JPS6042209Y2 - 排気還流制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の排気の一部を吸気中に還流しＮＯｘ
の発生を低減せしめる排気還流制御装置に関する。

内燃機関の排気浄化の為に排気の一部を吸気に還流する
排気還流装置は知られている。

しかしながらこのような排気還流は不活性な排気を吸気
中に還流するものであるから、過度に行えば機関の安定
性や燃費に悪影響を及ぼし、又過少であれは排気浄化の
効果が少なく望ましくないという相反する問題点を有す
る。

従って機関の運転状態に応じて常に有効な最適な排気還
流量を保持することが重要である。

従来この種の排気還流制御装置においては吸気通路の絞
り弁近傍に発生する負圧又は吸入負圧等の負圧源を利用
して排気還流弁に供給され、機関の運転状態に応じてそ
の排気還流量を制御する信号負圧を得るために負圧源か
ら導かれる負圧に対する絞りは一定であって、このよう
にして得られた負圧をベンチュリ負圧や還流排気圧力を
利用して負圧調整装置等の単一の大気稀釈部によって調
整して信号負圧を生ぜしめて排気還流弁に導入して排気
還流量を制御するようになっていた。

従って従来は負圧源負圧（例えば吸入負圧、ＶＣ負圧（
絞り弁上流近傍に発生する吸気通路負圧））の増大する
低負荷領域において排気還流弁の開度の増大を防止して
排気還流量を低減させるためには負圧調整装置の大気稀
釈部にて大量の大気稀釈を行って負圧を調整する必要が
あった。

しかしながら単一の大気稀釈部のみでは大気を負圧通路
に導入する稀釈弁の最大開度即ちリーク部開口面積を大
きくする必要があって、これに伴ない急加速時等におい
て大きなリーク部開口面積から導入される大量の大気の
影響を小さくするのに時間を要し、応答遅れを生ずる欠
点を免れなかった。

即ち最大弁開度を太き目に設定しておく場合には低負荷
領域における負圧源負圧の増大に対して充分な大気稀釈
量を確保出来るけれども、その制御精度はバンチング等
を生ずるために悪くなり、又絞り弁開度の小さい状態か
ら急加速を行うような過渡状態で大気稀釈部のリーク開
口面積が閉となっても信号負圧の立上りに遅れを生ずる
等の欠点を免れなかったのである。

逆に最大弁開度を小さ目に設定した場合には制御精度の
向上及び応答性の向上は得られるが、低負荷領域におけ
る負圧源負圧の増大を充分に稀釈出来ないので排気還流
量が過大となり運転性の悪化を免れない。

又減速時の負圧源負圧の急増によるリーク遅れに起因し
て過大な排気還流が行われることによって運転性が悪化
するのである。

本考案は上述の欠点を排除し、吸入負圧、ＶＣ負圧等の
負圧源負圧が増大する低負荷領域において負圧源から排
気還流弁に導入される負圧の大気稀釈リーク能力を増大
させて低負荷、減速時等において負圧源負圧が増大した
場合に速かなリーク能力を確保し、排気還流量を低減出
来ると共に、それ以外の運転状態においては制御精度及
び応答性を向上出来る排気還流制御装置を提供すること
を目的とする。

即ち、従来は単一の負圧調整装置の大気稀釈リーク部に
よって幅の広い負圧源負圧の変化に対応して調整を行っ
ていたのに対し、本考案においては複数の大気稀釈リー
ク部を設けることによって負圧源負圧の増大に応じてリ
ーク能力を増大させる如く複数のリーク部を使い分ける
如くなしたことを特徴とするものである。

このように複数のリーク部を設け、負圧源負圧が所定の
値以上になった時には複数のリーク部を共に作動させて
リーク能力を増大させ、負圧源負圧が所定値以下の場合
にはその内の一個の負圧調整装置によって負圧調整を行
うようになすことによって何れの場合にも制御精度の向
上及び応答性の向上を可能となすものである。

以下に添付図面を参照して本考案の望ましい実施例を説
明する。

図示された実施例はベンチュリ負圧の増大に応じて排気
還流通路に設けた排気還流弁とこの排気還流弁の上流に
て排気還流通路に設けたオリフィスとの間に生ずる排気
圧力を減小させて排気還流量を増大させるようになされ
ている排気還流制御装置に適用した場合を示す。

図示された実施例に於て排気通路（図示せず）から分岐
して吸気通路１へ排気の一部を還流させる還流通路２に
は弁座３と協働して通路抵抗を変化させる弁体４を有す
る排気還流弁５が設けられている。

この排気還流弁５はダイヤフラム６により画成された制
御負圧室７及び大気に連通ずる大気室８と、ダイヤフラ
ム６を弁体４に連結する弁桿９と、制御負圧室７内にあ
ってダイヤフラム６を弁体４の開度を閉じる方向に押す
ばね１０とより戊っていて、後述される如く制御負圧室
７に連結される制御負圧通路１１内に導かれる制御負圧
が増大するとダイヤフラム６がばね１０の作用に打勝っ
て上動腰弁体４の開度を増大させるが、逆に制御負圧が
低減されるとばね１０の作用により弁体４の開度を減少
させるようになっている。

制御負圧通路１１は吸気通路１の絞り弁１２の近傍に開
口して絞り弁１２の近傍のＶＣ負圧を導入されるか又は
絞り弁１２の下流に開口して（点線）その吸入負圧を導
入される吸入負圧通路１３に通路１４を介して接続され
、後述する如くこの吸入負圧又は■Ｃ負圧に対して負圧
調整装置１５より通路１６を経て制御負圧通路１１に導
入される負圧稀釈大気が加えられて合成制御負圧を生じ
、これが排気還流弁５に導入されて排気還流通路抵抗が
制御されるようになっている。

通路１４にはオリフィス１７が設けられて通路内部の流
量を適当に調節する。

前述の負圧調整装置１５はダイヤフラム１８゜１９．２
０によって夫々負圧稀釈室２１、信号負圧室２２、大気
室２３及び排圧室２４に画成され、負圧稀釈室２１は大
気に連通ずる開口２５を有すると共に通路１６の第一の
リーク部としての端部開口１６ａが稀釈室２１の内部に
伸長してダイヤフラム１８の近傍にて終端し、ダイヤフ
ラム１８が上動して端部開口１６ａとの間隔が小さくな
ると通路１４及び１６内の負圧により開口２５を経て稀
釈室２１に導入されて通路１６内に供給される負圧稀釈
大気流量を減少させ反対にダイヤフラム１８が下動する
と逆に通路１６内に供給される負圧稀釈大気流量を増加
させるようになっている。

信号負圧室２２は通路２６を経て吸気通路１のベンチュ
リ部２７に於けるベンチュリ負圧を導入させるように接
続され、この負圧に抵抗してダイヤフラム１９を下動さ
せる方向に附勢されたばね２８を内蔵しており、大気室
２３は大気に開口している。

又排圧室２４は通路２９を介して排気還流通路２内の弁
座３よりも上流側で、同じく排気還流通路２内に弁座３
よりも上流側に設けた排気還流制御用オリフィス３０の
下流側に接続され、オリフィス３０の下流側の排気圧力
Ｐｅが排気室２４に導入されるようになっている。

但し還流通路２内の弁座３より上流側にオリフィス３０
と同等の流路抵抗部分があればオリフィス３０は必ずし
も設ける必要はない。

ダイヤフラム１８を、ダイヤフラム１９，２０と協働さ
せてベンチュリ負圧、吸入負圧又はＶＣ負圧、大気圧及
び排気圧力Ｐｅに関係して制御し、負圧稀釈大気流量を
制御する為にダイヤフラム１８，１９，２０を固定的に
連結する連結枠３１が設けられている。

本考案の特徴により側御負圧通路１１には分岐通路３２
が設けられ、その第二のリーク部としての開口端３２ａ
はリーク弁３３の大気連通室３４内に伸長している。

大気連通室３４はリーク弁ダイヤフラム３５により画成
され、同じくダイヤフラム３５により画成される吸入負
圧室３６と隣接して配置され、吸入負圧室３６にはばね
３７が配置されてタイヤフラム３５を常時は分岐通路３
２の開口端３２ａを閉鎖するように押圧していると共に
この吸入負圧室３６は吸入負圧通路３８により絞り弁１
２の下流側の吸入負圧を受けるように吸入通路に連結さ
れている。

ダイヤフラム３５及びばね３７は吸入負圧が低負荷領域
、減速時等において所定値例えは−３５０ｍｍＨ９以上
になった時にタイヤフラム３５をばね３７の作用に抗し
て吸引して分岐通路３２の開口端３２ａから離隔させて
負圧稀釈大気を分岐通路３２内に導入するように設定さ
れている。

負圧稀釈大気の導入量を適当に制御するために分岐通路
３２内にオリフィス３９が設けられる。

上述の如く構成された本考案による排気還流制御装置の
作動は次の通りである。

機関の吸入空気量の増大に相関して吸気通路１に設けた
ベンチュリ部２７に発生したベンチュリ負圧が増大し、
このベンチュリ負圧は通路２６を経て負圧調整装置１５
の信号負圧室２２に導入される。

従って吸入空気量が増大してベンチュリ負圧が増大すれ
ばダイヤフラム１９が上動−ダイヤフラム１８も共に上
動して通路２６の端部開口１６ａの開度を低減し、吸入
負圧又はＶＣ負圧により端部開口１６ａを通って通路１
６内に導入される稀釈大気流量を減少させるから制御通
路１１内の制御負圧の稀釈割合が低減され、排気還流弁
５の制御負圧室７に導入される制御負圧が増大するから
ダイヤフラム６をばね１０の作用に打勝って上動させて
弁体４の開度を増大させ、排気還流弁５の上流でオリフ
ィス３０の下流の排気圧力Ｐｅを低減させる。

排気還流量は還流通路２においてオリフィス３０の開口
面積と、これの前後に於ける差圧即ち排気管内の圧力と
オリフィス３０の下流の排気圧力Ｐｅとの差圧により決
定されるから、前述の如く排気圧力Ｐｅが低減すると前
後差圧が増大し、従って排気還流量が増大する。

反対に吸入空気量が減少してベンチュリ負圧が減少すれ
ば、ダイヤフラム１９従ってダイヤフラム１８が下動し
、通路１６の端部開口１６ａの開度が増大し、制御負圧
に対する稀釈大気導入量が増大して稀釈割合が増大する
から排気還流弁５のダイヤフラム６が下動し、弁体４の
開度を低減して排気圧力Ｐｅを増大させることになるか
ら、オリフィス３０の前後差圧が低減し、排気還流量が
減小する。

しかしながら、これだけてはベンチュリ負圧による信号
負圧の大きさが同じで、通路１６の端部開口１６ａの開
度が同じであっても例えば負荷の変動により影響を受け
る吸入負圧の変化により制御負圧が変化して排気還流量
が変化することも考えられ、又排気還流弁５の開度が同
じであっても吸気通路１に接続される排気還流通路２の
排気還流弁５の後流側の吸入負圧によって排気圧力Ｐｅ
が影響を受ける可能性がある。

そのために排気圧力Ｐｅを通路２９を介して負圧調整装
置１５の排圧室２４に導入してフィードバック制御する
ようになっている。

このようにしてダイヤプラム１８に連結されるダイヤフ
ラム２０の作動を生ぜしめるから負圧調整作用は排気還
流弁５を含めた制御作用になされるのである。

即ち通路２９を介して負圧調整装置１５の排圧室２４に
導入される排気圧力Ｐｅが増大するとダイヤフラム２０
従ってダイヤフラム１８が上動され、通路１６の端部開
口１６ａの開度を減小させるので通路１６に導入される
負圧稀釈大気流量を減小させ、排気還流弁５の開度が増
大して排気圧力Ｐｅを減小復帰させる。

逆に排気圧力Ｐｅが減小すると排圧室２４の圧力も減小
し、ダイヤフラム２０従ってダイヤフラム１８が下動し
て端部開口１６ａの開度を増大させ、大気による負圧稀
釈割合を増大させるから排気還流弁５の開度が減小し、
排気圧力Ｐｅを、増加復帰させるのである。

しかし、低負荷領域におけるように負圧源負圧が増大す
る場合には排気還流量を低減させて運転性、機関安定性
を向上させたいのにか）わらず排気還流量が所望の如く
低減されない。

そこで本考案においてはリーク弁３３及び分岐通路３２
を設けて、吸入負圧が所定値例えば−３５０ｗｎＨり以
上に増加した時にリーク弁３３が作動されて負圧稀釈大
気を分岐通路３２に導入し負圧調整装置１５からの制御
負圧に対して附加するから排気還流弁５のダイヤフラｌ
、６を更に下動させて排気還流量を低減させ得るように
なっているのである。

このようにリーク弁３３及び分岐通路３２を設けること
により低負荷領域等において適正な排気還流を得るため
の負圧調整装置１５の負担が軽減されるから、リーク弁
３３及び分岐通路３２を設けていない従来のものに比し
て負圧調整装置１５のダイヤフラムを大きく下動させる
必要がなく、従ってダイヤプラムの再上昇に要する時間
も少なくなり減速、加速時の応答遅れが解消されるので
ある。

リーク弁３３が作動される場合負圧調整装置１５の大気
稀釈割合が減小するのみで信号負圧室２２の負圧に対す
る排圧室２４の圧力の関係ははＳ゛同一保たれるから（
但しダイヤフラムが上動してばね２８の抗力の増加分の
み変化する）定常状態における排気還流率の変化は僅か
である。

上述の如く本考案によれば、低負荷時や減速時の様に負
圧源負圧が増大した時には、リーク弁が分岐通路の開口
端を開として制御負圧通路に負圧稀釈大気を導入して負
圧調整装置による負圧稀釈を助けるので、制御負圧通路
内の制御負圧が速やかに稀釈されて排気還流弁の開度を
低減させて、排気還流量を低減し、運転性、機関安定性
を確保出来るのである。

それ以外の運転状態においては、リーク弁が分岐通路の
開口端を閉とするので、はとんど従来と同様の排気還流
制御を行うことが出来、精度向上、応答性向上が可能と
なるのである。

上述の如く本考案によれば簡単な構成により、加速時の
応答性を確保することが可能となるため、運転性、ＮＯ
ｘ低減能力の向上等の大きな利点が得られるのである。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本考案による排気還流制御装置の一実施例を
示す概略的説明図。 １・・・・・・吸気通路、２・・・・・・排気還流通路
、５・・・・・・排気還流弁、１５・・・・・・負圧調
整装置、３３・・・・・・リーク弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関の吸気通路と排気通路とを連通ずる排気還流通路と
   、この排気還流通路に介装される排気還流制御弁と、こ
   の排気還流制御弁上流の前記排気還流通路内の圧力と機
   関の吸気系に設けられたベンチュリ部に発生するベンチ
   ュリ負圧とを入力信号として相互に連結されたダイヤフ
   ラムで受け、このダイヤフラム相互の力のバランスによ
   って負圧源から前記排気還流制御弁の作動負圧室に供給
   される作動負圧を大気で希釈制御する第一のリーク部を
   有する負圧調整装置とを備え、前記ベンチュリ負圧の増
   大に応じて前記第一のリーク部の開度を減少させて前記
   １ｐ気還流制御弁の開度を増大させ、且つ前記排気還流
   制御弁上流の前記排気還流通路内の圧力の減少に応じて
   前記第一のリーク部の開度を増大させて前記排気還流制
   御弁の開度を減少させるように構成すると共に、機関吸
   入負圧を入力信号としてリーク弁ダイヤフラムで受“け
   、このリーク弁タイヤフラムに作用する吸入負圧の作用
   力とセットスプリングの作用力のバランスにより前記吸
   入負圧が増大して所定値を越えた場合に、前記排気還流
   制御弁の作動負圧を大気で希釈制御する第二のリーク部
   を有するリーク弁を設けたことを特徴とする排気還流制
   御装置。