JPH01155027A - ターボチャージャ用回転電機の電圧制御装置 - 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） 本発明はターボチャージャの回転軸に電動−発電機を取
付けたターボチャージャ用回転電機の電圧制御装置に関
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。

このような提案としてターボチャージャに電動−発電機
となる回転電機を取付け、内燃機関の運転状態に応じて
電動機または発電機として作動させる内燃機関のターボ
チャージャが特開昭６０−１９５３２９号公報に開示さ
れている。

そして、エンジンの低速重負荷の運転領域ではバッテリ
より回転電機に電力を供給して電動機作動とし、ターボ
チャージャの過給作動を助勢してブースト圧を上昇させ
、エンジン出力の増加を図っている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の内燃機関のターボチャージャの提案においては、
ターボチャージャの回転数が低速のときは電動機作動の
回転電機の逆起電圧が上昇しないため、バッテリからの
電力を十分に供給できるが、ターボチャージャが高速回
転になると回転電機の逆起電圧も高くなり、十分な電力
を供給することが困難となる欠点を有している。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はターボチャージャの回転数の高速時において
も、バッテリから回転電機に十分な電力を供給して過給
作動を助勢しようとするターボチャージャ用回転電機の
電圧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回転電機
にバッテリから電力を供給して過給作動を助勢せしめる
ターボチャージャ用回転電機の電圧制御装置において、
前記回転電機の回転数を検出する回転検出手段と、該回
転検出手段からの回転信号に対応してバッテリからの供
給電力の電圧を制御する制御手段とを備えたことを特徴
とするターボチャージャ用回転電機の電圧制御装置が提
供される。

（作用） 本発明では回転電機の回転数を回転検出手段により検出
し、この回転検出手段からの回転信号に対応してバッテ
リからの供給電力の電圧を制御するので、回転電機の回
転数が高速になってその逆起電圧が上昇しても、電圧の
制御手段により供給電力を高電圧に上昇させる作用があ
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回路ブロック図であり
、第２図は本発明を適用する回転電機付ターボチャージ
ャの構成ブロック図である。

第２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はエンジント
ルりを断糸売するクラッチ４と、エンジントルクを変速
する変速機４ａとを有している。また、１ｃはエンジン
回転センサ、２ｂはアクセルペダル２ｃに取付けられた
アクセルペダルセンサであり、それぞれ検出したエンジ
ン回転信号やアクセル踏込量に対応するエンジン負荷信
号を電子制御装置５に送出するものである。

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、変圧器を用いて昇圧する昇圧回路
、半導体制御素子を用いて電圧や電流を制御するデユー
ティ制御回路なと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。

第１図は電力変換器７ａの一部の詳細を示す回路ブロッ
ク図であり、インバータ回路や昇圧回路にてバッテリか
らの直流電力を交流電力に変換して所望する電圧に昇圧
させるものである。

同図において、Ｃ，、Ｃ２は電流をオン／オフするチョ
ッパー素子、Ｃｎはコントローラで電子制御装置５の指
令により、周波数変化自在の信号を送ってチョッパー素
子を駆動制御するもの、Ｓ、、Ｓ２は切換スイッチで電
子制御装置５からの指令により切換操作されるもの、Ｔ
　１．　Ｔ　２は変圧器でそれぞれ所定の変圧比を有す
るもの、Ｃａはキャパシタ、Ｄは整流器である。そして
、切換スイッチＳ、、Ｓ、が１１位置に操作されると、
コントローラＣｎの制御によるチョッパー素子Ｃ１の作
動により、オン／オフされたバッテリ５ａからの脈流電
力は、変圧器Ｔ２により昇圧されて回転電機７に印加さ
れ、回転電機７を電動機駆動してターボチャージャ７の
過給作動を助勢することになり、切換スイッチ５１．５
２がＴ位置に操作されると、チョッパー素子Ｃ１からの
脈流電力は変圧器Ｔ１により昇圧された後、整流器Ｄ１
およびキャパシタＣａにて整流されてからチョッパー素
子Ｃ２により脈流となり、さらに変圧器Ｔ２により高電
圧に昇圧され、回転電機７には高電圧の電力が供給され
るよう構成されている。

なお、第２図におりる６ｄは回転軸６Ｃに取付けられ回
転検出手段となるタービンセンサで、ターボチャージャ
６の回転数すなわち回転電機７の回転数を検出するもの
、７ｂは電圧センサで回転電機７の端子電圧を検出する
もので、検出されたそれぞれからの信号は電子制御装置
５に送出されるものである。

電子制御装置５はマイクロコンビコーータよりなり、前
述の各種のセンサからの信号などを人力して演算処理や
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人／出力装置などを有し
ている。

第３図は本実施例の作動の一例を示す処理フロー図であ
り、つぎに第３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にて回転電機７がエンジンの加速モード
かまたは電動機作動のモートのときは、タービンセンサ
６ｄの信号によりタービン回転数すなわち回転電機７の
回転数をステップ２で検出する。ステップ３では検出し
た回転数Ｎを所定の回転数Ｎｕと比較し、Ｎ＞Ｎｕの場
合は高回転のため回転電機７の逆起電圧も高いので、ス
テップ４に進んで切換スイッチＳｌ、Ｓ２を１位置に切
換え、変圧器Ｔ１および変圧器Ｔ２の昇圧回路を使用す
ることになる。また、検出した回転数ＮがＮｕに達しな
い場合はステップ５に移行し切換スイッチＳ、、Ｓ２を
＋１位置に切換えて、変圧器Ｔ２の昇圧回路のみを使用
して、回転電機７の回転速度に対応することになる。

つぎにステップ６では電圧上昇の設定を行い、ステップ
７ではコントローラＣｎによりオン／オフの周期すなわ
ち交流周波数の設定を行い、インバータを作動させて回
転速度に対応した所望の高電圧の交流電力を供給し、電
動機作動の回転電機７を付勢することになる。

以上本発明を上記の一実施例によって説明したが、例え
は第４図に示すようにチョッパー素子ｃｏより人力され
る変圧器Ｔ。の２次巻線にタップを設け、該タップを切
換スイッチＳ。によって回転速度に対応して切換えるよ
うに、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、回転電機の回転数を回転検出手段によ
り検出して、この回転信号に対応して回転電機への供給
電力の電圧を切換制御するので、回転電機が高速回転時
で逆起電圧が高電圧になった場合でも供給電圧を上昇さ
せて回転電機を付勢させ、ターボチャージャの過給作動
を助勢する効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路ブロック図、第２
図は本発明を適用する回転電機付ターボチャージャの構
成ブロック図、第３図は本実施例の作動の一例を示す処
理フロー図、第４図は他の実施例を示す回路ブロック図
である。 １・・・エンジン、ＩＣ・・・エンジン回転センサ、５
・・・電子制御装置、５ａ・・・バッテリ、６・・・タ
ーボチャージャ、６ｄ・・・タービンセンサ、７・・・
回転電機、７ａ・・・電力変換器。 特許出願人　　いすＸ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回転電機にバッテリから
   電力を供給して過給作動を助勢せしめるターボチャージ
   ャ用回転電機の電圧制御装置において、前記回転電機の
   回転数を検出する回転検出手段と、該回転検出手段から
   の回転信号に対応してバッテリからの供給電力の電圧を
   制御する制御手段とを備えたことを特徴とするターボチ
   ャージャ用回転電機の電圧制御装置。