JPH06323155A - 回転電機付ターボチャージャ制御装置 - Google Patents

回転電機付ターボチャージャ制御装置

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JPH06323155A
JPH06323155A JP5136548A JP13654893A JPH06323155A JP H06323155 A JPH06323155 A JP H06323155A JP 5136548 A JP5136548 A JP 5136548A JP 13654893 A JP13654893 A JP 13654893A JP H06323155 A JPH06323155 A JP H06323155A
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electric machine
battery
charging rate
turbocharger
dynamo
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Shinji Hara
真治 原
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  • Supercharger (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転電機付ターボチャージャ7を具えた車両
において、発進直前に回転電機10をモータ運転してブ
ースト圧を上昇させるいわゆるフライングブーストアッ
プを行っていても、バッテリ18が上がらないよう制御
する回転電機付ターボチャージャ制御装置を提供するこ
と。 【構成】 フライングブーストアップを行うに際し、回
転電機10の電源であるバッテリ18の充電率を調べ、
もし充電率が所定値以下であれば、回転電機へ供給する
電力を充電率が所定値より大の場合よりも低減すると共
に、ウォーニングランプ19を点灯して充電率の低下を
ドライバーへ知らせる。これにより、バッテリの充電率
が低下している時、フライングブーストアップのために
多量の放電がなされることがなくなり、バッテリ上がり
が防止される。

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
ージャを具えた車両において、回転電機をモータ運転し
過ぎてバッテリ上がりを招かないよう制御する回転電機
付ターボチャージャ制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ターボチャージャは、エンジンの排気エ
ネルギーを利用してタービンを駆動し、該駆動力により
コンプレッサを作動させてエンジンに過給気を供給する
ものであるが(ターボ動作)、その回転軸に回転電機を
取り付け、それをエンジンの回転状態に応じてモータ運
転または発電機運転させるものが提案されている(例え
ば、特開平1−117931号公報)。
【0003】そして、そのような回転電機付ターボチャ
ージャを具えた車両で、発進直前に予め前記回転電機を
モータ運転し、アクセルペダル踏み込み以前に吸気のブ
ースト圧を上昇させるいわゆるフライングブーストアッ
プを行う技術も提案している(特開平2−123242号公
報)。フライングブーストアップを行えば、発進時にお
けるアクセルペダル踏み込みに対する加速応答性が良く
なる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】フライングブーストア
ップのために回転電機をモータ運転する電源としては、
車両に搭載されているバッテリが用いられるが、発進の
頻度が多いとバッテリの消耗が激しく、バッテリ上がり
を生じ易いという問題点があった。本発明は、バッテリ
の充電率が低くなった時には、フライングブーストアッ
プのために投入する電力を減らすと共に、警報装置によ
りドライバーの注意を喚起し、バッテリ上がりを防止す
ることを課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の回転電機付ターボチャージャ制御装置で
は、ターボチャージャの回転軸にバッテリからの電力に
よりモータ運転可能な回転電機が取り付けられた回転電
機付ターボチャージャを搭載した車両における回転電機
付ターボチャージャ制御装置において、バッテリの充電
率を算出する充電率算出手段と、車両が発進直前の状態
にあることを検出する発進直前検出手段と、発進直前の
時にバッテリの充電率が所定値より大である場合には前
記回転電機をモータ運転し、所定値以下である場合には
該モータ運転のための電力を充電率が所定値より大であ
る場合よりも低減すると共にドライバーに警報を行う制
御警報手段とを具えることとした。
【0006】
【作 用】回転電機付ターボチャージャの回転電機
を、発進直前にモータ運転してブースト圧を上昇させる
いわゆるフライングブーストアップを行うに際し、回転
電機の電源であるバッテリの充電率を調べる。もし充電
率が所定値以下であれば、回転電機へ供給する電力を充
電率が所定値より大の場合よりも低減すると共に、充電
率の低下をドライバーへ警報する。これにより、バッテ
リの充電率が低下している場合に、フライングブースト
アップのために多量の放電がなされることがなくなり、
バッテリ上がりが防止される。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明の回転電機付ターボチャー
ジャ制御装置を示す図である。図1において、1はエン
ジン、2はベルト、3はオルタネータ、4は吸気マニホ
ールド、5は排気マニホールド、6はエアクリーナ、7
は回転電機付ターボチャージャ、8はコンプレッサ、9
は軸受、10は回転電機、11は固定子、12は回転
子、13はタービン、14はサイレンサ、15はパワー
部、16は電流センサ、17は電圧センサ、18はバッ
テリ、19はウォーニングランプ、20はアクセルセン
サ、21は車速センサ、22はコントローラ、23はギ
ヤ段センサ、24はクラッチセンサ、25はエンジン回
転センサである。
【0008】回転電機付ターボチャージャ7は、吸気側
に取り付けられるコンプレッサ8と、排気側に取り付け
られるタービン13と、両者を連結する回転軸に取り付
けられる回転電機10とから構成されている。軸受9
は、前記回転軸を支承するための軸受である。回転電機
10の固定子11の巻線は、パワー部15と接続され
る。
【0009】排気マニホールド5からの排気によってタ
ービン13が回転されると、コンプレッサ8が回転させ
られて吸気マニホールド4への過給を行う。同時に、回
転子12も回転させられる。この時、回転電機10に発
電機運転させることも可能である。回転電機10をモー
タ運転して、コンプレッサ8をより速く回転させれば、
吸気のブースト圧を上昇させることが出来る。
【0010】パワー部15は直流・交流変換回路を有し
ており、直流側はバッテリ18およびオルタネータ3に
接続され、交流側は固定子11に接続される。そして、
直流・交流変換の開始,停止および制御は、コントロー
ラ22によってなされる。回転電機10をモータ運転す
る場合は、パワー部15から固定子11へ交流が供給さ
れる。回転電機10を発電機運転する場合は、発電電力
がパワー部15で直流に変換され、バッテリ18に供給
される。
【0011】オルタネータ3は、ベルト2によってエン
ジン1と連結され、エンジン1に駆動されて発電する。
発電電力は、図示しない電気負荷に供給されると共に、
バッテリ18を充電するのに用いられる。エアクリーナ
6は吸気を清浄にし、サイレンサ14は排気音を和らげ
る。
【0012】コントローラ22は、種々のセンサからの
検出信号に基づき、パワー部15を制御してフライング
ブーストアップを行うと共に、バッテリ18の充電率が
所定値より低下した時には、フライングブーストアップ
に使用する電力を少なくすると共に、ウォーニングラン
プ19を点灯してドライバーに注意を喚起する。電流セ
ンサ16はバッテリ18の充電電流および放電電流を検
出し、電圧センサ17はバッテリ18の電圧を検出す
る。
【0013】次に、本発明による発進時の制御動作を説
明する。図2は、本発明の動作を説明するフローチャー
トである。 ステップ1…まず、電圧センサ17に車両無負荷時(つ
まり、車両が停止している時)のバッテリ18の電圧を
測定させ、コントローラ22内に取り入れる。 ステップ2…車両無負荷時のバッテリ電圧がいくらの場
合は、充電率はいくらというマップを予め実験等により
作成しておき、それをコントローラ22内の図示しない
メモリに格納しておく。そのマップを参照して、ステッ
プ1で検出したバッテリ電圧に対応する充電率を求め
る。充電率の値を、CC とする。
【0014】ステップ3…エンジンを始動する。 ステップ4…電流センサ16に、バッテリ電流を検出さ
せる。検出した値をIBとする。放電の場合はマイナス
の値で検出され、充電の場合はプラスの値で検出され
る。 ステップ5…最新の充電率を、次式により求める。 CC =CC +K・IB ・ΔT ただし、Kは定数,ΔTは前回充電率を求めてから今回
求めるまでに経過した時間である。図2のフローチャー
トでステップ7からステップ4に戻る経路があること等
から分かるように、ステップ5で充電率を計算する機会
は何回かある可能性がある。
【0015】ステップ6…ステップ6,8〜10は、フ
ライングブーストアップを開始すべき時か否か、つまり
発進直前の状態となっているか否かを調べる過程であ
る。まず、ステップ6でエンジンがアイドル状態に達し
たか否かチェックする。これは、エンジン回転センサ2
5で検出されるエンジン回転数の値を調べることによっ
て行う。 ステップ7…アイドル状態に達していないならば、予め
定めてある一定の時間待つ。そして、その間にバッテリ
の充電状態が変化していることが予想されるから、あら
ためて最新の充電率を知るべく、ステップ4に戻る。
【0016】ステップ8…クラッチセンサ24からの検
出信号に基づき、クラッチが切の状態になっているか否
かをチェックする。 ステップ9…ギヤ段センサ23からの検出信号に基づ
き、ギヤ段が発進時に使用する第1速または第2速にな
っているか否かチェックする。 ステップ10…車速センサ21からの検出信号に基づ
き、車速がゼロであるか否かチェックする。
【0017】ステップ11…ステップ10でYESに進
む時は、発進直前の状態になっている場合に他ならな
い。なぜなら、車速は未だゼロだが、エンジンは既にア
イドル状態となっており、クラッチが切られ、ギヤは発
進のためのギヤ段に入れられているからである。この時
には、ステップ5で計算した最新の充電率CC が、所定
値より大であるかどうかチェックする。この所定値は、
フライングブーストアップのために回転電機10を通常
の如くモータ運転すると、やがてバッテリ上がりを招い
てしまうという充電率を目安として予め定めておく。
【0018】ステップ12…もし、充電率が前記所定値
より小であれば、パワー部15に指示して、回転電機1
0をモータ運転するために使用する電力を減らす。これ
により、バッテリの放電量が減る。 ステップ13…同時に、ウォーニングランプ19を点灯
して、ドライバーに充電率が低下していることを警報す
る。
【0019】ステップ14…発進に際してフライングブ
ーストアップを継続している時間を記録するため、パラ
メータNを設ける。そして、フライングブーストアップ
開始以前は、N=0としておく。フライングブーストア
ップの継続時間は、図2のフローチャートで、ステップ
16→17→18→19→16というループを巡る時間
を単位として計ることとする。継続時間が長いとバッテ
リが著しく消耗するので、その何倍(NM 倍)かを最大
限度とし(ステップ19)、それを超えるとバッテリ保
護の方を優先して、フライングブーストアップは中止す
る(ステップ20)。
【0020】ステップ15…フライングブーストアップ
を開始する。即ち、バッテリ18よりパワー部15を介
して回転電機10に給電し、モータ運転を開始する。コ
ンプレッサ8の回転は加速され、ブースト圧をアップす
る。 ステップ16…Nに1を加える(N=N+1)。 ステップ17…加速モードかどうかチェックする。アク
セルセンサ20からの検出信号を調べ、アクセルペダル
を踏み込んでいれば加速モードと判断する。加速モード
になっていれば、もはや発進は完了しているから、フラ
イングブーストアップを継続する必要はない。
【0021】ステップ18…まだ加速モードになってい
ない場合には、発進を達成したと認められる所定車速
(例、5Km/h)以上になっているか否かをチェック
する。それ以上になっていれば、フライングブーストア
ップを継続する必要はない。 ステップ19…このステップに来る場合は、まだ発進を
達成していない。Nが所定値NM より大か否かチェック
する。フライングブーストアップをあまり長く継続する
と、バッテリを放電し過ぎてしまっていることが予想さ
れる。そこで、Nの値を調べることにより、開始してか
らの時間が、予め限度として定めた時間以上になってい
ないかどうか調べる。
【0022】ステップ20…Nが所定値NM より大とな
っている時には、フライングブーストアップを中止す
る。そして、ステップ4に戻り、あらためてバッテリの
充電率を調べる。充電率が所定値より下がっていれば、
ステップ12で回転電機10へ給電する電力を少なくす
ると共にウォーニングランプ19を点灯し、下がってい
なければ前回と同様のフライングブーストアップを行
う。
【0023】ステップ21…ステップ18でYESの場
合、発進は達成されているということであるから、フラ
イングブーストアップは中止する。 ステップ22…ウォーニングランプ19を点灯していれ
ば、消灯する。 ステップ23…車両は発進を終えたから、回転電機10
の制御は、通常の車両運転時における制御で移行され
る。
【0024】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の回転電機付タ
ーボチャージャ制御装置によれば、発進直前に回転電機
をモータ運転してブースト圧を上昇させる、いわゆるフ
ライングブーストアップを行うに際し、回転電機の電源
であるバッテリの充電率を調べる。そして、もし充電率
が所定値以下であれば、回転電機へ供給する電力を充電
率が所定値より大の場合よりも低減すると共に、充電率
の低下をドライバーへ警報するので、バッテリの充電率
が低下している場合に多量の放電がなされることがなく
なり、バッテリ上がりが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の回転電機付ターボチャージャ制御装
置を示す図
【図2】 本発明の動作を説明するフローチャート
【符号の説明】
1…エンジン、2…ベルト、3…オルタネータ、4…吸
気マニホールド、5…排気マニホールド、6…エアクリ
ーナ、7…回転電機付ターボチャージャ、8…コンプレ
ッサ、9…軸受、10…回転電機、11…固定子、12
…回転子、13…タービン、14…サイレンサ、15…
パワー部、16…電流センサ、17…電圧センサ、18
…バッテリ、19…ウォーニングランプ、20…アクセ
ルセンサ、21…車速センサ、22…コントローラ、2
3…ギヤ段センサ、24…クラッチセンサ、25…エン
ジン回転センサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02K 23/52 6821−5H

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ターボチャージャの回転軸にバッテリか
    らの電力によりモータ運転可能な回転電機が取り付けら
    れた回転電機付ターボチャージャを搭載した車両におけ
    る回転電機付ターボチャージャ制御装置において、バッ
    テリの充電率を算出する充電率算出手段と、車両が発進
    直前の状態にあることを検出する発進直前検出手段と、
    発進直前の時にバッテリの充電率が所定値より大である
    場合には前記回転電機をモータ運転し、所定値以下であ
    る場合には該モータ運転のための電力を充電率が所定値
    より大である場合よりも低減すると共にドライバーに警
    報を行う制御警報手段とを具えたことを特徴とする回転
    電機付ターボチャージャ制御装置。
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