JPH03202632A - 回転電機付ターボチャージャの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回転電機付ターボチャージャを備えたエンジン
のフライングブーストアップ時にエンジン排圧を低減し
ようとする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） 近年、エンジンからの排気エネルギーによってタービン
を駆動し、このタービントルクによりコンプレッサを作
動させてエンジンに過給気を圧送し、エンジン出力を増
大させるターボチャージャが実用化されている。

そして、この種のターボチャージャに電動−発電機とな
る回転電機を取付け、エンジンの運転状態に応じてこの
回転電機を電動機または発電機として作動させようとす
る提案が、特開昭６０−１９５３２９号公報に内燃機関
のターボチャージャとして開示されている。

（発明が解決しようとする課題） ターボチャージャを備えたエンジンを搭載した車両では
、その発進に際してアクセルペダルの踏込み直後はエン
ジン回転数がすぐには上昇しないため、排気ガス量が少
なくターボチャージャによる過給圧も低いので、エンジ
ン回転数の急上昇が望めない。

このため、上述の公開公報における提案では、回転電機
を車両の発進前に予め電動機作動させ、コンプレッサの
圧気作動を付勢してブースト圧を高める、いわゆるフラ
イングブーストアップを行ってエンジンへの過給圧を高
めているが、排気ａ］ｔが一定でタービン回転数を上昇
させるので、第２図のタービン特性より明らかなように
、エンジン排圧（タービン人口圧力）の上昇が生じるこ
とになる。したがって、このような状態ではフライング
ブーストアップ時には燃費が悪化したり、最悪の場合に
はエンジンストールを生じる虞がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はフライングブーストアップ時にエンジン排圧
の上昇を抑えて従来の欠点を解消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ｔ足了共することにあ
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配置した回転電機
を電！ｌ］駆動し、車両の発進前に過給気を増圧せしめ
る回転電機付ターボチャージャの制御装置において、ア
クセルペダルの踏込みを検出する検出手段と、エンジン
からの排気を直接に外気へ放出する排気バイパス管と、
該排気バイパス管とターボチャージャへの排気流路とを
切換える切換手段と、前記検出手段からの信号に応じ該
切換手段を制御する制御手段とを有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、アクセルペダルの踏込状態によって、エン
ジンのフライングブーストアップを検出すると、排気流
路に設けた切換手段により切換バルブを排気バイパス管
側に切換えて、排気ガスを直接に外気に放出させるので
、回転電機の電動駆動によってタービン回転数が上昇し
ても、エンジン排圧が抑制されることになる。

（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
。

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が接続されており、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。

１４は排気バイパス管で、ターボチャージャ２への排気
管１１の途中に分岐して設けられ、排気ガスを直接に外
気へ導くバイブであり、その分岐部には切換バルブ１５
が配置されている。

１６はバルブアクチュエータで切換バルブ１５を切換作
動させるものであり、該バルブアクチュエータ１６には
後述するコントローラからの指令ラインが接続されてい
る。

３は電動−発電機となる回転電機であり、その回転子は
夕〜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きいときは、タービ
ントルクによりコンプレッサ２２を駆動してブースト圧
力を高めるとともに、回転子も駆動して回転電機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
として回収させるものである。また、エンジン１の急発
進時や、エンジン１が低速高負荷時には回転電機３に電
力を供給することにより電動機として作動させ、そのト
ルクによりコンプレッサ２２を駆動して、圧気をエンジ
ン１に供給する。なお、１３はブースト圧センサで、エ
ンジン１への過給気の圧力を検出してコントローラ４に
送信するものである。

５はアクセルペダルで、該ペダルの踏込量を検出する検
出手段となる踏込量センサ５１が設けられ、該踏込量セ
ンサ５１からの信号はコントローラ４に入力されるよう
に結線されている。

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を介して蓄電したり、また、エ
ンジン１の急発進時や低速高負荷にはバッテリ６からの
電力により回転篭ｌａ３を電動駆動してコンプレッサ２
２Ｃよる圧気をエンジン１に過給するものである。なお
、回転電機３からはその固定子の逆起電力に対応する周
波数信号がコントローラ４に人力され、この信号によっ
てターボチャージャ２の回転数が検知できるものである
。

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
流出力を人力してバッテリ６を充電する直流電力に変換
したり、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
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などの信号ラインが接
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。そして、踏込量センサ５１、ブースト
圧センサ１３などからの信号が人力されると、電力変換
器６１やバルブアクチュエータ１６に指令信号が発せさ
れ、回転電機３に電力を供給したり、切換バルブ１５の
切換制御を行うように構成されている。

つぎに、このように構成された本実施例の作動を説明す
る。

車両の発進時に運転者によりアクセルペダル５が踏込ま
れると、踏込量センサ５１からの信号がコントローラ４
に人力される。

ここでコントローラ４は踏込量センサ５１の信号によっ
てフライングブーストアップを実行する状態と判断する
と、電力変換器６１に指令しバッテリ６からの電力を所
定の交流電力に変換して回転電機に供給するように発令
するとともに、バルブアクチュエータ１６にも発令して
、切換バルブ１５を作動させてエンジン１からの排気ガ
スを排気バイパス管１４に通じるように指令する。

このため、バッテリ６からの電力により電動作動する回
転電機３はコンプレッサ２２を高速に駆動じて、回転数
が上昇する前のエンジン１に吸気を圧送してブースト圧
を高め、発進時のエンジントルクを増大させることにな
り、一方、タービン２１側においてはエンジン１からの
排気ガスエネルギーは排気バイパス管１４によって外気
に放出され、回転電機３の電動駆動によりタービン２１
の回転数が上昇しても、エンジン排圧の増加が抑制され
ることになる。

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
変形は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、エンジンとターボチャージャとを連結
する排気管の途中に、排気ガスを直接に外気へ導く排気
バイパス管を分岐して設け、該分岐部分に切換バルブを
配置してエンジンのフライングブーストアップ時には排
気ガスを外気に導くので、回転電機の電動駆動によって
タービンの回転数が上昇しても、エンジンの排圧の増加
が抑えられて、エンジンの燃費の悪化やエンジンストー
ルが防止されるという効果が得られる。

【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
図はタービンにおける圧力比と修正流量との関連特性を
示す曲線図である。 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、１１・・・排気管、１４・・・排気バイパス管
、１５・・・切換バルブ、５１・・・踏込量センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ターボチャージャに配置した回転電機を電動駆動し、車
   両の発進前に過給気を増圧せしめる回転電機付ターボチ
   ャージャの制御装置において、アクセルペダルの踏込み
   を検出する検出手段と、エンジンからの排気を直接に外
   気へ放出する排気バイパス管と、該排気バイパス管とタ
   ーボチャージャへの排気流路とを切換える切換手段と、
   前記検出手段からの信号に応じ該切換手段を制御する制
   御手段とを有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。