JP4935866B2 - 低圧ｅｇｒ装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン（燃料の燃焼により動力を発生させる内燃機関）の排気ガスの一部を、排気通路の低排気圧範囲（ＤＰＦの排気下流など、排気圧の発生が弱い範囲）から、吸気通路の低吸気負圧発生範囲（スロットルバルブの吸気上流など、吸気負圧の発生が弱い範囲）へ戻す低圧ＥＧＲ装置に関する。なお、ＤＰＦは、ディーゼル・パティキュレート・フィルタの略である。

本発明の背景技術を、図９、図１０を参照して説明する。なお、符号は後述する［発明を実施するための形態］および［実施例］と同一機能物に同一符号を付したものである。〔従来技術〕
エンジンの排気ガス中におけるＮＯｘ（窒素酸化物）の発生を抑える技術として、高圧ＥＧＲ装置３１が知られている。この高圧ＥＧＲ装置３１の概略を図９を参照して説明する。
高圧ＥＧＲ装置３１は、従来より一般的にＥＧＲ装置と呼ばれているものであり、排気通路３を流れる排気ガスの一部をＥＧＲガスとして、吸気通路４におけるスロットルバルブ２５の吸気下流側（高吸気負圧発生範囲）に戻すことで、吸気の一部に不燃ガスであるＥＧＲガスを混入させて、エンジン燃焼室の燃焼温度を抑え、効果的にＮＯｘの発生を抑える技術である。

なお、高圧ＥＧＲ装置３１においてＥＧＲガスを吸気側へ戻す高圧ＥＧＲ流路３２には、高圧ＥＧＲ流路３２の開度調整を行なう高圧ＥＧＲ調整弁３３が設けられており、この高圧ＥＧＲ調整弁３３は、エンジン２の運転状態（エンジン回転数、エンジン負荷など）に応じたＥＧＲ量（単位時間あたりの排気ガス還流量）が得られるようにＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略）により開度制御される。

一方、エンジン２には、ＮＯｘの発生をより少なくするための技術が常に要求されている。
近年では、ＮＯｘの発生をより少なくするための技術として、高圧ＥＧＲ装置３１とは別に、低圧ＥＧＲ装置１を搭載する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この低圧ＥＧＲ装置１の概略を図１０を参照して説明する。
低圧ＥＧＲ装置１は、排気通路３における低排気圧範囲（ＤＰＦ２８の排気下流側など、排気圧が低い範囲）の排気ガスの一部を、吸気通路４における低吸気負圧発生範囲（スロットルバルブ２５の吸気上流側の吸気通路４で、且つ吸気負圧の発生が弱い範囲）に戻すことで、少量のＥＧＲガスを比較的高い精度でエンジン２の吸気側へ戻す装置である。

具体的に、例えば、ターボチャージャを搭載する車両の低圧ＥＧＲ装置１は、ＤＰＦ２８の排気下流側のＥＧＲガスを、コンプレッサ２３の吸気上流側に戻す装置であり、低排気圧範囲の排気ガスが低吸気負圧発生範囲に戻されることで、少量のＥＧＲガスをエンジン２に戻すことが可能になる。
このため、高圧ＥＧＲ装置３１では実現困難であった、例えばエンジン負荷の大きい運転領域など、低濃度のＥＧＲガスが求められる運転領域であってもＮＯｘの発生を抑えることが可能になる。

なお、低圧ＥＧＲ装置１においてＥＧＲガスを吸気側へ戻す低圧ＥＧＲ流路５には、低圧ＥＧＲ流路５の開度調整を行なう低圧ＥＧＲ調整弁６が設けられており、この低圧ＥＧＲ調整弁６も、上述した高圧ＥＧＲ調整弁３３と同様、エンジン２の運転状態（エンジン回転数、エンジン負荷など）に応じたＥＧＲ量が得られるように、ＥＣＵにより開度制御される。

〔従来技術の問題点〕
低圧ＥＧＲ装置１は、排気通路３における低排気圧範囲の排気ガスの一部を、吸気通路４における低吸気負圧発生範囲に戻すものである。
このため、低圧ＥＧＲ装置１は、少量のＥＧＲガスをエンジン２に戻すことを得意とする反面、低圧ＥＧＲ装置１を用いて多量のＥＧＲガスをエンジン２に戻すことが困難であった。即ち、低圧ＥＧＲ装置１を用いて多量のＥＧＲガスをエンジン２に戻すことが要求されるエンジン２の運転領域が存在しても、その要求に対応することができなかった。

そこで、低圧ＥＧＲ装置１がＥＧＲガスを戻す部位の吸気通路４に、吸気負圧を発生可能な吸気絞り弁７（吸気負圧発生用バルブ）を設け、低圧ＥＧＲ装置１を用いて多量のＥＧＲガスをエンジン２へ戻したい運転領域では、吸気絞り弁７を閉じる方向（吸気負圧が発生する方向）に制御することが考えられる。即ち、低圧ＥＧＲ装置１により大きなＥＧＲ量を得たい運転領域では、吸気絞り弁７で吸気負圧を発生させて多量のＥＧＲガスをエンジン２に戻すことが考えられる。

しかるに、低圧ＥＧＲ調整弁６は、上述したように、エンジン回転数やエンジン負荷等に応じて開度制御されるものである。
一方、吸気絞り弁７は、ＥＣＵにより大きなＥＧＲ量を得たい運転領域の時だけ、閉じる方向に制御されるものである。

このように、低圧ＥＧＲ調整弁６と吸気絞り弁７は、それぞれが別の運転要因に基づいて作動制御されるものであるため、低圧ＥＧＲ調整弁６と吸気絞り弁７は、それぞれが独立して操作される。
このため、低圧ＥＧＲ調整弁６を駆動するための専用のアクチュエータＪ１と、吸気絞り弁７を駆動するための専用のアクチュエータＪ２とが必要となり、コストアップ、体格アップ、重量アップの要因になってしまう。

このため、小型化、軽量化、コスト削減などの目的で、低圧ＥＧＲ調整弁６と吸気絞り弁７とを１つの電動アクチュエータ（電動モータ等を用いた駆動手段）で駆動する要求がある。
そこで、１つの電動アクチュエータで低圧ＥＧＲ調整弁６を駆動するように設けるとともに、１つの電動アクチュエータの出力をリンク装置（動力伝達機構）を介して吸気絞り弁７に伝えるように設けることが提案されている。
この場合、リンク装置に電動アクチュエータの出力特性を変換して吸気絞り弁７へ伝達するカム溝等の変換機構を設けることで、低圧ＥＧＲ調整弁６が所定開度より大きくなってから低圧ＥＧＲ調整弁６の開度アップに連動させて吸気絞り弁７の開度を小さくする（負圧アップする）ことが可能になる。

しかし、リンク装置を介して電動アクチュエータの出力を吸気絞り弁７に伝達する構造を採用する場合、リンク装置に万が一、何らかの不具合（例えば、カムプレート等が外れる不具合や、リンク係合部が外れる不具合など）が発生して吸気絞り弁７が故障した際のことを想定して、吸気絞り弁７の故障を判定するように設ける必要がある。
そこで、吸気絞り弁７の故障を判定する目的で、低圧ＥＧＲ調整弁６とは別に、吸気絞り弁７の開度を検出する独立した開度センサを設けることが考えられる。
しかしながら、吸気絞り弁７が故障する可能性は大変低いものである。このため、吸気絞り弁７に専用の開度センサを設けることは、コストアップが生じるとともに、対費用効果が大変小さいものになってしまう。

特開２００８−１５０９５５号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低圧ＥＧＲ調整弁の開度を検出する開度センサを用いて吸気絞り弁の故障判定を行なう低圧ＥＧＲ装置の提供にある。

［請求項１の手段］
エンジンの停止に伴って電動アクチュエータの通電が停止されると、低圧ＥＧＲ弁用リターンスプリングの付勢力によって、低圧ＥＧＲ調整弁が低圧ＥＧＲ流路を閉じる。エンジンの停止後に故障検出手段が作動して、「低圧ＥＧＲ調整弁の開度を検出する低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度」が「絞り弁の開度がメカストッパにより規制された最大開度に対応した開度」に無い場合に故障判定を行なう。
このように、低圧ＥＧＲ調整弁の開度を検出する低圧ＥＧＲ開度センサによって絞り弁の故障判定を行なうことができる。このため、絞り弁の開度を検出する専用の開度センサを不要にでき、低圧ＥＧＲ装置のコストを低く抑えることができる。

［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用する低圧ＥＧＲ装置の絞り弁は、吸気通路と低圧ＥＧＲ流路との接合部より吸気通路の吸気上流側の開度を可変可能な吸気絞り弁である。
このため、吸気絞り弁の開度を検出する専用の開度センサを用いることなく、吸気絞り弁の故障判定を行なうことができ、結果的に吸気絞り弁を搭載する低圧ＥＧＲ装置のコストを抑えることができる。

［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用する低圧ＥＧＲ装置の絞り弁は、排気通路と低圧ＥＧＲ流路との接合部より排気通路の排気下流側の開度を可変可能な排気絞り弁である。
このため、排気絞り弁の開度を検出する専用の開度センサを用いることなく、排気絞り弁の故障判定を行なうことができ、結果的に排気絞り弁を搭載する低圧ＥＧＲ装置のコストを抑えることができる。

［請求項４の手段］
請求項４の手段を採用する低圧ＥＧＲ装置の故障検出手段は、エンジンの運転中にエンジンへの吸気状態（実吸入流量、過給圧、実ＥＧＲ流量など）を検出し、その吸気状態に基づいて故障判定を行なう。
具体的に、例えば、故障検出手段は、エンジンの運転中において、
（ｉ）エアフロメータによって検出された実吸気流量と、エンジンの運転状態に応じた目標吸気流量との関係、
（ｉｉ）または、過給圧と吸気温度から求めたシリンダへの吸入空気量と、エアフロメータによって検出された実吸気流量との関係、
（ｉｉｉ）あるいは、エアフロメータによって検出された実吸気流量から算出した実ＥＧＲ流量と、エンジンの運転状態に応じた目標ＥＧＲ流量との関係
に基づいて故障判定を行なう。
これにより、エンジンの運転中であっても吸気状態に基づいて絞り弁の故障判定を行なうことができる。

［請求項５の手段］
請求項５の手段を採用する低圧ＥＧＲ装置は、絞り弁に対して吸気通路または排気通路を開く方向へ向かう付勢力を付与する絞り弁用リターンスプリングを備える。
これにより、リンク装置の故障（リンク装置における動力伝達系の係合部が外れたり、リンク装置における動力伝達系の部材の固定具が緩むなど）により、絞り弁自体がフリーになった場合でも、絞り弁用リターンスプリングの作用によって絞り弁を開く側へ付勢するため、吸気通路または排気通路が閉じられる側で固定される不具合を回避することができる。即ち、絞り弁用リターンスプリングによって、絞り弁の故障に対するフェールセーフを達成することができる。

［請求項６の手段］
請求項６の手段を採用する低圧ＥＧＲ装置における絞り弁はバタフライ弁を採用するものであり、このバタフライ弁は、回動軸より流体下流側に配置される下流バルブ板の流体接触面積が、回動軸より流体上流側に配置される上流バルブ板の流体接触面積より大きく設けられる。
これにより、リンク装置の故障（リンク装置における動力伝達系の係合部が外れたり、リンク装置における動力伝達系の部材の固定具が緩むなど）により、絞り弁自体がフリーになった場合でも、吸気通路または排気通路を流れる流体（吸気または排気）の流れにより、バタフライ弁が開く側に回動するため、吸気通路または排気通路が閉じられる側で固定される不具合を回避することができる。即ち、バルブ形状がアンバランスなバタフライ弁を用いることによって、絞り弁の故障に対するフェールセーフを達成することができる。

［請求項７の手段］
請求項７の手段を採用する低圧ＥＧＲ装置における低圧ＥＧＲ調整弁には、低圧ＥＧＲ流路を全開方向から閉じる方向へ向けて回動させた際、低圧ＥＧＲ流路を全閉にする状態を通過して低圧ＥＧＲ流路を所定量開くオーバーターン手段が設けられる。このため、エンジンの停止後は、低圧ＥＧＲ弁用リターンスプリングの付勢力とオーバーターン手段によって、低圧ＥＧＲ調整弁が低圧ＥＧＲ流路を所定量（少量）開いた状態で停止する。
これにより、エンジン停止中に低圧ＥＧＲ調整弁が低圧ＥＧＲ流路の内壁に閉弁固着する不具合を回避できる。
また、エンジンの停止直前やエンジンの始動直後など、オーバーターン手段によって低圧ＥＧＲ調整弁が低圧ＥＧＲ流路を所定量（少量）開いた状態でエンジンが運転すると、低圧ＥＧＲ調整弁と低圧ＥＧＲ流路の内壁との間に形成される狭い隙間をＥＧＲガス（排気ガス）が流れ、その隙間のデポジット（排気ガスに含まれる油分等）を吹き飛ばすことができ、結果的に低圧ＥＧＲ調整弁の動作の信頼性を向上させることができる。

低圧ＥＧＲ調整弁と吸気絞り弁の概略図である（実施例１）。 低圧ＥＧＲ調整弁の回転角度に応じたＥＧＲ流量と吸気流量との関係を示すグラフである（実施例１）。 （ａ）から（ｂ）までが「低濃度制御状態」を示し、（ｂ）から（ｃ）までが「高濃度制御状態」を示す作動説明図である（実施例１）。 故障検出の一例を示すフローチャートである（実施例１）。 エンジンの吸排気システムの概略説明図である（実施例１）。 高圧／低圧ＥＧＲ量制御プログラムにおけるＥＧＲ制御の説明図である（実施例１）。 低圧ＥＧＲ調整弁と吸気絞り弁の概略図である（実施例２）。 吸気絞り弁におけるバルブ形状の説明図である（実施例３）。 エンジンの吸排気システムの概略説明図である（従来例１）。 エンジンの吸排気システムの概略説明図である（従来例２）。

図面を参照して［発明を実施するための形態］を説明する。
低圧ＥＧＲ装置１は、
（ａ）エンジン２の排気ガスを大気中に放出する排気通路３の低排気圧範囲から吸気通路４の低吸気負圧発生範囲へ戻す低圧ＥＧＲ流路５と、
（ｂ）この低圧ＥＧＲ流路５の開度を調整することでＥＧＲガスの流量調整を行なう低圧ＥＧＲ調整弁６と、
（ｃ）吸気通路４を絞る（あるいは排気通路３を絞るものであっても良い）ことで、低圧ＥＧＲ流路５のＥＧＲ流量を増加させる吸気絞り弁７（あるいは排気絞り弁であっても良い）とを備える。

また、低圧ＥＧＲ装置１は、
（ｄ）低圧ＥＧＲ調整弁６を駆動する１つの電動アクチュエータ８と、
（ｅ）この電動アクチュエータ８の出力特性を変換して吸気絞り弁７を駆動するリンク装置９とを備えるものであり、
１つの電動アクチュエータ８で低圧ＥＧＲ調整弁６を駆動するとともに、１つの電動アクチュエータ８の出力をリンク装置９を介して吸気絞り弁７に伝える。
リンク装置９には、電動アクチュエータ８の出力特性を変換して吸気絞り弁７へ伝達するカム溝１０等を用いた特性変換部１１が設けられており、低圧ＥＧＲ調整弁６が所定開度より大きくなってから低圧ＥＧＲ調整弁６の開度アップに連動させて吸気絞り弁７の開度を小さくする（吸気通路４を絞って負圧アップする）。

さらに、低圧ＥＧＲ装置１は、
（ｆ）低圧ＥＧＲ調整弁６の開度を検出する低圧ＥＧＲ開度センサと、
（ｇ）電動アクチュエータ８の通電停止時に、低圧ＥＧＲ調整弁６を低圧ＥＧＲ流路５が閉じられる方向に付勢する低圧ＥＧＲ弁用リターンスプリングと、
（ｈ）吸気絞り弁７の最大開度を、部材と部材の当接によって規制するバルブ側メカストッパ１２（あるいはリンク側メカストッパ１３）と、
（ｉ）エンジン２の停止に伴う電動アクチュエータ８の通電停止後に作動し、「低圧ＥＧＲ調整弁６の開度を検出する低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度」が「吸気絞り弁７の開度がバルブ側メカストッパ１２（あるいはリンク側メカストッパ１３）により規制された最大開度に対応した開度」に無い場合に故障判定を行なう。

次に、低圧ＥＧＲ装置１の具体的な一例を、図１〜図６を参照して説明する。なお、本実施例において、上記［発明を実施するための形態］と同一符号は、同一機能物を示すものである。
〔エンジン吸排気システムの概略説明〕
先ず、図５、図６を参照してエンジン２の吸排気システムを説明する。
この実施例に示すエンジン２は、車両駆動用のディーゼルエンジンであり、吸気を気筒内に導く吸気通路４と、気筒内で発生した排気ガスを大気中に排出する排気通路３とを備える。

吸気通路４は、吸気管、インテークマニホールドおよび吸気ポートの各内部通路によって構成される。
吸気管は、外気の取入口からインテークマニホールドまで吸気通路４を形成する通路部材であり、その吸気管には、エンジン２に吸い込まれる吸気中に含まれる塵や埃を除去するエアクリーナ２１、吸気流量を測定するエアフロメータ２２、ターボチャージャのコンプレッサ２３（吸気羽根車）、このコンプレッサ２３によって圧縮されて高圧になり温度上昇した吸気を強制冷却するインタークーラ２４、気筒内に吸引される吸気流量の調整を行なうスロットルバルブ２５などが設けられている。
インテークマニホールドは、吸気管から供給される吸気をエンジン２の各気筒内に分配する分配管であり、その内部には流量センサの精度に悪影響を与える吸気脈動や吸気干渉を防ぐためのサージタンク２６が設けられている。
吸気ポートは、エンジン２のシリンダヘッドにおいて気筒毎に形成されて、インテークマニホールドにより分配された吸気を気筒内に導く。

排気通路３は、排気ポート、エキゾーストマニホールドおよび排気管の各内部通路によって構成される。
排気ポートは、吸気ポートと同様、エンジン２のシリンダヘッドにおいて気筒毎に形成されて、気筒内で発生した排気ガスをエキゾーストマニホールドへ導く。
エキゾーストマニホールドは、各排気ポートから排出される排気ガスの集合管であり、エキゾーストマニホールドの排気出口と排気管との接合部には、ターボチャージャの排気タービン２７（排気羽根車）が配置されている。
排気管は、排気タービン２７を通過した排気ガスを大気に向けて放出する通路部材であり、その排気管には、排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するＤＰＦ２８、このＤＰＦ２８の排気上流および排気下流の排気温度を検出する排気温度センサ２９、ＤＰＦ２８の排気上流および排気下流の圧力差を検出する差圧センサ等が設けられている。

上述した吸気ポートおよび排気ポートが形成されるシリンダヘッドには、各気筒毎に、吸気ポートの出口端（吸気ポートと気筒内との境界部）を開閉する吸気バルブと、排気ポートの入口端（気筒内と排気ポートとの境界部）を開閉する排気バルブとが設けられている。
エンジン２の各気筒は、吸入、圧縮、爆発、排気の各行程を順次繰り返すものである。そして、吸気の開始時（ピストンの下降に伴う気筒内容積の増加時）に吸気バルブが開かれ、吸気の終了時（ピストンの下降終了に伴う気筒内容積の増加終了時）に吸気バルブが閉じられる。このエンジン２の吸気作動により、吸気通路４には外気取入口からエンジン２の気筒内に向かう吸気の流れが生じる。
同様に、排気の開始時（ピストンの上昇に伴う気筒内容積の減少時）に排気バルブが開かれ、排気の終了時（ピストンの上昇終了に伴う気筒内容積の減少終了時）に排気バルブが閉じられる。このエンジン２の排気作動により、排気通路３にはエンジン２の気筒内から大気放出部（排気出口）に向かう排気ガスの流れが生じる。

ここで、図５に示すエンジン２の吸排気システムには、高圧ＥＧＲ装置３１と、本発明が適用される低圧ＥＧＲ装置１とが設けられている。
高圧ＥＧＲ装置３１は、高排気圧範囲（ＤＰＦ２８の排気上流側で、高い排気圧が発生する範囲）の排気通路３の内部と、高吸気負圧発生範囲（スロットルバルブ２５の吸気下流側で、高い吸気負圧が発生する範囲）の吸気通路４の内部とを接続して、多量のＥＧＲガスをエンジン２へ戻すことを得意とする排気ガス再循環装置であり、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路４の吸気下流側へ戻す高圧ＥＧＲ流路３２を備えている。具体的に、この実施例の高圧ＥＧＲ流路３２は、排気通路３側がエキゾーストマニホールドに接続され、吸気通路４側がインテークマニホールドのサージタンク２６に接続されるものである。

高圧ＥＧＲ流路３２の途中には、高圧ＥＧＲ流路３２の開度を調整することでＥＧＲガスの流量調整を行なう高圧ＥＧＲ調整弁３３と、吸気側に戻されるＥＧＲガスの冷却を行なう高圧ＥＧＲクーラ３４と、吸気側に戻されるＥＧＲガスを高圧ＥＧＲクーラ３４から迂回させる高圧クーラバイパス３５と、高圧ＥＧＲクーラ３４と高圧クーラバイパス３５の切り替えを行なう高圧ＥＧＲクーラ切替弁３６とが設けられている。
なお、高圧ＥＧＲ調整弁３３、高圧ＥＧＲクーラ３４、高圧クーラバイパス３５および高圧ＥＧＲクーラ切替弁３６を、予め高圧ＥＧＲモジュールとして一体的に設けて車両に搭載することが望ましいが、限定されるものではない。

低圧ＥＧＲ装置１は、低排気圧範囲（ＤＰＦ２８の排気下流側で、低い排気圧が発生する範囲）の排気通路３の内部と、低吸気負圧発生範囲（スロットルバルブ２５の吸気上流側で、低い吸気負圧が発生する範囲）の吸気通路４の内部とを接続して、少量のＥＧＲガスを高い精度でエンジン２に戻すことを得意とする排気ガス再循環装置であり、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路４の吸気上流側に戻す低圧ＥＧＲ流路５を備えている。具体的に、この実施例の低圧ＥＧＲ流路５は、排気通路３側がＤＰＦ２８より排気下流側の排気管に接続され、吸気通路４側がターボチャージャのコンプレッサ２３より吸気上流側の吸気管に接続されるものである。

低圧ＥＧＲ流路５の途中には、低圧ＥＧＲ流路５の開度を調整することでＥＧＲガスの流量調整を行なう低圧ＥＧＲ調整弁６と、吸気側に戻されるＥＧＲガスの冷却を行なう低圧ＥＧＲクーラ３７とが設けられている。
一方、吸気管における低圧ＥＧＲ流路５の接続部分より吸気上流側には、低圧ＥＧＲ流路５の接続部分に吸気負圧を発生させるための吸気絞り弁７（吸気負圧発生用バルブ：絞り弁の一例）が設けられている。この吸気絞り弁７は、吸気通路４を最大に絞った状態であっても、吸気通路４の一部を開放するように設けられるものである。具体的には、吸気絞り弁７が吸気通路４を最大に絞った状態であっても、吸気通路４の例えば１０％ほどを開放するように設けられるものである（図２の実線Ｙの最小流量参照）。
なお、低圧ＥＧＲ調整弁６、吸気絞り弁７、低圧ＥＧＲクーラ３７を、予め低圧ＥＧＲモジュールとして一体的に設けて車両に搭載することが望ましいが、限定されるものではない。

ここで、高圧ＥＧＲクーラ３４および低圧ＥＧＲクーラ３７は、エンジン２を循環冷却するエンジン冷却水と高温のＥＧＲガスとの熱交換を行なって高温のＥＧＲガスを冷却する水冷式ガス冷却器であり、エンジン冷却水とＥＧＲガスとの熱交換を行なう熱交換器を備えるものである。

次に、高圧ＥＧＲ装置３１および低圧ＥＧＲ装置１の制御を行なうＥＣＵ３８を説明する。
ＥＣＵ３８は、高圧ＥＧＲ装置３１における高圧ＥＧＲ調整弁３３と高圧ＥＧＲクーラ切替弁３６、および低圧ＥＧＲ装置１における低圧ＥＧＲ調整弁６と吸気絞り弁７の開度制御（切替制御を含む）を行なうものである。
ＥＣＵ３８は、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路等の機能を含んで構成される周知構造のマイクロコンピュータを搭載するエンジン制御用の電子制御装置である。

このＥＣＵ３８は、記憶装置に格納された制御プログラムと、種々のセンサ信号（乗員の操作信号、各種検出センサ信号等）とに基づいて、エンジン２の運転制御（燃料噴射制御など）を行なうものであり、このＥＣＵ３８の記憶装置には、高圧ＥＧＲ装置３１および低圧ＥＧＲ装置１の運転制御を行なうＥＧＲ制御プログラムが搭載されている。
このＥＧＲ制御プログラムは、エンジン２の暖気状態（例えば、エンジン冷却水の温度）に基づいて高圧ＥＧＲクーラ切替弁３６の切り替えを行なう高圧ＥＧＲクーラ切替プログラムと、エンジン回転数とエンジン負荷（エンジントルク）に応じて高圧ＥＧＲ調整弁３３、低圧ＥＧＲ調整弁６および吸気絞り弁７の開度制御を行なう高圧／低圧ＥＧＲ量制御プログラムとを備えている。

高圧／低圧ＥＧＲ量制御プログラムの概略を、図６を参照して説明する。
高圧／低圧ＥＧＲ量制御プログラムは、
（ｉ）図６に示す破線α以下における運転領域（エンジン回転数とエンジントルクの関係によるエンジン運転領域）の時に、低圧ＥＧＲ装置１を停止させ、高圧ＥＧＲ装置３１の高圧ＥＧＲ調整弁３３の開度制御のみによってＥＧＲ制御を行い（具体的には、低圧ＥＧＲ流路５を低圧ＥＧＲ調整弁６によって閉塞させ、高圧ＥＧＲ調整弁３３をエンジン回転数とエンジントルクの関係に応じた開度に制御する）、
（ｉｉ）図６に示す破線αと破線βの間の運転領域の時に、高圧ＥＧＲ装置３１の高圧ＥＧＲ調整弁３３の開度制御と、低圧ＥＧＲ装置１の低圧ＥＧＲ調整弁６および吸気絞り弁７の開度制御の両方によってＥＧＲ制御を行い（具体的には、高圧ＥＧＲ調整弁３３をエンジン回転数とエンジントルクの関係に応じた開度に制御するとともに、低圧ＥＧＲ調整弁６および吸気絞り弁７をエンジン回転数とエンジントルクの関係に応じた開度に制御する）、
（ｉｉｉ）図６に示す破線β以上における運転領域の時に、高圧ＥＧＲ装置３１を停止させ、低圧ＥＧＲ装置１の低圧ＥＧＲ調整弁６および吸気絞り弁７の開度制御のみによってＥＧＲ制御を行う（具体的には、高圧ＥＧＲ流路３２を高圧ＥＧＲ調整弁３３によって閉塞させ、低圧ＥＧＲ調整弁６および吸気絞り弁７をエンジン回転数とエンジントルクの関係に応じた開度に制御する）制御プログラムである。

〔実施例１の背景技術〕
低圧ＥＧＲ装置１は、低排気圧範囲のＥＧＲガスを、低吸気負圧発生範囲に戻すものであるため、少量のＥＧＲガスを高い精度でエンジン２に戻すことを得意とする。しかるに、低圧ＥＧＲ装置１を用いて多量のＥＧＲガスをエンジン２へ戻したい運転領域が存在しても、低吸気負圧発生範囲にＥＧＲガスを戻す構造の低圧ＥＧＲ装置１では多量のＥＧＲガスをエンジン２へ戻すことが困難である。
そこで、低圧ＥＧＲ装置１は、ＥＧＲガスを戻す吸気通路４内に積極的に吸気負圧を発生させるための吸気絞り弁７を設け、低圧ＥＧＲ装置１において大きなＥＧＲ量を得たい運転領域では、吸気絞り弁７を閉じる方向（吸気負圧が発生する方向）に開度制御し、低圧ＥＧＲ装置１において多量のＥＧＲガスをコントロールすることを可能にしている。

しかし、吸気絞り弁７は、（ｉ）低圧ＥＧＲ装置１を用いて少量のＥＧＲガスをエンジン２へ戻す「低濃度制御状態」の時に、負圧を発生させないように最大開度（全開開度）で固定されて、低圧ＥＧＲ調整弁６のみを開度制御する必要があり、（ｉｉ）低圧ＥＧＲ装置１を用いて多量のＥＧＲガスをエンジン２へ戻す「高濃度制御状態」の時に、低圧ＥＧＲ調整弁６の開度を増加するとともに、負圧を増加させるべく吸気絞り弁７の開度を小さくする必要がある。

このように、「低濃度制御状態」では吸気絞り弁７が全開に固定されて低圧ＥＧＲ調整弁６のみが開度制御され、「高濃度制御状態」では低圧ＥＧＲ調整弁６の開度に対応して吸気絞り弁７の開度も変化するものであるため、従来技術では、低圧ＥＧＲ調整弁６を駆動するための専用のアクチュエータＪ１（符号は図１０参照）と、吸気絞り弁７を駆動するための専用のアクチュエータＪ２（符号は図１０参照）とが必要となり、コストアップ、体格アップ、重量アップの要因になっていた。

そこで、この実施例１の低圧ＥＧＲ装置１は、図１に示すように、低圧ＥＧＲ調整弁６を駆動する１つの電動アクチュエータ８と、この電動アクチュエータ８の出力特性を変換して吸気絞り弁７を駆動するリンク装置９とを備え、リンク装置９を介して伝達された電動アクチュエータ８の出力によって吸気絞り弁７を駆動する。
リンク装置９には、電動アクチュエータ８の出力特性を変換して吸気絞り弁７へ伝達するカム溝１０等を用いた特性変換部１１が設けられ、低圧ＥＧＲ調整弁６が所定開度より大きくなってから低圧ＥＧＲ調整弁６の開度アップに連動させて吸気絞り弁７の開度を小さくするように設けられている（図２参照）。

なお、図２の実線Ｘは低圧ＥＧＲ調整弁６の回転角度に対するＥＧＲ流量の変化を示し、図２の実線Ｙは低圧ＥＧＲ調整弁６の回転角度に対する吸気絞り弁７による吸気流量の変化を示すものである。
また、図３（ａ）は低圧ＥＧＲ調整弁６の回転角度が０°付近（低圧ＥＧＲ調整弁６が全閉位置）における作動状態を示し｛図２の破線（ａ）部に対応した作動状態｝、図３（ｂ）は低圧ＥＧＲ調整弁６の回転角度が所定の切替開度Ｚ付近（吸気絞り弁７が絞りを開始する回動位置）における作動状態を示し｛図２の破線（ｂ）部に対応した作動状態｝、図３（ｃ）は低圧ＥＧＲ調整弁６の回転角度が９０°付近（低圧ＥＧＲ調整弁６が全開位置）における作動状態を示す｛図２の破線（ｃ）部に対応した作動状態｝。
即ち、図３（ａ）〜（ｂ）の開度状態が「低濃度制御状態」であり、図３（ｂ）〜（ｃ）の開度状態が「高濃度制御状態」である。

次に、低圧ＥＧＲ装置１の要部の一例を具体的に説明する。
ここで、低圧ＥＧＲ調整弁６は、回転変位によって低圧ＥＧＲ流路５の開度調整を行なうものであり、吸気絞り弁７も、回転変位によって吸気通路４の開度調整を行なうものである。そして、低圧ＥＧＲ調整弁６が固定されたＥＧＲ弁支持シャフト６ａと、吸気絞り弁７が固定された絞り弁支持シャフト７ａとは、平行に伸びて配置されるものである。即ち、ＥＧＲ弁支持シャフト６ａおよび絞り弁支持シャフト７ａは、低圧ＥＧＲ流路５の一部を成す通路形成部材Ｈ（ハウジング）に軸受部を介して回転自在に支持されるものであり、低圧ＥＧＲ調整弁６と吸気絞り弁７の回転軸が平行に配置されるものである。

電動アクチュエータ８は、通路形成部材Ｈに固定配置されるものであり、ＥＧＲ弁支持シャフト６ａを回転駆動するとともに、リンク装置９を介して絞り弁支持シャフト７ａを回転駆動するように設けられている。
また、図１に示す電動アクチュエータ８は、通電により回転出力を発生する電動モータ３９と、この電動モータ３９の回転出力を減速してＥＧＲ弁支持シャフト６ａに伝達する減速機構４０（例えば歯車減速機構）とを組み合わせたものである。具体的に、この実施例１では、電動モータ３９の一例として、通電量に応じて回転角度制御が可能なＤＣモータを用いたものである。

リンク装置９は、電動アクチュエータ８の出力特性（回転特性）を特性変換部１１で変換して吸気絞り弁７を駆動するものであり、ＥＧＲ弁支持シャフト６ａと一体に回転するカムプレート４１と、絞り弁支持シャフト７ａと一体に回転する従動アーム４２とを備える。
カムプレート４１は、板形状を呈し、耐摩耗性に優れた材料（例えば、ナイロン系樹脂など）により成形されたものであり、ＥＧＲ弁支持シャフト６ａに対して直角に固定配置されている。
従動アーム４２は、幅の狭い板形状を呈し、耐摩耗性に優れた材料（例えば、ナイロン系樹脂など）により成形されたものであり、従動アーム４２の回動端側がカムプレート４１に対して所定の隙間を隔てて重なるように、絞り弁支持シャフト７ａに対して直角に固定配置されている。

リンク装置９において電動アクチュエータ８の出力特性を変換する特性変換部１１は、カムプレート４１の回転中心から離れた位置に設けられたカム溝１０と、従動アーム４２の回転中心から離れた位置に設けられてカム溝１０に嵌まり合う従動ピン４３とからなる。なお、この実施例の従動ピン４３は、従動アーム４２の回動端側に固定された軸部と、この軸部の外周に回転自在に装着された筒状のローラ（回転差吸収体）とからなる。なお、ローラを支持する軸部は、従動アーム４２と一体に設けられるものであっても良いし、別体に設けて従動アーム４２に固定されるものであっても良い。

従動ピン４３に対して駆動力を付与するカム溝１０のカムプロフィールは、２つの溝形状を組み合わせたものである。
カム溝１０における「一方の溝形状」は、カムプレート４１の回転中心と同一中心の円弧溝であり、低圧ＥＧＲ調整弁６の開度が低圧ＥＧＲ流路５を最大に絞る開度（図２のＥＧＲ側回転角度＝０°）から所定切替開度Ｚに至る閉弁側開度範囲（開度−１０°〜開度０°〜開度Ｚの角度範囲）において、吸気絞り弁７の開度を最大開度に保つように設けられている。

カム溝１０における「他方の溝形状」は、カムプレート４１の回転中心と同一中心の円弧溝に対して所定の角度で変化する溝部（図１中、カムプレート４１の回転中心と同一中心の円弧溝よりも直線に近い弧溝）であり、低圧ＥＧＲ調整弁６の開度が所定切替開度Ｚから最大開度（図２のＥＧＲ側回転角度＝９０°）に変化するに従い、従動アーム４２を回動させて、吸気絞り弁７の開度を最大開度から吸気通路４を閉じる方向に回動させるように設けられている。

この実施例のように、リンク装置９を介して電動アクチュエータ８の出力を吸気絞り弁７に伝達する構造を採用する場合、リンク装置９に万が一、何らかの不具合（例えば、固定ナット等の緩みによってカムプレート４１や従動アーム４２が外れる不具合や、カム溝１０と従動ピン４３の係合が外れる不具合、カム溝１０と従動ピン４３が引っ掛かり等で係合固着する不具合など）が発生して吸気絞り弁７が故障した際のことを想定して、吸気絞り弁７の故障を判断させる必要がある。
そこで、吸気絞り弁７の故障を判定する目的で、低圧ＥＧＲ調整弁６とは別に、吸気絞り弁７の開度を検出する独立した開度センサを設けることが考えられる。
しかしながら、吸気絞り弁７が故障する可能性は大変低いものである。このため、吸気絞り弁７に専用の開度センサを設けることは、コストアップが生じるとともに、対費用効果が大変小さいものになってしまう。

〔実施例１の特徴技術〕
そこで、この実施例１の低圧ＥＧＲ装置１は、次の技術的手段を採用している。
低圧ＥＧＲ装置１は、上述したように、
（ａ）エンジン２の排気ガスを大気中に放出する排気通路３の低排気圧範囲から吸気通路４の低吸気負圧発生範囲へ戻す低圧ＥＧＲ流路５と、
（ｂ）この低圧ＥＧＲ流路５の開度を調整することでＥＧＲガスの流量調整を行なう低圧ＥＧＲ調整弁６と、
（ｃ）吸気通路４と低圧ＥＧＲ流路５との接合部より吸気通路４の吸気上流側の開度を可変可能な吸気絞り弁７と、
（ｄ）低圧ＥＧＲ調整弁６を駆動する１つの電動アクチュエータ８と、
（ｅ）この電動アクチュエータ８の出力特性を変換して吸気絞り弁７を駆動するリンク装置９とを備えている。

上記に加え、低圧ＥＧＲ装置１は、
（ｆ）低圧ＥＧＲ調整弁６の開度を検出する低圧ＥＧＲ開度センサと、
（ｇ）電動アクチュエータ８の通電停止時に、低圧ＥＧＲ調整弁６を低圧ＥＧＲ流路５が閉じられる方向に付勢する低圧ＥＧＲ弁用リターンスプリングと、
（ｈ）吸気絞り弁７の最大開度を、部材と部材との当接によって規制するバルブ側メカストッパ１２（またはリンク側メカストッパ１３）と、
（ｉ）エンジン２の停止に伴う電動アクチュエータ８の通電停止後に作動し、低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度が、吸気絞り弁７の開度がバルブ側メカストッパ１２（またはリンク側メカストッパ１３）により規制された最大開度に対応した開度に無い場合に故障判定を行なう故障検出手段とを備えるものである。

上記（ｆ）〜（ｉ）を具体的に説明する。
低圧ＥＧＲ開度センサは、上述したように、低圧ＥＧＲ調整弁６の開度を検出するためのものであり、ＥＧＲ弁支持シャフト６ａの一方の軸端に配置されている。
具体的に、この実施例の低圧ＥＧＲ開度センサは、相対回転する一方（例えば、ＥＧＲ弁支持シャフト６ａと一体に回動する回動部材側）に永久磁石を設け、相対回転する他方（例えば、カバーケース等の固定部材側）にホールＩＣ等の磁気センサを設けて、磁気センサに与えられる磁束変化によりＥＧＲ弁支持シャフト６ａの回転角度を非接触で検出するものであり、検出結果（ホールＩＣの出力）はＥＣＵ３８に出力されるように設けられている。

低圧ＥＧＲ弁用リターンスプリングは、低圧ＥＧＲ開度センサとは異なる側のＥＧＲ弁支持シャフト６ａの軸端に配置されて、ＥＧＲ弁支持シャフト６ａの軸端に低圧ＥＧＲ調整弁６を閉弁側へ戻す方向の付勢力を付与するネジリコイルバネであり、エンジン２の運転停止とともに電動アクチュエータ８の通電が停止されることで、ネジリコイルバネの復元力によって低圧ＥＧＲ調整弁６を閉弁側へ戻すものである。

バルブ側メカストッパ１２は、吸気絞り弁７と吸気通路４内に設けた突起部１２ａの当接によって吸気絞り弁７の最大開度を規制するものである。
なお、このバルブ側メカストッパ１２を用いなくても、吸気絞り弁７の最大開度側においてカム溝１０の端部（後述するオーバーターン側の端部）と従動ピン４３とが機械的に当接して吸気絞り弁７の最大開度を規制するリンク側メカストッパ１３として機能する。このため、バルブ側メカストッパ１２を廃止して、リンク側メカストッパ１３を用いても良い。

故障検出手段は、ＥＣＵ３８における制御プログラムの一部であり、エンジン２の停止後に低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度に基づいて吸気絞り弁７の故障の有無を検出するリンク故障検出プログラムと、エンジン２の運転中にエンジン２への吸気状態（過給不足や吸気流量など）に基づいて吸気絞り弁７の故障の有無を検出する吸気不良検出プログラムとを備える。
リンク故障検出プログラムと吸気不良検出プログラムの制御例を、図４を参照して説明する。

この制御ルーチンに侵入すると（スタート）、先ずエンジン２が運転中（図中、走行中）であるか否かの判断を行なう（ステップＳ１）。
このステップＳ１の判断結果がＮＯの場合（エンジン２の運転が停止された場合）は、低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度が、吸気絞り弁７の開度がバルブ側メカストッパ１２により規制された最大開度に対応した開度（低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度が略０°以下：具体的には後述するオーバーターン手段４４による略−１０°）であるか否かの判断を行なう（ステップＳ２）。

このステップＳ２の判断結果がＹＥＳの場合（低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度が、吸気絞り弁７の開度がバルブ側メカストッパ１２により規制された最大開度に対応した開度の場合）は、異常が無いと判断し（ステップＳ３）、その後この制御ルーチンを終了する。
また、ステップＳ２の判断結果がＮＯの場合（低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度が、吸気絞り弁７の開度がバルブ側メカストッパ１２により規制された最大開度に対応した開度とは異なる場合）は、リンク装置９のリンク故障等が発生して吸気絞り弁７に異常が生じたと判断し、警告灯を点灯させるなどの異常発生の表示を行い（ステップＳ４）、その後この制御ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１の判断結果がＹＥＳの場合（エンジン２が運転中の場合）は、エアフロメータ２２（吸気通路４の途中に配置されて吸気流量を検出する吸気センサ）の検出した実吸気流量が、エンジン２の運転状態に対応した目標吸気流量に略一致するか否かの判断を行なう（ステップＳ５）。

このステップＳ５の判断結果がＹＥＳの場合（実吸気流量と目標吸気流量とが略一致する場合）は、異常が無いと判断し（ステップＳ６）、その後この制御ルーチンを終了する。
また、ステップＳ５の判断結果がＮＯの場合（実吸気流量が目標吸気流量に対して一致しない場合）は、吸気絞り弁７が吸気通路４を閉じる側に故障している可能性があると判断し、エンジントルク制限を行なうなどの退避走行状態にエンジン２を制御し（ステップＳ７）、その後この制御ルーチンを終了する。

なお、上記制御例では、エンジン２の運転中に吸気絞り弁７の故障を検出する吸気不良検出プログラムの一例として、（ｉ）エアフロメータ２２によって実吸気流量のみを検出し、エンジン２の運転状態から算出される目標吸気流量との関係に基づいて、エンジン２の運転中における吸気絞り弁７の故障を判断する例を示した。
（ｉｉ）これに対し、過給圧と吸気温度を検出し、検出した過給圧と吸気温度からシリンダ内の吸入空気量を求め、エアフロメータ２２によって検出された実吸気流量との関係に基づいて、エンジン２の運転中における吸気絞り弁７の故障を判断するように設けても良い。
（ｉｉｉ）あるいは、エアフロメータ２２によって検出された実吸気流量から実ＥＧＲ流量を算出し、算出した実ＥＧＲ流量と、エンジン２の運転状態に応じた目標ＥＧＲ流量との関係に基づいて、エンジン２の運転中における吸気絞り弁７の故障を判断するように設けても良い。

〔実施例１の効果〕
この実施例１の低圧ＥＧＲ装置１は、１つの電動アクチュエータ８によって低圧ＥＧＲ調整弁６を回動操作するのみで、（ｉ）吸気絞り弁７を最大開度に設定した状態を保ったままで、低圧ＥＧＲ調整弁６を回動操作して、少量のＥＧＲガスを高い精度でエンジン２へ戻す制御を実施することができるとともに、（ｉｉ）低圧ＥＧＲ調整弁６の開度調整と、吸気絞り弁７の開度調整とを同時に回動操作して、低圧ＥＧＲ装置１を用いて多量のＥＧＲガスをエンジン２へ戻す制御を実施することができる。

この実施例１の低圧ＥＧＲ装置１は、エンジン２の停止後にＥＣＵ３８に設けた故障検出手段が作動して、「低圧ＥＧＲ調整弁６の開度を検出する低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度」が「吸気絞り弁７の開度がバルブ側メカストッパ１２（あるいはリンク側メカストッパ１３）により規制された最大開度に対応した開度（低圧ＥＧＲ調整弁６が低圧ＥＧＲ流路５を閉じる側の開度）」に無い場合に、リンク装置９に固着異常が発生するなどして低圧ＥＧＲ調整弁６および吸気絞り弁７の開度が正常な位置にないと判断し、故障判定を行なう。
即ち、低圧ＥＧＲ調整弁６の開度を検出する低圧ＥＧＲ開度センサによって吸気絞り弁７の故障の有無を判定し、故障を判定した場合に異常表示等で乗員等に吸気絞り弁７の故障が発生した旨を知らせる。
このように、実施例１の低圧ＥＧＲ装置１は、１つの電動アクチュエータ８とリンク装置９により、低圧ＥＧＲ調整弁６と吸気絞り弁７の開度制御を行なうものであるが、吸気絞り弁７の故障を検出する吸気絞り弁７に専用の開度センサを設ける必要がなく、低圧ＥＧＲ装置１のコストを低く抑えて、吸気絞り弁７の故障検出を行なうことができる。

さらに、この実施例１の低圧ＥＧＲ装置１は、エンジン２の運転中に、エンジン２への吸気状態（過給不足や吸気流量など）に基づいて吸気絞り弁７の故障の有無を検出する吸気不良検出プログラムを備えているため、エンジン運転中に万が一、吸気絞り弁７が吸気通路４を絞る方向で故障したとしても、エンジントルク制限を行なって退避走行を可能にしている。

〔実施例１の他の効果〕
この実施例１の低圧ＥＧＲ調整弁６には、低圧ＥＧＲ流路５を全開方向から閉じる方向へ向けて回動させた際、低圧ＥＧＲ流路５を全閉にする状態を通過して低圧ＥＧＲ流路５を所定量開くオーバーターン手段４４が設けられている。
このオーバーターン手段４４を具体的に説明する。
図１に示すカム溝１０と従動ピン４３の位置関係は、低圧ＥＧＲ調整弁６が低圧ＥＧＲ流路５を完全に閉鎖する開度０°（図１中、一点鎖線θ０）である。そして、通常運転時には、低圧ＥＧＲ調整弁６が図１中の矢印Ｒ１方向に回転駆動されて、低圧ＥＧＲ調整弁６の開度が０°から９０°に向かって大きくなる。

これに対し、この実施例の低圧ＥＧＲ調整弁６は、開度０°（図１中、一点鎖線θ０）からマイナス方向（図１中の矢印Ｒ２方向）に所定開度（例えば、−１０°）だけ回動可能に設けられている。即ち、図１に示す状態から、カム溝１０の端部と従動ピン４３とが当接（リンク側メカストッパ１３の当接）するまで、低圧ＥＧＲ調整弁６が回動可能に設けられている。

このため、エンジン停止中など電動アクチュエータ８の通電停止中では、低圧ＥＧＲ弁用リターンスプリングの付勢力とオーバーターン手段４４によって、低圧ＥＧＲ調整弁６が低圧ＥＧＲ流路５を少量開いた状態で停止する。
これにより、エンジン停止中に低圧ＥＧＲ調整弁６が低圧ＥＧＲ流路５の内壁に閉弁固着する不具合を回避することができる。
また、エンジン２の停止直前やエンジン２の始動直後など、オーバーターン手段４４によって低圧ＥＧＲ調整弁６が低圧ＥＧＲ流路５を少量開いた状態でエンジン２が運転すると、低圧ＥＧＲ調整弁６と低圧ＥＧＲ流路５の内壁との間に形成される狭い隙間をＥＧＲガス（排気ガス）が流れ、その隙間のデポジットを吹き飛ばすことができ、低圧ＥＧＲ調整弁６の動作の信頼性を向上させることができる。

実施例２を図７を参照して説明する。なお、以下の実施例において、上記実施例１と同一符号は、同一機能物を示すものである。
この実施例２の低圧ＥＧＲ装置１は、吸気絞り弁７に対して吸気通路４を開く方向へ向かう付勢力を付与する絞り弁用リターンスプリングを備える。
具体的に、この実施例の絞り弁用リターンスプリングは、絞り弁支持シャフト７ａの一端に配置されて、吸気絞り弁７が吸気通路４を開く方向（図７の矢印Ｒ３方向）の付勢力を、絞り弁支持シャフト７ａの軸端に付与するネジリコイルバネである。

これにより、リンク装置９が故障して、吸気絞り弁７がフリーになった場合でも、絞り弁用リターンスプリングの作用によって吸気絞り弁７が開く側へ付勢されるため、吸気通路４が閉じられる側で固定されて吸気不良や過給圧不良が生じる不具合を回避することができる。即ち、絞り弁用リターンスプリングによって、吸気絞り弁７の故障に対するフェールセーフを達成することができる。

実施例３を図８を参照して説明する。
この実施例３の吸気絞り弁７を構成するバタフライ弁は、絞り弁支持シャフト７ａ（バタフライ弁の回動軸に相当）より吸気下流側に配置される下流バルブ板７ｂの流体接触面積が、絞り弁支持シャフト７ａより吸気上流側に配置される上流バルブ板７ｃの流体接触面積より大きく設けられる。
具体的には、図８に示すように、絞り弁支持シャフト７ａの軸方向から見た下流バルブ板７ｂの長さが、上流バルブ板７ｃの長さよりも長く設けられている。

これにより、リンク装置９が故障して、吸気絞り弁７がフリーになった場合でも、吸気通路４の吸気流によって、吸気絞り弁７が吸気通路４を開く側に回動するため、吸気通路４が閉じられる側で固定されて吸気不良や過給圧不良が生じる不具合を回避することができる。即ち、吸気絞り弁７としてバルブ形状がアンバランスなバタフライ弁を用いることによって、吸気絞り弁７の故障に対するフェールセーフを達成することができる。

上記実施例では、低圧ＥＧＲ装置１においてＥＧＲ流量の増加を行なう絞り弁の一例として吸気絞り弁７を用いる例を示したが、排気通路３と低圧ＥＧＲ流路５との接合部より排気通路３の排気下流側に配置されて、ＥＧＲ流量の増加を行なう際に排気通路３を絞る排気絞り弁であっても良い。このように、排気絞り弁を採用する低圧ＥＧＲ装置１に本発明を適用しても、排気絞り弁の開度を検出する専用の開度センサを用いることなく、排気絞り弁の故障判定を行なうことができ、排気絞り弁を用いた低圧ＥＧＲ装置１のコストを抑えることができる。

上記実施例では、電動アクチュエータ８の出力特性を任意に変化させるリンク装置９の一例としてカム溝１０と従動ピン４３の係合により動力伝達を行なう例を示したが、カム溝１０をカム山に代えるなど、電動アクチュエータ８の出力特性を変化させる手段として他の手段を用いても良い。また、リンク装置９における動力伝達手段にギヤなど他の部材を用いても良い。

上記実施例では、ターボチャージャを搭載するエンジン２の吸排気システムに本発明を適用する例を示したが、ターボチャージャに代えて他の吸気過給機（スーパチャージャ等）を搭載するエンジン２の吸排気システムに本発明を適用しても良いし、吸気過給機を搭載しないエンジン２の吸排気システムに本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、ディーゼルエンジンの吸排気システムに本発明を適用する例を示したが、ディーゼルエンジンとは異なる他のエンジン（ガソリンエンジン等）の吸排気システムに本発明を適用しても良い。

１ 低圧ＥＧＲ装置
２ エンジン
３ 排気通路
４ 吸気通路
５ 低圧ＥＧＲ流路
６ 低圧ＥＧＲ調整弁
７ 吸気絞り弁（絞り弁の一例）
７ａ 絞り弁支持シャフト（バタフライ弁の回動軸）
７ｂ 下流バルブ板
７ｃ 上流バルブ板
８ 電動アクチュエータ
９ リンク装置
１２ バルブ側メカストッパ（メカストッパの一例）
１３ リンク側メカストッパ（メカストッパの一例）
３８ ＥＣＵ（故障検出手段を含む制御装置）
４４ オーバーターン手段

Claims (7)

1. （ａ）エンジン（２）の排気ガスを大気中に放出する排気通路（３）の低排気圧範囲から吸気通路（４）の低吸気負圧発生範囲へ戻す低圧ＥＧＲ流路（５）と、
   （ｂ）この低圧ＥＧＲ流路（５）の開度を調整することでＥＧＲガスの流量調整を行なう低圧ＥＧＲ調整弁（６）と、
   （ｃ）前記吸気通路（４）を絞る、あるいは前記排気通路（３）を絞ることで、前記低圧ＥＧＲ流路（５）のＥＧＲ流量を増加させる絞り弁（７）と、
   （ｄ）前記低圧ＥＧＲ調整弁（６）を駆動する１つの電動アクチュエータ（８）と、
   （ｅ）この電動アクチュエータ（８）の出力特性を変換して前記絞り弁（７）を駆動するリンク装置（９）と、
   （ｆ）前記低圧ＥＧＲ調整弁（６）の開度を検出する低圧ＥＧＲ開度センサと、
   （ｇ）前記電動アクチュエータ（８）の通電停止時に、前記低圧ＥＧＲ調整弁（６）を前記低圧ＥＧＲ流路（５）が閉じられる方向に付勢する低圧ＥＧＲ弁用リターンスプリングと、
   （ｈ）前記絞り弁（７）の最大開度を、部材と部材の当接によって規制するメカストッパ（１２、１３）と、
   （ｉ）前記エンジン（２）の停止に伴う前記電動アクチュエータ（８）の通電停止後に作動し、前記低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度が、前記絞り弁（７）の開度が前記メカストッパ（１２、１３）により規制された最大開度に対応した開度に無い場合に故障判定を行なう故障検出手段と、
   を具備する低圧ＥＧＲ装置。
2. 請求項１に記載の低圧ＥＧＲ装置（１）において、
   前記絞り弁（７）は、前記吸気通路（４）と前記低圧ＥＧＲ流路（５）との接合部より前記吸気通路（４）の吸気上流側の開度を可変可能な吸気絞り弁であることを特徴とする低圧ＥＧＲ装置。
3. 請求項１に記載の低圧ＥＧＲ装置（１）において、
   前記絞り弁（７）は、前記排気通路（３）と前記低圧ＥＧＲ流路（５）との接合部より前記排気通路（３）の排気下流側の開度を可変可能な排気絞り弁であることを特徴とする低圧ＥＧＲ装置。
4. 請求項２に記載の低圧ＥＧＲ装置（１）において、
   前記故障検出手段は、前記エンジン（２）の運転中に前記エンジン（２）への吸気状態を検出し、検出した吸気状態に基づいて故障判定を行なうことを特徴とする低圧ＥＧＲ装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の低圧ＥＧＲ装置（１）において、
   この低圧ＥＧＲ装置（１）は、前記絞り弁（７）に対して、前記吸気通路（４）または前記排気通路（３）を開く方向へ向かう付勢力を付与する絞り弁用リターンスプリングを備えることを特徴とする低圧ＥＧＲ装置。
6. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の低圧ＥＧＲ装置（１）において、
   前記絞り弁（７）は、板形状のバルブ板の中間部に設けられた回動軸（７ａ）を回動することで前記吸気通路（４）または前記排気通路（３）の開度の調整を行なうバタフライ弁によって設けられるものであり、
   開度が大きい時に、前記回動軸（７ａ）より流体下流側に配置される下流バルブ板（７ｂ）の流体接触面積が、前記回動軸（７ａ）より流体上流側に配置される上流バルブ板（７ｃ）の流体接触面積より大きく設けられることを特徴とする低圧ＥＧＲ装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の低圧ＥＧＲ装置（１）において、
   前記低圧ＥＧＲ調整弁（６）には、前記低圧ＥＧＲ流路（５）を全開方向から閉じる方向へ向けて回動させた際、前記低圧ＥＧＲ流路（５）を全閉にする状態を通過して前記低圧ＥＧＲ流路（５）を所定量開くオーバーターン手段（４４）が設けられ、前記エンジン（２）の停止後は前記低圧ＥＧＲ弁用リターンスプリングの作動と前記オーバーターン手段（４４）によって前記低圧ＥＧＲ流路（５）を所定量開いた状態で停止することを特徴とする低圧ＥＧＲ装置。

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