(57)【要約】【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
2013148062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５―４２５５２号公報
【特許文献２】特開２００８−２１５０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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の電動過給機稼動時の状態を示すブロック図である。
【図２】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の電動過給機非稼動時の状態を示すブロック図である
【図３】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の電動過給機稼動時の状態を示すブロック図である。
【図４】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の電動過給機非稼動時の状態を示すブロック図である
【図５】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の電動過給機稼動時の状態を示すブロック図である。
【図６】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の電動過給機非稼動時の状態を示すブロック図である
【図７】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る。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【符号の説明】
【００６７】
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。
【図１】
2013148062.tif 000003
【図２】
2013148062.tif 000004
【図３】
2013148062.tif 000005
【図４】
2013148062.tif 000006
【図５】
2013148062.tif 000007
【図６】
2013148062.tif 000008
【図７】
2013148062.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月22日(2013.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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前記ターボコンプレッサに隣接して配置されたことを特徴とする内燃機関用過給システム。
【請求項２】
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、前記ターボコンプレッサの下流側の前記第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前記電動コンプレッサに隣接して配置されたことを特徴とする内燃機関用過給システム。
【請求項３】
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でありかつ前記ターボコンプレッサの前記バイパス通路を介して上流側である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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。