JPH09264150A - 電子ターボチャージャ・ウェストゲート弁制御装置 - Google Patents
電子ターボチャージャ・ウェストゲート弁制御装置Info
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- JPH09264150A JPH09264150A JP9031957A JP3195797A JPH09264150A JP H09264150 A JPH09264150 A JP H09264150A JP 9031957 A JP9031957 A JP 9031957A JP 3195797 A JP3195797 A JP 3195797A JP H09264150 A JPH09264150 A JP H09264150A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
- F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
- F02B37/186—Arrangements of actuators or linkage for bypass valves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Multiple-Way Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウェストゲート弁動作の制御性を高める簡素
で信頼性の高い電子ターボチャージャ・ウェストゲート
制御装置を提供すること。 【解決手段】 ターボチャージャの吸気出口２６からの
ブースト空気圧を受ける入口ポート１０４と、ウェスト
ゲート弁アクチュエータ４２にウェストゲート弁空気圧
を供給する出口ポート１０８と、大気へのベント１１２
とを有する空気圧制御装置１０２を設ける。この制御装
置１０２内には空気流制御スイッチを設け、これらスイ
ッチは、電子エンジン・コンピュータ１１４からの電気
信号入力１２０に応答して、ブースト空気圧およびベン
ト空気のレベルを制御することにより、複数の別個のウ
ェストゲート弁空気圧レベルをウェストゲート弁アクチ
ュエータに供給する。
で信頼性の高い電子ターボチャージャ・ウェストゲート
制御装置を提供すること。 【解決手段】 ターボチャージャの吸気出口２６からの
ブースト空気圧を受ける入口ポート１０４と、ウェスト
ゲート弁アクチュエータ４２にウェストゲート弁空気圧
を供給する出口ポート１０８と、大気へのベント１１２
とを有する空気圧制御装置１０２を設ける。この制御装
置１０２内には空気流制御スイッチを設け、これらスイ
ッチは、電子エンジン・コンピュータ１１４からの電気
信号入力１２０に応答して、ブースト空気圧およびベン
ト空気のレベルを制御することにより、複数の別個のウ
ェストゲート弁空気圧レベルをウェストゲート弁アクチ
ュエータに供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にはターボ
チャージャを備えた内燃エンジン制御システムに関し、
更に特定すれば、ターボチャージ圧を制御するためのそ
の種のシステムに関するものである。
チャージャを備えた内燃エンジン制御システムに関し、
更に特定すれば、ターボチャージ圧を制御するためのそ
の種のシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ターボチャージ式内燃エンジンは、自動
車および高荷重トラック産業においては、一般的なもの
となっている。典型的なターボチャージャは、排気ガス
のエネルギを利用して吸入空気を内燃エンジンに過給す
るようにしている。このような過給には、吸気送入効率
を高め、その上燃料噴射量も増大させるという二重の効
果があり、これらの効果の結果として、エンジン出力が
増大する。
車および高荷重トラック産業においては、一般的なもの
となっている。典型的なターボチャージャは、排気ガス
のエネルギを利用して吸入空気を内燃エンジンに過給す
るようにしている。このような過給には、吸気送入効率
を高め、その上燃料噴射量も増大させるという二重の効
果があり、これらの効果の結果として、エンジン出力が
増大する。
【０００３】排気ターボチャージャに伴う共通の問題と
しては、過給圧を放っておいてそれが過剰になると、タ
ーボチャージ・システムおよび内燃エンジンが損傷を受
けることがある、というものがある。したがって、多く
のターボチャージ・システムは、ターボチャージャの排
気入口を排気出口に接続する排気バイパス管を備えてい
る。典型的には、排気バイパス管内にいわゆるウェスト
ゲート弁を配し、そしてその変調を、ターボチャージャ
・コンプレッサが供給する過給圧に応じて行う。
しては、過給圧を放っておいてそれが過剰になると、タ
ーボチャージ・システムおよび内燃エンジンが損傷を受
けることがある、というものがある。したがって、多く
のターボチャージ・システムは、ターボチャージャの排
気入口を排気出口に接続する排気バイパス管を備えてい
る。典型的には、排気バイパス管内にいわゆるウェスト
ゲート弁を配し、そしてその変調を、ターボチャージャ
・コンプレッサが供給する過給圧に応じて行う。
【０００４】ここで図１を参照すると、排気バイパス管
およびこれに関連するウェストゲート機構を備えた、既
知の内燃エンジン用ターボチャージ・システム１０の一
例が示してある。まず、ターボチャージャ１２は、排気
ガス流によって機械的に作動させるようにしている。排
気ガスはターボチャージャの排気ガス入口１４を介して
入り、タービン・ファン１６に衝突して、これを回転さ
せる。排気ガスは、ターボチャージャの排気ガス出口１
８を介して、ターボチャージャ１２から出ていく。ター
ビン・ファン１６を通過する排気ガスによって生じた回
転力は、タービン駆動シャフト２０を介して、ターボチ
ャージャ・コンプレッサ・ホイール２２に移転させる。
ターボチャージャ・コンプレッサ・ホイール２２は、新
鮮空気入口２４からの空気を圧縮し、そしてこの圧縮空
気を吸気出口２６に送出する。
およびこれに関連するウェストゲート機構を備えた、既
知の内燃エンジン用ターボチャージ・システム１０の一
例が示してある。まず、ターボチャージャ１２は、排気
ガス流によって機械的に作動させるようにしている。排
気ガスはターボチャージャの排気ガス入口１４を介して
入り、タービン・ファン１６に衝突して、これを回転さ
せる。排気ガスは、ターボチャージャの排気ガス出口１
８を介して、ターボチャージャ１２から出ていく。ター
ビン・ファン１６を通過する排気ガスによって生じた回
転力は、タービン駆動シャフト２０を介して、ターボチ
ャージャ・コンプレッサ・ホイール２２に移転させる。
ターボチャージャ・コンプレッサ・ホイール２２は、新
鮮空気入口２４からの空気を圧縮し、そしてこの圧縮空
気を吸気出口２６に送出する。
【０００５】吸気出口２６内の圧縮空気は、燃料源（図
示せず）から供給される燃料と混合し、そしてこの混合
気は、吸気入口２６を通過して、シリンダ３５のピスト
ン３０上の領域により定められた燃焼室２８に移る。空
気−燃料混合気は、吸気ポート３２を介して燃焼室２８
に送る。次に、当該分野では既知のように、空気−燃料
混合気を圧縮し、点火する。
示せず）から供給される燃料と混合し、そしてこの混合
気は、吸気入口２６を通過して、シリンダ３５のピスト
ン３０上の領域により定められた燃焼室２８に移る。空
気−燃料混合気は、吸気ポート３２を介して燃焼室２８
に送る。次に、当該分野では既知のように、空気−燃料
混合気を圧縮し、点火する。
【０００６】燃焼サイクルの後、排気ガスは、排気ポー
ト３４から追い出されて、排気ガス・マニホルド３６に
入る。排気ガス・マニホルド３６は、ターボチャージャ
の排気ガス入口１４に接続していて、排気ガスがターボ
チャージャ・ファン１６を通過できるようにしている。
排気ガス・バイパス管３８は、ターボチャージャ排気ガ
ス入口１４をターボチャージャ排気ガス出口１８に接続
する。排気ガス・バイパス管３８は、エンジン排気ガス
の少なくとも一部がターボチャージャ１２を迂回するこ
とによって、ターボチャージャ１２に対する駆動力を減
少させ、そしてこれに対応して、吸気出口２６内の空気
圧を制限するように機能する。
ト３４から追い出されて、排気ガス・マニホルド３６に
入る。排気ガス・マニホルド３６は、ターボチャージャ
の排気ガス入口１４に接続していて、排気ガスがターボ
チャージャ・ファン１６を通過できるようにしている。
排気ガス・バイパス管３８は、ターボチャージャ排気ガ
ス入口１４をターボチャージャ排気ガス出口１８に接続
する。排気ガス・バイパス管３８は、エンジン排気ガス
の少なくとも一部がターボチャージャ１２を迂回するこ
とによって、ターボチャージャ１２に対する駆動力を減
少させ、そしてこれに対応して、吸気出口２６内の空気
圧を制限するように機能する。
【０００７】排気ガス・バイパス弁４０は、通常、ウェ
ストゲート弁と呼んでいるが、排気バイパス管３８内に
配置してある。ウェストゲート弁４０は、吸気出口２６
内の空気圧にしたがって、ウェストゲート弁アクチュエ
ータによって制御する。その空気圧のことは、通常、ブ
ースト空気圧と呼んでいる。具体的には、吸気出口２６
は、管５６を介して、ウェストゲート弁アクチュエータ
４２の入力オリフィス５２に接続している。ウェストゲ
ート弁アクチュエータ４２はプランジャ４４を備え、プ
ランジャの一端はウェストゲート弁４０に接続し、他端
は圧力応答部材４６に接続している。圧力応答部材４６
は、典型的には、可撓性ダイアフラムである。バネ４８
は、可撓性部材４６とウェストゲート弁アクチュエータ
４２のハウジングとの間に配し、圧縮状態とすることに
よって、プランジャ４４をウェストゲート弁４０から遠
ざかるように偏倚させている。ターボチャージャ１２が
不作動状態にあるとき、バネ４８はプランジャをウェス
トゲート弁４０から離れるように十分に偏倚させている
ので、ウェストゲート弁４０が閉じ、これによって、空
気流が排気バイパス管３８を通過するのを妨げる。
ストゲート弁と呼んでいるが、排気バイパス管３８内に
配置してある。ウェストゲート弁４０は、吸気出口２６
内の空気圧にしたがって、ウェストゲート弁アクチュエ
ータによって制御する。その空気圧のことは、通常、ブ
ースト空気圧と呼んでいる。具体的には、吸気出口２６
は、管５６を介して、ウェストゲート弁アクチュエータ
４２の入力オリフィス５２に接続している。ウェストゲ
ート弁アクチュエータ４２はプランジャ４４を備え、プ
ランジャの一端はウェストゲート弁４０に接続し、他端
は圧力応答部材４６に接続している。圧力応答部材４６
は、典型的には、可撓性ダイアフラムである。バネ４８
は、可撓性部材４６とウェストゲート弁アクチュエータ
４２のハウジングとの間に配し、圧縮状態とすることに
よって、プランジャ４４をウェストゲート弁４０から遠
ざかるように偏倚させている。ターボチャージャ１２が
不作動状態にあるとき、バネ４８はプランジャをウェス
トゲート弁４０から離れるように十分に偏倚させている
ので、ウェストゲート弁４０が閉じ、これによって、空
気流が排気バイパス管３８を通過するのを妨げる。
【０００８】ウェストゲート弁アクチュエータ４２の入
力オリフィス５２は、ウェストゲート弁アクチュエータ
４２のハウジングと可撓性部材４６とにより定まる室５
０と流体連通している。ウェストゲート弁アクチュエー
タ４２のバネ４８を含む部分は、通常大気に通気してい
るので、吸気出口２６内のブースト空気圧の上昇に対応
して、室５０内にいくらかでも圧力上昇が生じると、圧
力感応部材４６をバネ４８側に押圧する。室５０内の圧
力が十分上昇して、バネ４８の偏倚力を上回ると、プラ
ンジャ４４がウェストゲート弁４０に向かって移動する
ことにより、ウェストゲート弁４０が多少開き、排気ガ
ス・マニホルド３６からの排気ガスの一部が排気ガス入
口１４から転じて、排気バイパス管３８を介して排気ガ
ス出口１８に直接流れることができるようになる。ター
ボチャージャ・コンプレッサ・ホイール２２が、吸気出
口２６内のブースト空気圧を更に上昇させると、ウェス
トゲート弁アクチュエータ４２の室５０内の空気圧がそ
れに対応して上昇して、プランジャ４４にウェストゲー
ト弁４０を更に開かせることにより、ターボチャージャ
１２を迂回してターボチャージャ排気ガス出口１８に流
れる排気ガス量を増加させる。排気ガスを排気バイパス
管３８に向かわせると、タービン・ファン１６への駆動
力がそれに対応して減少し、吸気出口２６内のブースト
圧に対応する低下が生じるので、ウェストゲート弁アク
チュエータ４２の室５０内の圧力も低下することにな
る。室５０内の圧力低下によって、バネ４８の偏倚力
は、プランジャ４４をウェストゲート弁４０から遠ざか
るように移動させるため、弁４０は、排気バイパス管３
８を通過する排気ガスを次第に制限することになる。こ
のように、ウェストゲート弁の位置を変調することによ
り、ターボチャージャ・コンプレッサ・ホイール２２が
供給する吸気入口２６内のブースト空気圧を調整するよ
うにする。
力オリフィス５２は、ウェストゲート弁アクチュエータ
４２のハウジングと可撓性部材４６とにより定まる室５
０と流体連通している。ウェストゲート弁アクチュエー
タ４２のバネ４８を含む部分は、通常大気に通気してい
るので、吸気出口２６内のブースト空気圧の上昇に対応
して、室５０内にいくらかでも圧力上昇が生じると、圧
力感応部材４６をバネ４８側に押圧する。室５０内の圧
力が十分上昇して、バネ４８の偏倚力を上回ると、プラ
ンジャ４４がウェストゲート弁４０に向かって移動する
ことにより、ウェストゲート弁４０が多少開き、排気ガ
ス・マニホルド３６からの排気ガスの一部が排気ガス入
口１４から転じて、排気バイパス管３８を介して排気ガ
ス出口１８に直接流れることができるようになる。ター
ボチャージャ・コンプレッサ・ホイール２２が、吸気出
口２６内のブースト空気圧を更に上昇させると、ウェス
トゲート弁アクチュエータ４２の室５０内の空気圧がそ
れに対応して上昇して、プランジャ４４にウェストゲー
ト弁４０を更に開かせることにより、ターボチャージャ
１２を迂回してターボチャージャ排気ガス出口１８に流
れる排気ガス量を増加させる。排気ガスを排気バイパス
管３８に向かわせると、タービン・ファン１６への駆動
力がそれに対応して減少し、吸気出口２６内のブースト
圧に対応する低下が生じるので、ウェストゲート弁アク
チュエータ４２の室５０内の圧力も低下することにな
る。室５０内の圧力低下によって、バネ４８の偏倚力
は、プランジャ４４をウェストゲート弁４０から遠ざか
るように移動させるため、弁４０は、排気バイパス管３
８を通過する排気ガスを次第に制限することになる。こ
のように、ウェストゲート弁の位置を変調することによ
り、ターボチャージャ・コンプレッサ・ホイール２２が
供給する吸気入口２６内のブースト空気圧を調整するよ
うにする。
【０００９】図１に図示し説明した従来技術のウェスト
ゲート機構は、ターボチャージャ・コンプレッサ・ホイ
ール２２が吸気出口２６に供給するブースト空気圧の調
整に効果的であると実証されてはいるが、このようなシ
ステムの設計者等は、ウェストゲート弁４０の動作に対
する制御性を更に高める試みを行っている。例えば、モ
リカワに付与された米国特許番号第４,４８３,１４６号
は、シリンダ圧力に応じてウェストゲート弁アクチュエ
ータに供給するブースト空気圧を変化させることによっ
て、高度変化による大気圧変化には無関係に、一貫性の
あるターボチャージャ性能を保証するように動作可能な
圧力制御機構を開示している。即ち、モリカワは、シリ
ンダ圧力が所定レベルより高くなるまで、ブースト空気
圧がウェストゲート弁アクチュエータに達するのを禁止
する。シリンダ圧力が所定レベルより高くなった後、制
御回路は、ルックアップ・テーブルが供給する予め定め
たデューティ・サイクルにしたがって、間欠的にブース
ト空気圧弁の開閉を行い、そしてこれは、ウェストゲー
ト弁も同様にして、それと同一のデューティ・サイクル
で、ウェストゲート弁アクチュエータによって間欠的に
その開閉が行われるようにする。
ゲート機構は、ターボチャージャ・コンプレッサ・ホイ
ール２２が吸気出口２６に供給するブースト空気圧の調
整に効果的であると実証されてはいるが、このようなシ
ステムの設計者等は、ウェストゲート弁４０の動作に対
する制御性を更に高める試みを行っている。例えば、モ
リカワに付与された米国特許番号第４,４８３,１４６号
は、シリンダ圧力に応じてウェストゲート弁アクチュエ
ータに供給するブースト空気圧を変化させることによっ
て、高度変化による大気圧変化には無関係に、一貫性の
あるターボチャージャ性能を保証するように動作可能な
圧力制御機構を開示している。即ち、モリカワは、シリ
ンダ圧力が所定レベルより高くなるまで、ブースト空気
圧がウェストゲート弁アクチュエータに達するのを禁止
する。シリンダ圧力が所定レベルより高くなった後、制
御回路は、ルックアップ・テーブルが供給する予め定め
たデューティ・サイクルにしたがって、間欠的にブース
ト空気圧弁の開閉を行い、そしてこれは、ウェストゲー
ト弁も同様にして、それと同一のデューティ・サイクル
で、ウェストゲート弁アクチュエータによって間欠的に
その開閉が行われるようにする。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】モリカワの文献は、異
なる大気圧における一貫性のないターボチャージャ動作
に伴う問題を解決するように見えるが、ウェストゲート
弁アクチュエータへの空気圧を変化させるその圧力制御
機構には、いくつかの欠点がある。第１に、圧力制御ソ
レノイドは、その非付勢状態において、ブースト空気の
ウェストゲート弁アクチュエータへの流入を禁止する。
したがって、電子圧力制御機構が故障した場合に、モリ
カワの装置は、排気バイパス流を供給可能にするとは思
えない。先に説明したように、このような状態は、過剰
な過給圧を生じ、ターボチャージャまたはエンジンある
いはその双方の損傷につながるものである。第２に、モ
リカワのシステムは、電子制御式の圧力弁を必要とする
と共に、ウェストゲート弁アクチュエータおよびウェス
トゲート弁自体も、迅速にまた連続的に、動作しまた停
止しなければならない。このような性質の連続的動作
は、機械的な疲労や構成要素の故障を早める結果となる
傾向があり、そのために保守作業を頻繁に行わなければ
ならなくなって、本質的に信頼性に欠けるシステムとな
る。したがって、必要とされているのは、図１に関して
述べたような標準排気バイパス動作を、そのデフォルト
条件として可能にする、ウェストゲート弁動作に対する
制御性を高めるための、簡素で信頼性の高い圧力制御機
構である。
なる大気圧における一貫性のないターボチャージャ動作
に伴う問題を解決するように見えるが、ウェストゲート
弁アクチュエータへの空気圧を変化させるその圧力制御
機構には、いくつかの欠点がある。第１に、圧力制御ソ
レノイドは、その非付勢状態において、ブースト空気の
ウェストゲート弁アクチュエータへの流入を禁止する。
したがって、電子圧力制御機構が故障した場合に、モリ
カワの装置は、排気バイパス流を供給可能にするとは思
えない。先に説明したように、このような状態は、過剰
な過給圧を生じ、ターボチャージャまたはエンジンある
いはその双方の損傷につながるものである。第２に、モ
リカワのシステムは、電子制御式の圧力弁を必要とする
と共に、ウェストゲート弁アクチュエータおよびウェス
トゲート弁自体も、迅速にまた連続的に、動作しまた停
止しなければならない。このような性質の連続的動作
は、機械的な疲労や構成要素の故障を早める結果となる
傾向があり、そのために保守作業を頻繁に行わなければ
ならなくなって、本質的に信頼性に欠けるシステムとな
る。したがって、必要とされているのは、図１に関して
述べたような標準排気バイパス動作を、そのデフォルト
条件として可能にする、ウェストゲート弁動作に対する
制御性を高めるための、簡素で信頼性の高い圧力制御機
構である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来の技術の
欄で述べた既知のターボチャージャ・ウェストゲート制
御システムの欠点の多くに対処するものである。本発明
は、排気入口と、排気出口と、過給吸入空気流を内燃エ
ンジンに供給する吸気出口とを備えたターボチャージャ
・システムを有する内燃エンジンを対象とする。排気バ
イパス管が、ターボチャージャの排気入口と排気出口と
の間に接続してあり、従来の技術の欄で述べたように、
排気入口から排気出口に排気流をそらすように動作可能
となっている。このために、流量制御部材を排気バイパ
ス管内に配置し、吸気出口内のブースト空気圧に応答し
て、流量制御アクチュエータによって制御可能とし、そ
こを流れる空気を変調する。
欄で述べた既知のターボチャージャ・ウェストゲート制
御システムの欠点の多くに対処するものである。本発明
は、排気入口と、排気出口と、過給吸入空気流を内燃エ
ンジンに供給する吸気出口とを備えたターボチャージャ
・システムを有する内燃エンジンを対象とする。排気バ
イパス管が、ターボチャージャの排気入口と排気出口と
の間に接続してあり、従来の技術の欄で述べたように、
排気入口から排気出口に排気流をそらすように動作可能
となっている。このために、流量制御部材を排気バイパ
ス管内に配置し、吸気出口内のブースト空気圧に応答し
て、流量制御アクチュエータによって制御可能とし、そ
こを流れる空気を変調する。
【００１２】本発明の一特徴によれば、ターボチャージ
ャの吸気出口と流量制御アクチュエータとの間に、空気
圧制御装置を配置する。空気圧制御装置はブースト空気
圧を受け、複数の所望の空気圧レベルのいずれかを流量
制御アクチュエータに与えることによって、排気バイパ
ス管内に配置した流量制御部材に対する制御性を高める
ようにする。
ャの吸気出口と流量制御アクチュエータとの間に、空気
圧制御装置を配置する。空気圧制御装置はブースト空気
圧を受け、複数の所望の空気圧レベルのいずれかを流量
制御アクチュエータに与えることによって、排気バイパ
ス管内に配置した流量制御部材に対する制御性を高める
ようにする。
【００１３】一実施例では、空気圧制御装置は、ターボ
チャージャの吸気出口に接続したブースト空気入口ポー
トと、流量制御アクチュエータに接続した空気圧出口ポ
ートと、大気へのベント・ポートとを含む。空気圧出口
ポートは、ブースト空気入口ポートおよびベント・ポー
ト双方と、連続的に流れ連通していることが好ましい。
ブースト空気入口ポートと空気圧出口ポートとの間に、
第１空気流制御スイッチを配置し、第１制御信号に応答
して、付加空気流路をその間に設ける。同様に、空気圧
出口ポートとベント・ポートとの間に第２空気流スイッ
チを配置し、第２制御信号に応答して、付加空気流路を
その間に設ける。こうして、好適実施例では、４つの可
能な個別空気圧レベルのいずれかを流量制御アクチュエ
ータに与えるように、空気圧制御装置を制御可能として
いる。
チャージャの吸気出口に接続したブースト空気入口ポー
トと、流量制御アクチュエータに接続した空気圧出口ポ
ートと、大気へのベント・ポートとを含む。空気圧出口
ポートは、ブースト空気入口ポートおよびベント・ポー
ト双方と、連続的に流れ連通していることが好ましい。
ブースト空気入口ポートと空気圧出口ポートとの間に、
第１空気流制御スイッチを配置し、第１制御信号に応答
して、付加空気流路をその間に設ける。同様に、空気圧
出口ポートとベント・ポートとの間に第２空気流スイッ
チを配置し、第２制御信号に応答して、付加空気流路を
その間に設ける。こうして、好適実施例では、４つの可
能な個別空気圧レベルのいずれかを流量制御アクチュエ
ータに与えるように、空気圧制御装置を制御可能として
いる。
【００１４】本発明の別の特徴によれば、車両制御コン
ピュータが、車両動作パラメータに対応する複数の入力
データ信号に応答して、第１および第２制御信号を空気
圧制御装置に供給する。好ましくは、入力データ信号
は、車両制御コンピュータが、ターボチャージャ排気吸
入温度およびターボチャージャ速度を確認または評価で
きるようにする。一方、車両制御コンピュータは、それ
に応じて第１および第２制御信号を供給する。
ピュータが、車両動作パラメータに対応する複数の入力
データ信号に応答して、第１および第２制御信号を空気
圧制御装置に供給する。好ましくは、入力データ信号
は、車両制御コンピュータが、ターボチャージャ排気吸
入温度およびターボチャージャ速度を確認または評価で
きるようにする。一方、車両制御コンピュータは、それ
に応じて第１および第２制御信号を供給する。
【００１５】本発明の更に別の特徴によれば、空気圧制
御装置と流量制御アクチュエータを、電子制御可能な流
量制御アクチュエータで置き換える。一実施例では、電
子制御可能流量制御アクチュエータは、従来技術の欄で
述べた流量制御アクチュエータと多くの点で同じであ
り、更に、プランジャの延長上に配置した電気的制御可
能コイルを付け加えてある。このコイルは磁性材料で形
成する。好ましくは、コイルは１対の制御信号入力を有
し、ここで差動制御信号を受ける。この差動制御信号に
応答して、当該制御信号の極性にしたがって、プランジ
ャを更に引き出すかあるいは引き込む。このように、電
気的制御可能流量制御アクチュエータは、電気的に制御
可能であり、ブースト空気圧による実際の圧力制御設定
＋／−コイルとプランジャとの間の磁気的相互作用によ
るプランジャ位置、である「実効」圧力制御設定を与え
ることができる。
御装置と流量制御アクチュエータを、電子制御可能な流
量制御アクチュエータで置き換える。一実施例では、電
子制御可能流量制御アクチュエータは、従来技術の欄で
述べた流量制御アクチュエータと多くの点で同じであ
り、更に、プランジャの延長上に配置した電気的制御可
能コイルを付け加えてある。このコイルは磁性材料で形
成する。好ましくは、コイルは１対の制御信号入力を有
し、ここで差動制御信号を受ける。この差動制御信号に
応答して、当該制御信号の極性にしたがって、プランジ
ャを更に引き出すかあるいは引き込む。このように、電
気的制御可能流量制御アクチュエータは、電気的に制御
可能であり、ブースト空気圧による実際の圧力制御設定
＋／−コイルとプランジャとの間の磁気的相互作用によ
るプランジャ位置、である「実効」圧力制御設定を与え
ることができる。
【００１６】本発明の１つの目的は、ターボチャージャ
・ウェストゲート弁の設定に対する制御性を向上させる
ことである。
・ウェストゲート弁の設定に対する制御性を向上させる
ことである。
【００１７】本発明の別の目的は、電気制御信号および
ブースト空気圧に応答する空気圧制御装置を用い、複数
の個別空気圧レベルのいずれかを、ブースト空気圧の所
望レベルに対応してウェストゲート・アクチュエータに
与えるようにすることによって、上述の制御性向上を図
ることである。
ブースト空気圧に応答する空気圧制御装置を用い、複数
の個別空気圧レベルのいずれかを、ブースト空気圧の所
望レベルに対応してウェストゲート・アクチュエータに
与えるようにすることによって、上述の制御性向上を図
ることである。
【００１８】本発明の更に別の目的は、電気制御信号お
よびブースト空気圧に応答し、ウェストゲート・アクチ
ュエータのプランジャ位置を変調することによって、上
述の制御性向上を図ることである。
よびブースト空気圧に応答し、ウェストゲート・アクチ
ュエータのプランジャ位置を変調することによって、上
述の制御性向上を図ることである。
【００１９】本発明の更に別の目的は、車両動作パラメ
ータに対応する複数の入力データ信号を有する車両制御
コンピュータであって、この車両制御コンピュータが、
電気制御信号を、それに応じて空気圧制御装置または電
気的制御可能ウェストゲート・アクチュエータのいずれ
かに供給するように動作可能となった、その種の車両制
御コンピュータを提供することである。
ータに対応する複数の入力データ信号を有する車両制御
コンピュータであって、この車両制御コンピュータが、
電気制御信号を、それに応じて空気圧制御装置または電
気的制御可能ウェストゲート・アクチュエータのいずれ
かに供給するように動作可能となった、その種の車両制
御コンピュータを提供することである。
【００２０】本発明のこれらおよびその他の目的は、好
適実施例の以下の説明からより明白となる。
適実施例の以下の説明からより明白となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の原理の理解を促す目的の
ため、図面に示した実施例を参照し、特定の用語を用い
てその説明を行う。しかしながら、それによって本発明
の範囲の限定を意図している訳ではなく、図示した装置
における改造や更に別の変更、ならびにここに例示する
本発明の原理の更に別の応用は、本発明が関係する分野
における当業者が通常想起するものであると考えるもの
である。
ため、図面に示した実施例を参照し、特定の用語を用い
てその説明を行う。しかしながら、それによって本発明
の範囲の限定を意図している訳ではなく、図示した装置
における改造や更に別の変更、ならびにここに例示する
本発明の原理の更に別の応用は、本発明が関係する分野
における当業者が通常想起するものであると考えるもの
である。
【００２２】ここで図２を参照すると、これには、本発
明の一つの特徴による、好適実施例の内燃エンジン・タ
ーボチャージ・システム１００を示している。システム
１００は、図１に示し従来の技術の欄で説明したターボ
チャージ・システム１００と多くの点で同じであるの
で、同じ参照番号を用いて同じ構成要素を識別すること
とする。図１に関して示し説明した構成要素に加えて、
システム１００は、更に、吸気出口２６とウェストゲー
ト弁アクチュエータ４２との間に配置した空気圧制御装
置１０２を備えている。空気圧制御装置１０２は、その
入口ポート１０４が管１０６を介してオリフィス５４に
接続することによってそれとの間に流れ連通を確立し、
またその出口ポート１０８が管１１０を介してウェスト
ゲート・アクチュエータ４２の入力オリフィス５２に接
続することによってそれとの間に流れ連通を確立してい
る。更に、空気圧制御装置１０２は、接続していないベ
ント・ポート１１２も含み、これは装置１０２周囲の大
気と流れ連通している。ベント・ポート１１２の目的に
ついては、以下でより詳しく説明する。
明の一つの特徴による、好適実施例の内燃エンジン・タ
ーボチャージ・システム１００を示している。システム
１００は、図１に示し従来の技術の欄で説明したターボ
チャージ・システム１００と多くの点で同じであるの
で、同じ参照番号を用いて同じ構成要素を識別すること
とする。図１に関して示し説明した構成要素に加えて、
システム１００は、更に、吸気出口２６とウェストゲー
ト弁アクチュエータ４２との間に配置した空気圧制御装
置１０２を備えている。空気圧制御装置１０２は、その
入口ポート１０４が管１０６を介してオリフィス５４に
接続することによってそれとの間に流れ連通を確立し、
またその出口ポート１０８が管１１０を介してウェスト
ゲート・アクチュエータ４２の入力オリフィス５２に接
続することによってそれとの間に流れ連通を確立してい
る。更に、空気圧制御装置１０２は、接続していないベ
ント・ポート１１２も含み、これは装置１０２周囲の大
気と流れ連通している。ベント・ポート１１２の目的に
ついては、以下でより詳しく説明する。
【００２３】システム１００は、更に、電子エンジン・
コンピュータ１１４（ＥＥＣ）を備えている。好ましく
は、電子エンジン・コンピュータ１１４は、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、アナログＩ／ＯおよびデジタルＩ／Ｏ（図示せ
ず）を有する、マイクロコンピュータをベースとした装
置である。ＥＥＣ１１４は通常、自動車業界では、エン
ジン制御モジュール（ＥＣＭ）、車両制御コンピュータ
（ＶＣＣ）等と呼ばれており、典型的には、エンジンお
よび車両の多数の動作状態の制御を行う。ＥＥＣ１１４
は、複数の入力１１６を有し、車両動作状態の種々のモ
ニタおよびセンサ（図示せず）に結合してある。ＥＥＣ
１１４は、入力１１６を介して、重要な車両およびエン
ジンの動作状態データを受け取る。本発明に関係するこ
のようなデータとしては、ターボチャージャ１２の速度
および排気ガスが入る入口１４の温度に関するデータ
か、またはターボチャージャの速度および入口１４の温
度を計算または推測することが可能なデータのいずれか
を含むことが好ましい。
コンピュータ１１４（ＥＥＣ）を備えている。好ましく
は、電子エンジン・コンピュータ１１４は、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、アナログＩ／ＯおよびデジタルＩ／Ｏ（図示せ
ず）を有する、マイクロコンピュータをベースとした装
置である。ＥＥＣ１１４は通常、自動車業界では、エン
ジン制御モジュール（ＥＣＭ）、車両制御コンピュータ
（ＶＣＣ）等と呼ばれており、典型的には、エンジンお
よび車両の多数の動作状態の制御を行う。ＥＥＣ１１４
は、複数の入力１１６を有し、車両動作状態の種々のモ
ニタおよびセンサ（図示せず）に結合してある。ＥＥＣ
１１４は、入力１１６を介して、重要な車両およびエン
ジンの動作状態データを受け取る。本発明に関係するこ
のようなデータとしては、ターボチャージャ１２の速度
および排気ガスが入る入口１４の温度に関するデータ
か、またはターボチャージャの速度および入口１４の温
度を計算または推測することが可能なデータのいずれか
を含むことが好ましい。
【００２４】ＥＥＣ１１４は、更に、多数の電気信号出
力１１８1，１１８2，・・・，１１８nを備え、これら
は空気圧制御装置１０２の対応する電気信号入力１２０
1，１２０2，・・・，１２０nに接続してある。以下で
より詳細に説明するが、ＥＥＣ１１４は、車両動作状態
に応じて出力１１８1〜１１８nに電気信号を発生して、
空気圧制御装置１０２がウェストゲート・アクチュエー
タ４２に供給する空気圧の制御を行う。
力１１８1，１１８2，・・・，１１８nを備え、これら
は空気圧制御装置１０２の対応する電気信号入力１２０
1，１２０2，・・・，１２０nに接続してある。以下で
より詳細に説明するが、ＥＥＣ１１４は、車両動作状態
に応じて出力１１８1〜１１８nに電気信号を発生して、
空気圧制御装置１０２がウェストゲート・アクチュエー
タ４２に供給する空気圧の制御を行う。
【００２５】次に図３を参照し、空気圧制御装置１０２
の好適実施例を示す。装置１０２は、内部を貫通する複
数の空気通路を定める本体１３０と、それぞれ対応する
電気信号入力１２０1および１２０2を有する１対の電気
制御式の空気流スイッチ１３２および１３４とを備えて
いる。入口ポート１０４は第１室１３６と流れ連通し、
出口ポート１０８は第２室１４０と流れ連通する。第１
室１３６は、既知の空気流制限部材１３８を配置した第
１空気流路によって第２室に接続してある。したがっ
て、入口ポート１０４は、出口ポート１０８と連続的に
流れ連通している。
の好適実施例を示す。装置１０２は、内部を貫通する複
数の空気通路を定める本体１３０と、それぞれ対応する
電気信号入力１２０1および１２０2を有する１対の電気
制御式の空気流スイッチ１３２および１３４とを備えて
いる。入口ポート１０４は第１室１３６と流れ連通し、
出口ポート１０８は第２室１４０と流れ連通する。第１
室１３６は、既知の空気流制限部材１３８を配置した第
１空気流路によって第２室に接続してある。したがっ
て、入口ポート１０４は、出口ポート１０８と連続的に
流れ連通している。
【００２６】第２室１４０は、別の既知の空気流制限部
材１４２を配置した第２流路によって、ベント・ポート
１１２に接続している。したがって、ベント・ポート１
１２も出口ポート１０８と連続的に流れ連通している。
以上の説明から判るように、出口ポート１０８は、空気
流スイッチ１３２および１３４のいずれの効果にも無関
係に、入口ポート１０４およびベント・ポート１１２と
連続的に流れ連通している。
材１４２を配置した第２流路によって、ベント・ポート
１１２に接続している。したがって、ベント・ポート１
１２も出口ポート１０８と連続的に流れ連通している。
以上の説明から判るように、出口ポート１０８は、空気
流スイッチ１３２および１３４のいずれの効果にも無関
係に、入口ポート１０４およびベント・ポート１１２と
連続的に流れ連通している。
【００２７】第３室１４８は、更に別の既知の空気流制
限部材１５０を配置した第３流路によって、第２室１４
０に接続している。第３室１４８は、空気流スイッチ１
３２によって、第１室１３６から制御可能な形式で分離
する。スイッチ１３２は、本体１３０の表面１４６に対
して気密構造を形成する密閉部材１４４を含み、これに
よって、第３室を第１室１３６から分離している。スイ
ッチ１３２は、その消勢状態、即ち、「デフォルト」状
態において、密閉部材１４４によって第３室１４８を第
１室１３６から分離することが好ましいが、本発明で
は、スイッチ１３２が、逆にその付勢状態において、第
３室１４８を第１室１３６から分離するようにすること
も考えられる。その反対の状態、好ましくは付勢状態で
は、スイッチ１３２は密閉部材１４４を表面１４６から
離れるように引き込むことによって、第１室１３６と第
３室１４８との間に流れ連通を確立する。スイッチ１３
２は、電気入力１２０1の高レベル信号に応答してスイ
ッチ１３２を付勢し、電気入力１２０1の低レベル信号
に応答してスイッチ１３２を消勢することが好ましい
が、本発明では逆に動作するようにスイッチ１３２を構
成することも考えられる。
限部材１５０を配置した第３流路によって、第２室１４
０に接続している。第３室１４８は、空気流スイッチ１
３２によって、第１室１３６から制御可能な形式で分離
する。スイッチ１３２は、本体１３０の表面１４６に対
して気密構造を形成する密閉部材１４４を含み、これに
よって、第３室を第１室１３６から分離している。スイ
ッチ１３２は、その消勢状態、即ち、「デフォルト」状
態において、密閉部材１４４によって第３室１４８を第
１室１３６から分離することが好ましいが、本発明で
は、スイッチ１３２が、逆にその付勢状態において、第
３室１４８を第１室１３６から分離するようにすること
も考えられる。その反対の状態、好ましくは付勢状態で
は、スイッチ１３２は密閉部材１４４を表面１４６から
離れるように引き込むことによって、第１室１３６と第
３室１４８との間に流れ連通を確立する。スイッチ１３
２は、電気入力１２０1の高レベル信号に応答してスイ
ッチ１３２を付勢し、電気入力１２０1の低レベル信号
に応答してスイッチ１３２を消勢することが好ましい
が、本発明では逆に動作するようにスイッチ１３２を構
成することも考えられる。
【００２８】第４室１５６は、更に別の既知の空気流制
限部材１５８を配置した第４流路によって、ベント・ポ
ート１１２に接続してある。第４室は、空気流スイッチ
１３４によって、第２室から制御可能な形式で分離す
る。スイッチ１３４は、本体１３０の表面１５４に対し
て気密構造を形成する密閉部材１５２を含み、これによ
って、第４室１５６を第２室１４０から分離する。スイ
ッチ１３２の場合と同じように、スイッチ１３４もその
消勢状態、即ち、「デフォルト」状態において、密閉部
材１５２によって第４室１５６を第２室１４０から分離
することが好ましいが、本発明では、スイッチ１３４
が、逆にその付勢状態において第４室１５６を第２室１
４０から分離することも考えられる。その反対の状態、
好ましくは、その付勢状態では、スイッチ１３４は密閉
部材１５２を表面１５４から離れるように引き込むこと
によって、第２室１４０と第４室１５６との間に流れ連
通を確立する。更に、スイッチ１３２と同様に、スイッ
チ１３４は、電気入力１２０2の高レベル信号に応答し
てスイッチ１３４を付勢し、電気入力１２０2の低レベ
ル信号に応答してスイッチ１３４を消勢することが好ま
しいが、本発明では逆に動作するようにスイッチ１３４
を構成することも考えられる。好ましくは、スイッチ１
３２および１３４は、典型的には、燃料遮断弁として自
動車産業で用いているタイプの電気ソレノイド制御弁で
あるが、本発明では、スイッチ１３２および１３４は任
意の既知の空気流制御スイッチとしてもよい、というこ
とも考えられる。
限部材１５８を配置した第４流路によって、ベント・ポ
ート１１２に接続してある。第４室は、空気流スイッチ
１３４によって、第２室から制御可能な形式で分離す
る。スイッチ１３４は、本体１３０の表面１５４に対し
て気密構造を形成する密閉部材１５２を含み、これによ
って、第４室１５６を第２室１４０から分離する。スイ
ッチ１３２の場合と同じように、スイッチ１３４もその
消勢状態、即ち、「デフォルト」状態において、密閉部
材１５２によって第４室１５６を第２室１４０から分離
することが好ましいが、本発明では、スイッチ１３４
が、逆にその付勢状態において第４室１５６を第２室１
４０から分離することも考えられる。その反対の状態、
好ましくは、その付勢状態では、スイッチ１３４は密閉
部材１５２を表面１５４から離れるように引き込むこと
によって、第２室１４０と第４室１５６との間に流れ連
通を確立する。更に、スイッチ１３２と同様に、スイッ
チ１３４は、電気入力１２０2の高レベル信号に応答し
てスイッチ１３４を付勢し、電気入力１２０2の低レベ
ル信号に応答してスイッチ１３４を消勢することが好ま
しいが、本発明では逆に動作するようにスイッチ１３４
を構成することも考えられる。好ましくは、スイッチ１
３２および１３４は、典型的には、燃料遮断弁として自
動車産業で用いているタイプの電気ソレノイド制御弁で
あるが、本発明では、スイッチ１３２および１３４は任
意の既知の空気流制御スイッチとしてもよい、というこ
とも考えられる。
【００２９】図３および図４を参照しながら、空気流制
御装置１０２の種々の動作モードについて、これより詳
細に説明する。第１動作モードでは、スイッチ１３２お
よび１３４を消勢し、第１室１３６を第３室１４８から
分離し、第２室１４０を第４室１５６から分離し、更
に、入口ポート１０４に流入するブースト空気を、流量
制限部材１３８によって第２室１４０に向かわせて、そ
こに第１空気圧を定める。第２室１４０内の第１空気圧
の一部は、空気流制限部材１４２によって、装置１０２
周囲の大気に流れ連通するベント・ポート１１２に向か
わせることによって、第２室１４０内のその結果のウェ
ストゲート空気圧を定め、出口ポート１０８に供給す
る。この第１「デフォルト」動作モードでは、第２室１
４０内のウェストゲート空気圧は、このように、入口ポ
ート１０４を通して流量制限部材１３８により供給した
ブースト空気圧の一部から、流量制限部材１４２によっ
てベント・ポート１１２に向かわせて大気に通気した第
１空気圧の部分を減算したものとして定まる。
御装置１０２の種々の動作モードについて、これより詳
細に説明する。第１動作モードでは、スイッチ１３２お
よび１３４を消勢し、第１室１３６を第３室１４８から
分離し、第２室１４０を第４室１５６から分離し、更
に、入口ポート１０４に流入するブースト空気を、流量
制限部材１３８によって第２室１４０に向かわせて、そ
こに第１空気圧を定める。第２室１４０内の第１空気圧
の一部は、空気流制限部材１４２によって、装置１０２
周囲の大気に流れ連通するベント・ポート１１２に向か
わせることによって、第２室１４０内のその結果のウェ
ストゲート空気圧を定め、出口ポート１０８に供給す
る。この第１「デフォルト」動作モードでは、第２室１
４０内のウェストゲート空気圧は、このように、入口ポ
ート１０４を通して流量制限部材１３８により供給した
ブースト空気圧の一部から、流量制限部材１４２によっ
てベント・ポート１１２に向かわせて大気に通気した第
１空気圧の部分を減算したものとして定まる。
【００３０】空気流制御装置１０２の第２動作モードで
は、スイッチ１３２を消勢しスイッチ１３４を付勢する
ことによって、第２室１４０を第４室１５６と流れ連通
させ、第１室１３６を第３室１４８から分離する。第１
動作モードと比較すると、空気流制限部材１５８が、第
２室１４０内の第１空気圧のベント・ポート１１２に向
かう量を追加するので、第２室１４０内に結果的に得ら
れるウェストゲート空気圧は、入口ポート１０４を介し
て流量制限部材１３８によって供給したブースト空気圧
の一部から、流量制限部材１４２および１５８により大
気に通気させた第１空気圧の各部分の和を減算したもの
として定まる。このように、第２動作モードでは、出口
ポート１０８に供給するウェストゲート空気圧は、それ
に対応して第１動作モードよりも小さくなる。
は、スイッチ１３２を消勢しスイッチ１３４を付勢する
ことによって、第２室１４０を第４室１５６と流れ連通
させ、第１室１３６を第３室１４８から分離する。第１
動作モードと比較すると、空気流制限部材１５８が、第
２室１４０内の第１空気圧のベント・ポート１１２に向
かう量を追加するので、第２室１４０内に結果的に得ら
れるウェストゲート空気圧は、入口ポート１０４を介し
て流量制限部材１３８によって供給したブースト空気圧
の一部から、流量制限部材１４２および１５８により大
気に通気させた第１空気圧の各部分の和を減算したもの
として定まる。このように、第２動作モードでは、出口
ポート１０８に供給するウェストゲート空気圧は、それ
に対応して第１動作モードよりも小さくなる。
【００３１】空気流制御装置１０２の第３モードでは、
スイッチ１３２および１３４を双方とも付勢することに
よって、第１室１３６と第３室１４８、ならびに第２室
１４０と第４室１５６をそれぞれ流れ連通状態とする。
第１および第２動作モードと比較して、流量制限部材１
５０によって入口ポート１０４から第２室１４０にブー
スト空気圧の付加部分を供給するので、その中に結果と
して得られる第１空気圧は、それに対応して上昇する。
したがって、第２室１４０内にあり、出力１０８に供給
するウェストゲート空気圧は、入口ポート１０４を介し
て流量制限部材１３８と１５０により供給するブースト
空気圧の各部分の和から、流量制限部材１４２と１４８
により大気に通気させた第１空気圧の各部分の和を減算
したものとして定まる。この第３動作モードでは、出口
ポート１０８に供給するウェストゲート空気圧は、第１
および第２動作モードのいずれよりも高いことが好まし
い。
スイッチ１３２および１３４を双方とも付勢することに
よって、第１室１３６と第３室１４８、ならびに第２室
１４０と第４室１５６をそれぞれ流れ連通状態とする。
第１および第２動作モードと比較して、流量制限部材１
５０によって入口ポート１０４から第２室１４０にブー
スト空気圧の付加部分を供給するので、その中に結果と
して得られる第１空気圧は、それに対応して上昇する。
したがって、第２室１４０内にあり、出力１０８に供給
するウェストゲート空気圧は、入口ポート１０４を介し
て流量制限部材１３８と１５０により供給するブースト
空気圧の各部分の和から、流量制限部材１４２と１４８
により大気に通気させた第１空気圧の各部分の和を減算
したものとして定まる。この第３動作モードでは、出口
ポート１０８に供給するウェストゲート空気圧は、第１
および第２動作モードのいずれよりも高いことが好まし
い。
【００３２】空気流制御装置１０２の第４動作モードで
は、スイッチ１３２を付勢しスイッチ１３４を消勢する
ことによって、第１室１３６および第３室を流れ連通さ
せ、一方第２室１４０を第４室１５６から分離する。第
３動作モードと比較すると、第２室１４０から通気させ
る第１空気圧の部分が少ないので、結果的に得られる第
２室１４０内のウェストゲート空気圧は、入口ポート１
０４を介して流量制限部材１３８と１５０により供給す
るブースト空気圧の各部分の和から、流量制限部材１４
２によりベント・ポート１１２に向かわせた第１空気圧
の部分を減算したものとして定まる。このように、第４
動作モードでは、出口ポート１０８に供給するウェスト
ゲート空気圧は、先に述べた３つの動作モードのいずれ
におけるよりも高くなる。
は、スイッチ１３２を付勢しスイッチ１３４を消勢する
ことによって、第１室１３６および第３室を流れ連通さ
せ、一方第２室１４０を第４室１５６から分離する。第
３動作モードと比較すると、第２室１４０から通気させ
る第１空気圧の部分が少ないので、結果的に得られる第
２室１４０内のウェストゲート空気圧は、入口ポート１
０４を介して流量制限部材１３８と１５０により供給す
るブースト空気圧の各部分の和から、流量制限部材１４
２によりベント・ポート１１２に向かわせた第１空気圧
の部分を減算したものとして定まる。このように、第４
動作モードでは、出口ポート１０８に供給するウェスト
ゲート空気圧は、先に述べた３つの動作モードのいずれ
におけるよりも高くなる。
【００３３】次に図５を参照すると、これには、ウェス
トゲート空気圧のブースト空気圧に対するプロット（言
い換えれば、装置１０２の出口ポート１０８における空
気圧の入口ポート１０４における空気圧に対する関係）
を示し、先に説明した図２の制御システム１００内の空
気圧制御装置１０２の４つの動作モードを図示してい
る。第１、即ち、「デフォルト」動作モードでは、ウェ
ストゲート空気圧１７０は、１０Ｉｎ-Ｈｇのブースト
圧における約４Ｉｎ-Ｈｇの低圧から、６０Ｉｎ-Ｈｇに
おける約４２Ｉｎ-Ｈｇの高圧までほぼ線形に上昇す
る。第２動作モードでは、ウェストゲート空気圧１７２
は、１０Ｉｎ-Ｈｇのブースト圧における約２Ｉｎ-Ｈｇ
の低圧から、６０Ｉｎ-Ｈｇのブースト圧における約２
１Ｉｎ-Ｈｇの高圧までほぼ線形に上昇している。第３
動作モードでは、ウェストゲート空気圧１７４は、１０
Ｉｎ-Ｈｇのブースト圧における約７Ｉｎ-Ｈｇの低圧か
ら、６０Ｉｎ-Ｈｇのブースト圧における約５２Ｉｎ-Ｈ
ｇの高圧までほぼ線形に上昇する。最後に、第４動作モ
ードでは、ウェストゲート空気圧１７６は、１０Ｉｎ-
Ｈｇのブースト圧における約８Ｉｎ-Ｈｇの低圧から、
６０Ｉｎ-Ｈｇのブースト圧における約５８Ｉｎ-Ｈｇの
高圧までほぼ線形に上昇している。
トゲート空気圧のブースト空気圧に対するプロット（言
い換えれば、装置１０２の出口ポート１０８における空
気圧の入口ポート１０４における空気圧に対する関係）
を示し、先に説明した図２の制御システム１００内の空
気圧制御装置１０２の４つの動作モードを図示してい
る。第１、即ち、「デフォルト」動作モードでは、ウェ
ストゲート空気圧１７０は、１０Ｉｎ-Ｈｇのブースト
圧における約４Ｉｎ-Ｈｇの低圧から、６０Ｉｎ-Ｈｇに
おける約４２Ｉｎ-Ｈｇの高圧までほぼ線形に上昇す
る。第２動作モードでは、ウェストゲート空気圧１７２
は、１０Ｉｎ-Ｈｇのブースト圧における約２Ｉｎ-Ｈｇ
の低圧から、６０Ｉｎ-Ｈｇのブースト圧における約２
１Ｉｎ-Ｈｇの高圧までほぼ線形に上昇している。第３
動作モードでは、ウェストゲート空気圧１７４は、１０
Ｉｎ-Ｈｇのブースト圧における約７Ｉｎ-Ｈｇの低圧か
ら、６０Ｉｎ-Ｈｇのブースト圧における約５２Ｉｎ-Ｈ
ｇの高圧までほぼ線形に上昇する。最後に、第４動作モ
ードでは、ウェストゲート空気圧１７６は、１０Ｉｎ-
Ｈｇのブースト圧における約８Ｉｎ-Ｈｇの低圧から、
６０Ｉｎ-Ｈｇのブースト圧における約５８Ｉｎ-Ｈｇの
高圧までほぼ線形に上昇している。
【００３４】ここで理解すべきことは、本発明の空気圧
制御装置１０２は、どの所与のブースト空気圧に対して
も、４つの別々のウェストゲート空気圧設定値を与える
ことである。当業者であれば判るように、本発明から逸
脱することなく、空気圧制御装置１０２には、任意の数
の室およびそれに対応する空気流スイッチを設けること
により、任意の所望の傾斜を有する任意の所望数の別々
のウェストゲート空気圧設定値を実現可能である。更
に、「デフォルト」ウェストゲート空気圧設定値は、装
置１０２の低圧設定値と高圧設定値の間のどこかに設定
することが好ましいが、本発明では、デフォルト設定値
を装置１０２で可能な圧力設定値の内のいずれにしても
よいことも考えられる。
制御装置１０２は、どの所与のブースト空気圧に対して
も、４つの別々のウェストゲート空気圧設定値を与える
ことである。当業者であれば判るように、本発明から逸
脱することなく、空気圧制御装置１０２には、任意の数
の室およびそれに対応する空気流スイッチを設けること
により、任意の所望の傾斜を有する任意の所望数の別々
のウェストゲート空気圧設定値を実現可能である。更
に、「デフォルト」ウェストゲート空気圧設定値は、装
置１０２の低圧設定値と高圧設定値の間のどこかに設定
することが好ましいが、本発明では、デフォルト設定値
を装置１０２で可能な圧力設定値の内のいずれにしても
よいことも考えられる。
【００３５】次に図６を参照すると、これには、本発明
の別の特徴による、代替実施例の内燃エンジン・ターボ
チャージ・システム２００を示している。システム２０
０は、図２に関して説明したシステム１００と、多くの
点において同じであるので、同じの参照番号を用いて同
じ要素を識別することとする。ただし、システム２００
では、空気圧制御装置１０２とウェストゲート・アクチ
ュエータ４２を、制御可能のウェストゲート・アクチュ
エータ２０２と置き換えている。ウェストゲート・アク
チュエータ２０２は、管５６を介してオリフィス５４に
流体的に接続した空気圧入力ポート２０４と、そこから
延びてウェストゲート弁４０に動作可能に接続したプラ
ンジャ２０６とを備えている。ＥＥＣ１１４に関して説
明した特徴を全て含むＥＥＣ２０８は、複数のデータ入
力２１０を介して、車両およびエンジンの動作データを
受け取り、出力２１２1および２１２2に対応する制御信
号を発生する。ウェストゲート・アクチュエータ２０２
は、更に、出力２１２1および２１２2に接続した、対応
する電気信号入力２１４1および２１４2を含み、ここに
供給する前述のような制御信号に応答して、以下に述べ
るようにして、ウェストゲート弁４０を作動させる。
の別の特徴による、代替実施例の内燃エンジン・ターボ
チャージ・システム２００を示している。システム２０
０は、図２に関して説明したシステム１００と、多くの
点において同じであるので、同じの参照番号を用いて同
じ要素を識別することとする。ただし、システム２００
では、空気圧制御装置１０２とウェストゲート・アクチ
ュエータ４２を、制御可能のウェストゲート・アクチュ
エータ２０２と置き換えている。ウェストゲート・アク
チュエータ２０２は、管５６を介してオリフィス５４に
流体的に接続した空気圧入力ポート２０４と、そこから
延びてウェストゲート弁４０に動作可能に接続したプラ
ンジャ２０６とを備えている。ＥＥＣ１１４に関して説
明した特徴を全て含むＥＥＣ２０８は、複数のデータ入
力２１０を介して、車両およびエンジンの動作データを
受け取り、出力２１２1および２１２2に対応する制御信
号を発生する。ウェストゲート・アクチュエータ２０２
は、更に、出力２１２1および２１２2に接続した、対応
する電気信号入力２１４1および２１４2を含み、ここに
供給する前述のような制御信号に応答して、以下に述べ
るようにして、ウェストゲート弁４０を作動させる。
【００３６】次に図７を参照すると、これには、本発明
の更に別の特徴による、好適実施例の制御可能なウェス
トゲート・アクチュエータ２０２を示している。アクチ
ュエータ２０２は、圧力感応部材２２４で分離した、下
側ハウジング２２０と上側ハウジング２２２とを備えて
いる。好ましくは、圧力感応部材２２４はダイアフラム
またはその他の可撓性部材であるが、本発明では、圧力
感応部材２２４が、ハウジング２２０および２２２内で
かつハウジング２２０と２２２との間に摺動自在に配し
たピストンまたは同様の部材とすることも考えられる。
の更に別の特徴による、好適実施例の制御可能なウェス
トゲート・アクチュエータ２０２を示している。アクチ
ュエータ２０２は、圧力感応部材２２４で分離した、下
側ハウジング２２０と上側ハウジング２２２とを備えて
いる。好ましくは、圧力感応部材２２４はダイアフラム
またはその他の可撓性部材であるが、本発明では、圧力
感応部材２２４が、ハウジング２２０および２２２内で
かつハウジング２２０と２２２との間に摺動自在に配し
たピストンまたは同様の部材とすることも考えられる。
【００３７】下側ハウジング２２０は、その一端に開放
オリフィス２２６を備え、そしてその中に摺動自在にプ
ランジャ２０６を配している。また、圧力感応部材２２
４の下側には、それに隣接して、プレート即ちワッシャ
２３２をプランジャ２０６に取り付けている。また、圧
力感応部材２２４の上側に隣接して、固着部材２３５を
プランジャ２０６に取り付けてあり、好ましくは調節可
能とすることにより、気密関係で、固着部材２３５とワ
ッシャ２３２との間で圧力感応部材２２４を押圧可能と
する。
オリフィス２２６を備え、そしてその中に摺動自在にプ
ランジャ２０６を配している。また、圧力感応部材２２
４の下側には、それに隣接して、プレート即ちワッシャ
２３２をプランジャ２０６に取り付けている。また、圧
力感応部材２２４の上側に隣接して、固着部材２３５を
プランジャ２０６に取り付けてあり、好ましくは調節可
能とすることにより、気密関係で、固着部材２３５とワ
ッシャ２３２との間で圧力感応部材２２４を押圧可能と
する。
【００３８】オリフィス２２６上には、保持部材２３０
を配置する。保持部材２３０は、プランジャ２０６を摺
動自在に受容する穿孔を含む。保持部材２３０とワッシ
ャ２３２との間には弾性部材２２８を配置し、圧力感応
部材２２４を保持部材２３０から離れる方向に偏倚させ
るように動作可能である。好ましくは、弾性部材２２８
は、図７に示すようなコイル状バネであるが、本発明で
は、所定の線形または非線形の力で圧力感応部材２２４
を保持部材２３０から離れる方向に偏倚させるよう動作
可能な既知の任意の構造として、弾性部材２２８を備え
ることも考えられる。
を配置する。保持部材２３０は、プランジャ２０６を摺
動自在に受容する穿孔を含む。保持部材２３０とワッシ
ャ２３２との間には弾性部材２２８を配置し、圧力感応
部材２２４を保持部材２３０から離れる方向に偏倚させ
るように動作可能である。好ましくは、弾性部材２２８
は、図７に示すようなコイル状バネであるが、本発明で
は、所定の線形または非線形の力で圧力感応部材２２４
を保持部材２３０から離れる方向に偏倚させるよう動作
可能な既知の任意の構造として、弾性部材２２８を備え
ることも考えられる。
【００３９】上側ハウジング２２２は、貫通する穿孔を
定めた上側壁２０５を備えている。レセプタクル２３８
を内部に定めた上部キャップ２３６は、気密関係で、上
側壁２０５上に取り付ける。プランジャ２０６の延長部
２４０は、上部キャップ２３６のレセプタクル２３８内
に達し、そして上側壁２０５と上部キャップ２３６との
間には、プランジャ２０６の延長部２４０を包囲するよ
うに、電気コイル２３４を配置してある。電気信号入力
２１４1および２１４2は、上部キャップ２３６を貫通
し、コイル２３４に動作上接続してある。好ましくは、
延長部２４０を既知の磁性体で形成することによって、
電気信号線２１４1および２１４2を介してコイル２３４
に印加するコイル制御信号が、このコイル制御信号の極
性に応じて、プランジャ２０６を保持部材２３０に向か
ってまたはこれから離れる方向に移動させる。
定めた上側壁２０５を備えている。レセプタクル２３８
を内部に定めた上部キャップ２３６は、気密関係で、上
側壁２０５上に取り付ける。プランジャ２０６の延長部
２４０は、上部キャップ２３６のレセプタクル２３８内
に達し、そして上側壁２０５と上部キャップ２３６との
間には、プランジャ２０６の延長部２４０を包囲するよ
うに、電気コイル２３４を配置してある。電気信号入力
２１４1および２１４2は、上部キャップ２３６を貫通
し、コイル２３４に動作上接続してある。好ましくは、
延長部２４０を既知の磁性体で形成することによって、
電気信号線２１４1および２１４2を介してコイル２３４
に印加するコイル制御信号が、このコイル制御信号の極
性に応じて、プランジャ２０６を保持部材２３０に向か
ってまたはこれから離れる方向に移動させる。
【００４０】圧力感応部材２２４、上側ハウジング２２
２および上部キャップ２３６は、それらの間に、第１室
２２５を定める。図６のシステム２００では、管５６を
介して入口ポート２０４をオリフィス５４に接続するこ
とによって、この第１室２２５をブースト圧に維持す
る。圧力感応部材２２４および下側ハウジング２２０
は、それらの間に第２室２４５を定める。第２室２４５
は、開放ポート２２６によって、ウェストゲート・アク
チュエータ２０２周囲の大気圧に維持する。
２および上部キャップ２３６は、それらの間に、第１室
２２５を定める。図６のシステム２００では、管５６を
介して入口ポート２０４をオリフィス５４に接続するこ
とによって、この第１室２２５をブースト圧に維持す
る。圧力感応部材２２４および下側ハウジング２２０
は、それらの間に第２室２４５を定める。第２室２４５
は、開放ポート２２６によって、ウェストゲート・アク
チュエータ２０２周囲の大気圧に維持する。
【００４１】コイル２３４を消勢すると（好ましくは、
電気信号線２１４1および２１４2上の無信号または低レ
ベル信号に対応して）、ウェストゲート・アクチュエー
タ２０２は、図１に示しそれに関して説明したウェスト
ゲート・アクチュエータ４２と同一に動作する。しかし
ながら、本発明によれば、ＥＥＣ２０８によって電気信
号線２１４1および２１４2に供給するコイル制御信号が
コイル２３４を付勢するので、その結果、プランジャ２
０６は、コイル制御信号の強度に比例して、保持部材２
３０に向かう方向またはこれから離れる方向に更に移動
することになる。
電気信号線２１４1および２１４2上の無信号または低レ
ベル信号に対応して）、ウェストゲート・アクチュエー
タ２０２は、図１に示しそれに関して説明したウェスト
ゲート・アクチュエータ４２と同一に動作する。しかし
ながら、本発明によれば、ＥＥＣ２０８によって電気信
号線２１４1および２１４2に供給するコイル制御信号が
コイル２３４を付勢するので、その結果、プランジャ２
０６は、コイル制御信号の強度に比例して、保持部材２
３０に向かう方向またはこれから離れる方向に更に移動
することになる。
【００４２】次に図８を参照して、図６のシステム２０
０におけるウェストゲート・アクチュエータ２０２の動
作例を、グラフに基づいて説明する。図には、−１２ボ
ルトおよび１２ボルト間のコイル制御電圧に対する、実
効ウェストゲート圧対コイル制御電圧２５０の関係を示
している。データ点２５２で示すように、ゼロ・コイル
制御電圧における実効ウェストゲート圧は、約５０Ｉｎ
-Ｈｇである。コイル制御電圧がない場合、５０Ｉｎ-Ｈ
ｇの「実効」ウェストゲート圧２５２は、第１室２２５
内の実際のブースト圧に対応することを理解されたい。
０におけるウェストゲート・アクチュエータ２０２の動
作例を、グラフに基づいて説明する。図には、−１２ボ
ルトおよび１２ボルト間のコイル制御電圧に対する、実
効ウェストゲート圧対コイル制御電圧２５０の関係を示
している。データ点２５２で示すように、ゼロ・コイル
制御電圧における実効ウェストゲート圧は、約５０Ｉｎ
-Ｈｇである。コイル制御電圧がない場合、５０Ｉｎ-Ｈ
ｇの「実効」ウェストゲート圧２５２は、第１室２２５
内の実際のブースト圧に対応することを理解されたい。
【００４３】コイル２３４に印加する負コイル制御電圧
を高めていくにつれて、コイル２３４とプランジャ２０
６の延長部２４０間にそれに対応する磁力が発生し、プ
ランジャ２０６を保持部材２３０から遠ざかる方向に移
動させる。プランジャ２０６の延長部２４０に対する付
勢コイル２３４の上記の効果は、弾性部材２２８の偏倚
力を変化させるように作用するので、これによって、第
１室２２５内のブースト圧の「実効」圧を変化させる。
したがって、第１室２２５内の実際のブースト圧は約５
０Ｉｎ-Ｈｇであるが、−１２ボルトのコイル制御電圧
では、プランジャ２０６を、約３５Ｉｎ-Ｈｇの第１室
２２５内ブースト圧に対応する位置に磁気作用によって
強制的に移動させる。
を高めていくにつれて、コイル２３４とプランジャ２０
６の延長部２４０間にそれに対応する磁力が発生し、プ
ランジャ２０６を保持部材２３０から遠ざかる方向に移
動させる。プランジャ２０６の延長部２４０に対する付
勢コイル２３４の上記の効果は、弾性部材２２８の偏倚
力を変化させるように作用するので、これによって、第
１室２２５内のブースト圧の「実効」圧を変化させる。
したがって、第１室２２５内の実際のブースト圧は約５
０Ｉｎ-Ｈｇであるが、−１２ボルトのコイル制御電圧
では、プランジャ２０６を、約３５Ｉｎ-Ｈｇの第１室
２２５内ブースト圧に対応する位置に磁気作用によって
強制的に移動させる。
【００４４】同様に、コイル２３４に印加する正コイル
制御電圧を高めていくにつれて、コイル２３４とプラン
ジャ２０６の延長部２４０間にそれに対応する磁力が発
生し、プランジャ２０６を保持部材２３０に向かう方向
に移動させる。プランジャ２０６の延長部２４０に対す
る付勢コイル２３４の上記の効果は、弾性部材２２８の
偏倚力を変化させるように作用するので、これによっ
て、第１室２２５内におけるブースト圧の「実効」圧を
変化させ、第１室２２５内の実際のブースト圧は約５０
Ｉｎ-Ｈｇであるが、１２ボルトのコイル制御電圧で
は、約６５Ｉｎ-Ｈｇの第１室２２５内ブースト圧に対
応する位置に、磁気作用によってプランジャ２０６を強
制的に移動させる。
制御電圧を高めていくにつれて、コイル２３４とプラン
ジャ２０６の延長部２４０間にそれに対応する磁力が発
生し、プランジャ２０６を保持部材２３０に向かう方向
に移動させる。プランジャ２０６の延長部２４０に対す
る付勢コイル２３４の上記の効果は、弾性部材２２８の
偏倚力を変化させるように作用するので、これによっ
て、第１室２２５内におけるブースト圧の「実効」圧を
変化させ、第１室２２５内の実際のブースト圧は約５０
Ｉｎ-Ｈｇであるが、１２ボルトのコイル制御電圧で
は、約６５Ｉｎ-Ｈｇの第１室２２５内ブースト圧に対
応する位置に、磁気作用によってプランジャ２０６を強
制的に移動させる。
【００４５】本発明の概念を用いると、複数のウェスト
ゲート空気圧設定値から選択する能力によって、図１の
既知のターボチャージ・システム１０に対して、制御機
能を追加することが可能となる。即ち、排気入口１４内
の排気温度およびターボチャージャ１２の回転速度に関
するデータを、ＥＥＣ１１４に供給するか、あるいはＥ
ＥＣ１１４がこのようなデータを計算あるいはその他の
方法で評価することができれば、ウェストゲート空気圧
設定値をそれに応じて変更して、エンジン性能および車
両動作を向上させることが可能となる。特に、エンジン
の効率および放出、ならびにエンジン制動力を改善しつ
つ、熱放出、エンジン制動ノイズ、およびターボチャー
ジャ応力の低減を図ることができる。種々のウェストゲ
ート圧設定値の制御をＥＥＣ１１４で行うので、車両の
運転者は上述の利益を得るために、運転スタイルや運転
習慣を変える必要はない。
ゲート空気圧設定値から選択する能力によって、図１の
既知のターボチャージ・システム１０に対して、制御機
能を追加することが可能となる。即ち、排気入口１４内
の排気温度およびターボチャージャ１２の回転速度に関
するデータを、ＥＥＣ１１４に供給するか、あるいはＥ
ＥＣ１１４がこのようなデータを計算あるいはその他の
方法で評価することができれば、ウェストゲート空気圧
設定値をそれに応じて変更して、エンジン性能および車
両動作を向上させることが可能となる。特に、エンジン
の効率および放出、ならびにエンジン制動力を改善しつ
つ、熱放出、エンジン制動ノイズ、およびターボチャー
ジャ応力の低減を図ることができる。種々のウェストゲ
ート圧設定値の制御をＥＥＣ１１４で行うので、車両の
運転者は上述の利益を得るために、運転スタイルや運転
習慣を変える必要はない。
【００４６】図面および以上の説明において本発明を詳
細に図示しかつ記述したが、このような図示や説明は、
限定的性質としてではなく例示的なものとして考えるべ
きであり、ここでは好適実施例のみを示しかつ記述した
のであって、本発明の精神に該当する全ての変化や変更
の保護も希望していることは理解すべきである。
細に図示しかつ記述したが、このような図示や説明は、
限定的性質としてではなく例示的なものとして考えるべ
きであり、ここでは好適実施例のみを示しかつ記述した
のであって、本発明の精神に該当する全ての変化や変更
の保護も希望していることは理解すべきである。
【図１】当該分野において既知のターボチャージャおよ
び対応する排気バイパス流構成を備えたエンジンを示す
図。
び対応する排気バイパス流構成を備えたエンジンを示す
図。
【図２】ターボチャージャおよびこれに対応の一実施例
のバイパス排気流制御システムを備えたエンジンを示す
図。
のバイパス排気流制御システムを備えたエンジンを示す
図。
【図３】図２の制御システムにおけるウェストゲート・
アクチュエータに与える空気圧を制御する際に用いるた
めの、一実施例の空気流制御装置を示す横断面図。
アクチュエータに与える空気圧を制御する際に用いるた
めの、一実施例の空気流制御装置を示す横断面図。
【図４】図３の空気流制御装置の空気流を示す概略図。
【図５】図３の空気流制御装置によってウェストゲート
・アクチュエータに供給する圧力と、空気流制御装置に
与えるターボチャージャ・ブースト圧との関係を、図２
の制御システムで用いる４つの別個の動作モードについ
て示すグラフ。
・アクチュエータに供給する圧力と、空気流制御装置に
与えるターボチャージャ・ブースト圧との関係を、図２
の制御システムで用いる４つの別個の動作モードについ
て示すグラフ。
【図６】ターボチャージャおよびこれに対応の代替実施
例のバイパス排気流制御システムを有するエンジンを示
す図。
例のバイパス排気流制御システムを有するエンジンを示
す図。
【図７】図６の制御システム内のウェストゲート弁を制
御する際に用いるための、一実施例のウェストゲート・
アクチュエータを示す横断面図。
御する際に用いるための、一実施例のウェストゲート・
アクチュエータを示す横断面図。
【図８】図６の制御システムに用いる、図７のウェスト
ゲート・アクチュエータに供給する実効圧と、これに供
給するコイル制御電圧との関係を示すグラフ。
ゲート・アクチュエータに供給する実効圧と、これに供
給するコイル制御電圧との関係を示すグラフ。
２６ 吸気出口 ４２ ウェストゲート弁アクチュエータ ５２ 入力オリフィス ５４ オリフィス １００ 内燃エンジン・ターボチャージ・システム １０２ 空気圧制御装置 １０４ 入口ポート １０８ 出口ポート １１２ 未接続ベント・ポート １１４ 電子エンジン・コンピュータ １３２，１３４ 空気流スイッチ １３６ 第１室 １３８ 空気流制限部材 １４０ 第２室 １４２ 空気流制限部材 １４８ 第３室 １５０ 空気流制限部材 １５６ 第４室 ２００ 内燃エンジン・ターボチャージ・システム ２０２ 制御可能ウェストゲート・アクチュエータ ２０４ 空気圧入力ポート ２０６ プランジャ ２０８ ＥＥＣ ２２０ 下側ハウジング ２２２ 上側ハウジング ２２４ 圧力感応部材 ２２５ 第１室 ２２６ 開放オリフィス ２２８ 弾性部材 ２３０ 保持部材 ２３２ ワッシャ ２３４ コイル ２３５ 固着部材 ２３６ 上部キャップ ２３８ レセプタクル ２４０ プランジャ延長部 ２４５ 第２室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スペンサー・シー・ルイス，ジュニアー アメリカ合衆国インディアナ州47203，コ ロンブス，フリントウッド・ドライブ 3180 (72)発明者 キャンデン・アール・ネルソン アメリカ合衆国インディアナ州47265，ノ ース・ヴァーノン，サウス 125 ウエス ト 1580
Claims (25)
- 【請求項１】吸気出口と、排気入口と、排気出口とを備
えたターボチャージャを有する内燃エンジンのターボチ
ャージ圧を制御するためのターボチャージ圧制御装置で
あって、 前記排気入口を前記排気出口に接続する排気バイパス管
と、 前記排気バイパス管内に配置してあり、その中を通る排
気流を制御する流量制御部材と、 バイパス空気圧に応答して、前記流量制御部材を作動さ
せる流量制御アクチュエータと、 前記吸気出口と流れ連通する吸気ポートと、前記流量制
御アクチュエータにバイパス空気圧を供給する出口ポー
トとを有する空気圧制御装置であって、前記吸気ポート
と前記出口ポートとの間に複数の空気流路を定め、該空
気流路の内の少なくとも１つがそれを通過して連続空気
流を供給し、前記空気流路の少なくとも別の１つがそれ
を通過する空気流を禁止するように制御可能である、前
記の空気圧制御装置と、から成るターボチャージ圧制御
装置。 - 【請求項２】請求項１記載の装置において、前記内燃エ
ンジンは自動車両の一部を形成し、更に、複数の車両動
作状態に応答して流量制御信号を発生する車両制御コン
ピュータを含み、 前記空気圧制御装置は、更に、前記入口ポートと前記出
口ポートとの間において前記空気流路の少なくとも別の
１つ内に配置した第１空気流スイッチを含み、該第１空
気流スイッチは、前記流量制御信号の第１レベルに応答
してそれに空気流を通過させ、前記流量制御信号の第２
レベルに応答してそれを通過する空気流を阻止するこ
と、を特徴とするターボチャージ圧制御装置。 - 【請求項３】請求項１記載の装置において、前記空気圧
制御装置は、更に、外部の大気と流れ連通するベント・
ポートを含み、前記空気圧制御装置は前記ベント・ポー
トと前記出口ポートとの間に複数の空気流路を定め、前
記ベント・ポートと前記出口ポートとの間の前記空気流
路の内の少なくとも１つは、それを通過する連続空気流
を可能とし、前記ベント・ポートと前記出口ポートとの
間の前記空気流路の内の少なくとも別の１つは、それを
通過する空気流を禁止するように制御可能であること、
を特徴とするターボチャージ圧制御装置。 - 【請求項４】請求項３記載の装置において、前記内燃エ
ンジンは自動車両の一部を形成し、更に、複数の車両動
作状態に応答して流量制御信号とベント制御信号を発生
する車両制御コンピュータを含み、 前記空気圧制御装置は、更に、前記空気流路の内の少な
くとも別の１つ内において前記入口ポートと前記出口ポ
ートとの間に配置した第１空気流スイッチと、前記空気
流路の内の前記少なくとも別の１つ内において前記ベン
ト・ポートと前記出口ポートとの間に配置した第２空気
流スイッチとを含み、前記第１空気流スイッチは、前記
流量制御信号の第１レベルに応答してそれを通過する空
気流を可能にし、前記流量制御信号の第２レベルに応答
してそれを通過する空気流を禁止し、前記第２空気流ス
イッチは、前記ベント制御信号の第１レベルに応答して
それを通過する空気流を可能にし、前記ベント制御信号
の第２レベルに応答してそれを通過する空気流を禁止す
ること、を特徴とするターボチャージ圧制御装置。 - 【請求項５】請求項４記載の装置において、前記入口ポ
ートと前記出口ポートとの間、および前記ベント・ポー
トと前記出口ポートとの間の前記複数の空気流路の各々
は、それを通過する空気流を制限するように動作可能な
空気流制限部材を含むこと、を特徴とするターボチャー
ジ圧制御装置。 - 【請求項６】吸気出口と、排気入口と、排気出口とを備
えたターボチャージャを有する車両における、内燃エン
ジンのターボチャージ圧を制御するためのターボチャー
ジ圧制御装置であって、 前記排気入口を前記排気出口に接続した排気バイパス管
と、 前記排気バイパス管内に配置してあり、その中を流れる
排気流を制御する流量制御部材と、 バイパス空気圧に応答して、前記流量制御部材を作動さ
せる流量制御アクチュエータと、 複数の車両動作状態に応答して、バイパス空気圧信号を
発生する車両制御コンピュータと、 前記バイパス空気圧信号に応答し、前記吸気出口内の空
気圧の予め定めた部分に対応する複数の個別のバイパス
空気圧レベルの内の１つを、前記流量制御アクチュエー
タに供給する手段と、から成るターボチャージ圧制御装
置。 - 【請求項７】請求項６記載の装置において、前記流量制
御部材は、ターボチャージャ・ウェストゲート弁である
ことを特徴とするターボチャージ圧制御装置。 - 【請求項８】請求項７記載の装置において、前記流量制
御アクチュエータは、ウェストゲート弁アクチュエータ
であること、を特徴とするターボチャージ圧制御装置。 - 【請求項９】請求項６記載の装置において、前記バイパ
ス空気圧信号に応答する前記手段は、前記バイパス空気
流信号がないときに、前記吸気出口内の空気圧のデフォ
ルト部分を、前記流量制御アクチュエータに供給するこ
と、を特徴とするターボチャージ圧制御装置。 - 【請求項１０】内燃エンジンと共に使用するための空気
流制御装置であって、前記内燃エンジンは、吸気出口を
備えたターボチャージ・システムを有し、かつ空気圧に
応答してウェストゲート空気流制御部材を制御するウェ
ストゲート・アクチュエータを有し、前記空気流制御装
置が、 前記吸気出口と流れ連通する第１室と、 前記ウェストゲート・アクチュエータと流れ連通する第
２室と、 前記第１および第２室間に連続する流れ連通を与える第
１空気流路と、 前記第２室までの第２流路を定める第３室と、 前記第３室を前記第１室から制御可能に分離することに
よって、前記第２室内の空気圧を制御可能に変化させる
手段と、から成る空気流制御装置。 - 【請求項１１】請求項１０記載の装置において、前記第
１空気流路は、そこを通過する空気流を制限するように
動作可能な流量制限部材を含むこと、を特徴とする空気
流制御装置。 - 【請求項１２】請求項１０記載の装置において、前記第
３室を前記第１室から制御可能に分離する前記手段は、
制御信号の第１レベルに応答して前記第１室と前記第３
室間の流れ連通を可能にし、制御信号の第２レベルに応
答して前記第３室を前記第１室から分離する第１空気流
制御スイッチを含むこと、を特徴とする空気流制御装
置。 - 【請求項１３】請求項１２記載の装置において、前記第
１および第２の空気流路は各々、それを流れる空気流を
制限するように動作可能な流量制限部材を含むこと、を
特徴とする空気流制御装置。 - 【請求項１４】請求項１０記載の装置であって、更に、 ベント出口と、 前記第２室と前記ベント出口との間に連続する流れ連通
を与える第３空気流路と、を含むこと、を特徴とする空
気流制御装置。 - 【請求項１５】請求項１４記載の装置において、前記第
３空気流路は、それを流れる空気流を制限するように動
作可能な流量制限部材を含むこと、を特徴とする空気流
制御装置。 - 【請求項１６】請求項１４記載の装置において、更に、 第４室であって、該室から前記ベント出口までの第４流
路を定める前記の第４室と、 前記第２室から前記第４室を制御可能に分離することに
より、前記第２室内の空気圧を更に制御可能に変化させ
る手段と、を含むこと、を特徴とする空気流制御装置。 - 【請求項１７】請求項１６記載の装置において、前記第
４室を前記ベント出口から制御可能に分離する前記手段
は、制御信号の第１レベルに応答して前記第２室と前記
第４室間の流れ連通を可能にし、制御信号の第２レベル
に応答して前記第２室を前記第４室から分離する第２空
気流制御スイッチを含むこと、を特徴とする空気流制御
装置。 - 【請求項１８】請求項１７記載の装置において、前記第
３および第４の空気流路は各々、それを流れる空気流を
制限するように動作可能な流量制限部材を含むこと、を
特徴とする空気流制御装置。 - 【請求項１９】請求項１７記載の装置において、前記第
１および第２の空気流制御スイッチは、電子制御式弁で
あること、を特徴とする空気流制御装置。 - 【請求項２０】内燃エンジンのターボチャージ・システ
ムにおいて、ターボチャージャの吸気出口内の空気圧に
対応するブースト空気圧から、ウェストゲート・アクチ
ュエータに供給するウェストゲート空気圧を制御する方
法であって、 前記ブースト空気圧の一部を、第１空気圧として供給す
るステップと、 前記第１空気圧の一部を大気に通気させて、その結果の
ウェストゲート空気圧を定めるステップと、 前記ウェストゲート空気圧を前記ウェストゲート・アク
チュエータに連続的に供給するステップと、 エンジン動作状態に応じて、前記ブースト空気圧から供
給する第１空気圧の前記一部と、前記大気に通気させる
前記第１空気圧の前記一部とを変調して、それに対応し
て前記ウェストゲート空気圧を変調するステップと、か
ら成るウェストゲート空気圧制御方法。 - 【請求項２１】請求項２０記載の方法において、前記供
給するステップは、前記ブースト空気圧を流量減少部材
に通すことにより前記第１空気圧を得るステップを含む
こと、を特徴とするウェストゲート空気圧制御方法。 - 【請求項２２】請求項２１記載の方法において、前記通
気するステップは、前記第１空気圧の一部を流量減少部
材に通すステップを含むこと、を特徴とするウェストゲ
ート空気圧制御方法。 - 【請求項２３】吸気出口と、排気入口と、排気出口とを
備えたターボチャージャと、前記排気入口を前記排気出
口に接続する排気バイパス管と、前記排気バイパス管内
に配置してそれを通過する排気空気流を制御する流量制
御部材と、複数の車両動作状態に応答してバイパス空気
圧信号を発生する車両制御コンピュータと、を有する自
動車両ターボチャージ・システムと、 前記流量制御部材を制御するための流量制御アクチュエ
ータであって、 前記ターボチャージャの前記吸気出口と流れ連通する第
１室と、 大気圧にある第２室と、 前記第１室と前記第２室間に配置した圧力感応部材と、 前記圧力感応部材に取り付けてあり、前記第２室を貫通
して前記流量制御部材と動作可能に接続したプランジャ
と、 前記第２室内に配置してあり、前記圧力感応部材と前記
プランジャとを前記第１室の方に偏倚する弾性部材と、 前記バイパス空気圧信号に応答し、前記弾性部材の偏倚
力を変化させることによって、それに対応して前記流量
制御部材の動作可能位置を前記プランジャに変化させる
手段と、から成る前記の流量制御アクチュエータと、か
ら成る組み合わせの装置。 - 【請求項２４】請求項２３記載の組み合わせの装置にお
いて、前記プランジャは、前記第１室内に達するそれ自
身の一部分を含むこと、を特徴とする組み合わせの装
置。 - 【請求項２５】請求項２４記載の組み合わせの装置にお
いて、前記プランジャの前記第１室内に達する前記一部
分は、磁化材料で形成してあり、 前記バイパス空気圧信号に応答して前記弾性部材の偏倚
力を変化させる前記手段は、前記プランジャの前記磁性
部分付近に少なくとも部分的に配置した電気コイルを含
み、該コイルは前記バイパス空気圧信号の一方の極性の
強度に応答して、前記プランジャを前記弾性部材の偏倚
力の方に比例して付勢し、前記バイパス空気圧信号の反
対極性の強度に応答して、前記プランジャを前記弾性部
材の偏倚力から遠ざかる方に比例して付勢すること、を
特徴とする組み合わせの装置。
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