JP2009167857A - Cooling system of turbocharger with electric motor - Google Patents

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Yuji Tsunoda
有史 角田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a temperature rise in an electric motor, by effectively absorbing or exhausting heat generated when operating the turbo-assisting electric motor. <P>SOLUTION: This cooling system supercharges intake air by driving a compressor 14 by converting exhaust energy into rotational energy in a turbine 12. A supercharging-assisting electric motor 17 is arranged on a shaft 15 for connecting a turbine wheel 11 to a compressor wheel 13. A primary cooling system 22 including a phase-changing material is arranged around a stator 19 of the electric motor 17. A Peltier element 23 is arranged around the primary cooling system 22. The heat generated by the electric motor 17 when assisting supercharging, is absorbed by the phase-changing material of the primary cooling system 22. Regenerative electric power by the electric motor 17 is supplied to the Peltier element 23 when the supercharging is not assisted, and the heat is absorbed from the phase-changing material, and is exhausted to an external part. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータアシスト用の電動機を備えたターボ過給機の冷却システムに関する。   The present invention relates to a cooling system for a turbocharger provided with a motor assist motor.

内燃機関の排気エネルギを利用したターボ過給機において、電動機により動力のアシストを行なう電動機付ターボ過給機が知られている。電動機は、過給が開始された初期段階など、排気によるタービンの動力が十分でないときに、タービン動力を補ってターボラグを解消するために用いられる。   2. Description of the Related Art In a turbocharger that uses exhaust energy of an internal combustion engine, a turbocharger with an electric motor that assists power by an electric motor is known. The electric motor is used to supplement the turbine power and eliminate the turbo lag when the power of the turbine due to exhaust is not sufficient, such as in the initial stage where supercharging is started.

また、電動機付ターボ過給機において、回生可能な電動機を用い、非アシスト時に回生電力を回収するものも知られている。回生可能な電動機付ターボ過給機を用いたシステムでは、電動機の固定子を冷却して回収効率を向上する目的で、固定子を取り付けるハウジング内に水ジャケットを設け、これに冷却水を流す構成が提案されている（特許文献１）。
特開２０００−１３０１７６号公報 In addition, a turbocharger with a motor is known that uses a regenerative motor and collects regenerative power during non-assist. In a system using a turbocharger with an electric motor that can be regenerated, a water jacket is provided in the housing to which the stator is attached, and cooling water flows through it in order to improve the recovery efficiency by cooling the stator of the electric motor. Has been proposed (Patent Document 1).
JP 2000-130176 A

しかし、上記特許文献１の構成では、固定子を取り付けるハウジング内に冷却水を通すための構造が必要であり、構造が複雑化する。また、温度上昇が大きい電動アシスト時には、より多くの冷却水を流す必要が生じるため、十分な冷却効果が得られるとは言えず、電動機によるアシスト期間も制限される。   However, the structure of Patent Document 1 requires a structure for allowing cooling water to pass through the housing to which the stator is attached, and the structure is complicated. In addition, during electric assist with a large temperature rise, it is necessary to flow more cooling water, so that it cannot be said that a sufficient cooling effect is obtained, and the assist period by the electric motor is also limited.

本発明は、電動機付ターボ過給機において、簡略な構成で電動機作動時に発生する熱を効果的に吸収・排熱して電動機の温度上昇を防止することを目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to effectively absorb and exhaust heat generated when a motor is operated with a simple configuration in a turbocharger with an electric motor to prevent an increase in the temperature of the electric motor.

本発明の電動機付ターボ過給機の冷却システムは、過給アシスト用の電動機と、電動機で発生する熱を吸収する相変化マテリアルを含む一次冷却手段と、相変化マテリアルに吸収された熱を過給機の外部へと移動して排熱するペルチェ素子を含む二次冷却手段とを備え、電動機による過給アシストが行われていない非アシスト時に、ペルチェ素子が作動されることを特徴としている。   A cooling system for a turbocharger with an electric motor of the present invention includes an electric motor for supercharging assistance, a primary cooling means including phase change material that absorbs heat generated by the electric motor, and heat absorbed by the phase change material. And a secondary cooling means including a Peltier element that moves to the outside of the feeder and exhausts heat, and the Peltier element is actuated during non-assist when supercharging assistance is not performed by the electric motor.

電動機は回生可能な電動機であり、非アシスト時に、電動機による回生電力がペルチェ素子に供給され、ペルチェ素子が作動されることが好ましい。すなわち、回生電力を用いることにより、回収した電気エネルギを用いてより効率的に電動機の冷却を行なうことができる。   The electric motor is a regenerative electric motor, and it is preferable that the regenerative electric power from the electric motor is supplied to the Peltier element and the Peltier element is operated at the time of non-assist. That is, by using the regenerative power, the electric motor can be cooled more efficiently using the recovered electrical energy.

冷却システムは、更に相変化マテリアルの温度を検出する温度センサとバッテリとを備えることが好ましく、温度がペルチェ素子による相変化マテリアルからの吸熱を行なう必要がない下限温度よりも低いときには、回生電力をバッテリの充電に使用する。これにより、回生エネルギを無駄にすることを防止できる。また、過給アシスト時に、温度が相変化マテリアルの使用温度内で設定される所定の上限温度よりも高いときに、バッテリからの電力がペルチェ素子に供給されペルチェ素子が作動される。これにより、アシスト時に相変化マテリアルの温度が上がりすぎることを防止することができる。   The cooling system preferably further includes a temperature sensor for detecting the temperature of the phase change material and a battery. When the temperature is lower than the lower limit temperature at which the Peltier element does not need to absorb heat from the phase change material, the regenerative power is supplied. Used to charge the battery. Thereby, it is possible to prevent the regenerative energy from being wasted. Further, at the time of supercharging assistance, when the temperature is higher than a predetermined upper limit temperature set within the use temperature of the phase change material, electric power from the battery is supplied to the Peltier element and the Peltier element is activated. Thereby, it can prevent that the temperature of a phase change material rises too much at the time of assistance.

一次冷却手段は、電動機のステータの周囲に配置され、二次冷却手段は一次冷却手段の周囲に配置されることにより、電動機で発生した熱は、一次冷却手段、二次冷却手段、過給機の外部へと効率的に移動される。また、二次冷却手段がヒートシンクを備えると、外部への排熱が更に向上する。   The primary cooling means is arranged around the stator of the electric motor, and the secondary cooling means is arranged around the primary cooling means, so that the heat generated by the electric motor is converted into the primary cooling means, the secondary cooling means, and the supercharger. Is efficiently moved to the outside. Further, when the secondary cooling means includes a heat sink, the exhaust heat to the outside is further improved.

以上のように、本発明によれば、電動機付ターボ過給機において、簡略な構成で電動機作動時に発生する熱を効果的に吸収・排熱して電動機の温度上昇を防止することができる。   As described above, according to the present invention, in a turbocharger with an electric motor, heat generated when the electric motor is operated can be effectively absorbed and exhausted with a simple configuration, thereby preventing an increase in the temperature of the electric motor.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である冷却装置を備えた電動機付ターボ過給機の構成を示すブロック図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a turbocharger with an electric motor provided with a cooling device according to an embodiment of the present invention.

電動機付ターボ過給機１０は、内燃機関（図示せず）からの排気エネルギを、タービン翼を備えたタービンホイール１１により回転力に変換するタービン１２と、タービン１２で得られた回転力によりインペラを備えたコンプレッサホイール１３を回転させ吸気を加圧して内燃機関への過給を行なうコンプレッサ１４とを備える。   The turbocharger with electric motor 10 includes an impeller by a turbine 12 that converts exhaust energy from an internal combustion engine (not shown) into a rotational force by a turbine wheel 11 having turbine blades, and a rotational force obtained by the turbine 12. And a compressor 14 for supercharging the internal combustion engine by rotating the compressor wheel 13 provided with pressure to pressurize the intake air.

タービンホイール１１とコンプレッサホイール１３は、シャフト１５を介して連結され、タービンホイール１１の回転力はシャフト１５を介してコンプレッサホイール１３へと伝達される。またシャフト１５は、軸受部１６により回転自在に保持される。   The turbine wheel 11 and the compressor wheel 13 are connected via a shaft 15, and the rotational force of the turbine wheel 11 is transmitted to the compressor wheel 13 via the shaft 15. The shaft 15 is rotatably held by the bearing portion 16.

シャフト１５には、車両加速時などの過給初動時にタービン１２による回転力をアシストするための電動機１７が設けられる。すなわち、過給初動時には排気エネルギを用いたタービン１２のみでは、出力増大のための過給が十分に得られないため電動機１７により過給をアシストする。   The shaft 15 is provided with an electric motor 17 for assisting the rotational force generated by the turbine 12 at the time of initial supercharging such as during vehicle acceleration. That is, at the time of the initial supercharging, only the turbine 12 using the exhaust energy cannot obtain sufficient supercharging for increasing the output, so that the motor 17 assists supercharging.

電動機１７は、シャフト１５に固定され、シャフト１５とともに回転するロータ１８と、ロータ１８の周囲に配置され、ロータ１８と相互作用してロータ１８に回転モーメントを発生させるステ−タ１９を備える。なお、ステ−タ１９はターボ過給機１０のハウジング２０に固定される。   The electric motor 17 includes a rotor 18 that is fixed to the shaft 15 and rotates together with the shaft 15, and a stator 19 that is arranged around the rotor 18 and that interacts with the rotor 18 to generate a rotational moment in the rotor 18. The stator 19 is fixed to the housing 20 of the turbocharger 10.

本実施形態において、ステ−タ１９の周囲には相変化マテリアルを内蔵する一次冷却装置２２が設けられる。相変化マテリアルには、例えば常温において固体であり、所定の変移温度で液体となる物質が用いられる。より具体的には、変移温度約４８℃、使用温度約−５０℃〜＋１７０℃前後の放熱用オイルコンパウンドが相変化マテリアルとして用いられる。なお、一次冷却装置２２の筐体には、熱伝導率の高い素材が用いられ、一次冷却装置２２の筐体はステ−タ１９に密着して配置される。   In the present embodiment, a primary cooling device 22 containing a phase change material is provided around the stator 19. As the phase change material, for example, a substance that is solid at room temperature and becomes liquid at a predetermined transition temperature is used. More specifically, a heat dissipating oil compound having a transition temperature of about 48 ° C. and a use temperature of about −50 ° C. to + 170 ° C. is used as the phase change material. Note that a material having high thermal conductivity is used for the casing of the primary cooling device 22, and the casing of the primary cooling device 22 is disposed in close contact with the stator 19.

更に一次冷却装置２２の周囲にはペルチェ素子２３からなる二次冷却装置が配置される。ペルチェ素子２３の一方の面（冷却面）は一次冷却装置２２の筐体に密着して配置され、他方の面（放熱面）は例えばターボ過給機１０のハウジング２０に直接またはヒートシンク等を介して露出される。   Further, a secondary cooling device including a Peltier element 23 is disposed around the primary cooling device 22. One surface (cooling surface) of the Peltier element 23 is disposed in close contact with the housing of the primary cooling device 22, and the other surface (heat radiating surface) is directly on the housing 20 of the turbocharger 10, for example, via a heat sink or the like. Exposed.

電動機１７は、例えば回生可能な電動機であり、インバータ／コントローラ２４を介してバッテリ２５に接続される。また、インバータ／コントローラ２４には、ペルチェ素子２３およびＥＣＵ２６が接続され、ＥＣＵ２６によってその駆動が制御される。電動機１７がモータとして作動される場合にはインバータ／コントローラ２４を介してバッテリ２５から電力が供給され、回生時には、インバータ／コントローラ２４を介して回生電力をペルチェ素子２３またはバッテリ２５へと供給することができる。なお、バッテリ２５からインバータ／コントローラ２４を介してペルチェ素子２３へと電力を供給することも可能である。   The electric motor 17 is an electric motor that can be regenerated, for example, and is connected to the battery 25 via the inverter / controller 24. Further, the inverter / controller 24 is connected to a Peltier element 23 and an ECU 26, and the driving of the ECU 26 is controlled. When the electric motor 17 is operated as a motor, electric power is supplied from the battery 25 via the inverter / controller 24. At the time of regeneration, the regenerative electric power is supplied to the Peltier element 23 or the battery 25 via the inverter / controller 24. Can do. It is also possible to supply power from the battery 25 to the Peltier element 23 via the inverter / controller 24.

更にＥＣＵ２６には、図示しないセンサから内燃機関の回転数（エンジン回転数）、吸気流量、過給圧、アクセル開度などが入力される。また、一次冷却装置２２には温度センサ２７が設けられ、ＥＣＵ２６において相変化マテリアルの温度がモニタされる。また、ターボ過給機１０の回転数（ターボ回転数）もセンサ等を用いてＥＣＵ２６においてモニタされ、本実施形態では、電動機１７を用いてターボ回転数がモニタされる。   Further, the ECU 26 receives the rotational speed of the internal combustion engine (engine rotational speed), the intake air flow rate, the boost pressure, the accelerator opening, and the like from sensors not shown. The primary cooling device 22 is provided with a temperature sensor 27, and the ECU 26 monitors the temperature of the phase change material. Further, the rotational speed (turbo rotational speed) of the turbocharger 10 is also monitored by the ECU 26 using a sensor or the like, and in this embodiment, the turbo rotational speed is monitored using the electric motor 17.

以上の構成により、本実施形態では、車両加速時などにおける過給初動時において電動機１７を作動させて過給をアシストし、電動機１７の作動により発生する熱を、一次冷却装置２２の相変化マテリアルにより吸収する。すなわち、電動機１７から発生する熱は、一次冷却装置２２の筐体を通して相変化マテリアルに吸収される。相変化マテリアルが変移温度に達すると、電動機１７からの熱は相変化（例えば融解）の潜熱として使用されるため、一次冷却装置２２では、多くの熱が効率的に相変化マテリアルに吸収される。これにより電動機１７は、効率的に冷却され温度上昇が防止される。   With the above configuration, in the present embodiment, the supercharge is assisted by operating the electric motor 17 at the time of the initial supercharging at the time of vehicle acceleration or the like, and the heat generated by the operation of the electric motor 17 is converted into the phase change material of the primary cooling device 22 To absorb. That is, the heat generated from the electric motor 17 is absorbed by the phase change material through the housing of the primary cooling device 22. When the phase change material reaches the transition temperature, the heat from the electric motor 17 is used as latent heat of the phase change (for example, melting), and thus the primary cooling device 22 efficiently absorbs a lot of heat in the phase change material. . Thereby, the electric motor 17 is efficiently cooled and temperature rise is prevented.

また、電動機１７によるターボ過給機１０のアシストは、過給初動時にのみ実行されるので、電動機１７からの発熱はこの期間に限定される。電動機１７がモータとして作動する期間は、デューティ比で言えば通常１０％程度であり、この短い期間に多量の熱が電動機１７で発生する。本実施形態では、一次冷却装置２２において、相変化マテリアルの潜熱を利用してこの熱を一時的に吸収している。   Moreover, since the assist of the turbocharger 10 by the electric motor 17 is executed only at the time of the initial supercharging, the heat generation from the electric motor 17 is limited to this period. The period during which the electric motor 17 operates as a motor is usually about 10% in terms of the duty ratio, and a large amount of heat is generated in the electric motor 17 during this short period. In the present embodiment, the primary cooling device 22 temporarily absorbs this heat using the latent heat of the phase change material.

一方、相変化マテリアルに吸収された熱は非アシスト期間を利用して排熱される。本実施形態では、非アシスト期間にペルチェ素子２３を用いて相変化マテリアルから効率的に熱を吸収し、外部へと移動して排熱する。すなわち、非アシスト期間はアシスト期間に比べ長いので、アシスト時に相変化マテリアルに吸収された熱を、非アシスト期間にペルチェ素子２３を用いて移動させ放熱面から外部へと輻射、放熱する。また、電動機１７は、非アシスト時には電力回生に利用できるので、本実施形態では、非アシスト時の回生電力によりペルチェ素子２３を駆動することにより、システム全体の効率を更に高めている。   On the other hand, the heat absorbed by the phase change material is exhausted using a non-assist period. In the present embodiment, heat is efficiently absorbed from the phase change material using the Peltier element 23 during the non-assist period, and is transferred to the outside to be exhausted. That is, since the non-assist period is longer than the assist period, the heat absorbed by the phase change material during the assist is moved using the Peltier element 23 during the non-assist period, and is radiated and radiated from the heat radiation surface to the outside. In addition, since the electric motor 17 can be used for power regeneration during non-assist, in this embodiment, the efficiency of the entire system is further improved by driving the Peltier element 23 with regenerative power during non-assist.

次に図２のフローチャートを参照してＥＣＵ２６において実行される本実施形態の冷却制御処理動作について説明する。なお、冷却制御処理動作は、ＥＣＵ２６における内燃機関全般の制御のうちの一つとして、所定のタイミングで繰り返し実行される。   Next, the cooling control processing operation of this embodiment executed in the ECU 26 will be described with reference to the flowchart of FIG. The cooling control processing operation is repeatedly executed at a predetermined timing as one of the controls of the internal combustion engine in the ECU 26 in general.

ステップＳ１００では、アクセル開度、エンジン回転数、ターボ回転数、吸気流量などから電動機１７によるターボ過給機１０のモータアシストが必要か否かが判定される。モータアシストが必要であると判定されると（アシスト時）、ステップＳ１０２において、インバータ／コントローラ２４が制御され、バッテリ２５から電動機１７へと電力が供給されモータアシストが開始される。   In step S100, it is determined whether or not the motor assist of the turbocharger 10 by the electric motor 17 is necessary from the accelerator opening, the engine speed, the turbo speed, the intake flow rate, and the like. If it is determined that motor assist is necessary (at the time of assist), the inverter / controller 24 is controlled in step S102, electric power is supplied from the battery 25 to the electric motor 17, and motor assist is started.

その後、ステップＳ１０４において、温度センサ２７を用いてモニタされた１次冷却装置２２の相変化マテリアルの温度Ｔｍが、相変化マテリアルの上限温度ＴＨよりも高いか否かが判定される。相変化マテリアル温度Ｔｍが上限温度ＴＨ以下のときには、この冷却制御処理動作は直ちに終了する。 Thereafter, in step S104, the temperature Tm of the primary cooling device 22 a phase change material of which is monitored using the temperature sensor 27 is, whether high is determined than the upper limit temperature T H of the phase change material. When the phase change material temperature Tm is less than the upper limit temperature T H, the cooling control process operation ends immediately.

一方、ステップＳ１０４において相変化マテリアル温度Ｔｍが上限温度ＴＨよりも高いと判定されたときには、ステップＳ１０６においてバッテリ２５からインバータ／コントローラ２４を介してペルチェ素子２３に電力が供給され、ペルチェ素子２３による相変化マテリアルの冷却が開始されて冷却制御処理動作が終了する。すなわち、相変化マテリアルの温度が高くなりすぎたと判断されるときには、アシスト期間であっても、ペルチェ素子２３を駆動して相変化マテリアルの温度上昇を抑止する。 On the other hand, when the phase change material temperature Tm is determined to be higher than the upper limit temperature T H in step S104, power is supplied to the Peltier element 23 from the battery 25 via the inverter / controller 24 in step S106, according to the Peltier element 23 Cooling of the phase change material is started and the cooling control processing operation ends. That is, when it is determined that the temperature of the phase change material has become too high, the temperature of the phase change material is suppressed by driving the Peltier element 23 even during the assist period.

なお、上限温度ＴＨには、相変化マテリアルの使用温度上限値よりも低く、相変化マテリアルの変移温度よりも高い所定の値が設定される。例えば、変移温度約４８℃、使用温度約−５０℃〜＋１７０℃のオイルコンパウンドにおいて、上限温度ＴＨは、例えば１００℃に設定される。 Incidentally, the upper limit temperature T H is lower than the use temperature limit of the phase change material, higher predetermined value is set than transition temperature of the phase change material. For example, in an oil compound having a transition temperature of about 48 ° C. and a use temperature of about −50 ° C. to + 170 ° C., the upper limit temperature TH is set to 100 ° C., for example.

ステップＳ１００において、モータアシストが必要でないと判定されると（非アシスト時）、ステップＳ１０８において、電動機１７による電力回生が開始される。ステップＳ１１０では、相変化マテリアル温度Ｔｍが、相変化マテリアルの下限温度ＴＬ（＜ＴＨ）よりも低いか否かが判定される。相変化マテリアル温度Ｔｍが下限温度ＴＬ以上であると判定されたときには、ステップＳ１１２において、電動機１７で回生された電力がインバータ／コントローラ２４を介してペルチェ素子２３へと供給されるとともにペルチェ素子２３による相変化マテリアルの冷却が開始され、この冷却制御処理動作は終了する。 If it is determined in step S100 that motor assist is not required (when not assisting), power regeneration by the electric motor 17 is started in step S108. In step S110, it is determined whether or not the phase change material temperature Tm is lower than the lower limit temperature T L (<T H ) of the phase change material. When it is determined that the phase change material temperature Tm is equal to or higher than the lower limit temperature TL , the electric power regenerated by the electric motor 17 is supplied to the Peltier element 23 via the inverter / controller 24 and the Peltier element 23 in step S112. The cooling of the phase change material by is started, and this cooling control processing operation ends.

一方、ステップＳ１１０において、相変化マテリアル温度Ｔｍが下限温度ＴＬよりも低いと判定されると、ステップＳ１１４において、電動機１７からの回生電力はインバータ／コントローラ２４を介してバッテリ２５へ供給されてバッテリ２５の充電に用いられ、この冷却制御処理動作は終了する。 On the other hand, if it is determined in step S110 that the phase change material temperature Tm is lower than the lower limit temperature TL , the regenerative power from the electric motor 17 is supplied to the battery 25 via the inverter / controller 24 in step S114. This cooling control processing operation ends.

なお、相変化マテリアルの下限温度ＴＬは、相変化マテリアルの温度が十分に低く、非アシスト時において相変化マテリアルの冷却が必要のない温度、例えば変移温度近傍の値に設定される。変移温度約４８℃、使用温度約−５０℃〜＋１７０℃のオイルコンパウンドにおいて、下限温度ＴＬは、例えば５０℃に設定される。 The lower limit temperature TL of the phase change material is set to a temperature at which the temperature of the phase change material is sufficiently low and the phase change material does not need to be cooled at the time of non-assist, for example, a value near the transition temperature. In an oil compound having a transition temperature of about 48 ° C. and a use temperature of about −50 ° C. to + 170 ° C., the lower limit temperature TL is set to 50 ° C., for example.

以上のように、本実施形態では、過給アシスト時に電動機から発生する熱を熱吸収量の大きい相変化マテリアルを用いて一時的に一次冷却装置に吸収し、一次冷却装置に吸収された熱を非アシスト時に放熱することにより、冷却通路等を設けることなく簡略な構成で効果的に電動機の温度上昇を抑制することができる。   As described above, in the present embodiment, the heat generated from the electric motor during supercharging assist is temporarily absorbed by the primary cooling device using the phase change material having a large heat absorption amount, and the heat absorbed by the primary cooling device is absorbed. By dissipating heat at the time of non-assist, the temperature rise of the electric motor can be effectively suppressed with a simple configuration without providing a cooling passage or the like.

また、本実施形態では、相変化マテリアルに吸収された熱を、二次冷却装置であるペルチェ素子を用いて強制的にターボ過給機のハウジング外側に移動させて排熱する。これにより、効果的に非アシスト時の放熱を行うことが可能となる。また、以上の構成により冷却水を用いることなく、電動機の効率的な冷却を行なうことが可能となり、冷却水の適用が難しい高温下での電動機の使用も可能になる。これにより、アシスト稼働時間をより長く設定することが可能となる。   In the present embodiment, the heat absorbed by the phase change material is forcibly moved to the outside of the turbocharger housing using a Peltier element, which is a secondary cooling device, and exhausted. Thereby, it is possible to effectively dissipate heat during non-assist. In addition, with the above configuration, it is possible to efficiently cool the electric motor without using the cooling water, and it is possible to use the electric motor at a high temperature where it is difficult to apply the cooling water. As a result, the assist operation time can be set longer.

更に、本実施形態ではペルチェ素子の駆動に、電動機による非アシスト時の回生電力を用いるため、システム全体のエネルギ効率を更に高めることができる。   Furthermore, in this embodiment, since the regenerative power at the time of non-assist by the electric motor is used for driving the Peltier element, the energy efficiency of the entire system can be further increased.

なお、本実施形態では、二次冷却装置からの排熱にペルチェ素子自体、あるいはヒートシンクを介した輻射を用いたが、従来周知の排熱のための機構と組み合わせて使用することも可能である。   In the present embodiment, the Peltier element itself or radiation via a heat sink is used for exhaust heat from the secondary cooling device, but it can also be used in combination with a conventionally known exhaust heat mechanism. .

本発明の一実施形態である冷却装置を備えた電動機付ターボ過給機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the turbocharger with an electric motor provided with the cooling device which is one Embodiment of this invention. 本実施形態の冷却制御処理動作のフローチャートである。It is a flowchart of the cooling control processing operation | movement of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 電動機付ターボ過給機
１２ タービン
１４ コンプレッサ
１５ シャフト
１６ 軸受部
１７ 電動機
１８ ロータ
１９ ステータ
２０ ハウジング
２２ 一次冷却装置（相変化マテリアル）
２３ ペルチェ素子
２４ インバータ／コントローラ
２５ バッテリ
２６ ＥＣＵ
２７ 温度センサ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Turbocharger with electric motor 12 Turbine 14 Compressor 15 Shaft 16 Bearing part 17 Electric motor 18 Rotor 19 Stator 20 Housing 22 Primary cooling device (phase change material)
23 Peltier element 24 Inverter / controller 25 Battery 26 ECU
27 Temperature sensor

Claims (6)

過給アシスト用の電動機と、
前記電動機で発生する熱を吸収する相変化マテリアルを含む一次冷却手段と、
前記相変化マテリアルに吸収された熱を過給機の外部へと移動して排熱するペルチェ素子を含む二次冷却手段とを備え、
前記電動機による前記過給アシストが行われていない非アシスト時に、前記ペルチェ素子が作動される
ことを特徴とする電動機付ターボ過給機の冷却システム。 A supercharging assist motor;
Primary cooling means including a phase change material that absorbs heat generated by the motor;
A secondary cooling means including a Peltier element that dissipates heat by moving the heat absorbed by the phase change material to the outside of the supercharger;
The cooling system for a turbocharger with an electric motor, wherein the Peltier element is operated when the supercharging assist by the electric motor is not performed. 前記電動機が回生可能な電動機であり、前記非アシスト時に、前記電動機による回生電力が前記ペルチェ素子に供給され、前記ペルチェ素子が作動されることを特徴とする請求項１に記載の電動機付ターボ過給機の冷却システム。   2. The turbocharger with an electric motor according to claim 1, wherein the electric motor is a regenerative electric motor, and regenerative electric power from the electric motor is supplied to the Peltier element and the Peltier element is activated during the non-assist. Feeder cooling system. 前記相変化マテリアルの温度を検出する温度センサとバッテリとを備え、前記温度が前記ペルチェ素子による前記相変化マテリアルからの吸熱を行なう必要がない下限温度よりも低いときには、前記回生電力を前記バッテリの充電に使用することを特徴とする請求項２に記載の電動機付ターボ過給機の冷却システム。   A temperature sensor for detecting the temperature of the phase change material; and a battery, and when the temperature is lower than a lower limit temperature at which the Peltier element does not need to absorb heat from the phase change material, the regenerative power is supplied to the battery. The cooling system for a turbocharger with electric motor according to claim 2, wherein the cooling system is used for charging. 前記相変化マテリアルの温度を検出する温度センサとバッテリとを備え、過給アシスト時に、前記温度が前記相変化マテリアルの使用温度内で設定される所定の上限温度よりも高いときに、前記バッテリからの電力が前記ペルチェ素子に供給され、前記ペルチェ素子が作動されることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電動機付ターボ過給機の冷却システム。   A temperature sensor for detecting the temperature of the phase change material and a battery are provided, and at the time of supercharging assist, when the temperature is higher than a predetermined upper limit temperature set within the use temperature of the phase change material, from the battery The electric turbocharger cooling system according to any one of claims 1 to 3, wherein the electric power is supplied to the Peltier element and the Peltier element is actuated. 前記一次冷却手段が、前記電動機のステータの周囲に配置され、前記二次冷却手段が前記一次冷却手段の周囲に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載の電動機付ターボ過給機の冷却システム。   5. The turbocharged motor according to claim 1, wherein the primary cooling unit is disposed around a stator of the electric motor, and the secondary cooling unit is disposed around the primary cooling unit. Supercharger cooling system. 前記二次冷却手段がヒートシンクを備えることを特徴とする請求項５に記載の電動機付ターボ過給機の冷却システム。
The cooling system for an electric turbocharger according to claim 5, wherein the secondary cooling means includes a heat sink.
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