KR101890977B1 - 터보차저용 가변 유량 밸브 - Google Patents

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Abstract

위치 피드백을 갖는 가변 유량 밸브가 개시된다. 상기 가변 유량 밸브는, 유입 포트와 배출 포트, 및 하나 이상의 제어 포트를 갖는 하우징을 포함하고, 또한 상기 하우징의 상기 유입 포트와 배출 포트 사이의 유체 연통을 개폐시키도록 주 밸브에 연결된 피스톤을 포함한다. 상기 하우징과 상기 피스톤은 그 자체의 제어 포트와 각각 유체 연통하는 내부 챔버와 외부 챔버를 형성하도록 맞물려 있다. 제어 포트 밸브는 압력 변화 공급원에 대한 액세스를 제어하도록 상기 제어 포트들 중 하나 이상을 개폐한다. 위치 센서는 위치 피드백의 일부이며, 상기 배출 포트가 부분적으로 개방되는 위치에서 상기 주 밸브를 유지시키도록 상기 제어 포트 밸브를 작동시키는 제어기에 상기 배출 포트에 대한 상기 주 밸브의 위치를 통신한다.

Description

터보차저용 가변 유량 밸브{VARIABLE FLOW VALVE FOR TURBOCHARGERS}
본 출원은 2012년 6월 20일에 출원된 미국가출원 제61/662,255호의 우선권을 주장한다.
본 출원은 가변 유량 밸브에 관한 것이며, 특히 압축기 재순환 밸브와 같은 밸브들을 포함하여 밸브를 통한 유체 유동의 위치 제어 및 계량 제어를 가지는 밸브에 관한 것이다.
내연기관, 그의 메커니즘, 세목 및 반복들은 다양한 이동 및 비 이동 차량 또는 하우징에서 사용된다. 오늘날, 예를 들어 내연기관들은 지상 여객용 및 산업용 차량, 선박, 고정식 항공우주 용도들에서 찾아볼 수 있다. 일반적으로, 내연기관들에는 통상적으로 가스 및 디젤로 언급되거나 또는 좀 더 공식적으로 불꽃 점화(SI) 및 압축 점화(CI)로서 각각 언급된 두 개의 지배적인 점화 사이클이 존재한다. 보다 최근에는, 엔진의 동력 출력과 전체적인 효율을 개선시키기 위해 내연기관에 연결된 시스템에 배기-구동형(exhaust-driven) 터보차저들이 통합되었다.
압축기 바이패스 밸브와 같은, 내연기관의 터보차저 시스템에 사용 가능한 현재의 밸브들은 시스템 내의 변화에 따라 개방되거나 또는 폐쇄되도록 작동된다. 이들 밸브들은 밸브의 위치의 능동 제어를 제공하지 않는다.
본 명세서에서, 주문자 생산 제조업체("OEM")들 또는 터보차저를 사용하는 누군가가 전에 예상하지 못한 정밀도로 밸브의 위치를 능동적으로 제어하도록 허용하는 압축기 재순환 밸브들이 개시된다. 이러한 제어 레벨은, 주문자생산 제조업체 또는 다른 업체들이 터보 스피드를 더 높게 유지함으로써 차량의 터보 응답 시간 및 터보 랙(turbo lag)을 줄이고 차량의 연비와 구동능력을 개선시키도록, 터보 스피드의 더욱 정밀한 제어를 목적으로 한다.
본 발명은 가변 유량 밸브, 특히 압축기 재순환 밸브와 같은 밸브들을 포함하여 밸브를 통과하는 유체 유동의 위치 제어 및 계량 제어를 갖는 밸브를 제공하는 것이다.
하나의 관점에서, 가변 유량 밸브를 포함하는 배기-구동형 터보차저 시스템을 갖는 내연기관들이 개시된다. 일 실시예에 있어서, 가변 유량 밸브는 압축기 바이패스 밸브일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 시스템에 있어서, 가변 유량 밸브는 배기-구동형 터보차징 시스템의 제어를 지원한다. 터보차저는 가변 유량 밸브 및 또한 엔진의 공기 흡입구에 유체 연통방식으로 연결된 그의 압축기 출구를 구비한다. 가변 유량 밸브는 그 안의 주 밸브(primary valve)의 위치를 검지하고, 가변 유량 밸브의 개폐를 제어하기 위해 이 위치를 제어기로 통신하는, 위치 센서를 포함한다. 특히, 주 밸브는, 배출 포트가 부분적으로 개방됨으로써 엔진의 공기 흡입구로의 공기의 유동에 영향을 끼치는 위치에서 유지될 수 있다.
가변 유량 밸브는 유입 포트와 배출 포트 및 하나 이상의 제어 포트를 갖는 하우징을 포함하고, 또한 가변제어가 가능하도록 하우징의 유입 포트와 배출 포트 사이의 유체 연통을 개폐시키기 위해 주 밸브에 연결된 피스톤을 포함한다. 여기서, 하우징과 피스톤은 그 자체의 제어 포트와 각각 유체 연통하는 내부 챔버와 외부 챔버를 형성하도록 맞물려 있다. 제어 포트 밸브는 압력 변화 공급원에 대한 액세스를 제어하도록 제어 포트들 중 하나 이상을 개방 및 폐쇄한다. 위치 센서는 또한 가변 유량 밸브의 일부이며, 배출 포트에 대한 주 밸브의 위치를, 주 밸브를 부분적으로 개방된 위치에서 유지하도록 제어 포트 밸브를 작동시키는 제어기로 통신한다.
도 1은 압축기 재순환 밸브("CRV")를 포함하는 내연기관 터보 시스템의 일 실시예의 유로 및 유동 방향을 포함하는 다이아그램이다.
도 2는 개방 위치에서의 압축기 재순환 밸브의 일 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 3은 폐쇄 위치에서의 압축기 재순환 밸브의 일 실시예를 도시하는 단면도이다.
하기의 상세한 설명은 본 발명의 일반적인 원리를 설명하는 것이며, 본 발명의 실시예들은 첨부하는 도면들에 도시되어 있다. 도면들에 있어서, 동일한 참조 부호들은 동일하거나 또는 기능적으로 유사한 요소들을 나타낸다.
도 1은 내연기관 터보 시스템(100)의 일 실시예를 도시한다. 터보 시스템(100)은 터보차저의 작동 파라미터들을 제어하는 하기의 구성요소들을 포함한다: 터빈 섹션(22)과 압축기 섹션(24)을 구비한 배기-구동형 터보차저("EDT")(2), 통상적으로 웨이스트 게이트(13)로서 언급되는 터빈 바이패스 밸브, 및 압축기 재순환 밸브(6)(도 2 및 도 3에 상세히 도시되어 있음). EDT는 공기를 흡입하여 이 공기를 압축하고, 압축된 공기를 더 높은 작동 압력으로 내연기관(10)의 흡기구(11) 내로 공급하는 압축기 휠(28)을 회전시키기 위해 공통 샤프트를 통하여 배기 에너지를 기계적 일로 활용 및 변환시키는 터빈 휠(26)을 수용하는 배기 하우징(17, 18)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 웨이스트 게이트(wastegate)(13)는 내연기관(10)의 배기 매니폴드(12)로부터 나오는 배기 용적(16)을 계량하고 또한 EDT 터빈 휠(26)에 동력을 공급하기 위해 이용 가능한 에너지를 계량하기 위해 사용된 제어 밸브이다. 웨이스트 게이트(13)는, 배기가 터빈 휠(26)로부터 떨어진 곳으로 유동하도록 밸브(도시되지 않음)를 바이패스(19)로 개방시켜 EDT(2)의 속도 및 ICE 흡기 매니폴드의 얻어진 작동 압력에 대해 직접 제어한다. 웨이스트 게이트(13)는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 편입된 본 출원인의 미국특허출원 제12/717,130호에 개시된 실시예들을 포함하여, 임의 개수의 실시예들을 가질 수 있다.
임의의 EDT 시스템에 있어서, 압축기 입구(3), 흡기 매니폴드(IM)(5, 11), 배기 매니폴드(EM)(12, 16) 및 배기(18, 21) 내에 작동 압력이 존재한다. 도 1과 관련하여, EDT 압축기 입구는, 공기 흡기 시스템(1)으로부터 EDT 압축기 섹션(24)의 입구(3)까지의 통로로 정의되며, 전형적으로 단일 스테이지 EDT 시스템 내의 주위 압력에서 작동한다. 엔진의 입구 매니폴드는 EDT 압축기 출구(4)와 ICE 흡기 밸브(11) 사이의 통로로 정의된다. 엔진의 배기 매니폴드는 ICE 배기 밸브(12)와 EDT 터빈 입구(17) 사이의 통로로 정의된다. 배기는 EDT 터빈 출구(18) 이후의 임의의 통로로 폭넓게 정의된다. 효과적인 배기 가스 재순환(EGR)을 달성하기 위해, 배기 매니폴드 내의 압력은 배기 가스가 그 방향으로 유동하도록 입구 매니폴드 내의 압력보다 훨씬 더 높아야 한다. EDT의 설계와 압축기 및 배기 크기의 다양한 조합은 광범위하다. 요약하면, 더 작은 EDT 배기 프로파일들은 보다 낮은 효율의 희생으로 더 높은 원하는 배기 매니폴드 압력을 생성한다. 본 발명이 속하는 기술분야의 엔지니어들은 달성 효율과 EGR 효과 사이의 미세한 균형을 잘 잡을 수 있다.
정의의 의해, 압축기 재순환 밸브(6)는 배기 또는 기계적으로 구동되는 EDT(2)의 압축기 섹션(24)의 배출 포트(4)(또한, 배기 출구로 칭함)와 ICE 입구(11) 사이의 통로(5)에 위치된 조절 밸브이다. 도 2 및 도 3에 확대도로서 도시된 바와 같이, CRV(6)는 배출 포트(8)를 포함한다. 배출 포트(8)는 압축 공기를 대기로 배출하거나 또는 (도 1에 도시된 바와 같이) 압축기의 주위 입구(3) 내로 다시 재순환시킬 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
CRV는 도 1에 도시된 바와 같이, 스로틀 플레이트(9)와 함께 불꽃 점화 ICE에 사용될 수 있다. 임의의 주어진 ICE 작동 범위에서, EDT는 분당 200,000 회전수(RPM)까지 회전할 수 있다. 스로틀(9)의 갑작스러운 폐쇄는 즉시 EDT(2)의 RPM을 감속시키지 않는다. 따라서, 이는 통로(5)와 같은, 폐쇄된 스로틀과 EDT 압축기 섹션(24) 사이의 통로들 내의 압력의 갑작스러운 증가를 발생시킨다. CRV(6)는 이 압력을 완화시키거나 또는 공기 도입 시스템(1)과 압축기 섹션(24) 사이의 유로로 다시 이 압력을 바이패스시키는 기능을 한다.
도 2 및 도 3의 CRV(6)는 임의의 EDT가 이용될 수 있는 디젤기관을 포함하는 ICE에서 채용할 수 있고, 밸브의 일부로서 포함된 위치 센서(92)로부터의 신호들에 응답하여, 다양한 부분적 개방 위치들로 밸브의 개방 및/또는 폐쇄를 제어할 수 있는, 다중-챔버 밸브(multi-chambered valve)이다. CRV(6)는 흡입 포트(7) 및 배출 포트(8), 및 하우징(50)을 통과하고 압력 변화 공급원에 액세스하는 제어 포트들을 개폐시키기 위한 제어 포트 밸브(72)에 연결되는 상기 하나 이상의 제어 포트(38)(도 2 및 도 3에 있어서, 전기자(armature)와 일체인 솔레노이드(70)가 제어 포트 밸브로 도시되지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아님)를 갖는 하우징(50), 및 상기 하우징 내에 놓인 밸브(30)에 연결된 피스톤(36)을 포함한다. 하우징(50)은 하나 또는 두 개의 부분으로 구성될 수 있다. 두 개의 부분으로 구성된 실시예에 있어서, 하우징은 커버(80)와 주 몸체(82)를 포함할 수 있다. 솔레노이드(70)는, 하나 이상의 제어 포트(38)를 솔레노이드(70)를 통하여 통로(76)로 그리고 진공(78)(압력 변화 공급원의 한가지 예임)에 연결하는 유체 유로(90)(도 2에서 양방향 화살표로 도시됨)에서 전기자(72)를 갖는 커버(80)에 직접적으로 장착될 수 있다. 솔레노이드(70)의 직접 장착은 접속 호스의 필요성을 제거하여, 빠른 반응 시간에 대한 경로를 단축시키며, 전체적으로는 잠재적인 장래의 파손에 대해 적은 요소를 갖는 더 콤팩트한 구조이다. 압력 변화 공급원의 다른 예들은 유체를 정방향(positive direction), 음의 방향(negative direction) 또는 이들 방향을 번갈아 이동시키기 위한 공기 펌프, 유압 펌프, 유체 인젝터, 진공 펌프와 같은(이에 한정되는 것은 아님), 임의 형태의 펌프이다.
피스톤(36)은 제1 단부(41) 및 제2 단부(42)를 갖는 중앙 샤프트(40)를 포함한다. 제1 단부(41)는 하우징(50)의 제1 부분과 실링 맞물림되는 O-링(이에 한정되는 것은 아님)과 같은 실링(sealing) 부재(52)를 포함한다. 제2 단부(42)로부터 연장되는 플랜지(44)는 제1 단부(41)를 향하여 연장되지만, 피스톤(36)의 중앙 샤프트(40)로부터 떨어진 거리로 이격되어 있다. 플랜지(44)는 O-링(이에 한정되지 않음)과 같은 제2 실링 부재(56)를 위한 시트(54)를 갖는 두꺼운 림(45)에서 종단된다. 제2 실링 부재(56)는 또한 하우징(50)의 제2 부분과의 실링 맞물림을 제공한다. 플랜지(44)는 중앙 샤프트(40)와 그 자체 사이에 대체로 컵 형상의 챔버(46)(도 3에 가장 잘 도시됨)를 형성하며, 하우징(50) 내측에 수용될 때 복수의 (최내부) 챔버(58')와 (최외부) 챔버(58")를 형성한다. 피스톤(36)은 편향 스프링(32)에 의해, 유체 유로(90)를 통하여 (예를 들어, 진공에 의해 제공된) 정(+) 또는 부(-) 작동 압력에 의해, 또는 이들의 조합에 의해 (도 2에 도시된) 개방 위치와 (도 3에 도시된) 폐쇄 위치 사이에서 이동될 수 있다.
실링 부재는 왕복 구성요소들을 실링하기 위해 립 시일(lip seal)을 포함하는 임의의 적절한 시일 또는 와셔(washer)일 수 있다. 실링 부재들(52, 56) 중 하나 이상이 O-링인 일 실시예에 있어서, 이 O-링은 원형 프로파일, X자형 프로파일, 정사각형 프로파일, 대체로 V자형인 프로파일, 대체로 U자형인 프로파일, 또는 왕복 구성요소들을 실링하기에 적합한 다른 프로파일들을 포함하는 다양한 단면 프로파일들 중 하나를 가질 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 위치 센서(92)는 위치 측정을 허용하는 임의의 장치일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 흡입 포트(7) 또는 배출 포트(8)에 관계없이 밸브(30)가 위치되는 밸브 개구에 대한 밸브(30)의 이동에 기초한 상대 위치 센서(변위 센서)이다. 위치 센서(92)는 용량성 변환기(capacitive transducer), 와전류 센서(eddy-current sensor), 격자 센서(grating senor), 홀-효과 센서(Hall-effect sensor), 유도성 비접촉 위치 센서들, 레이저 도플러 진동계(광)(laser Doppler Vibrometer (optical)), 선형 가변 차동 변압기(linear variable differential transformer: LVDT)), 다축 변위 변환기(multi-axis displacement transducer), 포토다이오드 어레이(photodiode array), 압전형 변환기(압전)(piezo-electric transducer)(piezo-electric), 전위차계(potentiometer), 접근 센서(광)(proximity sensor)(optical), 지진 변위 픽업(seismic displacement pick-up), 문자열 전위차계(string potentionmeter)(또한, 문자열 스폿, 문자열 인코더(string encoder), 케이블 위치 변환기(cable position transducer)로서 알려짐), 또는 이들의 조합일 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 실시예에 있어서, 위치 센서(92)는 밸브의 이동에 대해, 밸브(30)에 연결되는 자석(94)의 변위를 검지하는 칩/홀 효과 위치 센서(96)를 포함하는 홀-효과 센서이다. 자석(94)은 피스톤(36) 또는 밸브(30)에 장착되거나 또는 이들 내부에 장착될 수 있으며, 예를 들어, 자석(94)은 밸브(30) 또는 피스톤(36) 내에 놓여질 수 있다(도시되지 않음). 도 2 및 도 3에 있어서, 자석(94)은 피스톤(36)에 연결된 브래킷(98) 내에 수용되어 있다. 브래킷(98)은 피스톤(36)과 하우징(50) 사이에 형성된 최내부 챔버(58')(도 3 참조) 내에 자석(94)을 매단다. 브래킷(98)은 배출 포트(8)와 유체 연통하도록 밸브(30)를 통하여 통로(104) 내로 이어지는 하나 이상의 구멍(102)을 포함한다. 브래킷(98) 내의 구멍들은 또한 최내부 챔버(58')와 유체 연통하도록 통로(104)를 통해, 흡입 포트(7)(또는, 하우징(50) 내의 주 밸브(30)의 장착 방향 및 시스템의 CRV의 방향에 따라 배출 포트(8))에 위치한다. 칩/홀 효과 위치 센서(96)는 자석(94)의 이동을 검지하기에 충분한 근접거리에서 액츄에이터 구조체 내에 위치될 수 있다. 도 2 및 도 3의 실시예에 있어서, 칩/홀 효과 위치 센서(96)는 커버(80)의 일부로서, 자석(94) 위에 수평으로, 즉 자석(94)에 대해 축방향으로 배향된다. 다른 실시예에 있어서, 칩/홀 효과 위치 센서(96)는 자석(94)으로부터 반경방향 외측으로 떨어진 위치에서 수직으로 배향될 수 있다. 또한, 최내부 챔버는, 자석이 그와 간섭하지 않도록 하는 방식으로 편향 부재(32)를 수용한다.
도 2의 통로(104)는 밸브(30)를 통해 축방향으로 형성되어 있다.
전술한 바와 같이, 제어 포트 밸브(72)는 솔레노이드(70)일 수 있으며, 그의 전기자(72)는 최외부 챔버(58")와 압력 변화 공급원(78) 사이의 유체 유로(90)(도 2 참조)를 개방시키도록 전기자(72)를 이동시키기 위해 솔레노이드(70)를 작동시키는 CPU(106)로부터의 명령에 응답하여 작동될 수 있다.
본 발명은 ICE 엔지니어가 명령에 따라 배기 매니폴드(12, 16)의 작동 압력을 제어하는 것을 가능하게 한다. 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때, 그의 개방에 대해, 복수의 부분 개방 위치를 포함하는 원하는 변위로, CRV(6)를 선택적으로 개방시키는 것에 의해(도 3 참조), 작동 압력들이 원하는 효과를 생성하도록 제어될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 조작자는 CRV(6)를 이용하는 것에 의해 엔진의 흡기 매니폴드(5, 11)의 작동 압력을 효과적으로 제어한다. 전술한 효과를 생성할 수 있는 CRV(6)의 개폐를 제어하기 위한 여러 가지 방법이 존재한다. 일 실시예에 있어서, CRV(6)는 편향 스프링(32)에 대항하여 수동으로 개방되도록 제조될 수 있으며, 작동 압력이 스프링의 사전-부하력(pre-load force)을 초과하는 경우, CRV(6)는 개방되고, 그 후 흡기 매니폴드(5, 11)(도 1 참조)에서의 소정 작동 압력을 유지시키도록 상기 사전-부하력에 대항하여 조절된다. 개방 신호를 받으면, CRV(6)는 전술한 실시예와 유사하게 작동된다. 또한, 직접-작용 또는 공기압(direct-acting or pneumatic)의 CRV(6)는, CRV(6) 내의 밸브(30)의 상승 및 위치를 조절하거나 또는 아마도 결정하도록 흡기 매니폴드(5, 11) 내의 목표 작동 압력을 생성시키기 위해 소정 듀티 사이클(duty cycle)을 갖는 제어 주파수를 적용하는 회로를 구비하는 것에 의해 개방 신호를 받을 수 있을 것이다.
여기서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 선택적 계량(복수 위치들로의 밸브의 부분적인 개방)은 CPU(106) 및 CPU(106)가 위치 센서(92)로부터 수신하는 신호를 사용함으로써 달성된다. 선택적인 계량은 밸브 시트(110)와 밸브(30)의 기하학적 구조에 의해 향상된다. 특히, 밸브 시트(110)와 밸브(30)는, 밸브의 약간의 변위가 배출 포트를 부분적으로 개방시킬 수 있도록 형성된다.
다양한 제어 방법이 알려져 있거나, 또는 시스템 작동 압력들을 검지하거나 또는 그 안의 밸브의 기계적 작동에 대항하는 시스템 작동 압력을 참조한 후에 효과를 달성하기 위한 출력을 생성할 수 있는, 다양한 제어 방법이 개발될 수 있다. 시스템 배열은 시스템 내에 생성된 공압적으로 통신하는 압력 신호들이 스프링 편향에 대항하여 작용하는 기계적 액츄에이터 표면적(surface area) 만큼 핵심적인 것일 수 있다. 시스템 조건들이 변경될 때, 액츄에이터의 성능은 간단한 폐루프 로직(closed-loop logic)에 따라 변경될 것이다. 또한, 제어 시스템은, 비교 값들의 표에 대해, 이들 신호들을 전자적으로 통합하거나 또는 액츄에이터의 작용을 공압적으로 제어하는 솔레노이드에 제어 신호를 출력하는, 전자처리유닛에 신호를 전달하는 압력 센서들을 포함하도록 복잡성이 증가될 수 있다. 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 편입된 미국특허출원 제13/369,971호에서 논의한 바와 같이, 도 1의 CRV(6)의 위치에서의 밸브의 제어는, 흡기 매니폴드(5, 11)에서의 부스트 압력을 제어하기 위한 웨이스트 게이트(13)의 개폐와 조율될 수 있다.
상세한 설명 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 변형 및 변경이 가능하다는 것이 명백할 것이다.

Claims (14)

  1. 위치 피드백을 갖는 가변 유량 밸브에 있어서,
    유입 포트 및 배출 포트와 하나 이상의 제어 포트를 가지는 하우징;
    주 밸브에 연결된 피스톤;
    압력 변화 공급원에 액세스하는 상기 제어 포트들 중 하나 이상을 개폐하도록 배치된 제어 포트 밸브; 및
    상기 주 밸브에 연결되어 상기 배출 포트에 대한 상기 주 밸브의 위치를 결정하는 하나 이상의 구성요소를 갖는 위치 센서를 포함하며,
    상가 하나 이상의 제어 포트는 상기 하우징의 내부와 유체 연통하고,
    상기 주 밸브 및 피스톤은 상기 하우징 내에 놓여 상기 유입 포트와 배출 포트 사이의 유체 연통을 개폐시키고,
    상기 하우징 및 상기 피스톤은 맞물려 내부 챔버와 외부 챔버를 형성하고, 상기 내부 챔버는 상기 제어 포트들 중 하나와 유체 연통하고, 상기 외부 챔버는 상기 제어 포트들 중 다른 하나와 유체 연통하며;
    상기 주 밸브의 위치는 상기 제어 포트 밸브와의 통신에 사용되어 상기 주 밸브를 상기 배출 포트가 부분적으로 개방되는 위치에 유지시키는, 가변 유량 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입 포트를 상기 내부 챔버에 연결하여 그들 사이에 유체 연통을 제공하도록 상기 주 밸브를 통하여 축방향으로 형성된 통로를 더 포함하는, 가변 유량 밸브.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 포트 밸브는 상기 내부 챔버와 유체 연통하는 제어 포트와 상기 외부 챔버와 유체 연통하는 제어 포트 사이의 유체 연통을 개폐하는, 가변 유량 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 주 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 제어 포트 밸브는 개방되어 상기 내부 챔버와 상기 외부 챔버 사이에 유체 연통을 제공하고,
    상기 주 밸브가 완전 개방된 위치에 있을 때, 상기 제어 포트 밸브는 폐쇄되어 상기 내부 챔버와 상기 외부 챔버 사이에 유체 연통 없이 상기 외부 챔버와 상기 압력 변화 공급원 사이에 유체 연통을 제공하는, 가변 유량 밸브.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출 포트는 완전 개방된 위치를 향하는 상기 주 밸브의 약간의 변위가 상기 배출 포트를 부분적으로 개방시키도록 맞춤형 구조 형상을 갖는, 가변 유량 밸브.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 센서는 상기 제어 포트 밸브의 개폐를 제어하는 CPU와 신호 통신하는, 가변 유량 밸브.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 센서는, 상기 주 밸브에 연결된 위치 자석 및 상기 위치 자석에 근접하여 위치 자석의 위치 변화를 검지하는 센서 칩을 포함하는 홀 효과 센서인, 가변 유량 밸브.
  8. 배기 구동형의 터보차징 시스템을 제어하기 위한 시스템에 있어서,
    가변 유량 밸브 및 엔진의 공기 유입구와 유체 연통하는 압축기 출구를 갖는 터보차저를 포함하며,
    상기 가변 유량 밸브는,
    하우징의 유입 포트와 배출 포트 사이의 유체 연통을 제어하는 주 밸브에 연결된 피스톤,
    압력 변화 공급원에 액세스하는 제1 및 제2 제어포트 중 하나 이상을 개폐하도록 배치된 제어 포트 밸브, 및
    상기 주 밸브에 연결되어 상기 배출 포트에 대한 상기 주 밸브의 위치를 결정하는 하나 이상의 구성요소를 갖는 위치 센서를 포함하며,
    상기 주 밸브는 상기 하우징 내에 위치되며, 상기 하우징과 상기 피스톤은 맞물려 내부 챔버와 외부 챔버를 형성하고, 상기 내부 챔버는 제1 제어 포트와 유체 연통하고, 상기 외부 챔버는 제2 제어 포트와 유체 연통하며,
    상기 주 밸브의 위치는 상기 제어 포트 밸브의 개폐를 제어하며;
    상기 주 밸브의 위치는 상기 제어 포트 밸브와의 통신에 사용되어, 상기 배출 포트가 부분적으로 개방됨으로써 엔진의 공기 흡입구 내로 공기의 유동에 영향을 끼치는 위치에 상기 주 밸브를 유지시키는, 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가변 유량 밸브는, 상기 유입 포트를 상기 내부 챔버에 연결하여 그들 사이에 유체 연통을 제공하도록 상기 주 밸브를 통하여 축 방향으로 형성된 통로를 추가로 포함하는, 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 포트 밸브는 상기 내부 챔버와 유체 연통하는 제어 포트와 상기 외부 챔버와 유체 연통하는 제어 포트 사이의 유체 연통을 개폐시키는, 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 주 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 제어 포트 밸브는 개방되어 상기 내부 챔버와 상기 외부 챔버 사이에 유체 연통을 제공하고,
    상기 주 밸브가 완전 개방된 위치에 있을 때, 상기 제어 포트 밸브는 폐쇄되어 상기 내부 챔버와 상기 외부 챔버 사이에 유체 연통 없이 상기 외부 챔버와 상기 압력 변화 공급원 사이에 유체 연통을 제공하는,, 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 배출 포트는 완전 개방된 위치를 향하는 상기 주 밸브의 약간의 변위가 상기 배출 포트를 부분적으로 개방시키도록 맞춤형 구조 형상을 갖는, 시스템.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 위치 센서는 상기 제어 포트 밸브의 개폐를 제어하는 CPU와 신호 통신하는, 시스템.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 위치 센서는, 상기 주 밸브에 연결된 위치 자석 및 상기 위치 자석에 근접하여 위치 자석의 위치 변화를 검지하는 센서 칩을 포함하는 홀 효과 센서인, 시스템.
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