JP2009296726A - Rotating machine drive system - Google Patents

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Nobuhiro Ishii
宣広 石井
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Yanmar Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To separately use a driving source of a rotating machine achieving engine driving and motor driving through a gearbox. <P>SOLUTION: In a compressor drive system 1, a compressor 21 is driven by an engine 3 or a motor generator 4 or by both sides through the gearbox 6. When changing speed, power transmission from the engine 3 is cut and power transmission from the motor generator 4 is performed. The compressor 21 is driven by a parallel hybrid of the motor generator 4 and the engine 3. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、変速装置を介して回転機械をエンジン又はモータの一方或いは双方で駆動する回転機械駆動システムの技術に関する。   The present invention relates to a rotating machine drive system that drives a rotating machine with one or both of an engine and a motor via a transmission.

従来、変速装置を介して回転機械をエンジン又はモータの一方或いは双方で駆動する回転機械駆動システムの技術は公知となっている。回転機械とは、回転部が駆動されることにより流体の移送および圧力変化を行う機械である。具体的な回転機械としては、例えば冷媒圧縮機、油圧ポンプ等が挙げられる。
特許文献1は、冷凍サイクルの空気圧縮機をCONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION(CVT)や2段変速装置を介してエンジンで駆動する構成、並びにモータで駆動するシステムを開示している。
特開平9−109664号公報
Conventionally, the technology of a rotary machine drive system that drives a rotary machine with one or both of an engine and a motor via a transmission is known. A rotating machine is a machine that performs fluid transfer and pressure change by driving a rotating part. Specific examples of the rotating machine include a refrigerant compressor and a hydraulic pump.
Patent Document 1 discloses a configuration in which an air compressor of a refrigeration cycle is driven by an engine via a CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION (CVT) or a two-stage transmission, and a system driven by a motor.
JP-A-9-109664

しかし、特許文献1のシステムは、エンジン駆動とモータ駆動の切替え又は双方による駆動が可能であることを開示するのみであって、駆動源の使い分けまでは提示していない。
そこで、解決しようとする課題は、変速装置を介してのエンジン駆動及びモータ駆動が可能な回転機械の駆動源の使い分けを提示することである。
However, the system of Patent Document 1 only discloses that driving by switching between engine driving and motor driving or both is possible, and does not present the proper use of drive sources.
Therefore, the problem to be solved is to present the proper use of the drive source of the rotating machine capable of driving the engine and the motor via the transmission.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.

即ち、請求項1においては、変速装置を介して回転機械をエンジン又はモータの一方或いは双方で駆動する回転機械駆動システムにおいて、変速時には前記エンジンからの動力伝達を切断し、前記モータからの動力伝達を行うものである。   That is, in claim 1, in a rotary machine drive system that drives a rotary machine with one or both of an engine and a motor via a transmission, the power transmission from the engine is cut off at the time of a shift, and the power transmission from the motor is performed. Is to do.

請求項2においては、請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、前記モータは、モータジェネレータであるものである。   According to a second aspect of the present invention, in the rotary machine drive system according to the first aspect, the motor is a motor generator.

請求項3においては、請求項2記載の回転機械駆動システムにおいて、前記回転機械は、前記モータジェネレータと前記エンジンとのパラレルハイブリッドで駆動されるものである。   According to a third aspect of the present invention, in the rotary machine drive system according to the second aspect, the rotary machine is driven by a parallel hybrid of the motor generator and the engine.

請求項4においては、請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、前記モータは、外部電源によって駆動するものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the rotary machine drive system according to the first aspect, the motor is driven by an external power source.

請求項5においては、請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、前記変速装置は、増速駆動するものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the rotary machine drive system according to the first aspect, the transmission is driven to increase in speed.

請求項6においては、請求項2記載の回転機械駆動システムにおいて、前記モータジェネレータは、回転機械の回転数が低減したときには、エネルギー回生するものである。   According to a sixth aspect of the present invention, in the rotary machine drive system according to the second aspect, the motor generator regenerates energy when the rotational speed of the rotary machine is reduced.

請求項7においては、請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、前記回転機械は、始動時には前記モータで駆動され、前記回転機械が所定回転数に達したときには、前記エンジンで駆動されるものである。   According to a seventh aspect of the present invention, in the rotary machine drive system according to the first aspect, the rotary machine is driven by the motor at start-up, and is driven by the engine when the rotary machine reaches a predetermined rotational speed. is there.

請求項8においては、請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、前記エンジンは、前記変速装置のシフトに応じて燃料噴射量を所定量増減するものである。   According to an eighth aspect of the present invention, in the rotary machine drive system according to the first aspect, the engine increases or decreases a fuel injection amount by a predetermined amount in accordance with a shift of the transmission.

請求項9においては、請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、前記エンジンは、前記回転機械の回転負荷に応じてエンジン回転数が制御されるものである。   According to a ninth aspect of the present invention, in the rotary machine drive system according to the first aspect, the engine speed of the engine is controlled in accordance with a rotational load of the rotary machine.

請求項10においては、請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、前記エンジンは、前記変速装置の相対回転数が所定率以下で変速されるようにエンジン回転数が制御されるものである。   According to a tenth aspect of the present invention, in the rotary machine drive system according to the first aspect, the engine speed is controlled so that the engine is shifted at a predetermined speed or less.

請求項11においては、請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、前記変速装置は、自動切換え機構であるものである。   According to an eleventh aspect, in the rotating machine drive system according to the first aspect, the transmission is an automatic switching mechanism.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項1においては、エンジン駆動で変速するには回転差を吸収するクラッチが必要となるが、モータ駆動で変速を行うため回転差をモータで吸収できる。つまり、クラッチ、或いはシンクロメッシュ機構のような同期機構を省略して変速装置のコンパクト化を図ることができる。   According to the first aspect of the invention, a clutch that absorbs the rotation difference is required for shifting by the engine drive, but since the shift is performed by the motor drive, the rotation difference can be absorbed by the motor. In other words, the transmission can be made compact by omitting a synchronization mechanism such as a clutch or a synchromesh mechanism.

請求項2においては、モータがモータジェネレータであるため、エンジン駆動中は補機を駆動する電源を得ることができる。また、生成した電力をバッテリーへ蓄電することもできる。   According to the second aspect of the present invention, since the motor is a motor generator, a power source for driving the auxiliary machine can be obtained while the engine is driven. Further, the generated power can be stored in the battery.

請求項3においては、回転機械をモータジェネレータとエンジンとのパラレルハイブリッドで駆動するため、モータジェネレータ及びエンジンを小型化できる。つまり、低燃費の回転機械駆動システムを実現できる。同時に、インバータ及びバッテリー等も小型化できる。   According to the third aspect, since the rotating machine is driven by a parallel hybrid of the motor generator and the engine, the motor generator and the engine can be reduced in size. That is, a low fuel consumption rotary machine drive system can be realized. At the same time, the inverter and battery can be miniaturized.

請求項4においては、モータが外部電源で駆動するため、低騒音の回転機械駆動システムを実現できる。また、例えば夜間電力を利用することで、ランニングコストを低減できる。   According to the fourth aspect of the present invention, since the motor is driven by an external power source, a low-noise rotating machine drive system can be realized. Further, for example, the running cost can be reduced by using nighttime power.

請求項5においては、例えば回転機械駆動システムをコンテナ用冷凍装置に用いる場合には、冷媒循環量を増加させることができ、荷積み前のプルダウン時間を短縮できる。   In claim 5, for example, when a rotary machine drive system is used for a container refrigeration apparatus, the amount of refrigerant circulating can be increased, and the pull-down time before loading can be shortened.

請求項6においては、エネルギー回生による電力をバッテリーへ蓄電することができる。   In Claim 6, the electric power by energy regeneration can be stored in a battery.

請求項7においては、エンジンにとって燃費の悪い始動時から所定回転数までの低回転域をモータで駆動するため、低燃費の回転機械駆動システムを実現できる。   According to the seventh aspect of the present invention, since the motor is driven in a low rotational speed range from the start time when the fuel efficiency is poor for the engine to a predetermined rotational speed, a low fuel consumption rotary machine drive system can be realized.

請求項8においては、変速装置のシフトに伴うエンジン負荷の増減に対して、適正な燃料噴射量制御を実行できる。   According to the eighth aspect of the invention, it is possible to execute appropriate fuel injection amount control with respect to increase / decrease in engine load accompanying shift of the transmission.

請求項9においては、回転機械の回転負荷に応じてエンジン回転数を適正に制御できる。   According to the ninth aspect, the engine speed can be appropriately controlled according to the rotational load of the rotating machine.

請求項10においては、エンジン回転数を制御して相対回転数を所定回転率以下にするため、変速時のスリップを防止できる。   According to the tenth aspect of the present invention, since the engine speed is controlled so that the relative speed is equal to or lower than the predetermined rotation rate, slip at the time of shifting can be prevented.

請求項11においては、変速装置が自動切換え機構である回転機械駆動システムにおいて、請求項1に記載の効果が得ることができる。   In the eleventh aspect, in the rotary machine drive system in which the transmission is an automatic switching mechanism, the effect described in the first aspect can be obtained.

次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の実施例に係る圧縮機駆動システムの全体的な構成を示す構成図、図2は同じく圧縮機駆動システムの変速を示すテーブル図及びタイムチャート図、図3は同じく圧縮機駆動システムの運転を示すタイムチャート図である。図4は同じく圧縮機駆動システムの変速時の相対回転数及び燃料噴射量を示すタイムチャート図である。
Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a compressor drive system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a table diagram and time chart showing the shift of the compressor drive system, and FIG. 3 is also a compressor drive. It is a time chart figure which shows a driving | operation of a system. FIG. 4 is also a time chart showing the relative rotational speed and the fuel injection amount at the time of shifting of the compressor drive system.

まず、図1を用いて、本発明の実施例として冷凍コンテナ装置2に備えられる回転機械駆動システムとしての圧縮機変速駆動システム1について、簡単に説明する。
圧縮機変速駆動システム1は、エンジン3と、モータ及び発電機として機能するモータジェネレータ4と、変速装置6と、外部電源系統7と、コントローラ100と、を備えて構成されている。
First, a compressor transmission drive system 1 as a rotary machine drive system provided in a refrigeration container apparatus 2 as an embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIG.
The compressor transmission drive system 1 includes an engine 3, a motor generator 4 that functions as a motor and a generator, a transmission 6, an external power supply system 7, and a controller 100.

エンジン3は、ディーゼルエンジンであって、エンジン出力軸63を備えて構成されている。
モータジェネレータ4は、モータとジェネレータとが可逆であり兼用されるモータであって、モータ出力軸64を備えて構成されている。また、モータジェネレータ4は、圧縮機21を駆動している際に、圧縮機回転数の低減によって、エネルギー回生することができる。
The engine 3 is a diesel engine and includes an engine output shaft 63.
The motor generator 4 is a motor in which the motor and the generator are reversible and are used, and includes a motor output shaft 64. Further, the motor generator 4 can regenerate energy by driving the compressor 21 by reducing the rotational speed of the compressor.

変速装置6は、エンジン出力軸63と、圧縮機出力軸62と、エンジン出力軸63と圧縮機出力軸62との間に介装されるギヤ比が19:21である減速ギヤ連65並びにギヤ比が24:16である増速ギヤ連66と、減速ギヤ連65、増速ギヤ連66、又は両者の間に位置した中立を切換えるシフター67と、を備えて構成されている。シフター67は、ソレノイド又はモータ等により駆動され、コントローラ100によって自動的に切換えられる。また、圧縮機出力軸62とモータ出力軸64との間には、ギヤ比2.5の増速ギヤ連68が介装されている。なお、変速装置6において、減速ギヤ連65、増速ギヤ連66、及び増速ギヤ連68のギヤ比は、本実施例に限定されるものではない。   The transmission 6 includes an engine output shaft 63, a compressor output shaft 62, a reduction gear train 65 having a gear ratio of 19:21 interposed between the engine output shaft 63 and the compressor output shaft 62, and a gear. The speed increasing gear train 66 having a ratio of 24:16, and the speed reducing gear train 65, the speed increasing gear train 66, or a shifter 67 for switching the neutral position located between both are configured. The shifter 67 is driven by a solenoid or a motor and is automatically switched by the controller 100. Further, a speed increasing gear train 68 having a gear ratio of 2.5 is interposed between the compressor output shaft 62 and the motor output shaft 64. In the transmission 6, the gear ratios of the reduction gear train 65, the speed increasing gear train 66, and the speed increasing gear train 68 are not limited to the present embodiment.

変速装置6において、変速とは、減速ギヤ連65又は増速ギヤ連66から他方のギヤにシフトすることをいう。また、シフトとは、変速装置6が減速ギヤ連65、増速ギヤ連66、又は中立のうちのいずれから他の一つに切換えられることをいう。さらに、減速ギヤ連65及び増速ギヤ連66の回転数とは、エンジン出力軸63側のギヤの回転数をいうものとする。   In the transmission 6, shifting means shifting from the reduction gear train 65 or the speed increasing gear train 66 to the other gear. The shift means that the transmission 6 is switched from one of the reduction gear train 65, the speed-up gear train 66, or neutral to another one. Further, the rotational speeds of the reduction gear train 65 and the speed increasing gear train 66 are the rotational speeds of the gears on the engine output shaft 63 side.

外部電気系統7は、直流回路で構成され、ダイオード等で構成される整流器72を介して三相交流の外部商用電源を取り入れる外部電源プラグ71と、D/Dコンバータ74を介するバッテリー73と、インバータ76を介して電力が供給される凝縮器ファン25と、インバータ75を介して電力が供給される蒸発器ファン26と、インバータ77を介して電力が供給されるモータジェネレータ4と、を接続して構成されている。インバータ75・76・77は、それぞれスイッチング素子75a・76a・77a、ダイオード75b・76b・77bを備え、直流を交流に変換する装置である。   The external electric system 7 is composed of a DC circuit, an external power plug 71 for receiving a three-phase AC external commercial power supply via a rectifier 72 composed of a diode or the like, a battery 73 via a D / D converter 74, an inverter The condenser fan 25 to which electric power is supplied through 76, the evaporator fan 26 to which electric power is supplied through the inverter 75, and the motor generator 4 to which electric power is supplied through the inverter 77 are connected. It is configured. The inverters 75, 76, and 77 are devices that include switching elements 75a, 76a, and 77a and diodes 75b, 76b, and 77b, respectively, and convert direct current into alternating current.

冷凍コンテナ装置2は、冷媒を吸入して吐出する回転機械としての圧縮機21と、吐出された高温・高圧冷媒を凝縮させる凝縮器22と、凝縮器22を室外空気と熱交換させる凝縮器ファン25と、凝縮した冷媒を絞り膨張する膨張弁23と、2層流の冷媒を蒸発させる蒸発器24と、蒸発器24をコンテナ内空気と熱交換させる蒸発器ファン26と、を接続して構成されている。また、圧縮機21の吐出側には高圧センサー91、吸入側には低圧センサー92が設けられている。   The refrigeration container apparatus 2 includes a compressor 21 as a rotating machine that sucks and discharges refrigerant, a condenser 22 that condenses the discharged high-temperature and high-pressure refrigerant, and a condenser fan that exchanges heat between the condenser 22 and outdoor air. 25, an expansion valve 23 that squeezes and expands the condensed refrigerant, an evaporator 24 that evaporates the two-layer refrigerant, and an evaporator fan 26 that exchanges heat between the evaporator 24 and the air in the container. Has been. A high pressure sensor 91 is provided on the discharge side of the compressor 21 and a low pressure sensor 92 is provided on the suction side.

コントローラ100は、圧縮機変速駆動システム1によって、圧縮機21を駆動する機能を有する。また、コントローラ100は、モータジェネレータ4と、シフター67と、外部電源系統7の各装置と、高圧センサー91と、低圧センサー92とに接続され構成されている。さらに、コントローラ100は、高圧センサー91と低圧センサー92からの検出信号に基づいて、回転負荷としての圧縮機21の高低圧差を検出することができる。   The controller 100 has a function of driving the compressor 21 by the compressor speed change drive system 1. The controller 100 is connected to the motor generator 4, the shifter 67, each device of the external power supply system 7, the high voltage sensor 91, and the low voltage sensor 92. Furthermore, the controller 100 can detect the high / low pressure difference of the compressor 21 as a rotational load based on detection signals from the high pressure sensor 91 and the low pressure sensor 92.

このような構成とすることで、モータジェネレータ4は外部電源で駆動するため、低騒音の圧縮機変速駆動システム1を実現できる。また、夜間電力を利用することで、冷凍コンテナ装置2のランニングコストを低減できる。
また、増速ギヤ連66を用いることで、冷凍コンテナ装置2の冷媒循環量を増加させることができる。例えば、コンテナ内空気が十分に低くなったときの冷媒循環量の増加、或いは荷積み前のプルダウン時間を短縮できる。
With such a configuration, the motor generator 4 is driven by an external power supply, so that the low-noise compressor transmission drive system 1 can be realized. Moreover, the running cost of the refrigeration container apparatus 2 can be reduced by using nighttime electric power.
Further, by using the speed increasing gear train 66, the refrigerant circulation amount of the refrigeration container apparatus 2 can be increased. For example, it is possible to increase the refrigerant circulation amount when the air in the container becomes sufficiently low, or to shorten the pull-down time before loading.

次に、図2を用いて、圧縮機変速駆動システム1の変速について説明する。
本実施例の圧縮機変速駆動システム1は、変速時にはエンジン3からの動力伝達(以下、エンジン駆動)を切断し、モータジェネレータ4からの動力伝達(以下、モータ駆動)によって圧縮機21を運転する。また、以下のタイムチャート図において、網がけ部分は、モータ駆動による圧縮機21の運転を表している。なお、本実施例において、エンジン3の定格回転数は2500rpmとしている。
Next, the shift of the compressor shift drive system 1 will be described with reference to FIG.
The compressor speed change drive system 1 of the present embodiment cuts off power transmission from the engine 3 (hereinafter referred to as engine drive) at the time of shifting, and operates the compressor 21 by power transmission from the motor generator 4 (hereinafter referred to as motor drive). . In the following time chart diagrams, the shaded portion represents the operation of the compressor 21 driven by a motor. In this embodiment, the rated speed of the engine 3 is 2500 rpm.

図2に示すように、変速装置6が減速ギヤ連65にシフトされているエンジン駆動について説明する。圧縮機21は、エンジン3の出力回転が2500rpmであるため、減速ギヤ連65によって減速され2262rpmで運転される。また、モータジェネレータ4は、増速ギヤ連68によって5655rpmで運転され、ジェネレータとして電力を生成する。一方、シフトされていない増速ギヤ連66は、圧縮機21が2262rpmであるため、1508rpmとなる。このとき、エンジン3に対する増速ギヤ連66の回転数差は−992rpmとなる。   The engine drive in which the transmission 6 is shifted to the reduction gear train 65 as shown in FIG. 2 will be described. Since the output rotation of the engine 3 is 2500 rpm, the compressor 21 is decelerated by the reduction gear train 65 and is operated at 2262 rpm. The motor generator 4 is operated at 5655 rpm by the speed increasing gear train 68, and generates electric power as a generator. On the other hand, the unshifted speed increasing gear train 66 is 1508 rpm because the compressor 21 is 2262 rpm. At this time, the rotational speed difference of the speed increasing gear train 66 with respect to the engine 3 is −992 rpm.

また、変速装置6が中立とされているモータ駆動について説明する。エンジン3は2500rpmのまま駆動されている。モータジェネレータ4は、モータとして5655rpmから9375rpmに増速され、圧縮機21は、増速ギヤ連68によって、2262rpmから3750rpmに増速される。ここで、モータジェネレータ4がモータとして増速する前は、減速ギヤ連65は2500rpm、増速ギヤ連66は1508rpmとなる。このとき、エンジン3に対する増速ギヤ連66の回転数差は−992rpm、減速ギヤ連65の回転数差は0rpmとなる。
一方、モータジェネレータ4がモータとして増速した後は、減速ギヤ連65は4145rpm、増速ギヤ連66は2500rpmとなる。このとき、エンジン3に対する増速ギヤ連66の回転数差は0rpm、減速ギヤ連65の回転数差は+1645rpmとなる。
Further, motor drive in which the transmission 6 is neutral will be described. The engine 3 is driven at 2500 rpm. The motor generator 4 is increased from 5655 rpm to 9375 rpm as a motor, and the compressor 21 is increased from 2262 rpm to 3750 rpm by the speed increasing gear train 68. Here, before the motor generator 4 is accelerated as a motor, the reduction gear train 65 is 2500 rpm, and the acceleration gear train 66 is 1508 rpm. At this time, the rotational speed difference of the speed increasing gear train 66 relative to the engine 3 is −992 rpm, and the rotational speed difference of the reduction gear train 65 is 0 rpm.
On the other hand, after the motor generator 4 is accelerated as a motor, the reduction gear train 65 is 4145 rpm, and the acceleration gear train 66 is 2500 rpm. At this time, the rotational speed difference of the speed increasing gear train 66 relative to the engine 3 is 0 rpm, and the rotational speed difference of the reduction gear train 65 is +1645 rpm.

さらに、変速装置6が増速ギヤ連66にシフトされているエンジン駆動について説明する。圧縮機21は、エンジン3が2500rpmであるため、増速ギヤ連66によって3750rpmで運転される。また、モータジェネレータ4は、増速ギヤ連68によって9375rpmで運転され、ジェネレータとして電力を生成する。一方、シフトされていない減速ギヤ連65は、圧縮機21が3750rpmであるため、4145rpmとなる。このとき、エンジン3に対する増速ギヤ連66の回転数差は+1645rpmとなる。   Further, engine driving in which the transmission 6 is shifted to the speed increasing gear train 66 will be described. Since the engine 3 is 2500 rpm, the compressor 21 is operated at 3750 rpm by the speed increasing gear train 66. The motor generator 4 is operated at 9375 rpm by the speed increasing gear train 68, and generates electric power as a generator. On the other hand, the unshifted reduction gear train 65 is 4145 rpm because the compressor 21 has 3750 rpm. At this time, the rotational speed difference of the speed increasing gear train 66 with respect to the engine 3 is +1645 rpm.

このような構成とすることで、エンジン駆動で変速するには回転差を吸収するクラッチが必要となるが、モータ駆動で変速を行うため回転差をモータで吸収できる。つまり、クラッチ、或いはシンクロメッシュ機構のような同期機構を省略して変速装置6のコンパクト化を図ることができる。
また、モータジェネレータ4は、エンジン駆動中の生成した電力を、凝縮器ファン25及び蒸発器ファン26に供給する、或いはバッテリー73へ蓄電することができる。
By adopting such a configuration, a clutch that absorbs the rotational difference is required for shifting by the engine drive, but the rotational difference can be absorbed by the motor because the shift is performed by the motor drive. That is, the transmission 6 can be made compact by omitting a synchronization mechanism such as a clutch or a synchromesh mechanism.
Further, the motor generator 4 can supply the electric power generated while the engine is driven to the condenser fan 25 and the evaporator fan 26 or store the electric power in the battery 73.

次に、図3を用いて、圧縮機変速駆動システム1による圧縮機21の運転制御について説明する。図3において、横軸は時系列、縦軸は圧縮機回転数を表している。   Next, the operation control of the compressor 21 by the compressor transmission drive system 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents time series, and the vertical axis represents the compressor rotation speed.

まず、冷凍コンテナ装置2を作動させるために、コントローラ100は、圧縮機21をモータ駆動によって起動し、圧縮機21が所定回転数に達すれば減速ギヤ連65によってエンジン駆動に切換える(図3におけるa)。本実施例では、所定回転数をエンジン定格回転数2500rpmの1/2である1250rpmとしている。
このようにして、エンジン3にとって燃費の悪い始動時から所定回転数までの低回転域をモータジェネレータ4で駆動するため、低燃費の圧縮機変速駆動システム1を実現できる。
First, in order to operate the refrigeration container apparatus 2, the controller 100 starts the compressor 21 by motor driving, and switches to engine driving by the reduction gear train 65 when the compressor 21 reaches a predetermined rotational speed (a in FIG. 3). ). In this embodiment, the predetermined rotational speed is 1250 rpm which is 1/2 of the engine rated rotational speed 2500 rpm.
In this way, since the motor generator 4 is used to drive the low speed range from the starting time when the fuel efficiency is low for the engine 3 to the predetermined rotational speed, the compressor speed change drive system 1 with low fuel efficiency can be realized.

次に、コントローラ100は、圧縮機21をエンジン定格回転数2500rpmに対して減速ギヤ連65によって2262rpmで運転する。このとき、コントローラ100は、回転負荷としての圧縮機21の高低圧差に基づいてエンジン回転数を制御する(図3におけるb)
このようにして、圧縮機21の回転負荷としての圧縮機21の高低圧差に基づいてエンジン回転数を適正に制御できる
Next, the controller 100 operates the compressor 21 at 2262 rpm by the reduction gear train 65 with respect to the engine rated rotation speed 2500 rpm. At this time, the controller 100 controls the engine speed based on the high-low pressure difference of the compressor 21 as a rotational load (b in FIG. 3).
In this way, the engine speed can be appropriately controlled based on the high-low pressure difference of the compressor 21 as the rotational load of the compressor 21.

次に、急速に冷却する場合や負荷増加した場合等では、コントローラ100は、減速ギヤ連65から増速ギヤ連66にシフトするため、圧縮機21をエンジン駆動からモータ駆動によって運転する。次に、コントローラ100は、圧縮機21をエンジン定格回転数2500rpmに対して増速ギヤ連66によって3750rpmで運転する。次に、更に温度を下げたい場合などでは、コントローラ100は、圧縮機21をモータ駆動及びエンジン駆動によるパラレルハイブリッドで運転する(図3におけるc)。
このようにして、圧縮機変速駆動システム1をモータジェネレータ4とエンジン3とのパラレルハイブリッドで駆動するため、モータジェネレータ4及びエンジン3を小型化できる。つまり、低燃費の圧縮機変速駆動システム1を実現できる。同時に、インバータ75・76・77及びバッテリー73等も小型化できる。
Next, the controller 100 operates the compressor 21 from the engine drive to the motor drive in order to shift from the reduction gear train 65 to the speed-up gear train 66 when rapidly cooling or when the load increases. Next, the controller 100 operates the compressor 21 at 3750 rpm by the speed increasing gear train 66 with respect to the engine rated rotation speed 2500 rpm. Next, when it is desired to further reduce the temperature, the controller 100 operates the compressor 21 with a parallel hybrid driven by a motor and an engine (c in FIG. 3).
Thus, since the compressor speed change drive system 1 is driven by the parallel hybrid of the motor generator 4 and the engine 3, the motor generator 4 and the engine 3 can be reduced in size. That is, a low-fuel-consumption compressor transmission drive system 1 can be realized. At the same time, the inverters 75, 76, 77 and the battery 73 can be reduced in size.

次に負荷が減少した場合等では、コントローラ100は、増速ギヤ連66から減速ギヤ連65に変速して減速するために、圧縮機21をエンジン駆動からモータ駆動によって運転する(図3におけるd)。このとき、コントローラ100は、モータジェネレータ4をジェネレータとして、圧縮機回転数の3750rpmから2262rpmまでの低減を利用して、エネルギー回生すなわち電力を生成させる。
このようにして、圧縮機21の回転数が低減した場合は、モータジェネレータ4のエネルギー回生による電力をバッテリー73へ蓄電することができる。
Next, when the load decreases, the controller 100 operates the compressor 21 from the engine drive to the motor drive in order to shift the speed from the speed-up gear train 66 to the speed reduction gear train 65 (d in FIG. 3). ). At this time, the controller 100 uses the motor generator 4 as a generator to generate energy regeneration, that is, electric power by using the reduction in the compressor speed from 3750 rpm to 2262 rpm.
In this way, when the rotation speed of the compressor 21 is reduced, the electric power generated by the energy regeneration of the motor generator 4 can be stored in the battery 73.

次に、コントローラ100は、圧縮機21をエンジン定格回転数2500rpmに対して減速ギヤ連65によって2262rpmで運転し、上述したように圧縮機21の高低圧差に基づいてエンジン回転数を制御する(図3におけるb)。   Next, the controller 100 operates the compressor 21 at 2262 rpm by the reduction gear train 65 with respect to the engine rated speed of 2500 rpm, and controls the engine speed based on the high / low pressure difference of the compressor 21 as described above (FIG. B) in 3.

次に、図4を用いて、圧縮機変速駆動システム1による変速時におけるエンジン3と圧縮機21の相対回転数、並びにエンジン3の燃料噴射量制御について詳細に説明する。図4において、横軸は時系列を、縦軸は、下段から圧縮機21の回転数、エンジン3の燃料噴射量、変速装置6の相対回転数のエンジン定格回転数に対する割合を表している。   Next, the relative rotational speeds of the engine 3 and the compressor 21 and the fuel injection amount control of the engine 3 at the time of shifting by the compressor shift drive system 1 will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents time series, and the vertical axis represents the ratio of the rotational speed of the compressor 21, the fuel injection amount of the engine 3, and the relative rotational speed of the transmission 6 to the rated engine speed from the bottom.

上述したように、コントローラ100は、圧縮機21を減速ギヤ連65によってエンジン駆動によって運転し、変速時にはモータ駆動によって運転し、変速後には増速ギヤ連66によってエンジン駆動によって運転している。   As described above, the controller 100 operates the compressor 21 by engine driving with the reduction gear train 65, operates by motor driving at the time of shifting, and operates by engine driving by the speed increasing gear linkage 66 after shifting.

コントローラ100は、変速装置6が減速ギヤ連65から中立にシフトされるときは、エンジン3の負荷が低下するため、従来の燃料噴射制御に対しエンジン3の燃料噴射量をΔQ減少させる。一方、変速装置6が中立から増速ギヤ連66にシフトされるときは、エンジン3の負荷が上昇するため、従来の燃料噴射制御に対しエンジン3の燃料噴射量をΔQ増加させる。すなわち、コントローラ100は、従来の燃料噴射量制御に加え、予測される負荷の増減を加味した燃料噴射量制御をシフトと同時に実行する。
このようにして、変速装置6のシフトに伴うエンジン負荷の増減に対して、適正な燃料噴射量制御を実行できる。
When the transmission 6 is shifted from the reduction gear train 65 to the neutral position, the controller 100 reduces the fuel injection amount of the engine 3 by ΔQ with respect to the conventional fuel injection control because the load of the engine 3 decreases. On the other hand, when the transmission 6 is shifted from neutral to the speed increasing gear train 66, the load on the engine 3 increases, so that the fuel injection amount of the engine 3 is increased by ΔQ with respect to the conventional fuel injection control. That is, the controller 100 executes the fuel injection amount control that takes into account the increase or decrease of the predicted load in addition to the conventional fuel injection amount control simultaneously with the shift.
In this way, appropriate fuel injection amount control can be executed with respect to increase or decrease of the engine load accompanying the shift of the transmission 6.

コントローラ100は、変速装置6が中立から減速ギヤ連65又は増速ギヤ連66にシフトするときは、変速装置6の相対回転数が所定率以下となるようにエンジン回転数を制御する。ここで、相対回転数とは、エンジン回転数すなわちエンジン出力軸63の回転数に対し、エンジン出力軸63の回転数とシフトすべき減速ギヤ連65又は増速ギヤ連66の回転数との差の割合をいう。図4に示すように、具体的には、コントローラ100は、変速装置6が中立から増速ギヤ連66にシフトするとき(図4に示すa)、エンジン回転数を増速ギヤ連66の回転数に追従させるように制御し、相対回転数が5%以下になったときに増速ギヤ連66にシフトする。
このようにして、エンジン回転数を制御して相対回転数を所定回転率以下にするため、変速時のスリップを防止できる。
When the transmission 6 shifts from neutral to the reduction gear train 65 or the speed increase gear train 66, the controller 100 controls the engine speed so that the relative speed of the transmission 6 is less than a predetermined rate. Here, the relative rotational speed is the difference between the rotational speed of the engine output shaft 63 and the rotational speed of the reduction gear train 65 or the speed increasing gear train 66 to be shifted with respect to the engine rotational speed, that is, the rotational speed of the engine output shaft 63. The ratio of As shown in FIG. 4, specifically, when the transmission 6 shifts from neutral to the speed increasing gear train 66 (a shown in FIG. 4), the controller 100 rotates the engine speed of the speed increasing gear train 66. The speed is controlled so as to follow the number, and when the relative rotational speed becomes 5% or less, the speed-up gear train 66 is shifted.
In this way, the engine speed is controlled so that the relative speed is less than or equal to the predetermined rotation rate, so that slip at the time of shifting can be prevented.

本発明の実施例に係る圧縮機駆動システムの全体的な構成を示す構成図。The block diagram which shows the whole structure of the compressor drive system which concerns on the Example of this invention. 同じく圧縮機駆動システムの変速を示すテーブル図及びタイムチャート図。The table figure and time chart figure which similarly show the speed change of the compressor drive system. 同じく圧縮機駆動システムの運転を示すタイムチャート図。The time chart figure which similarly shows the driving | operation of a compressor drive system. 同じく圧縮機駆動システムの変速時の相対回転数及び燃料噴射量を示すタイムチャート図。The time chart which similarly shows the relative rotation speed at the time of the speed change of a compressor drive system, and fuel injection quantity.

符号の説明Explanation of symbols

1 圧縮機変速駆動システム
2 冷凍コンテナ装置
3 エンジン
4 モータジェネレータ
6 変速装置
7 外部電気系統
21 圧縮機
25 凝縮器ファン
26 蒸発器ファン
65 減速ギヤ連
66 増速ギヤ連
67 シフター
71 外部電源プラグ
73 バッテリー
75 インバータ
76 インバータ
77 インバータ
100 コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor transmission drive system 2 Refrigeration container apparatus 3 Engine 4 Motor generator 6 Transmission 7 External electric system 21 Compressor 25 Condenser fan 26 Evaporator fan 65 Deceleration gear series 66 Increase gear series 67 Shifter 71 External power plug 73 Battery 75 Inverter 76 Inverter 77 Inverter 100 Controller

Claims (11)

変速装置を介して回転機械をエンジン又はモータの一方或いは双方で駆動する回転機械駆動システムにおいて、
変速時には前記エンジンからの動力伝達を切断し、前記モータからの動力伝達を行うことを特徴とする回転機械駆動システム。
In a rotary machine drive system that drives a rotary machine with one or both of an engine and a motor via a transmission,
A rotating machine drive system that cuts off power transmission from the engine and performs power transmission from the motor at the time of shifting.
請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、
前記モータは、モータジェネレータであることを特徴とする回転機械駆動システム。
The rotary machine drive system according to claim 1.
The rotary machine drive system, wherein the motor is a motor generator.
請求項2記載の回転機械駆動システムにおいて、
前記回転機械は、前記モータジェネレータと前記エンジンとのパラレルハイブリッドで駆動されることを特徴とする回転機械駆動システム。
The rotary machine drive system according to claim 2,
The rotary machine drive system, wherein the rotary machine is driven by a parallel hybrid of the motor generator and the engine.
請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、
前記モータは、外部電源によって駆動することを特徴とする回転機械駆動システム。
The rotary machine drive system according to claim 1.
The motor is driven by an external power source.
請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、
前記変速装置は、増速駆動することを特徴とする回転機械駆動システム。
The rotary machine drive system according to claim 1.
The rotary machine drive system characterized in that the transmission is driven at an increased speed.
請求項2記載の回転機械駆動システムにおいて、
前記モータジェネレータは、回転機械の回転数が低減したときには、エネルギー回生することを特徴とする回転機械駆動システム。
The rotary machine drive system according to claim 2,
The motor generator regenerates energy when the rotational speed of the rotating machine is reduced.
請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、
前記回転機械は、始動時には前記モータで駆動され、前記回転機械が所定回転数に達したときには、前記エンジンで駆動されることを特徴とする回転機械駆動システム。
The rotary machine drive system according to claim 1.
The rotating machine drive system is characterized in that the rotating machine is driven by the motor at start-up, and is driven by the engine when the rotating machine reaches a predetermined rotation speed.
請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、
前記エンジンは、前記変速装置のシフトに応じて燃料噴射量を所定量増減することを特徴とする回転機械駆動システム。
The rotary machine drive system according to claim 1.
The rotary machine drive system according to claim 1, wherein the engine increases or decreases a fuel injection amount by a predetermined amount in accordance with a shift of the transmission.
請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、
前記エンジンは、前記回転機械の回転負荷に応じてエンジン回転数が制御されることを特徴とする回転機械駆動システム。
The rotary machine drive system according to claim 1.
The rotating machine drive system according to claim 1, wherein an engine speed of the engine is controlled in accordance with a rotational load of the rotating machine.
請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、
前記エンジンは、前記変速装置の相対回転数が所定率以下で変速されるようにエンジン回転数が制御されることを特徴とする回転機械駆動システム。
The rotary machine drive system according to claim 1.
The rotary machine drive system according to claim 1, wherein the engine speed is controlled so that the relative speed of the transmission is changed at a predetermined rate or less.
請求項1記載の回転機械駆動システムにおいて、
前記変速装置は、自動切換え機構であることを特徴とする回転機械駆動システム。
The rotary machine drive system according to claim 1.
The rotary machine drive system, wherein the transmission is an automatic switching mechanism.
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