JPS59101540A - エンジン過給装置 - Google Patents
エンジン過給装置Info
- Publication number
- JPS59101540A JPS59101540A JP57209982A JP20998282A JPS59101540A JP S59101540 A JPS59101540 A JP S59101540A JP 57209982 A JP57209982 A JP 57209982A JP 20998282 A JP20998282 A JP 20998282A JP S59101540 A JPS59101540 A JP S59101540A
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- JP
- Japan
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- motor
- engine
- turbine
- turbine shaft
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
- F02B37/10—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はエンジンのシリンダ内に充填する空気の充填効
率を高めるために用いられるエンジン過給装置に関し、
特にエンジンの低回転時に於ける出力トルクの増大とエ
ンジンの高回転時に於けるタービン軸の過回転防止が行
なえるエンジン過給装置に関するものである。
率を高めるために用いられるエンジン過給装置に関し、
特にエンジンの低回転時に於ける出力トルクの増大とエ
ンジンの高回転時に於けるタービン軸の過回転防止が行
なえるエンジン過給装置に関するものである。
背景技術
エンジン過給装置は、エンジンに対する過給圧を高める
ことにより、シリンダ内に充填される空気の充填効率を
増してエンジン出力を高めるものであり、一般にターヂ
チャージャーと呼ばれている。そして、近年に於いては
、レース用の自動車のみでなく、一般の自動車にも走行
効率を高めるために実装される傾向にある。
ことにより、シリンダ内に充填される空気の充填効率を
増してエンジン出力を高めるものであり、一般にターヂ
チャージャーと呼ばれている。そして、近年に於いては
、レース用の自動車のみでなく、一般の自動車にも走行
効率を高めるために実装される傾向にある。
・この場合、従来一般に用いられているエンジン過給装
置は、エンジンの排気圧を利用した排、気タービン方式
によるものでるる。つまり、この排気タービン方式によ
るエンジン過給装置は、エンジンから排出される排気ガ
スの高温・面圧エネルギーを利用して排気タービンを高
速回転させ、この排気タービンと同軸にある吸気タービ
ン衾回転させることによってエンジンの吸入空気を圧縮
して供給するものである。
置は、エンジンの排気圧を利用した排、気タービン方式
によるものでるる。つまり、この排気タービン方式によ
るエンジン過給装置は、エンジンから排出される排気ガ
スの高温・面圧エネルギーを利用して排気タービンを高
速回転させ、この排気タービンと同軸にある吸気タービ
ン衾回転させることによってエンジンの吸入空気を圧縮
して供給するものである。
しかしながら、上記構成による従来の排気タービン方式
によるエンジン過給装置は、エンジンの排気ガスエネル
ギーのみを利用して過給圧を高めるものであるために、
排気ガスエネルギーが増加するエンジンの中・高速回転
状態に於いてのみしか作動せず、最も必要とする発進時
等の低回転時における立ち上り特性の改善には何ら寄力
しない。また、上記構成に於いては、エンジンの高回転
時にタービン軸が過回転となって破損する場合があるた
めに、このような状態に際して排気ガス通路にリリーフ
ドルブを設けて排気ガス圧の調整を行なう必要が生じ、
これに伴なって構成が複雑化される問題を有している。
によるエンジン過給装置は、エンジンの排気ガスエネル
ギーのみを利用して過給圧を高めるものであるために、
排気ガスエネルギーが増加するエンジンの中・高速回転
状態に於いてのみしか作動せず、最も必要とする発進時
等の低回転時における立ち上り特性の改善には何ら寄力
しない。また、上記構成に於いては、エンジンの高回転
時にタービン軸が過回転となって破損する場合があるた
めに、このような状態に際して排気ガス通路にリリーフ
ドルブを設けて排気ガス圧の調整を行なう必要が生じ、
これに伴なって構成が複雑化される問題を有している。
発明の開示
従って、本発明による目的は、エンジンの低回転時に於
ける出力トルクの増大とタービン軸の過回転に対する防
止制御が行なえるエンジン過給装置を提供することであ
る。
ける出力トルクの増大とタービン軸の過回転に対する防
止制御が行なえるエンジン過給装置を提供することであ
る。
このような目的を達成するために本発明によるエンジン
過給装置は、排気タービン方式による過給装置に於いて
、タービン軸の一部にモータを設け、エンジンの低回転
時には前記モータを駆動してタービン軸の回転を助ける
ことによって過給圧を高め、タービン軸の過回転に対し
ては前記モータを発ｉｔｉとして作用させることにより
負荷を加えて過回転を防止するものである。
過給装置は、排気タービン方式による過給装置に於いて
、タービン軸の一部にモータを設け、エンジンの低回転
時には前記モータを駆動してタービン軸の回転を助ける
ことによって過給圧を高め、タービン軸の過回転に対し
ては前記モータを発ｉｔｉとして作用させることにより
負荷を加えて過回転を防止するものである。
従って、このように構成されたエンジン過給装置に於い
ては、エンジンの低回転時に於ける出力アップと、従来
のようにリリーフドルブを用いずにタービン軸の過回転
保％が行なえる優れた効果を有する。
ては、エンジンの低回転時に於ける出力アップと、従来
のようにリリーフドルブを用いずにタービン軸の過回転
保％が行なえる優れた効果を有する。
発明を実施するための最良な形態
第１図は本発明によるエンジン過給装置の一実施例を示
す要部断面−でるる。同図に於いてｌａ、ｌｂは排気タ
ービンと吸気タービン′Ｔ′ろつて、排気タービン１ａ
は図示しないエンジンの排気通路に接続された排ガス供
給路２と排ガス排出路３とを有し、この両者の間には多
数の羽根を有する排気タービン回転体４ａがタービン軸
５の端部に固定されて設けられている。ま几、吸気ター
ビン２は図示しないエアークリナーに接続された吸気路
６と、図示しないエンジンのインデークマニホールドに
接続された加圧空気供給路７とを有しており、この両者
の間には多数の羽根を有する吸気タービン回転体４ｂが
前記タービン軸５の他端側に固定されて設けられている
。従って、排気タービン１ａと吸気タービン１ｂは同一
のタービン軸５によって連結されていることになる。そ
して、この排気タービン回転体４ａと吸気タービン回転
体８ｂに設けられている羽根は互いに逆向きとなってお
り、同一方向の回転に対して互いに逆に作用することに
なる。８はタービン軸５のほぼ中央部分に同軸に設けら
れた発電可能なモータでるる。
す要部断面−でるる。同図に於いてｌａ、ｌｂは排気タ
ービンと吸気タービン′Ｔ′ろつて、排気タービン１ａ
は図示しないエンジンの排気通路に接続された排ガス供
給路２と排ガス排出路３とを有し、この両者の間には多
数の羽根を有する排気タービン回転体４ａがタービン軸
５の端部に固定されて設けられている。ま几、吸気ター
ビン２は図示しないエアークリナーに接続された吸気路
６と、図示しないエンジンのインデークマニホールドに
接続された加圧空気供給路７とを有しており、この両者
の間には多数の羽根を有する吸気タービン回転体４ｂが
前記タービン軸５の他端側に固定されて設けられている
。従って、排気タービン１ａと吸気タービン１ｂは同一
のタービン軸５によって連結されていることになる。そ
して、この排気タービン回転体４ａと吸気タービン回転
体８ｂに設けられている羽根は互いに逆向きとなってお
り、同一方向の回転に対して互いに逆に作用することに
なる。８はタービン軸５のほぼ中央部分に同軸に設けら
れた発電可能なモータでるる。
そして、このモータ８はタービン軸５の外周にスペーサ
９を介して永久磁石１０が固定されることによりロータ
を構成している。また、モータ８を構成するケーシング
１１の内部には、永久磁石１０の外周を所定距離Ｆｉ１
ｍ間して取り巻くように設けられたステータコイル１２
を有している。従って、このモータ８は、ステータコイ
ル１２に電流を流して回転磁界を発生させると、この回
転磁界によって永久磁石１０を有するロータが回転して
タービン軸５の回転駆動が行なわれる。また、タービン
軸５の高速回転によってモータ８の永久磁石１０を有す
るロータが回転されると、ステータコイル１２に発電エ
ネルギーが発生されて発電機となるものである。
９を介して永久磁石１０が固定されることによりロータ
を構成している。また、モータ８を構成するケーシング
１１の内部には、永久磁石１０の外周を所定距離Ｆｉ１
ｍ間して取り巻くように設けられたステータコイル１２
を有している。従って、このモータ８は、ステータコイ
ル１２に電流を流して回転磁界を発生させると、この回
転磁界によって永久磁石１０を有するロータが回転して
タービン軸５の回転駆動が行なわれる。また、タービン
軸５の高速回転によってモータ８の永久磁石１０を有す
るロータが回転されると、ステータコイル１２に発電エ
ネルギーが発生されて発電機となるものである。
第２−は第１図に示すモータ８の制御回路であって、１
３は１示しないセンサから供給されるス目ットル開度信
号人とエンジン回転速度信号Ｂおよび過給圧信号０をそ
れぞれ入力とするマイクロコンピュータ、１４は電源と
してのパッチＩＪ−１１５はモータ電流制御回路でろっ
て。
３は１示しないセンサから供給されるス目ットル開度信
号人とエンジン回転速度信号Ｂおよび過給圧信号０をそ
れぞれ入力とするマイクロコンピュータ、１４は電源と
してのパッチＩＪ−１１５はモータ電流制御回路でろっ
て。
マイクロコンピュータ１３に於ける演算結果に基ずく制
御信号りに応じてモータ電流の値およびその方向を制御
する。
御信号りに応じてモータ電流の値およびその方向を制御
する。
仁のように措成された装置に於いて、図示しないアクセ
ルペタルを捉み込むと、スロットルが開いてスロットル
開度信号Ａが上昇する。しかし、エンジン回転速度信号
Ｂおよび過給圧信号０は低い値のままとなっている。こ
れに対して１マイクロコンピユータ１３はスロットル開
度信号人に応じてエンジン出力が増加していないことを
判別し、モータ８を最大回転とすべき旨を表わす制御信
号りを発生する。この結果、モータ電流制御回路１５は
、ノ々ツテリ−１４の出力をモータ８に最大電流値とし
て供給する。
ルペタルを捉み込むと、スロットルが開いてスロットル
開度信号Ａが上昇する。しかし、エンジン回転速度信号
Ｂおよび過給圧信号０は低い値のままとなっている。こ
れに対して１マイクロコンピユータ１３はスロットル開
度信号人に応じてエンジン出力が増加していないことを
判別し、モータ８を最大回転とすべき旨を表わす制御信
号りを発生する。この結果、モータ電流制御回路１５は
、ノ々ツテリ−１４の出力をモータ８に最大電流値とし
て供給する。
この結果、モータ８の永久磁石１０を有するロータが高
速で回転されるために、モータ８の回転軸と共用されて
いるタービン軸５が高速回転される。このようにして、
タービン軸５が高速回転されると、その一端に設けられ
ている吸気タービン回転体４ｂが高速回転されることに
なり、これに伴なって吸気タービン１ｂが作動して、図
示しないエアーフィルタから吸気路６を介して供給され
る空気を圧縮し、この圧縮された空気を加圧空気供給路
７および図示しないインテークマニホールドを介してエ
ンジンのシリンダ内に供給する。この結果、エンジンの
回転数が低い状態に於いても、過給圧が上昇するために
空気充填効率が上昇してエンジン出力が増加する。つま
り、排気エネルギーが少なくて排気タービンが十分に作
動しない場合には、タービン軸に設けられているモータ
８によってタービン軸５の回転を補なってエンジン出力
を高めるものである。
速で回転されるために、モータ８の回転軸と共用されて
いるタービン軸５が高速回転される。このようにして、
タービン軸５が高速回転されると、その一端に設けられ
ている吸気タービン回転体４ｂが高速回転されることに
なり、これに伴なって吸気タービン１ｂが作動して、図
示しないエアーフィルタから吸気路６を介して供給され
る空気を圧縮し、この圧縮された空気を加圧空気供給路
７および図示しないインテークマニホールドを介してエ
ンジンのシリンダ内に供給する。この結果、エンジンの
回転数が低い状態に於いても、過給圧が上昇するために
空気充填効率が上昇してエンジン出力が増加する。つま
り、排気エネルギーが少なくて排気タービンが十分に作
動しない場合には、タービン軸に設けられているモータ
８によってタービン軸５の回転を補なってエンジン出力
を高めるものである。
次に、エンジン出力が上昇してエンジン回転速度信号Ｂ
が上昇すると、排気エネルギーによって排気タービン１
ａが十分に作動するためにモータ８による回転エネルギ
ーが不用となる。
が上昇すると、排気エネルギーによって排気タービン１
ａが十分に作動するためにモータ８による回転エネルギ
ーが不用となる。
従って、マイクロコンピュータ１３はモータ７電流制御
回路１５を制御することにより、モータ８に対する電流
供給を遮断してフリー状態とする。このために、エンジ
ンの回転が中・高速となった場合には、従来の過給装置
と同様に排気エネルギーのみを用いた過給動作となる。
回路１５を制御することにより、モータ８に対する電流
供給を遮断してフリー状態とする。このために、エンジ
ンの回転が中・高速となった場合には、従来の過給装置
と同様に排気エネルギーのみを用いた過給動作となる。
次に、エンジンの回転が超高速回転となって排気エネル
ギーが異常に上昇すると、マイクロコンピュータ１３が
スロットル開度信号Ａ、エンジン回転速度信号Ｂおよび
過給圧信号Ｃとの関係がタービン軸５が過回転となるお
それが生じたことを判別してモータ電流制御回路１５を
発電モードに制御する。つまり、モータ８Ｌ排気タービ
ン１ａによってそのロータが高速回転されており、これ
に伴なってステータコイル１２に発電電力が発生してい
る。ここで、モータ電流制御回路１５がマイクロコンピ
ュータ１３の指命にしたがってモータ８の発電出力を負
荷としてのバッテリー１４に供給すると、負荷に供給さ
れた発電エネルギーの分だけタービン軸５、つまり排気
タービン１ａに負荷が加わって回転が低下し、これに伴
なってタービン軸５の過回転による破損および過給圧の
異常上昇によるエンジンの破損が防止される。従って、
モータ電流制御回路１５によって、負荷に供給する発電
電力の供給世管制仰する仁とにより、エンジンが高速回
転となった場合に於いても、タルビン軸５の回転数を予
め定められている上限イ１９を越えないように制御する
仁とが出来る。
ギーが異常に上昇すると、マイクロコンピュータ１３が
スロットル開度信号Ａ、エンジン回転速度信号Ｂおよび
過給圧信号Ｃとの関係がタービン軸５が過回転となるお
それが生じたことを判別してモータ電流制御回路１５を
発電モードに制御する。つまり、モータ８Ｌ排気タービ
ン１ａによってそのロータが高速回転されており、これ
に伴なってステータコイル１２に発電電力が発生してい
る。ここで、モータ電流制御回路１５がマイクロコンピ
ュータ１３の指命にしたがってモータ８の発電出力を負
荷としてのバッテリー１４に供給すると、負荷に供給さ
れた発電エネルギーの分だけタービン軸５、つまり排気
タービン１ａに負荷が加わって回転が低下し、これに伴
なってタービン軸５の過回転による破損および過給圧の
異常上昇によるエンジンの破損が防止される。従って、
モータ電流制御回路１５によって、負荷に供給する発電
電力の供給世管制仰する仁とにより、エンジンが高速回
転となった場合に於いても、タルビン軸５の回転数を予
め定められている上限イ１９を越えないように制御する
仁とが出来る。
なお、上記実施例に於いてｈ１モータ８の発電出力をバ
ッテリー１４に供給して充電し７た場合について説明し
たが、抵抗負荷等に供給しても良い。
ッテリー１４に供給して充電し７た場合について説明し
たが、抵抗負荷等に供給しても良い。
２・・・排ガス供給路、３・・・排ガス排出路、４ａ・
・・排気タービン回転体、４ｂ・・・軌気タービン１転
体、５・・・タービン軸、６・・・吸気路、７・・・加
圧空気供給路、８・・・モータ、９・・・スベー“す゛
、１０・・・永久磁石、１１・・・ケーシング、１２・
・・ステータコイル、１３・・・マイクロコンピュータ
、１４・・・バッテリー、１５・・・モータ正、流制仰
回路。
・・排気タービン回転体、４ｂ・・・軌気タービン１転
体、５・・・タービン軸、６・・・吸気路、７・・・加
圧空気供給路、８・・・モータ、９・・・スベー“す゛
、１０・・・永久磁石、１１・・・ケーシング、１２・
・・ステータコイル、１３・・・マイクロコンピュータ
、１４・・・バッテリー、１５・・・モータ正、流制仰
回路。
Claims (2)
- （１） エンジンの排気エネルギーによって回転する
排気タニビンと、この排気タービンのタービン軸により
駆動されて加圧空気をエンジンのシリンダ内に供給する
吸気タービンとを備えた過給装置に於いて、前記タービ
ン軸の一部を回転軸とするモータを設け、このモータに
よりタービン軸を回転させてエンジンの低回転時に於け
る出力の増加を計ることを特徴とするエンジン過給装置
。 - （２） 前記モータは発電可能に溝底されており、こ
のモータの発電出力を負荷に供給することによりタービ
ン軸の過回転を防止することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のエンジン過給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57209982A JPS59101540A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | エンジン過給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57209982A JPS59101540A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | エンジン過給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59101540A true JPS59101540A (ja) | 1984-06-12 |
Family
ID=16581894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57209982A Pending JPS59101540A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | エンジン過給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59101540A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6248932A (ja) * | 1985-08-28 | 1987-03-03 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関のタ−ボチヤ−ジヤの制御装置 |
| JPS6251723A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-06 | Isuzu Motors Ltd | 超高速電動−発電機 |
| US4745755A (en) * | 1985-07-26 | 1988-05-24 | Isuzu Motors Limited | Control system for supercharged internal combustion engine |
| JPS6469717A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-15 | Isuzu Motors Ltd | Controller for turbocharger equipped with electric rotary machine |
| JPH01117931A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-10 | Isuzu Motors Ltd | 回転電機付ターボチャージャの制御装置 |
| US5771695A (en) * | 1991-05-30 | 1998-06-30 | Turbodyne Sys Inc | Method and apparatus for overcoming turbo lag |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4891415A (ja) * | 1972-02-11 | 1973-11-28 |
-
1982
- 1982-11-30 JP JP57209982A patent/JPS59101540A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4891415A (ja) * | 1972-02-11 | 1973-11-28 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4745755A (en) * | 1985-07-26 | 1988-05-24 | Isuzu Motors Limited | Control system for supercharged internal combustion engine |
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| EP0215589B1 (en) * | 1985-08-29 | 1989-03-15 | Isuzu Motors Limited | High-speed rotary electric machine |
| US4935656A (en) * | 1985-08-29 | 1990-06-19 | Isuzu Motors Limited | High speed motor/generator for turbocharger |
| JPS6469717A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-15 | Isuzu Motors Ltd | Controller for turbocharger equipped with electric rotary machine |
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| US5771695A (en) * | 1991-05-30 | 1998-06-30 | Turbodyne Sys Inc | Method and apparatus for overcoming turbo lag |
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