JP2002256897A

JP2002256897A - 排気圧制御装置

Info

Publication number: JP2002256897A
Application number: JP2001058771A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Tamura; 保樹田村
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成にして排気圧を最適範囲に調節可
能な排気圧制御装置を提供する。【解決手段】排気系(20)に設けられ、排気圧により開
方向にトルクが加わるよう受圧面中心Ｙと回動中心(43)
とが偏心して配置されたバタフライバルブ(42)と、目標
排気圧に応じた一定の閉方向のトルクをバタフライバル
ブに加える付勢手段(45,46)とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気圧制御装置に
係り、詳しくは、排気系に設けられたバタフライバルブ
に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】排気中の有害物質（ＨＣ、ＣＯ、
Ｈ₂等の未燃物の他、スモーク、ＮＯx等を含む）を低減
させることを目的とした技術として、触媒上での反応を
利用した排気浄化技術が知られている。しかしながら、
当該排気浄化技術では、触媒が活性化されるまでの間に
ＨＣ等の未燃物が大気放出されるという問題があり、こ
のように触媒活性化までに放出される有害物質量は、コ
ールドモードでの全放出量の９割にも達する場合があり
重要な問題となっている。

【０００３】そこで、例えば特開平３−１１７６１１
号、特開平４−１８３９２１号公報に開示されるよう
に、排気圧上昇により冷態時に触媒を早期活性化させる
技術が開発されている。ここでは、例えば排気通路下流
に排気制御手段として密閉型可変排気バルブを設けてお
り、当該密閉型可変排気バルブを調節し排気管断面積を
変更させることで、排気通路抵抗、排気密度を上昇させ
或いは排気流速を低下させ、排気圧や排気温度の上昇を
図るようにしている。

【０００４】このように排気圧を上昇させるようにする
と、例えば排気系内に未燃物を供給した場合（燃料の２
段噴射等）、排気系内に２次エアを供給した場合（２次
エア）、ＥＧＲ（排気再循環）を実施した場合、排気空
燃比の変調（排気Ａ／Ｆ変調）を実施した場合におい
て、各性能が増強されることになり、排気通路内の未燃
物の反応が促進されて排気温度が上昇し、触媒が早期に
活性化されて排気の浄化が飛躍的に促進される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、排気圧を上
昇させるほど上記増強効果は増大する一方、内部ＥＧＲ
の増大による燃焼悪化や排気抵抗増大による燃費悪化が
発生する等の問題があり、排気圧については、ある最適
範囲となるように調整する必要がある。そこで、排気圧
を調整するために、排気圧センサを設け、当該排気圧セ
ンサからの情報に基づき上記可変排気バルブを調節した
り、自動的に排気圧を調節する手段としてダイヤフラム
を利用して排気バルブの開閉を行うことが考えられてい
る。

【０００６】しかしながら、排気圧センサを設けること
はコストアップに繋がり好ましいことではなく、ダイヤ
フラムを利用した排気バルブは耐熱性に劣るとともに弁
部の排気抵抗が大きく流量係数が低下するという問題が
ある。弁部の排気抵抗については排気通路をファンネル
形状等の抵抗の少ない形状にすることで解決されるが、
加工費が嵩むという新たな問題が生じる。

【０００７】また、例えば実開平３−１７１５４号公報
には、排気系にバタフライバルブを設けて排気圧を上昇
させ、排気圧が所定値を越えたときにはバイパス通路の
リリーフ弁を開放して排気圧を逃がす構成が開示されて
いるが、この方法では、バイパス通路やリリーフ弁を別
途設けなければならず、構造が複雑化するとともにコス
トアップに繋がり好ましいことではない。

【０００８】一方、特開２０００−１７０５５１号公報
を参照すると、受圧面中心と回動中心とを偏心させたバ
タフライバルブが開示されている。しかしながら、この
バタフライバルブは、排気ブレーキの応答性を改善する
ことを目的としたものであり、排気圧を調節するような
ものではない。本発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、簡単な
構成にして排気圧を最適範囲に調節可能な排気圧制御装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明では、排気系に設けられ、排気
圧により開方向にトルクが加わるよう受圧面中心と回動
中心とが偏心して配置されたバタフライバルブと、目標
排気圧に応じた一定の閉方向のトルクを前記バタフライ
バルブに加える付勢手段とを備えたことを特徴としてい
る。

【００１０】従って、回動中心に対して受圧面の広い側
では排気圧により生じる力が大きく、一方受圧面の狭い
側では小さいため、バタフライバルブ全体に一方から排
気圧が加わると、排気圧に応じて回動中心回りに受圧面
の広い側を排気下流側に回転させようとする回転モーメ
ントが発生することになるが、バタフライバルブには当
該回転モーメントに対抗するようにして目標排気圧に応
じた一定の閉方向のトルクが付勢されているので、上記
回転モーメントが当該一定の閉方向のトルクになるまで
はバタフライバルブは閉状態に保持され、上記回転モー
メントが一定の閉方向のトルクに達するとバタフライバ
ルブは自動的に開放される。

【００１１】これにより、排気圧が上昇しても余剰の排
気圧はバルブの開放により逃がされることになり、排気
系の排気圧が過大となることが防止され、内部ＥＧＲの
増大による燃焼悪化や排気抵抗増大による燃費悪化等が
防止される。また、請求項２の発明では、前記閉方向の
トルクは、排気圧が前記目標排気圧よりも大きくなった
ときに前記バタフライバルブが開放される大きさに設定
されていることを特徴としている。

【００１２】従って、バタフライバルブ全体に一方から
排気圧が加わると、排気圧に応じて回動中心回りに受圧
面の広い側を排気下流側に回転させようとする回転モー
メントが発生することになるが、当該回転モーメントに
対抗する閉方向のトルクが、排気圧が目標排気圧よりも
大きくなったときにバタフライバルブが開放される大き
さに設定されているので、排気圧が目標排気圧になるま
ではバタフライバルブは閉状態に保持され、排気圧が目
標排気圧に達するとバタフライバルブは自動的に開放さ
れる。

【００１３】これにより、排気圧が上昇しても余剰の排
気圧はバルブの開放により逃がされ、排気圧が目標排気
圧に好適に保持されることになり、内部ＥＧＲの増大に
よる燃焼悪化や排気抵抗増大による燃費悪化等が確実に
防止される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。先ず、実施例１について説明す
る。図１を参照すると、本発明に係る排気圧制御装置の
適用される内燃機関の概略構成図が示されており、以
下、同図に基づき当該内燃機関の構成を簡単に説明する
とともに本発明に係る排気圧制御装置の構成を説明す
る。

【００１５】同図に示すように、内燃機関であるエンジ
ン本体（以下、単にエンジンという）１としては、例え
ば、燃料噴射モードを切換えることで吸気行程での燃料
噴射（吸気行程噴射）とともに圧縮行程での燃料噴射
（圧縮行程噴射）を実施可能な筒内噴射型火花点火式ガ
ソリンエンジンが採用される。この筒内噴射型のエンジ
ン１は、容易にして理論空燃比（ストイキ）での運転や
リッチ空燃比での運転（リッチ空燃比運転）の他、リー
ン空燃比での運転（リーン空燃比運転）が実現可能であ
る。

【００１６】同図に示すように、エンジン１のシリンダ
ヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４とともに電磁式
の燃料噴射弁６が取り付けられており、これにより、燃
料を燃焼室内に直接噴射可能である。点火プラグ４には
高電圧を出力する点火コイル８が接続されている。ま
た、燃料噴射弁６には、燃料パイプ７を介して燃料タン
クを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されてい
る。より詳しくは、燃料供給装置には、低圧燃料ポンプ
と高圧燃料ポンプとが設けられており、これにより、燃
料タンク内の燃料を燃料噴射弁６に対し低燃圧或いは高
燃圧で供給し、該燃料を燃料噴射弁６から燃焼室内に向
けて所望の燃圧で噴射可能である。

【００１７】シリンダヘッド２には、各気筒毎に略直立
方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連
通するようにして吸気マニホールド１０の一端が分岐し
てそれぞれ接続されている。なお、吸気マニホールド１
０には吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁１４
が設けられている。また、シリンダヘッド２には、各気
筒毎に略水平方向に排気ポートが形成されており、各排
気ポートと連通するようにして排気マニホールド１２の
一端が分岐してそれぞれ接続されている。

【００１８】排気マニホールド１２の他端には排気管
（排気系）２０が接続されている。そして、排気管２０
には、排気浄化触媒装置として三元触媒３０が介装され
ている。また、同図に示すように、排気管２０には、空
燃比センサ２２が配設されている。さらに、排気管２０
の三元触媒３０よりも下流の部分には、排気圧制御装置
４０が介装されている。排気圧制御装置４０は、排気管
２０内の排気圧を調節することにより排ガス中の有害物
質（ＨＣ、ＣＯ、Ｈ₂等の未燃物の他、スモーク、ＮＯx
等を含む）の低減を促進させることを目的とする装置で
あり、ここではバタフライバルブ４２が採用されてい
る。

【００１９】バタフライバルブ４２は、図２（ａ）に閉
弁状態を示し、図２（ｂ）に開弁状態を示し、図２
（ｃ）に（ａ）のＳ−Ｓ線に沿う断面を示すように、排
気管２０を貫通する軸４３回りに弁体４４が回転するこ
とで排気管２０の流路面積を調節可能に構成されてい
る。また、軸４３には当該軸４３を回転させるアクチュ
エータ４５が接続されている。

【００２０】さらに、軸４３には他端を排気管２０側に
固定するようにしてコイルスプリング（付勢手段）４６
の一端が接続されている。つまり、軸４３には、当該コ
イルスプリング４６のばね力によって、バタフライバル
ブ４２を閉作動させる方向に回転トルクＴspが加えられ
ている。即ち、当該バタフライバルブ４２にあっては、
弁体４４は常時閉弁側に付勢されている。

【００２１】同図に示すように、弁体４４は長円形をし
ており、軸４３は当該長円形をした弁体４４の長手方向
の一側に偏倚した位置に取り付けられている。詳しく
は、弁体４４は、図３に示すように、半径ａからなる一
対の半円部Ａ及び半円部Ｃの間に一辺がｂである長方形
部Ｂを挟んで構成されており、軸４３は、半円部Ｃと長
方形部Ｂの境界線上に配設されている。つまり、軸（回
動中心）４３は弁体４４の長手方向の中心線（受圧面中
心）Ｙから距離ｄ（ここではｄ＝ｂ／２）だけ偏心した
位置に設けられている。

【００２２】また、弁体４４は、閉弁状態のときに半円
部Ａ及び半円部Ｃの先端が排気管２０の内壁と当接し略
密閉状態となるよう構成されている。ＥＣＵ６０は、入
出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ
等）、中央処理装置（ＣＰＵ）等を備えており、当該Ｅ
ＣＵ６０により、エンジン１を含めた排気圧制御装置の
総合的な制御が行われる。

【００２３】ＥＣＵ６０の入力側には、上述した空燃比
センサ２２等の各種センサ類が接続されており、これら
センサ類からの検出情報が入力される。一方、ＥＣＵ６
０の出力側には、上述の燃料噴射弁６、点火コイル８、
スロットル弁１４、バタフライバルブ４２のアクチュエ
ータ４５等の各種出力デバイスが接続されており、これ
ら各種出力デバイスには各種センサ類からの検出情報に
基づき演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時
期、回転トルク等の各種情報がそれぞれ出力され、これ
により、燃料噴射弁６から適正量の燃料が適正なタイミ
ングで噴射され、点火プラグ４により適正なタイミング
で火花点火が実施され、アクチュエータ４５に所望の回
転トルクが与えられる。

【００２４】以下、このように構成された本発明に係る
排気圧制御装置４０の作用について説明する。上述した
ように、エンジン１が冷態状態にあるときには、三元触
媒３０を早期に活性化させるべく一時的にバタフライバ
ルブ４２を閉弁操作して排気圧制御を行うようにする
（図２（ａ）の状態）。これにより、排気管２０内の排
気圧が上昇して排気管２０内の未燃燃料の反応が促進さ
れて有害物質の排出を抑制しつつ排気温度が上昇するこ
とになり、三元触媒３０が早期に活性化される。

【００２５】このように排気管２０内の排気圧が上昇す
ると、閉弁状態にあるバタフライバルブ４２の弁体４４
にも当該排気圧が作用することになるが、本発明に係る
バタフライバルブ４２の場合には、上述したように、軸
４３は弁体４４の長手方向の中心線Ｘから距離ｄだけ偏
心した半円部Ｃと長方形部Ｂの境界線上に設けられてい
るので、弁体４４が排気圧を受けると、軸４３を挟んで
一方の受圧面積の広い側（半円部Ａ及び長方形部Ｂ）の
方が他方の受圧面積の狭い側（半円部Ｃ）よりも大きな
力を受けることになり、軸４３回りにバタフライバルブ
４２を開弁しようとする回転モーメント、即ち回転トル
クが発生することになる。

【００２６】つまり、排気圧をＰ、半円部Ａ、長方形部
Ｂ及び半円部Ｃが受ける力をそれぞれＦa、Ｆb、Ｆcと
し、回転トルクをそれぞれＴa、Ｔb、Ｔcとすると、軸
４３回りには、次式(1)乃至(6)から演算されるような回
転トルクＴexが生じることになる。Ｆa＝Ｆc＝Ｐ×π×ａ²／２ …(1) Ｆb＝Ｐ×２×ａ×ｂ …(2) 半円部Ａ及び半円部Ｃの重心は弁体４４の中心線Ｘ上で
（４×ａ）／（３×π）の位置であることから、開弁側
を正（＋）とし閉弁側を負（−）とすると、式(1)、(2)
より、Ｔa＝Ｐ×π×ａ²／２×｛（４×ａ）／（３×π）＋ｂ｝ …(3) Ｔc＝−Ｐ×π×ａ²／２×｛（４×ａ）／（３×π）｝ …(4) Ｔb＝Ｐ×２×ａ×ｂ×（ｂ／２） …(5) 従って、式(3)、(4)、(5)より、Ｔex＝Ｔa＋Ｔb＋Ｔc ＝Ｐ×π×ａ²／２×｛（４×ａ）／（３×π）＋ｂ｝＋Ｐ×２×ａ×ｂ×（ｂ／２） −Ｐ×π×ａ²／２×｛（４×ａ）／（３×π）｝＝Ｐ×ａ×ｂ×（π×ａ／２＋ｂ） …(6) 即ち、排気圧Ｐにより、軸４３には、バタフライバルブ
４２を開弁しようとするＰ×ａ×ｂ×（π×ａ／２＋
ｂ）の回転トルクＴexが発生する。

【００２７】一方、上述したように、軸４３には、コイ
ルスプリング４６のばね力によりバタフライバルブ４２
を閉弁する方向に回転トルクＴspが加えられている。従
って、バタフライバルブ４２は、排気圧Ｐにより軸４３
に発生する回転トルクＴexとばね力により軸４３に予め
加えられている回転トルクＴspとの大小関係により、回
転トルクＴexが回転トルクＴspよりも小さいときには閉
弁状態に保持され、回転トルクＴexが回転トルクＴspに
達すると、自動的に開弁側に作動することとなる。

【００２８】ここでは、回転トルクＴspは例えば所定の
目標排気圧Ｐ0に対応する目標回転トルクＴex0と等しい
値に予め設定され、当該回転トルクＴspに応じてコイル
スプリング４６のばね力が決定されている。例えば、目
標排気圧Ｐ0に応じて適当なバネ力のコイルスプリング
４６が選択されている。なお、目標排気圧Ｐ0に応じて
コイルスプリング４６の他端の取付け位置を変更し、回
転トルクＴspを変更するようにしてもよい。

【００２９】このように、当該実施例１では、バタフラ
イバルブ４２は、排気圧Ｐが目標排気圧Ｐ0に達し、回
転トルクＴexが目標回転トルクＴex0に等しい回転トル
クＴspに達すると、自動的に開弁側に作動するように設
定されている。従って、排気圧Ｐが目標排気圧Ｐ0に達
したときには、常にバタフライバルブ４２が開弁して余
剰の排気圧が適宜逃がされることになり（図２（ａ）に
破線で示す状態）、簡単な構成でありながら、排気圧Ｐ
は目標排気圧Ｐ0を越えることなく当該目標排気圧Ｐ0に
良好に保持されることになる。

【００３０】これにより、排気管２０内の排気圧が上昇
しすぎると、内部ＥＧＲが増大して燃焼悪化を起こした
り、排気抵抗が増大して燃費悪化を引き起こしたりする
おそれがあるのであるが、排気圧Ｐが目標排気圧Ｐ0に
保持されることで、このような燃焼悪化や燃費悪化が未
然に防止される。一方、エンジン１が暖機状態となった
ときには、排気圧制御を中止するようにしており、この
場合には、アクチュエータ４５に通電し、軸４３に回転
トルクＴspよりも大きく且つバタフライバルブ４２を開
弁する方向の回転トルクを与える。

【００３１】これにより、バタフライバルブ４２は全開
状態となり（図２（ｂ）の状態）、バタフライバルブ４
２が排気流を妨害することがなくなり、通常の排気が行
われる。次に、実施例２について説明する。実施例２で
は、装置の構成は上記実施例１と同じである。従って、
ここでは、上記実施例１と異なる部分についてのみ説明
する。

【００３２】当該実施例２では、コイルスプリング４６
を変更せずに排気圧制御装置４０を種々の目標排気圧Ｐ
0に自在に対応可能なようにしている。詳しくは、排気
圧制御を行う場合においても、アクチュエータ４５に通
電し、軸４３に回転トルクＴex、Ｔsp以外の回転トルク
を与えるようにしている。ここに、目標排気圧Ｐ0は、
各運転条件（例えば、始動後経過時間、エンジン（燃
焼）停止経過時間、排気圧制御量、エンジン回転速度、
体積効率、正味平均有効圧、排気温度、冷却水温、油
温、吸入空気量、排気体積流量、排気質量流量、アクセ
ル開度、スロットル開度、スロットル開度変化率或いは
これらと相関のある指標）のうちの何れか一つ以上に基
づいて変更されるものである。

【００３３】即ち、当該実施例２では、目標排気圧Ｐ0
を変更したい場合、コイルスプリング４６による回転ト
ルクＴsp以外にアクチュエータ４５による回転トルクＴ
acを作用させており、これにより軸４３に働く外トルク
Ｔoを加減操作し、目標排気圧Ｐ0の変更に伴う目標回転
トルクＴex0の増減に適宜対応するようにしている。例
えば、排気圧制御を行う場合には、図４（ａ）に示すよ
うに、外トルクＴo、コイルスプリング４６による回転
トルクＴsp、アクチュエータ４５による回転トルクＴac
及び目標回転トルクＴex0の関係は次式(7)で示される。

【００３４】Ｔo＝Ｔac−Ｔsp＝−Ｔex0＜０ …(7) つまり、軸４３に働く外トルクＴoはコイルスプリング
４６による回転トルクＴspとアクチュエータ４５による
回転トルクＴacの差として示され、アクチュエータ４５
による回転トルクＴacは、外トルクＴoと目標排気圧Ｐ0
に基づく目標回転トルクＴex0とが釣り合い、且つ、値
０より小さくなる（負となる）ように設定される。な
お、上式(7)で回転トルクＴacを値０とし、回転トルク
Ｔspを目標排気圧Ｐ0に対応する値にした場合が上記実
施例１に該当する。

【００３５】従って、当該実施例２では、排気圧Ｐが増
加して目標排気圧Ｐ0に達し、回転トルクＴexが外トル
クＴoに達すると、上記実施例１と同様に、バタフライ
バルブ４２が自動的に開弁側に作動して余剰の排気圧が
逃がされ（図４（ａ）に破線で示す状態）、排気圧Ｐが
目標排気圧Ｐ0を越えることなく当該目標排気圧Ｐ0に良
好に保持されることになる。

【００３６】これにより、上記実施例１の場合と同様、
内部ＥＧＲの増大による燃焼悪化や排気抵抗の増大によ
る燃費悪化が未然に防止される。一方、排気圧制御を中
止する場合には、図４（ｂ）に示すように、外トルクＴ
o、コイルスプリング４６による回転トルクＴsp、アク
チュエータ４５による回転トルクＴac及び目標回転トル
クＴex0の関係は次式(8)で示される。

【００３７】Ｔo＝Ｔac−Ｔsp＞０ …(8) つまり、排気圧制御を中止するときには、アクチュエー
タ４５による回転トルクＴacは、回転トルクＴspと回転
トルクＴacとの差、即ち外トルクＴoが値０より大きく
なる（正となる）ように設定される。これにより、排気
圧制御を行わない場合には、上記実施例１の場合と同
様、バタフライバルブ４２が排気流を妨害することがな
くなり、通常の排気が行われる。

【００３８】次に実施例３について説明する。実施例３
では、装置は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、上記
実施例１及び実施例２からコイルスプリング４６を外し
て構成されている。なお、当該実施例３においても、上
記実施例１及び実施例２と異なる部分についてのみ説明
する。当該実施例３では、コイルスプリング４６を用い
ることなく排気圧制御装置４０を種々の目標排気圧Ｐ0
に自在に対応可能にしている。

【００３９】即ち、当該実施例３では、コイルスプリン
グ４６のばね力による回転トルクＴspをアクチュエータ
４５による回転トルクＴacで代用するようにしており
（付勢手段）、さらに、回転トルクＴacを変化させるこ
とで、軸４３に働く外トルクＴoを加減操作可能にして
いる。例えば、排気圧制御を行う場合には、外トルクＴ
oとアクチュエータ４５による回転トルクＴac及び目標
回転トルクＴex0の関係は次式(9)で示される。

【００４０】Ｔo＝Ｔac＝−Ｔex0＜０ …(9) つまり、軸４３に働く外トルクＴo、即ちアクチュエー
タ４５による回転トルクＴacは、当該回転トルクＴacと
目標排気圧Ｐ0に基づく目標回転トルクＴex0とが釣り合
い、且つ、値０より小さくなる（負となる）ように設定
される。従って、当該実施例３では、排気圧Ｐが増加し
て目標排気圧Ｐ0に達し、回転トルクＴexが回転トルク
Ｔacに達すると、上記実施例１や実施例２と同様に、バ
タフライバルブ４２が自動的に開弁側に作動して余剰の
排気圧が逃がされ（図５（ａ）に破線で示す状態）、排
気圧Ｐが目標排気圧Ｐ0を越えることなく当該目標排気
圧Ｐ0に良好に保持されることになる。

【００４１】これにより、コイルスプリング４６を用い
ることなくアクチュエータ４５を制御するだけであって
も、上記実施例１及び実施例２の場合と同様、内部ＥＧ
Ｒの増大による燃焼悪化や排気抵抗の増大による燃費悪
化が未然に防止される。一方、排気圧制御を中止する場
合には、外トルクＴoとアクチュエータ４５による回転
トルクＴacの関係は次式(10)で示される。

【００４２】Ｔo＝Ｔac ＞０ …(10) つまり、排気圧制御を中止するときには、アクチュエー
タ４５による回転トルクＴacが値０より大きくなる（正
となる）ように設定される。これにより、排気圧制御を
行わない場合には、上記実施例１及び実施例２の場合と
同様、バタフライバルブ４２が排気流を妨害することが
なくなり、通常の排気が行われる。

【００４３】以上で実施形態の説明を終えるが、本発明
の実施態様は上記実施形態に限られるものではない。例
えば、上記各実施例ではバタフライバルブ４２を長円形
からなる弁体４４で構成したが、軸４３が偏心して設け
られ、軸４３を挟んで受圧面積が異なっていれば、弁体
の形状は、例えば長方形であってもよいし、楕円或いは
多角形であってもよい。この場合、バタフライバルブ４
２を閉作動させる側の受圧面積をゼロとする場合も含む
ものとする。

【００４４】また、上記各実施例では、アクチュエータ
４５として電気式のものを用いたが、アクチュエータは
負圧により作動するものであってもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１の排気圧制御装置によれば、排気圧により開方向
にトルクが加わるよう受圧面中心と回動中心とが偏心し
てなるバタフライバルブを排気系に配置し、目標排気圧
に応じた一定の閉方向のトルクをバタフライバルブに加
えるようにしたので、バタフライバルブ全体に一方から
排気圧が加わったとき、回動中心回りに受圧面の広い側
を排気下流側に回転させようとする回転モーメントを生
起できる一方、当該回転モーメントを一定の閉方向のト
ルクによって抑制でき、故に、上記回転モーメントが当
該一定の閉方向のトルクになるまではバタフライバルブ
を閉状態に保持でき、上記回転モーメントが一定の閉方
向のトルクに達したときにはバタフライバルブを自動的
に開放するようにできる。

【００４６】従って、流量係数が大きく、耐熱性が高
く、低コストなバタフライバルブを用いることにより、
簡単な構成にして、排気圧が上昇しても余剰の排気圧を
適宜逃がして排気系の排気圧が過大となることを防止で
き、内部ＥＧＲの増大による燃焼悪化や排気抵抗増大に
よる燃費悪化等を防止することができる。また、請求項
２の排気圧制御装置によれば、回転モーメントに対抗す
る閉方向のトルクを、排気圧が目標排気圧よりも大きく
なったときにバタフライバルブが開放される大きさに設
定するので、排気圧が目標排気圧になるまではバタフラ
イバルブを閉状態に保持でき、排気圧が目標排気圧に達
したときにはバタフライバルブを自動的に開放するよう
にできる。

【００４７】従って、流量係数が大きく、耐熱性が高
く、低コストなバタフライバルブを用いることにより、
簡単な構成にして、排気圧が上昇しても余剰の排気圧を
適宜逃がして排気圧を目標排気圧に好適に保持するよう
にでき、内部ＥＧＲの増大による燃焼悪化や排気抵抗増
大による燃費悪化等を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排気圧制御装置の適用される内燃
機関を示す概略構成図である。

【図２】本発明の実施例１に係るバタフライバルブを示
す図である。

【図３】本発明に係るバタフライバルブの弁体の形状を
説明する図である。

【図４】実施例２に係るバタフライバルブを示す図であ
る。

【図５】実施例３に係るバタフライバルブを示す図であ
る。

【符号の説明】

１エンジン本体２０排気管４０排気圧制御装置４２バタフライバルブ４５アクチュエータ４６コイルスプリング（付勢手段）６０ＥＣＵ（電子コントロールユニット）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気系に設けられ、排気圧により開方向
にトルクが加わるよう受圧面中心と回動中心とが偏心し
て配置されたバタフライバルブと、目標排気圧に応じた一定の閉方向のトルクを前記バタフ
ライバルブに加える付勢手段と、を備えたことを特徴と
する排気圧制御装置。
【請求項２】前記閉方向のトルクは、排気圧が前記目
標排気圧よりも大きくなったときに前記バタフライバル
ブが開放される大きさに設定されていることを特徴とす
る、請求項１記載の排気圧制御装置。