(57)【要約】【課題】内燃機関の排気効率を向上し、必要以上の加圧を回避すること。【解決手段】タービンブレード３１によって動作する排気ブレード３２を排気経路５に設けるとともに、タービンブレード３１、排気ブレード３２、コンプレッサーブレード３３の回転比率を変速機構１３によって変更可能に構成する。動作状態監視部１１は、エンジン４の動作状態や、吸気状態、排気状態を取得し、変速処理部１２は、動作状態監視部１１が取得したエンジン４の動作状態、吸気状態、排気状態に基づいて変速機構１３を制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の給排気を制御する過給圧制御装置であって、
前記内燃機関の排気経路に配設され、前記内燃機関の排気を動力として回転するタービンブレードと、
前記タービンブレードに相関して回転する、前記排気経路に配設された排気ブレードと、
を備えたことを特徴とする過給圧制御装置。
【請求項２】
前記排気ブレードを前記タービンブレードの後段に配設したことを特徴とする請求項１に記載の過給圧制御装置。
【請求項３】
前記排気ブレードは、前記タービンブレードの回転を動力として回転することを特徴とする請求項１または２に記載の過給圧制御装置。
【請求項４】
前記排気ブレードと前記タービンブレードとの回転比率を可変制御する変速制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１，２または３に記載の過給圧制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関の動作状態を監視する動作状態監視手段をさらに備え、前記変速制御手段は、前記動作状態監視手段による監視結果に基づいて前記回転比率を制御することを特徴とする請求項４に記載の過給圧制御装置。
【請求項６】
前記動力監視手段は、前記内燃機関の回転数もしくは制御状態、排気流量、排気流速、前記タービンブレードの回転速度、排気ブレードの回転速度、吸気流量、吸気流速のうち、少なくともいずれか一つを監視することを特徴とする請求項５に記載の過給圧制御装置。
【請求項７】
前記変速制御手段は、前記排気流速が所定値に比して小さい場合、もしくは前記タービンブレードの回転速度が所定値に比して小さい場合に、前記排気ブレードが高速に回転するように前記回転比率を制御することを特徴とする請求項６に記載の過給圧制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関の吸気経路に設けられ、前記タービンブレードを動力源として回転して吸気流速を加速する吸気ブレードをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の過給圧制御装置。
【請求項９】
前記変速制御手段は、前記吸気ブレードの回転速度が所定速度以上である場合に、前記排気ブレードが高速に回転するように前記回転比率を制御することを特徴とする請求項８に記載の過給圧制御装置。
【請求項１０】
前記吸気ブレードを前記タービンブレードと同一の軸に固定したことを特徴とする請求項８または９に記載の過給圧制御装置。
【請求項１１】
前記吸気ブレードと前記タービンブレードとの回転比率を変更可能に設置し、前記可変速制御手段は、前記前記吸気ブレードと前記タービンブレードとの回転比率をさらに制御することを特徴とする請求項８または９に記載の過給圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の給排気を制御する過給圧制御装置に関し、特に排気効率を向上した過給圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンなどの内燃機関において、シリンダーに強制的に空気を押し込む制御（過給圧制御）を行うことで吸気効率を向上し、排気量あたりの出力を向上する技術が実用化されている。
【０００３】
この吸気効率を向上する方法の一つに、吸入空気を加速するターボチャージャーがある。ターボチャージャーでは、内燃機関の排気経路にタービンブレードを設けて排気ガスの噴射で回転させ、このタービンブレードの回転によって吸気経路上のコンプレッサーブレードを回転させる。そして、コンプレッサーブレードの回転によって吸気経路の流速を加速してシリンダーに供給する。
【０００４】
すなわち、ターボチャージャーは、排気の噴射エネルギーを利用して吸気の加圧を行うものであり、噴射エネルギーの有効利用や、動作の安定性の確保などの観点から各種の工夫がなされてきた。例えば、特許文献１は、排気系路上に第１のタービンと第２のタービンを設け、第１のタービンによって吸気の加速を行うと共に第２のタービンをクランクシャフトへの追加動力として使用する技術を開示している。
【０００５】
また、特許文献２は、低圧段のコンプレッサから出る吸気を効率よく冷却して、高圧段のコンプレッサの昇温による故障を回避することができる直列２段過程のターボ過給システムを開示している。
【０００６】
さらに、特許文献３は、タービンブレードとコンプレッサーブレードとを連結する軸を内燃機関始動時にセルモータで回転させる技術を開示している。
【０００７】
また、特許文献４は、排気経路にバルブによって開閉可能な仕切りパイプを設け、排気ガスの流量に基づいてバルブの開閉制御を行うことで、タービンの稼動特性を変更する技術を開示している。
【０００８】
【特許文献１】特表２００２−５０８４７２号公報
【特許文献２】特開２００１−２８０１４６号公報
【特許文献３】特開平７−４３２７号公報
【特許文献４】特開平１０−２７４０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ターボチャージャー型の過給圧制御装置では、排気経路上にタービンを設けることによって、タービン自体が空気抵抗となり排気効率が低下する。排気流量が適切であれば、この排気効率の低下に見合った吸気効率の向上（エンジン出力の向上）が得られるのであるが、エンジンが低速で動作している場合には、充分な効果が得られず、排気効率の低下のみが生ずることとなる。
【００１０】
また、エンジンが非常に高回転で動作すると、排気流量が増大してタービンが高速回転し、結果として必要以上に吸気圧を上昇させる場合があった。そのため、従来のターボチャージャー型の過給圧制御装置では、排気経路にバルブとバイパスを設け、排気流量が増大した場合にはバルブを開放して排気をバイパスに流すことで、吸気圧の不要な上昇を回避する必要があった。
【００１１】
すなわち、従来の過給圧制御装置では、排気効率が低下するという問題点、また、必要以上の加圧が生じる場合があるという問題点があった。例えば、上述の特許文献１では、排気系路上に第１のタービンと第２のタービンを設けているため、排気効率の低下と必要以上の加圧の発生はより顕著となる。
【００１２】
さらに、特許文献２は、排気効率の低下と必要以上の加圧の問題については考慮されていない。
【００１３】
また、特許文献３では、エンジンの低速回転時にタービンブレードをセルモータで回転させることによって、低回転時の排気効率の低下の問題を軽減することができるものの、セルモータによるタービンの駆動機構が必要となるという問題があり、必要以上の加圧については考慮されていない。
【００１４】
同様に、特許文献４では、必要以上の加圧を軽減することができるものの、大型で複雑な排気経路が必要になるという問題があり、また、エンジンの低回転時における排気効率の低下を解消することができない。
【００１５】
そこで、簡易な構成で排気効率を向上し、かつ必要以上の加圧を回避することが、重要な課題となっていた。
【００１６】
この発明は、上述した従来技術における問題点を解消し、課題を解決するためになされたものであり、排気効率を向上し、必要以上の加圧を回避する過給制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係る過給圧制御装置は、内燃機関の給排気を制御する過給圧制御装置であって、前記内燃機関の排気経路に配設され、前記内燃機関の排気を動力として回転するタービンブレードと、前記タービンブレードに相関して回転する、前記排気経路に配設された排気ブレードと、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この請求項１の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備える。
【００１９】
また、請求項２の発明に係る過給圧制御装置は、請求項１の発明において、前記排気ブレードを前記タービンブレードの後段に配設したことを特徴とする。
【００２０】
この請求項２の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードを設け、その後段にタービンブレードに相関して回転する排気ブレードを設けている。
【００２１】
また、請求項３の発明に係る過給圧制御装置は、請求項１または２の発明において、前記排気ブレードは、前記タービンブレードの回転を動力として回転することを特徴とする。
【００２２】
この請求項３の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードの回転を動力として回転する排気ブレードとを備える。
【００２３】
また、請求項４の発明に係る過給圧制御装置は、請求項１，２または３の発明において、前記排気ブレードと前記タービンブレードとの回転比率を可変制御する変速制御手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００２４】
この請求項４の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、排気ブレードとタービンブレードとの回転比率を可変制御する。
【００２５】
また、請求項５の発明に係る過給圧制御装置は、請求項４の発明において、前記内燃機関の動作状態を監視する動作状態監視手段をさらに備え、前記変速制御手段は、前記動作状態監視手段による監視結果に基づいて前記回転比率を制御することを特徴とする。
【００２６】
この請求項５の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、排気ブレードとタービンブレードとの回転比率を内燃機関の動作状態に基づいて可変制御する。
【００２７】
また、請求項６の発明に係る過給圧制御装置は、請求項５の発明において、前記動力監視手段は、前記内燃機関の回転数もしくは制御状態、排気流量、排気流速、前記タービンブレードの回転速度、排気ブレードの回転速度、吸気流量、吸気流速のうち、少なくともいずれか一つを監視することを特徴とする。
【００２８】
この請求項６の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、内燃機関の回転数や制御状態、排気流量、排気流速、前記タービンブレードの回転速度、排気ブレードの回転速度、吸気流量、吸気流速などに基づいて、排気ブレードとタービンブレードとの回転比率を可変制御する。
【００２９】
また、請求項７の発明に係る過給圧制御装置は、請求項６の発明において、前記変速制御手段は、前記排気流速が所定値に比して小さい場合、もしくは前記タービンブレードの回転速度が所定値に比して小さい場合に、前記排気ブレードが高速に回転するように前記回転比率を制御することを特徴とする。
【００３０】
この請求項７の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、排気流量が所定値に比して小さい場合に、排気ブレードが高速に回転するようにタービンブレードとの回転比率を可変制御する。
【００３１】
また、請求項８の発明に係る過給圧制御装置は、請求項１〜７のいずれか一つの発明において、前記内燃機関の吸気経路に設けられ、前記タービンブレードを動力源として回転して吸気流速を加速する吸気ブレードをさらに備えたことを特徴とする。
【００３２】
この請求項８の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレード、タービンブレードに相関して回転する排気ブレード、吸気経路でタービンブレードを動力源に回転して吸気流速を加速する吸気ブレードを備える。
【００３３】
また、請求項９の発明に係る過給圧制御装置は、請求項８の発明において、前記変速制御手段は、前記吸気ブレードの回転速度が所定速度以上である場合に、前記排気ブレードが高速に回転するように前記回転比率を制御することを特徴とする。
【００３４】
この請求項９の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、吸気経路に設けた吸気ブレードの回転速度が所定値以上である場合に、排気ブレードが高速に回転するようにタービンブレードと排気ブレードとの回転比率を制御する。
【００３５】
また、請求項１０の発明に係る過給圧制御装置は、請求項８または９の発明において、前記吸気ブレードを前記タービンブレードと同一の軸に固定したことを特徴とする。
【００３６】
この請求項１０の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレード、吸気経路でタービンブレードと同一の回転速度で回転して吸気を加速する吸気ブレード、タービンブレードに相関して回転する排気ブレード、を備える。
【００３７】
また、請求項１１の発明に係る過給圧制御装置は、請求項８または９の発明において、前記吸気ブレードと前記タービンブレードとの回転比率を変更可能に設置し、前記可変速制御手段は、前記前記吸気ブレードと前記タービンブレードとの回転比率をさらに制御することを特徴とする。
【００３８】
この請求項１１の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路にタービンブレードと排気ブレード、吸気経路に吸気ブレードを備え、タービンブレード、排気ブレード、吸気ブレードの回転比率を可変制御する。
【発明の効果】
【００３９】
請求項１の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する（すなわちタービンブレードの回転を動力に回転して排気促進を行う、もしくは排気を動力として回転してタービンブレードとともに吸気ブレードの動力源として動作する）排気ブレードとを備えるので、排気効率を向上した過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。
【００４０】
また、請求項２の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードを設け、その後段にタービンブレードに相関して回転する排気ブレードを設けているので、タービンブレードの回転を阻害することなく（タービンブレードで回転を生み出す前に空気抵抗となることなく）排気効率を向上した過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。
【００４１】
また、請求項３の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードの回転を動力として回転する排気ブレードとを備えるので、排気のエネルギーを利用して排気効率を向上した過給制御装置を得ることができるという効果を奏する。
【００４２】
また、請求項４の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、排気ブレードとタービンブレードとの回転比率を可変制御するので、排気効率を適切に変更可能な過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。
【００４３】
また、請求項５の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、排気ブレードとタービンブレードとの回転比率を内燃機関の動作状態に基づいて可変制御するので、内燃機関の状態に適応して排気効率を変更可能な過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。
【００４４】
また、請求項６の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、内燃機関の回転数や制御状態、排気流量、排気流速、前記タービンブレードの回転速度、排気ブレードの回転速度、吸気流量、吸気流速などに基づいて、排気ブレードとタービンブレードとの回転比率を可変制御するので、内燃機関の状態を正確に取得し、適切な排気効率を選択可能な過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。
【００４５】
また、請求項７の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、排気流量が所定値に比して小さい場合に、排気ブレードが高速に回転するようにタービンブレードとの回転比率を可変制御するので、排気流量が小さい場合における排気効率の低下を抑制可能な過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。
【００４６】
また、請求項８の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレード、タービンブレードに相関して回転する排気ブレード、吸気経路でタービンブレードを動力源に回転して吸気流速を加速する吸気ブレードを備えるので、排気ブレードによって排気効率を向上しつつ、吸気ブレードによって吸気効率を向上した過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。
【００４７】
また、請求項９の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレードと、タービンブレードに相関して回転する排気ブレードとを備え、吸気経路に設けた吸気ブレードの回転速度が所定値以上である場合に、排気ブレードが高速に回転するようにタービンブレードと排気ブレードとの回転比率を制御するので、ウェイストゲートバルブを用いることなく、吸気ブレードが低速に回転するように回転比率を制御した場合における過度の過給を防止し、簡易な構成でエンジンを保護可能な過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。
【００４８】
また、請求項１０の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路に排気を動力に回転するタービンブレード、吸気経路でタービンブレードと同一の回転速度で回転して吸気を加速する吸気ブレード、タービンブレードに相関して回転する排気ブレード、を備えるので、排気効率を制御可能な、簡易な構成の過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。
【００４９】
また、請求項１１の発明によれば過給圧制御装置は、内燃機関の排気経路にタービンブレードと排気ブレード、吸気経路に吸気ブレードを備え、タービンブレード、排気ブレード、吸気ブレードの回転比率を可変制御するので、吸気効率と排気効率とを広い範囲で制御可能な過給圧制御装置を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る過給圧制御装置について詳細に説明する。
【実施例】
【００５１】
図１は、本実施例にかかる過給圧制御装置の概要構成を説明する概要構成図である。同図に示すように、エンジン４は、吸気経路２からインタークーラー３によって冷却された空気を吸入し、排気経路５から排気を行なっている。
【００５２】
過給圧制御装置１は、このエンジンの給排気を制御する制御装置である。具体的には、過給圧制御装置１は、動作状態監視部１１、変速処理部１２、変速機構１３、タービンブレード３１、排気ブレード３２、およびコンプレッサーブレード３３を有する。
【００５３】
タービンブレード３１は排気経路５に設けられ、排気の噴出エネルギーによって回転する。一方、コンプレッサーブレード３３は、吸気経路２に設けられ、タービンブレード３１を動力源に回転する。したがって、エンジン４の排気流量に対応してコンプレッサーブレード３３が回転し、吸気経路２における空気の流れを加速することとなる。
【００５４】
さらに、過給圧制御装置１は、排気経路５上に排気ブレード３２を備えている。この排気ブレード３２はタービンブレード３１を動力源に回転し、排気経路５の空気の流れを加速することで排気効率を向上するために用いられる。
【００５５】
すなわち、吸気を加速するコンプレッサーブレード３３と、排気を加速する排気ブレード３２とは、ともにタービンブレード３１によって駆動される。さらに、タービンブレード３１、排気ブレード３２、コンプレッサーブレード３３は、変速機構１３に接続され、その回転数の比率を制御可能である。
【００５６】
従来の過給圧制御装置では、タービンブレードとコンプレッサーブレードとは同一の軸に固定され、コンプレッサーブレードはタービンブレードと同じ回転数で回転していた。
【００５７】
そのため、排気流量が適切であれば、排気経路にタービンブレードが存在することによって生ずる排気効率の低下に見合った吸気効率の向上（エンジン出力の向上）が得られるものの、排気流量が小さい（エンジンの回転数が高い）場合や、吸気量が大きい場合には、排気効率の低下のみが生じていた。
【００５８】
具体的には、エンジンの回転数が低く、排気流量が小さい場合には、タービンブレードの回転数も低くなり、コンプレッサーブレードによる過給効果も小さくなる。一方で、タービンの回転数はエンジンの回転数の略二乗に比例して上昇するため、エンジンが高回転時に過給し過ぎるのを防ぐ必要がある。そのため、ウェイストゲートバルブを装着し、予め設定した最大過給圧を越える場合に過給圧を逃がしてエンジンを保護する必要があった。
【００５９】
そこで、本実施例における過給圧制御装置１は、排気経路に排気を促進する排気ブレード３２を設けることによって、排気効率を向上している。そして、この排気ブレード３２とタービンブレード１３との回転数の比率を変速機構１３によって可変制御することで、排気効率と吸気効率とが最適となるように制御することとしている。
【００６０】
具体的には、動作状態監視部１１がエンジンの動作状態を監視し、変速処理部１２が動作状態監視部１１による監視結果に基づいて、変速機構１３を制御する。
【００６１】
動作状態監視部１４は、エンジン４の動作状態として、エンジン４の回転数や制御状態、排気経路５の排気流量や流速、タービンブレード３１の回転速度、吸気経路２吸気流量や流速などを取得する。
【００６２】
そして、変速処理部１２は、動作状態監視部１４の取得結果を用い、変速機構１３の制御、例えばギア比の変更を実行する。
【００６３】
図２は、変速機構１３の構成例を示す構成図である。同図において、タービンブレード３１とコンプレッサーブレード３３は、同一の軸に固定される。さらに、その軸にギア４１を設けるとともに、排気ブレード３２にギア４２を設ける。このギア４１とギア４２のギア比によって、タービンブレード３１とコンプレッサーブレード３２との回転比率が定まる。
【００６４】
したがって、ギア４１とギア４２のギア比を変更することで、タービンブレード３１とコンプレッサーブレード３２との回転比率を変更することができる。具体的には、排気流量が小さく、コンプレッサーブレード３２による過給効果が十分に得られない場合には、ギア４２の回転速度を上げて排気効率を向上する。
【００６５】
同様に、排気流量が過度に大きい場合、過給し過ぎるのを防ぐため、コンプレッサーブレード３３の回転速度が低下するようにギア比を変更する。したがって、ウェイストゲートバルブを用いることなく、過給圧の過度の上昇を防止してエンジンを保護することができる。
【００６６】
この場合の過給圧制御装置１の処理動作を図３に示す。同図に示したフローチャートは、エンジン４の稼動中に繰り返し実行される処理である。まず、過給圧制御装置１の動作状態監視部１１が、エンジン４の動作状態を取得する（ステップＳ１０１）。
【００６７】
その結果、動作状態を示す要因、たとえば排気流速が第１の所定値未満である、すなわち過給効果が十分に得られない場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、変速処理部１２は、変速機構１３のギア比の設定を変更し、排気を促進して（ステップＳ１０３）、処理を終了する。具体的には、排気を促進するためには、ギア４２が高速で回転するようにギア比を設定すればよい。
【００６８】
一方、排気流速が第１の所定値以上であるならば（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、つぎに排気流速と第２の所定値とを比較する（ステップＳ１０４）。その結果、排気流速が第２の所定値を越える、すなわち排気流量が過度に大きい場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、変速処理部１２は、変速機構１３のギア比の設定を変更し、吸気を制限して（ステップＳ１０５）処理を終了する。具体的には、吸気を制限するためには、吸気ブレード３３の回転速度を落とすようにギア比を設定すればよい。
【００６９】
一方、排気流量が第２の所定値以下である場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、変速制御部１２は、変速機構１３のギア比を過給圧用の設定にして（ステップＳ１０６）、処理を終了する。
【００７０】
なお、ここでは説明を簡単にするために、排気流速が第１の所定値以上、第２の所定値未満である場合に「ギア比を過給圧用の設定にする」としているが、この過給圧用の設定についても、エンジンの動作状態に基づいて詳細に設定変更し、最適なギア比を選択することが望ましい。
【００７１】
ところで、図２ではタービンブレード３１とコンプレッサーブレード３３とを同一の軸に固定し、タービンブレード３１とコンプレッサーブレード３３とは同一の回転速度で回転させる構成としているが、このタービンブレード３１とコンプレッサーブレード３３との回転比率をさらに変更可能に変速機構１３を構成してもよい。
【００７２】
図４は、タービンブレード３１とコンプレッサーブレード３３との回転比率を変更可能な変速機構１３の構成例を示す図である。同図では、タービンブレード３１の軸にギア５１およびギア５３を固定し、排気ブレード３２の軸にギア５２を固定し、コンプレッサーブレード３３の軸にギア５４を固定している。
【００７３】
この構成では、タービンブレード３１と排気ブレード３２との回転比率がギア５１とギア５２とのギア比によって定まり、タービンブレード３２とコンプレッサーブレード５４との回転比率がギア５３とギア５４とのギア比によって定まる。
【００７４】
したがって、ギア比の変更によってタービンブレード３１と排気ブレード３２との回転比率のみならず、タービンブレード３１とコンプレッサーブレード３３との回転比率をも制御することが可能となる。
【００７５】
この場合の過給圧制御装置１の処理動作を図５に示す。同図に示したフローチャートは、エンジン４の稼動中に繰り返し実行される処理である。まず、過給圧制御装置１の動作状態監視部１１が、エンジン４の動作状態を取得する（ステップＳ２０１）。
【００７６】
その結果、動作状態を示す要因、たとえば排気流速が第１の所定値未満である、すなわち過給効果が十分に得られない場合（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、変速処理部１２は、ギア５２の回転速度を上げるとともに、ギア５４の回転速度を上げる（ステップＳ２０３）ことで、排気を促進して処理を終了する。
【００７７】
一方、排気流速が第１の所定値以上であるならば（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、つぎに排気流速と第２の所定値とを比較する（ステップＳ２０４）。その結果、排気流速が第２の所定値を越える、すなわち排気流量が過度に大きい場合（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、変速処理部１２は、ギア５２の回転速度を上げるとともにギア５４の回転速度を下げて（ステップＳ２０５）吸気を抑制し、処理を終了する。
【００７８】
一方、排気流量が第２の所定値以下である場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、変速制御部１２は、変速機構１３のギア比を過給圧用の設定にして（ステップＳ２０６）、処理を終了する。なお、ここでも排気流速が第１の所定値以上、第２の所定値未満である場合に「ギア比を過給圧用の設定にする」としているが、この過給圧用の設定についても、エンジンの動作状態に基づいて詳細に設定変更し、最適なギア比を選択することが望ましい。
【００７９】
上述してきたように、本実施例にかかる過給圧制御装置１は、タービンブレード３１によって動作する排気ブレード３２を排気経路５に設けることで、排気効率を向上することができる。
【００８０】
また、タービンブレード３１、排気ブレード３２、コンプレッサーブレード３３の回転比率を変速機構１３によって変更可能とし、動作状態監視部１１が取得したエンジン４の動作状態に基づいて変速処理部１２が変速機構１３を制御することで、エンジンの動作状態に基づいて吸気効率と排気効率とを最適化することができるとともに、ウェイストゲートバルブを不要とした簡易な構成の過給圧制御装置を得ることができる。
【００８１】
なお、本発明の利用は、本実施例によって限定されるものではなく、適宜変形して利用することができる。例えば、排気経路にバイパス経路を設け、タービンブレード３１や排気ブレード３２に選択的に排気を当てたり、排気の当たる比率を変更可能としてもよいし、排気ブレード３２を状況に応じてタービンとして機能させる構成であってもよい。また、クラッチなどを用いて、タービンブレード３１、排気ブレード３２、コンプレッサーブレード３３の接続を切断可能とする構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明にかかる過給圧制御装置は、内燃機関の排気効率向上に有用であり、特に内燃機関の動作状態に適応した給排気制御に適している。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施例にかかる過給圧制御装置の概要構成を示す概要構成図である。
【図２】図１に示した変速機構の具体例を説明する説明図である（その１）。
【図３】図２に示した変速機構での処理動作を説明するフローチャートである。
【図４】図１に示した変速機構の具体例を説明する説明図である（その２）。
【図５】図４に示した変速機構での処理動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１    過給圧制御装置
２    吸気経路
３    インタークーラー
４    エンジン
５    排気経路
１１    動作状態監視部
１２    変速処理部
１３    変速機構
３１    タービンブレード
３２    排気ブレード
３３    コンプレッサーブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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