專利名稱:內(nèi)燃機(jī)的增壓器的控制裝置的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的增壓器的控制裝置，特別是關(guān)于設(shè)置在增壓器的渦輪機(jī)軸上的電動-發(fā)電機(jī)，作為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)使用時的電動-發(fā)電機(jī)的控制裝置。
作為使用內(nèi)燃機(jī)的車輛的電氣裝置，起動發(fā)電機(jī)、起火裝置、警報器、包括前大燈的各種照明裝置及指示裝置等，以及其他多數(shù)的電氣裝置，裝備于車輛中，作為電源的根據(jù)2次電池的蓄電池被采用于車輛中，而作為蓄電池充電用，由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)被搭載于車輛中。而且，最近在車輛中使用的新電氣裝置也被開發(fā)了，裝有這些新電氣的車輛其電力消費量也不斷增加。
為了補充上述的電力消費量，雖然有以內(nèi)燃機(jī)的輸出所驅(qū)動的發(fā)電機(jī)，將來自發(fā)電機(jī)的電力用于充電，但是，由于該電力的能量是從內(nèi)燃機(jī)的機(jī)軸通過三角皮帶而輸入發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)能量，內(nèi)燃機(jī)的凈輸出的一部份作為電力而被電氣裝置所消耗。即前述的結(jié)構(gòu)對于內(nèi)燃機(jī)增加了負(fù)荷。
還有，在上述的發(fā)電機(jī)由于內(nèi)燃機(jī)的空間配置的關(guān)系，使它在外形上受到限制，作為最大電力，例如700W-24V成為其限度，對于今后可能增加的電氣裝置的電力消費量大有不能適應(yīng)的問題點。
另一方面，利用排氣所具有的能量以驅(qū)動渦輪機(jī)，通過與該渦輪機(jī)連動的壓縮機(jī)，將空氣向汽缸內(nèi)增壓送入，使燃料有效地燃燒的渦輪增壓器，已被搭載于內(nèi)燃機(jī)上使用，這樣的技術(shù)記載在專利申請昭59-51559號中，在這種渦輪增壓器中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)低輸出運轉(zhuǎn)時，由于排氣的能量少，所以增壓的氣壓低，使填充效率降低，不能夠有效地提高內(nèi)燃機(jī)的輸出和增加轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明的目的在于提供一種在蓄電池的充電時，不消耗內(nèi)燃機(jī)的凈輸出，而能夠使蓄電池充電的內(nèi)燃機(jī)的增壓器的控制裝置。
本發(fā)明的其他目的在于提供在原來的增壓器低速時可以改善其轉(zhuǎn)矩的內(nèi)燃機(jī)的增壓器的控制裝置。
本發(fā)明的另一個其他目的就是提供檢測設(shè)置在增壓器的渦輪軸上的電動-發(fā)電機(jī)在作為發(fā)電機(jī)作動時的輸出電力，根據(jù)該檢測信號以控制內(nèi)燃機(jī)的燃料流量的內(nèi)燃機(jī)的增壓器的控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明，電動-發(fā)電機(jī)在設(shè)置于增壓器的渦輪機(jī)軸上的內(nèi)燃機(jī)增壓器的控制裝置，具有檢測電動-發(fā)電機(jī)的輸出，并發(fā)出電力輸出信號的電力檢測手段，向內(nèi)燃機(jī)供給燃料的燃料供給手段，控制來自燃料供給手段的燃料流量，對于燃料供給手段而設(shè)置的燃料流量控制手段，根據(jù)上述電力檢出手段的電力輸出信號以控制來自燃料流量控制手段的燃料流量的控制手段，從而提供具有這些手段的內(nèi)燃機(jī)的增壓器的控制裝置。還有，根據(jù)本發(fā)明電動-發(fā)動機(jī)在設(shè)置于增壓器的渦輪機(jī)軸上的內(nèi)燃機(jī)的增壓器控制裝置中，提供具有檢出電動-發(fā)動機(jī)的輸入電力，將該電力累計，并發(fā)出信號的電力累計手段，向電動-發(fā)電機(jī)供給電力的蓄電池以及根據(jù)上述電力累計手段的信號以控制來自蓄電池的供應(yīng)電力的控制手段的內(nèi)燃機(jī)增壓器的控制裝置。
圖1是實現(xiàn)本發(fā)明的一實施例的方塊圖，圖2是表示增壓器的概略與有關(guān)的關(guān)連部件的關(guān)系的說明圖，圖3是以內(nèi)燃機(jī)的燃料流量及轉(zhuǎn)數(shù)所表示的負(fù)荷曲線圖，圖4是表示本實施例的處理的一例的處理流程圖。
以下根據(jù)附圖對本發(fā)明的較佳實施例作詳細(xì)說明。
在圖1和圖2中，1是增壓器，2是壓縮器，3是壓縮器葉輪，4是渦輪機(jī)，5是渦輪機(jī)葉輪，渦輪機(jī)葉輪5和壓縮器葉輪3直接連接在軸6上，以軸承7在增壓器1的內(nèi)部，可以自由轉(zhuǎn)動地被支承著。于是，由于渦輪機(jī)通過渦形管部份4a與內(nèi)燃機(jī)8的排氣岐管相連通，所以，渦輪機(jī)葉輪5接受了排氣的能量而旋轉(zhuǎn)，通過軸6而使壓縮器葉輪3旋轉(zhuǎn)。于是，將由空氣清凈器導(dǎo)入的空氣以噴霧器2a進(jìn)行壓力變換，然后將空氣壓送到內(nèi)燃機(jī)8的汽缸8a中。
在上述軸6的中央部份附近，裝設(shè)了含有稀土類元素的環(huán)狀磁鐵轉(zhuǎn)子10，以保持強(qiáng)力的磁力。在該磁鐵轉(zhuǎn)子的外周，纏繞著碳素纖維，使磁鐵轉(zhuǎn)子10即使受到由于超高速旋轉(zhuǎn)而引起的離心力和振動，也具有作為堅固的磁鐵轉(zhuǎn)子的耐久力。
11是與磁鐵轉(zhuǎn)子10相對向定子鐵心，通過磁鐵轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)，在定子線圈12中，感應(yīng)起交流電壓，進(jìn)而通過對定子線圈12供給所定的交流電力，磁鐵轉(zhuǎn)子10就會旋轉(zhuǎn)。因此，以定子鐵心11，定子線圈12和磁鐵轉(zhuǎn)子10所構(gòu)成的交流機(jī)構(gòu)成了電動-發(fā)電機(jī)MG。
在圖1所示的方塊圖，13是設(shè)置于吸氣管9的增壓傳感器，檢出以壓縮器葉輪3壓送的增壓空氣的增壓，并對控制器14發(fā)出信號。15是附設(shè)于內(nèi)燃機(jī)8的主體上的噴射泵，由流量控制器16所控制的燃料被噴射到汽缸8a中。于是，被噴射的燃料流量被流量傳感器17所檢出，根據(jù)其燃料流量的信號，通過流量傳感器17而被傳送到控制器14。18是設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)8的曲軸外殼8b上的旋轉(zhuǎn)傳感器，用以檢出曲軸的轉(zhuǎn)數(shù)，并向控制器14送出信號。
其次，19是將由蓄電池20供給的直流電變換為所定的交流電而對定子線圈12供應(yīng)電力的PWM型的變換器，因此，電動-發(fā)電機(jī)MG作為電動機(jī)作動使軸6旋轉(zhuǎn)，以助長以排氣能量而旋轉(zhuǎn)的軸6的旋轉(zhuǎn)，從而助長以壓縮器葉輪3而進(jìn)行的增壓工作。再者，向定子線圈12供電的大小，以及接通或斷開是根據(jù)控制器14的指令而進(jìn)行的。
PWM型的轉(zhuǎn)換器21將電動-發(fā)電機(jī)MG作為發(fā)電機(jī)工作時的發(fā)電電力接收，控制該電力的電壓，并把它送到平滑用的調(diào)節(jié)器22。于是，調(diào)節(jié)器22將來自轉(zhuǎn)換器21的電力與蓄電池20相匹配，進(jìn)行充電。
23是在電動-發(fā)電機(jī)MG作為發(fā)電機(jī)工作時，將來自電子線圈12而流入轉(zhuǎn)換器21的電力檢出的電力檢出手段的電力傳感器，根據(jù)該檢出電力的信號被送到控制器14。
此外，24是設(shè)置于蓄電池20的端子部的電量計，當(dāng)電動-發(fā)電機(jī)作為電動機(jī)工作時作為計算出來自蓄電池20的電力及該電力的累計值的累計手段，并能夠檢出電池20的端子電壓，充放電時的電流及累計電量等，將根據(jù)上述的電壓、電流、電量的信號送到控制器14。
控制器14作為它的輸入而接受來自流量傳感器16、旋轉(zhuǎn)傳感器18、增壓傳感器13、電力傳感器23及電量計24的信號，發(fā)出對流量控制器16，變換器19、轉(zhuǎn)換器21進(jìn)行控制的指令。于是，來自流量傳感器16和旋轉(zhuǎn)傳感器18的信號，在預(yù)定的第1所定領(lǐng)域的值的時候，就對轉(zhuǎn)換器21發(fā)出指令，將來自定子線圈12的電力控制在所定值的電壓的范圍內(nèi)，通過調(diào)整器22進(jìn)行控制，使蓄電池20充電。還有，來自流量傳感器16和旋轉(zhuǎn)傳感器18的信號，在預(yù)定的第2所定領(lǐng)域的值時，就檢測來自增壓傳感器13的信號是否為所定值，同時向變換器19發(fā)出指令，把來自蓄電池20的直流電變換為所定的交流電，使電動-發(fā)電機(jī)MG作為電動機(jī)工作而進(jìn)行控制。此外，也接收來自蓄電池20的端子部的電量計24，根據(jù)累計放電電量的信號，使蓄電池20不致于成為過放電狀態(tài)而對變換器19進(jìn)行控制。
圖3表示由向內(nèi)燃機(jī)供給燃料的量及內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)所示的負(fù)荷狀態(tài)的曲線圖，A是無負(fù)荷曲線，B是全負(fù)荷曲線，C是增加轉(zhuǎn)矩曲線，無負(fù)荷曲線A和全負(fù)荷曲B之間的部分負(fù)荷領(lǐng)域，表示例如上述預(yù)定的第1所定領(lǐng)域，而全負(fù)荷曲線B與增加轉(zhuǎn)矩曲線C之間的負(fù)荷領(lǐng)域，是表示例如上述的預(yù)定第2所定領(lǐng)域。
其次，圖4是表示本實施例的一處理例的處理流程圖，現(xiàn)參照圖4，對本實施例的工作加以說明。
首先，根據(jù)來自旋轉(zhuǎn)感測器18的信號，檢測曲軸的轉(zhuǎn)數(shù)，當(dāng)該轉(zhuǎn)數(shù)為所定的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)時，就進(jìn)到蓄電池的電壓檢測(步驟a，b)。這里，當(dāng)基于電量計24的電壓的信號正?；蛟诙ㄖ狄陨蠒r，因為不需要對蓄電池20充電，所以就控制流量控制器1b將燃料流量保持在基準(zhǔn)值，返回步驟a。
在步驟b，當(dāng)蓄電池電壓在所定值以下時，就控制轉(zhuǎn)換器21以控制來自定子線圈12的電流，通過調(diào)節(jié)器22向蓄電池20充電，當(dāng)根據(jù)電力傳感器23的信號檢出的電力值為小電流的時候，就控制流量控制器16，將燃料流量稍為增加，以增加排氧能量，使作為發(fā)電機(jī)的工作增加。于是返回到步驟b，再次進(jìn)行蓄電池電壓的檢測。這時，如果蓄電池的電壓在所定值以下的話，就進(jìn)行上述的增加充電電流的操作，將燃料流量的增加逐少地變化，使內(nèi)燃機(jī)的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)被控制在所定的偏差內(nèi)進(jìn)行。
在步驟a，當(dāng)所定的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)被超過時，就檢測電量計的24的充放電電流的信號(步驟c)，在放電電流大的時候，就增加電動-發(fā)電機(jī)MG的充電電流，即是增加PWM的控制及燃料的流量以增加磁鐵轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)力。然后根據(jù)旋轉(zhuǎn)傳感器18的信號對內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行檢測，進(jìn)而根據(jù)流量傳感器17的信號，檢測內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)，如果同是在上述第2所定的領(lǐng)域的話，就將電動-發(fā)電機(jī)作為電動機(jī)工作(步驟d、e、f)。即是，控制轉(zhuǎn)換器21，切斷來自定子線圈12的電流，控制變換器19，將來自蓄電池20的直流電變換為所定的交流電，對定子線圈12供給電力以助長壓縮器葉輪3的增壓作動。于是，在步驟g，檢測增壓傳感器13的信號，在得不到所定的增壓時，就對變換器19發(fā)出指令，使它增加向定子線圈12供給的電流進(jìn)行控制，以增加作為電動機(jī)的輸出，使由于壓縮器2的作動而造成的增壓上升(步驟h)。但是，在這個狀態(tài)，由于來自蓄電池20的放電電量高，所以，在步驟i就累計來自電量計24的電量的信號，對該電量的累計值進(jìn)行檢查，當(dāng)在所定值以內(nèi)的時候，就返回到最初的流程的步驟a。于是，當(dāng)上述電量累計值超過所定值的時候，因為蓄電池20成為過放電會產(chǎn)生障礙，所以就對轉(zhuǎn)換器19進(jìn)行控制，使它的工作停止。
還有，在步驟f開始了變換器的作用，使電動-發(fā)電機(jī)作為電動機(jī)而作動，接著在步驟g，當(dāng)增壓在所定值以上時，就返回步驟d。步驟i的蓄電池20的電量累計和步驟j的電量累計值的檢查，在蓄電池20向其他部份放電時經(jīng)常進(jìn)行以防止蓄電池20的過放電。
以上根據(jù)一實施例對本發(fā)明作了說明，但在本發(fā)明精神的范圍內(nèi)可以作出各種的變形，這些變形都不能從本發(fā)明的范圍內(nèi)被排除出去。
權(quán)利要求
1.一種在增壓器的渦輪機(jī)軸上設(shè)有電動-發(fā)電機(jī)機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的增壓器的控制裝置，其特征在于具有檢測電動-發(fā)電機(jī)的輸出，并產(chǎn)生電力輸出信號的電力檢測手段，向內(nèi)燃機(jī)供給燃料的燃料供給手段，對于燃料供給手段設(shè)置了控制來自燃料供給手段的燃料流量的燃料流量控制手段，以及答應(yīng)于上述電力檢測手段的電力輸出信號控制來自燃料流量控制手段的燃料流量的手段。
2.權(quán)利要求
1所述的內(nèi)燃機(jī)增壓器的控制裝置，其特征是進(jìn)一步具有檢出燃料流量并發(fā)出信號的流量傳感器，檢出內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)，并發(fā)出信號的旋轉(zhuǎn)傳感器，以及根據(jù)上述流量傳感器及旋轉(zhuǎn)傳感器的信號判斷電動-發(fā)電機(jī)是作為電動機(jī)工作還是作為發(fā)電機(jī)工作的手段。
3.一種在增壓器的渦輪機(jī)軸上設(shè)有電動-發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃機(jī)增壓器的控制裝置，其特征在于具有檢出向電動-發(fā)電機(jī)的輸入電力，累計該電力，并發(fā)出信號的電力累計手段，向電動-發(fā)電機(jī)供給電力的蓄電池，與及答應(yīng)于來自上述電力累計手段的信號控制從蓄電池所供給的電力的手段。
4.權(quán)利要求
3所述的內(nèi)燃機(jī)的增壓器的控制裝置，其特征是還具有檢出燃料流量并發(fā)出信號的流量傳感器，檢出內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)并發(fā)出信號的旋轉(zhuǎn)傳感器，以及根據(jù)上述流量傳感器及旋轉(zhuǎn)傳感器的信號判斷電動-發(fā)電機(jī)是作為電動機(jī)工作還是作為發(fā)電機(jī)工作的手段。
專利摘要
電動-發(fā)電機(jī)被設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的增壓器的渦輪機(jī)軸上。根據(jù)來自檢測燃料流量傳感器的信號及來自檢測內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳感器的信號及來自檢測內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳感器的信號，以決定電動-發(fā)電機(jī)是作為電動機(jī)工作還是作為發(fā)電機(jī)工作。作為發(fā)電機(jī)工作時，答應(yīng)于輸出信號以控制燃料流量。還有，作為電動機(jī)工作時，答應(yīng)于電力累計值以控制電力供給。
文檔編號F02B39/10GK86105426SQ86105426
公開日1987年2月25日 申請日期1986年8月30日
發(fā)明者河材英男, 玉井克行, 齊藤茂樹, 山中敏宏 申請人:五十鈴汽車有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan