JP2021080888A - Ｅｇｒ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クーラ弁座又はバイパス弁座の弁体との接触ダメージを低減することができる。【解決手段】ＥＧＲ装置21は、ＥＧＲ通路22と、ＥＧＲ通路22に設けられたＥＧＲクーラ25と、ＥＧＲ通路22を流れるＥＧＲガスを、ＥＧＲクーラ25を流れるＥＧＲガスと、ＥＧＲクーラ25を迂回するＥＧＲガスとに切り替えるバイパス弁26と、ＥＧＲクーラ25より下流のＥＧＲ通路22に設けられたＥＧＲ弁23と、バイパス弁26を制御する電子制御装置50とを備える。バイパス弁26は、クーラ流路、クーラ弁座、クーラ弁体、バイパス流路、バイパス弁座及びバイパス弁体を備える。電子制御装置50は、エンジン1の運転状況又はバイパス弁26の制御状況に応じて、弁体がクーラ弁座及びバイパス弁座から離間しクーラ流路及びバイパス流路を中間開度で開くようにバイパス弁26を制御する。【選択図】図１

Description

この明細書に開示される技術は、ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスをＥＧＲクーラを流れるＥＧＲガスとＥＧＲクーラを迂回するＥＧＲガスとに切り替えるように構成したＥＧＲクーラバイパス弁を備えたＥＧＲ装置に関する。

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される「ＥＧＲクーラバイパス弁（バイパス弁）」が知られている。この特許文献１には、二つの弁体を有する２弁体タイプのバイパス弁と、一つの弁体を有する１弁体タイプのバイパス弁が開示されている。２弁体タイプのバイパス弁は、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと共に使用され、ＥＧＲクーラを通過するＥＧＲガスの流量と、ＥＧＲクーラを迂回したＥＧＲガスの流量とを同時に調節するようになっている。このバイパス弁は、ＥＧＲクーラを通過したＥＧＲガスが流れるクーラ流路と、ＥＧＲクーラを迂回したＥＧＲガスが流れるバイパス流路とを含む弁ケーシングと、クーラ流路に設けられたクーラ弁座と、バイパス流路に設けられたバイパス弁座と、クーラ弁座に着座可能に設けられたクーラ弁体と、バイパス弁座に着座可能に設けられたバイパス弁体と、クーラ弁体とバイパス弁体とを位相をずらした状態で一体に回動する弁軸とを備える。そして、このバイパス弁は、弁軸を一方向へ回転させることによりクーラ弁体を全開としバイパス弁体を全閉とするクーラモードと、弁軸を逆方向へ回動させることによりクーラ弁体を全閉としバイパス弁体を全開とするバイパスモードとに切り替えるようになっている。ここで、クーラモードでは、ＥＧＲクーラを通過して冷却されたＥＧＲガスがクーラ流路を流れ、バイパスモードでは、ＥＧＲクーラを迂回したＥＧＲガスがバイパス流路を流れるようになっている。また、クーラ流路又はバイパス流路を流れたＥＧＲガスは、共通する流路へ流れるようになっている。なお、上記した１弁体タイプのバイパス弁も、２弁体タイプのバイパス弁と同等の機能を有する。

特開２０１９-２３０３号公報

ところが、特許文献１に記載の２弁体タイプのバイパス弁では、例えば、クーラモードにおいて、バイパス弁座に着座して全閉となったバイパス弁体には、その上流側に、ＥＧＲクーラを通過する前のＥＧＲガスによる圧力が作用し、その下流側に、ＥＧＲクーラを通過し、かつクーラ流路を流れたＥＧＲガスによる圧力が作用することになる。ここで、上流側に作用する圧力と下流側に作用する圧力は、バイパス弁体に作用するまでの経路長さが異なることから、圧力が作用するタイミングがずれる。このため、あるタイミングでバイパス弁体の上流側に作用する圧力と下流側に作用する圧力との間に圧力差が生じる。また、ＥＧＲクーラを流れるＥＧＲガスは、エンジンの排気脈動の影響を受けて脈動することから、この圧力差は、バイパス弁体に対し繰り返し周期的に作用することになる。バイパスモードにおいては、上記と同様の理由で、全閉となったクーラ弁体の上流側と下流側との間に圧力差が生じる。この結果、全閉となったバイパス弁体又はクーラ弁体は、繰り返し圧力差の荷重を受けて振動するおそれがあり、バイパス弁座又はクーラ弁座がバイパス弁体又はクーラ弁体との接触による摩耗等の損傷を受けるおそれがある。上記振動は、弁軸とそれを支持する軸受との間にも作用することから、軸受が弁軸との接触による摩耗等の損傷を受けるおそれもある。一つの弁体を備えたバイパス弁についても、上記と同様に、弁体の振動により弁座が損傷を受けたり、弁軸の振動により軸受が損傷を受けたりするおそれがある。

一方、クーラ弁体がクーラ弁座に着座し、バイパス弁体がバイパス弁座から離間しているときは、バイパス流路にＥＧＲクーラで冷却されない高温のＥＧＲガスが流れバイパス弁座に過大な熱負荷が作用することがある。この状態からバイパス弁体がバイパス弁座に着座する閉弁方向へ切り替えられると、その切り替え時にバイパス弁体との接触によるバイパス弁座のダメージが大きくなる傾向がある。

この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、クーラ弁座又はバイパス弁座の弁体との接触によるダメージを低減することを可能としたＥＧＲ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の技術は、エンジンから排気通路へ排出される排気をＥＧＲガスとして吸気通路へ流すためのＥＧＲ通路と、ＥＧＲガスを冷却するためにＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲクーラと、ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスを、ＥＧＲクーラを流れるＥＧＲガスと、ＥＧＲクーラを迂回するＥＧＲガスとに切り替えるためのＥＧＲクーラバイパス弁と、ＥＧＲクーラバイパス弁は、弁ケーシングと、弁ケーシングに設けられ、ＥＧＲクーラを流れたＥＧＲガスが通過するクーラ流路と、弁ケーシングに設けられ、ＥＧＲクーラを迂回するＥＧＲガスが通過するバイパス流路と、クーラ流路に設けられたクーラ弁座と、バイパス流路に設けられたバイパス弁座と、クーラ弁座とバイパス弁座に対し選択的に着座可能に設けられた少なくとも一つの弁体と、弁体を回動するための弁軸とを含むことと、ＥＧＲクーラバイパス弁より下流のＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流量を調節するためのＥＧＲ弁と、少なくともＥＧＲクーラバイパス弁を制御するための制御手段とを備えたＥＧＲ装置において、制御手段は、エンジンの運転状況又はＥＧＲクーラバイパス弁の制御状況に応じて、弁体がクーラ弁座及びバイパス弁座から離間しクーラ流路及びバイパス流路を所定の中間開度で開くようにＥＧＲクーラバイパス弁を制御することを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、弁体がクーラ弁座又はバイパス弁座に着座している状態で、弁体の上流側に作用する圧力と下流側に作用する圧力との圧力差はエンジンの運転状況に応じて異なる。例えば、高負荷の運転状況では、圧力差によって弁体が受けるダメージが大きくなる傾向がある。また、弁体がクーラ弁座に着座し、バイパス弁座から離間しているときは、バイパス流路にＥＧＲクーラで冷却されない高温のＥＧＲガスが流れ弁体やバイパス弁座に過大な熱負荷が作用する状態となる。この状態から弁体がバイパス弁座に着座する状態（全閉）へ一気に切り替えられると、過大な熱負荷と圧力差を受けて、弁体やバイパス弁座が受けるダメージが大きくなる傾向がある。ここで、制御手段は、エンジンの運転状況又はＥＧＲクーラバイパス弁の制御状況に応じて、クーラ流路及びバイパス流路を所定の中間開度で開くようにＥＧＲクーラバイパス弁を制御する。従って、クーラ流路及びバイパス流路が中間開度に開かれることで、弁体の上流側と下流側との間の圧力差が軽減される。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、弁体は、クーラ流路を開閉するためのクーラ弁体と、バイパス流路を開閉するためのバイパス弁体とを含み、クーラ弁体とバイパス弁体とが位相をずらした状態で弁軸に固定され、弁軸を一方向へ回転させることにより、クーラ弁体がクーラ弁座から離間すると共にバイパス弁体がバイパス弁座に着座するようにクーラ弁体及びバイパス弁体を作動させるクーラモードと、弁軸を逆方向へ回転させることにより、クーラ弁体がクーラ弁座に着座すると共にバイパス弁体がバイパス弁座から離間するようにクーラ弁体及びバイパス弁体を作動させるバイパスモードとに切り替え可能に構成されたことを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術の作用に加え、制御手段は、エンジンの運転状況に応じて、クーラ弁体とバイパス弁体のそれぞれがクーラ弁座とバイパス弁座から離間しクーラ流路及びバイパス流路を所定の中間開度で開くようにＥＧＲクーラバイパス弁を制御する。従って、クーラ流路及びバイパス流路が中間開度に開かれることで、バイパス弁体又はクーラ弁体の上流側と下流側との間の圧力差が軽減される。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、弁体は、クーラ流路とバイパス流路を選択的に開閉するための一つの弁体により構成され、弁軸を一方向へ回転させることにより、弁体がクーラ弁座から離間すると共にバイパス弁座に着座するように弁体を作動させるクーラモードと、弁軸を逆方向へ回転させることにより、弁体がクーラ弁座に着座すると共にバイパス弁座から離間するように弁体を作動させるバイパスモードとに切り替え可能に構成されたことを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術の作用に加え、制御手段は、エンジンの運転状況又はＥＧＲクーラバイパス弁の制御状況に応じて、一つの弁体がクーラ弁座及びバイパス弁座から離間しクーラ流路及びバイパス流路を所定の中間開度で開くようにＥＧＲクーラバイパス弁を制御する。従って、クーラ流路及びバイパス流路が中間開度に開かれることで、一つの弁体の上流側と下流側との間に作用する圧力差が軽減される。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の技術は、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術において、制御手段は、エンジンの運転時に、エンジンの負荷が所定値以上に高くなるときに、弁体がクーラ流路及びバイパス流路を中間開度で開くようにＥＧＲクーラバイパス弁を制御することを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術の作用に加え、制御手段は、エンジンの負荷が所定値以上に高くなるときに、弁体がクーラ流路及びバイパス流路を中間開度で開くようにＥＧＲクーラバイパス弁を制御する。従って、エンジンが高負荷となるときに弁体の上流側と下流側との間に作用する圧力差が軽減される。

上記目的を達成するために、請求項５に記載の技術は、請求項２又は３に記載の技術において、制御手段は、エンジンの運転時に、ＥＧＲクーラバイパス弁がバイパスモードからクーラモードへ切り替わるときに、その切り替え前に弁体がクーラ流路及びバイパス流路を一旦中間開度で開くようにＥＧＲクーラバイパス弁を制御することを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項２又は３に記載の技術の作用に加え、制御手段は、ＥＧＲクーラバイパス弁がバイパスモードからクーラモードへ切り替わるときに、その切り替え前に弁体がクーラ流路及びバイパス流路を一旦中間開度で開くようにＥＧＲクーラバイパス弁を制御する。従って、バイパス流路に高温のＥＧＲガスが流れる状態からバイパス弁体がバイパス弁座に着座するときは、その着座前に弁体の上流側と下流側との間に作用する圧力差が一旦軽減される。

上記目的を達成するために、請求項６に記載の技術は、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術において、制御手段は、エンジンの運転時に、クーラ弁座又はバイパス弁座に着座した弁体の上流側に作用する圧力と弁体の下流側に作用する圧力との圧力差が所定値より大きくなると判断したときに、弁体がクーラ流路及びバイパス流路を中間開度で開くようにＥＧＲクーラバイパス弁を制御することを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術の作用に加え、制御手段は、クーラ弁座又はバイパス弁座に着座した弁体の上流側に作用する圧力と弁体の下流側に作用する圧力との圧力差が所定値より大きくなると判断したときに、弁体がクーラ流路及びバイパス流路を中間開度で開くようにＥＧＲクーラバイパス弁を制御する。従って、弁体の上流側と下流側との間に作用する圧力差が軽減される。

上記目的を達成するために、請求項７に記載の技術は、請求項１乃至６のいずれかに記載の技術において、ＥＧＲクーラは、ＥＧＲガスが流れる略Ｕ形のクーラ通路を含むことを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項１乃至６のいずれかに記載の技術の作用に加え、クーラ通路が略Ｕ形となることで、クーラ通路とクーラ流路を経由した弁体までの経路と、少なくともバイパス流路を経由した弁体までの経路との差が大きくなり、弁体の上流側と下流側との間に作用する圧力差が大きくなる傾向がある。この場合も、クーラ流路及びバイパス流路を中間開度で開くことで、弁体に作用する圧力差が軽減される。

請求項１に記載の技術によれば、クーラ弁座又はバイパス弁座の弁体との接触によるダメージを低減することができる。

請求項２に記載の技術によれば、クーラ弁座のクーラ弁体との接触によるダメージ又はバイパス弁座のバイパス弁体との接触によるダメージを低減することができる。

請求項３に記載の技術によれば、クーラ弁座又はバイパス弁座の一つの弁体との接触によるダメージを低減することができる。

請求項４に記載の技術によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術の効果に加え、弁体の上流側と下流側との間の圧力差の脈動が大きくなるエンジン高負荷状況下において、その圧力差の脈動の影響を低減することができ、クーラ弁座又はバイパス弁座の弁体との接触によるダメージを低減することができる。

請求項５に記載の技術によれば、請求項２又は３に記載の技術の効果に加え、バイパスモードのときに高温のＥＧＲガスによって弁体とバイパス弁座が大きな熱負荷を受けた直後の厳しい状況において、バイパス弁座における弁体の着座によるダメージを低減することができる。

請求項６に記載の技術によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術の効果に加え、弁体に作用する圧力差の程度に応じてクーラ弁座又はバイパス弁座の弁体との接触によるダメージを低減することができる。

請求項７に記載の技術によれば、請求項１乃至６のいずれかに記載の技術の効果に加え、クーラ弁座又はバイパス弁座に着座した弁体に作用する圧力差が略Ｕ形のクーラ通路により相対的に大きくなっても、その圧力差による影響を低減することができる。

第１実施形態に係り、ガソリンエンジンシステムを示す概略構成図。 第１実施形態に係り、ＵフロータイプのＥＧＲクーラユニットを概略的に示す断面図。 第１実施形態に係り、バイパスモードにおけるバイパス弁の各弁体の開閉状態と、ＥＧＲクーラユニットにおけるＥＧＲガスの流れとの関係を示す断面図。 第１実施形態に係り、クーラモードにおけるバイパス弁の各弁体の開閉状態と、ＥＧＲクーラユニットにおけるＥＧＲガスの流れとの関係を示す断面図。 第１実施形態に係り、バイパスモードでのクーラ流路とクーラ弁体の状態を示す断面図。 第１実施形態に係り、バイパスモードでのバイパス流路とバイパス弁体の状態を示す断面図。 第１実施形態に係り、クーラモードでのクーラ流路とクーラ弁体の状態を示す断面図。 第１実施形態に係り、クーラモードでのバイパス流路とバイパス弁体の状態を示す断面図。 第１実施形態に係り、クーラモードでのバイパス弁体に作用する前圧力、後圧力及び前後差圧の変化を示すグラフ。 第１実施形態に係り、バイパスモードでのクーラ弁体に作用する前圧力、後圧力及び前後差圧の変化を示すグラフ。 第１実施形態に係り、第１バイパス弁制御の内容を示すフローチャート。 第２実施形態に係り、第２バイパス弁制御の内容を示すフローチャート。 第３実施形態に係り、ＵフロータイプのＥＧＲクーラユニットを示す断面図。 第３実施形態に係り、クーラモードにおける（ａ）入口流路での前圧力及び導出流路での後圧力と、（ｂ）前後差圧の変化を示すグラフ。 第３実施形態に係り、第３バイパス弁制御の内容を示すフローチャート。 第４実施形態に係り、ＵフロータイプのＥＧＲクーラユニットを示す断面図。 第４実施形態に係り、クーラモードにおける（ａ）入口流路での前圧力及び導出流路での後圧力と、（ｂ）前後差圧の変化を示すグラフ。

以下、ＥＧＲ装置をガソリンエンジンシステムに具体化したいくつかの実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
先ず、第１実施形態について説明する。

[エンジンシステムについて]
図１に、自動車に搭載されたガソリンエンジンシステム（以下、単に「エンジンシステム」と言う。）を概略構成図により示す。エンジンシステムは、複数の気筒を有するエンジン１を備える。このエンジン１は、４気筒、４サイクルのレシプロエンジンであって、ピストン２及びクランクシャフト３等の周知の構成を含む。エンジン１には、各気筒へ吸気を導入するための吸気通路４と、エンジン１の各気筒から排気を導出するための排気通路５が設けられる。吸気通路４には、その上流側から順にエアクリーナ６、スロットル装置７及び吸気マニホールド８が設けられる。

スロットル装置７は、吸気マニホールド８より上流の吸気通路４に配置され、運転者のアクセル操作に応じて開閉駆動されることで、吸気通路４を流れる吸気量を調節するようになっている。この実施形態で、スロットル装置７は、ＤＣモータ方式の電動弁により構成され、開閉駆動されるスロットル弁７ａと、スロットル弁７ａの開度（スロットル開度）ＴＡを検出するためのスロットルセンサ４１とを含む。吸気マニホールド８は、エンジン１の直上流に配置され、吸気が導入されるサージタンク８ａと、サージタンク８ａに導入された吸気をエンジン１の各気筒へ分配するための複数（４つ）の分岐管８ｂ（一つのみ図示した。）とを含む。排気通路５には、触媒９が設けられる。触媒９は、排気を浄化するために、例えば、三元触媒により構成される。

エンジン１には、各気筒に対応して燃料を噴射するためのインジェクタ１１が設けられる。インジェクタ１１は、燃料供給装置（図示略）から供給される燃料をエンジン１の各気筒へ噴射するように構成される。各気筒では、インジェクタ１１から噴射される燃料と吸気マニホールド８から導入される吸気とにより可燃混合気が形成される。

また、エンジン１には、各気筒に対応して点火装置１３が設けられる。点火装置１３は、各気筒で形成される可燃混合気に点火するように構成される。各気筒内の可燃混合気は、点火装置１３の点火動作により爆発・燃焼し、燃焼後の排気は、排気通路５へ排出され、触媒９を経て外部へ排出される。このとき、各気筒でピストン２が上下運動し、クランクシャフト３が回転することでエンジン１に動力が得られる。

この実施形態のエンジンシステムは、高圧ループタイプの排気還流装置（ＥＧＲ装置）２１を備える。このＥＧＲ装置２１は、各気筒から排出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）としてエンジン１の各気筒へ還流させるための装置である。ＥＧＲ装置２１は、排気通路５へ排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路４へ流すための排気還流通路（ＥＧＲ通路）２２と、ＥＧＲ通路２２におけるＥＧＲガスの流量を調節するための排気還流弁（ＥＧＲ弁）２３と、ＥＧＲ通路２２を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラユニット２４とを備える。ＥＧＲ通路２２は、入口２２ａと出口２２ｂを有する。その入口２２ａは、触媒９より上流の排気通路５に接続され、その出口２２ｂは、スロットル装置７より下流の吸気通路４（サージタンク８ａ）に接続される。ＥＧＲ弁２３は、ＥＧＲクーラユニット２４より下流のＥＧＲ通路２２に設けられる。

ＥＧＲクーラユニット２４は、ＥＧＲ通路２２におけるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２５と、ＥＧＲ通路２２を流れるＥＧＲガスを、ＥＧＲクーラ２５を流れるＥＧＲガスと、ＥＧＲクーラ２５を迂回するＥＧＲガスとに切り替えるためのＥＧＲクーラバイパス弁（以下、単に「バイパス弁」という。）２６とを備える。この実施形態で、ＥＧＲ弁２３は、ＤＣモータ方式の電動弁により構成され、開度可変に構成される。バイパス弁２６は、ＤＣモータ方式の電動弁により構成され、開度可変に構成される。ＥＧＲクーラユニット２４の詳しい構成については後述する。

[エンジンシステムの電気的構成について]
図１に示すように、このエンジンシステムは、エンジン１の運転状態を検出するための運転状態検出手段を構成する各種センサ等４１〜４８を備える。エアクリーナ６に設けられたエアフローメータ４２は、エアクリーナ６から吸気通路４へ流れる吸気量Ｇａを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。同じくエアクリーナ６に設けられた外気温センサ４３は、吸気通路４に導入される外気の温度（外気温度）ＴＨＡを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。サージタンク８ａに設けられた吸気圧センサ４４は、スロットル装置７より下流の吸気圧力ＰＭを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン１に設けられた水温センサ４５は、エンジン１の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温度）ＴＨＷを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン１に設けられた回転数センサ４６は、クランクシャフト３の回転数をエンジン１の回転数（エンジン回転数）ＮＥとして検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。排気通路５に設けられた空燃比センサ４７は、排気通路５へ排出される排気中の空燃比Ａ／Ｆを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。運転席に設けられたアクセルペダル１６には、アクセルセンサ４８が設けられる。アクセルセンサ４８は、アクセルペダル１６の踏み込み角度をアクセル開度ＡＣＣとして検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。

このエンジンシステムは、各種制御を司る電子制御装置（ＥＣＵ）５０を備える。ＥＣＵ５０には、各種センサ等４１〜４８がそれぞれ接続される。また、ＥＣＵ５０には、スロットル装置７、インジェクタ１１、点火装置１３、ＥＧＲ弁２３及びバイパス弁２６等がそれぞれ接続される。

この実施形態で、ＥＣＵ５０は、各種センサ等４１〜４８から出力される各種信号を入力し、それら信号に基づいて燃料噴射制御及び点火時期制御を実行するために、各インジェクタ１１及び各点火装置１３をそれぞれ制御する。ＥＣＵ５０は、燃料噴射制御において、エンジン１の運転状態に応じた燃料噴射量ＴＡＵを算出するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、各種信号に基づいて吸気制御、ＥＧＲ制御及びＥＧＲクーラユニット制御を実行するために、スロットル装置７、ＥＧＲ弁２３及びバイパス弁２６をそれぞれ制御するようになっている。

ここで、吸気制御とは、運転者によるアクセルペダル１６の操作に応じたアクセルセンサ４８の検出値に基づいてスロットル装置７を制御することにより、エンジン１に導入される吸気量を制御することである。ＥＧＲ制御とは、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ弁２３を制御することにより、エンジン１に還流されるＥＧＲガス流量を制御することである。ＥＧＲクーラユニット制御（後述する第１〜第３のバイパス弁制御を含む。）とは、エンジン１の運転状態に応じてバイパス弁２６を制御することにより、ＥＧＲクーラ２５によるＥＧＲガスの冷却と非冷却の切り替えを制御することである。

周知のようにＥＣＵ５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、各種メモリ、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。メモリには、エンジン１の各種制御に関する所定の制御プログラムが格納される。ＣＰＵは、入力回路を介して入力される各種センサ等４１〜４８の検出値に基づき、所定の制御プログラムに基づいて前述した各種制御を実行するようになっている。この実施形態で、ＥＣＵ５０は、この開示技術における制御手段の一例に相当する。

[ＥＧＲクーラユニットの構成について]
次に、ＥＧＲクーラユニット２４の構成について詳しく説明する。図２に、この実施形態におけるＵフロータイプのＥＧＲクーラユニット２４を概略的な断面図により示す。このＥＧＲクーラユニット２４は、ＥＧＲクーラ２５と、バイパス弁２６と、ＥＧＲガスを導出するための出口パイプ２７とを備える。ＥＧＲクーラ２５は、クーラケーシング５１と、熱交換器５２とを含む。クーラケーシング５１は、ＥＧＲガスを導入する入口パイプ５３と、バイパス通路５４と、クーラ通路５５とを含む。この実施形態で、クーラ通路５５は略Ｕ形をなし、その屈曲部より下流に熱交換器５２が設けられる。バイパス通路５４の一端とクーラ通路５５の一端は、入口パイプ５３に連通する。熱交換器５２には、矢印で示すようにエンジン冷却水（温水）が循環するようになっている。入口パイプ５３と出口パイプ２７には、それぞれＥＧＲ通路２２が接続される。入口パイプ５３に流入したＥＧＲガスは、クーラ通路５５を流れ、熱交換器５２を通過することで冷却されるようになっている。バイパス通路５４を流れるＥＧＲガスは熱交換器５２により冷却されない。

[バイパス弁の構成について]
図２に示すように、バイパス弁２６は、ＥＧＲクーラ２５のクーラ通路５５を通過するＥＧＲガスの流量と、ＥＧＲクーラ２５のバイパス通路５４を通過するＥＧＲガスの流量とを調節するようになっている。このバイパス弁２６は、並列二弁タイプであって、主要な構成要素として、弁ケーシング６１、二つの弁体６２，６３、弁軸６４及び駆動部６５を備える。駆動部６５は、減速機構とＤＣモータを内蔵する。弁ケーシング６１は、二つの流路６６，６７を含む。

弁ケーシング６１は、クーラ通路５５に連通するクーラ流路６６と、バイパス通路５４に連通するバイパス流路６７とを含み、クーラ流路６６とバイパス流路６７とが隔壁６８により仕切られる。クーラ流路６６には、クーラ通路５５及び熱交換器５２を通過したＥＧＲガスが流れる。バイパス流路６７には、バイパス通路５４を通過したＥＧＲガスが流れる。クーラ流路６６には、同流路６６を開閉するための板状をなすクーラ弁体６２が配置される。バイパス流路６７には、同流路６７を開閉するための板状をなすバイパス弁体６３が配置される。この実施形態で、クーラ弁体６２及びバイパス弁体６３はそれぞれバタフライ式弁体であり、一つの弁軸６４に一体に固定される。弁軸６４は、弁ケーシング６１にて、クーラ流路６６、隔壁６８及びバイパス流路６７を貫通するように配置され、軸受（図示略）を介して回転可能に支持される。クーラ弁体６２はクーラ流路６６にて弁軸６４に固定され、バイパス弁体６３はバイパス流路６７にて弁軸６４に固定される。また、クーラ弁体６２とバイパス弁体６３は、互いに位相を所定角度（ほぼ８０°）ずらした状態で弁軸６４に固定される。従って、弁軸６４を一方向へ回転させることにより、クーラ弁体６２が開弁方向へ回動されると共にバイパス弁体６３が閉弁方向へ回動される。一方、弁軸６４を逆方向へ回転させることにより、クーラ弁体６２が閉弁方向へ回動されると共にバイパス弁体６３が開弁方向へ回動される。

図３、図４に、バイパス弁２６の各弁体６２，６３の開閉状態と、ＥＧＲクーラユニット２４におけるＥＧＲガスの流れとの関係を断面図により示す。図３は、クーラ弁体６２が全閉でバイパス弁体６３が全開（開弁）となるバイパスモードの状態を示す。この状態では、入口パイプ５３に流入したＥＧＲガスが、そのまま冷却されることなくバイパス通路５４を経由して、バイパス弁２６のバイパス流路６７へ流れ、出口パイプ２７を介してＥＧＲ通路２２へ流れる。図５に、バイパスモードでのクーラ流路６６とクーラ弁体６２の状態を断面図により示す。図６に、バイパスモードでのバイパス流路６７とバイパス弁体６３の状態を断面図により示す。クーラ流路６６には、クーラ弁座６６ａが設けられ、クーラ弁体６２が全閉となるときに、クーラ弁体６２がクーラ弁座６６ａに着座するようになっている。バイパス弁体６３が全開となるときは、バイパス弁体６３がバイパス弁座６７ａから離間するようになっている。

一方、図４は、クーラ弁体６２が全開でバイパス弁体６３が全閉となるクーラモードの状態を示す。この状態では、入口パイプ５３に流入したＥＧＲガスが、略Ｕ形のクーラ通路５５を経由し、熱交換器５２で冷却されてから、バイパス弁２６のクーラ流路６６へ流れ、出口パイプ２７を介してＥＧＲ通路２２へ流れる。図７に、クーラモードでのクーラ流路６６とクーラ弁体６２の状態を断面図により示す。図８に、クーラモードでのバイパス流路６７とバイパス弁体６３の状態を断面図により示す。クーラ弁体６２が全開となるときは、クーラ弁体６２がクーラ弁座６６ａから離間するようになっている。バイパス弁体６３が全閉となるときは、バイパス弁体６３がバイパス弁座６７ａに着座するようになっている。

このＥＧＲクーラユニット２４は、上記構成により、弁軸６４を回転させて各弁体６２，６３を開閉させることにより、各流路６６，６７におけるＥＧＲガスの流量を調節するように構成される。従って、例えば、図３に示すように、クーラ弁体６２が全閉位置に配置されたときは、バイパス弁体６３が全開位置に配置され、ＥＧＲクーラ２５（熱交換器５２）を迂回した冷却されないＥＧＲガスがバイパス通路５４及びバイパス流路６７を流れる。この状態から、ＥＧＲガスを冷却するために駆動部６５を制御することにより、弁軸６４及び各弁体６２，６３が一方向へ回動され、クーラ流路６６が開かれ、バイパス流路６７が閉じられる。また、各弁体６２，６３をある開度に保持するために駆動部６５を制御することにより、各弁体６２，６３がそれぞれ所定の中間開度に保持される。一方、図４に示すように、クーラ弁体６２が全開位置に配置されたときは、バイパス弁体６３が全閉位置に配置され、クーラ通路５５を流れてＥＧＲクーラ２５（熱交換器５２）で冷却されたＥＧＲガスがクーラ流路６６を流れる。この実施形態で、両弁体６２，６３はそれぞれ全閉位置と全開位置とに切り替え配置されると共に、全閉位置と全開位置との間の任意の中間開度に配置可能に構成される。このように両弁体６２，６３の開閉位置（開度）を制御することにより、クーラ流路６６を通過するＥＧＲガスの流量とバイパス流路６７を通過するＥＧＲガスの流量がそれぞれ調節され、出口パイプ２７から流れ出るＥＧＲガスの温度（ガス出口温度）を任意に制御できるようになっている。

ここで、このＥＧＲクーラユニット２４がクーラモードとなるときは、図４に破線矢印で示すように、全閉となったバイパス弁体６３には、その上流側に、ＥＧＲクーラ２５を通過する前のＥＧＲガスによる前圧力Ｐ１が作用し、その下流側に、ＥＧＲクーラ２５とクーラ流路６６を通過したＥＧＲガスによる後圧力Ｐ２が作用することになる。ここで、前圧力Ｐ１と後圧力Ｐ２は、バイパス弁体６３に作用するまでの経路長さが異なることから、それら圧力Ｐ１，Ｐ２が作用するタイミングがずれ、前圧力Ｐ１と後圧力Ｐ２との間に圧力差（前後差圧）ΔＰ１が生じる。また、ＥＧＲ通路２２を流れるＥＧＲガスは、エンジン１の排気脈動の影響を受けて脈動することから、この前後差圧ΔＰ１も脈動し、バイパス弁体６３に対し周期的に作用することになる。図９に、クーラモードでのバイパス弁体６３に作用する前圧力Ｐ１、後圧力Ｐ２及び前後差圧ΔＰ１の変化をグラフに示す。図９において、前圧力Ｐ１のピークと、後圧力Ｐ２のピークとの時間差Δｔ１が、それら圧力Ｐ１，Ｐ２が作用するタイミングのずれを意味する。

一方、ＥＧＲクーラユニット２４がバイパスモードになるときは、図３に破線矢印で示すように、全閉となったクーラ弁体６２の上流側に、クーラ通路５５を介してＥＧＲガスによる前圧力Ｐ３が作用し、その下流側に、バイパス通路５４とバイパス流路６７を通過したＥＧＲガスによる後圧力Ｐ４が作用することになる。ここで、前圧力Ｐ３と後圧力Ｐ４は、クーラ弁体６２に作用するまでの経路長さが異なることから、それら圧力Ｐ３，Ｐ４が作用するタイミングがずれ、前圧力Ｐ３と後圧力Ｐ４との間に前後差圧ΔＰ３が生じる。また、バイパス通路５４を流れるＥＧＲガスも、排気脈動の影響を受けて脈動することから、この前後差圧ΔＰ３も脈動し、クーラ弁体６２に対し周期的に作用することになる。図１０に、バイパスモードでのクーラ弁体６２に作用する前圧力Ｐ３、後圧力Ｐ４及び前後差圧ΔＰ３の変化をグラフに示す。図１０において、前圧力Ｐ３のピークと、後圧力Ｐ４のピークとの時間差Δｔ２が、それら圧力Ｐ３，Ｐ４が作用するタイミングのずれを意味する。

上記のように全閉位置に配置されたバイパス弁体６３又はクーラ弁体６２は、繰り返し前後差圧ΔＰ１，ΔＰ３の荷重を受けて振動することになり、バイパス弁座６７ａ又はクーラ弁座６６ａが摩耗等のダメージを受けるおそれがある。そこで、この実施形態では、次のような第１バイパス弁制御を実行するようになっている。

[第１バイパス弁制御について]
図１１に、この実施形態における第１バイパス弁制御の内容をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁２３は全閉か否かを判断する。ここで、ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１００へ戻す。

ステップ１１０では、ＥＣＵ５０は、スロットルセンサ４１及び回転数センサ４６の検出値に基づき、スロットル開度ＴＡとエンジン回転数ＮＥをそれぞれ取り込む。また、ＥＣＵ５０は、燃料噴射制御で求めた燃料噴射量ＴＡＵ等を取り込む。

次に、ステップ１２０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれたスロットル開度ＴＡ、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量ＴＡＵ等に基づきエンジン負荷ＫＬを算出する。

次に、ステップ１３０で、ＥＣＵ５０は、エンジン負荷ＫＬが所定値以上の高負荷か否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は、全閉となったバイパス弁体６３の前後差圧ΔＰ１又は全閉となったクーラ弁体６２の前後差圧ΔＰ３がある程度大きくなったものとして処理をステップ１４０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１００へ戻す。

そして、ステップ１４０では、ＥＣＵ５０は、バイパス弁２６を所定の中間開度に制御する。すなわち、ＥＣＵ５０は、クーラ弁体６２及びバイパス弁体６３の両方がクーラ流路６６及びバイパス流路６７を所定の中間開度に開くようにバイパス弁２６を制御する。ここで、中間開度とは、クーラ弁体６２がクーラ弁座６６ａから離間すると共に、バイパス弁体６３がバイパス弁座６７ａから離間する開度であって、それぞれ全閉から全開までの間に位置する任意の開度を想定することができる。

上記第１バイパス弁制御によれば、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転時にＥＧＲ弁２３が全閉（閉弁）するときに、すなわち、エンジン１の運転状況に応じて、クーラ弁体６２及びバイパス弁体６３の両方がクーラ弁座６６ａ及びバイパス弁座６７ａからそれぞれ離間するようにクーラ流路６６及びバイパス流路６７を所定の中間開度で開くようにバイパス弁２６を制御するようになっている。

[ＥＧＲ装置の作用及び効果]

以上説明したこの第１実施形態のＥＧＲ装置２１によれば、クーラ弁体６２がクーラ弁座６６ａに着座している状態で、クーラ弁体６２の上流側に作用する前圧力Ｐ３と下流側に作用する後圧力Ｐ４との前後差圧ΔＰ３（圧力差）はエンジンの運転状況に応じて異なる。同様に、バイパス弁体６３がバイパス弁座６７ａに着座している状態で、バイパス弁体６３の上流側に作用する前圧力Ｐ１と下流側に作用する後圧力Ｐ２との前後差圧ΔＰ１（圧力差）はエンジンの運転状況に応じて異なる。例えば、エンジン１が高負荷の運転状況では、前後差圧ΔＰ３によってクーラ弁体６２やクーラ弁座６６ａが受けるダメージや、前後差圧ΔＰ１によってバイパス弁体６３やバイパス弁座６７ａが受けるダメージは大きくなる傾向がある。ここで、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状況に応じて、クーラ弁体６２とバイパス弁体６３のそれぞれがクーラ弁座６６ａとバイパス弁座６７ａから離間しクーラ流路６６及びバイパス流路６７を所定の中間開度で開くようにバイパス弁２６を制御する。従って、クーラ流路６６及びバイパス流路６７が中間開度に開かれることで、バイパス弁体６３の前後差圧ΔＰ１（圧力差）又はクーラ弁体６２の前後差圧ΔＰ３（圧力差）が軽減される。このため、クーラ弁座６６ａのクーラ弁体６２との接触によるダメージ又はバイパス弁座６７ａのバイパス弁体６３との接触によるダメージを低減することができる。また、軸受の弁軸６４との接触によるダメージを低減することができる。

この実施形態の構成によれば、ＥＣＵ５０は、エンジン負荷ＫＬが所定値以上の高負荷となるときに、クーラ弁体６２がクーラ流路６６を、バイパス弁体６３がバイパス流路６７をそれぞれ中間開度で開くようにバイパス弁２６を制御する。従って、エンジン１が高負荷となるときにクーラ弁体６２の前後差圧ΔＰ３（圧力差）又はバイパス弁体６３の前後差圧ΔＰ１（圧力差）が軽減される。このため、前後差圧ΔＰ１，ΔＰ３の脈動が大きくなるエンジン高負荷状況下において、その前後差圧ΔＰ１，ΔＰ３の脈動による影響を低減することができ、クーラ弁座６６ａのクーラ弁体６２との接触によるダメージ又はバイパス弁座６７ａのバイパス弁体６３との接触によるダメージを低減することができる。また、軸受の弁軸６４との接触によるダメージを低減することができる。

この実施形態の構成によれば、クーラ通路５５が略Ｕ形となることで、クーラ通路５５とクーラ流路６６を経由したクーラ弁体６２又はバイパス弁体６３までの経路と、バイパス通路５４とバイパス流路６７を経由したバイパス弁体６３又はクーラ弁体６２までの経路との差が大きくなり、バイパス弁体６３の前後差圧ΔＰ１（圧力差）又はクーラ弁体６２の前後差圧ΔＰ３（圧力差）が大きくなる傾向がある。この場合も、クーラ流路６６及びバイパス流路６７を中間開度で開くことで、バイパス弁体６３に作用する前後差圧ΔＰ１又はクーラ弁体６２に作用する前後差圧ΔＰ３が軽減される。このため、クーラ弁座６６ａに着座したバイパス弁体６３に作用する前後差圧ΔＰ１（圧力差）又はクーラ弁座６６ａに着座したクーラ弁体６２に作用する前後差圧ΔＰ３（圧力差）が、略Ｕ形のクーラ通路５５により相対的に大きくなっても、それら前後差圧ΔＰ１，ΔＰによる影響を低減することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、以下の説明において前記第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。この実施形態では、第２バイパス弁制御の内容の点で、第１実施形態と構成が異なる。

[第２バイパス弁制御について]
図１２に、この実施形態の第２バイパス弁制御の内容をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ５０は、先ず、ステップ２００で、外気温センサ４３及び水温センサ４５の検出値に基づき外気温度ＴＨＡ及び冷却水温度ＴＨＷをそれぞれ取り込む。

次に、ステップ２１０で、ＥＣＵ５０は、冷却水温度ＴＨＷが第１所定値Ｔｈｗ１より低いか否か、又は、外気温度ＴＨＡが第１所定値Ｔｈａ１より低いか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合はステップ２１０の処理を繰り返す。

次に、ステップ２２０では、ＥＣＵ５０は、バイパス弁２６をバイパスモードに制御する。すなわち、ＥＣＵ５０は、バイパス流路６７が全開となりクーラ流路６６が全閉となるようにバイパス弁２６を制御する。

次に、ステップ２３０で、ＥＣＵ５０は、外気温センサ４３及び水温センサ４５の検出値に基づき外気温度ＴＨＡ及び冷却水温度ＴＨＷを再び取り込む。

次に、ステップ２４０で、ＥＣＵ５０は、冷却水温度ＴＨＷが第１所定値Ｔｈｗ１以上か否か、又は、外気温度ＴＨＡが第１所定値Ｔｈａ１以上か否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合はステップ２４０の処理を繰り返す。

そして、ステップ２５０では、ＥＣＵ５０は、バイパス弁２６を中間開度に制御する。すなわち、ＥＣＵ５０は、クーラ弁体６２及びバイパス弁体６３の両方がクーラ流路６６及びバイパス流路６７を所定の中間開度に開くようにバイパス弁２６を制御する。

次に、ステップ２６０で、ＥＣＵ５０は、外気温センサ４３及び水温センサ４５の検出値に基づき外気温度ＴＨＡ及び冷却水温度ＴＨＷを再び取り込む。

次に、ステップ２７０で、ＥＣＵ５０は、冷却水温度ＴＨＷが第２所定値Ｔｈｗ２（Ｔｈｗ２＞Ｔｈｗ１）以上か否か、又は、外気温度ＴＨＡが第２所定値Ｔｈａ２（Ｔｈａ２＞Ｔｈａ１）以上か否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２８０へ移行し、この判断結果が否定となる場合はステップ２７０の処理を繰り返す。

そして、ステップ２８０では、ＥＣＵ５０は、バイパス弁２６をクーラモードに制御する。すなわち、ＥＣＵ５０は、バイパス流路６７が全閉となりクーラ流路６６が全開となるようにバイパス弁２６を制御する。その後、ＥＣＵ５０は、処理を２００へ戻す。

なお、上記した冷却水温度ＴＨＷと外気温度ＴＨＡに関する各種所定値Ｔｈｗ１，Ｔｈｗ２，Ｔｈａ１，Ｔｈａ２の設定は、エンジン１に対するＥＧＲガスの導入効率や混合気の燃焼性のバランスとの関係から任意に設定することができる。

上記第２バイパス弁制御によれば、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転時に、バイパス弁２６をバイパスモードからクーラモードへ切り替えるときに、すなわち、バイパス弁２６の制御状況に応じて、その切り替え前にクーラ弁体６２及びバイパス弁体６３の両方がクーラ流路６６及びバイパス流路６７を一旦中間開度に開くようにバイパス弁２６を制御するようになっている。

[ＥＧＲ装置の作用及び効果]
以上説明したこの実施形態の構成によれば、第１実施形態と同等の作用及び効果を得ることができると共に、第１バイパス弁制御とは異なり次のような作用及び効果を得ることができる。ここで、クーラ弁体６２がクーラ弁座６６ａに着座した全閉となり、バイパス弁体６３がバイパス弁座６７ａから離間した全開となるとき（バイパスモード）では、バイパス流路６７にＥＧＲクーラ２５で冷却されない高温のＥＧＲガスが流れてバイパス弁体６３及びバイパス弁座６７ａに過大な熱負荷が作用する状態となる。この状態からバイパス弁体６３がバイパス弁座６７ａに着座した全閉となり、クーラ弁体６２がクーラ弁座６６ａから離間した全開となるとき（クーラモード）へ一気に切り替えられると、過大な熱負荷と前後差圧ΔＰ１の脈動を受けて、バイパス弁座６７ａ及びバイパス弁体６３の受けるダメージが大きくなる傾向がある。そこで、この実施形態では、ＥＣＵ５０は、バイパス弁２６がバイパスモードからクーラモードへ切り替わるときに、その切り替え前にクーラ弁体６２及びバイパス弁体６３がクーラ流路６６及びバイパス流路６７をそれぞれ一旦中間開度で開くようにバイパス弁２６を制御する。従って、バイパス流路６７に高温のＥＧＲガスが流れる状態（バイパスモード）からバイパス弁体６３がバイパス弁座６７ａに着座する状態（クーラモード）に切り替えるときは、その切り替え前にクーラ流路６６及びバイパス流路６７がそれぞれ一旦中間開度に開かれることで、バイパス弁体６３及びバイパス弁座６７ａに作用する熱負荷や前後差圧ΔＰ１（圧力差）が一旦軽減される。このため、バイパスモードのときに高温のＥＧＲガスによってバイパス弁体６３とバイパス弁座６７ａが大きな熱負荷や前後差圧ΔＰ１を受けた直後の厳しい状況において、バイパス弁座６７ａにおけるバイパス弁体６３の着座によるダメージを低減することができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。この実施形態では、ＥＧＲクーラユニットの構成と、第３バイパス弁制御の内容の点で前記各実施形態と構成が異なる。

[ＥＧＲクーラユニットの構成について]
先ず、ＥＧＲクーラユニットの構成について説明する。図１３に、この実施形態におけるＵフロータイプのＥＧＲクーラユニット３１を断面図により示す。この実施形態では、図１のエンジンシステムにおいて、ＥＧＲクーラユニット２４に代わり、このＥＧＲクーラユニット３１がＥＧＲ通路２２に設けられる。このＥＧＲクーラユニット３１は、ＥＧＲクーラ３２と、バイパス弁３３とを備える。ＥＧＲクーラ３２は、クーラケーシング７１と、熱交換器７２とを含む。クーラケーシング７１は、略Ｕ形をなすクーラ通路７３を備え、その屈曲部より下流に熱交換器７２が設けられる。熱交換器７２には、エンジン冷却水（温水）が循環するようになっている。バイパス弁３３は、クーラ通路７３の入口７３ａと出口７３ｂに接続される。バイパス弁３３から、入口７３ａに流入したＥＧＲガスは、クーラ通路７３を流れ、熱交換器７２を通過することで冷却されるようになっている。

[バイパス弁の構成について]
図１３に示すように、バイパス弁３３は、ＥＧＲクーラ３２（クーラ通路７３及び熱交換器７２）を通過するＥＧＲガスの流量と、後述するバイパス流路８７を通過するＥＧＲガスの流量を調節するようになっている。このバイパス弁３３は、バタフライ弁タイプであって、主要な構成要素として、弁ケーシング８１、一つの弁体８２、弁軸８３及び駆動部８４を備える。弁体８２は、弁軸８３を中心に回動可能に設けられる。駆動部８４は、弁体８２と一体に弁軸８３を回転駆動させる。弁ケーシング８１は、ＥＧＲガスを導入する入口流路８５と、ＥＧＲガスを導出する出口流路８６と、入口流路８５と出口流路８６との間に形成されたバイパス流路８７と、入口流路８５に導入されたＥＧＲガスをクーラ通路７３の入口７３ａへ案内するクーラ流路８８と、クーラ通路７３の出口７３ｂから導出されたＥＧＲガスをバイパス流路８７へ案内する導出流路８９とを備える。入口流路８５とクーラ流路８８との境と、バイパス流路８７と導出流路８９との境には、バイパス弁座９０が形成される。また、入口流路８５とバイパス流路８７との境と、クーラ流路８８と導出流路８９との境には、クーラ弁座９１が形成される。この実施形態では、バイパス弁３３の出口流路８６に対し、ＥＧＲ弁２３が直接接続される。

そして、このバイパス弁３３は、図１３に実線で示すクーラモードでは、弁体８２がクーラ弁座９１に着座して、入口流路８５がクーラ流路８８に連通すると共に、入口流路８５とバイパス流路８７との間が遮断される。ここで、ＥＧＲ弁２３が開弁している場合は、入口流路８５に導入されたＥＧＲガスが、クーラ流路８８からＥＧＲクーラ３２のクーラ通路７３へ流れ、熱交換器７２にて冷却されてから、バイパス弁３３の導出流路８９、バイパス流路８７を流れて出口流路８６からＥＧＲ弁２３へ流れる。

一方、このバイパス弁３３は、図１３に２点鎖線で示すバイパスモードでは、弁体８２がバイパス弁座９０に着座して、入口流路８５がバイパス流路８７に連通すると共に、入口流路８５とクーラ流路８８との間が遮断される。ここで、ＥＧＲ弁２３が開弁している場合は、入口流路８５に導入されたＥＧＲガスが、ＥＧＲクーラ３２のクーラ通路７３へ流れることなく、バイパス流路８７と出口流路８６を介してＥＧＲ弁２３へ流れる。

図１４に、クーラモードにおける、（ａ）入口流路８５での前圧力Ｐ１及び導出流路８９での後圧力Ｐ２と、（ｂ）前後差圧ΔＰ１の変化をグラフにより示す。図１４に示すように、前圧力Ｐ１と後圧力Ｐ２の位相がずれることで前後差圧ΔＰ１が発生することがわかる。

[第３バイパス弁制御について]
図１５に、この実施形態の第３バイパス弁制御の内容をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ５０は、先ず、ステップ３００で、バイパス弁３３の制御がクーラモードであるか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は、クーラモードであることから処理をステップ３１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３５０へ移行する。

ステップ３１０では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬを取り込む。

次に、ステップ３２０で、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに基づきクーラモードでの第１推定前後差圧ΔＰＳ１を算出する。ＥＣＵ５０は、例えば、所定の第１推定前後差圧マップを参照することにより、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＫＬに応じた第１推定前後差圧ΔＰＳ１を求めることができる。この場合、クーラ通路７３の長さに応じた第１推定前後差圧ΔＰＳ１を求めることになる。

次に、ステップ３３０で、ＥＣＵ５０は、第１推定前後差圧ΔＰＳ１が第１基準値Ａ１より大きいか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理を３４０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３００へ戻す。

そして、ステップ３４０では、ＥＣＵ５０は、バイパス弁３３を中間開度に制御する。すなわち、ＥＣＵ５０は、弁体８２がクーラ弁座９１からもバイパス弁座９０からも離間する所定の中間開度に開くようにバイパス弁３３を制御する。その後、ＥＣＵ５０は、処理をステップ３００へ戻す。

一方、ステップ３００から移行してステップ３５０では、ＥＣＵ５０は、バイパス弁３３の制御がバイパスモードであるか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は、バイパスモードであることから処理をステップ３６０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３００へ戻す。

次の、ステップ３６０では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬを取り込む。

次に、ステップ３７０で、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに基づきバイパスモードでの第２推定前後差圧ΔＰＳ２を算出する。ＥＣＵ５０は、例えば、所定の第２推定前後差圧マップを参照することにより、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＫＬに応じた第２推定前後差圧ΔＰＳ２を求めることができる。この場合、バイパス流路８７の長さに応じた第２推定前後差圧ΔＰＳ２を求めることになる。

次に、ステップ３８０で、ＥＣＵ５０は、第２推定前後差圧ΔＰＳ２が第２基準値Ａ２より大きいか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理を３４０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３００へ戻す。

上記第３バイパス弁制御によれば、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転時に、バイパス弁３３をクーラモード又はバイパスモードへ切り替えたときに、バイパス弁座９０又はクーラ弁座９１に着座した弁体８２の第１推定前後差圧ΔＰＳ１又は第２推定前後差圧ΔＰＳ２が所定の基準値Ａ１，Ａ２より大きくなると判断したとき、すなわち、エンジン１の運転状況に応じて、弁体８２がバイパス弁座９０及びクーラ弁座９１を中間開度で開くようにバイパス弁３３を制御するようになっている。

[ＥＧＲ装置の作用及び効果]
以上説明したこの実施形態の構成によれば、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状況に応じて、一つの弁体８２がクーラ弁座９１及びバイパス弁座９０から離間しクーラ流路８８及びバイパス流路８７を所定の中間開度で開くようにバイパス弁３３を制御する。従って、クーラ流路８８及びバイパス流路８７が中間開度に開かれることで、一つの弁体８２の上流側と下流側との間に作用する前後差圧ΔＰ１（圧力差）が軽減される。このため、クーラ弁座９１又はバイパス弁座９０の一つの弁体８２との接触によるダメージを低減することができる。

この実施形態の構成によれば、前記各実施形態の第１バイパス弁制御及び第２バイパス弁制御と異なり次のような作用及び効果を得ることができる。すなわち、この実施形態で、ＥＣＵ５０は、クーラ弁座９１又はバイパス弁座９０に着座した一つの弁体８２の上流側に作用する前圧力Ｐ１と下流側に作用する後圧力Ｐ２との第１推定前後差圧ΔＰＳ１（圧力差）又は第２推定前後差圧ΔＰＳ２（圧力差）が所定の基準値Ａ１，Ａ２より大きくなると判断したときに、弁体８２がクーラ流路８８及びバイパス流路８７を中間開度で開くようにバイパス弁３３を制御する。従って、弁体８２に作用する前後差圧が軽減される。このため、弁体８２に作用する前後差圧の程度に応じてクーラ弁座９１又はバイパス弁座９０の弁体８２との接触によるダメージを低減することができる。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。この実施形態では、ＥＧＲクーラユニットの構成の点で前記第３実施形態と異なる。

[ＥＧＲクーラユニットの構成について]
ＥＧＲクーラユニットの構成について説明する。図１６に、この実施形態におけるＵフロータイプのＥＧＲクーラユニット３６を断面図により示す。この実施形態では、図１のエンジンシステムにおいて、ＥＧＲクーラユニット２４に代わり、このＥＧＲクーラユニット３６がＥＧＲ通路２２に設けられる。このＥＧＲクーラユニット３６は、ＥＧＲクーラ３２と、バイパス弁３７とを備える。ＥＧＲクーラ３２の構成は、第３実施形態のそれと基本的に同じである。

[バイパス弁の構成について]
図１６に示すように、バイパス弁３７は、ＥＧＲクーラ３２（クーラ通路７３及び熱交換器７２）を通過するＥＧＲガスの流量と、後述するバイパス流路１０７を通過するＥＧＲガスの流量を調節するようになっている。このバイパス弁３７は、フラップ弁タイプであって、主要な構成要素として、弁ケーシング１０１、一つの弁体１０２、弁軸１０３及び駆動部１０４を備える。弁体１０２は、弁軸１０３を中心に揺動可能に設けられる。駆動部１０４は、弁体１０２と一体に弁軸１０３を回転駆動させる。弁ケーシング１０１は、ＥＧＲガスを導入する入口流路１０５と、ＥＧＲガスを導出する出口流路１０６と、入口流路１０５と出口流路１０６との間に形成されたバイパス流路１０７と、入口流路１０５に導入されたＥＧＲガスをクーラ通路７３の入口７３ａへ案内するクーラ流路１０８とを備える。入口流路１０５とクーラ流路１０８との境には、クーラ弁座１０９が形成される。また、入口流路１０５とバイパス流路１０７との境には、バイパス弁座１１０が形成される。この実施形態でも、バイパス弁３７の出口流路１０６に対し、ＥＧＲ弁２３が直接接続される。

そして、このバイパス弁３７は、図１６に実線で示すクーラモードでは、弁体１０２がバイパス弁座１１０に着座して、入口流路１０５がクーラ流路１０８に連通すると共に、入口流路１０５とバイパス流路１０７との間が遮断される。ここで、ＥＧＲ弁２３が開弁している場合は、入口流路１０５に導入されたＥＧＲガスが、クーラ流路１０８からＥＧＲクーラ３２のクーラ通路７３へ流れ、熱交換器７２にて冷却されてから、バイパス弁３３のバイパス流路１０７へ流れて出口流路１０６からＥＧＲ弁２３へ流れる。

一方、このバイパス弁３７は、図１６に２点鎖線で示すバイパスモードでは、弁体１０２がクーラ弁座１０９に着座して、入口流路１０５がバイパス流路１０７に連通すると共に、入口流路１０５とクーラ流路１０８との間が遮断される。ここで、ＥＧＲ弁２３が開弁している場合は、入口流路１０５に導入されたＥＧＲガスが、ＥＧＲクーラ３２のクーラ通路７３へ流れることなく、バイパス流路１０７と出口流路１０６を介してＥＧＲ弁２３へ流れる。

図１７に、クーラモードにおける（ａ）入口流路１０５での前圧力Ｐ１及び出口流路１０６での後圧力Ｐ２と、（ｂ）前後差圧ΔＰ１の変化をグラフにより示す。この実施形態でも、図１７に示すように、前圧力Ｐ１と後圧力Ｐ２の位相がずれることで前後差圧ΔＰ１が発生することがわかる。

なお、この実施形態でも、バイパス弁３７の制御については、前記各実施形態で説明した第１〜第３のバイパス弁制御のいずれかを実行するようになっている。

[ＥＧＲ装置の作用及び効果について]

以上説明したこの実施形態の構成によれば、第３実施形態とはバイパス弁３７の構成が異なるものの、第３実施形態と同等の作用及び効果を得ることができる。

なお、この開示技術は前記各実施形態に限定されるものではなく、開示技術の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。

（１）前記各実施形態では、略Ｕ形のクーラ通路５５，７３を備えたＥＧＲクーラ２５，３２を設けたが、略Ｕ形以外の形状のクーラ通路や、平行に配置されたクーラ通路とバイパス通路を備えたＥＧＲクーラを設けることもできる。

（２）前記各実施形態では、この開示技術のＥＧＲ装置をガソリンエンジンシステムに具体化したが、このＥＧＲ装置をディーゼルエンジンシステムにも具体化することができる。

（３）前記第１実施形態では、並列二弁タイプのバイパス弁２６につき、第１バイパス弁制御を実行し、前記第２実施形態では、並列二弁タイプのバイパス弁２６につき、第２バイパス弁制御を実行したが、並列二弁タイプのバイパス弁につき、第３バイパス弁制御を実行することもできる。

（４）前記第３実施形態では、バタフライ弁タイプのバイパス弁３３につき、第３バイパス弁制御を実行したが、バタフライ弁タイプのバイパス弁３３につき、第１バイパス弁制御又は第２バイパス弁制御を実行することもできる。

この開示技術は、ガソリンエンジンシステム及びディーゼルエンジンシステムに設けられるＥＧＲ装置に利用することができる。

１ エンジン
４ 吸気通路
５ 排気通路
２２ ＥＧＲ通路
２３ ＥＧＲ弁
２５ ＥＧＲクーラ
２６ ＥＧＲクーラバイパス弁（バイパス弁）
３２ ＥＧＲクーラ
３３ バイパス弁
３７ バイパス弁
５０ ＥＣＵ（制御手段）
５５ クーラ通路
６１ 弁ケーシング
６２ クーラ弁体
６３ バイパス弁体
６４ 弁軸
６６ クーラ流路
６６ａ クーラ弁座
６７ バイパス流路
６７ａ バイパス弁座
７３ クーラ通路
８１ 弁ケーシング
８２ 弁体
８３ 弁軸
８７ バイパス流路
８８ クーラ流路
９０ バイパス弁座
９１ クーラ弁座
１０１ 弁ケーシング
１０２ 弁体
１０３ 弁軸
１０７ バイパス流路
１０８ クーラ流路
１０９ クーラ弁座
１１０ バイパス弁座

Claims (7)

1. エンジンから排気通路へ排出される排気をＥＧＲガスとして吸気通路へ流すためのＥＧＲ通路と、
   前記ＥＧＲガスを冷却するために前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲクーラと、
   前記ＥＧＲ通路を流れる前記ＥＧＲガスを、前記ＥＧＲクーラを流れる前記ＥＧＲガスと、前記ＥＧＲクーラを迂回する前記ＥＧＲガスとに切り替えるためのＥＧＲクーラバイパス弁と、
   前記ＥＧＲクーラバイパス弁は、弁ケーシングと、前記弁ケーシングに設けられ、前記ＥＧＲクーラを流れた前記ＥＧＲガスが通過するクーラ流路と、前記弁ケーシングに設けられ、前記ＥＧＲクーラを迂回する前記ＥＧＲガスが通過するバイパス流路と、前記クーラ流路に設けられたクーラ弁座と、前記バイパス流路に設けられたバイパス弁座と、前記クーラ弁座と前記バイパス弁座に対し選択的に着座可能に設けられた少なくとも一つの弁体と、前記弁体を回動するための弁軸とを含むことと、
   前記ＥＧＲクーラバイパス弁より下流の前記ＥＧＲ通路に設けられ、前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲガスの流量を調節するためのＥＧＲ弁と、
   少なくとも前記ＥＧＲクーラバイパス弁を制御するための制御手段と
   を備えたＥＧＲ装置において、
   前記制御手段は、前記エンジンの運転状況又は前記ＥＧＲクーラバイパス弁の制御状況に応じて、前記弁体が前記クーラ弁座及び前記バイパス弁座から離間し前記クーラ流路及び前記バイパス流路を所定の中間開度で開くように前記ＥＧＲクーラバイパス弁を制御する
   ことを特徴とするＥＧＲ装置。
2. 請求項１に記載のＥＧＲ装置において、
   前記弁体は、前記クーラ流路を開閉するためのクーラ弁体と、前記バイパス流路を開閉するためのバイパス弁体とを含み、前記クーラ弁体と前記バイパス弁体とが位相をずらした状態で前記弁軸に固定され、
   前記弁軸を一方向へ回転させることにより、前記クーラ弁体が前記クーラ弁座から離間すると共に前記バイパス弁体が前記バイパス弁座に着座するように前記クーラ弁体及び前記バイパス弁体を作動させるクーラモードと、前記弁軸を逆方向へ回転させることにより、前記クーラ弁体が前記クーラ弁座に着座すると共に前記バイパス弁体が前記バイパス弁座から離間するように前記クーラ弁体及び前記バイパス弁体を作動させるバイパスモードとに切り替え可能に構成された
   ことを特徴とするＥＧＲ装置。
3. 請求項１に記載のＥＧＲ装置において、
   前記弁体は、前記クーラ流路と前記バイパス流路を選択的に開閉するための一つの弁体により構成され、
   前記弁軸を一方向へ回転させることにより、前記弁体が前記クーラ弁座から離間すると共に前記バイパス弁座に着座するように前記弁体を作動させるクーラモードと、前記弁軸を逆方向へ回転させることにより、前記弁体が前記クーラ弁座に着座すると共に前記バイパス弁座から離間するように前記弁体を作動させるバイパスモードとに切り替え可能に構成された
   ことを特徴とするＥＧＲ装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のＥＧＲ装置において、
   前記制御手段は、前記エンジンの運転時に、前記エンジンの負荷が所定値以上に高くなるときに、前記弁体が前記クーラ流路及び前記バイパス流路を前記中間開度で開くように前記ＥＧＲクーラバイパス弁を制御することを特徴とするＥＧＲ装置。
5. 請求項２又は３に記載のＥＧＲ装置において、
   前記制御手段は、前記エンジンの運転時に、前記ＥＧＲクーラバイパス弁が前記バイパスモードから前記クーラモードへ切り替わるときに、その切り替え前に前記弁体が前記クーラ流路及び前記バイパス流路を一旦前記中間開度で開くように前記ＥＧＲクーラバイパス弁を制御することを特徴とするＥＧＲ装置。
6. 請求項１乃至３のいずれかに記載のＥＧＲ装置において、
   前記制御手段は、前記エンジンの運転時に、前記クーラ弁座又は前記バイパス弁座に着座した前記弁体の上流側に作用する圧力と前記弁体の下流側に作用する圧力との圧力差が所定値より大きくなると判断したときに、前記弁体が前記クーラ流路及び前記バイパス流路を前記中間開度で開くように前記ＥＧＲクーラバイパス弁を制御することを特徴とするＥＧＲ装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のＥＧＲ装置において、
   前記ＥＧＲクーラは、前記ＥＧＲガスが流れる略Ｕ形のクーラ通路を含むことを特徴とするＥＧＲ装置。

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