JPH06280684A - 4ストロークエンジンのegrシステム - Google Patents

4ストロークエンジンのegrシステム

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JPH06280684A
JPH06280684A JP5065458A JP6545893A JPH06280684A JP H06280684 A JPH06280684 A JP H06280684A JP 5065458 A JP5065458 A JP 5065458A JP 6545893 A JP6545893 A JP 6545893A JP H06280684 A JPH06280684 A JP H06280684A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
throttle valve
valve
gas recirculation
egr
Prior art date
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Pending
Application number
JP5065458A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuo Matsuki
光夫 松木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Heavy Industries Ltd filed Critical Fuji Heavy Industries Ltd
Priority to JP5065458A priority Critical patent/JPH06280684A/ja
Publication of JPH06280684A publication Critical patent/JPH06280684A/ja
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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車用4ストロークエンジンにおいて、排
気中のNOxを減少させるために、加速運転時または中
高負荷運転時に高いEGRをかけることのできるEGR
システムを提供する。 【構成】 EGRシステムを、エキゾーストマニホール
ド5と吸気管2のスロットルバルブ3上流側とを接続
し、負圧作動式のアクチュエータ8により作動する調整
弁9を備えた第1の排気還流システムを設けるととも
に、エキゾーストマニホールド5とインテイクマニホー
ルド4の燃焼室近傍とを接続し、スロットルバルブ3と
連動し、スロットルバルブ3の開度に応じて開閉する制
御弁11を備えた第2の排気還流システムを設けて構成
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エンジンのE
GRシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】4ストロークエンジンにおいて、排気中
のNOx低減対策として排気の一部を吸気側に還流する
方法(EGR)が行われている。図5は特開昭59−3
4471号公報に開示されたEGRの一例を示す構成図
で、エンジン21の排気の一部を吸気側のスロットルバ
ルブ22の上流側に循環させるEGR通路23に、リン
ク機構25によりスロットルバルブ22と連動する調整
弁24を備え、スロットルバルブ22が高負荷運転位置
にあるときはその開度に応じて開弁し、低負荷または始
動運転位置にあるときは閉弁するようにしたものであ
る。
【0003】すなわち、図において、スロットルバルブ
22が始動位置22aまたは低負荷運転位置22bにあ
るときは、調整弁24は24aまたは24bの位置にあ
って調整弁24は閉じられているため、排気の吸気側へ
の還流(EGR)は行われない。スロットルバルブ22
が所定開度以上22cの位置まで開かれると,リンク機
構25により調整弁24の開度が24cとなるため、排
気の一部は吸気側へ還流しEGRが行われるのである。
なおそのときの排気還流量は、スロットルバルブ22の
開度に応じて増量することができる。
【0004】ところで上記EGRシステムにおいては、
排気はスロットルバルブ22の上流側に還流する。した
がって上記EGRシステムにおいては、次のような問題
がある。 (1) 調整弁24の開度を大きくしても、排気圧とスロッ
トルバルブ22上流の吸入系負圧との差が小さいため、
還流排気量を大きくすることは困難である。 (2) また高い応答性が要求される加速時のような過渡時
においては、排気の還流位置が燃焼室より遠いので不利
である。
【0005】本発明は、従来装置の上記問題点を解消す
るためになされたもので、ダイレクトインゼクション
(以下DIと称する)エンジンを含む自動車用4ストロ
ークエンジンにおいて、排気中のNOxを減少させるた
めに、加速運転時または中高負荷運転時に高いEGRを
かけることのできるEGRシステムを提供しようとする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、4ストロークエンジンにおいて、排気管
と吸気管のスロットルバルブ上流側とを接続し、負圧作
動式のアクチュエータにより作動する調整弁を備えた第
1の排気還流システムを設けるとともに、排気管と吸気
管の燃焼室近傍とを接続し、スロットルバルブと連動
し、スロットルバルブの開度に応じて開閉する制御弁を
備えた第2の排気還流システムを設けた。
【0007】
【作用】本発明に係るEGRシステムは上記のように構
成されているので、スロットルバルブの開度すなわち自
動車の運転負荷状態によって、調整弁及び制御弁を開閉
し排気の還流量すなわちEGR量を制御することができ
る。したがって自動車の運転負荷状態をスロットルバル
ブの開度やエンジン回転数に応じて複数個の領域に分類
し、各領域に対応して第1の排気還流管の調整弁と第2
の排気還流管の制御弁を開閉し、排気の還流量や還流位
置を運転負荷状態に最適のものとする。この結果例えば
加速運転時にアクセル踏込み量に応じた排気の還流量を
スロットルバルブ下流側に還流させることができ、効果
的なNOx低減を図ることが可能となる。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例である4気筒の水平
対向エンジンの平面図である。図にみるように、本発明
に係るエンジンにおいては、エキゾーストマニホールド
5と吸気管2のスロットルバルブ3の上流側とを接続す
る第1の排気還流管7が設けられ、該排気還流管7と吸
気管2との接続部には負圧作動式のアクチュエータ8に
より駆動される調整弁9が配置されている。したがって
アクチュエータ8の作動により調整弁9は開閉し、調整
弁9が開いているときは排気の一部は第1の排気還流管
7を介して吸気管2のスロットルバルブ3の上流側に還
流する。
【0009】またエキゾーストマニホールド5とインテ
イクマニホールド4の燃焼室近傍とを接続する第2の排
気還流管10が設けられ、第2の排気還流管10にはリ
ンク機構12によりスロットルバルブ3と連動する制御
弁11が取付けられている。
【0010】図2は上記リンク機構の詳細図で、リンク
機構12は、調整弁9に一端を固着したレバーA12a
と、一端を制御弁11に回転自在に軸着したレバーB1
2cと、両端をレバーA12a及びレバーB12cそれ
ぞれの端部に回転自在に軸着したリンク12bと、その
一端を制御弁11に固着したレバーC12dと、レバー
B12cの一端を引張るように付勢するばね12eと、
ストッパ12fとよりなり、上記レバーC12dは、図
2のスロットルバルブ3が閉じた状態で、レバーB12
cに対して所定角度βをとって制御弁11にその一端を
固着させている。したがってスロットルバルブ3が開い
ても、その回転角度がβ以下であればレバーBは制御弁
11に対して回転するだけで制御弁11は回転せず、制
御弁11は開かない。しかしスロットルバルブ3の開度
がβをオーバすれば、レバーB12cがレバーC12d
に当接しこれを押圧するので、レバーC12dが回転
し、レバーC12dに固着した制御弁11は開く。すな
わち角度βは一種の不感帯となっている。制御弁11が
開けば、排気の一部は第2の排気還流管10を介してス
ロットルバルブ3の下流側に還流する。本発明に係るE
GRシステムは、上記のように構成されている。
【0011】次に動作について説明する。スロットルバ
ルブ3を備えた吸気管2より吸入された燃料と空気の混
合気は、インテイクマニホールド4を介してエンジン1
の燃焼室に送られ、エンジン1の排気はエキゾーストマ
ニルド5を介して排気管6へ排出される。スロットルバ
ルブ3の開度が所定値β以下でかつエンジン回転数が所
定回転数N1 以下の場合は、上述したように、制御弁1
1は閉じたままであり、調整弁9によってEGR量を制
御する。すなわち図1において、EGRガスは負圧の断
続によりアクチュエータ8がON/OFFし、それに応
じて調整弁9が開閉するので、排気の一部は第1の排気
還流管7を介してスロットルバルブ3の上流側に還流す
る。
【0012】スロットルバルブ3の開度が所定値β以上
になると、レバーB12cの回転角もβ以上となるた
め、レバーB12cはレバーC12dに当接してこれを
押しレバーC12dは回転するので、レバーC12dに
固着した制御弁11は開く。その結果上記排気の一部は
第1の排気還流管7と併せ第2の排気還流管10を介し
てスロットルバルブ3の上流側及び下流側に還流する。
【0013】さらにスロットルバルブ3の開度が開き、
所定値α以上になると、EGR用の負圧がカットされ、
調整弁9は閉じ、排気の還流は第2の排気還流管10を
介してのスロットルバルブ3の下流側だけとなる。
【0014】図4は上記EGRの制御例をスロットルバ
ルブ3の開度をパラメータとしてエンジン回転数−トル
ク線図で示したものである。図において、IはEGRを
行っていない領域、IIは第1の排気還流管7を介して排
気の一部をスロットルバルブ3の上流に還流する領域、
III は第1の排気還流管7及び第2の排気還流管10を
介して排気の一部をスロットルバルブ3の上流側及びス
ロットルバルブ3の下流側に還流する領域、IVは第2の
排気還流管10を介して排気の一部をスロットルバルブ
3の下流側のみにに還流する領域である。
【0015】以下各領域における動作を述べる。 (1) 領域I ECUにアイドルスイッチのON信号、ス
ロットルバルブ3の開度θ≧αの場合に動作するスロッ
トルバルブスイッチのON信号、あるいはエンジン回転
数NE がNE ≧N1 の信号のいずれかが入力されたと
き、調整弁9の制御負圧がカットされ、調整弁9は閉じ
る。また図2に示すように、θ<βの場合は制御弁11
は開かないので、領域IではEGRは作動しない。 (2) 領域II θ<βかつアイドルスイッチ信号がOFF
で、NE <N1 の領域であるから、上記EGR制御負圧
カットの条件のいずれにも該当せず、調整弁9が開き、
排気の一部はスロットルバルブ3の上流側に還流する。
なおθ<βであるから、制御弁11は作動せず閉じたま
まである。 (3) 領域III β<θ<α、NE <N1 であるから、調
整弁9、制御弁11ともに開き、排気の一部はスロット
ルバルブ3の上流側下流側いずれにも還流する。 (4) 領域IV θ≧αの領域とβ<θ<αかつNE ≧N1
の領域を合わせた部分であり、いずれもEGR制御負圧
はカットされるが、調整弁9は開く領域であるから、排
気の一部は第1の排気還流管7を介してスロットルバル
ブ3の上流側に還流する。 以上述べたように、エンジンの運転状況によりEGR量
は変化するので、有効なNOx対策を得ることとなる。
【0016】なお上記実施例は、水平対向エンジンにお
ける例であるが、本発明は水平対向エンジンに限らず広
く一般のエンジンに適用可能である。また本発明は、ダ
イレクトインゼクションエンジンにおいても適用できる
ものである。
【0017】
【発明の効果】本発明は、4ストロークエンジンにおい
て、排気管とスロットルバルブ上流側とを接続し調整弁
を備えた第1の排気循環システムを設けるとともに、排
気管とエンジンの燃焼室近傍とを接続し、スロットルバ
ルブと連動する制御弁を備えた第2の排気循環システム
を設けたので、次に述べるような優れた効果を挙げるこ
ととなった。 (1) 加速運転時にアクセル踏込み量に応じたEGRガス
量をスロットルバルブ下流側の燃焼室近傍に還流するこ
とができるので、NOx低減を効果的に行うことができ
る。 (2) アイドリングと高速低負荷時を除くほぼ全域で、負
荷に応じたEGR制御を行うことができ、特にもっとも
EGRが要求される上記領域III で高いEGRをかける
ことが可能となったので、排気中のNOxは大幅に低減
することとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す4気筒の水平対向エン
ジンの平面図である。
【図2】上記実施例におけるスロットルバルブと制御弁
との連動機構を示す平面図である。
【図3】上記実施例における制御弁の斜視図である。
【図4】エンジンの回転数とエンジンの負荷との関連を
示す線図である。
【図5】従来のEGRの構成図である。
【符号の説明】
1 エンジン 2 吸気管 3 スロットルバルブ 4 インテイクマニホールド 5 エキゾーストマニホールド 6 排気管 7 第1の排気還流管 8 アクチュエータ 9 調整弁 10 第2の排気還流管 11 制御弁 12 リンク機構 12a レバーA 12b リンク 12c レバーB 12d レバーC 12e ばね 12f ストッパ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 11/04 L 7541−3G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 4ストロークエンジンにおいて、 排気管と吸気管のスロットルバルブ上流側とを接続し、
    負圧作動式のアクチュエータにより作動する調整弁を備
    え、排気の一部を吸気側に還流させるようにした第1の
    排気還流システムを設けるとともに、 排気管と吸気管の燃焼室近傍とを接続し、スロットルバ
    ルブの開度に応じて開閉する制御弁を備え、排気の一部
    を吸気側に還流させるようにした第2の排気還流システ
    ムを設けたことを特徴とする4ストロークエンジンのE
    GRシステム。
JP5065458A 1993-03-24 1993-03-24 4ストロークエンジンのegrシステム Pending JPH06280684A (ja)

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JP5065458A JPH06280684A (ja) 1993-03-24 1993-03-24 4ストロークエンジンのegrシステム

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