(57)【要約】【課題】エンジン筒内圧を上限値までに抑えつつエンジン出力の低下を抑えることができ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るタービン３を有すると共にタービン３の回転力で内燃機関２への給気を圧縮するコンプレッサ４を有するターボチャージャ５と、タービン３から排出された排ガスで駆動されるターボコンパウンド６と、ターボコンパウンド６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７と、無段変速機７と内燃機関２との間の動力伝達系８を断接するクラッチ９と、内燃機関２のエンジン筒内圧が予め設定された上限値以上のときタービン３の背圧を上昇させるべくクラッチ９を接続する制御装置１０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るタービンを有すると共に前記タービンの回転力で前記内燃機関への給気を圧縮するコンプレッサを有するターボチャージャと、前記タービンから排出された排ガスで駆動されるターボコンパウンドと、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、前記内燃機関のエンジン筒内圧が予め設定された上限値以上のとき前記タービンの背圧を上昇させるべく前記クラッチを接続する制御装置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】
前記クラッチは摩擦クラッチからなり、前記制御装置は、前記クラッチを接続するとき、前記エンジン筒内圧が前記上限値に保たれるように前記クラッチを調節する請求項１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】
車両に搭載される内燃機関のターボ過給機には、排気エネルギーで回転するタービンと、タービンからの回転で吸気を圧縮するコンプレッサとを備えるものがある。
【０００３】
かかるターボ過給機のコンプレッサは、外気を取り込んで圧縮するものであるため、エンジン筒内圧は、気圧＋過給圧となる。よって、気圧が高いときには、エンジン筒内圧も高くなる傾向があった。
【０００４】
ところで、エンジン筒内圧には、予め設定された上限値があり、エンジン筒内圧が上限値以上になると、シリンダ内に噴射する燃料を少なくしてエンジン筒内圧を抑えていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５６−９９０２０号公報
【特許文献２】実開平０１−１６２０５１号公報
【特許文献３】特開平０６−２６４７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、運転者の意思とは無関係に燃料を少なくするため、エンジンからの出力が落ち、運転者が車両から力がなくなったように感じる場合があった。
【０００７】
本発明の目的は、エンジン筒内圧を上限値までに抑えつつエンジン出力の低下を抑えることができ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】
【０００８】
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るタービンを有すると共に前記タービンの回転力で前記内燃機関への給気を圧縮するコンプレッサを有するターボチャージャと、前記タービンから排出された排ガスで駆動されるターボコンパウンドと、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、前記内燃機関のエンジン筒内圧が予め設定された上限値以上のとき前記タービンの背圧を上昇させるべく前記摩擦クラッチを接続する制御装置とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のターボコンパウンドエンジンによれば、エンジン筒内圧を上限値までに抑えつつエンジン出力の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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るタービン３を有すると共にタービン３の回転力で内燃機関２への給気を圧縮するコンプレッサ４を有するターボチャージャ５と、タービン３から排出された排ガスで駆動されるターボコンパウンド６と、ターボコンパウンド６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７と、無段変速機７と内燃機関２との間の動力伝達系８を断接するクラッチ９と、内燃機関２のエンジン筒内圧が予め設定された上限値以上のときタービン３の背圧を上昇させるべくクラッチ９を接続する制御装置１０とを備える。
【００１３】
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。
【００１４】
ターボコンパウンド６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、このタービンの回転を無段変速機７の入力軸７ａに伝達するようになっている。
【００１５】
無段変速機７は、連続可変トランスミッション（ＣＶＴ）からなる。無段変速機７は、ターボコンパウンド６から入力軸７ａ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７ｂに出力するようになっている。
【００１６】
クラッチ９は、摩擦クラッチからなり、制御装置１０からの電気信号によって断接されると共に、接の強さが調節可能にされている。
【００１７】
動力伝達系８は、クラッチ９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８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。
【００１８】
図２に示すように、制御装置１０は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）からなり、燃料噴射量、吸入空気量、エンジン回転数等の運転状態１２が入力される。また、制御装置１０には、エンジン筒内圧の上限値が予め記憶されている。この上限値は、実際に超えてはならないエンジン筒内圧よりも若干低い値に設定されている。
【００１９】
また、制御装置１０は、内燃機関２の運転状態１２からエンジン筒内圧を算出する筒内圧取得部１３と、エンジン筒内圧に基づいてクラッチ９を断接するクラッチ制御部１４とを備える。クラッチ制御部１４は、筒内圧取得部１３からのエンジン筒内圧が上限値に達しないとき、クラッチ９を断とし、エンジン筒内圧が上限値以上とき、クラッチ９を接にすると共にエンジン筒内圧が上限値に保たれるようにクラッチ９を調節する。
【００２０】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００２１】
図１及び図２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１０の筒内圧取得部１３は、内燃機関２の運転状態１２に基づいてエンジン筒内圧を算出し、このエンジン筒内圧をクラッチ制御部１４に発する。
【００２２】
エンジン筒内圧を受けたクラッチ制御部１４は、筒内圧取得部１３からのエンジン筒内圧が上限値に達しているか否かを判別し、上限値に達していないとき、クラッチ９を断とする。これにより、エンジン筒内圧が低いときにはターボコンパウンド６が内燃機関２の負荷になることはない。また、クラッチ制御部１４は、エンジン筒内圧が上限値以上のとき、クラッチ９を接にすると共にエンジン筒内圧が上限値に保たれるようにクラッチ９の接続を調節する。クラッチ９が接となることにより、ターボコンパウンド６の回転駆動力が内燃機関２のクランクシャフト２ａに伝達されて付加される。また、内燃機関２のクランクシャフト２ａと接続されたターボコンパウンド６が排ガスの抵抗となることにより、ターボチャージャ５のタービン３の背圧が上昇し、タービン３の回転数が下がり、コンプレッサ４による給気の圧縮が抑えられる。これにより、エンジン筒内圧が下がる。この後、クラッチ制御部１４は、エンジン筒内圧が上限値に維持されるようにクラッチ９の接続具合を調節する。エンジン筒内圧が上限値に維持されることにより、内燃機関２が効率よく運転されると共に、ターボコンパウンド６からの回転駆動力が内燃機関２のクランクシャフト２ａに伝達して付加される。
【００２３】
このように、ターボコンパウンドエンジン１が、内燃機関２と、内燃機関２からの排ガスで駆動されるタービン３を有すると共にタービン３の回転力で内燃機関２への給気を圧縮するコンプレッサ４を有するターボチャージャ５と、タービン３から排出された排ガスで駆動されるターボコンパウンド６と、ターボコンパウンド６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７と、無段変速機７と内燃機関２との間の動力伝達系８を断接するクラッチ９と、内燃機関２のエンジン筒内圧が予め設定された上限値以上のときタービン３の背圧を上昇させるべくクラッチ９を接続する制御装置１０とを備えるものとしたため、タービン３の背圧を上昇させてエンジン筒内圧を抑えるとき排ガスエネルギから回転駆動力を取得して内燃機関２の回転駆動力に付加することができ、エンジン筒内圧を上限値までに抑えつつエンジン出力の低下を抑えることができる。
【００２４】
また、クラッチ９は摩擦クラッチからなり、制御装置１０は、クラッチ９を接続するとき、エンジン筒内圧が上限値に保たれるようにクラッチ９を調節するものとしたため、内燃機関２を効率よく運転しつつターボコンパウンド６からの回転駆動力を内燃機関２のクランクシャフト２ａに伝達して付加することができる。
【００２５】
なお、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】
【００２６】
１  ターボコンパウンドエンジン
２  内燃機関
３  タービン
４  コンプレッサ
５  ターボチャージャ
６  ターボコンパウンド
７  無段変速機
８  動力伝達系
９  クラッチ
１０  制御装置
【図１】
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【図２】
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