JPWO2010110243A1

JPWO2010110243A1 - エンジン

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Publication number: JPWO2010110243A1
Application number: JP2011506047A
Authority: JP
Inventors: 毅英北川; 康邦川嶋; 堀　秀司; 秀司堀; 大輔小塚
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2030-03-23
Also published as: SE1150990A1; US20120017588A1; CN102414428B; SE535921C2; US8438848B2; CN102414428A; WO2010110243A1; JP4988960B2

Abstract

エンジン（１）には、可変ターボ過給機（１０）と、排気再循環用バルブ装置（ＥＧＲバルブ装置）（２０）と、可変ターボ過給機（１０）を駆動する油圧サーボ駆動装置（３０）と、ＥＧＲバルブ装置（２０）を駆動する油圧サーボ駆動装置（４０）と、油圧サーボ駆動装置（３０）にパイロット圧油を供給する電磁比例制御弁（ＥＰＣバルブ）（５１）と、油圧サーボ駆動装置（４０）にパイロット圧油を供給する電磁比例制御弁（ＥＰＣバルブ）（５２）とが設けられ、これら両方のＥＰＣバルブ（５１，５２）がＥＧＲバルブ装置（２０）に取り付けられている。

Description

本発明は、エンジンに関する。

従来、ディーゼルエンジンに搭載されるターボ過給機として、排気ガスを噴出させるノズル部の開度を調整できるようにした可変ターボ過給機が知られている。このため可変ターボ過給機には、ノズル部の開度調整機構が組み込まれており、このような開度調整機構を油圧アクチュエータによって駆動することが提案されている（例えば、特許文献１）。

一方、ディーゼルエンジンでは、排気ガスの一部を吸気側に戻すことで燃焼温度を下げ、ＮＯｘの排出量を抑制する排気再循環（以下、ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation という）を行う場合がある。ＥＧＲを行うための構成としては、排気管および吸気管を連通させるＥＧＲ配管と、ＥＧＲ配管の途中に設けられるＥＧＲバルブ装置とを備えることが一般的であり、ＥＧＲバルブ装置での開閉動作がやはり油圧アクチュエータによって行われることが提案されている（例えば、特許文献２）。

可変ターボ過給機あるいはＥＧＲ装置で用いられる油圧アクチュエータは、電磁比例制御弁（以下、ＥＰＣバルブ：Electronic Proportional Control バルブという）によって生成されたパイロット圧により、反力発生用のバネとつり合う位置までパイロットスプールを移動させるとともに、メインポンプからのポンプ圧油によりパイロットスプールに追従させて油圧ピストンを移動させ、この油圧ピストンに連動させて可変ターボ過給機の開度調整機構を駆動したり、ＥＧＲ装置を動作させるものである。つまりＥＰＣバルブに通電される電流を調整することで、電流に応じたパイロット圧で移動するスプールの停止位置を調整でき、可変ターボ過給機であれば、油圧ピストンの移動量ひいては開度調整機構によるノズル部の開度を制御可能であり、ＥＧＲ装置であれば、排気ガスが通過する部分のポペットバルブの開度を制御可能である。

ところで、特許文献１に記載のような可変ターボ過給機と、特許文献２に記載のようなＥＧＲバルブ装置とを両方搭載したエンジンでは従来、メインポンプからの圧油を一旦、油圧マニホールドブロックに流入させ、この油圧マニホールドブロックにて可変ターボ過給機側への圧油とＥＧＲバルブ側への圧油とに分配している。

ここで、可変ターボ過給機は非常に高温になることから、可変ターボ過給機用の油圧アクチュエータが該可変ターボ過給機に取り付けられるのに対して、熱影響を受けやすいＥＰＣバルブは、可変ターボ過給機や油圧アクチュエータにではなく、可変ターボ過給機の熱影響を受けない位置にある油圧マニホールドブロックに取り付けられる。これに対してＥＧＲバルブ装置の電磁比例アクチュエータは、ＥＧＲバルブ装置内をＥＧＲクーラによって冷却された排気ガスが通ることもあり、さほど高温になることがないため、ＥＧＲバルブ装置の一部として組み込まれている。

国際公開第０８／０５３７７１号パンフレット国際公開第０５／０９５８３４号パンフレット

しかし、油圧マニホールドブロックは金属製であり、大きな重量を有しているにもかかわらず、可変ターボ過給機やＥＧＲバルブがエンジンの上部側に配置されることから、油圧マニホールドブロックも同様に、エンジンの比較的上部側に位置することになり、シリンダヘッド等に固定される。このため、エンジンの重心位置が高くなってしまい、エンジンが大きく振動したり、車体と共に揺られたりした場合には、振動や揺れがおさまりにくく、安定しないという問題がある。

また、油圧マニホールドブロックには、メインポンプからの配管や、可変ターボ過給機への配管、ＥＧＲバルブへの配管、その他ドレン用の配管等が接続されることになるため、配管やニップル類の取付に手間がかかるとともに、誤配管が生じやすく、組立性に問題がある。

本発明の目的は、シリンダヘッド側を軽くできて安定性を向上させることができ、かつ組立性をも良好にできるエンジンを提供することにある。

本発明のエンジンは、少なくとも可変ターボ過給機、排気再循環用バルブ装置と、前記可変ターボ過給機、排気再循環用バルブ装置をそれぞれ駆動する第１、第２油圧アクチュエータと、前記第１、第２油圧アクチュエータ用のパイロット圧を生成する第１、第２制御弁とが設けられ、前記可変ターボ過給機、排気再循環用バルブ装置のいずれか一方の機器には、前記第１、第２制御弁の両方が取り付けられ、前記一方の機器は、該エンジンの排気マニホールド側とは異なる位置に配置されていることを特徴とする。
ここで、一方の機器に第１、第２制御弁が取り付けられている状態としては、該一方の機器に第１、第２制御弁が直接取り付けられている状態の他、一方の機器に油圧アクチュエータを介して第１、第２制御弁を間接的に取り付けられている場合も含む。

本発明のエンジンでは、前記排気再循環用バルブ装置には、前記第２油圧アクチュエータへポンプ圧油を流すポンプ圧油用内部流路と、前記ポンプ圧油用内部流路から分岐して前記ポンプ圧油を前記第１油圧アクチュエータ側に流すポンプ圧油用内部分岐流路と、前記ポンプ圧油用内部流路から分岐して前記第１、第２制御弁に前記ポンプ圧油を流す一対のパイロット圧生成用内部分岐流路とを備えていることを特徴とする。

本発明のエンジンでは、前記第１油圧アクチュエータには前記ポンプ圧油のドレンポートが設けられ、前記ドレンポートは前記可変ターボ過給機と連通していることを特徴とする。

本発明のエンジンでは、前記第１、第２油圧アクチュエータへの圧油としてエンジン潤滑油が用いられていることを特徴とする。

本発明のエンジンでは、当該エンジンを潤滑するエンジン潤滑回路と、前記エンジン潤滑回路から分岐して前記エンジン潤滑油を前記第１、第２油圧アクチュエータへ供給する圧油供給回路と、前記エンジン潤滑回路内に設けられて該エンジン潤滑回路に前記エンジン潤滑油を流す油圧ポンプと、前記圧油供給回路内に設けられて前記油圧ポンプからのエンジン潤滑油を昇圧して該圧油供給回路に流す昇圧ポンプとを備えていることを特徴とする。

本発明のエンジンによれば、第１油圧アクチュエータ用の第１制御弁と、第２油圧アクチュエータ用の第２制御弁とを、共に同じ機器（可変ターボ過給機または排気再循環用バルブ装置のいずれか）に取り付けるので、これらが取り付けられた機器に対して直接的にポンプ圧油を供給し、この機器から第１、第２制御弁に対してパイロット圧生成用の元圧を分配供給したり、該機器から第１、第２油圧アクチュエータに対してポンプ圧油を供給したりでき、従来のポンプ圧分配用の油圧マニホールドブロックを不要にできる。従って、エンジンとしては、重量部品の数を低減でき、振動や揺れが容易におさまるようになって安定性を向上させることができる。しかも、従来の油圧マニホールドブロックが不要なことから、それに組み付けられるニップル類や配管の組付作業をも省略でき、組立性を向上させることができる。

以上において、第１、第２制御弁が取り付けられる機器を、高温になりにくいエンジンの排気マニホールド側とは異なる位置に配置した場合には、エンジンからの熱影響を受けにくくでき、信頼性が格段に向上する。

可変ターボ過給機、排気再循環用バルブ装置は通常、エンジンのシリンダヘッド近くの高所に取り付けられることが一般的であることから、これらの機器と共に用いられていた油圧マニホールドブロックも高所から除くことができ、エンジンとしての重心を確実に下げることができて、安定性をより向上させることができる。

同様に、ＥＧＲバルブ装置内に種々の内部流路および内部分岐流路を設けることにより、外部配管等をなくすことができ、組立時の作業性を一層向上させることができる。

この際、可変ターボ過給機に設けられる第１油圧アクチュエータのドレンポートを可変ターボ過給機と連通させることで、圧油を可変ターボ過給機を介してドレンでき、可変ターボ過給機に元々設けられていたドレン配管を利用することで、長い配管の組付を省くことができる。
特に、第１油圧アクチュエータを可変ターボ過給機に対して密接させて取り付けておくことにより、第１油圧アクチュエータと可変ターボ過給機との連通をドレン配管なしで実現でき、配管の本数を低減できる。

第１、第２油圧アクチュエータへの圧油としてエンジン潤滑油を用いる場合には、エンジン潤滑回路の他に、全く独立した圧油供給回路を設ける必要がなく、コンパクトなエンジンを実現できるうえ、圧油を潤滑油とは別に用意する必要がないから、メンテナンス性も良好である。

圧油供給回路に昇圧ポンプを設けることにより、エンジン潤滑回路の油圧ポンプでは不足となる油圧を確実に確保できる。そして、エンジン潤滑用に存在している油圧ポンプを併用することで、初めから専用の大容量のポンプを用いて圧油供給回路に圧油を流す必要がなく、やはりエンジンの小型化を促進できる。

本発明の一実施形態のエンジンに適用されるエンジン潤滑回路を示す図。エンジンに設けられた圧油供給回路の概略構成を示す斜視図。圧油供給回路で用いられている機器を示す左側面図。圧油供給回路で用いられている機器を示す正面図。圧油供給回路で用いられている機器を示す右側面図。圧油供給回路に接続された機器の油圧回路図。

以下には先ず、図１に基づき、本発明の一実施形態のエンジン１に適用されるエンジン潤滑回路７０について説明する。
図１において、潤滑回路７０は、エンジン１のオイルパン８０内の潤滑油をメインの油圧ポンプ８１で汲み上げて、オイルクーラ８２およびオイルフィルタ８３を介してメインギャラリ８４に供給するように形成されている。このメインギャラリ８４からの潤滑油では主に、クランクシャフト８５およびカムシャフト８６が潤滑される。

また、潤滑回路７０には、メインギャラリ８４からそれぞれ分岐して燃料サプライポンプ等の燃料噴射装置８７内のカム駆動部等を潤滑する噴射装置側回路７１と、タイミングギアを含む動力伝達機構８８を潤滑する伝達機構側回路７２と、ロッカアーム８９を潤滑するロッカアーム側回路７３と、可変ターボ過給機１０のターボシャフトを支持する軸受部を潤滑する過給機側回路７４と、可変ターボ過給機１０および燃料噴射装置８７から潤滑油をオイルパン８０に戻すためのドレン回路７５とが設けられている。

さらに、本実施形態では、潤滑回路７０とは別に、潤滑油の一部を駆動圧油として油圧サーボ駆動装置（第１油圧アクチュエータ）３０、および油圧サーボ駆動装置（第２油圧アクチュエータ）４０に供給する圧油供給回路９０が設けられている。また、油圧サーボ駆動装置３０からのドレン圧油を可変ターボ過給機１０内に流すためのドレン流路７６が設けられている。このドレン流路７６はドレン回路７５に合流している。

すなわち、本実施形態では、油圧サーボ駆動装置３０，４０を駆動するための圧油をエンジン潤滑油の一部で賄っているが、その圧油を供給するための回路がメインギャラリ８４手前から分岐された圧油供給回路９０である。そして、圧油供給回路９０の基端側には昇圧ポンプ９１が設けられ、昇圧された圧油が駆動圧回路９２を通してＥＧＲバルブ装置２０に内蔵された油圧サーボ駆動装置４０のポンプポート４２に供給される。

そして、駆動圧回路９２は、ＥＧＲバルブ装置２０の内部を経由することで、油圧サーボ駆動装置３０のポンプポート３１側へ供給される駆動圧回路９３と、油圧サーボ駆動装置３０のパイロットポート３２にパイロット圧油を供給するパイロット圧回路９４とに分岐されている。

このパイロット圧回路９４でのパイロット圧は、ＥＧＲバルブ装置２０の外面に取り付けられた第１制御弁であるＥＰＣバルブ５１によって生成される。ＥＰＣバルブ５１に所定の電流を通電させることで、電流に応じたパイロット圧を生じさせ、油圧サーボ駆動装置３０のパイロットスプール６３（図４）をパイロット圧に応じた位置に移動させることが可能である。このことにより、可変ターボ過給機１０のノズル開度を油圧サーボ駆動装置３０で駆動し、調整できる。

一方、ＥＧＲバルブ装置２０内に内蔵された油圧サーボ駆動装置４０のパイロット圧は、ＥＧＲバルブ装置２０に設けられた別の第２制御弁であるＥＰＣバルブ５２で生成される。つまり、ＥＧＲバルブ装置２０には、２つのＥＰＣバルブ５１，５２が並設されているのである。ＥＰＣバルブ５２からのパイロット圧油により同様に、油圧サーボ駆動装置４０のパイロットスプール４９（図４）をパイロット圧に応じた位置に移動させることが可能である。このことにより、ＥＧＲバルブ装置２０のポペットバルブ２１（図４）を油圧サーボ駆動装置４０で駆動し、バルブ開度を調整できる。

なお、図示を省略するが、可変ターボ過給機１０には水冷却回路も接続されており、この水冷却回路を流れる冷却水によって冷却されている。さらに図１では、ドレン回路７５の戻し側の端部がオイルパン８０に繋がっているように図示されているが、実際には、エンジン本体に繋がっており、このエンジン本体を経由して油がオイルパン８０に戻る。

次に、図２、図３Ａ，Ｂ，Ｃに基づき、エンジン１および圧油供給回路９０について詳説する。
図２において、エンジン１の排気側（図示略の排気マニホールド等が設置される側）には、シリンダヘッド２の上部位置に可変ターボ過給機１０が設けられている。可変ターボ過給機１０は、排気タービン１１、この排気タービン１１によって駆動されるコンプレッサ１２、および排気タービン１１側のノズル開度を調整する開度調整機構を備えている。これらの具体的な構成は既知であるため、ここでの詳細な説明は省略する。可変ターボ過給機１０には、内蔵された開度調整機構を駆動するための油圧サーボ駆動装置３０が取り付けられている。また、エンジン１の排気側には、ＥＧＲクーラ３が配置されている。

ここで、ＥＧＲクーラ３は、ＥＧＲを行うための排気ガスを冷却する熱交換器であり、ＥＧＲ配管４の比較的上流側、つまり排気マニホールド寄りに取り付けられている。ＥＧＲクーラ３で用いられる冷却水としては、エンジン１の冷却水が用いられる。

エンジン１の吸気側（図示略の吸気マニホールド等が設置される側）には、ＥＧＲバルブ装置２０がやはりシリンダヘッド２の上部位置に設けられている。ＥＧＲバルブ装置２０は、ＥＧＲクーラ３の下流側、つまり吸気マニホールド寄りに取り付けられている。このＥＧＲバルブ装置２０は、排気ガス導入開口２４、排気ガス流出開口２５（図３Ｂ）、および排気ガス導入開口２４を開閉するポペットバルブ２１を備えている。

そして、ＥＧＲバルブ装置２０の側面には、図３Ｃにも示すように、可変ターボ過給機１０用の油圧サーボ駆動装置３０へのパイロット圧を生成するＥＰＣバルブ５１と、ＥＧＲバルブ装置２０自身に内蔵された油圧サーボ駆動装置４０へのパイロット圧を生成するＥＰＣバルブ５２とが並設されている。

ここで、各ＥＰＣバルブ５１，５２は熱影響を受けないことが望ましいため、本実施形態では、吸気側に配置されたＥＧＲバルブ装置２０に設けられている。ただし、吸気マニホールド側以外に配置された機器であっても、排気マニホールド側とは異なる位置のように、熱影響を受けにくい箇所（例えば、エンジン１の気筒列方向の前端側および後端側）に配置された機器であれば、ＥＰＣバルブ５１，５２を取り付けることができる。

図２に示すエンジン１の吸気側において、シリンダブロック５の下部側には、図１でも説明した圧油供給回路９０の昇圧ポンプ９１が設けられている。昇圧ポンプ９１とＥＧＲバルブ装置２０（油圧サーボ駆動装置４０）のポンプポート４２（図３Ｂをも参照）とは、メインのポンプ圧油を供給する駆動圧回路９２用の配管で接続されている。

ＥＧＲバルブ装置２０には、油圧サーボ駆動装置４０で用いられた圧油をドレンするドレンポート４３（図３Ｃをも参照）が設けられている。ドレンポート４３とシリンダブロック５の下部側とはドレン回路９５用の配管で接続されている。ドレン回路９５でシリンダブロック５に戻されたドレン圧油は、そのままオイルパン８０（図１）内に戻ることになる。

さらに、図３Ａ，Ｂに示すように、ＥＧＲバルブ装置２０には、その内部でポンプポート４２の流路から分岐した出力ポート２２が設けられている。出力ポート２２と可変ターボ過給機１０側の油圧サーボ駆動装置３０のポンプポート３１とは、駆動圧回路９３用の配管で接続されている。また、ＥＧＲバルブ装置２０には、ＥＰＣバルブ５１からのパイロット圧油の出力ポート２３が設けられており、出力ポート２３と油圧サーボ駆動装置３０のパイロットポート３２とは、パイロット圧回路９４用の配管で接続されている。

図４には、圧油供給回路９０に接続されたＥＧＲバルブ装置２０および各油圧サーボ駆動装置３０，４０のさらに詳細な油圧回路が示されている。この図４に基づき、ＥＧＲバルブ装置２０および各油圧サーボ駆動装置３０，４０について詳説するとともに、それらの動作について説明する。

図４において、昇圧ポンプ９１からの圧油は、駆動圧回路９２を通してＥＧＲバルブ装置２０のポンプポート４２に供給される。ＥＧＲバルブ装置２０の内部において、ポンプポート４２と油圧サーボ駆動装置４０を構成するピストン４５の圧油流入ポート４６とが第１内部流路（ポンプ圧油用内部流路）１０１で連通している。第１内部流路１０１にはフィルタ１０１Ａが設けられている。ピストン４５のドレン流出ポート４７とドレンポート４３とが第２内部流路１０２で連通している。ピストン４５の圧油流出ポート４８と油圧サーボ駆動装置４０のシリンダ圧油室６１とが第３内部流路１０３で連通している。

そして、ピストン４５内のパイロットスプール４９が、ＥＰＣバルブ５２のパイロット圧油で駆動される。パイロットスプール４９には、位置センサ４９Ｂが設けられており、位置センサ４９Ｂから図示略の制御装置に位置検出信号をフィードバックすることで、パイロットスプール４９の位置がサーボ制御される。

このような油圧サーボ駆動装置４０において、パイロットスプール４９をバネ４９Ａのバネ力よりも大きいパイロット圧により図中の左側に移動させると、この移動中には第１内部流路１０１と第３内部流路１０３とが各ポート４６，４８を介して連通し、メインのポンプ圧油がシリンダ圧油室６１に供給される。

シリンダ圧油室６１に圧油が供給されると、油圧ピストン６２が移動し、これに接続されたポペットバルブ２１を駆動して開ける。このような油圧ピストン６２は、パイロットスプール４９に追従して移動するように構成されており、実際には油圧ピストン６２に設けられている各ポート４６，４７，４８も同時に移動する。従って、パイロットスプール４９に作用するパイロット圧とバネ４９Ａのバネ力とがつり合った位置でパイロットスプール４９が停止すると、この停止した位置に油圧ピストン６２が追いついた時点では、パイロットスプール４９がセンター位置となり、メインのポンプ圧油を遮断して油圧ピストン６２をホールドし、ポペットバルブ２１の開度を維持し、この状態で所望の排気ガス量がポペットバルブ２１を通過する。

パイロットスプール４９にバネ４９Ａのバネ力よりも小さいパイロット圧油を供給すると、パイロットスプール４９は該バネ力により図中の右側に戻る。すると、第１内部流路１０１が遮断される一方で、第２内部流路１０２と第３内部流路１０３とが各ポート４７，４８を介して連通し、シリンダ圧油室６１内の圧油をドレンする。このため、油圧ピストン６２は、別のバネ６２Ａのバネ力でパイロットスプール４９に追従して戻る。
なお、パイロットスプール４９の停止位置は、パイロットスプール４９に作用するパイロット圧がバネ４９Ａのバネ力とつり合った位置であり、この位置ではパイロットスプール４９がセンター位置となり、圧油の供給が遮断されてポペットバルブ２１はパイロット圧に応じた開度に維持され、所望の排気ガス量がポペットバルブ２１を通過する。

ここで、第１内部流路１０１からは第４内部流路（パイロット圧生成用内部分岐流路）１０４が分岐している。第４内部流路１０４は、油圧サーボ駆動装置４０へパイロット圧油を供給するＥＰＣバルブ５２内の第５内部流路１０５と連通している。第５内部流路１０５にはフィルタ１０５Ａが設けられている。第５内部流路１０５の先端は、ＥＰＣバルブ５２を構成する減圧バルブ５３の圧油流入ポート５４と連通している。減圧バルブ５３に設けられたパイロット圧出力ポート５５には第６内部流路１０６が連通し、第６内部流路１０６にはフィルタ１０６Ａが設けられている。

また、第６内部流路１０６は、ＥＧＲバルブ装置２０側の第７内部流路１０７と連通し、この第７内部流路１０７は、ピストン４５に設けられた圧油室と連通し、この圧油室にパイロット圧油を供給することでパイロットスプール４９を移動させる。このように、ＥＰＣバルブ５２では、ポンプ圧油を元油として減圧し、パイロット圧油を造り出している。

減圧バルブ５３に設けられたドレン流出ポート５６は第８内部流路１０８に連通しており、この第３内部流路１０８は、ＥＧＲバルブ装置２０の第９内部流路１０９と連通し、第９内部流路１０９の先端がドレン用の第２内部流路１０２に接続されている。従って、パイロットスプール４９を戻し側に移動した際に減圧バルブ５３に戻ったパイロット圧油は、ＥＧＲバルブ装置２０のドレンポート４３からドレン回路９５を通して戻ることになる。

ＥＧＲバルブ装置２０の内部ではまた、第１内部流路１０１から第１０内部流路（ポンプ圧油用内部分岐流路）１１０が分岐している。第１０内部流路１１０の先端は、ポンプ圧油が出力される出力ポート２２と連通している。すなわち、メインのポンプ圧油は、第１内部流路１０１および第１０内部流路１１０を通して出力ポート２２から出力され、ここから駆動圧回路９３を通して可変ターボ過給機１０側の油圧サーボ駆動装置３０に供給される。

ＥＧＲバルブ装置２０内ではさらに、前記第１０内部流路１１０から第１１内部流路（パイロット圧生成用内部分岐流路）１１１が分岐している。第１１内部流路１１１は、油圧サーボ駆動装置３０へパイロット圧油を供給するＥＰＣバルブ５１内の第１２内部流路１１２と連通している。第１２内部流路１１２にはフィルタ１１２Ａが設けられている。第１２内部流路１１２の先端は、ＥＰＣバルブ５１を構成する減圧バルブ５７の圧油流入ポート５８と連通している。減圧バルブ５７に設けられたパイロット圧出力ポート５９には第１３内部流路１１３が連通し、第１３内部流路１１３にはフィルタ１１３Ａが設けられている。

また、第１３内部流路１１３は、ＥＧＲバルブ装置２０側の第１４内部流路１１４と連通し、この第１４内部流路１１４は、パイロット圧油が出力される出力ポート２３と連通している。すなわち、ＥＰＣバルブ５１でポンプ圧油を減圧して造られたパイロット圧油は、ＥＧＲバルブ装置２０の第１４内部流路１１４を通して出力ポート２３から出力され、ここからパイロット圧回路９４を通して可変ターボ過給機１０側の油圧サーボ駆動装置３０に供給される。

さらに、減圧バルブ５７に設けられたドレン流出ポート６０は第１５内部流路１１５に連通しており、この第１５内部流路１１５は、ＥＧＲバルブ装置２０の第１６内部流路１１６と連通している。第１６内部流路１１６は、第９内部流路１０９と連通しており、しかして、油圧サーボ駆動装置３０のパイロットスプール６３を戻し側に移動した際に減圧バルブ５７に戻ったパイロット圧油も、ＥＧＲバルブ装置２０のドレンポート４３からドレン回路９５を通して戻ることになる。

以下には、油圧サーボ駆動装置３０側の油圧回路について詳説する。
油圧サーボ駆動装置３０のポンプポート３１には、ＥＧＲバルブ装置２０から駆動圧回路９３を通してポンプ圧油が供給される。油圧サーボ駆動装置３０の内部において、ポンプポート３１と油圧サーボ駆動装置３０を構成するピストン６４の圧油流入ポート６５とが第１７内部流路１１７で連通している。第１７内部流路１１７にはフィルタ１１７Ａが設けられている。

ピストン６４のドレン流出ポート６６と油圧サーボ駆動装置３０のドレンポート３３とが第１８内部流路１１８で連通している。ピストン６４の第１圧油流出入ポート６７と油圧サーボ駆動装置３０のボトム側シリンダ圧油室３４とが第１９内部流路１１９で連通している。さらに、ピストン６４の第２圧油流出入ポート６８とトップ側シリンダ圧油室３５とが第２０内部流路１２０で連通している。

油圧サーボ駆動装置３０のパイロットポート３２は、第２１内部流路１２１を介してピストン６４のパイロット圧油室と連通している。第２１内部流路１２１にはフィルタ１２１Ａが設けられている。

そして、ピストン６４内のパイロットスプール６３が、ＥＰＣバルブ５１のパイロット圧油で駆動される。パイロットスプール６３には、位置センサ６３Ｂが設けられており、位置センサ６３Ｂから図示略の制御装置に位置検出信号をフィードバックすることで、パイロットスプール６３の位置がサーボ制御される。

このような油圧サーボ駆動装置３０において、パイロットスプール６３をバネ６３Ａのバネ力よりも大きいパイロット圧により図中の右側に移動させると、第１１７内部流路１１７と第２０内部流路１２０とが各ポート６５，６８を介して連通し、ポンプ圧油がトップ側シリンダ圧油室３５に供給される。

トップ側シリンダ圧油室３５に圧油が供給されると、油圧ピストン３６が移動し、これに接続された可変ターボ過給機１０の開度調整機構のレバー１３を駆動して、ノズル部の開度を開ける。これに対してボトム側シリンダ圧油室３４は、第１９内部流路１１９、各ポート６６，６７、および第１８内部流路１１８を通してドレンポート３３と連通することになり、油圧ピストン３６がボトム側に移動した分に応じた（トップ側シリンダ圧油室３５に流入したポンプ圧油に応じた）ポンプ圧油がドレンされる。

このような油圧ピストン３６も、パイロットスプール６３に追従して移動するように構成されており、実際には油圧ピストン３６に設けられている各ポート６５，６６，６７，６８も同時に移動する。従って、パイロットスプール６３がバネ６３Ａとつり合った位置で停止すると、この停止した位置に油圧ピストン３６が追いついた時点では、パイロットスプール６３がセンター位置となり、メインのポンプ圧油を遮断して油圧ピストン３６をホールドし、ノズル部の開度を維持する。

パイロットスプール６３にバネ６３Ａのバネ力よりも小さいパイロット圧油を供給すると、パイロットスプール６３は該バネ力により図中の左側に戻る。このことによりポンプ圧油の流れが切り換わり、ポンプ圧油が第１７内部流路、各ポート６５，６７、および第１９内部流路１１９を介してボトム側シリンダ圧油室３４に供給され、油圧ピストン３６はパイロットスプール６３に追従して図中の左側に戻る。これと同時に、トップ側シリンダ圧油室３５内に流入していたポンプ圧油は、第１２内部流路１２０、各ポート６６，６８、および第１８内部流路１１８を通してドレンポート３３からドレンされる。この結果、開度調整機構のレバー１３は先程とは逆向きに駆動され、ノズル部が閉められる。

パイロットスプール６３および油圧ピストン３６がパイロット圧とバネ６３Ａのバネ力とのつり合い位置まで戻った状態ではやはり、パイロットスプール６３がセンター位置となり、ポンプ圧油の供給が遮断されてノズル開度が閉じ側で維持される。

以上の本実施形態のエンジン１によれば、メインのポンプ圧油を供給する圧油供給回路９０が、ＥＧＲバルブ装置２０内でそれぞれ油圧サーボ駆動装置３０，４０用に分岐しているうえ、油圧サーボ駆動装置３０，４０にパイロット圧を生成するＥＰＣバルブ５１，５２が、共にＥＧＲバルブ装置２０に取り付けられているため、ポンプ圧油およびパイロット圧油を分配するための従来の油圧マニホールドブロックをＥＧＲバルブ装置２０で代用でき、そのような油圧マニホールドブロックを不要にできる。

このことにより、シリンダヘッド２に取り付けられる重量部品の数が低減するため、エンジン１の振動や揺れが迅速におさまるようになり、安定性を向上させることができる。加えて、従来必要であった油圧マニホールドブロックへのニップル類の取付作業や配管作業を省略でき、組立性も向上させることができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、油圧サーボ駆動装置４０側では、パイロットスプール４９により３ポート３位置式のピストン４５が構成され、油圧サーボ駆動装置３０側では、パイロットスプール６３により４ポート３位置式のピストン６４が構成されていたが、両方の油圧サーボ駆動装置３０，４０にて３ポート３位置式を採用したり、４ポート３位置式を採用したりしてもよく、どのような構成の油圧サーボ駆動装置を用いるかは、その実施にあたって任意に決められてよい。

前記実施形態では、ＥＰＣバルブ５１，５２が共にＥＧＲバルブ装置２０に取り付けられていたが、共に可変ターボ過給機１０に取り付けられている場合でも本発明に含まれる。しかしながら、高温となる可変ターボ過給機１０にＥＰＣバルブ５１，５２を取り付けるよりも、高温になりにくいＥＧＲバルブ装置２０に取り付けることが、熱影響を受けることがないため望ましい。

前記実施形態では、ＥＧＲバルブ装置２０用の油圧サーボ駆動装置４０が、当該ＥＧＲバルブ装置２０内に内蔵される構成であったが、油圧サーボ駆動装置３０が可変ターボ過給機１０の外側に取り付けられているのと同様に、油圧サーボ駆動装置４０をＥＧＲバルブ装置２０の外側に取り付けてもよい。

前記実施形態では、油圧サーボ駆動装置３０のドレンポート３３は、ドレン流路７６によって可変ターボ過給機１０と連通し、ドレンポート３３からのドレン圧油を可変ターボ過給機を介してドレンさせる構成であったが、これに限定されず、例えばドレンポート３３とドレン回路９５（図１）とを連通させてドレンさせてもよい。

前記実施形態では、本発明の油圧アクチュエータとして、油圧サーボ駆動装置３０，４０について説明したが、パイロットスプールをサーボ制御によらずに移動させる非サーボ制御型の油圧アクチュエータであってもよい。

前記実施形態では、パイロット圧が生成されるのは可変ターボ過給機１０およびＥＧＲバルブ装置２０用の各ＥＰＣバルブ５１，５２であったが、可変容量型の油圧ポンプを駆動するためのＥＰＣバルブであったり、バルブの開閉タイミングを可変に構成された可変バルブタイミング装置用のＥＰＣバルブ等であったりしてもよい。

可変容量型の油圧ポンプでは、斜板等を駆動する油圧アクチュエータ用のパイロット圧を生成するためにＥＰＣバルブが用いられる。可変バルブタイミング装置では、エンジンのクランクシャフトの回転を遊星減速機を介してカムシャフトに伝達し、この遊星減速機内の遊星歯車機構の一部を油圧アクチュエータで駆動してクランクシャフトの回転とカムシャフトの回転との位相差を可変にする場合など、そのような油圧アクチュエータ用のパイロット圧を生成するためにＥＰＣバルブが用いられる。

前記実施形態では、図４に示すように、ＥＧＲバルブ装置２０内に設けられた内部流路１１１は、内部流路１１０から分岐し、ＥＰＣバルブ５１側へ連通していたが、内部流路１１１を内部流路１０１から直接分岐させてもよい。
前記実施形態では、２つのＥＰＣバルブ５１，５２がＥＧＲバルブ装置２０に集約されていたが、３つ以上のＥＰＣバルブを１つの機器に取り付けた場合でも本発明に含まれる。

本発明は、ＥＰＣバルブで生成されたパイロット圧を利用する複数の機器が搭載されたエンジンに好適に利用きる。

１…エンジン、１０…可変ターボ過給機、２０…ＥＧＲバルブ装置、３０…第１油圧アクチュエータである油圧サーボ駆動装置、３３…ドレンポート、４０…第２油圧アクチュエータである油圧サーボ駆動装置、５１…第１制御弁であるＥＰＣバルブ、５２…第２制御弁であるＥＰＣバルブ、７０…エンジン潤滑回路、８１…油圧ポンプ、９０…圧油供給回路、９１…昇圧ポンプ、１０１…ポンプ圧油用内部流路である第１内部流路、１０４…パイロット圧生成用内部分岐流路である第４内部流路、１１０…ポンプ圧油用内部分岐流路である第１０内部流路、１１１…パイロット圧生成用内部分岐流路である第１１内部流路。

減圧バルブ５３に設けられたドレン流出ポート５６は第８内部流路１０８に連通しており、この第８内部流路１０８は、ＥＧＲバルブ装置２０の第９内部流路１０９と連通し、第９内部流路１０９の先端がドレン用の第２内部流路１０２に接続されている。従って、パイロットスプール４９を戻し側に移動した際に減圧バルブ５３に戻ったパイロット圧油は、ＥＧＲバルブ装置２０のドレンポート４３からドレン回路９５を通して戻ることになる。

このような油圧サーボ駆動装置３０において、パイロットスプール６３をバネ６３Ａのバネ力よりも大きいパイロット圧により図中の右側に移動させると、第１７内部流路１１７と第２０内部流路１２０とが各ポート６５，６８を介して連通し、ポンプ圧油がトップ側シリンダ圧油室３５に供給される。

パイロットスプール６３にバネ６３Ａのバネ力よりも小さいパイロット圧油を供給すると、パイロットスプール６３は該バネ力により図中の左側に戻る。このことによりポンプ圧油の流れが切り換わり、ポンプ圧油が第１７内部流路１１７、各ポート６５，６７、および第１９内部流路１１９を介してボトム側シリンダ圧油室３４に供給され、油圧ピストン３６はパイロットスプール６３に追従して図中の右側に戻る。これと同時に、トップ側シリンダ圧油室３５内に流入していたポンプ圧油は、第２０内部流路１２０、各ポート６６，６８、および第１８内部流路１１８を通してドレンポート３３からドレンされる。この結果、開度調整機構のレバー１３は先程とは逆向きに駆動され、ノズル部が閉められる。

Claims

エンジンにおいて、
少なくとも可変ターボ過給機、排気再循環用バルブ装置と、
前記可変ターボ過給機、排気再循環用バルブ装置をそれぞれ駆動する第１、第２油圧アクチュエータと、
前記第１、第２油圧アクチュエータ用のパイロット圧を生成する第１、第２制御弁とが設けられ、
前記可変ターボ過給機、排気再循環用バルブ装置のいずれか一方の機器には、前記第１、第２制御弁の両方が取り付けられ、
前記一方の機器は、該エンジンの排気マニホールド側とは異なる位置に配置されている
ことを特徴とするエンジン。
請求項１に記載のエンジンにおいて、
前記排気再循環用バルブ装置には、前記第２油圧アクチュエータへポンプ圧油を流すポンプ圧油用内部流路と、
前記ポンプ圧油用内部流路から分岐して前記ポンプ圧油を前記第１油圧アクチュエータ側に流すポンプ圧油用内部分岐流路と、
前記ポンプ圧油用内部流路から分岐して前記第１、第２制御弁に前記ポンプ圧油を流す一対のパイロット圧生成用内部分岐流路とを備えている
ことを特徴とするエンジン。
請求項１または請求項２に記載のエンジンにおいて、
前記第１油圧アクチュエータには前記ポンプ圧油のドレンポートが設けられ、
前記ドレンポートは前記可変ターボ過給機と連通している
ことを特徴とするエンジン。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のエンジンにおいて、
前記第１、第２油圧アクチュエータへの圧油としてエンジン潤滑油が用いられている
ことを特徴とするエンジン。
請求項４に記載のエンジンにおいて、
当該エンジンを潤滑するエンジン潤滑回路と、
前記エンジン潤滑回路から分岐して前記エンジン潤滑油を前記第１、第２油圧アクチュエータへ供給する圧油供給回路と、
前記エンジン潤滑回路内に設けられて該エンジン潤滑回路に前記エンジン潤滑油を流す油圧ポンプと、
前記圧油供給回路内に設けられて前記油圧ポンプからのエンジン潤滑油を昇圧して該圧油供給回路に流す昇圧ポンプとを備えている
ことを特徴とするエンジン。