JP2003269262A - 排出ガス再循環装置 - Google Patents
排出ガス再循環装置Info
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- JP2003269262A JP2003269262A JP2002071175A JP2002071175A JP2003269262A JP 2003269262 A JP2003269262 A JP 2003269262A JP 2002071175 A JP2002071175 A JP 2002071175A JP 2002071175 A JP2002071175 A JP 2002071175A JP 2003269262 A JP2003269262 A JP 2003269262A
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- gas recirculation
- pressure
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
目的とする。 【解決手段】 再循環ガスの流量制御を定流量弁にて行
う構成にした。この定流量弁は、排出ガスが流れる通路
内に形成された弁座4と、この弁座4に下流側から着座
するよう配置された弁体5とからなり、その弁体5を、
ボディ2の底部とセンターピン9との間に形成される絞
り通路を通過した排出ガスの出口圧力P3を受けるダイ
ヤフラム7に固定している。弁座4と弁体5とのオリフ
ィスを通過した中間圧力P2と出口圧力P3との差圧
(P2−P3)が弁部を所定の弁開度に制御し、その所
定の弁開度をソレノイドの付勢力で設定し、その付勢力
をソレノイドの電磁コイル18に流す電流値によって設
定する。弁体5およびダイヤフラム7の有効受圧面積を
等しくして入口圧力P1の影響をキャンセルし、絞り通
路の前後の差圧だけで流量が一定になるよう制御してい
る。
Description
に関し、特に自動車用エンジンの燃焼時における窒素酸
化物、一酸化炭素などの有害な排出ガスの発生を低減す
るのに使用される排出ガス再循環装置に関する。
から発生する窒素酸化物、一酸化炭素などの有害な排出
ガスの低減が求められており、その1つにエキゾースト
マニホールドから出た排出ガスの一部をインティークマ
ニホールドへ戻してやるような排出ガス再循環システム
が知られている。
す図である。排出ガス再循環システムは、エンジン10
1のエキゾーストマニホールド102から分岐された配
管103を有し、その配管103の他端は、インティー
クマニホールド104に接続されている。配管103の
途中には、排出ガス再循環装置105が設けられてい
る。このように、燃焼してマフラーに向かう排出ガス1
06の一部をエアクリーナからの吸入空気107と混合
してエンジン101の燃焼室に戻す構成にしたことによ
り、燃焼室へ充填される吸入空気の酸素濃度が減るのと
吸入空気温度が上がることから吸入空気の密度が減り、
これによって、燃料の燃焼温度が低下して窒素酸化物な
どの発生を抑えるようにしている。
ーストマニホールド102からインティークマニホール
ド104へ戻す排出ガスの循環量を制御するもので、排
出ガスの通路内に設けられた弁とその弁を開閉制御する
アクチュエータとから構成されている。アクチュエータ
としては、真空ポンプによって発生された負圧を利用し
て弁を開閉制御するものがある。また、電気制御式のも
のでは、弁開度をステッピングモータで比例的に制御す
るものや、比例ソレノイドを用い、位置センサにより弁
の開度を感知しながら開度を制御するものが公知であ
る。
の量は、エアーフローセンサで計測される。エンジン制
御装置は、この空気量に対して諸条件から適切な排出ガ
ス再循環量を計算し、排出ガスの循環量を制御する弁の
開度を設定している。つまり排出ガスの循環量を制御す
る弁は、弁開度が指定されるだけである。
弁を制御するものは、装置が大掛かりになるため、乗用
車などのような小型車にはコスト面で採用することがで
きず、ステッピングモータを使用したものは、正確な開
度制御が可能であるが高価なステッピングモータが必要
であり、比例ソレノイドを用いたものは、弁開度をエン
ジン制御装置にフィードバックさせるための弁体の位置
を検知するセンサが必要であって、それぞれコストが高
くなるという問題点があった。
のであり、安価な排出ガス再循環装置を提供することを
目的とする。
決するために、エンジンの排出ガスの一部が吸入空気に
戻される再循環ガス量を制御する排出ガス再循環装置に
おいて、再循環ガス量を制御する弁部を定流量弁で構成
したことを特徴とする排出ガス再循環装置が提供され
る。
エンジンに吸い込まれる吸入空気の量に対して算出され
た再循環ガス量が流れる弁開度を指定するだけで、再循
環ガス量を正確に流量制御することができる。また、定
流量弁は、設定された一定の流量の再循環ガスが流れる
ように内部でフィードバックがかかるため、弁開度を検
出する位置センサなどが不要であり、安価かつ正確な流
量制御を行うことができる。
を参照して詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施
の形態に係る排出ガス再循環装置のソレノイドオフ時の
状態を示す縦断面図、図2は本発明の第1の実施の形態
に係る排出ガス再循環装置のソレノイドオン時の状態を
示す縦断面図である。
置は、エキゾーストマニホールドからインティークマニ
ホールドへ戻す排出ガスの循環量を制御する弁部と、そ
の排出ガスの循環量を設定するソレノイドとから構成さ
れている。
トマニホールドおよびインティークマニホールドに連通
する通路開口部に設置されるボディ2を有し、そのボデ
ィ2の底部には、筒状体3がたとえばプロジェクション
溶接により全周溶着されている。この筒状体3の自由端
は、内側に屈曲されてその先端周縁部がこの弁部の弁座
4を構成している。この弁座4に下流側から対向してデ
ィスク状の弁体5が接離可能に配置され、その弁体5
は、外周の平面当接部が弁座4に着座する方向にスプリ
ング6によって付勢されている。弁体5は、その中心部
にて金属の薄膜からなるダイヤフラム7に固定されてい
る。このダイヤフラム7は、その中心部が弁体5とセン
ターディスク8とによって挾持され、中空のセンターピ
ン9によって固定されている。また、ダイヤフラム7の
外周は、保持リング10および保持プレート11によっ
て挾持され、ボディ2に保持されている。ダイヤフラム
7は、コルゲート状の同心の可動部が形成されており、
その可動部の中間位置の直径であるダイヤフラム7の有
効径は、弁体5が着座する弁座4の有効径と一致するよ
うに設計されている。これにより、この弁部に導入され
る入口圧力をP1とすると、この入口圧力P1は、有効
受圧面積の等しい弁体5およびダイヤフラム7に対して
同時に逆向きにかかるため、弁部の動きにまったく影響
しないようにしている。ボディ2の底部中央部は、イン
ティークマニホールドへの通路開口部へ開口されている
が、その内周部は軸線方向内側へ延びるよう形成され
て、センターピン9との間に環状の絞り通路を形成して
いる。
スリーブ12を有し、その中に軸線方向に進退自在に配
置されたプランジャ13と、スリーブ12の図の下端部
固定配置されたコア14と、スリーブ12の軸線位置に
てプランジャ13に固定されるとともにコア14を貫通
するように配置されたシャフト15とを有している。そ
のシャフト15は、その上端部がスリーブ12の上端開
口部を閉止するよう設けられたキャップ16に軸支さ
れ、下端部がセンターピン9に嵌合されて、プランジャ
13の外周面がスリーブ12の内壁と接触しないしない
で軸線方向に進退可能に支持されている。このシャフト
15は、また、プランジャ13とキャップ16との間に
スプリング17が配置されて図の下方へ付勢されてい
る。なお、このスプリング17のばね力は、弁部のスプ
リング6のばね力より小さく設定されている。そして、
スリーブ12の外側には、電磁コイル18およびヨーク
19が配置されている。なお、シャフト15の下端部に
は切り欠き部を有し、センターピン9の連通路を介して
弁体5の下流側の空間とダイヤフラム7の背面側の空
間、図ではダイヤフラム7の上側の部屋とを連通状態に
している。
環装置の動作について説明する。まず、ソレノイドが通
電されていないオフ状態にあるとき、図1に示したよう
に、ソレノイド内のスプリング17より大きなばね力を
有するスプリング6が弁体5を図の上方へ付勢して弁座
4に着座させ、再循環用の配管は、完全に閉じた状態に
される。このソレノイドのオフ制御は、排出ガスの再循
環を行うと運転性能が悪化する場合、たとえば、エンジ
ン始動時、スロットル開度が小さいとき、車両速度が小
さいとき、冷却水温度が低過ぎまたは高過ぎるときなど
のような場合に行なわれる。
と、プランジャ13がコア14へ吸引され、図2に示し
たように、弁体5は、プランジャ13の吸引力と、弁部
のスプリング6およびソレノイドのスプリング17の付
勢力とがバランスした位置まで図の下方へ移動される。
この弁体5の移動量、すなわち弁開度は、電磁コイル1
8に流す電流値によって設定される。
1の排出ガスが導入されると、弁座4と弁体5との間の
オリフィスを通ってボディ2の底部と弁体5とで囲まれ
た空間に入り、減圧された中間圧力P2となる。この中
間圧力P2の排出ガスは、さらに、ボディ2の底部とセ
ンターピン9とで形成された絞り通路を通り、インティ
ークマニホールドへの通路開口部へと流れる。絞り通路
を通るとき、排出ガスは、減圧されて出口圧力P3にな
る。この絞り通路の下流側の出口圧力P3は、センター
ピン9の中央の通路とシャフト15の下端部の切り欠き
部とを介してダイヤフラム7の上面に加わっている。こ
の出口圧力P3は、また、シャフト15とコア14との
隙間およびコア14とプランジャ13との間の空間へも
導入される。
ターピン9との間の絞り通路を通過するとき、その前後
に差圧(P2−P3)が発生する。この差圧(P2−P
3)は、排出ガスの流量が増えると大きくなり、流量が
減少すると小さくなる。たとえば、排出ガスの流量が増
えると、中間圧力P2が大きく、出口圧力P3が小さく
なるので、弁体5は、弁座4に着座する方向へ移動し、
弁座4と弁体5との間のオリフィスが小さくなって、流
量を絞るように働く。逆に、排出ガスの流量が減少する
と、弁体5は、弁座4から離れる方向へ移動するため、
弁座4と弁体5との間のオリフィスが大きくなって、流
量を増やすように働く。すなわち、この弁部は、ボディ
2の底部とセンターピン9とによって形成される絞り通
路の前後の差圧(P2−P3)が一定になるように弁体
5を制御する。換言すれば、この弁部は、絞り通路を流
れる排出ガスの流量が一定になるように弁体5が制御さ
れる定流量弁である。このとき、入口圧力P1は、上述
のように、弁部の動きにまったく影響しない。また、差
圧(P2−P3)の設定値、すなわち定流量の設定値
は、電磁コイル18に流す電流によって発生される電磁
力で設定され、その設定値は電流を変化させることによ
って可変することができる。
弁を用いることによる利点について説明する。一般に、
エンジンに吸い込まれる吸入空気の量は、エアーフロー
センサで計測される。エンジンのエンジン制御装置は、
この空気量に対して適切な再循環ガス量を計算し、排出
ガス再循環装置の弁開度を設定する。しかし、排出ガス
再循環装置の弁部は、開度を指定できるだけで、流量を
制御するものではない。
回転数、吸い込み側のスロットルセンサなどの値から、
排出ガス再循環装置の弁部の前後の差圧を予測し、所定
の再循環ガス量になるように排出ガス再循環装置の弁部
の開度を設定している。ただし、同じ設定開度でも、弁
部の前後の差圧が変わると通過する流量は変わってしま
う。
装置の弁部は、通過する再循環ガスの流量を一定に制御
するものであるため、エアーフローメータにより計測さ
れる吸入空気の流量に合わせた再循環ガスの流量を電磁
コイル18に供給する電流値によって直接指定できるこ
とになる。しかも、本発明による排出ガス再循環装置の
弁部は、内部で差圧というフィードバックが自動的にか
かって一定の流量を流す機能があるため、オープン制御
が可能であり、弁開度をエンジン制御装置にフィードバ
ックする位置センサがなくても正確に動かすことができ
る。
出ガス再循環装置のソレノイドオフ時の状態を示す縦断
面図である。この図3において、図1に示した構成要素
と同じまたは同等の構成要素については、同じ符号を付
してその詳細な説明は省略する。
環装置は、内側に屈曲された先端周縁部がこの弁部の弁
座4を構成している筒状体3をボディ2と一体に形成
し、その筒状体3の内側に、スプリング受け部20を圧
入している。このスプリング受け部20の中央部は、イ
ンティークマニホールドへの通路開口部へ開口されてお
り、その内周部は軸線方向内側へ延びるよう形成され
て、センターピン9との間に環状の絞り通路を形成して
いる。
ガス再循環装置がスプリング6を弁体5で圧縮した状態
で筒状体3をボディ2の底部に円周溶接しなければなら
ないが、弁部およびソレノイド部を、スプリング6およ
びスプリング受け部20を除いた状態で組み立て、最後
にスプリング6をスプリング受け部20で圧縮しながら
スプリング受け部20を筒状体3の内側に圧入すること
によって組み立てることができるので、組み立てが容易
という利点がある。しかも、スプリング6を正確に荷重
調整しなければならない場合は、スプリング受け部20
の圧入量で調節することができる。
態に係る排出ガス再循環装置と同じであるため、動作も
同じであって、弁部を通過する再循環排出ガスの流量が
一定に制御され、その流量を電磁コイル18に流す電流
値によって設定することができる。
ガス再循環装置の弁部を定流量弁によって構成した。こ
れにより、エンジンに吸い込まれる吸入空気の量に対し
て算出された再循環ガス量が流れる弁開度を指定するだ
けで、再循環ガス量を正確に流量制御することができ
る。
部の内部で排出ガスが流れることによって発生する差圧
により流量制御のフィードバックがかかっているため、
弁開度を検出する位置センサが不要であり、弁開度の設
定を高価なステッピングモータを使用しないでソレノイ
ドで行うことができるため、流量制御を安価かつ正確に
行うことができる。
環装置のソレノイドオフ時の状態を示す縦断面図であ
る。
環装置のソレノイドオン時の状態を示す縦断面図であ
る。
環装置のソレノイドオフ時の状態を示す縦断面図であ
る。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 エンジンの排出ガスの一部が吸入空気に
戻される再循環ガス量を制御する排出ガス再循環装置に
おいて、 再循環ガス量を制御する弁部を定流量弁で構成したこと
を特徴とする排出ガス再循環装置。 - 【請求項2】 前記定流量弁は、ソレノイドの付勢力で
再循環ガスの流量が設定され、その流量の設定値は、前
記ソレノイドの電磁コイルに流す電流の値によって可変
されることを特徴とする請求項1記載の排出ガス再循環
装置。 - 【請求項3】 前記定流量弁は、排出ガスが流れる通路
内に形成された弁座と、前記弁座に下流側から着座する
よう配置された弁体と、前記弁体を前記弁座に着座させ
る方向に付勢するスプリングと、前記弁体の下流側に形
成された絞り通路と、中央部が前記弁体に固定されてい
て前記弁体が固定されている面と反対側の面に前記絞り
通路を通過した排出ガスの圧力を受けるダイヤフラムと
を有し、前記絞り通路の前後の差圧を一定に制御するよ
うにしたことを特徴とする請求項1または2記載の排出
ガス再循環装置。 - 【請求項4】 前記弁座は、筒状体の上流端を内側に屈
曲して形成された先端周縁部で構成され、前記弁体は、
前記先端周縁部に対向する外周の着座部分が平面になっ
ているディスクによって構成されていることを特徴とす
る請求項3記載の排出ガス再循環装置。 - 【請求項5】 前記弁座をなす前記先端周縁部の面積と
前記ダイヤフラムの有効受圧面積とを等しくしたことを
特徴とする請求項3記載の排出ガス再循環装置。 - 【請求項6】 前記ダイヤフラムは、金属の薄膜ででき
ていることを特徴とする請求項3記載の排出ガス再循環
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002071175A JP2003269262A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 排出ガス再循環装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002071175A JP2003269262A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 排出ガス再循環装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003269262A true JP2003269262A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=29201524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002071175A Pending JP2003269262A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 排出ガス再循環装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003269262A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014218971A (ja) * | 2013-05-10 | 2014-11-20 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 燃料噴射弁及び内燃機関の燃料噴射装置 |
-
2002
- 2002-03-15 JP JP2002071175A patent/JP2003269262A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014218971A (ja) * | 2013-05-10 | 2014-11-20 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 燃料噴射弁及び内燃機関の燃料噴射装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041130 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070219 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070424 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070622 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071002 |