JP2015040542A - 内燃機関の排気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の過給システムは、タービンハウジングに形成される冷却水通路（ウォータジャケット）を循環する冷却水を利用してポペットバルブのステムおよびバルブガイドを冷却しているが、冷却水によりポペットバルブを直接冷却していないため、ウェイストゲート弁のバルブ冷却効果が少ないという課題があった。【解決手段】 過給圧制御システムは、ＡＣＴ３、４のピストンロッド７を往復駆動する冷却水を利用してスクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２を冷却する冷却装置を備えている。この冷却装置は、スクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２で受熱された排気熱をピストンロッド７に伝熱してシリンダボディ５の容積可変室１１内を流れる冷却水へ放熱する第１、第２放熱部８３を備えている。これによって、スクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２を効率良く冷却することができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の排気装置に関するもので、特にアクチュエータのピストンロッドを往復方向に駆動する液体（冷却液）を利用して、内燃機関の排出ガス（排気）の流量、圧力、温度を制御する排気制御弁の弁体であるバルブを冷却する内燃機関の排気冷却装置、および排気制御弁冷却装置に係わる。

従来より、複数の気筒（４気筒）を有する内燃機関（エンジン）の排気システムの一例として、エンジンの排気干渉を避けると共に、タービンインペラの回転効率を高めるようにしたツインスクロール型のターボチャージャの排気タービン（従来例１）が公知である（例えば、特許文献１参照）。
この従来例１の排気タービンのハウジングには、タービンインペラの周囲を渦巻き状に取り囲むスクロール流路を、２つの第１、第２スクロール流路に区画する仕切り部（隔壁）が設けられている。このハウジングには、第１スクロール流路よりも排気の流れ方向の上流側に接続する第１排気通路と、第２スクロール流路よりも排気の流れ方向の上流側に接続する第２排気通路とが設けられている。

エンジンは、複数の気筒からそれぞれ排出される排気を所定の気筒群毎に２分割して集合させる２つの第１、第２排気集合部（例えばエキゾーストマニホールドの集合部）を備えている。
第１排気集合部の上流側には、第１、第２気筒よりなる第１気筒群が接続し、また、第１排気集合部の下流側には、第１排気通路を介して第１スクロール流路が接続している。 第２排気集合部の上流側には、第３、第４気筒よりなる第２気筒群が接続し、また、第２排気集合部の下流側には、第２排気通路を介して第２スクロール流路が接続している。また、排気タービンのハウジングには、第１排気通路と第２排気通路とを連通する連通流路孔、およびこの連通流路孔を開閉する弁体（バルブ）を有する連通制御弁が設けられている。
また、第１排気通路と第１スクロール流路との接続部には、ウェイストゲート流路孔（バイパス流路孔）を開閉する弁体（バルブ）を有するウェイストゲート弁が設置されている。

このエンジンの排気システムによれば、エンジンの高回転時には、連通制御弁のバルブを開き、第１排気通路と第２排気通路とを連通流路孔を介して連通する。これにより、排気の圧力脈動の影響が小さくなるので、排気タービンの容量を超えた過度の排気が第１、第２スクロール流路に流入せず、エンジンの過給効率を向上させ、エンジンの燃焼状態が良好となる。
また、エンジンの低回転時には、連通制御弁のバルブを閉じ、第１排気通路と第２排気通路との連通状態を遮断する。これにより、排気の圧力脈動を利用して、排気タービンのタービンインペラを効率良く回転させることができ、エンジンの過給効率を向上させることができる。

［従来の技術の問題点］
ところが、通常のウェイストゲート弁の弁体は、タービンインペラに排気が導入されないように排気をタービンインペラからバイパス（迂回）させるバルブであり、このバルブの出口側の温度は、排気タービンを通る際に膨張して温度が下がっているため、排気温度が比較的に低い状態にある。
しかるに、従来例１のターボチャージャにおいて、連通制御弁のバルブの温度は、常に排気の温度と同一となるため、ウェイストゲート弁のバルブよりも耐熱性が必要となり、高温時に焼き付く、また、高温で材料強度が下がる等の課題があった。
また、連通制御弁のバルブの耐熱性を満足させるためには、高価な高耐熱性金属（例えばニッケル（Ｎｉ）含有量が多い高耐熱性ステンレス鋼）を使う必要があるという課題があった。

また、複数の気筒（４気筒）を有する内燃機関（エンジン）の排気装置の他の例として、ウェイストゲート弁の弁体（ポペットバルブ）のステム（弁軸）およびバルブガイドを取り囲むように、冷却水が循環供給される冷却水流路を備え、ポペットバルブのステムおよびバルブガイドを冷却して、焼き付きや固着等の不具合を解消するようにした過給システム（従来例２）が公知である（例えば、特許文献２参照）。
ところが、従来例２の過給システムにおいては、ハウジングに形成される冷却水通路（ウォータジャケット）を循環する冷却水を利用してポペットバルブのステムおよびバルブガイドを冷却しているが、冷却水によりポペットバルブを直接冷却していないため、ウェイストゲート弁のバルブ冷却効果が少ないという課題があった。

また、ウェイストゲート弁のポペットバルブは、高温の排気に熱的に接触するため、ポペットバルブのステムとバルブガイドとの間の隙間（軸受クリアランス）は、熱膨張や熱変形等による焼き付きを防止するため、一般的な弁軸と軸受との間の隙間（軸受クリアランス）と比べて大きく開けられている。あるいはポペットバルブのステムとバルブガイドとの組付誤差等によって、ステムとバルブガイドとの間の隙間寸法（ガタ）が大きい場合には、冷却水からステムへの伝熱（放熱）がし難くなる等のように、隙間寸法の違い等の影響を受ける可能性があるため、ウェイストゲート弁のバルブ冷却効果に製品ばらつきがあるという課題があった。

さらに、従来例２の過給システムにおいては、エンジンから排出された排気が流れる排気パイプの周囲を取り囲む冷却水通路に冷却水を流しているため、排気パイプを流れる排気からの熱を受熱して冷却水通路を通る冷却水が沸騰してしまい、更にウェイストゲート弁のバルブ冷却効果が得られない等の課題があった。
ここで、従来例２の過給システムのように、ウェイストゲート弁の弁体（バルブ）を冷却水等の冷却媒体を利用して直接冷却して、高温の排気に直接晒されるバルブの温度を下げたいという要望がある。

ところで、ウェイストゲート弁のバルブ温度が高いと、バルブの表面が酸化する（錆びる）可能性がある。
また、酸化した層がバリバリとめくれる（剥がれる）可能性もある。
これにより、ウェイストゲート弁のバルブがハウジングに設けられるバルブシート（弁座）に着座した場合でも、バルブとバルブシートとの間に隙間が形成されてしまい、シート不良となる。したがって、ウェイストゲート弁の全閉時に排気が洩れてしまうので、エンジンの過給効率が低下するという問題がある。

特開２００４−０６８６３１号公報 実開平０１−１４５９４２号公報

本発明の目的は、排気制御弁のバルブの構成材料として、安価な耐熱材料を使用することのできる内燃機関の排気装置を提供することにある。また、排気制御弁の弁体（バルブ）を効率良く冷却することのできる内燃機関の排気装置を提供することにある。さらに、排気制御弁のバルブの温度を更に低減することのできる内燃機関の排気装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明（内燃機関の排気装置）によれば、ボディのシリンダ孔内を流れる冷却液が、ボディのシリンダ孔内に往復摺動可能に支持されるピストンロッドに作用することによって、排気制御弁のバルブが開弁方向または閉弁方向に駆動される。これにより、ハウジングに形成される流路を流れる排気の物理量（例えば流量、圧力、温度または湿度）が制御される。（あるいは排気が流れる流路（経路）が、第１排気経路と第２排気経路とに切り替えられる。また、排気が流れる流路（経路）が、排気導入経路とバイパス経路とに切り替えられる。）

また、ボディのシリンダ孔内を流れる冷却液、つまり排気制御弁のバルブを駆動するアクチュエータのピストンロッドを往復駆動する動力源となる冷却液を利用して排気制御弁を冷却する冷却手段を備えている。
これによって、排気制御弁のバルブが受熱した流路の排気熱は、バルブからピストンロッドに伝熱される。そして、ピストンロッドに伝熱された排気熱は、冷却手段の放熱部（例えばピストンロッドの側面に形成される放熱面）において、ボディのシリンダ孔内を流れる冷却液へ放熱される。これにより、ボディのシリンダ孔内を流れる冷却液とピストンロッドとの熱伝導により、排気制御弁、特にバルブが効率良く冷却される。

したがって、ハウジングの流路を流れる排気に晒され、高温の排気熱を受熱することで、過熱（加熱）される排気制御弁、特にバルブの温度上昇を抑えることができる。あるいは排気制御弁、特にバルブの温度を従来例２と比べて更に下げることができるので、排気制御弁のバルブの構成材料として、高価な高耐熱材料（高耐熱性金属）よりも耐熱性が低く、安価な耐熱材料（耐熱性金属）を使用することが可能となる。これにより、排気制御弁の製品コストを低減することができる。

（ａ）はスクロールバルブおよびウェイストゲートバルブを駆動する第１、第２バルブアクチュエータ（ＡＣＴ）の詳細を示した断面図で、（ｂ）は図１（ａ）のＩ方向矢視図である（実施例１）。 過給圧制御システムを示した構成図である（実施例１）。 過給圧制御システムを示した構成図である（実施例２）。 過給圧制御システムを示した構成図である（実施例３）。 スクロールバルブまたはウェイストゲートバルブを駆動する第１、第２バルブアクチュエータ（ＡＣＴ）の詳細を示した断面図である（実施例４）。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

［実施例１の構成］
図１および図２は、本発明を適用した過給圧制御システム（実施例１）を示したものである。

本実施例の内燃機関の制御装置（エンジン制御システム）は、例えば自動車等の車両走行用の内燃機関（エンジンＥ）の排気ガス（排気）の圧力を利用して、エアクリーナを通過した吸入空気（吸気）を過給（圧縮）するツインスクロール型のターボチャージャを有する過給システム（内燃機関の過給装置）を備え、ターボチャージャの過給圧を制御する過給圧制御システム（内燃機関の排気装置、内燃機関の過給圧制御装置）として使用される。

過給圧制御システムは、吸気コンプレッサおよび排気タービンを有するターボチャージャと、排気タービンに組み込まれるスクロール切替弁（排気制御弁）と、このスクロール切替弁の弁体であるスクロールバルブ１と、このスクロールバルブ１を開閉駆動する第１バルブ駆動装置と、排気タービンに組み込まれるウェイストゲート弁（排気制御弁）と、このウェイストゲート弁の弁体であるウェイストゲートバルブ２を開閉駆動する第２バルブ駆動装置と、エンジンＥの各摺動部（各部）およびターボチャージャの軸受機構へ潤滑油を供給する潤滑油供給装置を備えている。

第１、第２バルブ駆動装置は、第１、第２バルブアクチュエータ（以下ＡＣＴ３、４）と、これらのＡＣＴ３、４の各第１、第２シリンダボディ（以下シリンダボディ５）内に各ＡＣＴ３、４の各ピストンロッド７を往復駆動する動力源である冷却水を供給する冷却水供給装置とを備えている。この冷却水供給装置は、エンジンＥの各部、ターボチャージャの各部（スクロールバルブ１、ウェイストゲートバルブ２等）を、上記の冷却水を利用して冷却するエンジン（バルブ）冷却装置（冷却手段：以下冷却装置６）を備えている。

ＡＣＴ３、４は、各シリンダボディ５の一端を貫通してシリンダボディ５の外部へ突出する第１、第２ピストンロッド（以下ピストンロッド７）を備えている。
ここで、スクロール切替弁は、ピストンロッド７の往復変位に基づいて、スクロールバルブ１の開閉動作を行う。また、ウェイストゲート弁は、ピストンロッド７の往復変位に基づいて、ウェイストゲートバルブ２の開閉動作を行う。

ＡＣＴ３、４の各ピストンロッド７は、第１、第２ピストン本体（以下ピストン８）および第１、第２ロッド本体（以下ロッド９）を備えている。
ＡＣＴ３、４の各シリンダボディ５は、ピストン８の往復方向の一側面との間に、少なくとも１つの容積可変室１１を形成する隔壁（筒状のシリンダ１３、環状壁１４、環状のカバー１５）を備えている。また、ＡＣＴ３、４の各シリンダボディ５は、ピストン８の往復方向の両側面との間に、２つの第１、第２容積可変室（以下容積可変室１１、１２）をそれぞれ形成する隔壁（筒状のシリンダ１３、環状壁１４、環状のカバー１５）を備えている。

冷却水供給装置は、エンジンＥのウォータジャケットからＡＣＴ３、４の各容積可変室１１へそれぞれ冷却水を導入する冷却水導入経路に第１、第２固定絞り（以下オリフィス１６）を備えている。また、冷却水供給装置は、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１１からラジエータ側へそれぞれ冷却水を戻す冷却水排出経路に第１、第２電磁可変絞り弁（冷却液制御弁：可変絞り弁１７）を備えている。これらの可変絞り弁１７の弁体を開閉駆動する電磁アクチュエータ１８は、外部制御回路であるエンジン制御ユニット（電子制御装置：以下ＥＣＵ）１９によって電子制御される電磁弁駆動回路を介して、例えば自動車等の車両に搭載される外部電源（バッテリ）に電気接続されている。

エンジンＥは、複数の気筒（第１気筒＃１〜第４気筒＃４）を有する、所謂４気筒のエンジンである。
本実施例では、各気筒＃１〜＃４の点火順序、あるいはインジェクタからの燃料噴射の順序は、第１気筒＃１→第３気筒＃３→第４気筒＃４→第２気筒＃２であり、この順で吸気行程や排気行程等が実施される。

各気筒＃１〜＃４の吸気ポートには、インテークマニホールド（図示せず）が接続されている。このインテークマニホールドの上流端には、内部に吸気通路が形成される吸気管が接続されている。この吸気管には、エアクリーナ、ターボチャージャの吸気コンプレッサ、インタークーラおよびスロットルバルブ等が設置されている。
各気筒＃１〜＃４の排気ポートには、エキゾーストマニホールドが接続されている。このエキゾーストマニホールドの下流端には、内部に排気通路が形成される排気管が接続されている。この排気管には、ターボチャージャの排気タービン、排気浄化装置（触媒）およびマフラー等が設置されている。

インテークマニホールドには、各気筒＃１〜＃４の吸気ポートに連通する複数の吸気分岐通路が接続され、また、複数の吸気分岐通路は、１つの吸気通路の下流端部（例えばサージタンク）で各気筒＃１〜＃４毎に分岐している。
エキゾーストマニホールドには、各気筒＃１〜＃４の排気ポートに連通する複数の排気分岐通路が接続されている。また、本実施例のエキゾーストマニホールドは、各気筒＃１〜＃４からそれぞれ排出される排気を集合させる排気集合部（エキゾーストマニホールドの排気集合部２０）を備えている。

本実施例の排気集合部２０は、各気筒＃１〜＃４からそれぞれ排出される排気を、所定の気筒群毎に２分割して集合させる２つの第１、第２排気集合部（エキゾーストマニホールドの排気集合部２１、２２）を備えている。
排気集合部２１の上流側には、第１、第４気筒＃１、＃４よりなる第１気筒群の排気ポートおよび排気分岐通路が接続し、また、排気集合部２１の下流側には、第１排気導入流路を介して第１スクロール流路（後述する）が接続している。
排気集合部２２の上流側には、第２、第３気筒＃２、＃３よりなる第２気筒群の排気ポートおよび排気分岐通路が接続し、また、排気集合部２２の下流側には、第２排気導入流路を介して第２スクロール流路（後述する）が接続している。

ターボチャージャは、エアクリーナからスロットルボディやインテークマニホールドへ吸気を流す吸気通路（吸気経路）の途中に設けられた吸気コンプレッサと、エキゾーストマニホールドの各排気集合部２１、２２から排気浄化装置へ排気を流す排気通路（排気経路）の途中に設けられた排気タービンとを備えている。
ターボチャージャは、排気タービンのホイール（タービンインペラ２３）が排気により回転駆動されると、タービンインペラ２３に一体回転可能に連結したタービンシャフト２４および吸気コンプレッサのホイール（コンプレッサインペラ２５）も回転し、このコンプレッサインペラ２５が吸気を圧縮して、エンジンＥの気筒内に送り込むターボ過給機である。

排気タービンは、タービンインペラ２３およびタービンハウジング（以下ハウジング２６）を備えている。タービンインペラ２３は、円周方向に複数のタービンブレード（翼）を有し、エンジンＥの排気圧力により回転駆動される。そして、タービンインペラ２３は、タービンシャフト２４を介して、コンプレッサインペラ２５と直接的に連結してコンプレッサインペラ２５を回転駆動（直結駆動）する。
吸気コンプレッサは、コンプレッサインペラ２５およびコンプレッサハウジング（以下ハウジング２７）を備えている。コンプレッサインペラ２５は、円周方向に複数のコンプレッサブレード（翼）を有し、タービンシャフト２４を介して、タービンインペラ２３に連結して回転駆動される。

ここで、排気タービンのハウジング２６と吸気コンプレッサのハウジング２７との間には、例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等の耐熱性金属によって形成されるセンタハウジング（以下ハウジング２８）が設けられている。このハウジング２８の内部には、タービンシャフト２４がその軸線方向（回転軸方向）に挿入される軸受孔が形成されている。このハウジング２８には、タービンシャフト２４が摺動可能に嵌挿される軸孔を有する円筒状のラジアル軸受２９の外周部を保持固定する軸受保持部（ベアリングホルダ）が設けられている。
なお、ハウジング２８の軸受保持部およびラジアル軸受２９等によってターボチャージャの軸受機構が構成される。

ところで、排気タービンのハウジング２６は、例えば耐熱アルミニウム合金、耐熱鋼や耐熱鋳鋼等の耐熱性金属により形成されている。このハウジング２６には、タービンインペラ２３の周囲を取り囲むようにシュラウド壁が設けられている。ハウジング２６の中央部には、タービンインペラ２３を回転可能に収容するインペラ収容空間が形成されている。
タービンインペラ２３およびインペラ収容空間よりも排気流れの方向の上流側には、タービンインペラ２３およびインペラ収容空間を渦巻き状に囲むようにスクロール流路（排気導入経路）が設けられている。

ここで、本実施例のハウジング２６には、スクロール流路を、２つの排気集合部２１、２２にそれぞれ連通する２つの第１、第２スクロール流路３１、３２に区画形成する隔壁等の区画部（仕切り部）３３が設けられている。
ハウジング２６には、区画部３３を貫通して第１スクロール流路３１を第２スクロール流路３２に合流させる合流部（合流流路３４）が形成されている。この合流流路３４には、ＡＣＴ３によって駆動されるスクロールバルブ１が設置されている。
なお、合流流路３４は、第１スクロール流路３１を流れる排気の一部または全部を、第１スクロール流路３１と隣接する第２スクロール流路３２へ合流させる排気導入経路の一部を構成している。

２つの第１、第２スクロール流路３１、３２の上流側には、ハウジング２６の外部（２つの排気集合部２１、２２）から排気が流入する２つの第１、第２排気導入流路が設けられている。また、これらの第１、第２排気導入流路の上流端には、２つの第１、第２排気入口ポート（排気入口部）がそれぞれ設けられている。
また、インペラ収容空間の下流側には、タービンインペラ２３の回転軸方向の一端側へ排気を排出させる排気排出流路３８が設けられている。この排気排出流路３８の下流端には、排気出口ポート（排気出口部）が設けられている。
また、ハウジング２６には、スクロールバルブ１を開閉（回転）可能に収容する第１バルブボディ、およびウェイストゲートバルブ２を開閉（回転）可能に収容する第２バルブボディが一体的に設けられている。

また、ハウジング２６には、各排気集合部２１、２２から各第１、第２排気導入流路、各第１、第２スクロール流路３１、３２へ流入した排気を、タービンインペラ２３およびインペラ収容空間から迂回（バイパス）させる２つの第１、第２バイパス流路（以下バイパス流路３５、３６）が形成されている。これらのバイパス流路３５、３６の下流端には、排気排出流路３８へ排気を導く１つのバイパス流路３７が設けられている。また、バイパス流路３５、３６とバイパス流路３７との接続部には、ＡＣＴ４によって駆動されるウェイストゲートバルブ２が設置されている。
なお、バイパス流路３５〜３７は、２つの第１、第２スクロール流路３１、３２をそれぞれ流れる排気の一部を排気排出流路３８へ誘導する排気バイパス経路を構成している。

次に、本実施例のスクロール切替弁、ウェイストゲート弁およびＡＣＴ３、４の詳細を、図１および図２に基づいて簡単に説明する。
スクロール切替弁は、ＡＣＴ３のシリンダボディ５の外部へ突出するピストンロッド７の軸線方向の往復変位に基づいて、ハウジング２６に設けられる合流流路３４を開閉するプレート状のスクロールバルブ１と、このスクロールバルブ１と一体回転可能に連結した一対の第１バルブアーム（以下アーム４１）とを備えている。
スクロールバルブ１は、基端部から先端部へ向けて真っ直ぐに延びるプレート状の第１弁体であって、基端部がアーム４１の嵌合孔に圧入嵌合されたピボットピン４２に接続されている。

スクロールバルブ１は、エンジンＥの排気集合部２１、２２からタービンインペラ２３へ排気を導入する排気導入モードを、排気導入モードＡ〜Ｃのいずれかに切り替える排気導入モード（第１経路）切替手段を構成している。
なお、スクロール切替弁のバルブ開度は、オリフィス１６の固定絞り量、可変絞り弁１７の可変絞り量、および第１リターンスプリング（スプリング４３）の設定荷重（スプリング力）等によって変更される容積可変室１１への冷却水の流量または圧力により可変制御されるように構成されている。また、可変絞り弁１７の可変絞り量を、エンジンＥの運転状況に対応して設定される目標過給圧またはエンジン回転速度またはエンジン負荷（アクセル開度やスロットル開度等）によって変更しても良い。

排気導入モードＡとは、第１スクロール流路３１を流れる排気の全部を合流流路３４を介して第２スクロール流路３２へ合流させ、第２スクロール流路３２のみからタービンインペラ２３へ排気を導入する第１排気導入経路のことである。
排気導入モードＢとは、２つの第１、第２スクロール流路３１、３２の双方からタービンインペラ２３へ排気を導入する第２排気導入経路のことである。
排気導入モードＣとは、スクロールバルブ１の開度を可変することで、第１スクロール流路３１を流れる排気の一部を合流流路３４を介して第２スクロール流路３２へ合流させ、２つの第１、第２スクロール流路３１、３２の双方からタービンインペラ２３へ導入される排気の流量を調整する第３排気導入経路のことである。なお、排気導入モードＣは設けなくても良い。

ウェイストゲート弁は、スクロール切替弁と同様に、ＡＣＴ４のシリンダボディ５の外部へ突出するピストンロッド７の軸線方向の往復変位に基づいて、ハウジング２６に設けられるバイパス流路３５〜３７を開閉するプレート状のウェイストゲートバルブ２と、このウェイストゲートバルブ２と一体回転可能に連結した一対の第２バルブアーム（以下アーム４１）とを備えている。
ウェイストゲートバルブ２は、基端部から先端部へ向けて真っ直ぐに延びるプレート状の第２弁体であって、基端部がアーム４１の嵌合孔に圧入嵌合されたピボットピン４２に接続されている。

ウェイストゲートバルブ２は、タービンインペラ２３から排気を迂回をさせるか否かを設定する排気バイパスモードを、バイパス全閉モードＤ、バイパス全開モードＥ、バイパス流量可変モードＦのいずれかに切り替える排気バイパスモード（第２経路）切替手段を構成している。
なお、ウェイストゲート弁のバルブ開度は、スクロール切替弁と同様に、固定絞り（オリフィス１６）の固定絞り量、可変絞り弁１７の可変絞り量、および第２リターンスプリング（スプリング４３）の設定荷重（スプリング力）等によって変更される容積可変室１１への冷却水の流量または圧力により可変制御されるように構成されている。また、可変絞り弁１７の可変絞り量を、エンジンＥの運転状況に対応して設定される目標過給圧またはエンジン回転速度またはエンジン負荷（アクセル開度やスロットル開度等）によって変更しても良い。

バイパス全閉モードＤとは、ウェイストゲート流路を構成するバイパス流路３５〜３７を閉塞して、第１、第２スクロール流路３１、３２のいずれか一方のスクロール流路、あるいは２つの第１、第２スクロール流路３１、３２の双方からタービンインペラ２３へ排気を導入する第１排気バイパス経路のことである。
バイパス全開モードＥとは、バイパス流路３５〜３７を開放して、２つの第１、第２スクロール流路３１、３２を流れる排気をタービンインペラ２３からバイパスさせる第２排気バイパス経路のことである。
バイパス流量可変モードＦとは、ウェイストゲートバルブ２の開度を可変することで、バイパス流路３５〜３７を流れる排気の流量を調整する第３排気バイパス経路のことである。なお、バイパス流量可変モードＦは設けなくても良い。

本実施例のＡＣＴ３は、シリンダボディ５と、このシリンダボディ５の内部に配置される基端部（ピストン８）からシリンダボディ５の外部へ突出する先端部（ロッド９の一端部：出力部）に至るまで軸線方向に真っ直ぐに延びるピストンロッド７と、このピストンロッド７のピストン本体（以下ピストン８）およびロッド本体（ロッド９）に対して、スクロールバルブ１を閉弁方向に付勢する付勢力を発生するスプリング４３と、ピストンロッド７の軸線方向の往復変位をアーム４１を介してスクロールバルブ１に伝える第１リンクプレート（以下リンク４４）とを備えている。
ＡＣＴ３は、ピストンロッド７のピストン８およびロッド９をその軸線方向に往復移動させることで、リンク４４を介してスクロールバルブ１を開弁駆動または閉弁駆動する第１バルブアクチュエータである。

シリンダボディ５は、ピストンロッド７の最大径部であるピストン８の外周部をその軸線方向に往復摺動可能に支持するシリンダ孔４５が形成された筒状のシリンダ１３、このシリンダ１３の一端側に環状壁１４を介して接続されて、内部にスプリング４３を伸縮可能に収容する筒状の第１スプリングホルダ（以下スプリングホルダ４６）、および内部に第１ラジアル軸受（以下ラジアル軸受４７）を保持する筒状の第１ベアリングホルダ（以下軸受ホルダ４８）を有している。
シリンダボディ５は、シリンダ１３の一端が閉塞され、シリンダ１３の他端が開口している。このシリンダ１３の開口部は、カバー１５によって閉塞されている。

シリンダボディ５、特にシリンダ１３の内部のシリンダ孔４５は、ピストン８によって容積可変室１１と容積可変室１２とに区画形成されている。
容積可変室１１は、ピストン８の片面（他端面）とカバー１５との間に形成されている。この容積可変室１１内には、冷却水が常時流通するように構成されている。
シリンダ１３の図示上部には、エンジンＥの冷却水循環回路（後述する）またはウォータジャケット（後述する）からオリフィス１６を経て容積可変室１１内へ冷却水を流入させるための入口部が設けられている。また、シリンダ１３の図示下部には、容積可変室１１内から可変絞り弁１７を経てエンジンＥの冷却水循環回路またはラジエータ（後述する）へ冷却水を流出させるための出口部が設けられている。

容積可変室１２は、ピストン８の他の片面（一端面）と環状の段差との間に形成されている。この容積可変室１２内には、スプリング４３が収容されている。また、容積可変室１２は、スプリングホルダ４６と軸受ホルダ４８との間に形成される円筒状のスプリング収納空間を含んで構成されている。
シリンダ１３の容積可変室１２内には、金属素線が螺旋状に巻装されたスプリング４３が収容されている。このスプリング４３は、ピストン８およびロッド９に対して、スクロールバルブ１を閉じる側に付勢する付勢力（スプリング荷重）を発生する付勢手段である。
リンク４４は、入力部および出力部を有している。このリンク４４の入力部には、第１ヒンジピン（以下ピボットピン５１）が摺動可能に挿入される円形状の嵌合孔が形成されている。また、リンク４４の出力部には、第２ヒンジピン（以下ピボットピン５２）が摺動可能に挿入される円形状の嵌合孔が形成されている。
軸受ホルダ４８は、スプリングホルダ４６の内径側に同軸的に設けられスプリングホルダ４６とシリンダボディ５の２重筒状部を構成している。

ピストンロッド７は、軸受ホルダ４８の一端を貫通してシリンダボディ５の外部へ突出するように設けられている。このピストンロッド７は、シリンダボディ５のシリンダ孔４５内を流れる冷却水の作用により自身がその軸線方向に往復駆動されることで、スクロールバルブ１を開弁駆動（または閉弁駆動）する。また、ピストンロッド７は、シリンダ１３のシリンダ孔４５内に往復摺動可能に支持されるピストン８、およびスクロールバルブ１とピストン８とを一体移動可能および熱伝達可能に連結するロッド９を備えている。
ピストン８の外周部には、シリンダ１３のシリンダ孔４５の孔壁面に摺接すると共に、ピストン８とシリンダ１３との間の隙間をシールするシールリング５３が装着されている。
ロッド９は、ピストン８の中央部の側面（図示右側面）からバルブ側へ突出するように設けられて、軸線方向に真っ直ぐに延びる軸方向部である。

このロッド９は、ピストン８の側面に一体的に設けられた径大軸部、この径大軸部の先端面に一体的に設けられて、径大軸部よりも外径が小さい径小軸部、およびこの径小軸部の先端側に一体的に設けられた二股形状の嵌合部５４を備えている。
嵌合部５４には、リンク４４の入力部が摺動可能に収容される収容凹部５５が形成されている。この嵌合部５４は、ピボットピン５２の軸方向の両端を嵌合固定する円形状の嵌合孔が形成されている。
ロッド９の径大軸部の外周部には、軸受ホルダ４８の軸受孔の孔壁面に摺接すると共に、ロッド９と軸受ホルダ４８との間の隙間をシールするＯリング５６が装着されている。また、ロッド９の径小軸部の外周部は、ラジアル軸受４７を介して、軸受ホルダ４８に摺動可能に収容されている。

本実施例のＡＣＴ４は、ＡＣＴ３と同様に、シリンダボディ５、ピストンロッド７、スプリング４３およびリンク４４を備えている。このＡＣＴ４は、ピストンロッド７のピストン８およびロッド９をその軸線方向に往復移動させることで、リンク４４を介してウェイストゲートバルブ２を開弁駆動または閉弁駆動する第２バルブアクチュエータである。 ＡＣＴ４のシリンダボディ５は、ＡＣＴ３のシリンダボディ５と同様に、内部にシリンダ孔４５が形成された筒状のシリンダ１３、ラジアル軸受４７を保持する筒状の軸受ホルダ４８を有している。このシリンダボディ５の内部には、ピストンロッド７のピストン８によって区画形成される２つの容積可変室１１、１２が設けられている。

ここで、オリフィス１６は、エンジンＥの冷却水循環回路（後述する）またはウォータジャケット（後述する）からＡＣＴ３、４の各容積可変室１１へ導入する冷却水の流量を制限するように構成されている。例えば可変絞り弁１７の絞り量よりもオリフィス１６の絞り量を大きくすることで、容積可変室１１へ流入する冷却水の流入量よりも容積可変室１１から流出する冷却水の流出量が多くなる。このため、速やかにスプリング４３の付勢力によってピストンロッド７を閉弁方向（図示左方向）に変位させることができる。これにより、スクロールバルブ１やウェイストゲートバルブ２の閉弁速度を早くすることができる。

ここで、可変絞り弁１７は、スリーブ内をスプールが往復移動可能なスプール制御弁と、このスプール制御弁のスプールを駆動する電磁アクチュエータ１８とを備えている。
スプール制御弁のスリーブの内部には、スプールが摺動するスプール孔、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１１からスプール孔の内部へ冷却水が供給される入口ポート、およびスプール孔の内部からラジエータ（後述する）へ冷却水を排出する出口ポートが形成されている。

可変絞り弁１７は、入口ポートまたは出口ポートの開口面積をスプールの移動位置に応じて変更することで、容積可変室１１を流れる冷却水の流量または圧力を調整する。
電磁アクチュエータ１８には、スプールバルブの移動量（リフト量）に相当するバルブ開度に対応した信号をＥＣＵ１９へ出力するリフトセンサが設けられている。この可変絞り弁１７のバルブ開度は、ＥＣＵ１９によって電子制御される。これにより、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１１に導入される冷却水の流量または圧力がエンジンＥの運転状況または運転条件に対応した最適値となるように調整される。

ここで、ＡＣＴ３、４、特に各容積可変室１１内に導入される冷却水の流量を調整する可変絞り弁１７は、ＥＣＵ１９によって電子制御される電磁弁駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気接続されている。
ＥＣＵ１９には、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、入力回路（入力部）、出力回路（出力部）、電源回路、タイマー回路および電磁弁駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが内蔵されている。

ＣＰＵは、プログラムによって様々な数値演算処理、情報処理および制御（過給圧制御）等を行う。
ＲＯＭには、ＣＰＵによる様々な数値演算処理、情報処理および制御等に必要なプログラムが予め記憶されている。
ＲＡＭには、ＣＰＵによる様々な数値演算処理による中間情報が一時的に記録（記憶、格納）され、イグニッションスイッチ（エンジンスイッチ）がＯＦＦとなると記憶された情報は消える。

ここで、マイクロコンピュータの入力部には、クランク角度センサＳ１、アクセル開度センサＳ２、過給圧センサＳ３、リフトセンサ、エアフロメータ、スロットル開度センサ、吸気温センサ、冷却水温センサおよび排気センサ（空燃比センサ、酸素濃度センサ）等の各種センサからのセンサ出力信号が、Ａ／Ｄ変換回路によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
また、ＥＣＵ１９は、イグニッションスイッチがＯＮされると、先ず、エンジンＥの運転状況（エンジン情報）または運転条件（状態）を算出するのに必要な各種センサ出力信号を取得（入力）し、エンジンＥの運転状況または運転条件およびＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて、少なくとも可変絞り弁１７の電磁アクチュエータ１８を電子制御するように構成されている。

ＥＣＵ１９は、エンジンＥの低速運転時、つまりエンジン回転速度が第１所定値（例えば１５００ｒｐｍ未満）となる低速回転領域の場合、可変絞り弁１７のスプールをリフトさせ、可変絞り弁１７のスプールをデフォルト位置（初期位置）から移動させる。これにより、ＡＣＴ３の容積可変室１１を流れる冷却水の流量が多くなり、容積可変室１１の容積が大きくなる側（開弁方向）にピストンロッド７が移動する。
したがって、スクロールバルブ１が開弁し、第１スクロール流路３１を流れる排気の全部が、合流流路３４を介して第２スクロール流路３２へ合流するため、第２スクロール流路３２のみからタービンインペラ２３へ排気を導入する排気導入モードＡとなる。

一方、ＡＣＴ４の容積可変室１１を流れる冷却水の流量は、変化しないため、容積可変室１１の容積も変化せず、ピストンロッド７も動かない。
したがって、ウェイストゲートバルブ２は、閉弁状態に維持されるため、バイパス流路３５〜３７を閉塞するバイパス全閉モードＤとなる。
この結果、エンジンＥのエキゾーストマニホールドの排気集合部２１から第１スクロール流路３１に流入した排気は、合流流路３４を介して、排気集合部２２から流出して第２スクロール流路３２を流れる排気と合流して、第２スクロール流路３２からインペラ収容空間内に導入される。そして、インペラ収容空間内に導入された排気は、排気タービンのタービンインペラ２３を回転駆動する。

一方、エアクリーナからハウジング２７内に流入した吸気は、タービンインペラ２３の回転により駆動されるコンプレッサインペラ２５の遠心力によって圧縮されて圧力（過給圧）が上昇する。そして、圧力が上昇した吸気は、インテークマニホールド、吸気ポートを通ってエンジンＥの気筒（第１気筒＃１〜第４気筒＃４のいずれかの気筒）内に吸い込まれる。
したがって、エンジンＥの低速運転時のように少ない排気流量でも十分高速な吸気の流れが得られるので、エンジンＥの低速運転時における過給圧を高めることができる。

ＥＣＵ１９は、エンジンＥの中速運転時、つまりエンジン回転速度が第２所定値（例えば１５００ｒｐｍ以上で、且つ２５００ｒｐｍ未満）となる中速回転領域の場合、可変絞り弁１７のスプールをデフォルト位置（初期位置）に戻す。
これにより、ＡＣＴ３の容積可変室１１を流れる冷却水の流量を少なくして、スプリング４３の付勢力によって容積可変室１１の容積が小さくなる側（閉弁方向）にピストンロッド７が移動する。
したがって、スクロールバルブ１が閉弁し、２つの第１、第２スクロール流路３１、３２の双方からタービンインペラ２３へ排気を導入する排気導入モードＢとなる。

一方、ＡＣＴ４の容積可変室１１を流れる冷却水の流量は、エンジンＥの低速運転時と同様に、変化しないため、ピストンロッド７は動かず、バイパス流路３５〜３７を閉塞するバイパス全閉モードＤとなる。
この結果、エンジンＥのエキゾーストマニホールドの各排気集合部２１、２２から第１、第２スクロール流路３１、３２にそれぞれ流入した排気は、第１、第２スクロール流路３１、３２からそれぞれインペラ収容空間内に導入される。そして、インペラ収容空間内に導入された排気は、排気タービンのタービンインペラ２３を回転駆動する。

一方、エアクリーナからハウジング２７内に流入した吸気は、タービンインペラ２３の回転により駆動されるコンプレッサインペラ２５の遠心力によって圧縮されて圧力（過給圧）が上昇する。そして、圧力が上昇した吸気は、インテークマニホールド、吸気ポートを通ってエンジンＥの気筒（第１気筒＃１〜第４気筒＃４のいずれかの気筒）内に吸い込まれる。
したがって、タービンインペラ２３に導入される排気流量が増大し、エンジンＥの中速運転時における過給圧を高めることができる。

ＥＣＵ１９は、エンジンＥの高速運転時、つまりエンジン回転速度が第３所定値（例えば２５００ｒｐｍ以上）となる高速回転領域の場合、可変絞り弁１７のスプールのデフォルト位置（初期位置）から移動させ、可変絞り弁１７のスプールをリフトさせる。これにより、ＡＣＴ４の容積可変室１１を流れる冷却水の流量が多くなり、容積可変室１１の容積が大きくなる側（開弁方向）にピストンロッド７が移動する。
したがって、ウェイストゲートバルブ２が開弁し、バイパス流路３５〜３７を開放するバイパス全開モードＥとなる。

この結果、第１、第２スクロール流路３１、３２を流れる排気の一部または全部が、バイパス流路３５〜３７を通って排気排出流路３８へ流入する。つまり排気の一部または全部が、タービンインペラ２３を迂回するため、タービンインペラ２３に導かれる排気の流量が減るので、排気タービンのタービンインペラ２３に作用する排気エネルギーが減少する。これにより、タービンインペラ２３の過回転が抑制され、吸気コンプレッサの過給圧が設定値以下に抑えられる。

潤滑油供給装置は、オイルポンプ６１と、このオイルポンプ６１から吐出されるエンジンオイル（潤滑油、潤滑オイル：以下オイル）を冷却液（例えば冷却水等）を利用して冷却するオイルクーラ（図示せず）と、オイルポンプ６１から吐出されたオイルを、エンジンＥの各部へ循環供給する潤滑油循環回路６２と、オイルポンプ６１から吐出されたオイルを、ターボチャージャのハウジング２８の内部（特にラジアル軸受２９）へ循環供給する潤滑油循環回路６３とを備えている。

オイルポンプ６１は、エンジンＥのクランクシャフト（または電動モータ）の回転と同期して回転駆動されて、潤滑油循環回路６２、６３中に冷却水の循環流を発生させるものである。このオイルポンプ６１は、オイルを貯留する貯留槽であるオイルパン（またはオイルタンクでも構わない）内のオイルを吸入し、オイルパンから吸入したオイルを加圧して潤滑油循環回路６２、６３側へ圧送する液体圧（油圧）発生手段である。
オイルクーラは、オイルポンプ６１の吐出側と、潤滑油循環回路６２と潤滑油循環回路６３との分岐部よりもオイル流れ方向の上流側との間に接続されている。これにより、オイルクーラでオイルを冷却することで、所定の温度範囲（例えば６０〜８０℃）のオイルをラジアル軸受２９およびエンジンＥの各部へ循環供給することができる。

潤滑油循環回路６２は、オイルポンプ６１から吐出されたオイルをオイルクーラを経てエンジンＥの各部へ供給するためのオイル供給流路（経路）、およびエンジンＥの各部を潤滑したオイルをオイルパンへ戻すオイル排出流路（経路）を備えている。なお、潤滑油循環回路６２は、エンジンＥの各部にオイルを分配供給する複数のオイル供給流路（経路）を有している。
潤滑油循環回路６３は、オイルポンプ６１から吐出されたオイルをターボチャージャのラジアル軸受２９等へ供給するためのオイル供給流路（経路）、およびラジアル軸受２９等を潤滑したオイルをオイルパンへ戻すオイル排出流路（経路）を備えている。なお、潤滑油循環回路６３は、ラジアル軸受２９以外のスラスト軸受（図示せず）へもオイルを分配供給する複数のオイル供給流路（経路）を有している。

次に、本実施例の冷却装置６の詳細を、図１および図２に基づいて簡単に説明する。
冷却装置６は、ラジエータ７１から冷却水を吸入するウォータポンプ７２と、このウォータポンプ７２から吐出された液体状の冷却媒体（冷却液）であるエンジン冷却水（以下冷却水）を、エンジンＥのウォータジャケットへ循環供給する冷却水循環回路７３と、ウォータポンプ７２から吐出された冷却水を、ターボチャージャのハウジング２８のウォータジャケットＷへ循環供給する冷却水循環回路７４と、ウォータポンプ７２から吐出された冷却水を、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１１へ冷却水を循環供給する冷却水循環回路７５とを備えている。

ラジエータ７１は、ウォータポンプ７２に吸入される冷却水を気体状の冷却媒体（冷却風、例えば外気等）を利用して冷却する熱交換器（放熱器）である。
このラジエータ７１は、チューブ内を通過する冷却水とチューブ外を通過する冷却風（外気）とを熱交換させることで、冷却装置６の冷却水循環回路７３〜７５を循環する冷却水を、所定の温度範囲（例えば６０〜８０℃）に冷却している。これにより、所定の温度範囲の冷却水を、エンジンＥのウォータジャケット、ターボチャージャのウォータジャケットＷ、およびＡＣＴ３、４の各容積可変室１１等へ循環供給することが可能となる。

ウォータポンプ７２は、冷却水循環回路７３〜７５中に冷却水の循環流を発生させるものである。このウォータポンプ７２は、エンジンＥのクランクシャフト（または電動モータ）の回転と同期して回転駆動されて、ラジエータ７１で冷却された冷却水を吸入し、吸入した冷却水を加圧して冷却水循環回路７３〜７５側へ圧送する液体圧（水圧）発生手段である。

冷却水循環回路７３は、ウォータポンプ７２から吐出された冷却水を、エンジンＥのウォータジャケットへ供給するための冷却水供給流路（経路）、およびエンジンＥの各部を冷却した冷却水をラジエータ７１を経由してウォータポンプ７２の吸入側へ戻す冷却水戻し流路（経路）を備えている。なお、エンジンＥのウォータジャケットは、エンジンＥの各部（シリンダヘッド、シリンダブロック）に冷却水を分配供給する複数の冷却水供給流路（経路）を有している。また、ウォータジャケットは、エンジンＥのシリンダヘッドおよびシリンダブロックにおいて、各気筒（第１気筒＃１〜第４気筒＃４）を取り囲むように設けられている。

冷却水循環回路７４は、エンジンＥのウォータジャケットで冷却水循環回路７３から分流した冷却水を、ウォータジャケットＷへ冷却水を循環供給するための冷却水供給流路（経路）、およびラジアル軸受２９を冷却した冷却水を冷却水循環回路７３の冷却水戻し流路に合流させる冷却水戻し流路（経路）を備えている。なお、ターボチャージャのウォータジャケットＷは、ラジアル軸受２９の周囲を取り囲むように設けられている。
冷却水循環回路７５は、冷却水循環回路７４の冷却水供給流路の途中で冷却水循環回路７４から分流した冷却水を、オリフィス１６を経てＡＣＴ３、４の各容積可変室１１へ冷却水を循環供給するための冷却水供給流路（冷却水導入経路）、およびＡＣＴ３、４の各容積可変室１１の出口部から流出した冷却水を、可変絞り弁１７を経て冷却水循環回路７３の冷却水戻し流路に合流させる冷却水戻し流路（冷却水排出経路）を備えている。

冷却水導入経路は、この経路上の分岐部で分岐した冷却水をオリフィス１６を経てＡＣＴ３の容積可変室１１へ導くための第１冷却水導入経路７６ａ、および分岐部で分岐した冷却水をオリフィス１６を経てＡＣＴ４の容積可変室１１へ導くための第２冷却水導入経路７６ｂを有している。
冷却水排出経路は、ＡＣＴ３の容積可変室１１の出口部から流出した冷却水を可変絞り弁１７を経て、冷却水排出経路上の合流部で合流させるための第１冷却水排出経路７７ａ、およびＡＣＴ４の容積可変室１１の出口部から流出した冷却水を可変絞り弁１７を経て、冷却水排出経路上の合流部で合流させるための第２冷却水排出経路７７ｂを有している。

冷却装置６は、上記の他に、２つの第１、第２スクロール流路３１、３２および合流流路３４を流れる排気に熱的に接触する第１受熱部８１、バイパス流路３５〜３７を流れる排気に熱的に接触する第２受熱部８１、スクロールバルブ１とピストン８に熱的に接触する第１熱伝達部８２、ウェイストゲートバルブ２とピストン８に熱的に接触する第２熱伝達部８２、スクロールバルブ１が受熱した排気熱を、ピストンロッド７に伝熱してＡＣＴ３の容積可変室１１内を流れる冷却水へ放熱する第１放熱部８３、ウェイストゲートバルブ２が受熱した排気熱を、ピストンロッド７に伝熱してＡＣＴ４の容積可変室１１内を流れる冷却水へ放熱する第２放熱部８３を有している。

第１、第２受熱部８１は、スクロールバルブ１の表面およびウェイストゲートバルブ２の表面に設けられる熱接触部である。
第１、第２熱伝達部８２は、ロッド９、アーム４１およびリンク４４等に設けられている。第１熱伝達部８２は、スクロールバルブ１の表面の第１受熱部８１が受熱した排気熱をピストン８に伝熱する部位である。第２熱伝達部８２は、ウェイストゲートバルブ２の表面の第２受熱部８１が受熱した排気熱をピストン８に伝熱する部位である。
第１、第２放熱部８３は、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１１内に導入された冷却水に熱的に接触する熱接触部を有し、この熱接触部は、ピストン８の一側面（図示左側面）および外周面に設けられている。

ここで、スクロールバルブ１の表面が、第１受熱部８１として２つの第１、第２スクロール流路３１、３２および合流流路３４を流れる排気に晒されているため、そのスクロールバルブ１の材質として、耐熱性に優れる耐熱性金属が使用される。また、スクロールバルブ１は、アーム４１およびリンク４４を介して、ＡＣＴ３のピストンロッド７と熱的に接触しているため、アーム４１およびリンク４４の材質として、熱伝導性に優れるアルミニウム合金や銅等の金属が使用される。また、ＡＣＴ３のピストンロッド７は、アーム４１およびリンク４４を介して、スクロールバルブ１とピストン８に熱的に接触するロッド９を備えているため、そのピストンロッド７の材質として、熱伝導性に優れるアルミニウム合金や銅等の金属が使用される。

また、ウェイストゲートバルブ２の表面が、第２受熱部８１としてバイパス流路３５〜３７を流れる高温の排気に晒されているため、そのウェイストゲートバルブ２の材質として、耐熱性に優れる耐熱性金属が使用される。また、ウェイストゲートバルブ２は、アーム４１およびリンク４４を介して、ＡＣＴ４のピストンロッド７と熱的に接触しているため、アーム４１およびリンク４４の材質として、熱伝導性に優れるアルミニウム合金や銅等の金属が使用される。また、ＡＣＴ４のピストンロッド７は、アーム４１およびリンク４４を介して、ウェイストゲートバルブ２とピストン８に熱的に接触するロッド９を備えているため、そのピストンロッド７の材質として、熱伝導性に優れるアルミニウム合金や銅等の金属が使用される。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の過給圧制御システムにおいては、ＡＣＴ３、４のシリンダボディ５の容積可変室１１内を流れる冷却水が、シリンダ１３のシリンダ孔４５内に往復摺動可能に支持されるピストンロッド７に作用することによって、ピストンロッド７が開弁方向へ移動する。これにより、スクロールバルブ１またはウェイストゲートバルブ２を開弁駆動することで、エンジンＥの過給圧を高めて、エンジンＥの出力軸トルク（エンジントルク）を高めることができる。

また、シリンダボディ５の容積可変室１１内を流れる冷却水、つまりＡＣＴ３、４の各ピストンロッド７を往復駆動する動力源である冷却水を利用してスクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２を冷却する冷却装置６を備えている。これにより、スクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２の第１、第２受熱部８１で受熱された排気熱は、スクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２からアーム４１、リンク４４およびピストンロッド７に伝熱され、更に、ピストンロッド７に伝熱された排気熱は、ピストンロッド７の第１、第２放熱部（例えばピストンロッド７の側面に形成される放熱面）８３において、シリンダボディ５の容積可変室１１内を流れる冷却水へ放熱される。

これによって、エンジンＥのトルクを高めつつ、シリンダボディ５の容積可変室１１内を流れる冷却水とピストンロッド７との熱伝導により、スクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２を効率良く冷却することができる。
また、ピストンロッド７のピストン８には、常に冷却水が流れるように可変絞り弁１７と冷却水循環回路７５とが構成されているので、ラジエータ７１で冷やされた低温の冷却水によって、スクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２の第１、第２受熱部８１で受熱された排気熱を奪い去ることができる。

したがって、ハウジング２６内に形成される２つの第１、第２スクロール流路３１、３２、合流流路３４およびバイパス流路３５〜３７を流れる排気に晒され、高温の排気熱を受熱することで、過熱（加熱）されるスクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２の温度上昇を抑えることができる。
また、スクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２の温度を従来例２と比べて更に下げることができるので、スクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２の構成材料として、高価な高耐熱材料（高耐熱性金属：例えばニッケル（Ｎｉ）含有量が多い高耐熱性ステンレス鋼等）よりも耐熱性が低く、安価な耐熱材料（耐熱性金属：例えばニッケル（Ｎｉ）含有量が少ない耐熱性ステンレス鋼、耐熱性アルミニウム合金、耐熱鋼等）を使用することが可能となる。これにより、スクロール切替弁やウェイストゲート弁等の製品コストを低減することができる。

また、スクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２の温度を従来例２と比べて更に下げることができるので、スクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２の構成材料の熱変形を抑えることができる。これにより、耐久によるピストンロッド７の移動量（ストローク）−流量特性変化を抑制することができる。
なお、エンジン回転速度または目標過給圧に応じてスクロールバルブ１またはウェイストゲートバルブ２の開度制御を実施するようにしても良い。すなわち、エンジン回転速度または目標過給圧に応じてスクロールバルブ１またはウェイストゲートバルブ２の開度を連続的または段階的に変更することで、ＡＣＴ３、４のピストンロッド７の移動量変化に伴って第１、第２スクロール流路３１、３２、分岐流路８９またはバイパス流路３５〜３７の開口面積が徐々に変化する開口特性となる。この場合、ターボチャージャの過給圧をエンジンＥの運転状況に応じて最適化することができる。

また、エンジンＥの運転状況や運転条件によって可変絞り弁１７の絞り量を最適値に制御することで、エンジンＥのトルクや燃費、エミッションを向上させることができる。
また、エンジンＥの運転状況や運転条件に基づいて、可変絞り弁１７の絞り量を連続的に可変制御し、スクロールバルブ１のバルブ開度を無段階に制御することにより、２つの第１、第２スクロール流路３１、３２の流量分配を制御することができるので、ターボチャージャの可変容量化が実現でき、エンジンＥのトルクやエンジンＥの運転状況や運転条件に対応して設定せれる目標値（目標過給圧等）に対する制御応答性を向上することができる。

また、スクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２を冷却する冷却液が、エンジンＥのシリンダヘッドやシリンダブロック等を冷却するエンジン冷却水であるため、ターボチャージャの軸受機構等の冷却との共通化を図ることができる。これにより、スクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２のみを冷却する専用の冷却液（液体状の冷却媒体）が不要となるので、エンジン冷却システム（冷却装置６）の製品コストを低減することができる。

［実施例２の構成］
図３は、本発明を適用した過給圧制御システム（実施例２）を示したものである。
ここで、実施例１と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

本実施例の過給圧制御システムは、実施例１と同様に、ターボチャージャと、このターボチャージャのハウジング２６に組み込まれるスクロール切替弁と、このスクロールバルブ１を開弁駆動（または閉弁駆動）するＡＣＴ３を有する第１バルブ駆動装置と、ターボチャージャのハウジング２６に組み込まれるウェイストゲート弁と、このウェイストゲートバルブ２を開弁駆動（または閉弁駆動）するＡＣＴ４を有する第２バルブ駆動装置と、エンジンＥの各部およびターボチャージャの軸受機構へ潤滑油を供給する潤滑油供給装置を備えている。

ＡＣＴ３は、シリンダボディ５の一端から外部へ突出するピストンロッド７の往復移動方向への移動量に応じてスクロールバルブ１を開弁駆動または閉弁駆動する。
ＡＣＴ４は、シリンダボディ５の一端から外部へ突出するピストンロッド７の往復移動方向への移動量に応じてウェイストゲートバルブ２を開弁駆動または閉弁駆動する。
第１、第２バルブ駆動装置は、ＡＣＴ３、４の各シリンダボディ５のシリンダ孔４５内に、ＡＣＴ３、４の各ピストンロッド７を往復駆動する動力源である冷却水を供給する冷却水供給装置を備えている。この冷却水供給装置は、エンジンＥの各部、ターボチャージャの各部（スクロールバルブ１、ウェイストゲートバルブ２および軸受機構等）を、上記の冷却水を利用して冷却する冷却装置６を備えている。
冷却装置６は、実施例１と同様に、ラジエータ７１、ウォータポンプ７２および冷却水循環回路７３〜７５を備えている。

ここで、本実施例のエンジンＥのエキゾーストマニホールドには、各気筒＃１〜＃４からそれぞれ排出される排気を集合させる排気集合部２０が設けられている。この排気集合部２０の下流側には、排気導入流路を介して、１つのスクロール流路３０が接続されている。
ターボチャージャのハウジング２６は、タービンインペラ２３よりも排気の流れ方向の上流側に、２つの第１、第２スクロール流路３１、３２が設けられている。ハウジング２６には、スクロール流路３０の排気の流れ方向の下流側部を２つの第１、第２スクロール流路３１、３２に区画形成する隔壁等の区画部（仕切り部）８８が設けられている。また、ハウジング２６には、区画部８８を貫通して１つのスクロール流路３０から２つの第１、第２スクロール流路３１、３２に分岐させる分岐部（分岐流路）８９が形成されている。

本実施例のスクロール切替弁は、ＡＣＴ３のピストンロッド７の往復移動量に応じて開閉駆動されるスクロールバルブ１が分岐流路８９を開閉することで、２つの第１、第２スクロール流路３１、３２をそれぞれ流れる排気の流量を可変制御するように構成されている。
スクロールバルブ１は、エンジンＥの排気集合部２０からスクロール流路３０を経由してタービンインペラ２３へ排気を導入する排気導入モードを、排気導入モードＡ〜Ｃのいずれかに切り替える排気導入モード（第１経路）切替手段を構成している。

排気導入モードＡとは、第１スクロール流路３１のみからタービンインペラ２３へ排気を導入する第１排気導入経路のことである。
排気導入モードＢとは、第１スクロール流路３１を流れる排気の一部を分岐流路８９を介して第２スクロール流路３２へ合流させ、２つの第１、第２スクロール流路３１、３２の双方からタービンインペラ２３へ排気を導入する第２排気導入経路のことである。
排気導入モードＣとは、スクロールバルブ１の開度を可変することで、第１スクロール流路３１を流れる排気の一部を分岐流路８９を介して第２スクロール流路３２へ分岐させ、２つの第１、第２スクロール流路３１、３２の双方からタービンインペラ２３へ導入される排気の流量を調整する第３排気導入経路のことである。なお、排気導入モードＣは設けなくても良い。

ここで、エンジンＥの低速運転時、つまり排気流量が少ない時には、タービンインペラ２３の回転軸方向の外側に位置する第１スクロール流路３１のみからタービンインペラ２３へ排気が導入されるように、スクロールバルブ１を全閉状態に維持する（あるいは全閉駆動する）。これにより、エンジンＥの低速運転時のように少ない排気流量でも十分高速な吸気の流れが得られるので、エンジンＥの低速運転時における過給圧を高めることができる。

また、エンジンＥの中速運転時には、第１スクロール流路３１だけでなく、タービンインペラ２３の回転軸方向の内側に位置する第２スクロール流路３２からもタービンインペラ２３へ排気が導入されるように、スクロールバルブ１を開弁駆動する。これにより、タービンインペラ２３に導入される排気流量が増大し、エンジンＥの中速運転時における過給圧を高めることができる。

なお、エンジン回転速度または目標過給圧に応じてスクロールバルブ１またはウェイストゲートバルブ２の開度制御を実施するようにしても良い。すなわち、エンジン回転速度または目標過給圧に応じてスクロールバルブ１またはウェイストゲートバルブ２の開度を連続的または段階的に変更することで、ＡＣＴ３、４のピストンロッド７の移動量変化に伴って第１、第２スクロール流路３１、３２、分岐流路８９またはバイパス流路３５〜３７の開口面積が徐々に変化する開口特性となる。この場合、ターボチャージャの過給圧をエンジンＥの運転状況に応じて最適化することができる。
以上のように、本実施例の過給圧制御システムにおいては、実施例１と同様な効果を奏する。

［実施例３の構成］
図４は、本発明を適用した過給圧制御システム（実施例３）を示したものである。
ここで、実施例１及び２と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

本実施例の過給圧制御システムは、ターボチャージャと、このターボチャージャのハウジング２６に組み込まれるスクロール切替弁と、このスクロールバルブ１を開弁駆動（または閉弁駆動）するＡＣＴ３を有する第１バルブ駆動装置と、ターボチャージャのハウジング２６に組み込まれるウェイストゲート弁と、このウェイストゲートバルブ２を開弁駆動（または閉弁駆動）するＡＣＴ４を有する第２バルブ駆動装置と、エンジンＥの各部、ターボチャージャの軸受機構等を冷却水を利用して冷却する冷却水供給装置とを備えている。

ＡＣＴ３は、シリンダボディ５の一端から外部へ突出するピストンロッド７の往復移動方向への移動量に応じてスクロールバルブ１を開弁駆動または閉弁駆動する。
ＡＣＴ４は、シリンダボディ５の一端から外部へ突出するピストンロッド７の往復移動方向への移動量に応じてウェイストゲートバルブ２を開弁駆動または閉弁駆動する。
第１、第２バルブ駆動装置は、ＡＣＴ３、４のシリンダボディ５のシリンダ孔４５内に、ＡＣＴ３、４の各ピストンロッド７を往復駆動する動力源である潤滑油を供給する潤滑油供給装置を備えている。
潤滑油供給装置は、ターボチャージャの各部（スクロールバルブ１、ウェイストゲートバルブ２等を、エンジンＥの各部およびターボチャージャの軸受機構を潤滑するオイル（冷却液）を利用して冷却する冷却装置６を備えている。

冷却装置６は、オイルポンプ６１、オイルクーラ、潤滑油循環回路６２、６３の他に、オイルポンプ６１から吐出されたオイルを、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１１へ循環供給する潤滑油循環回路６４を備えている。また、冷却装置６は、第１、第２受熱部８１、第１、第２熱伝達部８２の他に、スクロールバルブ１の第１受熱部８１で受熱した排気熱を、ピストンロッド７に伝熱してＡＣＴ３の容積可変室１１内を流れるオイルへ放熱する第１放熱部８３、ウェイストゲート弁の弁体であるウェイストゲートバルブ２の第２受熱部８２で受熱した排気熱を、ピストンロッド７に伝熱してＡＣＴ４の容積可変室１１内を流れるオイルへ放熱する第２放熱部８３を有している。

潤滑油循環回路６４は、潤滑油循環回路６３のオイル供給流路の途中で潤滑油循環回路６３から分流した冷却水を、オリフィス１６を経てＡＣＴ３、４の各容積可変室１１へオイルを循環供給するためのオイル供給流路（オイル導入経路）、およびＡＣＴ３、４の各容積可変室１１の出口部から流出したオイルを、可変絞り弁１７を経て潤滑油循環回路６２のオイル戻し流路に合流させるオイル戻し流路（オイル排出経路）を備えている。

オイル導入経路は、この経路上の分岐部で分岐したオイルをオリフィス１６を経てＡＣＴ３の容積可変室１１へ導くための第１オイル導入経路６５ａ、および分岐部で分岐した冷却水をオリフィス１６を経てＡＣＴ４の容積可変室１１へ導くための第２オイル導入経路６５ｂを有している。

オイル排出経路は、ＡＣＴ３の容積可変室１１の出口部から流出したオイルを可変絞り弁１７を経て、オイル排出経路上の合流部で合流させるための第１オイル排出経路６６ａ、およびＡＣＴ４の容積可変室１１の出口部から流出したオイルを可変絞り弁１７を経て、オイル排出経路上の合流部で合流させるための第２オイル排出経路６６ｂを有している。
以上のように、本実施例の過給圧制御システムにおいては、実施例１及び２と同様な効果を奏する。

［実施例４の構成］
図５は、本発明を適用した過給圧制御システム（実施例４）を示したものである。
ここで、実施例１〜３と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

本実施例の第１、第２バルブ駆動装置は、スクロールバルブ１を開弁駆動および閉弁駆動するＡＣＴ３と、ウェイストゲートバルブ２を開弁駆動および閉弁駆動するＡＣＴ４と、ＡＣＴ３、４の各シリンダボディ５のシリンダ孔４５内に、ＡＣＴ３、４の各ピストンロッド７を往復駆動する動力源である冷却水を供給する冷却水供給装置を備えている。この冷却水供給装置は、エンジンＥの各部、ターボチャージャの各部（スクロールバルブ１、ウェイストゲートバルブ２および軸受機構等）を、上記の冷却水を利用して冷却する冷却装置６を備えている。

ＡＣＴ３は、シリンダボディ５の一端から外部へ突出するピストンロッド７の往復移動方向への移動量に応じてスクロールバルブ１を開弁駆動または閉弁駆動する。
ＡＣＴ４は、シリンダボディ５の一端から外部へ突出するピストンロッド７の往復移動方向への移動量に応じてウェイストゲートバルブ２を開弁駆動または閉弁駆動する。
本実施例のＡＣＴ３、４の各シリンダボディ５は、ピストン８の往復方向の両側面との間に、２つの第１、第２容積可変室（以下容積可変室１１、１２）をそれぞれ形成する隔壁（筒状のシリンダ１３、環状壁１４、環状のカバー１５）を備えている。

ＡＣＴ３、４の各容積可変室１１、１２には、常に冷却水が流れるように構成されている。
シリンダボディ５のシリンダ１３の図示上部には、エンジンＥの冷却水循環回路７３またはウォータジャケットから容積可変室１１内へ冷却水を流入させるための第１入口部、およびエンジンＥの冷却水循環回路７３またはウォータジャケットから容積可変室１２内へ冷却水を流入させるための第１入口部が設けられている。
また、シリンダ１３の図示下部には、容積可変室１１内から電磁流路切替弁（後述する）を経てエンジンＥの冷却水循環回路またはラジエータ７１へ冷却水を流出させるための第１出口部、および容積可変室１１内から電磁流路切替弁（後述する）を経てエンジンＥの冷却水循環回路またはラジエータ７１へ冷却水を流出させるための第２出口部が設けられている。

冷却装置６は、実施例１と同様に、ラジエータ７１、ウォータポンプ７２および冷却水循環回路７３〜７５を備えている。
ここで、冷却水循環回路７５は、１つの冷却水供給流路７６から分岐した冷却水を、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１１へ冷却水を循環供給するための第１冷却水供給流路（冷却水導入経路）９１、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１２へ冷却水を循環供給するための第２冷却水供給流路（冷却水導入経路）９２、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１１の第１出口部から流出した冷却水を、電磁流路切替弁（冷却液制御弁）９３の第１入口ポートへ導く第１冷却水排出経路９４、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１２の第２出口部から流出した冷却水を、電磁流路切替弁９３の第２入口ポートへ導く第２冷却水排出経路９５、電磁流路切替弁９３の出口ポートから流出した冷却水を冷却水循環回路７３の冷却水戻し流路に合流させる冷却水戻し流路（冷却水排出経路）７７を備えている。

電磁流路切替弁９３は、スリーブ内をスプールが往復移動可能なスプール制御弁と、このスプール制御弁のスプールを駆動する電磁アクチュエータ９６とを備えている。
スプール制御弁のスリーブの内部には、スプールが摺動するスプール孔、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１１の第１出口部からスプール孔の内部へ冷却水が供給される第１入口ポート、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１２の第２出口部からスプール孔の内部へ冷却水が供給される第２入口ポート、およびスプール孔の内部からラジエータ（後述する）へ冷却水を排出する出口ポートが形成されている。

電磁流路切替弁９３は、第１入口ポートまたは出口ポートの開口面積をスプールの移動位置に応じて変更することで、容積可変室１１から流出する冷却水の流量または圧力を調整する第１可変絞り弁部９３ａと、第２入口ポートまたは出口ポートの開口面積をスプールの移動位置に応じて変更することで、容積可変室１２から流出する冷却水の流量または圧力を調整する第２可変絞り弁部９３ｂとを備えている。
電磁アクチュエータ９６には、スプールバルブの移動量（リフト量）に相当するバルブ開度に対応した信号をＥＣＵ１９へ出力するリフトセンサが設けられている。この電磁流路切替弁９３のリフト量は、ＥＣＵ１９によって電子制御される。これにより、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１１、１２に導入される冷却水の流量または圧力がエンジンＥの運転状況または運転条件に対応した最適値となるように調整される。

冷却装置６は、第１、第２受熱部８１、第１、第２熱伝達部８２の他に、スクロールバルブ１が受熱した排気熱を、ピストンロッド７に伝熱してＡＣＴ３の容積可変室１１、１２内を流れる冷却水へ放熱する第１放熱部８３〜８５、ウェイストゲートバルブ２が受熱した排気熱を、ピストンロッド７に伝熱してＡＣＴ４の容積可変室１１、１２内を流れる冷却水へ放熱する第２放熱部８３〜８５を備えている。
第１、第２放熱部８３は、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１１内を流れる冷却水と熱的に接触する、ピストン８の図示左側面（第１側面）に設けられている。
第１、第２放熱部８４は、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１２内を流れる冷却水と熱的に接触する、ピストン８の図示右側面（第２側面）に設けられている。
第１、第２放熱部８５は、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１２内を流れる冷却水と熱的に接触する、ロッド９の外周面に設けられている。

以上のように、本実施例の過給圧制御システムにおいては、実施例１〜３と同様な効果を奏する。
また、冷却装置６の冷却水循環回路７５には、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１１、１２に対する冷却水の流量または圧力を制御する電磁流路切替弁９３が設置されているので、スクロールバルブ１およびウェイストゲートバルブ２の制御性を向上できる。
また、ＡＣＴ３、４の各容積可変室１１、１２内に導入される冷却水の流量または圧力によってピストンロッド７を軸線方向に往復移動させることができるので、ＡＣＴ３、４の構成部品からリターンスプリングを廃止することができる。これにより、ＡＣＴ３、４の製品コストを低減することができる。

［変形例］
本実施例では、排気制御弁の弁体であるバルブを駆動するアクチュエータとして、スクロールバルブ１を開閉駆動するＡＣＴ３と、ウェイストゲートバルブ２を開閉駆動するＡＣＴ４とを設けた例を説明したが、アクチュエータとして、ＡＣＴ３またはＡＣＴ４のいずれか一方のＡＣＴを設けても良い。
また、実施例１〜３のＡＣＴ３、４を、実施例４のＡＣＴ３、４に変更しても良い。
また、実施例２の冷却液を実施例３の潤滑油（オイル）に変更しても良い。
また、ピストンロッドが、ピストン本体とロッド本体とに分割されていても構わない。なお、ピストン本体とロッド本体とを別体で構成した場合には、それぞれ熱伝導性に優れた材料で構成することが望ましい。

本実施例では、本発明の内燃機関の排気装置に使用される排気制御弁を、ターボチャージャの排気タービンに組み込まれるスクロール切替弁およびウェイストゲート弁に適用しているが、本発明の内燃機関の排気装置に使用される排気制御弁を、スクロール切替弁またはウェイストゲート弁のいずれか一方のみに適用しも良い。
また、本発明の内燃機関の排気装置に使用される排気制御弁を、内燃機関の排気循環装置（ＥＧＲ制御装置）に組み込まれるＥＧＲ制御弁に適用しても良い。
また、本発明の内燃機関の排気装置に使用される排気制御弁を、排気流量制御年、配意圧力制御弁、排気流路切替弁、排気絞り弁、バイパス切替弁等の他の排気制御弁に適用しても良い。

また、排気制御弁の弁体として、ピストンロッドとバルブとの間にリンク機構やカム等を介することにより、バタフライバルブ、フラップバルブ、プレートバルブロータリバルブ等の回転型バルブを採用しても良い。
また、排気制御弁の弁体として、ピストンロッドとバルブとの間にリンク機構やカム等を介することなく、ピストンロッドの軸線方向に往復移動するポペットバルブやダブルポペットバルブを採用しても良い。
また、ウェイストゲートバルブ２により開閉されるバイパス流路３５〜３７のうち、バイパス流路３５またはバイパス流路３６のいずれか一方を設けなくても構わない。
また、本実施例では、スプールバルブの位置を検出するセンサを用いたが、ピストンロッド７の位置の検出で代用しても構わない。

冷却装置（冷却手段）６は、少なくとも一方の容積可変室（液体室、冷却液室）１１を流れる冷却液の流量または温度を調整して、排気制御弁のバルブ冷却能力を制御する冷却能力制御手段を設けても良い。
冷却装置（冷却手段）６は、２つの第１、第２容積可変室（液体室、冷却液室）１１、１２を流れる冷却液の流量または温度を調整して、排気制御弁のバルブ冷却能力を制御する冷却能力制御手段を設けても良い。

本実施例では、排気制御弁の弁体であるバルブを冷却する冷却液として、内燃機関（エンジン）を冷却する冷却水循環回路を循環する冷却水（ＬＬＣ）を使用しているが、排気制御弁の弁体であるバルブを冷却する冷却液として、排気制御弁の弁体であるバルブを冷却する専用の冷却水を使用しても良い。この場合、冷却水循環回路は、リザーブタンクの出口部からＡＣＴ３、４の容積可変室へ冷却水を循環供給する冷却水経路と、ＡＣＴ３、４の容積可変室の出口部からラジエータを経てリザーブタンクへ冷却水を循環供給する冷却水経路と、冷却水循環回路中に冷却水の循環流を発生させるウォータポンプとを備える。

本実施例では、排気制御弁の弁体であるバルブを冷却する冷却液として、内燃機関（エンジン）の各部を潤滑する潤滑油循環回路を循環する潤滑油（潤滑オイル）を使用しているが、排気制御弁の弁体であるバルブを冷却する冷却液として、油圧アクチュエータや油圧シリンダを作動させる作動油（オイル）を使用しても良い。
また、排気制御弁の弁体であるバルブを冷却する冷却液として、自動変速機油（ＡＴＦ）を使用しても良い。

また、本実施例では、排気制御弁の弁体であるバルブと一体回転（または移動）可能な弁軸（シャフト）または排気制御弁のバルブを支持する弁体支持部（アーム）が、バルブとピストンロッドとが熱的に接触しているので、排気制御弁のバルブだけでなく、シャフトまたはアームもバルブと一緒に冷却されるため、シャフトまたはアームの構成材料として、高価な高耐熱材料よりも耐熱性が低く、安価な耐熱材料（耐熱性金属）を使用することが可能となる。

１ スクロール切替弁（排気制御弁）の弁体であるスクロールバルブ
２ ウェイストゲート弁（排気制御弁）の弁体であるウェイストゲートバルブ
３ ＡＣＴ（第１バルブアクチュエータ）
４ ＡＣＴ（第２バルブアクチュエータ）
５ シリンダボディ
６ 冷却装置（冷却手段）
７ ピストンロッド
８ ピストン（第１、第２ピストン本体）
９ ロッド（第１、第２ロッド本体）
１９ ＥＣＵ

Claims (13)

1. （ａ）内燃機関（Ｅ）から排出された排気が流れる流路（３１、３２、３４〜３７、８９）を形成するハウジング（２６）と、
   （ｂ）前記流路（３１、３２、３４〜３７、８９）を流れる排気を制御するバルブ（１、２）を有する排気制御弁と、
   （ｃ）前記バルブ（１、２）と一体移動可能に連結して前記バルブ（１、２）を駆動するピストンロッド（７）、および内部に前記ピストンロッド（７）が摺動するシリンダ孔（４５）が形成されたボディ（５）を有し、
   前記シリンダ孔（４５）内を流れる冷却液の作用により前記ピストンロッド（７）が往復駆動されるアクチュエータ（３、４）と、
   （ｄ）前記シリンダ孔（４５）内を流れる冷却液を利用して前記排気制御弁を冷却する冷却手段（６）と
   を備え、
   前記冷却手段（６）は、前記バルブ（１、２）が受熱した前記流路（３１、３２、３４〜３７）の排気熱を、前記ピストンロッド（７）に伝熱して前記シリンダ孔（４５）内を流れる冷却液へ放熱する放熱部（８３）を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記アクチュエータ（３、４）は、前記ピストンロッド（７）の往復移動方向への移動量に応じて前記バルブ（１、２）を開弁駆動または閉弁駆動することを特徴とする内燃機関の排気装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記ピストンロッド（７）は、前記シリンダ孔（４５）内を流れる冷却液が作用することによって前記シリンダ孔（４５）内を往復移動するピストン本体（８）を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記ボディ（５）は、前記ピストン本体（８）の往復方向の一側面との間に、少なくとも１つの容積可変室（１１）を形成する隔壁（１３〜１５）を有し、
   前記アクチュエータ（３、４）は、前記容積可変室（１１）を流れる冷却液の流量または圧力を調整して、前記排気制御弁のバルブ開度を制御する冷却液制御弁（１７）を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
5. 請求項３に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記ボディ（５）は、前記ピストン本体（８）の往復方向の両側面との間に、２つの第１、第２容積可変室（１１、１２）をそれぞれ形成する隔壁（１３〜１５）を有し、
   前記アクチュエータ（３、４）は、前記２つの第１、第２容積可変室（１１、１２）を流れる冷却液の流量または圧力を調整して、前記排気制御弁のバルブ開度を制御する冷却液制御弁（１７）を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
6. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の排気装置において、 前記シリンダ孔（４５）内を流れる冷却液とは、前記内燃機関（Ｅ）を冷却する冷却水のことであって、
   前記冷却手段（６）は、前記内燃機関（Ｅ）を冷却する冷却水を、前記シリンダ孔（４５）へ循環供給する冷却水循環回路（７３〜７５）を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
7. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の排気装置において、 前記シリンダ孔（４５）内を流れる冷却液とは、前記内燃機関（Ｅ）の各部を潤滑する潤滑油のことであって、
   前記冷却手段（６）は、前記内燃機関（Ｅ）の各部を潤滑する潤滑油を、前記シリンダ孔（４５）へ循環供給する潤滑油循環回路（６４）を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
8. 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の排気装置において、 前記ハウジング（２６）は、ターボチャージャのタービンインペラ（２３）を回転可能に収容するタービンハウジング（２６）を有し、
   前記タービンハウジング（２６）は、前記バルブ（１、２）を開閉可能に収容するバルブボディを有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。
9. 請求項８に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記内燃機関（Ｅ）は、複数の気筒（＃１〜＃４）を有し、且つこれらの気筒（＃１〜＃４）からそれぞれ排出される排気を所定の気筒群毎に２分割して集合させる２つの第１、第２排気集合部（２１、２２）を有し、
   前記タービンハウジング（２６）は、前記タービンインペラ（２３）よりも排気の流れ方向の上流側に設けられるスクロール流路（３１、３２）を、前記２つの第１、第２排気集合部（２１、２２）にそれぞれに連通する２つの第１、第２スクロール流路（３１、３２）に区画形成する区画部（３３）を有し、
   前記流路は、前記区画部（３３）を貫通して前記２つの第１、第２スクロール流路（３１、３２）のうちのいずれか一方のスクロール流路（３１）を、いずれか他方のスクロール流路（３２）に合流させる合流部（３１、３２、３４）を有し、
   前記バルブ（１）は、前記合流部（３１、３２、３４）に設置されて、前記２つの第１、第２スクロール流路（３１、３２）をそれぞれ流れる排気の流量または圧力を制御することを特徴とする内燃機関の排気装置。
10. 請求項８に記載の内燃機関の排気装置において、
    前記内燃機関（Ｅ）は、複数の気筒（＃１〜＃４）を有し、且つこれらの気筒（＃１〜＃４）からそれぞれ排出される排気を集合させる１つの排気集合部（２０）を有し、
    前記タービンハウジング（２６）は、前記タービンインペラ（２３）よりも排気の流れ方向の上流側に設けられて、前記排気集合部（２０）に連通する１つのスクロール流路（３０）、このスクロール流路（３０）の排気の流れ方向の下流側部を２つの第１、第２スクロール流路（３１、３２）に区画形成する区画部（８８）を有し、
    前記流路は、前記区画部（８８）を貫通して前記１つのスクロール流路（３０）から前記２つの第１、第２スクロール流路（３１、３２）に分岐させる分岐部（８９）を有し、 前記バルブ（１）は、前記分岐部（８９）に設置されて、前記２つの第１、第２スクロール流路（３１、３２）をそれぞれ流れる排気の流量または圧力を制御することを特徴とする内燃機関の排気装置。
11. 請求項８ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の排気装置において、
    前記流路は、前記内燃機関（Ｅ）から排出された排気を前記タービンインペラ（２３）から迂回して前記タービンインペラ（２３）よりも排気の流れ方向の下流側へ導くバイパス流路（３５〜３７）を有し、
    前記バルブ（２）は、前記バイパス流路（３５〜３７）を通り抜ける排気の流量または圧力を制御することを特徴とする内燃機関の排気装置。
12. 請求項１ないし請求項１３のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の排気装置において、
    前記放熱部（８３）は、前記シリンダ孔（４５）内を流れる冷却液に熱的に接触するように前記ピストンロッド（７）の表面に設けられていることを特徴とする内燃機関の排気装置。
13. 請求項１ないし請求項１２のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の排気装置において、
    前記ピストンロッド（７）は、前記シリンダ孔（４５）内に往復摺動可能に支持されるピストン本体（８）、および前記ボディ（５）の一端を貫通して前記ボディ（５）の外部へ突出するように設けられて、前記バルブ（１、２）と前記ピストン本体（８）とを一体移動可能および熱伝達可能に連結するロッド本体（９）を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。

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