JP2011196221A - 電動過給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンプレッサの給気を利用して、電動機やインバータを冷却する電動過給装置において、コンプレッサの吐出空気量を確保すると共に、コンプレッサの過熱を防止する。
【解決手段】密閉ハウジング１２の内部にモータ１８、インバータ２０及びコンプレッサ２４を収容すると共に、密閉ハウジング１２に給気管１４を接続し、密閉ハウジング１２の内部に給気流路１６を形成する。また、流量調整弁３２を備えた外気導入管３０の接続口３０ａをコンプレッサ２４の吸入口２５ａに対面配置する。給気流路１６を通りモータ１８及びインバータ２０を冷却する給気ａの圧力損失等により、コンプレッサ２４の吐出空気量及び吐出空気圧が低下したとき、外気導入管３０から低温の外気ｏを導入して、コンプレッサ２４の容量不足及び性能低下を抑制すると共に、コンプレッサ２４の過熱を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等に搭載される内燃機関に組み込まれる電動過給装置であって、該電動過給装置の吸入空気で該電動過給装置に組み込まれたインバータ及び電動機の冷却を可能にしながら、コンプレッサの容量低下及び吐出空気の温度上昇を抑制できるようにした電動過給装置に関する。

従来、自動車等の内燃機関において、内燃機関の排気ガスによりタービンを高速回転させ、このタービンと回転軸を共有するコンプレッサを駆動させて内燃機関に過給する過給機がある。かかる過給機の稼動は、内燃機関の排気が必要であり、発進時や急速加速時等に対応できないので、過給機の回転軸を電動機で駆動ないしアシストする電動過給装置が用いられている。この電動過給装置の一例が特許文献１に開示されている。以下、特許文献１に開示された電動過給装置を図６により説明する。

図８において、エンジン１００の給気流路１０１に組み込まれた電動過給装置１０２は、給気流路１０１に面して設けられたコンプレッサ１０４と、コンプレッサ１０４を駆動する電動機１０６と、この電動機１０６を制御する制御装置１０８と、運転者が手動操作する操舵レバー等からなり、制御装置１０８に、電動過給装置１０２の過給量を指令する過給量調整手段１１０と、運転席正面のインストルメントパネル（図示省略）に設けられた表示部で構成され、過給量を表示する表示手段１１２と、車載バッテリ、オールタネータ等の電源１１４とからなる。

制御装置１０８は、電動機１０６を駆動する駆動装置１１６と、運転者が設定する過給量に応じて駆動装置１１６を制御する制御指令部１１８とを備えている。制御装置１０８は、例えば、ＦＥＴ等のスィッチング素子で構成されるインバータを内蔵し、このインバータにより、電源１１４から供給される電力を交流に変換し、電圧及び周波数を任意に変更することで、電動機１０６の回転速度を制御する。

電源１１４を構成するバッテリ等の蓄電装置は、比較的低電圧であるため、インバータに大電流が流れ、インバータの発熱量が大きい。また、電動機１０６も高速で回転するため、発熱量が大きい。そのため、インバータや電動機を冷却する必要がある。
特許文献２は、コンプレッサの吸入空気を利用して、電動過給装置のインバータや電動機を冷却する手段が開示されている。以下、特許文献２に開示された冷却手段を図９により説明する。

図９において、給気ａは、給気流路２００に設けられたコンプレッサ２０２の吸入口から吸入されて、図示省略のエンジンに供給される。給気流路２００は、入口部２０４から３つに分岐する流路で構成される。即ち、直列流路２１０は、インバータ２０６及びモータ２０８の発熱部を通り、コンプレッサ２０２の入口に達する。第２の直列流路２１２は、入口部２０４からインバータ２０６をバイパスしてモータ２０８の発熱部に至る。バイパス流路２１４は、入口部２０４からインバータ２０６及びモータ２０８をバイパスして、コンプレッサ２０２の入口側の給気流路２１６に接続される。

これら３流路以外に、入口部２０４からインバータ２０６、モータ２０８及びコンプレッサ２０２をバイパスして、エンジンの入口側に達するバイパス流路２１８が設けられている。第２の直列流路２１２及びバイパス流路２１４、２１８の分岐部には、可動弁２２０、２２２及び２２４が設けられている。なお、バイパス流路２１８は、コンプレッサ２０２が停止した場合に使用するので、通常は、可動弁２２４で入口を閉鎖しておく。

コンプレッサ２０２の非稼動時は、図示のように、可動弁２２０及び２２２で第２の直列流路２１２及びバイパス流路２１４を閉鎖する。このとき、コンプレッサ２０２は、数千から１万ｒｐｍの低速回転でアイドリングされ、入口部２０４から吸入されるすべての給気ａは直列流路２１０に供給される。この給気ａによって、インバータ２０６及びモータ２０８の発熱部を冷却している。

コンプレッサ２０２の稼動時には、コンプレッサ２０２が数万から十数万ｒｐｍの高速回転で稼動される。そのため、給気量が増大するので、すべての給気ａを直列流路２１０に供給すると、給気流に大きな圧力損失が生じるので、直列流路２１０及びバイパス流路２１４、２１８の３流路を開放して、インバータ２０６及びモータ２０８の冷却に必要な流速が得られるだけの給気ａを直列流路２１０に供給する。これによって、給気流に大きな圧力損失が生じるのを防止している。

特開２００６−２５８０９４号公報 特開２００８−２１５０７５号公報

特許文献２に開示された、コンプレッサの給気を利用した冷却手段では、冷却効率を高めようとすると、給気の流速を極力高くすることが望ましい。一方、コンプレッサの吸入空気流量は、エンジンが必要とする空気流量で決められるので、エンジンが必要とする空気流量を逸脱できない。そこで、給気流速を上げるために、給気流路の断面積を小さくする手段が考えられるが、給気流路を狭くすると、圧力損失が増加し、コンプレッサの吸入口空気量及び吐出空気量が低下する。そのため、コンプレッサの所期の性能及び効率が低下するという問題がある。

また、コンプレッサを駆動するモータ及び該モータの駆動を制御するインバータの冷却効率が向上すると、コンプレッサの吸込み空気の温度が上昇する。これに伴い、コンプレッサの吐出空気の温度も上昇するため、コンプレッサホィールが過熱し、該コンプレッサホィールの強度低下を生じるおそれがある。コンプレッサホィールは、通常アルミ等でできており、強度が低下した状態で大きな遠心力が付加されると破損するおそれがある。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、コンプレッサの給気を利用して、電動機やインバータを冷却する手段を備えた電動過給装置において、給気の圧力損失等によるコンプレッサの容量不足や性能低下を抑制すると共に、コンプレッサの過熱を抑制して、強度低下や破損を防止にすることを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明の電動過給装置は、
蓄電装置等の電源と、内燃機関の給気流路に設けられたコンプレッサと、該コンプレッサを駆動する電動機と、前記電源の電力を変換して該電動機に供給するインバータとを備え、前記給気流路がコンプレッサの上流側で該電動機及びインバータの発熱部を通過するように配設され、給気により電動機及びインバータを冷却するようにした電動過給装置において、
空気取込口が外気に開口しコンプレッサの吸入口付近で給気流路に合流する外気導入管と、該外気導入管に設けられた空気流量調整機構と、を備え、
該外気導入管から外気を導入し、該空気流量調整機構で外気導入量を調整して、コンプレッサの吐出空気量を確保すると共に、コンプレッサの吐出空気温度を抑えるように構成したものである。

本発明装置では、給気流路以外に、空気取込口が外気に開口しコンプレッサに外気を導入する外気導入管を設けている。そして、給気流路の圧力損失などの影響により、コンプレッサの吐出空気量が不足しているときに、圧力損失の影響を受けにくい該外気導入管から外気を導入するようにする。これによって、コンプレッサの吐出空気量を増加させ、コンプレッサの容量不足及び性能低下を防止できる。
また、外気導入管から低温の外気を直接コンプレッサに導入することにより、コンプレッサの吸入空気及び吐出空気の温度上昇を抑制し、コンプレッサの強度低下を防止できる。

本発明装置において、コンプレッサ、電動機及びインバータを収容し、空気取込口を有する密閉ハウジングを備え、該ハウジングの内部に該空気取込口から吸入された給気がインバータ及び電動機の発熱部を通過してコンプレッサの吸入口に至る給気流路を形成させ、外気導入管をコンプレッサの吸入口付近のハウジング隔壁に接続させるようにするとよい。

このように、密閉ハウジングの内部に、コンプレッサ、電動機及びインバータを収容することにより、電動機及びインバータの冷却に供した給気を、簡単な構成でコンプレッサに導入するのが容易になる。また、外気導入管をコンプレッサの吸入口付近のハウジング隔壁に接続させることで、外気の圧力損失を低減でき、かつ簡単な構成で、外気をコンプレッサに導入できる。

本発明装置において、コンプレッサの吐出側給気流路に設けられた吐出空気流量計及び吐出空気圧力計と、該コンプレッサの回転数検出手段と、該吐出空気流量計、吐出空気圧力計及び回転数検出手段の検出値を入力し、該検出値に基づいて外気導入管の空気流量調整機構を操作して外気導入量を制御するコントローラと、を備えるようにするとよい。

これによって、コンプレッサの吐出空気量及び吐出空気圧力が、コンプレッサの回転数に対して、給気の圧力損失等の影響により、正規量より低下している場合に、コントローラによって外気導入量を調整して、コントローラの吐出空気量及び吐出空気圧力を正規量に調整できる。これによって、コンプレッサの吐出空気流量の不足を抑制できる。

この構成では、コンプレッサの吐出空気量、吐出空気圧力及び回転数をパラメータとした正規の性能マップをコンプレッサに記憶させておくとよい。そして、この性能マップと検出値と比較し、検出された吐出空気量又は吐出空気圧力が該性能マップの値に達していないときは、外気導入管の空気流量調整機構を操作して、外気を導入するようにするとよい。

本発明装置において、コンプレッサの吸入空気圧を検出する圧力計と、該圧力計の検出値を入力し、該検出値に基づいて前記空気流量調整機構を操作して外気導入量を制御するコントローラと、を備えるようにするとよい。
この構成では、コンプレッサの吸入空気圧をモニタし、該吸入空気圧に応じて外気導入量を調整する。これによって、コンプレッサ吐出管へのセンサの設置が不要になり、かつ外気導入管の空気流量調整機構との組み合せで圧力計の組み込みが可能となるため、圧力計４８の取り付けが容易になると共に、センサが１個で済むため、低コストとなる。

本発明装置において、コンプレッサの吐出側給気流路に設けられた吐出空気温度計と、該吐出空気温度計の検出値を入力し、該検出値が閾値を超えないように外気導入管の空気流量調整機構を操作して外気導入量を制御するコントローラと、を備えるようにするとよい。これによって、コンプレッサの吐出空気の温度上昇を抑制して、コンプレッサの過熱による強度低下や損傷を防止できる。また、１種類のセンサのみを設けるため、計測の信頼性が高くなり、制御も容易になる。この構成は、前記構成と組み合わせることにより、コンプレッサの容量不足、性能低下とコンプレッサの過熱による強度低下や損傷を同時に防止できる。

本発明装置において、外気導入管の空気流量調整機構が、外気導入管の空気流路を開閉する弁体と、該弁体に対して該空気流路を閉鎖する方向に弾性力を付勢し、外気導入管の空気圧と前記給気流路の空気圧との差に応じて外気導入管の空気流量を調整するバネ部材とからなる圧力調整弁であるとよい。

かかる構成によって、コンプレッサに吸入される給気量が圧力損失等によって低下したしたとき、前記圧力調整弁が自動的に開いて外気導入管から外気を補充できるので、コンプレッサの容量不足及び性能低下を抑制できる。また、コントローラ及びセンサ類が不要になり、該圧力調整弁は機械的構成のみとなるので、構成が簡素化でき、低コストになる。

本発明装置において、外気導入管の空気流量調整機構の上流側で外気導入管と給気流路とが接続され、この接続部の上流側外気導入路にエアフィルタが介設されるようにするとよい。かかるエアフィルタを設けることにより、給気の静浄度を改善できると共に、異物飛込み等による装置の不具合いを回避できる。
また、給気流路及び外気導入管の外気取込口及びエアフィルタを兼用することで、外気取込口及びエアフィルタの設置スペースを低減でき、装置のコンパクト化を可能すると共に、レイアウトの自由度を広げることができる。

本発明によれば、蓄電装置等の電源と、内燃機関の給気流路に設けられたコンプレッサと、該コンプレッサを駆動する電動機と、前記電源の電力を変換して該電動機に供給するインバータとを備え、前記給気流路がコンプレッサの上流側で該電動機及びインバータの発熱部を通過するように配設され、給気により電動機及びインバータを冷却するようにした電動過給装置において、空気取込口が外気に開口しコンプレッサの吸入口付近で給気流路に合流する外気導入管と、該外気導入管に設けられた空気流量調整機構と、を備え、該外気導入管から外気を導入し、該空気流量調整機構で外気導入量を調整して、コンプレッサの吐出空気量を確保すると共に、コンプレッサの吐出空気温度を抑えるように構成したことにより、コンプレッサの吐出空気量を確保して、コンプレッサの性能低下を防止できると共に、外気導入管から低温の外気を直接コンプレッサに導入するため、コンプレッサの吐出空気の温度上昇を抑制し、コンプレッサの強度低下や破損を防止できる。

本発明装置の第１実施形態に係る正面視断面図である。 図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 コンプレッサの性能マップを示す線図である。 本発明装置の第２実施形態に係る正面視断面図である。 本発明装置の第３実施形態に係る正面視断面図である。 本発明装置の第４実施形態に係る正面視断面図である。 本発明装置の第５実施形態に係る正面視断面図である。 従来の電動過給装置のブロック線図である。 従来の電動過給装置を組み込んだエンジンの給気流路に係る流路構成図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

（実施形態１）
本発明の電動過給装置の第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１及び図２は、自動車等に搭載されたエンジン（図示省略）の給気流路に設けられた電動過給装置１０Ａを示す。図１及び図２において、四角形状の箱形に密閉されたハウジング１２の一側面に給気管１４が接続され、ハウジング１２の内部に給気流路１６が形成されている。給気流路１６には、モータ１８と、密閉ハウジング１２の外部に設けられたバッテリ１９から供給される電力を交流に変換し、電圧及び周波数を任意に変更することで、モータ１８の回転速度を制御するインバータ２０とが配設されている。

モータ１８に隣接してコンプレッサ２４が配設されている。モータ１８の出力軸１８ａは、コンプレッサ２４のケーシング２５を貫通し、ケーシング２５の内部に設けられたコンプレッサホィール２６の回転軸に連結されている。また、出力軸１８ａは、ベアリングハウジング２１の内部に設けられたベアリング２２で回転自在に支持されている。コンプレッサホィール２６は、回転軸から放射状に延びた複数のブレード２６ａを備えている。ケーシング２５の上部には、ハウジング１２の上面を貫通して吐出空気管２８が設けられている。吐出空気管２８は、エンジンに給気ａを供給する給気管４６（図２参照）に接続されている。

給気管１４と反対側の密閉ハウジング１２の側面に、外気導入管３０が接続されている。外気導入管３０の接続口３０ａは、ハウジング１２の内部でケーシング２５に設けられた吸入口２５ａと間隔ｉを置いて対面している。車両に搭載された電動過給装置１０Ａは、通常エンジンルーム内に設けられるが、外気導入管３０の他端開口３０ｂは、エンジンルーム外に開口しているので、外気導入管３０には低温の外気が導入される。

また、外気導入管３０の内部に流量調整弁３２が設けられていると共に、吐出空気管２８から吐出する空気の圧力を検出する圧力計３４と該吐出空気の流量を検出する流量計３６が設けられている。また、ベアリングハウジング２１の内部には、モータ１８の出力軸１８ａの回転数を検出する回転数検出計３８が設けられている。そして、圧力計３４、流量計３６及び回転数検出計３８の検出値はコントローラ４０に入力される。コントローラ４０は、これらの検出値に基づいて、流量調整弁３２を操作し、外気導入管３０の開度を制御する。

なお、本実施形態では回転数検出計３８を用いているが、センサレス制御など、回転数検出計にて直接計測しない手段でモータを駆動する場合は、モータ、インバータの電流・電圧波形の変化や、電流の推定値と実測値の差などを検出することで、モータの回転数を検出でき、このような別の回転数検出手段にて求めた検出値を用いても良い。

モータ１８の外表面には、給気ａの流れ方向に沿って配置された複数の冷却フィン４２が設けられ、冷却フィン４２の間に形成された給気流路１６の断面積は、給気流速を増加させてモータ１８の冷却効果を向上させるため、狭められている。インバータ２０の発熱部の外表面には、放熱用ヒートシンク４４が設けられている。

かかる構成において、モータ１８が稼動して、出力軸１８ａと一体に連結されたコンプレッサ２４のコンプレッサホィール２６が回転すると、給気管１４からハウジング１２の内部に給気ａが吸入される。ハウジング内に吸入された給気ａは、給気流路１６を通り、放熱用ヒートシンク４４を通ってインバータ２０を冷却し、さらに、モータ１８の外表面に設けられた冷却フィン４２の間を通って、モータ１８を冷却する。その後、給気ａは、吸入口２５ａからケーシング２５の内部に吸入され、コンプレッサホィール２６の外側に吐出され、吐出空気管２８から吐出される。吐出空気管２８から吐出された給気ａは、給気管４６（図２参照）を経てエンジンに供給される。

コンプレッサ２４から吐出される吐出空気の圧力Ｐ、吐出空気流量Ｑ及びコンプレッサホィール２６の回転数ｒは、コンプレッサ２４の正規の性能では、図３のコンプレッサ性能マップに示す関係をもっている。この性能マップはコントローラ４０に記憶されている。
従って、圧力計３４、流量計３６及び回転数検出計３８の検出値をコントローラ４０に入力し、給気流路１６の圧力損失等の影響により、コンプレッサ２４の吐出空気量及び吐出空気圧力が、所定の回転数に対して該性能マップに示す正規の値に満たない場合は、外気導入管３０を開き、外気ｏを導入することで、吐出空気流量を増加させるようにする。

これによって、所定の回転数に対するコンプレッサ２４の吐出空気量及び吐出空気圧力の不足をなくすことができるので、コンプレッサ２４の容量不足及び性能低下を抑制できる。

また、密閉ハウジング１２の内部に、コンプレッサ２４、モータ１８及びインバータ２０を収容することにより、モータ１８及びインバータ２０の冷却に供した給気ａをコンプレッサ２４の吸入口２５ａに導入させるのが容易になる。また、外気導入管３０の接続口３０ａを該吸入口２５ａに対面した密閉ハウジング１２の隔壁に配置させているので、外気導入管３０から導入される外気ｏは、圧力損失等の影響をあまり受けずに吸入口２５ａに供給できる。また、低温の外気ｏを直接吸入口２５ａに供給できるので、コンプレッサ２４の吐出空気の温度を抑制できる。

（実施形態２）
次に、本発明装置の第２実施形態を図４により説明する。本実施形態の電動過給装置１０Ｂは、圧力計３４、流量計３６及び回転数検出計３８を設ける代わりに、接続口３０ａの近傍の外気導入管３０に圧力計４８を設けている。この圧力計４８でコンプレッサ２４の吸入口２５ａに吸引される吸入空気圧を検出し、この検出値をコントローラ４０に入力している。そして、該検出値に応じてコントローラ４０で流量調整弁３２を操作し、外気導入管３０の開度を調整するようにしている。その他の構成は、前記第１実施形態と同一である。

コンプレッサ２４のある回転数のもとで、コンプレッサ２４の吸入空気圧と吐出空気圧、流量とは、相関があるため、コンプレッサ２４の吸入空気圧を測定することで、コンプレッサ２４の吐出空気圧を求めることができる。本実施形態では、圧力計４８で検出するコンプレッサ２４の入口圧力をコントローラ４０でモニタし、この検出値に応じて、外気導入管３０から取り込む空気量を調整するようにしている。例えば、該吸入空気圧の閾値を設定し、この閾値より下回ったら、外気導入管３０を開くようにしてもよい。

本実施形態によれば、給気流路１６の圧力損失等により、コンプレッサ２４の吐出空気圧が低下したとき、外気導入管３０から取り込む空気量を増加し、コンプレッサ２４に吸入される空気流量を補うことができる。そのため、コンプレッサ２４の容量不足及び性能低下を抑制できる。また、回転数検出計や吐出空気管２８へのセンサの設置が不要になり、かつ外気導入管３０の流量調整弁３２との組み合せで圧力計４８の組み込みが可能となるため、圧力計４８の取り付けが容易になる。また、センサが１個で済むため、低コストとなる。

（実施形態３）
次に、本発明装置の第３実施形態を図５により説明する。本実施形態の電動過給装置１０Ｃは、吐出空気管２８に、第１実施形態で設けられた圧力計３４、流量計３６及び回転数検出計３８の代わりに、吐出空気の温度を検出する温度計５０が設けられている。この温度計５０の検出値がコントローラ４０に入力され、コントローラ４０では、この温度検出値に基づいて流量調整弁３２を操作し、外気導入管３０の開度を制御する。その他の構成は、前記第１実施形態と同一である。

給気流路１６を通りモータ１８やインバータ２０の冷却に供された給気ａは、冷却効率が良いほど温度が上昇している。かかる高温の給気ａがコンプレッサ２４に吸入されると、コンプレッサ２４の吐出空気は加熱され、コンプレッサ２４を加熱する。コンプレッサ２４は、通常アルミ等でできており、吐出空気が過熱されると、強度が低下する。その強度が低下したとき、コンプレッサホィール２６に大きな遠心力が加わると、コンプレッサホィール２６が破損するおそれがある。本実施形態では、温度計５０で吐出空気の温度を検出し、この温度が閾値を越えないように外気導入管３０の開度を調整し、外気導入管３０から外気ｏを導入して、吐出空気の温度が閾値を越えないようにしている。

そのため、吐出空気の過度の温度上昇を抑制して、コンプレッサ２４の過熱による強度低下やコンプレッサホィール２６等の損傷を防止できる。また、１種類のセンサのみを設けるため、前記第１実施形態のように、コントローラ４０にマップデータを記憶させて制御を行なう必要がなく、制御が単純化されるため、制御が容易になると共に、計測の信頼性が高くなる。
なお、本実施形態は、第１実施形態又は第２実施形態と組み合わせて実施されれば、コンプレッサ２４の容量不足、性能低下と、コンプレッサ２４の過熱による強度低下や損傷を同時に防止できる利点がある。

（実施形態４）
次に、本発明装置の第４実施形態を図６により説明する。本実施形態の電動過給装置１０Ｄは、第１〜第３実施形態のように、センサ類やコントローラ４０を設けない。代わりに、外気導入管３０に圧力調整弁５２を設けている。圧力調整弁５２は、外気導入管３０の内側面に設けられた弁座５４と、弁棒５８と一体の弁体５６と、接続口３０ａに設けられた支持枠６２との間にコイルバネ６０が介装されて構成されている。弁体５６は弁棒５８の軸方向に移動自在に配置されている。その他の構成は、第１実施形態と同一である。

コイルバネ６０の弾性力により、通常、弁体５６は外気導入管３０を閉鎖する位置にある。しかし、コンプレッサ２４の吸入空気圧が閾値より下がると、外気導入管３０内の空気圧とコンプレッサ入口部の吸入空気圧との差がコンプレッサ２４の弾性力を上回り、弁体５６がコンプレッサ２４側に移動して、圧力調整弁５２が開放される。
これによって、外気導入管３０から外気ｏがコンプレッサ２４の吸入口２５ａに補充されるので、コンプレッサ２４の吐出空気の容量不足及び性能低下を抑制できる。また、本実施形態では、コントローラ及びセンサ類が不要になり、圧力調整弁５２は機械的構成のみとなるので、構成を簡素化でき、低コストになると共に、信頼性が高くなる。

（実施形態５）
次に、本発明装置の第５実施形態を図７により説明する。本実施形態の電動過給装置１０Eでは、外気導入管３０に第４実施形態と同一構成の圧力調整弁５２を備えている。これに加えて、外気導入管３０の入口部に、エアフィルタ６４が設けられている。さらに、エアフィルタ６４の下流側の外気導入管３０に、給気管６６が分岐し、この分岐給気管６６は、密閉ハウジング１２のインバータ２２側の隔壁に接続されている。その他の構成は、前記第４実施形態と同一である。

かかる構成において、外気導入管３０の開口３０ｂは、外気に直接開口しているため、低温の外気ｏを取り込めるようになっている。この低温の外気ｏを外気導入管３０のみならず、分岐給気管６６にも供給できるので、コンプレッサ２４の冷却効果を高めることができる。また、エアフィルタ６４により外気ｏの清浄度を改善し、異物飛込み等による不具合いを回避できる。

さらに、エアフィルタや外気取込口の設置スペースを低減できるので、装置のコンパクト化を可能にすると共に、レイアウトの自由度を広げることができる。

本発明によれば、内燃機関の給気流路に設けられた電動過給装置において、給気流路乃圧力損失等によるコンプレッサの取込み空気不足による容量不足及び性能低下を抑制できると共に、電動機及びインバータの冷却により過熱した空気の吸い込みに起因したコンプレッサの温度上昇を抑制し、コンプレッサの信頼性を向上できる。

１０Ａ〜１０Ｅ 電動過給装置
１２ 密閉ハウジング
１４，４６ 給気管（空気取入口）
１６ 給気流路
１８ モータ
１８ａ 出力軸
１９ バッテリ
２０ インバータ
２１ ベアリングハウジング
２２ ベアリング
２４ コンプレッサ
２５ ケーシング
２５ａ 吸入口
２６ コンプレッサホィール
２８ 吐出空気管
３０ 外気導入管
３０ａ 接続口
３０ｂ 開口
３２ 流量調整弁（空気流量調整機構）
３４ 圧力計
３６，４８ 流量計
３８ 回転数検出計
４０ コントローラ
４２ 冷却フィン
４４ 放熱用ヒートシンク
５０ 温度計
５２ 圧力調整弁
５４ 弁座
５６ 弁体
５８ 弁棒
６０ コイルバネ（バネ部材）
６２ 支持枠
６４ エアフィルタ
６６ 分岐給気管
ａ 給気

Claims (7)

1. 電源と、内燃機関の給気流路に設けられたコンプレッサと、該コンプレッサを駆動する電動機と、前記電源の電力を変換して該電動機に供給するインバータとを備え、前記給気流路がコンプレッサの上流側で該電動機及びインバータの発熱部を通過するように配設され、給気により電動機及びインバータを冷却するようにした電動過給装置において、
   空気取込口が外気に開口し前記コンプレッサの吸入口付近で前記給気流路に合流する外気導入管と、該外気導入管に設けられた空気流量調整機構と、を備え、
   該外気導入管から外気を導入し、該空気流量調整機構で外気導入量を調整して、コンプレッサの吐出空気量を確保すると共に、コンプレッサの吐出空気温度を抑えるように構成したことを特徴とする電動過給装置。
2. 前記コンプレッサ、電動機及びインバータを収容し、空気取込口を有するハウジングを備え、該ハウジングの内部に該空気取込口から吸入された給気がインバータ及び電動機の発熱部を通過してコンプレッサの吸入口に至る給気流路を形成させ、前記外気導入管をコンプレッサの吸入口付近のハウジング隔壁に接続させたことを特徴とする請求項１に記載の電動過給装置。
3. 前記コンプレッサの吐出側給気流路に設けられた吐出空気流量計及び吐出空気圧力計と、該コンプレッサの回転数検出手段と、該吐出空気流量計、吐出空気圧力計及び回転数検出手段の検出値を入力し、該検出値に基づいて前記空気流量調整機構を操作して外気導入量を制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動過給装置。
4. 前記コンプレッサの吸入空気圧を検出する圧力計と、該圧力計の検出値を入力し、該検出値に基づいて前記空気流量調整機構を操作して外気導入量を制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動過給装置。
5. 前記コンプレッサの吐出側給気流路に設けられた吐出空気温度計と、該吐出空気温度計の検出値を入力し、該検出値が閾値を超えないように前記空気流量調整機構を操作して外気導入量を制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の電動過給装置。
6. 前記空気流量調整機構が、前記外気導入管の空気流路を開閉する弁体と、該弁体に対して該空気流路を閉鎖する方向に弾性力を付勢し、外気導入管の空気圧と前記給気流路の空気圧との差に応じて外気導入管の空気流量を調整するバネ部材とからなる圧力調整弁であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動過給装置。
7. 前記空気流量調整機構の上流側で外気導入管と給気流路とが接続され、この接続部の上流側外気導入路にエアフィルタが介設されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の電動過給装置。

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