JPH05202760A - エンジンの過給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータの駆動電流の増大を抑制する。 【構成】 スリーホイールターボチャージャにおいて、
エンジン２４、モータ２５の動力をオイルポンプ１４へ
伝達するワンウェイクラッチ２２、２３と、オイルポン
プ１４の吐出圧を蓄圧するアキュムレータ２１と、アキ
ュムレータが設定圧力以下になったときにオンとなる圧
力スイッチ２６と、エンジンの各種運転状態を検出する
センサ群２７〜３２と、アキュムレータ２１からのオイ
ルをオイルタービン１０へ導くソレノイドバルブ１６
と、循環路１７を開閉する電磁リリーフバルブ１９と、
各種センサからの信号を基にモータ、ソレノイドバル
ブ、電磁リリーフバルブを制御するコントローラ３３と
を備えている。 【効果】 電磁リリーフバルブ１９は圧力スイッチ２６
がオンになったときに通電され、モータ２５はエンジン
の低速時に発停が繰り返されたときにのみ駆動され、ソ
レノイドバルブ１６はエンジンの出力トルクが低下した
ときにのみ通電される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの過給装置に
係り、特に、排気タービンとオイルタービンおよび両タ
ービンにより駆動されるコンプレッサを備えているスリ
ーホイールターボチャージャに関し、例えば、ターボ付
エンジンの発進性の改善を図る技術に利用して有効なも
のに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両のうちターボ付エンジン
が搭載された車両においては、発進性の改善を図るとと
もに、排気ガス浄化対策を図るために、スリーホイール
ターボチャージャが採用されている。このスリーホイー
ルターボチャージャは、通常の運転時には排気タービン
によってコンプレッサを駆動し、低速時等のように排気
タービンによってはコンプレッサを駆動するに充分でな
い時に、オイルタービンによってコンプレッサを駆動す
ることにより、所謂ターボラグを回避することができる
ようになっている。

【０００３】このようなスリーホイールターボチャージ
ャにおけるオイルタービンを駆動するに際しては、高圧
の油圧が必要になる。そこで、従来、オイルポンプをモ
ータによって駆動するとともに、オイルポンプの吐出側
とオイル吸込側とを結ぶ循環路を電磁リリーフバルブで
閉成することにより、オイルポンプの吐出圧を高圧にす
る構成が採用されている。

【０００４】このような構成によってスリーホイールタ
ーボチャージャが駆動される場合、エンジントルクのロ
スが小さいこと、モータ電流が小さいこと、さらには、
発進および停止が繰り返されてもスリーホイールターボ
チャージャを作動することができること、応答性が高い
こと等が要求されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記したスリ
ーホイールターボチャージャにおいては、モータによっ
てのみオイルポンプが駆動されるように構成されている
ため、エンジンの発進・停止が頻繁に繰り返されると、
モータの駆動電流が増大し、バッテリーが浪費されると
いう問題点がある。

【０００６】本発明の目的は、モータの駆動電流の増大
を抑制することができるエンジンの過給装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るエンジンの
過給装置は、オイル通路中に挿入されて油圧により回転
するオイルタービンと、排気通路中に挿入されてエンジ
ンの排気ガスの圧力により回転する排気タービンと、前
記各タービンの回転駆動により吸気管からのエアを圧縮
してエンジンへ送給するコンプレッサと、前記オイル通
路中に挿入されてオイルを前記オイルタービンへ送給す
るオイルポンプと、オイルポンプを回転駆動するモータ
とを備えているエンジンの過給装置において、前記モー
タの駆動軸および前記エンジンの駆動軸を前記オイルポ
ンプの駆動軸にそれぞれ連結するワンウェイクラッチ
と、オイルポンプの吐出圧を蓄圧するアキュムレータ
と、アキュムレータの圧力を検出する圧力センサと、エ
ンジンの各種運転状態を検出する運転状態センサ群と、
各運転状態センサによりエンジンの出力トルクが低下し
たことが検出されたときに駆動指令を出力する駆動指令
回路と、前記オイル通路中に挿入されて駆動指令を受け
たときに前記アキュムレータからの油圧を前記オイルタ
ービンへ導く油圧導入器と、前記圧力センサにより前記
アキュムレータの圧力が設定圧力以下に低下したことが
検出されたときに蓄圧指令を出力する蓄圧指令回路と、
蓄圧指令を受けて前記オイルポンプのオイル導入側とオ
イル吐出側とを短絡する油圧循環器と、前記各運転状態
センサによりエンジンの低速時に発進と停止が繰り返さ
れたことが検出されたときに前記モータへモータ駆動指
令を出力するモータ駆動指令回路とを備えていることを
特徴とする。

【０００８】

【作用】前記した手段によれば、オイルポンプはエンジ
ンまたはモータによって駆動されるようになっており、
しかも、車両の減速時等のエネルギ回生状態で、蓄積さ
れた油圧によってオイルタービンが駆動され、エンジン
の低速時に発進・停止が繰り返されてエンジンの動力で
はアキュムレータに油圧を蓄圧できないときにのみ、モ
ータによってオイルポンプが駆動されるようになってい
る。このため、モータの駆動電流の増大を抑制すること
ができ、バッテリーの浪費を抑制することができるとと
もに、燃費を低減することができる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるエンジンの過
給装置を示す回路図である。

【００１０】本実施例において、本発明に係るエンジン
の過給装置は、スリーホイールターボチャージャ（以
下、ＴＷＴと称する。）として構成されている。このＴ
ＷＴは、排気通路に挿入されて排気ガスの圧力により回
転する排気タービン９と、油圧により回転するオイルタ
ービン１０と、両タービン９、１０の回転駆動によりエ
ンジンの給気管からのエアを圧縮してエンジンへ送給す
るコンプレッサ８とを備えている。

【００１１】ＴＷＴのうちオイルタービン１０は、オイ
ル通路１１中に挿入されており、オイルタービン１０の
駆動軸が軸受１２により回転自在に軸支されている。そ
して、軸受１２にはオイル通路１１から分岐した給油通
路１３を介してオイルが供給されている。ちなみに、オ
イルタービン１０の駆動軸には排気タービン９の軸およ
びコンプレッサ８のロータ軸が連結されている。

【００１２】オイル通路１１はオイルタンクからのオイ
ルをオイルポンプ１４へ導くとともに、オイルポンプ１
４の吐出側とオイル吸込側とを結ぶオイル循環路を実質
的に構成している。このオイル通路１１中には、シーケ
ンスバルブ１５、ソレノイドバルブ（電磁方向制御弁）
１６が挿入されている。

【００１３】さらに、オイル通路１１には、このオイル
通路１１から分岐した分岐通路として、オイルポンプ１
４の吐出側とオイル吸込側とを結ぶ増圧用の循環路１７
が接続されている。また、オイル通路１１にはシーケン
スバルブ１５の出力側から分岐した分岐通路１８が接続
されている。増圧用の循環路１７の途中には電磁リリー
フバルブ１９が挿入されている。また、分岐通路１８の
途中にはパイロットチェックバルブ２０が挿入され、分
岐通路１８の端部にはアキュムレータ２１が接続されて
いる。

【００１４】一方、オイルポンプ１４の駆動軸はワンウ
ェイクラッチ２２、２３を介して、エンジン２４の駆動
軸とＤＣモータ２５の駆動軸とに連結されている。ワン
ウェイクラッチ２２、２３はエンジン２４またはＤＣモ
ータ２５のうち回転数の高い方を自己制御的に選択し、
選択した方の動力をオイルポンプ１４に伝達する駆動軸
連結器として構成されている。

【００１５】さらに、分岐通路１８の途中には圧力セン
サとしての圧力スイッチ２６が設けられており、この圧
力スイッチ２６はＴＷＴをエンジン２４の運転状態等に
よって制御するために、アキュムレータ２１の圧力が設
定圧力以下になったことを検出するように構成されてい
る。

【００１６】他方、自動車の各所には、エンジン２４の
各種運転状態を検出する運転状態センサ群として、アク
セル位置センサ２７、エンジン回転数センサ２８、車速
センサ２９、クラッチ位置センサ３０、ギヤ位置センサ
３１、油温センサ３２がそれぞれ設けられている。そし
て、圧力スイッチ２６を含めて、各センサの出力がコン
トローラ３３に入力されるようになっている。

【００１７】コントローラ３３は、例えばＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータを有してお
り、各種の運転状態センサによってエンジン２４の出力
トルクが低下したことが検出されたときにオイルタービ
ン駆動指令Ｂを出力するオイルタービン駆動指令回路
と、圧力スイッチ２６によりアキュムレータ２１の圧力
が設定圧力以下に低下したことが検出されたときに蓄圧
指令Ｃを出力する蓄圧指令回路と、エンジンの低速時に
発進と停止が繰り返されたことが検出されたときにモー
タ駆動指令Ａを出力するモータ駆動指令回路（いずれ
も、図示せず。）が構成されている。

【００１８】オイルタービン駆動指令Ｂはソレノイドバ
ルブ１６に与えられ、ソレノイドバルブ１６はオイルタ
ービン駆動指令Ｂを受けたときにアキュムレータ２１か
らの油圧をオイルタービン１０へ導く油圧導入装置とし
て構成されている。

【００１９】蓄圧指令Ｃは電磁リリーフバルブ１９に与
えられ、電磁リリーフバルブ１９は蓄圧指令Ｃにより循
環路１７を閉成する油圧循環器として構成されている。

【００２０】さらに、モータ駆動指令ＡはＤＣモータ２
５へ与えられ、ＤＣモータ２５はモータ駆動指令Ａが与
えられたときにのみ駆動するようになっている。

【００２１】次に作用を説明する。エンジン２４が始動
された後、圧力スイッチ２６がオンになってアキュムレ
ータ２１の圧力が一定圧以下に低下したことが検出され
ると、コントローラ３３の蓄圧指令Ｃにより、電磁リリ
ーフバルブ１９が通電され、増圧用の循環路１７が閉成
される。このとき、ＤＣモータ２５はオフの状態にあ
り、エンジン２４からの動力がオイルポンプ１４に伝達
され、エンジン２４の駆動によってオイルポンプ１４が
駆動される。

【００２２】そして、オイルポンプ１４から吐出される
油圧は増圧用の循環器１７を循環する都度、圧力が高め
られる。高圧となったオイルはシーケンスバルブ１５、
パイロットチェックバルブ２０を介してアキュムレータ
２１に蓄圧される。このエンジン２４によるオイルポン
プ１４の駆動時に、車両が減速状態にあれば、エネルギ
回生状態で、油圧がアキュムレータ２１に蓄圧されるこ
とになる。したがって、省エネルギを促進することがで
きる。

【００２３】エンジン２４の駆動力によってオイルポン
プ１４が駆動されているときに、エンジン２４が低速状
態になって、低速状態で発進・停止が繰り返されると、
コントローラ３３によりＤＣモータ２５にモータ駆動指
令Ａが与えられ、ＤＣモータ２５が駆動される。

【００２４】ＤＣモータ２５が駆動されると、ＤＣモー
タ２５の回転数はエンジン２４の回転数よりも高くなる
ため、ＤＣモータ２５の駆動力がワンウェイクラッチ２
３を介してオイルポンプ１４に伝達される。このため、
エンジン２４の駆動力によっては油圧がアキュムレータ
２１に蓄積されない状態であっても、ＤＣモータ２５の
駆動力によって蓄圧することができる。

【００２５】次に、アキュムレータ２１が充分に蓄圧さ
れた状態で、エンジン２４の出力トルクが低下したこと
が検出されると、コントローラ３３によるオイルタービ
ン駆動指令Ｂにより、ソレノイドバルブ１６が通電され
て切り換えられる。この切り換え作動により、アキュム
レータ２１に蓄圧された油圧が、パイロットチェックバ
ルブ２０およびソレノイドバルブ１６を介してオイルタ
ービン１０に導入されるため、オイルタービン１０がア
キュムレータ２１の油圧によって駆動される。これによ
り、オイルタービン１０の駆動によってコンプレッサが
回転し、ターボラグが抑制されることになる。

【００２６】本実施例によれば、エンジン２４の駆動力
によってはアキュムレータ２１に蓄圧することができな
いときにのみ、ＤＣモータ２５が駆動されるため、モー
タ２５の駆動電流が増大するのを抑制することができ、
バッテリーの浪費を抑制することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータが所定の条件下においてのみ駆動されるように構
成されているため、モータの駆動電流が増大するのを抑
制することができ、バッテリーの浪費を防止することが
できるとともに、燃費を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるエンジンの過給装置を
示す回路図である。

【符号の説明】

１０…スリーホイールタボチャージャ、１１…オイル通
路、１２…軸受、１３…給油通路、１４…オイルポン
プ、１５…シーケンスバルブ、１６…ソレノイドバル
ブ、１７…循環路、１８…分岐通路、１９…電磁リリー
フバルブ、２０…パイロットチェックバルブ、２１…ア
キュムレータ、２２、２３…ワンウェイクラッチ、２４
…エンジン、２５…ＤＣモータ、２６…圧力スイッチ、
２７…アクセル位置センサ、２８…エンジン回転数セン
サ、２９…車速センサ、３０…クラッチ位置センサ、３
１…ギヤ位置センサ、３２…油温センサ、３３…コント
ローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オイル通路中に挿入されて油圧により回
   転するオイルタービンと、排気通路中に挿入されてエン
   ジンの排気ガスの圧力により回転する排気タービンと、
   前記各タービンの回転駆動により吸気管からのエアを圧
   縮してエンジンへ送給するコンプレッサと、前記オイル
   通路中に挿入されてオイルを前記オイルタービンへ送給
   するオイルポンプと、オイルポンプを回転駆動するモー
   タとを備えているエンジンの過給装置において、 前記モータの駆動軸および前記エンジンの駆動軸を前記
   オイルポンプの駆動軸にそれぞれ連結するワンウェイク
   ラッチと、オイルポンプの吐出圧を蓄圧するアキュムレ
   ータと、アキュムレータの圧力を検出する圧力センサ
   と、エンジンの各種運転状態を検出する運転状態センサ
   群と、各運転状態センサによりエンジンの出力トルクが
   低下したことが検出されたときに駆動指令を出力する駆
   動指令回路と、前記オイル通路中に挿入されて駆動指令
   を受けたときに前記アキュムレータからの油圧を前記オ
   イルタービンへ導く油圧導入器と、前記圧力センサによ
   り前記アキュムレータの圧力が設定圧力以下に低下した
   ことが検出されたときに蓄圧指令を出力する蓄圧指令回
   路と、蓄圧指令を受けて前記オイルポンプのオイル導入
   側とオイル吐出側とを短絡する油圧循環器と、前記各運
   転状態センサによりエンジンの低速時に発進と停止が繰
   り返されたことが検出されたときに前記モータへモータ
   駆動指令を出力するモータ駆動指令回路とを備えている
   ことを特徴とするエンジンの過給装置。