JPS6147297B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はデイーゼル機関の過給装置の駆動に関
する。

〔従来の技術とその問題点〕

自動車用デイーゼル機関の過給装置として、排
気タービン型過給機が広く知られている。この排
気タービン型過給機は、構造が簡単で軽量であ
り、機関への取付けが容易で取付け位置も比較的
自由に選択でき、さらに機関の出力を増加させる
とともに燃料消費率を改善することができる等の
優れた点がある。この反面、機関の急加速時の過
渡応答性が悪く、吸気量を機関の運転状態に合わ
せて制御することができず、また排気ガスの低減
のため、噴射時期を無過給エンジンに対し、より
一層遅延する必要があり、このため排気煙や始動
性等に悪影響を及ぼし、吸気冷却装置を必要とす
る等の欠点がある。

従来、デイーゼル機関の過給装置として、機関
の運転状態と独立して作動する電動機型過給機が
ある。（例えば実公昭35―11405号公報に記載され
た船舶用デイーゼル機関の排気ガスタービン。） しかし、この独立の電動機型過給機は相当の馬
力ある専用の電動機が必要であるため、自動車用
としては適さないものである。

また、デイーゼル機関の過給機機としてはエン
ジンのクランク軸の回転軸に過給軸を機械的に結
合して、過給機の回転速度が相対的に低い時にエ
ンジン側から補助的に過給機を駆動する技術が提
案されている（特開昭49―125720号公報）。しか
し、この過給機の補助駆動装置は機関との機械的
結合を行う装置が大型のものとなりやすかつた。

一方、デイーゼル機関の始動電動機は寒冷時に
十分な始動性能を発揮するように大容量の電動機
として機関に装置されているが、始動時以外は不
使用状態にある。

もつとも、始動電動機で過給機を駆動する技術
が提案されている（実開昭49―43613号公報）
が、これはエンジン始動時にエンジンと過給機の
双方とも始動電動機で駆動させるもので、上述の
エンジンのクランク軸に過給機を結合する技術と
同等のものであり、始動時以外に始動電動機を使
用するものではなかつた。

〔発明の目的〕

本発明は、この従来の排気タービン型過給機の
欠点を改良するもので、排気タービン型過給機の
急加速時の過渡応答性を改良し、排気ガス量の制
御をすることができるデイーゼル機関を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、排気タービン型過給機が始動電動機
と電磁クラツチを介して接続され、始動電動機は
始動時と過給機駆動時とで選択的に切り替えられ
るものであり、始動電動機と電磁クラツチは電圧
制御回路により制御されることを特徴とする。

また、始動電動機と電磁クラツチは機関の燃料
タイミングを制御するマイクロ・コンピユータに
より制御されることを特徴とする。

〔実施例〕

次に、実施例により本発明をさらに詳しく説明
する。

第１図は本発明実施例デイーゼル機関を示す。
また第２図は第１図の要部の拡大断面図である。

両図において、１はデイーゼル機関、２は始動
電動機、３は排気タービン型過給機をそれぞれ示
す。

始動電動機２の主軸４の一端を延長し、電磁ク
ラツチ５の一端５ａに接続する。この主軸４の他
端には減速ギヤで減速された軸端にピニオンギヤ
６が設けられ、始動時に機関のフライホイール７
に固定されているリングギヤ８と噛合うようにな
つている。上記電磁クラツチ５の他端５ｂには、
ターボ駆動軸９が接続される。このターボ駆動軸
９は、機関の吸気パイプ１１に取付けられてい
る。またこのターボ駆動軸９の他端は、カツプリ
ング１２を介して排気タービン型過給機３内のタ
ービン軸１４と結合し、さらに吸気パイプ１１は
インロー式により、排気タービン過給機３の吸気
コンプレツサ１７の吸気入口に取付けられてい
る。

このカツプリング１２は、ターボ駆動軸９およ
びタービン軸１４の相互の偏心や傾きが生じない
ように、接続部が爪−スリツト式になつている。
またこのタービン軸１４には、排気タービン１５
のタービン・ロータ１６と吸気コンプレツサ１７
のインペラ１８が取付けられ、タービン・ロータ
１６とインペラ１８は同時回転するようになつて
いる。

この排気タービン１５には機関から排気マニフ
オールド１９と排気ガスを大気中に送出する排気
管２０とが接続されている。また吸気コンプレツ
サ１７には機関に吸気する吸気マニフオールド２
１が接続されている。

第３図は本発明実施例始動電動機の回路構成図
である。始動電動機２の端子２ａは、選択スイツ
チ２３の接点Ａに接続している。この端子２ａの
他の入力は、電圧制御回路２４を介して選択スイ
ツチ２３の接点Ｂに接続している。この電圧制御
回路２４は、始動電動機２の出力・回転数を制御
するとともに、その出力の一部を電磁クラツチ５
に送出し、電磁クラツチ５の開閉を行う。また、
上記選択スイツチ２３は電源に接続している。選
択スイツチ２３を接点Ａにおくときは、始動電動
機２の主軸４の回転は機関始動用として利用され
る。また選択スイツチ２３を接点Ｂにおくとき
は、主軸４の回転は電圧制御回路２４により制御
される。同時に電磁クラツチ５もこの制御回路２
４により制御され、図外のタービン・ロータの回
転に整合するように構成されている。

このような構成で、機関の急加速を必要とする
ときには選択スイツチ２３を接点Ｂにおくと、始
動電動機２は電磁クラツチ５を介して、ターボ駆
動軸９を高速回転させ、機関の過渡応答性を向上
することができる。

なお、第２図ではカツプリング１２の結合方式
として爪−スリツト式の例を示したが、スプライ
ン嵌合式としてもよい。さらに、吸気パイプ１１
を吸気コンプレツサ１７の吸気入口にインロー式
により取付けた例を示したが、吸気パイプ１１と
吸気コンプレツサ１７とを一体にして、排気ター
ビン型過給機３の一部を構成するようにしてもよ
い。

次に特許請求の範囲第２項記載の発明について
説明する。これは第１図および第２図の始動電動
機２の駆動制御に係わるものである。第４図は本
発明実施例始動電動機の回路構成図である。始動
電動機２の端子２ａは、選択スイツチ２３の接点
Ａに接続している。この端子２ａの他の入力は、
始動電動機２の出力・回転数を制御する電圧制御
回路２４を介して選択スイツチ２３の接点Ｂに接
続している。この選択スイツチ２３は電源に接続
している。

また電圧制御回路２４の他の入力は、マイク
ロ・コンピユータを含む制御回路（以下「MC制
御回路」という。）２５に接続している。この
MC制御回路２５の他の出力は、電磁クラツチ制
御回路２６を介して電磁クラツチ５に接続してい
る。この電磁クラツチ制御回路２６の他の入力
は、選択スイツチ２３の接点Ｂに接続している。

さらに、上記MC制御回路２５には、図外の機
関の回転数の検出信号Ｒと、図外の燃料噴射ポン
プの噴射時期の検出信号Ｔ_nと、図外の燃料レバ
ー角度の時間微分値の検出信号Ｒ_dと、図外の機
関の吸気流速の検出信号Ｖ、図外の機関の冷却水
温度の検出信号Ｔ_p0、および図外の機関の冷却水
温度の検出信号Ｔ_p1等が入力している。

またMC制御回路２５は、機関の燃料噴射タイ
ミングを自動的に制御すると同時に、燃料レバー
角度の時間微分値の検出信号Ｒ_dと他の検出信号
とを比較して、機関の吸気量が不足していれば、
自動的に電圧制御回路２４および電磁クラツチ制
御回路２６に出力信号を送出する。

このような構成で、始動時以外は選択スイツチ
２３を接点Ｂにしておけば、機関を急加速して
も、燃料レバー角度の時間微分値の検出信号Ｒ_d
によりMC制御回路２５が、機関の吸気量の不足
を感知し、機関に必要な吸気量を得るように始動
電動機２の主軸４を回転させる。

なおMC制御回路２５の他のソフトウエアを利
用すれば、用途の広い排気タービン型過給機の補
助駆動装置が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明により相当の馬力の
ある専用の電動機を設けず、しかも、始動時以外
の遊んでいる状態の始動電動機を用いて、機関の
運転状態と独立して機関の吸気量を制御する排気
タービン型過給機が得られるので、急加速時の過
渡応答性が改良され、排気ガス量の制御をするこ
とができる優れた効果がある。

さらに、既存のMC制御回路を排気タービン型
過給機の駆動制御に活用することにより、一層効
率的な制御をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例デイーゼル機関の構成
図。第２図は第１図の要部拡大断面図。第３図お
よび第４図は本発明実施例始動電動機の回路構成
図。 １……デイーゼル機関、２……始動電動機、３
……排気タービン型過給機、４……始動電動機主
軸、５……電磁クラツチ、６……ピニオン・ギ
ヤ、７……フライホイール、８……リングギヤ、
９……ターボ駆動軸、１１……吸気パイプ、１２
……カツプリング、１４……タービン軸、１５…
…排気タービン、１６……タービン・ロータ、１
７……吸気コンプレツサ、１８……インペラ、１
９……排気マニフオールド、２０……排気管、２
１……吸気マニフオールド、２３……選択スイツ
チ、２４……電圧制御回路、２５……マイクロ・
コンピユータ制御回路、２６……電磁クラツチ制
御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 排気タービン型過給機を補助的に駆動する装
   置を備えたデイーゼル機関において、 そのデイーゼル機関の始動電動機を上記過給機
   のターボ駆動軸に接続して補助的に駆動させる電
   磁クラツチと、 上記始動電動機への電源供給を始動時と過給機
   駆動時とで選択的に切り替えるスイツチと、 過給機を駆動する時に、上記電磁クラツチの開
   閉と始動電動機の出力・回転数を制御する電圧制
   御回路と を備えたことを特徴とするデイーゼル機関。 ２ 排気タービン型過給機を補助的に駆動する装
   置と機関の燃料噴射タイミングを制御するマイク
   ロ・コンピユータを含む制御回路とを備えたデイ
   ーゼル機関において、 そのデイーゼル機関の始動電動機を上記過給機
   のターボ駆動軸に接続して補助的に駆動させる電
   磁クラツチと、 上記始動電動機への電源供給を始動時と過給機
   駆動時とで選択的に切り替えるスイツチと、 過給機を駆動する時に、上記電磁クラツチの開
   閉制御を行う電磁クラツチ制御回路と、 過給機を駆動する時に、上記始動電動機の出
   力・回転数の制御を行う電圧制御回路と を備え、 上記電磁チラツチ制御回路と上記電圧制御回路
   は、上記マイクロ・コンピユータにより制御され
   るものである ことを特徴とするデイーゼル機関。