JPH0637853B2 - 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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JPH0637853B2 JP1254499A JP25449989A JPH0637853B2 JP H0637853 B2 JPH0637853 B2 JP H0637853B2 JP 1254499 A JP1254499 A JP 1254499A JP 25449989 A JP25449989 A JP 25449989A JP H0637853 B2 JPH0637853 B2 JP H0637853B2
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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電動−発電機を取
付けた回転電機付ターボチャージャの制御装置に関す
る。
(従来の技術) 内燃機関の排出する排気ガスは高温かつ高圧のため、こ
のエネルギーを駆動力や電力として回収する方法や装置
が従来より種々提案されている。
この種の排気エネルギー回収装置として、排気エネルギ
ーにより駆動されるタービン軸に電動−発電機となる回
転電機を取付け、エンジンの負荷状態とアクセルペダル
の踏込状態に基づいて、前記回転電機による過給動作と
燃料供給とを制御する回転電機付ターボチャージャの制
御装置の提案が特開昭63−272909号公報に開示
されている。
第4図は上述の公開公報に開示された提案の要部を示す
ブロック図で、エンジン1の排気管1bおよび吸気管1
aにはタービン2bおよびコンプレッサ2aを備えたタ
ーボチャージャ2が接続され、そのタービン回転軸2c
には電動−発電機となる回転電機3が取付けられてい
る。
5はバッテリ、6はマイクロコンピュータからなり入/
出回路に強電用機器を備えたコントローラであり、アク
セルセンサ1cや、エンジンの負荷センサ1dなどから
の信号に応じ、エンジンの運転状態に基づき、バッテリ
5からの電力によって回転電機を電動駆動してブースト
圧を上昇させるとともに、燃料供給の増量を行い、エン
ジンの重負荷時でもアクセルペダルの最大踏込量に相当
するエンジン出力を得ようとするものである。なお、1
eはエンジン回転センサ、1hはブースト圧センサであ
る。
そして、第5図に示す処理フロー図のように、アクセル
ペダルが最大踏込量であると図示のステップaからbに
進み、回転電機の電動運転制御可能回転数近傍にLrpm
のレベルを設け、タービン回転数(回転電機回転数)
が、このレベル以下の場合はバッテリからの電力供給を
最大にしている(ステップc)。
またステップbでタービン回転数がLrpm のレベル以上
のときはステップdに進み、それ以降のタービン回転数
が上昇している場合はステップeよりステップfに進ん
で供給電流を所定量減少させたり、タービン回転数が減
少している場合はステップeからgに進んで供給電流を
変えず、タービン回転数を制御しようとすることが行わ
れている。また、前記の処理フローには図示していない
が、タービン回転数が所定の上限の制御回転数に達する
ような場合は、直ちに供給電流を断ったり、または供給
電流を所定の一定量だけ減じて、回転数が上限回転数を
超過しないようにする試みもなされている。
(発明が解決しようとする課題) したがって上述のようなタービン回転数の制御では、回
転数が所定の設定値を下まわると、その減少程度に拘ら
ず電流供給を最大値にして高速に駆動せしめ、また、回
転数がその上限の制御速度に達しようとするときはその
その増加程度に拘らず供給電流を減じて回転数を減少さ
せるため、このような回転数の繰返えし制御では回転数
の変動幅が例えば第6図に示すように広くなり、一定の
狭い変動幅に収斂せず、不安定な回転数制御となる欠点
がある。
本発明はこのような従来の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の上昇率や下降率に応
じて供給電流を制御し、タービン回転数差の変動幅を狭
く制御しようとする回転電機付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) 本発明によれば、ターボチャージャに設けられた電動−
発電機となる回転電機を電動機制御により過給気量を制
御する回転電機付ターボチャージャの制御装置におい
て、該回転電機の回転数を検出する回転数検出手段と、
アクセルペダル踏込量検出手段と、回転電機の電動運転
制御可能回転数より下で且近傍に設定された回転数Lと
回転電機の回転数を比較する比較手段と、アクセルペダ
ル踏込量検出手段によりアクセルペダルが踏込まれたこ
とを検知したとき、上記回転数Lに対する回転電機の回
転数の変化率を求める演算手段と、該演算手段が求めた
回転電機の回転数の変化率が正の時に回転電機の電流供
給を所定量減じ該変化率が負の時に回転電機の電流供給
量を所定量増す演算を行う電流演算手段と、前記演算さ
れた電流供給量で回転電機を電動機制御する駆動制御手
段と、を具備する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が提供される。
(作用) 本発明では回転電機の制御電動自在な所定回転数レベル
を設け、該レベル近傍における回転数変動の上昇率/下
降率に基づいて回転電機への供給電流の減少/増大を制
御して回転数を制御するので、回転電機の電動時におけ
る変動が幅狭く制御されることになる。
(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図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。
第1図において、1はエンジンで吸気管1aを介して吸
気する空気と、燃料タンク1gから噴射ポンプ1fを介
して供給される燃料との燃焼エネルギーにより、図示し
ていない車両を駆動するものであり、排気管1bを介し
て燃焼後の排気ガスが排出される。1cはアクセルペダ
ル踏込量の検出手段となるアクセルセンサ、1dは噴射
ポンプ1fのラック位置を検出してエンジンの負荷検出
手段となる負荷センサ、1eはエンジンの回転数を検出
する回転センサであり、それぞれ検出した信号を後述す
るコントローラ6に送信する。
2は排気管1bおよび吸気管1aに接続されたターボチ
ャージャであり、排気ガスにより駆動されるタービン2
bと、吸気管1aに圧気を送気するコンプレッサ2aと
を有し、これらのタービン、コンプレッサを接続する回
転軸2cには電動機あるいは発電機として作動する回転
電機3が取付けられている。
回転電機3はロータ3aとステータ3bとを有し、排気
エネルギーによってロータ3aが回転駆動されるとステ
ータ3bには交流電力が発電され電力変換器を介してバ
ッテリ5に送電される。
また、電力変換器4を介したバッテリ5からの電力によ
りロータ3aが駆動されると、コンプレッサ2aの作動
により吸気が圧縮され、吸気管1aを介してエンジン1
が過給されるよう構成されている。なお、1hはブース
ト圧センサで、コンプレッサ2aの作動による過給気圧
を検出してコントローラ6に送信するものである。
電力変換器4は発電機作動時のステータ3bからの交流
電力を入力して、例えばバッテリ5の充電電力に変換し
たり、回転電機3を電動機駆動するためのバッテリ5か
らの直流電力を所定の交流電力に変換するものである。
したがって交流を直流に変換する整流回路、平滑回路の
他、直流より交流に変換するインバータ、昇圧回路など
の強電用変換機器を備えており、変換する交流周波数や
その電圧、電力はコントローラ6の指令により制御され
るものである。なお3cは電力変換器4が変換してステ
ータ3bに供給する交流電力の電圧値、電流値、その相
互間の位相などを計測する交流計測器、4aは電力変換
器4の変換した直流電力の電圧、電流を計測する直流計
測計であり、それぞれ計測値をコントローラ6に送信す
る。
コントローラ6はマイクロコンピュータからなり、エン
ジン1の作動状態や各種センサからの信号に基づいて供
給燃料や所要電力、ブースト圧などの演算を行う中央処
理装置、これらの演算結果のメモリや、エンジン、回転
電機の制御プログラムを格納する各種メモリ装置、各種
の入力を受令したり、関連部分に制御指示を発令する入
/出力装置などを有している。なお、回転電機3が回転
作動時のステータ3bに誘起される逆起電力の周波数に
基づく回転電機の回転数はコントローラ6に入力される
よう構成されている。なお、本発明において、回転電機
3の回転数検出手段は、該実施例のように回転電機の逆
起電力の周波数から検出する事無く、周知の回転計を用
いて計測しても良いことは言うまでもないことである。
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
り、第3図は回転電機への供給電流と、その回転数変化
率との関連を示す曲線図である。
第2図において、ますステップ1でアクセルペダルの踏
込量が最大が否かをチェックし、最大の場合はステップ
2へ、否の場合はステップ6に進む。ステップ6では目
標ブースト圧Ptと実ブースト圧PBとを比較し、その
差が加速判断ブースト圧差KBより大きいとき(加速状
態)ではステップ11にて、ブースト圧差に応じた供給
電流値の計算をしてのフローに進む。なお、ブースト
圧差KBより小さいときはステップ12にてモード判断
のフローに入る。
ステップ1からステップ2に進んだ場合は、過去にター
ビン回転数がLrpm (回転電機の電動運転制御可能回転
数近傍に設けたレベル)以上になったことがあるか否か
を判断し、過去にLrpm 以上になっていたらステップ7
に進み、現在のタービン回転数がLrpm 以上か否かをチ
ェックする。そしてLrpm 以下であれば例えば第3図に
示すタービン回転変化率と対応する供給電流の変化との
図表により供給電流を求めてのフローに進む。
ステップ7で現タービン回転数がLrpm 以上の場合はス
テップ8にて、後述する過去にタービン回転数がLrpm
以上になったことがない場合のフローと同様の処理が行
われる。
ここでステップ2にて過去にタービン回転数がLrpm 以
上になったことがない場合はステップ3に進み、現ター
ビン回転数とLrpm とを比較し、現タービン回転数が小
さい場合はステップ4にて、回転電機への供給電流を最
大値に設定しステップ5にて通電を開始する。
なお、タービン回転数がステップ3にてLrpm 以上の場
合はステップ8に進み、タービン回転数とHrpm (回転
電機の電動運転制御可能上限回転数)とを比較し、Hrp
m に達している場合はステップ14にて通電を断にす
る。そしてHrpm に達していない場合はステップ9に進
み、現タービン回転数と前回のタービン回転数とから、
タービン回転率を求め、該回転率に基づいて例えば第3
図を用いて、ステップ10にて対応する供給電流を求
め、のフローにしたがって該電流値により通電をオン
にして電動駆動する処理を行う。
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) 本発明によれば、タービン回転数が所定の設定値近傍に
おいて、所定値の近傍の回転数の上昇率/下降率に応
じ、その変化率に見合った適切な減少/増大電流を回転
電機に供給制御するので、第6図に示したような広い変
動範囲は減じて変動幅が縮少されるという効果があり、
さらに供給電流も適正に制御されるので、電力消費が減
ずる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明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、第3図
は本実施例におけるタービン回転変化率と回転電機への
供給電流との一例を示す曲線図、第4図はターボチャー
ジャ制御装置の従来例のブロック図、第5図は該従来例
の処理フロー図、第6図は該従来例におけるタービン回
転変動を示す図表図である。 1……エンジン、1c……アクセルセンサ、1d……負
荷センサ、2……ターボチャージャ、3……回転電機、
4……電力変換器、5……バッテリ、6……コントロー
ラ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ターボチャージャに設けられた電動−発電
    機となる回転電機を電動機制御により過給気量を制御す
    る回転電機付ターボチャージャの制御装置において、 該回転電機の回転数を検出する回転数検出手段と、 アクセルペダル踏込量検出手段と、 回転電機の電動運動制御可能回転数より下で且近傍に設
    定された回転数Lと回転電機の回転数を比較する比較手
    段と、 アクセルペダル踏込量検出手段によりアクセルペダルが
    踏込まれたことを検知したとき、上記回転数Lに対する
    回転電機の回転数の変化率を求める演算手段と、該演算
    手段が求めた回転電機の回転数の変化率が正の時に回転
    電機の電流供給を所定量減じ該変化率が負の時に回転電
    機の電流供給量を所定量増す演算を行う電流演算手段
    と、 前記演算された電流供給量で回転電機を電動機制御する
    駆動制御手段と、 を具備する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。
JP1254499A 1989-09-29 1989-09-29 回転電機付ターボチャージャの制御装置 Expired - Fee Related JPH0637853B2 (ja)

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