CN114922727A - 增压系统 - Google Patents

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CN114922727A CN202210064510.XA CN202210064510A CN114922727A CN 114922727 A CN114922727 A CN 114922727A CN 202210064510 A CN202210064510 A CN 202210064510A CN 114922727 A CN114922727 A CN 114922727A
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Abstract

本发明提供一种能够提高排气管和进气管的布局上的自由度的增压系统。增压系统(10)搭载在具备作为内燃机的发动机(3)和能够进行充电和放电的电力储存部(8)的车辆。增压系统(10)具备：通过接受发动机的排气而进行发电的排气涡轮(13)、向发动机输送经压缩的进气的电动的进气用压缩机(14)、以及能够将排气涡轮所发电的电力向电力储存部蓄积且能够将电力储存部的电力向进气用压缩机供给的电力转换器(15)，排气涡轮和进气用压缩机中的至少一者为轴流式。

Description

增压系统
技术领域
本发明涉及一种向发动机输送压缩空气的增压系统。
背景技术
以往，存在利用排气涡轮的旋转动力驱动进气用压缩机，并从进气用压缩机向发动机输送压缩空气的机械式的增压器。另外，在专利文献1中提出了一种增压器，其利用排气涡轮的旋转动力进行发电，并利用所发电的电力来驱动进气用压缩机。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平09-32569号公报
发明内容
技术问题
在现有的增压器中，离心式的排气涡轮的旋转轴和离心式的进气用压缩机的旋转轴同轴或平行地配置，相应地，存在发动机的排气管和进气管产生布局上的限制的课题。
本发明的目的在于，提供一种能够提高排气管及进气管的布局上的自由度的增压系统。
技术方案
本发明的一方式的增压系统的特征在于，搭载在具备作为内燃机的发动机和能够进行充电和放电的电力储存部的车辆，所述增压系统具备：
排气涡轮，其通过接受所述发动机的排气而进行发电；
电动的进气用压缩机，其向所述发动机输送经压缩的进气；以及
电力转换器，其能够将所述排气涡轮所发电的电力向所述电力储存部蓄积，并且能够将所述电力储存部的电力向所述进气用压缩机供给，
所述排气涡轮和所述进气用压缩机中的至少一者是轴流式。
本发明的另一方式的增压系统的特征在于，搭载在具备作为内燃机的发动机和能够进行充电和放电的电力储存部的车辆，所述增压系统具备：
排气涡轮，其通过接受所述发动机的排气而进行发电；
电动的进气用压缩机，其向所述发动机输送经压缩的进气；以及
电力转换器，其能够将所述排气涡轮所发电的电力向所述电力储存部蓄积，并且能够将所述电力储存部的电力向所述进气用压缩机供给，
所述排气涡轮的旋转轴与所述进气用压缩机的旋转轴以不平行的方式配置。
技术效果
在机械式的通常的增压器、或者与该增压器同样地配置有各构成要素的电动的增压器中，产生排气的路径或者进气的路径沿正交方向弯曲这样的限制，而且，产生需要使排气管和进气管汇集(接近)于增压器的部位这样的限制。根据本发明，通过在排气涡轮及进气用压缩机中的至少一者采用轴流式的结构，能够排除离心式所需的排气或进气的路径上的限制，能够将排气的路径或进气的路径设为例如直线状等弯曲度小的路径。而且，根据本发明，由于不需要排气涡轮与进气用压缩机之间的机械连结，所以能够使与排气涡轮连接的排气管和与进气用压缩机连接的进气管分离。因此，能够提高排气管和进气管的布局上的自由度。
另外，在机械式的通常的增压器、或者与该增压器同样地配置有各构成要素的电动的增压器中，因为排气涡轮的旋转轴与进气用压缩机的旋转轴配置在同轴上，所以为了适合于该配置，排气管和进气管的配置也受到限制。根据本发明，通过将排气涡轮的旋转轴与进气用压缩机的旋转轴以不平行的方式配置，能够排除上述限制，提高排气管和进气管的布局上的自由度。
附图说明
图1是表示搭载有本发明的实施方式的增压系统的车辆的框图。
图2是表示存储于控制数据存储部的增压压力映射数据(A)的一例及压缩动力映射数据(B)的一例的图。
图3是表示存储于控制数据存储部的第一校正表数据(A)的一例及第二校正表数据(B)的一例的图。
图4是表示由控制部执行的增压控制处理的过程的流程图。
图5是表示排气涡轮、进气用压缩机、电力转换器以及它们之间的电线的第一例(A)以及第二例(B)的图。
图6是表示排气涡轮及进气用压缩机的变形例1(A)及变形例2(B)的图。
符号说明
1 车辆
2 驱动轮
3 发动机
4 辅机
6 驾驶操作部
10 增压系统
11 排气配管
12 进气配管
13 排气涡轮
13a 旋转体
13b 发电机
14 进气用压缩机
14a 旋转体
14b 电动马达
A1、A2 旋转轴
15 电力转换器
16 控制部
17 控制数据存储部
H1 压力计
L1 电线
L2 分支线
MD1 增压压力映射数据
MD2 压缩动力映射数据
TD1 第一校正表数据
TD2 第二校正表数据
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示搭载有本发明的实施方式的增压系统的车辆的框图。图1的车辆1是发动机车，搭载有本发明的实施方式的增压系统10。车辆1具备驱动轮2、作为内燃机的发动机3、用于使发动机3动作的辅机4(燃料喷射装置等)、作为进气排气系统的辅机的增压系统10、由驾驶员操作的驾驶操作部6、接收驾驶操作部6的操作信号而控制辅机4及增压系统10的行驶控制部20、以及与增压系统10连接而进行充电和放电的电力储存部8。驾驶操作部6包括油门操作部、制动器操作部以及转向部。
行驶控制部20由一个ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)或彼此协作动作的多个ECU构成。行驶控制部20接收驾驶操作部6的操作信号(主要是油门操作部的油门开度的信号)，控制辅机4及增压系统10，由此实现与驾驶操作对应的发动机3的驱动。更具体而言，行驶控制部20基于加速器开度的信号，计算与驾驶操作对应的请求扭矩，并控制辅机4及增压系统10以便从发动机3输出请求扭矩。请求扭矩是指基于驾驶操作而对发动机3请求的输出扭矩。
增压系统10具备发动机3的排气配管11、发动机3的进气配管12、设置于排气配管11的排气涡轮13、设置于进气配管12的进气用压缩机14、设置于排气涡轮13与进气用压缩机14之间的电线L1、经由电线L1及分支线L2从电力储存部8供给或向电力储存部8回收电力的一部分的电力转换器15、控制电力转换器15的控制部16、以及测量进气的增压压力的压力计H1。压力计H1配置于进气配管12的比节气门更靠发动机3侧的位置，测量该部位的进气的压力。
排气配管11供发动机3的排气流动，在其中途配置有排气涡轮13。排气配管11可以具有使排气绕过排气涡轮13流动的旁通配管11a和控制排气向旁通配管11a的流动的控制阀11b。控制阀11b的切换控制可以由控制部16进行。
进气配管12供发动机3的进气流动，在其中途配置有进气用压缩机14。进气配管12可以具有使进气绕过进气用压缩机14流动的旁通配管12a和控制进气向旁通配管12a的流动的控制阀12b。控制阀12b的切换控制可以由控制部16进行。
排气涡轮13具有接受排气而旋转的旋转体13a和通过旋转体13a的旋转运动进行发电的发电机13b。排气涡轮13是旋转体13a的旋转轴沿排气的流动配置的轴流式涡轮。通过采用轴流式涡轮，容易将排气涡轮13的输入侧的配管和输出侧的配管配置在同轴上。另外，通过作为排气涡轮13而应用在排气的流速高时能够实现高效的动作的轴流式的结构，从而在发动机3为高速旋转型的情况下，能够实现高电力回收效率。排气涡轮13将发电产生的电力向电线L1输出。
进气用压缩机14具有对进气进行压缩的旋转体14a和驱动旋转体14a旋转的电动马达14b，是从旋转体14a的轴向吸入进气并将压出来的空气向旋转体14a的径向外侧输出的离心式压缩机。通过采用离心式的压缩机，容易采用进气用压缩机14的输入侧的配管与输出侧的配管交叉(例如正交)的配置。进气用压缩机14从电线L1接受电力而被驱动。
排气涡轮13的旋转轴(即旋转体13a的旋转轴)与进气用压缩机14的旋转轴(即旋转体14a的旋转轴)以不平行的方式配置。
电线L1的一端与排气涡轮13的发电机13b连接，另一端与进气用压缩机14的电动马达14b连接。在电线L1，在排气涡轮13与进气用压缩机14之间可以包括在增压系统10动作时始终导通的继电器等，也可以包括防止电流朝向发电机13b逆流的整流元件。
电力转换器15设置于与电线L1连接的分支线L2。电力转换器15设置于电线L1与电力储存部8之间，进行从电线L1向电力储存部8的电力的回收、以及从电力储存部8向电线L1的电力的供给。电力转换器15具有功率半导体开关，通过驱动功率半导体开关来控制电力的流动。
从行驶控制部20向控制部16发送表示驾驶操作部6的操作的信息(例如请求扭矩)和表示发动机3的运转状态的信息(例如发动机3的转速)。而且，从压力计H1向控制部16发送增压压力的信息。控制部16基于这些信息来控制电力转换器15。控制部16由一个ECU或彼此协作动作的多个ECU构成。控制部16也可以是与行驶控制部20一体化的结构。
控制部16还具有存储有用于控制电力转换器15的控制数据的控制数据存储部17。在控制数据存储部17中存储有增压压力映射数据MD1、压缩动力映射数据MD2、第一校正表数据TD1以及第二校正表数据TD2。增压压力映射数据MD1相当于本发明的第一映射数据的一例。压缩动力映射数据MD2相当于本发明的第二映射数据的一例。
图2是表示存储于控制数据存储部的增压压力映射数据(A)的一例以及压缩动力映射数据MD2(B)的一例的图。图3是表示存储于控制数据存储部的第一校正表数据的一例(A)以及第二校正表数据的一例(B)的图。
增压压力映射数据MD1表示发动机3的运转状态(例如转速)、与驾驶操作部6的操作相关的量(例如请求扭矩)、以及与它们对应的进气的增压压力之间的关系。压缩动力映射数据MD2表示发动机3的运转状态(例如转速)、进气的增压压力、以及在该运转状态下输出该增压压力所需的进气用压缩机14的压缩动力(例如动作电力)之间的关系。
第一校正表数据TD1表示驾驶操作部6的特定操作(例如急剧的油门操作)和与该特定操作对应的上述压缩动力的校正值之间的关系。急剧的油门操作是指油门操作量的每预定时间的增加率为预先设定的阈值以上的油门操作，并且根据上述增加率而被设定多个级别的特定操作。第二校正表数据TD2表示用于降低目标增压压力与实际增压压力之间的误差的校正值。在第一校正表数据TD1和第二校正表数据TD2中示出压缩动力(动作电力)的校正值。
＜动作说明＞
图4是表示由控制部执行的增压控制处理的过程的流程图。在驱动发动机3时，控制部16按每预定的控制周期，反复执行图4的增压控制处理。当开始一个控制周期时，首先，控制部16根据与驾驶操作部6的操作相关的信息(请求扭矩)和发动机3的运转状态(转速)，参照增压压力映射数据MD1，获取与上述操作和运转状态对应的进气的增压压力的目标值(以下，称为“目标增压压力”)(步骤S1)。
接着，控制部16参照压缩动力映射数据MD2，获取在当前控制周期的发动机3的运转状态下输出目标增压压力所需的进气用压缩机14的压缩动力(例如进气用压缩机14的动作电力)(步骤S2)。在步骤S2中获得的压缩动力的值相当于通过控制部16的控制而应从进气用压缩机14输出的压缩动力的目标值。
接着，控制部16判断是否进行了请求急加速的特定操作(急剧的油门操作)(步骤S3)。在进行了特定操作的情况下，行驶控制部20通知给控制部16。并且，若步骤S3的判断结果为“是”，则控制部16参照第一校正表数据TD1求出与特定操作的量对应的压缩动力(进气用压缩机14的动作电力)的校正量，并将该校正量应用于压缩动力(步骤S4)
而且，控制部16对n次前(1次前或多次前)的控制周期的目标增压压力、和与通过该控制周期的控制而输出进气的时刻对应地由压力计H1测量到的增压压力进行比较，计算出增压压力的误差(步骤S5)。并且，控制部16判断增压压力的误差是否超过阈值(例如±5％)(步骤S6)，若判断结果为是，则参照第二校正表数据TD2而求出与误差对应的压缩动力(进气用压缩机14的动作电力)的校正量，并将该校正量应用于压缩动力(步骤S7)。
接着，控制部16控制电力转换器15，以使进气用压缩机14以最终得到的进气用压缩机14的压缩动力进行动作(步骤S8)。通过该控制，进气用压缩机14的动作电力与排气涡轮13的发电电力之差经由电力转换器15从电力储存部8进行供给或者向电力储存部8回收。通过步骤S8的控制，向进气用压缩机14供给与压缩动力对应的电力，并从进气用压缩机14输出该压缩动力。然后，一次增压控制处理结束。若变为下一个控制周期，则控制部16再次从步骤S1起执行增压控制处理。
＜增压系统的电气结构的具体例＞
图5是表示具体示出排气涡轮、进气用压缩机、电力转换器以及它们之间的电线的第一例(A)以及第二例(B)的图。需要说明的是，在图5中，示出了排气涡轮13为离心式涡轮的例子，但排气涡轮13也可以为轴流式。另外，进气用压缩机14也可以是轴流式。
图5的(A)所示的第一例是采用发出直流电力的直流发电机作为排气涡轮13的发电机13b，并且采用接受直流电力而进行驱动的直流马达作为进气用压缩机14的电动马达14b的例子。在该结构中，作为电线L1和分支线L2，能够应用具有阳极线P和阴极线N的直流双线式的电线。而且，电力转换器15能够应用将电力储存部8的直流电压转换为电线L1的直流电压的DC/DC转换器。另外，能够应用电池(锂离子二次电池、铅电池等)或电容器(双电层电容器等)作为电力储存部8，但在图5的(A)的例子中应用了电池。
在第一例的结构中，控制部16通过将电力转换器15的输出电压(电线L1的电压)控制为与作为目标的进气用压缩机14的压缩动力对应的值，能够根据排气涡轮13的发电电力适当地从电力储存部8供给电力或向电力储存部8回收电力，以目标的压缩动力(例如动作电力)来驱动进气用压缩机14。
详细而言，在第一例的结构中，在将发动机3的转速设为恒定的情况下，若增大电线L1的电压，则进气用压缩机14的转速上升，进气用压缩机14的动作电力以及压缩动力变大。由此，进气的增压压力上升。另一方面，若减小电线L1的电压，则进气用压缩机14的转速下降，进气用压缩机14的动作电力以及压缩动力变小。由此，进气的增压压力下降。在此，若排气涡轮13的转速低，来自排气涡轮13的发电电力小，则通过发电电力的供给来提高电线L1的电压的作用降低，相应地，通过电力转换器15的输出电压的控制，从电力储存部8向电线L1输送的电力变大。另一方面，若排气涡轮13的转速高，排气涡轮13的发电电力大，则通过发电电力的供给来提高电线L1的电压的作用增加，相应地，通过电力转换器15的输出电压的控制，从电力储存部8向电线L1输送的电力变小。或者，在排气涡轮13的发电电力更大时，通过电力转换器15的输出电压的控制，从电线L1向电力储存部8回收电力。通过这样的作用，排气涡轮13的发电电力与进气用压缩机14的压缩动力(动作电力)之差从电力储存部8进行供给或向电力储存部8回收，能够以目标的压缩动力来驱动进气用压缩机14。
图5的(B)所示的第二例是采用三相交流发电机作为排气涡轮13的发电机13b，并且采用三相交流电动马达作为进气用压缩机14的电动马达14b的例子。在该结构中，作为电线L1和分支线L2，能够应用三相三线式的电线。而且，能够应用能够将电力储存部8的直流电压转换为三相交流电压的逆变器作为电力转换器15。另外，能够应用电池(锂离子二次电池、铅电池等)或电容器(双电层电容器等)作为电力储存部8，但在图5的(B)的例子中应用了电容器。
在第二例的结构中，控制部16通过将电力转换器15的输出电压(向电线L1输出的三相交流电压)控制为与压缩动力的目标值对应的交流电压，从而能够根据排气涡轮13的发电电力适当地从电力储存部8供给电力或者向电力储存部8回收电力，从而以目标的压缩动力(例如动作电力)来驱动进气用压缩机14。
详细而言，在第二例的结构中，电力转换器15输出实现由进气用压缩机14进行的预定扭矩及预定转速的驱动的交流电压，由此进气用压缩机14以与预定扭矩及预定转速对应的压缩动力(例如动作电力)进行驱动。由此，能够得到与该压缩动力对应的增压压力。此时，排气涡轮13的发电电力被输送至电线L1，但是通过电力转换器15的交流电压的控制，电力转换器15以排气涡轮13的发电电力与进气用压缩机14的动作电力之差从电力储存部8被进行供给或向电力储存部8被进行回收的方式进行动作。
应于说明，在排气涡轮13的发电机13b为三相交流发电机，并且进气用压缩机14的电动马达14b为三相交流电动马达的情况下，也可以应用如下的结构。即，构成为电线L1及分支线L2为直流双线式，进气用压缩机14经由第一逆变器与电线L1连接，排气涡轮13经由第二逆变器与电线L1连接，分支线L2与电力储存部8连接。在这样的结构中，控制部16对第一逆变器进行控制，以使进气用压缩机14以目标的压缩动力(例如动作电力)而被驱动，并且对第二逆变器进行控制，以便根据排气涡轮13的转速进行高效的电力回收。即使设为这样的结构，也能够实现排气涡轮13的发电电力与进气用压缩机14的压缩动力(动作电力)之差经由第一逆变器及第二逆变器从电力储存部8被进行供给或者向电力储存部8被进行回收的动作。也可以在第一逆变器与第二逆变器之间设置形成为不向排气涡轮13侧输送电力的功率二极管等整流元件。
在图5的(A)及图5的(B)的结构中，控制部16不测量排气涡轮13的发电电力，而经由电力转换器15从电力储存部8供给电力的不足部分或向电力储存部8回收电力的过量部分，以目标的压缩动力来驱动进气用压缩机14。但是，增压系统10也可以具有测量与排气涡轮13的发电量相关的量(旋转体的转速等)的计测器，控制部16使用该计测器的值来识别发电电力，并计算电力的过量部分、不足部分，从而控制电力转换器15以便供给该不足部分的电力或回收该过量部分的电力。
＜进气用压缩机及排气涡轮的变形例＞
图6是表示进气用压缩机及排气涡轮的变形例1(A)及变形例2(B)的图。本实施方式的增压系统10将由排气涡轮13回收的动能暂时转换为电力并向进气用压缩机14输送。因此，与将动能直接从排气涡轮向进气用压缩机输送的机械式的增压器相比，排气涡轮13及进气用压缩机14的配置的自由度高。由于具有这样的自由度，所以作为增压系统10，能够应用变形例1及变形例2那样的结构。
如图6的(A)所示，变形例1是排气涡轮13及进气用压缩机14应用离心式，排气涡轮13的旋转体的旋转轴A1与进气用压缩机14的旋转体的旋转轴A2不在同轴上并列而以不平行的方式配置的例子。
如图6的(B)所示，变形例2是排气配管11与进气配管12分离，并且排气涡轮13与进气用压缩机14分离地配置的例子。另外，是排气涡轮13的旋转轴与进气用压缩机14的旋转轴不在同轴上重叠而以不平行的方式配置的例子。
排气涡轮13和进气用压缩机14的形式及配置并不限于图1、图6的(A)及图6的(B)的例子，能够进行各种变更。可以进气用压缩机14是轴流式且排气涡轮13是离心式，也可以排气涡轮13及进气用压缩机14两者是轴流式。而且，排气涡轮13的旋转轴A1及进气用压缩机14的旋转轴A2也可以与排气配管11及进气配管12匹配地配置于任意的朝向。
在应用了轴流式的排气涡轮或轴流式的进气用压缩机的情况下，在排气或进气的流速高时实现高效的动作，由此，能够实现被高速旋转型的发动机采用而获得高效率的增压系统。另外，在应用了离心式的排气涡轮或离心式的进气用压缩机的情况下，在排气或进气的流速低时实现高效的动作，由此，能够实现被低速旋转型的发动机采用而得到高效率的增压系统。这样，通过选择排气涡轮和进气用压缩机的形式，能够与各种特性的发动机对应而谋求增压的效率提高。
在设计车辆1时，排气涡轮13和进气用压缩机14的配置能够与部件的配置空间对应地灵活地设定，因此即使配置空间有限，增压系统的搭载也变得容易。
以下，说明本实施方式的增压系统10的效果。在机械式的通常的增压器、或者与该增压器同样地配置有各构成要素的电动的增压器中，产生排气的路径或者进气的路径沿正交方向弯曲这样的限制，而且，产生需要使排气管和进气管汇集(接近)于增压器的部位这样的限制。另一方面，根据本实施方式的增压系统10，因为排气涡轮13采用轴流式的结构，所以能够排除离心式所需的排气路径上的限制，能够将排气路径设为例如直线状等弯曲度小的路径。而且，根据本实施方式的增压系统10，通过从排气涡轮13输送电力而使进气用压缩机14动作，因此能够使与排气涡轮13连接的排气管和与进气用压缩机14连接的进气管分离。因此，能够提高与增压系统连接的排气管及进气管的布局上的自由度。
需要说明的是，在图1的实施方式中，示出了排气涡轮13为轴流式的结构，但是也可以排气涡轮13和进气用压缩机14两者是轴流式，还可以排气涡轮13是离心式且进气用压缩机14是轴流式。即使是这样的结构，通过采用轴流式，基于与上述同样的理由，也能够提高排气管或进气管的布局上的自由度。
另外，在机械式的通常的增压器、或者与该增压器同样地配置有各构成要素的电动的增压器中，因为排气涡轮的旋转轴与进气用压缩机的旋转轴配置在同轴上，所以为了适用于该配置，排气管和进气管的配置也受到限制。另一方面，根据本实施方式的增压系统10，因为排气涡轮13的旋转轴与进气用压缩机14的旋转轴以不平行的方式配置，所以能够排除上述限制，提高排气管和进气管的布局上的自由度。
需要说明的是，在图1的实施方式中，示出了排气涡轮13是轴流式的结构，但也可以采用排气涡轮13和进气用压缩机14两者是离心式且排气涡轮13的旋转轴与进气用压缩机14的旋转轴以不平行的方式配置的结构。即使是该结构，也通过上述两个旋转轴以不平行的方式配置，从而基于与上述相同的理由，能够提高排气管或进气管的布局上的自由度。
而且，根据本实施方式的增压系统10，排气涡轮13采用轴流式，进气用压缩机14采用离心式。轴流式的排气涡轮13与相同尺寸的离心式的涡轮相比，能够在排气的流速高时实现高效的动作。离心式的进气用压缩机14与相同尺寸的轴流式的压缩机相比，容易得到较大的压缩比。因此，通过上述的轴流式和离心式的组合，能够以高的能效对进气施加大的增压压力，能够实现适合于高旋转型且高输出的发动机的特性。
而且，根据本实施方式的增压系统10，电力转换器15经由排气涡轮13与进气用压缩机14之间的电力路径(电线L1)，从电力储存部8供给或向电力储存部8回收与进气用压缩机14的动作电力和排气涡轮13的发电电力之差对应的电力。因此，排气涡轮13所发电的电力的大部分不经由电力储存部8而向进气用压缩机14传送，能够实现增压系统10的电效率的提高。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，具体示出了控制电力转换器15的方法，但本发明并不特别限制于该控制方法。另外，在上述实施方式中，示出了能够从排气涡轮13向进气用压缩机14直接传输电力的一部分的结构，但也可以采用排气涡轮的发电电力暂时蓄积于电力储存部，并将该蓄积的电力向进气用压缩机传送的结构。此外，实施方式所示的细节能够在不脱离发明的主旨的范围内适当地变更。

Claims (6)

1.一种增压系统，其特征在于，搭载在具备作为内燃机的发动机和能够进行充电和放电的电力储存部的车辆，所述增压系统具备：
排气涡轮，其通过接受所述发动机的排气而进行发电；
电动的进气用压缩机，其向所述发动机输送经压缩的进气；以及
电力转换器，其能够将所述排气涡轮所发电的电力向所述电力储存部蓄积，并且能够将所述电力储存部的电力向所述进气用压缩机供给，
所述排气涡轮和所述进气用压缩机中的至少一者是轴流式。
2.一种增压系统，其特征在于，搭载在具备作为内燃机的发动机和能够进行充电和放电的电力储存部的车辆，所述增压系统具备：
排气涡轮，其通过接受所述发动机的排气而进行发电；
电动的进气用压缩机，其向所述发动机输送经压缩的进气；以及
电力转换器，其能够将所述排气涡轮所发电的电力向所述电力储存部蓄积，并且能够将所述电力储存部的电力向所述进气用压缩机供给，
所述排气涡轮的旋转轴与所述进气用压缩机的旋转轴以不平行的方式配置。
3.如权利要求2所述的增压系统，其特征在于，
所述排气涡轮和所述进气用压缩机中的至少一者是轴流式。
4.如权利要求1所述的增压系统，其特征在于，
所述排气涡轮是轴流式，所述进气用压缩机是离心式。
5.如权利要求3所述的增压系统，其特征在于，
所述排气涡轮是轴流式，所述进气用压缩机是离心式。
6.如权利要求1至5中任一项所述的增压系统，其特征在于，
所述电力转换器经由所述排气涡轮与所述进气用压缩机之间的电力路径，从所述电力储存部供给或向所述电力储存部回收与所述进气用压缩机的动作电力和所述排气涡轮的发电电力之差对应的电力。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2372962A1 (fr) * 1976-12-01 1978-06-30 Semt Dispositif formant groupe de suralimentation pour moteur a combustion interne
DE2943729C2 (de) * 1979-10-30 1984-06-07 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8900 Augsburg Steuerung einer selbstzündenden Brennkraftmaschine mit Stauaufladung
KR20080008663A (ko) * 2006-07-20 2008-01-24 현대중공업 주식회사 양흡입 원심압축기를 구비한 터보과급기
US7921944B2 (en) * 2007-10-29 2011-04-12 Ford Global Technologies, Llc Compression system for internal combustion engine including a rotationally uncoupled exhaust gas turbine
WO2016146229A1 (de) * 2015-03-18 2016-09-22 Mtu Friedrichshafen Gmbh Brennkraftmaschinenvorrichtung, brennkraftmaschine und verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschinenvorrichtung
US10087939B2 (en) * 2015-07-21 2018-10-02 Garrett Transportation I Inc. Turbocharger systems with direct turbine interfaces
JP2019183716A (ja) * 2018-04-06 2019-10-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
IT201900006696A1 (it) * 2019-05-09 2020-11-09 Ferrari Spa Veicolo ibrido a quattro ruote motrici comprendente un motore termico a combustione interna provvisto di una turbina elettrificata e corrispondente metodo di controllo

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