KR20190121250A - 내연 기관을 과급하기 위한 장치 - Google Patents

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얀-크리스토프 하그
루츠 아우라즈
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만 에너지 솔루션즈 에스이
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Abstract

본 발명은, 공기 급송 통로(L)를 통해 공기를 내연 기관에 과급하기 위한, 전기 모터(M)에 의해 전기적으로 구동되는 압축기(V), 및 내연 기관(10)에 의해 구동되는 제1 파워 생성기(30)를 통해 전기 에너지를 공급받게 되는, 전기 에너지 축적기(20)를 포함하고, 에너지 공급에 대해, 상기 전기 모터(M)는, 당해 시점의 내연 기관(10)의 출력 곡선 상의 현재 작동 지점에 무관하게 상기 압축기(V)를 구동하기 위해, 상기 에너지 축적기(20) 내에 저장되는 전기 에너지에 연결되는 것인, 내연 기관(10)을 위한 과급 장치(1)에 관한 것이다.

Description

내연 기관을 과급하기 위한 장치{DEVICE FOR SUPERCHARGING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은, 내연 기관을, 우선적으로 하이브리드 구동 시스템 내의 내연 기관을, 과급하기 위한 장치에 관한 것이다.
과급 시스템들에 대한 광범위한 구성들이, 종래기술로부터 공지된다. DE 10 2016 107870 A1로부터, 가변 터빈 기하형상을 갖는 적어도 하나의 고압 배기 가스 터빈 및 고압 압축기를 포함하는, 적어도 하나의 고압 배기 가스 터보차저, 그리고 가변 터빈 기하형상을 갖는 저압 배기 가스 터빈 및 저압 압축기를 포함하는, 적어도 하나의 저압 배기 가스 터보차저를 갖는, 내연 기관을 작동시키는 방법이 개시된다.
WO 2016074752 A는, 흡입 측부에 존재하는 제1 압력으로부터 압력 측부에 존재하는 제2 압력으로 유체를 압축하는 프로세스에서 흡입 측부로부터 압력 측부의 방향으로 유체를 운반하는, 압축기를 갖는 내연 기관을 위한 과급 장치에 관련된다. 여기서, 압력 하의 연결을 동반하는 흡입 제트 펌프가 그 내부에 존재하는, 과급 장치의 하우징 내에, 압력 측부와 흡입 측부 사이의, 우회 라인이 제공되는 것이, 제공된다.
배기 가스 터보차저 또는 배기 가스 압축기를 통해 각각 과급되는 그러한 내연 기관들은, 일반적으로, 시스템에 기인하는, 배기 가스 터보차저 때문의, 다소 두드러진 출력 오프셋 또는 터보 래그(turbo lag)가, 출발 시 내연 기관의 출력의 증가 도중에(예를 들어 구동 모터를 가속할 때) 발생하는, 단점을 갖는다.
그러나, 압축기를 가속할 때 즉시 내연 기관을 과급하는 상태가, 이러한 초기 터보 래그 또는 출력 오프셋을 회피하기 위해 바람직하다.
따라서, 본 발명은, 상기한 단점을 극복하는 목적 및, 특히 부하가 증가할 때 개선된 작동 거동을 가지며 그리고, 효과적인 공기 공급 및 심지어 기관의 상이한 작동 지점들에서도, 그에 따른 내연 기관의 즉각적인 과급을 보장하는 내연 기관을 위한 과급 장치를 창출하는 목적에 기초하게 된다.
본 발명의 제1 기본 개념이, 요구되는 과급이, 내연 기관의 작동 지점 및 당해 시점의 자체의 현재 부하 상태에 무관하게, 그에 따라 당해 시점에 생성되는 배기 가스 유동과 무관하게, 전기적으로 구동되는 압축기를 통해 이루어지는 것인, 부하가 증가할 때 공기의 더 빠른 제공을 보장하는 것이다. 본 발명의 제2 양태가, 심지어 내연 기관이 유사 정지 상태로부터 가속될 때에도 전기 모터를 위해 필요한 전기 에너지가 그로부터 획득되는 것인, 에너지 버퍼(energy buffer)가 제공되는, 마찬가지로 당해 시점의 현재 작동 상태의 부하와 무관하게 이루어지는, 압축기의 전기적 구동기에 대한 에너지 공급에 관련된다.
본 발명에 따르면, 가변 출력 곡선을 갖는 내연 기관을 위한 과급 장치가, 이러한 목적을 위해 제공되고, 상기 과급 장치는, 공기 급송 통로를 통해 공기를 내연 기관에 과급하기 위해 전기 모터에 의해 전기적으로 구동되는 압축기, 및 내연 기관을 통해 구동되는(또는 구동 가능한) 제1 파워 생성기를 통해 전기 에너지를 공급받게 되는 전기 에너지 축적기를 포함하고, 에너지 공급에 대해, 상기 전기 모터는, 내연 기관의 당해 시점의 출력 곡선 상의 현재 작동 지점과 무관하게 상기 압축기를 구동하도록 하기 위해, 상기 에너지 축적기 내에 저장되는 전기 에너지에 연결된다.
프로세스에서, 상기 제1 파워 생성기는, 내연 기관의 기계적 출력부를 통해 구동되는 발전기인 것이, 바람직하다. 이에 의해, 에너지 축적기로부터 추출되는 에너지는, 재충전될 수 있으며, 따라서 에너지 축적기는 항상, 압축기의 전기 모터에 에너지를 공급하기 위해 축적되는 충분한 에너지를 갖는다.
더불어, 부가적으로, 내연 기관의 배기 가스 유동에 의한 에너지 생성을 위해, 배기 가스 유동에 의해 구동 가능한 기계적 장치에 기계적 커플링을 통해 간접적으로 연결되는, 제2 파워 생성기가, 제공될 때, 유리하다. 제2 파워 생성기가 마찬가지로 발전기일 때, 특히 유리하다.
본 발명의 바람직한 구성에서, 상기 제1 파워 생성기가, 기어 스테이지를 통해 내연 기관의 출력부에 직접적으로 연결되는, 샤프트 발전기로서 설계되는 것이, 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 구성에서, 내연 기관의 배기 가스 유동에 의해 구동 가능한 장치는, 터빈의 회전 도중에 상기 제2 파워 생성기가 전기 에너지를 생성하기 위해 기계적으로 구동되는 방식으로 그리고 이러한 에너지가 에너지 축적기를 위해 또는 대안적으로 전기적 소모 요소들을 위해 이용 가능하도록 하는 방식으로, 제2 파워 생성기에 구동 효율적으로 연결되는, 터빈(예를 들어, 배기 가스 터빈)인 것이, 제공된다. 이러한 목적을 위해, 파워 생성기에 연결되는 그러한 구성요소들로의 전기 에너지의 에너지 흐름을 제어하는, 적절한 제어 요소가, 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 개선예에서, 더불어, 터빈이 또한, 구동 효율적인 방식으로 제1 파워 생성기에 연결 가능하거나 또는 연결되는 것이, 제공될 수 있다. 따라서, 내연 기관의 낮은 회전 속도에서 그러나 배기 가스 유동의 존재 시에, 배기 가스 유동이, 상기 제1 파워 생성기를 구동하기 위해 활용될 수 있다.
더불어, 당해 시점의 내연 기관의 개별적인 현재 작동 지점에 의존하여, 말하자면 제1 파워 생성기 및/또는 제2 파워 생성기가 개별적인 현재 생성되는 전기 에너지를 전기 에너지 축적기로 급송할 수 있는 정도까지, 에너지 흐름을 제어하며, 그리고 개별적인 나머지 양의 에너지가, 그에 따라, 다른 목적을 위해 기관의 부하에 의존하여, 에너지 흡수원 또는 소모 요소를 위해 이용 가능하도록 하는, 조정 및 제어 장치가, 제공될 때, 특히 유리하다. 효과적인 제어와 더불어, 에너지 축적기 또는 과급 장치의 발전기로부터 접근되는 필요한 에너지 및 소모 요소들의 에너지 공급을 위한, 차량 또는 교통 수단 내의 적용에서의 통상적인 교류 발전기는, 완전히 생략될 수 있다.
본 발명의 다른 양태가 또한, 이상에 설명되는 바와 같은 과급 장치 및 내연 기관으로 구성되는 시스템으로서, 내연 기관은, 적어도 제1 파워 생성기에 구동 효율적으로 연결되고, 및/또는 제2 파워 생성기에, 사이를 연결하는 구동 구성요소들을 통해 간접적으로, 연결되는 것인, 시스템에 관련된다. 시스템이, 내연 기관이 그 내부에서 구동 구성요소를 나타내는 것인, 하이브리드 시스템일 때, 특히 유리하다.
본 발명의 다른 유리한 추가적 개선예들이, 종속항들에서 특징지어지며 그리고, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 설명과 함께, 도면들에 의해 더욱 상세하게 도시된다.
도 1은 본 발명에 따른 과급 장치의 제1 실시예이며, 그리고
도 2는 본 발명에 따른 과급 장치의 대안적인 제1 실시예이다.
본 발명은, 도 1 및 도 2를 참조하는 예시적인 실시예들에 의해 더욱 상세하게 설명된다. 도 1 및 도 2에, 이러한 목적을 위한 본 발명에 따른 과급 장치의 2개의 상이한 실시예가, 도시되고, 도면들에서, 동일한 참조 부호들은, 동일한 구조적 또는 기능적 특징부들에 관련된다.
도 1에, 본 발명에 따른 과급 장치(1)의 제1 실시예 또는 내연 기관(10)과 함께 그러한 과급 장치(1)로 구성되는 시스템이, 도시된다.
도 1로부터 명백한 바와 같이, 과급 장치(1)는, 내연 기관(10)을 위해 제공된다. 내연 기관(10)은, 이 경우에, 하이브리드 구동 시스템 내의 내연 기관을 나타내고, 여기서 내연 기관(10)은, 자체의 출력 곡선을 유사하게 따르는 상이한 부하 지점들 상에서 작동될 수 있다. 내연 기관(10)이, 무-부하 상태에 놓일 때, 내연 기관은, 단지 소량의 배기 가스 유동(A)만을 생성한다. 그러나, 도 1에 도시된 실시예에서, 배기 가스 유동(A)은, 압축기를 구동하기 위해 사용되지 않는다. 도시된 압축기(V)는, 급송 통로(L)를 통해 유입 측부에서 흡입되는 공기를 압축하기 위해, 그리고 내연 기관(10)을 과급하기 위한 공기를 내연 기관으로 급송하기 위해, 사용된다.
여기서, 압축기(V)는, 배기 가스 터보차저로서 설계되지 않는 대신, 전기 모터(M)에 의해 전기적으로 구동되는 압축기(V)로서 설계된다. 전기 모터(M)는, 전기 에너지 축적기에 의해 전기 에너지를 공급받게 되도록, 전기 에너지 축적기(20)에 연결된다.
더불어, 내연 기관(10)에 의해 구동되는 제1 파워 생성기(30)가, 에너지 축적기(20)를 충전하기 위해 제공된다.
전기 모터(M)는, 직접 전기 에너지 축적기(20)로부터 자체의 구동을 위해 요구되는 에너지를 받기 때문에, 당해 시점의 내연 기관(10)의 현재 부하 또는 작동 지점에 무관하게, 그리고 그에 따라 내연 기관(10)의 배기 가스 유동(A)에 무관하게, 압축기(V)를 구동할 수 있다. 그에 따라, 압축기(V)는, 심지어 내연 기관(10)의 낮은 출력 범위에서도 그리고 압축기(V)가 가속될 때 즉각적으로, 자체의 최대 공기 출력을 전개할 수 있으며, 이는, 배기 가스 터보차저에 의한 경우, 단지 어떤 출력 오프셋을 동반하는 경우로만 가능한 것이다.
제1 파워 생성기(30)는, 이러한 예시적인 실시예에서, 기계적 출력부(11)를 통해, 말하자면 내연 기관(10)의 구동 샤프트를 통해 구동되는, 샤프트 발전기이다.
도 2의 대안적인 실시예에서, 제2 파워 생성기(40)가, 이 경우에, 내연 기관(10)의 배기 가스 유동(A)에 의해 에너지를 생성하기 위해, 기계적 커플링에 의해 배기 가스 터빈(T)을 통해 간접적으로 구동되는, 유사한 파워 생성기가, 제공된다. 여기서, 생성기(40)는, 에너지 축적기(20)로 전기 에너지를 급송한다.
따라서, 도 2에 따른 예시적인 실시예에서, 에너지가, 제1 파워 생성기(30) 그리고 또한 제2 파워 생성기(40)를 통해, 압축기(V)를 작동시키기 위한 에너지 축적기(20)를 위해 생성될 수 있다.
이러한 버전에서, 내연 기관(10)의 개별적인 현재 작동 지점에 의존하여, 파워 생성기들(30, 40)의 에너지 흐름을 제어하는, 조정 및 제어 장치(50)가, 더불어 제공될 수 있다. 여기서, 제어 장치는, 제1 생성기(30) 및/또는 제2 생성기(40)가 개별적인 현재 생성되는 전기 에너지를 전기 에너지 축적기(20)로 급송할 수 있는 정도가 결정되도록, 그리고 개별적인 나머지 에너지 양이, 에너지 흡수원 또는 외부 소비 요소들을 위해 그리고 그에 따라 기관 부하에 의존하여, 이용 가능하도록, 작동한다.
본 발명의 실시예에서, 본 발명은, 이상에 진술된 바람직한 예시적 실시예들로 제한되지 않는다. 대신에, 심지어 기본적으로 상이한 유형의 실시예들과 함께, 도시된 해법을 사용하는, 다수의 버전이, 고려될 수 있다.

Claims (10)

  1. 가변 출력 곡선을 갖는 내연 기관(10)을 위한 과급 장치(1)로서,
    공기 급송 통로(L)를 통해 공기를 내연 기관에 과급하기 위한, 전기 모터(M)에 의해 전기적으로 구동되는 압축기(V), 및 내연 기관(10)에 의해 구동되는 제1 파워 생성기(30)를 통해 전기 에너지를 공급받게 되는, 전기 에너지 축적기(20)를 포함하고, 에너지 공급에 대해, 상기 전기 모터(M)는, 당해 시점의 내연 기관(10)의 출력 곡선 상의 현재 부하 작동 지점에 무관하게 상기 압축기(V)를 구동하기 위해, 상기 에너지 축적기(20) 내에 저장되는 전기 에너지에 연결되는 것인, 과급 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 파워 생성기(30)는, 내연 기관(10)의 기계적 출력부(11)를 통해 구동되는 발전기인 것을 특징으로 하는 과급 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    더불어, 내연 기관(10)의 배기 가스 유동(A)에 의한 에너지 생성을 위해, 배기 가스 유동(A)에 의해 구동 가능한 기계적 장치에 기계적 커플링을 통해 간접적으로 연결되는, 제2 파워 생성기가, 제공되는 것을 특징으로 하는 과급 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    제2 파워 생성기(40)는, 발전기인 것을 특징으로 하는 과급 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 파워 생성기(10)는, 기어 스테이지를 통해 내연 기관(10)의 출력부에 직접적으로 연결되는, 샤프트 발전기로서 설계되는 것을 특징으로 하는 과급 장치.
  6. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    내연 기관(10)의 배기 가스 유동(A)에 의해 구동 가능한 장치는, 터빈(T)이 회전될 때, 상기 제2 파워 생성기(40)가 전기 에너지를 생성하기 위해 기계적으로 구동되는 방식으로, 상기 제2 파워 생성기(40)에 구동 효율적으로 연결되는, 터빈(T)인 것을 특징으로 하는 과급 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 터빈(T)은 또한, 상기 제1 파워 생성기(30)에 구동-효율적으로 연결 가능하거나 또는 연결되는 것을 특징으로 하는 과급 장치.
  8. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    내연 기관(10)의 개별적인 현재 작동 지점에 의존하여, 제1 파워 생성기(30) 및/또는 제2 파워 생성기(40)가 개별적인 현재 생성되는 전기 에너지를 상기 전기 에너지 축적기(20)로 급송하는 정도를 제어하는, 그리고 개별적인 나머지 에너지 양이, 그에 따라, 기관의 부하에 의존하여, 에너지 흡수원 또는 소모 요소를 위해 이용 가능하도록 하는, 조정 및 제어 장치가, 제공되는 것을 특징으로 하는 과급 장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 과급 장치(1) 및 내연 기관(10)으로 구성되는 시스템으로서,
    상기 내연 기관(10)은, 적어도 제1 파워 생성기(30)에 구동 효율적으로 연결되고, 및/또는 제2 파워 생성기에, 사이를 연결하는 구동 구성요소들을 통해 간접적으로, 연결되는 것인, 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 시스템은, 상기 내연 기관(10)이 그 내부에서 상기 구동 구성요소들 중의 하나를 나타내는, 하이브리드 구동 시스템인 것인, 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11802489B1 (en) * 2022-09-12 2023-10-31 Hamilton Sundstrand Corporation Energy harvesting for hybrid propulsion systems

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3354074B2 (ja) * 1997-04-25 2002-12-09 ジヤトコ株式会社 パラレルハイブリッド車両の制御装置
GB0624599D0 (en) * 2006-12-09 2007-01-17 Aeristech Ltd Engine induction system
EP2096277A1 (en) * 2008-02-27 2009-09-02 MAGNETI MARELLI POWERTRAIN S.p.A. Supercharged internal-combustion engine
DE102012004394A1 (de) * 2012-03-03 2013-09-05 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie Antriebseinrichtung
US10046646B2 (en) * 2013-09-06 2018-08-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Power conversion system for electric vehicles
JP6294646B2 (ja) * 2013-12-04 2018-03-14 三菱重工業株式会社 ターボコンパウンドシステムの制御装置
DE102015006188A1 (de) 2014-11-14 2016-05-19 Audi Ag Ladereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, entsprechende Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102014017631A1 (de) * 2014-11-28 2016-06-02 Man Truck & Bus Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines elektromotorisch unterstützten Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs
DE102015001081A1 (de) * 2015-01-28 2016-07-28 Man Truck & Bus Ag Motorbremsverfahren für eine aufgeladene Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Modulation einer Motorbremsleistung eines Kraftfahrzeugs mit aufgeladener Brennkraftmaschine
WO2016171955A1 (en) * 2015-04-20 2016-10-27 Borgwarner Inc. Turbo configuration
AT516613B1 (de) 2015-05-05 2016-07-15 Avl List Gmbh Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
US10082111B2 (en) * 2015-08-27 2018-09-25 GM Global Technology Operations LLC Turbocharging system with electric motor(s)
IT201700004557A1 (it) * 2017-01-17 2018-07-17 Ferrari Spa Metodo di controllo di un turbocompressore provvisto di attuazione elettrica in un motore a combustione interna sovralimentato

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