JPH04112921A - 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） 本発明はターボチャージャの回転軸に配置した回転電機
の発電量を増加させようとする回転型機付のターボチャ
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をタービンに導いて高速回転
させ、タービン軸に接続したコンプレッサを駆動してエ
ンジンに過給気を圧送するターボチャージャが広（使用
されている。

そして、この種のターボチャージャの回転軸に電動−発
電機となる回転電機を配置し、車両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提案が特開昭６０
−１９５３２９号公報に内燃機関のターボチャージャと
して開示されている。

また、ターボチャージャのタービンスクロールを大小二
つの流路に分割し、アイドル状態のエンジンの排気エネ
ルギーを小流路のみに通じ、ガス流速を早めてタービン
を効率よく駆動し、回転電機の発電量を増加させようと
する試みなどが行われている。

（発明が解決しようとする課題） 上述のタービンスクロールを大小に分割して、排気エネ
ルギーの少ないときに小流路のみに排気ガスを導く場合
は、タービン回転数が上昇して回転電機の回転数も増大
するが、同時にコンプレッサの回転が上昇して、その仕
事量が増え、このため回転電機からの発電出力が十分に
得られないという問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はタービンスクロールに大小の二流路を有する
ターボチャージャにおいて、排気エネルギーが少ない場
合、回転電機を効率よく発電させ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） 上述の目的を達成するために本発明によれば、エンジン
の排気エネルギーにより駆動されるタビンと、該タービ
ントルクにより駆動されて過給気をエンジンに圧送する
コンプレッサと、タービントルクにより回転駆動されて
電力回生を行う回転ｔｉ機とを有するターボチャージャ
の制御装置において、前記タービンへの排気吹出口を狭
める絞り手段と、前記コンプレッサの仕事量を減少せし
める仕事減少手段とを備え、エンジン回転の低下時に前
記の絞り手段と仕事減少手段との制御により回転電機の
回生電力を増加せしめる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、エンジンの回転数が低下時にタービンスク
ロールが小スクロールに切換えられて排気流速が増加さ
れ、タービン回転すなわち回転電機の回転数の増加が計
られるとともに、コンプレッサの仕事量が減ぜられて、
排気エネルギーは専ら回収電力が増加するように制御さ
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図は本発明にかかるターボチャージャの制御装置の
一実施例を示す構成ブロック図である。

同図において、１はエンジンであり、その排気管１１と
吸気管１２にはターボチャージャ２が接続され、該ター
ボチャージャ２はエンジン】の排気エネルギーにより駆
動されるタービン２１と、該タービントルクにより駆動
されてエンジンに過給気を圧送するコンプレッサ２２と
を有している。なお、排気管１１の排気流路１３は隔壁
１４により大小の流路に２分され、それぞれの流路は下
流のタービンスクロール２３の２分された大スクロール
２３１および小スクロール２３２にそれぞれ連通されて
いる。

１５は上述の大流路に設けられた絞り手段となる切換弁
で、弁アクチユエータ１５１により開閉制御されるもの
で、その閉鎖時には大スクロール２３１に至る流路が閉
じられて小スクロール２３２のみが排気流路となるため
排気ガス量が少な（とも狭められた流路によって流速が
増し、効率よくタービン２１が駆動されることになる。

３は回転電機で、ターボチャージャ２の回転軸に取付け
られ、排気ガスエネルギーにより駆動されるタービント
ルクにより回転駆動されて電力として回収するものであ
り、該電力はバッテリ４を充電することにより車両の電
源として利用される。なお、回転電機３の固定子コイル
３１からはターボチャージャ２の回転数を検出する信号
線が後述するコントローラ５に接続されている。

４１は電力変換器で、回転電機３の発電する交流電力を
直流に変換し、バッテリ４の充電用に制御するものであ
る。

１６はコンプレッサの仕事減少手段となる絞り弁で、コ
ンプレッサ２２からエンジンの吸気口に至る吸気管１２
の途中に設けられて吸気流路を絞るものであり、弁アク
チユエータ１６１により絞り弁１６が閉じられると、コ
ンプレッサ２２の仕事量が減ぜられるように構成されて
いる。なお、１８は吸気流路の絞り弁１６より下流に配
置された吸気バイパス流路であり、絞り弁１６によって
コンプレッサ２２からの吸気が絞られたとき、バイパス
弁１７が弁アクチユエータ１７１により開放されて、吸
気バイパス流路１８を介してエンジンｌへの吸気が行わ
れるものである。

６はアクセルペダルで、その踏込量を検出するアクセル
センサ６１が取付けられており、７はブレーキペダルで
、その踏込量を検出するブレーキセンサ７１が取付けら
れ、８は車両の速度を検出する車速センサで、これらの
各種センサからの信号はコントローラ５に送出される。

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、入力／出力回路などを備えてい
る。

そして、前述の各種のセンサなどからの信号が入力され
ると、これらの信号に応じて弁アクチュエータ１５１，
１６１および１７１に所定の弁開閉信号が発せられるよ
うに構成されている。

第２図はこのように構成された本実施例の作動の一例を
示す処理フロー図であり、同図を用いて本実施例の作動
を説明する。

まず、ステップ１では車速センサ８からの信号をチエツ
クし、車速がＯで停止の場合はステップ２に進んでアク
セルセンサ６１からの信号を読込む。そして、アクセル
ペダル６がアイドル位置の場合は切換弁１５を閉じて排
気流路を小スクロル２３２のみにしてガス流速を早め、
またエンジン１の吸気は吸気バイパス流路１８とするた
めバイパス弁１７を開き、絞り弁１６を閉じてコンプレ
ッサ２２の仕事量を減少させることによって回転電機３
の発電量を上昇させる（ステップ３〜６）。なお、ステ
ップ１または２でいずれかが否の場合はステップ９の時
間待ちを行う。

ついでステップ７ではアクセルセンサ６１によりアクセ
ルペダル６の踏込をチエツクし、アイドリンク位置の場
合は前述の状態のままで発電量を増加させて時間待ちを
行う（ステップ８）。

一方、ステップ７でアクセルへダル６が踏込まれた場合
はステップ１０に進んで回転電機３の発電を中止し、絞
り弁１６を開いてコンプレッサ２２からの圧気をエンジ
ンｌに導（とともにバイパス弁１７は開弁じ、また排気
流路１３の切換弁１５は開くことによって、通常のター
ボチャージャの制御が行われるようにステップ１１〜１
３のような弁制御を行う。

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、例えば吸気流路に設けた絞り弁の
位置をコンプレッサの空気取入口に設けてコンプレッサ
の仕事量を制御するように、種々の変形が可能であり、
このような変形や応用は本発明の範囲から排除するもの
ではない。

（発明の効果） 上述のように本発明によれば、アクセルペダルの踏込み
がアイドル位置の場合には排気流路の切換弁を閉じて小
スクロールのみに排気ガスを通ずるので、狭い流路のた
めに流速が増して効率よくタービンが駆動されてターボ
チャージャの回転数が増加する。一方、コンプレッサか
らの流路の絞り弁が閉じられるので、コンプレッサの仕
事量が減することになり、タービンを駆動する排気エネ
ルギーは専ら回転電機の発電作動に向けられて、回収電
力が増大してバッテリの充電が活発に行われるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるターボチャージャの制御装置の
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、２・・・ターボチャージャ、３・・
・回転電機、４・・・バッテリ、５・・・コントローラ
、１３・・・排気流路、１５・・・切換弁、１６・・・
絞り弁、１７・・・バイパス弁、２１・・・タービン、
２２・・・コンプレッサ、２３・・・タービンスクロー
ル、２３２・・・小スクロール。 特許出願人　　いすｆ自動車株式会社 代　　理　　人　　　弁理士　　辻　　　　　　實第２ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの排気エネルギーにより駆動されるタービンと
   、該タービントルクにより駆動されて過給気をエンジン
   に圧送するコンプレッサと、タービントルクにより回転
   駆動されて電力回生を行う回転電機とを有するターボチ
   ャージャの制御装置において、前記タービンへの排気吹
   出口を狭める絞り手段と、前記コンプレッサの仕事量を
   減少せしめる仕事減少手段とを備え、エンジン回転の低
   下時に前記の絞り手段と仕事減少手段との制御により回
   転電機の回生電力を増加せしめることを特徴とするター
   ボチャージャの制御装置。