JPH04284148A - 過給機付エンジンの排気ガス還流装置 - Google Patents

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
技術は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
おいて開示されている。この従来公報の技術では、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、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。ＥＧＲ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、過給機により過給
を行う領域でもＥＧＲを可能にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来公
報の技術では、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
状態となる高吸入空気量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
となるおそれがあった。又、負圧タンクや切換バルブ等
を設けているため、その分だけ構成が複雑化して製造コ
ストがアップするという問題もあった。

【０００６】一方、エンジンの吸気系及び排気系に対し
て主及び副の二つの過給機（ターボチャージャ）を並列
に設け、エンジンの低吸入空気量域では副ターボチャー
ジャの過給作動を停止させて主ターボチャージャのみで
過給を行わせ、エンジンの高吸入空気量域では主及び副
の両ターボチャージャを過給作動させるようにした、い
わゆる「２ステージツインターボシステム」の過給機付
エンジンが既に知られている。これに関連して、本出願
人は、上記のような「２ステージツインターボシステム
」の過給機付エンジンにＥＧＲの技術を適用した場合に
、エンジンの高吸入空気量域のみで過給作動させる副タ
ーボチャージャの出口圧力を高吸入空気量域におけるＥ
ＧＲ弁の作動圧として利用できることを見出した。

【０００７】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、エンジンの低吸入空気量域
では主過給機のみを過給作動させ、エンジンの高吸入空
気量域では主及び副の両過給機を過給作動させるように
した過給機付エンジンにおいて、エンジンの低吸入空気
量域はもとより高吸入空気量域でも、排気系から吸気系
への排気ガスの再循環を簡易な構成で安定して行うこと
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、複数気筒よりなるエンジン
の吸気系及び排気系に並列に設けられた一対をなす主過
給機及び副過給機と、副過給機に対応する吸気系及び排
気系にそれぞれ設けられた吸気切替弁及び排気切替弁と
、排気系と吸気系との間に設けられ、排気系から排気ガ
スの一部を取り出して吸気系へ再循環させる排気ガス再
循環通路と、排気ガス再循環通路を開閉するために設け
られ、吸気系から導入される吸気負圧に比例して開放作
動される再循環通路開閉手段と、吸気系におけるスロッ
トル弁下流側の吸気負圧を取り出して再循環通路開閉手
段に作動圧として導入する負圧通路とを備え、エンジン
の運転状態が低吸入空気量域である場合には、吸気切替
弁及び排気切替弁を共に閉じて主過給機のみを作動させ
、エンジンの運転状態が高吸入空気量域である場合には
、吸気切替弁及び排気切替弁を共に開いて主過給機及び
副過給機を共に作動させるようにした過給機付エンジン
の排気ガス還流装置において、吸気切替弁上流側の吸気
系における副過給機の出口圧力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を設けている
。

【０００９】

【作用】上記の構成によれば、吸気切替弁及び排気切替
弁を共に閉じて主過給機のみを作動させるエンジン低吸
入空気量域において、吸気系のスロットル弁下流側が負
圧になる場合には、その吸気負圧が負圧通路を通じて作
動圧として再循環通路開閉手段に導入される。よって、
再循環通路開閉手段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を通じて排気系から排気ガス
の一部が吸気系へと再循環される。又、この場合に副過
給機は作動されていないので、その出口圧力はほぼ大気
圧に近い状態となっている。

【００１０】一方、吸気切替弁及び排気切替弁が共に開
いて主過給機及び副過給機を共に作動させるエンジン高
吸入空気量域では、副過給機の出口圧力が正圧となり、
その出口圧力が圧力通路を通じて作動圧として再循環通
路開閉手段に導入される。よって、再循環通路開閉手段
はその出口圧力によって開放作動され、排気ガス再循環
通路を通じて排気系から排気ガスの一部が吸気系へと再
循環される。

【００１１】

【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一実施例を図１〜図８に基づい
て詳細に説明する。図１，４，５はこの実施例における
車両に搭載された直列６気筒の過給機付ガソリンエンジ
ンシステムを説明する概略構成図である。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。

【００１２】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。

【００１３】エンジン１の吸気系及び排気系には、主過
給機としての主ターボチャージャ１０及び副過給機とし
ての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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】エンジン１の運転状態を検出する各センサ
としては、スロットルボディ３においてスロットル弁４
の開度（スロットル開度）ＡＣＣＰを検出するスロット
ル開度センサ６１が設けられている。サージタンク２に
は、同タンク２内における吸気圧ＰＭを検出する吸気圧
センサ６２が設けられている。エアクリーナ１８の下流
側には、共通吸気通路１７を通過する吸入空気量Ｑを測
定する周知の可動ベーン式エアフローメータ６３が設け
られている。又、エンジン１には、その冷却水の温度（
冷却水温）ＴＨＷを検出する水温センサ６４が設けられ
ている。更に、主・副の両排気通路１２，１３の合流部
近傍には、排気中の酸素濃度を検出する、即ち排気空燃
比を検出する酸素センサ６５が設けられている。この酸
素センサ６５は主排気通路１２にオフセットした位置に
配置されている。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】加えて、この実施例のエンジン１には、図
１，２に示すように排気ガス還流装置（以下単に「ＥＧ
Ｒ装置」という）８１が設けられている。このＥＧＲ装
置８１は、排気系と吸気系との間に設けられた排気ガス
再循環通路（ＥＧＲ通路）８２を備えている。このＥＧ
Ｒ通路８２は、排気系から排気ガスの一部を取り出して
吸気系へ再循環、即ち還流させるためのものであり、図
２に示すように、その一端側の取出口８２ａが副排気集
合部８ｂに通じる気筒＃６の排気通路８３に配置されて
いる。一方、ＥＧＲ通路８２の他端側である取入口８２
ｂは、図２に示すようにサージタンク２に配置されてい
る。そして、気筒＃６の排気通路８３にて取り出された
排気ガスの一部が、ＥＧＲ通路８２を通じてサージタン
ク２へ還流されるようになっている。

【００２９】ＥＧＲ通路８２の途中には、同通路８２を
開閉する再循環通路開閉手段としてのＥＧＲ弁８４が設
けられている。このＥＧＲ弁８４は吸気系から導入され
る吸気負圧に比例して開放作動されるものである。図２
に示すように、ＥＧＲ弁８４はスプリング８５によって
付勢されたダイヤフラム８６を内蔵してなるダイヤフラ
ム室８４ａと、ＥＧＲ通路８２に連通する本体ケーシン
グ８４ｂとを備えている。又、ダイヤフラム８６には、
先端に弁体８７を固着してなる弁ロッド８７ａの基端が
固定され、その弁ロッド８７ａの先端側が本体ケーシン
グ８４ｂの内部にて往復動可能に配置されている。これ
らダイヤフラム８６及び弁ロッド８７ａはスプリング８
５によって下方へ押圧付勢されている。一方、本体ケー
シング８４ｂの内部は、隔壁によって上室８４ｃ及び下
室８４ｄに区画され、その隔壁には弁体８７によって開
閉される弁穴８４ｅが形成されている。そして、上室８
４ｃはＥＧＲ通路８２を通じてサージタンク２に連通さ
れ、下室８４ｄは同じくＥＧＲ通路８２を通じて気筒＃
６の排気通路８３に連通されている。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。

【００３０】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
。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】併せて、この実施例において、第１の負圧
通路８９の途中には、ＥＧＲ弁モジュレータ９１の上部
通路９１ａに連通する負圧通路閉鎖手段としてのバキュ
ームコントロールバルブ（以下単に「ＶＣＶ」という）
９６が設けられている。このＶＣＶ９６は、第６のＶＳ
Ｖ９０の開放故障時におけるフェイルセーフとして、ス
ロットル弁４の全閉時にスロットル弁４の下流側の吸気
負圧に基づいて閉鎖作動され、第１の負圧通路８９を強
制的に閉じるためのものである。

【００３５】即ち、図２，６に示すように、ＶＣＶ９６
はスプリング９７によって付勢されたダイヤフラム９８
を内蔵してなるダイヤフラム室９６ａと、第１の負圧通
路８９に連通する本体ケーシング９６ｂとを備えている
。又、ダイヤフラム９８には、先端に弁体９９を固着し
てなる弁ロッド９９ａの基端が固定され、その弁ロッド
９９ａの先端側が本体ケーシング９６ｂの内部にて往復
動可能に配置されている。これらダイヤフラム９８及び
弁ロッド９９ａはスプリング９７によって下方へ押圧付
勢されている。一方、本体ケーシング９６ｂの内部は、
隔壁によって上室９６ｃ及び下室９６ｄに区画され、そ
の隔壁には弁体９９によって開閉される連通ポート９６
ｅが形成されている。そして、上室９６ｃは第１の負圧
通路８９を通じてＥＧＲ弁モジュレータ９１の上部通路
９１ａに連通され、下室９６ｄは同じく第１の負圧通路
８９を通じてＥＧＲ弁８４のダイヤフラム室８４ａに連
通されている。又、下室９６ｄの底壁には、大気に連通
すると共に弁体９９によって開閉される大気ポート９６
ｆが形成されている。

【００３６】そして、ＶＣＶ９６のダイヤフラム室９６
ａに吸気負圧が作用していない状態では、スプリング９
７の付勢力によってダイヤフラム９８及び弁ロッド９９
ａが押し下げられる。これによって、ＶＣＶ９６はその
大気ポート９６ｆが弁体９９によって閉鎖され、これに
対して連通ポート９６ｅが開放されて上室９６ｃと下室
９６ｄとが連通し、第１の負圧通路８９に作用する吸気
負圧がそのままＥＧＲ弁８４のダイヤフラム室８４ａに
作動圧として作用することになる。一方、ＶＣＶ９６の
ダイヤフラム室９６ａに吸気負圧が作用することにより
、スプリング９７の付勢力に抗してダイヤフラム９８及
び弁ロッド９９ａが上動変位する。これによって、ＶＣ
Ｖ９６はその連通ポート９６ｅが弁体９９によって閉鎖
され、即ち第１の負圧通路８９が閉鎖され、これに対し
て大気ポート９６ｆが開放され、下室９６ｄから第１の
負圧通路８９を通じてＥＧＲ弁８４のダイヤフラム室８
４ａに大気圧が作用してＥＧＲ弁８４が閉じられる。

【００３７】上記のＶＣＶ９６のダイヤフラム室９６ａ
に吸気負圧を作用させるために、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１
００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。

【００３８】又、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ＶＣＶ９
６のダイヤフラム室９６ａに作用するのを防ぐための第
１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
９６ａ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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】上記のように、この実施例のＥＧＲ装置８
１では、低吸入空気量域等においてＥＧＲ量を制御すべ
く、サージタンク２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。それに加えて、この実
施例のＥＧＲ装置８１には、サージタンク２内が正圧と
なる高吸入空気量域においても安定したＥＧＲ量を確保
するための構成が付加されている。

【００４２】即ち、図１，２，４〜６に示すように、Ｅ
ＧＲ弁８４と副吸気通路２０との間には、両者２０，８
４を連通する圧力通路１０２が設けられている。この圧
力通路１０２の一端側である取出口１０２ａは、副吸気
通路２０にて吸気切替弁２４の上流側に連通されている
。そして、その取出口１０２ａにより吸気切替弁２４の
上流側における副ターボチャージャ１１の出口圧力、即
ちコンプレッサ１１ｂの出口圧力が取り出されるように
なっている。又、圧力通路１０２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８
４ｇに連通されている。そして、副吸気通路２０にて取
り出された副ターボチャージャ１１の出口圧力がＥＧＲ
弁８４の作動圧として、そのダイヤフラム下室８４ｆに
導入されるようになっている。

【００４３】又、その圧力通路１０２の途中と第２の負
圧通路１００の導入ポート１００ａとの間には、両者１
００ａ，１０２を連通する第３の負圧通路１０３が設け
られている。更に、その負圧通路１０３の途中には、圧
力通路１０２へ導入ポート１００ａで生じる正圧が作用
することを阻止し、同圧力通路１０２に導入ポート１０
０ａで生じる吸気負圧のみが作用することを許容するた
めの第２のチェック弁１０４が設けられている。

【００４４】従って、圧力通路１０２を通じてＥＧＲ弁
８４のダイヤフラム下室８４ｆに正圧が導入されること
により、ダイヤフラム８６及び弁ロッド８７ａが押し上
げられて、弁体８７により弁穴８４ｅが開放される。即
ち、ＥＧＲ弁８４が全開状態で開放される。これにより
、排気通路８３にて取り出された排気ガスの一部が、Ｅ
ＧＲ通路８２及びＥＧＲ弁８４を通じてサージタンク２
へ導入され、ＥＧＲが行われる。このとき、ＥＧＲ弁８
４は全開状態で開放されていることから、ＥＧＲ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、ＥＧＲ弁８４のダ
イヤフラム室８４ａに導入されるスロットル弁４の下流
側の吸気負圧の他に、そのダイヤフラム下室８４ｆに導
入される副ターボチャージャ１１の出口圧力がＥＧＲ弁
８４の作動圧として作用するようになっている。

【００４５】ここで、圧力通路１０２の取出口１０２ａ
を副吸気通路２０にて吸気切替弁２４の上流側に配置し
たのは、副ターボチャージャ１１の出口圧力の変化に合
わせてＥＧＲ弁８４を開放作動させるためである。即ち
、この実施例の過給機付ガソリンエンジンシステムでは
、低吸入空気量域で主ターボチャージャ１０のみを作動
させ、高吸入空気量域では主・副の両ターボチャージャ
１０，１１を作動させるようになっている。そのため、
吸気切替弁２４と副ターボチャージャ１１との間は、エ
ンジン１の高吸入空気量域における副ターボチャージャ
１１の作動時のみに正圧となり、低吸入空気量域での非
作動時にはほぼ大気圧となる。従って、エンジン１の高
吸入空気量域でのみ正圧となる副ターボチャージャ１１
の出口圧力をＥＧＲ弁８４の作動圧として利用するため
に、吸気切替弁２４の上流側に取出口１０２ａが配置さ
れているのである。又、上記のように構成することによ
り、エンジン１の低吸入空気量域でダイヤフラム下室８
４ｆに正圧が作用してＥＧＲ弁８４が開放されることを
防止し、低吸入空気量域で大量のＥＧＲが許容されるこ
とを防止している。

【００４６】以上のように説明した構成部材のうち、各
インジェクタ６Ａ〜６Ｆ、イグナイタ４９及び第１〜第
６のＶＳＶ２５，２６，３４，３８，４４，９０は電子
制御装置（以下単に「ＥＣＵ」という）７１に電気的に
接続され、同ＥＣＵ７１の作動によってそれらの駆動タ
イミングが制御されるようになっている。次に、ＥＣＵ
７１の構成について図３のブロック図に従って説明する
。ＥＣＵ７１は中央処理装置（ＣＰＵ）７２、所定の制
御プログラム等を予め記憶した読み出し専用メモリ（Ｒ
ＯＭ）７３、ＣＰＵ７２の演算結果等を一時記憶するラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４、予め記憶された
データを保存するバックアップＲＡＭ７５等と、これら
各部と外部入力回路７６、外部出力回路７７等とをバス
７８によって接続した論理演算回路として構成されてい
る。

【００４７】外部入力回路７６には、前述したスロット
ル開度センサ６１、吸気圧センサ６２、エアフローメー
タ６３、水温センサ６４、酸素センサ６５、回転数セン
サ６６、気筒判別センサ６７及び車速センサ６８等がそ
れぞれ接続されている。そして、ＣＰＵ７２は外部入力
回路７６を介してエアフローメータ６３及び各センサ６
１，６２，６４〜６８からの出力信号を入力値として読
み込む。

【００４８】又、ＣＰＵ７２は、これらの入力値に基づ
いて、外部出力回路７７に接続された各インジェクタ６
Ａ〜６Ｆ、イグナイタ４９及び第１〜第６のＶＳＶ２５
，２６，３４，３８，４４，９０等を好適に制御する。 尚、この実施例において、燃料噴射は各気筒＃１〜＃６
毎の独立噴射となっており、各インジェクタ６Ａ〜６Ｆ
は各気筒＃１〜＃６の噴射タイミングが到来した時に個
々に駆動制御されるようになっている。尚、この実施例
のエンジン１において、各気筒＃１〜＃６の燃料噴射は
気筒＃１、気筒＃５、気筒＃３、気筒＃６、気筒＃２及
び気筒＃４の順序で行われるようになっている。

【００４９】上記のように構成された過給機付ガソリン
エンジンシステムにおいて、ＥＣＵ７１はエアフローメ
ータ６３及び各センサ６１，６２，６４〜６８からの入
力値に基づきその時々の運転状態を判断し、その運転状
態に応じて主ターボチャージャ１０及び副ターボチャー
ジャ１１の作動を次のように制御する。先ず、エンジン
１の運転状態が低速域で、かつ高負荷域である場合には
、ＥＣＵ７１は排気切替弁２３及び吸気切替弁２４が共
に閉じ、第１及び第２のＶＳＶ２５，２６を切替制御す
る。これによって、主ターボチャージャ１０のみが作動
される「シングル過給ステージ」となる。この「シング
ル過給ステージ」において、エンジン１からの排気ガス
は、図４に矢印で示すように、主ターボチャージャ１０
のみを流れ、そのタービン１０ａを回転駆動させる。 更に、そのタービン１０ａを通過した排気ガスは、図４
に矢印で示すように、主排気通路１２を経て主・副の両
排気通路１２，１３の合流部に至り、更に下流の触媒コ
ンバータ１４を通過して外部へと排出される。このよう
に、低吸入空気量域で「シングル過給ステージ」とする
理由は、低吸入空気量域では主ターボチャージャ１０の
みによる過給特性の方が主・副の両ターボチャージャ１
０，１１による過給特性よりも優れているからである。 そして、このような「シングル過給ステージ」にするこ
とより、エンジン１のトルクの立ち上がりが速くなり、
低速域のレスポンスを大幅に良くすることができる。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】一方、エンジン１の運転状態が高吸入空気
量域の場合には、排気切替弁２３と吸気切替弁２４が共
に開かれたままで、かつ排気バイパス弁３２が閉じられ
るように、ＥＣＵ７１は第１〜第３のＶＳＶ２５，２６
，３４を切替制御する。これによって、主・副の両ター
ボチャージャ１０，１１により過給が行われる「ダブル
過給ステージ」の状態が保持される。この「ダブル過給
ステージ」において、エンジン１からの排気ガスは、図
５に矢印で示すように、主・副の両ターボチャージャ１
０，１１を流れ、各タービン１０ａ，１１ａを回転駆動
させる。更に、各タービン１０ａ，１１ａを通過した排
気ガスは、図５に矢印で示すように、主・副の両排気通
路１２，１３を経てそれらの合流部に至り、更に下流の
触媒コンバータ１４を通過して外部へと流れる。このよ
うに、「ダブル過給ステージ」とすることにより、主・
副の両ターボチャージャ１０，１１の両コンプレッサ１
０ｂ，１１ｂによって充分な過給圧が得られ、高速域に
おけるエンジン１の出力が向上される。そして、このと
きの過給圧が例えば「＋５００ｍｍＨｇ」を越えないよ
うに、ウェイストゲート弁４２を開閉させるように、Ｅ
ＣＵ７１は第５のＶＳＶ４４を駆動制御（デューティ制
御）する。

【００５４】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によって実
行されるＥＧＲ制御の処理動作について、図７に示すフ
ローチャートに従って説明する。このＥＧＲ制御ルーチ
ンはエンジン１の運転中において、特に主ターボチャー
ジャ１０のみが作動される「シングル過給ステージ」に
おいて実行される処理であり、所定時間毎の定時割り込
みで実行される。

【００５５】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ２０１において、スロットル開度センサ６１、吸
気圧センサ６２及び水温センサ６４の検出値に基づいて
スロットル開度ＡＣＣＰ、吸気圧ＰＭ及び冷却水温ＴＨ
Ｗをそれぞれ読み込む。続いて、ステップ２０２におい
て、読み込まれた冷却水温ＴＨＷが「４０℃」以上であ
るか否かを判断する。つまり、エンジン１がＥＧＲを行
うに適した温度に達しているか否かを判断する。そして
、ステップ２０２において、冷却水温ＴＨＷがＥＧＲを
行うに適した温度でない場合には、ステップ２０３にお
いて、ＥＧＲ弁８４を閉じさせるために第６のＶＳＶ９
０をオフさせる。つまり、サージタンク２への排気ガス
の還流を遮断すべく第６のＶＳＶ９０をオフさせる。 そして、その後の処理を一旦終了する。

【００５６】一方、ステップ２０２において、冷却水温
ＴＨＷがＥＧＲを行うに適した温度である場合には、ス
テップ２０４において、スロットル弁４が開かれている
か否かを判断する。この判断は先に読み込まれたアクセ
ル開度ＡＣＣＰに基づいて行われる。そして、ステップ
２０４において、スロットル弁４が開かれていない時、
即ちスロットル弁４が全閉状態である場合には、ＥＧＲ
を行わない極低負荷時であるとして、ステップ２０３に
おいて、サージタンク２への排気ガスの還流を遮断すべ
く第６のＶＳＶ９０をオフさせて、その後の処理を一旦
終了する。

【００５７】又、ステップ２０４において、スロットル
弁４が開かれている場合には、ステップ２０５において
、先に読み込まれた吸気圧ＰＭが「７００ｍｍＨｇ」以
下であるか否かを判断する。つまり、エンジン１が高負
荷でないか否かを判断する。そして、ステップ２０５に
おいて、エンジン１が高負荷である場合には、ステップ
２０３において、サージタンク２への排気ガスの還流を
遮断すべく第６のＶＳＶ９０をオフさせて、その後の処
理を一旦終了する。

【００５８】これに対し、ステップ２０５において、エ
ンジン１が高負荷でない場合、即ちＥＧＲを行うに適し
た低・中負荷である場合には、ステップ２０６において
、回転数センサ６６の検出値に基づいてエンジン回転数
ＮＥを読み込む。次に、ステップ２０７において、読み
込まれたエンジン回転数ＮＥ等に基づき、予め定められ
た計算式に従って１回転当たりの吸入空気量（単位吸入
空気量）ＧＮを算出する。

【００５９】続いて、ステップ２０８において、第６の
ＶＳＶ９０をデューティ制御するための好適なＶＳＶデ
ューティ比を算出する。このＶＳＶデューティ比の算出
は、先に読み込まれたエンジン回転数ＮＥと、先に算出
された単位吸入空気量ＧＮとに基づいて、図８に示すよ
うに予め定められたマップを参照して行われる。そして
、ステップ２０９において、先に算出されたＶＳＶデュ
ーティ比に基づいて第６のＶＳＶ９０をデューティ制御
する。即ち、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ弁８
４の開度を制御するために第６のＶＳＶ９０をデューテ
ィ制御する。そして、その後の処理を一旦終了する。 このようにして、ＮＯｘ低減に有効なＥＧＲ制御が行わ
れる。

【００６０】以上説明したように、この実施例のＥＧＲ
装置８１によれば、主ターボチャージャ１０のみを作動
させる「シングル過給ステージ」では、エンジン１の低
・中負荷域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８４のダイヤフラム室８４ａ
に作動圧として導入されるサージタンク２の吸気負圧が
調節され、ＥＧＲ弁８４の開度を好適に制御することが
できる。これにより、「シングル過給ステージ」での低
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の低吸入空気量の要求に応じ
たＥＧＲ量を得ることができ、ほぼ一定のＥＧＲ率を確
保することができる。

【００６１】尚、この「シングル過給ステージ」では、
副ターボチャージャ１１が作動されていないことから、
その出口圧力はほぼ大気圧に近い状態となっている。従
って、圧力通路１０２を通じてＥＧＲ弁８４のダイヤフ
ラム下室８４ｆに導入される圧力もほぼ大気圧となり、
その大気圧によってダイヤフラム８６及び弁ロッド８７
ａが押し上げられてＥＧＲ弁８４が開かれることはない
。

【００６２】併せて、この実施例のＥＧＲ装置８１によ
れば、第６のＶＳＶ９０の開放故障時におけるフェイル
セーフとして、スロットル弁４の全閉時に作動するＶＣ
Ｖ９６を設けている。そのため、万が一何らかの原因で
第６のＶＳＶ９０が開放状態で故障した場合には、スロ
ットル弁４の全閉時にスロットル弁４の下流側で生じる
吸気負圧に基づいてＶＣＶ９６が閉鎖作動される。即ち
、第２の負圧通路１００を通じてＶＣＶ９６のダイヤフ
ラム室９６ａに吸気負圧が導入され、その吸気負圧によ
り、同ＶＣＶ９６の連通ポート９６ｅが強制的に閉鎖さ
れると共に大気ポート９６ｆが開放される。これによっ
て、その下室９６ｄを通じて導入される大気圧が第１の
負圧通路８９を通じてＥＧＲ弁８４のダイヤフラム室８
４ａに導入される。このため、第６のＶＳＶ９０が開放
状態であるにもかかわらず、ＥＧＲ弁８４のダイヤフラ
ム室８４ａには吸気負圧が第１の負圧通路８９を通じて
導入されなくなる。その結果、ＥＧＲ弁８４が閉じられ
て不必要に開放されることがなくなり、排気ガスがサー
ジタンク２へ再循環されなくなる。

【００６３】従って、第６のＶＳＶ９０が開放状態で故
障した場合には、スロットル弁４が全閉となるアイドル
状態のような吸入空気量Ｑの極めて少ない極低負荷の場
合でも、サージタンク２への排気ガスの再循環を確実に
阻止することができる。そのため、エンジン１の極低負
荷時に、極めて少ない吸入空気量Ｑと共に排気ガスが各
気筒＃１〜＃６の燃焼室に供給されることがなくなり、
空燃比のオーバリーン化を未然に防止することができ、
もってアイドル状態の不安定化を防止することができる
。

【００６４】しかも、この実施例では、第１の負圧通路
８９の途中において、ＥＧＲ弁８４とＥＧＲ弁モジュレ
ータ９１との間にＶＣＶ９６を設けているので、ＶＣＶ
９６からＥＧＲ弁８４までの負圧通路８９が短くなる。 そのため、サージタンク２への排気ガスの再循環を瞬時
にカットすることができ、ＥＧＲカット遅れを防止する
ことができる好ましいものとなる。

【００６５】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第１
のチェック弁１０１が設けられている。このため、ＶＣ
Ｖ９６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、第１のチェック弁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、ＶＣＶ９６のダイヤフラム９８を保護することがで
きる。

【００６６】そして、スロットル弁４の開度が所定量以
上になると、導入ポート１００ａは大気圧となり、ＶＣ
Ｖ９６はそのダイヤフラム９８及び弁ロッド９９ａがス
プリング９７の付勢力によって押し下げられ、弁体９９
により連通ポート９６ｅが開放されると共に大気ポート
９６ｆが閉鎖される。よって、ＥＧＲ弁８４のダイヤフ
ラム室８４ａには第１の負圧通路８９を通じて吸気負圧
の導入が許容される。その結果、ＥＧＲ弁８４の開放が
許容されてＥＧＲの可能な状態となる。この場合のＥＧ
Ｒは、第６のＶＳＶ９０のデューティ制御によって制御
される。

【００６７】一方、エンジン１の高吸入空気量域であっ
て、主・副の両ターボチャージャ１０，１１を共に作動
させる「ダブル過給ステージ」では、エンジン１が高負
荷の状態となり、そのサージタンク２内は正圧となる。 そのため、ＥＧＲ弁８４のダイヤフラム室８４ａには吸
気負圧が作動圧として導入されなくなる。これに対し、
副ターボチャージャ１１の出口圧力が正圧となり、その
出口圧力が圧力通路１０２を通じてＥＧＲ弁８４のダイ
ヤフラム下室８４ｆに作動圧として導入される。この結
果、ＥＧＲ弁８４は副ターボチャージャ１１の出口圧力
によって全開状態で開放作動され、ＥＧＲ通路８２を通
じて大量の排気ガスがサージタンク２へと再循環される
。

【００６８】従って、エンジン１の高吸入空気量の要求
に応じた大量のＥＧＲを安定して得ることができる。し
かも、連続運転に応じて大量のＥＧＲを持続して確保す
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、高負荷運転状態における空燃比をよ
りリーンにすることができ、燃費を更に良くすることも
できる。

【００６９】又、この実施例のＥＧＲ装置８１では、単
に副吸気通路２０とＥＧＲ弁８４との間を圧力通路１０
２で接続しただけなので、負圧タンクや切換バルブ等を
設けた従来技術とは異なり、より簡易な構成で安価に製
造することができる。一方、上記のような高負荷運転状
態から減速に入って、スロットル弁４が全閉されるとき
には、導入ポート１００ａにおける吸気負圧が第３の負
圧通路１０３を通じて直ちに圧力通路１０２に作用する
。このため、ＥＧＲ弁８４のダイヤフラム下室８４ｆに
作用していた正圧が直ちに抜けて、ＥＧＲ弁８４が速や
かに閉じられる。その結果、ＥＧＲを必要としない減速
時には、速やかにＥＧＲカットを行うことができる。

【００７０】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、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。

【００７１】（２）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。 （３）前記実施例では、高負荷運転状態から減速に入る
ときのＥＧＲカットを速やかに行うために、圧力通路１
０２に第３の負圧通路１０３を接続したが、その負圧通
路１０３の接続を省略してもよい。

【００７２】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
、エンジンの低吸入空気量域では主過給機のみを過給作
動させ、エンジンの高吸入空気量域では主及び副の両過
給機を過給作動させるようにした過給機付エンジンにお
いて、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ＥＧＲ弁等の再循環通路開閉手段に作動圧と
して導入する負圧通路を設けると共に、吸気系における
副過給機の出口圧力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を設けたので、エンジン
の低吸入空気量域はもとより高吸入空気量域でも、排気
系から吸気系への排気ガスの再循環を安定して行うこと
ができ、しかも圧力通路を付加するだけの簡易な構成で
達成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２】一実施例におけるＥＧＲ装置を説明する図であ
る。

【図３】一実施例におけるＥＣＵの構成を示すブロック
図である。

【図４】一実施例における過給機付ガソリンエンジンシ
ステムの「シングル過給ステージ」における過給作動を
説明する概略構成図である。

【図５】一実施例における過給機付ガソリンエンジンシ
ステムの「ダブル過給ステージ」における過給作動を説
明する概略構成図である。

【図６】一実施例におけるＶＣＶを示す断面図である。

【図７】一実施例におけるＥＣＵにより実行されるＥＧ
Ｒ制御の処理ルーチンを説明するフローチャートである
。

【図８】一実施例におけるエンジン回転数と単位吸入空
気量とに対するＶＳＶデューティ比の関係を予め定めた
マップを示す図である。

【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…主過給機としての主ターボチャージャ１１…副過
給機としての副ターボチャージャ２０…吸気系を構成す
る副吸気通路 ２３…吸気切替弁 ２４…排気切替弁 ８１…ＥＧＲ装置 ８２…排気ガス再循環通路としてのＥＧＲ通路８４…再
循環通路開閉手段としてのＥＧＲ弁８９…第１の負圧通
路 １０２…圧力通路 ＃１〜＃６…気筒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数気筒よりなるエンジンの吸気系及
   び排気系に並列に設けられた一対をなす主過給機及び副
   過給機と、前記副過給機に対応する前記吸気系及び前記
   排気系にそれぞれ設けられた吸気切替弁及び排気切替弁
   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を備え、前記エンジンの運転状態が
   低吸入空気量域である場合には、前記吸気切替弁及び前
   記排気切替弁を共に閉じて前記主過給機のみを作動させ
   、前記エンジンの運転状態が高吸入空気量域である場合
   には、前記吸気切替弁及び前記排気切替弁を共に開いて
   前記主過給機及び前記副過給機を共に作動させるように
   した過給機付エンジンの排気ガス還流装置において、前
   記吸気切替弁上流側の前記吸気系における前記副過給機
   の出口圧力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を設け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。