JP3060470B2 - ターボチャージャの制御装置 - Google Patents

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−発電機と
なる回転電機を取付け、車両発進に先立って該回転電機
により過給作動を付勢する、いわゆるフライングブース
トアップを行なうターボチャージャの制御装置に関す
る。

（従来の技術） 従来のターボチャージャを備えた車両を発進させる場
合、アクセルペダル踏込み直後においては未だエンジン
回転数が増加していないため、排気圧が低く過給圧を上
昇させることができない。

アクセルペダルの踏込みを継続すればエンジン回転数
は徐々に増加し、該エンジン回転数の増加に伴ない過給
圧も上昇する。このアクセルペダル踏込み時から過給圧
上昇までの時間差をターボラグと呼び、機敏な加速性を
阻害する。

そこで、ターボチャージャの回転軸を共通回転軸とす
る回転電機をターボチャージャ内部に設置し、車両発進
時において、車両が発進準備完了状態にあることを検知
すると、車両発進に先立って所定時間、該回転電機に一
定電力を供給して電動機として作動させ、エンジンの低
回転時における過給圧を上昇させるターボチャージャの
制御装置が本願出願人により多数提案されており、例え
ば昭和63年特許願第275301号公報にて開示されているも
のがある。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記公報等により開示されているターボチ
ャージャの制御装置では、車両の発進準備完了状態を車
速、ブレーキの作動状態、変速機のギヤ噛合状態、アク
セル開度等の車両各部の状態のみから判断し、運転者の
積極的な操作によって判断していない。

よって、運転者が発進を希望していない場合でもフラ
イングブーストアップが行なわれる場合があり、回転電
機に供給されるバッテリの充電電力が無駄に消費され、
更には、真に発進する際にはバッテリの充電電力が不足
しフライングブーストアップを行なうことができない事
態が発生するという問題がある。

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、運転者の意志による車両発進時を
適確に判断し、必要時のみフライングブーストアップを
行なうことのできる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、回転軸に回転電機が結合されたター
ボチャージャの制御装置において、少なくともクラッチ
が断状態でギヤが１速にシフトされていることを検知し
車両の発進準備完了信号を出力する発進準備完了状態検
知手段と、アクセルペダルの踏込速度を検知し発進準備
完了信号出力時で該踏込速度が所定値以上であり、しか
も車両が停止状態であるときは、上記回転電機に電力を
供給し電動駆動せしめ上記ターボチャージャの過給動作
を付勢する過給付勢手段とを有することを特徴とするタ
ーボチャージャの制御装置が提供される。

（作用） 本発明によるターボチャージャの制御装置では、車両
各部が発進準備完了状態の場合に、車両発進に先立って
運転者がアクセルペダルを踏込む、いわゆる空吹かし操
作を行なうと、ターボチャージャに付設されている回転
電機に電力を供給しフライングブーストアップを行な
う。

（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、その排気管11と吸気
管12とには、ターボチャージャ２が連結されている。

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21の
回転トルクにより駆動されるコンプレッサ22とを備え、
コンプレッサ22の作動による圧気は吸気管12を介して、
過給気としてエンジン１に供給されるように構成されて
いる。

３は電動−発電機となる回転電機であり、該回転電機
３の回転子は、タービン21の回転軸に直結されている。

そして、エンジン１からの排気ガスエネルギーが大で
ある場合には、タービン21の回転トルクによりコンプレ
ッサ22を駆動し過給圧を高めるとともに、回転電機３の
回転子も駆動し回転電機３を発電機として作動させ、排
気エネルギーを電気エネルギーに変換し回収するもので
ある。

また、エンジン１の急加速時や、エンジン１が低速高
負荷時には、回転電機３に電力を供給し電動機として作
動させ、コンプレッサ22を駆動して、圧気をエンジン１
に供給する。

尚、13はブースト圧センサで、エンジン１への過給圧
を検出し、後述するコントローラ４に送信するものであ
る。

14はエンジン１の出力軸と変速機15の入力軸とを継／
断するクラッチである。

また、エンジン１には、該エンジン１の回転数Ｎを検
出する回転センサ16が配設され、クラッチ14には、該ク
ラッチ14の継／断、すなわちON/OFFを検知するクラッチ
センサ17が配設され、変速機15には、該変速機15内部の
ギヤ噛合状態を検知するギヤセンサ18が配設され、変速
機15の出力軸には、該出力軸の回転数から車速Ｖを検知
する車速センサ19が配置され、上記各センサからの検出
信号はコントローラ４に入力されている。

５はアクセルペダルセンサであり、アクセルペダルの
踏込み量を変位信号Ｐに変換しコントローラ４に出力し
ている。

６はバッテリであり、発電作動時の回転電機３からの
発電電力を電力変換器61を介して蓄電し、また、エンジ
ン１の急加速時や低速高負荷には回転電機３に対し電力
を供給し電動駆動させるものである。

該バッテリ６には、蓄電量を検出する蓄電量センサ62
が取付けられている。

尚、電力変換器61はインバータとコンバータとを有す
る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６を充電する直流電力に
変換し、また、バッテリ６の電力を回転電機３に供給す
るときは、その直流電力をコントローラ４からの信号に
よる所定周波数の交流電力に変換するように構成されて
いる。

コントローラ４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／出力回路などを備えて
おり、入力回路には前記の各種センサからの信号ライン
が接続され、出力回路には電力変換器61への指令ライン
が結線されている。

第２図は、本実施例の作動例を示す処理フロー図であ
り、第２図を用いて本実施例の作動を説明する。

ステップ１〜ステップ４において、車両の発進準備が
完了したか否かを判断する。すなわちエンジン１の回転
数Ｎが700rpm以下であり、クラッチ14がOFF状態にあ
り、変速機15のギヤ噛合状態が１速状態であり、更に、
車速Ｖが０すなわち停車状態である場合にステップ５へ
と進み、いずれかの条件が成立にない場合にはステップ
18にて時間待ちをした後、再度ステップ１からの判断を
行なう。

ステップ５では、アクセルペダルセンサ５からの変位
信号Ｐを時間ｔで微分し踏込み速度を求める。そして、
該踏込み速度が所定値Ｋより大である場合にはステップ
６に進み、小の場合にはステップ18へ進む。

ステップ６では、再び車速Ｖを確認し停止していれば
ステップ７へ進み、すでに発進していれば通常の回転電
機付きターボチャージャ（TCG）制御モードに移行す
る。尚、該通常のTCG制御モードは本発明の範囲外とな
るため説明を省略するが、詳細については特願昭63−19
5719号公報等に記載されている。

ステップ７では、エンジン１の回転数が2000rpm以上
であるか否かを判断し、以上の場合にはステップ８へ進
む。また、以下の場合にはステップ17へ進み運転者に対
して空吹かしを行なう旨の指示をした後、ステップ１へ
と戻る。

ステップ８ではタイマＴを１にリセットし、続くステ
ップ７にてフライングブーストアップ（FBU）を開始
し、更にステップ10にてタイマＴに１を加算する。

次にステップ11にて、アクセル操作から加速モードで
あるか否かを判断し、加速モードであればステップ12で
FBUを中止し、否の場合にはステップ13へと進む。

そして、車速Ｖが2Km/h以上か、FBU継続時間であるタ
イマＴが所定時間Ta以上かのいづれかの場合にはFBUを
中止し、それ以外の場合にはステップ10へ進みFBUを継
続する。

ところで、上記フローでは空吹かしはステップ５にて
一度検知すれば次のステップ６へと進んだが、空吹かし
回数を計数し、所定回数空吹かし操作がされた後にステ
ップ６へと進ませるようにしてもよい。

該計数をすることにより運転者の発進意志がより正確
に検知されるので、フライングブーストアップがより適
正時に行なえる。

以上、本発明を上述の実施例によって詳細に説明した
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、車両各部が発進準備完了状態の場合
に、車両発進に先立って運転者がアクセルペダルを踏込
む、いわゆる空吹かし操作を行なうと、ターボチャージ
ャに付設されている回転電機に電力を供給しフライング
ブーストアップを行なうので、運転者の意志による車両
発進時を適確に判断し、必要時のみフライングブースト
アップを行なうことのできるターボチャージャの制御装
置を提供することができる。

【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、４……コントローラ、５……アクセルペダルセン
サ、６……バッテリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02B 37/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に回転電機が結合されたターボチャ
   ージャの制御装置において、少なくともクラッチが断状
   態でギヤが１速にシフトされていることを検知し車両の
   発進準備完了信号を出力する発進準備完了状態検知手段
   と、アクセルペダルの踏込速度を検知し発進準備完了信
   号出力時で該踏込速度が所定値以上であり、しかも車両
   が停止状態であるときは、上記回転電機に電力を供給し
   電動駆動せしめ上記ターボチャージャの過給動作を付勢
   する過給付勢手段とを有することを特徴とするターボチ
   ャージャの制御装置。