本発明は、ターボチャージャに関し、さらに詳しくは、タービンの回転を補助するターボチャージャに関するものである。
一般的に、ターボチャージャは、タービン、コンプレッサ、このタービンとコンプレッサとを連結するシャフトをハウジング内に収納することで構成されている。この従来のターボチャージャは、内燃機関から排気される排気ガスによりタービンが回転し、シャフトを介してこのタービンと連結されているコンプレッサが回転し、内燃機関に吸気される空気を過給、すなわち圧縮して供給するものである。
このターボチャージャとしては、内燃機関の高回転時や高負荷時における出力のさらなる向上、すなわち高出力化のために、運転領域を高回転側とするターボチャージャがある。この高出力化したターボチャージャでは、低回転時における吸入空気量が著しく不足するため、過給圧を上昇することができないという問題がある。そこで、従来においては、高出力化したターボチャージャであっても、低回転時における吸入空気量を確保できる技術が提案されている。
例えば、ツインスクロールのターボチャージャやタービン側を可変容量化したターボチャージャ(VNターボ)などがある。ツインスクロールターボは、特に低速時における顕著な排気脈動の干渉を避けることで、過給圧を上昇させるものである。VNターボは、タービンに可変翼を備え、低回転時にこの可変翼を絞ることで、低回転時におけるターボ回転数を上昇させるものである。このVNターボでは、高速で回転するタービンに可動部品が取り付けられており、高温下における熱歪みや熱疲労などから熱破損する虞があった。また、内燃機関の背圧が上昇し、内燃機関のノッキング発生の要因となる虞があった。従って、排気ガスが高温となりやすい、ガソリンエンジンに用いることは困難であった。
そこで、例えば、特許文献1に示すように、コンプレッサの出口付近に、高回転時の余剰の過給圧を蓄えておく蓄圧タンクを配置し、この蓄えられた過給圧により低回転時におけるターボ回転数を上昇させるターボチャージャが提案されている。
しかしながら、この特許文献1に示す従来のターボチャージャでは、低回転時におけるターボ回転数を上昇させるために、高回転時において内燃機関に過給される空気の一部を蓄圧タンクに貯留するため、さらなる内燃機関の高出力化を図ることができないという問題があった。
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、いずれの運転領域においても吸入空気量を増加させることができるターボチャージャを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、内燃機関から排気される排気ガスにより回転するタービンと、当該タービンの回転により回転するコンプレッサとからなり、当該内燃機関に吸気される空気を過給するターボチャージャにおいて、気体供給源から気体が導入され、当該導入された気体を密閉状態で加熱することで加圧し、前記内燃機関の運転状態に応じて、当該加圧された気体を前記タービンに対して当該タービンを回転させる方向に放出する補助装置をさらに備えることを特徴とする。
また、この発明では、上記ターボチャージャにおいて、前記補助装置は、前記気体供給源と前記タービンとの間に設けられた加圧タンクと、少なくとも、前記加圧タンクが密閉状態の際に、当該加圧タンクを加熱する加熱手段と、前記気体供給源と前記加圧タンクとの間に設けられた気体入口弁と、前記加圧タンクと前記タービンとの間に設けられた気体出口弁と、前記気体供給源から気体を導入する際に、前記気体入口弁および前記気体出口弁を開弁し、前記加圧タンクを密閉状態とする際に、前記気体入口弁および前記気体出口弁を閉弁し、前記加圧された気体を前記タービンに対して当該タービンを回転させる方向に放出する際に、前記気体出口弁のみを開弁する気体導入制御手段と、を有することを特徴とする。
これらの発明によれば、補助装置は、例えば気体入口弁および気体出口弁を開弁することで、気体供給源からの気体を加圧タンクに導入し、気体入口弁および気体出口弁を閉弁することでこの加圧タンクを密閉状態とし、加熱手段で加圧タンクを加熱することで、導入された気体が密閉状態で加熱され、加圧される。そして、気体出口弁を開弁することで、この加圧された気体をタービンに対してタービンを回転させる方向に放出する。従って、内燃機関の運転状態に応じて、例えば低回転時においてターボ回転数がタービンに供給される排気ガスのみによるターボ回転数では低い場合や、高速時においてターボ回転数がタービンに導入される排気ガスのみによるターボ回転数では低い場合に、補助装置から加圧された気体を放出することで、ターボ回転数をタービンに導入される排気ガスのみによるターボ回転数よりも上昇させることができる。
また、この発明では、上記ターボチャージャにおいて、前記気体供給源は、前記ターボチャージャの外部であることを特徴とする。
この発明によれば、補助装置に導入される気体は、ターボチャージャの外部の空気である。この空気は、常温であるので、気体供給源から導入される気体として、排気ガス通路を通過する排気ガスを用いた場合と比較して、密閉状態で加熱される前の温度を低くすることができるので、密閉状態で加熱された後との温度差を大きくすることができる。従って、補助装置において密閉状態で加熱された空気の圧力を高くすることができる。これにより、この圧力の高い空気をタービンに対してタービンを回転させる方向に放出することで、ターボ回転数をさらに上昇させることができる。
また、この発明では、上記ターボチャージャにおいて、前記加熱手段は、前記内燃機関から排気される排気ガスの熱により、前記加圧タンクを加熱することを特徴とする。
この発明によれば、排気ガスの熱を導入された気体を密閉状態で加熱する加圧手段として用いるので、内燃機関の排熱回収を行うことができ、内燃機関の効率を上昇することができる。
また、この発明では、上記ターボチャージャにおいて、前記補助装置は、前記気体供給源から導入された気体を強制的に冷却する冷却手段をさらに備えることを特徴とする。
また、この発明では、上記ターボチャージャにおいて、前記冷却手段は、前記加圧タンクと接触する冷却通路と、前記冷却通路に冷却媒体を循環させる冷却媒体供給源と、前記冷却媒体供給源と冷却通路との間に設けられた冷却媒体入口弁および冷却媒体出口弁と、前記気体供給源から気体の導入が開始されてから前記加圧タンクが密閉状態となるまでの間に、少なくとも前記冷却媒体入口弁および前記冷却媒体出口弁を開弁する冷却媒体制御手段とを有することを特徴とする。
これらの発明によれば、冷却手段は、例えば気体供給源から気体の導入が開始されてから前記加圧タンクが密閉状態となるまで間は、冷却媒体入口弁および冷却媒体出口弁を開弁し、冷却通路に冷却媒体を循環させて、加圧タンクを冷却することで、導入された気体を強制的に冷却する。従って、導入された気体が密閉状態で加熱される前と加熱された後とでの温度差をさらに大きくすることができ、補助装置において密閉状態で加熱された気体の圧力をさらに高くすることができる。これにより、この圧力の高い気体をタービンに対してタービンを回転させる方向に放出することで、ターボ回転数をさらに上昇させることができる。
また、この発明では、上記ターボチャージャにおいて、前記補助装置は、前記加圧タンク内に燃料を供給し、当該加圧タンク内に供給された燃料を燃焼させる燃料供給燃焼手段をさらに備えることを特徴とする。
前記燃料供給手段は、前記加圧タンクに燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記加圧タンクに噴射された燃料を燃焼させる燃焼手段と、前記加圧タンクが密閉状態となってから前記気体導入制御手段が前記気体出口弁のみを開弁する前に、前記燃料噴射弁に燃料を噴射させる燃料噴射制御手段と、を備えることを特徴とする。
これらの発明によれば、燃料供給燃焼手段は、例えば気体供給源から気体が導入され加圧タンクが密閉状態となってから、気体出口弁のみを開弁する前に、前記加圧タンク内に燃料を噴射することで前記加圧タンク内に供給し、この噴射された燃料を燃焼手段により燃焼する。従って、加圧タンク内に供給された燃料は、この加圧タンクが密閉状態で燃料する。この燃料燃焼時における燃焼エネルギーにより、補助装置において密閉状態で加熱された気体の圧力をさらに高くすることができる。これにより、この圧力の高い気体をタービンに対してタービンを回転させる方向に放出することで、ターボ回転数をさらに上昇させることができる。
また、この発明では、前記加圧タンク内の圧力を検出するタンク内圧力検出手段をさらに備え、前記燃料噴射制御手段は、前記加圧タンクが密閉状態となってから前記気体導入制御手段が前記気体出口弁のみを開弁する前に、前記検出されたタンク内圧が所定圧力以上にならないと、前記燃料噴射弁に燃料を噴射させることを特徴とする。
この発明によれば、燃料供給燃焼手段は、タンク内圧が所定圧力、例えば加圧タンクが密閉状態となり、加圧手段により加圧タンク内に導入された気体が密閉状態で加熱され、加圧されても、この加圧された気体を放出することで、ターボ回転数を上昇させることができる圧力にならないと、加圧タンク内に燃料を供給し、この供給された燃料を燃焼させ、発生する燃焼エネルギーにより、補助装置において密閉状態で加熱された気体の圧力を高くする。従って、燃料供給燃焼手段は、ターボ回転数をタービンに導入される排気ガスのみによるターボ回転数よりも上昇させたい際に、加熱手段のみではタンク内圧を所定圧力まで上昇できない場合に、ターボ回転数を上昇させることができる。
また、この発明では、上記ターボチャージャにおいて、前記気体導入制御手段は、前記気体出口弁を開弁後、前記検出されたタンク内圧力が所定圧力以下の際に、前記気体入口弁および前記気体出口弁を開弁することを特徴とする。
また、この発明では、上記ターボチャージャにおいて、前記加圧タンク内の圧力を検出するタンク内圧力検出手段をさらに備え、前記気体導入制御手段は、前記気体出口弁を開弁後、前記検出されたタンク内圧力が所定圧力未満の際に、前記気体入口弁および前記気体出口弁を開弁することを特徴とする。
この発明によれば、内燃機関の運転状態に応じて、加圧された気体を放出した後における加圧タンク内の圧力が所定圧力、例えば加圧タンク内の加圧された気体を放出することで、ターボ回転数を上昇させることができる圧力未満の際に、気体入口弁および気体出口弁を開弁し、加圧タンクに気体を導入する。つまり、加圧タンク内の圧力が所定圧力を超える場合は、加圧タンク内の加圧された気体を放出することで、ターボ回転数を上昇させることができるため、気体入口弁および気体出口弁を開弁せず加圧タンクに気体を導入しない。従って、補助装置により加圧された気体を一度に放出せず、複数回に分けて放出することができる。これにより、内燃機関の運転状態に応じて、ターボ回転数を上昇させるごとに、気体を導入し、密閉状態で加熱する必要がなくなるので、ターボ回転数の上昇を短期間で複数回行うことができる。
この発明にかかるターボチャージャは、内燃機関の運転状態に応じてターボ回転数を上昇させることができるので、いずれの運転領域においても吸入空気量を増加させることができるという効果を奏する。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施例により、この発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
図1は、実施例1にかかるターボチャージャの概略構成例を示す図である。図1に示すように、ターボチャージャ1−1は、ハウジング20内に、タービン2と、コンプレッサ3と、シャフト4と、補助装置6とにより構成されている。ここで、ターボチャージャ1−1のハウジング20は、センターハウジング21と、タービンハウジング22と、コンプレッサハウジング23とにより構成されている。このセンターハウジング21は、その両端部にタービンハウジング22およびコンプレッサハウジング23がそれぞれ固定されている。
タービン2は、タービンハウジング22内に収納されており、シャフト4と連結、あるいはこのシャフト4と一体に成型されている。ここで、タービンハウジング22は、内燃機関5の図示しない各気筒と連通しているエキゾーストマニホールド13と連通しており、この内燃機関5から排気された排気ガスが通過する排気ガス通路14と連通している。このタービンハウジング22内には、エキゾーストマニホールド13を介して内燃機関5から排気された排気ガスが導入される。このタービン2に導入された排気ガスは、同図矢印Aに示すように、タービン2の図示しないブレードを押して排気ガス通路14に流出する。これにより、タービン2は、同図矢印Eに示す方向に回転する。なお、この排気ガス通路14を通過した排気ガスは、図示しない浄化装置を通過することで浄化され、図示しない消音装置を介して外部に排気される。
コンプレッサ3は、コンプレッサハウジング23内に収納されており、シャフト4と連結されている。従って、タービン2とコンプレッサ3とは、シャフト4により連結されている。ここで、コンプレッサハウジング23は、図示しないエアフィルタなどを介して内燃機関5の外部から吸気される空気が通過する吸気通路10と連通しており、インタークーラ12を介して内燃機関5の図示しない各気筒と連通しているインテークマニホールド11と連通している。タービン2が排気ガスにより回転すると、シャフト4を介してコンプレッサ3が同一方向、すなわち同図矢印E方向に回転する。コンプレッサ3が回転することにより、吸気通路10内の空気は、コンプレッサ3に吸引される。そして、コンプレッサ3に吸引された空気は、同図矢印Bに示すように、このコンプレッサ3の図示しないブレードにより圧縮されて、インタークーラ12に導入され、このインタークーラ12により冷却されて、インテークマニホールド11から内燃機関5の図示しない各気筒に供給される。これにより、ターボチャージャ1−1は、内燃機関5に吸気される空気の過給を行う。
シャフト4は、センターハウジング21内に図示しない軸受により回転自在に支持されている。なお、4aは、シャフト4の回転角度からターボ回転数Nを検出する角度センサである。この角度センサ4aにより検出されたターボ回転数Nは、制御装置7に出力される。
補助装置6は、加圧タンク61と、気体入口通路62と、気体出口通路63と、複数のヒートパイプ64と、気体入口弁65と、気体出口弁66と、制御装置7と、により構成されている。
加圧タンク61は、気体供給源であるターボチャージャ1−1の外部とタービン2との間に設けられるものであり、ターボチャージャ1−1の外部から導入された空気を加圧するものである。この加圧タンク61には、気体入口通路62の一方の端部が連通されている。この気体入口通路62の他方の端部は、ターボチャージャ1−1の外部に解放されている。
また、加圧タンク61には、気体出口通路63の一方の端部が連通されている。この気体出口通路63の他方の端部は、この気体出口通路63を通過する空気がタービン2に対してこのタービン2を回転させる方向に放出できるように、タービンハウジング22と連通している。つまり、気体出口通路63を通過した空気は、同図矢印Cに示すように、タービン2が排気ガスにより回転する方向(同図矢印E方向)と同一方向に、このタービン2に向かってタービンハウジング22内に放出される。
なお、61aは、加圧タンク61内の圧力を検出するタンク内圧力検出手段である圧力センサである。また、61bは、加圧タンク61内の空気の温度を検出するタンク内温度検出手段である温度センサである。これら圧力センサ61aおよび温度センサ61bにより検出された加圧タンク61内の圧力Pおよび加圧タンク61内の気体の温度Tは、制御装置7に出力される。
ヒートパイプ64は、加圧タンク61を加圧する加圧手段であり、一方の端部が排気ガス通路14と接触しており、他方の端部が加圧タンク61と接触している。このヒートパイプ64は、加熱媒体が封入されており、この加熱媒体の蒸発と凝縮の潜熱を利用して、排気ガス通路14と加圧タンク61との間で熱交換を行うものである。つまり、ヒートパイプ64は、内燃機関5から排気される排気ガスの熱により、加圧タンクを加熱するものである。従って、内燃機関5の排気ガスの熱を加圧タンク61内に導入された空気を密閉状態で加熱する加熱手段として用いるので、内燃機関5の排熱回収を行うことができ、内燃機関5の効率を上昇することができる。また、新たにヒータなどの加熱手段を設ける必要がないため、簡単な構成で加圧タンク61を加熱することができる。
気体入口弁65は、気体入口通路62の途中に取り付けられており、気体供給源であるターボチャージャ1−1の外部と加圧タンク61との間に設けられるものである。この気体入口弁65は、制御装置7にその開閉が制御されるものである。気体出口弁66は、気体出口通路63の途中に取り付けられており、加圧タンク61とタービン2との間に設けられるものである。この気体出口弁66は、制御装置7にその開閉が制御されるものである。
制御装置7は、気体入口弁65および気体出口弁66の開閉を制御する気体導入制御手段として機能するものである。この制御装置7は、この実施例1では、角度センサ4aにより検出されたターボ回転数N、圧力センサ61aにより検出された加圧タンク61内の圧力P、温度センサ61bにより検出された加圧タンク61内の温度T、アクセルペダルの踏み込み量からアクセル開度を検出するアクセル開度センサ8から検出されたアクセル開度などの入力信号が入力され、これらに基づいて気体入口弁65および気体出口弁66を開閉させる出力信号を出力するものである。
具体的には、上記入力信号や出力信号の入出力を行う入出力部(I/O)71と、少なくとも、気体入口弁65および気体出口弁66の開閉の制御を行う処理部72と、記憶部73とにより構成されている。この処理部72は、メモリおよびCPU(CentralProcessingUnit)により構成され、ターボチャージャ1−1の制御方法などに基づくプログラムをメモリにロードして実行することにより、このターボチャージ1−1の制御方法を実現させるものであっても良い。また、記憶部73は、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ROM(ReadOnlyMemory)のような読み出しのみが可能な不揮発性のメモリあるいはRAM(RandomAccessMemory)のような読み書きが可能な揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。なお、制御装置7は、単独で構成される必要はなく、内燃機関5の運転を制御するECU(EngineControlUnit)がこの気体導入手段の機能を有していても良い。
次に、実施例1にかかるターボチャージャ1−1の動作について説明する。図2は、この実施例1にかかるターボチャージャの制御フローを示す図である。ここでは、このターボチャージャ1−1が、その運転領域が高回転側であり、低回転時において排気ガスによりタービン2を回転させるだけでは、低回転時における吸入空気量が著しく不足するものであり、この低回転時における吸入空気量を増加させる場合について説明する。
まず、制御装置7の処理部72は、気体入口弁65および気体出口弁66を開弁させる(ステップST101)。従って、気体供給源であるターボチャージャ1−1の外部と加圧タンク61とが連通し、さらに加圧タンク61とタービンハウジング22とが連通する。従って、ターボチャージャ1−1の外部の気体である空気は、タービン2が排気ガスにより、回転していることで発生する負圧により、気体入口通路62を介して加圧タンク61に導入される。この導入された空気は、タービン2が回転していることで発生する負圧により、気体出口通路63を介してタービンハウジング22内に放出され、排気ガスとともに排気ガス通路14を通過して外部に排気される。これにより、補助装置6の加圧タンク61に気体供給源から気体、すなわちターボチャージャ1−1の外部から空気が導入される。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の温度Tが所定温度T1未満であるか否かを判断する(ステップST102)。具体的には、処理部72は、温度センサ61bが検出した加圧タンク61内に導入され続けている空気の温度Tを取得して、この取得した温度Tが所定温度T1未満であるか否かを判断する。ここで、所定温度T1とは、少なくとも排気ガス通路14よりも低い温度であり、好ましくは排気ガスの熱により、加圧タンク61に導入された空気が密閉状態で加熱された際におけるこの空気の温度と比較して十分に低い温度をいい、数十度程度をいう。
なお、処理部72は、加圧タンク61内の温度Tが所定温度T1未満となるまで、気体入口弁65および気体出口弁66の開弁を維持する。この気体入口弁65および気体出口弁66の開弁が維持されている間は、ターボチャージャ1−1の外部の空気が常に加圧タンク61内に導入し続けることとなる。この導入され続ける空気は、常温であるので、ヒートパイプ64により加熱されている加圧タンク61を冷却することができる。これにより、密閉状態となる前の加圧タンク61内に存在する空気の温度を低下することができる。ここで、気体導入源から導入される気体としては、排気ガス通路14を通過する排気ガスを用いても良い。しかし、排気ガスは、ターボチャージャ1−1の外部の空気と比較して温度が高いため、密閉状態で加熱される前の温度が低いため、密閉状態で加熱された後との温度差を大きくすることができる空気を気体導入源から導入される気体として、加圧タンク61に導入することが好ましい。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の温度Tが所定温度T1未満であると判断すると、気体入口弁65および気体出口弁66を閉弁させる(ステップST103)。従って、気体供給源であるターボチャージャ1−1の外部と加圧タンク61との連通が遮断され、さらに加圧タンク61とタービンハウジング22との連通が遮断される。これにより、加圧タンク61は、その内部にターボチャージャ1−1の外部の空気が充填されて密閉状態となる。
ここで、加圧タンク61と排気ガス通路14とには、ヒートパイプ64が接触しているため、内燃機関5の運転中においては、ヒートパイプ64を介して排気ガスの熱が加圧タンク61に伝達される。従って、ヒートパイプ64は、少なくとも加圧タンク61が密閉状態の際に、この加圧タンク61を排気ガスの熱により加熱する。従って、補助装置6の加圧タンク61に導入された気体を密閉状態で加熱することとなり、加圧タンク61内に充填された空気は、温度が上昇するとともに、加圧される。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1以上であるか否かを判断する(ステップST104)。具体的には、処理部72は、圧力センサ61aが検出した密閉状態で加熱された加圧タンク61内の空気の圧力Pを取得して、この取得した圧力Pが所定圧力P1以上であるか否かを判断する。ここで、所定圧力P1とは、ターボ回転数Nが所定回転数N1未満の際に、このターボ回転数Nを加圧タンク61内の加圧された空気をタービン2に対してこのタービン2を回転させる方向に放出することで上昇させて、所定回転数N1以上とすることができる圧力である。ここで、所定圧力P1とは、例えば200Kpa程度に設定される。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1以上であると判断すると、アクセルがONであるか否かを判断する(ステップST105)。具体的には、処理部72は、アクセル開度センサ8が検出したアクセル開度が直前に検出したアクセル開度と比較して増加しているか否かを判断する。なお、処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1以上となるまで、加圧タンク61内の空気の圧力Pを繰り返し取得する。
次に、制御装置7の処理部72は、アクセルがONであると判断すると、ターボ回転数Nが所定回転数N1以下であるか否かを判断する(ステップST106)。具体的には、処理部72は、角度センサ4aが検出したターボ回転数Nを取得して、この取得したターボ回転数Nが所定回転数N1以下であるか否かを判断する。ここで、所定回転数N1とは、運転領域が高回転側のターボチャージャ1−1において、所望の過給圧が発生せず、所望の吸入空気量を確保することができない低回転時における回転数である。なお、処理部72は、ターボ回転数Nが所定回転数N1となるまで、加圧タンク61内の空気の圧力Pを繰り返し取得し、アクセル開度を繰り返し取得し、ターボ回転数Nを繰り返し取得する。
次に、制御装置7の処理部72は、ターボ回転数Nが所定回転数N1以下であると判断すると、気体出口弁66のみを開弁させる(ステップST107)。従って、加圧タンク61内の圧力P1以上に加圧された空気が、気体出口通路63を介して、タービンハウジング22内に、タービン2に対してこのタービン2を回転させる方向に放出される。つまり、補助装置6は、気体供給源であるターボチャージャ1−1の外部から気体である空気が導入され、導入された空気を密閉状態で加熱することで加圧し、内燃機関5の運転状態に応じて、加圧された空気をタービン2に対してタービン2を回転させる方向に放出する。これにより、タービン2は、排気ガスのみならずこの加圧された空気により回転され、排気ガスのみにより回転した場合よりも速く回転し、ターボ回転数Nが上昇する。
次に、制御装置7の処理部72は、ターボ回転数Nが所定回転数N1を超えたか否かを判断する(ステップST108)。つまり、ターボ回転数Nが所望の過給圧が発生せず、所望の吸入空気量を確保することができない低回転時におけるターボ回転数N1を超えたか否かを判断する。
次に、制御装置7の処理部72は、ターボ回転数Nが所定回転数N1を超えたと判断すると、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1未満であるか否かを判断する(ステップST109)。具体的には、処理部72は、圧力センサ61aが検出した加圧された空気が放出された後の加圧タンク61内の空気の圧力Pを取得して、この取得した圧力Pが所定温度P1未満であるか否かを判断する。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1以上であると判断すると、気体出口弁66を閉弁させる(ステップST110)。そして、アクセルがONであるか否かを判断し(ステップST105)、ターボ回転数Nが所定回転数N1以下であるか否かを判断し(ステップST106)、気体出口弁66のみを再度開弁させる(ステップST107)。
つまり、処理部72は、気体出口弁66が開弁されたことで、ターボ回転数Nが所定回転数N1を超えた後においても、加圧タンク61内の空気の圧力Pが、ターボ回転数Nが所定回転数N1未満となった際に、気体出口弁66を再度開弁することで、ターボ回転数Nが所定回転数N1を超えることができるだけの圧力P1以上である場合は、気体入口弁65および気体出口弁66を開弁しない。従って、補助装置6により加圧された空気を一度に放出せず、複数回に分けて放出することができる。これにより、内燃機関5の運転状態に応じて、ターボ回転数Nを上昇させるごとに、空気を導入し、密閉状態で加熱する必要がなくなるので、ターボ回転数Nの上昇を短期間で複数回行うことができる。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1未満であると判断すると、気体入口弁65および気体出口弁66を再度開弁させる(ステップST101)。これにより、気体供給源であるターボチャージャ1−1の外部から気体である空気が再び導入され、導入された空気を密閉状態で加熱することで加圧し、内燃機関5の運転状態に応じて、加圧された空気をタービン2に対してタービン2を回転させる方向に再び放出する。
以上のように、補助装置6は、気体入口弁65および気体出口弁66を開弁することで、ターボチャージャ1−1の外部からの空気を加圧タンク61に導入し、気体入口弁65および気体出口弁66を閉弁することでこの加圧タンク61を密閉状態とし、ヒートパイプ64で加圧タンク61を加熱することで、導入された空気が密閉状態で加熱され、加圧される。そして、気体出口弁66を開弁することで、この加圧された空気をタービン2に対してタービン2を回転させる方向に放出する。従って、内燃機関5の運転状態に応じて、例えば低回転時においてターボ回転数がタービンに供給される排気ガスのみによるターボ回転数では低い場合に、補助装置6から加圧された空気を放出することで、ターボ回転数Nをタービンに導入される排気ガスのみによるターボ回転数よりも上昇させることができる。これにより、低回転時における吸入空気量を増加することができる。
また、気体導入弁から導入される気体として、ターボチャージャ1−1の外部の空気を用いるので、上述のように、密閉状態となる前の加圧タンク61内に存在する空気の温度を低下することができる。従って、加圧タンク61内において密閉状態で加熱された空気の圧力を高くすることができる。これにより、この圧力の高い空気をタービン2に対してタービン2を回転させる方向に放出することで、ターボ回転数Nをさらに上昇させることができる。
なお、上記実施例1では、この低回転時における吸入空気量を増加させる場合について説明したが、この発明はこれに限定されるものではない。この実施例1にかかるターボチャージャ1−1は、いずれの運転領域においても吸入空気量を増加させることができる。以下に高回転時においてターボ回転数Nをさらに上昇させ、高回転時における吸入空気量を増加させる場合について説明する。図3は、この実施例1にかかるターボチャージャの他の制御フローを示す図である。ここで、図3における制御フローは、図2における制御フローと基本的構成はほぼ同様であるので、簡略化して説明する。
まず、制御装置7の処理部72は、気体入口弁65および気体出口弁66を開弁させる(ステップST101)。次に、処理部72は、加圧タンク61内の温度Tが所定温度T1未満であるか否かを判断する(ステップST102)。次に、処理部72は、加圧タンク61内の温度Tが所定温度T1未満であると判断すると、気体入口弁65および気体出口弁66を閉弁させる(ステップST103)。これにより、補助装置6の加圧タンク61に導入された気体を密閉状態でヒートパイプ64により、加熱することとなり、加圧タンク61内に充填された空気は、温度が上昇するとともに、加圧される。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P2以上であるか否かを判断する(ステップST111)。具体的には、処理部72は、圧力センサ61aが検出した密閉状態で加熱された加圧タンク61内の空気の圧力Pを取得して、この取得した圧力Pが所定圧力P2以上であるか否かを判断する。ここで、所定圧力P2とは、ターボ回転数Nが所定回転数N2以上の際に、このターボ回転数Nを加圧タンク61内の加圧された空気をタービン2に対してこのタービン2を回転させる方向に放出することでさらに上昇させることできる圧力である。ここで、所定圧力P1とは、例えば200Kpa程度に設定される。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P2以上であると判断すると、アクセルがONであるか否かを判断する(ステップST105)。
次に、制御装置7の処理部72は、アクセルがONであると判断すると、ターボ回転数Nが所定回転数N2以上であるか否かを判断する(ステップST112)。具体的には、処理部72は、角度センサ4aが検出したターボ回転数Nを取得して、この取得したターボ回転数Nが所定回転数N2以上であるか否かを判断する。ここで、所定回転数N2とは、排気ガスのみによりタービン2を回転させることができる上限回転数である。
次に、制御装置7の処理部72は、ターボ回転数Nが所定回転数N2以上であると判断すると、気体出口弁66のみを開弁させる(ステップST107)。これにより、タービン2は、排気ガスのみならずこの加圧された空気により回転され、排気ガスのみにより回転した場合よりも速く回転し、ターボ回転数Nが上昇する。
次に、制御装置7の処理部72は、アクセルがOFFであるか否かを判断する(ステップST113)。具体的には、処理部72は、アクセル開度センサ8が検出したアクセル開度が直前に検出したアクセル開度と比較して減少しているか否かを判断する。
次に、制御装置7の処理部72は、アクセルがOFFであると判断すると、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P2未満であるか否かを判断する(ステップST114)。次に、処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P2以上であると判断すると、気体出口弁66を閉弁させる(ステップST110)。そして、アクセルがONであるか否かを判断し(ステップST105)、ターボ回転数Nが所定回転数N2以下であるか否かを判断し(ステップST112)、気体出口弁66のみを再度開弁させる(ステップST107)。これにより、補助装置6により加圧された空気を一度に放出せず、複数回に分けて放出することができ、内燃機関5の運転状態に応じて、ターボ回転数Nを上昇させるごとに、空気を導入し、密閉状態で加熱する必要がなくなるので、ターボ回転数Nの上昇を短期間で複数回行うことができる。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P2未満であると判断すると、気体入口弁65および気体出口弁66を再度開弁させる(ステップST101)。これにより、気体供給源であるターボチャージャ1−1の外部から気体である空気が再び導入され、導入された空気を密閉状態で加熱することで加圧し、内燃機関5の運転状態に応じて、加圧された空気をタービン2に対してタービン2を回転させる方向に再び放出する。
以上のように、内燃機関5の運転状態に応じて、ここでは高回転時においてターボ回転数がタービンに供給される排気ガスのみによるターボ回転数では低い場合に、補助装置6から加圧された空気を放出することで、ターボ回転数Nをタービンに導入される排気ガスのみによるターボ回転数よりも上昇させることができる。これにより、高回転時における吸入空気量を増加することができる。
次に、実施例2にかかるターボチャージャ1−2について説明する。図4は、実施例2にかかるターボチャージャの概略構成例を示す図である。図4に示す実施例2にかかるターボチャージャ1−2が、図1に示す実施例1にかかるターボチャージャ1−1と異なる点は、補助装置6が気体供給源であるターボチャージャ1−2の外部から加圧タンク61内に導入された気体である空気を強制的に冷却する冷却手段を備える点である。なお、この実施例2にかかるターボチャージャ1−2は、実施例1にかかるターボチャージャ1−1と基本的構成の大部分共通するため、同一部分(図4において、図1と同一符号部分)の説明は省略する。
補助装置6が備える冷却手段は、冷却通路67と、図示しない冷却媒体供給源と、冷却媒体入口弁68と冷却媒体出口弁69と、冷却媒体制御手段として機能する制御装置7とにより構成されている。
冷却通路67は、加圧タンク61と接触して配置されており、その両端部が図示しない冷却媒体供給源である内燃機関5の冷却経路と接続されている。ここで、この内燃機関5の冷却経路とは、内燃機関5を冷却する冷却水が循環する経路であり、図示しないラジエターやウォータポンプ、ウォータジャケットなどにより構成されている。
冷却媒体入口弁68は、この冷却経路と冷却通路67との間に、すなわち冷却媒体供給源である図示しない冷却経路から冷却通路67に冷却水が流入する途中に設けられるものである。この冷却媒体入口弁68は、制御装置7にその開閉が制御されるものである。冷却媒体出口弁69は、この冷却経路と冷却通路67との間に、すなわち冷却通路67から冷却媒体供給源である図示しない冷却経路に冷却水が流出する途中に設けられるものである。この冷却媒体出口弁69は、制御装置7にその開閉が制御されるものである。
次に、実施例2にかかるターボチャージャ1−2の動作について説明する。図5は、実施例2にかかるターボチャージャの制御フローを示す図である。なお、実施例2にかかるターボチャージャ1−2の動作において、実施例1にかかるターボチャージャ1−1の動作と同一部分は、簡略して説明する。
まず、制御装置7の処理部72は、気体入口弁65および気体出口弁66を開弁させる(ステップST201)。これにより、補助装置6の加圧タンク61に気体供給源から気体、すなわちターボチャージャ1−2の外部から空気が導入される。
次に、制御装置7の処理部72は、冷却媒体入口弁68および冷却媒体出口弁69を開弁させる(ステップST202)。従って、冷却通路67は、内燃機関5の図示しない冷却媒体供給源と連通し、この冷却経路を循環する冷却水の一部が図4矢印Dに示すように、冷却通路67に流入し、この冷却通路67から冷却経路へ流出する。これにより、冷却通路67に冷却媒体である冷却水が循環し、加圧タンク61と熱交換を行い、この加圧タンク61が冷却される。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の温度Tが所定温度T1未満であるか否かを判断する(ステップST203)。
なお、処理部72は、加圧タンク61内の温度Tが所定温度T1未満となるまで、気体入口弁65、気体出口弁66、冷却媒体入口弁68および冷却媒体出口弁69の開弁を維持する。従って、ターボチャージャ1−2の外部の空気が常に加圧タンク61内に導入し続けるとともに、冷却通路67に冷却水が循環し続けることとなる。この導入され続ける空気および循環し続ける冷却水により、ヒートパイプ64によって加熱されている加圧タンク61を冷却することができる。これにより、密閉状態となる前の加圧タンク61内に存在する空気を強制的に冷却し、この空気の温度をさらに低下することができる。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の温度Tが所定温度T1未満であると判断すると、気体入口弁65および気体出口弁66を閉弁させる(ステップST204)。これにより、加圧タンク61は、その内部にターボチャージャ1−2の外部の空気が充填されて密閉状態となる。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の温度Tが所定温度T1未満であると判断すると、冷却媒体入口弁68および冷却媒体出口弁69を閉弁させる(ステップST205)。これにより、冷却通路67を通過する冷却水の循環が停止され、加圧タンク61の冷却が行われなくなる。従って、補助装置6の加圧タンク61に導入された気体を密閉状態でヒートパイプ64により加熱することとなり、加圧タンク61内に充填された空気は、温度が上昇するとともに、加圧される。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1以上であるか否かを判断する(ステップST206)。処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1以上であると判断すると、アクセルがONであるか否かを判断する(ステップST207)。処理部72は、アクセルがONであると判断すると、ターボ回転数Nが所定回転数N1以下であるか否かを判断する(ステップST208)。次に、処理部72は、ターボ回転数Nが所定回転数N1以下であると判断すると、気体出口弁66のみを開弁させる(ステップST209)。これにより、タービン2は、排気ガスのみならずこの加圧された空気により回転され、排気ガスのみにより回転した場合よりも速く回転し、ターボ回転数Nが上昇する。
次に、制御装置7の処理部72は、ターボ回転数Nが所定回転数N1を超えたか否かを判断する(ステップST210)。次に、処理部72は、ターボ回転数Nが所定回転数N1を超えたと判断すると、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1未満であるか否かを判断する(ステップST211)。次に、処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1以上であると判断すると、気体出口弁66を閉弁させる(ステップST212)。そして、アクセルがONであるか否かを判断し(ステップST207)、ターボ回転数Nが所定回転数N1以下であるか否かを判断し(ステップST208)、気体出口弁66のみを再度開弁させる(ステップST209)。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1未満であると判断すると、気体入口弁65および気体出口弁66を再度開弁させる(ステップST201)。これにより、気体供給源であるターボチャージャ1−2の外部から気体である空気が再び導入され、導入された空気を密閉状態で加熱することで加圧し、内燃機関5の運転状態に応じて、加圧された空気をタービン2に対してタービン2を回転させる方向に再び放出する。
以上のように、この実施例2にかかるターボチャージャ1−2においても、上記実施例1にかかるターボチャージャ1−1と同様の効果を得ることができる。
また、冷却手段は、気体供給源であるターボチャージャ1−2の外部から気体である空気の導入が開始されてから加圧タンク61が密閉状態となるまでの間は、冷却媒体入口弁68および冷却媒体出口弁69を開弁し、冷却通路67に冷却媒体である内燃機関5の冷却経路内の冷却水を循環させて、加圧タンク61を冷却することで、導入された空気を強制的に冷却する。従って、導入された空気が密閉状態で加熱される前と加熱された後とでの温度差をさらに大きくすることができ、補助装置6において密閉状態で加熱された空気の圧力をさらに高くすることができる。これにより、この圧力の高い空気をタービン2に対してタービン2を回転させる方向に放出することで、ターボ回転数Nをさらに上昇させることができる。
なお、上記実施例2において冷却媒体入口弁68および冷却媒体出口弁69の開弁は、気体入口弁65および気体出口弁66を開弁すると同時に行われているがこの発明はこれに限定されるものではない。例えば、加圧された空気をタービン2に対してタービン2を回転させる方向に放出するために、気体出口弁66のみを開弁すると同時に行っても良い。これにより、冷却通路67を冷却水が長い時間循環することができ、加圧タンク61をさらに冷却することができ、導入される気体をさらに強制的に冷却することができる。
次に、実施例3にかかるターボチャージャ1−3について説明する。図6は、実施例3にかかるターボチャージャの概略構成例を示す図である。図6に示す実施例3にかかるターボチャージャ1−3が、図4に示す実施例2にかかるターボチャージャ1−2と異なる点は、補助装置6が加圧タンク61内に燃料を供給し、この加圧タンク61内に供給された燃料を燃焼させる燃料供給燃焼手段を備える点である。なお、この実施例3にかかるターボチャージャ1−3は、実施例1,2にかかるターボチャージャ1−1,1−2と基本的構成の大部分共通するため、同一部分(図6において、図1および図4と同一符号部分)の説明は省略する。
補助装置6は、燃料供給燃焼手段として燃料供給燃焼装置9を備える。この燃料噴射燃料装置9は、燃料噴射弁91と、点火プラグ92と、燃料通路93と、燃料噴射制御手段として機能する制御装置7とにより構成されている。燃料噴射弁91は、加圧タンク61に燃料を噴射することで供給するものである。この燃料噴射弁91は、燃料が貯留されている図示しない燃料タンクと接続されている燃料通路93が接続されている。燃料噴射弁91は、制御装置7にその燃料の噴射時期、噴射量が制御されるものである。なお、燃料タンクに貯留されている燃料は、図示しない燃料ポンプにより、燃料噴射弁91に圧送される。点火プラグ92は、燃焼手段であり、加圧タンク61内に噴射され供給された燃料を燃焼させるものである。この点火プラグ92は、制御装置7にその点火時期が制御される。ここで、点火時期は、少なくとも加圧タンク61内に燃料噴射弁91による燃料の噴射が開始された以後である。
次に、実施例3にかかるターボチャージャ1−3の動作について説明する。図7は、実施例3にかかるターボチャージャの制御フローを示す図である。なお、実施例3にかかるターボチャージャ1−3の動作において、実施例1,2にかかるターボチャージャ1−1,2の動作と同一部分は、簡略して説明する。
まず、制御装置7の処理部72は、気体入口弁65および気体出口弁66を開弁させる(ステップST301)。これにより、補助装置6の加圧タンク61に気体供給源から気体、すなわちターボチャージャ1−3の外部から空気が導入される。
次に、制御装置7の処理部72は、冷却媒体入口弁68および冷却媒体出口弁69を開弁させる(ステップST302)。これにより、冷却通路67に冷却媒体である冷却水が循環し、加圧タンク61と熱交換を行い、この加圧タンク61が冷却される。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の温度Tが所定温度T1未満であるか否かを判断する(ステップST303)。なお、処理部72は、加圧タンク61内の温度Tが所定温度T1未満となるまで、気体入口弁65、気体出口弁66、冷却媒体入口弁68および冷却媒体出口弁69の開弁を維持する。これにより、密閉状態となる前の加圧タンク61内に存在する空気を強制的に冷却し、この空気の温度をさらに低下することができる。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の温度Tが所定温度T1未満であると判断すると、気体入口弁65および気体出口弁66を閉弁させる(ステップST304)。これにより、加圧タンク61は、その内部にターボチャージャ1−3の外部の空気が充填されて密閉状態となる。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の温度Tが所定温度T1未満であると判断すると、冷却媒体入口弁68および冷却媒体出口弁69を閉弁させる(ステップST305)。これにより、冷却通路67を通過する冷却水の循環が停止され、加圧タンク61の冷却が行われなくなり、加圧タンク61内に充填された空気は、温度が上昇するとともに、加圧される。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1以上であるか否かを判断する(ステップST306)。ここで、所定圧力P1とは、加圧タンク61が密閉状態となり、加圧手段であるヒートパイプ64により加圧タンク61内に導入された気体が密閉状態で加熱され、加圧されても、この加圧された気体を放出することで、ターボ回転数Nを上昇させることができる圧力、すなわち上記実施例1におけるターボ回転数Nが所定回転数N1未満の際に、このターボ回転数Nを加圧タンク61内の加圧された空気をタービン2に対してこのタービン2を回転させる方向に放出することで上昇させて、所定回転数N1以上とすることができる圧力をいう。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1未満であると判断すると、燃料噴射弁91により加圧タンク61内に燃料を噴射させ、点火プラグ92によりこの加圧タンク61内に噴射された燃料を燃料させる(ステップST307)。つまり、燃料噴射制御手段である制御装置7の処理部72は、加圧タンク61が密閉状態となってからこの処理装置72が気体出口弁66のみを開弁する前に、検出されたタンク内圧である圧力Pが所定圧力P1以上にならないと、燃料噴射弁91に燃料を噴射させ、加圧タンク61内に導入された空気を利用して、噴射手段である点火プラグ92に噴射された燃料を燃焼させる。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1以上であると判断すると、アクセルがONであるか否かを判断する(ステップST308)。次に、処理部72は、アクセルがONであると判断すると、ターボ回転数Nが所定回転数N1以下であるか否かを判断する(ステップST309)。次に、処理部72は、ターボ回転数Nが所定回転数N1以下であると判断すると、気体出口弁66のみを開弁させる(ステップST310)。これにより、タービン2は、排気ガスのみならずこの加圧された空気により回転され、排気ガスのみにより回転した場合よりも速く回転し、ターボ回転数Nが上昇する。
次に、制御装置7の処理部72は、ターボ回転数Nが所定回転数N1を超えたか否かを判断する(ステップST311)。次に、処理部72は、ターボ回転数Nが所定回転数N1を超えたと判断すると、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1未満であるか否かを判断する(ステップST312)。次に、処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1以上であると判断すると、気体出口弁66を閉弁させる(ステップST313)。そして、アクセルがONであるか否かを判断し(ステップST308)、ターボ回転数Nが所定回転数N1以下であるか否かを判断し(ステップST309)、気体出口弁66のみを再度開弁させる(ステップST310)。
次に、制御装置7の処理部72は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1未満であると判断すると、気体入口弁65および気体出口弁66を再度開弁させる(ステップST301)。これにより、気体供給源であるターボチャージャ1−3の外部から気体である空気が再び導入され、導入された空気を密閉状態で加熱することで加圧し、内燃機関5の運転状態に応じて、加圧された空気をタービン2に対してタービン2を回転させる方向に再び放出する。
以上のように、この実施例3にかかるターボチャージャ1−3においても、上記実施例1,2にかかるターボチャージャ1−1,1−2と同様の効果を得ることができる。
また、燃料供給燃焼手段である燃料供給燃焼装置9は、加圧タンク61内に燃料を供給し、この供給された燃料を燃焼させ、発生する燃焼エネルギーにより、補助装置6の加圧タンク61内で密閉状態で加熱された気体である空気の圧力を高くする。従って、ターボチャージャ1−3は、燃料供給燃焼手段である燃料供給燃焼装置9を備えることで、ターボ回転数Nをタービン2に導入される排気ガスのみによるターボ回転数よりも上昇させたい際に、加熱手段であるヒートパイプ64のみでは加圧タンク61の圧力Pを所定圧力P1まで上昇できない場合に、ターボ回転数Nをさらに上昇させることができる。
なお、上記実施例3においては、燃料供給燃焼装置9は、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1未満である場合に、燃料噴射弁91によりこの加圧タンク61内に燃料を噴射し、燃焼手段である点火プラグ92により噴射された燃料を燃焼させるが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、加圧タンク61内の圧力Pが所定圧力P1以上である場合に、この加圧タンク61内の圧力Pを更に上昇させるために、燃料供給燃焼装置9は、燃料噴射弁91によりこの加圧タンク61内に燃料を噴射し、点火プラグ92により噴射された燃料を燃焼させても良い。従って、加熱手段であるヒートパイプ64のみにより加圧タンク61の圧力Pを所定圧力P1まで上昇させた後に、燃料供給燃焼手段である燃料供給燃焼装置9は、加圧タンク61内に燃料を供給し、この供給された燃料を燃焼させ、発生する燃焼エネルギーにより、補助装置6の加圧タンク61内で密閉状態で加熱された気体である空気の圧力をさらに高くすることができる。これにより、ターボチャージャ1−3は、燃料供給燃焼手段である燃料供給燃焼装置9を備えることで、ターボ回転数Nを加熱手段であるヒートパイプ64のみによるターボ回転数よりもさらに上昇させることができる。
また、上記実施例3では、燃焼手段として点火プラグ92を用いたがこの発明はこれに限定されるものではない。つまり、加圧タンク61内に噴射された燃料を燃焼させることができる熱源であれば、点火プラグ92にかかわらずいずれであっても良い。また、加圧タンク61内の圧力Pがこの加圧タンク61内に噴射された燃料を燃焼手段を用いずに燃焼させることができる、すなわち自着火可能な圧力とすることができれば、燃焼手段は備えなくても良い。
上記実施例1〜3においては、気体出口弁66のみを開弁した後に、再度加圧タンク61内の圧力Pによって、再度加圧タンク61内の加圧された気体をタービン2に対してタービン2を回転させる方向に放出するようにしたが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、気体出口弁66のみを開弁した後、所定時間を経過したら、気体入口弁65および気体出口弁66を開弁しても良い。つまり、加圧タンク61内の加圧された空気は、一度で使い切るようにしても良い。
また、実施例1〜3において、ヒートパイプ64の代わりに、加圧タンク61と排気ガス通路14との間に、加熱媒体を循環させることで、排気ガスの熱で加圧タンク61を加熱する加熱手段を用いても良い。この加熱手段では、加熱媒体の循環時に、排気ガスの温度が低下し始めた場合に、この加熱媒体の循環を停止させることが好ましい。これにより、排気ガスの温度が低下した際に、温度の高い排気ガスの熱により加熱された加圧タンク61から加熱媒体に熱が伝達されることを抑制することができ、効率良く加圧タンク61を加熱することができる。
以上のように、この発明にかかるターボチャージャは、排気ガスによりタービンを回転させるターボチャージャに有用であり、特に、いずれの運転領域においても吸入空気量を増加させるのに適している。
実施例1にかかるターボチャージャの概略構成例を示す図である。
この実施例1にかかるターボチャージャの制御フローを示す図である。
この実施例1にかかるターボチャージャの他の制御フローを示す図である。
実施例2にかかるターボチャージャの概略構成例を示す図である。
この実施例2にかかるターボチャージャの制御フローを示す図である。
実施例3にかかるターボチャージャの概略構成例を示す図である。
この実施例3にかかるターボチャージャの制御フローを示す図である。
符号の説明
1−1〜1−3 ターボチャージャ
2 タービン
3 コンプレッサ
4 シャフト
4a 角度センサ(ターボ回転数検出手段)
5 内燃機関
6 補助装置
61 加圧タンク
61a 圧力センサ(タンク内圧力検出手段)
61b 温度センサ(タンク内温度検出手段)
62 気体入口通路
63 気体出口通路
64 ヒートパイプ(加熱手段)
65 気体入口弁
66 気体出口弁
67 冷却通路
68 冷却媒体入口弁
69 冷却媒体出口弁
7 制御装置(気体導入制御手段、冷却媒体制御手段、燃料噴射制御手段)
71 入出力部
72 処理部
73 記憶部
8 アクセル開度センサ
9 燃料供給燃焼装置(燃料供給燃焼手段)
91 燃料噴射弁
92 点火プラグ(燃料手段)
93 燃料通路
10 吸気通路
11 インテークマニホールド
12 インタークーラ
13 エキゾーストマニホールド
14 排気ガス通路
20 ハウジング
21 センターハウジング
22 タービンハウジング
23 コンプレッサハウジング