JPH05934U

JPH05934U - 油圧補助ターボチヤージヤ

Info

Publication number: JPH05934U
Application number: JP5576791U
Authority: JP
Inventors: 容士小平; 陽二久保
Original assignee: 日野自動車工業株式会社
Priority date: 1991-06-21
Filing date: 1991-06-21
Publication date: 1993-01-08

Abstract

(57)【要約】【目的】導管が破損してもオイルの洩れを最少限に抑
え、エンジンルームをほとんど汚さずに済む。【構成】エンジン１１の排ガスによりタービンホイール
１２を駆動し、このタービンホイールのシャフト１４に
装着されたコンプレッサホイール１３が吸気を圧縮して
エンジン１１に供給する。シャフト１４にコンプレッサ
ホイール１３の回転を補助する油圧タービン１６を装着
し、油圧タービンをノズル１８が駆動し、ポンプ２１が
オイルを導管１９を介してノズル１８に供給する。ポン
プ２１からノズル１８へのオイル供給時に、導管１９に
流れるオイルの異常圧力を異常圧力検出手段２８が検出
し、コントローラ３０が異常圧力検出手段２８の検出出
力に基づいてオイル供給停止手段２９を制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はエンジンの排ガスにより駆動されるタービンホイールに加えてコンプレッサホイールの回転を補助する油圧タービンを備えた油圧補助ターボチャージャに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ターボチャージャ付の小排気量エンジンを搭載した車両は、ターボチャージャを有しない小排気量エンジンを搭載した車両より発進加速性が劣る傾向にある。この点を改善する１つの手段として、従来タービンホイールとコンプレッサホイールの共通のシャフトにケーシングに封入された油圧タービンを装着し、この油圧タービンにコンプレッサホイールの回転状態に応じて開閉する制御弁を介して高圧オイルを供給して、コンプレッサホイールの回転を補助する油圧補助ターボチャージャが開示されている（特公昭５９−５１６４９）。この油圧補助ターボチャージャは高圧オイルをケーシングに封入された油圧タービンに供給した後でオイルに気泡が生じない構造であるため、この高圧オイルにエンジンの潤滑油を用いてもエンジンの潤滑作用に何等支障を来さない特長がある。

【０００３】しかし、上記手段では油圧タービンが破損した場合に、その振動で油圧タービンにオイルを供給する導管が破損してオイルが洩れる恐れがあった。

【０００４】この点を改善するために、導管としてフレキシブルホースを用い、導管の振動時の高応力を吸収して導管の破損を回避するか、又は導管が破損してオイルが洩れたときにタービンハウジング等の高熱部にオイルがかからないように高熱部をインシュレータで被覆している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかし、上記フレキシブルホースではホースの出入口での内径が小さ過ぎて所定の流量を確保できず、またインシュレータでは洩れたオイルによりエンジンルームを汚してしまう不具合があった。

【０００６】本考案の目的は、導管が破損してもオイルの洩れを最少限に抑え、エンジンルームをほとんど汚さずに済む油圧補助ターボチャージャを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案の構成を、実施例に対応する図１を用いて説明する。本考案は、エンジン１１の排ガスにより駆動されるタービンホイール１２と、このタービンホイールのシャフト１４に装着されこのタービンホイールの回転により吸気を圧縮してエンジン１１に供給するコンプレッサホイール１３と、タービンホイール１２とコンプレッサホイール１３との間のシャフト１４に装着されコンプレッサホイール１３の回転を補助する油圧タービン１６と、油圧タービンを駆動するためのノズル１８と、オイルを導管１９を介してノズル１８に供給するポンプ２１とを備えた油圧補助ターボチャージャの改良である。その特徴ある構成は、導管１９に流れるオイルの異常圧力を検出する異常圧力検出手段２８と、ポンプ２１からノズル１８へのオイルの供給を停止するオイル供給停止手段２９と、ポンプ２１からノズル１８へのオイル供給時に異常圧力検出手段２８の検出出力に基づいてオイル供給停止手段２９を制御するコントローラ３０とを備えたところにある。

【０００８】

【作用】

導管１９が破損してオイルが洩れ始めると、異常圧力検出手段２８であるポンプ回転センサ２８ａが所定値以上の回転速度を検出し、電流センサ２８ｂが所定値以下の電流値を検出することにより、異常圧力が検出される。コントローラはこれらの検出出力に基づいてオイル供給停止手段２９を制御し、オイルの導管１９への供給を停止する。

【０００９】

【実施例】

次に本考案の一実施例を図面に基づいて詳しく説明する。図１に示すように、１０は油圧補助ターボチャージャであって、車両用エンジン１１に設けられる。このターボチャージャ１０はエンジン１１の排ガスにより駆動されるタービンホイール１２と、このタービンホイール１２の回転により吸気を圧縮してエンジン１１に供給するコンプレッサホイール１３とを備える。タービンホイール１２とコンプレッサホイール１３の共通のシャフト１４の中央にはコンプレッサホイール１３の回転を補助する油圧タービン１６が装着される。シャフト１４はベアリング１７により回転可能に支持される。油圧タービン１６の近傍には油圧タービン駆動用のノズル１８が設けられる。このノズル１８に接続する導管１９に、この例ではＤＣモータ２０により駆動されるポンプ２１の吐出口が接続される。このポンプ２１は高圧ポンプであり、オイルを所定の高圧にして導管１９を介してノズル１８に供給する。ノズル１８から噴射された高圧オイルは油圧タービン１６を回転駆動し、低圧となったオイルは逆止弁２３及び戻り管２４を介してポンプ２１の吸入口に接続される。

【００１０】エンジン１１のクランク軸（図示せず）にはその回転速度を検出するエンジン回転センサ２６が設けられ、アクセルペダル（図示せず）にはエンジン１１の負荷を検出する負荷センサ２７が設けられる。また導管１９に流れるオイルの異常圧力を検出する異常圧力検出手段２８はポンプ回転センサ２８ａと電流センサ２８ｂを有し、ポンプ回転センサ２８ａはポンプ２１の軸の回転速度を検出し、電流センサ２８ｂはＤＣモータ２０に流れる電流を検出する。これらのセンサ２６，２７，２８ａ，２８ｂの検出出力はコントローラ３０の制御入力に接続され、コントローラ３０の制御出力はオイル供給停止手段２９を介してＤＣモータ２０に接続される。オイル供給停止手段２９はこの例では電磁リレーである。コントローラ３０のメモリには上記センサ２６，２７，２８ａ，２８ｂの検出する検出値と比較される所定値Ｎ₁，Ｌ₁，Ｍ₁，Ａ₁がそれぞれ記憶される。また３１は吸気管、３２は吸気マニホルド、３３は排気マニホルド、３４は排気管である。

【００１１】このように構成された油圧補助ターボチャージャの動作を説明する。車両を急加速するときには、図示しないアクセルペダルを踏込むことにより負荷センサ２７が所定値Ｌ₁以上の負荷を検出し、エンジン回転センサ２６が所定値Ｎ₁以下のエンジン１１の回転速度を検出する。コントローラ３０はこれらの検出出力に基づいてＤＣモータ２０をオンし、ポンプ２１を駆動して高圧オイルをノズル１８に供給する。この結果、油圧タービン１６がコンプレッサホイール１３の回転を補助し、車両はスムーズに加速される。また、ＤＣモータ２０がオンしてポンプ２１がノズル１８にオイルを供給している状態で油圧タービン１６が破損すると、振動が発生してその振動が導管１９に伝達され、導管１９が破損してオイルが洩れ始める。このとき導管１９内のオイルの圧力が下降するので、ポンプ回転センサ２８ａが所定値Ｍ₁以上の回転速度を検出し、電流センサ２８ｂが所定値Ａ₁以下の電流値を検出する。コントローラ３０はこれらの検出出力に基づいてオイル供給停止手段２９を制御し、ＤＣモータ２０をオフしてポンプ２１によるノズル１８へのオイルの供給を停止させる。この結果、導管１９の破損部からのオイルの洩れを最少限に抑えることができ、エンジンルームがオイルによって汚れることはほとんどない。

【００１２】図２は本考案の第２の実施例を示す。図２において、第１の実施例と同一符号はそれぞれ同一部品を示す。この例では導管１９と戻り管２４の間にバイパス管５１が接続され、導管１９とバイパス管５１の接続部には切換弁５２ｂが設けられる。この切換弁５２ｂは３方切換え電磁弁であり、切換弁５２ｂをオンするとポンプ２１の吐出口をバイパス管５１に連通し、オフするとポンプ２１の吐出口をノズル１８に連通するようになっている。オイル供給停止手段５２はＤＣモータ２０をオンオフする電磁リレー５２ａと上記切換弁５２ｂとからなる。コントローラ３０の制御出力には電磁リレー５２ａを介してＤＣモータ２０が接続され、また駆動回路５３を介して切換弁５２ｂが接続される。

【００１３】このように構成された油圧補助ターボチャージャの動作を説明する。車両の通常の走行のときの動作は、第１の実施例と同じなので、その説明を省略する。ＤＣモータ２０がオンしてポンプ２１がノズル１８にオイルを供給している状態で油圧タービン１６が破損すると、振動が発生してその振動が導管１９に伝達され、導管１９が破損してオイルが洩れ始める。このとき導管１９内のオイルの圧力が下降するので、ポンプ回転センサ２８ａが所定値Ｍ₁以上の回転速度を検出し、電流センサ２８ｂが所定値Ａ₁以下の電流値を検出する。コントローラ３０はこれらの検出出力に基づいて切換弁５２ｂをオンし、切換弁５２ｂをポンプ２１をバイパス管５１に連通するように切換える。同時に電磁リレー５２ａを制御してＤＣモータ２０をオフし、ポンプ２１を停止させる。この結果、停止してもポンプ２１がその慣性で回転している間に導管１９に供給されるオイルはバイパス管５１を介して循環するため、導管１９の破損部からのオイルの洩れは第１の実施例より更に少なく抑えることができ、エンジンルームのオイルによる汚染がより減少する。

【００１４】図３は本考案の第３の実施例を示す。図３において、第１の実施例と同一符号はそれぞれ同一部品を示す。ノズル１８にオイルを供給するポンプ７１として高圧ポンプを用いずに、エンジン１１により駆動される油圧ポンプを用いる。このポンプ７１はオイルパン７２内のオイルをオイルストレーナ７３及びオイル吸入管７４を介して吸入し、導管１９及び比較的小さい圧力で開く逆止弁７６を介してノズル１８に供給するようになっている。導管１９から分岐した分岐管１９ａにはオイル供給停止手段７７が設けられ、このオイル供給停止手段７７はこの例ではノズル１８へのオイルの圧力を制御する制御弁である。オイル供給停止手段７７はソレノイド７７ｂで作動するポペット型の制御弁であって、弁体７７ｃと調圧弁７７ｄを備える。弁体７７ｃの作動時にオイル供給停止手段７７から排出されるオイルは戻り管７８を介してオイルパン７２に戻される。調圧弁７７ｄは弁体７７ｃの作動時にはポンプ７１から吐出したオイルを導管７９に送り込む。また調圧弁７７ｄは弁体７７ｃの不作動時には分岐管１９ａを閉塞してポンプ７１の高圧オイルを逆止弁７６及び導管１９を介してノズル１８に導く。更に調圧弁７７ｄは弁体７７ｃの不作動時に導管１９の油圧が規定圧を越えるときには、スプリング７７ｅの弾発力に抗して高圧オイルを導管７９に導くようになっている。ノズル１８から噴射された高圧オイルは油圧タービン１６を回転駆動し、低圧となったオイルは戻り管２４及び逆止弁２３を介して導管７９に合流する。この合流点Ｐには管８１の一端が分岐して接続され、管８１の他端はエンジン潤滑用のメインホール（図示せず）に接続される。この管８１の途中には逆止弁８３を介して管８２の一端が分岐して接続され、管８２の他端は戻り管７８に接続される。導管１９の途中にはこの導管１９に流れるオイルの異常圧力を検出する異常圧力検出手段８４として圧力センサが設けられ、この異常圧力検出手段８４の検出出力はコントローラ３０の制御入力に接続される。コントローラ３０の制御出力は駆動回路８６を介してソレノイド７７ｂに接続される。コントローラ３０は異常圧力検出手段８４の検出する検出値と比較される所定値Ｐ₁を記憶するメモリを備える。

【００１５】このように構成された油圧補助ターボチャージャの動作を説明する。車両を急加速するときには、図示しないアクセルペダルを踏込むことにより負荷センサ２７が所定値Ｌ₁以上の負荷を検出し、エンジン回転センサ２６が所定値Ｎ₁以下のエンジン１１の回転速度を検出する。コントローラ３０はこれらの検出出力に基づいてソレノイド７７ｂを不作動にして調圧弁７７ｄで分岐管１９ａを閉塞するので、油圧タービン１６を駆動するのに必要な高圧オイルがポンプ７１からノズル１８に供給される。この結果、油圧タービン１６がコンプレッサホイール１３の回転を補助し、車両はスムーズに加速される。また、ソレノイド７７ｂが不作動、即ち分岐管１９ａを閉塞した状態で油圧タービン１６が破損すると、振動が発生してその振動が導管１９に伝達され、導管１９が破損してオイルが洩れ始める。このとき導管１９内のオイルの圧力が下降するので、異常圧力検出手段８４が所定値Ｐ₁以下の圧力を検出する。コントローラ３０はこの検出出力に基づいてオイル供給停止手段７７のソレノイド７７ｂを作動させて弁体７７ｃを開き、調圧弁７７ｄはスプリング７７ｅに抗して押込まれる。オイルは逆止弁７６を開かないのでノズル１８に供給されず、その一部はオイル供給停止手段７７及び戻り管７８を介してオイルパン７２に戻され、残りのオイルはオイル供給停止手段７７、導管７９及び管８１を介してエンジン潤滑用のメインホール（図示せず）に供給される。この結果、導管１９の破損部からのオイルの洩れを最少限に抑えることができ、エンジンルームがオイルによって汚れることはほとんどない。

【００１６】なお、第１及び第２の実施例では異常圧力検出手段としてポンプ回転センサ及び電流センサを挙げたが、これは一例であって両センサのうちどちらか一方のみを用いてもよい。またポンプ回転センサや電流センサではなく、圧力センサを用いてもよい。

【００１７】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、エンジンの排ガスによりタービンホイールを駆動し、このタービンホイールのシャフトに装着されたコンプレッサホイールが吸気を圧縮してエンジンに供給し、タービンホイールとコンプレッサホイールとの間のシャフトにコンプレッサホイールの回転を補助する油圧タービンを装着し、油圧タービンをノズルが駆動し、ポンプがオイルを導管を介してノズルに供給し、導管に流れるオイルの異常圧力を異常圧力検出手段が検出し、ポンプからノズルへのオイルの供給をオイル供給停止手段が停止し、ポンプからノズルへのオイル供給時にコントローラが異常圧力検出手段の検出出力に基づいてオイル供給停止手段を制御するので、導管が破損しても最少限のオイルの洩れで済み、エンジンルームをほとんど汚さない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案第１の実施例を示す油圧補助ターボチャ
ージャの構成図。

【図２】第２の実施例を示す図１に対応する構成図。

【図３】第３の実施例を示す図１に対応する構成図。

【符号の説明】

１０油圧補助ターボチャージャ１１エンジン１２タービンホイール１３コンプレッサホイール１４シャフト１６油圧タービン１８ノズル１９導管２１，７１ポンプ２８，８４異常圧力検出手段２９，５２，７７オイル供給停止手段３０コントローラ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】【請求項１】エンジン(11)の排ガスにより駆動される
タービンホイール(12)と、このタービンホイールのシャ
フト(14)に装着されこのタービンホイールの回転により
吸気を圧縮して前記エンジン(11)に供給するコンプレッ
サホイール(13)と、前記タービンホイール(12)と前記コ
ンプレッサホイール(13)との間の前記シャフト(14)に装
着され前記コンプレッサホイール(13)の回転を補助する
油圧タービン(16)と、前記油圧タービンを駆動するため
のノズル(18)と、オイルを導管(19)を介して前記ノズル
(18)に供給するポンプ(21,71)とを備えた油圧補助ター
ボチャージャにおいて、前記導管(19)に流れるオイルの
異常圧力を検出する異常圧力検出手段(28,84)と、前記
ポンプ(21,71)から前記ノズル(18)へのオイルの供給を
停止するオイル供給停止手段(29,52,77)と、前記ポンプ
(21,71)から前記ノズル(18)へのオイル供給時に前記異
常圧力検出手段(28,84)の検出出力に基づいて前記オイ
ル供給停止手段(29,52,77)を制御するコントローラ(30)
とを備えたことを特徴とする油圧補助ターボチャージ
ャ。