(57)【要約】【課題】吸気バイパス弁（ＡＢＶ）の圧力平衡室に残留するＥＧＲガスを好適に除去し、併せてＡＢＶの異物による動作不良を防止すること。【解決手段】過給機と低圧ループ式ＥＧＲ装置を備えたエンジンは、コンプレッサを迂回して吸気通路に設けた吸気バイパス通路41と、同通路41を開閉するＡＢＶ42とを含む。ＡＢＶ42は、ハウジング62の流路63,64に設けた弁座65と、弁座65を開閉する弁部材66と、弁部材66を移動させる可動部材67と、弁部材66を閉方向へ付勢するスプリング68と、弁部材66を開方向へ駆動させる電磁石69と、流路64に対しダイアフラム70を介して区画された圧力平衡室71と、弁部材66と可動部材67に設けられ、流路63を圧力平衡室71へ連通させる圧力導入路72とを含む。圧力平衡室71に残留するＥＧＲガスを除去する残留ガス除去通路43の一端が、圧力平衡室71に連通するガス取出し口79に接続される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気通路と排気通路との間に設けられ、前記吸気通路における吸気を昇圧させるための過給機と、
前記過給機は、前記吸気通路に配置されたコンプレッサと、前記排気通路に配置されたタービンと、前記コンプレッサと前記タービンを一体回転可能に連結する回転軸とを含むことと、
前記エンジンの燃焼室から前記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前記吸気通路へ流して前記燃焼室へ還流させる排気還流通路と、
前記排気還流通路
は、その入口が前記タービンより下流の前記排気通路に接続され、その出口が前記コンプレッサより上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排気還流ガスの流れを調節するための排気還流弁と、
前記コンプレッサより下流の前記吸気通路と前記コンプレッサより上流の前記吸気通路との間をバイパスする吸気バイパス通路と、
前記吸気バイパス通路を開閉するための吸気バイパス弁と、
前記吸気バイパス弁は、ハウジングと、前記ハウジングに設けられ前記吸気バイパス通路に連通する流路と、前記流路に設けられた弁座と、前記弁座を開閉する弁部材と、前記弁部材を前記弁座に対して移動させる可動部材と、前記可動部材と共に前記弁部材を前記弁座に着座させる閉方向へ付勢する弾性部材と、前記弾性部材の付勢力に抗して前記可動部材と共に前記弁部材を前記閉方向とは逆の開方向へ駆動させる駆動部材と、前記ハウジングと前記弁部材との間に設けられ、前記流路に対して圧力応動部材を介して区画された圧力平衡室と、前記弁部材と前記可動部材に設けられ、前記流路を前記圧力平衡室へ連通させる圧力導入路とを含むことと
を備えた過給機付きエンジンの吸気バイパス装置において、
前記吸気バイパス弁の前記圧力平衡室に流入し残留する排気還流ガスを除去するための残留ガス除去通路を備え、前記ハウジングに前記圧力平衡室に連通するガス取出し口が設けられ、前記残留ガス除去通路の一端が前記ガス取出し口に接続されたことを特徴とする過給機付きエンジンの吸気バイパス装置。
【請求項２】
前記可動部材に磁性材が設けられ、前記駆動部材が電磁石であり、その中心に穴が設けられ、前記穴に前記可動部材が隙間を介して遊嵌され、前記ハウジングに前記穴と外部を連通させる通気孔が設けられ、前記隙間を封鎖する封鎖部材が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の過給機付きエンジンの吸気バイパス装置。
【請求項３】
前記可動部材の端部に磁性材が設けられ、前記駆動部材が電磁石であり、前記電磁石の全体が前記ハウジングにより覆われ、前記圧力平衡室にて前記可動部材が前記電磁石を覆う前記ハウジングの壁部から離れて配置され、前記可動部材と共に前記磁性材が前記電磁石により吸引可能に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の過給機付きエンジンの吸気バイパス装置。
【請求項４】
前記磁性材が略円錐形状をなし、前記磁性材と対向する前記壁部に前記磁性材の形状に整合する形状を有し、前記磁性材を受け入れ可能な凹部が形成されたことを特徴とする請求項３に記載の過給機付きエンジンの吸気バイパス装置。
【請求項５】
前記磁性材の端面又は前記磁性材の端面と対向する前記壁部に衝撃吸収材が設けられたことを特徴とする請求項３又は４に記載の過給機付きエンジンの吸気バイパス装置。
【請求項６】
前記磁性材の端面及び前記磁性材の端面と対向する前記壁部のうち一方が平坦面に他方が傾斜面に形成されたことを特徴とする請求項３に記載の過給機付きエンジンの吸気バイパス装置。
【請求項７】
前記吸気通路に吸気量を調節するための吸気量調節弁が設けられ、前記残留ガス除去通路の他端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たことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の過給機付きエンジンの吸気バイパス装置。
【請求項８】
前記残留ガス除去通路に逆止弁が設けられ、前記逆止弁は、前記圧力平衡室から前記残留ガス除去通路へのガスの流れを許容し、前記残留ガス除去通路から前記圧力平衡室へのガスの流れを阻止することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の過給機付きエンジンの吸気バイパス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、過給機を備えたエンジンの吸気通路に設けられて吸気の流れをバイパスするように構成した過給機付きエンジンの吸気バイパス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、過給機を備えたエンジンにも、排気還流装置（Exhaust Gas Recirculation（ＥＧＲ）装置）が設けられることは周知である。下記の特許文献１には、この種の過給機を備えたエンジンと、それに設けられる低圧ループ式のＥＧＲ装置が記載されている。この過給機は、排気通路に設けられたタービンと、吸気通路に設けられ、タービンにより駆動されるコンプレッサとを備える。また、この低圧ループ式のＥＧＲ装置は、タービンより下流の排気通路とコンプレッサより上流の吸気通路との間にＥＧＲ通路が設けられ、そのＥＧＲ通路にＥＧＲ弁が設けられる。このＥＧＲ装置では、厳しいＮＯｘ低減要求に応えながら、ＥＧＲ通路の内部で発生する凝縮水による腐食を防止するために、ＥＧＲ弁を必要に応じて閉弁することによりＥＧＲガスの還流量を制限するようになっている。
【０００３】
ここで、コンプレッサの入口と出口との間で圧力差が大きくなり過ぎると、コンプレッサの翼面で空気流が不安定となり、空気流に自励振動が生じるようなサージングが起きるおそれがある。そこで、このサージングを防止するために吸気バイパス装置が設けられる。吸気バイパス装置は、コンプレッサより上流の吸気通路とコンプレッサより下流の吸気通路との間をバイパスする吸気バイパス通路と、その吸気バイパス通路に設けられる吸気バイパス弁とを備える。そして、吸気バイパス弁を必要に応じて開弁することにより、コンプレッサの入口と出口との間の圧力差を低減し、サージングを防止することができる。この種の吸気バイパス装置を備えた過給機付きエンジンにおいても、低圧ループ式のＥＧＲ装置を設けることが考えられる。
【０００４】
この種の吸気バイパス弁の一例が、下記の特許文献２に記載されている。図８に吸気バイパス弁（以下「ＡＢＶ」という。）９１の概略構成を断面図により示す。ケーシング６１に設置されるＡＢＶ９１は、後述する弁部材６６の開閉方向が縦方向（上下方向）となるように縦置きに配置される。ケーシング６１には、吸気バイパス通路４１が形成される。ＡＢＶ９１は、ハウジング６２と、ハウジング６２に設けられ吸気バイパス通路４１に連通する流路を構成する流入路６３及び流出路６４と、流入路６３と流出路６４との間に設けられた円筒状の弁座６５と、弁座６５を開閉する中空キャップ状の弁部材６６と、弁部材６６を弁座６５に対して移動させる円柱状の可動部材６７と、可動部材６７と共に弁部材６６を弁座６５に着座させる閉方向へ付勢する弾性部材の一例に相当するスプリング６８と、スプリング６８の付勢力に抗して可動部材６７と共に弁部材６６を閉方向とは逆の開方向へ駆動させる駆動部材の一例に相当する電磁石６９と、ハウジング６２と弁部材６６との間に設けられ、流出路６４に対して圧力応動部材の一例に相当するダイアフラム７０を介して区画された圧力平衡室７１と、弁部材６６と可動部材６７に設けられ、流入路６３を圧力平衡室７１へ連通させる圧力導入路７２とを含む。可動部材６７は、磁性材により形成される。このＡＢＶ９１は、弁座６５に弁部材６６が着座した閉弁状態において、弁部材６６側と圧力平衡室７１側とに加わる吸気の圧力が平衡化されるようになっている。弁部材６６には、圧力平衡室７１へ作用する吸気の動圧を低減するための通気孔７３ａを有する遮蔽板７３が設けられる。そして、この遮蔽板７３により、弁部材６６の開弁開始時に圧力平衡室７１に作用する吸気の動圧を低減し、弁部材６６の開弁時間を短縮し、開弁応答性を向上させるようになっている。また、電磁石６９の中心に穴６９ａが設けられ、その穴６９ａに可動部材６７が微細な隙間７５を介して遊嵌され、組み込まれる。この穴６９ａは、電磁石６９の内側にて可動部材６７の上下動を許容するためのもの
であり、可動部材６７の上側には逃し室７４が形成される。隙間７５は、可動部材６７の外周と穴６９ａの内周との間に形成され、穴６９ａの内周に対する可動部材６７の摺動を許容するようになっている。ケーシング６１には、弁座６５の上方にて、同心状の位置に取付孔７７が形成される。取付孔７７の内径は、弁座６５の外径よりも大きくなっている。
【０００５】
ここで、低圧ループ式のＥＧＲ装置を備えた過給機付きエンジンシステムにおいて、特許文献２に記載される吸気バイパス装置を設けることを想定する。この場合、過給機が動作する過給域においてＥＧＲ弁を開弁してＥＧＲ通路から吸気通路へＥＧＲガスを流すと、コンプレッサの出口圧力が低圧から高圧へ変化する。この圧力変化により、ＡＢＶ９１の圧力平衡室７１にＥＧＲガスが流入し、その流入したＥＧＲガスが圧力平衡室７１に残留することがある。このように残留したＥＧＲガスが、エンジン停止後等に冷やされると、ＥＧＲガス中の水分によって凝縮水が発生するおそれがある。また、この凝縮水によって可動部材６７や電磁石６９が腐食したり、凝縮水が凍結することで両者６７，６９が固着したりすることがあり、ＡＢＶ９１の正常な動作を阻害するおそれがある。
【０００６】
そこで、圧力平衡室７１に残留するＥＧＲガスを除去するために、例えば、図９に断面図に示すようにＡＢＶ９１に新たな構成を付加することが考えられる。すなわち、図９に示すように、逃し室７４と隙間７５を利用し、圧力平衡室７１に残留するＥＧＲガスを除去するために、そのＥＧＲガスをＡＢＶ９１の外部へ排出することが考えられる。そこで、逃し室７４を外部へ連通させる連通孔７６をハウジング６２に形成し、その連通孔７６の出口にパイプ継手９２を介して残留ガス除去通路４３の一端を接続する。残留ガス除去通路４３の他端は、スロットル弁より下流の吸気通路（図示略）に接続する。この構成によれば、エンジンの減速運転時等にスロットル弁より下流の吸気通路に負圧が発生することにより、その負圧が残留ガス除去通路４３、パイプ継手９２、連通孔７６、逃し室７４及び隙間７５を介して圧力平衡室７１に作用し、同室７１に残留するＥＧＲガスを吸気通路へ吸引させて除去することができる。また、残留ガス除去通路４３には、逆止弁４４を設けることができる。この逆止弁４４は、圧力平衡室７１から残留ガス除去通路４３へのガスの流れを許容し、残留ガス除去通路４３から圧力平衡室７１へのガスの流れを阻止するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２２９６７９号公報
【特許文献２】特開２０１３−８３３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、図９に示すＡＢＶ９１の付加構成では、圧力平衡室７１から残留ガス除去通路４３へＥＧＲガスを流すために、可動部材６７と電磁石６９との間の隙間７５や逃し室７４にＥＧＲガスが流れることになる。ＥＧＲガスの中には、水分の他に、燃焼により生じた微細なカーボン粒子等の異物が含まれる。この隙間７５は、可動部材６７の穴６９ａの内周に対する摺動を許容するためのものである。そのため、隙間７５に異物が侵入することで可動部材６７と穴６９ａの内周との間に異常な摩擦や詰まり（ロック）が生じ、最悪の場合は、可動部材６７が穴６９ａの内周に固着してしまうおそれがある。すなわち、ＡＢＶ９１に異物による動作不良が生じるおそれがある。
【０００９】
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、吸気バイパス弁の圧力平衡室に残留する排気還流ガスを好適に除去することを可能とし、併せて、吸気バイパス弁の異物による動作不良を防止することを可能とした過給機付きエンジンの吸気バイパス装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンの吸気通路と排気通路との間に設けられ、吸気通路における吸気を昇圧させるための過給機と、過給機は、吸気通路に配置されたコンプレッサと、排気通路に配置されたタービンと、コンプレッサとタービンを一体回転可能に連結する回転軸とを含むことと、エンジンの燃焼室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燃焼室へ還流させる排気還流通路と、排気還流通路は、その入口がタービンより下流の排気通路に接続され、その出口がコンプレッサより上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れを調節するための排気還流弁と、コンプレッサより下流の吸気通路とコンプレッサより上流の吸気通路との間をバイパスする吸気バイパス通路と、吸気バイパス通路を開閉するための吸気バイパス弁と、吸気バイパス弁は、ハウジングと、ハウジングに設けられ吸気バイパス通路に連通する流路と、流路に設けられた弁座と、弁座を開閉する弁部材と、弁部材を弁座に対して移動させる可動部材と、可動部材と共に弁部材を弁座に着座させる閉方向へ付勢する弾性部材と、弾性部材の付勢力に抗して可動部材と共に弁部材を閉方向とは逆の開方向へ駆動させる駆動部材と、ハウジングと弁部材との間に設けられ、流路に対して圧力応動部材を介して区画された圧力平衡室と、弁部材と可動部材に設けられ、流路を圧力平衡室へ連通させる圧力導入路とを含むこととを備えた過給機付きエンジンの吸気バイパス装置において、吸気バイパス弁の圧力平衡室に流入し残留する排気還流ガスを除去するための残留ガス除去通路を備え、ハウジングに圧力平衡室に連通するガス取出し口が設けられ、残留ガス除去通路の一端がガス取出し口に接続されたことを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、残留ガス除去通路に負圧が作用することにより、その負圧が残留ガス除去通路及びガス取出し口を介して吸気バイパス弁の圧力平衡室に作用し、圧力平衡室に残留する排気還流ガスが吸引されて圧力平衡室からガス取出し口及び残留ガス除去通路を介して除去される。このとき、除去される残留排気還流ガスは、駆動部材の内側を流れることなくガス取出し口から残留ガス除去通路へ流れる。
【００１２】
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、可動部材に磁性材が設けられ、駆動部材が電磁石であり、その中心に穴が設けられ、穴に可動部材が隙間を介して遊嵌され、ハウジングに穴と外部を連通させる通気孔が設けられ、隙間を封鎖する封鎖部材が設けられたことを趣旨とする。
【００１３】
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、電磁石が励磁されることにより、穴の中で可動部材と共に磁性材が電磁石に吸引され、弾性部材の付勢力に抗して弁部材が開方向へ移動する。ここで、可動部材と電磁石との間の隙間が封鎖部材により封鎖されるので、圧力平衡室に残留する排気還流ガスがその隙間へ流入することがない。
【００１４】
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、可動部材の端部に磁性材が設けられ、駆動部材が電磁石であり、電磁石の全体がハウジングにより覆われ、圧力平衡室にて可動部材が電磁石を覆うハウジングの壁部から離れて配置され、可動部材と共に磁性材が電磁石により吸引可能に設けられたことを趣旨とする。
【００１５】
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、電磁石が励磁されることにより、可動部材と共に磁性材が電磁石に吸引され、弾性部材の付勢力に抗して弁部材が開方向へ移動する。ここで、電磁石の全体がハウジングにより覆われるので、電磁石の内部に排気還流ガスが入ることがない。また、圧力平衡室にて可動部材が電磁石を覆う壁部から離れて配置されるので、可動部材と電磁石との間に摺動部がなく、圧力平衡室に残留する排気還流ガス中の異物が、可動部材と電磁石との間に入り込むことがない。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、磁性材が略円錐形状をなし、磁性材と対向する壁部に磁性材の形状に整合する形状を有し、磁性材を受け入れ可能な凹部が形成されたことを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、請求項３に記載の発明の作用に加え、磁性材が略円錐形状をなし、磁性材と対向する壁部に磁性材の形状に整合する形状を有し、磁性材を受け入れ可能な凹部が形成されるので、磁性材の表面積が増え、磁性材の壁部に対する移動ストロークを大きく設定することが可能となる。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、磁性材の端面又は磁性材の端面と対向する壁部に衝撃吸収材が設けられたことを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、請求項３又は４に記載の発明の作用に加え、磁性材の端面が磁性材の端面と対向する壁部に衝突するときの衝撃が衝撃吸収材により緩和される。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、磁性材の端面及び磁性材の端面と対向する壁部のうち一方が平坦面に他方が傾斜面に形成されたことを趣旨とする。
【００２１】
上記発明の構成によれば、請求項３に記載の発明の作用に加え、磁性材の端面が磁性材の端面と対向する壁部に衝突するとき、その端面が一気に当たることなく、徐々に壁部の面に接することになる。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の発明において、吸気通路に吸気量を調節するための吸気量調節弁が設けられ、残留ガス除去通路の他端が吸気量調節弁より下流の吸気通路に接続されたことを趣旨とする。
【００２３】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の作用に加え、エンジンの運転時に吸気量調節弁の開度が小さくなって吸気量調節弁より下流の吸気通路に負圧が発生することにより、その負圧が残留ガス除去通路及びガス取出し口を介して圧力平衡室に作用し、その負圧により排気還流ガスが圧力平衡室から吸引される。
【００２４】
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の発明において、残留ガス除去通路に逆止弁が設けられ、逆止弁は、圧力平衡室から残留ガス除去通路へのガスの流れを許容し、残留ガス除去通路から圧力平衡室へのガスの流れを阻止すること趣旨とする。
【００２５】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至７の何れかに記載の発明の作用に加え、圧力平衡室から残留ガス除去通路へ向かうガスの流れが逆止弁により許容され、残留ガス除去通路から圧力平衡室へ向かうガスの逆流が逆止弁により阻止される。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１に記載の発明によれば、吸気バイパス弁の圧力平衡室に残留する排気還流ガスを好適に除去することができ、併せて、吸気バイパス弁の異物による動作不良を防止することができる。
【００２７】
請求項２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、可動部材と穴の内周との間の摺動部で異物による異常な摩擦や詰まりを確実に防止することができる。
【００２８】
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、可動部材と穴の内周との間の摺動部で異物による異常な摩擦や詰まりを確実に防止することができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、電磁石による磁性材の吸引力を大きくすることができ、弁部材の最大開度を大きくすることができる。
【００３０】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３又は４に記載の発明の効果に加え、弁部材の開弁時における打音を低減することができる。
【００３１】
請求項６に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、弁部材の開弁時における打音を低減することができる。
【００３２】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の効果に加え、エンジンの運転を利用して圧力平衡室から残留した排気還流ガスを除去することができる。
【００３３】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１乃至７の何れかに記載の発明の効果に加え、エンジンの過給時等に圧力平衡室を過剰な圧力の作用から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態に係り、低圧ループ式ＥＧＲ装置を含む過給機付き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、ＡＢＶの概略構成を示す断面図。
【図３】第２実施形態に係り、ＡＢＶの概略構成を示す断面図。
【図４】第３実施形態に係り、ＡＢＶの概略構成を示す断面図。
【図５】第４実施形態に係り、可動部材に設けられた磁性金属板と壁部の部分を拡大して示す断面図。
【図６】第５実施形態に係り、可動部材に設けられた磁性金属板と壁部の部分を拡大して示す断面図。
【図７】第６実施形態に係り、ＡＢＶの概略構成を示す断面図。
【図８】従来例に係り、ＡＢＶの概略構成を示す断面図。
【図９】従来例に係り、ＡＢＶの概略構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
＜第１実施形態＞
以下、本発明における過給機付きエンジンの吸気バイパス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。
【００３６】
図１に、この実施形態における低圧ループ式排気還流装置（低圧ループ式ＥＧＲ装置）を含む過給機付きガソリンエンジンシステムを概略構成図により示す。この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の吸気ポート２には、吸気通路３が接続され、排気ポート４には、排気通路５が接続される。吸気通路３の入口には、エアクリーナ６が設けられる。エアクリーナ６より下流の吸気通路３には、排気通路５との間に、吸気通路３における吸気を昇圧させるための過給機７が設けられる。
【００３７】
過給機７は、吸気通路３に配置されたコンプレッサ８と、排気通路５に配置されたタービン９と、コンプレッサ８とタービン９を一体回転可能に連結する回転軸１０とを含む。過給機７は、排気通路５を流れる排気によりタービン９を回転させて回転軸１０を介してコンプレッサ８を一体的に回転させることにより、吸気通路３における吸気を昇圧させる、すなわち過給を行うようになっている。
【００３８】
過給機７に隣接して排気通路５には、タービン９を迂回する排気バイパス通路１１が設けられる。この排気バイパス通路１１には、ウェイストゲートバルブ１２が設けられる。ウェイストゲートバルブ１２により排気バイパス通路１１を流れる排気が調節されることにより、タービン９に供給される排気流量が調節され、タービン９及びコンプレッサ８の回転速度が調節され、過給機７による過給圧が調節されるようになっている。
【００３９】
吸気通路３において、コンプレッサ８とエンジン１との間には、インタークーラ１３が設けられる。このインタークーラ１３は、コンプレッサ８により昇圧されて高温となった吸気を適温に冷却するようになっている。インタークーラ１３とエンジン１との間の吸気通路３には、サージタンク３ａが設けられる。インタークーラ１３より下流であってサージタンク３ａより上流の吸気通路３には、電動式のスロットル弁である電子スロットル装置１４が設けられる。電子スロットル装置１４は、吸気通路３に配置されるバタフライ形のスロットル弁２１と、そのスロットル弁２１を開閉駆動するためのＤＣモータ２２と、スロットル弁２１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２３とを備える。電子スロットル装置１４は、運転者によるアクセルペダル２６の操作に応じてスロットル弁２１がＤＣモータ２２により開閉駆動されることにより、スロットル弁２１の開度が調節されるように構成される。この実施形態で、電子スロットル装置１４は、本発明の吸気量調節弁の一例に相当する。また、タービン９より下流の排気通路５には、排気を浄化するための排気触媒としての触媒コンバータ１５が設けられる。
【００４０】
エンジン１には、燃焼室１６に燃料を噴射供給するための、インジェクタ２５が設けられる。インジェクタ２５には、燃料タンク（図示略）から燃料が供給されるようになっている。また、エンジン１には、各気筒に対応して点火プラグ２９が設けられる。各点火プラグ２９は、イグナイタ３０から出力される高電圧を受けて点火動作する。各点火プラグ２９の点火時期は、イグナイタ３０による高電圧の出力タイミングにより決定される。点火プラグ２９とイグナイタ３０により点火装置が構成される。
【００４１】
この実施形態において、エンジン１には低圧ループ式のＥＧＲ装置が設けられる。このＥＧＲ装置は、エンジン１の燃焼室１６から排気通路５へ排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させる排気還流通路（ＥＧＲ通路）１７と、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲガスの流れを調節するための排気還流弁（ＥＧＲ弁）１８とを備える。この実施形態で、ＥＧＲ通路１７は、触媒コンバータ１５より下流の排気通路５と、コンプレッサ８より上流の吸気通路３との間に設けられる。すなわち、ＥＧＲ通路１７は、その入口１７ｂがタービン９及び触媒コンバータ１５より下流の排気通路５に接続され、その出口１７ａがコンプレッサ８より上流の吸気通路３に接続される。ＥＧＲ通路１７には、同通路１７を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２０が設けられる。この実施形態で、ＥＧＲ弁１８は、ＥＧＲクーラ２０より下流のＥＧＲ通路１７に配置される。
【００４２】
図１に示すように、ＥＧＲ弁１８は、ポペット弁として、かつ、電動弁として構成される。すなわち、ＥＧＲ弁１８は、モータ３１により駆動される弁体３２を備える。弁体３２は、略円錐形状をなし、ＥＧＲ通路１７に設けられた弁座３３に着座可能に設けられる。モータ３１は直進的に往復運動（ストローク運動）可能に構成された出力軸３４を備え、その出力軸３４の先端に弁体３２が固定される。出力軸３４は軸受３５を介してＥＧＲ通路１７を構成するハウジングに支持される。そして、モータ３１の出力軸３４をストローク運動させることにより、弁座３３に対する弁体３２の開度が調節されるようになっ
ている。ＥＧＲ弁１８の出力軸３４は、弁体３２が弁座３３に着座する全閉状態から、弁
体３２が軸受３５に当接する全開状態までの間で所定のストロークだけストローク運動可能に設けられる。この実施形態では、大量ＥＧＲを実現するために、従前の技術に比べて弁座３３の開口面積が拡大されている。それに合わせて、弁体３２が大型化されている。
【００４３】
上記した低圧ループ式ＥＧＲ装置によれば、エンジン１の運転時であって過給機７が動作する過給時には、コンプレッサ８より上流の吸気通路３に負圧が生じる。このとき、ＥＧＲ弁１８が開弁することにより、燃焼室１６から排気通路５へ排出される排気の一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１７を介してコンプレッサ８より上流の吸気通路３へ流れ、コンプレッサ８及び吸気通路３を更に流れて燃焼室１６へ還流される。
【００４４】
過給機７に隣接して吸気通路３には、コンプレッサ８より上流の部位とコンプレッサ８より下流の部位との間をバイパスする吸気バイパス通路４１が設けられる。この吸気バイパス通路４１には、同通路４１を開閉するための吸気バイパス弁（以下「ＡＢＶ」という。）４２が設けられる。このＡＢＶ４２により吸気バイパス通路４１を流れる吸気量が調節されることにより、コンプレッサ８の入口と出口との間の圧力差が低減され、サージングを防止するようになっている。ＡＢＶ４２には、ＡＢＶ４２の内部に残留するＥＧＲガスを排出（除去）するためにＡＢＶ４２の内部に連通する残留ガス除去通路４３の一端４３ａが接続される。この残留ガス除去通路４３の他端４３ｂは、電子スロットル装置１４（スロットル弁２１）より下流の吸気通路３に接続されて連通する。残留ガス除去通路４３には、ガスの逆流を阻止する逆止弁４４が設けられる。
【００４５】
この実施形態では、エンジン１の運転状態に応じて燃料噴射制御、点火時期制御、吸気量制御、ＥＧＲ制御及び過給制御等をそれぞれ実行するために、インジェクタ２５、イグナイタ３０、電子スロットル装置１４のＤＣモータ２２、ＥＧＲ弁１８のモータ３１及びＡＢＶ４２がそれぞれエンジン１の運転状態に応じて電子制御装置（ＥＣＵ）５０により制御されるようになっている。ＥＣＵ５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、所定の制御プログラム等を予め記憶したり、ＣＰＵの演算結果等を一時的に記憶したりする各種メモリと、これら各部と接続される外部入力回路及び外部出力回路とを備える。外部出力回路には、イグナイタ３０、インジェクタ２５、ＤＣモータ２２、モータ３１及びＡＢＶ４２が接続される。外部入力回路には、スロットルセンサ２３をはじめエンジン１の運転状態を検出するための各種センサ等２７，５１〜５５が接続され、各種エンジン信号が入力されるようになっている。
【００４６】
ここで、各種センサとして、スロットルセンサ２３の他に、アクセルセンサ２７、吸気圧センサ５１、回転速度センサ５２、水温センサ５３、エアフローメータ５４、空燃比センサ５５が設けられる。アクセルセンサ２７は、アクセルペダル２６の操作量であるアクセル開度ＡＣＣを検出する。吸気圧センサ５１は、スロットル弁２１より下流のサージタンク３ａにおける吸気圧ＰＭを検出するようになっている。回転速度センサ５２は、エンジン１のクランクシャフト１ａの回転角（クランク角）を検出するとともに、そのクランク角の変化をエンジン１の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥとして検出する。水温センサ５３は、エンジン１の冷却水温ＴＨＷを検出する。エアフローメータ５４は、エアクリーナ６の直下流の吸気通路３に設けられ、そこを流れる吸気量Ｇａを検出する。空燃比センサ５５は、触媒コンバータ１５の直上流の排気通路５に設けられ、そこを流れる排気中の空燃比Ａ/Ｆを検出する。
【００４７】
この実施形態で、ＥＣＵ５０は、エンジン１の全運転領域において、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ制御を実行するためにＥＧＲ弁１８を制御するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、通常は、エンジン１の加速運転時又は定常運転時に検出される運転状態に基づきＥＧＲ弁１８を開弁制御し、エンジン１の停止時、アイドル運転時又は減速運転時にＥＧＲ弁１８を全閉に閉弁制御するようになっている。
【００４８】
この実施形態で、ＥＣＵ５０は、運転者の要求に応じてエンジン１を運転するために、アクセル開度ＡＣＣに基づいて電子スロットル装置１４を制御するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、エンジン１の加速運転時又は定常運転時にアクセル開度ＡＣＣに基づき電子スロットル装置１４を開弁制御し、エンジン１の停止時又は減速運転時に電子スロットル装置１４を閉弁制御するようになっている。これにより、スロットル弁２１は、エンジン１の加速運転時又は定常運転時には開弁され、エンジン１の停止時又は減速運転時には全閉に閉弁されるようになっている。
【００４９】
次に、ＡＢＶ４２の構成を詳細に説明する。図２に、この実施形態におけるＡＢＶ４２の概略構成を断面図により示す。図２に示すＡＢＶ４２は、図９に示すＡＢＶ９１と基本的な構成が同じであることから、同じ構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、図９と異なる構成を中心に説明する。図２に示すように、圧力平衡室７１には、ハウジング６２と可動部材６７との間に、隙間７５を封鎖する本発明の封鎖部材の一例に相当するゴム製のべローズ７８が設けられる。ハウジング６２は、樹脂により形成することができる。ハウジング６２には、穴６９ａと外部を連通させる微細な通気孔８１が設けられる。また、ハウジング６２には、圧力平衡室７１に連通するガス取出し口７９が設けられ、残留ガス除去通路４３の一端４３ａがこのガス取出し口７９に接続される。残留ガス除去通路４３の他端４３ｂは、電子スロットル装置１４（スロットル弁２１）より下流の吸気通路３に接続される（図１参照）。また、残留ガス除去通路４３には、逆止弁４４が設けられる。この逆止弁４４は、圧力平衡室７１から残留ガス除去通路４３へのガスの流れを許容し、残留ガス除去通路４３から圧力平衡室７１へのガスの流れを阻止するようになっている。
【００５０】
次に、ＡＢＶ４２の動作について説明する。電磁石６９の非通電時（非励磁時）には、可動部材６７と共に弁部材６６が、スプリング６８の付勢力により、弁座６５に着座する閉方向へ付勢される。これにより、ＡＢＶ４２が閉弁状態となる。一方、電磁石６９の通電時（励磁時）には、その電磁力によりスプリング６８の付勢力に抗して可動部材６７と共に弁部材６６が開方向へ駆動される。これにより、ＡＢＶ４２が開弁状態となる。
【００５１】
ＡＢＶ４２の閉弁状態において、ダイアフラム７０は、流出路６４に対応して圧力平衡室７１を区画する。流入路６３と圧力平衡室７１は、遮蔽板７３の通気孔７３ａ及び圧力導入路７２を介して圧力平衡室７１に作用する。このため、弁部材６６の前後、すなわち流入路６３側と圧力平衡室７１側とに加わる吸気の圧力が平衡化される。これによって、スプリング６８の付勢力及び電磁石６９の電磁力が軽減される。
【００５２】
ところで、ＡＢＶ４２の開弁時、特に開弁開始時において、流入路６３から弁座６５の中空部を通って流出路６４へ流出する高圧の空気の大半が遮蔽板７３に衝突する。これとともに、空気の大半は流出路６４へ流れるが、空気の一部は遮蔽板７３の通気孔７３ａから圧力導入路７２を通って圧力平衡室７１に流入する。このとき、遮蔽板７３の通気孔７３ａを通じて圧力平衡室７１に作用する空気の動圧は、遮蔽板７３を省略した場合の可動部材６７の圧力導入路７２を通じて圧力平衡室７１に作用する空気の動圧に比べて低くなる。従って、開弁開始時において圧力平衡室７１に作用する空気の動圧が低減される。これにより、従来例と比べて、開弁開始から終了までに要する開弁時間が短縮される。また、この実施形態では、弁部材６６の内部空間は、可動部材６７の圧力導入路７２及び遮蔽板７３の通気孔７３ａの開口面積（通路面積）に比べて大きい通路断面積を有するため、圧力平衡室７１に作用する空気の動圧の緩衝室として機能する。また、この緩衝室は、圧力導入路７２の入口側通路に相当する。
【００５３】
以上説明したこの実施形態の過給機付きエンジンの吸気バイパス装置によれば、電磁石６９が励磁されることにより、穴６９ａの中で可動部材６７が電磁石６９に吸引され、スプリング６８の付勢力に抗して弁部材６６が開方向へ移動し、ＡＢＶ４２が開弁する。ここで、ＡＢＶ４２のハウジング６２に、圧力平衡室７１に連通するガス取出し口７９が設けられ、残留ガス除去通路４３の一端４３ａがガス取出し口７９に接続され、同通路４３の他端４３ｂがスロットル弁２１より下流の吸気通路３に接続される。従って、エンジン１の運転時にスロットル弁２１より下流の吸気通路３に負圧が発生することにより、その負圧が残留ガス除去通路４３、逆止弁４４及びガス取出し口７９を介してＡＢＶ４２の圧力平衡室７１に作用する。そして、その負圧により圧力平衡室７１に残留するＥＧＲガスが吸引され、圧力平衡室７１からガス取出し口７９、逆止弁４４及び残留ガス除去通路４３を介してスロットル弁２１より下流の吸気通路３へ除去される。このため、ＡＢＶ４２の圧力平衡室７１に残留するＥＧＲガスを好適に除去することができ、圧力平衡室７１にて残留ＥＧＲガスにより凝縮水が発生することを防止することができる。併せて、この実施形態では、除去される残留ＥＧＲガスが、電磁石６９の穴６９ａへ流れることなくガス取出し口７９から残留ガス除去通路４３へ流れる。特に、この実施形態では、可動部材６７と電磁石６９との間の隙間７５がべローズ７８により封鎖されるので、圧力平衡室７１に残留するＥＧＲガスがその隙間７５へ流入することがない。このため、可動部材６７と穴６９ａの内周との間の摺動部で微細なカーボン粒子等の異物による異常な摩擦や詰まり（ロック）を確実に防止することができる。この結果、ＡＢＶ４２の異物による動作不良を防止することができる。
【００５４】
この実施形態では、圧力平衡室７１から残留ガス除去通路４３へ向かうガスの流れが逆止弁４４により許容され、残留ガス除去通路４３から圧力平衡室７１へ向かうガスの逆流が逆止弁４４により阻止される。このため、エンジン１の過給時等に圧力平衡室７１を過剰な圧力の作用から保護することができる。
【００５５】
この実施形態では、エンジン１の運転時にスロットル弁２１の開度が小さくなってスロットル弁２１より下流の吸気通路３に負圧が発生することにより、その負圧が残留ガス除去通路４３及びガス取出し口７９を介して圧力平衡室７１に作用し、その負圧により残留ＥＧＲガスが圧力平衡室７１から吸引される。このため、エンジン１の運転を利用して圧力平衡室７１から残留ＥＧＲガスを除去することができる。
【００５６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明における過給機付きエンジンの吸気バイパス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。
【００５７】
なお、以下に説明する各実施形態において、第１実施形態と同等の構成要素については説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
【００５８】
図３に、ＡＢＶ４２の概略構成を断面図により示す。この実施形態では、可動部材６７と電磁石６９との間の隙間７５を封鎖する封鎖部材の構成の点で第１実施形態と異なる。この実施形態では、図２のべローズ７８に代えてリップシール８０が設けられる。リップシール８０は、電磁石６９の穴６９ａの開口部付近にて電磁石６９と可動部材６７との間に介在するように配置される。従って、この実施形態の吸気バイパス装置では、ＡＢＶ４２において、電磁石６９と可動部材６７との間にリップシール８０が介在することで可動部材６７の移動に多少の摺動抵抗はあるものの、第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【００５９】
＜第３実施形態＞
次に、本発明における過給機付きエンジンの吸気バイパス装置を具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００６０】
図４に、ＡＢＶ４２の概略構成を断面図により示す。この実施形態では、可動部材６７と電磁石６９の構成の点で第１及び第２の実施形態と異なる。すなわち、図４に示すように、この実施形態では、可動部材６７の上端部に本発明の磁性材の一例として磁性金属板８２が設けられる。また、電磁石６９の全体がハウジング６２により覆われ、圧力平衡室７１にて可動部材６７が電磁石６９を覆うハウジング６２の壁部６２ａから下方へ離れて配置される。そして、可動部材６７と共に磁性金属板８２が電磁石６９により吸引可能に設けられる。電磁石６９と圧力平衡室７１はハウジング６２の壁部６２ａにより区画される。この壁部６２ａは、電磁石６９の下側にて水平に広がり平坦面をなす。可動部材６７は、図２及び図３に示す可動部材６７の上部分を省略した短い形状なす。この可動部材６７の上端に可動部材６７の上端面より面積の広い磁性金属板８２が固定される。この他、図２及び図３に示すスプリング６８の代わりに、弁部材６６と壁部６２ａとの間に、磁性金属板８２及び可動部材６７と共に弁部材６６を閉方向へ付勢する本発明の弾性部材の一例としてのスプリング８３が設けられる。この実施形態では、磁性金属板８２とスプリング８３それぞれの表面に、腐食を防止するための耐腐食コーティングが施されている。また、この実施形態では、ハウジング６２から通気孔８１が省略されている。
【００６１】
従って、この実施形態によれば、ＡＢＶ４２の電磁石６９が励磁されることにより、可動部材６７と共に磁性金属板８２が電磁石６９に吸引され、スプリング８３の付勢力に抗して弁部材６６が開方向へ移動する。ここで、電磁石６９の全体がハウジング６２により覆われるので、電磁石６９の内部にＥＧＲガスが入ることがない。また、圧力平衡室７１にて可動部材６７が電磁石６９を覆う壁部６２ａから下方へ離れて配置されるので、可動部材６７と電磁石６９との間に摺動部がなく、圧力平衡室７１に残留するＥＧＲガス中の微細なカーボン粒子等の異物が、可動部材６７と電磁石６９との間に入り込むことがない。すなわち、この実施形態では、第１及び第２の実施形態のように可動部材６７が電磁石６９の穴６９ａに組み込まれて摺動する関係にはなく、可動部材６７と電磁石６９が分離した関係にあり、ＥＧＲガス中の異物により可動部材６７の動きが阻害されることはない。このため、可動部材６７と電磁石６９との間で異物による異常な摩擦や詰まり（ロック）を確実に防止することができ、ＡＢＶ４２の異物による動作不良を防止することができる。この他、圧力平衡室７１における残留ＥＧＲガスの除去に関する作用効果は、前記第１及び第２の実施形態のそれと同じである。
【００６２】
＜第４実施形態＞
次に、本発明における過給機付きエンジンの吸気バイパス装置を具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００６３】
第３実施形態の構成では、弁部材６６の開弁時に、磁性金属板８２が電磁石６９により吸引されるときに、壁部６２ａに衝突して打音が発生することがある。そこで、この実施形態では、その打音を低減するための衝撃緩和構造が設けられる。図５に、可動部材６７に設けられた磁性金属板８２と壁部６２ａの部分を拡大して断面図により示す。図５に示すように、壁部６２ａの下面には、磁性金属板８２に対応して衝撃吸収材８４が固定される。この衝撃吸収材８４は、例えば、スポンジやゴムなどで形成することができる。この衝撃吸収材８４の面積は、磁性金属板８２の面積よりも若干大きく設定される。
【００６４】
従って、この実施形態によれば、第３実施形態の作用効果に加え、ＡＢＶ４２において、弁部材６６の開弁時に、磁性金属板８２が壁部６２ａに衝突するときの衝撃が衝撃吸収材８４により緩和される。この結果、弁部材６６の開弁時における打音を低減することができる。
【００６５】
＜第５実施形態＞
次に、本発明における過給機付きエンジンの吸気バイパス装置を具体化した第５実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００６６】
図６に、可動部材６７に設けられた磁性金属板８２と壁部６２ａの部分を拡大して断面図により示す。この実施形態では、衝撃緩和構造の構成の点で第４実施形態と異なる。すなわち、図６に示すように、壁部６２ａの下面には、平面視で円形をなす堤状のリブ６２ｂが形成され、そのリブ６２ｂの下面が水平に対して傾斜する傾斜面６２ｃをなす。また、可動部材６７の上面側に設けられた磁性金属板８２の上端面８２ａは水平に伸びる平坦面をなす。
【００６７】
従って、この実施形態によれば、第３実施形態の作用効果に加え、ＡＢＶ４２において、弁部材６６の開弁時に、磁性金属板８２がリブ６２ｂに衝突するとき、磁性金属板
８２の上面がリブ６２ｂに衝突するタイミングが分散される。すなわち、磁性金属板８２
の上端面８２ａが壁部６２ａに衝突するとき、その上端面８２ａが一気に当たることなく、リブ６２ｂの傾斜面６２ｃに徐々に接することになる。この結果、弁部材６６の開弁時における打音を低減することができる。
【００６８】
＜第６実施形態＞
次に、本発明における過給機付きエンジンの吸気バイパス装置を具体化した第６実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００６９】
図７に、ＡＢＶ４２の概略構成を断面図により示す。この実施形態では、可動部材６７と電磁石６９の構成の点で前記第３〜第５の実施形態と異なる。すなわち、図７に示すように、この実施形態では、可動部材６７の上端に設けられた本発明の磁性材としての磁性金属片８５が略円錐形状をなす。また、磁性金属片８５と対向する壁部６２ａに、磁性金属片８５の形状に整合する形状を有し、磁性金属片８５を受け入れ可能な凹部８６が形成される。
【００７０】
従って、この実施形態によれば、磁性金属片８５が略円錐形状をなし、その磁性金属片８５と対向する壁部６２ａに同金属片８５の形状に整合する形状を有し、同金属片８５を受け入れ可能な凹部８６が形成されるので、磁性金属片８５の表面積が増え、同金属片８５の壁部６２ａに対する移動ストロークを大きく設定することが可能となる。このため、電磁石６９による磁性金属片８５の吸引力を大きくすることができ、弁部材６６の最大開度を大きくすることができる。
【００７１】
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。
【００７２】
（１）前記第４実施形態では、壁部６２ａに衝撃吸収材８４を設けたが、壁部にではなく磁性金属板に衝撃吸収材を設けることもできる。
【００７３】
（２）前記５実施形態では、壁部６２ａに傾斜面６２ｃを有するリブ６２ｂを設け、磁性金属板８２の上端面８２ａを水平な平坦面としたが、壁部の下面を水平な平坦面とし、磁性金属板の上端面を傾斜面に形成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
この発明は、過給機を備えたガソリンエンジン及びディーゼルエンジンに利用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１  エンジン
３  吸気通路
５  排気通路
７  過給機
８  コンプレッサ
９  タービン
１０  回転軸
１４  電子スロットル装置
１６  燃焼室
１７  ＥＧＲ通路（排気還流通路）
１７ａ  出口
１７ｂ  入口
１８  ＥＧＲ弁（排気還流弁）
２１  スロットル弁
４１  吸気バイパス通路
４２  ＡＢＶ（吸気バイパス弁）
４３  残留ガス除去通路
４３ａ  一端
４３ｂ  他端
４４  逆止弁
６２  ハウジング
６２ａ  壁部
６２ｂ  リブ
６２ｃ  傾斜面
６３  流入路（流路）
６４  流出路（流路）
６５  弁座
６６  弁部材
６７  可動部材
６８  スプリング（弾性部材）
６９  電磁石（駆動部材）
６９ａ  穴
７０  ダイアフラム（圧力応動部材）
７１  圧力平衡室
７２  圧力導入路
７３  遮蔽板
７３ａ  通気孔
７５  隙間
７８  ベローズ（封鎖部材）
７９  ガス取出し口
８０  リップシール（封鎖部材）
８２  磁性金属板（磁性材）
８２ａ  上端面
８３  スプリング（弾性部材）
８４  衝撃吸収材
８５  磁性金属片（磁性材）
８６  凹部
【図１】
2015151917.tif 000003
【図２】
2015151917.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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