JPS61185622A - 可変ノズル付タ−ボチヤ−ジヤの過給圧制御装置 - 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］ 本発明は可変ノズル付ターボチャージャの過給圧制御装
置に関するものである。

口従来の技術］ ターボチャージャを搭載したエンジンにおいて、エンジ
ンの低速回転域での軸トルクを向上させる方法として、
タービン入口面積を可変ノズルによって絞り込み、コン
プレッサ側のブースト圧を高める装置が知られている。

たとえば実開昭５８−８２４３９号公報、実開昭５８−
１１１３２４号公報、特公昭５８−１７６４１７号公報
、特開昭５０−９４３１７号公報は、この種の装置を開
示している。

従来の可変ノズル付ターボチャージャにおける可変ノズ
ルの角度制御は、ターボチャージャのセンタハウジング
の外壁に環状のガイド部を設け、そこにディスク状のプ
レートの内周側を接触させてタービンシャフトと同芯的
に回動自在とさせ、ディスク状のプレートの外周にリン
グを取付けて該リングにアクチュエータを連結してアク
チュエータにより回動を駆動させ、リングの回動を、リ
ングに形成されたガイド溝５に、可変ノズルのシャフト
に固定されたレバーのビンを摺動自在に係合させること
により、可変ノズルの回動に変換させることにより行な
っている。

従来の可変ノズルの開閉を駆動する。アクチュエータと
その制御１１！１１構は、実開昭５８−１１１３２４号
公報、実開昭５９−２９３４号公報等に開示されている
。これらは、何れも、エンジン回転数を検知して、コン
トローラにより作動される電磁弁を介して、アクチュエ
ータに作動されるエア圧を制御し、可変ノズルの開閉を
制御するものである。したがって、エンジン回転数に応
じた可変ノズル開閉制御であり、過給圧に応じた制御装
置にはなっていない。

［発明が解決しようとする問題点コ しかし、エンジン回転数は、過給機による過給圧の他、
様々な条件で変化するものであり、過給圧を制御するた
めの入力としては適していない。

また、上記従来装置では、制御用のエアは、制御精度を
確保するために一定圧に制御されなければならず、付随
機構が複雑なものになる。

本発明は、上記の問題を解決するために、過給圧を入力
として可変ノズルの開度を制御する可変ノズル付ターボ
チャージャの過給圧制御装置を提供することを目的とす
る。

また、本発明では、過給圧制御装置の作動流体が設定圧
力以上であればいかなる圧力でもその圧力に無関係に精
度の良い過給圧制御ができるようにすることも目的とす
る。

口問題点を解決するための手段］ この目的に沿う本発明の第１発明に係る可変ノズル付タ
ーボチャージャの過給圧制卸装置は、シリンダと該シリ
ンダ内に摺動可能に挿入されたピストンを有し該ビス１
〜ンの動きをターボチャージャの可変ノズルの開閉に連
動させた流体圧アクチュエータと、 該流体圧アクチュエータの流体圧チャージポートおよび
流体圧ドレンボー１〜に設けられ過給圧に応じて移動す
るスプール弁を有し該スプール弁の動きによって前記流
体圧アクチュエータのピストンにかかる流体圧を制御す
る流体圧制ｍ’ｓ構と、かう成る。

また、上記目的に沿う本発明の第２発明に係る可変ノズ
ル付ターボチャージャの過給圧制御装置は、シリンダと
該シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンを有し該
ピストンの動きをターボチャージャの可変ノズルの開閉
に連動させた流体圧アクチュエータと、 該流体圧アクチュエータの流体圧チャージポートおよび
流体圧ドレンポートに設けられ過給圧に応じて移動する
スプール弁を有し該スプール弁の動きによって前記流体
圧アクチュエータのピストンにかかる流体圧を制御する
流体圧制ｔＩＩｍ構と、前記スプール弁の駆動用ダイア
フラムのダイアフラム空とスロットル上流、下流とを接
続する連通路、および該連通路に設けられて部分負荷域
のときに可変ノズルを全開にするように前記連通路を切
換える切換弁と、 から成る。

［作用］ 上記のように、構成された第１発明の装置では、過給圧
を受けたダイアフラムによってスプール弁が駆動され、
スプール弁の動きによってアクチュエータのピストンに
作動する流体圧が制御され、該流体圧によって駆動され
るピストンの動きが、リンク機構を介して可変ノズルの
開閉に変換される。したがって、過給圧を入力とした過
給圧制御が行なわれる。

また、スプール弁を介して流体のアクチュエータビス）
・ンのチャージ、ドレンが制御されるため、制御はスプ
ール弁によってなされ、流体の圧力はピストンを駆動す
る一定圧以上であれば圧力の値如何を問わずピストンを
駆動できる。したがって流体圧を一定圧に精度よく制御
する必要はない。

Ｅ実筋例］ 以下に、本発明の可変ノズル付ターボチャージャの過給
圧制郊装誼に係る望ましい実施例を、図面を参照して説
明する。

第１発明の第１実施例 第゛１図ないし第５図は第１発明の第１実鹿例を示して
おり、第６図は比較例としての従来例を示している。

第１図において、可変ノズル（以下Ｖ　Ｎと略す）型タ
ーボチャージャの基本構成を示しており、図中タービン
ホイール１、リンクアッセンブリ２からなり、リンクア
ッセンブリ２は、リング３、可変ノズルであるベーンノ
ズル４、リンク５、ビン６とで構成されている。リング
の回動がリンク５をビン６まわりに回動させ、リンク５
とビン６と一体に回動するノズベーン４を回動させる。

リンクアッセンブリ２はアクチェータロッド７と結合さ
れアクチュエータ８によりＶＮの開度を制御している。

従来のＶＮアクチュエータの基本構成は第６図に示すよ
うに、ロッド７と結合されたピストン９とシリンダ１０
．さらにピストン９を可動させる作動流体（例えばオイ
ル）１１とバランスざ机るスプリング１２とから成る。

従来はこのシリンダに入る（経路は複数の場合も有）作
動流体を機械的あるいは電気的に減圧、加圧して機関回
転数等の制御をロッド７の変位でもって行なわれていた
。

実開昭５８−１１１３２４号公報、実開昭５８−１７６
４１７号公報等で具体的な作動例が示されている。

これに対し本発明は第１図に示すようなアクチュエータ
１３と流体圧制御３構２８により過給圧副部を達成する
ものである。アクチュエータ１３はシリンダ２７を有し
、シリンダ２７にピストン９が摺動自在に挿入されてい
る。ピストン９は、シール用としてピストンリング９ａ
を有す。ピストン９の一側には圧力型２２が設けられ、
他側はスプリング１２によって圧力室２２側に付勢され
ている。圧力型２２はピストン９を可変ノズル４が開く
方向に駆動し、スプリング１２はピストン９を可変ノズ
ル４が閉じる方向に駆動する。

アクチュエータ１３のピストン−側の圧力型２２への流
体圧（たとえば油圧が用いられるが、以下油圧の場合に
ついて述べる）付与の、エンジンメインギヤラリ１２に
通じるチャージポート２３およびオイルパンに通じるド
レンポート２４にはスプール弁１８が設けられ、チャー
ジ、ディスチャージの連通を制御する。スプール弁１８
の一側に取付けたプレート１７はダイアフラム１６に取
付けられる。ダイアフラム１６の一側にかつシリンダ２
７と一体のハウジング１４内に形成されたダイアフラム
室１５はターボチャージャのコンプレッサ出口に接続さ
れ、過給圧が付与される。過給圧はスプール弁１８を軸
方向に駆動する。ハウジング１４内に形成されたダイア
フラム１６の他側の空２９は大気に開放されている。ス
プール弁１８は、スプリング２０によって、ダイアフラ
ム室１５方向に、軸方向に付勢されている。スプリング
２０は過給圧のセット荷重を決定し、ストッパ付の調整
ねじ２１で調整される。

スプール弁１８には、外周に溝２５．２６が設けられ、
該溝２５．２６によりチャージポート２３、ドレンポー
ト２４０連通を制御する。スプール弁１８外周には、さ
らにピストンリング１９が嵌設され、チャージポート２
３、ドレンポート２４の短絡を防止している。

つぎに上記装置の作動について説明する。

第２図ないし第４図は、第５図の機関回転数ＮＥ（機関
回転数＜ＮＥ■（過給圧ｐｓがｐ　ｂｓｅｔに達する最
低回転＠）の域とＮＥ　　（ＮＥ＞ＮＥ■なる代表点Ｎ
Ｅ）の点でのアクチュエータ１３および流体圧制邦機構
２８の具体的作動例を示す。

第５図は本発明で達成しようとする過給圧ｐｂ特性とチ
ャージポート２３部の圧力（例えば油圧）ｐｏｉｌと圧
力室２２内の圧力ｐａを示している。

前述のスプリング２０の付勢力は第５図の機関要求過給
圧（Ｐｂｓｅｔ）とダイアフラム室１５内のダイアフラ
ム受圧面積の積とほぼ同じくらいにセット・され、グイ
アフラム官１５内にｐ　ｂｓｅｔ以上のＰｂが加わるど
スプール弁１８の移動による溝２５の開弁作動溝２６の
閉弁作動が生じる。

第２図は、Ｎ　Ｅ　＜　Ｎ　Ｅ■のアクチュエータ１３
および流体圧制御磯構２８の具体的作動状態で、第１図
の部分拡大図である。Ｐｂは機関のエネルボバランス（
吸入空気量と燃料量より決定される。

）の関係よりｐ　ｂｓｅｔより低い。そのため、前述の
ごとく、スプリング２０の付勢力が打ち勝つことにより
チャージポート２３は圧力室２２と連通されず、またド
レンポート２４は圧力室２２と連通され、たどえばオイ
ルパンとの連通よりほとんど大気状態となる。そのため
ピストン９は図中最左方に位置し、リンクｎ構よりＶＮ
は全閉となる。

また、この作動状態はＮＥ−ＮＥ■まで続く。

ＮＥ＞ＮＥ■のたとえばＮＦ４の点の状態を説明する。

低速よりエネルギバランスラインに沿って高過給圧（こ
の場合Ｐｂ＞Ｐｂ５ｅｔのＰｂ−Ｐｂ１で説明する。）
Ｐｂ＋が得られるが、（ＰｂがＰｂ　＋になる直前は第
２図の状態）そのＰｂ＋はダイアフラム室１５に導かれ
ることになり、その後の状態を第３図で説明する。

高Ｐｂ＋がダイアフラム室１５に導入されると、ダイア
フラム１６によりスプール弁１８を第２図→第３図のご
とく図中上方におし上げ作動流体圧ｍ＜油圧源・・・・
・・たとえば機関のオイルポンプ吐出後のメインギヤラ
リ圧）からチャージポート２３を通って圧力室２２に溝
２５を貫通してオイルが流入される。その時第３図に示
すように圧力室２２とドレンポート２４が、溝２６によ
って全開近傍状態（第２図）にあったのが閉弁方向にう
つり、圧力室２２には、たとえばＮＥ　　においてＰＡ
ｌなる高油圧が発生し、ピストン９を第２図→第３図の
ごとく図中右方に移動させ、ＶＮを開く方向に作動する
。（たとえばＶＮの全開を１００％とすると便宜上６０
％まで開くと仮定する。）その後、Ｖ　Ｎの開動作とタ
ービンエネルギバランスよりＰｂがｐ　ｂｓｅｔ以下（
たとえばＰｂ　２　）になると圧力室１５には先程のＰ
ｂより低圧（Ｐｂ２　＜ｐｂ　＋　）が加わるため、ス
プール弁１８は第３図→第４図のごとくやや下方に移動
する。（第２図の最下点ヌトツバまではいかない。）す
なわち第４図に示すようにチャージポート２３から圧力
室２２へ導入されていたかなり高い圧力（第３図の状態
）は第４図でスプール弁１８の下方移動によろ溝２５の
若干の閉弁動作と溝２６の若干の開弁動作により減圧さ
れる。すなわち圧力室２２のＰ　ａはＰａ＝なる（Ｐａ
　２　＜ｐａ　＋　）低圧が加わり、ピストン９を第３
図→第４図のごとく図中やや左方に移動し、ＶＮがやや
閉じる方向に作動さ机る。（たとえばＮＶ開度４０％） その後、Ｖｌｌｆ１度４０％による高Ｐｂ　（Ｐｂ＋よ
り低い）が得られ、以下、第４図→第３図の状態とくり
返し、その間ＶＮ開度は、たとえば６０（％）−４０→
５５→４５→５２→４８→５０→５０（％）・・・・・
・のごと（ｐ　ｂｓｅｔに収束し、Ｖ　Ｎ開度（たとえ
ば５０％）を得る事が可能となる。このときＰ　ｂｓｅ
ｔはスプール弁１８の変位量と過給圧との力関係より、
すなわちスプリング２０の初期セット荷重により決定さ
れる。

ここでＮＥに対してＰＯｉ＋　　（たとえばメインギヤ
ラリ圧等）は第５図中、一点鎖線、実線、破線等どんな
特性でも１御可能であるが、ｐａ正圧力、Ｖ　Ｎリンク
を移動させるに足りる力とスブリ〕ノグ１２の変位力に
打ち勝つだけの圧力（Ｐａｄ）を必要とする。すなわち
ｐｏｉｌの最小はＮＥ■（ＶＮが開き始める点〉以上の
域でｐａｏを必要とするため、そのように設定しておく
。よってＮＥ■以下のＶＮが閉じている域は、どんなＰ
Ｏｉ＋　　（油圧）特性でもＶ　Ｎが関かない域である
。

また、これによれば通常棚間始動時は、過給圧Ｐｂが０
より、どんなＰｏｉ＋　　（油圧）があっても、ＶＮ作
動上の全閉を保つことにより、ｌ！関背圧を上昇させ、
燃焼室内残留ガスを増し、始動時着火性を向上させるこ
とができる。

第１発明の第２実施例 第７図ないし第１０図は第１発明の第２実施例の構成、
作動を示し、第１１図はその特性を示している。図に示
すように、 可変ノズル型ターボチャージャの基本構成は第１実施例
に準じ、タービンホイール１０１、リンクアッセンブリ
１０２からなり、リンクアッセンブリ１０２は、リング
１０３、ベーンノズル１０４、リンク１０５、ビン１０
６とで構成されており、作動についても第１実施例に準
じる。このリンクアッセンブリ１０２はアクチュエータ
ロッド１０７と結合されアクチュエータ１１３によりＶ
Ｎの開度を制御している。

第７図に示すようにアクチュエータ１１３により過給圧
制御が達成される。その基本構成として、シリンダ１１
０はピストン１０９により圧力室１１４と１１５に分割
されている。ピストン１０９はシール材１０９ａを有し
、圧力室１１４あるいは１１５にチャージポートまたは
ドレンポート１１６．１１７を通って流入あるいは流出
する作動流体（たとえば油圧）により作動し、ロッド１
０７を変位させる。さらにハウジング１１８内にダイア
フラム室１１９を設はダイアフラム１２０を介してプレ
ート１２１とスプール弁１１２が挿入されている。スプ
ール弁１２２には外周に溝１２３．１２４．１２５が設
けられ、両端にはシール材１２６が設けられる。過給圧
セット荷重が決定されるスプリング１２７は調整ネジ１
２８で付勢力を保っている。またダイアフラム１１９に
より隔離される空間１２９は通路１３０を通し、フィル
タ１３１を経て大気に開放される。作動流体はスプール
弁１２２の変位により、チャージポートまたはドレンポ
ート１１６．１１７と通路１３２．１３３．１３４との
連通を変えることにより圧力室１１４または１１５へ流
入あるいは圧力室１１４または１１５から流出する。ス
プール弁１２２、ダイアフラム１２０、ダイアフラム室
１１９は流体圧制御機構１４０を構成する。

次に行動例を説明する。第８図ないし第１０図は第１１
図のＮＥ（機関回転数）＜ＮＥ■（過給圧Ｐ３がＰ　３
　ｓｅｔに達する最低回転数）の域とＮＥ　　（ＮＥ＞
ＮＥ■なる代表点ＮＥ）の点でのアクチュエータ１３の
具体的作動例を示す。第１１図は本発明で達成しようと
するＰ３特性を示す。

前述のスプリング１２７の付勢力は第１１図の機関要求
過給圧（Ｐ３ｓｅｔ）とダイアフラム至１１９内のダイ
アフラム１２０の受圧面積の積が、スプール弁１２２が
中央の位置（第９図の位置）におるときに同じとなるよ
うにセットされる。

ＮＥ＜ＮＥ■のアクチュエータ１１３の具体的作動例を
第８図に示す。Ｐ３は機関のエネルギバランス（吸入空
気旦と燃料量より決定される）の関係からＰ　３　ｓｅ
ｔより低い。そのために、前述のごとく、スプリング１
２７の付勢力が強くスプール弁１２２は中央より右に位
置することにより、チャージポート１１６は、たとえば
作動流体圧力源（油圧源など、たとえば機関のオイルポ
ンプ吐出後のメインギヤラリ圧）につながる通路１３２
と溝１２３により連通し、圧力室１１４に作動流体が流
入する。一方、チャージポート１１７はドレンポートと
して作動し、ドレンポート１１７はたとえばオイルパン
と連通する通路１３３と溝１２４により連通し、圧力室
１１５から作動流体が流出する。よってピストン１０９
はＮＥ−ＰＮＥ■となりＰ３−Ｐ３ｓｅｔになるまで、
シリンダ１１０の右端（ストッパ等により止められる位
置まで）に位置し、リンク機構によりＶＮ全閉となる。

ＮＥ＞ＮＥ■のたとえばＮＥ”の点の状態を説明する。

低速よりエネルギバランスラインに沿って高過給圧Ｐ３
　＋　　（Ｐ３　＞Ｐ３　ｓｅｔのＰ３）となったとき
Ｐ３１はダイアフラム室１］９に導かれる。このときス
プール弁１２２は第１０図のように中央より左側に動き
チャージポート１１７は溝１２５により通路１３４と連
通し、圧力室１１５に作動流体が流入する。一方、チャ
ージポート１１６はドレンポートとして作動し溝１２４
により通路１３３に連通し、圧力室１１４から作動流体
が流出する。これによりピストン１０９は左側に移動し
、ＶＮが開く方向に作動する。

その後、ＶＮの開動作によりエネルギバランスが変わり
、Ｐ３＝Ｐａｓｅｔとなったときスプール弁１２２は第
９図の状態になり、チャージポート１１６とドレンポー
ト１１７は通路１３２．１３３．１３４と連通されず、
ピストン１０９はその位置に停止する。

このように任意の機関回転数ＮＥ＝ＮＥゝとなったとき
、スプール弁１２２はＰ３＞Ｐｓｓｅｔのとき第１０図
のように動き、ピストン１０９を左方に動かし、Ｐ　ｓ
　＜　Ｐ　３　ｓｅｔのとき、第８図のように動き、ピ
ストン１０９を右方に動かし、Ｐ３＝　Ｐ　３　ｓｅｔ
となったときスプール弁１２２は第９図の位置となり、
ピストン１０９はその回転数ＮＥで過給圧Ｐ３＝Ｐ３ｓ
ｅｔとなる位置で停止し、ｖＮ開度が決定される。

ここで作動流体圧力（例えば油圧）はＶＮを変位させる
力に打ち勝つ圧力に設定しておく。

上記第１発明の第２実施例では、ピストンをばねと作動
流体圧力とのつりあいで作動させる第６図の従来構造に
比べ次の点が有効となる。

イ、ばねが不用となる。

口、ばね至への洩れ用シールは不要で、ピストン両側の
各室のシールは多少の洩れを容認できる簡単なシールで
よい。

ハ、過給圧が設定値に一致したとき、シリンダへの作動
流体の流入がなくなるため、作動流体の元圧の圧力変動
による過給圧のふらつきがなくなる。

二０作動流体の圧力はＶＮのロッドを動かす力を生じさ
せるだけで十分であり、ばね式に比べ低圧力で作動可能
となり、シリンダの大きざを小さくできコンパクトにで
きる。

第２発明 第１２図ないし第１６図は本発明の第２発明に係る。第
２発明は、第１発明の第１実施例に、スプール弁を駆動
するダイアフラムのダイアフラム室に付与される過給圧
を切換える切換弁を付設したものから成る。第２発明に
おいて、第１発明の第１実施例に準じる部分には、第１
図ないし第５図と同一の符号を付すことにより重複説明
を省略する。

第２発明の要点は、第１発明の流体圧制御機構２８のダ
イアフラム１６の一側のダイアフラム室６０（スプリン
グ２０と同方向にダイアフラム１６を押す室）に、該ダ
イアフラム室６０と貫通された圧力ポートロ１を設け、
第１発明と根本的に異なるのは、スプール弁１８とダイ
アフラム１６を介したダイアフラム室１５とダイアフラ
ム室６０の差圧で移動するということである。

また、機関６２のオイル経路のメインギヤラリ部３０が
チャージポート２３へ、オイルパン部３１がドレンポー
ト２４と接続されている。機関６２の吸気管部３２のス
ロットル３３上流側は、（図中左方向）がターボチャー
ジャのコンプレッサ側で、そこに圧力ボート３４を設け
る。スロットル３３下流側は機関６２の燃焼室方向で、
そこに圧力ボート３５を設ける。この圧力ボート３４．
３５と、流体圧制御機構２８の圧力ポートロ１およびダ
イアフラム室１５と接続された、切換弁としてのバキュ
ームコントロールバルブ３６（以下■ＣＶと略す）を有
し、第１３図にその詳細を示す。ＶＣＶ３６のハウジン
グ３７には、オリフィス３８を通してエアフィルタ３９
が内蔵されている。そしてハウジング３７に、圧力室４
０，４１．４２．４３．４４を設け、圧力室４１．４４
はボート４５により連通されている。各々の圧力室４０
．４１．４２．４３．４４は、順に、隔壁４６、ダイア
フラム４７．４８、隔壁４９により区切られ、隔壁４６
．４９はそれぞれ弁部５０．５１を有す。弁部５０側に
弁体部を有ず弁体５２は圧力室４２と連通する穴５３を
設けて、弁部５１にて弁体５４の開閉を行う。弁体５２
には、一体移動可能なプレート５５がダイアフラム４７
と共に外接され、また、ダイアフラム４８を圧力室４２
．４３を区切るため弁体５２に接続されている。この弁
体５２は、スプリング５６により左端弁５０の開閉、ス
プリング５７により圧力室４１．４２の圧力差による移
動を制御し、更に右端弁５４の開閉を制御するスプリン
グ５８を有す。また、弁体５２は、左端に一体の弁部中
央圧力室４２と連通された穴５３が弁体５２の軸中心に
沿って貫通され、右端にて開放となり（弁体５４とは一
体でない）、第１３図の状態では閉じることになる。

そして、第１４図のごとく弁体５２が左方向に移動する
と開くよう作動をする。

次に、実際の機関運転時の動作説明をする。第１４図に
ｍ関経過時間Ｔｉｌ１ｌｅ（Ｔｉ！Ｉｌｅ＜Ｔ１とＴ２
〉Ｔｉｌｌ１が機関の高負荷域、Ｔ１＜Ｔｉｌｌ１ｅ＜
Ｔ２が部分負荷域すなわち本発明の作動範囲である）、
Ｐａ　、Ｐｂ　、Ｐｃ　、Ｐｄは第１２図、第１３図、
第１５図で示す各々のポートＡ、８、Ｃ，Ｄのメカを示
す。

Ｔ１ｆｆ１ｅ＜Ｔ１の高負荷域では、機関スロットル３
３の上流部圧力（Ｐｂ　）と下流部圧力（Ｐｃ）の圧力
差△Ｐ（後述する）は少なく、ＶＣＶ３６は、第１３図
の状態となっている。すなわち、ΔＰは、ダイアフラム
４７を介して圧力室４１．４２の差圧となりこの時スプ
リング５７の付勢力に打ち勝たないようにセットしてお
く。（後述するが付勢力に打ち勝ち、弁体５２の移動可
能なのは、第１４図中・印Ｐｂ　−Ｐｃ　＝ΔＰ“また
とえば５００１１１１ｎＨ（Ｊの時になるよう設定して
おくためである。）その結果圧力室４１を通ったｐｃは
ポート４５を通し弁体５２の右端で開弁された弁部５１
を通し矢印のごとく圧力ｖ４３に至りＰｄとなる。

すなわち、この時流体圧制御機構２８の圧力室１５に導
かれる。また、スロットル前圧Ｐｂは圧力室４２に入り
穴５３を通るが、弁５４で閉弁状態となっているため、
どこにも導かれない。また流体圧制御国構２８の圧力室
６ｏへは、Ｖ　ＣＶ　３６のエアフィルタ３９、オリフ
ィス３８、圧力〒４０を通して（この時弁５０は閉じて
いる。）大気圧状態となっている。すなわち、流体圧制
御ｊｌＩ素構２８のスプール弁１８は、ｐｃとＰａ　　
（大気圧）の通常状態になり、適切な過給圧力（Ｐｃ）
に応じたＶＮ開度（第１４図）を達成する。アクチュエ
ータの作動は、第１発明の第１実施例と同じである。

Ｔｉｍｅ＞Ｔｉの本考案でＶＮ全開制御する域の場合、
Ｐｂとｐｃの差ΔＰが△Ｐ１になった時第１５図の状態
にＶＣＶ３６がなる。すなわち、スプリング５７の付勢
力に打ち勝った時（ΔＰ″′）、Ｐｂ　　（高圧側）は
圧力室４２より穴５３を通し、弁体５２の右端は開放と
なっているため（弁５４がスプリング５８の付勢力で弁
５１を閉じるため）矢印のごとく圧力室４３を通し、Ｐ
ｄとなる。すなりしこの高圧側Ｐ、りが圧力室１５に入
る。また、Ｐ、：（低圧：負圧の場合が多い）は圧力室
４１に入り、矢印のごとく、弁５０（弁体５２の左端弁
が、ΔＰ　なる圧でダイアフラム４７を図中左方Ｆら」
に移動さゼるため開いた状態となる。）を通して、圧力
４０を通しＰａとなる。すなわちポート６１、圧力室６
０に導かれる。よってスプール弁１８移動を支配するス
プリング２０の付勢力は、はぼ要求最大過給圧力になる
よう設定されているが、たとえば前〕ホのへＰそ＝５０
０１１１１１１Ｈ（］が要求最大過給圧−））より高い
場合、スプール弁１８は、Ｐｄとｐ　ａにより第１２図
中最上方に位置させられ、チャージポート２３を通して
開弁された溝２５を通し圧力室２２に高油圧を生じ、Ｖ
Ｎを全開方向にイ乍動させる。すなわち、吸気管内圧（
Ｐｃ）に関係なく△Ｐ７なる部分負荷時には、ＶＮ全開
となる。

Ｔｉ１Ｄｅ＞Ｔ２の時、Ｔ２の点でスロットル３３が全
開近辺になるとＰｂとｐｃの差がなくなり（ΔＰ′より
小さい）第１５図−第１３図に移る。

以下の作動は、７ｉｍｅ＜Ｔ＋の時と同じだが、Ｐａに
負圧等圧力が残るので第１３図で弁５０は閉じられてい
るから、オリフィス３８を通して大気にブリードするよ
うになる。

具体的な効果は第１６図に示す。前述Ｔ　、　＜　Ｔｉ
ｒａｅりＴ２なろ時は、（部分９荷時＞ｒ３関負荷Ｘ％
以下としく実際にはＸ％の時△Ｐ　なる苓王を生ず。）
破線の状態となる。すなわち＼／さｊ全開（１００％）
によるタービン入口圧力すなわち機関背圧（Ｐ４）の大
巾な低下、一方眼気管内圧（Ｐｃ　：前述のスロットル
下流圧）は、このような低負荷域では一般に排気エネル
ギが少ないため、過給がそれ程きいてない。よってＶＮ
全問に至ってもＰｃの低下はＰ４の低下はど大きくなく
、機関のフリクション（具体的にはボンピングロス）を
表わすＰａ　　ｐｃは図中斜線部のように低減できる。

部分負荷域でのボンピングロス低減が機関燃費向上に効
果があるというのは衆知のとおりである。ＶＮＴ／Ｃの
諸元、ΔＰ７設定設定圧上ってかなり差があるが本発明
装置にて、数％の燃費向上を期待できる。

口発明の効果］ 本発明の第１発明の可変ノズル付ターボチャージャの過
給圧制御装置によるときは、過給圧を入力として過給圧
を制御でき、しかも作動流体圧力が設定値以上であれば
如何なる圧力でも適切な過給圧制御を行なうことができ
る。また、向上が簡単であり、かつ始動時ＶＮ全閉によ
り、曙閏背圧を上昇させ、着火性を向上させることもで
きる。

本発明の第２発明の可変ノズル付ターボチャージャの過
給圧制ｔＩＩｌ装置によるときは、前記の効果の他、部
分負荷時のボンピングロスを低減しつつ設定過給圧への
効果的制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１発明の第１実施例に係る可変ノズ
ル付ターボチャージャの過給圧制御装置の断面図、 第２図ないし第４図は第１図の装置の作動を示す部分断
面図、 第５図は第１図の装置の作ｌｌＪ特性図、第６図は従来
過給圧制御装置の断面図、第７図は本発明の第１発明の
第２実施例に係る可変ノズル付ターボチャージャの過給
圧制御装置の断面図、 第８図ないし第１０図は第７図の装置の作動を示す部分
断面図、 第１１図は第７図の装置の作動特性図、第１２図は本発
明の第２実施例に係るノズル付ターボチャージャの過給
圧１ｉＩＪ御装置の断面図、第１３図は第１２図のａ置
の切換弁の断面図、第１４図は第１２図の装置の特性図
、 第１５図は第１３図の装置の第１３図とは別の状態にお
ける断面図、 第１６図は第１２図の装置の特性図、 である。 ４・・・・・・可変、ノズル ９・・・・・・ビス１−ン １３．１１３・・・・・・アクチュエータ１５．６０．
１１９・・・・・・ダイアフラム室１８．１２２・・・
・・・スプール弁 ２２．１１４．１１５・・・・・・圧力室２３．２４． １１６．１１７・・・・・・チャージポートまたはドレ
ンポート ２８・・・・・・流体圧制ｍａｗ ３３・・・・・・スロットル ３６・・・・・・切換弁 ６１・・・・・・圧力ボート 第２図 １６ダイアフラム　　　　１５ダイアフラム室第５図 第８図 ＋５５ 第１０図 １０９ピスト／ １５？　　ｌご４　１．）５　１５４　１とｂ第１１図 第１４図 Ｔｉ回 第１５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダと該シリンダ内に摺動可能に挿入された
   ピストンを有し該ピストンの動きをターボチャージャの
   可変ノズルの開閉に連動させた流体圧アクチュエータと
   、 該流体圧アクチュエータの流体圧チャージポートおよび
   流体圧ドレンポートに設けられ過給圧に応じて移動する
   スプール弁を有し該スプール弁の動きによつて前記流体
   圧アクチュエータのピストンにかかる流体圧を制御する
   流体圧制御機構と、から成る可変ノズル付ターボチャー
   ジャの過給圧制御装置。
2. （２）シリンダと該シリンダ内に摺動可能に挿入された
   ピストンを有し該ピストンの動きをターボチャージャの
   可変ノズルの開閉に運動させた流体圧アクチュエータと
   、 該流体圧アクチュエータの流体圧チャージポートおよび
   流体圧ドレンポートに設けられ過給圧に応じて移動する
   スプール弁を有し該スプール弁の動きによつて前記流体
   圧アクチュエータのピストンにかかる流体圧を制御する
   流体圧制御機構と、前記スプール弁の駆動用ダイアフラ
   ムのダイアフラム室とスロットル上流、下流とを接続す
   る連通路、および該連通路に設けられて部分負荷域のと
   きに可変ノズルを全開にするように前記連通路を切換え
   る切換弁と、 から成る可変ノズル付ターボチャージャの過給圧制御装
   置。