JP2555655B2 - Turbo compound engine - Google Patents

Turbo compound engine

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JP2555655B2
JP2555655B2 JP62327462A JP32746287A JP2555655B2 JP 2555655 B2 JP2555655 B2 JP 2555655B2 JP 62327462 A JP62327462 A JP 62327462A JP 32746287 A JP32746287 A JP 32746287A JP 2555655 B2 JP2555655 B2 JP 2555655B2
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turbine
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恵夫 関山
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B41/10Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
    • YGENERAL 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
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、排気エネルギを回収して機関を駆動するタ
ービンを有すると共に、このタービンから排気を迂回さ
せるバイパス路及びこのバイパス路の開度を開閉制御す
るバイパス弁から構成されてタービン運転、機関運転を
制御する排気バイパス機構を有するターボコンパウンド
エンジンに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention has a turbine that recovers exhaust energy and drives an engine, and a bypass path that bypasses exhaust gas from the turbine and an opening degree of the bypass path. The present invention relates to a turbo compound engine having an exhaust bypass mechanism that is configured by a bypass valve that controls opening and closing and that controls turbine operation and engine operation.

[従来の技術] 一般にターボコンパウンドエンジンは第5図に示すよ
うに、排気ターボ過給機1を備えた機関2において、過
給機1により吸気過給に利用した排気エネルギを、過給
機1よりも下流側の排気通路3に介設したタービン4に
よって更に回収し、このタービン4によって取り出した
軸回転力を機関2のクランク軸5に供給して機関2の高
出力化を達成するようになっている。
[Prior Art] Generally, in a turbo compound engine, as shown in FIG. 5, in an engine 2 equipped with an exhaust turbo supercharger 1, the exhaust energy used for intake supercharging by the supercharger 1 is transferred to the supercharger 1. Further, the turbine 4 installed in the exhaust passage 3 on the downstream side further collects the shaft rotational force extracted by the turbine 4 and supplies the shaft rotational force to the crankshaft 5 of the engine 2 to achieve high output of the engine 2. Has become.

このエンジンシステムには、タービン4を正転駆動し
て機関2を駆動させるためにタービン4へ排気を供給す
る(図中、矢印A)通常の排気通路3に加えて、排気を
タービン4から迂回させる(図中、矢印C)バイパス路
15と、このバイパス路15を開度制御するバイパス弁16と
から成る排気バイパス機構17が備えられている。この排
気バイパス機構17は、機関2の低負荷時において排気を
タービン4へ供給することが却って排気通路3内の背圧
を徒らに高め、過給機1、延いては機関2に無用な動力
損失、燃費の悪化を生じさせることを考慮して、このよ
うな運転状態の場合には排気をタービン4から迂回させ
るようになっている。このバイパス弁16は第6図に示す
ように、機関負荷に対応する、例えばガバナのラック位
置が設定負荷範囲内であって、且つ機関回転数が設定回
転数範囲内であるとき(タービンによる機関駆動域D)
に閉じられて排気バイパスを中断し、タービン4に排気
を供給してタービン4により機関2を駆動させると共
に、他方このような範囲以外であるとき(排気バイパス
域E)には開かれて排気をバイパスさせるようになって
いる。この関係をグラフとして示すと第7図のように、
機関2の通常運転域D,Eにおいて、設定された機関回転
数と機関負荷とで囲まれる領域の内外(機関駆動域Dと
排気バイパス域E)で排気バイパスが切り替えられるこ
とになる。
In this engine system, exhaust gas is diverted from the turbine 4 in addition to a normal exhaust passage 3 that supplies exhaust gas to the turbine 4 in order to drive the engine 4 in the forward direction to drive the engine 2 (arrow A in the figure). Bypass (arrow C in the figure) Bypass
An exhaust bypass mechanism 17 including a valve 15 and a bypass valve 16 that controls the opening of the bypass 15 is provided. The exhaust bypass mechanism 17 supplies exhaust gas to the turbine 4 when the engine 2 has a low load, and rather raises the back pressure in the exhaust passage 3, which is unnecessary for the supercharger 1 and the engine 2. In consideration of causing power loss and deterioration of fuel efficiency, the exhaust gas is diverted from the turbine 4 in such an operating state. As shown in FIG. 6, the bypass valve 16 corresponds to the engine load, for example, when the rack position of the governor is within the set load range and the engine speed is within the set speed range (engine by the turbine). Drive range D)
Is closed to stop the exhaust bypass, supply the exhaust gas to the turbine 4 to drive the engine 2 by the turbine 4, and open the exhaust gas when the exhaust gas is outside the range (exhaust gas bypass region E). It is designed to be bypassed. When this relationship is shown as a graph, as shown in FIG.
In the normal operating regions D and E of the engine 2, the exhaust bypass is switched inside and outside the region surrounded by the set engine speed and the engine load (engine drive region D and exhaust bypass region E).

そしてこのようなエンジンシステムでは第8図に示す
ように、キースイッチ31、アクセルスイッチ18、クラッ
チスイッチ19、排気ブレーキスイッチ20、タービンブレ
ーキスイッチ21並びにラックセンサ22、機関回転数セン
サ23からの各検出信号が夫々コントロールユニット24の
入力回路25、A/D変換器26、波形整形器27を経てCPU28に
入力され、ここでROM29に記憶された第7図に示すマッ
プ等を下に演算処理されて出力回路30から制御信号が出
力されるようになっている。殊に、上述の排気バイパス
制御に関しては、ラックセンサ22及び機関回転数センサ
23が関与し、これらからの検出値により排気バイパス制
御D,Eが切り換えられるようになっている。
In such an engine system, as shown in FIG. 8, each detection from the key switch 31, the accelerator switch 18, the clutch switch 19, the exhaust brake switch 20, the turbine brake switch 21, the rack sensor 22, and the engine speed sensor 23 is performed. The signals are input to the CPU 28 via the input circuit 25 of the control unit 24, the A / D converter 26, and the waveform shaper 27, respectively, and are processed by the map shown in FIG. 7 stored in the ROM 29. A control signal is output from the output circuit 30. In particular, regarding the exhaust bypass control described above, the rack sensor 22 and the engine speed sensor
The exhaust bypass controls D and E can be switched depending on the detection values from these.

尚、第5図に示したエンジンシステムには、吸気過給
に加えてタービン4により機関2へ回転駆動力を付加さ
せるようにしたエンジンシステムでは相当の制動能力が
要求されることから、上述の排気エネルギ回収用のター
ビン4を反対に機関2側から駆動させ、且つその回転を
逆転させてポンプ仕事を行うブロアとして機能させるこ
とにより、従来のフットブレーキ、排気ブレーキに加え
て機関制動力を増強させる構成が採用されている。ター
ビン4とクランク軸5との間に、タービン4を正逆転さ
せるための反転装置6、並びにタービン4の正逆回転切
換時の回転慣性(スベリ)を吸収しまた回転数調整を施
す減速ギヤと流体継手とから成るカップリング機構7を
介設することにより、タービン4の正逆回転並びにクラ
ンク軸5とタービン4との間の駆動力の相互伝達を達成
させるようになっている。尚、8,9は夫々、反転装置6
を制御する油圧系及び正逆転切換時のスベリ等による発
熱を冷却する冷却用の油圧系である。また排気通路3に
は、機関2側から駆動されてブロアとして機能するター
ビン4のポンプ仕事に吸気を利用させるために、吸気通
路10からタービン4の出口側に吸気を導入する(図中、
矢印B)吸気導入路11が設けられている。この導入路11
は、これに介設された開閉弁12によって開閉制御され、
機関制動時(タービン逆転時)のみ吸気をタービン4へ
供給するようになっている。また排気通路3には、ター
ビン逆転時にこれを閉じて排気の逆流を規制する逆止弁
13が設けられている。更に過給機1とタービン4との間
には、排気ブレーキ作動に際し排気通路3を閉じるため
の排気ブレーキ弁14が設けられている。
The engine system shown in FIG. 5 requires a considerable braking ability in the engine system in which the turbine 4 adds the rotational driving force to the engine 2 in addition to the intake supercharging. By driving the turbine 4 for exhaust energy recovery from the engine 2 side in reverse, and reversing its rotation to function as a blower for pump work, the engine braking force is increased in addition to the conventional foot brake and exhaust brake. The configuration is adopted. Between the turbine 4 and the crankshaft 5, a reversing device 6 for rotating the turbine 4 in the forward and reverse directions, and a reduction gear for absorbing rotational inertia (sliding) when switching the forward and reverse rotation of the turbine 4 and adjusting the rotational speed. By interposing the coupling mechanism 7 including a fluid coupling, forward and reverse rotation of the turbine 4 and mutual transmission of driving force between the crankshaft 5 and the turbine 4 are achieved. In addition, 8 and 9 are respectively the reversing device 6
And a cooling hydraulic system for cooling heat generated by slippage when switching between forward and reverse rotation. Further, in order to use the intake air for pumping work of the turbine 4 which is driven from the engine 2 side and functions as a blower, the exhaust passage 3 is introduced from the intake passage 10 to the outlet side of the turbine 4 (in the figure,
Arrow B) An intake passage 11 is provided. This introduction route 11
Is controlled to be opened and closed by an on-off valve 12 provided on the
The intake air is supplied to the turbine 4 only during engine braking (when the turbine reverses). Further, the exhaust passage 3 has a check valve that closes the exhaust passage 3 at the time of reverse rotation of the turbine to regulate the reverse flow of exhaust gas.
13 are provided. Further, an exhaust brake valve 14 is provided between the supercharger 1 and the turbine 4 for closing the exhaust passage 3 when operating the exhaust brake.

[発明が解決しようとする問題点] ところで上述のエンジンシステムにおける各弁12〜1
4,16、特に排気バイパス機構17のバイパス弁16の開閉制
御は次のように行われていた。
[Problems to be Solved by the Invention] Each valve 12 to 1 in the engine system described above
Opening / closing control of the bypass valves 16 of the exhaust bypass mechanism 17 was performed as follows.

通常運転域D,Eにおいてクラッチスイッチ19によりク
ラッチが接続されていることが検出されたならば、機関
負荷並びに機関回転数に基づいて排気バイパス制御が行
われる。この際には、開閉弁12は常閉、排気ブレーキ弁
14は常開とされ、タービン4が正転駆動状態(機関駆動
域D)にあるときには排気通路3が開かれ(逆止弁13、
開)バイパス路15が閉じられて(バイパス弁16、閉)排
気がタービン4に供給されると共に、他方排気バイパス
状態(排気バイパス域E)にあるときには排気通路3が
閉じられる傾向にあり(逆止弁13、閉又は開)バイパス
路15が開かれて(バイパス弁16、開)、排気はタービン
4を迂回して流されるようになっている。
When it is detected by the clutch switch 19 that the clutch is connected in the normal operating regions D and E, the exhaust bypass control is performed based on the engine load and the engine speed. In this case, the on-off valve 12 is normally closed and the exhaust brake valve
14 is normally open, and when the turbine 4 is in the normal rotation drive state (engine drive range D), the exhaust passage 3 is opened (check valve 13,
The open) bypass passage 15 is closed (bypass valve 16, closed) to supply the exhaust gas to the turbine 4, while the exhaust passage 3 tends to be closed when in the exhaust bypass state (exhaust bypass area E) (reverse). The stop valve 13, closed or open) The bypass passage 15 is opened (bypass valve 16, open), so that the exhaust gas bypasses the turbine 4 and flows.

ここに、排気バイパス域Eからタービンによる機関駆
動域Dへの移行に際しては、機関2の急加速制御等の機
関運転状態の如何に拘らず、各スイッチやセンサ、殊に
ラックセンサ22や機関回転数センサ23からの検出信号に
対する演算時間やバイパス弁16開閉作動時間等相当の弁
制御時間経過後にバイパス弁16が開閉作動されることと
なっていた。
Here, at the time of shifting from the exhaust bypass area E to the engine drive area D by the turbine, regardless of the engine operating state such as the rapid acceleration control of the engine 2, each switch or sensor, especially the rack sensor 22 or the engine rotation speed is used. The bypass valve 16 is to be opened / closed after a lapse of a valve control time corresponding to the calculation time for the detection signal from the number sensor 23 or the bypass valve 16 opening / closing operation time.

しかしながら、このような制御では次のような問題が
あった。即ち、機関2を低負荷状態(排気バイパス域
E)から瞬時に加速させたい場合、この要求は機関負荷
並びに機関回転数の瞬間的な上昇がラックセンサ22及び
機関回転数センサ23によって検出されて認識される(第
7図中、Jで示す)が、バイパス弁16は相当の制御時間
経過後に閉作動されるため、機関運転状態が排気バイパ
ス域Eから機関駆動域Dに瞬間的に移行してもバイパス
弁16が閉じられるまでにバイパス路15が相当の時間開放
状態に維持されることとなり、第2図に示すように排気
バイパス域Eの最終段階ではバイパス弁16も閉じられる
方向にあって排気通路3の圧力も上昇してタービン回転
数も上昇してくるが、それまでの間(図中、Gで示す)
機関2の加速に対応して機関に多量の燃料が供給され排
気通路3内の圧力が上昇してもその上昇圧力がバイパス
路15を介して解放されてしまい、排気通路3内の圧力上
昇を十分に得ることができずタービン4の回転上昇に
“息つき”を生じて、出力応答性に段差が生じて応答性
が良くないという問題があった。即ち、機関低負荷状態
から高負荷状態への機関制御に移る際、必ず排気バイパ
ス域Eにおけるバイパス弁16の相当時間の開放状態を経
てタービン運転が制御されるため、排ガス温度、排ガス
圧力の上昇に応じたタービンのスムーズな回転上昇を得
ることができなかった。
However, such control has the following problems. That is, when it is desired to instantly accelerate the engine 2 from the low load state (exhaust gas bypass region E), this request is that the engine load and the instantaneous increase of the engine speed are detected by the rack sensor 22 and the engine speed sensor 23. Although recognized (indicated by J in FIG. 7), since the bypass valve 16 is closed after a considerable control time has elapsed, the engine operating state instantaneously shifts from the exhaust bypass region E to the engine driving region D. Even if the bypass valve 16 is closed, the bypass passage 15 is kept open for a considerable time, and as shown in FIG. 2, the bypass valve 16 is closed at the final stage of the exhaust bypass area E. As a result, the pressure in the exhaust passage 3 also rises and the turbine speed also rises, until then (indicated by G in the figure).
Even if a large amount of fuel is supplied to the engine in response to the acceleration of the engine 2 and the pressure in the exhaust passage 3 rises, the increased pressure is released through the bypass passage 15 and the pressure in the exhaust passage 3 is increased. There is a problem in that the response cannot be sufficiently obtained and "rotation" of the rotation of the turbine 4 occurs, which causes a step difference in the output response, resulting in poor response. That is, when the engine control is changed from the low engine load state to the high engine load state, the turbine operation is controlled through the opening state of the bypass valve 16 in the exhaust gas bypass area E for a corresponding time, so that the exhaust gas temperature and the exhaust gas pressure rise. It was not possible to obtain a smooth rotation increase of the turbine according to.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、排気エネルギを回収して機関を駆動するタ
ービンと、開放されてタービンから排気を迂回させるバ
イパス弁と、機関加速時機関回転数がタービンを駆動す
べくバイパス弁を閉じる機関回転数域近傍であってラッ
ク移動速度が設定速度を超えたことに応じてバイパス弁
を閉じる制御手段とを備えて構成される。
[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a turbine that recovers exhaust energy to drive an engine, a bypass valve that is opened to bypass exhaust gas from the turbine, and an engine speed during engine acceleration drives the turbine. In order to do so, the control unit is configured to close the bypass valve in the vicinity of the engine speed range for closing the bypass valve and close the bypass valve when the rack moving speed exceeds the set speed.

[作用] 本発明の作用について述べると、機関が低負荷状態
(排気バイパス域)から高負荷状態(機関駆動域)へ移
行する機関加速時に、機関回転数が機関駆動域近傍の回
転数であることを前提に機関負荷の大きな変動に対応し
てラックの移動速度が設定速度を超えたことに応じて強
制的にバイパス弁を閉じるように制御することにより、
タービンへ排気を供給する排気通路内の圧力上昇を適正
に確保して瞬間的な機関の加速制御に対して滑らかな出
力上昇を得るようになっている。
[Operation] To describe the operation of the present invention, the engine speed is a speed in the vicinity of the engine drive range during engine acceleration when the engine shifts from a low load state (exhaust bypass region) to a high load state (engine drive region). Based on the assumption that the rack movement speed exceeds the set speed in response to a large change in engine load, the bypass valve is forcibly closed and controlled.
By appropriately securing the pressure increase in the exhaust passage that supplies the exhaust gas to the turbine, a smooth output increase is obtained with respect to instantaneous engine acceleration control.

[実施例] 以下に本発明の好適実施例を添付図面に従って詳述す
る。
[Embodiment] A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

エンジンシステム自体の構成は上記従来例で説明した
ものと同様である(第5図〜第8図参照)。本発明の特
長とするところは、制御手段たるコントロールユニット
24における排気バイパス域Eから機関2を加速してター
ビン4による機関駆動域Dに機関運転が移行するに際し
ての排気バイパス制御、殊にバイパス弁16の制御にあ
り、この制御内容はCPU28における制御フローとして設
定される。
The configuration of the engine system itself is the same as that described in the conventional example (see FIGS. 5 to 8). The feature of the present invention lies in a control unit as a control means.
Exhaust gas bypass control when the engine 2 is accelerated from the exhaust gas bypass region E to the engine drive region D by the turbine 4 in 24, especially the control of the bypass valve 16, and this control content is the control flow in the CPU 28. Is set as.

以下、第1図〜第4図を参照して制御フローに従って
説明する。
Hereinafter, a control flow will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

先ず、コントロールユニット24では各種検出信号を入
力リードし計算を行うことになる。
First, in the control unit 24, various detection signals are input and read to perform calculation.

通常の排気バイパス制御Hは、クラッチスイッチ19に
よりクラッチが接続されていることが検出されたなら
ば、機関負荷並びに機関回転数に基づいて排気バイパス
制御が行われる。この際には、開閉弁12は常閉、排気ブ
レーキ弁14は常開とされ、タービン4が正転駆動状態
(機関駆動域D)にあるときには排気通路3が開かれ
(逆止弁13、開バイパス路15が閉じられて(バイパス弁
16、閉排気がタービン4に供給されると共に、他方排気
バイパス状態(排気バイパス域E)にあるときには排気
通路3が閉じられる傾向にあり(逆止弁13、閉又は開)
バイパス路15が開かれて(バイパス弁16、開)排気はタ
ービン4を迂回して流されるようになっている。
In the normal exhaust bypass control H, if the clutch switch 19 detects that the clutch is engaged, the exhaust bypass control is performed based on the engine load and the engine speed. At this time, the on-off valve 12 is normally closed, the exhaust brake valve 14 is normally open, and when the turbine 4 is in the normal rotation drive state (engine drive range D), the exhaust passage 3 is opened (check valve 13, Open bypass passage 15 is closed (bypass valve
16. While the closed exhaust gas is supplied to the turbine 4, the exhaust passage 3 tends to be closed when the exhaust gas is in the exhaust bypass state (exhaust bypass region E) (check valve 13, closed or open).
The bypass passage 15 is opened (bypass valve 16 is open), and the exhaust gas bypasses the turbine 4 to flow.

ここに本発明にあっては、機関2が排気バイパス域E
にある場合においてラックの移動速度dL/dt(Lはラッ
クの移動量)が設定速度αを超えた場合には、機関2が
相当の加速状態にあると判定して、排気バイパス域Eで
バイパス弁16を強制的に閉じる制御が実行される。具体
的には、新たな機関制御に対応するラック移動量Lがラ
ックセンサ22から入力リードされ、ラックの移動速度dL
/dtの計算が行われる。この計算は第3図に示すよう
に、微小時間dt(0.1秒程度)毎にラック移動量dLが検
出されて行われる。そして基本的には、ラックの移動速
度dL/dtが設定速度αを超えたことが判定されると、バ
イパス弁16は排気バイパス域Eで予め開放状態から強制
的に閉じられることになる。更に第4図に示すように、
機関2が排気バイパス制御の切換境界Bの近傍において
運転されている際に機関2が加速される(図中、Kで示
す)と排気バイパス域Eから機関駆動域Dに移行する場
合が多いことを考慮して、機関回転数Nが機関駆動域D
に移行し易い切換境界R近傍の回転数範囲に存在するか
否か(Na<N<Nb)をも併せて判定し、これらが満たさ
れたことに応じて機関2が排気バイパス域Eから機関駆
動域Dに移行し易い急加速状態にあるとしてバイパス弁
16を閉じ、予め機関駆動域Dの制御に移行させるように
なっている。ここに、Naは切換境界R近傍下限回転数、
Nbは切換境界R近傍上限回転数である。換言すれば、こ
れら判定条件を満たさない場合には、機関2が機関駆動
域Dに移行する可能性は少ないとしてバイパス弁16の閉
作動は行わず、低負荷状態においてバイパス弁16を閉じ
ることの弊害が生じないように設定されている。またこ
の機関回転数Nに基づく制御を行うことにより、機関低
負荷域で瞬間的にラック移動速度dL/dtが設定速度αを
超えただけではバイパス弁16が閉じられることはなく、
突然の加速感が生ずるのを防止できる。
According to the present invention, the engine 2 has the exhaust bypass area E.
When the moving speed dL / dt of the rack (L is the moving amount of the rack) exceeds the set speed α, it is determined that the engine 2 is in a considerable acceleration state, and the bypass is performed in the exhaust bypass area E. A control for forcibly closing the valve 16 is executed. Specifically, the rack movement amount L corresponding to the new engine control is input and read from the rack sensor 22, and the rack movement speed dL
/ dt is calculated. As shown in FIG. 3, this calculation is performed by detecting the rack movement amount dL at every minute time dt (about 0.1 second). Then, basically, when it is determined that the rack moving speed dL / dt exceeds the set speed α, the bypass valve 16 is forcibly closed from the open state in advance in the exhaust bypass region E. Furthermore, as shown in FIG.
When the engine 2 is accelerated (indicated by K in the figure) while the engine 2 is operated in the vicinity of the switching boundary B of the exhaust bypass control, the exhaust bypass region E often shifts to the engine drive region D. In consideration of the above, the engine speed N is determined by the engine drive range D
The engine 2 also determines whether or not it exists in the rotational speed range near the switching boundary R (Na <N <Nb), which is easy to shift to, and in response to these being satisfied, the engine 2 moves from the exhaust bypass region E to the engine. The bypass valve is assumed to be in a rapid acceleration state where it is easy to shift to the drive range D.
16 is closed and the control of the engine drive range D is performed in advance. Where Na is the lower limit rotation speed near the switching boundary R,
Nb is the upper limit rotation speed near the switching boundary R. In other words, if these determination conditions are not satisfied, it is unlikely that the engine 2 shifts to the engine drive range D, and the bypass valve 16 is not closed, and the bypass valve 16 is closed in a low load state. It is set so as not to cause harmful effects. Further, by performing the control based on the engine speed N, the bypass valve 16 will not be closed when the rack moving speed dL / dt instantaneously exceeds the set speed α in the low engine load range.
It is possible to prevent sudden acceleration feeling.

そして以後、ラック移動速度dL/dtが設定速度αを下
回ったことが判定されると、通常の排気バイパス制御に
戻されるようになっている。
After that, when it is determined that the rack moving speed dL / dt is lower than the set speed α, the normal exhaust bypass control is returned to.

他方、ラックの移動速度dL/dtが設定速度α以下であ
る場合には、通常の制御時間をかけて排気バイパス域E
から機関駆動域Dに移行させるようになっている。
On the other hand, when the moving speed dL / dt of the rack is less than or equal to the set speed α, the exhaust bypass area E is taken over the normal control time.
From the engine drive range D.

ここに設定速度αは、機関性能や一般的な機関の加速
制御において排気通路3内の排気圧力、排気温度等の上
昇率を考慮して与えられる。
Here, the set speed α is given in consideration of the rate of increase of the exhaust pressure in the exhaust passage 3, the exhaust temperature, etc. in engine performance and general acceleration control of the engine.

このように機関2の加速時排気バイパス域Eから機関
駆動域Dに移行する際に予めバイパス弁16を強制的に閉
じることにより、従来この移行制御中に介在していたバ
イパス弁16の開放による排気通路3内の圧力上昇の妨げ
でタービン4の回転上昇が遅れ、そのために出力応答性
が十分でなかったのを解消して、第2図に実線で示すよ
うに適正な圧力上昇を確保して滑らかな出力上昇を確保
することができる。
As described above, by forcibly closing the bypass valve 16 in advance when shifting from the exhaust bypass region E during acceleration of the engine 2 to the engine drive region D, by opening the bypass valve 16 that was conventionally interposed during this shift control. The rotation increase of the turbine 4 was delayed due to the obstruction of the pressure increase in the exhaust passage 3 and the output response was not sufficient. Therefore, the proper pressure increase was secured as shown by the solid line in FIG. It is possible to secure a smooth output increase.

尚、ラックを検出することに替えて、アクセルペダル
の踏込量等を検出対象としても良いことはもちろんであ
る。
Of course, instead of detecting the rack, the amount of depression of the accelerator pedal may be detected.

[発明の効果] 以上要するに本発明によれば次のような優れた効果を
発揮する。
[Effects of the Invention] In summary, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.

排気エネルギを回収して機関を駆動するタービンから
排気を迂回させて機関運転を制御するバイパス弁を、機
関加速時機関回転数がタービンを駆動すべくバイパス弁
を閉じる機関回転数域であってラックの移動速度が設定
速度を超えたことに応じて制御手段により予め閉じるよ
うにしたので、機関駆動域に移行し易い機関回転数を前
提としてラックにより機関加速状態を判定して排気バイ
パス域であってもタービンへ排気を供給する排気通路内
の圧力上昇を適正に確保でき、通常の機関低負荷に対応
する排気バイパス制御に支障を与えることなく、機関加
速に応じた滑らかな出力上昇を得ることができる。
The bypass valve that controls the engine operation by collecting exhaust energy and bypassing the exhaust gas from the turbine that drives the engine, and the engine rotation speed during engine acceleration is a rack in the engine speed range where the bypass valve is closed to drive the turbine. When the moving speed of the engine exceeds the set speed, the control means closes it in advance.Therefore, the engine acceleration state is determined by the rack on the assumption of the engine speed that easily shifts to the engine drive range, and the exhaust bypass range is set. Even if the pressure rise in the exhaust passage that supplies the exhaust gas to the turbine is properly secured, a smooth output increase according to the engine acceleration can be obtained without hindering the exhaust bypass control that corresponds to the normal low engine load. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の実施例を示すターボコンパウンドエン
ジンの制御に採用されるフローチャート、第2図は機関
出力と制御時間との関係を示すグラフ、第3図はラック
移動速度の検出内容を説明する図、第4図はバイパス弁
の制御マップを示す図、第5図は本発明が採用されるタ
ーボコンパウンドエンジンの一例を示す系統図、第6図
はバイパス弁の制御ロジックを示す回路図、第7図はバ
イパス弁の制御マップを示す図、第8図はターボコンパ
ウンドエンジンの制御系統を示す回路図である。 図中、2は機関、4はタービン、16はバイパス弁、24は
制御手段たるコントロールユニットである。
FIG. 1 is a flow chart used for controlling a turbo compound engine showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the relationship between engine output and control time, and FIG. FIG. 4, FIG. 4 is a diagram showing a control map of a bypass valve, FIG. 5 is a system diagram showing an example of a turbo compound engine in which the present invention is adopted, and FIG. 6 is a circuit diagram showing a control logic of the bypass valve, FIG. 7 is a diagram showing a control map of the bypass valve, and FIG. 8 is a circuit diagram showing a control system of the turbo compound engine. In the figure, 2 is an engine, 4 is a turbine, 16 is a bypass valve, and 24 is a control unit as a control means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−38127(JP,A) 特開 昭61−169624(JP,A) 特開 昭60−8425(JP,A) 特開 昭58−106153(JP,A) 実開 昭61−62248(JP,U) 実開 昭59−52139(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-61-38127 (JP, A) JP-A-61-169624 (JP, A) JP-A-60-8425 (JP, A) JP-A-58- 106153 (JP, A) Actually opened 61-62248 (JP, U) Actually opened 59-52139 (JP, U)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】排気エネルギを回収して機関を駆動するタ
ービンと、開放されてタービンから排気を迂回させるバ
イパス弁と、機関加速時機関回転数がタービンを駆動す
べくバイパス弁を閉じる機関回転数域近傍であってラッ
ク移動速度が設定速度を超えたことに応じてバイパス弁
を閉じる制御手段とを備えたターボコンパウンドエンジ
ン。
Claim: What is claimed is: 1. A turbine that recovers exhaust energy to drive an engine, a bypass valve that is opened to bypass exhaust from the turbine, and an engine speed at which the engine speed during engine acceleration closes the bypass valve to drive the turbine. A turbo compound engine having control means for closing a bypass valve when the rack moving speed exceeds a set speed in the vicinity of the range.
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