JPH0412130A - 回転電機付ターボチャージャ - 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回転電機を取付け
、車両の発進時に回転電機を電動駆動してターボチャー
ジャの過給作動を付勢しようとする回転電機付ターボチ
ャージャに関する。

（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、タービン軸に連結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く使用
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
電機として作動する回転電機を配置し、車両の発進準備
完了を検知してエンジンの吸気圧を上昇させるターボチ
ャージャの制御装置の提案が本出願人により昭和６３年
特許願第２７５３０１号として出願されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述の特許願における提案では、車両の発進準備が整う
と回転電機の付勢によってエンジンへの過給圧が高まり
、いわゆるフライングブーストアップが行われるが、デ
ィーゼルエンジンの場合にはスロットルバルブがないた
め、過給気を圧送してもブースト圧の上昇が少なく、ま
た、回転電機の消費電力が嵩んでしまうという問題が生
じている。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はディーゼルエンジンを搭載した車両の発進時
に、効率よく吸気圧を上昇させようとする回転電機付タ
ーボチャージャ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、ディーゼ
ル型エンジンのターボチャージャの回転軸に回転電機を
取付け、車両の発進時に該回転電機を電動駆動してエン
ジンへの過給気圧を上昇させる回転電機付ターボチャー
ジャにおいて、前記エンジンの吸気流路に流路開閉弁を
配置し、車両発進時のアクセルペダルの踏込みに応じ、
閉鎖された流路開閉弁を開放制御する回転電機付ターボ
チャージャが提供される。

（作用） 本発明では、車両に搭載されたディーゼルエンジンの吸
気流路に流路開閉弁を設け、該流路開閉弁の閉弁によっ
て、回転電機の電動駆動による上昇した圧気を吸気管に
閉じ込め、車両発進時のアクセルペダル踏込みにタイミ
ングを合わせて流路開閉弁を開放し、吸気流路の圧気を
一気にエンジンに送出してフライングブーストアップを
実行させる。

（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。

図面は本発明にががる回転電機付ターボチャージャの一
実施例を示す構成ブロック図である。

同図において、１はディーゼルエンジン（エンジン）で
車両の原動機となるものであり、その排気管１１からの
排気ガスはターボチャージャ２のタービンスクロール２
１に導かれてタービン２２を駆動する。そして、該ター
ビン２２にはコンプレッサ２３が直結され、エアークリ
ーナ３およびＡ流路３１を介して導入される空気を、コ
ンプレッサ２３の圧縮作動によってＢ流路３２、インタ
ークーラ３３およびＣ流路３４などを介してエンジン１
の吸気マニホールド１２に圧送するように構成されてい
る。

４は回転電機で、電動機または発電機として作動するも
ので、その回転子４１はタービン２２の回転軸に直結さ
れている。そして、エンジン１の排気エネルギーにより
タービン２２が駆動されると回転子４１も駆動され、対
応する固定子４２に生じた電気エネルギーは電力変換器
４３によってバッテリ４４を充電する所定電圧の直流電
力に変換される。また、エンジン１の発進時や急加速時
などでは、バッテリ４４を電源として電力変換器４３を
介して回転電機４に給電することにより該回転電機４を
電動機として作動させ、そのトルクによってコンプレッ
サ２３の過給動作を助勢して、過給気圧を上昇させるよ
うに構成されている。

なお、電力変換器４３はインバータとコンバータとを備
えた交直両方向変換器からなり、回転電機４をバッテリ
４４との間に結線されて、後述するコントローラ７の指
令に応じ、回転電機４を上述のように発電作動または電
動作動させる機能を有するものである。

５は圧気制御バルブであり、前述の吸気路のＣ流路３４
を閉じてコンプレッサ２３がらの圧気の通過を制御する
とともにエアークリーナ３からの空気をＤ流路３５を介
して直接に吸気マニホールド１２に導入したり、または
Ｃ流路３４を開いてコンプレッサ２３にょる圧気をエン
ジン１に導入するように流路を切換える制御弁で、Ｃ流
路３４とＤ流路３５との合流通路に配置されている。そ
して、圧気制御バルブ５はバルブアクチュエータ５１の
作動によって切換制御され、該バルブアクチュエータ５
１にはアクセルペダル６の踏込量センサ６１からの直接
の指令信号と、コントローラ７からの指令信号とが入力
されるように結線されている。

なお、３６はバイパス流路で、Ｃ流路３４が閉鎖時の圧
気のバイパス路となるもので、全閉時におけるターボチ
ャージャ２による過大な圧気に基づ（サージ現象の発生
を防止するものである。

コントローラ７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／出力回路などを備えており
、入力回路には前述のアクセルペダル６の踏込センサ６
１からの信号の他、図示していないが車両の速度信号、
エンジンの回転信号、変速機のギヤ段信号、吸入気のブ
ースト圧信号など車両の発進準備状態が検出できるよう
な各種のセンサからのラインが接続されている。

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
。

コントローラ７の入力回路に接続された前述の発進準備
に関連のある各種の信号によって、車両の発進が行われ
ることを検知すると、バルブアクチュエータ５１に指令
し、圧気制御バルブ５によりコンプレッサ２３からの圧
気の通路となるＣ流路３４を閉鎖させるとともに、電力
変換器４３に指令を送ってバッテリ４４からの電力によ
って回転電機４を電動駆動する。

このため、ターボチャージャ２は排気エネルギーによる
タービントルクに回転電機４のトルクが加わり、コンプ
レッサ２３の圧気作動が付勢されてエアークリーナ３か
らの空気が圧縮され、コンプレッサ出力側からＣ流路３
４までの流路に高圧の圧気が十分に蓄積されることにな
る。

ついで、運転者によりアクセルペダル６が踏込まれると
、踏込量センサ６１からの直接の指令信号がバルブアク
チュエータ５１に入力され、閉鎖していた圧気制御バル
ブ５が切換えられてＣ流路３４が開放されることになり
、したがって流路に蓄積されていた圧気は一気にエンジ
ン１の吸気マニホールド１２に流入し、車両発進時にお
ける吸気圧が急上昇して効率よくフライングブーストア
ップが行われることになる。

つぎに本実施例における回転電機の発電作動を説明する
と、アクセルペダルの踏込量センサ６１からの信号や、
エンジンの回転信号などから、エンジンが高回転で中低
負荷の運転状態であることを検知すると、コントローラ
７からバルブアクチュエータ５１に指令して圧気制御バ
ルブ５によってＣ流路３４を閉じさせるとともに、電力
変換器４３により回転量８！４からの発電出力を所定電
圧の直流電力に変換してバッテリ４４に供給して充電さ
せる。

この場合、ターボチャージャ２から吸気マニホールド１
２に通じるＣ流路３４は圧気制御バルブ５により閉鎖さ
れているため、コンプレッサ２３の圧気作動が抑えられ
てタービン負荷が軽くなり、したがって、この軽減され
た負荷に対応するエネルギーによって回転電機４の発電
出力が増大し、電力としてのエネルギー回収が良好とな
る。

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） 上述のように本発明によれば、ディーゼルエンジンの吸
気流路に流路開閉弁を取付け、回転電機の電動駆動によ
って付勢したターボチャージャからの圧気を前記の流路
開閉弁の閉鎖によって吸気流路に閉じ込め、車両発進時
のアクセルペダル踏込みにタイミングを合わせて流路開
閉弁を開放するので、閉じ込められた圧気がエンジンに
一気に流入し７、発進時のブーストアップが効率よく行
われ、回転電機の無駄な電力消費が防止できる効果があ
る。

また本発明では、エンジンが高回転で中低負荷のときは
、流路開閉弁によってターボチャージャからの吸気流路
を塞ぐことにより、コンプレッサの圧気作動が減じて駆
動するタービン負荷が軽減され、この軽減された負荷に
対応するエネルギーにより回転電機からの発電出力が増
大するという利点もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明にかかる回転１ｆ機付ターボチャージャの
一実施例を示す構成ブロック図である。 １・・・ディーゼルエンジン、２・・・ターボチャジャ
・　３・・・エアークリーナ、４・・・回転電機、５・
・・圧気制御バルブ、６・・・アクセルペダル、７・・
・コントローラ、２２・・・タービン、２３・・・コン
プレッサ、３４・・・Ｃ流路、６１・・・踏込量センサ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ディーゼル型エンジンのターボチャージャの回転軸に
   回転電機を取付け、車両の発進時に該回転電機を電動駆
   動してエンジンへの過給気圧を上昇させる回転電機付タ
   ーボチャージャにおいて、前記エンジンの吸気流路に流
   路開閉弁を配置し、車両発進時のアクセルペダルの踏込
   みに応じ、閉鎖された流路開閉弁を開放制御することを
   特徴とする回転電機付ターボチャージャ。