(57)【要約】【課題】ＥＧＲ通路に直列に設けられた２つのＥＧＲ弁の一方に開故障が発生しても、その開故障に対処してＥＧＲを適切に制御すること。【解決手段】ＥＧＲ装置は、ＥＧＲ通路１７と、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲ流量を調節するためにＥＧＲ通路１７に直列に設けられた第１ＥＧＲ弁１８及び第２ＥＧＲ弁１９とを備える。電子制御装置（ＥＣＵ）６１は、第１ＥＧＲ弁１８及び第２ＥＧＲ弁１９それぞれの開故障を判断する。また、ＥＣＵ６１は、第１ＥＧＲ弁１８及び第２ＥＧＲ弁１９のうち一方が開故障と判断されたとき、開故障と判断されていない他方を所定の制限開度MAXegr1,MAXegr2よりも小さい目標開度Tegr1,Tegr2に制御する。【選択図】        図１
2013170457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記排気還流通路における排気流量を調節するために前記排気還流通路に直列に設けられた第１排気還流弁及び第２排気還流弁とを備えたエンジンの排気還流装置において、
前記第１排気還流弁及び前記第２排気還流弁それぞれの開故障を判断するための開故障判断手段と、
前記開故障判断手段により前記第１排気還流弁及び前記第２排気還流弁のうち一方が前記開故障と判断されたとき、前記開故障と判断されていない他方を所定の制限開度よりも小さい開度に制御するための故障時開制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの排気還流装置。
【請求項２】
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、前記排気還流通路における排気流量を調節するために前記排気還流通路に直列に設けられた第１排気還流弁及び第２排気還流弁とを備えたエンジンの排気還流装置において、
前記第１排気還流弁及び前記第２排気還流弁それぞれの開故障を判断するための開故障判断手段と、
前記開故障判断手段により前記第１排気還流弁及び前記第２排気還流弁のうち一方が前記開故障と判断されたとき、前記開故障と判断されていない他方を全閉に制御するための故障時閉制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの排気還流装置。
【請求項３】
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、前記排気還流通路における排気流量を調節するために前記排気還流通路に直列に設けられた第１排気還流弁及び第２排気還流弁とを備えたエンジンの排気還流装置において、
前記第１排気還流弁が電動弁により全開から全閉までの間で開度可変に構成され、前記第２排気還流弁がダイヤフラムアクチュエータにより開閉駆動可能に構成されることと、
前記第１排気還流弁及び前記第２排気還流弁それぞれの開故障を判断するための開故障判断手段と、
前記開故障判断手段により前記第２排気還流弁が前記開故障と判断されたとき、前記第１排気還流弁を所定の制限開度よりも小さい開度に制御するための故障時開制御手段と、
前記開故障判断手段により前記第１排気還流弁が前記開故障と判断されたとき、前記第２排気還流弁を全閉に制御するための故障時閉制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部を吸気通路へ流してエンジンへ還流させるエンジンの排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術が、例えば、自動車用エンジンにおいて採用されている。排気還流装置（Exhaust Gas Recirculation（ＥＧＲ）装置）は、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される燃焼後の排気の一部をＥＧＲ通路を介して吸気通路へ導き、吸気通路を流れる吸気と混合させて燃焼室へ還流させるようになっている。ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁により調節されるようになっている。このＥＧＲによって、主として排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させことができ、エンジンの部分負荷時における燃費向上を図ることができる。
【０００３】
エンジンの排気は、酸素が含まれていないか酸素が希薄な状態にある。従って、ＥＧＲにより排気の一部を吸気と混ぜることで、吸気中の酸素濃度が低下する。このため、燃焼室では、酸素濃度が低い状態で燃料が燃焼することから、燃焼時のピーク温度が低下し、ＮＯｘの発生を抑制することができる。ガソリンエンジンでは、ＥＧＲにより吸気中の酸素含有量を増加させることなく、スロットルバルブをある程度閉じた状態においても、エンジンのポンピングロスを低減することができる。
【０００４】
ここで、近時は、エンジンの更なる燃費向上を図るために、エンジンの全運転領域でＥＧＲを行うことが考えられ、大量ＥＧＲを実現することが求められている。大量ＥＧＲを実現するためには、従前の技術に対し、ＥＧＲ通路の内径を拡大したり、ＥＧＲ弁の弁体や弁座の流路開口面積を大きくしたりする必要がある。
【０００５】
また、下記の特許文献１〜３には、ＥＧＲの制御性を向上させるために、ＥＧＲ通路に２つのＥＧＲ弁を直列に設けたＥＧＲ装置が開示されている。例えば、特許文献１に記載のＥＧＲ装置は、ＥＧＲ通路に直列に設けられた２つのＥＧＲ弁の一方がポペット弁により構成され、他方がバタフライ弁により構成され、バタフライ弁がポペット弁よりも下流側に配置される。また、ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲの要求流量に基づいてポペット弁とバタフライ弁とを制御するための制御手段を備え、制御手段は、ＥＧＲの要求流量が所定流量より少ない場合、ポペット弁を所定の開弁位置で固定させ、バタフライ弁を要求流量に応じた開度に作動させるようになっている。この構成により、ポペット弁により全閉時の密閉性を確保し、バタフライ弁により微量な要求流量に適した開度を実現してＥＧＲ流量を適切に調節するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３２９０３９号公報
【特許文献２】特開２０００−３４５９２３号公報
【特許文献３】特開昭６３−１９８７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載のＥＧＲ装置を大量ＥＧＲに対応させることが考えられ、ＥＧＲ通路の流路径を拡げたり、ＥＧＲ弁の弁体や弁座を大型化したりすることが考えられる。ここで、２つのＥＧＲ弁のうちの一方で故障が発生した場合の対処の仕方が問題となる。例えば、一方のＥＧＲ弁の弁体が開いたまま固着して故障（開故障）した場合には、大量ＥＧＲ化に伴い過剰なＥＧＲガスがＥＧＲ通路を流れて燃焼室へ還流してしまうおそれがある。その結果、エンジンが失火したり、エンジンの再始動が困難になったりするおそれがある。
【０００８】
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、排気還流通路に直列に設けられた２つの排気還流弁のうち一方に開故障が発生しても、その開故障に対処して排気還流を適切に制御することを可能としたエンジンの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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される排気の一部を吸気通路へ流して燃焼室へ還流させる排気還流通路と、排気還流通路における排気流量を調節するために排気還流通路に直列に設けられた第１排気還流弁及び第２排気還流弁とを備えたエンジンの排気還流装置において、第１排気還流弁及び第２排気還流弁それぞれの開故障を判断するための開故障判断手段と、開故障判断手段により第１排気還流弁及び第２排気還流弁のうち一方が開故障と判断されたとき、開故障と判断されていない他方を所定の制限開度よりも小さい開度に制御するための故障時開制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１０】
上記発明の構成によれば、開故障判断手段により第１排気還流弁及び第２排気還流弁のうち一方が開故障と判断されたときには、故障時開制御手段により、開故障と判断されていない他方が所定の制限開度よりも小さい開度に制御される。従って、一方の排気還流弁が開故障しているときは、正常な他方の排気還流弁を使用して排気還流の機能が最小限に維持される。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、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、排気還流通路における排気流量を調節するために排気還流通路に直列に設けられた第１排気還流弁及び第２排気還流弁とを備えたエンジンの排気還流装置において、第１排気還流弁及び第２排気還流弁それぞれの開故障を判断するための開故障判断手段と、開故障判断手段により第１排気還流弁及び第２排気還流弁のうち一方が開故障と判断されたとき、開故障と判断されていない他方を全閉に制御するための故障時閉制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、開故障判断手段により第１排気還流弁及び第２排気還流弁のうち一方が開故障と判断されたときには、故障時閉制御手段により、開故障と判断されていない他方が全閉に制御される。従って、一方の排気還流弁が開故障しているときは、排気還流の機能が停止することになり、不必要な排気還流が行われることがない。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、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、排気還流通路における排気流量を調節するために排気還流通路に直列に設けられた第１排気還流弁及び第２排気還流弁とを備えたエンジンの排気還流装置において、第１排気還流弁が電動弁により全開から全閉までの間で開度可変に構成され、第２排気還流弁がダイヤフラムアクチュエータにより開閉駆動可能に構成されることと、第１排気還流弁及び第２排気還流弁それぞれの開故障を判断するための開故障判断手段と、開故障判断手段により第２排気還流弁が開故障と判断されたとき、第１排気還流弁を所定の制限開度よりも小さい開度に制御するための故障時開制御手段と、開故障判断手段により第１排気還流弁が開故障と判断されたとき、第２排気還流弁を全閉に制御するための故障時閉制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、開故障判断手段により第２排気還流弁が開故障と判断されたときには、故障時開制御手段により、第１排気還流弁が所定の制限開度よりも小さい開度に制御される。従って、第２排気還流弁が開故障しているときは、正常な第１排気還流弁を使用して排気還流の機能が最小限に維持される。一方、開故障判断手段により第１排気還流弁が開故障と判断されたときには、故障時閉制御手段により、第２排気還流弁が全閉に制御される。従って、第１排気還流弁が開故障しているときは、排気還流の機能が停止することになり、不必要な排気還流が行われることがない。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、排気還流通路に直列に設けられた２つの排気還流弁のうち一方に開故障が発生しても、その開故障に対処して排気還流を適切に制御することができ、修理が行われるまでの間で排気還流を継続することができ、エンジンの燃費悪化や排気エミッション悪化を最小限に抑えることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、排気還流通路に直列に設けられた２つの排気還流弁のうち一方に開故障が発生しても、その開故障に対処して排気還流を適切に制御することができ、エンジンストールが起きたり、エンジン再始動が不能になったりするのを未然に防止することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、排気還流通路に直列に設けられた２つの排気還流弁のうち第２排気還流弁に開故障が発生しても、その開故障に対処して排気還流を適切に制御することができ、修理が行われるまでの間で排気還流を継続することができ、エンジンの燃費悪化や排気エミッション悪化を最小限に抑えることができる。一方、２つの排気還流弁のうち第１排気還流弁に開故障が発生しても、その開故障に対処して排気還流を適切に制御することができ、エンジンストールが起きたり、エンジン再始動が不能になったりするのを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係り、エンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）を含む過給機付エンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】同実施形態に係り、ＥＧＲ通路の一部であって第１ＥＧＲ弁と第２ＥＧＲ弁が設けられる部分を拡大して示す断面図。
【図３】同実施形態に係り、ＥＧＲの正常時制御の処理内容の一例を示すフローチャート。
【図４】同実施形態に係り、ＥＧＲの故障時制御の処理内容の一例を示すフローチャート。
【図５】第２実施形態に係り、ＥＧＲの故障時制御の処理内容の一例を示すフローチャート。
【図６】第３実施形態に係り、ＥＧＲ通路の一部であって第１ＥＧＲ弁と第２ＥＧＲ弁が設けられる部分を拡大して示す断面図。
【図７】第４実施形態に係り、エンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）を含む過給機付エンジンシステムを示す概略構成図。
【図８】同実施形態に係り、ＥＧＲ通路の一部であって第１ＥＧＲ弁と第２ＥＧＲ弁が設けられる部分を拡大して示す断面図。
【図９】同実施形態に係り、ＥＧＲの正常時制御の処理内容の一例を示すフローチャート。
【図１０】同実施形態に係り、ＥＧＲの故障時制御の処理内容の一例を示すフローチャート。
【図１１】第５実施形態に係り、ＥＧＲ通路の一部であって第１ＥＧＲ弁と第２ＥＧＲ弁が設けられる部分を拡大して示す断面図。
【図１２】第６実施形態に係り、エンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）を含む過給機付エンジンシステムを示す概略構成図。
【図１３】別の実施形態に係り、ＥＧＲ通路の一部であって第１ＥＧＲ弁と第２ＥＧＲ弁が設けられる部分を拡大して示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜第１実施形態＞
以下、本発明におけるエンジン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。
【００２０】
図１に、この実施形態におけるエンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）を含む過給機付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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
吸気通路３において、過給機７のコンプレッサ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ためのものである。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。また、インタークーラ１３の下流側であってサージタンク３ａの上流側には、スロットルバルブ１４が設けられる。このスロットルバルブ１４は、運転者によるアクセルペダル（図示略）の操作に応じて開度が調節されるように構成される。また、タービン９の下流側の排気通路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。
【００２４】
この実施形態において、大量ＥＧＲを実現するための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における排気流量（ＥＧＲ流量）を調節するためにＥＧＲ通路１７に直列に設けられた第１排気還流弁（第１ＥＧＲ弁）１８及び第２排気還流弁（第２ＥＧＲ弁）１９とを備える。ＥＧＲ通路１７は、タービン９の上流側の排気通路５と、サージタンク３ａとの間に設けられる。すなわち、排気通路５を流れる排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１７を通じて吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させるために、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａが、スロットルバルブ１４の下流側にてサージタンク３ａに接続される。また、ＥＧＲ通路１７の入口１７ｂは、タービン９の上流側における排気通路５に接続される。
【００２５】
ＥＧＲ通路１７の入口１７ｂの近傍には、ＥＧＲガスを浄化するためのＥＧＲ用触媒コンバータ２０が設けられる。また、ＥＧＲ用触媒コンバータ２０より下流の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２１が設けられる。この実施形態で、第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９は、ＥＧＲクーラ２１より下流のＥＧＲ通路１７に配置される。この実施形態では、ＥＧＲ通路１７において、第１ＥＧＲ弁１８が第２ＥＧＲ弁１９よりも下流に配置される。
【００２６】
図２に、ＥＧＲ通路１７の一部であって第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９が設けられる部分を拡大して断面図により示す。図１、図２に示すように、第１ＥＧＲ弁１８は、ポペット弁により、かつ、電動弁により構成される。すなわち、第１ＥＧＲ弁１８は、ステップモータ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。ステップモータ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に支持される。そして、ステップモータ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。第１ＥＧＲ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Ｌ１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。
【００２７】
図１、図２に示すように、第２ＥＧＲ弁１９は、バタフライ弁により構成されると共に、ダイヤフラムアクチュエータ４１により駆動可能に構成される。すなわち、第２ＥＧＲ弁１９は、ＥＧＲ通路１７を貫通して回動可能に設けられた弁軸４２と、ＥＧＲ通路１７の中にて弁軸４２上に固定された円板状の弁体４３と、駆動機構を構成するダイヤフラムアクチュエータ４１とを備える。
【００２８】
ダイヤフラムアクチュエータ４１は、ハウジング４４と、リンク４５を介して弁軸４２に連結されたロッド４６と、ロッド４６の基端に連結されたダイヤフラム４７と、ダイヤフラム４７により区画された負圧室４８と、負圧室４８に設けられてダイヤフラム４７を付勢するスプリング４９とを備える。負圧室４８に負圧が導入されない状態では、ダイヤフラム４７がスプリング４９により押されてロッド４６が最下端位置に配置される。この状態では、リンク４５及び弁軸４２を介して弁体４３がＥＧＲ通路１７を全閉とする位置（全閉位置）に配置される。一方、負圧室４８に負圧が導入されることにより、ダイヤフラム４７とロッド４６がスプリング４９に抗して引かれて変位し、ロッド４６が最上端位置へと移動する。この状態では、リンク４５及び弁軸４２を介して弁体４３がＥＧＲ通路１７を全開とする位置（全開位置）へ配置されることになる。この実施形態では、ロッド４６上の所定の位置にストッパ５０が設けられ、そのストッパ５０がハウジング４４に係合可能に設けられる。このストッパ５０は、第２ＥＧＲ弁１９の弁体４３の最大開度を、全開よりも小さい所定の小開度Ａ１（例えば、全開に対する３０％の開度）に規制するように構成される。このように、第２ＥＧＲ弁１９は、所定の小開度から全閉までの間で開度可変に構成される。そして、この実施形態では、第２ＥＧＲ弁１９の所定の小開度Ａ１により第１ＥＧＲ弁１８による最大排気流量（最大ＥＧＲ流量）を確保できるように弁体４３とＥＧＲ通路１７の寸法が設定される。この実施形態では、過給機７を備えたエンジン１の全運転領域にてＥＧＲを実行可能とするために、第１ＥＧＲ弁１８による最大ＥＧＲ流量が比較的大流量となるように設定している。そのために、第１ＥＧＲ弁１８の全開時における弁体３２の開口ストロークを、図２に２点鎖線で示すように比較的大きく設定している。このため、第１ＥＧＲ弁１８が全開から全閉へ制御されるときには、多少時間がかかることになる。すなわち、第１ＥＧＲ弁１８は、全開からの全閉時に僅かに閉弁遅れの傾向にある。
【００２９】
ここで、ポペット弁である第１ＥＧＲ弁１８とバタフライ弁である第２ＥＧＲ弁１９の特性を比較する。全開時の最大ＥＧＲ流量については、第２ＥＧＲ弁１９の方が多い。全開から全閉への応答速度については、第２ＥＧＲ弁１９の方が速い。ＥＧＲ流量の制御性について、小流量域では第１ＥＧＲ弁１８の方が良く、大流量域では第２ＥＧＲ弁１９の方が良い。そこで、第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９の双方を制御することにより、小流量域ではＥＧＲ流量を徐々に変化させ、大流量域ではＥＧＲ流量を急激に変化させるように設定することができる。流量特性については、第１ＥＧＲ弁１８の開弁時の面積特性は、開度に対して曲線的に大きくなり、第２ＥＧＲ弁１８の開弁時の面積特性は、開度に対して直線的に大きくなる。
【００３０】
図１、図２に示すように、ダイヤフラムアクチュエータ４１の負圧室４８は、負圧ライン５１を介してバキューム・スイッチング・バルブ（ＶＳＶ）５２に接続される。このＶＳＶ５２は、第２ＥＧＲ弁１９の駆動機構を構成するものでり、入力ポート、出力ポート及び大気ポートを備える三方式の電磁弁である。ＶＳＶ５２の出力ポートは、負圧ライン５１に接続される。ＶＳＶ５２の大気ポートには、フィルタ５３が設けられる。ＶＳＶ５２の入力ポートは、負圧ライン５４を介してリザーブタンク５５の出力ポートに接続される。リザーブタンク５５の入力ポートは、負圧ライン５６を介してサージタンク３ａに接続される。エンジン１の運転時には、サージタンク３ａにて発生する負圧が負圧ライン５６を介してリザーブタンク５５に作用するようになっている。
【００３１】
そして、エンジン１の運転時において、ＶＳＶ５２がオフされることにより、ダイヤフラムアクチュエータ４１の負圧室４８には、負圧ライン５４、ＶＳＶ５２及び負圧ライン５１を介してリザーブタンク５５の負圧が供給される。これにより、ダイヤフラム４７とロッド４６がスプリング４９に抗して上方へ変位し、図２に２点鎖線で示すように、第２ＥＧＲ弁１９の弁体４３が最大開度である所定の小開度Ａ１まで開く。一方、ＶＳＶ５２がオンされることにより、ダイヤフラムアクチュエータ４１の負圧室４８は、負圧ライン５１、ＶＳＶ５２及びフィルタ５３を介して大気へ開放される。これにより、ダイヤフラム４７とロッド４６がスプリング４９に押されて最下端位置に配置され、図２に実線で示すように、第２ＥＧＲ弁１９の弁体４３が全閉となる。
【００３２】
この実施形態において、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８１が設けられる。インジェクタ８１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、サージタンク３ａには、吸気圧ＰＭを検出するための吸気圧センサ６６が設けられる。
【００３３】
この実施形態では、エンジン１の運転状態に応じて第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９の双方を制御するために、第１ＥＧＲ弁１８のステップモータ３１と第２ＥＧＲ弁１９のＶＳＶ５２のそれぞれが電子制御装置（ＥＣＵ）６１により制御されるようになっている。ＥＣＵ６１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、本発明の開故障判断手段、故障時開制御手段及び故障時閉制御手段に相当する。外部出力回路にはステップモータ３１、ＶＳＶ５２及びインジェクタ８１が接続される。外部入力回路には、吸気圧センサ６６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（図示略）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。ここで、エンジン１の運転状態を示す各種エンジン信号として、吸気圧ＰＭ、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ、スロットル開度ＴＡ及びエンジン冷却水温度ＴＨＷ等に係る各種センサの検出信号が含まれる。
【００３４】
次に、上記のように構成したＥＧＲ装置につき、ＥＣＵ６１が実行するＥＧＲの正常時制御の処理内容について説明する。図３に、ＥＧＲの正常時制御の処理内容の一例をフローチャートにより示す。
【００３５】
処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ６１は、エンジン１の運転状態を示す各種エンジン信号を取り込む。
【００３６】
次に、ステップ１１０で、ＥＣＵ６１は、ＥＧＲオンの条件か否かを判断する。すなわち、エンジン１の運転状態がＥＧＲを行うべき状態であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、ＥＧＲを行わないために、ＥＣＵ６１は、処理をステップ１６０へ移行する。
【００３７】
そして、ＥＣＵ６１は、ステップ１６０で、ＶＳＶ５２をオンに制御することにより、第２ＥＧＲ弁１９を全閉に制御すると共に、ステップ１７０で、ステップモータ３１を制御することにより、第１ＥＧＲ弁１８を全閉に制御する。
【００３８】
一方、ステップ１１０の判断結果が肯定である場合、ＥＧＲを行うために、ＥＣＵ６１は、処理をステップ１２０へ移行する。
【００３９】
そして、ステップ１２０で、ＥＣＵ６１は、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬを取り込む。
【００４０】
次に、ステップ１３０で、ＥＣＵ６１は、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに応じた第１ＥＧＲ弁１８の目標開度Ｔｅｇｒ１を求める。ＥＣＵ６１は、この処理を、予め設定された関数データである開度マップ（図示略）を参照して算出する。
【００４１】
次に、ステップ１４０で、ＥＣＵ６１は、ＶＳＶ５２をオフ制御することにより、第２ＥＧＲ弁１９を最大開度である所定の小開度Ａ１に制御する。
【００４２】
また、ステップ１５０で、ＥＣＵ６１は、ステップモータ３１を制御することにより、第１ＥＧＲ弁１８を目標開度Ｔｅｇｒ１に制御する。
【００４３】
次に、ＥＧＲ装置につき、ＥＣＵ６１が実行するＥＧＲの故障時制御の処理内容について説明する。図４に、ＥＧＲの故障時制御の処理内容の一例をフローチャートにより示す。
【００４４】
処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ２００で、ＥＣＵ６１は、エンジン１の運転状態を示す各種エンジン信号を取り込む。
【００４５】
次に、ステップ２１０で、ＥＣＵ６１は、第１ＥＧＲ弁１８が開故障であるか否かを判断する。すなわち、第１ＥＧＲ弁１８の弁体３２が開いたまま固着して動かない状態にあるか否かを判断する。ＥＣＵ６１は、この故障判断を次のように行う。（１）エンジン１にインジェクタ８１から燃料が供給されていない状態（例えば、減速時の燃料カット状態）にて、第１ＥＧＲ弁１８を一旦開いて閉じる。（２）第１ＥＧＲ弁１８を一旦開いて閉じた後に、吸気圧センサ６６により検出される吸気圧ＰＭの変動が所定値より少ないか否かを判断する。（３）吸気圧ＰＭの変動が少ないという判断結果を２回得た場合に、第１ＥＧＲ弁１８が開故障したと判断する。この判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ６１は、処理をステップ２２０へ移行する。
【００４６】
そして、ＥＣＵ６１は、ステップ２２０で、ＶＳＶ５２をオンに制御することにより、第２ＥＧＲ弁１９を全閉に制御する。
【００４７】
一方、ステップ２１０の判断結果が否定である場合、ＥＣＵ６１は、ステップ２３０で、ＥＣＵ６１は、第２ＥＧＲ弁１９が開故障であるか否かを判断する。すなわち、第２ＥＧＲ弁１９の弁体４３が開いたまま固着して動かない状態にあるか否かを判断する。ＥＣＵ６１は、この故障判断を、ステップ２１０の判断に準ずる内容で行う。この判断結果が否定である場合、ＥＣＵ６１は、処理をステップ２９０へ移行し、上記したように、ＥＧＲの正常時制御（図３を参照）を実行する。
【００４８】
一方、ステップ２３０の判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ６１は、ステップ２４０で、正常時制御で算出されている第１ＥＧＲ弁１８の目標開度Ｔｅｇｒ１を取り込む。
【００４９】
次に、ステップ２５０で、ＥＣＵ６１は、第１ＥＧＲ弁１８に関する所定の制限開度ＭＡＸｅｇｒ１を取り込む。ここで、制限開度ＭＡＸｅｇｒ１は、その開度でエンジン１が急減速してもＥＧＲガスの影響によりエンジン１で減速失火が発生することのない程度の開度を意味する。
【００５０】
そして、ステップ２６０で、ＥＣＵ６１は、今回取り込まれた目標開度Ｔｅｇｒ１が制限開度ＭＡＸｅｇｒ１よりも小さいか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ６１は、処理をステップ２８０へ移行し、ステップモータ３１を制御することにより、第１ＥＧＲ弁１８を目標開度Ｔｅｇｒ１に制御する。
【００５１】
一方、ステップ２６０の判断結果が否定である場合、ＥＣＵ６１は、処理をステップ２７０へ移行し、制限開度ＭＡＸｅｇｒ１を目標開度Ｔｅｇｒ１として設定し、ステップ２８０で、ステップモータ３１を制御することにより、第１ＥＧＲ弁１８を目標開度Ｔｅｇｒ１に制御する。
【００５２】
以上説明したこの実施形態におけるＥＧＲ装置によれば、エンジン１の運転時であって過給機７の非作動時に、第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９が共に開いているときは、スロットルバルブ１４より下流のサージタンク３ａで発生する負圧がＥＧＲ通路１７の出口１７ａに作用し、排気通路５を流れる排気の一部がＥＧＲガスとして、ＥＧＲ用触媒コンバータ２０、ＥＧＲ通路１７及びＥＧＲクーラ２１を通じてサージタンク３ａへ引き込まれる。このため、過給機７の非作動時に、ＥＧＲ通路１７を通じて適量のＥＧＲガスを吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させることがきる。このとき、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲ流量は、第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９の開度を適宜制御することで任意に調節することができる。
【００５３】
一方、エンジン１の運転時であって過給機７の作動時に、第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９が共に開いているときは、排気通路５における過給排気圧がＥＧＲ通路１７の入口１７ｂに作用し、排気通路５を流れる排気の一部が、ＥＧＲガスとして、ＥＧＲ用触媒コンバータ２０、ＥＧＲ通路１７及びＥＧＲクーラ２１を通じてサージタンク３ａへ押し込まれる。このため、過給機７の作動時に、ＥＧＲ通路１７を通じて適量のＥＧＲガスを吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させることがきる。このとき、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲ流量は、第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９の開度を適宜制御することで任意に調節することができる。
【００５４】
この実施形態によれば、第１ＥＧＲ弁１８がポペット弁により構成されるので、その開閉によるＥＧＲ流量の特性は、一般的には、開度に対して徐々に変化する。このため、第２ＥＧＲ弁１９が開いているときに、第１ＥＧＲ弁１８の開度を制御することにより、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲ流量を徐々に変化させて調節することができる。一方、第２ＥＧＲ弁１９がバタフライ弁で構成されるので、調節可能なＥＧＲ流量はポペット弁に比べて大きくなり、全開から全閉への応答速度も速い。このため、第２ＥＧＲ弁１９を最大開度から全閉へ制御することにより、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲの流れを速やかに遮断することができる。そこで、この実施形態では、第１ＥＧＲ弁１８及び第２ＥＧＲ弁１９がそれぞれ正常なときに、第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９の双方を制御することで、吸気の小流量域では、ＥＧＲ流量を徐々に変化させて調節することができ、吸気の大流量域では、ＥＧＲ流量を急激に変化させて調節することができる。これにより、主としてエンジン１の排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させて排気エミッションの悪化を防止することができ、エンジン１の燃費向上を図ることができる。
【００５５】
この実施形態では、第２ＥＧＲ弁１９を所定の小開度Ａ１とし、第１ＥＧＲ弁１８を全開とすることにより、第１ＥＧＲ弁１８による最大ＥＧＲ流量がＥＧＲ通路１７における最大ＥＧＲ流量として確保される。このため、第１ＥＧＲ弁１８が有する流量特性を最大限に発揮させて大量ＥＧＲを制御することができる。
【００５６】
この実施形態では、第１ＥＧＲ弁１８が電動弁により構成され、第２ＥＧＲ弁１９がダイヤフラムアクチュエータ４１により駆動可能に構成されるので、第１ＥＧＲ弁１８には、電動弁による制御性が反映され、第２ＥＧＲ弁１９にはダイヤフラムアクチュエータ４１による制御性が反映される。すなわち、第１ＥＧＲ弁１８を電動弁により構成することで、その開度を連続的に可変とすることができる。また、第２ＥＧＲ弁１９をダイヤフラムアクチュエータ４１により駆動可能に構成することで、その開閉応答性を高めることができる。このため、第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９の双方を制御することで、主として第１ＥＧＲ弁１８により大量のＥＧＲ流量を徐々に変化させて調節することができると共に、主として第２ＥＧＲ弁１９によりＥＧＲの開始と停止を速やかに行うことができる。
【００５７】
この実施形態では、ＥＧＲ通路１７において第１ＥＧＲ弁１８が第２ＥＧＲ弁１９よりも下流に配置されるので、上流側の第２ＥＧＲ弁１９が全閉となった後は、下流側の第１ＥＧＲ弁１８が排気の影響を受け難くなる。このため、ＥＧＲの停止中には、第１ＥＧＲ弁１８を排気から保護することができる。
【００５８】
この実施形態では、ＥＣＵ６１により、第１ＥＧＲ弁１８及び第２ＥＧＲ弁１９それぞれにつき開故障の判断が行われるようになっている。そして、ＥＣＵ６１により、第２ＥＧＲ弁１９が開故障と判断されたときには、ＥＣＵ６１により、第１ＥＧＲ弁１８が制限開度ＭＡＸｅｇｒ１よりも小さい所定の目標開度Ｔｅｇｒ１に制御される。従って、第２ＥＧＲ弁１９が開故障しているときには、正常な第１ＥＧＲ弁１８を使用して、エンジン１で減速失火を発生させることなくＥＧＲの機能が最小限に維持される。このため、ＥＧＲ通路１７に直列に設けられた２つのＥＧＲ弁１８，１９のうち第２ＥＧＲ弁１９に開故障が発生しても、その開故障に対処してＥＧＲを適切に制御することができる。また、第２ＥＧＲ弁１９の修理が行われるまでの間でＥＧＲを継続することができ、エンジン１の燃費悪化や排気エミッション悪化を最小限に抑えることができる。
【００５９】
一方、この実施形態では、ＥＣＵ６１により、第１ＥＧＲ弁１８が開故障と判断されたときには、ＥＣＵ６１により、第２ＥＧＲ弁１９が全閉に制御される。従って、第１ＥＧＲ弁１８が開故障しているときには、ＥＧＲ通路１７において第２ＥＧＲ弁１９によりＥＧＲが遮断され、ＥＧＲの機能が停止することとなり、不必要なＥＧＲが行われることがない。このため、２つのＥＧＲ弁１８，１９のうち第１ＥＧＲ弁１９に開故障が発生しても、その開故障に対処してＥＧＲを適切に制御することができる。また、エンジンストールが起きたり、エンジン１の再始動が不能になったりするのを未然に防止することができる。
【００６０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明におけるエンジン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。
【００６１】
なお、以下に説明する各実施形態において前記第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
【００６２】
この実施形態では、故障時制御の処理内容の点で第１実施形態と構成が異なる。図５に、ＥＧＲの故障時制御の処理内容の一例をフローチャートにより示す。
【００６３】
処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ３００で、ＥＣＵ６１は、エンジン１の運転状態を示す各種エンジン信号を取り込む。
【００６４】
次に、ステップ３１０で、ＥＣＵ６１は、第１ＥＧＲ弁１８が開故障であるか否かを判断する。この故障判断の内容は第１実施形態のそれと同じである（以下において同じ。）。この判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ６１は、処理をステップ３２０へ移行する。
【００６５】
そして、ステップ３２０で、ＥＣＵ６１は、ＶＳＶ５２をオンに制御することにより、第２ＥＧＲ弁１９を全閉に制御する。
【００６６】
一方、ステップ３１０の判断結果が否定である場合、ＥＣＵ６１は、処理をステップ３３０へ移行する。
【００６７】
そして、ステップ３３０で、ＥＣＵ６１は、第２ＥＧＲ弁１９が開故障であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、ＥＣＵ６１は、ステップ３５０で、ＥＧＲの正常時制御（図３を参照）を実行する。
【００６８】
一方、ステップ３３０の判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ６１は、ステップ３４０で、ステップモータ３１を制御することにより、第１ＥＧＲ弁１８を全閉に制御する。
【００６９】
以上説明したように、この実施形態では、ＥＣＵ６１により、第１ＥＧＲ弁１８及び第２ＥＧＲ弁１９それぞれにつき開故障の判断が行われるようになっている。そして、ＥＣＵ６１により、第１ＥＧＲ弁１８及び第２ＥＧＲ弁１９のうち一方が開故障と判断されたときには、ＥＣＵ６１により、開故障と判断されていない他方が全閉に制御される。従って、ＥＧＲ通路１７において第１ＥＧＲ弁１８又は第２ＥＧＲ弁１９によりＥＧＲが遮断され、一方のＥＧＲ弁１８，１９が開故障しているときは、他方のＥＧＲ弁１９，１８を全閉にすることで、ＥＧＲの機能が停止することとなり、不必要なＥＧＲが行われることがない。このため、２つのＥＧＲ弁１８，１９のうち一方に開故障が発生しても、その開故障に対処してＥＧＲを適切に制御することができる。また、エンジンストールが起きたり、エンジン１の再始動が不能になったりするのを未然に防止することができる。この実施形態におけるその他の作用効果は、第１実施形態のそれと同じである。
【００７０】
＜第３実施形態＞
次に、本発明におけるエンジンの排気還流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。
【００７１】
図６に、ＥＧＲ通路１７の一部であって第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９が設けられる部分を拡大して断面図により示す。図６に示すように、この実施形態では、第２ＥＧＲ弁１９が、ダイヤフラムアクチュエータ４１により駆動されるポペット弁により構成される点で第１実施形態と異なる。ダイヤフラムアクチュエータ４１のロッド４６は、軸受５７を介してＥＧＲ通路１７に支持される。ロッド４６の下端には平板状の弁体５８が固定され、その弁体５８がＥＧＲ通路１７に設けられた弁座５９に着座可能に設けられる。
【００７２】
この実施形態では、第１ＥＧＲ弁１８の出力軸３４が、全閉状態から全開状態までの間で所定のストロークＬ１だけストローク運動可能に設けられる。これに対し、第２ＥＧＲ弁１９は、その最大開度が全開よりも小さい所定の小開度Ａ１により設定される。すなわち、ダイヤフラムアクチュエータ４１のロッド４６は、弁体５８が弁座５９に着座する全閉状態から、弁体５８が軸受５７に当接する所定の小開度Ａ１までの間で所定のストロークＬ２だけストローク運動可能に設けられる。ダイヤフラムアクチュエータ４１が本来有するロッド４６の運動可能なストロークは、ストロークＬ２よりも大きいのであるが、この実施形態では、弁体５８の最大開度を所定の小開度Ａ１に設定するために、軸受５７を軸方向に長くし、その下端に弁体５８が早めに当接することでロッド４６のストローク運動を最大量よりも小さいストロークＬ２に規制するようにしている。また、この実施形態では、第１ＥＧＲ弁１８による最大ＥＧＲ流量を確保するために、第２ＥＧＲ弁１９の弁座５９の開口面積が比較的大きく形成されると共に、弁体５８が比較的大面積に形成される。この実施形態では、第１ＥＧＲ弁１８の出力軸３４に係るストロークＬ１よりも第２ＥＧＲ弁１９のロッド４６に係るストロークＬ２の方が明らかに小さくなるように設定される。この実施形態では、第１実施形態と同様、ダイヤフラムアクチュエータ４１に関連した負圧ライン５１，５４，５６、ＶＳＶ５２、フィルタ５３及びリザーブタンク５５等の構成を有する。
【００７３】
従って、この実施形態のＥＧＲ装置によれば、第２ＥＧＲ弁１９がダイヤフラムアクチュエータ４１により駆動されるポペット弁により構成されるので、第１実施形態で弁体４３とロッド４６との間に設けられたリンク４５を省略することができる。この実施形態におけるその他の作用効果は、第１実施形態のそれと同じである。
【００７４】
＜第４実施形態＞
次に、本発明におけるエンジンの排気還流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。
【００７５】
図７に、この実施形態におけるＥＧＲ装置を含む過給機付エンジンシステムを概略構成図により示す。図８に、ＥＧＲ通路１７の一部であって第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９が設けられる部分を拡大して断面図により示す。図７、図８に示すように、この実施形態では、第２ＥＧＲ弁１９が電動弁により構成される点で第１乃至第３の実施形態と異なる。すなわち、この実施形態では、バタフライ弁より構成される第２ＥＧＲ弁１９が、ステップモータ７１により駆動される。図８に示すように、直進的にストローク運動可能に構成されたステップモータ７１の出力軸７２は、リンク７３を介して弁軸４２に連結される。そして、ステップモータ７１の出力軸７２をストローク運動させることにより、弁体４３の開度が調節されるようになっている。
【００７６】
この実施形態では、図８に示すように、ステップモータ７１の出力軸７２が最下端位置まで押し出された状態では、第２ＥＧＲ弁１９の弁体４３がリンク７３及び弁軸４２を介して全閉位置に配置される。この出力軸７２が最上端位置まで引き戻されることにより、第２ＥＧＲ弁１９の弁体４３は全開位置に配置されることになる。しかし、この実施形態では、第２ＥＧＲ弁１９の最大開度が全開よりも小さい所定の小開度Ａ１（例えば、３０％）に規制される。すなわち。出力軸７２上の所定の位置には、ストッパ７４が設けられ、そのストッパ７４がステップモータ７１のハウジング下端に係合可能に設けられる。ストッパ７４がステップモータ７１のハウジング下端に係合することで、第２ＥＧＲ弁１９の弁体４３の開度が所定の小開度Ａ１に規制される。また、第２ＥＧＲ弁１９の所
定の小開度Ａ１により第１ＥＧＲ弁１８による大量の最大ＥＧＲ流量を確保できるように、第２ＥＧＲ弁１９の弁体４３とＥＧＲ通路１７の寸法が設定される。この実施形態では、ステップモータ７１を制御して出力軸７２のストローク運動を制御することにより、第２ＥＧＲ弁１９の弁体４３の開度を全閉から所定の小開度Ａ１の間で連続的に可変に構成される。
【００７７】
この実施形態では、図７に示すように、ＥＣＵ６１の外部出力回路に各ステップモータ３１，７１及びインジェクタ８１が接続される。外部入力回路には、エンジンの運転状態を検出するための吸気圧センサ６６を含む各種センサ（図示略）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。
【００７８】
次に、上記のように構成したＥＧＲ装置につき、ＥＣＵ６１が実行するＥＧＲの正常時制御の処理内容について説明する。図９に、ＥＧＲの正常時制御の処理内容の一例をフローチャートにより示す。
【００７９】
処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ４００で、ＥＣＵ６１は、エンジン１の運転状態を示す各種エンジン信号を取り込む。
【００８０】
次に、ステップ４１０で、ＥＣＵ６１は、ＥＧＲオンの条件か否かを判断する。すなわち、エンジン１の運転状態がＥＧＲを行うべき状態であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、ＥＧＲを行わないために、ＥＣＵ６１は、処理をステップ４７０へ移行する。
【００８１】
そして、ＥＣＵ６１は、ステップ４７０で、ステップモータ７１を制御することにより、第２ＥＧＲ弁１９を全閉に制御すると共に、ステップ４８０で、ステップモータ３１を制御することにより、第１ＥＧＲ弁１８を全閉に制御する。
【００８２】
一方、ステップ４１０の判断結果が肯定である場合、ＥＧＲを行うために、ＥＣＵ６１は、処理をステップ４２０へ移行する。
【００８３】
そして、ステップ４２０で、ＥＣＵ６１は、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬを取り込む。
【００８４】
次に、ステップ４３０で、ＥＣＵ６１は、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに応じた第１ＥＧＲ弁１８の目標開度Ｔｅｇｒ１を求める。ＥＣＵ６１は、この処理を、予め設定された関数データである開度マップ（図示略）を参照して算出する。
【００８５】
次に、ステップ４４０で、ＥＣＵ６１は、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに応じた第２ＥＧＲ弁１９の目標開度Ｔｅｇｒ２を求める。ＥＣＵ６１は、この処理を、予め設定された関数データである開度マップ（図示略）を参照して算出する。
【００８６】
次に、ステップ４５０で、ＥＣＵ６１は、ステップモータ７１を制御することにより、第２ＥＧＲ弁１９を目標開度Ｔｅｇｒ２に制御する。
【００８７】
また、ステップ４６０で、ＥＣＵ６１は、ステップモータ３１を制御することにより、第１ＥＧＲ弁１８を目標開度Ｔｅｇｒ１に制御する。
【００８８】
次に、ＥＧＲ装置につき、ＥＣＵ６１が実行するＥＧＲの故障時制御の処理内容について説明する。図１０に、ＥＧＲの故障時制御の処理内容の一例をフローチャートにより示す。
【００８９】
処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ５００で、ＥＣＵ６１は、エンジン１の運転状態を示す各種エンジン信号を取り込む。
【００９０】
次に、ステップ５１０で、ＥＣＵ６１は、第１ＥＧＲ弁１８が開故障であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ６１は、処理をステップ５２０へ移行する。
【００９１】
そして、ステップ５２０で、ＥＣＵ６１は、正常時制御で算出されている第２ＥＧＲ弁１９の目標開度Ｔｅｇｒ２を取り込む。
【００９２】
次に、ステップ５３０で、ＥＣＵ６１は、第２ＥＧＲ弁１９に関する所定の制限開度ＭＡＸｅｇｒ２を取り込む。ここで、制限開度ＭＡＸｅｇｒ２は、その開度でエンジン１が急減速してもＥＧＲガスの影響によりエンジン１で減速失火が発生することのない程度の開度を意味する。
【００９３】
そして、ステップ５４０で、ＥＣＵ６１は、今回取り込まれた目標開度Ｔｅｇｒ２が制限開度ＭＡＸｅｇｒ２よりも小さいか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ６１は、処理をステップ５６０へ移行し、ステップモータ７１を制御することにより、第２ＥＧＲ弁１９を目標開度Ｔｅｇｒ２に制御する。
【００９４】
一方、ステップ５４０の判断結果が否定である場合、ＥＣＵ６１は、処理をステップ５５０へ移行し、制限開度ＭＡＸｅｇｒ２を目標開度Ｔｅｇｒ２として設定し、ステップ５６０で、ステップモータ７１を制御することにより、第２ＥＧＲ弁１９を目標開度Ｔｅｇｒ２に制御する。
【００９５】
また、ステップ５１０の判断結果が否定である場合、ＥＣＵ６１は、ステップ５７０で、第２ＥＧＲ弁１９が開故障であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、ＥＣＵ６１は、処理をステップ６３０へ移行して、ＥＧＲの正常時制御を実行する。
【００９６】
一方、ステップ５７０の判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ６１は、ステップ５８０で、正常時制御で算出されている第１ＥＧＲ弁１８の目標開度Ｔｅｇｒ１を取り込む。
【００９７】
次に、ステップ５９０で、ＥＣＵ６１は、第１ＥＧＲ弁１８に関する所定の制限開度ＭＡＸｅｇｒ１を取り込む。ここで、制限開度ＭＡＸｅｇｒ１は、その開度でエンジン１が急減速してもＥＧＲガスの影響によりエンジン１で減速失火が発生することのない程度の開度を意味する。
【００９８】
そして、ステップ６００で、ＥＣＵ６１は、今回取り込まれた目標開度Ｔｅｇｒ１が制限開度ＭＡＸｅｇｒ１よりも小さいか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ６１は、処理をステップ６２０へ移行し、ステップモータ３１を制御することにより、第１ＥＧＲ弁１８を目標開度Ｔｅｇｒ１に制御する。
【００９９】
一方、ステップ６００の判断結果が否定である場合、ＥＣＵ６１は、処理をステップ６１０へ移行し、制限開度ＭＡＸｅｇｒ１を目標開度Ｔｅｇｒ１として設定し、ステップ６２０で、ステップモータ３１を制御することにより、第１ＥＧＲ弁１８を目標開度Ｔｅｇｒ１に制御する。
【０１００】
以上説明したこの実施形態におけるＥＧＲ装置によれば、ＥＣＵ６１により、第１ＥＧＲ弁１８及び第２ＥＧＲ弁１９のそれぞれにつき開故障の判断が行われるようになっている。そして、ＥＣＵ６１により第１ＥＧＲ弁１８及び第２ＥＧＲ弁１９のうち一方が開故障と判断されたときには、ＥＣＵ６１により、開故障と判断されていない他方が所定の制限開度ＭＡＸｅｇｒ１，ＭＡＸｅｇｒ２よりも小さい目標開度Ｔｅｇｒ１，Ｔｅｇｒ２に制御される。例えば、第１ＥＧＲ弁１８が開故障と判断されたときは、第２ＥＧＲ弁１９が所定の制限開度ＭＡＸｅｇｒ２よりも小さい目標開度Ｔｅｇｒ２に制御される。従って、第１ＥＧＲ弁１８及び第２ＥＧＲ弁１９のうち一方が開故障しているときは、正常な他方のＥＧＲ弁１９，１８を使用してＥＧＲの機能が最小限に維持される。このため、ＥＧＲ通路１７に直列に設けられた２つのＥＧＲ弁１８，１９の一方に開故障が発生しても、その開故障に対処してＥＧＲを適切に制御することができる。また、故障したＥＧＲ弁１８，１９の修理が行われるまでの間でＥＧＲを継続することができ、エンジン１の燃費悪化や排気エミッション悪化を最小限に抑えることができる。
【０１０１】
この実施形態では、正常時制御によりＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲ流量を調節するために、第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９のそれぞれが、エンジン１の運転状態に応じた目標開度Ｔｅｇｒ１，Ｔｅｇｒ２に基づいて制御される。このため、エンジン１の運転状態に応じたＥＧＲ流量を確保することができる。
【０１０２】
この実施形態では、第１ＥＧＲ弁１８が電動弁により構成されると共に、第２ＥＧＲ弁１９が電動弁により構成されるので、第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９の開度をそれぞれ連続的に可変とすることができる。このため、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲ流量をより精密に制御することができる。
【０１０３】
＜第５実施形態＞
次に、本発明におけるエンジンの排気還流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。
【０１０４】
図１１に、ＥＧＲ通路１７の一部であって第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９が設けられる部分を拡大して断面図により示す。図１１に示すように、この実施形態では、第２ＥＧＲ弁１９がポペット弁により構成されると共に、電動弁により構成される点で第４実施形態と異なる。第２ＥＧＲ弁１９のステップモータ７１の出力軸７２は、軸受５７を介してＥＧＲ通路１７に支持される。この実施形態の第２ＥＧＲ弁１９に係る弁体５８、弁座５９、軸受５７及び出力軸７２の構成の関係は、第２実施形態における第２ＥＧＲ弁１９の弁体５８、弁座５９、軸受５７及びロッド４６の構成の関係と同じである。その他の構成は、第４実施形態と同じである。
【０１０５】
従って、この実施形態のＥＧＲ装置によれば、第２ＥＧＲ弁１９がポペット弁により構成されるので、第４実施形態で弁体４３と出力軸７２との間に設けられたリンク７３を省略することができる。また、ポペット弁は、バタフライ弁に比べて流量特性が開度に対して徐々に変化するので、第２ＥＧＲ弁１９によるＥＧＲ流量の調節をより精密に行うことができる。この実施形態におけるその他の作用効果は、第４実施形態のそれと同じである。
【０１０６】
＜第６実施形態＞
次に、本発明におけるエンジンの排気還流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。
【０１０７】
図１２に、この実施形態におけるＥＧＲ装置を含む過給機付エンジンシステムを概略構成図により示す。図１２に示すように、この実施形態では、ＥＧＲ装置の配置の点で第４実施形態と構成が異なる。すなわち、この実施形態で、ＥＧＲ通路１７は、その入口１７ｂが触媒コンバータ１５より下流の排気通路５に接続され、その出口１７ａが過給機７のコンプレッサ８より上流の吸気通路３に接続される。その他の構成については、第４実施形態のそれと同じである。
【０１０８】
従って、この実施形態によれば、エンジン１の運転時であって、過給機７の作動時に第１ＥＧＲ弁１８と第２ＥＧＲ弁１９が共に開いているときは、過給吸気圧による負圧が、コンプレッサ８より上流の吸気通路３にてＥＧＲ通路１７の出口１７ａに作用し、触媒コンバータ１５より下流の排気通路５に流れる排気の一部がＥＧＲ通路１７、ＥＧＲクーラ２１、第２ＥＧＲ弁１９及び第１ＥＧＲ弁１８を介して吸気通路３へ引き込まれる。ここで、高過給域であっても触媒コンバータ１５の下流側では、触媒コンバータ１５が抵抗となって排気圧力がある程度低減される。このため、高過給域までＥＧＲ通路１７に過給吸気圧による負圧を作用させてＥＧＲを行うことができる。また、触媒コンバータ１５で浄化される排気ガスの一部がＥＧＲ通路１７に導入されるので、第１実施形態と比較して、ＥＧＲ通路１７からＥＧＲ用触媒コンバータ２０を省略することができる。この実施形態におけるその他の作用効果は、第４実施形態のそれと同じである。
【０１０９】
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ができる。
【０１１０】
（１）前記各実施形態では、ＥＧＲ通路１７において第１ＥＧＲ弁１８を第２ＥＧＲ弁１９よりも下流に配置したが、図１３に示すように、ＥＧＲ通路１７において第１ＥＧＲ弁１８を第２ＥＧＲ弁１９よりも上流に配置することもできる。この場合、上流側の第１ＥＧＲ弁１８が全閉となった後は、下流側の第２ＥＧＲ弁１９が排気の影響を受け難くなる。このため、ＥＧＲの停止中には、第２ＥＧＲ弁１９を排気から保護することができる。
【０１１１】
（２）前記各実施形態では、本発明のＥＧＲ装置を過給機７を備えたエンジン１に具体化したが、本発明のＥＧＲ装置を過給機を備えていないエンジンに具体化することもできる。
【０１１２】
（３）前記第３及び第５の実施形態では、弁体５８の最大開度を所定の小開度Ａ１に設定するために、軸受５７を軸方向に長くし、その下端に弁体５８が早めに当接することでダイヤフラムアクチュエータ４１のロッド４６のストローク運動をストロークＬ２に規制するようにした。これに対し、ダイヤフラムアクチュエータ４１のダイヤフラム４７の変位を所定のストッパを設けて規制することにより、ロッド４６のストローク運動をストロークＬ２に規制するように構成することもできる。
【０１１３】
（４）前記第１及び第２の実施形態におけるＥＧＲの故障時制御の内容（図４、図５に示すフローチャートの内容）を、前記第４〜第６の実施形態のＥＧＲ装置に準用して具体化することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
この発明は、例えば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンにかかわらず車両用エンジンに利用することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１  エンジン
３  吸気通路
３ａ  サージタンク
５  排気通路
１６  燃焼室
１７  ＥＧＲ通路（排気還流通路）
１８  第１ＥＧＲ弁（第１排気還流弁）
１９  第２ＥＧＲ弁（第２排気還流弁）
３１  ステップモータ
３２  弁体
４１  ダイヤフラムアクチュエータ
４３  弁体
５２  ＶＳＶ
６１  ＥＣＵ（開故障判断手段、故障時開制御手段、故障時閉制御手段）
ＭＡＸｅｇｒ１  制限開度
ＭＡＸｅｇｒ２  制限開度
Ｔｅｇｒ１  目標開度
Ｔｅｇｒ２  目標開度
【図１】
2013170457.tif 000003
【図２】
2013170457.tif 000004
【図３】
2013170457.tif 000005
【図４】
2013170457.tif 000006
【図５】
2013170457.tif 000007
【図６】
2013170457.tif 000008
【図７】
2013170457.tif 000009
【図８】
2013170457.tif 000010
【図９】
2013170457.tif 000011
【図１０】
2013170457.tif 000012
【図１１】
2013170457.tif 000013
【図１２】
2013170457.tif 000014
【図１３】
2013170457.tif 000015