JPS61234229A

JPS61234229A - タ−ビン過給機制御系

Info

Publication number: JPS61234229A
Application number: JP61034934A
Authority: JP
Inventors: ロランド・ビー・コールドウエル
Original assignee: Ranco Inc
Current assignee: Robertshaw US Holding Corp
Priority date: 1985-02-25
Filing date: 1986-02-19
Publication date: 1986-10-18
Also published as: DK85586A; DK85586D0; EP0193758A3; US4703625A; KR860006617A; BR8600764A; EP0193758A2; AU5268686A

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】本発明は一般的にタービン過給に関し、特にタービン過
給内燃機関のための高度補償ウェストゲ菩−ト・コント
ローラに関する。

内燃機関の馬力およびトルクを増すために排気タービン
過給機を用いることは公知である。過去において、排気
タービン過給機は主としてトラックおよび航空機の用途
に用いられた。最近では小形自動エンジンの馬力を増す
ためにタービン過給が流行している。排気駆動タービン
過給機を付加することにより加速および／またはスロッ
トル全開運転中に馬力およびトルクの増加を与えるのみ
ならず、通常走行中に経済運転を与えるために比較的小
形の燃料経済性の良いエンジンを自動車に用いることが
できる。

全てではないが、大抵の排気駆動タービン過給機装備で
は、排気タービン過給機が発生する最大ブースト圧を制
限するのにウェストゲートが用いられる。代表的には、
ウェストゲートは排気流路内に配設された弁と、弁を動
かすためのアクチュエータを含む。アクチュエータはブ
ースト圧に応答して弁を開、閉側位置の間に動かす。開
位置では排気ガス流がタービンハウジングを迂回するの
に対し、閉位置では排気ガスの全てがタービンハウジン
グ内を通過する。

通常、ウエストゲート・アクチュエータは弁に作動自在
に連結された、ばね偏倚されたダイヤフラムを含む。ダ
イヤフラムの片側は大気圧に露出され、反対側はブース
ト圧に関連した信号圧を受ける。ばね力とダイヤフラム
にかかる大気圧の組合せが弁を閉位置に向けて付勢し、
その位置で全ての排気流がタービンハウジングに向けら
れる。

排気タービン過給機が発生したブースト圧はダイヤフラ
ムの反対側に連通される。既定のブースト圧（通常はば
ねの偏倚力により決まる）が発生すると、この圧力によ
って生じた力がばね力に打ち勝ってダイヤフラムを弁と
共に開位置に駆動し、排気がタービンハウジングをバイ
パスして流れるようにして、タービンの回転速度を減じ
、または制限する。ダイヤフラムの片側は大気圧に露出
しているので、ダイヤスラムにかかる合計偏倚力（ば°
ね力と大気圧の組合せ）は高度と共に変化する。特に、
高度が増すにつれて大気圧が及ぼす力は減じ、その結果
、低いブーストでも充分にダイヤフラムにかかる比較的
低い偏倚力に打ち勝つので、発生する最大ブースト圧は
減少する。つまシ転向弁はよシ低いブースト圧で開（。

従って従来の排気タービン過給機制御装置によれば、エ
ンジンが高々度において最大の馬力とトルクを得るのに
充分なブースト圧を排気タービン過給機が発生し得ない
ことになる。

高度の変化を補償するための制御装置が従来も提案され
ている。航空機の環境におけるこれらの高度補償制御装
置はかなシ複雑で高価であシ、自動車のタービン過給に
は容易に適用され得なかった。

自動車用にも高度補償ターボ過給制御装置が提案されて
いる。しかし、これらの制御装置の大部分は、ウェスト
ゲート信号圧の一部分がウエストゲート・アクチュエー
タをバイパスするようにしてダイヤフラムにかかる圧力
を減する圧力調節機構に依存している。調節の量は高度
に従って変化する。高度が増すにつれ、よシ多くの信号
圧力がバイパスされて排気タービン過給機の出力を増大
させてウェストゲート弁を作動すなわち開放する。

これらの調節用制御装置は加圧空気が継続的にウエスト
ゲート・アクチュエータをバイパスすルノで、実質的に
吸気圧力を消費する。

提案された高度補償コントローラのあるものは高度セン
サーとしてアネロイド型ベローズを用いている。これら
のコントローラの多（において、アネロイド型ベローズ
の動きによって直接に調節弁を動かしている。通常、ア
ネロイビ型ベローズの動きは少ない高度変化に対しては
極く微かであるから、これらの提案されたコントローラ
は誤差を生じ易い。

本発明は大気圧すなわち気圧計圧力の変化を自動的に補
償する制御系を含む、自動車またはトランク用エンジン
のだめの斬新な改良型タービン過給系を与える。本発明
によれば、エンジンを運転する高度の如何にかかわらず
既定の最大ブースト圧を排気タービン過給機が達成する
。

望ましい図示の実施例において、制御系は排気駆動ター
ビン過給機のタービンハウジングへの排気の連通を制御
するための気圧作動ウエストゲート・コントローラと、
該ウエストゲート・コントローラに連通ずる信号圧を制
御するためのブースト・レギュレータとを含む。レギュ
レータが発生するウェストダート信号は感知した気圧計
圧力とタービン過給機出力圧との関数である。

本発明によれば、ブーストレギュレータは、アネロイド
カプセルを取付けるハウジングと、ウェストゲート信号
圧（ウエストゲート・アクチュエータに連通する）を制
御するための弁組立体と、アネロイドカプセルが発生す
る力を増幅して弁組立体に伝達するための力伝達部材と
、を含む。従゛来技術と異なり、アネロイドカプセルに
より感知される大気圧の変化はアネロイド素子による弁
自体の直接の変位ではなく、弁に対する偏倚力の変化と
して表現される。

弁組立体は吸気マニホールド圧に関連する入力信号を受
は取る入力ポートと、ウエストゲート・アクチュエータ
に接続される出力ポートと、大気圧ポートと、を画成す
る。組立体の一部を形成する入力室は入力ポートを経由
して入力信号を受は取る。望ましい図示の実施例におい
て、レギュレータ入力ポートと内燃機関吸気マニホール
ドとの間の直接の接続により入力信号が与えられる。組
立体はまた出力ポートに連通ずる出力室をも画成する。

出力室（ウエストゲート・アクチュエータに連通する）
の中で発生した圧力信号はタービン過給機出力とアネロ
イドカプセルが感知する気圧計圧力との関数である。

組立体は３つの位置の間で移動自在であるコントローラ
弁を含む。第１の位置において、コントローラ弁は入力
室および出力室を相互に、また大気圧から隔離し、第２
の位置では弁は入力室を出力室に連通し、第３の位置で
は弁は出力室を大気圧に連通する。

本発明によれば、１）入力室内の入力圧、２）出力室内
の圧力、３）気圧計圧力の関数であるアネロイドカプセ
ルにより発生する外部力、により及ぼされる不釣合力の
適用に応答してコントローラ弁が動くう通常の作動では
、コントローラ弁は及ぼされる力が釣合うまで出力室の
圧力を調整する。力が釣合った時、弁は第１の位置に動
いて、ここで入力室および出力室が相互に、また大気か
ら密封隔離される。上記のように、入力室はタービン過
給機出力からブースト圧を受ける。コントローラ弁はタ
ービン過給機ブースト圧およびアネロイドカプセルが及
ぼす偏倚力の双方に応答して出力室内にブースト圧と気
圧計圧力との双方の関数であるウェストゲート静圧信号
を発生する。

望ましくは密封イローズを含む、アネロイドカプセルは
気圧計圧力の減少に応じて膨張力を発生する。この膨張
力は力伝達部材によりコントローラ弁に伝えられ、弁を
第°３の位置に向けて付勢する。前述のように、コント
ローラ弁が第３の位置にある時、出力室は大気圧ポート
に連通される。

アネロイドカプセルが発生する外部偏倚力に釣合ってコ
ントローラ弁を入力室と出力室が隔離される第１の位置
に動かすためには、入力信号圧、ひいてはタービン過給
機出力の増加が必要である。

前述のように、ウエストゲート・アクチュエータにかか
る出力圧はウェストゲート弁を開位置に向けて付勢する
。この開放力はアクチュエータ・ダイヤフラムの反対側
にかかるばね及び大気圧によって対抗される。気圧計圧
力は高度が増すにつれて減じ、大気圧によりダイヤフラ
ムにかけられる対抗力は減する。しかし気圧計圧力が減
するにつれて、アネロイド素子はコントローラ弁を第３
の位置に向けて偏倚し、それにより、特定タービン過給
機出力におけるウェストゲート信号を減する。望ましい
実施例において、高度が増すにつれてウェストゲート信
号圧空域することで、大気圧がダイヤフラムに及ぼす力
の減少を補償する。

本発明の特徴によれば、アネロイドカプセルが及ぼす力
の変化を感知して作動されるコントローラ弁はまたカプ
セルの変形量を減するように働く。

大気圧の変化はカプセル膨張を微変化させるが、コント
ローラ弁の位置が調整されるにつれてカプセルを元の形
態に戻すように弁制御系が働く。よって制御系の動作範
囲の全体を通してカプセルの形状は実質的に不変のｉｔ
である。

カプセルの力が先ずコントローラ弁にかかる時、カプセ
ルの膨張度は微変化する。このカプセル膨張の微変化に
対抗するようにアネロイドカプセルにかかる機械力を生
ずるためにブースト圧が用いられる。このフィート９パ
ツクカがカプセルを最初の形態に戻して、運用圧力範囲
内の任意の特定大気圧においてカプセルの膨張度が不変
となるようにする。

望ましい図示の実施例において、制御系は小じんまシ装
置され容易に組立てられる、比較的少数の部品から形成
されるように制御系が構成され配置される。従来技術の
ブースト制御装置と異なシ、ウエストゲート・アクチュ
エータへの圧力信号を減するためにブースト圧が常時、
大気に放出されることはない。開示されたレギュレータ
において、静圧はレギュレータの出力室内に保たれるか
ら、タービン過給機制御のために吸気が消費されず、そ
のためエンジン効率は良くなる。

望ましい図示の構成において、レギュレータはアネロイ
ドカプセルおよび力伝達部材を包むハウジングを含む。

この実施例の特徴によれば、弁組立体はハウジングに取
付けられて、力伝達部材に作動係合するように延在する
作動部材、望ましくはロンド（桿）を含む。弁組立体は
入力、大気、および出力の各ポートを画成するポート本
体、ならびに弁要素を包む包囲部材すなわちケーシング
を含む。コントローラ弁を支持する制御ダイヤフラムは
ポート本体とケーシング上に形成されたフランジとの間
に緊締されて密封係合する。ケーシング、ポート本体、
および弁要素により形成される小組立体は別個に組立て
られてレギュレータ・ハウジングに取付けられることが
できる。リベツ・　　　　　　トのように比較的安価な
ファスナを取付けに使用することができる。ポート本体
および弁ケーシングは容易に鋳造され量産されることが
できるので、レギュレータの製作費は比較的安価である
。

本発明のいま一つの特徴によれば、作動ロッドが弁要素
と力伝達部材を連結するために貫通する弁ケーシングの
開口部を密封するのにスカート付きシールが用いられる
。開示された構成において、作動部材が往復する時に密
封性を維持するためにスカートのたわみを利用するので
シールの摩擦が減する。シールは作動部材に対して滑動
する必要がないから、滑動摩擦は大幅に減する。

本発明のいま一つの特徴によれば、アネロイドカプセル
とコントローラ弁の間で力を伝達する力伝達部材は、ア
ネロイドカプセルとコントａ−ラ弁の間の力の伝達を成
就するために異なる長さのモーメントアームを画成して
カプセル発生力の増幅を生ずる。開示された実施例にお
いて、力伝達部材はレギュレータの一端近（Ｋ枢動連結
されたレバーアームを含む。アネロイドカプセルは枢動
軸から離れた距離においてレバーアームに力をかける。

ついでコントローラ弁は枢動軸とアネロイド９力プセル
結合部との中間点にてレバーに連結される。その結果、
枢動軸とコントローラ弁の間に画成されるモーメントア
ームは枢動点とアネロイ・ト９カプセルの間に画成され
るモーメントアームよりも短かい。レバーアームにより
生ずる増幅比はモーメントアームの比の関数であシ、従
って調整自在である。従来技術と異なシ、アネロイドカ
プセルにより発生した力は直接にコントローラ弁に１対
１の比で結合されない。開示された配置において、ウェ
ストゲート信号圧の、より安定した有効な制御が達成可
能であると信ぜられる。

望ましい実施例の以下の記載および添付図面から本発明
の他の特徴が明らかとなるであろう。

第１図は本発明を具体化したタービン過給機制両系の全
体構成を図解する。内燃機関の関連要素カ略図で示され
、エンジン・ズロツク１０、吸気系１２および排気系１
４を含む。図示の実施例において、気化器１６が略図で
示される。しかし燃料噴射のような他の燃料系にも本発
明が適用される。

タービン過給機１８は吸気系中に取付けられた圧縮系翼
車１８ａと排気路に配設されるタービンハウジング１９
内で回転自在である排気タービン１８１）とを含む。翼
車１８ａとタービン１８ｔ）は共通軸２０により結合さ
れる。公知のように、排気タービンは導管部分２２．２
４により画成される排気路を通って進行する排気ガスに
より駆動される。タービンは圧縮機翼車を回転させ、翼
車は吸入空気を圧縮し、吸気行程中にエンジン・シリン
ダ（図示せず）に取入れられる給気密度を増す。タービ
ン過給機の回転速度、ひいてはその出力はタービンハウ
ジング１９を通る排気流量により決まる。タービン過給
機の回転速度はエンジン速度および／またはスロットル
開度を増すにつれて増大する。タービン過給機が過大速
度にて回転することが可能な場合に生ずるであろうター
ビン過給機またはエンジンの損傷を避けるために、排気
がタービンハウジングを迂回するようにするバイパス導
管２６が設けられる。バイパス導管を通る排気流はウェ
ストゲート弁２８により制御される。第１図に示すよう
に、弁が開いている時、排気の少なくとも一部分はター
ビンハウジング１９をノミイパスしてタービン速度を減
少または制限する。

ウェストゲート弁２８の動きはウエストゲート・アクチ
ュエータ３０により制御される。図示の実施例において
、アクチュエータはダイヤフラム３４を取付けるハウジ
ング３２を含む。ダイヤフラムはハウジング３２の内部
を上室３６と下室３８に分ける。上室はハウジング３０
に形成されるポート４０により大気圧に保たれる。ダイ
ヤフラムの動きがウェストゲート弁の付随する運動を生
ずるようにウェストゲート弁２８がダイヤフラムに連結
される。ハウジングとダイヤフラムの間に作用する偏倚
ばね４２がウェストゲート弁を閉位置に付勢して、この
位置でバイパス導管２６を通る排気が阻止される。

下室３８はタービン過給機ブースト圧（圧縮機翼車１８
ａの回転により発生する）と感知大気圧の関数であるウ
ェストゲート信号を受ける。ウェストゲート信号はダイ
ヤフラムを上方に付勢する力をダイヤフラムにかける。

この上向きの力はダイヤフラムの上面に働く大気圧およ
びばね力４２により対抗される。ウェストゲート信号が
大気圧とばね力を超えると、ウェストゲート弁は開き、
タービンハウジング１９をバイパスして（導管２６を通
して）排気を流してタービン速度がそれ以上に上るのを
防止する。

下室３８に連通するウェストゲート信号は気圧受感レギ
ュレータ５０により制御される。望ましい実施例におい
て、レギュレータはブースト圧および大気圧を監視して
、側圧力の関数であるウェストゲート信号を発生する。

本発明によれば、ある特定ブースト圧においてウェスト
ゲート信号は大気圧が下るにつれて減少して、大気圧に
よりダイヤフラムの上面にかかる偏倚力の減少を補償す
る。

レギュレータ５０は、ベース５４トカバー５６ヲ含むハ
ウジング５２を含む。ベース５４は外方に延在するフラ
ン：）５４ａを有し、該７ランジの回シにカバー５６が
かしめられて固定される。ガスケット５８がカバー５４
とベース５６の間に緊締される。ベース５４には弁組立
体６０．アネロイドカプセル６２および枢軸取付は台６
４が取付げられる。

弁組立体および枢軸取付は台は複数のリベット６６、６
７によりベースの底部に固定される。

アネロイドカプセルはベース５４の底部に形成されるボ
ス６８のねじ部に受承されるねじ付きスタッド６２ａを
含む。力伝達アーム７０は一端が枢軸取付は台６４に枢
動自在に連結され、他端がアネロイドカプセル６２の上
部に衝接係合する。アーム７０の左端とカプセル上部と
の接触は調整ねじ７２を介して行われる。カバー５６に
ある近接孔７４からねじ７２の外部調整が可能である。

張力ばね７６がアーム７０を下方にカプセル６２に接触
するように偏倚し、またアームの横方向の動きを防止す
る。

弁組立体６０は入力ｙｇ−ト８０、大気通気ポート８２
および出力ポート８４を画成する、ベース５４から懇垂
する構造すなわちポート本体７８を含む。

図示の実施例において、入力ポート８０は導管８６によ
り吸気系１２に連結される。出力ポート８４は導管８８
を介してウエストゲート・アクチュエータ３０の下室３
８に連通する。弁組立体６０はポート本体７８と上部弁
組立体キャップすなわちケーシング９２の間に可撓ダイ
ヤフラム９０を取付ける。ダイヤフラム９０はキャップ
９２とポート本体７８０間に密封緊締される。入力室９
４がキャップ９２とダイヤフラム９０の間に画成される
。出力室９６がダイヤフラム９０と本体７８の間に画成
されて出力ポート８４に連通ずる。

ダイヤフラム９０は入力室９４と出力室９６の連通を制
御するコントローラ部材９８を担持する。

コントローラ部材９８は下方に延びる作動ロッド１００
によジアーム７０に連結される。ロッド１００の下端に
取付けられたＵ形りリップ１０４がコントロー２部材９
８に緊締される。ロッＩ−″１００はキャップ９２に形
成された開口部９２ａを通して延在する。シール１０６
が開口部９２ａを通って入力室９４から漏れる空気を防
ぐ。作動ロッドの上部はアーム７０に枢動連結される。

横向き枢軸ピン１１０がアーム７０に形成された■形み
ぞ７０ａに枢動自在に固定され、保持板１１２および取
付けねじ１１４によりその位置に保たれる。カプセル６
２の膨張が作動ロツＰ１００を介してコントローラ部材
９８に上向きの力を及ぼすことが判る。

シール１０６は、作動ロッド１００が往復する時に開口
部９２ａの回シにシールを（室９４の中への漏れを防ぐ
ために）保つように働く可撓スカート１０６ａを含む。

シールを保つのにスカート１０６ａのたわみを利用して
いるので、滑動型シールを使用する場合に比べて、もし
あるにしても極く小さな摩擦しか制御弁の作動中に発生
しない。

コントローラ部材９８は環形体を含み、中央通路１２０
を画成する。通路１２０の上端に上方に延在するリップ
１２２が形成され、弁素子１２４のための弁座を形成す
る。弁素子１２４はダイヤフラム９０により中心に担持
される。代りに弁素子はダイヤスラム９０の部分として
鋳型成形された一体成形ボタンであることもできる。ま
た第２図を参照して、コントローラは隔置されて上方に
延在する半円形レグ１２５の１対を含む。レグ１２５は
ダイヤフラム９０にある補足し合う形の窓を通って延在
する。各レグの基部近くに形成されたみぞ１２５ａはＵ
形りリップ１０４の下端に形成された叉部１０４ａの先
端を受承する。保持リング１２７がクリップ１０４の下
側に捕捉され、コントローラに形成された肩部９８ａに
対してダイヤスラムを緊締する。ダイヤフラム９０に形
成される蛇腹部９０ａはコントロー−）９８の中央領域
をきつちシ取巻（。実効上、ダイヤフラムの動きがコン
トローラの付随する動きを生ずるようにコントローラ９
８がダイヤフラムに固定される。

第１図に見られるように、通路１２０は大気圧ポート８
２に連通ずるチューブ１２６を弛く受承する。チューブ
１２６の上部は弁素子１２４により開閉される通気口を
画成する。ポート１２０とチューブ１２６の間の弛いは
め合は、コントローラ部材９８が上方に動いて弁素子１
２４を持上げチューブ上端から離した時は何時でも出力
室９６からチューブ１２６へ空気が流れるのを可能にす
る。コントロール部材９８が下方に動いて弁素子１２４
から離れると、入力室と出力室は通路１２０を介して連
通ずるが、大気からは密封隔離される。

弁座１２２、弁素子１２４および通気チューブ１２６が
全て第１図に示すように一つの共通面内にある時、入力
室および出力室は相互に、また大気からも密封隔離され
る。この位置では、出力室９６内に静圧が保たれる。

入力室９４に正の信号圧が連通されると、ダイヤフラム
９０に力がかがシダイヤ７ラムおよびコントローラ部材
９８を下方に付勢する。一方、出力室９６内の圧力はダ
イヤフラム９０およびコントローラ部材に力を及ぼして
上方に付勢する。アネロイドカプセル６２の膨張はコン
トローラ部材９８に力を及ぼし、また上方に付勢する。

上述のように、上向きの力（出力圧力およびアネロイド
カプセルにより掛けられる）が入力室内の信号圧により
掛けられる下向きの力に釣合う時、コントローラ部材９
８は第１図に示す位置、つまり入力室９４および出力室
９６が相互に、また大気圧ポート８２から構成される装
置をとる。ある特定のアネロイドカプセル膨張位置にお
いて、出力圧は入力圧の関数である。よって、エンジン
が一定高度にて運転されている場合は、出力圧はかけら
れる入力圧と共に変化する。

第１図に示すように、力伝達アーム７０は調整ねじ７２
と枢軸ピン１５２の間で第１のモーメントアームＭ１を
画成する。横向きピア　１１０　（作動ロツ）”１００
をアーム７０に取付げる）と枢軸ピン１５２０間で第２
のモーメントアームＭ２が画成される。

開示された構成では、アネロイドカプセル６２により付
与されてコントローラ部材９８に伝達される力は増幅さ
れる。増幅率はモーメントアームの比Ｍ１／Ｍ２により
決まる。画成されるモーメントアームの比を変えること
、すなわちＶ形の取付けみぞ７０ａの位置を変えること
によりこの増幅率を変更し得ることは明らかである。

全体制御系の作動は下記の通りである。タービン過給機
を駆動するのに充分な排気流がエンジンにより発生する
時、正の圧力が徐々に吸気系１２内に生長する。この正
圧は導管８６を介してブースト・レギュレータ５０の入
力ポート８０に連通される。ダイヤフラム９０にかかっ
た入力圧はダイヤスラムおよびコントローラ部材９８を
下方に付勢する。出力室９６内の圧力および／またはア
ネロイドカプセル６２により付与される上向きの力に打
勝つのに充分な程にダイヤフラム９０にかかる入力圧が
高い場合、コントロール部材は下方に動いて弁素子１２
４から離れ、加圧空気を入力室９４から通路１２０を通
して出力室９６に流す。出力室９６内の圧力が入力室内
の圧力に対抗するのに充分となる時、コントローラ部材
は上方に動き、弁素子１２４に否び係合して入力室９８
を出力室から密封する。入力室内の圧力が減じた場合、
ダイヤフラム９０とコントローラ部材９４にかかる力の
不釣合のためにコントローラ部材は上方に動き弁素子１
２４を通気チューブ１２６から持上げて離し、出力室９
６内の圧力をポート８２から大気に通気する。力が再び
釣合うと、コントローラ部材９８は下方に動き、遂に弁
要素１２４は通気チェープ１２６に再保合して、再び入
力室と出力室を相互に、また大気から密封する。

アネロイドカプセル６２は大気圧つまシ気圧計圧の変化
が生ずると、コントローラ部材９８にかげる偏倚力を変
える、高度が上ると、アネロイドカプセル６２が膨張し
、コントローラ部材９８にかける上向き力を増す。高度
が上ってこの追加された偏倚力に釣合わせるために、増
加圧力を入力室９４に連通しなければならない。換言す
れば、高度が上るにつれて、アネロイドカプセルにより
コントロール部材９８に付与される増加偏倚力は特定入
力圧に対しよシ低い出力圧を出力室９６に生ずる。

望ましい実施例において、高度が上った時に生ずる出力
圧の減少は、大気圧によりウェストゲート・ダイヤフラ
ム３４にかけられる偏倚力の減少を補償する。上記のよ
うに、ウェストゲート弁に連結されるダイヤフラムはば
ね４２およびポート４０を通して連通される大気圧の組
合せにより下方に（第１図で見て）偏倚される。高度が
上るにつれて、大気による圧力は減じ、よって導管８６
を介して連通される。よシ低い信号圧がウェストダート
弁を開かせてタービンハウジング１９を迂回して排気を
流させる。本発明によれば、室９６内に生長する出力圧
はアネロイドカプセル６２０作用により比例的に減少し
、その減少は大気圧によりダイヤフラム３４にかかる偏
倚力の減少に相当する。従って、タービン過給機の出力
は車両が高々度にて運転されても減少しない。

本発明の特徴によれば、コントローラ弁組立体６０の作
用はアネロイドカプセルに既定の膨張を維持する。第１
図に示すように、釣合った位置においてコントロー２部
材９８は通気チューブ１２６の上端、弁座１２２および
弁素子１２４は全て、エンジンを運転する高度、入力圧
、出力圧の如何にかかわらず一つの共通面内にある。高
度の変化はアネロイド・ベローズの大きな膨張として現
われずに、コントローラ部材９８にかかる偏倚力の変化
として表わされる。

カプセルは高度が上るに従い膨張するけれどもその膨張
増加は一時的なものでｓｂ、入力室９４および出力室９
６の圧力の調整により釣合い状態が再び樹立されるや否
や、コントローラ部材９８は再び静位置に戻って力伝達
アーム７ｏに第１図に示す位置をとらせ、アネロイドカ
プセルを通常の運用高さにまで圧縮する。つまシ、アネ
ロイドカプセルにより感知される高度変化はコントロー
ラ部材９８の大きな変位として現われない。本発明によ
れば、アネロイド素子によく見られる空気とヒステリシ
スによる効果は避けられる。

本発明はまた付加的な利点を与える。特定の入力信号圧
および大気圧において一つの静的出力圧が出力室９６に
発生するから吸気マニホールド圧がコントローラによ多
消費されない。前記のように、成る従来技術の装置では
、ウェストゲート信号が調節され、それ故、継続的に調
節されるウェストゲート信号を生ずるために吸気系の圧
力が常に大気に放出される。開示されたブースト・レギ
ュレータ５０は継続的なウェストゲート信号を保つため
に常時、空気を放出することはない。

本発明によれば、調節型コントローラに比較して、出力
信号を生ずるのにレギュレータを通して極く僅かな空気
流しか必要でないので、レギュレータ機構に入るごみそ
の他の汚染の可能性が減する。その結果、開示された構
成は信頼性があシ、最少限の保守しか必要としない筈で
ある。吸気系が負圧で働く時、すなわち減速中には、入
力室９４への負の信号圧の連通はコントローラ９８を持
上げて、入力室を出力室９６および大気圧ポート８２か
ら密封する。真空状態では、ブースト・レギュレータを
通る空気流は無いので、再びレギュレータに入る汚染の
可能性が減する。

本発明の特徴によれば、レギュレータ５０は製作が容易
で比較的安価である。弁組立体ケーシング９２およびポ
ート構造７８は公知の方法を用いてプラスチックのよう
な安価な材料から成形される。

開示された構成では、弁組立体６０を別個に組立ててか
ら、レギュレータ・ハウジング５２０に一ス５４に取付
けることができる。第３図に示すように、弁組立体を固
定するのにリベット６６を用いることができる。リベッ
ト６６はベース５４、弁組立体ケーシング９２およびポ
ート構造７８を貫通して延在し、組付は後は諸部材をま
とめて緊締する。コントロール・ダイヤフラム９０はケ
ーシング９２の７２ンジ９２ｂとポート本体７８の間に
密封緊締される。リベットは単に弁組立体６０をレギュ
レータ・ハウジングに取付けるだげでな（弁組立体自身
の組立てを保つのに役立つ。弁組立体をベース５４に取
付ゆた後で、作動ロッド１００を力伝達アーム７０に固
定する。

第３図で良く判るように、力伝達部材７０のための枢軸
取付は台６４はベースまたはプラットホーム６４ａと、
力伝達アーム７０のための枢軸を画成する上方に延在す
るプラタン）　６４ｂとを含む。

ベース５４ａはリベット６７およびリベット６６により
レギュレータ・ハウジング５４に固定される。

ブラケット６４１）は力伝達アーム７００幅よりも僅か
に大きな横寸法を有するＵ形枢軸プラケット１５０を画
成する。枢軸ピン１５２は枢軸ブラケット１５０のアー
ム１５０ａの間に、−力伝達アーム７０を貫通して延在
する。枢軸ピン１５２の位置を枢軸ブラケット内に保つ
ために、ビンの端をかしめである。

第３図に示すように、枢軸取付は台はまた力伝達アーム
に向けて上方に延在する一体のばね取付は部１５４を画
成する。ばね取付部１５４を枢軸取付は台６４の一部に
含めることは、構造を簡単にし、別個のばね取付部材の
必要を無くする。

つまシ、望ましい図示の実施例において、安価な製作法
を用いてレギュレータ５０を製作すると−とができる。

ハウジング・ベース５４の成形後、ハウジングとは別個
に組付けることができる弁組立体６０をベース５４に、
枢軸取付台６４および関連の力伝達部材と共に取付ける
。前記のように、アネロイドカプセル６２はベースのボ
ス６８のねじ部に受承される。リベットのような６本の
ファスナを用いて、弁組立体６０および力伝達アーム７
０をしつかシと恒久的に取付ける。リベットは弁組立体
および力伝達アームの取付位置を保つのみならず弁組立
体自身の組立てを維持するのにも役立つ。

成る程度の特定性をもって本発明を記載したけれども、
特許請求の範囲に記載される本発明の精神および範囲を
逸脱することなく当業者により種々の変更を行うことが
できることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の望ましい実施例により構成さ１れるブ
ースト・レギュレータの断面図を含むタービン過給機制
御系の説明図、第２図は第１図の２−２線で示す平面から見たブースト
・レギュレータの拡大部分図、第３図は内部の細部を示
すためにトップカバーを取外した、ブースト・レギュレ
ータの拡大平面図。１０・・・・・・エンジン、１２・・・・・・吸気系、
１４・・・・・・排気系、１６・・・・・・気化器、１
８・・・・・・タービン過給機、３０・・・・・・アク
チュエータ、５０・・・・・・レギュレータ。（外５名ン

Claims

【特許請求の範囲】

（１）支持ハウジングと；該ハウジングに連結されるア
ネロイド・ベローズと；タービン過給機の出力圧を指示
する圧力信号を受入れるための圧力入力ポート、大気圧
に接続される通気ポート、圧力出力ポート、および前記
入力ポートまたは通気ポートの一つと前記出力ポートと
の間の連通を変更して出力圧を変えるために既定位置か
ら移動自在である弁構造を有し、大気圧および入力圧の
感知された変化に従つて大きさが変化する差圧力が前記
弁構造に作用している、制御弁組立体と；前記アネロイ
ドベローズおよび前記弁構造の間で力を伝達し増幅する
ために前記ハウジングに支持された力伝達部材と；を含
み、該力伝達部材は感知された大気圧に応じて前記ベロ
ーズにより発生した偏倚力を前記弁構造に伝達するよう
に働き、前記出力圧は前記ベローズが発生した偏倚力に
対抗するために前記弁構造に作用する差圧力を生ずるよ
うに変化し、該差圧力は前記ベローズの膨張および収縮
の度合を既定膨張度からの微変化量に限定するために前
記力伝達部材を介して前記ベローズの力に抗して作用す
ることを特徴とする、内燃機関の高度補償式タービン過
給機コントローラ。
（２）エンジンからの排気流に連結される被駆動部分お
よび既定のエンジン運転条件の下で吸気流を加圧するた
め該エンジンの該吸気流内に配設される圧縮機部分を含
む排気駆動タービン過給機と；前記排気流内に配設され
て前記タービン過給機の前記被駆動部分への排気の連通
を制御するように作動し、前記圧縮機部分により前記吸
気流が既定圧力まで加圧された時に前記タービン過給機
から排気をそらせるように動くウエストゲートと；該ウ
エストゲートの作動を制御するために大気圧の変化に応
答するウエストゲート・コントローラにおいて、前記タ
ービン過給機の前記圧縮機部分の下流で前記吸気流に連
通する入力ポート、大気圧に連通する大気圧ポートおよ
び前記ウエストゲートに連通する出力ポートを画成する
アネロイドカプセル取付用ハウジングと、前記入力ポー
トの前記大気圧ポートおよび前記出力ポートへの連通を
制御するためのコントローラ部材と、前記ハウジングに
より支持されて前記アネロイドカプセルにより発生する
力を前記コントロール部材に伝達し増幅するための力伝
達部材と、を含み、前記出力ポートにおける圧力が特定
入力ポート圧において高度の変化に従つて変化するよう
に、前記力伝達部材により前記コントローラ部材にかけ
られる力が前記入力ポートの圧力および前記出力ポート
の圧力により釣合うようにする、ウエストゲート・コン
トローラと；を含む内燃機関用タービン過給機制御系。
（３）支持ハウジングと；該ハウジング内に取付けられ
て大気圧の感知された変化に応じて微量膨張自在である
アネロイドカプセルと；ウエストゲート入力ポートへの
、タービン過給機出力に関連する信号圧の連通を制御す
るための弁組立体において、前記ウエストゲート入力ポ
ートが大気圧および前記信号圧の双方から密封される釣
合い位置から、前記信号圧が前記入力ポートに連通され
る第１の位置または前記入力ポートが大気圧に連通され
る第２の位置に移動することのできるコントローラを含
む弁組立体と；前記ハウジングに支持されて前記アネロ
イドカプセルと前記弁組立体の間に力を伝達するための
力伝達部材において、大気圧の感知された変化に応答し
て前記アネロイドカプセルにより発生した偏倚力を前記
コントローラに伝達するように作動自在であり、該偏倚
力が特定信号圧に対して前記ウエストゲート入力ポート
における圧力を変更するようにする、力伝達部材と；を
含む内燃機関用高度補償式タービン過給機コントローラ
。
（４）タービン過給機の出力圧を指示する信号を受入れ
る入力ポートとタービン過給機ウエストゲートに接続す
る出力ポートを画成する構造と；前記入力信号の関数と
して前記出力ポートにおける圧力を制御するためのコン
トローラと；感知される大気圧を指示する信号を発生す
るように作動自在であるアネロイドカプセルと；前記コ
ントローラへの前記アネロイドカプセルの信号を伝達し
増幅するための装置と；前記入力信号、アネロイドカプ
セル信号および前記出力ポートにおける圧力により発生
される諸刃を受け、前記アネロイドカプセル信号が及ぼ
す力を補償するように前記出力ポートにおける前記圧力
を調整するための装置を含む釣合せ装置と；を含む内燃
機関用タービン過給機コントローラ。
（５）前記アネロイドカプセルの信号が前記アネロイド
カプセルの膨張の変化により発生する、特許請求の範囲
第（４）項に記載のタービン過給機コントローラ。
（６）アネロイドカプセルの前記膨張の変化が力伝達ア
ームにより前記コントローラに伝達される、特許請求の
範囲第（５）項に記載のタービン過給機コントローラ。
（７）前記入力ポートが受ける前記信号が前記タービン
過給機の前記出力圧である、特許請求の範囲第（４）項
に記載のコントローラ。
（８）支持ハウジングと；前記ハウジング内に取付けら
れて、タービン過給機出力圧を指示する圧力信号を受取
る領域と、前記タービン過給機出力圧および感知された
大気圧に応答して出力室内で成長する出力圧に露出され
た第２の領域を含む可動ダイヤフラムと；前記ダイヤフ
ラムに担持されて、前記第１の領域と前記第２の領域の
間、および前記第２の領域と大気圧ポートの間の流体連
通を制御するための、弁装置を含むコントローラと；大
気圧の変化が前記コントローラにかかる偏倚力の変化と
して表わされるように、大気圧に関連する力を前記コン
トローラにかけるための、増幅装置を含む大気圧感知装
置と；を含む、ウエストゲート・アクチュエータに連通
する信号圧を制御するブースト・レギュレータ。
（９）前記大気圧感知装置がアネロイドカプセルを含み
、その膨張が大気圧の感知された変化に応答して微量的
に変化する、特許請求の範囲第（８）項に記載の装置。
（１０）前記ダイヤフラムの前記第１の領域が前記ター
ビン過給機出力圧に流体連通する入力室を少なくとも部
分的に画成し、前記第２の領域が前記ウエストゲート・
アクチュエータに流体連通する出力室を少なくとも部分
的に画成する、特許請求の範囲第（８）項に記載の装置
。
（１１）タービン過給機ブースト圧を指示する流体信号
圧を受ける入力ポートを画成する構造と；前記信号圧の
関数として変化する静出力流体圧を出力ポートに発生す
るために、前記信号圧および前記出力流体圧により発生
する力に作用され前記信号の大きさの変化に応じて前記
静出力流体圧の大きさを調整するように作動自在である
変位自在の弁部材を含む装置と；大気圧の変化に応答自
在であつて前記大気圧の感知された変化に関連する偏倚
力を発生するように作動自在であるアネロイドカプセル
と；感知された大気圧の変化に関連して前記信号圧と前
記静出力圧の間の大きさ関係を変更するように前記偏倚
力を前記弁部材に伝達し増幅するための装置と；を含む
、内燃機関用高度補償式タービン過給機ブースト圧コン
トローラ。
（１２）前記力伝達アームが、枢軸と前記アネロイドカ
プセルの間の第１のモーメント・アームと、前記枢軸と
前記コントローラの間の前記第１のモーメント・アーム
と異なる第２のモーメント・アームと、を画成する、特
許請求の範囲第（６）項に記載のタービン過給機コント
ローラ。
（１３）前記第１のモーメント・アームが前記第２のモ
ーメント・アームよりも長い、特許請求の範囲第（１２
）項に記載の装置。
（１４）前記力伝達アームは一端がハウジング部材に枢
動自在に連結され他端近くが前記アネロイドカプセルに
作動自在に連結され、前記コントローラが前記両端の中
間の前記アーム上の位置に作動自在に連結される、特許
請求の範囲第（６）項に記載のタービン過給機コントロ
ーラ。
（１５）ベース部分を画成する支持ハウジングと；一体
の入力ポート、出力ポートおよび大気圧ポートを画成す
るポート本体と、制御弁組立体の中にある制御弁要素を
包む包囲部材と、前記ポート本体および前記包囲部材の
間に捕捉され密封係合される制御ダイヤフラムと、前記
ポート本体と包囲部材を結合し更に前記レギュレータ・
ハウジングの前記ベース部分に固定する装置と、一端が
前記ハウジングに枢動自在に連結されて、前記ハウジン
グ内に取付けられるアネロイドカプセルに衝接係合する
ように延在し、前記ハウジングに枢動自在に連結される
枢軸線と前記アネロイドカプセルの間で第１のモーメン
ト・アームを画成するレバーアームと、を含み前記ベー
ス部分に取付けられる制御弁組立体において、前記包囲
部材の開口部を通して延在し前記枢軸線と前記アネロイ
ドカプセルの中間位置にて前記レバーアームに作動自在
に連結されて前記第１のモーメント・アームよりも短か
い第２のモーメント・アームを画成するようにする作動
ロッドを含む制御弁組立体と；を含み、ウエストゲート
・アクチュエータに連通される信号圧を制御するための
ブースト・レギュレータ。
（１６）前記ポート本体および包囲部材が鋳型成形され
た要素である、特許請求の範囲第（１５）項に記載のレ
ギュレータ。
（１７）複数のファスナが前記包囲部材を前記ポート本
体に緊締すると同時に、前記包囲部材およびポート本体
を前記レギュレータ・ハウジングの前記ベース部分に固
定する、特許請求の範囲第（１５）項に記載のレギュレ
ータ。
（１８）前記レギュレータ・ハウジングの前記ベース部
分に固定された支持プラットホームを含むブラケット構
造により前記レバーの枢軸線が画成される、特許請求の
範囲第（１７）項に記載のレギュレータ。
（１９）前記アネロイドカプセルに向けて前記レバーア
ームを偏倚するための偏倚ばねを結合するための直立す
るばね取付部を前記ブラケット構造が更に画成している
、特許請求の範囲第（１８）項に記載のレギュレータ。
（２０）前記制御弁組立体を前記ベース部分に固定する
のに用いられる前記ファスナの少なくとも何本かにより
前記支持プラットホームが前記レギュレータ・ハウジン
グの前記ベース部分に固定される、特許請求の範囲第（
１７）項に記載のレギュレータ。
（２１）前記包囲部材の前記開口部近くの領域に密封係
合するシール・スカートを含み、前記作動ロッドが制御
信号に応答して往復運転する時に前記包囲部材内に画成
される内部領域を前記レギュレータ・ハウジングにより
画成されるもう一つの領域から密封するように働くシー
ル装置を更に有する、特許請求の範囲第（１５）項に記
載のレギュレータ。