(57)【要約】【課題】ＥＧＲ弁の実際の開度における吸気負圧による縮小分の大気圧力による変化を抑え、ＥＧＲガス流量の不要な増加を抑えること。【解決手段】ＥＧＲ装置２１は、入口２２ａが排気通路３に接続され、出口２２ｂがスロットル装置７より下流の吸気通路２に接続されるＥＧＲ通路２２と、同通路２２におけるＥＧＲガス流量を調節する二重偏心弁よりなるＥＧＲ弁２４と、エンジン１の運転状態に応じた目標開度を算出し、算出された目標開度に基づきＥＧＲ弁２４を制御するＥＣＵ８０とを備える。ＥＣＵ８０は、スロットル装置７より下流の吸気通路２における吸気圧力が所定の高負圧域となり、かつ、目標開度が所定の小開度域となるとき、大気圧センサ７６により検出される大気圧力ＰＡが低くなるほど目標開度を縮小側へ補正し、その補正された目標開度に基づきＥＧＲ弁２４を制御する。【選択図】図１
2018003766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流して前記エンジンへ還流させるための排気還流通路と、
前記吸気通路における吸気量を調節するための吸気量調節弁と、
前記排気還流通路は、その入口が前記排気通路に接続され、その出口が前記吸気量調節弁より下流の前記吸気通路に接続されることと、
前記排気還流通路における前記排気還流ガスの流量を調節するための排気還流弁と、
前記エンジンの運転状態に応じた目標開度を算出し、算出された前記目標開度に基づき前記排気還流弁を制御するための制御手段と
を備えた排気還流装置において、
前記排気還流弁は二重偏心弁により構成され、
前記二重偏心弁は、
円環状をなし、弁孔と前記弁孔に形成された環状のシート面を含む弁座と、
円板状をなし、前記シート面に対応する環状のシール面が外周に形成された弁体と、
前記排気還流ガスが流れる流路を含むハウジングと、
前記弁座と前記弁体が前記流路に配置されることと、
前記流路は、前記弁座を境として上流側流路と下流側流路に分かれ、前記上流側流路に前記弁体が配置されることと、
前記弁体を回動させるための回転軸と、
前記回転軸を前記ハウジングにて回転可能に支持するための軸受と、
前記回転軸の軸線が前記弁体の前記シール面から離れて配置されると共に、前記弁体の軸線から離れて配置されることと、
前記弁体は、前記回転軸の軸線から前記弁体の軸線が伸びる方向と平行に伸びる仮想面を境とする第１の側部と第２の側部を含み、前記弁体が前記弁座に着座した全閉状態から開弁方向へ回動するときに、前記第１の側部が前記下流側流路へ向けて回動し、前記第２の側部が前記上流側流路へ向けて回動することと
を備え、
大気圧力を検出するための大気圧力検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記吸気量調節弁より下流の前記吸気通路における吸気圧力が所定の高負圧域となり、かつ、前記目標開度が所定の小開度域となるとき、検出される前記大気圧力に応じて前記目標開度を補正し、補正された前記目標開度に基づき前記排気還流弁を制御することを特徴とする排気還流装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記大気圧力が低くなるほど前記目標開度を縮小側へ補正することを特徴とする請求項１に記載の排気還流装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記大気圧力の数値毎に前記エンジンの運転状態に応じて設定された開度マップに基づいて前記目標開度を補正することを特徴とする請求項１に記載の排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンから排出される排気の一部を排気還流ガスとしてエンジンへ還流させる排気還流装置に係り、排気還流ガス流量を調節するために、二重偏心弁より構成される排気還流弁を備えた排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される排気還流装置（ＥＧＲ装置）が知られている。このＥＧＲ装置は、車両用エンジンに設けられ、排気還流通路（ＥＧＲ通路）と、同通路に配置され、二重偏心弁より構成される排気還流弁（ＥＧＲ弁）とを備える。この二重偏心弁は、全閉時におけるシール性向上と、弁体の回動時に弁体と弁座との引き摺りによる摩耗を防止するように構成される。すなわち、二重偏心弁は、弁孔と弁孔の縁部に形成されたシート面を含む弁座と、シート面に対応するシール面が外周に形成された弁体と、弁体を回動させるための回転軸と、回転軸を回転駆動させる駆動機構と、回転軸を支持する軸受とを備え、弁座と弁体がＥＧＲガスが流れる流路に配置される。ここで、軸受を支点として、弁体と回転軸の弁体側とを弁座の方向へ押圧するために、回転軸の駆動機構側に付勢力を与えるように構成される。そして、全閉時に弁体と弁座との間に異物が噛み込まれて回転軸がロックされるのを防止するために、回転軸をハウジングにて片持ち支持することにより、弁体と弁座との間で多少の軸受ガタを許容するようになっている。また、全閉時に弁体と弁座との間からガス漏れを防止するために、軸受ガタを利用し、駆動機構により弁体を弁座に接触させてシールするように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／００２５９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載のＥＧＲ弁をＥＧＲ装置で使用した場合、次のような問題が考えられる。すなわち、ＥＧＲ弁の流路において、弁座を境にＥＧＲガスの流れの上流側に弁体と回転軸を配置したとする。この場合、弁座を境にしたＥＧＲガスの下流側流路には、吸気通路から吸気圧力が作用する。ここで、下流側流路に比較的大きな（所定値以上の）吸気負圧が作用すると、その負圧により弁体が引かれ、軸受ガタの分だけ弁体が移動して弁座に近付くことになる。この結果、特には小開度域で、吸気負圧が大きくなると弁体が弁座に近付いて弁体の開度が縮小化し、ＥＧＲガス流量が減少する特性が現われるという領域（範囲）が存在する。一方、車両が高地等へ移動すると、ＥＧＲ弁に作用する大気圧が低下し、空気密度の低下から吸気負圧が相対的に小さくなる。このため、ＥＧＲ弁の目標開度を、平地の大気圧に適合させた場合、高地では大気圧が低下し、吸気負圧が小さくなるので、弁体を弁座に近付ける吸引力が弱まる。その結果、前記した特性が現れる領域において、ＥＧＲ弁の実際の開度が目標開度より大きくなり、ＥＧＲガス流量が狙いの流量よりも増加するおそれがある。特に、小開度域（エンジンが低回転かつ低負荷）では、ＥＧＲガス流量が増加することで、エンジンに失火が発生するおそれがある。
【０００５】
図１３に、ＥＧＲ弁の弁体に高負圧（高差圧）が作用する場合における、ＥＧＲ弁開度に対するＥＧＲガス流量の関係をグラフにより示す。図１３において、実線Ｊ１は、弁体が高負圧により移動する場合を示し、二点鎖線Ｊ２は、高負圧が作用しても弁体が移動しない場合を示す。図１３に二点鎖線Ｊ２で示すように、弁体が高負圧で移動しなければ、ＥＧＲガス流量はＥＧＲ弁開度が大きくなるほど増加する。これに対し、図１３に実線Ｊ１で示すように、弁体が高負圧で移動すると、ＥＧＲガス流量は、小開度域ではほぼゼロとなり、中開度以上では急激に増加する。すなわち、弁体が高負圧で移動する場合は、ＥＧＲ弁開度に対するＥＧＲガス流量の増加が遅れることがわかる。一方、図１４に、ＥＧＲ弁が小開度になる場合における、弁体に作用する吸気圧力（負圧）に対するＥＧＲガス流量の関係をグラフにより示す。図１４において、実線Ｊ１２は、弁体が負圧により移動する場合を示し、破線Ｊ１３は、負圧が作用しても弁体が移動しない場合を示す。図１４に破線Ｊ１３で示すように、弁体が負圧で移動しない場合は、高負圧になるほどＥＧＲガス流量は増加する。これに対し、図１４に実線Ｊ１２で示すように、弁体が負圧で移動する場合は、負圧が所定の高負圧を超えるとＥＧＲガス流量が減少することがわかる。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、排気還流弁の実際の開度における吸気負圧による縮小分の大気圧力による変化を抑え、排気還流ガス流量の不要な増加を抑えることを可能とした排気還流装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させるための排気還流通路と、吸気通路における吸気量を調節するための吸気量調節弁と、排気還流通路は、その入口が排気通路に接続され、その出口が吸気量調節弁より下流の吸気通路に接続されることと、排気還流通路における排気還流ガスの流量を調節するための排気還流弁と、エンジンの運転状態に応じた目標開度を算出し、算出された目標開度に基づき排気還流弁を制御するための制御手段とを備えた排気還流装置において、排気還流弁は二重偏心弁により構成され、二重偏心弁は、円環状をなし、弁孔と弁孔に形成された環状のシート面を含む弁座と、円板状をなし、シート面に対応する環状のシール面が外周に形成された弁体と、排気還流ガスが流れる流路を含むハウジングと、弁座と弁体が流路に配置されることと、流路は、弁座を境として上流側流路と下流側流路に分かれ、上流側流路に弁体が配置されることと、弁体を回動させるための回転軸と、回転軸をハウジングにて回転可能に支持するための軸受と、回転軸の軸線が弁体のシール面から離れて配置されると共に、弁体の軸線から離れて配置されることと、弁体は、回転軸の軸線から弁体の軸線が伸びる方向と平行に伸びる仮想面を境とする第１の側部と第２の側部を含み、弁体が弁座に着座した全閉状態から開弁方向へ回動するときに、第１の側部が下流側流路へ向けて回動し、第２の側部が上流側流路へ向けて回動することとを備え、大気圧力を検出するための大気圧力検出手段を更に備え、制御手段は、吸気量調節弁より下流の吸気通路における吸気圧力が所定の高負圧域となり、かつ、目標開度が所定の小開度域となるとき、検出される大気圧力に応じて目標開度を補正し、補正された目標開度に基づき排気還流弁を制御することを趣旨とする。
【０００８】
上記発明の構成によれば、吸気量調節弁より下流の吸気通路における吸気圧力が所定の高負圧域となるときは、排気還流通路の出口を通じて排気還流弁の下流側流路に高負圧が作用する。また、排気還流弁の目標開度が所定の小開度域となるときは、下流側流路に作用した高負圧が弁体に作用し、軸受ガタの許容分だけ弁体が弁座へ向けて引かれ、弁体の実際の開度が縮小する傾向がある。この弁体の開度の縮小は、エンジン周りの大気圧力に応じて変化する。ここで、上記発明の構成によれば、吸気量調節弁より下流の吸気通路における吸気圧力が所定の高負圧域となり、かつ、排気還流弁の目標開度が所定の小開度域となるときに、制御手段により、目標開度が、大気圧力検出手段により検出される大気圧力に応じて補正され、その補正された目標開度に基づき排気還流弁が制御される。従って、排気還流弁の実際の開度における吸気負圧による縮小分が大気圧力に応じて補正される。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、制御手段は、大気圧力が低くなるほど目標開度を縮小側へ補正することを趣旨とする。
【００１０】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、大気圧力が低くなるほど吸気負圧が小さくなり、弁体が弁座へ向けて引かれる程度が小さくなる。従って、制御手段により、大気圧力が低くなるほど排気還流弁の目標開度が縮小側へ補正されるので、排気還流弁の実際の開度における吸気負圧による縮小分が大気圧力に応じて好適に補正される。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、制御手段は、大気圧力の数値毎にエンジンの運転状態に応じて設定された開度マップに基づいて目標開度を補正することを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、設定された開度マップを参照することで、排気還流弁の目標開度が容易に補正される。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、排気還流弁の実際の開度における吸気負圧による縮小分の大気圧力による変化を抑えることができ、排気還流ガス流量の不要な増加を抑えることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、目標開度の補正を見込んだＥＧＲ制御の処理を簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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。
【図２】第１実施形態に係り、ＥＧＲ弁を示す斜視図。
【図３】第１実施形態に係り、全閉状態における弁部を一部破断して示す斜視図。
【図４】第１実施形態に係り、全開状態における弁部を一部破断して示す斜視図。
【図５】第１実施形態に係り、全閉状態のＥＧＲ弁を示す平断面図。
【図６】第１実施形態に係り、全閉状態における弁座、弁体及び回転軸の関係を示す断面図。
【図７】第１実施形態に係り、ＥＧＲ制御の内容を示すフローチャート。
【図８】第１実施形態に係り、大気圧力に応じた大気圧力補正係数を算出するために参照される補正係数マップ。
【図９】第２実施形態に係り、ＥＧＲ制御の内容を示すフローチャート。
【図１０】第２実施形態に係り、エンジン回転速度、エンジン負荷及び大気圧力に応じた最終的な目標開度を算出するために参照される開度マップ。
【図１１】第２実施形態に係り、エンジン回転速度、エンジン負荷及び大気圧力に応じた最終的な目標開度を算出するために参照される開度マップ。
【図１２】第２実施形態に係り、エンジン回転速度、エンジン負荷及び大気圧力に応じた最終的な目標開度を算出するために参照される開度マップ。
【図１３】従来例に係り、ＥＧＲ弁の弁体に高負圧（高差圧）が作用する場合における、ＥＧＲ弁開度に対するＥＧＲガス流量の関係を示すグラフ。
【図１４】従来例に係り、ＥＧＲ弁が小開度になる場合における、弁体に作用する吸気圧力（負圧）に対するＥＧＲガス流量の関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１実施形態＞
以下、この発明の排気還流装置を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１に、この実施形態のガソリンエンジンシステムを概略構成図により示す。自動車に搭載されたガソリンエンジンシステムは、レシプロタイプのエンジン１を備える。エンジン１には、その各気筒へ吸気を導入するための吸気通路２と、各気筒から排気を導出するための排気通路３が設けられる。吸気通路２と排気通路３には、過給機５が設けられる。吸気通路２には、エアクリーナ４、過給機５のコンプレッサ５ａ、インタークーラ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、バタフライ式のスロットル弁７ａが開閉されることにより、吸気通路２における吸気量を調節するようになっている。吸気マニホールド８は、サージタンク８ａと、サージタンク８ａからエンジン１の各気筒へ分岐する複数の分岐通路８ｂとを含む。排気通路３には、過給機５のタービン５ｂと、排気を浄化するために直列に配置された第１の触媒９及び第２の触媒１０が設けられる。エンジン１は周知の構成を備え、燃料と吸気との混合気を燃焼し、燃焼後の排気を排気通路３へ排出するようになっている。過給機５は、タービン５ｂが排気の流れにより回転動作し、それに連動してコンプレッサ５ａが回転することにより、吸気通路２における吸気を昇圧させるようになっている。
【００１８】
このガソリンエンジンシステムは、排気還流装置（ＥＧＲ装置）２１を備える。この装置２１は、エンジン１から排気通路３へ排出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）として吸気通路２へ流して各気筒へ還流させるための排気還流通路（ＥＧＲ通路）２２と、ＥＧＲ通路２２に設けられ、ＥＧＲガスを冷却するための排気還流クーラ（ＥＧＲクーラ）２３と、ＥＧＲクーラ２３より下流のＥＧＲ通路２２に設けられ、ＥＧＲガスの流量を調節するための排気還流弁（ＥＧＲ弁）２４とを含む。ＥＧＲ通路２２は、入口２２ａと複数の出口２２ｂを含む。ＥＧＲ通路２２の下流側には、複数の出口２２ｂを有するＥＧＲ分配管２５が設けられる。ＥＧＲ分配管２５は、吸気マニホールド８の分岐通路８ｂに設けられる。この実施形態で、ＥＧＲ通路２２の入口２２ａは、排気通路３にて２つの触媒９，１０の間に接続される。ＥＧＲ分配管２５の複数の出口２２ｂは、各分岐通路８ｂのそれぞれに接続される。複数の出口２２ｂが各分岐通路８ｂにそれぞれ接続されるのは、ＥＧＲガスを各分岐通路８ｂを介して各気筒へ均等に導入するためである。
【００１９】
この実施形態で、ＥＧＲ弁２４は、開度可変な電動弁により構成される。このＥＧＲ弁２４として、大流量、高応答及び高分解能の特性を有することが望ましい。そこで、この実施形態では、ＥＧＲ弁２４の構造として、例えば、特許第５７５９６４６号公報に記載される「二重偏心弁」を基本構成として採用することができる。この二重偏心弁は、大流量制御に対応して構成される。
【００２０】
ここで、この二重偏心弁を含む電動式のＥＧＲ弁２４の基本構成について以下に説明する。図２に、このＥＧＲ弁２４を斜視図により示す。ＥＧＲ弁２４は、二重偏心弁より構成される弁部３１と、モータ４２（図５参照）を内蔵したモータ部３２と、減速機構４３（図５参照）を内蔵した減速機構部３３とを備える。弁部３１は、ＥＧＲガスが流れる流路３６を有する管部３７を含み、流路３６には弁座３８、弁体３９及び回転軸４０の先端部が配置される。回転軸４０には、モータ４２（図５参照）の回転力が減速機構４３（図５参照）を介して伝達されるようになっている。
【００２１】
図３に、弁体３９が弁座３８に着座した全閉状態における弁部３１を一部破断して斜視図により示す。図４に、弁体３９が弁座３８から最も離れた全開状態における弁部３１を一部破断して斜視図により示す。図３、図４に示すように、流路３６には段部３６ａが形成され、その段部３６ａに弁座３８が組み込まれる。弁座３８は、円環状をなし、中央に弁孔３８ａを有する。弁孔３８ａの縁部には、環状のシート面３８ｂが形成される。弁体３９は、円板状をなし、その外周には、シート面３８ｂに対応する環状のシール面３９ａが形成される。弁体３９は回転軸４０の先端に固定されて回転軸４０と一体的に回動するようになっている。図３、図４において、流路３６は、弁座３８を境として上流側流路３６Ａと下流側流路３６Ｂに分かれる。図３、図４においては、弁座３８より上の流路３６がＥＧＲガスの流れの上流側流路３６Ａを示し、弁座３８より下の流路３６がＥＧＲガスの流れの下流側流路３６Ｂを示す。そして、弁体３９と回転軸４０の先端部は、上流側流路３６Ａに配置される。この実施形態で、上流側流路３６Ａは、ＥＧＲ通路２２を介して排気通路３に通じる「排気側」であり、下流側流路３６Ｂは、ＥＧＲ通路２２を介して吸気通路２（吸気マニホールド８）に通じる「吸気側」である。
【００２２】
図５に、全閉状態のＥＧＲ弁２４を平断面図により示す。図５に示すように、このＥＧＲ弁２４は、主要な構成要素として、弁座３８、弁体３９及び回転軸４０の他に、ボディ４１、モータ４２、減速機構４３及び戻し機構４４を備える。ボディ４１は、流路３６と管部３７を含むアルミ製の弁ハウジング４５と、同ハウジング４５の開口端を閉鎖する合成樹脂製のエンドフレーム４６とを含む。回転軸４０及び弁体３９は、弁ハウジング４５に設けられる。すなわち、回転軸４０には、その先端に弁体３９を取り付けるためのピン４０ａが設けられる。回転軸４０は、ピン４０ａを含む先端部を自由端とし、その先端部が弁体３９と共に上流側流路３６Ａに配置される。この実施形態では、上流側流路３６Ａにて、弁体３９と回転軸４０の先端部が配置されると共に、弁体３９が弁座３８に着座可能に設けられる。また、回転軸４０は、ピン４０ａの反対側を基端部４０ｂとし、その基端部４０ｂにて弁ハウジング４５に片持ち支持される。また、回転軸４０の基端部４０ｂは、互いに離れて配置された２つの軸受、すなわち第１軸受４７と第２軸受４８を介して弁ハウジング４５に回転可能に支持される。第２軸受４８に隣接して回転軸４０と弁ハウジング４５との間には、ゴムシール６１が設けられる。第１軸受４７及び第２軸受４８は、それぞれボールベアリングにより構成される。弁体３９は、その軸線Ｌ２（図６参照）上にて上方（上流側流路３６Ａ）へ突出する突部３９ｂを含み、この突部３９ｂにピン孔３９ｃが形成される。弁体３９は、このピン孔３９ｃにピン４０ａを圧入し溶接することにより回転軸４０に固定される。この実施形態で、回転軸４０が弁ハウジング４５に対し軸受４７，４８を介して片持ち支持されることにより、弁体３９と弁座３８との間にミクロン単位の軸受ガタが許容されるようになっている。
【００２３】
図５において、エンドフレーム４６は、弁ハウジング４５に対し複数のクリップ（図示略）により固定される。エンドフレーム４６の内側には、回転軸４０の基端に対応して配置され、弁体３９の開度（弁開度）を検出するための開度センサ４９が設けられる。また、回転軸４０の基端部４０ｂには、メインギヤ５１が固定される。メインギヤ５１と弁ハウジング４５との間には、弁体３９を閉弁方向へ付勢するためのリターンスプリング５０が設けられる。メインギヤ５１の裏側には、凹部５１ａが形成され、その凹部５１ａに磁石５６が収容される。この磁石５６は、その上から押さえ板５７により押さえ付けられて固定される。従って、メインギヤ５１が、弁体３９及び回転軸４０と一体的に回転することにより、磁石５６の磁界が変化し、その磁界の変化を開度センサ４９が弁開度として検出するようになっている。
【００２４】
図５に示すように、モータ４２は、弁ハウジング４５に形成された収容凹部４５ａに収容される。モータ４２は、収容凹部４５ａにて、留め板５８と板ばね５９を介して弁ハウジング４５に固定される。モータ４２は、弁体３９を開閉するために減速機構４３を介して回転軸４０に駆動連結される。すなわち、モータ４２の出力軸（図示略）上に固定されたモータギヤ５３が、中間ギヤ５２を介し、メインギヤ５１に駆動連結される。中間ギヤ５２は、大径ギヤ５２ａと小径ギヤ５２ｂを含む二段ギヤにより構成される。中間ギヤ５２は、ピンシャフト５４を介して弁ハウジング４５に回転可能に支持される。大径ギヤ５２ａには、モータギヤ５３が連結され、小径ギヤ５２ｂには、メインギヤ５１が連結される。この実施形態では、各ギヤ５１〜５３により減速機構４３が構成される。メインギヤ５１と中間ギヤ５２は、軽量化のために樹脂材料により形成される。弁ハウジング４５とエンドフレーム４６との接合部分には、ゴム製のガスケット６０が設けられる。このガスケット６０により、モータ部３２と減速機構部３３の内部が大気に対して密閉される。
【００２５】
従って、図３に示すように、全閉状態から、モータ４２が作動し、モータギヤ５３が回転することにより、その回転が中間ギヤ５２により減速されてメインギヤ５１に伝達される。これにより、回転軸４０及び弁体３９が、リターンスプリング５０の付勢力に抗して回動され、流路３６が開かれる。すなわち、弁体３９が開弁される。弁体３９を閉弁させる場合は、モータ４２がモータギヤ５３を逆転させることになる。また、弁体３９をある開度に保持するためには、モータ４２に回転力を発生させ、その回転力を保持力としてモータギヤ５３、中間ギヤ５２及びメインギヤ５１を介して回転軸４０に伝達する。この保持力がリターンスプリング５０の付勢力に均衡することにより、弁体３９がある開度に保持される。
【００２６】
図６には、全閉状態における弁座３８、弁体３９及び回転軸４０の関係を断面図により示す。図６において、回転軸４０の軸線（主軸線）Ｌ１は、弁体３９のシール面３９ａから離れて配置されると共に、弁体３９の軸線Ｌ２から離れて配置される。ここで、回転軸４０のピン４０ａの軸線（副軸線Ｌ３）は、主軸線Ｌ１に対し平行に伸びると共に、主軸線Ｌ１から回転軸４０の半径方向へ偏って配置される。弁体３９は、主軸線Ｌ１から弁体３９の軸線Ｌ２が伸びる方向と平行に伸びる仮想面Ｖ１を境とする第１の側部３９Ａ（図６において網掛け（紗）を付して示す部分）と第２の側部３９Ｂ（図６において網掛け（紗）を付さない部分）を含む。そして、弁体３９が全閉状態から、回転軸４０の主軸線Ｌ１を中心にして、開弁方向（図６の時計方向）Ｆ１へ回動するとき、第１の側部３９Ａは下流側流路３６Ｂへ向けて回動し、第２の側部３９Ｂは上流側流路３６Ａへ向けて回動するようになっている。開弁状態から弁体３９を全閉状態へ閉弁するときは、開弁方向Ｆ１とは逆向きの閉弁方向（図６の反時計方向）へ回動するようになっている。
【００２７】
次に、このＥＧＲ装置２１の電気的構成の一例について説明する。図１において、このガソリンエンジンシステムに設けられる各種センサ７１〜７５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の一例に相当する。エンジン１に設けられた水温センサ７１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に設けられた回転速度センサ７２は、クランクシャフトの回転速度（エンジン回転速度）ＮＥを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エアクリーナ４に設けられた吸気温センサ７３は、エアクリーナ４における吸気温度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７４は、スロットル装置７より下流の吸気通路２における吸気圧力ＰＭを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。スロットル装置７に設けられたスロットルセンサ７５は、スロットル弁７ａの開度（スロットル開度）ＴＡを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。また、この実施形態の自動車には、大気圧力ＰＡを検出するための大気圧センサ７６が設けられる。この大気圧センサ７６は、大気圧力ＰＡの検出値に応じた電気信号を出力する。大気圧センサ７６は、本発明の大気圧力検出手段の一例に相当する。
【００２８】
このＥＧＲ装置２１は、ＥＧＲ弁２４を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）８０を更に備える。ＥＣＵ８０には、各種センサ７１〜７６がそれぞれ接続される。また、ＥＣＵ８０には、ＥＧＲ弁２４が接続される。ＥＣＵ８０は、本発明の制御手段の一例に相当する。周知のようにＥＣＵ８０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、ＥＧＲ弁２４の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７１〜７６の検出信号に基づき、所定の制御プログラムに基づいてＥＧＲ弁２４の制御を実行する。
【００２９】
ここで、図３、図６に示すＥＧＲ弁２４の全閉状態において、過給機５が作動していない非過給域では、ＥＧＲ弁２４の下流側流路３６Ｂに吸気通路２から吸気負圧が作用することがある。この場合、その吸気負圧により弁体３９が弁座３８に引き付けられて弁座３８に密着し、ＥＧＲガス等の漏れを防止することができる。一方、ＥＧＲ弁２４の小開度域では、弁体３９に吸気負圧が作用すると、軸受ガタの分だけ弁体３９が弁座３８に引き付けられるので、その分だけ弁体３９の開度が縮小化する特性が現れる。また、その縮小化の程度は、エンジン１の周囲の大気圧力ＰＡによって変わることがわかっている。そこで、この実施形態では、大気圧力ＰＡによって変わり得るＥＧＲ弁２４の開度縮小化を見込んでＥＧＲ制御が実行されるようになっている。
【００３０】
次に、ＥＣＵ８０が実行するＥＧＲ制御について説明する。図７に、そのＥＧＲ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、ステップ１００で、ＥＣＵ８０は、水温センサ７１、回転速度センサ７２、吸気温センサ７３、吸気圧センサ７４、スロットルセンサ７５及び大気圧センサ７６の検出値に基づき、冷却水温度ＴＨＷ、エンジン回転速度ＮＥ、吸気温度ＴＨＡ、吸気圧力ＰＭ、スロットル開度ＴＡ及び大気圧力ＰＡを取り込む。
【００３１】
次に、ステップ１１０で、ＥＣＵ８０は、スロットル開度ＴＡが所定値Ａ１よりも小さいか否かを判断する。ここで、所定値Ａ１は吸気圧力ＰＭの高負圧域の上限値を示し、この上限値として、例えば、「０°」を全閉、「９０°」を全開とした場合の「６０°」に設定することができる。ＥＣＵ８０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１２０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１８０へ移行する。
【００３２】
ステップ１２０で、ＥＣＵ８０は、ＥＧＲを実行すべきＥＧＲオン条件が成立したか否かを判断する。例えば、ＥＣＵ８０は、冷却水温度ＴＨＷ、エンジン回転速度ＮＥ、吸気温度ＴＨＡ及び吸気圧力ＰＭに基づいて、エンジン１がＥＧＲを実行すべき運転状態であるか否かを判断する。ＥＣＵ８０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１３０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１８０へ移行する。
【００３３】
ステップ１３０では、ＥＣＵ８０は、エンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷ＫＬに基づいて、ＥＧＲ弁２４に係る目標開度Ｔｅｇｒを算出する。ＥＣＵ８０は、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ及び目標開度Ｔｅｇｒの関係から予め設定された所定の開度マップを参照することにより目標開度Ｔｅｇｒを算出することができる。ここで、ＥＣＵ８０は、エンジン回転速度ＮＥと吸気圧力ＰＭの関係からエンジン負荷ＫＬを求めることができる。この開度マップでは、平地（海抜０メートル）の大気圧力を基準とした、弁体３９の負圧による開度縮小分を見込んで目標開度Ｔｅｇｒが設定される。
【００３４】
次に、ステップ１４０で、ＥＣＵ８０は、エンジン負荷ＫＬが所定値Ｂ１よりも小さいか否かを判断する。ここで、所定値Ｂ１は軽負荷域の上限値を示し、この上限値として、例えば、「０％」を無負荷、「１００％」を全負荷とした場合の「３０％」に設定することができる。ＥＣＵ８０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１５０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１９０へ移行する。
【００３５】
ステップ１５０では、ＥＣＵ８０は、ステップ１３０で算出された目標開度Ｔｅｇｒが所定値Ｃ１よりも小さいか否かを判断する。ここで、所定値Ｃ１は小開度域の上限値を示し、この上限値として、例えば、「０°」を全閉、「９０°」を全開とした場合の「５°」に設定することができる。ＥＣＵ８０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１６０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１９０へ移行する。
【００３６】
ステップ１６０で、ＥＣＵ８０は、大気圧力ＰＡに応じた大気圧力補正係数ＫＰＡを算出する。例えば、ＥＣＵ８０は、図８に示す補正係数マップを参照することにより、大気圧力補正係数ＫＰＡを算出することができる。図８に示す補正係数マップでは、大気圧力ＰＡが高くなるに連れて「１.０」を上限値として、大気圧力補正係数ＫＰＡが大きくなるように設定される。換言すると、大気圧力ＰＡが低くなるほど「１.０」より小さいある所定値を下限値として大気圧補正係数が小さくなるように設定される。
【００３７】
次に、ステップ１７０で、ＥＣＵ８０は、目標開度Ｔｅｇｒに大気圧力補正係数ＫＰＡを乗算することにより最終的な目標開度ＴＥＧＲを算出する。これにより、大気圧力ＰＡが低くなるほど目標開度Ｔｅｇｒを縮小側へ補正するようになっている。
【００３８】
一方、ステップ１４０又はステップ１５０から移行して、ステップ１９０では、ＥＣＵ８０は、目標開度Ｔｅｇｒを最終的な目標開度ＴＥＧＲとして設定する。
【００３９】
そして、ステップ１７０又はステップ１９０から移行して、ステップ２００では、ＥＣＵ８０は、ＥＧＲ弁２４を最終的な目標開度ＴＥＧＲに制御し、処理をステップ１００へ戻す。
【００４０】
一方、ステップ１１０又はステップ１２０から移行してステップ１８０では、ＥＣＵ８０は、最終的な目標開度ＴＥＧＲを「０°」に設定し、処理をステップ２００へ移行する。従って、この場合、ステップ２００で、ＥＣＵ８０は、ＥＧＲ弁２４を全閉に制御することになる。
【００４１】
上記ＥＧＲ制御によれば、ＥＣＵ８０は、スロットル装置７より下流の吸気通路２における吸気圧力ＰＭが所定の高負圧域となり、かつ、目標開度Ｔｅｇｒが所定の小開度域となるとき、検出される大気圧力ＰＡに応じて目標開度Ｔｅｇｒを補正し、補正された最終的な目標開度ＴＥＧＲに基づきＥＧＲ弁２４を制御するようになっている。また、ＥＣＵ８０は、大気圧力ＰＡが低くなるほど目標開度Ｔｅｇｒを縮小側へ補正するようになっている。
【００４２】
以上説明したこの実施形態のＥＧＲ装置２１の構成によれば、スロットル装置７より下流の吸気通路２における吸気圧力ＰＭが所定の高負圧域とるときは、ＥＧＲ通路２２の出口２２ｂを通じてＥＧＲ弁２４の下流側流路３６Ｂに高負圧が作用する。また、ＥＧＲ弁２４の目標開度Ｔｅｇｒが所定の小開度域となるときは、下流側流路３６Ｂに作用した高負圧が弁体３９に作用し、軸受ガタの許容分だけ弁体３９が弁座３８へ向けて引かれ、弁体３９の実際の開度が縮小する傾向がある。この弁体３９の開度の縮小は、エンジン１の周りの大気圧力ＰＡに応じて変化する。ここで、この実施形態のＥＧＲ装置２１の構成によれば、スロットル装置７より下流の吸気通路２における吸気圧力ＰＭが所定の高負圧域となり、かつ、ＥＧＲ弁２４の目標開度Ｔｅｇｒが所定の小開度域となるときに、ＥＣＵ８０により、目標開度Ｔｅｇｒが、大気圧センサ７６により検出される大気圧力ＰＡに応じて補正され、その補正された最終的な目標開度ＴＥＧＲに基づきＥＧＲ弁２４が制御される。従って、ＥＧＲ弁２４の実際の開度における吸気負圧による縮小分が大気圧力ＰＡに応じて補正される。特に、この実施形態では、大気圧力ＰＡが低くなるほど吸気負圧が小さくなり、弁体３９が弁座３８へ向けて引かれる程度が小さくなる。従って、ＥＣＵ８０により、大気圧力ＰＡが低くなるほどＥＧＲ弁２４の目標開度Ｔｅｇｒが縮小側へ補正されるので、ＥＧＲ弁２４の実施の開度における吸気負圧による縮小分が大気圧力に応じて好適に補正される。このため、ＥＧＲ弁２４の実際の開度における吸気負圧による縮小分の大気圧力ＰＡによる変化を抑えることができ、ＥＧＲガス流量の不要な増加を抑えることができる。
【００４３】
ここで、エンジンの運転状態に応じた目標開度を算出し、その算出された目標開度に基づいてＥＧＲ弁を制御するように構成したとする。しかし、エンジンの運転状態が同じでも、ＥＧＲ弁に作用する吸気負圧は、大気圧力によって変わる。例えば、大気圧力が減少すると、吸気負圧は小さくなる。一般に、高負圧が作用しても弁体が動かないＥＧＲ弁では、大気圧力の減少により吸気負圧が小さくなると、ＥＧＲガス流量は一津に減少し、狙い流量より過剰になることはない。これに対し、この実施形態のＥＧＲ弁２４は、その構造上、ある条件下で、吸気負圧が減少するにもかかわらず、ＥＧＲガス流量が増加する例外的特性が現れる開度領域を有する。そこで、この実施形態のＥＧＲ装置２１では、その開度領域において、目標開度Ｔｅｇｒを定めるために当初適合した大気圧力よりも大気圧力が低下した場合に、目標開度Ｔｅｇｒを閉じ側に補正するように構成している。
【００４４】
＜第２実施形態＞
次に、この発明の排気還流装置を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００４５】
この実施形態では、ＥＧＲ制御の内容の点で第１実施形態と構成が異なる。図９に、そのＥＧＲ制御の内容をフローチャートにより示す。図９において、ステップ１００〜１２０，１８０，１９０の内容は、図７のフローチャートにおけるそれと同じである。また、図９のフローチャートでは、図７のフローチャートのステップ１３０〜１７０が省略され、その代わりにステップ２００が加わった点で図７のフローチャートと構成が異なる。
【００４６】
処理が図９のフローチャートのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ８０は、ステップ１００〜１２０の処理を実行し、ステップ１２０の判断結果が肯定となる場合に処理をステップ２００へ移行する。
【００４７】
ステップ２００では、ＥＣＵ８０は、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ及び大気圧力ＰＡに基づき最終的な目標開度ＴＥＧＲを算出する。ここで、ＥＣＵ８０は、例えば、図１０〜図１２に示すような複数の開度マップを参照することにより、最終的な目標開度ＴＥＧＲを算出する。図１０は、大気圧力ＰＡが「１００ｋＰａ」となる場合における、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ及び最終的な目標開度ＴＥＧＲの関係を定めた開度マップであり、図１１、図１２は、大気圧力ＰＡがそれぞれ「７０ｋＰａ」、「８５ｋＰａ」となる場合における同様の関係を定めた開度マップである。各マップにおける最終的な目標開度ＴＥＧＲは、それぞれＥＧＲ弁２４の実際の開度における、大気圧力ＰＡに対する吸気負圧による縮小分の変化を見込んで設定されたものである。図１０〜図１２では、特に、網掛け（紗）を付して示した部分の数値が相互に異なることがわかる。なお、これら開度マップで設定されていない各種パラメータＮＥ，ＫＬ，ＰＡ，ＴＥＧＲの関係については、設定された開度マップの値から補間計算することにより求めることができる。
【００４８】
そして、ステップ２００又はステップ１８０から移行してステップ１９０で、ＥＣＵ８０は、ＥＧＲ弁２４を最終的な目標開度ＴＥＧＲに制御し、処理をステップ１００へ戻す。
【００４９】
上記制御によれば、ＥＣＵ８０は、大気圧力ＰＡの数値毎にエンジン１の運転状態、すなわちエンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに応じて設定された開度マップに基づいて目標開度を補正するようになっている。
【００５０】
従って、この実施形態の構成によれば、第１実施形態と異なり、設定された開度マップを参照することで、ＥＧＲ弁２４の目標開度が容易に補正される。このため、目標開度の補正を見込んだＥＧＲ制御の処理を簡易化することができる。その他の作用及び効果については、第１実施形態のそれと同じである。
【００５１】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明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。
【００５２】
（１）前記各実施形態では、ＥＧＲ通路２２の出口２２ｂを、ＥＧＲ分配管２５を介して吸気マニホールド８の各分岐通路８ｂに接続するように構成した。これに対し、ＥＧＲ通路の出口を、吸気マニホールドのサージタンクに接続するように構成することもできる。
【００５３】
（２）前記各実施形態では、本発明のＥＧＲ装置２１を、過給機５を備えたガソリンエンジンシステムに具体化したが、過給機を持たないガソリンエンジンシステムに本発明のＥＧＲ装置を具体化することもできる。
【００５４】
（３）前記各実施形態では、図７、図９のフローチャートのステップ１１０において、スロットル開度ＴＡが所定値Ａ１よりも小さいか否かを判断するように構成したが、アクセル開度が所定値よりも小さいか否かを判断するように構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
この発明は、例えば、エンジンに装備されるＥＧＲ装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  エンジン
２  吸気通路
３  排気通路
７  スロットル装置（吸気量調節弁）
２１  ＥＧＲ装置（排気還流装置）
２２  ＥＧＲ通路（排気還流通路）
２２ａ  入口
２２ｂ  出口
２４  ＥＧＲ弁（排気還流弁）
３６  流路
３６Ａ  上流側流路
３６Ｂ  下流側流路
３８  弁座
３８ａ  弁孔
３８ｂ  シート面
３９  弁体
３９Ａ  第１の側部
３９Ｂ  第２の側部
３９ａ  シール面
４０  回転軸
４５  弁ハウジング
４７  第１軸受
４８  第２軸受
７６  大気圧センサ（大気圧力検出手段）
８０  ＥＣＵ（制御手段）
Ｌ１  軸線
Ｌ２  軸線
Ｌ３  軸線
Ｖ１  仮想面
ＰＡ  大気圧力
Ｔｅｇｒ  目標開度
ＴＥＧＲ  最終的な目標開度
【図１】
2018003766.tif 000003
【図２】
2018003766.tif 000004
【図３】
2018003766.tif 000005
【図４】
2018003766.tif 000006
【図５】
2018003766.tif 000007
【図６】
2018003766.tif 000008
【図７】
2018003766.tif 000009
【図８】
2018003766.tif 000010
【図９】
2018003766.tif 000011
【図１０】
2018003766.tif 000012
【図１１】
2018003766.tif 000013
【図１２】
2018003766.tif 000014
【図１３】
2018003766.tif 000015
【図１４】
2018003766.tif 000016