(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのシリンダーヘッドに配置されている吸気バルブ及び排気バルブと、前記吸気バルブを作動させるために、第１ピボット部材を用いてピボット可能に前記シリンダーヘッドの支持を受ける第１リンクと、前記排気バルブを作動させるために、第２ピボット部材を用いてピボット可能に前記シリンダーヘッドの支持を受ける第２リンクと、前記排気バルブの開放量を調節するために、前記第１リンクの一端に連結され前記第２リンクの下側端に接触しているＥＧＲ調節部と、を有する車両のＥＧＲシステムであって、
前記第１リンクは、エンジンの吸気行程時に前記吸気バルブを下側方向に押すために、その末端が前記吸気バルブの上側端に接触し、
前記第２リンクは、エンジンの吸気行程時に前記排気バルブを下側方向に押すために、その末端が前記排気バルブの上側端に接触し、
前記ＥＧＲ調節部は、前記第１リンクの一端に長さ方向に連結された円筒形ハウジングと、前記ハウジングの内部空間が第１空間及び第２空間に分離されるように前記ハウジング内部にタイトに挿入されるプランジャーを含むピストンロッドと、前記プランジャーを一定の方向に押すために前記第１空間に配置されたコイルスプリングと、前記プランジャーの移動を制限するために前記第２空間に配置されたワックスペレットと、前記第２空間と外部からの空気を案内するための通路とを連通させるために、前記ハウジングに形成されたエアポートと、を有し、
前記ピストンロッドの一端が前記第２リンクの下側面に接触することを特徴とする車両のＥＧＲシステム。
【請求項２】
前記ワックスペレットは温度に応じて収縮または膨脹することを特徴とする請求項１に記載の車両のＥＧＲシステム。
【請求項３】
前記ピストンロッドは前記ワックスペレットの収縮あるいは膨脹によって往復運動して、前記ピストンロッドの突出部の長さが変わることを特徴とする請求項１に記載の車両のＥＧＲシステム。
【請求項４】
前記ピストンロッドが前記ハウジングに完全に後退した時、
前記第２ピボットと、前記第２リンク及び前記排気バルブの上側端の接触点と、の間の距離を“Ａ”とし、
前記第２ピボットと、前記第２リンク及び前記ピストンロッドの末端の接触点と、の間の距離を“Ｂ”とし、
前記第２リンク及び前記ピストンロッドの末端の接触点と、前記第１リンクの前記第１ピボットと、の間の距離を“Ｃ”とし、
前記第１ピボットと、前記第１リンク及び前記吸気バルブの上側端の接触点と、の間の距離を“Ｄ”とする時、
Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄの間の比率は、１：１：１：８とすることを特徴とする請求項１に記載の車両のＥＧＲシステム。
【請求項５】
前記排気バルブと前記吸気バルブとの開放量の比は１：８であることを特徴とする請求項４に記載の車両のＥＧＲシステム。
【請求項６】
前記ピストンロッドが前記ハウジング外部に完全に突出した時、前記Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄの間の比率は１：０．５：１．５：８であることを特徴とする請求項４に記載の車両のＥＧＲシステム。
【請求項７】
前記排気バルブと前記吸気バルブとの開放量の比は３：８であることを特徴とする請求項６に記載の車両のＥＧＲシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の排気ガス再循環システムに係り、特に、車両の多様な運転領域で外気の温度差に応じてシリンダー内部に再循環する排気ガスの量を調節する車両の排気ガス再循環システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常エンジンの排気ガス制御装置として用いられる車両の排気ガス再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ；以下、‘ＥＧＲ’と称する）システムは、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出を低減するために排気ガスの一部を吸気側に再循環させるシステムである。前記ＥＧＲシステムの基本構成は、一般に吸気と排気の多気管を連結するＥＧＲバルブである。前記ＥＧＲバルブは、吸気多気管の真空信号に応じて燃焼室内に再循環する排気ガスの量を調節する。前記ＥＧＲバルブが開いていると排気ガスの一部はより圧力の低い吸気多気管内へ流れて行く。前記ＥＧＲバルブには、吸気多気管の圧力と排気多気管の圧力を用いてＥＧＲバルブの開閉を制御するニューマチック（ｎｅｕｍａｔｉｃ）方式と電子制御方式とがある。前記ニューマチック方式は５〜１０％程度の少量の排気ガスを再循環させるエンジンに用いられ、前記電子制御方式は制御の自由度が大きいため１５〜２０％程度の大量の排気ガスを再循環させるエンジンに用いられる。
【０００３】
前記ＥＧＲバルブの構造はいろいろであるが、代表的なものを例に挙げて基本的動作を説明する。
【０００４】
まず、図１に示したように、エアクリナー１２とスロットルボディー１４とを介して流入した空気は、吸気多気管１８を経てエンジン２０に吸入される。エンジン２０に吸入される空気の量はスロットルバルブ１６とスロットルボディー１４との間の面積によって変化し、エンジン２０で燃焼した混合気体は排気多気管２２を介して排出される。このようなエンジン２０の燃焼過程において、従来のＥＧＲバルブ２６は一種のダイヤフラム（ｄｉａｐｈｒａｇｍ）バルブであって、平常はスプリングの力により閉じている状態にある。このような状態でスロットルボディー１６の真空は連結パイプ３０を介してＥＧＲバルブ２６に伝達される。この時、ＥＧＲバルブ２６は開き、ＥＧＲパイプ２４を介して排気ガスが吸気多気管１８へ流入する。参照番号２８はＥＧＲ−ＢＰＴ（ＥＧＲ−Ｂａｃｋ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）バルブである。ＥＧＲ−ＢＰＴバルブ２８は排気ガスの圧力と吸気多気管１８の真空状態とによってダイヤフラムが作動してＥＧＲバルブ２６に作用する真空変化量を調節する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような方法を用いる場合、従来のＥＧＲ−ＢＰＴ形式は部品数が多く構成も複雑であり、電子式ＥＧＲバルブの場合は制御器に過度の負荷を与え、別途のＥＧＲロジックを構成しなければならないという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は、車両の多様な運転条件で外気の温度差に応じてシリンダー内部へ流入する排気ガスの量を調節することができる車両のＥＧＲシステムを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、ＥＧＲシステムに所要される部品を簡潔に構成して窒素酸化物の発生を低減することができる車両のＥＧＲシステムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本願の車両のＥＧＲシステムは、エンジンのシリンダーヘッドに配置されている吸気バルブ及び排気バルブと、吸気バルブを作動させるために、第１ピボット部材を用いてピボット可能にシリンダーヘッドの支持を受ける第１リンクと、排気バルブを作動させるために、第２ピボット部材を用いてピボット可能にシリンダーヘッドの支持を受ける第２リンクと、排気バルブの開放量を調節するために、第１リンクの一端に連結され第２リンクの下側端に接触しているＥＧＲ調節部と、を有する車両のＥＧＲシステムであって、
第１リンクは、エンジンの吸気行程時に吸気バルブを下側方向に押すために、その末端が吸気バルブの上側端に接触し、
第２リンクは、エンジンの吸気行程時に排気バルブを下側方向に押すために、その末端が排気バルブの上側端に接触し、
ＥＧＲ調節部は、第１リンクの一端に長さ方向に連結された円筒形ハウジングと、ハウジングの内部空間が第１空間及び第２空間に分離されるようにハウジング内部にタイトに挿入されるプランジャーを含むピストンロッドと、プランジャーを一定の方向に押すために第１空間に配置されたコイルスプリングと、プランジャーの移動を制限するために第２空間に配置されたワックスペレットと、第２空間と外部からの空気を案内するための通路とを連通させるために、ハウジングに形成されたエアポートと、を有し、
ピストンロッドの一端が第２リンクの下側面に接触することを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、ワックスペレットが温度に応じて収縮または膨脹することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、ピストンロッドがワックスペレットの収縮あるいは膨脹によって往復運動して、ピストンロッドの突出部の長さが変わることを特徴とする。
【００１４】
また、前記ピストンロッドがハウジングに完全に後退した時、前記第２ピボットと前記第２リンクの排気バルブの上側端との接触点との間の距離“Ａ”、前記第２ピボットと前記第２リンクのピストンロッドの末端との接触点との間の距離“Ｂ”、前記第２リンクのピストンロッドの末端との接触点と前記第１リンクの第１ピボットとの間の距離“Ｃ”、及び前記第１ピボットと前記第１リンクの前記吸気バルブの上側端との接触点間の距離“Ｄ”間の比率は１：１：１：８とすることを特徴とする。
【００１５】
また、排気バルブ及び吸気バルブの開放量の比は１：８であることを特徴とする。
【００１６】
また、前記ピストンロッドがハウジング外部に完全に突出した時、距離Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ間の比率は１：０．５：１．５：８であることを特徴とする。
【００１７】
さらに、排気バルブ及び吸気バルブの開放量の比は３：８であることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい一実施の形態による車両のＥＧＲシステムについて、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
下記の説明及び添付図面は本発明の全般的な理解を容易にするために記載されているが、これらは本発明を説明するために例示したものであり、本発明がこれらに限られるわけではない。そして、本発明の要旨を分かり難くする恐れのある公知の機能及び構成に対する詳細な説明は省略する。
【００１９】
図２及び図３は、各々ＥＧＲ量が少ない場合と多い場合の本発明の好ましい実施の形態によるＥＧＲシステムを示す概略図である。
【００２０】
本発明によるＥＧＲシステムは、吸気及び排気バルブ１１０、１２０と、中間部分が第１ピボット１３２によってシリンダーヘッド（図示せず）の支持を受け、一端が吸気バルブ１１０の上側端１１２に垂直に接触する第１リンク１３０と、中間部分が第２ピボット１４２によってシリンダーヘッドの支持を受け、一端が排気バルブ１２０の上側端１２２に垂直に接触する第２リンク１４０と、第１及び第２リンク１３０、１４０の間に配置されて第１リンク１３０の他端に連結され第２リンク１４０の他端に接触するＥＧＲ調節部１５０とからなる。
【００２１】
第１及び第２リンク１３０、１４０は、本発明に適用するために適当に改良されたロッカーアームであるか対応ロッカーアームと協同する別個の部材とすることができる。
【００２２】
ＥＧＲ調節部１５０は、第１リンク１３０の一端に長さ方向に一体に連結された円筒形ハウジング１５２と、ハウジング１５２にタイトに挿入されてハウジング１５２の内部空間を左側及び右側空間に分離するプランジャー１５６を備えて、第２リンク１４０の下側面に接触するようにその末端がハウジング１５２外部に突出したピストンロッド１５４と、プランジャー１５６を左側方向に押すように右側空間に設置されたコイルスプリング１５８と、ハウジング１５２の左側空間に充填されたワックスペレットと、ワックスペレットが充填された空間に連結されたエアポート１６０とからなる。エアポート１６０は、外部空気を流通させる空気ホース１６２と連結されている。
【００２３】
次に、前記のように構成された本願発明のＥＧＲシステムの作動について説明する。
第１及び第２リンク１３０、１４０は、吸気及び排気バルブ１１０、１２０を作動させるロッカーアームの役割を果たす。第２リンク１４０は、エンジンの排気行程時に排気バルブ１２０を独立して作動させる。第１リンク１３０は、吸気バルブ１１０が開放されるように作動すると同時に、第２リンク１４０が排気バルブ１２０を開くように作動させる。言い換えれば、エンジンの吸気行程時に第１リンク１３０は時計回りに回転して第１リンク１３０の末端が吸気バルブ１１０を下側方向に押すようにすることにより、第１リンク１３０の末端は上側方向に動く。従って、ピストンロッド１５４の末端が第２リンク１４０の下端面に接触しているのでＥＧＲ調節部１５０のピストンロッド１５４の末端は第２リンク１４０の一端を押し上げ、第２リンク１４０は反時計回りに回転して第２リンク１４０の末端が排気バルブ１２０を下側方向に押し開く。
【００２４】
このようなエンジン２０の吸気行程時、排気バルブ１２０の開放量は第２リンク１４０の回転角によって決定され、第２リンク１４０の回転角は第２ピボット１４２と第２リンク１４０がピストンロッド１５４の端部に接触する接触点との間の距離“Ｂ”によって決定される。言い換えれば、距離“Ｂ”が短ければ短いほど第２リンク１４０の回転角は大きくなり、同時に排気バルブ１２０の開放量も大きくなる。
【００２５】
距離“Ｂ”は、ピストンロッド１５４がコイルスプリング１５８の弾性力によりＥＧＲ調節部１５０のハウジング１５２からどのくらい突出するかによって変わる。ピストンロッド１５４の突出程度は、ハウジング１５２の左側空間に充填されている膨脹物質の体積によって制限される。本発明は膨脹物質として、サーモスタット（ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔ；自動温度調節装置）に用いられるワックスペレットを用いる。ワックスペレットは、温度に応じて敏感に収縮膨脹する。
【００２６】
図２に示すように、ワックスペレットは、エアポート１６０及びエアホース１６２を介して流入した高温の空気に露出すると膨脹する。この場合、ワックスペレットは膨脹してコイルスプリング１５８の弾性力を克服し、プランジャー１５６を右側方向に押してピストンロッド１５４がハウジング１５２内部に後退して、結果的に距離“Ｂ”が長くなる。従って、第２リンク１４０はエンジンの吸気行程時に第１リンク１３０の時計回りの回転によって反時計回りに所定の角度回転し、排気バルブ１２０は排気マニホールド（図示せず）に残っている排気ガスの一部を吸入するために小幅開く。
【００２７】
図３で、ワックスペレットは、エアポート１６０及びエアホース１６２を介して流入した低温の空気に露出すると収縮し、プランジャー１５６はコイルスプリング１５８の弾性力によって左側に移動する。従って、ピストンロッド１５４はハウジング１５２から最大限突出して距離“Ｂ”は短くなり、第２リンク１４０はエンジンの吸気行程時に第１リンク１３０の時計回りの回転に反応して反時計回りに敏感に回転する。従って、排気バルブ１２０が開き排気マニホールドに残っている排気ガスが比較的多く吸入される。
【００２８】
エアポート１６０からの空気の温度が第１臨界温度より高い場合、第２ピボット１４２と第２リンク１４０の排気バルブ１２０の上側端１２２との接触点との間の距離“Ａ”、第２ピボット１４２と第２リンク１４０のピストンロッド１５４の末端との接触点との間の距離“Ｂ”、第２リンク１４０のピストンロッド１５４の末端との接触点と第１リンク１３０の第１ピボット１３２との間の距離“Ｃ”、及び第１ピボット１３２と第１リンク１３０の吸気バルブ１１０の上側端１１２との接触点との間の距離“Ｄ”間の比率は１：１：１：８とするのが好ましい。言い換えれば、図２のように、エンジンの吸気行程時にピストンロッド１５４がハウジング１５２内部に完全に後退した時、吸気及び排気バルブ１１０及び１２０が８：１の割合で開く。
【００２９】
また、図３に示すように、エアポート１６０からの空気温度が第２臨界温度より低い場合、前記距離“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、“Ｄ”間の比率は１：０．５：１．５：８とするのが好ましい。言い換えれば、前記ピストンロッド１５４がハウジング１５２から最大に突出した時、エンジンの吸気行程の間の吸気及び排気バルブ１１０及び１２０の開放比は８：３とするのが好ましい。
【００３０】
前記開放比は外部温度の変化に応じて比率８：１と８：３の間で連続的に変化することができる。
【００３１】
【発明の効果】
前記のように、本願発明のＥＧＲシステムは、外部温度に応じて排気バルブの開放量を制御することによってＥＧＲ量を調節することができ、冬のような寒い天気ではＥＧＲ量を増加させ、夏のような暑い天気では減少させることにより、窒素酸化物と排気ガスとを効果的に減らすことができる。
【００３２】
さらに、このようなＥＧＲシステムは、ＥＧＲバルブと排気ガス循環ラインのような従来の構成要素を除去することにより、構造及びＥＧＲ作用が単純化され、ＥＧＲ性能も改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術による車両のＥＧＲシステムを概略的に示した構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態による車両のＥＧＲシステムの構成において、ＥＧＲ量が少ない状態を示した概略図である。
【図３】図２に示したＥＧＲ調節部の作動でＥＧＲ量が多い状態を示した概略図である。
【符号の説明】
１２      エアクリナー
１４      スロットルボディー
１６      スロットルバルブ
１８      吸気多気管
２０      エンジン
２２      排気多気管
２４      ＥＧＲパイプ
２６      ＥＧＲバルブ
２８      ＥＧＲ−ＢＰＴバルブ
３０      連結パイプ
１１０    吸気バルブ
１２０    排気バルブ
１３０    第１リンク
１３２    第１ピボット
１４０    第２リンク
１４２    第２ピボット
１５０    ＥＧＲ調節部
１５２    ハウジング
１５４    ピストンロッド
１５６    プランジャー
１５８    コイルスプリング
１６０    エアポート
１６２    空気ホース
【図１】
0004638625.tif 000002
【図２】
0004638625.tif 000003
【図３】
0004638625.tif 000004