JPH04303128A - タ−ボチャ−ジャ油切れ防止装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ターボチャージャ油切
れ防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの出力を増大する手段の一つと
してターボチャージャが用いられている。ターボチャー
ジャは、タービンハウジング内のタービンインペラと、
ブロワハウジング内のブロワインペラとをセンタハウジ
ング内を貫通する回転軸に固着し、エンジンの排気ガス
を前記タービンハウジング内に導いてタービンインペラ
を高速回転させ、タービンインペラと共回りするブロワ
インペラによって、エアクリーナを通過した空気を圧縮
し、吸気マニホールドを介してエンジンのシリンダに送
っている。前記回転軸は、センタハウジングに挿嵌され
た軸受によって支えられ、回転軸と軸受との摺動面の潤
滑は、センタハウジング上部に設けられた潤滑油入口か
ら流入し、センタハウジング下部に設けられた潤滑油出
口から流出する潤滑油によって行われる。通常、前記潤
滑には、潤滑油ポンプを介してエンジンオイルパンから
センタハウジングに供給されるエンジン潤滑油が用いら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】エンジンを始動すると
、排気ガスエネルギーによりターボチャージャは回転を
始めるが、前記オイルパンから送られる潤滑油がターボ
チャージャに到達するまでに、ある程度の時間を必要と
する。従ってエンジン始動当初は、ターボチャージャの
軸受部分が十分に潤滑されない状態で回転することにな
り、軸受部分が摩耗し、時には回転軸と軸受との焼付き
を引き起こす。そこで運転者は、始動後直ちにエンジン
回転速度を急上昇させたり、急激に負荷運転を行ったり
しないよう注意している。

【０００４】しかし、ターボチャージャのタービンイン
ペラは、排気ガスエネルギーを受けると、潤滑状態の良
否にかかわらず回転を始める。従って上記の注意をして
も、長時間にわたって運転を休止していたエンジンを始
動する場合、あるいは潤滑油粘度が高くなる厳寒季にエ
ンジンを始動する場合などにおいては、必ずしも軸受部
分の油切れを防止することができず、回転軸や軸受の摩
耗が促進されることになる。

【０００５】本発明は上記従来の問題点に着目し、ター
ボチャージャに潤滑油が到達するまでの間はターボチャ
ージャの回転を止め、潤滑油の到達を確認した上でター
ボチャージャを回転させることができるような、ターボ
チャージャ油切れ防止装置を提供することを目的とする
。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るターボチャージャ油切れ防止装置は、タ
ーボチャージャに流入する潤滑油の流量または圧力を検
出する手段と、エンジンの排気ガスをターボチャージャ
のタービンハウジングに導く排気ガス経路と排気ガスを
前記ターボチャージャを通さず直接マフラに導く経路と
の切換えを行う手段と、前記各手段の制御手段とによっ
て構成され、このような構成において、排気ガス経路の
切換え手段が、エンジンの排気マニホールドに接続した
排気管と、ターボチャージャの排気ガス入口と、ターボ
チャージャの排気ガス出口とマフラとを結ぶ排気管から
分岐するバイパス管とをそれぞれ接続した三方弁と、こ
の三方弁の通路を切換える制御装置とからなり、前記制
御装置が、エンジン始動用キースイッチをＯＮにすると
、三方弁のバイパス管路を開き、ターボチャージャの潤
滑流量または潤滑油圧力が限界値以上になると、三方弁
のバイパス管路を閉じる制御手順を備えたコントローラ
を用いるものとした。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、エンジンの排気ガスをター
ボチャージャのタービンハウジングに導く排気ガス経路
と、ターボチャージャを通さず直接マフラに導く経路と
の切換えを行う三方弁を設け、ターボチャージャ潤滑油
の流量または圧力が限界値以上になった後、ターボチャ
ージャに排気ガスを導く制御装置を用いることにしたの
で、エンジン始動時はターボチャージャが回転しない。 従って、潤滑不十分の状態でターボチャージャが駆動さ
れることはなく、油切れによる軸受部分の異常摩耗や焼
付きを確実に防止することができる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明に係るターボチャージャ油切れ
防止装置の実施例について、図面を参照して説明する。 図１において、ターボチャージャ１は、タービンインペ
ラ１ａを備えたタービンハウジング１ｂと、ブロワイン
ペラ１ｃを備えたブロワハウジング１ｄと、回転軸１ｅ
を保持するセンタハウジング１ｆとからなり、前記ター
ビンハウジング１ｂの排気ガス入口と、エンジン本体２
に固着された排気マニホールド３との間に、三方弁４と
排気管５とが連結されている。また、前記ブロワハウジ
ング１ｄの空気入口には、エアクリーナ６を備えた吸気
管７が固着され、空気出口と、エンジン本体２に固着さ
れた吸気マニホールド８との間には、吸気管９が連結さ
れている。

【０００９】前記三方弁４は、両端が排気管５およびタ
ービンハウジング１ｂの排気ガス入口にそれぞれ接続さ
れ、残りの一端は、タービンハウジング１ｂの排気ガス
出口とマフラ１０とを結ぶ排気管１１から分岐するバイ
パス管１１ａに接続されている。三方弁４は、排気管５
を流れる排気ガスの進路を、タービンハウジング１ｂと
バイパス管１１ａとのいずれかに切換えるもので、切換
え操作は、コントローラ１２の出力配線１２ａに接続さ
れた三方弁切換えアクチュエータ４ａによって行われる
。三方弁切換えアクチュエータ４ａは、図２に示すよう
にソレノイド４ｂと、コア４ｃに連結されたバルブ４ｄ
と、戻しばね４ｅとで構成されている。コントローラ１
２からの指令電流によってソレノイド４ｂが励磁され、
コア４ｃが吸引されると、タービンハウジング１ｂに向
かう排気ガス通路をバルブ４ｄが閉鎖し、コントローラ
１２の指令電流が切れてソレノイド４ｂが消磁されると
、バイパス管１１ａへの通路が閉鎖される。なお、図示
しない三方弁パイロットランプが前記出力配線１２ａと
並列に設置され、三方弁切換えアクチュエータ４ａのソ
レノイド４ｂが励磁されると、前記パイロットランプが
点灯する。

【００１０】エンジンのオイルパン１３からターボチャ
ージャ１に送られる潤滑油の配管１４は、センタハウジ
ング１ｆの上面に連結され、ターボチャージャ１の軸受
部分を潤滑した油はセンタハウジング１ｆの下面とオイ
ルパン１３との間に設けられた配管を通ってオイルパン
１３に戻される。前記配管１４のセンタハウジング１ｆ
上面付近には、フローセンサ１５が装着され、フローセ
ンサ１５の出力配線１５ａはコントローラ１２に接続さ
れている。また、エンジンの始動・停止を行うキースイ
ッチ１６と前記コントローラ１２とは、配線１７で接続
されている。

【００１１】図３は上記実施例における制御システムの
構成を示すブロック図で、キースイッチ１６をＯＮに操
作することによって、三方弁切換えアクチュエータ駆動
指示手段２１が作動し、三方弁はターボチャージャの排
気ガス入口への通路を閉じ、バイパス管への通路を開く
。同時にコントローラ１２を介してフローセンサ１５が
作動し、エンジン始動スイッチ１６ａをＯＮに操作する
ことによって、フローセンサ１５の出力信号がコントロ
ーラ１２に入力される。コントローラ１２内では、前記
フローセンサ１５の検出信号に基づいて、流量演算手段
２２がターボチャージャ１に流入する潤滑油流量を演算
し、その結果を流量判定手段２３に入力する。流量判定
手段２３は前記潤滑油流量演算結果を、限界流量設定・
記憶手段２４が出力する限界流量と比較し、判定結果を
三方弁切換えアクチュエータ駆動指示手段２１に入力す
る。指示手段２１は前記判定結果信号に基づいて三方弁
切換えアクチュエータ４ａに対する指令電流を制御する
。

【００１２】図４は上記制御を実行するフローチャート
である。同図において１〜９はステップ番号を示す。キ
ースイッチをＯＮにすると、ステップ１で三方弁切換え
アクチュエータに対する指令電流が出力される。これに
より、前記アクチュエータのソレノイドが励磁され、三
方弁の排気ガス通路はバイパス管側に切換えられるので
、排気ガスはターボチャージャに流入しない。次にステ
ップ２で、フローセンサに指令信号が入力され、エンジ
ン始動スイッチをＯＮにすることによってターボチャー
ジャに流入する潤滑油流量が検出されると、ステップ３
で流量の値が読み込まれる。ステップ４でこの値と、あ
らかじめ設定し記憶させておいた限界流量とを比較し、
流量が限界流量以上になっているかどうかを判断する。 潤滑油流量が限界流量以上であれば、ステップ５で三方
弁切換えアクチュエータに対する指令電流の出力を停止
する。これにより、三方弁の排気ガス通路が切換えられ
、排気ガスはターボチャージャに流入してタービンイン
ペラが回転を始める。潤滑油流量が限界流量に達してい
ないと判定されたときはステップ３に戻る。

【００１３】ターボチャージャの潤滑油流量が限界流量
以上に上がってターボチャージャが回転を開始し、エン
ジンが通常運転状態になった後も、引続きターボチャー
ジャ潤滑油流量が読み込まれる（ステップ６）。ステッ
プ７でこの値と、あらかじめ設定し記憶させておいた限
界流量とを比較し、実流量が限界流量以上であるかどう
かを判断する。潤滑油流量が限界流量以上であれば、ス
テップ６に戻り、限界流量未満になった場合は、ステッ
プ８で三方弁切換えアクチュエータに指令電流を出力し
、バイパス管への通路を開く。これにより排気ガスはバ
イパス管を通って排出され、ターボチャージャは回転を
停止する。同時にステップ９でコーションランプを点灯
し、運転者に潤滑回路の異常発生を知らせる。運転者は
必要に応じてキースイッチを切り、異常原因の追求を行
う。

【００１４】本実施例では、ターボチャージャに潤滑油
が到達しているかどうかを確認する手段としてフローセ
ンサを用いたが、フローセンサに代えてセンタハウジン
グの潤滑油入口近傍の油圧を検出する圧力スイッチを設
け、潤滑油圧が設定値以上に上がったことを検出したと
き、排気ガス通路を切換えるようにしてもよい。この場
合はエンジン油圧立ち上がり時のピーク圧をカットする
ため、前記圧力スイッチの入口に絞りを設けるものとす
る。

【００１５】キースイッチをＯＮにすると、三方弁切換
えアクチュエータのソレノイドが励磁される。この電源
をバッテリに依存している場合、なんらかの理由でキー
スイッチをＯＮにしたままエンジンを始動せずに放置す
ると、バッテリが放電してしまう。この不具合を防止す
るため、コントローラにタイマを組み込み、キースイッ
チＯＮの後一定時間が経過しても始動信号が入力されな
いときは、前記ソレノイドを消磁するようにしてもよい
。この場合、三方弁パイロットランプも消灯するので、
エンジン始動の際にはキースイッチをあらためてＯＮに
し直すことになる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、タ
ーボチャージャの排気ガス入口に三方弁を設け、潤滑油
がターボチャージャに到達するまで排気ガスをバイパス
させるように制御することにしたので、ターボチャージ
ャは潤滑不十分の状態で駆動されることがなくなり、回
転部分の異常摩耗、焼付きを防止することができる。

【００１７】また、ターボチャージャ潤滑油の流量また
は圧力を検出する手段は、エンジンが通常運転となった
後においても潤滑状態を監視する。そして、潤滑油の流
量または圧力が限界値を下回ったときは排気ガスをバイ
パスさせ、ターボチャージャの駆動を止めた上、コーシ
ョンランプにより警告するので、ターボチャージャのみ
ならず、エンジンの潤滑系統に関する重大事故発生を未
然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ターボチャージャ油切れ防止装置を備えたエン
ジン吸排気装置の概略構成を示す図である。

【図２】三方弁の概略断面図である。

【図３】本発明における制御システムの構成を示すブロ
ック図である。

【図４】本発明における制御を実行するフローチャート
である。

【符号の説明】

１　　ターボチャージャ １ｂ　　タービンハウジング　　３　　排気マニホール
ド４　　三方弁 ５，１１　　排気管 １０　　マフラ １１ａ　　バイパス管 １２　　コントローラ １５　　フローセンサ １６　　キースイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ターボチャージャに流入する潤滑油の
   流量または圧力を検出する手段と、エンジンの排気ガス
   をターボチャージャのタービンハウジングに導く排気ガ
   ス経路と排気ガスを前記ターボチャージャを通さず直接
   マフラに導く経路との切換えを行う手段と、前記各手段
   の制御手段とによって構成されることを特徴とするター
   ボチャージャ油切れ防止装置。
2. 【請求項２】　　前記排気ガス経路の切換え手段が、エ
   ンジンの排気マニホールドに接続した排気管と、ターボ
   チャージャの排気ガス入口と、ターボチャージャの排気
   ガス出口とマフラとを結ぶ排気管から分岐するバイパス
   管とをそれぞれ接続した三方弁と、この三方弁の通路を
   切換える制御装置とからなる請求項１のターボチャージ
   ャ油切れ防止装置。
3. 【請求項３】　　前記制御装置が、エンジン始動用キー
   スイッチをＯＮにすると、三方弁のバイパス管路を開き
   、ターボチャージャの潤滑流量または潤滑油圧力が限界
   値以上になると、三方弁のバイパス管路を閉じる制御手
   順を備えたコントローラであることを特徴とするターボ
   チャージャ油切れ防止装置。