JPH0315024B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動車等の車輌に搭載されるデイーゼ
ルエンジンの排気ガス再循環制御装置に係る。

［従来の技術］ デイーゼルエンジンの排気ガス再循環制御装置
の一つとして、バキユームポンプの如き負圧源か
らの負圧を制御弁によつてアクセルペダルの踏込
量に応じて変位する可動部材の変位量に応じた負
圧に修正し、この負圧によりダイヤフラム式の排
気ガス再循環制御弁を駆動し、アクセルペダルの
踏込量が増大するにつれて低減されるEGR率に
て排気ガス再循環を行うよう構成された排気ガス
再循環制御装置が特開昭56−47651号公報に於て
提案されている。

これは、デイーゼルエンジンに於ては、高負荷
運転時に排気ガス再循環が行われると、エンジン
の最大出力が低下し、また排気ガス中の黒煙が増
大することを考慮して、排気ガス再循環を制御す
るものである。

［発明が解決しようとする課題］ ダイヤフラム式排気ガス再循環制御弁によつて
排気ガス再循環の量が制御されるデイーゼルエン
ジンに於て、エンジンの高負荷運転時に排気ガス
再循環を停止すべく、アクセルペダルの踏込量の
増大につれて排気ガス再循環制御弁のダイヤフラ
ムに供給される負圧等の流体圧を開弁方向に修正
する制御は、理論的にはエンジン負荷が所定の高
負荷に達したとき丁度排気ガス再循環制御弁が閉
じるように行われればよいが、ダイヤフラム作動
式の制御弁はその開閉の臨界点（即ちダイヤフラ
ムの両側に作用する流体威圧の差によりダイヤフ
ラムに作用する力とダイヤフラムに作用するばね
のばね力とが釣合つて排気ガス再循環弁が丁度閉
弁する状態）付近ではダイヤフラム室に生ずる僅
かの流体圧の変動によつて不安定な開閉作動を繰
返すものであり、特に排気ガス再循環制御に於て
は、排気管中には排気脈動が存在するので、この
影響も加算され、エンジンが丁度排気ガス再循環
のオンオフ臨界点付近で運転されると、排気ガス
再循環の不安定なオンオフの切換えによつてエン
ジンの運転が不安定になる虞れがある。

本発明は、ダイヤフラム式排気ガス再循環制御
弁を備えたデイーゼルエンジンに於ける排気ガス
再循環をエンジンの高負荷運転時に停止する制御
に於ける上記の問題に対処し、この問題を解決し
たデイーゼルエンジンの排気ガス再循環制御装置
を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題は、本発明によれば、エンジンの排
気ガスの一部をエンジン吸気系へ導く排気ガス再
循環通路と、ダイヤフラム室に導入される負圧が
第一の所定値より大きいとき開弁し且該負圧の増
大に応じて増大する開弁量にて前記排気ガス再循
環通路を流れる排気ガス流量を制御する排気ガス
再循環制御弁と、負圧源と、アクセルペダルの踏
込量に応じて変位する可動部材を有しアクセルペ
ダルの踏込量の増大に応じて前記負圧源からの負
圧を低減してこれを前記ダイヤフラム室へ供給す
る第一の負圧制御弁と、前記第一の負圧制御弁を
前記ダイヤフラム室へ接続する負圧通路の途中に
設けられた第二の負圧制御弁とを有し、前記第二
の負圧制御弁は前記負圧通路に於ける負圧に感応
し該負圧が前記第一の所定値より大きい第二の所
定値より小さいとき前記ダイヤフラム室を大気へ
解放するよう構成されていることを特徴とするデ
イーゼルエンジンの排気ガス再循環制御装置によ
つて達成される。

［発明の作用］ 上記の如く、ダイヤフラム室へ供給される負圧
が第一の所定値より大きいとき開弁し且該負圧の
増大に応じて増大する開弁量にて排気ガス再循環
通路を流れる排気ガス流量を制御する排気ガス再
循環制御弁のダイヤフラム室へ供給される負圧
が、アクセルペダルの踏込量に応じて変位する可
動部材を有しアクセルペダルの踏込量の増大に応
じて出力負圧を低減するよう作動する第一の負圧
制御弁により制御されることに加えて、この第一
の負圧制御弁をダイヤフラム室へ接続する負圧通
路の途中に設けられた第二の負圧制御弁によつて
も制御され、この第二の負圧制御弁が当該負圧通
路に於ける負圧に感応し該負圧が前記第一の所定
値より大きい第二の所定値より小さいときダイヤ
フラム室を大気へ解放するよう構成されているこ
とにより、排気ガス再循環制御弁のダイヤフラム
室は、アクセルペダルの踏込量が増大したとき、
その踏込量が第一の負圧制御弁のみにより排気ガ
ス再循環制御弁が制御される時には丁度排気ガス
再循環制御弁が閉じる値に達する以前に、第二の
負圧制御弁によつて大気へ解放されるので、ダイ
ヤフラム式排気ガス再循環制御弁はそのダイヤフ
ラム室に作用する負圧が丁度弁の開閉の臨界点と
なるような圧力にて作動されることがなくなり、
即ちアクセルペダルの踏込量の増大に応じて排気
ガス再循環制御弁のダイヤフラム室に作用する負
圧が零に向けて減小して行く過程の途中であつ
て、ダイヤフラム式排気ガス再循環制御弁がなお
まだ安定して作動する負圧領域に於て、急に且確
実に閉弁状態にもたらされる。かくして排気ガス
再循環の不安定に起因してエンジンに不安定な運
転が生ずる虞れは確実に回避される。

［実施例］ 以下に添付の図を参照して本発明を実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図は本発明による排気ガス再循環制御装置
が組込まれたデイーゼルエンジンを示す概略構成
図である。図に於て、１はデイーゼルエンジンを
示しており、このデイーゼルエンジンはシリンダ
ボア２内にピストン３を摺動自在に受入れ、該ピ
ストン３の上方に燃焼室４を郭定している。デイ
ーゼルエンジン１は燃焼室４に連通する渦流室５
を有しており、該渦流室には図には示されていな
い燃料噴射ノズルよりデイーゼルエンジン用の液
体燃料が噴射供給されるようになつている。

デイーゼルエンジン１は吸気チユーブ６、吸気
マニホールド７及び吸気ポート８を経て燃焼室４
内に空気を吸入し、燃焼室４より排気ポート９を
経て排気マニホールド１０へ排気ガスを排出す
る。吸気ポート８と排気ポート９は各々ポペツト
弁により開閉されるようになつており、図に於て
は、符号１１により排気用のポペツト弁のみが示
されている。

１２は排気ガス再循環制御弁を示している。排
気ガス再循環制御弁１２はその入口ポート１３に
て導管１４により排気マニホールド１０に形成さ
れた排気ガス採集ポート１０′に接続され、また
出口ポート１５にて導管１６により吸気チユーブ
６に形成された排気ガス注入ポート６′に接続さ
れている。排気ガス再循環制御弁１２は弁要素１
８を含み、弁座１７と共働して入口ポート１３を
開閉し、またその実効開口面積を制御するように
なつている。この弁要素１８は弁ロツド１９によ
りダイヤフラム装置２０に連結され、このダイヤ
フラム装置によつて駆動されるようになつてい
る。ダイヤフラム装置２０はダイヤフラム２１を
含んでおり、該ダイヤフラムはそのダイヤフラム
室２２に導入される負圧の増大に応じて圧縮コイ
ルばね２３の作用に抗して図にて右方へ駆動さ
れ、前記弁要素１８を右方へ移動させて入口ポー
ト１３を開き、またその実効開口断面積を増大す
るようになつている。

３２はデイーゼルエンジン１によつて駆動され
るバキユームポンプを示している。バキユームポ
ンプ３２が発生する負圧は、この実施例の場合、
導管３３を経て図には示されていないブレーキ系
のバキユームサーボユニツトへ供給され、また導
管３４、絞り装置３５、導管３６を経て負圧制御
弁３７へ供給されるようになつている。

負圧制御弁３７はバルブケーシング３８を有
し、該バルブケーシングはダイヤフラム３９によ
り二つの室４０，４１に仕切られている。バルブ
ケーシング３８には、室４０に連通する負圧取入
れポート４２及び負圧取出しポート４３と、室４
１に連通する大気開放ポート４４とが設けられて
いる。ダイヤフラム３９は弁保持部材４５を担持
しており、また弁保持部材４５は弁要素４６を担
持している。弁要素４６は、圧縮コイルばね４７
と４８が弁保持部材４５に与えるばね力と、圧縮
コイルばね４９が該弁要素４６に与えるばね力
と、室４０と室４１の圧力差によりダイヤフラム
３９に与えられる力との平衡関係に応じて駆動さ
れ、室４０の負圧が所定値より小さい時には図示
されている如く、弁座５０に係合して室４０と４
１との連通を遮断し、また弁座５１より離れて負
圧取入れポート４２より室４０に負圧が導入され
ることを許し、これに対し室４０の負圧が所定値
より大きくなつた時には弁保持部材４５が図にて
左方に変位することにより弁座５１に係合して負
圧取入れポート４２より室４０に負圧が導入され
ることを阻止し、また弁座５０より離れ、室４０
と４１とを弁保持部材４５に設けられているポー
ト５２を介して連通接続し、室４０の負圧を減少
させるようになつている。弁要素４６が上述の如
く作動することにより室４０の負圧は所定の平衡
負圧値に保たれるようになる。圧縮コイルばね４
７は一端にて弁保持部材４５に係合し、他端にて
バルブケーシング３７に支持された可動ばね受け
部材５３のフランジ５４に係合している。可動ば
ね受け部材５３は圧縮コイルばね４７の軸線方向
に移動自在に設けられており、これが図にて左方
に移動する従い圧縮コイルばね４７が弁保持部材
に与えるばね力が増大する。従つて、可動ばね受
け部材５３が図にて左方に移動するに従い室４０
の平衡負圧値が小さくなる。

可動ばね受け部材５３は一端にて枢軸５５によ
り枢支されたアクセルレータリンク５６に係合
し、これの回動に伴い駆動されるようになつてい
る。アクセルレータリンク５６は図には示されて
いないアクセルペダルと駆動連結され、アクセル
ペダルの踏込みに応じて図にて時計廻り方向に回
動し、可動ばね受け部材５３を図にて左方へ駆動
するようになつている。アクセルレータリンク５
６はその他端にてロツド５７に枢動連結され、こ
のロツドによつて図には示されていない燃料噴射
ポンプのコントロールレバーに駆動連結され、ア
クセルの踏込みに応じてそのコントロールレバー
を駆動するようになつている。これにより負圧制
御弁３７はデイーゼルエンジンの負荷の増大に応
じて減少する負圧を発生する。負圧制御弁３７の
負圧取出しポート４３は導管５８、負圧制御弁５
９、導管６０を経てダイヤフラム室２２に接続さ
れている。

負圧制御弁５９の詳細は第２図に示されてい
る。この負圧制御弁はバルブケーシング６１を有
し、該バルブケーシングはダイヤフラム６２と隔
壁６３により三つの室６４，６５，６６に仕切ら
れている。バルブケーシング６１には室６４に連
通する負圧取入れポート６７と、室６１に連通す
る負圧取出ポート６８と、室６６に連通する大気
開放ポート６９とが設けられており、負圧取入れ
ポート６７には前記導管５８が、負圧取出ポート
６８には前記導管６０が各々接続されている。ダ
イヤフラム６２は室６４と６５との間にあり、そ
の中央部に前記両室を連通する連通ポート７０を
有しており、また室６５の側にてチユーブ部材７
１の一端部を担持している。チユーブ部材７１は
その一端にて連通ポート７０に連通し、また室６
５を横切つて延在し、その他端にて隔壁６３に形
成された弁ポート７２に遊嵌合している。また室
６６には弁要素７４が設けられており、この弁要
素７４はチユーブ部材７２の先端部に対向し、該
チユーブ部材に当接することによつてこの開閉を
行うと共に弁座部７５に先端的に着座して弁ポー
ト７２の開閉を行うようになつている。ダイヤフ
ラム６２は圧縮コイルばね７３によつて図にて下
方に付勢され、室６４に所定値より大きい負圧が
導入されていない時には圧縮コイルばね７３のば
ね力によりチユーブ部材７３の先端にて弁要素７
４をもう一つの圧縮コイルばね７６のばね力に抗
して押し下げてチユーブ部材７１を閉じると共に
弁ポート７２を開き、これに対し室６４に所定値
より大きい負圧が導入されている時には圧縮コイ
ルばね７３のばね力に抗して図にて上方へ変位
し、チユーブ部材７１を引上げて弁要素７４を弁
座部７５に着座させ、弁ポート７２を閉じる共に
チユーブ部材７１を弁要素７４より引離してこれ
を開くようになつている。

上述の如き構成からなる排気ガス再循環制御装
置は次の如く作動する。

負圧制御弁３７はアクセルレータリンク５６の
回動角に応じた、換言すればデイーゼルエンジン
１の負荷にほぼ比例して減少する負圧を負圧取出
しポート４３に与える。負圧取出ポート４３に与
えられる負圧は導管５８を経て吸気管負圧取り入
れポート６７より負圧制御弁５９の室６４に導入
される。この負圧が所定値より大きければ、換言
すればデイーゼルエンジン１が低乃至中負荷にて
運転されていれば、該負圧はダイヤフラム６２に
作用し、該ダイヤフラムを圧縮コイルばね７３の
作用に抗して図にて上方へ変位させることにより
弁要素７４が弁座部７５に着座して弁ポート７２
を閉じ、またチユーブ部材７１が弁要素７４より
離れてこれが開かれる。従つてこの時には室６４
に導入された負圧は連通ポート７０、チユーブ部
材７１、室６５経て吸気管負圧取出ポート６８に
至り、これより更に導管６０を経て排気ガス再循
環制御弁２０のダイヤフラム室２２に導入され
る。これにより弁要素１８が開弁方向へ駆動さ
れ、入口ポート１３が開かれ、排気ガス再循環が
行われる。弁要素１８はダイヤフラム室２２に与
えられる負圧が大きいとき程、換言すればエンジ
ン負荷が低いとき程その開弁量を大きくし、入口
ポート１３の実効開口面積を増大するようにな
る。従つて、EGR率はエンジン負荷の増大に応
じて減小するようになる。

デイーゼルエンジン１の負荷が増大すると、そ
れに伴い負圧制御弁３７が発生する負圧が減少
し、またそれに伴い排気ガス再循環制御弁２０の
開弁量が減少してEGR率が低下する。アクセル
ペダルが大きく踏込まれデイーゼルエンジン１が
高負荷運転されると、その時には負圧制御弁３７
が発生する負圧が更に小さくなり、排気ガス再循
環制御弁１２が開閉の臨界点まで閉じられる以前
にその負圧は負圧制御弁５９の設定圧より小さく
なる。ここでダイヤフラム６２が圧縮コイルばね
７３のばね力により図にて下方へ移動し、先ずチ
ユーブ部材７１がその先端にて弁要素７４に当接
することによりチユーブ７１が閉じられ、これよ
り更にダイヤフラム６２が図にて下方へ降下する
ことにより弁要素７４が圧縮コイルばね７６のば
ね力に抗して押し下げられて弁座部７５より離
れ、弁ポート７２を開くようになる。この時には
負圧取出ポート６８は負圧取入れポート６７より
切離され、大気開放ポート６９に連通するように
なる。

従つてこの時にはダイヤフラム室２２に大気圧
が導入され、弁要素１３は確実に且安定して閉弁
し、入口ポート１３を完全に閉じるようになる。
これにより排気ガス再循環は停止される。

上述の如く、デイーゼルエンジンが或る高負荷
運転に達すると排気ガス再循環は直ちに且確実に
停止されるので、高負荷運転中の排気ガス中の黒
煙の増大及び排気ガス再循環制御部品の熱損傷が
回避され、また排気ガス再循環によるエンジンの
最大出力に低下が回避され、また排気ガス再循環
のオンオフの臨界点付近でエンジン運転に不安定
を生ずることも回避される。

本発明は上述の如き実施例に限定されるもので
はなく、前記負圧制御弁はアクセルレータリンク
以外に例えば燃料噴射ポンプのコントロールレバ
ー、コントロールラツク等アクセルペダルの変位
量に応じて変位する可動部材によりその可動ばね
受け部材を駆動されてもよい。

［発明の効果］ かくして、本発明によれば、負圧制御弁３７よ
りダイヤフラム室２２に至る導管５８の途中に、
該導管内に於ける負圧に応答して作動し該負圧が
所定値以下に低減した時にはこれを感知してダイ
ヤフラム室２２を直ちに大気へ開放する負圧制御
弁５９を設けることにより、排気ガス再循環制御
弁１２が不安定なオンオフの臨界領域にて作動す
ることが確実に回避され、オン作動かオフ作動か
が明確に制御された排気ガス再循環制御が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるデイーゼルエンジンの排
気ガス再循環制御装置の一つの実施例を示す概略
構成図、第２図は負圧制御弁５９の詳細を示す断
面図である。 １……デイーゼルエンジン、２……シリンダボ
ア、３……ピストン、４……燃焼室、５……渦流
室、６……吸気チユーブ、７……吸気マニホール
ド、８……吸気ポート、９……排気ポート、１０
……排気マニホールド、１１……排気用ポペツト
弁、１２……排気ガス再循環制御弁、１３……入
口ポート、１４……導管、１５……出口ポート、
１６……導管、１７……弁座、１８……弁要素、
１９……弁ロツド、２０……ダイヤフラム装置、
２１……ダイヤフラム、２２……ダイヤフラム
室、２３……圧縮コイルばね、３２……バキユー
ムポンプ、３３，３４……導管、３５……絞り装
置、３６……導管、３７……負圧制御弁、３８…
…バルブケーシング、３９……ダイヤフラム、４
０，４１……室、４２……負圧取入れポート、４
３……負圧取出しポート、４４……大気開放ポー
ト、４５……弁保持部材、４６……弁要素、４
７，４８，４９……圧縮コイルばね、５０，５１
……弁座、５２……ポート、５３……可動ばね受
け部材、５４……フランジ、５５……枢軸、５６
……アクセルレータリンク、５７……ロツド、５
８……導管、５９……負圧制御弁、６０……導
管、６１……バルブケーシング、６２……ダイヤ
フラム、６３……隔壁、６４，６５，６６……
室、６７……負圧取入れポート、６８……負圧取
出ポート、６９……大気開放ポート、７０……連
通ポート、７１……チユーブ部材、７２……弁ポ
ート、７３……圧縮コイルばね、７４……弁要
素、７５……弁座部、７６……圧縮コイルばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの排気ガスの一部をエンジン吸気系
   へ導く排気ガス再循環通路と、ダイヤフラム室に
   導入される負圧が第一の所定値より大きいとき開
   弁し且該負圧の増大に応じて増大する開弁量にて
   前記排気ガス再循環通路を流れる排気ガス流量を
   制御する排気ガス再循環制御弁と、負圧源と、ア
   クセルペダルの踏込量に応じて変位する可動部材
   を有しアクセルペダルの踏込量の増大に応じて前
   記負圧源からの負圧を低減してこれを前記ダイヤ
   フラム室へ供給する第一の負圧制御弁と、前記第
   一の負圧制御弁を前記ダイヤフラム室へ接続する
   負圧通路の途中に設けられた第二の負圧制御弁と
   を有し、前記第二の負圧制御弁は前記負圧通路に
   於ける負圧に感応し該負圧が前記第一の所定値よ
   り大きい第二の所定値より小さいとき前記ダイヤ
   フラム室を大気へ解放するよう構成されているこ
   とを特徴とするデイーゼルエンジンの排気ガス再
   循環制御装置。