JP2004150400A - Continuously operating device for apparatus for engine - Google Patents

Continuously operating device for apparatus for engine Download PDF

Info

Publication number
JP2004150400A
JP2004150400A JP2002319212A JP2002319212A JP2004150400A JP 2004150400 A JP2004150400 A JP 2004150400A JP 2002319212 A JP2002319212 A JP 2002319212A JP 2002319212 A JP2002319212 A JP 2002319212A JP 2004150400 A JP2004150400 A JP 2004150400A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
solenoid valve
piston rod
air
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002319212A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukinori Yamaguchi
征則 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to JP2002319212A priority Critical patent/JP2004150400A/en
Publication of JP2004150400A publication Critical patent/JP2004150400A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream 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

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Servomotors (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To continuously operate an apparatus for an engine and to improve reliability. <P>SOLUTION: This device is provided with a positive pressure diaphragm actuator 21 having a tip of a piston rod 21a connected to the apparatuses 12 and 13 for the engine, a proportional solenoid valve 29 capable of varying a pressure of air supplied to the actuator 21 from a compression air source 31, a position sensor 30 for detecting a protruding position of the piston rod 21a, and a controller 44 having a memory 44a for storing a map whereon an optimum position of the piston rod 21a is set corresponding to variation of the rotational speed and the load of the engine 11 and controlling the proportional solenoid valve 29 so that the piston rod 21a coincides with a target position of the map based on detected output of the position sensor 30. A solenoid valve 35 capable of shutting off an air flow passage is provided in the air flow passage between the compression air source 31 and the proportional solenoid valve 29. The solenoid valve 35 is closed when the engine is stopped. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボ過給機やＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置等のようなエンジンに用いられる機器を操作するための装置であって、ターボ過給機のタービンの静翼やＥＧＲ装置のＥＧＲ弁を無段階で操作可能なエンジン用機器の無段階操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排ガスの有するエネルギにより吸気を圧縮してシリンダに供給する過給機のシリンダへの過給効率が変更可能に構成され、加速状態及び吸気量を含むエンジンの運転状態が検出手段により検出され、この検出手段の検出出力に基づいてコントローラが過給機の過給効率を変更するように構成された過給機を備えたエンジンが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。このエンジンでは、コントローラが、エンジンの運転状態に基づいて基本燃料噴射量及び過給機の基本制御量を算出し、吸気量と基本燃料噴射量とから空気過剰率を算出するように構成される。また過給機が、排気管に設けられたタービンと、吸気管に設けられタービンにより駆動されるコンプレッサとを有する。更にタービンは、このタービンの入口面積が可変に制御される可変ノズルタービンである。
【０００３】
このように構成された過給機を備えたエンジンでは、エンジンの運転状態が加速状態になると、コントローラが空気過剰率の大きさに応じて過給機の基本制御量を補正して最終制御量を求め、この最終制御量で過給機の過給効率を制御する。この結果、空気過剰率によって直ちに燃料噴射量を制御せずに、空気過剰率に基づいて過給制御を行うので、負荷に対する応答性を悪化させずにスモークの発生を防止できるようになっている。
この可変ノズルタービンを操作する装置として従来から多段式のエアシリンダを用いたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。この装置では、は、多段式のエアシリンダを用いることにより、エンジンの回転速度及びエンジンの負荷の変化に対応する最適なタービンの入口面積を示す所定のカーブに沿って、可変ノズルタービンが段階的の操作されるようになっている。
【０００４】
一方、従来、排ガスの一部を排気系から取り出し、適当な温度、時期、流量等の制御をして吸気系に再循環させるＥＧＲ装置が知られている。ＥＧＲ装置ではＥＧＲ弁を開放することにより排ガスを吸気系に再循環可能に構成され、このＥＧＲ弁の制御はエアシリンダにより行われる。そして、エアシリンダにより、エンジンの回転速度及びエンジンの負荷の変化に対応する最適なＥＧＲ弁の開度を示す所定のカーブに沿って、そのＥＧＲ弁を適当な時期に定量開放することにより、適当な温度、時期、流量等の排ガスを吸気系に再循環させることが可能になり、エンジンにおける最高燃焼温度が低下してＮＯｘを低減できるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２８２８７９号公報
【特許文献１】
特開平１１−３１１１２５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ターボ過給機を操作する多段式のエアシリンダを用いた操作装置では、その操作も多段式になるため、その操作された内容が最適な所定のカーブに完全に一致しておらず、その応答性が悪くなる不具合があった。また、ＥＧＲ装置を操作するエアシリンダを用いた操作装置では、そのエアシリンダに供給されるエア圧がエンジンの運転状態で変化するため、その操作された内容が最適な所定のカーブに完全に一致せず、その応答性が悪くなる不具合があった。この点を解消するためには、ＤＣサーボモータのような無段階制御が可能なアクチュエータを用いて操作することも考えられるが、ＤＣサーボモータを用いた無段階操作装置は、そのＤＣサーボモータ自体が比較的大きく、その制御構造も複雑であるため、操作装置自体の製造コストが押し上げられ、また、比較的振動の多い自動車に使用することはその信頼性が著しく低下する不具合がある。
本発明の目的は、エンジン用機器の無段階操作が可能であってかつ信頼性の高いエンジン用機器の無段階操作装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、圧縮エア源３１から圧縮エアが供給可能に構成されたエアシリンダ２１ｂと圧縮エア源３１からエアシリンダ２１ｂに供給される圧縮エアのエア圧に比例して突出するピストンロッド２１ａとを有しピストンロッド２１ａの先端がエンジン用機器１２，１３に接続された正圧ダイヤフラム式アクチュエータ２１と、アクチュエータ２１と圧縮エア源３１とを連通接続するエア流路に設けられ圧縮エア源３１からアクチュエータ２１に供給されるエア圧を可変可能に構成された比例電磁弁２９と、アクチュエータ２１に設けられピストンロッド２１ａの突出位置を検出するポジションセンサ３０と、エンジン１１の回転速度及びエンジン１１の負荷の変化に対応する最適なピストンロッド２１ａの位置が設定されたマップを記憶するメモリ４４ａを有しポジションセンサ３０の検出出力に基づいてマップの目標位置にピストンロッド２１ａを一致させるように比例電磁弁２９を制御するコントローラ４４とを備えたエンジン用機器の無段階操作装置である。
【０００８】
この請求項１に記載されたエンジン用機器の無段階操作装置では、アクチュエータ２１のピストンロッド２１ａの突出量がポジションセンサ３０により検出されてコントローラ４４にフィードバックされる。コントローラ４４は、ポジションセンサ３０により検出されたピストンロッド２１ａの位置とメモリ４４ａに記憶されたマップとを比較し、マップの目標位置にピストンロッド２１ａを一致させるように比例電磁弁２９を制御するので、エンジン用機器１２，１３は最適な所定のカーブに沿って一致させることができ、それらを無段階で操作することが可能になる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、圧縮エア源３１と比例電磁弁２９との間のエア流路にそのエア流路を遮断可能に構成された電磁弁３５が設けられ、コントローラ４４はエンジン停止時に電磁弁３５を閉じるように構成されたエンジン用機器の無段階操作装置である。
この請求項２に記載されたエンジン用機器の無段階操作装置では、エンジン１１が停止するとコントローラ４４は電磁弁３５を介してエアタンク３１からの流路を遮断するので、エンジン停止時にエアタンク３１に貯留された圧縮エアが比例電磁弁２９から外部に放出されることは防止され、その信頼性を向上させることができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、エンジン用機器がターボ過給機１２であるエンジン用機器の無段階制操作置である。
請求項４に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、エンジン用機器がＥＧＲ装置１３であるエンジン用機器の無段階操作装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ディーゼルエンジン１１には、このエンジン１１から排出される排ガスのエネルギにより吸気を圧縮するターボ過給機１２と、エンジン１１に排ガスを還流するＥＧＲ装置１３とが設けられる。ターボ過給機１２は、図３〜図５に詳しく示すように、エンジン１１から排出された排ガスのエネルギにより回転するタービンホイール１４と、タービンホイール１４に連結軸１６を介して連結され吸気を圧縮してエンジン１１に供給するコンプレッサホイール（図示せず）とを有する。タービンホイール１４は排気管１８に設けられたタービンハウジング１９に回転可能に収容され、タービンハウジング１９の外面には正圧ダイヤフラム式アクチュエータ２１が取付けられる（図３）。このアクチュエータ２１のピストンロッド２１ａの先端はリンク機構２２、揺動レバー２３及び回動リング２４を介して静翼２６に連結される（図３〜図５）。静翼２６はタービンホイール１４の排ガス入口に設けられ、タービンホイール１４の排ガス入口のノズル２７面積を変更可能に構成される（図４及び図５）。
【００１２】
図２〜図５に示すように、上記アクチュエータ２１は、圧縮エア源であるエアタンク３１から圧縮エアが供給可能に構成されたエアシリンダ２１ｂと、エアタンク３１からエアシリンダ２１ｂに供給される圧縮エアのエア圧に比例して突出するピストンロッド２１ａとを有する。エアシリンダ２１ｂの内部にはその内部を２分するダイヤフラム２１ｃが摺動可能に挿入され、ピストンロッド２１ａの基端がこのダイヤフラム２１ｃに固着される。ピストンロッド２１ａにはコイルバネ２１ｄが遊嵌され、そのコイルバネ２１ｄはエアシリンダ２１ｂのダイヤフラムで仕切られた一方の室に挿入される。そしてこのコイルバネ２１ｄはピストンロッド２１ａを没入させるように付勢する。一方、エアシリンダ２１ｂのダイヤフラム２１ｃで仕切られた他方の室には比例電磁弁２９を介してエアタンク３１に接続される（図２及び図３）。そして、このアクチュエータ２１は、エアシリンダ２１ｂに供給される圧縮エアのエア圧に比例してピストンロッド２１ａがコイルバネ２１ｄの付勢力に抗して突出するように構成される。
【００１３】
図３〜図５に示すように、上記リンク機構２２は、一端がピストンロッド２１ａの先端に取付けられた第１リンク２２ａと、一端が第１リンク２２ａの他端に枢着された第２リンク２２ｂと、一端が第２リンク２２ｂの他端に枢着され他端がタービンハウジング１９に枢着された第３リンク２２ｃとからなる（図３〜図５）。タービンハウジング１９には支軸３２が回動可能に取付けられ、第３リンク２２ｃの他端はこの支軸３２に固着される（図３）。また第３リンク２２ｃの他端にはストッパレバー３３が突設され、タービンハウジング１９には上記ストッパレバー３３の回動を制限する一対のストッパブロック３４，３４が設けられる。これらのストッパブロック３４，３４にはストッパレバー３３の回動範囲を調整可能な調整ボルト３６，３６がそれぞれ螺着される。上記揺動レバー２３の基端は支軸３２のうちタービンハウジング１９内に挿入された部分に固着され、先端には第１切欠き２３ａが形成される（図４及び図５）。
【００１４】
また回動リング２４はタービンホイール１４の外径より大きな内径を有し、タービンホイール１４と同軸にタービンハウジング１９内に回動可能に取付けられる（図４及び図５）。この回動リング２４には、上記揺動レバー２３の第１切欠き２３ａに係止可能な単一の第１ピン２４ａと、連結軸１６を中心とする同一円周上に等間隔に突設された複数の第２ピン２４ｂとが突設される。またタービンハウジング１９には回動リング２４とタービンホイール１４との間に位置しかつ連結軸１６を中心とする同一円周上に等間隔に複数の静翼保持ピン１９ａが突設される。これらの静翼保持ピン１９ａには静翼２６の中央が回動可能にそれぞれ嵌入される。静翼２６の基端には上記第２ピン２４ｂに係止可能な第２切欠き２６ａが形成され、静翼２６はその中央から先端に向うに従って先細りに形成される。比例電磁弁２９は、静翼２６間のノズル２７面積をアクチュエータ２１を介して調整することにより、タービンホイール１４の排ガス入口のノズル２７面積を調整可能に構成される（図３〜図５）。
【００１５】
図６に示すように、比例電磁弁２９は、ハウジング２９ａと、このハウジング２９ａに摺動可能に収容されたスプール２９ｂと、このスプール２９ｂの一端にこのスプール２９ｂと同軸に設けられたプランジャ２９ｃと、このプランジャ２９ｃを移動させる電磁コイル２９ｄとを有する。ハウジング２９ａには、エアタンク３１に接続されるエアインポート２９ｅと、アクチュエータ２１に接続されるエアアウトポート２９ｆと、外部に開放されたエキゾーストポート２９ｇとが形成される。スプール２９ｂには、ハウジング２９ａに形成されたエアインポート２９ｅとエアアウトポート２９ｆとエキゾーストポート２９ｇとを連通する溝２９ｈ及び孔２９ｊが形成され、スプール２９ｂの移動した位置によりエアインポート２９ｅとエキゾーストポート２９ｇとを連通させて圧縮エア源であるエアタンク３１からエアインポート２９ｅに供給される圧縮エアの一部を大気に排出する断面積が変更され、そのエアタンク３１からエアインポート２９ｅに入ってエアアウトポート２９ｆからアクチュエータ２１に供給されるエア圧を可変可能に構成される。
【００１６】
一方、プランジャ２９ｃの周囲には永久磁石２９ｋが設けられ、電磁コイル２９ｄはこの永久磁石２９ｋを包囲するように設けられる。ハウジング２９ａにはスプール２９ｂをプランジャ２９ｃに押し付けるように付勢するコイルスプリング２９ｍが設けられ、電磁コイル２９ｄに通電すると生じる磁界に永久磁石２９ｋが反発してプランジャ２９ｃが移動し、そのプランジャはコイルスプリング２９ｍの付勢力に抗してスプール２９ｂを移動させるように構成される。このような構成の比例電磁弁２９によりエア圧が変更された圧縮エアがアクチュエータ２１のエアシリンダ２１ｂに供給されることにより、アクチュエータ２１のピストンロッド２１ａの突出長は変更し、そのピストンロッド２１ａの先端に接続されたエンジン用機器であるターボ過給機１２におけるタービンホイール１４の排ガス入口のノズル２７面積を変更可能に構成される。
【００１７】
図２及び図３に示すように、アクチュエータ２１にはそのピストンロッド２１ａの突出位置を検出するポジションセンサ３０が設けられる。このポジションセンサ３０はダイヤフラム２１ｃで仕切られた他方の室側におけるエアシリンダ２１ｂの外部に設けられる。このポジションセンサ３０は、ピストンロッド２１ａと同軸に一端がダイヤフラム２１ｃに固着された測定ロッド３０ａとその測定ロッド３０ａが貫通するセンサ本体３０ｂとを有し、測定ロッド３０ａの突出量をセンサ本体３０ｂが測定することにより、アクチュエータ２１におけるピストンロッド２１ａの突出位置を検出するように構成される。
【００１８】
圧縮エア源であるエアタンク３１と比例電磁弁２９との間のエア流路には、そのエア流路を遮断可能に構成された電磁弁３５が設けられる。この実施の形態における電磁弁３５は、スプリングリターン式の３ポート２位置切換えの電磁弁であり、エアタンク３１に接続された電磁弁用第１ポート３５ａと、比例電磁弁２９に接続された電磁弁用第２ポート３５ｂと、大気に連通する電磁弁用排気ポート３５ｃを有する。上記電磁弁３５をオフすると電磁弁用第２ポート３５ｂと電磁弁用排気ポート３５ｃとが連通する、即ちエアタンク３１からの流路を遮断して比例電磁弁２９を大気に連通する第１の位置に切換わり、上記電磁弁３５をオンすると電磁弁用第１ポート３５ａと電磁弁用第２ポート３５ｂとが連通する、即ちエアタンク３１を比例電磁弁２９に連通する第２の位置に切換わるように構成される。
【００１９】
図１に戻って、ＥＧＲ装置１３は、エンジン１１の排気ポートに排気マニホルド３７を介して接続された排気管１８とエンジン１１の吸気ポートに吸気マニホルド３８を介して接続された吸気管３９とを連通接続するＥＧＲ通路１３ａと、このＥＧＲ通路１３ａに設けられたＥＧＲ弁１３ｂとを有する。ＥＧＲ通路１３ａの一端はタービンハウジング１９より排ガス下流側の排気管１８に接続され、他端はコンプレッサホイールを回転可能に収容するコンプレッサハウジング４０より吸気上流側の吸気管３９に接続される。
【００２０】
図７に示すように、ＥＧＲ弁１３ｂは、弁体１３ｃと、その弁体１３ｃを内部に収容可能な円錐台形状の空洞を有する弁体用ケース１３ｄとを備える。弁体用ケース１３ｄにはＥＧＲ通路１３ａが貫通する排ガス用孔１３ｅが形成され、この排ガス用孔１３ｅに円錐台形状の空洞が横断するように形成される。弁体１３ｃは円錐台形状の空洞に対応する円錐台形状に形成される。弁体１３ｃの基端にはロッド１３ｆが設けられ、このロッド１３ｆは滑り軸受け１３ｇにより摺動可能に保持される。弁体１３ｃは図の実線で示すように空洞を構成する弁座１３ｈに密着すると排ガス用孔１３ｅを閉止し、二点鎖線で示すように弁座１３ｈから離れるとＥＧＲ通路１３ａを連通させ、その離れる量に比例して排気管１８からＥＧＲ通路１３ａを通って吸気管３９に還流される排ガスの流量を調整可能に構成される。
【００２１】
このエンジン用機器であるＥＧＲ装置１３のＥＧＲ弁１３ｂは、上述した正圧ダイヤフラム式アクチュエータ２１と、比例電磁弁２９と、ポジションセンサ３０と、コントローラ４４及び電磁弁３５からなる本発明の無段階操作装置により操作される。即ち、弁体１３ｃに設けられたロッド１３ｆには上述したアクチュエータ２１におけるピストンロッド２１ａの先端が接続され、そのアクチュエータ２１と圧縮エア源であるエアタンク３１とを連通接続するエア流路には上述した比例電磁弁２９が設けられる。そして、そのアクチュエータ２１にはそのピストンロッド２１ａの突出位置を検出するポジションセンサ３０が設けられる。
【００２２】
図１に戻って、エンジン１１の回転速度は回転センサ４２により検出され、エンジン１１の負荷は負荷センサ４３により検出される。またエンジン１１の吸気圧は吸気管３９に設けられた圧力センサ４５により検出される。上記回転センサ４２、負荷センサ４３及び圧力センサ４５の各検出出力はコントローラ４４の制御入力に接続され、コントローラ４４の制御出力は上記２つの比例電磁弁２９，２９にそれぞれ接続される。そして、アクチュエータ２１，２１に設けられたそれぞれのポジションセンサ３０，３０の検出出力はコントローラ４４の制御入力に接続される。コントローラ４４は第１及び第２マップが記憶されたメモリ４４ａを有する。第１マップには、エンジン１１の回転速度及びエンジン１１の負荷の変化に対応する最適なＥＧＲ弁における弁体１３ｃの開度が最適なピストンロッド２１ａの突出位置として設定され、第２マップには、エンジン１１の回転速度及びエンジン１１の負荷の変化に対応するターボ過給機１２におけるノズル面積が最適なピストンロッド２１ａの突出位置として設定される。
【００２３】
このように構成されたエンジン用機器の無段階操作装置の動作を説明する。
エンジン１１が始動されるとコントローラ４４は電磁弁３５をオンして第２の位置に切換え、その電磁弁用第１ポート３５ａと電磁弁用第２ポート３５ｂとを連通させてエアタンク３１を比例電磁弁２９に連通させる。そしてエンジン１１が定常運転状態になると、コントローラ４４は回転センサ４２及び負荷センサ４３の各検出出力とメモリ４４ａの第１マップとを比較して、ＥＧＲ弁１３ｂを所定の開度で開くように比例電磁弁２９を制御する。同時にコントローラ４４は、エンジン１１のターボ過給機１２におけるノズル面積が最適になるように第２マップに沿って比例電磁弁２９を制御する。比例電磁弁２９によりエア圧が調整されてアクチュエータ２１に圧縮エアが供給されると、そのアクチュエータ２１のピストンロッド２１ａはそのエア圧に相当する量だけ突出する。
【００２４】
ターボ過給機１２におけるアクチュエータ２１のピストンロッド２１ａが突出すると、リンク機構２２及び揺動レバー２３を介して回動リング２４が図５の破線矢印の方向に回転するので、静翼２６は一点鎖線矢印で示す方向に回転して図４に示す位置に至る、即ちタービンホイール１４の排ガス入口のノズル２７面積（隣合う静翼２６，２６間のノズル２７面積）が最適な面積に狭められる。一方、ＥＧＲ装置１３におけるアクチュエータ２１のピストンロッド２１ａが突出すると、弁体１３ｃが弁座１３ｈから離れ、ＥＧＲ通路１３ａが連通する。
リンク機構２２及び揺動レバー２３を介して回動リング２４が図５の破線矢印の方向に回転するので、静翼２６は一点鎖線矢印で示す方向に回転して図４に示す位置に至る、即ちタービンホイール１４の排ガス入口のノズル２７面積（隣合う静翼２６，２６間のノズル２７面積）が最適な面積に狭められる。一方、弁体１３ｃが弁座１３ｈから最適な距離を保って離れると、その離れる量に比例して排気管１８からＥＧＲ通路１３ａを通って吸気管３９に還流される排ガスの流量が最適な値に調整される。
【００２５】
一方、アクチュエータ２１のピストンロッド２１ａの突出量はそれぞれのポジションセンサ３０により検出され、コントローラ４４にフィードバックされる。コントローラ４４は、それぞれのポジションセンサ３０により検出されたピストンロッド２１ａの位置とメモリ４４ａに記憶された第１及び第２マップとを比較し、第１及び第２マップの目標位置にピストンロッド２１ａを一致させるようにそれぞれの比例電磁弁２９を制御する。即ち、ポジションセンサ３０により検出されたピストンロッド２１ａの位置がそれに対応する第１及び第２マップより少ない場合には、アクチュエータ２１に供給される圧縮エアのエア圧を更に上昇させるように比例電磁弁２９を制御し、ポジションセンサ３０により検出されたピストンロッド２１ａの位置がそれに対応する第１及び第２マップより大きい場合には、アクチュエータ２１に供給される圧縮エアのエア圧を減少させるように比例電磁弁２９を制御する。これによりタービンホイール１４の排ガス入口のノズル２７面積、及び弁体１３ｃの開度は最適な所定のカーブに沿って無段階で操作され、最適な値を示す所定のカーブに完全に一致させることができる。
【００２６】
一方、エンジン１１が停止するとコントローラ４４は電磁弁３５をオフして第１の位置に切換え、その電磁弁用第２ポート３５ｂと電磁弁用排気ポート３５ｃとが連通させて、エアタンク３１からの流路を遮断する。これによりエンジン停止時にエアタンク３１に貯留された圧縮エアが比例電磁弁２９から外部に放出されることを防止することができ、その信頼性を向上させることができる。
なお、上述した実施の形態では、エンジン用機器としてのターボ過給機１２とＥＧＲ装置１３の双方が本発明の操作装置により操作される場合を示したが、ターボ過給機１２又はＥＧＲ装置１３のいずれか一方のみを本発明の操作装置により操作するようにしても良い。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ピストンロッドの先端がエンジン用機器に接続された正圧ダイヤフラム式アクチュエータと、アクチュエータに供給されるエア圧を可変可能に構成された比例電磁弁と、ピストンロッドの突出位置を検出するポジションセンサと、ポジションセンサの検出出力に基づいて比例電磁弁を制御するコントローラとを備えたので、そのピストンロッドの突出量がポジションセンサにより検出されてコントローラにフィードバックされ、コントローラが所定のマップの目標位置にピストンロッドを一致させるように比例電磁弁を制御するので、エンジン用機器を最適な所定のカーブに沿って一致させることができ、それらを無段階で操作することが可能になる。
また、圧縮エア源と比例電磁弁との間のエア流路にそのエア流路を遮断可能に構成された電磁弁を設け、コントローラがエンジン停止時に電磁弁を閉じるようにすれば、エンジン停止時にエアタンクに貯留された圧縮エアが比例電磁弁から外部に放出されることは防止され、その信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の操作装置を備えたターボ過給機付エンジンを示す構成図。
【図２】その操作装置の構成図。
【図３】そのターボ過給機の要部破断拡大図。
【図４】そのターボ過給機のタービンホイールの排ガス入口のノズル面積を多段式のアクチュエータにより狭めた状態を示す要部断面図。
【図５】そのターボ過給機のタービンホイールの排ガス入口のノズル面積を多段式のアクチュエータにより拡げた状態を示す要部断面図。
【図６】その比例電磁弁の拡大断面図。
【図７】そのＥＧＲ弁の構成図。
【符号の説明】
１１ エンジン
１２ ターボ過給機（エンジン用機器）
１３ ＥＧＲ装置（エンジン用機器）
２１ 正圧ダイヤフラム式アクチュエータ
２１ａ ピストンロッド
２１ｂ エアシリンダ
２９ 比例電磁弁
３０ ポジションセンサ
３１ エアタンク（圧縮エア源）
３５ 電磁弁
４４ コントローラ
４４ａ メモリ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for operating a device used for an engine such as a turbocharger or an EGR (Exhaust Gas Recirculation) device, and includes a turbine vane of a turbocharger and an EGR valve of an EGR device. The present invention relates to a stepless operation device for an engine device capable of operating steplessly.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the supercharging efficiency of a cylinder of a supercharger which compresses intake air by the energy of exhaust gas and supplies the compressed air to the cylinder is configured to be changeable, and an operating state of the engine including an acceleration state and an intake air amount is detected by a detection unit. There is disclosed an engine including a supercharger configured such that a controller changes the supercharging efficiency of a supercharger based on a detection output of the detection means (for example, see Patent Document 1). In this engine, the controller is configured to calculate the basic fuel injection amount and the basic control amount of the supercharger based on the operating state of the engine, and calculate the excess air ratio from the intake air amount and the basic fuel injection amount. . The supercharger has a turbine provided in the exhaust pipe and a compressor provided in the intake pipe and driven by the turbine. Further, the turbine is a variable nozzle turbine in which the inlet area of the turbine is variably controlled.
[0003]
In the engine having the supercharger configured as described above, when the operating state of the engine is accelerated, the controller corrects the basic control amount of the supercharger according to the magnitude of the excess air ratio, and the final control amount. And the supercharging efficiency of the supercharger is controlled by the final control amount. As a result, the supercharging control is performed based on the excess air ratio without immediately controlling the fuel injection amount based on the excess air ratio, so that generation of smoke can be prevented without deteriorating the response to the load. .
As a device for operating this variable nozzle turbine, a device using a multi-stage air cylinder has been conventionally known (for example, see Patent Document 2). In this device, by using a multi-stage air cylinder, the variable nozzle turbine is stepped along a predetermined curve indicating an optimum turbine inlet area corresponding to a change in engine speed and engine load. Is to be operated.
[0004]
On the other hand, there is conventionally known an EGR device which takes out a part of exhaust gas from an exhaust system, controls the temperature, timing, flow rate and the like appropriately and recirculates the exhaust gas to an intake system. The EGR device is configured such that exhaust gas can be recirculated to the intake system by opening the EGR valve, and the control of the EGR valve is performed by an air cylinder. Then, the EGR valve is quantitatively opened at an appropriate time by an air cylinder along a predetermined curve indicating an optimal opening degree of the EGR valve corresponding to a change in the rotation speed of the engine and the load on the engine. It is possible to recirculate the exhaust gas of various temperatures, timings, flow rates, etc. to the intake system, and the maximum combustion temperature in the engine is reduced to reduce NOx.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-282879 [Patent Document 1]
JP-A-11-31125 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in an operating device using a multi-stage air cylinder for operating a turbocharger, since the operation is also a multi-stage type, the operated content does not completely match an optimal predetermined curve, There was a problem that the response was poor. Further, in an operating device using an air cylinder for operating an EGR device, the air pressure supplied to the air cylinder changes according to the operating state of the engine, so that the operated content completely matches an optimal predetermined curve. However, there was a problem that the response was poor. In order to solve this problem, it is conceivable to operate using an actuator capable of stepless control such as a DC servomotor. However, a stepless operation device using a DC servomotor requires the DC servomotor itself. Is relatively large, and its control structure is complicated, which raises the manufacturing cost of the operating device itself, and its use in a vehicle with relatively large vibrations has a problem that its reliability is significantly reduced.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a highly reliable stepless operation device for an engine device capable of performing a stepless operation of the engine device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As shown in FIG. 1, the invention according to claim 1 has an air cylinder 21b configured to be able to supply compressed air from a compressed air source 31 and an air pressure of compressed air supplied from the compressed air source 31 to the air cylinder 21b. A positive pressure diaphragm type actuator 21 having a piston rod 21a protruding in proportion to the piston rod 21a and having a distal end connected to the engine equipment 12, 13, and air for connecting the actuator 21 and the compressed air source 31 in communication. A proportional solenoid valve 29 provided in the flow path and configured to be able to change the air pressure supplied from the compressed air source 31 to the actuator 21; a position sensor 30 provided in the actuator 21 for detecting a projecting position of the piston rod 21a; Optimum position of piston rod 21a corresponding to change in rotation speed of engine 11 and load of engine 11 And a controller 44 for controlling the proportional solenoid valve 29 so that the piston rod 21a coincides with the target position of the map based on the detection output of the position sensor 30. It is a stepless operation device for equipment.
[0008]
In the stepless operating device for engine equipment according to the first aspect, the amount of protrusion of the piston rod 21a of the actuator 21 is detected by the position sensor 30 and fed back to the controller 44. The controller 44 compares the position of the piston rod 21a detected by the position sensor 30 with the map stored in the memory 44a and controls the proportional solenoid valve 29 so that the piston rod 21a matches the target position on the map. The engine devices 12 and 13 can be matched along an optimal predetermined curve, and they can be operated steplessly.
[0009]
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein an electromagnetic valve 35 configured to be able to shut off the air flow path between the compressed air source 31 and the proportional electromagnetic valve 29 is provided. The controller 44 is a stepless operation device for engine equipment configured to close the electromagnetic valve 35 when the engine is stopped.
In the stepless operating device for engine equipment according to the second aspect, when the engine 11 is stopped, the controller 44 shuts off the flow path from the air tank 31 via the electromagnetic valve 35, so that the controller 44 stores the air in the air tank 31 when the engine is stopped. The released compressed air is prevented from being released from the proportional solenoid valve 29 to the outside, and the reliability thereof can be improved.
[0010]
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the engine device is a stepless control device of the engine device in which the engine device is the turbocharger 12.
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the engine device is an EGR device 13 that is a stepless operating device for an engine device.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the diesel engine 11 is provided with a turbocharger 12 that compresses intake air using energy of exhaust gas discharged from the engine 11 and an EGR device 13 that recirculates exhaust gas to the engine 11. As shown in detail in FIGS. 3 to 5, the turbocharger 12 is connected to a turbine wheel 14 that rotates by energy of exhaust gas discharged from the engine 11, and is connected to the turbine wheel 14 via a connection shaft 16 to compress intake air. And a compressor wheel (not shown) for supplying to the engine 11. The turbine wheel 14 is rotatably accommodated in a turbine housing 19 provided on an exhaust pipe 18, and a positive pressure diaphragm type actuator 21 is attached to an outer surface of the turbine housing 19 (FIG. 3). The tip of the piston rod 21a of the actuator 21 is connected to a stationary blade 26 via a link mechanism 22, a swing lever 23, and a rotating ring 24 (FIGS. 3 to 5). The stationary blade 26 is provided at the exhaust gas inlet of the turbine wheel 14 and is configured to be able to change the area of the nozzle 27 at the exhaust gas inlet of the turbine wheel 14 (FIGS. 4 and 5).
[0012]
As shown in FIGS. 2 to 5, the actuator 21 includes an air cylinder 21 b configured to be able to supply compressed air from an air tank 31 serving as a compressed air source, and a compressed air supplied from the air tank 31 to the air cylinder 21 b. And a piston rod 21a projecting in proportion to the air pressure. A diaphragm 21c that bisects the inside of the air cylinder 21b is slidably inserted into the air cylinder 21b, and the base end of the piston rod 21a is fixed to the diaphragm 21c. A coil spring 21d is loosely fitted to the piston rod 21a, and the coil spring 21d is inserted into one of the chambers of the air cylinder 21b partitioned by the diaphragm. The coil spring 21d urges the piston rod 21a so as to be immersed. On the other hand, the other chamber partitioned by the diaphragm 21c of the air cylinder 21b is connected to an air tank 31 via a proportional solenoid valve 29 (FIGS. 2 and 3). The actuator 21 is configured such that the piston rod 21a protrudes against the urging force of the coil spring 21d in proportion to the air pressure of the compressed air supplied to the air cylinder 21b.
[0013]
As shown in FIGS. 3 to 5, the link mechanism 22 includes a first link 22a having one end attached to the tip of the piston rod 21a, and a second link having one end pivotally connected to the other end of the first link 22a. 22b and a third link 22c having one end pivotally connected to the other end of the second link 22b and the other end pivotally connected to the turbine housing 19 (FIGS. 3 to 5). A support shaft 32 is rotatably attached to the turbine housing 19, and the other end of the third link 22c is fixed to the support shaft 32 (FIG. 3). A stopper lever 33 protrudes from the other end of the third link 22c, and a pair of stopper blocks 34, 34 for restricting rotation of the stopper lever 33 are provided on the turbine housing 19. Adjustment bolts 36, 36 that can adjust the rotation range of the stopper lever 33 are screwed to these stopper blocks 34, 34, respectively. A base end of the swing lever 23 is fixed to a portion of the support shaft 32 inserted into the turbine housing 19, and a first notch 23a is formed at a front end (FIGS. 4 and 5).
[0014]
The rotating ring 24 has an inner diameter larger than the outer diameter of the turbine wheel 14 and is rotatably mounted in the turbine housing 19 coaxially with the turbine wheel 14 (FIGS. 4 and 5). A single first pin 24a lockable to the first notch 23a of the swing lever 23 and an equal interval protruding on the same circumference around the connection shaft 16 are formed on the rotation ring 24. And the plurality of second pins 24b projecting therefrom. In the turbine housing 19, a plurality of stationary blade holding pins 19a are provided at equal intervals on the same circumference centered on the connecting shaft 16 and located between the rotating ring 24 and the turbine wheel 14. The center of the stationary blade 26 is rotatably fitted into each of the stationary blade holding pins 19a. A second notch 26a that can be locked to the second pin 24b is formed at the base end of the stationary blade 26, and the stationary blade 26 is formed to be tapered from its center to its distal end. The proportional solenoid valve 29 is configured to adjust the area of the nozzle 27 at the exhaust gas inlet of the turbine wheel 14 by adjusting the area of the nozzle 27 between the stationary blades 26 via the actuator 21 (FIGS. 3 to 5).
[0015]
As shown in FIG. 6, the proportional solenoid valve 29 includes a housing 29a, a spool 29b slidably housed in the housing 29a, and a plunger 29c provided coaxially with the spool 29b at one end of the spool 29b. And an electromagnetic coil 29d for moving the plunger 29c. In the housing 29a, an air import 29e connected to the air tank 31, an air out port 29f connected to the actuator 21, and an exhaust port 29g opened to the outside are formed. A groove 29h and a hole 29j are formed in the spool 29b for communicating the air import 29e, the air out port 29f, and the exhaust port 29g formed in the housing 29a. The cross-sectional area for discharging a part of the compressed air supplied from the air tank 31 serving as the compressed air source to the air import 29e to the atmosphere is changed, and the air tank 31 enters the air import 29e and enters the air out port 29f. The air pressure supplied to the actuator 21 from the controller is configured to be variable.
[0016]
On the other hand, a permanent magnet 29k is provided around the plunger 29c, and the electromagnetic coil 29d is provided so as to surround the permanent magnet 29k. The housing 29a is provided with a coil spring 29m for urging the spool 29b against the plunger 29c. The permanent magnet 29k repels a magnetic field generated when the electromagnetic coil 29d is energized, and the plunger 29c moves. The spool 29b is configured to move against the urging force of 29m. When the compressed air whose air pressure has been changed by the proportional solenoid valve 29 having such a configuration is supplied to the air cylinder 21b of the actuator 21, the protrusion length of the piston rod 21a of the actuator 21 changes, and the piston rod 21a The area of the nozzle 27 at the exhaust gas inlet of the turbine wheel 14 of the turbocharger 12, which is an engine device connected to the tip, is configured to be changeable.
[0017]
As shown in FIGS. 2 and 3, the actuator 21 is provided with a position sensor 30 for detecting the projecting position of the piston rod 21a. The position sensor 30 is provided outside the air cylinder 21b on the other chamber side partitioned by the diaphragm 21c. The position sensor 30 has a measurement rod 30a having one end fixed to the diaphragm 21c coaxially with the piston rod 21a, and a sensor body 30b through which the measurement rod 30a penetrates. It is configured to detect the projecting position of the piston rod 21a in the actuator 21 by measuring.
[0018]
An electromagnetic valve 35 configured to be able to shut off the air flow path is provided in an air flow path between the air tank 31 as a compressed air source and the proportional electromagnetic valve 29. The solenoid valve 35 in this embodiment is a spring return type three-port two-position switching solenoid valve, and includes a solenoid valve first port 35 a connected to the air tank 31 and a solenoid valve connected to the proportional solenoid valve 29. And a second exhaust port 35c for the solenoid valve communicating with the atmosphere. When the solenoid valve 35 is turned off, the solenoid valve second port 35b and the solenoid valve exhaust port 35c communicate with each other, that is, the first position at which the flow path from the air tank 31 is cut off and the proportional solenoid valve 29 communicates with the atmosphere. When the solenoid valve 35 is turned on, the first port 35a for the solenoid valve and the second port 35b for the solenoid valve communicate with each other, that is, the air tank 31 is switched to the second position communicating with the proportional solenoid valve 29. Is configured.
[0019]
Returning to FIG. 1, the EGR device 13 includes an exhaust pipe 18 connected to an exhaust port of the engine 11 via an exhaust manifold 37, and an intake pipe 39 connected to an intake port of the engine 11 via an intake manifold 38. It has an EGR passage 13a that is in communication and connection, and an EGR valve 13b provided in the EGR passage 13a. One end of the EGR passage 13a is connected to the exhaust pipe 18 on the exhaust gas downstream side of the turbine housing 19, and the other end is connected to the intake pipe 39 on the upstream side of the compressor housing 40 that rotatably houses the compressor wheel.
[0020]
As shown in FIG. 7, the EGR valve 13b includes a valve element 13c and a valve element case 13d having a truncated conical cavity capable of accommodating the valve element 13c therein. An exhaust gas hole 13e through which the EGR passage 13a penetrates is formed in the valve body case 13d, and a frustoconical cavity is formed to cross the exhaust gas hole 13e. The valve body 13c is formed in a truncated cone shape corresponding to the truncated cone shape cavity. A rod 13f is provided at the base end of the valve body 13c, and the rod 13f is slidably held by a slide bearing 13g. The valve body 13c closes the exhaust gas hole 13e when it comes into close contact with the valve seat 13h constituting the cavity as shown by the solid line in the figure, and connects the EGR passage 13a when it comes away from the valve seat 13h as shown by the two-dot chain line. The flow rate of the exhaust gas recirculated from the exhaust pipe 18 to the intake pipe 39 through the EGR passage 13a can be adjusted in proportion to the amount of separation.
[0021]
The EGR valve 13b of the EGR device 13, which is an engine device, has a stepless operation of the present invention comprising the above-described positive pressure diaphragm type actuator 21, the proportional solenoid valve 29, the position sensor 30, the controller 44 and the solenoid valve 35. Operated by the device. That is, the tip of the piston rod 21a of the actuator 21 described above is connected to the rod 13f provided on the valve body 13c, and the air flow path that connects the actuator 21 and the air tank 31 serving as the compressed air source is connected to the above-described air flow path. A proportional solenoid valve 29 is provided. The actuator 21 is provided with a position sensor 30 for detecting the projecting position of the piston rod 21a.
[0022]
Returning to FIG. 1, the rotation speed of the engine 11 is detected by a rotation sensor 42, and the load of the engine 11 is detected by a load sensor 43. The intake pressure of the engine 11 is detected by a pressure sensor 45 provided in the intake pipe 39. The detection outputs of the rotation sensor 42, the load sensor 43, and the pressure sensor 45 are connected to control inputs of a controller 44, and the control outputs of the controller 44 are connected to the two proportional solenoid valves 29, 29, respectively. The detection outputs of the respective position sensors 30, 30 provided on the actuators 21, 21 are connected to the control input of the controller 44. The controller 44 has a memory 44a in which the first and second maps are stored. In the first map, the opening degree of the valve body 13c in the optimal EGR valve corresponding to the change in the rotation speed of the engine 11 and the load of the engine 11 is set as the optimal projecting position of the piston rod 21a. The nozzle area of the turbocharger 12 corresponding to the change of the rotation speed of the engine 11 and the load of the engine 11 is set as the optimum projecting position of the piston rod 21a.
[0023]
The operation of the thus-configured stepless operation device for an engine device will be described.
When the engine 11 is started, the controller 44 turns on the solenoid valve 35 to switch to the second position, and connects the first port 35a for the solenoid valve and the second port 35b for the solenoid valve to make the air tank 31 proportional electromagnetic. Communicate with valve 29. When the engine 11 is in a steady operation state, the controller 44 compares each detection output of the rotation sensor 42 and the load sensor 43 with the first map of the memory 44a and proportionally opens the EGR valve 13b at a predetermined opening. The solenoid valve 29 is controlled. At the same time, the controller 44 controls the proportional solenoid valve 29 along the second map so that the nozzle area of the turbocharger 12 of the engine 11 is optimized. When the compressed air is supplied to the actuator 21 by adjusting the air pressure by the proportional solenoid valve 29, the piston rod 21a of the actuator 21 projects by an amount corresponding to the air pressure.
[0024]
When the piston rod 21a of the actuator 21 in the turbocharger 12 protrudes, the rotating ring 24 rotates in the direction of the dashed arrow in FIG. 5 via the link mechanism 22 and the swing lever 23. It rotates in the direction shown by the arrow to reach the position shown in FIG. 4, that is, the area of the nozzle 27 at the exhaust gas inlet of the turbine wheel 14 (the area of the nozzle 27 between the adjacent stationary blades 26, 26) is reduced to an optimum area. On the other hand, when the piston rod 21a of the actuator 21 in the EGR device 13 projects, the valve body 13c separates from the valve seat 13h, and the EGR passage 13a communicates.
Since the rotating ring 24 rotates in the direction of the dashed arrow in FIG. 5 via the link mechanism 22 and the swing lever 23, the stationary blade 26 rotates in the direction shown by the dashed-dotted arrow to reach the position shown in FIG. That is, the area of the nozzle 27 at the exhaust gas inlet of the turbine wheel 14 (the area of the nozzle 27 between the adjacent stationary blades 26, 26) is reduced to an optimum area. On the other hand, when the valve element 13c is separated from the valve seat 13h while maintaining the optimum distance, the flow rate of the exhaust gas recirculated from the exhaust pipe 18 to the intake pipe 39 through the EGR passage 13a is proportional to the distance. It is adjusted to.
[0025]
On the other hand, the amount of protrusion of the piston rod 21 a of the actuator 21 is detected by each position sensor 30 and is fed back to the controller 44. The controller 44 compares the position of the piston rod 21a detected by each position sensor 30 with the first and second maps stored in the memory 44a, and moves the piston rod 21a to the target position of the first and second maps. The respective proportional solenoid valves 29 are controlled so as to match. That is, when the position of the piston rod 21a detected by the position sensor 30 is smaller than the corresponding first and second maps, the proportional solenoid valve is further provided to further increase the air pressure of the compressed air supplied to the actuator 21. If the position of the piston rod 21a detected by the position sensor 30 is larger than the corresponding first and second maps, the proportional pressure is reduced so as to reduce the air pressure of the compressed air supplied to the actuator 21. The solenoid valve 29 is controlled. As a result, the area of the nozzle 27 at the exhaust gas inlet of the turbine wheel 14 and the opening of the valve body 13c are operated steplessly along an optimum predetermined curve, and can be completely matched with a predetermined curve showing an optimum value. it can.
[0026]
On the other hand, when the engine 11 stops, the controller 44 turns off the solenoid valve 35 and switches to the first position, and the second port 35b for the solenoid valve and the exhaust port 35c for the solenoid valve communicate with each other, so that the flow from the air tank 31 flows. Block the road. This prevents the compressed air stored in the air tank 31 from being released from the proportional solenoid valve 29 to the outside when the engine is stopped, thereby improving its reliability.
In the above-described embodiment, the case where both the turbocharger 12 as the engine device and the EGR device 13 are operated by the operating device of the present invention has been described, but the turbocharger 12 or the EGR device 13 Only one of them may be operated by the operating device of the present invention.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a positive-pressure diaphragm-type actuator in which the tip of a piston rod is connected to an engine device, a proportional solenoid valve configured to be able to vary the air pressure supplied to the actuator, Since a position sensor for detecting the projecting position of the piston rod and a controller for controlling the proportional solenoid valve based on the detection output of the position sensor are provided, the projecting amount of the piston rod is detected by the position sensor and fed back to the controller. Since the controller controls the proportional solenoid valve to match the piston rod to the target position on the predetermined map, the engine equipment can be matched along the optimum predetermined curve, and they can be operated steplessly It becomes possible.
Also, if an electromagnetic valve configured to be able to shut off the air flow path is provided in the air flow path between the compressed air source and the proportional electromagnetic valve, and the controller closes the electromagnetic valve when the engine is stopped, The compressed air stored in the air tank is prevented from being released from the proportional solenoid valve to the outside, and the reliability thereof can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a turbocharged engine equipped with an operating device of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of the operation device.
FIG. 3 is an enlarged fragmentary view of a main part of the turbocharger.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing a state where a nozzle area of an exhaust gas inlet of a turbine wheel of the turbocharger is narrowed by a multi-stage actuator.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a state where a nozzle area of an exhaust gas inlet of a turbine wheel of the turbocharger is expanded by a multistage actuator.
FIG. 6 is an enlarged sectional view of the proportional solenoid valve.
FIG. 7 is a configuration diagram of the EGR valve.
[Explanation of symbols]
11 engine 12 turbocharger (engine equipment)
13 EGR device (engine equipment)
21 Positive pressure diaphragm type actuator 21a Piston rod 21b Air cylinder 29 Proportional solenoid valve 30 Position sensor 31 Air tank (compressed air source)
35 Solenoid valve 44 Controller 44a Memory

Claims (4)

圧縮エア源（３１）から圧縮エアが供給可能に構成されたエアシリンダ（２１ｂ）と前記圧縮エア源（３１）から前記エアシリンダ（２１ｂ）に供給される圧縮エアのエア圧に比例して突出するピストンロッド（２１ａ）とを有し前記ピストンロッド（２１ａ）の先端がエンジン用機器（１２，１３）に接続された正圧ダイヤフラム式アクチュエータ（２１）と、
前記アクチュエータ（２１）と前記圧縮エア源（３１）とを連通接続するエア流路に設けられ前記圧縮エア源（３１）から前記アクチュエータ（２１）に供給されるエア圧を可変可能に構成された比例電磁弁（２９）と、
前記アクチュエータ（２１）に設けられ前記ピストンロッド（２１ａ）の突出位置を検出するポジションセンサ（３０）と、
エンジン（１１）の回転速度及び前記エンジン（１１）の負荷の変化に対応する最適な前記ピストンロッド（２１ａ）の位置が設定されたマップを記憶するメモリ（４４ａ）を有し前記ポジションセンサ（３０）の検出出力に基づいて前記マップの目標位置に前記ピストンロッド（２１ａ）を一致させるように前記比例電磁弁（２９）を制御するコントローラ（４４）と
を備えたエンジン用機器の無段階操作装置。An air cylinder (21b) configured to be able to supply compressed air from a compressed air source (31) and protrudes in proportion to the air pressure of compressed air supplied from the compressed air source (31) to the air cylinder (21b). A positive pressure diaphragm type actuator (21) having a piston rod (21a) having an end connected to an engine device (12, 13);
An air flow path that connects the actuator (21) and the compressed air source (31) is provided, and is configured to be able to change an air pressure supplied from the compressed air source (31) to the actuator (21). A proportional solenoid valve (29);
A position sensor (30) provided on the actuator (21) for detecting a projecting position of the piston rod (21a);
The position sensor (30) having a memory (44a) for storing a map in which an optimum position of the piston rod (21a) corresponding to a change in the rotation speed of the engine (11) and a load on the engine (11) is set. ). A controller (44) for controlling the proportional solenoid valve (29) so that the piston rod (21a) matches the target position of the map based on the detected output of (4). . 圧縮エア源（３１）と比例電磁弁（２９）との間のエア流路に前記エア流路を遮断可能に構成された電磁弁（３５）が設けられ、コントローラ（４４）はエンジン停止時に前記電磁弁（３５）を閉じるように構成された請求項１記載のエンジン用機器の無段階操作装置。An electromagnetic valve (35) configured to shut off the air flow path is provided in an air flow path between the compressed air source (31) and the proportional electromagnetic valve (29). 2. The stepless operating device according to claim 1, wherein the solenoid valve (35) is configured to close. エンジン用機器がターボ過給機（１２）である請求項１又は２記載のエンジン用機器の無段階制操作置。The stepless control device for an engine device according to claim 1 or 2, wherein the engine device is a turbocharger (12). エンジン用機器がＥＧＲ装置（１３）である請求項１又は２記載のエンジン用機器の無段階操作装置。The stepless operating device for an engine device according to claim 1 or 2, wherein the engine device is an EGR device (13).
JP2002319212A 2002-11-01 2002-11-01 Continuously operating device for apparatus for engine Pending JP2004150400A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002319212A JP2004150400A (en) 2002-11-01 2002-11-01 Continuously operating device for apparatus for engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002319212A JP2004150400A (en) 2002-11-01 2002-11-01 Continuously operating device for apparatus for engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004150400A true JP2004150400A (en) 2004-05-27

Family

ID=32462117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002319212A Pending JP2004150400A (en) 2002-11-01 2002-11-01 Continuously operating device for apparatus for engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004150400A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004055886A1 (en) * 2004-11-19 2006-06-08 Audi Ag Device for adjustment and data acquisition of actuation device for load pressure control valve has supply line with fine pressure regulator for connection with pressure chamber whereby path measuring unit adjusts travel of valve rod
WO2006112385A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-26 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Variable vane type turbo charger control device
FR2925590A3 (en) * 2007-12-19 2009-06-26 Renault Sas Supercharging pressure control system for oil engine in vehicle, has pressure sensor for measuring pressure in poumon of control device of turbocompressor, where control device controls position of blades of turbocompressor
WO2009131811A1 (en) * 2008-04-22 2009-10-29 Borgwarner Inc. Method for controlling an actuator
WO2011096640A2 (en) * 2010-02-05 2011-08-11 주식회사 인팩 Turbocharger actuator
WO2013047155A1 (en) * 2011-09-28 2013-04-04 三菱重工業株式会社 Stopper structure for regulating nozzle vane opening degree in a turbocharger
KR101471306B1 (en) * 2013-11-15 2014-12-09 주식회사 현대케피코 apparatus for controlling Waste gate valve of turbo charger
CN109404148A (en) * 2018-10-29 2019-03-01 宝鸡吉利发动机有限公司 A kind of air pressure control method, device and automobile
US10976757B2 (en) 2019-04-18 2021-04-13 Flowserve Management Company Control systems for valve actuators, valve actuators and related systems and methods

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004055886A1 (en) * 2004-11-19 2006-06-08 Audi Ag Device for adjustment and data acquisition of actuation device for load pressure control valve has supply line with fine pressure regulator for connection with pressure chamber whereby path measuring unit adjusts travel of valve rod
DE102004055886B4 (en) * 2004-11-19 2011-05-26 Audi Ag Device for setting and measuring data acquisition of an actuating device of a wastegate valve
WO2006112385A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-26 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Variable vane type turbo charger control device
FR2925590A3 (en) * 2007-12-19 2009-06-26 Renault Sas Supercharging pressure control system for oil engine in vehicle, has pressure sensor for measuring pressure in poumon of control device of turbocompressor, where control device controls position of blades of turbocompressor
WO2009131811A1 (en) * 2008-04-22 2009-10-29 Borgwarner Inc. Method for controlling an actuator
US8585012B2 (en) 2008-04-22 2013-11-19 Borgwarner Inc. Method for controlling an actuator
WO2011096640A2 (en) * 2010-02-05 2011-08-11 주식회사 인팩 Turbocharger actuator
WO2011096640A3 (en) * 2010-02-05 2011-11-03 주식회사 인팩 Turbocharger actuator
JP2013072400A (en) * 2011-09-28 2013-04-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Nozzle vane opening regulating stopper structure for turbocharger
WO2013047155A1 (en) * 2011-09-28 2013-04-04 三菱重工業株式会社 Stopper structure for regulating nozzle vane opening degree in a turbocharger
EP3045679A1 (en) * 2011-09-28 2016-07-20 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Stopper structure for regulating opening degree of nozzle vane in turbocharger
US9822660B2 (en) 2011-09-28 2017-11-21 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Stopper structure for regulating opening degree of nozzle vane in turbocharger
KR101471306B1 (en) * 2013-11-15 2014-12-09 주식회사 현대케피코 apparatus for controlling Waste gate valve of turbo charger
CN109404148A (en) * 2018-10-29 2019-03-01 宝鸡吉利发动机有限公司 A kind of air pressure control method, device and automobile
CN109404148B (en) * 2018-10-29 2021-11-19 宝鸡吉利发动机有限公司 Air pressure control method and device and automobile
US10976757B2 (en) 2019-04-18 2021-04-13 Flowserve Management Company Control systems for valve actuators, valve actuators and related systems and methods
US11693436B2 (en) 2019-04-18 2023-07-04 Flowserve Pte. Ltd. Control systems for valve actuators, valve actuators and related systems and methods

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4306703B2 (en) Control device for an internal combustion engine with a supercharger
WO2011007456A1 (en) Control valve abnormality determining device for internal combustion engine
US6928360B2 (en) Method and arrangement for monitoring an air-mass measuring device
US20130309106A1 (en) Turbocharger
FR2906566A1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE SUPPLY INSTALLATION
JP2004150400A (en) Continuously operating device for apparatus for engine
JPH03182629A (en) Method for regulating pressure in suction conduid pipe supercharged by exhaust gas turbine supercharger and in front of inlet vale for air compression injection internal combustion engine
JP5800873B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2015161174A (en) Supercharging device for engine
JP3698673B2 (en) Supercharging pressure control device for turbocharged engine
JP2003193852A (en) Intake pressure controller for engine with turbosupercharger
JP3183215B2 (en) Nozzle opening control device for variable nozzle turbocharger
JPS60182317A (en) Internal-combustion engine with variable displacement supercharger
JP2003193875A (en) Egr control device for engine with turbocharger
JP6476904B2 (en) Engine supercharging pressure control device
JP4025937B2 (en) Control device for variable turbocharger
JP2002256875A (en) Exhaust gas turbocharger
JP6385841B2 (en) Internal combustion engine negative pressure system
JP2000257435A (en) Controller of internal combustion engine mounted with variable nozzle-type turbocharger
JPS6135705Y2 (en)
JPS6318759Y2 (en)
JPS633374Y2 (en)
JPH01110832A (en) Output control of internal combustion engine equipped with turbocharger
JP2003193882A (en) Fuel injection control device for engine with turbocharger
JPH05288065A (en) Exhaust control device of engine with supercharger