JP2010190116A - 低圧egr装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 1つの電動アクチュエータ7によって、低圧EGR調整弁5と、回転特性の変換機構8を有するリンク装置9とを駆動する。変換機構8は、低圧EGR調整弁5が全閉〜所定切替開度までは吸気弁6を最大開度に保ち、低圧EGR調整弁5だけが開度変化する「低濃度制御状態」を達成して少量のEGRガスをエンジンへ戻す。変換機構8は、低圧EGR調整弁5が所定切替開度より大きい範囲において低圧EGR調整弁5の開度上昇に応じて吸気弁6を最大開度から閉弁方向へ回動させる「高濃度制御状態」を達成し、多量のEGRガスをエンジンへ戻す。
【選択図】 図1
Description
〔従来技術〕
エンジン2の排気ガス中におけるNOx(窒素酸化物)の発生を抑える技術として、高圧EGR装置31が知られている。この高圧EGR装置31の概略を図11を参照して説明する。
高圧EGR装置31は、従来より一般的にEGR装置と呼ばれているものであり、排気ガスの一部をEGRガスとしてスロットルバルブ26の吸気下流側(高負圧発生範囲)に戻すことで、吸気の一部に不燃ガスであるEGRガスを混入させて、エンジン燃焼室の燃焼温度を抑え、効果的にNOxの発生を抑える技術である。
近年では、NOxの発生をより少なくするための技術として、高圧EGR装置31とは別に、低圧EGR装置1を搭載する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この低圧EGR装置1の概略を図12を参照して説明する。
低圧EGR装置1は、排気通路22における低排気圧範囲(DPF29の排気下流側など、排気圧が低い範囲)の排気ガスの一部を、吸気通路3における低吸気負圧発生範囲(スロットルバルブ26の吸気上流側の吸気通路3で、且つ吸気負圧の発生が弱い範囲)に戻すことで、少量のEGRガスをエンジン2に戻す装置である。
このため、高圧EGR装置31では実現困難であった、例えばエンジン負荷の大きい運転領域など、低濃度のEGRガスが求められる運転領域であってもNOxを抑えることが可能になる。
低圧EGR装置1は、排気通路22における低排気圧範囲の排気ガスの一部を、吸気通路3における低吸気負圧発生範囲に戻すものである。
このため、低圧EGR装置1は、少量のEGRガスをエンジン2に戻すことを得意とする反面、低圧EGR装置1を用いて多量のEGRガスをエンジン2に戻すことが困難であった。即ち、低圧EGR装置1を用いて多量のEGRガスをエンジン2に戻すことが要求されるエンジンの運転領域が存在しても、その要求に対応することができなかった。
一方、吸気弁6は、ECUにより大きなEGR量を得たい運転領域の時だけ、閉じる方向に制御されるものである。
このため、低圧EGR調整弁5を駆動するための専用のアクチュエータJ1と、吸気弁6を駆動するための専用のアクチュエータJ2とが必要となり、コストアップ、体格アップ、重量アップの要因になっていた。
しかし、1つのアクチュエータによって、低圧EGR調整弁5と吸気弁6の両方を駆動すると、低圧EGR調整弁5と吸気弁6が常に同時に作動してしまい、それぞれの目的にあった特性が得られなくなってしまう。
このため、従来技術では、コストアップ、体格アップ、重量アップしてでも、低圧EGR調整弁5を駆動するための専用のアクチュエータJ1と、吸気弁6を駆動するための専用のアクチュエータJ2とを設けていた。
○低圧EGR装置は、
エンジンの排気ガスの一部を、吸気通路における低吸気負圧発生範囲に戻す低圧EGR流路と、
この低圧EGR流路の開度を調整することでEGRガスの流量調整を行なう低圧EGR調整弁と、
低圧EGR流路と吸気通路との接合部より吸気通路の吸気上流側の開度を可変可能な吸気弁と、
を具備する。
○また、低圧EGR装置は、
低圧EGR調整弁を駆動する1つのアクチュエータと、
このアクチュエータの出力特性を変換する変換機構を備え、この変換機構で変換された出力によって吸気弁を駆動するリンク装置と、
を具備する。
このため、1つのアクチュエータのみで、(i)吸気弁を最大開度に設定した状態を保ったままで、低圧EGR調整弁を駆動して、少量のEGRガスをコントロールすることができるとともに、(ii)低圧EGR調整弁の開度調整と、吸気弁の開度調整とを同時に駆動して、多量のEGRガスをコントロールすることができる。
即ち、本発明の低圧EGR装置は、低圧EGR調整弁と吸気弁の両方を1つのアクチュエータで駆動でき、且つ低圧EGR調整弁に要求される特性と吸気弁に要求される特性の両方を満足することができる。
このように、低圧EGR調整弁と吸気弁の両方を1つのアクチュエータで駆動できるため、低圧EGR装置のコストを抑えることができるとともに、低圧EGR装置の小型化および軽量化を図ることができる。
○低圧EGR装置1は、エンジン2の排気ガスの一部を、吸気通路3における低吸気負圧発生範囲に戻す低圧EGR流路4と、この低圧EGR流路4の開度を調整することでEGRガスの流量調整を行なう低圧EGR調整弁5と、吸気通路3と低圧EGR流路4との接合部より吸気通路3の吸気上流側の開度を可変可能な吸気弁6とを具備する。
○低圧EGR装置1は、低圧EGR調整弁5を駆動する1つの電動アクチュエータ7(アクチュエータの一例)と、この電動アクチュエータ7の出力特性(具体的にこの実施形態では回転特性)を変換する変換機構8を備え、この変換機構8で変換された出力によって吸気弁6を駆動するリンク装置9とを具備する。
○変換機構8は、EGR側カムプレート11の回転中心から離れた位置に設けられたカム溝17と、吸気側アーム12の回転中心から離れた位置に設けられてカム溝17から駆動力を受ける円弧軌跡従動ピン18とからなる。
さらに、カム溝17のカムプロフィールは、低圧EGR調整弁5の開度が所定切替開度Zから最大開度に向けて変化するに従い、吸気弁6の開度を最大開度から吸気通路3を閉じる方向に回動させるように設けられる。
○EGR側カムプレート11には、低圧EGR調整弁5の開度が所定切替開度Zから最大開度に至る開弁側開度範囲のみにおいて、レバー15を押圧操作して、ロックピン14を凹部13から外す押圧カム19が設けられている。
〔エンジン吸排気システムの概略説明〕
先ず、図4、図5を参照してエンジン2の吸排気システムを説明する。
この実施例に示すエンジン2は、車両駆動用のディーゼルエンジンであり、吸気を気筒に導く吸気通路3と、気筒内で発生した排気ガスを大気中に排出する排気通路22とを備える。
吸気管は、外気の取入口からインテークマニホールドまで吸気通路3を形成する通路部材であり、その吸気管には、エンジン2に吸い込まれる吸気中に含まれる塵や埃を除去するエアクリーナ23、吸気量を測定する吸気センサ、ターボチャージャのコンプレッサ24(吸気羽根車)、このコンプレッサ24によって圧縮されて高圧になり温度上昇した吸気を強制冷却するインタークーラ25、気筒内に吸引される吸気量の調整を行なうスロットルバルブ26などが設けられている。
インテークマニホールドは、吸気管から供給される吸気をエンジン2の各気筒内に分配する分配管であり、その内部には流量センサの精度に悪影響を与える吸気脈動や吸気干渉を防ぐためのサージタンク27が設けられている。
吸気ポートは、エンジン2のシリンダヘッドにおいて気筒毎に形成されて、インテークマニホールドにより分配された吸気を気筒内に導く。
排気ポートは、吸気ポートと同様、エンジン2のシリンダヘッドにおいて気筒毎に形成されて、気筒内で発生した排気ガスをエキゾーストマニホールドへ導く。
エキゾーストマニホールドは、各排気ポートから排出される排気ガスの集合管であり、エキゾーストマニホールドの排気出口と排気管との接合部には、ターボチャージャの排気タービン28(排気羽根車)が配置されている。
排気管は、排気タービン28を通過した排気ガスを大気に向けて放出する通路部材であり、その排気管には、排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するDPF29(ディーゼル・パティキュレート・フィルタの略)、このDPF29の排気上流および排気下流の排気温度を検出する排気温度センサ30、DPF29の排気上流および排気下流の圧力差を検出する差圧センサ等が設けられている。
エンジン2の各気筒は、吸入、圧縮、爆発、排気の各行程を順次繰り返すものである。そして、吸気の開始時(ピストンの下降に伴う気筒内容積の増加時)に吸気バルブが開かれ、吸気の終了時(ピストンの下降終了に伴う気筒内容積の増加終了時)に吸気バルブが閉じられる。このエンジン2の吸気作動により、吸気通路3には外気取入口からエンジン2の気筒内に向かう吸気の流れが生じる。
同様に、排気の開始時(ピストンの上昇に伴う気筒内容積の減少時)に排気バルブが開かれ、排気の終了時(ピストンの上昇終了に伴う気筒内容積の減少終了時)に排気バルブが閉じられる。このエンジン2の排気作動により、排気通路22にはエンジン2の気筒内から大気放出部(排気出口)に向かう排気ガスの流れが生じる。
高圧EGR装置31は、排気圧の高い排気通路22の排気上流側と、吸気負圧の大きい吸気通路3の吸気下流側とを接続して、多量のEGRガスをエンジン2へ戻すことを得意とする排気ガス再循環装置であり、排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路3の吸気下流側に戻す高圧EGR流路32を備えている。ここで、この実施例の高圧EGR流路32は、排気通路22側がエキゾーストマニホールドに接続され、吸気通路3側がインテークマニホールドのサージタンク27に接続されるものである。
なお、高圧EGR調整弁33、高圧EGRクーラ34、高圧クーラバイパス35および高圧EGRクーラ切替弁36を、予め高圧EGRモジュールとして一体的に設けて車両に搭載することが望ましいが、限定されるものではない。
一方、吸気管における低圧EGR流路4の接続部分より吸気上流側には、低圧EGR流路4の接続部分に吸気負圧を発生させるための吸気弁6(吸気負圧発生用バルブ)が設けられている。この吸気弁6は、吸気通路3を最大に絞った状態であっても、吸気通路3の一部を開放するように設けられるものである。具体的には、吸気弁6が吸気通路3を最大に絞った状態であっても、吸気通路3の例えば10%ほどを開放するように設けられるものである(図2の破線Yの最小開度参照)。
なお、低圧EGR調整弁5、吸気弁6、低圧EGRクーラ37を、予め低圧EGRモジュールとして一体的に設けて車両に搭載することが望ましいが、限定されるものではない。
また、高圧EGR装置31における高圧EGR調整弁33と高圧EGRクーラ切替弁36、および低圧EGR装置1における低圧EGR調整弁5と吸気弁6は、ECUによってバルブの開度(切替を含む)が制御されるものである。
このECUは、記憶装置に格納された制御プログラムと、種々のセンサ信号(乗員の操作信号、各種検出センサ信号等)とに基づいて、エンジン2の運転制御(燃料噴射制御など)を行なうものであり、このECUの記憶装置には、高圧EGR装置31および低圧EGR装置1の運転制御を行なうEGR制御プログラムが搭載されている。
高圧/低圧EGR量制御プログラムは、
(i)図5に示す破線α以下における運転領域(エンジン回転数とエンジントルクの関係によるエンジン運転領域)の時に、低圧EGR装置1を停止させ、高圧EGR装置31の高圧EGR調整弁33の開度制御のみによってEGR制御を行い(具体的には、低圧EGR流路4を低圧EGR調整弁5によって閉塞させ、高圧EGR調整弁33をエンジン回転数とエンジントルクの関係に応じた開度に制御する)、
(ii)図5に示す破線αと破線βの間の運転領域の時に、高圧EGR装置31の高圧EGR調整弁33の開度制御と、低圧EGR装置1の低圧EGR調整弁5の開度制御の両方によってEGR制御を行い(具体的には、高圧EGR調整弁33をエンジン回転数とエンジントルクの関係に応じた開度に制御するとともに、低圧EGR調整弁5および吸気弁6をエンジン回転数とエンジントルクの関係に応じた開度に制御する)、
(iii)図5に示す破線β以上における運転領域の時に、高圧EGR装置31を停止させ、低圧EGR装置1の低圧EGR調整弁5の開度制御のみによってEGR制御を行う(具体的には、高圧EGR流路32を高圧EGR調整弁33によって閉塞させ、低圧EGR調整弁5および吸気弁6をエンジン回転数とエンジントルクの関係に応じた開度に制御する)制御プログラムである。
低圧EGR装置1は、低排気圧範囲のEGRガスを、低吸気負圧発生範囲に戻すものであるため、少量のEGRガスをエンジン2に戻すことを得意とする。しかるに、低圧EGR装置1を用いて多量のEGRガスをエンジン2へ戻したい運転領域が存在しても、低吸気負圧発生範囲にEGRガスを戻す構造の低圧EGR装置1では多量のEGRガスをエンジン2へ戻すことが困難である。
そこで、低圧EGR装置1は、EGRガスを戻す部位に、吸気通路3に積極的に吸気負圧を発生させるための吸気弁6を設け、低圧EGR装置1において大きなEGR量を得たい運転領域では、吸気弁6を閉じる方向(吸気負圧が発生する方向)に開度制御し、低圧EGR装置1において多量のEGRガスをコントロールすることを可能にしている。
このため、従来技術では、低圧EGR調整弁5を駆動するための専用のアクチュエータJ1(符号は図12参照)と、吸気弁6を駆動するための専用のアクチュエータJ2(符号は図12参照)とが必要となり、コストアップ、体格アップ、重量アップの要因になっていた。
そこで、この実施例1の低圧EGR装置1は、上記に示す従来技術の不具合を解決するために、以下に示す技術を採用している。この解決技術を、図1〜図3を参照して説明する。なお、以下では、図1(a)、(b)の図示上側を上、図示下側を下と称して説明するが、この上下は実施例の説明のための方向であり、限定されるものではない。また、図2の実線Xは低圧EGR調整弁5の回転角と開度(Q)の関係を示し、図2の破線Yは低圧EGR調整弁5の回転角に対する吸気弁6の開度(Q)の関係を示すものである。
また、電動アクチュエータ7は、電動モータだけで設けられるもの(電動モータの出力軸によりEGR弁支持シャフト41を直接駆動するもの)であっても良いし、電動モータとEGR弁支持シャフト41の間に減速機構(電動モータの回転出力を減速して、減速により増大化した回転トルクをEGR弁支持シャフト41に伝えるもので、例えば歯車減速機構)を介在するものであっても良い。
EGR側カムプレート11は、低圧EGR調整弁5が固定されたEGR弁支持シャフト41の下端に固定されたものであり、低圧EGR調整弁5と一体に回転するものである。このEGR側カムプレート11は、板形状を呈し、耐摩耗性に優れた材料(例えば、ナイロン系樹脂など)により成形されたものであり、低圧EGR調整弁5の回転軸(EGR弁支持シャフト41)に対して直角に固定配置されるものである。
このロック機構16は、吸気側アーム12に形成された凹部13と、吸気側アーム12の回動位置に応じて、凹部13に係合可能なロックピン14と、このロックピン14を凹部13が形成された吸気側アーム12に向けて押し付けるレバー15とを有する。
吸気側アーム12に形成された凹部13は、吸気弁6の最大開度においてロックピン14に係合して吸気弁6をロックさせるための係合用の穴である。即ち、吸気側アーム12が吸気弁6の開弁側に回動して、ロックピン14が凹部13に係合することで、吸気弁6を最大開度でロックさせることができる。
そして、レバー15は、ロックピン14が下方(凹部13にロックピン14が嵌まる方向)に向かう付勢力が発生するとともに、摺接子43も下方(EGR側カムプレート11の上面に押し付けられる方向)に向かう付勢力が発生するように、レバー15の他端(吸気弁支持シャフト42側の端)が通路形成部材Hによって固定支持されている。
このように設けることで、ロック機構16のガタの発生が防がれるとともに、ロック状態の吸気弁6がより強固にロックされることになり、吸気通路3に異常な吸気脈動が生じたとしても、その脈動により吸気弁6が振動する不具合が生じない。
なお、この実施例の円弧軌跡従動ピン18は、吸気側アーム12の回動端側に固定されて、下方に延びるシャフト44と、このシャフト44の外周に回転自在に装着された筒状のローラ(回転差吸収体の一例)45とからなる。なお、シャフト44は、吸気側アーム12と一体に設けられるものであっても良いし、別体に設けて吸気側アーム12に固定されるものであっても良い。
カム溝17における一方の溝形状は、EGR側カムプレート11の回転中心と同一中心の円弧溝であり、低圧EGR調整弁5の開度が低圧EGR流路4を最大に絞る開度(図2のEGR側回転角度=0°)から所定切替開度Zに至る閉弁側開度範囲(開度0°〜開度Zの角度範囲)において、吸気弁6の開度を最大開度に保つように設けられている。
エンジン2の運転状態が、エンジン負荷が大きい運転状態(例えば、エンジン2の運転状態が図5の破線β以上における運転領域の時)など、低圧EGR装置1に「低濃度制御状態」が望まれる運転状態になると、ECUは次のように低圧EGR装置1の作動を制御する。
(1)先ず、ECUは、吸気弁6が最大開度に切り替わった状態に設定されているか否かの判断を行なう。即ち、ECUは、低圧EGR装置1の運転状態が「低濃度制御状態」であるか、あるいは「高濃度制御状態」であるかの判断を行なう。
エンジン2の運転状態が、エンジン負荷が中程度の運転状態(例えば、エンジン2の運転状態が図5の破線αと破線βの間における運転領域の時)など、低圧EGR調整弁5に「高濃度制御状態」が望まれる運転状態になると、ECUは次のように低圧EGR装置1の作動を制御する。
(1)先ず、ECUは、吸気弁6が最大開度に切り替わった状態に設定されているか否かの判断を行なう。即ち、ECUは、低圧EGR装置1の運転状態が「低濃度制御状態」であるか、あるいは「高濃度制御状態」であるかの判断を行なう。
この実施例1の低圧EGR装置1は、上述したように、1つの電動アクチュエータ7によって低圧EGR調整弁5を回動操作するのみで、(i)吸気弁6を最大開度に設定した状態を保ったままで、低圧EGR調整弁5を回動操作して、少量のEGRガスをエンジン2へ戻す制御を実施できるとともに、(ii)低圧EGR調整弁5の開度調整と、吸気弁6の開度調整とを同時に回動操作して、低圧EGR装置1を用いて多量のEGRガスをエンジン2へ戻す制御を実施できる。
このように、低圧EGR調整弁5と吸気弁6の両方を1つの電動アクチュエータ7で駆動できるため、低圧EGR装置1のコストを抑えることができるとともに、低圧EGR装置1の小型化および軽量化を図ることができる。
この実施例1の低圧EGR装置1は、上記の効果に加え、以下の効果を奏する。
この実施例1の低圧EGR装置1は、EGR弁支持シャフト41および吸気弁支持シャフト42が平行に配置される構成を採用するとともに、EGR側カムプレート11と吸気側アーム12がEGR弁支持シャフト41およびクーラ弁支持シャフト42に対して直角に配置された構成を採用する。
これにより、変換機構8を備えたリンク装置9の構造をシンプルにでき、リンク装置9の組付けやメンテナンスを容易にすることができる。
これにより、EGR側カムプレート11と吸気側アーム12との配置に微妙な傾きが生じたとしても、樽型形状を呈したローラ45がEGR側カムプレート11と吸気側アーム12の傾きを吸収補正して、カム溝17とローラ45が常時当接し、ガタの発生を防ぐことができる。
このため、吸気通路3に異常な吸気脈動が生じたとしても、その脈動により吸気弁6が振動する不具合を回避することができる。
この実施例2は、ECUの制御プログラムにかかる実施例であり、具体的には高圧/低圧EGR量制御プログラムにおいて、低圧EGR装置1を用いて多量のEGRガスをエンジン2に戻す高濃度制御の制御プログラムに関する。
この具体例を、図6を用いて説明する。
吸気弁6は、最大開度から閉弁側への回動方向に、
(i)図6(A)、図6(C)に示すように、吸気弁6の吸気上流側の端部6aがEGR調整弁5に近づく方向である図示左回りと、
(ii)図6(B)、図6(D)に示すように、吸気弁6の吸気上流側の端部6aがEGR調整弁5から遠のく方向である図示右回りとがある。
(iii)図6(A)、図6(B)に示すように、低圧EGR調整弁5において吸気弁6に近い側の端部5aが吸気通路3から遠のく方向である図示左回りと、
(iv)図6(C)、図6(D)に示すように、低圧EGR調整弁5において吸気弁6に近い側の端部5aが吸気通路3に近づく方向である図示右回りとがある。
具体的に、
図6(A)は、吸気弁6が図示左回りで、低圧EGR調整弁5も図示左回りであり(以下において第1パターンAと称す)、
図6(B)は、吸気弁6が図示右回りで、低圧EGR調整弁5が図示左回りであり(以下において第2パターンBと称す)、
図6(C)は、吸気弁6が図示左回りで、低圧EGR調整弁5が図示右回りであり(以下において第3パターンCと称す)、
図6(D)は、吸気弁6が図示右回りで、低圧EGR調整弁5も図示右回りである(以下において第4パターンDと称す)。
(i)低圧EGR調整弁5に近づく方向に設定される場合(図示左回り)と、
(ii)低圧EGR調整弁5から遠のく方向に設定される場合(図示右回り)とで、
低圧EGR装置1のEGRガス量が異なる。
(iii)吸気通路3から遠のく方向に設定される場合(図示左回り)と、
(iv)吸気通路3に近づく方向に設定される場合(図示右回り)とで、
低圧EGR装置1のEGRガス量が異なる。
上記の実施例1では、図8(a)において「丸で囲んだ部分」、即ち、図8(b)に示す摺接子43を、レバー15と一体に設ける例を示した。具体的に実施例1では、板バネよりなるレバー15の先端に、EGR側カムプレート11側(下方)へ膨出する半球状の凸部を設けることで摺接子43を構成していた。
このように設けることで、ボール46が回転するため、EGR側カムプレート11の回動に伴う摺接子43とEGR側カムプレート11との接触抵抗を小さくすることができ、EGR側カムプレート11の摩耗を長期に亘って抑えることができる。
上記の実施例1では、ロックピン14をレバー15に一体的に設ける例を示した。具体的に実施例1では、板バネよりなるレバー15の中間部に、EGR側カムプレート11側(下方)へ膨出する半球状の凸部を設けることでロックピン14を形成していた。
これに対し、この実施例4は、ロックピン14を別部材で設けてレバー15に結合したものである。
上記の実施例4では、別部材で設けたロックピン14がレバー15から下方へ向けてのみ突出するように設けられていた。
これに対し、この実施例5のロックピン14は、レバー15から下方へ向かって突出する部分に加え、レバー15から上方へ向かって突出するガイドシャフト48を備える。
このガイドシャフト48は、ロックピン14と一体に設けられたものであり、通路形成部材Hの下面に設けられたガイド穴49の内部に挿入されて、上下方向へ摺動自在に支持されるものである。
これにより、吸気通路3に異常な吸気脈動が生じたとしても、その脈動により吸気弁6が振動する不具合を確実に防ぐことができる。
なお、吸気過給機を搭載するエンジン2の吸排気システムに本発明を適用する場合、吸気通路3における低吸気負圧発生範囲は、コンプレッサの吸気上流側である。また、吸気過給機を搭載しないエンジン2の吸排気システムに本発明を適用する場合、吸気通路3における低吸気負圧発生範囲は、スロットルバルブの吸気上流側である。
上記の実施例では、回転差吸収体の一例としてローラ45を用いる例を示したが、ローラ45に代えて、外輪がカム溝17との当接傾き(EGR側カムプレート11と吸気側アーム12の相対的な傾き)を吸収補正可能なボールベアリング(例えば、アキシャルガタを持つボールベアリング)を用いても良い。
2 エンジン
3 吸気通路
4 低圧EGR流路
5 低圧EGR調整弁
6 吸気弁
7 電動アクチュエータ(アクチュエータ)
8 変換機構
9 リンク装置
11 EGR側カムプレート
12 吸気側アーム
13 凹部
14 ロックピン
15 レバー
16 ロック機構
17 カム溝
18 円弧軌跡従動ピン
19 押圧カム
41 EGR弁支持シャフト(低圧EGR調整弁の回転軸)
42 吸気弁支持シャフト(吸気弁の回転軸)
45 ローラ(回転差吸収体)
Claims (8)
- エンジン(2)の排気ガスの一部を、吸気通路(3)における低吸気負圧発生範囲に戻す低圧EGR流路(4)と、
この低圧EGR流路(4)の開度を調整することでEGRガスの流量調整を行なう低圧EGR調整弁(5)と、
前記低圧EGR流路(4)と前記吸気通路(3)との接合部より前記吸気通路(3)の吸気上流側の開度を可変可能な吸気弁(6)と、
前記低圧EGR調整弁(5)を駆動する1つのアクチュエータ(7)と、
このアクチュエータ(7)の出力特性を変換する変換機構(8)を備え、この変換機構(8)で変換された出力によって前記吸気弁(6)を駆動するリンク装置(9)と、
を具備する低圧EGR装置。 - 請求項1に記載の低圧EGR装置(1)において、
前記低圧EGR調整弁(5)は、回転変位によってEGRガスの流量調整を行い、
前記吸気弁(6)は、回転変位によって前記吸気弁(6)の吸気下流側の負圧調整を行なうものであり、
前記低圧EGR調整弁(5)と前記吸気弁(6)の回転軸(41、42)は、平行に配置されることを特徴とする低圧EGR装置。 - 請求項2に記載の低圧EGR装置(1)において、
前記リンク装置(9)は、前記低圧EGR調整弁(5)と一体に回転するEGR側カムプレート(11)と、前記吸気弁(6)と一体に回転する吸気側アーム(12)とを備え、前記EGR側カムプレート(11)と前記吸気側アーム(12)が、前記変換機構(8)を介して連結するものであり、
前記EGR側カムプレート(11)と前記吸気側アーム(12)が、前記低圧EGR調整弁(5)および前記吸気弁(6)の前記回転軸(41、42)に対して直角に配置されることを特徴とする低圧EGR装置。 - 請求項2または請求項3に記載の低圧EGR装置(1)において、
前記変換機構(8)は、前記EGR側カムプレート(11)の回転中心から離れた位置に設けられたカム溝(17)と、前記吸気側アーム(12)の回転中心から離れた位置に設けられ、前記カム溝(17)から駆動力を受ける円弧軌跡従動ピン(18)とを備え、前記カム溝(17)から前記円弧軌跡従動ピン(18)に付与される駆動力によって、前記吸気側アーム(12)および前記吸気弁(6)が駆動されることを特徴とする低圧EGR装置。 - 請求項4に記載の低圧EGR装置(1)において、
前記円弧軌跡従動ピン(18)は、回転自在に支持されて、前記カム溝(17)との摩擦を回転によって吸収する回転差吸収体を備え、
この回転差吸収体は、外周面の中央部が膨らみ、外周面の両端側が縮径する樽型形状を呈するローラ(45)か、あるいは外輪が前記カム溝(17)との当接傾きを吸収補正可能なボールベアリングであることを特徴とする低圧EGR装置。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の低圧EGR装置(1)において、
前記リンク装置(9)は、前記吸気弁(6)を最大開度でロックさせるロック機構(16)を備え、
このロック機構(16)は、前記吸気弁(6)を最大開度から閉弁側へ回転させる際、前記リンク装置(9)に設けられたロック解除機構によりロック状態が解除されることを特徴とする低圧EGR装置。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の低圧EGR装置(1)において、
この低圧EGR装置(1)は、前記吸気弁(6)の最大開度からの回転方向、および前記低圧EGR調整弁(5)の全閉開度からの回転方向に応じて、EGR量の制御を行なうことを特徴とする低圧EGR装置。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の低圧EGR装置(1)において、
(a)前記リンク装置(9)は、前記低圧EGR調整弁(5)と一体に回転するEGR側カムプレート(11)と、前記吸気弁(6)と一体に回転する吸気側アーム(12)と、前記吸気弁(6)が前記吸気通路(3)を全開に開く最大開度において前記吸気側アーム(12)に形成された凹部(13)に係合するロックピン(14)、およびこのロックピン(14)を前記吸気側アーム(12)に向けて押し付けるレバー(15)を有するロック機構(16)とを備え、
(b)前記変換機構(8)は、前記EGR側カムプレート(11)の回転中心から離れた位置に設けられたカム溝(17)と、前記吸気側アーム(12)の回転中心から離れた位置に設けられて前記カム溝(17)から駆動力を受ける円弧軌跡従動ピン(18)とからなり、
(c)前記カム溝(17)のカムプロフィールは、
前記低圧EGR調整弁(5)の開度が前記低圧EGR流路(4)を最大に絞る開度から所定切替開度(Z)に至る閉弁側開度範囲において、前記吸気弁(6)の開度を最大開度に保つように設けられるとともに、
前記低圧EGR調整弁(5)の開度が前記所定切替開度(Z)から最大開度に変化するに従い、前記吸気弁(6)の開度を最大開度から吸気通路(3)を閉じる方向に回転させるように設けられ、
(d)さらに、前記EGR側カムプレート(11)には、前記低圧EGR調整弁(5)の開度が前記所定切替開度(Z)から最大開度に至る開弁側開度範囲のみにおいて、前記レバー(15)を押圧操作して、前記ロックピン(14)を前記凹部(13)から外す押圧カム(19)が設けられていることを特徴とする低圧EGR装置。
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