JP6211148B2 - 2次空気制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される内燃機関の排気浄化装置に2次空気を供給する2次空気制御システムに使用される2次空気制御弁に関するものである。
[従来の技術]
従来より、内燃機関(エンジンE)の始動時、エンジンEの燃焼室から排出される排気ガスの温度が低い時に、電動エアポンプの吐出口から吐出される2次空気を、エンジンEの排気管5に設置される三元触媒コンバータに供給して、三元触媒を活性化させる2次空気制御システムが知られている。この2次空気制御システムには、図2および図3に示したように、2次空気制御弁1が組み込まれている(例えば、特許文献1及び2参照)。
ところで、2次空気制御システムは、図2に示したように、2次空気供給管3の上流側配管18を介して、電動エアポンプ2の吐出口と2次空気制御弁1の空気入口とが配管接続されている。また、2次空気供給管3の下流側配管101を介して、2次空気制御弁1の空気出口と排気管5の合流部とが配管接続されている。
また、三元触媒コンバータ6は、排気管5の合流部よりも排気流方向の下流側に配置され、排気ガス中の有害な物質(例えばCO、HC、NOx等)を触媒反応によって無害な物質(例えばCO2 、H2 O、NO2 等)に変換して排気ガスを浄化する排気浄化装置である。
また、2次空気制御弁1としては、電磁制御弁(以下電磁弁)7と逆止弁8とを一体化したコンビバルブが一般的に採用されている。
電磁弁7は、電動エアポンプ2の吐出口から吐出される2次空気を制御するもので、環状の第1弁座(バルブシート)111を有するバルブハウジング112と、第1弁座111に設けられる第1弁孔113を開閉するメインバルブ(電磁弁7の弁体)114と、このメインバルブ114を往復駆動する電磁アクチュエータとを備えている。
メインバルブ114は、電磁アクチュエータのソレノイドコイル115の磁力によって開弁方向に駆動されるポペットバルブである。
逆止弁8は、排気管5内をエンジンEの燃焼室から三元触媒コンバータ6へ向かう排気ガスが、電磁弁7やエアポンプ側へ逆流するのを防止するもので、環状の第2弁座(金属プレート)121を保持したアウトレットケース122と、第2弁座121に設けられる第2弁孔123を開閉するリードバルブ(逆止弁8のリード弁体)124と、このリードバルブ124の最大開度を規制するリードストッパ125とを備えている。
また、2次空気制御弁1は、バルブハウジング112とアウトレットケース122との間に第2弁座121およびパッキン126を挟み込んだ状態で、ボルト等で締結することで、電磁弁7と逆止弁8とが一体化されている。
逆止弁8のリードバルブ124は、薄板状の板ばねのような板状弾性体によって形成されており、電動エアポンプ2の吐出口より吐出される2次空気の圧力等によって開弁する。具体的には、バルブハウジング112内に形成される第1バルブ収容室119からリードバルブ124の図示上面に作用する第1圧力と、アウトレットケース122内に形成される第2バルブ収容室129からリードバルブ124の図示下面に作用する第2圧力との圧力差に対応して第2弁孔123が開閉される。
ここで、2次空気制御弁1は、電磁弁7のソレノイドコイル115が通電されてメインバルブ114が開弁すると、電動エアポンプ2の吐出口から吐出される2次空気が、バルブハウジング112内に導入され、この2次空気の圧力によって逆止弁8のリードバルブ124が開弁し、2次空気がアウトレットケース122から排気管5を通って三元触媒コンバータ6に供給される。また、メインバルブ114の開弁時において、排気ガスの圧力脈動(排気脈動の圧力波)により一時的に発生する排気ガスの逆流に対して、リードバルブ124自身の弾性復元力と、第1圧力と第2圧力との圧力差によって閉弁(全閉)し、排気ガスが電磁弁7やエアポンプ側に逆流するのを防止している。
[従来の技術の不具合]
ところで、従来の2次空気制御システムにおいては、電磁弁7のメインバルブ114が第1弁座111に着座している時、つまり電磁弁7のメインバルブ114の全閉状態の時に、エンジンEの排気通路内を伝播する、ピストン48のストロークや排気バルブ49の作動に起因する排気ガスの圧力脈動により排気ガスが2次空気制御弁1の第2バルブ収容室129を出入りする。
このような状況下において、リードバルブ124が共振現象を起こすエンジン回転数になると、排気ガスの圧力脈動によってリードバルブ124が開閉を繰り返す。そして、リードバルブ124が開弁している間は、アウトレットケース122の第2バルブ収容室129からバルブハウジング112の第1バルブ収容室119内へ排気ガスが逆流してしまう。
ところで、第1バルブ収容室119に逆流した排気ガス中には、多量の水分(水蒸気)が含まれている。このため、バルブハウジング112内に逆流した排気ガスが冷やされると、凝縮水Wが生成される。この凝縮水Wには、燃料に含まれる硫黄分から排気ガス中に生成される亜硫酸(SO)ガスに基づく、硫酸(HSO)、無水硫酸(SO)、NOxに基づく硝酸(NHO)等の酸性物質が含まれている。
また、エンジンEから排出される排気ガス中には、NOxとSOxとが含まれており、このNOxとSOxは弱酸性であるため、エンジンEから排出された排気ガスは、酸性となっている。また、排気管5に設置されている三元触媒コンバータ6を排気ガスが通過した際に、排気ガス中のNOxは還元されてその一部がアルカリ性のアンモニア(NH3 )となり、SOxは酸化されてSO3 になる。これにより、三元触媒コンバータ6を通過した後の排気ガスは、アルカリ性となる。
このような排気ガス成分が溶け込んだ酸性(またはアルカリ性)の凝縮水Wが、アルミニウム合金よりなるバルブハウジング112の内面やメインバルブ114の弁体の表面に結露すると、バルブハウジング112およびメインバルブ114の弁体を腐食させたり、メインバルブ114のシールゴム116のシール性能を劣化させたりするという問題が生じている。
ここで、シールゴム116のシール性能が劣化してメインバルブ114のシール機能が低下すると、排気ガスの圧力脈動を要因とする逆流排気ガスが第1弁孔113を通り越してエアポンプ側の2次空気供給管3の上流側配管18内に流れ込んでしまう。このため、電動エアポンプ2および2次空気供給管3の内部が異常に高温となり、2次空気制御システムが故障する恐れがある。
特開2008−075827号公報 特開2009−257447号公報
本発明の目的は、第1収容室内に流入する排気ガスの圧力脈動を軽減することのできる2次空気制御システムを提供することにある。また、第1収容室内に流入する排気ガスの圧力を低減することのできる2次空気制御システムを提供することにある。さらに、第1ハウジング内で生成された凝縮水による、2次空気制御弁の第1ハウジングおよびメインバルブ等の腐食を防止することのできる2次空気制御システムを提供することにある。
請求項1に記載の発明(2次空気制御システム)によれば、第1ハウジングと第2ハウジングとを離間して設置している。そして、第1ハウジングと第2ハウジングとを配管接続する第1配管を有する空気供給管を設ける。そして、第1配管の配管長を、排気ガスの圧力脈動の周波数がリードバルブの共振周波数であるときに、第1配管の上流端に圧力脈動の節が存在するように設定している。
これにより、メインバルブの全閉時に、第1収容室内の圧力を低減できるので、メインバルブの洩れを防止することができる。
したがって、排気ガスの圧力脈動を要因とする逆流排気ガスが第1弁孔を通り越してポンプ側の空気供給管内に流れ込むことはない。これにより、2次空気制御システム内部が異常に高温とならず、2次空気制御システムの故障を回避することができる。
2次空気制御弁(コンビバルブ)を示した断面図である(実施例1)。 2次空気供給システムを示した概略図である(従来の技術)。 2次空気制御弁(コンビバルブ)を示した断面図である(従来の技術)。
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
[実施例1の構成]
図1は、本発明を適用した2次空気制御システムに使用される2次空気制御弁(実施例1)を示したものである。
本実施例の2次空気制御弁1は、電動エアポンプ2の吐出口から吐出される2次空気を、2次空気供給管3内に形成される2次空気流路を経て、例えば自動車等の車両走行用の内燃機関(エンジン)Eの排気管5に設置された三元触媒コンバータ6に供給して三元触媒を活性化させるようにする2次空気制御システムに使用される(図2参照)。
2次空気制御システムは、2次空気供給管3内の2次空気流路を開閉する2次空気制御弁1と、電力の供給を受けると2次空気を発生する2次空気発生源である電動エアポンプ2と、三元触媒コンバータ6よりも空気流方向の上流側の排気管5の合流部に接続する2次空気供給管3とを備えている。
2次空気制御弁1は、電磁制御弁(エア・スイッチング・バルブ:以下電磁弁)7、逆止弁8および圧力センサ9を備えている。
電動エアポンプ2は、2次空気供給管3の上流端に気密的に接続されている。
この電動エアポンプ2は、電力の供給を受けて回転動力を発生する電動モータ(以下モータ)Mと、このモータMによって回転駆動されるブロワBとを備えている。
ブロワBは、モータMによって回転駆動されるポンプインペラ、およびこのポンプインペラの周囲を覆うブロワケース等によって構成されている。
電動エアポンプ2の吸入ダクトDの吸込み口には、ポンプインペラ側への異物の侵入を防止するエアフィルタFが取り付けられている。
2次空気供給管3は、図1に示したように、サイドブランチ11、チャンバ12および接続配管13〜15を備えている。なお、サイドブランチ11内には、直方体形状の所定の容積空間(以下第1容積空間)16が形成されている。また、チャンバ12内には、直方体形状の所定の容積空間(以下第2容積空間)17が形成されている。
電磁弁7は、2次空気制御弁1の中で最も上流側(エアポンプ側)に設置されており、2次空気供給管3の上流側配管18内に形成される2次空気流路に連通する2次空気流路19等を有している。
この電磁弁7は、円環状(または角環状)の第1弁座(以下バルブシート)21を有する第1ハウジング(以下バルブハウジング)22と、バルブシート21の内部に形成された第1弁孔(電磁弁7の弁孔)23を開閉するメインバルブ24と、メインバルブ24を往復駆動する電磁アクチュエータとを備えている。
電磁弁7の2次空気流路は、2次空気流路19だけでなく、他に第1弁孔23、2次空気流路25および第1バルブ収容室(以下第1収容室)26等によっても構成されている。
メインバルブ24は、三元触媒コンバータ6よりも上流側の排気管5に対する2次空気供給(エアインジェクション)作動時、つまり電動エアポンプ2の作動時に開弁する。このメインバルブ24は、電磁アクチュエータのソレノイドコイル(以下コイル)27の磁力によって開弁方向に駆動される弁軸28、この弁軸28と一体移動可能に設けられて、バルブシート21に着座可能な弁体29、およびこの弁体29の周囲に装着されたシールゴム30等により構成されている。
逆止弁8は、電磁弁7よりも下流側(排気管側)に設置されており、排気管5内の排気通路をエンジンEから三元触媒コンバータ6へ向かう排気ガスがエアポンプ側へ逆流することを防止する逆流防止弁である。
この逆止弁8は、円環状(または角環状)の第2弁座(以下金属プレート)31を保持した第2ハウジング(以下アウトレットケース)32と、金属プレート31の内部に形成された複数の第2弁孔(逆止弁8の弁孔)33を開閉する薄膜状のリードバルブ34と、このリードバルブ34の開き具合(最大開度)を規制するリードストッパ35とを備えている。
アウトレットケース32内には、接続配管13内の2次空気流路36を介して、第1収容室26に連通する第2バルブ収容室(以下第2収容室)37が形成されている。複数の第2弁孔33および第2収容室37は、逆止弁8の2次空気流路を構成している。
リードバルブ34は、金属や合成樹脂によって形成された薄膜状の弾性変形体(板バネ等)であって、逆止弁8の弁体を構成している。
なお、電磁弁7、逆止弁8、圧力センサ9、サイドブランチ11、チャンバ12および接続配管13〜15の詳細は、後述する。
エンジンEの各気筒毎の燃焼室には、吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ連通している。また、エンジンEの各気筒の吸気ポートには、インテークマニホールドを介して、内部に吸気通路が形成される吸気管4が接続されている。また、エンジンEの各気筒の排気ポートには、エキゾーストマニホールドを介して、内部に排気通路が形成される排気管5が接続されている。
三元触媒コンバータ6は、排気ガス中に含まれるHCおよびCOをそれぞれ酸化すると共に、NOxを還元することにより、排気ガスを浄化する排気浄化装置(内燃機関の排気浄化装置)である。
ここで、エンジンEの各気筒には、スパークプラグ41が設置されている。
インテークマニホールドに接続される吸気管4には、エアクリーナ42、スロットルバルブ43、インジェクタ44等が設置されている。
エキゾーストマニホールドに接続される排気管5には、三元触媒コンバータ6、排気ガスセンサ(排気温度センサ、空燃比センサ、酸素濃度センサ)45および触媒温度センサ46等が設置されている。
ここで、スロットルバルブ43は、アクセルペダル47の踏み込み量(アクセル開度)に対応してスロットル開度が設定される吸気絞り弁の弁体である。
次に、本実施例の2次空気制御システムの詳細を図1および図2に基づいて説明する。
2次空気制御システムは、2次空気供給管3の上流側配管18を介して、電動エアポンプ2の吐出口と電磁弁7の入口部とが接続されている。また、2次空気供給管3の接続配管13を介して、電磁弁7の出口部と逆止弁8の入口部とが接続されている。また、2次空気供給管3の接続配管14を介して、逆止弁8の出口部とチャンバ12の入口部とが接続されている。また、2次空気供給管3の接続配管15を介して、チャンバ12の出口部と排気管5の合流部とが接続されている。
ここで、2次空気制御弁1の電磁弁7のコイル27は、エンジン制御ユニット(電子制御装置:以下ECU)によって電子制御される電磁弁駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載された外部電源(バッテリ)に電気接続されている。また、電動エアポンプ2のモータMは、ECUによって電子制御されるモータ駆動回路を介して、バッテリに電気接続されている。
ECUには、制御処理や演算処理を行うCPU、制御プログラムや各種制御データ(マップ等)を保存する記憶装置(ROMやRAM等のメモリ)、入力回路(入力部)、出力回路(出力部)、電源回路、タイマー等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。
ECUは、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)されると、マイクロコンピュータのメモリ内に格納されている制御プログラムに基づいて、電磁弁7のコイル27および電動エアポンプ2のモータMを通電制御するように構成されている。
ECUは、エアフロメータ、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、吸気温度センサ、冷却水温センサ、圧力センサ9、排気ガスセンサ(排気温度センサ、空燃比センサ、酸素濃度センサ)45および触媒温度センサ46等の各種センサからのセンサ出力信号が、A/D変換回路によってA/D変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
ECUは、エンジン始動時に、排気温度センサによって排気温度を検出し、この排気温度が所定値以下の時、電磁弁7のコイル27を通電して電磁弁7のメインバルブ24を開弁するように構成されている。このとき、電動エアポンプ2のモータMにも電力が供給されるため、2次空気供給管3の2次空気流路内に2次空気が発生する。
ECUは、2次空気制御システムの異常故障、特に電動エアポンプ2の異常故障を診断する故障診断機能を備えており、圧力センサ9によって検出される2次空気流路内の圧力(圧力検出値)が所定の圧力範囲から外れている時、システム異常と判定し、電磁弁7のコイル27への供給電力、および電動エアポンプ2のモータMへの供給電力を制限または遮断するように構成されている。
次に、本実施例の2次空気制御弁1の詳細を図1および図2に基づいて説明する。
2次空気制御弁1は、電磁弁7のバルブハウジング22と逆止弁8のアウトレットケース32との間に2次空気供給管3の接続配管13を挟み込んだ状態で、2次空気供給管3の接続配管14の上流端に取り付けられている。電磁弁7の図示上部には、2次空気流路内の圧力を検出する圧力センサ9が一体的に搭載されている。
本実施例の電磁弁7では、インレットパイプ51のインレットポート52から2次空気流路25を経由して、第1弁孔23に電動エアポンプ2の吐出口から吐出された2次空気が流れ込むように構成されている。電磁弁7は、上述したように、バルブシート21、バルブハウジング22、第1弁孔23、メインバルブ24、コイル27を含む電磁アクチュエータを備えている。
バルブシート21の内部には、電動エアポンプ2の吐出口から吐出された2次空気が通過可能な第1弁孔23が形成されている。なお、バルブシート21は、バルブハウジング22と別体で製造された後に、バルブハウジング22の内部に一体的に結合されるように構成しても良い。
バルブハウジング22は、例えばアルミニウム合金等の金属材料によって形成されている。このバルブハウジング22の内部には、2次空気供給管3内の2次空気流路に連通する第1中空部(内部空間)が形成されている。この第1中空部は、バルブシート21によって2つの空間(2次空気流路25、第1収容室26)に区画されている。つまりバルブハウジング22の内部には、第1弁孔23を介して直列接続する2次空気流路25と第1収容室26とが形成されている。
2次空気流路25は、バルブシート21よりも空気流方向の上流側に設けられている。この2次空気流路25は、第1弁孔23よりも空気流方向の上流側(エアポンプ側)の空気流路である。
2次空気流路25の上流端には、2次空気供給管3の上流側配管18を介して、電動エアポンプ2の吐出口と連通するようにインレットパイプ51の上流側端面で開口し、電動エアポンプ2の吐出口から吐出された2次空気を導入するための流路入口(インレットポート)52が設けられている。なお、インレットパイプ51の流路壁面では、圧力センサ9の圧力検出部に2次空気の圧力を印加するための圧力導入ポート53が開口している。
また、第1収容室26の下流端には、2次空気供給管3の接続配管13を介して、逆止弁8の流路入口と連通するようにバルブハウジング22の下流側端面で開口し、電動エアポンプ2の吐出口から吐出された2次空気を逆止弁側へ送り込むための流路出口(アウトレットポート)54が設けられている。
第1収容室26は、バルブシート21よりも空気流方向の下流側に設けられている。この第1収容室26は、第1弁孔23よりも空気流方向の下流側(逆止弁側)の空気流路である。また、第1収容室26内には、メインバルブ24の弁体29が往復移動可能に収容されている。
バルブハウジング22には、メインバルブ24、電磁アクチュエータ、2次空気流路25および第1収容室26等の周囲を周方向に取り囲む筒状の外側壁(周壁)55が設けられている。この周壁55の図示下端側には、結合フランジ(第1結合部)56が設けられている。この結合フランジ56は、接続配管13の第1取付面に取り付けられる第1結合端面を有し、複数のボルト等の締結手段を用いて接続配管13の取付面に締結固定(結合)される。これにより、電磁弁7がエンジン側(車両側)の固定部材である接続配管13に固定される。
ここで、接続配管13の上流端側には、結合フランジ57が設けられている。この結合フランジ57は、バルブハウジング22の結合フランジ56の第1結合端面を取り付ける第1取付面を有している。これにより、電磁弁7がエンジン側(車両側)の固定部材である接続配管13に固定される。
また、接続配管13の下流端側には、結合フランジ58が設けられている。この結合フランジ58は、逆止弁8のアウトレットケース32の第2結合端面に取り付けられる第2取付面を有し、複数のボルト等の締結手段を用いてアウトレットケース32の第2結合端面に締結固定(結合)される。これにより、電磁弁7および接続配管13がエンジン側(車両側)の固定部材であるアウトレットケース32に固定される。
メインバルブ24は、例えばアルミニウム合金等の金属材料によって形成されている。このメインバルブ24は、バルブハウジング22の周壁55内をその軸線方向に往復移動可能な弁軸28と、第1弁孔22を通り抜けて第1収容室26内に突出するように弁軸28に一体的に設けられる鍔状の弁体29と、少なくとも弁体29の上端面に焼き付け等の手段を用いて取り付けられたシールゴム30とを備え、2次空気供給管3の2次空気流路を開閉するバルブサブアッセンブリである。
弁軸28は、バルブハウジング22の内部において、2次空気流路25側から第1弁孔23を貫通して第1収容室26内に突出するように配置されている。
弁軸28の軸線方向の上端側には、電磁アクチュエータの出力部である。
メインバルブ24の弁軸28の外周と電磁アクチュエータの内周との間には、電磁アクチュエータの摺動部等への異物(ダスト等)の侵入を防止すると共に、2次空気流路25からの2次空気の漏洩を防止するための円環状のダストシール59が装着されている。
弁体29は、弁軸28を介して、電磁アクチュエータの動力を受けて往復動作(開閉動作)を行うように構成されている。この弁体29は、2次空気流路25と第1収容室26を直列接続させる連通状態(開弁状態:OPEN)と、2次空気流路25と第1収容室26の接続を遮断する非連通状態(閉弁状態:CLOSE)とを切り替えるものである。
弁体29は、弁軸28の軸線方向の下端部に設けられている。
すなわち、弁軸28の軸線方向の下端部には、弁軸28の軸線方向に垂直な半径方向外側に向かって鍔状に突出するように第1弁体を構成する円環状の弁体29が設けられている。つまり弁体29は、弁軸28の軸線方向の下端部に一体的に形成されている。これにより、弁体29は、弁軸28と一体移動可能に往復動作する。
また、弁体29の上端面(背面側)には、バルブハウジング22のバルブシート21に対して着座、離脱して第1弁孔23を閉鎖、開放するバルブフェースが設けられている。
そして、弁体29の上端面には、弁体29がバルブシート21に着座した際の、バルブシート21との間のシール性(気密性)を高めるためのシールゴム30が焼き付け等の手段を用いて装着されている。
シールゴム30は、例えば低温環境下においてもシール性が損なわれない低温特性、耐熱性、耐油性に優れるフッ素ゴム等のゴム系弾性体(耐熱性の合成ゴム)であって、弁体29の形状に対応するように円環状に形成されている。
このシールゴム30は、弁体29の表面(図示上端面)を被覆する円環状のゴムシート(被覆部)を備えている。また、シールゴム30の外周部には、弁体29の閉弁時(全閉時)に弁体29とバルブシート21との間の隙間を気密的にシールする円筒状のシールリップが設けられている。
ここで、メインバルブ24の弁体29は、コイル27への通電が停止(OFF)されている時、リターンスプリング(後述する)の付勢力によって、バルブシート21に着座する。これにより、第1弁孔23が閉鎖(全閉)されるので、メインバルブ24の弁体29は閉弁(閉鎖)状態となる。このメインバルブ24の閉弁状態では、電動エアポンプ2と電磁弁7内の2次空気流路19、25等との連通状態が遮断される(非連通状態となる)。
一方、メインバルブ24は、コイル27が通電(ON)されると、バルブシート21より離脱(離座)する。これにより、第1弁孔23が開放(全開)されるので、メインバルブ24の弁体29は開弁(開放)状態となる。このメインバルブ24の開弁状態では、電動エアポンプ2と電磁弁7内の2次空気流路19、25等とが連通する連通状態となる。このように電動エアポンプ2と電磁弁7とが連通状態となると、電動エアポンプ2の吐出口から電磁弁7内の2次空気流路19、25等へ2次空気が圧送供給される。
次に、本実施例の電磁アクチュエータの詳細を図1および図2に基づいて説明する。
電磁アクチュエータは、通電されると周囲に磁束を発生させるコイル27と、このコイル27より引き出された一対のコイルリード線と外部回路との電気接続を行うための外部接続用コネクタと、コイル27の内周側に磁路を形成する磁性体製のコイル内周側固定コア(ステータコア61、62、磁気抵抗部63)と、コイル27の外周側に磁路を形成する磁性体製のコイル外周側固定コア(ヨーク64)と、ステータコア61、62内に往復移動(摺動)可能に支持される磁性体製の可動コア(ムービングコア65)と、可動部材(メインバルブ24、ムービングコア65)を閉弁方向に付勢するリターンスプリング66と、ステータコア61、62の内部に嵌合保持された円筒状のストッパ67とを備えている。
コイル27は、電力の供給を受けると(電流印加または通電されると)、ムービングコア65をステータコア61の磁気吸引部側に引き寄せる磁力を発生する磁束発生手段(磁力発生手段)である。
電磁アクチュエータは、コイル27が通電されると、ステータコア61、62、ヨーク64およびムービングコア65を磁束が集中して通る磁気回路が形成される。
コイル27は、磁力によってメインバルブ24の弁軸28や弁体29、ムービングコア65を、ソレノイド軸方向の一方側(開弁側、図示下側)へ駆動するものである。このコイル27は、絶縁性を有する合成樹脂製のコイルボビン71に巻装されたコイル部、およびこのコイル部より引き出された一対のコイルリード線を有している。
一対のコイルリード線は、外部接続用コネクタのターミナル(外部接続端子)72を介して、外部回路(外部電源や外部制御回路:ECU)と電気接続されている。なお、コイル27の外周部は、絶縁性を有する合成樹脂製のモールド樹脂材73により被覆されている。また、コイル27とターミナル72との導通接合部、およびターミナル72の基端部は、絶縁性を有する合成樹脂製のモールド樹脂材74により被覆されている。
モールド樹脂材74の図示上端部には、圧力センサ9を収容するセンサ収容室75の周囲を取り囲む筒状の側壁部が一体的に形成されている。この側壁部の開口部は、合成樹脂製のセンサカバー76によって閉塞されている。また、モールド樹脂材74の図示上端部から側方に向かって突出した部分には、ターミナル72の先端側を露出して収容する外部接続用コネクタのコネクタケース77が一体的に形成されている。
ステータコア61、62は、コイル27が通電されると励磁(磁化)される鉄等の磁性金属よりなる磁性固定体である。このステータコア61、62は、ムービングコア65をその軸線方向に摺動可能に支持するコイル内周側固定コアである。このコイル内周側固定コアは、2つのステータコア61、62間に、磁束の流れを低減する磁気抵抗部63を磁性材により一体的に設けた一体部品である。
ステータコア62には、コイル27の軸線方向の一端側(図示下端側)を覆う円環状のフランジが設けられている。磁気抵抗部63は、2つのステータコア61、62を連結する薄肉部である。
ヨーク64は、コイル27の軸線方向の他端側(図示上端側)を覆う円環状のフランジ、およびコイル27の外周側を覆うスリーブを有している。
ムービングコア65は、コイル27が通電されると励磁(磁化)される鉄等の磁性金属よりなる磁性移動体である。このムービングコア65の中心軸線上には、メインバルブ24の弁軸28の小径部分を圧入嵌合する嵌合孔(圧入孔)が形成されている。
リターンスプリング66は、ムービングコア65のスプリング座とストッパ67のスプリング座との間に配置されている。このリターンスプリング66は、ストッパ67の円筒部の周囲に螺旋状に巻装されている。
ストッパ67は、リターンスプリング66のコイル内径を支持する円筒部、およびこの円筒部の図示下端部から半径方向の外側へ突出する円環状のフランジ(鍔部)等を有している。ストッパ67の円筒部の先端部分は、メインバルブ24およびムービングコア65の最大リフト量を規制する規制部を構成している。
次に、本実施例の逆止弁8の詳細を図1および図2に基づいて説明する。
逆止弁8は、電動エアポンプ2および電磁弁7に対する、排気ガスの逆流を防止する排気逆流防止弁であって、2次空気供給管3と排気管5との合流部から電磁弁7側へ排気ガスが逆流するのを防止する。
逆止弁8は、内部を2次空気が通過する複数の第2弁孔33を形成する金属プレート31と、この金属プレート31の周囲を取り囲むアウトレットケース32と、このアウトレットケース32の中空部(内部空間)に開閉可能に収容されるリードバルブ34と、このリードバルブ34の最大開度を規制するリードストッパ35とを備えている。
金属プレート31は、例えばアルミニウム合金等の金属材料によって形成されている。この金属プレート31は、複数の第2弁孔33を形成する日の字状の枠状金属体である。
アウトレットケース32は、例えばアルミニウム合金等の金属材料によって形成されている。このアウトレットケース32は、バルブハウジング22との間に所定の距離を隔てて離間して設置されている。
また、アウトレットケース32の内部には、2次空気流路36に連通する第2中空部(内部空間)が形成されている。この第2中空部は、金属プレート31によって2次空気流路36と区画される第2収容室37となっている。つまりアウトレットケース32の内部には、第2弁孔33を介して2次空気流路36と直列接続する第2収容室37が形成されている。
アウトレットケース32は、金属プレート31の周囲を取り囲む筒状の外側壁(周壁)81が設けられている。この周壁81の図示上端側には、結合フランジ(第2結合部)82が設けられている。この結合フランジ82は、接続配管13の結合フランジ58の第2取付面に取り付けられる第2結合端面を有し、複数のボルト等の締結手段を用いて接続配管13の取付面に締結固定(結合)される。
アウトレットケース32の周壁81には、接続配管14に接続すると共に、2次空気を排出する円筒状の出口配管(アウトレットパイプ83)が一体的に形成されている。このアウトレットパイプ83は、周壁81の内面から第2収容室37内に突出するように設けられている。このアウトレットパイプ83の内部には、2次空気流路84が形成されている。この2次空気流路84の下流端(アウトレットパイプ83の出口端部)には、アウトレットケース32の空気流方向の下流端で開口したアウトレットポート85が形成されている。
周壁81およびアウトレットパイプ83の下流端には、結合フランジ(第3結合部)86が設けられている。この結合フランジ86は、接続配管14の第3取付面に取り付けられる第3結合端面を有し、複数のボルト等の締結手段を用いて接続配管14の取付面に締結固定(結合)される。これにより、逆止弁8がエンジン側(車両側)の固定部材である接続配管14に固定される。
ここで、接続配管14の上流端側には、結合フランジ87が設けられている。この結合フランジ87は、アウトレットケース32の結合フランジ86の第3結合端面を取り付ける第3取付面を有している。
リードバルブ34は、例えば板ばね等の薄膜状の金属薄板によって形成されている。このリードバルブ34は、一端側に第2弁孔33を開閉する2重舌状のリード弁体(逆止弁8の弁体)を有している。このリード弁体は、電動エアポンプ2の吐出口より吐出される2次空気の圧力によって開弁するものである。
また、リードバルブ34の他端には、スクリュー等を用いて金属プレート31の支持部に固定される第1被支持部を有している。
本実施例では、リードバルブ34が開弁した際に、複数の第2弁孔33からアウトレットケース32の内部(第2収容室37)に流入した2次空気が、アウトレットパイプ83内の2次空気流路84を通って、アウトレットパイプ83の空気流方向の下流端で開口したアウトレットポート85より流出するように構成されている。
リードストッパ35は、例えば金属製の薄板によって形成されている。このリードストッパ35は、リードバルブ34の開き具合を規制する2重舌状の規制部を有している。このリードストッパ35は、リードバルブ34と一緒にスクリュー等を用いて金属プレート31の支持部に固定される第2被支持部を有している。
次に、本実施例の圧力センサ9の詳細を図1および図2に基づいて説明する。
圧力センサ9は、図示しない圧力導入パイプ(またはホース)を介して、電磁弁7の圧力導入ポート53から導入した2次空気流路25内の圧力(電動エアポンプ2の吐出圧力)に対応した電気信号をECUに対して出力する圧力検出手段である。
圧力センサ9は、センサ収容室75内に収容されている。この圧力センサ9は、2次空気流路25内の圧力を受けて弾性変形するダイヤフラムを有する半導体(回路)基板、ダイヤフラムが変形した時に発生する歪みの大きさを電気信号に変換して圧力検出値として出力するセンサチップと、このセンサチップから出力される電気信号を処理するセンサ回路部を有する回路チップと、これらを収納するセンサカバー76と、回路チップと外部回路(外部電源や外部制御回路:ECU)との電気接続を行うための外部接続用コネクタとを備えている。
半導体基板のダイヤフラム上には、センサチップが低融点ガラスにより接合されている。センサチップは、正方形状の半導体基板(単結晶シリコン基板)上に4つのピエゾ抵抗素子である長方形状の歪みゲージ(半導体ピエゾ抵抗素子)を形成したものである。
電磁弁7および圧力センサ9の外部接続用コネクタは、コイル27の端末リードに導通接合された複数のターミナル72と、回路チップの電極部に導通接合された複数のターミナル88と、これらのターミナル72、88の先端を露出して収容するコネクタケース77とを備えている。
[実施例1の特徴]
次に、本実施例のサイドブランチ11、チャンバ12および接続配管13〜15の詳細を図1に基づいて説明する。
ここで、本実施例の2次空気制御システムでは、排気脈動発生源であるエンジンEのピストン48のストロークや排気バルブ49の作動に起因する排気ガスの圧力脈動、すなわち、逆止弁8のリードバルブ34が共振現象を起こすエンジン回転数の時に発生する排気脈動の圧力波(以下排気脈動)が、2次空気制御弁1および2次空気供給管3内で大きく出る部分を「排気脈動の腹(B)」と言い、また、排気脈動が2次空気制御弁1および2次空気供給管3内でゼロとなる位置を「排気脈動の節(A)」と言う。
ここで、アウトレットケース32のアウトレットパイプ83は、その底壁(外壁:以下管壁)89から外部(図示下方)へ突出するように突出部91を備えている。
サイドブランチ11は、アウトレットケース32と同一材料によって形成されている。このサイドブランチ11は、2次空気制御弁1および2次空気供給管3内で発生している排気脈動を低減することが可能な第1容積空間16を備えている。また、サイドブランチ11は、アウトレットケース32の底壁89から外部(図示下方)へ突出する突出部91の内部に形成された第1中空部である。この突出部91は、サイドブランチ11の第1容積空間16の内部と外部とを気密的に区画する箱体状(中空状)の隔壁部である。
サイドブランチ11は、アウトレットパイプ83内の2次空気流路84と第1容積空間16とを連通する連通路(連通孔)92を有している。この連通孔92は、一端側がアウトレットパイプ83の流路壁面で開口しており、また、他端側がサイドブランチ11の内壁面で開口している。
チャンバ12は、例えばステンレス鋼またはアルミニウム合金等の金属材料によって形成されている。このチャンバ12は、2次空気制御弁1および2次空気供給管3内で発生している排気脈動、例えば排気管5の合流部から逆止弁8の第2収容室37内へ逆流する排気脈動を低減することが可能な第2容積空間17を備えている。この第2容積空間17は、アウトレットパイプ83内の2次空気流路84、接続配管14内の2次空気流路93および接続配管14内の2次空気流路96の流路断面積よりも所定量大きい流路断面積を有している。
チャンバ12は、逆止弁8側の接続配管14とエンジンE側の接続配管15との間に設置された連通管97の内部に形成された第2中空部である。また、連通管97は、チャンバ12の第2容積空間17の内部と外部とを気密的に区画する箱体状(中空状)の隔壁部である。
チャンバ12の空気流方向の上流端には、接続配管14を介して、逆止弁8から2次空気を導入するための流路入口(インレットポート)94が設けられている。また、チャンバ12の空気流方向の下流端には、接続配管15を介して、第2容積空間17から2次空気を排気管5の合流部へ送り込むための流路出口(アウトレットポート)95が設けられている。
接続配管13は、例えばステンレス鋼またはアルミニウム合金等の金属材料によって形成されている。この接続配管13は、電磁弁7のバルブハウジング22と逆止弁8のアウトレットケース32とを配管接続する第1配管を構成している。そして、接続配管13の上流端側には、バルブハウジング22の結合フランジ56を取り付ける第1取付面を有する結合フランジ57が設けられている。また、接続配管13の下流端側には、アウトレットケース32の結合フランジ82を取り付ける第2取付面を有する結合フランジ58が設けられている。また、接続配管13の内部には、電磁弁7のバルブハウジング22のアウトレットポート54と、逆止弁8の金属プレート31内に形成される複数の第2弁孔33とを直接接続(連通)する2次空気流路36が形成されている。
本実施例では、接続配管13の配管長さを、図1に示したように、排気ガスの圧力脈動の周波数がリードバルブ34の共振周波数であるときに、接続配管13の上流端に圧力脈動の節Aが存在するように設定している。
接続配管14は、チャンバ12と同一材料によって形成されている。この接続配管14は、アウトレットパイプ83を伴って、逆止弁8の第2収容室37とチャンバ12の第2容積空間17とを接続する第2配管を構成している。そして、接続配管14の上流端側には、アウトレットケース32の結合フランジ86を取り付ける第3取付面を有する結合フランジ87が設けられている。また、接続配管14の下流端側は、チャンバ12と一体的に設けられている。また、接続配管14の内部には、逆止弁8の2次空気流路84の空気流方向の下流端で開口したアウトレットポート85と、チャンバ12のインレットポート94とを直接接続(連通)する2次空気流路93が形成されている。
本実施例では、接続配管14の2次空気流路93、および、アウトレットパイプ83の2次空気流路84の長さを、次のように設定している。すなわち、図1に示したように、排気ガスの圧力脈動の周波数がリードバルブ34の共振周波数であるときに、2次空気流路84の上流端に圧力脈動の節Aが存在するように設定している。
接続配管15は、チャンバ12と同一材料によって形成されている。この接続配管15の下流端側には、結合フランジ(図示せず)が設けられている。この結合フランジは、排気管5の合流部の第4結合端面に取り付けられる第4取付面を有し、複数のボルト等の締結手段を用いて排気管5の合流部の第4結合端面に締結固定(結合)される。これにより、電磁弁7、逆止弁8および接続配管13〜15がエンジン側(車両側)の固定部材である排気管5に固定される。また、接続配管15の内部には、チャンバ12のアウトレットポート95と、排気管5の合流部とを直接接続(連通)する2次空気流路96が形成されている。
[実施例1の作用]
次に、本実施例の2次空気制御システムの作用を図1および図2に基づいて簡単に説明する。
ECUは、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)されると、先ず、エンジンEの運転状況(エンジン情報)または運転条件(状態)を算出するのに必要な各種センサ出力信号を取得(入力)し、エンジンEの運転状況または運転条件およびROMに格納された制御プログラムに基づいて、2次空気制御弁1の電磁弁7のコイル27および電動エアポンプ2のモータMを電子制御するように構成されている。
例えばエンジンEの排気管5を流れる排気ガスの状態や、三元触媒コンバータ6の三元触媒の状態を、排気ガスセンサ(排気温度センサ、空燃比センサ、酸素濃度センサ)45および触媒温度センサ46等のセンサ出力信号によって検出する。
(1)エンジン始動時
ECUは、エンジンEの始動直後のような排気温度が低い時(排気温度センサによって検出した排気温度が所定値よりも低い時、あるいは触媒温度センサ46によって検出した三元触媒の温度が所定値よりも低い時)に、電動エアポンプ2のモータMに電力を供給して、電動エアポンプ2のポンプインペラを回転動作させる。これにより、電動エアポンプ2のポンプインペラの回転動作による2次空気の圧送供給が開始される。
また、ECUは、2次空気制御弁1の電磁弁7のコイル27に電力を供給してメインバルブ24を開弁駆動する。
ここで、電磁弁7のコイル27が通電されると、コイル27に起磁力が発生し、ステータコア61、62、ヨーク64およびムービングコア65が磁化される。これにより、ムービングコア65がステータコア61の磁気吸引部に吸引されるため、ムービングコア65がその軸線方向の一方側へ移動する。そして、ムービングコア65の軸線方向の一方側への移動に伴って、メインバルブ24の弁軸28もその軸線方向の一方側へ移動する。
これによって、メインバルブ24の弁体29が、バルブハウジング22のバルブシート21より離脱(離座)することで、第1弁孔23が開放される。
このとき、メインバルブ24の弁体29は、バルブシート21よりも空気流方向の下流側にリフトする。
電動エアポンプ2の吐出口から吐出された2次空気は、2次空気供給管3の上流側配管18を経由して、インレットポート52からインレットパイプ51に流入する。
そして、インレットパイプ51内の2次空気流路19に流入した2次空気は、2次空気流路25を経由して、バルブハウジング22のバルブシート21内に形成された第1弁孔23に流れ込む。
そして、第1弁孔23を通過した2次空気は、第1収容室26を通って、アウトレットポート54から電磁弁7の外部へ流出して、2次空気供給管3の接続配管13に流入する。
そして、接続配管13内の2次空気流路36に流入した2次空気は、逆止弁8の金属プレート31内に形成された複数の第2弁孔33に流れ込む。
そして、第2弁孔33に流入した2次空気の圧力によってリードバルブ34が開弁し、第2弁孔33が開放される。これにより、第2弁孔33を通過した2次空気は、第2収容室37を通って、逆止弁8のアウトレットパイプ83に流れ込む。
そして、アウトレットパイプ83内の2次空気流路84に流入した2次空気は、アウトレットポート85から逆止弁8の外部へ流出して、2次空気供給管3の接続配管14に流入する。
そして、接続配管13内の2次空気流路36に流入した2次空気は、チャンバ12に流れ込む。
そして、チャンバ12内の容積空間に流入した2次空気は、アウトレットポート95からチャンバ12の外部へ流出して、2次空気供給管3の接続配管15に流入する。
そして、接続配管15内の2次空気流路96に流入した2次空気は、排気管5の合流部に流入し、排気管5内の排気通路を通って、三元触媒コンバータ6に送り込まれる。
このため、エンジン始動時、排気温度が低い時でも、電動エアポンプ2の吐出口から吐出される2次空気が三元触媒コンバータ6に導かれるので、O2 が燃焼し三元触媒が昇化、活性化する。特に酸化作用によりHCが無害な水(H2 O)に変化することで、HCの大気中への排出量が低減される。
(2)エンジン始動後
一方、ECUは、排気温度センサによって検出した排気温度が所定値以上に上昇した時、あるいは触媒温度センサ46によって検出した三元触媒の温度が所定値以上に上昇した時に、2次空気制御弁1の電磁弁7のコイル27および電動エアポンプ2のモータMへの電力の供給を遮断する。このため、電動エアポンプ2のポンプインペラの回転動作による2次空気の圧送供給が終了すると共に、2次空気制御弁1のメインバルブ24が、リターンスプリング66の付勢力によって全閉位置に戻される。
これによって、メインバルブ24の弁体29が、バルブハウジング22のバルブシート21に密着(着座)し、第1弁孔23が閉鎖される。
[実施例1の効果]
以上のように、本実施例の2次空気制御システムにおいては、電磁弁7のバルブハウジング22と逆止弁8のアウトレットケース32とが、2次空気の流れ方向において所定の距離を隔てて離間して設置されている。
また、2次空気供給管3に、バルブハウジング22とアウトレットケース32とを配管接続する接続配管13を設ける。そして、接続配管13の配管長を、排気ガスの圧力脈動の周波数がリードバルブ34の共振周波数であるときに、接続配管13の上流端に圧力脈動の節Aが存在するように設定している。
これにより、電磁弁7のメインバルブ24の全閉時に、第1収容室26内の圧力を低減できるので、メインバルブ24の洩れを防止できる。
したがって、2次空気制御弁1および2次空気供給管3内で発生している排気脈動を要因とする逆流排気ガスが第1弁孔23を通り越してエアポンプ側の2次空気供給管3の上流側配管18内に流れ込むことはない。これにより、2次空気制御システム内部が異常に高温とならず、2次空気制御システムの故障を回避することができる。
また、本実施例の2次空気制御システムにおいては、2次空気供給管3内で発生している排気脈動を低減するチャンバ12、および第2収容室37とチャンバ12とを接続する接続配管14とアウトレットパイプ83を設ける。そして、接続配管14の2次空気流路93、および、アウトレットパイプ83の2次空気流路84の長さを、次のように設定している。すなわち、排気ガスの圧力脈動の周波数がリードバルブ34の共振周波数であるときに、2次空気流路84の上流端に圧力脈動の節Aが存在するように設定している。
これにより、電磁弁7のメインバルブ24の全閉時に、排気管5からアウトレットケース32の第2収容室37へ逆流する排気脈動を軽減することが可能となるので、リードバルブ34が共振するエンジン回転数でリードバルブ34が開いて複数の第2弁孔33が開放されるのを防止できる。
したがって、アウトレットケース32の第2収容室37から複数の第2弁孔33を通ってバルブハウジング22の第1収容室26内へ排気ガスが流入し難くなる。これにより、第1収容室26内に流入した排気ガスが冷やされて凝縮水が生成される難くなる。この結果、排気ガス成分が溶け込んだ酸性(またはアルカリ性)の凝縮水による、バルブハウジング22およびメインバルブ24等の腐食や、メインバルブ24の弁体29の表面を被覆するシールゴム30のシール性能の劣化を防止することができる。
また、本実施例の2次空気制御システムにおいては、アウトレットケース32の図示下部に、2次空気制御弁1および2次空気供給管3内で発生している排気脈動を低減するサイドブランチ11を設けることにより、温度変化で脈動周波数が変化した場合でも、排気管5からアウトレットケース32の第2収容室37へ逆流する排気脈動を軽減することが可能となるので、リードバルブ34が開いてしまう不具合の発生を防止できる。
したがって、アウトレットケース32の第2収容室37から複数の第2弁孔33を通ってバルブハウジング22の第1収容室26内へ排気ガスが流入し難くなる。これにより、第1収容室26内に流入した排気ガスが冷やされて凝縮水が生成される難くなる。
ところで、凝縮水には、上述したように酸性物質(またはアルカリ性物質)が含まれている。このような排気ガス成分が溶け込んだ酸性(またはアルカリ性)の凝縮水による、2次空気制御弁1の構成部品、特に電磁弁7のバルブハウジング22およびメインバルブ24等の腐食や、メインバルブ24の弁体29の表面を被覆するシールゴム30のシール性能の劣化を防止することができる。
[変形例]
本実施例では、電動エアポンプ2と排気管5の合流部とを接続する2次空気流路管3の途中に電磁弁7、逆止弁8および接続配管13を設置したが、2次空気流路管3と排気管5の合流部との間に電磁弁7、逆止弁8および接続配管13を設置しても良い。
また、2次空気流路管3とエキゾーストマニホールドとの結合部に2次空気制御弁1を設置しても良い。
さらに、2次空気制御弁1のメインバルブとして、1個の弁体29を有するメインバルブ(ポペットバルブ)24を使用しているが、2次空気制御弁1のメインバルブとして、2個以上のバルブを有するダブルポペットバルブを使用しても良い。この場合には、バルブシート(弁座)の個数も、2個以上となる。
本実施例では、2次空気制御弁1の電磁弁7(電磁式通路開閉弁)のメインバルブ24を開弁駆動(または閉弁駆動)するバルブ駆動装置を、コイル27を含む電磁アクチュエータ(ソレノイドアクチュエータ)によって構成したが、2次空気制御弁1のメインバルブを開閉動作させるバルブ駆動装置を、負圧制御弁を介してバキュームポンプからの負圧により駆動される負圧作動式アクチュエータによって構成しても良い。
本実施例では、弁体および弁軸をその軸線方向に往復(開閉)駆動してメインバルブ24を開閉動作させるアクチュエータとして、電磁アクチュエータを採用しているが、弁体および弁軸をその軸線方向に往復(開閉)駆動してメインバルブ24を開閉動作させるアクチュエータとして、動力源(駆動源)として電動モータ、この電動モータの回転を減速する減速機構を有する電動アクチュエータを採用しても良い。
なお、バルブ駆動装置を、電動モータと動力伝達機構(例えば減速機構、運動方向変換機構等)とを備えた電動アクチュエータによって構成しても良い。
本実施例では、本発明を、電磁弁7、逆止弁8および圧力センサ9を有する2次空気制御弁1と、サイドブランチ11、チャンバ12および接続配管13〜15を有する2次空気供給管3とを備えた2次空気制御システム(X)に適用しているが、本発明を、少なくとも電磁弁7および逆止弁8を有する2次空気制御弁1と、少なくともチャンバ12および接続配管14を有する2次空気供給管3とを備えた2次空気制御システム(Y)に適用しても良い。
また、本発明を、少なくとも電磁弁7および逆止弁8を有する2次空気制御弁1と、少なくとも接続配管13を有する2次空気供給管3とを備えた2次空気制御システム(Z)に適用しても良い。
また、2次空気制御システム(Y)または2次空気制御システム(Z)にサイドブランチ11を追加設置しても良い。また、サイドブランチ11を、接続配管14に設置しても良い。
また、コイル27への電圧値または電流値等の供給電力(供給電流量)が増加する程、バルブのリフト量が大きく、または小さくなるように構成しても良い。
また、バルブハウジング22の第1弁座(バルブシート21)に着座可能なメインバルブとして、シャッター状バルブ、フラップバルブ等を用いても良い。
また、逆止弁8のアウトレットケース32を電磁弁7のバルブハウジング22と一体化して1つのハウジング(管状体)としても良い。
なお、弁体29を閉弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段(弾性部材)を設置しても設置しなくても構わない。
1 2次空気制御弁
5 内燃機関(エンジン)の排気管
11 2次空気供給管のサイドブランチ
12 2次空気供給管のチャンバ
13 2次空気供給管の接続配管(第1配管)
14 2次空気供給管の接続配管(第2配管)
22 電磁弁のバルブハウジング(第1ハウジング)
24 電磁弁のメインバルブ
32 逆止弁のアウトレットケース(第2ハウジング)
34 逆止弁のリードバルブ

Claims (2)

  1. (a)ポンプ(2)から吐出された2次空気を内燃機関(E)の排気管(5)へ供給する空気供給管(3)と、
    (b)この空気供給管(3)の途中に設置されて、前記排気管(5)から前記ポンプ(2)への排気ガスの逆流を阻止する機能を有する空気制御弁(1)とを備えた2次空気制御システムにおいて、
    前記空気制御弁(1)は、
    2次空気が通過可能な第1弁孔(23)が形成された環状の第1弁座(21)を有する第1ハウジング(22)と、
    この第1ハウジング(22)よりも空気流方向の下流側に設置されて、2次空気が通過可能な第2弁孔(33)が形成された環状の第2弁座(31)を有する第2ハウジング(32)と、
    前記第1弁座(21)に対して着座、離脱して前記第1弁孔(23)を閉鎖、開放するメインバルブ(24)と、
    前記第2弁座(31)に対して着座、離脱して前記第2弁孔(33)を閉鎖、開放するリードバルブ(34)とを備え、
    前記第1弁孔(23)は、前記第1ハウジング(22)の空気流方向の下流側に設置され、前記第1ハウジング(22)は、前記メインバルブ(24)を移動可能に収容する第1収容室(26)を有し、
    前記第2ハウジング(32)は、前記第2弁孔(33)よりも空気流方向の下流側に設置されて、前記リードバルブ(34)を移動可能に収容する第2収容室(37)を有し、
    前記第1ハウジング(22)は、前記第2ハウジング(32)に対して離間して設置されており、
    前記空気供給管(3)は、前記第1ハウジング(22)と前記第2ハウジング(32)とを配管接続する第1配管(13)を有し、
    この第1配管(13)の配管長は、排気ガスの圧力脈動の周波数が前記リードバルブ(34)の共振周波数であるときに、前記第1配管(13)の上流端に圧力脈動の節(A)が存在するように設定されていることを特徴とする2次空気制御システム。
  2. 請求項1に記載の2次空気制御システムにおいて、
    前記第1収容室(26)の下流端には、前記第1ハウジングの空気流方向の下流端で開口したアウトレットポート(54)が形成され、前記第1配管(13)の内部には、このアウトレットポート(54)と、前記第1弁孔(23)とを連通する2次空気流路(36)が形成され、
    前記第1ハウジング(22)は、前記アウトレットポート(54)の周囲にフランジ(56)を有し、また、前記第1配管(13)は、上流端にフランジ(57)を有し、
    前記第1ハウジング(22)のフランジ(56)と、前記第1配管(13)のフランジ(57)とが締結されて、前記第1収容室(26)と前記第1配管(13)の2次空気流路(36)とが連通していることを特徴とする2次空気制御システム
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