JPH0378531A

JPH0378531A - ターボチャージャの制御装置

Info

Publication number: JPH0378531A
Application number: JP1215280A
Authority: JP
Inventors: Shinji Hara; 真治原
Original assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Current assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1989-08-22
Publication date: 1991-04-03
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPH0747934B2

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）本発明はタービン軸に回転電機を取付けたターボチャー
ジャを有するエンジンにおけるターボチャージャの制御
装置に関する。

（従来の技術）エンジンの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たターボチャー
ジャが開発されており、エンジンの運転状態に応じて回
転電機を電動機として駆動しターボチャージャの過給作
動を助勢したり、または回転電機を発電機として作動さ
せ、その発電電力によりバッテリの充電を行う試みが提
案されている。

（発明が解決しようとする課題）上述のように回転電機をタービン軸に取付けたターボチ
ャージャは、長い登板路のようにエンジンが低回転で高
負荷時には、バッテリから回転電機に電力を供給して電
動駆動し、過給圧を高めてエンジントルクを上昇させる
が、この場合、バッテリから供給する電力は２ＫＷ程度
の電力となる。

このため、バッテリからの直流電力をスイッチングして
脈流に変換する半導体や、脈流を昇圧するトランスなど
は大電力を扱うため熱損が大となリ、これらの部品の温
度上昇が著しい。

したがって、予め高温度が予測される部品類は耐高温性
を有する部品が選定されるが、実際の車両に搭載されて
気温の高いとき各種の運転条件にて運行されると、当初
設定した温度以上にて作動する場合が生じ、半導体やト
ランスなどが高温度に耐えかねて、これらの部品が破損
するという問題が生ずる。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的は大電流が流れて温度が上昇する回転電機付タ
ーボチャージャの電力変換用部品類の温度をモニタする
ことにより、その破損を防止しようとするターボチャー
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、エンジンの運転状況に応じ、バッテリ
からの電力を電力変換装置を介してタービン軸に配置し
た電動機構に供給して電動作動せしめるターボチャージ
ャの制御装置において、前記電力変換装置を構成する電
力部品の作動温度を検出する検出手段と、該検出手段か
らの信号に基づいて前記電動機構への通電を制御する制
御手段とを備えた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、バッテリからの直流電力を回転電機駆動用
の交流電力に変換するＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータやイン
バータの電力部品となる半導体デバイスやトランスなど
に温度センサを取付け、この温度センサからの信号に基
づいて、回転電機駆動用の電力を制御し、運転中止、電
流制限などの処置を行うとともに、この処置に応じたア
ラームを点灯して運転者への表示が行われる。

（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１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

同図において、１はターボチャージャで、エンジンから
の排気エネルギーにより駆動されるタービン１１と、該
タービン軸に設けられたコンプレッサ１２とを備え、排
気エネルギーを回収してエンジンの吸気圧を高めるもの
で、タービン１１とコンプレッサ１２との間の回転軸に
は電動／発電機となる回転電機１３が取付けられている
。

そして、エンジンが低回転で高負荷時には、エンジンの
排出する排気ガスエネルギーが少なくてコンプレッサの
過給作動が十分得られないため、バッテリ２からの電気
エネルギーを回転電機１３に供給してカ行せしめ、コン
プレッサ１２の回転を付勢して過給圧を高め、エンジン
トルクを上昇させるものである。また、エンジンが高回
転で排気エネルギーが大きいときは、回転電機１３を発
電機として作動させ、排気エネルギーを電気エネルギー
として回収し、この電力によりバッテリ２を充電したり
、外部に電力を取出すことができるものである。なお、
第１図には回転電機１３を発電作動させる場合の回路や
部材は省略されている。

３はＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータで、バッテリ２からの直
流電力を所定電圧値の直流電力に昇圧するもので、スイ
ッチング用のＦＥＴ３１．昇圧用のトランス３２、ブリ
ッジ結線された整流回路３３などを備えている。そして
、スイッチ２１が投入されるとともに、後述するコント
ローラからのスイッチング制御指令が２個のＦＦＴ３１
，３１に交互に入力されると、バッテリ２からの直流電
力は脈流となってトランス３２の１次巻線に通電され、
２次巻線には昇圧された脈流が誘起されて整流回路３３
により所定電圧の直流電力が得られるように構成されて
いる。

尚、図示のｓｌは温度センサでＦＥＴ３１の外面に配置
されて、ＦＥＴ３１の作動温度を検出するもの、Ｓ２は
トランス３２の温度センサでトランス温度を検出し、と
もに検出した温度信号をコントローラ５に送出する。

４はインバータで、例えば６個のトランジスタ４１を有
し、これらのトランジスタ４１のスイッチング作動によ
って、ＤＣ／ＤＣＣ／式−タ３　ｈｌら入力される直流
電力を所定の周波数の３相交流電力に変換するものであ
る。そして、トランジスタ４１のそれぞれのベース回路
はコントローラ５からの信号線に接続され、所定周期の
制御信号がトランジスタ４１に順次に印加されると、該
制御信号に応じた周波数の交流電力となって回転電機１
３に供給されるように結線されている。なお、Ｓ３はト
ランジスタ４１の外面に配置された温度センサで、コン
トローラ５にトランジスタ４１の作動温度信号を送出す
る。

コントローラ５はマイクロコンピュータからなり、演算
処理を行う中央制御装置、演算処理手順や制御手順など
を格納する各種メモリ、入／出力ボートなどを備えてお
り、温度センサ５１ｓ２．ｓｇや、回転電機回転センサ
１４、エンジン回転センサ５１、アクセル開度センサ５
２などからの信号が入力されると所定の演算処理が行わ
れ、格納されたマツプや制御手順に基づき、Ｄ　Ｃ／Ｄ
　Ｃコンバータ３のＦＥＴ３１、インバータ４のトラン
ジスタ４１に制御信号を発するとともに、部品の温度上
昇を警告するアラームを点灯または消灯させるように構
成されている。

なお、６１はアラームＡで、ＦＥＴ３１、トランジスタ
４１やトランス３２などが通過電流による発熱にて許容
限度を超えて破損の虞がある場合に点灯するアラームで
あり、したがって該アラームの点灯は回転電機１３の電
動作動は直ちに中止させる必要がある。また６２はアラ
ームＢで、そのまま大電流を流し続けると高温により破
損に至る状態の場合に点灯するもので、供給する電力を
減少させ温度の上昇を抑える必要がある。

つぎに本実施例の作動を説明すると、エンジンが低回転
で排気ガス量が少なく、しかも負荷が大きい例えば積荷
が大で坂道を登るような場合には、排気エネルギーが小
のためにコンプレッサの過給作動が十分でなく、シたが
ってエンジントルクの向上が望めないことになる。

このような場合はバッテリ２から電力をＤＣ／ＤＣコン
バータ３とインバータ４と介して回転電機１３に供給し
、電動機としてカ行させてコンプレッサ１２の過給作動
を助勢することが行われる。

第２図は回転電機の電動駆動における電流の制御とアラ
ームの制御の処理の一例を示すフロー図であるが、まず
ステップ１にてはエンジン回転センサ５１およびアクセ
ル開度センサＳ２からの検出信号を入力し、これらの信
号に基づいてメモリに格納されたマツプを検索し、バッ
テリ２から投入する電流の設定を行う。

ついで、スイッチ２１を投入するとともに、Ｄ　Ｃ／Ｄ
　Ｃコンバータ３のＦＥＴ３１やインバータ４のトラン
ジスタ４１に制御信号を送り、バッテリ２からの直流電
力を回転電機１３の駆動用の交流電力に変換させる。

このため、スイッチング作動を行うＦＥＴ３１やトラン
ス３２、トランジスタ４１などは通過電流によって発熱
することにより、これらの部品の温度がそれぞれの温度
センサＳｉ　、ｓ２．ｓｓによりコントローラ５に入力
される。

ステップ２では温度センサＳｉ　、ｓ２．ｓ、からの温
度信号をチエツクして、その温度信号と破損の危険があ
る温度Ｔ１とを比較し、Ｔ１に達している場合にはステ
ップ３に進んでアラームＡを点灯するとともに、スイッ
チ２１を断にして回転電機１３への通電を中止し、ＤＣ
／ＤＣコンバータとインバータ４の作動を休止させる。

なお、ステップ２における温度のチエツクは半導体温度
を例にとったものであり、第１図におけるＦＥＴ３１、
トランス３２、トランジスタ４１のそれぞれに応じて、
破損の危険のある温度と比較してフローを処理するもの
で、温度センサｓ１　、ｓ２．ｓｇのうち一つでも破損
の危険のある温度に到達した場合はアラームＡの点灯と
運転の中止が行われるものである。

第２図の処理に戻り、ステップ２において破損の危険の
ある温度Ｔ１に達していない場合はステップ５に進み、
ここではそのまま大電流を流し続けると破損に至る温度
のＴ２と温度センサからの温度信号とを比較する。そし
て、温度Ｔ２に到達している場合はステップ６〜９に進
み、アラームＡは消灯、アラームＢを点灯し、合名の電
流値よりＫの値を差引いた電流に制限して、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ３およびインバータ４を作動させ、回転電機
１３に交流電力を供給して駆動することになる。なお、
この場合は制限された電流が通過するため、電力部品の
発熱は抑えられて運転を継続しても熱的破損は免れるこ
とになる。

ステップ５において温度センサからの温度信号が温度Ｔ
２に達していない場合はステップ１０〜１２に進み、ア
ラームＡおよびアラームＢは消灯、投入電流は制限する
ことなく、Ｄ　Ｃ７０Ｃコンバータ３とインバータ４を
作動させ、回転電機１３に交流電力を供給して電動機作
動が継続されることになる。

以上、本発明を上述の実施例を用いて説明したが、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、バッテリからの直流電力を交流電力に
変換するＤ　Ｃ７０Ｃコンバータやインバータ等の発熱
する電力部品に温度センサを取付け、この温度センサか
らの信号に基づいて、通電の停止や通電制限を行うとと
もに、通電制御に応じたアラームを点灯して警告を発す
るので、外気温度や運転状況によって予測された温度以
上に熱せられる電力部品の過熱による破損が防止される
効果を生ずるとともに、運転者も危険な状態がアラーム
の点灯により十分に把握できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は本実施例の処理の一例を示す処理フロー図である
。１・・・ターボチャージャ、２・・・バッテリ、３・・
・ＤＣ／ＤＣコンバータ、４・・・インバータ、５・・
・コントローラ、１３・・・回転電機、３１・・・ＦＥ
Ｔ。３２・・・トランス、４１・・・トランジスタ、６１・
・・アラームＡ、６２−・・アラームＢ、ｓｉ　、３２
゜ｓｇ・・・温度センサ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンの運転状況に応じ、バッテリからの電力
を電力変換装置を介してタービン軸に配置した電動機構
に供給して電動作動せしめるターボチャージャの制御装
置において、前記電力変換装置を構成する電力部品の作
動温度を検出する検出手段と、該検出手段からの信号に
基づいて前記電動機構への通電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の制御装置。
（２）前記制御手段は通電の制御に応じた警告手段を備
えたことを特徴とする請求項（１）記載のターボチャー
ジャの制御装置。