JPS61118531A - 内燃機関用の制御装置及び燃焼室への供給ガスを制御する方法 - 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、吸気系と排ガス集合系と、該排ガス集合系か
ら前記吸気系に達る、排ガス戻し導管と、該排ガス戻し
導管内に配置されて戻し力によって閉方向に負荷されて
おりかつ圧力媒体で作動される第１のサーボモータによ
って調整可能な排ガス戻し制御機構とを備えた内燃機関
用の制御装置であって、前記第１のサーボモータが、第
１の制御圧室を基準圧力室から仕切シ前記排ガス戻し制
御優構と結合された可動壁を有し、かつ前記第１の制御
圧室が制御圧源と接続されており、該制御圧源が、制御
器によって制御される圧力変換装置（エレクトロ・ニュ
ーマチインク変換器〕を有し、該圧力変換装置によって
、第１の圧力源の圧力と、第２の圧力源、特に基準圧力
室に大気圧下にある媒体を供給る、基準圧力源、の圧力
とから制御圧が運転パラメータに関連して形成され、し
かも前記制御器が、吸込まれる空気量の値と、供給され
る燃料量の値とから、圧力変換装置を制御る、制御信号
を形成る、形式のものに関る、。

〈従来の技術〉 米国特許第４１７７７７７号明細書に基づいて公知にな
っている前記形式の制御装置では、内燃機関によって吸
込まれる空気量が空気量測定器によって測定され、空気
量信号に相応して、かつ場合によってはその他の運転パ
ラメータに関連して、空圧作動式の排ガス戻し弁の制御
圧が変化され、ひいては戻される排ガス量が制御される
。また、Ｐイツ連邦共和国特許出願公開第３１４５５２
７号明細書に基づいて公知になっている前記形式の別の
制御装置では排ガス戻し量の制御は、諸種のパラメータ
、特に負荷から形成された目標空気量の値からの、供給
された実際空気量の値の偏差値に相応して行われる。

この場合、実際空気量の修正は、自由吸気式ディーゼル
機関では排ガス戻し量の変化を介して行われる。排ガス
戻しく量】制御機構の作動は、ニューマチインクな制御
圧媒体によって行われ、該制御圧媒体は圧力変換装置か
ら、前記排ガス戻し制御機構のサーボモータの制御圧室
内へ供給される。圧力変換装置・°ケ公知の制御装置で
は２つの２ポート２位置電磁弁から成り、該２ボ一ト２
位置電磁弁を介して前記制御圧室が、基準圧力源として
の大気にか又は負圧源に接続される。この場合前記２ポ
ート２位置電磁弁の制御は周期的にかアナログ式に行わ
れる。

〈発明の解決しようとる、問題点〉 このような公知の制御装置では、戻される排ガス量は、
有毒物質ＮＯｘの放出を減少させるためにできるだけ高
い排ガス戻し率で最適の燃焼を達成る、ように正確に調
整されるにすぎない。

その場合、所与の負荷もしくは燃料量並びに排ガス戻し
量によって制御される新気量に関して空燃比が正確に維
持されるので、排気中の有毒物質ＨＣ及びｃｏの含有分
並びに煤含有分も小さく保たれる。それにも拘らず、こ
のような公知の制御装置は自己点火式内燃機関のその他
の要求を満たしていない。自発着火式内燃機関では特別
の対策を講じてなければ特に、排ガス中の煤発生率が増
大る、ことを予測る、必要があり、かつこの煤を大気中
に放出しないような配慮が必要である。

く問題点を解決る、ための手段〉 前記問題点を解決る、本発明の手段は、内燃機関が、戻
し力によって開方向に負荷された絞り機構を吸気系内に
有る、自発着火式内燃機関であり、前記絞り機構が、圧
力媒体で作動される第２のサーボモータによって調整可
能であり、該第２のサーボモータが、第２の制御圧室を
基準圧力室から仕切り前記絞り機構と結合された可動壁
を有しかつ前記第２の制御圧室が、制御器によって制御
される圧力変換装置（エレクトロ・ニユーマテイツク変
換器）を有る、制御圧源と接続されており、前記圧力変
換装置によって、第１の圧力源と、大気圧下にある媒体
を供給る、基準圧力源とから制御圧が運転パラメータに
関連して形成され、しかも前記制御器が、吸込まれる空
気量の値と、供給される燃料量の値とから制御信号を形
成る、点にある。

〈作用〉 前記構成手段を備えた本発明の制御装置は、従来技術に
対比して著しく僅かな経費で制御される絞り機構つまり
空気絞り弁を用いて、排気ガス戻しの行われない内燃機
関運転範囲内で吸込まれる空気量を運転パラメータに関
連して制御る、ことができるという利点を有している、
この場合、吸込み空気量をそれ相応に制御して絞ること
によって、自発着火式内燃機関のアイトリフグ中の騒音
発生率は減少し、てイドリ／グ運転は安定化され、排ガ
ス集合系内に配置された煤フィルタで集められた煤を焼
却る、ために排ガス温度を高めることが可能になり、か
う所望に応じて内燃機関は完全停止せしめられる。

く実、施態様とその作用〉 請求の範囲第３項に記載の有利な実施態様は、吸気系内
の絞り機構を作動る、のに必要な経費を減少させる。有
利には、ただ１つのニユーマテイツクの圧力変換装置が
設けられ、該圧力変換装置は、第１のサーボモータをか
、それとも第２のサーボモータを選択的に制御る、ため
に使用され、このためには、僅かな需用電流量で作動る
、手頃なコストの切換弁だけが付加的に必要になるにす
ぎない。また圧力媒体の必要量は少く保たれる。

請求の範囲第４項に記載した制御装置の実施態様によっ
て、吸気系内の絞り機構は、排ガス戻しの行われる運転
範囲内においても開いたままであり、従って、吸気量の
絞りによって排ガス戻し量の制御を安定化る、ように制
御される。

吸気系の絞り機構によって、排ガス戻し制御機構におけ
る圧力差は影響を受け、こうして正確な排ガス戻し率が
調整される。排ガス戻しを行わない運転範囲では、請求
の範囲第４項に記載した制御装置は前述と同じような形
式で働く。

請求の範囲第５項に記載した実施態様は、電流が流れな
い場合に排ガス戻し制御機構が排ガス導管を閉じるとい
う利点を有している。それというのは、第１のサーボモ
ータが第１の制御圧室において基準圧力殊に大気圧で負
荷され、該大気圧が、可動壁に対して閉方向に作用る、
戻し力の作用を助成る、からである。このことは制御装
置の安全機能を果たす。同様に、電気側例式の切換弁が
無通電に切換った場合、第２のサーボモータの制御圧室
は圧力変換装置と接続され、かつ該圧力変換装置を介し
て第１の圧力源と連通る、ので、このような場合吸気系
内の絞り機構も閉位置にもたらされる。これによって安
全機能が果たされる。請求の範囲第７項の実施態様も同
じ意味合いによるものであり、電気系統の故障時に、無
通電状態において圧力変換装置も第２のサーボモータの
制御圧室を第１の圧力源と接続しかつ吸気系内の絞り機
構の閉弁を生せしめる。請求の範囲第１０項に記載した
実１／ｉｊｉ態様によって、始動時には吸気系内の絞り
機構を開いておくことが保証されている。

それというのは、内燃機関がなお回転していない場合に
は第１の圧力源もなお働いていす、第２のサーボモータ
の制御圧室は、絞り機構の開方向に作用る、戻し力の助
成を受けつつ基準大気圧で負荷されるからである。排ガ
ス戻し導管はこのような場合には閉じられている。

請求の範囲第８項に記載の手段によって、第１のサーボ
モータにも第２のサーボモータにも夫々１つの圧力変換
装置が設けられ、該圧力変換装置が、無通電状態におい
てサーボモータの制御圧室に基準圧力を供給る、ように
構成された実施態様が実現されている。この実施態様に
よって内燃機関を停止る、ためには圧力変換装置は電流
で付勢されなければならないことに°なるので、吸気系
内の絞り機構を制御る、第２のサーボモータの制御圧室
は、第１の圧力源と直接連通したパイノクス導管を介し
て接続され、該ノ々イノξス導管内には、無通電状態に
おいて開かれる弁が配置されている。従って、無通電状
態で内燃機関を停止できることによって安全機能が果た
される。同様の成果は、ただ１つの圧力変換装置で働く
制御装置に前記手段を使用る、場合にも生じる（第４図
ン。この場合圧力変換装置は無通電状態において制御圧
として基準圧力を特徴る、 請求の範囲のその他の従属項に記載した手段によって本
発明の有利な実施態様が得られる。

これらの実施態様はそれによって得られる利点と共に図
面との関連において以下に詳説る、。

〈実施例〉 第１図に示した第１実施列では吸気系２と排ガス集合系
３とを有る、内燃機関１が示されている。排ガス集合系
３から排ガス戻し導管４が吸気系２の吸気管９へ通じて
いる。原則として吸気管９と、該吸気管に接続る、複数
の吸気べ／ドとから成る吸気系２のうち、ただ１本の一
貫した管だけが図面では代表して示されているにすぎな
い。内燃機関は過給式で、例えば排ガスターゼチャー・
ジャで稼働る、ことができ、この場合、排ガス集合系内
には排ガスタービン６が装設され、また吸気系内には、
前記排ガスタービンによって駆動される空気圧縮機７が
装備されている。吸気系２の入口で、吸気管９への排ガ
ス戻し導管４の開口部の少なくとも上流側に空気量測定
器８が設けられている。該空気量測定器は空気圧縮機７
に前置されていても後置されていてもよい。また吸気系
２の吸気管９内には、排ガス戻し導管４の前記開口部の
上流側に、列えは絞り弁の形式の絞り機構１１が設けら
れており、該絞り機構によって吸気管９の横断面積ひい
ては内燃機関に供給される空気量が変化される。

吸気管９への排ガス戻し導管４の開口部には、排ガス戻
し制御機構１２が設けられており、該排ガス戻し制御機
構の位置によって排ガス戻し導管の流過断面積を変仕さ
せることが可能である。排ガス戻し制御機構は皿形弁と
して略示されているが、別の形状を有していてもよい。

排ガス戻し制御機構１２はその作動のために第１のサー
ボモータ１４と結合されており、該サーボモータは、調
整グイヤフラムとして図示した可動壁１５を有し、該可
動壁は、前記サーボモータのケージフグ内に第１の制御
圧室１６を形成し、該制御圧室内には、可動壁１５を負
荷る、戻しばね１７が設けられている。他方の側で可動
壁１５によって制限された圧力室１８は周辺空気と接続
されているのに対して、第１の制御圧室１６からは第１
の制御圧導管１９が、電気制御式の切換弁２１の一方の
接続ポートに達している。

空気絞り弁とも呼ばれる絞り機構１１は第２のサーボモ
ータ２３によって作動され、このために該サーボモータ
の可動壁２４と機械的に結合されている。該可動壁２４
は第２のサーボモータ２３のケー／／グ内に第２の制御
圧室２５を形成し、この第２の制御圧室内にも、可動壁
２４を負荷る、戻しばね２６が設けられている。

前記可動壁２４の他方の側では、大気圧に曝される圧力
室２７が可動壁２４によって制限されている。この場合
第２のサーボモータ２３の可動壁２４ば、絞り機構１１
を戻しばね２６の作用によって開位置へもたらすように
前記絞り機構１１と結合されている。これに対して第１
のサーボモータ１４の可動壁１５は、排ガス戻し制御機
構１２を戻しばね１７の作用によって、排ガス戻し導管
４を閉じる閉位置へもたらすように前記排ガス戻し制御
機構１２と結合されている。

第２の制御圧室２５からは第２の制御圧導管２９が電気
制御式の切換弁２１の他方の接続ポートへ達している。

該切換弁２１は４つの接続ポート、つまり第１及び第２
の制御圧導管１９゜２９用の前述の２つの接続ポート並
びに制御圧供給導管３０用の接続ポート及び、基準圧源
（本実施列では大気圧下にある周辺空気ンと接続した接
続ポート、を有している。前記電気制御式の切換弁２１
は、戻しはね３３によって引張られた第１の位置へもた
らされ制御時に電気制御信号によって第２の位置へもた
らされる弁体３２を有している。この場合弁体３２の作
動は慣用の形式で電磁石３４によってか、あるいは別の
電気制御式で、場合によってはサーゼ手段を用いて行う
ことができる。この場合弁体３２は、電磁石３４の励磁
されていない図示の不作用位置において第１の制御圧導
管１９を接続ポート３１と連通しかつ第２の制御圧導管
２９を制御圧供給導管３０と連通ずるように構成されて
いる。

制御圧供給導管３０は、シンゼルによって略示したにす
ぎない電気制御式の圧力変換装置３６から分岐している
。該圧力変換装置は例えば１つの３ポート２位置弁とし
て、又は２つの２ポート２位置弁として、あるいは比例
動作弁として構成る、ことができる。このような圧力変
換装置は周知であり、例えばドイツ連邦共和国特許出願
公開第３１４５５２７号明細書又は米国賽許第４１７７
７７７号明細書に基づいて公知であるので、ここではそ
の詳細な説明は省く。

本実施列では電気空圧変換器（ＥＰＷ）とも呼ばれる電
気制御式の圧力変換装置は３つの接続ポート、つまり制
御圧供給導管３０用の前記接続ポートと、場合によって
は絞り３８を介して周辺空気に連じる１つの基準圧接続
ポート３）と、第２の絞り４０を介して第１の圧力媒体
源４１に通じる１つの圧力媒体接続ポート３９、を有し
ている。前記圧力媒体源４１は負圧ポンプとして構成る
、ことができる。圧力変換装置３６の作動部材４２例え
ば電磁コイルは制御器４４と接続されており、該制御器
は、工／ジン回転数、燃料量及び空気量のような選定し
た数の機関ノソラメータ信号からそれ相応に評価して制
御。

信号を前記作動部材４２へ送出る、。該作動部材４２は
列えは可変ノソルス幅で以て周期的に制御され、かつこ
の制御時に基準圧接続ポート３）又は圧力媒体接続ポー
ト３９を交互に制御圧供給導管３０に連通させることが
できる。しかしこの制御は別の実施態様では基準圧接続
ポート３）及び圧力媒体接続ポート３９の断面積を変イ
ヒる、ことによってアナログ式に実施る、こともできる
。図面では圧力変換装置に、該圧力変換装置の機能線図
が書込まれており、該機箭線図から判るように作動部材
４２が付勢されていない場合には、圧力媒体接続ポート
３９から供給される負荷Ｐｕが制御圧供給導管３０へ移
送されるのに対して、基準圧接続ポート３）は閉鎖され
ている。最高の電流付勢時には逆に基準圧接続ポート３
）は絶えず開かれ、圧力媒体接続ポート３９は絶えず閉
止されている。絞り３８゜４０によって機能特性は適合
される。

また電気制御式の切換弁２１は制御器４４によって制御
される。該制御器４４は、これにインプットされている
機関／ξミラメータ制御信号に基づいて２つの運転状態
、つまり排ガス戻しくＡＲＦ）が規定されている第１の
運転状態と排ガス戻しが阻止されている第２の運転状態
とを区別る、。この第２の運転状態は就中、内燃機関の
アイドリングに相当し、場合によっては煤フィルタ４５
の煤焼却又は内燃機関の停止を必要とる、状態である。

この区別は列えば負荷信号を介して、もしくは、内燃機
関に供給される燃料量の信号を介して、又は、煤フィル
タにおける圧力降下のような、その他の代表的な、ｏラ
メータを介して行われる。

第１図に示した切換弁２１の位置では内燃機関は前記の
第２の運転状態にある。第１の運転状態では弁体３２は
戻しばね３３の方に向って／フトされており、かつ第１
の制御圧導管１９を制御圧供給導管３０と連通ずるのに
対して、第２の制御圧室２５は第２の制御圧導管２９と
接続ポート３１とを介して通気されている。この状態で
は第２の制御圧室２５内には大気圧が支配し、かつ圧力
室２７内と同じ圧力が支配る、ので、可動壁２４は戻し
ばね２６の調整力の作用を受けて絞り機構１１つまり空
気絞り弁１１を全開位置へもたらす。これに対して第１
のサーセモータ１４の第１の制御圧室１６は、圧力変換
装置３６から送出される可変の制御圧で負荷されている
。今や自由に吸込む内燃機関には空気も排ガスも制御さ
れた量で供給され、その場合、排ガス量制御により、内
燃機関の燃焼室内へ入凡られるガスの空気量が変イヒさ
れる。空気量測定器８から送出される空気量信号と燃料
量信号とに基づいて制御器４４により排ガス戻し率を変
化る、ことによって所定の空燃比が調整される。内燃機
関は常時完全充填で以て作動し、その場合最大量の戻し
排ガスを供給る、ことが可能である。それというのは燃
焼室の残分充填は排ガスで行われるからである。周知の
ように排ガスの戻しは燃焼室ピーク温度を低下させる方
向に、従って排ガス中のＮＯｘ発生分を減少させる方向
に作用る、。記憶された特性フィールドと該特性フィー
ルドへのアクセスノぐラメータ、例えば回転数、燃料量
、温度その他によって、排ガスの戻しを伴う全運転範囲
に対して量を正確に制御る、ことが可能である。その場
合、温度ファクタは特に浴えた内燃機関及び該内燃機関
をトラブルなく運転る、ためにその際必要な空燃比をも
考慮る、。　　　・ 前述の第２の運転状態では排ガス戻しは中断される。そ
れというのは内燃機関の特定範囲では該内燃機関は機関
シリンダの充填を減少させて作動せねばならないからで
ある。特にアイトリフグ運転中には、内燃機関を静かに
回転させるために機関／リンダのガス充填量を僅かにる
、のが有利である。更に／す／ダ充填量が僅かになるに
伴なって排ガス温度が上昇る、ので、煤フィルタは一層
容易に学却る、。この第２の運転状態では電気制御式の
切換弁２１は無通電状態に切換えられ、かつ弁体３２は
、第１図に示した位置を占める。この位置では第１の制
御圧室１６は周辺空気と接続されかつ圧力室１８と同じ
圧力レベルにあるので、可動壁１５は戻しばね１７の作
用を受けて排ガス戻し制御機構１２を閉位置へ動かす。

しかも、それと同時に、圧力変換装置３６によって形成
された制御圧が第２の制御圧室２５に供給され、かつ制
御器４４による制御圧のそれ相応の変調により今や絞り
機構１１０所要位置がこの制御圧によって調整される。

制御器４４にインプットされたパラメータに相応して吸
気は、内燃機関のアイトリフグ運転範囲におけるアイド
リング騒音を減少させるために程度の差こそあれ絞られ
る。この空気絞りは内燃機関の燃焼室内で得られる圧縮
終期王に作用し、かつ振動の少ない機関回転を生ぜしめ
る。機関回転数は応答信号として絞り機構１１つまり空
気絞り弁を制御る、ための制御ループ回路にイノプツト
る、ことができる。

排ガス戻しを行わない第２の運転状態の期間内において
、また絞り機構１１による絞り作用によって排ガス温度
を高めることも可能であり、この昇温は、排ガス集合系
３内に配置された煤フィルタ４５を自由燃焼させるため
に利用される。自己点火式の内燃機関の排ガス中に含ま
れる媒介が高い場合、フィルタの気孔が、篩別された煤
によって著しく迅速に目詰りを起し、その結果排ガス集
合系内の背圧が高まる。このようなフィルタは交換され
るか、それとも、フィルタに捕集された煤を焼却る、こ
ともでき、この場合はフィルタ交換の必要はない。最後
に述べた方式は、保守が一層簡単になるという顕著な利
点を有している。フィルタに捕集された煤を除去る、た
めには今や、第２の運転状態の期間内に絞り機構１１に
よって煤を焼却る、ほど排ガス温度を高めることが可能
である。この焼却は、着火温度を下げるためにフィルタ
に触媒作用のある部材を使用して行うのも有利である。

第２の運転状態の存在と相俟って制御パラメータとして
時間ファクタを使用る、か、あるいは同じ意味合いでフ
ィルタにおける背圧を高めたり、もしくは圧力を低下さ
せることも可能である。その場合の条件は、内燃機関が
その運転温度に達していることである。

内燃機関を停止させようとる、場合、本発明の解決手段
によれば、この停止を絞り機構１１によって行うのが有
利であり、この場合該絞り機構は閉位置にもたらされる
。このために電気制御式の切換弁２１は無通電状態に切
換えられるので制御圧導管２９は圧力変換装置３６と連
通している。また該圧力変換装置３６も無通電状態に切
換えられるので、第１の圧力媒体源４１の全負圧は切換
弁２１を介して第２の制御圧室２５に導かれ、その結果
絞り機構１１の閉弁が生じることになる。同じことは、
制御器４４が無通電の場合にも又は無通電状態に切換え
られる場合にも行われる。この特性は、損傷又は故障発
生の場合にも内燃機関の確実な停止を保証る、。内燃機
関の始動の場合、この時点には圧力媒体源４１つまり負
圧ポンプがなお稼働していないことによシ、絞り弁を閉
弁させることになる負圧もまだ準備されていない。

第１図に示した実施列の変化態様が第２図に示されてい
るが、この場合は各サーボモータ毎に、別個の電気制御
式の圧力変換装置が設けられている。第１図における圧
力変換装置３６及び切換弁２１に　代えて第１の圧力変
換装置５゜と第２の圧力変換装置５２が用いられるが、
第１の圧力変換装置５０の制御圧供給導管５１は第１の
制御圧室１６と接続し、かつ第２の圧力変換装置５２の
制御圧供給導管５３は第２の制御圧室２５と接続してい
る。測圧力変換装置５０及び５２には同一の圧力媒体源
４１から第２の絞り４０を介して負圧が供給される。基
準圧源としては周辺空気が使用される。この場合第１の
圧力変換装置５０は、無通電状態で基憩圧が制御圧供給
導管５１を経そ第１の制御圧室１６へ導かれるのに対し
て、最高の電流付勢時には負圧源の圧力だけが第１の制
御圧室１６へ導かれるように構成されている。これに応
じて第１の圧力変換装置が無通電状態に切換った場合、
排ガス戻し制御機構１２は閉位置に動かされかつ排ガス
戻しは中断される。

第２の圧力変換装置５２は、無通電状態で圧力媒体源４
１の負圧が第２の制御圧室２５内へ導かれかつ最高の電
流付勢時には基準圧だけが第２の制御圧室２５．内に作
用る、ように構成されている。従って第２の圧力変換装
置５２が無通電に切換った場合、第２の制御圧室２５内
の負圧は戻しばね２６の作用下で絞り後横１１つまり空
気絞り弁を閉弁せしめる。従って、制御器４４又は圧力
変換装置５２が無通電に切換つた場合には内燃機関が停
止されるという安全機能が充足されている。このように
構成すれば、内燃機関の所望の回転特性、出力特性及び
排ガス放出特性を制御る、ために絞り機構１１と排ガス
戻し制御機構１２との・所要位置をきわめて正確に調整
る、ことが可能である。

第３図に、第２図の実施列の変化態様として示した実施
列では、やはり２つの圧力変換装置５０．５５が設けら
れており、第１の圧力変換装置５０は第１のサーボモー
タ１４ｔ−制一し、第２の圧力変換装置５−５は第２の
サーボモータ２３を制御る、。測圧力変換装置には、第
２図について説明したように、圧力媒体源４１から第２
の絞り４０を介して負圧が供給され、また測圧力変換装
置は周辺空気と接続している。しかしながら第２図に示
した実施列とは異なって第２の圧力変換装置５５の作用
態様は第１の圧力変換装置５０と同一であり、すなわち
圧力変換装置が無通電に切換った場合には制御圧供給導
管５３を介して基準圧が第２のサーボモータ２３の第２
の制御圧室２５に与えられる。これによって得られる利
点は、測圧力変換装置を同じ方向に制御できることであ
る。この構成の場合には内燃機関を停止る、ためには第
２の圧力変換装置５５を最大電流もしくは持続Ａルスで
付勢しなければならないので、構成を単純にる、ために
、かつ所要電力をより僅かにる、ために、第２の圧力変
換装置５５に並列にノ々イノξス導管５６を設けること
が可能であり、該ノζイノにス導管は、制御圧供給導管
５３内に装設された３ポート２位置電磁弁５７の無通電
状態において、該３ポート２位置電磁弁を介して第２の
制御圧室２４を圧力媒体源４１と直接連通させ、また、
３ポート２位置弁５７の通電状態では閉止されている。

従って内燃機関を停止る、ためには、第１の圧力変換装
置５０を無通電に切換えると同時に又、３ポート２位置
電磁弁５７も無通電【切換えられるので、圧力媒体源４
１の負圧は絞り機構１１つまり空気絞り弁を閉弁る、方
向に働く。この解決手段の代りに３ボート２位置電磁弁
を基準圧接続ポート３）及び圧力媒体接続ポート３９に
接続し、これによって、３ボ一ト２位置電磁弁５７の無
通電状態時に第２の圧力変換装置５５の前記２つの接続
ポートをもっばら圧力媒体源４１と接続しておくことも
可能である。

第４図は第１図に示した実施例の変化態様であり、１つ
の圧力変換装置３ｆｉａは、無通電状態において基準圧
を制御圧供給導管３０に直接送出しかつ圧力媒体源４１
への入口ポートを閉止る、。切換弁２１の図示の無通電
位置では周辺圧が第２の制御圧導管２９を介して第２の
制御圧室２５内へ導入される。これに対して圧力変換装
置３ｆ’ｉａに最大に電流を付勢した場合には、切換弁
２１の規定の位置において圧力媒体源４１の全負圧が第
２の制御圧室２５内に支配る、。内燃機関を停止る、た
めには切換弁２１は、第４図に示した位置を占めるため
に無通電状態に切換えられねばならないが、しかしなが
ら圧力変換装置３ｆｉａの無通電状態では、内燃機関を
　停止る、のに必要な負圧が第２のサーボモータには働
かないので、圧力変換装置３ｆｉａに並列にバイノξス
導管５６が設けられており、該ノζイ・々ス導管は、制
御圧供給導管内に装設された３ポート２位置電磁弁５７
の無通電状態において該３；ｔ？一ト２位置電磁弁５７
を介して第２の制御圧室２５を、圧力変換装置３６ａと
ではなくて圧力媒体源４１と直接連通させ、また前記ノ
々イノξス導管５６は３ポート２位置電磁弁５７の通電
状態では閉止されている。従って無通電状態に制御回路
が切換った場合、負圧は／々イ、ａス導管５６ｔｌ−介
して第２の制御圧室２５へ導かれ絞り機構１１は閉弁位
置へ動かされる。

第１図の実施列の変化態様として第５図に示した第５実
施列でもやはりただ１つの圧力変換装置３６ａが設けら
れており、該圧力変換装置は圧力媒体源４１としての負
圧ポンプから供給される一方、周辺空気と接続されてい
る。無通電状態において圧力変換装置３６ａは制御圧供
給導管３０への基準圧（周辺空気圧）を制御る、。前記
制御圧供給導管３０は、第１図に示した実＃ｉ列とは異
なり、第１の導管区分３０ａを介して第２の制御圧室２
５に通じ（従って前記制御圧供給導管は第２の制御圧室
２５と常時連通している）、また第２の導管区分３０ｂ
を介して第１の制御圧室１６に通じている。第２の導管
区分３０ｂ内には、シンゼルで示した電気的に制御され
かつ作動される切換弁６１が装設されており、該切換弁
は、３ポート２位置電磁弁として構成されておりかつ図
示の無通電位置では導管区分３０ｂの第１サーボモータ
側部分を周辺空気と接続し、かつ導管区分３０ｂの圧力
変換装置側部分を遮断る、。前記３ボ一ト２位置電磁弁
つまり切換弁６１の通電状態では逆に、導管区分３０ｂ
の第１サーボモータ側部分と圧力変換装置側部分とは連
通せしめられる。

本実施列では第１の運転状態では切換弁６１は通電状態
にあり、かつ、圧力変換装置３６ａによって調整されて
第１のサーボモータ１４で働く制御圧は、第２のサーボ
モータ２３の第２の制御圧室２５でも働く。このことは
、排ガス戻し制御機構１２による排ガス戻し導管横断面
積の開放の増大に伴なって吸気管９の自由断面積が閉じ
られることを意味している。これによって、排ガス戻し
制御機構における圧力勾配が安定化されかつ排ガス戻し
のためのコンスタントな条件が得られる。排ガス戻し制
御機構における圧力状態が安定イヒされることに基づい
て排ガス戻し量の制御も単純になり、また負荷の変換時
にも新気の供給が迅速に生せしめられる。

それというのは排ガス戻し量の減少と同時に空気絞り弁
１１が開かれるからである。これによって加速時に、燃
焼室内で燃焼る、燃料と空気との混合気における空気不
足、ひいては煤や煤煙の発生が避けられる。本発明の装
置は、慣用の型式の圧力変換装置及び単純なかつコスト
の見合った３ポート２５位置弁を用いて実施る、ことが
できる。

圧力変換装置３６ａは第１の実施態様では、第４図に示
した圧力変換装置３６ａと同様に構成されている。この
場合、内燃機関を停止る、ために、破線で図示したノ々
イ、ａス導管５６が付加的に設けられており、該ノ々イ
ノξス導管は、制御圧供給導管３０ないしはその第１の
導管区分３０ａ内に装設された電気的に作動可能な３ポ
ート２位置電磁弁５７の無通電状態において該３ポート
２位置電磁弁を介して第２の制御圧室２５を圧力変換装
置３６ａとではなくて圧力媒体源４１と直接連通させる
。通電状態ではパイ・ξス導管５６は閉止されており、
かつ圧力変換装置は制御圧室と接続されている。しかし
、その変化態様では圧力変換装置は、無通電状態で第２
のサーボモータ２３の制御圧室２５に第１の圧力媒体源
４１の圧力を供給る、第１図に示した圧力変換装置３６
と同じように構成されてもよい。

前記の実施列はすべて、第１の圧力媒体としての負圧と
基準圧としての大気圧とで作動されるように設計されて
いる。サーボモータを適当に変化る、ことによって、あ
るいは制御圧室の配置及び戻しばねの位置を異ならしめ
、かつ又サーボモータと絞り機構との間の伝達機構を別
様に構成る、ことによって前記装置は第１の圧力媒体と
しての正圧と基準圧としての大気圧とによっても同じよ
うに作動される。この場合例えばサーボモータの圧力室
１８．２７は、制御圧導管１９．２９にそれ相応に接続
る、制御圧室として構成される一方、制御圧室１ｆｉ、
２５は周辺空気（大気］と接続る、基準圧室として構成
されることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の制御装置の５実施列を示し、第１図は電
気的に制御される切換弁と接続したただ１′の圧力変換
装置を有る、制御装置の第１実＃列を示す図、・第２図
は絞り機構の第１のサーボモータと第２のサーボモータ
とに夫々１つずつ所属した２つの圧力変換装置を有る、
制御装置の第２実施列を示す図、第３図は第２図に示し
た実施１１ｆｆｉＪの変化態様としての第３実施列であ
って、無通電状態において制御叶圧として基準圧力を送
出る、２つの圧力変換装置を示す図、第４図は無通電状
態で基準圧力を送出る、ただ１つの圧力変換装置と、第
１の圧力源から分岐して前記圧力変換装置に達し、しか
も無通電状態で切換弁を介して絞り弁調整器を負圧源と
直接接続る、パイノξス導管とを備えた制御装置の第４
実施例を示す図、第５図は第２のサーボモータの制御圧
室と常時連通しかつ切換弁によって第１のサーボモータ
の制御圧室と付加的に連通可能な出口を有る、ただ１つ
の圧力変換装置を備えた制御装置の第５実施列を示す図
である。 ■・・・内燃機関、２・・・吸気系、３・・・排ガス集
合系、４・・・排ガス戻し導管、６・・・排ガス集合系
／、７・・・空気圧縮機、８・・・空気量測定器、９・
・・吸気管、１１・・絞り機構、１２・・・排ガス戻し
制御機構、１４・・・第１のサーボモータ、１５・・・
可動壁、１６・・第１の制御圧室、１７・・・戻しばね
、１８・・圧力室、１９・・第１の制御圧導管、２１・
・・切換弁、２３・・・第２のサーボモータ、２４・・
・可動壁、２５・・・第２の制御圧室、２６・・戻しば
ね、２７・・・圧力室、２９・・・第２の制御圧導管、
３０・・・制御圧供給導管、３０ａ・・・第１の導管区
分、３０ｂ・・・第２の導管区分、３１・・・接続ボー
ト、３２・・・弁体、３３・・・戻しばね、３４・・・
電磁石、３ｆｉ　、３ｆｉａ・・・圧力変換装置、３）
・・・基準圧接続ボート、３８・・・絞り、３９・・・
圧力媒体接続ボート、４０・・・絞り、４１・・・第１
の圧力媒体源、４２・・・作動部材、４４・・・制御器
、４５・・・煤フィルタ、５０・・・第１の圧力変換装
置、５１・・・制御圧供給導管、５２・・・第２の圧力
変換装置、５３・・・制御圧供給導管、５５・・・第２
の圧力変換装置、５６・・・パイノξス導管、５７・・
・３ポート２位置電磁弁、６１・・・切換弁 手続補正書（方式） 昭和６０年１２月ｌｑ日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．吸気系（２）と排ガス集合系（３）と、該排ガス集
   合系から前記吸気系に達する排ガス戻し導管（４）と、
   該排ガス戻し導管内に配置されて戻し力（１７）によつ
   て閉方向に負荷されておりかつ圧力媒体で作動される第
   １のサーボモータ（１４）によつて調整可能な排ガス戻
   し制御機構（１２）とを備えた内燃機関用の制御装置で
   あつて、前記第１のサーボモータ（１４）が、第１の制
   御圧室（１６）を基準圧力室（１８）から仕切り前記排
   ガス戻し制御機構（１２）と結合された可動壁（１５）
   を有し、かつ前記第１の制御圧室（１６）が制御圧源と
   接続されており、該制御圧源が、制御器（４４）によつ
   て制御される圧力変換装置（３６）を有し、該圧力変換
   装置によつて、第１の圧力源（４０，４１）の圧力と、
   第２の圧力源、特に基準圧力室に大気圧下にある媒体を
   供給する基準圧力源、の圧力とから制御圧が運転パラメ
   ータに関連して形成され、しかも前記制御器（４４）が
   、吸込まれる空気量の値と、供給される燃料量の値とか
   ら、圧力変換装置を制御する制御信号を形成する形式の
   ものにおいて、内燃機関が、戻し力（２６）によつて開
   方向に負荷された絞り機構（１１）を吸気系（２）の吸
   気管（９）内に有する自発着火式内燃機関であり、前記
   絞り機構（１１）が、圧力媒体で作動される第２のサー
   ボモータ（２３）によつて調整可能であり、該第２のサ
   ーボモータが、第２の制御圧室（２５）を基準圧力室（
   ２７）から仕切り前記絞り機構（１１）と結合された可
   動壁（２４）を有しかつ前記第２の制御圧室（２５）が
   、前記制御器（４４）によつて制御される圧力変換装置
   （３６）を有する制御圧源と接続されており、前記圧力
   変換装置（３６）によつて、第１の圧力源（４０，４１
   ）と、大気圧下にある媒体を供給する基準圧力源とから
   制御圧が運転パラメータに関連して形成され、しかも前
   記制御器（４４）が、吸込まれる空気量の値と、供給さ
   れる燃料量の値とから制御信号を形成することを特徴と
   する、内燃機関用の制御装置。 ２．第１のサーボモータ（１４）には第１の圧力変換装
   置（５０）から、また第２のサーボモータ（２３）には
   第２の圧力変換装置（５２，５５）から、制御圧が供給
   され、かつ第１と第２の圧力変換装置（５０：５２，５
   ５）が同一の圧力源から供給される、特許請求の範囲第
   １項記載の制御装置。 ３．第１のサーボモータ（１４）及び第２のサーボモー
   タ（２３）にはただ１つの圧力変換装置（３６）から制
   御圧が供給され、該圧力変換装置と前記の両サーボモー
   タとの間に電気制御式の切換弁（２１）が介在し、該切
   換弁が一方の位置では第１のサーボモータ（１４）の第
   １の制御圧室（１６）を前記圧力変換装置（３６）に、
   かつ第２のサーボモータ（２３）の第２のの制御圧室（
   １６）基準圧力源と連通させる制御圧室（２５）を基準
   圧力源に接続し、また他方の位置では第２のサーボモー
   タ（２３）の第２の制御圧室（２５）を前記圧力変換装
   置（３６）に、かつ第１のサーボモータ（１４）の第１
   の制御圧室（１６）を基準圧力源に接続する、特許請求
   の範囲第１項記載の制御装置。 ４．第１のサーボモータ（１４）及び第２のサーボモー
   タ（２３）にはただ１つの圧力変換装置（３６ａ）から
   制御圧が供給され、かつ、該圧力変換装置と第１のサー
   ボモータ（１４）との間には電気制御式の３ポート２位
   置切換弁（６１）が介在しており、該３ポート２位置切
   換弁が第１のサーボモータ（１４）の制御圧室（１６）
   を一方の位置において前記圧力変換装置（３６ａ）に接
   続し、また他方の位置において大気に接続すると共に前
   記圧力変換装置（３６ａ）への連通路を閉止する、特許
   請求の範囲第１項記載の制御装置。 ５．電気制御式の切換弁（２１，６１）が無通電状態に
   おいて第１のサーボモータ（１４）の第１の制御圧室（
   １６）を基準圧力源と連通させる、特許請求の範囲第３
   項又は第４項記載の制御装置。 ６．第１のサーボモータ（１４）に接続される圧力変換
   装置（５０，３６ａ）が無通電状態において基準圧力源
   と接続されておりかつ基準圧力を第１のサーボモータ（
   １４）の第１の制御圧室（１６）へ導く、特許請求の範
   囲第２項から第５項までのいずれか１項記載の制御装置
   。 ７．第２のサーボモータ（２３）に接続される圧力変換
   装置（３６，５２）が無通電状態において第１の圧力源
   と接続されておりかつ該圧力源の圧力が第２のサーボモ
   ータの第２の制御圧室（２５）に供給される、特許請求
   の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記載の制御
   装置。 ８．第２のサーボモータ（２３）の第２の制御圧室（２
   ５）に接続される圧力変換装置（５５，３６ａ）が無通
   電状態において第１の圧力源（４１）への連通路を遮断
   しており、かつ前記圧力変換装置に加えて、第２のサー
   ボモータ（２３）の第２の制御圧室（２５）を前記第１
   の圧力源（４１）と接続する電気制御式の３ポート２位
   置電磁弁（５７）を備えた装置（５６）が設けられてお
   り、前記３ポート２位置電磁弁が、無通電状態において
   前記第１の圧力源（４１）を前記第２の制御圧室（２５
   ）と連通させ、かつ該制御圧室（２５）と基準圧力源と
   の連通路を遮断し、かつ制御器（４４）によつて制御さ
   れる、特許請求の範囲第６項記載の制御装置。 ９．第１の圧力源（４１）としてニユーマテイツクの負
   圧源が使用される、特許請求の範囲第１項から第８項ま
   でのいずれか１項記載の制御装置。 １０．第１の圧力源が、内燃機関の運転中にだけ作動さ
   れる圧力媒体ポンプ（４１）である、特許請求の範囲第
   １項から第９項までのいずれか１項記載の制御装置。 １１．制御器（４４）によつて第１のサーボモータ（１
   ４）の第１の制御圧室（１６）及び第２のサーボモータ
   （２３）の第２の制御圧室（２５）の圧力負荷が制御さ
   れて、排ガスを戻す第１運転状態において第２のサーボ
   モータ（２３）の第２の制御圧室が基準圧力を受けかつ
   第１のサーボモータ（１４）の第１の制御圧室（１６）
   が制御圧を受け、またアイドリング、煤フイルタの煤焼
   却、機関停止のような第２運転状態においては第１のサ
   ーボモータ（１４）の前記制御圧室（１６）が基準圧力
   を、かつ第２のサーボモータ（２３）の前記制御圧室（
   ２５）が制御圧を受ける、特許請求の範囲第１項から第
   １０項までのいずれか１項記載の制御装置。 １２．第１運転状態において、第１のサーボモータ（１
   ４）に供給される制御圧が、内燃機関の燃焼室に供給さ
   れる媒体の調整可能な空燃比に相応して、排ガス戻し量
   による燃焼室残余充填を行うように変化される、特許請
   求の範囲第１項から第１１項までのいずれか１項記載の
   制御装置。 １３．第１のサーボモータ（１４）の第１の制御圧室（
   １６）を基準圧力で、また第２のサーボモータ（２３）
   の第２の制御圧室（２５）を制御圧で負荷する第２運転
   状態において、吸気系（２）の吸気断面積（９）が、低
   負荷運転時及びアイドリング時に内燃機関の運転騒音を
   低くするために、制御器（４４）により制御される絞り
   機構（１１）によつて、所望の空燃比を維持しつつ運転
   パラメータに相応して絞られる、特許請求の範囲第１１
   項又は第１２項記載の制御装置。 １４．内燃機関が排ガス集合系（３）内に、排ガス中に
   含まれた煤を集めるための煤フイルタ （４５）を有し、かつ、集められた煤を焼却するために
   第２運転状態において吸気系（２）の吸気断面積（９）
   を絞ることによつて排ガス温度が高められ、しかも排ガ
   ス温度の昇温制御が煤フイルタ（４５）の特性値又はそ
   の他のパラメータによつて行われる、特許請求の範囲第
   １３項記載の制御装置。 １５．制御器（４４）の無通電切換えによつて第２運転
   状態が形成され、かつ（又は）第２のサーボモータ（２
   ３）の第２の制御圧室（２５）が第１の圧力源の圧力で
   負荷される、特許請求の範囲第１１項から第１４項まで
   のいずれか１項記載の制御装置。 １６．自発着火式内燃機関の燃焼室に供給すべき空気と
   排ガス戻し量とから成るガスを制御する方法であつて、
   制御可能な高さの圧力媒体により作動される排ガス戻し
   制御機構（１２）によつて排ガス戻し量を制御する形式
   のものにおいて、排ガス量を戻す場合の第１運転状態で
   は空気を絞らずに供給し、かつ第２運転状態では供給さ
   れる空気を、やはり制御可能な高さの圧力媒体により作
   動される絞り機構（１１）によつて制御しかつ排ガス戻
   しを中断することを特徴とする、燃焼室への供給ガスを
   制御する方法。 １７．　内燃機関の騒音の少ない運転特性を得るために
   第２運転状態において内燃機関の運転パラメータに関連
   して供給空気を絞ることによつて空気量を、噴射すべき
   燃料量に適合させる、特許請求の範囲第１６項記載の方
   法。 １８．絞りを排ガス放出特性に関連して制御する、特許
   請求の範囲第１７項記載の方法。 １９．煤フイルタに集められた煤を焼却せしめる排ガス
   温度を高めるために絞りを制御する、特許請求の範囲第
   １８項記載の方法。 ２０．空気量の絞りによつて内燃機関を停止させる、特
   許請求の範囲第１６項記載の方法。 ２１．空気量を制御する絞り機構（１１）と、排ガス戻
   し量を制御する排ガス戻し制御機構（１２）との調整を
   、電気制御式の圧力変換装置により２つの出口圧から準
   備された制御圧によつて行い、かつ、制御器の無通電状
   態において排ガス戻し導管（４）を、戻し部材（１７）
   により作動される前記排ガス戻し制御機構（１２）によ
   つて閉じ、かつ吸気系（２）を、戻し部材（２６）によ
   り作動される絞り機構（１１）によつて開き、かつ又、
   内燃機関の運転中には前記両出口圧の一方の出口圧によ
   り前記絞り機構を作動することによつて前記吸気系を閉
   じる、特許請求の範囲第１６項から第２０項までのいず
   れか１項記載の制御装置。