JPH03246323A - Supercharger of internal combustion engine - Google Patents

Supercharger of internal combustion engine

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Publication number
JPH03246323A
JPH03246323A JP4175490A JP4175490A JPH03246323A JP H03246323 A JPH03246323 A JP H03246323A JP 4175490 A JP4175490 A JP 4175490A JP 4175490 A JP4175490 A JP 4175490A JP H03246323 A JPH03246323 A JP H03246323A
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JP
Japan
Prior art keywords
supercharging
internal combustion
combustion engine
turbocharger
supercharger
Prior art date
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Pending
Application number
JP4175490A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Takeuchi
清 竹内
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03246323A publication Critical patent/JPH03246323A/en
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Abstract

PURPOSE:To perform proper supercharging operation required by a driver by parallelly providing a motor-driven supercharger and a turbocharger with a generator, storing electric power generated in the turbocharger with the generator, and driving the motor-driven supercharger with the stored electric power. CONSTITUTION:There is provided a motor-driven supercharger 2 which has a pair of centrifugal compressors for compressing intake air fed from both left and right ends. A turbocharger 3 with a generator is installed with its shaft 33 for connecting a turbine driven by exhaust gas energy to a compressor which supercharges intake air provided with rotary electric machines (34, 35). Compressed air from the supercharger 2 and the turbocharger 3 is supplied to a chargecooler 4 via throttle mechanisms 2a, 3a, and it is supplied to an engine 1 after being cooled. Electric power generated at the time when the rotary electric machines are driven by exhaust energy is charged to a battery 8 via a regular 7 so as to drive the motor of the supercharger 2 by the electric power of the battery 8.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンなど
に使用され、その排気エネルギーを回収して作動する内
燃機関の過給装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a supercharging device for an internal combustion engine, which is used in a diesel engine, a gasoline engine, etc., and operates by recovering exhaust energy from the engine.

(従来の技術) 従来からエンジンの排気管にターボチャフジャを取付け
、このターチャージャの回転軸に電動−発電機を直結し
て排気エネルギーを回収しようとする提案が種々なされ
ている。
(Prior Art) Various proposals have been made to recover exhaust energy by attaching a turbocharger to the exhaust pipe of an engine and directly connecting an electric motor-generator to the rotating shaft of the turbocharger.

このようなターボチャージャに電動−発電機となる回転
電機を取付け、内燃機関の運転状態に応じて電動機また
は発電機として作動させる内燃機関のターボチャージャ
は、−例としては特開昭60−195329号公報に開
示されている。また、回転電機を内燃機関の回転数検出
手段と、負荷検出手段とからの信号により、バッテリを
充電させたり、ターボチャージャの過給作動を助勢しよ
うとする回転電機付ターボチャージャの制御装置の提案
が、例えば特願昭62−105981号に示されている
A turbocharger for an internal combustion engine in which a rotating electric machine serving as an electric generator is attached to such a turbocharger and operates as an electric motor or a generator depending on the operating state of the internal combustion engine is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-195329, for example. Disclosed in the official gazette. We also propose a control device for a turbocharger with a rotating electric machine that charges the battery or assists the supercharging operation of the turbocharger based on signals from an internal combustion engine rotational speed detection means and a load detection means. is shown, for example, in Japanese Patent Application No. 105981/1981.

(発明が解決しようとする課題) こうした従来のターボチャージャジェネレータでは、回
転電機を電動機作動、または発電機作動させて過給圧を
制御しながら運転しているが、エンジンがアイドリング
時や低速回転時には排気エネルギーが小となり、ターボ
チャージャに取付けた回転電機の発電力が低下し、ある
いはバッテリの充電が不能となる虞を生ずる。
(Problems to be Solved by the Invention) In these conventional turbocharger generators, the rotating electric machine is operated by an electric motor or a generator to control the supercharging pressure, but when the engine is idling or rotating at low speed, The exhaust energy decreases, and there is a possibility that the power generation of the rotating electrical machine attached to the turbocharger will decrease, or that the battery will not be able to be charged.

また、従来からあるターボチャージャ、スーパーチャー
ジャ、あるいはコンプレックススーパーチャージャなど
いずれの過給装置であっても、過給圧のコントロールや
、エンジンとの整合性を図って、排気エネルギーを有効
に使用することが必要であるが、排気圧の変動の影響か
ら運転者の意図した過給動作を的確に行なわせるには複
雑な制御を要し、とくに、従来のターボチャージャジェ
ネレータでは、排気タービンの圧が低いときに、回転電
気を電動運転しても過給動作に遅れが生じるという問題
があった。
In addition, whether it is a conventional supercharging device such as a turbocharger, supercharger, or complex supercharger, it is important to control boost pressure and ensure compatibility with the engine to effectively use exhaust energy. However, due to the effects of fluctuations in exhaust pressure, complex control is required to accurately perform the supercharging operation intended by the driver. In particular, with conventional turbocharger generators, the exhaust turbine pressure is low. Sometimes, there is a problem in that even if the rotary electricity is operated electrically, there is a delay in the supercharging operation.

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
過給動作の制御を簡易なものにし、かつ排気圧の変動の
影響を出来るだけ排除して効率の良い過給動作を可能に
した内燃機関の過給装置を提供することを目的にしてい
る。
The present invention was made in view of such problems,
It is an object of the present invention to provide a supercharging device for an internal combustion engine that simplifies the control of supercharging operation, eliminates the influence of fluctuations in exhaust pressure as much as possible, and enables efficient supercharging operation.

(課題を解決するための手段) 本発明によれば、内燃機関の排気ガスのエネルギーを利
用して過給作動する内燃機関の過給装置において、前記
内燃機関から排出される排気ガスで駆動されるタービン
の回転力により発電する発電手段と、この発電手段によ
り発電された電気エネルギーを充電する蓄電手段と、こ
の蓄電手段の蓄電エネルギーにより駆動され前記タービ
ン駆動系とは別系統で前記内燃機関の吸気を過給する過
給手段と、前記内燃機関の過給必要時に前記蓄電手段か
ら過給手段に電力を供給する制御手段とを具備すること
を特徴とする内燃機関の過給装置が提供される。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, in a supercharging device for an internal combustion engine that performs supercharging operation using the energy of the exhaust gas of the internal combustion engine, the supercharging device is driven by the exhaust gas discharged from the internal combustion engine. a power generation means for generating electricity from the rotational force of a turbine; a power storage means for charging the electric energy generated by the power generation means; There is provided a supercharging device for an internal combustion engine, comprising a supercharging means for supercharging intake air, and a control means for supplying electric power from the electricity storage means to the supercharging means when supercharging of the internal combustion engine is required. Ru.

(作用) 本発明の内燃機関の過給装置では、いわゆるターボチャ
ジャジェネレータである発電手段のタービン駆動系とは
別系統で前記内燃機関の吸気を過・給する過給手段が、
車両の負荷が大きくなる発進時や加速時に過給作動して
内燃機関に所定のブースト圧を供給するように制御され
、内燃機関の排気ガスのエネルギーを利用する過給動作
を補助する。
(Function) In the supercharging device for an internal combustion engine of the present invention, the supercharging means for supercharging and feeding the intake air of the internal combustion engine is provided in a system separate from the turbine drive system of the power generation means, which is a so-called turbocharger generator.
The system is controlled to supply a predetermined boost pressure to the internal combustion engine by performing supercharging when the vehicle starts or accelerates when the load on the vehicle increases, and assists the supercharging operation by utilizing the energy of the internal combustion engine's exhaust gas.

(実施例) つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
(Example) Next, an example of the present invention will be described in detail using the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図であり
、同図において、1は排気管1a、吸気管1bを有し、
供給される燃料の燃焼エネルギーにより車輪を回転させ
て車両を駆動する車両用エンジンである。2は、左右両
端から取入れた空気を圧縮する一対の遠心式のコンプレ
ッサを有し、中央の同期電動機によって電動駆動される
過給機(モータリング スーパーチャージャ:MSC)
であり、その詳細は後に第2図に基づいて説明する。3
はいわゆる発電機付ターボチャージャ′(ターボチャー
ジャ ジェネレータ:TCG)であり、上記エンジン1
の排気管1aからの排気ガスエネルギーにより駆動され
るタービンと、吸気を過給するコンプレッサと、電動機
あるいは発電機として作動する回転電機とを有した第1
の過給手段を構成する。その詳細は、後に第3図に基づ
いて説明する。
FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of the present invention, in which 1 has an exhaust pipe 1a and an intake pipe 1b;
This is a vehicle engine that uses the combustion energy of supplied fuel to rotate the wheels and drive the vehicle. 2 has a pair of centrifugal compressors that compress air taken in from both left and right ends, and a supercharger (motoring supercharger: MSC) that is electrically driven by a synchronous motor in the center.
The details will be explained later based on FIG. 2. 3
is a so-called turbocharger with generator (turbocharger generator: TCG), and the above engine 1
A first motor having a turbine driven by exhaust gas energy from the exhaust pipe 1a of the engine, a compressor for supercharging intake air, and a rotating electric machine operating as an electric motor or a generator.
constitutes a supercharging means. The details will be explained later based on FIG. 3.

上記電動駆動過給機2および発電機付ターボチャージャ
3は、それぞれスロットル機構2a。
The electrically driven supercharger 2 and the turbocharger with generator 3 each have a throttle mechanism 2a.

3aを介してチャージクーラ4と接続され、このチャー
ジクーラ4により冷却された圧縮空気が上記吸気管1b
を介してエンジン1に供給されている。これらスロット
ル機構2a、2bは、電子制御装置5からの制御信号に
より開閉制御されるものであって、この電子制御装置5
は、マイクロコンピュータを含み、エンジン回転センサ
ICなど各種のセンサからの信号や、図示しないアクセ
ルの踏込量に対応するエンジン負荷信号などが人力され
る。すなわちこの電子制御装置5には、演算処理や計数
の比較などを行う中央処理装置、制御プログラムや各種
のデータを格納する各種メモリ装置、各種の信号を受令
したり制御指令を発令する人/出力装置などを有してい
る。
3a, and the compressed air cooled by the charge cooler 4 flows into the intake pipe 1b.
is supplied to the engine 1 via. These throttle mechanisms 2a and 2b are controlled to open and close by control signals from an electronic control device 5.
includes a microcomputer, and receives signals from various sensors such as an engine rotation sensor IC, an engine load signal corresponding to the amount of depression of an accelerator (not shown), and the like. That is, this electronic control device 5 includes a central processing unit that performs arithmetic processing and comparison of counts, various memory devices that store control programs and various data, and a person/person who receives various signals and issues control commands. It has an output device, etc.

上記エンジン1は、さらにクラッチペダルの踏込みによ
りエンジントルクを断続するクラッチ6と、エンジント
ルクを変速する変速機6bとを有しており、クラッチ6
にはその断続を検出するクラッチセンサ6aが取付けら
れて、検出された信号が電子制御装置5に送出されてい
る。また、上記排気管1aから発電機付ターボチャージ
ャ3に供給される排気ガスの圧力は、その入口部分に設
けたセンサ3bにより検出され、同様に電子制御装置5
に送出されている。7は、ターボチャージャ3が排気エ
ネルギーにより回転駆動されるときの発電電力を電力変
換するレギュレータである。このレギュレータフに送電
された電力は車載のバッテリ8を充電するとともに、イ
ンバータ9を介して上記電動駆動過給機2に供給され、
これを所定の速度で回転駆動する。
The engine 1 further includes a clutch 6 that connects and disconnects engine torque by pressing a clutch pedal, and a transmission 6b that changes the engine torque.
A clutch sensor 6a is attached to detect whether or not the clutch is engaged, and the detected signal is sent to the electronic control unit 5. Further, the pressure of the exhaust gas supplied from the exhaust pipe 1a to the generator-equipped turbocharger 3 is detected by a sensor 3b provided at the inlet thereof, and similarly the electronic control device 5
is being sent to. Reference numeral 7 denotes a regulator that converts the power generated when the turbocharger 3 is rotationally driven by exhaust energy. The electric power transmitted to the regulator charges the vehicle-mounted battery 8 and is also supplied to the electric drive supercharger 2 via the inverter 9.
This is rotated at a predetermined speed.

なお、バッテリ8の充電状態は、電圧検出器8aからの
信号により電子制御装置5に伝達され、それに応じてレ
ギュレータ7とインバータ9とは電子制御装置5を通じ
て制御されている。また、電子制御装置5からはエンジ
ン1への供給燃料の制御信号も発令され、そのために電
子制御装置5の有する各種メモリには、アクセルペダル
位置に相当する燃料供給量、およびそれに見合った吸気
のブースト圧や、アクセルペダル位置に相当するエンジ
ン回転数のデータ、さらにはこれらに対応するマツプデ
ータなどが格納されている。
Note that the state of charge of the battery 8 is transmitted to the electronic control device 5 by a signal from the voltage detector 8a, and the regulator 7 and the inverter 9 are controlled via the electronic control device 5 accordingly. Furthermore, the electronic control device 5 also issues a control signal for the fuel supplied to the engine 1, and for this reason, various memories of the electronic control device 5 store the amount of fuel supplied corresponding to the accelerator pedal position and the amount of intake air corresponding to the position of the accelerator pedal. Data such as boost pressure, engine speed corresponding to the accelerator pedal position, and map data corresponding to these are stored.

第2図は、上記電動駆動される過給機2の構成を示す断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of the electrically driven supercharger 2. As shown in FIG.

一対のコンプレッサホイール21.22は、シャフト2
3により同軸的に結合されており、このシャフト23の
中央部には、永久磁石24、電磁コイル25からなる同
期式の電動機が設けられている。そしてこのコイル25
の巻線には、上記インバータ9から所定の周波数調整さ
れた交流電力が供給されている。これらコンプレッサホ
イール21.22は、重量を軽くするためにアルミ製の
ブレードから構成されており、その慣性モーメントも低
く設計されており、上記電子制御装置5からの指令によ
って例えば加速時などに、すみやかにコンプレッサハウ
ジング26.27内で高速回転することにより、吸入さ
れた空気に所定のエネルギーを与えることができる。ま
た、シャフト23の軸受部分は、フリクション低減のた
めにボールベアリングとし、これによりそのスラスト受
けをなくした分だけ小型化されている。
A pair of compressor wheels 21, 22 are connected to the shaft 2
3, and a synchronous electric motor consisting of a permanent magnet 24 and an electromagnetic coil 25 is provided at the center of the shaft 23. And this coil 25
AC power whose frequency is adjusted to a predetermined value is supplied from the inverter 9 to the winding. These compressor wheels 21 and 22 are constructed of aluminum blades to reduce weight, and are designed to have a low moment of inertia, so that they can be quickly activated by commands from the electronic control device 5, for example, during acceleration. By rotating at high speed within the compressor housing 26, 27, a predetermined energy can be imparted to the intake air. Further, the bearing portion of the shaft 23 is a ball bearing to reduce friction, and as a result, the size is reduced by eliminating the thrust bearing.

第3図は、上記発電機付ターボチャージャ(TCG)の
−例を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing an example of the turbocharger with generator (TCG).

これは、エンジン1からの排気ガス中のエネルギーを吸
収するタービン部31と、過給圧を作り出すコンプレッ
サ部32と、これらを結合するシャフト33を支持する
センタベアリング部からなる。このセンタベアリング部
には、上記レギュレータフと接続された話導コイルが設
けられ、また、このシャフト33には電動機あるいは発
電機として作動する回転電機を構成する永久磁石34が
取付けられている。そして排気エネルギーによりシャフ
ト33が回転駆動されると回転電機の8導コイル35は
発電機モードとなり、その発電電力はレギュレータフに
送電され、レギュレータフの作動により車載のバッテリ
8を充電し、かつコンプレッサ部32の吸気口から導入
した空気をデイフユーザ37で圧力変換して、圧縮され
た空気をンジン1の各シリンダに送り込むものである。
This consists of a turbine section 31 that absorbs energy in exhaust gas from the engine 1, a compressor section 32 that generates supercharging pressure, and a center bearing section that supports a shaft 33 that connects these sections. This center bearing portion is provided with a conductive coil connected to the regulator, and a permanent magnet 34 constituting a rotating electric machine that operates as an electric motor or a generator is attached to this shaft 33. When the shaft 33 is rotationally driven by the exhaust energy, the 8-conductor coil 35 of the rotating electric machine becomes a generator mode, and the generated power is transmitted to the regulator, which charges the on-board battery 8 by operating the regulator, and also charges the compressor. The pressure of the air introduced from the intake port of the section 32 is converted by the diffuser 37, and the compressed air is sent to each cylinder of the engine 1.

なお、上記タービン部31のタービンスクロール36は
、小スクロール36aと大スクロール36bとに2分割
され、接続される排気管1aには過給作動のブースト圧
を高める増速手段として、開閉操作される制御バルブ(
図示せず)が設けられている。この制御パルプによって
例えばエンジンのアイドル回転時のような排気ガス量が
少ないときにも、排気ガス流を全て小スクロール36a
に導入することにより、タービンシャフト33を確実に
回転せしめるなど、エンジン1による発1可能領域が拡
張されている。
The turbine scroll 36 of the turbine section 31 is divided into two parts, a small scroll 36a and a large scroll 36b, and the exhaust pipe 1a connected to the turbine scroll 36 is opened and closed as a speed increasing means for increasing boost pressure in supercharging operation. Control valve (
(not shown) is provided. With this control pulp, even when the amount of exhaust gas is small, such as when the engine is idling, the entire exhaust gas flow is directed to the small scroll 36a.
By introducing this, the range in which the engine 1 can generate power is expanded, such as by ensuring the rotation of the turbine shaft 33.

つぎに、第4図に基づいて本実施例の作動を1明する。Next, the operation of this embodiment will be briefly explained based on FIG.

第4図は、始動直後のブースト圧を縦軸に、う進からの
時間経過を横軸に採って、実線により・に電動駆動過給
機2から送られる圧縮空気にょ士ブースト成分を、破線
により発電機付ター4チヤージヤ3から送られる圧縮空
気によるブー;ト圧成分をそれぞれ示している。
In Figure 4, the vertical axis is the boost pressure immediately after startup, and the horizontal axis is the time elapsed since the start, and the solid line indicates the boost component of the compressed air sent from the electric drive supercharger 2, and the broken line indicates 1 and 2 respectively show the pressure components of the compressed air sent from the generator-equipped charger 3.

先ず、車両の発進時には、スロットル機構211を開放
し、インバータ9から電動駆動過給機2に所定の電力を
送ってこれを電動駆動する。エンジン1からの排気ガス
エネルギーは、発進直後でし小さく、発電機付ターボチ
ャージャ3からの過友のみでは十分なブースト圧を得ら
れないからでよる。そして電動駆動過給機2の一対のコ
ンプレッサホイール21.22の回転によって採り込ま
ねた空気が、急速にブースト圧の上昇に寄与し、シリン
ダ内に供給される燃料の燃焼効率を高める。
First, when starting the vehicle, the throttle mechanism 211 is opened, and a predetermined electric power is sent from the inverter 9 to the electric drive supercharger 2 to electrically drive it. This is because the exhaust gas energy from the engine 1 is small immediately after starting, and sufficient boost pressure cannot be obtained only from the generator-equipped turbocharger 3. The air taken in by the rotation of the pair of compressor wheels 21 and 22 of the electrically driven supercharger 2 contributes to a rapid increase in boost pressure, increasing the combustion efficiency of the fuel supplied into the cylinder.

この間、発電機イ」ターボチャージャ3では排気ガス流
を全て小スクロール36aに導入しながら、徐々に通常
のタービン過給動作を行なう。そしてその人口部分に設
けたセンサ3bによって排気ガス量を検知し、時刻t1
になってデイフユーザ37から所定の過給圧が出力され
るまでにエンジン回転数が上昇して、余剰ガスエネルギ
ーが生じると、電動駆動過給機2の動作が停止される。
During this period, the generator I' turbocharger 3 gradually performs normal turbine supercharging operation while introducing all the exhaust gas flow into the small scroll 36a. Then, the exhaust gas amount is detected by the sensor 3b installed in the population area, and the time t1
When the engine speed increases and surplus gas energy is generated by the time the differential user 37 outputs a predetermined supercharging pressure, the operation of the electrically driven supercharger 2 is stopped.

すなわち、発電機付ターボチャージャ3側のみで十分な
ブースト圧が得られるようになった時点で、電動駆動過
給機2に対する電力供給は停止される。そして、発電機
付ターボチャージャ3のステータコイル35に誂起され
る発電電力をレギュレータ7を介してバッテリ8に蓄積
する。こうしてエンジン1の低速回転行でも独立して設
けた電動駆動過給機2を動作させることにより、始動直
後から大きな過給圧を得ることができ、したがってエン
ジントルクを確保して発進時の加速性能を更に高めるこ
とができる。
That is, when sufficient boost pressure can be obtained only on the generator-equipped turbocharger 3 side, the power supply to the electrically driven supercharger 2 is stopped. Then, the generated power generated by the stator coil 35 of the generator-equipped turbocharger 3 is stored in the battery 8 via the regulator 7. In this way, by operating the independently installed electrically driven supercharger 2 even when the engine 1 is running at low speed, it is possible to obtain a large boost pressure immediately after starting, thereby ensuring engine torque and acceleration performance at the time of starting. can be further increased.

また、車両の加速時にも運転者からの指令を与えて電動
駆動過給機2を電動駆動することができる。その場合に
バッテリ8からインバータ9に供給する電力調整を電子
制御装置5で行なっており、排気タービンの圧が低いと
きでも、発電機付ターボチャージャ3とは別個に制御さ
れる電動駆動過給機2を電動運転しても過給動作に遅れ
が生じることなく、その制御は容易に行なえる。しかも
、発電機付ターボチャージャ3はタービンスクロールが
ツインステージ化された大小2つのスクロール36a、
36bとに分割されているから、その後にエンジン回転
数が低下したときにも、発電機付ターボチャージャ3に
おける発電は効率良く行なわれる。
Further, even when the vehicle is accelerating, the electric drive supercharger 2 can be electrically driven by giving a command from the driver. In this case, the electronic control unit 5 adjusts the power supplied from the battery 8 to the inverter 9, and even when the pressure of the exhaust turbine is low, the electrically driven supercharger is controlled separately from the generator-equipped turbocharger 3. Even when 2 is operated electrically, there is no delay in the supercharging operation, and the control can be easily performed. Moreover, the turbocharger 3 with a generator has two large and small scrolls 36a in which the turbine scroll is made into a twin stage.
36b, the generator-equipped turbocharger 3 can efficiently generate electricity even when the engine speed subsequently decreases.

更に、第2図に示される上記実施例を構成する電動駆動
過給機2は、車載されているオールタネータの容量を高
めることにより、通常のターボチャージャや、自然吸気
のエンジンを搭載した車両を改造して電動駆動の過給機
を設けることを一層容易にする。
Furthermore, the electric drive supercharger 2 constituting the above-mentioned embodiment shown in FIG. This makes it easier to install an electrically driven supercharger.

また、小型でシャフトアセンブリの重量が軽く、回転時
に生じる回転モメントが小さくできるから、従来の装置
で不可避とされていたターボラグを解消して、小電力に
よる高速回転を可能とするなど、フライングブーストア
ップ作用を実施するうえで、最適なシステム構成となる
In addition, because the shaft assembly is small and the weight of the shaft assembly is light, the rotational moment generated during rotation can be reduced, eliminating the turbo lag that was considered unavoidable with conventional equipment, and enabling high-speed rotation with small electric power, resulting in a flying boost-up effect. This is the optimal system configuration for implementing this.

以上本発明を上述の一実施例によって説明したが、本発
明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを
本発明の範囲から排除するものではない。
Although the present invention has been described above with reference to the above-mentioned embodiment, various modifications can be made within the scope of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

(発明の効果) 本発明のの内燃機関の過給装置では、いわゆるターボチ
ャジャジェネレータである発電手段のタービン駆動系と
は別系統で前記内燃機関の吸気を過給する過給手段が、
車両の負荷が大きくなる発進時や加速時に過給作動して
内燃機関に所定のブースト圧を供給するように制御され
、内燃機関の排気ガスのエネルギーを利用する過給動作
を補助するようにしたので、過給動作の制御を簡易なも
のにし、かつ排気圧の変動の影響を出来るだけ排除して
効率の良い過給動作を可能にできる。したがって、排気
圧の変動の影響を排除して、運転者の意図した過給動作
を的確に行なえる。
(Effects of the Invention) In the supercharging device for an internal combustion engine of the present invention, the supercharging means for supercharging the intake air of the internal combustion engine is provided in a separate system from the turbine drive system of the power generation means, which is a so-called turbocharger generator.
The system is controlled so that supercharging is activated to supply a predetermined boost pressure to the internal combustion engine when the vehicle is starting or accelerating, when the load on the vehicle increases, and assists the supercharging operation that utilizes the energy of the internal combustion engine's exhaust gas. Therefore, the control of the supercharging operation can be simplified, and the influence of fluctuations in exhaust pressure can be eliminated as much as possible, making it possible to perform an efficient supercharging operation. Therefore, the influence of fluctuations in exhaust pressure can be eliminated, and the supercharging operation intended by the driver can be performed accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第
2図は、電動駆動される過給手段の構成を示す断面図、
第3図は、発電機付ターボチャージャ(TCG)の−例
を示す断面図、第4図は本実施例の作動の一例を示す図
である。 1・・・エンジン、2・・・過給手段(電動駆動過給機
) 3・・・発電機付ターボチャージャ(TCG)、4
・・・チャージクーラー 5・・・電子制御装置、8・
・・バッテリ、9・・・インバータ。
FIG. 1 is a configuration block diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of an electrically driven supercharging means,
FIG. 3 is a sectional view showing an example of a turbocharger with generator (TCG), and FIG. 4 is a diagram showing an example of the operation of this embodiment. 1... Engine, 2... Supercharging means (electric drive supercharger) 3... Turbocharger with generator (TCG), 4
...Charge cooler 5...Electronic control device, 8.
...Battery, 9...Inverter.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)内燃機関の排気ガスのエネルギーを利用して過給
作動する内燃機関の過給装置において、前記内燃機関か
ら排出される排気ガスで駆動されるタービンの回転力に
より発電する発電手段と、この発電手段により発電され
た電気エネルギーを充電する蓄電手段と、この蓄電手段
の蓄電エネルギーにより駆動され前記タービン駆動系と
は別系統で前記内燃機関の吸気を過給する過給手段と、
前記内燃機関の過給必要時に前記蓄電手段から過給手段
に電力を供給する制御手段とを具備することを特徴とす
る内燃機関の過給装置。
(1) In a supercharging device for an internal combustion engine that performs supercharging operation using the energy of the exhaust gas of the internal combustion engine, a power generation means that generates electricity by the rotational force of a turbine driven by the exhaust gas discharged from the internal combustion engine; a power storage means for charging the electrical energy generated by the power generation means; a supercharging means driven by the stored energy of the power storage means and supercharging the intake air of the internal combustion engine in a system separate from the turbine drive system;
A supercharging device for an internal combustion engine, comprising: control means for supplying electric power from the electricity storage means to the supercharging means when supercharging of the internal combustion engine is required.
(2)前記過給手段は、シャフトの両端部分に遠心式の
コンプレッサ部を有し、該シャフトの中央部に同期式の
電動機を設けてなることを特徴とする請求項(1)に記
載の内燃機関の過給装置。
(2) The supercharging means has a centrifugal compressor section at both ends of a shaft, and a synchronous electric motor is provided at the center of the shaft. Internal combustion engine supercharging device.
(3)前記発電手段のタービンは、内燃機関の排気ガス
を2分割して過給作動のブースト圧を高める増速手段を
有していることを特徴とする請求項(1)に記載の内燃
機関の過給装置。
(3) The internal combustion engine according to claim 1, wherein the turbine of the power generation means has a speed increasing means that divides the exhaust gas of the internal combustion engine into two to increase the boost pressure for supercharging operation. Engine supercharging device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009097519A (en) * 1997-09-10 2009-05-07 Turbodyne Systems Inc Motor-driven centrifugal compressor having inside cooling air
WO2017111086A1 (en) * 2015-12-25 2017-06-29 三菱自動車工業株式会社 Engine control device

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