JPS6214709B2 - - Google Patents
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- JPS6214709B2 JPS6214709B2 JP56011853A JP1185381A JPS6214709B2 JP S6214709 B2 JPS6214709 B2 JP S6214709B2 JP 56011853 A JP56011853 A JP 56011853A JP 1185381 A JP1185381 A JP 1185381A JP S6214709 B2 JPS6214709 B2 JP S6214709B2
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- JP
- Japan
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- egr
- valve
- throttle
- negative pressure
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- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 35
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
- F02M26/55—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
- F02M26/56—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves
- F02M26/57—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves using electronic means, e.g. electromagnetic valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M1/00—Carburettors with means for facilitating engine's starting or its idling below operational temperatures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Description
この発明は、自動車等の気化器を有する内燃機
関（以下エンジンともいう）における排気ガス中
の窒素酸化物減少対策として機関の燃焼温度を低
下させるための排気ガス再循環装置に関するもの
である。 最近排出ガス規制の強化、燃費の向上、運転性
能の向上などの点から排気ガス再循環（以下
EGRと略すこともある）装置が見直されている
が、エンジンの負荷に応じたEGR特性が要求さ
れ、またEGR計量精度への要求も高まつてきて
いる。従来のEGR装置はバキユーム・モジユレ
ータを有し、バキユーム・モジユレータからの信
号によりEGR制御バルブを作動させていた。し
かしながら、バキユーム・モジユレータは排気
圧、吸気管負圧、ベンチユリ負圧等を感知して
EGR制御バルブへ負圧信号を出していたが、す
べてオン・オフ・バルブで構成されているので信
号は脈動を伴い、EGR計量部に影響を与え、
EGRガスの計量精度が低下し、運転性能を悪化
させるという問題があつた。 また従来のEGR装置においては、スロツト
ル・バルブの開度が小さいとき、排気ガスを再循
環させると不活性ガスによる混合気の希釈が過大
で正常燃焼が不可能となり、また逆にスロツト
ル・バルブが全開に近いとき、排気ガスを再循環
させるとエンジンの出力低下が生じて問題となつ
ていた。 この発明は、上記のような問題を解決するため
に、バキユーム・モジユレータを削除してEGR
ガスを計量するEGRバルブを設け、EGR制御バ
ルブ自体にEGRバルブ前後の差圧を感知させ、
EGRバルブ前後の差圧が一定となるように制御
させ、排気ガス圧力変動の影響がなく、EGR計
量精度を向上した排気ガス再循環装置の提供を目
的としている。 この発明はまた、スロツトル・バルブの開度が
小さいときおよび逆に全開に近いときは、EGR
制御バルブが閉じて排気ガス再循環を停止できる
排気ガス再循環装置の提供を目的としている。 この発明はさらにまた、エンジンの運転状態を
検知する制御機構を設け、EGR制御バルブの設
定値を可変にして、エンジンの負荷に対応した排
気ガス再循環量の最適制御を可能とする排気ガス
再循環装置の提供を目的としている。 以下実施例を示す図面に基づいてこの発明を説
明すると、第１図のエンジン１において、２は吸
気マニホルド、３は排気管である。吸気マニホル
ド２に吸入される空気量は気化器のスロツトル・
バルブ４で計量される。一方、排気管３から排気
ガスの一部が取り出され、EGR導入路５、絞り
部６、圧力室７からなるEGR通路を通つてEGR
バルブ８で計量され、吸気マニホルド２へ再循環
される。EGRバルブ８は、リンク９によつてス
ロツトル・バルブ４と機械的に連結されており、
EGRバルブ８とスロツトル・バルブ４との開口
面積比は、常に一定に保たれている。絞り部６は
EGR制御バルブ１１によつて面積を制御され
る。EGR制御バルブ１１はダイヤフラム１２で
負圧室１３とEGRガス室１４とに区切られてお
り、負圧室１３には圧縮スプリング１５が装着さ
れ、ダイヤフラム１２をEGRガス室側に押すよ
うに作用している。ダイヤフラム１２の中心には
ロツド１６の一端が固着され、ロツド１６の他端
にはストツパ１７と弁子１８が装着され、弁子１
８は絞り部６の中に挿入されている。負圧室１３
は負圧連通路１９によつて吸気マニホルド２に連
通しており、またEGRガス室１４は排気圧連通
路２０を通り、絞り２２を介して圧力室７に連通
している。またこの排気圧連通路２０からエア・
ブリード通路２１が分岐して、大気との開口に可
変絞り２３が設けられている。可変絞り２３は、
絞り調節装置としてニードルを有するステツパ
ー・モータ３１によつて面積を制御され、このス
テツパー・モータ３１をエンジンの運転状態に応
じて制御するための信号を出すコンピユータ３２
が装備されている。コンピユータ３２に対する入
力信号は、気化器のスロツトル４に取り付けられ
たスロツトル・センサー３３（図示せず）、吸気
マニホルドに取り付けられた吸気管負圧センサー
３４、エンジン１の燃焼室頭部に取り付けられた
サーミスタ３５からそれぞれ取り出されている。
上記の可変絞り調節装置としてのステツパー・モ
ータ３１の代りに、第２図に示されるような先端
にテーパー・ニードルを有するDCモータ４１を
使用してもよい。あるいは、第３図に示されるよ
うにステツパー・モータと絞りとを内蔵したリニ
ア・ソレノイド・バルブ５１を使用することもで
きる。 上記のように構成された排気ガス再循環装置に
おいて、排気管３から取り出された排気ガスは導
入路５、絞り部６、圧力室７、EGRバルブ８を
通つて吸気マニホルド２へ再循環される。その再
循環量はEGRバルブ８の開口面積ＳEとその前後
の圧力差Ｐ−Pbで決まる。ここでＰは圧力室７
の排気ガス圧力、Pbは吸気マニホルド２の吸気
負圧である。また、吸入空気量はスロツトル・バ
ルブ４の開口面積ＳTとその前後の圧力差Po−Pb
で決まる。ここでPoはスロツトル・バルブ４の
上流の空気圧である。従つて、排気ガス再循環量
と吸入空気量との比Ｒは、
関（以下エンジンともいう）における排気ガス中
の窒素酸化物減少対策として機関の燃焼温度を低
下させるための排気ガス再循環装置に関するもの
である。 最近排出ガス規制の強化、燃費の向上、運転性
能の向上などの点から排気ガス再循環（以下
EGRと略すこともある）装置が見直されている
が、エンジンの負荷に応じたEGR特性が要求さ
れ、またEGR計量精度への要求も高まつてきて
いる。従来のEGR装置はバキユーム・モジユレ
ータを有し、バキユーム・モジユレータからの信
号によりEGR制御バルブを作動させていた。し
かしながら、バキユーム・モジユレータは排気
圧、吸気管負圧、ベンチユリ負圧等を感知して
EGR制御バルブへ負圧信号を出していたが、す
べてオン・オフ・バルブで構成されているので信
号は脈動を伴い、EGR計量部に影響を与え、
EGRガスの計量精度が低下し、運転性能を悪化
させるという問題があつた。 また従来のEGR装置においては、スロツト
ル・バルブの開度が小さいとき、排気ガスを再循
環させると不活性ガスによる混合気の希釈が過大
で正常燃焼が不可能となり、また逆にスロツト
ル・バルブが全開に近いとき、排気ガスを再循環
させるとエンジンの出力低下が生じて問題となつ
ていた。 この発明は、上記のような問題を解決するため
に、バキユーム・モジユレータを削除してEGR
ガスを計量するEGRバルブを設け、EGR制御バ
ルブ自体にEGRバルブ前後の差圧を感知させ、
EGRバルブ前後の差圧が一定となるように制御
させ、排気ガス圧力変動の影響がなく、EGR計
量精度を向上した排気ガス再循環装置の提供を目
的としている。 この発明はまた、スロツトル・バルブの開度が
小さいときおよび逆に全開に近いときは、EGR
制御バルブが閉じて排気ガス再循環を停止できる
排気ガス再循環装置の提供を目的としている。 この発明はさらにまた、エンジンの運転状態を
検知する制御機構を設け、EGR制御バルブの設
定値を可変にして、エンジンの負荷に対応した排
気ガス再循環量の最適制御を可能とする排気ガス
再循環装置の提供を目的としている。 以下実施例を示す図面に基づいてこの発明を説
明すると、第１図のエンジン１において、２は吸
気マニホルド、３は排気管である。吸気マニホル
ド２に吸入される空気量は気化器のスロツトル・
バルブ４で計量される。一方、排気管３から排気
ガスの一部が取り出され、EGR導入路５、絞り
部６、圧力室７からなるEGR通路を通つてEGR
バルブ８で計量され、吸気マニホルド２へ再循環
される。EGRバルブ８は、リンク９によつてス
ロツトル・バルブ４と機械的に連結されており、
EGRバルブ８とスロツトル・バルブ４との開口
面積比は、常に一定に保たれている。絞り部６は
EGR制御バルブ１１によつて面積を制御され
る。EGR制御バルブ１１はダイヤフラム１２で
負圧室１３とEGRガス室１４とに区切られてお
り、負圧室１３には圧縮スプリング１５が装着さ
れ、ダイヤフラム１２をEGRガス室側に押すよ
うに作用している。ダイヤフラム１２の中心には
ロツド１６の一端が固着され、ロツド１６の他端
にはストツパ１７と弁子１８が装着され、弁子１
８は絞り部６の中に挿入されている。負圧室１３
は負圧連通路１９によつて吸気マニホルド２に連
通しており、またEGRガス室１４は排気圧連通
路２０を通り、絞り２２を介して圧力室７に連通
している。またこの排気圧連通路２０からエア・
ブリード通路２１が分岐して、大気との開口に可
変絞り２３が設けられている。可変絞り２３は、
絞り調節装置としてニードルを有するステツパ
ー・モータ３１によつて面積を制御され、このス
テツパー・モータ３１をエンジンの運転状態に応
じて制御するための信号を出すコンピユータ３２
が装備されている。コンピユータ３２に対する入
力信号は、気化器のスロツトル４に取り付けられ
たスロツトル・センサー３３（図示せず）、吸気
マニホルドに取り付けられた吸気管負圧センサー
３４、エンジン１の燃焼室頭部に取り付けられた
サーミスタ３５からそれぞれ取り出されている。
上記の可変絞り調節装置としてのステツパー・モ
ータ３１の代りに、第２図に示されるような先端
にテーパー・ニードルを有するDCモータ４１を
使用してもよい。あるいは、第３図に示されるよ
うにステツパー・モータと絞りとを内蔵したリニ
ア・ソレノイド・バルブ５１を使用することもで
きる。 上記のように構成された排気ガス再循環装置に
おいて、排気管３から取り出された排気ガスは導
入路５、絞り部６、圧力室７、EGRバルブ８を
通つて吸気マニホルド２へ再循環される。その再
循環量はEGRバルブ８の開口面積ＳEとその前後
の圧力差Ｐ−Pbで決まる。ここでＰは圧力室７
の排気ガス圧力、Pbは吸気マニホルド２の吸気
負圧である。また、吸入空気量はスロツトル・バ
ルブ４の開口面積ＳTとその前後の圧力差Po−Pb
で決まる。ここでPoはスロツトル・バルブ４の
上流の空気圧である。従つて、排気ガス再循環量
と吸入空気量との比Ｒは、
【式】に比例
する。
これに対して、絞り部６を通る排気ガスの流量
を制御するEGR制御バルブ１１は、ダイヤフラ
ム１２で仕切られた負圧室１３とEGRガス室１
４とにかかる圧力の差Ｐ−Pbが、ダイヤフラム
１２の有効面積ＳDとスプリング１５の取付け荷
重ＦSとエア・ブリードの一定圧Paとで決まる一
定値ＦS／ＳD−Paと釣合うように、弁子１８を
移動して圧力室７の圧力Ｐを制御している。すな
わち吸気負圧Pbが高い（絶対値が大の）とき
は、弁子１８を引き上げて排気ガスの吸い込みを
減らし、圧力室７の圧力Ｐを下げてＰ−Pbを一
定値に維持する。吸気負圧Pbが低い（絶対値が
小の）ときは、弁子１８を押し下げて排気ガスの
吸い込みを増やし、圧力室７の圧力Ｐを上げてＰ
−Pbを一定値に維持する。従つて吸気マニホル
ド２に供給する排気ガス再循環量を計量する
EGRバルブ８の前後の差圧Ｐ−Pbは常に一定値
になつている。 また、EGRバルブ８とスロツトル・バルブ４
とはリンク９によつて連結されているから、開口
面積比ＳE／ＳTも一定値を保つている。 以上より、排気ガス再循環量と吸入空気量との
比Ｒは、
を制御するEGR制御バルブ１１は、ダイヤフラ
ム１２で仕切られた負圧室１３とEGRガス室１
４とにかかる圧力の差Ｐ−Pbが、ダイヤフラム
１２の有効面積ＳDとスプリング１５の取付け荷
重ＦSとエア・ブリードの一定圧Paとで決まる一
定値ＦS／ＳD−Paと釣合うように、弁子１８を
移動して圧力室７の圧力Ｐを制御している。すな
わち吸気負圧Pbが高い（絶対値が大の）とき
は、弁子１８を引き上げて排気ガスの吸い込みを
減らし、圧力室７の圧力Ｐを下げてＰ−Pbを一
定値に維持する。吸気負圧Pbが低い（絶対値が
小の）ときは、弁子１８を押し下げて排気ガスの
吸い込みを増やし、圧力室７の圧力Ｐを上げてＰ
−Pbを一定値に維持する。従つて吸気マニホル
ド２に供給する排気ガス再循環量を計量する
EGRバルブ８の前後の差圧Ｐ−Pbは常に一定値
になつている。 また、EGRバルブ８とスロツトル・バルブ４
とはリンク９によつて連結されているから、開口
面積比ＳE／ＳTも一定値を保つている。 以上より、排気ガス再循環量と吸入空気量との
比Ｒは、
【式】に比例する。ここでＣは
定数である。すなわち排気ガス圧力Ｐの変動の影
響を受けないでEGR計量が可能となる。吸気負
圧Pbが高いときは弁子１８は引き上げられEGR
量は減少し、また吸気負圧Pbが低いときは、弁
子１８は押し下げられEGR量は増加する。ただ
しスロツトル・バルブ４の開度が小さく、吸気負
圧Pbが高くなる場合は、混合気の希釈が過大と
ならないようにＦS／ＳD−Paが設定されて、弁
子１８が絞り部６を塞ぎ、逆に吸気負圧Pbが所
定の値より低くなる場合は、ストツパ１７が絞り
部６を塞ぐまで弁子１８が押し下げられ、いずれ
の場合も排気ガス再循環を中止する。 以上は一定のエンジン運転状態に対応した
EGR装置の作用であるが、エンジンの要求値が
変動するときは、それがスロツトル・センサ３３
と吸気負圧センサ３４とサーミスタ３５からの出
力信号となつてコンピユータ３２に入力され、コ
ンピユータ３２はステツパー・モータ３１（また
はDCモータ４１、またはリニア・ソレノイド・
バルブ５１）のニードル・ストロークを制御する
信号を出し、可変絞り２３が変化し、EGR制御
バルブ１１のEGRガス室１４に入るエア・ブリ
ードの一定圧力Paが変化する。従つて、EGR制
御バルブ１１の圧力設定値ＦS／ＳD−Paは新た
な設定値に移行する。これによつてEGRバルブ
８の前後差圧Ｐ−Pbが変化し、エンジンの新し
い要求値に適合した排気ガス再循環量が決められ
る。 この発明は以上説明したように、排気ガス再循
環装置のEGR制御バルブがEGRバルブ前後の差
圧を感知して、EGRバルブ前後の差圧を一定と
するように制御可能としたことによつて、排気ガ
スの圧力変動の影響を受けず、EGR計量精度の
向上を可能とし、運転性能の低下を防止する効果
がある。 またこの発明は、スロツトル・バルブの開度が
小さいときおよび逆に全開に近いときは、EGR
制御バルブを閉じて排気ガス再循環を停止できる
ようにして、EGRによるエンジンの異常燃焼あ
るいは出力低下を防止する効果がある。 さらにまたこの発明は、エンジンの運転状態を
検知する制御機構を設け、EGR制御バルブの設
定値を可変としたことによつて、エンジンの負荷
に対応した排気ガス再循環量の最適制御を可能と
する効果がある。
響を受けないでEGR計量が可能となる。吸気負
圧Pbが高いときは弁子１８は引き上げられEGR
量は減少し、また吸気負圧Pbが低いときは、弁
子１８は押し下げられEGR量は増加する。ただ
しスロツトル・バルブ４の開度が小さく、吸気負
圧Pbが高くなる場合は、混合気の希釈が過大と
ならないようにＦS／ＳD−Paが設定されて、弁
子１８が絞り部６を塞ぎ、逆に吸気負圧Pbが所
定の値より低くなる場合は、ストツパ１７が絞り
部６を塞ぐまで弁子１８が押し下げられ、いずれ
の場合も排気ガス再循環を中止する。 以上は一定のエンジン運転状態に対応した
EGR装置の作用であるが、エンジンの要求値が
変動するときは、それがスロツトル・センサ３３
と吸気負圧センサ３４とサーミスタ３５からの出
力信号となつてコンピユータ３２に入力され、コ
ンピユータ３２はステツパー・モータ３１（また
はDCモータ４１、またはリニア・ソレノイド・
バルブ５１）のニードル・ストロークを制御する
信号を出し、可変絞り２３が変化し、EGR制御
バルブ１１のEGRガス室１４に入るエア・ブリ
ードの一定圧力Paが変化する。従つて、EGR制
御バルブ１１の圧力設定値ＦS／ＳD−Paは新た
な設定値に移行する。これによつてEGRバルブ
８の前後差圧Ｐ−Pbが変化し、エンジンの新し
い要求値に適合した排気ガス再循環量が決められ
る。 この発明は以上説明したように、排気ガス再循
環装置のEGR制御バルブがEGRバルブ前後の差
圧を感知して、EGRバルブ前後の差圧を一定と
するように制御可能としたことによつて、排気ガ
スの圧力変動の影響を受けず、EGR計量精度の
向上を可能とし、運転性能の低下を防止する効果
がある。 またこの発明は、スロツトル・バルブの開度が
小さいときおよび逆に全開に近いときは、EGR
制御バルブを閉じて排気ガス再循環を停止できる
ようにして、EGRによるエンジンの異常燃焼あ
るいは出力低下を防止する効果がある。 さらにまたこの発明は、エンジンの運転状態を
検知する制御機構を設け、EGR制御バルブの設
定値を可変としたことによつて、エンジンの負荷
に対応した排気ガス再循環量の最適制御を可能と
する効果がある。
第１図はこの発明によるEGR装置の実施例を
示す縦断正面図であり、第２図および第３図は他
の実施例の要部の縦断面図である。 ２……吸気マニホルド、３……排気管、４……
スロツトル・バルブ、５……EGR導入路、７…
…圧力室、８……EGRバルブ、１１……EGR制
御バルブ、１７……ストツパ、１８……弁子、２
０……排気圧連通路、２３……可変絞り、３１…
…ステツパー・モータ。
示す縦断正面図であり、第２図および第３図は他
の実施例の要部の縦断面図である。 ２……吸気マニホルド、３……排気管、４……
スロツトル・バルブ、５……EGR導入路、７…
…圧力室、８……EGRバルブ、１１……EGR制
御バルブ、１７……ストツパ、１８……弁子、２
０……排気圧連通路、２３……可変絞り、３１…
…ステツパー・モータ。
Claims (1)
- １ 気化器を有する内燃機関の排気管と吸気管と
をEGR導入路、絞り部、圧力室からなるEGR通
路により連通し、このEGR通路の排気管側に
EGR制御バルブ、吸気管側にEGRバルブを配置
し、前記EGRバルブは気化器のスロツトル・バ
ルブとリンクで連結され、前記EGR制御バルブ
はダイヤフラムによつてEGRガス室と負圧室と
に区画され、前記EGRガス室は排気圧連通路に
より絞りを介して前記圧力室と連通し、さらにこ
の排気圧連通路の途中からエア・ブリード通路が
分岐され、その先端の大気開口部に可変絞りが設
けられ、前記負圧室は負圧連通路により前記吸気
管と連通し、かつ前記負圧室には圧縮スプリング
が挿入され、前記ダイヤフラムのEGRガス室側
には前記絞り部の開度を制御する弁子が取り付け
られ、前記大気開口部には前記可変絞りの開度を
制御する調節装置を設け、この調節装置に対して
機関の運転状態を検知しEGRガス流量を最適制
御する信号を送るコンピユータを装備したことを
特徴とする排気ガス再循環装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56011853A JPS57126549A (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Exhaust gas recirculation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56011853A JPS57126549A (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Exhaust gas recirculation system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57126549A JPS57126549A (en) | 1982-08-06 |
| JPS6214709B2 true JPS6214709B2 (ja) | 1987-04-03 |
Family
ID=11789276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56011853A Granted JPS57126549A (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Exhaust gas recirculation system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57126549A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01145114U (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-05 |
-
1981
- 1981-01-28 JP JP56011853A patent/JPS57126549A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01145114U (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-05 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57126549A (en) | 1982-08-06 |
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