JPS63227926A - 可変容量タ−ボチヤ−ジヤの容量調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は可変容量ターボチャージャの容量調節装置に
関する。

（従来の技術） 可変容量ターボチャージャにあっては、特公昭３９−７
６５３号公報に記載されているように、排気タービンへ
排気を導く排気通路に可動ベーンの傾動等で開度が変化
する可変絞りを配設し、可動ベーンをアクチュエータに
より駆動して排気タービンに作用する排気の流速を制御
する。このような可変容量ターボチャージャでは、一般
に、排気タービンにより駆動されるコンプレッサが加圧
した空気を制御弁で制御してアクチュエータの作動室へ
導き、この加圧空気を供給されたアクチュエータが可動
ベーンを駆動して可変絞りを作動室内の圧力に応じた開
度に調節する。すなわち、アクチュエータは、作動室が
大気圧と同圧時に可変絞りの開度を最小開度に保持し、
作動室に制御弁を経て加圧空気が導入されると可動ベー
ンを駆動して可変絞りを作動室内の加圧空気の圧力（大
気圧との差圧）に応じた開度に調節する。

（この発明が解決しようとする問題点）しかしながら、
このような可変容量ターボチャージャにあっては、制御
弁の弁体あるいは弁座等に摩耗等が生じ制御弁が完全な
閉弁状態を保持することが不可能になると、制御弁の閉
弁時においても該制御弁から漏洩した加圧空気がアクチ
ュエータの作動室内へ流入してアクチュエータが作動し
、可変絞りを最小開度に維持することが困難になるとい
う問題点があった。

一方、このような問題点を解決するためには、制御弁の
弁体を弁座に付勢するスプリングの弾性力を大きくする
こと等が考えられるが、スプリングの弾性力を大きくす
ると、スプリングまたソレノイドも大型化し、さらに可
動ベーンを中間開度に安定して保持することが困難にな
ったり、応答性が悪化するという新たな問題点が生じる
。

この発明は、上述した問題点を鑑みてなされたもので、
アクチュエータの作動室を制御弁の閉弁時に大気に開放
する可変容量ターボチャージャの容量調節装置を提供し
、大型化すること無く、排気の可変絞りを制御弁の閉弁
時に確実に最小開度に保持することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明は、排気の作用で回転する排気タービンと、該
タービンにより駆動されて吸気を加圧するコンプレッサ
と、前記排気タービンへ排気へ導く排気通路に配設され
可動ベーンの傾動によって開度が変化する可変タービン
ノズルと、該可変タービンノズルの可動ベーンを作動室
へ供給される加圧空気の作用で駆動するアクチュエータ
と、該アクチュエータへ供給される加圧空気を制御する
制御弁と、を備えた可変容量ターボチャージャの容量調
節装置において、 前記制御弁の閉弁時に前記アクチュエータの作動室を大
気に開放するようにしたことが要旨である。

（作用） この発明にかかる可変容量ターボチャージャの容量調節
装置によれば、制御弁の閉弁時にはアクチュエータの作
動室が大気に開放されるため、制御弁が弁座の摩耗等に
起因して加圧空気の漏洩を生じてもアクチュエータが可
動ベーンを駆動することは無く、可変タービンノズルが
確実に最小開度を保持する。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図から第３図はこの発明の一実施例にかかる可変容
量ターボチャージャの容量調節装置を表し、第１図が概
略全体図、第２図が要部模式図、第３図が制御弁の断面
図である。

第１図において、　（１１）はエンジンであり、エンジ
ン（１１）には、吸気通路（１２ａ）を有する吸気管（
１２）および排気通路（１３ａ）を有する排気管（１３
）接続され、これら吸気管（１２）と排気管（１３）に
コンプレッサ（１５）および排気タービン（１６）を有
する可変容量ターボチャージャ（１４）が取り付けられ
ている。吸気管（１２）には、エアクリーナ（１７）、
可変容量ターボチャージャ（１４）のコンプレッサ（１
５）、吸気を冷却するインタクーラ（１８）、スロット
ルバルブ（１９）および燃料噴射弁（２０）が設けられ
、また、排気管（１３）には、可変容量ターボチャージ
ャ（１４）の排気タービン（１６）とマフラ（２１）と
が介設されている。

可変容量ターボチャージャ（１４）は、排気タービン（
１６）がタービンホイール（１６ａ）　　と可変タービ
ンノズル（２２）とを備え、コンプレッサ（１５）がコ
ンプレッサインペラ（１５ａ）を備えている。タービン
ホイール（１６ａ）　とコンプレッサインペラ（１５ａ
）　とはシャフト（２３）によって連結され、タービン
ホイール（ｌｅａ）が排気の作用で回転してコンプレッ
サインペラ（１５ａ）を駆動し、コンプレッサインペラ
（１５ａ）が吸気を加圧する。可変タービンノズル（２
２）は、リンク機構（２４）を介してアクチュエータ（
２５）に連結された可動ベーン（２２ａ）を備え、この
可動ベーン（２２ａ）の傾動で流路面積が変化してター
ビンホイール（１６ａ）に作用する排気の流速を調節す
る。

アクチュエータ（２５）は、ハウジング（２６）内にダ
イヤフラム（２７）より作動室（２８）と大気室（２９
）とが隔成され、ダイヤフラム（２７）が大気室（２９
）内に収容されたスプリング（３０）によって作動室（
２８）側へ付勢されている。ダイヤフラム（２７）には
前記リンク機構（２４）を介して可動ベーン（２２ａ）
　　に連結されたロッド（３１）が固設され、作動室（
２８）が配管（３２）を介して制御弁（３３）に連絡さ
れ、大気室（２９）が大気に開放されている。このアク
チュエータ（２５）は作動室（２８）内の圧力が所定圧
力以下の場合において可変タービンノズルは（２２）の
開度を最小開度に維持し、また、制御弁（３３）から供
給される作動室（２８）内の加圧空気の圧力に応じ可動
ベーン（２２ａ）を駆動して可変タービンノズル（２２
）の開度を増大する。

制御弁（３３）は、３ボ一ト２位置の電磁切換弁から成
り、第３図に示すように、ハウジング（３４）内に画成
された制御室（３５）内にスプリング（３６）により付
勢されて弁体（３７）が収容され、また、制御装置（３
８）に接続されたソレノイド（３９）が弁体（３７）を
付勢可能にハウジング（３４）に設けられている。ハウ
ジング（３４）には、流出通路（４０）、流入通路（４
１）および排出通路（４２）が形成されてそれぞれが制
御室（３５）に開口し、前述した弁体（３７）が排出通
路（４２）の開口または流入通路（４１）の開口を択一
的に閉止可能に該流入通路（４１）の開口側へスプリン
グ（３６）により付勢されている。流出通路（４０）は
前述の配管（３２）を介してアクチュエータ（２５）の
作動室（２８）に連、絡され、また、流入通路（４１）
は第１図に示すようにインタクーラ（１８）とコンプレ
ッサ（１５）との間の吸気通路（１２ａ）に配管（４３
）を介して連絡され、排出通路（４２）は第２図に示す
ように絞り（４５）を有する配管（４４）を介し大気に
開放されている。この制御弁（３３）は、制御装置（３
８）から所定周波数の断続電流がソレノイド（３９）に
通電され（チョッパ制御）、このソレノイド（３９）に
より付勢された弁体（３７）が排出通路（４２）または
流入通路（４１）の開口を択一的に閉止して流出通路（
４０）へ導く加圧空気の圧力をソレノイド（３９）に通
電される断続電流のデユーティファクター、に応じ制御
する。なお、前述した絞り（４５）は、弁体（３７）が
流入通路（４１）を閉止してアクチュエータ（２５）の
作動室（２８）を大気に開放した際の抵抗として機能し
、チョッパ制御時に作動室（２８）内の圧力を断続電流
のデユーティファクタに応じた圧力に保持する。

制御装置（３８）は、ＣＰＵ％ＲＯＭおよびＲＡＭ等を
有するワンチップマイコンから構成されている。制御装
置（３８）には、インタクーラ（１８）とコンプレッサ
（１５）との間の該コンプレッサ（１５）により加圧さ
れた吸気の圧力（Ｐ）を検出する圧力センサ（４６）が
接続され、また、図示しないが、スロットルバルブのバ
ルブ開度（θｔｈ）を検出するアクセルセンサおよびエ
ンジン（１１）の回転数（ＮＥ）を検出するエンジン回
転センサが接続されている。この制御装置（３８）は、
上記圧力（Ｐ）、スロットルバルブのバルブ開度（θｔ
ｈ）および、エンジン回転数（Ｎ、）に基づきＲＯＭに
記憶された制御マツプからデユーティファクタを検索し
、この検索されたダイヤフラムの断続電流を制御弁（３
３）のソレノイド（３９）へ通電する。

次に、この実施例の作用を説明する。

この可変容量ターボチャージャにあっては、エンジン（
１１）から排出され排気通路（１３ａ）および可変ター
ビンノズル（２２）を経て排気タービン（１６）へ導か
れた排気によってタービンホイール（１６ａ）が回転し
、コンプレッサ（１５）はコンプレッサインペラ（１５
ａ）がタービンホイール（１６ａ）により駆動されてエ
ンジン（１１）へ供給する吸気を加圧する。そして、制
御弁（３３）が、制御装置（３８）により制御されてコ
ンプレッサ（１５）により加圧された吸気をアクチェエ
ータ（２５）の作動！　（２８）へ導き、アクチュエー
タ（２５）が可動ベーン（２２ａ）を駆動して排気ター
ビンノズル（２２）開度を調整し、排気の流速を前述の
エンジン回転数（Ｎ　Ｅ）等のエンジン運転状態に応じ
制御する。なお、この可変容量ターボチャージャの制御
については、本出願人が先に提出した特願昭６１−１５
００４７号公報等に詳細に記載されているため、以下の
説明は省略する。

一方、この可変容量ターボチャージャの容量調節装置に
あっては、可動ベーン（２２ａ）を駆動するアクチュエ
ータ（２５）は、作動室（２８）内の圧力が所定圧力以
下の時に可動ベーン（２２ａ）を可変タービンノズル（
２２）が最小開度となる位置（以下、閉位置）に保持し
、また、作動室（２８）にコンプレッサ（１５）により
加圧された吸気が制御弁（３３）から供給されて可動ベ
ーン（２２ａ）を閉位置から駆動して可変タービンノズ
ル（２２）の開度を増大させるが、制御弁（３３）はア
クチュエータ（２５）の作動室（２８）へ加圧された吸
気と大気とを択一的に導いて作動室（２８）内の圧力を
制御する。すなわち、制御弁（３３）は弁体（３７）流
入通路（４１）の開口を閉止して作動室（２８）への加
圧された吸気の供給を停止する切換位置においてアクチ
ュエータ（２５）の作動室（２８）を大気に開放する。

このため、制御弁（３３）は弁体（３７）が流入通路（
４１）の開口を閉止する切換位置時に弁体（３７）等の
摩耗等に起因して加圧された吸気が流入通路（４１）か
ら制御室（３５）内に濡出しても、この加圧された吸気
は絞りを介し大気へ放出されて作動室（２８）内の圧力
が増大することは無い、したがりて、可変タービンノズ
ル（２２）は確実に最小開度に保持され、排気の流速を
増大させて充分な過給効果が得られる。

第４図には、この発明の他の実施例にかかる可変容量タ
ーボチャージャの容量調節装置を示す。

なお、前述した実施例と同一の部分には同一の番号を付
して説明を省略する。

この実施例は、制御弁（３３）を電磁開閉弁から構成す
るとともに、アクチュエータ（２５）へ絞り（４５）を
有する配管（４４）を直接に接続して作動室（２８）を
大気に常時開放するものである。

この実施例にあフても、制御弁（３３）をチョッパ制御
してアクチュエータ（２５）の作動室（２８）内の圧力
を制御する。そして、このアクチュエータ（２５）は、
作動室（２８）が制御弁（３３）の閉弁時に絞り（４５
）を介して大気に開放されるため、可変タービンノズル
（２２）は確実に最小開度に保持される。

なお、上述した実施例では制御弁（３３）をチョッパ制
御するが、開度が通電される電流値に応じて連続的に変
化する電磁圧力制御弁等を用いても本発明が達成される
ことは言うまでも無い。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明にかかる可変容量ターボ
チャージャの容量調節装置によれば、加圧空気を制御弁
から作動室に供給されて可動ベーンを駆動するアクチュ
エータを制御弁の閉弁時に作動室を大気に開放するため
、１ｔｉｌＪ＃弁に渭洩が生じても可変タービンノズル
を最小開度に確実に保持することができる

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図はこの発明の一実施例にかかる可変容
量ターボチャージャの容量調節装置を示し、第１図が概
略全体図、第２図が要部模式図、第３図が制御弁の断面
図である。第４図はこの発明の他の実施例にかかる可変
容量ターボチャージャの容量調節装置の要部模式図であ
る。 （１１）・・・エンジン　　　　　　（１２ａ）・・・
吸気通路（１３ａ）・・・排気通路 （１４）・・・可変容量ターボチャージャ（１５ａ）　
＝コンプレッサ （１５ａ）・・・コンプレッサインペラ（１６）・・・
排気タービン （１６ａ）・・・タービンホイール （２２）−・・可変タービンノズル　（２２ａ）・・・
可動ベーン（２５）・・・アクチュエータ　　　（２８
）・・・作動室（３３）・・・制御弁　　　　　　　（
３８）・・・制御装置（３９）・・・ソレノイド　　　
　　　（４５）・・・絞り（４６）・・・圧力センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 排気の作用で回転する排気タービンと、該タービンによ
   り駆動されて吸気を加圧するコンプレッサと、前記排気
   タービンへ排気へ導く排気通路に配設され可動ベーンの
   傾動によって開度が変化する可変タービンノズルと、該
   可変タービンノズルの可動ベーンを作動室へ供給される
   加圧空気の作用で駆動するアクチュエータと、該アクチ
   ュエータへ供給される加圧空気を制御する制御弁と、を
   備えた可変容量ターボチャージャの容量調節装置におい
   て、 前記制御弁の閉弁時に前記アクチュエータの作動室を大
   気に開放するようにしたことを特徴とする可変容量ター
   ボチャージャの容量調節装置。