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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine,
wobei die Aufladevorrichtung einen in einem Einlassrohr angeordneten
Auflader aufweist, wobei der Auflader zur Druckbeaufschlagung von
in eine Brennkammer der Kraftmaschine zugeführte Einlassluft elektrisch
angetrieben ist.
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Eine
in der JP-A-2002-357127 offenbarte Aufladevorrichtung weist einen
Auflader, einen Elektromotor und eine Aufladersteuervorrichtung
auf. Der Auflader ist in einem Einlassrohr einer Brennkraftmaschine
zum Druckbeaufschlagen von Einlassluft angeordnet, die in eine Brennkammer
der Kraftmaschine zugeführt
wird. Der Elektromotor dreht den Auflader. Die Aufladersteuervorrichtung
steuert die Drehzahl des Aufladers in Übereinstimmung mit einem Solleinlassdruck,
der auf Grundlage eines Betriebszustands der Kraftmaschine festgelegt
ist. Der Elektromotor treibt den Auflader an, um die Einlassluft aufzuladen,
um das Drehmoment und die Ausgabekraft zu erhöhen. Der Auflader wird unter
Verwendung von Ansaugenergie der Kraftmaschine in einem Niederlastbetrieb
gedreht, in dem die Aufladung nicht benötigt wird, so dass die Kraftstoffeffizienz
verbessert wird.
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Jedoch
sind bei dieser Aufladevorrichtung zusätzlich zu dem Auflader ein
Drosselkörper
und ein Gehäuse
an dem Einlassrohr der Kraftmaschine vorgesehen. Der Drosselkörper nimmt
ein Drosselventil (THV) auf und das Gehäuse nimmt ein Leerlaufdrehzahlsteuerventil
(ISCV) auf. Insbesondere müssen Steuerkomponenten,
etwa ein Drosselöffnungssensor, in
einem elektrisch gesteuerten Drosselventil vorgesehen werden. Dementsprechend
steigt die Komponentenanzahl und daher kann die Aufladevorrichtung
sehr groß werden.
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Ferner
kann bei der vorgenannten Aufladevorrichtung das Ansprechverhalten
des Ladedrucks (tatsächlichen
Drucks) mit Bezug auf einen Solldruck des Aufladers infolge einer
Verzögerung
des Ansprechverhaltens des Elektromotors unzureichend sein. Insbesondere
dann, wenn das Fahrzeug beispielsweise durch Niedertreten eines
Beschleunigerpedals schnell beschleunigt wird, steigt der Ladedruck
nicht schnell auf den in Übereinstimmung
mit einem Betätigungsgrad
des Beschleunigerpedals eingestellten Solldruck an.
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Daher
tritt dann, wenn ein Fahrer das Fahrzeug schnell beschleunigt, eine
Verzögerung
einer tatsächlichen
Einlassluftmenge mit Bezug auf eine Solleinlassluftmenge auf. Genauer
gesagt tritt bei der tatsächlichen
Einlassluftmenge, die von dem Auflader in die Brennkammer druckgefördert wird,
mit Bezug auf die Solleinlassluftmenge, die in Übereinstimmung mit dem Betätigungsgrad
des Beschleunigerpedals eingestellt ist, eine Verzögerung auf.
Folglich tritt eine Verzögerung
des Ansprechverhaltens der Drehzahl der Kraftmaschine auf und das
Fahrzeug kann nicht entsprechend dem Betätigungsgrad des Beschleunigerpedals
schnell beschleunigt werden. Als ein Ergebnis kann das Fahrverhalten
verschlechtert werden.
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Ferner
hält der
Elektromotor fehlerhaft an, wenn ein Kabelbaum, der den Elektromotor
mit der Aufladersteuervorrichtung verbindet, bricht, oder wenn der
Kabelbaum einen Kurzschluss verursacht. Wenn der Elektromotor fehlerhaft
anhält,
stoppt die Drehung des Aufladers und es kann keine Minimalmenge
von Einlassluft zu der Kraftmaschine druckgefördert werden. In diesem Fall
kann es passieren, dass die Kraftmaschine anhält.
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In
Hinsicht auf die vorstehenden Probleme wird gemäß der JP-A-2005-106275 als
ein Auflader eine in 8 gezeigte
Verdrängerpumpe
(PD-Pumpe) verwendet. Die Verdrängerpumpe
weist ein zylindrisches Gehäuse
und einen Rotor 102 auf. Der Rotor 102 ist in
dem Gehäuse 101 exzentrisch
aufgenommen. Das Gehäuse 101 hat
eine Ansaugöffnung 103 und
eine Auslassöffnung 104 an
dessen unteren Seite. Der Rotor 102 hat einen Eingriffsabschnitt 105, der
mit einer Ausgabewelle eines Elektromotors in Eingriff ist, so dass
die Drehung der Ausgabewelle auf den Rotor 102 übertragen
wird. An dem Außenumfang
des Rotors 102 sind vier Klappen 106 vorgesehen.
Jede Klappe 106 liegt in einer gekrümmten Gestalt vor und hat eine
Welle. Das Gehäuse 101 der Verdrängerpumpe
definiert einen kreisförmigen
Hohlraum zwischen dem Innenumfang des Gehäuses 101 und dem Außenumfang
des Rotors 102. Der kreisförmige Hohlraum der Verdrängerpumpe
ist durch die Klappen 106 in vier veränderliche Räume 107 geteilt.
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Wenn
sich der Rotor 102 dreht, dreht sich auch jede Klappe 106,
während
die Klappe 106 durch die Zentrifugalkraft so nach außen gezogen
wird, dass der Rotor 102 einen Kontakt mit dem Innenumfang
des Gehäuses 101 eingeht.
In dieser Situation wird das Innenvolumen eines jeden veränderlichen Raums 107 wiederholtermaßen größer und
kleiner, so dass in den veränderlichen
Raum 107 eingesogene Luft zu der stromabwärtigen Seite
druckgefördert wird.
Daher dreht sich dann, wenn die Verdrängerpumpe anhält, die
Klappe 106 durch den Unterdruck zu der Seite des Außenumfangs
des Rotors 102, so dass ein Einlassluftdurchlass beibehalten
werden kann, und dadurch ein Abwürgen
der Kraftmaschine eingeschränkt
werden kann.
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Wenn
sich die Kraftmaschine in einem Leerlaufbetrieb befindet, oder wenn
die Kraftmaschinenlast niedrig ist, wird die Einlassluftmenge gering
und die Kraftmaschine muss nicht aufgeladen werden. In dieser Situation
wird der Rotor 102 nicht durch den Elektromotor gedreht
und bei dem vorgenannten Rufbau wirkt auf die Klappe 106 kein
Zentrifugaldruck. In diesem Zustand liegt die Klappe 106 infolge des
Unterdrucks in einem Einlassrohr stromabwärts der Verdrängerpumpe
der Kraftmaschine an dem Außenumfang
des Rotors 102 an. Dementsprechend kommt der Einlassdurchlass
in einen vollständig
geöffneten
Zustand. Somit kann die Drehzahl der Kraftmaschine infolge der Erhöhung der
Einlassluftmenge übermäßig hoch
werden.
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In
Hinsicht auf die vorgenannten und weiteren Probleme ist es eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kleine Aufladevorrichtung
für eine Kraftmaschine
zu schaffen, wobei die Aufladevorrichtung einen elektrischen Auflader
aufweist, der in der Lage ist, eine Einlassluftmenge in Übereinstimmung mit
einer Beschleunigerstellung variabel zu steuern, wenn die Einlassluft
in einem von einem Niederlastbetrieb und einem Leerlaufbetriebszustand
nicht aufgeladen werden muss.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen
Auflader zu schaffen, der Klappen aufweist, die zum Aufladen der
Einlassluft in einem Hochlastbetrieb mit dem Innenumfang eines Gehäuses einen
Kontakt eingehen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufladevorrichtung
zu schaffen, die einen elektrischen Auflader aufweist, der in der
Lage ist, sowohl die Verzögerung
eines zunehmenden Ladedrucks als auch die Verzögerung einer zunehmenden Drehzahl
der Kraftmaschine zu verringern, um das Fahrverhalten in einem Beschleunigungszustand zu
verbessern.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufladevorrichtung
zu schaffen, die einen elektrischen Auflader aufweist, der Klappen öffnet, wenn
der Ladedruck nicht schnell zunimmt, wobei der elektrische Auflader
in der Lage ist, sowohl die Verzögerung
der Zunahme des Ladedrucks als auch die Verzögerung der Drehzahl der Kraftmaschine
zu verringern, um das Fahrverhalten zu verbessern.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufladevorrichtung
zu schaffen, die einen elektrischen Auflader aufweist, der in der
Lage ist, zu verhindern, dass die Kraftmaschine anhält, wenn
ein interner Elektromotor versagt.
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat ein Auflader ein Gehäuse, ein
Drehelement, einen Elektromotor, eine Vielzahl von Klappen und eine Öffnungsgradsteuereinrichtung. Das
Gehäuse
ist in einem Einlassrohr einer Brennkraftmaschine angeordnet. Das
Gehäuse
hat eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt. Das Drehelement ist
mit Bezug auf eine Mitte des Gehäuses
exzentrisch angeordnet. Das Drehelement ist relativ zu dem Gehäuse drehbar.
Der Elektromotor dreht das Drehelement bei einer vorbestimmten Drehzahl.
Die Vielzahl von Klappen sind durch einen Umfang des Drehelements
drehbar gestützt.
Die Vielzahl von Klappen sind in der Lage, mit dem Umfang des Drehelements
einen Kontakt herzustellen, so dass ein Innenumfang des Gehäuses und
ein Außenumfang
des Drehelements in der Lage sind, einen ringförmigen Raum dazwischen auszubilden.
Die Vielzahl von Klappen sind in der Lage, mit dem Innenumfang des Gehäuses einen
Kontakt einzugehen, um das ringförmige
Gehäuse
in eine Vielzahl von veränderlichen Räumen zu
teilen. Die Öffnungsgradsteuereinrichtung
schaltet die Vielzahl von Klappen zwischen einer Vollverschlussstellung
und einer Vollöffnungsstellung
um. Die Vielzahl von Klappen geht in der Vollverschlussstellung
einen Kontakt mit dem Innenumfang des Gehäuses ein. Die Vielzahl von
Klappen geht in der Vollöffnungsstellung
einen Kontakt mit dem Umfang des Drehelements ein. Die Öffnungsgradsteuereinrichtung
führt eine
Einlassluftsteuerung in einem von einem Niederlastbetrieb und einem Leerlaufbetrieb
durch. In dem Niederlastbetrieb und dem Leerlaufbetrieb muss die
Einlassluft nicht aufgeladen werden. Die Öffnungsgradsteuereinrichtung schaltet
die Vielzahl von Klappen auf eine zwischenliegende Stellung zwischen
der Vollverschlussstellung und der Vollöffnungsstellung in der Einlassluftsteuerung
um. Die Öffnungsgradsteuereinrichtung steuert
den Öffnungsgrad
der Vielzahl von Klappen in Übereinstimmung
mit einer Beschleunigerstellung.
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Ein
Verfahren zum Steuern einer Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine beinhaltet
die folgenden Schritte. Gemäß einer
Beschleunigerstellung wird eine Einlassluft-Sollmenge eingestellt.
Ein erster Motor wird in einem von dem Niederlastbetrieb und dem
Leerlaufbetrieb angehalten. Der Drehwinkel eines zweiten Motors
wird mit Bezug auf den ersten Motor gesteuert, um eine Stellung
einer Vielzahl von Klappen in einem Gehäuse in Übereinstimmung mit einer Einlassluftsollmenge
in einem von dem Niederlastbetrieb und dem Leerlaufbetrieb zu steuern.
Zwischen der Vielzahl von Klappen und einem Innenumfang des Gehäuses ist
ein vorbestimmter Spalt definiert, der der Einlassluftsollmenge
in einem aus dem Niederlastbetrieb und dem Leerlaufbetrieb entspricht.
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Wahlweise
weist ein Verfahren zum Steuern einer Aufladevorrichtung, die einen
elektrischen Auflader für
eine Brennkraftmaschine aufweist, folgende Schritte auf. Sowohl
die Solldrehzahl des elektrischen Aufladers als auch der Sollladedruck
des elektrischen Aufladers werden in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand
der Brennkraftmaschine festgelegt. Sowohl die Drehzahl eines ersten
Motors als auch die Drehzahl eines zweiten Motors werden in Übereinstimmung
sowohl mit der Solldrehzahl des elektrischen Aufladers als auch
mit dem Sollladedruck des elektrischen Aufladers gesteuert, um eine Vielzahl
von Klappen in einem Gehäuse
zum Aufladen der Einlassluft zu drehen. Der erste Motor wird angehalten
und der zweite Motor wird bei einer im Wesentlichen konstanten Drehzahl
gedreht, um die Vielzahl von Klappen so zu bewegen, dass sie unter Verwendung
einer Vorspannung einer Vielzahl von Vorspannelementen und der Drehkraft
des zweiten Motors relativ zu dem ersten Motor in einer im Wesentlichen
voll verschlossenen Stellung vorliegen, um zwischen der Vielzahl
von Klappen und einem Innenumfang des Gehäuses einen ringförmigen Raum zu
definieren, wenn der tatsächliche
Druck des elektrischen Aufladers mit Bezug auf den Solldruck des elektrischen
Aufladers verzögert
ist.
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Das
vorstehend genannte Verfahren zum Steuern einer Aufladevorrichtung
kann ferner folgende Schritte aufweisen. Die Drehung des ersten
Motors wird gestartet und die Drehzahl des ersten Motors wird auf
die Solldrehzahl des elektrischen Aufladers erhöht, nachdem der ringförmige Raum
in der im Wesentlichen vollständig
verschlossenen Stellung definiert ist. Die Drehzahl des zweiten
Motors wird allmählich
verringert, wenn die Drehzahl des ersten Motors in die Nähe der Solldrehzahl
des elektrischen Aufladers kommt. Der zweite Motor wird angehalten, wenn
die Drehzahl des ersten Motors im Wesentlichen mit der Solldrehzahl
des elektrischen Aufladers übereinstimmt,
nachdem die Drehzahl des zweiten Motors allmählich verringert wurde.
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Dadurch
kann sowohl eine Verzögerung
in der Zunahme des Ladedrucks als auch eine Verzögerung in der Zunahme der Drehzahl
der Kraftmaschine verringert werden, so dass das Fahrverhalten verbessert
werden kann.
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Die
vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. In den
Zeichnungen ist:
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1 eine
schematische Ansicht, die eine Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2A eine
Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Klappen in der
Aufladevorrichtung geschlossen sind, und 2B eine
Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Klappen in der
Aufladevorrichtung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
offen sind;
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3 eine
Perspektivansicht, die den Zustand zeigt, in dem die Klappen in
der Aufladevorrichtung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
geschlossen sind;
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4 eine
Schnittansicht von vorne, die den Zustand zeigt, in dem die Klappen
in der Aufladevorrichtung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
geschlossen sind;
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5 eine
schematische Ansicht, die die Aufladevorrichtung für die Brennkraftmaschine
zeigt, wobei die Klappen in der Aufladevorrichtung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
geschlossen sind;
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6 eine
Perspektivansicht, die den Zustand zeigt, in dem die Klappen in
der Aufladevorrichtung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
geöffnet
sind;
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7 eine
Schnittansicht von vorne, die den Zustand zeigt, in dem die Klappen
in der Aufladevorrichtung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
geöffnet
sind; und
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8 eine
Schnittansicht von vorne, die eine Verdrängerpumpe aus dem Stand der
Technik zeigt, bei der die Klappen geöffnet sind.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Eine
in 1 und 5 gezeigte Brennkraftmaschine
ist eine aufgeladene Kraftmaschine. In diesem Ausführungsbeispiel
ist die Kraftmaschine beispielsweise ein mehrzylindriger viertaktiger
Ottomotor. Die Kraftmaschine weist eine Aufladevorrichtung auf,
die ein Einlassrohr 1, einen elektrischen Auflader 2 und
dergleichen hat. Durch das Einlassrohr 1 wird Einlassluft
in die Kraftmaschine zugeführt.
Der Auflader 2 ist auf halbem Weg in dem Einlassrohr 1 angeordnet.
Der Auflader 2 hat einen Aufbau, bei dem die Stellungen
der Klappen veränderlich
sind. Die Kraftmaschine erzeugt eine Ausgabekraft durch Erzeugen thermischer
Energie, die durch Verbrennung eines Gasgemisches in Brennkammern
erhalten wird. Das Gasgemisch enthält Einlassluft und Kraftstoff.
Die Kraftmaschine weist einen Zylinderkopf und einen Zylinderblock
auf. Der Zylinderkopf definiert eine Einlassöffnung, die mit dem stromabwärtigen Ende
des Einlassrohrs 1 luftdicht verbunden ist. Der Zylinderblock
definiert die Brennkammern 4, in die das Gasgemisch durch
Einlassöffnungen 3 eingesogen
wird. Eine Seite des Zylinderkopfs definiert die Einlassöffnungen 3,
die jeweils durch Einlassventile 6 geöffnet und geschlossen werden.
Die andere Seite des Zylinderkopfs definiert Auslassöffnungen 5,
die jeweils durch Auslassventile 7 geöffnet und geschlossen werden.
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Der
Zylinderkopf und der Zylinderblock definieren Zylinder darin. Jeder
Zylinder nimmt einen Kolben 8 verschieblich auf, der mit
einer Kurbelwelle (nicht gezeigte Kraftmaschinenausgabewelle) der Kraftmaschine über eine
(nicht gezeigte) Verbindungsstange verbunden ist. An dem Zylinderkopf sind
Zündkerzen
vorgesehen, so dass das jeweilige vordere Ende einer jeden Zündkerze
der Brennkammer 4 ausgesetzt ist. An dem Zylinderkopf ist
ein elektrisches Kraftstoffeinspritzventil (Injektor) 9 zum Einspritzen
von Kraftstoff zu der Wandfläche
der Einlassöffnung 3 oder
zum Einspritzen von Kraftstoff nach hinter der Wandfläche des
Einlassventils 6 vorgesehen. Die Kraftmaschine 1 ist
mit einer elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzvorrichtung
montiert, die aus verschiedenen Sensoren, einer Kraftmaschinensteuereinheit
(elektronischen Steuereinheit, ECU) 200 und dergleichen
aufgebaut ist. Die Sensoren erfassen verschiedene Zustände, etwa
einen Lastzustand der Kraftmaschine und einen Betriebszustand des
Fahrzeugs. Die ECU 200 integriert die Erfassungssignale
der Sensoren und führt
Steuerungen in Übereinstimmung
mit den erfassten Signalen aus. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
hat ein System, in dem eine elektrische Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt)
den Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, so dass er einen vorbestimmten
Druck hat, und den Kraftstoff durch einen Kraftstofffilter (nicht
gezeigt) in die Injektoren 9 befördert, so dass eine vorbestimmte Menge
von Kraftstoff bei geeigneten Einspritzzeitgebungen eingespritzt
werden kann.
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Das
Einlassrohr 1 definiert in sich Einlassdurchlässe 11, 12.
Der Einlassdurchlass 11 ist stromaufwärts des Aufladers 2 angeordnet,
so dass die Einlassluft durch den Einlassdurchlass 11 in
den Auflader 2 eingebracht wird. Der Einlassdurchlass 12 ist stromabwärts des
Aufladers 2 angeordnet, so dass Einlassluft durch den Einlassdurchlass 12 in
die Brennkammern 4 der Kraftmaschine eingebracht wird.
Das Kraftmaschineneinlassrohr 1 ist aus einem Luftreiniger 13,
einer Einlassleitung 15, einem Zwischenbehälter 16 und
einem Einlasskrümmer
(Einlassrohr, nicht gezeigt) aufgebaut. Der Luftreiniger 13 filtert
die Einlassluft. Die Einlassleitung 15 ist mit dem stromabwärtigen Ende
eines den Luftreiniger 13 aufnehmenden Gehäuses 14 luftdicht
verbunden. Der Zwischenbehälter 16 ist
mit dem stromabwärtigen Ende
der Einlassleitung 15 über
den Auflader 2 luftdicht verbunden, um das Pulsieren der
Einlassluft zu absorbieren. Das Einlassrohr ist mit dem stromabwärtigen Ende
des Zwischenbehälters 16 luftdicht verbunden.
In dem Einlassrohr 15 ist ein Luftmassenmesser 17 zum
Erfassen der Einlassluftmenge vorgesehen.
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Unter
Bezugnahme auf 2 bis 4 weist
der Auflader 2 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ein Gehäuse 19,
ein Drehelement und einen Drehelementantrieb auf. Das Gehäuse 19 ist
auf halbem Weg des Einlassrohrs 1 angeordnet. Das Drehelement
ist in dem Gehäuse 19 drehbar
vorgesehen, so dass die Drehachse des Drehelements mit Bezug auf
die Mitte des Gehäuses 19 exzentrisch
ist. Der Drehelementantrieb dreht das Drehelement bei einer vorbestimmten
Drehzahl. Der Drehelementantrieb ist in zwei Komponenten einschließlich eines
ersten Rotors (erstes Drehelement) 21 und eines zweiten
Rotors (zweites Drehelement) 22 geteilt. Der erste Rotor 21 hat
eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt. Der erste Rotor 21 ist
in dem Gehäuse 19 drehbar
aufgenommen. Der erste Rotor 21 hat die Drehachse, die mit
Bezug auf die Mitte des Gehäuses 19 exzentrisch angeordnet
ist. Der zweite Rotor 22 ist in der Lage, sich integral
mit dem ersten Rotor 21 zu drehen und ist in der Lage,
sich mit Relativbezug auf den ersten Rotor 21 zu drehen.
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Das
Gehäuse 19 ist
aus einem metallenen Material, etwa rostfreiem Stahl, ausgebildet,
so dass es in einer im Wesentlichen zylindrischen Gestalt vorliegt.
Das Gehäuse 19 hat
ein axiales Ende in der Zylinderrichtung. Das eine axiale Ende des
Gehäuses 19 ist
mit einer ersten Platte (nicht gezeigt) verbunden, die eine im Wesentlichen
scheibenförmige
Gestalt hat. Das Gehäuse 19 hat
das andere axiale Ende, an dem eine zweite Platte (nicht gezeigt)
angeschlossen ist. Die zweite Platte hat eine im Wesentlichen scheibenförmige Gestalt.
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Der
erste Rotor 21 und der zweite Rotor 22 sind in
dem Gehäuse 19 drehbar
aufgenommen. An einer Seite des Gehäuses 19 (an der oberen
linken Seite in 1 und 5) ist ein
Lufteinlassloch (nicht gezeigt) ausgebildet. Einlassluft wird durch
das Lufteinlassloch in einen zwischen dem Innenumfang des Gehäuses 19 und
dem Außenumfang
des ersten Rotors 21 ausgebildeten ringförmigen Raum 23 eingesogen.
An der anderen Seite des Gehäuses 19 (an der
rechten Seite in 1 und 5) ist ein
Luftauslassloch (nicht gezeigt) ausgebildet. Die Einlassluft wird
von dem ringförmigen
Raum 23 durch das Luftauslassloch ausgelassen.
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Der
erste Rotor 21 ist aus einem metallenen Material, etwa
rostfreiem Stahl, ausgebildet, so dass er eine vorbestimmte Gestalt
hat. Der erste Rotor 31 weist einen im Wesentlichen zylindrischen
Rotorkörper 24,
einen im Wesentlichen zylindrischen Klappenhalter 25, eine
Vielzahl von Stiften (Wellen) 26 und eine Vielzahl von
Klappen (Ventilkörpern) 27 auf. Der
Rotorkörper 24 hat
eine Drehmitte, die mit Bezug auf die Mitte des Gehäuses 19 exzentrisch
ist, so dass der Rotorkörper 24 relativ
zu dem Gehäuse 19 exzentrisch
drehbar ist. Der Klappenhalter 25 ist im Querschnitt im
Wesentlichen länglich.
Der Klappenhalter 25 ist mit dem Außenumfang des Rotorkörpers 24 in
Eingriff, so dass sich der Klappenhalter 25 mit dem Rotorkörper 24 einstückig dreht.
Jeder Stift 26 ist drehbar in ein Eingriffsloch (nicht
gezeigt) eingesetzt, das in einem gesimsförmigen Abschnitt (Außenumfang,
nicht gezeigt) ausgebildet ist, der von jeweiligen Winkel- bzw.
Eckabschnitten des Klappenhalters 25 vorsteht. Jede Klappe 27 ist
durch den Stift 26 drehbar gestützt.
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Der
Rotorkörper 24 und
der Klappenhalter 25 sind so integriert, dass sie der erste
Rotor 21 sind. Unter Bezugnahme auf 2 hat
der erste Rotor 21 einen Eingriffsabschnitt (nicht gezeigt),
der mit dem Außenumfang
einer Antriebswelle (ersten Motorwelle, Ausgabewelle, nicht gezeigt)
eines ersten Motors 31 in Eingriff ist. Die Antriebswelle
des ersten Motors 31 hat ein Ende, das durch ein (nicht
gezeigtes) Lager drehbar gestützt
ist, und ein Dichtungselement (nicht gezeigt), die an der ersten
Platte des Gehäuses 19 vorgesehen
sind. Der Drehkörper 24 definiert einen
Hohlraum 28, der den zweiten Rotor 22 in sich drehbar
aufnimmt. Jeder Winkelabschnitt des Klappenhalters 25 hat
einen Klappenstützabschnitt 29, der
eine im Wesentlichen bogenförmige
Gestalt aufweist, die im Wesentlichen einer Gestalt eines Endabschnitts
der Klappe 27 entspricht. Der eine Endabschnitt der Klappe 27 hat
eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt.
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Der
Klappenhalter 25 hat eine Vielzahl von im Wesentlichen
ebener Außenrandbereiche
(Aufnahmeabschnitte). Jeder der im Wesentlichen ebenen Außenrandbereiche
ist zwischen zwei Winkelabschnitten angeordnet, die in dem Klappenhalter 25 in Umfangsrichtung
zueinander benachbart sind. Der im Wesentlichen ebene Außenumfang
des Klappenhalters 25 ist in der Lage, jede Klappe 27 aufzunehmen,
wenn die Klappe 27 mit dem im Wesentlichen ebenen Außenumfang
einen Kontakt eingeht.
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Der
zweite Rotor 22 ist aus einem metallenen Material, etwa
rostfreiem Stahl, ausgebildet, so dass er eine vorbestimmte zylindrische
Gestalt oder eine Säulengestalt
hat. Der zweite Rotor 22 ist mit dem Innenumfang des Rotorkörpers 24 des
ersten Rotors 21 in Eingriff, während er dazwischen einen vorbestimmten
Spalt definiert, so dass der zweite Rotor 22 in der Lage
ist, sich relativ mit Bezug auf den ersten Rotor 21 zu
drehen.
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Unter
Bezugnahme auf 2A und 2B hat
der zweite Rotor 22 ein Ende, in dem ein Eingriffsabschnitt
ausgebildet ist. Der Eingriffsabschnitt des zweiten Rotors 22 ist
mit dem Außenumfang
der Antriebswelle (zweite Motorwelle, Ausgabewelle) eines zweiten
Motors 32 über
eine flexible Verbindung 34 in Eingriff. Der Endabschnitt
der flexiblen Verbindung 34 auf der linken Seite in 2A und 2B ist
durch ein Lager (nicht gezeigt) und ein Dichtungselement (nicht
gezeigt), die an der zweiten Platte des Gehäuses 19 vorgesehen
sind, drehbar gestützt,
und ist bezüglich 2A, 2B in
Vertikalrichtung beweglich. Der Außenumfang des zweiten Rotors 32 hat
einen Stützabschnitt,
der eine Vielzahl von Federn 35 stützt, die jeweils um den Außenumfang
des zweiten Rotors 22 gewunden sind. Der Stützabschnitt
des zweiten Rotors 22 kann eine Einhaknut definieren, in
die die Enden der Federn 35 jeweils eingehakt sind.
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Die
Klappen 27 sind aus einem metallenen Material, etwa rostfreiem
Stahl, ausgebildet, so dass sie eine vorbestimmte Gestalt haben.
Jede Klappe 27 hat den Endabschnitt (zylindrischen Abschnitt),
der mit dem jeweiligen an dem ersten Rotor 21 vorgesehenen
Stift 26 in Eingriff ist, so dass die Klappe 27 durch
den gesimsförmigen
Abschnitt (Außenumfang) des
ersten Rotors 21 drehbar gestützt ist. Der Öffnungsgrad
der Klappen 27 ist zwischen einer Vollöffnungsstellung davon und einer
Vollverschlussstellung davon veränderlich.
Genauer gesagt geht die Klappe 27 mit einem Außenumfang 30 des
Klappenhalters 25 des ersten Rotors 21 einen Kontakt
in der Vollöffnungsstellung
der Klappe 27 ein. Dadurch ist zwischen dem Innenumfang
des Gehäuses 19 und sowohl
dem Außenumfang
des Klappenhalters 25 des ersten Rotors 21 als
auch den Außenwandflächen der
Klappen 27 in der Vollöffnungsstellung
ein ringförmiger
Raum 23 ausgebildet. Die Klappen 27 gehen mit
dem Innenumfang des Gehäuses 19 einen Gleitkontakt
ein, so dass die Klappen 27 in der Vollverschlussstellung
der Klappen 27 jeweils den ringförmigen Raum 23 in
eine Vielzahl von veränderlichen
Räumen 37 aufteilen.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 hat die
Klappe 27 einen Sitzabschnitt 41 an der äußeren Seitenwandfläche des
anderen Endabschnitts der Klappe 27. Der Sitzabschnitt 41 geht
mit dem Innenumfang des Gehäuses 29 einen
Gleitkontakt ein. Die Klappe 27 hat die innere Seitenwandfläche, die
einen Kontaktabschnitt 42 bildet, der mit dem Außenumfang 30 des
Klappenhalters 25 des ersten Rotors 21 einen Kontakt
eingeht.
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Jede
Klappe 27 ist über
einen jeweiligen Stift 26 an dem ersten Rotor 21.
angeschlossen und ist über
eine jeweilige Feder 35 an dem zweiten Rotor 22 angeschlossen.
Die Klappe 27 hat die äußere Seitenwandfläche, die
im Querschnitt in einer gekrümmten
Gestalt (Bogengestalt) ausgebildet ist. Wenn die Klappen 27 auf
die Vollöffnungsstellung
geschaltet sind, wird die äußere Gestalt
des Drehelements, die aus dem ersten Rotor 21 und den Klappen 27 aufgebaut
ist, im Wesentlichen kreisförmig.
Die einen Enden (zylindrischen Abschnitte) der Klappen 27 sind jeweils
um die äußeren Seitenwandflächen des
Klappenstützabschnitts 29 des
Rotors 21 gestützt,
so dass die Klappen 27 relativ zu dem ersten Rotor 21 drehbar
sind. Sowohl die einen Enden der Klappen 27 als auch die äußeren Seitenwandflächen der Klappenstützabschnitte 29 definieren
zwischen sich einen vorbestimmten Abstand (Spalt).
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Der
Auflader 2 hat eine Öffnungs-
und -Verschlussstellungsumschalteinrichtung (Öffnungsgradsteuereinrichtung),
die die Vollverschlussstellung in einer Aufladestellung, die Vollöffnungsstellung
in einer Vollöffnungslufteinlassstellung
und eine mittlere Öffnungsstellung
in einer die Einlassluft verändernden
Stellung (Klappenöffnungsschließsteuerstellung)
umschaltet.
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Der
Sitzabschnitt 41 der Klappe 27 geht in der Vollverschlussstellung
mit dem Innenumfang des Gehäuses 19 einen
Kontakt ein. Im Gegensatz dazu geht der Kontaktabschnitt 42 der
Klappe 27 in der Vollöffnungsstellung
mit dem Außenumfang 30 des ersten
Rotors 21 einen Kontakt ein. Die Zwischenöffnungsstellung
ist eine zwischenliegende Stellung zwischen der Vollverschlussstellung
und der Vollöffnungsstellung.
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Die Öffnungsgradsteuereinrichtung
weist die Federn 35 und eine Klappenantriebseinrichtung
auf. Die Federn 35 spannen die Klappen 27 jeweils
in der Verschlussrichtung vor, in welcher sich die Klappen 27 auf
die Vollverschlussstellung schließen. Die Klappenantriebseinrichtung
betätigt
die Klappen 27 in deren Öffnungsrichtung und in deren
Verschlussrichtung unter Verwendung der Spannkraft der Federn 35 und
der Drehkraft des ersten Motors 31 und des zweiten Motors 32.
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Die
Klappenantriebseinrichtung ist aus dem ersten Motor 31 und
dem zweiten Motor 32 aufgebaut. Der erste Motor (erste
Elektromotor) 31 hat die Funktion sowohl als Klappenantriebseinrichtung
als auch als Drehelementantriebseinrichtung. Diese Klappenantriebseinrichtung
bewegt die Klappen 27 in der Schließrichtung über den ersten Motor 21 unter Verwendung
der Vorspannung der Federn 35. Diese Drehelementantriebseinrichtung
dreht den ersten Rotor 21, die Klappen 27, die
Federn 35 und den zweiten Rotor 22 in der rechten
Richtung in 3. Der zweite Motor (zweiter
Elektromotor) 32 arbeitet sowohl als Klappenantriebseinrichtung
als auch als Drehelementantriebseinrichtung. Diese Klappenantriebseinrichtung
bewegt die Klappen 27 über
den zweiten Rotor 22 und die Federn 35 unter Verwendung
der Vorspannung der Federn 35 in der Öffnungsrichtung, in der sich
die Klappen 27 auf die Vollöffnungsstellung öffnen. Diese
Drehelementantriebseinrichtung dreht den zweiten Rotor 22,
die Federn 35, die Klappen 27 und den ersten Rotor 21 in
einer von der rechten Richtung und der linken Richtung in 3.
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Der
erste Motor 31 ist ein Stellglied, das in der Lage ist,
die inneren Komponenten, die aus dem ersten Rotor 21, den Klappen 27,
den Federn 35 und den zweiten Rotor 22 aufgebaut
sind, in der rechten Richtung in 3 zu drehen,
während
die Klappen 27 in der Vollverschlussstellung sind. Der
erste Motor 31 ist beispielsweise ein bürstenloser Motor mit einem
Rotor und einem Stator. Der Rotor ist mit einer Antriebswelle integriert
und der Stator steht dem Außenumfangsrand
des Rotors gegenüber.
Der Rotor ist mit einem Rotorkern montiert, der einen Dauermagneten
aufweist. Der Stator ist mit dem Statorkern versehen, wobei um den
Stator eine Spule gewickelt ist und er hat ein Jochgehäuse, das
durch den Magnetismus der Statorspule magnetisiert ist.
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Der
zweite Motor 32 ist ein Stellglied, das in der Lage ist,
die inneren Komponenten, die aus dem zweiten Rotor 22,
den Federn 35, den Klappen 27 und dem ersten Rotor 21 aufgebaut
sind, in der rechten Richtung in 3 zu drehen,
während
sich die Klappen 27 in der Vollöffnungsstellung befinden. Der zweite
Motor 32 dient als ein Kraftgenerator, der eine Fahrzeugbatterie
auflädt
und der Elektrizität
zu elektrischen Komponenten zuführt,
wenn der erste Motor 31 den zweiten Rotor 22 über den
ersten Rotor 21 dreht. Der zweite Motor 32 ist
ein Wechselstrommotor, etwa ein dreiphasiger Induktionselektromotor. Der
zweite Motor 32 ist aus einem Rotor und einem Stator aufgebaut.
Der Rotor ist mit einer Antriebswelle 33 integriert. Der
Stator liegt dem Umfangsrand des Rotors gegenüber. Der Rotor ist mit einem
Rotorkern montiert, der einen Dauermagneten aufweist. Der Stator
ist mit dem Statorkern versehen, um den eine dreiphasige Statorspule
herumgewickelt ist.
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Zwischen
einem Eingriffsabschnitt des zweiten Rotors 22 und der
Antriebswelle 33 des zweiten Motors 33 ist eine
flexible Verbindung wie z.B. ein Gummischlauch 34 vorgesehen.
Die flexible Verbindung ist in der Lage, den zweiten Rotor 22 entlang
einer gedachten Linie, die eine Stelle um den Mittelpunkt des Gehäuses 19 und
eine Stelle um die Drehachse des ersten Rotors 21 verbindet,
linear hin und her zu bewegen,. Unter Bezugnahme auf 2A und 2B hat
die flexible Verbindung 34 ein Ende, das an dem Außenumfang
des vorderen Endes der Antriebswelle 33 des zweiten Motors 32 unter
Verwendung eines Befestigungselements, etwa eines Bands, befestigt
ist. Die flexible Verbindung 34 hat das andere Ende, das
an dem Außenumfang
des vorderen Endes des Eingriffsabschnitts des zweiten Rotors 22 unter
Verwendung eines Befestigungselements, etwa eines Bands, befestigt
ist.
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Jede
Feder 35 dient als ein Vorspannmittel, das den Sitzabschnitt 41 der
Klappe 27 zu dem Innenumfang des Gehäuses 19 in der Schließrichtung der
Klappe 27 vorspannt. Die Feder 35 ist aus einem metallenen
Material, etwa einer Drahtstange aus kohlenstoffarmem Stahl oder
einer Drahtstange aus kohlenstoffreichem Stahl ausgebildet. Wahlweise
ist die Feder 35 aus einem federnden Element, etwa einer
nichtmetallenen Drahtstange ausgebildet. Die Feder 35 hat
das eine Ende, das um den Außenumfang
des Stützabschnitts
des zweiten Rotors 22 gewickelt ist und an dem zweiten
Rotor 22 befestigt ist. Die Feder 35 hat das andere
Ende, das in eine an dem Ende einer jeden Klappe 27 vorgesehenen
Einhaknut 39 eingehakt ist. Die Feder 35 hat die
Länge von
dem Außenumfang
des Einhakabschnitts des zweiten Rotors 22 zu der Einhaknut 39 der
Klappe 27. Die Längen
der Federn 35 sind so eingestellt, dass sie im Wesentlichen
konstant sind, um die Federkraft der Federn 35 zu vereinheitlichen.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
steuert die ECU 200 die Drehzahl des ersten Motors 31 und
des zweiten Motors 32 und den Öffnungsgrad der Klappen 27 in Übereinstimmung
mit den von unterschiedlichen den Betriebszustand der Kraftmaschine
erfassenden Sensoren ausgegebenen Sensorsignalen, so dass der Betriebszustand
im Wesentlichen optimal wird. Unter Verwendung des Aufladers 2 wird
die Einlassluft (geladene Luft) aufgeladen, so dass die Einlassluftmenge
erhöht
wird, um sowohl die Kraftmaschinenkraft als auch die Kraftstoffeffizienz
zu verbessern. Die ECU 200 hat einen Mikrocomputer (Aufladersteuervorrichtung, Öffnungsgradsteuereinrichtung).
Dieser Mikrocomputer weist eine CPU, einen Speicher, wie z.B. einen
RAM und einen ROM, eine Eingangsschaltung, eine Ausgangsschaltung,
eine Energieschaltung und erste und zweite Motorantriebsschaltungen
auf. Die analogen Signale der verschiedenen Sensoren werden unter
Verwendung eines A/D-Konverters
in digitale Signale umgewandelt und diese digitalen Signale werden
in den Mikrocomputer eingegeben.
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Die
Sensorsignale beinhalten ein Einlassluftmengensignal, ein Einlasslufttemperatursignal,
ein Einlassluftdrucksignal, ein Ladedrucksignal, ein Beschleunigerstellungssignal
und ein Kurbelwinkelsignal. Das Einlassluftmengensignal wird von
dem Luftmassenmesser (Einlassluftströmungssensor) 17 übertragen.
Das Einlasslufttemperatursignal wird von einem Einlasslufttemperatursensor
(nicht gezeigt) übertragen.
Das Einlassluftdrucksignal und das Ladedrucksignal werden von einem
Einlassluftdrucksensor (nicht gezeigt) übermittelt. Das Beschleunigerstellungssignal
wird von einem Beschleunigerstellungssensor übermittelt. Das Kurbelwinkelsignal
wird von einem Kurbelwinkelsensor übermittelt.
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Der
Luftmassenmesser 17 und der Einlasslufttemperatursennor
sind stromaufwärts
des Aufladers 2 in dem Einlassrohr 1 vorgesehen.
Beispielsweise sind der Luftmassenmesser 17 und der Einlasslufttemperatursensor
in der Einlassleitung 15 angeordnet. Der Einlassluftdrucksensor
ist stromabwärts
des Aufladers 2 in dem Einlassrohr 1 vorgesehen.
Beispielsweise ist der Einlassluftdrucksensor in dem Zwischenbehälter 16 angeordnet.
Der Mikrocomputer misst Impulsintervalle des Kurbelwinkelsignals
von dem Kurbelwinkelsensor, um die Drehzahl der Kraftmaschine zu
erfassen.
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Die
ECU 200 berechnet eine Standardeinspritzmenge in Übereinstimmung
mit dem Einlassluftmengensignal des Luftmassenmessers 17 und der
unter Verwendung des Kurbelwinkelsensors erfassten Drehzahl der
Kraftmaschine. Die ECU 200 korrigiert die Standardeinspritzmenge
unter Verwendung der Sensorsignale der verschiedenen Sensoren, so
dass die ECU 200 eine Befehlseinspritzmenge bestimmt. Die
ECU 200 kann die Standardeinspritzmenge in Übereinstimmung
mit dem Druck in dem Einlassrohr und der Kraftmaschinendrehzahl
direkt berechnen. Wahlweise kann die ECU 200 die Einlassluftmenge
in Übereinstimmung
mit dem Druck in dem Einlassrohr stromabwärts des Aufladers 2, der
unter Verwendung des Einlassluftdrucksensors und der Kraftmaschinendrehzahl
erfasst wurde, indirekt berechnen. In diesem Fall kann der Luftmassenmesser 17 ausgelassen
werden.
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Als
Nächstes
wird unter Bezugnahme auf 1 bis 7 ein
Betrieb der Aufladevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.
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Wenn
sich die Kraftmaschine in einem Niederlastbetrieb oder in einem
Leerlaufbetrieb befindet, muss die Einlassluft nicht aufgeladen
werden. Insbesondere dann, wenn der Betätigungsgrad der Beschleunigerstellung
gering ist und die Drehzahl der Kraftmaschine niedrig ist, ist die Statorspule
des ersten Motors 31 entladen. In dieser Situation wird
die zu der Statorspule des zweiten Motors 32 zugeführte Elektrizität (Aufladeantriebselektrizität) gesteuert
und der zweite Rotor 22 wird relativ zu dem ersten Rotor 1 gedreht,
so dass die Klappen 27 in deren Öffnungsrichtung betätigt werden.
Dadurch werden die Klappen 27 auf die Zwischenstellung
zwischen der Vollverschlussstellung und der Vollöffnungsstellung betätigt. Somit
führt die
ECU 200 eine variable Einlassmengensteuerung durch, bei
der der Öffnungsgrad der
Klappen 27 in Übereinstimmung
mit der Beschleunigerstellung und der Drehzahl der Kraftmaschine
variabel gesteuert wird. Wahlweise kann die zu der Statorspule des
zweiten Motors 32 zugeführte Aufladeantriebselektrizität so gesteuert
werden, dass ein tatsächlicher
relativer Drehwinkel des zweiten Motors 32 im Wesentlichen
mit einem relativen Solldrehwinkel des zweiten Motors 32 übereinstimmt,
in dem der relative Solldrehwinkel in Übereinstimmung lediglich mit
der durch den Fahrer betätigten
Beschleunigerstellung berechnet wird.
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In
einem Ansaugtakt der Kraftmaschine sind die Einlassventile 6 geöffnet und
die Auslassventile 7 sind geschlossen. Der Kolben 8 bewegt
sich von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt, so dass das
Gasgemisch durch die Einlassöffnung 3 in
die Brennkammer 4 eingesogen wird. In diesem Zustand wird
die durch den Luftreiniger 13 gefilterte Einlassluft in
den ringförmigen
Raum 23 in dem Auflader 2 eingesogen, nachdem
sie durch den Luftmassenmesser 17, den Einlassdurchlass 11 und
das in dem Gehäuse 19 des
Aufladers 2 definierte Einlassloch geströmt ist.
Die in den ringförmigen
Raum 23 strömende
Einlassluft führt
durch ein in dem Gehäuse 19 definiertes
Auslassloch in den Einlassdurchlass 17, nachdem sie durch
den zwischen den Innenumfang des Gehäuses 19 und die Klappen 27 definierten
Abstand (Spalt) geströmt
ist. Dadurch kommt die aus dem Auflader 2 ausströmende Einlassluft
zu der Einlassöffnung 3 der
Kraftmaschine, nachdem sie den Zwischenbehälter 16 und eines
von dem Einlasskrümmer
und dem Einlassrohr passiert hat. Die Einlassluft wird in der Einlassöffnung 3 mit
einem Kraftstoffstrahl gemischt, so dass ein Gasgemisch entsteht.
Der Kraftstoffstrahl wird von einem Einspritzloch des Injektors 9 ausgestrahlt.
Das Gasgemisch in der Einlassöffnung 3 wird
in die Brennkammer 4 eingesogen.
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In
einem Verdichtungstakt der Kraftmaschine sind die Einlassventile 6 geschlossen.
Der Kolben 8 bewegt sich von dem unteren Totpunkt zu dem
oberen Totpunkt, so dass das Gasgemisch in der Brennkammer 4 verdichtet
wird, während
der in dem Gasgemisch zerstäubte
Kraftstoff verdampft wird und mit der Luft gemischt wird, so dass
er zu einem entzündbaren
Gas wird. Der Kolben 8 nähert den oberen Totpunkt an,
so dass die Temperatur und der Druck des Gasgemisches hoch wird.
Das Gasgemisch wird durch einen zwischen Elektroden der Zündkerze
erzeugten elektrischen Funken gezündet, so dass das Gasgemisch
schnell verbrennt und den Druck erhöht. Das Gasgemisch drückt den
Kolben 8 zu dem unteren Totpunkt, so dass die Kurbelwelle
der Kraftmaschine in einem Verbrennungstakt gedreht wird. Wenn der
Kolben 8 im Wesentlichen den unteren Totpunkt annähert, werden
die Auslassventile 7 geöffnet,
so dass das Brenngas durch die Auslassöffnung der Kraftmaschine ausgelassen
wird und der Kolben 8 bewegt sich zu dem oberen Totpunkt,
um das in der Brennkammer 4 verbleibende Verbrennungsgas
in einem Auslasstakt auszulassen. Die Kraftmaschine führt die
vier Takte, die den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Verbrennungstakt
und den Auslasstakt aufweisen, innerhalb von zwei Drehungen (720°CA) der Kurbelwelle
der Kraftmaschine dieses Ausführungsbeispiels
durch.
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Wenn
sich die Kraftmaschine in einem Hochlastbetrieb befindet, muss die
Einlassluft aufgeladen werden. Insbesondere dann, wenn der Betätigungsgrad
des Beschleunigerpedals groß ist
und die Drehzahl der Kraftmaschine hoch (oder niedrig) ist, berechnet
die ECU 200 den Sollladedruck in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand
der Kraftmaschine, etwa dem Betätigungsgrad
des Beschleunigerpedals. Insbesondere berechnet die ECU 200 den
Sollladedruck beispielsweise in Übereinstimmung
mit der Beschleunigerstellung und der Drehzahl der Kraftmaschine.
Die ECU 200 erfasst den Druck in dem Einlassrohr als einen
gegenwärtigen
Ladedruck unter Verwendung des Einlassdrucksensors. Die ECU 200 berechnet
eine Solldrehzahl des ersten Motors 31 in Übereinstimmung
mit der Abweichung zwischen dem Sollladedruck und dem tatsächlichen
Ladedruck in dem Einlassrohr. Die ECU 200 steuert die zu
der Statorspule des ersten Motors 31 zugeführte Aufladerantriebselektrizität so, dass
die tatsächliche
Drehzahl des ersten Motors 31 im Wesentlichen mit der Solldrehzahl
des ersten Motors 31 übereinstimmt.
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Wenn
sich die Kraftmaschine in einem Hochlastbetrieb befindet, in dem
die Einlassluft aufgeladen werden muss, ist die Statorspule des
zweiten Motors 32 entregt. In dieser Situation drehen der
erste Rotor 21 und der erste Motor 31 die inneren
Komponenten, die aus dem zweiten Rotor 22, den Klappen 27,
dem zweiten Motor 32 und den Federn 35 aufgebaut
sind, in der rechten Richtung (normalen Richtung) in 3.
Dadurch werden die Federn 35, die auf den Außenumfang
des Stützabschnitts
des zweiten Rotors 2 gewickelt sind, entspannt, so dass sich
die Klappen 27 durch die Federkraft der Federn 35 um
die Stifte 26 drehen und auf den Innenumfang des Gehäuses 19 gedrückt werden.
Die Sitzabschnitte 41 der Klappen 27 gehen jeweils
einen Kontakt mit dem Innenumfang des Gehäuses 19 auf die Vollverschlussstellung
ein, in der die Klappen 27 den ringförmigen Raum 23 in
die veränderlichen
Räume 37 aufteilen.
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Somit
drehen der erste Rotor 21 und der erste Motor 31 die
inneren Komponenten, die aus dem zweiten Rotor 22, den
Klappen 27, dem zweiten Motor 32 und den Federn 35 aufgebaut
sind, so, dass sich diese inneren Komponenten drehen, während sie
sich in der Vollverschlussstellung befinden. Dadurch wird eine Aufladesteuerung
ausgeführt,
so dass die Drehzahl des ersten Motors 31 in Übereinstimmung
mit der Abweichung zwischen dem Sollladedruck und dem tatsächlichen
Ladedruck in dem Einlassrohr gesteuert wird. Wahlweise kann die
zu der Statorspule des ersten Motors 31 zugeführte Aufladerantriebselektrizität so gesteuert
werden, dass die tatsächliche
Drehzahl des ersten Motors 31 im Wesentlichen mit der Solldrehzahl
des ersten Motors 31 übereinstimmt,
wobei die Solldrehzahl des ersten Motors 31 direkt in Übereinstimmung
lediglich mit der Beschleunigerstellung, oder sowohl in Übereinstimmung
mit der Beschleunigerstellung und der Drehzahl der Kraftmaschine
berechnet wird.
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Wenn
die ECU 200 die Drehzahl der Antriebswelle des ersten Motors 31 steuert,
dreht sich die Antriebswelle des ersten Motors 31 und des
ersten Rotors 21 in der rechten Richtung in 3.
Dadurch drehen sich unter Bezugnahme auf 1, 2A und 4 die
Klappen 27, die Federn 35 und der zweite Rotor 22 einstückig mit
dem ersten Rotor 21, so dass sich die Volumina der veränderlichen Räume 37 jeweils ändern. Insbesondere
erhöhen sich
die Volumina der veränderlichen
Räume 37 wiederholterweise
einmal und verringern sich daraufhin.
-
Durch
das in dem Gehäuse 19 definierte
Einlassloch wird Einlassluft in einen der veränderlichen Räume 37 gesogen.
Die Einlassluft in dem einen der veränderlichen Räume 37 wird
durch vier Takte verdichtet, die einen Ansaugtakt, einen Verdichtungsanfangstakt,
einen Verdichtungstakt und einen Auslasstakt beinhalten. Die vier
Takte werden gemäß der Drehung
des ersten Rotors 21 und des zweiten Rotors 22 in
der Rechtsrichtung in 3 ausgeführt. Die Einlassluft in dem
einen der veränderlichen
Räume 37 wird
von dem in dem Gehäuse 19 definierten
Auslassloch zu dem Einlassdurchlass 12 an der stromabwärtigen Seite
des Aufladers 2 ausgelassen, nachdem sie durch die vier
Takte verdichtet wurde.
-
Somit
wird die in den Auflader 2 strömende Einlassluft durch wiederholte Änderung
der Volumina der variablen Räume 37 verdichtet.
Insbesondere wird in dem Auflader 2 Einlassluft komprimiert,
indem die Volumina der variablen Räume 37 wiederholterweise
vergrößert und
verkleinert werden, so dass die Einlassluft aufgeladen wird und
der Druck in dem Einlassrohr zunimmt. Die Einlassluft wird in dem
Auflader 2 verdichtet und von dem Auflader 2 ausgelassen.
Die Einlassluft nähert
die Einlassöffnung 3 der Kraftmaschine
an, nachdem sie den Zwischenbehälter 16 und
eines aus dem Einlasskrümmer
und dem Einlassrohr passiert hat. Die Einlassluft in der Einlassöffnung 3 wird
mit einem durch das Einspritzloch in dem Injektor 9 eingespritzten
Kraftstoffstrahl zu einem Gasgemisch gemischt, so dass das Gasgemisch
in die Brennkammer 4 eingesogen wird.
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In
einem Betrieb voller Beschleunigung (Betrieb schneller Beschleunigung)
steigt der Fahrer schnell auf das Beschleunigerpedal. In diesem
Betrieb voller Beschleunigung kann es sein, dass der tatsächliche
Ladedruck den Sollladedruck infolge einer Ansprechverzögerung des
ersten Motors 31 nicht erreicht. In dieser Situation entregt
die ECU 200 die Statorspule des ersten Motors 31 und
erregt die Statorspule des zweiten Motors 32, so dass die
ECU 200 den zweiten Motor 32 bei einer konstanten
Drehzahl dreht. Wenn sich die Antriebswelle 33 des zweiten Motors 32 dreht,
drehen sich die flexible Verbindung 34 und der zweite Rotor 32 in
der Rechtsrichtung (der normalen Richtung) in 3 entsprechend
der Drehung der Antriebswelle 33. Dadurch werden die Federn 35 jeweils
weiter um den Außenumfang
des Stützabschnitts
des zweiten Rotors 22 gewickelt. Somit werden die Klappen 27 jeweils
um die Stifte 26 gedreht und durch die Federkraft der Federn 35 zu dem
Außenrand 30 des
ersten Rotors 21 gezogen. Somit werden die Klappen 27 auf
die Vollöffnungsstellung
geschalten, so dass die Kontaktabschnitte 42 der Klappen 27 mit
dem Außenumfang 30 des
ersten Rotors 21 einen Kontakt eingehen, um den ringförmigen Raum 23 in
dem Auflader 2 zu bilden.
-
Daher
drehen der zweite Rotor 22 und der zweite Motor 32 innere
Komponenten, die aus den Federn 35, den Klappen 27,
dem ersten Rotor 21 und dem ersten Motor 31 aufgebaut
sind, so dass sich diese inneren Komponenten drehen, während sie sich
in der in 2B, 5 und 7 gezeigten Vollöffnungsstellung
befinden. Wenn diese inneren Komponenten die Drehung starten, während sie
sich in der Vollöffnungsstellung
befinden, startet die ECU 200 die Drehung des ersten Rotors 21 durch
Erregen der Statorspule des ersten Motors 31, so dass die ECU 200 die
Drehzahl des ersten Motors 31 auf die Solldrehzahl des
ersten Motors 31 erhöht.
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Wenn
die Drehzahl des ersten Motors 31 die Solldrehzahl des
ersten Motors 31 annähert,
verringert die ECU 200 die Drehzahl des zweiten Motors 32 allmählich. Wenn
die Drehzahl des ersten Motors 31 im Wesentlichen mit der
Solldrehzahl des ersten Motors 31 übereinstimmt, entregt die ECU 200 die
Statorspule des zweiten Motors 32. Somit drehen der erste
Rotor 21 und der erste Motor 31 die inneren Komponenten,
die aus dem zweiten Rotor 22, den Klappen 27,
dem zweiten Motor 32 und den Federn 35 aufgebaut
sind, so, dass sich diese inneren Komponenten drehen, während sie
sich in der Vollverschlussstellung befinden. Dabei wird die Solldrehzahl des
ersten Motors 31 in Übereinstimmung
mit der Abweichung zwischen dem Sollladedruck und dem tatsächlichen
Ladedruck berechnet.
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Als
Nächstes
wird ein Betrieb beschrieben, wenn der erste Motor 31 einen
Fehler verursacht. Die ECU 200 hat eine erste Motorfehlererfassungseinrichtung
(erste Fehlererfassungseinrichtung), die einen Fehler des ersten
Motors 31 erfasst. Insbesondere erfasst die erste Fehlererfassungseinrichtung einem
anormalen Anhalten des ersten Motors 31 infolge eines Bruchs
oder eines Kurzschlusses einer Verkabelung eines Kabelbaums, der
den ersten Motor 31 mit der ersten Motorantriebsschaltung
der ECU 200 verbindet. Wenn die ECU 200 einem
anormalen Anhalten infolge eines in dem ersten Motor 31 auftretenden
Fehlers erfasst, dann entregt die ECU 200 die Statorspule
des ersten Motors 31 und die ECU 200 steuert die
zu der Statorspule des zweiten Motors 32 zugeführte Aufladerantriebselektrizität. Dadurch dreht
die ECU 200 den zweiten Rotor 22 relativ zu dem
ersten Rotor 21, so dass die ECU 200 die Klappen 27 in
der Öffnungsrichtung
betätigt.
Somit werden die Klappen 27 auf die Zwischenstellung zwischen
der Vollverschlussstellung und der Vollöffnungsstellung betätigt.
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Die
ECU 200 dreht den zweiten Motor 32 in der normalen
Richtung und in der Umkehrrichtung, um den relativen Drehwinkel
des zweiten Rotors 22 mit Bezug auf den ersten Rotor 21 entsprechend
der Beschleunigerstellung und der Drehzahl der Kraftmaschine zu
steuern. Dadurch führt
die ECU 200 die variable Einlassmengensteuerung durch,
bei der die ECU 200 den Öffnungsgrad der Klappen 27 so
steuert, dass die Öffnungsfläche des
zwischen dem Innenumfang des Gehäuses 19 und
den Klappen 27 definierten Abstand (Spalt) gesteuert wird.
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Als
Nächstes
wird ein Betrieb beschrieben, wenn der zweite Motor 32 einen
Fehler verursacht. Die ECU 200 hat eine zweite Motorfehlererfassungseinrichtung
(zweite Fehlererfassungseinrichtung), die einen Fehler des zweiten
Motors 32 erfasst. Insbesondere erfasst die zweite Fehlererfassungseinrichtung
einem anormalen Anhalten des zweiten Motors 32 infolge
eines Bruchs oder eines Kurzschlusses der Verkabelung in einem Kabelbaum,
der den zweiten Motor 32 mit der zweiten Motorantriebsschaltung der
ECU 200 verbindet. Wenn die ECU 200 ein anormales
Anhalten infolge des in dem zweiten Motor 32 auftretenden
Versagens erfasst, entregt die ECU 200 die Statorspule
des zweiten Motors 32 und die ECU 200 steuert
die zu der Statorspule des ersten Motors 31 zugeführte Aufladerantriebselektrizität. Dadurch dreht
die ECU 200 den ersten Rotor 21 relativ zu dem zweiten
Rotor 22, so dass die ECU 200 die Klappen 27 in
der Schließrichtung
betätigt.
Somit werden die Klappen 27 auf die in 1, 2A und 4 gezeigte
Vollverschlussstellung betätigt.
Die ECU 200 führt
die Aufladesteuerung aus, bei der die Drehzahl des ersten Motors 31 in Übereinstimmung
mit der Abweichung zwischen dem Sollladedruck und dem tatsächlichen
Ladedruck in dem Einlassrohr gesteuert wird, und zwar ähnlich wie
bei dem Hochlastbetrieb, in dem die Einlassluft aufgeladen werden
muss.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wird, wie vorstehend beschrieben ist, das Drehelement des Aufladers 2 unter
Verwendung der beiden Wellen der Aufladevorrichtung angetrieben.
Genauer gesagt sind der erste Rotor 21 und der zweite Rotor 22 jeweils
an der Antriebswelle 33 des ersten Motors 31 und
des zweiten Motors 32 angeschlossen, so dass der zweite
Rotor 22 in der Lage ist, den Hohlraum 28 des
ersten Rotors 21 hin und her zu bewegen.
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In
dem Betrieb der Vollbeschleunigung (Betrieb schneller Beschleunigung)
steigt der Fahrer beispielsweise schnell auf das Beschleunigerpedal.
Bei dieser Situation werden die Klappen 27 auf die Vollöffnungsstellung
geschalten, so dass die Kontaktabschnitte 42 der Klappen 27 einen
Kontakt mit dem Außenumfang 30 des
ersten Rotors 21 eingehen. Die Federn 35 verbinden
den zweiten Rotor 22 mit den Klappen 27 und die
Längen
der Federn 35 sind so eingestellt, dass sie im Wesentlichen
gleich sind. Daher wird dann, wenn sich die Kraftmaschine in einem Hochlastbetrieb
befindet, in dem die Einlassluft aufgeladen werden muss, eine vorbestimmte
Zugkraft (Vorspannkraft) im Wesentlichen gleichmäßig auf alle Sitzabschnitte 41 der
Klappen 27 aufgebracht. Daher gehen alle Sitzabschnitte 41 der
Klappen 27 im Wesentlichen einen einheitlichen Kontakt
mit dem Innenumfang des Gehäuses 19 in
der Vollverschlussstellung ein.
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Die
flexible Verbindung 34 ist mit dem Eingriffsabschnitt des
zweiten Rotors 22 mit der Antriebswelle 33 des
zweiten Motors 32 verbunden. Der zweite Rotor 22 ist
in der Lage, sich entlang der gedachten Linie, die zwischen der
Stelle um den Mittelpunkt des Gehäuses 19 herum und
der Stelle der Drehachse des ersten Rotors 21 herum verbindet,
linear hin und her zu bewegen. Der erste Rotor 21 und der
erste Motor 31 drehen die inneren Komponenten, die aus
dem zweiten Rotor 22, den Klappen 27, dem zweiten
Motor 32 und den Federn 35 aufgebaut sind, so,
dass sich diese inneren Komponenten drehen, während sie sich in der in 1, 2A und 4 gezeigten
Vollverschlussstellung befinden. Der zweite Rotor 22 und
der zweite Motor 32 drehen die inneren Komponenten, die
aus den Federn 35, den Klappen 27, dem ersten
Rotor 21 und dem ersten Motor 31 aufgebaut sind,
so, dass sich diese inneren Komponenten drehen, während sie
sich in der in 2B, 5 und 7 gezeigten
Vollöffnungsstellung
befinden.
-
Die
ECU 200 ist in der Lage, den relativen Drehwinkel des zweiten
Rotors 22 und des Motors 32 mit Bezug auf den
ersten Rotor 21 und den ersten Motor 31 in dem
Auflader 2 in Übereinstimmung
mit einer Solleinlassluftmenge zu steuern, während der erste Rotor 21 und
der erste Motor 31 angehalten sind. Die Solleinlassluftmenge
wird entsprechend des Betriebszustands der Kraftmaschine festgelegt. Somit
ist die ECU 200 in der Lage, die Einlassluftmenge auf ähnliche
Weise wie bei einem Betrieb einer Struktur zu steuern, in dem ein
Drosselventil oder ein Leerlaufdrehzahlsteuerventil an einer Kraftmaschine
vorgesehen sind.
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Die
ECU 200 führt
eine Öffnungsgradsteuerung
durch, bei der der erste Rotor 21 gesperrt ist und der Öffnungsgrad
der Klappen 27 unter Verwendung des zweiten Motors 32 gesteuert
wird, wenn sich die Kraftmaschine in einem Niederlastbetrieb oder
in einem Leerlaufbetrieb befindet. In diesem Zustand können die
Kontaktabschnitte 42 der Klappen 27 davon abgehalten
werden, an dem Außenumfang 30 des
ersten Rotors 21 infolge des Unterdrucks in dem Einlassrohr
festzustecken. Daher kann die Öffnungsfläche des
Einlassdurchlasses in dem ringförmigen Raum 23,
der zwischen dem Innenumfang des Gehäuses 19 und dem Außenumfang
des ersten Rotors 21 ausgebildet ist, darin beschränkt werden,
in einer Vollöffnungsstellung
vorzuliegen. Somit kann gemäß der Beschleunigerstellung
eine relativ kleine Einlassluftmenge in die Brennkammern 4 der
Kraftmaschine zugeführt
werden. Das heißt,
es ist selbst dann möglich,
die Einlassluftmenge in Übereinstimmung
mit der Betätigung
des Beschleunigerpedals zu steuern, wenn die Kraftmaschine keine
Drosselventilvorrichtung aufweist, die solche Komponenten, wie z.B.
ein Drosselkörper,
ein Drosselventil, ein Leerlaufdrehzahlsteuerventil und einen Drosselöffnungssensor hat.
Somit kann die Anzahl der Komponenten einer Aufladevorrichtung verringert
werden und die Aufladevorrichtung kann klein ausgeführt werden.
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Wenn
sich die Kraftmaschine in einem Hochlastbetrieb befindet, wird der
Betriebszustand der Kraftmaschine unter Verwendung der verschiedenen Sensoren
erfasst, so dass die ECU 200 einen im Wesentlichen optimalen
Zustand berechnet. Die ECU 200 dreht die inneren Komponenten
unter Verwendung lediglich des ersten Motors 31, während sich die
inneren Komponenten in dem Vollverschlusszustand befinden. Dadurch
kann in die Brennkammern 4 der Kraftmaschine 1 gesogene
Einlassluft aufgeladen werden. Somit kann sowohl die Kraftstoffeffizienz
als auch die Ausgabeleistung verbessert werden und die Kraftmaschine
kann kleiner ausgeführt
werden. Dabei ist beispielsweise der im Wesentlichen optimale Zustand
die Solldrehzahl des ersten Motors 31, die in Übereinstimmung
mit der Abweichung zwischen dem Sollladedruck und dem tatsächlichen
Ladedruck berechnet wird. Selbst wenn in dem stromabwärtig des
Aufladers 2 angeordneten Einlassdurchlass 12 ein
negativer Druck vorliegt, kann verdichtete Luft gleichmäßig in die
Brennkammern 4 der Kraftmaschine zugeführt werden, indem der Auflader 2 in
dem Einlassrohr 1 vorgesehen wird.
-
Wenn
sich die Kraftmaschine in dem Betrieb voller Beschleunigung befindet,
kann eine Ansprechverzögerung
des ersten Motors 31 auftreten, der die inneren Komponenten
dreht. In dieser Situation kann der Steuerladedruck (tatsächlicher
Ladedruck) nicht genau den Sollladedruck annähern, der gemäß der Änderung
der Beschleunigerstellung eingestellt ist. Wenn der tatsächliche
Ladedruck den Sollladedruck nicht genau annähert, kann die Einlassluftmenge nicht
schnell zunehmen, und daher kann die Drehzahl der Kraftmaschine
nicht schnell zunehmen. In dieser Situation dreht die ECU 200 die
inneren Komponenten in dem Auflader 2 lediglich unter Verwendung
des zweiten Motors 32, während sich die inneren Komponenten
in der Vollöffnungsstellung
befinden. Die Öffnungsfläche des
Einlassdurchlasses in dem ringförmigen
Raum 23, der zwischen dem Innenumfang des Gehäuses 19 und
dem Außenumfang
des ersten Rotors 21 ausgebildet ist, ist in der Vollöffnungsstellung
so eingestellt, dass sie maximal ist. Daher wird durch in dem Ansaugtakt
erzeugten Unterdruck Einlassluft in die Brennkammern 4 der Kraftmaschine
durch den ringförmigen
Raum 23 eingesogen, so dass eine ausreichende Einlassluftmenge
zur Erhöhung
der Drehzahl der Kraftmaschine zugeführt werden kann. Somit kann
eine Verzögerung sowohl
der Einlassluftmenge als auch der Kraftmaschinendrehzahl selbst
dann beschränkt
werden, wenn das Ansprechverhalten des ersten Motors 31 verzögert ist.
Daher kann das Fahrzeug gemäß der durch
den Fahrer betätigten
Beschleunigerstellung schnell beschleunigt werden, so dass das Fahrverhalten
verbessert werden kann.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, dreht die ECU 200 den zweiten
Motor 32, um die inneren Komponenten anzutreiben, die in
dem Auflader 2 in der Vollöffnungsstellung vorliegen.
Daraufhin erregt die ECU 200 den ersten Motor 31, um den
ersten Motor 31 zu drehen.
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Wenn
die Drehzahl des ersten Motors 21 auf die vorbestimmte
Drehzahl zunimmt, kann die ECU 200 die Drehzahl des zweiten
Motors 32 allmählich verringern.
Da in dieser Situation die Drehzahl des zweiten Motors 32 allmählich abnimmt, öffnen sich die
Klappen 27 allmählich
auf die Vollöffnungsstellung.
Genauer gesagt kann der Auflader 2 im Wesentlichen die
Einlassluft konstant zuführen,
während die
Drehzahl des ersten Motors 21 zunimmt, und zwar selbst
dann, wenn die Öffnungsfläche des
Einlassdurchlasses in dem ringförmigen
Raum 23 durch allmähliches
Schließen
der Klappen 27 abnimmt. Durch diesen Betrieb kann die Einlassluftmenge
im Wesentlichen konstant sein, bevor der Auflader 2 in die
Vollverschlussstellung kommt, da die Drehzahl des zweiten Motors 32 allmählich abnimmt.
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Die
ECU 200 verringert die Drehzahl des zweiten Motors 32 allmählich und
wenn die inneren Komponenten des Aufladers 2 in die Vollverschlussstellung
kommen, kann die ECU 200 den zweiten Motor 2 entregen.
Bei diesem Betrieb ist die ECU 200 in der Lage, die in
die veränderlichen
Räume 37 des Aufladers 2 einströmende Einlassluft
gleichmäßig aufzuladen,
ohne einen Drehmomentstoß zu
verursachen, wenn sich die Volumina der veränderlichen Räume 37 ändern.
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Der
erste Motor 31 wird bei der Aufladesteuerung in einem normalen
Zustand verwendet. Selbst wenn der erste Motor 31 einen
Fehler verursacht, führt
die ECU 200 die Öffnungsgradsteuerung
aus, bei der die ECU 200 die Klappen 27 unter
Verwendung des zweiten Motors 32 steuert. Somit ist der Auflader 2 in
der Lage, ähnlich
wie ein Drosselventil Einlassluft in die Brennkammer 4 zuzuführen, so dass
verhindert werden kann, dass die Kraftmaschine anhält. Der
Auflader 2 hat einen fehlersicheren Aufbau, so dass der
Fahrer in der Lage ist, das Fahrzeug zu einem sicheren Ort in einem
schwachen Formzustand zu verlassen, so dass ein im Wesentlichen
normaler Betrieb des Fahrzeugs beibehalten werden kann. Der zweite
Motor 32 wird zum Umschalten der Klappen 27 von
der Vollverschlussstellung zu der Vollöffnungsstellung verwendet.
Selbst wenn der zweite Motor 32 einen Fehler verursacht, können der
erste Rotor 21 und der erste Motor 31 die inneren
Komponenten drehen, die aus dem zweiten Rotor 22, den Klappen 27,
dem zweiten Motor 32 und den Federn 35 aufgebaut
sind, so dass sich diese inneren Komponenten drehen, während sie
sich in der Vollverschlussstellung befinden. Daher ist die ECU 200 in
der Lage, die Aufladesteuerung zum Aufladen der in die Brennkammern 4 der
Kraftmaschine einströmenden
Einlassluft auszuführen.
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Wenn
sich die Kraftmaschine in einem Hochlastbetrieb befindet, wird der
zweite Motor 32 ausgeschalten. In diesem Hochlastbetrieb
wird die Antriebswelle 33 des zweiten Motors 32 mit
dem zweiten Rotor 22 und der flexiblen Verbindung 34 durch die
Drehkraft des ersten Motors 31 gedreht. Daher dient der
zweite Motor 32 als ein elektrischer Generator zum Laden
der Fahrzeugbatterie und zum Zuführen
von Elektrizität
zu elektrischen Komponenten. Das heißt, elektrische Energie kann
unter Verwendung des zweiten Motors 32 wiedergewonnen werden.
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Die
Federn 35 drücken
die Sitze 41 der Klappen 27 auf den Innenumfang
des Gehäuses 19 in
der Vollverschlussstellung. Bei dem vorgenannten Aufbau ist die
Zugkraft (Vorspannkraft) der Federn 35 im Wesentlichen
vereinheitlicht, so dass Kontaktpunkte zwischen dem Innenumfang
des Gehäuses 19 und den
Sitzabschnitten 41 der Klappen 27 davor geschützt werden
können,
eine anormale Ablösung
zu verursachen.
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In
der vorgenannten Struktur kann der erste Motor 31 zwei
Betriebe durchführen.
Genauer gesagt betätigt
der erste Motor 31 die Klappen 27 in der Schließrichtung
unter Verwendung der Federkraft der Federn 35 und dreht
die inneren Komponenten in dem Auflader 2. Der zweite Motor 32 kann
zwei Betriebe durchführen.
Genauer gesagt betätigt
der zweite Motor 32 die Klappen 27 in der Öffnungsrichtung
unter Verwendung der Federkraft der Federn 35 und dreht
die inneren Komponenten in dem Auflader 2. Daher kann die
Anzahl der Komponenten in der vorgenannten Struktur, verglichen
mit einer Struktur, in der zwei erste Motoren 31 und zwei
zweite Motoren 32 vorgesehen sind, um die vorgenannten
beiden Betriebe für
jeden des ersten und zweiten Motors 31, 32 zu
erfüllen,
verringert werden.
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(Modifiziertes Ausführungsbeispiel)
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Ein
Drucksensor und ein Drehmomentsensor können an dem Auflader 2 vorgesehen
sein, um einen Lastwiderstand der Klappen 27 zu erfassen. Die
ECU kann die Antriebswelle 33 des zweiten Motors 32 zum
Steuern der Drehung sowohl des zweiten Rotors 22 als auch
der flexiblen Verbindung 34 steuern. Bei diesem Aufbau
kann der Auflader den Lastwiderstand auf ein minimales Ausmaß verringern. Der
erste Motor kann in zwei Motoren aufgeteilt werden, die einen ersten
Motor (Drehelementantriebseinrichtung), der lediglich den ersten
Rotor 21 dreht, und einen ersten Motor (Öffnungs-
und Schließstellungsumschalteinrichtung),
der die Klappen 27 von der Vollöffnungsstellung zu der Vollverschlussstellung
umschaltet, aufweisen. Der zweite Motor kann in zwei Motoren aufgeteilt
werden, die einen zweiten Motor (Drehelementantriebseinrichtung),
der lediglich den zweiten Rotor 22 dreht, und einen zweiten Rotor
(Öffnungs-
und Schließstellungsumschalteinrichtung),
der die Klappen 27 von der Vollverschlussstellung auf die Vollöffnungsstellung
umschaltet, aufweisen. Die Klappen 27 können von der Vollverschlussstellung
auf die Vollöffnungsstellung
umgeschaltet werden, wenn die Kraftmaschine angehalten ist oder
wenn die Kraftmaschine gestartet wird.
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Wenn
das Fahrzeug beschleunigt wird, kann es passieren, dass der tatsächliche
Ladedruck den Solldruck infolge einer Ansprechverzögerung des ersten
Motors 1 nicht erreicht. In dieser Situation kann die Statorspule
des ersten Motors 31 entregt werden und die zu der Statorspule
des zweiten Motors 32 zugeführte Elektrizität kann so
gesteuert werden, dass die Klappen 27 von der Vollverschlussstellung
auf die Vollöffnungsstellung
umgeschaltet werden, bevor eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist. Die
vorbestimmte Bedingung kann beispielsweise nach dem Verstreichen
einer vorbestimmten Zeitspanne von einem Zeitpunkt, zu dem die Klappen 27 auf
die Vollöffnungsstellung
umgeschaltet werden, erfüllt
sein. Wahlweise kann die vorbestimmte Bedingung erfüllt sein,
wenn die Abweichung zwischen dem Sollladedruck und dem tatsächlichen
Ladedruck beseitigt ist.
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Die
Strukturen und Verfahren der vorgenannten Ausführungsbeispiele können auf
geeignete Weise kombiniert werden.
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Es
ist zu beachten, dass, obwohl die Prozesse der Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung so beschrieben wurden, dass sie eine
bestimmte Schrittabfolge aufweisen, weitere alternative Ausführungsbeispiele,
die verschiedene andere Abläufe dieser
Schritte und/oder zusätzliche,
hier nicht offenbarte Schritte aufweisen, als innerhalb der Schritte der
Erfindung zu betrachten sind.
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Verschiedene
Modifikationen und Abänderungen
können
auf unterschiedliche Arten an den vorgenannten Ausführungsbeispielen
vorgenommen werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung
abzuweichen.
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Ein
Auflader (2) hat ein Drehelement (21, 22),
das durch einen zu dem Mittelpunkt eines Gehäuses (19) exzentrischen
Elektromotor (31, 32) gedreht wird. Eine Klappe
(27) ist durch einen Umfang des Drehelements (21, 22)
drehbar gestützt.
Die Klappe (27) ist in der Lage, mit einem Umfang (30) des
Drehelements (21) einen Kontakt einzugehen, so dass ein
Innenumfang des Gehäuses
(19) und ein Außenumfang
des Drehelements (21, 22) in einer Vollöffnungsstellung
dazwischen einen ringförmigen Raum
(23) definieren. Die Klappe (27) ist in einer Vollverschlussstellung
in der Lage, mit dem Innenumfang des Gehäuses (19) einen Kontakt
einzugehen, um den ringförmigen
Raum (23) in eine Vielzahl variabler Räume (27) zu unterteilen.
Der Öffnungsgrad
der Klappe (27) wird in Übereinstimmung mit einer Beschleunigerstellung
in einem Niedriglastbetrieb auf eine Zwischenstellung zwischen der
Vollverschlussstellung und der Vollöffnungsstellung gesteuert.