JPH01116233A - ターボコンパウンド内燃機関制御装置 - Google Patents

ターボコンパウンド内燃機関制御装置

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Publication number
JPH01116233A
JPH01116233A JP62320399A JP32039987A JPH01116233A JP H01116233 A JPH01116233 A JP H01116233A JP 62320399 A JP62320399 A JP 62320399A JP 32039987 A JP32039987 A JP 32039987A JP H01116233 A JPH01116233 A JP H01116233A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
power turbine
lock
flow rate
control device
Prior art date
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Pending
Application number
JP62320399A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Nihongi
茂 二本木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP62320399A priority Critical patent/JPH01116233A/ja
Publication of JPH01116233A publication Critical patent/JPH01116233A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F02B41/02Engines with prolonged expansion
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

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内燃機関に設けた流体継
手のロックアツプ制御装置に関するものである。
【従来の技術】
ターボチャージャーの後段に排気ガスよりエネルギーを
回収するパワータービンを接続し、回収エネルギーをク
ランク軸に伝達するようにしたターボコンパウンド内燃
機関に関する文献としては、例えば、実開昭59−99
133号公報がある。 また、パワータービンへ供給する排気ガスの量を、排気
ガスのエネルギー状態を検出することによって制御する
技術としては、例えば、特願昭61−245066号の
技術がある。これに於いては、パワータービンへ排気ガ
スを流すか流さないかを、排気バイパス用電磁弁の開閉
によって行うこととし、その開閉をエンジン回転数と燃
料噴射制御装置のラック位置との検出信号によって決め
ている。
【発明が解決しようとする問題点】
(問題点) 前記した従来技術には、次のような問題点があった。 第1の問題点は、パワータービンからクランクシャフト
へエネルギーを伝えるに際し、ロスが大きいという問題
点である。 第2の問題点は、排気ガスのエネルギー状態を検出する
のに、エンジン回転数と燃料噴射制御装置のラック位置
とを検出して行っていたのでは、排気ガスのエネルギー
状態に対応した適切な制御が行えないという問題点であ
る。 (問題点の説明) 先ず、ロスについてであるが、回収したエネルギーをパ
ワータービンからクランクシャフトへ伝達する経路中に
は流体継手を用いているが、それにはロックアツプ機構
が施されていなかった。流体のみによって回転力を伝え
るとロスが大きく、折角回収したエネルギーの一部が″
、流体継手のところで失われてしまっていた。 次に、適切な制御についてであるが、適切な制御が出来
ない第1の原因は、パワータービンへ供給される排気ガ
スのエネルギー状態を、その排気ガスから直接検出した
信号によって行うのではなく、エンジン回転数や燃料噴
射制御装置のラック位置という言わば間接的な信号によ
って行っていたことにある。 例えば、エンジン回転数やラック位置の変化とパワータ
ービンへ供給される排気ガスのエネルギー状態の変化(
流量変化)との間には時間的な遅゛れがあり、適切な制
御が行えない。 第2の原因は、排気ガス再循環制御(排気ガスの一部を
吸気側へ戻す制御・・・EGRlIIJ)が行われると
、吸気側へ戻される排気ガスの量の変化に応じて外部へ
排出される排気ガス(パワータービンに供給される排気
ガスに他ならない)の量が変わってしまうことにある。  ゛ このような原因があいまって、制御が適切でなくなる。 本発明は、以上のような問題点を解決することを目的と
するものである。
【問題点を解決するための手段】
前記問題点を解決するため、本発明では、パワータービ
ンに連結される流体継手中にロックアツプ機構を設ける
と共に、パワータービンへ供給する排気ガスのエネルギ
ー状態を排気ガスから直接に検出し、それに基づき前記
ロックアツプ機構を制御すべく、次のような手段を講じ
た。 即ち、本発明のターボコンパウンド内燃機関制御装置で
は、排気ガス再循環制御装置の排気ガス分岐口より下流
で且つ排気ガスによって回転されるパワータービンより
上流の位置に設けた排気ガス流量検出センサの検出信号
を基に、前記パワータービンに連結された流体継手中に
設けたロックアツプ機構を制御することとした。
【作   用】
パワータービンに連結された流体継手中のロックアツプ
機構をロックアンプすれば、パワータービンの回転力を
ロスの少ない状態で回収することが可能となる。 排気ガス再循環制御装置の排気ガス分岐口より下流で排
気バイパス用電磁弁より上流の位置に存在する排気ガス
は、もはや他へは分岐しないから、この位置のエネルギ
ー状態でパワータービンへ供給されることになる。 従って、この位置での排気ガスのエネルギー状態を流量
センサで検出し、この検出信号によりロックアツプ機構
を制御すれば、流れて来る排気ガスのエネルギー状態に
応じた適切な制御をすることが出来る。
【実 施 例】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明
する。 第1図に、本発明の実施例にかかわるターボコンパウン
ド内燃機関制御装置、第2図にブロック構成図、第4図
にフローチャートを示す。 第1図、第2図において、1はターボチャージャー、2
はシリンダヘッド、3はピストン、4はクランクシャフ
ト、5は流体継手、6は歯車機構、7は排気パイプ、?
−1は排気ガス分岐口、8はパワータービン、9はコン
トロールユニット、9−1はインタフェース、9−2は
cpu <中央演算処理装置)、9−3はROM、9−
4は出力回路、9−5は波形整形回路、10は排気ガス
再循環制御用電磁弁、11は油圧パイプ、12はロック
アツプOFF用電磁弁、13はロックアツプON用電磁
弁、15は流量センサ、17はエンジン回転数センサ、
1Bは増幅器である。 流量センサ15としては、重量流量センサを使用するの
が好ましい、なぜなら、排気ガスのエネルギー状態は、
重量流It(これは排気ガスの圧力とも一定の関係を有
している)を検出することによって知ることが出来るか
らである。なお、体積流量センサを用いた場合には、排
気ガスの温度による補正を行う必要がある。 ターボチャージ中−1を通った排気ガスは、排気ガス再
循環制御が行われている時には、排気ガス分岐口?−1
より一部が吸気側へ戻され、残りが排気パイプ7に流れ
て来る。 排気ガスのエネルギー状態を検出するセンサとしての流
量センサ15を、排気ガス分岐ロアー1より下流でパワ
ータービン8より上流の位置に設置する。流量センサ1
5からの検出信号はコントロールユニット9に入カスる
。 第2図に示すように、流量センサ15の検出信号は、増
幅器18.インタフェース9−1を経てCPU9−2に
入力される。ここで所要の演算が施された後、出力回路
9−4よりロックアツプOFF用電磁弁12およびロッ
クアツプON用電磁弁13を制御する信号が出される。 第3図に、第1図のAの部分の詳細図を示す。 第3図において、第1図と同じ符号のものは、第1図と
同じものである。そして、5−1.5−2は流体接手本
体、5−3.5−4はロックアツプクラッチ、5−5は
軸、5−6は歯車機構、5−7は軸、5−8は油室、1
2−1.13−1はコイル、12−2.13−2は弁、
A、Bは弁の位置を示す、油室5−8には、油が充満さ
れている。 ロックアツプクラッチ5−3.5−4、ロ7クアップO
FF用電磁弁12、ロックアンプON用電磁弁13等で
、ロックアツプ機構を構成している。 次に動作を説明する。 (11ロックアツプ機樽OFF時 この時は、弁12−2がBの位置、弁13−2がAの位
1にされ、油が一点鎖線の方向に供給される。すると、
ロックアツプクラッチ5−3は左方に押され、ロックア
ンプクラッチ5−4から離れる。 パワータービン8の回転は、先ず歯車機構5−6、ロッ
クアツプクラッチ5−4を経て流体接手本体5−1に伝
えられる。流体接手本体5−1の回転は、充満されてい
る流体を介して流体接手本体5−2に伝えられる。この
回転は、軸5−5→歯車機構6→クランクシャフト4へ
と伝えられる。 (2)  ロックアンプ機構08時 この時は、弁12−2がAの位置、弁13−2がBの位
置にされ、油が実線の方向に供給される。 すると、ロックアツプクラッチ5−3は右方に押され、
ロックアツプクラッチ5−4に密着する。 パワータービン8の回転は、ロックアツプクラッチ5−
4−ロックアツプクラッチ5−3→軸5−5−歯車機構
6−クランクシャフト4へと伝えられる。 さて、パワータービン8に排気ガスが供給されるとパワ
ータービン8が回転し、その回転力は、流体継手5−歯
車機構6−クランクシャフト4へと伝えられる。これに
より、排気ガスに含まれているエネルギーが一部回収さ
れる。 しかし、排気ガスのエネルギー状態が低い時にロックア
ンプ機構をONにすると、却ってエンジンに負担がかか
り得策ではないので、ONはある程度以上の流量がある
時にする。そこで、流量に関する基準値を適宜決定して
おき、検出した流量がそれより大か小かでロックアツプ
機構をONまたはOFFすることとする。 その場合、ロックアンプ機構のチャタリングを防止する
ため、ロックアツプm構を0FF−4ONにする流量(
Q7)と、0N−4OFFにする流量(QL )との間
には差を持たせる。即ち、第5図に示すような制御ヒス
テリシスを持たせる。 第4図は、本発明の実施例のフローチャートを示す、ス
テップ■でロックアツプしているか、即ち、ロックアツ
プ機構がONしているかどうかをチ昇ツクしているのは
、流量QLでOFFしたらよいのか、流量Q、でONし
たらよいのかの判別をするためである。 以上の制御は、第5図に示すような制御ヒステリシスに
よって行う場合であるが、流量と共に、エンジン回転数
をも考慮して、第6図に示すような制御マツプによって
行ってもよい、この時は、第2@の点線で示したように
、エンジン回転数センチ17により検出したエンジン回
転数をコントロールユニット9に入力する。 第6図において、nはエンジンの全出力曲線であり、斜
線を施した領域ではロックアンプ機構をONとし、全出
力曲線nより下の上記領域以外の領域ではOFFとする
。 領域を区切るQ+ 、?L 、Ntの値については、以
下の通りである。排気ガスの流量が低かったりエンジン
回転数が低い時は、ロックアツプ機構をoNしても却っ
てエンジンに負担をかけることになってしまうので、そ
れらに下限Q+ 、Ntを設け、それ以下の時にはロッ
クアツプ機構をOFFとする。また、エンジン回転数が
ある値N!以上に上がると、パワータービン8がオーバ
ーランして強度面で不安が出て来るので、それ以上では
OFFとする。 なお、流量は過渡時の影響や排気の息つぎ状態により変
化するので、1回の検出データで判定して制御信号を発
してしまうと誤作動する恐れがある。そこで、複数回(
例えば、10回)の検出データの平均値を基に、制御信
号を発するか否かを判定するようにした方が良い。
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のターボコンパウンド内燃機関
制御装置では、排気ガス再循環制御装置の排気ガス分岐
口より下流で且つ排気ガスによって回転されるパワータ
ービンより上流の位置に設けた排気ガス流量検出センサ
の検出信号を基に、前記パワータービンに連結された流
体継手中に設けたロックアツプ機構を制御することとし
たので、第1に、パワータービンによって回収するエネ
ルギーのロスが少なくなった。 第2に、排気ガスのエネルギー状態を、排気ガスから直
接検出し、それに応じてロックアンプ機構を制御するの
で、時間遅れのない適切な制御を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図・・・本発明の実施例にかかわるターボコンパウ
ンド内燃機関制御装置 第2図・・・本発明の実施例のブロック構成図第3図・
・・第1図のへの部分の詳細図第4図・・・本発明の実
施例のフローチャート第5図・・・本発明の実施例の制
御ヒステリシス第6図・・・本発明の実施例の制御マツ
プ図において、lはターボチャージャー、2はシリンダ
ヘッド、3はピストン、4はクランクシャフト、5は流
体継手、6は歯車機構、7は排気パイプ、?−1は排気
ガス分岐口、8はパワータービン、9はコントロールユ
ニット、10は排気ガス再循環制御用を磁弁、11は油
圧パイプ、12はロックアツプOFF用電磁弁、13は
ロックアツプON用電磁弁、15は流量センサ、17は
エンジン回転数センチ、18は増幅器である。 特許出願人  いすり自動車株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  排気ガス再循環制御装置の排気ガス分岐口より下流で
    且つ排気ガスによって回転されるパワータービンより上
    流の位置に設けた排気ガス流量検出センサと、前記パワ
    ータービンに連結された流体継手中に設けたロックアッ
    プ機構を該排気ガス流量検出センサの検出信号を基に制
    御する手段とを少なくとも備えたことを特徴とするター
    ボコンパウンド内燃機関制御装置。
JP62320399A 1987-12-18 1987-12-18 ターボコンパウンド内燃機関制御装置 Pending JPH01116233A (ja)

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JP62320399A JPH01116233A (ja) 1987-12-18 1987-12-18 ターボコンパウンド内燃機関制御装置

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JP62320399A JPH01116233A (ja) 1987-12-18 1987-12-18 ターボコンパウンド内燃機関制御装置

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JP62272349A Division JPH01116232A (ja) 1987-10-28 1987-10-28 ターボコンウンド内燃機関制御装置

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JP (1) JPH01116233A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014152763A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd エンジンの排ガスエネルギー回収装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014152763A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd エンジンの排ガスエネルギー回収装置

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