JPS584184B2 - 排気還流制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は内燃機関の排気還流制御装置に関する。

内燃機関から排出されるＮＯｘ （窒素酸化物）を低減
する手段として、排気の一部を吸気中に還流して吸入混
合気の燃焼の最高温度を抑えてＮＯｘの生成を抑制する
排気還流装置があるが、排気還流によってＮＯＸの低減
効果が得られる反面、機関の運転性能に与える影響も大
きいため、排気還流量の制御は機関の運転状態に対応し
て正確に行う必要がある。

この制御手段として、排気還流通路に流量制御用のオリ
フイスとその下流に排気還流制御弁を設け、気化器ベン
チュリ負圧の増大に応じて、前記オリフイス下流圧力を
減少させるように制御弁を作動させ、かつ制御弁の下流
側に作用する機関吸入負圧の変動に対処すべく、オリフ
イス下流圧力をフィードバックして制御弁の開度を補正
し、吸入空気量の増大に応じてオリフイス前後差圧を大
きくして排気還流量を増大させる装置が本出願人により
特願昭５１−４１５９０号として提案されている。

（なおこの他、例えば、特開昭４９−９６１３４号、特
公昭５１−４６２１１号公報）。

この装置によれば、吸入空気量の関数として極めて信頼
性の高い気化器ベンチュリ負圧を入力信号とし、かつ排
気還流通路の圧力変動をフィードバック制御により補正
するので、吸入空気量に対する排気還流量の制御精度が
著しく改善され、機関の安定性を保ちつつＮＯｘの効果
的な低減が可能となった。

ところが、排気還流は機関の運転状態、例えば高速低負
荷域のように、ＮＯｘの発生量が少なく、機関が不安定
化しがちな運転域では、減少させるように制御される必
要があり、とくに基本的な排気還流率が２０〜３０％と
高率に設定されているときは、確実にかつ滑らかに減少
制御しなければならない。

しかし、この減少制御を実現するために、機関吸入負圧
あるいは絞弁近傍に発生する負圧、いわゆるｖＣ負圧を
検知し、これらの合成負圧もしくはいずれか一方が増大
したときに、該負圧を入力信号（ベンチュリ負圧）を抑
制するように作用させていたため、負圧の絶対値に大き
な差もあって、滑らかに排気還流率を低減するのが困難
で、オンオフ的に排気還流をカットせざるを得なかった
。

このため、排気還流時とカット時の差が激しく機関の運
転性に不連続的な現象が生じ、安定性が著しく悪化する
という問題があった。

本発明はこのような問題を解決するために提案されたも
ので、機関吸入負圧と制御弁の作動制御負圧との合成負
圧に応動する補正弁により、高速低負荷域で入力ベンチ
ュリ負圧の効果を抑制するように上記制御負圧を作用さ
せ、排気還流率を機関高速低負荷域で確実かつ滑らかに
低減するようにした排気還流制御装置を提供するもので
ある。

以下、実施例をあげて本発明を説明する。

第１図の実施例において、１は機関吸気通路と排気通路
２とを結ぶ排気還流通路で、流量制御用のオリフイス３
とその下流に排気還流制御弁４が設けられる。

上記制御弁４は気化器ベンチュリ部５の負圧の増大に応
じてオリフイス下流圧力（制御弁上流圧力）Ｐｅを減少
させるように、圧力調整装置として負圧調整装置６から
の作動制御負圧に応動する。

負圧調整装置６は、３つの互に連結したダイヤフラム７
ａ，７ｂ，７Ｃにより、圧力調整室８ａ１入力負圧室８
ｂ，大気室８ｃ及び補正室８ｄが形成され、前記ベンチ
ュリ部５の負圧が通路９を介して入力負圧室８ｂに導か
れると共に、この入力負圧を排気還流通路１の圧力変動
にもとづき補正するように、補正室８ｄに通路１０を介
してオリフイス下流圧力Ｐｅが導入される。

圧力調整室８ａは大気に開放されると共に、気化器絞弁
１１の下流の機関吸入負圧を導く通路１２のオリフイス
１２ａの下流からの分岐した大気導入路１３が延長され
、この大気導入路１３の先端開口部をダイヤフラム１ａ
が上下動することにより開閉し、これにもとづいて大気
で負圧を稀釈制御し、この制御負圧を通路１４を介して
前記制御弁４の負圧作動室１５に伝達する。

この制御弁４は負圧作動室１５を画成するダイヤフラム
１６に制御弁体１７が連結され、排気還流通路１の開度
を増減してオリフイス下流圧力Ｐｅを制御する。

次に、前記大気室８ｃは通路１８及びオリフイス１８ａ
を介して大気に開放されると共に、この通路１８には補
正弁２０を介して前記大気導入路１３のオリフイス１３
ａの下流に接続する通路２１が連通し、補正弁２０の開
弁時に前記制御負圧が大気室８ｃに導かれる。

この補正弁２０はダイヤフラム弁２２により画成された
負圧作動室２３に上記負圧通路１２のオリフイス１２ａ
の下流で大気導入路１３のオリフイス１３ａの上流とに
接続する通路２４が連通し、吸入負圧と制御負圧との合
成負圧が、一定以上になったときにスプリング２５に抗
してダイヤフラム弁２２が作動し、前記通路２１を開く
ようになっている。

次の作用について説明する。

吸入空気量の増加に伴ってベンチュリ負圧が増大すると
、入力負圧室８ｂのダイヤフラム１ｂがこれに応じて上
動し、これと一体的にダイヤフラム１ａも上動するため
、大気導入路１３の開度が減少して、負圧通路１２から
の負圧に対する大気による稀釈割合が小さくなる。

このため、制御負圧が強くなり制御弁４の負圧作動室１
５のダイヤフラム１６の引上げ量が増し、制御弁開度が
大きくなってオリフイス３の下流の通路抵抗を減じる。

したがって、オリフイス下流圧力Ｐｅは減少し、結局気
化器ベンチュリ負圧の増大に応じてこの圧力Ｐｅが減少
することになる。

また、逆にベンチュリ負圧が吸入空気量と共に減少すれ
ば、大気導入路１３の開度の増大で大気による稀釈割合
が大きくなるため、制御負圧が弱まり制御弁４の開度も
減じて、流路抵抗を増大するためオリフイスト下流圧力
Ｐｅは増大する。

このようにして、圧力Ｐｅはベンチュリ負圧の増大に応
じて減少し、したがってオリフィス前後差圧が吸入空気
量の増大に応じて大きくなるので、排気還流量は吸入空
気量に比例することになる。

また、排気還流通路１の制御弁４の下流の吸入負圧によ
って制御弁上流圧力Ｐｅが変動するのを補正するため、
圧力Ｐｅが補正室８ｄにフィードバックされる。

したがって、圧力Ｐｅが入力ベンチュリ負圧と無関係に
、例えば増大したとすると、ダイヤフラム７ｃは相対的
に上動し大気導入路１３の開度が減少し、逆に圧力Ｐｅ
が減少すれば大気導入路１３の開度が増加し、制御負圧
を強めたり弱めたり補正する。

この結果、圧力Ｐｅが増大すれは制御弁開度か相対的に
犬となり、Ｐｅを減少するように補正し、逆に圧力Ｐｅ
が増大すればこれを減少補正する。

このように、機関吸入負圧の変動によって排気還流率が
変動するのを防ぎ、通常の運転領域では吸入空気量に応
じて排気還流量を精度よく制御する。

一方吸入負圧を導く通路１２のオリフイス１２ａと、制
御負圧通路１４に通じるオリフイス１３ａとの中間通路
２４の負圧は、これら吸入負圧と制御負圧との合成負圧
となり、しかして、機関吸入負圧が増大し、しかも制御
負圧の増大する領域すなわち、機関負荷が小さく吸入空
気量の太きい、高速低負荷運転時になると、これら両者
の合成負圧が補正弁２０の負圧作動室２３に強く作用し
、スプリング２５に抗してダイヤフラム弁２２を図中左
方に作動させるため、補正弁２０により通路２１が開か
れ、該通路２１に作用していた制御負圧が大気室８ｃに
導入される。

このため、入力負圧室８ｂに作用するベンチュリ負圧に
対抗するように、この制御負圧がダイヤフラム８ｂに作
用するため、制御弁４の開度が減少するように補正が行
われる。

つまり、この場合、高速域なのでベンチュリ負圧はかな
り大きく、これに伴って制御負圧もかなり強くなるが、
上記合成負圧の増大により補正弁２０が開くと、ベンチ
ュリ負圧の効果を打ち消すように制御負圧が作用、即ち
入力信号を相殺するように働くので、制御弁４の制研負
圧が大気で稀釈されて弱まり、制御弁開度が縮少して排
気還流量が減少するのである。

なお、制御負圧が弱まればダイヤフラム７ｂに関しての
ベンチュリ負圧に対する抑制効果が小さくなるが、ベン
チュリ負圧に対して制御負圧は、絶対値が十分に大きい
ことにより、確実に制御弁４の開度を減少させることが
できる。

そしてこのとき同時に、通路１８のオリフイス１８ａを
介して通路２１の制御負圧が大気により稀釈されるので
、この効果によっても制御弁４への作用力が徐々に弱ま
り、したがって排気還流量も徐々に減少することになり
、急激な排気還流率の変化にもとづく機関運転性の変動
を抑止する。

なお、補正弁２０の開弁後、ベンチュリ負圧の効果を抑
制するように作用した制御負圧が、その働きによって自
身弱められ、大気室８ｃの制御負圧がやがて大気圧に等
しくなる。

このため入力ベンチュリ負圧によって大気導入路１３が
閉じるようにダイヤフラム７ｂが上動するが、依然とし
て補正弁２０が開いたままならば、こんどは通路２１を
介してオリフイス１８ａから大気開放されているため、
制御負圧が強まることはないのである。

以上のように本発明によれば、ＮＯｘの発生量がもとも
と少ない機関高速低負荷域において、排気還流率を確実
かつ滑らかに減少でき、かかる領域での安定性を高め燃
費性能を改善する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例の断面図である。 １・・・・・・排気還流通路、２・・・・・・排気通路
、３・・・・・・オリフイス、４・・・・・・排気還流
制御弁、５・・・・・・気化器ベンチュリ部、６・・・
・・・負圧調整装置、７ａ，７ｂ，ＩＣ・・・・・・ダ
イヤフラム、８ｂ・・・・・・入力負圧室、８Ｃ・・・
・・・大気圧、８ｄ・・・・・・補正負圧室、２０・・
・・・・補正弁、２１・・・・・通路、２２・・・・・
・ダイヤフラム弁、２３・・・・・・負圧作動室、２４
・・・・・・通路、３０・・・・・・オリフイス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機関の吸気通路と排気通路とを連通する排気還流通
   路と、該排気還流通路に介装される排気還流制御弁と、
   該排気還流制御弁の作動圧力を前記吸気通路に設けたベ
   ンチュリ部に発生する圧力に応じて調整する圧力調整装
   置とを備え、前記排気還流制御弁の開度を前記作動圧力
   の絶対値の増大に応じて増加させるようにした構成にお
   いて、機関絞弁下流の吸気通路内に発生する圧力と前記
   排気還流制御弁の作動圧力とにとる合成力に応動して、
   前記機関吸気通路内に発生する圧力が減少しかつ前記排
   気還流制御弁の作動圧力の絶対値が増大する領域で前記
   排気還流制御弁の開度を減少させるように調整する手段
   を設けたことを特徴とする排気還流制御装置。