JP2587501Y2 - 可変容量ターボチャージャの制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、エンジンに備えられる
可変容量ターボチャージャの制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】可変容量ターボチャージャの制御装置と
して、従来例えば実開昭６３−１５４７３２号公報、実
開昭６３−４３３７号公報に見られるように、タービン
ホイールに排気ガスを導くスクロール部に複数のノズル
ベーン（可変容量機構）を回転可能に備え、ノズルベー
ンを駆動するアクチュエータと、アクチュエータと負圧
源を結ぶ負圧通路と、負圧通路の途中に介装され運転状
態に応じてアクチュエータに導かれる圧力を調節する負
圧調整弁を備えるものがある。

【０００３】負圧調整弁は制御装置からそのコイルに送
られるパルス信号(励磁電流)により、その開弁時間を０
〜１００％の間でデューティ制御され、運転状態に応じ
てアクチュエータに導かれる圧力を調節する。これによ
り、例えば加速直後に負圧調整弁を全開させて、アクチ
ュエータに送られる負圧を弱めることによりノズルベー
ンを閉じ側に駆動する制御を行うようになっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の可変容量ターボチャージャの制御装置にあっ
ては、加速直後に負圧調整弁を全開させても、アクチュ
エータに送られる負圧が十分に希釈されるのにある程度
の時間がかかり、ノズルベーンが閉じ側に回転する作動
応答性に改善の余地があった。この結果、コンプレッサ
による過給圧が過剰に上昇したり、ターボチャージャの
回転数が過剰に上昇するオーバースピンを起こす可能性
があった。

【０００５】本考案は上記の問題点に着目し、可変容量
ターボチャージャの制御装置の作動応答性を改善するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案は、タービンホイ
ールに排気ガスを導くスクロール部の容量を可変とする
可変容量機構と、可変容量機構を駆動するアクチュエー
タと、アクチュエータと負圧源を結ぶ負圧通路と、負圧
通路の途中に介装され運転状態に応じてアクチュエータ
に導かれる負圧力を調節する負圧調整弁とを備えた制御
装置において、アクチュエータに負圧調整弁を介して略
大気圧を導く配管に、加速時はアクチュエータに負圧源
の負圧を導入するポジションに切り換えてノズルベーン
を閉じ側に保持し、加速直後はアクチュエータに正圧を
導入するポジションに切り換えてノズルベーンを開き側
に駆動する切換弁を備えた。

【０００７】

【作用】切換弁が負圧通路を開通する運転状態では、ア
クチュエータは負圧調整弁を介して導かれる負圧により
可変容量機構を駆動する。

【０００８】例えば加速直後等の運転状態で、切換弁が
アクチュエータに正圧を導くポジションに切換えられる
と、アクチュエータに導かれていた負圧が速やかに希釈
され、アクチュエータはリターンスプリングの付勢力に
加えて正圧が可変容量機構を作動させる駆動力として働
くことにより、アクチュエータによる可変容量機構の作
動応答性が改善される。この結果、加速直後にコンプレ
ッサによる過給圧が過剰に上昇したり、ターボチャージ
ャの回転数が過剰に上昇するオーバースピンを防止する
ことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図１に基づいて説
明する。

【００１０】エンジンに備えられるターボチャージャ１
は、排気ガスの圧力エネルギーにより回転するタービン
ホイールと、吸気を過給するコンプレッサのインペラを
同軸上に結合している。

【００１１】ターボチャージャ１にはタービンホイール
に排気ガスを導くスクロール部の容量を可変とする可変
容量機構として、スクロール部に複数のノズルベーン
（静翼）が回転可能に設けられる。

【００１２】可変容量機構を駆動するアクチュエータと
して、各ノズルベーンの角度をリンク機構２等を介して
可変とするダイヤフラム装置３が設けられる。

【００１３】ダイヤフラム装置３のダイヤフラム室４と
バキュームポンプ（負圧源）５を結ぶ負圧通路６が配設
され、負圧通路６の途中に負圧調整弁７が介装される。
ダイヤフラム装置３は、ダイヤフラム室４に導かれる負
圧が高められるのにしたがってリターンスプリング１５
に抗してノズルベーンを閉じ側に回転させて過給圧を高
める一方、ダイヤフラム室４に導かれる負圧が弱められ
るのにしたがってリターンスプリング１５の付勢力によ
りノズルベーンを開き側に回転させて過給圧を低下させ
るようになっている。

【００１４】バキュームポンプ５はオルタネータ８と同
軸上に結合され、エンジンによって駆動される。

【００１５】負圧調整弁７は、コンプレッサより上流側
の吸気通路から略大気圧を導く配管９の負圧通路６に対
する開口部を開閉する弁体を備え、弁体の開弁時間がデ
ューティ制御されることにより、負圧通路６を介してダ
イヤフラム室４に導かれる負圧を大気圧で希釈するよう
になっている。

【００１６】そして本考案の要旨とするところである
が、ダイヤフラム室４に負圧通路６を介して圧力が大気
圧（≒１ｋｇ／ｃｍ²）より高い正圧を導入する切換弁
１１が設けられる。

【００１７】切換弁１１は、負圧通路６のダイヤフラム
室４と負圧調整弁７の間に介装され、負圧通路６を開通
させてダイヤフラム室４に負圧調整弁７を連通するポジ
ションと、コンプレッサより下流側の吸気通路に連通す
る配管１２を開通させて過給圧をダイヤフラム室４に導
入するポジションとを有する。

【００１８】なお、切換弁１１を介してダイヤフラム室
４に正圧を導入する加圧源として、エアポンプ等を設け
ても良い。

【００１９】負圧調整弁７の開弁時間をデューティ制御
するとともに、切換弁１１のポジションの切換えを制御
するコントロールユニット１３が設けられる。コントロ
ールユニット１３には、過給圧を検出するセンサ１４か
らのブースト信号、冷却水温信号、回転信号、燃料噴射
量を検出するラック信号等を入力する。

【００２０】コントロールユニット１３は、加速時に切
換弁１１をダイヤフラム室４に負圧を導入するポジショ
ンに切換えてノズルベーンを閉じ側に保持し、加速直後
に切換弁１１をダイヤフラム室４に過給圧を導入するポ
ジションに切換えてノズルベーンを開き側に駆動する制
御を行う。

【００２１】このようにして、加速直後に切換弁１１の
ポジションを切換えてダイヤフラム室４に過給圧を導入
することにより、ダイヤフラム装置３はリターンスプリ
ング１５の付勢力に加えて過給圧がノズルベーンの開き
側に駆動力として作用し、ノズルベーンを閉じ側から開
き側に回転させる応答性が改善される。この結果、コン
プレッサによる過給圧が過剰に上昇したり、ターボチャ
ージャの回転数が過剰に上昇するオーバースピンを防止
することができる。

【００２２】次に、図２に示した他の実施例は、コンプ
レッサより上流側の吸気通路から略大気圧を負圧調整弁
７に導く配管９の途中に切換弁１１が介装されるもので
ある。

【００２３】切換弁１１は、コンプレッサより上流側の
吸気通路に連通する配管９を開通させて負圧調整弁７に
略大気圧を導くポジションと、コンプレッサより下流側
の吸気通路に連通する配管１２を開通させて過給圧を負
圧調整弁７を介してダイヤフラム室４に導入するポジシ
ョンとを有する。

【００２４】この場合、コントロールユニット１３は、
加速時に切換弁１１を負圧調整弁７に略大気圧を導入す
るポジションに切換える一方、加速直後に切換弁１１を
負圧調整弁７に過給圧を導入するポジションに切換えて
ノズルベーンを開き側に駆動する制御を行う。

【００２５】このようにして、加速直後に切換弁１１の
ポジションを切換えてダイヤフラム室４に負圧調整弁７
を介して過給圧を導入することにより、ダイヤフラム装
置３はリターンスプリング１５の付勢力に加えて過給圧
がノズルベーンの開き側に駆動力として作用し、ノズル
ベーンを閉じ側から開き側に回転させる応答性が改善さ
れる。

【００２６】

【考案の効果】以上説明したように本考案は、タービン
ホイールに排気ガスを導くスクロール部の容量を可変と
する可変容量機構と、可変容量機構を駆動するアクチュ
エータと、アクチュエータと負圧源を結ぶ負圧通路と、
負圧通路の途中に介装され運転状態に応じてアクチュエ
ータに導かれる負圧力を調節する負圧調整弁とを備えた
制御装置において、アクチュエータに負圧調整弁を介し
て略大気圧を導く配管に、加速時はアクチュエータに負
圧源の負圧を導入するポジションに切り換えてノズルベ
ーンを閉じ側に保持し、加速直後はアクチュエータに正
圧を導入するポジションに切り換えてノズルベーンを開
き側に駆動する切換弁を備えたため、例えば、加速直後
等における可変容量機構の作動応答性が改善され、コン
プレッサによる過給圧が過剰に上昇して、ターボチャー
ジャの回転数が過剰に上昇するオーバースピンを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す機械的構成図。

【図２】他の実施例を示す機械的構成図。

【符号の説明】

１ ターボチャージャ ３ ダイヤフラム装置（アクチュエータ） ５ バキュームポンプ（負圧源） ６ 負圧通路 ７ 負圧調整弁 １１ 切換弁

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】タービンホイールに排気ガスを導くスクロ
   ール部の容量を可変とする可変容量機構と、可変容量機
   構を駆動するアクチュエータと、アタチュエータと負圧
   源を結ぶ負圧通路と、負圧通路の途中に介装され運転状
   態に応じてアクチュエータに導かれる負圧力を調節する
   負圧調整弁とを備えた制御装置において、アクチュエー
   タに負圧調整弁を介して略大気圧を導く配管に、加速時
   はアクチュエータに負圧源の負圧を導入するポジション
   に切り換えてノズルベーンを閉じ側に保持し、加速直後
   はアクチュエータに正圧を導入するポジションに切り換
   えてノズルベーンを開き側に駆動する切換弁を備えたこ
   とを特徴とする可変容量ターボチャージャの制御装置。