JPS6221978B2 - - Google Patents

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JPS6221978B2
JPS6221978B2 JP57019703A JP1970382A JPS6221978B2 JP S6221978 B2 JPS6221978 B2 JP S6221978B2 JP 57019703 A JP57019703 A JP 57019703A JP 1970382 A JP1970382 A JP 1970382A JP S6221978 B2 JPS6221978 B2 JP S6221978B2
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JP
Japan
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valve
pressure
pressure chamber
passage
exhaust gas
Prior art date
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Application number
JP57019703A
Other languages
English (en)
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JPS58138250A (ja
Inventor
Michio Suzuki
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP57019703A priority Critical patent/JPS58138250A/ja
Publication of JPS58138250A publication Critical patent/JPS58138250A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/55Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
    • F02M26/56Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、機関の運転状態に関係して2種類の
排気ガス再循環(EGR)率特性を選択すること
ができるEGR装置に関する。
窒素酸化物(NOx)の発生を抑制するために
吸気系へ再循環させる再循環排気ガスの流量を機
関の排圧に関係して制御するEGR装置として次
のようなものはすでに周知である。すなわちこの
EGR装置は、絞り弁がアイドリング開度より大
きい第1の開度以上になると絞り弁より下流にな
る位置に設けられている第1のポートと、絞り弁
が第1の開度より大きい第2の開度以上になると
絞り弁より下流になる位置に設けられている第2
のポートと、排気系の排気ガスの一部を絞り弁よ
り下流の吸気系へ導く排気ガス再循環通路と、圧
力室をもちこの圧力室の空気圧に応動して排気ガ
ス再循環通路を開閉する第1の開閉弁と、第1の
ポートを開閉弁の圧力室へ接続し第1のオリフイ
スを設けられている第1の空気圧通路と、第2の
オリフイスを介して大気へ連通している第1の圧
力室の空気圧と第1の開閉弁の弁体より排気系側
の排気ガス再循環通路の排気ガス圧を供給される
第2の圧力室の空気圧との対向的な力関係により
移動して第1の開閉弁の圧力室と第1の圧力室と
の接続を制御する弁体をもつ調圧弁、および第2
のポートを調圧弁の第1の圧力室へ接続する第2
の空気圧通路を備えている。しかしこのEGR装
置は、低負荷の運転領域におけるEGR量が多い
傾向があり、低負荷の運転領域における運転性能
を悪化(例えばサージングの発生)させている。
本発明の目的はEGR実施期間中の低負荷時に
おける機関性能の悪化を回避しつつ、全運転期間
の窒素酸化物の発生を最大限に抑制することがで
きるEGR装置を提供することである。
この目的を達成するために本発明によれば、前
述のEGR装置において、機関の運転状態に関係
して第2の空気圧通路を開閉する第2の開閉弁が
設けられている。
この第2の開閉弁は、好ましい実施態様では、
吸気管負圧に関係して第2の空気圧通路を開閉す
る負圧応動開閉弁、あるいは機関の運転状態に関
係して第2の空気圧通路を開閉する電磁開閉弁で
ある。電磁開閉弁は、好ましい実施態様では、冷
却水温度、潤滑温度、吸気温度、車速、あるいは
機関回転速度に関係して第2の空気圧通路を開閉
する。
さらに本発明によれば、機関の運転状態に関係
して第2の空気圧通路へ大気を導入する制御弁を
備えている。
この制御弁は、吸気管負圧が所定値未満である
場合に第2の空気圧通路への大気の導入を中止す
るものであるのが好ましい。
図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第1図において、気化器1は、運転室の加速ペ
ダルに関係して吸気通路2を開閉する絞り弁3を
有し、下流端において吸気分岐管4へ接続されて
いる。第1のポート5は、絞り弁3がアイドリン
グ開度より少し大きい第1の開度A1以上になる
と、絞り弁3より下流となる吸気通路壁の位置に
設けられている。第2のポートは、絞り弁3が第
1の開度A1より少し大きい第2の開度A2(A
2>A1)以上になると、絞り弁3より下流とな
る吸気通路壁の位置に設けられている。EGR通
路7は、排気分岐管17と吸気分岐管4とを接続
しており、排気ガスの一部を吸気分岐管4へ導
く。EGR弁8は、EGR通路7に設けられ、ダイ
ヤフラム9によつて互いに区画されている圧力室
10と大気室11、ダイヤフラム9に連動してポ
ート12を開閉する弁体13、ダイヤフラム9を
大気室11の方へ付勢するばね14、弁体13に
対して排気系側に設けられていてオリフイス15
を介して再循環排気ガスを流入される排気室16
を備えている。圧力室10は第1の空気圧通路2
0を介して第1のポート5へ接続され、オリフイ
ス21が第1の空気圧通路20に設けられてい
る。調圧(モジユレータ)弁24は、ダイヤフラ
ム25により互いに区画されている第1および第
2の圧力室26,27、第1の圧力室26内に設
けられオリフイス21より上流の第1の空気圧通
路20の部分へ接続されているポート28、ダイ
ヤフラム25に取付けられポート28を開閉する
弁体29、ダイヤフラム25を第1の圧力室27
の方へ付勢するばね30を有している。第1の圧
力室26は、オリフイス31およびフイルタ32
を介して大気へ連通しかつ第2の空気圧通路33
を介して第2のポート6へ接続され、また、第2
の圧力室27は排圧通路34を介してEGR弁8
の排圧室16へ接続されている。負圧応動開閉弁
38は、第2の空気圧通路33に設けられ、ダイ
ヤフラム39によつて区画されている圧力室4
0、ダイヤフラム39に連動してポート41を開
閉する弁体42、およびダイヤフラム39を弁体
42の方へ付勢するばね43を備えている。圧力
室40は、吸気分岐管4のポート44へ接続され
ている。
EGR弁8の圧力室10へ第1のポート5から
吸気管負圧が導かれている場合にはダイヤフラム
9がばね14に抗して圧力室10の方へ移動し、
弁体13がポート12から開いてEGRが実施さ
れる。EGR弁8の弁体13が開いて排圧室16
の空気圧が低下すると、調圧弁24のダイヤフラ
ム25は第2の圧力室27の方へたわんでポート
28は開かれるので、EGR弁8の圧力室10の
負圧は低下し、弁体13はポート12を閉じる。
また、弁体13が閉じて排圧室16の空気圧が上
昇すると、調圧弁24のダイヤフラム25は第1
の圧力室26の方へたわんで、弁体29はポート
28を閉じるので、EGR弁8の圧力室10の負
圧は上昇し、弁体13はポート12を開く。こう
して、再循環排気ガスの流量が排圧に関係して制
御され、EGR率 (=排気ガス還流量/吸入空気量+排気ガス還流量×10
0%)は機関 負荷の変化にもかかわらずほぼ一定に維持され
る。
絞り弁3がアイドリング開度、あるいはアイド
リング開度に非常に近い開度にある場合、第1お
よび第2のポート5,6はともに絞り弁3より上
流にあり、大気圧に近い空気圧を受けている。し
たがつてEGR弁8の圧力室10は大気圧にあ
り、ダイヤフラム9はばね14により大気室11
の方へ押付けられているので、EGR通路7は閉
じられ、EGRは中止の状態にある。
絞り弁3がアイドリング開度から開いて第1の
開度A1以上になると、第1のポート5は絞り弁
3より下流となつて吸気管負圧を受ける。絞り弁
3が第1の開度A1以上になると、絞り弁3が第
2の開度A2以上にならなくても第2のポート6
には吸気流に因る所定の負圧が作用する。ここで
絞り弁3の開度として第3の開度A3および第4
の開度A4(A1<A3<A4<A2)を定義す
る。
絞り弁3が第3の開度A3以上になると機関負
荷の増大のために排圧が増大し、調圧弁24にお
いてダイヤフラム25が第1の圧力室26の方へ
移動して弁体29はポート28を閉じる。この結
果、第1のポート5からの吸気管負圧がEGR弁
8の圧力室10に導かれ、EGRが開始する。こ
の場合、絞り弁3が第4の開度A4に達するまで
は吸気管負圧は所定値V以上であるので、負圧応
動開閉弁38においてダイヤフラム39はばね4
3に抗して圧力室40の方へ移動し、弁体42は
ポート41を閉じ、第2のポート6からの負圧調
圧弁24の第1の圧力室26へは導かれない。し
たがつてEGR率は小さく、これにより機関の低
負荷域におけるサージングを抑制し運転性能の悪
化を回避することができる。
絞り弁3が第4の開度A4以上になると、吸気
管負圧は所定値V未満となり、負圧応動開閉弁3
8においてダイヤフラム39はばね43により移
動し、弁体42はポート41から離れ、第2のポ
ート6の負圧は第2の空気圧通路33を介して調
圧弁24の第1の圧力室26へ導かれる。この結
果、第1の圧力室26は大気圧より低い圧力に維
持されて、ダイヤフラム25を第1の圧力室26
の方へ付勢する力が増大するので、ポート28を
介する吸気管負圧の逃し量が減少し、EGR弁8
の圧力室10の負圧が増大してEGR率が増大す
る。したがつて窒素酸化物の発生を大幅に抑制す
ることができる。
第2図は本発明における機関負荷とEGR率と
の関係を示している。機関負荷がL4以上になる
と、EGR率は低い方から高い方へ切換えられ
る。なお機関負荷L1,L2,L3,L4は絞り
弁3の開度A1,A2,A3,A4にそれぞれ対
応しており、L1<L3<L4<L2である。
第3図は本発明の他の実施例の構成図である。
この実施例では負圧応動開閉弁38の代わりに電
磁開閉弁47が第2の空気圧通路33に設けられ
る。電磁開閉弁47は、水温センサ、油温セン
サ、吸気温センサ、車速センサ、あるいは機関回
転速度センサからの入力信号に応動して作動す
る。機関が半暖機状態にある場合、すなわち機関
の冷却水あるいはオイルパン内の潤滑油が暖機終
了時の温度より低い場合、第2の空気圧通路33
が閉じられ、機関の運転性能に支障を与えない程
度の低いEGR率でEGRが行なわれ、暖機終了後
は第2の空気圧通路33は開かれてEGR率が増
大される。また吸気温が低い場合には、窒素酸化
物の発生量は少ないので、第2の空気圧通路33
が閉じられ、EGR率が減少され、機関の運転性
能が増進し、また、吸気温が高い場合には第2の
空気圧通路33が開かれてEGR率が増大され、
窒素酸化物の発生を抑制する。車速および機関回
転速度は機関負荷と対応関係にあるので、車速あ
るいは機関回転速度が所定値未満であつて低い場
合には第2の空気圧通路33が閉じられ、EGR
率は減少され、車速あるいは機関回転速度が所定
値以上であつて十分に高い場合には第2の空気圧
通路33は開かれてEGR率は増大される。
第4図は本発明の他の実施例を示している。こ
の実施例では第2の空気圧通路33の負圧を逃が
す、すなわち第2の空気圧通路33へ大気を導入
する制御弁51が設けられている。制御弁51は
ダイヤフラム52により画定されている圧力室5
3と大気室54、ダイヤフラム52を大気室54
の方へ付勢するばね55、第2の空気圧通路33
から分岐している通路56へ接続されているポー
ト57、ダイヤフラム52に取付けられてポート
57を開閉する弁体58、大気室54へ大気を導
入する個所に設けられているフイルタ59を備え
ている。第1図の実施例と同様に、機関負荷がL
3に達するとEGRが開始する。機関負荷がL4
未満である場合には吸気管負圧がV以上となり、
したがつてダイヤフラム52はばね55に抗して
圧力室53の方へたわみ、第2の空気圧通路33
の負圧は制御弁51を介して逃がされ、低い方の
EGR率特性でEGRが実施される。また機関負荷
がL4以上である場合には吸気管負圧はV未満と
なり、ダイヤフラム52はばね55により大気室
54の方へ移動して第2の空気圧通路33からの
負圧の逃がしは中止され、高い方のEGR率特性
でEGRが実施される。
このように本発明によれば、第2の空気圧通路
を開閉あるいは第2の空気圧通路への大気の導入
を制御することにより、絞り弁が第3の開度A3
以上A4に達するまでは、EGR率を小さくし、
機関の低負荷域におけるサージングを抑制し、運
転性能の悪化を回避すると共に絞り弁が第4の開
度A4以上の時、すなわち機関の高負荷域におい
てはEGR率を大とし燃焼温度を低下させ、高負
荷時において窒素酸化物NOxの発生を抑制する
という2種類のEGR率特性が選択され、こうし
て機関の運転性能の悪化を回避しつつEGRを実
施することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の構成図、第2図は第
1図の実施例における機関負荷とEGR率との関
係を示す図、第3図は本発明の他の実施例の構成
図、第4図は本発明のさらに他の実施例の構成図
である。 3…絞り弁、5…第1のポート、6…第2のポ
ート、7…EGR通路、8…EGR弁、10…圧力
室、13,29…弁体、20…第1の空気圧通
路、21,31…オリフイス、24…調圧弁、2
6…第1の圧力室、27…第2の圧力室、33…
第2の空気圧通路、38…負圧応動開閉弁、47
…電磁開閉弁、51…制御弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 絞り弁がアイドリング開度より大きい第1の
    開度以上になると絞り弁より下流になる位置に設
    けられている第1のポートと、絞り弁が第1の開
    度より大きい第2の開度以上になると絞り弁より
    下流になる位置に設けられている第2のポート
    と、排気系の排気ガスの一部を絞り弁より下流の
    吸気系へ導く排気ガス再循環通路と、圧力室をも
    ちこの圧力室の空気圧に応動して排気ガス再循環
    通路を開閉する第1の開閉弁と、第1のポートを
    開閉弁の圧力室へ接続し第1のオリフイスを設け
    られている第1の空気圧通路と、第2のオリフイ
    スを介して大気へ連通している第1の圧力室の空
    気圧と第1の開閉弁の弁体より排気系側の排気ガ
    ス再循環通路の排気ガス圧を供給される第2の圧
    力室の空気圧との対向的な力関係により移動して
    第1の開閉弁の圧力室と第1の圧力室との接続を
    制御する弁体をもつ調圧弁と、第2のポートを調
    圧弁の第1の圧力室へ接続する第2の空気圧通路
    と、および機関の運転状態に関係して第2の空気
    圧通路を開閉する第2の開閉弁とを備え、該第2
    の開閉弁が、吸気管負圧を供給される圧力室を有
    する負圧応動開閉弁であり、吸気管負圧が所定値
    未満である場合には負圧応動開閉弁は第2の空気
    圧通路を開き、前記第2のポートの負圧が第2の
    空気圧通路を介して調圧弁の第1の圧力室へ導か
    れ、その結果第1の空気圧通路の吸気管負圧の逃
    し量が減少し、前記第1の開閉弁の圧力室の負圧
    を増大してEGR率を増大させたことを特徴とす
    る排気ガス再循環装置。 2 前記第2の開閉弁が、前記第2の空気通路を
    開閉する電磁開閉弁であり、該電磁開閉弁は、車
    速あるいは機関回転速度が所定値未満である場合
    には第2の空気圧通路を閉じていることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の排気ガス再循環
    装置。 3 絞り弁がアイドリング開度より大きい第1の
    開度以上になると絞り弁より下流になる位置に設
    けられている第1のポートと、絞り弁が第1の開
    度より大きい第2の開度以上になると絞り弁より
    下流になる位置に設けられている第2のポート
    と、排気系の排気ガスの一部を絞り弁より下流の
    吸気系へ導く排気ガス再循環通路と、圧力室をも
    ちこの圧力室の空気圧に応動して排気ガス再循環
    通路を開閉する第1の開閉弁と、第1のポートを
    開閉弁の圧力室へ接続し第1のオリフイスを設け
    られている第1の空気圧通路と、第2のオリフイ
    スを介して大気へ連通している第1の圧力室の空
    気圧と第1の開閉弁の弁体より排気系側の排気ガ
    ス再循環通路の排気ガス圧を供給される第2の圧
    力室の空気圧との対向的な力関係により移動して
    第1の開閉弁の圧力室と第1の圧力室との接続を
    制御する弁体をもつ調整弁と、第2のポートを調
    圧弁の第1の圧力室へ接続する第2の空気圧通路
    と、および機関の運転状態に関係して第2の空気
    圧通路へ大気を導入する制御弁とを備え、該制御
    弁は、吸気管負圧が所定値以上である場合は、第
    2の空気通路の負圧は、制御弁を介して逃がさ
    れ、低いEGR率特性でEGRが実施される ことを特徴とする、排気ガス再循環装置。
JP57019703A 1982-02-12 1982-02-12 排気ガス再循環装置 Granted JPS58138250A (ja)

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JPS58138250A JPS58138250A (ja) 1983-08-17
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JPH0830442B2 (ja) * 1986-01-10 1996-03-27 本田技研工業株式会社 内燃エンジンの作動制御方法

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JPS5540210A (en) * 1978-09-13 1980-03-21 Toyota Motor Corp Exhaust gas recirculating device for internal combustion engine
JPS5512065B2 (ja) * 1973-11-27 1980-03-29

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