JPH0443821A - ブースト圧制御装置 - 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配置した電動−発
電機となる回転電機への通電を制御して車両の発進時の
エンジンへの過紹気を制御するターボチャージャのブー
スト圧制御装置に関する。

（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
電機となる回転電機を配置し、車両の発進準備完了を検
知する手段からの信号により、回転電機を電動駆動して
吸気圧を上昇させ、発進時のエンジンに圧送するターボ
チャージャの制御装置が本出願人によって昭和６３年特
許願第２７５３０１号として提案されている。

（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、登板路においての車両
の発進のように、エンジンが低回転で大きなトルクを要
する場合では、タイミングよくエンジンへの過給圧を上
昇させれば坂道発進は可能となるが、ブースト圧上昇の
タイミングが遅れると、過給作動を助勢する回転電機へ
の供給電力を増加しても、ブースト圧の上昇が不十分と
なって、積荷の満載状態の大型車両などでは坂道発進が
不能となる虞が生ずる。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的は勾配の急な坂道においても、エンジンへの送
気のブースト圧上昇のタイミングを計ることにより、車
両の坂道発進を容易にしようとするブースト圧制御装置
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
の排気流路に設けたタービンと、吸気流路に設けられタ
ービントルクにより駆動されるコンプレッサと、該コン
プレッサを回転駆動する回転電機とを有するターボチャ
ージャのブースト圧制御装置において、登り坂道の傾斜
角が所定値を越えたことを検出する傾斜角検出手段と、
車速の減速時に車両速度が所定値以下に到達したことを
検知する車速検知手段と、前記傾斜角検出手段と車速検
知手段との出力信号の論理積が得られたとき前記回転電
機を駆動してコンプレッサを作動せしめる制御手段とを
有するブースト圧制御装置と、エンジンの排気流路に設
けたタービンと、吸気流路に設けられタービントルクに
より駆動されるコンプレッサと、該コンプレッサを回転
駆動する回転電機とを有するターボチャージャのブース
ト圧制御装置において登り坂道の傾斜角が所定値を越え
たことを検出する傾斜角検出手段と、車速の減速時に車
両速度が所定値以下に到達したことを検知する車速検知
手段と、タービンブレードへの排気流吹出口の面積を狭
める絞り手段と、コンプレッサからの流出空気量を制限
する流出空気量制限手段と、前記傾斜角検出手段と車速
検知手段との出力信号の論理積が得られたとき、前記絞
り手段と空気量制限手段とを動作せしめるとともに前記
回転を機を駆動してコンプレッサを作動せしめる制御手
段とを有するブースト圧制御装置が提供される。

（作用） 本発明では、路面の急勾配な坂道の発進に際しては、そ
の勾配の度合や停止前の車速から停車を判断し、ターボ
チャージャに流入する排気流路を細めて流速を増すとと
もにコンプレッサからエンジンへの給気の流路を絞って
負荷を減少させ、この状態で回転電機を駆動して早期に
フライングブーストアップを開始させる。そして、アク
セル開度やその後の車速などに基づいて回転電機の駆動
や、両流路の制御を解除する。

（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ブースト圧制御装置の実施例を
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１の排気ガスエネルギーによ
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１に過給気を圧送するコンプレッサ
２２とを備えている。

そして、ターボチャージャ２のタービンスクロール２３
に連通ずる排気流路１３の途中には、該流路を大流路１
３１と小流路１３２とに２分する隔壁１４が配置され、
タービンスクロール２３の大スクロール２３１および小
スクロール２３２にそれぞれ排気ガスを導くように形成
されている。なお、１５は上述の大流路１３１に設けら
れ流路な切換えて排気流路を狭める絞り手段となる切換
パルプであり、パルプアクチュエータ１５１に操作され
て大流路１３１の開閉を行うもので、切換パルプ１５の
閉鎖時には排気ガスは小流路１３２を介して小スクロー
ル２３２に送出され、排気ガス量が少ない場合でもター
ビン２１への流速が早められてタービン２１を効率よく
駆動するように構成されている。

一方、ターボチャージャ２から吸気管１２に接続される
吸気流路にはコンプレッサからの流出空気量を絞る流出
空気量制限手段となる絞り弁１６が配置されて、その閉
弁によりコンプレッサ２２の仕事量を減するように構成
され、また、この際のエンジン１の吸気路における絞り
弁１６とエンジン１の吸気口との間には、バイパス弁１
７を有する吸気バイパスｎ１８が取付けられ、絞り弁１
６の作動時には該吸気バイパス路１８を介してエンジン
１が吸気する。なお、これらの絞り弁１６およびバイパ
ス弁１７の開閉制御は、後述するコントローラの指令に
応じて作動する絞り弁アクチユエータ１６１、およびバ
イパス弁アクチュエータ１７１によりそれぞれ制御され
るものである。

３は回転電機で電動機または発電機として作動するもの
であり、ターボチャージャ２０回転軸に取付けられてい
る。そして、バッテリ４を電源として電力が供給される
と電動機として作動してコンプレッサ２２を付勢し、そ
の圧気動作を助勢して過給気圧を上昇させる。また、エ
ンジン１からの排気エネルギーが大きいときは発電機と
して作動し、排気エネルギーを電力として回収し、該電
力は電力変換器４１を介してバッテリ４を充電するよう
に構成されている。

電力変換器４１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、発電作動時の回転電機３の交
流出力を入力して、バッテリ４を充電する直流電力に変
換したり、またはバッテリ４からの電力を回転篭［３に
供給するときは、その直流電力をコントローラ５からの
指令によって所定の交流電力に変換するものである。

６はアクセルペダルで、その踏込量を検出する踏込量セ
ンサ６１が取付けられ、７はブレーキペダルで１．ブレ
ーキセンサ７１が取付けられている。また、８は車両に
設置された傾斜角検出手段となる勾配センサで、路面の
傾斜角度が検知できるもの、９は車速を検出する車速検
知手段となる車速センサで、これらの踏込量センサ６１
．ブレーキセンサ７１．勾配センサ８および車速センサ
９からのそれぞれの検出信号はコントローラ５の入力回
路に接続されている。なおｌＯはサイドブレーキセンサ
であり、サイドブレーキが操作されたか否かの信号を発
するものである。

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。そして入力回路には前記の踏込量センサ６１、ブレ
ーキセンサ７１、勾配センサ８、車速センサ９またはサ
イドブレーキセンサ１０などからの検出信号の他、回転
電機３の回転数が検知できる周波数信号などが入力され
るように接続され、出力回路には前述の各種のパルプや
弁のアクチュエータや電力変換器４１への指令ラインな
どが結線されている。

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にては車両に設けた勾促センサ８から
の信号によって、路面の傾斜角Ｔａｎを計測し、ステッ
プ２ではその傾斜角と、本実施例が適用される所定勾配
角Ｔ°とを比較し、計測した傾斜角が大きいときはステ
ップ３に進み、車速センサ９からの信号をチエツクして
車速か２Ｋｍ／ｈ以下の場合は車両の停車直前と判断し
、ステップ４からステップ７のフローにしたがい、回転
電機３の電動駆動によるフライングブーストアップを早
期に開始する。

そしてこの場合、ステップ４ではバルブアクチュエータ
１５１に指令して切換バルブ１５を閉じ、排気の流路を
小スクロール２３２のみに通じて流速を早め、タービン
２１を効率よく駆動させる。そしてステップ５．６では
バイパス弁アクチュエータ１７１と絞り弁アクチユエー
タ１６１に指令し、バイパス弁１７を開いてエンジンｌ
への吸気を確保するとともに絞り弁１６によりターボチ
ャージャ２からの吸入流路を閉じさせ、ステップ７で電
力変換器４１に指令してバッテリ４からの電力によって
回転電機３を電動駆動し、停車前からフライングブース
トアップを開始させる。

このようにステップ７でフライングブーストアップを開
始後は、ステップ８にてアクセルペダル６の踏込量セン
サ６１からの信号をチエツクし、アクセル開度が５０％
以上の場合は車両の再発進と判断してステップ１１に移
ってフライングブーストアップを中止する。そしてステ
ップ１２からステップ１４のフローによって、切換バル
ブ１５を開いて大スクロール２３１にも排気を通じてエ
ンジン排圧の上昇を防ぎ、絞り弁１６の開制御、バイパ
ス弁１７の閉制御を行ってステップ１５における通常の
制御に移行することになる。

前述のステップ８でアクセル開度が５０％に未達の場合
はステップ９に移り、車速が５Ｋｍ／ｈ以上の場合や、
車速が５Ｋｍ／ｈ以下の場合でもステップ１０で加速モ
ードと判断されると、ステップ１１に進んで回転電機３
への通電を断ってフライングブーストアップを中止する
。

なお、ステップ１０にて加速モードでなく、車両が停止
しくステップ１６）、ブレーキ７が踏まれ、さらにサイ
ドブレーキ１ｏが操作された場合は、継続的な駐車と判
断し、ステップ１７．１８からステップ１１に進んでフ
ライングブーストアップが中止されることになる。そし
て、ステップ１６からステップ１８の間にて、いずれか
が否の場合は最初のステップ１からのフローに戻って勾
配角の計測や、車速のチエツクが行われ、この間、所定
勾配角Ｔ°以下の場合や車速か２Ｋｍ／ｈ以上の場合に
は、ステップ１１に進み、フライングブーストアップは
行われない。

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例えば排気流路に隔壁や切換バルブ
を設けたツインスクロール方式を除いたり、または吸気
側の絞り弁制御を除いて本実施例に準じたターボチャー
ジャの制御を行うなどの変形や応用が可能であり、これ
らの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、回転電機付タボチャージ
ャを備えた車両における坂道発進に際しては、登板路の
勾配や停止前の車速によって停車の判断を行い、ターボ
チャージャに流入する排気流路を細めて排気流速を増す
とともにコンプレッサからエンジンへの給気の流路を絞
って圧気負荷を減少させ、この状態で回転電機に通電し
て早期にフライングブーストアップを開始させる。

したがって、停車前からコンプレッサの助勢が行われる
ので、早期にブースト圧が上昇し、積荷の多い車両でも
坂道発進が容易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ブースト圧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、５・・・コントローラ、６・−・アクセルペ
ダル、８・・・勾配センサ、９・・・車速センサ、１３
・・・排気流路、１５・・・切換バルブ、１６・・・絞
り弁、２１・・・タービン、２２・・コンプレッサ、１
３２・・・小流路。 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの排気流路に設けたタービンと、吸気流
   路に設けられタービントルクにより駆動されるコンプレ
   ッサと、該コンプレッサを回転駆動する回転電機とを有
   するターボチャージャのブースト圧制御装置において、
   登り坂道の傾斜角が所定値を越えたことを検出する傾斜
   角検出手段と、車速の減速時に車両速度が所定値以下に
   到達したことを検知する車速検知手段と、前記傾斜角検
   出手段と車速検知手段との出力信号の論理積が得られた
   とき前記回転電機を駆動してコンプレッサを作動せしめ
   る制御手段とを有することを特徴とするブースト圧制御
   装置。
2. （２）エンジンの排気流路に設けたタービンと、吸気流
   路に設けられタービントルクにより駆動されるコンプレ
   ッサと、該コンプレッサを回転駆動する回転電機とを有
   するターボチャージャのブースト圧制御装置において、
   登り坂道の傾斜角が所定値を越えたことを検出する傾斜
   角検出手段と、車速の減速時に車両速度が所定値以下に
   到達したことを検知する車速検知手段と、タービンブレ
   ードへの排気流吹出口の面積を狭める絞り手段と、コン
   プレッサからの流出空気量を制限する流出空気量制限手
   段と、前記傾斜角検出手段と車速検知手段との出力信号
   の論理積が得られたとき、前記絞り手段と空気量制限手
   段とを動作せしめるとともに前記回転電機を駆動してコ
   ンプレッサを作動せしめる制御手段とを有することを特
   徴とするブースト圧制御装置。