JPH06280588A - 回転電機付ターボチャージャの制御装置 - Google Patents

回転電機付ターボチャージャの制御装置

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JPH06280588A
JPH06280588A JP8918293A JP8918293A JPH06280588A JP H06280588 A JPH06280588 A JP H06280588A JP 8918293 A JP8918293 A JP 8918293A JP 8918293 A JP8918293 A JP 8918293A JP H06280588 A JPH06280588 A JP H06280588A
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JP
Japan
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alarm
power
electric machine
circuit
controller
Prior art date
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Pending
Application number
JP8918293A
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English (en)
Inventor
Kazunari Akiyama
和成 秋山
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アラーム信号線の数が少なくても、パワー部
からコントローラに多数項目のアラーム検知内容が送れ
るようにすること。 【構成】 回転電機付ターボチャージャは、エンジンの
吸排気流路に配置したターボチャージャの回転軸に連結
した回転電機を、車両の状況に応じて、電動機運転、あ
るいは、発電機運転させてエンジンのパワーアップやバ
ッテリーの充電を行う。回転電機にそのような電動機運
転や発電機運転をさせる際に電力変換等を行うパワー部
中に、アラーム出力回路29を設ける。該アラーム出力
回路29では、パワー部の各部に設けた検出部からのア
ラーム信号の組み合わせパターンに基づいて、異常箇所
及び異常原因を推定する。そして、それらをコード化し
たアラームデータとして出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの運転状態に
応じて電動機あるいは発電機として作動する回転電機を
ターボチャージャ回転軸に連結して設けた回転電機付タ
ーボチャージャの制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、エンジン排気ガスのエネルギーを
利用してタービンを運転し、それに連動するコンプレッ
サを運転して、加圧した空気をエンジン燃焼室に供給す
ることによって、効率的に燃料を燃焼させるターボチャ
ージャ付エンジンが普及している。さらに、回転電機を
ターボチャージャ回転軸に直結して設け、エンジン低速
域では、バッテリーの電力によりそれを電動機として作
動させてコンプレッサの加圧力を補い、エンジン高速域
では、それを発電機として作動させてバッテリーの充電
を行う回転電機付ターボチャージャが開発されている。
【0003】図6は、従来の回転電機付ターボチャージ
ャの制御装置の概要を示すブロック図である。図6にお
いて、1はコントローラ、2はパワー部、3は回転電機
付ターボチャージャ、4は回転電機、5は回転センサで
ある。回転電機4は、ターボチャージャの回転軸に連結
されている。パワー部2は、回転電機4が発電機運転を
している時には、発電した交流電力を直流電力に変換し
て、バッテリー(図示せず)に充電電流を供給し、ま
た、回転電機4が電動機運転をしている時には、バッテ
リーからの直流電力を所定の交流電力に変換して回転電
機4に与える。そのため、直流電圧の変換を行うDC−
DCコンバータ、交流を直流に変換する整流回路,平滑
回路、直流を交流に変換するインバータ等を具えてお
り、変換する交流周波数やその電圧等はコントローラ1
によって制御される。
【0004】コントローラ1は、各種検出部から、アク
セル開度,エンジン回転数,ブースト圧,車速,タービ
ン回転数等のデータを受けて、それらのデータを演算処
理し、その結果に基づいて、ブースト圧が適正な値にな
るようにパワー部2を制御する。このような回転電機付
ターボチャージャの制御装置において、パワー部2で
は、常に各部の状態を監視しており、何か異常が発生す
ると、パワー部2からコントローラ1へアラーム信号A
を出力する。そのアラーム信号Aの内容としては、イ
ンバータ,レギュレータの素子の過熱、DC−DCコ
ンバータ出力の過電流、DC−DCコンバータ出力の
過電圧の3項目がある。アラーム信号がパワー部2から
入力されると、コントローラ1は、アラーム信号Aの内
容に応じて、パワー部2の制御を停止したり、パワー部
2の電源をオフにしたりする。
【0005】なお、このような回転電機付ターボチャー
ジャの制御装置に関連する従来の文献としては、例え
ば、特開平4−246238号公報,特開平4−287
831号公報等がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
(問題点)しかしながら、前記した従来の技術には、ア
ラームの内容が3項目しかないため、異常が発生した原
因及びその発生箇所を、アラーム信号に基づいて推定す
ることが困難であるという問題点があった。
【0007】(問題点の説明)例えば、インバータに異
常が発生した場合で説明する。図7は、インバータに回
転電機を接続した状態を示す図である。図7において、
211〜216はパワートランジスタである。インバー
タに異常が発生したとき、その原因場所として、U,
V,W各相のパワートランジスタ211〜216、回転
電機4等が考えられ、また、異常の内容として、同相の
2つのパワートランジスタが同時に導通するアーム短
絡、接地箇所発生による漏電、及び、複数の相の間が短
絡する相間短絡等がある。従来の技術では、インバータ
に異常が発生すると、前記〜の項目の内のいずれか
を示すアラーム信号が出力されるが、それからでは、
U,V,W相の内、どの相に異常が発生したのか、ま
た、その内容は、アーム短絡なのか、漏電なのか、ある
いは、相間短絡なのかの判別ができない。さらに、たと
えパワー部2内で異常箇所や原因を知ることができたと
しても、各アラーム信号線は各アラーム検知項目に対応
して設けられており、配線上の都合等でそのアラーム信
号線の数をあまり多くすることができない関係上、パワ
ー部2からコントローラ1に送ることができる内容項目
数には限界がある。本発明は、そのような問題点を解決
することを課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、エンジンの吸排気流路に配置したター
ボチャージャの回転軸に連結した回転電機を、コントロ
ーラによって制御されるパワー部により、車両の状況に
応じて、バッテリーから電力を供給して電動機として運
転させ、また、発電機として運転させてバッテリーの充
電を行う回転電機付ターボチャージャの制御装置におい
て、上記パワー部の中に、パワー部の各部に設けた検出
部からのアラーム信号の組み合わせにより、異常箇所及
び異常原因を推定し、それらをコード化したアラームデ
ータとしてコントローラに出力するアラーム出力回路を
具えることとした。
【0009】
【作 用】アラーム出力回路では、パワー部の各部に
設けた検出部からのアラーム信号の組み合わせにより、
異常箇所及び異常原因の推定を行う。そして、それらを
コード化したアラームデータとしてコントローラに出力
する。そのため、各検出部からのアラーム信号の組み合
わせにより、異常箇所及び異常原因の推定を行うように
したことにより、アラーム検知内容の項目数を格段に増
やすことができる。さらに、それらをコード化したアラ
ームデータとして出力するようにしたことにより、アラ
ーム信号線の数が少なくても多数項目のアラーム検知内
容を、パワー部からコントローラに送ることができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明を適用するパワー部の概要
示すブロック図である。図1において、21はインバー
タ、22はDC−DCコンバータ、23はレギュレー
タ、24はドライブ回路、25はドライブ回路駆動用電
源回路、26はトランジスタ駆動電流監視回路、27は
制御電源、28は電源監視回路、29はアラーム出力回
路、30は温度センサ、ARMはアラーム出力である。
【0011】インバータ21は、回転電機4(図6参
照)を電動機運転するとき、バッテリーの電圧をDC−
DCコンバータ22で昇圧した直流を3相交流に変換し
て供給すると共に、回転電機4を発電機運転するとき
は、回転電機4からの3相交流を内部の整流回路で整流
し、レギュレータ23を介してバッテリーに返す。DC
−DCコンバータ22,レギュレータ23は、コントロ
ーラ1(図6参照)からの電流指示に従って、出力電流
が該指示値になるように制御される。ドライブ回路24
は、コントローラ1からのタイミング信号に従って、イ
ンバータ21の各パワートランジスタ211〜216
(図7参照)のオンオフを制御する。
【0012】ドライブ回路駆動用電源回路25は、ドラ
イブ回路24へ+20V電源を供給する。トランジスタ
駆動電流監視回路26は、インバータ21の各パワート
ランジスタ211〜216の駆動電流を監視して、異常
時にアラーム信号をアラーム出力回路29に通知する。
制御電源27は、パワー部2内の各種ICに電源を供給
し、かつその電圧値が異常値を示したらアラーム信号を
アラーム出力回路29に通知する。電源監視回路28
は、ドライブ回路駆動用電源回路25の出力電圧を監視
して、異常時にアラーム信号をアラーム出力回路29に
通知する。温度センサ30は、インバータ21やレギュ
レータ23の温度を監視し、異常温度を示したらアラー
ム信号をアラーム出力回路29に通知する。また、イン
バータ21内でも3相整流電圧を監視しており、異常時
にアラーム信号をアラーム出力回路29に通知する。
【0013】アラーム出力回路29は、インバータ2
1,トランジスタ駆動電流監視回路26,制御電源2
7,電源監視回路28及び温度センサ30からのアラー
ム信号を受けて、コントローラ1に対してアラーム出力
ARMを出力すると共に、インバータ21とレギュレー
タ23に対して、停止信号STI,STRを出力する。
その際、上記各アラーム信号の組み合わせパターンに基
づいて、異常箇所及び異常原因を推定し、それをコード
化したアラームデータに変換してアラーム出力とする。
【0014】次に、各アラーム信号の組み合わせパター
ンに基づいて、異常箇所及び異常原因を推定する方法の
一例を説明する。図2は、アラーム信号とアラーム出力
との関係を示す図である。No.AR1〜AR6のアラ
ーム信号「U相+過電流検出」〜「W相−過電流検出」
は、上記トランジスタ駆動電流監視回路26から出力さ
れる。例えば、「U相+過電流検出」は、インバータ直
流入力の正極側に接続されているU相のパワートランジ
スタ211(図7参照)の過電流検出信号であり、「U
相−過電流検出」は、インバータ直流入力の負極側に接
続されているU相のパワートランジスタ212の過電流
検出信号である。
【0015】No.AR7のアラーム信号「内部+20
V電源異常」は、制御電源27及び電源監視回路28か
らの異常電圧検出信号である。No.AR8のアラーム
信号「3相整流過電圧」は、インバータ21からの異常
電圧検出信号である。No.AR9,10のアラーム信
号「INV.過温度」,「REG.過温度」は、インバ
ータ21及びレギュレータ23の温度を監視している各
温度センサからの過温度検出信号である。「電源断」
は、パワー部2の電源ダウン時に出力され、「正常動
作」は、どこにも異常がない時に出力される。
【0016】本発明では、これらのアラーム信号の組み
合わせパターンに基づいて、異常箇所及び異常原因を推
定する。例えば、U相+過電流検出とU相−過電流検出
とが同時に入力され、他の相に異常がない場合は、U相
のアーム短絡であると推定し、U相+過電流検出のみ入
力された場合は、U相の漏電であると推定する。また、
U相+過電流検出,またはU相−過電流検出とV相+過
電流検出,またはV相−過電流検出とが同時に入力され
た場合は、U−V相間の短絡であると推定する。このよ
うな処理は、PLD(プログラマブル・ロジック・デバ
イス),CPU(中央処理装置),ROM(リード・オ
ンリー・メモリ)等を使って行う。
【0017】そして、そのようにして推定した各アラー
ム内容に対応して、アラーム出力の各信号線ARM1〜
ARM5毎の出力を決める。例えば、U相のアーム短絡
の場合は、アラーム信号線ARM1に1(ハイレベ
ル),アラーム信号線ARM2〜アラーム信号線ARM
4に0(ローレベル),アラーム信号線ARM5に1
(ハイレベル)を出力する。このようにして、パワー部
2内のアラーム信号の組み合わせパターンにより、異常
発生原因と箇所を推定して、アラームデータとしてコン
トローラ1に出力する。この場合、5本のアラーム信号
線で、最大32項目のアラーム検知内容を送ることがで
きる。なお、同時に複数箇所の異常が検出された場合
は、異常の内容に応じて、緊急性を要するものから順に
優先順位を設定し、優先順位の高いものをコントローラ
1に出力する。
【0018】図5は、パワー部からコントローラへアラ
ーム出力を送るためのインターフェース回路を示す図で
ある。図5において、11,12,291,292はフ
ォトカプラ、PCOMは共通線、ARM1,ARM2は
アラーム信号線である。アラーム出力は、例えば、この
ようなインターフェース回路を使ってパワー部2からコ
ントローラ1へと伝送される。
【0019】パワー部2からアラーム出力が与えられる
と、コントローラ1は、アラームモードになる。アラー
ムモードでは、アラームデータをラッチした後、パワー
部2の運転を一旦停止して、パワー部2内部の破壊を防
止する。その後、電流指示値を低くして再度運転を行っ
て、アラーム信号出力箇所の再確認を行い、異常箇所推
定の精度を向上させる。
【0020】次に、アラーム出力が与えられたときのパ
ワー部2及びコントローラ1における処理手順を、フロ
ーチャートを使って説明する。図3,図4は、パワー部
及びコントローラにおけるアラームモードの処理手順を
示すフローチャートである。 ステップ1…アラームデータをラッチする。なお、アラ
ームデータのラッチは、コントローラ1で行ってもよい
が、パワー部2のアラーム出力回路29内で行っても良
い。 ステップ2…インバータ21及びレギュレータ23に停
止信号STI,STRを出力して、パワー部2の運転を
停止する。
【0021】ステップ3…コントローラ1側にあるアラ
ーム解除スイッチがオンにされたか否かを判別する。 ステップ4…オンにされたら、アラーム出力時インバー
タ運転中であったか否かを判別する。 ステップ5…インバータ運転中であったら、DC−DC
コンバータ22への電流指示値を低く(例えば、5A)
設定する。 ステップ6…インバータ21の運転を再開させる。 ステップ7…再びアラーム出力があったか否かを判別す
る。 ステップ8…アラーム出力があったら、アラーム内容を
確認する。 ステップ9…異常発生の表示を行う。この表示は、電源
がオフされるまで続けられる。
【0022】ステップ10…ステップ7でアラーム出力
がなかったら、上記電流指示値が最大値まで上げられた
か否かを判別する。電流指示値が最大値まで上げられた
ら、装置は正常状態に戻ったものと判断して、メインル
ーチンに復帰する。 ステップ11…まだ最大値になっていなければ、電流指
示値を上げてステップ6に戻る。
【0023】ステップ12…上記ステップ4で、インバ
ータ運転中ではなかったら、レギュレータ運転中であっ
たか否かを判別する。 以下、ステップ13からステップ19は、ステップ12
でレギュレータ運転中でなかったときにステップ16に
移る点、及びステップ14でレギュレータの運転を再開
させる点を除いて、上記ステップ5〜ステップ11と同
様であるので、ここでは説明を省略する。
【0024】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の回転電機付タ
ーボチャージャの制御装置によれば、各検出部からのア
ラーム信号の組み合わせにより、異常箇所及び異常原因
の推定を行うようにしたことにより、アラーム検知内容
の項目数を格段に増やすことができる。さらに、それら
をコード化したアラームデータとして出力するようにし
たことにより、アラーム信号線の数が少なくても多数項
目のアラーム検知内容を、パワー部からコントローラに
送ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用するパワー部の概要示すブロッ
ク図
【図2】 アラーム信号とアラーム出力との関係を示す
【図3】 コントローラにおけるアラームモードの処理
手順の一部を示すフローチャート
【図4】 パワー部及びコントローラにおけるアラーム
モードの処理手順の残りの一部を示すフローチャート
【図5】 パワー部からコントローラへアラーム出力を
送るためのインターフェース回路を示す図
【図6】 従来の回転電機付ターボチャージャの制御装
置の概要を示すブロック図
【図7】 インバータに回転電機を接続した状態を示す
【符号の説明】
1…コントローラ、2…パワー部、3…回転電機付ター
ボチャージャ、4…回転電機、5…回転センサ、11,
12,291,292…フォトカプラ、21…インバー
タ、22…DC−DCコンバータ、23…レギュレー
タ、24…ドライブ回路、25…ドライブ回路駆動用電
源回路、26…トランジスタ駆動電流監視回路、27…
制御電源、28…電源監視回路、29…アラーム出力回
路、30…温度センサ、211〜216…パワートラン
ジスタ、ARM…アラーム出力、ARM1,ARM2…
アラーム出力信号線、PCOM…共通線
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年10月21日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
【図6】
【図1】
【図7】
【図2】
【図3】
【図4】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの吸排気流路に配置したターボ
    チャージャの回転軸に連結した回転電機を、コントロー
    ラによって制御されるパワー部により、車両の状況に応
    じて、バッテリーから電力を供給して電動機として運転
    させ、また、発電機として運転させてバッテリーの充電
    を行う回転電機付ターボチャージャの制御装置におい
    て、上記パワー部の中に、パワー部の各部に設けた検出
    部からのアラーム信号の組み合わせにより、異常箇所及
    び異常原因を推定し、それらをコード化したアラームデ
    ータとしてコントローラに出力するアラーム出力回路を
    具えたことを特徴とする回転電機付ターボチャージャの
    制御装置。
JP8918293A 1993-03-24 1993-03-24 回転電機付ターボチャージャの制御装置 Pending JPH06280588A (ja)

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JP8918293A JPH06280588A (ja) 1993-03-24 1993-03-24 回転電機付ターボチャージャの制御装置

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JPH06280588A true JPH06280588A (ja) 1994-10-04

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Cited By (4)

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