JP2013148062A - 内燃機関用過給システム - Google Patents
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Abstract
【課題】電動過給機の発熱部の温度上昇を抑制した内燃機関用過給システムを得る。
【解決手段】ターボ過給機3のターボコンプレッサ3aの下流側に設けられ、電動機4bおよびインバータ4cにより駆動される電動コンプレッサ4aを有する電動過給機4と、電動過給機4の下流側に配置されたインタークーラ6と、ターボコンプレッサ3aの下流側に電動コンプレッサ4aを迂回してインタークーラ6に連通されるバイパス通路8と、バイパス通路8の開度を可変設定するバイパス弁9を備える。電動機4bおよびインバータ4cの少なくとも一方は、ターボコンプレッサ3aの上流側流路に設けられ、上流側流路を流れる空気により冷却される。
【選択図】図1
【解決手段】ターボ過給機3のターボコンプレッサ3aの下流側に設けられ、電動機4bおよびインバータ4cにより駆動される電動コンプレッサ4aを有する電動過給機4と、電動過給機4の下流側に配置されたインタークーラ6と、ターボコンプレッサ3aの下流側に電動コンプレッサ4aを迂回してインタークーラ6に連通されるバイパス通路8と、バイパス通路8の開度を可変設定するバイパス弁9を備える。電動機4bおよびインバータ4cの少なくとも一方は、ターボコンプレッサ3aの上流側流路に設けられ、上流側流路を流れる空気により冷却される。
【選択図】図1
Description
この発明は、ターボ過給機および電動過給機を備えた内燃機関用過給システムに関し、特に電動過給機に組み込まれた電動機およびインバータの冷却構造に関するものである。
従来から、エンジン出力を向上させる技術として、エンジンの排気ガスにより駆動されて、吸入空気を加圧するターボ過給機を用いることが知られている。
しかしながら、エンジン低回転域においては、排ガス量が少ないので、ターボ過給機において過給タイミングに遅れが生じる、いわゆるターボラグという問題があった。
しかしながら、エンジン低回転域においては、排ガス量が少ないので、ターボ過給機において過給タイミングに遅れが生じる、いわゆるターボラグという問題があった。
そこで、上記エンジン低回転域でのターボ過給機の問題を解決するために、ターボ過給機に加えて、電動機によって駆動する電動過給機を設置する技術が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
上記特許文献1に記載の過給装置において、電動過給機に用いられる電動機は、数kWの電動機出力が必要となるので、たとえば12Vのバッテリを用いる場合には、電動機を駆動するインバータに数百アンペアの大電流が流れ、大電流によりインバータの発熱が大きくなるうえ、電動機も数万rpmの高速回転となるので、メカロスなどによる発熱が大きくなる。
したがって、電動過給機の電動機やインバータの発熱による温度上昇を許容値内に抑えるために、電動過給機を冷却するための良好な冷却手段を設ける必要があるが、特許文献1では、電動過給機に用いられる発電機やインバータの冷却手段が考慮されていない。
そこで、電動過給機の電動機およびインバータの冷却装置として、電動機により駆動される電動コンプレッサの上流側流路に電動機およびインバータを配置し、電動コンプレッサの吸気により電動機およびインバータを冷却する技術が提案されている(たとえば、特許文献2参照)。
従来の内燃機関用過給システムは、特許文献2に記載の技術の場合、電動過給機を停止したときには吸気が行われず、電動機およびインバータを冷却することができないので、冷却用に低速回転で電動過給機をアイドリングさせる必要があり、冷却用アイドリング中にバッテリの電力を無駄に消費してしまうという課題があった。
また、特許文献2には、電動過給機のアイドリングが不可の場合に、別に設けられたファンを稼動して冷却用給気を取り込む技術も開示されているが、部品数の増加による装置の大型化を招くうえ、ファンを稼動するための電力がさらに必要になるという課題があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジン出力の向上を維持しつつ、電動過給機の電動機およびインバータの温度上昇を抑制することが可能な内燃機関用過給システムを得ることを目的とする。
この発明に係る内燃機関用過給システムは、ターボコンプレッサおよびタービンを有するターボ過給機と、ターボコンプレッサの下流側流路に設けられ、電動機およびインバータにより駆動される電動コンプレッサを有する電動過給機と、電動コンプレッサの下流側とエンジンの吸気側との間に配置されたインタークーラと、ターボコンプレッサの下流側から電動コンプレッサを迂回してインタークーラに連通するバイパス通路と、バイパス通路の開度を可変設定するバイパス弁と、を備えた内燃機関用過給システムにおいて、電動機およびインバータの少なくとも一方は、ターボコンプレッサの上流側流路に配置されたものである。
この発明によれば、ターボコンプレッサの吸い込み空気を利用して、電動過給機の電動機およびインバータを冷却する手段を提供することにより、エンジン出力の向上を維持しつつ、電動過給機の電動機およびインバータの温度上昇を抑制することができる。
実施の形態1.
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態1について説明する。
図1および図2はこの発明の実施の形態1に係る内燃機関用過給システムを示すブロック図であり、図1は電動過給機稼動時の状態を示し、図2は電動過給機非稼動時の状態を示している。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態1について説明する。
図1および図2はこの発明の実施の形態1に係る内燃機関用過給システムを示すブロック図であり、図1は電動過給機稼動時の状態を示し、図2は電動過給機非稼動時の状態を示している。
図1、図2において、過給装置を備えた内燃機関用過給システムは、最上流側の吸気流路2に設けられたエアクリーナ1と、ターボコンプレッサ3aおよびタービン3bを有するターボ過給機3と、電動機4bおよびインバータ4cにより駆動される電動コンプレッサ4aを有する電動過給機4と、ターボコンプレッサ3aから電動コンプレッサ4aに至る電動コンプレッサ4aの上流側流路5と、ターボ過給機3および電動過給機4を介した給気(実線矢印)を冷却するインタークーラ6と、インタークーラ6を介した給気が供給されるエンジン7と、ターボコンプレッサ3aとインタークーラ6との間を連通するバイパス通路8と、バイパス通路8を開閉するバイパス弁9と、エンジン7の排気ガス(破線矢印)を排出する排気流路20と、を備えている。
ターボ過給機3のタービン3bは、排気流路20内に配置されて、エンジン7からの排気ガス(破線矢印)により駆動され、タービン3bと同軸のターボコンプレッサ3aを回転駆動する。
一方、電動過給機4の電動コンプレッサ4aは、電動機4bおよびインバータ4cにより回転駆動される。
一方、電動過給機4の電動コンプレッサ4aは、電動機4bおよびインバータ4cにより回転駆動される。
電動過給機4の電動機4bおよびインバータ4cは、ターボコンプレッサ3aの上流側流路となる吸気流路2内に配置されている。これにより、エアクリーナ1を経由した給気は、電動機4bおよびインバータ4cの発熱部を通り、ターボ過給機3のターボコンプレッサ3aの入口部に達する。
なお、図1においては、電動過給機4の電動機4bおよびインバータ4cが一体化されているが、それぞれ別々の構成となっていてもよい。
また、電動機4bおよびインバータ4cの両方を吸気流路2内に配置したが、いずれか一方のみを配置してもよい。
また、電動機4bおよびインバータ4cの両方を吸気流路2内に配置したが、いずれか一方のみを配置してもよい。
ターボコンプレッサ3aの下流側には、電動過給機4の電動コンプレッサ4aに至る上流側流路5のみならず、電動過給機4の電動コンプレッサ4aを通らずに、インタークーラ6に連通されるバイパス通路8が連通されている。また、バイパス通路8には、バイパス通路8の開度を調整するためのバイパス弁9が介装されている。
エンジン7の回転速度が低い場合には、エンジン7からの排ガスエネルギーが少ないので、図1のように、バイパス通路8を閉成するとともに、ターボ過給機3のみならず電動過給機4を稼動させる。
これにより、電動過給機4およびターボ過給機3の両方を用いてエンジン7へ過給を行い、ターボ過給機3のターボラグを抑制する。
これにより、電動過給機4およびターボ過給機3の両方を用いてエンジン7へ過給を行い、ターボ過給機3のターボラグを抑制する。
このように、電動過給機4およびターボ過給機3の両方を稼動させることにより、吸気流路2には、ターボコンプレッサ3aおよび電動コンプレッサ4aの吸気による空気が流れ、吸気流路2に配置された電動過給機4の発熱部(電動機4bおよびインバータ4c)を冷却することが可能となる。
なお、電動過給機4の稼動時においては、通常、バイパス弁9を閉位置に設定することにより、バイパス流路8を閉鎖しておく。これにより、ターボコンプレッサ3aを通過したに給気(実線矢印)は、上流側流路5を流れ、電動過給機4の電動コンプレッサ4aに送られる。
このとき、ターボ過給機3のターボコンプレッサ3aおよび電動過給機4の電動コンプレッサ4aによって圧縮された給気は、温度上昇する。
そこで、効率向上を図るために、エンジン7に給気される前に、インタークーラ6を介在させることより、圧縮された給気を冷却して、エンジン7に過給する。
そこで、効率向上を図るために、エンジン7に給気される前に、インタークーラ6を介在させることより、圧縮された給気を冷却して、エンジン7に過給する。
一方、エンジン7の回転速度が高まり、ターボ過給機3のタービン3bへの排ガスエネルギーが増大したときには、図2のように、電動過給機4を停止させてバイパス通路8を開放する。
このとき、電動過給機4が非稼動であっても、ターボ過給機3が排ガスエネルギーにより稼動しているので、ターボコンプレッサ3aの吸気による空気が吸気流路2に流れ、吸気流路2に配置された電動機4bおよびインバータ4cの発熱部を冷却することが可能となる。
また、電動過給機4の非稼動時には、図2のようにバイパス弁9を開くことにより、ターボ過給機3のターボコンプレッサ3aによって圧縮された空気を、バイパス通路8側へ経由させる。
これにより、上流側流路5や電動過給機4の電動コンプレッサ4aが吸気抵抗(圧損)になることを防止することができる。
これにより、上流側流路5や電動過給機4の電動コンプレッサ4aが吸気抵抗(圧損)になることを防止することができる。
以上のように、この発明の実施の形態1(図1、図2)に係る内燃機関用過給システムは、ターボコンプレッサ3aおよびタービン3bを有するターボ過給機3と、ターボコンプレッサ3aの下流側流路に設けられ、電動機4bおよびインバータ4cにより駆動される電動コンプレッサ4aを有する電動過給機4と、電動コンプレッサ4aの下流側とエンジン7の吸気側との間に配置されたインタークーラ6と、ターボコンプレッサ3aの下流側から電動コンプレッサ4aを迂回してインタークーラ6に連通するバイパス通路8と、バイパス通路8の開度を可変設定するバイパス弁9と、を備え、電動機4bおよびインバータ4c(少なくとも一方)は、ターボコンプレッサ3aの上流側流路に配置されている。
このように、電動機4bおよびインバータ4cを、ターボコンプレッサ3aの上流側流路に配置することにより、電動コンプレッサ4aの駆動状態にかかわらず、電動機4bおよびインバータ4cは、上流側流路を流れる空気(外気から吸入される低温の給気)により効果的に冷却される。
すなわち、ターボコンプレッサ3aの吸い込み空気を利用して、電動過給機4の電動機4bおよびインバータ4cを冷却する手段(吸気流路2)を提供することにより、エンジン7の出力の向上を維持しつつ、電動過給機4の電動機4bおよびインバータ4cの温度上昇を抑制することができる。
また、電動機4bまたはインバータ4cの一方を吸気流路2内に配置した場合も、同様に温度上昇を抑制することができる。
また、電動機4bまたはインバータ4cの一方を吸気流路2内に配置した場合も、同様に温度上昇を抑制することができる。
実施の形態2.
なお、上記実施の形態1(図1、図2)では、電動機4bおよびインバータ4cを、ターボコンプレッサ3aの上流側流路に配置したが、図3、図4のように、ターボコンプレッサ3aの下流側に挿入されたインタークーラ6aから電動コンプレッサ4aに至る上流側流路5に配置してもよい。
なお、上記実施の形態1(図1、図2)では、電動機4bおよびインバータ4cを、ターボコンプレッサ3aの上流側流路に配置したが、図3、図4のように、ターボコンプレッサ3aの下流側に挿入されたインタークーラ6aから電動コンプレッサ4aに至る上流側流路5に配置してもよい。
図3、図4はこの発明の実施の形態2に係る内燃機関用過給システムを示すブロック図であり、図3は電動過給機稼動時の状態、図4は電動過給機の非稼動時の状態を示している。各図において、前述(図1、図2)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図3、図4において、ターボ過給機3のターボコンプレッサ3aの下流側流路には、ターボコンプレッサ3aで圧縮されて温度上昇した空気を冷却するための第1のインタークーラ6a(以下、単に「インタークーラ6a」という)が設けられている。
また、インタークーラ6aの下流側流路11には、電動過給機4の発熱部(電動機4bおよびインバータ4c)が配置され、さらに、電動過給機4の発熱部を介した後に、電動過給機4の電動コンプレッサ4aに至る上流側流路5と、電動コンプレッサ4aを通らずに、第2のインタークーラ6(以下、単に「インタークーラ6」という)に連通されるバイパス通路8と、が設けられている。
図3、図4において、ターボ過給機3および電動過給機4のうちの少なくともターボ過給機3が稼動することにより、吸気流路2には吸気による給気が流れ、エアクリーナ1を経由した給気がターボ過給機3のターボコンプレッサ3aの入口部に達する。
これにより、インタークーラ6aで冷却された空気は、電動機4bおよびインバータ4cの発熱部を冷却することが可能となる。
これにより、インタークーラ6aで冷却された空気は、電動機4bおよびインバータ4cの発熱部を冷却することが可能となる。
なお、電動過給機4の稼動時においては、通常、図3のように、バイパス弁9を閉成してバイパス流路8を閉鎖しておく。これにより、電動機4bおよびインバータ4cを通過した給気(実線矢印)は、電動過給機4の電動コンプレッサ4aに至る。
エンジン7の低回転時においては、前述のように、排ガスエネルギーが少ないので、図3のように、バイパス通路8を閉成するとともに、ターボ過給機3のみならず電動過給機4を稼動させる。
これにより、電動過給機4およびターボ過給機3によりエンジン7への過給を行い、ターボラグを抑制する。
これにより、電動過給機4およびターボ過給機3によりエンジン7への過給を行い、ターボラグを抑制する。
また、電動コンプレッサ4aに至る給気は、インタークーラ6により冷却されているので、電動コンプレッサ4aの発熱を抑制することができ、電動コンプレッサ4aから電動機4bおよびインバータ4cへの受熱の低減を図ることが可能となる。これにより、電動機4bおよびインバータ4cの冷却効果をさらに高めることができる。
なお、電動過給機4の電動コンプレッサ4aにより圧縮された給気は、再び温度上昇するので、効率向上を図るために、エンジン7に給気される前に、インタークーラ6を介在させることより、圧縮された給気を冷却して、エンジン7に過給する。
一方、エンジン7の回転速度が高まり、ターボ過給機3のタービン3bへの排ガスエネルギーが増大したときには、図4のように、電動過給機4を停止させてバイパス通路8を開放する。
このとき、電動過給機4が非稼動であっても、ターボ過給機3が排ガスエネルギーにより稼動しているので、吸気流路2および下流側流路11に給気(実線矢印)が流れ、下流側流路11に配置された電動機4bおよびインバータ4cの発熱部を冷却することが可能となる。
また、電動過給機4の非稼動時には、図4のようにバイパス弁9を開くことにより、ターボ過給機3のターボコンプレッサ3aによって圧縮された給気を、バイパス通路8側へ経由させる。
これにより、電動過給機4の電動コンプレッサ4aが吸気抵抗(圧損)になることを防止することができる。
これにより、電動過給機4の電動コンプレッサ4aが吸気抵抗(圧損)になることを防止することができる。
以上のように、この発明の実施の形態2(図3、図4)に係る内燃機関用過給システムは、ターボコンプレッサ3aおよびタービン3bを有するターボ過給機3と、ターボコンプレッサ3aの下流側流路に設けられ、電動機4bおよびインバータ4cにより駆動される電動コンプレッサ4aを有する電動過給機4と、ターボコンプレッサ3aの下流側と電動コンプレッサ4aとの間に配置されたインタークーラ6aと、電動コンプレッサ4aの下流側とエンジン7の吸気側との間に配置されたインタークーラ6と、電動機4bおよびインバータ4cの下流側から電動コンプレッサ4aを迂回してインタークーラ6に連通するバイパス通路8と、バイパス通路8の開度を可変設定するバイパス弁9と、を備え、電動機4bおよびインバータ4c(少なくとも一方)は、インタークーラ6aから電動コンプレッサ4aに至る電動コンプレッサ4aの上流側流路5に配置されている。
このように、電動過給機4の電動機4bおよびインバータ4cを、インタークーラ6aと電動過給機4の上流側流路5との間に配置することにより、インタークーラ6aで冷却後に上流側流路5を流れる空気により、電動機4bおよびインバータ4cを効果的に冷却することができる。
また、前述と同様に、電動機4bまたはインバータ4cの一方を上流側流路5内に配置した場合も、同様に温度上昇を抑制することができる。
また、前述と同様に、電動機4bまたはインバータ4cの一方を上流側流路5内に配置した場合も、同様に温度上昇を抑制することができる。
実施の形態3.
なお、上記実施の形態1(図1、図2)では、電動コンプレッサ4aを、ターボコンプレッサ3aの下流側に配置したが、図5、図6のように、ターボコンプレッサ3aの上流側に配置し、電動機4bおよびインバータ4cとターボコンプレッサ3aとの間を連通するようにバイパス通路8を設けてもよい。
なお、上記実施の形態1(図1、図2)では、電動コンプレッサ4aを、ターボコンプレッサ3aの下流側に配置したが、図5、図6のように、ターボコンプレッサ3aの上流側に配置し、電動機4bおよびインバータ4cとターボコンプレッサ3aとの間を連通するようにバイパス通路8を設けてもよい。
図5、図6はこの発明の実施の形態3に係る内燃機関用過給システムを示すブロック図であり、図5は電動過給機稼動時の状態、図6は電動過給機の非稼動時の状態を示している。各図において、前述(図1、図2)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図5、図6において、電動コンプレッサ4aは、ターボコンプレッサ3aの上流側に配置され、バイパス通路8は、電動機4bおよびインバータ4cの下流側から、電動コンプレッサ4aを迂回してターボコンプレッサ3aの上流側に連通している。
すなわち、電動機4bおよびインバータ4cの下流側には、電動過給機4の電動コンプレッサ4aに至る上流側流路5と、電動過給機4の電動コンプレッサ4aを通らずに、ターボ過給機3のターボコンプレッサ3aの上流側に連通されるバイパス通路8とが設けられ、バイパス通路8内には、バイパス通路8を開閉するためのバイパス弁9が介装されている。
また、電動過給機4の発熱部(電動機4bおよびインバータ4c)は、電動コンプレッサ4aの上流側流路5に配置されている。
すなわち、電動機4bおよびインバータ4cは、吸気流路2から電動コンプレッサ4aの上流側流路5に至る通過点に位置するとともに、バイパス通路8の上流側に位置している。
さらに、ターボコンプレッサ3aの下流側流路には、インタークーラ6が設けられている。
すなわち、電動機4bおよびインバータ4cは、吸気流路2から電動コンプレッサ4aの上流側流路5に至る通過点に位置するとともに、バイパス通路8の上流側に位置している。
さらに、ターボコンプレッサ3aの下流側流路には、インタークーラ6が設けられている。
エンジン7の低回転時においては、前述のように、排ガスエネルギーが少ないので、図5のように、バイパス通路8を閉成するとともに、ターボ過給機3のみならず電動過給機4を稼動させる。
これにより、電動過給機4とターボ過給機3によりエンジン7へ過給を行い、ターボラグを抑制する。
これにより、電動過給機4とターボ過給機3によりエンジン7へ過給を行い、ターボラグを抑制する。
このように、ターボ過給機3および電動過給機4の両方が稼動することにより、吸気流路2には吸気による給気が流れ、吸気流路2の下流側流路に配置された電動過給機4の発熱部(電動機4bおよびインバータ4c)を冷却することが可能となる。
また、ターボ過給機3の下流側流路において、インタークーラ6は、電動コンプレッサ4aおよびターボコンプレッサ3aで圧縮されて温度上昇した給気を、冷却した後にエンジン7に過給する。
一方、エンジン7の回転速度が高まりターボ過給機3のタービン3bへの排ガスエネルギーが増大したときには、図6のように、電動過給機4を停止させてバイパス通路8を開放する。
このとき、電動過給機4が非稼動であっても、ターボ過給機3が排ガスエネルギーにより稼動しているので、吸気流路2にはターボ過給機3の吸気により空気が流れ、電動機4bとインバータ4cの発熱部を電動過給機4の非稼動時においても冷却することが可能となる。
また、電動過給機4の非稼動時には、図6のようにバイパス弁9を開くことにより、エアクリーナ1から電動過給機4の発熱部(電動機4bおよびインバータ4c)を経由した給気をバイパス通路8に導入させる。
これにより、電動過給機4の電動コンプレッサ4aや上流側流路5が吸気抵抗(圧損)になることを防止することができる。
これにより、電動過給機4の電動コンプレッサ4aや上流側流路5が吸気抵抗(圧損)になることを防止することができる。
以上のように、この発明の実施の形態3(図5、図6)に係る内燃機関用過給システムは、ターボコンプレッサ3aおよびタービン3bを有するターボ過給機3と、ターボコンプレッサ3aの上流側流路に設けられ、電動機4bおよびインバータ4cにより駆動される電動コンプレッサ4aを有する電動過給機4と、電動コンプレッサ4aの下流側とエンジン7の吸気側との間に配置されたインタークーラ6と、電動機4bおよびインバータ4cの下流側から電動コンプレッサ4aを迂回してターボコンプレッサ3aの上流側に連通するバイパス通路8と、バイパス通路8の開度を可変設定するバイパス弁9と、を備え、電動機4bおよびインバータ4c(少なくとも一方)は、電動コンプレッサ4aの上流側流路5に配置されている。
このように、電動機4bおよびインバータ4cを、電動コンプレッサ4aの上流側流路5およびパイパス通路8の上流側に設けることにより、上流側流路5またはバイパス通路8を流れる外気からの吸入空気により効果的に冷却することができる。
また、前述と同様に、電動機4bまたはインバータ4cの一方を上流側流路5内に配置した場合も、同様に温度上昇を抑制することができる。
また、前述と同様に、電動機4bまたはインバータ4cの一方を上流側流路5内に配置した場合も、同様に温度上昇を抑制することができる。
実施の形態4.
なお、上記実施の形態1〜3(図1〜図6)では、電動過給機4およびバイパス弁9の制御手段について言及しなかったが、図7のように、電動過給機4およびバイパス弁9を制御するための電子制御ユニット13(以下、「ECU13」と略称する)を設けてもよい。
なお、上記実施の形態1〜3(図1〜図6)では、電動過給機4およびバイパス弁9の制御手段について言及しなかったが、図7のように、電動過給機4およびバイパス弁9を制御するための電子制御ユニット13(以下、「ECU13」と略称する)を設けてもよい。
図7はこの発明の実施の形態4に係る内燃機関用過給システムの電動過給機稼動時の状態を示すブロック図であり、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
なお、ここでは、代表的に、図1の構成に適用した例を示したが、他の構成に適用可能なことは言うまでもない。
なお、ここでは、代表的に、図1の構成に適用した例を示したが、他の構成に適用可能なことは言うまでもない。
図7において、電動過給機4には、温度検出手段12が設けられており、温度検出手段12は、電動機4bおよびインバータ4cの少なくとも一方の温度を検出して、検出温度T4をECU13に入力する。
ECU13は、温度検出手段12の検出温度T4が所定温度(発熱限界温度に対応)に達した場合には、制御指令C4を生成して電動過給機4を停止させるとともに、制御指令C9を生成してバイパス弁9を開放制御する。
前述の実施の形態1〜3においては、電動過給機4の稼動/非稼動状態に応じてバイパス弁9を閉成/開放制御していたが、使用環境によっては、電動過給機4の電動機4bおよびインバータ4cがエンジン7の低回転時においても発熱限界温度に達してしまう場合があり得る。
ECU13は、図7の状態において、通常時は、ターボコンプレッサ3aおよび電動コンプレッサ4aの稼働による給気を用いて電動機4bおよびインバータ4cの発熱部を冷却するが、温度検出手段12の検出温度T4が発熱限界温度に達してしまいそうな場合には、制御指令C4により電動過給機4を停止させるとともに、制御指令C9によりバイパス弁9を開いてターボ過給機3のみの過給とする。
これにより、電動過給機4の電動機4bおよびインバータ4cの過熱状態を回避して、電動機4bおよびインバータ4cを保護することが可能となる。
なお、図7の温度検出手段12およびECU13を図3または図5の構成に適用した場合も、同等の効果を得ることが可能となる。
なお、図7の温度検出手段12およびECU13を図3または図5の構成に適用した場合も、同等の効果を得ることが可能となる。
以上のように、この発明の実施の形態4(図7)に係る内燃機関用過給システムは、電動過給機4およびバイパス弁9を制御するECU13を備えている。
ECU13は、電動コンプレッサ4aの動作時には、パイパス弁9を閉じて、電動コンプレッサ4aおよびターボコンプレッサ3aの吸気流により電動機4bおよびインバータ4cの少なくとも一方を冷却させ、電動コンプレッサ4aの停止時には、バイパス弁9を開いて、ターボコンプレッサ3aの吸気流により電動機4bおよびインバータ4cの少なくとも一方を冷却させる。
ECU13は、電動コンプレッサ4aの動作時には、パイパス弁9を閉じて、電動コンプレッサ4aおよびターボコンプレッサ3aの吸気流により電動機4bおよびインバータ4cの少なくとも一方を冷却させ、電動コンプレッサ4aの停止時には、バイパス弁9を開いて、ターボコンプレッサ3aの吸気流により電動機4bおよびインバータ4cの少なくとも一方を冷却させる。
また、この発明の実施の形態4に係る内燃機関用過給システムは、電動機4bおよびインバータ4cの少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段12を備え、ECU13は、温度検出手段12の検出温度T4が所定温度に達した場合に、電動コンプレッサ4aを停止させるとともに、バイパス弁9を開いて、ターボコンプレッサ3aの吸気流により電動機4bおよびインバータ4cを冷却させる。
これにより、通常は電動過給機4を稼働させる状態においても、電動機4bおよびインバータ4cの過熱状態を回避して電動機4bおよびインバータ4cを確実に保護することができる。
なお、上記実施の形態1〜4では、電動過給機4の電動機4bおよびインバータ4cが一体化された場合を示したが、それぞれ別々の構成となっている場合でも、同様の効果が得られることは言うまでもない。
なお、上記実施の形態1〜4では、電動過給機4の電動機4bおよびインバータ4cが一体化された場合を示したが、それぞれ別々の構成となっている場合でも、同様の効果が得られることは言うまでもない。
1 エアクリーナ、2 吸気流路(ターボコンプレッサの上流側流路)、3 ターボ過給機、3a ターボコンプレッサ、3b タービン、4 電動過給機、4a 電動コンプレッサ、4b 電動機、4c インバータ、5 電動コンプレッサの上流側流路、6 インタークーラ(第2のインタークーラ)、6a インタークーラ(第1のインタークーラ)、7 エンジン、8 パイパス通路、9 バイパス弁、11 インタークーラの下流側流路、12 温度検出手段、13 ECU、20 排気流路、C4、C9 制御指令、T4 検出温度。
この発明に係る内燃機関用過給システムは、ターボコンプレッサおよびタービンを有するターボ過給機と、ターボコンプレッサの下流側流路に設けられ、電動機およびインバータにより駆動される電動コンプレッサを有する電動過給機と、電動コンプレッサの下流側とエンジンの吸気側との間に配置されたインタークーラと、ターボコンプレッサの下流側から電動コンプレッサを迂回してインタークーラに連通するバイパス通路と、バイパス通路の開度を可変設定するバイパス弁と、を備えた内燃機関用過給システムにおいて、電動機およびインバータの少なくとも一方は、ターボコンプレッサの上流側流路にターボコンプレッサに隣接して配置されたものである。
Claims (6)
- ターボコンプレッサおよびタービンを有するターボ過給機と、
前記ターボコンプレッサの下流側流路に設けられ、電動機およびインバータにより駆動される電動コンプレッサを有する電動過給機と、
前記電動コンプレッサの下流側とエンジンの吸気側との間に配置されたインタークーラと、
前記ターボコンプレッサの下流側から前記電動コンプレッサを迂回して前記インタークーラに連通するバイパス通路と、
前記バイパス通路の開度を可変設定するバイパス弁と、
を備えた内燃機関用過給システムにおいて、
前記電動機および前記インバータの少なくとも一方は、前記ターボコンプレッサの上流側流路に配置されたことを特徴とする内燃機関用過給システム。 - ターボコンプレッサおよびタービンを有するターボ過給機と、
前記ターボコンプレッサの下流側流路に設けられ、電動機およびインバータにより駆動される電動コンプレッサを有する電動過給機と、
前記ターボコンプレッサの下流側と前記電動コンプレッサとの間に配置された第1のインタークーラと、
前記電動コンプレッサの下流側とエンジンの吸気側との間に配置された第2のインタークーラと、
前記電動機およびインバータの下流側から前記電動コンプレッサを迂回して前記第2のインタークーラに連通するバイパス通路と、
前記バイパス通路の開度を可変設定するバイパス弁と、
を備えた内燃機関用過給システムにおいて、
前記電動機および前記インバータの少なくとも一方は、前記第1のインタークーラから前記電動コンプレッサに至る前記電動コンプレッサの上流側流路に配置されたことを特徴とする内燃機関用過給システム。 - ターボコンプレッサおよびタービンを有するターボ過給機と、
前記ターボコンプレッサの上流側流路に設けられ、電動機およびインバータにより駆動される電動コンプレッサを有する電動過給機と、
前記電動コンプレッサの下流側とエンジンの吸気側との間に配置されたインタークーラと、
前記電動機およびインバータの下流側から前記電動コンプレッサを迂回して前記ターボコンプレッサの上流側に連通するバイパス通路と、
前記バイパス通路の開度を可変設定するバイパス弁と、
を備えた内燃機関用過給システムにおいて、
前記電動機および前記インバータの少なくとも一方は、前記電動コンプレッサの上流側流路に配置されたことを特徴とする内燃機関用過給システム。 - 前記電動過給機および前記バイパス弁を制御するECUを備えたことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の内燃機関用過給システム。
- 前記ECUは、
前記電動コンプレッサの動作時には、前記パイパス弁を閉じて、前記電動コンプレッサおよび前記ターボコンプレッサの吸気流により前記電動機および前記インバータの少なくとも一方を冷却させ、
前記電動コンプレッサの停止時には、前記バイパス弁を開いて、前記ターボコンプレッサの吸気流により前記電動機および前記インバータの少なくとも一方を冷却させることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関用過給システム。 - 前記電動機および前記インバータの少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記ECUは、
前記温度検出手段の検出温度が所定温度に達した場合に、前記電動コンプレッサを停止させるとともに、前記バイパス弁を開いて、前記ターボコンプレッサの吸気流により前記電動機および前記インバータを冷却させることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の内燃機関用過給システム。
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