JP2002357127A - 容積型過給機を備えた内燃機関 - Google Patents
容積型過給機を備えた内燃機関Info
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Abstract
給するとともに、過給の必要ない運転状態での効率向上
を図ることができる容積型過給機を備えた内燃機関を提
供すること。 【解決手段】 内燃機関11の吸気通路16に設けられ
る容積型過給機12と、これを駆動する電動機もしくは
この過給機12で駆動されて発電機となる電動・発電機
13と、この電動・発電機13を内燃機関11の運転状
態により生じる吸気通路16の圧力により、電動機で駆
動して過給したり発電機で発電させて電力を回収するよ
う制御する制御装置15とを設けるようにする。そし
て、制御装置15で電動・発電機13を制御してトルク
増大や出力増大を図る必要がある場合には、電動機で駆
動して過給するようにするようにし、低負荷運転時に
は、内燃機関11の吸引力により過給機で発電機を駆動
して電力を回収して効率向上を図るようにする。
Description
えた内燃機関に関し、吸気通路に設けた容積型過給機と
電動・発電機とを連結し、過給と発電ができるように
し、低負荷運転時に発電機で電力を取り出して効率向上
を図るようにしたものである。
積型過給機をベルトなどにより内燃機関で駆動するよう
にし、内燃機関と比例した回転数で作動させて過給する
ようにした、いわゆるスーパーチャージャがある。
給機を駆動する方式では、過給の必要のない低負荷運転
状態においても過給機が駆動されることになり、過給機
の駆動仕事が無駄になってしまう。
の必要な時にのみ過給機に駆動力を伝達して過給するこ
とも行われているが、機構が複雑になるとともに、運転
しない場合の過給機が吸気抵抗になるためバイパスのた
めの配管が必要になる。
を駆動することも提案されており、例えば実開昭57−
73328号の過給機を備えた内燃機関では、機関低速
回転領域における加速時などのトルク増大を必要とする
領域に限って電動機で過給機を駆動して過給するように
し、過給を必要としない場合には、過給機をバイパスさ
せるバイパス配管を介して吸気するようにしている。
運転状態を見ると、特に車両に搭載された内燃機関で
は、機関低速回転領域における加速時などのトルク増大
を必要とする運転状態は少なく、通常走行では、スロッ
トルバルブをわずかに開いた運転状態の低負荷運転状態
で、トルク増大の必要のない領域であり、過給機を電動
機で駆動することで駆動仕事の無駄を省くことができる
ものの、低負荷運転状態における内燃機関の効率向上を
根本的に図ることができないという問題がある。
過給機を駆動する場合でも通常の運転しない場合に過給
機をバイパスさせるバイパス配管を設けなければならな
いという問題も依然としてある。
鑑みてなされたもので、過給によるトルク増大などの必
要な場合に過給するとともに、過給の必要ない運転状態
での効率向上を図ることができる容積型過給機を備えた
内燃機関を提供しようとするものである。
えられた過給機は、機関低速回転領域や機関高速回転領
域のいずれでも高負荷領域のトルク増大や出力増大を図
るためのもので、過給機の運転必要領域を車両の走行状
態から見ると、わずかな領域であり通常の車両走行状態
では、内燃機関は低負荷状態であって内燃機関の吸気通
路は負圧状態となっている場合が多い。
う一方、内燃機関の運転状態として多い低負荷状態での
効率向上を図ることが、内燃機関の効率向上に必要不可
欠であることを見出だし、この発明を完成したものであ
る。
決するため、この発明の請求項1記載の容積型過給機を
備えた内燃機関の具体的構成は、内燃機関の吸気通路に
設けられる容積型過給機と、この容積型過給機に連結さ
れ当該過給機を駆動する電動機もしくは当該過給機で駆
動されて発電機となる電動・発電機と、この電動・発電
機を前記内燃機関の運転状態により生じる前記吸気通路
の圧力により、電動機で駆動して過給したり発電機で発
電させて電力を回収するよう制御する制御装置とを設け
たことを特徴とするものである。
ば、内燃機関の吸気通路に設けられる容積型過給機と、
この容積型過給機に連結され当該過給機を駆動する電動
機もしくは当該過給機で駆動されて発電機となる電動・
発電機と、この電動・発電機を前記内燃機関の運転状態
により生じる前記吸気通路の圧力により、電動機で駆動
して過給したり発電機で発電させて電力を回収するよう
制御する制御装置とを設けるようにしており、制御装置
で電動・発電機を制御してトルク増大や出力増大を図る
必要がある場合には、過給機を電動機で駆動して過給す
るようにするようにし、低負荷運転時には、内燃機関の
吸引力により過給機で発電機を駆動して電力を回収して
効率向上を図るようにしている。
給機を備えた内燃機関の具体的構成は、前記請求項1記
載の構成に加え、前記内燃機関をガソリン機関で構成す
るとともに、スロットルバルブに替え前記制御装置で当
該ガソリン機関の運転を制御することを特徴とするもの
である。
ば、内燃機関をガソリン機関で構成するとともに、スロ
ットルバルブに替え制御装置で当該ガソリン機関の運転
を制御するようにしており、ガソリン機関の吸気通路の
過給機を電動機で駆動したり、発電機で負荷をかけて抵
抗とすることで、吸気通路の圧力を制御でき、スロット
ルバルブを省略することもできるようになる。
と発電機の機能とを備えたものをいい、例えば直流モー
タのように一体で両方の機能を備えるようにしたもので
あっても、それぞれが別体とされて連結されたもの等の
いずれであっても良い。
ついて図面に基づき詳細に説明する。図1はこの発明の
容積型過給機を備えた内燃機関の一実施の形態にかかる
概略構成図である。
は、例えば図1に示すように、内燃機関としてガソリン
機関11が用いられ、容積型過給機として、例えばルー
ツブロワ12が備えられ、ルーツブロワ12には、駆動
するための電動機13が連結されるとともに、電動機1
3と一体または別体にルーツブロワ12で駆動されて発
電する発電機(14)が連結されており、これら電動・
発電機13を制御するため制御装置15が設けられて構
成されている。
には、先端部にエアクリ−ナ17およびエアフローセン
サ18が設けられて中間部のルーツブロワ12に至り、
さらにルーツブロワ12の下流(ガソリン機関11側)
には、吸気圧力センサ19が設けられるとともに、図示
しないアクセルペダルと連動するスロットルバルブ20
および燃料噴射弁21が設けられている。
電動・発電機13を制御するための制御装置15は、電
動・発電機13を電動機として運転する場合のモータド
ライバ15aと、発電機として運転する場合の負荷を制
御する充電器15bと、電動機の電源および発電機から
の充電を行うバッテリ15cとで構成される。
内燃機関10では、ガソリン機関11の高負荷運転時に
は、スロットルバルブ20に設けた図示しないスロット
ルバルブ開度サンサや吸気通路16のルーツブロワ12
の下流側の吸気圧力を検出する吸気圧力センサ19の出
力信号と、機関の回転速度を検出する回転センサの出力
信号などによって高負荷運転状態であることが検出され
ると、制御装置15のモータドライバ15aによって電
動・発電機13が電動機として運転されてルーツブロワ
12を駆動し、吸気圧力を増大して過給するよう制御す
る。
3の駆動回転数を制御することで行うようにし、例えば
インバータを用いて制御するようにすれば良い。
は、スロットルバルブ20の開度が小さく、ガソリン機
関11で吸引されて吸気通路16内が負圧状態となり、
スロットルバルブ開度サンサや吸気圧力センサ19の出
力信号と、機関の回転センサの出力信号などによって低
負荷運転状態であることが検出されると、制御装置15
の充電器15bによって電動・発電機13が発電機とさ
れてルーツブロワ12で駆動され、発電された電力でバ
ッテリ15cを充電するよう制御する。
13を駆動して発電する場合の負荷の制御は、充電量を
制御することで行われ、例えば充電器15bとバッテリ
15cとの接続を間欠的に行うデューティ制御すること
で行うようにすれば良い。
10によれば、過給の必要な運転状態の場合には、電動
・発電機13でルーツブロワ12を駆動することで過給
することができるとともに、過給の必要のない低負荷運
転状態の場合には、ガソリン機関11の吸気の吸引力に
よってルーツブロワ12を回して電動・発電機13を駆
動して発電することができ、吸気の持つエネルギを電力
として回収することができ、従来効率向上の対象として
考慮されていない領域でガソリン機関11の効率向上を
図ることができるとともに、過給の必要のない場合に吸
気抵抗の増大を防止するバイパス配管の必要もなくすこ
とができる。
用いるようにしているので、過給する場合や発電する場
合のいずれでも効率の変動がほとんどなく、効率良く運
転することができる。
ーツブロワ12の運転状態を制御装置15で制御するこ
とで吸気圧力を調整することもでき、この制御によって
スロットルバルブ20を省略することもでき、この場合
には、スロットルバルブ開度センサに替えてアクセルペ
ダルの作動角を検出する角度検出センサの出力信号を用
いて機関運転状態を検出して制御するようにすれば良
い。
てガソリン機関を用いる場合で説明したが、これに限ら
ず、ディーゼル機関であっても良く、吸引力を利用して
発電することでエネルギを有効に回収して利用すること
ができる。
例に説明したが、これに限らず他の容積型ブロワやコン
プレッサなどを用いるようにしても良い。
明したようにこの発明の請求項1記載の容積型過給機を
備えた内燃機関によれば、内燃機関の吸気通路に設けら
れる容積型過給機と、この容積型過給機に連結され当該
過給機を駆動する電動機もしくは当該過給機で駆動され
て発電機となる電動・発電機と、この電動・発電機を前
記内燃機関の運転状態により生じる前記吸気通路の圧力
により、電動機で駆動して過給したり発電機で発電させ
て電力を回収するよう制御する制御装置とを設けるよう
にしたので、制御装置で電動・発電機を制御してトルク
増大や出力増大を図る必要がある場合には、過給機を電
動機で駆動して過給することができ、低負荷運転時に
は、内燃機関の吸引力により過給機で発電機を駆動して
電力を回収して効率向上を図ることができる。
給機を備えた内燃機関によれば、内燃機関をガソリン機
関で構成するとともに、スロットルバルブに替え制御装
置で当該ガソリン機関の運転を制御するようにしたの
で、ガソリン機関の吸気通路の過給機を電動機で駆動し
たり、発電機で負荷をかけて抵抗とすることで、吸気通
路の圧力を制御することができ、スロットルバルブを省
略することもできる。
実施の形態にかかる概略構成図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 内燃機関の吸気通路に設けられる容積型
過給機と、この容積型過給機に連結され当該過給機を駆
動する電動機もしくは当該過給機で駆動されて発電機と
なる電動・発電機と、この電動・発電機を前記内燃機関
の運転状態により生じる前記吸気通路の圧力により、電
動機で駆動して過給したり発電機で発電させて電力を回
収するよう制御する制御装置とを設けたことを特徴とす
る容積型過給機を備えた内燃機関。 - 【請求項2】 前記内燃機関をガソリン機関で構成する
とともに、スロットルバルブに替え前記制御装置で当該
ガソリン機関の運転を制御することを特徴とする請求項
1記載の容積型過給機を備えた内燃機関。
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