JP3168788B2 - 排気エネルギー回収装置 - Google Patents
排気エネルギー回収装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気系統の
途中に複数個の発電機を設け、排気エネルギーを回収す
る排気エネルギー回収装置に関するものである。
途中に複数個の発電機を設け、排気エネルギーを回収す
る排気エネルギー回収装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンの各部、例えば排気マニ
ホールドの外壁，シリンダライナー，シリンダヘッド断
熱板，ピストン等に、セラミックスを使用した断熱式の
エンジンが開発されている。このエンジンでは、内部に
発生した熱を放熱してエンジンを冷却する必要がないの
で、その排気ガスは高温であり、多大のエネルギーを有
している。これをそのまま大気へ放出したのでは勿体な
いので、排気管を流れる途中で回収することが提案され
ている。
ホールドの外壁，シリンダライナー，シリンダヘッド断
熱板，ピストン等に、セラミックスを使用した断熱式の
エンジンが開発されている。このエンジンでは、内部に
発生した熱を放熱してエンジンを冷却する必要がないの
で、その排気ガスは高温であり、多大のエネルギーを有
している。これをそのまま大気へ放出したのでは勿体な
いので、排気管を流れる途中で回収することが提案され
ている。
【０００３】従来提案されている回収装置としては、タ
ーボチャージャの回転軸に発電機およびモータとしても
使える回転電機を取り付けた回転電機付ターボチャージ
ャのほかに、原動機としてのタービンが排気ガスによっ
て駆動されるタービン発電機を設けた装置がある。回転
電機およびタービン発電機には、いずれも同期機が用い
られている。
ーボチャージャの回転軸に発電機およびモータとしても
使える回転電機を取り付けた回転電機付ターボチャージ
ャのほかに、原動機としてのタービンが排気ガスによっ
て駆動されるタービン発電機を設けた装置がある。回転
電機およびタービン発電機には、いずれも同期機が用い
られている。
【０００４】高温の排気ガスは、回転電機付ターボチャ
ージャを通過して来ても、なお大きなエネルギーを有し
ているので、タービン発電機をも充分に駆動し得る。従
って、発電は、回転電機付ターボチャージャの回転電機
で行われるほか、タービン発電機でも行われる。
ージャを通過して来ても、なお大きなエネルギーを有し
ているので、タービン発電機をも充分に駆動し得る。従
って、発電は、回転電機付ターボチャージャの回転電機
で行われるほか、タービン発電機でも行われる。
【０００５】図２は、上述したような従来の排気エネル
ギー回収装置を示す図である。図２において、１はエン
ジン、２は吸気マニホールド、３は排気マニホールド、
４はエンジン回転センサ、５は吸気管、６は排気管、７
は回転電機付ターボチャージャ、８はコンプレッサブレ
ード、９はタービンブレード、１０は回転センサ、１１
は回転電機、１２は回転子、１３は固定子巻線、１４は
タービンブレード、１５は回転センサ、１６はタービン
発電機、１７は回転子、１８は固定子巻線、１９はイン
バータ，２０は整流平滑回路、２１はＤＣ−ＤＣ変換
部、２２はレギュレータ、２３はコントローラ、２４は
アクセル開度センサ、２５はブースト圧センサ、２６は
バッテリである。
ギー回収装置を示す図である。図２において、１はエン
ジン、２は吸気マニホールド、３は排気マニホールド、
４はエンジン回転センサ、５は吸気管、６は排気管、７
は回転電機付ターボチャージャ、８はコンプレッサブレ
ード、９はタービンブレード、１０は回転センサ、１１
は回転電機、１２は回転子、１３は固定子巻線、１４は
タービンブレード、１５は回転センサ、１６はタービン
発電機、１７は回転子、１８は固定子巻線、１９はイン
バータ，２０は整流平滑回路、２１はＤＣ−ＤＣ変換
部、２２はレギュレータ、２３はコントローラ、２４は
アクセル開度センサ、２５はブースト圧センサ、２６は
バッテリである。
【０００６】回転電機１１の固定子巻線１３は、インバ
ータ１９，ＤＣ−ＤＣ変換部２１を経てバッテリ２６と
接続されている。また、タービン発電機１６の固定子巻
線１８は、整流平滑回路２０，レギュレータ２２を経て
バッテリ２６と接続されている。コントローラ２３は、
各種センサからの検出信号、例えば回転数検出信号，ブ
ースト圧検出信号，アクセル開度検出信号等を参考にし
つつ、インバータ１９，ＤＣ−ＤＣ変換部２１，レギュ
レータ２２等を制御する。なお、コントローラ２３のレ
ギュレータ２２に対する制御は、レギュレータ２２を動
作させるか、動作を停止させるかといった制御であっ
て、電圧をバッテリ電圧の値にする制御ではない。
ータ１９，ＤＣ−ＤＣ変換部２１を経てバッテリ２６と
接続されている。また、タービン発電機１６の固定子巻
線１８は、整流平滑回路２０，レギュレータ２２を経て
バッテリ２６と接続されている。コントローラ２３は、
各種センサからの検出信号、例えば回転数検出信号，ブ
ースト圧検出信号，アクセル開度検出信号等を参考にし
つつ、インバータ１９，ＤＣ−ＤＣ変換部２１，レギュ
レータ２２等を制御する。なお、コントローラ２３のレ
ギュレータ２２に対する制御は、レギュレータ２２を動
作させるか、動作を停止させるかといった制御であっ
て、電圧をバッテリ電圧の値にする制御ではない。
【０００７】図３は、インバータ１９の構成例を示す図
である。この構成は公知のものであり、Ｄはダイオー
ド、Ｓはスイッチング素子である。スイッチング素子Ｓ
としては、例えばトランジスタが使用される。ダイオー
ドＤは、スイッチング素子Ｓに対して逆並列に接続され
ている。これは、スイッチング素子Ｓがスイッチング動
作する際に処理しなければならないフライホイール電流
を流す経路を提供する等の役割を果たしている。この例
では、スイッチング素子ＳとダイオードＤの逆並列接続
ユニットを６組用いて、３相の交流が得られるようにさ
れている。各スイッチング素子Ｓのスイッチング制御
は、コントローラ２３によって行われる。
である。この構成は公知のものであり、Ｄはダイオー
ド、Ｓはスイッチング素子である。スイッチング素子Ｓ
としては、例えばトランジスタが使用される。ダイオー
ドＤは、スイッチング素子Ｓに対して逆並列に接続され
ている。これは、スイッチング素子Ｓがスイッチング動
作する際に処理しなければならないフライホイール電流
を流す経路を提供する等の役割を果たしている。この例
では、スイッチング素子ＳとダイオードＤの逆並列接続
ユニットを６組用いて、３相の交流が得られるようにさ
れている。各スイッチング素子Ｓのスイッチング制御
は、コントローラ２３によって行われる。
【０００８】以上のような構成の排気エネルギー回収装
置で、エンジン１の排気ガスが排気管６を流れると、タ
ービンブレード９およびタービンブレード１４が回転さ
れ、回転子１２，１７が回転される。タービン発電機１
６は、文字通り発電機としてのみ動作する。回転電機１
１は、エンジン１の状況（言い換えれば、これが搭載さ
れている車両の状況）に応じて、発電機として動作させ
られたりモータとして動作させられたりする。ブースト
圧が充分な大きさであり、それ以上過給する必要がない
状況では、発電機として動作させられる。ブースト圧が
不足している状況では、モータとして動作させられる。
なお、ブースト圧は、ブースト圧センサ２５により検出
されている。次に、以上の動作について更に詳しく説明
する。
置で、エンジン１の排気ガスが排気管６を流れると、タ
ービンブレード９およびタービンブレード１４が回転さ
れ、回転子１２，１７が回転される。タービン発電機１
６は、文字通り発電機としてのみ動作する。回転電機１
１は、エンジン１の状況（言い換えれば、これが搭載さ
れている車両の状況）に応じて、発電機として動作させ
られたりモータとして動作させられたりする。ブースト
圧が充分な大きさであり、それ以上過給する必要がない
状況では、発電機として動作させられる。ブースト圧が
不足している状況では、モータとして動作させられる。
なお、ブースト圧は、ブースト圧センサ２５により検出
されている。次に、以上の動作について更に詳しく説明
する。
【０００９】タービン発電機１６の固定子巻線１８に誘
起される発電電圧は、整流平滑回路２０を経た後、レギ
ュレータ２２でバッテリ２６を充電するに適した値の電
圧に制御され、バッテリ２６を充電したり、図示しない
車両負荷に給電したりするのに使われる。回転電機１１
が発電機として動作させられている場合、固定子巻線１
３に誘起される発電電圧は、インバータ１９に内蔵され
ている整流素子（図３のＤ）により整流され、ＤＣ−Ｄ
Ｃ変換部２１でバッテリ２６を充電するに適した値の電
圧に降圧され、バッテリ２６を充電したり、図示しない
車両負荷に給電したりするのに使われる。
起される発電電圧は、整流平滑回路２０を経た後、レギ
ュレータ２２でバッテリ２６を充電するに適した値の電
圧に制御され、バッテリ２６を充電したり、図示しない
車両負荷に給電したりするのに使われる。回転電機１１
が発電機として動作させられている場合、固定子巻線１
３に誘起される発電電圧は、インバータ１９に内蔵され
ている整流素子（図３のＤ）により整流され、ＤＣ−Ｄ
Ｃ変換部２１でバッテリ２６を充電するに適した値の電
圧に降圧され、バッテリ２６を充電したり、図示しない
車両負荷に給電したりするのに使われる。
【００１０】回転電機１１をモータとして動作させたい
場合は、バッテリ２６からの電圧（レギュレータ２２か
らの電圧がバッテリ電圧にまで上昇していれば、レギュ
レータ２２からの電圧も）が、ＤＣ−ＤＣ変換部２１に
より昇圧され、インバータ１９で交流電圧に変換されて
回転電機１１に印加される。なお、昇圧動作のための制
御信号はコントローラ２３から与えられる。
場合は、バッテリ２６からの電圧（レギュレータ２２か
らの電圧がバッテリ電圧にまで上昇していれば、レギュ
レータ２２からの電圧も）が、ＤＣ−ＤＣ変換部２１に
より昇圧され、インバータ１９で交流電圧に変換されて
回転電機１１に印加される。なお、昇圧動作のための制
御信号はコントローラ２３から与えられる。
【００１１】なお、この種の排気エネルギー回収装置に
関する従来の文献としては、例えば特開昭62−284923号
公報がある。
関する従来の文献としては、例えば特開昭62−284923号
公報がある。
【００１２】
（問題点）しかしながら、前記した従来の排気エネルギ
ー回収装置では、ＤＣ−ＤＣ変換部を必要とするので、
コストが高くなると共に、そこでエネルギーをロスして
しまうという問題点があった。
ー回収装置では、ＤＣ−ＤＣ変換部を必要とするので、
コストが高くなると共に、そこでエネルギーをロスして
しまうという問題点があった。
【００１３】（問題点の説明）図４（ロ）は、同期電動
機における回転数とモータ駆動電圧との関係を示した図
である。回転電機付ターボチャージャ７の回転電機１１
としては、同期機が用いられているので、これをモータ
駆動する場合、回転数が大になるにつれて大きな電圧を
用意して印加しなければならない。
機における回転数とモータ駆動電圧との関係を示した図
である。回転電機付ターボチャージャ７の回転電機１１
としては、同期機が用いられているので、これをモータ
駆動する場合、回転数が大になるにつれて大きな電圧を
用意して印加しなければならない。
【００１４】従来は、そのような電圧を、バッテリ電圧
（レギュレータ２２の出力電圧もバッテリ電圧程度であ
る）から昇圧して得ることにしていたので、どうしても
ＤＣ−ＤＣ変換部２１のような昇圧回路を必要としてい
た。しかし、ＤＣ−ＤＣ変換部２１を設けると、コスト
アップを招くと共に、そこでのエネルギー変換効率は７
０〜８０％であるので、２０〜３０％程度のエネルギー
損失を生じていた。本発明は、以上のような問題点を解
決することを課題とするものである。
（レギュレータ２２の出力電圧もバッテリ電圧程度であ
る）から昇圧して得ることにしていたので、どうしても
ＤＣ−ＤＣ変換部２１のような昇圧回路を必要としてい
た。しかし、ＤＣ−ＤＣ変換部２１を設けると、コスト
アップを招くと共に、そこでのエネルギー変換効率は７
０〜８０％であるので、２０〜３０％程度のエネルギー
損失を生じていた。本発明は、以上のような問題点を解
決することを課題とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、ターボチャージャに取り付けられ発電
機またはモータとして運転される同期機の回転電機と、
排気ガスにより駆動される同期機のタービン発電機と、
前記回転電機に接続されたインバータと、前記タービン
発電機に接続された整流平滑回路と、前記回転電機およ
びタービン発電機からの整流平滑電圧をバッテリ電圧に
制御してバッテリを充電するレギュレータとを具えた排
気エネルギー回収装置において、前記タービン発電機お
よび回転電機の構造を、同じエネルギーの排気ガスが流
れた時の前記タービン発電機の発電電圧は前記回転電機
の発電電圧よりも大となる構造にすると共に、前記回転
電機をモータ駆動する場合の前記インバータの直流電圧
源として前記整流平滑回路の出力電圧を用いることとし
た。
め、本発明では、ターボチャージャに取り付けられ発電
機またはモータとして運転される同期機の回転電機と、
排気ガスにより駆動される同期機のタービン発電機と、
前記回転電機に接続されたインバータと、前記タービン
発電機に接続された整流平滑回路と、前記回転電機およ
びタービン発電機からの整流平滑電圧をバッテリ電圧に
制御してバッテリを充電するレギュレータとを具えた排
気エネルギー回収装置において、前記タービン発電機お
よび回転電機の構造を、同じエネルギーの排気ガスが流
れた時の前記タービン発電機の発電電圧は前記回転電機
の発電電圧よりも大となる構造にすると共に、前記回転
電機をモータ駆動する場合の前記インバータの直流電圧
源として前記整流平滑回路の出力電圧を用いることとし
た。
【００１６】
【作 用】ターボチャージャに取り付けられ、発電機
またはモータとして運転される回転電機と、排気ガスに
より駆動されるタービン発電機には、いずれも同期機が
用いられているが、本発明では、常にタービン発電機の
発電電圧の方が、回転電機の発電電圧よりも大となるよ
うな構造にしておく。それは、巻線比とか排気ガスによ
り回転されるタービンの構造とかを適宜設定することに
より、実現することが出来る。そして、回転電機をモー
タ駆動する場合には、タービン発電機の発電出力をその
電源として用いる。このようにすると、モータ駆動電圧
を得るのにバッテリ電圧を昇圧する必要がなくなるの
で、従来例では必要とされていたＤＣ−ＤＣ変換部を、
不用とすることが出来る。
またはモータとして運転される回転電機と、排気ガスに
より駆動されるタービン発電機には、いずれも同期機が
用いられているが、本発明では、常にタービン発電機の
発電電圧の方が、回転電機の発電電圧よりも大となるよ
うな構造にしておく。それは、巻線比とか排気ガスによ
り回転されるタービンの構造とかを適宜設定することに
より、実現することが出来る。そして、回転電機をモー
タ駆動する場合には、タービン発電機の発電出力をその
電源として用いる。このようにすると、モータ駆動電圧
を得るのにバッテリ電圧を昇圧する必要がなくなるの
で、従来例では必要とされていたＤＣ−ＤＣ変換部を、
不用とすることが出来る。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の排気エネルギー回収装置
を示す図である。符号は図２のものに対応し、２７は平
滑回路である。図２と同じ符号の部分は、従来と同様の
動作をするので、その説明は省略する。
に説明する。図１は、本発明の排気エネルギー回収装置
を示す図である。符号は図２のものに対応し、２７は平
滑回路である。図２と同じ符号の部分は、従来と同様の
動作をするので、その説明は省略する。
【００１８】図２の従来例と相違する第１の点は、従来
は用いていたＤＣ−ＤＣ変換部をなくしたという点であ
る。相違する第２の点は、整流平滑回路２０の出力を、
レギュレータ２２でバッテリ電圧に低下させる前の段階
で、インバータ１９の直流側に供給し得るように接続し
たという点である。相違する第３の点は、インバータ１
９の直流側に平滑回路２７を設けたという点である。こ
れは、ＤＣ−ＤＣ変換部２１が除去された関係上、イン
バータ１９に内蔵される整流素子（図３のＤ）で整流さ
れた直流出力を、レギュレータ２２に入力する前の段階
で平滑する手段がなくなったために設けたものである。
は用いていたＤＣ−ＤＣ変換部をなくしたという点であ
る。相違する第２の点は、整流平滑回路２０の出力を、
レギュレータ２２でバッテリ電圧に低下させる前の段階
で、インバータ１９の直流側に供給し得るように接続し
たという点である。相違する第３の点は、インバータ１
９の直流側に平滑回路２７を設けたという点である。こ
れは、ＤＣ−ＤＣ変換部２１が除去された関係上、イン
バータ１９に内蔵される整流素子（図３のＤ）で整流さ
れた直流出力を、レギュレータ２２に入力する前の段階
で平滑する手段がなくなったために設けたものである。
【００１９】図には表れていないが、本発明では、同じ
排気ガスが排気管６を流れて行った時、タービン発電機
１６の出力電圧の方が、回転電機１１の出力電圧よりも
大となるように、タービン発電機１６および回転電機１
１の構造を設計しておく。出力電圧は、タービンの構造
や巻線比によって決まってくる。例えば、タービンの構
造（例、サイズ等）が同じであれば、同じ排気ガスが流
れた時、回転数は略同じとなるので、タービン発電機１
６の方の巻線比を大にしておいてやれば、タービン発電
機１６の出力電圧の方が大となる。このように、タービ
ンの構造や巻線比を適宜設定して、出力電圧が上記のよ
うな大小関係となるようにする。
排気ガスが排気管６を流れて行った時、タービン発電機
１６の出力電圧の方が、回転電機１１の出力電圧よりも
大となるように、タービン発電機１６および回転電機１
１の構造を設計しておく。出力電圧は、タービンの構造
や巻線比によって決まってくる。例えば、タービンの構
造（例、サイズ等）が同じであれば、同じ排気ガスが流
れた時、回転数は略同じとなるので、タービン発電機１
６の方の巻線比を大にしておいてやれば、タービン発電
機１６の出力電圧の方が大となる。このように、タービ
ンの構造や巻線比を適宜設定して、出力電圧が上記のよ
うな大小関係となるようにする。
【００２０】次に動作を説明する。回転電機１１が発電
機として動作させられている時は、発電電圧はインバー
タ１９内の整流素子で整流され、平滑回路２７で平滑さ
れた後、レギュレータ２２に入力される。タービン発電
機１６の発電電圧は、整流平滑回路２０を経た後、レギ
ュレータ２２に入力される。レギュレータ２２の出力
は、バッテリ２６を充電したり、図示しない車両負荷に
給電したりするのに用いられる。
機として動作させられている時は、発電電圧はインバー
タ１９内の整流素子で整流され、平滑回路２７で平滑さ
れた後、レギュレータ２２に入力される。タービン発電
機１６の発電電圧は、整流平滑回路２０を経た後、レギ
ュレータ２２に入力される。レギュレータ２２の出力
は、バッテリ２６を充電したり、図示しない車両負荷に
給電したりするのに用いられる。
【００２１】ブースト圧をより一層大にすることが要求
された場合には、回転電機１１をモータ駆動する。モー
タ駆動するには、いま流れている排気ガスのエネルギー
で誘起された電圧より大きな電圧を、モータ駆動電圧と
して印加する必要がある。それを、従来はバッテリ電圧
をＤＣ−ＤＣ変換部で昇圧して得ていたわけであるが、
本発明では、タービン発電機１６から供給するようにし
た。その場合には、タービン発電機１６の出力電圧を、
整流平滑回路２０，平滑回路２７を経た後、インバータ
１９の直流側に入力し、交流に変換して回転電機１１に
印加する。
された場合には、回転電機１１をモータ駆動する。モー
タ駆動するには、いま流れている排気ガスのエネルギー
で誘起された電圧より大きな電圧を、モータ駆動電圧と
して印加する必要がある。それを、従来はバッテリ電圧
をＤＣ−ＤＣ変換部で昇圧して得ていたわけであるが、
本発明では、タービン発電機１６から供給するようにし
た。その場合には、タービン発電機１６の出力電圧を、
整流平滑回路２０，平滑回路２７を経た後、インバータ
１９の直流側に入力し、交流に変換して回転電機１１に
印加する。
【００２２】このように印加した電圧が、モータ駆動電
圧として使える大きさの電圧となるようにするために、
同じ排気ガスが流れた場合、タービン発電機１６の発電
電圧が、回転電機１１の発電電圧より大となるように設
計しておく。いずれも同期機を使用しているから、回転
数と発電電圧の関係は、図４（イ）のように回転数が大
になるにつれて発電電圧も大となるという関係にある
が、上記のような大小関係に設計しておくことにより、
本発明において回転電機１１をモータ運転する場合の電
圧関係は、図５に示すようになる。
圧として使える大きさの電圧となるようにするために、
同じ排気ガスが流れた場合、タービン発電機１６の発電
電圧が、回転電機１１の発電電圧より大となるように設
計しておく。いずれも同期機を使用しているから、回転
数と発電電圧の関係は、図４（イ）のように回転数が大
になるにつれて発電電圧も大となるという関係にある
が、上記のような大小関係に設計しておくことにより、
本発明において回転電機１１をモータ運転する場合の電
圧関係は、図５に示すようになる。
【００２３】図５において、曲線Ｖ11は回転電機１１の
モータ駆動電圧であり、曲線Ｖ16はタービン発電機１６
の発電電圧であり、ＶB はバッテリ電圧である。横軸
は、エンジン回転数である。エンジン回転数は同期機の
タービン回転数と等しくはないが、エンジン回転数が大
となるにつれて排気ガスのエネルギーも大となり、ター
ビン回転数も大となる。従って、エンジン回転数の変化
とタービン回転数の変化には相関関係がある。
モータ駆動電圧であり、曲線Ｖ16はタービン発電機１６
の発電電圧であり、ＶB はバッテリ電圧である。横軸
は、エンジン回転数である。エンジン回転数は同期機の
タービン回転数と等しくはないが、エンジン回転数が大
となるにつれて排気ガスのエネルギーも大となり、ター
ビン回転数も大となる。従って、エンジン回転数の変化
とタービン回転数の変化には相関関係がある。
【００２４】図５から分かるように、タービン発電機１
６の発電電圧は、回転電機１１をモータ駆動させる場合
に必要となるモータ駆動電圧より、常に大であるから、
それを使ってモータ駆動をすることが出来る。従って、
バッテリ電圧の昇圧を行わなくともよい。ただ、エンジ
ン回転数が低くて、タービン発電機１６の発電電圧もバ
ッテリ電圧前後の低い値である期間においては、バッテ
リ２６からモータ駆動電圧を供給し得るように、バッテ
リ２６から直接インバータ１９に給電する経路を別途設
けておいてもよい。
６の発電電圧は、回転電機１１をモータ駆動させる場合
に必要となるモータ駆動電圧より、常に大であるから、
それを使ってモータ駆動をすることが出来る。従って、
バッテリ電圧の昇圧を行わなくともよい。ただ、エンジ
ン回転数が低くて、タービン発電機１６の発電電圧もバ
ッテリ電圧前後の低い値である期間においては、バッテ
リ２６からモータ駆動電圧を供給し得るように、バッテ
リ２６から直接インバータ１９に給電する経路を別途設
けておいてもよい。
【００２５】タービン発電機１６の発電電圧を回転電機
１１に印加すると同時に、レギュレータ２２を経てバッ
テリ２６を充電することも行う。ただし、回転電機１１
のモータ駆動をするのが精一杯で余力がない場合には、
レギュレータ２２の動作を停止（オフ）して、バッテリ
２６の充電は行わないようにする。レギュレータ２２を
動作状態にしたり停止状態にしたりする信号は、コント
ローラ２３から出される。
１１に印加すると同時に、レギュレータ２２を経てバッ
テリ２６を充電することも行う。ただし、回転電機１１
のモータ駆動をするのが精一杯で余力がない場合には、
レギュレータ２２の動作を停止（オフ）して、バッテリ
２６の充電は行わないようにする。レギュレータ２２を
動作状態にしたり停止状態にしたりする信号は、コント
ローラ２３から出される。
【００２６】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、巻線
比とか排気ガスにより回転されるタービンの構造とかを
適宜設定することにより、常にタービン発電機の発電電
圧の方が、回転電機の発電電圧よりも大となるようにし
ておき、回転電機をモータ駆動する場合には、タービン
発電機の発電出力をその電源として用いるようにした。
そのため、バッテリ電圧を昇圧してモータ駆動電圧を得
ていた従来例では必要であったＤＣ−ＤＣ変換部は不用
となり、コストを下げることが出来る。同時に、ＤＣ−
ＤＣ変換部で失っていたエネルギーを、失わずに済むよ
うになった。
比とか排気ガスにより回転されるタービンの構造とかを
適宜設定することにより、常にタービン発電機の発電電
圧の方が、回転電機の発電電圧よりも大となるようにし
ておき、回転電機をモータ駆動する場合には、タービン
発電機の発電出力をその電源として用いるようにした。
そのため、バッテリ電圧を昇圧してモータ駆動電圧を得
ていた従来例では必要であったＤＣ−ＤＣ変換部は不用
となり、コストを下げることが出来る。同時に、ＤＣ−
ＤＣ変換部で失っていたエネルギーを、失わずに済むよ
うになった。
【図１】 本発明の排気エネルギー回収装置を示す図
【図２】 従来の排気エネルギー回収装置を示す図
【図３】 インバータの構成例を示す図
【図４】 同期機における回転数と誘起電圧またはモー
タ駆動電圧との関係を示す図
タ駆動電圧との関係を示す図
【図５】 本発明においてターボチャージャの回転電機
をモータ運転する場合の電圧関係を示す図
をモータ運転する場合の電圧関係を示す図
１…エンジン、２…吸気マニホールド、３…排気マニホ
ールド、４…エンジン回転センサ、５…吸気管、６…排
気管、７…回転電機付ターボチャージャ、８…コンプレ
ッサブレード、９…タービンブレード、１０…回転セン
サ、１１…回転電機、１２…回転子、１３…固定子巻
線、１４…タービンブレード、１５…回転センサ、１６
…タービン発電機、１７…回転子、１８…固定子巻線、
１９…インバータ，２０…整流平滑回路、２１…ＤＣ−
ＤＣ変換部、２２…レギュレータ、２３…コントロー
ラ、２４…アクセル開度センサ、２５…ブースト圧セン
サ、２６…バッテリ、２７…平滑回路、Ｄ…ダイオー
ド、Ｓ…スイッチング素子
ールド、４…エンジン回転センサ、５…吸気管、６…排
気管、７…回転電機付ターボチャージャ、８…コンプレ
ッサブレード、９…タービンブレード、１０…回転セン
サ、１１…回転電機、１２…回転子、１３…固定子巻
線、１４…タービンブレード、１５…回転センサ、１６
…タービン発電機、１７…回転子、１８…固定子巻線、
１９…インバータ，２０…整流平滑回路、２１…ＤＣ−
ＤＣ変換部、２２…レギュレータ、２３…コントロー
ラ、２４…アクセル開度センサ、２５…ブースト圧セン
サ、２６…バッテリ、２７…平滑回路、Ｄ…ダイオー
ド、Ｓ…スイッチング素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 37/10 F02B 37/013 F01N 11/04 H02K 23/52
Claims (1)
- 【請求項１】 ターボチャージャに取り付けられ発電機
またはモータとして運転される同期機の回転電機と、排
気ガスにより駆動される同期機のタービン発電機と、前
記回転電機に接続されたインバータと、前記タービン発
電機に接続された整流平滑回路と、前記回転電機および
タービン発電機からの整流平滑電圧をバッテリ電圧に制
御してバッテリを充電するレギュレータとを具えた排気
エネルギー回収装置において、前記タービン発電機およ
び回転電機の構造を、同じエネルギーの排気ガスが流れ
た時の前記タービン発電機の発電電圧は前記回転電機の
発電電圧よりも大となる構造にすると共に、前記回転電
機をモータ駆動する場合の前記インバータの直流電圧源
として前記整流平滑回路の出力電圧を用いることを特徴
とする排気エネルギー回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27307393A JP3168788B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 排気エネルギー回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27307393A JP3168788B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 排気エネルギー回収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07102989A JPH07102989A (ja) | 1995-04-18 |
| JP3168788B2 true JP3168788B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=17522772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27307393A Expired - Fee Related JP3168788B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 排気エネルギー回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3168788B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114183238A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种增压器与电机配套的控制系统 |
-
1993
- 1993-10-04 JP JP27307393A patent/JP3168788B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07102989A (ja) | 1995-04-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |