JPH09280119A - 可変容量型ターボチャージャ - Google Patents
可変容量型ターボチャージャInfo
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- JPH09280119A JPH09280119A JP8086667A JP8666796A JPH09280119A JP H09280119 A JPH09280119 A JP H09280119A JP 8086667 A JP8086667 A JP 8086667A JP 8666796 A JP8666796 A JP 8666796A JP H09280119 A JPH09280119 A JP H09280119A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- negative pressure
- variable
- variable nozzle
- exhaust
- Prior art date
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- Pending
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
-
- 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
- Supercharger (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 排気還流装置を備える内燃機関に配置され、
可変ノズルが負圧アクチュエータにより駆動される可変
容量型ターボチャージャにおいて、排気還流装置の単純
な制御によって所望量の排気ガスを還流させることを可
能にすること。 【解決手段】 排気還流装置により排気ガスを還流させ
る時において、可変ノズル５ｃを所定開度に機械的に固
定する可変ノズル固定手段７，８，１１を具備する。
可変ノズルが負圧アクチュエータにより駆動される可変
容量型ターボチャージャにおいて、排気還流装置の単純
な制御によって所望量の排気ガスを還流させることを可
能にすること。 【解決手段】 排気還流装置により排気ガスを還流させ
る時において、可変ノズル５ｃを所定開度に機械的に固
定する可変ノズル固定手段７，８，１１を具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気還流装置を備
える内燃機関に配置される可変容量型ターボチャージャ
に関する。
える内燃機関に配置される可変容量型ターボチャージャ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ターボチャージャを利用して機関出力を
向上させることが一般的に行われている。このようなタ
ーボチャージャとして、機関運転状態によって変化する
排気ガス流量に対して所望過給圧を実現するために、タ
ーボチャージャのタービン上流側に可変ノズルを有し、
それにより、タービンへ提供される排気ガス圧力を変化
させる可変容量型ターボチャージャが公知である。この
可変ノズルは、一般的に、負圧を利用する負圧アクチュ
エータにより駆動されるものである。
向上させることが一般的に行われている。このようなタ
ーボチャージャとして、機関運転状態によって変化する
排気ガス流量に対して所望過給圧を実現するために、タ
ーボチャージャのタービン上流側に可変ノズルを有し、
それにより、タービンへ提供される排気ガス圧力を変化
させる可変容量型ターボチャージャが公知である。この
可変ノズルは、一般的に、負圧を利用する負圧アクチュ
エータにより駆動されるものである。
【０００３】また、一般的な内燃機関は、排気ガスの一
部を燃焼室に還流させ、排気ガスの主成分である不活性
ガスの有する大きな熱容量によって、燃焼温度を低下さ
せ、それにより、ＮＯx の発生量を低減する排気還流装
置を備えている。このような排気還流は多少の燃焼悪化
を伴うために、通常、還流させる排気ガス量は、機関運
転状態に応じて制御弁等によって調節されるようになっ
ている。
部を燃焼室に還流させ、排気ガスの主成分である不活性
ガスの有する大きな熱容量によって、燃焼温度を低下さ
せ、それにより、ＮＯx の発生量を低減する排気還流装
置を備えている。このような排気還流は多少の燃焼悪化
を伴うために、通常、還流させる排気ガス量は、機関運
転状態に応じて制御弁等によって調節されるようになっ
ている。
【０００４】このような排気還流装置を備える内燃機関
に、前述の可変容量型ターボチャージャが設けられる場
合において、可変ノズルによって排気ガス圧力が変化さ
せられると、制御弁の単純な開度制御では、還流させる
排気ガス量を良好に調節することができない。この問題
を解決するために、特開平７−１６６８７９号には、現
在の可変ノズルの開度を考慮して、排気還流装置の制御
弁開度を制御することが記載されている。
に、前述の可変容量型ターボチャージャが設けられる場
合において、可変ノズルによって排気ガス圧力が変化さ
せられると、制御弁の単純な開度制御では、還流させる
排気ガス量を良好に調節することができない。この問題
を解決するために、特開平７−１６６８７９号には、現
在の可変ノズルの開度を考慮して、排気還流装置の制御
弁開度を制御することが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におい
て、可変ノズルはステップモータにより駆動されるもの
である。それにより、可変ノズルの開度は、アクチュエ
ータの状態、すなわち、ステップモータのステップ数か
ら把握されているが、特に問題は生じない。しかしなが
ら、前述の負圧アクチュエータの場合には、可変ノズル
の開度を、アクチュエータの状態、すなわち、負圧の大
きさから把握するようにすると、負圧アクチュエータの
有するヒステリシスによって、正確な開度を把握でき
ず、可変ノズルの開度を考慮して制御弁の開度を制御し
ても、所望量の排気ガスを還流させることができない可
能性がある。
て、可変ノズルはステップモータにより駆動されるもの
である。それにより、可変ノズルの開度は、アクチュエ
ータの状態、すなわち、ステップモータのステップ数か
ら把握されているが、特に問題は生じない。しかしなが
ら、前述の負圧アクチュエータの場合には、可変ノズル
の開度を、アクチュエータの状態、すなわち、負圧の大
きさから把握するようにすると、負圧アクチュエータの
有するヒステリシスによって、正確な開度を把握でき
ず、可変ノズルの開度を考慮して制御弁の開度を制御し
ても、所望量の排気ガスを還流させることができない可
能性がある。
【０００６】従って、本発明の目的は、排気還流装置を
備える内燃機関に配置され、可変ノズルが負圧アクチュ
エータにより駆動される可変容量型ターボチャージャに
おいて、排気還流装置の単純な制御によって所望量の排
気ガスを還流させることを可能にすることである。
備える内燃機関に配置され、可変ノズルが負圧アクチュ
エータにより駆動される可変容量型ターボチャージャに
おいて、排気還流装置の単純な制御によって所望量の排
気ガスを還流させることを可能にすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による可変容量型ターボチャージャは、排気還流装置を
備える内燃機関に配置され、可変ノズルが負圧アクチュ
エータにより駆動される可変容量型ターボチャージャで
あって、前記排気還流装置により排気ガスを還流させる
時において、前記可変ノズルを所定開度に機械的に固定
する可変ノズル固定手段を具備することを特徴とする。
による可変容量型ターボチャージャは、排気還流装置を
備える内燃機関に配置され、可変ノズルが負圧アクチュ
エータにより駆動される可変容量型ターボチャージャで
あって、前記排気還流装置により排気ガスを還流させる
時において、前記可変ノズルを所定開度に機械的に固定
する可変ノズル固定手段を具備することを特徴とする。
【０００８】請求項２に記載の本発明による可変容量型
ターボチャージャは、排気還流装置を備える内燃機関に
配置され、可変ノズルが負圧アクチュエータにより駆動
される可変容量型ターボチャージャであって、前記排気
還流装置により排気ガスを還流させる時において、前記
可変ノズルを所定開度に固定するために、前記可変ノズ
ルの現在の開度が前記所定開度より大きい時には、前記
負圧アクチュエータ内の負圧を第１所定値に維持し、前
記可変ノズルの現在の開度が前記所定開度より小さい時
には、前記負圧アクチュエータ内の負圧を前記負圧アク
チュエータのヒステリシスを考慮して前記第１所定値と
異なる第２所定値に維持する可変ノズル固定手段を具備
することを特徴とする。
ターボチャージャは、排気還流装置を備える内燃機関に
配置され、可変ノズルが負圧アクチュエータにより駆動
される可変容量型ターボチャージャであって、前記排気
還流装置により排気ガスを還流させる時において、前記
可変ノズルを所定開度に固定するために、前記可変ノズ
ルの現在の開度が前記所定開度より大きい時には、前記
負圧アクチュエータ内の負圧を第１所定値に維持し、前
記可変ノズルの現在の開度が前記所定開度より小さい時
には、前記負圧アクチュエータ内の負圧を前記負圧アク
チュエータのヒステリシスを考慮して前記第１所定値と
異なる第２所定値に維持する可変ノズル固定手段を具備
することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明による可変容量型タ
ーボチャージャが取り付けられた排気還流装置を備える
内燃機関の概略図である。同図において、１は機関本
体、２は吸気系、３は排気系である。排気還流装置４
は、吸気系２のサージタンク２ａ上流側及び排気系３の
排気集合部３ａの下流側を連通する排気還流通路４ａ
と、この排気還流通路４ａの通路面積を変化させるため
の制御弁４ｂとを具備している。排気系３における排気
還流通路４ａの連通部より下流側には、可変容量型ター
ボチャージャ５のタービン５ａが配置されている。ま
た、吸気系２における排気還流通路５ａの連通部より上
流側には、可変容量型ターボチャージャ５のコンプレッ
サ５ｂが配置されている。３ｂは排気系３においてター
ビン５ａをバイパスするウエストゲート通路であり、そ
れ内にはウエストゲート弁３ｃが配置されている。
ーボチャージャが取り付けられた排気還流装置を備える
内燃機関の概略図である。同図において、１は機関本
体、２は吸気系、３は排気系である。排気還流装置４
は、吸気系２のサージタンク２ａ上流側及び排気系３の
排気集合部３ａの下流側を連通する排気還流通路４ａ
と、この排気還流通路４ａの通路面積を変化させるため
の制御弁４ｂとを具備している。排気系３における排気
還流通路４ａの連通部より下流側には、可変容量型ター
ボチャージャ５のタービン５ａが配置されている。ま
た、吸気系２における排気還流通路５ａの連通部より上
流側には、可変容量型ターボチャージャ５のコンプレッ
サ５ｂが配置されている。３ｂは排気系３においてター
ビン５ａをバイパスするウエストゲート通路であり、そ
れ内にはウエストゲート弁３ｃが配置されている。
【００１０】図２に示すように、可変容量型ターボチャ
ージャ５のタービン５ａにおいては、排気ガスは、ター
ビン５ａの周囲から流入して中心から流出するようにな
っており、タービン５ａの周囲部には、複数の可変ノズ
ル５ｃが配置されている。この可変ノズル５ｃは、制御
リング５ｄにより全て同時に動かされ、排気流路面積を
絞ることによって、排気ガス流量の少ない機関運転状態
においても、タービン５ａを高速回転させることが可能
となり、所望の過給圧を得ることができる。ウエストゲ
ート弁３ｃは、排気ガス流量が多い機関運転状態等にお
いて開弁させることにより、排気ガスの一部をウエスト
ゲート通路３ｂを通過させ、タービン５ａの過回転に伴
う過剰過給圧を防止するためのものである。
ージャ５のタービン５ａにおいては、排気ガスは、ター
ビン５ａの周囲から流入して中心から流出するようにな
っており、タービン５ａの周囲部には、複数の可変ノズ
ル５ｃが配置されている。この可変ノズル５ｃは、制御
リング５ｄにより全て同時に動かされ、排気流路面積を
絞ることによって、排気ガス流量の少ない機関運転状態
においても、タービン５ａを高速回転させることが可能
となり、所望の過給圧を得ることができる。ウエストゲ
ート弁３ｃは、排気ガス流量が多い機関運転状態等にお
いて開弁させることにより、排気ガスの一部をウエスト
ゲート通路３ｂを通過させ、タービン５ａの過回転に伴
う過剰過給圧を防止するためのものである。
【００１１】図３は、可変ノズル５ｃの作動構造を示す
概略図である。可変ノズル５ｃは、支点Ｒ１回りに回動
するように、タービン５ａのハウジングに支持されてい
る。可変ノズル５ｃの外側には制御リング５ｄが配置さ
れ、この制御リング５ｄの内面には、可変ノズル５ｃの
数に対応する凹部が形成されている。板部材５ｅは、そ
の一端部において、この凹部に当接し、他端部において
可変ノズル５ｃにピン結合されている。図３において、
簡単のために、一つの可変ノズル５ｃしか図示されてい
ないが、図２に示すように、複数の可変ノズルが設けら
れ、前述したように、対応する板部材によって制御リン
グ５ｄに係合されている。
概略図である。可変ノズル５ｃは、支点Ｒ１回りに回動
するように、タービン５ａのハウジングに支持されてい
る。可変ノズル５ｃの外側には制御リング５ｄが配置さ
れ、この制御リング５ｄの内面には、可変ノズル５ｃの
数に対応する凹部が形成されている。板部材５ｅは、そ
の一端部において、この凹部に当接し、他端部において
可変ノズル５ｃにピン結合されている。図３において、
簡単のために、一つの可変ノズル５ｃしか図示されてい
ないが、図２に示すように、複数の可変ノズルが設けら
れ、前述したように、対応する板部材によって制御リン
グ５ｄに係合されている。
【００１２】制御リング５ｄの外面には一つの凹部が形
成され、この凹部にはリンク８の一端部が当接してい
る。このリンク８は支点Ｒ２回りに回動するものであ
り、リンクに形成された長穴には、第１負圧アクチュエ
ータ６の操作ロッド６ｄがピン結合されている。第１負
圧アクチュエータ６は、ダイヤフラム６ｃによって分割
された第１室６ａ及び第２室６ｂを有し、ダイヤフラム
６ｃには、第１室６ａを貫通して前述の操作ロッド６ｄ
の他端部が連結されている。第２室６ｂには、ダイヤフ
ラム６ｃを第１室６ａ方向に付勢するためのバネ６ｅが
配置されている。
成され、この凹部にはリンク８の一端部が当接してい
る。このリンク８は支点Ｒ２回りに回動するものであ
り、リンクに形成された長穴には、第１負圧アクチュエ
ータ６の操作ロッド６ｄがピン結合されている。第１負
圧アクチュエータ６は、ダイヤフラム６ｃによって分割
された第１室６ａ及び第２室６ｂを有し、ダイヤフラム
６ｃには、第１室６ａを貫通して前述の操作ロッド６ｄ
の他端部が連結されている。第２室６ｂには、ダイヤフ
ラム６ｃを第１室６ａ方向に付勢するためのバネ６ｅが
配置されている。
【００１３】第１負圧アクチュエータ６の第１室６ａは
大気に開放され、一方、第２室６ｂは負圧調節弁１０を
介してバキュームポンプ９に接続されている。バキュー
ムポンプ９は、機関本体によって駆動されるものであ
る。負圧調節弁１０は、バキュームポンプ９によって発
生させた負圧へ適量の大気を供給することにより、所望
の負圧に調節して第１負圧アクチュエータ６の第２室６
ｂへ供給するものであり、それにより、第１負圧アクチ
ュエータ６のダイヤフラム６ｃは第２室６ｂ側に変形し
て操作ロッド６ｄを所望量だけ移動させ、リンク８を回
動させる。
大気に開放され、一方、第２室６ｂは負圧調節弁１０を
介してバキュームポンプ９に接続されている。バキュー
ムポンプ９は、機関本体によって駆動されるものであ
る。負圧調節弁１０は、バキュームポンプ９によって発
生させた負圧へ適量の大気を供給することにより、所望
の負圧に調節して第１負圧アクチュエータ６の第２室６
ｂへ供給するものであり、それにより、第１負圧アクチ
ュエータ６のダイヤフラム６ｃは第２室６ｂ側に変形し
て操作ロッド６ｄを所望量だけ移動させ、リンク８を回
動させる。
【００１４】リンク８の回動に伴い制御リング５ｄが回
動し、それにより、可変ノズル５ｃの開度が変化され
る。図３は、第１負圧アクチュエータ６の第２室６ｂに
は、大気が供給された可変ノズル５ｃの全開状態を示し
ている。可変ノズル５ｃは、第１負圧アクチュエータ６
の第２室６ｂへ供給される負圧の程度が大きいほど、制
御リング５ｄが時計方向に回動して閉弁方向に動かされ
る。
動し、それにより、可変ノズル５ｃの開度が変化され
る。図３は、第１負圧アクチュエータ６の第２室６ｂに
は、大気が供給された可変ノズル５ｃの全開状態を示し
ている。可変ノズル５ｃは、第１負圧アクチュエータ６
の第２室６ｂへ供給される負圧の程度が大きいほど、制
御リング５ｄが時計方向に回動して閉弁方向に動かされ
る。
【００１５】制御装置２０は、現在の機関回転数及び機
関負荷等により定まる機関運転状態に基づき、所望の過
給圧が得られるように、この時の排気ガス流量を考慮し
て可変ノズル５ｃの開度を決定し、この開度が実現され
るように、負圧調節弁１０を介して第１負圧アクチュエ
ータ６へ供給する負圧の程度を制御するようになってい
る。
関負荷等により定まる機関運転状態に基づき、所望の過
給圧が得られるように、この時の排気ガス流量を考慮し
て可変ノズル５ｃの開度を決定し、この開度が実現され
るように、負圧調節弁１０を介して第１負圧アクチュエ
ータ６へ供給する負圧の程度を制御するようになってい
る。
【００１６】本実施形態における内燃機関は、前述した
ように排気還流装置４を具備しており、図４に示す一点
鎖線の内側の運転領域、すなわち、あまり高出力が必要
ない運転領域では、排気還流を実施してＮＯx を低減す
るようになっている。一方、高出力が必要である一点鎖
線の外側の運転領域では、制御弁４が閉弁されて排気還
流が停止される。この時、点線の内側の運転領域では、
前述したように、所望の過給圧が実現されるように、現
在の排気ガス流量を考慮して可変ノズル５ｃの開度が制
御される。また、点線の外側の運転領域は、排気ガス流
量が非常に大きく、可変ノズル５ｃは全開されるが、そ
れでもタービン５ａが過剰回転するために、ウエストゲ
ートバルブ３ｃが開弁され、過剰過給圧が防止されるよ
うになっている。
ように排気還流装置４を具備しており、図４に示す一点
鎖線の内側の運転領域、すなわち、あまり高出力が必要
ない運転領域では、排気還流を実施してＮＯx を低減す
るようになっている。一方、高出力が必要である一点鎖
線の外側の運転領域では、制御弁４が閉弁されて排気還
流が停止される。この時、点線の内側の運転領域では、
前述したように、所望の過給圧が実現されるように、現
在の排気ガス流量を考慮して可変ノズル５ｃの開度が制
御される。また、点線の外側の運転領域は、排気ガス流
量が非常に大きく、可変ノズル５ｃは全開されるが、そ
れでもタービン５ａが過剰回転するために、ウエストゲ
ートバルブ３ｃが開弁され、過剰過給圧が防止されるよ
うになっている。
【００１７】排気還流を実施する運転領域において、還
流させる排気ガス量は、制御装置２０によって機関運転
状態に基づき決定され、この排気ガス量を実現するよう
に制御弁４ｂの開度が制御される。この時、機関運転状
態によって変化する排気ガス圧力は考慮されるが、可変
ノズル５ｃが動かされると、さらに排気ガス圧力が変化
するために、制御弁４ｂの開度制御が非常に複雑とな
る。従って、本実施形態においては、排気還流が実施さ
れる運転領域において、ターボチャージャを有効に活用
して高出力を得ることが特に重要ではないために、可変
ノズル５ｃの開度を固定するようになっている。それに
より、排気還流装置４における制御弁４ｂの開度制御を
比較的簡単なものとすることができる。
流させる排気ガス量は、制御装置２０によって機関運転
状態に基づき決定され、この排気ガス量を実現するよう
に制御弁４ｂの開度が制御される。この時、機関運転状
態によって変化する排気ガス圧力は考慮されるが、可変
ノズル５ｃが動かされると、さらに排気ガス圧力が変化
するために、制御弁４ｂの開度制御が非常に複雑とな
る。従って、本実施形態においては、排気還流が実施さ
れる運転領域において、ターボチャージャを有効に活用
して高出力を得ることが特に重要ではないために、可変
ノズル５ｃの開度を固定するようになっている。それに
より、排気還流装置４における制御弁４ｂの開度制御を
比較的簡単なものとすることができる。
【００１８】可変ノズル５ｃの開度固定は、図３の第２
負圧アクチュエータ７によって実施される。リンク８の
自由端部にはローラ８ａが取り付けられ、このローラ８
ａがカム１１に対向している。カム１１は支点Ｒ３回り
に回動するものであり、カム１１に形成された長穴に
は、第２負圧アクチュエータ７の操作ロッド７ｄがピン
結合されている。第２負圧アクチュエータ７は、前述し
た第１負圧アクチュエータ６とほぼ同様な形状を有する
ものであるが、その操作ロッド７ｄは負圧が供給される
第２室７ｂを貫通してダイヤフラム７ｃに接続されてい
る。
負圧アクチュエータ７によって実施される。リンク８の
自由端部にはローラ８ａが取り付けられ、このローラ８
ａがカム１１に対向している。カム１１は支点Ｒ３回り
に回動するものであり、カム１１に形成された長穴に
は、第２負圧アクチュエータ７の操作ロッド７ｄがピン
結合されている。第２負圧アクチュエータ７は、前述し
た第１負圧アクチュエータ６とほぼ同様な形状を有する
ものであるが、その操作ロッド７ｄは負圧が供給される
第２室７ｂを貫通してダイヤフラム７ｃに接続されてい
る。
【００１９】第２負圧アクチュエータ７の第２室７ｂは
負圧切換弁１２を介してバキュームポンプ９に接続され
ている。負圧切換弁１２は、バキュームポンプ９によっ
て発生させた負圧又は大気圧を第２負圧アクチュエータ
７の第２室７ｂへ供給するものである。第２負圧アクチ
ュエータ７は、排気還流を実施しない運転領域におい
て、大気圧が供給され、図３に示すように、この時に
は、可変ノズル５ｃの全開位置におけるリンク８のロー
ラ８ａが、カム１１の第１当接面１１ａと当接するよう
になっている。この時には、第１負圧アクチュエータ６
によって自由に可変ノズル５ｃを開閉させることができ
る。
負圧切換弁１２を介してバキュームポンプ９に接続され
ている。負圧切換弁１２は、バキュームポンプ９によっ
て発生させた負圧又は大気圧を第２負圧アクチュエータ
７の第２室７ｂへ供給するものである。第２負圧アクチ
ュエータ７は、排気還流を実施しない運転領域におい
て、大気圧が供給され、図３に示すように、この時に
は、可変ノズル５ｃの全開位置におけるリンク８のロー
ラ８ａが、カム１１の第１当接面１１ａと当接するよう
になっている。この時には、第１負圧アクチュエータ６
によって自由に可変ノズル５ｃを開閉させることができ
る。
【００２０】一方、排気還流を実施する運転領域におい
ては、第１負圧アクチュエータ６には大気圧が供給され
ると共に、第２負圧アクチュエータ７には、バキューム
ポンプ９によって発生させた所定負圧が供給される。そ
れにより、操作ロッド７ｄがカム１１を回動させ、ロー
ラ８ａがカム１１の第２当接面１１ｂと当接するように
なり、支点Ｒ３からの距離が第１当接面１１ａに比較し
て第２当接面１１ｂの方が大きいために、リンク８は可
変ノズル５ｃを所定開度まで開弁させて固定するように
なっている。この可変ノスル５ｃの所定開度は、排気還
流を実施する運転領域における平均排気ガス流量等に基
づき、全体的に比較的良好な過給を実現できる開度が選
択されている。
ては、第１負圧アクチュエータ６には大気圧が供給され
ると共に、第２負圧アクチュエータ７には、バキューム
ポンプ９によって発生させた所定負圧が供給される。そ
れにより、操作ロッド７ｄがカム１１を回動させ、ロー
ラ８ａがカム１１の第２当接面１１ｂと当接するように
なり、支点Ｒ３からの距離が第１当接面１１ａに比較し
て第２当接面１１ｂの方が大きいために、リンク８は可
変ノズル５ｃを所定開度まで開弁させて固定するように
なっている。この可変ノスル５ｃの所定開度は、排気還
流を実施する運転領域における平均排気ガス流量等に基
づき、全体的に比較的良好な過給を実現できる開度が選
択されている。
【００２１】このようなカム及び第２負圧アクチュエー
タ７を設けることなく、第１負圧アクチュエータ６によ
り、排気還流を実施する運転領域において、可変ノズル
５ｃの開度を所定開度に固定することも可能である。負
圧アクチュエータは、一般的に、ダイヤフラムを付勢す
るためのバネが配置されており、それにより、ヒステリ
シスを有している。前述した第１負圧アクチュエータ６
の場合は、図５に示すようなヒステリシスを有し、可変
ノズル５ｃの所定開度を実現するための操作ロッド６ｄ
の変位Ｘ０は、現在の開度が所定開度をより大きいか小
さいかで必要な負圧の程度が異なっている。
タ７を設けることなく、第１負圧アクチュエータ６によ
り、排気還流を実施する運転領域において、可変ノズル
５ｃの開度を所定開度に固定することも可能である。負
圧アクチュエータは、一般的に、ダイヤフラムを付勢す
るためのバネが配置されており、それにより、ヒステリ
シスを有している。前述した第１負圧アクチュエータ６
の場合は、図５に示すようなヒステリシスを有し、可変
ノズル５ｃの所定開度を実現するための操作ロッド６ｄ
の変位Ｘ０は、現在の開度が所定開度をより大きいか小
さいかで必要な負圧の程度が異なっている。
【００２２】可変ノズル５ｃの現在の開度が大きく所定
開度を実現するために閉弁される時には、負圧の程度は
Ｐ２とする必要があり、逆に、可変ノズル５ｃの現在の
開度が小さく所定開度を実現するために開弁される時に
は、負圧の程度はＰ２より小さなＰ１で良い。従って、
排気還流を実施する運転領域となった時には、可変ノズ
ル５ｃの現在の開度が所定開度より大きいか小さいかを
判断し、すなわち、所定開度を実現するために閉弁する
か開弁するかを判断し、それに応じて、第１負圧アクチ
ュエータ６へ供給する負圧の程度を負圧調節弁１１によ
ってＰ１又はＰ２とすれば良い。もちろん、最大負圧を
供給する時に可変ノズル５ｃが全開されるように負圧ア
クチュエータが使用される場合には、可変ノズル５ｃを
所定開度に維持するのに必要な負圧の程度は、前述した
とは逆に、閉弁する際に必要な負圧の程度は、開弁する
際に必要な負圧の程度より大きくなる。カム１１を駆動
する第２負圧アクチュエータ７もヒステリシスを有する
が、可変ノズル５ｃを所定開度にするための動作は、一
方向だけであるために、前述の問題が発生することはな
い。
開度を実現するために閉弁される時には、負圧の程度は
Ｐ２とする必要があり、逆に、可変ノズル５ｃの現在の
開度が小さく所定開度を実現するために開弁される時に
は、負圧の程度はＰ２より小さなＰ１で良い。従って、
排気還流を実施する運転領域となった時には、可変ノズ
ル５ｃの現在の開度が所定開度より大きいか小さいかを
判断し、すなわち、所定開度を実現するために閉弁する
か開弁するかを判断し、それに応じて、第１負圧アクチ
ュエータ６へ供給する負圧の程度を負圧調節弁１１によ
ってＰ１又はＰ２とすれば良い。もちろん、最大負圧を
供給する時に可変ノズル５ｃが全開されるように負圧ア
クチュエータが使用される場合には、可変ノズル５ｃを
所定開度に維持するのに必要な負圧の程度は、前述した
とは逆に、閉弁する際に必要な負圧の程度は、開弁する
際に必要な負圧の程度より大きくなる。カム１１を駆動
する第２負圧アクチュエータ７もヒステリシスを有する
が、可変ノズル５ｃを所定開度にするための動作は、一
方向だけであるために、前述の問題が発生することはな
い。
【００２３】前述した図４は機関定常運転時におけるマ
ップである。機関加速時等の過渡運転時には、一点鎖線
の内側の運転領域でもターボチャージャ５を有効に活用
して高出力を得ることが必要とされるために、可変ノズ
ル５ｃは所定開度に固定されることなく、排気還流は中
止されると共に、可変ノズル５ｃの開度制御が実施され
るようになっている。図３に示す可変ノズル５ｃを所定
開度に固定するための第２アクチュエータは、特に、負
圧を利用するものに限定されず、ステップモータ又は電
磁ソレノイド等のような他の方式のアクチュエータも使
用可能である。
ップである。機関加速時等の過渡運転時には、一点鎖線
の内側の運転領域でもターボチャージャ５を有効に活用
して高出力を得ることが必要とされるために、可変ノズ
ル５ｃは所定開度に固定されることなく、排気還流は中
止されると共に、可変ノズル５ｃの開度制御が実施され
るようになっている。図３に示す可変ノズル５ｃを所定
開度に固定するための第２アクチュエータは、特に、負
圧を利用するものに限定されず、ステップモータ又は電
磁ソレノイド等のような他の方式のアクチュエータも使
用可能である。
【００２４】
【発明の効果】このように、請求項１に記載の本発明に
よる可変容量型ターボチャージャによれば、可変ノズル
固定手段が、排気還流装置により排気ガスを還流させる
時において、可変ノズルを所定開度に機械的に固定する
ために、排気還流装置の単純な制御によって所望量の排
気ガスを還流させることが可能となる。
よる可変容量型ターボチャージャによれば、可変ノズル
固定手段が、排気還流装置により排気ガスを還流させる
時において、可変ノズルを所定開度に機械的に固定する
ために、排気還流装置の単純な制御によって所望量の排
気ガスを還流させることが可能となる。
【００２５】また、請求項２に記載の本発明による可変
容量型ターボチャージャによれば、可変ノズル固定手段
が、排気還流装置により排気ガスを還流させる時におい
て、可変ノズルを所定開度に固定するために、可変ノズ
ルの現在の開度が所定開度より大きい時には、可変ノズ
ルを駆動するための負圧アクチュエータ内の負圧を第１
所定値に維持し、可変ノズルの現在の開度が所定開度よ
り小さい時には、負圧アクチュエータ内の負圧を負圧ア
クチュエータのヒステリシスを考慮して第１所定値と異
なる第２所定値に維持するために、可変ノズルは、正確
に所定開度に固定され、排気還流装置の単純な制御によ
って所望量の排気ガスを還流させることが可能となる。
容量型ターボチャージャによれば、可変ノズル固定手段
が、排気還流装置により排気ガスを還流させる時におい
て、可変ノズルを所定開度に固定するために、可変ノズ
ルの現在の開度が所定開度より大きい時には、可変ノズ
ルを駆動するための負圧アクチュエータ内の負圧を第１
所定値に維持し、可変ノズルの現在の開度が所定開度よ
り小さい時には、負圧アクチュエータ内の負圧を負圧ア
クチュエータのヒステリシスを考慮して第１所定値と異
なる第２所定値に維持するために、可変ノズルは、正確
に所定開度に固定され、排気還流装置の単純な制御によ
って所望量の排気ガスを還流させることが可能となる。
【図１】本発明による可変容量型ターボチャージャが取
り付けられた排気還流装置を備える内燃機関の概略図で
ある。
り付けられた排気還流装置を備える内燃機関の概略図で
ある。
【図２】可変容量型ターボチャージャのタービン近傍の
構造を示す概略図である。
構造を示す概略図である。
【図３】可変ノズルの作動構造を示す概略図である。
【図４】機関回転数と機関負荷とに基づく各運転領域を
示すマップである。
示すマップである。
【図５】負圧アクチュエータのヒステリシスを示すグラ
フである。
フである。
１…機関本体 ２…吸気系 ３…排気系 ４…排気還流装置 ５…ターボチャージャ ５ａ…タービン ５ｃ…可変ノズル ５ｄ…制御リング ６…第１負圧アクチュエータ ７…第２負圧アクチュエータ ８…リンク １１…カム
Claims (2)
- 【請求項１】 排気還流装置を備える内燃機関に配置さ
れ、可変ノズルが負圧アクチュエータにより駆動される
可変容量型ターボチャージャであって、前記排気還流装
置により排気ガスを還流させる時において、前記可変ノ
ズルを所定開度に機械的に固定する可変ノズル固定手段
を具備することを特徴とする可変容量型ターボチャージ
ャ。 - 【請求項２】 排気還流装置を備える内燃機関に配置さ
れ、可変ノズルが負圧アクチュエータにより駆動される
可変容量型ターボチャージャであって、前記排気還流装
置により排気ガスを還流させる時において、前記可変ノ
ズルを所定開度に固定するために、前記可変ノズルの現
在の開度が前記所定開度より大きい時には、前記負圧ア
クチュエータ内の負圧を第１所定値に維持し、前記可変
ノズルの現在の開度が前記所定開度より小さい時には、
前記負圧アクチュエータ内の負圧を前記負圧アクチュエ
ータのヒステリシスを考慮して前記第１所定値と異なる
第２所定値に維持する可変ノズル固定手段を具備するこ
とを特徴とする可変容量型ターボチャージャ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086667A JPH09280119A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 可変容量型ターボチャージャ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086667A JPH09280119A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 可変容量型ターボチャージャ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09280119A true JPH09280119A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=13893393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8086667A Pending JPH09280119A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 可変容量型ターボチャージャ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09280119A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015011180A1 (de) | 2014-09-25 | 2016-03-31 | Mazda Motor Corporation | Abgassteuerungsvorrichtung für einen Motor, Verfahren zum Steuern eines Motors und Computerprogrammprodukt |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP8086667A patent/JPH09280119A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015011180A1 (de) | 2014-09-25 | 2016-03-31 | Mazda Motor Corporation | Abgassteuerungsvorrichtung für einen Motor, Verfahren zum Steuern eines Motors und Computerprogrammprodukt |
| US9879595B2 (en) | 2014-09-25 | 2018-01-30 | Mazda Motor Corporation | Exhaust control apparatus for engine |
| DE102015011180B4 (de) | 2014-09-25 | 2019-02-07 | Mazda Motor Corporation | Abgassteuerungsvorrichtung für einen Motor, Verfahren zum Steuern eines Motors und Computerprogrammprodukt |
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