(57)【要約】【課題】ＥＧＲの高圧ループタイプ機能と低圧ループタイプ機能を選択的に実施可能とし、その実施を比較的低コストで実現すること。【解決手段】ＥＧＲ装置３１は、エンジン１から排気通路３へ導出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路２へ流してエンジン１へ還流させるＥＧＲ通路３２と、ＥＧＲ通路３２に設けられ、ＥＧＲガス流量を調節するＥＧＲ弁３４とを備える。ＥＧＲ弁３４より下流のＥＧＲ通路３２は、第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂと第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃに分岐し、第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂがスロットル装置７より下流の吸気通路２に接続され、第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃがスロットル装置７より上流の吸気通路２に接続される。ＥＧＲ通路３２の分岐部分に、ＥＧＲガスを第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂと第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃへ選択的に流すべく流路を切り替える三方弁３７が設けられる。【選択図】図１
2017172573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに吸気を導入するための吸気通路と、
前記吸気通路に設けられ、前記吸気通路における吸気量を調節するための吸気量調節弁と、
前記エンジンから排気通路へ導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エンジンへ還流させる排気還流通路と、
前記排気還流通路に設けられ、前記排気還流ガスの流量を調節するための排気還流弁とを備えた排気還流装置において、
前記排気還流弁より下流の前記排気還流通路が第１下流側排気還流通路と第２下流側排気還流通路に分岐することと、
前記第１下流側排気還流通路が前記吸気量調節弁より下流の前記吸気通路に接続されることと、
前記第２下流側排気還流通路が前記吸気量調節弁より上流の前記吸気通路に接続されることと、
前記排気還流通路の分岐部分に設けられ、前記排気還流通路を流れる前記排気還流ガスを前記第１下流側排気還流通路と前記第２下流側排気還流通路へ選択的に流すために流路を切り替える流路切替弁と
を備えたことを特徴とする排気還流装置。
【請求項２】
前記吸気通路と前記排気通路に前記吸気を昇圧するための過給機が設けられ、
前記過給機は、前記排気通路に設けられ、前記排気の流れにより動作するタービンと、
前記吸気量調節弁より上流の前記吸気通路に設けられ、前記タービンに連動して動作するコンプレッサとを含み、
前記排気還流通路が、その上流端に開口する入口と、前記第１下流側排気還流通路の下流端に開口する第１出口と、前記第２下流側排気還流通路の下流端に開口する第２出口とを含み、
前記入口が前記タービンより下流の前記排気通路に連通し、前記第１出口が前記吸気量調節弁より下流の前記吸気通路に連通し、前記第２出口が前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に連通する
ことを特徴とする請求項１に記載の排気還流装置。
【請求項３】
前記エンジンは複数の気筒を有するレシプロエンジンであり、
前記吸気通路は、前記各気筒へ前記吸気を分配するために前記エンジンの直前にて複数の分岐通路に分岐しており、
前記第１下流側排気還流通路は、同通路を流れる前記排気還流ガスを前記各分岐通路へ分配するための分配管を含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の排気還流装置。
【請求項４】
前記排気還流弁は、大流量制御を可能とした電動式の二重偏心弁を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の排気還流装置。
【請求項５】
前記排気還流弁及び前記流路切替弁を制御するための制御手段を更に備え、
前記制御手段は、前記エンジンの運転状態に応じて、前記排気還流ガスを前記第１下流側排気還流通路又は前記第２下流側排気還流通路から前記吸気通路へ選択的に流すために前記流路切替弁及び前記排気還流弁を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の排気還流装置。
【請求項６】
前記排気還流弁が全閉時に異物噛み込み状態であることを検出するための異物噛み込み検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記エンジンの低負荷運転時に前記排気還流弁を全閉に制御し、前記異物噛み込み検出手段により前記排気還流弁が異物噛み込み状態であることが検出されたときに、前記排気還流ガスが前記第２下流側排気還流通路へ流れるように前記流路切替弁を制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の排気還流装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記エンジンの低負荷運転時に、前記排気還流ガスが前記第２下流側排気還流通路へ流れるように前記流路切替弁を制御することを特徴とする請求項５に記載の排気還流装置。
【請求項８】
前記吸気通路を流れる吸気量を検出するための吸気量検出手段と、
前記吸気量調節弁より下流の前記吸気通路における吸気圧力を検出するための吸気圧力検出手段と、
前記流路切替弁及び前記排気還流弁の異常を診断するための診断手段と
を更に備え、
前記診断手段は、前記吸気量調節弁の開度が所定の条件となるときに、前記流路切替弁が切り替え制御されると共に前記排気還流弁が開閉制御される前後で前記吸気量検出手段により検出される前記吸気量及び前記吸気圧力検出手段により検出される前記吸気圧力に基づいて前記流路切替弁及び前記排気還流弁の異常を診断する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の排気還流装置。
【請求項９】
前記排気還流通路は、前記分岐部分より上流の上流側排気還流通路を更に含み、
前記流路切替弁は、前記上流側排気還流通路に接続される第１ポートと、前記第１下流側排気還流通路に接続される第２ポートと、前記第２下流側排気還流通路に接続される第３ポートと、前記第２ポートを開閉するための第１弁体と、前記第３ポートを開閉するための第２弁体とを含み、前記上流側排気還流通路を流れる前記排気還流ガスを前記第１下流側排気還流通路へ流すときは前記第１弁体が開弁されると共に前記第２弁体が閉弁され、前記上流側排気還流通路を流れる前記排気還流ガスを前記第２下流側排気還流通路へ流すときは前記第２弁体が開弁されると共に前記第１弁体が閉弁され、前記排気還流ガスの流れを前記第１下流側排気還流通路と前記第２下流側排気還流通路との間で切り替えるときは前記第１弁体と前記第２弁体の両方が閉弁されるように構成される
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンから排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させる排気還流装置に係り、詳しくは、いわゆる高圧ループタイプと低圧ループタイプの両方を備え、両タイプを必要に応じて切り替えて使用するように構成した排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される内燃機関の制御装置が知られている。この装置は、過給機を備えたエンジンに設けられ、高圧ループタイプの排気還流装置（以下「ＥＧＲ装置」という。）と、低圧ループタイプのＥＧＲ装置を備える。高圧ループタイプのＥＧＲ装置は、タービンより上流の排気通路とコンプレッサより下流の吸気通路とを接続するＥＧＲ通路にＥＧＲ弁が設けられている。また、低圧ループタイプの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を接続するＥＧＲ通路にＥＧＲ弁が設けられている。
【０００３】
一般に、高圧ループタイプと低圧ループタイプとを併用するシステムでは、非過給時である低回転低負荷域において、高圧ループタイプにより、応答性のよい高圧ＥＧＲを実施することができる。一方、過給時である中回転中負荷域ないし高回転高負荷域において、低圧ループタイプにより、ＥＧＲガスを吸気へ良好に混入できる低圧ＥＧＲを実施することができる。これは、低圧ループタイプでは、ＥＧＲ通路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による。すなわち、ＥＧＲ通路から吸気通路へ流れるＥＧＲガスが、コンプレッサ、スロットル弁及び吸気マニホルドを経由する長い経路でエンジンに還流されるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６３００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の制御装置では、高圧ループタイプと低圧ループタイプのそれぞれにＥＧＲ弁を設けなければならず、構成が複雑になるばかりでなく、装置全体がコスト高になる傾向があった。また、ＥＧＲの大流量化要請に応えるためには、二つのＥＧＲ弁の両方を大流量化に対応できる電動弁にする必要があり、この点でも装置全体がコスト高になる傾向があった。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、排気還流の高圧ループタイプ機能と低圧ループタイプ機能を選択的に実施可能とし、その実施を比較的低コストで実現できる排気還流装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンに吸気を導入するための吸気通路と、吸気通路に設けられ、吸気通路における吸気量を調節するための吸気量調節弁と、エンジンから排気通路へ導出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させる排気還流通路と、排気還流通路に設けられ、排気還流ガスの流量を調節するための排気還流弁とを備えた排気還流装置において、排気還流弁より下流の排気還流通路が第１下流側排気還流通路と第２下流側排気還流通路に分岐することと、第１下流側排気還流通路が吸気量調節弁より下流の吸気通路に接続されることと、第２下流側排気還流通路が吸気量調節弁より上流の吸気通路に接続されることと、排気還流通路の分岐部分に設けられ、排気還流通路を流れる排気還流ガスを第１下流側排気還流通路と第２下流側排気還流通路へ選択的に流すために流路を切り替える流路切替弁とを備えたことを趣旨とする。
【０００８】
上記発明の構成によれば、エンジンの運転時に、流路切替弁の流路が第１下流側排気還流通路へ切り替えられることにより、エンジンから排気通路へ導出される排気の一部が排気還流ガスとして、排気還流通路及び第１下流側排気還流通路を介して吸気量調節弁より下流の吸気通路へ流れてエンジンへ還流される。この場合、吸気量調節弁より下流の吸気通路で発生する負圧の作用により、排気還流ガスが、第１下流側排気還流通路から吸気通路へ応答性良く流れ、排気還流につき、いわゆる高圧ループタイプの機能が得られる。このとき、吸気通路へ流れる排気還流ガスの流量は排気還流弁により調節される。一方、エンジンの運転時に流路切替弁の流路が第２下流側排気還流通路へ切り替えられることにより、排気還流ガスが、排気還流通路及び第２下流側排気還流通路を介して吸気量調節弁より上流の吸気通路へ流れてエンジンへ還流される。この場合、第２下流側排気還流通路から吸気量調節弁より上流の吸気通路において排気還流ガスが吸気に良好に混入され、排気還流につき、いわゆる低圧ループタイプの機能が得られる。このとき、吸気通路へ流れる排気還流ガスの流量も排気還流弁により調節される。従って、排気還流につき、いわゆる高圧ループタイプの機能と低圧ループタイプの機能の両方が得られると共に、それぞれの機能で排気還流ガスの流量が一つの排気還流弁により調節されるので、専用の流路と専用の排気還流弁をそれぞれのタイプで別個に設ける必要がない。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、吸気通路と排気通路に吸気を昇圧するための過給機が設けられ、過給機は、排気通路に設けられ、排気の流れにより動作するタービンと、吸気量調節弁より上流の吸気通路に設けられ、タービンに連動して動作するコンプレッサとを含み、排気還流通路が、その上流端に開口する入口と、第１下流側排気還流通路の下流端に開口する第１出口と、第２下流側排気還流通路の下流端に開口する第２出口とを含み、入口がタービンより下流の排気通路に連通し、第１出口が吸気量調節弁より下流の吸気通路に連通し、第２出口がコンプレッサより上流の吸気通路に連通することを趣旨とする。
【００１０】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、過給機が動作しない非過給時に、吸気量調節弁より下流の吸気通路が負圧となり、流路切替弁の流路が第１下流側排気還流通路へ切り替えられることにより、エンジンからタービンより下流の排気通路へ流れた排気の一部が排気還流ガスとして、排気還流通路及び第１下流側排気還流通路を介してコンプレッサ及び吸気量調節弁より下流の吸気通路へ流れてエンジンへ還流される（いわゆる高圧ループタイプの機能）。一方、過給機が動作して吸気量調節弁より下流の吸気通路が正圧となる過給時に、流路切替弁の流路が第２下流側排気還流通路へ切り替えられることにより、エンジンからタービンより下流の排気通路へ流れた排気の一部が排気還流ガスとして吸気量調節弁及びコンプレッサより上流の吸気通路へ流れ、コンプレッサ及び吸気量調節弁を経てエンジンへ還流される（いわゆる低圧ループタイプの機能）。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、エンジンは複数の気筒を有するレシプロエンジンであり、吸気通路は、各気筒へ吸気を分配するためにエンジンの直前にて複数の分岐通路に分岐しており、第１下流側排気還流通路は、同通路を流れる排気還流ガスを各分岐通路へ分配するための分配管を含むことを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、流路切替弁から第１下流側排気還流通路へ流れた排気還流ガスは、分配管を介して各分岐通路へ分配される。
【００１３】
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１乃至３のいずれかに記載の発明において、排気還流弁は、大流量制御を可能とした電動式の二重偏心弁を含むことを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の作用に加え、排気還流弁に大流量の気体を流すことが可能となる。
【００１５】
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１乃至４のいずれかに記載の発明において、排気還流弁及び流路切替弁を制御するための制御手段を更に備え、制御手段は、エンジンの運転状態に応じて、排気還流ガスを第１下流側排気還流通路又は第２下流側排気還流通路から吸気通路へ選択的に流すために流路切替弁及び排気還流弁を制御することを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の作用に加え、流路切替弁及び排気還流弁がエンジンの運転状態に応じて制御手段により制御されることにより、排気還流ガスが第１下流側排気還流通路又は第２下流側排気還流通路から吸気通路へ選択的に流れる。従って、排気還流のいわゆる高圧ループタイプの機能と低圧ループタイプの機能が、エンジンの運転状態に応じて自動的に得られる。
【００１７】
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５に記載の発明において、排気還流弁が全閉時に異物噛み込み状態であることを検出するための異物噛み込み検出手段を更に備え、制御手段は、エンジンの低負荷運転時に排気還流弁を全閉に制御し、異物噛み込み検出手段により排気還流弁が異物噛み込み状態であることが検出されたときに、排気還流ガスが第２下流側排気還流通路へ流れるように流路切替弁を制御することを趣旨とする。
【００１８】
上記発明の構成によれば、請求項５に記載の発明の作用に加え、エンジンの低負荷運転時には、排気還流弁が制御手段により全閉に制御され、排気還流弁が異物噛み込み状態であることが検出されたときは、流路切替弁が制御手段により制御され、排気還流ガスが第２下流側排気還流通路へ流れる。従って、排気還流弁が異物噛み込み状態となり、その全閉時にも排気還流ガスが吸気通路へ漏れ流れるときは、排気還流がいわゆる低圧ループタイプの機能となる。ここで、低圧ループタイプの機能のときは、高圧ループタイプの機能のときよりも、排気通路と吸気通路との間の差圧が小さいことから、吸気通路へ流れる排気還流ガスが少なくなる。
【００１９】
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５に記載の発明において、制御手段は、エンジンの低負荷運転時に、排気還流ガスが第２下流側排気還流通路へ流れるように流路切替弁を制御することを趣旨とする。
【００２０】
上記発明の構成によれば、請求項５に記載の発明の作用に加え、エンジンの低負荷運転時には、排気還流ガスが第２下流側排気還流通路へ流れるように流路切替弁が制御手段により制御される。従って、排気還流弁が全閉に制御され、万が一、異物噛み込み状態となり、排気還流ガスが吸気通路へ漏れ流れても、排気還流がいわゆる低圧ループタイプの機能となる。ここで、排気還流が低圧ループタイプの機能のときは、高圧ループタイプの機能のときよりも、排気通路と吸気通路との間の差圧が小さいことから、吸気通路へ流れる排気還流ガスが少なくなる。
【００２１】
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のいずれかに記載の発明において、吸気通路を流れる吸気量を検出するための吸気量検出手段と、吸気量調節弁より下流の吸気通路における吸気圧力を検出するための吸気圧力検出手段と、流路切替弁及び排気還流弁の異常を診断するための診断手段とを更に備え、診断手段は、吸気量調節弁の開度が所定の条件となるときに、流路切替弁が切り替え制御されると共に排気還流弁が開閉制御される前後で吸気量検出手段により検出される吸気量及び吸気圧力検出手段により検出される吸気圧力に基づいて流路切替弁及び排気還流弁の異常を診断することを趣旨とする。
【００２２】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明の作用に加え、流路切替弁及び排気還流弁の異常を診断するために、エンジンの運転制御に使用される吸気量検出手段及び吸気圧力検出手段を利用することができる。
【００２３】
上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、排気還流通路は、分岐部分より上流の上流側排気還流通路を更に含み、流路切替弁は、上流側排気還流通路に接続される第１ポートと、第１下流側排気還流通路に接続される第２ポートと、第２下流側排気還流通路に接続される第３ポートと、第２ポートを開閉するための第１弁体と、第３ポートを開閉するための第２弁体とを含み、上流側排気還流通路を流れる排気還流ガスを第１下流側排気還流通路へ流すときは第１弁体が開弁されると共に第２弁体が閉弁され、上流側排気還流通路を流れる排気還流ガスを第２下流側排気還流通路へ流すときは第２弁体が開弁されると共に第１弁体が閉弁され、排気還流ガスの流れを第１下流側排気還流通路と第２下流側排気還流通路との間で切り替えるときは第１弁体と第２弁体の両方が閉弁されるように構成されることを趣旨とする。
【００２４】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明の作用に加え、流路切替弁において第１弁体が開弁されると共に第２弁体が閉弁されることにより、上流側排気還流通路を流れる排気還流ガスが、第１下流側排気還流通路を介して吸気量調節弁より下流の吸気通路へ流れ、いわゆる高圧ループタイプの機能が得られる。一方、流路切替弁において第２弁体が開弁されると共に第１弁体が閉弁されることにより、上流側排気還流通路を流れる排気還流ガスが、第２下流側排気還流通路を介して吸気量調節弁より上流の吸気通路へ流れ、いわゆる低圧ループタイプの機能が得られる。ここで、排気還流ガスの流れを第１下流側排気還流通路と第２下流側排気還流通路との間で切り替えるときは、流路切替弁において第１弁体と第２弁体の両方が閉弁される。従って、排気還流ガスの流れの切り替え時には、第２ポートと第３ポートとが、延いては第１下流側排気還流通路と第２下流側排気還流通路とが連通することがない。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１に記載の発明によれば、排気還流の高圧ループタイプ機能と低圧ループタイプ機能を選択的に実施可能とし、その実施を比較的低コストで実現することができる。
【００２６】
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、過給機を備えたエンジンシステムにおいて、排気還流の高圧ループタイプ機能と低圧ループタイプ機能を選択的に実施可能とし、その実施を比較的低コストで実現することができる。また、過給時と非過給時にかかわらず排気還流ガスをエンジンへ還流することができる。
【００２７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、各分岐通路及びエンジンの各気筒へ排気還流ガスを均等に流すことができ、排気還流制御の効果を、エンジンの各気筒で均等に得ることができる。
【００２８】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の効果に加え、排気還流通路を流れる排気還流ガスを大流量で制御することができる。
【００２９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の効果に加え、エンジンの運転状態に応じて自動的に好適な排気還流制御を実施することができる。
【００３０】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の効果に加え、排気還流弁が異物噛み込み状態となっても、排気還流ガスによるエンジンの失火やエンストを防止することができる。
【００３１】
請求項７に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の効果に加え、排気還流弁が異物噛み込み状態となっても、エンジンへ流れる排気還流ガスが少なくなり、排気還流ガスによるエンジンの失火やエンストを防止することができる。また、排気還流弁の異物噛み込みを検出しないシステムでも、排気還流弁の異物噛み込み異常に対処することができる。
【００３２】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明の効果に加え、比較的簡易な構成で、流路切替弁と排気還流弁の異常を診断することができる。
【００３３】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明の効果に加え、流路切替弁により排気還流ガスの流路を切り替えるときに、吸気量調節弁より上流の吸気通路から吸気量調節弁より下流の吸気通路へ新気が流れることを防止することができ、吸気量調節弁より下流の吸気通路へ排気還流ガスが不用意に流れることを防止することができ、延いては、エンジンの燃焼が不安定になることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】第１実施形態に係り、ＥＧＲ弁を示す斜視図。
【図３】第１実施形態に係り、全閉状態における弁部を一部破断して示す斜視図。
【図４】第１実施形態に係り、全開状態における弁部を一部破断して示す斜視図。
【図５】第１実施形態に係り、全閉状態のＥＧＲ弁を示す平断面図。
【図６】第１実施形態に係り、吸気温度制御とＥＧＲ制御の内容を示すフローチャート。
【図７】第１実施形態に係り、ガソリンエンジンシステムにおける外気及びＥＧＲガスの流れを示す概略構成図。
【図８】第１実施形態に係り、ガソリンエンジンシステムにおける外気及びＥＧＲガスの流れを示す概略構成図。
【図９】第１実施形態に係り、異物噛み込み検出の処理内容を示すフローチャート。
【図１０】第１実施形態に係り、異物噛み込み異常である場合の対処制御の内容を示すフローチャート。
【図１１】第２実施形態に係り、異物噛み込み検出の処理内容を示すフローチャート。
【図１２】第２実施形態に係り、基準吸気圧力を算出するために参照されるマップ。
【図１３】第３実施形態に係り、異物噛み込み異常対策の処理内容を示すフローチャート。
【図１４】第４実施形態に係り、異物噛み込み異常対策の処理内容を示すフローチャート。
【図１５】第５実施形態に係り、異常診断制御の処理内容を示すフローチャート。
【図１６】第６実施形態に係り、三方弁とＥＧＲ弁の構成を示す概略図。
【図１７】第６実施形態に係り、「非過給域」における三方弁とＥＧＲ弁の動作を示す概略図。
【図１８】第６実施形態に係り、「非過給域と過給域との間の切り替え時」における三方弁とＥＧＲ弁の動作を示す概略図。
【図１９】第６実施形態に係り、「過給域」における三方弁とＥＧＲ弁の動作を示す概略図。
【図２０】第６実施形態に係り、「過給域」における三方弁とＥＧＲ弁の動作を示す概略図。
【図２１】第６実施形態に係り、対比例として「過給域」における三方弁とＥＧＲ弁の動作を示す概略図。
【図２２】第６実施形態に係り、異物噛み込み時における三方弁とＥＧＲ弁の動作を示す概略図。
【図２３】第６実施形態に係り、対比例として異物噛み込み時における三方弁とＥＧＲ弁の動作を示す概略図。
【図２４】別の実施形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
＜第１実施形態＞
以下、この発明の排気還流装置をガソリンエンジンシステムに具体化した第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、この実施形態のエンジンシステムを概略構成図により示す。自動車に搭載されたエンジンシステムは、エンジン１を備える。このエンジン１は、４気筒、４サイクルのレシプロエンジンであり、ピストン及びクランクシャフト等の周知の構成を含む。エンジン１には、各気筒へ吸気を導入するための吸気通路２と、各気筒から排気を導出するための排気通路３が設けられる。吸気通路２と排気通路３には過給機５が設けられる。吸気通路２には、その上流側から順に吸気入口２ａ、エアクリーナ４、過給機５のコンプレッサ５ａ、インタークーラ６、電子スロットル装置７及び吸気マニホルド８が設けられる。電子スロットル装置７は、バタフライ式のスロットル弁７ａを開度可変に駆動する電動弁であり、スロットル弁７ａ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４１を備える。電子スロットル装置７は、吸気通路２における吸気量を調節するための装置であり、本発明の吸気量調節弁の一例に相当する。吸気マニホルド８は、サージタンク８ａと、サージタンク８ａからエンジン１の各気筒へ分岐する４つの分岐通路８ｂとを含む。排気通路３には、その上流側から順に排気マニホルド９、過給機５のタービン５ｂ及び触媒１０が設けられる。触媒１０は、排気を浄化するためのものであり、例えば、三元触媒により構成することができる。過給機５は、吸気通路２における吸気を昇圧するために設けられ、周知の構成を備える。すなわち、排気通路３に設けられたタービン５ｂは、排気の流れにより回転動作するようになっている。電子スロットル装置７より上流の吸気通路２に設けられたコンプレッサ５ａは、タービン５ｂに連動して回転動作するようになっている。
【００３７】
エンジン１には、各気筒に対応して燃料を噴射するための４つのインジェクタ１１が設けられる。各インジェクタ１１は、燃料供給装置（図示略）から供給される燃料を噴射するように構成される。各気筒では、インジェクタ１１から噴射される燃料と吸気マニホルド８から導入される吸気とにより可燃混合気が形成される。
【００３８】
エンジン１には、各気筒に対応して点火プラグ１２が設けられる。各点火プラグ１２は、イグニションコイル１３から出力される点火信号を受けてスパーク動作するように構成される。両部品１２，１３は、各気筒にて可燃混合気に点火するための点火装置を構成する。各気筒内の可燃混合気は、各点火プラグ１２のスパーク動作により爆発・燃焼する。燃焼後の排気は、各気筒から排気マニホルド９、タービン５ｂ及び触媒１０を経て外部へ排出される。このとき、各気筒でピストンが上下運動し、クランクシャフトが回転することにより、エンジン１に動力が得られる。
【００３９】
この実施形態で、エンジンシステムは、吸気通路２を流れる吸気を高温空気と外気とに選択的に切り替えることで吸気温度を制御するための吸気温度制御装置２１を備える。この装置２１は、排気マニホルド９の周囲で加熱された高温空気を回収するシュラウド２２と、そのシュラウド２２により回収された高温空気をエアクリーナ４より上流の吸気通路２に導入する高温空気通路２３と、エアクリーナ４の上流側にて吸気通路２と高温空気通路２３との接続部に設けられた吸気切替弁２４とを含む。排気マニホルド９の周囲で加熱された高温空気は、シュラウド２２から高温空気通路２３へ流れる。吸気切替弁２４は、高温空気通路２３からの高温空気と吸気入口２ａからの外気を吸気通路２の下流側へ選択的に流すために流路を切り替えるように構成される。すなわち、吸気切替弁２４は、回転軸を中心に揺動可能に構成された弁体２４ａを含む電動弁により構成される。弁体２４ａは、図１に実線で示す外気位置と、図１に２点鎖線で示す高温空気位置との間で切り替え配置可能に設けられる。弁体２４ａが外気位置に配置されることで、高温空気通路２３からの高温空気を遮断し、吸気入口２ａからの外気をエアクリーナ４及びその下流の吸気通路２へ導入するようになっている（外気導入）。一方、弁体２４ａが高温空気位置に配置されることで、吸気入口２ａからの外気を遮断し、高温空気通路２３からの高温空気をエアクリーナ４及びその下流の吸気通路２へ導入するようになっている（高温空気導入）。
【００４０】
この吸気温度制御装置２１によれば、高温空気導入時には、エアクリーナ４以降の吸気通路２の暖機が促進され、その吸気通路２における凝縮水の発生を抑えることができる。一方、外気導入時には、最適な吸気温度（４０〜５０℃）を維持し、吸気中の酸素密度を安定化させ、エンジン１の吸気効率を向上させることができる。これにより、エンジン１の燃焼効率を向上させることができ、エンジン１のノック抑制を図ることができる。
【００４１】
一方、この実施形態で、エンジンシステムは、排気還流装置（ＥＧＲ装置）３１を備える。この装置３１は、各気筒から排気通路３へ排出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）として吸気通路２へ流して各気筒へ還流させる排気還流通路（ＥＧＲ通路）３２と、ＥＧＲ通路３２に設けられ、ＥＧＲガスを冷却するための排気還流クーラ（ＥＧＲクーラ）３３と、ＥＧＲクーラ３３より下流のＥＧＲ通路３２に設けられ、ＥＧＲガスの流量を調節するための排気還流弁（ＥＧＲ弁）３４とを含む。ＥＧＲ通路３２は、ＥＧＲ弁３４より上流の上流側ＥＧＲ通路３２Ａを含み、ＥＧＲ弁３４より下流の部分が第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂと第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃに分岐する。第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂは、電子スロットル装置７より下流の吸気通路２（吸気マニホルド８）に接続される。第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃは、電子スロットル装置７より上流の吸気通路２に接続される。ＥＧＲ通路３２は、上流側ＥＧＲ通路３２Ａの上流端に開口する還流入口３２ａと、第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂの下流端に開口する還流第１出口３２ｂと、第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃの下流端に開口する還流第２出口３２ｃとを含む。この実施形態で、還流第１出口３２ｂは複数あり、吸気マニホルド８の各分岐通路８ｂのそれぞれに接続される。そして、還流入口３２ａはタービン５ｂ及び触媒１０より下流の排気通路３に連通し、還流第１出口３２ｂは電子スロットル装置７より下流の吸気通路２（吸気マニホルド８の各分岐通路８ｂ）に連通し、還流第２出口３２ｃはコンプレッサ５ａより上流の吸気通路２に連通する。この実施形態で、第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂの下流部が、同通路３２Ｂを流れるＥＧＲガスを各分岐通路８ｂへ分配するために４つの還流第１出口３２ｂを含む分配管３９となっている。複数の還流第１出口３２ｂが各分岐通路８ｂに接続されるのは、ＥＧＲガスを各分岐通路８ｂへ均等に導入するためである。
【００４２】
加えて、この実施形態で、ＥＧＲ通路３２の分岐部分には、上流側ＥＧＲ通路３２Ａを流れるＥＧＲガスを、第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂと第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃへ選択的に流すために流路を切り替える電動式の三方弁３７が設けられる。三方弁３７は、第１ポート３７ａ、第２ポート３７ｂ及び第３ポート３７ｃを含む。そして、上流側ＥＧＲ通路３２Ａの一端が第１ポート３７ａに接続され、第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂの一端が第２ポート３７ｂに接続され、第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃの一端が第３ポート３７ｃに接続される。三方弁３７は、オン・オフされることにより、上流側ＥＧＲ通路３２Ａから第１ポート３７ａに導出されるＥＧＲガスの流れを、第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂと第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃとの間で切替えるようになっている。すなわち、三方弁３７がオンされることで、第３ポート３７ｃが遮断され、第１ポート３７ａと第２ポート３７ｂが連通し、還流入口３２ａから上流側ＥＧＲ通路３２Ａに流入するＥＧＲガスが、還流第１出口３２ｂから各分岐通路８ｂへ流れるようになっている（いわゆる高圧ループタイプの機能。以下、便宜的に「ＨＰＬ機能」という。）。一方、三方弁３７がオフされることで、第２ポート３７ｂが遮断され、第１ポート３７ａと第３ポート３７ｃが連通し、還流入口３２ａから上流側ＥＧＲ通路３２Ａに流入するＥＧＲガスが、還流第２出口３２ｃからコンプレッサ５ａより上流の吸気通路２へ流れるようになっている（いわゆる低圧ループタイプの機能。以下、便宜的に「ＬＰＬ機能」という。）。すなわち、このＥＧＲ装置３１は、触媒１０より下流の排気通路３から電子スロットル装置７より下流の吸気通路２（吸気マニホルド８の各分岐通路８ｂ）へＥＧＲガスを流すことができるＨＰＬ機能と、触媒１０より下流の排気通路３から電子スロットル装置７及びコンプレッサ５ａより上流かつエアクリーナ４より下流の吸気通路２へＥＧＲガスを流すことができるＬＰＬ機能とを兼ね備える。この実施形態で、三方弁３７は、本発明の流路切替弁の一例に相当する。
【００４３】
この実施形態で、ＥＧＲ弁３４は、開度可変な電動弁により構成される。このＥＧＲ弁３４として、大流量、高応答及び高分解能の特性を有することが望ましい。そこで、この実施形態では、ＥＧＲ弁３４の構造として、例えば、特許第５７５９６４６号公報に記載される「二重偏心弁」を採用することができる。この二重偏心弁は、大流量制御に対応して構成される。
【００４４】
ここで、この二重偏心弁を含む電動式のＥＧＲ弁３４の構成の概略について以下に説明する。図２に、このＥＧＲ弁３４を斜視図により示す。ＥＧＲ弁３４は、二重偏心弁より構成される弁部６１と、モータ７２（図５参照）を内蔵したモータ部６２と、複数のギヤ８１〜８３（図５参照）を内蔵した減速機構部６３とを備える。弁部６１は、内部に気体が流れる流路６６を有する管部６７を含み、流路６６の中には弁座６８、弁体６９及び回転軸７０が配置される。回転軸７０には、モータ７２（図５参照）の回転力が複数のギヤ８１〜８３（図５参照）を介して伝えられるようになっている。
【００４５】
図３に、弁体６９が弁座６８に着座した全閉状態（全閉位置）における弁部６１を一部破断して斜視図により示す。図４に、弁体６９が弁座６８から最も離れた全開状態（全開位置）における弁部６１を一部破断して斜視図により示す。図３、図４に示すように、流路６６には段部６６ａが形成され、その段部６６ａに弁座６８が組み込まれる。弁座６８は、円環状をなし、中央に弁孔６８ａを有する。弁孔６８ａの縁部には、環状のシート面６８ｂが形成される。弁体６９は、円板状をなし、その外周には、シート面６８ｂに対応する環状のシール面６９ａが形成される。弁体６９は回転軸７０に固定され、回転軸７０と一体的に回動するようになっている。図３、図４において、弁体６９より上の流路６６は気体の流れの上流側を示し、弁座６８より下の流路６６が気体の流れの下流側を示す。すなわち、流路６６において弁体６９は、弁座６８よりも気体の流れの上流側に配置される。
【００４６】
図５に、全閉状態のＥＧＲ弁３４を平断面図により示す。このＥＧＲ弁３４は、主要な構成要素として、回転軸７０と弁体６９の他に、ボディ７１、モータ７２、減速機構７３及び戻し機構７４を備える。
【００４７】
この実施形態で、ボディ７１は、流路６６及び管部６７を含むアルミ製の弁ハウジング７５と、同ハウジング７５の開口端を閉鎖する合成樹脂製のエンドフレーム７６とを含む。回転軸７０及び弁体６９は、弁ハウジング７５に設けられる。すなわち、回転軸７０は、その先端から突出するピン７０ａを含む。回転軸７０は、ピン７０ａがある先端側を自由端とし、その先端部が管部６７の流路６６に挿入されて配置される。また、回転軸７０は、その基端側に沿って離れて配置された２つの軸受、すなわち第１軸受７７と第２軸受７８を介して弁ハウジング７５に対し回転可能に片持ち支持される。第１軸受７７はボールベアリングにより構成され、第２軸受７８はニードルベアリングよりに構成される。弁体６９は、回転軸７０のピン７０ａに対して溶接により固定され、流路６６内に配置される。
【００４８】
図５において、エンドフレーム７６は、弁ハウジング７５に対し複数のクリップ（図示略）により固定される。エンドフレーム７６の内側には、回転軸７０の基端に対応して配置され、弁体６９の開度を検出するための開度センサ７９が設けられる。このセンサ７９は、ホールＩＣ等により構成され、回転軸７０の回転角度を弁開度として検出するように構成される。回転軸７０の基端部には、メインギヤ８１が固定される。メインギヤ８１と弁ハウジング７５との間には、弁体６９を閉方向へ付勢するためのリターンスプリング８０が設けられる。メインギヤ８１の裏側には、凹部８１ａが形成され、その凹部８１ａに磁石８６が収容される。この磁石８６は、その上から板ばねより形成される押さえ板８７により押さえ付けられて固定される。従って、メインギヤ８１が、弁体６９及び回転軸７０と一体的に回転することにより、磁石８６の磁界が変化し、その磁界の変化を開度センサ７９が弁開度として検出するようになっている。
【００４９】
この実施形態で、モータ７２は、弁ハウジング７５に形成された収容凹部７５ａに収容されて固定される。すなわち、モータ７２は、収容凹部７５ａに収容された状態で、その両端に設けられた留め板８８と板ばね８９を介して弁ハウジング７５に固定される。モータ７２は、弁体６９を開閉駆動するために減速機構７３を介して回転軸７０に駆動連結される。すなわち、モータ７２の出力軸（図示略）上には、モータギヤ８３が固定される。このモータギヤ８３は、中間ギヤ８２を介してメインギヤ８１に駆動連結される。中間ギヤ８２は、大径ギヤ８２ａと小径ギヤ８２ｂを含む二段ギヤであり、ピンシャフト８４を介して弁ハウジング７５に回転可能に支持される。大径ギヤ８２ａには、モータギヤ８３が連結され、小径ギヤ８２ｂには、メインギヤ８１が連結される。この実施形態では、減速機構７３を構成する各ギヤ８１〜８３として、軽量化のために樹脂材料よりなる樹脂ギヤが使用される（モータギヤ８３のみ金属製となっている。）。
【００５０】
図５に示すように、弁ハウジング７５とエンドフレーム７６との接合部分には、ゴム製のガスケット９０が介在する。ガスケット９０は、エンドフレーム７６の開口端面の外周に形成された周溝に配置される。このように、弁ハウジング７５とエンドフレーム７６との間にガスケット９０が介在することで、モータ部６２と減速機構部６３の内部が大気に対して密閉可能に設けられる。
【００５１】
従って、図３に示すように、弁体６９の全閉状態から、モータ７２が通電により作動し、モータギヤ８３が回転することにより、その回転が中間ギヤ８２により減速されてメインギヤ８１に伝達される。これにより、回転軸７０及び弁体６９が、リターンスプリング８０の付勢力に抗して回動され、流路６６が開かれる。すなわち、弁体６９が開弁される。また、弁体６９をある開度に保持するために、モータ７２に通電により回転力を発生させることにより、その回転力がモータギヤ８３、中間ギヤ８２及びメインギヤ８１を介し保持力として回転軸７０及び弁体６９に伝達される。この保持力がリターンスプリング８０の付勢力に均衡することにより、弁体６９がある開度に保持される。
【００５２】
次に、エンジンシステムの電気的構成について説明する。図１において、このエンジンシステムに設けられる各種センサ４１〜４８は、エンジン１の運転状態を検出するための運転状態検出手段を構成する。運転席に設けられたアクセルペダル２７には、アクセルセンサ４２が設けられる。アクセルセンサ４２は、アクセルペダル２７の操作量である踏み込み角度をアクセル開度ＡＣＣとして検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン１に設けられた水温センサ４３は、エンジン１の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温度）ＴＨＷを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン１に設けられた回転速度センサ４４は、クランクシャフトの回転速度（エンジン回転速度）ＮＥを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エアクリーナ４に設けられたエアフローメータ４５は、吸気通路２を流れる吸気量Ｇａを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エアフローメータ４５は、本発明の吸気量検出手段の一例に相当する。エアクリーナ４に設けられた吸気温センサ４６は、エアクリーナ４における吸気温度ＴＨＡを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。サージタンク８ａに設けられた吸気圧センサ４７は、電子スロットル装置７より下流の吸気通路２における吸気圧力ＰＭを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。吸気圧センサ４７は、本発明の吸気圧力検出手段の一例に相当する。触媒１０より上流の排気通路３に設けられた酸素センサ４８は、排気通路３へ排出される排気中の酸素濃度Ｏｘを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。
【００５３】
このエンジンシステムは、エンジン１の運転等を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）５０を備える。ＥＣＵ５０には、各種センサ４１〜４８，７９がそれぞれ接続される。また、ＥＣＵ５０には、電子スロットル装置７、各インジェクタ１１、イグニションコイル１３、吸気切替弁２４、ＥＧＲ弁３４及び三方弁３７がそれぞれ接続される。ＥＣＵ５０は、本発明の制御手段及び診断手段の一例に相当する。
【００５４】
この実施形態で、ＥＣＵ５０は、各種センサ４１〜４８，７９からの出力信号に基づき燃料噴射制御、点火時期制御、ＥＧＲ制御及び吸気温度制御等を実行するために、電子スロットル装置７、各インジェクタ１１、イグニションコイル１３、吸気切替弁２４、ＥＧＲ弁３４及び三方弁３７をそれぞれ制御するようになっている。
【００５５】
周知のようにＥＣＵ５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、各種メモリ、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。メモリには、エンジン１の各種制御に関する所定の制御プログラムが格納される。ＣＰＵは、入力回路を介して入力される各種センサ４１〜４８の検出信号に基づき、所定の制御プログラムに基づいて前述した各種制御を実行する。
【００５６】
ここで、燃料噴射制御とは、エンジン１の運転状態に応じて各インジェクタ１１による燃料噴射量及びその噴射タイミングを制御することである。点火時期制御とは、エンジン１の運転状態に応じてイグニションコイル１３を制御することにより、各点火プラグ１２による点火時期を制御することである。ＥＧＲ制御とは、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ弁３４及び三方弁３７を制御することにより、各気筒へ還流されるＥＧＲ流量を制御することである。吸気温度制御とは、エンジン１の運転状態に応じて吸気切替弁２４を制御することにより、吸気通路２を流れる吸気の温度を制御することである。
【００５７】
次に、この実施形態における吸気温度制御とＥＧＲ制御について詳しく説明する。図６に、その制御内容をフローチャートにより示す。図７、図８に、このエンジンシステムにおける外気及びＥＧＲガスの流れを概略構成図により示す。ＥＣＵ５０は、エンジン１の始動と同時に図６のルーチンの処理を開始するようになっている。
【００５８】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１００で、ＥＣＵ５０は、エンジン１が運転中か否かを判断する。ＥＣＵ５０は、例えば、回転速度センサ４４の検出信号に基づきこの判断を行うことができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３８０へ移行する。
【００５９】
ステップ３８０では、ＥＣＵ５０は、エンジン１が運転中ではないことから、三方弁３７、ＥＧＲ弁３４及び電子スロットル装置７をオフにし、処理をステップ１００へ戻す。これにより、ＥＧＲがＬＰＬ機能に切り替えられ、ＥＧＲ弁３４と電子スロットル装置７が全閉となる。
【００６０】
一方、ステップ１１０では、ＥＣＵ５０は、各種センサ等４２〜４６の検出信号に基づきアクセル開度ＡＣＣ、冷却水温度ＴＨＷ、吸気温度ＴＨＡ、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬを取り込む。ＥＣＵ５０は、エンジン負荷ＫＬを、検出されるエンジン回転速度ＮＥ及び吸気量Ｇａから求めることができる。
【００６１】
次に、ステップ１２０で、ＥＣＵ５０は、吸気温度ＴＨＡが所定値ＴＨ１より高いか否かを判断する。この所定値ＴＨ１として、例えば「０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３３０へ移行する。
【００６２】
ステップ１３０では、ＥＣＵ５０は、冷却水温度ＴＨＷが所定値ＴＨ２より低いか否かを判断する。この所定値ＴＨ２として、例えば「６０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１４０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ２００へ移行する。
【００６３】
ステップ１４０では、ＥＣＵ５０は、吸気切替弁２４を高温空気位置へ切り替える。これにより吸気通路２には、高温空気通路２３からの高温空気が導入される。
【００６４】
次に、ステップ１５０で、ＥＣＵ５０は、スロットル開度ＴＡが所定値Ａ１より小さいか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１８０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１６０へ移行する。
【００６５】
ステップ１６０では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥが所定値Ｎ１より低いか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１８０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１７０へ移行する。
【００６６】
ステップ１７０では、ＥＣＵ５０は、吸気切替弁２４を外気位置へ切り替える。これにより吸気通路２には、吸気入口２ａからの外気が導入される。
【００６７】
そして、ステップ１５０、１６０又は１７０から移行してステップ１８０では、ＥＣＵ５０は、三方弁３７をオフとする。これにより、ＥＧＲがＬＰＬ機能に切り替えられる。
【００６８】
その後、ステップ１９０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４を全閉に制御し、処理をステップ１００へ戻す。
【００６９】
一方、ステップ１３０から移行してステップ２００では、ＥＣＵ５０は、冷却水温度ＴＨＷが所定値ＴＨ３より低いか否かを判断する。この所定値ＴＨ３として、例えば「８０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ２５０へ移行する。
【００７０】
ステップ２１０では、ＥＣＵ５０は、吸気切替弁２４を高温空気位置へ切り替える。これにより吸気通路２には、高温空気通路２３からの高温空気が導入される。
【００７１】
次に、ステップ２２０で、ＥＣＵ５０は、スロットル開度ＴＡが所定値Ａ１より小さいか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２６０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ２３０へ移行する。
【００７２】
ステップ２３０では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥが所定値Ｎ１より低いか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２６０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ２４０へ移行する。
【００７３】
ステップ２４０は、ＥＣＵ５０は、吸気切替弁２４を外気位置へ切り替える。これにより吸気通路２には、吸気入口２ａからの外気が導入される。
【００７４】
一方、ステップ２００から移行してステップ２５０では、ＥＣＵ５０は、吸気切替弁２４を外気位置へ切り替える。これにより吸気通路２には、吸気入口２ａからの外気が導入される。その後、ＥＣＵ５０は、処理をステップ２６０へ移行する。
【００７５】
そして、ステップ２２０、２３０、２４０又は２５０から移行してステップ２６０では、ＥＣＵ５０は、エンジン負荷ＫＬが所定値Ｋ１より低い否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２７０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３００へ移行する。
【００７６】
ステップ２７０では、ＥＣＵ５０は、三方弁３７をオンとする。これにより、ＥＧＲがＨＰＬ機能に切り替えられる。
【００７７】
次に、ステップ２８０で、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに応じたＨＰＬ機能の目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲＨを算出する。ＥＣＵ５０は、所定のマップを参照することによりこの処理を行うことができる。
【００７８】
そして、ステップ２９０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４を目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲＨに制御し、処理をステップ１００へ戻す。
【００７９】
一方、ステップ２６０から移行してステップ３００では、ＥＣＵ５０は、三方弁３７をオフとする。これにより、ＥＧＲがＬＰＬ機能に切り替えられる。
【００８０】
次に、ステップ３１０で、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに応じたＬＰＬ機能の目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲＬを算出する。ＥＣＵ５０は、所定のマップを参照することによりこの処理を行うことができる。
【００８１】
そして、ステップ３２０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４を目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲＬに制御し、処理をステップ１００へ戻す。
【００８２】
一方、ステップ１２０から移行してステップ３３０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４を全閉に制御する。
【００８３】
次に、ステップ３４０では、ＥＣＵ５０は、冷却水温度ＴＨＷが所定値ＴＨ４より低いか否かを判断する。この所定値ＴＨ４として、例えば「９０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ３５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３８０へ移行する。
【００８４】
ステップ３５０では、ＥＣＵ５０は、吸気切替弁２４を高温空気位置へ切り替える。これにより吸気通路２には、高温空気通路２３からの高温空気が導入される。
【００８５】
次に、ステップ３６０で、ＥＣＵ５０は、スロットル開度ＴＡが所定値Ａ１より小さいか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１００へ戻し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３７０へ移行する。
【００８６】
ステップ３７０では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥが所定値Ｎ１より低いか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１００へ戻し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３８０へ移行する。
【００８７】
そして、ステップ３４０又は３７０から移行してステップ３８０では、ＥＣＵ５０は、吸気切替弁２４を外気位置へ切り替える。これにより吸気通路２には、吸気入口２ａからの外気が導入される。その後、ＥＣＵ５０は、処理をステップ１００へ戻す。
【００８８】
従って、吸気切替弁２４が外気位置に切り替えられた状態で、エンジン負荷ＫＬが所定値Ｋ１より低い場合は、図７に示すように、三方弁３７がオンされ、ＥＧＲがＨＰＬ機能に切り替えられる。これにより、吸気入口２ａから吸気通路２へ導入された外気は、吸気として吸気通路２を流れ、電子スロットル装置７、吸気マニホルド８を流れてエンジン１の各気筒へ吸入される。また、上流側ＥＧＲ通路３２Ａに導入されたＥＧＲガスは、三方弁３７から第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂを介して各分岐通路８ｂへ流れ、そのＥＧＲガスの流量は、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに応じてＥＧＲ弁３４により調節される。図７において、太破線矢印は外気の流れを示し、破線矢印はＥＧＲガスの流れを示す。以下同様。
【００８９】
一方、吸気切替弁２４が外気位置に切り替えられた状態で、エンジン負荷ＫＬが所定値Ｋ１以上となる場合は、図８に示すように、三方弁３７がオフされ、ＥＧＲがＬＰＬ機能に切り替えられる。これにより、吸気入口２ａから吸気通路２へ導入された外気は、吸気として吸気通路２を流れ、電子スロットル装置７、吸気マニホルド８を流れてエンジン１の各気筒へ吸入される。また、上流側ＥＧＲ通路３２Ａに導入されたＥＧＲガスは、三方弁３７から第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃを介してコンプレッサ５ａより上流の吸気通路２へ流れ、そのＥＧＲガスの流量は、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに応じてＥＧＲ弁３４により調節される。
【００９０】
上記の制御によれば、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲガスを第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂ又は第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃから吸気通路２へ選択的に流すために三方弁３７及びＥＧＲ弁３４を制御するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態に応じて高温空気又は外気を吸気として吸気通路２へ流すために電子スロットル装置７及び吸気切替弁２４を制御するようになっている。
【００９１】
以上説明したこの実施形態のＥＧＲ装置を含むエンジンシステムによれば、排気通路３（排気マニホルド９）の周囲で加熱された高温空気が、シュラウド２２により回収されて高温空気通路２３へ導かれる。ここで、エンジン１の冷間始動時に、ＥＣＵ５０により、必要に応じて吸気切替弁２４が高温空気位置へ制御されることにより、エアクリーナ４以降の吸気通路２へ流れる吸気が、高温空気通路２３からの高温空気に切り替えられる。これにより、エアクリーナ４以降の吸気通路２に高温空気が流れ、その吸気通路２が暖機される。従って、エンジン１の冷間始動時には、吸気通路２が事前に暖機されるので、その後、同通路２にＥＧＲガスが流れてもＥＧＲガスが冷やされない。このため、吸気通路２にて、ＥＧＲガスによる凝縮水の発生を抑えることができる。
【００９２】
この実施形態の構成によれば、エンジン１の運転時に、三方弁３７の流路が第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂへ切り替えられることにより、エンジン１から排気通路３へ導出される排気の一部がＥＧＲガスとして、上流側ＥＧＲ通路３２Ａ及び第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂを介して電子スロットル装置７より下流の吸気通路２（吸気マニホルド８の分岐通路８ｂ）へ流れてエンジン１へ還流される。この場合、電子スロットル装置７より下流の吸気通路２で発生する負圧の作用により、ＥＧＲガスが、第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂから吸気通路２（分岐通路８ｂ）へ応答性良く流れ、ＥＧＲにつき、いわゆる高圧ループタイプの機能（ＨＰＬ機能）が得られる。このとき、分岐通路８ｂへ流れるＥＧＲガスの流量はＥＧＲ弁３４により調節される。一方、エンジン１の運転時に三方弁３７の流路が第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃへ切り替えられることにより、ＥＧＲガスが、上流側ＥＧＲ通路３２Ａ及び第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃを介して電子スロットル装置７及びコンプレッサ５ａより上流の吸気通路２へ流れてエンジン１へ還流される。この場合、第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃから電子スロットル装置７及びコンプレッサ５ａより上流の吸気通路２においてＥＧＲガスが吸気に良好に混入され、ＥＧＲにつき、いわゆる低圧ループタイプの機能（ＬＰＬ機能）が得られる。このとき、吸気通路２へ流れるＥＧＲガスの流量もＥＧＲ弁３４により調節される。従って、このＥＧＲ装置３１によれば、ＥＧＲにつき、ＨＰＬ機能とＬＰＬ機能の両方が得られると共に、それぞれの機能でＥＧＲガスの流量が一つのＥＧＲ弁３４により調節されるので、専用の流路と専用のＥＧＲ弁をそれぞれのタイプで別個に設ける必要がない。このため、ＥＧＲのＨＰＬ機能とＬＰＬ機能を選択的に実施可能とし、その実施を比較的低コストで実現することができる。
【００９３】
この実施形態の構成によれば、過給機５が動作しない非過給時に、電子スロットル装置７より下流の吸気通路２（吸気マニホルド８）が負圧となり、三方弁３７の流路が第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂへ切り替えられることにより、エンジン１からタービン５ｂより下流の排気通路３へ流れた排気の一部がＥＧＲガスとして、上流側ＥＧＲ通路３２Ａ及び第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂを介してコンプレッサ５ａ及び電子スロットル装置７より下流の吸気マニホルド８へ流れてエンジン１へ還流される（ＨＰＬ機能）。一方、過給機５が動作して電子スロットル装置７より下流の吸気マニホルド８が正圧となる過給時に、三方弁３７の流路が第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃへ切り替えられることにより、エンジン１からタービン５ｂより下流の排気通路３へ流れた排気の一部がＥＧＲガスとして電子スロットル装置７及びコンプレッサ５ａより上流の吸気通路２へ流れ、コンプレッサ５ａ及び電子スロットル装置７を経てエンジン１へ還流される（ＬＰＬ機能）。このため、過給機５を備えたエンジンシステムにおいて、ＨＰＬ機能とＬＰＬ機能を選択的に実施可能とし、その実施を比較的低コストで実現することができる。また、過給時と非過給時にかかわらずＥＧＲガスをエンジン１へ還流することができる。
【００９４】
また、従来、ＨＰＬ機能を実施するための構成としては、タービンより上流の排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路に取り入れる構成が採用されていたため、過給レスポンスが悪くなる（ターボラグが大きくなる）という問題があった。この実施形態の構成によれば、ＨＰＬ機能を実施する際に、タービン５ｂより下流の排気通路３からＥＧＲ通路３２へＥＧＲガスを取り入れるため、過給レスポンスの悪化を防止することができる。
【００９５】
また、従来、ＨＰＬ機能を実施するための構成としては、タービン及び触媒より上流の排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路に取り入れる構成が採用されていたため、ＥＧＲガスがカーボンや未燃ガス等を多く含んでおり、ＥＧＲ弁を含むＥＧＲ通路全体にデポジットが付着しやすいという問題があった。この実施形態の構成によれば、ＨＰＬ機能を実施する際に、タービン５ｂ及び触媒１０より下流の排気通路３からＥＧＲ通路３２へＥＧＲガスを取り入れるため、ＥＧＲ通路３２全体へのデポジットの付着を抑制できる。
【００９６】
この実施形態の構成によれば、ＥＧＲ弁３４が、大流量制御を可能とした電動式の二重偏心弁を含むことから、ＥＧＲ弁３４に大流量の気体を流すことが可能となる。このため、ＥＧＲ通路３２を流れるＥＧＲガスを大流量で制御することができる。
【００９７】
この実施形態の構成によれば、三方弁３７から第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂへ流れたＥＧＲガスは、分配管３９を介して吸気マニホルド８の各分岐通路８ｂへ分配される。このため、各分岐通路８ｂ及びエンジン１の各気筒へＥＧＲガスを均等に流すことができ、ＥＧＲ制御の効果を、エンジン１の各気筒で均等に得ることができる。
【００９８】
この実施形態の構成によれば、三方弁３７及びＥＧＲ弁３４がエンジン１の運転状態に応じてＥＣＵ５０により制御されることにより、ＥＧＲガスが第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂ又は第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃから吸気通路２へ選択的に流れる。従って、ＥＧＲのＨＰＬ機能とＬＰＬ機能が、エンジン１の運転状態に応じて自動的に得られる。このため、過給機５の動作状態を含むエンジン１の運転状態に応じて自動的に好適なＥＧＲ制御を実施することができる。
【００９９】
次に、上記したＥＧＲ装置３１において、ＥＧＲ弁３４の全閉時にＥＧＲ弁３４で異物噛み込みが生じた場合の対策のための制御について説明する。
【０１００】
この実施形態のエンジンシステムでは、エンジン１の減速時又はアイドル時などエンジン１が低負荷運転となるときに、ＥＧＲ弁３４を全閉に制御するようになっている。これにより、低負荷運転時にエンジン１に対するＥＧＲガスの供給を停止（ＥＧＲカット）し、エンジン１で失火やエンストが発生しないようにしている。しかし、ＥＧＲ弁３４では、その全閉時に、ＥＧＲガス中の異物が弁座６８と弁体６９との間に噛み込まれると、弁座６８と弁体６９との間に隙間ができ、全閉に制御したにもかかわらず、ＥＧＲガスがＥＧＲ弁３４を流れてしまい、エンジン１に失火やエンストが発生するおそれがある。そこで、この実施形態では、ＥＧＲ弁３４で異物噛み込みが生じた場合の対策として次のような制御を実行するようになっている。
【０１０１】
図９に、ＥＧＲ弁３４に係る異物噛み込み検出のための処理内容をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ５０は、ステップ４００で、ＥＧＲ弁３４が全閉制御中か否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理を４１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ４００へ戻す。
【０１０２】
ステップ４１０で、ＥＣＵ５０は、開度センサ７９の検出信号に基づきＥＧＲ弁３４の実際の開度（実開度）ＲＥＧＲを取り込む。
【０１０３】
次に、ステップ４２０で、ＥＣＵ５０は、実開度ＲＥＧＲが所定値Ｅ２よりも大きいか否かを判断する。この所定値Ｅ２は、異物噛み込みを想定した開度である。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理を４３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ４４０へ移行する。
【０１０４】
ステップ４３０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４が異物噛み込み異常であると判定し、処理をステップ４００へ戻す。ＥＣＵ５０は、この異常判定をメモリに記憶したり、運転者への報知制御を実行したりすることができる。
【０１０５】
一方、ステップ４２０から移行してステップ４４０では、ＥＣＵ５０は、実開度ＲＥＧＲが所定値Ｅ１（＜Ｅ２）より小さいか否かを判断する。この所定値Ｅ１は、異物噛み込みを想定しない開度である。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理を４５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ４６０へ移行する。
【０１０６】
ステップ４５０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４が異物噛み込みのない正常であると判定し、処理をステップ４００へ戻す。ＥＣＵ５０は、この正常判定をメモリに記憶することができる。
【０１０７】
ステップ４６０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁の異物噛み込み判定を保留し、処理をステップ４００へ戻す。
【０１０８】
図１０に、異物噛み込み異常である場合の対処制御の内容をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ５０は、ステップ５００で、異物噛み込み異常であるか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断を異物噛み込み異常検出の結果を参照することにより行うことができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理を５１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ５００へ戻す。
【０１０９】
ステップ５１０では、ＥＣＵ５０は、三方弁３７を強制的にオフとする、すなわちＥＧＲをＬＰＬ機能に切り替え、処理をステップ５００へ戻す。
【０１１０】
上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４が全閉に制御されるときに、開度センサ７９により検出される実開度ＲＥＧＲに基づいてＥＧＲ弁３４が異物噛み込み異常であるか否かを判断し、異物噛み込み異常である場合にＥＧＲをＬＰＬ機能に切り替えるようになっている。この実施形態で、開度センサ７９及びＥＣＵ５０は、本発明の異物噛み込み検出手段の一例に相当する。
【０１１１】
また、この実施形態の構成によれば、エンジン１の低負荷運転時には、ＥＧＲ弁３４がＥＣＵ５０により全閉に制御され、ＥＧＲ弁３４が異物噛み込み状態であることが検出されたときは、三方弁３７がＥＣＵ５０により制御され、ＥＧＲガスが第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃへ流れる。従って、ＥＧＲ弁３４が異物噛み込み状態となり、その全閉時にもＥＧＲガスが吸気通路２へ漏れ流れるときは、ＥＧＲがＬＰＬ機能となる。ここで、ＥＧＲがＬＰＬの機能のときは、ＨＰＬ機能のときよりも、排気通路３と吸気通路２との間の差圧が小さいことから、吸気通路２へ流れるＥＧＲガスが少なくなる。このため、ＥＧＲ弁３４が異物噛み込み状態となっても、ＥＧＲガスによるエンジン１の失火やエンストを防止することができる。
【０１１２】
この実施形態では、ＥＧＲ弁３４の全閉時に、ＥＧＲ弁３４に設けられた開度センサ７９により、異物噛み込み状態を確実に検出することができるので、上記した効果の正確性を確保することができる。
【０１１３】
＜第２実施形態＞
次に、この発明の排気還流装置をエンジンシステムに具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１１４】
なお、以下の説明において、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。この実施形態は、ＥＧＲ弁３４に設けられた開度センサ７９を使用しない場合、もしくは、ＥＧＲ弁に開度センサが設けられていない場合を想定し、ＥＧＲ弁３４に係る異物噛み込み異常検出のための処理内容の点で第１実施形態と構成が異なる。
【０１１５】
図１１に、この実施形態の、ＥＧＲ弁３４に係る異物噛み込み検出のための処理内容をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ６００で、ＥＣＵ５０は、スロットルセンサ４１、回転速度センサ４４、エアフローメータ４５及び吸気圧センサ４７の検出信号に基づき吸気圧力ＰＭ、スロットル開度ＴＡ、エンジン回転速度ＮＥ及び吸気量Ｇａをそれぞれ取り込む。
【０１１６】
ステップ６１０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４が全閉制御中か否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理を６２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ６００へ戻す。
【０１１７】
ステップ６２０では、ＥＣＵ５０は、スロットル弁７ａが全閉か否かを判断する。ここで、「全閉」とは、スロットル弁７ａが完全に閉じた状態や機構（構造）上の閉弁（最低開度）状態を示すものではなく、エンジン回転速度に対応して決定される制御上の閉弁状態を示す。ＥＣＵ５０は、この判断を、スロットルセンサ４１の検出値に基づいて行うことができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ６３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ６００へ戻す。
【０１１８】
次に、ステップ６３０で、ＥＣＵ５０は、スロットル開度ＴＡとエンジン回転速度ＮＥによる基準吸気圧力ＫＰＭを算出する。ＥＣＵ５０は、例えば、図１２に示すようなマップを参照することにより基準吸気圧力ＫＰＭを算出することができる。このマップでは、エンジン回転速度ＮＥとスロットル開度ＴＡ（０，３，６，９（ｄｅｇ））に対する基準吸気圧力ＫＰＭの関係が設定されている。このマップでは、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、又は、スロットル開度ＴＡが小さくなるほど、基準吸気圧力ＫＰＭが低くなるように設定されている。ここで、スロットル開度ＴＡの各角度（０，３，６，９（ｄｅｇ））の間における基準吸気圧力ＫＰＭの値は、補間計算によって求められるようになっている。
【０１１９】
次に、ステップ６４０で、ＥＣＵ５０は、吸気圧力ＰＭが、基準吸気圧力ＫＰＭと所定値αの合計値より高いか否かを判断する。ここで、所定値αは、異物噛み込み異常のときの吸気圧力ＰＭの上昇分を示す。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ６５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ６６０へ移行する。
【０１２０】
ステップ６５０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４が異物噛み込み異常であると判定し、処理をステップ６００へ戻す。ＥＣＵ５０は、この異常判定をメモリに記憶したり、運転者への報知制御を実行したりすることができる。
【０１２１】
一方、ステップ６４０から移行してステップ６６０では、ＥＣＵ５０は、吸気圧力ＰＭが基準吸気圧力ＫＰＭより低いか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理を６７０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ６８０へ移行する。
【０１２２】
ステップ６７０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４が異物噛み込みのない正常であると判定し、処理をステップ６００へ戻す。ＥＣＵ５０は、この正常判定をメモリに記憶することができる。
【０１２３】
ステップ６８０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁の異物噛み込み判定を保留し、処理をステップ６００へ戻す。
【０１２４】
上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、スロットル弁７ａが全閉かつＥＧＲ弁３４が全閉に制御されるときに、スロットル弁７ａより下流にて吸気圧センサ４７により検出される吸気圧力ＰＭに基づいてＥＧＲ弁３４が異物噛み込み異常であるか否かを判断するようになっている。ＥＧＲ弁３４に異物噛み込み異常が発生している場合は、スロットル弁７ａより下流の吸気通路２（吸気マニホルド８）にＥＧＲガスが流れ、その部分での吸気圧力ＰＭが大気側へ大幅にずれる。そのため、吸気圧力ＰＭを監視することで異物噛み込み異常の発生を検出することができる。この実施形態におけるその他の構成については、第１実施形態のそれと同じである。この実施形態で、吸気圧センサ４７及びＥＣＵ５０は、本発明の異物噛み込み検出手段の一例に相当する。
【０１２５】
従って、この実施形態の構成によれば、第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。加えて、この実施形態では、吸気圧センサ４７により検出される吸気圧力ＰＭに基づいてＥＧＲ弁３４の異物噛み込み異常を検出するので、実開度ＲＥＧＲを検出する開度センサを持たないＥＧＲ弁にも、この制御を適用することができる。
【０１２６】
＜第３実施形態＞
次に、この発明の排気還流装置をエンジンシステムに具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１２７】
前記第１及び第２の実施形態では、図９〜図１１のフローチャートに示す異物噛み込み異常対策の処理を実行するように構成したが、この実施形態では、これらの処理に代わる別の処理を実行するようになっている。
【０１２８】
図１３に、異物噛み込み異常対策の処理内容をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ７００で、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ４５の検出信号に基づき吸気量Ｇａを取り込む。
【０１２９】
次に、ステップ７１０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気量Ｇａが所定値Ｇ１より少ないか否かを判断する。ＥＧＲ弁３４に異物噛み込み異常がある場合、スロットル弁７ａより下流の吸気通路２（吸気マニホルド８）にＥＧＲガスが流れ込むため、吸気量Ｇａが少ない場合は過剰ＥＧＲ状態（ＥＧＲ率が高い状態）となり、失火やエンスト等の問題が発生するおそれがある。そこで、このステップ７１０では、ＥＧＲ弁３４の異物噛み込み異常を想定して吸気量Ｇａの検出値を判断するようになっている。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ７２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ７００へ戻す。
【０１３０】
ステップ７２０では、ＥＣＵ５０は、三方弁３７を強制的にオフとする、すなわちＥＧＲをＬＰＬ機能に切り替え、処理をステップ７００へ戻す。
【０１３１】
上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４の異物噛み込み異常を想定し、吸気量Ｇａの検出値が所定値Ｇ１より少なくなるとき、すなわちエンジン１が低負荷運転となるときに、ＥＧＲガスが第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃへ流れるように三方弁３７を強制的にオフに制御するようになっている。この実施形態におけるその他の構成については、第１実施形態のそれと同じである。
【０１３２】
従って、この実施形態の構成によれば、第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。加えて、この実施形態で、エンジン１の低負荷運転時には、ＥＧＲガスが第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃへ流れるように三方弁３７がＥＣＵ５０により制御される。従って、ＥＧＲ弁３４が全閉に制御され、万が一、異物噛み込み状態となり、ＥＧＲガスが吸気通路２へ漏れ流れても、ＥＧＲがＬＰＬ機能となる。ここで、ＬＰＬ機能のときは、ＨＰＬ機能のときよりも、排気通路３と吸気通路２との間の差圧が小さいことから、吸気通路２へ流れるＥＧＲガスが少なくなる。このため、ＥＧＲ弁３４が異物噛み込み状態となっても、エンジン１へ流れるＥＧＲガスが少なくなり、ＥＧＲガスによるエンジン１の失火やエンストを防止することができる。
【０１３３】
また、この実施形態では、異物噛み込み検出をしなくても、吸気量Ｇａが所定値Ｇ１より少なくなるときは、三方弁３７が強制的にオフに制御される。このため、ＥＧＲ弁３４の異物噛み込みを検出しないシステムでも、ＥＧＲ弁３４の異物噛み込み異常に対処することができる。
【０１３４】
＜第４実施形態＞
次に、この発明の排気還流装置をエンジンシステムに具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１３５】
この実施形態では、第３実施形態の処理を変形例について説明する。図１４に、この実施形態の、異物噛み込み異常対策の処理内容をフローチャートにより示す。このフローチャートでは、ステップ７００の代わりにステップ７０５の処理が設けられ、ステップ７１０とステップ７２０との間にステップ７６０の処理が設けられる点で図１３のフローチャートと異なる。
【０１３６】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ７０５で、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ４５の検出信号に基づき吸気量Ｇａを取り込み、ＥＧＲ弁３４につき別途算出された目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲを取り込む。
【０１３７】
そして、ステップ７１０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気量Ｇａが所定値Ｇ１より少ないか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ７６０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ７０５へ戻す。
【０１３８】
ステップ７６０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲが所定値Ｈ１より小さいか否かを判断する。ここで、所定値Ｈ１は、許容される異物径に相当する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ７２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ７０５へ戻す。
【０１３９】
上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４の異物噛み込み異常を想定し、吸気量Ｇａの検出値が所定値Ｇ１より少なくなり、かつ、目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲが所定値Ｈ１より小さくなるとき、すなわちエンジン１が低負荷運転となるときに、ＥＧＲガスが第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃへ流れるように三方弁３７を強制的にオフに制御するようになっている。この実施形態におけるその他の構成については、第１実施形態のそれと同じである。
【０１４０】
従って、この実施形態の構成によれば、第１実施形態の作用効果と同等の作用効果を得ることができる。加えて、この実施形態で、エンジン１の低負荷運転時、かつ、目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲが異物噛み込み相当の開度となるときには、ＥＧＲガスが第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃへ流れるように三方弁３７がＥＣＵ５０により制御される。従って、ＥＧＲ弁３４が全閉に制御され、万が一、異物噛み込み状態となり、ＥＧＲガスが吸気通路２へ漏れ流れても、ＥＧＲがＬＰＬ機能となる。このため、ＥＧＲ弁３４が異物噛み込み状態となっても、エンジン１へ流れるＥＧＲガスが少なくなり、ＥＧＲガスによるエンジン１の失火やエンストを防止することができる。
【０１４１】
また、この実施形態でも、異物噛み込み検出をしなくても、吸気量Ｇａが所定値Ｇ１より少なくなり、かつ、目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲが所定値Ｈ１より小さくなるときは、三方弁３７が強制的にオフに制御される。このため、ＥＧＲ弁３４の異物噛み込みを検出しないシステムでも、ＥＧＲ弁３４の異物噛み込み異常に対処することができる。また、三方弁３７を強制的にオフにする範囲を、目標ＥＧＲ開度ＴＥＧＲが、異物噛み込みを想定できる開度に限定できるので、三方弁３７を強制的にオフに制御する回数を減らすことができる。
【０１４２】
＜第５実施形態＞
次に、この発明の排気還流装置をエンジンシステムに具体化した第５実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１４３】
この実施形態では、前記各実施形態の構成に対し、三方弁３７とＥＧＲ弁３４の異常を診断するための異常診断制御を加えた点で前記各実施形態と構成が異なる。図１５に、その異常診断制御の処理内容をフローチャートにより示す。この異常診断制御では、三方弁３７のオフ側固着異常及びオン側固着異常、並びに、ＥＧＲ弁３４の閉弁固着異常及び開弁固着異常を診断するようになっている。
【０１４４】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ８００で、ＥＣＵ５０は、エンジン１が減速燃料カットの状態であるか否かを判断する。減速燃料カットとは、エンジン１の減速時であり、かつ、インジェクタ１１からの燃料噴射が遮断されたことを意味する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ８１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ８００へ戻す。
【０１４５】
ステップ８１０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４をオフする、すなわち全閉とする。また、ステップ８２０では、ＥＣＵ５０は、三方弁３７をオフする、すなわちＥＧＲをＬＰＬ機能に切り替える。
【０１４６】
次に、ステップ８３０で、ＥＣＵ５０は、異常診断フラグＸＯＢＤが「０」であるか否かを判断する。このフラグＸＯＢＤは、後述するように、異常診断が完了した場合に「１」に、未完了の場合に「０」に設定されるようになっている。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ８４０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ８００へ戻す。
【０１４７】
ステップ８４０では、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ４５及び吸気圧センサ４７の検出信号に基づき吸気量Ｇａ及び吸気圧力ＰＭを取り込む。
【０１４８】
次に、ステップ８５０で、ＥＣＵ５０は、今回取り込まれた吸気量Ｇａを基準吸気量Ｇａ０として設定し、今回取り込まれた吸気圧力ＰＭを基準吸気圧力ＰＭ０として設定する。
【０１４９】
次に、ステップ８６０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４をオフからオンへ切り替える、すなわち全閉から所定の微小開度に開弁する。
【０１５０】
その後、ステップ８７０で、ＥＣＵ５０は、所定時間が経過するのを待って処理をステップ８８０へ移行する。
【０１５１】
ステップ８８０では、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ４５及び吸気圧センサ４７の検出信号に基づき吸気量Ｇａ及び吸気圧力ＰＭを再び取り込む。
【０１５２】
次に、ステップ８９０で、ＥＣＵ５０は、基準吸気量Ｇａ０からの所定値βの減算値がステップ８８０で取り込まれた吸気量Ｇａより多いか否かを判断する。すなわち、ＥＧＲ弁３４の全閉時の吸気量Ｇａが開弁時の吸気量Ｇａよりある程度多いか否かが判断される。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ９００へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１０１０へ移行する。
【０１５３】
そして、ステップ９００では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４を正常判定する。すなわち、ＥＧＲ弁３４が指令通りに開弁及び閉弁されることで正常と判断される。ＥＣＵ５０は、この正常判定をメモリに記憶しておくことができる。
【０１５４】
次に、ステップ９１０で、ＥＣＵ５０は、三方弁３７をオフからオンへ切り替える、すなわち、ＥＧＲをＬＰＬ機能からＨＰＬ機能へ切り替える。
【０１５５】
その後、ステップ９２０で、ＥＣＵ５０は、所定時間が経過するのを待って処理をステップ９３０へ移行する。
【０１５６】
ステップ９３０では、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ４５及び吸気圧センサ４７の検出信号に基づき吸気量Ｇａ及び吸気圧力ＰＭを再度取り込む。
【０１５７】
次に、ステップ９４０で、ＥＣＵ５０は、基準吸気圧力ＰＭ０と所定値αの合計値がステップ９３０で取り込まれた吸気圧力ＰＭより低いか否かを判断する。すなわち、三方弁３７のオフ時の吸気圧力ＰＭがオン時の吸気圧力ＰＭよりある程度少ないか否かが判断される。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ９５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ９７０へ移行する。
【０１５８】
ステップ９５０では、ＥＣＵ５０は、三方弁３７を正常判定する。すなわち、三方弁３７が指令通りに切り替えられることで正常と判断される。ＥＣＵ５０は、この正常判定をメモリに記憶しておくことができる。
【０１５９】
その後、ステップ９６０で、ＥＣＵ５０は、異常診断フラグＸＯＢＤを「１」に設定し、処理をステップ８００へ戻す。
【０１６０】
ステップ９４０から移行してステップ９７０では、ＥＣＵ５０は、ステップ９３０で取り込まれた吸気圧力ＰＭが第１所定値Ｐ１より低いか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ９８０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ９９０へ移行する。
【０１６１】
ステップ９８０では、ＥＣＵ５０は、三方弁３７をオフ側固着異常と判定する。すなわち、ＥＣＵ５０は、三方弁３７にオン切り替えを指令したにもかかわらず吸気圧力ＰＭが低いことから、三方弁３７がオン側へ切り替わらず、オフ側のままであると考えられ、オフ側固着異常と判定する。その後、ＥＣＵ５０は、ステップ９６０の処理を実行する。
【０１６２】
ステップ９９０では、ＥＣＵ５０は、ステップ９３０で取り込まれた吸気圧力ＰＭが第２所定値Ｐ２（＞Ｐ１）より高いか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１０００へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ８００へ戻す。
【０１６３】
ステップ１０００では、ＥＣＵ５０は、三方弁３７をオン側固着異常と判定する。すなわち、ＥＣＵ５０は、吸気圧力ＰＭが必要以上に高いことから、三方弁３７がオフ側に切り替わらず、オン側のままであると考えられ、オン側固着異常と判定する。その後、ＥＣＵ５０は、ステップ９６０の処理を実行する。
【０１６４】
一方、ステップ８９０から移行してステップ１０１０では、ＥＣＵ５０は、三方弁３７をオフからオンへ切り替える、すなわち、ＥＧＲをＬＰＬ機能からＨＰＬ機能へ切り替える。
【０１６５】
その後、ステップ１０２０で、ＥＣＵ５０は、所定時間が経過するのを待って処理をステップ１０３０へ移行する。
【０１６６】
ステップ１０３０では、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ４５及び吸気圧センサ４７の検出信号に基づき吸気量Ｇａ及び吸気圧力ＰＭを再び取り込む。
【０１６７】
次に、ステップ１０４０で、ＥＣＵ５０は、基準吸気量Ｇａ０からの所定値βの減算値がステップ１０３０で取り込まれた吸気量Ｇａより少ないか否かを判断する。すなわち、三方弁３７のオフ時の吸気量Ｇａがオン時の吸気量Ｇａよりある程度少ないか否かが判断される。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１０５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１０６０へ移行する。
【０１６８】
ステップ１０５０では、ＥＣＵ５０は、三方弁３７を正常と判定する。ＥＣＵ５０は、この正常判定をメモリに記憶しておくことができる。
【０１６９】
ステップ１０６０では、ＥＣＵ５０は、三方弁３７をオフ側固着異常と判定する。すなわち、ＥＣＵ５０は、三方弁３７にオン切り替えを指令したにもかかわらず吸気量Ｇａが少ないことから、三方弁３７がオン側へ切り替わらず、オフ側のままであると考えられ、オフ側固着異常と判定する。その後、ＥＣＵ５０は、処理をステップ１０７０へ移行する。
【０１７０】
ステップ１０５０又はステップ１０６０から移行してステップ１０７０で、ＥＣＵ５０は、ステップ１０３０で取り込まれた吸気圧力ＰＭが第１所定値Ｐ１より低いか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１０８０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１０９０へ移行する。
【０１７１】
ステップ１０８０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４を閉弁固着異常と判定する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４に開弁を指令したにもかかわらず吸気圧力ＰＭが低いことから、ＥＧＲ弁３４が正常に開弁せず、閉弁したままであると考えられ、閉弁固着異常と判定する。その後、ＥＣＵ５０は、ステップ９６０の処理を実行する。
【０１７２】
ステップ１０９０では、ＥＣＵ５０は、ステップ１０３０で取り込まれた吸気圧力ＰＭが第２所定値Ｐ２（＞Ｐ１）より高いか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１１００へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ８００へ戻す。
【０１７３】
ステップ１１００では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４を開弁固着異常と判定する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁３４に微小な開弁を指令したにもかかわらず吸気圧力ＰＭが必要以上に高いことから、ＥＧＲ弁３４が微小に開弁せず、大きく開弁したままであると考えられ、開弁固着異常と判定する。その後、ＥＣＵ５０は、ステップ９６０の処理を実行する。
【０１７４】
上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置７の開度が所定の条件（全閉）となるときに、三方弁３７が切り替え制御され、かつ、ＥＧＲ弁３４が開閉制御される前後でエアフローメータ４５により検出される吸気量Ｇａ及び吸気圧センサ４７により検出される吸気圧力ＰＭに基づいて三方弁３７及びＥＧＲ弁３４の異常を診断するようになっている。この実施形態で、ＥＣＵ５０は、本発明の診断手段の一例に相当する。
【０１７５】
従って、この実施形態のエンジンシステムによれば、三方弁３７及びＥＧＲ弁３４の異常を診断するために、エンジン１の運転制御に使用されるエアフローメータ４５及び吸気圧センサ４７を利用することができる。このため、比較的簡易な構成で、三方弁３７とＥＧＲ弁３４の異常を診断することができる。
【０１７６】
＜第６実施形態＞
次に、この発明の排気還流装置をエンジンシステムに具体化した第６実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１７７】
この実施形態では、主として本発明の流路切替弁の一例に相当する三方弁３７の構成の点で前記各実施形態と構成が異なる。前記各実施形態では、過給時と非過給時との間で、三方弁３７を切り替えることにより、ＥＧＲガスの流れをＨＰＬ機能とＬＰＬ機能との間で切り替えるようになっている。しかしながら、三方弁３７の切り替え時には、電子スロットル装置７より下流の吸気通路２（分岐通路８ｂ）に第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂを介して連通する第２ポート３７ｂと、コンプレッサ５ａより上流の吸気通路２に第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃを介して連通する第３ポート３７ｃとが一時的に連通するおそれがあった。このため、ＬＰＬ機能からＨＰＬ機能への切り替え時には、第３ポート３７ｃ、第２ポート３７ｂ及び第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂを介し、コンプレッサ５ａより上流の吸気通路２から電子スロットル装置７より下流の吸気通路２へ新気が流れてしまうおそれがあった。一方、ＨＰＬ機能からＬＰＬ機能への切り替え時には、第１ポート３７ａ、第２ポート３７ｂ及び第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂを介し、電子スロットル装置７より下流の吸気通路２へＥＧＲガスが不用意に流れてしまうおそれがあった。このため、エンジン１の燃焼室での混合気の燃焼が不安定になるおそれがあった。また、ＥＧＲ弁３４が閉弁していても、三方弁３７の切り替え時に、第２ポート３７ｂが一時的に開くことで、電子スロットル装置７より下流の吸気通路２における吸気の正圧が、全閉時のＥＧＲ弁３４の弁体を弁座から浮かせる方向に作用し、ＥＧＲ弁３４から排気通路３へ新気が漏れるおそれがあった。そこで、この実施形態では、これらの課題を解決するために、三方弁３７を以下のように構成した。
【０１７８】
すなわち、図１６に、その三方弁３７とＥＧＲ弁３４の構成を概略図により示す。図１６に示すように、この実施形態では、三方弁３７とＥＧＲ弁３４が隣接して設けられる。電動式の三方弁３７は、その第１ポート３７ａが電動式のＥＧＲ弁３４に接続される。また、第２ポート３７ｂを含む第２流路３７ｄには、第１弁体３７ｆが設けられる。第３ポート３７ｃを含む第３流路３７ｅには、第２弁体３７ｇが設けられる。第１弁体３７ｆ及び第２弁体３７ｇは、それぞれ回転軸３７ｈ，３７ｉを中心に揺動可能に設けられる。すなわち、第１弁体３７ｆは、第２流路３７ｄにおいて、図１６に実線で示す閉弁位置と同図１６に２点鎖線で示す開弁位置との間を揺動可能に設けられる。同様に、第２弁体３７ｇは、第３流路３７ｅにおいて、図１６に実線で示す閉弁位置と同図１６に２点鎖線で示す開弁位置との間を揺動可能に設けられる。この実施形態で、各弁体３７ｆ，３７ｇは、モータを含む駆動機構（図示略）により開閉駆動されるように構成される。また、三方弁３７は、ＥＣＵ５０に接続され、ＥＣＵ５０により制御されるように構成される。
【０１７９】
図１６に示すように、この実施形態で、電動式のＥＧＲ弁３４は、二重偏心弁により構成される。このＥＧＲ弁３４は、円板状の弁体３４ａと、弁体３４ａが着座する弁座３４ｂと、弁体３４ａを回動させる回転軸３４ｃとを備える。このＥＧＲ弁３４は、弁体３４ａの回動中心である回転軸３４ｃの軸線が、弁体３４ａのシール面３４ｄから離れて配置（一次偏心）されると共に、弁体３４ａの軸線から離れて配置（二次偏心）される二重偏心弁として構成される。弁体３４ａは、図１６に実線で示す全閉位置と同図１６に２点鎖線で示す全開位置との間を回動可能に設けられる。この実施形態で、弁体３４ａは、モータを含む駆動機構（図示略）により開閉駆動されるように構成される。また、ＥＧＲ弁３４は、ＥＣＵ５０に接続され、ＥＣＵ５０により制御されるように構成される。このＥＧＲ弁３４の構造として、例えば、特許第５７５９６４６号公報に記載された「二重偏心弁」の構成を基本構成として採用することができる。
【０１８０】
次に、この実施形態において、三方弁３７の各弁体３７ｆ，３７ｇの動作について説明する。この実施形態で、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態に応じて各弁体３７ｆ，３７ｇの開閉を制御するようになっている。図１７〜図１９に、その動作を概略図により示す。図１７は、エンジン１の運転状態が「非過給域」にあるとき、すなわち過給機５が動作していないとき、つまりは電子スロットル装置７より下流の吸気通路２が負圧となるときの三方弁３７とＥＧＲ弁３４の動作を概略図により示す。図１７に示すように、ＥＣＵ５０は、「非過給域」では、第１弁体３７ｆが開弁し、第２弁体３７ｇが閉弁するように三方弁３７を制御するようになっている。従って、図７、図１７に矢印で示すように、このときＥＧＲ弁３４が開弁することにより、第１ポート３７ａに流入したＥＧＲガスは、第２ポート３７ｂから第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂを介して電子スロットル装置７より下流の吸気通路２へ流れる（ＨＰＬ機能）。
【０１８１】
図１８は、エンジン１の運転状態が「非過給域と過給域との間の切り替え時」にあるときの三方弁３７とＥＧＲ弁３４の動作を概略図により示す。図１８に示すように、ＥＣＵ５０は、「非過給域と過給域との間の切り替え時」には、第１弁体３７ｆと第２弁体３７ｇの両方が閉弁するように三方弁３７を制御するようになっている。
【０１８２】
図１９は、エンジン１の運転状態が「過給域」にあるとき、すなわち過給機５が動作しているとき、つまりは電子スロットル装置７より下流の吸気通路２が正圧となるときの三方弁３７とＥＧＲ弁３４の動作を概略図により示す。図１９に示すように、ＥＣＵ５０は、「過給域」では、第１弁体３７ｆが閉弁し、第２弁体３７ｇが開弁するように三方弁３７を制御するようになっている。従って、図８、図１９に矢印で示すように、このときＥＧＲ弁３４が開弁することにより、第１ポート３７ａに流入したＥＧＲガスは、第３ポート３７ｃから第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃを介してコンプレッサ５ａより上流の吸気通路２へ流れる（ＬＰＬ機能）。この実施形態のこのような構成を、前記第１〜第５の実施形態に想定することができる。
【０１８３】
上記したこの実施形態の構成によれば、「非過給域」では、第１弁体３７ｆが開弁し、第２弁体３７ｇが閉弁するように三方弁３７が制御され、「過給域」では、第１弁体３７ｆが閉弁し、第２弁体３７ｇが開弁するように三方弁３７が制御され、「非過給域と過給域との間の切り替え時」には、第１弁体３７ｆと第２弁体３７ｇの両方が閉弁するように三方弁３７が制御される。すなわち、「非過給域」において、三方弁３７の第１弁体３７ｆが開弁されると共に第２弁体３７ｇが閉弁されることにより、上流側ＥＧＲ通路３２Ａを流れるＥＧＲガスが、第２ポート３７ｂ及び第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂを介して電子スロットル装置７より下流の吸気通路２へ流れ、ＨＰＬ機能が得られる。一方、「過給域」において、三方弁３７の第２弁体３７ｇが開弁されると共に第１弁体３７ｆが閉弁されることにより、上流側ＥＧＲ通路３２Ａを流れるＥＧＲガスが、第３ポート３７ｃ及び第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃを介して電子スロットル装置７及びコンプレッサ５ａより上流の吸気通路２へ流れ、ＬＰＬ機能が得られる。ここで、「非過給域と過給域との間の切り替え時」、すなわちＥＧＲガスの流れを第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂと第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃとの間で切り替えるときは、三方弁３７の第１弁体３７ｆと第２弁体３７ｇの両方が閉弁される。従って、この切り替え時には、第２ポート３７ｂと第３ポート３７ｃとが、延いては第１下流側ＥＧＲ通路３２Ｂと第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃとが連通することがない。このため、三方弁３７によりＥＧＲガスの流路を切り替えるときに、コンプレッサ５ａより上流の吸気通路２から電子スロットル装置７より下流の吸気通路２（分岐通路８ｂ）へ新気が流れることを防止することができ、また、電子スロットル装置７より下流の吸気通路２（分岐通路８ｂ）へＥＧＲガスが不用意に流れることを防止することができ、延いては、エンジン１の燃焼室での混合気の燃焼が不安定になることを防止することができる。
【０１８４】
また、この実施形態の構成によれば、「過給域」において、第１弁体３７ｆが閉弁し、第２弁体３７ｇが開弁するように三方弁３７が制御される。また、ＥＧＲ弁３４の弁体３４ａが弁座３４ｂに着座する全閉状態では、弁体３４ａの上面３４ｅに排気通路３の背圧ＰＥが作用し、弁体３４ａの下面３４ｆに大気圧ＰＡが作用することになる。従って、図２０に示すように、「過給域」において、ＥＧＲ弁３４が全閉となる場合は、弁体３４ａの上面３４ｅに作用する背圧ＰＥが弁体３４ａの下面３４ｆに作用する大気圧ＰＡより大きくなり、弁体３４ａの全閉状態を確保することができる。このため、ＥＧＲ弁３４からのＥＧＲガスの漏れを防止することができる。図２０には、「過給域」における三方弁３７とＥＧＲ弁３４の動作を概略図により示す。
【０１８５】
これに対し、図２１に示すように、「過給域」において、第１弁体３７ｆが開弁し、第２弁体３７ｇが閉弁するように三方弁３７が制御され、ＥＧＲ弁３４が全閉状態となる場合を想定する。この場合、ＥＧＲ弁３４の弁体３４ａの下面３４ｆに、その上面３４ｅに作用する背圧ＰＥより大きい過給圧（正圧）ＰＴが第２ポート３７ｂから作用することになり、ＥＧＲ弁３４の弁体３４ａが弁座３４ｂから浮いて吸気（新気）が漏れるおそれがある。本実施形態では、このような不具合を未然に防止することができる。図２１には、対比例として「過給域」における三方弁３７とＥＧＲ弁３４の動作を概略図により示す。
【０１８６】
一方、前記第１、第３及び第４の実施形態に対し、この実施形態の構成を採用した場合は、図１０のステップ５１０、図１３及び図１４のステップ７２０において、異物噛み込み異常と判定された場合に、第１弁体３７ｆを閉弁し、第２弁体３７ｇが開弁するように三方弁３７を制御する、すなわちＥＧＲをＬＰＬ機能に制御することができる。従って、図２２に矢印で示すように、ＥＧＲ弁３４が異物噛み込み状態となり、ＥＧＲガスがＥＧＲ弁３４から漏れるときは、そのＥＧＲガスが第３ポート３７ｃから第２下流側ＥＧＲ通路３２Ｃを介してコンプレッサ５ａより上流の吸気通路２へ流れることになる。ここで、ＥＧＲがＬＰＬの機能のときは、ＨＰＬ機能のときよりも、排気通路３と吸気通路２との間の差圧が小さいことから、ＥＧＲ弁３４から吸気通路２へ漏れ流れるＥＧＲガスが少なくなる。このため、ＥＧＲ弁３４が異物噛み込み状態となっても、ＥＧＲガスによるエンジン１の失火やエンストを防止することができる。図２２には、異物噛み込み時における三方弁３７とＥＧＲ弁３４の動作を概略図により示す。
【０１８７】
これに対し、図２３に示すように、異物噛み込み異常と判定された場合に、第１弁体３７ｆを開弁し、第２弁体３７ｇが閉弁するように三方弁３７を制御する、すなわちＥＧＲをＨＰＬ機能に制御したとする。この場合、排気通路３と吸気通路２との間の差圧が大きいことから、同図２３に矢印で示すように、ＥＧＲ弁３４から吸気通路２へ漏れ流れるＥＧＲガスが多くなる。このため、ＥＧＲ弁３４が異物噛み込み状態となったことで、ＥＧＲガスによるエンジン１の失火やエンストが発生するおそれがある。本実施形態では、このような不具合を未然に防止することができる。図２３には、対比例として異物噛み込み時における三方弁３７とＥＧＲ弁３４の動作を概略図により示す。
【０１８８】
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。
【０１８９】
前記各実施形態では、本発明を過給機５を備えたエンジンシステムに具体化したが、本発明を、図２４に示すように、過給機を持たないエンジンシステムに具体化することもできる。図２４は、エンジンシステムを概略構成図により示す。図２４において、番号が付された部材は、図１のエンジンシステムと同等の部材を示す。この実施形態でも前記各実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１９０】
この発明は、車両に搭載されるガソリンエンジン又は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】
【０１９１】
１  エンジン
２  吸気通路
３  排気通路
５  過給機
５ａ  コンプレッサ
５ｂ  タービン
７  電子スロットル装置（吸気量調節弁）
８  吸気マニホルド
８ｂ  分岐通路
３１  ＥＧＲ装置
３２  ＥＧＲ通路（排気還流通路）
３２Ａ  上流側ＥＧＲ通路
３２Ｂ  第１下流側ＥＧＲ通路（第１下流側排気還流通路）
３２Ｃ  第２下流側ＥＧＲ通路（第２下流側排気還流通路）
３２ａ  還流入口（入口）
３２ｂ  還流第１出口（第１出口）
３２ｃ  還流第２出口（第２出口）
３４  ＥＧＲ弁（排気還流弁）
３７  三方弁（流路切替弁）
３７ａ  第１ポート
３７ｂ  第２ポート
３７ｃ  第３ポート
３７ｆ  第１弁体
３７ｇ  第２弁体
３９  分配管
４５  エアフローメータ（吸気量検出手段、異物噛み込み検出手段）
４７  吸気圧センサ（吸気圧力検出手段、異物噛み込み検出手段）
５０  ＥＣＵ（制御手段、異物噛み込み検出手段、診断手段）
７９  開度センサ（異物噛み込み検出手段）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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