JPH11182259A - Turbo charger having dynamo machine - Google Patents

Turbo charger having dynamo machine

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JPH11182259A
JPH11182259A JP35586497A JP35586497A JPH11182259A JP H11182259 A JPH11182259 A JP H11182259A JP 35586497 A JP35586497 A JP 35586497A JP 35586497 A JP35586497 A JP 35586497A JP H11182259 A JPH11182259 A JP H11182259A
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JP
Japan
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rotation speed
rotor
stator
electric machine
coil
Prior art date
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Application number
JP35586497A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Torii
居 厚 志 鳥
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/16Other safety measures for, or other control of, pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/16Other safety measures for, or other control of, pumps
    • F02B2039/162Control of pump parameters to improve safety thereof
    • F02B2039/168Control of pump parameters to improve safety thereof the rotational speed of pump or exhaust drive being limited

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To certainly restrain rotation speed of a rotation shaft less than a tolerant rotation speed by providing a braking coil for braking a rotator by current-carrying on a stator of a dynamo machine which can generate power according to an engine operation state and by carrying a current to the braking coil when the rotation speed of the rotation shaft exceeds the upper limit. SOLUTION: When an engine 1 is operated and a turbo charger 10 is driven, a dynamo machine 15 attached to a rotation shaft 13 of the turbo charger 10 is selectively operated as a motor or a generator according to an engine operation state. The dynamo machine 15 consists of a rotator 16 fixed to the rotation shaft 13, a stator 17 fixed to a housing so as to surround this, and a generating and driving coil 19 wound around the stator 17. In this case, a braking coil 20 is furthermore wound around the stator 17, and when rotation speed of the rotation shaft 13 exceeds the upper limit, the braking coil is carried a current so that magnetic pole repelling the magnetic pole of an permanent magnet of the rotor 16 is formed on the stator 17, and rotation speed of a rotation shaft 13 is restrained less than a tolerant rotation speed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating electric machine which is a motor-generator arranged on a rotating shaft of a turbine rotor driven by exhaust gas of an engine, and which recovers exhaust energy as electric energy. Related to turbochargers.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Turbochargers are widely used in which exhaust energy of an engine is guided to a turbine rotor to rotate at high speed, and a compressor rotor connected to a rotating shaft of the turbine rotor is driven to rotate to supply supercharged air to the engine. In recent years, a rotating electric machine that serves as a motor-generator is arranged on the rotating shaft of this turbocharger, and the rotating electric machine that recovers exhaust energy as electric energy and rotates and drives the compressor rotor with electric energy when exhaust energy is insufficient. Various turbochargers have been proposed.

【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5−231162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、ターボチャ
ージャの過回転を防止するために、ターボチャージャの
回転数検出手段を設け、ターボチャージャの過大回転数
(許容最大回転数)を設定するとともに、回転数検出手
段の過大回転数の検出に基づき回転電機の発電出力を増
大し回転を制御している。
[0003] This type of turbocharger with rotating electric machine is
For example, it is disclosed in JP-A-5-231162. In this turbocharger with a rotating electric machine, in order to prevent the turbocharger from over-rotating, a turbo-charger rotation speed detecting means is provided to set an excessive rotation speed (maximum allowable rotation speed) of the turbo charger, , The power generation output of the rotating electric machine is increased to control the rotation based on the detection of the excessive rotation speed.

【0004】[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、発電
出力には限界があることから、最大限の発電量を出力し
てもターボチャージャ(回転軸)の回転数を過大回転数
以下に抑えることができない場合がある。また、発電出
力が供給されるバッテリの状態によっては発電量が制限
され、過大回転数以下にターボチャージャの回転数を抑
えるだけの発電量まで出力できない場合がある。そのた
め、軸振幅の増加によるコンプレッサロータとハウジン
グと干渉や、回転軸上に固設されて回転電機の回転子を
構成する永久磁石の破損等を防止することができないと
いう問題があった。
However, in the above-described conventional turbocharger with a rotating electric machine, since the power generation output is limited, even if the maximum amount of power generation is output, the turbocharger (rotary shaft) cannot be used. In some cases, the rotation speed cannot be suppressed to an excessive rotation speed or less. Further, the amount of power generation is limited depending on the state of the battery to which the power generation output is supplied, and it may not be possible to output a power generation amount sufficient to suppress the rotation speed of the turbocharger to an excessive rotation speed or less. Therefore, there has been a problem that it is impossible to prevent interference between the compressor rotor and the housing due to an increase in the shaft amplitude, damage to a permanent magnet fixed on the rotating shaft and constituting a rotor of the rotating electric machine, and the like.

【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、回転軸の回転数を許容回転数以下
に的確に抑えることができるようにすることを、その課
題とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a turbocharger with a rotating electric machine in which the rotation speed of a rotating shaft can be accurately suppressed to an allowable rotation speed or less.

【0006】[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るコンプ
レッサロータと、前記回転軸上に固設される回転子、該
回転子と所定の小隙間をもって前記ハウジングに固設さ
れる固定子及び該固定子に巻回されるコイルからなる回
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、前記固定子にその通電
により前記回転子に対して制動作用をなす制動コイルを
設け、前記回転軸の回転数が上限値を超えた時に前記制
動コイルを通電するようにしたことである。
The technical measures taken in the present invention to solve the above-mentioned technical problems include a housing and a turbine rotor rotatably disposed in the housing by the exhaust energy of the engine. A rotary shaft rotatably supported by the housing, the turbine rotor being fixed to one end of the rotary shaft, a compressor rotor fixed to the other end of the rotary shaft and rotatably housed in the housing; A rotating electric machine comprising a rotor fixed on the rotating shaft, a stator fixed to the housing with a predetermined small gap from the rotor and a coil wound around the stator; In a turbocharger with a rotating electric machine that recovers exhaust energy by causing the rotating electric machine to generate electricity according to a state, the rotor is energized by passing through the stator. The brake coil forming a braking action against provided, the rotational speed of the rotary shaft is that so as to energize the brake coil when exceeding the upper limit.

【0007】上記した手段においては、前記回転軸の回
転数が上限値よりも高い時、前記回転電機を発電作動さ
せて前記回転軸の回転数の上昇を抑制し、前記回転電機
の発電作動にも係らず前記回転軸の回転数が上限値より
も高い時に、前記制動コイルを通電するようにすること
が望ましい。
In the above means, when the rotation speed of the rotating shaft is higher than an upper limit value, the rotating electric machine is operated for power generation to suppress an increase in the rotating speed of the rotating shaft, and the power generation operation of the rotating electric machine is suppressed. Nevertheless, it is desirable that the braking coil be energized when the rotation speed of the rotating shaft is higher than the upper limit value.

【0008】上記した手段によれば、回転軸の回転数が
上限値を超えた時には、制動コイルに通電することで、
回転子に対して磁気的な制動作用をなすことができるの
で、発電出力や発電量の制限に影響されることなく、回
転軸の回転数が上限値以下に抑制される。
According to the above-mentioned means, when the rotation speed of the rotating shaft exceeds the upper limit, the brake coil is energized,
Since a magnetic braking action can be performed on the rotor, the rotation speed of the rotating shaft is suppressed to the upper limit or less without being affected by the power generation output and the power generation amount.

【0009】[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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a turbocharger with a rotating electric machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1及び図2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14と、ハウジング14のタービン収容部14A
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
14B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、タービン収容部14Aに固定されるハウジング14
の支持部14Cに軸受18a、18bを介して回転可能
に支承されている。尚、排気管3の排気ガスはタービン
収容部14Aの入口14a1より導入されて、タービン
ロータ11を回転駆動し、出口14a2より排出され、
またコンプレッサ収容部14Bの入口14b1には、ダ
クト部2aを介して図示しないエアクリーナからの空気
が導入されて、コンプレッサロータ12により加圧され
て出口14b2より過給気として吸気管2内に吐出され
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。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes an engine, which is a prime mover of a vehicle, or a power source of a main generator (not shown) in an electric vehicle. A turbocharger 10 with a rotating electric machine is connected to the intake pipe 2 and the exhaust pipe 3 of the engine 1. The turbocharger 10 with a rotating electric machine includes a housing 14 and a turbine housing portion 14A of the housing 14.
The turbine rotor 11 is housed in the compressor housing portion 14B of the housing 14 and is rotatably driven by the exhaust gas energy when the exhaust gas of the exhaust pipe 3 is introduced.
, And a compressor rotor 12 that rotates integrally with the turbine rotor 11. Rotating shaft 13
Is a housing 14 fixed to the turbine housing portion 14A.
Is rotatably supported by the support portion 14C via bearings 18a and 18b. The exhaust gas from the exhaust pipe 3 is introduced from an inlet 14a1 of the turbine housing 14A, drives the turbine rotor 11 to rotate, and is discharged from an outlet 14a2.
Air from an air cleaner (not shown) is introduced into the inlet 14b1 of the compressor accommodating portion 14B through the duct portion 2a, is pressurized by the compressor rotor 12, and is discharged from the outlet 14b2 as supercharged air into the intake pipe 2. You. In FIG. 1, reference numeral 7 denotes a throttle valve disposed in the intake pipe 2, which is opened and closed by a throttle actuator (not shown) according to a signal from the controller 4.
8 is a pressure sensor which detects the intake pressure of the engine,
A detection signal is sent to the controller 4.

【0011】図2に示すように、ハウジング14の支持
部14Cとコンプレッサ収容部14Bとの間には、ケー
ス14Dが挟持固定されており、ケース14D内にてコ
ンプレッサロータ12と軸受18a間に位置する回転軸
13上には、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
複数の発電及び駆動コイル19(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に巻回された発電及び駆動
コイル19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、各発電及び駆動コイル19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
発電及び駆動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。
As shown in FIG. 2, a case 14D is sandwiched and fixed between the support portion 14C of the housing 14 and the compressor accommodating portion 14B, and is located between the compressor rotor 12 and the bearing 18a in the case 14D. The rotating electric machine 15 is disposed on the rotating shaft 13. The rotating electric machine 15 includes a rotor 16 composed of a permanent magnet fixed to the rotating shaft 13, and a housing 14 surrounding the rotor 16.
And a plurality of power generation and drive coils 19 wound around the stator 17 (three phases in this embodiment)
Which can be selectively operated as a motor or a generator. The power generation and drive coil 19 wound around the stator 17 is connected to the battery 6 via the power converter 5 including an AC / DC bidirectional converter having an inverter and a converter.
When the turbine rotor 11 is driven to rotate and the rotor 16 is rotated in the stator 17, an AC current is generated by the power generation and the drive coil 19, and an AC current is generated. 5, the battery 6 is charged. Conversely, when current is supplied to the power generation and drive coil at the time of starting or sudden acceleration, for example, the rotor 16
Is rotated, and the supercharging operation by the compressor rotor 12 is energized.

【0012】本実施形態においては、固定子17に更に
制動用コイル20が巻回されており、該制動用コイル2
0は発電及び駆動コイル19と同様に電力変換器5を介
してバッテリ6に接続されている。制動用コイル19
は、後述する回転軸13の回転数が上限値を超えた時
に、回転子16の永久磁石の磁極に反発する磁極が固定
子17に形成されるようにバッテリ6から電流が供給さ
れるようになっており、回転軸13の回転数が上限値を
超えていない時には、発電及び駆動コイル19と共に発
電機又は電動機用コイルとして作動可能となっている。
In the present embodiment, a braking coil 20 is further wound around the stator 17, and the braking coil 2
Numeral 0 is connected to the battery 6 via the power converter 5 like the power generation and drive coil 19. Braking coil 19
The current is supplied from the battery 6 so that a magnetic pole repelling the magnetic pole of the permanent magnet of the rotor 16 is formed in the stator 17 when the rotation speed of the rotating shaft 13 described later exceeds the upper limit value. When the rotation speed of the rotating shaft 13 does not exceed the upper limit value, it is operable as a generator or motor coil together with the power generation and drive coil 19.

【0013】以上の構成において、エンジン1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。この時、制動用コイル20へも発電及
び駆動コイル19と共にに回転子16の回転位置に応じ
た所定のタイミングで電流を供給しても良い。また、エ
ンジン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。
この時、制動用コイル20にも発電及び駆動コイル19
と同様に励磁電流が生じ、該電流が電力変換器5により
交流から直流に変換されてバッテリ6に供給され、バッ
テリ6が充電される。これにより、発電及び駆動コイル
19のみでの発電に比し、発電電流が低くなり、電力変
換器5の素子への負担が軽減される。
In the above configuration, when the engine 1 is started, the turbine rotor 11 is rotated by the exhaust energy, and the supercharging by the compressor rotor 12 is started. At this time, the rotary electric machine 15 is selectively operated as an electric motor or a generator by the controller 4 according to the operating state of the engine 1 as described above. That is, at the time of low, medium load operation, and acceleration of the engine, the rotating electric machine 15 is operated as an electric motor, energizing the supercharging operation by the compressor rotor 12, and increasing the intake pressure to improve the engine torque. At this time, a current may be supplied to the braking coil 20 together with the power generation and the drive coil 19 at a predetermined timing according to the rotational position of the rotor 16. When the engine is operating under a high load, the rotating electric machine 15 is operated as a generator to charge the battery 6 as described above.
At this time, the power generation and drive coil 19
An excitation current is generated in the same manner as described above, and the current is converted from AC to DC by the power converter 5 and supplied to the battery 6, and the battery 6 is charged. As a result, compared to the power generation and the power generation using only the drive coil 19, the generated current is reduced, and the load on the elements of the power converter 5 is reduced.

【0014】上記した発電作動において、回転軸13の
回転数は電力変換器5を介してコントローラ4へ送られ
る発電及び駆動コイル19の電圧波形から検知される。
回転軸13の回転数が例えば、15万rpmを超えると
回転軸13の振幅の増加によるコンプレッサロータ12
とコンプレッサ収容部14Bとの干渉や、回転子16を
構成する永久磁石の破損等が生じる恐れがあるため、本
実施形態では、回転軸13の回転数が上限値を超えるこ
とが、図3に示すフローチャートに従ってコントローラ
4により、以下のように防止される。
In the above-described power generation operation, the rotation speed of the rotating shaft 13 is detected from the power generation sent to the controller 4 via the power converter 5 and the voltage waveform of the drive coil 19.
If the rotation speed of the rotating shaft 13 exceeds, for example, 150,000 rpm, the compressor rotor 12
In this embodiment, the rotation speed of the rotating shaft 13 may exceed the upper limit, as shown in FIG. 3, since there is a possibility that interference between the rotating shaft 13 and the compressor accommodating portion 14B and breakage of the permanent magnet constituting the rotor 16 may occur. According to the flowchart shown, the controller 4 prevents the following.

【0015】図3において、上記した発電作動時におけ
る回転軸13の回転数(以下、タービン回転数という)
がステップS1にて上限値と比較される。ステップS1
にて、タービン回転数が上限値以下のときには、ステッ
プS3にて上記した通常の発電作動が継続される。ステ
ップS1にて、タービン回転数が上限値を超えている時
には、ステップS2にて発電電流限界値とバッテリ充電
許容値とが比較される。バッテリ充電許容値が発電電流
限界値よりも大きいときには、ステップS4にて発電及
び駆動コイル19の設定電流値を発電電流限界値に設定
し、ステップS6にて発電及び駆動コイル19の設定電
流値(発電電流限界値)まで発電量を増加させる。ま
た、ステップS2にてバッテリ充電許容値が発電電流限
界値以下のときには、ステップS5にて発電及び駆動コ
イル19の設定電流値をバッテリ充電許容値に設定し、
ステップS6にて発電及び駆動コイル19の設定電流値
(バッテリ充電許容値)まで発電量を増加させる。ここ
で、発電及び駆動コイル19の設定電流値とは、電力変
換器5内にて設定され、またバッテリ6の充電状態はコ
ントローラ4により常時監視されている。
In FIG. 3, the rotation speed of the rotating shaft 13 during the above-described power generation operation (hereinafter referred to as turbine rotation speed).
Is compared with the upper limit in step S1. Step S1
When the turbine speed is equal to or lower than the upper limit, the normal power generation operation described above is continued in step S3. When the turbine speed exceeds the upper limit value in step S1, the generated current limit value is compared with the battery charge allowable value in step S2. When the battery charge allowable value is larger than the generated current limit value, the set current value of the power generation and drive coil 19 is set to the generated current limit value in step S4, and the set current value of the power generation and drive coil 19 (step S6). (Generation current limit value). When the allowable battery charge value is equal to or less than the generation current limit value in step S2, the set current value of the power generation and drive coil 19 is set to the allowable battery charge value in step S5.
In step S6, the power generation amount is increased to the power generation and set current value of the drive coil 19 (battery charge allowable value). Here, the power generation and the set current value of the drive coil 19 are set in the power converter 5, and the charge state of the battery 6 is constantly monitored by the controller 4.

【0016】ステップS6にて発電及び駆動コイル19
の設定電流値が設定されると、ステップS7にてタービ
ン回転数が低下したか否かが判定される。即ち、ステッ
プS1におけるタービン回転数r1と現在のタービン回
転数r2とが比較され、r1>r2であればステップS
8へ進み、r1よりもr2よりも低下しているときに
は、ステップS1へ進み、上記したステップを繰り返
す。ステップS8では、回入してくる回転子16の永久
磁石の磁極と同極の磁極が形成されて回転子16に制動
作用をなすように制動コイル20へ回転子の回転位置に
応じて制動電流を通電する。その後、ステップS9にて
タービン回転数と上限値とを比較し、タービン回転数が
上限値を超えているときには、ステップS8による制動
電流の通電が継続される。ステップS9にてタービン回
転数が上限値以下と判断されると、ステップS10にて
制動電流の通電が停止され、通常の制御を行う。以上の
回転数制御が上記した発電作動時に所定時間毎に繰り返
し実行され、発電出力や発電量の制限に影響されること
なく、回転軸13の回転数が上限値以上になることが的
確に防止される。
In step S6, the power generation and drive coil 19
Is set, it is determined in step S7 whether or not the turbine speed has decreased. That is, the turbine speed r1 in step S1 is compared with the current turbine speed r2, and if r1> r2, step S1 is performed.
Proceeding to step S8, if it is lower than r1 than r2, the procedure proceeds to step S1 and the above steps are repeated. In step S8, the braking current is applied to the braking coil 20 in accordance with the rotational position of the rotor so that the magnetic pole having the same polarity as the magnetic pole of the permanent magnet of the rotating rotor 16 is formed and the rotor 16 performs a braking action. Is turned on. Thereafter, the turbine speed is compared with the upper limit in step S9, and when the turbine speed exceeds the upper limit, the application of the braking current in step S8 is continued. If it is determined in step S9 that the turbine speed is equal to or lower than the upper limit value, the application of the braking current is stopped in step S10, and normal control is performed. The above-described rotation speed control is repeatedly executed at predetermined time intervals during the above-described power generation operation, so that the rotation speed of the rotation shaft 13 can be prevented from becoming equal to or more than the upper limit value without being affected by the power generation output or the power generation amount limitation. Is done.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、回転軸の
回転数が上限値を超えた時には、制動コイルに通電する
ことで、回転子に対して磁気的な制動作用をなすことが
できるので、発電出力や発電量の制限に影響されること
なく、回転軸の回転数が上限値以下に抑制することがで
きる。よって、回転軸の回転数が上限値を超えることに
より、回転軸の振幅の増加によるコンプレッサロータと
ハウジングとの干渉や、回転子を構成する永久磁石の破
損等が発生することを防止でき、当該回転電機付ターボ
チャージャの信頼性を向上することができる。
As described above, according to the present invention, when the rotation speed of the rotating shaft exceeds the upper limit value, the braking coil is energized to perform a magnetic braking action on the rotor. Therefore, the rotation speed of the rotating shaft can be suppressed to the upper limit or less without being affected by the limitation of the power generation output and the power generation amount. Therefore, when the rotation speed of the rotating shaft exceeds the upper limit, it is possible to prevent interference between the compressor rotor and the housing due to an increase in the amplitude of the rotating shaft and breakage of the permanent magnet constituting the rotor, and the like. The reliability of the turbocharger with a rotating electric machine can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a configuration block diagram of an embodiment of a turbocharger with a rotating electric machine according to the present invention.

【図2】図1の実施形態における回転電機付ターボチャ
ージャの断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of the turbocharger with a rotating electric machine in the embodiment of FIG. 1;

【図3】図1の実施形態における回転軸の過回転を防止
するための制御フローチャートである。
FIG. 3 is a control flowchart for preventing the rotation shaft from over-rotating in the embodiment of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 4 コントローラ 5 電力変換器 6 バッテリ 10 回転電機付ターボチャージャ10 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 15 回転電機 16 回転子 17 固定子 19 発電及び駆動コイル(コイル) 20 制動コイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 4 Controller 5 Power converter 6 Battery 10 Turbocharger with rotating electric machine 10 11 Turbine rotor 12 Compressor rotor 13 Rotating shaft 14 Housing 15 Rotating electric machine 16 Rotor 17 Stator 19 Power generation and drive coil (coil) 20 Braking coil

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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
に収容されるコンプレッサロータと、前記回転軸上に固
設される回転子、該回転子と所定の小隙間をもって前記
ハウジングに固設される固定子及び該固定子に巻回され
るコイルからな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
記固定子にその通電により前記回転子に対して制動作用
をなす制動コイルを設け、前記回転軸の回転数が上限値
を超えた時に前記制動コイルを通電するようにしたこと
を特徴とする回転電機付ターボチャージャ。
1. A housing, a turbine rotor rotatably disposed in the housing by exhaust energy of an engine, and a rotating shaft rotatably supported by the housing and having one end fixed to the turbine rotor. A compressor rotor fixed to the other end of the rotation shaft and rotatably housed in the housing, a rotor fixed on the rotation shaft, and fixed to the housing with a predetermined small gap from the rotor. A rotating electric machine comprising a stator provided and a coil wound around the stator, and a rotating electric machine-equipped turbocharger for recovering exhaust energy by operating the rotating electric machine to generate power in accordance with an operating state of an engine; The stator is provided with a braking coil that performs a braking action on the rotor by energizing the stator, and the braking is performed when the rotation speed of the rotating shaft exceeds an upper limit value. A turbocharger with a rotating electric machine, characterized in that a dynamic coil is energized.
【請求項2】 前記回転軸の回転数が上限値よりも高い
時、前記回転電機を発電作動させて前記回転軸の回転数
の上昇を抑制し、前記回転電機の発電作動にも係らず前
記回転軸の回転数が上限値よりも高い時に、前記制動コ
イルを通電す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。
2. When the rotation speed of the rotating shaft is higher than an upper limit value, the rotating electrical machine is operated to generate power to suppress an increase in the rotating speed of the rotating shaft. The turbocharger with a rotating electric machine according to claim 1, wherein the brake coil is energized when the rotation speed of the rotating shaft is higher than an upper limit value.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040009042A (en) * 2002-07-22 2004-01-31 한국과학기술연구원 Turbocharging System Having Turbocharger Integrated with Generator
JP2007321699A (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Ihi Corp Motor-driven supercharger
US7673452B2 (en) 2006-01-24 2010-03-09 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Motor-driven supercharger
US7837448B2 (en) 2006-01-26 2010-11-23 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Supercharger
WO2011067568A1 (en) * 2009-12-04 2011-06-09 Perkins Engines Company Limited Turbocharger brake
US8001781B2 (en) 2006-06-02 2011-08-23 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
US8157543B2 (en) 2006-03-23 2012-04-17 Ihi Corporation High-speed rotating shaft of supercharger
KR101249564B1 (en) * 2011-07-04 2013-04-01 명화공업주식회사 Generator for generating turbo charger of internal combustion engine
KR20170118220A (en) * 2015-03-23 2017-10-24 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 Exhaust turbine supercharger, main engine, and marine vessel

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040009042A (en) * 2002-07-22 2004-01-31 한국과학기술연구원 Turbocharging System Having Turbocharger Integrated with Generator
US7673452B2 (en) 2006-01-24 2010-03-09 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Motor-driven supercharger
US7837448B2 (en) 2006-01-26 2010-11-23 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Supercharger
US8157543B2 (en) 2006-03-23 2012-04-17 Ihi Corporation High-speed rotating shaft of supercharger
US8096126B2 (en) 2006-06-02 2012-01-17 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
JP4671177B2 (en) * 2006-06-02 2011-04-13 株式会社Ihi Electric turbocharger
US8001781B2 (en) 2006-06-02 2011-08-23 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
WO2007141968A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Ihi Corporation Electric supercharger
JP2007321699A (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Ihi Corp Motor-driven supercharger
WO2011067568A1 (en) * 2009-12-04 2011-06-09 Perkins Engines Company Limited Turbocharger brake
EP2333272A1 (en) * 2009-12-04 2011-06-15 Perkins Engines Company Limited Turbocharger brake
KR101249564B1 (en) * 2011-07-04 2013-04-01 명화공업주식회사 Generator for generating turbo charger of internal combustion engine
KR20170118220A (en) * 2015-03-23 2017-10-24 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 Exhaust turbine supercharger, main engine, and marine vessel

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