JPH0743218U - 内燃機関の排気弁駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンに排気ガス再循環装置を配設するに
当たって、ＥＧＲガス吸入に伴う新気の充填効率の悪化
を出来るだけ少なくしてエンジンの出力低下を防ぎ、且
つ、エンジンの各種の運転状態に即応して適時適切な量
のＥＧＲガスをシリンダ内に供給し、更に、その装置が
簡単でそのエンジンへの搭載に大きなスペースを取らな
いＥＧＲ装置を提供することを目的とする。 【構成】 バルブロッカーアーム２４を備えた動弁機構
において、電子制御ユニット３３により制御されたアク
チュエータ３１により駆動されるピボット２９により、
排気弁２１のロッカアーム２４のロッカサポート２８を
押し動かし、前記排気弁２１の駆動用カム２７による排
気弁２１の開弁時期とは異なった時期に該排気弁２１を
開弁し、排気管中の排気ガスの一部をシリンダ内に流入
せしめるように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、排気ガス中に含まれるＮＯ_X の発生量を低減するための内燃機関の 排気ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び考案が解決しようとする課題】

一般に、内燃機関においては、シリンダ内でのＮＯ_X の発生量を低減するため の手段として、排気ガスの一部を吸気管内に還流させて燃焼最高温度を下げるよ うにした所謂排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）が用いられている。このエンジンの ＥＧＲ装置は大別すると、メカニカルに制御する方式とマイコン制御方式とがあ る。前者は排気圧力や気化器のベンチュリ負圧など吸入空気量に比例的な量を感 知して制御する方式で、負圧コントロール方式、排圧コントロール方式等があり 、後者はマイコンを利用した電子制御による方式である。

【０００３】 上記のマイコン制御式ＥＧＲ装置は、各種センサからエンジンの運転状態を検 知し、コントロールユニットから出力される電気信号によりアクチュエータを作 動させＥＧＲバルブ開度を自由に制御する構成をとっている。図４にその一例を しめす。図において、１はエンジン、２は吸気マニホールド、３は排気マニホー ルド、４はＥＧＲバルブ、５は電子制御ユニット（ＥＣＵ）、６はＥＶＲＶ (El ectronic Vacuum Regulating Valve) 、７は真空ポンプである。センサからＥＣ Ｕ５に入力されるエンジン回転数信号Ｅとアクセル開度信号Ａに応じてＥＣＵ５ により制御されてＥＶＲＶ６に出された信号によりＥＶＲＶ６が開いて真空ポン プ７とＥＧＲバルブ４が連通し、ＥＧＲバルブ４が開かれて排気マニホールド３ より出た排気ガスの一部がＥＧＲバルブ４を経て吸気マニホールド２に吸入され てＥＧＲが行われる。

【０００４】 なお、従来の内燃機関の動弁機構の主な形式には図５に示すようなものがある 。これをカム８から弁１１までの間に介在して弁１１を動かす要素部品の形式に より分類すると、バルブロッカアーム９を用いたもの（ａ，ｂ，ｄ）と、弁リフ タ１０を用いたもの（ｃ）との２種類の形式がある。

【０００５】 上記の従来のＥＧＲ装置は、いずれも吸入空気に、排気ガスの一部を吸気管を 経て混入させるために、その分だけ吸入空気量が減少しエンジンの出力が減少す るという不都合がある。また、このための装置として、すべてＥＧＲバルブを必 要とするが、これにはエンジンへの搭載上の制約があり大きいものが付けられず 、それがＥＧＲの容量の限界となっている。

【０００６】 上記の問題点を解決するために、従来、種々の提案がなされている。その例を １げると、特開昭５２−５６２１１号公報、特開昭５３−９７１１４号公報等が あり、いずれもＥＧＲガスを吸気管を経ずに直接排気弁よりシリンダ内に導入す る手段として排気行程時以外の時期に排気弁を開くための排気弁用の第二のカム （補助カム）を備えている。従ってこれらの装置にはＥＧＲバルブが不要である 。

【０００７】 しかしながら、上記の特開昭５２−５６２１１号公報および特開昭５３−９７ １１４号公報に記載されたものは、ＥＧＲガスの導入をメカニカルに制御してい る方式の一種で、ＥＧＲガス導入のための排気弁のリフト量及び開弁時期の設定 はＥＧＲ用の第二のカムの形状により一義的に決められるために、エンジンの各 種の運転状態に応じた微妙な制御を適切に行うことが難しい。

【０００８】 上記の種々の問題点を解決するために本考案においては、エンジンに排気ガス 再循環装置を配設するに当たって、ＥＧＲガス吸入に伴う新気の充填効率の悪化 を出来るだけ少なくしてエンジンの出力低下を防ぎ、且つ、エンジンの各種の運 転状態に即応して適時適切な量のＥＧＲガスをシリンダ内に供給し、更に、その 装置が簡単でそのエンジンへの搭載に大きなスペースを取らないＥＧＲ装置を提 供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために本考案においては、バルブロッカアームを備えた 動弁機構において、電子制御ユニットにより制御されたアクチュエータにより駆 動されるピボットにより、排気弁のロッカアームのロッカサポートを押し動かし 、前記排気弁の駆動用カムによる排気弁の開弁時期とは異なった時期に該排気弁 を開弁し、排気管中の排気ガスの一部を直接シリンダ内に流入せしめるように構 成したことを特徴とする内燃機関の排気弁駆動装置を提供する。

【００１０】

【作用】

エンジンの運転中に、エンジン回転数、アクセル開度、カム角度を各センサー により検知した信号がＥＣＵに入り、ＥＣＵは、特にＥＧＲを必要とする領域を 検知し、適正なＥＧＲが行える時期にアクチュエータを作動させてピボットによ り、排気弁のロッカアームのロッカサポートを押し動かし、エンジンの排気行程 における排気弁の開弁時期以外の時期に、直接排気管よりエンジンのシリンダ内 に排気弁を通じて排気ガスの一部がＥＧＲガスとしで供給される。

【００１１】

【実施例】

本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１に本考案の実施例による排気弁駆動装置の一部断面正面図、図２に前記装 置の平面図、図３にその要部分解斜視図を示す。 図において、２１は排気弁、２２はシリンダヘッド、２３はシリンダヘッドカ バー、２４はロッカーアーム、２５はプッシュロッド、２６バルブリフター、２ ７はカム、２８はロッカーサポート、２９はピボット、３０はロッカーシャフト 、３１はアクチュエータ、３２はスプリング、３３はＥＣＵである。

【００１２】 図に示すように、本装置においえは排気弁のロッカーシャフト３０は各排気弁 毎に分離して別々に独立して設けられ、通常のエンジンのように一本の共通のロ ッカーシャフトを各バルブのロッカーアームに通す形式にはなっていない。 各排気弁のロッカーシャフト３０は各排気弁毎に設けられたロッカサポート２ ８に固定され、このロッカーサポート２８はピボット２９を介してシリンダヘッ ド２２に固定されている。 ロッカーサポート２８の下面２８２はピボット２９の上面２９１に接し、且つ 、その下面２８２の中央部より下方に伸びた突起部２８３はピボット２９の上面 ２９１の中央部に穿設された穴部２９３に嵌合している。ピボット２９の下部に は雄ねじ２９２が螺切され、シリンダヘッド２２に螺切された雌ねじ２２１と螺 合している。 ロッカーサポート２８の上面２８１とシリンダヘッドカバー２３との間にはス プリング３２が配設され、このスプリング３２によりロッカーサポート２８は常 に下方に押圧されている。 ロッカーアーム２４はロッカーシャフト３０に回動自在に嵌合している。これ により、カム２７、バルブリフタ２６、プッシュロッド２５、ロッカーアーム２ ４を経た作動により、通常の排気弁２１の開閉が行われる。

【００１３】 アクチュエータ３１は、アーム２９４、２９５を介してピボット２９を回動さ せる。アクチュエータ３１は、エンジンの運転状態に応じたＥＣＵ３３よりの指 令に基づいて作動してピボット２９を回動させ、それにより、ピボット２９とシ リンダヘッド２２とのねじ部が摺動し、ピボット２９が上下に移動し、ロッカー サポート２８、即ち、ロッカーシャフト３０のシリンダヘッド２２よりの高さが 変化する。これにより、通常排気弁２１が閉じている時期にロッカーシャフト３ ０を押し下げて排気弁２１を開くことが可能となる。

【００１４】 アクチュエータ３１はエンジンの排気行程において排気弁２１が開いている時 には作動しない。エンジンの運転中に、エンジン回転数、アクセル開度、カム角 度を各センサーにより検知した信号（それぞれ、Ｅ、Ａ、Ｃ）がＥＣＵ３３に入 り、ＥＣＵ３３は特にＥＧＲを必要とする軽負荷域等を検知し、適正なＥＧＲが 行える時期にアクチュエータ３１を作動させて排気弁２１を開く。この排気弁の 開く時期は、ほぼ、吸気行程の後半の時期で、吸気弁が閉じた後も、シリンダ内 圧の低い期間は含まれ、この時期は前記ＥＣＵ３３の制御により選ばれ、直接排 気管よりエンジンのシリンダ内に排気弁２１を通じて排気ガスの一部がＥＧＲガ スとして供給される。

【００１５】

【考案の効果】

本考案を実施することにより次の効果を奏する。 (1) 排気ガス中に含まれるＮＯ_X の発生量を低減することができる。 (2) 従来の排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）に見られるような排気ガスを吸気管 へ導くためのＥＧＲバルブ及び各種配管等の排気ガス導入手段を必要とせず、装 置が簡単でスペースを取らない。 (3) 従来のＥＧＲ装置においては高温の排気ガスが新気の混合気と共にシリン ダ内へ流入するために混合気の充填効率が悪化しエンジンの出力低下や燃料消費 率の増加等の不具合が多くあったが、本考案によればエンジンの吸気行程のほぼ 後半及びこれに続く圧縮行程の初期の、シリンダ内圧の比較的低い時期において 、直接排気弁よりシリンダ内に排気ガスを流入させるために新気の充填効率に対 する悪影響が少ない。 (4) ＥＧＲガス導入のための排気弁の開閉制御に電子制御ユニット（ＥＣＵ） を用いたことにより、エンジンの運転状態に応じて特にＥＧＲの必要な軽負荷域 等における、微妙な制御が可能となり、排気弁のリフト量、リフト期間を適正に 操作することにより最適なＥＧＲ率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示し、図１はその排気弁駆動
装置の一部断面正面図である。

【図２】図１に示す装置のＡ−Ａ視平面図である。

【図３】図１に示す装置の要部分解斜視図である。

【図４】従来のマイコン制御式ＥＧＲ装置の一例を示
す。

【図５】従来の内燃機関の動弁機構の主な形式を示す。
図５(a) 、(b) 、(d) はロッカアームを用いたもの、図
５(c) は弁リフタを用いたものを示す。

【符号の説明】

１…エンジン ２…吸気マニホルド ３…拝気マニホルド ４…ＥＧＲバルブ ５，３３…電子制御ユニット（ＥＣＵ） ６…ＥＶＲＶ ７…真空ポンプ ８，２７…カム ９，２４…ロッカアーム １０…弁リフタ １１…弁 ２１…排気弁 ２２…シリンダヘッド ２３…シリンダヘッドカバー ２５…プッシュロッド ２６…バルブリフター ２８…ロッカーサポート ２９…ピボット ３０…ロッカーシャフト ３１…アクチュエータ ３２…スプリング ２２１…シリンダヘッド雄ねじ ２８１…ロッカーサポート上面 ２８２…ロッカーサポート下面 ２８３…ロッカーサポート突起部 ２９１…ピボット上面 ２９２…ピボット雄ねじ ２９３…ピボット穴部 ２９４，２９５…ピボットアーム Ｅ…エンジン回転数信号 Ａ…アクセル開度信号 Ｃ…カム角度信号

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 25/07 ５１０ Ｂ ５８０ Ｃ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブロッカアーム（２４）を備えた動
   弁機構において、電子制御ユニット（３３）により制御
   されたアクチュエータ（３１）により駆動されるピボッ
   ト（２９）により、排気弁（２１）のロッカアーム（２
   ４）のロッカサポート（２８）を押し動かし、前記排気
   弁（２１）の駆動用カム（２７）による排気弁（２１）
   の開弁時期とは異なった時期に該排気弁（２１）を開弁
   し、排気管中の排気ガスの一部を直接シリンダ内に流入
   せしめるように構成したことを特徴とする内燃機関の排
   気弁駆動装置。