【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負圧制御弁に係わり、特に、負圧源の負圧の減少に起因する出力負圧の増大を抑制するのに好適な負圧制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば実公昭６３−４７３３０号に開示される如く、負圧源から供給される負圧を調圧弁を介して出力する負圧制御弁が知られている。上記従来の負圧制御弁は、負圧源に接続された負圧入力ポートと、ダイヤフラムにより区画されたダイヤフラム室及び大気開放室とを備えている。ダイヤフラムには調圧弁の弁体が担持されている。調圧弁は、ダイヤフラムが大気開放室側に変形するとダイヤフラム室を負圧入力ポートに連通させる第１の状態を取り、ダイヤフラムがダイヤフラム室側に変形するとダイヤフラム室を負圧入力ポートに連通させる第２の状態を取るように構成されている。
【０００３】
負圧入力ポートはダイヤフラム室内に前記調圧弁に向けて開口しており、この開口部が調圧弁の弁座として機能する。負圧入力ポートに負圧が入力されると、ダイヤフラム室に負圧が導入され、ダイヤフラムがダイヤフラム室に向けて変形する。即ち、負圧入力ポートの負圧により、調圧弁は上記第２の状態に向けて付勢される。更に、上記従来の負圧制御弁は、ダイヤフラムを大気開放室側に向けて付勢するソレノイドを備えている。即ち、ソレノイドの発する付勢力により調圧弁は上記第１の状態に向けて付勢される。従って、負圧入力ポートに負圧が供給された状態でソレノイドの発する付勢力を制御することにより、ダイヤフラムに作用するダイヤフラム室の負圧と、ソレノイドによる付勢力とを平衡させることで、ダイヤフラム室の負圧を所望の負圧に制御することができる。このダイヤフラム室の負圧が制御された負圧として外部に出力される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両には、負圧を駆動源とする負圧装置として、過給装置のウェストゲート弁、ブレーキペダルに連結されたバキュームブースター、ディーゼルエンジンのＥＧＲ弁、あるいは、スロットル弁駆動用アクチュエータ等が設けられる。これら負圧装置の複数が同時に作動すると、負圧の消費量が負圧源であるバキュームポンプの容量に対して過大になって、負圧制御弁に供給される負圧が減少することがある。
【０００５】
上述の如く、上記従来の負圧制御弁においては、ダイヤフラム室への開口部が調圧弁の弁座として機能する。従って、調圧弁の弁体は負圧入力ポートの負圧により閉じ側に向けて付勢されている。このため、負圧入力ポートの負圧が減少すると、調圧弁の平衡状態がくずれて、弁体が開弁方向に移動する。このため、負圧入力ポートとダイヤフラム室との連通の度合いが増大し、ダイヤフラム室の負圧が増大することになる。このように、上記従来の負圧制御弁においては、負圧源の負圧が減少すると、却って過大な負圧が出力されてしまうことがあった。
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、負圧源の負圧の減少に起因して、出力される負圧が増大するのを防止し得る負圧制御弁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、入力側に供給される負圧により閉弁側に向けて付勢される弁体と、該弁体を前記付勢力に抗して開弁側に向けて付勢する付勢手段とを有し、前記入力側に供給される負圧による閉弁側への付勢力と前記付勢手段による開弁側への付勢力とが釣り合うことにより開度が保持される調圧弁を備え、負圧源から供給される負圧を前記調圧弁を介して出力する負圧制御弁において、
前記負圧源と前記調圧弁との間に、該調圧弁から前記負圧源への流れのみを許容する連通遮断手段を備え、前記負圧源の負圧が所定の負圧から減少した際に前記調圧弁の入力側に供給される負圧の減少を防止することにより前記弁体の開弁側への移動を禁止して前記調圧弁の出力側から出力される負圧の増大を防止する負圧制御弁により達成される。
【０００８】
本発明において、調圧弁の入力側の負圧による閉弁側への付勢力と、付勢手段による開弁側への付勢力とが釣り合うことにより、調圧弁の開度が保持される。従って、調圧弁の入力側の負圧が減少すると、弁体は開弁側に移動し、負圧制御弁の出力する負圧は増加する。本発明によれば、負圧源の負圧が所定の負圧より小さくなった場合、連通遮断手段により負圧源から調圧弁への流れは禁止されるので、負圧源と調圧弁との間の連通が遮断される。従って、負圧源の負圧が所定の負圧以下となっても、調圧弁に供給される負圧が所定の負圧を下回ることはない。これにより、負圧源の負圧が減少した場合に、負圧制御弁の出力する負圧が増加することが防止される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の負圧制御弁１０をディーゼルエンジン１２のＥＧＲ弁１４に適用した場合のシステム構成図を示す。図１に示す如く、負圧制御弁１０はカバー１６、ハウジング１８、及びヨーク２０を備えている。ハウジング１８は円筒状の部材であり、その一端部（図１中上端部）に内径が他部位に比して小さく形成された小径部１８ａを備えている。カバー１６は、一端（図１中上端）部が閉じた円筒状の部材であり、その内周がハウジング１８の小径部１８ａと一致するように、ハウジング１８に対して固定されている。ヨーク２０は略円筒状の部材であり、その一端（図１中上端）において、環状のマグネティックプレート２２を介してハウジング１８の図１中下端に、ハウジング１８と同軸となるように連結されている。
【００１０】
カバー１６とハウジング１８との間には円盤状のダイヤフラム２４が配設されている。ダイヤフラム２４とカバー１６の内面との間にはダイヤフラム室２６が形成されている。また、ダイヤフラム２４とハウジング１８の内面との間には大気開放室２８が形成されている。ハウジング１８には、大気開放室２８とハウジング１８の外部とを連通する開口３０が設けられている。
【００１１】
カバー１６の外側には負圧入力ポート３２及び負圧出力ポート３４が設けられている。また、カバー１６の内側には、ダイヤフラム室２６内に突起する負圧導入管３６が設けられている。負圧導入管３６は先端部で小径となるような段差を有する円柱状に形成されている。負圧導入管３６には、負圧入力ポート３２とダイヤフラム室２６とを連通する負圧通路３８が設けられている。
【００１２】
ダイヤフラム２４はその中央部に弁保持体４０を担持している。弁保持体４０は、ダイヤフラム２４の両面方向を貫通する通路４０ａを備えている。通路４０ａはダイヤフラム室２６側で小径となるような段差を有する円筒状に形成されている。通路４０ａの大径部には可動弁体４２が配設されている。弁保持体４０の大径部の図１中下側底面と可動弁体４２との間にはバネ４４が配設されている。可動弁体４２はバネ４４により、通路４０ａの段差面に向けて付勢されている。この通路４０ａの段差面は可動弁体４２に対する弁座４０ｂとして機能する。弁保持体４０の通路４０ａの小径部には、カバー１６の負圧導入管３６の小径部が侵入している。また、弁保持体４０には、大気開放室２８と通路４０ａの大径部とを連通する開口４０ｃが設けられている。弁保持体４０と、カバー１６の内側底面の、負圧導入管３６の周囲との間にはバネ４６が配設されている。バネ４６は、弁保持体４０を図１中下向きに付勢している。
【００１３】
弁保持体４０には、大気開放室２８側に向けてヨーク２０の中心軸に沿って延在するムービングロッド４８が連結されている。ムービングロッド４８の外周部の、マグネティックプレート２２よりヨーク２０側の部位には、僅かな隙間を隔ててステータスコア５０が配設されている。ステータスコア５０の外周部には、励磁コイル５２が配設されている。
【００１４】
ムービングロッド４８の外周面の、マグネティックプレート２２の内周部に対応する部位には、ムービングコア５４がムービングロッド４８と一体に設けられている。ステータスコア５０の図１中上方の面、及び、ムービングコア５４の図１中下方の面はそれぞれ円錐面状に形成されており、これらの円錐面の間にはギャップ５６が形成されている。励磁コイル５２に励磁電流が供給されると、励磁コイル５２が発生する磁束はマグネティックプレート２２、ムービングコア５４、ギャップ５６、及びステータスコア５０を介して循環する。かかる磁束の大きさは、励磁コイル５２に供給される励磁電流の大きさに比例する。従って、前記励磁電流の大きさに応じた図１中下方に向かう磁気吸引力が、ギャップ５６を介してムービングコア５４に作用する。かかる磁気吸引力により弁保持体４０は大気開放室２８に向けて付勢される。
【００１５】
励磁コイル５２には制御装置５８が接続されている。制御装置５８には、ディーゼルエンジン１２の負荷状態を検出する負荷センサ６０が接続されている。制御装置５８は、負荷センサ６０が検出するデイーゼルエンジン１２の負荷状態に基づいて励磁コイル５２に付与する励磁電流のデューティ比を制御することにより、弁保持体４０に作用する付勢力を制御する。
【００１６】
負圧入力ポート３２には、通路６１を介してバキュームポンプ６２が接続されている。バキュームポンプ６２は、ディーゼルエンジン１２の出力軸を駆動源として駆動されることにより負圧を発生する。通路６０には負圧入力ポート３２からバキュームポンプ６２へ向かう方向の流れのみを許容する逆止弁６４が配設されている。
【００１７】
また、バキュームポンプ６２には、負圧制御弁１０の他、過給装置のウェストゲートバルブ６６、バキュームブースタ６８、及び、スロットルバルブ７０をそれぞれ駆動するための負圧を供給する負圧制御弁７２、７４、７６が接続されている。
【００１８】
負圧出力ポート３４には、通路７８を介してＥＧＲ弁１４が接続されている。ＥＧＲ弁１４はダイヤフラム８０で区画されたダイヤフラム室８２と弁室８４とを備えている。ＥＧＲ弁１４は弁室８４と連通する第１ポート８６及び第２ポート８８を備えている。ダイヤフラム８０の弁室８４側には弁体９０が連結されている。弁体９０は、第１ポート８６の開閉を行うことにより、第１ポート８６と第２ポート８８との連通・遮断を行うように構成されている。即ち、ＥＧＲ弁１４のダイヤフラム室８２に負圧が供給されると、弁体９０はダイヤフラム８０と共に図１中上方に移動される。この際、弁体９０が第１ポート８６を開くことにより第１ポート８６と第２ポート８８とを連通させる。一方、ダイヤフラム室８２の負圧が減少すると、弁体９０はダイヤフラム８０と共に図１中下方に移動して、第１ポート８６を閉じることにより、第１ポート８６と第２ポート８８との連通を遮断する。
【００１９】
ＥＧＲ弁１４の第１ポート８６には通路９２を介してディーゼルエンジン１２の排気管９４が連通されている。また、ＥＧＲ弁１４の第２ポート８８には通路９６を介してディーゼルエンジン１２の吸気管９８が連通されている。排気管９４及び吸気管９８はそれぞれ、排気バルブ１００及び吸気バルブ１０２を介してディーゼルエンジン１２の燃焼室１０４と連通している。
【００２０】
上記したシステムの構成によれば、バキュームポンプ６２が作動しない状態では、ダイヤフラム室２６は常圧に保たれ、弁保持体４０は図１に示す如く位置している。図２に、図１の状態における弁保持体４０及び負圧導入管３６の先端部の拡大図を示す。図２に示す如く、この状態では、可動弁体４２はバネ４４により弁座４０ｂに向けて押圧され、通路４０ａは遮断されている。このため、ダイヤフラム室２６と大気開放室２８とは遮断されている。一方、可動弁体４２と負圧導入管３６の先端面との間には隙間が存在しており、かかる隙間を介して、ダイヤフラム室２６は負圧入力ポート３２と連通されている。
【００２１】
バキュームポンプ６２が作動すると、逆止弁６４のバキュームポンプ６２側の圧力が低くなり、逆止弁６４は開弁状態となる。このため、ダイヤフラム室２６にはバキュームポンプ６２から逆止弁６４を介して負圧が供給される。かかる負圧により、ダイヤフラム２４にはダイヤフラム室２６に向かう撓み変形が生じ、弁保持体４０はダイヤフラム２４のかかる変形と共に、ダイヤフラム室２６に向けて移動される。かかる移動が進行すると、負圧導入管３６の先端面が可動弁体４２の図１中上側の底面に当接し、可動弁体４２をバネ４４による付勢力に抗して大気開放室２８側へ向けて押圧するようになる。図３に、可動弁体４２が大気解放室２８側へ向けて押圧された状態を示す。図３に示す如く、可動弁体４２が負圧導入管３６の先端面に当接することで、ダイヤフラム室２６と負圧入力ポート３２とが遮断されると共に、可動弁体４２と弁座４０ｂとの間に隙間が生ずることで、かかる隙間を介してダイヤフラム室２６は大気開放室２８と連通されている。
【００２２】
かかる状態で、励磁コイル５２に励磁電流が供給されると、上述の如く、弁保持体４０は励磁電流のデューティ比に応じた力で大気開放室２８に向けて付勢される。従って、デューティ比を増大させていくと、可動弁体４２が負圧導入管３６の先端面から離れることで、ダイヤフラム室２６が負圧入力ポート３２に連通され、ダイヤフラム室２６に負圧が供給されるようになる。この場合、弁保持体４０は、ダイヤフラム室２６の負圧、及び、負圧導入管３６の負圧通路３８内の負圧と、励磁電流による磁気吸引力及びバネ４６による付勢力とが平衡した位置に保持される。図４にかかる平衡状態を示す。図４に示す如く、上記の如き平衡状態においては、ダイヤフラム室２６が負圧入力ポート３２と大気開放室２８とに適当なバランスで連通されることにより、ダイヤフラム室２６内の負圧が上述の如き平衡が保たれた状態で維持される。
【００２３】
即ち、負圧導入管３６の負圧通路３８の負圧、即ち、負圧入力ポート３２に入力される負圧をＰIN、ダイヤフラム室２６の負圧をＰD 、負圧導入管３６の負圧通路３８の断面積をＳV 、ダイヤフラム２４及び弁保持体４０の負圧ＰD が作用する領域の面積をＳD 、磁気吸引力をＦm 、バネ４６による付勢力をＦs とすると、
Ｆm ＝ＰD ・ＳD ＋ＰIN・ＳV −Ｆs ・・・（１）
が成立する。負圧出力ポート３４に出力される負圧ＰOUT はダイヤフラム室２６の負圧ＰD に一致する。従って、励磁コイル５２により発生すべき磁気吸引力を負圧出力ポート３４に出力すべき負圧より（１）式を用いて決定し、かかる磁気吸引力に応じて励磁電流のデューティ比ＤVRV を制御することにより、所望の負圧を負圧出力ポート３４に出力することができる。なお、負圧導入管３６の負圧通路３８の断面積ＳV は、負圧ＰD が作用する領域の面積ＳD に比して十分小さいので、（１）式に示す平衡状態においては、（１）式右辺のＰIN・ＳV の項を無視することができる。即ち、
Ｆm ＝ＰD ・ＳD −Ｆs ・・・（２）
が成立するとみなすことができる。従って、定常状態においては、（２）式に基づいて励磁電流のデューティ比を制御することで所望の負圧を出力することができる。
【００２４】
図５に、励磁コイル５２に供給する励磁電流のデューティ比ＤVRV と負圧出力ポート３４に出力される負圧ＰOUT との関係を示す。図５に示す如く、デューティ比ＤVRV の増加に応じて、負圧ＰOUT は直線的に増加する。
上述の如く負圧出力ポート３４から出力される負圧は、ＥＧＲ弁１４のダイヤフラム室８２に供給される。ダイヤフラム室８２に負圧が供給されると、弁体９０がダイヤフラム室８２側へ向けて移動し、第１ポート８６と第２ポート８８とが連通される。これにより、ディーゼルエンジン１２の排気管９４と吸気管９８とが連通され、排気ガスが排気管９４から吸気管９８に環流されることで再燃焼される。制御装置５８は、ディーゼルエンジン１２の負荷が小さいほど励磁コイル５２への励磁電流のデューティ比を増加させる。従って、本実施例においては、ディーゼルエンジン１２の負荷が小さい場合に、排気ガスの再燃焼が行われることで、ＥＧＲ制御が有効に行われる。
【００２５】
ところで、上述の如く、バキュームポンプ６２には、ＥＧＲ弁１４に負圧を供給する負圧制御弁１０の他、過給装置のウェストゲートバルブ６６、バキュームブースタ６８、及び、スロットルバルブ７０をそれぞれ駆動する負圧アクチュエータに負圧を供給する負圧制御弁７２、７４、及び７６が接続されている。このため、負圧制御弁１０と共に、他の一つ又は複数の負圧制御弁が同時に駆動された場合には、負圧の消費量がバキュームポンプ６２の容量に対して過大となり、バキュームポンプ６２の発生する負圧ＰＶＡＣが一時的に急激に減少することがある。
【００２６】
バキュームポンプ６２の負圧を負圧制御弁１０の負圧入力ポート３２に直接導入することとすると、バキュームポンプ６２の負圧ＰVAC の急減に伴って、負圧導入管３６の負圧通路３８の負圧も急減する。このため、可動弁体４２に作用する力の平衡が一時的に図４中下向きにくずれて、可動弁体４２は大気開放室２８側、即ち、負圧入力ポート３２とダイヤフラム室２６とを連通させる側へ移動する。この結果、ダイヤフラム室２６と負圧入力ポート３２との連通の度合いが増大し、負圧出力ポート３４に出力される負圧が一時的に増大することになる。
【００２７】
これに対して、本実施例のシステムにおいては、通路６１に、負圧入力ポート３２からバキュームポンプ６２へ向かう方向の流れのみを許容する逆止弁６４が配設されている。従って、バキュームポンプ６２の負圧ＰＶＡＣが正規の負圧Ｐｎから一時的にＰａに減少した場合には、逆止弁６４は閉状態となり、負圧入力ポート３２の負圧はＰｎに維持されることとなる。これにより、上述の如き負圧入力ポート３２の負圧の減少に起因する出力負圧の増大が防止されている。
【００２８】
なお、一般に、負圧を駆動源とするアクチュエータにおいて負圧が消費されるのは、例えば弁の開閉時等の比較的短時間であり、長時間連続して負圧が消費されることは少ない。従って、上述の如く、複数のアクチュエータが同時に作動することに起因するバキュームポンプ６２の負圧ＰVAC の減少は、一時的なものであることが多い。このため、通常は、短期間のうちにバキュームポンプ６２の負圧ＰVAC は正規の負圧Ｐn に復帰し、逆止弁６４が再び開弁して負圧Ｐn が負圧入力ポート３２に供給されるようになる。
【００２９】
図６に、上述の如き、バキュームポンプ６２の負圧ＰVAC の一時的な急減が生じた場合の、ＰVAC 及び負圧出力ポート３４に出力される負圧ＰOUT の時間変化を示す。なお、逆止弁６４を設けない場合のＰOUT の変化を破線で示している。図６に示す如く、逆止弁６４を設けない場合には、ＰVAC の減少に応じてＰOUT が増大しているのに対して、逆止弁６４を備える本実施例のシステムによれば、Ｐout は一定値に維持されている。これにより、ＥＧＲ弁１４に供給される負圧を常に安定に制御することが可能とされ、バキュームポンプ６２の発生する負圧が減少した場合にも、ＥＧＲ制御を適切に実施することが可能とされている。
【００３０】
このように、本実施例のシステムによれば、バキュームポンプ６２の発生する負圧が急減した場合にも、一定の負圧を出力することができ、これにより、安定した負圧制御を実現することができる。
ところで、バキュームポンプ６２の失陥や、バキュームポンプ６２に接続された通路に漏洩等が生じた場合にも、バキュームポンプ６２の発する負圧は減少する。かかる場合、負圧が減少された状態は、上述の如き負圧消費量の増加に伴う負圧減少の場合と異なり長期間持続されるため、負圧入力ポート３２がバキュームポンプ６２と遮断された状態が長時間維持される。このため、ＥＧＲ弁１４で負圧が消費されるのにつれて、負圧入力ポート３２内の負圧ＰINは徐々に低下することになる。
【００３１】
しかしながら、かかる負圧ＰINの低下は緩やかなものであるため、ＰINの減少に起因する可動弁体４２の開弁側への移動は、ダイヤフラム室２６の負圧の増大により、ダイヤフラム２４及び弁保持体４０がダイヤフラム室２６側に変位することで補償される。即ち、負圧ＰINの変化が緩やかである場合には、（１）又は（２）式で示す平衡状態が維持されながら弁保持体４０が変位することで、ダイヤフラム室２６の負圧、従って、負圧出力ポート３４に出力される負圧ＰOUT は一定に保持されるのである。
【００３２】
負圧入力ポート３２の負圧ＰINが、バキュームポンプ６２の発生負圧減少後の負圧Ｐa に達するまで減少すると、逆止弁６４が開弁して、再び、負圧入力ポート３２にバキュームポンプ６２から負圧が供給されるようになる。これ以後、負圧入力ポート３２に供給される負圧ＰOUT はＰa に維持される。従って、負圧Ｐa が負圧出力ポート３４から出力すべき負圧Ｐr より大きい限り、負圧出力ポート３４に負圧Ｐr を出力することができる。このように、本実施例のシステムによれば、バキュームポンプ６２の負圧が長期間にわたって減少した場合にも、負圧出力ポート３４に所望の負圧を出力することができる。
【００３３】
なお、上記実施例においては、本発明が、励磁コイル５２の発生する磁気吸引力と、ダイヤフラム２４に作用する出力負圧との釣り合いにより、出力負圧を連続的に制御することが可能な負圧制御弁１０に適用されるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、入力側の負圧により弁体が閉じ側に付勢され、この弁体を開弁側に付勢することにより入力側の負圧を出力側に伝達する形式の任意の負圧制御弁に適用することができる。即ち、入力側の負圧により弁が閉弁側に付勢される負圧制御弁においては、入力側の負圧が減少した場合に弁が開弁側に移動することにより、出力側の負圧が増大することになるのに対して、上記実施例と同様に、入力側とバキュームポンプとの間に逆止弁を配設することにより、負圧制御弁に入力される負圧の減少を防止することができ、これにより、上述の如き出力負圧の増大を防止することができるのである。
【００３４】
また、上記実施例においては、逆止弁６４を通路６０に配設することとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、逆止弁６４を負圧制御弁１０と一体に、負圧入力ポート３２あるいは負圧通路３８に設けることとしてもよい。
なお、上記実施例においては、弁保持体４０及び可動弁体４２が上記した弁体に、励磁コイル５２が上記した付勢手段に、バキュームポンプ６２が上記した負圧源に、逆止弁６４が上記した連通遮断手段に、それぞれ相当している。
【００３５】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、負圧源の負圧の減少に起因して、負圧制御弁から出力される負圧が増加するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるシステムのシステム構成図である。
【図２】図１の弁保持体及び負圧導入管の先端部の拡大図である。
【図３】図１においてダイヤフラム室に負圧が導入された状態を示す図である。
【図４】図１においてダイヤフラム室の負圧と磁気吸引力とが平衡した状態を示す図である。
【図５】本実施例の負圧制御弁の励磁コイルに供給する励磁電流のデューティ比と負圧出力ポートに出力される負圧との関係を示す図である。
【図６】バキュームポンプの発生する負圧が一時的に減少した場合の出力負圧の変化を示す図である。
【符号の説明】
１０ 負圧制御弁
２６ ダイヤフラム室
２８ 大気開放室
３２ 負圧入力ポート
３４ 負圧出力ポート
４０ 弁保持体
４２ 可動弁体
５２ 励磁コイル
５８ 制御装置
６２ バキュームポンプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a negative pressure control valve, and more particularly to a negative pressure control valve suitable for suppressing an increase in output negative pressure caused by a decrease in negative pressure of a negative pressure source.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Utility Model Publication No. 63-47330, there is known a negative pressure control valve that outputs a negative pressure supplied from a negative pressure source via a pressure regulating valve. The conventional negative pressure control valve includes a negative pressure input port connected to a negative pressure source, and a diaphragm chamber and an air release chamber partitioned by a diaphragm. A valve body of a pressure regulating valve is carried on the diaphragm. The pressure regulating valve takes a first state in which the diaphragm chamber is communicated with the negative pressure input port when the diaphragm is deformed to the atmosphere opening chamber side, and a second state in which the diaphragm chamber is communicated with the negative pressure input port when the diaphragm is deformed to the diaphragm chamber side. It is configured to take a state.
[0003]
The negative pressure input port is opened in the diaphragm chamber toward the pressure regulating valve, and this opening functions as a valve seat for the pressure regulating valve. When negative pressure is input to the negative pressure input port, negative pressure is introduced into the diaphragm chamber, and the diaphragm is deformed toward the diaphragm chamber. That is, the pressure regulating valve is biased toward the second state by the negative pressure of the negative pressure input port. Furthermore, the conventional negative pressure control valve includes a solenoid that biases the diaphragm toward the atmosphere opening chamber. That is, the pressure regulating valve is biased toward the first state by the biasing force generated by the solenoid. Therefore, by controlling the urging force generated by the solenoid while negative pressure is supplied to the negative pressure input port, the diaphragm chamber can be balanced by balancing the negative pressure of the diaphragm chamber acting on the diaphragm and the urging force by the solenoid. The negative pressure can be controlled to a desired negative pressure. The negative pressure in the diaphragm chamber is output to the outside as a controlled negative pressure.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as a negative pressure device using negative pressure as a drive source, a vehicle includes a wastegate valve of a supercharging device, a vacuum booster connected to a brake pedal, an EGR valve of a diesel engine, or an actuator for driving a throttle valve. Provided. When a plurality of these negative pressure devices operate simultaneously, the negative pressure consumption may become excessive with respect to the capacity of the vacuum pump that is the negative pressure source, and the negative pressure supplied to the negative pressure control valve may decrease. .
[0005]
As described above, in the conventional negative pressure control valve, the opening to the diaphragm chamber functions as the valve seat of the pressure regulating valve. Therefore, the valve body of the pressure regulating valve is biased toward the closing side by the negative pressure of the negative pressure input port. For this reason, when the negative pressure of the negative pressure input port decreases, the equilibrium state of the pressure regulating valve is lost, and the valve body moves in the valve opening direction. For this reason, the degree of communication between the negative pressure input port and the diaphragm chamber increases, and the negative pressure in the diaphragm chamber increases. As described above, in the conventional negative pressure control valve, when the negative pressure of the negative pressure source decreases, an excessive negative pressure may be output instead.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and provides a negative pressure control valve that can prevent an increase in the negative pressure that is output due to a decrease in the negative pressure of the negative pressure source. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The above object is to provide a valve body that is biased toward the valve closing side by the negative pressure supplied to the input side, and a bias that biases the valve body toward the valve opening side against the biasing force. And a pressure regulating valve whose opening degree is maintained by balancing a biasing force to the valve closing side by the negative pressure supplied to the input side and a biasing force to the valve opening side by the biasing means. A negative pressure control valve that outputs a negative pressure supplied from a negative pressure source via the pressure regulating valve,
When the negative pressure of the negative pressure source decreases from a predetermined negative pressure, a communication blocking means that allows only a flow from the pressure regulating valve to the negative pressure source is provided between the negative pressure source and the pressure regulating valve. Further, by preventing the negative pressure supplied to the input side of the pressure regulating valve from decreasing, the movement of the valve body to the valve opening side is prohibited to prevent the negative pressure output from the output side of the pressure regulating valve from increasing. This is achieved by a negative pressure control valve.
[0008]
In the present invention, the opening of the pressure regulating valve is maintained by balancing the biasing force toward the valve closing side due to the negative pressure on the input side of the pressure regulating valve and the biasing force toward the valve opening side due to the biasing means. Therefore, when the negative pressure on the input side of the pressure regulating valve decreases, the valve body moves to the valve opening side, and the negative pressure output from the negative pressure control valve increases. According to the present invention, when the negative pressure of the negative pressure source becomes smaller than the predetermined negative pressure, the flow from the negative pressure source to the pressure regulating valve is prohibited by the communication cutoff means. Communication between them is interrupted. Therefore, even if the negative pressure of the negative pressure source becomes a predetermined negative pressure or less, the negative pressure supplied to the pressure regulating valve does not fall below the predetermined negative pressure. This prevents the negative pressure output from the negative pressure control valve from increasing when the negative pressure of the negative pressure source decreases.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a system configuration diagram when the negative pressure control valve 10 of the present invention is applied to an EGR valve 14 of a diesel engine 12. As shown in FIG. 1, the negative pressure control valve 10 includes a cover 16, a housing 18, and a yoke 20. The housing 18 is a cylindrical member, and includes a small-diameter portion 18a having an inner diameter smaller than that of the other portion at one end portion (upper end portion in FIG. 1). The cover 16 is a cylindrical member whose one end (upper end in FIG. 1) is closed, and is fixed to the housing 18 so that its inner periphery coincides with the small diameter portion 18 a of the housing 18. The yoke 20 is a substantially cylindrical member, and is connected at one end (upper end in FIG. 1) to the lower end in FIG. 1 of the housing 18 via an annular magnetic plate 22 so as to be coaxial with the housing 18. .
[0010]
A disc-shaped diaphragm 24 is disposed between the cover 16 and the housing 18. A diaphragm chamber 26 is formed between the diaphragm 24 and the inner surface of the cover 16. An air release chamber 28 is formed between the diaphragm 24 and the inner surface of the housing 18. The housing 18 is provided with an opening 30 that allows the atmosphere release chamber 28 to communicate with the outside of the housing 18.
[0011]
A negative pressure input port 32 and a negative pressure output port 34 are provided outside the cover 16. Further, a negative pressure introducing pipe 36 that projects into the diaphragm chamber 26 is provided inside the cover 16. The negative pressure introducing pipe 36 is formed in a columnar shape having a step that has a small diameter at the tip. The negative pressure introduction pipe 36 is provided with a negative pressure passage 38 that communicates the negative pressure input port 32 and the diaphragm chamber 26.
[0012]
The diaphragm 24 carries a valve holder 40 at the center thereof. The valve holder 40 includes a passage 40 a that penetrates both surfaces of the diaphragm 24. The passage 40a is formed in a cylindrical shape having a level difference on the diaphragm chamber 26 side. A movable valve element 42 is disposed in the large diameter portion of the passage 40a. A spring 44 is disposed between the lower bottom surface in FIG. 1 of the large diameter portion of the valve holder 40 and the movable valve body 42. The movable valve body 42 is urged by a spring 44 toward the step surface of the passage 40a. The step surface of the passage 40a functions as a valve seat 40b for the movable valve element 42. The small diameter portion of the negative pressure introducing pipe 36 of the cover 16 enters the small diameter portion of the passage 40 a of the valve holder 40. Further, the valve holder 40 is provided with an opening 40c that allows the atmosphere release chamber 28 and the large diameter portion of the passage 40a to communicate with each other. A spring 46 is disposed between the valve holder 40 and the periphery of the negative pressure introduction pipe 36 on the inner bottom surface of the cover 16. The spring 46 urges the valve holder 40 downward in FIG.
[0013]
A moving rod 48 extending along the central axis of the yoke 20 is connected to the valve holder 40 toward the atmosphere release chamber 28 side. A status core 50 is disposed at a portion of the outer periphery of the moving rod 48 closer to the yoke 20 than the magnetic plate 22 with a slight gap. An excitation coil 52 is disposed on the outer periphery of the status core 50.
[0014]
A moving core 54 is provided integrally with the moving rod 48 at a portion of the outer peripheral surface of the moving rod 48 corresponding to the inner peripheral portion of the magnetic plate 22. The upper surface of the status core 50 in FIG. 1 and the lower surface of the moving core 54 in FIG. 1 are each formed in a conical surface, and a gap 56 is formed between these conical surfaces. When an exciting current is supplied to the exciting coil 52, the magnetic flux generated by the exciting coil 52 circulates through the magnetic plate 22, the moving core 54, the gap 56, and the status core 50. The magnitude of the magnetic flux is proportional to the magnitude of the exciting current supplied to the exciting coil 52. Accordingly, a magnetic attractive force directed downward in FIG. 1 according to the magnitude of the excitation current acts on the moving core 54 via the gap 56. The valve holder 40 is urged toward the atmosphere opening chamber 28 by the magnetic attraction force.
[0015]
A controller 58 is connected to the excitation coil 52. A load sensor 60 that detects the load state of the diesel engine 12 is connected to the control device 58. The control device 58 controls the biasing force acting on the valve holder 40 by controlling the duty ratio of the exciting current applied to the exciting coil 52 based on the load state of the diesel engine 12 detected by the load sensor 60.
[0016]
A vacuum pump 62 is connected to the negative pressure input port 32 via a passage 61. The vacuum pump 62 generates negative pressure by being driven using the output shaft of the diesel engine 12 as a drive source. A check valve 64 that allows only a flow in the direction from the negative pressure input port 32 to the vacuum pump 62 is disposed in the passage 60.
[0017]
In addition to the negative pressure control valve 10, the vacuum pump 62 supplies a negative pressure for driving the wastegate valve 66, the vacuum booster 68, and the throttle valve 70 of the supercharging device, respectively. , 74, 76 are connected.
[0018]
The EGR valve 14 is connected to the negative pressure output port 34 via a passage 78. The EGR valve 14 includes a diaphragm chamber 82 and a valve chamber 84 defined by a diaphragm 80. The EGR valve 14 includes a first port 86 and a second port 88 that communicate with the valve chamber 84. A valve body 90 is connected to the valve chamber 84 side of the diaphragm 80. The valve body 90 is configured to communicate and block the first port 86 and the second port 88 by opening and closing the first port 86. That is, when a negative pressure is supplied to the diaphragm chamber 82 of the EGR valve 14, the valve body 90 is moved upward in FIG. 1 together with the diaphragm 80. At this time, the valve body 90 opens the first port 86 to connect the first port 86 and the second port 88. On the other hand, when the negative pressure in the diaphragm chamber 82 decreases, the valve body 90 moves downward in FIG. 1 together with the diaphragm 80 and closes the first port 86, thereby establishing communication between the first port 86 and the second port 88. Cut off.
[0019]
An exhaust pipe 94 of the diesel engine 12 is communicated with the first port 86 of the EGR valve 14 through a passage 92. An intake pipe 98 of the diesel engine 12 is communicated with the second port 88 of the EGR valve 14 via a passage 96. The exhaust pipe 94 and the intake pipe 98 communicate with the combustion chamber 104 of the diesel engine 12 via the exhaust valve 100 and the intake valve 102, respectively.
[0020]
According to the system configuration described above, when the vacuum pump 62 is not operated, the diaphragm chamber 26 is maintained at normal pressure, and the valve holder 40 is positioned as shown in FIG. FIG. 2 shows an enlarged view of the distal end portions of the valve holder 40 and the negative pressure introduction pipe 36 in the state of FIG. As shown in FIG. 2, in this state, the movable valve body 42 is pressed toward the valve seat 40b by the spring 44, and the passage 40a is blocked. For this reason, the diaphragm chamber 26 and the air release chamber 28 are shut off. On the other hand, a gap exists between the movable valve body 42 and the distal end surface of the negative pressure introduction pipe 36, and the diaphragm chamber 26 is communicated with the negative pressure input port 32 through the gap.
[0021]
When the vacuum pump 62 is actuated, the pressure on the vacuum pump 62 side of the check valve 64 becomes low, and the check valve 64 is opened. Therefore, negative pressure is supplied from the vacuum pump 62 to the diaphragm chamber 26 via the check valve 64. The negative pressure causes the diaphragm 24 to bend and deform toward the diaphragm chamber 26, and the valve holder 40 is moved toward the diaphragm chamber 26 together with the deformation of the diaphragm 24. As this movement proceeds, the distal end surface of the negative pressure introduction pipe 36 comes into contact with the bottom surface of the movable valve body 42 in FIG. 1 and the movable valve body 42 is moved toward the atmosphere release chamber 28 against the biasing force of the spring 44. It comes to press towards. FIG. 3 shows a state in which the movable valve element 42 is pressed toward the atmosphere release chamber 28 side. As shown in FIG. 3, the movable valve body 42 abuts against the distal end surface of the negative pressure introducing pipe 36, whereby the diaphragm chamber 26 and the negative pressure input port 32 are shut off, and the movable valve body 42 and the valve seat 40b are separated from each other. Since a gap is generated between the diaphragm chamber 26 and the atmosphere release chamber 28, the diaphragm chamber 26 is communicated with the atmosphere release chamber 28.
[0022]
In this state, when an exciting current is supplied to the exciting coil 52, the valve holder 40 is urged toward the open air chamber 28 with a force corresponding to the duty ratio of the exciting current as described above. Therefore, when the duty ratio is increased, the movable valve body 42 is separated from the distal end surface of the negative pressure introduction pipe 36, whereby the diaphragm chamber 26 is communicated with the negative pressure input port 32 and negative pressure is supplied to the diaphragm chamber 26. Will come to be. In this case, in the valve holder 40, the negative pressure in the diaphragm chamber 26, the negative pressure in the negative pressure passage 38 of the negative pressure introduction pipe 36, the magnetic attractive force due to the excitation current and the biasing force due to the spring 46 are balanced. Held in position. FIG. 4 shows the equilibrium state. As shown in FIG. 4, in the equilibrium state as described above, the diaphragm chamber 26 communicates with the negative pressure input port 32 and the air release chamber 28 in an appropriate balance, so that the negative pressure in the diaphragm chamber 26 is increased as described above. Such an equilibrium is maintained.
[0023]
That is, the negative pressure of the negative pressure passage 38 of the negative pressure introduction pipe 36, that is, the negative pressure input to the negative pressure input port 32 is P IN , the negative pressure of the diaphragm chamber 26 is P D , and the negative pressure of the negative pressure introduction pipe 36 is negative. the cross-sectional area S V of the pressure passage 38, negative pressure P D is the area of a region that acts S D of the diaphragm 24 and the valve holding body 40, the magnetic attractive force F m, the biasing force of the spring 46 and F s,
F m = P D · S D + P IN · S V -F s (1)
Is established. Negative pressure P OUT output to the negative pressure output port 34 is equal to the negative pressure P D of the diaphragm chamber 26. Therefore, the magnetic attraction force to be generated by the excitation coil 52 is determined from the negative pressure to be output to the negative pressure output port 34 using the equation (1), and the duty ratio D VRV of the excitation current is set according to the magnetic attraction force. By controlling, a desired negative pressure can be output to the negative pressure output port 34. Note that the cross-sectional area S V of the negative pressure passage 38 of the negative pressure introduction pipe 36 is sufficiently smaller than the area S D of the region where the negative pressure P D acts, so in the equilibrium state shown in the equation (1), (1) can be ignored to the section P iN · S V of the right side of the equation. That is,
F m = P D · S D -F s (2)
Can be considered to hold. Therefore, in a steady state, a desired negative pressure can be output by controlling the duty ratio of the excitation current based on the equation (2).
[0024]
FIG. 5 shows the relationship between the duty ratio D VRV of the excitation current supplied to the excitation coil 52 and the negative pressure P OUT output to the negative pressure output port 34. As shown in FIG. 5, the negative pressure P OUT increases linearly as the duty ratio D VRV increases.
As described above, the negative pressure output from the negative pressure output port 34 is supplied to the diaphragm chamber 82 of the EGR valve 14. When a negative pressure is supplied to the diaphragm chamber 82, the valve body 90 moves toward the diaphragm chamber 82, and the first port 86 and the second port 88 are communicated. Thereby, the exhaust pipe 94 and the intake pipe 98 of the diesel engine 12 are communicated with each other, and the exhaust gas is recirculated from the exhaust pipe 94 to the intake pipe 98 to be reburned. The control device 58 increases the duty ratio of the exciting current to the exciting coil 52 as the load of the diesel engine 12 is smaller. Therefore, in the present embodiment, when the load of the diesel engine 12 is small, the exhaust gas is reburned, whereby the EGR control is effectively performed.
[0025]
Incidentally, as described above, the vacuum pump 62 is driven by the negative pressure control valve 10 for supplying negative pressure to the EGR valve 14, as well as the wastegate valve 66, the vacuum booster 68, and the throttle valve 70 of the supercharger. Negative pressure control valves 72, 74, and 76 for supplying a negative pressure to the negative pressure actuator are connected. For this reason, when one or a plurality of other negative pressure control valves are driven simultaneously with the negative pressure control valve 10, the consumption of negative pressure becomes excessive with respect to the capacity of the vacuum pump 62, and the vacuum pump 62 In some cases, the negative pressure P VAC that is generated decreases rapidly.
[0026]
Assuming that the negative pressure of the vacuum pump 62 is directly introduced into the negative pressure input port 32 of the negative pressure control valve 10, the negative pressure passage 38 of the negative pressure introduction pipe 36 accompanies the sudden decrease in the negative pressure P VAC of the vacuum pump 62. The negative pressure of plunges. For this reason, the balance of the force acting on the movable valve body 42 is temporarily broken downward in FIG. 4, and the movable valve body 42 communicates with the atmosphere release chamber 28 side, that is, the negative pressure input port 32 and the diaphragm chamber 26. Move to the target side. As a result, the degree of communication between the diaphragm chamber 26 and the negative pressure input port 32 increases, and the negative pressure output to the negative pressure output port 34 temporarily increases.
[0027]
In contrast, in the system according to the present embodiment, the passage 61, a check valve 64 that allows only the direction of flow from the negative pressure input port 32 to the vacuum pump 62 is disposed. Therefore, when the negative pressure P VAC Vacuum pump 62 is decreased temporarily P a negative pressure P n of the normal, the check valve 64 becomes closed, the negative pressure of the negative pressure input port 32 is Pn Will be maintained. As a result, an increase in the output negative pressure due to a decrease in the negative pressure of the negative pressure input port 32 as described above is prevented.
[0028]
In general, in an actuator using negative pressure as a driving source, the negative pressure is consumed for a relatively short time, for example, when the valve is opened and closed, and the negative pressure is not consumed continuously for a long time. . Therefore, as described above, the decrease in the negative pressure P VAC of the vacuum pump 62 caused by the simultaneous operation of a plurality of actuators is often temporary. Therefore, normally, the negative pressure P VAC of the vacuum pump 62 returns to the normal negative pressure P n within a short period of time, the check valve 64 is opened again, and the negative pressure P n becomes the negative pressure input port 32. Will be supplied to.
[0029]
FIG. 6 shows temporal changes in P VAC and the negative pressure P OUT output to the negative pressure output port 34 when the negative pressure P VAC of the vacuum pump 62 temporarily decreases as described above. Note that a change in P OUT when the check valve 64 is not provided is indicated by a broken line. As shown in FIG. 6, when the check valve 64 is not provided, P OUT increases as P VAC decreases, whereas according to the system of this embodiment including the check valve 64, , P out is maintained at a constant value. As a result, the negative pressure supplied to the EGR valve 14 can always be stably controlled, and even when the negative pressure generated by the vacuum pump 62 decreases, the EGR control can be appropriately performed. Has been.
[0030]
Thus, according to the system of the present embodiment, even when the negative pressure generated by the vacuum pump 62 suddenly decreases, a constant negative pressure can be output, thereby realizing stable negative pressure control. be able to.
Incidentally, the negative pressure generated by the vacuum pump 62 also decreases when the vacuum pump 62 fails or when leakage occurs in the passage connected to the vacuum pump 62. In such a case, the state in which the negative pressure is reduced is maintained for a long period of time unlike the case of the negative pressure decrease accompanying the increase in the negative pressure consumption as described above, and therefore the negative pressure input port 32 is disconnected from the vacuum pump 62. The state is maintained for a long time. For this reason, as negative pressure is consumed in the EGR valve 14, the negative pressure PIN in the negative pressure input port 32 gradually decreases.
[0031]
However, since the decrease in the negative pressure PIN is slow, the movement of the movable valve body 42 to the valve opening side due to the decrease in PIN causes the diaphragm 24 and the diaphragm 24 to increase as the negative pressure in the diaphragm chamber 26 increases. This is compensated by the displacement of the valve holder 40 toward the diaphragm chamber 26 side. That is, when the change in the negative pressure PIN is gradual, the valve holder 40 is displaced while maintaining the equilibrium state expressed by the equation (1) or (2), so that the negative pressure in the diaphragm chamber 26, and accordingly The negative pressure P OUT output to the negative pressure output port 34 is kept constant.
[0032]
Negative pressure P IN of the negative pressure input port 32 and decreases to reach a negative pressure P a of the decreased negative pressure generated in the vacuum pump 62, check valve 64 is opened again, a negative pressure input port 32 Negative pressure is supplied from the vacuum pump 62. Since then, a negative pressure P OUT which is supplied to the negative pressure input port 32 is maintained at P a. Therefore, it is possible to negative pressure P a as long as greater than the negative pressure P r to be output from the negative pressure output port 34, and outputs a negative pressure P r in a negative pressure output port 34. Thus, according to the system of the present embodiment, a desired negative pressure can be output to the negative pressure output port 34 even when the negative pressure of the vacuum pump 62 decreases over a long period of time.
[0033]
In the above embodiment, the present invention is a negative voltage capable of continuously controlling the output negative pressure by balancing the magnetic attractive force generated by the exciting coil 52 and the output negative pressure acting on the diaphragm 24. Although the present invention is applied to the pressure control valve 10, the present invention is not limited to this, and the valve body is biased to the closed side by the negative pressure on the input side, and this valve body is attached to the valve opening side. By being energized, it can be applied to any negative pressure control valve of a type that transmits negative pressure on the input side to the output side. That is, in a negative pressure control valve in which the valve is biased to the valve closing side by the negative pressure on the input side, when the negative pressure on the input side decreases, the valve moves to the valve opening side, so Whereas the pressure increases, as in the above embodiment, a negative valve input to the negative pressure control valve is reduced by arranging a check valve between the input side and the vacuum pump. This can prevent the increase in the output negative pressure as described above.
[0034]
In the above embodiment, the check valve 64 is disposed in the passage 60. However, the present invention is not limited to this, and the check valve 64 is integrated with the negative pressure control valve 10. It may be provided in the negative pressure input port 32 or the negative pressure passage 38.
In the above-described embodiment, the valve holding body 40 and the movable valve body 42 are the above-described valve body, the exciting coil 52 is the above-described urging means, the vacuum pump 62 is the above-described negative pressure source, and the check valve 64 is Respectively correspond to the above-described communication blocking means.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the negative pressure output from the negative pressure control valve from increasing due to the decrease in the negative pressure of the negative pressure source.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a system according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of a tip portion of the valve holder and the negative pressure introduction pipe of FIG. 1;
FIG. 3 is a view showing a state where a negative pressure is introduced into the diaphragm chamber in FIG. 1;
4 is a diagram showing a state in which the negative pressure in the diaphragm chamber and the magnetic attractive force in FIG. 1 are balanced. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a duty ratio of an exciting current supplied to an exciting coil of a negative pressure control valve of the present embodiment and a negative pressure output to a negative pressure output port.
FIG. 6 is a diagram showing a change in output negative pressure when the negative pressure generated by the vacuum pump is temporarily reduced.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Negative pressure control valve 26 Diaphragm chamber 28 Atmospheric release chamber 32 Negative pressure input port 34 Negative pressure output port 40 Valve holding body 42 Movable valve body 52 Excitation coil 58 Controller 62 Vacuum pump
