(57)【要約】【課題】  排気ガス還流路４内の排気ガス温度を高度制御し易く、また、粘着質のデポジットによる排気ガス流量比調節弁１８のＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１の固着を防止することのできる排気ガス再循環装置を提供する。【解決手段】  エンジン停止時に、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３のうちのＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１のみを開弁させておくことにより、粘着質のデポジットによって排気ガス流量比調節弁１８のＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１が固着することはない。また、ＥＧＲガスクーラ１４およびバイパス配管１５等によって構成される排気ガス冷却装置の下流側近傍に排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３を配置することにより、排気ガス還流路４内を吸気通路３内に向かう排気ガス温度を高度制御し易くなる。【選択図】  図１
2005098278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）内燃機関の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるための排気ガス還流路と、
（ｂ）この排気ガス還流路内を通過する排気ガスの全流量を連続的または段階的に調節する排気ガス還流量制御弁と、
（ｃ）前記排気ガス還流路の途中に設けられて、前記排気ガス還流路内を流れる排気ガスを冷却する水冷式の排気熱交換器と、
（ｄ）前記排気ガス還流路の途中に設けられて、前記排気ガス還流路内を流れる排気ガスを前記排気熱交換器より迂回させるバイパス配管と、
（ｅ）前記排気ガス還流路の途中に設けられて、前記排気熱交換器内を流れる排気ガスの流量と前記バイパス配管内を流れる排気ガスの流量の比を連続的または段階的に調節する排気ガス流量比調節弁と
を備えた排気ガス再循環装置において、
前記排気ガス流量比調節弁は、前記排気熱交換器および前記バイパス配管の下流側近傍に設けられて、
前記排気熱交換器から排気ガスを前記吸気側に導入する第１導入孔、
前記バイパス配管から排気ガスを前記吸気側に導入する第２導入孔、
および前記２つの第１、第２導入孔のうちの少なくとも前記第１導入孔の開口面積を調節するバルブを有し、
前記内燃機関の運転停止時に、前記バルブが開弁するように構成したことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気ガス再循環装置において、
前記バルブは、前記第１導入孔の開口面積を調節する常開型の第１弁体、および前記第２導入孔の開口面積を調節する常閉型の第２弁体よりなり、
前記排気ガス流量比調節弁は、前記第２弁体が前記第２導入孔を全開している時に、前記第１弁体が前記第１導入孔を所定開度以上開放するように構成したことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排気ガス再循環装置において、
前記排気ガス流量比調節弁は、前記内燃機関の運転停止時に、前記第１弁体が開弁するように構成し、且つ前記第２弁体が閉弁するように構成したことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の排気ガス再循環装置において、
前記バルブは、前記第１弁体を構成する略円形の第１鍔状部、前記第２弁体を構成する略円形の第２鍔状部、前記第１鍔状部および前記第２鍔状部と一体的に往復動作する軸状部を有するダブルポペット型バルブであることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、  前記排気ガス流量比調節弁は、
前記第１弁体を閉弁方向に駆動すると共に、前記第２弁体を開弁方向に駆動するアクチュエータ、
および前記第１弁体を開弁方向に付勢すると共に、前記第２弁体を閉弁方向に付勢する弁体付勢手段
を有していることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、  前記排気熱交換器は、内部に第１排気ガス通路を形成する排気ガス流路管を有し、
前記バイパス配管は、内部に前記第１排気ガス通路より排気ガスを迂回させるための第２排気ガス通路を有し、
前記排気ガス流量比調節弁は、内部に高温の排気ガスと低温の排気ガスとをミキシングするためのミクスチャ室を有し、
前記ミクスチャ室は、前記第１導入孔を介して前記排気ガス流路管の第１排気ガス通路に連通すると共に、前記第２導入孔を介して前記バイパス配管の第２排気ガス通路に連通することを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、  前記排気ガス還流量制御弁は、前記排気熱交換器に前記第１導入孔を介して連通すると共に、前記バイパス配管に前記第２導入孔を介して連通する連通路、この連通路の開口面積を調節する弁体、この弁体を開弁方向に駆動するアクチュエータ、および前記弁体を閉弁方向に付勢する弁体付勢手段を有していることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、  前記排気ガス還流路の途中で、前記排気熱交換器と前記バイパス配管とを並列的に、しかも近傍に配置して排気ガス冷却装置を構成したことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、  前記バイパス配管は、前記排気熱交換器の筒方向寸法と略同一の寸法とされており、前記バイパス配管の筒方向に伸縮することが可能な蛇腹状のベローズ部を有していることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、  前記排気ガス還流路の途中で、前記排気熱交換器および前記バイパス配管と前記排気ガス流量比調節弁とを直列的に直接結合したことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、
前記排気ガス還流路の途中で、前記排気ガス流量比調節弁と前記排気ガス還流量制御弁とを直列的に直接結合したことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、
前記排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および前記排気ガス還流量制御弁の内部構成部品は、１個のハウジングの内部に収容保持されていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、
前記内燃機関の冷却水を、前記排気熱交換器、前記排気ガス流量比調節弁、前記排気ガス還流量制御弁の順に循環させる冷却水循環路を備え、
前記冷却水循環路の途中で、前記排気熱交換器と前記排気ガス流量比調節弁と前記排気ガス還流量制御弁とを直列的に直接結合したことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の排気ガス再循環装置において、
前記排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および前記排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を収容保持するハウジングは、前記排気ガス還流路に対して、前記排気ガス流量比調節弁の内部構成部品側および前記排気ガス還流量制御弁の内部構成部品側に、前記冷却水循環路の一部分を構成する冷却水通路を有し、
前記排気熱交換器は、前記バイパス配管に対して、前記排気ガス流量比調節弁の内部構成部品側および前記排気ガス還流量制御弁の内部構成部品側に配置されていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の排気ガス再循環装置において、
前記排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および前記排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を収容保持するハウジングは、前記排気ガス還流路に対して、前記排気ガス流量比調節弁の内部構成部品側および前記排気ガス還流量制御弁の内部構成部品側に、前記冷却水循環路の一部分を構成する冷却水通路を有し、
前記冷却水通路内には、前記冷却水通路内を循環する冷却水の熱を前記ハウジングに効率的に伝えるための伝熱フィンが設けられていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項１６】
請求項２ないし請求項１５のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記排気ガス還流路内の排気ガス温度を検出する排気ガス温度検出手段と、
前記運転状態検出手段によって検出した前記内燃機関の運転状態または前記排気ガス温度検出手段によって検出した排気ガス温度に基づいて、前記排気ガス流量比調節弁の弁開度および前記排気ガス還流量制御弁の弁開度を制御するエンジン制御装置と
を備えたことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の排気ガス再循環装置において、
前記運転状態検出手段は、少なくとも前記内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段を有し、
前記エンジン制御装置は、
前記冷却水温度検出手段によって検出した前記内燃機関の冷却水の温度が第１所定値よりも低い時に、前記第２弁体を開弁するように前記排気ガス流量比調節弁の弁開度を制御すると共に、
前記冷却水温度検出手段によって検出した前記内燃機関の冷却水の温度が第２所定値よりも高い時に、前記第１弁体を開弁し、且つ前記第２弁体を閉弁するように前記排気ガス流量比調節弁の弁開度を制御することを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項１８】
請求項１６または請求項１７に記載の排気ガス再循環装置において、
前記運転状態検出手段は、少なくとも前記内燃機関の負荷状態を検出するエンジン負荷検出手段を有し、
前記エンジン制御装置は、
前記排気ガス温度検出手段によって検出した排気ガス温度が、前記エンジン負荷検出手段によって検出した前記内燃機関の負荷状態に対応して設定される目標値と略一致するように、前記排気ガス流量比調節弁の弁開度をフィードバック制御することを特徴とする排気ガス再循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に還流させるための排気ガス還流路を備えた排気ガス再循環装置に関するもので、特に排気ガス還流路の途中に水冷式の排気熱交換器およびこれを迂回するバイパス配管を装備した排気ガス再循環装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、内燃機関の排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に還流させるための排気ガス還流管を備えた排気ガス再循環装置においては、排気ガスを吸気側に再循環させると、内燃機関の出力の低下および内燃機関の運転性の低下を伴うので、吸気側に再循環（還流）させる排気ガスの流量（排気ガス還流量：ＥＧＲ量）を調節する排気ガス還流量制御弁が排気ガス還流管の入口部または途中または出口部に設けられている。また、内燃機関の排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に還流させるための排気ガス還流管（ＥＧＲパイプ）を備えた排気ガス再循環装置においては、内燃機関の吸気通路に再循環させる排気ガスをＥＧＲパイプの途中で冷却すると、排気ガスの温度が下がり、且つ体積が小さくなることにより、内燃機関の出力を低下させることなく、内燃機関内での燃料の燃焼温度を低下させて効果的に窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を低減させることができるため、内燃機関に排気ガスを再循環させるＥＧＲパイプの途中に水冷式のＥＧＲガスクーラを装備したものがある。しかるに、ＥＧＲパイプの途中にＥＧＲガスクーラを装備すると、内燃機関に再循環させる排気ガスが必ず冷却されてしまうので、寒冷時に排気ガスを再循環しても吸入空気への暖気効果が少ない。すなわち、一般的に、寒冷時に温度の高い排気ガスを吸気側へ再循環させることは、吸入空気への暖気効果を得ることができるが、寒冷時にＥＧＲガスクーラで冷却された排気ガスが吸気側に再循環されるために、十分な暖気効果を得ることができず、寒冷時に内燃機関での着火性が低下して白煙が発生する可能性がある。  
【０００３】
そこで、排気ガスの温度を内燃機関の運転状態に応じて最適化する目的で、内燃機関の排気ガスの一部（排気再循環ガス：ＥＧＲガス）を排気通路から吸気通路に還流させるための排気ガス還流路（ＥＧＲ通路）の途中に、エンジン冷却水を用いてＥＧＲガスを冷却する排気熱交換器（ＥＧＲガスクーラ）を備えた冷却通路と、冷却通路をバイパスするバイパス通路とを設け、冷却通路のＥＧＲガスクーラ下流側に、冷却通路とバイパス通路のＥＧＲガス流量比を調節するための排気ガス流量比調節弁（３方弁）を設け、ＥＧＲ通路の出口付近に全ＥＧＲ量を調節する排気ガス還流量制御弁（流量調節弁）を設けた排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このＥＧＲ装置は、排気側排気ガス還流管、分岐部から合流部までをバイパス配管、分岐部からＥＧＲガスクーラまでを排気側排気ガス還流管、ＥＧＲガスクーラから合流部までを吸気側排気ガス還流管、および合流部から吸気管までを吸気側排気ガス還流管によって結合して構成されている。また、エンジン冷却水は、エンジンとＥＧＲガスクーラとの間で一対の冷却水配管を通じて循環するように構成されている。
【０００４】
［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載のＥＧＲ装置においては、３方弁、ＥＧＲガスクーラ、バイパス配管、流量調節弁をそれぞれ単体で構成している。これにより、単体それぞれにＥＧＲガスを導入する排気ガス還流管を用いて結合しているため、ＥＧＲ通路全体の通路長が非常に長くなる。特に、冷却通路とバイパス通路とのＥＧＲガスの流量比を調節する際に応答遅れが発生し、高度な温度制御が行い難い。また、単体それぞれを結合している排気ガス還流管に外気が当たり、冷却通路およびバイパス通路のＥＧＲガスの流量比を調節して得たＥＧＲガス温度が変動し易いため、高度な温度制御が行い難い。これらによって、内燃機関の運転状態に対応した最適な温度に制御されたＥＧＲガスを吸入空気に混入させることができなくなるので、性能上の問題、特に排気ガス中のＮＯｘ低減効果の悪化があった。
【０００５】
また、ＥＧＲガスの温度を、満足な排気ガス中のＮＯｘ低減効果を得るため、更には、３方弁の内部構成部品および流量調節弁の内部構成部品を熱から保護するためには、ＥＧＲガスクーラだけでなく、３方弁および流量調節弁にもエンジン冷却水を導入する必要がある。この場合には、ＥＧＲガスクーラ、３方弁および流量調節弁にエンジン冷却水を循環させるための冷却水配管がエンジンとの間にそれぞれ必要となったり、また、ＥＧＲガスクーラの冷却水通路と３方弁の冷却水通路とを結合する冷却水配管が必要となったり、ＥＧＲガスクーラの冷却水通路と流量調節弁の冷却水通路とを結合する冷却水配管が必要となったり等により、ＥＧＲ装置に必要なＥＧＲガス冷却装置全体の部品点数が増加し、組み付けも煩雑となり、車両のエンジンルーム内への搭載性が悪いという問題が生じる。  
【０００６】
また、ＥＧＲガスを排気通路から吸気通路に還流させるためのＥＧＲ通路の途中に、エンジン冷却水を用いてＥＧＲガスを冷却する排気熱交換器（ＥＧＲガスクーラ）を備えた冷却通路と、冷却通路をバイパスするバイパス通路とを設け、冷却通路のＥＧＲガスクーラ上流側およびバイパス通路の入口側に、冷却通路とバイパス通路のＥＧＲガス流量比を調節するための排気ガス流量比調節弁を設け、冷却通路の出口側とバイパス通路の出口側との合流部よりも下流側に全ＥＧＲ量を調節するＥＧＲ制御弁を設けた排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
ところが、特許文献２に記載のＥＧＲ装置においては、排気ガス流量比調節弁が、内部に冷却通路を形成するＥＧＲガスクーラおよび内部にバイパス通路を形成するバイパス配管の上流側に設置されているため、ＥＧＲガス温度の目標値が変更されてＥＧＲガス温度を変更する際に、ＥＧＲガスクーラおよびバイパス配管のボリューム（長さ）分だけ制御応答性が悪化し、ＥＧＲガス温度の高度制御がし難い。そこで、内部に冷却通路を形成するＥＧＲガスクーラおよび内部にバイパス通路を形成するバイパス配管の下流側に排気ガス流量比調節弁を設置することが考えられる。
【０００８】
しかし、排気ガス流量比調節弁は、燃焼残滓やカーボン等の微粒子が含まれている排気ガスが流れるＥＧＲ通路に設けられている。特にＥＧＲガスクーラを通過して冷やされた微粒子は、排気ガス流量比調節弁のＥＧＲガスクーラ側の弁体に付着して粘着質のデポジット（高温側に比べて低温側の方が粘着性が高い）を形成する。そして、エンジン停止後に、排気ガス流量比調節弁のＥＧＲガスクーラ側の弁体が弁座（例えばバルブシート）に着座して、ＥＧＲガスクーラから吸気通路側のＥＧＲ通路内にＥＧＲガスを導入する導入孔が閉塞されると、排気ガス流量比調節弁のＥＧＲガスクーラ側の弁体と弁座とに跨がって粘着質のデポジットが堆積することにより、排気ガス流量比調節弁のＥＧＲガスクーラ側の弁体が弁座に固着するために、例えばダイヤフラム等からなるアクチュエータによって排気ガス流量比調節弁のＥＧＲガスクーラ側の弁体が円滑に開閉作動しなくなる可能性がある。
【特許文献１】特開平１１−２８０５６５号公報（第１−６頁、図１）
【特許文献２】ＥＰ１０３００５０Ａ１号公報（第１−７頁、図１−図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、排気ガス還流路内の排気ガス温度を高度制御し易い排気ガス再循環装置を提供することにある。また、粘着質のデポジットによる排気ガス流量比調節弁の排気熱交換器側のバルブの固着を防止することのできる排気ガス再循環装置を提供することにある。さらに、排気ガス還流路または冷却水循環路の通路長さを短縮することで、車両への搭載性を向上することのできる排気ガス再循環装置を提供することにある。その上、内燃機関の出力の低下および内燃機関の運転性の低下を伴うことなく、効果的に酸化窒素の発生を低減することのできる排気ガス再循環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】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるための排気ガス還流路を備えた排気ガス再循環装置において、排気ガス還流路内を流れる排気ガスを冷却する水冷式の排気熱交換器、および排気ガス還流路内を流れる排気ガスを排気熱交換器より迂回させるバイパス配管の下流側近傍に、排気熱交換器内を流れる排気ガスの流量とバイパス配管内を流れる排気ガスの流量の比を連続的または段階的に調節する排気ガス流量比調節弁を設けることにより、排気ガス流量比調節弁において、排気熱交換器から第１導入孔を介して吸気側に導入される低温の排気ガスとバイパス配管から第２導入孔を介して吸気側に導入される高温の排気ガスとを混合（ミキシング）することができる。
【００１１】
また、水冷式の排気熱交換器およびバイパス配管の下流側近傍に排気ガス流量比調節弁を設けることにより、排気ガス還流路内の排気ガス温度を変更する際に、排気熱交換器およびバイパス配管のボリューム（長さ）分だけ、排気ガス流量比調節弁の制御応答性が向上する。これによって、排気ガス還流路内の排気ガス温度が、目標値より異常にオーバーシュートまたはアンダーシュートすることなく、目標値に速やかに収束するように、排気ガス還流路内の排気ガス温度を高度制御し易くなる。
【００１２】
また、水冷式の排気熱交換器およびバイパス配管の下流側近傍に、排気熱交換器から排気ガスを導入する第１導入孔、バイパス配管から排気ガスを導入する第２導入孔、および２つの第１、第２導入孔のうちの少なくとも第１導入孔の開口面積を調節するバルブを有する排気ガス流量比調節弁を設け、内燃機関の運転停止時に、排気ガス流量比調節弁のバルブを開弁させておくことにより、仮に排気熱交換器側のバルブに排気ガス中に含まれる微粒子が付着して粘着質のデポジットが形成されても、排気ガス流量比調節弁のバルブとバルブハウジング（例えば弁座またはバルブシート）とに跨がって粘着質のデポジットが堆積することはないので、排気ガス流量比調節弁のバルブが固着することはない。これによって、例えばアクチュエータによって排気ガス流量比調節弁のバルブが円滑に開閉作動できるので、排気ガス流量比調節弁の制御応答性を向上できる。
【００１３】
また、排気熱交換器と排気ガス流量比調節弁とを結合する排気ガス還流管（配管）、およびバイパス配管と排気ガス流量比調節弁とを結合する排気ガス還流管（配管）を非常に短縮できるので、配管の取り回しが容易となる。したがって、組み付けが容易となり、また、排気ガス還流路の通路長も短くなるので、車両への搭載性を向上できる。そして、排気ガス還流路内を通過する排気ガスの全流量を最適化して内燃機関の吸気側に再循環させることができるので、内燃機関の出力の低下および内燃機関の運転性の低下を伴うことなく、効果的に酸化窒素の発生を低減することができる。また、排気ガス還流路内を通過する排気ガスの温度を最適化して内燃機関の吸気側に再循環させることができるので、吸入空気への十分な暖気効果を得て内燃機関での着火性を大幅に向上できる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、排気ガス流量比調節弁を、バイパス配管側の第２弁体が、バイパス配管から排気ガスを導入する第２導入孔を全開している時に、排気熱交換器側の第１弁体が、排気熱交換器から排気ガスを導入する第１導入孔を所定開度以上開放する構造としている。すなわち、バイパス配管から第２導入孔を介して高温の排気ガスが導入される場合でも、第１導入孔を全閉しない構造とすることにより、排気熱交換器から第１導入孔を介して導入される低温の排気ガスによって、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品を冷却することができる。したがって、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品を高温の排気ガスの熱から保護できるので、排気ガス流量比調節弁の制御応答性を向上できる。  
【００１５】
また、排気熱交換器側の第１弁体としてノーマリオープンタイプ（常開型）のバルブを採用し、バイパス配管側の第２弁体としてノーマリクローズタイプ（常閉型）のバルブを採用することにより、排気ガス流量比調節弁のアクチュエータが制御不能の場合でも、排気熱交換器を通過して冷却された低温の排気ガスが、排気ガス流量比調節弁内に流入することになる。これによって、排気ガス流量比調節弁のアクチュエータが故障しても、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品を高温の排気ガスの熱から保護できるので、排気ガス再循環装置の２次故障を防止できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、排気ガス流量比調節弁を、内燃機関の運転停止時に、排気熱交換器側の第１弁体が開弁するように構成し、且つバイパス配管側の第２弁体が閉弁するように構成したことにより、仮に排気ガス流量比調節弁の排気熱交換器側の第１弁体に排気ガス中に含まれる微粒子が付着して粘着質のデポジットが形成されても、排気ガス流量比調節弁の排気熱交換器側の第１弁体とバルブハウジング（例えば弁座またはバルブシート）とに跨がって粘着質のデポジットが堆積することはないので、排気ガス流量比調節弁のバルブが固着することはない。これによって、例えばアクチュエータによって排気ガス流量比調節弁のバルブが円滑に開閉作動できるので、排気ガス流量比調節弁の制御応答性を向上できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、バルブとして、第１弁体を構成する略円形の第１鍔状部、第２弁体を構成する略円形の第２鍔状部、第１鍔状部および第２鍔状部と一体的に往復動作する軸状部よりなるダブルポペット型バルブによって構成することにより、第１弁体と第２弁体とを別々の軸状部によって往復動作させるものと比べて、部品点数や組付工数を軽減することができ、低コスト化を図ることができる。また、請求項５に記載の発明によれば、１つのアクチュエータおよび１つの弁体付勢手段によって第１弁体および第２弁体を動作させることができるので、第１弁体と第２弁体とを別々のアクチュエータおよび別々の弁体付勢手段によって動作させるものと比べて、部品点数や組付工数を軽減することができ、低コスト化を図ることができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、排気ガス流量比調節弁を、排気熱交換器の第１排気ガス通路から排気ガスを導入する第１導入孔、バイパス配管の第２排気ガス通路から排気ガスを導入する第２導入孔、第１導入孔の開口面積を調節する常開型の第１弁体、第２導入孔の開口面積を調節する常閉型の第２弁体、および内部に高温の排気ガスと低温の排気ガスとをミキシングするためのミクスチャ室によって構成することにより、排気ガス流量比調節弁において、排気熱交換器の第１排気ガス通路から第１導入孔を介してミクスチャ室内に導入される低温の排気ガスとバイパス配管の第２排気ガス通路から第２導入孔を介してミクスチャ室内に導入される高温の排気ガスとを混合（ミキシング）することができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、排気ガス還流量制御弁を、排気熱交換器に第１導入孔を介して連通すると共に、バイパス配管に第２導入孔を介して連通する連通路、この連通路の開口面積を調節する弁体、この弁体を開弁方向に駆動するアクチュエータ、および弁体を閉弁方向に付勢する弁体付勢手段によって構成することにより、排気熱交換器内で冷却された排気ガスが排気ガス還流量制御弁の連通路内に流入することになるので、排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を保護することができるので、排気ガス還流量制御弁の制御応答性を向上できる。
【００２０】
請求項８に記載の発明によれば、内燃機関の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるための排気ガス還流路の途中で、排気熱交換器とバイパス配管とを並列的に、しかも近傍に配置して排気ガス冷却装置を構成することにより、排気熱交換器とバイパス配管とが離れて設けられた従来技術と比べて、排気ガス冷却装置の体格を小型化できる。したがって、配管の取り回しが容易となり、排気ガス冷却装置の組み付けが容易となるので、車両への搭載性を向上できる。
【００２１】
請求項９に記載の発明によれば、バイパス配管は、排気熱交換器の筒方向寸法と略同一の寸法で、且つ排気熱交換器と並列的に、しかも近傍に配置されている。そして、バイパス配管に、バイパス配管の筒方向に伸縮することが可能な蛇腹状のベローズ部を設けることにより、高温の排気ガスを冷却水で冷却して低温部となる排気熱交換器と高温の排気ガスをそのまま通過させて高温部となるバイパス配管との熱膨張の差をベローズ部で吸収することができる。これにより、耐久性に優れた排気ガス冷却装置となる。
【００２２】
請求項１０に記載の発明によれば、内燃機関の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるための排気ガス還流路の途中で、排気熱交換器およびバイパス配管と排気ガス流量比調節弁とを直列的に直接結合して一体化することにより、排気熱交換器と排気ガス流量比調節弁とを結合する排気ガス還流管（配管）と、バイパス配管と排気ガス流量比調節弁とを結合する排気ガス還流管（配管）とが不要となるので、部品点数を減少できる。したがって、排気熱交換器と排気ガス流量比調節弁との組み付け性を向上することができ、あるいはバイパス配管と排気ガス流量比調節弁との組み付け性を向上することができ、また、排気ガス還流路の通路長を非常に短縮できるので、配管の取り回しが容易となり、車両への搭載性をより向上できる。また、排気ガス還流路の途中で、排気熱交換器と排気ガス流量比調節弁とを直列的に直接結合して一体化することにより、排気熱交換器より冷却された排気ガスの熱が排気ガス流量比調節弁に効率的に伝熱し、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品を冷却することができるので、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品を排気ガスの熱から保護できる。したがって、排気ガス流量比調節弁の制御応答性を向上できる。
【００２３】
請求項１１に記載の発明によれば、内燃機関の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるための排気ガス還流路の途中で、排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁とを直列的に直接結合して一体化することにより、排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁とを結合する排気ガス還流管（配管）が不要となるので、部品点数を減少できる。したがって、排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁との組み付け性を向上することができ、また、排気ガス還流路の通路長を非常に短縮できるので、配管の取り回しが容易となり、車両への搭載性をより向上できる。また、排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁との間の排気温度バラツキを抑えることができ、また、排気ガス還流路の通路長が短くなったことにより、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁の制御応答性も向上できる。
【００２４】
請求項１２に記載の発明によれば、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を、１個のハウジングの内部に収容保持することにより、排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁とを直列的に直接結合して一体化でき、且つ排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁とで１個のハウジングを共通使用できる。
【００２５】
請求項１３に記載の発明によれば、内燃機関の冷却水を、排気熱交換器、排気ガス流量比調節弁、排気ガス還流量制御弁の順に循環させる冷却水循環路の途中で、排気熱交換器と排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁とを直列的に直接結合して一体化することにより、排気熱交換器と排気ガス流量比調節弁とを結合する冷却水配管、および排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁とを結合する冷却水配管が不要となるので、部品点数を減少できる。したがって、冷却水循環路の通路長を非常に短縮できるので、冷却水配管の取り回しが容易となり、車両への搭載性を向上できる。そして、排気熱交換器から排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁に直接冷却水を導入することにより、排気ガス流量比調節弁内を通過する排気ガス、排気ガス還流量制御弁内を通過する排気ガス、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品、および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を冷却水を用いて冷却することができる。
【００２６】
請求項１４に記載の発明によれば、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を収容保持するハウジングに、排気ガス還流路に対して、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品側および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品側に、冷却水循環路の一部分を構成する冷却水通路を形成している。そして、排気熱交換器を、バイパス配管に対して、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品側および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品側に配置している。これによって、排気熱交換器から冷却水通路内に直接導入された冷却水を用いてハウジングを冷却することで、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を冷却することができる。したがって、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を排気ガスの熱から保護できるので、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁の制御応答性を向上できる。
【００２７】
請求項１５に記載の発明によれば、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を収容保持するハウジングに、排気ガス還流路に対して、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品側および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品側に、冷却水循環路の一部分を構成する冷却水通路を設けている。そして、そのハウジングの冷却水通路内に伝熱フィンを設けることにより、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁のハウジング内を通過する排気ガスによって高温化されたハウジングの熱を、冷却水通路内を循環する冷却水に効率的に伝えることができる。これによって、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を冷却水を用いて冷却することができる。したがって、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を排気ガスの熱から保護できるので、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁の制御応答性を向上できる。
【００２８】
請求項１６に記載の発明によれば、運転状態検出手段によって検出した内燃機関の運転状態または排気温度ガス検出手段によって検出した排気ガス温度に応じて、排気ガス流量比調節弁の弁開度および排気ガス還流量制御弁の弁開度を連続的または段階的に制御することにより、排気ガス還流路から吸気通路に再循環させる排気ガスの温度および全流量を最適化することができる。これによって、排気ガス還流路から吸気通路に再循環させる排気ガスの温度および全流量を最適化することができるので、例えば通常時に排気ガスを排気熱交換器で冷却して吸気通路に再循環させることにより、内燃機関の出力の低下および内燃機関の運転性の低下を伴うことなく、効果的に窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量を低減することができ、併せて排気微粒子（パティキュレート・マター：ＰＭ）の排出量も低減することができる。また、寒冷時には排気ガスを温度が高いまま吸気通路に再循環させることもできるので、吸入空気への十分な暖気効果を得ることができ、寒冷時における白煙の発生を防止することができる。
【００２９】
請求項１７に記載の発明によれば、冷間始動時、つまり内燃機関の冷却水の温度が第１所定値よりも低い時には、排気ガス流量比調節弁の弁開度を制御することで、第２弁体を開弁する。これによって、第２導入孔が開かれるので、排気ガス還流路内を流れる排気ガスの大部分は、排気熱交換器を迂回してバイパス配管を通過することになる。したがって、冷間始動時に高温の排気ガスが吸気側に再循環されるために、十分な暖気効果を得ることができ、冷間始動時に内燃機関での着火性が向上して白煙の発生を抑えることができる。また、内燃機関の暖機後、つまり内燃機関の冷却水の温度が第２所定値よりも高い時には、排気ガス流量比調節弁の弁開度を制御することで、第１弁体を開弁し、且つ第２弁体を閉弁する。これによって、第１導入孔が開かれ、第２導入孔が閉じられるので、排気ガス還流路内を流れる排気ガスの全流量は、排気熱交換器を通過することになる。したがって、排気ガス還流路内を通過する排気ガスの温度が下がり、且つ体積が小さくなることにより、内燃機関の出力を低下させることなく、内燃機関内での燃料の燃焼温度を低下させて効果的に窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を低減させることができる。
【００３０】
請求項１８に記載の発明によれば、排気ガス温度検出手段によって検出した実際の排気ガス温度が、内燃機関の負荷状態に対応して設定される目標値と略一致するように、実際の排気ガス温度と目標値との温度偏差に基づいて、排気ガス流量比調節弁の弁開度をフィードバック制御することにより、排気ガス還流路内を通過する排気ガスの温度が目標値よりも異常に下回ることはない。したがって、内燃機関内での燃焼状態が良好となり、内燃機関の回転速度が安定する。また、排気ガス温度検出手段によって検出した排気ガス温度が目標値と略一致するように、実際の排気ガス温度と目標値との温度偏差に基づいて、排気ガス流量比調節弁の弁開度をフィードバック制御することにより、排気ガス還流路内を通過する排気ガスの温度が目標値よりも異常に上回ることはない。したがって、内燃機関の排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に還流させる排気ガス還流量、あるいは新規吸入空気量に対する排気ガス還流量の比であるＥＧＲ率が不足することはなく、内燃機関のエミッションの悪化を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の最良の形態は、排気ガス還流路内の排気ガス温度を高度制御し易く、粘着質のデポジットによる排気ガス流量比調節弁の排気熱交換器側の第１弁体の固着を防止するという目的を、水冷式の排気熱交換器およびバイパス配管の下流側近傍に、排気熱交換器から排気ガスを導入する第１導入孔、バイパス配管から排気ガスを導入する第２導入孔、第１導入孔の開口面積を調節する排気熱交換器側の第１弁体、および第２導入孔の開口面積を調節するバイパス配管側の第２弁体を有する排気ガス流量比調節弁を設け、内燃機関の運転停止時に、排気ガス流量比調節弁の排気熱交換器側の第１弁体を開弁させておくことで実現した。
【実施例１】
【００３２】
［実施例１の構成］
図１ないし図３は本発明の実施例１を示したもので、図２はディーゼルエンジン用の排気ガス再循環装置の全体構成を示した図である。
【００３３】
本実施例の排気ガス再循環装置は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと言う）１に使用されるもので、エンジン１の排気管内に形成される排気通路２に接続されて、排気ガスの一部（排気再循環ガス：以下ＥＧＲガスと言う）を吸気管内に形成される吸気通路３に再循環させるための排気ガス還流路４を備えている。なお、エンジン１の排気通路２内には、排気ガスが流れている。また、エンジン１の吸気通路３内には、エアクリーナ１０で濾過された吸入空気が流れている。本実施例の排気ガス還流路４を形成する排気ガス還流管の途中、すなわち、排気管より分岐する排気側排気ガス還流管５と吸気管に合流する吸気側排気ガス還流管６との間には、ＥＧＲモジュール７が直列的に直接結合されている。ここで、本実施例の排気側排気ガス還流管５は、排気管のエキゾーストマニホールドに接続している。また、吸気側排気ガス還流管６は、吸気管のインテークマニホールドまたはサージタンクに接続している。
【００３４】
また、エンジン１には、ＥＧＲモジュール７にエンジン冷却水を循環供給するためのエンジン冷却水回路（冷却水循環路）が設けられている。このエンジン冷却水回路は、エンジン１のウォータジャケット（図示せず）からＥＧＲモジュール７の冷却水入口管１１へエンジン冷却水を循環供給するための冷却水配管８と、ＥＧＲモジュール７の冷却水出口管１２からラジエータ（図示せず）を経てエンジン１のウォータジャケットにエンジン冷却水を循環供給する（戻す）ための冷却水配管９と、エンジン冷却水回路中にエンジン冷却水の循環流を発生させるウォータポンプ（図示せず）とを備えている。なお、本実施例では、ラジエータでエンジン冷却水と室外空気（外気）とを熱交換させることで、所定の温度範囲（例えば７５〜８０℃）のエンジン冷却水をエンジン１のウォータジャケットに戻すように構成されている。
【００３５】
次に、本実施例のＥＧＲモジュール７の構造を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。ここで、図１は排気ガス冷却装置、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁を一体化したＥＧＲモジュールの全体構造を示した図で、図３は排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁を示した図である。
【００３６】
本実施例のＥＧＲモジュール７は、高温のＥＧＲガスを低温のエンジン冷却水と熱交換させてＥＧＲガスを冷却する排気ガス冷却装置（後記する）と、この排気ガス冷却装置の、ＥＧＲガスおよびエンジン冷却水の流れ方向の下流側に直列的に直接結合されたバルブハウジング１７とによって構成されており、排気ガス再循環装置の排気ガス還流管の一部およびエンジン冷却水回路の冷却水配管の一部を構成している。
【００３７】
先ず、排気ガス冷却装置は、排気側排気ガス還流管５内に形成される排気ガス還流路４から導入される高温のＥＧＲガスと冷却水配管８内に形成される冷却水通路から流入する低温のエンジン冷却水とを熱交換させることで、ＥＧＲガスを所望の排気温度以下に冷却する水冷式の排気熱交換器（以下ＥＧＲガスクーラと言う）１４、および排気側排気ガス還流管５内に形成される排気ガス還流路４から導入されたＥＧＲガスをＥＧＲガスクーラ１４より迂回（バイパス）させるためのバイパス配管１５等によって構成されている。
【００３８】
本実施例のＥＧＲガスクーラ１４の排気ガスの流れ方向の上流側には、排気側排気ガス還流管５の下流端部にＥＧＲガスクーラ１４を直列的に直接結合するための分岐ジョイント部１３が一体的に接続されている。また、ＥＧＲガスクーラ１４の排気ガスの流れ方向の下流側には、バルブハウジング１７の上流端部にＥＧＲガスクーラ１４を直列的に直接結合するための連結ジョイント部１６が一体的に接続されている。また、分岐ジョイント部１３と連結ジョイント部１６との間には、ＥＧＲガスクーラ１４に隣設してＥＧＲガスクーラ１４に対してバイパス配管１５が並列的に配置されている。これらの分岐ジョイント部１３、ＥＧＲガスクーラ１４、バイパス配管１５および連結ジョイント部１６は、硫化物、硝酸、硫酸、アンモニウムイオン、酢酸等を含む４００〜５００℃以上のＥＧＲガスおよびその凝縮水に排気ガス通路側が晒されるので、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料（例えばステンレス鋼）を一体ろう付け接合することによって製造され、排気ガス冷却装置が一体化されている。
【００３９】
排気ガス冷却装置の主要部品を成すＥＧＲガスクーラ１４は、分岐ジョイント部１３を介して排気側排気ガス還流管５の下流端部に直列的に直接結合され、且つ連結ジョイント部１６を介してバルブハウジング１７の上流端部に直列的に直接結合される角筒状のケーシング２１と、このケーシング２１内に収容された複数の排気チューブ２２とによって構成されている。そのケーシング２１は、複数の排気チューブ２２を内部に収容しており、複数の排気チューブ２２の周囲にエンジン冷却水が循環する冷却水通路２３を有している。
【００４０】
ＥＧＲガスクーラ１４の外郭を形成するケーシング２１は、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料（例えばステンレス鋼）よりなる断面が略コの字状にプレス成形された２枚の成形プレート（金属板）を板厚方向に銅等のろう材を用いてろう付け接合することにより、角パイプ状に形成されている。そして、ケーシング２１の図示左端部には、エンジン冷却水をエンジン１のウォータジャケットから冷却水通路２３内に流入させるための冷却水入口管１１が設けられ、また、ケーシング２１の図示右端部には、エンジン冷却水を冷却水通路２３から連結ジョイント部１６を経てバルブハウジング１７内に導出するための冷却水出口部が設けられている。なお、ケーシング２１には、耐沸騰性および耐圧強度を高めるための複数の補強リブ２４が外部に向かって凸状となるように等間隔で形成されている。
【００４１】
複数の排気チューブ２２は、分岐ジョイント部１３内に形成されるＥＧＲガス分流部３０からＥＧＲガスが導入される複数の偏平管である。これらの排気チューブ２２は、その短径方向に所定の隙間を隔てて複数段積層されて、その長径方向がケーシング２１の筒方向の全長に渡るように延長されている。なお、本実施例のＥＧＲガスクーラ１４は、冷却水通路２３内を通過するエンジン冷却水の耐沸騰性を向上させる目的で、ケーシング２１の冷却水通路２３内のエンジン冷却水の流れ方向と複数の排気チューブ２２の各第１排気ガス通路３１内のＥＧＲガスの流れ方向とを同一方向（平行流）としている。
【００４２】
そして、各排気チューブ２２は、偏平管状に形成されている。この各排気チューブ２２は、ケーシング２１と同様に、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料（例えばステンレス鋼）よりなる断面が略コの字状にプレス成形された２枚の成形プレート（金属板）を板厚方向に複数交互に積層して多管構造の熱交換部を構成し、銅等のろう材を用いて一体ろう付け接合することにより製造されている。そして、複数の排気チューブ２２内には、上述したように、排気ガス冷却通路を構成する第１排気ガス通路３１が形成され、これらの各第１排気ガス通路３１内には、ＥＧＲガスとの伝熱面積を増加してＥＧＲガスとエンジン冷却水との熱交換効率を向上させるための矩形波状のインナーフィン（図示せず）が配設されている。
【００４３】
バイパス配管１５は、ＥＧＲガスクーラ１４のケーシング２１の筒方向寸法と略同一の寸法で、且つＥＧＲガスクーラ１４と並列的に、しかも近傍に配置されており、分岐ジョイント部１３のＥＧＲガス分流部３０からＥＧＲガスが導入される略円筒管である。このバイパス配管１５は、ケーシング２１と同様に、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料（例えばステンレス鋼）よりなる２枚の成形プレート（金属板）を銅等のろう材を用いてろう付け接合することにより、円筒管形状に形成されている。そして、バイパス配管１５の図示左端部は、分岐ジョイント部１３のコアプレート３４の丸穴形状の取付孔内に差し込まれた状態でろう付け接合され、また、バイパス配管１５の図示右端部は、連結ジョイント部１６の内部隔壁部３５の丸穴形状の取付孔内に差し込まれた状態でろう付け接合されている。
【００４４】
そして、バイパス配管１５内には、ＥＧＲガス分流部３０内より導入されるＥＧＲガスを第１排気ガス通路３１より迂回させるための第２排気ガス通路３２が形成されている。そして、その第２排気ガス通路３２の上流端は、ＥＧＲガス分流部３０内に接続され、また、第２排気ガス通路３２の下流端は、連結ジョイント部１６内に形成される第２排気ガス通路３２ｂ内に接続されている。なお、バイパス配管１５には、バイパス配管１５の筒方向に伸縮することが可能な蛇腹状のベローズ部３６が一体的に形成されている。
【００４５】
分岐ジョイント部１３は、排気側排気ガス還流管５の排気ガス還流路４内からＥＧＲガスを導入するための排気導入用ジョイント部を構成すると共に、タンクプレート３３とコアプレート３４とから構成されている。この分岐ジョイント部１３は、ケーシング２１の筒方向の上流側端部にろう付け接合することにより直接結合されている。そして、タンクプレート３３とコアプレート３４とは、ケーシング２１と同様に、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料（例えばステンレス鋼）よりなる成形プレート（金属板）を銅等のろう材を用いてろう付け接合することにより所定の形状に形成されている。なお、タンクプレート３３とコアプレート３４の凹み部とで囲まれた内部空間は、ＥＧＲガス分流部３０内に流入したＥＧＲガスを各第１排気ガス通路３１に分流（分配）するためのＥＧＲガスクーラ１４の入口側タンク部を構成する。
【００４６】
そして、タンクプレート３３とコアプレート３４とで囲まれた内部空間（入口側タンク室）は、排気側排気ガス還流管５の排気ガス還流路４内から導入されたＥＧＲガスを、ＥＧＲガスクーラ１４の第１排気ガス通路３１とバイパス配管１５の第２排気ガス通路３２とに所定の流量比で分流するか、あるいは排気側排気ガス還流管５の排気ガス還流路４内から導入されたＥＧＲガスの全流量をＥＧＲガスクーラ１４の第１排気ガス通路３１に導入するＥＧＲガス分流部３０として機能する。ここで、コアプレート３４には、複数の排気チューブ２２の各第１排気ガス通路３１の図示左端部が差し込まれた状態でろう付け接合される角穴形状の挿入孔が排気チューブ２２の本数分だけ形成されている。
【００４７】
連結ジョイント部１６は、ケーシング２１と同様に、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料（例えばステンレス鋼）よりなる金属板を所定の形状となるようにプレス成形することにより製造されている。この連結ジョイント部１６は、ＥＧＲガスクーラ１４およびバイパス配管１５の下流部をバルブハウジング１７に直列的に直接結合するための取付用フランジ部３７を有している。また、連結ジョイント部１６には、複数の排気チューブ２２の各第１排気ガス通路３１の図示右端部が差し込まれた状態でろう付け接合される角穴形状の挿入孔が排気チューブ２２の本数分だけ形成された内部隔壁部３５が一体的に形成されている。
【００４８】
なお、バルブハウジング１７と内部隔壁部３５の凹み部とで囲まれた内部空間は、各第１排気ガス通路３１から流入したＥＧＲガスを合流させるためのＥＧＲガスクーラ１４の出口側タンク部（第１排気ガス通路）３１ｂを構成する。さらに、連結ジョイント部１６は、第２排気ガス通路３２ｂよりも図示上部側に、ケーシング２１の冷却水通路２３の冷却水出口部とバルブハウジング１７内の冷却水通路とを直接連通する冷却水通路２６を形成している。ここで、本実施例の内部隔壁部３５は、冷却水通路２６と第１排気ガス通路３１ｂとを液密的および気密的に区画する図示上部側隔壁部と、第１排気ガス通路３１ｂと第２排気ガス通路３２ｂとを液密的および気密的に区画する図示下部側隔壁部とを有している。
【００４９】
次に、本実施例のバルブハウジング１７には、ＥＧＲガスクーラ１４の各第１排気ガス通路３１内を流れるＥＧＲガスの流量とバイパス配管１５の第２排気ガス通路３２内を流れるＥＧＲガスの流量の比を連続的に調節する排気ガス流量比調節弁１８、およびバルブハウジング１７内を通過するＥＧＲガスの全流量を連続的に調節する排気ガス還流量制御弁（ＥＧＲ制御弁）１９等が一体的に装着されている。また、バルブハウジング１７には、排気ガス還流量制御弁１９の弁開度（回転角度）を電気信号に変換し、どれだけＥＧＲガスが吸気通路３内を流れる吸入空気に混入されているか、つまり排気通路２から吸気通路３内へのＥＧＲガス還流量（ＥＧＲ量）をエンジン制御装置（エンジン制御ユニット：以下ＥＣＵと言う）１００へ出力するＥＧＲ量センサ２０が一体的に装着されている。
【００５０】
本実施例のバルブハウジング１７は、排気ガス流量比調節弁１８と排気ガス還流量制御弁１９とで共通使用されている。このため、バルブハウジング１７には、図１および図３に示したように、ＥＧＲガスクーラ１４の第１排気ガス通路３１から第１排気ガス通路３１ｂを経てＥＧＲガスが導入される第１排気ガス導入路４１と、バイパス配管１５の第２排気ガス通路３２から第２排気ガス通路３２ｂを経てＥＧＲガスが導入される第２排気ガス導入路４２と、高温のＥＧＲガスと低温のＥＧＲガスとをミキシングするための排気ガス還流路（ミクスチャ室）４３と、この排気ガス還流路４３に排気ガス還流路４４を介して連通する連通路４５と、この連通路４５から吸気側排気ガス還流管６内に形成される排気ガス還流路４内にＥＧＲガスを導入する排気ガス還流路４６とが形成されている。これらの第１排気ガス導入路４１、第２排気ガス導入路４２、排気ガス還流路４３、排気ガス還流路４４、連通路４５および排気ガス還流路４６は、排気ガス還流路４を構成する。
【００５１】
なお、排気ガス還流路４３は、第１排気ガス導入路４１から第１導入孔５１を介してＥＧＲガスが導入されると共に、第２排気ガス導入路４２から第２導入孔５２を介してＥＧＲガスが導入されるように構成されている。また、連通路４５は、ＥＧＲガスクーラ１４の第１排気ガス通路３１に第１排気ガス導入路４１および第１導入孔５１を介して連通すると共に、バイパス配管１５の第２排気ガス通路３２に第２排気ガス導入路４２および第２導入孔５２を介して連通する、排気ガス還流量制御弁１９の弁孔を構成する。そして、第２排気ガス導入路４２の図示下端に形成される開口部には、プラグ４７が装着されている。
【００５２】
また、バルブハウジング１７内には、ＥＧＲガスクーラ１４の冷却水通路２３の冷却水出口部から冷却水通路２６を経てエンジン冷却水が導入される冷却水通路２７が形成されている。この冷却水通路２７の図示左端部に設けられる冷却水入口部は、連結ジョイント部１６の冷却水通路２６に直列的に直接結合している。また、冷却水通路２７の図示右端部には、冷却水配管９に接続する冷却水出口管１２が設けられている。なお、本実施例のＥＧＲガスクーラ１４の冷却水通路２３およびバルブハウジング１７の冷却水通路２７は、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品（例えば軸受け）５７側および排気ガス還流量制御弁１９の内部構成部品（例えば軸受け）７６側に配置されており、エンジン冷却水を用いて内部構成部品をより冷却し易くなっている。
【００５３】
そして、本実施例のバルブハウジング１７は、アルミニウム鋳物またはアルミニウムダイカストにより所定の形状に一体的に形成されており、一体ろう付けされて一体化された排気ガス冷却装置の連結ジョイント部１６の下流部に、図示しない締結ボルト等のスクリューを用いて締め付け固定されている。この場合には、連結ジョイント部１６の冷却水通路２６とバルブハウジング１７の冷却水通路２７とを結合する結合箇所からエンジン冷却水が漏洩しないように、連結ジョイント部１６の取付用フランジ部３７の図示右端面とバルブハウジング１７の図示左端面との間にゴムシール（図示せず）を装着する。また、連結ジョイント部１６の第１排気ガス通路３１ｂとバルブハウジング１７の第１排気ガス導入路４１とを結合する結合箇所からＥＧＲガスが漏洩しないように、また、連結ジョイント部１６の第２排気ガス通路３２ｂとバルブハウジング１７の第２排気ガス導入路４２とを結合する結合箇所からＥＧＲガスが漏洩しないように、連結ジョイント部１６の取付用フランジ部３７の図示右端面とバルブハウジング１７の図示左端面との間にメタルガスケット（図示せず）をそれぞれ装着する。
【００５４】
なお、バルブハウジング１７の材質として連結ジョイント部１６と一体ろう付けが可能な金属材料を用いた場合には、排気ガス冷却装置の一体ろう付け時に、バルブハウジング１７もろう付け接合するようにしても良い。この場合には、一体ろう付けした後に、排気ガス流量比調節弁１８の各構成部品、排気ガス還流量制御弁１９の各構成部品およびＥＧＲ量センサ２０の各構成部品を、バルブハウジング１７に組み付けるようにする。ここで、バルブハウジング１７の冷却水通路２７は、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品（例えば軸受け）５７および排気ガス還流量制御弁１９の内部構成部品（例えば軸受け）７６をＥＧＲガスの熱から保護する目的で、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品（例えば軸受け）５７および排気ガス還流量制御弁１９の内部構成部品（例えば軸受け）７６や駆動モータ（後記する）の周囲を巡るように設けても良い。
【００５５】
排気ガス流量比調節弁１８は、バルブハウジング１７内に設けられた第１、第２導入孔５１、５２と、第１、第２導入孔５１、５２の開口面積を調節する金属製のダブルポペット型バルブ５３と、このダブルポペット型バルブ５３と一体的に軸方向に往復動作する金属製のバルブシャフト（軸状部）５４と、ダブルポペット型バルブ５３およびバルブシャフト５４を図示上方に駆動する弁体駆動手段（後記する）と、ダブルポペット型バルブ５３およびバルブシャフト５４を図示下方に付勢する弁体付勢手段（例えばスプリング）５５とを備えている。ここで、第２導入孔５２は、金属製のバルブシート５６内に形成されている。
【００５６】
本実施例のダブルポペット型バルブ５３は、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料、例えばステンレス鋼等により略円板形状に形成されて、第１導入孔５１の開口面積を調節するノーマリオープンタイプ（常開型）の第１弁体（第１鍔状部、バルブ）６１、第２導入孔５２の開口面積を調節するノーマリクローズタイプ（常閉型）の第２弁体（第２鍔状部、バルブ）６２、および第１、第２弁体６１、６２を連結する円筒状の連結部６３等によって構成されており、バルブシャフト５４の図示下端側のバルブ保持部の外周に嵌め合わされてバルブシャフト５４と一体化されている。ここで、本実施例のダブルポペット型バルブ５３は、バイパス配管１５側の第２弁体６２が全開している時でも、ＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１は全閉しない構造とされている。また、ダブルポペット型バルブ５３のバイパス配管１５側の第２弁体６２が全閉する際には、略円環状のバルブシート５６の図示上端側の第２弁座に着座することで、第２導入孔５２を気密的に閉塞する。
【００５７】
本実施例のバルブシャフト５４は、バルブハウジング１７の図示左側の軸受支持部に収容保持される内部構成部品（例えば軸受け）５７内に摺動自在に設けられており、ダブルポペット型バルブ５３と同様に、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料、例えばステンレス鋼等により一体的に形成されて、ダブルポペット型バルブ５３を例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定するバルブ保持部を有している。ここで、バルブシャフト５４の外周には、大径スリーブ５８が装着されている。また、バルブハウジング１７には、大径スリーブ５８の内径に入り込む小径スリーブ５９が装着されている。これらの大径スリーブ５８および小径スリーブ５９によって、バルブシャフト５４の外周と軸受け５７の内周との間に形成される軸受け摺動部内にＥＧＲガス中に含まれる微粒子が侵入してデポジットを形成することを抑制している。これによって、バルブシャフト５４の外周と軸受け５７の内周との間の微小な隙間にデポジットが噛み込まれることにより、バルブシャフト５４が軸受け５７との摺動面に固着（スティック）して、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３が円滑に開閉作動しなくなる不具合を解消できる。
【００５８】
本実施例の排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３およびバルブシャフト５４を駆動する弁体駆動手段は、負圧を利用する負圧作動式アクチュエータで、ダブルポペット型バルブ５３のうちＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１を閉弁方向に駆動すると共に、ダブルポペット型バルブ５３のうちバイパス配管１５側の第２弁体６２を開弁方向に駆動する。そして、負圧作動式アクチュエータは、ケーシング６０と薄膜状のダイヤフラム６４との間に形成される負圧室６５ａと大気圧室６５ｂとの圧力差を電磁式または電動式負圧制御弁１８ａによって制御してダイヤフラム６４を変位させることで、ダブルポペット型バルブ５３およびバルブシャフト５４を軸方向に往復変位させる。ダイヤフラム６４の中心部は、バルブシャフト５４の図示上端部をかしめ等の固定手段によって固定するための２枚の押え板６６で押え付けられている。
【００５９】
また、負圧室６５ａには、電磁式または電動式負圧制御弁１８ａを介して負圧源としてのバキュームポンプからの負圧が作用するように構成されている。なお、電磁式または電動式負圧制御弁１８ａは、負圧室６５ａ内に導入する負圧を連続的に変更することが可能なものである。また、負圧源として吸気管負圧を用いても良い。また、スプリング５５は、負圧室６５ａ内に配設されて、ダイヤフラム６４を大気圧室６５ｂ側に押圧することで、第１弁体６１を開弁方向に付勢すると共に、第２弁体６２を閉弁方向に付勢するスプリング（弁体付勢手段）である。なお、本実施例の排気ガス流量比調節弁１８は、バルブハウジング１７の軸受支持部とバルブシャフト５４の図示上端側部との間に、オイルシール６７を保持するための円筒状のストッパ６８および円筒状のガイド６９が装着されている。
【００６０】
排気ガス還流量制御弁１９は、バルブハウジング１７内に設けられた連通路４５と、この連通路４５の開口面積を調節する金属製のバルブ（弁体）７１と、このバルブ７１と一体的に回転方向に動作する金属製のバルブシャフト７２と、バルブ７１およびバルブシャフト７２を開弁方向に駆動する弁体駆動手段（後記する）と、バルブ７１およびバルブシャフト７２を閉弁方向に付勢する弁体付勢手段（例えばスプリング）７３とを備えている。なお、連通路４５は、バルブハウジング１７内に嵌め込まれた金属製の円筒管（ノズル）７４内に形成されている。
【００６１】
本実施例のバルブ７１は、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料、例えばステンレス鋼等により略円板形状に形成されている。このバルブ７１の外周部には、バルブ全閉位置付近においてノズル７４の内壁面（流路壁面）に摺接することが可能なシールリング７５が保持されている。このシールリング７５も、バルブ７１と同様に、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料、例えばステンレス鋼等により略円筒形状に形成されている。そして、バルブシャフト７２は、バルブハウジング１７の図示右側の軸受支持部に収容保持される内部構成部品（例えば軸受け）７６内に摺動自在に設けられており、バルブ７１と同様に、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料、例えばステンレス鋼等により一体的に形成されて、バルブ７１を例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定するバルブ保持部を有している。ここで、バルブシャフト７２の外周には、バルブシャフト７２の外周と軸受け７６の内周との間に形成される軸受け摺動部内にＥＧＲガス中に含まれる微粒子が侵入してデポジットを形成することを抑制するためのガイド７７が装着されている。これによって、バルブシャフト７２の外周と軸受け７６の内周との間の微小な隙間にデポジットが噛み込まれることにより、バルブシャフト７２が軸受け７６との摺動面に固着（スティック）して、排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１が円滑に開閉作動しなくなる不具合を解消できる。
【００６２】
そして、排気ガス還流量制御弁１９の弁体駆動手段は、動力ユニットよりなる電動式アクチュエータで、バルブシャフト７２を回転駆動することで、バルブ７１を開弁方向に駆動する。本実施例のバルブシャフト７２の図示上端部には、動力伝達機構の構成要素の１つであるバルブ側ギヤ７８、ＥＧＲ量センサ２０の構成要素の１つであるロータ７９をかしめ等の固定手段によって固定するためのかしめ固定部が一体的に形成されている。
【００６３】
動力ユニットは、排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１およびバルブシャフト７２を回転方向に駆動する駆動モータ（図示せず）と、この駆動モータの回転動力を排気ガス還流量制御弁１９のバルブシャフト７２に伝達するための動力伝達機構（本例では歯車減速機構）とを含んで構成されている。歯車減速機構は、駆動モータのモータシャフトの回転速度を所定の減速比となるように減速するもので、駆動モータのモータシャフトの外周に固定されたピニオンギヤ（図示せず）と、このピニオンギヤと噛み合って回転する中間減速ギヤ（図示せず）と、この中間減速ギヤと噛み合って回転するバルブ側ギヤ７８とを有している。
【００６４】
なお、バルブ側ギヤ７８は、例えば樹脂材料によって所定の略円環形状に一体成形され、そのバルブ側ギヤ７８の外周部には、中間減速ギヤと噛み合うギヤ部８０が一体的に形成されている。ここで、本実施例の排気ガス還流量制御弁１９では、バルブハウジング１７の図示上端側に一体的に形成されるギヤケース部またはモータケース部８１の底壁面とバルブ側ギヤ７８の図示下端面との間に、スプリング７３が装着されている。また、バルブ側ギヤ７８の内周部には、鉄系の金属材料（磁性材料）よりなるロータ７９がインサート成形されている。
【００６５】
ＥＧＲ量センサ２０は、排気ガス還流量制御弁１９の弁開度、つまりバルブ７１およびバルブシャフト７２の回転角度を検出する回転角度検出装置であって、上記のロータ７９と、磁界発生源である分割型の永久磁石９１と、この永久磁石９１に磁化される分割型のヨーク（図示せず）と、永久磁石９１に対向するように、電気絶縁性樹脂よりなるセンサカバー９２側に一体的に配置された複数個のホール素子（非接触式の回転角度検出素子）９３と、このホール素子９３と外部のＥＣＵ１００とを電気的に接続するためのターミナル９４と、ホール素子９３への磁束を集中させる鉄系の金属材料（磁性材料）よりなるステータ９５とから構成されている。なお、本実施例のバルブハウジング１７の軸受支持部と排気ガス還流量制御弁１９のバルブシャフト７２の図示上端側部との間には、オイルシール９６が装着されている。
【００６６】
ＥＣＵ１００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の構造のマイクロコンピュータが設けられている。また、ＥＣＵ１００は、図示しないイグニッションスイッチをオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、例えば排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３の弁開度および排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１の弁開度を電子制御するように構成されている。なお、ＥＣＵ１００は、イグニッションスイッチがオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）されると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づく上記の制御が強制的に終了されるように構成されている。
【００６７】
ここで、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵ１００に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。そして、マイクロコンピュータには、エンジン１の運転状態を検出する運転状態検出手段としての、エンジン回転速度（エンジン回転数とも言う：ＮＥ）を検出するための回転速度センサ１０１、アクセルペダルの踏み込み量に対応したアクセル開度（ＡＣＣＰ）を検出するためのアクセル開度センサ（エンジン負荷検出手段）１０２、吸気管よりエンジン１の各気筒内に吸い込まれる吸入空気の温度（吸気温度）を検出するための吸気温度センサ１０３、吸気管よりエンジン１の各気筒内に吸い込まれる吸入空気の流量（吸入空気量）を検出するための吸入空気量センサ（エアフロメータ：図示せず）、およびエンジン冷却水温度（ＴＨＷ）を検出するための冷却水温度センサ（冷却水温度検出手段：図示せず）等が接続されている。
【００６８】
また、マイクロコンピュータには、上記のＥＧＲ量センサ２０と、吸気側排気ガス還流管６の排気ガス還流路４内を、ＥＧＲモジュール７より流出して吸気通路３内に向かうＥＧＲガスの温度を検出するための排気温度センサ（排気温度検出手段）１０４とが接続されている。ここで、排気温度センサ１０４は、ＥＧＲガスクーラ１４の各第１排気ガス通路３１内を流れるＥＧＲガスとバイパス配管１５の第２排気ガス通路３２内を流れるＥＧＲガスとの混合後のＥＧＲガスの温度に対応したセンサ信号（電圧信号）をＥＣＵ１００に出力する。
【００６９】
［実施例１の制御方法］
次に、本実施例の排気ガス再循環装置の制御方法を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
【００７０】
ＥＣＵ１００は、エンジン１の各気筒毎に対応して取り付けたインジェクタ（例えば電磁式燃料噴射弁）の電磁弁を制御するように構成されている。すなわち、回転速度センサ１０１によって検出されるエンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度センサ１０２によって検出されるアクセル開度（ＡＣＣＰ）とによって基本噴射量（Ｑ）を演算し、この基本噴射量（Ｑ）にエンジン冷却水温度（ＴＨＷ）や燃料温度（ＴＨＦ）等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴射量（目標噴射量：ＱＦＩＮ）を演算するように構成されている。また、エンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とによって指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を演算するように構成されている。
【００７１】
また、本実施例では、ＥＣＵ１００によって指令（決定）される目標ＥＧＲガス温度（目標値）と排気温度センサ１０４によって検出される検出ＥＧＲガス温度（検出値）とが略一致するように、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３およびバルブシャフト５４を駆動する弁体駆動手段、特に電磁式または電動式負圧制御弁１８ａへの駆動電流値を、公知の比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）または比例積分制御（ＰＩ制御）を用いてフィードバック制御している。なお、目標ＥＧＲガス温度は、回転速度センサ１０１、アクセル開度センサ１０２、排気温度センサ１０４等からのセンサ信号および指令噴射量（ＱＦＩＮ）のうちの少なくとも１つ以上の情報に基づいてエンジン１の運転状態を検出し、現在のエンジン１の運転状態に対して最適な値となるように決定される。ここで、電磁式または電動式負圧制御弁１８ａへの制御指令値（駆動電流値）の制御は、デューティ（ＤＵＴＹ）制御により行うことが望ましい。すなわち、目標ＥＧＲガス温度と検出ＥＧＲガス温度との温度偏差に応じて単位時間当たりの制御パルス信号のオン／オフの割合（通電割合・デューティ比）を調整して、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３の弁開度（回転角度）を連続的に変化させるデューティ（ＤＵＴＹ）制御を用いている。
【００７２】
また、本実施例では、ＥＣＵ１００によって指令（決定）される指令ＥＧＲ量（目標弁開度）とＥＧＲ量センサ２０によって検出される検出ＥＧＲ量（実際の弁開度）とが略一致するように、排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１およびバルブシャフト７２を回転駆動する駆動モータへの駆動電流値を、公知の比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）または比例積分制御（ＰＩ制御）を用いてフィードバック制御している。なお、指令ＥＧＲ量は、ＥＧＲ量センサ２０、回転速度センサ１０１、吸気温度センサ１０３、吸入空気量センサ等からのセンサ信号および指令噴射量（ＱＦＩＮ）に基づいてエンジン１の運転状態を検出し、現在のエンジン１の運転状態に最適な値となるように、すなわち、エンジン１の出力の低下およびエンジン１の運転性の低下を抑えながらも、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成量を少なくすることが可能な最適値となるように決定される。ここで、駆動モータへの制御指令値（駆動電流値）の制御は、デューティ（ＤＵＴＹ）制御により行うことが望ましい。すなわち、指令ＥＧＲ量（目標弁開度）と検出ＥＧＲ量（実際の弁開度）との偏差に応じて単位時間当たりの制御パルス信号のオン／オフの割合（通電割合・デューティ比）を調整して、排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１の弁開度（回転角度）を連続的に変化させるデューティ（ＤＵＴＹ）制御を用いている。
【００７３】
次に、エンジン１の運転状態に対応した、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３の弁開度の制御方法の一例を説明する。先ず、エンジン１の運転停止時には、ＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１の表面に排気ガス中に含まれる微粒子が付着して粘着質のデポジットが形成されることを防止する目的で、排気ガス流量比調節弁１８のＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１を全開し、且つバイパス配管１５側の第２弁体６２を全閉するように、電磁式または電動式負圧制御弁１８ａへの通電を停止する。これによって、エンジン１の運転停止時には、ＥＧＲガスクーラ１４内の第１排気ガス通路３１から吸気側の排気ガス還流路（ミクスチャ室）４３内に排気ガスを導入する第１導入孔５１が開放（全開）され、バイパス配管１５内の第２排気ガス通路３２から吸気側の排気ガス還流路４３内に排気ガスを導入する第２導入孔５２が閉塞（全閉）される。すなわち、エンジン１の運転停止時には、ＥＧＲガスを吸気管の吸気通路３に再循環させるための排気ガス還流路４内を通過するＥＧＲガスの温度が高めに設定される。
【００７４】
また、エンジン１の運転状態が冷間始動時、つまり冷却水温度センサによって検出したエンジン冷却水温度（ＴＨＷ）が第１所定値（例えば０℃）よりも低い時には、吸入空気への十分な暖気効果を得る目的で、バイパス配管１５側の第２弁体６２を全開する。なお、本実施例では、バイパス配管１５内の第２排気ガス通路３２から排気ガスを導入する第２導入孔５２を全開している時でも、ＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１が、ＥＧＲガスクーラ１４内の第１排気ガス通路３１から排気ガスを導入する第１導入孔５１を所定開度以上開放している。すなわち、ＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１は、全閉することはなく、弁座に着座することはない。
【００７５】
また、エンジン１の暖機運転が終了した後（エンジン１の暖機後）、つまり冷却水温度センサによって検出したエンジン冷却水温度（ＴＨＷ）が第１所定値よりも高温の第２所定値（例えば８０℃）よりも高い時には、エンジン１の各気筒の燃焼室内での燃料の燃焼温度を低下させて効果的に窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を低減させる目的で、排気ガス流量比調節弁１８のＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１を全開し、且つバイパス配管１５側の第２弁体６２を全閉するように、電磁式または電動式負圧制御弁１８ａへの通電を停止する。これによって、エンジン１の暖機後には、ＥＧＲガスを吸気管の吸気通路３に再循環させるための排気ガス還流路４内を通過するＥＧＲガスの温度が十分に低くなる。具体的には、吸気管の吸気通路３に再循環するＥＧＲガスの温度が例えば１２０℃程度になる。
【００７６】
また、冷間始動時から暖機時までの間、つまり冷却水温度センサによって検出したエンジン冷却水温度（ＴＨＷ）が第１所定値（例えば０℃）以上で、且つ第２所定値（例えば８０℃）以下の温度範囲内に有る時には、排気温度センサ１０４によって検出したＥＧＲガス温度（ＥＧＲモジュール７より流出して吸気通路３内に向かうＥＧＲガスの温度）が、エンジン１の運転状態に対応して設定される目標ＥＧＲガス温度と略一致するように、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３の弁開度が、公知の比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）または比例積分制御（ＰＩ制御）を用いてフィードバック制御される。これによって、冷間始動時から暖機時までの間は、ＥＧＲガスを吸気管の吸気通路３に再循環させるための排気ガス還流路４内を通過するＥＧＲガスの温度が目標ＥＧＲガス温度に応じて制御される。具体的には、吸気管の吸気通路３に再循環するＥＧＲガスの温度が例えば１３０℃〜３００℃程度に制御される。
【００７７】
ここで、冷間始動時から暖機時までの間は、エンジン負荷によって排気ガス温度が変化する。具体的には、エンジン負荷が低負荷時には、排気ガス温度が例えば１８０℃程度になり、また、エンジン負荷が中負荷時には、排気ガス温度が例えば３５０℃程度になる。このため、冷間始動時から暖機時までの間は、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３の弁開度をエンジン負荷に応じて最適化することによって、ＥＧＲガス温度が目標ＥＧＲガス温度（例えば１３０℃〜３００℃程度）に制御される。
【００７８】
［実施例１の作用］
次に、本実施例の排気ガス再循環装置の作用を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
【００７９】
例えばディーゼルエンジン等のエンジン１が始動することにより、エンジン１のシリンダヘッドに形成された吸気ポートの吸気バルブが開かれると、エアクリーナ１０で濾過された吸入空気が、吸気管の吸気通路３、スロットルボディ、サージタンクを通って各気筒のインテークマニホールドに分配され、エンジン１の各気筒内に吸入される。そして、エンジン１では、燃料が燃える温度よりも高い温度になるまで空気を圧縮し、そこにインジェクタから高圧燃料を噴霧して燃焼が成される。そして、各気筒内で燃えた燃焼ガスは、エンジン１のシリンダヘッドに形成された排気ポートから排出され、エキゾーストマニホールド、排気管の排気通路２を経て排出される。
【００８０】
このとき、ＥＣＵ１００によって排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３が所定の弁開度となるように、電磁式または電動式負圧制御弁１８ａへの駆動電流値が調整されると、負圧室６５ａ内に負圧が導入されて、負圧室６５ａと大気圧室６５との圧力差に応じてダイヤフラム６４が変位しバルブシャフト５４が図示上方に所定のリフト量だけリフトする。これによって、ダブルポペット型バルブ５３のうちＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１が閉弁方向に駆動されて、バルブハウジング１７内に形成された第１導入孔５１の開口面積が所定の弁開度に調節される。同時に、ダブルポペット型バルブ５３のうちバイパス配管１５側の第２弁体６２が開弁方向に駆動されて、バルブハウジング１７内に形成された第２導入孔５２の開口面積が所定の弁開度に調節される。したがって、ＥＧＲガスクーラ１４の各第１排気ガス通路３１内を流れるＥＧＲガスの流量とバイパス配管１５の第２排気ガス通路３２内を流れるＥＧＲガスの流量とが、エンジン１の運転状態およびＥＧＲガスの温度に応じて最適化される。
【００８１】
一方、ＥＣＵ１００によって排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１が所定の弁開度となるように、駆動モータが通電されると、駆動モータのモータシャフトが回転する。そして、モータシャフトが回転することによりピニオンギヤが回転して中間減速ギヤにトルクが伝達される。そして、中間減速ギヤの回転に伴って、中間減速ギヤに噛み合うギヤ部８０を備えたバルブ側ギヤ７８が回転する。これにより、バルブ側ギヤ７８と一体化されたバルブシャフト７２が所定の回転角度だけ回転し、排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１がバルブ全閉位置より全開位置側へ開く方向（開弁方向）に回転駆動される。これによって、ＥＧＲガスクーラ１４の第１排気ガス通路３１に第１排気ガス導入路４１および第１導入孔５１を介して連通すると共に、バイパス配管１５の第２排気ガス通路３２に第２排気ガス導入路４２および第２導入孔５２を介して連通する連通路４５の開口面積が所定の弁開度に調節される。したがって、バルブハウジング１７の排気ガス還流路４３、排気ガス還流路４４、連通路４５および排気ガス還流路４６内を通過するＥＧＲガスの全流量、すなわち、ＥＧＲガスを吸気管の吸気通路３に再循環させるための排気ガス還流路４内を通過するＥＧＲガスの全流量が、エンジン１の運転状態およびＥＧＲガスの温度に応じて最適化される。
【００８２】
したがって、排気管の排気通路２から排気側排気ガス還流管５内に形成される排気ガス還流路４に導入されたＥＧＲガスは、ＥＧＲモジュール７内、吸気側排気ガス還流管６内に形成される排気ガス還流路４を経て、吸気管の吸気通路３内に流入して、エアクリーナ１０からの吸入空気とミキシングされる。ここで、排気側排気ガス還流管５から分岐ジョイント部１３のＥＧＲガス分流部３０内に流入したＥＧＲガスは、ＥＧＲガスクーラ１４の第１排気ガス通路３１とバイパス配管１５の第２排気ガス通路３２とに所定の流量比で分流する。ＥＧＲガスクーラ１４の第１排気ガス通路３１内に流入したＥＧＲガスは、ＥＧＲガスクーラ１４の冷却水通路２３内を流れるエンジン冷却水と熱交換して冷却された後に、連結ジョイント部１６の第１排気ガス通路３１ｂを経てバルブハウジング１７の第１排気ガス導入路４１内に流入する。そして、第１排気ガス導入路４１内に流入したＥＧＲガスは、第１導入孔５１を介して排気ガス還流路４３に流入する。
【００８３】
一方、バイパス配管１５の第２排気ガス通路３２内に流入したＥＧＲガスは、エンジン冷却水と熱交換することなく、連結ジョイント部１６の第２排気ガス通路３２ｂを経てバルブハウジング１７の第２排気ガス導入路４２内に流入する。そして、第２排気ガス導入路４２内に流入したＥＧＲガスは、第２導入孔５２を介して排気ガス還流路４３に流入して、ＥＧＲガスクーラ１４の第１排気ガス通路３１から第１導入孔５１を介して流入したＥＧＲガスとミキシングされて最適な温度にコントロールされる。その後に、ＥＧＲガスは、排気ガス還流路４４、連通路４５および排気ガス還流路４６を経て吸気側排気ガス還流管６内に流入する。
【００８４】
また、ＥＧＲガスクーラ１４内でＥＧＲガスを冷却するためのエンジン冷却水は、エンジン１のウォータジャケット（図示せず）から冷却水配管８、ＥＧＲモジュール７の冷却水入口管１１を経てＥＧＲガスクーラ１４の冷却水通路２３内に流入して、ＥＧＲガスクーラ１４の第１排気ガス通路３１内を流れるＥＧＲガスの熱を奪ってＥＧＲガスを冷却する。その後、エンジン冷却水は、ＥＧＲガスクーラ１４の冷却水通路２３の冷却水出口部から連結ジョイント部１６の冷却水通路２６内に流入する。そして、冷却水通路２６内に流入したエンジン冷却水は、バルブハウジング１７の冷却水通路２７内に流入して、ＥＧＲガスの熱により高温化されるバルブハウジング１７を冷やす。その後に、エンジン冷却水は、ＥＧＲモジュール７の冷却水出口管１２からラジエータを経てエンジン１のウォータジャケットに循環供給される。
【００８５】
ここで、例えば通常時に、排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１を適度な弁開度に開け、且つ排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３のうちＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１を開弁してバイパス配管１５側の第２弁体６２を閉弁することで、排気側排気ガス還流管５内に形成される排気ガス還流路４に導入されたＥＧＲガスを全てＥＧＲガスクーラ１４の第１排気ガス通路３１を経由させて吸気管の吸気通路３に再循環させるようにすると、ＥＧＲガスがエンジン冷却水によって十分に冷却される。これによって、温度が低く、体積の小さいＥＧＲガスが吸入空気と混入することになるので、エンジン１の出力を低下させることなく、燃焼温度を低下して効果的にＮＯｘの発生を低減させることができる。
【００８６】
また、例えば寒冷時に、排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１を適度な弁開度に開け、且つ排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３のうちＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１およびバイパス配管１５側の第２弁体６２を共に開弁することで、排気側排気ガス還流管５内に形成される排気ガス還流路４に導入されたＥＧＲガスを、ＥＧＲガスクーラ１４の各第１排気ガス通路３１とバイパス配管１５の第２排気ガス通路３２とに所定の流量比で分流してＥＧＲガスの温度を最適化した後に、吸気管の吸気通路３に再循環させるようにすると、ＥＧＲガスの温度が比較的に高い状態で再循環されることになる。これによって、吸入空気への十分な暖気効果を得ることができ、エンジン１での着火性が向上し、白煙の発生を防止することができる。
【００８７】
また、ＥＧＲガスを冷却することによって吸入空気の温度を低下させると、ＮＯｘの排出量は減少する傾向にあるが、比較的にエンジン１の低回転、低負荷の運転条件においては、ＥＧＲガスを冷却することによって排気微粒子（パティキュレート・マター：ＰＭ）の排出量が増加する。このため、エンジン１の運転状態に応じて排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３のＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１およびバイパス配管１５側の第２弁体６２を適度な弁開度に制御することで、ＥＧＲガスの温度が最適な温度となるように変化させて、ＮＯｘの排出量およびＰＭの排出量を同時に低減させることも可能である。
【００８８】
［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の排気ガス流量比調節弁１８においては、エンジン１の運転停止時に、電磁式または電動式負圧制御弁１８ａへの通電を停止すると、負圧室６５ａ内への負圧の導入がなくなり、大気圧室６５と負圧室６５ａとの圧力差が小さくなる。したがって、スプリング５５の付勢力によってダイヤフラム６４およびバルブシャフト５４が図示下方に移動して、ダブルポペット型バルブ５３のうちのバイパス配管１５側の第２弁体６２がバルブシート５６の図示上端側の第２弁座に着座する。これによって、排気ガス流量比調節弁１８のＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１が第１導入孔５１を全開し、且つバイパス配管１５側の第２弁体６２が第２導入孔５２を全閉する。すなわち、エンジン停止時には、ＥＧＲガスクーラ１４内の第１排気ガス通路３１から吸気側の排気ガス還流路４３内に排気ガスを導入する第１導入孔５１が開放（全開）され、バイパス配管１５内の第２排気ガス通路３２から吸気側の排気ガス還流路４３内に排気ガスを導入する第２導入孔５２が閉塞（全閉）される。
【００８９】
ここで、一般的にＥＧＲガスクーラ１４の排気チューブ２２（第１排気ガス通路３１）内を通過するＥＧＲガスは、ケーシング２１の冷却水通路２３内を循環するエンジン冷却水によって冷やされると、ＥＧＲガス中に含まれる微粒子の粘着性が高まる。仮に排気ガス流量比調節弁１８のＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１がバルブシートの第１弁座に着座するタイプでは、第１弁体６１の表面に粘着質の微粒子が付着して粘着質のデポジットを形成すると、第１弁体６１と第１弁座との間に跨がって粘着質のデポジットが堆積する可能性がある。この場合には、次回のエンジン始動時に第１弁体６１が第１弁座に固着されてしまい、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３、特にＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１の弁開度の制御応答性を悪化させる可能性があった。
【００９０】
しかし、本実施例のように、エンジン停止時に、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３のうちのＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１のみを開弁させておくことにより、仮にＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１の表面および第１導入孔５１の周囲に排気ガス中に含まれる微粒子が付着して粘着質のデポジットが形成されても、排気ガス流量比調節弁１８のＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１とバルブハウジング（第１弁座またはバルブシート）１７とに跨がって粘着質のデポジットが堆積することはあり得ないので、排気ガス流量比調節弁１８のＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１が固着することはない。これによって、例えばダイヤフラム６４等による負圧アクチュエータによって排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３、特にＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１が円滑に開閉作動できるので、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３、特にＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１の弁開度の制御応答性を向上できる。
【００９１】
ここで、上述したように、冷間始動時から暖機時までの間は、吸気側排気ガス還流管６の排気ガス還流路４内を、ＥＧＲモジュール７より流出して吸気通路３内に向かうＥＧＲガス温度を、エンジン１の運転状態（例えばエンジン負荷）に対応して設定される目標ＥＧＲガス温度（例えば１３０℃〜３００℃程度）に制御する必要が有る。そこで、本実施例では、ＥＧＲガスクーラ１４およびバイパス配管１５等によって構成される排気ガス冷却装置の下流側近傍に排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３を配置することにより、排気ガス還流路４内を吸気通路３内に向かう排気ガス温度を変更する際に、排気ガス冷却装置のボリューム（長さ）分だけ、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３の弁開度の制御応答性が向上する。
【００９２】
その上、排気ガス還流路４内を吸気通路３内に向かう排気ガス温度が目標ＥＧＲガス温度と略一致するように、排気ガス温度と目標ＥＧＲガス温度との温度偏差に基づいて、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３の弁開度をフィードバック制御することにより、排気ガス還流路４内を吸気通路３内に向かう排気ガスの温度が目標ＥＧＲガス温度よりも異常に下回る（アンダーシュートする）ことはない。したがって、エンジン１の各気筒の燃焼室内での燃焼状態（エンジン燃焼）が良好となり、エンジン１の回転速度が安定する。また、排気ガス還流路４内を吸気通路３内に向かう排気ガス温度が目標ＥＧＲガス温度と略一致するように、排気ガス温度と目標ＥＧＲガス温度との温度偏差に基づいて、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３の弁開度をフィードバック制御することにより、排気ガス還流路４内を吸気通路３内に向かう排気ガスの温度が目標ＥＧＲガス温度よりも異常に上回る（オーバーシュートする）ことはない。したがって、ＥＧＲガス還流量（ＥＧＲ量）、あるいは新規吸入空気量に対するＥＧＲ量の比であるＥＧＲ率が不足することはなく、エンジン１のエミッションの悪化を抑えることができる。
【００９３】
すなわち、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３の弁開度を、排気ガス還流路４内を吸気通路３内に向かう排気ガス温度と目標ＥＧＲガス温度との温度偏差に基づいてフィードバック制御することにより、排気ガス還流路４内を吸気通路３内に向かう排気ガス温度が、目標ＥＧＲガス温度より異常にオーバーシュートまたはアンダーシュートすることなく、目標ＥＧＲガス温度に速やかに収束するように、排気ガス還流路４内を吸気通路３内に向かう排気ガス温度を高度制御し易くなる。したがって、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３を、ＥＧＲガスクーラ１４およびバイパス配管１５等によって構成される排気ガス冷却装置の下流側近傍に配置することは、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３の弁開度の制御応答性上も非常に効果的である。
【００９４】
また、本実施例の排気ガス再循環装置においては、排気管より分岐する排気側排気ガス還流管５と吸気管に合流する吸気側排気ガス還流管６との間に、更には、エンジン冷却水回路の冷却水配管８と冷却水配管９との間に、分岐ジョイント部１３、ＥＧＲガスクーラ１４、バイパス配管１５および連結ジョイント部１６等によって構成される排気ガス冷却装置と、排気ガス流量比調節弁１８の各構成部品、排気ガス還流量制御弁１９の各構成部品およびＥＧＲ量センサ２０の各構成部品を保持するバルブハウジング１７とを備えたＥＧＲモジュール７を直列的に直接結合している。これによって、ＥＧＲガスクーラ１４およびバイパス配管１５と排気ガス流量比調節弁１８とを結合する排気ガス還流管、排気ガス流量比調節弁１８と排気ガス還流量制御弁１９とを結合する排気ガス還流管、ＥＧＲガスクーラ１４と排気ガス流量比調節弁１８とを結合する冷却水配管、排気ガス流量比調節弁１８と排気ガス還流量制御弁１９とを結合する冷却水配管が不要となるので、部品点数を減少できる。したがって、ＥＧＲガスクーラ１４およびバイパス配管１５と排気ガス流量比調節弁１８との組み付け性、および排気ガス流量比調節弁１８と排気ガス還流量制御弁１９との組み付け性を向上することができ、また、排気ガス還流路４および冷却水通路の通路長を非常に短縮できるので、配管の取り回し（レイアウト）が容易となり、車両への搭載性をより向上することができる。
【００９５】
また、本実施例では、排気ガス還流路４の途中で、ＥＧＲガスクーラ１４とバイパス配管１５とを並列的に、しかも近傍に配置して排気ガス冷却装置を構成することにより、ＥＧＲガスクーラ１４とバイパス配管１５とが離れて設けられた従来の技術と比べて、排気ガス冷却装置の体格を小型化できる。したがって、配管の取り回しが容易となり、排気ガス冷却装置の組み付けが容易となるので、車両への搭載性を向上することができる。
また、本実施例では、排気ガス流量比調節弁１８の各構成部品と排気ガス還流量制御弁１９の各構成部品とを１個のバルブハウジング１７に保持させることで、つまり１個のバルブハウジング１７を共通使用（共通化）することで、排気ガス流量比調節弁１８と排気ガス還流量制御弁１９とを直列的に一体化している。これによって、従来の技術では、排気ガス還流管を介して排気ガス流量比調節弁１８と排気ガス還流量制御弁１９とを接続することで、両者間の排気ガス還流管が外気と触れることによってＥＧＲガスの温度バラツキが問題となっていたが、バルブハウジング１７の冷却水通路２７内にエンジン冷却水を流すことでバルブハウジング１７の排気ガス還流路４内を通過するＥＧＲガスの温度を安定させることができ、且つ排気ガス還流路４の通路長さが短くなったことでＥＧＲガスの温度バラツキを抑えることができる。
【００９６】
また、排気ガス流量比調節弁１８と排気ガス還流量制御弁１９の排気ガス還流路回りのバルブハウジング１７に、ＥＧＲガスクーラ１４を通過することで低温となったＥＧＲガスの熱とバイパス配管１５を通過することで高温を維持しているＥＧＲガスの熱とが共に効率良く伝達することにより、ＥＧＲガスの熱を吸収して高温化されるバルブハウジング１７の温度がＥＧＲガスの温度に近くなるため、そのバルブハウジング１７の排気ガス還流路内を流れるＥＧＲガスの温度が安定する。
また、排気ガス還流路４の通路長さが短くなったことで、ＥＧＲガスクーラ１４の各第１排気ガス通路３１内を流れるＥＧＲガスとバイパス配管１５の第２排気ガス通路３２内を流れるＥＧＲガスとの混合後のＥＧＲガスの温度を検出する排気温度センサ１０４の検出精度が向上するために、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３の弁開度の制御応答性および排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１の弁開度の制御応答性を向上することができる。
【００９７】
また、排気ガス流量比調節弁１８と排気ガス還流量制御弁１９とで、冷却水通路２７を備えた１個のバルブハウジング１７を共通使用することで、排気ガス流量比調節弁１８内に形成される冷却水通路と排気ガス還流量制御弁１９内に形成される冷却水通路とを一体化することができる。これによって、排気ガス流量比調節弁１８の冷却水通路と排気ガス還流量制御弁１９の冷却水通路とを結合する冷却水配管が不要となるので、その両者間の冷却水配管内を通過するエンジン冷却水が外気と熱交換してエンジン冷却水の温度が不安定となることはない。したがって、バルブハウジング１７の排気ガス還流路内を流れるＥＧＲガスの温度を安定化することができ、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３の弁開度の制御応答性および排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１の弁開度の制御応答性を向上することができる。
【００９８】
また、本実施例では、排気ガス冷却装置、特にＥＧＲガスクーラ１４と排気ガス流量比調節弁１８とを連結ジョイント部１６を介して直列的に直接結合して一体化している。これによって、従来の技術では、排気ガス還流管を介してＥＧＲガスクーラ１４と排気ガス流量比調節弁１８とを接続することで、両者間の伝熱効率が悪く問題となっていた。すなわち、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品（例えば軸受け）５７には、ミキシングする時にＥＧＲガスの熱がバルブハウジング１７を経て伝わっていくが、ＥＧＲガスクーラ１４と排気ガス流量比調節弁１８とを一体化することで、連結ジョイント部１６からもエンジン冷却水で冷やされた低温のＥＧＲガスの熱が直接バルブハウジング１７に伝わり、バイパス配管１５から直接流入する高温のＥＧＲガスの熱によって高温化されるバルブハウジング１７を効率良く冷やすことができる。これによって、ＥＧＲガスクーラ１４と排気ガス流量比調節弁１８とを一体化することで、伝熱効率が良くなり、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品を効率良く冷却することができる。
【００９９】
また、本実施例では、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品（例えば軸受け）５７および排気ガス還流量制御弁１９の内部構成部品（例えば軸受け）７６を収容保持するバルブハウジング１７に、排気ガス還流路４に対して、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品（例えば軸受け）５７側および排気ガス還流量制御弁１９の内部構成部品（例えば軸受け）７６側に、ＥＧＲガスクーラ１４の冷却水通路２３から冷却水通路２６を経てエンジン冷却水が流入する冷却水通路２７を形成している。そして、ＥＧＲガスクーラ１４を、バイパス配管１５に対して、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品（例えば軸受け）５７側および排気ガス還流量制御弁１９の内部構成部品（例えば軸受け）７６側に配置している。これによって、ＥＧＲガスクーラ１４の冷却水通路２３から冷却水通路２６を経て冷却水通路２７内に直接導入されたエンジン冷却水を用いてバルブハウジング１７を冷却することで、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品（例えば軸受け）５７および排気ガス還流量制御弁１９の内部構成部品（例えば軸受け）７６を効率良く冷却することができる。
【０１００】
また、本実施例の排気ガス流量比調節弁１８は、ＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１としてノーマリオープンタイプ（常開型）のバルブを採用し、バイパス配管１５側の第２弁体６２としてノーマリクローズタイプ（常閉型）のバルブを採用することにより、フェールの際、すなわち、排気ガス流量比調節弁１８の弁体駆動手段が制御不能の場合、閉弁異常の（例えば排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３およびバルブシャフト５４がリフトしない状態で固着した）場合でも、ダブルポペット型バルブ５３のうちのバイパス配管１５側の第２弁体６２は閉弁しているが、ダブルポペット型バルブ５３のうちのＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１は所定の弁開度だけ開弁している。これによって、フェールの際でも、ＥＧＲガスクーラ１４を通過して冷却された低温の排気ガスが、排気ガス流量比調節弁１８および排気ガス還流量制御弁１９のバルブハウジング１７の排気ガス還流路内に流入することになる。これにより、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品（例えば軸受け）５７および排気ガス還流量制御弁１９の内部構成部品（例えば軸受け）７６を高温の排気ガスの熱から保護できる。
【０１０１】
また、フェールの際、すなわち、排気ガス流量比調節弁１８の弁体駆動手段が制御不能の場合、開弁異常の（例えば排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３およびバルブシャフト５４がリフトした状態で固着した）場合には、ダブルポペット型バルブ５３のうちのＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１およびバイパス配管１５側の第２弁体６２が共に開弁している。これによって、フェールの際でも、ＥＧＲガスクーラ１４を通過して冷却された低温の排気ガスが、バイパス配管１５を通過する高温の排気ガスとミキシングすることで、高温の排気ガスを冷却することになる。これにより、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品（例えば軸受け）５７および排気ガス還流量制御弁１９の内部構成部品（例えば軸受け）７６を高温の排気ガスの熱から保護できる。
【０１０２】
また、本実施例の排気ガス流量比調節弁１８は、バイパス配管１５側の第２弁体６２が、バイパス配管１５内の第２排気ガス通路３２から排気ガスを導入する第２導入孔５２を全開している時に、ＥＧＲガスクーラ１４側の第１弁体６１が、ＥＧＲガスクーラ１４内の第１排気ガス通路３１から排気ガスを導入する第１導入孔５１を所定開度以上開放する構造としている。すなわち、バイパス配管１５内の第２排気ガス通路３２から第２導入孔５２を介して高温の排気ガスが導入される場合でも、第１導入孔５１を全閉しない構造とすることにより、ＥＧＲガスクーラ１４内の第１排気ガス通路３１から第１導入孔５１を介して導入される低温の排気ガスによって、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品（例えば軸受け）５７および排気ガス還流量制御弁１９の内部構成部品（例えば軸受け）７６を冷却することができる。
したがって、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品（例えば軸受け）５７および排気ガス還流量制御弁１９の内部構成部品（例えば軸受け）７６を高温の排気ガスの熱から保護できるので、排気ガス流量比調節弁１８のバルブシャフト５４の摺動不良、および排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１のバルブシャフト７２の摺動不良を防止でき、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３の弁開度の制御応答性および排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１の弁開度の制御応答性を向上することができる。
【０１０３】
また、ＥＧＲガスクーラ１４の外郭を形成するケーシング２１に、複数の補強リブ２４が外部に向かって凸状となるように等間隔で形成されている。これによって、複数の補強リブ２４の内壁側に、ＥＧＲガスクーラ１４内に形成される冷却水通路２３を通過するエンジン冷却水に乱流を生起させる凹状部が形成される。したがって、冷却水通路２３内においてエンジン冷却水の淀み部が形成され難くなるので、その淀み部においてエンジン冷却水がＥＧＲガスの熱を吸熱して過剰に高温化（沸騰）することを防止できる。すなわち、ＥＧＲガスクーラ１４の第１排気ガス通路３１内を通過するＥＧＲガスの冷却性能の低下を防止できると共に、ＥＧＲガスクーラ１４のケーシング２１内の過剰な圧力上昇を防止できるので、耐久性に優れた排気ガス冷却装置となる。
また、本実施例では、バイパス配管１５の筒方向に伸縮することが可能な蛇腹状のベローズ部３６をバイパス配管１５に一体的に形成している。これによって、高温の排気ガスをエンジン冷却水で冷却して低温部となるＥＧＲガスクーラ１４と高温の排気ガスをそのまま通過させて高温部となるバイパス配管１５との熱膨張の差をベローズ部３６で吸収することができる。これにより、耐久性に優れた排気ガス冷却装置となる。
【実施例２】
【０１０４】
図４は本発明の実施例２を示したもので、図４（ａ）、（ｂ）は排気ガス冷却装置、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁を一体化したＥＧＲモジュールの主要構造を示した図である。
【０１０５】
本実施例では、バルブハウジング１７内に形成される冷却水通路２７の図示左端部に設けられる冷却水入口部２８内に螺旋状の伝熱フィン２９を設けることにより、バルブハウジング１７内を通過する排気ガスによって高温化されたバルブハウジング１７の熱を、冷却水通路２７内を循環するエンジン冷却水を用いて効率良く冷却することができる。これによって、エンジン冷却水の伝熱効率（放熱性能）がより改善されることになるので、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品（例えば軸受け）５７および排気ガス還流量制御弁１９の内部構成部品（例えば軸受け）７６をエンジン冷却水を用いて効率良く冷却することができる。
したがって、排気ガス流量比調節弁１８の内部構成部品（例えば軸受け）５７および排気ガス還流量制御弁１９の内部構成部品（例えば軸受け）７６を高温の排気ガスの熱から保護できるので、排気ガス流量比調節弁１８のバルブシャフト５４の摺動不良、および排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１のバルブシャフト７２の摺動不良を防止でき、排気ガス流量比調節弁１８のダブルポペット型バルブ５３の弁開度の制御応答性および排気ガス還流量制御弁１９のバルブ７１の弁開度の制御応答性を向上することができる。
【０１０６】
［変形例］
本実施例では、排気ガス流量比調節弁１８の弁体駆動手段を、電磁式または電動式負圧制御弁１８ａを備えた負圧作動式アクチュエータによって構成したが、排気ガス流量比調節弁１８の弁体駆動手段を、駆動モータと動力伝達機構（例えば歯車減速機構等）とを含んで構成される動力ユニットを備えた電動式アクチュエータや、電磁式流量制御弁等の電磁式アクチュエータによって構成しても良い。また、本実施例では、排気ガス還流量制御弁１９の弁体駆動手段を、駆動モータと動力伝達機構（本例では歯車減速機構）とを含んで構成される動力ユニットを備えた電動式アクチュエータによって構成したが、電磁式または電動式負圧制御弁を備えた負圧作動式アクチュエータや、電磁式流量制御弁等の電磁式アクチュエータによって構成しても良い。
【０１０７】
本実施例では、排気ガス冷却装置（ＥＧＲガスクーラ１４およびバイパス配管１５）の下流側に、排気ガス流量比調節弁１８のバルブハウジングを直列的に直接結合し、且つ排気ガス流量比調節弁１８の下流側に、排気ガス還流量制御弁１９のバルブハウジングを直列的に直接結合し、排気ガス流量比調節弁１８と排気ガス還流量制御弁１９とで１個のバルブハウジング１７を共通化しているが、ＥＧＲガスクーラ１４の下流側に、排気ガス還流量制御弁１９のバルブハウジングのみを直列的に直接結合しても良い。この場合でも、ＥＧＲガスクーラ１４と排気ガス還流量制御弁１９とを結合する排気ガス還流管および冷却水配管が不要となり、部品点数を減少できる。また、ＥＧＲガスクーラ１４と排気ガス還流量制御弁１９との組み付け性を向上することができ、また、排気ガス還流路および冷却水通路の通路長を非常に短縮できるので、配管の取り回し（レイアウト）が容易となり、車両への搭載性を向上できる。
【０１０８】
なお、ＥＧＲガスクーラ１４またはバイパス配管１５の下流側近傍に、排気ガス流量比調節弁１８のバルブハウジングを近接配置して、ＥＧＲガスクーラ１４またはバイパス配管１５と排気ガス流量比調節弁１８とを結合する排気ガス還流管および冷却水配管を従来の技術よりも短くしても良い。また、排気ガス流量比調節弁１８の下流側近傍に、排気ガス還流量制御弁１９のバルブハウジングを近接配置して、排気ガス流量比調節弁１８と排気ガス還流量制御弁１９とを結合する排気ガス還流管および冷却水配管を従来の技術よりも短くしても良い。
【０１０９】
本実施例では、排気ガス流量比調節弁１８のバルブ（弁体）を、第１、第２導入孔５１、５２の開口面積を調節するダブルポペット型バルブ５３と、このダブルポペット型バルブ５３と一体的に軸方向に往復動作するバルブシャフト５４とによって構成し、更にダブルポペット型バルブ５３を、第１導入孔５１の開口面積を調節する常開型の第１弁体６１、および第２導入孔５２の開口面積を調節する常閉型の第２弁体６２によって構成したが、排気ガス流量比調節弁１８のバルブ（弁体）を、ＥＧＲガスクーラ（水冷式の排気熱交換器）１４側の第１導入孔５１のみの開口面積を調節する常開型の弁体（例えばポペット型バルブ）によって構成しても良い。また、ダブルポペット型バルブ５３やポペット型バルブ等の弁体とバルブシャフト５４とを金属材料によって一体的に形成して部品点数や組付工数を低減し、より低コスト化しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】排気ガス冷却装置、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁を一体化したＥＧＲモジュールの全体構造を示した部分断面図である（実施例１）。
【図２】ディーゼルエンジン用の排気ガス再循環装置の全体構成を示した構成図である（実施例１）。
【図３】排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁を示した断面図である（実施例１）。
【図４】（ａ）は排気ガス冷却装置、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁を一体化したＥＧＲモジュールの主要構造を示した断面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である（実施例２）。
【符号の説明】
【０１１１】
１  エンジン（例えばディーゼルエンジン等の内燃機関）
２  排気管の排気通路
３  吸気管の吸気通路
４  排気ガス還流路
５  排気側排気ガス還流管
６  吸気側排気ガス還流管
７  ＥＧＲモジュール
８  冷却水配管
９  冷却水配管
１１  ＥＧＲモジュールの冷却水入口管
１２  ＥＧＲモジュールの冷却水出口管
１４  ＥＧＲガスクーラ（水冷式の排気熱交換器）
１５  バイパス配管
１７  バルブハウジング（ハウジング）
１８  排気ガス流量比調節弁
１９  排気ガス還流量制御弁
２０  ＥＧＲ量センサ
２３  ＥＧＲガスクーラの冷却水通路
２７  バルブハウジングの冷却水通路
２９  伝熱フィン
３１  ＥＧＲガスクーラの第１排気ガス通路
３２  バイパス配管の第２排気ガス通路
３６  ベローズ部
４１  第１排気ガス導入路
４２  第２排気ガス導入路
４３  排気ガス還流路（ミクスチャ室）
４４  排気ガス還流路
４５  連通路
４６  排気ガス還流路
５１  第１導入孔
５２  第２導入孔
５３  排気ガス流量比調節弁のダブルポペット型バルブ
５４  排気ガス流量比調節弁のバルブシャフト（軸状部）
５５  排気ガス流量比調節弁のスプリング（弁体付勢手段）
５７  排気ガス流量比調節弁の内部構成部品（軸受け）
６１  ノーマリオープンタイプの第１弁体（ＥＧＲガスクーラ側の第１鍔状部）
６２  ノーマリクローズタイプの第２弁体（バイパス配管側の第２鍔状部）
７１  排気ガス還流量制御弁のバルブ（弁体）
７２  排気ガス還流量制御弁のバルブシャフト
７３  排気ガス還流量制御弁のスプリング（弁体付勢手段）
７６  排気ガス還流量制御弁の内部構成部品（軸受け）
１００  ＥＣＵ（エンジン制御ユニット、エンジン制御装置）
１０１  回転速度センサ（運転状態検出手段）
１０２  アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
１０３  吸気温度センサ（運転状態検出手段）
１０４  排気温度センサ（排気ガス温度検出手段）
【図１】
2005098278.tif 000003
【図２】
2005098278.tif 000004
【図３】
2005098278.tif 000005
【図４】
2005098278.tif 000006