JPH03117628A - 回転電機付ターボチャージャの制御装置 - Google Patents

回転電機付ターボチャージャの制御装置

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JPH03117628A
JPH03117628A JP1254499A JP25449989A JPH03117628A JP H03117628 A JPH03117628 A JP H03117628A JP 1254499 A JP1254499 A JP 1254499A JP 25449989 A JP25449989 A JP 25449989A JP H03117628 A JPH03117628 A JP H03117628A
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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】 （ａ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
付けた回転電機付ターボチャージャの制御装置に関する
。
（従来の技術） 内燃機関の排出する排気ガスは高温かつ高圧のため、こ
のエネルギーを駆動力や電力として回収する方法や装置
が従来より種々提案されている。
この種の排気エネルギー回収装置として、排気エネルギ
ーにより駆動されるタービン軸に電動−発電機となる回
転電機を取付け、エンジンの負荷状態とアクセルペダル
の踏込状態に基づいて、前記回転電機による過給動作と
燃料供給とを制御する回転電機付ターボチャージャの制
御装置の提案が特開昭６３−２７２９０９号公報に開示
されている。
第４図は上述の公開公報に開示された提案の要部を示す
ブロック図で、エンジン１の排気管１ｂおよび吸気管１
ａにはタービン２ｂおよびコンプレッサ２ａを備えたタ
ーボチャージャ２が接続され、そのタービン回転軸２ｃ
には電動−発電機となる回転電機３が取付けられている
。
５はバッテリ、６はマイクロコンピュータからなり入／
出回路に強電用機器を備えたコントローラであり、アク
セルセンサ１ｃや、エンジンの負荷センサ１ｄなどから
の信号に応じ、エンジンの運転状態ピ基づき、バッテリ
５からの電力によって回転電機を電動駆、動じてブース
ト圧を上昇させるとともに、燃料供給の増量を行い、エ
ンジンの重負荷時でもアクセルペダルの最大踏込量に相
当するエンジン出力を得ようとするものである。なお、
１ｅはエンジン回転センサ、１ｈはブースト圧センサで
ある。
そして、第５図に示す処理フロー図のように、アクセル
ペダルが最大踏込量であると、図示のステップａからｂ
に進み、回転電機の電動運転制御可能回転数近傍にＬ　
ｒｐｍのレベルを設け、タービン回転数（回転電機回転
数）が、このレベル以下の場合はバッテリからの電力供
給を最大にしている（ステップＣ）。
またステップｂでタービン回転数がＬ　ｒｐｍのレベル
以上のときはステップｄに進み、それ以降のタービン回
転数が上昇している場合はステップｅよりステップｆに
進んで供給電流を所定量減少させたり、タービン回転数
が減少している場合はステップｅからｇに進んで供給電
流を変えず、タービン回転数を制御しようとすることが
行われている。また、前記の処理フローには図示してい
ないが、タービン回転数が所定の上限の制御回転数に達
するような場合は、直ちに供給電流を断ったり、または
供給電流を所定の一定量だけ減じて、回転数が上限回転
数を超過しないようにする試みもなされている。
（発明が解決しようとする課題） したがって上述のようなタービン回転数の制御では、回
転数が所定の設定値を下まわると、その減少程度に拘ら
ず電流供給を最大値にして高速に駆動せしめ、また、回
転数がその上限の制御速度に達しようとするときはその
その増加程度に拘らず供給電流を減じて回転数を減少さ
せるため、このような回転数の繰返久し制御では回転数
の変動幅が例えば第６図に示すように広くなり、一定の
狭い変動幅に収斂せず、不安定な回転数制御となる欠点
がある。
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたもので
あり、その目的はタービン回転数の上昇率や下降率に応
じて供給電流を制御し、タービン回転数差の変動幅を狭
く制御しようとする回転電機付ターボチャージャの制御
装置を提供することにある。
（課題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設けた電動−発電
機となる回転電機を電動制御により過給気量を制御する
回転電機付ターボチャージャの制御装置において、前記
回転電機の電動制御自在な所定回転数レベルを設けると
ともに、該所定回転数レベル近傍における回転電機の回
転下降量に基づき回転電機への供給電流を増大させ、回
転上昇量に基づき供給電流を減少せしめる電流制御手段
を設け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） 本発明では回転電機の電動制御自在な所定回転数レベル
を設け、該レベル近傍における回転数変動の上昇率／下
降率に基づいて回転電機への供給電流の減少／増大を制
御して回転数を制御するので、回転電機の電動時におけ
る変動が幅狭く制御されることになる。
（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る
。
第１図において、１はエンジンで吸気管１ａを介して吸
気する空気と、燃料タンク１ｇから噴射ポンプ１ｆを介
して供給される燃料との燃焼エネルギーにより、図示し
ていない車両を駆動するものであり、排気管１ｂを介し
て燃焼後の排気ガスが排出される。１ｃはアクセルペダ
ル踏込量の検出手段となるアクセルセンサ、１ｄは噴射
ポンプ１ｆのラック位置を検出してエンジンの負荷検出
手段となる負荷センサ、１ｅはエンジンの回転数を検出
する回転センサであり、それぞれ検出した信号を後述す
るコントローラ６に送信する。
２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、排気ガスにより駆動されるタービン２
ｂと、吸気管１ａに圧気を送気するコンプレッサ２ａと
を有し、これらのタービン、コンプレッサを接続する回
転軸２Ｃには電動機あるいは発電機として作動する回転
電機３が取付けられている。
回転電機３はロータ３ａとステータ３ｂとを有し、排気
エネルギーによってロータ３ａが回転駆動されるとステ
ータ３ｂには交流電力が発電され電力変換器４を介して
バッテリ５に送電される。
また、電力変換器４を介したバッテリ５からの電力によ
りロータ３ａが駆動されると、コンプレッサ２ａの作動
により吸気が圧縮され、吸気管１ａを介してエンジン１
が過給されるよう構成されている。なお、１ｈはブース
ト圧センサで、コンプレッサ２ａの作動による過給気圧
を検出してコントローラ６に送信するものである。
電力変換器４は発電機作動時のステータ３ｂからの交流
電力を入力して、例えばバッテリ５の充電電力に変換し
たり、回転電機３を電動機駆動するだめのバッテリ５か
らの直流電力を所定の交流電力に変換するものである。
したがって交流を直流に変換する整流回路、平滑回路の
他、直流より交流に変換するインバータ、昇圧回路など
の強電用変換機器を備えており、変換する交流周波数や
その電圧、電力はコントローラ６の指令により制御され
るものである。なお３ｃは電力変換器４が変換してステ
ータ３ｂに供給する交流電力の電圧値、電流値、その相
互間の位相などを計測する交流計測器、４ａは電力変換
器４の変換した直流電力の電圧、電流を計測する直流計
測計であり、それぞれ計測値をコントローラ６に送信す
る。
コントローラ６はマイクロコンピュータからなり、エン
ジン１の作動状態や各種センサからの信号に基づいて供
給燃料や所要電力、ブースト圧などの演算を行う中央処
理装置、これらの演算結果のメモリや、エンジン、回転
電機の制御プログラムを格納する各種メモリ装置、各種
の入力を受令したり、関連部分に制御指示を発令する入
／出力装置などを有している。なお、回転電機３が回転
作動時のステータ３ｂに８起される逆起電力の周波数に
基づく回転電機の回転数はコントローラ６に入力される
よう構成されている。
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３図は回転電機への供給電流と、その回転数変化
率との関連を示す曲線図である。
第２図において、まずステップ１でアクセルペダルの踏
込量が最大か否かをチエツクし、最大の場合はステップ
２へ、否の場合はステップ６に進む。ステップ６では目
標ブースト圧ｐｔと実ブースト圧ＰＢとを比較し、その
差が加速判断ブースト圧差ＫＢより大きいとき（加速状
態）ではステップ１１にて、ブースト圧差に応じた供給
電流値の計算をして■のフローに進む。なお、ブースト
圧差ＫＢより小さいときはステップ１２にてモード判断
のフローに入る。
ステップ１からステップ２に進んだ場合は、過去にター
ビン回転数がＬｒｐｍ　　（回転電機の電動運転制御可
能回転数近傍に設けたレベル）以上になったことがある
か否かを判断し、過去にＬ　ｒｐｍ以上になっていたら
ステップ７に進み、現在のタービン回転数がＬ　ｒｐｍ
以上か否をチエツクする。モしてＬ　ｒｐｍ以下であれ
ば例えば第３図に示すタービン回転変化率と対応する供
給電流の変化との図表により供給電流を求めて■のフロ
ーに進む。
ステップ７で現タービン回転数がＬ　ｒｐｍ以上の場合
はステップ８にて、後述する過去にタービン回転数がＬ
　ｒｐｍ以上になったことがない場合のフローと同様の
処理が行われる。
ここでステップ２にて過去にタービン回転数がＬ　ｒｐ
ｍ以上になったことがない場合はステップ３に進み、現
タービン回転数とＬ　ｒｐｍとを比較し、現タービン回
転数が小さい場合はステップ４にて、回転電機への供給
電流を最大値に設定しステップ５にて通電を開始する。
なお、タービン回転数がステップ３にてＬ　ｒｐｍ以上
の場合はステップ８に進み、タービン回転数とＨｒｐｍ
（回転電機の電動運転制御可能上限回転数）とを比較し
、Ｈｒｐｍに達している場合はステップ１４にて通電を
断にする。モしてＨｒｐｍに達していない場合はステッ
プ９に進み、現タービン回転数と前回のタービン回転数
とから、タービン回転率を求め、該回転率に基づいて例
えば第３図を用い、ステップ１０にて対応する供給電流
を求め、■のフローにしたがって該電流値により通電を
オンにして電動駆動する処理を行う。
以上、本発明を上述の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、これらの
変形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、タービン回転数が所定の設定値近傍に
おいて、設定値の近傍の回転数の上昇率／下降率に応じ
、その変化率に見合った適切な減少／増大電流を回転電
機に供給制御するので、第６図に示したような広い変動
範囲は減じて変動幅が縮少されるという効果があり、さ
らに供給電流も適正に制御されるので、電力消費が減す
る利点がある。
【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、第３図
は本実施例におけるタービン回転変化率と回転電機への
供給電流との一例を示す曲線図、第４図はターボチャー
ジャ制御装置の従来例のブロック図、第５図は該従来例
の処理フロー図、第６図は該従来例におけるタービン回
転変動を示す図表図である。 １・・・エンジン、１ｃ・・・アクセルセンサ、１ｄ・
・・負荷センサ、２・・・ターボチャージャ、３・・・
回転電機、４・・・電力変換器、５１・・バッテリ、６
・・・コントローラ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ターボチャージャに設けた電動−発電機となる回転電機
    を電動制御により過給気量を制御する回転電機付ターボ
    チャージャの制御装置において、前記回転電機の電動制
    御自在な所定回転数レベルを設けるとともに、該所定回
    転数レベル近傍における回転電機の回転下降量に基づき
    回転電機への供給電流を増大させ、回転上昇量に基づき
    供給電流を減少せしめる電流制御手段を設けたことを特
    徴とする回転電機付ターボチャージャの制御装置。
JP1254499A 1989-09-29 1989-09-29 回転電機付ターボチャージャの制御装置 Expired - Fee Related JPH0637853B2 (ja)

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