JPH04265455A - Exhaust gas circulation device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas circulation device for internal combustion engine

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Publication number
JPH04265455A
JPH04265455A JP3027461A JP2746191A JPH04265455A JP H04265455 A JPH04265455 A JP H04265455A JP 3027461 A JP3027461 A JP 3027461A JP 2746191 A JP2746191 A JP 2746191A JP H04265455 A JPH04265455 A JP H04265455A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
passage
intake
negative pressure
valve
exhaust
Prior art date
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Pending
Application number
JP3027461A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunihiko Nakada
邦彦 中田
Mamoru Yoshioka
衛 吉岡
Toshihisa Sugiyama
敏久 杉山
Yuji Kanto
関東 勇二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH04265455A publication Critical patent/JPH04265455A/en
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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent exhaust gas from being recirculated, as a fail safe at the time of VSV opening failure in the case that an EGR valve is opened by intake negative pressure at the time of full open condition of a throttle valve. CONSTITUTION:There are provided an EGR passage 82 for recirculation of exhaust gas, EGR valve 84 to be opened in proportion to intake negative pressure, negative pressure passage 89 for leading intake negative pressure into the EGR valve 84 as operation pressure, VSV 90 to be duty controlled to open or close the negative pressure passage 89, and modulator 91 for controlling the operation pressure to the EGR valve 84 in proportion to exhaust pressure. There is also provided a VCV 96 which is closed by the intake negative pressure downstream of a throttle valve 4 so as to close the negative pressure passage 89. With this constitution, the negative pressure passage 89 is forcibly closed as a fail safe at the time when the throttle valve 4 is fully open to be extremely low load upon the opening failure of the VSV 90 so that operation pressure to the EGR valve 84 is interrupped and the EGR valve 84 is closed, thereby preventing the recirculation of exhaust gas from occuring.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明はガソリンエンジン、デ
ィーゼルエンジン等の内燃機関に係り、詳しくはその排
気ガス還流装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to internal combustion engines such as gasoline engines and diesel engines, and more particularly to an exhaust gas recirculation system for such engines.

【0002】0002

【従来の技術】従来、エンジンの排気ガス中からNOx
を低減させるために、排気ガスの一部を排気系から取り
出し、適当な温度や時期或いは流量を制御して吸気系へ
再循環させる排気ガス還流、即ちEGRの技術が一般的
に知られている。この種のEGRの技術としては、例え
ば特開昭60−1368号公報、特開平1−13005
1号公報においてそれぞれ開示されている。これら各従
来公報の技術は、排気通路から排気ガスの一部を取り出
して吸気通路へ再循環させるEGR通路と、そのEGR
通路を開閉するために設けられ、吸気通路からダイヤフ
ラム室に導入される吸気負圧に比例して開放作動される
EGR弁と、スロットル弁下流側の吸気通路における吸
気負圧を取り出してEGR弁のダイヤフラム室に作動圧
として導入する負圧通路と、その負圧通路を開閉するた
めに設けられ、EGR弁のダイヤフラム室に導入される
作動圧を制御すべくデューティ制御されるバキュームス
イッチングバルブ(VSV)とを備えている。そして、
そのVSVの開度をエンジンの運転状態に応じてデュー
ティ制御することにより、EGR弁の開度が制御され、
EGR通路を通じて吸気通路へ再循環される排気ガス量
(EGR量)が好適に制御されるようになっていた。
[Prior Art] Conventionally, NOx was removed from engine exhaust gas.
In order to reduce this, exhaust gas recirculation (EGR) technology is generally known, in which a portion of the exhaust gas is taken out of the exhaust system and recirculated to the intake system by controlling appropriate temperature, timing, or flow rate. . As this type of EGR technology, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 1368/1982 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 13005/1999
Each of these is disclosed in Publication No. 1. The techniques disclosed in each of these prior art publications include an EGR passage that extracts a portion of exhaust gas from the exhaust passage and recirculates it to the intake passage;
The EGR valve is provided to open and close the passage and is operated to open in proportion to the intake negative pressure introduced from the intake passage into the diaphragm chamber, and the EGR valve is operated by extracting intake negative pressure in the intake passage downstream of the throttle valve. A vacuum switching valve (VSV) that is provided to open and close the negative pressure passage that introduces operating pressure into the diaphragm chamber and whose duty is controlled to control the operating pressure that is introduced into the diaphragm chamber of the EGR valve. It is equipped with and,
By duty-controlling the opening degree of the VSV according to the operating state of the engine, the opening degree of the EGR valve is controlled.
The amount of exhaust gas (EGR amount) recirculated to the intake passage through the EGR passage can be suitably controlled.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記各従来
公報の技術において、もし万が一何らかの原因でVSV
が開放状態で故障した場合には、次のような不具合の起
こるおそれがあった。即ち、VSVが開放状態で故障し
た場合には、エンジンアイドル状態のように吸入空気量
の極めて少ないスロットル弁全閉時にスロットル弁下流
側の吸気通路内が負圧になることにより、その負圧がE
GR弁のダイヤフラム室に作用し、EGR弁が開放され
て不必要な排気ガスがEGR通路を通じて吸気通路へと
再循環されることになる。そのため、極めて少ない吸入
空気量と共に排気ガスが燃焼室に供給されることになり
、空燃比がオーバリーン化してアイドル状態を不安定に
させるおそれがあった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the techniques of the above-mentioned conventional publications, if for some reason the VSV
If a failure occurs in an open state, the following problems may occur. In other words, if the VSV fails in an open state, the negative pressure will become negative in the intake passage downstream of the throttle valve when the throttle valve is fully closed when the amount of intake air is extremely small, such as when the engine is idling. E
Acting on the diaphragm chamber of the GR valve, the EGR valve will open and unnecessary exhaust gas will be recirculated through the EGR passage to the intake passage. As a result, exhaust gas is supplied to the combustion chamber along with an extremely small amount of intake air, and there is a risk that the air-fuel ratio will become over lean, making the idling state unstable.

【0004】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、VSV等の負圧通路開閉手
段の開放故障時におけるフェイルセーフとして、スロッ
トル弁全閉時に吸気系に発生する吸気負圧によってEG
R弁等の開閉手段が不必要に開放されて排気ガスが吸気
系へ再循環されることを阻止し得る内燃機関の排気ガス
還流装置を提供することにある。
The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a fail-safe system in the event of an opening failure of a negative pressure passage opening/closing means such as a VSV, and to reduce the amount of electricity generated in the intake system when the throttle valve is fully closed. EG due to negative intake pressure
An object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that can prevent exhaust gas from being recirculated to an intake system due to opening/closing means such as an R valve being opened unnecessarily.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、内燃機関の排気系と吸気系
との間に設けられ、排気系から排気ガスの一部を取り出
して前記吸気系へ再循環させる排気ガス再循環通路と、
その排気ガス再循環通路を開閉するために設けられ、吸
気系から導入される吸気負圧に比例して開放作動される
再循環通路開閉手段と、吸気系におけるスロットル弁下
流側の吸気負圧を取り出して再循環通路開閉手段に作動
圧として導入する負圧通路と、その負圧通路を開閉する
ために設けられ、再循環通路開閉手段に導入される作動
圧を調節すべく駆動制御される負圧通路開閉手段とを備
えた内燃機関の排気ガス還流装置において、負圧通路開
閉手段の開放故障時におけるフェイルセーフとして、ス
ロットル弁の全閉時に再循環通路開閉手段を閉じるべく
、スロットル弁下流側の吸気負圧に基づいて閉鎖作動さ
れて負圧通路を強制的に閉じる負圧通路閉鎖手段を設け
ている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a device between an exhaust system and an intake system of an internal combustion engine, which extracts a part of exhaust gas from the exhaust system and extracts the exhaust gas from the exhaust system. an exhaust gas recirculation passage for recirculating to the intake system;
A recirculation passage opening/closing means is provided to open and close the exhaust gas recirculation passage, and is operated to open and close in proportion to the intake negative pressure introduced from the intake system. A negative pressure passage is taken out and introduced as working pressure into the recirculation passage opening/closing means, and a negative pressure passage is provided for opening and closing the negative pressure passage and is driven and controlled to adjust the working pressure introduced into the recirculation passage opening/closing means. In an exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine equipped with a pressure passage opening/closing means, as a fail-safe in the event of an opening failure of the negative pressure passage opening/closing means, the recirculation passage opening/closing means is closed on the downstream side of the throttle valve when the throttle valve is fully closed. A negative pressure passage closing means is provided for forcibly closing the negative pressure passage by being closed based on the intake negative pressure.

【0006】[0006]

【作用】上記の構成によれば、万が一何らかの原因で負
圧通路開閉手段が開放故障した場合には、フェイルセー
フとして、スロットル弁の全閉時にはスロットル弁下流
側で生じる吸気負圧に基づいて負圧通路閉鎖手段が閉鎖
作動され、これによって負圧通路が強制的に閉じられる
。そのため、負圧通路開閉手段が開放状態であるにもか
かわらず、再循環通路開閉手段には負圧通路を通じて吸
気負圧が作動圧として導入されなくなり、再循環通路開
閉手段が閉じられる。従って、スロットル弁全閉状態の
ような極低負荷の場合には、排気ガスが吸気系へ再循環
されなくなる。
[Operation] According to the above configuration, in the unlikely event that the negative pressure passage opening/closing means fails to open for some reason, as a fail-safe, when the throttle valve is fully closed, the negative pressure is The pressure passage closing means is operated to close, thereby forcibly closing the negative pressure passage. Therefore, even though the negative pressure passage opening/closing means is in an open state, the intake negative pressure is no longer introduced into the recirculation passage opening/closing means as an operating pressure through the negative pressure passage, and the recirculation passage opening/closing means is closed. Therefore, in the case of extremely low load such as when the throttle valve is fully closed, the exhaust gas is not recirculated to the intake system.

【0007】[0007]

【実施例】以下、この発明の内燃機関の排気ガス還流装
置を具体化した一実施例を図1〜図8に基づいて詳細に
説明する。図1,4,5はこの実施例における車両に搭
載された直列6気筒の過給機付ガソリンエンジンシステ
ムを説明する概略構成図である。内燃機関としてのエン
ジン1の吸気系には、吸気脈動或いは吸気干渉を防止す
るためのサージタンク2が設けられている。又、サージ
タンク2の上流側には、スロットルボディ3が設けられ
ている。このスロットルボディ3の内部には、図示しな
いアクセルペダルの操作に連動して開閉されるスロット
ル弁4が設けられている。そして、そのスロットル弁4
が開閉されることにより、サージタンク2への吸入空気
量Qが調節される。更に、サージタンク2の下流側は、
エンジン1の各気筒#1,#2,#3,#4,#5,#
6毎へ分岐された吸気マニホルド5となっている。この
吸気マニホルド5には、エンジン1の各気筒#1〜#6
毎に燃料を噴射供給する燃料噴射弁(インジェクタ)6
A,6B,6C,6D,6E,6Fがそれぞれ設けられ
ている。各インジェクタ6A〜6Fには図示しない燃料
ポンプの作動により、フユーエルタンクから所定圧力の
燃料が供給されるようになっている。更に、エンジン1
の各気筒#1〜#6に対応して、点火プラグ7A,7B
,7C,7D,7E,7Fがそれぞれ設けられている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 8. 1, 4, and 5 are schematic configuration diagrams illustrating an in-line six-cylinder supercharged gasoline engine system mounted on a vehicle in this embodiment. An intake system of an engine 1 serving as an internal combustion engine is provided with a surge tank 2 for preventing intake pulsation or intake interference. Further, a throttle body 3 is provided upstream of the surge tank 2. A throttle valve 4 is provided inside the throttle body 3 and is opened and closed in conjunction with the operation of an accelerator pedal (not shown). And the throttle valve 4
By opening and closing, the intake air amount Q to the surge tank 2 is adjusted. Furthermore, on the downstream side of the surge tank 2,
Each cylinder of engine 1 #1, #2, #3, #4, #5, #
The intake manifold 5 is branched every 6 parts. This intake manifold 5 includes each cylinder #1 to #6 of the engine 1.
Fuel injection valve (injector) 6 that injects fuel every time
A, 6B, 6C, 6D, 6E, and 6F are provided, respectively. Each of the injectors 6A to 6F is supplied with fuel at a predetermined pressure from a fuel tank by the operation of a fuel pump (not shown). Furthermore, engine 1
Spark plugs 7A and 7B correspond to each cylinder #1 to #6.
, 7C, 7D, 7E, and 7F, respectively.

【0008】一方、エンジン1の排気系には、各気筒#
1〜#6から排気ガスを導出する排気マニホルド8が設
けられている。この排気マニホルド8は互いに排気干渉
を伴わない気筒群#1〜#3と、同じく互いに排気干渉
を伴わない気筒群#4〜#6との2つに集合されている
。即ち、排気マニホルド8は主排気集合部8aと副排気
集合部8bとを備え、それら両排気集合部8a,8bが
連通路9によって互いに連通されている。そして、気筒
群#1〜#3からの排気ガスが主排気集合部8aに、気
筒群#4〜#6からの排気ガスが副排気集合部8bに集
合されるようになっている。
On the other hand, in the exhaust system of the engine 1, each cylinder #
An exhaust manifold 8 is provided to lead out exhaust gas from #1 to #6. This exhaust manifold 8 is assembled into two groups: cylinder groups #1 to #3 that do not cause exhaust interference with each other, and cylinder groups #4 to #6 that also do not cause exhaust interference with each other. That is, the exhaust manifold 8 includes a main exhaust collecting section 8a and a sub-exhaust collecting section 8b, and both the exhaust collecting parts 8a and 8b are communicated with each other through a communication passage 9. Exhaust gases from cylinder groups #1 to #3 are collected in the main exhaust collecting section 8a, and exhaust gases from cylinder groups #4 to #6 are collected in the sub-exhaust collecting part 8b.

【0009】エンジン1の吸気系及び排気系には、主タ
ーボチャージャ10及び副ターボチャージャ11がそれ
ぞれ並列に設けられている。即ち、主ターボチャージャ
10を構成するタービン10aは、その上流側が排気マ
ニホルド8の主排気集合部8aに対応して連通されてい
る。又、副ターボチャージャ11を構成するタービン1
1aは、その上流側が排気マニホルド8の副排気集合部
8bに連通されている。つまり、主ターボチャージャ1
0に対応してエンジン1の気筒群#1〜#3が連通され
、副ターボチャージャ11に対応してエンジン1の気筒
群#4〜#6が連通されている。更に、各タービン10
a,11aの下流側は主・副別々の排気通路12,13
に連通されている。主・副の各排気通路12,13はそ
の下流側にて合流し、三元触媒を内蔵してなる触媒コン
バータ14を介して外部に連通されている。
A main turbocharger 10 and a sub-turbocharger 11 are provided in parallel in the intake system and exhaust system of the engine 1, respectively. That is, the turbine 10a constituting the main turbocharger 10 has its upstream side connected to the main exhaust collecting portion 8a of the exhaust manifold 8. Further, the turbine 1 constituting the sub-turbocharger 11
The upstream side of the exhaust gas 1a is communicated with the sub-exhaust gas collection portion 8b of the exhaust manifold 8. In other words, main turbocharger 1
The cylinder groups #1 to #3 of the engine 1 are connected to each other corresponding to the sub-turbocharger 11, and the cylinder groups #4 to #6 of the engine 1 are connected to each other corresponding to the sub-turbocharger 11. Furthermore, each turbine 10
Separate main and sub-exhaust passages 12, 13 are downstream of a and 11a.
is communicated with. The main and auxiliary exhaust passages 12 and 13 merge on the downstream side thereof and are communicated with the outside via a catalytic converter 14 having a built-in three-way catalyst.

【0010】一方、主・副の各ターボチャージャ10,
11を構成する各コンプレッサ10b,11bは、その
上流側が主・副別々の吸気通路15,16に連通されて
いる。主・副の各吸気通路15,16の上流側は一本の
共通吸気通路17に合流してエアクリーナ18を介し外
部に連通されている。又、各コンプレッサ10b,11
bの下流側は主・副別々の吸気通路19,20に連通さ
れている。主・副の各吸気通路19,20の下流側は一
本の共通吸気通路21に合流して連通され、吸気冷却用
のインタークーラ22、更にはスロットルボディ3を介
してサージタンク2に連通されている。
On the other hand, the main and sub turbochargers 10,
The upstream sides of the compressors 10b and 11b constituting the compressor 11 are communicated with separate main and sub intake passages 15 and 16, respectively. The upstream sides of each of the main and auxiliary intake passages 15 and 16 merge into one common intake passage 17 and communicate with the outside via an air cleaner 18. Moreover, each compressor 10b, 11
The downstream side of b is connected to separate main and sub intake passages 19 and 20. The downstream sides of each of the main and auxiliary intake passages 19 and 20 merge into and communicate with one common intake passage 21, which communicates with the surge tank 2 via an intercooler 22 for intake air cooling, and further through the throttle body 3. ing.

【0011】この実施例において、主ターボチャージャ
10はエンジン1の低吸入空気量域から高吸入空気量域
まで作動されるものであり、副ターボチャージャ11は
低吸入空気量域で停止され、高吸入空気量域のみで作動
されるものであり、主・副の両ターボチャージャ10,
11により、いわゆる「2ステージツインターボシステ
ム」が構成されている。
In this embodiment, the main turbocharger 10 is operated from a low intake air amount region to a high intake air amount region of the engine 1, and the auxiliary turbocharger 11 is stopped in the low intake air amount region and is operated in the high intake air amount region. It operates only in the intake air amount range, and both the main and auxiliary turbochargers 10,
11 constitutes a so-called "two-stage twin-turbo system."

【0012】主・副の両ターボチャージャ10,11の
作動・停止を可能にするために、副ターボチャージャ1
1のタービン11aに連通する副排気通路13の途中に
は、排気切替弁23が設けられている。又、副ターボチ
ャージャ11のコンプレッサ11bに連通する副吸気通
路20の途中には、吸気切替弁24が設けられている。 これら排気切替弁23及び吸気切替弁24は、それぞれ
三方式の第1及び第2のバキュームスイッチングバルブ
(以下単に「VSV」という)25,26の開閉切替に
よって駆動されるダイヤフラム式のアクチュエータ27
,28によってそれぞれ開閉されるようになっている。 第1及び第2のVSV25,26の大気ポートにはエア
フィルタ29を介して大気が導入され、圧力ポートには
プレッシャータンク30から所要の高圧空気が導入され
るようになっている。
[0012] In order to enable both the main and sub turbochargers 10 and 11 to operate and stop, the sub turbocharger 1
An exhaust switching valve 23 is provided in the middle of the auxiliary exhaust passage 13 communicating with the first turbine 11a. Further, an intake switching valve 24 is provided in the middle of the auxiliary intake passage 20 that communicates with the compressor 11b of the auxiliary turbocharger 11. These exhaust switching valves 23 and intake switching valves 24 are driven by diaphragm actuators 27 that are driven by opening and closing switching of three types of first and second vacuum switching valves (hereinafter simply referred to as "VSV") 25 and 26, respectively.
, 28, respectively. Atmospheric air is introduced into the atmospheric ports of the first and second VSVs 25 and 26 via an air filter 29, and required high-pressure air is introduced from the pressure tank 30 into the pressure ports.

【0013】従って、第1及び第2のVSV25,26
の開閉切替により、各アクチュエータ27,28のダイ
ヤフラム室27a,28aへの空気圧導入が調節される
ことにより、各アクチュエータ27,28が作動して排
気切替弁23及び吸気切替弁24がそれぞれ開閉される
。即ち、第1のVSV25はオンされることにより、排
気切替弁23を全開とするようにアクチュエータ27を
作動させ、オフされることにより、排気切替弁23を全
閉とするようにアクチュエータ27を作動させる。 又、第2のVSV26はオンされることにより、吸気切
替弁24を全開とするようにアクチュエータ28を作動
させ、オフされることにより、吸気切替弁24を全閉と
するようにアクチュエータ28を作動させる。そして、
排気切替弁23及び吸気切替弁24の両方が全開のとき
には、主・副の両ターボチャージャ10,11が作動す
る「ダブル過給ステージ」となり、両切替弁23,24
の両方が全閉のときには、主ターボチャージャ10のみ
が作動する「シングル過給ステージ」となる。
[0013] Therefore, the first and second VSVs 25, 26
The introduction of air pressure into the diaphragm chambers 27a, 28a of each actuator 27, 28 is adjusted by switching the opening/closing of , thereby operating each actuator 27, 28, and opening/closing the exhaust switching valve 23 and the intake switching valve 24, respectively. . That is, when the first VSV 25 is turned on, it operates the actuator 27 to fully open the exhaust switching valve 23, and when it is turned off, it operates the actuator 27 to fully close the exhaust switching valve 23. let When the second VSV 26 is turned on, it operates the actuator 28 to fully open the intake switching valve 24, and when it is turned off, it operates the actuator 28 to fully close the intake switching valve 24. let and,
When both the exhaust switching valve 23 and the intake switching valve 24 are fully open, a "double supercharging stage" occurs in which both the main and auxiliary turbochargers 10, 11 operate, and both the switching valves 23, 24
When both are fully closed, a "single supercharging stage" is established in which only the main turbocharger 10 operates.

【0014】副ターボチャージャ11のタービン11a
に連通する副排気通路13には、排気切替弁23を迂回
して主排気通路12に連通する排気バイパス通路31が
設けられている。又、この排気バイパス通路31には、
同通路31を開閉する排気バイパス弁32が設けられて
いる。この排気バイパス弁32は、ダイヤフラム式のア
クチュエータ33によって開閉されるようになっている
。このアクチュエータ33のダイヤフラム室33aは、
吸気切替弁24よりも下流側の副吸気通路20に連通さ
れると共に、二方式の第3のVSV34を介してコンプ
レッサ11bよりも上流側の副吸気通路16に連通され
ている。そして、この第3のVSV34の開閉により、
ダイヤフラム室33aにコンプレッサ10bによる過給
圧の導入が調節されることにより、アクチュエータ33
が作動されて排気バイパス弁32が開閉されるようにな
っている。即ち、第3のVSV34はデューティ制御さ
れることにより、主ターボチャージャ10のコンプレッ
サ10bによる過給圧の大気へのブリード量を調整し、
アクチュエータ33のダイヤフラム室33aへの作動圧
を調整して排気バイパス弁32の開度(開口量)が可変
とされる。
Turbine 11a of sub-turbocharger 11
An exhaust bypass passage 31 that bypasses the exhaust switching valve 23 and communicates with the main exhaust passage 12 is provided in the auxiliary exhaust passage 13 that communicates with the main exhaust passage 12 . Moreover, in this exhaust bypass passage 31,
An exhaust bypass valve 32 is provided to open and close the passage 31. This exhaust bypass valve 32 is opened and closed by a diaphragm type actuator 33. The diaphragm chamber 33a of this actuator 33 is
It communicates with the auxiliary intake passage 20 on the downstream side of the intake switching valve 24, and also communicates with the auxiliary intake passage 16 on the upstream side of the compressor 11b via a dual-type third VSV 34. By opening and closing this third VSV34,
By adjusting the introduction of supercharging pressure by the compressor 10b into the diaphragm chamber 33a, the actuator 33
is operated to open and close the exhaust bypass valve 32. That is, the third VSV 34 is duty controlled to adjust the amount of supercharging pressure bleed into the atmosphere by the compressor 10b of the main turbocharger 10,
The opening degree (opening amount) of the exhaust bypass valve 32 is made variable by adjusting the operating pressure of the actuator 33 to the diaphragm chamber 33a.

【0015】更に、吸気切替弁24よりも上流側の副吸
気通路20と、主ターボチャージャ10のコンプレッサ
10bよりも上流側の主吸気通路15との間には、両通
路20,16を連通する第1の吸気バイパス通路35が
設けられている。又、第1の吸気バイパス通路35の一
端側には、同通路35を開閉するために、ダイヤフラム
式のアクチュエータ36によって駆動される第1の吸気
バイパス弁37が設けられている。このアクチュエータ
36は三方式の第4のVSV38の開閉切替によって駆
動される。この第4のVSV38の大気ポートにはエア
フィルタ29を介して大気が導入され、圧力ポートには
プレッシャータンク30から所要の高圧空気が導入され
るようになっている。
Furthermore, both passages 20 and 16 are communicated between the auxiliary intake passage 20 upstream of the intake switching valve 24 and the main intake passage 15 upstream of the compressor 10b of the main turbocharger 10. A first intake bypass passage 35 is provided. Further, a first intake bypass valve 37 is provided at one end of the first intake bypass passage 35 and is driven by a diaphragm type actuator 36 in order to open and close the passage 35 . This actuator 36 is driven by opening/closing switching of the fourth VSV 38 of three types. Atmospheric air is introduced into the atmospheric port of this fourth VSV 38 via an air filter 29, and required high pressure air is introduced from the pressure tank 30 into the pressure port.

【0016】従って、第4のVSV38の開閉切替に基
づき、アクチュエータ36のダイヤフラム室36aへの
空気圧の導入が調節されることにより、アクチュエータ
36が作動して第1の吸気バイパス弁37が開閉される
。即ち、第4のVSV38はオンされることにより、第
1の吸気バイパス弁37を全閉とするようにアクチュエ
ータ36を作動させ、オフされることにより、第1の吸
気バイパス弁37を全開とするようにアクチュエータ3
6を作動させる。この第1の吸気バイパス通路35は主
ターボチャージャ10のみの作動から、主・副の両ター
ボチャージャ10,11の作動への切り替えをスムーズ
にするために開かれる通路である。
[0016] Accordingly, the introduction of air pressure into the diaphragm chamber 36a of the actuator 36 is adjusted based on the opening/closing switching of the fourth VSV 38, thereby operating the actuator 36 and opening/closing the first intake bypass valve 37. . That is, when the fourth VSV 38 is turned on, it operates the actuator 36 to fully close the first intake bypass valve 37, and when it is turned off, it operates the actuator 36 to fully open the first intake bypass valve 37. Actuator 3
Activate 6. This first intake bypass passage 35 is a passage opened to smoothly switch from the operation of only the main turbocharger 10 to the operation of both the main and auxiliary turbochargers 10 and 11.

【0017】尚、プレッシャータンク30の圧力ポート
はインタークーラ22よりも上流側の共通吸気通路21
に連通されており、同プレッシャータンク30に対して
主ターボチャージャ10による過給圧が供給されるよう
になっている。又、副吸気通路20において吸気切替弁
24の上流側と下流側とを連通させるバイパス通路39
には、リード弁40が設けられている。そして、副ター
ボチャージャ11のコンプレッサ11bの出口圧力が主
ターボチャージャ10のそれよりも大きくなったとき、
そのバイパス通路39及びリード弁40を介して吸気切
替弁24の上流側から下流側へと空気がバイパスされる
ようになっている。
Note that the pressure port of the pressure tank 30 is connected to the common intake passage 21 upstream of the intercooler 22.
The main turbocharger 10 supplies supercharging pressure to the pressure tank 30. Also, a bypass passage 39 that communicates the upstream side and the downstream side of the intake switching valve 24 in the auxiliary intake passage 20 is provided.
A reed valve 40 is provided. When the outlet pressure of the compressor 11b of the sub-turbocharger 11 becomes higher than that of the main turbocharger 10,
Air is bypassed from the upstream side to the downstream side of the intake switching valve 24 via the bypass passage 39 and the reed valve 40.

【0018】一方、主ターボチャージャ10において、
タービン10aの上流側と下流側との間にはウェイスト
ゲート通路41が設けられている。又、このウェイスト
ゲート通路41には、同通路41を開閉するウェイスト
ゲート弁42が設けられている。このウェイストゲート
弁42は、主ターボチャージャ10による過給圧が予め
設定された圧力を越えることを防止するために、そのタ
ービン10aへの流入排気ガスを、タービン10aの出
口側へバイパスしてタービン10aの出力を調節し、主
ターボチャージャ10による過給圧をコントロールする
ためのものである。そして、ウェイストゲート弁42は
ダイヤフラム式のアクチュエータ43によって開閉され
るようになっている。このアクチュエータ43のダイヤ
フラム室43aは、コンプレッサ10bよりも下流側の
主吸気通路19に連通されると共に、二方式の第5のV
SV44を介してコンプレッサ10bよりも上流側の主
吸気通路15に連通されている。そして、その第5のV
SV44の開閉により、ダイヤフラム室43aにコンプ
レッサ10bによる過給圧の導入が調節されることによ
り、アクチュエータ43が作動してウェイストゲート弁
42が開閉される。即ち、第5のVSV44はデューテ
ィ制御されることにより、過給圧の大気へのブリード量
を調整し、アクチュエータ43のダイヤフラム室43a
への作動圧を調整してウェイストゲート弁42の開度(
開口量)が可変とされる。
On the other hand, in the main turbocharger 10,
A wastegate passage 41 is provided between the upstream side and the downstream side of the turbine 10a. Further, this wastegate passage 41 is provided with a wastegate valve 42 that opens and closes the passage 41. In order to prevent the supercharging pressure from the main turbocharger 10 from exceeding a preset pressure, the wastegate valve 42 bypasses exhaust gas flowing into the turbine 10a to the outlet side of the turbine 10a. This is for adjusting the output of the main turbocharger 10a and controlling the supercharging pressure by the main turbocharger 10. The wastegate valve 42 is opened and closed by a diaphragm type actuator 43. The diaphragm chamber 43a of this actuator 43 communicates with the main intake passage 19 on the downstream side of the compressor 10b, and also has a fifth V
It communicates with the main intake passage 15 upstream of the compressor 10b via the SV44. And that fifth V
By opening and closing the SV 44, introduction of supercharging pressure by the compressor 10b into the diaphragm chamber 43a is adjusted, thereby operating the actuator 43 and opening and closing the wastegate valve 42. That is, the fifth VSV 44 is duty-controlled to adjust the amount of supercharging pressure bleed into the atmosphere, and to control the diaphragm chamber 43a of the actuator 43.
The opening degree of the wastegate valve 42 (
opening amount) is variable.

【0019】又、主ターボチャージャ10に関わり、そ
のコンプレッサ10bよりも上流側の主吸気通路15と
同コンプレッサ10bよりも下流側の共通吸気通路21
との間には、第2の吸気バイパス通路45が設けられて
いる。この第2の吸気バイパス通路45の一端側には、
同通路45を開閉するために、ダイヤフラム式のアクチ
ュエータ46によって駆動される第2の吸気バイパス弁
47が設けられている。このアクチュエータ46のダイ
ヤフラム室46aはサージタンク2に連通されている。 従って、サージタンク2内が負圧になったときのみ、第
2の吸気バイパス弁47が開かれるようにアクチュエー
タ46が作動され、それ以外のときには第2の吸気バイ
パス弁47が閉じられるようにアクチュエータ46が作
動されるようになっている。
Also, related to the main turbocharger 10, there is a main intake passage 15 on the upstream side of the compressor 10b, and a common intake passage 21 on the downstream side of the compressor 10b.
A second intake bypass passage 45 is provided between the two. On one end side of this second intake bypass passage 45,
A second intake bypass valve 47 is provided to open and close the passage 45, which is driven by a diaphragm actuator 46. A diaphragm chamber 46a of this actuator 46 is communicated with the surge tank 2. Therefore, the actuator 46 is operated so that the second intake bypass valve 47 is opened only when the inside of the surge tank 2 becomes negative pressure, and the actuator 46 is operated so that the second intake bypass valve 47 is closed at other times. 46 is activated.

【0020】そして、エンジン1はエアクリーナ18を
通じて導入される外気を、共通吸気通路17、主・副の
各吸気通路15,16、主・副の各ターボチャージャ1
0,11のコンプレッサ10b,11b、インタークー
ラ22、サージタンク2及び吸気マニホルド5等を通じ
て取り込む。又、その外気の取り込みと同時に、エンジ
ン1は各インジェクタ6A〜6Fから噴射される燃料を
取り込む。更に、エンジン1はその取り込んだ燃料と外
気との混合気を各気筒#1〜#6の燃焼室にて爆発・燃
焼させて駆動力を得た後、その排気ガスを排気マニホル
ド8、主・副の各ターボチャージャ10,11のタービ
ン10a,11a、主・副の各排気通路12,13及び
触媒コンバータ14を介して外部へ排出させる。
The engine 1 receives outside air introduced through the air cleaner 18 through the common intake passage 17, the main and auxiliary intake passages 15 and 16, and the main and auxiliary turbochargers 1.
The air is taken in through compressors 10b and 11b, intercooler 22, surge tank 2, intake manifold 5, etc. Further, at the same time as taking in the outside air, the engine 1 takes in fuel injected from each of the injectors 6A to 6F. Furthermore, the engine 1 explodes and burns the mixture of the taken in fuel and outside air in the combustion chambers of each cylinder #1 to #6 to obtain driving force, and then sends the exhaust gas to the exhaust manifold 8, the main The gas is discharged to the outside via the turbines 10a and 11a of the auxiliary turbochargers 10 and 11, the main and auxiliary exhaust passages 12 and 13, and the catalytic converter 14.

【0021】エンジン1の運転状態を検出する各センサ
としては、スロットルボディ3においてスロットル弁4
の開度(スロットル開度)ACCPを検出するスロット
ル開度センサ61が設けられている。サージタンク2に
は、同タンク2内における吸気圧PMを検出する吸気圧
センサ62が設けられている。エアクリーナ18の下流
側には、共通吸気通路17を通過する吸入空気量Qを測
定する周知の可動ベーン式エアフローメータ63が設け
られている。又、エンジン1には、その冷却水の温度(
冷却水温)THWを検出する水温センサ64が設けられ
ている。更に、主・副の両排気通路12,13の合流部
近傍には、排気中の酸素濃度を検出する、即ち排気空燃
比を検出する酸素センサ65が設けられている。この酸
素センサ65は主排気通路12にオフセットした位置に
配置されている。
Each sensor for detecting the operating state of the engine 1 includes a throttle valve 4 in the throttle body 3.
A throttle opening sensor 61 is provided to detect the opening (throttle opening) ACCP. The surge tank 2 is provided with an intake pressure sensor 62 that detects the intake pressure PM within the surge tank 2 . A well-known movable vane air flow meter 63 for measuring the amount of intake air passing through the common intake passage 17 is provided downstream of the air cleaner 18 . In addition, the temperature of the cooling water in the engine 1 (
A water temperature sensor 64 is provided to detect cooling water temperature (THW). Furthermore, an oxygen sensor 65 is provided near the confluence of the main and auxiliary exhaust passages 12 and 13 to detect the oxygen concentration in the exhaust gas, that is, to detect the exhaust air-fuel ratio. This oxygen sensor 65 is arranged at a position offset from the main exhaust passage 12.

【0022】エンジン1の各気筒毎#1〜#6に設けら
れた各点火プラグ7A〜7Fには、ディストリビュータ
48にて分配された点火信号が印加される。ディストリ
ビュータ48はイグナイタ49から出力される高電圧を
エンジン1のクランク角に同期して各点火プラグ7A〜
7Fに分配するためのものである。そして、各点火プラ
グ7A〜7Fの点火タイミングは、イグナイタ49から
の高電圧出力タイミングにより決定される。
An ignition signal distributed by a distributor 48 is applied to each of the spark plugs 7A to 7F provided in each cylinder #1 to #6 of the engine 1. The distributor 48 synchronizes the high voltage output from the igniter 49 with the crank angle of the engine 1 to each spark plug 7A~
This is for distribution to the 7th floor. The ignition timing of each spark plug 7A to 7F is determined by the high voltage output timing from the igniter 49.

【0023】ディストリビュータ48にはエンジン1の
回転に連動して回転される図示しないロータが内蔵され
ている。そして、このディストリビュータ48には、ロ
ータの回転からエンジン回転数NEを検出する回転数セ
ンサ66が設けられている。同じくディストリビュータ
48には、ロータの回転に応じてエンジン1のクランク
角の変化を所定の割合で検出する気筒判別センサ67が
それぞれ取付けられている。この実施例では、1行程に
対してエンジン1が2回転するものとして、気筒判別セ
ンサ67は360°CAの割合でクランク角を検出する
ようになっている。又、エンジン1に駆動連結された図
示しないトランスミッションには、車速を検出するため
の車速センサ68が設けられている。
The distributor 48 has a built-in rotor (not shown) that rotates in conjunction with the rotation of the engine 1. This distributor 48 is provided with a rotation speed sensor 66 that detects the engine rotation speed NE from the rotation of the rotor. Similarly, cylinder discrimination sensors 67 are respectively attached to the distributors 48 to detect changes in the crank angle of the engine 1 at a predetermined rate according to the rotation of the rotor. In this embodiment, assuming that the engine 1 rotates twice per stroke, the cylinder discrimination sensor 67 detects the crank angle at a rate of 360° CA. Further, a transmission (not shown) drivingly connected to the engine 1 is provided with a vehicle speed sensor 68 for detecting vehicle speed.

【0024】加えて、この実施例のエンジン1には、図
1,2に示すように排気ガス還流装置(以下単に「EG
R装置」という)81が設けられている。このEGR装
置81は、排気系と吸気系との間に設けられた排気ガス
再循環通路(EGR通路)82を備えている。このEG
R通路82は、排気系から排気ガスの一部を取り出して
吸気系へ再循環、即ち還流させるためのものであり、図
2に示すように、その一端側の取出口82aが副排気集
合部8bに通じる気筒#6の排気通路83に配置されて
いる。一方、EGR通路82の他端側である取入口82
bは、図2に示すようにサージタンク2に配置されてい
る。そして、気筒#6の排気通路83にて取り出された
排気ガスの一部が、EGR通路82を通じてサージタン
ク2へ還流されるようになっている。
In addition, the engine 1 of this embodiment includes an exhaust gas recirculation device (hereinafter simply "EG") as shown in FIGS.
81 (referred to as "R device") is provided. This EGR device 81 includes an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 82 provided between an exhaust system and an intake system. This EG
The R passage 82 is for taking out a part of the exhaust gas from the exhaust system and recirculating it to the intake system, and as shown in FIG. It is arranged in the exhaust passage 83 of cylinder #6 leading to cylinder #6. On the other hand, the intake port 82 which is the other end side of the EGR passage 82
b is arranged in the surge tank 2 as shown in FIG. A part of the exhaust gas taken out through the exhaust passage 83 of cylinder #6 is recirculated to the surge tank 2 through the EGR passage 82.

【0025】EGR通路82の途中には、同通路82を
開閉する再循環通路開閉手段としてのEGR弁84が設
けられている。このEGR弁84は吸気系から導入され
る吸気負圧に比例して開放作動されるものである。図2
に示すように、EGR弁84はスプリング85によって
付勢されたダイヤフラム86を内蔵してなるダイヤフラ
ム室84aと、EGR通路82に連通する本体ケーシン
グ84bとを備えている。又、ダイヤフラム86には、
先端に弁体87を固着してなる弁ロッド87aの基端が
固定され、その弁ロッド87aの先端側が本体ケーシン
グ84bの内部にて往復動可能に配置されている。これ
らダイヤフラム86及び弁ロッド87aはスプリング8
5によって下方へ押圧付勢されている。一方、本体ケー
シング84bの内部は、隔壁によって上室84c及び下
室84dに区画され、その隔壁には弁体87によって開
閉される弁穴84eが形成されている。そして、上室8
4cはEGR通路82を通じてサージタンク2に連通さ
れ、下室84dは同じくEGR通路82を通じて気筒#
6の排気通路83に連通されている。尚、下室84dと
排気通路83との間のEGR通路82の途中には、EG
Rクーラ88が設けられている。このEGRクーラ88
はエンジンブロックと一体に形成されたものであり、排
気ガスを通過させる間に外気との間で熱交換を行わせて
冷却するためのものである。
An EGR valve 84 is provided in the middle of the EGR passage 82 as a recirculation passage opening/closing means for opening and closing the passage 82. This EGR valve 84 is opened in proportion to the intake negative pressure introduced from the intake system. Figure 2
As shown in FIG. 2, the EGR valve 84 includes a diaphragm chamber 84a containing a diaphragm 86 urged by a spring 85, and a main body casing 84b communicating with the EGR passage 82. In addition, the diaphragm 86 has
The proximal end of a valve rod 87a having a valve body 87 fixed to its distal end is fixed, and the distal end side of the valve rod 87a is arranged to be reciprocating inside the main casing 84b. The diaphragm 86 and the valve rod 87a are connected to the spring 8
5 and is pressed downward. On the other hand, the inside of the main body casing 84b is divided into an upper chamber 84c and a lower chamber 84d by a partition wall, and a valve hole 84e that is opened and closed by a valve body 87 is formed in the partition wall. And upper chamber 8
4c is connected to the surge tank 2 through the EGR passage 82, and the lower chamber 84d is connected to the cylinder # through the EGR passage 82.
6, and communicates with the exhaust passage 83 of No. 6. Note that an EGR passage 82 between the lower chamber 84d and the exhaust passage 83 is
An R cooler 88 is provided. This EGR cooler 88
is formed integrally with the engine block, and is used to cool the exhaust gas by exchanging heat with the outside air while passing through it.

【0026】EGR弁84のダイヤフラム室84aへ吸
気系の吸気負圧を作動圧として導入するために、そのダ
イヤフラム室84aとサージタンク2とを連通させる第
1の負圧通路89が設けられている。この第1の負圧通
路89の一端側である導入ポート89aは、スロットル
弁4よりも下流側のサージタンク2に連通され、サージ
タンク2における吸気負圧を導入するようになっている
In order to introduce the intake negative pressure of the intake system into the diaphragm chamber 84a of the EGR valve 84 as an operating pressure, a first negative pressure passage 89 is provided that communicates the diaphragm chamber 84a with the surge tank 2. . An introduction port 89a at one end of the first negative pressure passage 89 communicates with the surge tank 2 downstream of the throttle valve 4, and introduces the intake negative pressure in the surge tank 2.

【0027】この第1の負圧通路89の途中には、同負
圧通路89を開閉すると共にEGR弁84のダイヤフラ
ム室84aに導入される作動圧を調節するためにデュー
ティ制御される負圧通路開閉手段としての二方式の第6
のVSV90が設けられている。この第6のVSV90
の一方のポートは、第1の負圧通路89を介してサージ
タンク2に連通されている。
In the middle of this first negative pressure passage 89, there is a negative pressure passage whose duty is controlled to open and close the negative pressure passage 89 and to adjust the operating pressure introduced into the diaphragm chamber 84a of the EGR valve 84. Sixth of two methods as opening/closing means
A VSV 90 is provided. This sixth VSV90
One port of is connected to the surge tank 2 via a first negative pressure passage 89 .

【0028】同じく、第1の負圧通路89の途中には、
第6のVSV90の他方のポートに連通するEGR弁モ
ジュレータ91が設けられている。このEGR弁モジュ
レータ91はEGR弁84の下室84dにかかる排気圧
(排圧)に比例して、そのダイヤフラム室84aにかか
る吸気負圧を増大調整するためのものである。即ち、E
GR弁モジュレータ91は第1の負圧通路89に連通す
る上部通路91aと、ダイヤフラム92を内蔵する本体
ケーシング91bとを備えている。又、本体ケーシング
91bはダイヤフラム92を境に大気室91cと排圧室
91dとに区画されている。大気室91cと上部通路9
1aの間には連通ポート91eが形成され、大気室91
cの側壁には大気ポート91fが形成されている。そし
て、大気ポート91fを通じて大気室91cに大気圧が
導入されることにより、その大気圧が連通ポート91e
から上部通路91aを通じて第1の負圧通路89に作用
するようになっている。
Similarly, in the middle of the first negative pressure passage 89,
An EGR valve modulator 91 is provided that communicates with the other port of the sixth VSV 90. This EGR valve modulator 91 is for increasing and adjusting the intake negative pressure applied to the diaphragm chamber 84a in proportion to the exhaust pressure (exhaust pressure) applied to the lower chamber 84d of the EGR valve 84. That is, E
The GR valve modulator 91 includes an upper passage 91a communicating with the first negative pressure passage 89, and a main body casing 91b containing a diaphragm 92. Further, the main body casing 91b is divided into an atmospheric chamber 91c and an exhaust pressure chamber 91d with a diaphragm 92 as a boundary. Atmospheric chamber 91c and upper passage 9
A communication port 91e is formed between 1a, and an atmospheric chamber 91
An atmospheric port 91f is formed in the side wall of c. Then, by introducing atmospheric pressure into the atmospheric chamber 91c through the atmospheric port 91f, the atmospheric pressure is transferred to the communication port 91e.
It acts on the first negative pressure passage 89 through the upper passage 91a.

【0029】又、EGR弁モジュレータ91の排圧室9
1dとEGR弁84の下室84dとは排圧通路93を介
して連通されており、下室84dにかかる排圧が排圧室
91dに作用するようになっている。又、その排圧室9
1dに作用する排圧に比例して上部通路91aへの大気
圧の導入を絞るために、ダイヤフラム92の中央には、
連通ポート91eの開度を調節するための弁体94が設
けられている。大気室91cには、排圧に抗してダイヤ
フラム92を付勢するスプリング95が内蔵されている
。そして、排圧室91dに作用する排圧に比例してダイ
ヤフラム92がスプリング95の付勢力に抗して上動変
位されることにより、その変位量に応じて連通ポート9
1eの開度が弁体94によって調節される。又、排圧室
91dに所定値以上の排圧がかかった時には、ダイヤフ
ラム92の上動変位により連通ポート91eが弁体94
によって完全に閉鎖される。つまり、EGR弁モジュレ
ータ91はEGR弁84にかかる排圧に比例して上部通
路91aへの大気圧の導入を絞るようになっており、こ
れによって第1の負圧通路89を通じEGR弁84のダ
イヤフラム室84aにかかる作動圧が増大調節されるよ
うになっている。
Furthermore, the exhaust pressure chamber 9 of the EGR valve modulator 91
1d and a lower chamber 84d of the EGR valve 84 are communicated via an exhaust pressure passage 93, so that the exhaust pressure applied to the lower chamber 84d acts on the exhaust pressure chamber 91d. Also, the exhaust pressure chamber 9
In order to restrict the introduction of atmospheric pressure into the upper passage 91a in proportion to the exhaust pressure acting on the diaphragm 92, a
A valve body 94 is provided for adjusting the opening degree of the communication port 91e. A spring 95 that biases the diaphragm 92 against exhaust pressure is built into the atmospheric chamber 91c. The diaphragm 92 is upwardly displaced against the urging force of the spring 95 in proportion to the exhaust pressure acting on the exhaust pressure chamber 91d, and the communication port 9
The opening degree of 1e is adjusted by the valve body 94. Furthermore, when the exhaust pressure equal to or higher than a predetermined value is applied to the exhaust pressure chamber 91d, the upward displacement of the diaphragm 92 causes the communication port 91e to close to the valve body 94.
completely closed by. In other words, the EGR valve modulator 91 restricts the introduction of atmospheric pressure into the upper passage 91a in proportion to the exhaust pressure applied to the EGR valve 84, thereby causing the diaphragm of the EGR valve 84 to pass through the first negative pressure passage 89. The operating pressure applied to the chamber 84a is adjusted to increase.

【0030】併せて、この実施例において、第1の負圧
通路89の途中には、EGR弁モジュレータ91の上部
通路91aに連通する負圧通路閉鎖手段としてのバキュ
ームコントロールバルブ(以下単に「VCV」という)
96が設けられている。このVCV96は、第6のVS
V90の開放故障時におけるフェイルセーフとして、ス
ロットル弁4の全閉時にスロットル弁4の下流側の吸気
負圧に基づいて閉鎖作動され、第1の負圧通路89を強
制的に閉じるためのものである。
Additionally, in this embodiment, a vacuum control valve (hereinafter simply referred to as "VCV") is provided in the middle of the first negative pressure passage 89 as a negative pressure passage closing means communicating with the upper passage 91a of the EGR valve modulator 91. )
96 are provided. This VCV96 is the sixth VS
As a fail-safe in the event of an open failure of the V90, the valve is operated to close based on the intake negative pressure on the downstream side of the throttle valve 4 when the throttle valve 4 is fully closed, and forcibly closes the first negative pressure passage 89. be.

【0031】即ち、図2,6に示すように、VCV96
はスプリング97によって付勢されたダイヤフラム98
を内蔵してなるダイヤフラム室96aと、第1の負圧通
路89に連通する本体ケーシング96bとを備えている
。又、ダイヤフラム98には、先端に弁体99を固着し
てなる弁ロッド99aの基端が固定され、その弁ロッド
99aの先端側が本体ケーシング96bの内部にて往復
動可能に配置されている。これらダイヤフラム98及び
弁ロッド99aはスプリング97によって下方へ押圧付
勢されている。一方、本体ケーシング96bの内部は、
隔壁によって上室96c及び下室96dに区画され、そ
の隔壁には弁体99によって開閉される連通ポート96
eが形成されている。そして、上室96cは第1の負圧
通路89を通じてEGR弁モジュレータ91の上部通路
91aに連通され、下室96dは同じく第1の負圧通路
89を通じてEGR弁84のダイヤフラム室84aに連
通されている。又、下室96dの底壁には、大気に連通
すると共に弁体99によって開閉される大気ポート96
fが形成されている。
That is, as shown in FIGS. 2 and 6, VCV96
is a diaphragm 98 urged by a spring 97
The diaphragm chamber 96a has a built-in diaphragm chamber 96a, and the main body casing 96b communicates with the first negative pressure passage 89. The proximal end of a valve rod 99a having a valve body 99 fixed to the distal end is fixed to the diaphragm 98, and the distal end of the valve rod 99a is arranged to be reciprocating inside the main casing 96b. The diaphragm 98 and the valve rod 99a are urged downward by a spring 97. On the other hand, the inside of the main body casing 96b is
It is divided into an upper chamber 96c and a lower chamber 96d by a partition wall, and the partition wall has a communication port 96 that is opened and closed by a valve body 99.
e is formed. The upper chamber 96c communicates with the upper passage 91a of the EGR valve modulator 91 through the first negative pressure passage 89, and the lower chamber 96d communicates with the diaphragm chamber 84a of the EGR valve 84 through the first negative pressure passage 89. There is. Further, on the bottom wall of the lower chamber 96d, there is an atmospheric port 96 that communicates with the atmosphere and is opened and closed by a valve body 99.
f is formed.

【0032】そして、VCV96のダイヤフラム室96
aに吸気負圧が作用していない状態では、スプリング9
7の付勢力によってダイヤフラム98及び弁ロッド99
aが押し下げられる。これによって、VCV96はその
大気ポート96fが弁体99によって閉鎖され、これに
対して連通ポート96eが開放されて上室96cと下室
96dとが連通し、第1の負圧通路89に作用する吸気
負圧がそのままEGR弁84のダイヤフラム室84aに
作動圧として作用することになる。一方、VCV96の
ダイヤフラム室96aに吸気負圧が作用することにより
、スプリング97の付勢力に抗してダイヤフラム98及
び弁ロッド99aが上動変位する。これによって、VC
V96はその連通ポート96eが弁体99によって閉鎖
され、即ち第1の負圧通路89が閉鎖され、これに対し
て大気ポート96fが開放され、下室96dから第1の
負圧通路89を通じてEGR弁84のダイヤフラム室8
4aに大気圧が作用してEGR弁84が閉じられる。
[0032]The diaphragm chamber 96 of the VCV 96
When the intake negative pressure is not acting on a, the spring 9
The diaphragm 98 and the valve rod 99 are
a is pushed down. As a result, the atmospheric port 96f of the VCV 96 is closed by the valve body 99, whereas the communication port 96e is opened, and the upper chamber 96c and lower chamber 96d communicate with each other, acting on the first negative pressure passage 89. The intake negative pressure directly acts on the diaphragm chamber 84a of the EGR valve 84 as an operating pressure. On the other hand, when negative intake pressure acts on the diaphragm chamber 96a of the VCV 96, the diaphragm 98 and the valve rod 99a are displaced upwardly against the biasing force of the spring 97. By this, V.C.
In the V96, the communication port 96e is closed by the valve body 99, that is, the first negative pressure passage 89 is closed, and the atmospheric port 96f is opened, and EGR is carried out from the lower chamber 96d through the first negative pressure passage 89. Diaphragm chamber 8 of valve 84
Atmospheric pressure acts on 4a to close the EGR valve 84.

【0033】又、VCV96のダイヤフラム室96aは
第2の負圧通路100を介してスロットル弁4よりも下
流側のスロットルボディ3に連通されている。スロット
ルボディ3に開口する第2の負圧通路100の導入ポー
ト100aの位置は、スロットル弁4の全閉時にサージ
タンク2内の吸気負圧が作用し、スロットル弁4の開放
時には共通吸気通路21内の大気圧が作用するように設
定されている。
The diaphragm chamber 96a of the VCV 96 is communicated with the throttle body 3 on the downstream side of the throttle valve 4 via a second negative pressure passage 100. The position of the introduction port 100a of the second negative pressure passage 100 that opens into the throttle body 3 is such that when the throttle valve 4 is fully closed, the intake negative pressure in the surge tank 2 acts, and when the throttle valve 4 is opened, the intake port 100a is located in the common intake passage 21. It is set so that the internal atmospheric pressure acts.

【0034】更に、第2の負圧通路100の途中には、
同通路100に正圧が作用したときにその正圧がVCV
96のダイヤフラム室96aに作用するのを防ぐための
チェック弁101が設けられている。そして、このチェ
ック弁101により、VCV96のダイヤフラム室96
aには、そのダイヤフラム98を上動させる吸気負圧の
みが作用し、ダイヤフラム98を押し下げて反転させる
ような正圧が作用しないようになっている。
Furthermore, in the middle of the second negative pressure passage 100,
When positive pressure acts on the passage 100, the positive pressure is VCV
A check valve 101 is provided to prevent the diaphragm chamber 96a from acting on the diaphragm chamber 96a. This check valve 101 allows the diaphragm chamber 96 of the VCV 96 to
Only the intake negative pressure that moves the diaphragm 98 upward acts on a, and the positive pressure that pushes the diaphragm 98 down and reverses it does not act on it.

【0035】従って、VCV96が開かれている状態、
即ちその連通ポート96eが開放されると共に大気ポー
ト96fが閉鎖されている状態において、第6のVSV
90がデューティ制御により開かれて第1の負圧通路8
9に吸気負圧が作用することにより、EGR弁モジュレ
ータ91の上部通路91aを通じてEGR弁84のダイ
ヤフラム室84aに吸気負圧が作用し、その弁体87が
上動して弁穴84eが開かれる。つまり、EGR弁84
によりEGR通路82が開かれ、気筒#6の排気通路8
3からサージタンク2への排気ガスの還流が許容される
。この時、EGR弁84に作用する排圧が所定値を上回
らないときには、EGR弁モジュレータ91にかかる吸
気負圧が大気ポート91fを通じて導入される大気圧に
よって適度に減衰される。これによって、ダイヤフラム
室84aへの吸気負圧が適度に抑えられ、EGR弁84
の開度が抑制されてEGR通路82における排気ガスの
還流量、即ちEGR量が抑制される。
[0035] Therefore, when the VCV 96 is open,
That is, in a state where the communication port 96e is open and the atmospheric port 96f is closed, the sixth VSV
90 is opened by duty control and the first negative pressure passage 8
9, the intake negative pressure acts on the diaphragm chamber 84a of the EGR valve 84 through the upper passage 91a of the EGR valve modulator 91, and the valve element 87 moves upward to open the valve hole 84e. . In other words, EGR valve 84
The EGR passage 82 is opened, and the exhaust passage 8 of cylinder #6 is opened.
3 to the surge tank 2 is allowed. At this time, when the exhaust pressure acting on the EGR valve 84 does not exceed a predetermined value, the intake negative pressure applied to the EGR valve modulator 91 is appropriately attenuated by the atmospheric pressure introduced through the atmospheric port 91f. As a result, the intake negative pressure to the diaphragm chamber 84a is moderately suppressed, and the EGR valve 84
The amount of recirculation of exhaust gas in the EGR passage 82, that is, the amount of EGR, is suppressed.

【0036】一方、EGR弁84に作用する排圧が所定
値を上回るときには、EGR弁モジュレータ91の連通
ポート91eが閉じられ、大気ポート91fからの大気
圧の導入が遮断され、EGR弁モジュレータ91に作用
する吸気負圧は減衰されることなく全てEGR弁84の
ダイヤフラム室84aに作用する。これによって、ダイ
ヤフラム室84aへの吸気負圧が増大され、EGR弁8
4によりEGR通路82が大きく開放されてEGR量が
増大される。
On the other hand, when the exhaust pressure acting on the EGR valve 84 exceeds a predetermined value, the communication port 91e of the EGR valve modulator 91 is closed, the introduction of atmospheric pressure from the atmospheric port 91f is cut off, and the EGR valve modulator 91 is All of the acting negative intake pressure acts on the diaphragm chamber 84a of the EGR valve 84 without being attenuated. As a result, the intake negative pressure to the diaphragm chamber 84a is increased, and the EGR valve 8
4, the EGR passage 82 is wide open and the amount of EGR is increased.

【0037】以上のように説明した構成部材のうち、各
インジェクタ6A〜6F、イグナイタ49及び第1〜第
6のVSV25,26,34,38,44,90は電子
制御装置(以下単に「ECU」という)71に電気的に
接続され、同ECU71の作動によってそれらの駆動タ
イミングが制御されるようになっている。次に、ECU
71の構成について図3のブロック図に従って説明する
。ECU71は中央処理装置(CPU)72、所定の制
御プログラム等を予め記憶した読み出し専用メモリ(R
OM)73、CPU72の演算結果等を一時記憶するラ
ンダムアクセスメモリ(RAM)74、予め記憶された
データを保存するバックアップRAM75等と、これら
各部と外部入力回路76、外部出力回路77等とをバス
78によって接続した論理演算回路として構成されてい
る。
Among the constituent members described above, each injector 6A to 6F, igniter 49, and first to sixth VSVs 25, 26, 34, 38, 44, and 90 are electronic control units (hereinafter simply referred to as "ECUs"). ) 71, and their drive timings are controlled by the operation of the ECU 71. Next, the ECU
The configuration of 71 will be explained according to the block diagram of FIG. The ECU 71 includes a central processing unit (CPU) 72 and a read-only memory (R) that stores predetermined control programs, etc.
OM) 73, a random access memory (RAM) 74 that temporarily stores calculation results of the CPU 72, a backup RAM 75 that stores pre-stored data, etc., and these parts and an external input circuit 76, an external output circuit 77, etc. are connected to a bus. It is configured as a logic operation circuit connected by 78.

【0038】外部入力回路76には、前述したスロット
ル開度センサ61、吸気圧センサ62、エアフローメー
タ63、水温センサ64、酸素センサ65、回転数セン
サ66、気筒判別センサ67及び車速センサ68等がそ
れぞれ接続されている。そして、CPU72は外部入力
回路76を介してエアフローメータ63及び各センサ6
1,62,64〜68からの出力信号を入力値として読
み込む。
The external input circuit 76 includes the aforementioned throttle opening sensor 61, intake pressure sensor 62, air flow meter 63, water temperature sensor 64, oxygen sensor 65, rotational speed sensor 66, cylinder discrimination sensor 67, vehicle speed sensor 68, etc. each connected. Then, the CPU 72 inputs the air flow meter 63 and each sensor 6 via the external input circuit 76.
The output signals from 1, 62, 64 to 68 are read as input values.

【0039】又、CPU72は、これらの入力値に基づ
いて、外部出力回路77に接続された各インジェクタ6
A〜6F、イグナイタ49及び第1〜第6のVSV25
,26,34,38,44,90等を好適に制御する。 尚、この実施例において、燃料噴射は各気筒#1〜#6
毎の独立噴射となっており、各インジェクタ6A〜6F
は各気筒#1〜#6の噴射タイミングが到来した時に個
々に駆動制御されるようになっている。尚、この実施例
のエンジン1において、各気筒#1〜#6の燃料噴射は
気筒#1、気筒#5、気筒#3、気筒#6、気筒#2及
び気筒#4の順序で行われるようになっている。
Furthermore, the CPU 72 controls each injector 6 connected to the external output circuit 77 based on these input values.
A to 6F, igniter 49 and 1st to 6th VSV25
, 26, 34, 38, 44, 90, etc. are suitably controlled. In this example, fuel injection is performed in each cylinder #1 to #6.
Each injector 6A to 6F has independent injection.
are individually driven and controlled when the injection timing for each cylinder #1 to #6 arrives. In the engine 1 of this embodiment, fuel injection in each cylinder #1 to #6 is performed in the order of cylinder #1, cylinder #5, cylinder #3, cylinder #6, cylinder #2, and cylinder #4. It has become.

【0040】上記のように構成された過給機付ガソリン
エンジンシステムにおいて、ECU71はエアフローメ
ータ63及び各センサ61,62,64〜68からの入
力値に基づきその時々の運転状態を判断し、その運転状
態に応じて主ターボチャージャ10及び副ターボチャー
ジャ11の作動を次のように制御する。先ず、エンジン
1の運転状態が低速域で、かつ高負荷域である場合には
、ECU71は排気切替弁23及び吸気切替弁24が共
に閉じ、第1及び第2のVSV25,26を切替制御す
る。これによって、主ターボチャージャ10のみが作動
される「シングル過給ステージ」となる。この「シング
ル過給ステージ」において、エンジン1からの排気ガス
は、図4に矢印で示すように、主ターボチャージャ10
のみを流れ、そのタービン10aを回転駆動させる。 更に、そのタービン10aを通過した排気ガスは、図4
に矢印で示すように、主排気通路12を経て主・副の両
排気通路12,13の合流部に至り、更に下流の触媒コ
ンバータ14を通過して外部へと排出される。このよう
に、低吸入空気量域で「シングル過給ステージ」とする
理由は、低吸入空気量域では主ターボチャージャ10の
みによる過給特性の方が主・副の両ターボチャージャ1
0,11による過給特性よりも優れているからである。 そして、このような「シングル過給ステージ」にするこ
とより、エンジン1のトルクの立ち上がりが速くなり、
低速域のレスポンスを大幅に良くすることができる。
In the supercharged gasoline engine system configured as described above, the ECU 71 determines the current operating state based on the input values from the air flow meter 63 and each sensor 61, 62, 64 to 68, and The operation of the main turbocharger 10 and the sub-turbocharger 11 is controlled as follows depending on the operating state. First, when the operating state of the engine 1 is in a low speed range and a high load range, the ECU 71 closes both the exhaust switching valve 23 and the intake switching valve 24, and switches and controls the first and second VSVs 25 and 26. . This results in a "single supercharging stage" in which only the main turbocharger 10 is operated. In this "single supercharging stage," the exhaust gas from the engine 1 is transferred to the main turbocharger 10 as shown by the arrow in FIG.
The turbine 10a is driven to rotate. Furthermore, the exhaust gas that has passed through the turbine 10a is shown in FIG.
As shown by the arrow in , the air passes through the main exhaust passage 12 to reach the confluence of the main and auxiliary exhaust passages 12 and 13, further passes through the downstream catalytic converter 14, and is discharged to the outside. In this way, the reason why a "single supercharging stage" is used in the low intake air amount region is that in the low intake air amount region, the supercharging characteristics with only the main turbocharger 10 are better than those with both the main and auxiliary turbochargers 1.
This is because the supercharging characteristics are superior to those of 0.0 and 11. By using such a "single supercharging stage", the torque of engine 1 increases faster,
The response in the low speed range can be significantly improved.

【0041】又、この実施例において、酸素センサ65
の取付け位置は、主ターボチャージャ10のタービン1
0aに連通する主排気通路12にオフセットさせている
ことから、主ターボチャージャ10からの排気ガス流が
酸素センサ65に効率良く当たってその酸素濃度が検出
される。従って、酸素センサ65は排気ガス流によって
迅速に温められ、空燃比制御のための安定した出力温度
特性域に早期に達することができる。この「シングル過
給ステージ」においては、排気ガス流の全量が必ず酸素
センサ65に当たり、後で説明する「ダブル過給ステー
ジ」においても、常時作動する主ターボチャージャ10
からの排気ガス流が必ず酸素センサ65に当たることに
なり、その酸素センサ65により排気ガスの酸素濃度を
精度良く検出することができる。従って、酸素センサ6
5における検出信号をフィードバックすることにより、
常に正確な空燃比制御を行うことが可能となる。
Furthermore, in this embodiment, the oxygen sensor 65
The installation position is the turbine 1 of the main turbocharger 10.
Since it is offset from the main exhaust passage 12 communicating with the main turbocharger 10, the exhaust gas flow from the main turbocharger 10 efficiently hits the oxygen sensor 65 and its oxygen concentration is detected. Therefore, the oxygen sensor 65 is rapidly warmed by the exhaust gas flow, and can quickly reach a stable output temperature characteristic range for air-fuel ratio control. In this "single supercharging stage", the entire amount of the exhaust gas flow always hits the oxygen sensor 65, and even in the "double supercharging stage", which will be explained later, the main turbocharger 10 is always operated.
Since the exhaust gas flow from the exhaust gas always hits the oxygen sensor 65, the oxygen concentration of the exhaust gas can be detected with high accuracy by the oxygen sensor 65. Therefore, oxygen sensor 6
By feeding back the detection signal in 5,
It becomes possible to always perform accurate air-fuel ratio control.

【0042】更に、エンジン1の運転状態が低速域で、
かつ低負荷域である場合には、ECU71は排気切替弁
23が閉じたままで吸気切替弁24のみが開かれるよう
に、第1及び第2のVSV25,26を切替制御する。 これによって、「シングル過給ステージ」のままで、主
・副の両吸気通路15,16が共に開かれ、主ターボチ
ャージャ10のみの作動による吸気抵抗の増大を抑える
ことができる。そして、このようにすることにより、低
負荷域からの加速初期における過給圧の立ち上がり特性
、運転上のレスポンスを改善することができる。
Furthermore, when the operating state of the engine 1 is in a low speed range,
When the load is in the low load range, the ECU 71 switches and controls the first and second VSVs 25 and 26 so that the exhaust switching valve 23 remains closed and only the intake switching valve 24 is opened. As a result, both the main and auxiliary intake passages 15 and 16 are opened while the "single supercharging stage" remains, and an increase in intake resistance due to the operation of only the main turbocharger 10 can be suppressed. By doing so, it is possible to improve the boost pressure rise characteristics and operational response at the beginning of acceleration from a low load range.

【0043】又、エンジン1の運転状態が低吸入空気量
域から高吸入空気量域へ移行する場合、即ち「シングル
過給ステージ」から「ダブル過給ステージ」へ切り替わ
る場合には、ECU71は排気切替弁23及び吸気切替
弁24が共に開かれるように、第1及び第2のVSV2
5,26を切替制御する。この際、排気切替弁23が閉
じられているときに排気バイパス弁32を開くように、
ECU71が第3のVSV34を切替制御する。即ち、
排気ガスの一部を副ターボチャージャ11に流すことに
より、副ターボチャージャ11の助走回転数を高めて、
ステージ切り替えをよりスムーズに行うことができる。 併せて、第1の吸気バイパス弁37を開くように、EC
U71が第4のVSV38を切替制御することにより、
ステージ切り替えを更にスムーズに行うことができる。
Furthermore, when the operating state of the engine 1 shifts from a low intake air amount region to a high intake air amount region, that is, when switching from a "single supercharging stage" to a "double supercharging stage," the ECU 71 controls the exhaust gas flow. The first and second VSV2 are opened so that both the switching valve 23 and the intake switching valve 24 are opened.
5 and 26 are switched and controlled. At this time, the exhaust bypass valve 32 is opened when the exhaust switching valve 23 is closed.
The ECU 71 switches and controls the third VSV 34. That is,
By flowing part of the exhaust gas to the sub-turbocharger 11, the approach rotation speed of the sub-turbocharger 11 is increased,
Stage switching can be performed more smoothly. At the same time, the EC is opened so as to open the first intake bypass valve 37.
By U71 switching and controlling the fourth VSV38,
Stage switching can be performed even more smoothly.

【0044】一方、エンジン1の運転状態が高吸入空気
量域の場合には、排気切替弁23と吸気切替弁24が共
に開かれたままで、かつ排気バイパス弁32が閉じられ
るように、ECU71は第1〜第3のVSV25,26
,34を切替制御する。これによって、主・副の両ター
ボチャージャ10,11により過給が行われる「ダブル
過給ステージ」の状態が保持される。この「ダブル過給
ステージ」において、エンジン1からの排気ガスは、図
5に矢印で示すように、主・副の両ターボチャージャ1
0,11を流れ、各タービン10a,11aを回転駆動
させる。更に、各タービン10a,11aを通過した排
気ガスは、図5に矢印で示すように、主・副の両排気通
路12,13を経てそれらの合流部に至り、更に下流の
触媒コンバータ14を通過して外部へと流れる。このよ
うに、「ダブル過給ステージ」とすることにより、主・
副の両ターボチャージャ10,11の両コンプレッサ1
0b,11bによって充分な過給圧が得られ、高速域に
おけるエンジン1の出力が向上される。そして、このと
きの過給圧が例えば「+500mmHg」を越えないよ
うに、ウェイストゲート弁42を開閉させるように、E
CU71は第5のVSV44を駆動制御(デューティ制
御)する。
On the other hand, when the operating state of the engine 1 is in a high intake air amount region, the ECU 71 operates so that both the exhaust switching valve 23 and the intake switching valve 24 remain open and the exhaust bypass valve 32 is closed. 1st to 3rd VSV25, 26
, 34 are switched and controlled. As a result, a "double supercharging stage" state in which supercharging is performed by both the main and sub turbochargers 10 and 11 is maintained. In this "double supercharging stage," the exhaust gas from the engine 1 is transferred to both the main and auxiliary turbochargers 1, as shown by the arrows in Figure 5.
0 and 11 to rotate the respective turbines 10a and 11a. Further, the exhaust gas that has passed through each of the turbines 10a and 11a passes through both the main and auxiliary exhaust passages 12 and 13 to reach their confluence, as shown by the arrows in FIG. 5, and further passes through the catalytic converter 14 downstream. and flows to the outside. In this way, by using the "double supercharging stage", the main
Both compressors 1 of both secondary turbochargers 10 and 11
Sufficient supercharging pressure is obtained by 0b and 11b, and the output of the engine 1 in the high speed range is improved. Then, the E
The CU 71 drives and controls the fifth VSV 44 (duty control).

【0045】次に、上記のように構成した内燃機関の排
気ガス還流装置に係り、ECU71によって実行される
EGR制御の処理動作について、図7に示すフローチャ
ートに従って説明する。このEGR制御ルーチンはエン
ジン1の運転中において、所定時間毎の定時割り込みで
実行される。処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ201において、スロットル開度センサ61、吸
気圧センサ62及び水温センサ64の検出値に基づいて
スロットル開度ACCP、吸気圧PM及び冷却水温TH
Wをそれぞれ読み込む。
Next, the processing operation of EGR control executed by the ECU 71 in the exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine configured as described above will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. This EGR control routine is executed with regular interruptions at predetermined time intervals while the engine 1 is operating. When the process moves to this routine, first in step 201, the throttle opening ACCP, intake pressure PM, and cooling water temperature TH are determined based on the detected values of the throttle opening sensor 61, intake pressure sensor 62, and water temperature sensor 64.
Load each W.

【0046】続いて、ステップ202において、読み込
まれた冷却水温THWが「40℃」以上であるか否かを
判断する。つまり、エンジン1がEGRを行うに適した
温度に達しているか否かを判断する。そして、ステップ
202において、冷却水温THWがEGRを行うに適し
た温度でない場合には、ステップ203において、EG
R弁84を閉じさせるために第6のVSV90をオフさ
せる。つまり、サージタンク2への排気ガスの還流を遮
断すべく第6のVSV90をオフさせる。そして、その
後の処理を一旦終了する。
Subsequently, in step 202, it is determined whether the read cooling water temperature THW is equal to or higher than "40°C". In other words, it is determined whether the engine 1 has reached a temperature suitable for performing EGR. Then, in step 202, if the cooling water temperature THW is not a temperature suitable for performing EGR, in step 203, the EGR
The sixth VSV 90 is turned off to close the R valve 84. That is, the sixth VSV 90 is turned off in order to block the recirculation of exhaust gas to the surge tank 2. Then, the subsequent processing is temporarily terminated.

【0047】一方、ステップ202において、冷却水温
THWがEGRを行うに適した温度である場合には、ス
テップ204において、スロットル弁4が開かれている
か否かを判断する。この判断は先に読み込まれたアクセ
ル開度ACCPに基づいて行われる。そして、ステップ
204において、スロットル弁4が開かれていない時、
即ちスロットル弁4が全閉状態である場合には、EGR
を行わない極低負荷時であるとして、ステップ203に
おいて、サージタンク2への排気ガスの還流を遮断すべ
く第6のVSV90をオフさせて、その後の処理を一旦
終了する。
On the other hand, if it is determined in step 202 that the cooling water temperature THW is a temperature suitable for performing EGR, it is determined in step 204 whether or not the throttle valve 4 is open. This judgment is made based on the accelerator opening degree ACCP read in advance. Then, in step 204, when the throttle valve 4 is not opened,
That is, when the throttle valve 4 is fully closed, the EGR
Assuming that this is an extremely low load period in which no operation is performed, in step 203, the sixth VSV 90 is turned off to cut off the recirculation of exhaust gas to the surge tank 2, and the subsequent processing is temporarily terminated.

【0048】又、ステップ204において、スロットル
弁4が開かれている場合には、ステップ205において
、先に読み込まれた吸気圧PMが「700mmHg」以
下であるか否かを判断する。つまり、エンジン1が高負
荷でないか否かを判断する。そして、ステップ205に
おいて、エンジン1が高負荷である場合には、ステップ
203において、サージタンク2への排気ガスの還流を
遮断すべく第6のVSV90をオフさせて、その後の処
理を一旦終了する。
If the throttle valve 4 is opened in step 204, it is determined in step 205 whether or not the previously read intake pressure PM is less than 700 mmHg. In other words, it is determined whether or not the engine 1 is under high load. Then, in step 205, if the engine 1 is under high load, in step 203, the sixth VSV 90 is turned off to cut off the recirculation of exhaust gas to the surge tank 2, and the subsequent processing is temporarily terminated. .

【0049】これに対し、ステップ205において、エ
ンジン1が高負荷でない場合、即ちEGRを行うに適し
た低・中負荷である場合には、ステップ206において
、回転数センサ66の検出値に基づいてエンジン回転数
NEを読み込む。次に、ステップ207において、読み
込まれたエンジン回転数NE等に基づき、予め定められ
た計算式に従って1回転当たりの吸入空気量(単位吸入
空気量)GNを算出する。
On the other hand, in step 205, if the engine 1 is not under high load, that is, if the load is low or medium suitable for EGR, then in step 206, based on the detected value of the rotation speed sensor 66, Read engine speed NE. Next, in step 207, the amount of intake air per rotation (unit amount of intake air) GN is calculated based on the read engine speed NE and the like according to a predetermined calculation formula.

【0050】続いて、ステップ208において、第6の
VSV90をデューティ制御するための好適なVSVデ
ューティ比を算出する。このVSVデューティ比の算出
は、先に読み込まれたエンジン回転数NEと、先に算出
された単位吸入空気量GNとに基づいて、図8に示すよ
うに予め定められたマップを参照して行われる。そして
、ステップ209において、先に算出されたVSVデュ
ーティ比に基づいて第6のVSV90をデューティ制御
する。即ち、エンジン1の運転状態に応じてEGR弁8
4の開度を制御するために第6のVSV90をデューテ
ィ制御する。そして、その後の処理を一旦終了する。 このようにして、NOx低減に有効なEGR制御が行わ
れる。
Subsequently, in step 208, a suitable VSV duty ratio for controlling the duty of the sixth VSV 90 is calculated. The VSV duty ratio is calculated based on the previously read engine speed NE and the previously calculated unit intake air amount GN, with reference to a predetermined map as shown in FIG. be exposed. Then, in step 209, the duty of the sixth VSV 90 is controlled based on the previously calculated VSV duty ratio. That is, depending on the operating state of the engine 1, the EGR valve 8
The duty of the sixth VSV 90 is controlled in order to control the opening degree of the fourth VSV. Then, the subsequent processing is temporarily terminated. In this way, EGR control that is effective in reducing NOx is performed.

【0051】以上説明したように、この実施例における
過給機付ガソリンエンジンシステムのEGR装置81に
よれば、エンジン1の運転状態に応じて第6のVSV9
0がデューティ制御され、EGR弁84の開度を好適に
制御することができる。これにより、エンジン1の吸入
空気量域の要求に応じた量の排気ガスを、EGR通路8
2を通じてサージタンク2へ再循環させることができる
。つまり、エンジン1の吸入空気量Qの要求に応じたE
GR量を確保することができ、ほぼ一定のEGR率を確
保することができる。
As explained above, according to the EGR device 81 of the supercharged gasoline engine system in this embodiment, the sixth VSV 9
0 is duty-controlled, and the opening degree of the EGR valve 84 can be suitably controlled. As a result, an amount of exhaust gas corresponding to the intake air amount range of the engine 1 is transferred to the EGR passage 8.
2 to the surge tank 2. In other words, E
A sufficient amount of GR can be secured, and a substantially constant EGR rate can be secured.

【0052】併せて、この実施例のEGR装置81によ
れば、第6のVSV90の開放故障時におけるフェイル
セーフとして、スロットル弁4の全閉時に作動するVC
V96を設けている。そのため、万が一何らかの原因で
第6のVSV90が開放状態で故障した場合には、スロ
ットル弁4の全閉時にスロットル弁4の下流側で生じる
吸気負圧に基づいてVCV96が閉鎖作動される。即ち
、第2の負圧通路100を通じてVCV96のダイヤフ
ラム室96aに吸気負圧が導入され、その吸気負圧によ
り、同VCV96の連通ポート96eが強制的に閉鎖さ
れると共に大気ポート96fが開放される。これによっ
て、その下室96dを通じて導入される大気圧が第1の
負圧通路89を通じてEGR弁84のダイヤフラム室8
4aに導入される。このため、第6のVSV90が開放
状態であるにもかかわらず、EGR弁84のダイヤフラ
ム室84aには吸気負圧が第1の負圧通路89を通じて
導入されなくなる。その結果、EGR弁84が閉じられ
て不必要に開放されることがなくなり、排気ガスがサー
ジタンク2へ再循環されなくなる。
Additionally, according to the EGR device 81 of this embodiment, as a fail-safe in the event of an open failure of the sixth VSV 90, the VC activated when the throttle valve 4 is fully closed.
V96 is provided. Therefore, in the event that the sixth VSV 90 fails in the open state for some reason, the VCV 96 is operated to close based on the intake negative pressure generated downstream of the throttle valve 4 when the throttle valve 4 is fully closed. That is, intake negative pressure is introduced into the diaphragm chamber 96a of the VCV 96 through the second negative pressure passage 100, and the intake negative pressure forcibly closes the communication port 96e of the VCV 96 and opens the atmospheric port 96f. . As a result, atmospheric pressure introduced through the lower chamber 96d passes through the first negative pressure passage 89 to the diaphragm chamber 8 of the EGR valve 84.
4a. Therefore, even though the sixth VSV 90 is in the open state, intake negative pressure is no longer introduced into the diaphragm chamber 84a of the EGR valve 84 through the first negative pressure passage 89. As a result, the EGR valve 84 is closed and will not be opened unnecessarily, and exhaust gas will not be recirculated to the surge tank 2.

【0053】従って、第6のVSV90が開放状態で故
障した場合には、スロットル弁4が全閉となるアイドル
状態のような吸入空気量Qの極めて少ない極低負荷の場
合でも、サージタンク2への排気ガスの再循環を確実に
阻止することができる。そのため、エンジン1の極低負
荷時に、極めて少ない吸入空気量Qと共に排気ガスが各
気筒#1〜#6の燃焼室に供給されることがなくなり、
空燃比のオーバリーン化を未然に防止することができ、
もってアイドル状態の不安定化を防止することができる
Therefore, if the sixth VSV 90 fails in an open state, even in the case of an extremely low load with an extremely small amount of intake air Q, such as an idling state where the throttle valve 4 is fully closed, the surge tank 2 is recirculation of exhaust gas can be reliably prevented. Therefore, when the load of the engine 1 is extremely low, exhaust gas is not supplied to the combustion chambers of each cylinder #1 to #6 with an extremely small amount of intake air Q.
It is possible to prevent the air-fuel ratio from becoming over lean,
This makes it possible to prevent the idle state from becoming unstable.

【0054】しかも、この実施例では、第1の負圧通路
89の途中において、EGR弁84とEGR弁モジュレ
ータ91との間にVCV96を設けているので、VCV
96からEGR弁84までの負圧通路89が短くなる。 そのため、サージタンク2への排気ガスの再循環を瞬時
にカットすることができ、EGRカット遅れを防止する
ことができる好ましいものとなる。
Moreover, in this embodiment, since the VCV 96 is provided between the EGR valve 84 and the EGR valve modulator 91 in the middle of the first negative pressure passage 89, the VCV
The negative pressure passage 89 from 96 to the EGR valve 84 becomes shorter. Therefore, recirculation of the exhaust gas to the surge tank 2 can be instantly cut off, which is preferable because it can prevent EGR cut delay.

【0055】一方、スロットル弁4が全閉状態から開き
始めると、第2の負圧通路100の導入ポート100a
が正圧になるが、この実施例のEGR装置81では、第
2の負圧通路100の途中に正圧を阻止するためのチェ
ック弁101が設けられている。このため、VCV96
のダイヤフラム室96aに正圧が作用することはなく、
ダイヤフラム98にはその変位方向を逆転させるような
無理な力が作用することはない。特に、この実施例では
、エンジン1に主・副の各ターボチャージャ10,11
が備付けられていることから、スロットル弁4が開かれ
たときに、各ターボチャージャ10,11による過給圧
によって第2の負圧通路100に正圧が作用する可能性
もある。しかし、チェック弁101により、その過給圧
に基づく正圧をも確実に阻止することができ、VCV9
6のダイヤフラム98を保護することができる。
On the other hand, when the throttle valve 4 starts to open from the fully closed state, the introduction port 100a of the second negative pressure passage 100 opens.
However, in the EGR device 81 of this embodiment, a check valve 101 for blocking positive pressure is provided in the middle of the second negative pressure passage 100. For this reason, VCV96
No positive pressure acts on the diaphragm chamber 96a,
No unreasonable force is applied to the diaphragm 98 that would reverse its direction of displacement. In particular, in this embodiment, the engine 1 has main and sub-turbochargers 10 and 11.
, when the throttle valve 4 is opened, there is a possibility that positive pressure will act on the second negative pressure passage 100 due to the supercharging pressure from each turbocharger 10, 11. However, the check valve 101 can reliably block positive pressure based on the supercharging pressure, and VCV9
6 diaphragm 98 can be protected.

【0056】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 (1)前記実施例では、第1の負圧通路89の途中にお
いて、EGR弁84とEGR弁モジュレータ91との間
にVCV96を設けたが、図9に示すように、第1の負
圧通路89の途中において、サージタンク2と第6のV
SV90との間にVCV96を設けてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but may be implemented as follows by appropriately changing a part of the structure without departing from the spirit of the invention. (1) In the embodiment described above, the VCV 96 was provided between the EGR valve 84 and the EGR valve modulator 91 in the middle of the first negative pressure passage 89, but as shown in FIG. In the middle of 89, surge tank 2 and 6th V
A VCV 96 may be provided between the SV 90 and the SV 90.

【0057】(2)前記実施例では、EGR通路82に
よる排気ガスの取出口82aを気筒#6に通じる排気通
路83に配置したが、それ以外の気筒#1〜#5に通じ
る排気通路に配置したり、排気マニホルド8の主排気集
合部8aに配置したり、或いは排気マニホルド8の副排
気集合部8bに配置したりしてもよい。 (3)前記実施例では、直列6気筒の過給機付ガソリン
エンジンシステムに具体化したが、直列式のエンジンで
はなくてV型のエンジンに具体化することもでき、或い
は6気筒のエンジンではなくて4気筒や8気筒等のエン
ジンに具体化することもできる。
(2) In the above embodiment, the exhaust gas outlet 82a of the EGR passage 82 was arranged in the exhaust passage 83 leading to cylinder #6, but it could also be arranged in the exhaust passage leading to the other cylinders #1 to #5. Alternatively, it may be arranged in the main exhaust collecting part 8a of the exhaust manifold 8, or it may be arranged in the sub-exhaust collecting part 8b of the exhaust manifold 8. (3) In the above embodiment, the system is implemented as an in-line 6-cylinder gasoline engine system with a supercharger, but it can also be implemented as a V-type engine instead of an in-line engine, or a 6-cylinder engine may be used instead. Instead, it can be embodied in a 4-cylinder or 8-cylinder engine.

【0058】(4)前記実施例では、EGR装置81を
「2ウエイツインターボシステム」の過給機付ガソリン
エンジンシステムに具体化したが、シングルターボシス
テムの過給機付エンジンに具体化したり、或いは過給機
を備えていないエンジンに具体化したりすることもでき
る。
(4) In the above embodiment, the EGR device 81 was implemented in a "two-way twin turbo system" supercharged gasoline engine system, but it could also be implemented in a single turbo system supercharged engine, Alternatively, it may be implemented in an engine that is not equipped with a supercharger.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
、VSV等の負圧通路開閉手段の開放故障時におけるフ
ェイルセーフとして、スロットル弁の全閉時にEGR弁
等の再循環通路開閉手段を閉じるべく、スロットル弁下
流側の吸気負圧に基づいて閉鎖作動されて負圧通路を強
制的に閉じる負圧通路閉鎖手段を設けたので、負圧通路
開閉手段の開放故障時におけるスロットル弁全閉時に、
その負圧通路閉鎖手段によって負圧通路を閉鎖すること
ができ、もって循環通路開閉手段を確実に閉じて排気ガ
スが吸気系へ再循環されることを阻止することができ、
もって空燃比のオーバーリーン化を防止することができ
るという優れた効果を発揮する。
As described in detail above, according to the present invention, as a fail-safe in the event of an opening failure of the negative pressure passage opening/closing means such as a VSV, the recirculation passage opening/closing means such as the EGR valve is closed when the throttle valve is fully closed. In order to close the throttle valve, a negative pressure passage closing means is provided which is operated to close based on the intake negative pressure on the downstream side of the throttle valve and forcibly closes the negative pressure passage. When closed,
The negative pressure passage can be closed by the negative pressure passage closing means, thereby reliably closing the circulation passage opening/closing means to prevent exhaust gas from being recirculated to the intake system;
This provides an excellent effect of preventing the air-fuel ratio from becoming overly lean.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】この発明を具体化した一実施例における過給機
付ガソリンエンジンシステムを説明する概略構成図であ
る。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a supercharged gasoline engine system in one embodiment embodying the present invention.

【図2】一実施例におけるEGR装置の構成を説明する
図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of an EGR device in one embodiment.

【図3】一実施例におけるECUの構成を示すブロック
図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an ECU in one embodiment.

【図4】一実施例における過給機付ガソリンエンジンシ
ステムの「シングル過給ステージ」における過給作動を
説明する概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a supercharging operation in a "single supercharging stage" of a gasoline engine system with a supercharger in one embodiment.

【図5】一実施例における過給機付ガソリンエンジンシ
ステムの「ダブル過給ステージ」における過給作動を説
明する概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating a supercharging operation in a "double supercharging stage" of a gasoline engine system with a supercharger in one embodiment.

【図6】一実施例におけるVCVを示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a VCV in one embodiment.

【図7】一実施例におけるECUにより実行されるEG
R制御の処理ルーチンを説明するフローチャートである
FIG. 7: EG executed by ECU in one embodiment
3 is a flowchart illustrating a processing routine of R control.

【図8】一実施例におけるエンジン回転数と単位吸入空
気量とに対するVSVデューティ比の関係を予め定めた
マップを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a map in which the relationship between the VSV duty ratio and the engine speed and the unit intake air amount is predetermined in one embodiment.

【図9】この発明を具体化した別の実施例におけるEG
R装置の構成を説明する図である。
FIG. 9: EG in another embodiment embodying this invention
It is a figure explaining the structure of R apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関としてのエンジン 4…スロットル弁 5…吸気系を構成する吸気マニホルド 8…排気系を構成する排気マニホルド 81…EGR装置 82…排気ガス再循環通路としてのEGR通路84…再
循環通路開閉手段としてのEGR弁89…第1の負圧通
1... Engine as an internal combustion engine 4... Throttle valve 5... Intake manifold 8 forming an intake system... Exhaust manifold 81 forming an exhaust system... EGR device 82... EGR passage 84 as an exhaust gas recirculation passage... Recirculation passage opening/closing EGR valve 89 as a means...first negative pressure passage

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  内燃機関の排気系と吸気系との間に設
けられ、前記排気系から排気ガスの一部を取り出して前
記吸気系へ再循環させる排気ガス再循環通路と、前記排
気ガス再循環通路を開閉するために設けられ、前記吸気
系から導入される吸気負圧に比例して開放作動される再
循環通路開閉手段と、前記吸気系におけるスロットル弁
下流側の吸気負圧を取り出して前記再循環通路開閉手段
に作動圧として導入する負圧通路と、前記負圧通路を開
閉するために設けられ、前記再循環通路開閉手段に導入
される作動圧を調節すべく駆動制御される負圧通路開閉
手段とを備えた内燃機関の排気ガス還流装置において、
前記負圧通路開閉手段の開放故障時におけるフェイルセ
ーフとして、前記スロットル弁の全閉時に前記再循環通
路開閉手段を閉じるべく、前記スロットル弁下流側の吸
気負圧に基づいて閉鎖作動されて前記負圧通路を強制的
に閉じる負圧通路閉鎖手段を設けたことを特徴とする内
燃機関の排気ガス還流装置。
1. An exhaust gas recirculation passage, which is provided between an exhaust system and an intake system of an internal combustion engine, and which extracts a part of exhaust gas from the exhaust system and recirculates it to the intake system; A recirculation passage opening/closing means provided for opening and closing the circulation passage and operated to open in proportion to the intake negative pressure introduced from the intake system, and a recirculation passage opening/closing means for taking out the intake negative pressure downstream of the throttle valve in the intake system a negative pressure passage that is introduced as operating pressure into the recirculation passage opening/closing means; and a negative pressure passage that is provided for opening and closing the negative pressure passage and whose drive is controlled to adjust the operating pressure introduced into the recirculation passage opening/closing means. In an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine equipped with a pressure passage opening/closing means,
As a fail-safe in the event of an opening failure of the negative pressure passage opening/closing means, in order to close the recirculation passage opening/closing means when the throttle valve is fully closed, the recirculation passage opening/closing means is operated to close based on the intake negative pressure on the downstream side of the throttle valve. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, comprising a negative pressure passage closing means for forcibly closing a pressure passage.
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