JPS6293422A - タ−ボコンパウンドエンジンのエネルギ−回収装置 - Google Patents

タ−ボコンパウンドエンジンのエネルギ−回収装置

Info

Publication number
JPS6293422A
JPS6293422A JP60233937A JP23393785A JPS6293422A JP S6293422 A JPS6293422 A JP S6293422A JP 60233937 A JP60233937 A JP 60233937A JP 23393785 A JP23393785 A JP 23393785A JP S6293422 A JPS6293422 A JP S6293422A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
generator
internal combustion
engine
combustion engine
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP60233937A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0579805B2 (ja
Inventor
Hideo Kawamura
英男 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP60233937A priority Critical patent/JPS6293422A/ja
Priority to EP86308080A priority patent/EP0223419B1/en
Priority to DE8686308080T priority patent/DE3676280D1/de
Priority to US06/920,133 priority patent/US4798257A/en
Priority to CA000520770A priority patent/CA1292124C/en
Priority to KR1019860008765A priority patent/KR900007788B1/ko
Publication of JPS6293422A publication Critical patent/JPS6293422A/ja
Priority to US07/111,680 priority patent/US4756377A/en
Publication of JPH0579805B2 publication Critical patent/JPH0579805B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分−7) 本発明は内燃機関の排気]ネルギーを回収させることの
i1■能なターボチャージャイ・1の:1ンバウンドエ
ン・シンのエネルギー回M装置に係り、特に、排気エネ
ルギーにより駆動される交流it機と、車軸に設けた交
流電機を制御1.て−エネルギーの回収を計るターボコ
ンパウンドエンジンのエネルギー回収装置に関するもの
である。
(従来の技術) 近年、内燃機関の各部、例えば、排気マニホールド、シ
リンダライナー、シリンダヘッド、ピストンなどにセラ
ミックスを使用した断熱構造の内燃機関が開発されてい
る。この種、内燃機関によれば、その内部に発生した熱
を放熱して冷却する必要がなく、排気される高温度のガ
スのエネルギーを回生させて内燃機関の出力軸に帰還さ
せ、内燃機関の出力の向上に利用できる。
このような排気エネルギーの回生方法として、従来から
排気ガスにより駆動されるタービンの回転力を、多段の
歯車機構によって減速し、クランク軸を回転させて、そ
の出力を増加させるものが知られている。
また、排気エネルギー回生装置として、特開昭59−1
41713号公報にて、交流発電機を有する排気タービ
ンを排気ガスのエネルギーにより回転させ、該交流発電
機の出力にて、内燃機関の出力軸に設けた誘導電動機を
駆動して、排気エネルギーを回収するどともに、内燃機
関の負荷の大小を判別する手段によって吸気量−を制御
して、小負荷時には排気ガス温度を高くする提案がなさ
れている。
(発明が解決1.ようとする問題点) このようなIA電気エネルギー回生方法において、前者
における多段の歯1j機構を用いてクランク軸に回転力
を帰還させる方法は、歯型機構の伝達効率が低下し、ま
たその機構が複雑となるのでコストも嵩む欠点を生ずる
後者の排気エネルギー回生装置の捉案は、交流発電機に
て発電した電力を誘導電動機に入力して回転させ、エン
ジンの出力軸を駆動させるので歯車機構を必要とぜず、
内燃機関の負荷によって吸気量を制御して、排気エネル
ギー回収の効率化を計っているが、内燃機関の負荷に応
じて発電皐の制御や、発電電力をバッテリに充電に利用
するなどの改良の点が存在する。
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、歯車機構を使用せず、排気エネルギーを発電機
にて電気エネルギーに変換して回収し、内燃機関の回転
数や、負荷に応じて制御を行い、発電電力にて車軸に設
けた発電機の駆動や、バッテリの充電などを行い、排気
エネルギーの回収を計るターボコンパウンドエンジンの
エネルギー回収装置を提供するにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、燃焼室、排気管などを断熱構造とした
内燃機関の排気管内に第1の発電機を有する排気タービ
ンを設けたターボコンパウンドエンジンのエネルギー回
収装置において、前記内燃機関の回転数を検出する検出
手段と、前記エンジンにより駆動される車軸に設けた第
2の発電機と、この第2の発電機を前記内燃機関の回転
数に応じて駆動制御する手段とを有することを特徴とす
るターボコンパウンドエンジンのエネルギー回収装置が
提供される。
(作用) 本発明は断熱構造を備えた内燃機関の排気管内に、発電
機を有するターボチャージャと、発電機を有する排気タ
ービンを取Uけ、車軸には発電機となる交流電動機を設
けるなどし、さらに、内燃機関の負荷センサ、車軸の回
転センサ、変速機のギヤセンサ、クラッチのクラッチセ
ンサなどの駆動制御手段を設けて、これらのセンサから
の検出信号に応じて第2の発電機を駆動制御し、排気エ
ネルギーの回収に当って複雑な歯車機構を使用せずに、
内燃機関の運転状況によってI気エネルギーを電気エネ
ルギーやlj輪の駆動力とするものである。
(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。
第1図は本発明にがかるターボコンパウンドエンジンの
エネルギー回収装置の−・実施例を示す構成ブロック図
〒ある。
図において、1は燃焼室やIW気管などを断熱構造とし
た内燃機関であり、吸気マニホールド2には吸気管2a
が、I気マご、ホールド3には排気管3aがそれぞれ接
続されている。
4は排気管3aからの排気ガスにより駆動されるターボ
チャージャであり、タービンブレード4aとコンプレッ
サブレード4bと間には第1の発電機となる発電機甲5
が取付けられている。そして、タービンブレード4aと
同軸−Lには強力な残留磁気力を有する永久磁石よりな
るロータ5aが設けられ、タービンブレード4aが排気
ガスのエネルギーにより駆動されると、該ロータ5aに
対向するステータ5bの巻線からは、交流電力が誘起さ
れ、発電機甲5の電気出力となり切換装置5dに送電さ
れる。なおタービンブレード4aの駆動によって、コン
プレッサブレード4bは吸気管2a、吸気マニホールド
2を介して過給気を内燃機関1に送出するが、そのブー
スト圧は吸気管2aの途中に設けたブーストセンサ2b
によって検出され、検出信号BSは後述するコントロー
ラ10に送られる。
−・方、タービンブレード4aを駆動した残留エネルギ
ーを有する排気ガスGは、排気口4Cに連通して設けら
れた排気タービン6に導かれ、タービンブレード6aを
駆動して、排気エネルギーを殆ど失って排気口6bより
排出される。4dは排気ガスGの圧力センサであり、検
出信号GSをコントローラlOに発する。7はその回転
軸をタービンブレード6aと同軸上に設けた発電機であ
り、回転軸には強力な残留磁気力を持つ永久磁石よりな
るロータ7aが設けられ、該ロータ7aが駆動力を受け
て回転すると、対向して設けられたステータ7bの巻線
に交流電力を誘起し、変圧器8に送電する。なお、7C
はこの交流電力の電圧を検出する電圧検出器であり、検
出電圧E2を後述するコントローラ10に送出する。ま
た、5Cは前記発電機甲5の出力に設けた電圧検出器で
あり、発電時の交流電圧を検出して、検出電圧E。
をコントローラlOに送出する。
変圧器8は発電機7からの交流電力を入力し、コントロ
ーラlOから発せられる制御信号C82により所定電圧
に変圧するものであり、この交流電力を出力側に接続さ
れた整流器9に送出する。
そして、整流器9にて整流された直流電力はインバータ
11に送電される。
一方、前記切換装置5dに入力された発電機甲5からの
発電時の交流電力は、コントローラ10の発する制御信
号CHの制御を受けて変圧器12に入力される。そして
、変圧器12はコントローラ10からの制御信号C81
により所定電圧に変圧して、出力側に接続した整流器1
3を介してバフテリ14に送出するとともに、インバー
タ11にも送電する。インバータ11は送電された直流
電力をコントローラlOからの制御信号ISlに対応す
る所定周波数の交流電力に変換し2、車軸15と同軸−
Lに設けた第2の発電機となる発電機色16に供給して
車軸15を駆動して車輪17を回転させる。なお、18
は車軸15の回転数を検出する回転センサであり、検出
信号WSをコントローラ10に送出する。
19は整流器であり、コントローラ10からの制御信号
DSにしたがい、発電機色16の発電時の交流電力を直
流に変換して、バッテリ14に供給し充電するものであ
る。
インバータ20はコントローラlOからの制御信号IS
2に応じてバッテリ14からの直流を所定周波数の交流
電力に変換し、切換′!A置5dを介して発電機甲5に
送電し、例えば、内燃機関lへの過給気圧が低いときな
ど、発電機甲5を電動機作動にして過給気圧を高めるよ
うに構成されている。
なお、図中、21は内燃機関lのフライホイール1aを
介して内燃機関1の負荷を検出する負荷センサであり、
22は変速機のギヤポジションを検出」るYヤセンサで
あり、23はクラッチポジションを検出するクラッヂセ
ンザであり、それぞれ検出信号として、R3,GP、C
Lをコントローラ10に送出する。
第2図は未実施例の作動の一例を示す処理フロー図であ
り、第3図は内燃機関のトルクとエンジン回転との関係
を示す曲線図である。
第2図のステップ1において、負荷センサ21にて検出
されるエンジン回転数が800回転以下のときは、ギャ
センザ22からのギヤ信号GPど、クラッチセンザ23
からのクラッチ信号CLとにより、内燃機関1のアイド
リング状態を検出して(ステップ2 、3) 、コント
ローフ10は切換装置5dを制御信号CHにて切換え1
発電機甲5を発電機としてその出力を変圧器12、整流
器13を介して直流にしてバッテリ14を充電する(ス
テップ4〜5)。
ステップ1の回転信号RSが800回転以上のときは、
クラッチ信号CLが断を示したり、ギヤ信号GPが断の
場合は、前記と同じくステップ4〜5に進み、バッテリ
14の充電を行う。
スT−/ブ7にてギヤ信号GPが接の場合は、回転信号
R3にて内燃機関Iの回転をさらにチェックし、200
0回転以−1−か否かを判断する(ステップ8)。そし
て、2000回転以ドであり、エンジン負荷りが無負荷
状態でなく、第3図に示すLDlより小さい軽負荷状態
と判断すると(ステップ8,9.10)ステップ11に
進み、発゛屯機甲5の発電電力を変圧器12、整流器1
3を介17てインバータ3.1に送電する(ステップl
l〜12)。
−・方、夕・−ビンシレー・ド4aを駆りロッた後の損
気ガスGにて排気タービン6を回転させ、発電機7を駆
動L7てその発゛市電力を変圧器1(に人力し、制御信
号CS 2によっ下所定11薊圧に制御ののt′、、整
流器9によって直流と1−7、インバータ11に送出す
る(ステップ13〜・14)。なお、損気ガスGの圧力
を排圧セン形4d4X″で検出1,2、t1気ガスの右
するエネルギーを所定の限1負−よで玲:気〕−ネルギ
ーに変換するように、+1圧信’+5’ G S、″市
圧桧出信号E2によっr二!ントロー510は作動し、
変圧器8に111制御信号C3を送出する7ステツプ1
2および14に〔インバータ11に入力された電力は、
回転力)/φ18の回←、信号WSがコントロ〜う10
に人力されることにより発せられるインバータ11・・
−の制御信号xs、+、hで制御されて、所定周波数を
イ11交流重力となり、発電橙色16を駆動する(ステ
ップ15〜16)。そして、発電橙色16の回転は車軸
15の】 2 回転数よりや一高速に制御されるので、常に車輪17を
助勢するよう作動する(ステップ17)。
ステップ10において、エンジン負荷りが第3図に示す
LD、とLD2との間の状態ではステップ18よりステ
ップ19に進み、発電機甲5の発電出力を切換装置5d
によって停止さ什、損気エネルギーの主力をコンプレッ
サブレード4bの回転に充て、過給気圧を高めて内燃機
関1に供給する(ステップ19〜20)。また、発電機
7の出力は変圧器8、整流器9を介してイン八・−タ1
1に入力し、前記と同様に、車軸15の回転力を助勢す
る如く発電橙色16を駆動する(ステップ21〜22)
ステップ18において、エンジン負荷りがIF、 D2
より大きいと判断されると、切換装置5dは制御信号C
)Iにより発電機甲5を電動機作動に切換えるとどもに
、バッテリ14からの直流はインバータ20に入力され
、制御信号IS2によって所定周波数の交流電力に変換
されて切換装置5dを介して発電機甲5を駆動する。そ
して、吸気管2aに設けらえたブースト−1=ンサ21
)の検出圧力が所定の圧力となるように制御される(ス
テップ23〜24)。また、前記と同様に排気ガスGの
エネルギーによる発電機70交泣出力は、変圧器8、整
流器9、インバータ11を介しで発′llf橙色16に
供給され、市軸15の回転力の助勢を行う(ステ・〕・
プ25〜26)。
ステ・リブ9にて負荷(1すRS、ケーテッ(−信IB
 CL、ヤ゛ヤ(1号−GPなどにより、エンジン負荷
■5が無負向であり、エンジ゛/ f シ’ −、−!
(−状た(とごt’11Jiされると、ステップ27に
進み、二1゛/1・「1−〉lOからの制御信号=(;
Hにより切換装置5 dが発電機甲5の発電電力を変圧
器12+、’、、、 4 y5、整流ズ櫂、13を介[
71′バツデリ14を充f’lj:づ−る(ステツノ′
2゛l〜28)。また、発電機70発′市′醒力も変圧
器8、整流器9を介し2でイン八−,6,,T I目1
、゛人力J・れ、発電橙色16の巻線に供給される( 
:く’、fツ7” 29−・30)。そ1.て、1ント
L1−ラ10からの制御イ9−1号DSが整流器19に
受イハされるど、11輪1ンの慣性力により駆動、鷺れ
rいる発電橙色16の発電電力は、I−記ステップ28
の電力とともに整流器19によって直流に変換され、バ
ッテリ14を充電する(ステップ29〜31)。
以上、本発明を一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+11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) 以1−詳細に説明したように、本発明は断熱構造を備え
た内燃機関の排気管内に、発電機を有するターボチャー
ジャと、発電機を有する排気タービンを取付け、車軸に
は発電機となる交流電動機を設け、さらに、内燃機関の
負荷センサ、車軸の回転センサ、変速機のギヤセンサ、
クラッチのクラッチセンサをそれぞれ設けて、これらの
センサからの検出信号−により、内燃機関のアイドリン
グ回転時には、ターボチャージャの発電機にて発電して
バッテリを充電し、内燃機関が軽負荷のときは、ターボ
チャージャの発電機の発電電力と、排気タービンの発電
機の電力とにて車軸の交流電気を駆動1.て車輪の回転
力を助勢17.低回転で高負荷時には、ターボチャージ
ャの発電機を電動機としてバッテリからの電力にて駆動
17で過給気圧を高めて内燃機関に圧送12、エンタン
プ1/−主、 Il!I−には双方の発電機にて発電し
てバッテリの充電を行うなどの駆動制御が出来るので、
IA電気エネルギーの回収に当って複雑な歯llj機構
を使用せずに、内燃機関の運転状況によって捕縄エネル
ギーを電気エネルギーや車輪の駆動力に変換して効率の
J:い回収効果を得ることがil[能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るターボコンパウンドエンジンのエ
ネルギー回収装置の一実施例を示を構成ブロック図、第
2図はその作動の一例を示す処、理フロー図、第3図は
内燃機関のトルクをエンジン回転との関係な示す曲線図
である。 ■・・・内燃機関、2h・・・ブーストセンサ、4・・
・ターボチャージャ、5・・・発電機甲、6・・・排気
タービン、7・・・発電機、io・・・コントローラ、
14・・・バッテリ、15・・・車軸、16・・・発電
橙色、18・・・回転センサ、2]・・・負荷センサ、
22・・・ギヤセンサ、23・・・クラッチセンサ・ 特語出願人   いすり自動車株式会社代 理 人  
 弁理士 辻    實第3図 1ρ2 L>ジン田幣ム政 丁−続 ネ由 正 廿):(自発) 昭和62年 1月 160 昭和60年 特許願 第233937号2、発明の名称 ターボコンパウンドエンジンのユ、ネルギー回収装置3
、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所 東京部品用区内天井6丁目22番10号ジ ド
ウシャ 名 称 いすX自a車株式会社 トビ  ャ7  カズ  オ 代表者  飛 山 −男 4、代理人 住 所 〒101東京都千代口1区神[11小川町3−
146、補正の対象 明細書全文及び図面 7、補正の内容 明    細    書 1、発明の名称 ターボコンパウンドエンジンのエネルギー回収装置 2、特許請求の範囲 (1)燃焼室、1ノ1気管などを断熱構造とした内燃機
関の排気管内に第1の獣鳥電機を有する損気タービンを
設けたターボコンパウンドエンジンのエネルギー回収装
置において、前記内燃機関の回転数を検出する検出手段
と、前記I!1JLlにより駆動される車軸に設けた第
2の9電機と、この第2の販l電機を前記内燃機関の回
転数に応じて駆動制御する手段とを有することを43徴
とするターボコンパウンドエンジンのエネルギー回収装
置。 (2)前記損気タービンは、その第1の獣鳥電機を有す
るターボチャージャの排出[1に設けた第3のLI重電
機有する損気タービンとの2段タービンとし、これら両
者のU電機の出力を加算した電力により1影の」生u4
”lを駆動するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第(1)エロ記載の夕〜ポコンバウンドエンジンの
エネルギー回収装置。 (3)前記駆動制御手段は、前記内燃機関のアイドリン
グ時には第1の回−転電機にて発電1.でバッテリを充
電する手段と、前記内燃機関が小負荷時には第1の■;
重電機て発゛屯]7て第2の腐木電機を駆動する1段と
、前記内燃機関が低回転で高負荷時にはバッテリにて第
1の賊本電機を駆動して過給気圧を高めるとともに前記
第3の凹−転電機の出力にて第2のip1転電機を駆動
する手段と、エンジンブ1/−キ峙には第1の1電機と
前記第3の昨電機にてバッテリを充電するr段^−から
なることを特徴とする特許請求の範囲第(2)項記載の
ターボコンパウンドエンジンのエネルギー回収装置。 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は内燃機関の損気エネルギーを回収させることの
可能なターボチャージャイζ1のコンパウンドエンジン
のエネルギー回収装置に係り、特に、排気エネルギーに
より駆動される交Bt ’iff aと、車軸に設けた
交流電機を制御してエネルギーの回収を計るターボコン
パウンドエンジンのエネルギー回収装置に関するもので
ある。 (従来の技術) 近年、内燃機関の各部、例えば、損気マニホールド、シ
リンダライナー、シリンダヘッド、ピストンなどにセラ
ミックスを使用した断熱構造の内燃機関が開発されてい
る。この種、内燃機関によれば、その内部に発生した熱
を放熱して冷却する必要がなく、排気される高温度のガ
スのエネルギーを回生させて内燃機関の出力軸に帰還さ
せ、内燃機関の出力の向トに利用できる。 このようなυ1−気エネルギーの回生方法として、従来
から排気ガスにより駆動されるクービンの回転力を、多
段の歯llf機構によって減速12、r′ブ′・・り軸
を回転させ−C1その出力を増加さ七るhのが知られて
いる。 また、排気エネルV−回41゛装置とL −(、特開昭
59−141713号公報にて、交流発電機を有する排
気タービンを損気ガスのエネルギーにより回転ざぜ、該
交流発電機の出力にて、内燃機関の出力軸に設けた誘導
電動機を駆動1.−r 、 +、II気エネルギーを回
収するとともに、内燃機関の負荷の大小を判別する手段
によって吸気隈を制御しで、小負荷時には排気ガス温度
を高くするIR案がなされている。 (発明が解決しようどする問題点) このような排気エネルギーの回生ノI法において、前者
における多段の歯車機構を用い−(クランク軸に回転力
を帰還させる方法は、歯車機構の伝達効率が低下し、ま
たその機構が複雑となるのでコストも嵩む欠点を生1゛
゛る。 後者の排気Jネルヤー回生装置の枦案は、交流発電4纜
(ζ−C・僧゛市1.た電力・:ン11へ導1b:動機
(ご入力l2−(回転させ、乙ンジンの出力軸を駆[1
さ1゛るので歯車機構を6星と1士ず、内燃機関の負向
番ごよって吸気41を制御し、て、4:11気エネルギ
ー・回収の効率化を計っl゛いるが、内燃機間の負荷に
応じて・発電#4(の制御や、発電電力をバッテリに充
電に利用するなどの改良の点が存在する。 本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、その
I−1的は、山中機構を使用上−ず、初気丁ネルギーを
発電機としての第1の回転電機!ごて電気エネルギーに
変換して回収し、内燃機関の回Φj、数や、負荷&ζ応
じて回収した発′屯電力にて中軸に設けた電動機として
の第2の回転主機を駆動することによって、損気エネル
ギーの回収を計るターボコンパウンドエンジンのエネル
ギー回収装置を提供するにある。 (問題点を解決するだめの1段) 本発明によれば、燃焼室、1ノ1気管などを断熱構造と
した内燃機関の損気管内に第1の回転′主機を有する排
気タービンを設けたターボコンパウンドエンジンのエネ
ルギー回収装置において、前記内燃機関の回転数を検出
する検出手段と、前記内燃機関により駆動される11(
軸に設けた第2の回転電機ど、この第2の回転電機を+
iif記内燃機関の回転数に応じて駆動制御する手段と
を有することを特徴とするターボコンパウンドエンジン
のコーネルギー回収装置が提供される。 (作用) 本発明は断熱構造を備えた内燃機関の排気管内に1回転
電機をそれぞれにイIするターボチャージャと排気夕・
−・ビンどを取4Niけ、車軸には発電機あるいは′電
動機となる回転電機を設け、さらに、内燃機関の負荷セ
ンサ、中軸の回転センサ、変速機のギヤセンサ、クラッ
チのクラッヂセンサなどの駆動制御手段を設けて、これ
らのセンサからの検出信号に応じて車軸に設けた第2の
回転゛主機を駆動側ill l、 、損気エネルギーの
回収に当って複雑な山中機構を使用せずに、内燃機関の
W転状況によって損気1ネルギーを電気エネルギーや1
F輪の駆動力とするものである。 (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。 i1図は本発明にかかるターボコンパウンドエンジンの
1ネルギ一回収装置の一実施例を示す構成ブロック図で
ある。 図において、1は燃焼室や磁気管などを断熱構造とした
内燃機関であり、吸気マニホールド2には吸気管2aが
、υF気マニボールド3にl:l:排気管3aがそれぞ
れ接続されている。 4は排気管3aからの1非気ガスにより駆動されるター
ボチャージャであり、タービンブレード4aとコンプレ
ッサブレード4bと間には発電機または電動機となる第
1の回転電機5が取伺けられている。そして、タービン
ブレード4aと同軸1−には強力な残留磁気力を有する
永久磁石よりなるロータ5aが設けられ、タービンブレ
ード4aが排気ガスのエネルギーにより駆動されると、
該ロータ5aに対向するステータ511の巻線からは、
交流電力が誘起され、発電機とり、ての第1の回転型1
j!5の電気出力となり切換装置5dに送電される。な
おタービンブ1/−14ar7)駆動によ−)て、コン
プレッサブレード4bは吸気管2a、吸気マニホールド
2を介して過給気を内燃機関1に送出するが、そのブ・
−スト圧は吸気管2aの途中に、没けたノーストセンザ
2bによって検出され、検出信号BSは後述するコ〉′
1・ロー・う10に送うれる。 ・力、タービンブレード4aを駆動した残留エネルギー
を有する排気ガスGは、排気[14Cに連通して設けら
れた排気タービン6に導かれ、タービンブレ−ドロaを
駆動して、排気エネルギーを殆ど失って損気1161)
より摺出Sれる。4dは排気ガスGの圧力センサであり
、検出信号GSをコンI・ロー−710に発する67は
その回転軸をタービンブレー ドロaと同軸」−二に設
けた発電機としての第3の回転電機であり、回転軸には
強力な残留磁気力を持つ永久磁石よりなるロータ7aが
設けられ、該ロータ7aが駆動力を受けて回転すると、
対向17て設けられたステータ7bの巻線に交流電力な
誘起
【7、変圧器8に送電する。なお、7Cは・二の交
流電力の電圧を検出する電圧検出器であり、検出電圧E
2を後述するコントローラ10に送出する。また、5C
は[111記第1の回転電機5を発′iffと1−7で
動作させたときの出力電圧を検出する電圧検出器であり
、発電時の交流電圧を検出して、検出電圧E1をコント
ローラー0に送出する。 変圧器8は第3の回転電機からの交流電力を入力し、コ
ントローラーOから発せられる制御信号C82により所
定電圧に変圧するものであり、この交流電力を出力側に
接続された整流器9に送出する。そして、整流器9にて
整流された直流電力はインバーター1に送電される。 一方、前記切換装置5dに入力された発電機としての第
1の回転電機5からの発電時の交流電力は、コントロー
ラIOの発する制御信号CI(の制御を受けて変圧器1
2に入力される。そして、変圧器12はコントローラー
0からの制御信号C81により所定電圧に変圧して、出
力側に接続した整流器13を介してバッテリー4に送出
するとともに、インバーター1にも送電する。インバー
タ11は送電された直流電力をコントローラー0からの
制御信号工S1に対応する所定周波数の交流電力に変換
し、車軸I5と同軸−1;に設けた電動機または発電機
となる第2の回転電機16に供給して車軸15を駆動し
て車輪17な回転させる。なお、18は市軸15の回転
数を検出する回転センサであり、検出信号WSをコント
ローラ10に送出する。 19は信号DSによりその動作をターンeオン及びター
ン・オフできる整流器であり、コントローラlOからの
制御信号DSにしたがい、第2の回転電機16の発電時
の交流電力を直流に変換して、バッテリ14に供給し充
電するものである。 インバータ20はコントローラ10からの制御信号IS
2に応じてバッテリ14からの直流を所定周波数の交流
電力に変換し、切換装置5dを介して電動機として作動
する第1の回転電機5に送電し、例えば、内燃機関1へ
の過給気圧が低いときなど、第1の回転電機5を電動機
作動にして過給気圧を高めるように構成されている。 なお、図中、21は内燃機関1のラック位置を検出して
内燃機関lの負荷を検出する負荷センサであり、22は
変速機のギヤポジションを検出するギヤセンサであり、
23はクラッチポジションを検出するクラッチセンサで
あり、それぞれ検出信号として、R3,GP、CLをコ
ントローラIOに送出する。なお、laは内燃機関の回
転数センサで、コントローラlOに回転数信号r、p。 mを送出する。 第2図は本実施例の作動の一例を示す処理フロー図であ
り、第3図は内燃機関のトルクとエンジン回転との関係
を示す曲線図である。 第2図のステップlにおいて、負荷センサ21にて検出
されるエンジン回転数が800回転以下゛のときは、ギ
ヤセンサ22からのギヤ信号GPと、クラッチセンサ2
3からのクラッチ信号CI。 とにより、内燃機関1のアイドリング状態を検1.11
して(ステップ2 、3) 、コントローラ10は切換
装置5dを制御信号CHにて切換え、第1の回転電機5
を発電機としてその出力を変圧器12、整流器13を介
して直流にしてバッテリ14を充電する(ステップ4〜
5)。 ステップ1の回転信号R3が800回転以上のときは、
クラッチ信号CLが断を示したり、ギヤ信号GPが断(
ギヤポジション=ニュートラル)の場合は、前記と同じ
くステップ4〜5に進み、バッテリ14の充電を行う。 ステップ7にてギヤ信号GPが接の場合は、回転信号R
3にて内燃機関lの回転をさらにチェックし、2000
回転以上か否かを判断する(ステップ8)。そして、2
000回転以下であり、エンジン負荷りが無負荷状態で
なく、第3図に示すLDlより小さい軽負荷状態と判断
すると(ステップ8,9.10)ステップ11に進み、
第1の回転電機5の発電電力を変圧器12、整流器13
を介してインバータ11に送電する(ステップ1l−1
2)。 一方、タービンブレード4aを駆動した後の排気ガスG
にて排気タービン6を回転させ、第3の回転電機7を発
電機として駆動し2てその発電電力を変圧器8に入力し
、制御信号C8?によって所定電圧に制御ののち、整流
器9によって直流とし、インバータ11に送出する(ス
テップ13〜14)。なお、電気ガスGの圧力な排圧セ
ンサ4dにて検出し、損気ガスの右するエネルギーを所
定の限度まで電気エネルギーに変換するように、排圧信
号GS、電圧検出信号E2によってコントローラ10は
作動し、変圧器8に制御信号CSを送出する。 ステップ12および14にてインバータ11に入力され
た電力は、回転センサ18の回転信号WSがコントロー
ラ10に入力されることにより発せられるインバータ1
】への制御信号IS、にて制御されて、所定周波数をイ
1す交流′出力となり、電動機として作動する第2の回
転電機16を駆動する(ステップ15〜16)。そして
、第2の回転電機16はカ行運転となり、回転数よりや
一高速に制御されるので、常に、+lj輪1輪金7勢す
るよう作動する(ステップ17)。 ステップ10において、エンジン負荷りが第3図に示す
LD、とLD2との間の状態ではステップ18よりステ
ップ19に進み、第1の回転電機5の発電出力を切換装
置5dによって停止トさせ、排気エネルギーの主力をコ
ンプレッサブレード4bの回転に充て、過給気圧を高め
て内燃機関1に供給する(ステップ19〜20)。また
、第3の回転電機7の出力は変圧器8、整流器9を介し
てインバータ11に入力し、前記と同様に、車軸15の
回転力を助勢する如く第2の回転電機16を駆動する(
ステップ21〜22)。 ステップ18において、エンジン負荷りがLDより大き
いと判断されると、切換装置5dは制御信号CHにより
第1の回転電機5を電動機作動に切換えるとともに、バ
ッテリ14からの直流はインバータ20に入力され、制
御信号IS2によって所定周波数の交流電力に変換され
て切換装置5dを介して第1の回転電機5を駆動する。 そして、吸気管2aに設けらえたブーストセンサ2bの
検出圧力が所定の圧力となるように制御される(ステッ
プ23〜24)。また、前記と同様に排気ガスGのエネ
ルギーによる発電機としての第3の回転電機7の交流出
力は、変圧器8、整流器9、インバータ11を介して電
動機として作動する第2の回転電機16に供給され、車
軸15の回転力の助勢を行う(ステップ25〜26)。 ステップ9にて負荷信号RS、クラッチ信号CL、ギヤ
信号GPなどにより、エンジン負荷りが無負荷であり、
エンジンブレーキ状態と判断されると、ステップ27に
進み、コントローラ10からの制御信号CHによりすJ
検装置5dが発電機として作動する第1の回転電機の発
電電力を変圧器12に導き、整流器13を介してバッテ
リ14を充電する(ステップ27〜28)。また、第3
の回転電機7の発電電力も変圧器8、整流器9を介して
インバータ11に入力され、第2の回転゛電機16の巻
線に供給される(ステップ29〜30)。そして、コン
トローラ10からの制御信号DSが整流器19に受信さ
れると、車輪17の慣性力により駆動されている発電機
として作動する第2の回転電機16の発電電力は、上記
ステップ28の電力とともに整流器19によって直流に
変換され、バッテリ14を充電する(ステップ29〜3
 l)。 以上、本発明を−・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。 (発明の効果) 以−L詳細に説明したように、本発明は断熱構造を備え
た内燃機関の排気管内に、発電機として作動する第1の
回転電機を有するターボチャージャと、発電機となる第
3の回転電機を有する排気タービンを取伺け、車軸には
発電機となる第2の回転電機を設け、さらに、内燃機関
の負荷センサ、11j軸の回転センサ、変速機のギヤセ
ンサ、クラッチのクラッチセンサをそれぞれ設けて、こ
れらのセンサからの検出信号により、内燃機関のアイド
リング回転時には、ターボチャージャの第1の回転電機
にて発電してバッテリを充電し、内燃機関が軽負荷のと
きは、ターボチャー・ジャの第1の回転電機の発電電力
と、排気タービンの第3の回転電機の電力とにて車軸の
第2の回転電機を電動機駆動して小輪の回転力を助勢し
、低回転で高負荷時には、ターボチャージャの第1の回
転電機を電動機としてバッテリからの電力にて駆動して
過給気圧を高めて内燃機関に圧送し、エンジンブレーキ
時には第1およびfJS3の回転電機の双方の発電機に
て発電してバッテリの充電を行うなどの駆動制御が出来
るので、電気エネルギーの回収に当って複雑な歯車機構
を使用せずに、内燃機関の運転状況によって損気エネル
ギ〜を電気1ネルギーや車輪の駆動力に変換して効率の
よい回収効果を得ることが可能である。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明に係るターボコンパウンドエンジンのエ
ネルギー回収装置の一実施例を示す構成ブロック図、第
2図はその作動の・例を示す処理フロー図、第3図は内
燃機関のトルクをエンジン回転との関係を示す曲線図で
ある。 1・・・内燃機関、2b・・・ブーストセンサ、4・・
・ターボチャージャ、5・・・第1の回転電機°、6・
・・排気タービン、7・・・第3の回転電機、10・・
・フントローラ、14・・・バッテリ、15・・・、$
、Th、ie・・・第2の回転電機、J8・・・回転セ
ンサ、21・・・負荷センサ、22・・・ギヤセンサ、
23・・・クラッチ(!゛/す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃焼室、排気管などを断熱構造とした内燃機関の
    排気管内に第1の発電機を有する排気タービンを設けた
    ターボコンパウンドエンジンのエネルギー回収装置にお
    いて、前記内燃機関の回転数を検出する検出手段と、前
    記エンジンにより駆動される車軸に設けた第2の発電機
    と、この第2の発電機を前記内燃機関の回転数に応じて
    駆動制御する手段とを有することを特徴とするターボコ
    ンパウンドエンジンのエネルギー回収装置。
  2. (2)前記排気タービンは、その第1の発電機を有する
    ターボチャージャの排出口に設けた第3の発電機を有す
    る排気タービンとの2段タービンとし、これら両者の発
    電機の出力を加算した電力により前記電動機を駆動する
    ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
    記載のターボコンパウンドエンジンのエネルギー回収装
    置。
  3. (3)前記駆動制御手段は、前記内燃機関のアイドリン
    グ時には第1の発電機にて発電してバッテリを充電する
    手段と、前記内燃機関が小負荷時には第1の発電機にて
    発電して第2の発電機を駆動する手段と、前記内燃機関
    が低回転で高負荷時にはバッテリにて第1の発電機を駆
    動して過給気圧を高めるとともに前記第3の発電機の出
    力にて第2の発電機を駆動する手段と、エンジンブレー
    キ時には第1の発電機と前記第3の発電機にてバッテリ
    を充電する手段とからなることを特徴とする特許請求の
    範囲第(2)項記載のターボコンパウンドエンジンのエ
    ネルギー回収装置。
JP60233937A 1985-10-19 1985-10-19 タ−ボコンパウンドエンジンのエネルギ−回収装置 Granted JPS6293422A (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60233937A JPS6293422A (ja) 1985-10-19 1985-10-19 タ−ボコンパウンドエンジンのエネルギ−回収装置
EP86308080A EP0223419B1 (en) 1985-10-19 1986-10-17 Energy recovery apparatus for a turbocharged compound engine
DE8686308080T DE3676280D1 (de) 1985-10-19 1986-10-17 Energierueckgewinnungsvorrichtung fuer eine aufgeladene brennkraftmaschine.
US06/920,133 US4798257A (en) 1985-10-19 1986-10-17 Energy recovery apparatus for turbo compound engine
CA000520770A CA1292124C (en) 1985-10-19 1986-10-17 Energy recovery apparatus for turbo compound engine
KR1019860008765A KR900007788B1 (ko) 1985-10-19 1986-10-18 터오보 콘파운드 내연기관의 에너지 회수장치
US07/111,680 US4756377A (en) 1985-10-19 1987-10-23 Energy recovery apparatus for turbo compound engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60233937A JPS6293422A (ja) 1985-10-19 1985-10-19 タ−ボコンパウンドエンジンのエネルギ−回収装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6293422A true JPS6293422A (ja) 1987-04-28
JPH0579805B2 JPH0579805B2 (ja) 1993-11-04

Family

ID=16962950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60233937A Granted JPS6293422A (ja) 1985-10-19 1985-10-19 タ−ボコンパウンドエンジンのエネルギ−回収装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6293422A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011504080A (ja) * 2007-11-12 2011-01-27 ヴァレオ エキプマン エレクトリク モトゥール 自動車に搭載された機器のための電源装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011504080A (ja) * 2007-11-12 2011-01-27 ヴァレオ エキプマン エレクトリク モトゥール 自動車に搭載された機器のための電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0579805B2 (ja) 1993-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR900007788B1 (ko) 터오보 콘파운드 내연기관의 에너지 회수장치
KR930000319B1 (ko) 엔진의 열에너지 회수장치
KR900007817B1 (ko) 터어보 콤파운드 내연기관
JPH0569967B2 (ja)
CN106979066A (zh) 混合涡轮增压余热利用提高瞬态响应的试验装置及方法
KR101344169B1 (ko) 내연 기관 시스템 및 선박
JPS6293430A (ja) タ−ボコンパウンドエンジン
JPS6293422A (ja) タ−ボコンパウンドエンジンのエネルギ−回収装置
JPS59141714A (ja) エンジンのエネルギ−回収装置
JPH0423093B2 (ja)
JPS61142332A (ja) 過給機余剰動力による発電装置
JPH0252089B2 (ja)
JP2896545B2 (ja) 回転電機付過給機によるエネルギー回収装置
JPH0347414B2 (ja)
JPH04362226A (ja) ターボコンパウンドエンジン
JPH0579806B2 (ja)
JPH0627504B2 (ja) エンジンのエネルギ−回収装置
JPS60135618A (ja) タ−ボチヤ−ジヤ−排ガスエネルギ−回収発電方式
JPH05141254A (ja) 制動力制御装置
JP2658194B2 (ja) 回転電機付ターボチャージャの駆動装置
JPH07102990A (ja) 排気エネルギー回収装置
JP3168788B2 (ja) 排気エネルギー回収装置
JP2949292B2 (ja) 移動工場用車両
JPH05256152A (ja) 2サイクルターボコンパウンドエンジン
JPH0775944B2 (ja) 車輪駆動装置