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JP5054719B2 - Generator control device - Google Patents

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JP5054719B2
JP5054719B2 JP2009049439A JP2009049439A JP5054719B2 JP 5054719 B2 JP5054719 B2 JP 5054719B2 JP 2009049439 A JP2009049439 A JP 2009049439A JP 2009049439 A JP2009049439 A JP 2009049439A JP 5054719 B2 JP5054719 B2 JP 5054719B2
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秀之 早乙女
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

この発明は、内燃機関の排気ガスエネルギーによって駆動されるタービンの駆動動力等により発電動作を行う発電機の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a generator control device that performs a power generation operation by a driving power of a turbine driven by exhaust gas energy of an internal combustion engine.

従来、内燃機関の排気ガスエネルギーの余剰分を活用してタービンを駆動させ、このタービンの駆動力によりタービンシャフト軸上に設けた発電機を駆動して発電を行うタービン発電機が提案されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a turbine generator that generates power by using a surplus of exhaust gas energy of an internal combustion engine to drive a turbine and driving a generator provided on a turbine shaft shaft by the driving force of the turbine. .

内燃機関が中高速時の場合は、排気ガスエネルギーが大きくなるため、タービン回転数は高速となる。又、内燃機関が低速時の場合は、排気ガスエネルギーが小さくなるため、タービン回転数は低速となる。タービン発電機は、タービンシャフト軸上に設けられているため、タービン発電機の発電可能な発電量は、内燃機関の状態によって変化する。   When the internal combustion engine is at medium to high speed, the exhaust gas energy increases, so the turbine speed is high. Further, when the internal combustion engine is at a low speed, the exhaust gas energy becomes small, so that the turbine speed is low. Since the turbine generator is provided on the turbine shaft, the amount of power that can be generated by the turbine generator varies depending on the state of the internal combustion engine.

従来、この種のタービン発電機に於いて、エンジンブレーキポジションや変速ギヤポジションを検出し、この検出したポジションに応じて電動発電機の発電量を制御すると共に、その発電動作により排気エネルギーに負荷をかけて車両の排気ブレーキを作動させるように構成したものである(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in this type of turbine generator, the engine brake position and the transmission gear position are detected, and the amount of power generated by the motor generator is controlled according to the detected position, and the load is applied to the exhaust energy by the power generation operation. The exhaust brake of the vehicle is actuated over time (see, for example, Patent Document 1).

特開昭62−26334号公報JP-A-62-26334

しかし、特許文献1に示された装置のようにエンジンブレーキポジションに応じて発電量を変化させる構成の場合、発電量の要求変化に伴い発電負荷トルクが変化し、該発電負荷トルクの変化分だけ車両の走行トルクも変化してしまい、結果として運転者の走行快適性が低下してしまうという課題がある。   However, in the case of the configuration in which the power generation amount is changed according to the engine brake position as in the device disclosed in Patent Document 1, the power generation load torque changes with the required change in the power generation amount, and the change in the power generation load torque is the same. The running torque of the vehicle also changes, and as a result, there is a problem that the driving comfort of the driver is lowered.

この発明は、従来の装置に於ける前述のような課題を解決するために成されたもので、車両の走行快適性への影響が比較的少ない減速時に発電が行われるように目標発電量を制御することにより、運転者の走行快適性を損なわない発電機の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the conventional apparatus, and the target power generation amount is set so that power generation is performed at the time of deceleration with relatively little influence on the running comfort of the vehicle. It aims at providing the control apparatus of the generator which does not impair a driving | running | working comfort of a driver | operator by controlling.

この発明による発電機の制御装置は、
車両を駆動する内燃機関の排気通路に設けられ前記内燃機関の排気ガスエネルギーにより駆動されるタービンを介して発電が可能な発電機の制御装置であって、
検出した前記車両の速度と前記内燃機関の回転数とのうちの少なくとも一方と、検出したスロットルポジションとアクセルポジションとのうちの少なくとも一方とに応じて決定される前記排気ガスエネルギーの量に基づいて、前記発電機の目標発電量を算出し、前記算出した目標発電量に基づいて前記発電機の発電量を制御するようにしたことを特徴とする発電機の制御装置である。
The generator control device according to the present invention comprises:
A generator control device provided in an exhaust passage of an internal combustion engine for driving a vehicle and capable of generating electric power via a turbine driven by exhaust gas energy of the internal combustion engine ,
Based on the amount of the exhaust gas energy determined according to at least one of the detected vehicle speed and the rotational speed of the internal combustion engine and at least one of the detected throttle position and accelerator position. The generator control device is characterized in that a target power generation amount of the generator is calculated and the power generation amount of the generator is controlled based on the calculated target power generation amount.

この発明による発電機の制御装置は、望ましくは、車両の速度と内燃機関の回転数とのうちの少なくとも一方と、スロットルポジションとアクセルポジションとのうちの少なくとも一方とに基づいて、発電機の発電量を設定した発電量マップを備え、検出した前記車
両の速度と前記内燃機関の回転数とのうちの少なくとも一方と、検出したスロットルポジションとアクセルポジションとのうちの少なくとも一方とに対応する発電量を、前記発電量マップにより導出し、前記発電量マップにより導出した発電量に基づいて、前記発電機の目標発電量を算出するように構成される。
The generator control device according to the present invention preferably generates power from the generator based on at least one of the speed of the vehicle and the rotational speed of the internal combustion engine and at least one of the throttle position and the accelerator position. A power generation amount map having a power generation amount, and corresponding to at least one of the detected vehicle speed and the rotational speed of the internal combustion engine and at least one of the detected throttle position and accelerator position Is derived from the power generation amount map, and the target power generation amount of the generator is calculated based on the power generation amount derived from the power generation amount map.

又、この発明による発電機の制御装置は、望ましくは、車両の前後加速度に基づいて第1の発電量補正係数を設定した加速度補正マップを備え、検出した車両の前後加速度に対応する加速度補正係数を、前記加速度補正マップにより導出し、前記発電量マップにより導出した前記発電量を、前記加速度補正マップにより導出した前記加速度補正係数により補正するように構成される。   The generator control device according to the present invention preferably includes an acceleration correction map in which a first power generation amount correction coefficient is set based on the longitudinal acceleration of the vehicle, and an acceleration correction coefficient corresponding to the detected longitudinal acceleration of the vehicle. Is derived from the acceleration correction map, and the power generation amount derived from the power generation amount map is corrected by the acceleration correction coefficient derived from the acceleration correction map.

更に、又、この発明による発電機の制御装置は、望ましくは、発電機により充電されるバッテリと、前記バッテリの充電状態に基づいて充電状態補正係数を設定した充電状態補正マップとを備え、検出した前記バッテリの充電状態に対応する充電状態補正係数を、前記充電状態補正マップにより導出し、前記発電量マップにより導出した前記発電量を、前記充電状態補正マップにより導出した前記充電状態補正係数により補正するように構成される。   Furthermore, the generator control device according to the present invention preferably includes a battery charged by the generator, and a charge state correction map in which a charge state correction coefficient is set based on the charge state of the battery, and is detected. A charge state correction coefficient corresponding to the state of charge of the battery is derived from the charge state correction map, and the power generation amount derived from the power generation amount map is derived from the charge state correction coefficient derived from the charge state correction map. Configured to correct.

又、この発明による発電機の制御装置は、望ましくは、ブレーキポジションに基づいて補正係数を設定したブレーキ補正マップを備え、検出した前記ブレーキポジションに対応するブレーキ補正係数を、前記ブレーキ補正マップにより導出し、前記発電量マップにより導出した前記発電量を、前記ブレーキ補正マップにより導出した前記ブレーキ補正係数により補正するように構成される。   The generator control device according to the present invention preferably includes a brake correction map in which a correction coefficient is set based on a brake position, and the brake correction coefficient corresponding to the detected brake position is derived from the brake correction map. The power generation amount derived from the power generation amount map is corrected by the brake correction coefficient derived from the brake correction map.

この発明による発電機の制御装置によれば、検出した車両の速度と内燃機関の回転数とのうちの少なくとも一方と、検出したスロットルポジションとアクセルポジションとのうちの少なくとも一方とに応じて決定される排気ガスエネルギーの量に基づいて、発電機の目標発電量を算出し、前記算出した目標発電量に基づいて前記発電機の発電量を制御するようにしたので、運転者の走行快適性を損なわずに発電ができるという効果がある。 According to the control apparatus of the generator according to the invention, at least one of a rotational speed of the detected vehicle speed and the engine is determined according to at least one of the detected throttle position and accelerator position The target power generation amount of the generator is calculated based on the amount of exhaust gas energy to be generated, and the power generation amount of the generator is controlled based on the calculated target power generation amount. There is an effect that power generation can be performed without damage.

この発明の実施の形態1に係るタービン発電機の全体構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the turbine generator which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係るタービン発電機の発電機制御装置の動作を示すブロック図である。It is a block diagram which shows operation | movement of the generator control apparatus of the turbine generator which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係るタービン発電機の発電量マップの詳細を示すグラフである。It is a graph which shows the detail of the electric power generation amount map of the turbine generator which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係るタービン発電機の発電機制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the generator control apparatus of the turbine generator which concerns on Embodiment 1 of this invention.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1によるタービン発電機の制御装置のシステム構成を示す概略構成図である。図1に於いて、内燃機関(以下、「エンジン」と称する場合もある)1は、4気筒のガソリンエンジンで構成されている例を示しているが、4気筒に限らず他の気筒数のエンジンであっても適用可能である。又、エンジン1の燃焼方式については、シリンダ内に燃料を直噴する直噴エンジンだけでなく、スロットルバルブ4の後のインテークマニホールド2内に燃料を噴射するポート噴射エンジンにも適用することも可能である。
Embodiment 1 FIG.
1 is a schematic configuration diagram showing a system configuration of a turbine generator control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter sometimes referred to as “engine”) 1 is an example of a 4-cylinder gasoline engine. Even an engine is applicable. The combustion system of the engine 1 can be applied not only to a direct injection engine that directly injects fuel into the cylinder, but also to a port injection engine that injects fuel into the intake manifold 2 after the throttle valve 4. It is.

内燃機関1に於いて、大気中から取り込まれた吸入空気は、先ず、エアクリーナ7によりゴミや塵などが取り除かれる。エアクリーナ7を通過した吸入空気は、内燃機関1のインテークマニホールド2に送られるが、途中のスロットルバルブ4の開度に応じて、その流入容量が調整される。   In the internal combustion engine 1, first, dust and dust are removed from the intake air taken in from the atmosphere by the air cleaner 7. The intake air that has passed through the air cleaner 7 is sent to the intake manifold 2 of the internal combustion engine 1, and its inflow capacity is adjusted according to the opening of the throttle valve 4 in the middle.

インテークマニホールド2を介して内燃機関1に吸入された空気と燃料との混合気は、内燃機関1の燃焼室内に於いて点火され、その混合気の着火後に発生する燃焼エネルギー
は、車両の推進力となる駆動力として利用される。
The mixture of air and fuel sucked into the internal combustion engine 1 through the intake manifold 2 is ignited in the combustion chamber of the internal combustion engine 1, and the combustion energy generated after the ignition of the mixture is the driving force of the vehicle. It is used as a driving force.

内燃機関1に於ける混合気の燃焼後の排気ガスは、エキゾーストマニホールド3を介して排出される。この排気ガスのエネルギー(運動エネルギー、圧力)を利用してタービン6が回転駆動される。   The exhaust gas after the combustion of the air-fuel mixture in the internal combustion engine 1 is exhausted through the exhaust manifold 3. The turbine 6 is rotationally driven using the energy (kinetic energy, pressure) of the exhaust gas.

タービン6の同軸上にはタービン発電機5の回転子が固定されている。又、タービン発電機5には発電機制御装置9が接続されており、発電機制御装置9によるタービン発電機5の制御により、タービン6の駆動力を電気エネルギーに変換して発電が行われる。更に、発電機制御装置9には、リチウムイオン電池(以下、Liイオン電池と称する)11が接続されており、タービン発電機5の発電により得られた電気エネルギーによりLiイオン電池11を充電する。   A rotor of the turbine generator 5 is fixed on the same axis of the turbine 6. Further, a generator control device 9 is connected to the turbine generator 5, and the turbine generator 5 is controlled by the generator control device 9 to convert the driving force of the turbine 6 into electric energy to generate power. Further, a lithium ion battery (hereinafter referred to as Li ion battery) 11 is connected to the generator control device 9, and the Li ion battery 11 is charged with electric energy obtained by the power generation of the turbine generator 5.

次に、発電機制御装置9について説明する。発電機制御装置9には、車両の速度(以下、車速と称する)を検出する車速センサ12、スロットルポジションを検出するスロットルポジションセンサ8、車両の前後加速度を検出する車両前後加速度センサ13の各センサと、Liイオン電池11の充電状態を検出するLiイオン電池状態検出用センサ14が接続されている。発電機制御装置9は、前述の各センサからの信号によりタービン発電機5の発電量を決定し、タービン発電機5による発電量の制御を行う。   Next, the generator control device 9 will be described. The generator control device 9 includes a vehicle speed sensor 12 for detecting the vehicle speed (hereinafter referred to as a vehicle speed), a throttle position sensor 8 for detecting the throttle position, and a vehicle longitudinal acceleration sensor 13 for detecting the longitudinal acceleration of the vehicle. And a Li-ion battery state detection sensor 14 for detecting the state of charge of the Li-ion battery 11 is connected. The generator control device 9 determines the power generation amount of the turbine generator 5 based on the signals from the aforementioned sensors, and controls the power generation amount by the turbine generator 5.

図2は、この発明の実施の形態1に係るタービン発電機の発電機制御装置9の動作を示すブロック図である。尚、以下の説明に用いる数値は、一例を示すものであってこれに制限されるものではなく、車両によってその数値は適宜設定され得るものである。   FIG. 2 is a block diagram showing the operation of the generator control device 9 for a turbine generator according to Embodiment 1 of the present invention. In addition, the numerical value used for the following description shows an example, is not restrict | limited to this, The numerical value can be suitably set with a vehicle.

図1及び図2に於いて、先ず、車速センサ12から与えられる車速検出値20とスロットルポジションセンサ8から与えられるスロットルポジション検出値21とに基づいて、発電量マップ22によりタービン発電機5が出力すべき発電量を参照する。図3は、この発明の実施の形態1に係るタービン発電機の発電量マップの詳細を示すグラフで、縦軸は発電量、横軸はスロットルポジションを示している。   In FIG. 1 and FIG. 2, first, the turbine generator 5 outputs the power generation amount map 22 based on the vehicle speed detection value 20 given from the vehicle speed sensor 12 and the throttle position detection value 21 given from the throttle position sensor 8. Refer to the amount of power to be generated. FIG. 3 is a graph showing details of the power generation amount map of the turbine generator according to Embodiment 1 of the present invention, where the vertical axis indicates the power generation amount and the horizontal axis indicates the throttle position.

例えば車速検出値が120[km/h]のように大きい場合には、車両に対する空気抵抗が大きくなり、排気ガスエネルギーによる発電を実施すると、発電負荷トルクが増加して減速感が大きくなりすぎてしまい、運転者の走行快適性を損ねる。又、例えば車速検出値が10[km/h]のように小さい場合には、エンストの可能性が生じるので、排気ガスエネルギーによる発電が不可能な領域となる。このような特性を考慮して、発電量マップ22は、図3に示すように、スロットルポジションに対する発電量の特性曲線を、車速検出値に対応して異なるように設定している。この発電量マップ22は、車両に応じて予め用意される。   For example, when the vehicle speed detection value is as large as 120 [km / h], the air resistance to the vehicle increases, and when power generation using exhaust gas energy is performed, the power generation load torque increases and the feeling of deceleration becomes too large. In other words, the driving comfort of the driver is impaired. Further, for example, when the vehicle speed detection value is as small as 10 [km / h], there is a possibility of engine stall, so that the power generation by the exhaust gas energy is impossible. In consideration of such characteristics, as shown in FIG. 3, the power generation amount map 22 sets the characteristic curve of the power generation amount with respect to the throttle position so as to differ depending on the detected vehicle speed. The power generation amount map 22 is prepared in advance according to the vehicle.

次に、車速検出値20とスロットルポジション検出値21とに基づいて参照した前述の発電量マップ22による発電量221に対して、車両前後加速度センサ13からの車両の前後加速度検出値23に基づいて後述する加速度補正マップ22から得た加速度補正係数
241と、Liイオン電池状態検出センサ14からのリチウムイオン電池の充電状態(State of Charge:以下、SOCと称する)検出値25に基づいて後述するSOC補正マッ
プ26から導出したSOC補正係数261とを、乗算器27により乗算し、目標発電量28を決定する。
Next, based on the vehicle longitudinal acceleration detection value 23 from the vehicle longitudinal acceleration sensor 13 with respect to the power generation amount 221 based on the power generation amount map 22 referred to based on the vehicle speed detection value 20 and the throttle position detection value 21. Based on an acceleration correction coefficient 241 obtained from an acceleration correction map 22, which will be described later, and a detection value 25 of a state of charge (hereinafter referred to as SOC) of the lithium ion battery from the Li ion battery state detection sensor 14, an SOC described later. The SOC correction coefficient 261 derived from the correction map 26 is multiplied by a multiplier 27 to determine a target power generation amount 28.

車両の前後加速度23が大きい、つまり加速時に発電を行うと、発電により発電負荷トルクが増加して加速力が低減する。こうした理由から運転者の走行快適性を考慮した場合には、減速時での発電が好ましい。この特性を考慮して、予め発電機制御装置9内に記憶された加速度補正マップ24により、前後加速度検出値23に対応した加速度補正係数241を取り出し、この加速度補正係数241を、乗算器27により発電量マップ22による発電量221に乗算して発電量221の補正を行う。   When the longitudinal acceleration 23 of the vehicle is large, that is, when power generation is performed during acceleration, the power generation load torque increases due to power generation and the acceleration force decreases. For these reasons, when taking into account the driving comfort of the driver, power generation during deceleration is preferable. In consideration of this characteristic, an acceleration correction coefficient 241 corresponding to the longitudinal acceleration detection value 23 is extracted from the acceleration correction map 24 stored in advance in the generator control device 9, and this acceleration correction coefficient 241 is obtained by the multiplier 27. The power generation amount 221 is corrected by multiplying the power generation amount 221 by the power generation amount map 22.

加速度補正マップ24は、横軸を加速度、縦軸を係数として予め車両に応じて用意されたマップであり、前後加速度検出値23に対応して「2」〜「0」加速度補正係数241を設定している。   The acceleration correction map 24 is a map prepared according to the vehicle in advance with the horizontal axis representing acceleration and the vertical axis representing a coefficient, and “2” to “0” acceleration correction coefficient 241 is set corresponding to the longitudinal acceleration detection value 23. is doing.

又、Liイオン電池への過充電を防止するために、検出したSOC検出値25に対応したSOC補正係数261をSOC補正マップ26により導出し、このSOC補正係数261を乗算器27により発電量221に乗算する。SOC補正マップ26は、縦軸をSOC、横軸を発電量係数として予め車両に応じて用意されたマップであり、SOC検出値25に対応して0[%]〜100[%]のSOC補正係数261を設定している。   In order to prevent overcharging of the Li-ion battery, an SOC correction coefficient 261 corresponding to the detected SOC detection value 25 is derived from the SOC correction map 26, and this SOC correction coefficient 261 is generated by the multiplier 27 using the power generation amount 221. Multiply by. The SOC correction map 26 is a map prepared according to the vehicle in advance with the vertical axis representing the SOC and the horizontal axis representing the power generation amount coefficient. The SOC correction map corresponds to the SOC detection value 25 from 0 [%] to 100 [%]. A coefficient 261 is set.

Liイオン電池のSOC検出値25は電流・電圧等から求める一般的な手法により、充電状態を検出することで得られる。尚、この発明では、Liイオン電池の充電状態を検出する公知の様々な手法が適用できるものとする。   The SOC detection value 25 of the Li ion battery can be obtained by detecting the state of charge by a general method obtained from the current / voltage and the like. In the present invention, various known methods for detecting the state of charge of the Li ion battery can be applied.

次に、前述のように発電量221に加速度補正係数241とSOC補正係数261とを乗算器27により乗算して得た目標発電量28から、その目標発電量28を発生するための発電機の界磁電流iを界磁電流値算出器29により算出し、その算出した界磁電流iを界磁電流出力手段30から出力する。発電機5は、界磁電流出力手段30から出力された界磁電流i及びエンジン1の回転速度に基づいた発電量を発生し、Liイオン電池11を充電する。   Next, as described above, a generator for generating the target power generation amount 28 from the target power generation amount 28 obtained by multiplying the power generation amount 221 by the acceleration correction coefficient 241 and the SOC correction coefficient 261 by the multiplier 27 as described above. The field current i is calculated by the field current value calculator 29, and the calculated field current i is output from the field current output means 30. The generator 5 generates a power generation amount based on the field current i output from the field current output means 30 and the rotational speed of the engine 1, and charges the Li ion battery 11.

尚、近年、スロットルのない車両が存在する。このような車両に関しては、スロットルポジションセンサ8の代わりにアクセルポジションセンサを用いてアクセルポジションを検出し、アクセルポジションに対応して加速度補正係数を設定した加速度補正マップを用いることで、スロットルポジションを用いた場合と同等の効果を得ることが可能となる。   In recent years, there are vehicles without a throttle. For such a vehicle, the accelerator position is detected by using an accelerator position sensor instead of the throttle position sensor 8, and an acceleration correction map in which an acceleration correction coefficient is set corresponding to the accelerator position is used. It is possible to obtain the same effect as when

図4は、この発明の実施の形態1に係るタービン発電機の発電機制御装置の動作を示すフローチャートである。次に、このフローチャートを用いて発電機制御装置9に於ける制御動作の流れを説明する。図4に於いて、先ずステップS201では、車速センサ12からの車速検出値20とスロットルポジションセンサ8からのスロットルポジション検出値21を検出し、ステップS202に進む。   FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the generator control device for the turbine generator according to Embodiment 1 of the present invention. Next, the flow of the control operation in the generator control device 9 will be described using this flowchart. In FIG. 4, first, in step S201, a vehicle speed detection value 20 from the vehicle speed sensor 12 and a throttle position detection value 21 from the throttle position sensor 8 are detected, and the process proceeds to step S202.

ステップS202では、発電機制御装置10に予め記憶された発電量マップ22を参照して、ステップS201で入手した車速検出値20とスロットルポジション検出値21に対応した発電量221を取り出し、次のステップS214に進む。尚、前述したように、発電量マップ24に設定されている発電量は、車両に応じて異なる。   In step S202, referring to the power generation amount map 22 stored in advance in the generator control device 10, the power generation amount 221 corresponding to the vehicle speed detection value 20 and the throttle position detection value 21 obtained in step S201 is extracted, and the next step The process proceeds to S214. As described above, the power generation amount set in the power generation amount map 24 varies depending on the vehicle.

又、ステップS201、S202での処理と並行してステップS211、S212、S
213での処理を行う。即ち、ステップS211では、車両前後加速度センサ13からの前後加速度検出値23を検出して、次のステップS212に進む。ステップS212では、発電機制御装置10に予め記憶された加速度補正マップ24を参照して、ステップS2
11で入手した前後加速度検出値23に対応した加速度補係数を導出し、次のステップS213に進む。尚、加速度補正マップに設定されている加速度補正係数は、車両により異なる。ステップS213では、Liイオン電池11へ充電する際の過充電防止のため、このLiイオン電池11のSOCをLiイオン電池状態検出センサ14により検出する。
In parallel with the processing in steps S201 and S202, steps S211, S212, S202
The processing at 213 is performed. That is, in step S211, the longitudinal acceleration detection value 23 from the vehicle longitudinal acceleration sensor 13 is detected, and the process proceeds to the next step S212. In step S212, referring to the acceleration correction map 24 stored in advance in the generator control device 10, step S2 is performed.
11 is derived, and the process proceeds to the next step S213. The acceleration correction coefficient set in the acceleration correction map differs depending on the vehicle. In step S213, the SOC of the Li ion battery 11 is detected by the Li ion battery state detection sensor 14 in order to prevent overcharging when the Li ion battery 11 is charged.

ステップS214では、ステップS202での発電量マップ22による発電量221と、ステップS212での加速度補正マップ24による加速度補正係数241と、ステップS213でのSOC補正係数261とを乗算器27にて乗算し、最終的な目標発電量28を算出する。   In step S214, the multiplier 27 multiplies the power generation amount 221 by the power generation amount map 22 in step S202, the acceleration correction coefficient 241 by the acceleration correction map 24 in step S212, and the SOC correction coefficient 261 in step S213 by the multiplier 27. Then, the final target power generation amount 28 is calculated.

次に、ステップS215に進み、目標発電量28が「0」より大きいか否かを判定し、目標発電量28が「0」より大きい場合には、ステップS216に進んで目標発電量28に応じた発電機の界磁電流iの調整を行い、発電量の調整を行う。一般的には、界磁電流iを大きくするにつれて発電量は大きくなる。   Next, the process proceeds to step S215, where it is determined whether or not the target power generation amount 28 is greater than “0”. If the target power generation amount 28 is greater than “0”, the process proceeds to step S216 and the target power generation amount 28 is determined. The field current i of the generator is adjusted and the amount of power generation is adjusted. In general, the amount of power generation increases as the field current i increases.

一方、ステップS215での判定の結果、目標発電量28が「0」の場合には、ステップs217に進み、タービンの駆動力により発電機5の回転子は回転駆動されてはいるが、その界磁電流iを「0」にすることで発電動作を停止させる。   On the other hand, as a result of the determination in step S215, if the target power generation amount 28 is “0”, the process proceeds to step s217, and the rotor of the generator 5 is driven to rotate by the driving force of the turbine. The power generation operation is stopped by setting the magnetic current i to “0”.

以上述べたように、この発明の実施の形態1によるタービン発電機の制御装置によれば、車速、スロットルポジション、前後加速度、Liイオン電池のSOCを検出し、これらの検出結果と予め運転者の走行快適性を損なわないように設定された発電量マップによる発電量と、加速度補正マップによる加速度補正係数、及びSOC補正マップによるSOC補正係数とから、目標発電量を算出するようにしているので、車両の状況に応じた発電と運転者の走行快適性の両立が可能となる。また、従来、捨てていた排気エネルギーを利用して発電を行うため、燃費改善効果を得ることが可能である。   As described above, according to the turbine generator control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, the vehicle speed, the throttle position, the longitudinal acceleration, and the SOC of the Li-ion battery are detected. Since the target power generation amount is calculated from the power generation amount based on the power generation amount map set so as not to impair driving comfort, the acceleration correction coefficient based on the acceleration correction map, and the SOC correction coefficient based on the SOC correction map, It is possible to achieve both power generation according to the vehicle situation and driving comfort of the driver. Moreover, since power generation is performed using exhaust energy that has been discarded, it is possible to obtain a fuel efficiency improvement effect.

尚、前述の実施の形態1では、発電量を制御する手段として発電機の界磁電流の調整を行うようにしたが、発電機の界磁に永久磁石を用いている場合は、電機子電流を調整することでも同様の効果を得ることが可能となる。   In the first embodiment, the field current of the generator is adjusted as a means for controlling the amount of power generation. However, when a permanent magnet is used as the field of the generator, the armature current is adjusted. It is possible to obtain the same effect by adjusting.

又、実施の形態1ではタービン発電機に特定しているが、タービン軸と同軸の発電機軸上にコンプレッサを設け、このコンプレッサにより内燃機関への過給が可能な電動過給機を備えた発電機であっても同様の効果を得ることが可能である。この構成の場合には、発電に加えて内燃機関への過給も行うことが可能となる。   Although the turbine generator is specified in the first embodiment, the generator is provided with an electric supercharger provided with a compressor on the generator shaft coaxial with the turbine shaft and capable of supercharging the internal combustion engine by the compressor. Even if it is a machine, the same effect can be obtained. In the case of this configuration, it is possible to perform supercharging to the internal combustion engine in addition to power generation.

更に、この実施の形態1では、前後加速度を検出する車両前後加速度センサを備えているが、簡易な構成をするために車両前後加速度センサを省略し、車速の微分値を前後加速度として用いることも可能であり、この構成の場合には部品点数を少なくすることが可能となる。   Further, in the first embodiment, the vehicle longitudinal acceleration sensor for detecting longitudinal acceleration is provided, but the vehicle longitudinal acceleration sensor may be omitted and a differential value of the vehicle speed may be used as the longitudinal acceleration for simple configuration. In this configuration, the number of parts can be reduced.

又、この実施の形態1では、車速センサを用いているが、車速センサの代わりにエンジン回転数検出センサを用い、エンジン回転数と変速機からの検出値により、車速センサを用いた場合と同等の効果を得ることが可能となる。   In the first embodiment, the vehicle speed sensor is used. However, the engine speed detection sensor is used instead of the vehicle speed sensor, and the vehicle speed sensor is equivalent to the case of using the engine speed and the detected value from the transmission. It becomes possible to obtain the effect.

更に、目標発電量を算出する場合に、前述の加速度補正係数とSOC補正係数に併せて、ブレーキポジションセンサからの検出値に基づく減速係数を用いるようにしても良い。
この場合、結果も含めることで、発電補正値をより厳密に設定することができ、運転者の走行快適性をより向上することが可能となる。
Furthermore, when calculating the target power generation amount, a deceleration coefficient based on a detection value from the brake position sensor may be used in addition to the acceleration correction coefficient and the SOC correction coefficient described above.
In this case, by including the result, the power generation correction value can be set more strictly, and the driving comfort of the driver can be further improved.

又、実施の形態1では、Liイオン電池を用いたが、鉛電池でも同等の効果が得られ、電池の種類に制限されるものではない。   Moreover, in Embodiment 1, although the Li ion battery was used, the same effect is acquired also with a lead battery, and it is not restrict | limited to the kind of battery.

更に、実施の形態1では、内燃機関としてガソリンエンジンの場合を示したが、ディーゼルエンジンでも同等の効果が得られる。   Furthermore, in Embodiment 1, although the case of the gasoline engine was shown as an internal combustion engine, the same effect is acquired also with a diesel engine.

尚、この発明はこれらの実施の形態のみに限られるものではなく、この発明の範囲内に於いて、種々の実施の形態を取りえることが可能であることは当業者にとって明らかである。   It should be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to these embodiments, and that various embodiments can be made within the scope of the present invention.

1 内燃機関
2 インテークマニホールド
3 エキゾーストマニホールド
4 スロットルバルブ
5 発電機
6 タービン
7 エアクリーナ
8 スロットルポジションセンサ
9 発電機制御装置
10 発電量マップ
11 Liイオン電池
12 車速センサ
13 車両前後加速度センサ
14 Liイオン電池状態検出センサ
20 車速検出値
21 スロットルポジション検出値
22 発電量マップ
23 前後加速度検出値
24 加速度補正マップ
25 SOC検出値
26 SOC補正マップ
27 乗算器
28 目標発電量
29 界磁電流算出器
30 界磁電流
221 発電量
241 加速度補正係数
261 SOC補正係数
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Intake manifold 3 Exhaust manifold 4 Throttle valve 5 Generator 6 Turbine 7 Air cleaner 8 Throttle position sensor 9 Generator control device 10 Power generation amount map 11 Li ion battery 12 Vehicle speed sensor 13 Vehicle longitudinal acceleration sensor 14 Li ion battery state detection Sensor 20 Vehicle speed detection value 21 Throttle position detection value 22 Power generation amount map 23 Longitudinal acceleration detection value 24 Acceleration correction map 25 SOC detection value 26 SOC correction map 27 Multiplier 28 Target power generation 29 Field current calculator 30 Field current 221 Power generation Amount 241 Acceleration correction coefficient 261 SOC correction coefficient

Claims (5)

車両を駆動する内燃機関の排気通路に設けられ前記内燃機関の排気ガスエネルギーにより駆動されるタービンを介して発電が可能な発電機の制御装置であって、
検出した前記車両の速度と前記内燃機関の回転数とのうちの少なくとも一方と、検出したスロットルポジションとアクセルポジションとのうちの少なくとも一方とに応じて決定される前記排気ガスエネルギーの量に基づいて、前記発電機の目標発電量を算出し、前記算出した目標発電量に基づいて前記発電機の発電量を制御するようにしたことを特徴とする発電機の制御装置。
A generator control device provided in an exhaust passage of an internal combustion engine for driving a vehicle and capable of generating electric power via a turbine driven by exhaust gas energy of the internal combustion engine ,
Based on the amount of the exhaust gas energy determined according to at least one of the detected vehicle speed and the rotational speed of the internal combustion engine and at least one of the detected throttle position and accelerator position. A generator control device that calculates a target power generation amount of the generator and controls the power generation amount of the generator based on the calculated target power generation amount.
前記車両の速度と前記内燃機関の回転数とのうちの少なくとも一方と、スロットルポジションとアクセルポジションとのうちの少なくとも一方とに基づいて、前記発電機の発電量を設定した発電量マップを備え、
検出した前記車両の速度と前記内燃機関の回転数とのうちの少なくとも一方と、検出したスロットルポジションとアクセルポジションとのうちの少なくとも一方とに対応する発電量を、前記発電量マップにより導出し、
前記発電量マップにより導出した発電量に基づいて、前記発電機の目標発電量を算出するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の発電機の制御装置。
A power generation amount map in which the power generation amount of the generator is set based on at least one of the speed of the vehicle and the rotational speed of the internal combustion engine and at least one of a throttle position and an accelerator position;
A power generation amount corresponding to at least one of the detected vehicle speed and the rotational speed of the internal combustion engine and at least one of the detected throttle position and accelerator position is derived from the power generation amount map,
The generator control device according to claim 1, wherein a target power generation amount of the generator is calculated based on a power generation amount derived from the power generation amount map.
前記車両の前後加速度に基づいて第1の発電量補正係数を設定した加速度補正マップを備え、
検出した前記車両の前後加速度に対応する加速度補正係数を、前記加速度補正マップにより導出し、
前記発電量マップにより導出した前記発電量を、前記加速度補正マップにより導出した前記加速度補正係数により補正することを特徴とする請求項2に記載の発電機の制御装置。
An acceleration correction map in which a first power generation amount correction coefficient is set based on the longitudinal acceleration of the vehicle;
An acceleration correction coefficient corresponding to the detected longitudinal acceleration of the vehicle is derived from the acceleration correction map,
The generator control device according to claim 2, wherein the power generation amount derived from the power generation amount map is corrected by the acceleration correction coefficient derived from the acceleration correction map.
前記発電機により充電されるバッテリと、前記バッテリの充電状態に基づいて充電状態補正係数を設定した充電状態補正マップとを備え、
検出した前記バッテリの充電状態に対応する充電状態補正係数を、前記充電状態補正マップにより導出し、
前記発電量マップにより導出した前記発電量を、前記充電状態補正マップにより導出した前記充電状態補正係数により補正することを特徴とする請求項2又は3に記載の発電機の制御装置。
A battery charged by the generator; and a charging state correction map in which a charging state correction coefficient is set based on a charging state of the battery;
A charge state correction coefficient corresponding to the detected charge state of the battery is derived from the charge state correction map,
The generator control device according to claim 2 or 3, wherein the power generation amount derived from the power generation amount map is corrected by the charge state correction coefficient derived from the charge state correction map.
ブレーキポジションに基づいて補正係数を設定したブレーキ補正マップを備え、
検出した前記ブレーキポジションに対応するブレーキ補正係数を、前記ブレーキ補正マップにより導出し、
前記発電量マップにより導出した前記発電量を、前記ブレーキ補正マップにより導出した前記ブレーキ補正係数により補正することを特徴とする請求項2乃至4のうち何れか1項に記載の発電機の制御装置。
With a brake correction map that sets a correction coefficient based on the brake position,
A brake correction coefficient corresponding to the detected brake position is derived from the brake correction map,
5. The generator control device according to claim 2, wherein the power generation amount derived from the power generation amount map is corrected by the brake correction coefficient derived from the brake correction map. 6. .
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