JP2007231893A - Supercharger of internal-combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一対のコンプレッサホイールを有する内燃機関の過給装置に関する。 The present invention relates to a supercharging device for an internal combustion engine having a pair of compressor wheels.
内燃機関用の過給装置として、一対のコンプレッサホイールの回転を同期させるために、コンプレッサホイールの回転数(回転速度)を検出可能なセンサを備えたツインターボチャージャ装置が知られている(特許文献1参照)。一対の過給機の駆動軸のそれぞれと、これらを駆動するクランク軸との間に断続クラッチを挿入し、各過給機の駆動開始時にいずれか一方の断続クラッチをPWM制御して各過給機の応答時間を同期させる過給装置も知られている(特許文献2参照)。一対のタービンホイールが互いに対向するように配置されたツインターボチャージャ装置も知られている(特許文献3参照)。その他に、本発明に関連する先行技術文献として特許文献4が存在する。
過給機を駆動する場合、コンプレッサホイールのブレードの周囲に形成される圧力場がブレードとともに回転することにより、翼通過周波数(Blade Passing Frequencyを略してBPFと呼ばれることがある。)の騒音が発生する。一対の過給機を備えた過給装置では、BPF音(BPFの騒音)のエネルギーも2倍となる。BPF音は、コンプレッサホイールに対する吸気の流入部で発生し、過給機の吸気取込通路からエアクリーナを通過して外部に伝播するとともに、コンプレッサハウジングを伝播してハウジング表面から外部に放射される。コンプレッサハウジングは複雑な形状を有しており、BPFが属する高周波域では、コンプレッサハウジングの表面に高次の振動モードが多数存在する。これらの振動モードをコンプレッサハウジングの形状変更によって消失させることは難しい。 When a turbocharger is driven, noise at a blade passing frequency (sometimes referred to as BPF for short) is generated as a pressure field formed around the blade of the compressor wheel rotates together with the blade. To do. In the supercharging device including a pair of superchargers, the energy of the BPF sound (BPF noise) is also doubled. The BPF sound is generated at the intake air inflow portion with respect to the compressor wheel, propagates to the outside through the air cleaner from the intake intake passage of the supercharger, and propagates to the outside through the compressor housing. The compressor housing has a complicated shape, and many high-order vibration modes exist on the surface of the compressor housing in the high frequency region to which the BPF belongs. It is difficult to eliminate these vibration modes by changing the shape of the compressor housing.
そこで、本発明は、一対のコンプレッサホイールの回転に起因して発生するBPF音をコンプレッサホイールの回転の制御によって低減することが可能な内燃機関の過給装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a supercharging device for an internal combustion engine that can reduce BPF noise generated due to rotation of a pair of compressor wheels by controlling rotation of the compressor wheels.
本発明の内燃機関の過給装置は、互いに等しい枚数のブレードを有し、互いに対向するようにしてコンプレッサハウジング内に配置された一対のコンプレッサホイールと、少なくともいずれか一方のコンプレッサホイールの回転速度を調整する回転速度調整手段と、前記一対のコンプレッサホイールの回転経路上の所定位置からの前記ブレードの位相、及び各コンプレッサホイールの回転速度に相関する信号を生成し、出力する回転検出手段と、前記回転検出手段の出力信号に基づいて、前記一対のコンプレッサホイールの各ブレードの位相が互いに一致し、かつ各コンプレッサホイールの回転速度が互いに一致するように前記回転速度調整手段の動作を制御する回転制御手段と、を備えたことにより、上述した課題を解決する(請求項1)。 The supercharging device for an internal combustion engine according to the present invention has a pair of compressor wheels that have an equal number of blades and are disposed in the compressor housing so as to face each other, and the rotational speed of at least one of the compressor wheels. A rotation speed adjusting means for adjusting; a rotation detecting means for generating and outputting a signal correlated with a phase of the blade from a predetermined position on a rotation path of the pair of compressor wheels and a rotation speed of each compressor wheel; and Rotation control for controlling the operation of the rotation speed adjusting means so that the phases of the blades of the pair of compressor wheels coincide with each other and the rotation speeds of the compressor wheels coincide with each other based on the output signal of the rotation detection means Means for solving the above-mentioned problem (claim 1).
本発明の過給装置によれば、各コンプレッサホイールのブレード枚数が互いに等しく設定され、かつ、各コンプレッサホイールの回転速度が互いに等しく制御されるため、各コンプレッサホイールの回転に起因して発生するBPF音の周期が互いに一致する。しかも、一対のコンプレッサホイール間においてブレードの位相がそれぞれ一致するようにコンプレッサホイールの回転が制御されるため、各コンプレッサホイールの近傍で同一位相のBPFの振動波が発生する。そして、一対のコンプレッサホイールが互いに対向するように配置されているため、各コンプレッサホイールの近傍で発生したBPFの振動波が対称的に進行して互いに逆位相で重なり合う。それにより、BPFの振動波が相互に打ち消し合ってBPFの振動モードが相殺され、その結果、BPF音が低減される。 According to the supercharging device of the present invention, the number of blades of each compressor wheel is set to be equal to each other, and the rotation speeds of each compressor wheel are controlled to be equal to each other, so that the BPF generated due to the rotation of each compressor wheel The period of the sound matches each other. Moreover, since the rotation of the compressor wheel is controlled so that the blade phases are matched between the pair of compressor wheels, BPF vibration waves having the same phase are generated in the vicinity of each compressor wheel. And since a pair of compressor wheel is arrange | positioned so that it may mutually oppose, the vibration wave of BPF which generate | occur | produced in the vicinity of each compressor wheel advances symmetrically, and mutually overlaps with an antiphase. As a result, the vibration waves of the BPF cancel each other and the vibration mode of the BPF is canceled, and as a result, the BPF sound is reduced.
本発明の一形態においては、前記コンプレッサハウジングが、一対のコンプレッサホイールに対して共用される一体型のハウジングとして形成されてもよい(請求項2)。この形態によれば、各コンプレッサホイールにて発生したBPFの振動波が共通のコンプレッサハウジングへと伝播し、そのコンプレッサハウジングの外部にBPF音が放射される以前の段階でBPFの振動波が重なり合って振動の打ち消し作用が生じる。このため、コンプレッサハウジングの表面から外部へのBPF音の放射をさらに低減することができる。 In one form of the present invention, the compressor housing may be formed as an integral housing shared by a pair of compressor wheels. According to this embodiment, the vibration wave of the BPF generated in each compressor wheel propagates to the common compressor housing, and the vibration wave of the BPF overlaps before the BPF sound is emitted to the outside of the compressor housing. Vibration canceling action occurs. For this reason, the radiation of the BPF sound from the surface of the compressor housing to the outside can be further reduced.
コンプレッサハウジングを一体型に形成する形態においては、さらに、前記コンプレッサハウジングの吸気取込通路における各コンプレッサホイールへの分岐位置から各コンプレッサホイールまでの経路長が略同一に設定されてもよい(請求項3)。この形態によれば、各コンプレッサホイールから吸気取込通路を遡るように伝播するBPFの振動波がその取込経路の分岐位置にて互いに逆位相で重なり合う。これにより、吸気取込通路から外部に放出されるBPF音を低減することができる。 In the embodiment in which the compressor housing is integrally formed, the path length from the branch position to each compressor wheel in the intake air intake passage of the compressor housing to each compressor wheel may be set to be substantially the same. 3). According to this embodiment, the vibration waves of the BPF propagating from the compressor wheels so as to go back through the intake intake passage overlap with each other at the branch positions of the intake route in opposite phases. Thereby, it is possible to reduce the BPF sound released from the intake intake passage to the outside.
本発明の一形態において、前記一対のコンプレッサホイールの回転軸線が同軸上に位置してもよい(請求項4)。この形態によれば、一対のコンプレッサーホイールの対称性を確保してBPFの振動波の打ち消し合う作用をより効果的に発揮させることができる。このため、BPF音のさらなる低減を図ることができる。 In one embodiment of the present invention, the rotation axes of the pair of compressor wheels may be located on the same axis (claim 4). According to this aspect, the symmetry of the pair of compressor wheels can be ensured, and the action of canceling vibration waves of the BPF can be exhibited more effectively. For this reason, the BPF sound can be further reduced.
以上に説明したように、本発明の過給装置によれば、互いに対向して配置された一対のコンプレッサホイールを同一速度で回転させ、しかも、各コンプレッサホイール間でブレードの枚数が一致しかつそれらのブレードの位相も互いに一致させているので、各コンプレッサホイールにて周期及び位相が等しいBPFの振動波を発生させてそれらの振動波を対称的に進行させ、それにより、BPFの振動波を互いに逆位相で重ね合わせて振動波の打ち消し作用を生じさせることができる。これにより、BPFの振動モードを相殺してBPF音を低減することができる。 As described above, according to the supercharging device of the present invention, a pair of compressor wheels arranged opposite to each other are rotated at the same speed, and the number of blades is the same between the compressor wheels. Since the phases of the blades are also matched with each other, BPF vibration waves having the same period and phase are generated in each compressor wheel, and these vibration waves travel symmetrically. It is possible to generate an oscillating wave canceling effect by superimposing them in opposite phases. Thereby, the vibration mode of BPF can be canceled and BPF sound can be reduced.
図1は本発明の一形態に係る過給装置を備えた内燃機関(以下、エンジンという。)を示す。エンジン1は、一対の吸気通路2及び一対の排気通路3を備えている。過給装置4は吸気通路2と排気通路3との間にそれぞれ設置された一対のターボチャージャ5を備えている。各ターボチャージャ5は、排気通路3の一部を構成するように設けられたタービンハウジング6と、そのタービンハウジング6の内部に配置されたタービンホイール7と、吸気通路2の一部を構成するように設けられたコンプレッサハウジング8と、そのコンプレッサハウジング8の内部に配置されたコンプレッサホイール9とを備えている。タービンホイール7とコンプレッサホイール9とはタービン軸10を介して同軸的に連結されており、両ホイール7、9はタービン軸10を中心として一体的に回転可能である。つまりタービン軸10の中心線がホイール7、9の回転軸線RAに一致する。コンプレッサハウジング8の上流側には吸気を濾過する不図示のエアクリーナが設けられ、コンプレッサハウジング8とエンジン1との間にはコンプレッサホイール9によって圧縮された吸気を冷却するインタークーラ11が設けられている。
FIG. 1 shows an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) provided with a supercharging device according to an embodiment of the present invention. The
一対のターボチャージャ5は、それぞれのタービン軸10が同軸上、つまり共通の回転軸線RA上に位置し、かつコンプレッサホイール9が互いに対向するように配置されている。コンプレッサホイール9の周囲の構成を図2に拡大して示す。なお、図2ではコンプレッサホイール9の回転軸線RAから略半分の部分を示している。図2に示すように、コンプレッサハウジング8は、一対のコンプレッサホイール9に対して共用される一体型のハウジングとして形成されており、その形状はコンプレッサホイール9の並び方向と直交する仮想的中心面CPを基準として左右に略対称に設定されている。コンプレッサハウジング8には、コンプレッサホイール9をそれぞれ収容する一対のコンプレッサ室12と、吸気取込口13から各コンプレッサ室12に吸気を導くための一対の吸気取込通路14とが設けられている。吸気取込通路14は、中心面CPに沿って配置された隔壁15にて仕切られることにより吸気取込口13からコンプレッサ室12に至るまでそれぞれ独立した通路として構成されている。吸気取込口13、言い換えれば吸気取込通路14の分岐位置から各コンプレッサホイール9までの通路長は互いに等しい。コンプレッサ室12も隔壁15を挟んで左右に対称であり、それらのコンプレッサ室12に収容されるコンプレッサホイール9も回転軸線RAの方向に関して隔壁15から互いに等しい距離に配置される。なお、コンプレッサハウジング8においては、コンプレッサ室12及び吸気取込通路14を取り囲む壁部の形状が略対称であればよく、コンプレッサハウジング8をエンジン1等に取り付けるためのステイ、ボスといった細部に関しては非対称であってもよい。吸気取込口13の上流側に配置されるエアクリーナは吸気取込通路14間で共用されてもよいし、吸気取込通路14毎に独立して設けられてもよい。
The pair of
コンプレッサホイール9も隔壁15の中心面CPを挟んで左右に対称な形状である。さらに、図2に矢印RDで示したように、各コンプレッサホイール9の回転方向は互いに等しく定められている。図3は、一対のコンプレッサホイール9を図2の矢印A、Bの方向からそれぞれ見た状態を左右に並べて示したものである。各コンプレッサホイール9の回転方向は図3において矢印RDで示した通りである。各コンプレッサホイール9は回転方向に等間隔で配置された所定枚数のブレード9aを有している。ブレード9aの枚数は両ホイール9間で互いに等しい。また、一方のコンプレッサホイール9のブレード9aはそれぞれ同形同大であり、他方のコンプレッサホイール9のブレード9aは一方のコンプレッサホイール9のそれらに対して対称な形状である。なお、タービンホイール7の詳細は図示を省略したが、本形態の過給装置4では一対のコンプレッサホイール9を同一速度かつ同一位相で回転させることを目的としているため、各タービンホイール7は互いに等しい形状及び大きさを有していることが望ましい。
The
図1に戻って、各ターボチャージャ5には、回転速度調整手段としての可変ノズル機構20が設けられている。可変ノズル機構20は、タービンハウジング6内に配置された不図示のノズルを操作してタービンハウジング6の排気流入路の断面積を変化させることにより、タービンホイール7の外周に導かれる排気の流速を変化させる。排気の流速の変化により、タービンホイール7及びコンプレッサホイール9の回転速度が変化する。この種の可変ノズル機構は公知であり、その機構の詳細は本発明の要旨ではないので説明を省略する。
Returning to FIG. 1, each
各ターボチャージャ5には、各コンプレッサホイール9の回転速度及びブレード9aの位相を検出するための回転検出手段としての回転センサ30が設けられている。図3に示すように、各回転センサ30は、タービン軸10の外周に設けられる標識30aと、その標識30aを検出して所定の検出信号を生成し、出力するセンサ本体30bとを備えている。標識30aは一対のタービン軸10の外周にそれぞれ1つずつ設けられている。コンプレッサホイール9の回転方向に関する標識30aとブレード9aとの位置関係は一対のコンプレッサホイール9間において互いに一致している。図3の例において、各標識30aは、各コンプレッサホイール9のいずれか一枚のブレード(以下、これを特定ブレードと呼ぶことがある。)9aと回転方向に関して位置を合わせて設けられている。センサ本体30bは、その検出部をタービン軸10の半径方向中心側に向けて配置される。コンプレッサホイール9の回転方向において、センサ本体30bによる標識30aの検出位置DPも一対のコンプレッサホイール9間において互いに一致している。図3の例では、各タービン軸10の回転軸線RAに対して鉛直方向真上にセンサ本体30bの検出位置DPが設定されている。
Each
以上の回転センサ30によれば、特定ブレード9aが図3の検出位置DPに到来する毎に標識30aの検出信号がセンサ本体30bから出力される。その検出信号が出力される周期はコンプレッサホイール9の回転速度と相関し、検出信号の出力時期からの経過時間と周期とはセンサ本体30bの検出位置からの特定ブレード9aの位相に相関する。なお、標識30aはセンサ本体30bにて検出可能な目印として機能するものであればよい。例えば、タービン軸10の外周に形成された切り欠き、タービン軸10の外周に装着された反射部材、磁石等を標識30aとして機能させることができる。
According to the
図1に戻って、回転センサ30の出力信号(正確にはセンサ本体30bからの出力信号)はエンジンコントロールユニット(ECU)40に入力される。ECU40は、マイクロプロセッサ及びそのマイクロプロセッサの動作に必要なROM、RAM等の周辺装置を組み合わせたコンピュータユニットとして構成される。ECU40は、エンジン1の各部の状態を検出するセンサ群からの出力信号を参照して燃料噴射量、燃料噴射時期等を調整することによりエンジン1の運転状態を目標とする状態に制御する。ECU40が参照するセンサとしては、吸入空気量を検出するエアフローメータ、排気ガス中の空燃比に対応した信号を出力するA/Fセンサ等が存在するが、それらの図示は省略した。さらに、ECU40は、エンジン1の運転制御に関する他のプログラムと並行して、図4に示す回転制御ルーチンを適宜に実行することにより、本発明の回転制御手段として機能する。
Returning to FIG. 1, the output signal of the rotation sensor 30 (more precisely, the output signal from the
図4の回転制御ルーチンの最初のステップS1において、ECU40は、回転センサ30の出力信号に基づいて各コンプレッサホイール9の回転速度を検出する。例えば、回転速度として角速度ω(rad/sec.)を検出する場合、回転センサ30から標識30aの検出信号が出力される周期がT(sec.)であれば、角速度ωはω=2π/Tで与えられる。なお、回転速度を単位時間当りの回転数として求めてもよい。続くステップS2において、ECU40は、各コンプレッサホイール9の回転速度に差があるか否かを判断する。なお、回転速度の差がBPF音の抑制の観点からみて許容し得る範囲内の場合は回転速度に差がない、と判断してもよい。
In the first step S <b> 1 of the rotation control routine of FIG. 4, the
回転速度に差があると判断した場合、ECU40はステップS3に進み、コンプレッサホイール9の回転速度の修正操作を実行する。回転速度の修正は、いずれか一方のコンプレッサホイール9を基準とし、他方のコンプレッサホイール9の回転速度が基準となるコンプレッサホイール9のそれと一致するように他方のコンプレッサホイール9に対応する可変ノズル機構20のノズルを操作することにより実行する。可変ノズル機構20のノズルの開度は速度修正量、つまり両コンプレッサホイール9の回転速度の差が大きいほどノズルの操作量(開度調整量)が大きくなるように設定すればよい。速度修正量とノズルの操作量との対応関係を記述したマップを予め作成してECU40のROMに保存し、そのマップを参照して速度修正量に対応するノズルの操作量を取得してもよい。ステップS3にて修正操作を実行した後はステップS1へ戻り、回転速度に差がなくなるまでステップS1〜S3の処理を繰り返す。
If it is determined that there is a difference in the rotational speed, the
ステップS2にて回転速度の差がないと判断した場合、ECU40はステップS4に進み、各コンプレッサホイール9の特定ブレード9aの検出位置PDからの位相を検出する。例えば、特定ブレード9aの位相をθ(rad.)とすれば、回転センサ30における標識30aの検出信号の出力時期からの経過時間がt(sec.)、検出信号の周期がT(sec.)のとき、位相θはθ=2π・t/Tで求めることができる。続くステップS5において、ECU40は両ホイール9間でブレード9aの位相にずれがあるか否かを判断する。各ブレード9aは回転方向に等間隔で設けられているため、ブレード9aの枚数をNbとしたとき、同一のコンプレッサホイール9上におけるブレード9a同士の間隔PbはPb=2π/Nb(rad.)である。従って、ステップS4で検出した各特定ブレード9aの位相の差△θがブレード9aの間隔Pbで割り切れる場合、つまり位相差△θをブレード間隔Pbで割ったときの余りが0であれば、コンプレッサホイール9間でブレード9aの位相は一致している。従って、ステップS5では位相差△θをブレード間隔Pbで割ったときの余りから、位相にずれがあるか否かを判断すればよい。位相のずれがBPF音の抑制の観点からみて許容し得る範囲内の場合は位相にずれがない、と判断してもよい。
When it is determined in step S2 that there is no difference in rotational speed, the
ステップS5にて位相にずれがあると判断した場合、ECU40はステップS6に進み、その位相のずれに関する修正操作を実行する。位相のずれの修正は、回転速度の修正と同様にいずれか一方のコンプレッサホイール9を基準とし、他方のコンプレッサホイール9のブレード9aの位相が基準となるコンプレッサホイール9のブレード9aのそれと一致するように他方のコンプレッサホイール9に対応する可変ノズル機構20のノズルを操作することにより実行する。この場合、可変ノズル機構20のノズルの開度は、位相のずれ量が大きいほどノズルの操作量(開度調整量)が大きくなるように、位相のずれ量に応じて設定すればよい。位相の修正量とノズル開度の調整量との対応関係を記述したマップを予め作成してECU40のROMに保存し、そのマップを参照して位相の修正量に対応するノズルの操作量を取得してもよい。
If it is determined in step S5 that there is a phase shift, the
ステップS6での位相の修正操作を開始した後、ECU40はステップS7に進んで各コンプレッサホイール9の特定ブレード9aの位相を検出し、続くステップS8でステップS5と同様にしてコンプレッサホイール9間でブレード9aの位相のずれがあるか否かを判断する。そして、位相にずれがある場合、ECU40はステップS6に戻り、位相のずれが解消するまでステップS6〜S8の処理を繰り返す。なお、位相のずれの修正では制御対象となるコンプレッサホイール9の回転速度を増減させているため、両コンプレッサホイール9間の回転速度に一時的に差が生じる。従って、位相のずれ量が減少するに従ってコンプレッサホイール9の回転速度の差が減少するように可変ノズル機構20のノズルの操作量を制御することが望ましい。そのため、位相のずれ量に応じてノズルの操作量を比例的に変化させるだけでなく、微分制御、あるいは積分制御を適宜に組み合わせてノズルの操作量を制御することにより、位相のずれの修正完了時点で両コンプレッサホイール9の回転速度が一致するように可変ノズル機構20のノズルを操作することが望ましい。ステップS8にて位相のずれが解消したと判断した場合、ECU40はステップS1に戻る。
After starting the phase correction operation in step S6, the
以上の過給装置4によれば、一対のコンプレッサホイール9を同軸上に対向して配置し、それらのコンプレッサホイール9を同一速度で回転させ、かつそれらのホイール9のブレード9aの位相も一致させているので、各コンプレッサホイール9の近傍では周期及び位相がそれぞれ一致するBPFの振動波が発生する。そして、それらの振動波がコンプレッサハウジング8を対称的に伝播して互いに重なり合うことにより振動の打ち消し作用が生じる。これにより、コンプレッサハウジング8に生じる高次の振動モードが相殺され、コンプレッサハウジング8の表面からのBPF音の放射を抑えることができる。また、コンプレッサホイール9から吸気取込通路14の分岐位置(吸気取込口13)までの通路長が互いに等しいため、吸気取込口13よりも上流側の吸気通路2がコンプレッサホイール9間で共用されている場合には、吸気取込通路14を伝播するBPFの振動波が吸気取込口13にて互いに逆位相で重なり合って振動の打ち消し作用が生じる。これにより、吸気取込口13からのBPF音の放出も抑えられる。
According to the
本発明は上記の形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、コンプレッサハウジング8は図示の形態に限らず、種々の形態にて実施してよい。図5にコンプレッサハウジング8の他の形態を示す。図5の形態では、コンプレッサハウジング8の隔壁が省略されている。これにより、吸気取込通路14の少なくとも上流側の領域が一対のコンプレッサ室12間で共用される。従って、吸気取込通路14における各コンプレッサホイール9への分岐位置、すなわち吸気取込通路14内において吸気が各コンプレッサホイール9に向かって二手に分れる領域Pdの中心から各コンプレッサホイール9までの通路長も互いに同一である。この例では、コンプレッサホイール9の近傍で発生したBPFの振動波が吸気取込通路14の途中で互いに重なり合って振動の打ち消し作用が生じる。これにより、吸気取込口13からのBPF音の放出が確実に抑えられる。図5の形態は特にコンプレッサホイール9間でエアクリーナを共用する場合に適している。
This invention is not limited to said form, It can implement with a various form. For example, the
上記の各形態ではコンプレッサハウジング8を一対のコンプレッサホイール9に対して共用される一体型のハウジングとして形成したが、本発明はこれに限らず、各コンプレッサホイール9に対して個別にコンプレッサハウジング8を設けてもよい。この場合でも、コンプレッサハウジング8同士を相互に連結することにより、BPFの振動波を重ね合わせてBPFの振動波の打ち消し作用を生じさせることができる。あるいは、コンプレッサハウジング8が連結されることなく分離されていても、それらが近接して配置されている状態ではハウジング8の表面の近傍でBPFの振動波が相互に重なり合って振動の打ち消し作用が生じることにより、BPF音が低減される。
In each of the above embodiments, the
上記の形態では一対のコンプレッサホイール9が中心面CPを挟んで対称的に設けられているが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、コンプレッサホイール9の大きさ(直径、あるいは回転軸線RAの方向の厚さ)が左右で相違する場合でも、それらのホイールを同一速度で回転させ、かつブレードの位相を相互に一致させることにより、BPFの振動波の重ね合わせによる振動の打ち消し作用を生じさせてBPF音の低減を図ることができる。一対のコンプレッサホイール9が共通の回転軸線RA上に配置されていない場合でも、それらのコンプレッサホイール9の回転速度及びブレード9aの位相を一致させることにより、各コンプレッサホイール9の近傍で発生するBPFの振動波によってコンプレッサハウジング8をホイール9の並び方向に関して左右で対称的に同一位相及び同一周期で加振し、それにより振動の重なり合いによる打ち消し作用を生じさせてBPF音を低減させることが可能である。一対のコンプレッサホイールの回転方向は必ずしも同一でなくともよく、両コンプレッサホイールの回転速度及びブレードの回転方向における位相が一致する限りにおいてBPF音を低減させることができる。
In the above embodiment, the pair of
回転速度調整手段としては、可変ノズル機構に限らず種々の装置を利用することができる。例えば、排気ガスの一部をタービンハウジング6に導くことなく放出するためのウェイストゲートバルブを回転速度調整手段として利用することができる。タービン軸に回転電機を組み込んだいわゆるモータアシストターボチャージャの場合には、回転電機にて付与する回転トルク又は制動トルクを調整することによりその回転電機を回転速度調整手段として利用することができる。本発明の過給装置は一対のターボチャージャを備えるものに限らず、エンジンのクランク軸等から取り出した回転運動を利用してコンプレッサホイールを駆動する一対の機械式過給機を備えた過給装置にも適用できる。その場合、クランク軸等の駆動軸とコンプレッサホイールとの間に回転速度調整手段としてのクラッチを介在させ、そのクラッチの操作によりコンプレッサホイールの回転速度を調整してもよい。あるいは、クランク軸等の駆動軸とコンプレッサホイールとの間に可変プーリ機構のような無段変速機を回転速度調整手段として介在させ、その無段変速機の変速比を操作することによりコンプレッサホイールの回転速度を調整してもよい。コンプレッサホイールの回転速度又は位相を一致させるための回転速度の調整対象は一方のコンプレッサホイールのみに限定されず、両コンプレッサホイールの回転速度を並行して制御することにより回転速度及び位相を揃えるようにしてもよい。
The rotation speed adjusting means is not limited to the variable nozzle mechanism, and various devices can be used. For example, a waste gate valve for discharging a part of the exhaust gas without introducing it to the
1 内燃機関
4 過給装置
5 ターボチャージャ
6 タービンハウジング
7 タービンホイール
8 コンプレッサハウジング
9 コンプレッサホイール
9a ブレード
10 タービン軸
11 インタークーラ
13 吸気取込口
14 吸気取込通路
20 可変ノズル機構(回転速度調整手段)
30 回転センサ(回転検出手段)
40 エンジンコントロールユニット(回転制御手段)
DESCRIPTION OF
30 Rotation sensor (Rotation detection means)
40 Engine control unit (rotation control means)
Claims (4)
少なくともいずれか一方のコンプレッサホイールの回転速度を調整する回転速度調整手段と、
前記一対のコンプレッサホイールの回転経路上の所定位置からの前記ブレードの位相、及び各コンプレッサホイールの回転速度に相関する信号を生成し、出力する回転検出手段と、
前記回転検出手段の出力信号に基づいて、前記一対のコンプレッサホイールの各ブレードの位相が互いに一致し、かつ各コンプレッサホイールの回転速度が互いに一致するように前記回転速度調整手段の動作を制御する回転制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の過給装置。 A pair of compressor wheels having an equal number of blades and disposed in the compressor housing opposite each other;
Rotation speed adjusting means for adjusting the rotation speed of at least one of the compressor wheels;
Rotation detection means for generating and outputting a signal correlated with the phase of the blade from a predetermined position on the rotation path of the pair of compressor wheels and the rotation speed of each compressor wheel;
Rotation for controlling the operation of the rotation speed adjusting means so that the phases of the blades of the pair of compressor wheels coincide with each other and the rotation speeds of the compressor wheels coincide with each other based on the output signal of the rotation detection means Control means;
A supercharging device for an internal combustion engine, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006057334A JP2007231893A (en) | 2006-03-03 | 2006-03-03 | Supercharger of internal-combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006057334A JP2007231893A (en) | 2006-03-03 | 2006-03-03 | Supercharger of internal-combustion engine |
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JP2007231893A true JP2007231893A (en) | 2007-09-13 |
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ID=38552728
Family Applications (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014202121A (en) * | 2013-04-04 | 2014-10-27 | 株式会社Ihi | Noise reduction device |
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CN108266386A (en) * | 2018-01-05 | 2018-07-10 | 常州英集动力科技有限公司 | Frequency conversion centrifugal pump optimal regulation method and system based on pressure fluctuation |
-
2006
- 2006-03-03 JP JP2006057334A patent/JP2007231893A/en active Pending
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