JPH0423093B2 - - Google Patents
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- JPH0423093B2 JPH0423093B2 JP61123154A JP12315486A JPH0423093B2 JP H0423093 B2 JPH0423093 B2 JP H0423093B2 JP 61123154 A JP61123154 A JP 61123154A JP 12315486 A JP12315486 A JP 12315486A JP H0423093 B2 JPH0423093 B2 JP H0423093B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- electric motor
- generator
- engine
- exhaust
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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Classifications
-
- 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)
- Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はエンジンの排出する排気ガスのエネル
ギーを電力に回生して電動機に供給し、エンジン
の駆動力を助勢する排気タービンによるエネルギ
ー回収装置に関する。
ギーを電力に回生して電動機に供給し、エンジン
の駆動力を助勢する排気タービンによるエネルギ
ー回収装置に関する。
(従来の技術)
近年、内燃機関の各部、例えば排気マニホール
ドの外壁、シリンダライナー、シリンダヘツド断
熱板、ピストンなどにセラミツクスを使用した断
熱式の内燃機関が開発されている。この内燃機関
によれば、その内部に発生した熱を放熱して内燃
機関を冷却する必要がなく、発生した高温度の排
気ガスの持つ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。
ドの外壁、シリンダライナー、シリンダヘツド断
熱板、ピストンなどにセラミツクスを使用した断
熱式の内燃機関が開発されている。この内燃機関
によれば、その内部に発生した熱を放熱して内燃
機関を冷却する必要がなく、発生した高温度の排
気ガスの持つ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。
この種、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回転されるタービンの回転
力を、多段の歯車機構により減速してクランク軸
に帰還させるものが知られている。
来から排気ガスにより回転されるタービンの回転
力を、多段の歯車機構により減速してクランク軸
に帰還させるものが知られている。
またエンジンの排気管内に発電機を有する排気
タービンを設け、該発電機からの電力を、エンジ
ンにより駆動される車軸に設けた電動機に供給し
て車輪を駆動するターボコンパウンドエンジンの
提案が特願昭60−233934号に示されている。
タービンを設け、該発電機からの電力を、エンジ
ンにより駆動される車軸に設けた電動機に供給し
て車輪を駆動するターボコンパウンドエンジンの
提案が特願昭60−233934号に示されている。
(発明が解決しようとする問題点)
このような排気エネルギーの回生方法におい
て、前者の歯車機構によりクランク軸に回転力を
帰還させる方法は、歯車機構が複雑となり、さら
にその伝達効率が悪いので、エネルギーの回収が
十分でない問題がある。
て、前者の歯車機構によりクランク軸に回転力を
帰還させる方法は、歯車機構が複雑となり、さら
にその伝達効率が悪いので、エネルギーの回収が
十分でない問題がある。
後者のターボコンパウンドエンジンの提案にお
いては、排気エネルギーにより発電機を駆動し
て、その発電電力を車軸に設けた電動機に供給し
ているが、2種の発電機からの電力を合成するに
際し機械的に作動する機構を用いて電圧を制御し
ている。したがつて、この機構による制御作動の
応答性や、機構の保守に問題が生ずる。
いては、排気エネルギーにより発電機を駆動し
て、その発電電力を車軸に設けた電動機に供給し
ているが、2種の発電機からの電力を合成するに
際し機械的に作動する機構を用いて電圧を制御し
ている。したがつて、この機構による制御作動の
応答性や、機構の保守に問題が生ずる。
本発明はこれらの問題に鑑みてなされてもので
あり、その目的は排気ガスのエネルギーを2種の
発電機により電力として回収し、機械的な機構に
よる変換手段を用いることなく、効率よく電動機
を力行させる電力に変換しようとする排気タービ
ンによるエネルギー回収装置を提供するにある。
あり、その目的は排気ガスのエネルギーを2種の
発電機により電力として回収し、機械的な機構に
よる変換手段を用いることなく、効率よく電動機
を力行させる電力に変換しようとする排気タービ
ンによる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、エンジンの排気管にそれぞれ
が発電機を有する複数段の排気タービンを接続し
た排気タービンによるエネルギー回収装置におい
て、前記エンジンの駆動力を助勢する電動機を前
記発電機と同数設けるとともに、それぞれの発電
機の出力を前記電動機を力行させる駆動電力にそ
れぞれ変換する手段を設け、これらの変換する手
段によりそれぞれの発電機の出力を変換してそれ
ぞれの電動機を力行させる排気タービンによるエ
ネルギー回収装置が提供される。
が発電機を有する複数段の排気タービンを接続し
た排気タービンによるエネルギー回収装置におい
て、前記エンジンの駆動力を助勢する電動機を前
記発電機と同数設けるとともに、それぞれの発電
機の出力を前記電動機を力行させる駆動電力にそ
れぞれ変換する手段を設け、これらの変換する手
段によりそれぞれの発電機の出力を変換してそれ
ぞれの電動機を力行させる排気タービンによるエ
ネルギー回収装置が提供される。
(作用)
エンジンの排気管にそれぞれが発電機を有する
2段タービンを設け、これらの発電機の出力を半
導体素子からなる変換機構を介して、2台の電動
機にそれぞれ供給し、これらの電動機を力行させ
て車両の走行力を助勢する作用がある。
2段タービンを設け、これらの発電機の出力を半
導体素子からなる変換機構を介して、2台の電動
機にそれぞれ供給し、これらの電動機を力行させ
て車両の走行力を助勢する作用がある。
(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。
詳細に説明する。
第1図は本発明に係る排気タービンによるエネ
ルギー回収装置の一実施例を示す構成ブロツク図
である。
ルギー回収装置の一実施例を示す構成ブロツク図
である。
図において、エンジンAの排気管A1にはター
ボチヤージヤBの排気ハウジングB1が取付けら
れ、エンジンAの排出する高圧の排気ガスのエネ
ルギーによつてタービンブレードB2が駆動され
る。そして、タービンブレートB2と同軸に設け
られたコンプレツサーブレートB3が駆動される
と、吸入口B4から空気を吸入圧縮して、吸気管
B5を通じてエンジンAに過給気を圧送するよう
構成されている。
ボチヤージヤBの排気ハウジングB1が取付けら
れ、エンジンAの排出する高圧の排気ガスのエネ
ルギーによつてタービンブレードB2が駆動され
る。そして、タービンブレートB2と同軸に設け
られたコンプレツサーブレートB3が駆動される
と、吸入口B4から空気を吸入圧縮して、吸気管
B5を通じてエンジンAに過給気を圧送するよう
構成されている。
また、タービンブレードB2とコンプレツサブ
レードB3との間には発・電動機となる交流機C
が設けてあり、排気ガスのエネルギーによつてタ
ービンブレードB2が駆動されると、交流機Cは
発電機として作動し、その電力は半導体素子によ
る変換機構となるサイクロコンバータにて構成さ
れた変流機Dに供給される。
レードB3との間には発・電動機となる交流機C
が設けてあり、排気ガスのエネルギーによつてタ
ービンブレードB2が駆動されると、交流機Cは
発電機として作動し、その電力は半導体素子によ
る変換機構となるサイクロコンバータにて構成さ
れた変流機Dに供給される。
Eは発電機Fを有する排気タービンであり、タ
ーボチヤージヤBの排気ハウジングB1の排出口
に接続され、タービンブレードB2を駆動して排
出される低圧の排気ガスのエネルギーにより、ブ
レードE1が駆動される。そして、ブレードE1
に直結された発電機Fが回転駆動され、発電出力
がサイクロコンバータからなる変流機Gに送電さ
れる。
ーボチヤージヤBの排気ハウジングB1の排出口
に接続され、タービンブレードB2を駆動して排
出される低圧の排気ガスのエネルギーにより、ブ
レードE1が駆動される。そして、ブレードE1
に直結された発電機Fが回転駆動され、発電出力
がサイクロコンバータからなる変流機Gに送電さ
れる。
Hは電動機であり、例えば車両の後輪の駆動軸
に設けられ、エンジンのトルクにて駆動される後
輪の走行力を電動機Hの力行によつて助勢するも
のであり、その電力は変流機Dから供給されてい
る。そして、電動機Hには回転センサH1が設け
られ、電動機Hの回転数を検出して、検出信号を
コントローラKに送出する。
に設けられ、エンジンのトルクにて駆動される後
輪の走行力を電動機Hの力行によつて助勢するも
のであり、その電力は変流機Dから供給されてい
る。そして、電動機Hには回転センサH1が設け
られ、電動機Hの回転数を検出して、検出信号を
コントローラKに送出する。
Jは電動機であり、例えば車両の前輪の駆動軸
に設けられ、電動機Jを力行させることにより、
エンジンのトルクにて駆動される前輪の走行力を
助勢するものであり、変流機Gから電源が供給さ
れている。なお、電動機Jにはその回転数を検出
する回転センサJ1が設けられ、検出した信号を
コントローラKに送出する。
に設けられ、電動機Jを力行させることにより、
エンジンのトルクにて駆動される前輪の走行力を
助勢するものであり、変流機Gから電源が供給さ
れている。なお、電動機Jにはその回転数を検出
する回転センサJ1が設けられ、検出した信号を
コントローラKに送出する。
コントローラKはマイクロコンピユータにて構
成され、演算装置、メモリ、入出力装置などを有
するものであり、電動機HおよびJに設けられた
回転センサH1およびJ1からのそれぞれの検出
信号を受信すると、変流機DおよびGに対して、
指令信号K1およびK2を送出し、それぞれの変
流機D,Gが入力した交流電力の周波数を、電動
機HおよびJをそれぞれ力行させる周波数の交流
電力に変換してそれぞれに供給するよう構成され
ている。
成され、演算装置、メモリ、入出力装置などを有
するものであり、電動機HおよびJに設けられた
回転センサH1およびJ1からのそれぞれの検出
信号を受信すると、変流機DおよびGに対して、
指令信号K1およびK2を送出し、それぞれの変
流機D,Gが入力した交流電力の周波数を、電動
機HおよびJをそれぞれ力行させる周波数の交流
電力に変換してそれぞれに供給するよう構成され
ている。
つぎに、このように構成された本実施例の作動
を説明する。
を説明する。
エンジンAの運転により排出される排気ガスの
エネルギーによつて、ターボチヤージヤBのター
ビンブレードB2が高速度に回転駆動され、同軸
上に設けた交流機Cからは500〜2000Hz程度の周
波数の交流電力が変流機Dに送電される。コント
ローラKには電動機Hに設けた回転センサH1か
ら電動機Hの回転数を検出した信号が入力されて
おり、コントローラKはこの信号に対応して、変
流機Dに対して電動機Hを力行させる周波数の交
流に変換する指令信号K1を発信する。したがつ
て、この指令信号K1を受令した変流機Dは、入
力された500〜2000Hzの交流電力を、電動機Hを
力行させる低い周波数の交流に変換して電動機H
に供給するので、電動機Hは力行することとな
り、エンジンAを原動力として駆動される後輪の
走行力は助勢されることになる。
エネルギーによつて、ターボチヤージヤBのター
ビンブレードB2が高速度に回転駆動され、同軸
上に設けた交流機Cからは500〜2000Hz程度の周
波数の交流電力が変流機Dに送電される。コント
ローラKには電動機Hに設けた回転センサH1か
ら電動機Hの回転数を検出した信号が入力されて
おり、コントローラKはこの信号に対応して、変
流機Dに対して電動機Hを力行させる周波数の交
流に変換する指令信号K1を発信する。したがつ
て、この指令信号K1を受令した変流機Dは、入
力された500〜2000Hzの交流電力を、電動機Hを
力行させる低い周波数の交流に変換して電動機H
に供給するので、電動機Hは力行することとな
り、エンジンAを原動力として駆動される後輪の
走行力は助勢されることになる。
一方、ターボチヤージヤBから排出される排出
ガスは排気タービンEのブレードE1を駆動して
発電機Fを回転させ、発電機Fは高い周波数の交
流を変流機Gに送電する。また、コントローラK
には回転センサJ1からの電動機Jの回転数を検
出した信号が入力されており、コントローラKは
この信号に対応して、電動機Jを力行させる周波
数の交流に変換する指令信号K2を変流機Gに対
して発信する。そして、この指令信号K2を受令
した変流機Gは、入力した発電機Fからの交流を
電動機Jを力行させる周波数の交流に変換して供
給するので、電動機Jは力行して、前輪の走行力
を助勢するよう作動する。
ガスは排気タービンEのブレードE1を駆動して
発電機Fを回転させ、発電機Fは高い周波数の交
流を変流機Gに送電する。また、コントローラK
には回転センサJ1からの電動機Jの回転数を検
出した信号が入力されており、コントローラKは
この信号に対応して、電動機Jを力行させる周波
数の交流に変換する指令信号K2を変流機Gに対
して発信する。そして、この指令信号K2を受令
した変流機Gは、入力した発電機Fからの交流を
電動機Jを力行させる周波数の交流に変換して供
給するので、電動機Jは力行して、前輪の走行力
を助勢するよう作動する。
第2図は交流電力の周波数を変換する変換機構
の一例を示す回路図であり、交流発電機1の電力
の周波数を変換して、負荷となる電動機5に供給
する回路を示したものである。
の一例を示す回路図であり、交流発電機1の電力
の周波数を変換して、負荷となる電動機5に供給
する回路を示したものである。
第2図において、交流発電機1の一相1aから
の交流出力は全波整流されるように整流器ブリツ
ジ2に接続され、さらに、整流器ブリツジ2から
の出力は4個のシリコン制御整流素子(SCR)
よりなるSCRブリツジ3に接続されている。そ
して、SCRブリツジ3にて同相の電流を流す組
となるSCR3a,3cのそれぞれのゲートは引
出端子4aとして引出され、また、同相の電流を
流す他の組となるSCR3b,3dのそれぞれの
ゲートは引出端子4bとして引出されている。な
お、これら引出端子4a,4bには、電動機5を
力行させる周波数の交流電力(脈流)に、直流を
波形変換させる波形信号が入力されるよう構成さ
れている。そして、SCRブリツジ3からの出力
は負荷となる電動機の一相5aに接続されてい
る。
の交流出力は全波整流されるように整流器ブリツ
ジ2に接続され、さらに、整流器ブリツジ2から
の出力は4個のシリコン制御整流素子(SCR)
よりなるSCRブリツジ3に接続されている。そ
して、SCRブリツジ3にて同相の電流を流す組
となるSCR3a,3cのそれぞれのゲートは引
出端子4aとして引出され、また、同相の電流を
流す他の組となるSCR3b,3dのそれぞれの
ゲートは引出端子4bとして引出されている。な
お、これら引出端子4a,4bには、電動機5を
力行させる周波数の交流電力(脈流)に、直流を
波形変換させる波形信号が入力されるよう構成さ
れている。そして、SCRブリツジ3からの出力
は負荷となる電動機の一相5aに接続されてい
る。
つぎに、交流発電機1の前記の一相1aの他の
相1bおよび1cからの交流出力は、一相1aの
交流出力を変換して電動機5の一相5aに接続し
た如く、それぞれ整流器ブリツジ21,22と、
SCRブリツジ31,32とを介して電動機5の
一相5b,5cとに接続されている。そして、
SCRブリツジ31および32とからは、引出端
子4c,4dおよび引出端子4e,4fが引出さ
れている。なお、引出端子4c,4dおよび引出
端子4e,4fには引出端子4a,4bに準じて
電動機5を力行させる波形信号が入力されるよう
構成されている。
相1bおよび1cからの交流出力は、一相1aの
交流出力を変換して電動機5の一相5aに接続し
た如く、それぞれ整流器ブリツジ21,22と、
SCRブリツジ31,32とを介して電動機5の
一相5b,5cとに接続されている。そして、
SCRブリツジ31および32とからは、引出端
子4c,4dおよび引出端子4e,4fが引出さ
れている。なお、引出端子4c,4dおよび引出
端子4e,4fには引出端子4a,4bに準じて
電動機5を力行させる波形信号が入力されるよう
構成されている。
このように構成された第2図の変換装置におい
ては、交流発電機1の発電する交流電力は、整流
器ブリツジ2,21,22により全波整流されて
直流出力がSCRブリツジ31,32に入力され
る。SCRブリツジにおいては、ブリツジを構成
するSCRのゲートに前記の波形信号がそれぞれ
入力され、電動機5を力行させる周波数の交流電
力(脈流)に直流が変換され、この交流電力が電
動機5の各相に供給されるので、電動機5は力行
して、例えば接続された車輪の駆動軸を駆動して
車輪の走行力を助勢することになる。
ては、交流発電機1の発電する交流電力は、整流
器ブリツジ2,21,22により全波整流されて
直流出力がSCRブリツジ31,32に入力され
る。SCRブリツジにおいては、ブリツジを構成
するSCRのゲートに前記の波形信号がそれぞれ
入力され、電動機5を力行させる周波数の交流電
力(脈流)に直流が変換され、この交流電力が電
動機5の各相に供給されるので、電動機5は力行
して、例えば接続された車輪の駆動軸を駆動して
車輪の走行力を助勢することになる。
したがつて、第2図における交流発電機1を第
1図における交流機Cまたは発電機Fにおきか
え、電動機5(第2図)を電動機HまたはJ(第
1図)におきかえて整流器ブリツジやSCRブリ
ツジを用いて接続すれば、排気エネルギーによつ
て、車両の走行力を助勢することができる。
1図における交流機Cまたは発電機Fにおきか
え、電動機5(第2図)を電動機HまたはJ(第
1図)におきかえて整流器ブリツジやSCRブリ
ツジを用いて接続すれば、排気エネルギーによつ
て、車両の走行力を助勢することができる。
なお、本発明を上記の実施例によつて説明した
が、本発明の主旨の範囲内で、例えば力行する電
動機H,Jのトルクをエンジンのクランク軸に伝
導機構を介して接続する如く、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。
が、本発明の主旨の範囲内で、例えば力行する電
動機H,Jのトルクをエンジンのクランク軸に伝
導機構を介して接続する如く、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)
本発明は、エンジンの排気管にそれぞれが発電
機を有する2段タービンを設け、これらの発電機
からのそれぞれの出力を、半導体素子からなる周
波数の変換機構を介して、車両の走行力を助勢す
る電動機にそれぞれ供給して電動機を力行させる
ので、歯車機構を用いることなく、その伝導効率
による損失から免れる効果を生ずる。
機を有する2段タービンを設け、これらの発電機
からのそれぞれの出力を、半導体素子からなる周
波数の変換機構を介して、車両の走行力を助勢す
る電動機にそれぞれ供給して電動機を力行させる
ので、歯車機構を用いることなく、その伝導効率
による損失から免れる効果を生ずる。
また、複数の発電機の出力を合成することなく
それぞれ別個の電動機に供給するので、機械的に
作動する機構を使用しないため、その応答性や保
守の問題も生ずることのない効果がある。
それぞれ別個の電動機に供給するので、機械的に
作動する機構を使用しないため、その応答性や保
守の問題も生ずることのない効果がある。
第1図は本発明に係る排気タービンによるエネ
ルギー回収装置の一実施例を示す構成ブロツク
図、第2図は交流電力の周波数を変換する変換機
構の一例を示す回路図である。 A……エンジン、A1……排気管、B……ター
ボチヤージヤ、C……交流機、D……変流機、E
……排気タービン、F……発電機、G……変流
機、H……電動機、J……電動機。1……交流発
電機、2……整流器ブリツジ、3……SCRブリ
ツジ、5……電動機。
ルギー回収装置の一実施例を示す構成ブロツク
図、第2図は交流電力の周波数を変換する変換機
構の一例を示す回路図である。 A……エンジン、A1……排気管、B……ター
ボチヤージヤ、C……交流機、D……変流機、E
……排気タービン、F……発電機、G……変流
機、H……電動機、J……電動機。1……交流発
電機、2……整流器ブリツジ、3……SCRブリ
ツジ、5……電動機。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 エンジンの排気管にそれぞれが発電機を有す
る複数段の排気タービンを接続した排気タービン
によるエネルギー回収装置において、前記エンジ
ンの駆動力を助勢する電動機を前記発電機と同数
設けるとともに、それぞれの発電機の出力を前記
電動機を力行させる駆動電力にそれぞれ変換する
手段を設け、これらの変換する手段によりそれぞ
れの発電機の出力を変換してそれぞれの電動機を
力行させることを特徴とする排気タービンによる
エネルギー回収装置。 2 前記の発電機の出力を変換する手段として半
導体素子による変換機構を用いたことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の排気タービンによ
るエネルギー回収装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61123154A JPS62279222A (ja) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | 排気タ−ビンによるエネルギ−回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61123154A JPS62279222A (ja) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | 排気タ−ビンによるエネルギ−回収装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62279222A JPS62279222A (ja) | 1987-12-04 |
JPH0423093B2 true JPH0423093B2 (ja) | 1992-04-21 |
Family
ID=14853515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61123154A Granted JPS62279222A (ja) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | 排気タ−ビンによるエネルギ−回収装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62279222A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPS59141713A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-14 | Isuzu Motors Ltd | 排気エネルギ回生装置 |
-
1986
- 1986-05-28 JP JP61123154A patent/JPS62279222A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59141713A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-14 | Isuzu Motors Ltd | 排気エネルギ回生装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62279222A (ja) | 1987-12-04 |
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