JPH0619821Y2 - Exhaust gas recirculation system negative pressure control valve - Google Patents

Exhaust gas recirculation system negative pressure control valve

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JPH0619821Y2
JPH0619821Y2 JP1988025753U JP2575388U JPH0619821Y2 JP H0619821 Y2 JPH0619821 Y2 JP H0619821Y2 JP 1988025753 U JP1988025753 U JP 1988025753U JP 2575388 U JP2575388 U JP 2575388U JP H0619821 Y2 JPH0619821 Y2 JP H0619821Y2
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JP
Japan
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diaphragm
exhaust gas
negative pressure
gas recirculation
control valve
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秀幸 田中
直樹 仲田
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、自動車用機関等の内燃機関における排気還
流装置の負圧制御弁に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a negative pressure control valve for an exhaust gas recirculation device in an internal combustion engine such as an automobile engine.

従来の技術 内燃機関の排気の清浄化を図る方法の一つとして、排気
の一部を吸気通路に還流する排気還流装置が従来から知
られている。
2. Description of the Related Art As one of methods for purifying exhaust gas of an internal combustion engine, an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of exhaust gas to an intake passage has been conventionally known.

例えば、特公昭57−55901号公報には、排気還流
通路に介装されたダイヤフラム式の排気還流制御弁と、
この排気還流制御弁の負圧室に導入される負圧を制御ユ
ニットからの制御信号に基づいて可変制御する負圧制御
弁とを用いた排気還流装置が記載されている。上記負圧
制御弁は、排気還流制御弁上流側の排気圧力が導入され
る排圧室と大気圧室とがダイヤフラムにて隔成されてい
るとともに、このダイヤフラム上の弁体に対向して排気
圧室内に大気導入ポートが設けられており、この大気導
入ポートが排気還流制御弁の負圧通路に連通している。
つまり、排気圧力が低下すると大気導入ポートが開かれ
て負圧通路に大気が導入され、かつ排気圧力が上昇する
と大気導入が遮断されるのである。そして、上記排気還
流制御弁の負圧室には、上記負圧通路を介して信号負
圧、例えばスロットル弁下流側の吸入負圧が導入される
ようになっている。従って、この信号負圧と排気圧力と
の関係から、上記排気還流制御弁の開度が基本的に定ま
ることになる。つまり、排気還流量の基本的な特性は機
械的に制御されている。
For example, JP-B-57-55901 discloses a diaphragm type exhaust gas recirculation control valve interposed in an exhaust gas recirculation passage,
An exhaust gas recirculation device using a negative pressure control valve that variably controls the negative pressure introduced into the negative pressure chamber of the exhaust gas recirculation control valve based on a control signal from a control unit is described. In the negative pressure control valve, the exhaust pressure chamber on the upstream side of the exhaust gas recirculation control valve and the atmospheric pressure chamber are separated from each other by a diaphragm, and the exhaust pressure chamber is exhausted so as to face the valve element on the diaphragm. An atmosphere introducing port is provided in the air pressure chamber, and the atmosphere introducing port communicates with the negative pressure passage of the exhaust gas recirculation control valve.
That is, when the exhaust pressure decreases, the atmosphere introduction port is opened to introduce the atmosphere into the negative pressure passage, and when the exhaust pressure increases, the atmosphere introduction is shut off. A signal negative pressure, for example, a suction negative pressure on the downstream side of the throttle valve, is introduced into the negative pressure chamber of the exhaust gas recirculation control valve via the negative pressure passage. Therefore, the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve is basically determined from the relationship between the signal negative pressure and the exhaust gas pressure. That is, the basic characteristics of the exhaust gas recirculation amount are mechanically controlled.

そして、上記公報に記載の排気還流装置では、さらに負
圧制御弁内に、上記ダイヤフラムにスプリングを介して
連係したプランジャと、該プランジャを吸引するソレノ
イドとを備えており、排気還流量を所望の特性に電子制
御出来るように構成してある。すなわち、ソレノイドの
吸引力を変化させることでダイヤフラムのセット荷重を
変化させ、排気圧力に対する大気導入ポートの開閉特
性、ひいては排気還流制御弁の開度を補正し得るように
構成されている。
Further, in the exhaust gas recirculation device described in the above publication, the negative pressure control valve is further provided with a plunger linked to the diaphragm via a spring and a solenoid for sucking the plunger, and a desired exhaust gas recirculation amount can be obtained. It is configured so that the characteristics can be electronically controlled. That is, by changing the suction force of the solenoid, it is possible to change the set load of the diaphragm to correct the opening / closing characteristics of the atmosphere introduction port with respect to the exhaust pressure, and thus the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve.

考案が解決しようとする課題 しかしながら、上記のようにソレノイドを用いて大気導
入ポートの開閉特性を変化させるようにした従来の負圧
制御弁にあっては、ソレノイドの吸引力が、例えばバッ
テリ電圧やコイルの温度特性等によって左右されやす
く、安定した特性を得ることができない。従って、最終
的な排気還流量制御が不安定なものとなりやすい。
However, in the conventional negative pressure control valve in which the opening / closing characteristic of the atmosphere introduction port is changed by using the solenoid as described above, the suction force of the solenoid is, for example, It is easily affected by the temperature characteristics of the coil and so stable characteristics cannot be obtained. Therefore, the final exhaust gas recirculation amount control tends to be unstable.

課題を解決するための手段 そこで、この考案は動作量を安定的に制御しうるステッ
プモータを用いて大気導入ポートの開閉特性を補正する
ようにしたものである。すなわち、この考案に係る排気
還流装置の負圧制御弁は、ダイヤフラム式排気還流制御
弁の負圧室に導入される信号負圧を大気の導入により適
宜に希釈して排気還流量を所望の特性に制御する排気還
流装置の負圧制御弁であって、排気圧力が導入される排
圧室と大気圧室とを隔成するダイヤフラムと、このダイ
ヤフラムに取り付けられ、かつ大気圧室内の大気導入ポ
ートを開閉する弁体と、上記ダイヤフラムを上記大気導
入ポートの閉方向へ付勢するセットスプリングと、制御
ユニットの出力信号によって回転角が制御されるステッ
プモータと、先端部にスプリングシートが取り付けら
れ、かつ上記ステップモータの回転角に応じてダイヤフ
ラム軸方向に移動するとともに、基準ステップ数におい
てケーシング側に当接して位置決めされるプランジャ
と、上記スプリングシートに対向するスプリングシート
部を有するとともに、上記ダイヤフラムに当接するプッ
シュロッド部を有し、上記基準ステップ数を含む所定ス
テップ数において上記ダイヤフラムを大気導入ポートの
開位置に強制的に保持するように上記プランジャにより
押圧固定される中間部材と、上記スプリングシートと上
記中間部材のスプリングシート部との間に配設され、上
記セットスプリングに対向して、上記ダイヤフラムを上
記大気導入ポートの開方向へ付勢する補助スプリング
と、を備えたことを特徴としている。
In order to solve the problems, the present invention corrects the opening / closing characteristics of the atmosphere introduction port by using a step motor capable of stably controlling the operation amount. That is, the negative pressure control valve of the exhaust gas recirculation device according to the present invention appropriately dilutes the signal negative pressure introduced into the negative pressure chamber of the diaphragm type exhaust gas recirculation control valve by introducing the atmosphere to obtain the desired amount of exhaust gas recirculation. A negative pressure control valve for an exhaust gas recirculation device that controls the exhaust gas, and a diaphragm that separates an exhaust pressure chamber into which exhaust pressure is introduced and an atmospheric pressure chamber, and an atmosphere introduction port in the atmospheric pressure chamber that is attached to this diaphragm. A valve body for opening and closing, a set spring for urging the diaphragm in the closing direction of the atmosphere introduction port, a step motor whose rotation angle is controlled by an output signal of the control unit, and a spring seat attached to the tip portion, In addition, it moves in the axial direction of the diaphragm in accordance with the rotation angle of the step motor, and contacts the casing side at the reference step number for positioning. And a push rod portion that abuts against the diaphragm, and has the spring seat portion facing the spring seat, and forces the diaphragm to the open position of the atmosphere introduction port at a predetermined number of steps including the reference step number. Is disposed between the spring seat and the spring seat portion of the intermediate member, which is pressed and fixed by the plunger so as to hold the diaphragm, and the diaphragm is provided with the diaphragm facing the set spring. And an auxiliary spring for urging in the opening direction.

さらに請求項2の考案では、上記制御ユニットは、内燃
機関の始動時に、上記プランジャがケーシング側に当接
するように制御ステップ数を与える手段と、この当接時
においてステップ数を基準ステップ数として校正する手
段と、を備えている。
Further, in the invention of claim 2, the control unit provides means for giving a control step number so that the plunger comes into contact with the casing side at the time of starting the internal combustion engine, and at the time of this contact, the step number is used as a reference step number for calibration. And means for doing so.

作用 上記ステップモータが回転すると、スプリングシートが
ダイヤフラム軸方向に移動し、補助スプリングによって
ダイヤフラムに加えられる付勢力が変化する。そのた
め、排気圧力に対する排気導入ポートの開閉特性が変化
する。すなわち、ステップモータの回転角制御によっ
て、排気還流量を所望の特性に制御することができる。
Action When the step motor is rotated, the spring seat moves in the diaphragm axial direction, and the urging force applied to the diaphragm by the auxiliary spring changes. Therefore, the opening / closing characteristics of the exhaust introduction port with respect to the exhaust pressure change. That is, the exhaust gas recirculation amount can be controlled to a desired characteristic by controlling the rotation angle of the step motor.

またステップモータが所定ステップ数に制御されると、
プランジャによって中間部材が押圧固定され、そのプッ
シュロッド部を介してダイヤフラムが大気導入ポートの
開位置に強制的に保持される。これにより、排気還流制
御弁に導入される信号負圧が略大気圧に保たれる。
When the step motor is controlled to a predetermined number of steps,
The intermediate member is pressed and fixed by the plunger, and the diaphragm is forcibly held in the open position of the atmosphere introducing port via the push rod portion. As a result, the signal negative pressure introduced into the exhaust gas recirculation control valve is maintained at about atmospheric pressure.

ステップモータが基準ステップ数に制御されると、プラ
ンジャはケーシング側に当接して機械的に位置決めされ
る。これにより、基準ステップ数の校正が可能となる。
請求項2では、この校正が機関の始動の度に行われる。
When the step motor is controlled to the reference number of steps, the plunger abuts on the casing side and is mechanically positioned. As a result, the reference step number can be calibrated.
In claim 2, this calibration is performed every time the engine is started.

実施例 第1図はこの考案に係る負圧制御弁1の一実施例を示す
断面図である。
Embodiment FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the negative pressure control valve 1 according to the present invention.

この負圧制御弁1は、排気圧力に応じた基本的な負圧制
御を司る下部のダイヤフラム弁部2と、その制御特性を
さらに所望の特性に変化させるための上部のステップモ
ータ3とに大別される。
This negative pressure control valve 1 has a lower diaphragm valve section 2 that controls basic negative pressure control according to exhaust pressure, and an upper step motor 3 that changes its control characteristic to a desired characteristic. Be separated.

上記ダイヤフラム弁部2は、ケーシング4内部に配設さ
れたダイヤフラム5を主体としており、このダイヤフラ
ム5によって、下部に排圧室6が、上部に大気圧室7が
夫々隔成されている。上記ダイヤフラム5には、排圧室
6内に圧縮状態で配設されたセットスプリング8によっ
て所定のセット荷重が付与されており、かつその大気圧
室7側に弁体9が取り付けられている。そして、大気圧
室7内には、上記弁体9に対向して大気導入ポート10
が形成されている。この大気導入ポート10は、負圧通
路11は連通している。つまり、上記セットスプリング
8は、ダイヤフラム5を大気導入ポート10の閉方向へ
付勢している。
The diaphragm valve portion 2 is mainly composed of a diaphragm 5 arranged inside a casing 4, and the diaphragm 5 separates a discharge pressure chamber 6 in the lower part and an atmospheric pressure chamber 7 in the upper part. A predetermined set load is applied to the diaphragm 5 by a set spring 8 arranged in a compressed state in the exhaust pressure chamber 6, and a valve body 9 is attached to the atmospheric pressure chamber 7 side. Then, in the atmospheric pressure chamber 7, the atmosphere introducing port 10 is provided so as to face the valve body 9.
Are formed. The air introduction port 10 communicates with the negative pressure passage 11. That is, the set spring 8 biases the diaphragm 5 in the closing direction of the atmosphere introduction port 10.

一方、ステップモータ3は、ケーシング12に固定され
た一対のステータ13と、ベアリング14,15を介し
て回転自在に支持されたロータ16とを有している。こ
のステップモータ3は、ステータ13のコイルに所定の
パルス信号を印加することで回転角がステップ的に制御
されるもので、例えば4ステップでロータ16が一回転
する構成となっている。また上記ロータ16は円筒状を
なし、その内周面に雌ねじ17が形成されている。
On the other hand, the step motor 3 has a pair of stators 13 fixed to the casing 12 and a rotor 16 rotatably supported via bearings 14 and 15. The stepping motor 3 has its rotation angle controlled stepwise by applying a predetermined pulse signal to the coil of the stator 13, and has a configuration in which the rotor 16 makes one revolution in four steps, for example. The rotor 16 has a cylindrical shape, and an internal thread 17 is formed on the inner peripheral surface thereof.

18はケーシング12のベアリング15内周側に固定さ
れたガイド部材、19は上記ガイド部材18によって非
回転かつ軸方向に摺動可能にガイドされたプランジャで
あって、このプランジャ19は、上部に雄ねじ20が形
成されており、これは上記ロータ16の雌ねじ17に螺
合している。つまり、このプランジャ19は、ステップ
モータ3の回転角に応じて軸方向に直線運動する構成と
なっている。なお、このプランジャ19は、ダイヤフラ
ム5の中心線上に位置している。また、上記プランジャ
19の下端部には、円盤状のスプリングシート21が固
定されている。ここで、上記プランジャ19先端は上記
スプリングシート21を貫通して所定量だけ下方に突出
している。
Reference numeral 18 denotes a guide member fixed to the inner peripheral side of the bearing 15 of the casing 12, and 19 denotes a plunger guided by the guide member 18 so as to be non-rotatable and slidable in the axial direction. 20 is formed, which is screwed onto the internal thread 17 of the rotor 16. That is, the plunger 19 is configured to linearly move in the axial direction according to the rotation angle of the step motor 3. The plunger 19 is located on the center line of the diaphragm 5. A disk-shaped spring seat 21 is fixed to the lower end of the plunger 19. Here, the tip of the plunger 19 penetrates the spring seat 21 and projects downward by a predetermined amount.

また22は、上記プランジャ19の作動を上記ダイヤフ
ラム5に伝達する中間部材を示している。この中間部材
22は、円盤状のスプリングシート部22aと、スプリ
ングシート部22aの一側部からプランジャ19軸方向
に延びたプッシュロッド部22bとからなり、上記プッ
シュロッド部22bがケーシング4の大気圧室7上面部
分を貫通して配設されている。そして、上記スプリング
シート部22aと上記スプリングシート21との間には
補助スプリング23が圧縮状態で配設されており、これ
によって中間部材22のプッシュロッド部22b先端が
ダイヤフラム5上面のリテーナ24に圧接している。つ
まり、上記補助スプリング23は、セットスプリング8
に対向して、ダイヤフラム5を大気導入ポート10の開
方向へ付勢している。
Reference numeral 22 indicates an intermediate member that transmits the operation of the plunger 19 to the diaphragm 5. The intermediate member 22 includes a disk-shaped spring seat portion 22a and a push rod portion 22b extending from one side portion of the spring seat portion 22a in the axial direction of the plunger 19, and the push rod portion 22b serves as the atmospheric pressure of the casing 4. It is arranged so as to penetrate the upper surface of the chamber 7. An auxiliary spring 23 is disposed between the spring seat portion 22a and the spring seat 21 in a compressed state, whereby the tip of the push rod portion 22b of the intermediate member 22 is pressed against the retainer 24 on the upper surface of the diaphragm 5. is doing. That is, the auxiliary spring 23 is the set spring 8
The diaphragm 5 is urged toward the opening direction of the atmosphere introduction port 10 in opposition to.

第2図は、上記のように構成された負圧制御弁1が用い
られた排気還流装置の概略を示している。同図におい
て、25は、排気還流通路26の途中に介装されたダイ
ヤフラム式の排気還流制御弁であって、その負圧室25
aには、負圧通路27を介して信号負圧、例えば機関の
スロットル弁下流の吸入負圧が導入されるようになって
いる。そして、上記負圧通路27は負圧制御弁1の負圧
通路11に接続されており、この負圧制御弁1で大気を
適宜に導入して信号負圧を希釈することによって、上記
排気還流制御弁25の開度が制御されるのである。ま
た、排気還流通路26の排気還流制御弁25上流側(つ
まり排気マニホルド側)にオリフィス28が設けられて
いて、その間の排気圧力が排気圧力通路29を介して負
圧制御弁1の排圧室6内に導入されている。また30
は、機関運転条件(例えば機関回転数と負荷と冷却水温
等)に基づいて上記負圧制御弁1のステップモータ3に
制御信号を出力する制御ユニットである。
FIG. 2 shows an outline of an exhaust gas recirculation device using the negative pressure control valve 1 configured as described above. In the figure, reference numeral 25 denotes a diaphragm type exhaust gas recirculation control valve interposed in the exhaust gas recirculation passage 26, and its negative pressure chamber 25
A signal negative pressure, for example, a suction negative pressure downstream of the throttle valve of the engine is introduced into a through the negative pressure passage 27. The negative pressure passage 27 is connected to the negative pressure passage 11 of the negative pressure control valve 1, and the negative pressure control valve 1 appropriately introduces the atmosphere to dilute the signal negative pressure, whereby the exhaust gas recirculation is performed. The opening degree of the control valve 25 is controlled. Further, an orifice 28 is provided upstream of the exhaust gas recirculation control valve 25 in the exhaust gas recirculation passage 26 (that is, on the exhaust manifold side), and the exhaust pressure therebetween is exhausted through the exhaust pressure passage 29 to the exhaust pressure chamber of the negative pressure control valve 1. Introduced in 6. Again 30
Is a control unit that outputs a control signal to the step motor 3 of the negative pressure control valve 1 based on engine operating conditions (for example, engine speed, load, cooling water temperature, etc.).

次に上記のように構成された負圧制御弁1の作用につい
て説明する。
Next, the operation of the negative pressure control valve 1 configured as described above will be described.

上記負圧制御弁1のステップモータ3は、上述したよう
に4ステップで1回転するものであり、かつこの実施例
では基準ステップ数を0として、0〜32の32ステッ
プに作動範囲が定められている。
The step motor 3 of the negative pressure control valve 1 makes one rotation in four steps as described above, and in this embodiment, the reference step number is 0, and the operation range is defined in 32 steps of 0 to 32. ing.

第1図は、上記ステップモータ3のステップ数が適宜な
中間値にある状態を示しており、プランジャ19先端と
中間部材22とはある程度離れている。この状態では、
ダイヤフラム5には排気圧力と大気圧力との差圧が作用
するとともに、セットスプリング8によって閉方向へ付
勢され、かつ補助スプリング23によって開方向へ付勢
されている。従って、両スプリング8,23の付勢力に
よって定まる圧力(開弁圧)よりも排気圧力が低くなる
と大気導入ポート10が開放され、かつそれよりも排気
圧力が高くなると大気導入ポート10は閉じられる。そ
のため、信号負圧として用いられる吸入圧力が一定であ
ると仮定すれば、排気圧力の上昇にともなって大気導入
量が減少し、排気還流制御弁25の開度は増大すること
になる。
FIG. 1 shows a state in which the number of steps of the step motor 3 is at an appropriate intermediate value, and the tip of the plunger 19 and the intermediate member 22 are apart from each other to some extent. In this state,
A differential pressure between exhaust pressure and atmospheric pressure acts on the diaphragm 5, and is biased in the closing direction by the set spring 8 and in the opening direction by the auxiliary spring 23. Therefore, when the exhaust pressure becomes lower than the pressure (valve opening pressure) determined by the urging force of both springs 8 and 23, the atmosphere introducing port 10 is opened, and when the exhaust pressure becomes higher than that, the atmosphere introducing port 10 is closed. Therefore, assuming that the suction pressure used as the signal negative pressure is constant, the amount of air introduced into the atmosphere decreases as the exhaust pressure rises, and the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve 25 increases.

ここで、上記補助スプリング23の付勢力は、該補助ス
プリング23の上端を支持するスプリングシート21の
位置に応じて変化するので、ステップモータ3が回転し
てスプリングシート21が上方に移動すると上記開弁圧
は低下し、逆にスプリングシート21が下方に移動する
と上記開弁圧は上昇する。すなわち、ステップモータ3
の回転角制御によって大気導入ポート10の開閉特性を
補正でき、これによって最終的な排気還流量特性を所望
の特性に得ることができる。第3図は、ステップモータ
3のステップ数に対応して得られる開弁圧の特性を図示
したものである。
Here, since the biasing force of the auxiliary spring 23 changes according to the position of the spring seat 21 supporting the upper end of the auxiliary spring 23, when the step motor 3 rotates and the spring seat 21 moves upward, the opening force is increased. The valve pressure decreases, and conversely, when the spring seat 21 moves downward, the valve opening pressure increases. That is, the step motor 3
The opening / closing characteristics of the atmosphere introduction port 10 can be corrected by controlling the rotation angle of, and the final exhaust gas recirculation amount characteristics can be obtained as desired characteristics. FIG. 3 shows the characteristic of the valve opening pressure obtained corresponding to the number of steps of the step motor 3.

また上記実施例では、ステップモータ3のステップ数が
基準ステップ数である0のときには、第4図に示すよう
にプランジャ19先端が中間部材22に当接し、かつ中
間部材22をケーシング4の一部に押し付けた状態とな
る。つまり、この機械的な当接によってプランジャ19
の下限位置が規制され、換言すればステップモータ3の
0点位置が機械的に規制されている。そして、このよう
に中間部材22が下限位置に押し付けられた状態では、
弁体9が大気導入ポート10から離れた状態に強制的に
保たれる。つまり、排気圧力の高低に拘わらず負圧通路
11が大気に開放され、排気還流制御弁25の開作動が
禁止される。また、第3図に示すように、基準ステップ
数を含む所定ステップ数、具体的にはステップ数が3の
状態までは、上述した大気導入ポート10の強制的な開
状態が保たれ、排気還流は行われない。
Further, in the above embodiment, when the number of steps of the step motor 3 is 0, which is the reference number of steps, the tip of the plunger 19 abuts on the intermediate member 22 as shown in FIG. It will be pressed against. In other words, this mechanical contact causes the plunger 19
Is restricted, that is, the zero point position of the step motor 3 is mechanically restricted. Then, in the state where the intermediate member 22 is pressed to the lower limit position in this way,
The valve body 9 is forcibly kept away from the atmosphere introducing port 10. That is, the negative pressure passage 11 is opened to the atmosphere regardless of the exhaust pressure, and the opening operation of the exhaust gas recirculation control valve 25 is prohibited. Further, as shown in FIG. 3, until the state where the predetermined number of steps including the reference number of steps, specifically, the number of steps is 3, the above-mentioned forced opening state of the atmosphere introduction port 10 is maintained and the exhaust gas recirculation is performed. Is not done.

このように上記負圧制御弁1によれば、ステップモータ
3の回転角に応じてダイヤフラム5に作用する付勢力が
変化するので、バッテリ電圧や温度条件等に全く左右さ
れずに安定した制御を行うことができる。また、排圧室
6内の排気圧力が大きく変動したような場合でも、スプ
リングシート21の位置が変化してしまうようなことは
なく、常に安定した特性を維持できる。そして、排気還
流を停止すべき運転条件下では、上記のようにステップ
数を3以下とすることによって、確実に排気還流を停止
でき、各部の圧力変動等の影響を受けることがない。
As described above, according to the negative pressure control valve 1, the urging force acting on the diaphragm 5 changes according to the rotation angle of the step motor 3, so that stable control can be performed without being affected by the battery voltage, temperature conditions and the like. It can be carried out. Further, even when the exhaust pressure in the exhaust pressure chamber 6 fluctuates greatly, the position of the spring seat 21 does not change, and stable characteristics can always be maintained. Then, under the operating condition where the exhaust gas recirculation should be stopped, the exhaust gas recirculation can be surely stopped by setting the number of steps to 3 or less as described above, and there is no influence of pressure fluctuation of each part.

次に、上記負圧制御弁1を用いた場合の排気還流制御、
特にステップモータ方式の場合に必要な0点補正につい
て、第5図のフローチャートを参照して説明する。第5
図のフローチャートは、上記制御ユニット30において
実行される負圧制御弁1の制御プログラムを示してお
り、これは一定時間毎、例えば10ms毎に割り込み処理
される。
Next, exhaust gas recirculation control when the negative pressure control valve 1 is used,
In particular, the zero point correction necessary in the case of the step motor method will be described with reference to the flowchart of FIG. Fifth
The flowchart in the figure shows a control program of the negative pressure control valve 1 executed in the control unit 30. This control program is interrupted at regular time intervals, for example, every 10 ms.

上記フローチャートにおいてねS0は目標ステップ数を
示している。この目標ステップ数S0は通常の運転中は
ステップ6において機関運転条件に応じて設定される。
例えば、機関回転数と負荷(例えば基本燃料噴射量T
p)とをパラメータとしたテーブルマップから逐次ルッ
クアップされるものである。またSmはステップ数のモ
ニタ値、つまり制御ユニット30が認識しているステッ
プモータ3のステップ数を示している。このモニタ値S
mはステップモータ3を1ステップ動かすたびに、1づ
つ加算もしくは減算されるもので(ステップ9)、機関
停止後は制御ユニット30のバックアップメモリ内にそ
のデータが保持される。
In the above flowchart, S 0 represents the target number of steps. This target step number S 0 is set in step 6 according to the engine operating conditions during normal operation.
For example, engine speed and load (for example, basic fuel injection amount T
p) is used as a parameter and is sequentially looked up from the table map. Further, Sm indicates the monitor value of the step number, that is, the step number of the step motor 3 recognized by the control unit 30. This monitor value S
m is incremented or decremented by 1 each time the stepper motor 3 is moved one step (step 9), and the data is held in the backup memory of the control unit 30 after the engine is stopped.

ステップモータ3の基本的な制御としては、先ずステッ
プ6で上述したように運転条件に応じて目標ステップ数
0を設定し、かつステップ8でその時のモニタ値Sm
と上記目標ステップ数S0とを比較して、両者が不一致
であればステップ9へ進んで、ステップモータ3を1ス
テップづつ駆動する。そして、同時にモニタ値Smを1
づつ加算もしくは減算するのである。以上の繰り返しに
よって、常に目標ステップ数S0に追従した形でステッ
プモータ3の回転角が制御されることになる。
As the basic control of the step motor 3, first, in step 6, the target step number S 0 is set according to the operating conditions as described above, and in step 8, the monitor value Sm at that time is set.
Is compared with the target step number S 0, and if they do not match, the process proceeds to step 9 to drive the step motor 3 step by step. At the same time, the monitor value Sm is set to 1
You can add or subtract one by one. By repeating the above, the rotation angle of the step motor 3 is always controlled so as to follow the target step number S 0 .

一方、上記構成においてはステップモータ3の実際の回
転角を検出するセンサは設けられていないので、何等か
の原因で実際のステップ数と制御ユニット30が認識す
るモニタ値Smとがずれる虞れがある。そこで、この制
御プログラムでは、機関の始動のたび、さらには運転中
の排気還流停止領域内でステップモータ3の基準ステッ
プ位置つまり0点の校正を行うようにしている。
On the other hand, in the above configuration, since the sensor for detecting the actual rotation angle of the step motor 3 is not provided, the actual number of steps and the monitor value Sm recognized by the control unit 30 may be deviated for some reason. is there. Therefore, in this control program, the reference step position of the step motor 3, that is, the zero point is calibrated each time the engine is started and in the exhaust gas recirculation stop region during operation.

まず、ステップ1では、プログラムの実行が初回である
か否かを判定する。機関始動後の初回のみ、ステップ1
からステップ2へ進み、ここでバックアップメモリが消
去されていないか判定する。これは、バッテリの取り外
しなどによりバックアップメモリ内のモニタ値Smが消
去されている可能性があるからであり、例えばバックア
ップメモリ内のフラグの状態に基づいて判定する。ここ
で、バックアップメモリが正常であればステップ3へ進
み、目標ステップ数S0を0とし、かつモニタ値Smに
適宜な定数Aを加える。この定数Aは、例えば4程度で
良い。そして、ステップ3からステップ9へ進むので、
ここでステップモータ3はステップ数の減少方向へ1ス
テップだけ回転する。
First, in step 1, it is determined whether or not the program is executed for the first time. Step 1 only for the first time after engine start
Then, the process proceeds to step 2, where it is determined whether the backup memory has been erased. This is because there is a possibility that the monitor value Sm in the backup memory has been erased due to removal of the battery, and the determination is made based on the state of the flag in the backup memory, for example. If the backup memory is normal, the process proceeds to step 3, the target step number S 0 is set to 0, and an appropriate constant A is added to the monitor value Sm. The constant A may be about 4, for example. And since it progresses from step 3 to step 9,
Here, the step motor 3 rotates one step in the direction of decreasing the number of steps.

次回以降は、ステップ1から5へ進み、ここで校正完了
フラグが0であるか否か判定する。この校正完了フラグ
は、機関停止とともにクリアされるものであり、当初は
0である。従って、ステップ5からステップ8へ進み、
目標ステップ数S0は0のまま保たれる。そのため、ス
テップモータ3は、1ステップづつステップ数0へ向か
って回転する。ここで、上記のようにモニタ値Smに定
数Aが加えられているので、S0=Sm(ステップ8)
となった段階では、ステップモータ3は定数Aに対応す
る回転角だけ余分に回転している。例えば、機関停止時
のステップ数(モニタ値Sm)が2であったとすれば、
ステップ数2だけ回転すれば0点に戻るのであるが、定
数A(例えば4ステップ)をモニタ値Smに加えること
によってステップモータ3は6ステップだけ回転しよう
とする。従って、プランジャ19の下限位置つまり機械
的に規制される位置までステップモータ3が確実に回転
することになり、仮に実際のステップ数とモニタ値Sm
とが多少ずれていたとしても、両者が0点で合致する結
果、そのずれが修正される。そして、モニタ値Smが0
となり、かつスタータスイッチがOFFとなったら(ス
テップ10)、ステップ11へ進んで校正完了フラグを
1にセットする。従って、それ以後はステップ5からス
テップ6へ進んで、通常の目標ステップ数S0の設定が
行われ、この目標ステップ数S0に基づいた回転角制御
がなされる。
From the next time onward, the process proceeds from step 1 to step 5 where it is determined whether the calibration completion flag is 0 or not. This calibration completion flag is cleared when the engine is stopped and is initially 0. Therefore, go from step 5 to step 8
The target step number S 0 is kept at 0. Therefore, the step motor 3 rotates step by step toward the step number 0. Here, since the constant A is added to the monitor value Sm as described above, S 0 = Sm (step 8)
At this stage, the stepping motor 3 is rotated extra by the rotation angle corresponding to the constant A. For example, if the number of steps when the engine is stopped (monitor value Sm) is 2,
Although it returns to the 0 point if it rotates by the number of steps 2, the step motor 3 tries to rotate by 6 steps by adding the constant A (for example, 4 steps) to the monitor value Sm. Therefore, the step motor 3 surely rotates to the lower limit position of the plunger 19, that is, the mechanically restricted position, and the actual number of steps and the monitor value Sm are assumed.
Even if and are slightly deviated, as a result of the fact that they are matched at the 0 point, the deficit is corrected. Then, the monitor value Sm is 0
When and, the starter switch is turned off (step 10), the process proceeds to step 11 and the calibration completion flag is set to 1. Therefore, after that, the routine proceeds from step 5 to step 6, the normal target step number S 0 is set, and the rotation angle control is performed based on this target step number S 0 .

なお、始動時にバックアップメモリが消去されていた場
合には、ステップ2からステップ4へ進み、モニタ値S
mを定数Bに設定する。この定数Bはステップ数の最大
値である32に近い値とすればよい。従って、この場合
には以後の処理でステップモータ3が実際の0点(プラ
ンジャ19の最下限位置)に達した後もある程度回転さ
せられることになり、やはり確実に0点の校正が行われ
る。
If the backup memory has been erased at the time of starting, the process proceeds from step 2 to step 4 and the monitor value S
Set m to the constant B. This constant B may be a value close to 32, which is the maximum value of the number of steps. Therefore, in this case, the step motor 3 is rotated to some extent even after reaching the actual zero point (the lower limit position of the plunger 19) in the subsequent processing, and the zero point calibration is surely performed.

またこの実施例では、運転中にも、目標ステップ数S0
が0である運転領域内つまり排気還流停止領域内で0点
の校正を行うようにしている。即ち、ステップ7で目標
ステップ数S0が0であるか否か判定し、これが0であ
る場合には、ステップ12へ進み、校正完了フラグをク
リアする。そして、ステップ13へ進み、前述したステ
ップ3と同様に、モニタ値Smに定数Aを加える。これ
によって、ステップモータ3は機械的な0点まで回転
し、速やかに0点校正が行われる。なお、この運転中の
0点校正は省略しても、通常は十分な制御精度を維持で
きる。
Further, in this embodiment, the target number of steps S 0
The zero point is calibrated in the operating region where 0 is 0, that is, in the exhaust gas recirculation stop region. That is, it is determined in step 7 whether or not the target step number S 0 is 0, and if it is 0, the process proceeds to step 12 to clear the calibration completion flag. Then, the process proceeds to step 13, and the constant A is added to the monitor value Sm as in step 3 described above. As a result, the step motor 3 rotates mechanically to the zero point, and the zero point calibration is quickly performed. Even if the 0-point calibration during operation is omitted, usually sufficient control accuracy can be maintained.

考案の効果 以上の説明で明らかなように、この考案に係る排気還流
装置の負圧制御弁においては、ステップモータの回転角
に応じてダイヤフラムに対する付勢力が変化するように
構成したので、従来のソレノイドを用いたもののように
バッテリ電圧や温度条件等に全く左右されずに極めて安
定した特性を得ることができる。また、ダイヤフラムに
作用する排気圧力の変動に、その制御特性が影響される
こともない。従って、最終的な排気還流量の制御を非常
に安定したものとすることができる。
As is apparent from the above description, in the negative pressure control valve of the exhaust gas recirculation device according to the present invention, the biasing force to the diaphragm is changed according to the rotation angle of the step motor. As in the case of using a solenoid, extremely stable characteristics can be obtained without being affected by battery voltage or temperature conditions. Further, the control characteristic is not influenced by the fluctuation of the exhaust pressure acting on the diaphragm. Therefore, the final control of the exhaust gas recirculation amount can be made very stable.

そして、所定ステップ数においては、ステップモータの
プランジャが中間部材を介してダイヤフラムを大気導入
ポートの開位置に強制的に保持するため、圧力変動等の
影響を受けずに排気還流を確実に停止させることが可能
となる。
Then, at the predetermined number of steps, the plunger of the step motor forcibly holds the diaphragm in the open position of the atmosphere introduction port via the intermediate member, so that the exhaust gas recirculation is surely stopped without being affected by pressure fluctuations and the like. It becomes possible.

また、プランジャがケーシング側に当接することでステ
ップモータの0点の校正が容易に行える。しかも、請求
項2の校正によれば、この0点の校正が始動の度に行わ
れ、精度低下が防止される。
Further, the zero point of the step motor can be easily calibrated by bringing the plunger into contact with the casing side. Moreover, according to the calibration of the second aspect, the calibration of the 0 point is performed each time the engine is started, and the accuracy is prevented from being lowered.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの考案に係る負圧制御弁の一実施例を示す断
面図、第2図はこの負圧制御弁を用いた排気還流装置の
要部の構成説明図、第3図は上記実施例における開弁圧
の特性を示す特性図、第4図はステップモータのステッ
プ数が0である時の状態を示す要部の断面図、第5図は
上記負圧制御弁の制御の一例を示すフローチャートであ
る。 1……負圧制御弁、3……ステップモータ、5……ダイ
ヤフラム、6……排圧室、7……大気圧室、9……弁
体、19……プランジャ、21……スプリングシート、
22……中間部材、23……補助スプリング。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a negative pressure control valve according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of the configuration of an essential part of an exhaust gas recirculation system using this negative pressure control valve, and FIG. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the characteristic of the valve opening pressure in the example, FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part showing the state when the step number of the step motor is 0, and FIG. 5 is an example of the control of the negative pressure control valve. It is a flowchart shown. 1 ... Negative pressure control valve, 3 ... Step motor, 5 ... Diaphragm, 6 ... Exhaust pressure chamber, 7 ... Atmospheric pressure chamber, 9 ... Valve body, 19 ... Plunger, 21 ... Spring seat,
22 ... Intermediate member, 23 ... Auxiliary spring.

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】ダイヤフラム式排気還流制御弁の負圧室に
導入される信号負圧を大気の導入により適宜に希釈して
排気還流量を所望の特性に制御する排気還流装置の負圧
制御弁であって、 排気圧力が導入される排圧室と大気圧室とを隔成するダ
イヤフラムと、 このダイヤフラムに取り付けられ、かつ大気圧室内の大
気導入ポートを開閉する弁体と、 上記ダイヤフラムを上記大気導入ポートの閉方向へ付勢
するセットスプリングと、 制御ユニットの出力信号によって回転角が制御されるス
テップモータと、 先端部にスプリングシートが取り付けられ、かつ上記ス
テップモータの回転角に応じてダイヤフラム軸方向に移
動するとともに、基準ステップ数においてケーシング側
に当接して位置決めされるプランジャと、 上記スプリングシートに対向するスプリングシート部を
有するとともに、上記ダイヤフラムに当接するプッシュ
ロッド部を有し、上記基準ステップ数を含む所定ステッ
プ数において上記ダイヤフラムを大気導入ポートの開位
置に強制的に保持するように上記プランジャにより押圧
固定される中間部材と、 上記スプリングシートと上記中間部材のスプリングシー
ト部との間に配設され、上記セットスプリングに対向し
て、上記ダイヤフラムを上記大気導入ポートの開方向へ
付勢する補助スプリングと、を備えたことを特徴とする
排気還流装置の負圧制御弁。
1. A negative pressure control valve of an exhaust gas recirculation device for controlling an exhaust gas recirculation amount to a desired characteristic by appropriately diluting a signal negative pressure introduced into a negative pressure chamber of a diaphragm type exhaust gas recirculation control valve by introducing air. And a diaphragm that separates an exhaust pressure chamber into which exhaust pressure is introduced and an atmospheric pressure chamber, a valve body that is attached to this diaphragm and that opens and closes an atmosphere introduction port in the atmospheric pressure chamber, and the diaphragm described above. A set spring that urges the air inlet port toward the closing direction, a step motor whose rotation angle is controlled by the output signal of the control unit, a spring seat attached to the tip, and a diaphragm that corresponds to the rotation angle of the step motor. A plunger that moves in the axial direction and is positioned by contacting the casing side at the reference number of steps and the spring seat And a push rod portion that comes into contact with the diaphragm, and the plunger is configured to forcibly hold the diaphragm in the open position of the atmosphere introduction port at a predetermined number of steps including the reference number of steps. An intermediate member to be pressed and fixed, and an auxiliary member that is disposed between the spring seat and the spring seat portion of the intermediate member, faces the set spring, and urges the diaphragm in the opening direction of the atmosphere introduction port. A negative pressure control valve for an exhaust gas recirculation device, comprising: a spring.
【請求項2】上記制御ユニットは、内燃機関の始動時
に、上記プランジャがケーシング側に当接するように制
御ステップ数を与える手段と、この当接時においてステ
ップ数を基準ステップ数として校正する手段と、を備え
ていることを特徴とする請求項1記載の排気還流装置の
負圧制御弁。
2. The control unit comprises means for giving a control step number so that the plunger contacts the casing side at the time of starting the internal combustion engine, and means for calibrating the step number as a reference step number at the contact time. The negative pressure control valve of the exhaust gas recirculation device according to claim 1, further comprising:
JP1988025753U 1988-02-26 1988-02-26 Exhaust gas recirculation system negative pressure control valve Expired - Lifetime JPH0619821Y2 (en)

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JPH01130058U JPH01130058U (en) 1989-09-05
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6045642B2 (en) * 1980-09-19 1985-10-11 電気化学工業株式会社 Thermoplastic resin manufacturing method
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