JPH0650061B2 - Supercharger control device - Google Patents
Supercharger control deviceInfo
- Publication number
- JPH0650061B2 JPH0650061B2 JP63227991A JP22799188A JPH0650061B2 JP H0650061 B2 JPH0650061 B2 JP H0650061B2 JP 63227991 A JP63227991 A JP 63227991A JP 22799188 A JP22799188 A JP 22799188A JP H0650061 B2 JPH0650061 B2 JP H0650061B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- electric
- compressor
- electric machine
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 29
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 13
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 13
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
- F02B41/02—Engines with prolonged expansion
- F02B41/10—Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
- F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using kinetic energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/004—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/013—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの排気エネルギーを利用してタービン
を回転させ、その回転力をもってエンジンを過給する排
気タービン駆動の過給機の制御装置に関し、特に排気タ
ービンを複数段直列に接続した多重型の排気タービン駆
動の過給機の制御装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control device for an exhaust turbine-driven supercharger that uses an exhaust energy of an engine to rotate a turbine and supercharges the engine with its rotational force. In particular, the present invention relates to a control device for a supercharger driven by a multiple type exhaust turbine in which a plurality of stages of exhaust turbines are connected in series.
（従来の技術） エンジンの排気ガスを排気タービンに導き、これを高速
回転させ、該排気タービンと同軸に接続されたコンプレ
ッサを高速回転駆動して、エンジンの過給を行う排気タ
ービン駆動過給機は古くから知られている。また、この
装置の排気タービンを駆動する排気ガスの中に残存する
残余の排気エネルギーをも回収して、この回収エネルギ
ーをエンジンの回転軸に帰還させる試みも近年提案され
た。すなわち、この装置は、排気タービンの回転軸に発
電機とコンプレッサとを設け、排気タービンにて回収し
た排気エネルギーをもってコンプレッサを回転させて過
給動作を行うとともに、発電動作も同時に行い該発電エ
ネルギーでエンジンの回転軸に設けられた電動機を回転
させて、排気エネルギーをエンジンの回転軸に帰還させ
るもので、このような装置は例えば、特開昭６０−４３
１５２号公報に記載されている。(Prior Art) Exhaust turbine driven supercharger for guiding engine exhaust gas to an exhaust turbine, rotating the exhaust gas at high speed, and rotating a compressor connected coaxially with the exhaust turbine at high speed to supercharge the engine. Has been known since ancient times. Further, in recent years, an attempt has also been made to recover the residual exhaust energy remaining in the exhaust gas that drives the exhaust turbine of this device and to return this recovered energy to the rotating shaft of the engine. That is, this device is provided with a generator and a compressor on the rotating shaft of the exhaust turbine, and the compressor is rotated by the exhaust energy collected by the exhaust turbine to perform the supercharging operation, and at the same time, the power generating operation is also performed. The electric motor provided on the rotary shaft of the engine is rotated to return the exhaust energy to the rotary shaft of the engine. Such a device is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 60-43.
No. 152 publication.
この装置は、エンジンの回転数が小さく排気エネルギー
が少ない状態では、発電動作は疎か過給動作も実行でき
ないので、このような状態時には排気タービンの回転軸
に設けられた発電機を電動機に切り換え、これを回転駆
動してコンプレッサを動作させ、エンジンの過給を行う
ものが提案され、このような装置は例えば、特開昭６０
−１９５３２９号公報に開示されている。そしてこの装
置は、エンジンの低速高負荷の運転領域で特に有効であ
る。In this device, when the engine speed is small and the exhaust energy is small, the power generation operation is sparse or the supercharging operation cannot be executed.In such a state, the generator provided on the rotary shaft of the exhaust turbine is switched to the electric motor. It has been proposed to rotatably drive the compressor to operate the compressor to supercharge the engine. Such a device is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No.
-195329. And this device is particularly effective in the low speed and high load operation region of the engine.
（発明が解決しようとする課題） 上述の特開昭６０−１９５３２９号公報に開示されてい
るような提案においては、エンジンの低速高負荷時には
電動−発電機を電動機として駆動させるため、コンプレ
ッサの過給作動が助勢されてエンジンへの過給気圧が上
昇することになるが、エンジンの低速高負荷時以外での
エンジン出力の向上のための過給機の制御措置が行われ
ていないという欠点がある。(Problems to be Solved by the Invention) In the proposal disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-195329, the motor-generator is driven as an electric motor when the engine is operating at a low speed and a high load. Although the charging operation will be assisted and the supercharging air pressure to the engine will rise, the disadvantage is that the supercharger control measures are not taken to improve the engine output except when the engine is operating at low speed and high load. is there.
本発明のこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はエンジンの低速高負荷時のみに限らずエンジ
ンの運転領域の広範囲にわたってその出力を向上させよ
うとする過給機の制御装置を提供するものである。The present invention has been made in view of such problems,
An object of the present invention is to provide a control device for a supercharger, which intends to improve the output of the engine not only when the engine is operating at a low speed and a high load but also over a wide range of the operating region of the engine.
（課題を解決するための手段） 本発明によれば、複数台のターボチャージャの各排気タ
ービン流路を直列接続するとともに、各コンプレッサ流
路も直列に接続し、各排気タービンのトルクにより駆動
される各コンプレッサによってエンジンを過給する過給
機の制御装置において、各排気タービンとコンプレッサ
とを連結する回転軸に設けられた電動／発電機構と、 各コンプレッサの入口に設けられた新気吸入用のバルブ
と、アクセルペダルの踏込量を検出する第１の検出手段
と、エンジンの回転数を検出する第２の検出手段と、エ
ンジンの回転軸に機械的に結合され電動／発電機となる
回転電機とを有し、 第１と第２の検出手段からの検出信号によってエンジン
の負荷状態を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段
が検出したエンジンの負荷状態とから、エンジンの動作
を最良にするための上記電動／発電機構と回転電機の最
良の組合せ動作モードを選択する手段と、該最良の動作
モードにしたがった各バルブの開閉動作モードを選択す
るバルブ動作選択手段とを具備し、前記電動／発電機構
と回転電機との間の電力伝達手段を制御してエンジン出
力を付勢する手段とを有することを特徴とする過給機の
制御装置が提供される。(Means for Solving the Problems) According to the present invention, the exhaust turbine flow paths of a plurality of turbochargers are connected in series, and the compressor flow paths are also connected in series, and driven by the torque of each exhaust turbine. In a control device of a supercharger that supercharges an engine with each compressor, an electric / power generation mechanism provided on a rotary shaft connecting each exhaust turbine and the compressor, and a fresh air intake provided at an inlet of each compressor. Valve, first detecting means for detecting the amount of depression of the accelerator pedal, second detecting means for detecting the number of revolutions of the engine, and rotation to be a motor / generator mechanically coupled to the rotation shaft of the engine. An electric machine, and load detecting means for detecting a load state of the engine based on detection signals from the first and second detecting means, and an engine detected by the load detecting means. Means for selecting the best combined operation mode of the electric / power generation mechanism and the rotary electric machine for optimizing the operation of the engine from the load state and the opening / closing operation mode of each valve according to the best operation mode And a means for controlling electric power transmission between the electric / power generation mechanism and the rotating electric machine to energize an engine output. Will be provided.
（作用） 本発明ではエンジンの排気流路に直列に接続された複数
台のターボチャージャの回転軸にそれぞれ電動機構を設
けるとともに、エンジンの出力軸に回転電機を取付け、
アクセルペダルの踏込量とエンジンの回転数との二検出
信号からエンジンの運転状態を検知し、この運転状態に
応じて回転電機の電動作動／発電作動の切換と、各ター
ボチャージャの電動機構の作動の切換とを選択制御する
とともに発電側からの電力を電動側に供給して、それぞ
れのエンジン運転領域にて適切に出力向上を計る作用が
ある。(Operation) In the present invention, an electric mechanism is provided on each of rotary shafts of a plurality of turbochargers connected in series to an exhaust passage of an engine, and a rotary electric machine is attached to an output shaft of the engine.
The operating state of the engine is detected from the two detection signals of the accelerator pedal depression amount and the engine speed, and in accordance with this operating state, switching between the electric operation / power generation operation of the rotating electric machine and the operation of the electric mechanism of each turbocharger are performed. Is selectively controlled, and electric power from the power generation side is supplied to the electric side to appropriately improve the output in each engine operating region.
（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。(Example) Next, the Example of this invention is described in detail using drawing.
第１図は本発明の一実施例の構成を示す構成ブロック図
である。FIG. 1 is a configuration block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
同図において、１はエンジンである。このエンジンは、
シリンダ、シリンダヘッド、吸気排気経路の内側、吸・
排気バルブ、ピストンリング、ピストンヘッドなどにフ
ァインセラミックスを使用し、ラジエータを必要としな
いセラミックス・ディーゼルエンジンである。そして吸
気経路１１を通じて吸入する空気と供給される燃料との
燃焼エネルギーによって、図示していない車両を駆動す
るもので、燃焼後の排気ガスは排気経路１２を介して第
１のターボチャージャ２に供給され、排気タービン２１
を回転駆動する。２２はコンプレッサで、排気タービン
２１の回転軸に直結され、排気エネルギーにより回転駆
動される排気タービン２１のトルクにより吸入空気を圧
縮し、吸気経路１１を介してエンジン１の吸気を過給す
るものであり、コンプレッサ２２の吸入管２３にはバル
ブ２４が取付けられ、バルブアクチュエータ２５の作動
により、吸入管２３の空気通路が開閉制御されるよう構
成されている。In the figure, 1 is an engine. This engine
Cylinder, cylinder head, inside of intake / exhaust path, intake /
It is a ceramics diesel engine that uses fine ceramics for the exhaust valve, piston ring, piston head, etc. and does not require a radiator. Then, a vehicle (not shown) is driven by the combustion energy of the air sucked through the intake path 11 and the supplied fuel, and the exhaust gas after combustion is supplied to the first turbocharger 2 through the exhaust path 12. Exhaust turbine 21
To rotate. Reference numeral 22 denotes a compressor, which is directly connected to the rotary shaft of the exhaust turbine 21 and compresses the intake air by the torque of the exhaust turbine 21 which is rotationally driven by the exhaust energy and supercharges the intake air of the engine 1 through the intake passage 11. A valve 24 is attached to the suction pipe 23 of the compressor 22, and the air passage of the suction pipe 23 is controlled to be opened and closed by the operation of the valve actuator 25.
３は電動機構で排気タービン２１とコンプレッサ２２と
を直結する回転軸上に取付けられ、電力が供給されると
電動機として駆動され、コンプレッサ２２を駆動してそ
の過給作動を助勢するものである。また、排気タービン
２１により回転されると発電機となり、これより電力を
取り出すことができる。なお、３１は回転センサで電動
機構の回転数、すなわち第１のターボチャージャ２の回
転数を検出して、後述するコントローラに回転信号を送
信する。An electric mechanism 3 is mounted on a rotary shaft that directly connects the exhaust turbine 21 and the compressor 22, and is driven as an electric motor when electric power is supplied to drive the compressor 22 to assist its supercharging operation. Further, when it is rotated by the exhaust turbine 21, it becomes a generator, from which electric power can be taken out. A rotation sensor 31 detects the rotation speed of the electric mechanism, that is, the rotation speed of the first turbocharger 2, and transmits a rotation signal to a controller described later.
４は第２のターボチャージャで第１のターボチャージャ
２の排ガスの排出経路２６に接続されて排気タービン４
１が回転駆動されるものであり、排気タービン４１の回
転軸には電動機５とコンプレッサ４２とが直結されてい
る。そして、第１のターボチャージャ２の場合と同様
に、コンプレッサ４２は吸引管４３から取入れた空気を
圧縮してエンジン１に送気するが、第２のターボチャー
ジャ４では圧気は送気管４６を介してコンプレッサ２２
に送られてからエンジン１に達することになる。なお、
４４は吸入管４３に設けられたバルブであり、バルブア
クチュエータ４５の作動により吸入管４３の空気通路の
開閉を制御するもので、バルブアクチュエータ４５およ
び前記のバルブアクチュエータ２５に対する開閉制御指
令はコントローラ６から発令される。Reference numeral 4 denotes a second turbocharger, which is connected to the exhaust gas discharge path 26 of the first turbocharger 2 and is connected to the exhaust turbine 4
1 is rotationally driven, and the electric motor 5 and the compressor 42 are directly connected to the rotary shaft of the exhaust turbine 41. Then, as in the case of the first turbocharger 2, the compressor 42 compresses the air taken in from the suction pipe 43 and supplies the compressed air to the engine 1. However, in the second turbocharger 4, the compressed air passes through the air supply pipe 46. Compressor 22
It will reach Engine 1 after being sent to. In addition,
Reference numeral 44 denotes a valve provided in the suction pipe 43, which controls the opening and closing of the air passage of the suction pipe 43 by the operation of the valve actuator 45. The controller 6 sends an opening / closing control command to the valve actuator 45 and the valve actuator 25. Be announced.
排気タービン４１に取付けられた電動機構５は電力が供
給されると電動機として駆動され、コンプレッサ４２を
駆動してその過給作動を助勢するものである。また、排
気タービン４１により回転されると発電機となり、これ
より電力を取り出すことができる。なお、５１は電動機
構５の回転数、すなわち第２のターボチャージャ４の回
転数を検出する回転センサ、１３はブースト圧センサで
吸気経路１１の内部に取付けられてエンジン１へのブー
スト圧を検出するもので検出したブースト圧による信号
をコントローラ６に送出する。１４は燃料供給手段とな
る燃料供給機構で、燃料タンク１８からエンジン１への
供給燃料の流量や燃料の噴射タイミングを制御するもの
であり、燃料供給機構１４に対する制御指令はコントロ
ーラ６から発令される。The electric mechanism 5 attached to the exhaust turbine 41 is driven as an electric motor when electric power is supplied, and drives the compressor 42 to assist its supercharging operation. Further, when it is rotated by the exhaust turbine 41, it becomes a generator, from which electric power can be taken out. Reference numeral 51 is a rotation sensor that detects the rotation speed of the electric mechanism 5, that is, the rotation speed of the second turbocharger 4. Reference numeral 13 is a boost pressure sensor that is mounted inside the intake passage 11 to detect the boost pressure to the engine 1. Then, the signal based on the boost pressure detected by the controller is sent to the controller 6. Reference numeral 14 denotes a fuel supply mechanism serving as fuel supply means, which controls the flow rate of fuel supplied from the fuel tank 18 to the engine 1 and the injection timing of fuel, and a control command for the fuel supply mechanism 14 is issued from the controller 6. .
また、１０はバイパスシャッタで、吸気経路１１の中間
に設けられて、エンジン１の吸気を第１のターボチャー
ジャ２方向から取入れるか、または直接外気を取入れる
かに切換えるものであり、シャッタアクチュエータ１９
の作動により切換制御され、該切換制御指令はコントロ
ーラ６から発せられる。Reference numeral 10 denotes a bypass shutter, which is provided in the middle of the intake path 11 and switches between intake of the engine 1 from the direction of the first turbocharger 2 or direct intake of the outside air. 19
Switching control is performed by the operation of, and the switching control command is issued from the controller 6.
７はエンジン１の回転軸とギヤ結合されている回転電機
である。この回転電機７がエンジン１により駆動される
時には発電機となり、また後述する電力デュアル変換器
７１から電力を供給される時には電動機として作用す
る。電力デュアル変換器７１は１つの三相交流端子と２
つの直流端子を有する。２つの直流端子は内部において
並列接続されている。そしてその並列に接続された直流
端子は、交直両方向変換器の直流端子に接続されてい
る。交直両方向変換器は、インバータとコンバータとが
並列に接続され、直流から交流に変換する時にはインバ
ータが動作し、交流から直流に変換する時にはコンバー
タが動作するものであり、このような交直両方向変換器
は例えば、『米国のWILEY-INTERSCIENCE社発行、B.R.Pe
lly 著（Thyristor Phase-Contorolled Converters）第
１１頁乃至第１４４頁』に詳細に示されているように周
知の回路であるので、その詳細な説明は省略する。交直
両方向変換器の交流端子は、三相のオートトランスの二
次側に接続されており、該オートトランスの一次側は回
転電機７と接続されている。このオートトランスは、各
相共多数のタップを有し、タップの切換えにより例えば
一次側を高く二次側を低くし、また一次側を低く二次側
を高くするというように、一次二次側の変圧比を自由に
変換できる。なお、交直両方向変換器及びオートトラン
スのタップの切換えのための制御指令は、マイクロコン
ピュータ構成のコントローラ６から指令されるよう構成
されている。Reference numeral 7 denotes a rotary electric machine that is gear-coupled to the rotary shaft of the engine 1. When the rotating electric machine 7 is driven by the engine 1, the rotating electric machine 7 functions as a generator, and when electric power is supplied from a power dual converter 71 described later, the rotating electric machine 7 functions as an electric motor. The power dual converter 71 has one three-phase AC terminal and two
It has two DC terminals. The two DC terminals are internally connected in parallel. The DC terminals connected in parallel are connected to the DC terminals of the AC / DC bidirectional converter. In an AC / DC bidirectional converter, an inverter and a converter are connected in parallel, the inverter operates when converting from DC to AC, and the converter operates when converting from AC to DC. For example, "WILEY-INTERSCIENCE issued by US, BRPe
Since it is a well-known circuit as described in detail in "Ly (Thyristor Phase-Contorolled Converters), pp. 11 to 144", detailed description thereof will be omitted. The AC terminal of the AC / DC bidirectional converter is connected to the secondary side of a three-phase autotransformer, and the primary side of the autotransformer is connected to the rotary electric machine 7. This autotransformer has a large number of taps for each phase, and by switching the taps, for example, the primary side is made high and the secondary side is made low, and the primary side is made low and the secondary side is made high. The transformation ratio of can be freely converted. The control command for switching the taps of the AC / DC bidirectional converter and the auto transformer is configured to be commanded by the controller 6 having a microcomputer configuration.
７３及び７５は共に前述の如き交直両方向変換器からな
るデュアル変換器であり、デュアル変換器７３の直流側
は電力デュアル変換器７１の直流端子と接続され、交流
側は電動機構３と接続されている。また、デュアル変換
器７５の直流側は電力デュアル変換器７１の直流端子と
接続され、交流側は電動機構５と接続している。なお、
１５はエンジン１の回転を検出してエンジン回転検知手
段となるエンジン回転センサであり、１６は踏込量検知
手段となるアクセルセンサでアクセルペダル１７の踏込
量を検出するものであり、これらのセンサからの検出信
号はコントローラ６に送信される。73 and 75 are both dual converters composed of the above-mentioned alternating-current / direct-current converters. The DC side of the dual converter 73 is connected to the DC terminal of the power dual converter 71, and the AC side is connected to the electric mechanism 3. There is. The DC side of the dual converter 75 is connected to the DC terminal of the power dual converter 71, and the AC side is connected to the electric mechanism 5. In addition,
Reference numeral 15 is an engine rotation sensor which detects the rotation of the engine 1 and serves as an engine rotation detecting means, and 16 is an accelerator sensor which serves as a depression amount detecting means, which detects the depression amount of the accelerator pedal 17, and from these sensors. Is transmitted to the controller 6.
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、演算処理手順や制御手順など
を格納する各種メモリ、入／出力ポートなどを備えてお
り、前記の各種センサからの信号が入力されると所定の
演算処理が行われて格納された制御手順に基づき、バル
ブアクチュエータ２５，４５，デュアル変換器７３，７
５，シャッタアクチュエータ１９などにそれぞれ制御指
令が発せられるよう構成されている。そして、これらの
制御指令のうちバルブやバイパスシャッタの開閉制御、
および電動機構や回転電機の電動／発電切換制御には例
えば第２図に示すようなＳ１〜Ｓ５の５段階の制御マッ
プにしたがい行われる。The controller 6 is composed of a microcomputer and is provided with a central control unit for performing arithmetic processing, various memories for storing arithmetic processing procedures and control procedures, input / output ports, etc., and signals from the various sensors described above are inputted. Based on the stored control procedure after performing predetermined arithmetic processing, the valve actuators 25 and 45, the dual converters 73 and 7
5, the shutter actuator 19 and the like are configured to issue control commands. And among these control commands, opening and closing control of the valve and bypass shutter,
The electric / power generation switching control of the electric mechanism and the rotary electric machine is performed in accordance with a five-step control map of S1 to S5 as shown in FIG. 2, for example.
ここで第２図について説明すると、例えばコントローラ
６からＳ１の指令が発せらると、エンジン１に取付けら
れた回転電機７は電動機作動、第１、第２のターボチャ
ージャの電動機構３，５はともに発電機作動となること
を示し、さらに吸入管のバルブ２４，４４はともに閉鎖
され、吸気経路のバイパスシャッタ１０は開放されてエ
ンジン１は直接外気を吸気することを示している。Referring to FIG. 2, for example, when the controller 6 issues a command of S1, the rotary electric machine 7 attached to the engine 1 operates as an electric motor, and the electric mechanisms 3 and 5 of the first and second turbochargers operate. Both indicate that the generator is operating, and further, the valves 24 and 44 of the intake pipe are both closed, the bypass shutter 10 in the intake path is open, and the engine 1 directly intakes the outside air.
なお、第２図におけるＳ２〜Ｓ５の欄は上述のＳ１に準
ずるもので、説明を省略する。Note that the columns of S2 to S5 in FIG. 2 are based on S1 described above, and a description thereof will be omitted.
第３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４図はエンジンの回転数とエンジントルクとアク
セルペダルポジションＬとの関連を示す曲線図であり、
これらの図面にしたがって本実施例の作動を説明する。FIG. 3 is a process flow chart showing an example of the operation of the present embodiment, and FIG. 4 is a curve diagram showing the relationship between the engine speed, the engine torque, and the accelerator pedal position L.
The operation of this embodiment will be described with reference to these drawings.
まず、ステップ１にてアクセルセンサ１６からの信号
により踏込量を検出してＬとＬ１とを比較し、Ｌ＜Ｌ１
の場合はステップ２に進み、エンジン回転センサ１６か
らの回転信号を読込む。そして、この場合踏込量が少な
くエンジンが軽負荷であるのでエンジンへの過給は必要
なく通常の吸気でよいため、ステップ３にてＳ１制御を
行い、バイパスシャッタ１０を開いて外気を直接に吸気
させ、電動機構３，５はともに発電機作動、回転電機７
は電動機作動にして、排気エネルギーを電力として回収
して回転電機７に供給してエンジントルクの助勢を行う
（ステップ４〜８）。First, in step 1, the stepping amount is detected by a signal from the accelerator sensor 16 and L and L 1 are compared, and L <L 1
In the case of, the process proceeds to step 2 and the rotation signal from the engine rotation sensor 16 is read. In this case, since the amount of depression is small and the engine is lightly loaded, supercharging to the engine is not necessary and normal intake is sufficient. Therefore, S1 control is performed in step 3, the bypass shutter 10 is opened, and the outside air is directly intaken. Then, both the electric mechanisms 3 and 5 operate the generator, and the rotating electric machine 7
Operates the electric motor to recover the exhaust energy as electric power and supply it to the rotary electric machine 7 to assist the engine torque (steps 4 to 8).
ステップ１にて、ＬがＬ１より大きいときはステップ
９に進んで、Ｌ２と比較する。そしてＬ＜Ｌ２のときは
ステップ１０にてエンジン回転センサ１５からの信号に
よりエンジン回転数をチェックし、過給圧制御用のリー
ク弁の閉に相当する回転数Ｎ１より、検出した回転数Ｎ
が小さいときはステップ１１に進んでＳ２制御を行う。
ここでは、バイパスシャッタ１０を閉、バルブ２４を開
いて第１のターボチャージャ２に過給作動させ、電動機
構５を発電機作動させ、その出力電圧を昇圧させて電動
機作動の回転電機７に供給し、力行させてエンジン出力
を助勢する（ステップ１１〜１８）。In step 1, when L is larger than L 1 , the process proceeds to step 9 and is compared with L 2 . The L <checks engine speed by a signal from an engine speed sensor 15 at step 10 when the L 2, from the rotational speed N 1 corresponding to the closing of the leak valve of the supercharging pressure control, the rotational speed detected N
When is small, the routine proceeds to step 11, where S2 control is performed.
Here, the bypass shutter 10 is closed, the valve 24 is opened, and the first turbocharger 2 is supercharged, the electric mechanism 5 is operated as a generator, and the output voltage thereof is boosted and supplied to the electric motor-operated rotating electric machine 7. Then, the engine output is assisted by powering (steps 11 to 18).
ステップ１０にて、検出した回転数Ｎがリーク弁の開
に相当する回転数Ｎ１より大きいときは、ステップ１９
に進んでＳ３制御を行う。ここでは、バイパスシャッタ
１０とバルブ４４を閉じ、バルブ２４を開いて電動機構
３および５を発電機作動として、これらからの発電力を
電動機作動の回転電機７に供給してエンジントルクを助
勢するものである（ステップ１９〜２６）。In step 10, when the detected rotation speed N is higher than the rotation speed N 1 corresponding to the opening of the leak valve, step 19
Proceed to step S3 and control is performed. Here, the bypass shutter 10 and the valve 44 are closed, the valve 24 is opened, the electric mechanisms 3 and 5 are operated as a generator, and the electric power generated from these is supplied to the electric motor-operated rotating electric machine 7 to assist the engine torque. (Steps 19 to 26).
ステップ９にて、検出したＬがＬ２より大きいときは
ステップ２７に進み、Ｌ＜Ｌ３の場合はステップ２８に
てエンジン回転数をチェックする。そして、エンジン回
転数Ｎが所定値のＮ２より小さいときは、ステップ２９
に進んでＳ４制御とする。ここではバイパスシャッタ１
０とバルブ４４を閉じ、バルブ２４を開いて回転電機７
を発電機作動させ、また、アクセル踏込量に相当する燃
料供給量が必要とする燃焼空気量ＱA1を算出し、第１の
ターボチャージャ２の回転数を検出後、電動機構３に回
転電機７からの発電電力を送電してコンプレッサ２２に
よりエンジン１を過給する（ステップ２８〜３７）。When the detected L is larger than L 2 in step 9, the process proceeds to step 27, and when L <L 3 , the engine speed is checked in step 28. When the engine speed N is smaller than the predetermined value N 2 , step 29
Proceed to step S4 for S4 control. Here, bypass shutter 1
0 and the valve 44 are closed, the valve 24 is opened, and the rotating electric machine 7
Is operated by the generator, and the combustion air amount Q A1 required by the fuel supply amount corresponding to the accelerator depression amount is calculated, and the rotation speed of the first turbocharger 2 is detected. The generated electric power from the engine is transmitted to supercharge the engine 1 by the compressor 22 (steps 28 to 37).
ステップ３８では、算出空気量ＱA1と過給空気量ＱＡと
を比較し、ＱA1＞ＱＡのときはステップ３９にて燃料制
御を行い、ステップ４０では回転電機７の出力を上昇さ
せる制御を行ってステップ３４からのフローに移る。ま
た、ステップ３８にて過給空気量ＱＡが十分の場合はス
テップ５６に進んで燃料制御を行い、回転電機７の出力
制御を行う（ステップ５７）。In step 38, the calculated air amount Q A1 is compared with the supercharged air amount Q A. When Q A1 > Q A , the fuel control is performed in step 39, and in step 40, the output of the rotary electric machine 7 is increased. Is performed, and the flow proceeds from step 34. Also, if the boost air quantity Q A is sufficient at step 38 performs the fuel control proceeds to step 56, controls the output of the rotary electric machine 7 (step 57).
ステップ２７にて、検出したＬがＬ３より大きいとき
はステップ４１に進み、Ｓ５制御を行う。When the detected L is larger than L 3 in step 27, the process proceeds to step 41 and S5 control is performed.
そして、エンジン回転数を読込み、バイパスシャッタ１
０とバルブ２４を閉じ、バルブ４４を開いて回転電機７
を発電機作動させ、電動機構３および５に発電電力を供
給する。また、アクセル踏込量から燃料供給量に対応す
る燃焼空気量ＱA2を算出し、電動機構３および５を回転
電機７からの発電出力にて駆動させて空気量ＱＡを得る
（ステップ４２〜５３）。そして、得られる空気量ＱＡ
とＱA2とを比較し、空気量ＱＡが小さいときはステップ
５４に進んで燃料制御を行い、回転電機７の出力上昇を
ステップ５５にて行う。なお、ステップ５３にて空気量
ＱＡが大きいときはステップ５６，５７に進んで燃料制
御と、回転電機７の出力制御を行うことになる。Then, the engine speed is read and the bypass shutter 1
0 and the valve 24 are closed, and the valve 44 is opened to turn the rotary electric machine 7
Is operated to supply electric power to the electric mechanisms 3 and 5. Further, the combustion air amount Q A2 corresponding to the fuel supply amount is calculated from the accelerator depression amount, and the electric mechanisms 3 and 5 are driven by the power generation output from the rotating electric machine 7 to obtain the air amount Q A (steps 42 to 53). ). And the obtained air amount Q A
And Q A2 are compared, and when the air amount Q A is small, the routine proceeds to step 54, where fuel control is performed and the output of the rotary electric machine 7 is increased at step 55. Incidentally, when the air quantity Q A is large at step 53 will be performed and the fuel control proceeds to step 56 and 57, the output control of the rotating electrical machine 7.
以上、本発明を上述の一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や応用が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。Although the present invention has been described above with reference to the above-mentioned embodiment, various modifications and applications are possible within the scope of the gist of the present invention.
They are not excluded from the scope of the present invention.
（発明の効果） 本発明によれば、排気流路を直列接続したターボチャー
ジャの回転軸にそれぞれ電動機構を配置するとともにエ
ンジン回転軸に結合する回転電機を設け、アクセルペダ
ル踏込量とエンジン回転数とから検知されるエンジン運
転状態に応じて、電動機構の作動の切換や回転電機の作
動の切換などを選択制御し発電側の電力を電動側に供給
しているので、低速トルクの大幅な増加が実現できる。
また、上流側と下流側のターボチャージャをターボチャ
ージャと発電タービン、電動コンプレッサに使い分ける
ことにより大幅な燃費の改善と出力の向上が期待でき
る。特に低速時の電動機運転によるコンプレッサ化はト
ルクの大幅増加が実現できる。(Effects of the Invention) According to the present invention, an electric mechanism is arranged on each of rotary shafts of a turbocharger in which exhaust passages are connected in series, and a rotary electric machine that is coupled to an engine rotary shaft is provided. Depending on the engine operating state detected from the, the switching of the operation of the electric mechanism and the switching of the operation of the rotating electric machine are selectively controlled and the electric power on the power generation side is supplied to the electric side, so that the low-speed torque is significantly increased. Can be realized.
In addition, by using the upstream and downstream turbochargers as the turbocharger, the power generation turbine, and the electric compressor, it is possible to expect significant improvements in fuel efficiency and output. In particular, the use of a compressor by operating the motor at low speed can realize a large increase in torque.
第１図は本発明の一実施例の構成を示す構成ブロック
図、第２図は制御マップの図表、第３図は本実施例の作
動の一例を示す処理フロー図、第４図はエンジン回転数
とエンジントルクと負荷状態の関連図である。 １……エンジン、２……第１のターボチャージャ、３…
…電動機構、４……第２のターボチャージャ、５……電
動機構、６……コントローラ、７……回転電機、１５…
…エンジン回転センサ、１６……アクセルセンサ、２１
……排気タービン、２２……コンプレッサ、４１……排
気タービン、４２……コンプレッサ、７１……電力デュ
アル変換器、７３，７５……デュアル変換器。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a control map chart, FIG. 3 is a process flow chart showing an example of the operation of the present embodiment, and FIG. It is a related diagram of a number, an engine torque, and a load state. 1 ... Engine, 2 ... First turbocharger, 3 ...
... electric mechanism, 4 ... second turbocharger, 5 ... electric mechanism, 6 ... controller, 7 ... rotating electric machine, 15 ...
... Engine rotation sensor, 16 ... Accelerator sensor, 21
...... Exhaust turbine, 22 ...... Compressor, 41 ...... Exhaust turbine, 42 ...... Compressor, 71 ...... Power dual converter, 73, 75 ...... Dual converter.
Claims (4)
ン流路を直列接続するとともに、 各コンプレッサ流路も直列に接続し、各排気タービンの
トルクにより駆動される各コンプレッサによってエンジ
ンを過給する過給機の制御装置において、各排気タービ
ンとコンプレッサとを連結する回転軸に設けられた電動
／発電機構と、各コンプレッサの入口に設けられた新気
吸入用のバルブと、アクセルペダルの踏込量を検出する
第１の検出手段と、エンジンの回転数を検出する第２の
検出手段と、 エンジンの回転軸に機械的に結合され電動／発電機とな
る回転電機とを有し、第１と第２の検出手段からの検出
信号によってエンジンの負荷状態を検出する負荷検出手
段と、該負荷検出手段が検出したエンジンの負荷状態と
から、エンジンの動作を最良にするための上記電動／発
電機構と回転電機の最良の組合せ動作モードを選択する
手段と、該最良の動作モードにしたがった各バルブの開
閉動作モードを選択するバルブ動作選択手段とを具備
し、前記電動／発電機構と回転電機との間の電力伝達手
段を制御してエンジン出力を付勢する手段とを有するこ
とを特徴とする過給機の制御装置。Claim: What is claimed is: 1. Exhaust turbine flow passages of a plurality of turbochargers are connected in series and compressor flow passages are also connected in series so that the compressor is supercharged by each compressor driven by the torque of each exhaust turbine. In the controller of the feeder, the electric / power generation mechanism provided on the rotary shaft connecting each exhaust turbine and the compressor, the fresh air intake valve provided at the inlet of each compressor, and the depression amount of the accelerator pedal are set. The first and second detecting means for detecting, the second detecting means for detecting the number of revolutions of the engine, and the rotating electric machine that is mechanically coupled to the rotating shaft of the engine to serve as an electric motor / generator are provided. The operation of the engine is determined based on the load detecting means for detecting the load state of the engine by the detection signal from the second detecting means and the load state of the engine detected by the load detecting means. And a valve operation selecting means for selecting the opening / closing operation mode of each valve according to the best operation mode. And a means for controlling electric power transmission means between the electric / power generation mechanism and the rotating electric machine to energize an engine output.
作動の電動機構からの電力を回転電機に供給して力行せ
しめることを特徴とする請求項（１）記載の過給機の制
御装置。2. The control device for a supercharger according to claim 1, wherein the means for urging the engine output supplies electric power from an electric mechanism for power generation to a rotating electric machine so that the rotating electric machine is made to run. .
作動の回転電機からの電力を電動機構に供給して力行せ
しめ、該電動機構に接続されたコンプレッサの過給作動
を増強せしめることを特徴とする請求項（１）記載の過
給機の制御装置。3. The means for energizing the engine output is configured to supply electric power from a rotating electric machine that operates to generate electric power to an electric mechanism to cause the electric power to run, thereby enhancing the supercharging operation of a compressor connected to the electric mechanism. The control device for a supercharger according to claim (1).
ンダヘッド、吸気排気経路の内側、吸・排気バルブ、ピ
ストンリング、ピストンヘッドをファインセラミックス
にて構成せしめたセラミックス型エンジンであることを
特徴とする請求項（１）記載の過給機の制御装置。4. The ceramic engine, wherein at least the cylinder, the cylinder head, the inside of the intake / exhaust path, the intake / exhaust valve, the piston ring, and the piston head are made of fine ceramics. (1) The control device for a supercharger as described above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227991A JPH0650061B2 (en) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | Supercharger control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227991A JPH0650061B2 (en) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | Supercharger control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0275724A JPH0275724A (en) | 1990-03-15 |
| JPH0650061B2 true JPH0650061B2 (en) | 1994-06-29 |
Family
ID=16869458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63227991A Expired - Lifetime JPH0650061B2 (en) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | Supercharger control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650061B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7047743B1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-05-23 | Deere & Company | Electric turbo compound configuration for an engine/electric generator system |
| JP5504772B2 (en) * | 2009-09-08 | 2014-05-28 | マツダ株式会社 | Engine with turbocharger mounted on vehicle and control method thereof |
| JP5504771B2 (en) * | 2009-09-08 | 2014-05-28 | マツダ株式会社 | Turbocharged engine for vehicle installation |
| JP2012097606A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Isuzu Motors Ltd | Turbocharge system |
| CN103069691B (en) * | 2010-12-27 | 2015-09-02 | 三菱重工业株式会社 | Generator and generating equipment |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58190517A (en) * | 1982-04-30 | 1983-11-07 | Hino Motors Ltd | Supercharger for internal-combustion engine |
| JPS59141711A (en) * | 1983-01-31 | 1984-08-14 | Isuzu Motors Ltd | Energy recovering device for engine |
-
1988
- 1988-09-12 JP JP63227991A patent/JPH0650061B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0275724A (en) | 1990-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2640757B2 (en) | Control device for turbocharger | |
| JP2526100B2 (en) | Supercharger control device | |
| JP2622994B2 (en) | Control device for turbocharger with rotating electric machine | |
| WO2015083493A1 (en) | Turbo compound system control device | |
| JPH0223238A (en) | Power generator | |
| US8601810B2 (en) | Internal combustion engine | |
| JPH055419A (en) | Controller for turbo-charger with rotary electric machine | |
| JP2884725B2 (en) | Control device for twin turbocharger | |
| JPH03202633A (en) | Control device for turbo-charger with rotary electric machine | |
| JP3094646B2 (en) | Control device for variable capacity turbocharger | |
| JPH0650061B2 (en) | Supercharger control device | |
| JPH09317485A (en) | Supercharged engine system and control method therefor | |
| JPS62101834A (en) | Combined supercharger device for engine of vehicle | |
| JPH0412131A (en) | Turbocharger with electric rotary machine | |
| JPH0337328A (en) | Controller for turbocharger | |
| JP2819785B2 (en) | Turbocharger control device | |
| JPH0233413A (en) | Driving device for turbo-charger with electric rotating machine | |
| JP2987859B2 (en) | Control device for turbocharger with rotating electric machine | |
| JPH0359245B2 (en) | ||
| JPH0565830A (en) | Control device for two cycle turbo compound engine | |
| JPH05332158A (en) | Electric power generator of internal combustion engine | |
| JPH03145530A (en) | Power generation increase device at idle time | |
| JPH0357824A (en) | Control device of turbocharger | |
| JPH04276134A (en) | Controller for turbo charger with electric rotating device | |
| JPS58170827A (en) | Supercharging device for internal-combustion engine |