(57)【要約】【課題】燃費向上効果を十分得られるターボコンパウンドエンジンを提供する。【解決手段】内燃機関２と、内燃機関２からの排ガスで駆動されその回転力を内燃機関２に付加するターボコンパウンド３とを備えたターボコンパウンドエンジン１において、ターボコンパウンド３の回転を減速して内燃機関２の回転に同期させる無段変速機４と、無段変速機４と内燃機関２との間の動力伝達系５を断接するクラッチ６とを備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、前記内燃機関からの排ガスで駆動されその回転力を内燃機関に付加するターボコンパウンドとを備えたターボコンパウンドエンジンにおいて、
前記ターボコンパウンドからの回転を減速して前記内燃機関の回転に同期させる無段変速機と、前記無段変速機と前記内燃機関との間の動力伝達系を断接するクラッチとを備えたことを特徴とするターボコンパウンドエンジン。
【請求項２】
前記クラッチは、制御装置によって断接を制御され、前記制御装置は、前記内燃機関が高回転・高トルク領域で運転されているとき前記クラッチを接とし、それ以外のとき断とする請求項１に記載のターボコンパウンドエンジン。
【請求項３】
前記制御装置には、エンジン回転数とエンジントルクの関係を表すエンジン性能曲線マップが記憶されると共にそのエンジン性能曲線マップ中に前記クラッチを接とする高回転・高トルク領域が記憶され、前記内燃機関の運転状態から決定されるトルク要求を基にその運転状態が前記エンジン性能曲線マップの高回転・高トルク領域にあるかどうかを判定し、高回転・高トルク領域外のとき、前記クラッチを断とし、高回転・高トルク領域内のとき、前記クラッチを接としたときの前記ターボコンパウンドから得られる付加トルクと内燃機関から得られるエンジントルクとの総和が前記トルク要求となるようエンジントルクを設定して前記内燃機関への燃料噴射量を調節すると共に前記クラッチを接とする請求項２に記載のターボコンパウンドエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボコンパウンドエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関からの排ガスで駆動されるターボコンパウンドを備えたターボコンパウンドエンジンには、ターボコンパウンドからの回転力を内燃機関に付加するものがあった。
【０００３】
かかるターボコンパウンドエンジンは、ターボコンパウンドと内燃機関のクランクシャフトとを変速機等を用いて直接つなげるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−２６４７５４号公報
【特許文献２】実開昭５９−１２７８３０号公報
【特許文献３】実開昭５９−１６５５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このため、特に内燃機関の低回転・低出力域ではターボコンパウンドが負荷となり、ターボコンパウンドによる燃費向上効果が十分得られないという課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、燃費向上効果を十分得られるターボコンパウンドエンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明は、内燃機関と、前記内燃機関からの排ガスで駆動されその回転力を内燃機関に付加するターボコンパウンドとを備えたターボコンパウンドエンジンにおいて、前記ターボコンパウンドの回転を減速して前記内燃機関の回転に同期させる無段変速機と、前記無段変速機と前記内燃機関との間の動力伝達系を断接するクラッチとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のターボコンパウンドエンジンによれば、燃費向上効果を十分得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は本発明の一実施の形態に係るターボコンパウンドエンジンの説明図であり、（ｂ）はターボコンパウンドエンジンの正面図である。
【図２】エンジン回転数とエンジントルクの関係を表すエンジン性能曲線マップの説明図である。
【図３】制御装置の処理の流れを説明するブロック図である。
【図４】制御装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１１】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ターボコンパウンドエンジン１は、内燃機関２と、内燃機関２からの排ガスで駆動されその回転力を内燃機関２に付加するためのターボコンパウンド３と、ターボコンパウンド３からの回転を減速して内燃機関２の回転に同期させる無段変速機４と、無段変速機４と内燃機関２との間の動力伝達系５を断接するクラッチ６と、クラッチ６を断接する制御装置７とを備える。
【００１２】
内燃機関２は、ディーゼルエンジンからなり、トラック、バス等の車両（図示せず）に搭載される。
【００１３】
ターボコンパウンド３は、内燃機関２からの排ガスエネルギによって回転されるタービン（図示せず）を備え、タービンの回転を無段変速機４の入力軸４ａに伝達するようになっている。
【００１４】
無段変速機４は、連続可変トランスミッション（ＣＶＴ）からなる。無段変速機４は、ターボコンパウンド３から入力軸４ａに入力される回転（例えば１５００００ｒｐｍ）をエンジン回転数（例えば１５００ｒｐｍ）まで減速して出力軸４ｂに出力するようになっている。
【００１５】
クラッチ６は、制御装置７からの電気信号によって断接されるものであり、例えば電磁クラッチからなる。
【００１６】
動力伝達系５は、クラッチ６の出力側と内燃機関２のクランクシャフト２ａとをプーリ１１ａ、１１ｂ及びベルト１１ｃで接続するベルト機構１１を備える。なお、動力伝達系５は、ベルト機構１１に換えてギヤ機構（図示せず）やチェーン機構（図示せず）を備えるものとしてもよい。
【００１７】
図４に示すように、制御装置７は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）からなり、アクセル開度等の運転状態８が入力されると共に、内燃機関２のシリンダ（図示せず）内に燃料を噴射するインジェクタ９が接続される。また、図２に示すように、制御装置７には、エンジン回転数とエンジントルクの関係を表すエンジン性能曲線マップＭが記憶されると共にそのエンジン性能曲線マップＭ中にクラッチ６を接とする高回転・高トルク領域Ａが記憶されている。
【００１８】
図２、図３及び図４に示すように、制御装置７は、内燃機関２の運転状態からトルク要求（要求するトルク）を決定するトルク要求部１０と、トルク要求部１０からのトルク要求に基づいてクランクシャフト２ａからのトルク１５をマネージメントするトルクマネージメント部１２とを備える。
【００１９】
トルク要求部１０は、アクセル開度や現在のエンジントルク等の運転状態に基づいてトルク要求を決定する。例えば、トルク要求部は、アクセル開度が若干大きくなったときには、運転者が出力アップを望んでいるものとして現在のトルク１５よりも若干大きなトルクをトルク要求として決定する。
【００２０】
トルクマネージメント部１２は、トルク要求部１０からのトルク要求を基に現在の内燃機関２の運転状態がエンジン性能曲線マップＭの高回転・高トルク領域Ａにあるかどうかを判定し、高回転・高トルク領域Ａ外のとき、クラッチ６を断（ＯＦＦ）とし、高回転・高トルク領域Ａ内のとき、クラッチ６を接（ＯＮ）としたときのターボコンパウンド３から得られる付加トルク１３と内燃機関２から得られるエンジントルク１４との総和がトルク要求となるようエンジントルク１４を設定してインジェクタ９から噴射する内燃機関２への燃料噴射量を調節すると共にクラッチ６を接とする。
【００２１】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００２２】
図１、図３及び図４に示すように、内燃機関２を搭載した車両が、内燃機関２からの動力で走行しているとき、制御装置７のトルク要求部１０は、内燃機関２の運転状態に基づいてトルク要求を決定し、このトルク要求をトルクマネージメント部１２に発する。
【００２３】
トルク要求を受けたトルクマネージメント部１２は、トルク要求部１０からのトルク要求に基づいて内燃機関２の運転状態がエンジン性能曲線マップＭの高回転・高トルク領域Ａにあるかどうかを判定し、高回転・高トルク領域Ａ外のとき、クラッチ６を断とし、高回転・高トルク領域Ａ内のとき、クラッチ６を接としたときのターボコンパウンド３から得られる付加トルク１３と内燃機関２から得られるエンジントルク１４との総和がトルク要求となるようエンジントルク１４を設定してインジェクタ９から噴射する燃料噴射量を調節すると共にクラッチ６を接とする。
【００２４】
従来のターボコンパウンドエンジン（図示せず）にあっては、内燃機関の運転状態とは無関係にターボコンパウンドの回転力をクランクシャフトに伝達していたため、内燃機関が中低回転又は中低出力域で運転されているときには、ターボコンパウンドから回転力を得られないばかりでなく、ターボコンパウンドやターボコンパウンド、内燃機関間の動力伝達系が負荷となり、燃費を悪化させることもあった。これに対し、本実施の形態に係るターボコンパウンドエンジン１は、内燃機関２が高回転・高トルク領域Ａで運転されていないときにはクラッチ６を断とするため、中低回転又は中低トルク域でターボコンパウンド３や無段変速機４等が負荷になることはなく、燃費の悪化を防ぐことができる。
【００２５】
また、トルクマネージメント部１２は、ターボコンパウンド３から得られる付加トルク１３と内燃機関２から得られるエンジントルク１４との総和がトルク要求となるようエンジントルク１４を設定するため、ターボコンパウンド３使用時に車速やトルク感が落ちることはなく、良好な運転フィーリングを保ったまま燃料消費を抑えることができる。
【００２６】
なお、トルクマネージメント部１２は、内燃機関２の運転状態が高回転・高トルク領域Ａにあるときであっても、エンジン回転数を上げているときや低速段で走行しているときには、クラッチ６を接にしないものとしてもよい。ターボコンパウンド３が負荷になる可能性を更に低くすることができる。
【００２７】
また、内燃機関２はディーゼルエンジンに限るものではない。例えば、内燃機関２は、ガソリンエンジン等の他のレシプロエンジンであってもよく、ロータリーエンジン等であってもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１  ターボコンパウンドエンジン
２  内燃機関
３  ターボコンパウンド
４  無段変速機
５  動力伝達系
６  クラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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