JPH108976A - Hybrid supercharged engine - Google Patents

Hybrid supercharged engine

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Publication number
JPH108976A
JPH108976A JP8167485A JP16748596A JPH108976A JP H108976 A JPH108976 A JP H108976A JP 8167485 A JP8167485 A JP 8167485A JP 16748596 A JP16748596 A JP 16748596A JP H108976 A JPH108976 A JP H108976A
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JP
Japan
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engine
supercharger
exhaust turbine
turbine supercharger
passage
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Application number
JP8167485A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Fujisaki
多加夫 藤崎
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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  • Supercharger (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To protect the bearing part of an exhaust turbine supercharger and prevent troubles by providing an oil pressure sensor in a lubricant supply system for the exhaust turbine supercharger to supply high pressure and high temperature intake air produced by a mechanical supercharger during starting an engine, and sending the air while bypassing a compressor of the exhaust turbine supercharger. SOLUTION: In an engine intake system, a mechanical supercharger 2 driven by an engine E and an exhaust turbine supercharger 9 are provided. An intake passage 12 via which both supercharges 2, 9 are connected together is connected to an intake manifold 8 via a bypass passage 5 to form a three-forked passage 13. A valve 3 is provided in a pipe passage forming the three-forked passage 13 for switching between the intake passage 12 and the bypass passage 5. During starting an engine, if oil pressure detected by an oil pressure sensor 4 provided in a lubricant supply system for the exhaust turbine supercharger 9 is below a preset value, the valve 3 is switched to the opening side of the bypass passage 5 to supply high pressure and high temperature intake air while bypassing a compressor 9b in the exhaust turbine supercharger 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの過給手段
において、機械式過給機と排気タービン過給機を組み合
わせて、特に排気タービン過給機のコンプレッサの上流
側に容積型の機械式過給機を設けたハイブリッド過給式
エンジンに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a supercharger for an engine, in which a mechanical supercharger and an exhaust turbine supercharger are combined, and in particular, a positive displacement mechanical supercharger is provided upstream of a compressor of the exhaust turbine supercharger. The present invention relates to a hybrid supercharged engine provided with a charger.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車などのエンジンにおいて、排気容
量当たりの出力の増大や馬力当たりの重量軽減及び外形
寸法縮小を図るために、吸気系に過給機を設けることが
実用化され、排気タービン過給機(ターボチャージャ)
や機械式過給機(スーパーチャージャ)が使用されてい
る。
2. Description of the Related Art In engines such as automobiles, it has been practical to provide a turbocharger in an intake system in order to increase output per exhaust capacity, reduce weight per horsepower, and reduce external dimensions. Feeder (turbocharger)
And mechanical superchargers (superchargers) are used.

【0003】排気タービン過給機の場合には、エンジン
の排気によりタービンを駆動させ、このタービンと同軸
のコンプレッサによって空気を圧縮して供給するので、
小型軽量でエンジンの出力向上の効果が大きく、また、
搭載位置が比較的自由になるという利点がある。しか
し、急加速時にタービンのロータの加速遅れが起こり易
く、タービンを瞬時に必要とする回転数まで増速するこ
とができず、エンジンの回転の立ち上がりに時間遅れ
(ターボラグ)が生じ、また、低回転域では、排気エネ
ルギーが小さいため、出力増加が困難であるという欠点
がある。
In the case of an exhaust turbine supercharger, a turbine is driven by exhaust gas from an engine, and air is compressed and supplied by a compressor coaxial with the turbine.
It is small and light and has a great effect on improving the output of the engine.
There is an advantage that the mounting position is relatively free. However, the acceleration of the turbine rotor is likely to be delayed at the time of rapid acceleration, and the turbine cannot be instantaneously increased in speed to a required number of revolutions, and a time delay (turbo lag) occurs at the start of engine rotation. In the rotation range, there is a disadvantage that it is difficult to increase the output because the exhaust energy is small.

【0004】また、容積型の機械式過給機の場合には、
エンジンのクランク軸からギヤやベルトを介して駆動さ
れ、エンジンの回転数に比例した流量の空気をエンジン
に供給できるので、低回転域でのトルクの向上が可能と
なり、また、エンジン負荷急変時の応答性に優れ、特
に、エンジンの始動時は、時間遅れ無しに過給できると
いう利点がある。しかし、高回転域では、回転数の増加
に伴う吸気流量の増加とともに機械式過給機の駆動損失
が増大するので、大きな駆動馬力が必要となり、エンジ
ンの燃費が悪化するという欠点がある。
In the case of a positive displacement mechanical supercharger,
Driven from the engine crankshaft via gears and belts, air can be supplied to the engine at a flow rate proportional to the number of revolutions of the engine. It has excellent responsiveness, and has the advantage that it can be supercharged with no time delay, especially when the engine is started. However, in a high rotational speed range, the drive loss of the mechanical supercharger increases with an increase in the intake air flow rate due to an increase in the rotational speed, so that a large drive horsepower is required, and the fuel efficiency of the engine deteriorates.

【0005】そのため、それぞれの利点を生かし、欠点
を補う過給装置として、図4に示すような、容積型の機
械式過給機の下流側に排気タービン過給機を設けたハイ
ブリッド(複合)式の過給装置が公開特許第54-109508
号公報で提案されている。このようなハイブリッド式の
過給装置を使用したエンジンにおいては、機械式過給機
は、クランクシャフトに電磁クラッチなどを介してON
・OFFできるように接続されており、その駆動はエン
ジンの運転状態に応じて制御される。
[0005] Therefore, as a supercharging device that makes use of the respective advantages and compensates for the disadvantages, a hybrid (composite) in which an exhaust turbine supercharger is provided downstream of a positive displacement mechanical supercharger as shown in FIG. Patent No. 54-109508
No. pp. 139 to 163. In an engine using such a hybrid supercharger, the mechanical supercharger is turned on via a magnetic clutch or the like on the crankshaft.
It is connected so that it can be turned off, and its drive is controlled according to the operating state of the engine.

【0006】即ち、排気タービン過給機の能力発揮が不
充分なエンジンの始動時や低・中回転域では、機械式過
給機を駆動して時間遅れのない過給を行って、回転数に
対してフラットなトルク特性と良好な応答性とを実現す
ることができ、また、排気タービン過給機が十分効いて
くる高回転域では、機械式過給機の駆動を止め、高回転
域における高速特性にマッチングさせた排気タービン過
給機を単独運転することにより、燃費の悪化を防止でき
るとともに、エンジンの高回転域での性能を改善でき
る。また、エンジンの回転数が一定の時は、負荷変動に
よらずほぼ一定の過給圧を得られる。
That is, at the time of starting an engine in which the performance of the exhaust turbine supercharger is not sufficiently exhibited, or in a low / medium rotation range, the mechanical supercharger is driven to perform supercharging without time delay, and In the high rotation range where the exhaust turbine turbocharger is sufficiently effective, the drive of the mechanical turbocharger is stopped, By operating the turbocharger independently matched to the high-speed characteristics of the above, it is possible to prevent the fuel consumption from deteriorating and to improve the performance of the engine in a high rotation range. Also, when the engine speed is constant, a substantially constant boost pressure can be obtained regardless of the load fluctuation.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなハイブリッド式の過給装置においては、エンジンを
スタータでクランキングすると同時に、機械式過給機が
エンジンの回転速度に対応した過給圧を時間遅れ無しで
発生し、大流量の高圧の吸気を排気タービン過給機のコ
ンプレッサに供給するので、排気タービン過給機はエン
ジン始動直後から強制的に毎分数万回転、即ち、毎秒数
百回転の高速回転をさせられることになる。
However, in such a hybrid type supercharging device, the engine is cranked by the starter, and at the same time, the mechanical supercharger changes the supercharging pressure corresponding to the rotation speed of the engine. It occurs without delay and supplies a large flow of high-pressure intake air to the compressor of the exhaust turbine supercharger. For this reason, the exhaust turbine supercharger is forcibly rotated tens of thousands of revolutions per minute immediately after starting the engine, that is, several hundred revolutions per second. Will be able to rotate at high speed.

【0008】一方、排気タービン過給機のベアリングハ
ウジング内へのオイルの供給は、クランク軸直結あるい
は別のドライブシャフトで駆動されるオイルポンプによ
って行われるので、エンジンの回転開始により、オイル
ポンプが作動開始し、エンジン回転数に比例してオイル
吐出量を増加して、排気タービン過給機のベアリングハ
ウジング内へのオイル供給量を増していく。そのため、
エンジンの始動開始直後は、まだ、排気タービン過給機
のベアリングハウジング内へのオイル供給量は不充分
で、メタル部などは潤滑がよく行われていない。
On the other hand, oil is supplied into the bearing housing of the exhaust turbine supercharger by an oil pump directly connected to a crankshaft or driven by another drive shaft. Starting, the oil discharge amount is increased in proportion to the engine speed to increase the oil supply amount into the bearing housing of the exhaust turbine supercharger. for that reason,
Immediately after the start of the engine, the amount of oil supply into the bearing housing of the exhaust turbine supercharger is still insufficient, and the metal parts and the like are not well-lubricated.

【0009】従って、エンジンの始動開始直後の潤滑不
充分の時に、排気タービン過給機は毎秒数百回転の高速
回転を強制させられるため、排気タービン過給機のベア
リング部が異常磨耗したり、焼付いてしまい、排気ター
ビン過給機が故障するという問題が生じる。特に、エン
ジン始動時の場合は、機械式過給機によって吐出された
高圧の吸気の影響でコンプレッサーの入口側がコンプレ
ッサーの出口側より高い圧力になり、スラスト荷重が通
常の排気タービン過給機の運転中とは逆の方向になるた
め、この一方向のスラスト荷重を受けるように設計され
ているスラストベアリングが、他方向の力を受けるため
最も磨耗し易くなる。
Therefore, when lubrication is insufficient immediately after the start of the engine, the exhaust turbine turbocharger is forced to rotate at a high speed of several hundred revolutions per second, so that the bearing portion of the exhaust turbine turbocharger is abnormally worn, This causes seizure, and causes a problem that the exhaust turbine supercharger breaks down. In particular, when starting the engine, the inlet side of the compressor has a higher pressure than the outlet side of the compressor due to the high-pressure intake air discharged by the mechanical supercharger, and the thrust load is lower than that of a normal exhaust turbine supercharger. Since the direction is opposite to that in the middle, the thrust bearing designed to receive the thrust load in one direction is most likely to be worn because it receives the force in the other direction.

【0010】本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたもので、その目的は、エンジンの始動時におい
て、機械式過給機が発生した高圧・高温の吸気を、排気
タービン過給機のコンプレッサをバイパスさせて、コン
プレッサを駆動させることなく、油潤滑が不充分な時期
の排気タービン過給機の強制高速回転を避けて、排気タ
ービン過給機のベアリング部を保護して故障を防止する
とともに、機械式過給機が発生した高圧・高温の吸気
を、直接吸気マニホールドに供給することにより、エン
ジンの立上り性能をさらに改善したハイブリッド過給式
エンジンを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to supply high-pressure and high-temperature intake air generated by a mechanical supercharger at the start of an engine to an exhaust turbine supercharger. By avoiding forced high-speed rotation of the exhaust turbine turbocharger when oil lubrication is inadequate without bypassing the compressor and driving the compressor, the bearings of the exhaust turbine turbocharger are protected and failures are prevented. Another object of the present invention is to provide a hybrid supercharged engine in which the startup performance of the engine is further improved by directly supplying high-pressure and high-temperature intake air generated by the mechanical supercharger to the intake manifold.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、エンジンの動力によって駆動される機械式
過給機の下流側に排気タービン過給機を接続し、前記機
械式過給機と前記排気タービン過給機とを結ぶ吸気通路
と吸気マニホールドとをバイパス通路で接続して三叉路
を形成し、該三叉路を形成する管路中に少なくとも1つ
のバルブを設けると共に、前記排気タービン過給機の潤
滑油供給系内に油圧センサを設け、前記油圧センサによ
って、潤滑油供給系内の油圧が設定値以下であることを
検出した場合は、前記機械式過給機を前記バイパス通路
側へ連通し、前記油圧が設定値よりも大きくなったこと
を検出した場合は、前記バイパス通路側を閉止するよう
に、前記バルブを操作するように構成したハイブリッド
過給式エンジンを提供する。
In order to achieve the above object, an exhaust turbine supercharger is connected downstream of a mechanical supercharger driven by the power of an engine, and the mechanical supercharger is connected to an exhaust turbine supercharger. An intake passage connecting the turbine and the exhaust turbine supercharger is connected to an intake manifold by a bypass passage to form a three-way junction, and at least one valve is provided in a pipe forming the three-way junction, and the exhaust turbine supercharger is provided. A hydraulic pressure sensor is provided in the lubricating oil supply system of the feeder, and when the hydraulic pressure sensor detects that the hydraulic pressure in the lubricating oil supply system is equal to or less than a set value, the mechanical supercharger is moved to the bypass passage side. A hybrid supercharged engine configured to operate the valve so as to close the bypass passage when detecting that the hydraulic pressure has become greater than a set value. Subjected to.

【0012】また、エンジンの動力によって駆動される
機械式過給機の下流側に排気タービン過給機を接続し、
前記機械式過給機と前記排気タービン過給機とを結ぶ吸
気通路と吸気マニホールドとをバイパス通路で接続して
三叉路を形成し、該三叉路を形成する管路中に少なくと
も1つのバルブを設けると共に、前記エンジンの始動を
検出して始動開始からの時間を計測するタイマを設け、
前記エンジンの始動時は前記機械式過給機を前記バイパ
ス通路側へ連通し、始動開始から一定時間を経過したこ
とを検出した場合は、前記バイパス通路側を閉止するよ
うに、前記バルブを操作するように構成したハイブリッ
ド過給式エンジンを提供する。
An exhaust turbine supercharger is connected downstream of a mechanical supercharger driven by the power of the engine,
An intake passage connecting the mechanical supercharger and the exhaust turbine supercharger is connected to an intake manifold by a bypass passage to form a three-way junction, and at least one valve is provided in a pipe forming the three-way junction. A timer that detects the start of the engine and measures the time from the start of the engine,
When the engine is started, the mechanical supercharger is connected to the bypass passage side, and when it is detected that a predetermined time has elapsed from the start of the operation, the valve is operated so as to close the bypass passage side. To provide a hybrid supercharged engine.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図1により、本発明の第1
の実施形態について説明する。エンジンEの吸気系にお
いて、エアクリーナー1の下流にエンジンEのクランク
シャフトに電磁クラッチを介して連結されて、エンジン
Eの動力によって駆動される容積型の機械式過給機(ス
ーパーチャージャ)2を設け、さらに、この機械式過給
機2の下流側に、エンジンEの排気系に設けられた同軸
のタービン9aによって駆動される排気タービン過給機
(ターボチャージャ)9を設け、さらに、この排気ター
ビン過給機9のコンプレッサ9bをインタークーラー6
を有する主通路11により、エンジンEの吸気マニホール
ド8に接続する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
An embodiment will be described. In the intake system of the engine E, a positive displacement mechanical supercharger (supercharger) 2 connected to the crankshaft of the engine E via an electromagnetic clutch downstream of the air cleaner 1 and driven by the power of the engine E is provided. Further, an exhaust turbine supercharger (turbocharger) 9 driven by a coaxial turbine 9 a provided in an exhaust system of the engine E is provided downstream of the mechanical supercharger 2. The compressor 9b of the turbocharger 9 is connected to the intercooler 6
Is connected to the intake manifold 8 of the engine E.

【0014】また、機械式過給機2と排気タービン過給
機9とを結ぶ吸気通路12と吸気マニホールド8とをバイ
パス通路5で接続して三叉路13を形成し、この三叉路13
を形成する管路中に吸気通路12とバイパス通路5の管路
を切り換えるバルブ3を設けて、このバルブ3の切り換
えによって、機械式過給機2を排気タービン過給機9ま
たはバイパス通路5に連結させ、吸気が排気タービン過
給機9のコンプレッサ9bを通る主通路11またはバイパ
ス通路5のいずれかを通過するようにする。
An intake passage 12 connecting the mechanical supercharger 2 and the exhaust turbine supercharger 9 and an intake manifold 8 are connected by a bypass passage 5 to form a three-way 13.
A valve 3 for switching a pipe line between the intake passage 12 and the bypass passage 5 is provided in a pipe line forming the mechanical supercharger 2 by the switching of the valve 3 to the exhaust turbine supercharger 9 or the bypass passage 5. The connection is made so that the intake air passes through either the main passage 11 or the bypass passage 5 passing through the compressor 9 b of the exhaust turbine supercharger 9.

【0015】さらに、排気タービン過給機9の潤滑油供
給系例えばベアリングハウジング内あるいは潤滑油供給
口等に油圧センサ4を設け、この油圧センサ4により、
潤滑油供給系の潤滑油の供給状態を的確に把握して、予
め設定された所定の設定値と比較しながら、この油圧セ
ンサ4の検出信号を入力とするコントローラ10によっ
て、バルブ3の切り換えを制御するように構成する。
Further, a hydraulic pressure sensor 4 is provided in a lubricating oil supply system of the exhaust turbine supercharger 9, for example, in a bearing housing or a lubricating oil supply port.
Switching of the valve 3 is controlled by the controller 10 which receives the detection signal of the oil pressure sensor 4 while accurately grasping the lubricating oil supply state of the lubricating oil supply system and comparing the lubricating oil supply state with a predetermined set value. Configure to control.

【0016】つまり、この油圧センサ4によって潤滑油
供給系の油圧が設定値以下であること、即ち、潤滑油の
供給が不充分であることを検出した時は、機械式過給機
2がバイパス通路5側へ連通するようにバルブ3を切り
換え、また、潤滑油供給系の油圧が設定値よりも大きく
なったこと、即ち、潤滑油の供給が充分であることを検
出した時は、機械式過給機2が排気タービン過給機9側
に連通するようにバルブ3を切り換えるように構成す
る。
That is, when the oil pressure sensor 4 detects that the oil pressure of the lubricating oil supply system is equal to or less than the set value, that is, that the lubricating oil supply is insufficient, the mechanical supercharger 2 is bypassed. When the valve 3 is switched so as to communicate with the passage 5 side, and when it is detected that the oil pressure of the lubricating oil supply system has become larger than the set value, that is, that the lubricating oil supply is sufficient, the mechanical type The valve 3 is switched so that the supercharger 2 communicates with the exhaust turbine supercharger 9 side.

【0017】以上のような構成により、排気タービン過
給機9の潤滑油供給系のベアリングハウジング内あるい
は潤滑油供給口等の油圧を直接検出することによって、
潤滑油供給系の潤滑油の供給状態を的確に把握でき、潤
滑状態に応じたバルブ3の切換制御が可能となる。即
ち、エンジンEの始動時は、排気タービン過給機9の潤
滑油供給系の油圧が低く、潤滑不充分の状態であるの
で、この油圧を油圧センサ4が検知して、吸気をバイパ
ス通路5を通過させて、コンプレッサ9bの強制高回転
を避けることができるので、排気タービン過給機9の軸
受け部分の磨耗および焼付けを防止できる。
With the above configuration, by directly detecting the oil pressure in the bearing housing of the lubricating oil supply system of the exhaust turbine supercharger 9 or the lubricating oil supply port,
The lubricating oil supply state of the lubricating oil supply system can be accurately grasped, and the switching control of the valve 3 according to the lubricating state can be performed. That is, when the engine E is started, the oil pressure of the lubricating oil supply system of the exhaust turbine supercharger 9 is low and the lubrication is insufficient, so that the oil pressure is detected by the oil pressure sensor 4 and the intake air is passed through the bypass passage 5. , And forced high rotation of the compressor 9b can be avoided, so that abrasion and seizure of the bearing portion of the exhaust turbine supercharger 9 can be prevented.

【0018】そして、始動開始後、ある程度の時間(例
えばエンジンの種類にもよるが10秒〜15秒程度)が
経過すると、エンジンEの始動によって作動開始したオ
イルポンプによって、エンジン回転数に比例した量の潤
滑油が供給され、排気タービン過給機9の潤滑油供給系
の潤滑油が充分になり、油圧が高くなってくるので、油
圧センサ4によって検出された油圧の値は、所定の設定
値より大きくなり、コントローラ10は機械式過給機2か
ら吐出される吸気が排気タービン過給機9のコンプレッ
サ9bとインタークーラー6を通過するようにバルブ3
を切り換えるので、通常のハイブリッド式の過給を行う
ことができる。
After a certain period of time (for example, about 10 seconds to 15 seconds depending on the type of the engine) has elapsed after the start of the engine E, the oil pump started to operate when the engine E was started is proportional to the engine speed. The amount of lubricating oil is supplied, the lubricating oil in the lubricating oil supply system of the exhaust turbine supercharger 9 becomes sufficient, and the hydraulic pressure increases. The controller 10 controls the valve 3 so that the intake air discharged from the mechanical supercharger 2 passes through the compressor 9 b of the exhaust turbine supercharger 9 and the intercooler 6.
Is switched, it is possible to perform ordinary hybrid supercharging.

【0019】その上、上述のようにエンジンEの始動開
始直後は、機械式過給機2から吐出される吸気をバイパ
ス通路5を経由して、直接吸気マニホールド8に供給す
るので、排気タービン過給機9とインタークーラー6を
通過することによる圧力低下や温度低下を回避でき、高
圧・高温の吸気を吸気マニホールド8に供給できるの
で、始動時のエンジン性能を向上できるという効果が得
られる。
In addition, as described above, immediately after the start of the start of the engine E, the intake air discharged from the mechanical supercharger 2 is supplied directly to the intake manifold 8 via the bypass passage 5, so that the exhaust turbine Since a pressure drop and a temperature drop caused by passing through the feeder 9 and the intercooler 6 can be avoided, and high-pressure and high-temperature intake air can be supplied to the intake manifold 8, an effect of improving engine performance at the time of starting can be obtained.

【0020】次に、第2の実施の形態として、バルブ3
を切り換えする制御をタイマによって行うハイブリッド
過給式エンジンについて説明する。このハイブリッド過
給式エンジンにおいては、エンジンEの動力によって駆
動される機械式過給機2の下流側に排気タービン過給機
9を接続し、この機械式過給機2と排気タービン過給機
9とを結ぶ吸気通路12と吸気マニホールド8とをバイパ
ス通路5で接続して三叉路13を形成し、この三叉路13を
形成する管路中に、吸気通路12とバイパス通路5の管路
を切り換えるバルブ3を設けることは、第1の実施の形
態と同じである。
Next, as a second embodiment, the valve 3
A hybrid supercharged engine in which a timer is used to control the switching of the engine will be described. In this hybrid supercharged engine, an exhaust turbine supercharger 9 is connected downstream of the mechanical supercharger 2 driven by the power of the engine E, and this mechanical supercharger 2 and the exhaust turbine supercharger are connected. An intake passage 12 connecting the intake passage 9 and the intake manifold 8 is connected by a bypass passage 5 to form a three-way junction 13, and a valve for switching the intake passage 12 and the bypass passage 5 in the pipeline forming the three-way intersection 13. The provision of 3 is the same as in the first embodiment.

【0021】しかし、第2の実施の形態では、油圧セン
サ4の替わりに、エンジンEの始動開始を検出し始動開
始からの時間を計測するタイマを設けて、始動開始から
所定の時間までの間は、機械式過給機2から吐出される
吸気がバイパス通路5側を通過するようにバルブ3を切
り換えし、また、始動開始から一定時間を経過した場合
に吸気が排気タービン過給機9のコンプレッサ9b側を
通過するようにバルブ3を切り換えるように構成する。
However, in the second embodiment, instead of the oil pressure sensor 4, a timer for detecting the start of the engine E and measuring the time from the start is provided, and a timer is provided from the start to the predetermined time. Switches the valve 3 so that the intake air discharged from the mechanical supercharger 2 passes through the bypass passage 5, and when a predetermined time has elapsed from the start of the start, the intake air is supplied to the exhaust turbine supercharger 9. The valve 3 is configured to be switched so as to pass through the compressor 9b.

【0022】そして、この一定時間、即ち、タイマの設
定時間については、通常、排気タービン過給機9内の潤
滑油が充分満たされるまでは、10秒〜15秒である
が、エンジンの種類または始動開始の判定基準をどうす
るかによって、始動開始から潤滑油が充分供給されるま
での時間が多少変化するので、事前に、エンジンの種類
及び始動開始の判定基準に合わせて、計測などによって
最適な時間を求めておいて、その値を採用するのが良
い。
The fixed time, that is, the set time of the timer, is usually 10 seconds to 15 seconds until the lubricating oil in the exhaust turbine supercharger 9 is sufficiently filled. Since the time from the start of the start to the time when the lubricating oil is sufficiently supplied slightly changes depending on the determination criteria for the start of the start, an optimum value is determined in advance by measurement in accordance with the type of the engine and the criteria for the start of the start. It is better to find the time and use that value.

【0023】以上のような構成により、タイマという簡
単な安価な装置で、バルブ3の切り換えの制御を行っ
て、エンジンEの始動から所定の時間までの間は、機械
式過給機2が発生した高圧・高温の吸気を、排気タービ
ン過給機9のコンプレッサ9bをバイパスさせ、直接吸
気マニホールド8に供給することにより、油潤滑が不充
分な時期の排気タービン過給機9の強制高速回転を避け
て、排気タービン過給機9のベアリング部を保護すると
ともに、エンジンEの立上り性能をさらに改善すること
が可能となる。
With the above configuration, the switching of the valve 3 is controlled by a simple and inexpensive device such as a timer, and the mechanical supercharger 2 is generated from the start of the engine E until a predetermined time. The high-pressure and high-temperature intake air bypasses the compressor 9b of the exhaust turbine supercharger 9 and is supplied directly to the intake manifold 8, so that the forced high-speed rotation of the exhaust turbine supercharger 9 at a time when the oil lubrication is insufficient is performed. By avoiding this, it is possible to protect the bearing portion of the exhaust turbine supercharger 9 and further improve the start-up performance of the engine E.

【0024】また、始動開始から一定時間を経過した場
合に吸気が排気タービン過給機9のコンプレッサ9b側
を通過するようにバルブ3を操作するので、通常のハイ
ブリッド式の過給を行うことができる。その上、タイマ
を採用することにより油圧センサ4などの新たなセンサ
の設置が不要になり、制御方法も簡単になるので、装置
やコントロール方法の複雑化やコストアップを防止で
き、故障の少ない信頼性の高い切換システムができる。
In addition, since the valve 3 is operated so that the intake air passes through the compressor 9b side of the exhaust turbine supercharger 9 when a predetermined time has elapsed from the start of the start, ordinary hybrid supercharging can be performed. it can. In addition, the adoption of a timer eliminates the need for installing a new sensor such as the oil pressure sensor 4 and simplifies the control method, so that the apparatus and the control method can be prevented from becoming complicated and costly, and the reliability with less trouble A highly efficient switching system can be created.

【0025】なお、エンジンEの始動開始の検出の方法
としては、例えばエンジン回転数を参照して行い、スタ
ータをONしてからエンジン回転数が所定のアイドル回
転数(500〜700回転/分)を超えた時をエンジン
始動開始と判断する方法や、また、スタータのON信号
の発生から一定時間(例えば数秒)経過した後に、エン
ジン回転数がゼロより大きいか否かなど、エンジンEが
正常に運転していることを示す指標をチェックして、O
Kであれば、始動開始と判断する方法などがある。
The start of the engine E is detected, for example, by referring to the engine speed. After the starter is turned on, the engine speed is reduced to a predetermined idle speed (500 to 700 rpm). The engine E operates normally when the engine E starts normally, such as when the engine start is judged to have started, or when a certain time (for example, several seconds) has elapsed after the starter ON signal is generated. Check the indicator that indicates that you are driving
If it is K, there is a method of determining that the start is started.

【0026】なお、機械式過給機2をバイパス通路5側
や排気タービン過給機9側に連通させる構成としては、
上述した図1のように、バイパス通路5と吸気通路12と
の三叉路13に管路を切り換えるバルブ3を設けてもよい
が、図2に示すように、三叉路13を形成する吸気通路12
とバイパス通路5の管路中にそれぞれバルブ3a,3b
を設けて、これらのバルブ3a,3bの開閉制御によ
り、吸気通路12とバイパス通路5とをそれぞれ開閉し
て、吸気の通路を切り換える構成にしてもよい。
The mechanical supercharger 2 communicates with the bypass passage 5 and the exhaust turbine supercharger 9 as follows.
As shown in FIG. 1 described above, a valve 3 for switching a pipe line may be provided in a three-way 13 between the bypass passage 5 and the intake passage 12, but as shown in FIG.
And valves 3a and 3b
May be provided to open and close the intake passage 12 and the bypass passage 5 by switching the valves 3a and 3b to switch the intake passage.

【0027】また、図3のように三叉路13を形成する吸
気通路12にはバルブを設けないで、もう一方のバイパス
通路5の管路中にだけバルブ3を設け、潤滑油供給系の
油圧が設定値以下であることを検出している間だけ、ま
たは、始動開始から所定の時間までの間だけ、機械式過
給機2から吐出される吸気がバイパス通路5側を通過す
るようにバルブ3を開閉する構成にしてもよい。
As shown in FIG. 3, no valve is provided in the intake passage 12 forming the three-way 13 and the valve 3 is provided only in the pipe of the other bypass passage 5, and the hydraulic pressure of the lubricating oil supply system is reduced. The valve 3 is set so that the intake air discharged from the mechanical supercharger 2 passes through the bypass passage 5 only while detecting that the pressure is equal to or less than the set value or only during a predetermined time from the start of the start. May be opened and closed.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、エンジンの始動時において、機械式過給機
が発生した高圧・高温の吸気を、排気タービン過給機の
コンプレッサをバイパスさせ、潤滑油供給系の潤滑油の
油圧が低く、特に潤滑が不充分な時期の排気タービン過
給機の強制高速回転を避けて、排気タービン過給機のベ
アリング部を保護して故障を防止することができるとと
もに、機械式過給機が発生した高圧・高温の吸気を、直
接吸気マニホールドに供給することができるので、エン
ジンの立上り性能をさらに改善することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, when starting the engine, the high-pressure and high-temperature intake air generated by the mechanical supercharger is supplied to the compressor of the exhaust turbine supercharger. By bypassing, avoid the forced high-speed rotation of the exhaust turbine turbocharger when lubricating oil supply system has low oil pressure, especially when lubrication is insufficient, protect the bearings of the exhaust turbine turbocharger and prevent failure. In addition, the high-pressure and high-temperature intake air generated by the mechanical supercharger can be directly supplied to the intake manifold, so that the start-up performance of the engine can be further improved.

【0029】また、排気タービン過給機の潤滑油供給系
例えばベアリングハウジング内あるいは潤滑油供給口等
の油圧状況を検出できる油圧センサーを設け、この検出
信号を入力してバルブを制御するので、潤滑油の油圧状
況に応じた的確な吸気の通路の切換が可能となる。ま
た、請求項2記載の発明によれば、さらに、タイマを採
用することにより油圧センサなどの新たなセンサの設置
が不要になり、制御方法も簡単になるので、装置やコン
トロール方法の複雑化やコストアップを防止でき、故障
の少ない信頼性の高い切換システムができる。
Further, a lubricating oil supply system of the exhaust turbine supercharger, for example, a hydraulic pressure sensor capable of detecting a hydraulic pressure state in a bearing housing or a lubricating oil supply port is provided, and a valve is controlled by inputting this detection signal. It is possible to accurately switch the intake passage in accordance with the hydraulic pressure of the oil. According to the second aspect of the present invention, the use of a timer further eliminates the need for installation of a new sensor such as a hydraulic sensor, and simplifies the control method. The cost can be prevented from increasing, and a highly reliable switching system with few failures can be realized.

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

【図1】本発明の実施の形態を示すハイブリッド過給式
エンジンの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a hybrid supercharged engine showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の三叉路のバルブの他の実施の形態を示
す部分構成図である。
FIG. 2 is a partial configuration diagram showing another embodiment of a three-way valve according to the present invention.

【図3】本発明の三叉路のバルブの他の実施の形態を示
す部分構成図である。
FIG. 3 is a partial configuration diagram showing another embodiment of a three-way valve according to the present invention.

【図4】従来の技術におけるハイブリッド過給式エンジ
ンの構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a hybrid supercharged engine according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

E … エンジン 1 … エアクリーナー 2 … 機械式過給機(スーパーチャージャ) 3,3a,3b … バルブ 4 … 油圧セン
サー 5 … バイパス通路 6 … インター
クーラー 7 … 排気マニホールド 8 … 吸気マニ
ホールド 9 … 排気タービン過給機(ターボチャージャ) 9a… タービン 9b… コンプレ
ッサ 10 … コントローラ 11 … 主通路 12 … 吸気通路 13 … 三叉路
E ... engine 1 ... air cleaner 2 ... mechanical supercharger (supercharger) 3, 3a, 3b ... valve 4 ... oil pressure sensor 5 ... bypass passage 6 ... intercooler 7 ... exhaust manifold 8 ... intake manifold 9 ... exhaust turbine supercharging (Turbocharger) 9a Turbine 9b Compressor 10 Controller 11 Main passage 12 Intake passage 13 Three-way junction

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジン(E)の動力によって駆動され
る機械式過給機(2)の下流側に排気タービン過給機
(9)を接続し、前記機械式過給機(2)と前記排気タ
ービン過給機(9)とを結ぶ吸気通路(12)と吸気マニ
ホールド(8)とをバイパス通路(5)で接続して三叉
路(13)を形成し、該三叉路(13)を形成する管路中に
少なくとも1つのバルブ(3)を設けると共に、前記排
気タービン過給機(9)の潤滑油供給系内に油圧センサ
(4)を設け、前記油圧センサ(4)によって、潤滑油
供給系内の油圧が設定値以下であることを検出した場合
は、前記機械式過給機(2)を前記バイパス通路(5)
側へ連通し、前記油圧が設定値よりも大きくなったこと
を検出した場合は、前記バイパス通路(5)側を閉止す
るように、前記バルブ(3)を操作するように構成した
ハイブリッド過給式エンジン。
An exhaust turbine supercharger (9) is connected downstream of a mechanical supercharger (2) driven by the power of an engine (E), and the mechanical supercharger (2) is connected to the mechanical supercharger (2). An intake passage (12) connecting the exhaust turbine supercharger (9) and an intake manifold (8) are connected by a bypass passage (5) to form a three-way (13), and a pipe forming the three-way (13) At least one valve (3) is provided in the road, and a hydraulic pressure sensor (4) is provided in a lubricating oil supply system of the exhaust turbine supercharger (9). The lubricating oil supply system is provided by the hydraulic pressure sensor (4). When it is detected that the hydraulic pressure in the engine is below the set value, the mechanical supercharger (2) is connected to the bypass passage (5).
And the valve (3) is configured to operate the valve (3) so as to close the bypass passage (5) when it is detected that the hydraulic pressure has become larger than a set value. Expression engine.
【請求項2】 エンジン(E)の動力によって駆動され
る機械式過給機(2)の下流側に排気タービン過給機
(9)を接続し、前記機械式過給機(2)と前記排気タ
ービン過給機(9)とを結ぶ吸気通路(12)と吸気マニ
ホールド(8)とをバイパス通路(5)で接続して三叉
路(13)を形成し、該三叉路(13)を形成する管路中に
少なくとも1つのバルブ(3)を設けると共に、前記エ
ンジン(E)の始動を検出して始動開始からの時間を計
測するタイマを設け、前記エンジン(E)の始動時は前
記機械式過給機(2)を前記バイパス通路(5)側へ連
通し、始動開始から一定時間を経過したことを検出した
場合は、前記バイパス通路(5)側を閉止するように、
前記バルブ(3)を操作するように構成したハイブリッ
ド過給式エンジン。
2. An exhaust turbine supercharger (9) is connected downstream of a mechanical supercharger (2) driven by the power of an engine (E), and the mechanical supercharger (2) is connected to the exhaust gas turbine supercharger (9). An intake passage (12) connecting the exhaust turbine supercharger (9) and an intake manifold (8) are connected by a bypass passage (5) to form a three-way (13), and a pipe forming the three-way (13) At least one valve (3) is provided in the road, and a timer is provided for detecting the start of the engine (E) and measuring the time from the start of the engine. The feeder (2) is connected to the bypass passage (5) side, and when it is detected that a predetermined time has elapsed from the start of the start, the bypass passage (5) side is closed.
A hybrid supercharged engine configured to operate the valve (3).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6871499B1 (en) * 2003-12-20 2005-03-29 Honeywell Interntional, Inc. Oil pressure detector for electric assisted turbocharger
US8078385B2 (en) * 2008-04-14 2011-12-13 Aqwest Llc Supercharged internal combustion engine system
US20150219030A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 Achates Power, Inc. Air Handling System for an Opposed-Piston Engine in which a Supercharger Provides Boost During Engine Startup and Drives EGR During Normal Engine Operation

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