JPH04287859A

JPH04287859A - 過給機付エンジンの排気ガス還流装置

Info

Publication number: JPH04287859A
Application number: JP3052801A
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: 1991-03-18
Filing date: 1991-03-18
Publication date: 1992-10-13

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、吸気系及び排気系に
過給機を備えてなり、運転状態に応じて過給機を作動さ
せる過給機付エンジンに係り、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】従来から、エンジンの吸気系及び排気系
に対して過給機を設け、その過給機をエンジンの運転状
態に応じて過給作動させるようにした過給機付エンジン
の技術が種々提案されている。又、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
技術も一般的に知られており、上記のような過給機付エ
ンジンへの適用も考えられている。

【０００３】過給機付エンジンにＥＧＲの技術を適用し
た例としては、例えば特開昭６１−４３２６２号公報に
開示されている（第１従来例）。この第１従来例の技術
では、エンジンの吸気管及び排気管に対して過給機が設
けられている。そして、所定のエンジン回転数以上で排
気エネルギが過給機のタービンに作用することにより、
過給機のコンプレッサが駆動されて吸気管への過給作動
が行われる。又、ＥＧＲの技術としては、排気管より分
岐された排気取出通路と吸気管に接続された排気導入通
路との連通が、２段ダイヤフラム式の排気還流バルブ（
ＥＧＲ弁）によって開閉されるようになっている。ＥＧ
Ｒ弁は第１及び第２の圧力室を備え、各圧力室のそれぞ
れに設けられたダイヤフラムには、排気取出通路と排気
導入通路との連通を開閉する弁体が連結されている。

【０００４】そして、気化器の吸気通路に吸気負圧が発
生する領域では、その吸気負圧が負圧通路によって第１
の圧力室に導入され、同室のダイヤフラムによって弁体
を開かせる。これによって、排気取出通路と排気導入通
路とを連通させ、排気管を流通する排気ガスの一部を吸
気管へ再循環させるようになっている。一方、過給機に
よって吸気管に過給圧が発生する領域（過給域）では、
エンジンの運転状態を検知する各センサとコンピュータ
とで作動する切換バルブによって、第２の圧力室に連通
する負圧通路を開かせる。この負圧通路は吸気通路の負
圧を第２の圧力室に導入する通路であって、その途中に
は吸気通路の負圧を一旦貯留する負圧タンクが設けられ
ている。そして、その負圧タンクにおける貯留負圧が切
換バルブを介して第２の圧力室に導入され、同室のダイ
ヤフラムに作用して弁体を開かせ、排気ガスの一部を吸
気管へ再循環させるようになっている。つまり、過給域
でもＥＧＲを可能にしている。

【０００５】又、同様に過給域でのＥＧＲを可能にした
技術として、特開昭６０−９３１６６号公報に開示され
ている（第２従来例）。この第２従来例の技術では、排
気ガス管路から吸気管路へ排気ガスを還流させる還流通
路の途中に設けられる排気ガス還流制御弁（ＥＧＲ弁）
をステップモータにより開閉駆動させるように構成して
いる。これにより、作動圧としての吸気負圧が得られな
い過給域においても、ＥＧＲ弁を適宜に開閉させてＥＧ
Ｒを行うようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記第１従
来例の技術では、ＥＧＲ弁における各圧力室のそれぞれ
にダイヤフラム復帰用のスプリングが設けられているの
で、ＥＧＲ弁を開かせるための作動圧が大きくなってい
た。そして、過給圧が高い場合にはそれに相応した負圧
が得られ難く、過給域で充分なＥＧＲ量を確保できない
という問題があった。又、過給域でもＥＧＲを可能にす
るために、負圧タンク内の貯留負圧を切換バルブによっ
て制御することによりＥＧＲ弁を開かせていた。そのた
め、高負荷域でエンジンを連続運転させるような場合に
は、負圧タンク内の貯留負圧がなくなってＥＧＲ弁の作
動が困難となり、ＥＧＲ量の調整が不可能になるおそれ
があった。

【０００７】又、前記第２従来例の技術では、ＥＧＲ弁
を開閉駆動させるステップモータが高温信頼性に欠ける
ことから、高温になる排気系に装着されることには問題
があり、実用的ではなかった。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、作動上の
信頼性に優れ、過給域においても確実にＥＧＲを行うこ
とが可能な過給機付エンジンの排気ガス還流装置を提供
することにある。

【０００８】

【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、エンジンＭ１の吸気系Ｍ２
及び排気系Ｍ３に設けられた過給機Ｍ４と、排気系Ｍ３
と吸気系Ｍ２との間に設けられ、排気系Ｍ３から排気ガ
スの一部を取り出して吸気系Ｍ２へ再循環させる排気ガ
ス再循環通路Ｍ５と、その排気ガス再循環通路Ｍ５を開
閉するために設けられ、吸気系Ｍ２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Ｍ６
と、吸気系Ｍ２におけるスロットル弁Ｍ７近傍の吸気負
圧を取り出して再循環通路開閉手段Ｍ６に作動圧として
導入する負圧通路Ｍ８と、その負圧通路Ｍ８を開閉する
ために設けられ、再循環通路開閉手段Ｍ６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Ｍ
９とを備えた過給機付エンジンの排気ガス還流装置にお
いて、吸気系Ｍ２における吸気正圧を取り出して再循環
通路開閉手段Ｍ６に作動圧として導入する圧力通路Ｍ１
０と、その圧力通路Ｍ１０を開閉するために設けられ、
再循環通路開閉手段Ｍ６に導入される作動圧を調節すべ
く駆動制御される圧力通路開閉手段Ｍ１１と、吸気系Ｍ
２における吸気状態を検出する吸気状態検出手段Ｍ１２
と、その吸気状態検出手段Ｍ１２の検出結果に基づき、
吸気状態が過給圧の発生する過給域であるか否かを判断
する過給域判断手段Ｍ１３と、その過給域判断手段Ｍ１
３の判断結果が非過給域である場合には、負圧通路開閉
手段Ｍ９のみを開放させるように駆動制御し、過給域判
断手段Ｍ１３の判断結果が過給域である場合には、圧力
通路開閉手段Ｍ１１のみを開放させるように駆動制御す
る開閉制御手段Ｍ１４とを備えている。

【０００９】

【作用】上記の構成によれば、エンジンＭ１の運転状態
において、吸気状態検出手段Ｍ１２は吸気系Ｍ２におけ
る吸気状態を検出する。又、その検出結果に基づき、過
給域判断手段Ｍ１３は吸気状態が過給圧の発生する過給
域であるか否かを判断する。

【００１０】そして、過給域判断手段Ｍ１３の判断結果
が非過給域である場合に、開閉制御手段Ｍ１４は圧力通
路開閉手段Ｍ１１を閉じ、負圧通路開閉手段Ｍ９のみを
開放させるように駆動制御する。これにより、スロット
ル弁Ｍ７の近傍における吸気負圧が、負圧通路Ｍ８を通
じ作動圧として再循環通路開閉手段Ｍ６に導入される。従って、再循環通路開閉手段Ｍ６はその吸気負圧に比例
して開放作動され、排気ガス再循環通路Ｍ５を通じ排気
系Ｍ３から排気ガスの一部が吸気系Ｍ２へと再循環され
る。

【００１１】一方、過給機Ｍ４が作動されて吸気系Ｍ２
が過給圧の発生する状態となることにより、過給域判断
手段Ｍ１３の判断結果が過給域となり、開閉制御手段Ｍ
１４は負圧通路開閉手段Ｍ９を閉じ、圧力通路開閉手段
Ｍ１１のみを開放させるように駆動制御する。これによ
り、吸気系Ｍ２における吸気正圧が、圧力通路Ｍ１０を
通じ作動圧として再循環通路開閉手段Ｍ６に導入される
。従って、再循環通路開閉手段Ｍ６が開放作動され、排
気ガス再循環通路Ｍ５を通じ排気系Ｍ３から排気ガスの
一部が吸気系Ｍ２へと再循環される。

【００１２】

【実施例】（第１実施例）以下、この発明の過給機付エ
ンジンの排気ガス還流装置を具体化した第１実施例を図
２〜図７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。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，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆがそれぞれ設けら
れている。

【００１３】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。

【００１４】エンジン１の吸気系及び排気系には、過給
機としての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１１ａ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１０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１０ａ，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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。そして、この実施例では
、スロットル開度センサ６１及び吸気圧センサ６２によ
り、吸気系における吸気状態を検出する吸気状態検出手
段が構成されている。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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】更に、エンジン１の始動のために駆動され
る図示しないスタータには、そのスタータの駆動・停止
に伴ってオン・オフされて始動中・始動後を指示するス
タータ信号ＳＴを出力するスタータスイッチ６９が設け
られている。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。

【００３０】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。更に、ダイヤフラ
ム８６の下方には、ダイヤフラム下室８４ｆが形成され
ている。このダイヤフラム下室８４ｆには、外部に連通
する導入ポート８４ｇが形成されている。尚、下室８４
ｄと排気通路８３との間のＥＧＲ通路８２の途中には、
ＥＧＲ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。

【００３１】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とスロットルボディ３とを連通させ
る負圧通路８９が設けられている。この負圧通路８９の
一端側である導入ポート８９ａは、スロットル弁４の全
閉状態においてその上流側に連通されている。そして、
スロットル弁４が開かれることにより、導入ポート８９
ａはスロットル弁４の下流側に位置することになり、そ
こに発生する吸気負圧を負圧通路８９へ導入するように
なっいる。

【００３２】この負圧通路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８
４ａに導入される作動圧を調節するために開閉制御され
る負圧通路開閉手段としての三方式の第６のＶＳＶ９０
が設けられている。この第６のＶＳＶ９０の一方の圧力
ポートは負圧通路８９を介してスロットルボディ３に連
通されている。又、同ＶＳＶ９０の大気ポートには大気
通路９１を介してエアフィルタ９２が接続され、大気が
導入されるようになっている。

【００３３】同じく、負圧通路８９の途中には、第６の
ＶＳＶ９０の他方の圧力ポートに連通するＥＧＲ弁モジ
ュレータ９３が設けられている。このＥＧＲ弁モジュレ
ータ９３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、ＥＧ
Ｒ弁モジュレータ９３は負圧通路８９に連通する上部通
路９３ａと、ダイヤフラム９４を内蔵する本体ケーシン
グ９３ｂとを備えている。又、本体ケーシング９３ｂは
ダイヤフラム９４を境に大気室９３ｃと排圧室９３ｄと
に区画されている。大気室９３ｃと上部通路９３ａの間
には連通ポート９３ｅが形成され、大気室９３ｃの側壁
には大気ポート９３ｆが形成されている。そして、大気
ポート９３ｆを通じて大気室９３ｃ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９３ｅから上部
通路９３ａを通じて負圧通路８９に作用するようになっ
ている。

【００３４】又、ＥＧＲ弁モジュレータ９３の排圧室９
３ｄとＥＧＲ弁８４の下室８４ｄとは排圧通路９５を介
して連通されており、下室８４ｄにかかる排圧が排圧室
９３ｄに作用するようになっている。又、その排圧室９
３ｄに作用する排圧に比例して上部通路９３ａへの大気
圧の導入を絞るために、ダイヤフラム９４の中央には、
連通ポート９３ｅの開度を調節するための弁体９６が設
けられている。大気室９３ｃには、排圧に抗してダイヤ
フラム９４を付勢するスプリング９７が内蔵されている
。そして、排圧室９３ｄに作用する排圧に比例してダイ
ヤフラム９４がスプリング９７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
３ｅの開度が弁体９６によって調節される。又、排圧室
９３ｄに所定値以上の排圧がかかった時には、ダイヤフ
ラム９４の上動変位により連通ポート９３ｅが弁体９６
によって完全に閉鎖される。つまり、ＥＧＲ弁モジュレ
ータ９３はＥＧＲ弁８４にかかる排圧に比例して上部通
路９３ａ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。

【００３５】従って、負圧通路８９の導入ポート８９ａ
に吸気負圧が作用している状態、即ちエンジン１が低・
中負荷域の運転状態であるときに、第６のＶＳＶ９０が
オンされて両圧力ポートが連通することにより、負圧通
路８９に作用する吸気負圧がＥＧＲ弁モジュレータ９３
の上部通路９３ａを通じてＥＧＲ弁８４のダイヤフラム
室８４ａに作用し、その弁体８７が上動して弁穴８４ｅ
が開かれる。つまり、第６のＶＳＶ９０がオンされるこ
とにより、ＥＧＲ弁８４によりＥＧＲ通路８２が開かれ
て、気筒＃６の排気通路８３からサージタンク２への排
気ガスの還流、即ちＥＧＲが許容される。この時、ＥＧ
Ｒ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９３にかかる吸気負圧が大気ポ
ート９３ｆ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Ｅ
ＧＲ量が抑制される。

【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９３の連通
ポート９３ｅが閉じられ、大気ポート９３ｆからの大気
圧の導入が遮断され、ＥＧＲ弁モジュレータ９３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。

【００３７】又、第６のＶＳＶ９０がオフされて一方の
圧力ポートが大気ポートに連通することにより、ＥＧＲ
弁モジュレータ９３の上部通路９３ａを通じてＥＧＲ弁
８４のダイヤフラム室８４ａに大気圧が作用し、その弁
体８７が下動復帰して弁穴８４ｅが閉じられる。つまり
、第６のＶＳＶ９０がオフされることにより、ＥＧＲ弁
８４によりＥＧＲ通路８２が閉じられ、ＥＧＲが阻止さ
れる。

【００３８】上記のようにこの実施例のＥＧＲ装置８１
では、エンジン１が低・中負荷域の運転状態であるとき
に、ＥＧＲ量を制御すべく、スロットル弁４の近傍から
ＥＧＲ弁８４のダイヤフラム室８４ａへ作動圧として導
入される吸気負圧を調整・制御するための構成がなされ
ている。それに加え、この実施例のＥＧＲ装置８１では
、各ターボチャージャ１０，１１の過給作動によりスロ
ットル弁４の近傍が正圧となる過給域にもＥＧＲ量を確
保するための構成が付加されている。

【００３９】即ち、図２，３に示すように、ＥＧＲ弁８
４と負圧通路８９との間には、両者８４，８９を連通す
る圧力通路９８が設けられている。この圧力通路９８の
一端側である取出口９８ａは、負圧通路８９にて導入ポ
ート８９ａと第６のＶＳＶ９０との間に連通されている
。これにより、スロットルボディ３における負圧通路８
９の導入ポート８９ａが、圧力通路９８の導入ポートと
しても兼用されるようになっている。そして、各ターボ
チャージャ１０，１１の過給作動により導入ポート８９
ａの近傍が正圧になったとき、その正圧が取出口９８ａ
から圧力通路９８へ取り出されるようになっている。又、圧力通路９８の他端側は、ＥＧＲ弁８４のダイヤフ
ラム下室８４ｆに開口する導入ポート８４ｇに連通され
ている。そして、取出口９８ａにて取り出された正圧が
ＥＧＲ弁８４の作動圧として、そのダイヤフラム下室８
４ｆに導入されるようになっている。

【００４０】又、この圧力通路９８の途中には、同通路
９８を開閉すると共にＥＧＲ弁８４のダイヤフラム下室
８４ｆに導入される作動圧を調節するために開閉制御さ
れる圧力通路開閉手段としての三方式の第７のＶＳＶ９
９が設けられている。このＶＳＶ９９の両方の圧力ポー
トは圧力通路９８にそれぞれ連通されている。又、同Ｖ
ＳＶ９０の大気ポートには大気通路９１を介してエアフ
ィルタ９２が接続され、大気が導入されるようになって
いる。

【００４１】従って、負圧通路８９の導入ポート８９ａ
に吸気正圧が作用している状態、即ちエンジン１が過給
域の運転状態であるとき、第７のＶＳＶ９９がオンされ
て両圧力ポートが連通することにより、圧力通路９８に
作用する吸気正圧がＥＧＲ弁８４のダイヤフラム下室８
４ｆに作用し、その弁体８７が押し上げられて、弁穴８
４ｅが全開状態で開放される。つまり、第７のＶＳＶ９
９がオンされることにより、ＥＧＲ弁８４によりＥＧＲ
通路８２が開かれてＥＧＲが許容される。このとき、Ｅ
ＧＲ弁８４は全開状態で開放されていることから、ＥＧ
Ｒ量は特に制御されることはなく、大量のＥＧＲが許容
されることになる。つまり、この実施例では、スロット
ル弁４の近傍に生じてＥＧＲ弁８４のダイヤフラム室８
４ａに導入される吸気負圧の他に、スロットル弁４の近
傍に作用してダイヤフラム下室８４ｆに導入される吸気
正圧がＥＧＲ弁８４の作動圧として作用するようになっ
ている。このように、負圧通路８９の導入ポート８９ａ
を圧力通路９８と兼用したのは、スロットル弁４の近傍
が、スロットル弁４の開度の小さい低・中負荷域では負
圧となり、開度の大きい過給域では正圧となるからであ
る。

【００４２】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
７のＶＳＶ２５，２６，３４，３８，４４，９０，９９
は過給域判断手段及び開閉制御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。

【００４３】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。

【００４４】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、車速センサ６８及びスタ
ータスイッチ６９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及びスター
タスイッチ６９からの出力信号を入力値として読み込む
。

【００４５】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７のＶＳＶ２５
，２６，３４，３８，４４，９０，９９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。

【００４６】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及びスター
タスイッチ６９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。

【００４７】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Ｖ
ＳＶ２５，２６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。

【００４８】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。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１
５，１６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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】次に、上記のように構成した過給機付エン
ジンの排気ガス還流装置に係り、ＥＣＵ７１により実行
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、
吸気圧センサ６２、水温センサ６４及びスタータスイッ
チ６９の検出値に基づいて吸気圧ＰＭ、冷却水温ＴＨＷ
及びスタータ信号ＳＴをそれぞれ読み込む。

【００５２】続いて、ステップ２０２において、先に読
み込まれたスタータ信号ＳＴに基づき、エンジン１の始
動後であるか否かを判断する。ここで、始動後でない場
合には、ＥＧＲを行わないものとして、ステップ２０３
において、負圧通路８９を閉じるために第６のＶＳＶ９
０をオフする。又、ステップ２０４において、圧力通路
９８も閉じるために第７のＶＳＶ９９をオフする。即ち
、ＥＧＲ弁８４を閉じて、サージタンク２への排気ガス
の還流を遮断する。そして、その後の処理を一旦終了す
る。

【００５３】一方、ステップ２０２において、エンジン
１の始動後である場合には、ステップ２０５において、
先に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
、冷却水温ＴＨＷがＥＧＲを行うに適した温度でない場
合には、ＥＧＲを行わないものとしてステップ２０３，
２０４の処理を実行し、その後の処理を一旦終了する。

【００５４】又、ステップ２０５において、冷却水温Ｔ
ＨＷがＥＧＲを行うに適した温度である場合には、ＥＧ
Ｒを行うものとして、ステップ２０６において、先に読
み込まれた吸気圧ＰＭに基づき、サージタンク２内が負
圧であるか否かを判断する。即ち、サージタンク２内が
負圧となる低・中負荷域であるか否かを判断する。そし
て、ステップ２０６において、負圧となる低・中負荷域
である場合には、ステップ２０７において、先ず圧力通
路９８を閉じるために第７のＶＳＶ９９をオフする。次
に、ステップ２０８において、負圧通路８９を開くため
に第６のＶＳＶ９０をオンし、その後の処理を一旦終了
する。つまり、低・中負荷域では、スロットル弁４の近
傍に発生する吸気負圧を利用するものとして、負圧通路
８９のみが開かれ、ＥＧＲ弁８４のダイヤフラム室８４
ａに吸気負圧が作動圧として導入される。これにより、
ＥＧＲ弁８４の弁体８７が上動してＥＧＲ弁８４が開か
れ、ＥＧＲ通路８２が開かれてＥＧＲが行われる。

【００５５】一方、ステップ２０６において、サージタ
ンク２内が負圧でなく正圧である場合には、各ターボチ
ャージャ１０，１１の過給作動による過給域であるとし
て、ステップ２０９において、先ず負圧通路８９を閉じ
るために第６のＶＳＶ９０をオフする。次に、ステップ
２１０において、圧力通路９８を開くために第７のＶＳ
Ｖ９９をオンし、その後の処理を一旦終了する。つまり
、過給域では、スロットル弁４の近傍に発生する吸気正
圧を利用するものとして、圧力通路９８のみが開かれ、
ＥＧＲ弁８４のダイヤフラム下室８４ｆに吸気正圧が作
動圧として導入される。これにより、ＥＧＲ弁８４の弁
体８７が押し上げられてＥＧＲ弁８４が開かれ、ＥＧＲ
通路８２が開かれてＥＧＲが行われる。このようにして
、ＮＯｘ低減に有効なＥＧＲ制御が行われる。

【００５６】以上説明したように、この実施例のＥＧＲ
装置８１によれば、サージタンク２内が負圧となるエン
ジン１の低・中負荷域では、負圧通路８９のみが開かれ
て吸気負圧がＥＧＲ弁８４のダイヤフラム室８４ａに作
動圧として導入され、ＥＧＲ弁８４が確実に開かれてＥ
ＧＲが行われる。一方、サージタンク２内が正圧となる
エンジン１の過給域では、圧力通路９８のみが開かれて
吸気正圧がＥＧＲ弁８４のダイヤフラム下室８４ｆに作
動圧として導入され、ＥＧＲ弁８４が確実に開かれてＥ
ＧＲが行われる。

【００５７】従って、この実施例のＥＧＲ装置８１によ
れば、エンジン１の低・中負荷域はもとより、作動圧と
しての吸気負圧が得られ難い過給域においても、ＥＧＲ
弁８４に作動圧を確実に作用させてＥＧＲを行うことが
できる。又、過給域におけるＥＧＲを行うために、その
過給域で生じる吸気正圧を利用してダイヤフラム下室８
４ｆに作用させている。このため、吸気負圧を作動圧と
して利用する場合とは異なり、ＥＧＲ弁８４への作動圧
が不足したり無くなったりすることはなく、過給域の要
求に応じた大量のＥＧＲを確保することができる。これ
により、エンジン１からの排気ガスの温度が低下し、過
給域における空燃比をよりリーンにすることができ、燃
費を大幅に向上させることができる。

【００５８】しかも、この実施例のＥＧＲ装置８１によ
れば、ＥＧＲ弁８４のダイヤフラム室８４ａに吸気負圧
が作用するときと、ダイヤフラム下室８４ｆに吸気正圧
が作用するときとで、そのダイヤフラム８６の変位方向
が逆転することはなく、ダイヤフラム８６に無理な力が
作用することはなく、その信頼性を向上させることがで
きる。又、ＥＧＲ弁８４には、ダイヤフラム８６を復帰
させるための一つのスプリング８５が設けられているだ
けなので、２段ダイヤフラム式のＥＧＲ弁を備えた第１
従来例とは異なり、その作動圧を低く設定することがで
きる。更に、ＥＧＲ弁８４が単に１段ダイヤフラム式の
メカニカルな弁であることから、ステップモータにより
駆動させる第２従来例の技術とは異なり、高温での信頼
性を確保することもできる。従って、ＥＧＲ装置８１と
して作動上の信頼性を高めることができる。加えて、こ
の実施例のＥＧＲ装置８１では、負圧通路８９とＥＧＲ
弁８４との間を圧力通路９８で接続し、その途中に第７
のＶＳＶ９９を設けただけなので、高価なステップモー
タを使用することもなく、製造コストのアップを抑える
こともできる。

【００５９】（第２実施例）次に、この発明の過給機付
エンジンの排気ガス還流装置を具体化した第２実施例を
図８〜図１０に基づいて説明する。尚、この実施例にお
いて、前記第１実施例の構成と同様の部材については、
同一の符号を付して説明を省略し、異なった点について
のみ説明する。

【００６０】図７は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を説明する概略構成図である。この
図からも明らかなように、この実施例ではＥＧＲ装置１
００の圧力通路９８の取出口９８ａがインタークーラ２
２よりも上流側の共通吸気通路２１に連通して配置され
ており、その点において前記第１実施例と異なっている
。つまり、この実施例のＥＧＲ装置１００では、エンジ
ン１の低・中負荷域でＥＧＲ量を制御すべく、ＥＧＲ弁
８４のダイヤフラム室８４ａに導入される吸気負圧を調
整・制御するための構成に加え、エンジン１の高負荷域
（大気圧付近から過給域までを含む）でＥＧＲを確保す
るための構成が付加されている。尚、図７の概略構成図
では、ＥＣＵ７１により実行されるＥＧＲ制御の制御系
についてのみ図示され、その他の制御系の図示は省略さ
れている。

【００６１】次に、上記のように構成した過給機付エン
ジンの排気ガス還流装置に係り、ＥＣＵ７１により実行
されるＥＧＲ制御の処理動作について、図９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３０１において、
スロットル開度センサ６１、吸気圧センサ６２、水温セ
ンサ６４及びスタータスイッチ６９の検出値に基づいて
スロット開度ＡＣＣＰ、吸気圧ＰＭ、冷却水温ＴＨＷ及
びスタータ信号ＳＴをそれぞれ読み込む。

【００６２】続いて、ステップ３０２において、先に読
み込まれたスタータ信号ＳＴに基づき、エンジン１の始
動後であるか否かを判断する。ここで、始動後でない場
合には、ＥＧＲを行わないものとして、ステップ３０３
において、負圧通路８９を閉じるために第６のＶＳＶ９
０をオフする。又、ステップ３０４において、圧力通路
９８も閉じるために第７のＶＳＶ９９をオフする。即ち
、ＥＧＲ弁８４を閉じて、サージタンク２への排気ガス
の還流を遮断する。そして、その後の処理を一旦終了す
る。

【００６３】一方、ステップ３０２において、エンジン
１の始動後である場合には、ステップ３０５において、
先に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
、冷却水温ＴＨＷがＥＧＲを行うに適した温度でない場
合には、ＥＧＲを行わないものとしてステップ３０３，
３０４の処理を実行し、その後の処理を一旦終了する。

【００６４】又、ステップ３０５において、冷却水温Ｔ
ＨＷがＥＧＲを行うに適した温度である場合には、ＥＧ
Ｒを行うものとして、ステップ３０６において、先に読
み込まれた吸気圧ＰＭが基準となる「−１００ｍｍＨｇ
」の値以下であるか否かを判断する。即ち、サージタン
ク２内が「−１００ｍｍＨｇ」よりも負圧となる低・中
負荷域であるか否かを判断する。

【００６５】そして、ステップ３０６において、サージ
タンク２内が「−１００ｍｍＨｇ」の値以下である場合
には、ステップ３０７において、圧力通路９８を閉じる
ために第７のＶＳＶ９９をオフする。次に、ステップ３
０８において、負圧通路８９を開くために第６のＶＳＶ
９０をオンし、その後の処理を一旦終了する。つまり、
スロットル弁４の近傍に発生する吸気負圧を利用するも
のとして、負圧通路８９のみが開かれ、ＥＧＲ弁８４の
ダイヤフラム室８４ａに吸気負圧が作動圧として導入さ
れる。これにより、ＥＧＲ弁８４の弁体８７が上動して
ＥＧＲ弁８４が開かれ、ＥＧＲ通路８２が開かれてＥＧ
Ｒが行われる。

【００６６】一方、ステップ３０６において、サージタ
ンク２内が「−１００ｍｍＨｇ」の値よりも大きい場合
には、ステップ３０９において、先に読み込まれたスロ
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、即ちエンジン１が非アイドル状態である
か否かを判断する。ここで、スロットル弁４が開かれて
いないアイドル状態の場合には、ＥＧＲを行わないもの
としてステップ３０３，３０４の処理を実行し、その後
の処理を一旦終了する。

【００６７】一方、ステップ３０９において、スロット
ル弁４が開かれている非アイドル状態の場合には、高負
荷域であり、各ターボチャージャ１０，１１の過給作動
による過給域であるとして、ステップ３１０において、
先ず負圧通路８９を閉じるために第６のＶＳＶ９０をオ
フする。次に、ステップ３１１において、圧力通路９８
を開くために第７のＶＳＶ９９をオンし、その後の処理
を一旦終了する。つまり、スロットル弁４の近傍に発生
する吸気正圧を利用するものとして、圧力通路９８のみ
が開かれ、ＥＧＲ弁８４のダイヤフラム下室８４ｆに吸
気正圧が作動圧として導入される。これにより、ＥＧＲ
弁８４の弁体８７が押し上げられてＥＧＲ弁８４が開か
れ、ＥＧＲ通路８２が開かれてＥＧＲが許容される。こ
のようにして、ＮＯｘ低減に有効なＥＧＲ制御が行われ
る。

【００６８】以上説明したように、この実施例のＥＧＲ
装置１００によれば、サージタンク２内が「−１００ｍ
ｍＨｇ」の値以下となるエンジン１の低・中負荷域では
、負圧通路８９のみが開かれて吸気負圧がＥＧＲ弁８４
のダイヤフラム室８４ａに作動圧として導入され、ＥＧ
Ｒ弁８４が確実に開かれてＥＧＲが行われる。一方、非
アイドル状態であり、サージタンク２内が「−１００ｍ
ｍＨｇ」の値よりも大きくなるエンジン１の高負荷域で
は、圧力通路９８のみが開かれて吸気正圧がＥＧＲ弁８
４のダイヤフラム下室８４ｆに作動圧として導入され、
ＥＧＲ弁８４が確実に開かれてＥＧＲが行われる。

【００６９】従って、この実施例のＥＧＲ装置１００に
よれば、エンジン１の低・中負荷域はもとより作動圧と
しての吸気負圧が得られ難い高負荷域においても、ＥＧ
Ｒ弁８４に作動圧を確実に作用させてＥＧＲを行うこと
ができる。又、高負荷域におけるＥＧＲを行うために、
その高負荷域で生じる吸気正圧を利用してダイヤフラム
下室８４ｆに作用させている。このため、ＥＧＲ弁８４
への作動圧が不足したり無くなったりすることはなく、
高負荷域の要求に応じた大量のＥＧＲを確保することが
できる。これにより、エンジン１からの排気ガスの温度
が低下し、高負荷域における空燃比をよりリーンにする
ことができ、燃費を大幅に向上させることができる。

【００７０】しかも、この実施例のＥＧＲ装置１００で
は、圧力通路９８の取出口９８ａをインタークーラ２２
よりも上流側の共通吸気通路２１に配置しているので、
高負荷域におけるＥＧＲ弁８４の作動圧を高くすること
ができる。即ち、インタークーラ２２よりも上流側では
、同インタークーラ２２の圧力損失を除いた分（この場
合、「約１５０ｍｍＨｇ」）だけ吸気正圧が高くなり、
その分だけ圧力通路９８を通じてＥＧＲ弁８４のダイヤ
フラム下室８４ｆに作用する作動圧も高くなる。そのた
め、サージタンク２内が大気圧であっても、ＥＧＲ弁８
４のダイヤフラム下室８４ｆにはインタークーラ２２の
圧力損失分に相当する作動圧を作用させることができる
。その結果、ＥＧＲの可能な領域を拡大することができ
る。

【００７１】図１０はエンジン回転数ＮＥとエンジン負
荷との関係におけるＥＧＲの不可能な領域を説明するグ
ラフである。ここで、ＥＧＲ弁８４を開くために最低必
要な作動圧を「約１００ｍｍＨｇ」とすると、負圧域及
び正圧域の何れの場合も同様であるから、大気圧に対し
て「約±１００ｍｍＨｇ」の範囲がＥＧＲ弁８４の開か
ない領域、即ちＥＧＲ不可能な領域となる。図１０にお
いては、破線で示す曲線と２点鎖線で示す曲線との間の
がそのＥＧＲの不可能な領域であり、前記第１実施例の
ＥＧＲ装置８１におけるＥＧＲの不可能な領域に相当す
る。これに対し、この実施例のＥＧＲ装置１００では、
インタークーラ２２の圧力損失分だけＥＧＲの可能な領
域を拡大できることから、図１０において、破線で示す
曲線と実線で示す曲線との間のがそのＥＧＲの不可能な
領域となるのである。

【００７２】又、この実施例のＥＧＲ装置１００によれ
ば、ＥＧＲ弁８４のダイヤフラム室８４ａに吸気負圧が
作用するときと、ダイヤフラム下室８４ｆに吸気正圧が
作用するときとで、そのダイヤフラム８６の変位方向が
逆転することはなく、ダイヤフラム８６に無理な力が作
用することはなく、その信頼性を向上させることができ
る。更に、ＥＧＲ弁８４には、ダイヤフラム８６を復帰
させるための一つのスプリング８５が設けられているだ
けなので、２段ダイヤフラム式のＥＧＲ弁を備えた第１
従来例とは異なり、その作動圧を低く設定することがで
きる。又、ＥＧＲ弁８４が１段ダイヤフラム式の単にメ
カニカルな弁であるため、ステップモータにより駆動さ
せる前記第２従来例の技術とは異なり、高温での信頼性
を確保することができる。従って、ＥＧＲ装置１００と
して作動上の信頼性を高めることができる。加えて、こ
の実施例のＥＧＲ装置１００では、負圧通路８９とＥＧ
Ｒ弁８４との間を圧力通路９８で接続し、その途中に第
７のＶＳＶ９９を設けただけなので、高価なステップモ
ータを使用することなく、製造コストのアップを抑える
こともできる。

【００７３】尚、この発明は前記各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）前記各実施例では、各ＥＧＲ装置８１，１００に
ＥＧＲ弁モジュレータ９３を設けたが、そのＥＧＲ弁モ
ジュレータ９３を省略してＥＧＲ装置を構成してもよい
。

【００７４】（２）前記各実施例では、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。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
、排気ガス再循環通路を開閉する再循環通路開閉手段を
設け、スロットル弁近傍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、吸気
系における吸気正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圧力通路とを設けると共に、それ
ら負圧通路及び圧力通路の各々に開閉用の負圧通路開閉
手段及び圧力通路開閉手段を設け、吸気状態が過給圧の
発生しない非過給域の場合には負圧通路開閉手段のみを
開放させ、吸気状態が過給圧の発生する過給域の場合に
は圧力通路開閉手段のみを開放させるようにしているの
で、作動上の信頼性を向上させることができ、非過給域
はもとより過給域においても確実に排気ガスの再循環を
行う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第１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】第１実施例におけるＥＧＲ装置を説明する図で
ある。

【図４】第１実施例におけるＥＣＵの構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】第１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】第１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】第１実施例におけるＥＣＵにより実行されるＥ
ＧＲ制御の処理ルーチンを説明するフローチャートであ
る。

【図８】この発明を具体化した第２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９】第２実施例におけるＥＣＵにより実行されるＥ
ＧＲ制御の処理ルーチンを説明するフローチャートであ
る。

【図１０】第２実施例におけるＥＧＲの不可能な領域等
を説明するグラフである。

【符号の説明】

１…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１０…過給機を構成する主ターボチャージャ１１…過給
機を構成する副ターボチャージャ６１…吸気状態検出手
段を構成するスロットル開度センサ６２…吸気状態検出手段を構成する吸気圧センサ７１…
過給域判断手段及び開閉制御手段を構成する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…負圧通路９０…負圧通路開閉手段としての第６のＶＳＶ９８…圧
力通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　エンジンの吸気系及び排気系に設けら
れた過給機と、前記排気系と前記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近傍
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
を備えた過給機付エンジンの排気ガス還流装置において
、前記吸気系における吸気正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圧力通路と、前記
圧力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
圧力通路開閉手段と、前記吸気系における吸気状態を検
出する吸気状態検出手段と、前記吸気状態検出手段の検
出結果に基づき、前記吸気状態が過給圧の発生する過給
域であるか否かを判断する過給域判断手段と、前記過給
域判断手段の判断結果が非過給域である場合には、前記
負圧通路開閉手段のみを開放させるように駆動制御し、
過給域判断手段の判断結果が過給域である場合には、前
記圧力通路開閉手段のみを開放させるように駆動制御す
る開閉制御手段とを備えたことを特徴とする過給機付エ
ンジンの排気ガス還流装置。