JPH01117939A - ターボコンパウンドエンジン - 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、機関動力を吸収して減速さ迂るためのパワー
タービンを備えたターボコンパウンドエンジンに係り、
特にそこから得られる制動力を制御できるターボコンパ
ウンドエンジンに関する。

［従来の技術］ 一般に大型バスやトラック等の車両にあっては、摩擦力
を利用して制動力を得て車両を停止させる機械式ブレー
キの他に、機関動力を吸収して制動力を得て減速させる
ように構成したターボコンパウンドエンジンがある。

−例としては、エンジンの排気系にパワータービンを備
え、゛そのパワータービンを逆転させて制動力を得るよ
うに構成したターボコンパウンドエンジン（特願昭６１
−２２８１０７号）がある。

この提案は第７図に示されるように排気ガスエネルギを
回収するパワータービンａを排気通路すに介設すると共
に、そのタービンａより上流の排気通路すにそのタービ
ンａを迂回する通路Ｃを接続し、排気ブレーキ作ｗＪ時
で且つ上記タービンａにクランク軸ｄから駆動力が伝達
されたときに、通路Ｃと並列の排気通路すを閑じると共
に通路Ｃを開く通路切換手段Ｃを設けてターボコンパウ
ンドエンジンを構成したものである。

［発明が解決しようとする問題点１ 上述のパワータービンａによる制動力は、その吐出側を
絞り制御することによってｗ４節できるものであり、ア
クセルペダルやブレーキペダル等の既存の手段に接続さ
れ、例えばその踏み込み量に応じて制御されるターボコ
ンパウンドエンジンの提案が望まれていた。

またパワータービンａのタービンの経時汚れに起因して
パワータービンａの性能が低下した際、パワータービン
ａの洗浄あるいは交換作業は煩雑であり、パワータービ
ンａの性能が低下してもそれを洗浄・交換せずにその性
能を向上させることができる容易な対策の提案が望まれ
ていた。

Ｌ問題点を解決するための手段〕 本発明は上記目的を達成するために、排気通路に介設さ
れてクランク軸と反転ｍＷで？！枯されたパワータービ
ンと、このタービンの上流から分岐された排気バイパス
通路の途中に着脱自在に設けられた固定絞りと、この固
定絞りの下流に設けられた流量制御用可変弁と、この可
変弁の下流に設けられ上記タービンの反転時に開作動さ
れる開閉弁と、上記バイパス通路の分岐上流に設けられ
上記タービンの反転時に閉作動される開閉弁とを設けた
ものである。

［作用１ 排気バイパス通路にはこれの管路抵抗を決定する固定絞
りが設けられている。また、この固定絞りの下流には排
気バイパス通路を通過する流体の流邑を制御する可変弁
が設置」られている。パワータービンによる制動力とこ
れの下流に設けられた可変弁の開度との一般的な関係は
、実験的には第４図に示された関係を有している。即ち
、可変弁が全１ｆａＡあるいは全閉Ｃのときは制動力は
最小で、可変弁を閉じていく、あるいは問いていくにし
たがい制動力は上昇し、ある開度Ｂで最大値をとるとい
う関係を有している。よって、パワータービンの反転時
に可変弁の下流の開閉弁が開作動、他方の開閉弁が開作
動され、排気バイパス通路に流体が導入されたときに、
可変弁の開度を変えることにより制動力をＩＩＪ　ｔｉ
ｌｌできる。

また固定絞りは排気バイパス通路にＷＩ８２自在に取り
付けられており、必要とあらば交換できる。

［実施例］ 以下に、本発明の好適実施例を添付図面に基づいて説明
するる 第１図に示されるようにエンジン１は吸気ボート２．排
気ボート３を有している、また吸気ボート２には吸気通
路４が接続され、排気ボート３には排気通路５が接続さ
れている。ターボ過給機６のコンプレッサ６ｂは吸気通
路４の最上流に介設されており、排気通路５の最上流に
はターボ過給機６のタービン６ａが位置されている。そ
してタービン６ａの下流には排気エネルギを回収するパ
ワータービン７が介設されている。

排気通路５には、パワータービン７を迂回するように設
けられた排気バイパス通路８が接続部５２゜５３におい
て接続されている。また、吸気通路４に設けられたエア
ークリーノ゛５０の下流から分岐して、パワータービン
７と排気バイパス通路８の接続部５３の間の排気通ｊ１
５に接続される吸気バイパス通路９が設けられている。

接続部５３近傍の排気バイパス通路８には、図中右方向
即ち流れ方向に沿って順次、排気バイパス通路８の管路
抵抗を決定するための板部材から成る着脱自在な固定絞
り１０゜流量を調節する可変弁５１．排気バイパス通路
８をｒＭ関する開閉弁１１が設けられている。可変弁５
１はアクヒルペダル５４にリンク５５を介して接続され
ている。吸気バイパス通路９の上流には吸気バイパス通
路９をｆｆ１ｒｌ’ｌするための開閉弁１２が設けられ
る。

また、排気バイパス通路８の排気通路５への２つの接続
部５２．５３上流の排気通路５には、それぞれ排気通路
５を開閉するための開閉弁１３．１４が設けられている
。可変弁５１は第２図に示すように固定部６１と可動部
６２とからなり、可動部６２がアクセルペダル５４にリ
ンク５５を介して接続され、アクセルペダル５４を踏ん
でいないときは略半開、即ち、第４図の８の状態、踏み
込み吊が増すにしたがって次第に閉じられる、即ち第４
図のＣの状態に近付くように構成されている。即ち、こ
の場合、第４図のＢ−０間の特性を利用している。

開閉弁１１．１２．１３．１４は本実施例にあっては電
磁弁から成る。

パワータービン７の軸１５とエンジン１のクランク軸１
６との間には、パワータービン７の回転駆動力をクラン
ク軸１Ｇに戻すと共に、逆のクランク軸１６の回転駆動
力をパワーター、ビン７に伝達するように構成された反
転機構１７が介設されている。また、パワータービン７
用の回転数センサ４１が軸１５近傍に設けられている。

また、第３図に示されるようにパワータービン７により
制動力を得るようにするときに、開閉弁１３、１４を閉
じ、１１．１２を間けるような制御をするコントロール
用セット４２が設けられている。

コント・ロール用セット４２の入力はエンジン１のクラ
ッチスイッチ５Ｇの０Ｎ−ＯＦＦ信号、アクセルスイッ
チ５７の０Ｎ−ＯＦＦ信号、第１タービンブレーキスイ
ツチ５８の０Ｎ−ＯＦＦ信号、可変弁５１とアクセルペ
ダル５４との連動を可能にする連動スイッチとして作動
する第２タービンブレーキスイツチ５９の０Ｎ−ＯＦＦ
信号であり、出力は上記切換弁１１．１２．１３．１４
、反転機構１１への制御信号である。

アクセルスイッチ５７と第２タービンブレーキスイツプ
５９は並列配線されている。また、第２タービンブレー
キスイツチ５９がＯＮのとき燃料カット６０が実行され
るように構成されている。

次に以上の構成を有する装置の作用を説明する。。

自動車制動時にクラッチスイッチ５Ｇ、アクセルスイッ
チ５７．第１タービンブレーキスイツチ５８が全てＯＮ
されると、反転機構１７によりパワータービン７にクラ
ンク軸１Ｇの回転力が伝達される。そしてそれまで開か
れていた開閉弁１３．１４が関しられ、１１、１２が開
かれると排気バイパス通路８に気体が流れる。そしてパ
ワータービン７は正転から逆転する。その結果、パワー
タービン７による制動力が得られる。このとき制動力を
弱めたい場合、即ち自動車を加速したい場合には、第２
タービンスイツチスイツチ５９をＯＮにしてアクセルペ
ダル５４を踏み込めばよい。この踏み込みに伴い、第４
図の［３−０間に示されるようにパワータービン７によ
り制動力は時下する。この間、燃料は供給されていない
。

よってパワータービン７によるちり動力をアクセルペダ
ル５４の踏み込み量により制御できることになる。

また、パワータービン７の羽根は使用していけば次第に
汚れて、その性能が低下するが、固定絞り１０は排気バ
イパス通路１８に着脱自在に設けられているので、固定
絞り１Ｇを交換することによりその性能回復ができる。

また。固定絞り１０は板材で構成されているので、その
交換も容易である。

尚、上記実施例ではアクセルペダル５４の踏み込み量に
応じた制動力制御の例を示したが、第５図に示すように
、ブレーキペダル０５の踏み込み量に応じた制御もでき
る。これは第３図の第２タービンブレーキスイツチ５９
をプレー４ペダル６５とリンク５５との連結を可能にす
るように構成し、ブレーキペダル６５の、踏み込み量が
ゼロのどき可変弁５１の可動部６２が全問、踏み込み団
の増加に従い可動部６２が次第に開かれていく構造とし
たちので、これも第４図のＢ−０間の特性を利用したも
のである。

可動１！１ｌｓ６２の開度は第４図の８のところまで閑
じられるように構成されている。つまり可変弁５１が開
けられるにしたがい制動力が上昇するわけであり、これ
を利用する場合というのは上述の実Ａ例とは逆に制動力
増加を期待する場合である。

具体的には例えばエンジンブレーキ、排気ブレーキを順
次作動させた後、更にルリ動力が必要な場合、ブレーキ
のペダル６５の遊び代を利用して、この間の踏み込みｍ
に応じた制動力を得ようとするものである。

また、第４図のΔ−Ｂ間の特性の利用をしたυ１勅力制
御の一例が第６図に示されている。これはブレーキペダ
ル６５ど連動させた場合の例であり、ブレーキペダル６
５の踏み込みに伴い可動部６２は開くように構成されて
いる。その最大開度は第４図の８であるように構成され
ている。

更に、アクセルペダル５４と運動さ迂て第４図のＡ−［
３の特性を利用してもよいことは勿論である。

加えて、上記実施例では排気バイパス通路８は接続部５
２において排気通路から分岐され接続部５３において排
気通路５に合流する構造のターボコンパウンドエンジン
について説明したが、排気バイパス通路８は接続部５２
において分岐された後に排気通路５に合流されなくても
よい。

当然のことながら、これらの場合においても上記実施例
で述べた作用及び効果が期待できる。

［１明の効果］ 以上説明したことから明らかなように、この発明によれ
ば次の如き優れた効果を発揮する。

（１）　　排気通路に介設されてクランク軸と反転機構
で連結されたパワータービンによる制動中にパワーター
ビンを回転させる空気の通路となる排気バイパス通路に
可変弁を設けたので、パワータービンによる制動力を制
御できる。

ｆ２３　　排気バイパス通路に着脱自在に固定絞りを設
けたので、固定絞りを交換することによりパワータービ
ンの性能を容易に回復できる。

【図面の簡単な説明】

第゛１図はこの発明の好適実施例を示すシステムの全体
図、第２図は第′１図の要部拡大図、第３図はコントロ
ール用セットを中心としたブロック図、第４図は絞り面
積と制動力の関係を示した図、第５図及び第６図は本発
明の他の実施例を示す図、第７図は従来例を示す図であ
る。 図中、５は排気通路、７はパワータービン、８は排気バ
イパス通路、１０は固定絞り、１１．１３はｌ１１ｒｙ
＋弁、１Ｇはクランク軸、１７は反転機構、５１は可変
弁である。 特許出願人　　い寸ず自動車株式会社 代理人弁理士　絹　　谷　　信　　雄 ５排気通路 ７バワータービン ８排気バイパス通路 ９吸気バイパス通路 １０固定絞り １１〜１４開閉弁 １６クランク軸 １７反転機構 ５１可変弁 第１図 ご 第２図 抱３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気通路に介設されてクランク軸と反転機構で連
   結されたパワータービンと、該タービンの上流から分岐
   された排気バイパス通路の途中に着脱自在に設けられた
   固定絞りと、該固定絞りの下流に設けられた流量制御用
   可変弁と、該可変弁の下流に設けられ上記タービンの反
   転時に開作動される開閉弁と、上記バイパス通路の分岐
   上流に設けられ上記タービンの反転時に閉作動される開
   閉弁とを備えたことを特徴とするターボコンパウンドエ
   ンジン。
2. （２）上記可変弁が、アクセルペダルの踏み込み量に応
   じて開度制御されるように構成された上記特許請求の範
   囲第１項記載のターボコンパウンドエンジン。
3. （３）上記可変弁が、ブレーキペダルの踏み込み量に応
   じて開度制御されるように構成された上記特許請求の範
   囲第１項記載のターボコンパウンドエンジン。