(57)【要約】【課題】一つのアクチュエータで、クーラ通路又はバイパス通路の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することにより、小型かつ組み付けが容易で安価なエンジンコントロールシステムを提供する。【解決手段】エンジンコントロールシステム１では、ＥＧＲ装置５０に備わるクーラ通路６０及びバイパス通路７０の合流部５５に、バタフライバルブ８０が設けられている。合流部５５の内壁５６は、バタフライバルブ８０の外周が描く軌道に沿って形成されている。そして、ＥＣＵ１００が、一つの駆動モータ８６を制御してバタフライバルブ８０を駆動することにより、バタフライバルブのクーラ側部８１又はバイパス側部８２の一方でクーラ通路６０又はバイパス通路７０を閉じつつ、他方で閉じられていない通路の開口面積を変更する。【選択図】図２
2009162215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気ガスの一部を吸気側に循環させる排気ガス循環通路の途中に、内部を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを有するクーラ通路と、前記ＥＧＲクーラを迂回するバイパス通路と、を備えた排気ガス再循環装置において、
前記クーラ通路とバイパス通路とを分岐させる分岐部と、
前記クーラ通路とバイパス通路とを合流させる合流部と、
前記分岐部あるいは合流部に連通するクーラ通路及びバイパス通路の各連通口の間に、前記クーラ通路の中心軸及びバイパス通路の中心軸のいずれとも直交するよう設けられた回転軸と、
前記回転軸に設けられ、前記回転軸とともに回動することにより、前記回転軸よりクーラ通路側のクーラ側部でクーラ通路を流れる排気ガスの流量を変更し、前記回転軸よりバイパス通路側のバイパス側部でバイパス通路を流れる排気ガスの流量を変更するバタフライバルブと、
前記回転軸を駆動するアクチュエータと、を備え、
前記分岐部あるいは合流部の内壁は、前記クーラ側部又はバイパス側部の少なくとも一方とともに、前記クーラ通路又はバイパス通路の少なくとも一方を閉鎖するよう形成され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に記載する排気ガス再循環装置において、
前記クーラ通路又はバイパス通路の少なくとも一方は、前記バタフライバルブが設けられた前記分岐部又は合流部に連通する連通口よりも通路断面積を拡大させるように形成され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１又は２に記載する排気ガス再循環装置において、
前記バタフライバルブは、前記合流部側に設けられ、
前記排気ガス循環通路は、前記合流部に連通する連通口よりも通路断面積を拡大させるように形成され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１〜３に記載する排気ガス再循環装置において、
前記回転軸とバタフライバルブとの相対的な位置を決定する位置決め機構を備え、
前記回転軸には、ネジを螺合するためのネジ穴が形成され、
前記バタフライバルブには、前記ネジを貫挿するための貫通孔が形成され、
前記バタフライバルブは、前記位置決め機構により前記回転軸に位置決めされた状態で、前記ネジを前記貫通孔に貫挿して前記ネジ穴に螺合することにより、前記回転軸に固定されたことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項５】
請求項１〜４に記載する排気ガス再循環装置において、
前記バタフライバルブは、前記クーラ通路又はバイパス通路を全閉する直前に、前記アクチュエータにより減速駆動されることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項６】
エンジンの排気ガスの一部を吸気側に循環させる排気ガス循環通路の途中に、内部を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを有するクーラ通路と、前記ＥＧＲクーラを迂回するバイパス通路と、を備えた排気ガス再循環装置において、
前記クーラ通路とバイパス通路とを分岐させる分岐部と、
前記クーラ通路とバイパス通路とを合流させる合流部と、
前記分岐部あるいは合流部に設けられ、前記クーラ通路の中心軸及び前記バイパス通路の中心軸のいずれとも直交する回転軸と、
前記回転軸に仲介部材を介して接続され、前記回転軸を中心とする周方向に沿って、少なくとも前記分岐部あるいは合流部に連通するクーラ通路及びバイパス通路の各連通口を同時に閉鎖する長さをもって形成されたロータリバルブと、
前記回転軸を駆動するアクチュエータと、を備え、
前記分岐部あるいは合流部の内壁は、前記ロータリバルブが前記クーラ通路又はバイパス通路の少なくとも一方を全開させるまで回動するよう形成されたバルブ回動部を有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６に記載する排気ガス再循環装置において、
前記バルブ回動部は、前記回転軸を中心とする周方向に沿って形成されたことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項８】
エンジンの排気ガスの一部を吸気側に循環させる排気ガス循環通路の途中に、内部を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを有するクーラ通路と、前記ＥＧＲクーラを迂回するバイパス通路と、を備えた排気ガス再循環装置において、
前記クーラ通路と前記バイパス通路とを分岐させる分岐部と、
前記クーラ通路と前記バイパス通路とを合流させる合流部と、
前記分岐部あるいは合流部に連通するクーラ通路の連通口に設けられ、前記クーラ通路を流れる排気ガスの流量を調整する第一ポペットバルブと、
前記第一ポペットバルブと並んで前記分岐部あるいは合流部に連通するバイパス通路の連通口に設けられ、前記バイパス通路を流れる排気ガスの流量を調整する第二ポペットバルブと、
前記第一ポペットバルブを閉方向へ付勢する第一リターンスプリングと、
前記第二ポペットバルブを閉方向へ付勢する第二リターンスプリングと、
前記第一ポペットバルブと前記第二ポペットバルブとを共通のアクチュエータにより駆動し、前記クーラ通路又はバイパス通路の連通口の少なくとも一方を閉鎖しつつ他方の開口面積を変更するバルブ駆動手段と、を備えたことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項９】
請求項８に記載する排気ガス再循環装置において、
前記バルブ駆動手段は、
回転軸に取り付けられるとともに、前記回転軸より第一ポペットバルブ側で第一ポペットバルブを開方向へ押圧し、前記回転軸より第二ポペットバルブ側で第二ポペットバルブを開方向へ押圧するバタフライバルブと、
前記回転軸を駆動するアクチュエータと、を備えたことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項１０】
請求項８に記載する排気ガス再循環装置において、
前記第一ポペットバルブに第一ギヤ部が形成され、
前記第二ポペットバルブに第二ギヤ部が形成され、
前記バルブ駆動手段は、
前記第一ギヤ部又は前記第二ギヤ部のいずれか一方と噛み合うバルブ駆動ギヤ部を有するギヤシャフトと、
前記ギヤシャフトを駆動するアクチュエータと、を備え、
前記アクチュエータで前記ギヤシャフトを駆動することにより、前記バルブ駆動ギヤ部を移動させつつ、前記バルブ駆動ギヤ部と前記第一ギヤ部又は第二ギヤ部とが噛み合うときに、前記ギヤシャフトを回動させて第一ポペットバルブ又は第二ポペットバルブを開方向へ駆動することを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項１１】
請求項８に記載する排気ガス再循環装置において、
前記バルブ駆動手段は、
回転可能なカムシャフトに設けられるとともに、前記第一ポペットバルブを開方向へ押圧する第一カムと、
前記カムシャフトに設けられるとともに、前記第二ポペットバルブを開方向へ押圧する第二カムと、
前記カムシャフトを回転駆動するアクチュエータと、を備え、
前記第一カム及び前記第二カムには、前記第一ポペットバルブ又は第二ポペットバルブのいずれか一方を押圧する際、他方を押圧しない第一カムプロフィールが設定され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１１に記載する排気ガス再循環装置において、
前記第一カム及び第二カムには、さらに、前記第一ポペットバルブ及び第二ポペットバルブの双方を同時に押圧する第二カムプロフィールが設定されたことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２に記載する排気ガス再循環装置において、
前記バタフライバルブ、ロータリバルブ又はポペットバルブは、前記合流部側に配置され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１〜１３に記載する排気ガス再循環装置において、
前記アクチュエータは、前記クーラ通路側に配置されたことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４に記載する排気ガス再循環装置において、
前記クーラ通路とバイパス通路とは、隣接して設けられるとともに、共通の隔壁部により隔てられた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、エンジンから排出される排気ガスの一部を吸気系に戻して再循環させる排気ガス再循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の排気ガス再循環装置として、エンジンから排出される排気ガスの一部を吸気系に戻すための排気ガス環流管（ＥＧＲパイプ）の途中に、高温状態の排気ガスを冷却する水冷式のＥＧＲクーラを備えたクーラ通路と、ＥＧＲクーラを迂回するバイパス通路と、を形成したものが知られている。この排気ガス再循環装置では、エンジン温間時に、ＥＧＲクーラによって冷却された排気ガスを燃焼室に供給することにより、燃焼室内でのガス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。また、エンジン始動時や寒冷時等の冷却水の温度が低い場合に、クーラ通路を閉鎖してバイパス通路を流れる排気ガスを燃焼室に供給することにより、ＥＧＲクーラで過度に冷却された排気ガスが吸気系に環流して燃焼効率や排気成分の悪化を招くのを防止することができる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを備えたクーラ通路と、ＥＧＲクーラを迂回するバイパス通路と、クーラ通路とバイパス通路との合流部に設けられた混合比制御弁と、混合比制御弁より下流側に設けられた流量制御弁と、混合比制御弁及び流量制御弁にそれぞれ設けられた駆動モータと、各駆動モータを制御するエンジン制御装置（ＥＣＵ）と、を備えた排気ガス再循環装置が開示されている。この装置では、ＥＣＵにより駆動モータを制御して混合比制御弁を開閉することにより、クーラ通路とバイパス通路とから流れる排気ガスを切替えることができる。また、ＥＣＵにより駆動モータを制御して流量制御弁を開閉することにより、吸気系に戻す排気ガスの総量を調整することができる。
【０００４】
特許文献１に開示された装置に用いられる混合比制御弁は、バルブシャフトの回転中心軸に対して所定の傾斜角度を持って傾いたフラップ型バルブである。このフラップ型バルブを回転駆動させることにより、クーラ通路及びバイパス通路の開口面積を変更することができる。
【特許文献１】特開２００５−２７３５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、排気ガス再循環装置において、例えば上記したようなエンジン冷間時には、クーラ通路を閉じたまま、バイパス通路を流れる排気ガスの流量を制御したい場合がある。この場合には、上記特許文献１に開示された装置によると、混合比制御弁と流量制御弁とのそれぞれに設けられた二つのアクチュエータを制御すればよい。しかしながら、この排気ガス再循環装置は、二つのアクチュエータ（駆動モータ）を備えたことで、装置全体として部品点数が多く、重量が重いものとなる。このため、装置が大型化し、組み付け作業が煩雑になり、製造コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
また、特許文献１に開示された装置のフラップ型バルブは、各通路への切替え時はバルブの全周を利用して通路の閉鎖を行うものであるため、バルブ表面に排気ガス中に含まれる微粒子が付着して、硬化なデポジットを形成しやすい。そして、フラップ型バルブとバルブシート部とに跨って硬化なデポジットを堆積しやすい。このため、バルブ駆動時の抵抗が大きくなり、開閉動作に支障をきたすおそれがある。この対策として、エンジン停止時又はエンジン始動時にバイパス通路等を全開にする構成や、フラップ型バルブの半径方向の外径側端面に鋭角的に尖った形状のエッジ部を設ける構成が提案されている。ところが、このように付加的な構成を採用することにより、装置が複雑となり、製造コストが高くなるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、一つのアクチュエータで、クーラ通路又はバイパス通路の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することにより、小型かつ組み付けが容易で安価な排気ガス再循環装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る排気ガス再循環装置は、エンジンの排気ガスの一部を吸気側に循環させる排気ガス循環通路の途中に、内部を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを有するクーラ通路と、前記ＥＧＲクーラを迂回するバイパス通路と、を備えた排気ガス再循環装置において、前記クーラ通路とバイパス通路とを分岐させる分岐部と、前記クーラ通路とバイパス通路とを合流させる合流部と、前記分岐部あるいは合流部に連通するクーラ通路及びバイパス通路の各連通口の間に、前記クーラ通路の中心軸及びバイパス通路の中心軸のいずれとも直交するよう設けられた回転軸と、前記回転軸に設けられ、前記回転軸とともに回動することにより、前記回転軸よりクーラ通路側のクーラ側部でクーラ通路を流れる排気ガスの流量を変更し、前記回転軸よりバイパス通路側のバイパス側部でバイパス通路を流れる排気ガスの流量を変更するバタフライバルブと、前記回転軸を駆動するアクチュエータと、を備え、前記分岐部あるいは合流部の内壁は、前記クーラ側部又はバイパス側部の少なくとも一方とともに、前記クーラ通路又はバイパス通路の少なくとも一方を閉鎖するよう形成されたことを特徴とする。ここで、「バイパス通路」には、クーラ通路に設けられたＥＧＲクーラより冷却効果の低いクーラを有するものを含めてもよい（以下同じ）。
【０００９】
この排気ガス再循環装置では、エンジンから排出された排気ガスの一部が、排気ガス循環通路を介して吸気系に導入される。この排気ガス循環通路の途中には、クーラ通路とバイパス通路とに分岐する分岐部が設けられている。この分岐部からクーラ通路を通過する排気ガスは、クーラ通路が有するＥＧＲクーラにより冷却される。一方、バイパス通路を通過する排気ガスは、バイパス通路がＥＧＲクーラを迂回して設けられているため、ＥＧＲクーラにより冷却されない。そして、クーラ通路及びバイパス通路を通過した排気ガスは、各通路が合流する合流部を経由して吸気系に循環され、燃焼室に供給される。
【００１０】
分岐部あるいは合流部には、バタフライバルブが設けられており、このバタフライバルブにより各通路を流れる排気ガスの流量が変更される。これにより、エンジン温間時には、ＥＧＲクーラによって冷却された排気ガスを燃焼室に供給して、燃焼室内でのガス燃焼温度を低下させ、効果的に窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を低減することができる。また、エンジン冷間時には、クーラ通路を閉鎖してバイパス通路を流れる排気ガスを燃焼室に供給することにより、ＥＧＲクーラで過度に冷却された排気ガスが吸気系に環流して燃焼効率や排気成分の悪化を招くのを防止することができる。
【００１１】
ところで、例えばエンジン冷間時に、クーラ通路を閉じたまま、バイパス通路を流れる排気ガスの流量を制御する場合がある。このような場合には、クーラ通路及びバイパス通路のそれぞれに制御弁を設けたり、クーラ通路及びバイパス通路を流れる排気ガスの混合比を制御する制御弁と総流量を制御する制御弁とを設けたりすればよい。しかしながら、このような排気ガス再循環装置では、各弁を駆動するために二つのアクチュエータが必要となり、装置全体として部品点数が多く、重量が重いものとなる。このため、装置が大型化し、組み付け作業が煩雑になり、製造コストが高くなるおそれがある。
【００１２】
これに対して、本発明に係る排気ガス再循環装置は、分岐部あるいは合流部に連通するクーラ通路及びバイパス通路の各連通口の間に、クーラ通路の中心軸及びバイパス通路の中心軸のいずれとも直交するよう回転軸が設けられている。また、この回転軸には、バタフライバルブが回転軸とともに回動するよう取り付けられている。そして、このバタフライバルブにより、回転軸よりクーラ通路側のクーラ側部でクーラ通路を流れる排気ガスの流量を変更し、回転軸よりバイパス通路側のバイパス側部でバイパス通路を流れる排気ガスの流量を変更する。さらに、分岐部あるいは合流部の内壁は、クーラ側部又はバイパス側部の少なくとも一方とともに、クーラ通路又はバイパス通路の少なくとも一方を閉鎖するよう形成されている。このため、一つのアクチュエータにより回転軸を駆動して、クーラ通路又はバイパス通路の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することができる。したがって、小型かつ組み付けが容易で安価な排気ガス再循環装置を提供することができる。
【００１３】
また、例えばフラップ型バルブ等によりバルブの全周を利用して通路の閉鎖を行う場合には、表面に排気ガス中に含まれる微粒子が付着して、硬化なデポジットを形成しやすい。そして、フラップ型バルブとバルブシート部とに跨って硬化なデポジットを堆積しやすい。このため、バルブ駆動時の抵抗が大きくなり、開閉動作に支障をきたすおそれがある。この対策として、例えばエンジン停止時又はエンジン始動時にバイパス通路等を全開にする構成や、フラップ型バルブの半径方向の外径側端面に鋭角的に尖った形状のエッジ部を設ける構成を採用することができる。しかしながら、このような構成を採用した場合には、装置が複雑となり、製造コストも高くなる。
【００１４】
これに対して、本発明に係る排気ガス再循環装置では、バタフライバルブのクーラ側部又はバイパス側部の一方を利用して、分岐部又は合流部の内壁とともに通路の閉鎖を行い、他方を利用して排気ガスの流量を制御する。つまり、バタフライバルブのクーラ側部又はバイパス側部のいずれか一方では、通路を開放して排気ガスを放流することになる。このため、バルブの全周を利用して通路の閉鎖を行う場合に比べ、バルブ表面に排気ガス中に含まれる微粒子が付着して硬質なデポジットが形成されるのを抑制することができる。また、このバタフライバルブは、両方向に回動して各通路を開閉するものである。したがって、バルブとバルブシート部とに跨って硬化なデポジットが堆積するのを抑制し、バルブ駆動時の抵抗が大きくなるのを抑制し、開閉動作に支障をきたすおそれを低減することができる。よって、付加的な構成を採用することなく耐デポジット性を高められ、装置が複雑にならず、製造コストを低く抑えることができる。
【００１５】
本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記クーラ通路又はバイパス通路の少なくとも一方は、前記バタフライバルブが設けられた前記分岐部又は合流部に連通する連通口よりも通路断面積を拡大させるように形成されたものが好ましい。
【００１６】
この排気ガス再循環装置によれば、以下に例示する態様（ａ）〜（ｄ）のように、バタフライバルブの開放時における排気ガスの流量を増加させることができる。
（ａ）バタフライバルブが分岐部側に設けられた場合において、クーラ通路の通路断面積を、分岐部に連通するクーラ通路の連通口よりも拡大させるように形成した態様。
この態様によれば、バタフライバルブのクーラ側部とクーラ通路の内壁とからバルブ開放時に形成される流路面積を拡大させることができるため、分岐部からクーラ通路へ流入する排気ガスの流量を増加させることができる。
【００１７】
（ｂ）バタフライバルブが分岐部側に設けられた場合において、バイパス通路の通路断面積を、分岐部に連通するバイパス通路の連通口よりも拡大させるように形成した態様。
この態様によれば、バタフライバルブのバイパス側部とバイパス通路の内壁とからバルブ開放時に形成される流路面積を拡大させることができるため、分岐部からバイパス通路へ流入する排気ガスの流量を増加させることができる。
【００１８】
（ｃ）バタフライバルブが合流部側に設けられた場合において、クーラ通路の通路断面積を、合流部に連通するクーラ通路の連通口よりも拡大させるように形成した態様。
この態様によれば、バタフライバルブのクーラ側部とクーラ通路の内壁とからバルブ開放時に形成される流路面積を拡大させることができるため、クーラ通路から合流部へ流入する排気ガスの流量を増加させることができる。
【００１９】
（ｄ）バタフライバルブが合流部側に設けられた場合において、バイパス通路の通路断面積を、合流部に連通するバイパス通路の連通口よりも拡大させるように形成した態様。
この態様によれば、バタフライバルブのバイパス側部とバイパス通路の内壁とからバルブ開放時に形成される流路面積を拡大させることができるため、バイパス通路から合流部へ流入する排気ガスの流量を増加させることができる。
なお、上記した態様（ａ）と（ｂ）とを組み合わせ、又は（ｃ）と（ｄ）とを組み合わせることにより、各態様の効果をそれぞれに得ることができる。
【００２０】
本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記バタフライバルブは、前記合流部側に設けられ、前記排気ガス循環通路は、前記合流部に連通する連通口よりも通路断面積を拡大させるように形成されたものが好ましい。
【００２１】
このように、排気ガス循環通路を合流部に連通する連通口よりも通路断面積を拡大させるように形成することにより、合流部から排気ガス循環通路に流入する排気ガスの流れ抵抗を低減させることができる。したがって、バタフライバルブの開放時における排気ガスの流量を増加させることができる。
【００２２】
本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記回転軸とバタフライバルブとの相対的な位置を決定する位置決め機構を備え、前記回転軸には、ネジを螺合するためのネジ穴が形成され、前記バタフライバルブには、前記ネジを貫挿するための貫通孔が形成され、前記バタフライバルブは、前記位置決め機構により前記回転軸に位置決めされた状態で、前記ネジを前記貫通孔に貫挿して前記ネジ穴に螺合することにより、前記回転軸に固定されたものが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、バタフライバルブを回転軸に位置決めして固定することができるため、バタフライバルブと回転軸とを精度良く組み付けることができる。これにより、バタフライバルブを分岐部又は合流部の内壁に当接しない程度にギリギリまで大きくすることが可能となるため、全閉時の漏れ流量を低減させることができる。
【００２４】
本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記バタフライバルブは、前記クーラ通路又はバイパス通路を全閉する直前に、前記アクチュエータにより減速駆動されることが好ましい。
【００２５】
このようにアクチュエータを駆動することにより、全閉時にバタフライバルブが分岐部又は合流部の内壁に高速で衝突するのを防止することができる。これにより、衝突の衝撃を抑えてスムーズに全閉状態へ移行できるようになるため、装置の故障や異音の発生を防止することができる。
【００２６】
上記問題を解決するためになされた本発明に係る排気ガス再循環装置は、エンジンの排気ガスの一部を吸気側に循環させる排気ガス循環通路の途中に、内部を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを有するクーラ通路と、前記ＥＧＲクーラを迂回するバイパス通路と、を備えた排気ガス再循環装置において、前記クーラ通路とバイパス通路とを分岐させる分岐部と、前記クーラ通路とバイパス通路とを合流させる合流部と、前記分岐部あるいは合流部に設けられ、前記クーラ通路の中心軸及び前記バイパス通路の中心軸のいずれとも直交する回転軸と、前記回転軸に仲介部材を介して接続され、前記回転軸を中心とする周方向に沿って、少なくとも前記分岐部あるいは合流部に連通するクーラ通路及びバイパス通路の各連通口を同時に閉鎖する長さをもって形成されたロータリバルブと、前記回転軸を駆動するアクチュエータと、を備え、前記分岐部あるいは合流部の内壁は、前記ロータリバルブが前記クーラ通路又はバイパス通路の少なくとも一方を全開させるまで回動するよう形成されたバルブ回動部を有することを特徴とする。
【００２７】
この排気ガス再循環装置においても、上記同様に、エンジンから排出された排気ガスの一部が、排気ガス循環通路を介して吸気系に導入される。そして、この排気ガス循環通路の途中に、クーラ通路とバイパス通路とに分岐する分岐部が設けられ、この分岐部からクーラ通路を通過する排気ガスは、クーラ通路が有するＥＧＲクーラにより冷却される。一方、バイパス通路を通過する排気ガスは、バイパス通路がＥＧＲクーラを迂回して設けられているため、ＥＧＲクーラにより冷却されない。そして、クーラ通路及びバイパス通路を通過した排気ガスは、各通路が合流する合流部を経由して吸気系に循環され、燃焼室に供給される。
【００２８】
そして、分岐部あるいは合流部には、ロータリバルブが設けられており、このロータリバルブにより各通路を流れる排気ガスの流量が変更される。これにより、エンジン温間時には、ＥＧＲクーラによって冷却された排気ガスを燃焼室に供給して、燃焼室内でのガス燃焼温度を低下させ、効果的に窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を低減することができる。また、エンジン冷間時には、クーラ通路を閉鎖してバイパス通路を流れる排気ガスを燃焼室に供給することにより、ＥＧＲクーラで過度に冷却された排気ガスが吸気系に環流して燃焼効率や排気成分の悪化を招くのを防止することができる。
【００２９】
また、この排気ガス再循環装置は、分岐部あるいは合流部に設けられ、クーラ通路の中心軸及びバイパス通路の中心軸のいずれとも直交する回転軸と、回転軸に仲介部材を介して接続され、回転軸を中心とする周方向に沿って、少なくとも分岐部あるいは合流部に連通するクーラ通路及びバイパス通路の各連通口を同時に閉鎖する長さをもって形成されたロータリバルブとを備えている。さらに、分岐部あるいは合流部の内壁は、ロータリバルブがクーラ通路又はバイパス通路の一方を全開させるまで回動するよう形成されたバルブ回動部を有している。このため、ロータリバルブを回動させる際、ロータリバルブは、分岐部あるいは合流部の内壁に遮られることなく、クーラ通路又はバイパス通路の少なくとも一方の連通口の開口面積を全開状態から全閉状態まで変更することができる。したがって、一つのアクチュエータにより回転軸を駆動して、クーラ通路又はバイパス通路の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することができる。よって、小型かつ組み付けが容易で安価な排気ガス再循環装置を提供することができる。
【００３０】
また、この排気ガス再循環装置では、分岐部あるいは合流部の内壁に沿って摺動するロータリバルブにより連通口を閉鎖するため、バルブ表面に排気ガス中に含まれる微粒子が付着して硬質なデポジットが形成されるのを抑制することができる。また、バルブとバルブシート部とに跨って硬化なデポジットが堆積するのを抑制し、バルブ駆動時の抵抗が大きくなるのを抑制し、開閉動作に支障をきたすおそれを低減することができる。よって、耐デポジット性を高めるために付加的な構成を採用して、装置を複雑にしたり、製造コストを高くしたりすることもない。さらに、この装置における各連通口の開閉は、ロータリバルブの回動により行われる。このため、開弁時に抵抗となるガス圧の影響を減らすことができ、開閉動作に支障をきたすおそれを低減することができる。
【００３１】
本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記バルブ回動部は、前記回転軸を中心とする周方向に沿って形成されたものが好ましい。
【００３２】
このように、バルブ回動部が、回転軸を中心とする周方向に沿って形成されることにより、バルブ回動部とロータリバルブとがより広い面積をもって密閉されるので、ロータリバルブによる連通口のシール性を向上させることができる。したがって、この装置によれば、排気ガスの流量をより精度良く制御することができる。
【００３３】
上記問題を解決するためになされた本発明に係る排気ガス再循環装置は、エンジンの排気ガスの一部を吸気側に循環させる排気ガス循環通路の途中に、内部を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを有するクーラ通路と、前記ＥＧＲクーラを迂回するバイパス通路と、を備えた排気ガス再循環装置において、前記クーラ通路と前記バイパス通路とを分岐させる分岐部と、前記クーラ通路と前記バイパス通路とを合流させる合流部と、前記分岐部あるいは合流部に連通するクーラ通路の連通口に設けられ、前記クーラ通路を流れる排気ガスの流量を調整する第一ポペットバルブと、前記第一ポペットバルブと並んで前記分岐部あるいは合流部に連通するバイパス通路の連通口に設けられ、前記バイパス通路を流れる排気ガスの流量を調整する第二ポペットバルブと、前記第一ポペットバルブを閉方向へ付勢する第一リターンスプリングと、前記第二ポペットバルブを閉方向へ付勢する第二リターンスプリングと、前記第一ポペットバルブと前記第二ポペットバルブとを共通のアクチュエータにより駆動し、前記クーラ通路又はバイパス通路の連通口の少なくとも一方を閉鎖しつつ他方の開口面積を変更するバルブ駆動手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３４】
この排気ガス再循環装置でも、上記同様に、エンジンから排出された排気ガスの一部が、排気ガス循環通路を介して吸気系に導入される。そして、この排気ガス循環通路の途中に、クーラ通路とバイパス通路とに分岐する分岐部が設けられ、この分岐部からクーラ通路を通過する排気ガスは、クーラ通路が有するＥＧＲクーラにより冷却される。一方、バイパス通路を通過する排気ガスは、バイパス通路がＥＧＲクーラを迂回して設けられているため、ＥＧＲクーラにより冷却されない。そして、クーラ通路及びバイパス通路を通過した排気ガスは、各通路が合流する合流部を経由して吸気系に循環され、燃焼室に供給される。  
【００３５】
そして、分岐部あるいは合流部に連通するクーラ通路及びバイパス通路の各連通口には、それぞれ第一ポペットバルブ、第二ポペットバルブが設けられており、これらのポペットバルブにより各通路を流れる排気ガスの流量が変更される。これにより、エンジン温間時には、ＥＧＲクーラによって冷却された排気ガスを燃焼室に供給して、燃焼室内でのガス燃焼温度を低下させ、効果的に窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を低減することができる。また、エンジン冷間時には、クーラ通路を閉鎖してバイパス通路を流れる排気ガスを燃焼室に供給することにより、ＥＧＲクーラで過度に冷却された排気ガスが吸気系に環流して燃焼効率や排気成分の悪化を招くのを防止することができる。
【００３６】
また、この排気ガス再循環装置は、第一ポペットバルブを閉方向へ付勢する第一リターンスプリングと、第二ポペットバルブを閉方向へ付勢する第二リターンスプリングと、第一ポペットバルブと第二ポペットバルブとを共通のアクチュエータにより駆動し、クーラ通路又はバイパス通路の連通口の少なくとも一方を閉鎖しつつ他方の開口面積を変更するバルブ駆動手段とを備えている。この構成によれば、バルブ駆動手段が各ポペットバルブを駆動して各通路の連通口を開放し、バルブ駆動手段が各ポペットバルブを駆動しないときには各リターンスプリングが各ポペットバルブを閉方向へ付勢して各連通口を閉鎖することができる。そして、この装置では、上記のように各ポペットバルブを共通のアクチュエータにより駆動する構成であるため、小型かつ組み付けが容易で安価な排気ガス再循環装置を構築することができる。
【００３７】
また、この排気ガス再循環装置では、各連通口にそれぞれ設けられたポペットバルブにより連通口の開閉を行うため、上記デポジットの問題が生じることもなく、耐デポジット性を高めるために付加的な構成を採用して、装置を複雑にしたり、製造コストを高くしたりすることもない。
【００３８】
この排気ガス再循環装置としては、以下の（１）〜（３）に示す態様を例示できる。
（１）前記バルブ駆動手段は、回転軸に取り付けられるとともに、前記回転軸より第一ポペットバルブ側で第一ポペットバルブを開方向へ押圧し、前記回転軸より第二ポペットバルブ側で第二ポペットバルブを開方向へ押圧するバタフライバルブと、前記回転軸を駆動するアクチュエータと、を備えた態様。
【００３９】
この態様によれば、一つのアクチュエータによりバタフライバルブの回転軸を駆動して、各通路の連通口に設けられたポペットバルブをそれぞれに押圧できる。こうして、一つのアクチュエータで、クーラ通路又はバイパス通路の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することにより、小型かつ組み付けが容易で安価な排気ガス再循環装置を実現することができる。
【００４０】
（２）前記第一ポペットバルブに第一ギヤ部が形成され、前記第二ポペットバルブに第二ギヤ部が形成され、前記バルブ駆動手段は、前記第一ギヤ部又は前記第二ギヤ部のいずれか一方と噛み合うバルブ駆動ギヤ部を有するギヤシャフトと、前記ギヤシャフトを駆動するアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータで前記ギヤシャフトを駆動することにより、前記バルブ駆動ギヤ部を移動させつつ、前記バルブ駆動ギヤ部と前記第一ギヤ部又は第二ギヤ部とが噛み合うときに、前記ギヤシャフトを回動させて第一ポペットバルブ又は第二ポペットバルブを開方向へ駆動する態様。
【００４１】
この態様によれば、一つのアクチュエータによりギヤシャフトを駆動して、各通路の連通口にそれぞれ設けられたポペットバルブを開閉できる。こうして、一つのアクチュエータで、クーラ通路又はバイパス通路の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することにより、小型かつ組み付けが容易で安価な排気ガス再循環装置を実現することができる。
【００４２】
（３）前記バルブ駆動手段は、回転可能なカムシャフトに設けられるとともに、前記第一ポペットバルブを開方向へ押圧する第一カムと、前記カムシャフトに設けられるとともに、前記第二ポペットバルブを開方向へ押圧する第二カムと、前記カムシャフトを回転駆動するアクチュエータと、を備え、前記第一カム及び前記第二カムには、前記第一ポペットバルブ又は第二ポペットバルブのいずれか一方を押圧する際、他方を押圧しない第一カムプロフィールが設定された態様。
【００４３】
この態様によれば、一つのアクチュエータによりカムシャフトを駆動して、第一カム及び第二カムにより各通路の連通口にそれぞれ設けられたポペットバルブを押圧できる。こうして、一つのアクチュエータで、クーラ通路又はバイパス通路の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することにより、小型かつ組み付けが容易で安価な排気ガス再循環装置を実現することができる。
【００４４】
上記（３）の態様において、前記第一カム及び第二カムには、さらに、前記第一ポペットバルブ及び第二ポペットバルブの双方を同時に押圧する第二カムプロフィールが設定された態様を採用してもよい。
この態様によれば、上記効果に加え、クーラ通路を通過した排気ガスとバイパス通路を通過した排気ガスとの混合比をカムプロフィールの設定により自由に変更することもできる。この構成によれば、各通路を通過した排気ガスを所定の混合比に維持したまま、吸気系に循環する総量を変更することができる。したがって、燃焼室内でのガス燃焼温度を適温に調節することができる。
【００４５】
上記したいずれかの排気ガス再循環装置において、前記バタフライバルブ、ロータリバルブ又はポペットバルブは、前記合流部側に配置されたものが好ましい。
この構成によれば、上流側に比べて低温となる合流部側に上記した各種バルブを駆動するためのアクチュエータが配置されるので、アクチュエータの過熱を防止することができる。
【００４６】
上記したいずれかの排気ガス再循環装置において、前記アクチュエータは、前記クーラ通路側に配置されたものが好ましい。
この構成によれば、バイパス通路側に比べて低温となるクーラ通路側にアクチュエータが配置されるので、アクチュエータの過熱を防止することができる。
【００４７】
上記したいずれかの排気ガス再循環装置において、前記クーラ通路とバイパス通路とは、隣接して設けられるとともに、共通の隔壁部により隔てられたものが好ましい。
この構成によれば、各通路を形成し易くなるうえ、設置スペースも省けるので、排気ガス再循環装置を、小型化し、その組み付けを容易にし、安価なものとすることができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、一つのアクチュエータで、クーラ通路又はバイパス通路の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することにより、小型かつ組み付けが容易で安価な排気ガス再循環装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の排気ガス再循環装置を具体化した一実施形態に係るエンジンコントロールシステムについて、図面を参照しながら説明する。このエンジンコントロールシステムは、ターボチャージャ付の多気筒直噴式エンジンに用いられ、排気ガス中のＮＯｘを低減する機構を備えたものである。
【００５０】
［第一実施形態］
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第一実施形態について、図１を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の排気ガス再循環装置を具体化した実施形態に係るエンジンコントロールシステムを示す全体構成図である。
図１に示されるように、エンジンコントロールシステム１は、エンジン１０と、エンジン１０へ燃料を供給する燃料供給機構２０と、エンジン１０へ吸入空気を導入する吸気通路３０と、エンジン１０から排気ガスを排出する排気通路４０と、排気通路４０から排気ガスの一部を吸気通路３０に循環させるＥＧＲ装置５０と、エンジン１０とその周辺機器とを制御するエンジン制御装置（ＥＣＵ）１００と、ＥＣＵ１００へ接続された各種センサと、を備えている。
【００５１】
ＥＣＵ１００は、エンジン１０及び周辺機器の電子制御を司るマイクロコンピュータ（マイコン）を備えている。このマイコンは、周知のように中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し書き換えメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）等を備え、ＥＣＵ１００に入力された信号の処理等を行うものである。
【００５２】
エンジン１０は、燃料を燃焼室１３内に直接噴射する四気筒直噴式のディーゼルエンジンである。エンジン１０には、クランクポジションセンサ１１及び水温センサ１２が取り付けられている。クランクポジションセンサ１１は、エンジン１０の回転数を検出するものである。水温センサ１２は、エンジン水温を検出するものである。これらのセンサ１１、１２は、ＥＣＵ１００に接続されている。そして、各センサ１１、１２により検出された信号が、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。
【００５３】
燃料供給機構２０は、燃料タンクから燃料を汲み上げるサプライポンプ２１と、サプライポンプ２１で汲み上げられた燃料を蓄えるコモンレール２５と、コモンレール２５から各燃焼室１３内へ燃料を噴射する噴射ノズル２７と、を備えている。サプライポンプ２１には、サクションコントロールバルブ２２、緊急遮断弁２３及び燃料温度センサ２４が取り付けられている。サクションコントロールバルブ２２は、ＥＣＵ１００からの信号に基づき燃料の供給量及び供給圧を調節するものである。緊急遮断弁２３は、ＥＣＵ１００からの信号に基づき緊急時における燃料供給量を調整するものである。燃料温度センサ２４は、サプライポンプ２１で汲み上げられた燃料の温度を検出するものである。この燃料温度センサ２４は、ＥＣＵ１００に接続されている。そして、このセンサ２４により検出された信号が、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。コモンレール２５には、コモンレール圧力センサ２６が取り付けられている。このコモンレール圧力センサ２６は、コモンレール圧力を検出するものである。このコモンレール圧力センサ２６もＥＣＵ１００に接続されている。そして、このセンサ２６により検出された信号が、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。噴射ノズル２７には、電子駆動装置（ＥＤＵ）２８及びＥＤＵリレー２９が取り付けられている。このＥＤＵ２８及びＥＤＵリレー２９は、ＥＣＵ１００により算出された燃料噴射時期及び噴射時間に基づいて、噴射ノズル２７の駆動を制御するものである。
【００５４】
吸気通路３０は、エアクリーナ３１と、エアフローメータ３２と、ターボチャージャ３６と、インタークーラ３３と、ブースト圧センサ３４と、吸気温センサ３５と、を備えている。エアクリーナ３１は、吸気通路３０の吸気導入部に設けられ、吸入空気を清浄するものである。エアフローメータ３２は、エアクリーナ３１の下流側に設けられ、吸入空気の流量を検出するものである。ターボチャージャ３６は、エアクリーナ３１の下流に設けられ、排気ガスのエネルギーを利用して回転させたタービンにより吸入空気を圧縮し、燃焼室１３へ供給される空気量を増加させるものである。インタークーラ３３は、ターボチャージャ３６の下流に設けられ、ターボチャージャ３６により圧縮され過熱された空気を冷却している。ブースト圧センサ３４は、インタークーラ３３の下流で過給圧を検出するものである。吸気温センサ３５は二つ設けられている。一方の吸気温センサ３５は、エアクリーナ３１の下流側に設けられ、ターボチャージャ３６による圧縮前の吸入空気の温度を検出するものである。他方の吸気温センサ３５は、インタークーラ３３の下流側に取り付けられ、燃焼室１３へ供給される空気の温度を検出するものである。エアフローメータ３２、ブースト圧センサ３４及び吸気温センサ３５は、ＥＣＵ１００に接続されている。そして、これらにより検出された各検出信号が、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。
【００５５】
排気通路４０は、排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置４１と、排気ガス中の空燃比を検出する空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）４５と、排気ガスの温度を検出する排気温センサ４６と、を備えている。排気ガス浄化装置４１は、排気ガスを通過させてガス中に含まれるＮＯｘ、ＰＭ（粒子状物質）、ＣＯ、ＣｘＨｙ等を低減するための各種触媒（ＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒４２、ＤＰＮＲ（ＤieselＰaticulate-ＮＯx Ｒeduction）触媒４３、酸化触媒４４）を有している。Ａ／Ｆセンサ４５及び排気温センサ４６は、排気ガス浄化装置４１の上流側と下流側とにそれぞれ取り付けられている。これらのセンサ４５、４６は、ＥＣＵ１００に接続されている。そして、各センサ４５、４６により検出された各検出信号が、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。
【００５６】
ＥＧＲ装置について、図２を参照しながら説明する。図２は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す断面図である。ＥＧＲ装置５０は、図２に示されるように、排気通路４０の排気ガス浄化装置４１より上流側から分岐して排気ガスの一部を吸気通路３０に戻すように設けられたＥＧＲパイプ５１と、ＥＧＲパイプ５１の途中に設けられた分岐部５２と、分岐部５２から分岐したクーラ通路６０と、分岐部５２から分岐したバイパス通路７０と、クーラ通路６０及びバイパス通路７０を合流させる合流部５５と、合流部５５に連通するクーラ通路６０及びバイパス通路７０の各連通口６２、７２の間に回転可能に設けられた回転軸７６と、回転軸７６に取り付けられたバタフライバルブ８０と、バタフライバルブ８０を駆動するバルブ駆動機構８５と、合流部５５より下流に設けられたＥＧＲガス温センサ５７（図１参照）と、を備えている。ＥＧＲガス温センサ５７は、合流部５５を通過して吸気通路３０へ戻される排気ガス（ＥＧＲガス）の温度を検出するものである。このＥＧＲガス温センサ５７は、ＥＣＵ１００に接続されている。そして、このセンサ５７により検出された信号が、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。
【００５７】
クーラ通路６０は、分岐部５２に連通するよう設けられた連通口６１と、合流部５５に連通するよう設けられた連通口６２と、クーラ通路６０の内部を流れる排気ガスを冷却するクーラ機構６５と、を備えている。ここで、クーラ通路６０の一態様について、図３〜図５を参照しながら詳細に説明する。図３は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるクーラ通路及びバイパス通路の一態様を示す全体斜視図である。図４は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるクーラ通路の一態様を示す断面図である。図５は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるクーラ通路及びバイパス通路の一態様を示す断面図である。
【００５８】
この態様のクーラ通路６０は、図３、図４及び図５に示されるように、分岐部５２から合流部５５へと連通するよう設けられた複数の細管６６と、すべての細管６６を覆うよう設けられた外管６７と、細管６６の内部を流れる排気ガスを冷却するクーラ機構（本発明の「ＥＧＲクーラ」に該当する）６５と、を備えている。各細管６６の分岐部５２側には、分岐部５２に連通する連通口（本発明の「分岐部に連通するクーラ通路の連通口」に該当する）６１が設けられている。各細管６６の合流部５５側には、合流部５５に連通する連通口（本発明の「合流部に連通するクーラ通路の連通口」に該当する）６２が設けられている。そして、排気ガスが、分岐部５２から各細管６６を介して合流部５５まで漏れることなく流れるようになっている。また、この態様では、例えば、断面長方形状をなす外管６７に対して、断面長方形状をなす１２本の細管６６が、互いに一定の間隔をあけながら二列に整列して設けられている。
【００５９】
この態様に係るクーラ機構６５は、図３に示されるように、外管６７内に冷却水を導入する導入部６８と、外管６７内から冷却水を排出する排出部６９と、を備えている。そして、導入部６８から冷却水を導入して外管６７と細管６６との間に冷却水を満たして循環させることにより、各細管６６内を流れる排気ガスは、冷却水との熱交換によって冷却されるようになっている。この構成によれば、図５に示されるように、クーラ通路６０を構成する各細管６６が、冷却水に全面を覆われるため、細管６６表面と冷却水との接触面積が最大となり、高い冷却効果を得ることができる。また、細管６６を等間隔に整列させて設けることにより、外管６７内に満たされ循環する冷却水から満遍なく冷却効果を得ることができる。なお、外管６７の形状又は細管６６の数、径、肉厚、経路などを変更して、ＥＧＲクーラ６５から得られる冷却効果を調整することができる。
【００６０】
バイパス通路７０は、図２に示されるように、分岐部５２に連通するよう設けられた連通口７１と、合流部５５に連通するよう設けられた連通口７２と、を備えている。このバイパス通路７０は、クーラ通路６０に隣接して設けられている。また、バイパス通路７０とクーラ通路６０とは、共通の隔壁部７５により隔てられている。このため、バイパス通路７０を流れる排気ガスは、クーラ機構６５を迂回して合流部５５へ流れるようになっている。また、バイパス通路７０は、クーラ通路６０と共通する外管６７により覆われている。この態様では、外管６７の内部に隔壁部７５を設けることにより、両通路が隔てられている（図５参照）。
隔壁部７５の合流部５５に面する先端には、回転軸７６が回転可能に取り付けられている。この回転軸７６は、クーラ通路６０の中心軸及びバイパス通路７０の中心軸のいずれとも直交するよう設けられている。
【００６１】
バタフライバルブ８０は、略円板形状をなしており、回転軸７６に設けられている。詳しくは、このバタフライバルブ８０は、その直径と回転軸７６とが一致するように取り付けられており、回転軸７６とともに回動するようになっている。このバタフライバルブ８０は、回転軸７６よりクーラ通路６０側に位置する半円状のクーラ側部８１と、回転軸７６よりバイパス通路７０側に位置する半円状のバイパス側部８２と、を備えている。そして、合流部５５の内壁５６は、回転軸７６の回動によりバタフライバルブ８０の外周が描く軌道に沿って、クーラ側部８１又はバイパス側部８２の少なくとも一方とともにクーラ通路６０又はバイパス通路７０の少なくとも一方を閉鎖するよう形成されている。
【００６２】
なお、本実施形態において、バタフライバルブ８０は、分岐部５２側ではなく合流部５５側に配置されている。ここで、合流部５５を通過する排気ガスは、その一部がクーラ機構６５により冷却されているため、全体として分岐部５２を通過する排気ガスより温度が低い。したがって、この構成によれば、分岐部５２側にバタフライバルブ８０を設けた場合に比べ、バタフライバルブ８０を駆動する駆動モータ８６及びそのコントローラ８７の過熱を防止することができる。
【００６３】
次に、バルブ駆動機構について、図６〜図１１を参照しながら詳細に説明する。図６は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるバルブ駆動機構を示す正面図である。図７は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるバルブ駆動機構を示す一部断面図である。図８は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるバルブ駆動機構の減速機構を示す正面図である。図９は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるバルブ駆動機構による両通路閉鎖時のバルブ駆動状態を示す説明図である。図１０は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるバルブ駆動機構によるクーラ通路開放時のバルブ駆動状態を示す説明図である。図１１は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるバルブ駆動機構によるバイパス通路開放時のバルブ駆動状態を示す説明図である。
【００６４】
バルブ駆動機構８５は、図６及び図７に示されるように、バタフライバルブ８０を駆動するための駆動モータ８６と、バタフライバルブ８０と駆動モータ８６との間に介設された減速機構８８と、駆動モータ８６を制御するコントローラ８７（図２参照）と、バタフライバルブ８０の開度を一定に保持するバルブ保持機構９０と、を備えている。コントローラ８７は、ＥＣＵ１００に接続されている。そして、ＥＣＵ１００からの信号に基づき、バタフライバルブ８０の回転軸７６を回転駆動するようになっている。
【００６５】
駆動モータ８６は、外部へ動力を伝える出力軸８６aを備えている。そして、減速機構８８は、駆動モータ８６の出力軸８６aとバタフライバルブ８０の回転軸７６とを複数のギヤ８９a、８９ｂ、８９ｃ、８９ｄを介して連結している。詳しくは、この減速機構８８は、図８に示されるように、駆動モータ８６の出力軸８６aに取り付けられたモータギヤ８９aと、モータギヤ８９aと噛み合う大径ギヤ８９ｂと、大径ギヤ８９ｂに一体形成された小径ギヤ８９ｃと、小径ギヤ８９ｃと噛み合うとともに回転軸７６に取り付けられた出力ギヤ８９ｄと、を備えている。そして、各ギヤ間に設けられた径差により、駆動モータ８６の出力軸８６ａの回転を、バタフライバルブ８０の駆動に好適な回転速度に減速して回転軸７６に伝えられるようになっている。
【００６６】
バルブ保持機構９０は、図９に示されるように、バタフライバルブ８０の回転軸７６に連結された保持レバー９１と、バタフライバルブ８０をＡ方向（クーラ通路６０を開放する方向）へ付勢するＡ方向スプリング９３と、バタフライバルブ８０をＢ方向（バイパス通路７０を開放する方向）へ付勢するＢ方向スプリング９２と、保持レバー９１と係合してバタフライバルブ８０がＡ方向全開位置より開かないようにするＡ方向ストッパ９４と、回転軸７６と係合してバタフライバルブ８０がＢ方向全開位置より開かないようにするＢ方向ストッパ９５とを備えている。なお、本実施形態において、Ａ方向全開位置は、クーラ通路６０を流れる排気ガスの流量が最大となる位置であり、Ｂ方向全開位置は、バイパス通路７０を流れる排気ガスの流量が最大となる位置である。
【００６７】
Ａ方向スプリング９３の一端は、保持レバー９１に取り付けられ、Ａ方向スプリング９３の他端は、回転軸７６に取り付けられている。Ｂ方向スプリング９２の一端は、保持レバー９１に取り付けられ、Ｂ方向スプリング９２の他端は、バルブ駆動機構８５のハウジング９６に取り付けられている。そして、駆動モータ８６の非通電時には、Ａ方向スプリング９３が回転軸７６を介してバタフライバルブ８０をＡ方向へ付勢するとともに、Ｂ方向スプリング９２が保持レバー９１を介してバタフライバルブ８０をＢ方向へ付勢するようになっている。
【００６８】
ここで、Ａ方向スプリング９３及びＢ方向スプリング９２の付勢力は、駆動モータ８６の駆動力より小さく、駆動モータ８６の非通電時におけるディテントトルクより大きく設定されている。このため、駆動モータ８６の通電時には、駆動モータ８６がＡ方向スプリング９３及びＢ方向スプリング９２の付勢力に抗してバタフライバルブ８０を回動させ、駆動モータ８６の非通電時には、バルブ保持機構９０がＡ方向スプリング９３及びＢ方向スプリング９２の付勢力が釣り合うバルブ保持位置（図９参照）にバタフライバルブ８０を保持するようになっている。なお、本実施形態において、バルブ保持位置は、クーラ通路６０及びバイパス通路７０の双方が閉鎖される位置である。
【００６９】
そして、図１０に示されるように、ＥＣＵ１００からの信号に基づきバルブ駆動機構８５の駆動モータ８６が回転軸７６をＡ方向へ回転駆動することにより、バタフライバルブ８０のバイパス側部８２でバイパス通路７０を流れる排気ガスを遮断するとともに、クーラ側部８１でクーラ通路６０を流れる排気ガスの流量を変更するようになっている。一方、図１１に示されるように、ＥＣＵ１００からの信号に基づきバルブ駆動機構８５の駆動モータ８６が回転軸７６をＢ方向へ回転駆動することにより、バタフライバルブ８０のクーラ側部８１でクーラ通路６０を流れる排気ガスを遮断するとともに、バイパス側部８２でバイパス通路７０を流れる排気ガスの流量を変更するようになっている。
【００７０】
なお、本実施形態において、バタフライバルブ８０を駆動する駆動モータ８６及びそのコントローラ８７は、クーラ通路６０側に配置されている。ここで、クーラ機構６５を有するクーラ通路６０を流れる排気ガスは、クーラ機構６５を迂回するバイパス通路７０を流れる排気ガスに比べて低温である。したがって、本実施形態の構成によれば、バイパス通路７０側に駆動モータ８６及びコントローラ８７を設けた場合に比べ、駆動モータ８６及びコントローラ８７の過熱をより効果的に防止することができる。
【００７１】
上記構成のエンジンコントロールシステム１の動作について、図１、図２、図１３〜図１５を参照しながら説明する。図１３は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるクーラ通路の開度調整時における排気ガスの流れを示す説明図である。図１４は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるバイパス通路の開度調整時における排気ガスの流れを示す説明図である。図１５は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備える両通路閉鎖時における排気ガス遮断状態を示す説明図である。なお、図１３及び図１４では、排気ガスの流れが矢印で示されている。
【００７２】
図１に示されるように、吸入空気は、吸気通路３０の導入口に設けられたエアクリーナ３１により清浄される。清浄された空気は、ターボチャージャ３６による圧縮過程及びインタークーラ３３による冷却過程を経て燃焼室１３へ供給される。そして、コモンレール２５に蓄えられた燃料を噴射ノズル２７から燃焼室１３へ噴射することにより、燃料を着火させて空気とともに燃焼させる。燃焼後に生じる排気ガスは、排気通路４０を通過して各種触媒４２、４３、４４により浄化され、大気へ排出される。このとき、排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減も行われる。
【００７３】
また、ＥＧＲ装置５０のクーラ機構６５を利用して、燃料の燃焼温度を下げることにより、燃焼時におけるＮＯｘの発生を抑制することができる。本実施形態に係るエンジンコントロールシステム１では、エンジン１０から排出された排気ガスの一部が、ＥＧＲパイプ５１を介して吸気通路３０に循環される。このＥＧＲパイプ５１の途中には、図２に示されるように、クーラ通路６０とバイパス通路７０とに分岐する分岐部５２が設けられている。分岐部５２からクーラ通路６０を通過する排気ガスは、クーラ通路６０が有するクーラ機構６５により冷却される。一方、バイパス通路７０を通過する排気ガスは、バイパス通路７０がクーラ機構６５を迂回して設けられているため、クーラ機構６５により冷却されない。そして、クーラ通路６０及びバイパス通路７０を通過した排気ガスは、各通路が合流する合流部５５で合流して吸気通路３０に循環され、再び燃焼室１３に供給される。
【００７４】
合流部５５には、バタフライバルブ８０が設けられており、このバタフライバルブ８０により各通路を流れる排気ガスの流量が変更される。このため、エンジン温間時には、クーラ機構６５により冷却された排気ガスを燃焼室１３に供給して、燃焼室１３内でのガス燃焼温度を低下させ、効果的にＮＯｘの発生を低減することができる。また、エンジン冷間時には、クーラ通路６０を閉鎖してバイパス通路７０を流れる排気ガスを燃焼室１３に供給することにより、クーラ機構６５で過度に冷却された排気ガスの影響による燃焼効率や排気成分の悪化を防止することができる。
【００７５】
ところで、例えばエンジン冷間時に、クーラ通路６０を閉じたまま、バイパス通路７０を流れる排気ガスの流量を制御する場合がある。このような場合には、クーラ通路６０及びバイパス通路７０のそれぞれに制御弁を設けたり、クーラ通路６０及びバイパス通路７０を流れる排気ガスの混合比を制御する制御弁と総流量を制御する制御弁とを設けたりすればよい。しかしながら、このような構成のＥＧＲ装置によると、各弁を駆動するために二つのアクチュエータが必要となり、装置全体として部品点数が多く、重量が重いものとなる。このため、装置が大型化し、組み付け作業が煩雑になり、製造コストが高くなるおそれがある。
【００７６】
これに対して、本実施形態に係るエンジンコントロールシステム１のＥＧＲ装置５０では、合流部５５に連通するクーラ通路６０及びバイパス通路７０の各連通口６２、７２の間に、クーラ通路６０の中心軸及びバイパス通路７０の中心軸のいずれとも直交するよう回転軸７６が設けられている。また、この回転軸７６には、バタフライバルブ８０が回転軸７６とともに回動するよう取り付けられている。そして、このバタフライバルブ８０の回転軸７６よりクーラ通路６０側のクーラ側部８１でクーラ通路６０を流れる排気ガスの流量を変更し、回転軸７６よりバイパス通路７０側のバイパス側部８２でバイパス通路７０を流れる排気ガスの流量を変更している。さらに、合流部５５の内壁５６は、クーラ側部８１又はバイパス側部８２の少なくとも一方とともに、クーラ通路６０又はバイパス通路７０の少なくとも一方を閉鎖するよう形成されている。このため、一つの駆動モータ８６により回転軸７６を駆動して、クーラ通路６０又はバイパス通路７０の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することができる。
【００７７】
ここで、例えばフラップ型バルブ等によりバルブの全周を利用して通路の閉鎖を行う場合には、表面に排気ガス中に含まれる微粒子が付着して、硬化なデポジットを形成しやすい。そして、フラップ型バルブとバルブシート部とに跨って硬化なデポジットを堆積しやすい。このため、バルブ駆動時の抵抗が大きくなり、開閉動作に支障をきたすおそれがある。この対策として、例えばエンジン停止時又はエンジン始動時にバイパス通路等を全開にする構成や、フラップ型バルブの半径方向の外径側端面に鋭角的に尖った形状のエッジ部を設ける構成を採用することができる。しかしながら、このような構成を採用した場合には、装置が複雑となり、製造コストも高くなる。
【００７８】
これに対して、本実施形態に係るエンジンコントロールシステム１のＥＧＲ装置５０では、バタフライバルブ８０のクーラ側部８１又はバイパス側部８２の一方を利用して、合流部５５の内壁５６とともに通路の閉鎖を行い、他方を利用して排気ガスの流量を制御する。つまり、バタフライバルブ８０のクーラ側部８１又はバイパス側部８２のいずれか一方では、通路を開放して排気ガスを放流することになる。このため、バルブの全周を利用して通路の閉鎖を行う場合に比べ、バルブ表面に排気ガス中に含まれる微粒子が付着して硬質なデポジットが形成されるのを抑制することができる。また、このバタフライバルブ８０は、両方向に回動して各通路を開閉するものである。したがって、バルブと合流部５５の内壁５６とに跨って硬化なデポジットが堆積するのを抑制し、バルブ駆動時の抵抗が大きくなるのを抑制し、開閉動作に支障をきたすおそれを低減することができる。
【００７９】
ここで、上記バタフライバルブ８０の動作を実現するために、ＥＣＵ１００が行う制御内容について、図１２を参照して詳細に説明する。図１２は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＣＵが行うバタフライバルブの制御内容を示すフローチャートである。
【００８０】
図１２に示されるように、ステップＳ１において、ＥＣＵ１００は、エンジン水温およびＥＧＲガス温を取得する。すなわち、ＥＣＵ１００は、エンジン１０に取り付けられた水温センサ１２から、エンジン水温に対応した信号を受け取り、ＥＧＲパイプ５１に取り付けられたＥＧＲガス温センサ５７から、ＥＧＲガス温に対応した信号を受け取る。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ２に移行する。
【００８１】
ステップＳ２において、ＥＣＵ１００は、エンジン水温が所定値以上あるか否か、又は、ＥＧＲガス温が所定値以上あるか否か、を判断する。すなわち、ＥＣＵ１００は、（１）水温センサ１２から得た現在のエンジン水温が、ＥＣＵ１００が備えるマイコンに予め設定されたエンジン水温の所定値より大きいか否かを判断する。また、ＥＣＵ１００は、（２）ＥＧＲパイプ５１に取り付けられたＥＧＲガス温センサから得られた現在のＥＧＲガス温が、ＥＣＵ１００が備えるマイコンに予め設定されたＥＧＲガス温の所定値より大きいか否かを判断する。
【００８２】
そして、（１）又は（２）の少なくとも一方の判断結果が肯定（ＹＥＳ）である場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ３へ移行する。（１）及び（２）の双方の判断結果が否定（ＮＯ）である場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０へ移行する。
以下では、この判断結果に基づき、（ａ）処理をステップＳ３へ移行する場合と、（ｂ）処理をステップＳ１０へ移行する場合とに分けて順に説明する。
【００８３】
（ａ）ステップＳ２における判断結果により、処理をステップＳ３へ移行する場合
この場合に、ＥＣＵ１００は、以下に示すステップＳ３〜ステップＳ９に従って、クーラ通路６０を流れる排気ガスの流量を調整する。
ステップＳ３において、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数及び燃料噴射量を取得する。すなわち、ＥＣＵ１００は、エンジン１０に取り付けられたクランクポジションセンサ１１（図１参照）からエンジン回転数を取得し、アクセル開度センサ５、車速センサ６、水温センサ１２等の各種センサ（図１参照）から燃料噴射量を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ４へ移行する。
【００８４】
ステップＳ４において、ＥＣＵ１００は、目標ＥＧＲ率を算出する。すなわち、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３で取得したエンジン回転数及び燃料噴射量を使用して、ＥＣＵ１００が備えるマイコンに予め記憶されたデータマップに基づき目標ＥＧＲ率を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ５に移行する。
【００８５】
ステップＳ５において、ＥＣＵ１００は、現在のＥＧＲ率を算出する。すなわち、ＥＣＵ１００は、吸気通路３０に取り付けられたブースト圧センサ３４（図１参照）から得られる過給圧及びエアフローメータ３２（図１参照）から得られる吸入空気流量等を使用して、現在のＥＧＲ率を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ６に移行する。なお、ＥＧＲ率は、燃焼室１３に循環させる排気ガス量を、その排気ガス量と燃焼室に供給される空気量との総和で割った値である。
【００８６】
ステップＳ６において、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４で算出した目標ＥＧＲ率とステップＳ５で算出した現在のＥＧＲ率との差が、予めＥＣＵ１００が備えるマイコンに設定された所定値以上あるか否かを判断する。この判断結果が肯定（ＹＥＳ）である場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ７に移行する。一方、この判断結果が否定（ＮＯ）である場合、ＥＣＵ１００は、その後の処理を終了する。
【００８７】
ステップＳ７において、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲパイプ５１に備わるクーラ通路６０の開度を調整する。すなわち、ＥＣＵ１００は、ステップＳ６で算出した目標ＥＧＲと現在のＥＧＲ率との差に基づき、バルブ駆動機構８５によりバタフライバルブ８０をＡ方向へ駆動して、クーラ通路６０を所定の開度に調整する（図１３参照）。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ８へ移行する。
【００８８】
ステップＳ８において、ＥＣＵ１００は、現在のＥＧＲ率を算出する。すなわち、このステップでは、クーラ通路６０の開度を調整したことにより変化したＥＧＲ率を、ステップＳ５と同様の方法で再度算出する。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ９へ移行する。
【００８９】
ステップＳ９において、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４で算出した目標ＥＧＲ率とステップＳ８で算出した現在のＥＧＲ率との差が所定値以上あるか否かを判断する。この判断結果が肯定（ＹＥＳ）である場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ７へ移行する。すなわち、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４で算出した目標ＥＧＲ率とステップＳ８で算出した現在のＥＧＲ率との差が、予めＥＣＵ１００が備えるマイコンに設定された所定値以下に到達するまで、クーラ通路６０の開度調整を繰り返す。一方、この判断結果が否定（ＮＯ）である場合、ＥＣＵ１００は、その後の処理を終了する。すなわち、ＥＣＵ１００は、クーラ通路６０の開度調整を終了する。
【００９０】
（ｂ）ステップＳ２における判断結果により、処理をステップＳ１０へ移行する場合
この場合には、ＥＣＵ１００は、以下に示すステップＳ１０〜ステップＳ１６に従って、バイパス通路７０を流れる排気ガスの流量を調整する。
ステップＳ１０において、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数及び燃料噴射量を取得する。すなわち、ＥＣＵ１００は、エンジン１０に取り付けられたクランクポジションセンサ１１からエンジン回転数を取得し、アクセル開度センサ５、車速センサ６、水温センサ１２等の各種センサから燃料噴射量を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１１へ移行する。
【００９１】
ステップＳ１１において、ＥＣＵ１００は、目標ＥＧＲ率を算出する。すなわち、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０で取得したエンジン回転数及び燃料噴射量を使用して、ＥＣＵ１００が備えるマイコンに予め記憶されたデータマップに基づき目標ＥＧＲ率を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１２に移行する。
【００９２】
ステップＳ１２において、ＥＣＵ１００は、現在のＥＧＲ率を算出する。すなわち、ＥＣＵ１００は、吸気通路３０に取り付けられたブースト圧センサ３４から得られる過給圧及びエアフローメータ３２から得られる吸入空気流量等を使用して、現在のＥＧＲ率を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１３に移行する。
【００９３】
ステップＳ１３において、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１で算出した目標ＥＧＲ率とステップＳ１２で算出した現在のＥＧＲ率との差が、予めＥＣＵ１００が備えるマイコンに設定された所定値以上あるか否かを判断する。この判断結果が肯定（ＹＥＳ）である場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１４に移行する。一方、この判断結果が否定（ＮＯ）である場合、ＥＣＵ１００は、その後の処理を終了する。
【００９４】
ステップＳ１４において、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲパイプ５１に備わるバイパス通路７０の開度を調整する。すなわち、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１３で算出した目標ＥＧＲと現在のＥＧＲ率との差に基づき、バルブ駆動機構８５によりバタフライバルブ８０をＢ方向へ駆動して、バイパス通路７０を所定の開度に調整する（図１４参照）。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１５へ移行する。
【００９５】
ステップＳ１５において、ＥＣＵ１００は、現在のＥＧＲ率を算出する。すなわち、このステップでは、バイパス通路７０の開度を調整したことにより変化したＥＧＲ率を、ステップＳ１２と同様の方法で再度算出する。そして、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１６へ移行する。
【００９６】
ステップＳ１６において、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１で算出した目標ＥＧＲ率とステップＳ１５で算出した現在のＥＧＲ率との差が所定値以上あるか否かを判断する。この判断結果が肯定（ＹＥＳ）である場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１４へ移行する。すなわち、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１で算出した目標ＥＧＲ率とステップＳ１５で算出した現在のＥＧＲ率との差が、予めＥＣＵ１００が備えるマイコンに設定された所定値以下に到達するまで、バイパス通路７０の開度調整を繰り返す。一方、この判断結果が否定（ＮＯ）である場合、ＥＣＵ１００は、その後の処理を終了する。すなわち、ＥＣＵ１００は、バイパス通路７０の開度調整を終了する。
【００９７】
なお、ステップＳ２において、ＥＣＵは、（１）、（２）のいずれか一方の処理を行うようにしてもよい。そして、（１）又は（２）の一方の処理のみを行ったときには、その判断結果が肯定（ＹＥＳ）である場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ３へ移行する。その判断結果が否定（ＮＯ）である場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０へ移行する。
【００９８】
以上で説明したＥＣＵ１００による制御内容によれば、ステップＳ３〜ステップＳ９で行われる処理により、図１３に示されるように、バタフライバルブ８０のバイパス側部８２によりバイパス通路７０を流れる排気ガスを遮断するとともに、クーラ側部８１によりクーラ通路６０を流れる排気ガスの流量を調整することができる。また、ステップＳ１０〜ステップＳ１６で行われる処理により、図１４に示されるように、バタフライバルブ８０のクーラ側部８１によりクーラ通路６０を流れる排気ガスを遮断するとともに、バイパス側部８２によりバイパス通路７０を流れる排気ガスの流量を調整することができる。したがって、ＥＣＵ１００により一つの駆動モータ８６を制御して、バタフライバルブ８０を駆動し、クーラ通路６０又はバイパス通路７０の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を調整することができる。また、ＥＣＵ１００により駆動モータ８６への通電を停止することで、上記したバルブ保持機構９０により、図１５に示されるように、バタフライバルブ８０のクーラ側部８１でクーラ通路６０を流れる排気ガスを遮断するとともに、バイパス側部８２でバイパス通路７０を流れる排気ガスを遮断することができる。
【００９９】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るエンジンコントロールシステム１のＥＧＲ装置５０では、クーラ通路６０及びバイパス通路７０の合流部に、バタフライバルブ８０が設けられている。そして、ＥＣＵ１００が、一つの駆動モータ８６を制御してバタフライバルブ８０を駆動することにより、クーラ通路６０又はバイパス通路７０の一方を閉鎖したまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することができる。したがって、ＥＧＲ装置を、小型かつ組み付け容易で安価なものとすることができる。
【０１００】
また、本実施形態に係るエンジンコントロールシステム１のＥＧＲ装置５０では、バタフライバルブ８０のクーラ側部８１又はバイパス側部８２のいずれか一方で、通路を開放して排気ガスを放流する構成となっている。また、バタフライバルブ８０が、両方向に回動して各通路を開閉するものである。したがって、ＥＧＲ装置に付加的な構成を採用することなく耐デポジット性及びバルブの駆動安定性を高めて、製造コストを低く抑えることができる。
【０１０１】
さらに、本実施形態に係るエンジンコントロールシステム１のＥＧＲ装置５０では、クーラ通路６０とバイパス通路７０とが、隣接して設けられるとともに、共通の隔壁部７５により隔てられている。この構成によれば、各通路の形成を容易にし、設置スペースを省くことができる。したがって、ＥＧＲ装置を、小型化し、その組み付けを容易にし、安価なものとすることができる。
【０１０２】
［第二実施形態］
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第二実施形態について、図１及び図１６〜図１８を参照しながら詳細に説明する。図１６は、第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。図１７は、第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるバイパス通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。図１８は、第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおける両通路閉鎖時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。なお、図１６及び図１７では、排気ガスの流れが矢印で示されている。
【０１０３】
第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムは、第一実施形態と異なるＥＧＲ装置を備えている。なお、第二実施形態のエンジンコントロールシステムにおいて、上記第一実施形態と同一の構成品については、図面に同符号を付してその説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
図１６〜図１８に示されるように、本実施形態のＥＧＲ装置１１０は、ＥＧＲパイプ５１の途中に設けられた分岐部５２と、分岐部５２から分岐したクーラ通路６０と、分岐部５２から分岐したバイパス通路７０と、クーラ通路６０及びバイパス通路７０を合流させる合流部１１１と、合流部１１１の略中心に回転可能に設けられた回転軸１１５と、回転軸１１５に仲介部材１１６を介して取り付けられたロータリバルブ１１７と、ロータリバルブ１１７を駆動するバルブ駆動機構８５（図２参照）と、を備えている。
【０１０４】
回転軸１１５は、クーラ通路６０の中心軸及びバイパス通路７０の中心軸のいずれとも直交するよう設けられている。この回転軸１１５には、その半径方向に長く形成された仲介部材１１６が取り付けられている。この仲介部材１１６の先端には、ロータリバルブ１１７が取り付けられている。ロータリバルブ１１７は、回転軸１１５を中心とする周方向に沿って、合流部１１１に連通するクーラ通路６０及びバイパス通路７０の各連通口を同時に閉鎖する長さに形成されている（図１８参照）。
【０１０５】
合流部１１１の内壁は、クーラ通路６０又はバイパス通路７０の一方を全開にできるロータリバルブ１１７の回動軌跡を得るためのバルブ回動部１１２を有している。このバルブ回動部１１２は、回転軸１１５の回動によりロータリバルブ１１７が描く軌跡（回転軸を中心とする周方向）に沿って形成されている。このため、バルブ回動部１１２とロータリバルブ１１７とが、より広い面積をもって密閉される。したがって、ロータリバルブ１１７による連通口のシール性を向上させ、排気ガスの流量をより精度良く制御することができる。
【０１０６】
また、本実施形態においても、クーラ通路６０とバイパス通路７０とは、隣接して設けられるとともに、共通の隔壁部１１８により隔てられている。この隔壁部１１８の合流部１１１に面する先端は、ロータリバルブ１１７がバルブ回動部１１２とともに各通路を閉鎖できるよう、ロータリバルブ１１７が描く軌跡に略接している。
【０１０７】
バルブ駆動機構８５は、第一実施形態のものと同様の構成である。また、ロータリバルブ１１７を駆動する駆動モータ８６及びそのコントローラ８７は、クーラ通路６０側に配置されている（図２参照）。なお、本実施形態においても、図１０に示されるように、バルブ駆動機構８５に備わる駆動モータ８６が回転軸１１５をＡ方向へ駆動したときに、クーラ通路６０が開放されるようになっている。また、図１１に示されるように、バルブ駆動機構８５に備わる駆動モータ８６が回転軸１１５をＢ方向へ駆動したときに、バイパス通路７０が開放されるようになっている。そして、図９に示されるように、駆動モータ８６への通電が停止されたときに、バルブ駆動機構８５に備わるバルブ保持機構９０が、ロータリバルブ１１７を、両通路を閉鎖する位置へ保持するようになっている。
【０１０８】
本実施形態に係るＥＧＲ装置１１０では、ロータリバルブ１１７が、分岐部５２側ではなく合流部１１１側に配置されている。この構成によれば、分岐部５２側にロータリバルブ１１７を設けた場合に比べ、ロータリバルブ１１７を駆動する駆動モータ８６及びそのコントローラ８７の過熱を防止することができる。また、本実施形態においても、ロータリバルブ１１７を駆動する駆動モータ８６及びそのコントローラ８７は、クーラ通路６０側に配置されている。この構成によれば、バイパス通路７０側に駆動モータ８６及びコントローラ８７を設けた場合に比べ、駆動モータ８６及びコントローラ８７の過熱をより効果的に防止することができる。
【０１０９】
上記のように構成された第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置の動作について説明する。
本実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおいても、エンジン１０から排出された排気ガスの一部が、ＥＧＲパイプ５１を介して吸気通路３０に循環される。そして、ＥＧＲ装置１１０が備えるクーラ通路６０及びバイパス通路７０の合流部１１０には、ロータリバルブ１１７が設けられており、このロータリバルブ１１７により各通路を流れる排気ガスの流量が変更される。このため、エンジン温間時には、クーラ機構６５により冷却された排気ガスを燃焼室１３に供給して、燃焼室１３内でのガス燃焼温度を低下させ、効果的に窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を低減することができる。また、エンジン冷間時には、クーラ通路６０を閉鎖してバイパス通路７０を流れる排気ガスを燃焼室１３に供給することにより、クーラ機構６５で過度に冷却された排気ガスの影響による燃焼効率や排気成分の悪化を抑制することができる。
【０１１０】
また、このＥＧＲ装置１１０では、ロータリバルブ１１７の回転軸１１５が、クーラ通路６０の中心軸及びバイパス通路７０の中心軸のいずれとも直交するよう設けられている。そして、ロータリバルブ１１７は、回転軸１１５を中心とする周方向に沿って、合流部１１７に連通するクーラ通路６０及びバイパス通路７０の各連通口を同時に閉鎖する長さをもって形成されている。さらに、合流部１１２の内壁は、ロータリバルブ１１７がクーラ通路６０又はバイパス通路７０の一方を全開させるまで回動するよう形成されたバルブ回動部１１２を有している。このため、ロータリバルブ１１７は、合流部１１１の内壁に遮られることなく、クーラ通路６０又はバイパス通路７０の一方を閉じたまま、他方を全開状態から全閉状態まで変更することができる。したがって、一つの駆動モータ８６により回転軸１１５を駆動して、クーラ通路６０又はバイパス通路７０の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することができる。
【０１１１】
また、このＥＧＲ装置１１０では、合流部１１１が有するバルブ回動部１１２に沿ってロータリバルブ１１７を摺動させるため、バルブ表面に排気ガス中に含まれる微粒子が付着して硬質なデポジットが形成されるのを抑制することができる。また、ロータリバルブ１１７とバルブ回動部１１２とに跨って硬化なデポジットが堆積するのを抑制し、バルブ駆動時の抵抗が大きくなるのを抑制し、開閉動作に支障をきたすおそれを低減することができる。さらに、この装置における各連通口の開閉は、ロータリバルブ１１７の回動により行われる。これにより、ガス圧の作用方向に反して開弁する必要がないため、開弁時に抵抗となるガス圧の影響を減らすことができ、開閉動作に支障をきたすおそれを低減することができる。
【０１１２】
ここで、上記ロータリバルブ１１７の動作を実現するために、ＥＣＵ１００が行う制御内容について、図１２に示されるフローチャートに基づき、その概要を説明する。
本実施形態では、ＥＣＵ１００がステップＳ３〜ステップＳ９で行う処理により、図１６に示されるように、ロータリバルブ１１７をＡ方向へ回動させてバイパス通路７０を流れる排気ガスを遮断するとともに、クーラ通路６０を流れる排気ガスの流量を調整することができる。また、ＥＣＵ１００がステップＳ１０〜ステップＳ１６で行う処理により、図１７に示されるように、ロータリバルブ１１７をＢ方向へ回動させてクーラ通路６０を流れる排気ガスを遮断するとともに、バイパス通路７０を流れる排気ガスの流量を調整することができる。したがって、ＥＣＵ１００により一つの駆動モータ８６を制御して、ロータリバルブ１１７を回動駆動し、クーラ通路６０又はバイパス通路７０の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を調整することができる。また、ＥＣＵ１００により駆動モータ８６への通電を停止することで、上記したバルブ保持機構９０により、図１８に示されるように、ロータリバルブ１１７でクーラ通路６０及びバイパス通路７０の双方を流れる排気ガスを遮断することができる。
【０１１３】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置１１０では、クーラ通路６０及びバイパス通路７０の合流部に、ロータリバルブ１１７が設けられている。そして、ＥＣＵ１００が、一つの駆動モータ８６を制御してロータリバルブ１１７を駆動することにより、クーラ通路６０又はバイパス通路７０の一方を閉鎖したまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することができる。したがって、ＥＧＲ装置を、小型かつ組み付け容易で安価なものとすることができる。
【０１１４】
また、本実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置１１０では、合流部１１１の内壁に形成されたバルブ回動部１１２に沿って摺動するロータリバルブ１１７により各連通口を閉鎖する。このため、バルブ表面に硬質なデポジットが形成されるのを抑制して、開閉動作に支障をきたすおそれを低減することができる。よって、耐デポジット性を高めるために付加的な構成を採用して、装置を複雑にしたり、製造コストを高くしたりすることもない。
【０１１５】
また、本実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置１１０では、ロータリバルブ１１７を回動させることにより、各通路６０、７０の開閉が行われる。このため、開弁時に抵抗となるガス圧の影響を減らして、開閉動作に支障をきたすおそれを低減することができる。このため、付加的な構成を採用することなくバルブ開閉動作の安定性を高めて、製造コストを低く抑えることができる。
【０１１６】
また、本実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置１１０でも、クーラ通路６０とバイパス通路７０とが、隣接して設けられるとともに、共通の隔壁部１１８により隔てられている。この構成によれば、各通路の形成を容易にし、設置スペースを省くことができる。したがって、ＥＧＲ装置を、小型化し、その組み付けを容易にし、安価なものとすることができる。
【０１１７】
［第三実施形態］
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第三実施形態について、図１９〜図２１を参照しながら詳細に説明する。図１９は、第三実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。図２０は、第三実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるバイパス通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。図２１は、第三実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおける両通路閉鎖時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。なお、図１９及び図２０では、排気ガスの流れが矢印で示されている。
【０１１８】
第三実施形態に係るエンジンコントロールシステムは、上記実施形態と異なるＥＧＲ装置を備えている。なお、第三実施形態のエンジンコントロールシステムにおいて、上記実施形態と同一の構成品については、図面に同符号を付してその説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
図１９〜図２１に示されるように、本実施形態のＥＧＲ装置１２０は、ＥＧＲパイプ５１の途中に設けられた分岐部５２と、分岐部５２から分岐したクーラ通路６０と、分岐部５２から分岐したバイパス通路７０と、クーラ通路６０及びバイパス通路７０を合流させる合流部１２５と、合流部１２５に連通するクーラ通路６０の連通口に設けられるとともにクーラ通路６０を流れる排気ガスの流量を調整するクーラ側ポペットバルブ１３０と、合流部１２５に連通するバイパス通路７０の連通口に設けられるとともにバイパス通路７０を流れる排気ガスの流量を調整するバイパス側ポペットバルブ１３５と、クーラ側ポペットバルブ１３０を閉方向へ付勢するクーラ側リターンスプリング１３４と、バイパス側ポペットバルブ１３５を閉方向へ付勢するバイパス側リターンスプリング１３９と、合流部１２５に隣接して設けられるとともにクーラ側ポペットバルブ１３０及びバイパス側ポペットバルブ１３５を開方向へ押圧するポペットバルブ押圧機構１４０と、を備えている。  
【０１１９】
合流部１２５に連通するクーラ通路６０の連通口には、クーラ通路６０と合流部１２５とを隔てるように弁座１２１が設けられている。弁座１２１の中央には、クーラ側ポペットバルブ１３０を挿通させる弁孔１２１ａが形成されている。また、合流部１２５に連通するバイパス通路７０の連通口には、バイパス通路７０と合流部１２５とを隔てるように弁座１２２が設けられている。弁座１２２の中央には、バイパス側ポペットバルブ１３５を挿通させる弁孔１２２ａが形成されている。また、本実施形態においても、クーラ通路６０とバイパス通路７０とは、隣接して設けられるとともに、共通の隔壁部１２３により隔てられている。合流部１２５は、各弁孔１２１ａ、１２２ａを通過した排気ガスを合流させるようになっている。この合流部１２５は、合流した排気ガスを吸気通路３０へ導入する排気口１２６と、両弁座１２１、１２２側とは反対側に位置しポペットバルブ押圧機構１４０との間を隔てる隔壁部１２７と、を備えている。
【０１２０】
クーラ側ポペットバルブ１３０は、弁座１２１に対して当接又は離間させる弁体１３１と、弁体１３１から延びる棒状のステム１３２と、ステム１３２の端部に開方向へ押圧可能に形成されたステムエンド１３３と、を備えている。そして、弁体１３１を弁座１２１に当接させて弁孔１２１ａを閉じることによりクーラ通路６０が閉鎖され、弁体１３１を弁座１２１から離間させて弁孔１２１ａを開けることによりクーラ通路６０が開放されるようになっている。ステム１３２は、クーラ通路６０の中心軸上に設けられている。このステム１３２は、合流部１２５とポペットバルブ押圧機構１４０とを隔てる隔壁部１２７に摺動可能に支えられ、合流部１２５とポペットバルブ押圧機構１４０との間を往復移動するようになっている。ステムエンド１３３は、隔壁部１２７よりポペットバルブ押圧機構１４０側に位置している。このステムエンド１３３には、クーラ側リターンスプリング１３４の一端が、取り付けられている。そして、クーラ側リターンスプリング１３４の他端は、隔壁部１２７に取り付けられている。また、クーラ側リターンスプリング１３４の付勢力は、ポペットバルブ押圧機構１４０の押圧力より小さく設定されている。
【０１２１】
バイパス側ポペットバルブ１３５は、クーラ側ポペットバルブ１３０と並んで設けられている。このバイパス側ポペットバルブ１３５は、弁座１２２に対して当接又は離間させる弁体１３６と、弁体１３６から棒状に延びるステム１３７と、ステム１３７の端に位置し開方向へ押圧可能に形成されたステムエンド１３８と、を備えている。そして、弁体１３６を弁座１２２に当接させて弁孔１２２ａを閉じることによりバイパス通路７０が閉鎖され、弁体１３６を弁座１２２から離間させて弁孔１２２ａを開けることによりバイパス通路７０が開放されるようになっている。ステム１３７は、バイパス通路７０の中心軸上に設けられている。このステム１３７は、合流部１２５に設けられた隔壁部１２７に摺動可能に支えられ、合流部１２５とポペットバルブ押圧機構１４０との間を往復移動するようになっている。ステムエンド１３８は、隔壁部１２７よりポペットバルブ押圧機構１４０側に位置している。このステムエンド１３８には、バイパス側リターンスプリング１３９の一端が、取り付けられている。そして、バイパス側リターンスプリング１３９の他端は、隔壁部１２７に取り付けられている。また、バイパス側リターンスプリング１３９の付勢力は、ポペットバルブ押圧機構１４０の押圧力より小さく設定されている。
【０１２２】
ポペットバルブ押圧機構１４０は、隔壁部１２７により合流部１２５と隔てられたバルブ押圧室１４１と、バルブ押圧室１４１に設けられた回転軸１４２と、回転軸１４２に取り付けられたバタフライバルブ１４３と、バタフライバルブ１４３を駆動するバルブ駆動機構８５（図２参照）と、を備えている。
【０１２３】
回転軸１４２は、クーラ通路６０とバイパス通路７０とを隔てる隔壁部１２３の延長線上であって、両ポペットバルブ１３０、１３５の全閉状態（図２１参照）でのステムエンド１３３、１３８の中間位置より僅かに後方（図１９〜図２１において右側）に設けられている。また、この回転軸１４２は、クーラ通路６０の中心軸及びバイパス通路７０の中心軸のいずれとも直交するよう取り付けられている。バタフライバルブ１４３は、略円板形状をしており、回転軸１４２よりクーラ通路６０側に位置するクーラ側部１４４と、回転軸１４２よりバイパス通路７０側に位置するバイパス側部１４５と、を備えている。
【０１２４】
バルブ駆動機構８５は、第一実施形態のものと同様の構成である。そして、バタフライバルブ１４３を駆動する駆動モータ８６及びそのコントローラ８７は、クーラ通路６０側に配置されている。なお、本実施形態では、図１０に示されるように、駆動モータ８６が回転軸１４２をＡ方向へ駆動したときに、バタフライバルブ１４３のクーラ側部１４４でクーラ側ポペットバルブ１３０のステムエンド１３３を開方向へ押圧するようになっている。また、図１１に示されるように、駆動モータ８６が回転軸１１５をＢ方向へ駆動したときに、バタフライバルブ１４３のバイパス側部１４５でバイパス側ポペットバルブ１３５のステムエンド１３８を開方向へ押圧するようになっている。
バルブ保持機構８５に備わるバルブ保持機構９０は、駆動モータ８６への通電が停止されると、バタフライバルブ１４３を、各ポペットバルブのステム１３２、１３７と垂直な位置、すなわち両ポペットバルブを押圧しない位置に保持するようになっている。
【０１２５】
本実施形態において、両ポペットバルブ１３０、１３５及びポペットバルブ押圧機構１４０は、分岐部５２側ではなく合流部１２５側に配置されている。この構成によれば、分岐部５２側に両ポペットバルブ１３０、１３５及びポペットバルブ押圧機構１４０を設けた場合に比べ、駆動モータ８６及びそのコントローラ８７の過熱を防止することができる。また、バタフライバルブ１４３を駆動する駆動モータ８６及びそのコントローラ８７は、クーラ通路６０側に配置されている。この構成によれば、バイパス通路７０側に駆動モータ８６及びコントローラ８７を設けた場合に比べ、駆動モータ８６及びコントローラ８７の過熱をより効果的に防止することができる。
【０１２６】
次に、上記のように構成されたＥＧＲ装置１２０の動作について説明する。
本実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおいても、エンジン１０から排出された排気ガスの一部が、ＥＧＲパイプ５１を介して吸気通路３０に循環される。そして、ＥＧＲ装置１２０が備えるクーラ通路６０及びバイパス通路７０の合流部１２５側には、各ポペットバルブ１３０、１３５及びポペットバルブ押圧機構１４０が設けられており、これらのポペットバルブ１３０、１３５を交互に開閉することにより各通路を流れる排気ガスの流量が変更される。このため、エンジン温間時には、クーラ機構６５により冷却された排気ガスを燃焼室１３に供給して、燃焼室１３内でのガス燃焼温度を低下させ、効果的に窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を低減することができる。また、エンジン冷間時には、クーラ通路６０を閉鎖してバイパス通路７０を流れる排気ガスを燃焼室１３に供給することにより、クーラ機構６５で過度に冷却された排気ガスの影響による燃焼効率や排気成分の悪化を防止することができる。
【０１２７】
上記のように構成された第三実施形態のエンジンコントロールシステムでは、ＥＣＵ１００が、図１２に示されるフローチャートに基づき、バタフライバルブ１４３を制御して、各ポペットバルブ１３０、１３５を駆動する。
すなわち、本実施形態では、ステップＳ３〜ステップＳ９で行われる処理により、図１９に示されるように、バルブ駆動機構８５がバタフライバルブ１４３をＡ方向へ回動させて、クーラ側部１４４でクーラ側ポペットバルブ１３０を開方向へ押圧し、クーラ通路６０を流れる排気ガスの流量を調整する。このとき、バタフライバルブ１４３のバイパス側部１４５は、バイパス側ポペットバルブ１３５から離れる向きへ回動する。このため、バイパス側ポペットバルブ１３５は、バタフライバルブ１４３に押圧されず、バイパス側リターンスプリング１３９の付勢力に従って、バイパス通路７０の閉鎖を維持する。
【０１２８】
また、ステップＳ１０〜ステップＳ１６で行われる処理により、図２０に示されるように、バルブ駆動機構８５がバタフライバルブ１４３をＢ方向へ回動させて、バイパス側部１４５でバイパス側ポペットバルブ１３５を開方向へ押圧し、バイパス通路７０を流れる排気ガスの流量を調整する。このとき、バタフライバルブ１４３のクーラ側部１４４は、クーラ側ポペットバルブ１３０から離れる向きへ回動する。このため、クーラ側ポペットバルブ１３０は、バタフライバルブ１４３に押圧されず、クーラ側リターンスプリング１３４の付勢力に従って、クーラ通路６０の閉鎖を維持する。したがって、ＥＣＵ１００により一つの駆動モータ８６を制御して、バタフライバルブ１４３を回動駆動し、クーラ通路６０又はバイパス通路７０の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を調整することができる。
【０１２９】
さらに、ＥＣＵ１００により駆動モータ８６への通電を停止することで、上記したバルブ保持機構９０により、バタフライバルブ１４３が、両ポペットバルブ１３０、１３５を押圧しない位置に保持される。したがって、図２１に示されるように、各リターンスプリング１３４、１３９が各ポペットバルブ１３０、１３５を閉方向へ付勢して両通路を閉鎖し、クーラ通路６０及びバイパス通路７０の双方を流れる排気ガスを遮断することができる。
【０１３０】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置１２０では、ＥＣＵ１００により一つの駆動モータ８６を制御して、バタフライバルブ１４３を回動させることにより、各ポペットバルブを交互に押圧して各通路の連通口を開放し、押圧されないポペットバルブをリターンスプリングにより閉方向へ付勢して通路を閉鎖することができる。したがって、ＥＧＲ装置を、小型かつ組み付け容易で安価なものとすることができる。
【０１３１】
また、本実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置１２０では、各弁座１２１、１２２にそれぞれ設けられたポペットバルブ１３０、１３５により各通路６０、７０の開閉を行うため、上記デポジットの問題が生じるおそれは低い。したがって、耐デポジット性を高めるために付加的な構成を採用して、ＥＧＲ装置を複雑にしたり、製造コストを高くしたりすることもない。
【０１３２】
さらに、本実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置１２０では、ポペットバルブ１３０、１３５により各通路６０、７０を閉鎖するため、他のバルブに比べて高いシール性が得られる。これにより、全閉した通路の連通口から合流部１２５へ排気ガスが漏れるのを抑制することができる。
【０１３３】
また、本実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置１２０でも、クーラ通路６０とバイパス通路７０とが、隣接して設けられるとともに、共通の隔壁部１２３により隔てられている。この構成によれば、各通路の形成を容易にし、設置スペースを省くことができる。したがって、ＥＧＲ装置を、小型化し、その組み付けを容易にし、安価なものとすることができる。
【０１３４】
［第四実施形態］
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第四実施形態について、図２２〜図２５を参照しながら詳細に説明する。図２２は、第四実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。図２３は、第四実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるバイパス通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。図２４は、第四実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおける両通路閉鎖時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。図２５は、第四実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備える各ギヤを示す正面図である。なお、図２２及び図２３では、排気ガスの流れが矢印で示されている。
【０１３５】
第四実施形態に係るエンジンコントロールシステムは、上記実施形態と異なるＥＧＲ装置を備えている。より詳しくは、本実施形態は、上記第三実施形態において、各通路の弁座１２１、１２２に設けられたクーラ側ポペットバルブ及びバイパス側ポペットバルブにギヤを形成し、以下に示すギヤ機構１６０により各ポペットバルブ１５０、１５５を駆動して、各通路６０、７０の開閉を行うものである。なお、本実施形態のエンジンコントロールシステムにおいて、上記実施形態と同一の構成品については、図面に同符号を付してその説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
【０１３６】
クーラ側ポペットバルブ１５０は、図２２〜図２４に示されるように、弁座１２１に対して当接又は離間させる弁体１３１と、弁体１３１から棒状に延びるステム１３２と、ステム１３２の先端部に形成されたステムエンド１５１と、を備えている。弁体１３１及びステム１３２については、上記第三実施例のものと同様の構成であるため説明を省略する。本実施形態では、ステムエンド１５１に、第一ギヤ１５２が形成されている。バイパス側ポペットバルブ１５５は、弁座１２２に対して当接又は離間させる弁体１３６と、弁体１３６から棒状に延びるステム１３７と、ステム１３７の端部に形成されたステムエンド１５６と、を備えている。弁体１３６及びステム１３７については、上記第三実施例のものと同様の構成であるため説明を省略する。本実施形態では、ステムエンド１５６に、第二ギヤ１５７が形成されている。第一ギヤ１５２及び第二ギヤ１５７は、図２５に示されるように、後述するギヤ機構１６０に備わるバルブ駆動ギヤ１６３と噛み合うよう形成されている。
【０１３７】
ギヤ機構１６０は、図２２〜図２４に示されるように、隔壁部１２７により合流部１２５と隔てられたギヤ室１６１と、ギヤ室１６１に各ポペットバルブ１５０、１５５のステム１３２、１３７と直交するよう設けられたギヤシャフト１６２と、ギヤシャフト１６２に設けられるとともに第一ギヤ１５２又は第二ギヤ１５７のいずれか一方と噛み合う長さをもって形成されたバルブ駆動ギヤ１６３と、ギヤシャフト１６２をその長手方向及び回転方向に駆動するアクチュエータ１６４と、アクチュエータ１６４を制御するコントローラ８７（図２参照）と、を備えている。そして、コントローラ８７によりアクチュエータ１６４を制御してギヤシャフト１６２を駆動することによりバルブ駆動ギヤ１６３を移動させつつ、バルブ駆動ギヤ１６３が第一ギヤ１５２又は第二ギヤ１５７と噛み合うときに、ギヤシャフト１６２を回動させて各ポペットバルブ１５０、１５５を開方向へ駆動するようになっている。
【０１３８】
本実施形態において、両ポペットバルブ１５０、１５５及びギヤ機構１６０は、分岐部５２側ではなく合流部１２５側に配置されている。この構成によれば、分岐部５２側に両ポペットバルブ１５０、１５５及びギヤ機構１６０を設けた場合に比べ、アクチュエータ１６４及びそのコントローラ８７の過熱を防止することができる。また、ギヤシャフト１６２を駆動するアクチュエータ１６４及びそのコントローラ８７は、クーラ通路６０側に配置されている。この構成によれば、バイパス通路７０側にアクチュエータ１６４及びそのコントローラ８７を設けた場合に比べ、アクチュエータ１６４及びそのコントローラ８７の過熱をより効果的に防止することができる。
【０１３９】
以下では、上記のように構成されたギヤ機構１６０により各ポペットバルブ１５０、１５５を駆動する動作について詳細に説明する。
本実施形態では、クーラ通路６０を流れる排気ガスの流量を調整する場合に、図２２に示されるように、ＥＣＵ１００からの信号に基づき、コントローラ８７がアクチュエータ１６４を制御してギヤシャフト１６２に備わるバルブ駆動ギヤ１６３を第一ギヤ１５２に噛み合わせる。ここで、バルブ駆動ギヤ１６３は、第一ギヤ１６３又は第二ギヤ１５７のいずれか一方と噛み合う長さをもって形成されている。したがって、このとき第二ギヤ１５７は、バルブ駆動ギヤ１６３とは噛み合わない。そして、この状態でアクチュエータ１６４がギヤシャフト１６２を回転させることにより、ギヤシャフト１６２に備わるバルブ駆動ギヤ１６３が、クーラ側ポペットバルブ１５０に備わる第一ギヤ１５２と噛み合いながら、クーラ側ポペットバルブ１５０を回転させつつ開方向（図２２において左側）へ移動させる。このとき、図１２に示される処理によりＥＣＵ１００に備わるマイコンで算出された回転角度に基づきギヤシャフト１６２を回転させて、弁体１３１を弁座１２１から所望の距離だけ離間させることにより、クーラ通路６０の開度を制御して、クーラ通路６０を流れる排気ガスの流量を調整することができる。一方、バイパス側ポペットバルブ１５５は、バイパス側リターンスプリング１３９による閉方向への付勢力のみを受けてバイパス通路７０を閉鎖している。
【０１４０】
また、バイパス通路７０を流れる排気ガスの流量を調整する場合に、図２３に示されるように、ＥＣＵ１００からの信号に基づき、コントローラ８７がアクチュエータ１６４を制御してギヤシャフト１６２に備わるバルブ駆動ギヤ１６３を第二ギヤ１５７に噛み合わせる。このとき、上記理由から、第一ギヤ１５２は、バルブ駆動ギヤ１６３とは噛み合わない。そして、この状態でアクチュエータ１６４がギヤシャフト１６２を回転させることにより、ギヤシャフト１６２に備わるバルブ駆動ギヤ１６３が、バイパス側ポペットバルブ１５５に備わる第二ギヤ１５７と噛み合いながら、バイパス側ポペットバルブ１５５を回転させつつ開方向（図２３において左側）へ移動させる。このとき、図１２に示される処理によりＥＣＵ１００に備わるマイコンで算出された回転角度に基づきギヤシャフト１６２を回転させて、弁体１３６を弁座１２２から所望の距離だけ離間させることにより、バイパス通路７０の開度を制御して、バイパス通路７０を流れる排気ガスの流量を調整することができる。一方、クーラ側ポペットバルブ１５０は、クーラ側リターンスプリング１３４による閉方向への付勢力のみを受けてクーラ通路６０を閉鎖している。
【０１４１】
そして、クーラ通路６０及びバイパス通路７０の双方を閉鎖する場合に、図２４に示されるように、アクチュエータ１６４によりギヤシャフト１６２に備わるバルブ駆動ギヤ１６３を第一ギヤ１５２及び第二ギヤ１５７のいずれとも噛み合わない位置に移動させる。このとき、クーラ側ポペットバルブ１５０は、クーラ側リターンスプリング１３４による閉方向への付勢力のみを受けてクーラ通路６０を閉鎖し、バイパス側ポペットバルブ１５５は、バイパス側リターンスプリング１３９による閉方向への付勢力のみを受けてバイパス通路７０を閉鎖している。
【０１４２】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るギヤ機構１６０によれば、一つのアクチュエータ１６４によりギヤシャフト１６２を駆動して、各通路６０、７０にそれぞれ設けられたポペットバルブ１５０、１５５を開閉できる。こうして、一つのアクチュエータ１６４で、クーラ通路６０又はバイパス通路７０の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することにより、小型かつ組み付けが容易で安価なＥＧＲ装置を実現することができる。
【０１４３】
なお、本実施形態に係るギヤ機構１６０は、ギヤシャフト１６２に、各ポペットバルブ１５０、１５５に備わる第一ギヤ１５２及び第二ギヤ１５７と噛み合わせる一つのバルブ駆動ギヤ１６３を形成したものであるが、ギヤシャフト１６２に第一ギヤ１５２又は第二ギヤ１５７と噛み合わせる複数のバルブ駆動ギヤを形成してもよい。この構成によれば、アクチュエータ１６４でギヤシャフト１６２をその長手方向に駆動する距離を短くすることができる。
【０１４４】
［第五実施形態］
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第五実施形態について、図２６〜図２９を参照しながら詳細に説明する。図２６は、第五実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。図２７は、第五実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるバイパス通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。図２８は、第五実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおける両通路閉鎖時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。図２９は、第五実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置に備わるカム機構のカムを示す斜視図である。なお、図２６及び図２７では、排気ガスの流れが矢印で示されている。  
【０１４５】
第五実施形態に係るエンジンコントロールシステムは、上記実施形態と異なるＥＧＲ装置を備えている。より詳しくは、本実施形態は、上記第三実施形態において、ポペットバルブ押圧機構１４０のかわりに、以下に示すカム機構１７０により各ポペットバルブ１３０、１３５を駆動して、各通路６０、７０の開閉を行うものである。なお、本実施形態のエンジンコントロールシステムにおいて、上記実施形態と同一の構成品については、図面に同符号を付してその説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
【０１４６】
カム機構１７０は、図２６〜図２８に示されるように、隔壁部１２７により合流部１２５と隔てられたカム室１７１と、カム室１７１に各ポペットバルブ１３０、１３５のステム１３０、１３７と直交するよう設けられたカムシャフト１７２と、カムシャフト１７２に設けられるとともにクーラ側ポペットバルブ１３０を開方向へ押圧可能なクーラ側カム１７５と、カムシャフト１７２にクーラ側カム１７５と並べて設けられるとともにバイパス側ポペットバルブ１３５を開方向へ押圧可能なバイパス側カム１８０と、カムシャフト１７２を回転駆動する駆動モータ１７３と、駆動モータ１７３を制御するコントローラ８７（図２参照）と、を備えている。
【０１４７】
クーラ側カム１７５は、クーラ側ポペットバルブ１３０に対応する位置に設けられている。このクーラ側カム１７５は、クーラ側ポペットバルブ１３０のステムエンド１３３を押圧するためのカムノーズ１７６を備えている。一方、バイパス側カム１８０は、バイパス側ポペットバルブ１３５に対応する位置に設けられている。このバイパス側カム１８０は、バイパス側ポペットバルブ１３５のステムエンド１３８を押圧するためのカムノーズ１８１を備えている。なお、クーラ側カム１７５のカムノーズ１７６とバイパス側カム１８０のカムノーズ１８１とは、図２９に示されるように、同じ高さで逆位相となるように形成されている。
【０１４８】
本実施形態において、両ポペットバルブ１３０、１３５及びカム機構１７０は、分岐部５２側ではなく合流部１２５側に配置されている。この構成によれば、分岐部５２側に両ポペットバルブ１３０、１３５及びカム機構１７０を設けた場合に比べ、駆動モータ８６及びコントローラ８７の過熱を防止することができる。また、カムシャフト１７２を駆動する駆動モータ１７３及びそのコントローラ８７は、クーラ通路６０側に配置されている。この構成によれば、バイパス通路７０側に駆動モータ１７３及びコントローラ８７を設けた場合に比べ、駆動モータ１７３及びコントローラ８７の過熱をより効果的に防止することができる。
【０１４９】
次に、上記のように構成されたカム機構１７０により各ポペットバルブ１３０、１３５を駆動する動作について説明する。
本実施形態では、コントローラ８７が駆動モータ１７３を制御してカムシャフト１７２を回転駆動する。そして、クーラ側カム１７５のカムノーズ１７６が、図２６に示されるように、クーラ側ポペットバルブ１３０のステムエンド１３３を押圧することにより、弁体１３１が弁座１２１から離間してクーラ通路６０が開放される。ここで、クーラ側カム１７５のカムノーズ１７６とバイパス側カム１８０のカムノーズ１８１とは、逆位相に形成されている。したがって、このときバイパス側カム１８０のカムノーズ１８１は、バイパス側ポペットバルブ１３５とは逆側へ回転している。このため、バイパス側ポペットバルブ１３５はバイパス側カム１８０に押圧されず、バイパス側リターンスプリング１３９による閉方向への付勢力のみを受けて通路を閉鎖している。また、図１２に示される処理によりＥＣＵ１００に備わるマイコンで算出された回転角度に基づきカムシャフト１７２を回転させ、クーラ側カム１７５のカムノーズ１７６の所望の高さ位置でステムエンド１３３を押圧して、弁体１３１を所望の距離だけ弁座１２１から離間させることにより、クーラ通路６０の開度を制御してクーラ通路６０を流れる排気ガスの流量を調整することができる。
【０１５０】
また、バイパス側カム１８０のカムノーズ１８１が、図２７に示されるように、バイパス側ポペットバルブ１３５のステムエンド１３８を押圧することにより、弁体１３６が弁座１２２から離間してバイパス通路７０が開放される。このとき、クーラ側カム１７５のカムノーズ１７６は、クーラ側ポペットバルブ１３０とは逆側へ回転している。このため、クーラ側ポペットバルブ１３５は、クーラ側カム１７５に押圧されず、クーラ側リターンスプリング１３４による閉方向への付勢力のみを受けて通路を閉鎖している。また、図１２に示される処理によりＥＣＵ１００に備わるマイコンで算出された回転角度に基づきカムシャフト１７２を回転させ、バイパス側カム１８０のカムノーズ１８１の所望の高さ位置でステムエンド１３８を押圧して、弁体１３６を所望の距離だけ弁座１２２から離間させることにより、バイパス通路７０の開度を制御してバイパス通路７０を流れる排気ガスの流量を調整することができる。
【０１５１】
そして、両カム１７５、１８０のカムノーズ１７６、１８１が、図２８に示されるように、いずれのポペットバルブのステムエンド１３３、１３８も押圧しない位置にあるとき、両ポペットバルブ１３０、１３５は、各リターンスプリング１３４、１３９による閉方向への付勢力のみを受けて、各通路６０、７０を閉鎖している。
【０１５２】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るカム機構１７０によれば、一つの駆動モータ１７３によりカムシャフト１７２を回転駆動して、各通路６０、７０にそれぞれ設けられたポペットバルブ１３０、１３５を別々に開閉できる。こうして、一つのアクチュエータ１６４で、クーラ通路６０又はバイパス通路７０の一方を閉じたまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することにより、小型かつ組み付けが容易で安価なＥＧＲ装置を実現することができる。
【０１５３】
［変更例］
第五実施形態に係るカム機構のカムプロフィールの変更例ついて、図３０〜図３２を参照しながら詳細に説明する。図３０は、第五実施形態の変更例に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。図３１は、第五実施形態の変更例に係るエンジンコントロールシステムにおける両通路開放時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。図３２は、第五実施形態の変更例に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるカム機構のカムを示す斜視図である。なお、図３０及び図３１では、排気ガスの流れが矢印で示されている。
【０１５４】
この変更例に係るクーラ側カム１９０及びバイパス側カム１９５は、図３２に示されるように、上記第五実施形態のカム機構１７０におけるクーラ側カム１７５及びバイパス側カム１８０（図２９参照）に、さらに、クーラ側ポペットバルブ１３０及びバイパス側ポペットバルブ１３５の双方を同時に押圧するため、同位相となるよう形成された同位相カムノーズ１９１、１９６を備えている。この同位相カムノーズ１９１、１９６の高さは、両カム１９０、１９５共通であり、互いに逆位相に形成されたカムノーズ１９２、１９７より低く形成されている。なお、これらのカムノーズの高さは、特に限定されず、望む流量制御に応じて自由に変更することができる。
【０１５５】
次に、上記変更例に係るカムを備えたカム機構の動作について説明する。
この変更例に係るカム機構では、クーラ側カム１９０のカムノーズ１９２とバイパス側カム１９５のカムノーズ１９７とが逆位相の関係にあるため、例えばクーラ側カム１９０のカムノーズ１９２がバルブのステムエンド１３３を押圧するときには、図３０に示されるように、押圧された側のポペットバルブ１３０のみが通路６０を開放する。一方、両カム１９０、１９５の同位相カムノーズ１９１、１９６が同位相の関係にあるため、同位相カムノーズ１９１、１９６がバルブのステムエンド１３３、１３８を押圧するときには、図３１に示されるように、両ポペットバルブ１３０、１３５が同時に押圧され、両通路６０、７０を同時に開放する。
【０１５６】
この変更例に係るカム１９０、１９５によれば、上記第五実施形態の効果に加え、クーラ通路６０を通過した排気ガスとバイパス通路７０を通過した排気ガスとの混合比を、カムプロフィールの設定により自由に変更することもできる。したがって、各通路６０、７０を通過した排気ガスを所定の混合比に維持したまま、吸気通路３０に循環させる排気ガスの総量を変更することができる。したがって、この構成のＥＧＲ装置によれば、燃焼室内での排気ガスの燃焼温度をより的確に調節することができる。
【０１５７】
［第六実施形態］
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第六実施形態について、図３３〜図３８を参照しながら詳細に説明する。図３３は、第六実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す断面図である。図３４は、同ＥＧＲ装置が備える回転軸及びバタフライバルブを示す正面図である。図３５は、同ＥＧＲ装置が備える回転軸及びバタフライバルブを示す分解断面図である。図３６は、同ＥＧＲ装置を示す部分拡大図である。図３７は、同ＥＧＲ装置におけるクーラ通路開放時の状態を示す説明図である。図３８は、同ＥＧＲ装置におけるバイパス通路開放時の状態を示す説明図である。なお、図３７及び図３８では、排気ガスの流れが太線矢印で示されている。
【０１５８】
第六実施形態に係るエンジンコントロールシステムは、上記実施形態と異なるＥＧＲ装置を備えている。なお、第六実施形態のエンジンコントロールシステムにおいて、上記実施形態と同一の構成品については、図面に同符号を付してその説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
本実施形態に係るＥＧＲ装置２００は、図３３に示されるように、ＥＧＲパイプ５１の途中に設けられた分岐部５２と、分岐部５２から分岐したクーラ通路２１０と、分岐部５２から分岐したバイパス通路２２０と、クーラ通路２１０及びバイパス通路２２０を合流させる合流部２０１と、合流部２０１に連通するクーラ通路２１０及びバイパス通路２２０の各連通口２１１、２２１の間に回転可能に設けられた回転軸２０５と、回転軸２０５に取り付けられたバタフライバルブ２３０と、バタフライバルブ２３０を駆動するバルブ駆動機構８５と、を備えている。
【０１５９】
回転軸２０５は、クーラ通路２１０とバイパス通路２２０とを隔てる隔壁部７５の合流部２０１に面する先端に、クーラ通路２１０の中心軸及びバイパス通路２２０の中心軸のいずれとも直交するよう設けられている。そして、この回転軸２０５には、図３５に示されるように、バタフライバルブ２３０を直径方向に嵌入可能に凹設された平底の嵌入部２０６が設けられている。また、嵌入部２０６の中央には、後述するバタフライバルブ２３０の位置決め穴２３３に嵌合可能な凸部２０７が形成されている。さらに、嵌入部２０６における凸部２０７の両側には、ネジ穴２０８が形成されている。
【０１６０】
バタフライバルブ２３０は、図３４に示されるように、円板形状をなしており、その外周にはステンレス製のＣリング２４０が遊嵌されている。そして、このバタフライバルブ２３０の中央には、図３５に示されるように、回転軸２０５の凸部２０７に嵌合可能な凹部２３３が形成されている。さらに、凹部２３３の両側には、回転軸２０５に形成されたネジ穴２０８と対応する位置に貫通孔２３４が形成されている。そして、組付の際、回転軸２０５の凸部２０７とバタフライバルブ２３０の凹部２３３とを嵌合させた状態で、ネジ２４１をバタフライバルブ２３０の貫通孔２３４に貫挿して回転軸２０５のネジ孔２０８に螺合することにより、回転軸２０５とバタフライバルブ２３０との相対的な位置を決定した状態で、両者を固定することができるようになっている。これにより、バタフライバルブ２３０を合流部２０１の内壁２０２（図３６参照）に当接しない限界まで大きくすることが可能となるため、全閉時の漏れ流量を低減させることができる。また、回転軸２０５とバタフライバルブ２３０との相対的な位置を決定して固定することにより、バタフライバルブ２３０の組付誤差を最小限に抑えることができる。これにより、Ｃリング２４０がバタフライバルブ２３０に対して偏るのを防止できるようになるため、Ｃリング２４０の隙間Ｇから生じる排気ガスの漏れ流量を所定値以上に増加させることもない。
【０１６１】
以上のようにして、バタフライバルブ２３０は、その直径と回転軸２０５とが一致するように取り付けられており、回転軸２０５とともに回動するようになっている。このとき、バタフライバルブ２３０の回転軸２０５よりクーラ通路２１０側に位置する半円部分が、クーラ通路２１０を開閉するクーラ側部８１となり、回転軸２０５よりバイパス通路７０側に位置する半円部分が、バイパス通路２１０を開閉するバイパス側部８２となる。
【０１６２】
なお、本実施形態において、バタフライバルブ８０は、分岐部５２側ではなく合流部５５側に配置されている。ここで、合流部５５を通過する排気ガスは、その一部がクーラ機構６５により冷却されているため、全体として分岐部５２を通過する排気ガスより温度が低い。したがって、この構成によれば、分岐部５２側にバタフライバルブ８０を設けた場合に比べ、バタフライバルブ８０を駆動する駆動モータ８６過熱を防止することができる。
【０１６３】
合流部２０１の内壁２０２は、図３６に示されるように、回転軸２０５の回動によりバタフライバルブ２３０の外周に設けられたＣリング２４０の外周が描く軌道Ｌより僅かに大きく形成されている。また、本実施形態において、合流部２０１の内壁２０２は、バタフライバルブ２３０が片側の通路を閉鎖した状態で略４０度回動するように構成されている。こうして、合流部２０１の内壁２０２は、クーラ側部２３１又はバイパス側部２３２の少なくとも一方とともにクーラ通路２１０又はバイパス通路２２０の少なくとも一方を閉鎖するようになっている。
【０１６４】
また、合流部２０１の内壁２０２の各連通口２１１、２２１に臨む端部には、バタフライバルブ２３０と当接させるよう厚肉に形成された当接部２０３が設けられている。この当接部２０３の当接面は、バタフライバルブ２３０が両通路２１０、２２０を閉鎖するとき（全閉時）に、バタフライバルブ２３０の径方向に対して直交するように形成されている。そして、全閉時には、Ｃリング２４０を当接部２０３に当接させて、Ｃリング２４０と合流部２０１の内壁２０２との間から排気ガスが漏れない構成となっている。また、全閉時以外には、Ｃリング２４０と合流部２０１の内壁２０２との間にクリアランス（例えば０．５ｍｍ）が設けられており、バタフライバルブ２３０の応答性や耐久性が確保されている。
【０１６５】
クーラ通路２１０は、図３３に示されるように、分岐部５２に連通するよう設けられた連通口６１と、合流部２０１に連通するよう設けられた連通口２１１と、クーラ通路２１０の内部を流れる排気ガスを冷却するクーラ機構６５と、を備えている。そして、クーラ通路２１０の通路断面積は、合流部２０１に連通するクーラ通路２１０の連通口２１１よりも大きく形成されている。より詳細には、本実施形態において、クーラ通路２１０の連通口２１１側端部の内壁は、図３７に示されるように、クーラ通路２１０の全開時におけるバタフライバルブ２３０のクーラ側部２３１の先端位置から所定の間隔を保持するように形成された断面円弧状をなす湾曲部２１５となっている。これにより、クーラ通路２１０の開放時には、上記第一実施形態の場合（図１３参照）に比べて、バタフライバルブ２３０のクーラ側部２３１とクーラ通路２１０の内壁（湾曲部）２１５とからバルブ開放時に形成される排気ガスの流路面積を拡大させることができるため、クーラ通路２１０から合流部２０１へ流入する排気ガスの流量を増加させることができる（図３７の太線矢印参照）。
【０１６６】
バイパス通路２２０は、図３３に示されるように、分岐部５２に連通するよう設けられた連通口７１と、合流部２０１に連通するよう設けられた連通口２２１とを備えている。このバイパス通路２２０は、クーラ通路２１０に隣接させるように設けられている。また、バイパス通路２２０とクーラ通路２１０とは、共通の隔壁部７５により隔てられている。このため、バイパス通路２２０を流れる排気ガスは、クーラ機構６５を迂回して合流部２０１へ流れるようになっている。また、バイパス通路２２０の通路断面積は、合流部２０１に連通するバイパス通路２２０の連通口２２１よりも大きく形成されている。より詳細には、本実施形態において、バイパス通路２２０の連通口２２１側端部の内壁は、図３８に示されるように、バイパス通路２２０の全開時におけるバタフライバルブ２３０のバイパス側部２３２の先端位置から所定の間隔を保持するように形成された断面円弧状をなす湾曲部２２５となっている。これにより、バイパス通路２２０の開放時には、上記第一実施形態の場合（図１４参照）に比べて、バタフライバルブ２３０のバイパス側部２３２とバイパス通路２２０の内壁（湾曲部）２２５とからバルブ開放時に形成される排気ガスの流路面積を拡大させることができるため、バイパス通路２２０から合流部２０１へ流入する排気ガスの流量を増加させることができる（図３８の太線矢印参照）。
【０１６７】
本実施形態において、バタフライバルブ２３０は、コントローラ８７によりバルブ駆動機構８５を介して、クーラ通路２１０又はバイパス通路２２０を全閉する直前に減速駆動されるようになっている。これにより、全閉時にバタフライバルブ２３０が合流部２０１の当接部２０３に高速で衝突するのを防止することができる。こうして、衝突の衝撃を抑えることにより、バタフライバルブ２３０をスムーズに全閉状態へ移行させることができる。
【０１６８】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置２００では、一つの駆動モータ８６を制御してバタフライバルブ２３０を駆動することにより、クーラ通路２１０又はバイパス通路２２０の一方を閉鎖したまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することができる。したがって、ＥＧＲ装置２００を、小型かつ組み付け容易で安価なものとすることができる。
【０１６９】
また、本実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置２００では、上記第一実施形態の場合に比べて、各通路２１０、２２０の開放時における排気ガス流量を増加させることができるため、より大きな排気ガス流量が要求される場合にも対応することができる。さらに、全閉時にＣリング２４０が当接部２０３に当接する構成となっているため、全閉時の漏れ流量を低減することができる。一方、全閉時以外には、Ｃリング２４０と合流部２０１の内壁２０２との間にクリアランス（例えば０．５ｍｍ）が設けられており、バタフライバルブ２３０の応答性や耐久性が確保されている。また、バタフライバルブ２３０が合流部２０１の当接部２０３に衝突する際の衝撃を抑えてスムーズに全閉状態へ移行できるため、装置の磨耗、故障又は異音の発生を防止することができる。
【０１７０】
［第七実施形態］
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第七実施形態について、図３９〜図４１を参照しながら詳細に説明する。図３９は、第七実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す部分断面図である。図４０は、同ＥＧＲ装置におけるクーラ通路開放時の状態を示す説明図である。図４１は、同ＥＧＲ装置におけるバイパス通路開放時の状態を示す説明図である。なお、図４０及び図４１では、排気ガスの流れが太線矢印で示されている。
【０１７１】
第七実施形態に係るエンジンコントロールシステムは、上記第六実施形態のＥＧＲ装置に対して、クーラ通路及びバイパス通路の形状が相違したものである。なお、第七実施形態のエンジンコントロールシステムにおいて、上記実施形態と同一の構成品については、図面に同符号を付してその説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
【０１７２】
本実施形態に係るクーラ通路２５０の通路断面積は、図３９に示されるように、合流部２０１に連通するクーラ通路２５０の連通口２１１よりも大きく形成されている。より詳細には、本実施形態において、クーラ通路２５０の内壁２５１、２５２は、連通口２１１より大きな通路断面積を有するとともに全閉時におけるバタフライバルブ２３０に対して垂直となるように形成されたストレート部２５１と、ストレート部２５１の連通口２１１側端部に形成されるとともに全開時におけるバタフライバルブ２３０に対して平行となる平行面部２５２とを備えている。
【０１７３】
また、バイパス通路２６０の通路断面積も、合流部２０１に連通するバイパス通路２６０の連通口２２１よりも大きく形成されている。より詳細には、本実施形態において、バイパス通路２６０の内壁２６１、２６２は、連通口２２１より大きな通路断面積を有するとともに全閉時におけるバタフライバルブ２３０に対して垂直となるように形成されたストレート部２６１と、ストレート部２６１の連通口２２１側端部に形成されるとともに全開時におけるバタフライバルブ２３０に対して平行となる平行面部２６２とを備えている。
【０１７４】
本実施形態に係るＥＧＲ装置によると、クーラ通路２５０の開放時には、図４０に示されるように、上記第一実施形態の場合（図１３参照）に比べて、バタフライバルブ２３０のクーラ側部２３１とクーラ通路２５０の内壁２５１、２５２とからバルブ開放時に形成される排気ガスの流路面積を拡大させることができるため、クーラ通路２５０から合流部２０１へ流入する排気ガスの流量を増加させることができる（図４０の太線矢印参照）。一方、バイパス通路２６０の開放時には、図４１に示されるように、上記第一実施形態の場合（図１４参照）に比べて、バタフライバルブ２３０のバイパス側部２３２とバイパス通路２６０の内壁２６１、２６２とからバルブ開放時に形成される排気ガスの流路面積を拡大させることができるため、バイパス通路２６０から合流部２０１へ流入する排気ガスの流量を増加させることができる（図４１の太線矢印参照）。
【０１７５】
［第八実施形態］
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第八実施形態について、図４２〜図４４を参照しながら詳細に説明する。図４２は、第八実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す部分断面図である。図４３は、同ＥＧＲ装置におけるクーラ通路開放時の状態を示す説明図である。図４４は、同ＥＧＲ装置におけるバイパス通路開放時の状態を示す説明図である。なお、図４０及び図４１では、排気ガスの流れが太線矢印で示されている。
【０１７６】
第八実施形態に係るエンジンコントロールシステムは、上記第六実施形態のＥＧＲ装置に対して、クーラ通路及びバイパス通路の形状が相違したものである。なお、第八実施形態のエンジンコントロールシステムにおいて、上記実施形態と同一の構成品については、図面に同符号を付してその説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
【０１７７】
本実施形態に係るクーラ通路２７０の通路断面積は、図４２に示されるように、合流部２０１に連通するクーラ通路２７０の連通口２１１よりも大きく形成されている。より詳細には、本実施形態において、クーラ通路２７０の内壁２７１、２７２は、連通口２１１より大きな通路断面積を有するとともに全閉時におけるバタフライバルブ２３０に対して垂直となるように形成されたストレート部２７１と、ストレート部２７１の連通口２１１側端部から連通口２１１にかけてテーパ状に縮径するように形成されたテーパ部２７２とを備えている。
【０１７８】
また、バイパス通路２８０の通路断面積も、合流部２０１に連通するバイパス通路２８０の連通口２２１よりも大きく形成されている。より詳細には、本実施形態において、バイパス通路２８０の内壁２８１、２８２は、連通口２２１より大きな通路断面積を有するとともに全閉時におけるバタフライバルブ２３０に対して垂直となるように形成されたストレート部２８１と、ストレート部２８１の連通口２２１側端部から連通口２２１にかけてテーパ状に縮径するように形成されたテーパ部２８２とを備えている。
【０１７９】
本実施形態に係るＥＧＲ装置によると、クーラ通路２７０の開放時には、図４３に示されるように、上記第一実施形態の場合（図１３参照）に比べて、バタフライバルブ２３０のクーラ側部２３１とクーラ通路２７０の内壁２７１、２７２とからバルブ開放時に形成される排気ガスの流路面積を拡大させることができるため、クーラ通路２７０から合流部２０１へ流入する排気ガスの流量を増加させることができる（図４３の太線矢印参照）。一方、バイパス通路２８０の開放時には、図４４に示されるように、上記第一実施形態の場合（図１４参照）に比べて、バタフライバルブ２３０のバイパス側部２３２とバイパス通路２８０の内壁２８１、２８２とからバルブ開放時に形成される排気ガスの流路面積を拡大させることができるため、バイパス通路２８０から合流部２０１へ流入する排気ガスの流量を増加させることができる（図４４の太線矢印参照）。
【０１８０】
［第九実施形態］
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第九実施形態について、図４５〜図４７を参照しながら詳細に説明する。図４５は、第九実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す部分断面図である。図４６は、同ＥＧＲ装置におけるクーラ通路開放時の状態を示す説明図である。図４７は、同ＥＧＲ装置におけるバイパス通路開放時の状態を示す説明図である。なお、図４６及び図４７では、排気ガスの流れが太線矢印で示されている。
【０１８１】
第九実施形態に係るエンジンコントロールシステムは、上記第六実施形態のＥＧＲ装置に対して、クーラ通路及びバイパス通路の形状が相違したものである。なお、第九実施形態のエンジンコントロールシステムにおいて、上記実施形態と同一の構成品については、図面に同符号を付してその説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
【０１８２】
本実施形態に係るクーラ通路２９０の内壁は、図４５に示されるように、全閉時におけるバタフライバルブ２３０に対して平行となるようになるように形成されたストレート部２９１を備えている。また、バイパス通路３００の内壁も、全閉時におけるバタフライバルブ２３０に対して平行となるようになるように形成されたストレート部３０１を備えている。クーラ通路２９０のストレート部２９１と、バイパス通路３００のストレート部３０１とは、同軸上に設けられており、共通の隔壁３１０により隔てられている。そして、この隔壁３１０の合流部２０１に面する先端には、バタフライバルブ２３０の回転軸２０５が、クーラ通路２９０の中心軸及びバイパス通路３００の中心軸のいずれとも直交するよう設けられている。
【０１８３】
本実施形態に係るＥＧＲ装置では、クーラ通路２９０の開放時に、図４６に示されるように、クーラ通路２９０から合流部２０１を通過して下流へと流れる排気ガスの回り込みをスムーズにすることができる。これは、上記第六実施形態の場合に比べて、本実施形態では、クーラ通路２９０のストレート部２９１、バタフライバルブ２３０及び合流部２０１の内壁２０２により、同一回転方向に緩やかなカーブを描くように排気ガスの流路を形成できるからである（図４６の太線矢印参照）。これにより、クーラ通路２９０の開放時における排気ガスの流量を増加させることができる。
【０１８４】
一方、バイパス通路３００の開放時には、図４７に示されるように、バイパス通路３００から合流部２０１を通過して下流へと流れる排気ガスの回り込みをスムーズにすることができる。これは、上記第六実施形態の場合に比べて、本実施形態では、バイパス通路３００のストレート部３０１、バタフライバルブ２３０及び合流部２０１の内壁２０２により、同一回転方向に緩やかなカーブを描くように排気ガスの流路を形成できるからである（図４７の太線矢印参照）。これにより、バイパス通路３０の開放時における排気ガスの流量を増加させることができる。
【０１８５】
［第十実施形態］
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第十実施形態について、図４８〜図５０を参照しながら詳細に説明する。図４８は、第十実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す部分断面図である。図４９は、同ＥＧＲ装置におけるクーラ通路開放時の状態を示す説明図である。図５０は、同ＥＧＲ装置におけるバイパス通路開放時の状態を示す説明図である。なお、図４９及び図５０では、排気ガスの流れが太線矢印で示されている。
【０１８６】
第十実施形態に係るエンジンコントロールシステムは、上記第六実施形態のＥＧＲ装置に対して、ＥＧＲパイプの形状が相違したものである。なお、第十実施形態のエンジンコントロールシステムにおいて、上記実施形態と同一の構成品については、図面に同符号を付してその説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
【０１８７】
本実施形態に係るＥＧＲパイプ３２０は、合流部２０１に連通する連通口３２１よりも通路断面積を拡大させるように形成されている。より詳細には、本実施形態において、ＥＧＲパイプ３２０の内壁３２３、３２２は、連通口３２１より大きな通路断面積を有するとともに全閉時におけるバタフライバルブ２３０に対して垂直となるように形成されたストレート部３２３と、ストレート部３２３の連通口３２１側端部に外側に膨らむように形成された湾曲部３２２とを備えている。
【０１８８】
本実施形態に係るＥＧＲ装置によると、クーラ通路２１０の開放時には、図４９に示されるように、ＥＧＲパイプをストレート形状に形成した場合に比べて、外側に膨らむように形成された湾曲部３２２により、クーラ通路２１０から合流部２０１へ流入した排気ガスがＥＧＲパイプ３２０に流入する際の流れ抵抗を低減させることができる。これにより、合流部２０１からＥＧＲパイプ３２０へ流入する排気ガスの流量を増加させることができる（図４９の太線矢印参照）。一方、バイパス通路２２０の開放時には、図５０に示されるように、ＥＧＲパイプをストレート形状に形成した場合に比べて、外側に膨らむように形成された湾曲部３２２により、バイパス通路２２０から合流部２０１へ流入した排気ガスがＥＧＲパイプ３２０に流入する際の流れ抵抗を低減させることができる。これにより、合流部２０１からＥＧＲパイプ３２０へ流入する排気ガスの流量を増加させることができる（図５０の太線矢印参照）。
【０１８９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。以下（１）〜（４）に、その一例を示す。
（１）上記実施形態では、クーラ通路６０及びバイパス通路７０の合流部５５、１１１、１２５に、各通路６０、７０を流れる排気ガスの流量を制御する機構が設けられているが、クーラ通路６０及びバイパス通路７０の分岐部５２に各通路６０、７０を流れる排気ガスの流量を制御する機構を設けてもよい。この構成を実現する一態様として、上記したいずれかの実施形態に係るＥＧＲ装置において、排気ガスを逆向き（図面では矢印の逆向き）に流ようにした態様を例示できる。
（２）上記実施形態では、断面長方形状のクーラ通路６０及びバイパス通路７０が開示されているが、この形状を上記形状に限られず配管状況や他の条件等により自由に変更してもよい。
（３）上記実施形態では、バイパス通路７０に冷却機構が設けられていないが、バイパス通路７０に、クーラ通路６０が備えるクーラ機構６５より低い冷却効果を有するクーラ機構を設けてもよい。
（４）上記実施形態のいずれにおいても、ターボチャージャの有無、気筒数、直噴式又はポート噴射式のいずれであるか、ディーゼルエンジン又はガソリンエンジンのいずれであるか等については、適宜変更して具体化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】本発明を具体化した実施形態に係るエンジンコントロールシステムを示す全体構成図である。
【図２】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す断面図である。
【図３】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるクーラ通路及びバイパス通路の一態様を示す全体斜視図である。
【図４】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるクーラ通路の一態様を示す断面図である。
【図５】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるクーラ通路及びバイパス通路の一態様を示す断面図である。
【図６】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるバルブ駆動機構を示す正面図である。
【図７】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるバルブ駆動機構を示す一部断面図である。
【図８】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるバルブ駆動機構の減速機構を示す正面図である。
【図９】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるバルブ駆動機構による両通路閉鎖時のバルブ駆動状態を示す説明図である。
【図１０】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるバルブ駆動機構によるクーラ通路開放時のバルブ駆動状態を示す説明図である。
【図１１】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるバルブ駆動機構によるバイパス通路開放時のバルブ駆動状態を示す説明図である。
【図１２】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＣＵが行うバタフライバルブの制御内容を示すフローチャートである。
【図１３】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるクーラ通路の開度調整時における排気ガスの流れを示す説明図である。
【図１４】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるバイパス通路の開度調整時における排気ガスの流れを示す説明図である。
【図１５】第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備える両通路閉鎖時における排気ガス遮断状態を示す説明図である。
【図１６】第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図１７】第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるバイパス通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図１８】第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおける両通路閉鎖時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図１９】第三実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図２０】第三実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるバイパス通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図２１】第三実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおける両通路閉鎖時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図２２】第四実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図２３】第四実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるバイパス通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図２４】第四実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおける両通路閉鎖時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図２５】第四実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備える各ギヤを示す正面図である。
【図２６】第五実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図２７】第五実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるバイパス通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図２８】第五実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおける両通路閉鎖時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図２９】第五実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置に備わるカム機構のカムを示す斜視図である。
【図３０】第五実施形態の変更例に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路の開度調整時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図３１】第五実施形態の変更例に係るエンジンコントロールシステムにおける両通路開放時のＥＧＲ装置を示す概略構成図である。
【図３２】第五実施形態の変更例に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備えるカム機構のカムを示す斜視図である。
【図３３】第六実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す断面図である。
【図３４】第六実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備える回転軸及びバタフライバルブを示す正面図である。
【図３５】第六実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置が備える回転軸及びバタフライバルブを示す分解断面図である。
【図３６】第六実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す部分拡大図である。
【図３７】第六実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路開放時の状態を示す説明図である。
【図３８】第六実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるバイパス通路開放時の状態を示す説明図である。
【図３９】第七実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す部分断面図である。
【図４０】第七実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路開放時の状態を示す説明図である。
【図４１】第七実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるバイパス通路開放時の状態を示す説明図である。
【図４２】第八実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す部分断面図である。
【図４３】第八実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路開放時の状態を示す説明図である。
【図４４】第八実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるバイパス通路開放時の状態を示す説明図である。
【図４５】第九実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す部分断面図である。
【図４６】第九実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路開放時の状態を示す説明図である。
【図４７】第九実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるバイパス通路開放時の状態を示す説明図である。
【図４８】第十実施形態に係るエンジンコントロールシステムのＥＧＲ装置を示す部分断面図である。
【図４９】第十実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるクーラ通路開放時の状態を示す説明図である。
【図５０】第十実施形態に係るエンジンコントロールシステムにおけるバイパス通路開放時の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１９１】
１    エンジンコントロールシステム
１０    エンジン
１３    燃焼室
３０    吸気通路
４０    排気通路
５０    ＥＧＲ装置
５１    ＥＧＲパイプ
５２    分岐部
５５    合流部
５６    内壁
６０    クーラ通路
６１    連通口（分岐部側）
６２    連通口（合流部側）
６５    クーラ機構（ＥＧＲクーラ）
７０    バイパス通路
７１    連通口（分岐部側）
７２    連通口（合流部側）
７５    隔壁部
７６    回転軸
８０    バタフライバルブ
８１    クーラ側部
８２    バイパス側部
８５    バルブ駆動機構
８６    駆動モータ
１００    ＥＣＵ
【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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