JPS5840014B2 - ハイガスコントロ−ルソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に自動車用内燃機関の制御装置または複数
の排ガス浄化対策用装置の個々の作動を制御する複数の
差圧応動装置に供給される２種類の制御負圧の大きさを
集中的に１個のリークバルブにより制御するニューマチ
ックコントロール装置に関するものである。

一般に排ガス中の有害ガス（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等）を
低減することを主たる目的として行われる排ガス還流装
置、点火時期のリタード装置および二次空気供給装置は
、運転頻度が高い低速軽負荷時または特に有害ガスの排
出量が大の機関加速時には作動させるが、高速または高
負荷時、あるいは始動後の一定時間等の運転条件下では
作動を停止または緩和するのが望ましい。

また、ダッシュポットにおいては高速時に作動させ、低
速時には作動を停止するのが望ましい。

ところが、これらの排ガス浄化対策用装置をダイヤフラ
ム装置あるいはピストン装置等の差圧応動装置により制
御する場合、従来においては、個々の差圧応動装置に供
給する制御負圧のコントロールを各排ガス浄化対策用装
置ごとに別々に行っていたため、負圧回路が複雑で、し
かも制御部品点数が多くなり、装置が高価になるととも
に車両への搭載性、修理性あるいは信頼性が悪いという
欠点がある。

本発明の排ガスコントロール装置は上記に鑑みて提案さ
れたものであって、負圧の大きさに応じて作動する内燃
機関の制御装置と、同装置を制御する差圧応動装置の負
圧室に吸気系の負圧を導通する負圧通路と、同通路の途
中に設けられた大気開放通路と、同大気開放通路に設け
られ同通路を機関の運転状態に応じて開閉制御するリー
クバルブと、同リークバルブと上記負圧通路との間に上
記大気開放通路に介装され空気の流入量を規制するオリ
フィスと、負圧の大きさに応じて制御される排ガス浄化
対策用装置と、同装置を制御する差圧応動装置の負圧室
と上記リークバルブおよび上記オリフィス間の上記大気
開放通路とを連通ずる空気通路とを有することを特徴と
する第１の発明と、同第１の発明において、上記空気通
路にオリフィスを介装したことを特徴とする第２の発明
とを提案するものである。

次に、本発明の一実施例を第１図により詳細に説明する
。

第１図において、１は図示していない自動車用内燃機関
の吸気ポートに連結する吸気通路、２は同通路１の途中
に介装され図示していないアクセルペダルに連動されて
開閉する気化器のスロットルバルブ、１０はディストリ
ビュータ１１の真空進角制御装置、３０は排ガスの一部
を機関の吸気系に還流する排ガス還流通路２００の途中
に介装された排ガス還流量制御装置、４０は上記排ガス
還流量制御装置３０に供給される制御負圧および大気圧
の切換えを行う切換バルブ、５３は上記切換バルブ４０
に供給される制御負圧または空気圧の導通に時間遅れを
与える遅延装置、６０はエンジンブレーキを用いて減速
するときにスロットルバルブ２が急激にアイドル開度に
戻るのを防止するダッシュポット、７０は同ダッシュボ
ット６０の作動を制御する切換バルブ、８０は上記真空
進角制御装置１０．２個の切換バルブ４０．７０に供給
される制御用空気圧を機関の種々の運転状態に応じてコ
ントロールするリークバルブ、９０は同リ−クバルブ８
０に供給される制御負圧のコントロール装置である。

本実施例における真空進角制御装置１０はデュアルダイ
ヤフラム式であって、ダイヤフラム筐体１２内には進角
側ダイヤフラム１３と遅角側ダイヤフラム１４が並設さ
れ、上記両ダイヤフラム１３，１４により分割された３
室のうち、進角側ダイヤフラム室１５は、負圧通路１０
１、を介してスロットルバルブ２全閉位置よりやや上流
側で同バルブ２上流側自由端部３付近の管壁４に穿設さ
れたポート５に連通され、遅角側ダイヤフラム室１６は
図示していない吸気マニホルドに連通され、進角側ダイ
ヤフラム１３と遅角側ダイヤフラム１４の間の室１７は
大気開放され、点火時期制御用ロッド１８は進角側ダイ
ヤフラム１３の中央部に固着され、また、進角側ダイヤ
フラム室１５には上記ダイヤフラム１３を遅角側に押圧
するスプリング１９が内蔵され、遅角側ダイヤフラム室
１６には遅角側ダイヤフラム１４を進角側に押圧するス
プリング２０が内蔵され、遅角側ダイヤフラム１４には
進角側ダイヤフラム１３に固着されたストッパ２１に当
接するストッパ２２が固着されるとともに、遅角側ダイ
ヤフラム室１６の中央に突起した円筒状部材２３の外周
面に形成された円環状溝２４に供給する円環状部材２５
が固着されている。

上記構成の進角真空制御装置においては、遅角側ダイヤ
フラム室１６に吸気マニホルドに発生する負圧、すなわ
ちスロットルバルブ２下流側の吸気通路に発生する負圧
（以下吸気マニホルド負圧と称す）が導通されるとスプ
リング２０の付勢力に抗して遅角側ダイヤフラム１４が
遅角側に吸引され、ストッパ２２の位置が遅角側に移動
し、この移動範囲は円環状溝２４により規制されている
。

一方、進角側ダイヤフラム室１５にポート５に発生する
負圧（以下ディスブーストと称す）が導通されると、ス
プリング１９の付勢力に抗して進角側ダイヤフラム１３
が進角側に吸引され、バランスされた位置にて停止する
。

従って、進角側ダイヤフラム室１５に大気圧または低負
圧が導通された状態においては、ストッパ２１がストッ
パ２２に当接した状態でダイヤフラム１３が停止してお
り、点火時期が遅れ、上記ダイヤフラム室１５に高負圧
が導通された状態においては、この負圧の大きさに応じ
た進角が行われる。

次に、排ガス還流量制御装置３０について説明すると、
同装置３０は排ガス還流通路２００の途中に設けられた
弁孔３２の絞り量を制御する弁体３３および同弁体３３
を制御するダイヤフラム装置３４より構成され、同装置
３４の筐体３５には内部を２室３６．３７に分割するダ
イヤフラム３８が設けられ、同ダイヤフラム３８の中央
部には上記弁体３３が突設され、上記室３６は空気通路
１０２を介して上記吸気通路１の管壁４に突設されたポ
ート５よりやや上流側の管壁４に穿設されたポート６に
連通され、室３７は孔３１を汗して大気に開放され、ま
た、室３６内にはダイヤフラム３８を弁体３３が弁孔３
２を閉じる方向に付勢するスプリング３９が設けられて
いる。

次に、切換バルブ４０について説明すると、同切換バル
ブ４０は排ガス還流量制御装置３０の室３６に空気通路
１０２を介して供給する空気圧をポート６に発生する負
圧（以下ＥＧＲブーストと称す）または大気圧に切換え
る弁装置４１と同弁装置４１を制御するダイヤフラム装
置４２より構成され、空気通路１０２の連通孔４３およ
び大気開放孔４４を選択的に閉塞する弁体４５はロッド
４６を介してダイヤフラム装置４２を２室４８゜４９に
分割するダイヤフラム５０の中央部に連結され、一方の
室４８は空気通路１０３に連通され、他方の室４９は孔
５１を介して大気開放され、また、室４８内にはダイヤ
フラム５０を弁体４５が大気開放孔４４を閉じる方向に
付勢するスプリング５２が設けられている。

次に、リークバルブ８０について説明すると、上記負圧
通路１０１の途中より分岐した大気開放通路１０４には
直列に固定オリフィス１０５および弁体８１により開閉
される弁孔８８が介装され、弁体８１はロッド８２を介
してダイヤフラム装置８３のダイヤフラム８４中央部に
連結され、同ダイヤフラム８４により分割された２室８
５．８６のうち、室８５は空気通路１０６に連通され、
室８６は孔８７を介して大気開放され、また、室８５に
はダイヤフラム８４を弁体８１が弁孔８８を閉じる方向
に付勢しているスプリング８９が設けられている。

なお、弁孔８８とオリフィス１０５との間の大気開放通
路１０４は空気通路１０３に連通されている。

次に、コントロール装置９０について説明すると、この
コントロール装置９０は機関の車速、負荷、温度さらに
は吸気系の種々の負圧の大きさを検出して空気通路１０
６に供給する吸気系の負圧を制御するものであって、同
装置９０による制御の詳細については後述する。

次に、遅延装置５３について説明すると、同装置５３は
空気通路１０３の途中に並列に介装された固定オリフィ
ス５４とチェックバルブ５５とを有し、上記チェックバ
ルブ５５は大気開放通路１０４より室４８方向にのみ大
気が流通可能に構成されている。

次に、ダッシュポット６０について説明すると、スロッ
トルシャフト２を回動させる軸７の一端に固着されたレ
バー８の自由端部に一端が当接するロッド６１の他端は
ダイヤフラム６２の中央部に連結され、同ダイヤフラム
６２により分割された２室６３，６．４のうち一方の室
６３は空気通路１０７を介して大気に連通され、他方の
室６４はオリフィス６５およびチェックバルブ６６を介
して室６３に連通され、室６４内に設けられたスプリン
グ６７はロッド６１がレバー８に当接する方向にダイヤ
フラム６２を付勢している。

なお、チェックバルブ６６は室６３より室６４方向にの
み空気の流通が可能に構成され、ダイヤフラム６２のス
プリング６７による移動はダイヤフラム６２に設けられ
た突起部６８がダッシュポット６０の筐体６９内面に当
接した位置で停止される。

次に、切換バルブ７０について説明すると、同バルブ７
０は空気通路１０７を開閉する弁体７１と同弁体７１言
制御するダイヤフラム装置７２とから構成され、弁体７
１はロッド７３を介してダイヤフラム７４の中央部に連
結され、ダイヤフラム７４により分割された２室７５．
７６のうち一方の室７５は空気通路１０３を介して弁孔
８８とオリフィス１０５間の大気開放通路１０４に連通
され、他方の室７６は孔７７を介して大気に開放され、
室７５にはダイヤフラム７４を弁体７１が閉じる方向に
付勢するスプリング７８が内蔵されている。

エンジンが駆動されると上記実施例装置の吸気通路１に
吸気負圧が発生する。

この吸気負圧の大きさはエンジンの運転状態に応じて変
化するとともに、吸気通路１内でも特にスロットルバル
ブ２との関係において負圧の取出し位置が相違すると全
く異なったものとなる。

そこで、上記実施例装置における吸気通路１のポート５
に発生するディスブースト、ポート６に発生する負圧お
よび吸気マニホルド負圧の一般的な負圧特性を第２図お
よび第３図に示す。

なお、第２図および第３図は、縦軸にエンジン出力（Ｐ
Ｓ）、横軸にエンジン回転数（ｒｐｍ）がとられたエン
ジン出力線図であって、上記各図において、実線Ａはス
ロットルバルブ２全開時の出力線、実線Ｂはアイドル開
度における出力線である。

また、本実施例においては、スロットルバルブ２の全閉
位置からの回転角をスロットル開度とすると、アイドル
時のスロットル開度は１０度に設定され、ポート５はス
ロットル開度が１３度の時におけるスロットルバルブ２
の自由端部３に対向する管壁に穿設され、ポート６はス
ロットル開度が２０度の時における自由端部３に対向す
る管壁に穿設されている。

第２図に示す一点鎖線はポート５に発生するディスブー
ストの等負圧線、同図に示す破線は等スロットル開度線
、第３図に示す一点鎖線はポート６に発生する負圧の等
負圧線、同図に示す破線は吸気マニホルド負圧の等負圧
線である。

今コントロール装置９０の制御により室８５に設定負圧
より大きな負圧が空気通路１０６を介して導通されると
、スプリング８９の付勢力に抗してダイヤフラム８４が
上方に吸引され、弁孔８８は開かれ大気開放通路１０４
より大気圧が空気通路１０３および負圧通路１０１に供
給される。

この場合、空気通路１０３は大気圧となるが、負圧通路
１０１にはオリフィス１０５を介して大気が流入するた
め、ポート５に発生するディスブーストが多少弱められ
た状態で真空進角制御装置１０の進角側ダイヤフラム室
１５に導通され、ディスブーストが弱められた分だけ点
火時期が遅れる。

従って、オリフィス１０５の絞り量を調整すれば、適度
の点火時期遅角量を与えた状態でしかもポート５に発生
したディスブーストの大きさに比例した点火進角を行う
ことができる。

ところで、空気通路１０３に連通する室４８および７５
は大気圧となり、ダイヤフラム５０はスプリング５２の
付勢力で下方に付勢され、弁体４５は連通孔４３を開き
、大気開放孔４４を閉じ、ダイヤフラム７４もスプリン
グ７８の付勢力で下方に付勢され、弁体７１が空気通路
１０７を閉じる。

従って、排ガス還流量制御装置３０の室３６には空気通
路１０２を介してポート６に発生するＥＧＲブーストが
導通され、弁体３３は上記ブーストがダイヤフラム３８
を上方へ吸引する力と、スプリング３９による下方への
付勢力とがバランスされた位置で停止し、この停止位置
に応じて弁孔３２の絞り量が制御される。

一方、ダッシュポット６０は、空気通路１０７が閉塞さ
れたことにより作動状態となる。

すなわち、車両走行状態よりエンジンブレーキをかける
ため急激に図示していないアクセルペダルを離すと、ス
ロットルバルブ２は図示していないリターンスプリング
の戻り力により第１図矢印Ｘ方向に急激に回動するが、
アイドル開度より手前の設定開度においてレバー８がロ
ッド６１に当接し、この時よりダッシュポット６０が作
動してスロットルバルブ２の回転速度が低下する。

次に、コントロール装置９０の制御により室８５に設定
値以下の低負圧または大気圧が導通されると、ダイヤフ
ラム８４はスプリング８９の付勢力により下方に移動し
、弁体８１は弁孔８８を閉塞する。

その結果、真空進角制御装置１０の進角側ダイヤフラム
室１５にはポート５に発生するディスブーストがそのま
ま導通され、また、切換バルブ４０゜７０の各室４８．
７５にも負圧通路１０１、大気開放通路１０４、空気通
路１０３を介してディスブーストが導通されるが、特に
切換バルブ４０の室に導通されるディスブーストは、遅
延装置５３の絞り量が大のオリフィス５４を介して行わ
れるため、時間遅れを生じる。

この遅れ時間はオリフィス５４の絞り量を調整すること
により制御される。

室４８にディスブーストが導通されると、ダイヤフラム
５０がスプリング５２の付勢力に抗して上昇し、弁体４
５は連通孔４３を閉塞し、大気開放孔４４を開く。

従って、排ガス還流量制御装置３０の室３６には空気通
路１０２を通って大気圧が導通され、ダイヤフラム３８
がスプリング３９の付勢力により下降して弁体３３が弁
孔３２を閉じ、排ガス還流は停止される。

一方、切換バルブ７０の室７５にディスブーストが導通
されるとダイヤフラム７４がスプリング７８の付勢力に
抗して上昇し、弁体７１は空気通路１０７を開く。

従って、室６３は大気開放され、ダイヤフラム６２がス
プリング６７の付勢力に抗して室６４方向に押されても
、室６３には空気通路１０７を通つて大気が吸入され、
両室６３，６４間に発生する差圧は小さく、ダイヤフラ
ム６２の移動はスプリング６７の付勢力に対抗するのみ
でスムーズに行われ、スロットルバルブ２の回動遅れは
少ない。

上記実施例において、例えばコントロール装置９０によ
り運転頻度の高い低速軽負荷時、中負荷時あるいは機関
加速時に弁孔８８を開き、高速時、高負荷時および機関
の暖機運転時の機開始動後一定時間等の運転条件下では
弁孔８８を閉じるように制御すれば以下に述べるごとき
効果を期待することができる。

すなわち、運転頻度の高い低速軽負荷時、中負荷時およ
び機関加速時には点火時期が遅れ、排ガス還流が行われ
るため有害ガス（ＨＣ，ＣＯ。

ＮＯｘ等）の排出量が低減され、高速時、高負荷時には
点火時期が進み、排ガス還流が停止されて、排気系の過
熱による熱損や火災の発生が防止され、また、出力増大
、燃費低減等の効果が生じ、始動後一定時間にも点火時
期が進み、排ガス還流が停止されて、始動性が良好にな
るとともに始動直後のエンジン不調が防止され、また、
ドライバビリティが向上する。

ダッシュポット６０は、低速軽負荷時、中負荷時および
機関加速後の減速時に作動してスロットルバルブ２の戻
りを制限することにより、減速時のＨＣ、ＣＯ等の排出
量増大を抑制し、高速時の減速時には作動が停止されて
スロットルバルブ２の戻りを迅速ならしめ、エンジンブ
レーキの効きが悪化することを防止する。

ところで、弁孔８８が閉塞された時、点火時期の進角と
排ガス還流の停止が同時に行われると、出力が急激に増
大してドライバビリティが悪化するという不具合が生じ
るが、本実施例においては、遅延装置５３の作動によっ
て点火時期が進角された後、適度の遅れを有して排ガス
還流が停止されるため、ドライバビリティが向上する。

なお、上記実施例においては、負圧の大きさに応じて比
例的に制御される排ガス浄化対策用装置として真空進角
制御装置１０を採用し、負圧の大きさに応じて二段に切
換制御される排ガス浄化対策用装置として切換バルブ４
０を有する排ガス還流量制御装置３０および切換バルブ
７０を有するダッシュポット６０を採用しているが、ダ
ッシュポット６０に代えて減速時ある一定回転速度にな
るまでスロットルバルブ２を開いているスロットルポジ
ショナを採用してもよく、また、負圧の大きさに応じて
比例的に制御される装置として排ガス還流量制御装置３
０を採用し、負圧の大きさに応じて二段に切換制御され
る装置として切換バルブ４０を有する真空進角制御装置
１０を採用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はディ
スブーストおよびスロットル開度の特性を示すエンジン
出力線図、第３図はＥＧＲブーストおよび吸気マニホル
ド負圧の特性を示すエンジン出力線図である。 １・・・・・・吸気通路、２・・・・・・スロットルバ
ルブ、４・・・・・・管壁、５，６・・・・・・ポート
、γ・・・・・・軸、８・・・・・・レバー、１０・・
・・・・真空進角制御装置、１１・・・・・・ディスト
リビュータ、１３，１４・・・・・・ダイヤフラム、１
５・・・・・・進角側ダイヤフラム室、３０・・・・・
・排ガス還流量制御装置、３２・・・・・・弁孔、３３
・・・・・・弁体、３４・・・・・・ダイヤフラム装置
、４０・・・・・・切換バルブ、４１・・・・・・弁装
置、４２・・・・・・ダイヤフラム装置、５３・・・・
・・遅延装置、５４・・・・・・オリフィス、５５・・
・・・・チェックバルブ、６０・・・・・・ダッシュポ
ット、７０・・・・・・切換バルブ、７１・・・・・・
弁体、７２・・・・・・ダイヤフラム装置、８０・・・
・・・リークバルブ、８１・・・・・・弁体、８３・・
・・・・ダイヤフラム装置、８８・・・・・・弁孔、９
０・・・・・・コントロール装置、１０１・・・・・・
負圧通路、１０２，１０３，１０６゜１０７・・・・・
・空気通路、１０４・・・・・・大気開放通路、１０５
・・・・・・オリフィス、２００・・・・・・排ガス還
流通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 負圧の大きさに応じて作動する内燃機関の制御装置
   と、同装置を制御する差圧応動装置の負圧室に吸気系の
   負圧を導通する負圧通路と、同負圧通路の途中に設けら
   れた大気開放通路と、同大気開放通路に設けられ同大気
   開放通路を機関の運転状態に応じて開閉制御するリーク
   バルブと、同リークバルブと上記負圧通路との間の上記
   大気開放通路に介装され空気の流入量を規制するオリフ
   ィスと、負圧の大きさに応じて制御される排ガス浄化対
   策用装置と、同排ガス浄化対策用装置を制御する差圧応
   動装置の負圧室と上記リークバルブおよび上記オリフィ
   ス間の上記大気開放通路とを連通ずる空気通路とを有す
   ることを特徴とする排ガスコントロール位置。 ２ 負圧の大きさに応じて作動する内燃機関の制御装置
   と、同装置を制御する差圧応動装置の負圧室に吸気系の
   負圧を導通する負圧通路と、同負圧通路の途中に設けら
   れた大気開放通路と、同大気開放通路に設けられ同大気
   開放通路を機関の運転状態に応じて開閉制御するリーク
   バルブと、同リークバルブと上記負圧通路との間の上記
   大気開放通路に介装され空気の流入量を規制するオリフ
   ィスと、負圧の大きさに応じて制御される排ガス浄化対
   策用装置と、同排ガス浄化対策用装置を制御する差圧応
   動装置の負圧室と上記リークバルブおよび上記オリフィ
   ス間の上記大気開放通路とを連通ずる空気通路と、同空
   気通路に介装されたオリフィスを有することを特徴とす
   る排ガスコントロール装置。