JPH06264824A - 内燃機関の排ガス還流制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】充分なＥＧＲ量を確保して、ＮＯｘの抑制を効
果的に行うことを目的とする。 【構成】カムシャフト２１により回転されるカム２２で
ロッカーアーム１４の略中央部を押圧することによりロ
ッカーアーム１４の基端を支点としてロッカーアーム１
４の先端を上下動させて排気バルブ９を開閉する。ロッ
カーアーム１４の基端にはカム２２を支点としてロッカ
ーアーム１４の基端を上方へ押し上げて排気バルブ９を
開くカム機構１８，１９が設けられる。内燃機関の吸気
動作時にカム機構１８，１９を動作させて排気バルブ９
を制御する制御装置８，３０が備えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関において排ガ
スをシリンダ内に還流してシリンダ内の燃焼温度を制御
する排ガス還流制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関における従来の排ガス還流制御
装置の一例を図３に従って説明すると、ディーゼルエン
ジン１には吸気管２と排気管３とが接続される。そし
て、前記ディーゼルエンジン１は吸気管２を介してシリ
ンダ内に吸入される空気と、シリンダ内に噴射される燃
料ガスとの混合気を同シリンダ内で燃焼させて動作す
る。また、シリンダ内での燃焼で発生した排ガスは排気
管３を介して排出される。

【０００３】前記吸気管２と排気管３とは還流管４を介
して接続され、同還流管４にはＥＧＲバルブ５が介在さ
れている。前記ＥＧＲバルブ５の開閉動作はバキューム
レギュレートバルブ６で制御され、そのバキュームレギ
ュレートバルブ６には前記ディーゼルエンジン１の動作
に基づいて動作するバキュームポンプ７から負圧が供給
されている。

【０００４】前記バキュームレギュレートバルブ６は電
子制御ユニット（以下ＥＣＵとする）８の出力信号に基
づいて制御され、同ＥＣＵ８には前記ディーゼルエンジ
ン１の回転数を検出した検出信号ＳＧr と、シリンダ内
への燃料噴射量を検出した検出信号ＳＧf が入力されて
いる。

【０００５】従って、前記ディーゼルエンジン１の回転
数及びシリンダ内への燃料噴射量に基づいて前記ＥＣＵ
８からバキュームレギュレートバルブ６に制御信号が出
力される。バキュームレギュレートバルブ６はその制御
信号に基づいて前記ＥＧＲバルブ５に供給する負圧を制
御し、ＥＧＲバルブ５はバキュームレギュレートバルブ
６から供給される負圧に基づいてその開度が調整され
る。

【０００６】このような構成により、適宜なＥＧＲ量を
供給すれば、シリンダ内の燃焼温度が抑制されてＮＯｘ
の発生が抑制される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような排ガス還
流制御装置では、シリンダ内に還流される排ガスは、前
記還流管４及びＥＧＲバルブ５を介してのみ供給され
る。従って、排ガスの還流量（ＥＧＲ量）の最大値は、
ＥＧＲバルブ５及び還流管４の径によって規定される。

【０００８】この結果、前記ＥＣＵ８により制御される
ＥＧＲ量が増大した場合に、必要にして充分なＥＧＲ量
を確保するためには、ＥＧＲバルブ５及び還流管４の径
を大きくする必要がある。

【０００９】ところが、大型のＥＧＲバルブ５を搭載す
るにはバキュームレギュレートバルブ６も大型化してそ
の負荷駆動能力を向上させる必要があるため、搭載スペ
ースが増大して、他の補器類の搭載に支障をきたすおそ
れがある。

【００１０】また、ＥＧＲバルブ５を大型化して大量の
ＥＧＲ量を確保しようとしても、同ＥＧＲバルブ５の温
度限界値により充分なＥＧＲ量を確保することができな
い場合がある。従って、充分なＥＧＲ量を確保すること
ができず、ＮＯｘの抑制を効果的に行うことができない
ことがあるという問題点がある。

【００１１】この発明は前記の問題点に鑑みてなされた
ものであって、その目的は充分なＥＧＲ量を確保して、
ＮＯｘの抑制を効果的に行い得る排ガス還流制御装置を
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために、カムシャフトにより回転されるカムでロ
ッカーアームの略中央部を押圧することによりロッカー
アームの基端を支点としてロッカーアームの先端を上下
動させて排気バルブを開閉する内燃機関において、前記
ロッカーアームの基端には前記カムを支点として同ロッ
カーアームの基端を上方へ押し上げて排気バルブを開く
カム機構が設けられ、前記内燃機関の吸気動作時に前記
カム機構を動作させて前記排気バルブを制御する制御装
置が備えられる。

【００１３】

【作用】制御装置により吸気動作時にカム機構が動作し
て、排気バルブが開かれ、排ガスが吸入される。その排
ガスの吸入量は、制御装置で制御されるその排気バルブ
の開度、開閉期間、開閉時期等によって制御される。

【００１４】

【実施例】図１及び図２は本発明の一実施例を示す。図
１に示すように、排気バルブ９はそのバルブステム１０
がシリンダヘッド１１に上下動可能に支持されている。
バルブステム１０の上端に取着されるバルブリテーナ１
２とシリンダヘッド１１との間にバルブスプリング１３
が配設され、そのバルブスプリング１３の付勢力により
排気バルブ９は上方、すなわち同排気バルブ９を閉じる
方向に付勢されている。

【００１５】前記バルブステム１０の上端は前記バルブ
スプリング１３の付勢力によりロッカーアーム１４の先
端に当接している。そのロッカーアーム１４の基端には
ピボットピン１５が上下に貫通するように螺合され、そ
のピボットピン１５の下端はピボット１６の上面に形成
された半球状の凹部１７に支持されている。

【００１６】前記ピボット１６は前記シリンダヘッド１
１上に設けられるカムフォロワ１８及びフェイスカム１
９上に支持されている。すなわち、図２に示すように前
記ピボット１６には下方に延びる支軸２０が設けられ、
その支軸２０が前記フェイスカム１９及びカムフォロワ
１８に貫通されて、カムフォロワ１８及びフェイスカム
１９上に支持されている。

【００１７】前記ロッカーアーム１４の略中央部上面に
はカムシャフト２１により回転されるカム２２が当接し
ている。そして、カム２２の頂部２２ａがロッカーアー
ム１４に当接すると、同ロッカーアーム１４はピボット
１６を支点として下方へ回動されて排気バルブ９が下方
へ押圧されて、同排気バルブ９が開かれる。また、図１
に示すようにカム２２の頂部２２ａが上方へ移動される
と、前記バルブスプリング１３の付勢力により排気バル
ブ９が上方へ移動されて、同排気バルブ９が閉じられ
る。

【００１８】図２に示すように、カムフォロワ１８の上
部にはカム面２３が形成されている。そのカム面２３は
前記ピボット１６の支軸２０を貫通するための貫通孔２
４の周囲に軸対称状に形成され、一対の頂部面２５と、
一対の底部面２６と、同頂部面２５と底部面２６間の斜
面２７とから構成される。

【００１９】前記フェイスカム１９の下部にはカム面２
８が形成されている。そのカム面２８は前記カムフォロ
ワ１８のカム面２３に噛み合うように形成されている。
従って、フェイスカム１９がカムフォロワ１８のカム面
２３に噛み合う状態から、前記支軸２０を回動中心とし
て図２に示す矢印方向に回転されると、同フェイスカム
１９はカムフォロワ１８の斜面２７により上方へ押し上
げられる。

【００２０】前記フェイスカム１９の側面には側方へ突
出する作用軸２９が設けられ、その作用軸２９は図１に
示すように前記シリンダヘッド１１に設けられるアクチ
ュエータ３０の出力軸に接続されている。そして、アク
チュエータ３０の駆動力に基づいて前記作用軸２９を介
してフェイスカム１９が回動されるようになっている。

【００２１】前記アクチュエータ３０は前記ＥＣＵ８か
ら出力される制御信号に基づいて動作する。前記ＥＣＵ
８には前記ディーゼルエンジン１の回転数及びシリンダ
内への燃料噴射量を検出した信号ＳＧr ，ＳＧf と、前
記カムシャフト２１の回転角度を検出した検出信号ＳＧ
Q が入力されている。

【００２２】前記ＥＣＵ８は前記検出信号ＳＧr ，ＳＧ
f ，ＳＧQ に基づいて前記アクチュエータ３０に制御信
号を出力し、その制御信号によりアクチュエータ３０が
動作すると、前記フェイスカム１９は図２に示す矢印方
向に回動しながら上方へ押し上げられる。すると、ピボ
ット１６を介してロッカーアーム１４の基端部が押し上
げられるため、同ロッカーアーム１４はカム２２を支点
として回動して、その先端部が下方へ回動される。この
結果、排気バルブ９が下方へ押し下げられて、同排気バ
ルブ９が開かれる。

【００２３】そして、ＥＣＵ８は前記検出信号ＳＧr ，
ＳＧf ，ＳＧQ に基づいてアクチュエータ３０の作動量
を制御する。すなわち、ＥＣＵ８は前記検出信号ＳＧr
，ＳＧf に基づいて必要なＥＧＲ量を算出し、そのＥ
ＧＲ量に基づいてアクチュエータ３０の作動量を演算し
て、アクチュエータ３０によるフェイスカム１９の回転
角、すなわち排気バルブ９のバルブリフト量を制御す
る。そして、ＥＣＵ８は前記検出信号ＳＧQ に基づいて
このディーゼルエンジン１の吸気動作時にアクチュエー
タ３０を動作させる。

【００２４】さて、上記のように構成された排ガス還流
制御装置では、ディーゼルエンジン１の運転時において
エンジン回転数及び燃料噴射量の各検出信号ＳＧr ，Ｓ
Ｇfに基づいてＥＣＵ８によりＥＧＲ量が演算される。
そして、ＥＣＵ８はアクチュエータ３０に制御信号を出
力して、ディーゼルエンジン１の吸気動作時に排気バル
ブ９を開かせる。

【００２５】すなわち、ＥＣＵ８はカムシャフト２１の
回転角度を検出した検出信号ＳＧQに基づいてアクチュ
エータ３０に制御信号を出力する。そして、排気バルブ
９が設けられるシリンダが吸気動作にあるとき、ＥＣＵ
８はアクチュエータ３０を作動させる。

【００２６】すると、フェイスカム１９が回動されてピ
ボット１６が上方へ押し上げられ、カム２２を支点とし
てロッカーアーム１４が回動され、排気バルブ９が押し
下げられて開かれる。このとき、演算されたＥＧＲ量に
対応するように排気バルブ９のリフト量が制御される。

【００２７】この結果、排気管３内の排ガスが排気バル
ブ９から直接シリンダ内に吸入され、常に最適なＥＧＲ
量を確保することが可能となる。以上のようにこの排ガ
ス還流制御装置では、ＥＧＲバルブを介することなく排
気管から排気バルブ９を介してシリンダ内に直接排ガス
を吸入することができる。

【００２８】従って、常に最適なＥＧＲ量を確保してＮ
Ｏｘの抑制を効果的に行うことができる。また、上記実
施例では、ＥＣＵ８により排気バルブ９のリフト量を制
御し、最適なＥＧＲ量を得ていたが、これは特にリフト
量の制御に限定されるものではなく、例えば排気バルブ
９の開閉時期、開閉期間の制御を用いてもよい。前記リ
フト量、開閉時期、開閉期間の制御を組み合わせて用い
れば、より細かなＥＧＲ量の制御が可能である。

【００２９】また、上記実施例のカムフォロワ１８及び
フェイスカム１９からなるカム機構を吸気バルブを駆動
するロッカーアームの基端部にも設け、前記ＥＣＵ８に
より吸気動作時にアクチュエータを介して同カム機構を
駆動するようにしてもよい。このような構成により、吸
気動作時における吸気バルブのリフト量が調整可能とな
る。そして、リフト量を調整して吸気量を制御すること
により、吸気量とＥＧＲ量との比率であるＥＧＲ率を広
範囲に制御して、ＮＯｘの抑制をさらに効果的に行うよ
うにすることもできる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明は最適な
ＥＧＲ量を確保して、ＮＯｘの抑制を効果的に行い得る
排ガス還流制御装置を提供することができる優れた効果
を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の排ガス還流制御装置を示す断面図で
ある。

【図２】ピボットを上下動させるためのカム機構を示す
斜視図である。

【図３】従来例の排ガス還流制御装置を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのディーゼルエンジン、８…制御装
置としてのＥＣＵ、９…排気バルブ、１４…ロッカーア
ーム、１８…カム機構としてのカムフォロワ、１８…カ
ム機構としてのフェイスカム、２１…カムシャフト、２
２…カム、３０…制御装置としてのアクチュエータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カムシャフトにより回転されるカムでロ
   ッカーアームの略中央部を押圧することによりロッカー
   アームの基端を支点としてロッカーアームの先端を上下
   動させて排気バルブを開閉する内燃機関において、 前記ロッカーアームの基端には前記カムを支点として同
   ロッカーアームの基端を上方へ押し上げて排気バルブを
   開くカム機構を設け、前記内燃機関の吸気動作時に前記
   カム機構を動作させて前記排気バルブを制御する制御装
   置を備えた内燃機関の排ガス還流制御装置。