JPH0423092B2 - - Google Patents
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- JPH0423092B2 JPH0423092B2 JP61120469A JP12046986A JPH0423092B2 JP H0423092 B2 JPH0423092 B2 JP H0423092B2 JP 61120469 A JP61120469 A JP 61120469A JP 12046986 A JP12046986 A JP 12046986A JP H0423092 B2 JPH0423092 B2 JP H0423092B2
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- electric motor
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- exhaust
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- 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
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- Supercharger (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (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気エネルギーを電力に回
生して電動機に供給し、車両の駆動力を助勢する
エンジンのエネルギー回収装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an engine energy recovery device that regenerates engine exhaust energy into electric power and supplies it to an electric motor to assist the driving force of a vehicle.
(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。(Prior Art) In recent years, heat-insulating internal combustion engines have been developed that use ceramics for various parts of the engine, such as the outer wall of the exhaust manifold, the cylinder liner, the cylinder head insulation plate, and the piston. According to this internal combustion engine, there is no need to cool the internal combustion engine by dissipating the heat generated inside the engine, and the energy of the generated high temperature exhaust gas is regenerated and returned to the output shaft of the internal combustion engine. It can be used to improve the output of the engine.
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。 As this type of exhaust energy regeneration method, a method is known in which the rotational force of a turbine rotated by exhaust gas is decelerated by a multi-stage gear mechanism and then returned to the crankshaft.
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
ジンの回転軸に設けた電動機に供給して駆動する
ターボコンパウンドエンジンの提案が特願昭60−
233935号に示されている。 In addition, a patent application filed in 1983 proposed a turbo compound engine in which an exhaust turbine with a generator is installed in the exhaust pipe of the engine, and power from the generator is supplied to drive an electric motor installed on the rotating shaft of the engine.
No. 233935.
(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、前者の歯車機構を用いてクランク軸に回転力
を帰還させる方法は、歯車の伝達効率を考慮する
と、例えば通常一段でその効率は0.9〜0.95であ
るので、三段の減速では約80%に効率が低下し、
また、歯車機構が複雑になり、そのコストも高く
なる。なお、小型乗用車ではエンジンルームの空
間が狭いので、歯車機構の設置場所に問題を生ず
る。(Problem to be Solved by the Invention) In such a method of regenerating exhaust energy, the former method of returning rotational force to the crankshaft using a gear mechanism is usually one-stage, for example, considering the transmission efficiency of the gear. Its efficiency is 0.9 to 0.95, so with three-stage reduction, the efficiency decreases to about 80%,
Moreover, the gear mechanism becomes complicated and its cost increases. In addition, since the space in the engine compartment of a small passenger car is narrow, a problem arises in the installation location of the gear mechanism.
後者のターボコンパウンドエンジンの提案にお
いては、ターボチヤージヤと排気タービンとの2
段タービンのそれぞれに発電機を設け、エンジン
の回転軸に設けた電動機に発電電力を供給して駆
動しているが、発電機の電圧の制御方法が機械的
作動のタツプ選択器を用いて複雑のため、その保
守や信頼性に弱点を有し、さらにそれぞれの発電
機の電力の合成や、交流出力への変換に際し具体
的な措置を欠いている問題がある。 In the latter proposal for a turbo compound engine, two components are used: a turbocharger and an exhaust turbine.
A generator is installed in each stage turbine, and the generated power is supplied to the motor installed on the rotating shaft of the engine to drive it, but the method of controlling the voltage of the generator is complicated because it uses a mechanically operated tap selector. Therefore, it has weaknesses in its maintenance and reliability, and there is also a problem in that it lacks concrete measures when combining the power of each generator and converting it to AC output.
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は2段タービンに設けた発電機の
出力を、エンジンの駆動力を助勢する電動機に設
けた2系統の巻線に供給して、排気エネルギーを
回生した電力の効率化を計るエンジンのエネルギ
ー回収装置を提供するにある。 The present invention was made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to supply the output of a generator installed in a two-stage turbine to two systems of windings installed in an electric motor that assists the driving force of an engine. An object of the present invention is to provide an engine energy recovery device that improves the efficiency of electric power generated by regenerating exhaust energy.
(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
が発電機を有する高圧用排気タービンと低圧用排
気タービンとを直列に接続するとともに、前記エ
ンジンの駆動軸にその駆動力を助勢する手段とな
る2系統の巻線を有する電動機を取付け、さらに
前記発電機からのそれぞれの出力を前記2系統の
巻線にそれぞれ供給することを特徴とするエンジ
ンのエネルギー回収装置が提供される。(Means for Solving Problems) According to the present invention, a high-pressure exhaust turbine and a low-pressure exhaust turbine each having a generator are connected in series to the exhaust pipe of the engine, and a An energy recovery device for an engine, characterized in that an electric motor having two winding systems serving as a means for assisting the driving force is attached, and each output from the generator is supplied to each of the two winding systems. is provided.
(作用)
本発明はエンジンの駆動力を助勢する発電機に
2系統の巻線を設け、これら巻線に発電機からの
それぞれの出力を供給して電動機を駆動するの
で、排気エネルギーを回生した電力にて効率よく
エンジンの駆動力を助勢できる作用がある。(Function) In the present invention, two systems of windings are provided in the generator that assists the driving force of the engine, and each output from the generator is supplied to these windings to drive the electric motor, so exhaust energy is regenerated. It has the effect of efficiently assisting the engine's driving force with electricity.
(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。(Example) Next, an example of the present invention will be described in detail using the drawings.
第1図は本発明に係る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ツク図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an engine energy recovery device according to the present invention.
第1図において、エンジンAの排気管A1には
高圧用の排気タービン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
を駆動する。 In FIG. 1, an exhaust housing B1 of a high-pressure exhaust turbine B is attached to an exhaust pipe A1 of an engine A, and the turbine blade B2 is
to drive.
また、タービンブレードB2の回転軸には発電
機Cが設けてあり、排気ガスのエネルギーにより
タービンブレードB2が駆動されると、発電機C
からの電力は整流素子を有する整流装置Dに送電
される。 Further, a generator C is provided on the rotating shaft of the turbine blade B2, and when the turbine blade B2 is driven by the energy of the exhaust gas, the generator C
The power from is transmitted to a rectifier D having a rectifier element.
Eは発電機Fを有する低圧用の排気タービンで
あり、排気タービンBの排気ハウジングB1の排
気口に接続され、タービンブレードB2を駆動し
た後の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が駆動され、発電電力が整流素
子を有する整流装置Gに送電されるものである。 E is a low-pressure exhaust turbine having a generator F, which is connected to the exhaust port of the exhaust housing B1 of the exhaust turbine B, and the blade E1 is driven by the energy of the low-pressure exhaust gas after driving the turbine blade B2. . Then, a generator F directly connected to the blade E1 is driven, and the generated power is transmitted to a rectifier G having a rectifier element.
H、およびIはインバータであり、整流装置
D、およびGよりそれぞれ直流電力が入力され、
後述するコントローラJからの指令信号に応じ
て、例えば、サイリスタ制御装置を用い、入力さ
れた直流電力を所定の周波数の多相の交流電力に
変換するものである。 H and I are inverters, to which DC power is input from rectifiers D and G, respectively;
In response to a command signal from a controller J, which will be described later, input DC power is converted into polyphase AC power at a predetermined frequency using, for example, a thyristor control device.
なお、インバータHに使用のサイリスタ制御装
置は、高圧の排気エネルギーにより発電する発電
機Cからの電力を扱うため、インバータIに使用
のサイリスタ制御装置より大容量のものが使用さ
れている。 The thyristor control device used in the inverter H has a larger capacity than the thyristor control device used in the inverter I because it handles electric power from the generator C generated by high-pressure exhaust energy.
Kは電動機であり、エンジンAの図示していな
い出力軸や、エンジンAを原動力として駆動され
る車輪の駆動軸などに動力を伝達する電動機であ
り、電動機Kを力行させる電力が供給されると、
車両の走行力が助勢されるよう構成されている。 K is an electric motor that transmits power to the output shaft (not shown) of engine A, the drive shaft of the wheels driven by engine A as the motive force, and when electric power is supplied to drive electric motor K, ,
It is configured to assist the running force of the vehicle.
第2図は電動機Kの固定子巻線の一例を示す説
明図であり、第2図aは固定子コアに対する巻線
方法の一例を示し、第2図bはその拡大した断面
を示す。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the stator winding of the electric motor K. FIG. 2a shows an example of a method of winding the stator core, and FIG. 2b shows an enlarged cross section thereof.
固定子コア1は磁性素材よりなり、図示してい
ない回転子の中心軸方向に等間隔に複数個の凸極
11が設けられ、巻線の異なる2種類の固定子巻
線21,22が巻回されている。 The stator core 1 is made of a magnetic material, has a plurality of convex poles 11 arranged at equal intervals in the direction of the central axis of the rotor (not shown), and is wound with two different types of stator windings 21 and 22. It's being passed around.
固定子巻線21は固定子巻線22に比して、断
面積の大きな導体が用いられ、発電機Cの出力特
性に適合する負荷となるものであり、固定子巻線
22は発電機Fの出力特性に適合する負荷となる
よう設定されている。そして、ともに交流電流が
供給されると固定子コア1に回転磁界が生ずる、
例えば重ね巻き巻線が用いられている。 The stator winding 21 uses a conductor with a larger cross-sectional area than the stator winding 22, and serves as a load that matches the output characteristics of the generator C. The load is set to match the output characteristics of the When alternating current is supplied to both, a rotating magnetic field is generated in the stator core 1.
For example, lap windings are used.
また、電動機Kには回転軸の回転数を検出する
回転センサLが設けられ、検出した回転信号をコ
ントローラJに送信する。 Further, the electric motor K is provided with a rotation sensor L that detects the rotation speed of the rotating shaft, and transmits the detected rotation signal to the controller J.
コントローラJ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Kに設けた回転センサL
からの回転信号を受信すると、インバータH,I
に対して、電動機Kを力行させる所定周波数およ
び位相の交流電力に変換する指令信号を送信する
よう構成されている。 The controller J is composed of a microcomputer and has an arithmetic unit, a memory, an input/output device, etc., and a rotation sensor L provided on the electric motor K.
When receiving the rotation signal from the inverter H, I
It is configured to transmit a command signal to be converted into AC power of a predetermined frequency and phase for powering the electric motor K.
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。 Next, the operation of this embodiment configured as described above will be explained.
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、排気タービンBのタービン
ブレードB2と排気タービンEのブレードE1と
が回転駆動されると、それぞれの同軸上に設けら
れた発電機Cと発電機Fは交流電力を発電する。
そして発電機Cの発電電力は整流装置Dにより直
流に変換されてインバータHに送電される。ま
た、発電機Fの発電電力は整流装置Gによつて直
流に変換されインバータIに送電される。 When the turbine blades B2 of the exhaust turbine B and the blades E1 of the exhaust turbine E are rotationally driven by the energy of the exhaust gas discharged by the operation of the engine A, the generator C installed on the same axis rotates. Generator F generates AC power.
The power generated by the generator C is then converted into direct current by the rectifier D and transmitted to the inverter H. Furthermore, the power generated by the generator F is converted into direct current by the rectifier G and transmitted to the inverter I.
一方、コントローラJには電動機Kに設けた回
転センサLから、電動機Kの回転数を検出した回
転信号が入力されており、コントローラJはこの
回転信号に基づいて電動機Kを力行させる交流電
力に変換する指令信号をインバータH、およびI
に送信する。 On the other hand, a rotation signal that detects the rotation speed of the electric motor K is inputted to the controller J from a rotation sensor L provided on the electric motor K, and the controller J converts it into AC power to power the electric motor K based on this rotation signal. The command signal to inverter H and I
Send to.
このためインバータH、およびIは、整流装置
D,Gより入力された直流を、電動機Kを力行さ
せる所定周波数、位相の交流に変換する。そして
インバータHからの出力は電動機Kの固定子巻線
21に、インバータIからの出力は固定子巻線2
2にそれぞれ供給して電動機Kを力行作動させ
る。 Therefore, inverters H and I convert the direct current input from rectifiers D and G into alternating current of a predetermined frequency and phase for powering electric motor K. The output from the inverter H is sent to the stator winding 21 of the motor K, and the output from the inverter I is sent to the stator winding 2.
2 respectively to power the electric motor K.
したがつて、エンジンAの出力軸または、車輪
の駆動軸に接続されて動力を伝達する電動機Kが
力行するので、車両の走行力が助勢されることに
なる。 Therefore, the electric motor K, which is connected to the output shaft of the engine A or the drive shaft of the wheels to transmit power, performs power running, so that the running force of the vehicle is assisted.
なお、本発明を一実施例により説明したが、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。 Although the present invention has been described by way of one embodiment, various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.
These are not excluded from the scope of the present invention.
(発明の効果)
本発明によれば、エンジンの駆動力を助勢する
電動機に特性の異なる2系統の巻線を設け、高圧
用の排気タービンに設けた発電機と低圧用排気タ
ービンに設けた発電機からの出力を、それぞれの
出力特性に適合する負荷の巻線に供給して電動機
に供給し、さらに、回転センサからの回転信号に
よつて制御して電動機を力行させるので、歯車機
構を使用せず、また機械的な機構を用いることな
くエンジンの排気エネルギーを回生した電力にて
効率よくエンジン駆動力を助勢できる効果があ
る。(Effects of the Invention) According to the present invention, two systems of windings with different characteristics are provided in the electric motor that assists the driving force of the engine, and a power generator is provided in the high-pressure exhaust turbine and a power generator is provided in the low-pressure exhaust turbine. A gear mechanism is used because the output from the machine is supplied to the winding of the load that matches each output characteristic and then to the motor, and the motor is powered by being controlled by the rotation signal from the rotation sensor. There is an effect that the engine driving force can be efficiently assisted by the electric power regenerated from the exhaust energy of the engine without using any mechanical mechanism.
第1図は本発明に係る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ツク図、第2図
は電動機の固定子巻線の一例を示す説明図であ
る。
A……エンジン、A1……排気管、B……排気
タービン、C……発電機、E……排気タービン、
F……発電機、K……電動機、L……回転セン
サ、21……固定子巻線、22……固定子巻線。
FIG. 1 is a structural block diagram showing an embodiment of an engine energy recovery device according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a stator winding of an electric motor. A...engine, A1...exhaust pipe, B...exhaust turbine, C...generator, E...exhaust turbine,
F... Generator, K... Electric motor, L... Rotation sensor, 21... Stator winding, 22... Stator winding.
Claims (1)
る高圧用排気タービンと低圧用排気タービンとを
直列に順次設け、前記エンジンの駆動軸にその駆
動力を助勢する手段となる2系統の巻線を有する
電動機を設け、かつ前記各発電機からのそれぞれ
の出力を前記電動機の2系統の巻線にそれぞれ供
給することを特徴とするエンジンのエネルギー回
収装置。 2 前記電動機は回転数を検出する回転センサが
設けられ、該回転センサからの検出信号を入力す
ることにより前記各発電機からのそれぞれの出力
を制御するコントローラを設けたことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のエンジンのエネル
ギー回収装置。[Scope of Claims] 1. A high-pressure exhaust turbine and a low-pressure exhaust turbine each having a generator are sequentially provided in series in the exhaust pipe of the engine, and serve as a means for assisting the driving force of the engine's drive shaft.2 What is claimed is: 1. An energy recovery device for an engine, characterized in that an electric motor is provided with a winding system, and each output from each of the generators is supplied to two winding systems of the electric motor. 2. A patent claim characterized in that the electric motor is provided with a rotation sensor that detects the number of rotations, and a controller that controls the respective outputs from the generators by inputting a detection signal from the rotation sensor. An energy recovery device for an engine according to item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61120469A JPS62276210A (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Energy recovery device for engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61120469A JPS62276210A (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Energy recovery device for engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62276210A JPS62276210A (en) | 1987-12-01 |
| JPH0423092B2 true JPH0423092B2 (en) | 1992-04-21 |
Family
ID=14786942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61120469A Granted JPS62276210A (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Energy recovery device for engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62276210A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59141713A (en) * | 1983-01-31 | 1984-08-14 | Isuzu Motors Ltd | Exhaust energy recovery device |
-
1986
- 1986-05-26 JP JP61120469A patent/JPS62276210A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62276210A (en) | 1987-12-01 |
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