JPH06323152A - Supercharger for engine - Google Patents
Supercharger for engineInfo
- Publication number
- JPH06323152A JPH06323152A JP5109298A JP10929893A JPH06323152A JP H06323152 A JPH06323152 A JP H06323152A JP 5109298 A JP5109298 A JP 5109298A JP 10929893 A JP10929893 A JP 10929893A JP H06323152 A JPH06323152 A JP H06323152A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressor
- engine
- turbine
- passage
- state
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ターボチャージャーを
備えたエンジンの過給装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a supercharger for an engine equipped with a turbocharger.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、ターボチャージャーが装備され
たエンジンは、ターボチャージャーを有しないエンジン
よりも発進加速性が劣る傾向がある。これは、発進時の
エンジン回転数が不足しているため、ターボチャージャ
ーのコンプレッサ及びタービンを所望の加速性が得られ
るトルクで駆動するだけの排気ガス量が得られず、ター
ボチャージャーによる過給の分だけエンジンの圧縮比が
低く設定されているために却って出力トルクが低下する
ことに起因する。2. Description of the Related Art Generally, an engine equipped with a turbocharger tends to be inferior in starting acceleration performance to an engine having no turbocharger. This is because the engine speed at start-up is insufficient, so the amount of exhaust gas that can drive the compressor and turbine of the turbocharger with the torque that can obtain the desired acceleration cannot be obtained, and the turbocharger will not be used for supercharging. Because the compression ratio of the engine is set low by that much, the output torque is rather reduced.
【０００３】そこで従来は、例えば特開平３−２４９３
２９号公報に示されるように、コンプレッサホイールと
タービンホイールとをつなぐシャフトに油圧タービンを
装着し、発進加速時等の所定の条件下で上記油圧ポンプ
から吐出した作動油を油圧タービンに向けてノズルを通
じ噴射することにより、上記油圧タービンと一体に上記
シャフトを補助的に駆動し、これによってターボチャー
ジャーの出力を高めるようにした過給装置が提案される
に至っている。Therefore, in the prior art, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-2493.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 29, a hydraulic turbine is mounted on a shaft connecting a compressor wheel and a turbine wheel, and hydraulic oil discharged from the hydraulic pump under a predetermined condition such as start acceleration is directed to the hydraulic turbine to a nozzle. A supercharging device has been proposed in which the shaft is integrally driven with the hydraulic turbine by injecting through the auxiliary injection, thereby increasing the output of the turbocharger.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記エンジンでは、タ
ーボチャージャーの熱容量が比較的大きいため、その
分、エンジンの冷間始動時における排気ガス浄化用触媒
の昇温が遅れる。従って、ターボチャージャーをもたな
い他の通常のエンジンに比べ、冷間始動時におけるエミ
ッションの低下が顕著であり、その改善が大きな課題と
なっている。In the above engine, since the heat capacity of the turbocharger is relatively large, the temperature rise of the exhaust gas purifying catalyst at the cold start of the engine is delayed accordingly. Therefore, as compared with other normal engines that do not have a turbocharger, the reduction in emission during cold start is more noticeable, and improvement thereof is a major issue.
【０００５】本発明は、このような事情に鑑み、ターボ
チャージャー付きエンジンにおいて、このターボチャー
ジャーを利用することにより、特にエンジン冷間始動時
のエミッションを効果的に改善することができるエンジ
ンの過給装置を提供することを目的とする。In view of the above circumstances, the present invention makes it possible to effectively improve the emission of a turbocharged engine, particularly when the engine is cold-started, by using the turbocharger. The purpose is to provide a device.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、ターボチャー
ジャーにおいて吸気通路内に設けられるコンプレッサと
排気通路内に設けられるタービンとを相互連結する連結
軸を補助駆動する補助駆動手段を備えたエンジンの過給
装置において、上記吸気通路においてコンプレッサより
も下流側の部分を上記排気通路において排気ガス浄化用
触媒よりも上流側の部分に連通する二次空気供給通路
と、この二次空気供給通路を開通する状態と遮蔽する状
態とに切換えられる開閉手段と、エンジンの温度状態を
検出する温度状態検出手段と、この温度状態検出手段で
検出された温度状態が予め設定された低温域にありかつ
エンジン回転数が少なくとも予め設定された低速域にあ
る場合に上記補助駆動手段を作動させるとともに上記開
閉手段を開通状態に切換える過給制御手段とを備えたも
のである（請求項１）。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an engine provided with auxiliary drive means for auxiliary driving a connecting shaft interconnecting a compressor provided in an intake passage and a turbine provided in an exhaust passage in a turbocharger. In the supercharger, a secondary air supply passage that communicates a portion of the intake passage on the downstream side of the compressor with a portion of the exhaust passage on the upstream side of the exhaust gas purification catalyst, and opens the secondary air supply passage. Opening / closing means for switching between a closed state and a closed state, a temperature state detecting means for detecting the temperature state of the engine, and a temperature state detected by the temperature state detecting means in a preset low temperature range and engine rotation. When the number is at least in a preset low speed range, the auxiliary drive means is operated and the opening / closing means is opened. It is obtained by a boost pressure control means for changing (claim 1).
【０００７】上記二次空気供給通路は、上記排気通路に
おいて上記タービンよりも上流側の部分に接続すること
が、より好ましい（請求項２）。More preferably, the secondary air supply passage is connected to a portion of the exhaust passage upstream of the turbine (claim 2).
【０００８】また、上記連結軸を互いに同軸状態で並ぶ
コンプレッサ側軸とタービン側軸とに分割し、これらコ
ンプレッサ側軸とタービン側軸とを互いに連動回転する
ように連結する連結状態と互いに相対回転するように切
り離す切離し状態とに切換えられるクラッチ手段を備
え、コンプレッサ側軸を補助駆動するように上記補助駆
動手段を構成するとともに、上記開閉手段を開通状態に
切換える運転領域で上記クラッチ手段を切離し状態に切
換えるように上記過給制御手段を構成したり（請求項
３）、上記補助駆動手段を、この補助駆動手段がエンジ
ンの動力を駆動源として作動するように構成するととも
に、上記吸気通路におけるコンプレッサを迂回してその
上流側通路と下流側通路とを連通する状態と遮蔽する状
態とに切換えられる吸気バイパス手段を備え、上記開閉
手段を開通状態に切換える運転領域で上記吸気バイパス
手段を連通状態に切換えるように上記過給制御手段を構
成したりする（請求項４）ことにより、後述のようなよ
り優れた効果が得られる。Further, the connecting shaft is divided into a compressor side shaft and a turbine side shaft which are arranged coaxially with each other, and the compressor side shaft and the turbine side shaft are connected so as to rotate interlockingly with each other and relative rotation with respect to each other. The auxiliary drive means is configured so as to auxiliary drive the compressor side shaft, and the clutch means is disengaged in the operation region where the opening / closing means is switched to the open state. Or the auxiliary drive means is configured such that the auxiliary drive means operates with the power of the engine as a drive source, and the compressor in the intake passage. The bypass that bypasses the upstream passage and the passage that communicates with the downstream passage can be switched between By providing the bypass means, and configuring the supercharging control means so as to switch the intake bypass means to the communication state in an operating region where the opening / closing means is switched to the open state (claim 4), the following Excellent effect can be obtained.
【０００９】[0009]
【作用】請求項１記載の装置では、エンジン冷間時の少
なくとも低速域において、ターボチャージャーが補助駆
動されることにより、コンプレッサ及びタービンの回転
数が上昇する。そして、上記コンプレッサの回転数上昇
で過給圧が高められ、このコンプレッサから吐出される
高圧空気が二次空気として二次空気供給通路を通じて排
気通路における排気浄化用触媒の上流側に供給されると
ともに、上記タービンの回転数上昇による排気脈動の促
進により上記二次空気と排気ガスとの混合が促される。
これによって、排気浄化用触媒における排気浄化反応が
促進され、その分エミッションが向上する。In the apparatus according to the first aspect of the present invention, the rotational speeds of the compressor and the turbine are increased by auxiliary driving the turbocharger at least in the low speed range when the engine is cold. The supercharging pressure is increased by the increase in the rotation speed of the compressor, and the high-pressure air discharged from the compressor is supplied as secondary air to the upstream side of the exhaust purification catalyst in the exhaust passage through the secondary air supply passage. The promotion of the exhaust pulsation due to the increase in the rotational speed of the turbine promotes the mixing of the secondary air and the exhaust gas.
As a result, the exhaust purification reaction in the exhaust purification catalyst is promoted, and the emission is improved accordingly.
【００１０】特に、請求項２記載の装置では、コンプレ
ッサで加圧された二次空気がタービンの上流側に供給さ
れるため、この二次空気は、上記タービンの回転によっ
て排気ガスとより効果的に撹拌される。Particularly, in the apparatus according to the second aspect, since the secondary air pressurized by the compressor is supplied to the upstream side of the turbine, the secondary air is more effective as the exhaust gas due to the rotation of the turbine. Be stirred.
【００１１】また、請求項３記載の装置では、上記二次
空気供給領域において、ターボチャージャーにおけるコ
ンプレッサ側軸を慣性モーメントの大きなタービン及び
タービン側軸から切離し、コンプレッサ及びコンプレッ
サ側軸のみ補助回転駆動するので、コンプレッサ及びタ
ービンを一体に補助回転駆動する場合に比べてコンプレ
ッサ回転数及び過給圧がさらに上昇し、その分二次空気
の供給量が増大する。また、過給圧の上昇によって排気
ガスエネルギも上昇し、補助駆動を行わない場合に比べ
てタービン回転数も上昇するため、このタービン回転に
起因する排気脈動による上記二次空気と排気ガスとの混
合効果も促進される。Further, in the apparatus according to the third aspect, in the secondary air supply region, the compressor side shaft of the turbocharger is separated from the turbine having a large moment of inertia and the turbine side shaft, and only the compressor and the compressor side shaft are driven for auxiliary rotation. Therefore, as compared with the case where the compressor and the turbine are integrally driven in the auxiliary rotation, the compressor rotation speed and the supercharging pressure are further increased, and the supply amount of the secondary air is correspondingly increased. Further, since the exhaust gas energy also increases due to the increase of the supercharging pressure and the turbine rotation speed also increases as compared with the case where the auxiliary drive is not performed, the secondary air and the exhaust gas due to the exhaust pulsation resulting from this turbine rotation are The mixing effect is also promoted.
【００１２】請求項４記載の装置では、上記二次空気供
給領域で、上記吸気通路におけるコンプレッサを迂回し
てその上流側通路と下流側通路とを開通しているので、
この開通による吸気還流でコンプレッサの仕事量が増え
ることにより、このコンプレッサを駆動する補助駆動手
段の負荷ひいてはエンジンの負荷が高まる。その分、エ
ンジンの暖機が促進され、排気ガス浄化用触媒における
排気ガス浄化反応がより促進される。According to the fourth aspect of the present invention, in the secondary air supply region, the compressor in the intake passage is bypassed to open the upstream passage and the downstream passage,
Since the work of the compressor increases due to the intake air recirculation due to the opening, the load of the auxiliary drive means for driving the compressor and thus the load of the engine increases. As a result, the warm-up of the engine is promoted, and the exhaust gas purification reaction in the exhaust gas purification catalyst is further promoted.
【００１３】[0013]
【実施例】本発明の一実施例を図１〜図５に基づいて説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００１４】図１に示すエンジン１０の各気筒には、吸
気マニホールド１２を介して共通吸気管１４が接続され
ている。この共通吸気管１４の途中には、スロットル弁
１５、インタクーラー１６、ターボチャージャー（実際
には後述のように補助駆動を受けるスーパーチャージャ
ーとしての機能も兼ね備えたターボチャージャー）２
４、エアクリーナー１８等が設けられている。A common intake pipe 14 is connected to each cylinder of the engine 10 shown in FIG. 1 via an intake manifold 12. In the middle of the common intake pipe 14, a throttle valve 15, an intercooler 16, a turbocharger (actually, a turbocharger that also has a function as a supercharger that receives auxiliary drive as described later) 2
4, an air cleaner 18 and the like are provided.
【００１５】この共通吸気管１４において、上記ターボ
チャージャー２４の上流側部分と下流側部分とは、同タ
ーボチャージャー２４を迂回するバイパス通路１７で接
続されており、このバイパス通路１７の途中に吸気バイ
パス弁２１が設けられている。この吸気バイパス弁２１
は、電磁切換弁等で構成され、外部からの信号を受けて
上記バイパス通路１７を開通する状態と遮断する状態と
に切換えられるように構成されている。In the common intake pipe 14, an upstream side portion and a downstream side portion of the turbocharger 24 are connected by a bypass passage 17 that bypasses the turbocharger 24, and an intake bypass is provided in the middle of the bypass passage 17. A valve 21 is provided. This intake bypass valve 21
Is constituted by an electromagnetic switching valve or the like, and is configured to be capable of receiving a signal from the outside and switching between a state where the bypass passage 17 is opened and a state where the bypass passage 17 is blocked.
【００１６】また、上記各気筒には、排気マニホールド
１９を介して共通排気管２０が接続され、この共通排気
管２０の途中に、上記ターボチャージャー２４、排気ガ
ス浄化用触媒（この実施例では三元触媒）２２等が設け
られている。Further, a common exhaust pipe 20 is connected to each of the cylinders via an exhaust manifold 19, and the turbocharger 24 and an exhaust gas purifying catalyst (three in this embodiment) are provided in the middle of the common exhaust pipe 20. The original catalyst) 22 and the like are provided.
【００１７】上記ターボチャージャー２４の内部構造を
図２，３に示す。このターボチャージャー２４は、通常
のターボチャージャーと同様、コンプレッサ２６及びタ
ービン２８を備えている。コンプレッサ２６はコンプレ
ッサハウジング３０に収容され、タービン２８はタービ
ンハウジング３２に収容されている。コンプレッサハウ
ジング３０は上記共通吸気管１４の途中に組み込まれ、
タービンハウジング３２は上記共通排気管２０の途中に
組み込まれており、両ハウジング３０，３２は略円筒状
の本体ハウジング３４を介して連結されている。The internal structure of the turbocharger 24 is shown in FIGS. The turbocharger 24 includes a compressor 26 and a turbine 28, similar to a normal turbocharger. The compressor 26 is housed in a compressor housing 30, and the turbine 28 is housed in a turbine housing 32. The compressor housing 30 is incorporated in the middle of the common intake pipe 14,
The turbine housing 32 is incorporated in the middle of the common exhaust pipe 20, and the housings 30 and 32 are connected to each other via a substantially cylindrical main body housing 34.
【００１８】なお、上記コンプレッサ２６はアルミニウ
ム等の比較的軽量な材料で比較的薄肉に形成されている
のに対し、タービン２８は、排気ガスの高熱に耐えるべ
く鉄系材料等の比較的重い材料で厚肉に形成されてい
る。従って、タービン２８の慣性モーメントは上記コン
プレッサ２６の慣性モーメントよりも大幅に大きくなっ
ている。The compressor 26 is made of a relatively lightweight material such as aluminum and has a relatively thin wall, while the turbine 28 is made of a relatively heavy material such as an iron-based material to withstand the high heat of exhaust gas. It is formed thick. Therefore, the moment of inertia of the turbine 28 is significantly larger than the moment of inertia of the compressor 26.
【００１９】この本体ハウジング３４内の中央には、こ
れと同軸状態でコンプレッサ側軸３６及びタービン側軸
３８が収容されている。そして、コンプレッサ側軸３６
の外側端部（図２では右側端部）が上記コンプレッサ２
６の中心部に固定され、タービン側軸３８の外側端部
（図２では左側端部）がタービン２８の中心部に固定さ
れている。A compressor side shaft 36 and a turbine side shaft 38 are housed in the center of the main body housing 34 in a coaxial state with the main body housing 34. And the compressor side shaft 36
The outer end (the right end in FIG. 2) of the compressor 2 is
The outer end of the turbine-side shaft 38 (the left end in FIG. 2) is fixed to the center of the turbine 28.
【００２０】上記コンプレッサ側軸３６の内側端部（図
２では左側端部）は、先端に向かって開口する筒部３７
とされ、タービン側軸３８の内側端部（図２では右側端
部）は、上記筒部３７内に相対回転可能に嵌入される小
径の嵌入部３９とされている。An inner end portion (left end portion in FIG. 2) of the compressor-side shaft 36 is a cylindrical portion 37 that opens toward the tip.
The inner end portion (right end portion in FIG. 2) of the turbine side shaft 38 is a small-diameter fitting portion 39 that is fitted into the cylindrical portion 37 so as to be relatively rotatable.
【００２１】上記コンプレッサ側軸３６の径方向外側に
は、これと一体に回転する状態で外筒４１が外嵌され、
この外筒４１において上記タービン側よりの部分（図２
では左側よりの部分；本体ハウジング３４内において左
右方向略中央の部分）に、油圧タービン（補助駆動用タ
ービン）４３が一体形成されている。この油圧タービン
４３は、この実施例ではペルトンホイール状に形成さ
れ、その外周部に所定方向から作動油が吹き付けられる
ことにより、上記外筒４１及びコンプレッサ側軸３６と
一体に回転駆動されるように構成されている。An outer cylinder 41 is fitted on the outer side of the compressor side shaft 36 in the radial direction so as to rotate integrally therewith.
A portion of the outer cylinder 41 from the turbine side (see FIG. 2).
A hydraulic turbine (auxiliary drive turbine) 43 is integrally formed in a part from the left side; a part in the main body housing 34 in the center in the left-right direction. In this embodiment, the hydraulic turbine 43 is formed in the shape of a Pelton wheel, and the working oil is sprayed from the predetermined direction on the outer peripheral portion of the hydraulic turbine 43 so that the hydraulic turbine 43 is driven to rotate integrally with the outer cylinder 41 and the compressor side shaft 36. It is configured.
【００２２】本体ハウジング３４の内側には、その軸方
向略全域にわたって延びる筒状の軸受ハウジング４０が
嵌挿されている。そして、この軸受ハウジング４０に、
上記コンプレッサ側軸３６外側の外筒４１と、タービン
側軸３８の双方が、軸受４２を介して回転可能に支持さ
れている。また、各軸受４２の傍らには油路形成リング
４５が配設されている。A cylindrical bearing housing 40 is fitted inside the main body housing 34 and extends over substantially the entire axial direction thereof. And, in this bearing housing 40,
Both the outer cylinder 41 outside the compressor side shaft 36 and the turbine side shaft 38 are rotatably supported via bearings 42. An oil passage forming ring 45 is arranged beside each bearing 42.
【００２３】上記コンプレッサ側軸３６とタービン側軸
３８との間には、図３に示すような油圧クラッチ（クラ
ッチ手段）４４が設けられている。この油圧クラッチ４
４は、油路形成ブロック４６、スリーブ４８、外側クラ
ッチ部材５０、内側クラッチ部５２、スプリング５８等
で構成されている。A hydraulic clutch (clutch means) 44 as shown in FIG. 3 is provided between the compressor side shaft 36 and the turbine side shaft 38. This hydraulic clutch 4
4 is composed of an oil passage forming block 46, a sleeve 48, an outer clutch member 50, an inner clutch portion 52, a spring 58 and the like.
【００２４】上記油路形成ブロック４６は、後述の油圧
クラッチ作動油用油路が形成されたものであり、全体が
筒状をなしている。この油路形成ブロック４６のタービ
ンよりの部分は上記軸受ハウジング４０内周面にほぼ摺
接する大径部４６ａとされ、コンプレッサよりの部分は
上記大径部４６ａよりも小径の小径部４６ｂとされてお
り、油路形成ブロック４６全体がタービン側軸３８に外
嵌、固定されている。また、この油路形成ブロック４６
の大径部４６ａと小径部４６ｂとの境界部分にはリング
５５が固定されている。The oil passage forming block 46 is provided with an oil passage for a hydraulic clutch hydraulic oil, which will be described later, and has a tubular shape as a whole. A portion of the oil passage forming block 46 from the turbine is a large diameter portion 46a which is substantially in sliding contact with the inner peripheral surface of the bearing housing 40, and a portion from the compressor is a small diameter portion 46b having a smaller diameter than the large diameter portion 46a. The entire oil passage formation block 46 is externally fitted and fixed to the turbine side shaft 38. In addition, this oil passage formation block 46
A ring 55 is fixed at the boundary between the large diameter portion 46a and the small diameter portion 46b.
【００２５】外側クラッチ部材５０は、タービン側軸３
８の外径よりも大きな内径をもつ筒状部を有し、ナット
５１と上記油路形成ブロック４６との間に挾まれた状態
でタービン側軸３８の途中部分に固定されている。上記
筒状部は、コンプレッサ側軸３６に向かって開口してお
り、この開口端の周縁内周面は、筒状部の奥（図３では
左側）に向かうに従って縮径するテーパー状内周面５３
とされている。The outer clutch member 50 is the turbine side shaft 3
It has a tubular portion having an inner diameter larger than the outer diameter of 8, and is fixed to an intermediate portion of the turbine side shaft 38 while being sandwiched between the nut 51 and the oil passage forming block 46. The tubular portion is open toward the compressor-side shaft 36, and a peripheral inner peripheral surface of the opening end is a tapered inner peripheral surface whose diameter decreases toward the inner side (left side in FIG. 3) of the tubular portion. 53
It is said that.
【００２６】これに対し、内側クラッチ部５２はコンプ
レッサ側軸３６の筒部３７の端部に一体形成されたもの
であり、筒状をなしている。そして、この内側クラッチ
部５２の外周面は、上記外側クラッチ部材５０のテーパ
ー状内周面５３に内側から圧接可能なテーパー状外周面
５４とされている。On the other hand, the inner clutch portion 52 is formed integrally with the end portion of the tubular portion 37 of the compressor side shaft 36 and has a tubular shape. The outer peripheral surface of the inner clutch portion 52 is a tapered outer peripheral surface 54 that can be pressed against the tapered inner peripheral surface 53 of the outer clutch member 50 from the inside.
【００２７】スリーブ４８は、上記外側クラッチ部材５
０の外周面に外側から摺接しており、そのコンプレッサ
側端部（図３右側端部）には、上記内側クラッチ部５２
をコンプレッサ側から抱きかかえるリング５６が固定さ
れている。また、このスリーブ４８の適所からは内方の
油路形成ブロック４６に向かって突出するつば部４９が
形成されており、このつば部４９と上記リング５５との
間に油圧室５９が形成されている。The sleeve 48 is the outer clutch member 5 described above.
0 is in sliding contact with the outer peripheral surface from the outside, and the inner clutch portion 52 is provided at the compressor side end portion (the right end portion in FIG. 3).
A ring 56 holding the compressor from the compressor side is fixed. Further, a collar portion 49 projecting from the proper position of the sleeve 48 toward the inner oil passage forming block 46 is formed, and a hydraulic chamber 59 is formed between the collar portion 49 and the ring 55. There is.
【００２８】上記つば部４９と上記外側クラッチ部材５
０との間には、スプリング（圧接手段）５８が圧入され
ている。このスプリング５８は、その弾発力でスリーブ
４８及び上記リング５６をタービン側に付勢している。
この弾発力により、上記リング５６にコンプレッサ側か
ら抱きかかえられるようにしてコンプレッサ側軸３６が
タービン側に押圧され、この押圧により、通常は上記内
側クラッチ部５２の外側テーパー面５４が外側クラッチ
部材５０の内側テーパー面５３に内側から圧接し、これ
らテーパー面５３，５４の圧接による摩擦力で、コンプ
レッサ側軸３６とタービン側軸３８とが同軸状態で相対
回転不能に連結されるようになっている。The collar 49 and the outer clutch member 5
A spring (pressing means) 58 is press-fitted between 0 and 0. The spring 58 urges the sleeve 48 and the ring 56 toward the turbine by its elastic force.
By this elastic force, the compressor side shaft 36 is pressed toward the turbine side so as to be held by the ring 56 from the compressor side, and this pressing normally causes the outer tapered surface 54 of the inner clutch portion 52 to move to the outer clutch member. The inner tapered surface 53 of 50 is press-contacted from the inside, and the compressor-side shaft 36 and the turbine-side shaft 38 are coaxially and non-rotatably connected by the frictional force due to the pressure contact of the tapered surfaces 53 and 54. There is.
【００２９】次に、このターボチャージャー２４に形成
されている作動油の油路を説明する。なお、この実施例
では上記作動油として軸受４２の潤滑油が共用されてい
る。Next, the oil passage of the hydraulic oil formed in the turbocharger 24 will be described. In this embodiment, the lubricating oil of the bearing 42 is commonly used as the working oil.
【００３０】本体ハウジング３４の側壁適所には、作動
油供給ポート６２が形成され、この作動油供給ポート６
２は作動油供給路６４を介して軸受ハウジング４０に連
通されている。軸受ハウジング４０の側壁には、上記作
動油供給路６４と通ずる溝６５が全周にわたって形成さ
れるとともに、この溝６５と軸受ハウジング４０内とを
連通する複数の作動油噴射口６３が穿設されている。各
作動油噴射口６３の位置は、該噴射口６３から噴射され
た作動油が上記油圧タービン４３の外周部に吹き付けら
れ、これによって油圧タービン４３が回転駆動される位
置に形成されている。A hydraulic oil supply port 62 is formed at an appropriate position on the side wall of the main body housing 34, and the hydraulic oil supply port 6 is formed.
2 is communicated with the bearing housing 40 via a hydraulic oil supply passage 64. A groove 65 communicating with the hydraulic oil supply passage 64 is formed on the side wall of the bearing housing 40 over the entire circumference, and a plurality of hydraulic oil injection ports 63 that communicate the groove 65 with the inside of the bearing housing 40 are bored. ing. The position of each hydraulic oil injection port 63 is formed at a position where the hydraulic oil injected from the injection port 63 is sprayed onto the outer peripheral portion of the hydraulic turbine 43, whereby the hydraulic turbine 43 is rotationally driven.
【００３１】本体ハウジング３４側壁において、上記作
動油供給ポート６２と異なる位置には作動油供給ポート
６６が設けられ、この作動油供給ポート６６は、軸受ハ
ウジング４０において上記溝６５と異なる位置に開口し
ている。軸受ハウジング４０において上記開口に臨む部
分には、溝６９が全周にわたって形成されるとともに、
この溝６９と軸受ハウジング４０内における上記油路形
成ブロック４６の大径部４６ａ外周面とを連通する複数
の作動油供給口６７が形成されている。On the side wall of the main body housing 34, a hydraulic oil supply port 66 is provided at a position different from the hydraulic oil supply port 62, and the hydraulic oil supply port 66 is opened at a position different from the groove 65 in the bearing housing 40. ing. A groove 69 is formed over the entire circumference in a portion of the bearing housing 40 facing the opening, and
A plurality of hydraulic oil supply ports 67 are formed to connect the groove 69 and the outer peripheral surface of the large diameter portion 46a of the oil passage forming block 46 in the bearing housing 40.
【００３２】タービン側軸３８の中央には、その中心軸
に沿って作動油路７０が形成されている。このタービン
側軸３８及び油路形成ブロック４６の大径部４６ａに
は、上記作動油供給口６７と作動油路７０とを径方向に
連通する作動油路７１，６８が形成されている。さら
に、上記タービン軸３８において上記作動油路７１より
もコンプレッサ側の部分及び油路形成ブロック４６の小
径部４６ｂには、上記作動油路７０と前記油圧室５９と
を径方向に連通する作動油路７３，７２が形成されてい
る。A hydraulic oil passage 70 is formed in the center of the turbine side shaft 38 along the central axis thereof. The turbine-side shaft 38 and the large-diameter portion 46a of the oil passage forming block 46 are formed with working oil passages 71 and 68 that communicate the working oil supply port 67 and the working oil passage 70 in the radial direction. Further, a portion of the turbine shaft 38 closer to the compressor than the working oil passage 71 and a small diameter portion 46b of the oil passage forming block 46 are provided with working oil for communicating the working oil passage 70 and the hydraulic chamber 59 in the radial direction. The paths 73, 72 are formed.
【００３３】そして、これらの作動油路７３，７２から
上記油圧室５９内に作動油が供給されることにより、そ
の油圧でスリーブ４８及びリング５６がスプリング５８
の弾発力に抗してコンプレッサ側に押され（図３二点鎖
線参照）、これにより両テーパー面５３，５４の圧接が
解除されてコンプレッサ側軸３６とタービン側軸３８と
が相対回転可能に切り離されるようになっている。The hydraulic oil is supplied from the hydraulic oil passages 73, 72 into the hydraulic chamber 59, and the hydraulic pressure causes the sleeve 48 and the ring 56 to move to the spring 58.
Is pushed to the compressor side against the elastic force of the compressor (see the chain double-dashed line in FIG. 3), and the pressure contact between the tapered surfaces 53 and 54 is released, so that the compressor side shaft 36 and the turbine side shaft 38 can rotate relative to each other. It is designed to be separated into.
【００３４】本体ハウジング３４には、上記軸受ハウジ
ング４０内に通ずる作動油回収路８１，８２が形成され
ており、これらは作動油排出ポート８４に合流してい
る。The main body housing 34 is formed with working oil recovery paths 81, 82 which communicate with the inside of the bearing housing 40, and these are joined to the working oil discharge port 84.
【００３５】本体ハウジング３４において、上記作動油
供給ポート６２と異なる位置には、潤滑油供給ポート８
６が形成されている。この潤滑油供給ポート８６は、本
体ハウジング３４内に形成された潤滑油供給路８８，９
４を通じて軸受ハウジング４０の外周面に連通されてい
る。In the main body housing 34, the lubricating oil supply port 8 is provided at a position different from the hydraulic oil supply port 62.
6 is formed. The lubricating oil supply port 86 is provided with lubricating oil supply passages 88, 9 formed in the main body housing 34.
4 to the outer peripheral surface of the bearing housing 40.
【００３６】軸受ハウジング４０の外周面において、上
記潤滑油供給路８８，９４につながる位置には、全周に
わたって溝８９，９６が形成されており、さらに、この
軸受ハウジング４０及び油路形成リング４５には、上記
溝８９，９６に通ずる潤滑油路９０，９８が形成されて
いる。各油路形成リング４５には、各潤滑油路９０，９
８と通ずるオイルジェット９２，９９が形成されてお
り、各オイルジェット９２，９９の向きは、これらオイ
ルジェット９２，９９から噴射された潤滑油が各軸受４
２の滑動部分に供給されるように設定されている。Grooves 89 and 96 are formed on the outer peripheral surface of the bearing housing 40 at positions connecting to the lubricating oil supply passages 88 and 94, and the bearing housing 40 and the oil passage forming ring 45 are formed. The lubricating oil passages 90 and 98 communicating with the grooves 89 and 96 are formed therein. In each oil passage forming ring 45, each lubricating oil passage 90, 9
8 are formed to communicate with the oil jets 9 and 8. The direction of each of the oil jets 92 and 99 is such that the lubricating oil injected from these oil jets 92 and 99 corresponds to each bearing 4
It is set to be supplied to two sliding parts.
【００３７】また、本体ハウジング３４には、上記軸受
ハウジング４０の両端開口と通ずる潤滑油回収路８０，
８３が形成されており、これらは上記作動油排出ポート
８４に合流している。In the main body housing 34, a lubricating oil recovery passage 80 communicating with the openings at both ends of the bearing housing 40,
83 is formed, and these merge with the hydraulic oil discharge port 84.
【００３８】なお、図３において７８は通路確保用の栓
であり、１００は本体ハウジング３４に形成されたウォ
ータジャケットである。In FIG. 3, reference numeral 78 is a passage securing plug, and 100 is a water jacket formed in the main body housing 34.
【００３９】図１に示すように、エンジン１０のクラン
ク軸１０２には、駆動伝達機構１０４、及びポンプクラ
ッチ１０６を介して油圧ポンプ１０８が連結されてい
る。油圧ポンプ１０８は調圧弁１１０を介して上記作動
油供給ポート６２，６６の双方に接続されている。As shown in FIG. 1, a hydraulic pump 108 is connected to a crankshaft 102 of the engine 10 via a drive transmission mechanism 104 and a pump clutch 106. The hydraulic pump 108 is connected to both the hydraulic oil supply ports 62 and 66 via a pressure regulating valve 110.
【００４０】上記ポンプクラッチ１０６は、上記駆動伝
達機構１０４と油圧ポンプ１０８とをつなぐオン状態
と、両者を切り離すオフ状態とに切換えられ、オン状態
で上記クランク軸１０２の駆動力を駆動伝達機構１０４
を介して油圧ポンプ１０８に伝達することにより、この
油圧ポンプ１０８を作動させるように構成されている。
油圧ポンプ１０８は、その作動により、上記エンジン１
０内の潤滑油を作動油として上記調圧弁１１０を介し作
動油供給ポート６２，６６に圧送するように構成されて
いる。The pump clutch 106 is switched between an on state in which the drive transmission mechanism 104 and the hydraulic pump 108 are connected and an off state in which they are separated from each other. In the on state, the drive force of the crankshaft 102 is transmitted to the drive transmission mechanism 104.
The hydraulic pump 108 is configured to operate by being transmitted to the hydraulic pump 108 via.
The operation of the hydraulic pump 108 causes the engine 1 to operate.
The lubricating oil in 0 is hydraulically sent to the hydraulic oil supply ports 62 and 66 via the pressure regulating valve 110.
【００４１】さらに、上記共通吸気管１４において上記
コンプレッサ２６とエアクリーナー１８との間の部分
と、共通排気管２０において上記タービン２８よりも上
流側の部分とは、図１に示すような二次空気供給通路１
１３を介して連通されている。この二次空気供給通路１
１３の途中には、通路開閉用の供給切換弁１１１と、逆
流防止用のリード弁１１２とが設けられている。上記供
給切換弁１１１は、電磁弁からなり、外部からの信号の
入力により、二次空気供給通路１１３を開通する状態と
遮蔽する状態とに切換えられるようになっている。Further, the portion of the common intake pipe 14 between the compressor 26 and the air cleaner 18 and the portion of the common exhaust pipe 20 upstream of the turbine 28 are secondary as shown in FIG. Air supply passage 1
It is communicated via 13. This secondary air supply passage 1
A supply switching valve 111 for opening and closing the passage and a reed valve 112 for preventing backflow are provided in the middle of 13. The supply switching valve 111 is composed of an electromagnetic valve and is adapted to be switched between a state in which the secondary air supply passage 113 is opened and a state in which the secondary air supply passage 113 is blocked by the input of a signal from the outside.
【００４２】図１に示すように、このエンジンには、上
記タービン２８の単位時間当りの回転数Ｎｔを検出する
タービン回転数センサ１１４、エンジン水温等の検出に
よりエンジンの温度状態を検出するエンジン温度センサ
１１５、スロットル弁１５のスロットル開度θを検出す
るスロットルセンサ１１６、エンジン回転数Ｎｅを検出
するエンジン回転数センサ１１７、吸気管内圧力を検出
するエンジン吸気管ブーストセンサ１１８等が設けら
れ、これらのセンサ類がＥＣＵ（コントロールユニッ
ト；駆動制御手段）１２０に接続されている。ＥＣＵ１
２０は、各センサの検出信号に基づき、上記ポンプクラ
ッチ１０６のオンオフ制御、吸気バイパス弁２１及び供
給切換弁１１１の開閉制御等を行うように構成されてい
る。As shown in FIG. 1, in this engine, a turbine rotation speed sensor 114 for detecting the rotation speed Nt of the turbine 28 per unit time, and an engine temperature for detecting the temperature state of the engine by detecting the engine water temperature and the like. A sensor 115, a throttle sensor 116 for detecting the throttle opening θ of the throttle valve 15, an engine speed sensor 117 for detecting the engine speed Ne, an engine intake pipe boost sensor 118 for detecting the intake pipe internal pressure, and the like are provided. Sensors are connected to an ECU (control unit; drive control means) 120. ECU1
Reference numeral 20 is configured to perform on / off control of the pump clutch 106, open / close control of the intake bypass valve 21 and the supply switching valve 111, and the like, based on the detection signals of the respective sensors.
【００４３】次に、このＥＣＵ１２０の行う制御動作並
びに装置全体の作用を図４のフローチャートを参照しな
がら説明する。Next, the control operation performed by the ECU 120 and the operation of the entire apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.
【００４４】まず、ＥＣＵ１２０は、エンジン温度セン
サ１１５の検出信号を受け、その検出温度Ｔｗと予め設
定された設定温度Ｔｏとを比較する（ステップＳ１）。First, the ECU 120 receives a detection signal from the engine temperature sensor 115 and compares the detected temperature Tw with a preset temperature To (step S1).
【００４５】ここで、上記検出温度Ｔｗが上記設定温度
Ｔｏよりも低い場合（エンジン冷間時である場合；ステ
ップＳ１でＹＥＳ）には、ポンプクラッチ１０６をオン
に切換えるとともに、供給切換弁１１１を開く（ステッ
プＳ２）。When the detected temperature Tw is lower than the set temperature To (when the engine is cold; YES in step S1), the pump clutch 106 is turned on and the supply switching valve 111 is turned on. Open (step S2).
【００４６】ポンプクラッチ１０６のオンにより、油圧
ポンプ１０８が作動し、エンジン１０内の潤滑油が調圧
弁１１０で一定圧力に調圧された後にターボチャージャ
ー２４の作動油供給ポート６２に供給される。この作動
油は、溝６５を通じて作動油噴射口６３から外筒４１の
油圧タービン４３に噴射され、これにより上記外筒４１
と一体にコンプレッサ軸３６さらにはコンプレッサ２６
が補助回転駆動され、加速される。同時に、上記作動油
は、作動油供給ポート６６から溝６９、作動油供給口６
７、作動油路６８，７１，７０，７３，７２を順に通っ
て油圧室５９内に導入され、スプリング５８の弾発力に
抗してスリーブ４８をコンプレッサ側（図３右側）に押
し返す。これにより、それまでスプリング５８がその弾
発力でリング５６を介し内側クラッチ部５２を外側クラ
ッチ部材５０の内側に押し込んでいた力が解除され、こ
れに伴い、上記内側クラッチ部５２の外側テーパー面５
３と外側クラッチ部材５０の内側テーパー面５４との圧
接も解除される。従って、この圧接力に起因する摩擦力
でそれまで連結されていたコンプレッサ側軸３６とター
ビン側軸３８とが、互いに相対回転可能な状態に切り離
される。When the pump clutch 106 is turned on, the hydraulic pump 108 operates, and the lubricating oil in the engine 10 is regulated to a constant pressure by the pressure regulating valve 110 and then supplied to the hydraulic fluid supply port 62 of the turbocharger 24. This hydraulic oil is injected from the hydraulic oil injection port 63 into the hydraulic turbine 43 of the outer cylinder 41 through the groove 65, whereby the outer cylinder 41 is
Together with the compressor shaft 36 and further the compressor 26
Is driven by auxiliary rotation and is accelerated. At the same time, the hydraulic oil is supplied from the hydraulic oil supply port 66 to the groove 69 and the hydraulic oil supply port 6.
7. The hydraulic oil passages 68, 71, 70, 73, 72 are sequentially introduced into the hydraulic chamber 59, and the sleeve 48 is pushed back to the compressor side (right side in FIG. 3) against the elastic force of the spring 58. As a result, the force of the spring 58 pushing the inner clutch portion 52 into the inner side of the outer clutch member 50 by the elastic force through the ring 56 is released, and accordingly, the outer tapered surface of the inner clutch portion 52 is released. 5
The pressure contact between 3 and the inner tapered surface 54 of the outer clutch member 50 is also released. Therefore, the compressor-side shaft 36 and the turbine-side shaft 38, which have been connected to each other by the frictional force resulting from this pressure contact force, are separated from each other so that they can rotate relative to each other.
【００４７】すなわち、上記作動油の供給により、油圧
タービン４３の回転駆動とほぼ同時にコンプレッサ側軸
３６とタービン側軸３８との切離しが行われる。これに
より、慣性モーメントの小さいコンプレッサ２６及びコ
ンプレッサ側軸３６のみが補助回転駆動されるため、こ
のコンプレッサ２６が慣性モーメントの大きなタービン
２８及びタービン側軸３８と連結されている場合に比
べ、コンプレッサ２６の回転数がより高められ、過給圧
も迅速に上昇する。また、この過給圧の増大に伴い、排
気ガスエネルギが増大するため、補助駆動がない場合に
比べてタービン２８の回転数も上昇することになる。In other words, the supply of the hydraulic oil causes the compressor-side shaft 36 and the turbine-side shaft 38 to be separated from each other almost simultaneously with the rotational driving of the hydraulic turbine 43. As a result, only the compressor 26 having a small moment of inertia and the compressor-side shaft 36 are driven to perform auxiliary rotation. The rotation speed is further increased, and the boost pressure also rises quickly. Further, as the supercharging pressure increases, the exhaust gas energy also increases, so that the rotation speed of the turbine 28 also increases as compared with the case where there is no auxiliary drive.
【００４８】一方、上記供給切換弁１１１が開くことに
より、コンプレッサ２６から吐出された高圧空気が、エ
ンジン１０を迂回して直接共通排気管１９（より具体的
にはタービン２８の上流側）に二次空気として供給され
る。そして、この二次空気がタービン２８の回転によっ
て排気ガスと混合され、その後に排気ガス浄化用触媒２
２に送られることにより、この排気ガス浄化用触媒２２
での排気ガス浄化反応（例えばＨＣやＣＯの酸化反応）
が促進される。On the other hand, when the supply switching valve 111 is opened, the high pressure air discharged from the compressor 26 bypasses the engine 10 and directly flows to the common exhaust pipe 19 (more specifically, the upstream side of the turbine 28). It is supplied as secondary air. Then, this secondary air is mixed with the exhaust gas by the rotation of the turbine 28, and then the exhaust gas purifying catalyst 2
2 is sent to the exhaust gas purifying catalyst 22.
Exhaust gas purification reaction (for example, HC or CO oxidation reaction)
Is promoted.
【００４９】このような二次空気供給が開始されてから
の時間ｔEMが予め設定された時間ｔｏに達するまでは
（ステップＳ３でＮＯ）、ＥＣＵ１２０は、エンジン吸
気圧、スロットル開度θ、及びエンジン回転数Ｎｅと、
予め記憶したマップとに基づいて、コンプレッサ回転数
の予測値Ｎｃを演算する（ステップＳ４）。そして、こ
の予測値Ｎｃにタービン回転数Ｎｔが到達した場合（ス
テップＳ５でＹＥＳ）、もしくは上記時間ｔEMが上記設
定時間ｔｏに達した場合（ステップＳ３でＹＥＳ）に
は、ポンプクラッチ１０６をオフに切換えるとともに、
供給切換弁１１１を閉じる（ステップＳ６）。Until the time t EM from the start of such secondary air supply reaches the preset time to (NO in step S3), the ECU 120 causes the engine intake pressure, the throttle opening θ, and Engine speed Ne,
The predicted value Nc of the compressor rotation speed is calculated based on the map stored in advance (step S4). When the turbine speed Nt reaches the predicted value Nc (YES in step S5) or when the time t EM reaches the set time to (YES in step S3), the pump clutch 106 is turned off. While switching to
The supply switching valve 111 is closed (step S6).
【００５０】このポンプクラッチ１０６のオフにより、
油圧ポンプ１０８による油圧室５９内への作動油の供給
が止められるため、スプリング５８の弾発力で内側クラ
ッチ部５２のテーパー状外周面５４が外側クラッチ部材
５０のテーパー状内周面５３に再び圧接し、この圧接に
よる摩擦力で、コンプレッサ側軸３６とタービン側軸３
８とが同軸の状態で相対回転不能に相互連結される。従
って、コンプレッサ２６はタービン２８と一体に回転
し、通常のターボチャージャー２４と同様、タービン２
８が回収する排気ガスエネルギによってコンプレッサ２
６が回転駆動されることとなる。By turning off the pump clutch 106,
Since the hydraulic oil is stopped from being supplied to the hydraulic chamber 59 by the hydraulic pump 108, the elastic force of the spring 58 causes the tapered outer peripheral surface 54 of the inner clutch portion 52 to return to the tapered inner peripheral surface 53 of the outer clutch member 50. The compressor side shaft 36 and the turbine side shaft 3 are pressed against each other and the frictional force generated by the pressure contact
8 and 8 are coaxially connected to each other such that they cannot rotate relative to each other. Therefore, the compressor 26 rotates integrally with the turbine 28, and like the normal turbocharger 24, the turbine 2
8 by the exhaust gas energy recovered by the compressor 2
6 will be driven to rotate.
【００５１】これに対し、上記検出温度Ｔｗが設定温度
Ｔｏ以上である場合には（ステップＳ１でＮＯ）、その
時点でポンプクラッチ１０６のオンオフ状態を確認する
（ステップＳ７）。ポンプクラッチ１０６がオフの場合
（ステップＳ７でＮＯ）にはこれを維持し、ポンプクラ
ッチ１０６がオンの場合には（ステップＳ７でＹＥ
Ｓ）、エンジン回転数Ｎｅが一定値Ｎｏ未満でかつエン
ジン負荷Ｐｅが一定値Ｐｏを上回る場合（すなわち高負
荷低回転状態）にのみ（ステップＳ８でＹＥＳ）クラッ
チオンの状態を維持し、それ以外の場合（ステップＳ８
でＮＯ）は上記ステップＳ４，Ｓ５を実行する。On the other hand, when the detected temperature Tw is equal to or higher than the set temperature To (NO in step S1), the on / off state of the pump clutch 106 is confirmed at that time (step S7). When the pump clutch 106 is off (NO in step S7), this is maintained, and when the pump clutch 106 is on (YE in step S7).
S), the clutch-on state is maintained only when the engine speed Ne is less than the constant value No and the engine load Pe exceeds the constant value Po (that is, the high load low rotation state) (YES in step S8), and otherwise. If (step S8
If NO), the above steps S4 and S5 are executed.
【００５２】このような装置によれば、次の効果を得る
ことができる。According to such a device, the following effects can be obtained.
【００５３】(a) エンジン冷間時、供給切換弁１１１を
開いてコンプレッサ２６から吐出された二次空気を排気
側に供給するようにしているので、この二次空気と排気
ガスとの混合により、排気ガス浄化用触媒２２における
排気ガス浄化反応を促進することができる。しかも、こ
の二次空気供給領域において、ターボチャージャー２４
を補助駆動してコンプレッサ２６及びタービン２８の回
転数を上げているので、上記コンプレッサ２６の回転数
上昇に伴う過給圧の上昇によって排気側への二次空気供
給量を増やすとともに、上記タービン２８の回転に起因
する排気脈動を高めることで上記二次空気と排気ガスと
の混合をより促進することができ、その分、上記排気ガ
ス浄化反応をより促進し、エミッションを向上させるこ
とができる。(A) When the engine is cold, the supply switching valve 111 is opened to supply the secondary air discharged from the compressor 26 to the exhaust side. Therefore, by mixing the secondary air with the exhaust gas. The exhaust gas purification reaction in the exhaust gas purification catalyst 22 can be promoted. Moreover, in this secondary air supply area, the turbocharger 24
Since the rotational speeds of the compressor 26 and the turbine 28 are increased by auxiliary driving of the compressor 26, the supercharging pressure is increased due to the increase in the rotational speed of the compressor 26 to increase the secondary air supply amount to the exhaust side, and By increasing the exhaust pulsation caused by the rotation of the exhaust gas, the mixing of the secondary air with the exhaust gas can be further promoted, and the exhaust gas purification reaction can be further promoted by that amount, and the emission can be improved.
【００５４】(b) 上記二次空気をタービン２８の上流側
に供給しているので、このタービン２８の回転によって
上記二次空気と排気ガスとの撹拌をより促進することが
できる。(B) Since the secondary air is supplied to the upstream side of the turbine 28, the rotation of the turbine 28 can further promote the agitation of the secondary air and the exhaust gas.
【００５５】(c) 二次空気供給領域では、コンプレッサ
側軸３６とタービン側軸３８とを相対回転可能に切り離
し、コンプレッサ２６のみを単独で駆動しているので、
両軸３６，３８を連結してコンプレッサ２６と慣性モー
メントの大きいタービン２８とを一体的に補助駆動する
場合に比べ、同じ駆動負荷でコンプレッサ回転数をより
高めることができる。従って、その分過給圧もより高め
ることができ、より多くの二次空気を排気側に供給して
排気ガス浄化をさらに促進することができる。(C) In the secondary air supply region, the compressor-side shaft 36 and the turbine-side shaft 38 are rotatably separated from each other, and only the compressor 26 is driven independently.
Compared with a case where both shafts 36 and 38 are connected to integrally drive the compressor 26 and the turbine 28 having a large moment of inertia, the compressor rotation speed can be further increased with the same drive load. Therefore, the supercharging pressure can be further increased by that amount, and more secondary air can be supplied to the exhaust side to further promote exhaust gas purification.
【００５６】これらの効果に加え、さらに、上記二次空
気供給領域で吸気バイパス弁２１を開く（すなわちコン
プレッサ２６から吐出された空気をコンプレッサ上流側
に還流させる）ようにすれば、この吸気還流によってコ
ンプレッサ２６の仕事量を増やし、このコンプレッサ２
６を駆動する油圧ポンプ１０８の負荷すなわちエンジン
の負荷を高めることができる。従って、この負荷増大の
分、冷間始動時におけるエンジン１０の暖機ひいては排
気ガス浄化用触媒２２の温度上昇を早めることができ、
この冷間始動時での排気ガス浄化をさらに促進する効果
が得られる。In addition to these effects, if the intake bypass valve 21 is opened in the secondary air supply region (that is, the air discharged from the compressor 26 is recirculated to the upstream side of the compressor), this intake air recirculation Increase the work of the compressor 26,
It is possible to increase the load of the hydraulic pump 108 that drives the motor 6, that is, the load of the engine. Therefore, the increase in the load can accelerate the warming up of the engine 10 at the time of cold starting, and thus the temperature rise of the exhaust gas purifying catalyst 22.
The effect of further promoting exhaust gas purification at the time of this cold start can be obtained.
【００５７】図５は、上記実施例装置及び従来装置にお
ける各緒言の時間変化を示したものであり、同図におけ
る実線２００は車速を示し、同図実線２０１，２０２，
２０３はそれぞれ従来装置における排気ガス温度、排気
ガス浄化用触媒通過前の排気ガス中のＨＣ濃度、排気ガ
ス浄化用触媒通過後の排気ガス中のＨＣ濃度を示し、同
図二点鎖線２１１，２１２，２１３はそれぞれ上記実施
例装置における排気ガス温度、排気ガス浄化用触媒通過
前の排気ガス中のＨＣ濃度、排気ガス浄化用触媒通過後
の排気ガス中のＨＣ濃度を示している。この図から明ら
かなように、上記実施例装置によれば、車速、排気ガス
温度、浄化前の排気ガス中ＨＣ濃度がそれぞれ従来とほ
ぼ等しい条件で、浄化後の排気ガス中ＨＣ濃度、特にエ
ンジン冷間始動時の濃度を従来装置に比べて大幅に軽減
することができる。FIG. 5 shows changes with time in each of the introductions of the apparatus of the embodiment and the conventional apparatus. A solid line 200 in the drawing shows a vehicle speed, and solid lines 201, 202,
Reference numeral 203 denotes the exhaust gas temperature, the HC concentration in the exhaust gas before passing through the exhaust gas purifying catalyst, and the HC concentration in the exhaust gas after passing through the exhaust gas purifying catalyst, respectively, in the conventional apparatus. , 213 respectively show the exhaust gas temperature, the HC concentration in the exhaust gas before passing through the exhaust gas purifying catalyst, and the HC concentration in the exhaust gas after passing through the exhaust gas purifying catalyst in the above-described apparatus. As is clear from this figure, according to the apparatus of the above-mentioned embodiment, the vehicle speed, the exhaust gas temperature, and the HC concentration in the exhaust gas before purification are substantially equal to those in the conventional case, respectively, and the HC concentration in the exhaust gas after purification, particularly the engine. It is possible to significantly reduce the concentration at the cold start as compared with the conventional device.
【００５８】なお、本発明はこのような実施例に限定さ
れるものではなく、例として次のような態様を採ること
も可能である。The present invention is not limited to such an embodiment, and the following modes can be adopted as an example.
【００５９】(1) 上記実施例では、エンジン冷間時に無
条件でターボチャージャー２４の補助駆動及び二次空気
供給を行うものを示したが、本発明ではエンジン冷間時
における少なくとも低回転領域で上記補助駆動及び二次
空気供給を行えば、エンジンの冷間始動時におけるエミ
ッションの向上という効果を得ることが可能である。(1) In the above embodiment, the auxiliary drive of the turbocharger 24 and the secondary air supply are performed unconditionally when the engine is cold. However, in the present invention, at least in the low speed region when the engine is cold. By performing the auxiliary drive and the secondary air supply, it is possible to obtain the effect of improving the emission at the cold start of the engine.
【００６０】(2) 本発明では、排気側への二次空気供給
通路１１３の接続個所（すなわち二次空気供給個所）を
特に問わない。ただし、タービン２８の回転を二次空気
と排気ガスとの混合により有効に用いるには、上記接続
個所をタービン２８の上流側に設定することが重要であ
る。(2) In the present invention, the connection point of the secondary air supply passage 113 to the exhaust side (that is, the secondary air supply point) is not particularly limited. However, in order to effectively use the rotation of the turbine 28 by mixing the secondary air and the exhaust gas, it is important to set the connection point on the upstream side of the turbine 28.
【００６１】(3) 上記実施例では、コンプレッサ側軸３
６とタービン側軸３８とが分割されるターボチャージャ
ー２４を示したが、両軸が常に一体に回転する通常のタ
ーボチャージャーを備えた装置においても、二次空気供
給領域において上記軸を補助駆動することにより、エミ
ッションの向上を図ることが可能である。(3) In the above embodiment, the compressor side shaft 3
Although the turbocharger 24 in which the shaft 6 and the turbine side shaft 38 are separated is shown, the shaft is auxiliary driven in the secondary air supply region even in a device including a normal turbocharger in which both shafts always rotate integrally. Therefore, it is possible to improve the emission.
【００６２】[0062]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば次の効果
を得ることができる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
【００６３】請求項１記載の装置では、エンジン冷間時
の少なくとも低回転領域において、コンプレッサから吐
出されたされた二次空気を排気側に供給するとともに、
この二次空気供給領域においてターボチャージャーを補
助駆動し、コンプレッサ及びタービンの回転数を高める
ようにしているので、これらの回転数上昇に伴う過給圧
の上昇及び排気脈動の促進によって上記二次空気供給量
の増大及び上記二次空気と排気ガスとの混合促進を実現
し、その分、上記排気ガス浄化反応をより促進すること
ができる。従って、上記ターボチャージャーを有効利用
してエミッションを大幅に向上させることができる効果
がある。In the apparatus according to the first aspect, the secondary air discharged from the compressor is supplied to the exhaust side in at least the low rotation region when the engine is cold, and
In this secondary air supply region, the turbocharger is auxiliary-driven to increase the rotational speeds of the compressor and the turbine. The supply amount can be increased and the mixing of the secondary air with the exhaust gas can be promoted, and the exhaust gas purification reaction can be further promoted by that amount. Therefore, there is an effect that the emission can be significantly improved by effectively using the turbocharger.
【００６４】特に、請求項２記載の装置では、上記二次
空気をタービンの上流側に供給しているので、このター
ビンの回転によって上記二次空気と排気ガスとの撹拌効
果をより高め、排気ガス浄化反応をさらに促進すること
ができる効果がある。Particularly, in the apparatus according to the second aspect, since the secondary air is supplied to the upstream side of the turbine, rotation of the turbine further enhances the effect of stirring the secondary air and the exhaust gas, and the exhaust gas is exhausted. There is an effect that the gas purification reaction can be further promoted.
【００６５】さらに、請求項３記載の装置では、上記所
定減速時にコンプレッサをタービンから切り離してコン
プレッサのみを補助駆動しているので、所定減速時にコ
ンプレッサとタービンとを連結して双方を補助駆動する
場合に比べ、この所定減速時でのコンプレッサ回転数を
より高い回転数に維持することができる。従って、この
コンプレッサ回転による二次空気供給量をさらに増や
し、エミッションをより向上させることができる効果が
ある。Further, in the apparatus according to the third aspect, the compressor is separated from the turbine at the time of the predetermined deceleration and only the compressor is auxiliary driven. Therefore, when the compressor and the turbine are connected to each other at the predetermined deceleration, both of them are auxiliary driven. In comparison with the above, it is possible to maintain the compressor rotation speed at the predetermined deceleration at a higher rotation speed. Therefore, there is an effect that the secondary air supply amount by the rotation of the compressor can be further increased and the emission can be further improved.
【００６６】また、請求項４記載の装置では、上記二次
空気供給領域で吸気バイパス手段を開通状態に切換え、
コンプレッサ下流側の空気をコンプレッサ上流側に還流
させるようにしているので、この吸気還流によってコン
プレッサの補助駆動手段の負荷ひいてはエンジン負荷を
高めることができる。従って、この負荷増大の分、冷間
始動時におけるエンジンの暖機ひいては排気ガス浄化用
触媒の温度上昇を早め、この冷間始動時での排気ガス浄
化性能をさらに高めることができる効果がある。Further, in the apparatus according to the fourth aspect, the intake bypass means is switched to the open state in the secondary air supply region,
Since the air on the downstream side of the compressor is recirculated to the upstream side of the compressor, this intake air recirculation can increase the load of the auxiliary drive means of the compressor and thus the engine load. Therefore, there is an effect that warming up of the engine at the time of cold starting and thus temperature rise of the exhaust gas purifying catalyst can be accelerated by the amount of this increase in load, and the exhaust gas purifying performance at this cold starting can be further enhanced.
【図１】本発明の第１実施例におけるエンジンの全体構
成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine according to a first embodiment of the present invention.
【図２】上記エンジンに設けられたターボチャージャー
の断面正面図である。FIG. 2 is a sectional front view of a turbocharger provided in the engine.
【図３】図２の一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG.
【図４】上記エンジンに設けられたＥＣＵの制御動作を
示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a control operation of an ECU provided in the engine.
【図５】上記エンジンと従来のエンジンとの特性の差異
を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a difference in characteristics between the engine and a conventional engine.
１０ エンジン １４ 共通吸気管 １７ バイパス通路（吸気バイパス手段を構成） ２０ 共通排気管 ２１ 吸気バイパス弁（吸気バイパス手段を構成） ２４ ターボチャージャー ２６ コンプレッサ ２８ タービン ３６ コンプレッサ側軸 ３８ タービン側軸 ４３ 油圧タービン（補助駆動手段） ４４ 油圧クラッチ（クラッチ手段） ６２，６６ 作動油供給ポート １０２ クランク軸（エンジン出力軸） １０８ 油圧ポンプ（補助駆動手段） １１１ 供給切換弁（開閉手段） １１３ 二次空気供給通路 １１５ エンジン温度センサ（温度状態検出手段） １２０ ＥＣＵ（過給制御手段） 10 engine 14 common intake pipe 17 bypass passage (constituting intake bypass means) 20 common exhaust pipe 21 intake bypass valve (constituting intake bypass means) 24 turbocharger 26 compressor 28 turbine 36 compressor side shaft 38 turbine side shaft 43 hydraulic turbine ( Auxiliary drive means) 44 Hydraulic clutch (clutch means) 62, 66 Hydraulic oil supply port 102 Crank shaft (engine output shaft) 108 Hydraulic pump (auxiliary drive means) 111 Supply switching valve (opening / closing means) 113 Secondary air supply passage 115 Engine Temperature sensor (temperature state detecting means) 120 ECU (supercharging control means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｂ 39/12 9332−3Ｇ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display area F02B 39/12 9332-3G
Claims (4)
に設けられるコンプレッサと排気通路内に設けられるタ
ービンとを相互連結する連結軸を補助駆動する補助駆動
手段を備えたエンジンの過給装置において、上記吸気通
路においてコンプレッサよりも下流側の部分を上記排気
通路において排気ガス浄化用触媒よりも上流側の部分に
連通する二次空気供給通路と、この二次空気供給通路を
開通する状態と遮蔽する状態とに切換えられる開閉手段
と、エンジンの温度状態を検出する温度状態検出手段
と、この温度状態検出手段で検出された温度状態が予め
設定された低温域にありかつエンジン回転数が少なくと
も予め設定された低速域にある場合に上記補助駆動手段
を作動させるとともに上記開閉手段を開通状態に切換え
る過給制御手段とを備えたことを特徴とするエンジンの
過給装置。1. A supercharger for an engine, comprising: an auxiliary drive means for auxiliary driving of a connecting shaft interconnecting a compressor provided in an intake passage and a turbine provided in an exhaust passage in a turbocharger. In the secondary air supply passage communicating a portion downstream of the compressor with a portion upstream of the exhaust gas purifying catalyst in the exhaust passage, and a state of opening and blocking the secondary air supply passage. Switching means for switching, temperature state detecting means for detecting the temperature state of the engine, low temperature where the temperature state detected by the temperature state detecting means is in a preset low temperature range, and engine speed is at least a preset low speed And a supercharging control means for activating the auxiliary driving means and switching the opening / closing means to the open state when the vehicle is in the range. The supercharging device for the engine, which is characterized by
いて、上記二次空気供給通路を上記排気通路において上
記タービンよりも上流側の部分に接続したことを特徴と
するエンジンの過給装置。2. The supercharger for an engine according to claim 1, wherein the secondary air supply passage is connected to a portion of the exhaust passage on an upstream side of the turbine.
装置において、上記連結軸を互いに同軸状態で並ぶコン
プレッサ側軸とタービン側軸とに分割し、これらコンプ
レッサ側軸とタービン側軸とを互いに連動回転するよう
に連結する連結状態と互いに相対回転するように切り離
す切離し状態とに切換えられるクラッチ手段を備え、コ
ンプレッサ側軸を補助駆動するように上記補助駆動手段
を構成するとともに、上記開閉手段を開通状態に切換え
る運転領域で上記クラッチ手段を切離し状態に切換える
ように上記過給制御手段を構成したことを特徴とするエ
ンジンの過給装置。3. The engine supercharger according to claim 1, wherein the connecting shaft is divided into a compressor side shaft and a turbine side shaft which are arranged coaxially with each other, and the compressor side shaft and the turbine side shaft are separated from each other. The auxiliary drive means is configured to auxiliaryly drive the compressor side shaft, and the opening / closing means is provided with clutch means for switching between a connected state in which they are linked to rotate with each other and a disengaged state in which they are separated so as to rotate relative to each other. A supercharging device for an engine, characterized in that the supercharging control means is configured to switch the clutch means to a disengaged state in an operating region where the engine is switched to an open state.
装置において、上記補助駆動手段を、この補助駆動手段
がエンジンの動力を駆動源として作動するように構成す
るとともに、上記吸気通路におけるコンプレッサを迂回
してその上流側通路と下流側通路とを連通する状態と遮
蔽する状態とに切換えられる吸気バイパス手段を備え、
上記開閉手段を開通状態に切換える運転領域で上記吸気
バイパス手段を連通状態に切換えるように上記過給制御
手段を構成したことを特徴とするエンジンの過給装置。4. The engine supercharger according to claim 1 or 2, wherein the auxiliary drive means is configured so that the auxiliary drive means operates by using the power of the engine as a drive source, and the compressor in the intake passage. And an intake bypass means for switching between a state in which the upstream side passage and the downstream side passage are communicated with each other and a state in which the upstream side passage and the downstream side passage are shielded,
A supercharging device for an engine, characterized in that the supercharging control means is configured to switch the intake bypass means to a communication state in an operating region where the opening / closing means is switched to an open state.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05109298A JP3137802B2 (en) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | Engine supercharger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05109298A JP3137802B2 (en) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | Engine supercharger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06323152A true JPH06323152A (en) | 1994-11-22 |
| JP3137802B2 JP3137802B2 (en) | 2001-02-26 |
Family
ID=14506642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05109298A Expired - Fee Related JP3137802B2 (en) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | Engine supercharger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3137802B2 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2783013A1 (en) * | 1998-09-05 | 2000-03-10 | Daimler Chrysler Ag | TURBOCHARGER ENGINE EQUIPMENT FOR A VEHICLE |
| US6862885B1 (en) * | 2003-11-20 | 2005-03-08 | Super Drive, Inc. | Air injection apparatus for a turbocharged diesel engine |
| EP1524417A1 (en) * | 2003-10-16 | 2005-04-20 | DaimlerChrysler AG | Internal combustion engine comprising an exhaust gas turbocharger and a secondary air injection, as well as diagnosis and control of the secondary air injection |
| WO2005085611A1 (en) * | 2004-03-09 | 2005-09-15 | Hitachi, Ltd. | Engine with electric supercharger and control device of the engine |
| WO2015140989A1 (en) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | 日産自動車株式会社 | Control device and control method for diesel engine |
| JP2016079929A (en) * | 2014-10-21 | 2016-05-16 | マツダ株式会社 | Control device of engine with turbosupercharger |
| WO2016136505A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | 三菱重工業株式会社 | Engine start-up device, start-up method, and ship equipped with start-up device |
| JP2017002930A (en) * | 2015-06-05 | 2017-01-05 | 富士重工業株式会社 | Control device of oil pump |
| JP2019002377A (en) * | 2017-06-19 | 2019-01-10 | マツダ株式会社 | Exhaust system for turbocharged engine |
-
1993
- 1993-05-11 JP JP05109298A patent/JP3137802B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2783013A1 (en) * | 1998-09-05 | 2000-03-10 | Daimler Chrysler Ag | TURBOCHARGER ENGINE EQUIPMENT FOR A VEHICLE |
| EP1524417A1 (en) * | 2003-10-16 | 2005-04-20 | DaimlerChrysler AG | Internal combustion engine comprising an exhaust gas turbocharger and a secondary air injection, as well as diagnosis and control of the secondary air injection |
| US7231760B2 (en) | 2003-10-16 | 2007-06-19 | Daimlerchrysler Ag | Internal combustion engine with exhaust-gas turbocharger and secondary air injection |
| US6862885B1 (en) * | 2003-11-20 | 2005-03-08 | Super Drive, Inc. | Air injection apparatus for a turbocharged diesel engine |
| WO2005085611A1 (en) * | 2004-03-09 | 2005-09-15 | Hitachi, Ltd. | Engine with electric supercharger and control device of the engine |
| CN106103963A (en) * | 2014-03-20 | 2016-11-09 | 日产自动车株式会社 | The control device of Diesel engine and control method |
| WO2015140989A1 (en) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | 日産自動車株式会社 | Control device and control method for diesel engine |
| JPWO2015140989A1 (en) * | 2014-03-20 | 2017-04-06 | 日産自動車株式会社 | Diesel engine control device and control method |
| US10072590B2 (en) | 2014-03-20 | 2018-09-11 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control device and control method for diesel engine |
| JP2016079929A (en) * | 2014-10-21 | 2016-05-16 | マツダ株式会社 | Control device of engine with turbosupercharger |
| WO2016136505A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | 三菱重工業株式会社 | Engine start-up device, start-up method, and ship equipped with start-up device |
| JP2016160787A (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | 三菱重工業株式会社 | Starter of engine, starting method, and ship including starter |
| JP2017002930A (en) * | 2015-06-05 | 2017-01-05 | 富士重工業株式会社 | Control device of oil pump |
| JP2019002377A (en) * | 2017-06-19 | 2019-01-10 | マツダ株式会社 | Exhaust system for turbocharged engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3137802B2 (en) | 2001-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6941755B2 (en) | Integrated bypass and variable geometry configuration for an exhaust gas turbocharger | |
| US7127893B2 (en) | Internal combustion engine comprising a compressor in the induction tract | |
| US4748812A (en) | Turbo compound engine | |
| JPH0568617B2 (en) | ||
| JP3137802B2 (en) | Engine supercharger | |
| US4858440A (en) | Turbo-compound engine | |
| JPH0861073A (en) | Supercharger for engine | |
| JP3137804B2 (en) | Engine supercharger | |
| JP3137801B2 (en) | Engine supercharger | |
| JP3386559B2 (en) | Engine supercharger | |
| JP2017145748A (en) | Exhaust system for engine with turbosupercharger | |
| JP3247225B2 (en) | Engine supercharger | |
| JP3243710B2 (en) | Engine system with turbocharger | |
| JPS62131920A (en) | Supercharging device for internal combustion engine | |
| JP3255515B2 (en) | Engine supercharger | |
| JP3366119B2 (en) | Engine supercharger | |
| JP3783764B2 (en) | EGR device for turbocharged engine | |
| JP3137800B2 (en) | Engine supercharger | |
| JP2503132Y2 (en) | Intake device for engine with pressure wave supercharger | |
| JPS63289220A (en) | Turbo-compound engine | |
| JPH0579811B2 (en) | ||
| JPS6246825Y2 (en) | ||
| JP2830679B2 (en) | Engine with mechanical supercharger | |
| JPS59208124A (en) | Mechanical supercharger driven by starter | |
| JPH02201014A (en) | Secondary air supply device for engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071208 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081208 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091208 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |