JP2006029236A - Charging pressure controlling device - Google Patents

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JP2006029236A JP2004210442A JP2004210442A JP2006029236A JP 2006029236 A JP2006029236 A JP 2006029236A JP 2004210442 A JP2004210442 A JP 2004210442A JP 2004210442 A JP2004210442 A JP 2004210442A JP 2006029236 A JP2006029236 A JP 2006029236A
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Toshiaki Shimojo
俊昭 下条
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charging pressure controlling device which improves the exhausting efficiency of an internal combustion engine and avoids an excessive pressurization. <P>SOLUTION: An exhausting blade 32 which is actuated by a turbine blade 31 is mounted in an exhaust pathway 5, and the turbine blade 31, the exhausting blade 32 and a compressor blade 33 are constructed so that a rotation ratio of them can be changed by a transmission 13. An action state monitor 11 obtains the action, air intake and exhausting states of an engine 4. A gear change processor 12 controls the transmission 13 based on the operation, air intake and exhausting states of the engine 4 which the action state monitor 11 obtains. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、内燃機関の給排気を制御する過給圧制御装置に関し、特に排気効率を向上した過給圧制御装置に関する。   The present invention relates to a supercharging pressure control device that controls supply and exhaust of an internal combustion engine, and more particularly to a supercharging pressure control device that improves exhaust efficiency.

従来、エンジンなどの内燃機関において、シリンダーに強制的に空気を押し込む制御(過給圧制御)を行うことで吸気効率を向上し、排気量あたりの出力を向上する技術が実用化されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine such as an engine, a technique has been put into practical use in which intake air efficiency is improved by performing control for forcibly pushing air into a cylinder (supercharging pressure control) and output per displacement is improved.

この吸気効率を向上する方法の一つに、吸入空気を加速するターボチャージャーがある。ターボチャージャーでは、内燃機関の排気経路にタービンブレードを設けて排気ガスの噴射で回転させ、このタービンブレードの回転によって吸気経路上のコンプレッサーブレードを回転させる。そして、コンプレッサーブレードの回転によって吸気経路の流速を加速してシリンダーに供給する。   One method for improving the intake efficiency is a turbocharger that accelerates intake air. In the turbocharger, a turbine blade is provided in the exhaust path of the internal combustion engine and rotated by injection of exhaust gas, and the compressor blade on the intake path is rotated by the rotation of the turbine blade. Then, the flow speed of the intake passage is accelerated by the rotation of the compressor blade and supplied to the cylinder.

すなわち、ターボチャージャーは、排気の噴射エネルギーを利用して吸気の加圧を行うものであり、噴射エネルギーの有効利用や、動作の安定性の確保などの観点から各種の工夫がなされてきた。例えば、特許文献1は、排気系路上に第1のタービンと第2のタービンを設け、第1のタービンによって吸気の加速を行うと共に第2のタービンをクランクシャフトへの追加動力として使用する技術を開示している。   That is, the turbocharger pressurizes the intake air by using the injection energy of the exhaust, and various devices have been made from the viewpoints of effective use of the injection energy and securing of operational stability. For example, Patent Document 1 discloses a technology in which a first turbine and a second turbine are provided on an exhaust system path, and intake air is accelerated by the first turbine and the second turbine is used as additional power to the crankshaft. Disclosure.

また、特許文献2は、低圧段のコンプレッサから出る吸気を効率よく冷却して、高圧段のコンプレッサの昇温による故障を回避することができる直列2段過程のターボ過給システムを開示している。   Further, Patent Document 2 discloses a turbocharging system in a series two-stage process that can efficiently cool intake air coming out of a low-pressure stage compressor and avoid a failure due to a temperature rise of the high-pressure stage compressor. .

さらに、特許文献3は、タービンブレードとコンプレッサーブレードとを連結する軸を内燃機関始動時にセルモータで回転させる技術を開示している。   Further, Patent Document 3 discloses a technique for rotating a shaft connecting a turbine blade and a compressor blade with a cell motor when the internal combustion engine is started.

また、特許文献4は、排気経路にバルブによって開閉可能な仕切りパイプを設け、排気ガスの流量に基づいてバルブの開閉制御を行うことで、タービンの稼動特性を変更する技術を開示している。   Patent Document 4 discloses a technique for changing the operating characteristics of a turbine by providing a partition pipe that can be opened and closed by a valve in an exhaust path, and performing valve opening and closing control based on the flow rate of exhaust gas.

特表2002−508472号公報Japanese translation of PCT publication No. 2002-508472 特開2001−280146号公報JP 2001-280146 A 特開平7−4327号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-4327 特開平10−274047号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-274047

ところで、ターボチャージャー型の過給圧制御装置では、排気経路上にタービンを設けることによって、タービン自体が空気抵抗となり排気効率が低下する。排気流量が適切であれば、この排気効率の低下に見合った吸気効率の向上(エンジン出力の向上)が得られるのであるが、エンジンが低速で動作している場合には、充分な効果が得られず、排気効率の低下のみが生ずることとなる。   By the way, in a turbocharger type supercharging pressure control device, by providing a turbine on an exhaust path, the turbine itself becomes air resistance and exhaust efficiency decreases. If the exhaust flow rate is appropriate, an improvement in intake efficiency (an improvement in engine output) commensurate with this reduction in exhaust efficiency can be obtained. However, when the engine is operating at a low speed, a sufficient effect can be obtained. However, only a decrease in exhaust efficiency occurs.

また、エンジンが非常に高回転で動作すると、排気流量が増大してタービンが高速回転し、結果として必要以上に吸気圧を上昇させる場合があった。そのため、従来のターボチャージャー型の過給圧制御装置では、排気経路にバルブとバイパスを設け、排気流量が増大した場合にはバルブを開放して排気をバイパスに流すことで、吸気圧の不要な上昇を回避する必要があった。   Further, when the engine operates at a very high speed, the exhaust flow rate increases and the turbine rotates at a high speed. As a result, the intake pressure may be increased more than necessary. For this reason, in the conventional turbocharger type supercharging pressure control device, a valve and a bypass are provided in the exhaust path, and when the exhaust flow rate increases, the valve is opened and the exhaust is allowed to flow to the bypass, so that no intake pressure is required. It was necessary to avoid the rise.

すなわち、従来の過給圧制御装置では、排気効率が低下するという問題点、また、必要以上の加圧が生じる場合があるという問題点があった。例えば、上述の特許文献1では、排気系路上に第1のタービンと第2のタービンを設けているため、排気効率の低下と必要以上の加圧の発生はより顕著となる。   That is, the conventional supercharging pressure control device has a problem that the exhaust efficiency is lowered, and there is a problem that an excessive pressurization may occur. For example, in the above-mentioned Patent Document 1, since the first turbine and the second turbine are provided on the exhaust system path, the reduction in exhaust efficiency and the occurrence of excessive pressurization become more remarkable.

さらに、特許文献2は、排気効率の低下と必要以上の加圧の問題については考慮されていない。   Furthermore, Patent Document 2 does not consider the problem of a decrease in exhaust efficiency and excessive pressurization.

また、特許文献3では、エンジンの低速回転時にタービンブレードをセルモータで回転させることによって、低回転時の排気効率の低下の問題を軽減することができるものの、セルモータによるタービンの駆動機構が必要となるという問題があり、必要以上の加圧については考慮されていない。   In Patent Document 3, the turbine blade is rotated by the cell motor at the time of low-speed rotation of the engine, so that the problem of reduction in exhaust efficiency at the time of low rotation can be reduced. However, a turbine driving mechanism by the cell motor is required. There is a problem that more pressure than necessary is not considered.

同様に、特許文献4では、必要以上の加圧を軽減することができるものの、大型で複雑な排気経路が必要になるという問題があり、また、エンジンの低回転時における排気効率の低下を解消することができない。   Similarly, Patent Document 4 can reduce the pressurization more than necessary, but has a problem that a large and complicated exhaust path is required, and eliminates a decrease in exhaust efficiency when the engine is running at a low speed. Can not do it.

そこで、簡易な構成で排気効率を向上し、かつ必要以上の加圧を回避することが、重要な課題となっていた。   Therefore, it has been an important issue to improve exhaust efficiency with a simple configuration and to avoid excessive pressurization.

この発明は、上述した従来技術における問題点を解消し、課題を解決するためになされたものであり、排気効率を向上し、必要以上の加圧を回避する過給制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems in the prior art and to solve the problems, and provides a supercharging control device that improves exhaust efficiency and avoids unnecessary pressurization. Objective.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項1の発明に係る過給圧制御装置は、内燃機関の給排気を制御する過給圧制御装置であって、前記内燃機関の排気経路に配設され、前記内燃機関の排気を動力として回転するタービンブレードと、前記タービンブレードに相関して回転する、前記排気経路に配設された排気ブレードと、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a supercharging pressure control apparatus according to the invention of claim 1 is a supercharging pressure control apparatus for controlling supply and exhaust of an internal combustion engine, wherein the exhaust path of the internal combustion engine And a turbine blade that rotates with the exhaust gas of the internal combustion engine as power, and an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade.

この請求項1の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備える。   According to the first aspect of the present invention, a supercharging pressure control device includes a turbine blade that rotates exhaust gas as power in an exhaust path of an internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade.

また、請求項2の発明に係る過給圧制御装置は、請求項1の発明において、前記排気ブレードを前記タービンブレードの後段に配設したことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, the supercharging pressure control device according to the first aspect is characterized in that the exhaust blade is disposed at a subsequent stage of the turbine blade.

この請求項2の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードを設け、その後段にタービンブレードに相関して回転する排気ブレードを設けている。   According to the second aspect of the present invention, the supercharging pressure control device is provided with a turbine blade that rotates with exhaust gas in the exhaust path of the internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade at the subsequent stage. .

また、請求項3の発明に係る過給圧制御装置は、請求項1または2の発明において、前記排気ブレードは、前記タービンブレードの回転を動力として回転することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, the supercharging pressure control device according to the first or second aspect is characterized in that the exhaust blade rotates using the rotation of the turbine blade as power.

この請求項3の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードの回転を動力として回転する排気ブレードとを備える。   According to the third aspect of the present invention, the supercharging pressure control apparatus includes a turbine blade that rotates with exhaust gas as power in an exhaust path of the internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates with rotation of the turbine blade as power.

また、請求項4の発明に係る過給圧制御装置は、請求項1,2または3の発明において、前記排気ブレードと前記タービンブレードとの回転比率を可変制御する変速制御手段をさらに備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the supercharging pressure control device according to the first, second or third aspect of the present invention further comprises a shift control means for variably controlling a rotation ratio between the exhaust blade and the turbine blade. It is characterized by.

この請求項4の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、排気ブレードとタービンブレードとの回転比率を可変制御する。   According to the fourth aspect of the present invention, a supercharging pressure control device includes a turbine blade that rotates exhaust gas as power in an exhaust path of an internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade. The rotation ratio with the blade is variably controlled.

また、請求項5の発明に係る過給圧制御装置は、請求項4の発明において、前記内燃機関の動作状態を監視する動作状態監視手段をさらに備え、前記変速制御手段は、前記動作状態監視手段による監視結果に基づいて前記回転比率を制御することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, the supercharging pressure control device according to the fourth aspect of the present invention further comprises operating state monitoring means for monitoring an operating state of the internal combustion engine, and the shift control means is configured to monitor the operating state. The rotation ratio is controlled based on a monitoring result by the means.

この請求項5の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、排気ブレードとタービンブレードとの回転比率を内燃機関の動作状態に基づいて可変制御する。   According to the fifth aspect of the present invention, a supercharging pressure control device includes a turbine blade that rotates exhaust gas as power in an exhaust path of an internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade. The rotation ratio with the blade is variably controlled based on the operating state of the internal combustion engine.

また、請求項6の発明に係る過給圧制御装置は、請求項5の発明において、前記動力監視手段は、前記内燃機関の回転数もしくは制御状態、排気流量、排気流速、前記タービンブレードの回転速度、排気ブレードの回転速度、吸気流量、吸気流速のうち、少なくともいずれか一つを監視することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the supercharging pressure control device according to the fifth aspect of the present invention, wherein the power monitoring means includes a rotational speed or a control state of the internal combustion engine, an exhaust flow rate, an exhaust flow velocity, and a rotation of the turbine blade. It is characterized in that at least one of the speed, the rotational speed of the exhaust blade, the intake flow rate, and the intake flow velocity is monitored.

この請求項6の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、内燃機関の回転数や制御状態、排気流量、排気流速、前記タービンブレードの回転速度、排気ブレードの回転速度、吸気流量、吸気流速などに基づいて、排気ブレードとタービンブレードとの回転比率を可変制御する。   According to the sixth aspect of the present invention, a supercharging pressure control device includes a turbine blade that rotates exhaust gas as power in an exhaust path of an internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade. The rotation ratio between the exhaust blade and the turbine blade is variably controlled based on the number, the control state, the exhaust flow rate, the exhaust flow velocity, the rotation speed of the turbine blade, the rotation speed of the exhaust blade, the intake air flow rate, the intake flow velocity.

また、請求項7の発明に係る過給圧制御装置は、請求項6の発明において、前記変速制御手段は、前記排気流速が所定値に比して小さい場合、もしくは前記タービンブレードの回転速度が所定値に比して小さい場合に、前記排気ブレードが高速に回転するように前記回転比率を制御することを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the supercharging pressure control apparatus according to the sixth aspect, wherein the shift control means is configured such that the rotation speed of the turbine blade is low when the exhaust flow velocity is smaller than a predetermined value. The rotation ratio is controlled so that the exhaust blade rotates at a high speed when it is smaller than a predetermined value.

この請求項7の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、排気流量が所定値に比して小さい場合に、排気ブレードが高速に回転するようにタービンブレードとの回転比率を可変制御する。   According to the seventh aspect of the present invention, a supercharging pressure control device includes a turbine blade that rotates exhaust gas as power in an exhaust path of an internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade, and an exhaust flow rate is predetermined. When the value is smaller than the value, the rotation ratio with the turbine blade is variably controlled so that the exhaust blade rotates at high speed.

また、請求項8の発明に係る過給圧制御装置は、請求項1〜7のいずれか一つの発明において、前記内燃機関の吸気経路に設けられ、前記タービンブレードを動力源として回転して吸気流速を加速する吸気ブレードをさらに備えたことを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a supercharging pressure control device according to any one of the first to seventh aspects of the present invention, wherein the supercharging pressure control device is provided in an intake path of the internal combustion engine, and rotates with the turbine blade as a power source. An intake blade for accelerating the flow velocity is further provided.

この請求項8の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレード、タービンブレードに相関して回転する排気ブレード、吸気経路でタービンブレードを動力源に回転して吸気流速を加速する吸気ブレードを備える。   According to the eighth aspect of the present invention, a supercharging pressure control device includes a turbine blade that rotates with exhaust gas as power in an exhaust path of an internal combustion engine, an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade, and a power source that supplies turbine blades with an intake path. It has an intake blade that rotates to accelerate the intake flow velocity.

また、請求項9の発明に係る過給圧制御装置は、請求項8の発明において、前記変速制御手段は、前記吸気ブレードの回転速度が所定速度以上である場合に、前記排気ブレードが高速に回転するように前記回転比率を制御することを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the supercharging pressure control device according to the eighth aspect of the invention, wherein the shift control means is configured to increase the speed of the exhaust blade when the rotational speed of the intake blade is equal to or higher than a predetermined speed. The rotation ratio is controlled to rotate.

この請求項9の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、吸気経路に設けた吸気ブレードの回転速度が所定値以上である場合に、排気ブレードが高速に回転するようにタービンブレードと排気ブレードとの回転比率を制御する。   According to the ninth aspect of the present invention, a supercharging pressure control device includes a turbine blade that rotates exhaust gas as power in an exhaust path of an internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade, and is provided in the intake path. When the rotation speed of the intake blade is equal to or higher than a predetermined value, the rotation ratio between the turbine blade and the exhaust blade is controlled so that the exhaust blade rotates at a high speed.

また、請求項10の発明に係る過給圧制御装置は、請求項8または9の発明において、前記吸気ブレードを前記タービンブレードと同一の軸に固定したことを特徴とする。   The supercharging pressure control device according to the invention of claim 10 is characterized in that, in the invention of claim 8 or 9, the intake blade is fixed to the same shaft as the turbine blade.

この請求項10の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレード、吸気経路でタービンブレードと同一の回転速度で回転して吸気を加速する吸気ブレード、タービンブレードに相関して回転する排気ブレード、を備える。   According to the tenth aspect of the present invention, a supercharging pressure control apparatus includes a turbine blade that rotates with exhaust gas as power in an exhaust path of an internal combustion engine, and an intake air that rotates at the same rotational speed as the turbine blade in the intake path to accelerate the intake air. And an exhaust blade that rotates relative to the blade and the turbine blade.

また、請求項11の発明に係る過給圧制御装置は、請求項8または9の発明において、前記吸気ブレードと前記タービンブレードとの回転比率を変更可能に設置し、前記可変速制御手段は、前記前記吸気ブレードと前記タービンブレードとの回転比率をさらに制御することを特徴とする。   Further, the supercharging pressure control device according to the invention of claim 11 is installed in the invention of claim 8 or 9 in such a manner that the rotation ratio between the intake blade and the turbine blade can be changed, and the variable speed control means comprises: The rotation ratio between the intake blade and the turbine blade is further controlled.

この請求項11の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路にタービンブレードと排気ブレード、吸気経路に吸気ブレードを備え、タービンブレード、排気ブレード、吸気ブレードの回転比率を可変制御する。   According to the invention of claim 11, the supercharging pressure control device includes a turbine blade and an exhaust blade in the exhaust path of the internal combustion engine, and an intake blade in the intake path, and variably controls the rotation ratio of the turbine blade, the exhaust blade, and the intake blade. To do.

請求項1の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する(すなわちタービンブレードの回転を動力に回転して排気促進を行う、もしくは排気を動力として回転してタービンブレードとともに吸気ブレードの動力源として動作する)排気ブレードとを備えるので、排気効率を向上した過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。   According to the first aspect of the present invention, the supercharging pressure control device rotates in correlation with the turbine blade that rotates the exhaust gas with the power in the exhaust path of the internal combustion engine (that is, the rotation of the turbine blade rotates with the power). The exhaust pressure is increased, or the exhaust pressure is rotated with the exhaust as a power source and operates as a power source of the intake blade together with the turbine blade. Therefore, it is possible to obtain a supercharging pressure control device with improved exhaust efficiency. Play.

また、請求項2の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードを設け、その後段にタービンブレードに相関して回転する排気ブレードを設けているので、タービンブレードの回転を阻害することなく(タービンブレードで回転を生み出す前に空気抵抗となることなく)排気効率を向上した過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。   According to a second aspect of the invention, the supercharging pressure control device is provided with a turbine blade that rotates with exhaust gas in the exhaust path of the internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade at the subsequent stage. Therefore, there is an effect that it is possible to obtain a supercharging pressure control device with improved exhaust efficiency without hindering the rotation of the turbine blade (without causing air resistance before the rotation is generated by the turbine blade).

また、請求項3の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードの回転を動力として回転する排気ブレードとを備えるので、排気のエネルギーを利用して排気効率を向上した過給制御装置を得ることができるという効果を奏する。   According to a third aspect of the invention, the supercharging pressure control device includes a turbine blade that rotates exhaust gas as power in the exhaust path of the internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates using rotation of the turbine blade as power. It is possible to obtain a supercharging control device that improves the exhaust efficiency by using the energy of.

また、請求項4の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、排気ブレードとタービンブレードとの回転比率を可変制御するので、排気効率を適切に変更可能な過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。   According to a fourth aspect of the present invention, a supercharging pressure control device includes a turbine blade that rotates exhaust gas as power in an exhaust path of an internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade. Since the rotation ratio with the turbine blade is variably controlled, there is an effect that a supercharging pressure control device capable of appropriately changing the exhaust efficiency can be obtained.

また、請求項5の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、排気ブレードとタービンブレードとの回転比率を内燃機関の動作状態に基づいて可変制御するので、内燃機関の状態に適応して排気効率を変更可能な過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a supercharging pressure control apparatus comprising a turbine blade that rotates exhaust gas as power in an exhaust path of an internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade, Since the rotation ratio with the turbine blade is variably controlled based on the operating state of the internal combustion engine, there is an effect that it is possible to obtain a supercharging pressure control device that can change the exhaust efficiency in accordance with the state of the internal combustion engine.

また、請求項6の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、内燃機関の回転数や制御状態、排気流量、排気流速、前記タービンブレードの回転速度、排気ブレードの回転速度、吸気流量、吸気流速などに基づいて、排気ブレードとタービンブレードとの回転比率を可変制御するので、内燃機関の状態を正確に取得し、適切な排気効率を選択可能な過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。   According to a sixth aspect of the present invention, a supercharging pressure control device comprises a turbine blade that rotates exhaust gas as power in an exhaust path of an internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade. Since the rotation ratio between the exhaust blade and the turbine blade is variably controlled based on the rotation speed and control state, the exhaust flow rate, the exhaust flow velocity, the rotation speed of the turbine blade, the rotation speed of the exhaust blade, the intake air flow rate, the intake flow velocity, etc. There is an effect that it is possible to obtain a supercharging pressure control device that can accurately acquire the state of the internal combustion engine and select an appropriate exhaust efficiency.

また、請求項7の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、排気流量が所定値に比して小さい場合に、排気ブレードが高速に回転するようにタービンブレードとの回転比率を可変制御するので、排気流量が小さい場合における排気効率の低下を抑制可能な過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。   According to a seventh aspect of the present invention, a supercharging pressure control device includes a turbine blade that rotates with exhaust gas as power in an exhaust path of an internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade. Since the rotation ratio with the turbine blade is variably controlled so that the exhaust blade rotates at a high speed when it is smaller than the predetermined value, the supercharging pressure control device capable of suppressing a decrease in exhaust efficiency when the exhaust flow rate is small There is an effect that can be obtained.

また、請求項8の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレード、タービンブレードに相関して回転する排気ブレード、吸気経路でタービンブレードを動力源に回転して吸気流速を加速する吸気ブレードを備えるので、排気ブレードによって排気効率を向上しつつ、吸気ブレードによって吸気効率を向上した過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。   According to the invention of claim 8, the supercharging pressure control device is a turbine blade that rotates exhaust gas as power in the exhaust path of the internal combustion engine, an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade, and powers the turbine blade in the intake path. Since the intake blade that rotates to the source and accelerates the intake air flow rate is provided, it is possible to obtain a supercharging pressure control device that improves the exhaust efficiency by the exhaust blade and improves the intake efficiency by the intake blade.

また、請求項9の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、吸気経路に設けた吸気ブレードの回転速度が所定値以上である場合に、排気ブレードが高速に回転するようにタービンブレードと排気ブレードとの回転比率を制御するので、ウェイストゲートバルブを用いることなく、吸気ブレードが低速に回転するように回転比率を制御した場合における過度の過給を防止し、簡易な構成でエンジンを保護可能な過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。   According to a ninth aspect of the present invention, a supercharging pressure control device includes a turbine blade that rotates exhaust gas as power in an exhaust path of an internal combustion engine, and an exhaust blade that rotates in correlation with the turbine blade. When the rotation speed of the provided intake blade is equal to or higher than a predetermined value, the rotation ratio between the turbine blade and the exhaust blade is controlled so that the exhaust blade rotates at a high speed. When the rotation ratio is controlled so as to rotate at a low speed, excessive supercharging can be prevented and a supercharging pressure control device capable of protecting the engine with a simple configuration can be obtained.

また、請求項10の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレード、吸気経路でタービンブレードと同一の回転速度で回転して吸気を加速する吸気ブレード、タービンブレードに相関して回転する排気ブレード、を備えるので、排気効率を制御可能な、簡易な構成の過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。   According to the invention of claim 10, the supercharging pressure control device accelerates the intake air by rotating at the same rotational speed as that of the turbine blade in the intake passage, and the turbine blade rotating by the exhaust gas in the exhaust passage of the internal combustion engine. Since the intake blades and the exhaust blades rotating in correlation with the turbine blades are provided, there is an effect that it is possible to obtain a supercharging pressure control device with a simple configuration capable of controlling the exhaust efficiency.

また、請求項11の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路にタービンブレードと排気ブレード、吸気経路に吸気ブレードを備え、タービンブレード、排気ブレード、吸気ブレードの回転比率を可変制御するので、吸気効率と排気効率とを広い範囲で制御可能な過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。   According to the invention of claim 11, the supercharging pressure control device includes a turbine blade and an exhaust blade in the exhaust path of the internal combustion engine, and an intake blade in the intake path, and the rotation ratio of the turbine blade, the exhaust blade, and the intake blade is variable. Since the control is performed, there is an effect that a supercharging pressure control device capable of controlling the intake efficiency and the exhaust efficiency in a wide range can be obtained.

以下に添付図面を参照して、この発明に係る過給圧制御装置について詳細に説明する。   Hereinafter, a supercharging pressure control apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施例にかかる過給圧制御装置の概要構成を説明する概要構成図である。同図に示すように、エンジン4は、吸気経路2からインタークーラー3によって冷却された空気を吸入し、排気経路5から排気を行なっている。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a schematic configuration of a supercharging pressure control apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, the engine 4 sucks air cooled by the intercooler 3 from the intake passage 2 and exhausts air from the exhaust passage 5.

過給圧制御装置1は、このエンジンの給排気を制御する制御装置である。具体的には、過給圧制御装置1は、動作状態監視部11、変速処理部12、変速機構13、タービンブレード31、排気ブレード32、およびコンプレッサーブレード33を有する。   The supercharging pressure control device 1 is a control device that controls the supply and exhaust of the engine. Specifically, the supercharging pressure control device 1 includes an operation state monitoring unit 11, a transmission processing unit 12, a transmission mechanism 13, a turbine blade 31, an exhaust blade 32, and a compressor blade 33.

タービンブレード31は排気経路5に設けられ、排気の噴出エネルギーによって回転する。一方、コンプレッサーブレード33は、吸気経路2に設けられ、タービンブレード31を動力源に回転する。したがって、エンジン4の排気流量に対応してコンプレッサーブレード33が回転し、吸気経路2における空気の流れを加速することとなる。   The turbine blade 31 is provided in the exhaust path 5 and is rotated by the exhaust energy of the exhaust. On the other hand, the compressor blade 33 is provided in the intake path 2 and rotates using the turbine blade 31 as a power source. Accordingly, the compressor blade 33 rotates corresponding to the exhaust flow rate of the engine 4 and the air flow in the intake passage 2 is accelerated.

さらに、過給圧制御装置1は、排気経路5上に排気ブレード32を備えている。この排気ブレード32はタービンブレード31を動力源に回転し、排気経路5の空気の流れを加速することで排気効率を向上するために用いられる。   Further, the supercharging pressure control device 1 includes an exhaust blade 32 on the exhaust path 5. The exhaust blade 32 is used to improve exhaust efficiency by rotating with the turbine blade 31 as a power source and accelerating the flow of air in the exhaust path 5.

すなわち、吸気を加速するコンプレッサーブレード33と、排気を加速する排気ブレード32とは、ともにタービンブレード31によって駆動される。さらに、タービンブレード31、排気ブレード32、コンプレッサーブレード33は、変速機構13に接続され、その回転数の比率を制御可能である。   That is, both the compressor blade 33 that accelerates intake air and the exhaust blade 32 that accelerates exhaust gas are driven by the turbine blade 31. Further, the turbine blade 31, the exhaust blade 32, and the compressor blade 33 are connected to the speed change mechanism 13 and can control the rotation speed ratio.

従来の過給圧制御装置では、タービンブレードとコンプレッサーブレードとは同一の軸に固定され、コンプレッサーブレードはタービンブレードと同じ回転数で回転していた。   In the conventional supercharging pressure control device, the turbine blade and the compressor blade are fixed to the same shaft, and the compressor blade rotates at the same rotational speed as the turbine blade.

そのため、排気流量が適切であれば、排気経路にタービンブレードが存在することによって生ずる排気効率の低下に見合った吸気効率の向上(エンジン出力の向上)が得られるものの、排気流量が小さい(エンジンの回転数が高い)場合や、吸気量が大きい場合には、排気効率の低下のみが生じていた。   Therefore, if the exhaust flow rate is appropriate, an improvement in intake efficiency (an improvement in engine output) commensurate with a decrease in exhaust efficiency caused by the presence of turbine blades in the exhaust path can be obtained, but the exhaust flow rate is small (the engine flow rate is small). When the engine speed is high) or when the intake air amount is large, only a reduction in exhaust efficiency occurs.

具体的には、エンジンの回転数が低く、排気流量が小さい場合には、タービンブレードの回転数も低くなり、コンプレッサーブレードによる過給効果も小さくなる。一方で、タービンの回転数はエンジンの回転数の略二乗に比例して上昇するため、エンジンが高回転時に過給し過ぎるのを防ぐ必要がある。そのため、ウェイストゲートバルブを装着し、予め設定した最大過給圧を越える場合に過給圧を逃がしてエンジンを保護する必要があった。   Specifically, when the engine speed is low and the exhaust flow rate is small, the turbine blade speed is also low, and the supercharging effect by the compressor blade is also reduced. On the other hand, since the rotational speed of the turbine increases in proportion to approximately the square of the rotational speed of the engine, it is necessary to prevent the engine from being overcharged at a high rotational speed. Therefore, it was necessary to protect the engine by mounting a waste gate valve and releasing the boost pressure when the preset maximum boost pressure was exceeded.

そこで、本実施例における過給圧制御装置1は、排気経路に排気を促進する排気ブレード32を設けることによって、排気効率を向上している。そして、この排気ブレード32とタービンブレード13との回転数の比率を変速機構13によって可変制御することで、排気効率と吸気効率とが最適となるように制御することとしている。   Therefore, the supercharging pressure control apparatus 1 in the present embodiment improves the exhaust efficiency by providing the exhaust blade 32 that promotes exhaust in the exhaust path. Then, the speed ratio of the exhaust blade 32 and the turbine blade 13 is variably controlled by the speed change mechanism 13 so that the exhaust efficiency and the intake efficiency are controlled to be optimum.

具体的には、動作状態監視部11がエンジンの動作状態を監視し、変速処理部12が動作状態監視部11による監視結果に基づいて、変速機構13を制御する。   Specifically, the operation state monitoring unit 11 monitors the operation state of the engine, and the shift processing unit 12 controls the transmission mechanism 13 based on the monitoring result by the operation state monitoring unit 11.

動作状態監視部14は、エンジン4の動作状態として、エンジン4の回転数や制御状態、排気経路5の排気流量や流速、タービンブレード31の回転速度、吸気経路2吸気流量や流速などを取得する。   The operation state monitoring unit 14 acquires, as the operation state of the engine 4, the rotational speed and control state of the engine 4, the exhaust flow rate and flow velocity of the exhaust passage 5, the rotation speed of the turbine blade 31, the intake passage 2 intake flow amount and flow velocity, and the like. .

そして、変速処理部12は、動作状態監視部14の取得結果を用い、変速機構13の制御、例えばギア比の変更を実行する。   Then, the speed change processing unit 12 executes control of the speed change mechanism 13, for example, change of the gear ratio, using the acquired result of the operation state monitoring unit 14.

図2は、変速機構13の構成例を示す構成図である。同図において、タービンブレード31とコンプレッサーブレード33は、同一の軸に固定される。さらに、その軸にギア41を設けるとともに、排気ブレード32にギア42を設ける。このギア41とギア42のギア比によって、タービンブレード31とコンプレッサーブレード32との回転比率が定まる。   FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the speed change mechanism 13. In the figure, a turbine blade 31 and a compressor blade 33 are fixed to the same shaft. Further, a gear 41 is provided on the shaft, and a gear 42 is provided on the exhaust blade 32. The rotation ratio between the turbine blade 31 and the compressor blade 32 is determined by the gear ratio between the gear 41 and the gear 42.

したがって、ギア41とギア42のギア比を変更することで、タービンブレード31とコンプレッサーブレード32との回転比率を変更することができる。具体的には、排気流量が小さく、コンプレッサーブレード32による過給効果が十分に得られない場合には、ギア42の回転速度を上げて排気効率を向上する。   Therefore, the rotation ratio between the turbine blade 31 and the compressor blade 32 can be changed by changing the gear ratio between the gear 41 and the gear 42. Specifically, when the exhaust flow rate is small and the supercharging effect by the compressor blade 32 cannot be obtained sufficiently, the rotational speed of the gear 42 is increased to improve the exhaust efficiency.

同様に、排気流量が過度に大きい場合、過給し過ぎるのを防ぐため、コンプレッサーブレード33の回転速度が低下するようにギア比を変更する。したがって、ウェイストゲートバルブを用いることなく、過給圧の過度の上昇を防止してエンジンを保護することができる。   Similarly, when the exhaust gas flow rate is excessively large, the gear ratio is changed so that the rotational speed of the compressor blade 33 is reduced in order to prevent overcharging. Therefore, the engine can be protected by preventing an excessive increase in the supercharging pressure without using the waste gate valve.

この場合の過給圧制御装置1の処理動作を図3に示す。同図に示したフローチャートは、エンジン4の稼動中に繰り返し実行される処理である。まず、過給圧制御装置1の動作状態監視部11が、エンジン4の動作状態を取得する(ステップS101)。   The processing operation of the supercharging pressure control device 1 in this case is shown in FIG. The flowchart shown in the figure is a process that is repeatedly executed while the engine 4 is operating. First, the operation state monitoring unit 11 of the supercharging pressure control device 1 acquires the operation state of the engine 4 (step S101).

その結果、動作状態を示す要因、たとえば排気流速が第1の所定値未満である、すなわち過給効果が十分に得られない場合(ステップS102,Yes)、変速処理部12は、変速機構13のギア比の設定を変更し、排気を促進して(ステップS103)、処理を終了する。具体的には、排気を促進するためには、ギア42が高速で回転するようにギア比を設定すればよい。   As a result, when the factor indicating the operating state, for example, the exhaust gas flow velocity is less than the first predetermined value, that is, when the supercharging effect is not sufficiently obtained (step S102, Yes), the transmission processing unit 12 The setting of the gear ratio is changed to promote exhaust (step S103), and the process ends. Specifically, in order to promote exhaust, the gear ratio may be set so that the gear 42 rotates at a high speed.

一方、排気流速が第1の所定値以上であるならば(ステップS102,No)、つぎに排気流速と第2の所定値とを比較する(ステップS104)。その結果、排気流速が第2の所定値を越える、すなわち排気流量が過度に大きい場合(ステップS104,Yes)、変速処理部12は、変速機構13のギア比の設定を変更し、吸気を制限して(ステップS105)処理を終了する。具体的には、吸気を制限するためには、吸気ブレード33の回転速度を落とすようにギア比を設定すればよい。   On the other hand, if the exhaust flow rate is equal to or higher than the first predetermined value (step S102, No), then the exhaust flow rate is compared with the second predetermined value (step S104). As a result, if the exhaust gas flow rate exceeds the second predetermined value, that is, the exhaust gas flow rate is excessively large (step S104, Yes), the speed change processing unit 12 changes the gear ratio setting of the speed change mechanism 13 to restrict the intake air. (Step S105) and the process ends. Specifically, in order to restrict intake air, the gear ratio may be set so as to reduce the rotational speed of the intake blade 33.

一方、排気流量が第2の所定値以下である場合(ステップS104,No)、変速制御部12は、変速機構13のギア比を過給圧用の設定にして(ステップS106)、処理を終了する。   On the other hand, when the exhaust gas flow rate is equal to or lower than the second predetermined value (step S104, No), the transmission control unit 12 sets the gear ratio of the transmission mechanism 13 for supercharging pressure (step S106) and ends the process. .

なお、ここでは説明を簡単にするために、排気流速が第1の所定値以上、第2の所定値未満である場合に「ギア比を過給圧用の設定にする」としているが、この過給圧用の設定についても、エンジンの動作状態に基づいて詳細に設定変更し、最適なギア比を選択することが望ましい。   For simplicity of explanation, the gear ratio is set to the supercharging pressure when the exhaust flow velocity is equal to or higher than the first predetermined value and lower than the second predetermined value. Regarding the setting for the supply pressure, it is desirable to change the setting in detail based on the operating state of the engine and select an optimal gear ratio.

ところで、図2ではタービンブレード31とコンプレッサーブレード33とを同一の軸に固定し、タービンブレード31とコンプレッサーブレード33とは同一の回転速度で回転させる構成としているが、このタービンブレード31とコンプレッサーブレード33との回転比率をさらに変更可能に変速機構13を構成してもよい。   In FIG. 2, the turbine blade 31 and the compressor blade 33 are fixed to the same shaft, and the turbine blade 31 and the compressor blade 33 are rotated at the same rotational speed. The speed change mechanism 13 may be configured such that the rotation ratio can be further changed.

図4は、タービンブレード31とコンプレッサーブレード33との回転比率を変更可能な変速機構13の構成例を示す図である。同図では、タービンブレード31の軸にギア51およびギア53を固定し、排気ブレード32の軸にギア52を固定し、コンプレッサーブレード33の軸にギア54を固定している。   FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the transmission mechanism 13 capable of changing the rotation ratio between the turbine blade 31 and the compressor blade 33. In the figure, a gear 51 and a gear 53 are fixed to the shaft of the turbine blade 31, a gear 52 is fixed to the shaft of the exhaust blade 32, and a gear 54 is fixed to the shaft of the compressor blade 33.

この構成では、タービンブレード31と排気ブレード32との回転比率がギア51とギア52とのギア比によって定まり、タービンブレード32とコンプレッサーブレード54との回転比率がギア53とギア54とのギア比によって定まる。   In this configuration, the rotation ratio between the turbine blade 31 and the exhaust blade 32 is determined by the gear ratio between the gear 51 and the gear 52, and the rotation ratio between the turbine blade 32 and the compressor blade 54 is determined by the gear ratio between the gear 53 and the gear 54. Determined.

したがって、ギア比の変更によってタービンブレード31と排気ブレード32との回転比率のみならず、タービンブレード31とコンプレッサーブレード33との回転比率をも制御することが可能となる。   Therefore, by changing the gear ratio, not only the rotation ratio between the turbine blade 31 and the exhaust blade 32 but also the rotation ratio between the turbine blade 31 and the compressor blade 33 can be controlled.

この場合の過給圧制御装置1の処理動作を図5に示す。同図に示したフローチャートは、エンジン4の稼動中に繰り返し実行される処理である。まず、過給圧制御装置1の動作状態監視部11が、エンジン4の動作状態を取得する(ステップS201)。   The processing operation of the supercharging pressure control device 1 in this case is shown in FIG. The flowchart shown in the figure is a process that is repeatedly executed while the engine 4 is operating. First, the operation state monitoring unit 11 of the supercharging pressure control device 1 acquires the operation state of the engine 4 (step S201).

その結果、動作状態を示す要因、たとえば排気流速が第1の所定値未満である、すなわち過給効果が十分に得られない場合(ステップS202,Yes)、変速処理部12は、ギア52の回転速度を上げるとともに、ギア54の回転速度を上げる(ステップS203)ことで、排気を促進して処理を終了する。   As a result, when the factor indicating the operating state, for example, the exhaust gas flow velocity is less than the first predetermined value, that is, when the supercharging effect is not sufficiently obtained (step S202, Yes), the transmission processing unit 12 rotates the gear 52. By increasing the speed and increasing the rotation speed of the gear 54 (step S203), exhaust is promoted and the process is terminated.

一方、排気流速が第1の所定値以上であるならば(ステップS202,No)、つぎに排気流速と第2の所定値とを比較する(ステップS204)。その結果、排気流速が第2の所定値を越える、すなわち排気流量が過度に大きい場合(ステップS204,Yes)、変速処理部12は、ギア52の回転速度を上げるとともにギア54の回転速度を下げて(ステップS205)吸気を抑制し、処理を終了する。   On the other hand, if the exhaust flow rate is equal to or higher than the first predetermined value (step S202, No), then the exhaust flow rate is compared with the second predetermined value (step S204). As a result, when the exhaust gas flow rate exceeds the second predetermined value, that is, the exhaust gas flow rate is excessively large (step S204, Yes), the speed change processing unit 12 increases the rotation speed of the gear 52 and decreases the rotation speed of the gear 54. (Step S205) The intake is suppressed and the process is terminated.

一方、排気流量が第2の所定値以下である場合(ステップS204,No)、変速制御部12は、変速機構13のギア比を過給圧用の設定にして(ステップS206)、処理を終了する。なお、ここでも排気流速が第1の所定値以上、第2の所定値未満である場合に「ギア比を過給圧用の設定にする」としているが、この過給圧用の設定についても、エンジンの動作状態に基づいて詳細に設定変更し、最適なギア比を選択することが望ましい。   On the other hand, when the exhaust gas flow rate is equal to or lower than the second predetermined value (step S204, No), the transmission control unit 12 sets the gear ratio of the transmission mechanism 13 for supercharging pressure (step S206) and ends the process. . In this case as well, when the exhaust flow velocity is equal to or higher than the first predetermined value and lower than the second predetermined value, “the gear ratio is set for the boost pressure”, the engine pressure is set for the engine. It is desirable to change the setting in detail based on the operation state of and to select the optimum gear ratio.

上述してきたように、本実施例にかかる過給圧制御装置1は、タービンブレード31によって動作する排気ブレード32を排気経路5に設けることで、排気効率を向上することができる。   As described above, the supercharging pressure control apparatus 1 according to the present embodiment can improve the exhaust efficiency by providing the exhaust blade 32 operated by the turbine blade 31 in the exhaust path 5.

また、タービンブレード31、排気ブレード32、コンプレッサーブレード33の回転比率を変速機構13によって変更可能とし、動作状態監視部11が取得したエンジン4の動作状態に基づいて変速処理部12が変速機構13を制御することで、エンジンの動作状態に基づいて吸気効率と排気効率とを最適化することができるとともに、ウェイストゲートバルブを不要とした簡易な構成の過給圧制御装置を得ることができる。   Further, the rotation ratios of the turbine blade 31, the exhaust blade 32, and the compressor blade 33 can be changed by the transmission mechanism 13, and the transmission processing unit 12 causes the transmission mechanism 13 to change based on the operation state of the engine 4 acquired by the operation state monitoring unit 11. By performing the control, it is possible to optimize the intake efficiency and the exhaust efficiency based on the operating state of the engine, and it is possible to obtain a supercharging pressure control device having a simple configuration that does not require a waste gate valve.

なお、本発明の利用は、本実施例によって限定されるものではなく、適宜変形して利用することができる。例えば、排気経路にバイパス経路を設け、タービンブレード31や排気ブレード32に選択的に排気を当てたり、排気の当たる比率を変更可能としてもよいし、排気ブレード32を状況に応じてタービンとして機能させる構成であってもよい。また、クラッチなどを用いて、タービンブレード31、排気ブレード32、コンプレッサーブレード33の接続を切断可能とする構成としてもよい。   The use of the present invention is not limited by the present embodiment, and can be used by being appropriately modified. For example, a bypass path may be provided in the exhaust path so that exhaust can be selectively applied to the turbine blade 31 or the exhaust blade 32 or the ratio of hitting the exhaust can be changed, or the exhaust blade 32 can function as a turbine depending on the situation. It may be a configuration. Moreover, it is good also as a structure which can cut | disconnect the connection of the turbine blade 31, the exhaust blade 32, and the compressor blade 33 using a clutch etc.

以上のように、本発明にかかる過給圧制御装置は、内燃機関の排気効率向上に有用であり、特に内燃機関の動作状態に適応した給排気制御に適している。   As described above, the supercharging pressure control apparatus according to the present invention is useful for improving the exhaust efficiency of an internal combustion engine, and is particularly suitable for supply / exhaust control adapted to the operating state of the internal combustion engine.

本発明の実施例にかかる過給圧制御装置の概要構成を示す概要構成図である。It is a schematic block diagram which shows the schematic structure of the supercharging pressure control apparatus concerning the Example of this invention. 図1に示した変速機構の具体例を説明する説明図である(その1)。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a specific example of the speed change mechanism shown in FIG. 1 (part 1); 図2に示した変速機構での処理動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation in the speed change mechanism shown in FIG. 図1に示した変速機構の具体例を説明する説明図である(その2)。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a specific example of the speed change mechanism shown in FIG. 1 (part 2); 図4に示した変速機構での処理動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation in the speed change mechanism shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 過給圧制御装置
2 吸気経路
3 インタークーラー
4 エンジン
5 排気経路
11 動作状態監視部
12 変速処理部
13 変速機構
31 タービンブレード
32 排気ブレード
33 コンプレッサーブレード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Supercharging pressure control apparatus 2 Intake path 3 Intercooler 4 Engine 5 Exhaust path 11 Operation state monitoring part 12 Shift processing part 13 Transmission mechanism 31 Turbine blade 32 Exhaust blade 33 Compressor blade

Claims (11)

内燃機関の給排気を制御する過給圧制御装置であって、
前記内燃機関の排気経路に配設され、前記内燃機関の排気を動力として回転するタービンブレードと、
前記タービンブレードに相関して回転する、前記排気経路に配設された排気ブレードと、
を備えたことを特徴とする過給圧制御装置。
A supercharging pressure control device for controlling supply and exhaust of an internal combustion engine,
A turbine blade that is disposed in an exhaust path of the internal combustion engine and rotates with the exhaust of the internal combustion engine as power,
An exhaust blade disposed in the exhaust path that rotates relative to the turbine blade;
A supercharging pressure control device comprising:
前記排気ブレードを前記タービンブレードの後段に配設したことを特徴とする請求項1に記載の過給圧制御装置。   The supercharging pressure control device according to claim 1, wherein the exhaust blade is disposed at a rear stage of the turbine blade. 前記排気ブレードは、前記タービンブレードの回転を動力として回転することを特徴とする請求項1または2に記載の過給圧制御装置。   The supercharging pressure control device according to claim 1, wherein the exhaust blade rotates using the rotation of the turbine blade as power. 前記排気ブレードと前記タービンブレードとの回転比率を可変制御する変速制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1,2または3に記載の過給圧制御装置。   4. The supercharging pressure control device according to claim 1, further comprising shift control means for variably controlling a rotation ratio between the exhaust blade and the turbine blade. 前記内燃機関の動作状態を監視する動作状態監視手段をさらに備え、前記変速制御手段は、前記動作状態監視手段による監視結果に基づいて前記回転比率を制御することを特徴とする請求項4に記載の過給圧制御装置。   5. The operation state monitoring means for monitoring the operation state of the internal combustion engine is further provided, and the shift control means controls the rotation ratio based on a monitoring result by the operation state monitoring means. Supercharging pressure control device. 前記動力監視手段は、前記内燃機関の回転数もしくは制御状態、排気流量、排気流速、前記タービンブレードの回転速度、排気ブレードの回転速度、吸気流量、吸気流速のうち、少なくともいずれか一つを監視することを特徴とする請求項5に記載の過給圧制御装置。   The power monitoring means monitors at least one of the rotational speed or control state of the internal combustion engine, the exhaust flow rate, the exhaust flow velocity, the rotation speed of the turbine blade, the rotation speed of the exhaust blade, the intake air flow rate, and the intake flow velocity. The supercharging pressure control device according to claim 5, wherein 前記変速制御手段は、前記排気流速が所定値に比して小さい場合、もしくは前記タービンブレードの回転速度が所定値に比して小さい場合に、前記排気ブレードが高速に回転するように前記回転比率を制御することを特徴とする請求項6に記載の過給圧制御装置。   The speed change control means is configured so that the exhaust blade rotates at a high speed when the exhaust flow velocity is smaller than a predetermined value or when the rotational speed of the turbine blade is smaller than a predetermined value. The supercharging pressure control device according to claim 6, wherein the supercharging pressure control device is controlled. 前記内燃機関の吸気経路に設けられ、前記タービンブレードを動力源として回転して吸気流速を加速する吸気ブレードをさらに備えたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の過給圧制御装置。   The exhaust blade according to any one of claims 1 to 7, further comprising an intake blade provided in an intake path of the internal combustion engine and rotating the turbine blade as a power source to accelerate an intake air flow velocity. Supply pressure control device. 前記変速制御手段は、前記吸気ブレードの回転速度が所定速度以上である場合に、前記排気ブレードが高速に回転するように前記回転比率を制御することを特徴とする請求項8に記載の過給圧制御装置。   The supercharging according to claim 8, wherein the shift control means controls the rotation ratio so that the exhaust blade rotates at a high speed when the rotation speed of the intake blade is equal to or higher than a predetermined speed. Pressure control device. 前記吸気ブレードを前記タービンブレードと同一の軸に固定したことを特徴とする請求項8または9に記載の過給圧制御装置。   The supercharging pressure control device according to claim 8 or 9, wherein the intake blade is fixed to the same shaft as the turbine blade. 前記吸気ブレードと前記タービンブレードとの回転比率を変更可能に設置し、前記可変速制御手段は、前記前記吸気ブレードと前記タービンブレードとの回転比率をさらに制御することを特徴とする請求項8または9に記載の過給圧制御装置。   9. The rotation ratio between the intake blade and the turbine blade is installed so as to be changeable, and the variable speed control means further controls the rotation ratio between the intake blade and the turbine blade. The supercharging pressure control device according to 9.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012005046A1 (en) * 2010-07-08 2012-01-12 株式会社Ihi Waste heat recovery device
CN111472879A (en) * 2020-04-07 2020-07-31 李斯特技术中心(上海)有限公司 Novel two-stage supercharger

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012005046A1 (en) * 2010-07-08 2012-01-12 株式会社Ihi Waste heat recovery device
JP2012017685A (en) * 2010-07-08 2012-01-26 Ihi Corp Waste heat recovery device
CN102959198A (en) * 2010-07-08 2013-03-06 株式会社Ihi Waste heat recovery device
US9109503B2 (en) 2010-07-08 2015-08-18 Ihi Corporation Waste heat recovery device
CN111472879A (en) * 2020-04-07 2020-07-31 李斯特技术中心(上海)有限公司 Novel two-stage supercharger

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