JPH01157296A - ターボチャージャ用発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発電機を取付けた
ターボチャージャ用発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
チャージャの提案が特開昭６０−１９５３２９号公報に
開示されている。

この種のターボチャージャに取付けた回転電機からの発
電電力の電力制御においては、通常、回転電機から出力
される交流電力を整流して直流に変換し、この直流電力
を半導体素子を用いてスイッチング制御して所望する直
流電力とし、バッテリの充電に用いている。

第５図（ａ）は発電機作動の回転電機の出力制御回路の
系統図の一例で、第５図（ｂ）はそのスイッチングレギ
ュレータの回路を示すが、回転電機７からの交流電力は
整流部８Ｃにて整流されて直流電力となり、パワートラ
ンジスタＱよりなるスイッチングレギュレータのオン／
オフ作動によリ、直流電力はデユーティ制御されて、バ
ッテリ５ａを充電する電力に制御されるよう構成されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の第５図に示す出力制御回路では、スイッチング制
御を行うパワートランジスタＱのオン／オフ周波数は数
十キロヘルツの高い周波数であり、制御する電流は数十
アンペアから百アンペア以上に達するため、制御用のト
ランジスタが重負荷となり、その耐久性に問題を生ずる
とともに、微小時間内の電流変化を示すｄｉ／ｄＴ値の
増加により、電流遮断時に発生するパルス性の電磁的雑
音が増加するという欠点がある。

本発明はこのような問題点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に取付けた回転電機の発
電電力をスイッチング制御を用いることなく電圧を制御
して、従来の問題点を解消しようとするターボチャージ
ャ発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
の駆動により排気エネルギーから回生した電力の電圧制
御を行うターボチャージャ用発電機の電圧制御装置にお
いて、前記回生電力の電圧を検出する電圧検出手段と、
回生電力の負荷への供給回路に係合するリアクトル素子
と、前記電圧検出手段からの信号に対応してリアクトル
素子のリアクタンスを制御する制御手段とを備えたター
ボチャージャ用発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発電電力のバッテリへの供給路に
リアクトルを係合させ、該りてクトルのリアクタンス値
を発電電力の電圧値に対応して変化させるので、供給路
のインピーダンスが制御でき、バッテリに供給する電力
の電圧の制御が行われる。

（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４図は本発明が適用される回転電機付ターボチャージ
ャの構成の一例を示すブロック図であり、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機４ａ
とを有している。また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、噴射器２からエ
ンジン１に供給される燃料流量を制御するものである。

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は交流電力の発電を行い、電圧検出手段となる
電圧センサ７ａを介してその発電電力は電力変換器８に
送電され、電力変換器８の作動により車載のバッテリ５
ａを充電するものである。なお、電力変換器８は交流電
力を変圧する変圧器、交流電流を制御するりアクドル、
交流を直流に変換する整流器などの強電制御機器を備え
ており、後述する電子制御装置５からの指令により、回
転電機７の発電電力をバッテリ５ａの充電に適応する直
流電力に変換するものである。

第１図は本発明の一実施例を示す電力変換器の回路ブロ
ック図で、第２図はその電圧制御部の一例の回路図で多
相交流回路の一相分を示しである。

これらの図面において、電圧制御部８ａは第２図に示す
ような変圧器ＴＩ　、Ｔ２とリアクトルにＬｌ　とを有
し、変圧器ＴＩの１次巻線は回転電機７の出力端子に接
続されて、変圧した電力を変圧器Ｔ２の１次巻線を介し
て整流部８ｂに送電するもので、変圧器Ｔ２の２次巻線
にはリアクタンス値が可変となるリアクトルＬ＋が接続
されている。そして、リアクトルし、は電子制御装置５
の指令によりリアクタンス値が制御されるもので、この
制御によりリアクトルＬ＋が係合された変圧器Ｔ２の１
次巻線を通過する交流電力はその電流値が制御されるよ
う構成されている。

整流部８ｂは電圧制御部８ａからの交流電力を入力して
バッテリ５ａを充電する直流電力に変換するものであり
、整流素子および平滑回路などを有している。

電子制御装置５はマイクロコンピュータよりなり、入力
信号に応じて演算処理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メモリ装置、入力信号の
受信や制御指令の発信を行う入／出力装置などを有して
おり、例えば電圧センサ７ａからの電圧信号が受信され
ると、電圧信号に対応してリアクタンス値を制御する指
令を電力変換器８に発令するものである。

つぎにこのように構成された本実施例の作動を説明する
と、エンジンの排出する排気エネルギーが大で回転電機
７が高速回転となり、その発電電圧が高い場合は電圧セ
ンサ７ａが高電圧を検出して高電圧信号を送出する。

高電圧信号を受信した電子制御装置５は受信信号に応じ
てリアクトルＬｌのリアクタンス値を増加させる制御指
令を電力変換器８に発令する。

この制御指令によりリアクトルＬ１が係合された変圧器
Ｔ２の１次側インピーダンスが高くなり、変圧器Ｔ、か
ら整流部８ｂに送電される交流電力の電圧が制御されて
低下する。したがって、整流部８ｂにて変換される直流
電力の電圧はバッテリ５ａの充電電力として適切な電圧
値に制御されることになる。

以上本発明を上記の実施例によって説明したが、本発明
の主旨の範囲内で例えば第３図に示すように電圧変換部
８ａの変圧器Ｔ１からの交流電力を直列に接続した可変
リアクトルＬ２を介して整流部８ｂに供給する如く変形
や応用が可能であり、このような変形や応用を本発明の
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、回転電機の発電電力のバッテリへの供
給路にリアクトルを係合させ、該リアクトルのリアクタ
ンス値を発電電力の電圧値に対応させて変化させるので
、供給路のインピーダンスが制御でとて発電電力の電圧
制御が自在になるとともに、電圧制御にスイッチングレ
ギュレータを使用しないためスイッチング制御素子の耐
久性やスイッチングによる雑音発生などの問題が解消さ
れる効果が得られる。

【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
図はその電圧制御部の一例の回路図、第３図は他の実施
例の回路図、第４図は本発明が適用される回転電機付タ
ーボチャージャの構成を示すブロック図、第５図は従来
の出力制御回路の説明図である。 １・・・エンジン、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・・・電圧センサ、８・・・電力変換器、ＬＬ
、Ｌ２・・・リアクトル。 特許出願人　　いすＸ自動車株式会社 代　理　人　　弁理士　辻　　　　實 第４図

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の駆動により排気
   エネルギーから回生した電力の電圧制御を行うターボチ
   ャージャ用発電機の電圧制御装置において、前記回生電
   力の電圧を検出する電圧検出手段と、回生電力の負荷へ
   の供給回路に係合するリアクトル素子と、前記電圧検出
   手段からの信号に対応してリアクトル素子のリアクタン
   スを制御する制御手段とを備えたことを特徴とするター
   ボチャージャ用発電機の電圧制御装置。