(57)【要約】  本発明は、排気ガスターボチャージャ（１）であって、ハウジング（２）と、ハウジング（２）に取り付けられたシャフト（３）と、シャフト（３）に配置されかつ複数のブレード（６）を有するコンプレッサホイール（５）と、シャフト（３）に配置されかつ複数のブレード（６）を有するタービンホイール（４）とを備え、圧力センサ（８）を有する回転測定装置であって、圧力センサ（８）が、コンプレッサホイール（５）又はタービンホイール（４）におけるガス内の圧力変動（１０）を検出するように配置される回転測定装置を特徴とする排気ガスターボチャージャ（１）に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  ハウジング（２）と、
−  前記ハウジング（２）に取り付けられたシャフト（３）と、
−  前記シャフト（３）に配置されかつ複数のブレード（６）を有するコンプレッサホイール（５）と、
−  前記シャフト（３）に配置されかつ複数のブレード（６）を有するタービンホイール（４）とを備える排気ガスターボチャージャ（１）において、
−  圧力センサ（８）を有する回転測定装置であって、前記圧力センサ（８）が、前記コンプレッサホイール（５）又は前記タービンホイール（４）におけるガス内の圧力変動（１０）を検出するように配置される回転測定装置を特徴とする、
排気ガスターボチャージャ（１）。
【請求項２】
前記圧力センサ（８）を通過する各々のブレード（６）が、引き続く圧力降下（１３）を有する圧力上昇（１２）を発生し、前記圧力センサ（８）が、前記個々の圧力上昇（１２）及び前記圧力降下（１３）を検出するように設計される請求項１に記載の排気ガスターボチャージャ。
【請求項３】
前記圧力変動（１０）及び前記ブレードの数（６）から前記コンプレッサホイール（５）又は前記タービンホイール（４）の前記シャフト（３）の前記回転数又は回転率を計算するための処理ユニットを特徴とする請求項１又は２に記載の排気ターボチャージャ。
【請求項４】
前記圧力センサ（８）が、回転するすべての構成要素から離間されるように前記ハウジング（２）に配置される請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
【請求項５】
前記圧力センサ（８）が前記ブレード（６）に対して直角に配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
【請求項６】
排気ガスターボチャージャ（１）の回転数又は回転率を決定するための方法であって、
−  複数のブレード（６）を有するコンプレッサホイール（５）と、複数のブレード（６）を有するタービンホイール（４）とを備える排気ガスターボチャージャ（１）を設けるステップと、
−  前記コンプレッサホイール（５）又は前記タービンホイール（４）におけるガス内の圧力変動を検出するステップと、
−  前記圧力変動（１０）及び前記ブレードの数（６）から前記コンプレッサホイール（５）又は前記タービンホイール（４）の前記回転数又は回転率を計算するステップと、
を含む方法。
【請求項７】
測定点を通過する各々のブレード（６）が、引き続く圧力降下（１３）を有する圧力上昇（１２）を発生し、前記個々の圧力上昇（１２）及び圧力降下（１３）が検出される請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載の排気ガスターボチャージャに関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ガスターボチャージャは、通常、シャフトが取り付けられるハウジングを備える。タービンホイール及びコンプレッサホイールは、シャフトに共に回転するように配置される。タービンホイールは、排気ガスによって回転される。シャフト及びコンプレッサホイールはタービンと共に回転する。コンプレッサホイールの収容チャンバ内の給気がこれによって圧縮される。排気ガスターボチャージャでは、回転率又は回転数を決定することが必要なときもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、製造が廉価であり、かつローメンテナンスで動作可能である一方で、回転数及び／又は回転率の精密な測定を許容する排気ガスターボチャージャを規定することである。本発明の目的はまた、排気ガスターボチャージャの回転数又は回転率を測定するための方法を規定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。従属請求項は、本発明の好ましい改良形態に関する。
【０００５】
本発明によれば、圧力センサが排気ガスターボチャージャに使用される。極度に小さな圧力変動が前記圧力センサによって測定される。前記圧力変動は、コンプレッサホイール又はタービンホイールのブレードが圧力センサを通過する結果発生する。圧力センサをコンプレッサホイールに取り付けること、したがって、コンプレッサホイールにおける圧力変動を測定することが特に好ましい。代わりに、圧力センサによってタービンホイールにおける圧力変動を測定することも可能である。回転数、したがって回転率も、ブレードの数と無関係に圧力変動から決定することができる。
【０００６】
コンプレッサホイール又はタービンホイールのブレードが圧力センサを通過すると、交互に、圧力上昇（同様に圧力ピーク）及び引き続く圧力降下（同様に圧力トラフ）を発生する。圧力上昇がある圧力閾値値を越えると、ブレードを明白に検出することができる。したがって、回転数及び／又は回転率をブレードの数に基づき決定することができる。この場合、コンプレッサホイール及びタービンホイールのシャフトの回転数及び回転率の両方は、常に等しい。
【０００７】
本発明のさらなる詳細、利点及び特徴は、図面を参照して例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャの単純化した概略図である。
【図２】例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャの詳細図である。
【図３】図２から展開した部分及び関連の圧力プロフィールの図面である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明による排気ガスターボチャージャ１の例示的な実施形態について、図１〜図３に基づき以下に詳細に説明する。
【００１０】
図１は、排気ガスターボチャージャ１の主要構成要素の単純化した概略図を示している。排気ガスターボチャージャ１は、シャフト３が取り付けられるハウジング２を備える。タービンホイール４及びコンプレッサホイール５は、シャフト３の端部に着座する。タービンホイール４及びコンプレッサホイール５は、シャフト３に共に回転するように接続される。タービンホイール４及びコンプレッサホイール５の両方はブレード６を有する。シャフト３は軸線７に沿って延びる。
【００１１】
図２は、排気ガスターボチャージャ１の細部を示している。その図は、コンプレッサホイール５用の収容チャンバ９を有するハウジング２の一部を示している。
【００１２】
圧力センサ８はハウジング２に配置される。圧力センサ８の感圧部分は、コンプレッサホイールの収容チャンバ９内の圧力を測定する。この場合、圧力センサ８は、コンプレッサホイール５の個々のブレード６に対して直角に配置される。
【００１３】
断面Ａ−Ａが図２に示されている。図３の上方の図は、単純化した展開図の前記断面Ａ−Ａを示している。図３に示した水平軸線は、コンプレッサホイール５の展開を示している。したがって、０°〜３６０°のコンプレッサホイール５の円周全体が示されている。個々のブレード６が水平軸線の上に示されている。一体化された圧力センサ８を有するハウジング２は、水平軸線の下に位置する。
【００１４】
圧力センサ８によって測定された圧力プロフィール又は圧力変動１０が、図３の下方部分にプロットされている。圧力変動１０は、一連の圧力上昇１２及び圧力降下１３から形成される。圧力閾値１１を超えるすべての値は、圧力上昇１２又は圧力ピークとして規定される。好ましくは、圧力閾値１１よりも相当高い値のみを圧力上昇１２として識別することも可能である。
【００１５】
図３から理解できるように、圧力センサ８を通過する各々のブレード６が圧力上昇１２を発生する。ブレード６の数は自明であるので、圧力変動１０のプロフィールに基づき、タービンホイール４及びコンプレッサホイール５のシャフト３の回転数及び回転率を決定することが可能である。
【００１６】
ブレード６に対して直角の輪郭に沿った任意の箇所において仮想の観測者を思い描く場合、観測者には、ブレード６が観測者に近づくにつれて圧力上昇１２又は圧力ピークが観測者に向かって来るが見える。ブレード６が観測者の反対側にあるとき、前記圧力上昇１２は最大に到達する。圧力センサ８は、前記仮想の観測者の場所に位置決めされる。次に、次のブレード６が近づくまで圧力上昇１２が再び減少する。したがって、回転数の決定は、非常に高速かつ精密な圧力測定によって可能である。従来の渦電流センサと対照的に、圧力センサは、常に、コンプレッサホイール５又はタービンホイール４の材料にもかかわらず等しく有効に機能する。具体的に、測定の原理は、流れプロセスのみに基づいている。さらに、本発明による回転測定は、渦電流センサの場合よりも、ブレード６への距離に対して感度が低い。
【００１７】
本発明の上述の説明に加えて、本発明の追加の開示のために図１〜３の本発明の概略図が本明細書に明示的に参照される。
【符号の説明】
【００１８】
１  排気ガスターボチャージャ
２  ハウジング
３  シャフト
４  タービンホイール
５  コンプレッサホイール
６  ブレード
７  軸線
８  圧力センサ
９  コンプレッサホイールの収容チャンバ
１０  圧力変動
１１  圧力閾値
１２  圧力上昇（圧力ピーク）
１３  圧力降下（圧力トラフ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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