專(zhuān)利名稱(chēng):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(dòng)-發(fā)電機(jī)，作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)使用時(shí)的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)的控制裝置。
作為使用內(nèi)燃機(jī)的車(chē)輛的電氣裝置，起動(dòng)發(fā)電機(jī)、起火裝置、警報(bào)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(chē)輛中，作為電源的根據(jù)2次電池的蓄電池被采用于車(chē)輛中，而作為蓄電池充電用，由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)被搭載于車(chē)輛中。而且，最近在車(chē)輛中使用的新電氣裝置也被開(kāi)發(fā)了，裝有這些新電氣的車(chē)輛其電力消費(fèi)量也不斷增加。
為了補(bǔ)充上述的電力消費(fèi)量，雖然有以?xún)?nèi)燃機(jī)的輸出所驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，將來(lái)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(guò)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(duì)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(duì)于今后可能增加的電氣裝置的電力消費(fèi)量大有不能適應(yīng)的問(wèn)題點(diǎn)。
另一方面，利用排氣所具有的能量以驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，通過(guò)與該渦輪機(jī)連動(dòng)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(zhuān)利申請(qǐng)昭59-51559號(hào)中，在這種渦輪增壓器中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)低輸出運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，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(shí)，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(lái)的增壓器低速時(shí)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(gè)其他目的就是提供檢測(cè)設(shè)置在增壓器的渦輪軸上的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)在作為發(fā)電機(jī)作動(dòng)時(shí)的輸出電力，根據(jù)該檢測(cè)信號(hào)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(dòng)-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(cè)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)的輸出，并發(fā)出電力輸出信號(hào)的電力檢測(cè)手段，向內(nèi)燃機(jī)供給燃料的燃料供給手段，控制來(lái)自燃料供給手段的燃料流量，對(duì)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(hào)以控制來(lái)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(dòng)-發(fā)動(dòng)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(dòng)-發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入電力，將該電力累計(jì)，并發(fā)出信號(hào)的電力累計(jì)手段，向電動(dòng)-發(fā)電機(jī)供給電力的蓄電池以及根據(jù)上述電力累計(jì)手段的信號(hào)以控制來(lái)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(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一實(shí)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(shuō)明圖，圖3是以?xún)?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(shí)施例的處理的一例的處理流程圖。
以下根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)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(dòng)地被支承著。于是，由于渦輪機(jī)通過(guò)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(guò)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(lèi)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(dòng)，也具有作為堅(jiān)固的磁鐵轉(zhuǎn)子的耐久力。
11是與磁鐵轉(zhuǎn)子10相對(duì)向定子鐵心，通過(guò)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(guò)對(duì)定子線圈12供給所定的交流電力，磁鐵轉(zhuǎn)子10就會(huì)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(dòng)-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(duì)控制器14發(fā)出信號(hào)。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(hào)，通過(guò)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(hào)。
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(duì)定子線圈12供應(yīng)電力的PWM型的變換器，因此，電動(dòng)-發(fā)電機(jī)MG作為電動(dòng)機(jī)作動(dòng)使軸6旋轉(zhuǎn)，以助長(zhǎng)以排氣能量而旋轉(zhuǎn)的軸6的旋轉(zhuǎn)，從而助長(zhǎng)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(kāi)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(dòng)-發(fā)電機(jī)MG作為發(fā)電機(jī)工作時(shí)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(lái)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(dòng)-發(fā)電機(jī)MG作為發(fā)電機(jī)工作時(shí)，將來(lái)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(hào)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(jì)，當(dāng)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)工作時(shí)作為計(jì)算出來(lái)自蓄電池20的電力及該電力的累計(jì)值的累計(jì)手段，并能夠檢出電池20的端子電壓，充放電時(shí)的電流及累計(jì)電量等，將根據(jù)上述的電壓、電流、電量的信號(hào)送到控制器14。
控制器14作為它的輸入而接受來(lái)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(jì)24的信號(hào)，發(fā)出對(duì)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(lái)自流量傳感器16和旋轉(zhuǎn)傳感器18的信號(hào)，在預(yù)定的第1所定領(lǐng)域的值的時(shí)候，就對(duì)轉(zhuǎn)換器21發(fā)出指令，將來(lái)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(guò)調(diào)整器22進(jìn)行控制，使蓄電池20充電。還有，來(lái)自流量傳感器16和旋轉(zhuǎn)傳感器18的信號(hào)，在預(yù)定的第2所定領(lǐng)域的值時(shí)，就檢測(cè)來(lái)自增壓傳感器13的信號(hào)是否為所定值，同時(shí)向變換器19發(fā)出指令，把來(lái)自蓄電池20的直流電變換為所定的交流電，使電動(dòng)-發(fā)電機(jī)MG作為電動(dòng)機(jī)工作而進(jìn)行控制。此外，也接收來(lái)自蓄電池20的端子部的電量計(jì)24，根據(jù)累計(jì)放電電量的信號(hào)，使蓄電池20不致于成為過(guò)放電狀態(tài)而對(duì)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(wú)負(fù)荷曲線，B是全負(fù)荷曲線，C是增加轉(zhuǎn)矩曲線，無(wú)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(shí)施例的一處理例的處理流程圖，現(xiàn)參照?qǐng)D4，對(duì)本實(shí)施例的工作加以說(shuō)明。
首先，根據(jù)來(lái)自旋轉(zhuǎn)感測(cè)器18的信號(hào)，檢測(cè)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(shí)，就進(jìn)到蓄電池的電壓檢測(cè)(步驟a，b)。這里，當(dāng)基于電量計(jì)24的電壓的信號(hào)正?；蛟诙ㄖ狄陨蠒r(shí)，因?yàn)椴恍枰獙?duì)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(shí)，就控制轉(zhuǎn)換器21以控制來(lái)自定子線圈12的電流，通過(guò)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(hào)檢出的電力值為小電流的時(shí)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(cè)。這時(shí)，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(guò)時(shí)，就檢測(cè)電量計(jì)的24的充放電電流的信號(hào)(步驟c)，在放電電流大的時(shí)候，就增加電動(dòng)-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(hào)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而根據(jù)流量傳感器17的信號(hào)，檢測(cè)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(dòng)-發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)工作(步驟d、e、f)。即是，控制轉(zhuǎn)換器21，切斷來(lái)自定子線圈12的電流，控制變換器19，將來(lái)自蓄電池20的直流電變換為所定的交流電，對(duì)定子線圈12供給電力以助長(zhǎng)壓縮器葉輪3的增壓作動(dòng)。于是，在步驟g，檢測(cè)增壓傳感器13的信號(hào)，在得不到所定的增壓時(shí)，就對(duì)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(dòng)機(jī)的輸出，使由于壓縮器2的作動(dòng)而造成的增壓上升(步驟h)。但是，在這個(gè)狀態(tài)，由于來(lái)自蓄電池20的放電電量高，所以，在步驟i就累計(jì)來(lái)自電量計(jì)24的電量的信號(hào)，對(duì)該電量的累計(jì)值進(jìn)行檢查，當(dāng)在所定值以?xún)?nèi)的時(shí)候，就返回到最初的流程的步驟a。于是，當(dāng)上述電量累計(jì)值超過(guò)所定值的時(shí)候，因?yàn)樾铍姵?0成為過(guò)放電會(huì)產(chǎn)生障礙，所以就對(duì)轉(zhuǎn)換器19進(jìn)行控制，使它的工作停止。
還有，在步驟f開(kāi)始了變換器的作用，使電動(dòng)-發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)而作動(dòng)，接著在步驟g，當(dāng)增壓在所定值以上時(shí)，就返回步驟d。步驟i的蓄電池20的電量累計(jì)和步驟j的電量累計(jì)值的檢查，在蓄電池20向其他部份放電時(shí)經(jīng)常進(jìn)行以防止蓄電池20的過(guò)放電。
以上根據(jù)一實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了說(shuō)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(dòng)-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(cè)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)的輸出，并產(chǎn)生電力輸出信號(hào)的電力檢測(cè)手段，向內(nèi)燃機(jī)供給燃料的燃料供給手段，對(duì)于燃料供給手段設(shè)置了控制來(lái)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(cè)手段的電力輸出信號(hào)控制來(lái)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(hào)的流量傳感器，檢出內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)，并發(fā)出信號(hào)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(hào)判斷電動(dòng)-發(fā)電機(jī)是作為電動(dòng)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(dòng)-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(dòng)-發(fā)電機(jī)的輸入電力，累計(jì)該電力，并發(fā)出信號(hào)的電力累計(jì)手段，向電動(dòng)-發(fā)電機(jī)供給電力的蓄電池，與及答應(yīng)于來(lái)自上述電力累計(jì)手段的信號(hào)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(hào)的流量傳感器，檢出內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)并發(fā)出信號(hào)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(hào)判斷電動(dòng)-發(fā)電機(jī)是作為電動(dòng)機(jī)工作還是作為發(fā)電機(jī)工作的手段。
專(zhuān)利摘要
電動(dòng)-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(lái)自檢測(cè)燃料流量傳感器的信號(hào)及來(lái)自檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳感器的信號(hào)及來(lái)自檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳感器的信號(hào)，以決定電動(dòng)-發(fā)電機(jī)是作為電動(dòng)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(shí)，答應(yīng)于輸出信號(hào)以控制燃料流量。還有，作為電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，答應(yīng)于電力累計(jì)值以控制電力供給。
文檔編號(hào)F02B39/10GK86105426SQ86105426
公開(kāi)日1987年2月25日 申請(qǐng)日期1986年8月30日
發(fā)明者河材英男, 玉井克行, 齊藤茂樹(shù), 山中敏宏 申請(qǐng)人:五十鈴汽車(chē)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan