JPH0233413A - 回転電機付ターボチャージャの駆動装置 - Google Patents
回転電機付ターボチャージャの駆動装置Info
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- JPH0233413A JPH0233413A JP63180208A JP18020888A JPH0233413A JP H0233413 A JPH0233413 A JP H0233413A JP 63180208 A JP63180208 A JP 63180208A JP 18020888 A JP18020888 A JP 18020888A JP H0233413 A JPH0233413 A JP H0233413A
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
- F02B37/10—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/004—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/013—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
- F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
- F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は回転電機を有するターボチャージャを使用し、
エンジンに過給気を供給してその出力を増大させようと
する回転電機付ターボチャージャの駆動装置に関する。
エンジンに過給気を供給してその出力を増大させようと
する回転電機付ターボチャージャの駆動装置に関する。
（従来の技術）
近年、エンジンのシリンダトップ、シリンダトップ、ピ
ストンヘッド、バルブ、吸・排気口など燃焼室の部分に
セラミックスを採用した断熱式のエンジンが開発されて
いる。この種のエンジンでは排気ガスが高温度のため多
量のエネルギーを有しているので、タービンに導いて排
気エネルギーを回収し、エンジントルクを増大させよう
とする提案が種々なされている。
ストンヘッド、バルブ、吸・排気口など燃焼室の部分に
セラミックスを採用した断熱式のエンジンが開発されて
いる。この種のエンジンでは排気ガスが高温度のため多
量のエネルギーを有しているので、タービンに導いて排
気エネルギーを回収し、エンジントルクを増大させよう
とする提案が種々なされている。
そしてこの種の提案として本出願人により、エンジンの
排気管に直流発電機を備えた複数の排気タービンを順次
に配設するとともに、エンジンの回転軸に直流電動機を
結合させ、前記の直流発電機からの電力を直流電動機に
供給して、排気エネルギーをエンジン出力として回収し
ようとするエンジンの排気ガスエネルギー回収装置が特
開昭５９−２０５２６号公報に開示されている。
排気管に直流発電機を備えた複数の排気タービンを順次
に配設するとともに、エンジンの回転軸に直流電動機を
結合させ、前記の直流発電機からの電力を直流電動機に
供給して、排気エネルギーをエンジン出力として回収し
ようとするエンジンの排気ガスエネルギー回収装置が特
開昭５９−２０５２６号公報に開示されている。
（発明が解決しようとする課題）
上述の提案においては、エンジンの排気ガスエネルギー
は直流発電機を有する排気タービンによって電気エネル
ギーに変換され、ついでこの電気エネルギーはエンジン
に結合の直流電動機に供給され回転力としてエンジン出
力を助勢している。この場合、エンジン回転が低速のと
きは排出される排気ガスエネルギーが少なく、これを電
力に回生じてエンジンの出力軸を駆動することはトルク
向上の効果が十分でないという問題が生じている。
は直流発電機を有する排気タービンによって電気エネル
ギーに変換され、ついでこの電気エネルギーはエンジン
に結合の直流電動機に供給され回転力としてエンジン出
力を助勢している。この場合、エンジン回転が低速のと
きは排出される排気ガスエネルギーが少なく、これを電
力に回生じてエンジンの出力軸を駆動することはトルク
向上の効果が十分でないという問題が生じている。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的は排気エネルギーを効率よく回収して低速高負
荷時のエンジントルクを増大させようとする回転電機付
ターボチャージャの駆動装置を提供するにある。
その目的は排気エネルギーを効率よく回収して低速高負
荷時のエンジントルクを増大させようとする回転電機付
ターボチャージャの駆動装置を提供するにある。
（課題を解決するための手段）
本発明によれば、エンジンの排気経路に直列接続された
二台の回転電機付ターボチャージャと、前記エンジンの
トルクにより駆動される発電機と、前記エンジンの低回
転重負荷時に前記発電機の出力を前記回転電機のそれぞ
れに供給して駆動制御する制御手段とを備えた回転電機
付ターボチャージャの駆動装置が提供される。
二台の回転電機付ターボチャージャと、前記エンジンの
トルクにより駆動される発電機と、前記エンジンの低回
転重負荷時に前記発電機の出力を前記回転電機のそれぞ
れに供給して駆動制御する制御手段とを備えた回転電機
付ターボチャージャの駆動装置が提供される。
（作用）
本発明によれば、回転電機付ターボチャージャをエンジ
ンの排気流路に２台接続し、エンジントルクにより駆動
される発電機の出力をエンジンの低回転高負荷時に回転
電機へ供給するので、ターボチャージャの過給作動が助
勢されてエンジン出力が上昇する作用がある。
ンの排気流路に２台接続し、エンジントルクにより駆動
される発電機の出力をエンジンの低回転高負荷時に回転
電機へ供給するので、ターボチャージャの過給作動が助
勢されてエンジン出力が上昇する作用がある。
（実施例）
つぎに、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説
明する。
明する。
図面は本発明の一実施例の構成を示す構成ブロック図で
ある。
ある。
同図において、１はエンジンで吸気経路１１を通じて吸
入する空気と、供給される燃料との燃焼エネルギーによ
って、図示していない車両を駆動するもので、燃焼後の
排気ガスは排気経路１２を介して第１のターボチャージ
ャ２に供給され、タービン２１を回転駆動する。２２は
コンプレッサで、タービン２１の回転軸に直結され、排
気エネルギーにより回転駆動されるタービン２１のトル
クにより吸入空気を圧縮し、吸気経路１１を介してエン
ジン１の吸気を過給するものであり、コンプレッサ２２
の吸入管２３にはバルブ２４が取付けられ、バルブアク
チュエータ２５の作動により、吸入管２３の空気通路が
開閉制御されるよう構成されている。
入する空気と、供給される燃料との燃焼エネルギーによ
って、図示していない車両を駆動するもので、燃焼後の
排気ガスは排気経路１２を介して第１のターボチャージ
ャ２に供給され、タービン２１を回転駆動する。２２は
コンプレッサで、タービン２１の回転軸に直結され、排
気エネルギーにより回転駆動されるタービン２１のトル
クにより吸入空気を圧縮し、吸気経路１１を介してエン
ジン１の吸気を過給するものであり、コンプレッサ２２
の吸入管２３にはバルブ２４が取付けられ、バルブアク
チュエータ２５の作動により、吸入管２３の空気通路が
開閉制御されるよう構成されている。
３は回転電機でタービン２１とコンプレッサ２２とを直
結する回転軸に取付けられ、電力が供給されると電動機
として駆動され、コンプレッサ２２を駆動してその過給
作動を助勢するものである。なお、３１は回転センサで
回転電機３の回転数、すなわち第１のターボチャージャ
２の回転数を検出して、後述するコントローラに回転信
号を送信する。
結する回転軸に取付けられ、電力が供給されると電動機
として駆動され、コンプレッサ２２を駆動してその過給
作動を助勢するものである。なお、３１は回転センサで
回転電機３の回転数、すなわち第１のターボチャージャ
２の回転数を検出して、後述するコントローラに回転信
号を送信する。
４は第２のターボチャージャで第１のターボチャージャ
２の排ガスの排出経路２６に接続されてタービン４１が
回転駆動されるものであり、タービン４１の回転軸には
回転電機５とコンプレッサ４２とが直結されている。そ
して、第１のターボチャージャ２の場合と同様に、コン
プレッサ４２は吸入管４３から取入れた空気を圧縮して
エンジン１１に送気するが、第２のターボチャージャ４
では圧気は送気管４６を介しコンプレッサ２２に送られ
てからエンジン１１に達することになる。なお、４４は
吸入管４３に設けられたバルブであり、バルブアクチュ
エータ４５の作動により吸入管４３の開閉を制御するも
ので、バルブアクチュエータ４５および前記のバルブア
クチュエータ２５に対する開閉制御指令はコントローラ
６から発令される。
２の排ガスの排出経路２６に接続されてタービン４１が
回転駆動されるものであり、タービン４１の回転軸には
回転電機５とコンプレッサ４２とが直結されている。そ
して、第１のターボチャージャ２の場合と同様に、コン
プレッサ４２は吸入管４３から取入れた空気を圧縮して
エンジン１１に送気するが、第２のターボチャージャ４
では圧気は送気管４６を介しコンプレッサ２２に送られ
てからエンジン１１に達することになる。なお、４４は
吸入管４３に設けられたバルブであり、バルブアクチュ
エータ４５の作動により吸入管４３の開閉を制御するも
ので、バルブアクチュエータ４５および前記のバルブア
クチュエータ２５に対する開閉制御指令はコントローラ
６から発令される。
５１は回転電機５の回転数、すなわち第２のターボチャ
ージャ４の回転数を検出する回転センサ、１３はブース
ト圧センサで吸気経路１１の内部に取付けられてエンジ
ン１へのブースト圧を検出するもので、検出したブース
ト圧による信号をコントローラ６に送信する。
ージャ４の回転数を検出する回転センサ、１３はブース
ト圧センサで吸気経路１１の内部に取付けられてエンジ
ン１へのブースト圧を検出するもので、検出したブース
ト圧による信号をコントローラ６に送信する。
１４は燃料供給手段となる燃料供給機構であリ、燃料タ
ンク１８からエンジン１への供給燃料の流量を制御する
もので、燃料供給機構１４に対する制御指令はコントロ
ーラ６から発令される。
ンク１８からエンジン１への供給燃料の流量を制御する
もので、燃料供給機構１４に対する制御指令はコントロ
ーラ６から発令される。
７はエンジン１のトルクにより駆動される発電機で、回
転電機３および回転電機５の電源となるものであり、発
電機７の出力巻線は例えばスター／デルタ結線の切換や
巻線にタップを有して出力電圧が可変できるもので、そ
の発電出力は電力変換器７１を介してインバータ７３、
または−インバータ７５を通じてそれぞれの回転電機に
供給される。また、８はバッテリであり、電力変換器７
１に接続されている。なお、電力変換器７１は入力され
た交流電力を直流電力に変換する整流器を備え、それぞ
れのインバータ７３．７５は直流電力を所要周波数の交
流電力に変換するもので、その所要周波数に変換する制
御指令はコントローラ６から発令されるよう構成されて
いる。なお、１５はエンジン１の回転を検出するエンジ
ン回転センサであり、１６はアクセルセンサでアクセル
セルペダル１７の踏込量を検出するものであり、これら
のセンサからの検出信号はコントローラ６に送信される
。
転電機３および回転電機５の電源となるものであり、発
電機７の出力巻線は例えばスター／デルタ結線の切換や
巻線にタップを有して出力電圧が可変できるもので、そ
の発電出力は電力変換器７１を介してインバータ７３、
または−インバータ７５を通じてそれぞれの回転電機に
供給される。また、８はバッテリであり、電力変換器７
１に接続されている。なお、電力変換器７１は入力され
た交流電力を直流電力に変換する整流器を備え、それぞ
れのインバータ７３．７５は直流電力を所要周波数の交
流電力に変換するもので、その所要周波数に変換する制
御指令はコントローラ６から発令されるよう構成されて
いる。なお、１５はエンジン１の回転を検出するエンジ
ン回転センサであり、１６はアクセルセンサでアクセル
セルペダル１７の踏込量を検出するものであり、これら
のセンサからの検出信号はコントローラ６に送信される
。
コントローラ６はマイクロコンピュータからなり、演算
処理を行う中央制御装置、演算結果や制御プログラムな
どを格納する各種メモリ、入／出力ポートなどを備えて
おり、前記の各種センサからの信号が入力されると所定
の演算処理が行われて格納された制御プログラムに基づ
き、バルブアクチュエータ２５．４５およびインバータ
７３゜７５や燃料供給機構１４などにそれぞれ制御指令
が発せられるよう構成されている。
処理を行う中央制御装置、演算結果や制御プログラムな
どを格納する各種メモリ、入／出力ポートなどを備えて
おり、前記の各種センサからの信号が入力されると所定
の演算処理が行われて格納された制御プログラムに基づ
き、バルブアクチュエータ２５．４５およびインバータ
７３゜７５や燃料供給機構１４などにそれぞれ制御指令
が発せられるよう構成されている。
このように構成された本実施例の作動をつぎに説明する
。
。
車両が急坂路を登板する場合にて、エンジン回転センサ
１５からのエンジン回転信号が低回転数を示し、またア
クセルセンサ１６からのアクセルペダル踏込量に基づく
信号よりその踏込量が大きいときはコントローラ６はエ
ンジンが低回転重負荷と判断して、発電機７からの出力
とバッテリ８からの電力とを電力変換器７１およびイン
バータ７３．７５を介して回転電機３，５にそれぞれ供
給するとともに、バルブアクチュエータ２５に対してバ
ルブ２４を閉じる指令を発する。
１５からのエンジン回転信号が低回転数を示し、またア
クセルセンサ１６からのアクセルペダル踏込量に基づく
信号よりその踏込量が大きいときはコントローラ６はエ
ンジンが低回転重負荷と判断して、発電機７からの出力
とバッテリ８からの電力とを電力変換器７１およびイン
バータ７３．７５を介して回転電機３，５にそれぞれ供
給するとともに、バルブアクチュエータ２５に対してバ
ルブ２４を閉じる指令を発する。
このため、第１のターボチャージャ２、および第２のタ
ーボチャージャ４の過給作動は回転電機３．５の電動駆
動により助勢され、吸気経路１１介して二段過給による
圧力の高い過給気がエンジン１に供給されることになり
、さらに、昇圧され過給気に相当する燃料流量を燃料供
給機構１４を介して送油することにより、エンジン１の
出力が増大することになる。なお、エンジン１により駆
動される発電機７からの電力が十分あるときは、バッテ
リ８からの電力は電力変換器７１に送電しなくてもよい
。
ーボチャージャ４の過給作動は回転電機３．５の電動駆
動により助勢され、吸気経路１１介して二段過給による
圧力の高い過給気がエンジン１に供給されることになり
、さらに、昇圧され過給気に相当する燃料流量を燃料供
給機構１４を介して送油することにより、エンジン１の
出力が増大することになる。なお、エンジン１により駆
動される発電機７からの電力が十分あるときは、バッテ
リ８からの電力は電力変換器７１に送電しなくてもよい
。
エンジン回転センサ１５およびアクセルセンサ１６から
のそれぞれの検出信号により、エンジン１への過給気供
給が軽度と判断されると、コントローラ６からはバルブ
２４を開として、回転電機３のみに電力を供給する指令
が発せらる。このため、第１のターボチャージャ２のみ
が過給気の供給を助勢することになり、適正な空気量が
エンジン１に供給されることになる。
のそれぞれの検出信号により、エンジン１への過給気供
給が軽度と判断されると、コントローラ６からはバルブ
２４を開として、回転電機３のみに電力を供給する指令
が発せらる。このため、第１のターボチャージャ２のみ
が過給気の供給を助勢することになり、適正な空気量が
エンジン１に供給されることになる。
なお上述のようにエンジン回転センサ１５とアクセルセ
ンサ１６との検出信号に基づいて対応する空気量をター
ボチャージャ２，４によりエンジンに供給するが、回転
電機３または回転電機５に供給される発電機７からの出
力電圧の制御は、その出力巻線のスター／デルタの結線
切換えや、またタップの切換えにより適正な電力が供給
されることになる。
ンサ１６との検出信号に基づいて対応する空気量をター
ボチャージャ２，４によりエンジンに供給するが、回転
電機３または回転電機５に供給される発電機７からの出
力電圧の制御は、その出力巻線のスター／デルタの結線
切換えや、またタップの切換えにより適正な電力が供給
されることになる。
以上、本発明を上述の実施例によって説明したが、本発
明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを
本発明の範囲から排除するものではない。
明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを
本発明の範囲から排除するものではない。
（発明の効果）
本発明によれば、回転電機を備えたターボチャージャの
２台をエンジンの排気流路に直列に接続し、エンジント
ルクにより駆動される発電機とバッテリとの電力を、エ
ンジンの低回転高負荷時に回転電機に供給してそれぞれ
のターボチャージャの過給作動を助勢するので、二段過
給機のため排気エネルギーの回収が効率よく行われると
ともに、エンジントルクが大幅に増大される効果を生ず
る。
２台をエンジンの排気流路に直列に接続し、エンジント
ルクにより駆動される発電機とバッテリとの電力を、エ
ンジンの低回転高負荷時に回転電機に供給してそれぞれ
のターボチャージャの過給作動を助勢するので、二段過
給機のため排気エネルギーの回収が効率よく行われると
ともに、エンジントルクが大幅に増大される効果を生ず
る。
また未発明によれば、回転電機への電力供給を発電機出
力の結線切換やタップにより制御するので、エンジン回
転や負荷状態に応じて適正な過給気量が供給できるとい
う利点も生ずる。
力の結線切換やタップにより制御するので、エンジン回
転や負荷状態に応じて適正な過給気量が供給できるとい
う利点も生ずる。
図面は本発明の一実施例の構成を示す構成ブロック図で
ある。 １・・・エンジン、２・・・第１のターボチャージャ、
３・・・回転電機、４・・・第２のターボチャージャ、
５・・・回転電機、６・・・コントローラ、７・・・発
電機、８・・・バッテリ、１２・・・排気経路、１５・
・・エンジン回転センサ、１６・・・アクセルセンサ。
ある。 １・・・エンジン、２・・・第１のターボチャージャ、
３・・・回転電機、４・・・第２のターボチャージャ、
５・・・回転電機、６・・・コントローラ、７・・・発
電機、８・・・バッテリ、１２・・・排気経路、１５・
・・エンジン回転センサ、１６・・・アクセルセンサ。
Claims (2)
- （１）エンジンの排気経路に直列接続された二台の回転
電機付ターボチャージャと、前記エンジンのトルクによ
り駆動される発電機と、前記エンジンの低回転高負荷時
に前記発電機の出力を前記回転電機のそれぞれに供給し
て駆動制御する制御手段とを備えたことを特徴とする回
転電機付ターボチャージャの駆動装置。 - （２）前記発電機の出力回路に昇圧巻線を設けるととも
に、該出力回路の切換えにより前記回転電機に発電機出
力を供給することを特徴とする請求項（１）記載の回転
電機付ターボチャージャの駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63180208A JPH0233413A (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | 回転電機付ターボチャージャの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63180208A JPH0233413A (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | 回転電機付ターボチャージャの駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0233413A true JPH0233413A (ja) | 1990-02-02 |
Family
ID=16079291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63180208A Pending JPH0233413A (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | 回転電機付ターボチャージャの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0233413A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011046041A1 (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | 三菱重工業株式会社 | ミラーサイクルエンジン |
| JP2019152116A (ja) * | 2018-03-01 | 2019-09-12 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 航空機用レシプロエンジンの過給システム、航空機用レシプロエンジン及び航空機 |
-
1988
- 1988-07-21 JP JP63180208A patent/JPH0233413A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011046041A1 (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | 三菱重工業株式会社 | ミラーサイクルエンジン |
| JP2011085089A (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ミラーサイクルエンジン |
| JP2019152116A (ja) * | 2018-03-01 | 2019-09-12 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 航空機用レシプロエンジンの過給システム、航空機用レシプロエンジン及び航空機 |
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