JPS6231656Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、エンジンからの排気ガス浄化対策
のために、排気ガスの一部をエンジンの吸気系へ
還流させる排気還流通路を備えたエンジンの排気
還流装置に関するものである。

この種のエンジンにおける排気還流通路には、
エンジンの運転状態に応じて、その吸気系へ還流
する排気ガス量を増減調節するための排気還流弁
が組込まれている。そして、一般的には、エンジ
ンでの燃料燃焼性が比較的不安定で、かつ、
NOxの発生が少ないアイドリング時や減速運転
時やスロー運転時などにおいては、上記排気還流
弁が閉じられて排気ガスの還流がカツトされる一
方、上記燃焼性が安定し、かつ、NOxの発生が
多い高負荷運転時には、その負荷程度に応じた開
度に上記排気還流弁が開かれて排気ガスの一部が
吸気系へ還流され、これによつて、排気ガスの性
状を改善する制御方式が採られている。

このような制御方式を採る排気還流装置とし
て、従来、たとえば、特開昭54−118930号公報に
開示されているように、排気還流通路にダイヤフ
ラム式の排気還流弁を組込むとともに、そのダイ
ヤフラム室とスロツトル弁の直上流の吸気通路と
を連通する負圧通路中に、エンジン温度によつて
制御される開閉弁を設けて、エンジン温度が低い
ときには上記負圧通路を遮断することによつて排
気還流弁を閉じ、これによつて排気ガスの還流を
カツトし、エンジン温度が一定以上に上つたとき
には上記負圧通路を開放することによつて排気還
流弁をエンジンの負荷に応じた開度に開き、これ
によつてエンジンの要求に見合う量の排気ガスを
吸気系へ還流させるものがある。

これによれば、エンジン温度が低いときには、
低負荷時のみならず高負荷時においても排気ガス
の還流がカツトされ、エンジン温度が高いときに
は、全負荷領域において排気ガスの還流が行なわ
れる。

しかしながら、エンジン温度が低い場合であつ
ても、高負荷時には、排気ガス中に比較的多くの
NOxが含まれることは良く知られており、ま
た、この状態での燃料の燃焼性は比較的安定した
ものである。したがつて、排気ガス対策として排
気還流方式を採用する場合には、エンジン温度が
低く、しかも、低負荷時においてのみ排気ガスの
還流をカツトし、その他の負荷領域、すなわち、
エンジン温度が低い高負荷時およびエンジン温度
が高い全負荷領域においては、その負荷に応じた
量の排気ガスを還流すべきであるという基本的要
求があるといえる。

このような基本的な要求を考慮した場合には、
上述した特開昭54−118930号公報に開示されたも
のは、エンジン温度が低いときは高負荷時であつ
ても排気ガスの還流がカツトされてしまう点で不
十分である。

この考案は以上の事情にかんがみ、排気還流通
路に組込まれた排気還流弁に加わる負圧を制御し
て、この排気還流弁をエンジンの運転状態に応じ
て制御する圧力調整機構を、エンジン温度とエン
ジンの負荷に見合う負圧信号との双方を関連づけ
ることによつて制御し、これによつて、上記排気
還流弁に加わる負圧を制御するようにして、上記
基本的要求を満足させることのできるエンジンの
排気還流装置を提供することを目的とするもので
ある。

つぎに、この考案の実施例を図面にしたがつて
説明する。

１は図示しないエンジンに通じる吸気通路を示
し、この吸気通路１にスロツトル弁２が設けら
れ、このスロツトル弁２が開閉揺動されることに
よつてエンジンの運転状態が高負荷（高速回転）
から低負荷（低速回転）にいたる領域で制御され
る。また、３はエンジンの排気通路（図示せ
ず。）と上記吸気通路１とを連通する排気還流通
路を示し、この排気還流通路３にオリフイス４お
よびその下流側のダイヤフラム式排気還流弁５が
設けられる。上記オリフイス４は一段目オリフイ
ス４ａと二段目オリフイス４ｂとによる二段構造
となつており、このオリフイス４によつて排ガス
系に生じる脈動が吸収され、吸気通路１に還流さ
れる排気ガスに脈動が生じないようになつてい
る。また、排気還流弁５は、そのダイヤフラム室
６に生じる負圧の大きさに見合うようにダイヤフ
ラム７が変位し、それに伴なつて、弁要素８が変
位して弁ポート９との間の開度が増減調節される
ようになつている。具体的には、ダイヤフラム室
６の負圧が一定値以下のとき、弁ポート９は弁要
素８によつて閉じられ、この負圧が一定値以上の
ときはその負圧の増大に伴なつて上記開度が大き
くなるように調節される。

一方、上記吸気通路１には、スロツトル弁２の
直近傍において二つのポート１０，１１が開設さ
れており、このうちの第１ポート１０は、スロツ
トル弁２が図示されたアイドリング位置（なお、
説明の都合上、以下全閉位置と称す）にあるとき
にはこのスロツトル弁２の直上流に位置し、スロ
ツトル弁２が所定開度開いたとき、すなわち高負
荷のときにはその直下流に位置する。また、第２
ポート１１は、スロツトル弁２が上記所定開度開
いたときにはその直上流に位置し、スロツトル弁
２がその所定開度より大きく開いたとき、すなわ
ち高負荷のときにはその直下流に位置する。これ
ら二つのポート１０，１１は、図面上は吸気通路
１における吸気流れ方向の二箇所に示されている
が、実際上は、吸気通路１の周方向において近接
する二箇所に形成されるものである。

つぎに、１２は負圧通路を示しており、これ
は、上記第１ポート１０と排気還流弁５のダイヤ
フラム室６との間にわたつて配設され、その中間
部にダイヤフラム式の圧力調整機構１３（後述す
る。）とソレノイド式開閉バルブ１４が介在され
る。

図示されるところから明らかなように、圧力調
整機構１３は、そのダイヤフラム１５に弁要素１
６が設けられ、この弁要素１６に対応する弁ポー
ト１７が上記負圧通路１２に分岐状に形成される
一方、上記ダイヤフラム１５で区画される第１ダ
イヤフラム室１８ａの室壁１９に、この第１ダイ
ヤフラム室１８ａとその外部とを連通させる大気
開放ポート２０が形成され、また、第２ダイヤフ
ラム室１８ｂと上記排気還流通路３におけるオリ
フイス４の設置部とが排気導圧通路２１によつて
連通される。この場合、オリフイス４の設置部と
は、一段目オリフイス４ａと二段目オリフイス４
ｂとの間の排気還流通路３を指称する。なお、第
１ダイヤフラム室１８ａにはスプリング２２が設
けられ、このスプリング２２によつて、ダイヤフ
ラム１５が、その弁要素１６を弁ポート１７に対
して常時開動させる方向に付勢される。

つぎに、２３は導圧通路を示し、この導圧通路
２３は、その基端部が上記第２ポート１１に接続
されるとともに、その終端側が二つの通路２３
ａ，２３ｂに分岐され、そのうちの一方の分岐通
路２３ａが上記圧力調整機構１３における第１ダ
イヤフラム室１８ａに連通され、他方の分岐通路
２３ｂが、上記圧力調整機構１３と開閉バルブ１
４との間において負圧通路１２に連通される。そ
して、これらの二つの分岐通路２３ａ，２３ｂの
分岐部分にソレノイド式切替バルブ２４が設けら
れ、この切替バルブ２４によつて、二つの分岐通
路２３ａ，２３ｂのうちのいずれか一方のみが、
常時、導圧通路２３を通じて第２ポート１１に連
通される構成となつている。

一方、２６は温度センサを示し、これはエンジ
ン温度を代表するエンジン冷却水２７の温度を検
出し、その出力信号を上記開閉バルブ１４および
切替バルブ２４に入力する。すなわち、エンジン
温度が所定温度以下、すなわち冷間状態に維持さ
れている場合には、開閉バルブ１４を閉じ、切替
バルブ２４を上記他方の分岐通路２３ｂ側へ切替
えて、この分岐通路２３ｂを第２ポート１１に連
通させるように制御する。これに対し、エンジン
温度が上記所定温度以上、すなわち温間状態にな
つた場合には、開閉バルブ１４を開放し、切替バ
ルブ２４を上記一方の分岐通路２３ａ側へ切替え
て、この分岐通路２３ａを第２ポート１１に連通
させるように制御する。

ここにおいて、エンジンの負荷状態、つまり、
エンジンの運転状態、圧力調整機構１３および排
気還流弁５の三者の行動の相互関係について説明
する。

すなわち、スロツトル弁２が、第１ポート１０
と第２ポート１１との間の位置まで開かれている
とき、エンジンは低負荷状態にあり、このとき、
開閉バルブ１４が開かれていれば、エンジンの吸
気に伴なつて第１ポート１０に負圧が生じ、その
負圧信号が負圧通路１２を介して排気還流弁５の
ダイヤフラム室６に導入される。この場合、後述
のように切替バルブは分岐通路２３ａ側に切替え
られており、また第１ダイヤフラム室には大気開
放ポート２０から大気が導入されているため弁ポ
ート１７は弁要素１６により閉塞されないため第
１ポート１０からの負圧は大気により大きく希釈
されて排気還流弁５のダイヤフラム室６に導入さ
れ、ダイヤフラム７および弁要素８はわずかに変
位して弁ポート９は、希釈された負圧の程度に応
じてわずかに開かれる。また、この低負荷時にお
いて、開閉バルブ１４が閉じられているときは、
第１ポート１０の負圧が圧力調整機構１３および
排気還流弁５のいずれにも作用しないので、排気
還流弁５の弁ポート９は弁要素８によつて閉じら
れている。一方、スロツトル弁２が第２ポート１
１の上流位置まで開かれると、エンジンは高負荷
状態になり、このとき開閉バルブ１４が開かれ、
切替バルブ２４が一方の分岐通路２３ａ側に切替
えられていれば、圧力調整機構１３の第１ダイヤ
フラム室１８ａへは、エンジンの吸気に伴なつて
生じる第２ポート１１の負圧が、負圧信号とし
て、導圧通路２３、一方の分岐通路２３ａおよび
調整信号用入力ポートとしての接続ポート２５を
それぞれ通して圧力調整機構１３の第１ダイヤフ
ラム室１８ａへ導入されるので、大気開放ポート
２０から給圧がなされても、ダイヤフラム１５が
スプリング２２の付勢に抗して変位し、それに伴
なつて、弁要素１６が弁ポート１７に接近し、こ
の開度が狭められる。その結果、第１ポート１０
の負圧の一部が大気により希釈されることなく負
圧通路１２を通して排気還流弁５のダイヤフラム
室６に導入されるため、ダイヤフラム７の変位に
応じて、弁ポート９がその負圧の程度に見合う量
だけ大きく開かれる。また、エンジンの高負荷時
において、開閉バルブ１４が閉じられ、切替えバ
ルブ２４が他方の分岐通路２３ｂ側へ切替えられ
ていれば、第１ポート１０で生じる負圧は開閉バ
ルブ１４によつて遮断されるため、圧力調整機構
１３のダイヤフラム室１８ａへは、第２ポート１
１で生じる負圧が、導圧通路２３、切替えバルブ
２４、他方の分岐通路２３ｂ、負圧通路１２の一
部および弁ポート１７を通して、負圧信号として
導入されるため、弁要素１６が弁ポート１７に接
近してその開度が狭められ、その結果、大気によ
り適度に希釈された第２ポート１１の負圧が排気
還流弁５のダイヤフラム室６に導入されるので、
ダイヤフラム７の変位に伴なつて、弁要素が変位
し、弁ポート９がその負圧の程度に見合う量だけ
開かれる。

つぎに、排気導圧通路２１によつて圧力調整機
構１３の第２ダイヤフラム室１８ｂへ排気還流通
路３内の排気ガスの圧力を導入しているのは、排
気ガスの圧力がエンジンの回転数に比例すること
との関係から、排気還流弁５における弁ポート９
の開度を、上記回転数との関係から補正するため
である。すなわち、回転数が低いあいだは排気ガ
スの圧力が低いので、上記弁ポート１７の開度が
大きくなるように補正され、逆に、回転数が高い
ときは排気ガスの圧力が高いので、上記弁ポート
１７の開度が小さくなるように補正される。その
結果、排気ガス量が少ないときには、その還流量
が少なくなり、排気ガス量が多いときには、その
還流量が多くなるように補正される。

つぎに作動を説明する。

エンジン温度が所要温度以下、すなわち冷間時
においては、温度センサ２６の出力によつて開閉
バルブ１４が閉じられ、切替バルブ２４が他方の
分岐通路２３ｂ側へ切替えられる。したがつて、
上述したように、スロツトル弁２が低負荷運転に
相応する位置に開かれているときは、ダイヤフラ
ム室６には負圧が導入されず排気還流弁５の弁ポ
ート９が弁要素８によつて閉じられ、排気ガスの
還流はカツトされる。また上記冷間時において、
スロツトル弁２が高負荷運転に相応する位置に開
かれているときは、排気還流弁５の弁ポート９
は、上述したように、第２ポート１１で生じる負
圧が大気で希釈された負圧の程度に応じた開度に
開かれるため、負圧状態に応じた量の排気ガスが
還流される。

つぎに、エンジン温度が所要温度以上、すなわ
ち温間時においては、温度センサ２６の出力によ
つて開閉バルブ１４が開かれ、切替バルブ２４が
一方の分岐通路２３ａ側へ切替えられる。したが
つて、この場合は、スロツトル弁２が低負荷運転
および高負荷運転のいずれに相応する位置にある
ときでも、上述したように、排気還流弁５の弁ポ
ート９は、第１ポート１０ないし第２ポート１１
で生じる負圧の程度および適当に大気で希釈され
た負圧の程度に応じた開度に開かれるため、負荷
状態に応じた量の排気ガスが還流される。

なお、冷間時および温間時における排気ガスの
還流量が、エンジンの回転数との関係で補正され
る点については既述した。

以上の説明から明らかなように、この考案によ
れば、排気ガスの還流がエンジンの冷間時におけ
る低負荷運転状態にあるときのみカツトされ、そ
の他の領域、すなわち、エンジンの冷間時におけ
る高負荷領域および温間時における全負荷領域に
おいては、負荷程度に応じて排気還流量が制御さ
れるため、冷間時の走行性能の低下を招くことな
く、NOxの発生が防止される。

また、冷間時であつて高負荷時の排気還流を単
に、切替バルブと導圧通路とによる構成によつて
簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の実施例による排気還流装置を
示す概略図である。 １……吸気通路、２……スロツトル弁、３……
排気還流通路、５……排気還流弁、１０……第１
ポート、１１……第２ポート、１２……負圧通
路、１３……圧力調整機構、１４……開閉バル
ブ、２３……導圧通路、２４……切替バルブ、２
６……温度センサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する排
   気還流通路に、常時は閉弁され入力負圧が増大す
   るに伴つて開弁方向に変化する排気還流弁が配設
   され、 前記吸気通路に、スロツトル弁の全閉位置より
   上流で低負荷時の該スロツトル弁よりも下流に位
   置する第１ポートと、該第１ポートよりも上流で
   高負荷時の該スロツトル弁よりも下流に位置する
   第２ポートとがそれぞれ開口され、 前記第１ポートと前記排気還流弁とを連絡する
   負圧通路に、エンジンの温間時に開弁しエンジン
   の冷間時に閉弁する開閉バルブと、調整信号用入
   力ポートを有し該調整信号用入力ポートに導入さ
   れる入力圧に応じて該排気還流弁への出力負圧を
   調整する圧力調整機構とが前記第１ポート側から
   順に配設され、 前記第２ポートに一端部が連絡され他端部が分
   岐された導圧通路が設けられ、 該導圧通路の他端部の一方が前記調整信号用入
   力ポートに連絡されると共に該他端部の他方が前
   記負圧通路に前記開閉バルブと前記圧力調整機構
   との間において連絡され、 前記導圧通路に、エンジンの温間時に前記導圧
   通路の一端部側と該導圧通路の他端部の一方側と
   が連通されエンジンの冷間時に該導圧通路の一端
   部側と該導圧通路の他端部の他方側とが連通され
   る切替バルブが設けられていることを特徴とする
   エンジンの排気還流装置。