JP2016151239A - Intake system for internal combustion engine - Google Patents

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靖弘 清水
Yasuhiro Shimizu
靖弘 清水
則和 清水
Norikazu Shimizu
則和 清水
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve fuel economy in an intake system for an internal combustion engine having an electric supercharger.SOLUTION: An intake system 10 for an internal combustion engine 1 includes: an intake passage 12 for supplying intake air to a combustion chamber; an electric supercharger 16 having a vane 24B arranged in the intake passage and an electric motor 25 with and a rotating shaft 25B connected to the vane; a battery 31 connected to the electric motor; and control devices 30, 40 for controlling output of the internal combustion engine. The control devices perform power generation control of the electric motor when the internal combustion engine is in a low or intermediate load operating state and perform driving control of the electric motor when the internal combustion engine in a high load operating state.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の吸気装置に関する。   The present invention relates to an intake device for an internal combustion engine.

内燃機関の過給機として、吸気通路に設けられたベーン（羽根車）と、ベーンに連結された電動機とを有する電動過給機（電動スーパーチャージャ）が公知となっている（例えば、特許文献１）。電動過給機は、電動機によって所望のタイミングでベーンを回転させることができるため、排気ガスのエネルギーを利用するターボチャージャや、クランクシャフトの駆動力を利用する機械式スーパーチャージャに比べて応答性が良いという利点がある。   As a supercharger for an internal combustion engine, an electric supercharger (electric supercharger) having a vane (impeller) provided in an intake passage and an electric motor connected to the vane is known (for example, Patent Documents). 1). Since the electric supercharger can rotate the vane at a desired timing by the electric motor, it is more responsive than a turbocharger that uses exhaust gas energy or a mechanical supercharger that uses the driving force of the crankshaft. There is an advantage of being good.

特開２０１４−２０３１４号公報JP 2014-20314 A

しかしながら、電動過給機はバッテリの電力を使用して電動機を駆動するため、機械式スーパーチャージャと同様に、燃費を悪化させるという問題がある。   However, since the electric supercharger uses the electric power of the battery to drive the electric motor, there is a problem that the fuel consumption is deteriorated as in the case of the mechanical supercharger.

本発明は、以上の背景を鑑み、電動過給機を備えた内燃機関の吸気装置において、燃費を向上させることを課題とする。   In view of the above background, it is an object of the present invention to improve fuel efficiency in an intake device for an internal combustion engine including an electric supercharger.

上記課題を解決するために、本発明は内燃機関（１）の吸気装置（１０）であって、吸気を燃焼室に供給する吸気通路（１２）と、前記吸気通路に配置されたベーン（２４Ｂ）及び前記ベーンに連結された回転軸（２５Ｂ）を備えた電動機（２５）を有する電動過給機（１６）と、前記電動機に接続されたバッテリ（３１）と、前記内燃機関の出力を制御する制御装置（３０、４０）とを有し、前記制御装置は、前記内燃機関の低及び中負荷運転状態において、前記電動機を発電制御し、前記内燃機関が高負荷運転状態のときに前記電動機を駆動制御することを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention is an intake device (10) of an internal combustion engine (1), which includes an intake passage (12) for supplying intake air to a combustion chamber, and a vane (24B) disposed in the intake passage. ) And an electric supercharger (16) having an electric motor (25) having a rotating shaft (25B) connected to the vane, a battery (31) connected to the electric motor, and an output of the internal combustion engine Control device (30, 40) for controlling the power generation of the electric motor in the low and medium load operating states of the internal combustion engine, and the electric motor when the internal combustion engine is in the high load operating state. Is controlled.

この構成によれば、過給が不要な内燃機関の低及び中負荷状態において、吸気通路を流れる吸気によってベーンを回転させ、電動過給機で発電を行うことができる。内燃機関の出力に応じて吸気量を絞るとポンピングロスが発生することになるが、ベーンで吸気量を絞ることによって、ポンピングロスとして消費されるエネルギーの一部が電力として回収される。これにより、燃費が改善される。   According to this configuration, in the low and medium load state of the internal combustion engine that does not require supercharging, the vane can be rotated by the intake air flowing through the intake passage, and power can be generated by the electric supercharger. When the intake amount is reduced in accordance with the output of the internal combustion engine, a pumping loss occurs. However, by reducing the intake amount with the vane, a part of the energy consumed as the pumping loss is recovered as electric power. Thereby, fuel consumption is improved.

また、上記の発明において、前記制御装置は、前記電動機の発電負荷を制御し、前記回転軸及び前記ベーンの回転抵抗を調節することによって、前記吸気通路を通過して前記燃焼室に流入する吸気量を制御するとよい。   In the above invention, the control device controls the power generation load of the electric motor, and adjusts the rotational resistance of the rotating shaft and the vane, whereby the intake air flowing into the combustion chamber through the intake passage. The amount should be controlled.

この構成によれば、電動過給機で吸気量を制御することができる。発電負荷を変化させることによって、電動機及びベーンの回転抵抗を変化させることができる。ベーンの回転抵抗は、吸気抵抗と相関があるため、発電負荷を変化させることによって吸気量を調節することができる。   According to this configuration, the intake air amount can be controlled by the electric supercharger. By changing the power generation load, the rotational resistance of the electric motor and the vane can be changed. Since the rotation resistance of the vane has a correlation with the intake resistance, the intake air amount can be adjusted by changing the power generation load.

また、上記の発明において、前記制御装置は、前記電動機の発電電圧を制御することによって、前記回転軸及び前記ベーンの回転抵抗を調節するとよい。   In the above invention, the control device may adjust the rotational resistance of the rotating shaft and the vane by controlling a power generation voltage of the electric motor.

この構成によれば、発電電圧は、電動機の回転軸及びベーンの回転抵抗と相関があるため、発電電圧を変化させることによって吸気量を調節することができる。   According to this configuration, the generated voltage has a correlation with the rotation shaft of the electric motor and the rotation resistance of the vane, so that the intake air amount can be adjusted by changing the generated voltage.

また、上記の発明において、前記電動機は、界磁として電磁石（２５Ａ）を有し、前記制御装置は、前記電磁石に供給する電流を制御することによって、前記電動機の発電電圧を制御するとよい。   In the above invention, the electric motor may include an electromagnet (25A) as a field, and the control device may control a generated voltage of the electric motor by controlling a current supplied to the electromagnet.

この構成によれば、電磁石に供給する電流、すなわち励磁電流を変化させることによって発電負荷及び電動機の回転抵抗を変化させることができる。   According to this configuration, the power generation load and the rotational resistance of the motor can be changed by changing the current supplied to the electromagnet, that is, the excitation current.

また、上記の発明において、前記吸気通路には吸気量を変化させる絞り弁（１８）が設けられ、前記制御装置は、前記内燃機関の低負荷運転状態において吸気量に基づいて前記絞り弁の開度を調節し、前記内燃機関の中及び高負荷運転状態において前記絞り弁の開度を全開にするとよい。   In the above invention, the intake passage is provided with a throttle valve (18) for changing the intake air amount, and the control device opens the throttle valve based on the intake air amount in a low load operation state of the internal combustion engine. The degree of opening of the throttle valve is preferably fully opened in the internal combustion engine and in a high load operation state.

この構成によれば、内燃機関の低負荷状態において、ベーンの回転抵抗を増加させるだけでは吸気量を低減させることができない場合に、絞り弁を閉じて吸気量を所望の値に低減させることができる。内燃機関の中及び高負荷状態では、絞り弁を全開にして絞り弁に起因するポンピングロスを低減し、電動過給機によって吸気量を調節することができる。   According to this configuration, in the low load state of the internal combustion engine, when the intake air amount cannot be reduced only by increasing the rotation resistance of the vane, the throttle valve is closed to reduce the intake air amount to a desired value. it can. In an internal combustion engine and in a high load state, the throttle valve is fully opened to reduce the pumping loss caused by the throttle valve, and the intake air amount can be adjusted by the electric supercharger.

また、上記の発明において、前記吸気通路には、吸気の流路断面積を変化させることによって、前記ベーンに供給する吸気の流速を変化させる可変ノズル（４５）が設けられているとよい。   In the above invention, the intake passage may be provided with a variable nozzle (45) that changes a flow velocity of the intake air supplied to the vane by changing a flow passage cross-sectional area of the intake air.

この構成によれば、内燃機関の低負荷状態等の吸気量が少ない場合においても、可変ノズルによって吸気の流速を大きくすることによって、吸気がベーンを回転させることができる。   According to this configuration, even when the intake air amount is small, such as in a low load state of the internal combustion engine, the intake air can rotate the vane by increasing the flow velocity of the intake air by the variable nozzle.

以上の構成によれば、動過給機を備えた内燃機関の吸気装置において、燃費を向上させることができる。   According to the above configuration, fuel consumption can be improved in the intake device for an internal combustion engine including the dynamic supercharger.

実施形態に内燃機関の模式図Schematic diagram of an internal combustion engine in an embodiment エンジンＥＣＵの制御手順を示すフロー図Flow chart showing control procedure of engine ECU エンジンＥＣＵの低負荷運転制御の手順を示すフロー図Flow chart showing the procedure of low load operation control of the engine ECU エンジンＥＣＵの中負荷運転制御の手順を示すフロー図Flow chart showing the procedure for medium load operation control of the engine ECU エンジンＥＣＵの高負荷運転制御の手順を示すフロー図Flow chart showing the procedure of high load operation control of the engine ECU 実施形態の一部変形例に内燃機関の模式図Schematic diagram of an internal combustion engine as a partial modification of the embodiment

以下、図面を参照して、本発明に係る内燃機関の吸気装置の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of an intake device for an internal combustion engine according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施形態では、船外機用の内燃機関に適用した例について説明する。図１に示すように、内燃機関１は、シリンダ２が形成された機関本体３を有する。機関本体３は、シリンダブロックやシリンダヘッド等の部材を組み合わせて形成されている。シリンダ２にはピストン４が往復動可能に配置されている。ピストン４はコンロッド５を介して出力軸となるクランクシャフト６に接続されている。ピストン４の冠面はシリンダ２と協働して燃焼室７を形成する。   In the present embodiment, an example applied to an internal combustion engine for an outboard motor will be described. As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 has an engine body 3 in which a cylinder 2 is formed. The engine body 3 is formed by combining members such as a cylinder block and a cylinder head. A piston 4 is disposed in the cylinder 2 so as to be able to reciprocate. The piston 4 is connected to a crankshaft 6 serving as an output shaft via a connecting rod 5. The crown surface of the piston 4 forms a combustion chamber 7 in cooperation with the cylinder 2.

内燃機関１は、燃焼室７に燃焼用空気である吸気を供給する吸気装置１０と、燃焼室７における燃焼によって発生した排気ガス（既燃焼ガス）を外部に排出する排気装置１１を有する。吸気装置１０は、一連の吸気通路１２を形成している。吸気通路１２には、上流から順に、吸気インレット１４、エアクリーナ１５、電動過給機１６（ESC: Electric Supercharger）、インタークーラー１７、スロットルバルブ１８（絞り弁）、吸気マニホールド１９を有する。吸気マニホールド１９は、機関本体３に形成された吸気ポート２１を介して燃焼室７に接続されている。   The internal combustion engine 1 includes an intake device 10 that supplies intake air, which is combustion air, to the combustion chamber 7, and an exhaust device 11 that discharges exhaust gas (combusted gas) generated by combustion in the combustion chamber 7 to the outside. The intake device 10 forms a series of intake passages 12. The intake passage 12 includes an intake inlet 14, an air cleaner 15, an electric supercharger 16 (ESC: Electric Supercharger), an intercooler 17, a throttle valve 18 (throttle valve), and an intake manifold 19 in order from the upstream. The intake manifold 19 is connected to the combustion chamber 7 via an intake port 21 formed in the engine body 3.

電動過給機１６は、吸気通路１２に配置されたコンプレッサ２４と、コンプレッサ２４を駆動する電動機２５とを有する。コンプレッサ２４は、吸気通路１２の一部をなすコンプレッサハウジング２４Ａと、コンプレッサハウジング２４Ａに回転可能に受容されたベーン２４Ｂ（インペラ）とを有する。コンプレッサハウジング２４Ａは、円盤形に形成され、中心軸に沿った一側に吸気入口２４Ｃを有し、外周部に接線方向に向けて開口した吸気出口２４Ｄを有する。ベーン２４Ｂは、その回転軸がコンプレッサハウジング２４Ａの中心軸と同軸になるように配置されている。   The electric supercharger 16 includes a compressor 24 disposed in the intake passage 12 and an electric motor 25 that drives the compressor 24. The compressor 24 includes a compressor housing 24A that forms part of the intake passage 12, and a vane 24B (impeller) that is rotatably received in the compressor housing 24A. The compressor housing 24A is formed in a disk shape, has an intake inlet 24C on one side along the central axis, and has an intake outlet 24D opened in the tangential direction on the outer peripheral portion. The vane 24B is disposed such that its rotational axis is coaxial with the central axis of the compressor housing 24A.

電動機２５は、公知の直流モータや交流モータを適用することができる。本実施形態では、電動機２５は、界磁としての電磁石２５Ａを有する３相交流モータである。電動機２５のロータ２５Ｂ（回転軸）は、ベーン２４Ｂに連結されている。   A known DC motor or AC motor can be applied to the electric motor 25. In the present embodiment, the electric motor 25 is a three-phase AC motor having an electromagnet 25A as a field. The rotor 25B (rotary shaft) of the electric motor 25 is connected to the vane 24B.

電動機２５は、ＥＳＣコントローラ３０を介してバッテリ３１に接続されている。ＥＳＣコントローラ３０は、インバータ３０Ａと励磁電流制御部３０Ｂとを有する。インバータ３０Ａは、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチ素子を含み、ＰＷＭ制御によってバッテリ３１からの直流電流を電動機２５の各相に所定のタイミングで供給すると共に、電動機２５が発電した３相交流を直流に変換してバッテリ３１に供給する。励磁電流制御部３０Ｂは、電動機２５の電磁石２５Ａに供給する電流を変化させ、電磁石２５Ａが発生する磁束を変化させる。   The electric motor 25 is connected to the battery 31 via the ESC controller 30. The ESC controller 30 includes an inverter 30A and an excitation current control unit 30B. The inverter 30A includes a switching element such as a power MOSFET or IGBT, supplies a direct current from the battery 31 to each phase of the electric motor 25 at a predetermined timing by PWM control, and converts the three-phase alternating current generated by the electric motor 25 into a direct current. Converted and supplied to the battery 31. The excitation current control unit 30B changes the current supplied to the electromagnet 25A of the electric motor 25 and changes the magnetic flux generated by the electromagnet 25A.

スロットルバルブ１８は、吸気通路１２に設けられた弁体１８Ａと、弁体１８Ａを駆動する電動モータ１８Ｂとを備えた電動スロットルバルブである。   The throttle valve 18 is an electric throttle valve that includes a valve body 18A provided in the intake passage 12 and an electric motor 18B that drives the valve body 18A.

機関本体３には、燃焼室７に燃料を噴射する燃料噴射装置３３が設けられている。他の実施形態では、燃料噴射装置３３は、吸気ポート２１に設けられていてもよい。   The engine body 3 is provided with a fuel injection device 33 that injects fuel into the combustion chamber 7. In other embodiments, the fuel injection device 33 may be provided in the intake port 21.

排気装置１１は、燃焼室７に接続された上流端と、排気ガスを外部に放出する排気出口を形成する下流端とを有する。排気装置１１の下流端は、海や川等の水面下に配置されている。これにより、排気ガスは排気装置１１によって水面下に放出される。   The exhaust device 11 has an upstream end connected to the combustion chamber 7 and a downstream end that forms an exhaust outlet for discharging exhaust gas to the outside. The downstream end of the exhaust device 11 is disposed under the water surface such as the sea or a river. Thereby, the exhaust gas is discharged below the water surface by the exhaust device 11.

内燃機関１は、運転者が出力要求を入力するためのアクセル操作手段３４を有する。アクセル操作手段３４は、アクセルペダルや、スロットルグリップ、スロットルレバー等であってよい。   The internal combustion engine 1 has an accelerator operating means 34 for a driver to input an output request. The accelerator operation means 34 may be an accelerator pedal, a throttle grip, a throttle lever, or the like.

吸気通路１２のスロットルバルブ１８と燃焼室７の間の部分には、その部分の吸気圧を検出する吸気圧センサ３５が設けられている。機関本体３には、クランクシャフト６の回転位置を検出するクランク角センサ３６が設けられている。スロットルバルブ１８には、スロットルバルブ１８の開度を検出するスロットル開度センサ３７が設けられている。   An intake pressure sensor 35 for detecting the intake pressure in the portion of the intake passage 12 between the throttle valve 18 and the combustion chamber 7 is provided. The engine body 3 is provided with a crank angle sensor 36 that detects the rotational position of the crankshaft 6. The throttle valve 18 is provided with a throttle opening sensor 37 that detects the opening of the throttle valve 18.

内燃機関１は、内燃機関１を制御するためのエンジンＥＣＵ４０を有している。エンジンＥＣＵ４０は、マイクロプロセッサや、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成される。エンジンＥＣＵ４０には、アクセル操作手段３４、吸気圧センサ３５、クランク角センサ３６、スロットル開度センサ３７等から信号が入力される。エンジンＥＣＵ４０は、アクセル操作手段３４からの信号に基づいてアクセル操作量を取得し、吸気圧センサ３５からの信号に基づいて吸気量（吸気圧）を取得し、クランク角センサ３６からの信号に基づいてエンジン回転数を取得し、スロットル開度センサ３７から信号に基づいてスロットル開度を取得する。また、エンジンＥＣＵ４０は、ＥＳＣコントローラ３０、スロットルバルブ１８、燃料噴射装置３３に信号を出力し、これらを駆動制御する。   The internal combustion engine 1 has an engine ECU 40 for controlling the internal combustion engine 1. The engine ECU 40 is configured as an LSI device or an embedded electronic device in which a microprocessor, ROM, RAM, and the like are integrated. Signals are input to the engine ECU 40 from the accelerator operating means 34, the intake pressure sensor 35, the crank angle sensor 36, the throttle opening sensor 37, and the like. The engine ECU 40 acquires the accelerator operation amount based on the signal from the accelerator operation means 34, acquires the intake air amount (intake air pressure) based on the signal from the intake pressure sensor 35, and based on the signal from the crank angle sensor 36. The engine speed is acquired, and the throttle opening is acquired from the throttle opening sensor 37 based on the signal. Further, the engine ECU 40 outputs signals to the ESC controller 30, the throttle valve 18, and the fuel injection device 33, and drives and controls them.

次に図２〜図５を参照して、エンジンＥＣＵ４０が行う制御を説明する。図２に示すようにエンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ１において、アクセル操作量に基づいて目標出力Ｐを設定する。エンジンＥＣＵ４０は、アクセル操作量に対する目標出力Ｐが設定されたマップを参照し、アクセル操作量に基づいて目標出力Ｐを設定する。このマップは、アクセル操作量が大きくなるほど、目標出力Ｐが大きくなるように設定されている。なお、他の実施形態では、アクセル操作量とエンジン回転数とに基づいて、目標出力Ｐを設定してもよい。この場合、アクセル操作量が大きくなるほど目標出力Ｐが大きくなり、かつエンジン回転数が大きくなるほど目標出力Ｐが大きくなるように設定されているとよい。   Next, the control performed by the engine ECU 40 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the engine ECU 40 sets a target output P based on the accelerator operation amount in step S1. The engine ECU 40 refers to the map in which the target output P for the accelerator operation amount is set, and sets the target output P based on the accelerator operation amount. This map is set so that the target output P increases as the accelerator operation amount increases. In other embodiments, the target output P may be set based on the accelerator operation amount and the engine speed. In this case, it is preferable that the target output P increases as the accelerator operation amount increases, and the target output P increases as the engine speed increases.

次に、エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ２において、目標出力Ｐが所定の第１閾値Ｐ１未満であるか否かを判定する。目標出力Ｐが第１閾値Ｐ１未満の場合には、エンジンＥＣＵ４０は、内燃機関１の運転状態が低負荷運転状態であるとして、ステップＳ３に進み、低負荷運転制御を行う。目標出力Ｐが第１閾値Ｐ１以上の場合には、エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ４において、目標出力Ｐが所定の第２閾値Ｐ２未満であるか否かを判定する。目標出力Ｐが第２閾値Ｐ２未満の場合、すなわち目標出力Ｐが第１閾値Ｐ１以上かつ第２閾値Ｐ２未満の場合には、エンジンＥＣＵ４０は、内燃機関１の運転状態が中負荷運転状態であるとして、ステップＳ５に進み、中負荷運転制御を行う。目標出力Ｐが第２閾値Ｐ２以上の場合、エンジンＥＣＵ４０は、内燃機関１の運転状態が高負荷運転状態であるとして、ステップＳ６に進み、高負荷運転制御を行う。   Next, in step S2, the engine ECU 40 determines whether the target output P is less than a predetermined first threshold value P1. If the target output P is less than the first threshold value P1, the engine ECU 40 determines that the operating state of the internal combustion engine 1 is a low load operating state, and proceeds to step S3 to perform low load operating control. If the target output P is greater than or equal to the first threshold value P1, the engine ECU 40 determines whether or not the target output P is less than a predetermined second threshold value P2 in step S4. When the target output P is less than the second threshold value P2, that is, when the target output P is greater than or equal to the first threshold value P1 and less than the second threshold value P2, the engine ECU 40 is in the middle load operation state. In step S5, medium load operation control is performed. When the target output P is greater than or equal to the second threshold value P2, the engine ECU 40 determines that the operation state of the internal combustion engine 1 is a high load operation state, and proceeds to step S6 to perform high load operation control.

図３に示すように、エンジンＥＣＵ４０は、低負荷運転制御において、最初にステップＳ１１で目標出力Ｐに基づいて目標吸気量Ａ及び目標燃料量Ｆ（目標燃料噴射量）を設定する。エンジンＥＣＵ４０は、目標出力Ｐに対する目標吸気量Ａが設定されたマップ、及び目標出力Ｐに対する目標燃料量Ｆが設定されたマップを参照し、目標出力Ｐに基づいて目標吸気量Ａ及び目標燃料量Ｆを設定する。このマップは、目標出力Ｐが大きくなるほど、目標吸気量Ａ及び目標燃料量Ｆが大きくなるように設定されている。他の実施形態では、目標出力Ｐの値に関わらず目標吸気量Ａ及び目標燃料量Ｆの一方の値を固定とし、他方の値を目標出力Ｐに応じて変化させるようにしてもよい。   As shown in FIG. 3, in the low load operation control, the engine ECU 40 first sets a target intake air amount A and a target fuel amount F (target fuel injection amount) based on the target output P in step S11. The engine ECU 40 refers to the map in which the target intake air amount A with respect to the target output P is set and the map in which the target fuel amount F with respect to the target output P is set, and based on the target output P, the target intake air amount A and the target fuel amount Set F. This map is set so that the target intake air amount A and the target fuel amount F increase as the target output P increases. In another embodiment, one of the target intake air amount A and the target fuel amount F may be fixed regardless of the value of the target output P, and the other value may be changed according to the target output P.

次に、エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ１２において、目標吸気量Ａに基づいて電動過給機１６の電動機２５の目標発電電圧Ｖｇを設定する。エンジンＥＣＵ４０は、目標吸気量Ａに対する目標発電電圧Ｖｇが設定されたマップを参照し、目標吸気量Ａに基づいて目標発電電圧Ｖｇを設定する。目標発電電圧Ｖｇは、０である最小値から所定の最大値Ｖｇｍａｘの間で設定される。目標発電電圧Ｖｇが増加すると、電動機２５及びベーン２４Ｂの回転抵抗が増加し、コンプレッサハウジング２４Ａを通過する吸気の流路抵抗が増加する。これにより、吸気量が減少する。なお、目標発電電圧Ｖｇの最大値Ｖｇｍａｘは、吸気抵抗の増加が飽和する値、すなわち目標発電電圧Ｖｇを最大値Ｖｇｍａｘ以上に設定しても吸気抵抗の増加が小さく、吸気量の低減効果が小さくなる値に設定されている。このマップは、目標吸気量Ａが小さくなるほど、目標発電電圧Ｖｇが増加するように設定されている。   Next, the engine ECU 40 sets a target generated voltage Vg of the electric motor 25 of the electric supercharger 16 based on the target intake air amount A in step S12. The engine ECU 40 refers to the map in which the target generated voltage Vg with respect to the target intake air amount A is set, and sets the target generated voltage Vg based on the target intake air amount A. The target power generation voltage Vg is set between a minimum value of 0 and a predetermined maximum value Vgmax. When the target power generation voltage Vg increases, the rotational resistance of the electric motor 25 and the vane 24B increases, and the flow resistance of the intake air passing through the compressor housing 24A increases. As a result, the intake air amount decreases. The maximum value Vgmax of the target power generation voltage Vg is a value at which the increase in intake resistance is saturated, that is, even if the target power generation voltage Vg is set to the maximum value Vgmax or more, the increase in intake resistance is small and the effect of reducing the intake air amount is small. Is set to a value. This map is set so that the target generated voltage Vg increases as the target intake air amount A decreases.

次に、エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ１３において、目標発電電圧Ｖｇに基づいて、目標励磁電流Ｉを設定する。目標励磁電流Ｉは、電動機２５の電磁石２５Ａに流す電流である。エンジンＥＣＵ４０は、目標発電電圧Ｖｇに対する目標励磁電流Ｉが設定されたマップを参照し、目標発電電圧Ｖｇに基づいて目標励磁電流Ｉを設定する。このマップは、目標発電電圧Ｖｇが大きくなるほど、目標励磁電流Ｉが増加するように設定されている。これは、励磁電流が増加するほど、電磁石２５Ａが発生する磁束が増加し、電動機２５が発生する発電電圧が増加することに基づく。   Next, in step S13, the engine ECU 40 sets a target excitation current I based on the target generated voltage Vg. The target excitation current I is a current that flows through the electromagnet 25 </ b> A of the electric motor 25. The engine ECU 40 refers to the map in which the target excitation current I for the target generated voltage Vg is set, and sets the target excitation current I based on the target generated voltage Vg. This map is set so that the target excitation current I increases as the target power generation voltage Vg increases. This is based on the fact that as the exciting current increases, the magnetic flux generated by the electromagnet 25A increases and the generated voltage generated by the electric motor 25 increases.

次に、エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ１４において、目標発電電圧ＶｇがＶｇｍａｘと等しいか否かを判定する。目標発電電圧ＶｇがＶｇｍａｘと等しい場合には、ステップＳ１５に進み、エンジンＥＣＵ４０は、スロットルバルブ１８の目標開度である目標スロットル開度Ｔを、目標吸気量Ａに基づいて設定する。エンジンＥＣＵ４０は、目標吸気量Ａに対する目標スロットル開度Ｔが設定されたマップを参照し、目標吸気量Ａに基づいて目標スロットル開度Ｔを設定する。このマップは、目標吸気量Ａが小さくなるほど目標スロットル開度Ｔが小さくなるように設定されている。これにより、目標発電電圧Ｖｇが最大値Ｖｇｍａｘとなり、ベーン２４Ｂの回転抵抗だけでは吸気量を絞ることができない場合にスロットルバルブ１８によって吸気量を絞ることができる。   Next, the engine ECU 40 determines whether or not the target power generation voltage Vg is equal to Vgmax in step S14. When the target power generation voltage Vg is equal to Vgmax, the process proceeds to step S15, and the engine ECU 40 sets the target throttle opening T, which is the target opening of the throttle valve 18, based on the target intake air amount A. The engine ECU 40 refers to the map in which the target throttle opening T with respect to the target intake air amount A is set, and sets the target throttle opening T based on the target intake air amount A. This map is set so that the target throttle opening T decreases as the target intake air amount A decreases. As a result, the target power generation voltage Vg becomes the maximum value Vgmax, and the intake air amount can be reduced by the throttle valve 18 when the intake air amount cannot be reduced only by the rotational resistance of the vane 24B.

目標発電電圧ＶｇがＶｇｍａｘと等しくない場合、すなわち目標発電電圧ＶｇがＶｇｍａｘ未満の場合には、ステップＳ１６に進み、エンジンＥＣＵ４０は、目標スロットル開度Ｔを全開（ＷＯＴ）に設定する。   When the target power generation voltage Vg is not equal to Vgmax, that is, when the target power generation voltage Vg is less than Vgmax, the process proceeds to step S16, and the engine ECU 40 sets the target throttle opening T to full open (WOT).

ステップＳ１５又はステップＳ１６の処理を行った後は、エンジンＥＣＵ４０はステップＳ１７において、目標励磁電流Ｉ、目標スロットル開度Ｔ、目標燃料量Ｆ、目標吸気量Ａに基づいて、電動過給機１６、スロットルバルブ１８、燃料噴射装置３３を駆動制御する。エンジンＥＣＵ４０は、ＥＳＣコントローラ３０に信号を出力し、インバータ３０Ａを発電制御すると共に、励磁電流制御部３０Ｂを制御して目標励磁電流Ｉに基づく目標励磁電流Ｉを電磁石２５Ａに供給する。このとき、エンジンＥＣＵ４０は、吸気圧センサ３５からの信号に基づく実際の吸気量と、目標吸気量Ａとに基づいてフィードバック制御を行い、実際の吸気量が目標吸気量Ａに近付くように、目標発電電圧Ｖｇ及び目標スロットル開度Ｔを調節する。   After performing the process of step S15 or step S16, the engine ECU 40, in step S17, based on the target excitation current I, the target throttle opening T, the target fuel amount F, and the target intake air amount A, The throttle valve 18 and the fuel injection device 33 are driven and controlled. The engine ECU 40 outputs a signal to the ESC controller 30, controls the power generation of the inverter 30A, and controls the excitation current control unit 30B to supply a target excitation current I based on the target excitation current I to the electromagnet 25A. At this time, the engine ECU 40 performs feedback control based on the actual intake air amount based on the signal from the intake pressure sensor 35 and the target intake air amount A, so that the target intake air amount A approaches the target intake air amount A. The power generation voltage Vg and the target throttle opening T are adjusted.

以上の低負荷運転制御によって、内燃機関１の低負荷運転状態では、電動過給機１６のベーン２４Ｂが吸気抵抗を発生させ、吸気量を絞る弁として機能する。ベーン２４Ｂは電動機２５に連結されているため、吸気が流れて回転したときに電動機２５を回転させて発電を行うことができる。すなわち、ポンピングロスの一部を電力として回収することができる。電動機２５によって発電された電力は、バッテリ３１に蓄えられる。電動機２５の回転抵抗は、発電電圧（発電負荷）によって変化するため、発電電圧を変化させることによって吸気抵抗を変化させ、吸気量を調節することができる。なお、本実施形態では、吸気通路１２にスロットルバルブ１８が設けられているため、ベーン２４Ｂによる吸気抵抗だけでは吸気量を低減させることができない場合には、スロットルバルブ１８の開度を小さくすることによって、吸気量を低減させることができる。   With the above low-load operation control, when the internal combustion engine 1 is in a low-load operation state, the vane 24B of the electric supercharger 16 functions as a valve that generates intake resistance and throttles the intake air amount. Since the vane 24B is connected to the electric motor 25, when the intake air flows and rotates, the electric motor 25 can be rotated to generate electric power. That is, a part of the pumping loss can be recovered as electric power. The electric power generated by the electric motor 25 is stored in the battery 31. Since the rotational resistance of the electric motor 25 changes depending on the generated voltage (power generation load), the intake resistance can be changed by changing the generated voltage to adjust the intake air amount. In this embodiment, since the throttle valve 18 is provided in the intake passage 12, if the intake amount cannot be reduced only by the intake resistance by the vane 24B, the opening of the throttle valve 18 is reduced. Thus, the intake air amount can be reduced.

図４に示すように、エンジンＥＣＵ４０は、中負荷運転制御において、最初にステップＳ２１で目標出力Ｐに基づいて目標吸気量Ａ及び目標燃料量Ｆ（目標燃料噴射量）を設定する。ステップＳ２１の処理は、ステップＳ１１と同様の処理を適用することができる。   As shown in FIG. 4, in the middle load operation control, the engine ECU 40 first sets a target intake air amount A and a target fuel amount F (target fuel injection amount) based on the target output P in step S21. The process similar to step S11 can be applied to the process of step S21.

エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ２２において、目標スロットル開度Ｔを全開（ＷＯＴ）に設定する。   In step S22, the engine ECU 40 sets the target throttle opening T to fully open (WOT).

次に、エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ２３において、目標吸気量Ａに基づいて電動過給機１６の電動機２５の目標発電電圧Ｖｇを設定する。ステップＳ２３の処理は、ステップＳ１２と同様の処理を適用することができる。なお、内燃機関１が中負荷運転状態のときには、低負荷運転状態のときよりも目標吸気量Ａが多くなるため、目標発電電圧Ｖｇは低負荷運転状態のときよりも低くなり、Ｖｇｍａｘにはならない。   Next, the engine ECU 40 sets the target generated voltage Vg of the electric motor 25 of the electric supercharger 16 based on the target intake air amount A in step S23. The process similar to step S12 can be applied to the process of step S23. Note that when the internal combustion engine 1 is in the medium load operation state, the target intake air amount A is larger than that in the low load operation state, so the target generated voltage Vg is lower than in the low load operation state and does not become Vgmax. .

次に、エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ２４において、目標発電電圧Ｖｇに基づいて、目標励磁電流Ｉを設定する。ステップＳ２４の処理は、ステップＳ１３と同様の処理を適用することができる。   Next, in step S24, the engine ECU 40 sets a target excitation current I based on the target generated voltage Vg. The process similar to step S13 can be applied to the process of step S24.

エンジンＥＣＵ４０はステップＳ２５において、目標励磁電流Ｉ、目標スロットル開度Ｔ、目標燃料量Ｆ、目標吸気量Ａに基づいて、電動過給機１６、スロットルバルブ１８、燃料噴射装置３３を駆動制御する。ステップＳ２５の処理は、ステップＳ１７と同様の処理を適用することができる。   In step S25, the engine ECU 40 controls driving of the electric supercharger 16, the throttle valve 18, and the fuel injection device 33 based on the target excitation current I, the target throttle opening T, the target fuel amount F, and the target intake air amount A. The process similar to that of step S17 can be applied to the process of step S25.

以上の中負荷運転制御によって、内燃機関１の中負荷運転状態では、スロットルバルブ１８の開度を全開にするため、スロットルバルブ１８に起因するポンピングロスが低減される。また、吸気抵抗は、主にベーン２４Ｂによって生じるため、ポンピングロスを発電によって効率良く回収することができる。   With the above-described medium load operation control, in the medium load operation state of the internal combustion engine 1, the opening degree of the throttle valve 18 is fully opened, so that the pumping loss due to the throttle valve 18 is reduced. Further, since the intake resistance is mainly generated by the vane 24B, the pumping loss can be efficiently recovered by power generation.

図５に示すように、エンジンＥＣＵ４０は、中負荷運転制御において、最初にステップＳ３１で目標出力Ｐに基づいて目標吸気量Ａ及び目標燃料量Ｆ（目標燃料噴射量）を設定する。ステップＳ３１の処理は、ステップＳ１１と同様の処理を適用することができる。特に、高負荷領域では、目標出力Ｐに関わらず目標燃料量Ｆを一定とし、目標出力Ｐの増加に伴って目標吸気量Ａを増加させ、リーン燃焼を行うようにしてもよい。   As shown in FIG. 5, in the middle load operation control, the engine ECU 40 first sets a target intake air amount A and a target fuel amount F (target fuel injection amount) based on the target output P in step S31. The process similar to step S11 can be applied to the process of step S31. In particular, in the high load region, the target fuel amount F may be constant regardless of the target output P, the target intake amount A may be increased as the target output P increases, and lean combustion may be performed.

エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ３２において、エンジンＥＣＵ４０は、目標スロットル開度Ｔを全開（ＷＯＴ）に設定する。   In step S32, the engine ECU 40 sets the target throttle opening degree T to fully open (WOT).

次に、エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ３３において、目標吸気量Ａに基づいて電動過給機１６の電動機２５の目標駆動電圧Ｖｄを設定する。目標駆動電圧Ｖｄは、目標発電電圧Ｖｇと異なり、バッテリ３１から電動機２５に供給される電圧である。エンジンＥＣＵ４０は、目標吸気量Ａに対する目標駆動電圧Ｖｄが設定されたマップを参照し、目標吸気量Ａに基づいて目標駆動電圧Ｖｄを設定する。このマップは、目標吸気量Ａが大きくなるほど、目標駆動電圧Ｖｄが増加するように設定されている。   Next, the engine ECU 40 sets the target drive voltage Vd of the electric motor 25 of the electric supercharger 16 based on the target intake air amount A in step S33. Unlike the target power generation voltage Vg, the target drive voltage Vd is a voltage supplied from the battery 31 to the electric motor 25. The engine ECU 40 refers to the map in which the target drive voltage Vd for the target intake air amount A is set, and sets the target drive voltage Vd based on the target intake air amount A. This map is set so that the target drive voltage Vd increases as the target intake air amount A increases.

次に、エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ３４において、目標駆動電圧Ｖｄに基づいて、目標励磁電流Ｉ及びデューティ比Ｄを設定する。本実施形態では、エンジンＥＣＵ４０は、目標駆動電圧Ｖｄに関わらず、目標励磁電流Ｉを一定の値に設定する。一方、エンジンＥＣＵ４０は、目標駆動電圧Ｖｄに対するデューティ比Ｄが設定されたマップを参照することによって、目標駆動電圧Ｖｄに基づいてデューティ比Ｄを設定する。このマップは、目標駆動電圧Ｖｄが大きくなるほど、デューティ比Ｄが０％から１００％の間で増加するように設定されている。   Next, in step S34, the engine ECU 40 sets the target excitation current I and the duty ratio D based on the target drive voltage Vd. In the present embodiment, the engine ECU 40 sets the target excitation current I to a constant value regardless of the target drive voltage Vd. On the other hand, the engine ECU 40 sets the duty ratio D based on the target drive voltage Vd by referring to a map in which the duty ratio D for the target drive voltage Vd is set. This map is set so that the duty ratio D increases between 0% and 100% as the target drive voltage Vd increases.

エンジンＥＣＵ４０はステップＳ２５において、目標励磁電流Ｉ、デューティ比Ｄ、目標スロットル開度Ｔ、目標燃料量Ｆ、目標吸気量Ａに基づいて、電動過給機１６、スロットルバルブ１８、燃料噴射装置３３を駆動制御する。   In step S25, the engine ECU 40 controls the electric supercharger 16, the throttle valve 18, and the fuel injection device 33 based on the target excitation current I, the duty ratio D, the target throttle opening T, the target fuel amount F, and the target intake air amount A. Drive control.

以上の高負荷運転制御によって、内燃機関１の高負荷運転状態では、電動過給機１６によって過給を行うことができる。   With the high load operation control described above, the electric supercharger 16 can perform supercharging in the high load operation state of the internal combustion engine 1.

次に、以上のように構成された本実施形態の効果について説明する。本実施形態では、過給が不要な内燃機関１の低及び中負荷状態において、吸気通路１２を流れる吸気によってベーン２４Ｂを回転させ、電動過給機１６で発電を行う。内燃機関１の出力に応じて吸気量を絞るとポンピングロスが発生することになるが、ベーン２４Ｂで吸気量を絞ることによって、ポンピングロスとして消費されるエネルギーの一部は電力として回収され、燃費が改善される。   Next, the effect of this embodiment configured as described above will be described. In the present embodiment, in the low and medium load states of the internal combustion engine 1 that do not require supercharging, the vane 24B is rotated by the intake air flowing through the intake passage 12, and the electric supercharger 16 generates power. When the intake air amount is reduced according to the output of the internal combustion engine 1, a pumping loss occurs. However, by reducing the intake air amount with the vane 24B, a part of the energy consumed as the pumping loss is recovered as electric power, and the fuel consumption is reduced. Is improved.

電動機２５及びベーン２４Ｂの回転抵抗は、発電電圧等の発電負荷を変化させることによって、変化させることができる。ベーン２４Ｂの回転抵抗は、吸気抵抗と相関があるため、発電負荷を変化させることによって吸気量を調節することができる。これにより、スロットルバルブ１８を全開として、スロットルバルブ１８に起因するポンピングロスを低減することができる。   The rotational resistance of the electric motor 25 and the vane 24B can be changed by changing a power generation load such as a power generation voltage. Since the rotational resistance of the vane 24B has a correlation with the intake resistance, the intake air amount can be adjusted by changing the power generation load. Thereby, the throttle valve 18 is fully opened, and the pumping loss due to the throttle valve 18 can be reduced.

本実施形態では、電動機２５の電磁石２５Ａに供給する励磁電流を調節することによって、発電電圧を変化させ、電動機２５及びベーン２４Ｂの回転抵抗を変化させることができる。   In the present embodiment, by adjusting the excitation current supplied to the electromagnet 25A of the electric motor 25, the generated voltage can be changed and the rotational resistance of the electric motor 25 and the vane 24B can be changed.

また、スロットルバルブ１８を設けたため、内燃機関１の低負荷状態において、ベーン２４Ｂの回転抵抗を増加させるだけでは吸気量を低減させることができない場合に、スロットルバルブ１８を閉じて吸気量を所望の値に低減させることができる。内燃機関１の中及び高負荷状態では、スロットルバルブ１８を全開にしてスロットルバルブ１８に起因するポンピングロスを低減し、電動過給機１６によって吸気量を調節することができる。   Further, since the throttle valve 18 is provided, when the intake air amount cannot be reduced only by increasing the rotational resistance of the vane 24B in the low load state of the internal combustion engine 1, the throttle valve 18 is closed to set the desired intake air amount. Can be reduced to a value. In the internal combustion engine 1 and in a high load state, the throttle valve 18 is fully opened to reduce the pumping loss caused by the throttle valve 18, and the intake air amount can be adjusted by the electric supercharger 16.

電動過給機１６は、排気装置１１の排気出口が水面下に配置されている船外機用の内燃機関１の装置として適している。例えば、ターボチャージャは、排気通路にタービンを設ける必要があるため、内燃機関１の停止等によって水が排気通路を逆流する場合に損傷する虞がある。電動過給機１６は、排気通路に設ける部品がないため、このような問題は生じない。   The electric supercharger 16 is suitable as a device of the internal combustion engine 1 for an outboard motor in which the exhaust outlet of the exhaust device 11 is disposed below the water surface. For example, since the turbocharger needs to be provided with a turbine in the exhaust passage, there is a possibility that water is damaged when water flows backward through the exhaust passage due to the stop of the internal combustion engine 1 or the like. Since the electric supercharger 16 has no parts provided in the exhaust passage, such a problem does not occur.

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、図６に示すように、コンプレッサ２４は、ベーン２４Ｂに供給する吸気の流速を変化させる可変ノズル４５を有してもよい。可変ノズル４５は、コンプレッサハウジング２４Ａの吸気入口２４Ｃに回動可能に設けられた板状のガイドベーン４５Ａによって形成されている。可変ノズル４５は、ガイドベーン４５Ａが回動することによって吸気入口２４Ｃの流路断面積を変化させ、吸気入口２４Ｃを通過してベーン２４Ｂに供給される（衝突する）吸気の流速を変化させる。これにより、吸気量が比較的少ない場合でも、可変ノズル４５が流路断面積を絞ることによって吸気の流速を高めることができ、ベーン２４Ｂを効率良く回転させることができる。すなわち、吸気量が少ない低負荷運転状態においても、効率よく発電を行い、エネルギーを回収することができる。   Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, as shown in FIG. 6, the compressor 24 may include a variable nozzle 45 that changes the flow rate of the intake air supplied to the vane 24 </ b> B. The variable nozzle 45 is formed by a plate-shaped guide vane 45A rotatably provided at the intake inlet 24C of the compressor housing 24A. The variable nozzle 45 changes the flow passage cross-sectional area of the intake inlet 24C as the guide vane 45A rotates, and changes the flow velocity of the intake air that passes through the intake inlet 24C and is supplied to (impacts) the vane 24B. Thereby, even when the intake air amount is relatively small, the flow velocity of the intake air can be increased by the variable nozzle 45 reducing the flow path cross-sectional area, and the vane 24B can be efficiently rotated. That is, even in a low load operation state with a small intake amount, it is possible to efficiently generate power and recover energy.

また、スロットルバルブ１８は、全開と微小開度の２位置のみを取り得るチョーク弁に置換してもよい。また、他の実施形態においてはスロットルバルブ１８を省略し、低負荷運転状態においてもベーン２４Ｂのみ、或いはベーン２４Ｂと可変ノズル４５によって吸気量を調節するようにしてもよい。上記の実施形態では、電動機２５を三相交流モータとしたが、直流モータ等の公知の電動機に置換してもよい。   Further, the throttle valve 18 may be replaced with a choke valve that can take only two positions of full opening and minute opening. In another embodiment, the throttle valve 18 may be omitted, and the intake air amount may be adjusted only by the vane 24B or by the vane 24B and the variable nozzle 45 even in the low load operation state. In the above embodiment, the electric motor 25 is a three-phase AC motor, but may be replaced with a known electric motor such as a DC motor.

また、上記の実施形態では、内燃機関１の負荷状態を目標出力Ｐに基づいて判定したが、目標トルク等の負荷と相関がある他のパラメータに基づいて判定してもよい。また、内燃機関１の負荷状態の判断方法は、公知の様々な手法を適用することができる。例えば、アクセル操作手段３４の操作量や、吸気圧センサ３５が検出した吸気圧等に基づいて算出してもよい。   In the above embodiment, the load state of the internal combustion engine 1 is determined based on the target output P. However, the load state may be determined based on another parameter correlated with the load such as a target torque. Various known methods can be applied to the method for determining the load state of the internal combustion engine 1. For example, it may be calculated based on the operation amount of the accelerator operation means 34, the intake pressure detected by the intake pressure sensor 35, or the like.

上記実施形態では、本発明を船外機用の内燃機関１に適用した例について説明したが、自動車用や二輪車用の内燃機関にも当然に適用できる。   In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the internal combustion engine 1 for an outboard motor has been described. However, the present invention can naturally be applied to an internal combustion engine for an automobile or a motorcycle.

１ ：内燃機関
１０ ：吸気装置
１６ ：電動過給機
１８ ：スロットルバルブ（絞り弁）
２４ ：コンプレッサ
２４Ａ ：コンプレッサハウジング
２４Ｂ ：ベーン
２４Ｃ ：吸気入口
２４Ｄ ：吸気出口
２５ ：電動機
２５Ａ ：電磁石
２５Ｂ ：ロータ
３０ ：ＥＳＣコントローラ（制御装置）
３０Ａ ：インバータ
３０Ｂ ：励磁電流制御部
３１ ：バッテリ
４０ ：エンジンＥＣＵ（制御装置）
４５ ：可変ノズル 1: Internal combustion engine 10: Intake device 16: Electric supercharger 18: Throttle valve (throttle valve)
24: Compressor 24A: Compressor housing 24B: Vane 24C: Intake inlet 24D: Intake outlet 25: Electric motor 25A: Electromagnet 25B: Rotor 30: ESC controller (control device)
30A: Inverter 30B: Excitation current control unit 31: Battery 40: Engine ECU (control device)
45: Variable nozzle

Claims (6)

内燃機関の吸気装置であって、
吸気を燃焼室に供給する吸気通路と、
前記吸気通路に配置されたベーン及び前記ベーンに連結された回転軸を備えた電動機を有する電動過給機と、
前記電動機に接続されたバッテリと、
前記内燃機関の出力を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、前記内燃機関の低及び中負荷運転状態において、前記電動機を発電制御し、前記内燃機関が高負荷運転状態のときに前記電動機を駆動制御することを特徴とする内燃機関の吸気装置。 An intake device for an internal combustion engine,
An intake passage for supplying intake air to the combustion chamber;
An electric supercharger having an electric motor having a vane disposed in the intake passage and a rotating shaft connected to the vane;
A battery connected to the motor;
A control device for controlling the output of the internal combustion engine,
The control device performs power generation control of the electric motor when the internal combustion engine is in a low and medium load operation state, and controls the drive of the electric motor when the internal combustion engine is in a high load operation state. apparatus. 前記制御装置は、前記電動機の発電負荷を制御し、前記回転軸及び前記ベーンの回転抵抗を調節することによって、前記吸気通路を通過して前記燃焼室に流入する吸気量を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。   The control device controls the amount of intake air that passes through the intake passage and flows into the combustion chamber by controlling the power generation load of the electric motor and adjusting the rotational resistance of the rotating shaft and the vane. An intake device for an internal combustion engine according to claim 1. 前記制御装置は、前記電動機の発電電圧を制御することによって、前記回転軸及び前記ベーンの回転抵抗を調節することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。   The intake device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the control device adjusts the rotational resistance of the rotating shaft and the vane by controlling a power generation voltage of the electric motor. 前記電動機は、界磁として電磁石を有し、
前記制御装置は、前記電磁石に供給する電流を制御することによって、前記電動機の発電電圧を制御することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の内燃機関の吸気装置。 The electric motor has an electromagnet as a field,
The intake device for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein the control device controls a power generation voltage of the electric motor by controlling a current supplied to the electromagnet. 前記吸気通路には吸気量を変化させる絞り弁が設けられ、
前記制御装置は、前記内燃機関の低負荷運転状態において吸気量に基づいて前記絞り弁の開度を調節し、前記内燃機関の中及び高負荷運転状態において前記絞り弁の開度を全開にすることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１つの項に記載の内燃機関の吸気装置。 The intake passage is provided with a throttle valve for changing the intake amount,
The control device adjusts the opening of the throttle valve based on the intake air amount in a low-load operation state of the internal combustion engine, and fully opens the opening of the throttle valve in the internal combustion engine and in a high-load operation state. The intake device for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 4, wherein the intake device is an internal combustion engine. 前記吸気通路には、吸気の流路断面積を変化させることによって、前記ベーンに供給する吸気の流速を変化させる可変ノズルが設けられていることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１つの項に記載の内燃機関の吸気装置。   6. The variable nozzle according to claim 2, wherein the intake passage is provided with a variable nozzle that changes a flow velocity of the intake air supplied to the vane by changing a flow passage cross-sectional area of the intake air. An intake device for an internal combustion engine according to any one of the above items.
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