JPH07279680A - 可変容量型ターボチャージャ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気干渉を防止して、排気ガスを広範囲に渡
って効率良くタービン内に導入することができる可変容
量型ターボチャージャを提供すること。 【構成】 エンジン１の点火順序の連続しない気筒に接
続する排気マニホールド１０Ａ，１０Ｂの集合部１０Ｃ
に形成される第１、第２排気出口１０Ｅ，１０Ｆにそれ
ぞれ連通する隔壁１０Ｄで分離された第１、第２排気導
入部２１，２２を有しタービン２０を収容するハウジン
グ２３、タービン２０に沿うように湾曲され、第１回動
軸２８に固着されて第１、第２排気導入部２１，２２に
それぞれ連通する第１、第２案内通路３０，３１を形成
する第１ベーン部材２４、タービン２０と第１ベーン部
材２４に沿うように湾曲され、第２回動軸２９に固着さ
れて第１、第２案内通路３０，３１にそれぞれ連通する
第３、第４案内通路３２，３３を形成する第２ベーン部
材２５、第１、第２ベーン部材２４，２５の回動位置を
制御する制御手段２７を有する可変容量型ターボチャー
ジャ１３。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タービンホイールの周
部に設けられた可変翼を動作させてタービン容量を変化
させる可変容量型ターボチャージャに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の出力アップを図る手段とし
て、排気ガスをタービンホイールに当て、同翼と同軸上
に設けられたコンプレッサーを回転させて吸気効率の向
上を図るターボチャージャは有効であり、既に種々の内
燃機関に装着されている。ターボーチャージャの特性と
しては、排気ガスをタービンホイールに当てて、吸気側
に位置するコンプレッサホイールを高速で回転させて吸
入空気を圧縮してシリンダー内に導入しているので、エ
ンジンの回転上昇に伴い高出力となる傾向にある。この
様な特性から高回転時における燃焼室温度が過度に上昇
し易く、通常は圧縮比を予め低く設定しているので、低
回転時における出力の低下を招きやすい。そこで、ター
ビンホイールとタービンハウジンジとの間に構成される
排気通路上に可動式のベーンを配置し、タービンに当て
る排気ガスの流量を可変とするターボチャージャや、点
火順序の連続しない気筒同士を一つの排気マニホールド
でまとめ、排気通路を各排気マニホールドに連通するよ
う複数の通路に隔離して、排気脈動を利用して排気ガス
を効率よくタービンブレードに当てるターボチャージャ
が提案されている。

【０００３】例えば、実願平１−１６３１４号公報に記
載の可変ベーンを有するターボチャージャでは、エンジ
ンからの排気ガス流量が少ないときには、可変ベーンと
ハウジングとの間隔（ノズル開口部）を狭くして、排気
ガスの流速を高めて少ない流量の排気ガスで効率的にタ
ーピン翼を回転させて低回転時のピックアップを良くし
ている。また、ハウジング内の排気通路が、点火順序の
連続しない気筒毎に設けられた排気マニホールドにそれ
ぞれ対応して隔離されたターボチャージャにおいては、
各マニホールドから排出される排気ガスが異なる排気通
路を通ってタービンホイールまで案内されているので、
タービンハウジング内での排気干渉がさけられ、効率よ
く排気ガスを導入してタービンホイールを回転させてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】可変ベーンを有するタ
ーボチャージャにおいては、可変ベーンとハウジングと
の間隔を調整することで排気通路の大きさやノズル部の
開口面積の絞り込みが容易にできるため、通路を流れる
排気ガスの流速を速めることででき、排気ガスの低流量
時あっても効率良くタービンホイールを回転させること
ができ、ターボチャージの有効領域を低回転側に広くで
きるという点では優れているが、ハウジング内の排気通
路が隔離されていないので、排気脈動を利用できないと
いう問題点がある。一方、ハウジング内の排気通路が点
火順序の連続しない気筒毎に設けられた排気マニホール
ドにそれぞれ対応して隔離されたターボチャージャにお
いては、各排気マニホールドからの排気ガスが個別の通
路に導入されるので、排気干渉がなく排気脈動を利用で
きるという点では優れているが、排気通路が固定された
隔壁で仕切られているので、通路絞りの変更を容易に行
なえず、ターボチャージの有効範囲のワイド化が難しい
という問題点を有している。本発明の目的は、可変容量
型ターボチャージャにおける排気干渉を防止して、排気
ガスを広範囲に渡って効率良くタービン内に導入し、タ
ービンホイールを回転させることができる可変容量型タ
ーボチャージャを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１記載の
発明では、多気筒内燃機関の点火順序の連続しない気筒
毎に設けらけた排気マニホールドの集合部に形成される
第１及び第２排気出口にそれぞれ連通する隔壁で仕切ら
れた第１及び第２排気導入部を有すると共に、タービン
ホイールを収容するハウジングと、上記タービンホイー
ルに沿うように湾曲されると共に、下流端部が上記ハウ
ジングに回動可能に支持された第１回動軸に固着され、
上記第１及び第２排気導入部にそれぞれ連通する第１及
び第２案内通路を形成する２枚の第１ベーン部材と、上
記タービンホイール及び上記第１ベーン部材に沿うよう
に湾曲されると共に、下流端部が上記ハウジングに回動
可能に支持された第２回動軸に固着されて上記第１及び
第２案内通路にそれぞれ連通される第３及び第４案内通
路を形成する２枚の第２ベーン部材と、上記第１ベーン
部材と第２ベーン部材の回動位置を切り換える制御手段
とを備えたことを特徴とする。請求項２，３記載の発明
では、制御手段は、上記内燃機関の回転数や排気ガスの
排気流量に応じて上記第１ベーン部材及び第２ベーン部
材の回動位置を切り換えることを特徴としている。請求
項４記載の発明では、第１及び第２回動軸が、単一の駆
動部材により回動されて切換えられることを、請求項５
記載の発明では、制御手段が、第１及び第２ベーン部材
の回動位置を３段階に切換えることをそれぞれ特徴とし
ている。請求項６記載の発明では、多気筒内燃機関の点
火順序の連続しない気筒の排気マニホールドの集合部に
形成される第１及び第２排気出口にそれぞれ連通する隔
壁で仕切られた第１及び第２排気導入部を有すると共
に、タービンホイールを収容するハウジングと、上記ハ
ウジングに回動可能に支持された第１回動軸と、上記タ
ービンホイールに沿うように湾曲されると共に、下流端
部が上記第１回動軸に固着された複数の第１ベーンを有
する第１案内部とからなり、上記第１案内部により仕切
られて上記複数の排気導入部にそれぞれ連通される複数
の第１通路を形成する第１通路手段と、上記ハウジング
に回動可能に支持された第２回動軸と、上記タービンホ
イール及び上記第１ベーンに沿うように湾曲されると共
に下流端部が上記第２回動軸に固着された複数の第２ベ
ーンを有する第２案内部とからなり、上記第２案内部に
より仕切られて上記複数の第１通路にそれぞれ連通され
る複数の第２通路を形成する第２通路手段と、上記第１
通路手段及び第２通路手段の回動位置を切り換える制御
手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】請求項１記載の発明によると、多気筒内燃機関
が運転状態となると、点火順序の連続しない気筒毎に設
けられた排気マニホールドの集合部に形成される第１及
び第２排気出口に連通する、隔壁で仕切られた第１及び
第２排気導入部から排気ガスがハウジング内に導入され
る。導入された排気ガスは、タービンホイールに沿うよ
うに湾曲され、第１回動軸にその下流端部が固着され２
枚の第１ベーン部材によって形成される第１及び第２案
内通路と、第２回動軸に固着された２枚の第２ベーン部
材で形成される上記第１及び第２案内通路にそれぞれ連
通される第３及び第４案内通路を通り、タービンホイー
ルまで案内される。第１ベーン部材と第２ベーン部材
は、制御手段によりその回動位置を切り換えられる。請
求項２，３記載の発明では、内燃機関の回転数や排気ガ
スの排気流量に応じて第１ベーン部材と第２ベーン部材
の回動位置が切り換えるので、第１及び第２案内通路と
第３及び第４案内数路内を流れる排気ガスの流路の大き
さが内燃機関の回転数や排気ガス流量により変更され
る。請求項４記載の発明では、第１及び第２回動軸が単
一の駆動部材により回動されて切り換えられるので、個
別に駆動部材を設けるよりも部品点数を少なくでき、省
スペースに貢献できる。請求項５記載の発明では、制御
手段が上記第１及び第２ベーン部材の回動位置を３段階
に切り換えるので、第１ベーン及び第２ベーン部材によ
って形成される第１及び第２案内通路と第３及び第４案
内通路内を流れる排気ガスの流量が３段階に制御され
る。請求項６記載の発明によると、多気筒内燃機関が運
転状態となると、点火順序の連続しない気筒の排気マニ
ホールドの集合部に形成される第１及び第２排気出口に
それぞれ連通する隔壁で仕切られた第１及び第２排気導
入部から排気ガスがハウジング内に導入される。導入さ
れた排気ガスは、タービンホイールに沿うように湾曲さ
れ、第１回動軸にその下流端部が固着された複数の第１
ベーンを有する第１案内部とからなり、第１案内部によ
り仕切られて複数の排気導入部にそれぞれ連通される複
数の第１通路を形成する第１通路手段と、第２回動軸に
固着された複数の第２ベーンを有する第２案内部とから
なり、第２案内部により仕切られて複数の第１通路にそ
れぞれ連通される複数の第２通路を形成する第２通路手
段とを通り、タービンホイールまで案内される。第１通
路手段と第２通路手段は、制御手段によりその回動位置
を切り換えられる。

【０００７】

【実施例】図１、図２において、符号１は直列４気筒４
サイクルエンジン（以下、「エンジン」と記す）を示
し、このエンジン１には、可変容量型のターボチャージ
ャ１３が装着されている。エンジン１は、その本体内に
複数のシリンダ２を収容し、＃１、＃３、＃４、＃２の
各気筒の順で点火が行なわれる。各シリンダ２の燃焼室
７には、吸排気バルブ３、４を介して吸気ポート５と排
気ポート６がそれぞれ連通可能に形成されている。各シ
リンダの吸気ポート５は、吸気マニホールド８を介して
吸気路９に連通している。＃１，＃４気筒の排気ポート
６は排気マニホールド１０Ａに、＃２、＃３気筒の排気
ポート６は排気マニホールド１０Ｂを介して排気路１１
に連通している。

【０００８】吸気路９は、ターボチャージャ１３のコン
プレッサ１４部からインタクーラ１９を介して吸気マニ
ホールド８まで延びる吸気管１２と、同吸気管１２の先
端に配置されるエアクリーナ１５とで構成される。排気
路１１は、排気マニホールド１０Ａ、１０Ｂに直結され
るターボチャージャ１３のタービン部１７、同タービン
部１７より延出する排気管１６、及び排気管１６の後端
に設けられたマフラー１８で構成される。インタクーラ
１９は、ターボチャージャ１３のコンプレッサ１４部か
らの加圧エアを空気冷却して吸気ポート側に送る周知の
構成を採る。

【０００９】ターボチャージャ１３は、図２に示すよう
に、排気ガスを導入するタービン部１７と吸入空気を圧
縮するコンプレッサ部１４とから構成されている。コン
プレッサ部１４は、タービンホイール２０と同軸的に設
けられ、吸入空気を圧縮して吸気マニホールド８に供給
する図示しないコンプレッサ翼がそのケーシング内に設
けられている。

【００１０】タービン部１７は、図１、図３に示すよう
に、タービンホイール２０を回転自在に支持収容すると
共に、排気マニホールド１０Ａ、１０Ｂの集合部１０Ｃ
からの排気ガスを導入する第１排気導入部２１と第２排
気導入部２２を有するハウジング２３、同ハウジング２
３に回動自在に支持されてタービンホイール２０に沿っ
て配置された第１ベーン部材２４と第２ベーン部材２
５、第１ベーン部材２４及び第２ベーン部材２５を作動
させてタービン容量を変化させる駆動手段２６を含む制
御手段としてのコントロールユニット２７を備えてい
る。

【００１１】ハウジング２３内には、第１排気導入部２
１と第２排気導入部２２を流入口とするスクロール状の
排気流路３４が、タービンホイール２０とハウジングの
内周面２３ｂの間に形成されている。第１排気導入部２
１と第２排気導入部２２は、ハウジング２３における集
合部１０Ｃとの接合フランジ部２３ａ近傍に、集合部１
０Ｃに一体成形されてハウジング２３内まで延びる隔壁
１０Ｄによって流路３４が仕切られて形成されている。
集合部１０Ｃ内は、隔壁１０Ｄによって排気マニホール
ド１０Ａの排気出口１０Ｅと排気マニホールド１０Ｂの
排気出口１０Ｆとにそれぞれ分割されている。第１排気
導入部２１と第２排気導入部２２は、排気出口１０Ｅ、
１０Ｆとにそれぞれ連通している。また、ハウジング２
３は、図３に示すように、第１排気導入部２１と第２排
気導入部２２とを合わせた流路開口面積Ａが最大となる
ように形成されている。

【００１２】第１ベーン部材２４は、２枚の薄い耐熱金
属製のベーン２４Ａ、２４Ｂからなり、第２ベーン部材
２５よりも排気上流側に位置する流路３４上に配置され
ている。ベーン２４Ａ、２４Ｂは、それぞれタービンホ
イール２０に沿うように湾曲形成されていて、ハウジン
グ２３に回動可能に支持された第１回動軸２８に、間隔
をあけてその下流端部２４Ａａ、２４Ｂａを各々固定さ
れている。第２ベーン部材２５も、第１ベーン部材２４
同様、２枚の薄い耐熱金属製のベーン２５Ａ，２５Ｂか
らなり、ベーン２４Ａ，２４Ｂにそれぞれ沿い、かつタ
ービンホイール２０の外周に沿うように湾曲形成されて
いる。ベーン２５Ａ、２５Ｂの下流端部２５Ａａ、２５
Ｂａは、ハウジング２３に回動可能に支持された第２回
動軸２９に間隔をあけて固定されている。すなわち、第
１ベーン部材２４及び第２ベーン部材２５は、流路３４
上に連続的なスクロール曲線を成す排気通路を形成すべ
く配置されていて、ベーン２４ａとハウジングの内周面
２３ｂの間に、第１排気導入部２１と連通する第１案内
通路３０を、ベーン２４Ａ，２４Ｂの間に第２排気導入
部２２と連通する第２案内通路３１を構成し、内周面２
３ｂとベーン２５Ａとの間に第１案内通路３０と連通す
る第３案内通路３２を、ベーン２５Ａとベーン２５Ｂと
の間に第２案内通路３０と連通する第４案内通路３３を
それぞれ構成している。また、第３案内通路３２と第４
案内通路３３の下端部に位置する開口ノズル部Ｂ、Ｃの
開口面積は、第１ベーン２４及び第２ベーン２５が図３
に示す閉位置にあるときにおいて、開口面積Ａよりも小
さくなるように設定されている。

【００１３】第１回動軸２８及び第２回動軸２９は、ハ
ウジング２３の外部に延出しており、駆動手段２６を構
成する外側レバー２６ａ、２６ｂに一体結合されてい
る。各外側レバー２６ａ、２６ｂの自由端は、駆動手段
２６を構成する電磁アクチュエータ２６ｃの可動ロッド
２６ｄにリンク結合している。ここでの電磁アクチュエ
ータ２６ｃとしては電磁ソレノイドが用いられる。電磁
アクチュエータ２６ｃは、コントロールユニット２７の
制御下に置かれていて、エンジン１の回転数や排気流量
が少ない運転領域の時には、第１ベーン２４及び第２ベ
ーン２５を、図３に示す第１案内通路３０と第３案内通
路３２、及び第２案内通路３１と第４案内通路３３とが
それぞれ連通状態となる閉位置の状態に置き、エンジン
１の回転数や排気流量が多い運転領域の時には、第１ベ
ーン２４及び第２ベーン２５を、図４に示す第１案内通
路３０と第３案内通路３２及び第２案内通路３１と第４
案内通路とが連通しない開位置の状態に置くように、可
動ロッド２６ｄを摺動させる。

【００１４】ハウジング２３には、大気開口されるウエ
ストゲート３５が形成されている。このゲート３５は、
常閉付勢されるウエストゲートバルブ３６で閉じられて
いて、タービン部１７の圧力が過剰に上昇すると開弁す
るようになっている。ここでは、排気圧力が上昇すると
ウエストゲートバルブ３６とリンク結合するロッド３７
を、破線矢印方向に移動させる図示しないダイヤフラム
型のアクチュエータによってバルブの開閉が行なわれ
る。但し、ウエストゲートバルブ３６の開時期は、第１
ベーン部材２４及び第２ベーン部材２５を開動作させる
電磁アクチュエータ２６ｃの動作よりも遅く設定する。

【００１５】図２に示すコントロールユニット２７は、
マイクロコンピュータで要部がなり、図示しない双方向
性バスにより相互に接続されたＲＯＭ（リードオンメモ
リ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＣＰＵ（マ
イクロプロセッサ）、入力ポート及び出力ポートを備え
るという周知のハード構成を採る。入力ポートには、エ
ンジン１の運転状態検出手段としてのエンジン１の回転
数Ｎｅ信号を出力する回転数センサ３８、エンジン１の
負荷Ｌ信号を出力する負荷センサ３９、エンジン１の冷
却水温度ｗｔ信号を出力する温度センサ４０等が図示し
ないＡＤ変換器を介してそれぞれ接続されている。他
方、出力ポートには、対応する図示しない駆動回路を介
してアクチュエータ２６ｃが接続されている。ＲＯＭ
（リードオンメモリ）には、図７に示す制御プログラム
や、図８に示すターボ運転状態設定マップ等が記憶処理
される。

【００１６】図８に示すターボ運転状態設定マップは、
エンジン回転数Ｎｅと排気流量に相当するアクセル開度
等のエンジン負荷Ｌとから作製したもので、で示す領
域は、第１ベーン２４及び第２ベーン２５を閉位置に置
く低流量域を、で示す領域は、第１ベーン２４及び第
２ベーン２５を開位置とする大流量域をそれぞれ示して
いる。

【００１７】このように構成されたターボチャージャ１
３の動作を図７に示す過給圧制御ルーチンに沿って説明
する。図示しないメインスイッチのオン処理によってコ
ントロールユニット２７は燃料噴射制御等を含む図示し
ない周知のメインルーチンを実行し、その途中で図７の
過給圧制御ルーチンに達する。すると、コントロールユ
ニット２７は、各センサよりエンジンの回転数Ｎｅ、負
荷Ｌ等の検出信号を取り込み、得られたデータを所定の
エリアにストア（ステップｓ１）してステップｓ２に進
む。ステップｓ２では、図７に示すターボチャージャ１
３の運転状態設定マップに沿って現在の回転数Ｎｅ及び
負荷Ｌに応じた２つの運転領域、の何れか一つに設
定され、ステップｓ３でその設定結果に応じて電磁アク
チュエータ２６ｃを駆動してリターンする。

【００１８】ステップｓ２での設定モードがの低流量
域であると、アクチュエータ２６ｃは駆動されず、第１
ベーン部材２４及び第２ベーン部材２５は図３に示す閉
位置のままであるので、エンジン１から排出される流量
の少ない排気ガスは、排気出口１０Ｅ、１０Ｆから第１
排気導入部２１と第２排気導入部２２にそれぞれ導入さ
れる。第１排気導入部２１に導入された排気ガスは、第
１案内通路３０、第３案内通路３２を経て流路３４に流
入し、第２排気導入部２２に導入された排気ガスは、第
２案内通路３１、第４案内通路３３を経て流路３４にそ
れぞれ別々に流入し、タービンホイール２０に案内され
る。この時、第３及び第４案内通路の下端部（ノズル
部）Ｂ、Ｃはそれぞれ絞り込まれているので、排気ガス
の流速が十分に高められてタービンホイール２０に当て
られる。また、点火順序の連続しないである＃１と＃４
気筒、＃２と＃３気筒をそれぞれ同一の排気マニホール
ド１０Ａ，１０Ｂとし、各排気マニホールドからの排気
ガスを隔壁１０Ｄで仕切られた排気導入部２１，２２、
及び案内通路を介してハウジング２３内に導入するの
で、ハウジング内に導入される排気ガスの排気干渉を防
止できると共に、排気脈動を積極的に利用でき、低流量
の運転状態であっても、効率的にタービンホイール２０
を回転させることができる。

【００１９】一方、ステップｓ２での設定モードがの
大流領域であると、アクチュエータ２６ｃが通電されて
駆動され、図１に示すロッド２６ｄが矢印ａ方向に摺動
して、図３において閉位置にあった第１ベーン部材２４
及び第２ベーン部材２５が図４に示す開位置まで回動す
る。すると、第２排気導入部２２と連通状態にあった第
２案内通路３１が移動して第１導入部２１と連通し、か
つ、第２ベーン部材２５が反時計方向に回動するので、
第２案内通路３１と第４案内通路３３との連通が解除さ
れる。従って、第１排気導入部２１に流入した排気ガス
は、第２案内通路３１とベーン２５Ｂに案内されて流路
３４に、第２排気導入部２２に流入した排気ガスは、ベ
ーン２４Ｂに案内されて直接流路３４にそれぞれ導入さ
れ、この流路３４内で合流されてタービンホイール２０
を回転させる。

【００２０】つまり、排気ガス流量が多くなると、第１
排気導入部２１と第排気２導入部２２との総和開口断面
積に相当する開口面積Ａを流れる排気ガス流量に対する
第３及び第４案内通路３２、３３の下端部（ノズル部）
Ｂ、Ｃ（図３参照）による絞り効果を行なわいようにす
る。このことにより、下端部（ノズル部）Ｂ、Ｃによる
排気抵抗を回避して排気ガスの大流量時における排気抵
抗を低減でき、多量の排気ガスを一気にタービンホイー
ル２０に当てることができる。

【００２１】ところで、不用意なアクセルの開動作等に
より排気ガス流量がさらに増えて、ハウジング２３内の
圧力が過剰に高くなる過過給状態となると、図示しない
ダイヤフラム型のアクチュエータが作動してウエストゲ
ートバルブ３６が開かれ、ハウジング２３内の圧力が減
少して過過給によるタービンホイール２０のオーバーラ
ンが防止される。

【００２２】ここでは、ウエストゲートバルブ３６をダ
イヤフラム型のアクチュエータにより開閉しているが、
電磁ソレノイドで開閉する構成とすることも可能であ
る。その場合、図７に示した過給圧制御ルーチンに２点
鎖線で囲ったステップｓ４、ｓ５を追加し、図８に示す
マップに、の領域よりも大きいの領域を設定してお
き、その領域を回転数Ｎｅ及び負荷Ｌに応じて選択した
場合、過過給状態と判断して電磁ソレノイドの駆動して
ウエストゲートバルブ３６を開状態とするようにしても
良い。なお、第１ベーン部材２４及び第２ベーン部材２
５の開閉動作により、過過給を回避できる場合、特にウ
エストゲートバルブ３６を設置する必要はない。

【００２３】上述した実施例においては、第１ベーン部
材２４と第２ベーン部材２５を同一の電磁ソレノイドで
作動することで、図３に示す閉位置と図４に示す開位置
との２ポジションに制御しているが、電磁ソレノイドに
換えてステッピングモータを用いても良い。この場合、
図６に示すように、各回動軸２８、２９の外周に歯車３
８，３９を設け、ステッピングモータ４０、４１の駆動
軸４０ａ、４１ａに歯車３８，３９に噛合する歯車４
２，４３をそれぞれ固定して、回動軸２８、２９を駆動
する構成とここではする。

【００２４】ステッピングモータ４０，４１は、第１ベ
ーン部材２４及び第２ベーン部材２５を、図３に示す閉
位置と図４に示す開位置のほかに、図５に示すベーン２
４Ａ、２４Ｂが隔壁１０Ｄを挾み、ベーン２５Ａ、２５
Ｂがベーン２４Ａを挾む中立位置とを占めるように、コ
ントロールユニット２７により制御される。この場合、
コントロールユニット２７に記録されるターボ運転状態
設定マップには、図９に示すように、、の３つの
領域を設定する。で示す領域は、第１ベーン２４及び
第２ベーン２５を閉位置とする低流量域を、で示す領
域は、第１ベーン２４及び第２ベーン２５を開位置とす
る中流量域、で示す領域は、第１ベーン２４及び第２
ベーン２５を中立位置とする大流量域をそれぞれ示して
いる。

【００２５】このような構成によると、図７に示す過給
圧制御ルーチンがステップｓ２に達し、の流域が設定
されると、第１ベーン部材２４及び第２ベーン部材２５
は図３に示す閉位置の状態に保持され、の領域が設定
されると第１ベーン部材２４及び第２ベーン部材２５を
図４に示す開位置に位置させるべく、ステッピングモー
タ４０、４１を駆動する。また、ステップｓ２におい
て、で示す領域が設定されると、ステッピングモータ
４０、４１が駆動されて、図５に示すように、第１ベー
ン部材２４が隔壁１０Ｄを挾み、かつ第２ベーン部材２
５がベーン２４Ａを挾む中立位置を占める。すると、第
１排気導入部２１に導入される排気ガスは、第１案内通
路３０と第２案内通路３１にベーン２４Ａで分岐され
る。第１案内通路３０に導入された排気ガスは、ベーン
２５Ａにより第３案内通路３２と第４案内通路３３に分
割されてノズル部Ｂ、Ｃから流路３４を経てタービンホ
イール２０に案内される。第２案内通路３１に導入され
た排気ガスは、ベーン２５Ｂにより分岐されて第４案内
通路３３からノズル部Ｃから流路３４経てタービンホイ
ール２０に案内され、かつ、タービンホイール２０に直
接案内される。

【００２６】一方、第２排気導入部２２に導入される排
気ガスは、ベーン２４Ｂにより第２案内通路３１とター
ビンホイール２０に案内される。第２案内通路３１に導
入された排気ガスは、ベーン２５Ｂによりタービンホイ
ール２０と第４案内通路３３とに案内される。第４案内
通路３３に案内された排気ガスは、ノズル部Ｃから流路
３４を経てタービンホイール２０に当てられる。つま
り、図３及び図４に示す第１ベーン部材２４と第２ベー
ン部材２５の位置は、あくまでも第１排気導入部２１と
第２排気導入部２２に案内される排気ガスを干渉させる
ことなくハウジング２３内に導入して積極的に排気脈動
を利用できる位置であるのに対し、図５に示す第１ベー
ン部材２４と第２ベーン部材２５の中立位置は、各案内
通路を連通させて、第１排気導入部２１及び第２排気導
入部２２に対する排気流路を大きくすると共に、タービ
ンホイール２０への流路が多くなる位置としたものであ
る。

【００２７】よって、第１排気導入部２１と第２排気導
入部２２に導入される排気ガスは、各導入部２１、２２
を通過すると、共通化された各案内通路かせ流路３４を
介してタービンホイール２０まで案内されると共に、タ
ービンホイール２０に直接案内されるので、排気抵抗を
低減でき、大量の排気ガス排出時に対応することができ
る。

【００２８】なお、上述した実施例では、第１ベーン部
材２４と第２ベーン部材２５が、それぞれ２枚のベーン
２４Ａ、２４Ｂ及び２５Ａ、２５Ｂｂで構成され、第１
から第４までの４つの案内通路を構成したが、これに限
定するものではない。例えば、ハウジング２３に隔壁で
３つの排気導入部を形成し、第１回動軸２８に３枚の第
１ベーンを設けて第１案内部とし、この第１案内部によ
り仕切られてそれぞれ排気導入部に連通する３つの通路
からなる第１通路を形成する第１通路手段と、第２回動
軸２８に３枚の第２ベーンを固着させて第２案内部と
し、同第２案内部により仕切られて上記３つの通路から
なる第１通路にそれぞれ連通する３つの通路からなる第
２通路を形成する第２通路手段とをハウジング２３に形
成し、かつ、第１通路手段及び第２通路手段の回動をコ
ントロールユニット２７で制御するようにしても構わな
い。この場合には、第１通路を構成する３つの通路と第
２通路を構成する３つの通路により、６つの通路が構成
されるので、より細かく排気ガスの流量をコントロール
することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、多気筒内燃機関の点火
順序の連続しない気筒につながる排気マニホールドから
の排気ガスを、第１ベーン部材及び第２ベーン部材によ
り構成される個別の案内通路を通してタービンホイール
まで案内するので、排気干渉を防止すると共に、排気脈
動を利用してハウジング内に排気ガス導入することがで
き、タービンホイールを低流量の排気ガスでも効率よく
回転させることができる。また、内燃機関の運転状態に
より上記第１ベーン部材及び第２ベーン部材を回動させ
て案内通路の流路の大きさを調整するので、排気抵抗を
調整できる。

【００３０】従って、可変容量型ターボチャージャにお
ける排気干渉を防止して、排気ガスを広範囲に渡って効
率良くタービン内に導入し、タービンホイールを回転さ
せることができる可変容量型ターボチャージャを提供す
るという本発明の目的を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す可変容量型ターボチャ
ージャの概略構成図である。

【図２】本発明の可変容量型ターボチャージャが装着さ
れたエンジンシステムを示す概略構成図である。

【図３】第１ベーン部材と第２ベーン部材の閉位置を示
す拡大図である。

【図４】第１ベーン部材と第２ベーン部材の開位置を示
す拡大図である。

【図５】第１ベーン部材と第２ベーン部材の中立位置を
示す拡大図である。

【図６】第１ベーン部材及び第２ベーン部材の駆動機構
の一例を示す平面視図である。

【図７】制御手段が行なう過給圧制御ルーチンのフロー
チャートである。

【図８】制御手段に記憶されたターボチャージャの運転
領域設定マップの特性線図である。

【図９】第１ベーン部材及び第２ベーン部材を３つのポ
ジションに制御する時に用いられるターボチャージャの
運転領域設定マップの特性線図である。

【符号の説明】

１ 多気筒内燃機関 １０Ａ，１０Ｂ 排気マニホールド １０Ｃ 集合部 １０Ｄ 隔壁 １０Ｅ 第１排気出口 １０Ｆ 第２排気出口 １３ 可変容量型ターボチャージャ ２０ タービンホイール ２１ 第１排気導入部 ２２ 第２排気導入部 ２３ ハウジング ２８ 第１回動軸 ２４ 第１ベーン部材 ２５ 第２ベーン部材 ２６ 駆動部材 ２７ 制御手段 ３０ 第１案内通路 ３１ 第２案内通路 ３２ 第３案内通路 ３３ 第４案内通路 Ｎｅ 内燃機関の回転数 Ｌ 排気流量（負荷）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多気筒内燃機関の点火順序の連続しない気
   筒毎に設けられた排気マニホールドの集合部に形成され
   る第１及び第２排気出口にそれぞれ連通する隔壁で仕切
   られた第１及び第２排気導入部を有すると共に、タービ
   ンホイールを収容するハウジングと、 上記タービンホイールに沿うように湾曲されると共に、
   下流端部が上記ハウジングに回動可能に支持された第１
   回動軸に固着され、上記第１及び第２排気導入部にそれ
   ぞれ連通する第１及び第２案内通路を形成する２枚の第
   １ベーン部材と、 上記タービンホイール及び上記第１
   ベーン部材に沿うように湾曲されると共に、下流端部が
   上記ハウジングに回動可能に支持された第２回動軸に固
   着されて上記第１及び第２案内通路にそれぞれ連通され
   る第３及び第４案内通路を形成する２枚の第２ベーン部
   材と、 上記第１ベーン部材と第２ベーン部材の回動位置を切り
   換える制御手段とを備えたことを特徴とする可変容量型
   ターボチャージャ。
2. 【請求項２】上記制御手段は、上記内燃機関の回転数に
   応じて上記第１ベーン部材及び第２ベーン部材の回動位
   置を切り換えることを特徴とする請求項１記載の可変容
   量型ターボチャージャ。
3. 【請求項３】上記制御手段は、上記内燃機関の排気ガス
   の排気流量に応じて上記第１ベーン部材及び第２ベーン
   部材の回動位置を切り換えることを特徴とする請求項１
   記載の可変容量型ターボチャージャ。
4. 【請求項４】上記第１及び第２回動軸が、単一の駆動部
   材により回動されて切り換えられることを特徴とする請
   求項１、２または３記載の可変容量型ターボチャージ
   ャ。
5. 【請求項５】上記制御手段は、上記第１及び第２ベーン
   部材の回動位置を３段階に切り換えることを特徴とする
   請求項１、２または３記載の可変容量型ターボチャージ
   ャ。
6. 【請求項６】多気筒内燃機関の点火順序の連続しない気
   筒の排気マニホールドの集合部に形成される第１及び第
   ２排気出口にそれぞれ連通する隔壁で仕切られた第１及
   び第２排気導入部を有すると共に、タービンホイールを
   収容するハウジングと、 上記ハウジングに回動可能に支持された第１回動軸と、
   上記タービンホイールに沿うように湾曲されると共に、
   下流端部が上記第１回動軸に固着された複数の第１ベー
   ンを有する第１案内部とからなり、上記第１案内部によ
   り仕切られて上記複数の排気導入部にそれぞれ連通され
   る複数の第１通路を形成する第１通路手段と、 上記ハウジングに回動可能に支持された第２回動軸と、
   上記タービンホイール及び上記第１ベーンに沿うように
   湾曲されると共に下流端部が上記第２回動軸に固着され
   た複数の第２ベーンを有する第２案内部とからなり、上
   記第２案内部により仕切られて上記複数の第１通路にそ
   れぞれ連通される複数の第２通路を形成する第２通路手
   段と、 上記第１通路手段及び第２通路手段の回動位置を切り換
   える制御手段とを備えたことを特徴とする可変容量型タ
   ーボチャージャ。