JPH0315025B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動車等の車輌に搭載されるデイーゼ
ルエンジンの排気ガス再循環制御装置に係る。

［従来の技術］ デイーゼルエンジンの排気ガス再循環制御装置
の一つとして、バキユームポンプの如き負圧源か
らの負圧を制御弁によつてアクセルペダルの踏込
量に応じて変位する可動部材の変位量に応じた負
圧に修正し、この負圧によりダイヤフラム式の排
気ガス再循環制御弁を駆動し、アクセルペダルの
踏込量が増大するにつれて低減させるEGR率に
て排気ガス再循環を行うよう構成された排気ガス
再循環制御装置が特開昭56−47651号公報に於て
提案されている。

これは、デイーゼルエンジンに於ては、高負荷
運転時に排気ガス再循環が行われると、エンジン
の最大出力が低下し、また排気ガス中の黒煙が増
大することを考慮して、排気ガス再循環を制御す
るものである。

［発明が解決しようとする課題］ ダイヤフラム式排気ガス再循環制御弁によつて
排気ガス再循環の量が制御されるデイーゼルエン
ジンに於て、エンジンの高負荷運転時に排気ガス
再循環を停止すべく、アクセルペダルの踏込量の
増大につれて排気ガス再循環制御弁のダイヤフラ
ムに供給される負圧等の流体圧を閉弁方向に修正
する制御は、理論的にはエンジン負荷が所定の高
負荷に達したとき丁度排気ガス再循環制御弁が閉
じるように行われればよいが、ダイヤフラム作動
式の制御弁はその開閉の臨界点付近ではダイヤフ
ラム室に生ずる僅かの流体圧の変動によつて不安
定な開閉作動を繰返すものであり、特に排気ガス
再循環制御に於ては、排気管中には排気脈動が存
在するので、この影響も加算され、エンジンが丁
度排気ガス再循環のオンオフ臨界点付近で運転さ
れると、排気ガス再循環の不安定なオンオフの切
換えによつてエンジンの運転が不安定になる虞れ
がある。

本発明は、ダイヤフラム式排気ガス再循環制御
弁を備えたデイーゼルエンジンに於ける排気ガス
再循環をエンジンの高負荷運転時に停止する制御
に於ける上記の問題に対処し、この問題を解決し
たデイーゼルエンジンの排気ガス再循環制御装置
を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題は、本発明によれば、エンジンの排
気ガスの一部をエンジン吸気系へ導く排気ガス再
循環通路と、ダイヤフラム室に導入される流体圧
が第一の所定値を横切つて変化するとき開弁し且
該流体圧の変化の増大に応じて増大する開弁量に
て前記排気ガス再循環通路を流れる排気ガス流量
を制御する排気ガス再循環制御弁と、流体圧源
と、アクセルペダルの踏込量に応じて変位する可
動部材を有しアクセルペダルの踏込量の増大に応
じて前記流体圧源からの流体圧を前記排気ガス再
循環制御弁の開度を減少する方向に修正して前記
ダイヤフラム室へ供給する流体圧制御弁と、前記
流体圧源より前記ダイヤフラム室に至る流体通路
の途中に設けられた切換弁とを有し、前記切換弁
は前記流体圧制御弁により前記排気ガス再循環制
御弁のために制御された流体圧に応答して前記流
体圧が前記第一の所定値より前記排気ガス再循環
制御弁の弁開側にある第二の所定値より前記第一
の所定値の側にあるときに前記流体通路を大気へ
解放するよう構成されていることを特徴とするデ
イーゼルエンジンの排気ガス再循環制御装置によ
つて達成される。

［発明の作用］ 上記の如く、ダイヤフラム室に供給される流体
圧が第一の所定値を横切つて変化するとき開弁し
且該流体圧の変化の増大に応じて増大する開弁量
にて排気ガス再循環通路を流れる排気ガス流量を
制御する排気ガス再循環制御弁のダイヤフラム室
へ供給される流体圧が、アクセルペダルの踏込量
に応じて変位する可動部材を有しアクセルペダル
の踏込量の増大に応じて出力流体圧を排気ガス再
循環制御弁の開度を減少する方向に修正して前記
ダイヤフラム室へ供給するよう作動する流体圧制
御弁により制御されることに加えて、流体圧源よ
り前記ダイヤフラム室に至る流体通路の途中に設
けられた切換弁によつても制御され、この切換弁
が前記流体圧制御弁により排気ガス再循環制御弁
のために制御された流体圧に感応し該流体圧が前
記第一の所定値より排気ガス再循環制御弁の弁開
側にある第二の所定値より前記第一の所定値の側
にあるときダイヤフラム室を大気へ解放するよう
構成されていることにより、排気ガス再循環制御
弁のダイヤフラム室は、アクセルペダルの踏込量
が増大したとき、その踏込量が前記流体圧制御弁
のみにより排気ガス再循環制御弁が制御される時
には丁度排気ガス再循環制御弁が閉じる値に達す
る以前に、前記切換弁によつて大気へ解放される
ので、ダイヤフラム式排気ガス再循環制御弁はそ
のダイヤフラム室に作用する流体圧が丁度弁の開
閉の臨界点となるような圧力にて作動されること
がなくなり、即ちアクセルペダルの踏込量の増大
に応じて排気ガス再循環制御弁のダイヤフラム室
に作用する流体圧が排気ガス再循環制御弁の開度
を零にする方向に変化して行く過程の途中であつ
て、ダイヤフラム式排気ガス再循環制御弁がなお
まだ安定して作動する流体圧領域に於て、急に且
確実に閉弁状態にもたらされる。かくして排気ガ
ス再循環の不安定に起因してエンジンに不安定な
運転が生ずる虞れは確実に回避される。

［実施例］ 以下に添付の図を参照しつつ本発明を実施例に
ついて詳細に説明する。

第１図は本発明による排気ガス再循環制御装置
が組込まれたデイーゼルエンジンを示す概略構成
図である。図に於て、１はデイーゼルエンジンを
示しており、このデイーゼルエンジンはシリンダ
ボア２内にピストン３を摺動自在に受入れ、該ピ
ストンはその上方に燃焼室４を郭定している。デ
イーゼルエンジン１は燃焼室４に連通する渦流室
５を有しており、該渦流室には図には示されてい
ない燃料噴射ノズルよりデイーゼルエンジン用の
液体燃料が噴射供給されるようになつている。

デイーゼルエンジン１は吸気チユーブ６、吸気
マニホールド７及び吸気ポート８を経て燃焼室４
内に空気を吸入し、燃焼室４より排気ポート９を
経て排気マニホールド１０へ排気ガスを排出す
る。吸気ポート８と排気ポート９は各々ポペツト
弁により開閉されるようになつており、図に於て
は、符号１１により排気用のポペツト弁のみが示
されている。

１２は排気ガス再循環制御弁を示している。排
気ガス再循環制御弁１２はその入口ポート１３に
て導管１４により排気マニホールド１０に形成さ
れた排気ガス採集ポート１０′に接続され、また
出口ポート１５にて導管１６による吸気チユーブ
６に形成された排気ガス注入ポート６′に接続さ
れている。排気ガス再循環制御弁１２は弁要素１
８を含み、該弁要素は弁座１７と共働して入口ポ
ート１３を開閉し、またその実効開口面積を制御
するようになつている。この弁要素１８は弁ロツ
ド１９によりダイヤフラム装置２０に連結され、
このダイヤフラム装置によつて駆動されるように
なつている。ダイヤフラム装置２０はダイヤフラ
ム２１を含んでおり、該ダイヤフラムはそのダイ
ヤフラム室２２に導入される負圧の増大に応じて
圧縮コイルばね２３の作用に抗して図にて右方へ
駆動され、前記弁要素１８を右方へ移動させて入
口ポート１３を開き、またその実効開口断面積を
増大するようになつている。

３２はデイーゼルエンジン１によつて駆動され
るバキユームポンプであり、この実施例では排気
ガス再循環制御装置を作動させる流体圧はこのバ
キユームポンプを流体圧源とする負圧である。バ
キユームポンプ３２が発生する負圧は、この実施
例の場合、導管３３を経て図には示されていない
ブレーキ系のバキユームサーボユニツトへ供給さ
れ、また導管３４、絞り装置３５、導管３６ａ、
切換弁５９、導管３６ｂを経て流体圧制御弁３７
へ供給されるようになつている。

流体圧制御弁３７はバルブケーシング３８を有
し、該バルブケーシングはダイヤフラム３９によ
り二つの室４０，４１に仕切られている。バルブ
ケーシング３８には、室４０に連通する負圧取入
れポート４２及び負圧取出しポート４３と、室４
１に連通する大気開放ポート４４とが設けられて
いる。ダイヤフラム３９は弁保持部材４５を担持
しており、また弁保持部材４５は弁要素４６を担
持している。弁要素４６は、圧縮コイルばね４７
と４８が弁保持部材４５に与えるばね力と、圧縮
コイルばね４９が該弁要素４６に与えるばね力
と、室４０と室４１の圧力差によりダイヤフラム
３９に与えられる力との平衡関係に応じて駆動さ
れ、室４０の負圧が所定値より小さい時には図示
されている如く、弁座５０に係合して室４０と４
１との連通を遮断し、また弁座５１より離れて負
圧取入れポート４２より室４０に負圧が導入され
ることを許し、これに対し室４０の負圧が所定値
より大きくなつた時には弁保持部材４５が図にて
左方に変位することにより弁座５１に係合して負
圧取入れポート４２より室４０に負圧が導入され
ることを阻止し、また弁座５０より離れ、室４０
と４１とを弁保持部材４５に設けられているポー
ト５２を介して連通接続し、室４０の負圧を減少
させるようになつている。弁要素４６が上述の如
く作動することにより室４０の負圧は所定の平衡
負圧値に保たれるようになる。圧縮コイルばね４
７は一端にて弁保持部材４５に係合し、他端にて
バルブケーシング３７に支持された可動ばね受け
部材５３のフランジ５４に係合している。可動ば
ね受け部材５３は圧縮コイルばね４７の軸線方向
に移動自在に設けられており、これが図にて左方
に移動するに従い圧縮コイルばね４７が弁保持部
材に与えるばね力が増大する。従つて、可動ばね
受け部材５３が図にて左方に移動するに従い室４
０の平衡負圧値が小さくなる。

可動ばね受け部材５３は一端にて枢軸５５によ
り枢支されたアクセルレータリンク５６に係合
し、これの回動に伴い駆動されるようになつてい
る。アクセルレータリンク５６は図には示されて
いないアクセルペダルと駆動連結され、アクセル
ペダルの踏込みに応じて図にて時計廻り方向に回
動し、可動ばね受け部材５３を図にて左方へ駆動
するようになつている。これにより流体圧制御弁
３７はデイーゼルエンジンの負荷の増大に応じて
減少する負圧を発生する。アクセルレータリンク
５６はその他端にてロツド５７に枢働連結され、
このロツドによつて図には示されていない燃料噴
射ポンプのコントロールレバーに駆動連結され、
アクセルの踏込みに応じてそのコントロールレバ
ーを駆動するようになつている。

流体圧制御弁３７の負圧取出しポート４３は導
管５８を経てダイヤフラム室２２に接続されてい
る。

前記切換弁５９は電磁切換弁であり、そのソレ
ノイドに通電が行われていない時には導管３６ａ
と導管３６ｂとの連通を遮断して導管３６ａを閉
塞し且導管３６ｂを大気取入れポート６０に接続
し、これに対し前記ソレノイドに通電が行われて
いる時には導管３６ｂを大気取入れポート６０よ
り切離し、これと導管３６ａとを連通接続するよ
うになつている。このソレノイドに対する通電制
御は制御装置６２により行われるようになつてい
る。

制御装置６２は、デイーゼルエンジン１の回転
数を検出する回転数センサ６３が発生する信号
と、負圧スイツチ６４が発生する信号と、エンジ
ン冷却水の水温を検出する温度センサ６５が発生
する信号とを入力される。負圧スイツチ６４は導
管５８を流れる負圧を導管６６を経て取入れ、該
負圧が所定値より大きい時にはオン信号を、また
前記負圧が所定値より小さい時にはオフ信号を制
御装置６２へ出力するようになつている。この負
圧に関する所定値は排気ガス再循環制御弁１２が
開閉の臨界点に近ずいてその作動が不安定になる
程負圧が減少する前の或る程度の大きさの負圧値
とされる。

制御装置６２は更に回転数センサ６３が発生す
る信号と基準信号との比較を行う比較器を含んで
おり、この比較器は回転数センサ６３の出力信号
が基準信号より大さいとき、例えばエンジン回転
数が2800rpm以上の時オフ信号を出力し、それ以
下の時オン信号を出力するようになつている。ま
た制御装置６２は水温センサ６５が発生する信号
と基準信号との比較を行う比較器を含んでおり、
この比較器は水温センサ６５の出力信号が基準信
号より小さいとき、例えば70℃以下のときオフ信
号を出力し、それ以外の時オン信号を出力するよ
うになつている。制御装置６２は前記比較器の少
なくとも一方がオフ信号を出力しているとき、或
いは負圧スイツチ６４がオフ信号を出力している
とき切換弁５９のソレノイドに対する通電を遮断
し、それ以外の時にはそのソレノイドに通電を行
うようになつている。エンジンの高速回転時に排
気ガス再循環を停止したりエンジン冷温時には排
気ガス再循環を行わないようにすることは排気ガ
ス再循環の技術分野に於ては既に周知のことであ
るが、図示の如き本発明の実施例によれば、比較
器６２を利用し、上記のエンジン回転数センサ６
３及び水温センサ６５を追加するだけでエンジン
高速回転時やエンジン冷温時の排気ガス再循環カ
ツトを同時に達成することができる。

上述の如き構成からなる排気ガス再循環制御装
置は次の如く作動する。

切換弁５９のソレノイドに通電が行われ、導管
３６ａと３６ｂとが連通接続されていれば、バキ
ユームポンプ３２が発生する負圧が負圧制御弁３
７の負圧取入れポート４２に供給される。この場
合、負圧制御弁３７はアクセルレータリンク５６
の回動角に応じた、換言すればデイーゼルエンジ
ン１の負荷にほぼ比例して減少する負圧を負圧取
出しポート４３に発生する。負圧取出しポート４
３より取出される前記負圧は導管５８を経て排気
ガス再循環制御弁２０のダイヤフラム室２２に導
入される。これにより弁要素１８が開弁方向へ駆
動され、入口ポート１３が開かれ、排気ガス再循
環が行われる。弁要素１８はダイヤフラム室２２
に与えられる負圧の増大に応じて、換言すればエ
ンジン負荷の減少に応じてその開弁量を増大し、
入口ポート１３の実効開口面積を増大するように
なる。従つて、EGR率はエンジン負荷の減少に
応じて増大するようになる。

負圧スイツチ６４により検出されるダイヤフラ
ム室２２内の負圧が排気ガス再循環制御弁１２を
安定に作動させる負圧の下限値に当る前記の所定
値より小さくなると、切換弁５９のソレノイドに
対する通電が停止される。この時には導管３６ａ
と導管３６ｂとの連通が遮断され、導管３６ａは
閉塞され、導管３６ｂは大気取入れポート６０に
接続される。この結果、流体圧制御弁３７の負圧
取入れポート４２には大気圧が供給されるように
なり、この大気圧が流体圧制御弁３７、導管５８
を経て排気ガス再循環制御弁２０のダイヤフラム
室２２に供給されるようになる。このようにダイ
ヤフラム室１２に大気圧が導入されることにより
弁要素１８は閉弁し、入口ポート１３が完全に閉
じられ、排気ガス再循環が停止される。

又この時には上述の如く導管３６ａが切換弁５
９によつて閉塞されるので、この時バキユームポ
ンプ３２が発生する負圧が排気ガス再循環制御装
置に於て無駄に消費されることがなくなり、これ
によりバキユームボンプ３２のポンプ損失が低減
される。

本発明は上述の如き実施例に限定されるもので
はなく、前記制御弁は正圧により駆動されてもよ
いことは勿論である。また前記制御弁はアクセル
レータリンク以外に例えば燃料噴射ポンプのコン
トロールレバー、コントロールラツク等アクセル
ペダルの変位量に応じて変位する可動部材により
その可動ばね受け部材を駆動されてもよい。

［発明の効果］ かくして、本発明によれば、流体圧源であるバ
キユームポンプ３２よりダイヤフラム室２２に至
る導管の途中に、流体圧制御弁３７により制御さ
れて排気ガス再循環制御弁のダイヤフラム室２２
に与えらえる流体圧に応答して作動し該流体圧が
排気ガス再循環制御弁の安定した開作動を維持す
る所定値以下に低減した時にはこれを感知してダ
イヤフラム室２２を直ちに大気へ解放する切換弁
５９を設けることにより、排気ガス再循環制御弁
１２が不安定なオンオフの臨界領域にて作動する
ことが確実に回避され、オン作動かオフ作動かが
明確に制御された排気ガス再循環制御が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明によるデイーゼルエンジンの排気ガ
ス再循環制御装置の一つの実施例を示す概略構成
図である。 １……デイーゼルエンジン、２……シリンダボ
ア、３……ピストン、４……燃焼室、５……渦流
室、６……吸気チユーブ、７……吸気マニホール
ド、８……吸気ポート、９……排気ポート、１０
……排気マニホールド、１１……排気用ポペツト
弁、１２……排気ガス再循環制御弁、１３……入
口ポート、１４……導管、１５……出口ポート、
１６……導管、１７……弁座、１８……弁要素、
１９……弁ロツド、２０……ダイヤフラム装置、
２１……ダイヤフラム、２２……ダイヤフラム
室、２３……圧縮コイルばね、３２……バキユー
ムポンプ、３３，３４……導管、３５……絞り装
置、３６ａ，３６ｂ……導管、３７……流体圧制
御弁、３８……バルブケーシング、３９……ダイ
ヤフラム、４０，４１……室、４２……負圧取入
れポート、４３……負圧取出しポート、４４……
大気開放ポート、４５……弁保持部材、４６……
弁要素、４７，４８，４９……圧縮コイルばね、
５０，５１……弁座、５２……ポート、５３……
可動ばね受け部材、５４……フランジ、５５……
枢軸、５６……アクセルレータリンク、５７……
ロツド、５８……導管、５９……切換弁、６０…
…大気取入れポート、６２……制御装置、６３…
…回転数センサ、６４……負圧スイツチ、６５…
…水温センサ、６６……導管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの排気ガスの一部をエンジン吸気系
   へ導く排気ガス再循環通路と、ダイヤフラム室に
   導入される流体圧が第一の所定値を横切つて変化
   するとき開弁し且該流体圧の変化の増大に応じて
   増大する開弁量にて前記排気ガス再循環通路を流
   れる排気ガス流量を制御する排気ガス再循環制御
   弁と、流体圧源と、アクセルペダルの踏込量に応
   じて変位する可動部材を有しアクセルペダルの踏
   込量の増大に応じて前記流体圧源からの流体圧を
   前記排気ガス再循環制御弁の開度を減小する方向
   に修正して前記ダイヤフラム室へ供給する流体圧
   制御弁と、前記流体圧源より前記ダイヤフラム室
   に至る流体通路の途中に設けられた切換弁とを有
   し、前記切換弁は前記流体圧制御弁により前記排
   気ガス再循環制御弁のために制御された流体圧に
   応答して前記流体圧が前記第一の所定値より前記
   排気ガス再循環制御弁の弁開側にある第二の所定
   値より前記第一の所定値の側にあるときに前記流
   体通路を大気へ解放するよう構成されていること
   を特徴とするデイーゼルエンジンの排気ガス再循
   環制御装置。