JPH0650162A - 回転電機付過給機によるエネルギー回収装置 - Google Patents
回転電機付過給機によるエネルギー回収装置Info
- Publication number
- JPH0650162A JPH0650162A JP4224841A JP22484192A JPH0650162A JP H0650162 A JPH0650162 A JP H0650162A JP 4224841 A JP4224841 A JP 4224841A JP 22484192 A JP22484192 A JP 22484192A JP H0650162 A JPH0650162 A JP H0650162A
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- engine
- electric
- motor
- rotary electric
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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
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
(57)【要約】
【目的】ターボチャージャの回転電機と、クランク軸に
結合の電動機構との相互の間にて、エンジンの運転に応
じて電力の授受を行い排気エネルギーを効率よく回収す
る。 【構成】ターボチャージャ２に回転電機３を配置し、エ
ンジン１の出力軸にはクラッチの操作により変速自在な
遊星歯車機構を備えた電動機構５を取付ける。そして、
エンジンの運転状態に応じて電動機構５の発電出力を回
転電機３に供給して過給気圧の増大を図ったり、または
発電作動時の回転電機３の出力を電動機構５に通電して
エンジントルクを増大させるが、それぞれの場合に発電
／電動作動する電動機構５を適切な回転速度となるよう
に、クラッチによって遊星歯車機構の変速比を選択す
る。
結合の電動機構との相互の間にて、エンジンの運転に応
じて電力の授受を行い排気エネルギーを効率よく回収す
る。 【構成】ターボチャージャ２に回転電機３を配置し、エ
ンジン１の出力軸にはクラッチの操作により変速自在な
遊星歯車機構を備えた電動機構５を取付ける。そして、
エンジンの運転状態に応じて電動機構５の発電出力を回
転電機３に供給して過給気圧の増大を図ったり、または
発電作動時の回転電機３の出力を電動機構５に通電して
エンジントルクを増大させるが、それぞれの場合に発電
／電動作動する電動機構５を適切な回転速度となるよう
に、クラッチによって遊星歯車機構の変速比を選択す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はターボチャージャのター
ビン軸に取付けた回転電機と、クランク軸に連結された
電動機構とにより排気エネルギー効率よく回収する回転
電機付過給機によるエネルギー回収装置に関する。
ビン軸に取付けた回転電機と、クランク軸に連結された
電動機構とにより排気エネルギー効率よく回収する回転
電機付過給機によるエネルギー回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンの排気エネルギーを利用
してエンジンのブースト圧力を増大させるターボチャー
ジャが広く使用されており、この種のターボチャージャ
のタービン軸に回転電機を取付け、エンジンの運転状態
に応じ、回転電機の電動駆動によりターボチャージャの
過給作動を付勢したり、または発電作動による出力に
て、クランク軸に連結した電動機を駆動して排気エネル
ギーを回収する試みが種々なされている。
してエンジンのブースト圧力を増大させるターボチャー
ジャが広く使用されており、この種のターボチャージャ
のタービン軸に回転電機を取付け、エンジンの運転状態
に応じ、回転電機の電動駆動によりターボチャージャの
過給作動を付勢したり、または発電作動による出力に
て、クランク軸に連結した電動機を駆動して排気エネル
ギーを回収する試みが種々なされている。
【０００３】そして、エンジンが高負荷で過給気圧の増
大が望まれるときは、クランク軸に連結した電動機構の
発電出力をターボチャージャの回転電機に給電し、過給
作動を助勢してエンジンへの過給気圧の増大を図り、ま
た、エンジン負荷が小さく高回転のときは、発電作動の
回転電機の出力をクランク軸の電動機構に供給し、排気
エネルギーをエンジントルクに回収することが行われて
いる。
大が望まれるときは、クランク軸に連結した電動機構の
発電出力をターボチャージャの回転電機に給電し、過給
作動を助勢してエンジンへの過給気圧の増大を図り、ま
た、エンジン負荷が小さく高回転のときは、発電作動の
回転電機の出力をクランク軸の電動機構に供給し、排気
エネルギーをエンジントルクに回収することが行われて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のような排気エネ
ルギーの回収システムでは、クランク軸に連結の電動機
構の運転を発電、または電動に切換えて制御することに
なるが、発電時は高速回転の方が発電効率がよく、電動
にてトルクの伝達には低速回転が効率よいため、クラン
ク軸と一定比率にての連結では排気エネルギーの十分な
回収効率が得られないという不都合が生じている。
ルギーの回収システムでは、クランク軸に連結の電動機
構の運転を発電、または電動に切換えて制御することに
なるが、発電時は高速回転の方が発電効率がよく、電動
にてトルクの伝達には低速回転が効率よいため、クラン
ク軸と一定比率にての連結では排気エネルギーの十分な
回収効率が得られないという不都合が生じている。
【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的はクランク軸に連結される発電機
構を変速させ、常に効率よく排気エネルギーを回収しよ
うとする回転電機付過給機によるエネルギー回収装置を
提供することにある。
ものであり、その目的はクランク軸に連結される発電機
構を変速させ、常に効率よく排気エネルギーを回収しよ
うとする回転電機付過給機によるエネルギー回収装置を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、ターボチャージャのタービン軸に
回転電機を配置するとともに、クランク軸に電動機構を
結合し、エンジンの運転状態に応じて該電動機構の発電
出力を回転電機に供給して過給気圧を増大せしめたり、
回転電機の発電出力を電動機構に給電しエンジントルク
を付勢する回転電機付過給機によるエネルギー回収装置
において、前記電動機構とクランク軸との結合に変速手
段を介在させた回転電機付過給機によるエネルギー回収
装置が提供される。
めに本発明によれば、ターボチャージャのタービン軸に
回転電機を配置するとともに、クランク軸に電動機構を
結合し、エンジンの運転状態に応じて該電動機構の発電
出力を回転電機に供給して過給気圧を増大せしめたり、
回転電機の発電出力を電動機構に給電しエンジントルク
を付勢する回転電機付過給機によるエネルギー回収装置
において、前記電動機構とクランク軸との結合に変速手
段を介在させた回転電機付過給機によるエネルギー回収
装置が提供される。
【０００７】
【作用】発電／電動作動する電動機構の回転速度を、作
動に応じて適切となるように、クラッチにより変速手段
となる遊星歯車機構の変速比を選択するので、回転電機
との間の電力授受による排気エネルギーの回収が効率よ
く実施される。
動に応じて適切となるように、クラッチにより変速手段
となる遊星歯車機構の変速比を選択するので、回転電機
との間の電力授受による排気エネルギーの回収が効率よ
く実施される。
【０００８】
【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。
詳細に説明する。
【０００９】図１は本発明にかかる回転電機付過給機に
よるエネルギー回収装置の一実施例を示す構成ブロック
図であり、図２は本実施例におけるクランク軸に連結し
た電動機構の断面図である。
よるエネルギー回収装置の一実施例を示す構成ブロック
図であり、図２は本実施例におけるクランク軸に連結し
た電動機構の断面図である。
【００１０】これらの図面において、１はエンジン、２
はターボチャージャで、エンジン１の排気管１１にはタ
ーボチャージャ２のタービン２１が係合され、排気エネ
ルギーにより駆動されるタービン２１のトルクにより、
コンプレッサ２２と回転電機３が回転駆動されてコンプ
レッサ２２の圧気作動により吸気管１２を介してエンジ
ン１に過給気が圧送される。
はターボチャージャで、エンジン１の排気管１１にはタ
ーボチャージャ２のタービン２１が係合され、排気エネ
ルギーにより駆動されるタービン２１のトルクにより、
コンプレッサ２２と回転電機３が回転駆動されてコンプ
レッサ２２の圧気作動により吸気管１２を介してエンジ
ン１に過給気が圧送される。
【００１１】回転電機３は永久磁石を回転子として、タ
ービントルクにより駆動されると固定子に交流電力を生
じ、また、該固定子に所定の交流電力が供給されると回
転子が駆動され、そのトルクによりコンプレッサ２２の
圧気作動を助勢するように構成され、固定子の端子は変
圧器４１を介して電力変換器４に接続されている。
ービントルクにより駆動されると固定子に交流電力を生
じ、また、該固定子に所定の交流電力が供給されると回
転子が駆動され、そのトルクによりコンプレッサ２２の
圧気作動を助勢するように構成され、固定子の端子は変
圧器４１を介して電力変換器４に接続されている。
【００１２】５は電動／発電機となる電動機構で、その
回転軸５１には永久磁石からなる回転子５２が備えら
れ、対応する固定子５３には巻線が施されて変圧器４２
に結線されている。そして、回転軸５１の他端にはクラ
ッチ５４、プーリ５５や変速手段となる遊星歯車機構５
６が配置され、クランク軸のプーリ１３とＶベルト１４
とにより掛合されるプーリ５５からのトルクが遊星歯車
機構５６を介して回転子５２に伝達される。
回転軸５１には永久磁石からなる回転子５２が備えら
れ、対応する固定子５３には巻線が施されて変圧器４２
に結線されている。そして、回転軸５１の他端にはクラ
ッチ５４、プーリ５５や変速手段となる遊星歯車機構５
６が配置され、クランク軸のプーリ１３とＶベルト１４
とにより掛合されるプーリ５５からのトルクが遊星歯車
機構５６を介して回転子５２に伝達される。
【００１３】なお、クラッチ５４は電磁力により作動す
るもので、通電されてクラッチ５４がオンの場合は遊星
歯車機構５６がロックされ、回転軸５１の回転、すなわ
ち回転子５２の回転は大型のプーリ１３と小型のプーリ
５５との比率となり、クラッチ５４がオフの場合は遊星
歯車機構５６のギヤ比により、オンの場合の例えば２．
５倍に増速されるように構成されている。
るもので、通電されてクラッチ５４がオンの場合は遊星
歯車機構５６がロックされ、回転軸５１の回転、すなわ
ち回転子５２の回転は大型のプーリ１３と小型のプーリ
５５との比率となり、クラッチ５４がオフの場合は遊星
歯車機構５６のギヤ比により、オンの場合の例えば２．
５倍に増速されるように構成されている。
【００１４】６はコントローラで電子制御装置からなる
もので、ターボチャージャ２の回転数を検出する回転セ
ンサ３１や、電動機構５の回転数を検出する回転センサ
５７などからの信号を入力し、整流器やインバータを有
する電力変換器４に対して、変圧器４１と変圧器４２と
の間の電力の授受の制御指令や、バッテリ７を電源とし
て回転電機３を駆動する指令などを発するように構成さ
れている。
もので、ターボチャージャ２の回転数を検出する回転セ
ンサ３１や、電動機構５の回転数を検出する回転センサ
５７などからの信号を入力し、整流器やインバータを有
する電力変換器４に対して、変圧器４１と変圧器４２と
の間の電力の授受の制御指令や、バッテリ７を電源とし
て回転電機３を駆動する指令などを発するように構成さ
れている。
【００１５】つぎにこのように構成された本実施例の作
動について説明すると、エンジン１が高負荷のため過給
気の増大が望まれる場合は、エンジントルクにより駆動
される電動機構５の発電出力を変圧器４２、電力変換器
４および変圧器４１を介して回転電機３に供給して電動
駆動し、そのトルクによりコンプレッサ２２の圧気作動
を助勢して過給気圧を増大させ、エンジン１に圧送する
が、この場合には電動機構５のクラッチ５４をオフにし
て遊星歯車機構５６のギヤ比によって増速させて電動機
構５の発電効率を高めた出力により回転電機３を電動駆
動する。そして、ターボチャージャ２の回転センサ３１
からの回転信号が所定値に達している場合には、クラッ
チ５４をオンにして電動機構５の回転を低下させて、そ
の発電出力を制御することになる。
動について説明すると、エンジン１が高負荷のため過給
気の増大が望まれる場合は、エンジントルクにより駆動
される電動機構５の発電出力を変圧器４２、電力変換器
４および変圧器４１を介して回転電機３に供給して電動
駆動し、そのトルクによりコンプレッサ２２の圧気作動
を助勢して過給気圧を増大させ、エンジン１に圧送する
が、この場合には電動機構５のクラッチ５４をオフにし
て遊星歯車機構５６のギヤ比によって増速させて電動機
構５の発電効率を高めた出力により回転電機３を電動駆
動する。そして、ターボチャージャ２の回転センサ３１
からの回転信号が所定値に達している場合には、クラッ
チ５４をオンにして電動機構５の回転を低下させて、そ
の発電出力を制御することになる。
【００１６】また、エンジン１が低負荷で高回転の場合
は、ターボチャージャ２の回転電機３に発電作動させ、
その出力を変圧器４１、電力変換器４および変圧器４２
を通じて電動機構５に供給して電動作動させ、Ｖベルト
結合されたエンジン１を付勢する。この場合には電動機
構５の回転センサ５７の回転信号に応じてクラッチ５４
のオン／オフを制御し、効率よく排気エネルギーをエン
ジントルクとして回生させることになる。
は、ターボチャージャ２の回転電機３に発電作動させ、
その出力を変圧器４１、電力変換器４および変圧器４２
を通じて電動機構５に供給して電動作動させ、Ｖベルト
結合されたエンジン１を付勢する。この場合には電動機
構５の回転センサ５７の回転信号に応じてクラッチ５４
のオン／オフを制御し、効率よく排気エネルギーをエン
ジントルクとして回生させることになる。
【００１７】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や応用が可
能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除
するものではない。
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可
能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除
するものではない。
【００１８】
【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
クランク軸に結合の電動機構を発電、または電動作動に
切換えて排気エネルギーの回収を図るが、クランク軸と
の間にクラッチにより変速自圧な遊星歯車機構を介在さ
せたので、エンジンと電動機構との回転の変速が行え
て、発電や電動作動に際して効率のよい回転数に制御で
きるという効果が得られる。
クランク軸に結合の電動機構を発電、または電動作動に
切換えて排気エネルギーの回収を図るが、クランク軸と
の間にクラッチにより変速自圧な遊星歯車機構を介在さ
せたので、エンジンと電動機構との回転の変速が行え
て、発電や電動作動に際して効率のよい回転数に制御で
きるという効果が得られる。
【図１】本発明にかかる回転電機付過給機によるエネル
ギー回収装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
ギー回収装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
【図２】本実施例におけるクランク軸に連結した電動機
構の断面図である。
構の断面図である。
１…エンジン ２…ターボチャージャ ３…回転電機 ５…電動機構 ６…コントローラ ５４…クラッチ ５６…遊星歯車機構
Claims (2)
- 【請求項１】ターボチャージャのタービン軸に回転電機
を配置するとともに、クランク軸に電動機構を結合し、
エンジンの運転状態に応じて該電動機構の発電出力を回
転電機に供給して過給気圧を増大せしめたり、回転電機
の発電出力を電動機構に給電しエンジントルクを付勢す
る回転電機付過給機によるエネルギー回収装置におい
て、前記電動機構とクランク軸との結合中間に変速手段
を介在させたことを特徴とする回転電機付過給機による
エネルギー回収装置。 - 【請求項２】前記の変速手段はエンジン負荷に応じクラ
ッチ装置の操作によって変速自在な遊星歯車機構である
ことを特徴とする請求項１記載の回転電機付過給機によ
るエネルギー回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4224841A JP2896545B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 回転電機付過給機によるエネルギー回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4224841A JP2896545B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 回転電機付過給機によるエネルギー回収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650162A true JPH0650162A (ja) | 1994-02-22 |
| JP2896545B2 JP2896545B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=16820018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4224841A Expired - Fee Related JP2896545B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 回転電機付過給機によるエネルギー回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2896545B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997037111A1 (fr) * | 1996-04-01 | 1997-10-09 | Yoshiaki Kakuta | Dispositif auxiliaire de fourniture d'energie pour moteur a combustion interne utilisant la production d'energie d'une turbine a pression negative |
| WO1997037112A1 (fr) * | 1996-04-01 | 1997-10-09 | Yoshiaki Kakuta | Generateur d'energie et de pression negative dans une turbine au moyen d'un moteur a combustion interne |
| US11105259B2 (en) | 2015-02-03 | 2021-08-31 | Williams International Co., L.L.C. | Turbo-electric turbo-compounding method |
| US11105258B2 (en) | 2015-02-03 | 2021-08-31 | Williams International Co., L.L.C. | Turbo-electric turbo-compounding system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59141171A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-13 | Nitto Electric Ind Co Ltd | 導電性シ−ト |
| JPS6293430A (ja) * | 1985-10-19 | 1987-04-28 | Isuzu Motors Ltd | タ−ボコンパウンドエンジン |
| JPS62294721A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | Isuzu Motors Ltd | エネルギ−回収装置 |
-
1992
- 1992-07-31 JP JP4224841A patent/JP2896545B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59141171A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-13 | Nitto Electric Ind Co Ltd | 導電性シ−ト |
| JPS6293430A (ja) * | 1985-10-19 | 1987-04-28 | Isuzu Motors Ltd | タ−ボコンパウンドエンジン |
| JPS62294721A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | Isuzu Motors Ltd | エネルギ−回収装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997037111A1 (fr) * | 1996-04-01 | 1997-10-09 | Yoshiaki Kakuta | Dispositif auxiliaire de fourniture d'energie pour moteur a combustion interne utilisant la production d'energie d'une turbine a pression negative |
| WO1997037112A1 (fr) * | 1996-04-01 | 1997-10-09 | Yoshiaki Kakuta | Generateur d'energie et de pression negative dans une turbine au moyen d'un moteur a combustion interne |
| US11105259B2 (en) | 2015-02-03 | 2021-08-31 | Williams International Co., L.L.C. | Turbo-electric turbo-compounding method |
| US11105258B2 (en) | 2015-02-03 | 2021-08-31 | Williams International Co., L.L.C. | Turbo-electric turbo-compounding system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2896545B2 (ja) | 1999-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |