JP2782711B2 - Control device for turbocharger with rotating electric machine - Google Patents
Control device for turbocharger with rotating electric machineInfo
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はターボチャージャの回転軸に電動−発電機を
取付けた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)
エンジンの排気管にターボチャージャを取付け、この
ターボチャージャの回転軸に電動−発電機を直結して排
気エネルギーを回収しようとする提案が種々なされてい
る。
このようなターボチャージャに電動−発電機を取付け
た提案として、エンジンの回転数や負荷の状態に応じて
電動−発電機を発電機作動や、電動機作動させて制御す
る内燃機関のターボチャージャの制御装置の提案が、例
えば特願昭62−105981号、及び特開昭60−195329号に示
されている。
(発明が解決しようとする問題点)
このような提案の回転電機付ターボチャージャにおい
ては、電動−発電機の発電機作動時には電気負荷やバッ
テリに発電電力を供給し、電動機作動時にはターボチャ
ージャの過給作動を助勢してエンジン出力の向上を計っ
ているが、車両の走行条件の変化に応じてターボチャー
ジャのブースト圧を増大させたときに、ブースト圧の増
大に応じて燃料流量をも適切に増加させて、最適な空気
/燃料比によってエンジンを作動させるように制御する
手段が設けられていない。従って、車両が急加速を要す
る走行条件下にあるときでもエンジンの駆動力の不足に
より、所望の加速を行なうことができないという問題が
ある。また、空気/燃料比の不適正のために、排気ガス
が黒煙化するという問題もあった。
従って本発明の目的は、車両の走行条件に応じて常に
最適の空気/燃料比が得られるように制御することによ
り上記問題点を解決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提供することにある。
(問題点を解決するための手段)
上述の如き本発明の目的を達成するために、本発明に
よれば、内燃機関の排気管に接続されたターボチャージ
ャの回転軸に回転電機を設け、必要過給圧に達しない状
態で回転電機を電動機駆動して過給を助成し、内燃機関
の排気量過多状態で回転電機を発電機駆動して排気エネ
ルギを発電エネルギに変換する回転電機付ターボチャー
ジャの制御装置において、前記内燃機関のアクセルペダ
ル踏込量検出手段と、前記アクセルペダル踏込量検出手
段が検出したアクセルペダル踏込量に対応するブースト
圧Pcを演算する演算手段と、負荷センサ1dからの信号で
燃料流量を演算する燃料流量演算手段と、燃料流量演算
手段が演算した燃料流量に対応するブースト圧Pfcを演
算する演算手段と、上記演算されたアクセルペダル踏込
量に対応するブースト圧Pcと燃料流量演算手段が演算し
た燃料流量に対応するブースト圧Pfcとを比較する比較
手段と、前記比較手段の結果が前記アクセルペダル踏込
量に対応するブースト圧Pcと燃料流量演算手段が演算し
た燃料流量に対応するブースト圧Pfcとが一致するま
で、燃料の供給量を増減制御する燃料供給量制御手段
と、を具備してな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が提供される。
(作用)
本発明では、アクセルペダル踏込量に対応して必要と
する吸気のブースト圧を計算するとともに、このブース
ト圧に対する燃料供給量も計算し、それぞれ過給作動や
燃料流量を補正して行うので、常に適切な空燃比が得ら
れる。
(実施例)
以下、本発明の一実施例を添付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。
第1図において、1はエンジンで吸気管1aを介して吸
気する空気と、燃料通路7aを介して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を検出するアクセル
センサ、1dはエンジン1の燃料噴射ポンプ(図示せず)
のラック位置によりエンジンの負荷を検出する負荷セン
サ、1eはエンジンの回転数を検出する回転センサであ
り、それぞれ検出した信号を後述する電子制御装置に送
信する。なお燃料通路7aには燃料アクチュエータ7が設
けられ、燃料供給量の制御は後述する電子制御装置によ
り行われる。
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2b
と、吸気管1aに吸気を送気するコンプレッサ2aとを有
し、これらを接続する回転軸2cには電動機あるいは発電
機として作動する回転電機3が取付けられている。1fは
排気管1bに設けられた隔壁であり、タービン2bを駆動す
る排気流路に取付けられてその流路を2分するものであ
り、片方の流路には排気弁1gが取付けられ、排気ガス量
が少ないときにはアクチュエータ1hによりバイパス弁1g
が閉じられて、他方の流路の排気ガス流速を高めること
によりタービン2bを効率よく高速度に駆動するよう構成
されている。なお、2dはタービン回転センサで回転軸2c
の回転数を検出するものである。
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後述する電力変換器4を介し
てバッテリ5に送電される。
また、電力変換器4を介したバッテリ5からの電力が
ステータ3bに供給されてロータ3aが駆動されると、コン
プレッサ2aの作動により吸気が圧縮され、吸気管1aを介
してエンジン1に過給されるよう構成されている。な
お、1jはブースト圧センサで、コンプレッサ2aの作動に
よる過給気圧を検出して電子制御装置6に送信するもの
である。
第2図は電力変換器4における交流電力の変換回路の
一例を示したものであり、整流平滑回路4a、デューティ
制御回路4b、チョーク回路4c、を有している。そして発
電機作動時の回転電機3からの交流電力は整流平滑回路
4aにて直流に変換し、トランジスタTrのベース入力に電
子制御装置6からの所定の制御用パルス信号を印加して
トランジスタTrの通過電流を脈流としてその実効電力値
を制御する。その後チョークChを介して所望する電圧と
なった電力を負荷に供給するものである。
なお、電力変換器4は上記の変換回路の他、バッテリ
5からの直流電力を所定周波数の交流に変換して回転電
機3を電動機駆動するコンバータ回路、直流電力を周波
数調整自在の交流電力に交換するインバータ回路も有し
ており、インバータ回路の周波数制御は電子制御装置6
の指令にて制御されるものである。
したがって、発電機作動時の回転電機3からの交流電
力は整流平滑回路により直流に変換されてコンバータ回
路やデューティ制御回路によりバッテリ充電に適する電
力に制御され、また電動機作動時の回転電機3には、バ
ッテリ5からの直流電力がコンバータ回路やインバータ
回路の作動により所定の電圧および周波数の交流電力に
変換されてステータ3bに供給され、排気エネルギーにて
駆動されるターボチャージャの過給作動を助勢するもの
である。
第1図に示す3cは交流電圧計で回転電機3のステータ
3bの端子電圧を計るもの、4dは直流電圧計で電力変換器
4の直流端子電圧を計るものであり、それぞれ測定した
電圧を電子制御装置6に送出する。
電子制御装置6はマイクロコンピュータよりなり、エ
ンジン1の作動状態や電圧計からの信号などを入力して
演算処理や制御回数の計数などを行う中央処理装置、ア
クセルペダルの踏込みによるエンジンの運転状況と所要
ブースト圧との関連マップや回転電機の作動の制御プロ
グラムなどを格納する各種メモリ装置、各種センサから
の入力を受令したり、アクチュエータや電力変換器など
に制御指示を発令する入/出力装置などを有している。
なお、3dは回転子位置センサでロータ3aの回転時の磁極
位置を検出して回転電機3への供給電力の位相制御時に
用いるものである。
第3図は本発明の一実施例の作動を示す処理フロー図
であり、第3図を参照してその作動を説明する。
まず、ステップ1において回転センサ1eからの信号に
よりエンジン回転数をチェックし、アイドル回転より速
い(例えば800RPM以上)と判断したときは、クラッチ断
かをチェックし(ステップ2)、クラッチ接続の場合は
アクセル位置を検出する(ステップ3)。ここでアクセ
ル位置が部分踏込みならば(ステップ4)、エンジン回
転数(ステップ5)、現ブースト圧PB2(ステップ
6)、アクセル相当ブースト圧PB1の各々をそれぞれの
センサから検出し(ステップ7)、アクセル相当ブース
ト圧PB1と現ブースト圧PB2との差を演算する(ステッ
プ8)。相当ブースト圧PB1と現ブースト圧PB2との差
が所定値Aよりも大であると判定したときは、電動機作
動による助勢を要する場合であるので、加速に必要な回
転電機3への供給電力を計算し(ステップ10)、タービ
ン回転数を検出して(ステップ11)供給電力の電圧上昇
に必要なデューティ制御を決定する(ステップ12)。つ
いで電力変換器4を作動させ(ステップ13)、回転子位
置センサにより供給電力の位相を決定して、電力変換器
4に設けたインバータを作動して(ステップ14)、電動
機作動の回転電機を増速させる。ついでブースト圧PB
を検出し(ステップ15)、燃料アクチュエータ7を制御
して、ブースト圧の増加に対応する燃料増加の制御を行
う(ステップ16)。そしてブースト圧PBを相当ブース
ト圧PB1と比較して(ステップ17)、PB>相当ブース
ト圧PB1であれば、アクセルセンサ1cによりアクセル位
置を検出し(ステップ18)、エンジン回転数を検出する
(ステップ19)。ここでPBがPB1以上となったので、
エンジントルクは電動機の助勢を必要とするかどうか
は、これに記憶された負荷範囲によって判定される。ス
テップ20で電動機作動が必要か否かをチェックして電動
機作動中のときはステップ45へ、否の場合はステップ34
へ移行することになる。
なお、前記ステップ9で相当ブースト圧PB1と現ブー
スト圧PB2との差が所定値Aよりも小であると判定した
ときは、直接に上述のステップ17に移行する。
ステップ1においてエンジン回転数が800RPM以下であ
ると判定したときは、ステップ21に移行し、排気ガスの
流速を早めてターボチャージャの回転を増速するためア
クチュエータ1hおよびバイパス1gを作動させ排気のバイ
パス制御を行う。次に回転電機3による発電電圧Vを測
定し(ステップ22)、バイパス電圧Vbとの大小を比較す
る(ステップ23)。その結果、V<Vbであるときは、高
周波コイルの昇圧デューティを制御して(ステップ2
4)、発電電圧Vをバッテリ電圧Vbよりも昇圧させた
後、バッテリを充電する。
またステップ4においてアクセルが一杯に踏込まれて
いるときは、ステップ25に移行して回転センサ1eよりエ
ンジン回転数を検出し、エンジンの最大駆動力(最大ブ
ースト圧)をCPUにより検索し(ステップ26)、ターボ
チャージャのタービンの回転数と現ブースト圧とを検出
し(ステップ27,28)、前記最大ブースト圧と比較する
(ステップ29)。そして未だ最大ブースト圧より小であ
るときは、回転電機を駆動する電圧上昇に必要なデュー
ティ制御を決定する。ここで電力変換器を作動させ(ス
テップ30)、回転子位置センサ3dからの信号により供給
電力の位相を決定してインバータを作動させる(ステッ
プ31)。ついで回転電機の駆動後のブースト圧を検出し
て(ステップ32)、その増加に応じた量の燃料の増加を
行い(ステップ33)、前記ステップ17に移行する。な
お、ステップ29において、最大ブースト圧より大となっ
たと判定したときも、同様にステップ17に移行する。
ステップ20において電動機駆動中でないと判定したと
きはステップ34に移行し、記憶装置に記憶された負荷ゾ
ーンに従って過給作動か発電機作動かをチェックし(ス
テップ35)、過給作動と判定したときは、発電回路を断
にする(ステップ36)。発電機作動と判定したときは、
発電電圧を測定し(ステップ37)、発電電圧Vとバッテ
リ電圧Vbとの大小を比較する(ステップ38)。V>Vbで
あれば、電力変換器のデューティ制御を行い(ステップ
39)、バッテリ充填回路をオンとし、バッテリに充電す
る(ステップ40)。そして充電状態をチェックし(ステ
ップ41)、充電中であれば開始のステップ2に戻す。充
電中でないときは故障信号を発生して故障を報知する
(ステップ42)。なおV>Vbではないときは、発電電圧
を測定し(ステップ43)、電力変換器4にてデューティ
制御を行った上で(ステップ44)、上記ステップ40に移
行する。
つぎに第3図(その3)はブースト圧と燃料との関係
を正規の空気/燃料比が保たれるように常に補正して制
御する処理フロー図で、前記ステップ20から移行する。
即ち、前記ステップ20において電動機作動中と判定し
たときは第3図(その3)に示すステップ45に移行し、
ステップ18で検出したアクセルペダル位置に相当するブ
ースト圧Pcを計算する。他方、負荷センサ1dにより燃料
流量を計測して(ステップ46)、この燃料流量による燃
料相当ブースト圧Pfcを計算する(ステップ47)。つい
で、PcとPfcとの大小を比較し(ステップ48)、Pc>Pfc
であれば、燃料増加の必要があるので、燃料アクチュエ
ータ7を増加の方向に制御して流量を補正する(ステッ
プ49)。この補正により増大する筈の補正相当ブースト
圧(Fadj1+ΔP)をステップ50にて計算する。つぎに
ステップ51でPcとFadj1との大小を比較し、Pc<Fadj1で
あれば、補正は完了し、ステップ55に移行する。なお、
ステップ51にてPc≧Fadj1であるならば、Pc<Fadj1とな
るまでステップ48〜50が繰返される。
他方、ステップ48においてPc<Pfcであるときは、ス
テップ52に移行し、燃料アクチュエータ7を減少の方向
に駆動して流量を補正し(ステップ53)、減少相当ブー
スト圧(Fadj2−ΔP)を計算する。そしてPcとFadj2の
大小を比較し(ステップ54)、Pc<Fadj2であれば、補
正は完了し、ステップ55に移行する。なお、ここでPc≧
Fadj2であるならば、Pc<Fadj2となるまでステップ52〜
54が繰返される。以上により、エンジンに供給される空
気と燃料との比率は正規の空燃比が常に保たれるように
補正されることになる。
次にステップ55に移行して、回転電機を電動機駆動と
して過給作動を助勢する駆動電力を計算し、タービン回
転数を検出し(ステップ56)、電圧上昇に必要なデュー
ティを決定し(ステップ57)、インバータを作動して供
給電力の位相と電圧とを調整する(ステップ58)。つい
でブースト圧を検出して(ステップ59)、その増加に応
じた量の燃料の増加を行い(ステップ60)、制御フロー
はステップ2に戻る。
以上本発明を上記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、アクセルペダルの踏込量に応じて内
燃機関の必要とする吸気のブースト圧を求めるととも
に、このブースト圧に対応して適切な燃料供給量を計算
し、それぞれ吸気の過給作動や燃料流量を補正するの
で、常に運転状態に応じた空燃比が得られ、所要するエ
ンジン出力が得られる効果がある。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control device for a turbocharger with a rotating electric machine in which a motor-generator is mounted on a rotating shaft of a turbocharger. (Prior Art) Various proposals have been made to mount a turbocharger on an exhaust pipe of an engine and directly connect a motor-generator to a rotating shaft of the turbocharger to recover exhaust energy. As a proposal in which an electric-generator is attached to such a turbocharger, there is proposed a turbocharger control of an internal combustion engine in which the electric-generator is operated by a generator or an electric motor is operated in accordance with an engine speed or a load state. Proposals for the apparatus are disclosed, for example, in Japanese Patent Application No. 62-105981 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-195329. (Problems to be Solved by the Invention) In such a proposed turbocharger with a rotating electric machine, generated electric power is supplied to an electric load or a battery during operation of the generator of the motor-generator, and excess power of the turbocharger is operated during operation of the motor. Although the engine output is improved by assisting the supply operation, when the boost pressure of the turbocharger is increased in accordance with changes in the driving conditions of the vehicle, the fuel flow is also appropriately adjusted according to the increase in the boost pressure. There is no means to increase and control the engine to run with the optimal air / fuel ratio. Therefore, there is a problem that desired acceleration cannot be performed due to lack of driving force of the engine even when the vehicle is under running conditions requiring rapid acceleration. There is also a problem that the exhaust gas is turned into black smoke due to an improper air / fuel ratio. Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device for a turbocharger with a rotating electric machine which solves the above-mentioned problem by performing control so that an optimum air / fuel ratio is always obtained according to running conditions of a vehicle. It is in. (Means for Solving the Problems) In order to achieve the object of the present invention as described above, according to the present invention, a rotating electric machine is provided on a rotating shaft of a turbocharger connected to an exhaust pipe of an internal combustion engine. A turbocharger with a rotating electric machine that drives the rotating electric machine to an electric motor when the supercharging pressure is not reached to assist supercharging, and drives the rotating electric machine to generate electricity when the internal combustion engine has an excessive displacement to convert exhaust energy into generated energy. A control unit for calculating an accelerator pedal depression amount of the internal combustion engine, a boost pressure Pc corresponding to the accelerator pedal depression amount detected by the accelerator pedal depression amount detection unit, and a signal from the load sensor 1d. A fuel flow rate calculating means for calculating the fuel flow rate, a calculating means for calculating a boost pressure Pfc corresponding to the fuel flow rate calculated by the fuel flow rate calculating means, and the calculated accelerator Comparing means for comparing the boost pressure Pc corresponding to the dull stepping amount with the boost pressure Pfc corresponding to the fuel flow rate calculated by the fuel flow rate calculating means, and the result of the comparing means being the boost pressure Pc corresponding to the accelerator pedal stepping amount. And a fuel supply amount control means for controlling a fuel supply amount to increase or decrease until the boost pressure Pfc corresponding to the fuel flow rate calculated by the fuel flow rate calculation means coincides with the fuel flow rate calculation means. A control device for a turbocharger is provided. (Operation) In the present invention, the required boost pressure of intake air is calculated in accordance with the amount of depression of the accelerator pedal, and the fuel supply amount for this boost pressure is also calculated to correct the supercharging operation and the fuel flow rate, respectively. Therefore, an appropriate air-fuel ratio is always obtained. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration block diagram showing one embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an engine which drives a vehicle (not shown) by the combustion energy of air taken in through an intake pipe 1a and fuel supplied through a fuel passage 7a. The exhaust gas after combustion is discharged via 1b. 1c is an accelerator sensor for detecting an accelerator pedal depression amount, and 1d is a fuel injection pump (not shown) of the engine 1.
A load sensor 1e detects a load on the engine based on the rack position, and a rotation sensor 1e detects the number of revolutions of the engine, and transmits a detected signal to an electronic control device described later. Note that a fuel actuator 7 is provided in the fuel passage 7a, and control of the fuel supply amount is performed by an electronic control device described later. Reference numeral 2 denotes a turbocharger connected to the exhaust pipe 1b and the intake pipe 1a, and a turbine 2b driven by exhaust gas.
And a compressor 2a for sending intake air to the intake pipe 1a, and a rotating electric machine 3 that operates as a motor or a generator is attached to a rotating shaft 2c connecting these. Reference numeral 1f denotes a partition provided in the exhaust pipe 1b, which is attached to an exhaust flow path for driving the turbine 2b and divides the flow path into two, and one of the flow paths is provided with an exhaust valve 1g, When the gas amount is small, the bypass valve 1g by the actuator 1h
Are closed, and the turbine 2b is efficiently driven at a high speed by increasing the flow rate of exhaust gas in the other flow path. Note that 2d is a turbine rotation sensor and the rotation shaft 2c
This is to detect the rotation speed of. The rotating electric machine 3 has a rotor 3a and a stator 3b. When the rotor 3a is rotationally driven by exhaust energy, the
AC power is generated in 3b and transmitted to the battery 5 via the power converter 4 described later. When electric power from the battery 5 via the power converter 4 is supplied to the stator 3b and the rotor 3a is driven, the intake air is compressed by the operation of the compressor 2a, and the engine 1 is supercharged through the intake pipe 1a. It is configured to be. In addition, 1j is a boost pressure sensor which detects a supercharging air pressure due to the operation of the compressor 2a and transmits it to the electronic control unit 6. FIG. 2 shows an example of an AC power conversion circuit in the power converter 4, and includes a rectifying / smoothing circuit 4a, a duty control circuit 4b, and a choke circuit 4c. The AC power from the rotating electric machine 3 during the operation of the generator is rectified and smoothed.
In step 4a, the current is converted into a direct current, and a predetermined control pulse signal from the electronic control unit 6 is applied to the base input of the transistor Tr to control the effective power value with the pulsating current passing through the transistor Tr. Thereafter, the power having a desired voltage is supplied to the load via the choke Ch. The power converter 4 is a converter circuit for converting the DC power from the battery 5 to an AC having a predetermined frequency to drive the rotating electric machine 3 with an electric motor, and exchanging the DC power with AC power whose frequency can be adjusted. The electronic control unit 6 controls the frequency of the inverter circuit.
This is controlled by the command. Therefore, the AC power from the rotating electric machine 3 during the operation of the generator is converted into DC by the rectifying and smoothing circuit, and is controlled by the converter circuit and the duty control circuit to electric power suitable for charging the battery. The DC power from the battery 5 is converted into AC power of a predetermined voltage and frequency by the operation of the converter circuit and the inverter circuit and supplied to the stator 3b to assist the supercharging operation of the turbocharger driven by the exhaust energy. Things. 3c shown in FIG. 1 is an AC voltmeter and a stator of the rotating electric machine 3.
A terminal voltage of 3b is measured, and a terminal voltage of 4d is a DC voltmeter for measuring the DC terminal voltage of the power converter 4. The measured voltage is sent to the electronic control unit 6. The electronic control unit 6 is composed of a microcomputer, and is a central processing unit for inputting an operation state of the engine 1 and a signal from a voltmeter and performing arithmetic processing and counting of the number of times of control, and an operation state of the engine by depressing an accelerator pedal. Various memory devices that store maps related to the required boost pressure and control programs for the operation of the rotating electric machine, input / output devices that receive input from various sensors, and issue control instructions to actuators, power converters, etc. And so on.
Reference numeral 3d denotes a rotor position sensor that detects a magnetic pole position during rotation of the rotor 3a and uses the detected position when controlling the phase of the power supplied to the rotating electric machine 3. FIG. 3 is a processing flowchart showing the operation of one embodiment of the present invention, and the operation will be described with reference to FIG. First, in step 1, the engine speed is checked based on a signal from the rotation sensor 1e. If it is determined that the engine speed is higher than the idle speed (for example, 800 RPM or more), it is checked whether the clutch is disconnected (step 2). An accelerator position is detected (step 3). If the accelerator position is partially depressed (step 4), the engine speed (step 5), the current boost pressure PB2 (step 6), and the accelerator equivalent boost pressure PB1 are detected from the respective sensors (step 7). The difference between the accelerator equivalent boost pressure PB1 and the current boost pressure PB2 is calculated (step 8). When it is determined that the difference between the equivalent boost pressure PB1 and the current boost pressure PB2 is larger than the predetermined value A, it is necessary to assist the motor operation, and the power supplied to the rotating electric machine 3 required for acceleration is reduced. Calculate (Step 10), detect the turbine speed (Step 11), and determine the duty control necessary for increasing the voltage of the supplied power (Step 12). Then, the power converter 4 is operated (step 13), the phase of the supplied power is determined by the rotor position sensor, and the inverter provided in the power converter 4 is operated (step 14), so that the rotating electric machine operated by the motor is operated. Increase speed. Then boost pressure PB
Is detected (step 15), and the fuel actuator 7 is controlled to control the fuel increase corresponding to the boost pressure increase (step 16). Then, the boost pressure PB is compared with the equivalent boost pressure PB1 (step 17). If PB> the equivalent boost pressure PB1, the accelerator position is detected by the accelerator sensor 1c (step 18), and the engine speed is detected (step 18). 19). Here, PB became more than PB1,
Whether the engine torque requires the assistance of the electric motor is determined by the load range stored therein. In step 20, it is checked whether or not the motor needs to be operated. If the motor is operating, the process proceeds to step 45; if not, the process proceeds to step 34.
Will move to If it is determined in step 9 that the difference between the equivalent boost pressure PB1 and the current boost pressure PB2 is smaller than the predetermined value A, the process directly proceeds to step 17 described above. If it is determined in step 1 that the engine speed is equal to or less than 800 RPM, the process proceeds to step 21 in which the actuator 1h and the bypass 1g are operated to increase the speed of the turbocharger by increasing the flow rate of the exhaust gas, thereby operating the exhaust bypass. Perform control. Next, the voltage V generated by the rotating electric machine 3 is measured (step 22), and the magnitude of the voltage is compared with the bypass voltage Vb (step 23). As a result, when V <Vb, the step-up duty of the high-frequency coil is controlled (step 2).
4) After the generated voltage V is raised above the battery voltage Vb, the battery is charged. If the accelerator is fully depressed in step 4, the process proceeds to step 25, where the engine speed is detected by the rotation sensor 1e, and the maximum driving force (maximum boost pressure) of the engine is searched by the CPU (step 26). ), The rotation speed of the turbocharger turbine and the current boost pressure are detected (steps 27 and 28), and compared with the maximum boost pressure (step 29). If the boost pressure is still smaller than the maximum boost pressure, the duty control necessary for increasing the voltage for driving the rotating electric machine is determined. Here, the power converter is activated (step 30), the phase of the supplied power is determined based on the signal from the rotor position sensor 3d, and the inverter is activated (step 31). Next, the boost pressure after the driving of the rotating electric machine is detected (step 32), the amount of fuel is increased in accordance with the increase (step 33), and the routine proceeds to step 17. When it is determined in step 29 that the pressure has become larger than the maximum boost pressure, the process also proceeds to step 17. When it is determined in step 20 that the motor is not being driven, the process proceeds to step 34, where it is determined whether the supercharging operation or the generator operation is performed according to the load zone stored in the storage device (step 35). Turns off the power generation circuit (step 36). When it is determined that the generator is working,
The generated voltage is measured (step 37), and the generated voltage V and the battery voltage Vb are compared in magnitude (step 38). If V> Vb, control the duty of the power converter (step
39), the battery charging circuit is turned on, and the battery is charged (step 40). Then, the state of charge is checked (step 41). If charging is in progress, the process returns to step 2 of the start. If the battery is not being charged, a failure signal is generated to notify the failure (step 42). If not V> Vb, the generated voltage is measured (step 43), duty control is performed by the power converter 4 (step 44), and the routine proceeds to step 40. Next, FIG. 3 (No. 3) is a processing flow chart in which the relationship between the boost pressure and the fuel is always corrected and controlled so that the normal air / fuel ratio is maintained. That is, when it is determined in step 20 that the motor is operating, the process proceeds to step 45 shown in FIG.
A boost pressure Pc corresponding to the accelerator pedal position detected in step 18 is calculated. On the other hand, the fuel flow rate is measured by the load sensor 1d (step 46), and the fuel equivalent boost pressure Pfc based on the fuel flow rate is calculated (step 47). Next, the magnitudes of Pc and Pfc are compared (step 48), and Pc> Pfc
If so, the fuel needs to be increased, and the flow rate is corrected by controlling the fuel actuator 7 in the increasing direction (step 49). In step 50, a correction equivalent boost pressure (Fadj1 + ΔP) that should increase due to this correction is calculated. Next, in step 51, the magnitudes of Pc and Fadj1 are compared, and if Pc <Fadj1, the correction is completed, and the routine goes to step 55. In addition,
If Pc ≧ Fadj1 in step 51, steps 48 to 50 are repeated until Pc <Fadj1. On the other hand, if Pc <Pfc in step 48, the process proceeds to step 52, in which the fuel actuator 7 is driven in the decreasing direction to correct the flow rate (step 53), and the reduction-equivalent boost pressure (Fadj2-ΔP) is calculated. I do. Then, the magnitudes of Pc and Fadj2 are compared (step 54). If Pc <Fadj2, the correction is completed, and the routine goes to step 55. Here, Pc ≧
If it is Fadj2, steps 52 and up until Pc <Fadj2
54 is repeated. As described above, the ratio of air and fuel supplied to the engine is corrected so that the normal air-fuel ratio is always maintained. Next, the process proceeds to step 55, in which the rotating electric machine is driven by a motor to calculate the driving power for assisting the supercharging operation, the turbine speed is detected (step 56), and the duty required for the voltage increase is determined (step 57). ), Operate the inverter to adjust the phase and voltage of the supplied power (step 58). Next, the boost pressure is detected (step 59), the amount of fuel is increased according to the increase (step 60), and the control flow returns to step 2. Although the present invention has been described with the above embodiments, various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention. (Effects of the Invention) According to the present invention, a boost pressure of intake air required by an internal combustion engine is obtained in accordance with an amount of depression of an accelerator pedal, and an appropriate fuel supply amount is calculated in accordance with the boost pressure. Since the supercharging operation of the intake air and the fuel flow rate are corrected, the air-fuel ratio according to the operating state is always obtained, and the required engine output is obtained.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の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、第2図は本発明の
実施例に用いる電力変換器の一例を示す回路図、第3図
は本発明の実施例の作動を示す処理フロー図である。
1……エンジン、1c……アクセルセンサ、1d……負荷セ
ンサ、1e……回転センサ、1j……ブースト圧センサ、2
……ターボチャージャ、3……回転電機、4……電力変
換器、5……バッテリ、6……電子制御装置、7……燃
料アクチュエータ。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a control device for a turbocharger with a rotating electric machine according to the present invention, and FIG. 2 shows an example of a power converter used in the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram showing the operation of the embodiment of the present invention. 1 ... Engine, 1c ... Accelerator sensor, 1d ... Load sensor, 1e ... Rotation sensor, 1j ... Boost pressure sensor, 2
... turbocharger, 3 ... rotating electric machine, 4 ... electric power converter, 5 ... battery, 6 ... electronic control unit, 7 ... fuel actuator.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 43/00 301 F02D 43/00 301R ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02D 43/00 301 F02D 43/00 301R
Claims (1)
回転軸に回転電機を設け、必要過給圧に達しない状態で
回転電機を電動機駆動して過給を助成し、内燃機関の排
気量過多状態で回転電機を発電機駆動して排気エネルギ
を発電エネルギに変換する回転電機付ターボチャージャ
の制御装置において、 前記内燃機関のアクセルペダル踏込量検出手段と、 前記アクセルペダル踏込量検出手段が検出したアクセル
ペダル踏込量に対応するブースト圧Pcを演算する演算手
段と、 負荷センサ1dからの信号で燃料流量を演算する燃料流量
演算手段と、 燃料流量演算手段が演算した燃料流量に対応するブース
ト圧Pfcを演算する演算手段と、 上記演算されたアクセルペダル踏込量に対応するブース
ト圧Pcと燃料流量演算手段が演算した燃料流量に対応す
るブースト圧Pfcとを比較する比較手段と、 前記比較手段の結果が前記アクセルペダル踏込量に対応
するブースト圧Pcと燃料流量演算手段が演算した燃料流
量に対応するブースト圧Pfcとが一致するまで、燃料の
供給量を増減制御する燃料供給量制御手段と、 を具備してな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。(57) [Claims] A rotating electric machine is installed on the rotating shaft of the turbocharger connected to the exhaust pipe of the internal combustion engine, and the rotating electric machine is driven by an electric motor in a state where the required supercharging pressure is not reached to assist supercharging. A control device for a turbocharger with a rotating electric machine that drives a rotating electric machine to generate electric energy by driving a rotating electric machine, comprising: an accelerator pedal depression amount detection unit of the internal combustion engine; and an accelerator pedal detected by the accelerator pedal depression amount detection unit. Calculating means for calculating the boost pressure Pc corresponding to the stepping amount; fuel flow calculating means for calculating the fuel flow rate based on a signal from the load sensor 1d; and calculating the boost pressure Pfc corresponding to the fuel flow rate calculated by the fuel flow rate calculating means. A boost pressure Pc corresponding to the calculated accelerator pedal depression amount and a boost pressure corresponding to the fuel flow rate calculated by the fuel flow rate calculating means. Comparing means for comparing the boost pressure Pfc with the boost pressure Pfc corresponding to the accelerator pedal depression amount and the boost pressure Pfc corresponding to the fuel flow rate calculated by the fuel flow rate calculating means. A control device for a turbocharger with a rotating electric machine, comprising: a fuel supply amount control means for controlling a fuel supply amount to increase and decrease.
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---|---|---|---|
JP62261240A JP2782711B2 (en) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | Control device for turbocharger with rotating electric machine |
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JP62261240A JP2782711B2 (en) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | Control device for turbocharger with rotating electric machine |
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JP62335136A Division JP2504096B2 (en) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | Control device for turbocharger with rotating electric machine |
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JPH01104948A JPH01104948A (en) | 1989-04-21 |
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JPS6223542A (en) * | 1985-07-23 | 1987-01-31 | Toyota Motor Corp | Fuel injection control device for internal-combustion engine with supercharger |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP62261240A patent/JP2782711B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8006495B2 (en) | 2005-09-15 | 2011-08-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Supercharging system for internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01104948A (en) | 1989-04-21 |
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