JPH04342828A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転電機付ターボチャー
ジャを備えたディーゼルエンジンの始動時の排気による
大気汚染を改善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。

【０００２】

【従来の技術】近年、エンジンの排気エネルギーにより
タービンを回転させ、該タービントルクによってコンプ
レッサを駆動してエンジンに過給気を圧送するターボチ
ャージャが広く利用されている。そして、この種のター
ボチャージャに回転電機を配置し、エンジンの運転状態
に応じて電動駆動または発電作動させる提案が本出願人
により種々なされている。

【０００３】一方、内燃機関の吸気管に装着されるスー
パチャージャを内燃機関の始動電動機と同一回転軸上に
装着し、かつ動力係脱装置を介して連結したスーパチャ
ージャが実開昭５９−１５９７３１号公報に開示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところでディーゼルエ
ンジンの冷間時の始動性能の悪化を防止するために圧縮
比を高くしているが、排気スモークの悪化や窒素酸化物
の増加が生ずることになり、これを防ぐにはエンジンの
始動前、すなわちクランキング以前にエンジンの吸気圧
を高める操作を行えば圧縮端温度が上昇して排気スモー
クや、ＮＯｘの低減が図れることになるが、上述の公開
公報に示された提案ではクランキング前にスーパチャー
ジャからの過給気を求めることは不能であるという問題
がある。

【０００５】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内に配置した
回転電機の利用により、ディーゼルエンジンの圧縮比を
高めることなく、始動性能を向上させ、排気ガスの悪化
を防止させ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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、ディーゼルエンジンの吸排気流路
に連結したターボチャージャの回転軸に配置した回転電
機を電動駆動してエンジンへの過給気圧を制御する回転
電機付ターボチャージャの制御装置において、前記ディ
ーゼルエンジンの冷却水温度を検出する水温検出手段と
、エンジンの始動時における該水温検出手段からの信号
に応じて前記回転電機を電動駆動する駆動制御手段とを
備えた回転電機付ターボチャージャの制御装置が提供さ
れる。

【０００７】

【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。

【０００８】図１は本発明にかかる回転電機付ターボチ
ャージャの一実施例を示す構成ブロック図である。

【０００９】まず図１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、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はエンジンの冷却水温を検出する水
温センサ、１ｅは回転センサであり、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。

【００１０】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
るタービンブレード２ｂと、吸気管１ａに過給気を圧送
するコンプレッサブレード２ａとを有し、これらのブレ
ードを連結する回転軸２ｃには電動機あるいは発電機と
して作動する回転電機（ＴＣＧ）３が取付けられている
。

【００１１】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回路
となる電力変換部（パワー部）４を介してバッテリ５に
送電される。

【００１２】また、電力変換部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
サブレード２ａの作動により吸気が圧縮され、吸気管１
ａを介してエンジン１に過給されるように構成されてい
る。なお、１ｅはブースト圧センサで、コンプレッサブ
レード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。

【００１３】電力変換部４は発電機作動時のステータ３
ｂ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、または回転電機３の電動駆動時には
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。したがって交流から直流に変換する整流回
路、平滑回路の他、直流から交流に変換するインバータ
、昇圧回路などを備えており、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。

【００１４】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、回転電機などの制御プログラム
を格納する各種メモリ装置、各種センサの出力を受令し
たり、電力変換部４などに制御指示を発令する入／出力
装置などを有している。そして、本実施例においてはエ
ンジン始動に際し、運転者の操作するキースイッチ７や
水温センサ１ｄからの信号に応じて、回転電機３を電動
駆動する制御指令を電力変換部４に発する判断を行うよ
うに構成されている。

【００１５】図２は本実施例の作動の一例を示す処理フ
ロー図であり、つぎに、同図を用いて本実施例の作動を
説明する。

【００１６】ステップ１ではキースイッチ７がオンに操
作されたか否かのチェックを行い、キースイッチがオン
に操作された場合はステップ２に進んで水温センサ１ｄ
からの温度信号を読込む。

【００１７】ステップ２では水温センサ１ｄの温度信号
Ｔｗが所定水温値Ｔ＊　に達しているか否かを判断し、
達している場合はステップ９の通常制御に移行するが、
未達の場合はステップ３に進んで電力変換部４に指令を
発して回転電機３の電動駆動を開始し、コンプレッサ２
ａの圧気作動によって、エンジン１に過給気を圧送し、
ステップ４に所定時間の時間待ちを行う。

【００１８】ステップ５ではスタータの通電を確認し、
ステップ６で回転センサ１ｅからの信号によりエンジン
が始動した場合は、ステップ７にて回転電機３の電動駆
動を中止して、ステップ８に進み回転電機の通常制御に
移るが、ステップ５でスタータがオンしない場合はステ
ップ１０に移って一時回転電機の電動駆動を中止し、時
間待ちの後、ステップ１に戻って前述のフローを繰返す
ことになる。

【００１９】なお、ステップ６でエンジン１が始動しな
くても、クランキングが持続されている間は、回転電機
３の電動駆動が続行される（ステップ５→６→５）。

【００２０】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。

【００２１】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、ディーゼ
ルエンジンを冷間時に始動する際に、スタータによりク
ランキングを行う前に、スタータの回転とは別個に作動
するターボチャージャに設けた回転電機を電動駆動して
過給圧を上昇させることができるので、エンジンの圧縮
比を高めることなく始動時の圧縮端温度の上昇を図るこ
とが可能となり、したがって、排気ガスのスモークやＮ
Ｏｘなどによる悪影響を軽減できるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる回転電機付ターボチャージャの
制御装置の一実施例を示す構成ブロック図である。

【図２】本実施例の作動の一例を示す処理フロー図であ
る。

【符号の説明】

１…エンジン ２…ターボチャージャ ３…回転電機 ６…コントローラ ７…キースイッチ １ｄ…水温センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディーゼルエンジンの吸排気流路に連結したターボチャ
   ージャの回転軸に配置した回転電機を電動駆動してエン
   ジンへの過給気圧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、前記ディーゼルエンジンの冷却
   水温度を検出する水温検出手段と、エンジンの始動時に
   おける該水温検出手段からの信号に応じて前記回転電機
   を電動駆動する駆動制御手段とを備えたことを特徴とす
   る回転電機付ターボチャージャの制御装置。