シルティング防止制御装置および方法
【課題】 ターボチャージャ、ＥＧＲバルブなど、圧縮性流体の流れを調整する圧縮性流体調整機器を作動させる油圧アクチュエータで発生するシルティングを予防的に防止するとともに、電磁弁に与えられる通常の制御電気指令が一定値のときでも圧縮性流体調整機器で調整される流速や流量を変動させない。
【解決手段】 可変ターボチャージャを駆動するための油圧サーボ弁の作動部材であるピストンを作動させ、かつ可変ターボチャージャで調整される排気ガスの流速が変化しないような大きさのシルティング防止用の電気指令をＥＰＣ弁に与える。また、可変ターボチャージャの作動部材であるノズルベーン等が作動し、かつ可変ターボチャージャで排気ガスの流速が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令をＥＰＣ弁に対して与える。
【解決手段】 可変ターボチャージャを駆動するための油圧サーボ弁の作動部材であるピストンを作動させ、かつ可変ターボチャージャで調整される排気ガスの流速が変化しないような大きさのシルティング防止用の電気指令をＥＰＣ弁に与える。また、可変ターボチャージャの作動部材であるノズルベーン等が作動し、かつ可変ターボチャージャで排気ガスの流速が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令をＥＰＣ弁に対して与える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャ、ＥＧＲバルブなど、圧縮性流体の流れを調整する圧縮性流体調整機器を作動させる油圧アクチュエータで発生するシルティング、あるいは圧縮性流体調整機器の作動部材で発生するシルティングを防止する制御を行なう装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンやガソリンエンジンには、排気通路内の排気ガスによってタービンが駆動されコンプレッサによって所定ブースト圧まで圧縮された吸入空気を吸気通路に導入するターボチャージャが設けられている。ターボチャージャは、エンジンの燃費、エンジン出力等を向上させるために設けられている。
【０００３】
ターボチャージャには、タービンに流入される排気ガスの流速を調整する機構が取り付けられたものがある。この機構は、たとえばターボチャージャの排気通路内に作動部材としてノズルベーンを設け、このノズルベーンと排気通路内の壁面との間の隙間（ノズル）の通路断面積を変化させることで排気ガスの流速を調整するようにしたものであり、可変ターボチャージャと呼ばれている。たとえば下記特許文献１、２には可変ターボチャージャの構成が開示されている。エンジンの運転条件に応じて、可変ターボチャージャの作動部材（たとえばノズルベーン）が作動されて、ノズルの開度が調整される。なお、可変ターボチャージャには、ノズルベーンが取り付けられた壁を動かすことによってノズル開度を調整する機構やノズルスベーンを直接旋回等させて動かしノズル開度を調整する機構などがある。たとえば下記特許文献１、２には可変ターボチャージャの構成が開示されている。
【０００４】
また、エンジンには、排気再循環（Exhaust Gas Recirculationn）を行うためのバルブ（本明細書では、ＥＧＲバルブという）が設けられている。ＥＧＲバルブは、排気通路を通過する不活性ガスとしての排気ガスの一部をエンジンの吸気通路に導入して、エンジン内の燃焼を抑制して燃焼温度を低下させることで、排気ガス中のＮＯxを低減させるために設けられている。
【０００５】
ＥＧＲバルブは、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路上に設けられており、ＥＧＲ通路上に分岐された排気ガスの流量を調整して吸気通路に導入するものである。たとえば下記特許文献３には、ＥＧＲバルブの作動部材としてのバルブステムをバルブガイドに沿って摺動させることでバルブステムの先端のバルブと弁座との隙間の通路断面積を変化させて排気ガスの流量を調整する構成が開示されている。エンジンの運転条件に応じて、ＥＧＲバルブの作動部材（バルブステム）が作動されて、バルブの開度が調整される。
【０００６】
特許文献１には、可変ターボチャージャの作動部材としてのノズルベーンを、電磁弁、油圧アクチュエータを介して作動させる構成が記載されている。
【０００７】
すなわち、電磁弁に電気指令が与えられると、電磁弁は、油圧アクチュエータに対して制御圧油を出力する。そして、油圧アクチュエータは、制御圧油に応じて、可変ターボチャージャのノズルベーンを作動させる。
【０００８】
特許文献３には、ＥＧＲバルブの作動部材としてのバルブステムを、電磁弁、油圧アクチュエータを介して作動させる構成が記載されている。
【０００９】
すなわち、電磁弁に電気指令が与えられると、電磁弁は、油圧アクチュエータに対して制御圧油を出力する。そして、油圧アクチュエータは、制御圧油に応じて、ＥＧＲバルブのバルブステムを作動させる。
【００１０】
ところで、本出願の出願人は、電磁弁、油圧ポンプのサーボピストン（油圧アクチュエータ）を介して、制御対象機器としての冷却用ファンを駆動する装置構成において、電磁弁で発生するシルティングを防止する発明を既に出願しており、既に特許文献４に示されるように公知文献となっている。
【００１１】
すなわち、油圧回路を還流する圧油には、ゴミ等の汚染物が含まれている。この汚染物を取り除くために油圧回路には通常、フィルタが設けられている。ただし、フィルタで大きな汚染物は濾過できるものの、小さな汚染物は通過してしまい取り除くことができない。このため、電磁弁の弁本体と移動部材であるスプールとの隙間に汚染物が徐々に溜まる。電磁弁の弁本体とスプールとの隙間に溜まった汚染物は、スプールの動きに制限を加えるなどの悪影響を及ぼす。この現象はシルティングと呼ばれ問題となっている。シルティングは、電磁弁の弁本体内でスプールが長時間作動せず、かつ弁本体とスプールとの隙間を流れる圧油の流れが少ないときに発生しやすい。そこで、特許文献４では、電磁弁で発生するシルティングを防止するようにしている。
【００１２】
また、特許文献５には、油圧サーボ弁（油圧アクチュエータ）のフラッパノズル（作動部材）にかみこんだ異物を、フラッパを瞬時開閉することにより流出させるという発明が記載されている。この特許文献５では、油圧サーボ弁のピストンの現在位置と目標位置との誤差を検出し検出誤差が大きくなったときに、フラッパノズルに異物がかみこんだと判断し、スプール位置のフラッパを瞬時開閉し、その結果、検出誤差が小さくなった場合には、油圧サーボ弁の通常の制御を続行するようにし、検出誤差が大きいままの場合には、フラッパから異物が流出されていないものと判断し油圧サーボ弁の通常の制御を停止するようにしている。
【００１３】
上記特許文献２には、低温の運転状態から高温の運転状態に切り替えることで、可変ターボチャージャのノズルに堆積したデポジットを、焼き切るという発明が記載されている。
【００１４】
また、上記特許文献３には、ＥＧＲバルブの作動部材としてのバルブステムが摺動する部分の周囲に、カーボン拭き取り用の金属繊維を設けたり、カーボン付着防止用の冷却・潤滑手段を設けたり、カーボン削り落とし用のスクレーパを設けたりして、バルブステムに付着したカーボンを除去しようとする発明が記載されている。
【特許文献１】特表２００３−５２７５２２号公報
【特許文献２】特開２００３−２９３７８４号公報
【特許文献３】ＷＯ２００５／０９５８３４
【特許文献４】特開２００１−３２４０４７号公報
【特許文献５】特開平５−２４０２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
シルティング現象は、可変ターボチャージャ、ＥＧＲバルブを作動させる油圧アクチュエータでも発生するおそれがある。すなわち、建設機械では、エンジン稼動中、エンジンが定常状態で作動している時間が長い。エンジンが定常状態が長く続くと、油圧アクチュエータは、長時間、作動せず、シルティングが発生するおそれがある。
【００１６】
また、建設機械では、エンジンが定常状態で作動している時間が長いため、油圧アクチュエータと同様に、制御対象機器としての可変ターボチャージャやＥＧＲバルブ自体の作動部材が長時間作動せず、作動部材の周囲の隙間に汚染物が堆積してシルティングが発生するおそれがある。
【００１７】
しかしながら、上記特許文献４に記載された発明は、電磁弁で発生するシルティングを防止するものであり、油圧ポンプのサーボピストン（油圧アクチュエータ）で発生するシルティングを防止するものではない。そして、シルティング防止制御は、電磁弁に与えられる通常の制御電気指令が一定値のときでも行なわれるものである。なお、本明細書において、「通常の制御電気指令」とは、制御対象機器を制御するために与えられる制御指令のことであり、シルティングを防止するために与えられる電気指令と区別して用いることとする。仮に、特許文献４の構成において、油圧ポンプのサーボピストン（油圧アクチュエータ）で発生するシルティングを防止するために、この油圧ポンプのサーボピストン（油圧アクチュエータ）を作動させる大きさの電気指令を電磁弁に与えたとすると、本来の通常の制御電気指令が一定値であって、油圧ポンプのポンプ圧を変動させたり冷却用ファンの回転数を変動させたくない場合であっても、電磁弁から制御圧油が出され油圧ポンプのサーボピストン（油圧アクチュエータ）が作動し、それに応じて油圧ポンプのポンプ圧や冷却用ファンの回転数が変動されてしまうという不具合が生じる。
【００１８】
また、上記特許文献５に記載された発明は、油圧サーボ弁（油圧アクチュエータ）のフラッパノズル（作動部材）に異物がかみこんだことを、油圧サーボ弁のピストンの現在位置と目標位置との誤差を検出し検出誤差が大きくなったことをもって判断するようにしている。すなわち、異物がかみこみ油圧サーボ弁（油圧アクチュエータ）で異常が発生して事後的に対処するというものであり、シルティングを予防的に阻止するという防止制御ではない。また、特許文献５に記載された発明は、スプール位置のフラッパを瞬時開閉制御した結果、検出誤差が大きいままの場合には、フラッパから異物が流出されていないものと判断して油圧サーボ弁の通常の制御を停止するようにしている。このため油圧サーボ弁（油圧アクチュエータ）の通常の制御が停止されてしまうおそれがあり、確実性に欠ける。
【００１９】
したがって、特許文献５に記載された発明を、そのまま可変ターボチャージャやＥＧＲバルブを作動させる油圧アクチュエータのシルティング防止の目的のために適用することはできない。
【００２０】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、ターボチャージャ、ＥＧＲバルブなど、圧縮性流体の流れを調整する圧縮性流体調整機器を作動させる油圧アクチュエータで発生するシルティングを防止することを目的とし、しかも、上記特許文献４の問題点を解決して、電磁弁に与えられる通常の制御電気指令が一定値のときに圧縮性流体調整機器で調整される流速や流量を変動させないようにするとともに、上記特許文献５の問題点を解決して、シルティングを事後的にではなく予防的に阻止しつつ、シルティング防止制御を行なうことによって通常の制御の停止を起こさないようにすることを第１の解決課題とするものである。
【００２１】
さて、上記特許文献４に記載された発明は、上述したように電磁弁で発生するシルティングを防止するものであり、冷却用ファンといった制御対象機器の作動部材で発生するシルティングを防止するものではない。そして、シルティング防止制御は、電磁弁に与えられる通常の制御電気指令が一定値のときでも行なわれるものである。仮に、特許文献４の構成において、冷却用ファンといった制御対象機器の作動部材で発生するシルティングを防止するために、この制御対象機器の作動部材を作動させる大きさの電気指令を電磁弁に与えたとすると、本来の通常の制御電気指令が一定値であって、冷却用ファンの回転数を変動させたくない場合であっても、電磁弁から制御圧油が出され油圧ポンプのサーボピストン（油圧アクチュエータ）が作動し、それに応じて油圧ポンプのポンプ圧が変動しその結果冷却用ファンという制御対象機器の回転数が変動されてしまうという不具合が生じる。
【００２２】
また、上記特許文献２では、可変ターボチャージャという制御対象機器の作動部材としてのノズルに堆積したデポジットを焼き切ることは可能かもしれないが、そのためには、
低温の運転状態から高温の運転状態への切り替えが必要となり、本来のエンジンの運転に多大な影響を及ぼす。
【００２３】
また、特許文献３では、ＥＧＲバルブの作動部材としてのバルブステムに付着したカーボンを除去するために、バルブステムの周囲に、カーボン拭き取り用の金属繊維を設けたり、カーボン付着防止用の冷却・潤滑手段を設けたり、カーボン削り落とし用のスクレーパを設けたりしなければならない。このため部品点数増加や、場積がかさむという問題が起きる。
【００２４】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、ターボチャージャ、ＥＧＲバルブなど、圧縮性流体の流れを調整する圧縮性流体調整機器の作動部材で発生するシルティングを防止することを目的とし、しかも、上記特許文献２の問題点を解決して、エンジンの運転に影響を及ぼさないようにシルティング防止制御を行なうようにするとともに、上記特許文献３の問題点を解決して、作動部材の周囲に部品を追加したり場積を要することなくシルティング防止制御を行なうようにすることを第２の解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
第１発明は、
圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器と、電気指令に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させる油圧アクチュエータとが備えられ、
前記油圧アクチュエータが作動し、かつ前記圧縮性流体の流速または流量が変動しない範囲の大きさの電気指令を予め設定しておき、
当該シルティング防止用の電気指令を前記油圧アクチュエータに対して出力すること
を特徴とするシルティング防止制御装置である。
【００２６】
第２発明は、第１発明において、
前記油圧アクチュエータは、
制御圧油に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させる油圧アクチュエータと、
電気指令に応じて前記油圧アクチュエータに対して制御圧油を出力する電磁弁と
で構成されること
を特徴とする。
【００２７】
第３発明は、第１発明において、
前記圧縮性流体調整機器は、エンジンの排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であること
を特徴とする。
【００２８】
第４発明は、第１発明において、
前記排気ガス調整機器は、タービンに導入されるエンジンの排気ガスの流速が調整される可変ターボチャージャであって、
この可変ターボチャージャを潤滑するための油路と、前記油圧アクチュエータを作動させるための油路とが連通していること
を特徴とする。
【００２９】
第５発明は、第１発明ないし第４発明において、
前記油圧アクチュエータを作動させるための圧油は、エンジンオイルであること
を特徴とする。
【００３０】
第６発明は、
圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器と、電気指令に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させるアクチュエータとが備えられ、
前記圧縮性流体調整機器の作動部材が作動し、かつ前記圧縮性流体の流速または流量が変動しない範囲の大きさの電気指令を予め設定しておき、
当該シルティング防止用の電気指令を前記アクチュエータに対して出力すること
を特徴とするシルティング防止制御装置である。
【００３１】
第７発明は、第６発明において、
前記圧縮性流体調整機器は、エンジンの排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であること
を特徴とする。
【００３２】
第８発明は、第７発明において、
前記排気ガス調整機器は、タービンに導入されるエンジンの排気ガスの流速が調整される可変ターボチャージャであること
を特徴とする。
【００３３】
第９発明は、第７発明において、
前記排気ガス調整機器は、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する通路上に設けられて、エンジンの排気通路内の排気ガスをその流量を調整してエンジンの吸気通路に導入するＥＧＲバルブであること
を特徴とする。
【００３４】
第１０発明は、
圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器と、電気指令に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させる油圧アクチュエータとが備えられた装置に適用される方法であって、
前記油圧アクチュエータが作動し、かつ前記圧縮性流体の流速または流量が変動しない範囲の大きさの電気指令を予め設定しておき、
一定の時間の間、前記油圧アクチュエータに与えられる制御電気指令の変化がないと判断されると、前記シルティング防止用の電気指令を前記油圧アクチュエータに対して出力すること
を特徴とするシルティング防止制御方法である。
【００３５】
まず、第３発明を図面を参照して説明すると、たとえば可変ターボチャージャ９という排気ガス調整機器を制御対象とし、その油圧アクチュエータである油圧サーボ弁１３０で発生するシルティングを防止するために、この油圧サーボ弁１３０を作動させ、かつ同排気ガス調整機器としての可変ターボチャージャ９で調整される排気ガスの流速が変化しないような大きさのシルティング防止用の電気指令ｉｓをＥＰＣ弁２００に与える。
【００３６】
この結果、図１２に示すように、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１が変化し、それに応じて可変ターボチャージャ９のノズルベーン１１７が作動したとしても、タービン７に導入される流速は変化せず、タービン回転数、ブースト圧の変動はみられない。つまり制御対象機器の制御量は変動せず通常の制御に影響を及ぼさない。これは制御対象機器（可変ターボチャージャ）で扱う流体が排気ガス（エア）という圧縮性流体であり、慣性が大きく応答が比較的遅く、ノズル部１１１の流路面積が変動したとしても即座にタービン７に導入される排気ガスの流速は変化しないからである。このように本発明によれば、通常の制御に影響を与えることなく、シルティング防止制御を行なうことができる。
【００３７】
第４発明では、図９に示すように、油圧サーボ弁１３０の作動に用いられた圧油が連通油路３１０を介して可変ターボチャージャ９に送られ可変ターボチャージャ９の各部を潤滑するように構成している。これにより油圧サーボ弁１３０でシルティング防止制御が行なわれエンジンオイル内の汚染物がかきだされ清浄になったエンジンオイルが可変ターボチャージャ９に供給されることになり、可変ターボチャージャ９の潤滑性能を向上させることができる。
【００３８】
第５発明では、エンジン１の潤滑に使用されているエンジンオイルが、可変ターボチャージャ９の潤滑および油圧サーボ弁１３０の作動に用いられる。エンジンオイルは、一般的にエンジンの燃焼に伴い発生した鉄粉やスラッジやすすが多量に含有されており、一般の作動油と比較して汚染度が大きい。このため、一層、油圧サーボ弁１３０でシルティングが発生しやすくなっており、シルティング防止の必要性が高い。本発明を適用することで汚染度の高いエンジンオイルによって発生する蓋然性の高いシルティングを有効に防止することができる。
【００３９】
本発明としては、エンジン１の排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であればよく、可変ターボチャージャ９やＥＧＲバルブ５以外の機器にも適用することができる（第３発明）。
【００４０】
さらに、本発明としては、制御対象機器は、排気ガス以外の流体であっても圧縮性の流体を扱うものであればよく、同様に本発明を適用することができる。すなわち、本発明の制御対象機器は、圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器であればよい（第１発明、第２発明）。
【００４１】
さらにまた、本発明としては、電磁弁と油圧アクチュエータを別々に設けるように構成したり、あるいは電磁弁の機能を油圧アクチュエータに組み入れるように構成したり、あるいは、油圧アクチュエータのスプール、ピストン等の移動部材を、電気指令に応じたソレノイドの付勢力によって移動させるように構成したりして、電気指令に応じて油圧アクチュエータを作動させるものであればよい（第１発明）。第２発明では、電磁弁に電気指令を与え、電磁弁から油圧アクチュエータに制御圧油を供給することで油圧アクチュエータが作動される。
【００４２】
以下、第６発明〜第９発明について説明する。
【００４３】
さて可変ターボチャージャ９は、たとえば図４に示すごとく、可動リング１１５とタービンハウジング９２およびセンターハウジング９７との隙間３００あるいはノズルベーン１１７と凹部１１８の入口のガイド部材３０１との隙間３０２に、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがある。図１５に示す構成の可変ターボチャージャ９にあっても同様に、シャフト５１８とセンターハウジング９７との隙間５０１あるいはノズルベーン１１７と一方の排気導入壁１１３との隙間５０２、ノズルベーン１１７と他方の排気導入壁１１４との隙間５０３に、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがある。
【００４４】
デポジットの堆積、つまりシルティングは、エンジン１が定常状態にあり長時間、ノズルベーン可変機構（図４のスライド機構１２０、図１５のスイング機構５２０）が動作していない場合に進行しやすい。このため、それら隙間に排気ガス中の汚染物あるいはエンジンオイル中の汚染物が堆積して、こじりといった作動不良を引き起こすおそれがある。
【００４５】
そこで、第７発明は、こうした可変ターボチャージャ９で発生するシルティングによる作動不良を防止すべく、上述の第１実施例と同様の制御を可変ターボチャージャ９を対象として行なうものである。
【００４６】
すなわち、コントローラ６では、可変ターボチャージャ９の作動部材であるノズルベーン１１７等が作動し、かつ排気ガスの流速が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令ｉｓを予め設定しておき、コントローラ６は、シルティング防止用の電気指令ｉｓをＥＰＣ弁２００に対して出力する。これにより可変ターボチャージャ９の作動部材であるスライドベーン１１７等で発生するシルティングが防止される。
【００４７】
以上のように、本発明によれば、制御電気指令ｉが一定値（エンジン１が定常状態）であって制御対象機器（可変ターボチャージャ９）の制御量（タービン回転数、ブースト圧）を変動させたくない場合に、その変動を引き起こすことなくシルティングを防止できる。
【００４８】
なお、前述の特許文献２記載のものでは、可変ターボチャージャという制御対象機器の作動部材としてのノズルに堆積したデポジットを焼き切ることでデポジットを除去するようにしていた。そのためには、低温の運転状態から高温の運転状態への切り替えが必要であった。しかしながら、本発明の制御によれば、本来のエンジン１の運転の切り替えは必要ではなく、エンジン１の運転状態に多大な影響を及ぼすことはない。
【００４９】
第９発明は、ＥＧＲバルブ５という排気ガス調整機器で発生するシルティングを防止するものである。
【００５０】
たとえば図１６に示す構成のＥＧＲバルブ５にあっては、バルブステム６０１は、ＥＧＲ通路４を通過する排気ガスに晒されており、かつハウジング６０３のバルブガイド６０３ａに対して摺動自在に設けられている。このためバルブステム６０１とハウジング６０３のバルブガイド６０３ａとの隙間６０４には、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがあり、エンジン１が定常状態にあって長期間バルブステム６０１が作動しないと、シルティングが発生しやすく、こじりといった作動不良を引き起こすおそれがある。
【００５１】
そこで、コントローラ６で、ＥＧＲバルブ５のバルブステム６０１が作動し、かつＥＧＲ通路４を通過する排気ガスの流量が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令ｉｓを予め設定しておき、コントローラ６から、シルティング防止用の電気指令ｉｓを電磁弁６２０のソレノイド６２１に対して出力する。これによりＥＧＲバルブ５で発生するシルティングを防止することができる。
【００５２】
ここで、前述の特許文献３記載のものでは、ＥＧＲバルブの作動部材としてのバルブステムに付着したカーボンを除去するために、バルブステムの周囲に、カーボン拭き取り用の金属繊維を設けたり、カーボン付着防止用の冷却・潤滑手段を設けたり、カーボン削り落とし用のスクレーパを設けたりしなければならなかった。しかしながら、本発明によれば、こうした構成は不要となるため、部品点数増加や、場積がかさむという問題を回避することができる。
【００５３】
本発明としては、エンジン１の排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であればよく、可変ターボチャージャ９やＥＧＲバルブ５以外の機器にも適用することができる（第７発明）。
【００５４】
さらに、制御対象機器は、排気ガス以外の流体であっても圧縮性の流体を扱うものであればよく、同様に本発明を適用することができる。すなわち、本発明の制御対象機器は、圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器であればよい（第６発明）。
【００５５】
第１０発明は、第１発明の装置の発明の構成を前提として、図１０、図１１に示すように、一定の時間Ｔの間、油圧アクチュエータ（油圧サーボ弁１３０）に与えられる制御電気指令ｉの変化がないと判断されると（ステップ４０１の判断ＹＥＳ）、シルティング防止用の電気指令ｉｓをＥＰＣ弁２００を介して油圧アクチュエータ（油圧サーボ弁１３０）に対して出力する（ステップ４０２）ことにより、油圧アクチュエータ（油圧サーボ弁１３０）で発生するシルティングを防止するというシルティング防止制御方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、図面を参照して本発明に係るシルティング防止制御装置の実施の形態について説明する。
【００５７】
図１は、実施形態のエンジンの制御装置の構成を示す。この装置は、建設機械に搭載される。また、エンジンは、４サイクルのディーゼルエンジンを想定する。
【００５８】
エンジン１には、吸気通路３と排気通路２が設けられている。吸気通路３は、吸気マニホールド１３と吸気管２３とからなる。排気通路２は、排気マニホールド１２と排気管２２とからなる。
【００５９】
吸気マニホールド１３の出口１３ｂは、エンジン１の吸入用バルブを介してシリンダの燃焼室に連通しており、吸気マニホールド１３の入口１３ａは、吸気管２３に連通している。排気マニホールド１２の入口１２ａは、エンジン１の排気用バルブを介してシリンダの燃焼室に連通しており、排気マニホールド１２の出口１２ｂは、排気管２２に連通している。
【００６０】
吸気行程では、吸気マニホールド１３から吸入用バルブを介して、エンジン１のシリンダ内に空気が吸入される。圧縮行程では、エンジン１のシリンダ内に、燃料噴射システムによって燃料が噴射される。シリンダに吸入された空気は、この噴射された燃料と混合され、圧縮された混合気が、圧縮上死点付近で自己着火燃焼する。排気行程では、燃焼後の排気ガスが排気用バルブを介して排気マニホールド１２に排出される。
【００６１】
吸気管２３には、ベンチュリ３３が設けられている。
【００６２】
排気管２２とベンチュリ３３のスロート部３３ａとは、ＥＧＲ通路４によって連通している。ＥＧＲ通路４上には、ＥＧＲクーラ１４と、ＥＧＲバルブ５が設けられている。ＥＧＲバルブ５は、排気管２２内の不活性ガスとしての排気ガスの一部をベンチュリ３３のスロート部３３ａに導入して、エンジン１内の燃焼を抑制して燃焼温度を低下させることで、排気ガス中のＮＯxを低減させるために設けられている。ＥＧＲクーラ１４は、排気管２２とＥＧＲバルブ５の間に設けられている。ＥＧＲクーラ１４は、排気管２２から吸気通路３に導入される排気ガスの温度を低下させる。ベンチュリ３３は、ベンチュリ効果によってベンチュリ３３内で負圧を発生させて、ＥＧＲ通路４内の排気ガスをベンチュリ３３内に吸引する。
【００６３】
ＥＧＲバルブ５の開度が変化することによって、ＥＧＲ通路４の開口面積が変化し、排気管２２から吸気管２３に導入される排気ガスの流量が調整される。ＥＧＲバルブ５は、油圧アクチュエータ１５によって作動する。
【００６４】
ＥＧＲバルブ５には、ＥＧＲバルブ５の開度Ａを検出するセンサ１６が設けられている。コントローラ６には、センサ１６で検出された開度Ａを示す信号が入力される。コントローラ６は、ＥＧＲバルブ５を制御する装置であり、エンジン１の運転条件に応じて、ＥＧＲバルブ５の開度Ａを調整する。コントローラ６から油圧アクチュエータ１５に対して、ＥＧＲバルブ５の開度Ａを示す開度指令信号が加えられる。
【００６５】
エンジン１には、可変ターボチャージャ９が設けられている。可変ターボチャージャ９は、エンジン１の燃費、エンジン出力等を向上させるために設けられている。可変ターボチャージャ９のタービン７のシュラウドの入口７ａは、排気管２２に連通しているとともに、タービン７のシュラウドの出口７ｂは、マフラ４２を介して大気に連通している。可変ターボチャージャ９のコンプレッサ８のシュラウドの入口８ａは、エアクリーナ４３を介して大気に連通しているとともに、コンプレッサ８のシュラウドの出口８ｂは、アフタクーラ１７を介して、吸気管２３のうちベンチュリ３３の上流側に連通している。アフタークーラ１７は、可変ターボチャージャ９によって圧縮された吸入空気の温度を低下させて、エンジン１のシリンダ室内の酸素の充填効率を高めるために設けられている。
【００６６】
可変ターボチャージャ９のタービン７は、排気管２２内の排気ガスによって駆動される。タービン７が回転すると、タービン７と同軸上に設けられたコンプレッサ８が駆動され、エアクリーナ４３を介して吸入された空気がコンプレッサ８によって、大気圧以上の所定ブースト圧まで圧縮され、圧縮された吸入空気が、アフタークーラ１７に圧送される。アフタークーラ１７によって、所定ブースト圧の吸入空気が冷却されて、吸気通路２３、つまりベンチュリ３３、吸気マニホールド１３を介してエンジン１のシリンダ内に押し込まれる。
【００６７】
本実施例の可変ターボチャージャ９は、以下に説明するように、タービン７に流入される排気ガスの流速を調整するために、ノズルベーンが取り付けられた壁を動かすことでノズルの開度を調整する機構の可変ターボチャージャを想定している。コントローラ６は、エンジン１の運転条件に応じた制御電気指令をＥＰＣ弁２００に出力し、ＥＰＣ弁２００、油圧サーボ弁１３０を介して可変ターボチャージャ９の壁を動かしそれにより作動部材（ノズルベーン）を作動させて、ノズルの開度を調整する。なお、可変ターボチャージャ９には、ノズルベーンを直接、旋回等させて動かしノズルの開度を調整する機構のものもあるが、「ノズルの開度」を調整する点については、以下に説明する機構と同様である。
【００６８】
排気管２２と、吸気管２３のうちベンチュリ３３の上流側とは、バイパス通路１０によって連通している。バイパス通路１０上には、バイパスバルブ１１が設けられている。バイパスバルブ１１は、ベンチュリ３３の上流側の所定ブースト圧の吸入空気を、排気管２２に逃がすために設けられている。バイパスバルブ１１を開いてブースト圧と排気圧の差を小さくして、ＥＧＲバルブ５を介して排気ガスを吸気管２３に導入させるようにするために設けられている。なお、バイパスバルブ１１を設けない実施も可能である。
【００６９】
バイパスバルブ１１が開閉することによって、バイパス通路１０が連通、遮断され、所定ブースト圧の吸気の排気管２２へ流入がオン、オフされる。
【００７０】
図２は、可変ターボチャージャ９の作動部材であるノズルベーンを作動させる油圧アクチュエータである油圧サーボ弁１３０と、電気指令に応じて油圧サーボ弁１３０に対して制御圧油を出力する電磁弁であるＥＰＣ弁２００の構成をブロック図にて示している。
【００７１】
コントローラ６は、ＥＰＣ弁２００に対して電気指令を出力し、ＥＰＣ弁２００は、電気指令に対応するパイロット圧のパイロット圧油を油圧サーボ弁１３０のパイロットポート１４１に導入し、油圧サーボ弁１３０のピストンをパイロット圧に対応する位置まで移動させる。油圧サーボ弁１３０のピストンの作動に用いられる圧油は、ポンプポート１４２を介してポンプ１９２から供給される。油圧サーボ弁１３０のピストンの作動に伴いドレインポート１４３を介して圧油がタンクにドレインされる。
【００７２】
コントローラ６には、油圧サーボ弁１３０のピストンが作動し、かつ可変ターボチャージャ９のタービン７に導入される排気ガスの流速が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令が予め設定しておかれ、このシルティング防止用の電気指令をＥＰＣ弁２００に対して出力することにより、油圧サーボ弁１３０で発生するシルティングを防止する。
【００７３】
図３（ａ）、（ｂ）は、可変ターボチャージャ９と、油圧サーボ弁１３０の外観を斜視図にて示している。
【００７４】
図３（ｂ）に示すように、可変ターボチャージャ９には、装着面９ａが形成されている。一方、油圧サーボ弁１３０には、装着面１３０ａが形成されている。可変ターボチャージャ９の装着面９ａに、油圧サーボ弁１３０の装着面１３０ａが装着されることで、図３（ａ）に示すごとく、可変ターボチャージャ９と油圧サーボ弁１３０が一体化される。
【００７５】
図４は、油圧サーボ弁１３０が装着された可変ターボチャージャ９の断面図を示している。
【００７６】
タービン７側のタービンハウジング９２内には、タービンホイール９３が収容されている。コンプレッサ８側のコンプレッサハウジング９４内には、コンプレッサインペラ９５が収容されている。タービンホイール９３には、シャフト９６が一体に設けられている。シャフト９６の先端には、コンプレッサインペラ９５が取り付けられている。シャフト９６は、センターハウジング９７に回転自在に支持されている。排気ガスがタービンホイール９３に導入されると、タービンホイール９３は回転し、シャフト９６を介してコンプッサインペラ９５が回転する。コンプレッサインペラ９５が回転することで吸気が圧縮過給される。
【００７７】
タービンハウジング９２には、エンジン１の排気ガスを排気管２２（図１）を介して導入するボリュート状の排気導入路１１０が設けられている。排気導入路１１０には、排気ガスをタービンホイール９３側に噴出するためのノズル部１１１がシャフト９６の周方向に形成されている。ノズル部１１１は、互いに対向する一対の排気導入壁１１３、１１４によって形成されている。ノズル部１１１の入口より導入された排気ガスは、ノズル部１１１の出口から噴出されてタービンホイール９３を回転させ、排気口１１２から排気され、マフラ４２（図１）に導かれる。
【００７８】
ノズル部１１１の一方の排気導入壁１１３は、断面コの字形で、シャフト９６の中心に対して環状に形成された可動リング１１５の側面１１６として構成されている。可動リング１１５は、センターハウジング９７に設けられた環状の収容室９８内に収容されている。可動リング１１５の側面１１６には、他方の排気導入壁１１４側に向けて突出する態様で、複数のノズルベーン１１７がシャフト９６の周方向に等間隔で取り付けられている。
【００７９】
ノズル１１１の他方の排気導入壁１１４には、シャフト９６の周方向に沿って凹部１１８が形成されており、この凹部１１８内にノズルベーン１１７の先端が収容されている。凹部１１８の入口には、ノズルベーン１１７を摺動させるガイド部材３０１が設けられている。
【００８０】
可動リング１１５は、後述のスライド機構１２０によって進退され、排気導入壁１１３を排気導入壁１１４に対して近接させる方向あるいは離間させる方向にスライド作動させることにより、ノズルベーン１１７を同様にスライド作動させノズル部１１１の開口面積を変更する。ノズルベーン１１７がスライド作動することで、タービン７に導入される排気ガスの流速が変化する。
【００８１】
可動リング１１５とタービンハウジング９２およびセンターハウジング９７との隙間３００には、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがある。同様にノズルベーン１１７と凹部１１８の入口のガイド部材３０１との隙間３０２には、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがある。この対策については後述する。
【００８２】
以下、スライド機構１２０について図５、図６を併せ参照して説明する。
【００８３】
スライド機構１２０は、センターハウジング９７に挿通された駆動シャフト１２１を回転駆動することで、可動リング１１５を収容室９８より進退させる機構である。
【００８４】
図５、図６に示すように、駆動シャフト１２１には、円弧状に形成された一対のアーム１２２、１２２が固定されている。各アーム１２２の先端には、ピン１２３が取り付けられている。ピン１２３には、スライダ１２４が嵌めこまれている。スライダ１２４は、シャフト９６と平行な支持ロッド１２５の基端側の摺動溝１２６に摺動自在に嵌装されている。支持ロッド１２５の先端は、可動リング１１５の側面１１６の反対の裏面側に当接されている。
【００８５】
したがって、駆動シャフト１２１が回動されると、アーム１２２がシャフト９６の軸長手方向に揺動し、支持ロッド１２５がシャフト９６の軸長手方向に移動して、可動リング１１５を収容室９８より進退させる。
【００８６】
スライド機構１２０の駆動シャフト１２１の端部には、アーム１２７が設けられている。アーム１２７は、油圧サーボ弁１３０に連結されている。
【００８７】
図５に示すように、油圧サーボ弁１３０の作動に用いられた圧油は、油路３１０を介して可変ターボチャージャ９に送られ、可変ターボチャージャ９の各部の潤滑に使用される。油路３１０ａは、駆動シャフト１２１の中央部に通し孔として形成されている。また、油路３１０ｂは、駆動シャフト１２１の外周の摺動部に形成されている。なお、センターハウジング９７に孔を形成して、油圧サーボ弁１３０と可変ターボチャージャ９とを連通する油路３１０ａとしてもよい。油路３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃのいずれか１つあるいはいずれか２つあるいは全てを連通油路３１０として採用することができる。
【００８８】
なお、本実施例では、図９に示すように、連通油路３１０がドレインポート１４３に連通されており、ドレインポート１４３を介して圧油が油路１９１を介して直接タンク１８０に導かれるとともに、ドレインポート１４３を介して圧油が連通油路３１０を介して可変ターボチャージャ９に導かれる構成を前提としている。しかし、ドレインポート１４３から直接タンク１８０に導かれる油路１９１を省略してドレインポート１４３から可変ターボチャージャ９に導かれる連通油路３１０のみを配置する実施も可能であり、ドレインポート１４３から可変ターボチャージャ９に導かれる連通油路３１０を省略してドレインポート１４３からタンク１８０に導かれる油路１９１のみを配置する実施も可能である。
【００８９】
油圧サーボ弁１３０とアーム１２７との連結機構は、図７に示される。
【００９０】
同図７に示すように、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１の図中上下の移動に応じて駆動シャフト１２１が回動される。すなわち、ピストン１３１の外周には、ピストン１３１の長手方向に直交して摺動溝１３２が形成されている。アーム１２７には、摺動溝１３２側に突出するピン１２８が形成されている。摺動溝１３２には、スライダ１２９が摺動自在に嵌装されている。アーム１２７のピン１２８は、スライド１２９に嵌めこまれている。このため油圧サーボ弁１３０のピストン１３１が図中矢印で示すごとく上下動すると、それに伴ってスライダ１２９が上下動するとともに摺動溝１３２に沿って矢印示すごとく摺動し、アーム１２７がピン１２８を回転中心に回転し、駆動シャフト１２１が矢印に示すごとく回転する。
【００９１】
以上のようにして、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１の上下動に応じて、駆動シャフト１２１が回転し、それに応じて可動リング１１５が進退作動し、それに応じてノズルベーン１１７がスライド作動する。
【００９２】
図８は、油圧サーボ弁１３０の縦断面図である。
【００９３】
油圧サーボ弁１３０は、ピストン１３１と、ピストン１３１を摺動自在に収容し、かつ一部に開口部３３Ａを有したハウジング１３３と、ピストン１３１の軸方向に貫通したセンターホール１３４内に収容されてパイロット圧によって摺動するパイロットスプール１３６とを備えて構成される。油圧サーボ弁は、開口部１３３Ａ周りをシールするＯリング１１００を介して可変ターボチャージャ９のセンターハウジング９７に装着されている（図３参照）。
【００９４】
ハウジング１３３は、外形形状が角柱状であり、その内部には上下に貫通するシリンダ空間１３５が設けられている。このシリンダ空間１３５内にピストン１３１が収容されている。シリンダ空間１３５の上下端側は、Ｏリング１１０１、１１０２を介して閉塞部材１３７、１３８によって密閉されている。ハウジング１３３の開口部１３３Ａに対応した位置には、駆動シャフト１２１とピストン１３１との連結部１３９が設けられている。したがって、開口部１３３Ａの大きさは、ピストン１３１およびスライダ１２９の摺動量を考慮して設計される。
【００９５】
ハウジング１３３の開口部１３３Ａとは反対側の側面には、ＥＰＣ弁２００から出力されたパイロット圧が供給されるパイロットポート１４１、ポンプ１９２から出力されたポンプ圧油が供給されるポンプポート１４２、油圧サーボ弁１３０の作動に用いられた圧油が排出されるドレインポート１４３が設けられている。
【００９６】
ハウジング１３３のシリンダ空間１３５は、ピストン１３１が摺動する部分と、図中その上方の部分とが仕切り部材１４４によって仕切られている。この仕切り部材１４４は、シリンダ空間１３５の内周面に設けられた部分に当接している。この当接部分の近傍には、仕切り部材１４４で仕切られた空間をシールするためのＯリング１１０３が設けられている。仕切り部材１４４には、図中下方に垂下した筒部１４５が設けられている。この筒部１４５は、ピストン１３１のセンターホール１３４の図中上方側に入り込んでいる。仕切り部材１４４で仕切られた図中上方の空間は、パイロット油圧室１４６として、パイロットポート１４１に連通している。
【００９７】
仕切り部材１４４で仕切られた図中下方の空間は、仕切り部材１４４とピストン１３１の上端面との間に形成される第１油圧室１４７を構成している。パイロット油圧室１４６は、第１油圧室１４７に対して軸方向の外側にずれている。ピストン１３１の下端面と図中下側の閉塞部材１３８との間には、第２油圧室１４８が形成される。
【００９８】
ピストン１３１には、センターホール１３４とハウジング１３３のポンプポート１４２とを連通させて、ポンプ１９２から出力されるポンプ圧油をセンターホール１３４内に流入させるプレッシャポート１５１が設けられている。このプレッシャポート１５１の外側は、径方向に対向して形成された溝部分に開口している。この溝部分は所定の上下寸法を有しており、ピストン１３１のストローク内でプレッシャポート１５１とポンプポート１４２とが常時連通する。ただし、ピストン１３１のストローク中において、プレッシャポート１５１およびポンプポート１４２は互いに上下方向にずれた位置にある。
【００９９】
ピストン１３１には、センターホール１３４とハウジング１３３のドレインポート１４３とを連通させて、センターホール１３４内の圧油をタンクに戻すリターンポート１５２が設けられている。このリターンポート１５２の外側も、ピストン１３１の外周に形成された溝部分に開口している。ピストン１３１のストローク内でリターンポート１５２とドレインポート１４３とが常時連通する。ピストン１３１と駆動シャフト１２１との連結部１３９は、リターンポート１５２の反対側に対応した位置に設けられており、プレッシャポート１５１に対して軸方向の図中下方側にずれて位置している。
【０１００】
ピストン１３１には、図８の図中に点線で示すように、センターホール１３４と図中上方の第１油圧室１４７とを連通させる第１ピストンポート１５３およびセンターホール１３４と図中下方の第２油圧室１４８とを連通させる第２ピストンポート１５４が設けられている。第１ピストンポート１５３のセンターホール１３４側の開口部分は、プレッシャポート１５１の開口部分よりも図中下方に位置し、第２ピストンポート１５４のセンターホール１３４側の開口部分は、プレッシャポート１５１の開口部分よりも図中上方に位置している。
【０１０１】
センターホール１３４の下方側は、当接部材１５５がピストン１３１にＯリング１１０４を介して螺設するされること密閉されている。当接部材１５５を介してピストン１３１が閉塞部材１３８に当接している。この当接した位置がピストン１３１の最下位置になる。第２油圧室１４８内にあって、閉塞部材１３８と当接部材１５５との間にはコイルばね１５６が配置されている。コイルばね１５６は、ピストン１３１の図中上方側への移動をアシストする。
【０１０２】
パイロットスプール１３６は、略中央部分に第１、第２スプールランド１６１、１６２を備えている。パイロットスプール１３６の内部には、図中下方に開口したリターン流路１６３が設けられている。第１スプールランド１６１の図中上側の溝部分とリターン流路１６３とは連通し、第２スプールランド１６２の図中下側の溝部分とリターン流路１６３とが同様に連通している。リターン流路１６３の図中下側が開口しているため、リターン流路１６３、リターンポート１５２、ドレインポート１４３が連通している。
【０１０３】
パイロットスプール１３６は、仕切り部材１４４の筒部１４５を介してピストン１３１のセンターホール１３４内を図中上下に摺動可能となっている。パイロットスプール１３６の上端部分は、パイロット油圧室１４６内に配置された保持部材１６４に螺合保持されている。パイロット油圧室１４６内において、保持部材１６４は、コイルばね１６５によって図中上方に付勢されている。コイルばね１６５の付勢力に抗するパイロット圧が保持部材１６４に作用すると、パイロットスプール１３６は図中下方に移動する。またパイロット圧油がドレインされることにより、コイルばね１６５の付勢力によってパイロットスプール１３６は図中上方に移動する。
【０１０４】
つぎに図８を参照して油圧サーボ弁１３０の動きについて説明する。
【０１０５】
図８は、コイルばね１６５の付勢力を超えるパイロット圧が供給されることで、パイロットスプール１３６およびピストン１３１の両方が共に最下位置にある状態を示している。この状態のときには、パイロットスプール１３６の図中下端が当接部材１５５の図中上端に当接している。また当接部材１５５の図中下端は閉塞部材１３８に当接している。さらに、この位置ではパイロットスプール１３６の図中上側の第１スプールランド１６１が第２ピストンポート１５４から図中下方にずれており、第２ピストンポート１５４がリターン流路１６３を通してリターンポート１５２に連通し、第２油圧室１４８内の圧油がドレインされている。
【０１０６】
一方、図中下側の第２スプールランド１６２も第１ピストンポート１５３に対して図中下方にずれており、プレッシャポート１５１と第１ピストンポート１５３とが連通している。このため、プレッシャポート１５１および第１ピストンポート１５３を通して第１油圧室１４７に圧油が供給される。
【０１０７】
この図８に示す状態から、パイロット油圧室１４６内の圧油を戻して所定のパイロット圧まで下げると、パイロット圧に応じた力とコイルばね１６５のばね力とが釣り合う位置までパイロットスプール１３６が上昇する。これに伴い、図中上側の第１スプールランド１６１は、第２ピストンポート１５４の図中上方にずれる。このため第２ピストンポート１５４とプレッシャポート１５１とが連通し、第２油圧室１４８に圧油が供給される。
【０１０８】
この動作と同時に、図中下側の第２スプールランド１６２も第１ピストンポート１５３の図中上方にずれる。このため、第１ピストンポート１５３とリターン流路１６３とが連通し、第１油圧室１４７内にあった圧油の一部がドレインされる。これによりピストン１３１がパイロットスプール１３６に追従するようにして上昇する。ピストン１３１の上昇作動は、第１、第２スプールランド１６１、１６２によって第１、第２ピストンポート１５３、１５４が閉じられた時点で終了する。ピストン１３１は、パイロットスプール１３６の停止位置に応じた位置で同様に停止する。
【０１０９】
パイロット圧が完全に抜かれると、保持部材１６４の図中上端がパイロット油圧室１４６の図中天井面に当接した状態になるまでパイロットスプール１３６が上方に移動する。この移動に追従してピストン１３１が作動し、その上端が仕切り部材１４４に当接するまで上昇する。こうしてパイロットスプール１３６およびピストン１３１が共に最上位置まで移動すると、第２油圧室１４８内に圧油が充満した状態で第１、第２ピストンポート１５３、１５４がそれぞれ、第１、第２スプールランド１６１、１６２によって閉じられる。
【０１１０】
ピストン１３１を再度、図中下方の所定位置まで移動させる場合には、パイロット圧を供給してパイロットスプール１３６を所定位置まで下降させる。これにより再度、第２ピストンポート１５４がリターン流露１６３と連通し、第２油圧室１４８内の圧油の一部がドレインされ、ピストン１３１が下降する。この下降動作は、第１、第２スプールランド１６１、１６２によって第１、第２ピストンポート１５３、１５４が閉じられた時点で終了し、ピストン１３１はパイロットスプール１３６の停止位置に応じた位置で同様に停止する。
【０１１１】
以上のように、パイロット圧を低下させるに応じて、パイロットスプール１３６がピストン１３１に対して上昇し、その動きに追従してピストン１３１も上昇する。また、パイロット圧を上昇させるに応じて、パイロットスプール１３６がピストン１３１に対して下降し、その動きに追従してピストン１３１も下降する。
【０１１２】
図９は、エンジン１と可変ターボチャージャ９と油圧サーボ弁１３０を含む潤滑回路図である。
【０１１３】
この潤滑回路１７０では、オイルパン１８０内の潤滑油を油圧ポンプ１８１で汲み上げて、オイルクーラ１８２およびオイルフィルタ１８３を介してメインギャラリ１８４に供給する。メインギャラリ１８４に潤滑油が供給されることで、主に、エンジン１のクランクシャフト１８５およびカムシャフト１８６が潤滑される。
【０１１４】
潤滑回路１７０には、メインギャラリ１８４から分岐して、噴射装置側回路１７１と、伝達機構側回路１７２と、ロッカアーム側回路１７３と、過給機側回路１７４と、第１ドレイン側回路１７５とが設けられている。噴射装置側回路１７１は、燃料噴射装置１８７内のカム駆動部等を潤滑する。伝達機構側回路１７２は、タイミングギアを含む動力伝達機構１８８を潤滑する。ロッカアーム側回路１７３は、エンジン１のロッカアーム１８９を潤滑する。過給機側回路１７４は、可変ターボチャージャ７のシャフト９６を支持する軸受け部分を潤滑する。第１ドレイン回路１７５は、可変ターボチャージャ９および燃料噴射装置１８７から潤滑油をオイルパン８０に戻す。
【０１１５】
潤滑回路１７０とは別に、圧油供給回路１９０と、第２ドレイン回路１９１と、連通油路３１０が設けられている。圧油供給回路１９０は、潤滑油の一部を駆動圧油およびパイロット圧油として油圧サーボ弁１３０に供給するものである。第２ドレイン回路１９１は、油圧サーボ弁１３０のドレインポート１４３から圧油をオイルパン１８０に排出するものである。連通油路３１０は、油圧サーボ弁１３０と可変ターボチャージャ９とを連通する油路であり、油圧サーボ弁１３０の作動に用いられた圧油を、可変ターボチャージャ９に送り、可変ターボチャージャ９の各部を潤滑するものである。
【０１１６】
すなわち、メインギャラリ１８４の手前で、潤滑回路１７０は、圧油供給回路１９０に分岐している。圧油供給回路１９０の基端側には、ポンプ１９２が設けられている。圧油供給回路１９０の先端側は、ポンプポート１４２に連通する駆動圧回路１９３と、パイロットポート１４１に連通するパイロット圧回路１９４とに分岐されている。パイロット圧回路１９４には、ＥＰＣ弁２００が設けられている。
【０１１７】
ポンプ１９２によって油路内の圧油の圧力が昇圧されて、圧油が駆動圧回路１９３を介して油圧サーボ弁１３０のポンプポート１４２に供給される。またポンプ１９２によって油路内の圧油の圧力が昇圧されて、元圧としてＥＰＣ弁２００に供給される。ＥＰＣ弁２００は、元圧を電気指令に応じたパイロット圧に変換してパイロット圧油をパイロット圧回路１９４を介して油圧サーボ弁１３０のパイロットポート１４１に供給する。油圧サーボ弁１３０のドレインポート１４３からはドレイン回路１９１を介して圧油がオイルパン１８０に排出される。油圧サーボ弁１３０の作動に用いられた圧油は、連通油路３１０を介して可変ターボチャージャ９に送られ、可変ターボチャージャ９の各部が潤滑される。
【０１１８】
このように本実施例では、エンジン１の潤滑に使用されているエンジンオイルが、可変ターボチャージャ９の潤滑および油圧サーボ弁１３０の作動に用いられる。エンジンオイルは、一般的にエンジンの燃焼に伴い発生した鉄粉やスラッジやすすが多量に含有されており、一般の作動油と比較して汚染度が大きい。このため、一層、油圧サーボ弁１３０でシルティングが発生しやすくなっており、本実施例ではその対策として後述の制御が行なわれる。
【０１１９】
（第１実施例；可変ターボチャージャの油圧アクチュエータのシルティング防止制御）
以下、コントローラ６で行なわれるシルティング防止制御の処理について説明する。
【０１２０】
すなわち、コントローラ６では、油圧サーボ弁１３０が作動し、かつタービン７に導入される排気ガスの流速が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令を予め設定しておかれ、このシルティング防止用の電気指令をＥＰＣ弁２００に対して出力することにより、油圧サーボ弁１３０で発生するシルティングを防止するものである。
【０１２１】
図１０は、シルティング防止用の電気指令ｉｓの供給時間幅ｔと指令電流値の大きさｉｓ１を例示している。シルティング防止用の電気指令ｉｓは、供給時間幅ｔと指令電流値の大きさｉｓ１とによって特定されるステップ状の指令信号である。供給時間幅ｔと指令電流値の大きさｉｓ１は、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１は作動するものの、タービン７に導入される排気ガスの流速は変動しない値に予め設定されておかれる。
【０１２２】
コントローラ６は、図１１に示すフローチャートに従いシルティング防止用の電気指令ｉｓを出力する。
【０１２３】
すなわち、エンジン１が定常状態にあり、一定の時間Ｔの間、ＥＰＣ弁２００に加えられる制御電気指令ｉの変化がないか否かが判断される（ステップ４０１）。エンジン１の定常状態とは、たとえばエンジン１がローアイドル回転で回転している状態、あるいはエンジン１が定格点で稼動している状態など、エンジン回転調整用のスロットルが定位置にある状態をいう。エンジン１が定常状態のときには、ＥＰＣ弁２００に加えられる制御電気指令ｉの変化はなく（たとえば制御電気指令ｉが一定値）、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１の位置に変化はない。このような状態が長時間続くと、シルティングが発生しやすくなる。そこで、エンジン１が定常状態にあり、一定の時間Ｔの間、ＥＰＣ弁２００に加えられる制御電気指令ｉの変化がないと判断されると（ステップ４０１の判断ＹＥＳ）、シルティング防止用の電気指令ｉｓがＥＰＣ弁２００に対して出力される（ステップ４０２）。
【０１２４】
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、ＥＰＣ弁２００に加えられる電気指令ｉ、ＥＰＣ弁２００のスプールの変位、ＥＰＣ弁２００から出力されるパイロット圧、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１の変位（サーボ変位）、可変ターボチャージャ９のタービン７（シャフト９６）の回転数あるいはブースト圧の変動をタイムチャートで示している。
【０１２５】
図１３、図１４は比較例であり、図１３は従来の特許文献４に記載された発明を示す図で、図１４は従来の特許文献４に記載された装置構成に本発明の制御を適用したときの図である。図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、電磁弁に加えられる電気指令、電磁弁のスプールの変位、電磁弁から出力されるパイロット圧、油圧アクチュエータのスプールの変位、油圧ポンプの斜板位置あるいは冷却用ファンの回転数の変動をタイムチャートで示している。図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）も同様である。
【０１２６】
図１３に示すように、特許文献４に記載された発明は、電磁弁のスプールで発生するシルティングを防止することを目的としているため、シルティング防止用の電気指令ｉｓが出力されると電磁弁のスプールは変位するものの、電磁弁の出力パイロット圧は変化せず、油圧アクチュエータのスプールの変位、油圧ポンプの斜板位置あるいは冷却用ファンの回転数は何ら変動しない。したがって油圧アクチュエータで発生するシルティングを防止することはできない。
【０１２７】
図１４に示す比較例では、油圧アクチュエータのスプールを作動させることができるシルティング防止用の電気指令ｉｓが出力される。このため、シルティング防止用の電気指令ｉｓが出力されると電磁弁のスプールは変位し、電磁弁の出力パイロット圧が変化し、油圧アクチュエータのスプールが変位するものの、更に油圧ポンプの斜板位置あるいは冷却用ファンの回転数が変動してしまう。したがって油圧アクチュエータで発生するシルティングを防止することはできるものの、制御電気指令ｉが一定値（エンジン１が定常状態）で制御対象機器（油圧ポンプ、冷却用ファン）を変動させたくない場合であるにもかかわらず制御対象機器の制御量が変動してしまう。
【０１２８】
これは特許文献４の制御対象機器で扱う流体が圧油という非圧縮性流体であり応答が比較的早く、油圧アクチュエータの変位によって即座に制御対象機器が作動してしまうためである。
【０１２９】
これに対して本実施例では、図１２に示すように、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１が変化し、それに応じて可変ターボチャージャ９のノズルベーン１１７が作動したとしても、タービン７に導入される流速は変化せず、タービン回転数、ブースト圧の変動はみられない。つまり制御対象機器の制御量は変動せず通常の制御に影響を及ぼさない。これは制御対象機器（可変ターボチャージャ）で扱う流体が排気ガス（エア）という圧縮性流体であり、慣性が大きく応答が比較的遅く、ノズル部１１１の流路面積が変動したとしても即座にタービン７に導入される排気ガスの流速は変化しないからである。
【０１３０】
以上のように、本実施例によれば、可変ターボチャージャという排気ガス調整機器を制御対象とし、油圧サーボ弁１３０で発生するシルティングを防止するために、この油圧サーボ弁１３０を作動させ、かつ同排気ガス調整機器である可変ターボチャージャ９で調整される排気ガスの流速が変化しないような大きさのシルティング防止用の電気指令ｉｓをＥＰＣ弁２００に与えるように構成したので、通常の制御に影響を与えることなく、シルティング防止制御を行なうことができる。
【０１３１】
また、本実施例では、油圧サーボ弁１３０の作動に用いられた圧油が連通油路３１０を介して可変ターボチャージャ９に送られ可変ターボチャージャ９の各部を潤滑するように構成している。これにより油圧サーボ弁１３０でシルティング防止制御が行なわれエンジンオイル内の汚染物がかきだされ清浄になったエンジンオイルが可変ターボチャージャ９に供給されることになり、可変ターボチャージャ９の潤滑性能を向上させることができる。
【０１３２】
上述した実施例では、図４に示す構成のノズルベーン可変機構を想定している。しかし、図１５に示す構成のノズルベーン可変機構を備えた可変ターボチャージャ９に対して本発明を適用してもよい。
【０１３３】
図１５は、図４に対応する図で、図４と同じくノズルベーン１１７を作動させる機構５２０を示している。図４に示すノズル開度機構は、ノズルベーン１１７が取り付けられた壁をスライド作動させる機構１２０であったが、図１５に示すノズル開度調整機構は、ノズルベーン１１７を旋回作動させる機構５２０である。なお、ノズルベーン１１７を旋回作動させる機構５２０の構成の詳細は省略するが、その動作は、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１の上下動に応じて、駆動シャフト１２１が回転し、それに応じてシャフト５１８が回転し、それに応じてノズルベーン１１７が旋回作動するというものである。ノズルベーン１１７は、一方の排気導入壁１１３と他方の排気導入壁１１４との間に摺動自在に配置されている。ノズルベーン１１７が旋回作動することによりノズル部１１１の開口面積が変更される。
【０１３４】
シャフト５１８とセンターハウジング９７との隙間５０１には、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがある。同様にノズルベーン１１７と一方の排気導入壁１１３との隙間５０２、ノズルベーン１１７と他方の排気導入壁１１４との隙間５０３には、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがある。この対策については後述する。
【０１３５】
また特許文献１に記載されているように、ユニゾン・リングの回転に応じてノズルベーンを開閉作動させる機構を備えた可変ターボチャージャに本発明を適用してもよい。
【０１３６】
また、上述した実施例では、可変ターボチャージャ９という排気ガス調整機器を作動させる油圧アクチュエータ（油圧サーボ弁１３０）で発生するシルティングを防止する場合を想定して説明した。しかし、可変ターボチャージャ９以外の排気ガス調整機器、たとえばＥＧＲバルブ５を作動させる油圧アクチュエータ１５で発生するシルティングを防止する場合に本発明を適用する実施も可能である。
【０１３７】
図１６は、ＥＧＲバルブ５の作動部材としてのバルブステム６０１を、電磁弁６２０、油圧アクチュエータ６３０を介して作動させる構成を示している。ここで電磁弁６２０、油圧アクチュエータ６４０は、図１の油圧アクチュエータ１５に対応するものである。
【０１３８】
すなわち、電磁弁６２０のソレノイド６２１に電気指令が与えられると、電磁弁６２０のスプール６２２が作動する。スプール６２２の作動に応じてパイロット圧油がパイロット油路６４０を介して油圧アクチュエータ６３０の油室６３１に供給される。油圧アクチュエータ６３０の油室６３１にパイロット圧油が供給されると、油圧アクチュエータ６３０のピストン６３２が作動する。ピストン６３２が作動すると、バルブスプリング６０２のばね力に抗してバルブステム６０１が変位し、ＥＧＲバルブ５はＥＧＲ通路４を開くように作動する。
【０１３９】
こうした構成のものに上述の実施例と同様に、コントローラ６で、油圧アクチュエータ６３０のピストン６３２が作動し、かつＥＧＲ通路４を通過する排気ガスの流量が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令ｉｓを予め設定しておき、コントローラ６から、シルティング防止用の電気指令ｉｓを電磁弁６２０のソレノイド６２１に対して出力する。これにより油圧アクチュエータ６３０で発生するシルティングを防止することができる。
【０１４０】
バルブステム６０１は、ＥＧＲ通路４を通過する排気ガスに晒されており、かつハウジング６０３のバルブガイド６０３ａに対して摺動自在に設けられている。このためバルブステム６０１とハウジング６０３のバルブガイド６０３ａとの隙間６０４には、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがある。この対策については後述する。
【０１４１】
以上の説明では、可変ターボチャージャ９、ＥＧＲバルブ５といった排気ガス調整機器を想定して説明したが、本発明としては、エンジン１の排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であれば、可変ターボチャージャ９やＥＧＲバルブ５以外の排気ガス調整機器にも適用することができる。
【０１４２】
さらに、本発明としては、制御対象機器は、排気ガス以外の流体であっても圧縮性の流体を扱うものであればよく、同様に本発明を適用することができる。すなわち、本発明の制御対象機器は、圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器であればよい。
【０１４３】
なお、本実施例では、油圧サーボ弁１３０とＥＰＣ弁２００を別々に設けているが、これらを一体とした油圧アクチュエータを構成して本発明を適用する可能である。また、ＥＰＣ弁２００自体を省略して、油圧アクチュエータに直接電気指令を与えるように構成してもよい。たとえば、図８に示す油圧サーボ弁１３０の保持部材１６４を駆動するソレノイドを油圧サーボ弁１３０に装着し、コントローラ６から出力される電気指令によってソレノイドを付勢することで、保持部材１６４を移動させるように構成してもよい。ただし、この場合、図８において、パイロット圧油が導入されるパイロット油圧室１４６が不要になるために、この室を大気と連通させたり、筒部１４５とピストン１３１との間をシールするＯリングを設けたり、ピストン１３１とパイロットスプール１３６との間をシールするＯリングを設けたりする必要がある。
【０１４４】
（第２実施例；可変ターボチャージャのシルティング防止制御）
前述したように第１実施例の可変ターボチャージャ９は、たとえば図４に示すごとく、可動リング１１５とタービンハウジング９２およびセンターハウジング９７との隙間３００あるいはノズルベーン１１７と凹部１１８の入口のガイド部材３０１との隙間３０２に、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがあるものであった。また、図１５に示す構成の可変ターボチャージャ９にあっても同様に、シャフト５１８とセンターハウジング９７との隙間５０１あるいはノズルベーン１１７と一方の排気導入壁１１３との隙間５０２、ノズルベーン１１７と他方の排気導入壁１１４との隙間５０３に、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがあるものであった。
【０１４５】
デポジットの堆積、つまりシルティングは、エンジン１が定常状態にあり長時間、ノズルベーン可変機構（図４のスライド機構１２０、図１５のスイング機構５２０）が動作していない場合に進行しやすい。このため、それら隙間に排気ガス中の汚染物あるいはエンジンオイル中の汚染物が堆積して、こじりといった作動不良を引き起こすおそれがある。
【０１４６】
そこで、本実施例は、こうした可変ターボチャージャ９で発生するシルティングによる作動不良を防止すべく、上述の第１実施例と同様の制御を可変ターボチャージャ９を対象として行なうものである。
【０１４７】
すなわち、コントローラ６では、可変ターボチャージャ９の作動部材であるノズルベーン１１７等が作動し、かつ排気ガスの流速が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令ｉｓを予め設定しておき、コントローラ６は、シルティング防止用の電気指令ｉｓをＥＰＣ弁２００に対して出力する。これにより可変ターボチャージャ９の作動部材であるスライドベーン１１７等で発生するシルティングが防止される。
【０１４８】
以上のように、本実施例によれば、第１実施例と同様に、制御電気指令ｉが一定値（エンジン１が定常状態）であって制御対象機器（可変ターボチャージャ９）の制御量（タービン回転数、ブースト圧）を変動させたくない場合に、その変動を引き起こすことなくシルティングを防止することができる。
【０１４９】
なお、前述の特許文献２記載のものでは、可変ターボチャージャという制御対象機器の作動部材としてのノズルに堆積したデポジットを焼き切ることでデポジットを除去するようにしていた。そのためには、低温の運転状態から高温の運転状態への切り替えが必要であった。しかしながら、本第２実施例の制御によれば、本来のエンジン１の運転の切り替えは必要ではなく、エンジン１の運転状態に多大な影響を及ぼすことはない。
【０１５０】
また特許文献１に記載されているように、ユニゾン・リングの回転に応じてノズルベーンを開閉作動させる機構を備えた可変ターボチャージャに本発明を適用してもよい。
【０１５１】
また、上述した実施例では、可変ターボチャージャ９という排気ガス調整機器で発生するシルティングを防止する場合を想定して説明した。
【０１５２】
しかし、可変ターボチャージャ９以外の排気ガス調整機器、たとえばＥＧＲバルブ５で発生するシルティングを防止する場合に本発明を適用する実施も可能である。
【０１５３】
上述したごとく、たとえば図１６に示す構成のＥＧＲバルブ５にあっては、バルブステム６０１は、ＥＧＲ通路４を通過する排気ガスに晒されており、かつハウジング６０３のバルブガイド６０３ａに対して摺動自在に設けられている。このためバルブステム６０１とハウジング６０３との隙間６０４には、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがあり、エンジン１が定常状態にあって長期間バルブステム６０１が作動しないと、シルティングが発生しやすく、こじりといった作動不良を引き起こすおそれがある。
【０１５４】
そこで、こうした構成のものに上述の実施例と同様に、コントローラ６で、ＥＧＲバルブ５のバルブステム６０１が作動し、かつＥＧＲ通路４を通過する排気ガスの流量が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令ｉｓを予め設定しておき、コントローラ６から、シルティング防止用の電気指令ｉｓを電磁弁６２０のソレノイド６２１に対して出力する。これによりＥＧＲバルブ５で発生するシルティングを防止することができる。
【０１５５】
ここで、前述の特許文献３記載のものでは、ＥＧＲバルブの作動部材としてのバルブステムに付着したカーボンを除去するために、バルブステムの周囲に、カーボン拭き取り用の金属繊維を設けたり、カーボン付着防止用の冷却・潤滑手段を設けたり、カーボン削り落とし用のスクレーパを設けたりしなければならなかった。しかしながら、本第２実施例によれば、こうした構成は不要となるため、部品点数増加や、場積がかさむという問題を回避することができる。
【０１５６】
以上の第２実施例の説明では、可変ターボチャージャ９、ＥＧＲバルブ５といった排気ガス調整機器を想定して説明したが、本発明としては、エンジン１の排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であれば、可変ターボチャージャ９やＥＧＲバルブ５以外の排気ガス調整機器にも適用することができる。
【０１５７】
さらに、第２実施例に関しても、制御対象機器は、排気ガス以外の流体であっても圧縮性の流体を扱うものであればよく、同様に本発明を適用することができる。すなわち、本発明の制御対象機器は、圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器であればよい。
【０１５８】
なお、第２実施例の説明では第１実施例と同様に、油圧アクチュエータによって可変ターボチャージャ９等の圧縮性流体調整機器で発生するシルティングを防止する場合を想定して説明したが、第２実施例に関しては、圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させるアクチュエータとしては、油圧以外の駆動源、電動、空圧などによって駆動されるものであってもよい。たとえば電動アクチュエータによって可変ターボチャージャ９等の圧縮性流体調整機器で発生するシルティングを防止する場合に本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本実施例は、建設機械に搭載された機器を想定しているが、もちろんトラックを含む自動車にも適用することができる。また本発明は車両に搭載された機器に限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】図１は、実施形態のエンジンの制御装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、可変ターボチャージャの作動部材であるノズルベーンを作動させる油圧アクチュエータである油圧サーボ弁と、電気指令に応じて油圧サーボ弁に対して制御圧油を出力する電磁弁であるＥＰＣ弁の構成を示すブロック図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、可変ターボチャージャと、油圧サーボ弁の外観を示す斜視図である。
【図４】図４は、油圧サーボ弁が装着された可変ターボチャージャの断面図である。
【図５】図５は、実施例の可変ターボチャージャのスライド機構を示した図である。
【図６】図６は、実施例の可変ターボチャージャのスライド機構を示した図である。
【図７】図７は、油圧サーボ弁とアームとの連結機構を示す図である。
【図８】図８は、油圧サーボ弁の縦断面図である。
【図９】図９は、エンジンと可変ターボチャージャと油圧サーボ弁を含む潤滑回路図である。
【図１０】図１０は、シルティング防止用の電気指令の供給時間幅と指令電流値の大きさを例示した図である。
【図１１】図１１は、シルティング防止用の電気指令を出力する処理のフローチャートである。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、ＥＰＣ弁に加えられる電気指令、ＥＰＣ弁のスプールの変位、ＥＰＣ弁から出力されるパイロット圧、油圧サーボ弁のピストンの変位（サーボ変位）、可変ターボチャージャのタービン（シャフト）の回転数あるいはブースト圧の変動を示したタイムチャートである。
【図１３】図１３は比較例で、従来の特許文献４に記載された発明を示す図で、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、電磁弁に加えられる電気指令、電磁弁のスプールの変位、電磁弁から出力されるパイロット圧、油圧アクチュエータのスプールの変位、油圧ポンプの斜板位置あるいは冷却用ファンの回転数の変動を示したタイムチャートである。
【図１４】図１４は比較例で、従来の特許文献４に記載された装置構成に本発明の制御を適用したときの図で、図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、電磁弁に加えられる電気指令、電磁弁のスプールの変位、電磁弁から出力されるパイロット圧、油圧アクチュエータのスプールの変位、油圧ポンプの斜板位置あるいは冷却用ファンの回転数の変動を示したタイムチャートである。
【図１５】図１５は、図４に対応する図で、他の構成例のノズルベーン可変機構を備えた可変ターボチャージャの断面図である。
【図１６】図１６は、ＥＧＲバルブの構成例を示した図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１ エンジン、 ２ 排気通路、３ 吸気通路、５ ＥＧＲバルブ、６ コントローラ、 ９ 可変ターボチャージャ、１５ 油圧アクチュエータ、１１７ ノズルベーン、１２０ スライド機構、１３０ 油圧サーボ弁、２００ ＥＰＣ弁（電磁弁）、５２０ スイング機構、６０１ バルブステム、６２０ 電磁弁、６３０ 油圧アクチュエータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャ、ＥＧＲバルブなど、圧縮性流体の流れを調整する圧縮性流体調整機器を作動させる油圧アクチュエータで発生するシルティング、あるいは圧縮性流体調整機器の作動部材で発生するシルティングを防止する制御を行なう装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンやガソリンエンジンには、排気通路内の排気ガスによってタービンが駆動されコンプレッサによって所定ブースト圧まで圧縮された吸入空気を吸気通路に導入するターボチャージャが設けられている。ターボチャージャは、エンジンの燃費、エンジン出力等を向上させるために設けられている。
【０００３】
ターボチャージャには、タービンに流入される排気ガスの流速を調整する機構が取り付けられたものがある。この機構は、たとえばターボチャージャの排気通路内に作動部材としてノズルベーンを設け、このノズルベーンと排気通路内の壁面との間の隙間（ノズル）の通路断面積を変化させることで排気ガスの流速を調整するようにしたものであり、可変ターボチャージャと呼ばれている。たとえば下記特許文献１、２には可変ターボチャージャの構成が開示されている。エンジンの運転条件に応じて、可変ターボチャージャの作動部材（たとえばノズルベーン）が作動されて、ノズルの開度が調整される。なお、可変ターボチャージャには、ノズルベーンが取り付けられた壁を動かすことによってノズル開度を調整する機構やノズルスベーンを直接旋回等させて動かしノズル開度を調整する機構などがある。たとえば下記特許文献１、２には可変ターボチャージャの構成が開示されている。
【０００４】
また、エンジンには、排気再循環（Exhaust Gas Recirculationn）を行うためのバルブ（本明細書では、ＥＧＲバルブという）が設けられている。ＥＧＲバルブは、排気通路を通過する不活性ガスとしての排気ガスの一部をエンジンの吸気通路に導入して、エンジン内の燃焼を抑制して燃焼温度を低下させることで、排気ガス中のＮＯxを低減させるために設けられている。
【０００５】
ＥＧＲバルブは、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路上に設けられており、ＥＧＲ通路上に分岐された排気ガスの流量を調整して吸気通路に導入するものである。たとえば下記特許文献３には、ＥＧＲバルブの作動部材としてのバルブステムをバルブガイドに沿って摺動させることでバルブステムの先端のバルブと弁座との隙間の通路断面積を変化させて排気ガスの流量を調整する構成が開示されている。エンジンの運転条件に応じて、ＥＧＲバルブの作動部材（バルブステム）が作動されて、バルブの開度が調整される。
【０００６】
特許文献１には、可変ターボチャージャの作動部材としてのノズルベーンを、電磁弁、油圧アクチュエータを介して作動させる構成が記載されている。
【０００７】
すなわち、電磁弁に電気指令が与えられると、電磁弁は、油圧アクチュエータに対して制御圧油を出力する。そして、油圧アクチュエータは、制御圧油に応じて、可変ターボチャージャのノズルベーンを作動させる。
【０００８】
特許文献３には、ＥＧＲバルブの作動部材としてのバルブステムを、電磁弁、油圧アクチュエータを介して作動させる構成が記載されている。
【０００９】
すなわち、電磁弁に電気指令が与えられると、電磁弁は、油圧アクチュエータに対して制御圧油を出力する。そして、油圧アクチュエータは、制御圧油に応じて、ＥＧＲバルブのバルブステムを作動させる。
【００１０】
ところで、本出願の出願人は、電磁弁、油圧ポンプのサーボピストン（油圧アクチュエータ）を介して、制御対象機器としての冷却用ファンを駆動する装置構成において、電磁弁で発生するシルティングを防止する発明を既に出願しており、既に特許文献４に示されるように公知文献となっている。
【００１１】
すなわち、油圧回路を還流する圧油には、ゴミ等の汚染物が含まれている。この汚染物を取り除くために油圧回路には通常、フィルタが設けられている。ただし、フィルタで大きな汚染物は濾過できるものの、小さな汚染物は通過してしまい取り除くことができない。このため、電磁弁の弁本体と移動部材であるスプールとの隙間に汚染物が徐々に溜まる。電磁弁の弁本体とスプールとの隙間に溜まった汚染物は、スプールの動きに制限を加えるなどの悪影響を及ぼす。この現象はシルティングと呼ばれ問題となっている。シルティングは、電磁弁の弁本体内でスプールが長時間作動せず、かつ弁本体とスプールとの隙間を流れる圧油の流れが少ないときに発生しやすい。そこで、特許文献４では、電磁弁で発生するシルティングを防止するようにしている。
【００１２】
また、特許文献５には、油圧サーボ弁（油圧アクチュエータ）のフラッパノズル（作動部材）にかみこんだ異物を、フラッパを瞬時開閉することにより流出させるという発明が記載されている。この特許文献５では、油圧サーボ弁のピストンの現在位置と目標位置との誤差を検出し検出誤差が大きくなったときに、フラッパノズルに異物がかみこんだと判断し、スプール位置のフラッパを瞬時開閉し、その結果、検出誤差が小さくなった場合には、油圧サーボ弁の通常の制御を続行するようにし、検出誤差が大きいままの場合には、フラッパから異物が流出されていないものと判断し油圧サーボ弁の通常の制御を停止するようにしている。
【００１３】
上記特許文献２には、低温の運転状態から高温の運転状態に切り替えることで、可変ターボチャージャのノズルに堆積したデポジットを、焼き切るという発明が記載されている。
【００１４】
また、上記特許文献３には、ＥＧＲバルブの作動部材としてのバルブステムが摺動する部分の周囲に、カーボン拭き取り用の金属繊維を設けたり、カーボン付着防止用の冷却・潤滑手段を設けたり、カーボン削り落とし用のスクレーパを設けたりして、バルブステムに付着したカーボンを除去しようとする発明が記載されている。
【特許文献１】特表２００３−５２７５２２号公報
【特許文献２】特開２００３−２９３７８４号公報
【特許文献３】ＷＯ２００５／０９５８３４
【特許文献４】特開２００１−３２４０４７号公報
【特許文献５】特開平５−２４０２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
シルティング現象は、可変ターボチャージャ、ＥＧＲバルブを作動させる油圧アクチュエータでも発生するおそれがある。すなわち、建設機械では、エンジン稼動中、エンジンが定常状態で作動している時間が長い。エンジンが定常状態が長く続くと、油圧アクチュエータは、長時間、作動せず、シルティングが発生するおそれがある。
【００１６】
また、建設機械では、エンジンが定常状態で作動している時間が長いため、油圧アクチュエータと同様に、制御対象機器としての可変ターボチャージャやＥＧＲバルブ自体の作動部材が長時間作動せず、作動部材の周囲の隙間に汚染物が堆積してシルティングが発生するおそれがある。
【００１７】
しかしながら、上記特許文献４に記載された発明は、電磁弁で発生するシルティングを防止するものであり、油圧ポンプのサーボピストン（油圧アクチュエータ）で発生するシルティングを防止するものではない。そして、シルティング防止制御は、電磁弁に与えられる通常の制御電気指令が一定値のときでも行なわれるものである。なお、本明細書において、「通常の制御電気指令」とは、制御対象機器を制御するために与えられる制御指令のことであり、シルティングを防止するために与えられる電気指令と区別して用いることとする。仮に、特許文献４の構成において、油圧ポンプのサーボピストン（油圧アクチュエータ）で発生するシルティングを防止するために、この油圧ポンプのサーボピストン（油圧アクチュエータ）を作動させる大きさの電気指令を電磁弁に与えたとすると、本来の通常の制御電気指令が一定値であって、油圧ポンプのポンプ圧を変動させたり冷却用ファンの回転数を変動させたくない場合であっても、電磁弁から制御圧油が出され油圧ポンプのサーボピストン（油圧アクチュエータ）が作動し、それに応じて油圧ポンプのポンプ圧や冷却用ファンの回転数が変動されてしまうという不具合が生じる。
【００１８】
また、上記特許文献５に記載された発明は、油圧サーボ弁（油圧アクチュエータ）のフラッパノズル（作動部材）に異物がかみこんだことを、油圧サーボ弁のピストンの現在位置と目標位置との誤差を検出し検出誤差が大きくなったことをもって判断するようにしている。すなわち、異物がかみこみ油圧サーボ弁（油圧アクチュエータ）で異常が発生して事後的に対処するというものであり、シルティングを予防的に阻止するという防止制御ではない。また、特許文献５に記載された発明は、スプール位置のフラッパを瞬時開閉制御した結果、検出誤差が大きいままの場合には、フラッパから異物が流出されていないものと判断して油圧サーボ弁の通常の制御を停止するようにしている。このため油圧サーボ弁（油圧アクチュエータ）の通常の制御が停止されてしまうおそれがあり、確実性に欠ける。
【００１９】
したがって、特許文献５に記載された発明を、そのまま可変ターボチャージャやＥＧＲバルブを作動させる油圧アクチュエータのシルティング防止の目的のために適用することはできない。
【００２０】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、ターボチャージャ、ＥＧＲバルブなど、圧縮性流体の流れを調整する圧縮性流体調整機器を作動させる油圧アクチュエータで発生するシルティングを防止することを目的とし、しかも、上記特許文献４の問題点を解決して、電磁弁に与えられる通常の制御電気指令が一定値のときに圧縮性流体調整機器で調整される流速や流量を変動させないようにするとともに、上記特許文献５の問題点を解決して、シルティングを事後的にではなく予防的に阻止しつつ、シルティング防止制御を行なうことによって通常の制御の停止を起こさないようにすることを第１の解決課題とするものである。
【００２１】
さて、上記特許文献４に記載された発明は、上述したように電磁弁で発生するシルティングを防止するものであり、冷却用ファンといった制御対象機器の作動部材で発生するシルティングを防止するものではない。そして、シルティング防止制御は、電磁弁に与えられる通常の制御電気指令が一定値のときでも行なわれるものである。仮に、特許文献４の構成において、冷却用ファンといった制御対象機器の作動部材で発生するシルティングを防止するために、この制御対象機器の作動部材を作動させる大きさの電気指令を電磁弁に与えたとすると、本来の通常の制御電気指令が一定値であって、冷却用ファンの回転数を変動させたくない場合であっても、電磁弁から制御圧油が出され油圧ポンプのサーボピストン（油圧アクチュエータ）が作動し、それに応じて油圧ポンプのポンプ圧が変動しその結果冷却用ファンという制御対象機器の回転数が変動されてしまうという不具合が生じる。
【００２２】
また、上記特許文献２では、可変ターボチャージャという制御対象機器の作動部材としてのノズルに堆積したデポジットを焼き切ることは可能かもしれないが、そのためには、
低温の運転状態から高温の運転状態への切り替えが必要となり、本来のエンジンの運転に多大な影響を及ぼす。
【００２３】
また、特許文献３では、ＥＧＲバルブの作動部材としてのバルブステムに付着したカーボンを除去するために、バルブステムの周囲に、カーボン拭き取り用の金属繊維を設けたり、カーボン付着防止用の冷却・潤滑手段を設けたり、カーボン削り落とし用のスクレーパを設けたりしなければならない。このため部品点数増加や、場積がかさむという問題が起きる。
【００２４】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、ターボチャージャ、ＥＧＲバルブなど、圧縮性流体の流れを調整する圧縮性流体調整機器の作動部材で発生するシルティングを防止することを目的とし、しかも、上記特許文献２の問題点を解決して、エンジンの運転に影響を及ぼさないようにシルティング防止制御を行なうようにするとともに、上記特許文献３の問題点を解決して、作動部材の周囲に部品を追加したり場積を要することなくシルティング防止制御を行なうようにすることを第２の解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
第１発明は、
圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器と、電気指令に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させる油圧アクチュエータとが備えられ、
前記油圧アクチュエータが作動し、かつ前記圧縮性流体の流速または流量が変動しない範囲の大きさの電気指令を予め設定しておき、
当該シルティング防止用の電気指令を前記油圧アクチュエータに対して出力すること
を特徴とするシルティング防止制御装置である。
【００２６】
第２発明は、第１発明において、
前記油圧アクチュエータは、
制御圧油に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させる油圧アクチュエータと、
電気指令に応じて前記油圧アクチュエータに対して制御圧油を出力する電磁弁と
で構成されること
を特徴とする。
【００２７】
第３発明は、第１発明において、
前記圧縮性流体調整機器は、エンジンの排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であること
を特徴とする。
【００２８】
第４発明は、第１発明において、
前記排気ガス調整機器は、タービンに導入されるエンジンの排気ガスの流速が調整される可変ターボチャージャであって、
この可変ターボチャージャを潤滑するための油路と、前記油圧アクチュエータを作動させるための油路とが連通していること
を特徴とする。
【００２９】
第５発明は、第１発明ないし第４発明において、
前記油圧アクチュエータを作動させるための圧油は、エンジンオイルであること
を特徴とする。
【００３０】
第６発明は、
圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器と、電気指令に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させるアクチュエータとが備えられ、
前記圧縮性流体調整機器の作動部材が作動し、かつ前記圧縮性流体の流速または流量が変動しない範囲の大きさの電気指令を予め設定しておき、
当該シルティング防止用の電気指令を前記アクチュエータに対して出力すること
を特徴とするシルティング防止制御装置である。
【００３１】
第７発明は、第６発明において、
前記圧縮性流体調整機器は、エンジンの排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であること
を特徴とする。
【００３２】
第８発明は、第７発明において、
前記排気ガス調整機器は、タービンに導入されるエンジンの排気ガスの流速が調整される可変ターボチャージャであること
を特徴とする。
【００３３】
第９発明は、第７発明において、
前記排気ガス調整機器は、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する通路上に設けられて、エンジンの排気通路内の排気ガスをその流量を調整してエンジンの吸気通路に導入するＥＧＲバルブであること
を特徴とする。
【００３４】
第１０発明は、
圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器と、電気指令に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させる油圧アクチュエータとが備えられた装置に適用される方法であって、
前記油圧アクチュエータが作動し、かつ前記圧縮性流体の流速または流量が変動しない範囲の大きさの電気指令を予め設定しておき、
一定の時間の間、前記油圧アクチュエータに与えられる制御電気指令の変化がないと判断されると、前記シルティング防止用の電気指令を前記油圧アクチュエータに対して出力すること
を特徴とするシルティング防止制御方法である。
【００３５】
まず、第３発明を図面を参照して説明すると、たとえば可変ターボチャージャ９という排気ガス調整機器を制御対象とし、その油圧アクチュエータである油圧サーボ弁１３０で発生するシルティングを防止するために、この油圧サーボ弁１３０を作動させ、かつ同排気ガス調整機器としての可変ターボチャージャ９で調整される排気ガスの流速が変化しないような大きさのシルティング防止用の電気指令ｉｓをＥＰＣ弁２００に与える。
【００３６】
この結果、図１２に示すように、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１が変化し、それに応じて可変ターボチャージャ９のノズルベーン１１７が作動したとしても、タービン７に導入される流速は変化せず、タービン回転数、ブースト圧の変動はみられない。つまり制御対象機器の制御量は変動せず通常の制御に影響を及ぼさない。これは制御対象機器（可変ターボチャージャ）で扱う流体が排気ガス（エア）という圧縮性流体であり、慣性が大きく応答が比較的遅く、ノズル部１１１の流路面積が変動したとしても即座にタービン７に導入される排気ガスの流速は変化しないからである。このように本発明によれば、通常の制御に影響を与えることなく、シルティング防止制御を行なうことができる。
【００３７】
第４発明では、図９に示すように、油圧サーボ弁１３０の作動に用いられた圧油が連通油路３１０を介して可変ターボチャージャ９に送られ可変ターボチャージャ９の各部を潤滑するように構成している。これにより油圧サーボ弁１３０でシルティング防止制御が行なわれエンジンオイル内の汚染物がかきだされ清浄になったエンジンオイルが可変ターボチャージャ９に供給されることになり、可変ターボチャージャ９の潤滑性能を向上させることができる。
【００３８】
第５発明では、エンジン１の潤滑に使用されているエンジンオイルが、可変ターボチャージャ９の潤滑および油圧サーボ弁１３０の作動に用いられる。エンジンオイルは、一般的にエンジンの燃焼に伴い発生した鉄粉やスラッジやすすが多量に含有されており、一般の作動油と比較して汚染度が大きい。このため、一層、油圧サーボ弁１３０でシルティングが発生しやすくなっており、シルティング防止の必要性が高い。本発明を適用することで汚染度の高いエンジンオイルによって発生する蓋然性の高いシルティングを有効に防止することができる。
【００３９】
本発明としては、エンジン１の排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であればよく、可変ターボチャージャ９やＥＧＲバルブ５以外の機器にも適用することができる（第３発明）。
【００４０】
さらに、本発明としては、制御対象機器は、排気ガス以外の流体であっても圧縮性の流体を扱うものであればよく、同様に本発明を適用することができる。すなわち、本発明の制御対象機器は、圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器であればよい（第１発明、第２発明）。
【００４１】
さらにまた、本発明としては、電磁弁と油圧アクチュエータを別々に設けるように構成したり、あるいは電磁弁の機能を油圧アクチュエータに組み入れるように構成したり、あるいは、油圧アクチュエータのスプール、ピストン等の移動部材を、電気指令に応じたソレノイドの付勢力によって移動させるように構成したりして、電気指令に応じて油圧アクチュエータを作動させるものであればよい（第１発明）。第２発明では、電磁弁に電気指令を与え、電磁弁から油圧アクチュエータに制御圧油を供給することで油圧アクチュエータが作動される。
【００４２】
以下、第６発明〜第９発明について説明する。
【００４３】
さて可変ターボチャージャ９は、たとえば図４に示すごとく、可動リング１１５とタービンハウジング９２およびセンターハウジング９７との隙間３００あるいはノズルベーン１１７と凹部１１８の入口のガイド部材３０１との隙間３０２に、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがある。図１５に示す構成の可変ターボチャージャ９にあっても同様に、シャフト５１８とセンターハウジング９７との隙間５０１あるいはノズルベーン１１７と一方の排気導入壁１１３との隙間５０２、ノズルベーン１１７と他方の排気導入壁１１４との隙間５０３に、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがある。
【００４４】
デポジットの堆積、つまりシルティングは、エンジン１が定常状態にあり長時間、ノズルベーン可変機構（図４のスライド機構１２０、図１５のスイング機構５２０）が動作していない場合に進行しやすい。このため、それら隙間に排気ガス中の汚染物あるいはエンジンオイル中の汚染物が堆積して、こじりといった作動不良を引き起こすおそれがある。
【００４５】
そこで、第７発明は、こうした可変ターボチャージャ９で発生するシルティングによる作動不良を防止すべく、上述の第１実施例と同様の制御を可変ターボチャージャ９を対象として行なうものである。
【００４６】
すなわち、コントローラ６では、可変ターボチャージャ９の作動部材であるノズルベーン１１７等が作動し、かつ排気ガスの流速が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令ｉｓを予め設定しておき、コントローラ６は、シルティング防止用の電気指令ｉｓをＥＰＣ弁２００に対して出力する。これにより可変ターボチャージャ９の作動部材であるスライドベーン１１７等で発生するシルティングが防止される。
【００４７】
以上のように、本発明によれば、制御電気指令ｉが一定値（エンジン１が定常状態）であって制御対象機器（可変ターボチャージャ９）の制御量（タービン回転数、ブースト圧）を変動させたくない場合に、その変動を引き起こすことなくシルティングを防止できる。
【００４８】
なお、前述の特許文献２記載のものでは、可変ターボチャージャという制御対象機器の作動部材としてのノズルに堆積したデポジットを焼き切ることでデポジットを除去するようにしていた。そのためには、低温の運転状態から高温の運転状態への切り替えが必要であった。しかしながら、本発明の制御によれば、本来のエンジン１の運転の切り替えは必要ではなく、エンジン１の運転状態に多大な影響を及ぼすことはない。
【００４９】
第９発明は、ＥＧＲバルブ５という排気ガス調整機器で発生するシルティングを防止するものである。
【００５０】
たとえば図１６に示す構成のＥＧＲバルブ５にあっては、バルブステム６０１は、ＥＧＲ通路４を通過する排気ガスに晒されており、かつハウジング６０３のバルブガイド６０３ａに対して摺動自在に設けられている。このためバルブステム６０１とハウジング６０３のバルブガイド６０３ａとの隙間６０４には、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがあり、エンジン１が定常状態にあって長期間バルブステム６０１が作動しないと、シルティングが発生しやすく、こじりといった作動不良を引き起こすおそれがある。
【００５１】
そこで、コントローラ６で、ＥＧＲバルブ５のバルブステム６０１が作動し、かつＥＧＲ通路４を通過する排気ガスの流量が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令ｉｓを予め設定しておき、コントローラ６から、シルティング防止用の電気指令ｉｓを電磁弁６２０のソレノイド６２１に対して出力する。これによりＥＧＲバルブ５で発生するシルティングを防止することができる。
【００５２】
ここで、前述の特許文献３記載のものでは、ＥＧＲバルブの作動部材としてのバルブステムに付着したカーボンを除去するために、バルブステムの周囲に、カーボン拭き取り用の金属繊維を設けたり、カーボン付着防止用の冷却・潤滑手段を設けたり、カーボン削り落とし用のスクレーパを設けたりしなければならなかった。しかしながら、本発明によれば、こうした構成は不要となるため、部品点数増加や、場積がかさむという問題を回避することができる。
【００５３】
本発明としては、エンジン１の排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であればよく、可変ターボチャージャ９やＥＧＲバルブ５以外の機器にも適用することができる（第７発明）。
【００５４】
さらに、制御対象機器は、排気ガス以外の流体であっても圧縮性の流体を扱うものであればよく、同様に本発明を適用することができる。すなわち、本発明の制御対象機器は、圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器であればよい（第６発明）。
【００５５】
第１０発明は、第１発明の装置の発明の構成を前提として、図１０、図１１に示すように、一定の時間Ｔの間、油圧アクチュエータ（油圧サーボ弁１３０）に与えられる制御電気指令ｉの変化がないと判断されると（ステップ４０１の判断ＹＥＳ）、シルティング防止用の電気指令ｉｓをＥＰＣ弁２００を介して油圧アクチュエータ（油圧サーボ弁１３０）に対して出力する（ステップ４０２）ことにより、油圧アクチュエータ（油圧サーボ弁１３０）で発生するシルティングを防止するというシルティング防止制御方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、図面を参照して本発明に係るシルティング防止制御装置の実施の形態について説明する。
【００５７】
図１は、実施形態のエンジンの制御装置の構成を示す。この装置は、建設機械に搭載される。また、エンジンは、４サイクルのディーゼルエンジンを想定する。
【００５８】
エンジン１には、吸気通路３と排気通路２が設けられている。吸気通路３は、吸気マニホールド１３と吸気管２３とからなる。排気通路２は、排気マニホールド１２と排気管２２とからなる。
【００５９】
吸気マニホールド１３の出口１３ｂは、エンジン１の吸入用バルブを介してシリンダの燃焼室に連通しており、吸気マニホールド１３の入口１３ａは、吸気管２３に連通している。排気マニホールド１２の入口１２ａは、エンジン１の排気用バルブを介してシリンダの燃焼室に連通しており、排気マニホールド１２の出口１２ｂは、排気管２２に連通している。
【００６０】
吸気行程では、吸気マニホールド１３から吸入用バルブを介して、エンジン１のシリンダ内に空気が吸入される。圧縮行程では、エンジン１のシリンダ内に、燃料噴射システムによって燃料が噴射される。シリンダに吸入された空気は、この噴射された燃料と混合され、圧縮された混合気が、圧縮上死点付近で自己着火燃焼する。排気行程では、燃焼後の排気ガスが排気用バルブを介して排気マニホールド１２に排出される。
【００６１】
吸気管２３には、ベンチュリ３３が設けられている。
【００６２】
排気管２２とベンチュリ３３のスロート部３３ａとは、ＥＧＲ通路４によって連通している。ＥＧＲ通路４上には、ＥＧＲクーラ１４と、ＥＧＲバルブ５が設けられている。ＥＧＲバルブ５は、排気管２２内の不活性ガスとしての排気ガスの一部をベンチュリ３３のスロート部３３ａに導入して、エンジン１内の燃焼を抑制して燃焼温度を低下させることで、排気ガス中のＮＯxを低減させるために設けられている。ＥＧＲクーラ１４は、排気管２２とＥＧＲバルブ５の間に設けられている。ＥＧＲクーラ１４は、排気管２２から吸気通路３に導入される排気ガスの温度を低下させる。ベンチュリ３３は、ベンチュリ効果によってベンチュリ３３内で負圧を発生させて、ＥＧＲ通路４内の排気ガスをベンチュリ３３内に吸引する。
【００６３】
ＥＧＲバルブ５の開度が変化することによって、ＥＧＲ通路４の開口面積が変化し、排気管２２から吸気管２３に導入される排気ガスの流量が調整される。ＥＧＲバルブ５は、油圧アクチュエータ１５によって作動する。
【００６４】
ＥＧＲバルブ５には、ＥＧＲバルブ５の開度Ａを検出するセンサ１６が設けられている。コントローラ６には、センサ１６で検出された開度Ａを示す信号が入力される。コントローラ６は、ＥＧＲバルブ５を制御する装置であり、エンジン１の運転条件に応じて、ＥＧＲバルブ５の開度Ａを調整する。コントローラ６から油圧アクチュエータ１５に対して、ＥＧＲバルブ５の開度Ａを示す開度指令信号が加えられる。
【００６５】
エンジン１には、可変ターボチャージャ９が設けられている。可変ターボチャージャ９は、エンジン１の燃費、エンジン出力等を向上させるために設けられている。可変ターボチャージャ９のタービン７のシュラウドの入口７ａは、排気管２２に連通しているとともに、タービン７のシュラウドの出口７ｂは、マフラ４２を介して大気に連通している。可変ターボチャージャ９のコンプレッサ８のシュラウドの入口８ａは、エアクリーナ４３を介して大気に連通しているとともに、コンプレッサ８のシュラウドの出口８ｂは、アフタクーラ１７を介して、吸気管２３のうちベンチュリ３３の上流側に連通している。アフタークーラ１７は、可変ターボチャージャ９によって圧縮された吸入空気の温度を低下させて、エンジン１のシリンダ室内の酸素の充填効率を高めるために設けられている。
【００６６】
可変ターボチャージャ９のタービン７は、排気管２２内の排気ガスによって駆動される。タービン７が回転すると、タービン７と同軸上に設けられたコンプレッサ８が駆動され、エアクリーナ４３を介して吸入された空気がコンプレッサ８によって、大気圧以上の所定ブースト圧まで圧縮され、圧縮された吸入空気が、アフタークーラ１７に圧送される。アフタークーラ１７によって、所定ブースト圧の吸入空気が冷却されて、吸気通路２３、つまりベンチュリ３３、吸気マニホールド１３を介してエンジン１のシリンダ内に押し込まれる。
【００６７】
本実施例の可変ターボチャージャ９は、以下に説明するように、タービン７に流入される排気ガスの流速を調整するために、ノズルベーンが取り付けられた壁を動かすことでノズルの開度を調整する機構の可変ターボチャージャを想定している。コントローラ６は、エンジン１の運転条件に応じた制御電気指令をＥＰＣ弁２００に出力し、ＥＰＣ弁２００、油圧サーボ弁１３０を介して可変ターボチャージャ９の壁を動かしそれにより作動部材（ノズルベーン）を作動させて、ノズルの開度を調整する。なお、可変ターボチャージャ９には、ノズルベーンを直接、旋回等させて動かしノズルの開度を調整する機構のものもあるが、「ノズルの開度」を調整する点については、以下に説明する機構と同様である。
【００６８】
排気管２２と、吸気管２３のうちベンチュリ３３の上流側とは、バイパス通路１０によって連通している。バイパス通路１０上には、バイパスバルブ１１が設けられている。バイパスバルブ１１は、ベンチュリ３３の上流側の所定ブースト圧の吸入空気を、排気管２２に逃がすために設けられている。バイパスバルブ１１を開いてブースト圧と排気圧の差を小さくして、ＥＧＲバルブ５を介して排気ガスを吸気管２３に導入させるようにするために設けられている。なお、バイパスバルブ１１を設けない実施も可能である。
【００６９】
バイパスバルブ１１が開閉することによって、バイパス通路１０が連通、遮断され、所定ブースト圧の吸気の排気管２２へ流入がオン、オフされる。
【００７０】
図２は、可変ターボチャージャ９の作動部材であるノズルベーンを作動させる油圧アクチュエータである油圧サーボ弁１３０と、電気指令に応じて油圧サーボ弁１３０に対して制御圧油を出力する電磁弁であるＥＰＣ弁２００の構成をブロック図にて示している。
【００７１】
コントローラ６は、ＥＰＣ弁２００に対して電気指令を出力し、ＥＰＣ弁２００は、電気指令に対応するパイロット圧のパイロット圧油を油圧サーボ弁１３０のパイロットポート１４１に導入し、油圧サーボ弁１３０のピストンをパイロット圧に対応する位置まで移動させる。油圧サーボ弁１３０のピストンの作動に用いられる圧油は、ポンプポート１４２を介してポンプ１９２から供給される。油圧サーボ弁１３０のピストンの作動に伴いドレインポート１４３を介して圧油がタンクにドレインされる。
【００７２】
コントローラ６には、油圧サーボ弁１３０のピストンが作動し、かつ可変ターボチャージャ９のタービン７に導入される排気ガスの流速が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令が予め設定しておかれ、このシルティング防止用の電気指令をＥＰＣ弁２００に対して出力することにより、油圧サーボ弁１３０で発生するシルティングを防止する。
【００７３】
図３（ａ）、（ｂ）は、可変ターボチャージャ９と、油圧サーボ弁１３０の外観を斜視図にて示している。
【００７４】
図３（ｂ）に示すように、可変ターボチャージャ９には、装着面９ａが形成されている。一方、油圧サーボ弁１３０には、装着面１３０ａが形成されている。可変ターボチャージャ９の装着面９ａに、油圧サーボ弁１３０の装着面１３０ａが装着されることで、図３（ａ）に示すごとく、可変ターボチャージャ９と油圧サーボ弁１３０が一体化される。
【００７５】
図４は、油圧サーボ弁１３０が装着された可変ターボチャージャ９の断面図を示している。
【００７６】
タービン７側のタービンハウジング９２内には、タービンホイール９３が収容されている。コンプレッサ８側のコンプレッサハウジング９４内には、コンプレッサインペラ９５が収容されている。タービンホイール９３には、シャフト９６が一体に設けられている。シャフト９６の先端には、コンプレッサインペラ９５が取り付けられている。シャフト９６は、センターハウジング９７に回転自在に支持されている。排気ガスがタービンホイール９３に導入されると、タービンホイール９３は回転し、シャフト９６を介してコンプッサインペラ９５が回転する。コンプレッサインペラ９５が回転することで吸気が圧縮過給される。
【００７７】
タービンハウジング９２には、エンジン１の排気ガスを排気管２２（図１）を介して導入するボリュート状の排気導入路１１０が設けられている。排気導入路１１０には、排気ガスをタービンホイール９３側に噴出するためのノズル部１１１がシャフト９６の周方向に形成されている。ノズル部１１１は、互いに対向する一対の排気導入壁１１３、１１４によって形成されている。ノズル部１１１の入口より導入された排気ガスは、ノズル部１１１の出口から噴出されてタービンホイール９３を回転させ、排気口１１２から排気され、マフラ４２（図１）に導かれる。
【００７８】
ノズル部１１１の一方の排気導入壁１１３は、断面コの字形で、シャフト９６の中心に対して環状に形成された可動リング１１５の側面１１６として構成されている。可動リング１１５は、センターハウジング９７に設けられた環状の収容室９８内に収容されている。可動リング１１５の側面１１６には、他方の排気導入壁１１４側に向けて突出する態様で、複数のノズルベーン１１７がシャフト９６の周方向に等間隔で取り付けられている。
【００７９】
ノズル１１１の他方の排気導入壁１１４には、シャフト９６の周方向に沿って凹部１１８が形成されており、この凹部１１８内にノズルベーン１１７の先端が収容されている。凹部１１８の入口には、ノズルベーン１１７を摺動させるガイド部材３０１が設けられている。
【００８０】
可動リング１１５は、後述のスライド機構１２０によって進退され、排気導入壁１１３を排気導入壁１１４に対して近接させる方向あるいは離間させる方向にスライド作動させることにより、ノズルベーン１１７を同様にスライド作動させノズル部１１１の開口面積を変更する。ノズルベーン１１７がスライド作動することで、タービン７に導入される排気ガスの流速が変化する。
【００８１】
可動リング１１５とタービンハウジング９２およびセンターハウジング９７との隙間３００には、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがある。同様にノズルベーン１１７と凹部１１８の入口のガイド部材３０１との隙間３０２には、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがある。この対策については後述する。
【００８２】
以下、スライド機構１２０について図５、図６を併せ参照して説明する。
【００８３】
スライド機構１２０は、センターハウジング９７に挿通された駆動シャフト１２１を回転駆動することで、可動リング１１５を収容室９８より進退させる機構である。
【００８４】
図５、図６に示すように、駆動シャフト１２１には、円弧状に形成された一対のアーム１２２、１２２が固定されている。各アーム１２２の先端には、ピン１２３が取り付けられている。ピン１２３には、スライダ１２４が嵌めこまれている。スライダ１２４は、シャフト９６と平行な支持ロッド１２５の基端側の摺動溝１２６に摺動自在に嵌装されている。支持ロッド１２５の先端は、可動リング１１５の側面１１６の反対の裏面側に当接されている。
【００８５】
したがって、駆動シャフト１２１が回動されると、アーム１２２がシャフト９６の軸長手方向に揺動し、支持ロッド１２５がシャフト９６の軸長手方向に移動して、可動リング１１５を収容室９８より進退させる。
【００８６】
スライド機構１２０の駆動シャフト１２１の端部には、アーム１２７が設けられている。アーム１２７は、油圧サーボ弁１３０に連結されている。
【００８７】
図５に示すように、油圧サーボ弁１３０の作動に用いられた圧油は、油路３１０を介して可変ターボチャージャ９に送られ、可変ターボチャージャ９の各部の潤滑に使用される。油路３１０ａは、駆動シャフト１２１の中央部に通し孔として形成されている。また、油路３１０ｂは、駆動シャフト１２１の外周の摺動部に形成されている。なお、センターハウジング９７に孔を形成して、油圧サーボ弁１３０と可変ターボチャージャ９とを連通する油路３１０ａとしてもよい。油路３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃのいずれか１つあるいはいずれか２つあるいは全てを連通油路３１０として採用することができる。
【００８８】
なお、本実施例では、図９に示すように、連通油路３１０がドレインポート１４３に連通されており、ドレインポート１４３を介して圧油が油路１９１を介して直接タンク１８０に導かれるとともに、ドレインポート１４３を介して圧油が連通油路３１０を介して可変ターボチャージャ９に導かれる構成を前提としている。しかし、ドレインポート１４３から直接タンク１８０に導かれる油路１９１を省略してドレインポート１４３から可変ターボチャージャ９に導かれる連通油路３１０のみを配置する実施も可能であり、ドレインポート１４３から可変ターボチャージャ９に導かれる連通油路３１０を省略してドレインポート１４３からタンク１８０に導かれる油路１９１のみを配置する実施も可能である。
【００８９】
油圧サーボ弁１３０とアーム１２７との連結機構は、図７に示される。
【００９０】
同図７に示すように、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１の図中上下の移動に応じて駆動シャフト１２１が回動される。すなわち、ピストン１３１の外周には、ピストン１３１の長手方向に直交して摺動溝１３２が形成されている。アーム１２７には、摺動溝１３２側に突出するピン１２８が形成されている。摺動溝１３２には、スライダ１２９が摺動自在に嵌装されている。アーム１２７のピン１２８は、スライド１２９に嵌めこまれている。このため油圧サーボ弁１３０のピストン１３１が図中矢印で示すごとく上下動すると、それに伴ってスライダ１２９が上下動するとともに摺動溝１３２に沿って矢印示すごとく摺動し、アーム１２７がピン１２８を回転中心に回転し、駆動シャフト１２１が矢印に示すごとく回転する。
【００９１】
以上のようにして、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１の上下動に応じて、駆動シャフト１２１が回転し、それに応じて可動リング１１５が進退作動し、それに応じてノズルベーン１１７がスライド作動する。
【００９２】
図８は、油圧サーボ弁１３０の縦断面図である。
【００９３】
油圧サーボ弁１３０は、ピストン１３１と、ピストン１３１を摺動自在に収容し、かつ一部に開口部３３Ａを有したハウジング１３３と、ピストン１３１の軸方向に貫通したセンターホール１３４内に収容されてパイロット圧によって摺動するパイロットスプール１３６とを備えて構成される。油圧サーボ弁は、開口部１３３Ａ周りをシールするＯリング１１００を介して可変ターボチャージャ９のセンターハウジング９７に装着されている（図３参照）。
【００９４】
ハウジング１３３は、外形形状が角柱状であり、その内部には上下に貫通するシリンダ空間１３５が設けられている。このシリンダ空間１３５内にピストン１３１が収容されている。シリンダ空間１３５の上下端側は、Ｏリング１１０１、１１０２を介して閉塞部材１３７、１３８によって密閉されている。ハウジング１３３の開口部１３３Ａに対応した位置には、駆動シャフト１２１とピストン１３１との連結部１３９が設けられている。したがって、開口部１３３Ａの大きさは、ピストン１３１およびスライダ１２９の摺動量を考慮して設計される。
【００９５】
ハウジング１３３の開口部１３３Ａとは反対側の側面には、ＥＰＣ弁２００から出力されたパイロット圧が供給されるパイロットポート１４１、ポンプ１９２から出力されたポンプ圧油が供給されるポンプポート１４２、油圧サーボ弁１３０の作動に用いられた圧油が排出されるドレインポート１４３が設けられている。
【００９６】
ハウジング１３３のシリンダ空間１３５は、ピストン１３１が摺動する部分と、図中その上方の部分とが仕切り部材１４４によって仕切られている。この仕切り部材１４４は、シリンダ空間１３５の内周面に設けられた部分に当接している。この当接部分の近傍には、仕切り部材１４４で仕切られた空間をシールするためのＯリング１１０３が設けられている。仕切り部材１４４には、図中下方に垂下した筒部１４５が設けられている。この筒部１４５は、ピストン１３１のセンターホール１３４の図中上方側に入り込んでいる。仕切り部材１４４で仕切られた図中上方の空間は、パイロット油圧室１４６として、パイロットポート１４１に連通している。
【００９７】
仕切り部材１４４で仕切られた図中下方の空間は、仕切り部材１４４とピストン１３１の上端面との間に形成される第１油圧室１４７を構成している。パイロット油圧室１４６は、第１油圧室１４７に対して軸方向の外側にずれている。ピストン１３１の下端面と図中下側の閉塞部材１３８との間には、第２油圧室１４８が形成される。
【００９８】
ピストン１３１には、センターホール１３４とハウジング１３３のポンプポート１４２とを連通させて、ポンプ１９２から出力されるポンプ圧油をセンターホール１３４内に流入させるプレッシャポート１５１が設けられている。このプレッシャポート１５１の外側は、径方向に対向して形成された溝部分に開口している。この溝部分は所定の上下寸法を有しており、ピストン１３１のストローク内でプレッシャポート１５１とポンプポート１４２とが常時連通する。ただし、ピストン１３１のストローク中において、プレッシャポート１５１およびポンプポート１４２は互いに上下方向にずれた位置にある。
【００９９】
ピストン１３１には、センターホール１３４とハウジング１３３のドレインポート１４３とを連通させて、センターホール１３４内の圧油をタンクに戻すリターンポート１５２が設けられている。このリターンポート１５２の外側も、ピストン１３１の外周に形成された溝部分に開口している。ピストン１３１のストローク内でリターンポート１５２とドレインポート１４３とが常時連通する。ピストン１３１と駆動シャフト１２１との連結部１３９は、リターンポート１５２の反対側に対応した位置に設けられており、プレッシャポート１５１に対して軸方向の図中下方側にずれて位置している。
【０１００】
ピストン１３１には、図８の図中に点線で示すように、センターホール１３４と図中上方の第１油圧室１４７とを連通させる第１ピストンポート１５３およびセンターホール１３４と図中下方の第２油圧室１４８とを連通させる第２ピストンポート１５４が設けられている。第１ピストンポート１５３のセンターホール１３４側の開口部分は、プレッシャポート１５１の開口部分よりも図中下方に位置し、第２ピストンポート１５４のセンターホール１３４側の開口部分は、プレッシャポート１５１の開口部分よりも図中上方に位置している。
【０１０１】
センターホール１３４の下方側は、当接部材１５５がピストン１３１にＯリング１１０４を介して螺設するされること密閉されている。当接部材１５５を介してピストン１３１が閉塞部材１３８に当接している。この当接した位置がピストン１３１の最下位置になる。第２油圧室１４８内にあって、閉塞部材１３８と当接部材１５５との間にはコイルばね１５６が配置されている。コイルばね１５６は、ピストン１３１の図中上方側への移動をアシストする。
【０１０２】
パイロットスプール１３６は、略中央部分に第１、第２スプールランド１６１、１６２を備えている。パイロットスプール１３６の内部には、図中下方に開口したリターン流路１６３が設けられている。第１スプールランド１６１の図中上側の溝部分とリターン流路１６３とは連通し、第２スプールランド１６２の図中下側の溝部分とリターン流路１６３とが同様に連通している。リターン流路１６３の図中下側が開口しているため、リターン流路１６３、リターンポート１５２、ドレインポート１４３が連通している。
【０１０３】
パイロットスプール１３６は、仕切り部材１４４の筒部１４５を介してピストン１３１のセンターホール１３４内を図中上下に摺動可能となっている。パイロットスプール１３６の上端部分は、パイロット油圧室１４６内に配置された保持部材１６４に螺合保持されている。パイロット油圧室１４６内において、保持部材１６４は、コイルばね１６５によって図中上方に付勢されている。コイルばね１６５の付勢力に抗するパイロット圧が保持部材１６４に作用すると、パイロットスプール１３６は図中下方に移動する。またパイロット圧油がドレインされることにより、コイルばね１６５の付勢力によってパイロットスプール１３６は図中上方に移動する。
【０１０４】
つぎに図８を参照して油圧サーボ弁１３０の動きについて説明する。
【０１０５】
図８は、コイルばね１６５の付勢力を超えるパイロット圧が供給されることで、パイロットスプール１３６およびピストン１３１の両方が共に最下位置にある状態を示している。この状態のときには、パイロットスプール１３６の図中下端が当接部材１５５の図中上端に当接している。また当接部材１５５の図中下端は閉塞部材１３８に当接している。さらに、この位置ではパイロットスプール１３６の図中上側の第１スプールランド１６１が第２ピストンポート１５４から図中下方にずれており、第２ピストンポート１５４がリターン流路１６３を通してリターンポート１５２に連通し、第２油圧室１４８内の圧油がドレインされている。
【０１０６】
一方、図中下側の第２スプールランド１６２も第１ピストンポート１５３に対して図中下方にずれており、プレッシャポート１５１と第１ピストンポート１５３とが連通している。このため、プレッシャポート１５１および第１ピストンポート１５３を通して第１油圧室１４７に圧油が供給される。
【０１０７】
この図８に示す状態から、パイロット油圧室１４６内の圧油を戻して所定のパイロット圧まで下げると、パイロット圧に応じた力とコイルばね１６５のばね力とが釣り合う位置までパイロットスプール１３６が上昇する。これに伴い、図中上側の第１スプールランド１６１は、第２ピストンポート１５４の図中上方にずれる。このため第２ピストンポート１５４とプレッシャポート１５１とが連通し、第２油圧室１４８に圧油が供給される。
【０１０８】
この動作と同時に、図中下側の第２スプールランド１６２も第１ピストンポート１５３の図中上方にずれる。このため、第１ピストンポート１５３とリターン流路１６３とが連通し、第１油圧室１４７内にあった圧油の一部がドレインされる。これによりピストン１３１がパイロットスプール１３６に追従するようにして上昇する。ピストン１３１の上昇作動は、第１、第２スプールランド１６１、１６２によって第１、第２ピストンポート１５３、１５４が閉じられた時点で終了する。ピストン１３１は、パイロットスプール１３６の停止位置に応じた位置で同様に停止する。
【０１０９】
パイロット圧が完全に抜かれると、保持部材１６４の図中上端がパイロット油圧室１４６の図中天井面に当接した状態になるまでパイロットスプール１３６が上方に移動する。この移動に追従してピストン１３１が作動し、その上端が仕切り部材１４４に当接するまで上昇する。こうしてパイロットスプール１３６およびピストン１３１が共に最上位置まで移動すると、第２油圧室１４８内に圧油が充満した状態で第１、第２ピストンポート１５３、１５４がそれぞれ、第１、第２スプールランド１６１、１６２によって閉じられる。
【０１１０】
ピストン１３１を再度、図中下方の所定位置まで移動させる場合には、パイロット圧を供給してパイロットスプール１３６を所定位置まで下降させる。これにより再度、第２ピストンポート１５４がリターン流露１６３と連通し、第２油圧室１４８内の圧油の一部がドレインされ、ピストン１３１が下降する。この下降動作は、第１、第２スプールランド１６１、１６２によって第１、第２ピストンポート１５３、１５４が閉じられた時点で終了し、ピストン１３１はパイロットスプール１３６の停止位置に応じた位置で同様に停止する。
【０１１１】
以上のように、パイロット圧を低下させるに応じて、パイロットスプール１３６がピストン１３１に対して上昇し、その動きに追従してピストン１３１も上昇する。また、パイロット圧を上昇させるに応じて、パイロットスプール１３６がピストン１３１に対して下降し、その動きに追従してピストン１３１も下降する。
【０１１２】
図９は、エンジン１と可変ターボチャージャ９と油圧サーボ弁１３０を含む潤滑回路図である。
【０１１３】
この潤滑回路１７０では、オイルパン１８０内の潤滑油を油圧ポンプ１８１で汲み上げて、オイルクーラ１８２およびオイルフィルタ１８３を介してメインギャラリ１８４に供給する。メインギャラリ１８４に潤滑油が供給されることで、主に、エンジン１のクランクシャフト１８５およびカムシャフト１８６が潤滑される。
【０１１４】
潤滑回路１７０には、メインギャラリ１８４から分岐して、噴射装置側回路１７１と、伝達機構側回路１７２と、ロッカアーム側回路１７３と、過給機側回路１７４と、第１ドレイン側回路１７５とが設けられている。噴射装置側回路１７１は、燃料噴射装置１８７内のカム駆動部等を潤滑する。伝達機構側回路１７２は、タイミングギアを含む動力伝達機構１８８を潤滑する。ロッカアーム側回路１７３は、エンジン１のロッカアーム１８９を潤滑する。過給機側回路１７４は、可変ターボチャージャ７のシャフト９６を支持する軸受け部分を潤滑する。第１ドレイン回路１７５は、可変ターボチャージャ９および燃料噴射装置１８７から潤滑油をオイルパン８０に戻す。
【０１１５】
潤滑回路１７０とは別に、圧油供給回路１９０と、第２ドレイン回路１９１と、連通油路３１０が設けられている。圧油供給回路１９０は、潤滑油の一部を駆動圧油およびパイロット圧油として油圧サーボ弁１３０に供給するものである。第２ドレイン回路１９１は、油圧サーボ弁１３０のドレインポート１４３から圧油をオイルパン１８０に排出するものである。連通油路３１０は、油圧サーボ弁１３０と可変ターボチャージャ９とを連通する油路であり、油圧サーボ弁１３０の作動に用いられた圧油を、可変ターボチャージャ９に送り、可変ターボチャージャ９の各部を潤滑するものである。
【０１１６】
すなわち、メインギャラリ１８４の手前で、潤滑回路１７０は、圧油供給回路１９０に分岐している。圧油供給回路１９０の基端側には、ポンプ１９２が設けられている。圧油供給回路１９０の先端側は、ポンプポート１４２に連通する駆動圧回路１９３と、パイロットポート１４１に連通するパイロット圧回路１９４とに分岐されている。パイロット圧回路１９４には、ＥＰＣ弁２００が設けられている。
【０１１７】
ポンプ１９２によって油路内の圧油の圧力が昇圧されて、圧油が駆動圧回路１９３を介して油圧サーボ弁１３０のポンプポート１４２に供給される。またポンプ１９２によって油路内の圧油の圧力が昇圧されて、元圧としてＥＰＣ弁２００に供給される。ＥＰＣ弁２００は、元圧を電気指令に応じたパイロット圧に変換してパイロット圧油をパイロット圧回路１９４を介して油圧サーボ弁１３０のパイロットポート１４１に供給する。油圧サーボ弁１３０のドレインポート１４３からはドレイン回路１９１を介して圧油がオイルパン１８０に排出される。油圧サーボ弁１３０の作動に用いられた圧油は、連通油路３１０を介して可変ターボチャージャ９に送られ、可変ターボチャージャ９の各部が潤滑される。
【０１１８】
このように本実施例では、エンジン１の潤滑に使用されているエンジンオイルが、可変ターボチャージャ９の潤滑および油圧サーボ弁１３０の作動に用いられる。エンジンオイルは、一般的にエンジンの燃焼に伴い発生した鉄粉やスラッジやすすが多量に含有されており、一般の作動油と比較して汚染度が大きい。このため、一層、油圧サーボ弁１３０でシルティングが発生しやすくなっており、本実施例ではその対策として後述の制御が行なわれる。
【０１１９】
（第１実施例；可変ターボチャージャの油圧アクチュエータのシルティング防止制御）
以下、コントローラ６で行なわれるシルティング防止制御の処理について説明する。
【０１２０】
すなわち、コントローラ６では、油圧サーボ弁１３０が作動し、かつタービン７に導入される排気ガスの流速が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令を予め設定しておかれ、このシルティング防止用の電気指令をＥＰＣ弁２００に対して出力することにより、油圧サーボ弁１３０で発生するシルティングを防止するものである。
【０１２１】
図１０は、シルティング防止用の電気指令ｉｓの供給時間幅ｔと指令電流値の大きさｉｓ１を例示している。シルティング防止用の電気指令ｉｓは、供給時間幅ｔと指令電流値の大きさｉｓ１とによって特定されるステップ状の指令信号である。供給時間幅ｔと指令電流値の大きさｉｓ１は、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１は作動するものの、タービン７に導入される排気ガスの流速は変動しない値に予め設定されておかれる。
【０１２２】
コントローラ６は、図１１に示すフローチャートに従いシルティング防止用の電気指令ｉｓを出力する。
【０１２３】
すなわち、エンジン１が定常状態にあり、一定の時間Ｔの間、ＥＰＣ弁２００に加えられる制御電気指令ｉの変化がないか否かが判断される（ステップ４０１）。エンジン１の定常状態とは、たとえばエンジン１がローアイドル回転で回転している状態、あるいはエンジン１が定格点で稼動している状態など、エンジン回転調整用のスロットルが定位置にある状態をいう。エンジン１が定常状態のときには、ＥＰＣ弁２００に加えられる制御電気指令ｉの変化はなく（たとえば制御電気指令ｉが一定値）、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１の位置に変化はない。このような状態が長時間続くと、シルティングが発生しやすくなる。そこで、エンジン１が定常状態にあり、一定の時間Ｔの間、ＥＰＣ弁２００に加えられる制御電気指令ｉの変化がないと判断されると（ステップ４０１の判断ＹＥＳ）、シルティング防止用の電気指令ｉｓがＥＰＣ弁２００に対して出力される（ステップ４０２）。
【０１２４】
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、ＥＰＣ弁２００に加えられる電気指令ｉ、ＥＰＣ弁２００のスプールの変位、ＥＰＣ弁２００から出力されるパイロット圧、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１の変位（サーボ変位）、可変ターボチャージャ９のタービン７（シャフト９６）の回転数あるいはブースト圧の変動をタイムチャートで示している。
【０１２５】
図１３、図１４は比較例であり、図１３は従来の特許文献４に記載された発明を示す図で、図１４は従来の特許文献４に記載された装置構成に本発明の制御を適用したときの図である。図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、電磁弁に加えられる電気指令、電磁弁のスプールの変位、電磁弁から出力されるパイロット圧、油圧アクチュエータのスプールの変位、油圧ポンプの斜板位置あるいは冷却用ファンの回転数の変動をタイムチャートで示している。図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）も同様である。
【０１２６】
図１３に示すように、特許文献４に記載された発明は、電磁弁のスプールで発生するシルティングを防止することを目的としているため、シルティング防止用の電気指令ｉｓが出力されると電磁弁のスプールは変位するものの、電磁弁の出力パイロット圧は変化せず、油圧アクチュエータのスプールの変位、油圧ポンプの斜板位置あるいは冷却用ファンの回転数は何ら変動しない。したがって油圧アクチュエータで発生するシルティングを防止することはできない。
【０１２７】
図１４に示す比較例では、油圧アクチュエータのスプールを作動させることができるシルティング防止用の電気指令ｉｓが出力される。このため、シルティング防止用の電気指令ｉｓが出力されると電磁弁のスプールは変位し、電磁弁の出力パイロット圧が変化し、油圧アクチュエータのスプールが変位するものの、更に油圧ポンプの斜板位置あるいは冷却用ファンの回転数が変動してしまう。したがって油圧アクチュエータで発生するシルティングを防止することはできるものの、制御電気指令ｉが一定値（エンジン１が定常状態）で制御対象機器（油圧ポンプ、冷却用ファン）を変動させたくない場合であるにもかかわらず制御対象機器の制御量が変動してしまう。
【０１２８】
これは特許文献４の制御対象機器で扱う流体が圧油という非圧縮性流体であり応答が比較的早く、油圧アクチュエータの変位によって即座に制御対象機器が作動してしまうためである。
【０１２９】
これに対して本実施例では、図１２に示すように、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１が変化し、それに応じて可変ターボチャージャ９のノズルベーン１１７が作動したとしても、タービン７に導入される流速は変化せず、タービン回転数、ブースト圧の変動はみられない。つまり制御対象機器の制御量は変動せず通常の制御に影響を及ぼさない。これは制御対象機器（可変ターボチャージャ）で扱う流体が排気ガス（エア）という圧縮性流体であり、慣性が大きく応答が比較的遅く、ノズル部１１１の流路面積が変動したとしても即座にタービン７に導入される排気ガスの流速は変化しないからである。
【０１３０】
以上のように、本実施例によれば、可変ターボチャージャという排気ガス調整機器を制御対象とし、油圧サーボ弁１３０で発生するシルティングを防止するために、この油圧サーボ弁１３０を作動させ、かつ同排気ガス調整機器である可変ターボチャージャ９で調整される排気ガスの流速が変化しないような大きさのシルティング防止用の電気指令ｉｓをＥＰＣ弁２００に与えるように構成したので、通常の制御に影響を与えることなく、シルティング防止制御を行なうことができる。
【０１３１】
また、本実施例では、油圧サーボ弁１３０の作動に用いられた圧油が連通油路３１０を介して可変ターボチャージャ９に送られ可変ターボチャージャ９の各部を潤滑するように構成している。これにより油圧サーボ弁１３０でシルティング防止制御が行なわれエンジンオイル内の汚染物がかきだされ清浄になったエンジンオイルが可変ターボチャージャ９に供給されることになり、可変ターボチャージャ９の潤滑性能を向上させることができる。
【０１３２】
上述した実施例では、図４に示す構成のノズルベーン可変機構を想定している。しかし、図１５に示す構成のノズルベーン可変機構を備えた可変ターボチャージャ９に対して本発明を適用してもよい。
【０１３３】
図１５は、図４に対応する図で、図４と同じくノズルベーン１１７を作動させる機構５２０を示している。図４に示すノズル開度機構は、ノズルベーン１１７が取り付けられた壁をスライド作動させる機構１２０であったが、図１５に示すノズル開度調整機構は、ノズルベーン１１７を旋回作動させる機構５２０である。なお、ノズルベーン１１７を旋回作動させる機構５２０の構成の詳細は省略するが、その動作は、油圧サーボ弁１３０のピストン１３１の上下動に応じて、駆動シャフト１２１が回転し、それに応じてシャフト５１８が回転し、それに応じてノズルベーン１１７が旋回作動するというものである。ノズルベーン１１７は、一方の排気導入壁１１３と他方の排気導入壁１１４との間に摺動自在に配置されている。ノズルベーン１１７が旋回作動することによりノズル部１１１の開口面積が変更される。
【０１３４】
シャフト５１８とセンターハウジング９７との隙間５０１には、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがある。同様にノズルベーン１１７と一方の排気導入壁１１３との隙間５０２、ノズルベーン１１７と他方の排気導入壁１１４との隙間５０３には、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがある。この対策については後述する。
【０１３５】
また特許文献１に記載されているように、ユニゾン・リングの回転に応じてノズルベーンを開閉作動させる機構を備えた可変ターボチャージャに本発明を適用してもよい。
【０１３６】
また、上述した実施例では、可変ターボチャージャ９という排気ガス調整機器を作動させる油圧アクチュエータ（油圧サーボ弁１３０）で発生するシルティングを防止する場合を想定して説明した。しかし、可変ターボチャージャ９以外の排気ガス調整機器、たとえばＥＧＲバルブ５を作動させる油圧アクチュエータ１５で発生するシルティングを防止する場合に本発明を適用する実施も可能である。
【０１３７】
図１６は、ＥＧＲバルブ５の作動部材としてのバルブステム６０１を、電磁弁６２０、油圧アクチュエータ６３０を介して作動させる構成を示している。ここで電磁弁６２０、油圧アクチュエータ６４０は、図１の油圧アクチュエータ１５に対応するものである。
【０１３８】
すなわち、電磁弁６２０のソレノイド６２１に電気指令が与えられると、電磁弁６２０のスプール６２２が作動する。スプール６２２の作動に応じてパイロット圧油がパイロット油路６４０を介して油圧アクチュエータ６３０の油室６３１に供給される。油圧アクチュエータ６３０の油室６３１にパイロット圧油が供給されると、油圧アクチュエータ６３０のピストン６３２が作動する。ピストン６３２が作動すると、バルブスプリング６０２のばね力に抗してバルブステム６０１が変位し、ＥＧＲバルブ５はＥＧＲ通路４を開くように作動する。
【０１３９】
こうした構成のものに上述の実施例と同様に、コントローラ６で、油圧アクチュエータ６３０のピストン６３２が作動し、かつＥＧＲ通路４を通過する排気ガスの流量が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令ｉｓを予め設定しておき、コントローラ６から、シルティング防止用の電気指令ｉｓを電磁弁６２０のソレノイド６２１に対して出力する。これにより油圧アクチュエータ６３０で発生するシルティングを防止することができる。
【０１４０】
バルブステム６０１は、ＥＧＲ通路４を通過する排気ガスに晒されており、かつハウジング６０３のバルブガイド６０３ａに対して摺動自在に設けられている。このためバルブステム６０１とハウジング６０３のバルブガイド６０３ａとの隙間６０４には、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがある。この対策については後述する。
【０１４１】
以上の説明では、可変ターボチャージャ９、ＥＧＲバルブ５といった排気ガス調整機器を想定して説明したが、本発明としては、エンジン１の排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であれば、可変ターボチャージャ９やＥＧＲバルブ５以外の排気ガス調整機器にも適用することができる。
【０１４２】
さらに、本発明としては、制御対象機器は、排気ガス以外の流体であっても圧縮性の流体を扱うものであればよく、同様に本発明を適用することができる。すなわち、本発明の制御対象機器は、圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器であればよい。
【０１４３】
なお、本実施例では、油圧サーボ弁１３０とＥＰＣ弁２００を別々に設けているが、これらを一体とした油圧アクチュエータを構成して本発明を適用する可能である。また、ＥＰＣ弁２００自体を省略して、油圧アクチュエータに直接電気指令を与えるように構成してもよい。たとえば、図８に示す油圧サーボ弁１３０の保持部材１６４を駆動するソレノイドを油圧サーボ弁１３０に装着し、コントローラ６から出力される電気指令によってソレノイドを付勢することで、保持部材１６４を移動させるように構成してもよい。ただし、この場合、図８において、パイロット圧油が導入されるパイロット油圧室１４６が不要になるために、この室を大気と連通させたり、筒部１４５とピストン１３１との間をシールするＯリングを設けたり、ピストン１３１とパイロットスプール１３６との間をシールするＯリングを設けたりする必要がある。
【０１４４】
（第２実施例；可変ターボチャージャのシルティング防止制御）
前述したように第１実施例の可変ターボチャージャ９は、たとえば図４に示すごとく、可動リング１１５とタービンハウジング９２およびセンターハウジング９７との隙間３００あるいはノズルベーン１１７と凹部１１８の入口のガイド部材３０１との隙間３０２に、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがあるものであった。また、図１５に示す構成の可変ターボチャージャ９にあっても同様に、シャフト５１８とセンターハウジング９７との隙間５０１あるいはノズルベーン１１７と一方の排気導入壁１１３との隙間５０２、ノズルベーン１１７と他方の排気導入壁１１４との隙間５０３に、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがあるものであった。
【０１４５】
デポジットの堆積、つまりシルティングは、エンジン１が定常状態にあり長時間、ノズルベーン可変機構（図４のスライド機構１２０、図１５のスイング機構５２０）が動作していない場合に進行しやすい。このため、それら隙間に排気ガス中の汚染物あるいはエンジンオイル中の汚染物が堆積して、こじりといった作動不良を引き起こすおそれがある。
【０１４６】
そこで、本実施例は、こうした可変ターボチャージャ９で発生するシルティングによる作動不良を防止すべく、上述の第１実施例と同様の制御を可変ターボチャージャ９を対象として行なうものである。
【０１４７】
すなわち、コントローラ６では、可変ターボチャージャ９の作動部材であるノズルベーン１１７等が作動し、かつ排気ガスの流速が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令ｉｓを予め設定しておき、コントローラ６は、シルティング防止用の電気指令ｉｓをＥＰＣ弁２００に対して出力する。これにより可変ターボチャージャ９の作動部材であるスライドベーン１１７等で発生するシルティングが防止される。
【０１４８】
以上のように、本実施例によれば、第１実施例と同様に、制御電気指令ｉが一定値（エンジン１が定常状態）であって制御対象機器（可変ターボチャージャ９）の制御量（タービン回転数、ブースト圧）を変動させたくない場合に、その変動を引き起こすことなくシルティングを防止することができる。
【０１４９】
なお、前述の特許文献２記載のものでは、可変ターボチャージャという制御対象機器の作動部材としてのノズルに堆積したデポジットを焼き切ることでデポジットを除去するようにしていた。そのためには、低温の運転状態から高温の運転状態への切り替えが必要であった。しかしながら、本第２実施例の制御によれば、本来のエンジン１の運転の切り替えは必要ではなく、エンジン１の運転状態に多大な影響を及ぼすことはない。
【０１５０】
また特許文献１に記載されているように、ユニゾン・リングの回転に応じてノズルベーンを開閉作動させる機構を備えた可変ターボチャージャに本発明を適用してもよい。
【０１５１】
また、上述した実施例では、可変ターボチャージャ９という排気ガス調整機器で発生するシルティングを防止する場合を想定して説明した。
【０１５２】
しかし、可変ターボチャージャ９以外の排気ガス調整機器、たとえばＥＧＲバルブ５で発生するシルティングを防止する場合に本発明を適用する実施も可能である。
【０１５３】
上述したごとく、たとえば図１６に示す構成のＥＧＲバルブ５にあっては、バルブステム６０１は、ＥＧＲ通路４を通過する排気ガスに晒されており、かつハウジング６０３のバルブガイド６０３ａに対して摺動自在に設けられている。このためバルブステム６０１とハウジング６０３との隙間６０４には、排気ガス中に含まれるすすやカーボンによるデポジットが堆積するおそれがあり、エンジン１が定常状態にあって長期間バルブステム６０１が作動しないと、シルティングが発生しやすく、こじりといった作動不良を引き起こすおそれがある。
【０１５４】
そこで、こうした構成のものに上述の実施例と同様に、コントローラ６で、ＥＧＲバルブ５のバルブステム６０１が作動し、かつＥＧＲ通路４を通過する排気ガスの流量が変動しない範囲の大きさのシルティング防止用の電気指令ｉｓを予め設定しておき、コントローラ６から、シルティング防止用の電気指令ｉｓを電磁弁６２０のソレノイド６２１に対して出力する。これによりＥＧＲバルブ５で発生するシルティングを防止することができる。
【０１５５】
ここで、前述の特許文献３記載のものでは、ＥＧＲバルブの作動部材としてのバルブステムに付着したカーボンを除去するために、バルブステムの周囲に、カーボン拭き取り用の金属繊維を設けたり、カーボン付着防止用の冷却・潤滑手段を設けたり、カーボン削り落とし用のスクレーパを設けたりしなければならなかった。しかしながら、本第２実施例によれば、こうした構成は不要となるため、部品点数増加や、場積がかさむという問題を回避することができる。
【０１５６】
以上の第２実施例の説明では、可変ターボチャージャ９、ＥＧＲバルブ５といった排気ガス調整機器を想定して説明したが、本発明としては、エンジン１の排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であれば、可変ターボチャージャ９やＥＧＲバルブ５以外の排気ガス調整機器にも適用することができる。
【０１５７】
さらに、第２実施例に関しても、制御対象機器は、排気ガス以外の流体であっても圧縮性の流体を扱うものであればよく、同様に本発明を適用することができる。すなわち、本発明の制御対象機器は、圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器であればよい。
【０１５８】
なお、第２実施例の説明では第１実施例と同様に、油圧アクチュエータによって可変ターボチャージャ９等の圧縮性流体調整機器で発生するシルティングを防止する場合を想定して説明したが、第２実施例に関しては、圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させるアクチュエータとしては、油圧以外の駆動源、電動、空圧などによって駆動されるものであってもよい。たとえば電動アクチュエータによって可変ターボチャージャ９等の圧縮性流体調整機器で発生するシルティングを防止する場合に本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本実施例は、建設機械に搭載された機器を想定しているが、もちろんトラックを含む自動車にも適用することができる。また本発明は車両に搭載された機器に限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】図１は、実施形態のエンジンの制御装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、可変ターボチャージャの作動部材であるノズルベーンを作動させる油圧アクチュエータである油圧サーボ弁と、電気指令に応じて油圧サーボ弁に対して制御圧油を出力する電磁弁であるＥＰＣ弁の構成を示すブロック図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、可変ターボチャージャと、油圧サーボ弁の外観を示す斜視図である。
【図４】図４は、油圧サーボ弁が装着された可変ターボチャージャの断面図である。
【図５】図５は、実施例の可変ターボチャージャのスライド機構を示した図である。
【図６】図６は、実施例の可変ターボチャージャのスライド機構を示した図である。
【図７】図７は、油圧サーボ弁とアームとの連結機構を示す図である。
【図８】図８は、油圧サーボ弁の縦断面図である。
【図９】図９は、エンジンと可変ターボチャージャと油圧サーボ弁を含む潤滑回路図である。
【図１０】図１０は、シルティング防止用の電気指令の供給時間幅と指令電流値の大きさを例示した図である。
【図１１】図１１は、シルティング防止用の電気指令を出力する処理のフローチャートである。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、ＥＰＣ弁に加えられる電気指令、ＥＰＣ弁のスプールの変位、ＥＰＣ弁から出力されるパイロット圧、油圧サーボ弁のピストンの変位（サーボ変位）、可変ターボチャージャのタービン（シャフト）の回転数あるいはブースト圧の変動を示したタイムチャートである。
【図１３】図１３は比較例で、従来の特許文献４に記載された発明を示す図で、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、電磁弁に加えられる電気指令、電磁弁のスプールの変位、電磁弁から出力されるパイロット圧、油圧アクチュエータのスプールの変位、油圧ポンプの斜板位置あるいは冷却用ファンの回転数の変動を示したタイムチャートである。
【図１４】図１４は比較例で、従来の特許文献４に記載された装置構成に本発明の制御を適用したときの図で、図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、電磁弁に加えられる電気指令、電磁弁のスプールの変位、電磁弁から出力されるパイロット圧、油圧アクチュエータのスプールの変位、油圧ポンプの斜板位置あるいは冷却用ファンの回転数の変動を示したタイムチャートである。
【図１５】図１５は、図４に対応する図で、他の構成例のノズルベーン可変機構を備えた可変ターボチャージャの断面図である。
【図１６】図１６は、ＥＧＲバルブの構成例を示した図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１ エンジン、 ２ 排気通路、３ 吸気通路、５ ＥＧＲバルブ、６ コントローラ、 ９ 可変ターボチャージャ、１５ 油圧アクチュエータ、１１７ ノズルベーン、１２０ スライド機構、１３０ 油圧サーボ弁、２００ ＥＰＣ弁（電磁弁）、５２０ スイング機構、６０１ バルブステム、６２０ 電磁弁、６３０ 油圧アクチュエータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器と、電気指令に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させる油圧アクチュエータとが備えられ、
前記油圧アクチュエータが作動し、かつ前記圧縮性流体の流速または流量が変動しない範囲の大きさの電気指令を予め設定しておき、
当該電気指令を前記油圧アクチュエータに対して出力すること
を特徴とするシルティング防止制御装置。
【請求項２】
前記油圧アクチュエータは、
制御圧油に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させる油圧アクチュエータと、
電気指令に応じて前記油圧アクチュエータに対して制御圧油を出力する電磁弁と
で構成されること
を特徴とする請求項１記載のシルティング防止制御装置。
【請求項３】
前記圧縮性流体調整機器は、エンジンの排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であること
を特徴とする請求項１記載のシルティング防止制御装置。
【請求項４】
排気ガス調整機器は、タービンに導入されるエンジンの排気ガスの流速が調整される可変ターボチャージャであって、
この可変ターボチャージャを潤滑するための油路と、前記油圧アクチュエータを作動させるための油路とが連通していること
を特徴とする請求項３載のシルティング防止制御装置。
【請求項５】
前記油圧アクチュエータを作動させるための圧油は、エンジンオイルであること
を特徴とする請求項１ないし４記載のシルティング防止制御装置。
【請求項６】
圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器と、電気指令に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させるアクチュエータとが備えられ、
前記圧縮性流体調整機器の作動部材が作動し、かつ前記圧縮性流体の流速または流量が変動しない範囲の大きさの電気指令を予め設定しておき、
当該電気指令を前記アクチュエータに対して出力すること
を特徴とするシルティング防止制御装置。
【請求項７】
前記圧縮性流体調整機器は、エンジンの排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であること
を特徴とする請求項６記載のシルティング防止制御装置。
【請求項８】
前記排気ガス調整機器は、タービンに導入されるエンジンの排気ガスの流速が調整される可変ターボチャージャであること
を特徴とする請求項７記載のシルティング防止制御装置。
【請求項９】
前記排気ガス調整機器は、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する通路上に設けられて、エンジンの排気通路内の排気ガスをその流量を調整してエンジンの吸気通路に導入するＥＧＲバルブであること
を特徴とする請求項７記載のシルティング防止制御装置。
【請求項１０】
圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器と、電気指令に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させる油圧アクチュエータとが備えられた装置に適用される方法であって、
前記油圧アクチュエータが作動し、かつ前記圧縮性流体の流速または流量が変動しない範囲の大きさの電気指令を予め設定しておき、
一定の時間の間、前記油圧アクチュエータに与えられる制御電気指令の変化がないと判断されると、前記シルティング防止用の電気指令を前記油圧アクチュエータに対して出力すること
を特徴とするシルティング防止制御方法。
【請求項１】
圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器と、電気指令に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させる油圧アクチュエータとが備えられ、
前記油圧アクチュエータが作動し、かつ前記圧縮性流体の流速または流量が変動しない範囲の大きさの電気指令を予め設定しておき、
当該電気指令を前記油圧アクチュエータに対して出力すること
を特徴とするシルティング防止制御装置。
【請求項２】
前記油圧アクチュエータは、
制御圧油に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させる油圧アクチュエータと、
電気指令に応じて前記油圧アクチュエータに対して制御圧油を出力する電磁弁と
で構成されること
を特徴とする請求項１記載のシルティング防止制御装置。
【請求項３】
前記圧縮性流体調整機器は、エンジンの排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であること
を特徴とする請求項１記載のシルティング防止制御装置。
【請求項４】
排気ガス調整機器は、タービンに導入されるエンジンの排気ガスの流速が調整される可変ターボチャージャであって、
この可変ターボチャージャを潤滑するための油路と、前記油圧アクチュエータを作動させるための油路とが連通していること
を特徴とする請求項３載のシルティング防止制御装置。
【請求項５】
前記油圧アクチュエータを作動させるための圧油は、エンジンオイルであること
を特徴とする請求項１ないし４記載のシルティング防止制御装置。
【請求項６】
圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器と、電気指令に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させるアクチュエータとが備えられ、
前記圧縮性流体調整機器の作動部材が作動し、かつ前記圧縮性流体の流速または流量が変動しない範囲の大きさの電気指令を予め設定しておき、
当該電気指令を前記アクチュエータに対して出力すること
を特徴とするシルティング防止制御装置。
【請求項７】
前記圧縮性流体調整機器は、エンジンの排気ガスの通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該排気ガスの流れが調整される排気ガス調整機器であること
を特徴とする請求項６記載のシルティング防止制御装置。
【請求項８】
前記排気ガス調整機器は、タービンに導入されるエンジンの排気ガスの流速が調整される可変ターボチャージャであること
を特徴とする請求項７記載のシルティング防止制御装置。
【請求項９】
前記排気ガス調整機器は、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する通路上に設けられて、エンジンの排気通路内の排気ガスをその流量を調整してエンジンの吸気通路に導入するＥＧＲバルブであること
を特徴とする請求項７記載のシルティング防止制御装置。
【請求項１０】
圧縮性流体の通路に設けられた作動部材を作動させることにより当該圧縮性流体の流れが調整される圧縮性流体調整機器と、電気指令に応じて前記圧縮性流体調整機器の作動部材を作動させる油圧アクチュエータとが備えられた装置に適用される方法であって、
前記油圧アクチュエータが作動し、かつ前記圧縮性流体の流速または流量が変動しない範囲の大きさの電気指令を予め設定しておき、
一定の時間の間、前記油圧アクチュエータに与えられる制御電気指令の変化がないと判断されると、前記シルティング防止用の電気指令を前記油圧アクチュエータに対して出力すること
を特徴とするシルティング防止制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−１３３９２４（Ｐ２００８−１３３９２４Ａ）
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２１７１７（Ｐ２００６−３２１７１７）
【出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
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