JPS61106960A - 排気ガス再循環装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は排気管内の排気ガスを再び吸気管内に再循環さ
せる排気ガス再循環装置（以下ＥＧＲ装置と呼ぶ）に関
するものであり、特にガソリン機関に用いて有効である
。

〔従来技術〕

従来、ガソリン機関に招けるＥＧＲ装置では、第６図に
示す如く純機械的にＥＧＲ弁体２ａの開閉制御を行って
いた。つまり、吸気管１１ａと排気管１２ａを結ぶＥＧ
Ｒ管６ａの通路途中にＥＧＲ弁体２ａが配され、このＥ
ＧＲ弁体２ａはシャフト２ｂを介してダイヤフラム２Ｃ
に連結している。そして、このダイヤフラム２Ｃはダイ
ヤフラム２Ｃの一面側に形成されたダイヤフラム室２ｄ
内の圧力によって上下動し、このダイヤフラム室２ｄ内
にはスロットル弁３ａ上流の負圧がモジュレータ２１を
介して導入されたり、バキュームスイッチ７ａからの大
気圧がチェック弁８ａを介して導入されたりして、ダイ
ヤフラム室２ｄ内の圧力を調整している。

しかしながら、このようなＥＧＲ装置では、一応のＦ、
　Ｇ　Ｒ効果は得られるものの、さらにきめ細かいＲＧ
　Ｒ制御を行うには限界があった。

〔発明の目的〕

そこで本発明では」−配点に鑑み、従来のＥＧＲ装置に
比べてさらにきめ細かいＥＧＲ制御を行うことを目的と
する。

〔発明の構成〕

上記目的を達するため本発明では内燃機関の吸気管と排
気管とを連通し前記排気管内を流れる排気ガスを前記吸
気管内に再循環させるためのＥＧＲ管と、このＥＧＲ管
の開閉を行う弁装置と、前記吸気管の通路面積を増減さ
せるスロットル弁の開度を検知するスロットル開度セン
サと、前記内燃機関の冷却水温を検知□する水温センサ
と、前記内燃機関の回転数を検知する回転数センサとを
備”ｒ：１ え、前記弁装置はダイヤフラム室を形成するダイヤフラ
ムと、このダイヤフラムに連結され前記ＥＧＲ管の通路
開閉を行うＥＧＲ弁体と、前記ダイヤフラム室に大気を
導く第１の通路と、前記ダイヤフラム室に前記吸気管内
の負圧を導く第２の通路と、前記第１の通路及び前記第
２の通路の通路面積の増減を行うサーボ弁と、このサー
ボ弁を電磁力によって作動させる電磁手段とがらなり、
この電磁手段は前記スロットル開度センサ、前記水温セ
ンサ、及び回転数センサがらの検知信号に基づいて電磁
力を出力する排気ガス再循環装置とした。

〔発明の実施例〕

次に本発明をガソリン機関に用いた場合の実施例を図面
に基づいて説明する。第２図は本実施例のシステム全体
図、第１図は第２図のシステムに用いた弁装置の断面図
である。

まず、第２図に基？いて本実施例のシステムを説明する
。図中１は従来周知の自動車走行用ガソリ７Ｘｙ’；ン
（以下・単に一″ジン１と呼ぶ）で・　　　　　　）吸
気管１１と排気管１２を有する。この吸気管１１には、
アクセルペダル１３と連動して吸気管１１の通路面積を
増減させるスロットル弁３が配されており、さらに、こ
のスロットル弁３の開度をスロットル開度センサ４にて
検知している。また、前記エンジン１にはエンジン１内
を流れる冷却水温を検知する水温センサ４５と、エンジ
ン１の回転数を検知する回転数センサ４４が配されてい
る。

前記排気管Ｉ２と前記吸気管１１とは、排気管１２内の
排気ガスを吸気管１１内に再循環させるためＥＧＲ管６
によって連通されており、このＥＧＴ？管６はその通路
途中に設置された弁装置２によって連通の開閉がなされ
ている。この弁装置２ば後述する如く電気信号を受けて
作動するもので、前記スロットル開度センサ４、前記水
温センサ４５、及び回転数センサ４４がらの検知信号を
制御回路５が受け、この検知信号に基づいて制御回路５
から前記弁装Ｗ２に送る電気信号が発せられる。

図中１４は前記吸気管１１内の吸気管負圧を前記弁装置
２に導くための連絡通路である。尚、前記スロットル開
度センサ４は通常良く知られている可変抵抗型のセンサ
である。

次に第１図に基づいて前記弁装置２の詳細を説明する。

前記ＥＧＲ管６にはその通路途中にて弁座部６０１が形
成されており、この弁座部６０１にＥＧＲ管６の開閉を
行うＥＧＲ弁体２０１が当接している。このＥＧＲ弁体
２０１は、２枚の押さえ板２０３．２０４にて中央部を
挟持されるダイヤフラム２０２にシャフト２０１ａを介
して連結されている。このダイヤフラム２０２の外周端
は薄い板よりなるボディスカート２０５に挟持されてお
り、ダイヤフラム２０２の前記ＥＧＲ弁体２０１側面に
は大気室２５１が、他側面には負圧室２５０が形成され
、このダイヤフラム２０２の上下動に追従して前記ＥＧ
Ｒ弁体２０１の開閉がなされる。

前記ダイヤフラム２０２と前記ボディスカート２０５と
によって形成される負圧室２５０内には、低炭素鋼等の
強磁性体からなり、且つ底面に穴部を有するコツプ形状
をしたソレノイドホルダ２０８が配され、このソレノイ
ドホルダ２０８内にはソレノイドボビン２］１に巻線さ
れたソレノイド２０９が配されている。前記ソレノイド
ボビン２１１は、その底面２１１ａが前記ソレノイドホ
ルダ２０８の内面に重合しており、上面２１１ｂは強磁
性体より形成される。そして、この上面２１１ｂの外周
には非磁性体よりなるプレート２１２が配されており、
前記ソレノイドホルダ２０８、ソレノイドボビン２１１
、そしてこのプレート２１２によって前記ソレノイド２
０９が水密的に包囲されている。尚、プレート２１２と
ソレノイドホルダ２０８との間にはシールリング２２１
が配されている。

前記ソレノイドボビン２１１の中央部には、非磁性材よ
りなり端部に円板部２１０ａを有するブツシュロッド２
１０が貫通している。この円板部２１０ａは前記ソレノ
イドホルダ２０８の底面２０８ａに設けた穴部２０８ｂ
内に位置している。

前記ソレノイドホルダ２０８の開口端側には、底部に穴
部を有するコツプ形状のケースホルダ２１３が配され、
その開口端を前記ソレノイドホルダ２０８の開口端にネ
ジ２３０によって固定されている。このケースホルダ２
１３内にはコツプ形状をしたサーボ弁ケース２１５が前
記ケースホルダ２１３の内壁より所定間隙を保って配さ
れており、このサーボ弁ケース２１５の底部２１５ａに
は前記ブツシュロッド２１０の一端が連結されている。

前記ケースホルダ２１３の底部２１３ａ　　（第１図で
は上方に位置する）には、前記吸気管１１内の負圧を前
記ケースホルダ２１３内に導く負圧パイプ２１７が配さ
れており、さらに、この負圧パイプ２１７には中央部を
貫通する大気パイプ２１８が配されている。そして、こ
の大気パイプ２１８によって大気がサーボ弁ケース２１
５内に導かれる。

前記大気パイプ２１８は、前記負圧パイプ２１７よりも
前記サーボ弁ケース２１５の底部２１５ａに向かって突
出しており、この突出した部位にサーボ弁２１６が固定
されている。このサーボ弁２１６は伸縮可能なゴム等の
材質から構成されており、２つの第１、第２リング２１
６ａ、２１６ｂを可撓膜２１６Ｃによって連結した形状
を有する。サーボ弁２１６と前記大気パイプ２１８との
連結は、サーボ弁２１６の第２リング２１６ｂが大気パ
イプ２１８に形成した溝部２１８ａに嵌合することによ
り行われ、サーボ弁２１６全体としては前記サーボ弁ケ
ース２１５内に位置している。

前記サーボ弁ケース２１５の開口端側には、前記サーボ
弁２１６の第１リング２１６ａと当接する位置に爪部２
１５ｂが形成されており、さらに前記負圧パイプ２１７
のサーボ弁側開目端にも前記第１リング２１６ａに当接
するパイプ爪部２１７ａが形成されている。

前記サーボ弁２１６の第１１Ｊング２１６ａと前記サー
ボ弁ケース２１５の底部２１５ａの間には、第１のスプ
リング２２０が圧縮された状態で配されており、第１リ
ング２１６ａを前記パイプ爪部２１７ａに向かつて付勢
している。従って、通常第１リング２１６ａは第１のス
プリング２２０の付勢力によってパイプ爪部２１７ａに
当接しており、前記負圧パイプ２１７とサーボ弁ケース
２１５内との連通を断っている。

前記ケースホルダ２１３の底部２１３ａと前記サーボ弁
ケース２１５との間には、第２スプリング２２１が圧縮
された状態で配されており、前記ケースホルダ２１３を
図中下方に付勢している。

また、前記ブツシュロッド２１０の円板部２１０ａと前
記押さえ板２０３との間には第３のスプリング２０６が
圧縮された状態で配されており、ブツシュロッド２１０
及びサーボ弁ケース２１５を図中上方に付勢している。

さらにまた、前記ソレノイドホルダ２０８と前記押さえ
板２０３との間には第４のスプリング２０７が圧縮され
た状態で配されており、前記押さえ板２０３．２０４、
ダイヤフラム２０２を図中下方に付勢し、さらに前記Ｅ
ＧＲ弁体２０１を前記弁座部６０１に着座する方向に付
勢している。

尚、前記ソレノイド２０９にはリードＩｍ　（省図示）
によって電流が供給されるが、このリード線は、前記ケ
ースホルダ２１３、及びプレート２１２を貫通ずる貫通
部＋Ａ’　２２２によって固定される。

この貫通部材２２２と前記ケースホルダ２１３との間に
は水等の侵入を防止するためのシールリング２３２が介
在している。

また、大気パイプ２１８、サーボ弁ケース２１５内部、
爪部２１５ｂと第１のリング２１６ａとの間隙、サーボ
弁ケース２１５の外壁とケースホルダ２１３の内壁との
間隙、ブツシュロッド２１０とソレノイドボビン２１１
との間隙を順次つなげることにより第１の通路が形成さ
れ、負圧パイプ２１７、パイプ爪部２１７ａと第１のリ
ング２１６ａとの間隙、サーボ弁ケース２１５の外壁と
ケースボルダ２１３の内壁との間隙、ブツシュロッド２
１０とソレノイドボビン２１１との間隙を順次つなげる
ことにより、第２の通路が形成されている。

次に本実施例の作動について説明する。

エンジン１が充分暖気され、アクセルペダル１３を踏み
込んでエンジン１の回転数を上昇させると、前記スロッ
トル開度センサ４、前記回転数センサ４４、及び水温セ
ンサ４５がこれらを検知し、その検知信号を前記制御回
路５が受けて前記ソレノイド２０９に供給する電流を増
加させる。すると、ソレノイド２０９には磁力が発生し
、ソレノイドボビン２１１、ソレノイドホルダ２０８、
サーボ弁ケースホルダ２１３、サーボ弁ケース２１５、
エアギャップを介してソレノイドボビン２１１をたどる
磁路が形成される。するとソレノイドボビン２１１に、
サーボ弁ケース２１５が引きつけられて図中下方に移行
する。この時、サーボ弁２１６の第１リング２１６ａは
、サーボ弁ケースの爪部２１５ｂに当接しつつ下方へ引
き下げられるため、負圧パイプのパイプ爪部２１７ａと
−ＩＪ−−ボ弁２１６の第１リング２１６ａとの当接が
解除される。そこで、負圧パイプ２１７を介して導かれ
る吸気管１１内の負圧は、サーボ弁ケース２１５とサー
ボ弁ケースホルダ２１３の隙間を通り、さらにツルイド
ボビン２１１をブツシュロッド２１０との隙間を通って
負圧室２５０に導入され　　　　　　　する。そして、
負圧室２５０内と大気室２５１との圧力差による力が前
記第４のスプリング２０７付勢力に打ち勝つと、ダイヤ
フラム２０２は負圧室２５０側に移行し、それに伴って
Ｅ　Ｇ　Ｒ弁体２０１も引き上げられ、ＥＧＲ管６を開
く。このダイヤフラム２０２が移行すると、この力が第
３のスプリング２０６を介してブツシュロッド２１０に
伝わり、さらにこの力が前記ソレノイド２０９による前
記サーボ弁ケース２１５の吸引力より優っていればサー
ボ弁ケース２１５を図中上方におしあげる。するとサー
ボ弁２１６の第１リング２１６ａと爪部２１５ｂとが解
離し、第１リング２１６ａはパイプ爪部２１７ａに当接
する。この結果大気パイプ２１８より導入されている大
気が、サーボ弁ケース２１５内部、第１．リング２１６
ａと爪部２１５ａとの間隙、サーボ弁ケース２１５外壁
とケースホルダ２１３内壁との間隙、ブツシュロッド２
１０とソレノイドボビン２１１との間隙を順番に介して
、前記負圧室２５０内に導かれる。

従って、負圧室２５０内の負圧が減少するためダイヤフ
ラム２０２は大気室２５１側に移行し、ＥＧＲ弁体２０
１もＥＧＲ管６を閉しる方向に動く。

また、ブツシュロッド２１０を上方に押し上げる力が減
少するので、ブツシュロッド２１０及びサーボ弁ケース
２１５は下方に移行し、爪部２１５ｂが第１リング２１
６ａに当接して大気の導入を遮断する。

以上の過程を繰り返し、ソレノイド２０９による吸引力
と、負圧室２５０内負圧が増加することによる第３のス
プリング２０６の押し上げ力の増加分とがつり合った状
態でサーボ弁ケース２１５は静止する。

このような状態のもとで、ソレノイド２０９に供給する
電流値を前記スロットル開度センサ４、回転数センサ４
４、水温センサ４５の検知信号に基づいて制御すれば、
ソレノイド２０９に最適な吸引力が発生し、それに伴っ
てダイヤフラム２０２の位置も変化しＥＧＲ弁体２０１
の開度も最適状態に保つことができる。

第３図に示す如く、制御回路５はスロットル弁開度θの
信号に応じＥＧＲ弁リフトを与える電気信号を発生ずる
。すなわち、エンジン回転数によらずスロットル弁開度
のみで決める。すると、実際のＥＧＲ率ｅは、第４図に
示す如く、吸気管負圧とエンジン回転数に対しｅｌ、ｅ
２・・・ｅｌとなる。ずなわちＥＧＲ弁リスすρに対し
、ＥＧＲ率ｅが決り、一方ｌは１．−１．で等間隔であ
る。

通常ガソリンエンジンでのＥＧＲは、吸気のシリンダの
充填効率に比例して増加しており、スロットル弁開近く
で、吸気管負圧が小さくなるためＲＧＲガスの量も減少
する。一方エンジン回転数に対して同一吸気管負圧では
内部ＥＧＲガス（エンジンから排出せずに残る既燃ガス
）が増加するので外部でのＥＧＲガス（ＥＧＲ弁を通過
するガス）は減少させる必要がある。以上のことから、
第４図に示すＥＧＲ率が望ましいＥＧＲ特性であること
がわかる。

第５図には、本発明の実施例により得られたＥＧＲ特性
を示す。エンジン回転数Ｎと吸気スロットル弁開度θと
の２次元マツプとしてＥＧＲ率ｅ（ｅ　１−ｅ　４は等
間隔ＥＧＲ率）が制御可能となる。制御精度はさらに、
きめ細がくなり、任意のＥＧＲ率特性が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明の排気ガス再循環装置を用いれ
ば、スロットル弁開度、エンジン冷却水温、エンジン回
転数に基づき、排気ガス再循環層を電気的に制御するこ
とができ、きめの細かい制御を行うことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いた弁装置の詳細断面図、
第２図は実施例を示すシステム全体図、第３図、第４図
、第５図は実施例の作動を示すに供する図である。 １・・・内燃機関、２・・・弁装置、３・・・スロット
ル弁。 ４・・・スロットル開度センサ、６・・・ＥＧＲ管、１
１・・・吸気管、１２・・・排気管、４４・・・回転数
センサ。 ４５・・・水温センサ、２ｏ１・・・ＥＧＲ弁体、２ｏ
２・・・ダイヤフラム、２ｏ９・・・ソレノイド（電磁
手段）２１６・・・サーボ弁。 第２図 第３図 スロ、ｙ　１−ｔｔ４　ｔＪ　ＫＱ 第６図 手続補正書（ハ） １事件の表示 昭和５９年特許願第１１７８５４号 ２発明の名称 排気ガス再循環装置 ３補正をする者 事件との関係　　特許出願人 愛知県西尾市下羽角町岩谷１４番地 （４６９）株式会社　日本自動車訊賄、ｅ合研究所代表
者　三田置台 ４代　理　人 〒４４８　　愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地５補正命
令の日付 発送日　昭和６０年１０月２９日 ６、補正の対象 ４、図面の簡単な説明 ７、補正の内容 （１１明細書の第１６頁第１４行目の「供する図である
。」を［供する図、第６図は従来例を示す断面図である
。」に訂正しまず。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の吸気管と排気管とを連通し前記排気管内を流
   れる排気ガスを前記吸気管内に再循環させるためのＥＧ
   Ｒ管と、このＥＧＲ管の開閉を行う弁装置と、前記吸気
   管の通路面積を増減させるスロットル弁の開度を検知す
   るスロットル開度センサと、前記内燃機関の冷却水温を
   検知する水温センサと、前記内燃機関の回転数を検知す
   る回転数センサとを備え、前記弁装置はダイヤフラム室
   を形成するダイヤフラムと、このダイヤフラムに連結さ
   れ前記ＥＧＲ管の通路開閉を行うＥＧＲ弁体と、前記ダ
   イヤフラム室に大気を導く第１の通路と、前記ダイヤフ
   ラム室に前記吸気管内の負圧を導く第２の通路と、前記
   第１の通路及び前記第２の通路の通路面積の増減を行う
   サーボ弁と、このサーボ弁を電磁力によって作動させる
   電磁手段とからなり、この電磁手段は前記スロットル開
   度センサ、前記水温センサ、及び回転数センサからの検
   知信号に基づいて電磁力を出力する排気ガス再循環装置
   。