JPH0337328A - 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） 本発明はタービン軸に電動機構を取付けたターボチャー
ジャの運転制御を行うターボチャージャの制御装置に関
する。

（従来の技術） エンジンの排出する排気ガスをタービンに導いて高速回
転させ、該タービンの回転軸にコンプレッサを配置して
これを駆動し、エンジンの吸気を過給する排気エネルギ
ーによる過給機は古くから知られている。

そして、この種の排気タービン駆動の過給機のタービン
軸に電動−発電機となる電動機構を取付け、エンジンの
運転状態に応じて電動機構を電動機または発・電機とし
て作動させようとする提案が種々なされている。

一方、このような電動機構を取付けたターボチャージャ
ではエンジンの運転状態とは関連なく、別個にコンプレ
ッサの回転数を上昇させてエンジンへのブースト圧を上
昇させることが行われる。

そして、フライングブーストアップと称し、例えばエン
ジン回転数はアイドリング状態であるが、変速機制御系
やクラッチ操作系などの車両の状態から発進直前である
と判断して、ターボチャージャの電動機構に通電して高
速駆動し、ブースト圧を高めておくことが行われている
。

（発明が解決しようとする課題） 上述のようにフライングブーストアップを開始すると、
ターボチャージャの電動機構の電源となるバッテリから
の消費電力が大きく、初期の大電流や、さらに通電時間
が長いとバッテリの蓄電量が減じて、いわゆるバッテリ
上りを生じる虞がある。

また、エンジンがアイドル状態で回転数が低速の場合は
空気流量が小さいため、ターボチャージャの回転数を高
速回転にすると、第２図に示す曲線図のようにサージラ
インを超過することになる。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はターボチャージャのフライングブーストアッ
プの開始時の電力節減や、コンプレッサのサージングを
防止しようとするターボチャージャの制御装置を提供す
ることにある。

（Ｌ１題を解決するための手段） 本発明によれば、コンプレッサとタービンの各インペラ
を連結する回転軸に設けた回転電機を力行運転せしめて
過給気動作を助勢せしめるターボチャージャの制御装置
において、コンプレッサの出口とタービンの入口を連通
ずるバイパス流路を設けるとともに、フライングブース
トアップ動作の初期のみ該バイパス流路を開路する開閉
制御手段を設けた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、ターボチャージャのコンプレッサ出口とタ
ービン入口との間にバイパス流路を設けてフライングブ
ーストアップの開始時に流路の開制御を行うので、コン
プレッサの圧気の一部がバイパス流路を介してタービン
の回転を付勢する。

したがってバッテリから回転電機への僅かな供給電力に
よりブースト圧を高めておくことが可能になる。

一方、タービンに対しコンプレッサからの圧気が供給さ
れるので、エンジン回転がアイドリング状態であっても
コンプレッサの空気流量は増加となる。

（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の構成を示すブロック図であ
る。

同図において、１はエンジンで、供給される燃料の燃焼
エネルギーによって車両を駆動するもので、エンジン回
転数を検出する回転ゼンサ１１が取付けられている。

２はターボチャージャで、エンジン１の排気管１２から
排出される排気ガスの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て吸気管
１３を介してエンジン１に吸気を圧送するコンプレッサ
２２とを備え、タービン２１とコンプレッサ２２とを連
結する回転軸２３には電動機構として電動−発電機とな
る回転電機３が取付けられている。

そして、エンジン１が低速回転にて高負荷の場合には回
転電機３に電力を供給して電動機として力行させ、コン
プレッサ２２の回転速度を上昇せしめてその過給作動を
助勢してエンジン出力を上昇させるとともに、一方、エ
ンジン１が高速回転にて排気エネルギーが大きいときは
、回転電機３を発電機として作動させ、排気エネルギー
を電力に変換させてバッテリ５を充電するよう構成され
ている。

４はバイパス管で、コンプレッサ２２の出口とタービン
２！の入口との間に配管され、コンプレッサ２２からの
圧気をタービン２１に短絡して導くもので、バイパス管
４の途中にはバルブ４１が配置されている。そして、通
常はバルブ４１は閉鎖されてエンジン１からの排気ガス
はタービン２１に導かれるとともに、コンプレッサ２２
からの圧気は吸気管１３を介してエンジン１に４給され
るが、バルブ４１が開放されるとコンプレッサ２２から
の圧気の一部はタービン２１に導入されてタービン２１
の回転が付勢され、また、コンプレッサの空気流量が増
加することになる。

５はバッテリで、車両に搭載されて補機類や電動作動時
の回転電機３の電源となったり、また、回転電機３の発
電作動時にはその発電電力Ｃよって充電されるものであ
る。

６はコントローラで、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
ている。そして、エンジン１の回転センサ１１、クラッ
チｉｔ／断を検出するクラッチセンサ６１、変速機のギ
ヤ段を検出するギヤセンサ６２、車速を検出する車速セ
ンサ６３などが入力ボートに接続されており、これらの
各種センサからの信号が入力されると、メモリに格納さ
れた手順によって所定の処理が行われ、バイパス管４＆
：設けにバルブ４１の開閉制御が行われるよう構成され
ている。

第３図はマニュアル車における本実施例の処理の一例を
示す処理フロー図であり、同図を用いてその処理を説明
する。

ステップｌにおいて、エンジン回転数Ｎ　ＥＮＯがアイ
ドル回転数の例えば７００回転回転上比較され、７００
回転以下の場合はステップ２に進んでクラッチセンサ６
１からの信号により、クラッチ断か否かがチエツクされ
る。ここでクラッチ断の場合はステップ３に進み、ギヤ
センサ６２からの信号（よりギヤボジシ４ンが１ｓｔの
場合は次のステップ５で車速かチエツクされ、５　ｋ＋
ａ／時未満の場合はステップ６で係数Ｎを１に置数する
。なおこの間、エンジン回転が７００回転以上、クラッ
チが継、ギヤ段が１ｓｔ以外、車速か５ｋｍ以上である
場合はステップ順に従うことなくステップ１４に進み、
時間待ちを行ってステップ１に戻って繰り返すことにな
る。

ステップ６で係数Ｎに１を置数後は、ステップ７にてバ
ッテリ５からの電力を回転電機３に供給して電動機とし
て駆動して力行させ、フライングブーストアップの開始
となり、ついでステップ８にてバイパス管４に設けたバ
ルブ４１の開放を行う、このため、コンプレッサ２２か
らの圧気の一部がタービン２１に導入されてタービンが
付勢されることになり、この圧気のエネルギーに対応す
る電気エネルギーの電力が節減されることになる。

また、ガソリンエンジンのように、スロットルバルブに
よってアイドル時の空気量が極端に絞られている場合で
も、バルブ４１を開放してタービン２１側にもコンプレ
ッサ２２からの圧気を送るため、コンプレッサの流量が
増加してサージの発生が抑えられることになる。

ステップ９では係数Ｎに１を加えた数値の置数な行い、
つどのステップ１０にて加速モードか否かのチエツクを
行って、加速の場合はステップ１１に進んでフライング
ブーストアップの作動を中止するとともに、ステップ１
２ではバルブ４１の閉鎖を行って、通常のターボチャー
ジャの制御を行うことになる。

ステップ１０において加速モードでない場合はステップ
１５にて車速をチエツクし、車速か５ｋｍ以上の場合は
ステップ１６．１７に進んでバルブ４１を閉じるととも
にバッテリ５から回転電機３への通電を断ってフライン
グブーストアップの作動を中止する。

また、ステップ１５にて車速が５ｋｍに達しない場合は
ステップ１８にて係数Ｎを、フライングブーストアップ
の初期に持続させる時間を決める係数のＮｏと比較し、
係数Ｎが大きいときはステップ１９．２０＆：進んでバ
ルブ４１を閉じ、回転電機３への給電を停止する。

なお、ステップ１８にて係数ＮがＮｏに達しない場合は
ステップ９に戻ってフローを繰返すことになる。

つぎに第４図は自動変速機搭載車における本実施例の処
理の一例を示す処理フロー図である。

同図においてはフローの初期のフライングブーストアッ
プの実施に至るステップ１°〜４°が第３図の処理フロ
ー図と異なるのみで、ステップ５以降は前述の処理フロ
ー図と同一である。

したがって、エンジン回転数が７００　ｒｐ園以下であ
り、変速段がＤレンジであり、ブレーキが踏まれていて
車速が５に一未満の場合に係数Ｎを１として、フライン
グブーストアップの作動が開始されることになる。

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、ターボチャージャのコンプレッサの出
口とタービンの人口との間にバイパス流路を設けるとと
もに、との流路を開閉するバルブを配置したので、フラ
イングブーストアップ開始の際にバルブを開いてバイパ
ス流路を介してコンプレッサの圧気の一部をタービンに
導入することにより、タービンの回転数が上昇し、この
ため初期におけるバッテリからの供給電力を極力抑える
ことが可能となる。

また一方、コンプレッサからの圧気がバイパス流路を介
してタービンに導かれるため、エンジンはアイドル状態
で空気流量が絞られていても、コンプレッサを流れる空
気量が増大するので、サージの発生は防止されるという
利点が生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図はコンプレッサの空気流量と圧力比に対するサージ
ラインの関係を示す曲線図、第３図はマニュアル車にお
ける本実施例の処理フロー図、第４図はオートマチック
車における本実施例の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・・・バイパス流路、２１・・・タービ
ン、２２・・・コンプレッサ、４１・・・バルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　コンプレッサとタービンの各インペラを連結する回転
   軸に設けた回転電機を力行運転せしめて過給気動作を助
   勢せしめるターボチャージャの制御装置において、コン
   プレッサの出口とタービンの入口を連通するバイパス流
   路を設けるとともに、フライングブーストアップ動作の
   初期のみ該バイパス流路を開路する開閉制御手段を設け
   たことを特徴とするターボチャージャの制御装置。