JPS63105233A - タ−ボコンパウンド機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はターボコンパウンド機関に関するものである。

［従来の技術］ ターボコンパウンド機関は内燃機関の排気管にターボ過
給機を接続して、これにより吸気過給を行うとともに、
ターボ過給機の後段に回収タービンを接続して、この吸
収動力を機関のクランク軸へ伝達するものである。とこ
ろで、ターボコンパウンド機関においてパワータービン
のエネルギ回収効果が発揮されるのは、機関の全負荷高
速域であり、第２図に破線で示すように機関の中・低速
域ではパワータービンによる背圧上昇のために逆に機関
の軸出力が低下する場合がある。

そこで、実開昭６０−１５７９４１号公報に開示される
ものでは、ターボ過給機と回収タービンを接続する管の
途中に設けたバイパス弁を、アクセルペダルを踏み込ん
だ時にのみ閉じて回収タービンへ排気を供給し、アクセ
ルペダルを離した時にはバイパス弁を開いてターボ過給
機を出た排気を直接外部へ放出している。これにより、
排気エネルギが小さい無負荷運転で回収タービンを駆動
することの無駄が省れる。

し発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は流体クラッチの作動油である機関の潤滑
油の油圧がＩＩ藺の回転数にほぼ比例することに着目し
、パワータービンの作動油の入口油圧に関連してバイパ
ス弁を制御させるターボコンパウンド機関を提供するこ
とにある。

［問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成はターボ過給
機とこの下流側に接続されるパワータービンとの間に設
けたバイパス弁と、パワータービンの回転を機関のクラ
ンク軸へ伝達する流体クラッチへ供給される機関の潤滑
油の油圧に関連してバイパス弁を開閉する制御手段とを
備えるものである。

［作用］ 機関のオイルギヤラリから流体クラッチへ送られる潤滑
油の入口油圧は機関回転数にほぼ比例するので、機関の
高速域では入口油圧が所定値以上になると、７クチユエ
ータによりバイパス弁が閉じられる。ターボ過給機から
排気がパワータービンへ導入され、パワータービンが駆
動される。

一方、機関の中・低速域では入口油圧が所定値以下にな
るので、バイパス弁が開かれる。ターボ過給機からの排
気は外部へ放出され、パワータービンは駆動されない。

これにより、機関の中・低速域でパワータービンを駆動
することによる軸出力の低下が防止される。

機関の高速域でも、流体クラッチの出口油圧が異常に低
くなると、バイパス弁が開かれ、パワータービンの駆動
が停止され、流体クラッチの不具合によるパワータービ
ンのオーバーランニングが防止される。

［発明の実施例］ 第１図に示すように、機関２の排気マニホールド３に連
なる排気管４は、ターボ過給機５のタービン８の入口に
接続され、この出口は接続管９を介してパワータービン
１２の入口へ接続される。

このパワータービン１２の出口は排気管２６に接続され
、消音器を経て外部に開放される。ターボ過給機５は軸
７によりタービン８の翼車とプロア６の翼車とが結合さ
れ、このブＯアロにより吸気が加圧されて機関２へ供給
される。

パワータービン１２の軸１３は遊星歯車減速機１４の太
陽歯車と結合される一方、リング歯車の軸１５が流体ク
ラッチ１６の入力側に結合される。

流体クラッチ１６の出力側は軸１７を介して減速機１８
の入力歯￥ｌ１２１に結合され、この出力歯車２４が機
関２のクランク軸１９に結合される。

ターボ過給機５のタービン８の出口とパワータービン１
２の入口との接続管９の途中に、バイパス弁１０が設け
られ、これを開くとタービン８の出口側がバイパス管２
０に連通され、排気が直接外部へ排出され、パワーター
ビン１２へは送られない。

バイパス弁１０は流体クツラチ１６の作動油の入口油圧
が所定値よりも高いと閉じられる。また、好ましくは流
体クラッチ１６の作動油の出口油圧が異常に低下した場
合にバイパス弁１０が間かれる。

図示の実施例ではパワータービン１２へ作動油として機
関のオイルギヤラリから潤滑油が供給される。流体クラ
ッチ１６の作動油は逆止弁３９を経て機関のオイルパン
４０へ戻される。流体クラッチ１６のハウジングの入口
側に油圧センサ３７が、また出口側に油圧センサ３８が
設けられる。

そして、油圧センサ３７．３８の信号がマイクロコンピ
ュータを含む電子ＩＴ）ＩＩＩ装置３６へ入力され、こ
の入力信号に基づく出力信号によりアクチュエータ（例
えばＮ磁アクチュエータ）が作動され、バイパス弁１０
が開閉される。

しかし、第３図に示すように、油圧センサ３７゜３８の
代りに、圧力スイッチ３７ａ、３８ａを直列に接続し、
かつバイパス弁１０としての電磁弁の通電回路に挿入接
続してもよい。

次に、本発明によるターボコンパウンド機関の作動につ
いて説明する。機関２を潤滑する油ポンプの吐出圧は第
２図に示すように機関の回転数にほぼ比例するので、機
関のオイルギヤラリから流体クラッチ１６のハウジング
へ供給される作動油の入口油圧は油圧センサ３７により
、また流体クラッチ１６の出口油圧は油圧センサ３８に
よりそれぞれ検出され、それぞれ電子１１１ｔｌｌ装置
３６へ入力される。そして、入口油圧が所定値ｐＨ第３
図、例えば３ｋＯ１０１２）を超えると、電子制ｔ［ｌ
装ＷＩ３６からの信号によりバイパス弁１０が閉じられ
る。

また、出口油圧は逆止弁３９の作用により大気圧よりも
高くなっているが、所定値（例えば０．５ｋ（Ｊ／Ｃｌ
１１２　）以下になると、電子制御１１１１ｔ３６から
の信号によりバイパス弁１０が開かれる。

逆止弁３９の故障、機関のオイルギヤラリから流体クラ
ッチ１６の入口につながる油圧回路の閉塞や流体クラッ
チ１６のケーシングからの油洩れなどが生じた場合、流
体クラッチ１６の内部の油圧が低下し、トルクが出力軸
へ伝達されなくなる。

この時パワータービン１２は煕負荷運転状態になり、排
気）ｆｆｌｆｆｉに従って回転数が上昇し、オーバーラ
ンニングを起こす。

このような場合は、流体クラッチ１６の出口油圧（逆止
弁３９よりも上流側）が所定値以下になるので、バイパ
ス弁１０が開かれ、パワータービン１２へ排気が導入さ
れなくなり、パワータービン１２のオーバーランニング
が防止される。

第４図は上述の１ｌｌｔｌｌプログラムの流れ図を示し
、同図において９１１〜ｐ１４は各ステップを示す。ｐ
ｌｌで流体クラッチ１６の入口油圧が所定値ｐ１よりも
大きいか否かを判別し、入口油圧が所定１ｐｌよりも小
ざい場合にはｐ１４でバイパス弁１０を開いてパワータ
ービン１２の駆動を停止する。

一方、ｐｌｌで入口油圧が所定値ｐ１よりも大きい場合
には、ｐ１２で流体クラッチ１６の出口油圧が所定値ｐ
２よりも小さいか否かを判別する。出口油圧が所定（ｉ
ａｐ２よりも大きい場合には、ｐ１４でバイパス弁１０
を開く。一方、出口油圧が所定ｆｉｉｐ２よりも小さい
場合には、ｐ１３でバイパス弁１０を閉じ、パワーター
ビン１２を駆動する。

ＣＲ明の効果ｊ 本発明は上述のように、パワータービンの動力を機関の
クランク軸へ伝達する流体クラッチの作動油の入口油圧
に関連して、ターボ過Ｉａ機とタワータービンとの間に
配設したバイパス弁を制御するようにしたので、入口油
圧が機関の回転数にほぼ比例して変化することから、機
関の高速域ではバイパス弁が閉じられてパワータービン
が墾勤され、排気エネルギが有効に回収される一方、機
関の中・低速域ではバイパス弁が開かれてパワータービ
ンが駆動されないから、パワータービンを中・低速域で
駆動することによる損失が回避される。

さらに、流体クラッチの入口油圧と出口油圧に関連して
バイパス弁を作動させるようにすれば、流体クラッチの
故障によるパワータービンのオーバランニングを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るターボコンパウンドＲｒｊＡの概
略構成図、第２図は機関回転数と流体クラッチの入口油
圧と関係を表す縮図、第３図は本発明のターボコンパウ
ンド機関におけるバイパス弁１１ｔｌ＋御手段の一部変
更例を示す電気回路図、第４図は同制御手段をマイクロ
コンピュータで作動させるプログラムの流れ図、第５図
は一般的なターボコンパウンド機関の特性を表す線図で
ある。 ２：内燃機関　４：排気管　５：ターボ過給機８：ター
ビン　９：接続管　１０：バイパス弁１２：パワーター
ビン　１４：遊星歯巾減速機１６：流体クラッチ　１８
：減速ｎ　１つ：クランク軸　２５ニ一方向クラツチ　
３６：電子ｔＩＩＩｔｌａ装置　３６．３７：油圧セン
サ 特許出願人　いすず自動車株式会社 代理人　　　弁理士　　山本俊夫 旗聞回帖畢χ　　　　　　　　攬聞０輛１欠第　５　図
　　　　　　　　第　２ＦＩＡ第３図 第　４　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ターボ過給機とこの下流側に接続されるパワータ
   ービンとの間に設けたバイパス弁と、パワータービンの
   回転を機関のクランク軸へ伝達する流体クラッチへ供給
   される機関の潤滑油の油圧に関連してバイパス弁を開閉
   する制御手段とを備えることを特徴とするターボコンパ
   ウンド機関。
2. （２）前記制御手段がパワータービンの油入口側の油圧
   センサと、バイパス弁を駆動するアクチュエータと、入
   口油圧が所定値以上になると前記アクチュエータを作動
   させてバイパス弁を閉じる電子制御装置とからなる、特
   許請求の範囲（１）に記載のターボコンパウンド機関。
3. （３）前記制御手段がパワータービンの油入口側の油圧
   センサと、抽出口側の油圧センサと、バイパス弁を駆動
   するアクチュエータと、入口油圧が所定値以上になると
   前記アクチュエータによりバイパス弁を閉じ、出口油圧
   が所定値以下になると前記アクチュエータによりバイパ
   ス弁を開く電子制御装置とからなる、特許請求の範囲（
   １）に記載のターボコンパウンド機関。