JPH0747934B2 - ターボチャージャの制御装置 - Google Patents
ターボチャージャの制御装置Info
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- JPH0747934B2 JPH0747934B2 JP1215280A JP21528089A JPH0747934B2 JP H0747934 B2 JPH0747934 B2 JP H0747934B2 JP 1215280 A JP1215280 A JP 1215280A JP 21528089 A JP21528089 A JP 21528089A JP H0747934 B2 JPH0747934 B2 JP H0747934B2
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
- F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
- F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
- F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
- F02B39/16—Other safety measures for, or other control of, pumps
- F02B2039/162—Control of pump parameters to improve safety thereof
- F02B2039/164—Control of pump parameters to improve safety thereof the temperature of the pump, of the pump drive or the pumped fluid being limited
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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回転電機を取付けたターボチャー
ジャを有するエンジンにおけるターボチャージャの制御
装置に関する。
ジャを有するエンジンにおけるターボチャージャの制御
装置に関する。
（従来の技術） エンジンの排気エネルギーにより駆動されるタービン軸
に電動−発電機となる回転電機を取付けたターボチャー
ジャが開発されており、エンジンの運転状態に応じて回
転電機を電動機として駆動しターボチャージャの過給作
動を助勢したり、または回転電機を発電機として作動さ
せ、その発電電力によりバッテリの充電を行う試みが提
案されている。
に電動−発電機となる回転電機を取付けたターボチャー
ジャが開発されており、エンジンの運転状態に応じて回
転電機を電動機として駆動しターボチャージャの過給作
動を助勢したり、または回転電機を発電機として作動さ
せ、その発電電力によりバッテリの充電を行う試みが提
案されている。
（発明が解決しようとする課題） 上述のように回転電機をタービン軸に取付けたターボチ
ャージャは、長い登坂路のようにエンジンが低回転で高
負荷時には、バッテリから回転電機に電力を供給して電
動駆動し、過給圧を高めてエンジントルクを上昇させる
が、この場合、バッテリから供給する電力は2KW程度の
電力となる。
ャージャは、長い登坂路のようにエンジンが低回転で高
負荷時には、バッテリから回転電機に電力を供給して電
動駆動し、過給圧を高めてエンジントルクを上昇させる
が、この場合、バッテリから供給する電力は2KW程度の
電力となる。
このため、バッテリからの直流電力をスイッチングして
脈流に変換する半導体や、脈流を昇圧するトランスなど
は大電力を扱うため熱損が大となり、これらの部品の温
度上昇が著しい。
脈流に変換する半導体や、脈流を昇圧するトランスなど
は大電力を扱うため熱損が大となり、これらの部品の温
度上昇が著しい。
したがって、予め高温度が予測される部品類は耐高温性
を有する部品が選定されるが、実際の車両に搭載されて
気温の高いとき各種の運転条件にて運行されると、当初
設定した温度以上にて作動する場合が生じ、半導体やト
ランスなどが高温度に耐えかねて、これらの部品が破損
するという問題が生ずる。
を有する部品が選定されるが、実際の車両に搭載されて
気温の高いとき各種の運転条件にて運行されると、当初
設定した温度以上にて作動する場合が生じ、半導体やト
ランスなどが高温度に耐えかねて、これらの部品が破損
するという問題が生ずる。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的は大電流が流れて温度が上昇する回転電機付タ
ーボチャージャの電力変換用部品類の温度をモニタする
ことにより、その破損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。
その目的は大電流が流れて温度が上昇する回転電機付タ
ーボチャージャの電力変換用部品類の温度をモニタする
ことにより、その破損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。
（課題を解決するための手段） 本発明によれば、エンジンの運転状況に応じ、バッテリ
からの電力を電力変換装置を介してタービン軸に配置し
た電動機構に供給して電動作動せしめるターボチャージ
ャの制御装置において、前記電力変換装置を構成する複
数の電力部品の作動温度を検出する複数の検出手段と、
該各検出手段からの信号に基づいて前記電動機構への通
電を制御する制御手段とを有し、該制御手段は前記各検
出手段からの信号と予め記憶設定されている該当する各
電力部品の複数の許容温度とを比較判定する判定手段
と、該判定手段の出力により前記電動機構に供給する電
力を制御する電力制御手段とを備えたターボチャージャ
の制御装置が提供される。
からの電力を電力変換装置を介してタービン軸に配置し
た電動機構に供給して電動作動せしめるターボチャージ
ャの制御装置において、前記電力変換装置を構成する複
数の電力部品の作動温度を検出する複数の検出手段と、
該各検出手段からの信号に基づいて前記電動機構への通
電を制御する制御手段とを有し、該制御手段は前記各検
出手段からの信号と予め記憶設定されている該当する各
電力部品の複数の許容温度とを比較判定する判定手段
と、該判定手段の出力により前記電動機構に供給する電
力を制御する電力制御手段とを備え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、バッテリからの直流電力を回転電機駆動用
の交流電力に変換するDC/DCコンバータやインバータの
電力部品となる半導体デバイスやトランスなどに温度セ
ンサを取付け、この温度センサからの信号に基づいて回
転電機駆動用の電力を制御するもので、温度レベルによ
り運転中止、 電流制限など電力制御レベルを変えるものであります。
また、前記電力制御レベルに応じたアラームを出力して
運転者への警報、表示が行われる。
の交流電力に変換するDC/DCコンバータやインバータの
電力部品となる半導体デバイスやトランスなどに温度セ
ンサを取付け、この温度センサからの信号に基づいて回
転電機駆動用の電力を制御するもので、温度レベルによ
り運転中止、 電流制限など電力制御レベルを変えるものであります。
また、前記電力制御レベルに応じたアラームを出力して
運転者への警報、表示が行われる。
（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。
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。
る。
同図において、１はターボチャージャで、エンジンから
の排気エネルギーにより駆動されるタービン11と、該タ
ービン軸に設けられたコンプレッサ12とを備え、排気エ
ネルギーを回収してエンジンの吸気圧を高めるもので、
タービン11とコンプレッサ12との間の回転軸には電動／
発電機となる回転電機13が取付けられている。
の排気エネルギーにより駆動されるタービン11と、該タ
ービン軸に設けられたコンプレッサ12とを備え、排気エ
ネルギーを回収してエンジンの吸気圧を高めるもので、
タービン11とコンプレッサ12との間の回転軸には電動／
発電機となる回転電機13が取付けられている。
そして、エンジンが低回転で高負荷時には、エンジンの
排出する排気ガスエネルギーが少なくてコンプレッサの
過給作動が十分得られないため、バッテリ２からの電気
エネルギーを回転電機13に供給して力行せしめ、コンプ
レッサ12の回転を付勢して過給圧を高め、エンジントル
クを上昇させるものである。また、エンジンが高回転で
排気エネルギーが大きいときは、回転電機13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
回収し、この電力によりバッテリ２を充電したり、外部
に電力を取出すことができるものである。なお、第１図
には回転電機13を発電作動させる場合の回路や部材は省
略されている。
排出する排気ガスエネルギーが少なくてコンプレッサの
過給作動が十分得られないため、バッテリ２からの電気
エネルギーを回転電機13に供給して力行せしめ、コンプ
レッサ12の回転を付勢して過給圧を高め、エンジントル
クを上昇させるものである。また、エンジンが高回転で
排気エネルギーが大きいときは、回転電機13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
回収し、この電力によりバッテリ２を充電したり、外部
に電力を取出すことができるものである。なお、第１図
には回転電機13を発電作動させる場合の回路や部材は省
略されている。
３はDC/DCコンバータで、バッテリ２からの直流電力を
所定電圧値の直流電力に昇圧するもので、スイッチング
用のFET31、昇圧用のトランス32、ブリッジ結線された
整流回路33などを備えている。そして、スイッチ21が投
入されるとともに、後述するコントローラからのスイッ
チング制御指令が２個のFFT31,31に交互に入力される
と、バッテリ２からの直流電力は脈流となってトランス
32の１次巻線に通電され、２次巻線には昇圧された脈流
が誘起されて整流回路33により所定電圧の直流電力が得
られるように構成されている。
所定電圧値の直流電力に昇圧するもので、スイッチング
用のFET31、昇圧用のトランス32、ブリッジ結線された
整流回路33などを備えている。そして、スイッチ21が投
入されるとともに、後述するコントローラからのスイッ
チング制御指令が２個のFFT31,31に交互に入力される
と、バッテリ２からの直流電力は脈流となってトランス
32の１次巻線に通電され、２次巻線には昇圧された脈流
が誘起されて整流回路33により所定電圧の直流電力が得
られるように構成されている。
尚、図示のS1は温度センサでFET31の外面に配置され
て、FET31の作動温度を検出するもの、S2はトランス32
の温度セサでトランス温度を検出し、ともに検出した温
度信号をコントローラ５に送出する。
て、FET31の作動温度を検出するもの、S2はトランス32
の温度セサでトランス温度を検出し、ともに検出した温
度信号をコントローラ５に送出する。
４はインバータで、例えば６個のトランジスタ41を有
し、これらのトランジスタ41のスイッチング作動によっ
て、DC/DCコンバータ３から入力される直流電力を所定
の周波数の３相交流電力に変換するものである。そし
て、トランジスタ41のそれぞれのベース回路はコントロ
ーラ５からの信号線に接続され、所定周期の制御信号が
トランジスタ41に順次に印加されると、該制御信号に応
じた周波数の交流電力となって回転電機13に供給される
ように結線されている。なお、S3はトランジスタ41の外
面に配置された温度センサで、コントローラ５にトラン
ジスタ41の作動温度信号を送出する。
し、これらのトランジスタ41のスイッチング作動によっ
て、DC/DCコンバータ３から入力される直流電力を所定
の周波数の３相交流電力に変換するものである。そし
て、トランジスタ41のそれぞれのベース回路はコントロ
ーラ５からの信号線に接続され、所定周期の制御信号が
トランジスタ41に順次に印加されると、該制御信号に応
じた周波数の交流電力となって回転電機13に供給される
ように結線されている。なお、S3はトランジスタ41の外
面に配置された温度センサで、コントローラ５にトラン
ジスタ41の作動温度信号を送出する。
コントローラ５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／出力ポートなどを備えてお
り、温度センサS1,S2,S3や、回転電機回転センサ14、エ
ンジン回転センサ51、アクセル開度センサ52などからの
信号が入力されると所定の演算処理が行われ、格納され
たマップや制御手順に基づき、DC/DCコンバータ３のFET
31、インバータ４のトランジスタ41に制御信号を発する
とともに、部品の温度上昇を警告するアラームを点灯ま
たは消灯させるように構成されている。
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お
り、温度センサS1,S2,S3や、回転電機回転センサ14、エ
ンジン回転センサ51、アクセル開度センサ52などからの
信号が入力されると所定の演算処理が行われ、格納され
たマップや制御手順に基づき、DC/DCコンバータ３のFET
31、インバータ４のトランジスタ41に制御信号を発する
とともに、部品の温度上昇を警告するアラームを点灯ま
たは消灯させるように構成されている。
なお、61はアラームＡで、FET31、トランジスタ41やト
ランス32などが通過電流による発熱にて許容限度を超え
て破損の虞がある場合に点灯するアラームであり、した
がって該アラームの点灯は回転電機13の電動作動は直ち
に中止させる必要があることを表示することになる。ま
た62はアラームＢで、そのまま大電流を流し続けると高
温により破損に至る状態の場合に点灯するもので、供給
する電力を減少させ温度の上昇を抑える必要があること
を表示することになる。
ランス32などが通過電流による発熱にて許容限度を超え
て破損の虞がある場合に点灯するアラームであり、した
がって該アラームの点灯は回転電機13の電動作動は直ち
に中止させる必要があることを表示することになる。ま
た62はアラームＢで、そのまま大電流を流し続けると高
温により破損に至る状態の場合に点灯するもので、供給
する電力を減少させ温度の上昇を抑える必要があること
を表示することになる。
つぎに本実施例の作動を説明すると、エンジンが低回転
で排気ガス量が少なく、しかも負荷が大きい例えば積荷
が大で坂道を登るような場合には、排気エネルギーが小
のためにコンプレッサの過給作動が十分でなく、したが
ってエンジントルクの向上が望めないことになる。
で排気ガス量が少なく、しかも負荷が大きい例えば積荷
が大で坂道を登るような場合には、排気エネルギーが小
のためにコンプレッサの過給作動が十分でなく、したが
ってエンジントルクの向上が望めないことになる。
このような場合はバッテリ２から電力をDC/DCコンバー
タ３とインバータ４と介して回転電機13に供給し、電動
機として力行させてコンプレッサ12の過給作動を助勢す
ることが行われる。
タ３とインバータ４と介して回転電機13に供給し、電動
機として力行させてコンプレッサ12の過給作動を助勢す
ることが行われる。
第２図は回転電機の電動駆動における電流の制御とアラ
ームの制御の処理の一例を示すフロー図であるが、まず
ステップ１にてはエンジン回転センサ51およびアクセル
開度センサ52からの検出信号を入力し、これらの信号に
基づいてメモリに格納されたマップを検索し、バッテリ
２から投入する電流の設定を行う。
ームの制御の処理の一例を示すフロー図であるが、まず
ステップ１にてはエンジン回転センサ51およびアクセル
開度センサ52からの検出信号を入力し、これらの信号に
基づいてメモリに格納されたマップを検索し、バッテリ
２から投入する電流の設定を行う。
ついで、スイッチ21を投入するとともに、DC/DCコンバ
ータ３のFET31やインバータ４のトランジスタ41に制御
信号を送り、バッテリ２からの直流電力を回転電機13の
駆動用の交流電力に変換させる。
ータ３のFET31やインバータ４のトランジスタ41に制御
信号を送り、バッテリ２からの直流電力を回転電機13の
駆動用の交流電力に変換させる。
このため、スイッチング作動を行うFET31やトランス3
2、トランジスタ41などは通過電流によって発熱するこ
とにより、これらの部品の温度がそれぞれの温度センサ
S1,S2,S3によりコントローラ５に入力される。
2、トランジスタ41などは通過電流によって発熱するこ
とにより、これらの部品の温度がそれぞれの温度センサ
S1,S2,S3によりコントローラ５に入力される。
ステップ２では温度センサS1,S2,S3からの温度信号をチ
ェックして、その温度信号と破損の危険がある温度T1と
を比較し、T1に達している場合にはステップ３に進んで
アラームＡを点灯するとともに、スイッチ21を断にして
回転電機13への通電を中止し、DC/DCコンバータとイン
バータ４の作動を休止させる。
ェックして、その温度信号と破損の危険がある温度T1と
を比較し、T1に達している場合にはステップ３に進んで
アラームＡを点灯するとともに、スイッチ21を断にして
回転電機13への通電を中止し、DC/DCコンバータとイン
バータ４の作動を休止させる。
なお、ステップ２における温度のチェックは半導体温度
を例にとったものであり、第１図におけるFET31、トラ
ンス32、トランジスタ41のそれぞれに応じて、破損の危
険のある温度と比較してフローを処理するもので、温度
センサS1,S2,S3のうち一つでも破損の危険のある温度に
到達した場合はアラームＡの点灯と運転の中止が行われ
るものである。
を例にとったものであり、第１図におけるFET31、トラ
ンス32、トランジスタ41のそれぞれに応じて、破損の危
険のある温度と比較してフローを処理するもので、温度
センサS1,S2,S3のうち一つでも破損の危険のある温度に
到達した場合はアラームＡの点灯と運転の中止が行われ
るものである。
第２図の処理に戻り、ステップ２において破損の危険の
ある温度T1に達していない場合はステップ５に進み、こ
こではそのまま大電流を流し続けると破損に至る温度の
T2と温度センサからの温度信号とを比較する。そして、
温度T2に到達している場合はステップ６〜９に進み、ア
ラームＡは消灯、アラームＢを点灯し、今迄の電流値よ
りＫの値を差引いた電流に制限して、DC/DCコンバータ
３およびインバータ４を作動させ、回転電機13に交流電
力を供給して駆動することになる。なお、この場合は制
限された電流が通過するため、電力部品の発熱は抑えら
れて運転を継続しても熱的破損は免れることになる。
ある温度T1に達していない場合はステップ５に進み、こ
こではそのまま大電流を流し続けると破損に至る温度の
T2と温度センサからの温度信号とを比較する。そして、
温度T2に到達している場合はステップ６〜９に進み、ア
ラームＡは消灯、アラームＢを点灯し、今迄の電流値よ
りＫの値を差引いた電流に制限して、DC/DCコンバータ
３およびインバータ４を作動させ、回転電機13に交流電
力を供給して駆動することになる。なお、この場合は制
限された電流が通過するため、電力部品の発熱は抑えら
れて運転を継続しても熱的破損は免れることになる。
ステップ５において温度センサからの温度信号が温度T2
に達していない場合はステップ10〜12に進み、アラーム
ＡおよびアラームＢは消灯、投入電流は制限することな
く、DC/DCコンバータ３とインバータ４を作動させ、回
転電機13に交流電力を供給して電動機作動が継続される
ことになる。
に達していない場合はステップ10〜12に進み、アラーム
ＡおよびアラームＢは消灯、投入電流は制限することな
く、DC/DCコンバータ３とインバータ４を作動させ、回
転電機13に交流電力を供給して電動機作動が継続される
ことになる。
以上、本発明を上述の実施例を用いて説明したが、本発
明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを
本発明の範囲から排除するものではない。
明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを
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、バッテリからの直流電力を交流電力に
変換するDC/DCコンバータやインバータの電力部品とな
る半導体デバイスやトランスなどに温度センサを取付
け、この温度センサからの信号に基づいて回転電機駆動
用の電力を制御するもので、温度レベルにより運転中
止、電流制限など電力制御レベルを変えるものであり、
前記電力制御レベルに応じたアラームを出力して運転者
への警報、表示が行われるので、外気温度や運転状況に
よって電力部品の温度が予測された温度以上に上昇する
ことがなくなり、過熱による電力部品の破損がなくなる
効果を生ずるとともに、運転者も危険な状態がアラーム
の点灯により十分に把握できるという利点がある。
変換するDC/DCコンバータやインバータの電力部品とな
る半導体デバイスやトランスなどに温度センサを取付
け、この温度センサからの信号に基づいて回転電機駆動
用の電力を制御するもので、温度レベルにより運転中
止、電流制限など電力制御レベルを変えるものであり、
前記電力制御レベルに応じたアラームを出力して運転者
への警報、表示が行われるので、外気温度や運転状況に
よって電力部品の温度が予測された温度以上に上昇する
ことがなくなり、過熱による電力部品の破損がなくなる
効果を生ずるとともに、運転者も危険な状態がアラーム
の点灯により十分に把握できるという利点がある。
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図は本実施例の処理の一例を示す処理フロー図であ
る。 １……ターボチャージャ、２……バッテリ、３……DC/D
Cコンバータ、４……インバータ、５……コントロー
ラ、13……回転電機、31……FET、32……トランス、41
……トランジスタ、61……アラームＡ、62……アラーム
Ｂ、S1,S2,S3……温度センサ。
２図は本実施例の処理の一例を示す処理フロー図であ
る。 １……ターボチャージャ、２……バッテリ、３……DC/D
Cコンバータ、４……インバータ、５……コントロー
ラ、13……回転電機、31……FET、32……トランス、41
……トランジスタ、61……アラームＡ、62……アラーム
Ｂ、S1,S2,S3……温度センサ。
Claims (2)
- 【請求項１】エンジンの運転状況に応じ、バッテリから
の電力を電力変換装置を介してタービン軸に配置した電
動機構に供給して電動作動せしめるターボチャージャの
制御装置において、前記電力変換装置を構成する複数の
電力部品の作動温度を検出する複数の検出手段と、該各
検出手段からの信号に基づいて前記電動機構への通電を
制御する制御手段とを有し、該制御手段は前記各検出手
段からの信号と予め記憶設定されている該当する各電力
部品の複数の許容温度とを比較判定する判定手段と、該
判定手段の出力により前記電動機構に供給する電力を制
御する電力制御手段とを備えたことを特徴とするターボ
チャージャの制御装置。 - 【請求項２】前記制御手段は通電の制御に応じた警告手
段を備えたことを特徴とする請求項（１）記載のターボ
チャージャの制御装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1215280A JPH0747934B2 (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | ターボチャージャの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1215280A JPH0747934B2 (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | ターボチャージャの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0378531A JPH0378531A (ja) | 1991-04-03 |
| JPH0747934B2 true JPH0747934B2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=16669704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1215280A Expired - Fee Related JPH0747934B2 (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | ターボチャージャの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0747934B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010196644A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | 電動過給機駆動回路の制御装置 |
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1989
- 1989-08-22 JP JP1215280A patent/JPH0747934B2/ja not_active Expired - Fee Related
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