JPH10266865A - 回転電機付ターボチャージャ - Google Patents
回転電機付ターボチャージャInfo
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- JPH10266865A JPH10266865A JP9073947A JP7394797A JPH10266865A JP H10266865 A JPH10266865 A JP H10266865A JP 9073947 A JP9073947 A JP 9073947A JP 7394797 A JP7394797 A JP 7394797A JP H10266865 A JPH10266865 A JP H10266865A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressor
- intake
- housing
- electric machine
- rotor
- Prior art date
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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
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 部品点数の増加及びスペース損失を抑制しつ
つ、タービンロータの回転負荷を十分に軽減できるよう
にすること。 【解決手段】 回転電機１５の発電作動時に、吸気入口
１４ａ１と吸気出口１４ａ２をコンプレッサロータ１２
をバイパスして連通させると共に、コンプレッサロータ
と吸気出口間の連通を遮断して、タービンロータ１１の
回転負荷を軽減可能な負荷軽減手段１８、２０、２０
ａ、２０ｃ、２２〜２４を設けた。
つ、タービンロータの回転負荷を十分に軽減できるよう
にすること。 【解決手段】 回転電機１５の発電作動時に、吸気入口
１４ａ１と吸気出口１４ａ２をコンプレッサロータ１２
をバイパスして連通させると共に、コンプレッサロータ
と吸気出口間の連通を遮断して、タービンロータ１１の
回転負荷を軽減可能な負荷軽減手段１８、２０、２０
ａ、２０ｃ、２２〜２４を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気ガ
スにより駆動されるタービンロータの回転軸に電動−発
電機となる回転電機を配置し、排気エネルギーを電気エ
ネルギーとして回収しようとする回転電機付ターボチャ
ージャに関する。
スにより駆動されるタービンロータの回転軸に電動−発
電機となる回転電機を配置し、排気エネルギーを電気エ
ネルギーとして回収しようとする回転電機付ターボチャ
ージャに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの排気エネルギーをタービンロ
ータに導いて高速回転させ、タービンロータの回転軸に
接続されたコンプレッサロータを回転駆動してエンジン
に過給気を圧送するターボチャージャが広く使用されて
いる中で、近年、このターボチャージャの回転軸に電動
−発電機となる回転電機を配置し、排気エネルギーを電
気エネルギーとして回収すると共に排気エネルギー不足
時に電気エネルギーによりコンプレッサロータを回転駆
動させる回転電機付ターボチャージャが種々提案されて
いる。
ータに導いて高速回転させ、タービンロータの回転軸に
接続されたコンプレッサロータを回転駆動してエンジン
に過給気を圧送するターボチャージャが広く使用されて
いる中で、近年、このターボチャージャの回転軸に電動
−発電機となる回転電機を配置し、排気エネルギーを電
気エネルギーとして回収すると共に排気エネルギー不足
時に電気エネルギーによりコンプレッサロータを回転駆
動させる回転電機付ターボチャージャが種々提案されて
いる。
【０００３】この種の回転電機付ターボチャージャは、
例えば、特開平４−１１２９２１号公報に開示されてい
る。この回転電機付ターボチャージャでは、発電作動時
に回転電機の発電出力を増大させるために、コンプレッ
サロータとエンジンとの間の吸気通路に絞り弁を介装す
ると共に、該絞り弁とエンジンとの間の吸気通路にバイ
パス管路を接続し、該バイパス管路にバイパス弁を介装
している。これによれば、絞り弁を閉じることによりコ
ンプレッサロータの仕事量が減ぜられて、コンプレッサ
ロータによる過給作動が抑制されタービンロータの回転
負荷が軽減されると同時に、バイパス弁が開かれること
によりバイパス管路を介してエンジンへの吸気がなされ
る。
例えば、特開平４−１１２９２１号公報に開示されてい
る。この回転電機付ターボチャージャでは、発電作動時
に回転電機の発電出力を増大させるために、コンプレッ
サロータとエンジンとの間の吸気通路に絞り弁を介装す
ると共に、該絞り弁とエンジンとの間の吸気通路にバイ
パス管路を接続し、該バイパス管路にバイパス弁を介装
している。これによれば、絞り弁を閉じることによりコ
ンプレッサロータの仕事量が減ぜられて、コンプレッサ
ロータによる過給作動が抑制されタービンロータの回転
負荷が軽減されると同時に、バイパス弁が開かれること
によりバイパス管路を介してエンジンへの吸気がなされ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の回転電機付ターボチャージャにおいては、絞り
弁やバイパス弁及び各弁の開閉を制御する開閉制御手段
等を必要とし部品点数が増加して製造コストの増大を招
くと共に、限られたスペースであるエンジンルーム内に
おけるバイパス管路によるスペース損失が大きいという
問題があった。
た従来の回転電機付ターボチャージャにおいては、絞り
弁やバイパス弁及び各弁の開閉を制御する開閉制御手段
等を必要とし部品点数が増加して製造コストの増大を招
くと共に、限られたスペースであるエンジンルーム内に
おけるバイパス管路によるスペース損失が大きいという
問題があった。
【０００５】それゆえ、本発明は当該回転電機付ターボ
チャージャにおいて、部品点数の増加及びスペース損失
を抑制しつつ、タービンロータの回転負荷を十分に軽減
できるようにすることを、その課題とする。
チャージャにおいて、部品点数の増加及びスペース損失
を抑制しつつ、タービンロータの回転負荷を十分に軽減
できるようにすることを、その課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を解
決するために本発明において講じた技術的手段は、ハウ
ジングと、該ハウジング内にエンジンの排気エネルギー
により回転可能に配設されるタービンロータと、前記ハ
ウジングに回転可能に支承され、その一端に前記タービ
ンロータが固定される回転軸と、該回転軸の他端に固定
され、前記ハウジング内に回転可能に収容され、前記ハ
ウジングに形成された吸気入口より導かれる吸気を圧縮
して前記ハウジングに形成された吸気出口を介して前記
エンジンに供給するコンプレッサロータと、前記回転軸
上に配設される回転電機とを備え、エンジンの運転状態
に応じて前記回転電機を発電作動させて排気エネルギー
を回収する回転電機付ターボチャージャにおいて、前記
回転電機の発電作動時に、前記吸気入口と前記吸気出口
を前記コンプレッサロータをバイパスして連通させると
共に、前記コンプレッサロータと前記吸気出口間の連通
を遮断して、前記タービンロータの回転負荷を軽減可能
な負荷軽減手段を設けたことである。
決するために本発明において講じた技術的手段は、ハウ
ジングと、該ハウジング内にエンジンの排気エネルギー
により回転可能に配設されるタービンロータと、前記ハ
ウジングに回転可能に支承され、その一端に前記タービ
ンロータが固定される回転軸と、該回転軸の他端に固定
され、前記ハウジング内に回転可能に収容され、前記ハ
ウジングに形成された吸気入口より導かれる吸気を圧縮
して前記ハウジングに形成された吸気出口を介して前記
エンジンに供給するコンプレッサロータと、前記回転軸
上に配設される回転電機とを備え、エンジンの運転状態
に応じて前記回転電機を発電作動させて排気エネルギー
を回収する回転電機付ターボチャージャにおいて、前記
回転電機の発電作動時に、前記吸気入口と前記吸気出口
を前記コンプレッサロータをバイパスして連通させると
共に、前記コンプレッサロータと前記吸気出口間の連通
を遮断して、前記タービンロータの回転負荷を軽減可能
な負荷軽減手段を設けたことである。
【０００７】上記した手段において、前記負荷軽減手段
は、前記ハウジングに形成されて前記吸気入口と前記吸
気出口間を連通可能なバイパス通路と、前記バイパス通
路を遮断する第１位置と前記バイパス通路を開放すると
共に前記コンプレッサロータと前記吸気出口間の連通を
遮断する第２位置との間を移動可能に前記ハウジング内
に配設されるコンプレッサディフューザと、該コンプレ
ッサディフューザを前記回転電機の非発電作動時に前記
第１位置にまた、前記回転電機の発電作動時に前記第２
位置に夫々移動させる制御手段とから構成されてもよ
い。
は、前記ハウジングに形成されて前記吸気入口と前記吸
気出口間を連通可能なバイパス通路と、前記バイパス通
路を遮断する第１位置と前記バイパス通路を開放すると
共に前記コンプレッサロータと前記吸気出口間の連通を
遮断する第２位置との間を移動可能に前記ハウジング内
に配設されるコンプレッサディフューザと、該コンプレ
ッサディフューザを前記回転電機の非発電作動時に前記
第１位置にまた、前記回転電機の発電作動時に前記第２
位置に夫々移動させる制御手段とから構成されてもよ
い。
【０００８】上記した手段によれば、回転電機の発電作
動時に、吸気入口と吸気出口とがコンプレッサロータを
バイパスして連通されると共に、コンプレッサロータと
吸気出口間の連通が遮断されることにより、コンプレッ
サロータの仕事が抑制されてタービンロータの回転負荷
が軽減される。
動時に、吸気入口と吸気出口とがコンプレッサロータを
バイパスして連通されると共に、コンプレッサロータと
吸気出口間の連通が遮断されることにより、コンプレッ
サロータの仕事が抑制されてタービンロータの回転負荷
が軽減される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従った回転電機付
ターボチャージャの一実施形態を図面に基づき、説明す
る。
ターボチャージャの一実施形態を図面に基づき、説明す
る。
【００１０】図１において、１はエンジンで車両の原動
機、或いは電気自動車においては主発電機（図示されな
い）の動力源である。エンジン１の吸気管２と排気管３
とには回転電機付ターボチャージャ１０が接続されてい
る。回転電機付ターボチャージャ１０は、ハウジング１
４と、ハウジング１４のタービン収容部内に収容され、
排気管３の排気ガスが導入されることにより排気ガスエ
ネルギーによって回転駆動されるタービンロータ１１
と、ハウジング１４のコンプレッサ収容部内に収容さ
れ、タービンロータ１１と回転軸１３を介して接続され
てタービンロータ１１と一体回転するコンプレッサロー
タ１２とを備えている。回転軸１３は、ハウジング１４
に軸受を介して回転可能に支承されており、またタービ
ンロータ１１とコンプレッサロータ１２は、夫々放射状
に延びる複数のブレードを有し、これらブレードがハウ
ジング１４との間に所定の隙間を保つように支持されて
いる。
機、或いは電気自動車においては主発電機（図示されな
い）の動力源である。エンジン１の吸気管２と排気管３
とには回転電機付ターボチャージャ１０が接続されてい
る。回転電機付ターボチャージャ１０は、ハウジング１
４と、ハウジング１４のタービン収容部内に収容され、
排気管３の排気ガスが導入されることにより排気ガスエ
ネルギーによって回転駆動されるタービンロータ１１
と、ハウジング１４のコンプレッサ収容部内に収容さ
れ、タービンロータ１１と回転軸１３を介して接続され
てタービンロータ１１と一体回転するコンプレッサロー
タ１２とを備えている。回転軸１３は、ハウジング１４
に軸受を介して回転可能に支承されており、またタービ
ンロータ１１とコンプレッサロータ１２は、夫々放射状
に延びる複数のブレードを有し、これらブレードがハウ
ジング１４との間に所定の隙間を保つように支持されて
いる。
【００１１】コンプレッサロータ１２が収容されるハウ
ジング１４のコンプレッサ収容部１４Ａは、図１及び図
２に示すように、図示しないエアクリーナからの空気を
コンプレッサロータ１２のブレードの内周側へ導く吸気
入口１４ａ１と、吸気管２に接続される吸気出口１４ａ
２と、コンプレッサロータ１２のブレードの外周側を吸
気出口１４ａ２へ連通するスクロール室１４ａ３とを有
するコンプレッサハウジング１４ａと、ハウジング１４
の回転電機収容部に固定されると共にコンプレッサハウ
ジング１４ａが気密的に固定され、コンプレッサハウジ
ング１４ａとの間にコンプレッサロータ１２のブレード
の外周側とスクロール室１４ａ３とを連通する通路を形
成するバックプレート１４ｂとから構成されている。
尚、スクロール室１４ａ３は、コンプレッサロータ１２
の回転方向にらせん状に且つその断面積を徐々に増加さ
れるように形成されている。タービンロータ１１が回転
駆動されて、回転軸１３を介してコンプレッサロータ１
２が回転駆動されると、図示しないエアクリーナから吸
気入口１４ａ１を介して導入された空気は圧縮されてス
クロール室１４ａ３、吸気出口１４ａ２及び吸気管２を
通って過給気としてエンジン１に供給される。尚、図１
中、７は吸気管２内に配設されたスロットルバルブで、
コントローラ４からの信号に応じて図示しないスロット
ルアクチュエータにより開閉制御される。また、８は圧
力センサでエンジンの吸気圧力を検出し、検出信号をコ
ントローラ４へ送る。
ジング１４のコンプレッサ収容部１４Ａは、図１及び図
２に示すように、図示しないエアクリーナからの空気を
コンプレッサロータ１２のブレードの内周側へ導く吸気
入口１４ａ１と、吸気管２に接続される吸気出口１４ａ
２と、コンプレッサロータ１２のブレードの外周側を吸
気出口１４ａ２へ連通するスクロール室１４ａ３とを有
するコンプレッサハウジング１４ａと、ハウジング１４
の回転電機収容部に固定されると共にコンプレッサハウ
ジング１４ａが気密的に固定され、コンプレッサハウジ
ング１４ａとの間にコンプレッサロータ１２のブレード
の外周側とスクロール室１４ａ３とを連通する通路を形
成するバックプレート１４ｂとから構成されている。
尚、スクロール室１４ａ３は、コンプレッサロータ１２
の回転方向にらせん状に且つその断面積を徐々に増加さ
れるように形成されている。タービンロータ１１が回転
駆動されて、回転軸１３を介してコンプレッサロータ１
２が回転駆動されると、図示しないエアクリーナから吸
気入口１４ａ１を介して導入された空気は圧縮されてス
クロール室１４ａ３、吸気出口１４ａ２及び吸気管２を
通って過給気としてエンジン１に供給される。尚、図１
中、７は吸気管２内に配設されたスロットルバルブで、
コントローラ４からの信号に応じて図示しないスロット
ルアクチュエータにより開閉制御される。また、８は圧
力センサでエンジンの吸気圧力を検出し、検出信号をコ
ントローラ４へ送る。
【００１２】ハウジング１４内のコンプレッサロータ１
２と軸受間には、回転電機１５が配設されている。回転
電機１５は、回転軸１３に固定される永久磁石から成る
回転子１６、該回転子１６を包囲するようにハウジング
１４に固定される固定子１７及び該固定子１７に巻回さ
れた複数のコイル（本実施形態では３相）とからなり、
電動機または発電機として選択的に作動可能なものであ
る。固定子１７に巻回されたコイルは、インバータとコ
ンバータとを備えた交直両方向変換器から成る電力変換
器５を介してバッテリ６に接続されており、これによ
り、タービンロータ１１が回転駆動されて固定子１７内
にて回転子１６が回転されると、固定子１７に巻回され
た各コイルに励磁作用により交流電流が生じ、電力変換
器５を介してバッテリ６に充電される。また、この逆
に、例えば、発進時や急加速時等に固定子１７に巻回さ
れたコイルに電流が供給されると、回転子１６が回転さ
れてコンプレッサロータ１２による過給作動が付勢され
る。
２と軸受間には、回転電機１５が配設されている。回転
電機１５は、回転軸１３に固定される永久磁石から成る
回転子１６、該回転子１６を包囲するようにハウジング
１４に固定される固定子１７及び該固定子１７に巻回さ
れた複数のコイル（本実施形態では３相）とからなり、
電動機または発電機として選択的に作動可能なものであ
る。固定子１７に巻回されたコイルは、インバータとコ
ンバータとを備えた交直両方向変換器から成る電力変換
器５を介してバッテリ６に接続されており、これによ
り、タービンロータ１１が回転駆動されて固定子１７内
にて回転子１６が回転されると、固定子１７に巻回され
た各コイルに励磁作用により交流電流が生じ、電力変換
器５を介してバッテリ６に充電される。また、この逆
に、例えば、発進時や急加速時等に固定子１７に巻回さ
れたコイルに電流が供給されると、回転子１６が回転さ
れてコンプレッサロータ１２による過給作動が付勢され
る。
【００１３】図２に示すように、ハウジング１４のコン
プレッサ収容部１４Ａのコンプレッサハウジング１４ａ
には、吸気入口１４ａ１とスクロール室１４ａ３とをコ
ンプレッサロータ１２をバイパスして連通可能なバイパ
ス通路１８が形成されている。また、コンプレッサハウ
ジング１４ａには、バイパス通路１８を横切るように軸
方向に延びて形成された環状孔１９が形成されており、
本実施形態では環状孔１９のバイパス通路１８を横切る
部分のみがバックプレート１４ｂ側から吸気入口１４ａ
１の図示しないエアクリーナ接続側端部側に向けてコン
プレッサハウジング１４ａを軸方向に貫通している。こ
の環状孔１９内には、バックプレー１４ｂ側から円筒状
のコンプレッサディフューザ２０が所定量軸方向に摺動
可能に嵌挿されている。コンプレッサディフューザ２０
は、図２及び図３に示すように、環状孔１９の貫通部分
に対応する部分に突出部２０ｂが形成されていると共
に、バックプレート１４ｂ側端部にバックプレート１４
ｂとコンプレッサハウジング１４ａとの間の通路内を径
方向外方に延びスクロール室１４ａ３内へ突入して、コ
ンプレッサロータ１２からの圧縮空気をスクロール室１
４ａ３内へ案内するフランジ状の案内部２０ａが形成さ
れている。コンプレッサディフューザ２０は、案内部２
０ａの図示右側面がコンプレッサハウジング１４ａの係
止面１４ａ４に当接する第１位置（図２に示す位置）
と、案内部２０ａの図示左側面がバックプレート１４ｂ
に当接してコンプレッサロータ１２とスクロール室１４
ａ３との間の通路を遮断する第２位置との間にその軸方
向の移動量を規制されている。図３に示すように、コン
プレッサディフューザ２０には、その第１位置において
はバイパス通路１８中に位置せず、その第２位置におい
てバイパス通路１８中に位置して該バイパス通路１８を
開放する通路２０ｃが形成されている。コンプレッサデ
ィフューザ２０の突出部２０ｂは、コンプレッサハウジ
ング１４ａ外へ一部突出しており、その突出端部にはば
ね座２１が固設されている。このばね座２１とコンプレ
ッサハウジング１４ａとの間には、スプリング２４が張
設されており、これによりコンプレッサディフューザ２
０は常時第１位置へ向けて付勢されている。また、ばね
座２１には、リンク機構２２を介して周知の負圧式アク
チュエータ２３が接続されている。負圧式アクチュエー
タ２３には、図１に示すように、スロットルバルブ７と
エンジン１間の吸気管２に負圧通路２５を介して接続さ
れており、該負圧通路２５中にはエンジン１の運転状態
に応じてコントローラ４によって吸気管２と負圧式アク
チュエータ２３との連通を制御する切替弁９が介装され
ている。尚、負圧式アクチュエータ２３及びリンク機構
２２は、切替弁９により吸気管２との連通が遮断されて
いるときには、図２に示す状態にあり、切替弁９によっ
て吸気管２と負圧式アクチュエータ２３が連通される
と、リンク機構２２を介してばね座２１を図示左側へ押
圧してコンプレッサディフューザ２０をスプリング２４
に抗して第２位置へ移動させる。
プレッサ収容部１４Ａのコンプレッサハウジング１４ａ
には、吸気入口１４ａ１とスクロール室１４ａ３とをコ
ンプレッサロータ１２をバイパスして連通可能なバイパ
ス通路１８が形成されている。また、コンプレッサハウ
ジング１４ａには、バイパス通路１８を横切るように軸
方向に延びて形成された環状孔１９が形成されており、
本実施形態では環状孔１９のバイパス通路１８を横切る
部分のみがバックプレート１４ｂ側から吸気入口１４ａ
１の図示しないエアクリーナ接続側端部側に向けてコン
プレッサハウジング１４ａを軸方向に貫通している。こ
の環状孔１９内には、バックプレー１４ｂ側から円筒状
のコンプレッサディフューザ２０が所定量軸方向に摺動
可能に嵌挿されている。コンプレッサディフューザ２０
は、図２及び図３に示すように、環状孔１９の貫通部分
に対応する部分に突出部２０ｂが形成されていると共
に、バックプレート１４ｂ側端部にバックプレート１４
ｂとコンプレッサハウジング１４ａとの間の通路内を径
方向外方に延びスクロール室１４ａ３内へ突入して、コ
ンプレッサロータ１２からの圧縮空気をスクロール室１
４ａ３内へ案内するフランジ状の案内部２０ａが形成さ
れている。コンプレッサディフューザ２０は、案内部２
０ａの図示右側面がコンプレッサハウジング１４ａの係
止面１４ａ４に当接する第１位置（図２に示す位置）
と、案内部２０ａの図示左側面がバックプレート１４ｂ
に当接してコンプレッサロータ１２とスクロール室１４
ａ３との間の通路を遮断する第２位置との間にその軸方
向の移動量を規制されている。図３に示すように、コン
プレッサディフューザ２０には、その第１位置において
はバイパス通路１８中に位置せず、その第２位置におい
てバイパス通路１８中に位置して該バイパス通路１８を
開放する通路２０ｃが形成されている。コンプレッサデ
ィフューザ２０の突出部２０ｂは、コンプレッサハウジ
ング１４ａ外へ一部突出しており、その突出端部にはば
ね座２１が固設されている。このばね座２１とコンプレ
ッサハウジング１４ａとの間には、スプリング２４が張
設されており、これによりコンプレッサディフューザ２
０は常時第１位置へ向けて付勢されている。また、ばね
座２１には、リンク機構２２を介して周知の負圧式アク
チュエータ２３が接続されている。負圧式アクチュエー
タ２３には、図１に示すように、スロットルバルブ７と
エンジン１間の吸気管２に負圧通路２５を介して接続さ
れており、該負圧通路２５中にはエンジン１の運転状態
に応じてコントローラ４によって吸気管２と負圧式アク
チュエータ２３との連通を制御する切替弁９が介装され
ている。尚、負圧式アクチュエータ２３及びリンク機構
２２は、切替弁９により吸気管２との連通が遮断されて
いるときには、図２に示す状態にあり、切替弁９によっ
て吸気管２と負圧式アクチュエータ２３が連通される
と、リンク機構２２を介してばね座２１を図示左側へ押
圧してコンプレッサディフューザ２０をスプリング２４
に抗して第２位置へ移動させる。
【００１４】以上の構成からなる本実施形態の作用を説
明する。
明する。
【００１５】図示しないエンジンが始動されると、ター
ビンロータ１１が排気エネルギーにより回転され、コン
プレッサロータ１２による過給が開始される。このと
き、回転電機１５はエンジン１の運転状態に応じて、コ
ントローラ４により上記したように電動機又は発電機と
して選択的に作動される。即ち、エンジン１の低、中負
荷運転時及び加速時には、回転電機１５は電動機として
作動されて、コンプレッサロータ１２による過給作動を
付勢し、吸気圧を増大させてエンジントルクの向上が図
られる。また、エンジン１の高負荷運転時には、回転電
機１５は発電機として作動されて、上記したようにバッ
テリ６を充電する。
ビンロータ１１が排気エネルギーにより回転され、コン
プレッサロータ１２による過給が開始される。このと
き、回転電機１５はエンジン１の運転状態に応じて、コ
ントローラ４により上記したように電動機又は発電機と
して選択的に作動される。即ち、エンジン１の低、中負
荷運転時及び加速時には、回転電機１５は電動機として
作動されて、コンプレッサロータ１２による過給作動を
付勢し、吸気圧を増大させてエンジントルクの向上が図
られる。また、エンジン１の高負荷運転時には、回転電
機１５は発電機として作動されて、上記したようにバッ
テリ６を充電する。
【００１６】コンプレッサロータ１２は、その回転によ
り吸気を吸込み、圧縮してエンジンに供給する過給仕事
をするが、過給のいらない運転状態において、上記した
ように回転電機１５を発電機として作動させる際には、
コンプレッサロータ１２が過給仕事をすることは、発電
時の負荷となり、発電能力が減少される。この発電能力
の減少が、本実施形態においては、以下のように防止さ
れる。
り吸気を吸込み、圧縮してエンジンに供給する過給仕事
をするが、過給のいらない運転状態において、上記した
ように回転電機１５を発電機として作動させる際には、
コンプレッサロータ１２が過給仕事をすることは、発電
時の負荷となり、発電能力が減少される。この発電能力
の減少が、本実施形態においては、以下のように防止さ
れる。
【００１７】図２において、回転電機１５が電動機とし
て作動されている時には、コントローラ４により切替弁
９が負圧式アクチュエータ２３と吸気管２との連通を遮
断しており、負圧式アクチュエータ２３及びリンク機構
２２は図示状態にあり、コンプレッサディフューザ２０
はスプリング２４により付勢されて第１位置に保持され
る。この第１位置においては、バイパス通路１８がコン
プレッサディフューザ２０により遮断され、コンプレッ
サディフューザ２０の案内部２０ａはバックプレート１
４ｂとの間の通路を開放している。エンジン１の運転状
態が過給を必要としない状態になり、コントローラ４に
より回転電機１５が発電機として作動される時には、コ
ントローラ４により切替弁９は負圧式アクチュエータ２
３に吸気管２の負圧を供給する。これにより、負圧式ア
クチュエータ２３はリンク機構２２を介してばね座２１
及びコンプレッサディフューザ２０をスプリング２４に
抗してバックプレート１４ｂ側へ押圧し、コンプレッサ
ディフューザ２０が第２位置に位置される。この結果、
図示しないエアクリーナからの吸気は吸気入口１４ａ１
からバイパス通路１８及び通路２０ｃを介して、コンプ
レッサロータ１２をバイパスしてスクロール室１４ａ３
へ導かれると共に、コンプレッサロータ１２とスクロー
ル室１４ａ３との間の通路がコンプレッサディフューザ
２０により遮断される。これにより、コンプレッサロー
タ１２による過給仕事が抑制されて、タービンロータ１
１の回転負荷が軽減され、発電能力が向上される。ま
た、本実施形態では、バイパス通路１８及び通路２０ｃ
がコンプレッサ収容部１４Ａ内に収容されるので、従来
技術のようにスペース損失の増大を招くことがなく、ま
た弁も切替弁９一つですみ、部品点数の増加を抑制しつ
つ、上記した発電能力の向上が得られる。
て作動されている時には、コントローラ４により切替弁
９が負圧式アクチュエータ２３と吸気管２との連通を遮
断しており、負圧式アクチュエータ２３及びリンク機構
２２は図示状態にあり、コンプレッサディフューザ２０
はスプリング２４により付勢されて第１位置に保持され
る。この第１位置においては、バイパス通路１８がコン
プレッサディフューザ２０により遮断され、コンプレッ
サディフューザ２０の案内部２０ａはバックプレート１
４ｂとの間の通路を開放している。エンジン１の運転状
態が過給を必要としない状態になり、コントローラ４に
より回転電機１５が発電機として作動される時には、コ
ントローラ４により切替弁９は負圧式アクチュエータ２
３に吸気管２の負圧を供給する。これにより、負圧式ア
クチュエータ２３はリンク機構２２を介してばね座２１
及びコンプレッサディフューザ２０をスプリング２４に
抗してバックプレート１４ｂ側へ押圧し、コンプレッサ
ディフューザ２０が第２位置に位置される。この結果、
図示しないエアクリーナからの吸気は吸気入口１４ａ１
からバイパス通路１８及び通路２０ｃを介して、コンプ
レッサロータ１２をバイパスしてスクロール室１４ａ３
へ導かれると共に、コンプレッサロータ１２とスクロー
ル室１４ａ３との間の通路がコンプレッサディフューザ
２０により遮断される。これにより、コンプレッサロー
タ１２による過給仕事が抑制されて、タービンロータ１
１の回転負荷が軽減され、発電能力が向上される。ま
た、本実施形態では、バイパス通路１８及び通路２０ｃ
がコンプレッサ収容部１４Ａ内に収容されるので、従来
技術のようにスペース損失の増大を招くことがなく、ま
た弁も切替弁９一つですみ、部品点数の増加を抑制しつ
つ、上記した発電能力の向上が得られる。
【００１８】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、回転電機
の発電作動時に、吸気入口と吸気出口とがコンプレッサ
ロータをバイパスして連通されると共に、コンプレッサ
ロータと吸気出口間の連通が遮断されることにより、コ
ンプレッサロータによる仕事が抑制されてタービンロー
タの回転負荷が軽減されるため、部品点数の増加及びス
ペース損失の増大を招くことなく、回転電機の発電能力
を向上することができる。
の発電作動時に、吸気入口と吸気出口とがコンプレッサ
ロータをバイパスして連通されると共に、コンプレッサ
ロータと吸気出口間の連通が遮断されることにより、コ
ンプレッサロータによる仕事が抑制されてタービンロー
タの回転負荷が軽減されるため、部品点数の増加及びス
ペース損失の増大を招くことなく、回転電機の発電能力
を向上することができる。
【図１】本発明に従った回転電機付ターボチャージャの
一実施形態の構成ブロック図である。
一実施形態の構成ブロック図である。
【図２】図１の実施形態における回転電機の負荷軽減手
段の断面図である。
段の断面図である。
【図３】図２におけるコンプレッサディフューザの断面
図である。
図である。
１ エンジン ４ コントローラ ５ 電力変換器 ６ バッテリ ９ 切替弁（負荷軽減手段、制御手段） １０ ターボチャージャ １１ タービンロータ １２ コンプレッサロータ １３ 回転軸 １４ ハウジング １４ａ コンプレッサハウジング １４ａ１ 吸気入口 １４ａ２ 吸気出口 １４ｂ バックプレート １５ 回転電機 １８ バイパス通路（負荷軽減手段） １９ 環状孔 ２０ コンプレッサディフューザ（負荷軽減手段） ２０ａ 案内部（負荷軽減手段） ２０ｃ 通路（負荷軽減手段） ２３ 負圧式アクチュエータ（負荷軽減手段、制御手
段）
段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０４Ｄ 27/00 Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｅ Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０３Ｈ
Claims (2)
- 【請求項１】 ハウジングと、該ハウジング内にエンジ
ンの排気エネルギーにより回転可能に配設されるタービ
ンロータと、前記ハウジングに回転可能に支承され、そ
の一端に前記タービンロータが固定される回転軸と、該
回転軸の他端に固定され、前記ハウジング内に回転可能
に収容され、前記ハウジングに形成された吸気入口より
導かれる吸気を圧縮して前記ハウジングに形成された吸
気出口を介して前記エンジンに供給するコンプレッサロ
ータと、前記回転軸上に配設される回転電機とを備え、
エンジンの運転状態に応じて前記回転電機を発電作動さ
せて排気エネルギーを回収する回転電機付ターボチャー
ジャにおいて、前記回転電機の発電作動時に、前記吸気
入口と前記吸気出口を前記コンプレッサロータをバイパ
スして連通させると共に、前記コンプレッサロータと前
記吸気出口間の連通を遮断して、前記タービンロータの
回転負荷を軽減可能な負荷軽減手段を設けたことを特徴
とする回転電機付ターボチャージャ。 - 【請求項２】 前記負荷軽減手段は、前記ハウジングに
形成されて前記吸気入口と前記吸気出口間を連通可能な
バイパス通路と、前記バイパス通路を遮断する第１位置
と前記バイパス通路を開放すると共に前記コンプレッサ
ロータと前記吸気出口間の連通を遮断する第２位置との
間を移動可能に前記ハウジング内に配設されるコンプレ
ッサディフューザと、該コンプレッサディフューザを前
記回転電機の非発電作動時に前記第１位置にまた、前記
回転電機の発電作動時に前記第２位置に夫々移動させる
制御手段とから成ることを特徴とする請求項１に記載の
回転電機付ターボチャージャ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9073947A JPH10266865A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 回転電機付ターボチャージャ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9073947A JPH10266865A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 回転電機付ターボチャージャ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10266865A true JPH10266865A (ja) | 1998-10-06 |
Family
ID=13532806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9073947A Pending JPH10266865A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 回転電機付ターボチャージャ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10266865A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220196031A1 (en) * | 2019-05-24 | 2022-06-23 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Centrifugal compressor and turbocharger |
-
1997
- 1997-03-26 JP JP9073947A patent/JPH10266865A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220196031A1 (en) * | 2019-05-24 | 2022-06-23 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Centrifugal compressor and turbocharger |
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