(57)【要約】【課題】負圧を用いて動作する負圧利用装置の正常動作と負圧値のヒステリシス抑制とを図る負圧調整弁を提供する。【解決手段】負圧調整弁４は、大気ポート４０とバキュームポンプによって負圧状態になる負圧ポート４１と出力ポート４２とを備える。弁体４４は、弁座４５ａから離間して出力ポート４２と負圧ポート４１とが連通しかつ大気ポート４０を閉じる第１バルブ位置と、弁座４５ａに接触して大気ポート４０と出力ポート４２とが連通しかつ負圧ポート４１を閉じる第２バルブ位置とに切り換わる。負圧調整弁４は、第２バルブ位置である状態において、大気ポート４０から負圧ポート４１へ少量の流体が流れる調整流量を発生させる連通路４５ｂを備える。連通路４５ｂは、第２バルブ位置である状態において負圧利用装置が正常運転するための負圧値を満たす調整流量の範囲となるように設定されている。【選択図】図２
2020085005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気に連通している大気ポート（４０）と、
負圧提供装置（１０）によって負圧状態になる負圧ポート（４１）と、
前記大気ポートと前記負圧ポートに対して選択的に連通可能である出力ポート（４２）と、
弁座（４５ａ）から離間して前記出力ポートと前記負圧ポートとが連通しかつ前記大気ポートを閉じる第１状態を提供する第１バルブ位置と、前記弁座に接触して前記大気ポートと前記出力ポートとが連通しかつ前記負圧ポートを閉じる第２状態を提供する第２バルブ位置とに切り換わる弁体（４４；１４４）と、
前記弁体を軸方向に駆動する駆動力を発生する電磁ソレノイド部（４３）と、
前記第２バルブ位置である状態において前記大気ポートから前記負圧ポートへ少量の流体が流れる調整流量を発生させる調整流量発生手段（４５ｂ；４４ａ）と、
を備え、
前記調整流量発生手段は、前記第２バルブ位置である状態において、負圧を利用して運転する負圧利用装置が正常運転するための負圧値を満たす前記調整流量の範囲となるように設定されている負圧調整弁。
【請求項２】
前記調整流量発生手段は、前記第２バルブ位置である状態において、前記負圧ポートと前記出力ポートおよび前記大気ポートとを連通させる連通路（４５ｂ）であり、
前記連通路は、前記弁座に設けられた溝部と前記弁体とによって形成されている通路である請求項１に記載の負圧調整弁。
【請求項３】
前記調整流量発生手段は、前記第２バルブ位置である状態において、前記負圧ポートと前記出力ポートおよび前記大気ポートとを連通させる連通路（４４ａ）であり、
前記連通路は、前記弁体に設けられた溝部と前記弁座とによって形成されている通路である請求項１に記載の負圧調整弁。
【請求項４】
車両用のエンジン（１）の排気圧を利用して前記エンジンの吸気通路（１ａ）を流れる吸気を圧縮する過給機（７）と、
前記過給機の吸入部（７ｂ）に対する排気ガスの吸入流量を調整するバルブを駆動するアクチュエータ（６０）と、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の負圧調整弁を含み、調整した負圧を前記アクチュエータの圧力室に出力する第１の負圧調整弁（４）と、
を備え、
前記第１の負圧調整弁の前記負圧ポートにおける負圧を利用して負圧利用装置（１２）を運転する過給圧制御システム。
【請求項５】
エンジンの排気通路（１ｂ）において、前記吸入部を迂回して前記吸入部の上流側部位と下流側部位とを連結するバイパス通路（１ｄ）と、
前記バイパス通路を流れる排気流量を制御するバイパス流量調整装置（６１）と、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の負圧調整弁を含み、調整した負圧を前記バイパス流量調整装置の圧力室に出力する第２の負圧調整弁（５）と、
をさらに備え、
前記負圧利用装置は、前記第２の負圧調整弁の前記負圧ポートにおける負圧を利用して運転されている請求項４に記載の過給圧制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、電磁式の負圧調整弁および過給圧制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電磁コイルに入力される駆動電流によって負圧を制御する負圧調整弁を用いて、排気ガスの再循環量を制御する技術が記載されている。ＥＧＲ制御弁は、ダイヤフラム室に印加される負圧に応じて排気ガスの通路横断面積が制御されて、排気ガスの再循環量を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−３６０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の負圧調整弁では、コイル部に入力する電流値を、０Ａから増加していって規定電流値にしたときに出力される負圧値と、最大電流値から低下させていって規定電流値にしたときに出力される負圧値との差であるヒステリシスが大きくなるという課題がある。これは、閉弁した状態から開弁するときに負圧ポートの負圧によって弁体が開きにくくなるために、電流入力してから実際に所定の弁位置に開くまでに時間を要するからである。
【０００５】
さらに負圧ポートに作用する負圧を用いて機器を動作させる場合には、適正な範囲に含まれる負圧値を確保することが求められる。
【０００６】
この明細書における開示の目的は、負圧を用いて動作する負圧利用装置の正常動作と負圧値のヒステリシス抑制とを図る負圧調整弁および過給圧制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
開示された負圧調整弁のひとつは、大気に連通している大気ポート（４０）と、
負圧提供装置（１０）によって負圧状態になる負圧ポート（４１）と、
大気ポートと負圧ポートに対して選択的に連通可能である出力ポート（４２）と、
弁座（４５ａ）から離間して出力ポートと負圧ポートとが連通しかつ大気ポートを閉じる第１状態を提供する第１バルブ位置と、弁座に接触して大気ポートと出力ポートとが連通しかつ負圧ポートを閉じる第２状態を提供する第２バルブ位置とに切り換わる弁体（４４；１４４）と、
弁体を軸方向に駆動する駆動力を発生する電磁ソレノイド部（４３）と、
第２バルブ位置である状態において大気ポートから負圧ポートへ少量の流体が流れる調整流量を発生させる調整流量発生手段（４５ｂ；４４ａ）と、を備え、
調整流量発生手段は、第２バルブ位置である状態において、負圧を利用して運転する負圧利用装置が正常運転するための負圧値を満たす調整流量の範囲となるように設定されている。
【０００９】
この負圧調整弁は、電磁ソレノイド部が提供する駆動力を用いて弁体を駆動してバルブ位置を切り換える構成であるため、電流変化から出力ポートにおける出力変化までの応答時間を要することが前述のヒステリシスの一因となっている。開示する負圧調整弁によれば、第２バルブ位置において調整流量が発生する。この調整流量は、第２バルブ位置から第１バルブ位置に移行しようとする際に負圧ポートに作用する負圧によって弁座に対して弁体を密着させている密着力を抑えることに寄与する。これにより、前述の応答時間の改善を図ることができる。さらにこの調整流量は、負圧利用装置が正常運転するための負圧値を満たす範囲に設定されているため、負圧利用装置の正常動作を担保することができる。以上によれば、負圧を用いて動作する負圧利用装置の正常動作と負圧値のヒステリシス抑制とを図る負圧調整弁を提供できる。
【００１０】
開示された過給圧制御システムのひとつは、車両用のエンジン（１）の排気圧を利用してエンジンの吸気通路（１ａ）を流れる吸気を圧縮する過給機（７）と、過給機の吸入部（７ｂ）に対する排気ガスの吸入流量を調整するバルブを駆動するアクチュエータ（６０）と、前述の負圧調整弁を含み、調整した負圧をアクチュエータの圧力室に出力する第１の負圧調整弁（４）とを備え、第１の負圧調整弁の負圧ポートにおける負圧を利用して負圧利用装置（１２）を運転する。
【００１１】
この開示によれば、第１の負圧調整弁の負圧ポートにおける負圧を用いて動作する負圧利用装置の正常動作を担保できるとともに、第１の負圧調整弁における負圧値のヒステリシスを抑制できる過給圧制御システムを提供できる。
【００１２】
開示された過給圧制御システムは、エンジンの排気通路（１ｂ）において、吸入部を迂回して吸入部の上流側部位と下流側部位とを連結するバイパス通路（１ｄ）と、バイパス通路を流れる排気流量を制御するバイパス流量調整装置（６１）と、前述の負圧調整弁を含み、調整した負圧をバイパス流量調整装置の圧力室に出力する第２の負圧調整弁（５）とをさらに備え、負圧利用装置は、第２の負圧調整弁の負圧ポートにおける負圧を利用して運転する。
【００１３】
この開示によれば、さらに第２の負圧調整弁の負圧ポートにおける負圧を用いて負圧利用装置の正常動作を担保できるとともに、第２の負圧調整弁に関しても負圧値のヒステリシスを抑制できる過給圧制御システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の負圧調整弁を備えた過給圧制御システムを示す概要図である。
【図２】負圧調整弁の構成を示す断面図である。
【図３】負圧調整弁における調整流量発生手段の一例を示した部分断面図である。
【図４】弁座に設けられた調整流量発生手段を軸方向に見た正面図である。
【図５】調整流量発生手段の側面図である。
【図６】第２実施形態の調整流量発生手段を示した部分断面図である。
【図７】弁体に設けられた調整流量発生手段を軸方向に見た正面図である。
【図８】第３実施形態について負圧調整弁を備えた過給圧制御システムを示す概要図である。
【図９】第４実施形態について負圧調整弁を備えた排気ガス再循環システムを示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１６】
（第１実施形態）
第１実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。明細書に開示の目的を達成可能な負圧調整弁は、ディーゼルエンジンに適用される過給圧制御システムに設けられている。負圧調整弁は、電磁気力と付勢部材の付勢力を用いて弁体を駆動して、出力される負圧値を調整する装置である。負圧調整弁によって調整された負圧は、過給圧制御システムにおいて、アクチュエータ６０を作動させる圧力室に出力される。
【００１７】
図１に示すように、負圧調整弁４を備えるシステムは、過給機７とインタークーラ８を備えた過給圧制御システムである。過給機７は、エンジン１の排気側に排気管１ｂを介して連結される吸入部７ｂを備え、エンジン１の吸気側に吸気管１ａを介して連結される吐出部７ａを備える。過給機７は、排気管１ｂを流れる排気の圧力によって、吸気管１ａを流れる吸気を圧縮する。過給圧制御システムは、負圧作動式のアクチュエータ６０を備える。負圧調整弁４は、アクチュエータ６０を作動させる負圧を出力する。アクチュエータ６０は、吸入部７ｂの開度を調整するバルブを駆動してバルブの角度を調整することにより、所望の過給圧が得られるように排気圧を制御する。
【００１８】
吐出部７ａとエンジン１との間には、インタークーラ８が設置されている。吸気管１ａ内には、大気に連通するフィルタ部を介して外気が吸入される。フィルタ部は、粉塵や泥水が大気ポート４０を通じて負圧調整弁４の内部に侵入することを防ぐ機能を有するエアクリーナである。吸入された外気は高温の空気と混合された混合気となって、吐出部７ａから吐出された後、インタークーラ８によって冷却されて体積が小さくなってからエンジン１に吸いこまれる。過給圧制御システムは、排気ガスを吸入部７ｂに取り入れてタービンを回転させ、送風機を回してエンジン１の燃焼室に新しい空気や混合気を圧縮して送り込み、エンジン１の出力向上を図っている。
【００１９】
アクチュエータ６０は、負圧調整弁４から出力される負圧が大きい場合に、過給機７の過給圧が大きくなるように吸入部７ｂの開度を制御する。アクチュエータ６０は、負圧調整弁４の出力ポート４２から出力される負圧が小さい場合に、過給機７の過給圧が小さくなるように吸入部７ｂの開度を制御する。
【００２０】
制御装置１００は、少なくとも負圧調整弁４の作動状態をエンジン１の運転状態に基づいて電子制御するバルブ制御ユニットである。制御装置１００には、吸入部７ｂの開度に相当するバルブ開度を検出する開度センサからの信号が出力される。制御装置１００は、エンジン１の高出力が必要な場合は過給機７の過給圧が大きくなるように負圧調整弁４およびバキュームポンプ１０を制御する。制御装置１００は、エンジン１の出力が必要でない場合は過給機７の過給圧が小さくなるように負圧調整弁４およびバキュームポンプ１０を制御する。
【００２１】
制御装置１００には、さらにアクセル開度センサ、エンジン回転数センサ等の各種センサが接続されている。制御装置１００は、各種センサからの検出信号を基に検出されるエンジン１の運転条件に応じて、最適な燃料噴射量、噴射時期、噴射圧等を算出し、エンジン１への燃料噴射を制御する。
【００２２】
負圧調整弁４は、アクチュエータ６０につながる負圧導入管とバキュームポンプ１０のエア吸入口とを連結する空気流路の途中に設置されている。この空気流路において負圧ポート４１とバキュームポンプ１０のエア吸入口を連結している範囲には、ブレーキ装置を含む負圧利用システム１２と負圧利用システム１２の作動を司るアクチュエータ１２ａとが接続されている。このブレーキ装置は、車両において負圧を利用して運転する負圧利用装置の一例である。バキュームポンプ１０は、アクチュエータ６０の圧力室ばかりでなく、アクチュエータ１２ａに対しても作動負圧を供給する負圧供給源として機能する。アクチュエータ１２ａは、バキュームポンプ１０によって提供された負圧を利用して作動することによりブレーキ装置を正常に運転することができる。
【００２３】
この構成により、負圧ポート４１に連通しているアクチュエータ１２ａは、負圧ポート４１における負圧値が正常作動範囲よりも小さくなると、正常に作動できないことになる。過給圧制御システムは、吸入部７ｂの開度調整に係る正常運転とともに、車両のブレーキ機能を正常に発揮するために、負圧ポート４１における負圧値を正常作動範囲に維持することが必要である。
【００２４】
図２には、図１の過給圧制御システムに用いられる負圧調整弁の構成例を示している。また図２は、アクチュエータ６０の圧力室に大気を導入する大気圧導入モードの状態または負圧開放モードの状態を示している。
【００２５】
負圧調整弁４は、内部に電磁ソレノイド部４３、弁体４４、弁座４５ａ等を収容するハウジング４ａを備える。弁座４５ａは、負圧ポート４１に連通する通路を内側に形成する筒状部の先端に設けられている。ハウジング４ａには、大気ポート４０、負圧ポート４１、出力ポート４２が設けられている。電磁ソレノイド部４３は、コイル４３０、ボビン４３１、固定コア４３２、可動コア４３３、第１スプリング４３４、コネクタ４３５等を備えている。
【００２６】
ボビン４３１は、ハウジング４ａの一部として樹脂材により略円筒形状に形成されており、その外周面にコイル４３０が巻回されている。固定コア４３２は、ボビン４３１の内側に嵌った状態で支持されている。
【００２７】
コネクタ４３５は、コイル４３０に通電するためのターミナル４３５ａを筒状部の内側有する樹脂成形品である。ターミナル４３５ａはコイル４３０と電気的に接続されている通電用端子である。コネクタ４３５には、電源部や電流制御装置からの電力を供給するための電源側コネクタが接続される。コネクタ４３５と電源側コネクタとが接続されてターミナル４３５ａが電流制御装置等に電気的に接続されると、電磁ソレノイド部４３はコイル４３０に通電する電流を制御できる。
【００２８】
固定コア４３２における弁体４４側の端部と可動コア４３３における固定コア４３２側の筒状部４３３ａとの間には、付勢部材の一例である第１スプリング４３４が介装されている。第１スプリング４３４は、可動コア４３３を固定コア４３２から離れる方向に押す付勢力を常時作用させている。可動コア４３３、固定コア４３２は、磁性材料で形成されている。可動コア４３３は筒状体である。可動コア４３３は、固定コア４３２側に位置する筒状部４３３ａと、弁体４４側に位置する筒状部４３３ｂとを軸方向に組み合わせて形成されている。
【００２９】
弁体４４は筒状部４３３ｂの内側に設けられている。弁体４４と筒状部４３３ａの内側壁との間には、付勢部材の一例である第２スプリング４４１が介装されている。弁体４４は、第２スプリング４４１によって弁座４５ａ側に付勢されている。筒状部４３３ｂは、第３スプリング４４２によって弁体４４側に付勢されている。この構成により、弁体４４が弁座４５ａから離間する第１バルブ位置においては、筒状部４３３ｂが弁体４４を固定コア４３２側に押している状態である。第１バルブ位置においては、筒状部４３３ｂと弁体４４の接触によって、大気ポート４０と出力ポート４２との連通が遮断され、負圧ポート４１と出力ポート４２とが連通する状態になる。弁体４４が弁座４５ａに接触する第２バルブ位置においては、筒状部４３３ｂが弁体４４から離れて、第２スプリング４４１が弁体４４を弁座４５ａ側に押している状態である。第２バルブ位置においては、大気ポート４０と出力ポート４２とが連通する状態になる。
【００３０】
可動コア４３３は、ボビン４３１から軸方向に延びるハウジング４ａの部分によって軸方向に往復移動可能に支持されている。固定コア４３２、可動コア４３３、弁体４４、および弁座４５ａは同軸状に設置されている。
【００３１】
負圧調整弁４は、弁体４４が弁座４５ａに着座する状態または第２バルブ位置において、負圧ポート４１と出力ポート４２および大気ポート４０とを連通させる連通路４５ｂを備えている。連通路４５ｂは、図３〜図５に示すように、弁座４５ａを形成する筒状部４５の先端に設けられた溝部によって形成されている。この溝部は、縦断面形状が半円状または矩形状である凹部をなす。この溝部は、凹部が筒状部４５の外周面と内周面とを連絡するように延びることにより形成されている。第２バルブ位置において大気ポート４０に流入した大気は、弁体４４の周囲から連通路４５ｂを介して筒状部４５の内側の通路に流下して負圧ポート４１へ流れる。
【００３２】
連通路４５ｂは、弁体４４が第２バルブ位置である状態において、大気ポート４０から負圧ポート４１へ少量の流体が流れる調整流量発生手段である。調整流量発生手段は、負圧ポート４１の負圧値を低下させることに貢献する。大気ポート４０から負圧ポート４１へ洩れる調整流量は、第２バルブ位置における負圧ポート４１の負圧値が高くなりすぎないように調整して、出力ポート４２に出力される負圧値のヒステリシスを改善するように設定されている。この負圧値の低下は、出力ポート４２に出力される負圧値のヒステリシスを抑える効果がある。しかしながら、負圧値の低下度合いが大きすぎると調圧時に消費する負圧が大きくなり、負圧源を共有している他の負圧利用装置が正常に運転できないという課題がある。換言すれば、大気ポート４０から負圧ポート４１へ流れる流体の調整流量が大きいと、ヒステリシスは改善できるが、他の負圧利用装置に影響が出るという問題がある。他の負圧利用装置が、例えばブレーキ装置を含む場合には、ブレーキ圧の不足という問題が起こる。
【００３３】
このため、調整流量発生手段は、適正な調整流量を提供するように設定されている。連通路４５ｂの横断面積は、前述のヒステリシス抑制と、負圧ポート４１の適正な負圧値とを両立するような範囲に設定されている。負圧ポート４１の適正な負圧値とは、負圧利用装置が正常動作できる値である。調整流量発生手段が提供する調整流量の下限値は、出力ポート４２に出力される負圧値のヒステリシスが許容範囲に収まる程度になるように設定されている。調整流量の上限値は、第２バルブ位置である状態において、負圧利用装置が正常運転する負圧値を満たす値となるように設定されている。負圧調整弁５は、負圧調整弁４と同様の調整流量発生手段を備えている。
【００３４】
負圧ポート４１は、空気流路管を介してバキュームポンプ１０のエア吸入口に連通する負圧導入ポートである。負圧ポート４１は外部の負圧提供装置によって、負圧調整弁４において負圧状態になる通路である。出力ポート４２は、空気流路管を介してアクチュエータ６０の圧力室に連通する通路である。出力ポート４２は、弁座４５ａに対する弁体４４の位置に応じて、負圧ポート４１または大気ポート４０に連通する通路である。大気ポート４０は、フィルタ部を介して大気に連通する大気圧導入ポートであり負圧開放ポートでもある。
【００３５】
制御装置１００によってコイル４３０に通電すると、発生する電磁気力によって第１スプリング４３４の付勢力に抗して可動コア４３３および弁体４４が固定コア４３２側に吸引される。負圧調整弁４は、負圧ポート４１を開放し大気ポート４０を閉じる第１バルブ位置に移動し、負圧ポート４１と出力ポート４２とが連通する第１状態に切り換えられる。第１バルブ位置は、弁体４４が弁座４５ａから離間している位置である。これにより、バキュームポンプ１０から第１圧力室２ａにダイヤフラム２３を駆動するための作動負圧が導入される負圧導入モードの状態になる。
【００３６】
制御装置１００によってコイル４３０に対する通電が停止すると、第１スプリング４３４の付勢力によって弁体４４が弁座４５ａに着座する第２バルブ位置に移動する。負圧調整弁４は、大気ポート４０と出力ポート４２とが連通状態となる第２状態に切り換えられる。これにより、アクチュエータ６０の圧力室に大気圧が導入されて、圧力室から作動負圧が開放される大気圧導入モードの状態または負圧開放モードの状態になる。
【００３７】
負圧調整弁４は、吸入部７ｂのバルブの開弁制御時に、制御装置１００によってデューティ駆動されることにより負圧導入モードに切り替えられる。負圧調整弁４は、例えば、吸入部７ｂのバルブを閉じる閉弁制御時に、制御装置１００によってコイル４３０への通電が停止されることにより大気圧導入モードである負圧開放モードに切り替えられる。
【００３８】
負圧調整弁４は、負圧導入モードに切り替えられると、制御装置１００によってコイル４３０を通電する時間、またはコイル４３０への供給電流量が制御されることにより、弁体４４が第１バルブ位置と第２バルブ位置との間を単位時間当たり複数回往復移動する。このように負圧調整弁４は、特に圧力室に導入される作動負圧と大気圧を連続的または段階的に調整する電磁式の負圧供給量制御弁として用いられる。
【００３９】
次に、第１実施形態の負圧調整弁４がもたらす作用効果について説明する。負圧調整弁４は、大気ポート４０と、負圧提供装置によって負圧状態になる負圧ポート４１と、大気ポートと負圧ポートに対して選択的に連通可能である出力ポート４２とを備える。弁体は、弁座４５ａから離間して出力ポートと負圧ポートとが連通しかつ大気ポートを閉じる第１状態を提供する第１バルブ位置と、弁座に接触して大気ポートと出力ポートとが連通しかつ負圧ポートを閉じる第２状態を提供する第２バルブ位置とに切り換わる。負圧調整弁４は、弁体を軸方向に駆動する駆動力を発生する電磁ソレノイド部と、第２バルブ位置である状態において大気ポートから負圧ポートへ少量の流体が流れる調整流量を発生させる調整流量発生手段とを備える。調整流量は、第２バルブ位置である状態において、負圧利用装置が正常運転するための負圧値を満たす範囲に設定されている。
【００４０】
負圧調整弁は、電磁ソレノイド部が提供する駆動力を用いて弁体を駆動してバルブ位置を切り換える構成であるため、電流変化から出力ポートにおける出力変化までの応答時間を要する。応答時間においては、例えば、電流印加、弁体移動、開弁、流体移動、出力ポートの圧力変化の過程が含まれる。この応答時間が出力ポートにおける負圧値にヒステリシスが発生する原因になっている。
【００４１】
負圧調整弁４によれば、第２バルブ位置において調整流量を発生させる調整流量発生手段が設けられている。弁体が第２バルブ位置にある状態では、負圧ポートが閉じられているため、負圧ポートにおける負圧は弁体を弁座に吸引する力に寄与している。調整流量は、大気ポートから負圧ポートへの少量の流体流れをもたらすので、負圧ポートにおける負圧を弱めることができる。したがって、この調整流量は、弁体が第２バルブ位置から第１バルブ位置に移行しようとする際に弁座に対して弁体を密着させている密着力を抑えることに寄与する。負圧調整弁４は、このようにして前述の応答時間を短くすることができる。さらに調整流量は、負圧利用装置が正常運転するための負圧値を満たす範囲に設定されているため、負圧利用装置を所望の機能を果たすように動作させることに寄与している。以上により、負圧調整弁４，５は、負圧を用いて動作する負圧利用装置の正常動作と負圧値のヒステリシス抑制とを図ることができる。
【００４２】
負圧調整弁４の調整流量発生手段は、第２バルブ位置である状態において、負圧ポートと出力ポートおよび大気ポートとを連通させる連通路４５ｂである。連通路４５ｂは、弁座に設けられた溝部と弁体とによって形成されている通路である。この構成によれば、負圧調整弁４の使用条件を考慮して、弁座に設けられた溝部の横断面積を適正に設定する構成により、負圧利用装置の正常動作と負圧値のヒステリシス抑制とが図れる負圧調整弁４を提供することができる。
【００４３】
第１実施形態の過給圧制御システムは、エンジン１の排気通路を流れる排気の圧力によって吸気通路を流れる吸気を圧縮する過給機７と、過給機７の吐出部７ａとエンジン１との間に設けられたインタークーラ８とを備える。過給圧制御システムは、過給機７の吸入部７ｂの開度を調整する弁体を駆動するアクチュエータ６０と、調整した負圧をアクチュエータ６０に対して出力する負圧調整弁４とを備える。過給圧制御システムは、負圧調整弁４の負圧ポートにおける負圧を利用して負圧利用装置を運転する。
【００４４】
この過給圧制御システムによれば、前述したように、負圧調整弁４における負圧値のヒステリシスを抑えることができるので、アクチュエータ６０に出力する負圧値を適正に維持することができる。したがって、過給機７による吸入量調整の精度を確保できるシステムを提供できる。さらに前述したように、調整流量の範囲が適正に設定されているため、調整流量が大きく負圧値が低下しすぎて車両の負圧利用装置が正常に作動しないといった不具合を回避できる過給圧制御システムを提供できる。
【００４５】
（第２実施形態）
第２実施形態について図６および図７を参照して説明する。第２実施形態は、調整流量発生手段に関する構成が第１実施形態と相違する。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００４６】
図６および図７に示すように、負圧調整弁４は、弁体１４４が弁座４５ａに着座する状態または第２バルブ位置において、負圧ポート４１と出力ポート４２および大気ポート４０とを連通させる連通路４４ａを備えている。連通路４４ａは、弁体１４４において弁座４５ａが接触する部分に設けられた凹部または溝部によって形成されている。凹部または溝部は、図７に示すように、弁体１４４において弁座４５ａが接触する環状部分の一部を径方向に横断するように設けられている。図７において二点鎖線で囲まれている部分は、弁体１４４において弁座４５ａが接触する環状の部分である。凹部または溝部は、第２バルブ位置において、筒状部１４５の内側の通路と可動コア４３３の内側の通路および出力ポート４２とを連通する通路になる。大気ポート４０に流入した大気は、弁体１４４の周囲から連通路４４ａを介して筒状部１４５の内側の通路に流下して負圧ポート４１へ流れる。
【００４７】
連通路４４ａは、弁体１４４が第２バルブ位置である状態において、大気ポート４０から負圧ポート４１へ少量の流体が流れる調整流量発生手段である。連通路４４ａは、負圧ポート４１の負圧値を低下させることに貢献する。大気ポート４０から連通路４４ａを介した負圧ポート４１へ洩れる調整流量は、第２バルブ位置における負圧ポート４１の負圧値が高くなりすぎないように調整して、出力ポート４２に出力される負圧値のヒステリシスを改善するように設定されている。連通路４４ａは、第１実施形態の連通路４５ｂと同様に、適正な調整流量を提供するように設定されている。連通路４４ａの横断面積は、第１実施形態と同様に、前述のヒステリシス抑制と負圧ポート４１の適正な負圧値とを両立するような範囲に設定されている。
【００４８】
第２実施形態によれば、負圧調整弁４の調整流量発生手段は、第２バルブ位置である状態において、負圧ポートと出力ポートおよび大気ポートとを連通させる連通路４４ａである。連通路４４ａは、弁体に設けられた溝部と弁座とによって形成されている通路である。この構成によれば、負圧調整弁４の使用条件を考慮して、弁体に設けられた溝部の横断面積を適正に設定する構成により、負圧利用装置の正常動作と負圧値のヒステリシス抑制とが図れる負圧調整弁４を提供することができる。
【００４９】
（第３実施形態）
第３実施形態について図８を参照して説明する。第３実施形態は、負圧調整弁を備えるシステムの構成が第１実施形態と相違する。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。第３実施形態の負圧調整弁は、前述の実施形態と同様の調整流量発生手段を備えている。
【００５０】
図８に示すように、第３実施形態の過給圧制御システムは、第１実施形態の過給圧制御システムに対して、さらに負圧調整弁５およびバイパス流量調整装置６１を備えている。第３実施形態の過給圧制御システムは、エンジン１の排気管１ｂにおいて、吸入部７ｂに対して、エンジン１側の上流部位と下流部位とを連結するバイパス流路管１ｄを備えている。バイパス流路管１ｄは、エンジン１からの排気を吸入部７ｂを経由しないで排出することができる流路である。バイパス流路管１ｄには、バイパス流路管１ｄ内を流下する排気流量を調整するバイパス流量調整装置６１が設置されている。
【００５１】
バイパス流量調整装置６１は、アクチュエータ６０と同様の構成を備えており、バイパス流路管１ｄにおける流路開度を調整する装置である。バイパス流量調整装置６１は、制御装置１００の指令に基づいて吸入部７ｂを通過する排気量を増減する。バイパス流量調整装置６１は、第４実施形態の吸気量調整弁３と同様に、バイパス流路管１ｄ内の流路面積をバルブ開度の変化により変化させて吸気量を調整する。制御装置１００は、バイパス流量調整装置６１における圧力室の圧力が、算出した弁絞り開度を実行する値になるように、負圧調整弁５が出力する負圧値を制御する。
【００５２】
第１実施形態において図２を参照して説明した負圧調整弁４に関する構成は、図８に示す負圧調整弁５にも適用することができる。したがって、前述した負圧調整弁４に関する説明は、負圧調整弁５においても同様である。つまり、負圧調整弁５は、負圧調整弁４と同様の構成を備えている。負圧調整弁５は、第１実施形態の負圧調整弁４と同様の調整流量発生手段を備えている。図８に示す負圧調整弁５が備える、図９に示すような大気ポート５０、フィルタ部５０ａ、負圧ポート５１、出力ポート５２は、それぞれ、負圧調整弁４が備える、大気ポート４０、フィルタ部４０ａ、負圧ポート４１、出力ポート４２に相当する。
【００５３】
過給圧制御システムは、負圧調整弁５の負圧ポート５１に作動負圧を供給する負圧供給源としての電動のバキュームポンプ１０を備える。バキュームポンプ１０は、負圧ポート５１に対する負圧提供装置の一例である。負圧調整弁５は、バイパス流量調整装置６１につながる負圧導入管とバキュームポンプ１０のエア吸入口とを連結する空気流路の途中に設置されている。この空気流路において負圧ポート５１とバキュームポンプ１０のエア吸入口とを連結する範囲には、負圧利用システム１２と負圧利用システム１２の作動を司るアクチュエータ１２ａとが接続されている。バキュームポンプ１０は、アクチュエータ６０の圧力室やバイパス流量調整装置６１の圧力室ばかりでなく、アクチュエータ１２ａに対しても作動負圧を供給する負圧供給源として機能する。アクチュエータ１２ａは、バキュームポンプ１０によって提供された負圧を利用して作動することにより負圧利用装置を正常に運転することができる。この負圧利用装置は、例えば２輪駆動と４輪駆動とを切り替える装置である。
【００５４】
この構成により、負圧ポート５１に連通しているアクチュエータ１２ａは、負圧ポート５１における負圧値が正常作動範囲よりも小さくなると、正常に作動できないことになる。過給圧制御システムは、バイパス流量調整装置６１の正常運転とともに、負圧利用装置の機能を正常に発揮するために、負圧ポート５１における負圧値を正常作動範囲に維持することが必要である。
【００５５】
第３実施形態の過給圧制御システムは、エンジン１の排気通路において吸入部７ｂを迂回して吸入部７ｂの上流側部位と下流側部位とを連結するバイパス通路と、バイパス通路を流れる排気流量を制御するバイパス流量調整装置６１とを備える。過給圧制御システムは、さらに調整した負圧をバイパス流量調整装置の圧力室に出力する負圧調整弁５を備える。負圧利用装置は、第２の負圧調整弁の負圧ポートにおける負圧を利用して運転されている。これによれば、さらに第２の負圧調整弁の負圧ポートにおける負圧を用いて負圧利用装置の正常動作を担保できるとともに、第２の負圧調整弁に関しても負圧値のヒステリシスを抑制できる過給圧制御システムを提供できる。
【００５６】
（第４実施形態）
第４実施形態について図９を参照して説明する。第４実施形態は、負圧調整弁を備えるシステムが第１実施形態と相違する。第４実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。第４実施形態の負圧調整弁４，５は、前述の実施形態と同様の調整流量発生手段を備えている。
【００５７】
明細書に開示の目的を達成可能な負圧調整弁は、排気ガス再循環システムに設けられている。以下に、排気ガス再循環システムは、単にＥＧＲシステムと称することがある。負圧調整弁によって調整された負圧は、ＥＧＲシステムにおいて、排気ガスの還流量を制御するＥＧＲ制御弁や吸気量を制御する吸気量制御弁における圧力室に出力される。ＥＧＲはExhaust Gas Recirculationの略称である。
【００５８】
図９に示すように、ＥＧＲシステムは、例えば車両に搭載されるエンジン１に適用され、排気ガス還流管１ｃ内の排気還流通路を流れる排気ガスの還流量を制御する装置を備える。ＥＧＲシステムは、排気ガスの還流量を制御する排気還流制御弁であるＥＧＲ制御弁２と、ＥＧＲ制御弁２の弁体２２を駆動可能な負圧を出力する負圧調整弁４とを備える。ＥＧＲシステムは、エンジン１への吸気量を制御する吸気量調整弁３と、吸気量調整弁３の弁体３２を駆動可能な負圧を出力する負圧調整弁５とを備える。ＥＧＲシステムは、負圧調整弁４、負圧調整弁５が出力する負圧値を制御する制御装置１００を備える。制御装置１００は、少なくとも負圧調整弁４、負圧調整弁５の各作動状態をエンジン１の運転状態に基づいて電子制御するバルブ制御ユニットである。負圧調整弁４は、ＥＧＲシステムおける第１の負圧調整弁であり、負圧調整弁５は、ＥＧＲシステムおける第２の負圧調整弁である。
【００５９】
エンジン１は、燃料が直接燃焼室に噴射供給される直接噴射式のディーゼルエンジンである。また、エンジン１としてターボ過給機付エンジンを採用してもよい。ＥＧＲシステムは、各気筒の燃焼室に吸入空気を供給するための吸気通路を形成する吸気管１ａと、各気筒の燃焼室より流出した排気ガスを排気浄化装置を経由して外部に排出するための排気通路を形成する排気管１ｂとを備える。ＥＧＲシステムが備える排気ガス還流管１ｃは、エンジン１の各気筒の燃焼室より流出した排気ガスの一部であるＥＧＲガスを、吸気管１ａ内に戻す還流通路を形成する。排気ガス還流管１ｃは、一端部が排気管１ｂに接続され、他端部が吸気管１ａに接続されている。
【００６０】
ＥＧＲ制御弁２は、吸気管１ａに設置されている。ＥＧＲ制御弁２は、エンジン１の各気筒の燃焼室より流出した排気ガスの一部であるＥＧＲガスを吸気中に混入させるＥＧＲ量を変更可能な流量調整弁である。ＥＧＲ制御弁２は、制御装置１００の指令に基づいてＥＧＲ量を増減する。ＥＧＲ制御弁２は負圧作動式のアクチュエータを備える。このアクチュエータは、ダイヤフラム室に大気圧および大気圧よりも低い負圧を作動圧として選択的に導入して、バルブリフト量を変更できる装置である。ＥＧＲシステムは、バルブリフト量を検出して制御装置１００に出力するリフトセンサ１５を備える。リフトセンサ１５は、第１ハウジング２０に装着されて、ダイヤフラム２３またはシャフト２４の軸線方向の変位量を測定する。
【００６１】
吸気量調整弁３は、吸気管１ａにおいてＥＧＲ制御弁２よりも上流側に設置されている。吸気量調整弁３は、制御装置１００の指令に基づいて吸気量を増減する。吸気量調整弁３は、吸気管１ａ内の流路面積をバルブ開度の変化により変化させて吸気量を調整する。吸気管１ａには吸気量検出手段である吸気量センサ１４が設置されている。吸気量センサ１４は、検出した吸気量を制御装置１００に出力する。排気管１ｂには、排気酸素濃度検出手段である空燃比センサ１６が設置されている。空燃比センサ１６は、検出値または検出結果を制御装置１００に出力する。制御装置１００は、第１圧力室３ａの圧力が、算出した吸気弁絞り開度を実行する値になるように、負圧調整弁５が出力する負圧値を制御する。
【００６２】
ＥＧＲ制御弁２のアクチュエータは、第１圧力室２ａと第２圧力室２ｂの圧力差に応じて板厚方向に変位するダイヤフラム２３と、弁体２２とダイヤフラム２３とに結合されているシャフト２４とを備える。このアクチュエータは、例えば第１圧力室２ａに負圧が導入されると、シャフト２４を介して弁体２２をシャフト２４の軸線方向に往復駆動する駆動力を発生する。弁体２２は、ダイヤフラム２３に連動して軸線方向に往復移動するステンレス鋼製のシャフト２４の一端に設けられている。弁体２２は、バルブシートに対して着座、離脱して、排気ガス還流管１ｃに連通する通路を閉鎖、開放する。
【００６３】
ＥＧＲシステムは、負圧調整弁４の負圧ポート４１に作動負圧を供給する負圧供給源としての電動のバキュームポンプ１０と、ＥＧＲ制御弁２の第１圧力室２ａとバキュームポンプ１０のエア吸入口とを連結する通路の途中に設けられた負圧調整弁４とを備える。バキュームポンプ１０は、負圧ポート４１に対する負圧提供装置の一例である。負圧調整弁４、負圧調整弁５は、電磁気力を用いて弁体を駆動する装置であり、ＥＶＲＶとも呼ばれる。ＥＶＲＶはElectric Vacuum Regulating valveの略称である。
【００６４】
ＥＧＲ制御弁２は、負圧調整弁４を通じて、バキュームポンプ１０から大気圧よりも低い負圧が導入されるとシャフト２４を軸線方向に駆動する作動軸力を発生する。ＥＧＲ制御弁２は、内部にダイヤフラム２３を弾性変形自在に収容する第１ハウジング２０および第２ハウジング２１と、これらのハウジング内に弾性変形自在に収容されたコイルスプリング２５とを備える。第１ハウジング２０および第２ハウジング２１によって囲まれた内部空間は、ダイヤフラム２３によって第１圧力室２ａと第２圧力室２ｂとに気密的に区画されている。第１ハウジング２０には、負圧調整弁４を通じて、バキュームポンプ１０から第１圧力室２ａに作動負圧、または大気圧を導入するための負圧導入管２６が接続されている。第１圧力室２ａは、負圧調整弁４を介してバキュームポンプ１０のエア吸入口および大気中に対して選択的に連通可能な圧力室である。第２ハウジング２１には、第２圧力室２ｂと大気とを連通するための大気開放穴が設けられている。第２圧力室２ｂは大気に連通する大気圧室である。
【００６５】
コイルスプリング２５は第１圧力室２ａに収容されている。コイルスプリング２５は、弁体２２およびシャフト２４を閉弁作動方向に付勢する付勢手段である。コイルスプリング２５は、ダイヤフラム２３に対して、弁体２２をバルブシートに押し当てる方向または閉弁作動方向にスプリング荷重を与える荷重付与手段である。
【００６６】
負圧調整弁４は、負圧導入管２６とバキュームポンプ１０のエア吸入口とを連通する空気流路管１０１の途中に設置されている。空気流路管１０１において負圧ポート４１とバキュームポンプ１０のエア吸入口とを連結している範囲には、ブレーキ装置を含む負圧利用システム１２と負圧利用システム１２の作動を司るアクチュエータ１２ａとが接続されている。ブレーキ装置は、車両において負圧を利用して運転する負圧利用装置の一例である。バキュームポンプ１０は、第１圧力室２ａばかりでなく、アクチュエータ１２ａに対しても作動負圧を供給する負圧供給源として機能する。アクチュエータ１２ａはバキュームポンプ１０によって提供された負圧を利用して作動することにより、ブレーキ装置を正常に運転することができる。
【００６７】
この構成により、負圧ポート４１に連通しているアクチュエータ１２ａは、負圧ポート４１における負圧値が正常作動範囲よりも小さくなった場合、正常に作動できないことになる。ＥＧＲシステムは、ＥＧＲ制御弁２の正常運転とともに、車両のブレーキ機能を正常に発揮するために、負圧ポート４１における負圧値を正常作動範囲に維持することが必要である。
【００６８】
吸気量調整弁３は、ＥＧＲ制御弁２と同様の構成を備えている。吸気量調整弁３が備える、第１ハウジング３０、第２ハウジング３１、弁体３２、ダイヤフラム３３、第１圧力室３ａ、第２圧力室３ｂは、第１ハウジング２０、第２ハウジング２１、弁体２２、ダイヤフラム２３、第１圧力室２ａ、第２圧力室２ｂに相当する。吸気量調整弁３が備える、シャフト３４、コイルスプリング３５、負圧導入管３６は、それぞれ、シャフト２４、コイルスプリング２５、負圧導入管２６に相当する。前述のＥＧＲ制御弁２に関する記載は、ＥＧＲ制御弁２の構成を相当する吸気量調整弁３の各構成に置換することにより、吸気量調整弁３に関する記載として読み替えることができる。
【００６９】
ＥＧＲシステムは、負圧調整弁５の負圧ポート５１に作動負圧を供給する負圧供給源としての電動のバキュームポンプ１０を備える。負圧調整弁５は、負圧導入管３６とバキュームポンプ１０のエア吸入口とを連通する空気流路管１０２の途中に設置されている。空気流路管１０２において負圧ポート５１とバキュームポンプ１０のエア吸入口とを連結する範囲には、負圧利用システム１３と負圧利用システム１３の作動を司るアクチュエータ１３ａとが接続されている。負圧利用システム１３は、車両においてブレーキ装置以外の負圧を利用して運転する負圧利用装置を含んでいる。バキュームポンプ１０は、第１圧力室３ａばかりでなく、アクチュエータ１３ａに対しても作動負圧を供給する負圧供給源として機能する。アクチュエータ１３ａは、バキュームポンプ１０によって提供された負圧を利用して作動することにより負圧利用装置を正常に運転することができる。この負圧利用装置は、例えば、２輪駆動と４輪駆動とを切り替える装置である。
【００７０】
この構成により、負圧ポート５１に連通しているアクチュエータ１３ａは、負圧ポート５１における負圧値が正常作動範囲よりも小さくなると、正常に作動できないことになる。ＥＧＲシステムは、吸気量調整弁３の正常運転とともに、負圧利用装置の機能を正常に発揮するために、負圧ポート５１における負圧値を正常作動範囲に維持することが必要である。
【００７１】
第４実施形態の排気ガス再循環システムは、排気還流通路と、ＥＧＲ制御弁２と、調整した負圧をＥＧＲ制御弁２の圧力室に出力する第１の負圧調整弁とを備える。この排気ガス再循環システムは、第１の負圧調整弁の負圧ポートにおける負圧を利用して運転するブレーキ装置を備えるブレーキシステムと連動している。
【００７２】
このシステムによれば、前述したように、第１の負圧調整弁における負圧値のヒステリシスを抑えることができるので、ＥＧＲ制御弁２の圧力室に出力する負圧値を適正に維持することができる。したがって、ＥＧＲ制御弁２による流量調整の精度を確保できるシステムを提供できる。さらに前述したように、調整流量の範囲が適正に設定されているため、調整流量が大きく負圧値が低下しすぎて、負圧源を共用するブレーキシステムへの負圧供給が減少する。これによれば、車両のブレーキ装置が正常に作動しないといった不具合を回避できるシステムを提供できる。
【００７３】
排気ガス再循環システムは、さらに、エンジン１への吸気量を制御する吸気量調整弁３と、調整した負圧を吸気量調整弁３の圧力室に出力する第２の負圧調整弁とを備える。この排気ガス再循環システムは、第２の負圧調整弁の負圧ポートにおける負圧を利用して運転するブレーキ装置以外の負圧利用装置と連動している。
【００７４】
このシステムによれば、前述したように、第２の負圧調整弁における負圧値のヒステリシスを抑えることができるので、吸気量調整弁３の圧力室に出力する負圧値を適正に維持することができる。したがって、吸気量調整弁３による流量調整の精度を確保できるシステムを提供できる。さらに前述したように、調整流量の範囲が適正に設定されているため、調整流量が大きく負圧値が低下しすぎて、負圧源を共用するブレーキ装置以外の負圧利用装置への負圧供給が減少する。これによれば、車両のブレーキ装置以外の負圧利用装置が正常に作動しないといった不具合を回避できるシステムを提供できる。
【００７５】
（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【００７６】
明細書に開示の目的を達成可能な調整流量発生手段は、前述の実施形態に開示した具体的な構成に限定されるものではない。調整流量発生手段は、例えば、弁体において弁座に接触する部分に凹凸を設けて構成してもよいし、弁座において弁体に接触する部分に凹凸を設けて構成してもよい。また調整流量発生手段は、例えば、弁体と弁座とが接触する範囲において他の部位よりも接触圧力が小さくなるような部位を設定する構成により設定してもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１…エンジン、  １ａ…吸気管（吸気通路）、  １ｂ…排気管（排気通路）
１ｄ…バイパス流路管（バイパス通路）、  ４…負圧調整弁（第１の負圧調整弁）
５…負圧調整弁（第２の負圧調整弁）、  ７…過給機
１０…バキュームポンプ（負圧提供装置）、  １２…負圧利用システム（負圧利用装置）
４０…大気ポート、  ４１…負圧ポート、  ４２…出力ポート
４３…電磁ソレノイド部、  ４４，１４４…弁体
４４ａ，４５ｂ…連通路（調整流量発生手段）、  ４５ａ…弁座
６０…アクチュエータ、  ６１…バイパス流量調整装置
【図１】
2020085005.tif 000003
【図２】
2020085005.tif 000004
【図３】
2020085005.tif 000005
【図４】
2020085005.tif 000006
【図５】
2020085005.tif 000007
【図６】
2020085005.tif 000008
【図７】
2020085005.tif 000009
【図８】
2020085005.tif 000010
【図９】
2020085005.tif 000011