特許 6030811 圧縮エアコンプレッサ再循環バルブシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6030811

(24)【登録日】2016年10月28日

(45)【発行日】2016年11月24日

(54)【発明の名称】圧縮エアコンプレッサ再循環バルブシステム

(51)【国際特許分類】

   F02B 33/00 20060101AFI20161114BHJP

   F02B 33/44 20060101ALI20161114BHJP

【ＦＩ】

   F02B33/00 E

   F02B33/44 H

   F02B33/44 J

【請求項の数】15

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-519678(P2016-519678)

(86)(22)【出願日】2014年6月13日

(65)【公表番号】特表2016-522352(P2016-522352A)

(43)【公表日】2016年7月28日

(86)【国際出願番号】US2014042309

(87)【国際公開番号】WO2014201357

(87)【国際公開日】20141218

【審査請求日】2016年7月8日

(31)【優先権主張番号】61/834,539

(32)【優先日】2013年6月13日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】512309299

【氏名又は名称】デイコ アイピー ホールディングス，エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】ＤＡＹＣＯ ＩＰ ＨＯＬＤＩＮＧＳ，ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】デイヴ・フレッチャー

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン・エム・グレイチェン

(72)【発明者】

【氏名】キース・ハンプトン

(72)【発明者】

【氏名】マット・ギルマー

(72)【発明者】

【氏名】ジェームズ・エイチ・ミラー

(72)【発明者】

【氏名】スティーヴ・ロング

【審査官】 津田 健嗣

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３０１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５００７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２７６６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３３２６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−３２３１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−１９５７９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ３３／００

Ｆ０２Ｂ ３３／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンシステムであって、
エンジンに対して接続されていて、吸気マニホールドに対してエアを供給する、コンプレッサと；
前記コンプレッサから前記吸気マニホールドへのエアの供給を制御するためのスロットルと；
真空リザーバと；
前記コンプレッサの下流側に対して流体連通した動力部分と、前記コンプレッサの上流側に対して流体連通した排出部分と、を有したアスピレータであるとともに、このアスピレータの吸引ポートが、前記真空リザーバに対して流体連通している、アスピレータと；
前記コンプレッサからの下流側エアに対しておよび前記真空リザーバに対して流体連通した圧縮エア制御チャンバを有したコンプレッサ再循環バルブと；
前記コンプレッサ再循環バルブの前記圧縮エア制御チャンバの、前記コンプレッサの下流側エアに対してのおよび前記真空リザーバに対しての流体連通を制御するためのゲートバルブと；
抽気バルブを有した抽気ラインであるとともに、前記真空リザーバと、前記コンプレッサ再循環バルブの前記圧縮エア制御チャンバと、に対して流体連通した抽気ラインと；
を具備している、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項2】

請求項１記載のエンジンシステムにおいて、
前記コンプレッサが、前記エンジンに対して接続されたターボチャージャーの一部とされている、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項3】

請求項１記載のエンジンシステムにおいて、
前記真空リザーバが、真空引きリミットバルブを有している、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項4】

請求項１記載のエンジンシステムにおいて、
さらに、前記アスピレータの前記吸引ポートと前記真空リザーバとの間に一方向バルブを具備している、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項5】

請求項１記載のエンジンシステムにおいて、
前記ゲートバルブが、前記スロットルの上流側において前記吸気マニホールドへと流入するエアに対して流体連通した圧縮エア制御チャンバを有している、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項6】

請求項１記載のエンジンシステムにおいて、
さらに、前記抽気バルブと前記ゲートバルブとの間に一方向バルブを具備し、
前記抽気ラインが、前記コンプレッサの上流側においてエア誘導システムに対して流体連通している、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項7】

請求項１記載のエンジンシステムにおいて、
前記スロットルを開放しつつブーストを有した状態で、前記アスピレータが、前記真空リザーバを真空引きし、前記ゲートバルブが、第１開放位置へと駆動され、これにより、前記コンプレッサ再循環バルブの前記圧縮エア制御チャンバが、前記コンプレッサからの下流側エアに対して流体連通され、これにより、前記コンプレッサ再循環バルブが閉塞される、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項8】

請求項７記載のエンジンシステムにおいて、
前記スロットルが閉塞されたときには、前記ゲートバルブが、前記第１開放位置から第２開放位置へとスイッチングされ、これにより、前記コンプレッサ再循環バルブの前記圧縮エア制御チャンバが、前記真空リザーバに対して流体連通され、これにより、前記真空リザーバの圧力に応答して、前記コンプレッサ再循環バルブを開放する、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項9】

請求項８記載のエンジンシステムにおいて、
前記第２開放位置においては、前記真空リザーバが、前記抽気ラインに対して流体連通され、前記抽気バルブを通して流体が抽気され、これにより、前記真空リザーバの圧力が消費され、これにより、前記コンプレッサ再循環バルブを、閉塞位置へと復帰させることができる、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項10】

請求項９記載のエンジンシステムにおいて、
前記抽気ラインが、前記コンプレッサの上流側においてエア誘導システムに対して流体連通され、
前記抽気バルブを通して抽気されつつ、前記コンプレッサの第１端部から流体が抽気される、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項11】

請求項１記載のエンジンシステムにおいて、
前記エンジンが、天然ガスエンジンとされている、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項12】

エンジンシステムにおいてブースト時のサージを自動的に最小化するための方法であって、
請求項１に記載されたエンジンシステムを準備し；
ブーストを有した条件でエンジンを駆動し；
この場合、前記アスピレータによって前記真空リザーバを真空引きし、前記ゲートバルブを第１開放位置へと駆動し、これにより、前記コンプレッサ再循環バルブの前記圧縮エア制御チャンバを、前記コンプレッサからの下流側エアに対して流体連通させ、これにより、前記コンプレッサ再循環バルブが閉塞する、
ことを特徴とする方法。

【請求項13】

請求項１２記載の方法において、
さらに、前記スロットルを閉塞し、
前記ゲートバルブを、前記第１開放位置から第２開放位置へとスイッチングし、これにより、前記コンプレッサ再循環バルブの前記圧縮エア制御チャンバを、前記真空リザーバに対して流体連通させ、これにより、前記真空リザーバの圧力に応答して、前記コンプレッサ再循環バルブを開放する、
ことを特徴とする方法。

【請求項14】

請求項１３記載の方法において、
前記ゲートバルブが前記第２開放位置とされた状態で、前記真空リザーバを、前記抽気ラインに対して流体連通させ、前記抽気バルブを通して流体を抽気し、これにより、前記真空リザーバの圧力を消費させ、これにより、前記コンプレッサ再循環バルブを、閉塞位置へと復帰可能とする、
ことを特徴とする方法。

【請求項15】

請求項１４記載の方法において、
前記抽気ラインを、前記コンプレッサの上流側においてエア誘導システムに対して流体連通させ、
前記抽気バルブを通して抽気するのと同時に、前記コンプレッサの第１端部から流体を抽気する、
ことを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０１３年６月１３日付けで出願された米国特許予備出願第６１／８３４，５３９号明細書の優先権を主張するものである。この文献の記載内容は、参考のためここに組み込まれる。

【0002】

本出願は、コンプレッサ再循環バルブ（compressor recirculation valves,“ＣＲＶ”）に関するものであり、より詳細には、システム内において使用されて、コンプレッサまわりにおけるターボチャージャーコンプレッサ出口エアからコンプレッサ入口へと戻る再循環を制御し、これにより、サージを最小化するための、そのようなバルブに関するものである。

【背景技術】

【0003】

手頃な価格の天然ガスの出現は、路上走行車エンジンのメーカーによって受け入れられ、従来のディーゼル燃料エンジンに適用されて、天然ガスによって動作するものとされる。そのためには、流入エアストリーム内へのスロットルの追加を含めて、いくつかの変更点を必要とする。スロットルが迅速に閉塞されたときには、状況コールサージを開始することができる。ターボチャージャーがサージ状態とされたときには、なおも排出ガスフローからパワーが吸収されるものの、もはや取込チャージを効率的に圧縮することができない。スロットル閉塞移行においては、この圧縮損失により、ターボチャージャーが加速され、これと同時に、エンジン内へのエア流量が減少する。数分の一秒で、ターボチャージャーに対して利用可能な排出パワーが、急激に減少し、ターボチャージャーの戻りを遅くさせ、これにより、圧縮圧力が増加する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】２０１４年６月３日付けで出願された米国特許出願第１４／２９４，７２７号明細書

【特許文献2】２０１４年１月１日付けで出願された米国特許出願第１４／１５４，２６８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この不安定な動作は、いくつかの振動に関して起こり得る。これにより、車両に振動が発生し、エンジンからのトルク出力が変化してしまう。よって、天然ガスを燃料としたエンジンにおいて移行的スロットル閉塞期間の際にターボチャージャーの動作を制御し得るように、改良することが要望されている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一見地においては、エンジンシステムは、ＣＲＶおよびゲートバルブを観測して駆動するための外部制御システムを必要とすることなく、ブースト時のサージを最小化するものとして説明される。２つのバルブは、エンジンシステム内の圧力変動に応じて純粋に動作する。これにより、それ自体をリセットするループを形成する。

【0007】

このエンジンシステムは、エンジンに対して接続されていて、吸気マニホールドに対してエアを供給する、コンプレッサと；コンプレッサから吸気マニホールドへのエアの供給を制御するためのスロットルと；真空リザーバと；コンプレッサの下流側に対して流体連通した動力部分と、コンプレッサの上流側に対して流体連通した排出部分と、を有したアスピレータであるとともに、このアスピレータの吸引ポートが、真空リザーバに対して流体連通している、アスピレータと；コンプレッサからの下流側エアに対しておよび真空リザーバに対して流体連通した圧縮エア制御チャンバを有したコンプレッサ再循環バルブと；コンプレッサ再循環バルブの圧縮エア制御チャンバの、コンプレッサの下流側エアに対してのおよび真空リザーバに対しての流体連通を制御するためのゲートバルブと；抽気バルブを有した抽気ラインであるとともに、真空リザーバと、コンプレッサ再循環バルブの圧縮エア制御チャンバと、に対して流体連通した抽気ラインと；を具備している。

【0008】

エンジンシステムは、スロットルを開放しつつブーストを有した状態においては、以下のように動作する。アスピレータが、真空リザーバを真空引きし、ゲートバルブが、第１開放位置へと駆動され、これにより、コンプレッサ再循環バルブの圧縮エア制御チャンバが、コンプレッサからの下流側エアに対して流体連通され、これにより、コンプレッサ再循環バルブが閉塞される。その後、スロットルが閉塞されたときには、ゲートバルブが、第１開放位置から第２開放位置へとスイッチングされ、これにより、コンプレッサ再循環バルブの圧縮エア制御チャンバが、真空リザーバに対して流体連通され、これにより、真空リザーバの圧力に応答して、コンプレッサ再循環バルブを開放する。第２開放位置においては、真空リザーバが、抽気ラインに対して流体連通され、抽気バルブを通して流体が抽気され、これにより、真空リザーバの圧力が消費され、これにより、コンプレッサ再循環バルブを、閉塞位置へと復帰させることができる。

【0009】

他の見地においては、上記のエンジンシステムにおいて、ブースト時のサージを自動的に最小化するための方法が開示される。この方法においては、上記のようなエンジンシステムを準備し；ブーストを有した条件でエンジンを駆動し；この場合、アスピレータによって真空リザーバを真空引きし、ゲートバルブを第１開放位置へと駆動し、これにより、コンプレッサ再循環バルブの圧縮エア制御チャンバを、コンプレッサからの下流側エアに対して流体連通させ、これにより、コンプレッサ再循環バルブが閉塞する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】圧力ブーストを検出するコンプレッサ再循環バルブ（ＣＲＶ）を備えたシステム構成を概略的に示す図である。

【図2】スナップアクチュエータゲートバルブを、ゲート部材を通してのコンジットの長手方向軸線に直交して示す断面図であって、バルブは、第１コンジットに対して位置合わせされた第１開放位置で示されている。

【図3】図２のスナップアクチュエータゲートバルブを示す断面図であって、バルブは、第２コンジットに対して位置合わせされた第２開放位置で示されている。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下の詳細な説明は、本発明の一般的な原理を例示しており、本発明の例は、添付図面に図示されている。添付図面においては、同一の構成部材あるいは同様の構成部材には、同じ参照符号が付されている。

【0012】

本明細書においては、「流体」という用語は、任意の液体や、任意の懸濁液や、任意のコロイドや、任意のガスや、任意のプラズマや、これらの組合せ、を意味している。

【0013】

図１は、例えば天然ガスエンジンシステムといったようなエンジンシステムの少なくとも一部を、符号１０によって全体的に示している。エンジンシステム１０は、ＣＲＶ１２を備えており、このＣＲＶ１２は、エンジンシステム内の複数の構成部材からなる独自アセンブリによって制御される。エンジンシステム１０は、コンプレッサ２０を備えている。コンプレッサ２０は、エンジンマニホールド２２に対して流体連通している。エンジンシステム１０は、さらに、マニホールド２２とコンプレッサ２０との間の流体ストリーム内に配置されたスロットル制御部材２４を備えている。ブーストデバイスがターボチャージャーである実施形態においては、コンプレッサ２０は、エンジンシステム１０のエンジン排気系内のタービン（図示せず）に対して接続することができ、そのタービンによって駆動されることができる。ＣＲＶ１２を駆動するアセンブリは、第１アスピレータ１４と、真空リザーバ１６と、真空引きリミットバルブ１８と、コンプレッサ２０とＣＲＶ１２との間の流体連通および真空リザーバ１６とＣＲＶ１２との間の流体連通を制御するゲートバルブ１９と、コンプレッサ２０の上流側から延出された抽気ライン５２と、を備えている。エンジンシステム１０は、コンジット３６を備えている。コンジット３６は、ゲートバルブ１９内の制御チャンバを、マニホールド２２とスロットル制御部材２４との間の位置においてマニホールド２２の基端側における流体ストリームに対して接続する。これは、スロットル２４の下流側におけるマニホールド２２に対しての流体連通として記述することができる。エンジンシステム１０は、さらに、限定するものではないけれども、例えば一方向バルブ３０，３２といったような１つまたは複数のバルブを備えることができる。コンジットは、特定のタイプの材料や特定のタイプの接続態様に限定されるものではなく、剛直なものやフレキシブルなものを含めてチューブやホースやパイプ等を有するものとして理解されたい。

【0014】

アスピレータ１４は、真空圧力を生成するためのものであって、コンプレッサ２０がブーストを行っている際にはアスピレータ１４が真空を生成するようにして、コンプレッサ２０の第１端部２６と第２端部２８との間にわたって流体連通可能に接続されている。図１に示すように、アスピレータ１４は、コンプレッサ２０の第２端部２８の下流側に対して流体連通可能に接続されている。これにより、コンプレッサから導出される圧縮エアは、コンジット５６を介してアスピレータ１４内に動力流Ｍを提供するとともに、排気流Ｄが、コンジット５４を介して、コンプレッサ２０の第１端部２６の上流側に排出される。アスピレータ１４は、限定するものではないけれども、特許文献１に記載された構成のものとすることができる。この文献の記載内容は、参考のためここに組み込まれる。アスピレータ１４の吸引ポート１５は、真空リザーバ１６に対して流体連通されており、吸引ポート１５と真空リザーバ１６との間の流体ストリーム内に一方向バルブ３０を有している。これにより、アスピレータ１４を通しての動力流の結果として、真空リザーバ１６の真空引きを制御することができる。真空リザーバ１６は、真空引きリミットバルブ１８を有している。これにより、真空リザーバ内に生成される真空引きの程度を制限することができる。真空リザーバ１６は、ゲートバルブ１９に対して接続されている、とりわけ、コンジット６０によって第２入口ポート４０に対して接続されている。

【0015】

ＣＲＶ１２は、圧縮エア制御チャンバと、図２，３におけるものと同様の構成とされたスプリング（図示せず）と、を備えることができる。しかしながら、ＣＲＶ１２は、バイパス６６を開閉するための、ゲートバルブや、ポペットバルブや、バタフライバルブや、他の公知のバルブ構成、とすることができる。図１においては、ＣＲＶ１２は、入口ポート６２と、出口ポート６４と、を備えている。入口ポート６２および出口ポート６４は、ＣＲＶ１２のバルブ部分が開状態とされたときには、互いに流体連通し、これにより、圧縮エアは、バイパス６６を通して流れることができ、コンプレッサ２０の上流側へと戻ることができる。ＣＲＶ１２のバルブ部分の移動は、スプリングによって、および、圧縮エア制御チャンバに対して導出入される圧力によって、制御される。圧縮エア制御チャンバの制御ポート１３は、コンプレッサからの下流向きエアに対して流体連通しているとともに、真空リザーバ１６に対して流体連通している。しかしながら、これら２つは、ゲートバルブ１９によって制御される。

【0016】

ゲートバルブ１９は、圧縮エア制御チャンバ１０３（図２，３参照）を備えている。圧縮エア制御チャンバ１０３は、制御ポート４２（図１）を有しており、この制御ポート４２は、コンジット３６によってスロットルの下流側の吸気マニホールド圧力に対して接続されている。コンジット３６は、圧力「検出」ラインと称することができる。なぜなら、コンジット３６内の圧力が減少したときには、特にスロットルが閉塞状態とされた後には、この圧力減少が「検出」されるからである。この場合、ゲートバルブ１９は、自動的に、第１開放状態１４０（図２）から第２開放状態１４２（図３）へとスイッチングされる。

【0017】

再度図１に示すように、ゲートバルブ１９のゲート部分１９’は、このゲート部分１９’から延出された第１入口ポート４６と、反対サイドにおいてこのゲート部分１９’から延出された第１出口ポート４８と、を有している。第１入口ポート４６および第１出口ポート４８は、互いに流体連通するように位置合わせされている。第１入口ポート４６と第１出口ポート４８との間の流体連通は、ゲートバルブ１９によって制御される。ゲートバルブ１９は、ゲート機構を備えている。このゲート機構は、第１入口ポート４６から第１出口ポート４８へと流体を流し得るように移動可能である。これは、ゲート機構内の図２に示す通路１２９を、第１入口ポート４６に対して位置合わせすることによって、あるいは、第１入口ポート４６を閉塞しない位置へとゲート機構を移動させることによって、行うことができる。ゲート部分１９’は、さらに、このゲート部分１９’から延出された第２入口ポート４０と、反対サイドにおいてこのゲート部分１９’から延出された第２出口ポート５０と、を有している。第２入口ポート４０および第２出口ポート５０は、互いに流体連通するように位置合わせされている。第２入口ポート４０と第２出口ポート５０との間の流体連通は、第１入口ポート４６に関して上述したのと同様にして、ゲートバルブ１９によって制御される。

【0018】

ゲートバルブ１９は、さらに、閉塞機構すなわちアクチュエータ１０４（図２，３参照）を備えている。この閉塞機構は、第１入口ポート４６から第１出口ポート４８への流体の流れを制御するとともに、第２入口ポート４０から第２出口ポート５０への流体の流れを制御する。図１においては、第１出口ポート４８は、ＣＲＶ１２の圧縮エア制御チャンバの制御ポート１３に対して流体流通している。よって、バルブ機構１２０が、図２に示す第１開放状態１４０とされたときには、圧縮エアが、ＣＲＶ１２の圧縮エア制御チャンバに対して流体連通する。図１に示すように、第２出口ポート５０も、また、ＣＲＶ１２の圧縮エア制御チャンバの制御ポート１３に対して流体流通している。よって、バルブ機構１２０が、図３に示す第２開放状態１４２とされたときには、真空リザーバ１６が、ＣＲＶ１２の圧縮エア制御チャンバに対して流体連通し、これにより、圧縮エア制御チャンバ内の圧力を減少させることができる。したがって、第１出口ポート４８および第２出口ポート５０の双方が、制御ポート１３に対して接続されており、ひいては、ＣＲＶ１２の圧縮エア制御チャンバに対して接続されており、これにより、ＣＲＶ１２の圧縮エア制御チャンバに対して流体連通していて、ＣＲＶ１２のバルブ部分の開閉に影響を与えることができる。

【0019】

図１に示すように、抽気バルブ３４が設けられた抽気ライン５２は、ゲートバルブ１９の第１出口ポート４８および第２出口ポート５０からＣＲＶ１２の制御ポート１３へと流れる流体ストリームに対しての第１ジャンクションと、エア誘導システム３８に対しての第２ジャンクションと、を備えている。抽気ライン５２は、第１ジャンクションと抽気バルブ３４との間に配置された第２一方向バルブ３２を備えている。

【0020】

ここで、図２，３を参照すると、ゲートバルブ１９は、一実施形態においては、スナップアクチュエータゲートバルブ１００とすることができる。スナップアクチュエータゲートバルブ１００は、コンテナ部分１３０と、このコンテナ部分１３０に対して密封的に連結されていて内部チャンバ１０３を規定しているキャップ１３２と、を備えている。内部チャンバ１０３に対して流体連通した制御ポート４２（図１）が設けられている。内部チャンバ１０３内には、アクチュエータ１０４が収容されている。アクチュエータ１０４は、ピストン１１０を備えている。ピストン１１０は、バルブ機構１２０に対して接続可能なステム１１４を有している。ステム１１４は、バルブ機構１２０側に位置した基端部１５２（連結端部と称することができる）と、バルブ機構１２０から離間した先端部１５４（図２に図示されている）と、を有している。この実施形態においては、バルブ機構１２０は、ポケット１２６を備えている。ポケット１２６内には、ゲート部材１２８が収容されている。ゲート部材１２８を貫通して、通路１２９が設けられている。ポケット１２６は、第１入口ポート４６によって第１コンジット５８に対して接続されているとともに、第２入口ポート４０によって第２コンジット６０に対して接続されている。第１コンジット５８の反対側においては、ゲートバルブ１９は、ＣＲＶ１２の制御部分１３に対して接続されている。第２コンジット６０の反対側においては、抽気ライン５２が、ＣＲＶ１２の制御部分１３に対して接続されている。

【0021】

なおも図２，３を参照すると、ゲート部材１２８は、レールシステム１６０によってピストン１１０に対して接続されている。レールシステム１６０は、流体流れの方向においてのおよび流体流れに応答してのゲート部材１２８のスライド移動を提供し、これにより、ポケット１２６に対してのシールを形成する。レールシステム１６０は、ステム１１４の基端部１５２の近傍に、ガイドレール１６２を有している。ガイドレール１６２は、このガイドレール１６２の両サイドに、軌道グルーブ１６４を有している。ゲート部材１２８は、スライダ１６６を有している。スライダ１６６は、ガイドレール１６２に適合する形状に構成されており、軌道グルーブ１６４に適合する形状に構成されている。

【0022】

アクチュエータ１０４は、バルブ機構１２０の開閉を制御する、特に、ピストン１１０の移動によってゲート部材１２８の開閉を制御する。図２，３に示すように、ピストン１１０は、ゲート部材１２８が第１コンジット５８に対して位置合わせされた第１開放位置１４０（図２）と、ゲート部材１２８が第１コンジット５８を閉塞するとともに第２コンジット６０を開放する第２開放位置１４２（図３）と、の間にわたって移動可能とされている。バルブ機構１２０は、いずれの位置から開始することもできる。あるいは、バルブ機構１２０は、長尺のものとすることができ、第１コンジット５８および第２コンジット６０は、互いに離間させることができる。これにより、第１コンジット５８および第２コンジット６０の双方を同時に閉塞する閉塞位置を提供することもできる。

【0023】

ピストン１１０は、少なくとも部分的には、磁気的に吸引可能な材料１１１（あるいは、そのような材料から形成された構成部材）を備えている。これにより、ピストン１１０を、第１磁石１１６および第２磁石１１８に対して引きつけることができる。ピストン１１０に対しては、スプリング１１２が付設されている。スプリング１１２は、ピストン１１０を第１開放位置１４０（図２）に向けて付勢することができる。第１磁石１１６は、ピストン１１０を第１開放位置１４０に維持し得るよう、スプリング１１２を補助するように配置されている。第２磁石１１８は、ピストン１１０が第２開放位置１４２（図３）へと駆動された際に、ピストン１１０をその第２開放位置１４２に維持し得るように、配置されている。ピストン１１０は、さらに、外周縁のところに、シール部材１３４を有している。シール部材１３４のリップシールは、チャンバ１０３の内表面に対して当接する。ピストン１１０の外周縁は、シール部材１３４を着座させるための環状グルーブ１３６を有することができる。一実施形態においては、シール部材１３４は、Ｏ−リングや、Ｖ−リングや、Ｘ−リング、とすることができる。これに代えて、シール部材１３４は、シール材料から形成された他の任意の環状シールとすることができる。これにより、他の構成部材に対してシール係合を行うことができる。

【0024】

ピストン１１０のステム１１４は、また、バルブ機構１２０とは逆方向にも、延出させることができる。図２，３に示すように、ステム１１４のそのような延出部分は、キャップ１３２内のガイドチャネル１４６の内部に受領される。キャップ１３２は、さらに、スプリング１１２に対しての座１４８を有することができる。キャップ１３２のこれら特徴点は、アクチュエータを位置合わせし得るという利点を提供するとともに、スプリングやピストンの捻れや曲がりを防止するという利点を提供する。

【0025】

アクチュエータ１０４は、第１バンパー１３８と、第２バンパー１３９と、を備えることができる。第１バンパー１３８は、一方の位置１４０へと到達した際のピストン１１０とハウジング１０２との間のノイズを低減するために配置されている。第２バンパー１３９は、他方の位置１４２へと到達した際のピストン１１０とハウジング１０２との間のノイズを低減するために配置されている。第１バンパー１３８は、また、ハウジング１０２とバルブ機構１２０との間の開口をシールし得るように配置することができる。一実施形態においては、開口１５０は、全体的に円錐台形状表面によって規定することができる。第１バンパー１３８および第２バンパー１３９は、ハウジング１０２内の環状グルーブによってシールすることができる、あるいは、ピストン１１０のうちの、例えばステム１１４といったような構成部材上においてシールすることができる。

【0026】

動作時には、アクチュエータ１０４は、制御ポート４２を介しての、チャンバ１０３内への流体の導入によってあるいはチャンバ１０３からの流体の導出によって、および、磁石１１６，１１８およびスプリング１１２の補助によって、ピストン１１０を駆動する。ピストン１１０は、第１開放位置１４０（図２）に位置しており、この位置においては、スプリングの付勢力によっておよび第１磁石１１６の磁力によって、この位置に保持される。スプリングの付勢力および第１磁石１１６の磁力の打ち勝つだけのしきい値力以上の力が印加されたときには、ピストン１１０が移動する。しきい値力以上の力が印加された後には、ピストン１１０は、移動行程の全長さにわたって移動し、第２磁石１１８の磁力によって補助されて、第２開放位置１４２（図３）に位置する。この第２開放位置１４２においては、ピストン１１０は、第２磁石１１８によって維持される。全移動行程にわたってのピストン１１０のこの移動は、迅速なものであって、ほぼ瞬時的なものであり、それら２つの位置の間における休止期間を実質的に有していない。すなわち、ピストン１１０は、第１開放位置１４０と第２開放位置１４２との間において、時間遅れを有しておらず、浮遊状態となることがない。この移動態様は、ピストンの「スナップ」移動として表現することができる。この「スナップ」移動は、バンパーがなければ可聴音を生成するものであって、ピストン１１０に対しての第２磁石１１８の磁気的引力の結果である。第２磁石１１８は、ピストン１１０を第２開放位置１４２に向けて迅速に移動させるように作用する。その後、第２磁石１１８は、ピストン１１０を、その第２開放位置１４２に維持する。この維持は、スナップタイプの移動として全移動行程にわたってピストンを第１開放位置１４０に向けて戻り移動させるような最小しきい値以上の力が印加されるまで、継続する。スナップアクチュエータゲートバルブ１００は、さらに、特許文献２に記載された他の様々な特徴点を有することができる。この文献の記載内容は、参考のためここに組み込まれる。

【0027】

動作時には、３つの状態が存在する。（１）ブースト状態とされた定常状態。（２）スロットル閉塞状態。（３）ブーストされていない定常状態。エンジンがブーストされているときには、ブースト圧力は、２つのことを引き起こす。（ａ）ゲートバルブ１９が、このゲートバルブ１９のバルブ部分を、第１入口ポート４６と第１出口ポート４８との間にわたっての流体連通が可能とされこれによりコンプレッサ２０の第２端部２８とＣＲＶ１２の圧縮エア制御チャンバとの流体連通を可能とする位置へと、駆動される。（ｂ）アスピレータ１４が、真空を生成し、この真空が、真空リザーバ１６を真空引きする。事象（ａ）により、コンプレッサ２０からのコンプレッサ出口圧力は、ＣＲＶ１２の内部のアクチュエータに対して作用し、これにより、アクチュエータを閉塞バルブ位置へと駆動する。アクチュエータは、そのコンプレッサ出口圧力が解除されるまで、あるいは、そのコンプレッサ出口圧力に打ち勝つ力が印加されるまで、その位置に維持される。

【0028】

スロットル閉塞状態（すなわち、スロットル２４が閉塞されている）においては、吸気マニホールド圧力が低減し、これにより、圧力「検出」ラインをなすコンジット３６内の圧力を減少させる。この圧力減少により、ゲートバルブ１９が駆動され、流体連通が、第１出口ポート４８から第２出口ポート５０へとスイッチングされる。第２入口ポート４０は、上述したように、真空リザーバ１６に対して接続されている。これにより、第２入口ポート４０と真空リザーバ１６との間に流体連通が形成されている。これにより、ＣＲＶ１２の圧縮エア制御チャンバから圧力が真空引きされる。これにより、ＣＲＶ１２のバルブ部分が開放され、バイパス６６によって、第２端部２８（出口）から第１端部２６（入口）へとコンプレッサ流れが戻される。真空リザーバ１６がＣＲＶ１２の流体連通に関して開放された後には、流体は、第２一方向バルブ３２を通して、抽気バルブ３４からおよびエア誘導システム（コンプレッサ２０の第１端部２６（入口）から離間する向きに抽気されることも含む）から、抽気され始める（流れ始める）。これにより、キャニスター真空を消費し、これにより、ＣＲＶ１２と一緒にアクチュエータを、閉塞位置へと駆動することができる。これにより、ＣＲＶ１２のバイパスを閉塞する。

【0029】

状態（３）すなわちブーストのない定常状態へと到達した後には、ＣＲＶは、閉塞位置へと戻る。これは、抽気ライン５２を通してのエアの漏洩のためであり、これにより、真空リザーバ１６が充填されることのためである。ここで、ＣＲＶ１２は、第２開放状態１４２とされたままである。

【0030】

上述したエンジンシステムは、ブースト時のサージを自動的に最小化する。この場合、ＣＲＶやゲートバルブを観測して駆動するための外部制御システムは、一切不要である。その代わりに、ＣＲＶやゲートバルブは、システム内の圧力の変化に応答して純粋に動作する。これにより、それ自身をリセットするループを形成する。

【0031】

本発明の好ましい実施形態を参照して本発明について詳細に上述したけれども、特許請求の範囲において規定された本発明の精神および範囲を逸脱することなく、様々な修正や変形が可能である。

【符号の説明】

【0032】

１０ エンジンシステム
１２ コンプレッサ再循環バルブ、ＣＲＶ
１４ アスピレータ
１６ 真空リザーバ
１８ 真空引きリミットバルブ
１９ ゲートバルブ
２０ コンプレッサ
２２ エンジンマニホールド
２４ スロットル制御部材
３６ コンジット
４２ 制御ポート
５２ 流体ライン
６６ バイパス
１０３ 圧縮エア制御チャンバ

【図1】

【図2】

【図3】