JPH04279752A

JPH04279752A - 内燃機関の排気ガス還流装置

Info

Publication number: JPH04279752A
Application number: JP3038598A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Nakada; 邦彦中田; Mamoru Yoshioka; 衛吉岡; Toshihisa Sugiyama; 敏久杉山; Yuji Kanto; 関東　勇二
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-03-05
Filing date: 1991-03-05
Publication date: 1992-10-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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、エンジンの軽負荷域等のように吸入空気量
の少ない領域で、負圧通路を通じてＥＧＲ弁のダイヤフ
ラム室に負圧が作用し、ＥＧＲ弁が不必要に開かれて過
剰な排気ガスがＥＧＲ通路を通じて吸気通路へと再循環
されることになる。従って、少ない吸入空気量と共に過
剰な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ドライバビリティを悪化させるお
それがあった。そのため、ＶＳＶの開放故障を早期に把
握して対処する必要があった。

【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
段が開放故障しているときに、そのことを直ちに運転者
等に知らせることの可能な内燃機関の排気ガス還流装置
を提供することにある。

【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、図１に示すように、内燃機
関Ｍ１の排気系Ｍ２と吸気系Ｍ３との間に設けられ、排
気系Ｍ２から排気ガスの一部を取り出して吸気系Ｍ３へ
再循環させる排気ガス再循環通路Ｍ４と、その排気ガス
再循環通路Ｍ４を開閉するために設けられ、吸気系Ｍ３
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Ｍ５と、吸気系Ｍ３におけるスロットル
弁Ｍ６下流側の吸気負圧を取り出して再循環通路開閉手
段Ｍ５に作動圧として導入する負圧通路Ｍ７と、その負
圧通路Ｍ７を開閉するために設けられ、再循環通路開閉
手段Ｍ５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Ｍ８とを備えた内燃機関の排気ガス
還流装置において、吸気系Ｍ３におけるスロットル弁Ｍ
６下流側の吸気圧を検出する吸気圧検出手段Ｍ９と、吸
気圧を除く内燃機関Ｍ１の運転状態パラメータを検出す
る運転状態検出手段Ｍ１０と、その運転状態検出手段Ｍ
１０の検出結果がアイドル状態以外の軽負荷域である場
合に、吸気圧検出手段Ｍ９の検出値が正常吸気負圧より
も小さい吸気負圧となる異常時であるか否かを判断する
吸気負圧判断手段Ｍ１１と、その吸気負圧判断手段Ｍ１
１の判断結果が異常時である場合に、負圧通路開閉手段
Ｍ８の開放故障であるとして駆動されて報知する報知手
段Ｍ１２とを備えている。

【０００６】

【作用】上記発明の構成によれば、図１に示すように、
運転状態検出手段Ｍ１０の検出結果がアイドル状態以外
の軽負荷域である場合に、吸気負圧判断手段Ｍ１１は吸
気圧検出手段Ｍ９の検出値が正常吸気負圧よりも小さい
吸気負圧となる異常時であるか否かを判断する。

【０００７】ここで、負圧通路開閉手段Ｍ８が万が一何
らかの原因で開放故障している場合には、負圧通路Ｍ７
を通じて再循環通路開閉手段Ｍ５へ作動圧が導入され、
再循環通路開閉手段Ｍ５が開かれる。このため、内燃機
関Ｍ１が吸入空気量の少ない軽負荷域であるにもかかわ
らず、過剰な排気ガスが吸気系Ｍ３へと再循環されて、
スロットル弁Ｍ６の下流側の吸気負圧が正常値よりも小
さくなる。従って、吸気負圧判断手段Ｍ１１の判断結果
が異常時となって報知手段Ｍ１２が駆動され、負圧通路
開閉手段Ｍ８の開放故障であることが報知される。

【０００８】

【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２〜図１０に基づいて詳細
に説明する。図２，５，６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）
６Ａ，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，７
Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆがそれぞれ設けられている
。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】エンジン１の運転状態を指示するパラメー
タを検出する各センサとしては、スロットルボディ３に
スロットル弁４の全閉状態及び開度（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を検出する吸気圧検出手段としての吸気圧セ
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。

【００２３】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。

【００２４】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ＳＰを検出する
ための車速センサ６８が設けられている。

【００２５】加えて、この実施例のエンジン１には、図
２，３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
３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３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。

【００２６】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３
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。

【００２７】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
。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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
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。

【００３２】即ち、図３，７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。

【００３３】そして、ＶＣＶ９６のダイヤフラム室９６
ａに吸気負圧が作用しない状態では、スプリング９７の
付勢力によってダイヤフラム９８及び弁ロッド９９ａ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９６
ｄ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、ＶＣＶ９
６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８４ａ
に大気圧が作用してＥＧＲ弁８４が閉じられる。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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９４ａ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。

【００３８】そして、この実施例では、第６のＶＳＶ９
０が何らかの原因で開放故障した場合に、そのことを運
転者に報知するために点灯される報知手段としの開放故
障ランプ１０２が設けられている。又、第６のＶＳＶ９
０或いはＶＣＶ９６が、何らかの原因で閉鎖故障した場
合に、そのことを運転者に報知するために点灯される報
知手段としての閉鎖故障ランプ１０３が設けられている
。これら開放故障ランプランプ１０２及び閉鎖故障ラン
プ１０３は運転席のインパネに組み込まれて、運転者に
見やすくなっている。

【００３９】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、第１〜第６
のＶＳＶ２５，２６，３４，３８，４４，９０及び各ラ
ンプ１０２，１０３は、吸気負圧判断手段を構成する電
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。

【００４０】次に、ＥＣＵ７１の構成について図４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（ＲＯＭ）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（ＲＡ
Ｍ）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。

【００４１】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、各センサ６１
，６２，６４〜６８からの出力信号を入力値として読み
込む。

【００４２】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、第１〜第６のＶＳＶ２５，
２６，３４，３８，４４，９０及び各ランプ１０２，１
０３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。又、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。

【００４３】次に、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、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５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
５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
１０，１１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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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
６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６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。

【００４８】次に、上記のように構成した内燃機関の排
気ガス還流装置において、ＥＣＵ７１により実行される
ＥＧＲ制御の処理動作について簡単に説明する。即ち、
ＥＣＵ７１は水温センサ６４の検出値から読み込まれる
冷却水温ＴＨＷに基づき、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、エ
ンジン１がＥＧＲを行うに適した温度である場合には、
ＥＣＵ７１はスロットル開度センサ６１の検出値から読
み込まれるスロットル開度ＡＣＣＰに基づき、スロット
ル弁４が開かれているか否かを判断する。スロットル弁
４が開かれている場合には、ＥＧＲを行わない極低負荷
時ではないものとして、ＥＣＵ７１は吸気圧センサ６２
の検出値から読み込まれる吸気圧ＰＭが「７００ｍｍＨ
ｇ」以下であるか否か、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、エンジン１が高負荷でな
いＥＧＲを行うに適した低・中負荷である場合には、Ｅ
ＣＵ７１は回転数センサ６６の検出値から読み込まれる
エンジン回転数ＮＥ等に基づいて好適なＶＳＶデューテ
ィ比を算出し、その算出結果に従って第６のＶＳＶ９０
をデューティ制御する。即ち、ＥＣＵ７１はエンジン１
の運転状態に応じてＥＧＲ弁８４の開度を制御すべく第
６のＶＳＶ９０をデューティ制御する。

【００４９】これに対して、エンジン１がＥＧＲを行う
に適した温度でない場合、スロットル弁４が全閉状態で
ある場合、或いはエンジン１が高負荷である場合には、
ＥＣＵ７１はＥＧＲ弁８４を閉じてサージタンク２への
排気ガスの還流を遮断すべく第６のＶＳＶ９０をオフさ
せる。このようにして、ＮＯｘ低減に有効なＥＧＲ制御
が行われる。

【００５０】以上説明したように、この実施例における
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ＶＳＶ９０がデューティ制御され、ＥＧＲ弁８
４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８２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
の要求に応じた一定のＥＧＲ率を確保することができる
。

【００５１】図８は第６のＶＳＶ９０が正常にデューテ
ィ制御されるときの、ＶＳＶデューティ比に対するＥＧ
Ｒ率及びサージタンク２の吸気圧ＰＭの変化を示すグラ
フである。このグラフからわかるように、第６のＶＳＶ
９０が正常にデューティ制御されている場合には、ＶＳ
Ｖデューティ比の増大に伴ってＥＧＲ率があるレベルま
で増した後、ほぼ一定となる。一方、吸気圧ＰＭはＥＧ
Ｒ率の増大に伴ってあるレベルまで大きくなった後、ほ
ぼ一定となるのである。

【００５２】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装置８１の故障診断の処理動作について、図９の
フローチャートに従って説明する。このＥＧＲ装置８１
の故障診断ルーチンは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、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。又、ステップ２０２
において、スロットル開度センサ６１の検出値に基づい
てスロットル開度ＡＣＣＰを読み込む。

【００５３】続いて、ステップ２０３において、先に読
み込まれたエンジン回転数ＮＥ及びスロットル開度ＡＣ
ＣＰに基づき、エンジン回転数ＮＥとスロットル開度Ａ
ＣＣＰとの関係によって決定される基準値としての正常
な吸気圧（理論吸気圧）ＥＰＭを求める。この理論吸気
圧ＥＰＭは、図１０に示すようにエンジン回転数ＮＥ及
びスロットル開度ＡＣＣＰに対する理論吸気圧ＥＰＭの
関係を予め定めてなるマップを参照して行われる。又、
このマップにおける理論吸気圧ＥＰＭは、アイドル状態
以外の軽負荷域における値が定められている。図８のグ
ラフでも説明したように、第６のＶＳＶ９０が正常にデ
ューティ制御されている場合には、ＶＳＶデューティ比
に応じてＥＧＲ率と吸気圧ＰＭとが決まる。従って、第
６のＶＳＶ９０が異常の場合には、ＶＳＶデューティ比
に応じたＥＧＲ率が得られなくなり、その結果として吸
気圧ＰＭも変動することになる。

【００５４】次に、ステップ２０４において、吸気圧セ
ンサ６２の検出値に基づいて実際の吸気圧ＰＭを読み込
む。そして、ステップ２０５において、先に求められた
理論吸気圧ＥＰＭにヒステリシス分である「３０（ｍｍ
Ｈｇａｂｓ）」だけ加算した値に対し、実際の吸気圧Ｐ
Ｍが大きいか否かを判断する。つまり、その時点の運転
状態における実際の吸気圧ＰＭが理論吸気圧ＥＰＭより
も過剰に大きい値となる異常時であるか否かを判断する
。ここで、仮に第６のＶＳＶ９０が開放故障している場
合には、第１の負圧通路８９を通じてＥＧＲ弁８４のダ
イヤフラム室８４ａに作動圧が導入され、ＥＧＲ弁８４
が開放されることになる。そして、ＥＧＲ通路８２を通
じて排気ガスがサージタンク２へ再循環されることにな
る。従って、サージタンク２内の吸気圧ＰＭは正常な理論吸
気圧ＥＰＭよりも大きくなるのである。

【００５５】そして、ステップ２０５において、理論吸
気圧ＥＰＭに「３０（ｍｍＨｇａｂｓ）」だけ加算した
値に対し、実際の吸気圧ＰＭが大きい場合には、第６の
ＶＳＶ９０の開放故障によってＥＧＲ弁８４が過剰に開
かれた異常時であるとして、ステップ２０６へ移行する
。そして、ステップ２０６において、その異常を運転者
に報知すべく開放故障ランプ１０２を点灯駆動させて、
その後の処理を一旦終了する。つまり、第６のＶＳＶ９
０の開放故障であると診断された場合には、開放故障ラ
ンプ１０２を点灯し続ける。

【００５６】一方、ステップ２０５において、理論吸気
圧ＥＰＭに「３０（ｍｍＨｇａｂｓ）」だけ加算した値
に対し、実際の吸気圧ＰＭが大きくない場合には、第６
のＶＳＶ９０及びＶＣＶ９６が正常であるか、或いはそ
れらが閉鎖故障であるかの何れかであるとして、ステッ
プ２０７へ移行する。そして、ステップ２０７において
、今度は理論吸気圧ＥＰＭからヒステリシス分である「
３０（ｍｍＨｇａｂｓ）」だけ減算した値に対し、実際
の吸気圧ＰＭが小さい否かを判断する。つまり、その時
点の運転状態におけるサージタンク２の実際の吸気圧Ｐ
Ｍが理論吸気圧ＥＰＭよりも過剰に小さい値となる異常
時であるか否かを判断する。

【００５７】ここで、実際の吸気圧ＰＭが理論吸気圧Ｅ
ＰＭから「３０（ｍｍＨｇａｂｓ）」だけ減算した値よ
りも小さい場合には、第６のＶＳＶ９０又はＶＣＶ９６
の閉鎖故障によってＥＧＲ弁８４が全閉されている異常
時であるとして、ステップ２０８へ移行する。そして、
ステップ２０８において、その異常を運転者に報知すべ
く閉鎖故障ランプ１０３を点灯駆動させて、その後の処
理を一旦終了する。つまり、第６のＶＳＶ９０又はＶＣ
Ｖ９６の閉鎖故障であると診断された場合には、閉鎖故
障ランプ１０３を点灯し続ける。

【００５８】一方、ステップ２０７において、理論吸気
圧ＥＰＭから「３０（ｍｍＨｇａｂｓ）」だけ減算した
値に対し、実際の吸気圧ＰＭが大きい場合には、第６の
ＶＳＶ９０及びＶＣＶ９６が正常であるとして、そのま
まその後の処理を一旦終了する。このようにして、ＥＧ
Ｒ装置８１の故障診断、詳しくは第６のＶＳＶ９０の開
放故障、第６のＶＳＶ９０又はＶＣＶ９６の閉鎖故障の
診断が行われる。

【００５９】従って、万が一何らかの原因で、第６のＶ
ＳＶ９０が開放故障したり、第６のＶＳＶ９０又はＶＣ
Ｖ９６が閉鎖故障したりした異常時である場合には、そ
の異常がＥＣＵ７１によって直ちに判断され、開放故障
ランプ１０２或いは閉鎖故障ランプ１０３がそれぞれ点
灯されて運転者等に報知される。このため、運転者等は
その異常を直ちに把握することができ、第６のＶＳＶ９
０の開放故障、或いは同ＶＳＶ９０又はＶＣＶ９６の閉
鎖故障に早期に対処することができる。

【００６０】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、ＶＣＶ９６が正常なと
きに、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ＶＣＶ
９６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９６
ｆ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ＥＧ
Ｒ弁８４のダイヤフラム室８４ａに導入される。このた
め、第６のＶＳＶ９０が開放状態であっても、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。

【００６１】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、即ちアイド
ル状態の場合に、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、もって安定したアイドル状態を確保することが
できる。

【００６２】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の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。

【００６３】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。

【００６４】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６のＶＳＶ９０の開放故障、
或いは同ＶＳＶ９０又はＶＣＶ９６の閉鎖故障を報知す
る報知手段として開放故障ランプ１０２、閉鎖故障ラン
プ１０３をそれぞれ設けたが、各ランプ１０２，１０３
の代わりに警報ブザーを設けてもよく、或いは各ランプ
１０２，１０３と警報ブザーを組み合わせて設けてもよ
い。

【００６５】（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、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、このＶＣＶ９６を省略しても
よい。

【００６６】（４）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。（５）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。

【００６７】

【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閉によってＥＧＲ弁
等の再循環通路開閉手段に導入される作動圧を調節して
吸気系への排気ガスの再循環を制御するようにした排気
ガス還流装置において、アイドル状態以外の軽負荷域の
場合に実際の吸気負圧が正常吸気負圧よりも小さい異常
時であると判断したとき、負圧通路開閉手段が開放故障
であるとして、報知手段を駆動させるようにしたので、
負圧通路開閉手段が開放故障して正常に作動しない場合
には、そのことを直ちに運転者等に知らせることができ
、その故障に早期に対処することができるという優れた
効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の概念構成図である。

【図２】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。

【図３】一実施例におけるＥＧＲ装置の構成を説明する
図である。

【図４】一実施例におけるＥＣＵの構成を示すブロック
図である。

【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「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。

【図６】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。

【図７】一実施例におけるＶＣＶを示す断面図である。

【図８】一実施例におけるＶＳＶデューティ比に対する
ＥＧＲ率及び吸気圧の変化の関係のグラフを示す図ある
。

【図９】一実施例におけるＥＣＵにより実行されるＥＧ
Ｒ装置故障診断の処理ルーチンを説明するフローチャー
トである。

【図１０】一実施例におけるエンジン回転数及びアクセ
ル開度に対する理論吸気圧の関係を予め定めたマップを
示す図である。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン２…吸気系を構成するサージタンク４…スロットル弁８…排気系を構成する排気マニホルド６１…運転状態検出手段を構成するスロットル開度セン
サ６２…吸気圧検出手段としての吸気圧センサ６６…運転
状態検出手段を構成する回転数センサ７１…吸気負圧判
断手段を構成するＥＣＵ８１…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
路

Claims

【特許請求の範囲】

【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、
前記吸気系における前記スロットル弁下流側の吸気圧を
検出する吸気圧検出手段と、前記吸気圧を除く前記内燃
機関の運転状態パラメータを検出する運転状態検出手段
と、前記運転状態検出手段の検出結果がアイドル状態以
外の軽負荷域である場合に、前記吸気圧検出手段の検出
値が正常吸気負圧よりも小さい吸気負圧となる異常時で
あるか否かを判断する吸気負圧判断手段と、前記吸気負
圧判断手段の判断結果が異常時である場合に、前記負圧
通路開閉手段の開放故障であるとして駆動されて報知す
る報知手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の排気
ガス還流装置。