(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン(12)の吸気ポート(14)に接続され前記エンジン(12)のシリンダ(13)にターボ過給機(11)のコンプレッサハウジング(11a)を介してエアを供給する吸気通路(15)と；
前記シリンダ(13)の排気ポート(16)に接続され前記シリンダ(13)内の排ガスを前記ターボ過給機(11)のタービンハウジング(11b)を介して大気に排出する排気通路(17)と；
一端が前記排気通路(17)に接続され他端が前記コンプレッサハウジング(11a)より吸気下流側の吸気通路(15)に接続されたＥＧＲ通路(21a)と、前記ＥＧＲ通路(21a)に設けられ前記排気通路(17)からＥＧＲ通路(21a)を通って前記吸気通路(15)に還流される排ガスの流量を調整可能なＥＧＲバルブ(21b)とを有する外部ＥＧＲ装置(21)と；
前記シリンダ(13)の排気弁(26,27)を開く排気用カム(23)の外周面のうち前記シリンダ(13)の吸気行程時に前記排気弁(26,27)を開く位置に形成されたＥＧＲ用突起(23a)を有し前記ＥＧＲ用突起(23a)が前記シリンダ(13)の吸気行程時に前記排気ポート(16)を開閉する排気弁(26,27)を開いて前記排気通路(17)から前記シリンダ(13)に排ガスを導入可能な内部ＥＧＲ装置(22)と；
前記エンジン(12)の回転速度を検出する回転センサ(43)と；
前記エンジン(12)の負荷を検出する負荷センサ(44)と；
前記回転センサ(43)及び負荷センサ(44)の各検出出力に基づいて前記ＥＧＲバルブ(21b)を制御するコントローラ(46)と
を備えたターボ過給機付エンジンの排ガス再循環装置であって、
前記コントローラ(46)が、前記エンジン(12)の低負荷から中負荷運転時に前記外部ＥＧＲ装置(21)のＥＧＲバルブ(21b)を開いて前記外部ＥＧＲ装置(21)及び前記内部ＥＧＲ装置(22)により前記排ガスを前記シリンダ(13)に還流させ、前記エンジン(12)の中負荷から高負荷運転時に前記外部ＥＧＲ装置(21)のＥＧＲバルブ(21b)を閉じて前記内部ＥＧＲ装置(22)のみにより前記排ガスを前記ＥＧＲ通路(21a)を通らずに前記シリンダ(13)に直接流入させるように構成された
ことを特徴とするターボ過給機付エンジンの排ガス再循環装置。
【請求項２】
エンジン(12)の吸気ポート(14)に接続され前記エンジン(12)のシリンダ(13)にターボ過給機(11)のコンプレッサハウジング(11a)を介してエアを供給する吸気通路(15)と；
前記シリンダ(13)の排気ポート(16)に接続され前記シリンダ(13)内の排ガスを前記ターボ過給機(11)のタービンハウジング(11b)を介して大気に排出する排気通路(17)と；
一端が前記排気通路(17)に接続され他端が前記コンプレッサハウジング(11a)より吸気下流側の吸気通路(15)に接続されたＥＧＲ通路(21a)と、前記ＥＧＲ通路(21a)に設けられ前記排気通路(17)からＥＧＲ通路(21a)を通って前記吸気通路(15)に還流される排ガスの流量を調整可能なＥＧＲバルブ(21b)とを有する外部ＥＧＲ装置(21)と；
前記シリンダ(13)の吸気行程時に吸気弁(24,25)を開く吸気用ロッカアーム(30)により作動するマスタピストン(63)と、前記マスタピストン(63)にオイル通路(64)を介して接続されかつ前記マスタピストン(63)の作動にて発生した油圧により前記シリンダ(13)の排気弁(26)を開くスレーブピストン(66)と、前記オイル通路(64)内の油圧の保持及び解放を切換える油圧切換手段(67)とを有し前記シリンダ(13)の吸気行程時に前記排気ポート(16)を開閉する排気弁(26,27)を開いて前記排気通路(17)から前記シリンダ(13)に排ガスを導入可能な内部ＥＧＲ装置(62)と；
前記エンジン(12)の回転速度を検出する回転センサ(43)と；
前記エンジン(12)の負荷を検出する負荷センサ(44)と；
前記回転センサ(43)及び負荷センサ(44)の各検出出力に基づいて前記ＥＧＲバルブ(21b)及び前記内部ＥＧＲ装置(62)をそれぞれ制御するコントローラ(46)と
を備えたターボ過給機付エンジンの排ガス再循環装置であって、
前記コントローラ(46)が、前記エンジン(12)の低負荷から中負荷運転時に前記外部ＥＧＲ装置(21)のＥＧＲバルブ(21b)を開くとともに前記内部ＥＧＲ装置(62)の前記オイル通路(64)内の油圧を解放して前記外部ＥＧＲ装置(21)のみにより前記排ガスを前記ＥＧＲ通路(21a)を通して前記シリンダ(13)に還流させ、前記エンジン(12)の中負荷から高負荷運転時に前記外部ＥＧＲ装置(21)のＥＧＲバルブ(21b)を閉じるとともに前記内部ＥＧＲ装置(62)の前記オイル通路(64)内の油圧を保持して前記内部ＥＧＲ装置(22)のみにより前記排ガスを前記ＥＧＲ通路(21a)を通らずに前記シリンダ(13)に直接流入させるように構成された
ことを特徴とするターボ過給機付エンジンの排ガス再循環装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボ過給機を有するエンジンにおいて、排ガスの一部を吸気通路又はシリンダに還流させて再循環する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の排ガス再循環装置として、エンジンのシリンダにターボ過給機のコンプレッサを介してエアを供給する吸気管がエンジンの吸気ポートに接続され、シリンダ内の排ガスをターボ過給機のタービンを介して大気に排出する排気管がシリンダの排気ポートに接続され、排気マニホルドから分岐して吸気マニホルドに接続されたＥＧＲパイプにＥＧＲバルブが設けられ、更にエンジンの回転速度及び負荷に基づいてコントローラがＥＧＲバルブを制御するように構成されたものが知られている。
このように構成された排ガス再循環装置では、エンジンの低負荷から中負荷運転時にコントローラがＥＧＲバルブを開いて排ガスの一部を吸気系に再循環させ、排ガス（不活性ガス）の持つ熱容量により及び吸気中の酸素濃度の減少により、シリンダ内での混合気の最高燃焼温度を低下させてＮＯｘを低減するとともに、エンジンの中負荷から高負荷運転時にはコントローラがＥＧＲバルブを閉じて排ガスの再循環を停止してシリンダ内の空気不足を解消することにより、エンジンからの黒煙の排出を減少させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の排ガス再循環装置では、エンジンの中負荷から高負荷運転時にＥＧＲバルブを完全に閉じてしまうため、シリンダ内での混合気の最高燃焼温度が上昇してＮＯｘの排出量が増大する不具合があった。またエンジンの中負荷から高負荷運転時にＥＧＲバルブを開いても、エンジンからの排ガス流量が増大してターボ過給機が高速で回転しているため、吸気マニホルド内の吸気圧と排気マニホルド内の排気圧との差が殆どなく、排ガスを吸気マニホルドに還流することができない問題点があった。
この点を解消するために、可変静翼式ターボ過給機を用いた場合には可変静翼をターボ圧を減少する方向に回転させる方法が考えられ、固定静翼式ターボ過給機を用いた場合には過給機を小型化する方法が考えられる。これらの方法により、中負荷から高負荷運転時でもＥＧＲガスを吸気マニホルドにスムーズに還流することができる。
しかし、この改善された排ガス再循環装置では、シリンダ内にターボ過給機により増圧された吸気圧に加えて、上記ＥＧＲガスの圧力が作用し、更にこれらの圧力によりシリンダ内の温度が上昇するため、エンジンの強度上の問題が発生するおそれがある。
【０００４】
本発明の目的は、ＥＧＲガスを増圧せずかつエンジンを補強せずに、エンジンの低負荷から中負荷運転時のみならず中負荷から高負荷運転時の全ての運転領域で、シリンダに排ガスを還流して排ガス中のＮＯｘを低減することができる、ターボ過給機付エンジンの排ガス再循環装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１及び図２に示すように、エンジン１２の吸気ポート１４に接続されエンジン１２のシリンダ１３にターボ過給機１１のコンプレッサハウジング１１ａを介してエアを供給する吸気通路１５と；シリンダ１３の排気ポート１６に接続されシリンダ１３内の排ガスをターボ過給機１１のタービンハウジング１１ｂを介して大気に排出する排気通路１７と；一端が排気通路１７に接続され他端がコンプレッサハウジング１１ａより吸気下流側の吸気通路１５に接続されたＥＧＲ通路２１ａと、ＥＧＲ通路２１ａに設けられ排気通路１７からＥＧＲ通路２１ａを通って吸気通路１５に還流される排ガスの流量を調整可能なＥＧＲバルブ２１ｂとを有する外部ＥＧＲ装置２１と；シリンダ１３の排気弁２６，２７を開く排気用カム２３の外周面のうちシリンダ１３の吸気行程時に排気弁２６，２７を開く位置に形成されたＥＧＲ用突起２３ａを有しＥＧＲ用突起２３ａがシリンダ１３の吸気行程時に排気ポート１６を開閉する排気弁２６，２７を開いて排気通路１７からシリンダ１３に排ガスを導入可能な内部ＥＧＲ装置２２と；エンジン１２の回転速度を検出する回転センサ４３と；エンジン１２の負荷を検出する負荷センサ４４と；回転センサ４３及び負荷センサ４４の各検出出力に基づいてＥＧＲバルブ２１ｂ或いはＥＧＲバルブ及び内部ＥＧＲ装置をそれぞれ制御するコントローラ４６とを備えたターボ過給機付エンジンの排ガス再循環装置であって、コントローラ４６が、エンジン１２の低負荷から中負荷運転時に外部ＥＧＲ装置２１のＥＧＲバルブ２１ｂを開いて外部ＥＧＲ装置２１及び内部ＥＧＲ装置２２により排ガスをシリンダ１３に還流させ、エンジン１２の中負荷から高負荷運転時に外部ＥＧＲ装置２１のＥＧＲバルブ１ｂを閉じて内部ＥＧＲ装置２２のみにより排ガスをＥＧＲ通路２１ａを通らずにシリンダ１３に直接流入させるように構成されたことを特徴とするターボ過給機付エンジンの排ガス再循環装置である。
請求項２に係る発明は、図１及び図５に示すように、エンジン１２の吸気ポート１４に接続されエンジン１２のシリンダ１３にターボ過給機１１のコンプレッサハウジング１１ａを介してエアを供給する吸気通路１５と；シリンダ１３の排気ポート１６に接続されシリンダ１３内の排ガスをターボ過給機１１のタービンハウジング１１ｂを介して大気に排出する排気通路１７と；一端が排気通路１７に接続され他端がコンプレッサハウジング１１ａより吸気下流側の吸気通路１５に接続されたＥＧＲ通路２１ａと、ＥＧＲ通路２１ａに設けられ排気通路１７からＥＧＲ通路２１ａを通って吸気通路１５に還流される排ガスの流量を調整可能なＥＧＲバルブ２１ｂとを有する外部ＥＧＲ装置２１と；シリンダ１３の吸気行程時に吸気弁２４，２５を開く吸気用ロッカアーム３０により作動するマスタピストン６３)と、マスタピストン６３にオイル通路６４を介して接続されかつマスタピストン６３の作動にて発生した油圧によりシリンダ１３の排気弁２６を開くスレーブピストン６６と、オイル通路６４内の油圧の保持及び解放を切換える油圧切換手段６７とを有しシリンダ１３の吸気行程時に排気ポート１６を開閉する排気弁２６，２７を開いて排気通路１７からシリンダ１３に排ガスを導入可能な内部ＥＧＲ装置６２と；エンジン１２の回転速度を検出する回転センサ４３と；エンジン１２の負荷を検出する負荷センサ４４と；回転センサ４３及び負荷センサ４４の各検出出力に基づいてＥＧＲバルブ２１ｂ及び内部ＥＧＲ装置６２をそれぞれ制御するコントローラ４６とを備えたターボ過給機付エンジンの排ガス再循環装置であって、コントローラ４６が、エンジン１２の低負荷から中負荷運転時に外部ＥＧＲ装置２１のＥＧＲバルブ２１ｂを開くとともに内部ＥＧＲ装置６２のオイル通路６４内の油圧を解放して外部ＥＧＲ装置２１のみにより排ガスをＥＧＲ通路２１ａを通してシリンダ１３に還流させ、エンジン１２の中負荷から高負荷運転時に外部ＥＧＲ装置２１のＥＧＲバルブ２１ｂを閉じるとともに内部ＥＧＲ装置６２のオイル通路６４内の油圧を保持して内部ＥＧＲ装置２２のみにより排ガスをＥＧＲ通路２１ａを通らずにシリンダ１３に直接流入させるように構成されたことを特徴とするターボ過給機付エンジンの排ガス再循環装置である。
請求項１に記載されたターボ過給機付エンジンの排ガス再循環装置では、エンジン１２の低負荷から中負荷運転時には、コントローラ４６は回転センサ４３及び負荷センサ４４の各検出出力に基づいてＥＧＲバルブ２１ｂを開く。これにより排気通路１７の排ガスがＥＧＲパイプ２１ａを通ってシリンダ１３に還流されるとともに、内部ＥＧＲ装置２２により排気ポート１６から直接シリンダ１３に流入する。この結果、上記シリンダ１３に流入した排ガス（不活性ガス）の持つ熱容量により及び吸気中の酸素濃度の減少により、シリンダ１３内での混合気の最高燃焼温度が低下するので、ＮＯｘの排出を低減することができる。
またエンジン１２の中負荷から高負荷運転時には、コントローラ４６は回転センサ４３及び負荷センサ４４の各検出出力に基づいてＥＧＲバルブ２１ｂを閉じる。これにより排気通路１７の排ガスはＥＧＲパイプ２１ａを通ってシリンダ１３に還流されることはないけれども、内部ＥＧＲ装置２２により排気ポート１６から直接シリンダ１３に流入する。この結果、上記シリンダ１３に流入した排ガス（不活性ガス）の持つ熱容量により及び吸気中の酸素濃度の減少により、シリンダ１３内での混合気の最高燃焼温度が低下するので、ＮＯｘの排出を低減することができる。同時に中負荷から高負荷運転時のシリンダ１３に流入する吸気量は上記シリンダ１３に流入する排ガス量より極めて多いため、シリンダ１３の空気不足が解消され、エンジン１１からの黒煙の排出を減少することができる。
【０００７】
請求項１に記載されたターボ過給機付エンジンの排ガス再循環装置では、シリンダ１３の吸気行程時にはエンジン１２の運転状況に拘らず、排気用カム２３に設けられたＥＧＲ用突起２３ａにより排気弁２６，２７が開く。このためシリンダ１３内の吸気に排ガスが混入するので、この排ガス（不活性ガス）の持つ熱容量により及び吸気中の酸素濃度の減少により、シリンダ１３内での混合気の最高燃焼温度が低下するので、ＮＯｘの排出を低減することができる。
【０００８】
請求項２に記載されたターボ過給機付エンジンの排ガス再循環装置では、エンジン１２の中負荷から高負荷運転時には、油圧切換手段６７がオイル通路６４内の油圧を保持するので、シリンダ１３の吸気行程時に吸気用ロッカアーム３０がマスタピストン６３を押上げてオイル通路６４内の油圧が高くなり、この油圧によりスレーブピストン６６が押下げられる。この結果、排気弁２６が開き、排気ポート１６からシリンダ１３に排ガスが流入するので、このシリンダ１３に流入した排ガス（不活性ガス）の持つ熱容量により及び吸気中の酸素濃度の減少により、シリンダ１３内での混合気の最高燃焼温度が低下し、ＮＯｘの排出を低減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、車両にはターボ過給機１１を有するディーゼルエンジン１２が搭載される。このエンジン１２のシリンダ１３の吸気ポート１４には吸気通路１５、即ち吸気マニホルド１５ａを介して吸気管１５ｂが接続され、シリンダ１３の排気ポート１６には排気通路１７、即ち排気マニホルド１７ａを介して排気管１７ｂが接続される。シリンダ１３内にはピストン１８が上下動可能に設けられる。ターボ過給機１１は吸気管１５ｂに設けられコンプレッサ羽根車（図示せず）を回転可能に収容するコンプレッサハウジング１１ａと、排気管１７ｂに設けられタービン羽根車（図示せず）を回転可能に収容するタービンハウジング１１ｂとを有する。タービンハウジング１１ｂ及びコンプレッサハウジング１１ａはシャフト（図示せず）の中央を回転可能に保持する接続部１１ｃにより接続され、このシャフトの両端に上記タービン羽根車及びコンプレッサ羽根車がそれぞれ嵌着される。図１の符号１９はコンプレッサハウジング１１ａ及び吸気マニホルド１５ａ間の吸気管１５ｂに設けられ吸気を冷却するインタクーラである。
【００１０】
またエンジン１２には排気マニホルド１７ａ内の排ガスの一部をＥＧＲパイプ２１ａを通って吸気マニホルド１５ａに還流する外部ＥＧＲ装置２１（図１）と、シリンダ１３の吸気行程時に排気弁２６，２７を開いてシリンダ１３に排ガスの一部を導入する内部ＥＧＲ装置２２（図２）とが設けられる。外部ＥＧＲ装置２１は図１に詳しく示すように、一端が排気マニホルド１７ａに接続されエンジン１２をバイパスして他端が吸気マニホルド１５ａに接続された上記ＥＧＲパイプ２１ａと、ＥＧＲパイプ２１ａに設けられ排気マニホルド１７ａからＥＧＲパイプ２１ａを通って吸気マニホルド１５ａに還流される排ガスの流量を調整可能なＥＧＲバルブ２１ｂとを有する。ＥＧＲバルブ２１ｂは図示しないがモータにより弁体を駆動してバルブ本体の開度を調節する電動弁である。なおＥＧＲバルブとして電動弁ではなくエア駆動型弁等を用いてもよい。図１の符号２１ｃはＥＧＲパイプ２１ａに設けられ、吸気マニホルド１５ａに還流される排ガス（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラである。
【００１１】
内部ＥＧＲ装置２２は図２に詳しく示すように、シリンダ１３の排気弁２６，２７を開く排気用カム２３の外周面に形成されたＥＧＲ用突起２３ａである。シリンダ１３には一対の吸気弁２４，２５と、一対の排気弁２６，２７とが設けられる。吸気弁２４，２５は吸気用案内軸２８に上下動可能に嵌入された吸気用ブリッジ２９と吸気用ロッカアーム３０を介して吸気用プッシュロッド３１により開閉され、排気弁２６，２７は排気用案内軸３２に上下動可能に嵌入された排気用ブリッジ３３と排気用ロッカアーム３４を介して排気用プッシュロッド３５により開閉される。排気用プッシュロッド３５の下端には排気用タペット３６が当接し、この排気用タペット３６の下端にはクランク軸（図示せず）により駆動される排気用カムシャフト３７に設けられた上記排気用カム２３の外周面が当接する。上記ＥＧＲ用突起２３ａは排気用カム２３の外周面のうちシリンダ１３の吸気行程時に排気弁２６，２７を開く位置に形成される（図２及び図３）。また吸気用ロッカアーム３０及び排気用ロッカアーム３４は吸気用ロッカシャフト３８及び排気用ロッカシャフト３９に回動可能にそれぞれ支持される。図２の符号４１及び４２は吸気弁２４，２５及び排気弁２６，２７を押上げて吸気ポート１４及び排気ポート１６を閉止する吸気用ばね（圧縮コイルばね）及び排気用ばね（圧縮コイルばね）である。
【００１２】
またエンジン１２にはクランク軸の回転速度を検出する回転センサ４３と、アクセルペダルの踏込み量を検出する、即ちエンジン１２の負荷を検出する負荷センサ４４とが設けられる（図１）。回転センサ４３及び負荷センサ４４の各検出出力はコントローラ４６の制御入力に接続され、コントローラ４６の制御出力はＥＧＲバルブ２１ｂに接続される。コントローラ４６にはメモリ（図示せず）が設けられ、このメモリにはエンジン１２の回転速度及びエンジン１２の負荷に応じてＥＧＲバルブ２１ｂを開閉する領域を示すマップが記憶される（図４）。
【００１３】
このように構成された排ガス再循環装置の動作を説明する。
エンジン１２の低負荷から中負荷運転時には、コントローラ４６は回転センサ４３及び負荷センサ４４の各検出出力を取込み、かつメモリに記憶されたマップ（図４）と比較してＥＧＲバルブ２１ｂを所定の開度で開く。このときシリンダ１３から排出される排ガスの流量は少なく、ターボ過給機１１のタービン羽根車の回転速度は小さいため、ターボ過給機１１による吸気のブースト圧は低い。このため排気マニホルド１７ａ内の排ガスがＥＧＲパイプ２１ａ及び吸気マニホルド１５ａを通ってエンジン１２のシリンダ１３に流入する。一方、シリンダ１３の吸気行程時には排気用カム２３に設けられたＥＧＲ用突起２３ａにより排気用プッシュロッド３５が排気用タペット３６を介して押上げられるので、排気用ロッカアーム３４が排気用ブリッジ３３を介して排気弁２６，２７を押下げる。このため排気弁２６，２７が開いて排気マニホルド１７ａ内の排ガスがシリンダ１３に流入する。この結果、排ガス（不活性ガス）の持つ熱容量により及び吸気中の酸素濃度の減少により、シリンダ１３内での混合気の最高燃焼温度が低下するので、ＮＯｘの排出を低減することができる。
【００１４】
またエンジン１２の中負荷から高負荷運転時には、コントローラ４６は回転センサ４３及び負荷センサ４４の各検出出力を取込み、かつメモリに記憶されたマップと比較してＥＧＲバルブ２１ａを閉じる。エンジン１２の中負荷から高負荷運転時には、シリンダ１３から排気管１７ｂに排出される排ガスの流量が多く、ターボ過給機１１のタービン羽根車の回転速度は大きいため、ターボ過給機１１による吸気のブースト圧は高くなる。このため排気マニホルド１７ａ内の排ガス圧力と吸気マニホルド１５ａ内の吸気圧との差が殆どなく、ＥＧＲバルブ２１ａを開いても、排気マニホルド１７ａ内の排ガスがＥＧＲパイプ２１ａを通って吸気マニホルド１５ａに流入しないため、ＥＧＲバルブ２１ａを閉じる。一方、低負荷から中負荷運転時と同様にシリンダ１３の吸気行程時にはＥＧＲ用突起２３ａにより排気弁２６，２７が開いて排気マニホルド１７ａ内の排ガスがシリンダ１３に流入する。この結果、このシリンダ１３に流入した排ガス（不活性ガス）の持つ熱容量により及び吸気中の酸素濃度の減少により、シリンダ１３内での混合気の最高燃焼温度が低下するので、ＮＯｘの排出を低減することができる。同時に中負荷から高負荷運転時のシリンダ１３に流入する吸気量は上記シリンダ１３に流入する排ガス量より極めて多いため、シリンダ１３の空気不足が解消され、エンジン１２からの黒煙の排出を減少することができる。従って、ＥＧＲガスを増圧することなく、エンジン１２の低負荷から中負荷運転時のみならず中負荷から高負荷運転時の全ての運転領域で、シリンダ１３に排ガスを還流して排ガス中のＮＯｘを低減することができる。
【００１５】
図５及び図６は本発明の第２の実施の形態を示す。図５において図２と同一符号は同一部品を示す。
この実施の形態では、内部ＥＧＲ装置６２がシリンダ１３の吸気行程時に吸気弁２４，２５を開く吸気用ロッカアーム３０により作動するマスタピストン６３と、マスタピストン６３にオイル通路６４を介して接続されかつマスタピストン６３の作動にて発生した油圧により上記シリンダ１３の排気弁２６を開くスレーブピストン６６と、オイル通路６４内の油圧の保持及び解放を切換える油圧切換手段６７とを有する（図５）。シリンダ１３には第１の実施の形態と同様に、一対の吸気弁２４，２５と一対の排気弁２６，２７とが設けられ、吸気弁２４，２５は吸気用案内軸２８に上下動可能に嵌入された吸気用ブリッジ２９と吸気用ロッカアーム３０を介して吸気用プッシュロッド３１により開閉され、更に排気弁２６，２７は排気用案内軸３２に上下動可能に嵌入された排気用ブリッジ３３と排気用ロッカアーム３４を介して排気用プッシュロッド３５により開閉される。
【００１６】
マスタピストン６３は吸気用ロッカアーム３０の上方に設けられたマスタシリンダ６８に摺動可能に収容され、スレーブピストン６６は一対の排気弁２６，２７のうちの一方の排気弁２６の上方に設けられたスレーブシリンダ６９に摺動可能に収容される。マスタシリンダ６８及びスレーブシリンダ６９は上記オイル通路６４により連通接続される。また油圧切換手段６７は上記オイル通路６４の途中から分岐する分岐通路７０とオイルポンプの吐出口（図示せず）とを接続するオイル供給通路７１と、オイル供給通路７１の途中に設けられ分岐通路７０及びオイルポンプの吐出口を連通又は遮断するソレノイドバルブ７３と、分岐通路７０とソレノイドバルブ７３との接続部に設けられたコントロールバルブ７２とからなる。
【００１７】
コントロールバルブ７２はオイル供給通路７１及び分岐通路７０の接続部に鉛直方向に延びて設けられた第１大径通路７２ａ内に上下動可能に挿入された可動ケース７２ｂと、この可動ケース７２ｂに収容された逆止ボール７２ｃとを有する。可動ケース７２ｂの下部は略漏斗状に形成され、下端には通孔７２ｄが形成される。逆止ボール７２ｃはオイルポンプからのオイルが上記通孔７２ｄを通って可動ケース７２ｂに流入するのを許容し、可動ケース７２ｂ内のオイルが通孔７２ｄを通って排出されるのを阻止する機能を有する。また可動ケース７２ｂの上部側面には可動ケース７２ｂが押上げられたときに分岐通路７０に連通する透孔７２ｅが形成される。図５の符号７２ｆは第１大径通路７２ａの上端に形成された第１オイル排出口であり、この排出口７２ｆは可動ケース７２ｂの下降時に分岐通路７０と連通するように構成される。
【００１８】
ソレノイドバルブ７３はソレノイド（図示せず）が収容されたソレノイドケース７３ａと、このケース７３ａから突出するプランジャ７３ｂと、プランジャ７３ｂの先端に設けられプランジャ７３ｂとともに上下動可能な弁体７３ｃとを有する。弁体７３ｃはオイル供給通路７１の途中に鉛直方向に延びて設けられた第２大径通路７３ｄ内に上下動可能に挿入され、第２大径通路７３ｄにはソレノイドバルブ７３及びコントロールバルブ７２間のオイル供給通路７１内のオイルを排出可能な第２オイル排出口７３ｅが設けられる。ソレノイドバルブ７３がオンすると、弁体７３ｃが下降してオイルポンプの吐出口と分岐通路７０とが連通し、ソレノイドバルブ７３及びコントロールバルブ７２間のオイル供給通路７１と第２オイル排出口７３ｅの連通が遮断される。またソレノイドバルブ７３をオフすると、弁体７３ｃが上昇してオイルポンプの吐出口と分岐通路７０とが遮断され、ソレノイドバルブ７３及びコントロールバルブ７２間のオイル供給通路７１が第２オイル排出口７３ｅに連通するように構成される。
【００１９】
一方、スレーブピストン６６はスレーブ用ばね７４（圧縮コイルばね）によりスレーブシリンダ６９の頂面に圧接され、スレーブピストン６６の下面には一方の排気弁２６に当接するスレーブロッド７５が突設される。またコントローラ４６の制御出力は外部ＥＧＲ装置２１のＥＧＲバルブ２１ｂ及び内部ＥＧＲ装置６２のソレノイドバルブ７３にそれぞれ接続される。コントローラ４６にはメモリ（図示せず）が設けられ、このメモリにはエンジン１２の回転速度及びエンジン１２の負荷に応じてＥＧＲバルブ２１ｂを開閉しかつソレノイドバルブ７３をオンオフする領域を示すマップが記憶される（図６）。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００２０】
このように構成された排ガス再循環装置の動作を説明する。
エンジン１２の低負荷から中負荷運転時には、コントローラ４６は回転センサ４３及び負荷センサ４４の各検出出力を取込み、かつメモリに記憶されたマップ（図６）と比較してＥＧＲバルブ２１ｂを所定の開度で開き、ソレノイドバルブ７３をオフした状態に保つ。このときシリンダ１３から排出される排ガスの流量は少なく、ターボ過給機１１のタービン羽根車の回転速度は小さいため、ターボ過給機１１による吸気のブースト圧は低い。このため排気マニホルド１７ａ内の排ガスがＥＧＲパイプ及び吸気マニホルドを通ってエンジン１２のシリンダ１３に流入する。一方、シリンダ１３の吸気行程時には吸気用ロッカアーム３０によりマスタピストン６３が押上げられるけれども、ソレノイドバルブ７３がオフして、第１大径通路７２ａ内の可動ケース７２ｂは下降した状態に保たれているので、マスタピストン６３により押上げられたオイル通路６４内のオイルは第１オイル排出口７２ｆから排出される。このためスレーブピストン６６は下降せず、一方の排気弁２６は排気ポート１６を閉止した状態に保たれる。この結果、外部ＥＧＲ装置２１によりシリンダ１３に還流された排ガス（不活性ガス）の持つ熱容量により及び吸気中の酸素濃度の減少により、シリンダ１３内での混合気の最高燃焼温度が低下するので、ＮＯｘの排出を低減することができる。
【００２１】
またエンジン１２の中負荷から高負荷運転時には、コントローラ４６は回転センサ４３及び負荷センサ４４の各検出出力を取込み、かつメモリに記憶されたマップと比較してＥＧＲバルブ２１ｂを閉じ、ソレノイドバルブ７３をオンする。ソレノイドバルブ７３がオンすると、オイルポンプにより圧送されたオイルは可動ケース７２ｂを押上げた後に、透孔７２ｅ及び分岐通路７０を通ってオイル通路６４に供給され、可動ケース７２ｂは上昇した状態に保たれる。このときオイルポンプによる油圧がスレーブピストン６６に作用するけれども、この油圧によるエンジン１２のピストン１８を押下げる力はスレーブ用ばね７４の弾性力より小さいので、スレーブピストン６６は下降しない。エンジン１２のピストン１８がシリンダ１３の吸気行程に移行して下降し始めると、吸気用ロッカアーム３０がマスタピストン６３を押上げてオイル通路６４内の油圧が高くなるので、この油圧によりスレーブピストン６６が押下げられる。この結果、スレーブロッド７５により一方の排気弁２６が押下げられて排気ポート１６が開放され、シリンダ１３に排ガスが流入するので、このシリンダ１３に流入した排ガス（不活性ガス）の持つ熱容量により及び吸気中の酸素濃度の減少により、シリンダ１３内での混合気の最高燃焼温度が低下し、ＮＯｘの排出を低減することができる。同時に中負荷から高負荷運転時のシリンダ１３に流入する吸気量は上記シリンダ１３に流入する排ガス量より極めて多いため、シリンダ１３の空気不足が解消され、エンジン１２からの黒煙の排出を減少することができる。従って、ＥＧＲガスを増圧することなく、エンジン１２の低負荷から中負荷運転時のみならず中負荷から高負荷運転時の全ての運転領域で、シリンダ１３に排ガスを還流して排ガス中のＮＯｘを低減することができる。
【００２２】
なお、上記第１及び第２の実施の形態では、エンジンとしてディーゼルエンジンを挙げたが、ガソリンエンジンにも適用できる。
また、上記第１及び第２の実施の形態では、ＥＧＲパイプにＥＧＲクーラを設けたが、ＥＧＲパイプを通る排ガス（ＥＧＲガス）を冷却しなくても十分な量を吸気通路に還流できれば、ＥＧＲパイプにＥＧＲクーラを設けなくてもよい。
更に、上記第１及び第２の実施の形態では、ＥＧＲパイプの下流端を吸気通路のハイプレッシャ側、即ちコンプレッサより吸気下流側の吸気マニホルドに接続した。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、エンジンの排気通路及び吸気通路にターボ過給機のタービンハウジング及びコンプレッサハウジングをそれぞれ設け、排気通路及び吸気通路を接続する外部ＥＧＲ装置のＥＧＲ通路に、吸気通路に還流される排ガスの流量を調整可能なＥＧＲバルブを設け、シリンダの吸気行程時に内部ＥＧＲ装置により排気弁を開いて排気通路からシリンダに排ガスを導入し、更に回転センサ及び負荷センサの各検出出力に基づいてコントローラがＥＧＲバルブ或いはＥＧＲバルブ及び内部ＥＧＲ装置をそれぞれ制御するように構成したので、エンジンの低負荷から中負荷運転時には排気通路の排ガスがＥＧＲパイプを通ってシリンダに還流されるとともに、排気ポートから直接シリンダに流入する。この結果、排ガス（不活性ガス）の持つ熱容量により及び吸気中の酸素濃度の減少により、シリンダ内での混合気の最高燃焼温度が低下するので、ＮＯｘの排出を低減することができる。またエンジンの中負荷から高負荷運転時には排気通路の排ガスが排気ポートから直接シリンダに流入する。この結果、上記シリンダに流入した排ガス（不活性ガス）の持つ熱容量により及び吸気中の酸素濃度の減少により、シリンダ内での混合気の最高燃焼温度が低下するので、ＮＯｘの排出を低減することができるとともに、シリンダ内の空気不足が解消され、エンジンからの黒煙の排出を減少することができる。従って、ＥＧＲガスを増圧することなく、エンジンの低負荷から中負荷運転時のみならず中負荷から高負荷運転時の全ての運転領域で、シリンダに排ガスを還流して排ガス中のＮＯｘを低減することができる。
【００２４】
また内部ＥＧＲ装置がシリンダの排気弁を開く排気用カムの外周面に形成されたＥＧＲ用突起であり、このＥＧＲ用突起を排気用カムの外周面のうちシリンダの吸気行程時に排気弁を開く位置に形成すれば、シリンダの吸気行程時にエンジンの運転状況に拘らず、排気用カムに設けられたＥＧＲ用突起により排気弁が開く。このためシリンダ内の吸気に排ガスが混入するので、この排ガス（不活性ガス）の持つ熱容量により及び吸気中の酸素濃度の減少により、シリンダ内での混合気の最高燃焼温度が低下するので、ＮＯｘの排出を低減することができる。
【００２５】
更に内部ＥＧＲ装置がシリンダの吸気行程時に吸気弁を開く吸気用ロッカアームにより作動するマスタピストンと、マスタピストンにオイル通路を介して接続されかつマスタピストンによる油圧により上記シリンダの排気弁を開くスレーブピストンと、オイル通路内の油圧の保持及び解放を切換える油圧切換手段とを有するように構成すれば、エンジンの中負荷から高負荷運転時に油圧切換手段がオイル通路内の油圧を保持するので、シリンダの吸気行程時に吸気用ロッカアームがマスタピストンを押上げてオイル通路内の油圧が高くなり、この油圧によりスレーブピストンが押下げられる。この結果、排気弁が開き、排気ポートからシリンダに排ガスが流入するので、このシリンダに流入した排ガス（不活性ガス）の持つ熱容量により及び吸気中の酸素濃度の減少により、シリンダ内での混合気の最高燃焼温度が低下し、ＮＯｘの排出を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の排ガス再循環装置の外部ＥＧＲ装置を示す構成図。
【図２】その内部ＥＧＲ装置を含むエンジンの要部断面図。
【図３】そのエンジンの吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを示す図。
【図４】エンジンの運転状況に応じた外部ＥＧＲ装置及び内部ＥＧＲ装置の作動領域を示す図。
【図５】本発明の第２実施形態を示す図２に対応する断面図。
【図６】エンジンの運転状況に応じた外部ＥＧＲ装置及び内部ＥＧＲ装置の作動領域を示す図。
【符号の説明】
１１  ターボ過給機
１１ａ  コンプレッサハウジング
１１ｂ  タービンハウジング
１２  ディーゼルエンジン
１３  シリンダ
１４  吸気ポート
１５  吸気通路
１６  排気ポート
１７  排気通路
２１  外部ＥＧＲ装置
２１ａ  ＥＧＲパイプ（ＥＧＲ通路）
２１ｂ  ＥＧＲバルブ
２２，６２  内部ＥＧＲ装置
２３  排気用カム
２３ａ  ＥＧＲ用突起
２４，２５  吸気弁
２６，２７  排気弁
３０  吸気用ロッカアーム
４３  回転センサ
４４  負荷センサ
４６  コントローラ
６３  マスタピストン
６４  オイル通路
６６  スレーブピストン
６７  油圧切換手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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