JP2000204959A - タ―ボコンパウンド機関 - Google Patents
タ―ボコンパウンド機関Info
- Publication number
- JP2000204959A JP2000204959A JP11007374A JP737499A JP2000204959A JP 2000204959 A JP2000204959 A JP 2000204959A JP 11007374 A JP11007374 A JP 11007374A JP 737499 A JP737499 A JP 737499A JP 2000204959 A JP2000204959 A JP 2000204959A
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- Japan
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- engine
- clutch
- gear train
- rotation speed
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 排気ターボ過給機から動力を回収するターボ
コンパウンドモードを有する場合において、中・低速域
でも十分な排気ターボ過給機の回転が得られ機関のトル
クを十分高く保持することができるターボコンパウンド
機関を提供する。 【解決手段】 機関１と排気ターボ過給機２とを断続ク
ラッチ４と排気ターボ過給機２の回転数により接続可能
な遠心式クラッチ１１を介してギヤ列５，６及び７で連
結し、機関１の回転数に基づき前記断続クラッチ４の断
続を制御するようにした。
コンパウンドモードを有する場合において、中・低速域
でも十分な排気ターボ過給機の回転が得られ機関のトル
クを十分高く保持することができるターボコンパウンド
機関を提供する。 【解決手段】 機関１と排気ターボ過給機２とを断続ク
ラッチ４と排気ターボ過給機２の回転数により接続可能
な遠心式クラッチ１１を介してギヤ列５，６及び７で連
結し、機関１の回転数に基づき前記断続クラッチ４の断
続を制御するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はターボコンパウンド
機関に関し、特に一般車両用、荷役運搬機械用、建設機
械用、特車用、舶用に使用される２サイクル又は４サイ
クルの内燃機関に広く適用して有用なものである。
機関に関し、特に一般車両用、荷役運搬機械用、建設機
械用、特車用、舶用に使用される２サイクル又は４サイ
クルの内燃機関に広く適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】ターボコンパウンド機関は機関の排気エ
ネルギを排気ターボ過給機を利用し動力として機関に回
収し低燃費化を計る機構であるが、その一種として機関
のクランク軸と排気ターボ過給機の回転軸とを、途中に
ＯＮ／ＯＦＦ（断続）クラッチを介在させたギヤ列を介
して機械的に連結するとともに、排気ターボ過給機で機
関を回転し得るように前記ギヤ列の途中に、排気ターボ
過給機側から機関側への動力伝達のみを許容するワンウ
ェイクラッチを介在させたものがある。従来技術に係る
この種のターボコンパウンド機関を図３に示す。
ネルギを排気ターボ過給機を利用し動力として機関に回
収し低燃費化を計る機構であるが、その一種として機関
のクランク軸と排気ターボ過給機の回転軸とを、途中に
ＯＮ／ＯＦＦ（断続）クラッチを介在させたギヤ列を介
して機械的に連結するとともに、排気ターボ過給機で機
関を回転し得るように前記ギヤ列の途中に、排気ターボ
過給機側から機関側への動力伝達のみを許容するワンウ
ェイクラッチを介在させたものがある。従来技術に係る
この種のターボコンパウンド機関を図３に示す。
【０００３】図３に示すように、当該ターボコンパウン
ド機関は、機関１の排気エネルギを排気ターボ過給機２
で回転運動として回収し、ギヤ列５，６と、ギヤ列６と
ギヤ列７の間に介装されギヤ列６，７の相対速度差によ
って断続されるワンウェイクラッチ３と、ギヤ列７を通
して機関１に動力として回収し、機関の低燃費化を図
る。また、車両の過渡応答性を高めるために、センサ８
が送出した信号を処理して回転検出部９が検出する機関
１の回転数情報に基づいて、制御部１０が断続クラッチ
４を繋げ、機関の過渡的なトルク向上を図っている。
ド機関は、機関１の排気エネルギを排気ターボ過給機２
で回転運動として回収し、ギヤ列５，６と、ギヤ列６と
ギヤ列７の間に介装されギヤ列６，７の相対速度差によ
って断続されるワンウェイクラッチ３と、ギヤ列７を通
して機関１に動力として回収し、機関の低燃費化を図
る。また、車両の過渡応答性を高めるために、センサ８
が送出した信号を処理して回転検出部９が検出する機関
１の回転数情報に基づいて、制御部１０が断続クラッチ
４を繋げ、機関の過渡的なトルク向上を図っている。
【０００４】図４は上述の如き従来技術に係るターボコ
ンパウンド機関の機関回転数／負荷（機関のトルク）特
性の一例を示すものである。同図に示すように、当該タ
ーボコンパウンド機関はＭＤ（メカドライブ）モード、
ＦＴ（フリーターボ）モード及びＴＣＰ（ターボコンパ
ウンド）モードの３種類の動作モードを有する。ＭＤモ
ードとは、ギヤ列３を介して機関１の動力を排気ターボ
過給機２に伝達するモードで、制御部１０からの制御信
号により断続クラッチ４を接続することにより当該モー
ドとする。このＭＤモードでは、排気ターボ過給機２が
排気ガスのみならず機関１によっても駆動され、機関１
のトルクを増すことができる。このため、車両の過渡応
答性を向上させるべく、車両の加速時に機関１の過渡的
なトルクを増すために用いる。ここで車両の過渡応答性
とは、ドライバがアクセルを踏んだ時点から車両が任意
の速度に達するまでの時間の長短のことである。ＦＴモ
ードとは、通常の排気ターボ過給機２の動作モードであ
り、制御部１０からの制御信号により断続クラッチ４を
断とすることにより当該モードとする。ＴＣＰモードと
は、排気ターボ過給機２の動力の一部を機関１の動力と
して利用するモードであり、その分燃費が向上する。当
該モードは、断続クラッチ４を断とした状態で、ワンウ
ェイクラッチ３の排気ターボ過給機２側におけるこの排
気ターボ過給機２の回転に基づく回転数が機関１におけ
るこの機関１の回転に基づく回転数よりも大きくなった
ときワンウェイクラッチ３により自動的に実現される。
ンパウンド機関の機関回転数／負荷（機関のトルク）特
性の一例を示すものである。同図に示すように、当該タ
ーボコンパウンド機関はＭＤ（メカドライブ）モード、
ＦＴ（フリーターボ）モード及びＴＣＰ（ターボコンパ
ウンド）モードの３種類の動作モードを有する。ＭＤモ
ードとは、ギヤ列３を介して機関１の動力を排気ターボ
過給機２に伝達するモードで、制御部１０からの制御信
号により断続クラッチ４を接続することにより当該モー
ドとする。このＭＤモードでは、排気ターボ過給機２が
排気ガスのみならず機関１によっても駆動され、機関１
のトルクを増すことができる。このため、車両の過渡応
答性を向上させるべく、車両の加速時に機関１の過渡的
なトルクを増すために用いる。ここで車両の過渡応答性
とは、ドライバがアクセルを踏んだ時点から車両が任意
の速度に達するまでの時間の長短のことである。ＦＴモ
ードとは、通常の排気ターボ過給機２の動作モードであ
り、制御部１０からの制御信号により断続クラッチ４を
断とすることにより当該モードとする。ＴＣＰモードと
は、排気ターボ過給機２の動力の一部を機関１の動力と
して利用するモードであり、その分燃費が向上する。当
該モードは、断続クラッチ４を断とした状態で、ワンウ
ェイクラッチ３の排気ターボ過給機２側におけるこの排
気ターボ過給機２の回転に基づく回転数が機関１におけ
るこの機関１の回転に基づく回転数よりも大きくなった
ときワンウェイクラッチ３により自動的に実現される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来技術に
おいては、図４に示すように、機関１の中・低速域での
過渡的なトルクは、断続クラッチ４を繋いだ時得られる
ＭＤモードにて十分であるが、ワンウェイクラッチ３の
接続により自動的にＴＣＰモードとなった場合には、中
・低速高負荷域の定常的なトルクが低く制限されてしま
うという問題がある。ワンウェイクラッチ３は排気ター
ボ過給機２側と機関１側との相対回転数の差によって自
動的に断続されるのに対し、機関１の中・低速域でワン
ウェイクラッチ３が接続された場合には、この機関１の
回転数に合わせて排気ターボ過給機２の回転数が低く制
限され、排気ターボ過給機２の過給機能が減殺されるか
らである。
おいては、図４に示すように、機関１の中・低速域での
過渡的なトルクは、断続クラッチ４を繋いだ時得られる
ＭＤモードにて十分であるが、ワンウェイクラッチ３の
接続により自動的にＴＣＰモードとなった場合には、中
・低速高負荷域の定常的なトルクが低く制限されてしま
うという問題がある。ワンウェイクラッチ３は排気ター
ボ過給機２側と機関１側との相対回転数の差によって自
動的に断続されるのに対し、機関１の中・低速域でワン
ウェイクラッチ３が接続された場合には、この機関１の
回転数に合わせて排気ターボ過給機２の回転数が低く制
限され、排気ターボ過給機２の過給機能が減殺されるか
らである。
【０００６】本発明は、上記従来技術に鑑み、排気ター
ボ過給機から動力を回収するターボコンパウンドモード
を有する場合において、中・低速域でも十分な排気ター
ボ過給機の回転が得られ機関のトルクを十分高く保持す
ることができるターボコンパウンド機関を提供する。
ボ過給機から動力を回収するターボコンパウンドモード
を有する場合において、中・低速域でも十分な排気ター
ボ過給機の回転が得られ機関のトルクを十分高く保持す
ることができるターボコンパウンド機関を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、内燃機関の排気エネルギを給気の過給に利
用するとともに機械的に動力として回収するように構成
したターボコンパウンド機関において、排気ターボ過給
機の回転軸を機関のクランク軸へ連結するギヤ列と、こ
のギヤ列の途中に介装されて前記クランク軸への動力伝
達を断続するクラッチと、機関の回転数を検出する回転
数検出部と、この回転数検出部からの回転数情報に基づ
き前記クラッチの断続を制御する制御部とを有するとと
もに、前記ギヤ列の途中に排気ターボ過給機の回転数に
より接続可能な遠心式クラッチを介装したことを特徴と
する。
明の構成は、内燃機関の排気エネルギを給気の過給に利
用するとともに機械的に動力として回収するように構成
したターボコンパウンド機関において、排気ターボ過給
機の回転軸を機関のクランク軸へ連結するギヤ列と、こ
のギヤ列の途中に介装されて前記クランク軸への動力伝
達を断続するクラッチと、機関の回転数を検出する回転
数検出部と、この回転数検出部からの回転数情報に基づ
き前記クラッチの断続を制御する制御部とを有するとと
もに、前記ギヤ列の途中に排気ターボ過給機の回転数に
より接続可能な遠心式クラッチを介装したことを特徴と
する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るターボコンパ
ウンド機関を実施例により図面を用いて詳細に説明す
る。
ウンド機関を実施例により図面を用いて詳細に説明す
る。
【０００９】［実施例］図１は本発明の一実施例を示す
ターボコンパウンド機関のブロック図で、図２は同じく
機関回転数／トルク特性を示す特性図ある。尚、図１に
おいて、図３と同一部材には同一符号を付して説明す
る。
ターボコンパウンド機関のブロック図で、図２は同じく
機関回転数／トルク特性を示す特性図ある。尚、図１に
おいて、図３と同一部材には同一符号を付して説明す
る。
【００１０】図１に示すように、排気ターボ過給機２
は、排気管からの排ガスにより回転駆動されるタービン
２ａ、これにより駆動されて機関１への吸入空気を加圧
するコンプレッサ２ｂ及びこれらタービン２ａとコンプ
レッサ２ｂとで共用する回転軸２ｃを有する。この排気
ターボ過給機２は、当該過給機２の回転軸２ｃに機械的
に連結したギヤ列５，６と、機関１の出力軸に機械的に
連結したギヤ列７との間に介装された断続クラッチ４及
び遠心式クラッチ１１により機関１と機械的に連結し得
るようになっている。
は、排気管からの排ガスにより回転駆動されるタービン
２ａ、これにより駆動されて機関１への吸入空気を加圧
するコンプレッサ２ｂ及びこれらタービン２ａとコンプ
レッサ２ｂとで共用する回転軸２ｃを有する。この排気
ターボ過給機２は、当該過給機２の回転軸２ｃに機械的
に連結したギヤ列５，６と、機関１の出力軸に機械的に
連結したギヤ列７との間に介装された断続クラッチ４及
び遠心式クラッチ１１により機関１と機械的に連結し得
るようになっている。
【００１１】前記断続クラッチ４は、センサ８（機関１
に付設された）が送出した信号を処理して回転検出部９
が検出する機関１の回転数情報を入力する制御部１０に
より、予め記憶してあるマップに基づき断続制御され、
ＭＤモードとＦＴモードを切り換えるもので、図３に示
したものと同様である。
に付設された）が送出した信号を処理して回転検出部９
が検出する機関１の回転数情報を入力する制御部１０に
より、予め記憶してあるマップに基づき断続制御され、
ＭＤモードとＦＴモードを切り換えるもので、図３に示
したものと同様である。
【００１２】前記遠心式クラッチ１１は、排気ターボ過
給機２の回転による遠心力により、クラッチの断続が切
り換わり、ＴＣＰモードとＦＴモード（機関１の回転数
に対し排気ターボ過給機２の回転数が自由になる）の切
換を行うものである。
給機２の回転による遠心力により、クラッチの断続が切
り換わり、ＴＣＰモードとＦＴモード（機関１の回転数
に対し排気ターボ過給機２の回転数が自由になる）の切
換を行うものである。
【００１３】このように構成されるため、図２でも判る
ように、機関１の排気エネルギが十分にある高速・高負
荷域では、断続クラッチ４が切断されると共に遠心式ク
ラッチ１１が接続されてＴＣＰモードに切り換わり、排
気エネルギを機関１に回収して燃費向上が図れる。
ように、機関１の排気エネルギが十分にある高速・高負
荷域では、断続クラッチ４が切断されると共に遠心式ク
ラッチ１１が接続されてＴＣＰモードに切り換わり、排
気エネルギを機関１に回収して燃費向上が図れる。
【００１４】一方、機関１の中・低速高負荷域では、排
気ターボ過給機２の回転数が遠心式クラッチ１１が作用
する（接続する）回転数より低いため、遠心式クラッチ
１１は接続されずＦＴモードとなり、定常的な中・低速
トルクが十分に得られる。
気ターボ過給機２の回転数が遠心式クラッチ１１が作用
する（接続する）回転数より低いため、遠心式クラッチ
１１は接続されずＦＴモードとなり、定常的な中・低速
トルクが十分に得られる。
【００１５】また、車両の加速時には、制御部１０によ
り断続クラッチ４が接続されてＭＤモードとなり、排気
ターボ過給機２が排気ガスのみならず機関１によっても
駆動され、機関１の過渡的なトルクが増大され、車両の
過渡応答性が向上される。
り断続クラッチ４が接続されてＭＤモードとなり、排気
ターボ過給機２が排気ガスのみならず機関１によっても
駆動され、機関１の過渡的なトルクが増大され、車両の
過渡応答性が向上される。
【００１６】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、内燃機関の排
気エネルギを給気の過給に利用するとともに機械的に動
力として回収するように構成したターボコンパウンド機
関において、排気ターボ過給機の回転軸を機関のクラン
ク軸へ連結するギヤ列と、このギヤ列の途中に介装され
て前記クランク軸への動力伝達を断続するクラッチと、
機関の回転数を検出する回転数検出部と、この回転数検
出部からの回転数情報に基づき前記クラッチの断続を制
御する制御部とを有するとともに、前記ギヤ列の途中に
排気ターボ過給機の回転数により接続可能な遠心式クラ
ッチを介装したことを特徴とするので、高速・高負荷域
ではＴＣＰモードに、中・低速高負荷域ではＦＴモード
に確実に切り換わり、高速・高負荷域の低燃費化と中・
低速高負荷域のトルク向上の両立が図れる。
気エネルギを給気の過給に利用するとともに機械的に動
力として回収するように構成したターボコンパウンド機
関において、排気ターボ過給機の回転軸を機関のクラン
ク軸へ連結するギヤ列と、このギヤ列の途中に介装され
て前記クランク軸への動力伝達を断続するクラッチと、
機関の回転数を検出する回転数検出部と、この回転数検
出部からの回転数情報に基づき前記クラッチの断続を制
御する制御部とを有するとともに、前記ギヤ列の途中に
排気ターボ過給機の回転数により接続可能な遠心式クラ
ッチを介装したことを特徴とするので、高速・高負荷域
ではＴＣＰモードに、中・低速高負荷域ではＦＴモード
に確実に切り換わり、高速・高負荷域の低燃費化と中・
低速高負荷域のトルク向上の両立が図れる。
【図１】本発明の一実施例を示すターボコンパウンド機
関のブロック図である。
関のブロック図である。
【図２】同じく機関回転数／トルク特性を示す特性図で
ある。
ある。
【図３】従来例を示すターボコンパウンド機関のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】同じく機関回転数／トルク特性を示す特性図で
ある。
ある。
１ 機関 ２ 排気ターボ過給機 ４ 断続クラッチ ５ ギヤ列 ６ ギヤ列 ７ ギヤ列 ８ センサ ９ 回転検出部 １０ 制御部 １１ 遠心式クラッチ
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の排気エネルギを給気の過給に
利用するとともに機械的に動力として回収するように構
成したターボコンパウンド機関において、 排気ターボ過給機の回転軸を機関のクランク軸へ連結す
るギヤ列と、 このギヤ列の途中に介装されて前記クランク軸への動力
伝達を断続するクラッチと、 機関の回転数を検出する回転数検出部と、 この回転数検出部からの回転数情報に基づき前記クラッ
チの断続を制御する制御部とを有するとともに、 前記ギヤ列の途中に排気ターボ過給機の回転数により接
続可能な遠心式クラッチを介装したことを特徴とするタ
ーボコンパウンド機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11007374A JP2000204959A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | タ―ボコンパウンド機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11007374A JP2000204959A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | タ―ボコンパウンド機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000204959A true JP2000204959A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11664201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11007374A Pending JP2000204959A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | タ―ボコンパウンド機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000204959A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009090075A1 (de) * | 2008-01-18 | 2009-07-23 | Voith Patent Gmbh | Turbolader-turbocompoundsystem |
| DE102009038736B3 (de) * | 2009-08-27 | 2011-01-13 | Voith Patent Gmbh | Turbine und Turboverdichter, insbesondere für ein Turbo-Compound-System |
| JP2016084815A (ja) * | 2014-10-24 | 2016-05-19 | ヴァンダイン スーパーターボ，インコーポレーテッド | 減速機械式ターボ過給機 |
| CN106030248A (zh) * | 2014-02-28 | 2016-10-12 | 三菱重工业株式会社 | 发动机旋转传感器装置及具备该装置的船用发动机 |
-
1999
- 1999-01-14 JP JP11007374A patent/JP2000204959A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009090075A1 (de) * | 2008-01-18 | 2009-07-23 | Voith Patent Gmbh | Turbolader-turbocompoundsystem |
| DE102008005201A1 (de) * | 2008-01-18 | 2009-07-23 | Voith Patent Gmbh | Turbolader-Turbocompoundsystem |
| DE102009038736B3 (de) * | 2009-08-27 | 2011-01-13 | Voith Patent Gmbh | Turbine und Turboverdichter, insbesondere für ein Turbo-Compound-System |
| JP2011052690A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-17 | Voith Patent Gmbh | 特にターボコンパウンドシステムのための、タービンまたは圧縮機 |
| CN106030248A (zh) * | 2014-02-28 | 2016-10-12 | 三菱重工业株式会社 | 发动机旋转传感器装置及具备该装置的船用发动机 |
| JP2016084815A (ja) * | 2014-10-24 | 2016-05-19 | ヴァンダイン スーパーターボ，インコーポレーテッド | 減速機械式ターボ過給機 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040116 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040224 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040727 |