實

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ターボチャージャに取付けた電動−発電機となる回転電
   機を備えた回転電機付ターボチャージャの制御装置にお
   いて、アクセルペダルの踏込状態を検出する踏込検出手
   段と、車両重量を検出する重量検出手段と、これら２検
   出手段からの信号に対応して車両の加速性を制御する制
   御手段とを備えたことを特徴とする回転電機付ターボチ
   ャージャの制御装置。