[发明专利]涡轮增压系统

说明书

技术领域

本发明涉及将高压段涡轮增压器和低压段涡轮增压器串联连接的涡轮增压系统。

背景技术

近年来，为了提高车辆的燃油效率和降低CO₂排出量，积极地进行以下技术的开发：减小发动机的排气量（发动机小型化），或者增大车辆的齿轮比（高齿轮化），并用涡轮增压器等增压机确保动力性能。

作为此时使用的涡轮增压系统，提出了使用容量不同的两个涡轮增压器来切换在运转区域使用的涡轮增压器的两级涡轮。在两级涡轮中，有将两个涡轮增压器并联连接的并联两级涡轮、以及将两个涡轮增压器串联连接的串联两级涡轮（例如参照专利文献1）。

在串联两级涡轮中，有以下特征：由于使用高压段涡轮增压器和低压段涡轮增压器两者的两段增压成为可能，因而与并联两级涡轮相比较，在中低速域内获得高升压。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－270475号公报

专利文献2：日本特开2006－177171号公报

专利文献3：日本特开2010－209735号公报

非专利文献：

非专利文献1：茨木诚一，其他四人，《电动辅助涡轮增压器“混合动力涡轮”的开发》，三菱重工技报，Vol.43，No.3，2006年，第36－40页。

发明的概要

发明要解决的问题

然而，即使是在中低速域内容易获得高升压的串联两级涡轮，也存在以下问题：在车辆发动时等的极低速域内，排气能量不足，不能获得充分的升压。

于是，本发明的目的在于，解决上述问题，提供一种在发动机速度为极低速的区域内也能够获得充分的升压的涡轮增压系统。

用于解决问题的技术方案

本发明是为了达成上述目的而做出的，为一种涡轮增压系统，其特征在于，具备：高压段涡轮增压器，具有：高压段涡轮机，配置于排气通路，由排气驱动；以及高压段压缩机，配置于吸气通路，由所述高压段涡轮机的旋转扭矩驱动；以及低压段涡轮增压器，具有：低压段涡轮机，配置于比所述高压段涡轮机更下游侧的所述排气通路，由排气驱动；以及低压段压缩机，配置于比所述高压段压缩机更上游侧的所述吸气通路，由所述低压段涡轮机的旋转扭矩驱动；所述高压段涡轮增压器由电动辅助涡轮增压器构成，所述电动辅助涡轮增压器具备对所述高压段压缩机的驱动力进行辅助的电动马达。

也可以是，具备电动马达控制部，当作为前述高压段压缩机的出口压力的升压比由发动机速度和发动机扭矩决定的目标升压更小时，该电动马达控制部驱动前述电动马达。

也可以是，具备：升压传感器，测定作为所述高压段压缩机的出口压力的升压；目标升压映射，按照每个发动机速度和发动机扭矩设定有目标升压；吸入空气流量测定机构，测定吸入空气流量；入口压力传感器，测定所述高压段压缩机的入口压力；以及高压段压缩机特性映射，该高压段压缩机特性映射是按照所述高压段压缩机的每个涡轮转速的、入口压力与升压的压力比相对于吸入空气流量的关系，所述电动马达控制部根据由所述入口压力传感器测定的入口压力与所述目标升压之比求得目标压力比，并且利用该目标压力比和由所述吸入空气流量测定机构测定的吸入空气流量参照所述高压段压缩机特性映射求得目标涡轮转速，根据所求得的目标涡轮转速与当前的涡轮转速的偏离来控制所述电动马达的驱动量。

发明的效果

依照本发明，能够提供提供一种在发动机速度为极低速的区域内也能够获得充分的升压的涡轮增压系统。

附图说明

图1是使用本发明的一个实施方式的涡轮增压系统的发动机系统的概略构成图。

图2是表示在图1的涡轮增压系统中使用的目标升压映射的一个示例的图。

图3是表示在图1的涡轮增压系统中使用的高压段压缩机特性映射的一个示例的图。

图4是表示在图1的涡轮增压系统、通常的串联两级涡轮以及无增压的各种情况下的满载扭矩的特性的图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施方式。

图1是使用本实施方式的涡轮增压系统的发动机系统的概略构成图。

如图1所示，涡轮增压系统1由将高压段涡轮增压器2和低压段涡轮增压器3串联连接的串联两级涡轮构成。一般而言，高压段涡轮增压器2为小容量，低压段涡轮增压器3为大容量，但容量的大小不特别限定。

高压段涡轮增压器2具有：高压段涡轮机2a，配置于发动机E的排气通路4，由排气驱动；以及高压段压缩机2b，配置于吸气通路5，由高压段涡轮机2a的旋转扭矩驱动。