JPH06146911A - ターボチャージャ用回転電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ターボチャージャ用回転電機に電力を供給する
電力部の容量に基づき、タービン回転数に応じた最大電
流値を設定して通電時の電流を制限し、電力部の過負荷
の防止を図る。 【構成】エンジン２の排気エネルギーを回収して吸気圧
を高めるターボチャージャ１のタービン軸１２に回転電
機３を取付けて、バッテリ５から電力を電力部４を介し
て回転電機３に供給し、電動駆動によりターボチャージ
ャ１の過給作動を付勢するが、電力部４のインバータの
容量に基づいてタービン回転センサ１５からの回転数に
応じた最大電流値を設定し、回転電機３への通電時には
設定した最大電流値を超過しないように制限して電力部
の過負荷を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はターボチャージャの回転
軸に電動−発電機となる回転電機を取付け、エンジンの
高負荷時にその電動駆動により過給作動を助勢させる場
合に供給電流の制御を行うターボチャージャ用回転電機
の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ターボチャージャの回転軸に電動−発電
作動を行う回転電機を取付け、例えばエンジンの低回転
高負荷時には回転電機に電力を供給して電動機として作
動させ、エンジンの吸気圧を上昇させてトルクを向上さ
せたり、または排気エネルギーに余裕のあるときは回転
電機に発電作動させ、そのエネルギーを電力に回収する
提案が種々なされている。

【０００３】このような場合の回転電機の駆動制御は、
エンジン回転、タービン回転、アクセル開度、ブースト
圧などを入力するコントローラが用いられ、その処理装
置で処理判定して電動駆動、または発電作動させる指令
が電力部に対してなされている。そして、電動駆動の場
合の電流指示は、各運転モードにより例えば記憶された
データマップなどにしたがった電流値が設定されるが、
この値は通常、アクセル開度とエンジン回転数に基づい
て決定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような回転電機
はＶ／Ｆ制御が行われており、ターボチャージャの回転
数が大になるとそれに比例して供給電圧が高くされてい
る。そして、電力を供給する電力部のインバータ特性と
して、電流指示が大きい場合と、小さい場合とでは回転
数の上限を変えており、これは電力部の容量に起因する
ものである。

【０００５】したがって、電力部からの供給電力によっ
て回転電機を電動駆動する場合に、回転数に応じた電流
制限を行わないと、大電流を通電時にオン／オフを繰返
えすチャタリングを生じ、電力部に負担をかけて故障が
発生する虞がある。

【０００６】また、特開平３−８１５２５号公報には、
タービン軸がその上限回転数近傍に達したとき、タービ
ン軸回転数の増／減の傾向に応じて供給電力を制御する
回転電機付ターボチャージャの制御装置が示されている
が、電力部の容量が考慮されていないため、電力の増加
の場合には電力部の過大電力による事故が発生するとい
う不都合がある。

【０００７】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回転数に応じて電力部
の特性を考慮し、最高電流指示値を超過しないように供
給電流を制限して、チャタリングや過負荷状態を防止す
るターボチャージャ用回転電機の制御装置を提供しよう
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明のよれば、ターボチャージャのタービン軸に
取付けられ、エンジンの運転状態に応じて電力部からの
供給電流により電動駆動され、ターボチャージャの過給
作動を助勢するターボチャージャ用回転電機の制御装置
において、前記の電力部の容量に基づいてタービン回転
数に応じた上限の供給電流値を設定して前記の供給電流
の過大を制限する駆動電流制限手段を設けたターボチャ
ージャ用回転電機の制御装置が提供される。

【０００９】

【作用】電力部から大電流をターボチャージャ用回転電
機に供給して電動駆動する場合には、電力部の容量を考
慮し、タービン回転数に応じて制限した最大電流値を指
示して通電するので、電力部の過負荷状態が防止でき
る。

【００１０】

【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。

【００１１】図１は本発明にかかるターボチャージャ用
回転電機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はターボチャージャでエンジン
２とは排気管２１と吸気管２２とにより接続され、排気
管１２を介する排気ガスによりタービン１１が駆動され
ると、タービン軸１２に取付けられたコンプレッサ１３
が回転し、その圧気作動によって吸気管２２を通じてエ
ンジン２に過給気を圧送する。

【００１２】３は電動−発電機となる回転電機で、その
回転子３１がタービン軸１２に配置され、対応する固定
子３２はハウジング１４に取付けられている。そして、
エンジン２の運転状態により排気エネルギーに余裕のあ
るときは、回転電機３に発電作動させて固定子３２から
の発電出力を電力部４に導いてバッテリ５の充電を行っ
たり、またはエンジン２の高負荷時には、バッテリ５か
らの電力を電力部４の有するインバータに導き、回転子
３１の回転数に基づく所定周波数の交流電力に変換して
固定子３２に供給し、回転電機３の力行によりコンプレ
ッサ１３を付勢してブースト圧を高めるように構成され
ている。なお、２４は吸気管２２に取付けられて過給気
圧を検出するブースト圧センサ、２３はエンジン２の回
転数を検出するエンジン回転センサ、１５はタービンの
回転数を検出するタービン回転センサであり、これらの
センサからの検出信号は後述するコントローラに入力さ
れるように結線されている。

【００１３】コントローラ６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、
制御手順やデータマップなどを格納する各種メモリ、入
／出力ポートなどを備えている。そして前記の各種セン
サや、アクセルペダルの７の踏込みに応ずるアクセル開
度センサ７１などからの検出信号が入力されると所定の
演算処理装置が行われ、格納された制御手順やデータマ
ップなどに基づいて電力部４に指令して、回転電機３へ
の供給電流の制御や、回転電機３からの出力の制御を行
うように構成されている。

【００１４】なお、本実施例においては供給電流の制御
に際し、図２に示すようなアクセル開度、エンジン回転
数、タービン回転数に対する電動駆動時の制限電流曲線
図や、図３に示すタービン回転数に応じて制限する電流
指示値曲線図がデータとして用いられている。

【００１５】図４は本実施例の作動の一例を示す処理フ
ロー図であり、つぎに同図を用いて本実施例の作動を説
明する。

【００１６】本実施例におけるコントローラ６はエンジ
ン回転センサ２３やアクセル開度センサ７１などからの
信号に応じ、中央制御装置にて処理を行い、回転電機３
の電動運転の指令を行うが、この場合には図４における
ステップ１にてタービン回転センサ１５からの信号によ
るタービン回転数が８万ｒｐｍに達しているかの判定を
行う。そして、８万ｒｐｍに未達の場合はステップ２に
て所定のメイン制御に戻るが、以上の場合にはステップ
３に進み、タービン回転数が９万ｒｐｍに達しているか
のチェックを行う。

【００１７】このステップ３で９万ｒｐｍに未達のとき
はステップ４に進み、格納されたデータやマップに従い
タービン回転数が８万ｒｐｍから９万ｒｐｍの間におい
て５０Ａ以下に制限された最高電流指示値を求める。つ
いでステップ８ではこの最高電流指示値と各制御モード
で算出された電流指示値Ｍとの比較を行い、電流指示値
Ｍが大きいときはステップ１０に進み、電力部４に指示
する電流値として、タービン回転数に従う最高電流指示
値を指令して回転電機３への通電電流とする。

【００１８】また、ステップ８で否の場合には、電流指
示値Ｍの電流値を電力部４に指令して電動運転を実施す
ることになる。

【００１９】さきのステップ３にてタービン回転数が９
万ｒｐｍ以上の場合はステップ５に進んでタービン回転
数が９．６万ｒｐｍ以上か否かを判断する。そして９．
６万ｒｐｍ以下の場合はステップ６に移り、このタービ
ン回転数に対応する最高電流指示値、すなわち４０Ａか
ら１０Ａの間の電流指示値を求めてステップ８に移る。
ここでは前記と同様にタービン回転数に応じて制限され
た最高電流指示値と、制御モードにより算出された電流
指示値Ｍとを比較し、該比較に基づいて前記のように電
力部４への電流値の指令を行い、回転電機３を電動駆動
する。

【００２０】なお、ステップ５における判断にて９．６
万ｒｐｍ以上の場合はステップ７にて電流指示値を０と
して回転電機３への通電を停止することになる。

【００２１】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。

【００２２】

【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
ターボチャージャに取付けた回転電機の電動駆動に際し
て、電力部の容量を考慮しタービン回転数に応じて制限
した最大電流値を指示して回転電機に通電するので、大
電流を供給した場合でも電力部は過負荷にならず、した
がってチャタリングなどが防止でき、故障から免れる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるターボチャージャ用回転電機の
制御装置の一実施例を示す構成ブロック図である。

【図２】本実施例における電動駆動時の制限電流曲線図
である。

【図３】本実施例におけるタービン回転数に応じ制限す
る電流指示曲線図である。

【図４】本実施例の作動の一例を示す処理フロー図であ
る。

【符号の説明】

１…ターボチャージャ ２…エンジン ３…回転電機 ４…電力部 ６…コントローラ １２…タービン軸 １５…タービン回転センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ターボチャージャのタービン軸に取付けら
   れ、エンジンの運転状態に応じて電力部からの供給電流
   により電動駆動され、ターボチャージャの過給作動を助
   勢するターボチャージャ用回転電機の制御装置におい
   て、前記の電力部の容量に基づいてタービン回転数に応
   じた上限の供給電流値を設定し、前記の供給電流の過大
   を制限する駆動電流制限手段を設けたことを特徴とする
   ターボチャージャ用回転電機の制御装置。