JP4103539B2 - Control device for internal combustion engine provided with turbocharger with generator - Google Patents

Control device for internal combustion engine provided with turbocharger with generator Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タービンに発電機が設けられた発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ターボチャージャは、高出力なエンジン出力特性を得るため、エンジンの吸入空気量を過給する。しかし、ターボチャージャの場合、エンジンの排気エネルギを利用するため、排気エネルギの少ない低回転域の過給圧の立ち上がりが悪く、高回転域に比べて低回転域でのエンジン出力特性が悪い。そこで、ターボチャージャのタービン／コンプレッサに電動機（モータ）を組み込み、この電動機によってタービン／コンプレッサを強制的に駆動して所望の過給圧を得る電動機付ターボチャージャが開発されている。
【０００３】
電動機の場合、電動機に与えられたエネルギを電気エネルギに変換する発電機としても機能できる。そこで、減速運転時等の電動機による駆動力を必要としない場合、ターボチャージャに組み込まれた電動機では、エンジンからの排気ガスを利用して発電し、排気エネルギを電気エネルギとして回収している（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３２４６８８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記電動機で発電する場合、排気エネルギを回収するため、ターボチャージャの下流に設けられた排気浄化装置の温度に影響を与える。しかし、従来のターボチャージャに組み込まれた電動機は、排気浄化装置の温度を考慮して制御されていない。そのため、排気浄化装置の浄化性能が低下する場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、排気浄化装置の温度を考慮して発電機を制御する発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置は、タービンに発電機が設けられたターボチャージャを備える内燃機関の制御装置において、内燃機関の排気管内であってターボチャージャの下流に設けられる排気浄化装置と、該排気浄化装置の温度および発電機により発電された電力を充電するバッテリの充電量に基づいて、発電機の発電量を決定する発電量決定手段と、内燃機関の吸気管内であってターボチャージャの上流に吸気量を調節するスロットルバルブとを備え、発電量決定手段は、排気浄化装置の温度が適正範囲外の場合に、発電量を抑制し、発電量を抑制する場合に、排気浄化装置の温度が所定温度以上時かつ燃料供給停止時にはスロットルバルブを閉じることを特徴とする。
【０００８】
この発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置では、内燃機関の排気管内であってターボチャージャの下流に設けられる排気浄化装置を備えており、この排気浄化装置の温度に基づいて発電量を決定し、発電機を制御する。そのため、発電機ではその発電量に応じた排気エネルギを回収し、その回収後の排気エネルギに応じた排気温となるので、排気浄化装置では適正温度となり、適正な浄化性能を発揮する。
【００１０】
この発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置では、排気浄化装置の温度が適正範囲外となった場合には通常制御時の発電量よりも抑制した発電量とし、発電機を制御する。そのため、排気浄化装置の温度が適正範囲より低温の場合、発電機での発電による排気エネルギの回収が通常制御時よりも減少するので、その排気エネルギに応じて排気温が通常制御時よりも低下しないので、排気浄化装置の温度が上昇して適正温度となる。
【００１１】
なお、排気浄化装置の温度の適正範囲は、排気浄化装置の浄化性能が劣化しない程度の温度範囲である。また、発電量の抑制には、発電量を０にして発電を禁止することも含む。
【００１３】
この発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置では、内燃機関の吸気管内であってターボチャージャの上流に吸気量を調節するスロットルバルブを備えており、排気浄化装置の温度が所定温度以上の場合にエンジンへの燃料供給停止時にはスロットルバルブを閉じる制御を行う。このように制御を行う理由を以下に説明する。排気エネルギを利用して発電を行う場合、通常、減速時のエンジンへの燃料供給停止時にはスロットルバルブを開き、空気の吸入量を増加してタービンに流れる排気エネルギを増加し、発電機による発電量を増加させる。しかし、排気浄化装置が高温の場合に排気浄化装置に入る空気量（酸素量）も増加すると、排気浄化装置（触媒）が過酸素状態となって触媒が劣化する。そこで、上記条件の場合にはスロットルバルブを閉じてエンジンに吸入される空気量を０にすることによって、エンジンから排気される排気ガスが低減しあるいは無くなるので、排気浄化装置に入る空気量が低減しあるいは０になり、過酸素状態による触媒の劣化を防止することができる。ちなみに、スロットルバルブを閉じると、エンジンから排気される排気ガスが低減しあるいは無くなるので、発電機での発電量も抑制されることになる。
【００１４】
また、本発明の上記発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置は、発電量決定手段を、排気浄化装置の温度が所定温度以上の場合に発電量を増量するように構成してもよい。
【００１５】
この発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置では、排気浄化装置が所定温度以上の場合には通常制御時の発電量よりも増量した発電量とし、発電機を制御する。そのため、発電機での発電による排気エネルギの回収が通常制御時よりも増加するので、その排気エネルギに応じて排気温が通常制御時よりも低下するので、排気浄化装置の温度が低下して適正温度となる。
【００１６】
なお、請求項３に記載の「所定温度」と請求項４に記載の「所定温度」とは、同一温度である必要はない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置の実施の形態を説明する。
【００１８】
本実施の形態では、本発明に係る発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置を、自動車に搭載されるターボチャージャに組み込まれた電動機のコントローラに適用する。本実施の形態に係る電動機は、加速時等にターボチャージャによる過給をアシストするとともに減速時にエンジンからの排気エネルギを利用して発電を行い、制御装置としてのコントローラによって制御される。
【００１９】
図１を参照して、本実施の形態に係るエンジンシステム１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る電動機付ターボチャージャを備えるエンジンシステムの構成図である。
【００２０】
エンジンシステム１は、自動車に搭載され、エンジン１０により自動車を駆動するための駆動力を得ており、その駆動力をトランスミッション２を介して駆動輪（図示せず）に出力している。エンジンシステム１では、エンジン１０での出力特性を高めるために、ターボチャージャ１１によりエンジン１０の吸入空気量を過給している。さらに、エンジンシステム１では、低回転域の過給圧の立ち上がりを向上させるために、電動機１２によりターボチャージャ１１を強制的に駆動している。また、エンジンシステム１では、減速時等に電動機１２により発電を行っている。
【００２１】
エンジン１０は、吸気通路１３から空気を吸入し、排気通路１４に排気ガスを排気する。吸気通路１３には、上流側からターボチャージャ１１のコンプレッサ側、インタークーラ１５、スロットルバルブ１６等が設けられている。排気通路１４には、上流側からターボチャージャ１１のタービン側、排気浄化装置としての排気浄化触媒１７等が設けられている。
【００２２】
吸気側では、まず、吸気通路１３の最上流から吸入した空気は、ターボチャージャ１１で過給される。ターボチャージャ１１から出た吸入空気は、過給による圧力上昇によって温度が上昇する。そこで、インタークーラ１５では、温度上昇した吸入空気の温度を空冷式で低下させ、充填効率を向上させる。続いて、スロットルバルブ１６では、エンジン１０への吸入空気量を調節する。この調節された空気が、エンジン１０に吸入される。スロットルバルブ１６は、電子制御式バルブであり、エンジンＥＣＵ[Electronic Control Unit]１８によって開度が決定され、制御される。
【００２３】
エンジンＥＣＵ１８は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等からなる電子制御ユニットである。エンジンＥＣＵ１８は、各種センサが接続され、各種センサからの検出値に基づいて各種制御値等を設定し、エンジン１０及びエンジン１０に関する各部を制御する。
【００２４】
エンジンＥＣＵ１８では、アクセルペダル（図示せず）での操作量等に基づいてスロットルバルブ１６の開度を設定し、スロットルバルブ１６の開度を制御する。また、エンジンＥＣＵ１８では、アクセルペダルでの操作量等に基づいて燃料噴射量を設定し、電子制御式の燃料噴射装置（図示せず）を制御する。特に、減速時や停止時には、エンジンＥＣＵ１８では、燃料噴射量を０に設定し、エンジン１０への燃料供給を停止する（フューエルカットする）。さらに、減速フューエルカット時には、エンジンＥＣＵ１８では、スロットルバルブ１６の開度を全開に制御する。というのは、エンジン１０の空気の吸入量を増加して排気ガス（排気エネルギ）を増加し、この増加した排気エネルギによって電動機１２での発電量を増加させるためのである。
【００２５】
また、エンジンＥＣＵ１８では、電動機１２を制御するコントローラ２０との間で以下の各種信号を送受信する。加速時等には、エンジンＥＣＵ１８では、エンジン１０のエンジン回転数等に基づいて電動機１２によるアシスト量を決定し、そのアシスト量を示す指令信号をコントローラ２０に送信する。減速フューエルカット時には、エンジンＥＣＵ１８では、減速フューエルカットを行っていることを示すフューエルカット信号をコントローラ２０に送信する。また、エンジンＥＣＵ１８では、コントローラ２０からのスロットルバルブ１６の開度を示す指令信号を受信すると、その指令信号に基づいてスロットルバルブ１６の開度を制御する。
【００２６】
排気側では、まず、エンジン１０から排気された排気ガスは、ターボチャージャ１１のタービン１１ａを回転させる。この際、排気エネルギは、加速時等にはターボチャージャ１１によるアシストによって消費され、減速時には電動機１２による発電によって消費される。タービン１１ａを通過した排気ガスは、排気浄化触媒１７で浄化される。
【００２７】
排気浄化触媒１７は、マフラ（図示せず）内に設けられ、各種金属や金属酸化物をペレット状にしたものを容器内に詰めたものあるいはモノリス状のものを容器内に並べたものである。そして、排気浄化触媒１７では、この容器中に排気ガスが通過すると排気ガスの毒性を吸収するとともに、排気エネルギに応じた排気温によって触媒温度が変動する。排気浄化触媒１７は、触媒が活性状態となる適正温度範囲があり、触媒温度が適正温度範囲より高温または低温となると浄化性能が劣化する。また、排気浄化触媒１７は、触媒温度が高温時に排気ガス中の酸素量が増加すると過酸素状態となり、浄化性能が劣化する。
【００２８】
ターボチャージャ１１は、エンジン１０からの排気エネルギを利用して過給圧を上げる。ターボチャージャ１１では、排気通路１４側にタービン１１ａ、吸気通路１３側にコンプレッサ１１ｂが配設されており、両ホイールがシャフト１１ｃで連結されている。このシャフト１１ｃの中央部には、電動機１２の一構成要素であるロータ（図示せず）が固定されている。
【００２９】
電動機１２は、三相交流モータであり、ターボチャージャ１１の過給圧をアシストするとともに回生時にはバッテリ１９を充電する。電動機１２は、磁石が設けられたロータの周囲にステータ（図示せず）が配設されている。ステータは、複数枚の積層鋼板に巻線を巻いたものであり、ターボチャージャ１１のハウジングに対して固定されている。電動機１２は、ロータ及びステータを主たる構成要素として、シャフト１１ｃを出力軸としてターボチャージャ１１のハウジングの内部に構築されている。電動機１２では、コントローラ２０から三相の各巻線に電力が順次供給されると磁界が順次発生し、この三相に発生する磁界とロータの磁石との磁界との相互作用によってロータが回転する。
【００３０】
コントローラ２０は、電動機１２の駆動及び回生は制御する装置であり、ＤＣ−ＤＣコンバータ（図示せず）、インバータ（図示せず）、発電量決定手段としても機能するコントローラＩＣ[Integrated Circuit]（図示せず）等からなる。
【００３１】
ＤＣ−ＤＣコンバータは、バッテリ１９とインバータとの間に接続され、バッテリ１９とインバータとで出入力される直流電力を変換する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータは、トランジスタ（図示せず）を備えており、このトランジスタのオン／オフによって電動機１２の発電量を調整する。ＤＣ−ＤＣコンバータでは、コントローラＩＣからのゲート信号に基づいてトランジスタがオン／オフし、トランジスタがオンしている時間が回生可能時間の場合には電動機１２で発電した電力をバッテリ１９に出力する。
【００３２】
インバータは、６つのＦＥＴ[Field Effect Transistor]（図示せず）を備えており、この６つのＦＥＴによって電動機１２の三相の巻線に対して上側アーム及び下側アームを各々構成している。インバータでは、コントローラＩＣからの６つのゲート信号に基づいて各相の上側アーム又は下側アームが通電し、電動機１２の三相の巻線に電力を各々供給する。
【００３３】
コントローラＩＣは、加速時等には、エンジンＥＣＵ１８からの電動機１２によるアシスト量を示す指令信号に基づいて電動機１２の目標回転数を決定するとともに、電動機１２の三相の巻線の各端子に生じる逆起電力に基づいて電動機１２のロータの位置を検出する。そして、コントローラＩＣでは、目標回転数とロータの位置に基づいて６つのゲート信号を生成し、このゲート信号をインバータに送信する。また、コントローラＩＣでは、減速時には、バッテリ１９に設けられた電力センサ（図示せず）で検出したバッテリ充電量等に基づいて電動機１２の発電量を決定する。そして、コントローラＩＣでは、決定した発電量に基づいてゲート信号を生成し、このゲート信号をＤＣ−ＤＣコンバータに送信する。
【００３４】
特に、コントローラＩＣでは、発電量を決定する際に以下のような処理を行う。そのために、コントローラＩＣでは、排気浄化触媒１７に設けられた温度センサ（図示せず）からの触媒温度を示す検出信号及びバッテリ１９に設けられた電力センサからのバッテリ充電量を示す検出信号を取り入れている。コントローラＩＣでは、触媒温度が適正温度範囲か否かを判定する。触媒温度が適正温度範囲内の場合、コントローラＩＣでは、上記した通常制御により、バッテリ充電量等に基づいて電動機１２の発電量を決定する。触媒温度が下限の適正温度以下の場合、コントローラＩＣでは、発電量を０に決定する。触媒温度が上限の適正温度以上の場合、コントローラＩＣでは、エンジンＥＣＵ１８からフューエルカット信号を受信しているか否かを判定する。フューエルカット信号を受信している場合、コントローラＩＣでは、電動機１２の発電を禁止するために、スロットルバルブ１６の開度を全閉する指令信号をエンジンＥＣＵ１８に送信する。フューエルカット信号を受信していない場合、コントローラＩＣでは、バッテリ充電量が上限量か否かを判定する。バッテリ充電量が上限量に達している場合、コントローラＩＣでは、発電量を０に決定する。バッテリ充電量が上限量に達していない場合、コントローラＩＣでは、触媒温度とバッテリ充電量とに基づいて通常制御時の発電量に対する発電量アップ割合を設定する。そして、コントローラＩＣでは、バッテリ充電量等に基づいて電動機１２の通常制御時の発電量を決定し、この通常制御時の発電量と発電量アップ割合から発電量を決定する。なお、バッテリ充電量の上限量は、バッテリ１９に充電可能な限界の充電量であり、これ以上充電すると過充電となる量である。
【００３５】
なお、発電量アップ割合は、図４に示すマップＭＰにより設定される。マップＭＰは、コントローラＩＣに記憶されており、バッテリ充電量と触媒温度に応じた発電量アップ割合を示している。マップＭＰから判るように、バッテリ充電量が少ないほど発電量アップ割合を増加させ、触媒温度が高くなるほど発電量アップ割合を増加させる。触媒温度が高くなるほど発電量アップ割合を増加させるのは、発電量が増加すると電動機１２での排気エネルギの消費量が増加するので、排気浄化触媒１７に入る排気エネルギが減少し、触媒温度を低下させることができる。ちなみに、発電量アップ割合が０％の場合には発電量は通常制御時の発電量となり、４０％の場合には発電量は通電制御時の発電量の１．４倍の発電量になる。
【００３６】
図１及び図４を参照して、エンジンシステム１における電動機１２での発電時の動作を、コントローラ２０における触媒温度が低温時の制御と触媒温度が高温時の制御とに分けて説明する。触媒温度が低温時の制御については図２のフローチャートに沿って説明し、触媒温度が高温時の制御については図３のフローチャートに沿って説明する。図２は、コントローラにおける触媒温度が低温時の制御を示すフローチャートである。図３は、コントローラにおける触媒温度が高温時の制御を示すフローチャートである。
【００３７】
まず、触媒温度が低温時の制御について説明する。
【００３８】
コントローラ２０におけるコントローラＩＣでは、触媒温度が低温側適正温度以下か否かを判定する（Ｓ１０）。
【００３９】
Ｓ１０にて触媒温度が低温側適正温度以下の場合、コントローラＩＣでは、発電量を０に決定し、発電量が０となるようにゲート信号を生成し、このゲート信号をＤＣ−ＤＣコンバータに送信する（Ｓ１１）。このゲート信号を受信すると、ＤＣ−ＤＣコンバータでは、ゲート信号に基づいて電動機１２での発電を禁止し、バッテリ１９への充電を停止する。その結果、電動機１２では排気エネルギを消費しないので、排気浄化触媒１７に流れ込む排気エネルギが発電時に比べて増加し、排気温が上昇して触媒温度が上昇する。やがて、触媒温度が適正温度範囲となり、触媒が活性状態となり、排気浄化触媒１７では正常に排気ガスを浄化する。
【００４０】
Ｓ１０にて触媒温度が低温側適正温度より高い（適正温度範囲の）場合、コントローラＩＣでは、通常制御により、バッテリ充電量等に基づいて発電量を決定し、この決定した発電量となるようにゲート信号を生成し、このゲート信号をＤＣ−ＤＣコンバータに送信する（Ｓ１２）。このゲート信号を受信すると、ＤＣ−ＤＣコンバータでは、ゲート信号に基づいて電動機１２で発電させ、バッテリ１９に充電する。この場合、触媒温度が適正温度範囲なので、触媒が活性状態であり、排気浄化触媒１７では正常に排気ガスを浄化している。
【００４１】
次に、触媒温度が高温時の制御について説明する。
【００４２】
コントローラ２０におけるコントローラＩＣでは、触媒温度が高温側適正温度以上か否かを判定する（Ｓ２０）。
【００４３】
Ｓ２０にて触媒温度が高温側適正温度以上の場合、コントローラＩＣでは、減速フューエルカット中か否かを判定する（Ｓ２１）。
【００４４】
Ｓ２１にて減速フューエルカット中の場合、コントローラＩＣでは、スロットルバルブ１６を全閉する指令信号をエンジンＥＣＵ１８に送信する（Ｓ２２）。この指令信号を受信すると、エンジンＥＣＵ１８では、スロットルバルブ１６を全閉に制御する。スロットルバルブ１６が全閉すると、エンジン１０には空気が吸入されないので、エンジン１０から排気ガスも放出されなくなる。そのため、ターボチャージャ１１のタービン１１ａの回転も停止するので、電動機１２での発電も禁止される。また、エンジン１０から排気ガスが放出されなくなるので、排気浄化装置１７に流れ込む排気ガス（排気エネルギ）も無くなり、触媒温度が低下する。やがて、触媒温度が適正温度範囲になるとともに排気浄化装置１７内の空気量（酸素量）も低減しあるいは無くなり、触媒が活性状態となり、排気浄化触媒１７では正常に排気ガスを浄化する。
【００４５】
Ｓ２１にて減速フューエルカット中でない場合、コントローラＩＣでは、バッテリ充電量が上限量に達しているか否かを判定する（Ｓ２３）。
【００４６】
Ｓ２３にてバッテリ充電量が上限量に達している場合、バッテリ１９にはこれ以上充電することができので、コントローラＩＣでは、発電量を０に決定し、発電量が０となるようにゲート信号を生成し、このゲート信号をＤＣ−ＤＣコンバータに送信する（Ｓ２４）。このゲート信号を受信すると、ＤＣ−ＤＣコンバータでは、ゲート信号に基づいて電動機１２での発電を禁止し、バッテリ１９への充電を停止する。
【００４７】
Ｓ２３にてバッテリ充電量が上限量に達していない場合、コントローラＩＣでは、触媒温度とバッテリ充電量とに基づいてマップＭＰから発電量アップ割合を決定し（図４参照）、発電量アップ割合に応じて通常制御時の発電量を増量した発電量に決定する（Ｓ２５）。そして、コントローラＩＣでは、決定した発電量となるようにゲート信号を生成し、このゲート信号をＤＣ−ＤＣコンバータに送信する（Ｓ２５）。このゲート信号を受信すると、ＤＣ−ＤＣコンバータでは、ゲート信号に基づいて電動機１２で通常制御時よりも多量に発電させ、バッテリ１９に充電する。その結果、電動機１２では排気エネルギを通常制御時よりも多く消費するので、排気浄化触媒１７に流れ込む排気エネルギが通常制御時に比べて減少し、排気温が低下して触媒温度が低下する。やがて、触媒温度が適正温度範囲となり、触媒が活性状態となり、排気浄化触媒１７では正常に排気ガスを浄化する。
【００４８】
Ｓ２０にて触媒温度が高温側適正温度未満の（適正温度範囲の）場合、コントローラＩＣでは、図２のＳ１２の処理と同様に、通常の発電制御を行う（Ｓ２６）。
【００４９】
コントローラ２０によれば、排気浄化触媒１７の温度が適正温度範囲の下限温度よりも低下した場合でも、電動機１２における発電を禁止する制御を行うので、電動機１２における排気エネルギの回収が無くなり、その排気エネルギの維持によって触媒温度を上昇させる。
【００５０】
また、コントローラ２０によれば、排気浄化触媒１７の温度が適正温度の上限温度よりも上昇した場合でも、触媒温度とバッテリ充電量とに基づいて電動機１２における発電量を増加する制御を行うので、電動機１２における排気エネルギの回収が増加し、その排気エネルギの減少によって触媒温度を低下させる。この際、バッテリ充電量に応じて発電量を決定しているので、バッテリ１９に過充電されることはない。
【００５１】
特に、コントローラ２０によれば、排気浄化触媒１７の温度が適正温度の上限温度よりも上昇時かつ減速フューエルカット時に排気浄化触媒１７が過酸素状態になった場合でも、スロットルバルブ１６を全閉する制御を行うので、排気浄化触媒１７には流れ込む空気量を低減しあるいは無くし、過酸素状態を解消する。この際、エンジン１０に吸入される空気が無くなるので、エンジン１０からの排気エネルギも無くなり、電動機１２での発電も禁止される。
【００５２】
上記のように、コントローラ２０では、排気浄化触媒１７の温度を適正温度内になるように電動機１２の発電量を決定しているので、排気浄化触媒１７での浄化性能を劣化させることなく電動機１２での発電を行うことができる。
【００５３】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００５４】
例えば、本実施の形態ではターボチャージャに組み込まれた発電機能を有する電動機に適用したが、ターボチャージャに組み込まれた発電機にも適用可能である。
【００５５】
また、本実施の形態ではエンジンを制御するエンジンＥＣＵと電動機を制御するコントローラを別々に構成したが、一体で構成してもよい。
【００５６】
また、本実施の形態ではコントローラにおいて触媒温度が適正温度範囲に対して低温側での制御及び高温側での制御を行う構成であるが、低温側での制御あるいは高温側での制御のいずれか一方側の制御のみを行う構成でもよい。
【００５７】
また、本実施の形態ではＤＣ−ＤＣコンバータを制御することによって電動機の発電量を制御したが、ターボチャージャのタービンに作用する排気流量を制御することによって電動機の発電量を制御してもよい。例えば、バリアブルノイズ機構によってバリアブルノズルを制御することによって排気流量を制御してもよいし、タービン容量可変機構によってタービン容量を制御することによって排気流量を制御してもよいし、あるいは、排気通路上にターボチャージャをバイパスする通路が設けられるとともにこの通路上にウェイストゲートバルブが設けられ、このウェイストゲートバルブの開閉を制御することによって排気流量を制御してもよい。
【００５８】
また、本実施の形態では触媒温度が低温時や触媒温度が高温時かつ減速フューエルカット時には電動機による発電を禁止したが、通常制御時の発電量を減量した発電量により発電を継続してもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、発電機で発電を行っている場合でも、排気浄化装置の温度を適正温度に維持することができ、排気浄化装置における浄化性能が低下しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る電動機付ターボチャージャを備えるエンジンシステムの構成図である。
【図２】図１のコントローラにおける触媒温度が低温時の制御を示すフローチャートである。
【図３】図１のコントローラにおける触媒温度が高温時の制御を示すフローチャートである。
【図４】図１のコントローラで保持されるバッテリ充電量と触媒温度に応じた発電量アップ割合を示すマップである。
【符号の説明】
１…エンジンシステム、２…トランスミッション、１０…エンジン、１１…ターボチャージャ、１１ａ…タービン、１１ｂ…コンプレッサ、１１ｃ…シャフト、１２…電動機、１３…吸気通路、１４…排気通路、１５…インタークーラ、１６…スロットルバルブ、１７…排気浄化触媒、１８…エンジンＥＣＵ、１９…バッテリ、２０…コントローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine including a turbocharger with a generator in which a generator is provided in a turbine.
[0002]
[Prior art]
The turbocharger supercharges the intake air amount of the engine in order to obtain a high output engine output characteristic. However, in the case of a turbocharger, since the exhaust energy of the engine is used, the rise of the supercharging pressure in the low rotation range where the exhaust energy is low is poor, and the engine output characteristics in the low rotation range are poor compared to the high rotation range. Therefore, an electric motor (motor) is incorporated in the turbine / compressor of the turbocharger, and a turbocharger with an electric motor for obtaining a desired supercharging pressure by forcibly driving the turbine / compressor with the electric motor has been developed.
[0003]
In the case of an electric motor, it can also function as a generator that converts energy applied to the electric motor into electric energy. Therefore, when the driving force by the electric motor is not required during deceleration operation, the electric motor incorporated in the turbocharger generates power using exhaust gas from the engine and collects the exhaust energy as electric energy (patent) Reference 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-11-324688
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When power is generated by the electric motor, exhaust energy is recovered, which affects the temperature of an exhaust purification device provided downstream of the turbocharger. However, the electric motor incorporated in the conventional turbocharger is not controlled in consideration of the temperature of the exhaust purification device. Therefore, the purification performance of the exhaust purification device may be reduced.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine including a turbocharger with a generator that controls the generator in consideration of the temperature of the exhaust purification device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An internal combustion engine control device including a turbocharger with a generator according to the present invention is a control device for an internal combustion engine including a turbocharger in which a generator is provided in a turbine, in the exhaust pipe of the internal combustion engine and downstream of the turbocharger. An exhaust purification device provided; and a power generation amount determining means for determining a power generation amount of the generator based on a temperature of the exhaust purification device and a charge amount of a battery that charges power generated by the generator. A throttle valve for adjusting the intake air amount in the intake pipe of the internal combustion engine and upstream of the turbocharger; With The power generation amount determining means suppresses the power generation amount when the temperature of the exhaust purification device is outside the proper range, and suppresses the power generation amount when the temperature of the exhaust purification device is equal to or higher than a predetermined temperature and the fuel supply is stopped. Close the valve It is characterized by that.
[0008]
The control device for an internal combustion engine including the turbocharger with a generator includes an exhaust purification device provided in the exhaust pipe of the internal combustion engine and downstream of the turbocharger. The amount of power generation is calculated based on the temperature of the exhaust purification device. Determine and control the generator. For this reason, the generator recovers the exhaust energy corresponding to the amount of power generation, and the exhaust gas temperature corresponds to the exhaust energy after the recovery. Therefore, the exhaust gas purification device has an appropriate temperature and exhibits an appropriate purification performance.
[0010]
In the control device for an internal combustion engine including this turbocharger with a generator, when the temperature of the exhaust purification device is outside the proper range, the power generation amount is controlled to be lower than the power generation amount during normal control. For this reason, when the temperature of the exhaust purification device is lower than the appropriate range, the recovery of exhaust energy by power generation by the generator is reduced compared to that during normal control, so the exhaust temperature is lower than during normal control according to the exhaust energy. Therefore, the temperature of the exhaust emission control device rises to an appropriate temperature.
[0011]
Note that the appropriate range of the temperature of the exhaust purification device is a temperature range in which the purification performance of the exhaust purification device does not deteriorate. In addition, the suppression of power generation includes prohibiting power generation by setting the power generation amount to zero.
[0013]
In the control device for an internal combustion engine provided with the turbocharger with a generator, a throttle valve for adjusting the intake air amount is provided in the intake pipe of the internal combustion engine and upstream of the turbocharger. In this case, when the fuel supply to the engine is stopped, the throttle valve is closed. The reason for performing the control in this way will be described below. When generating power using exhaust energy, normally when the fuel supply to the engine is stopped during deceleration, the throttle valve is opened to increase the amount of intake air and increase the exhaust energy flowing to the turbine. Increase. However, when the amount of air (oxygen amount) entering the exhaust purification device also increases when the exhaust purification device is at a high temperature, the exhaust purification device (catalyst) becomes an overoxygen state and the catalyst deteriorates. Therefore, in the case of the above conditions, by closing the throttle valve and reducing the amount of air sucked into the engine to zero, the exhaust gas exhausted from the engine is reduced or eliminated, so the amount of air entering the exhaust purification device is reduced. However, the catalyst can be prevented from being deteriorated due to an overoxygen state. Incidentally, when the throttle valve is closed, the exhaust gas exhausted from the engine is reduced or eliminated, so that the amount of power generated by the generator is also suppressed.
[0014]
Further, in the control device for an internal combustion engine including the generator-equipped turbocharger according to the present invention, the power generation amount determining means may be configured to increase the power generation amount when the temperature of the exhaust purification device is equal to or higher than a predetermined temperature. .
[0015]
In the control device for an internal combustion engine including the turbocharger with a generator, when the exhaust purification device is at a predetermined temperature or higher, the power generation amount is increased from the power generation amount during the normal control, and the generator is controlled. As a result, the recovery of exhaust energy by power generation at the generator increases compared to that during normal control, so the exhaust temperature will be lower than during normal control according to the exhaust energy. It becomes temperature.
[0016]
The “predetermined temperature” described in claim 3 and the “predetermined temperature” described in claim 4 do not have to be the same temperature.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a control device for an internal combustion engine provided with a turbocharger with a generator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
In the present embodiment, the control device for an internal combustion engine including the turbocharger with a generator according to the present invention is applied to a controller of an electric motor incorporated in a turbocharger mounted on an automobile. The electric motor according to the present embodiment assists supercharging by a turbocharger at the time of acceleration or the like, generates electric power using exhaust energy from the engine at the time of deceleration, and is controlled by a controller as a control device.
[0019]
With reference to FIG. 1, the structure of the engine system 1 which concerns on this Embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a configuration diagram of an engine system including a turbocharger with an electric motor according to the present embodiment.
[0020]
The engine system 1 is mounted on a vehicle, obtains a driving force for driving the vehicle by the engine 10, and outputs the driving force to driving wheels (not shown) via the transmission 2. In the engine system 1, the intake air amount of the engine 10 is supercharged by the turbocharger 11 in order to improve the output characteristics of the engine 10. Further, in the engine system 1, the turbocharger 11 is forcibly driven by the electric motor 12 in order to improve the rising of the supercharging pressure in the low rotation range. Further, in the engine system 1, power is generated by the electric motor 12 during deceleration or the like.
[0021]
The engine 10 sucks air from the intake passage 13 and exhausts exhaust gas to the exhaust passage 14. In the intake passage 13, a compressor side of the turbocharger 11, an intercooler 15, a throttle valve 16 and the like are provided from the upstream side. The exhaust passage 14 is provided with, from the upstream side, the turbine side of the turbocharger 11, an exhaust purification catalyst 17 as an exhaust purification device, and the like.
[0022]
On the intake side, first, air sucked from the uppermost stream of the intake passage 13 is supercharged by the turbocharger 11. The temperature of the intake air that has exited from the turbocharger 11 rises due to a pressure increase due to supercharging. Therefore, in the intercooler 15, the temperature of the intake air whose temperature has increased is lowered by an air cooling method, and the charging efficiency is improved. Subsequently, the throttle valve 16 adjusts the amount of intake air to the engine 10. This adjusted air is taken into the engine 10. The throttle valve 16 is an electronically controlled valve, and its opening degree is determined and controlled by an engine ECU [Electronic Control Unit] 18.
[0023]
The engine ECU 18 is an electronic control unit including a CPU [Central Processing Unit], a ROM [Read Only Memory], a RAM [Random Access Memory], and the like. The engine ECU 18 is connected to various sensors, sets various control values based on detection values from the various sensors, and controls the engine 10 and each part related to the engine 10.
[0024]
The engine ECU 18 controls the opening degree of the throttle valve 16 by setting the opening degree of the throttle valve 16 based on the operation amount of an accelerator pedal (not shown). Further, the engine ECU 18 sets the fuel injection amount based on the operation amount with the accelerator pedal, and controls an electronically controlled fuel injection device (not shown). In particular, when the vehicle is decelerated or stopped, the engine ECU 18 sets the fuel injection amount to 0 and stops the fuel supply to the engine 10 (fuel cut). Further, at the time of deceleration fuel cut, the engine ECU 18 controls the opening of the throttle valve 16 to be fully open. This is because the amount of air sucked into the engine 10 is increased to increase the exhaust gas (exhaust energy), and the amount of power generated by the motor 12 is increased by the increased exhaust energy.
[0025]
Further, the engine ECU 18 transmits and receives the following various signals to and from the controller 20 that controls the electric motor 12. During acceleration or the like, the engine ECU 18 determines an assist amount by the electric motor 12 based on the engine speed of the engine 10 and transmits a command signal indicating the assist amount to the controller 20. At the time of the deceleration fuel cut, the engine ECU 18 transmits a fuel cut signal indicating that the deceleration fuel cut is being performed to the controller 20. Further, when the engine ECU 18 receives a command signal indicating the opening degree of the throttle valve 16 from the controller 20, the engine ECU 18 controls the opening degree of the throttle valve 16 based on the command signal.
[0026]
On the exhaust side, first, the exhaust gas exhausted from the engine 10 rotates the turbine 11 a of the turbocharger 11. At this time, the exhaust energy is consumed by assistance from the turbocharger 11 during acceleration or the like, and is consumed by power generation by the electric motor 12 during deceleration. Exhaust gas that has passed through the turbine 11 a is purified by the exhaust purification catalyst 17.
[0027]
The exhaust purification catalyst 17 is provided in a muffler (not shown), and is formed by packing various metals or metal oxides into pellets, or arranging monoliths in a container. . In the exhaust purification catalyst 17, when the exhaust gas passes through the container, the toxicity of the exhaust gas is absorbed and the catalyst temperature varies depending on the exhaust temperature corresponding to the exhaust energy. The exhaust purification catalyst 17 has an appropriate temperature range in which the catalyst is activated, and the purification performance deteriorates when the catalyst temperature is higher or lower than the appropriate temperature range. Further, the exhaust purification catalyst 17 enters an overoxygen state when the amount of oxygen in the exhaust gas increases when the catalyst temperature is high, and the purification performance deteriorates.
[0028]
The turbocharger 11 increases the supercharging pressure using the exhaust energy from the engine 10. In the turbocharger 11, a turbine 11a is disposed on the exhaust passage 14 side, and a compressor 11b is disposed on the intake passage 13 side, and both wheels are connected by a shaft 11c. A rotor (not shown) which is one component of the electric motor 12 is fixed to the central portion of the shaft 11c.
[0029]
The electric motor 12 is a three-phase AC motor that assists the supercharging pressure of the turbocharger 11 and charges the battery 19 during regeneration. The electric motor 12 has a stator (not shown) disposed around a rotor provided with a magnet. The stator is formed by winding a plurality of laminated steel plates, and is fixed to the housing of the turbocharger 11. The electric motor 12 is constructed inside a housing of the turbocharger 11 with a shaft 11c as an output shaft, with a rotor and a stator as main components. In the electric motor 12, when electric power is sequentially supplied from the controller 20 to the three-phase windings, a magnetic field is sequentially generated, and the rotor is rotated by the interaction between the magnetic field generated in the three-phase and the magnetic field of the rotor magnet.
[0030]
The controller 20 is a device that controls the drive and regeneration of the electric motor 12, and is a controller IC [Integrated Circuit] (FIG. 5) that also functions as a DC-DC converter (not shown), an inverter (not shown), and a power generation amount determining means. (Not shown).
[0031]
The DC-DC converter is connected between the battery 19 and the inverter, and converts DC power input / output between the battery 19 and the inverter. The DC-DC converter includes a transistor (not shown), and adjusts the power generation amount of the electric motor 12 by turning on / off the transistor. In the DC-DC converter, the transistor is turned on / off based on the gate signal from the controller IC, and the electric power generated by the motor 12 is output to the battery 19 when the transistor is on during the regenerative time.
[0032]
The inverter includes six field effect transistors (FETs) (not shown). The six FETs constitute an upper arm and a lower arm for the three-phase windings of the electric motor 12, respectively. In the inverter, the upper arm or the lower arm of each phase is energized based on the six gate signals from the controller IC, and supplies power to the three-phase windings of the motor 12.
[0033]
The controller IC determines the target rotational speed of the electric motor 12 based on a command signal indicating the assist amount by the electric motor 12 from the engine ECU 18 during acceleration and the like, and is generated at each terminal of the three-phase winding of the electric motor 12. The position of the rotor of the electric motor 12 is detected based on the counter electromotive force. Then, the controller IC generates six gate signals based on the target rotational speed and the rotor position, and transmits these gate signals to the inverter. Further, the controller IC determines the amount of power generated by the electric motor 12 based on a battery charge amount detected by a power sensor (not shown) provided in the battery 19 during deceleration. Then, the controller IC generates a gate signal based on the determined power generation amount, and transmits this gate signal to the DC-DC converter.
[0034]
In particular, the controller IC performs the following processing when determining the power generation amount. Therefore, the controller IC incorporates a detection signal indicating a catalyst temperature from a temperature sensor (not shown) provided in the exhaust purification catalyst 17 and a detection signal indicating a battery charge amount from a power sensor provided in the battery 19. ing. The controller IC determines whether or not the catalyst temperature is within an appropriate temperature range. When the catalyst temperature is within the appropriate temperature range, the controller IC determines the power generation amount of the electric motor 12 based on the battery charge amount and the like by the above-described normal control. When the catalyst temperature is equal to or lower than the lower limit appropriate temperature, the controller IC determines the power generation amount to be zero. When the catalyst temperature is equal to or higher than the upper limit appropriate temperature, the controller IC determines whether or not a fuel cut signal is received from the engine ECU 18. When the fuel cut signal is received, the controller IC transmits to the engine ECU 18 a command signal for fully closing the opening of the throttle valve 16 in order to prohibit the power generation of the electric motor 12. When the fuel cut signal is not received, the controller IC determines whether or not the battery charge amount is the upper limit amount. When the battery charge amount has reached the upper limit amount, the controller IC determines the power generation amount to be zero. When the battery charge amount does not reach the upper limit amount, the controller IC sets a power generation amount increase ratio with respect to the power generation amount during normal control based on the catalyst temperature and the battery charge amount. The controller IC determines the power generation amount during normal control of the electric motor 12 based on the battery charge amount and the like, and determines the power generation amount from the power generation amount during this normal control and the power generation amount increase ratio. The upper limit amount of the battery charge amount is a limit charge amount that can be charged to the battery 19, and is an amount that is overcharged when the battery is charged more than this.
[0035]
Note that the power generation amount increase rate is set by a map MP shown in FIG. Map MP is memorize | stored in controller IC, and has shown the electric power generation amount increase rate according to battery charge amount and catalyst temperature. As can be seen from the map MP, the power generation amount increase rate increases as the battery charge amount decreases, and the power generation amount increase rate increases as the catalyst temperature increases. The higher the catalyst temperature, the higher the power generation rate increase rate. When the power generation amount increases, the amount of exhaust energy consumed by the motor 12 increases, so the exhaust energy entering the exhaust purification catalyst 17 decreases and the catalyst temperature decreases. Can be made. Incidentally, when the power generation amount increase rate is 0%, the power generation amount is the power generation amount during normal control, and when it is 40%, the power generation amount is 1.4 times the power generation amount during energization control.
[0036]
With reference to FIG.1 and FIG.4, the operation | movement at the time of the electric power generation with the electric motor 12 in the engine system 1 is divided into the control in case the catalyst temperature is low in the controller 20, and the control in case the catalyst temperature is high. Control when the catalyst temperature is low will be described with reference to the flowchart of FIG. 2, and control when the catalyst temperature is high will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 2 is a flowchart showing control when the catalyst temperature in the controller is low. FIG. 3 is a flowchart showing control when the catalyst temperature in the controller is high.
[0037]
First, control when the catalyst temperature is low will be described.
[0038]
The controller IC in the controller 20 determines whether or not the catalyst temperature is equal to or lower than the low temperature side appropriate temperature (S10).
[0039]
When the catalyst temperature is equal to or lower than the low temperature side proper temperature in S10, the controller IC determines the power generation amount to 0, generates a gate signal so that the power generation amount becomes 0, and transmits this gate signal to the DC-DC converter. (S11). When this gate signal is received, the DC-DC converter prohibits power generation by the electric motor 12 based on the gate signal and stops charging the battery 19. As a result, since the electric motor 12 does not consume exhaust energy, the exhaust energy flowing into the exhaust purification catalyst 17 increases as compared with the time of power generation, the exhaust temperature rises, and the catalyst temperature rises. Eventually, the catalyst temperature becomes an appropriate temperature range, the catalyst becomes active, and the exhaust purification catalyst 17 normally purifies the exhaust gas.
[0040]
When the catalyst temperature is higher than the low temperature side appropriate temperature in S10 (in the appropriate temperature range), the controller IC determines the power generation amount based on the battery charge amount or the like by normal control so that the determined power generation amount is obtained. A gate signal is generated, and this gate signal is transmitted to the DC-DC converter (S12). When this gate signal is received, the DC-DC converter causes the electric motor 12 to generate electric power based on the gate signal and charges the battery 19. In this case, since the catalyst temperature is in an appropriate temperature range, the catalyst is in an active state, and the exhaust gas purification catalyst 17 is normally purifying the exhaust gas.
[0041]
Next, control when the catalyst temperature is high will be described.
[0042]
The controller IC in the controller 20 determines whether or not the catalyst temperature is equal to or higher than the high temperature side appropriate temperature (S20).
[0043]
When the catalyst temperature is equal to or higher than the high temperature side appropriate temperature in S20, the controller IC determines whether or not the deceleration fuel cut is in progress (S21).
[0044]
When the deceleration fuel cut is in S21, the controller IC transmits a command signal for fully closing the throttle valve 16 to the engine ECU 18 (S22). When this command signal is received, the engine ECU 18 controls the throttle valve 16 to be fully closed. When the throttle valve 16 is fully closed, no air is sucked into the engine 10, and therefore no exhaust gas is released from the engine 10. Therefore, since the rotation of the turbine 11a of the turbocharger 11 is also stopped, power generation by the electric motor 12 is also prohibited. Further, since the exhaust gas is not released from the engine 10, there is no exhaust gas (exhaust energy) flowing into the exhaust purification device 17, and the catalyst temperature is lowered. Eventually, the catalyst temperature becomes an appropriate temperature range, and the amount of air (oxygen amount) in the exhaust purification device 17 is reduced or eliminated, the catalyst becomes active, and the exhaust purification catalyst 17 normally purifies the exhaust gas.
[0045]
When the deceleration fuel cut is not being performed in S21, the controller IC determines whether or not the battery charge amount has reached the upper limit amount (S23).
[0046]
When the battery charge amount reaches the upper limit amount in S23, the battery 19 can be charged any more, so the controller IC determines the power generation amount to be 0 and the gate signal so that the power generation amount becomes 0. And this gate signal is transmitted to the DC-DC converter (S24). When this gate signal is received, the DC-DC converter prohibits power generation by the electric motor 12 based on the gate signal and stops charging the battery 19.
[0047]
When the battery charge amount does not reach the upper limit amount in S23, the controller IC determines the power generation amount increase rate from the map MP based on the catalyst temperature and the battery charge amount (see FIG. 4), and sets the power generation amount increase rate. Accordingly, the power generation amount during the normal control is determined to be the increased power generation amount (S25). Then, the controller IC generates a gate signal so as to achieve the determined power generation amount, and transmits this gate signal to the DC-DC converter (S25). When this gate signal is received, the DC-DC converter causes the electric motor 12 to generate a larger amount of electricity than during normal control based on the gate signal, and charges the battery 19. As a result, since the motor 12 consumes more exhaust energy than during normal control, the exhaust energy flowing into the exhaust purification catalyst 17 decreases compared to during normal control, and the exhaust temperature decreases and the catalyst temperature decreases. Eventually, the catalyst temperature becomes an appropriate temperature range, the catalyst becomes active, and the exhaust purification catalyst 17 normally purifies the exhaust gas.
[0048]
When the catalyst temperature is lower than the appropriate temperature on the high temperature side (in the appropriate temperature range) in S20, the controller IC performs normal power generation control as in the process of S12 in FIG. 2 (S26).
[0049]
According to the controller 20, even when the temperature of the exhaust purification catalyst 17 falls below the lower limit temperature of the appropriate temperature range, the control for prohibiting the power generation in the electric motor 12 is performed. The catalyst temperature is raised by maintaining energy.
[0050]
Further, according to the controller 20, even when the temperature of the exhaust purification catalyst 17 rises above the upper limit temperature of the appropriate temperature, control is performed to increase the power generation amount in the electric motor 12 based on the catalyst temperature and the battery charge amount. The recovery of exhaust energy in the electric motor 12 increases, and the catalyst temperature is lowered by the reduction of the exhaust energy. At this time, since the power generation amount is determined according to the battery charge amount, the battery 19 is not overcharged.
[0051]
In particular, the controller 20 fully closes the throttle valve 16 even when the temperature of the exhaust purification catalyst 17 rises above the upper limit temperature of the appropriate temperature and the exhaust purification catalyst 17 is in an overoxygen state at the time of deceleration fuel cut. Since the control is performed, the amount of air flowing into the exhaust purification catalyst 17 is reduced or eliminated, and the overoxygen state is eliminated. At this time, no air is taken into the engine 10, so there is no exhaust energy from the engine 10, and power generation by the electric motor 12 is prohibited.
[0052]
As described above, since the controller 20 determines the power generation amount of the electric motor 12 so that the temperature of the exhaust purification catalyst 17 falls within the appropriate temperature, the electric motor 12 does not deteriorate the purification performance of the exhaust purification catalyst 17. Power generation at can be performed.
[0053]
As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, this invention is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment.
[0054]
For example, in this embodiment, the present invention is applied to an electric motor having a power generation function incorporated in a turbocharger. However, the present invention can also be applied to a generator incorporated in a turbocharger.
[0055]
In the present embodiment, the engine ECU that controls the engine and the controller that controls the motor are separately configured, but may be configured integrally.
[0056]
Further, in this embodiment, the controller is configured to perform control on the low temperature side and control on the high temperature side with respect to the appropriate temperature range of the catalyst temperature, but either control on the low temperature side or control on the high temperature side. A configuration in which only one-side control is performed may be used.
[0057]
Further, in the present embodiment, the power generation amount of the motor is controlled by controlling the DC-DC converter. However, the power generation amount of the motor may be controlled by controlling the exhaust flow rate acting on the turbine of the turbocharger. For example, the exhaust flow rate may be controlled by controlling the variable nozzle by a variable noise mechanism, the exhaust flow rate may be controlled by controlling the turbine capacity by a turbine capacity variable mechanism, or on the exhaust passage. In addition, a passage for bypassing the turbocharger may be provided, and a waste gate valve may be provided on the passage, and the exhaust flow rate may be controlled by controlling the opening and closing of the waste gate valve.
[0058]
Further, in the present embodiment, when the catalyst temperature is low or when the catalyst temperature is high and the deceleration fuel cut is performed, power generation by the electric motor is prohibited. However, power generation may be continued by reducing the power generation amount during normal control. .
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when power is generated by a generator, the temperature of the exhaust purification device can be maintained at an appropriate temperature, and the purification performance of the exhaust purification device does not deteriorate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an engine system including a turbocharger with an electric motor according to the present embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing control when the catalyst temperature is low in the controller of FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing control when the catalyst temperature is high in the controller of FIG. 1;
4 is a map showing a power generation amount increase ratio corresponding to a battery charge amount and a catalyst temperature held by the controller of FIG. 1; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine system, 2 ... Transmission, 10 ... Engine, 11 ... Turbocharger, 11a ... Turbine, 11b ... Compressor, 11c ... Shaft, 12 ... Electric motor, 13 ... Intake passage, 14 ... Exhaust passage, 15 ... Intercooler, 16 ... Throttle valve, 17 ... Exhaust gas purification catalyst, 18 ... Engine ECU, 19 ... Battery, 20 ... Controller

Claims (2)

タービンに発電機が設けられたターボチャージャを備える内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の排気管内であって前記ターボチャージャの下流に設けられる排気浄化装置と、
該排気浄化装置の温度および前記発電機により発電された電力を充電するバッテリの充電量に基づいて、前記発電機の発電量を決定する発電量決定手段と、
前記内燃機関の吸気管内であって前記ターボチャージャの上流に吸気量を調節するスロットルバルブと
を備え、
前記発電量決定手段は、前記排気浄化装置の温度が適正範囲外の場合に、前記発電量を抑制し、
前記発電量を抑制する場合に、前記排気浄化装置の温度が所定温度以上時かつ燃料供給停止時には前記スロットルバルブを閉じることを特徴とする発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置。In a control device for an internal combustion engine comprising a turbocharger provided with a generator in a turbine,
An exhaust purification device provided in the exhaust pipe of the internal combustion engine and downstream of the turbocharger;
A power generation amount determining means for determining a power generation amount of the generator based on a temperature of the exhaust gas purification device and a charge amount of a battery that charges power generated by the generator ;
A throttle valve for adjusting the intake air amount in the intake pipe of the internal combustion engine and upstream of the turbocharger ;
The power generation amount determining means suppresses the power generation amount when the temperature of the exhaust purification device is outside an appropriate range,
A control apparatus for an internal combustion engine comprising a turbocharger with a generator, wherein the throttle valve is closed when the temperature of the exhaust purification device is equal to or higher than a predetermined temperature and the fuel supply is stopped when the power generation amount is suppressed . 前記発電量決定手段は、前記排気浄化装置の温度が所定温度以上の場合に、前記発電量を増量することを特徴とする請求項１に記載する発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置。  2. The control device for an internal combustion engine having a turbocharger with a generator according to claim 1, wherein the power generation amount determining means increases the power generation amount when the temperature of the exhaust purification device is equal to or higher than a predetermined temperature. .
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