(57)【要約】【課題】タービン６ａ及び第一圧縮機６ｂを有する排気ターボ過給機６と、第二圧縮機を有する機械式過給機７とを備えた過給機付エンジン１において、全てのエンジン負荷領域において高い排気ガス再循環率と高い充填圧を同時に実現する。【解決手段】排気管４におけるタービン６ａの下流側から分岐して吸気管２における第二圧縮機（機械式過給機７）の上流側に開口する再循環通路１１を有する排気ガス再循環システム１０と、吸気管２における再循環通路１１の開口点の上流側、又は、排気管４における再循環通路１１の分岐点の下流側のいずれかの位置に配設された絞り弁１２とを備える。【選択図】図１
2009115089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒に新気又は新混合気を供給するための吸気管と、
上記気筒から排気ガスを排出するための排気管と、
上記排気管に配設されたタービンと上記吸気管の中に配置された第一圧縮機とを有する排気ターボ過給機と、
上記吸気管における上記第一圧縮機の上流側に配設された第二圧縮機を有する機械式過給機と、
内部に閉鎖要素が配置され且つ上記吸気管における上記第二圧縮機の上流側から分岐し、上記吸気管における上記第二圧縮機の下流側に再び繋がる第一バイパス通路と
を備えた過給機付エンジンにおいて、
上記排気管における上記タービンの下流側から分岐して上記吸気管における上記第二圧縮機の上流側に開口する再循環通路を有する排気ガス再循環システムと、
上記吸気管における上記再循環通路の開口点の上流側、又は、上記排気管における上記再循環通路の分岐点の下流側のいずれかの位置に配設された絞り弁と
を備えたことを特徴とする過給機付エンジン。
【請求項２】
上記吸気管における上記第一圧縮機の上流側から分岐し且つ上記吸気管における上記第一圧縮機の下流側に再び開口する第二バイパス通路が設けられ、
上記第二バイパス通路の中に閉鎖要素が配設されている、
請求項１記載の過給機付エンジン。
【請求項３】
上記気筒からの排気ガスを、上記タービンをバイパスして上記排気管における上記タービンの下流側に吹き出す第三バイパス通路が設けられ、
上記第三バイパス通路には、上記排気管への排気ガス吹出し量を制御するための閉鎖要素が設けられている、
請求項１又は２記載の過給機付エンジン。
【請求項４】
上記タービンが可変タービンジオメトリを持つ、
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の過給機付エンジン。
【請求項５】
上記吸気管における上記第一圧縮機の下流側に、該第一圧縮機で圧縮された空気を冷却するインタークーラーが配設されている、
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の過給機付エンジン。
【請求項６】
上記吸気管における上記第一及び第二圧縮機の間に、該第二圧縮機で圧縮された空気を冷却するインタークーラーが配設されている、
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の過給機付エンジン。
【請求項７】
上記排気ガス再循環システムにおける上記再循環通路に、該再循環通路を流れる排気ガスを冷却するクーラーが設けられている、
請求項１乃至６のいずれか一つに記載の過給機付エンジン。
【請求項８】
上記排気ガス再循環システムにおける上記再循環通路に、閉鎖要素が設けられる、
請求項１乃至７のいずれか一つに記載の過給機付エンジン。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一つに記載の過給機付エンジンの運転方法であって、
上記再循環通路による再循環ガスの量を増大させるため、上記吸気管又は上記排気管の中に配設された絞り弁をより閉じ側に制御する工程と、
上記再循環通路による再循環ガスの量を低減させるため、上記吸気管又は上記排気管の中に配設された絞り弁をより開き側に制御する工程と
を含む過給機付エンジンの運転方法。
【請求項１０】
エンジン負荷が増大するにつれて、上記吸気管又は上記排気管に配設された絞り弁をより大きく開く工程と、
エンジン負荷が低減するにつれて、上記吸気管又は上記排気管に配設された絞り弁をより閉じる工程と
を含む請求項９に記載の過給機付エンジンの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機付エンジンに関連する。より具体的には、気筒に新気又は新混合気を供給するための吸気管と、上記気筒から排気ガスを排出するための排気管と、この排気管に配設されたタービンと上記吸気管の中に配置された第一圧縮機とを有する排気ターボ過給機と、上記吸気管における上記第一圧縮機の上流側に配設された第二圧縮機を有する機械式過給機と、内部に閉鎖要素が配置され且つ上記吸気管における上記第二圧縮機の上流側から分岐し、上記吸気管における上記第二圧縮機の下流側に再び繋がる第一バイパス通路とを備えた過給機付エンジンに関連する。本発明はまた、上述の形式の過給機付エンジンの運転方法にも関連する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書において、エンジンという用語は、火花点火エンジン、ハイブリッド駆動システム若しくはハイブリッド車のエンジン、又は、ディーゼルエンジンを含む。
【０００３】
一般に、エンジンを過給するためには、圧縮機及びタービンが同じシャフト軸上に配置され、熱い排気ガス流がタービンに供給されてタービン内でエネルギーを放出すべく膨張させられ、その結果としてシャフトを回転させる、排気ターボ過給機が使用されている。排気流からタービンそして最終的にシャフトへ伝達されたエネルギーは、シャフト上に同様に配設された圧縮機を駆動するために利用される。圧縮機はそこに供給された充填空気を圧縮し、その結果、充填空気の気筒への過給が得られる。
【０００４】
また、エンジンを過給するために、上述したように排気ターボ過給機が熱い排気ガスの排気エネルギーを利用するのとは異なり、エンジンそのものから駆動に必要なエネルギーを取る形式の機械式過給機が使用される場合もある。いずれの場合にも、充填空気を冷却するためにインタークーラーが設けられる場合がある（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
上記過給は第一にエンジンの出力を増大する働きをする。すなわち、燃焼工程に必要な空気が圧縮され、その結果、仕事サイクルあたり、より多くの質量の空気が各気筒に供給され得る。このようにして、燃料質量及び平均有効圧pmeが増大され得る。
【０００６】
したがって、過給は排気量（行程容積）を変えずにエンジンの出力を増大させる、或いは、出力の大きさを変えずに排気量を低減するのに適切な手段である。いずれにせよ、過給は特定の性能を向上させる。自動車が所定の過渡状態において、負荷の総量が固有のより低い消費量に変化させられ得る。その結果として、過給はエンジンの燃料消費率の低下、すなわち、エンジンの効率の改善を促進する。
【０００７】
過給機付エンジンの更なる基本的な目的は、汚染物質排出量の低減である。エンジンの過給は、この問題を解決する手段でもあり得る。特に、目標とされる設計の過給の場合、効率及び排気エミッションにおいて優位性を得ることが可能である。したがって、適切な過給によって、例えばディーゼルエンジンにおいて、効率を損失することなく窒素酸化物の低減が可能である。同時に、炭化水素の排出にも効果的な影響を与える場合がある。同様に、燃料消費に直接関係する二酸化炭素の排出も、燃料消費量の低下に伴って低減する。したがって、過給は汚染物質排出量の低減にも適している。
【特許文献１】特開平９−２４２５４９号公報
【特許文献２】特表２００８−５３７０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
過給機付エンジンの開発の更なる目的は、エンジンの動的な運転における応答特性を改善すること、及び、低回転領域におけるトルク特性を改善することである。
【０００９】
具体的には、従来技術においては、所定の回転速度を下回る場合に知覚可能なトルク低下が観測される。この結果は望ましくなく、排気ターボ過給機の最も重要な欠点の一つである。
【００１０】
もし充填圧がタービン圧力比に依存することを考慮するならば、上述のトルク低下は理解できる。例えばディーゼルエンジンにおいて、もしエンジン速度が低減されたならば、これは、排気質量流量の低下をもたらし、その結果、タービン圧力比の低下をもたらす。このことが、低回転になるほど、トルク低下と同義である充填圧の低下をもたらす。
【００１１】
ここで、充填圧の低下は、タービン圧力比の増大を伴うタービンの断面積の大きさの低減によって対策することが基本的に可能であるが、これは高回転における不利益をもたらす。
【００１２】
トルク特性を改善するために、複数のターボ過給機、又は、排気ターボ過給機と機械式過給機との組み合わせが使用されることが多い。排気ターボ過給機に加えて上述の機械式過給機が設けられたエンジンもまた、本発明の主題である。
【００１３】
しかしながら、汚染物質排出に関する将来の規制に適合するために、更なる対策が必要になる場合がある。ここでは、特にディーゼルエンジンに関連のある窒素酸化物の排出を低減することに焦点をあてる。窒素酸化物の形成には過剰な空気のみではなく、高温も必要とするので、窒素酸化物を低減するためのコンセプトの一つが、燃焼工程の改善、或いは、比較的低温の燃焼温度を用いる方法である。
【００１４】
ここでの手段は、排気ガス再循環（exhaust-gas recirculation: EGR）、即ち、排気管から出て吸気管に入る燃焼ガスの再循環であり、これにより、排気ガス再循環率（ＥＧＲ率）の増加に伴って窒素酸化物の排出を大幅に低減することが出来る。ここで、排気ガス再循環率ｘEGRは以下の式（１）によって規定される。
【００１５】
ｘEGR =mEGR /(mEGR +mFresh air)        …（１）
ここで、mEGR は再循環する排気ガスの質量を表し、mFresh airは供給された空気、好ましくは圧縮された新気又は充填空気の質量を表す。
【００１６】
排気ガス再循環はまた、部分負荷領域における未燃炭化水素の排出を低減するのに適している。
【００１７】
窒素酸化物の大幅な低減を得るため、xEGR が60％から70％の大きさの高い排気ガス再循環率が必要である。
【００１８】
従来技術に従って排気ガス再循環と排気ターボ過給とを同時に使用するとき、従来のコンセプトでは、再循環される排気ガスがタービンの上流の排気管から引き出され、タービンを駆動するために利用できなくなるので、排気ガス再循環と排気ターボ過給との目的の干渉を必然的にもたらす。排気管から出て吸気管に入る排気ガスの再循環は差圧、換言すれば、排気側から吸気側への圧力勾配を必要とする。高いＥＧＲ率を得るためには、それに対応する高い圧力勾配が必要とされる。
【００１９】
この理由により、従来技術においては、排気ガス再循環のための通路、即ち再循環通路が、排気管の中の排気の背圧が吸気管の中の充填圧よりも確実に高くなるように排気管のタービンよりも上流側から分岐し、それにより、必要とされる圧力勾配が得られる。
【００２０】
この従来技術に対し、本発明の目的は、上記のような過給機付エンジンにおいて、従来技術における不利点を克服し、そして、全てのエンジン負荷領域において高い排気ガス再循環率と高い充填圧を同時に実現することの出来る過給機付エンジンを提供することを目的とする。
【００２１】
本発明の更なる目的は、上述した過給機付エンジンの運転方法を明らかにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の第一の目的は、気筒に新気又は新混合気を供給するための吸気管と、上記気筒から排気ガスを排出するための排気管と、上記排気管に配設されたタービンと上記吸気管の中に配置された第一圧縮機とを有する排気ターボ過給機と、上記吸気管における上記第一圧縮機の上流側に配設された第二圧縮機を有する機械式過給機と、内部に閉鎖要素が配置され且つ上記吸気管における上記第二圧縮機の上流側から分岐し、上記吸気管における上記第二圧縮機の下流側に再び繋がる第一バイパス通路とを備えた過給機付エンジンにおいて、上記排気管における上記タービンの下流側から分岐して上記吸気管における上記第二圧縮機の上流側に開口する再循環通路を有する排気ガス再循環システムと、上記吸気管における上記再循環通路の開口点の上流側、又は、上記排気管における上記再循環通路の分岐点の下流側のいずれかの位置に配設された絞り弁とを備えたことを特徴とする過給機付エンジンによって、達成される。
【００２３】
この発明に従うエンジンは、所謂低圧ＥＧＲシステム、すなわち、排気ガス再循環において排気ガスがタービンの上流側からではなく、下流側から引き出されるタイプのＥＧＲシステムが取り付けられたものである。
【００２４】
これは、従来のエンジンと比べ、再循環された排気ガスが吸気管に再循環される前にタービンの中を流れ、それによりタービンを駆動するのに利用される点で、大きな利点を持つ。この点において、排気ガス再循環と排気ターボ過給との目的の干渉は解決される。なぜなら、高ＥＧＲ率、すなわち、大量に再循環される排気が、タービン圧力比又は圧縮機における圧力比の低下をもたらさず、それゆえ、トルクの利用可能性の低下をもたらさないからである。
【００２５】
本発明に従うエンジンは、大量の排気ガスを再循環し、そして同時に、十分に高い充填圧を生成又は供給し、特に部分負荷領域におけるエンジンの運転特性の改善に大きな効果をもたらす。
【００２６】
排気ガス再循環に必要とされる排気側と吸気側との間の圧力勾配（差圧）を確保又は確かなものとするために絞り弁が設けられ、この絞り弁が、圧力勾配すなわちＥＧＲ率を調整する手段である。
【００２７】
絞り弁は、吸気管における再循環通路の開口点の上流側に配設される場合がある。この場合、絞り弁を閉位置の方向に調節することにより、吸気圧が絞られる、すなわち、低減されることが可能となる。この例において、圧力勾配すなわちＥＧＲ率は、絞り弁の下流側の吸気管の中の圧力を低下させることにより増大する。
【００２８】
一方、絞り弁が、排気管における再循環通路の分岐点の下流側に配設される場合もある。その絞り弁を閉位置の方向に調節することにより、排気管における、絞り弁の上流側の排気背圧が影響を受け、換言すれば、増大される。この例においては、圧力勾配すなわちＥＧＲ率は、排気管の背圧を増大させることにより増加される。
【００２９】
これら二つの実施形態は、ＥＧＲ率が絞り弁によって制御又は調節される点において共通である。絞り弁を開放方向又は閉鎖方向に調節することにより、吸気管内の圧力又は排気管内の排気背圧が直接的に変えられ、その結果、ＥＧＲ率が間接的に調節即ち制御される。
【００３０】
このように絞り弁が閉鎖されるほど、排気側と吸気側との差圧が大きくなって、ＥＧＲ率が大きくなる。
【００３１】
第一バイパス通路は基本的に、機械式過給機（第二圧縮機）をバイパスしながら、排気ターボ過給機の第一圧縮機に新気を供給するのを可能とする。その結果、第一バイパス通路は第一圧縮機に新気を直接的に供給することを可能とし、これにより、エンジンのシングル・ステージ過給を実現する。
【００３２】
一方、第一バイパス通路は閉鎖要素によって、特に低回転速度又は低負荷における充填圧に影響を与える、換言すれば、制御することが出来る。
【００３３】
充填圧を増大するために、第一バイパス通路内に配設された閉鎖要素が閉鎖方向へ調節される。それにより、エンジンに実際に運ばれて供給される空気質量、及び、空燃比λが増大可能である。
【００３４】
反対に、充填圧を低減するために、閉鎖要素が開放方向へ調節され、その結果、第一バイパス通路から、より多くの充填空気が吹出される。
【００３５】
このような取り組みは、高ＥＧＲ率、及び、充填空気量の増大、或いは、高い空燃比λが、低回転数又は低中負荷において行われるときに、特に有利である。
【００３６】
低回転領域における機械式過給機の第二圧縮機による充填空気の圧縮は、過給機のエンジンへの機械的な接続の結果、応答性を改善し、そして、低回転領域におけるトルクの利用可能性を改善する。
【００３７】
もし、充填空気の２ステージ圧縮が好ましいならば、第一バイパス通路内の閉鎖要素が閉じられるべきである。
【００３８】
したがって、第一圧縮機は、２ステージ圧縮の下で第二圧縮機によって予圧縮された空気質量流を圧縮する場合も有れば、予圧縮されていない空気質量流を圧縮する場合もある。
【００３９】
二つの圧縮機の設計は、第一バイパス通路の制御に特に依存する。もし第一バイパス通路が、機械式過給機が大量の空気質量を運べないとの理由で比較的高い回転速度或いは高い充填空気量において開放されるならば、第一圧縮機はそれに応じて大きな寸法に設定される。
【００４０】
本発明に従うエンジンは、先に詳述したように、本発明の第一の目的を達成する。具体的には、エンジンの全ての負荷領域において高い排気ガス再循環率と高い充填圧とを同時に満たすことが可能な過給機付エンジンを提供することが出来る。
【００４１】
更なる有利なエンジンの実施形態を、以下に説明する。
【００４２】
吸気管における第一圧縮機の上流側の位置から分岐して第一圧縮機の下流側の位置に再び開口する第二バイパス通路と、その第二バイパス通路に設けられた閉鎖要素とを備える実施形態のエンジンが有利である。
【００４３】
この実施形態は、第一圧縮機がバイパスされるのを可能とし、充填空気を第一圧縮機で圧縮しないで気筒へ供給することを可能とする。
【００４４】
上記気筒からの排気ガスを上記タービンをバイパスして上記排気管における上記タービンの下流側に吹き出す第三バイパス通路が設けられ、上記第三バイパス通路には、上記排気管への排気ガス吹出し量を制御するための閉鎖要素が設けられている実施形態のエンジンが有利である。
【００４５】
ウエストゲート・タービンとしてタービンを設計することが、タービン断面積の寸法を小さく設定でき、換言すれば、比較的小さな排気量用に構成することが出来る。もし排気質量流量が臨界値を上回るならば、排気ガスの所謂吹出し量としての排気流量の一部が、第三バイパス通路を通ってタービンを迂回する。
【００４６】
タービンが小さいほど慣性が小さく、その結果、比較的小さな慣性質量モーメントにより、迅速にローターが加減速される。したがって、エンジンの応答特性が改善される。
【００４７】
さらに、小さなタービンは軽量で搭載スペースも小さく、それにより、エンジンルーム内により凝縮したパッケージが可能であり、特にタービンを気筒に近づける望ましい配置が可能である。
【００４８】
第一バイパス通路内の閉鎖要素が、バルブ又はスロットル・フラップである実施形態のエンジンが有利である。
【００４９】
上記絞り弁が、電気、油圧、流体圧、機械式、又は、磁気により、好ましくはエンジン制御器によって制御可能である実施形態が有利である。
【００５０】
タービンが可変タービンジオメトリを持つ実施形態のエンジンが有利である。
【００５１】
可変タービンジオメトリは過給のフレキシビリティを増大させる。それは結果として、対応するエンジンの動作点或いは現在の排気ガス質量流量に対するタービンのジオメトリの種々の適用を許容する。
【００５２】
特に、可変タービンジオメトリを備えたタービンとタービンをバイパスする第三バイパス通路との組み合わせが、タービンが小さな排気質量用、即ち、部分負荷領域用に構成されることを可能とする。それは、低回転における高いタービン圧力比、すなわち、小さな排気質量流量を得ることを可能とする。
【００５３】
しかしながら、タービンは、基本的に固定された、可変でないジオメトリを持つ場合もある。
【００５４】
吸気管における第一圧縮機の下流側に、該第一圧縮機で圧縮された空気を冷却するインタークーラーが配設される実施形態のエンジンが有利である。そのインタークーラーは空気の温度を下げ、それにより、運ばれる吸気流の密度を増加し、その結果、燃焼室の充填の改善に貢献する。
【００５５】
吸気管における第一及び第二圧縮機の間に、該第二圧縮機で圧縮された空気を冷却するインタークーラーが配設される実施形態のエンジンが有利である。そのようなインタークーラーは、適切な場合に第一バイパス通路を介して吸い込まれる質量流が該インタークーラーを通過しないように、吸気管における第一バイパス通路の開口点の上流側に配設されるのが好ましい。
【００５６】
第一及び第二圧縮機の間の上記インタークーラーは、供給流の温度を下げて密度を上げ、そして、質量流量が同じと仮定した場合の、第一圧縮機を通る流量の体積を低減する。その結果、第一圧縮機は小さな寸法に設定可能であり、それは、既に上述した小さいタービンに関連する有利点をもたらす。
【００５７】
上記排気ガス再循環システムにおける上記再循環通路に、該再循環通路を流れる排気ガスを冷却するクーラーが設けられた実施形態のエンジンが有利である。このようなクーラーは、熱い排気ガス流の温度を下げ、それにより、排気ガスの密度を上げ、その結果、大きな質量の排気ガスが再循環され得る。吸気管内での新気と再循環排気ガスとの混合の間に生成される新充填空気の温度が低下し、その結果、上記再循環通路のクーラーは燃焼室の充填の改善に寄与する。
【００５８】
上記排気ガス再循環システムにおける上記再循環通路に、閉鎖要素が設けられた実施形態のエンジンが有利である。このような閉鎖要素は、上記絞り弁に加えて、排気ガス再循環率の制御を提供する。
【００５９】
上記再循環通路の閉鎖要素は、排気ガス再循環がエンジンの全負荷運転時に完全に抑制されるときに特に有利であり、そのときに閉鎖要素は閉じられる。
【００６０】
本発明の目的を達成する第二の観点は、上述した形式の過給機付エンジンの制御方法であって、再循環ガスの量、すなわち、ＥＧＲ率を増大させるため、上記吸気管又は上記排気管の中に配設された絞り弁をより閉じ側に制御する工程と、再循環ガスの量、すなわち、ＥＧＲ率を低減させるため、上記吸気管又は上記排気管の中に配設された絞り弁をより開き側に制御する工程とを含む制御方法である。
【００６１】
エンジンに関連して、上述した内容が、本発明に従う方法にも同様に適用される。
【００６２】
エンジン負荷が増大するにつれて、上記吸気管又は上記排気管に配設された絞り弁をより大きく開く工程と、エンジン負荷が低減するにつれて、上記吸気管又は上記排気管に配設された絞り弁をより閉じる工程とを含む制御方法が有利である。
【００６３】
この実施形態は、エンジン負荷が大きくなるほど再循環される排気ガスの量が少なくなることを可能とする。エンジンが部分負荷運転されているときに高い排気ガス再循環率が好ましいが、高負荷、とりわけ全負荷においては、少ない量の排気ガスが再循環される、すなわち、少量の排気ガス再循環が行われる。この目的のため、絞り弁が上述したように駆動される、換言すれば、開閉される必要がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
図１は、例として５つの気筒３を備える過給機付エンジン１の実施形態を示す。このエンジン１の気筒３は直列に並んでいる。
【００６５】
排気管４が、気筒３からの熱い排気ガスを排出するために設けられる。また、エンジン１は、気筒３に新気或いは新混合気を供給するための吸気管２を備える。
【００６６】
エンジン１は、排気ターボ過給機６と機械式過給機７とを備えている。排気ターボ過給機６は、排気管４に配設されたタービン６ａと、吸気管２に配設された第一圧縮機６ｂとを有する。機械式過給機７は、吸気管２における第一圧縮機６ｂの上流側に配設された第二圧縮機を有する。タービン６ａは、可変タービンジオメトリを持つことが好ましい。
【００６７】
機械式過給機７（第二圧縮機）をバイパスするため、吸気管２における機械式過給機７の上流側から分岐し、そして、吸気管２における機械式過給機７の下流側に再び開口する第一バイパス通路８が設けられている。
【００６８】
第一バイパス通路８は、特に低回転数において充填空気の吹出しによって充填圧を調整する機能をする。閉鎖要素９が第一バイパス通路８を開閉するためにその中に設けられる。
【００６９】
気筒３に供給される新気は、低圧ステージとして機能する機械式過給機７の第二圧縮機と、高圧ステージとして機能する、第二圧縮機の下流側に配設された第一圧縮機６ｂとを用いて、２ステージで圧縮される。しかしながら、閉鎖要素９を開放位置にすることで、シングルステージの圧縮もまた利用可能である。
【００７０】
同様に、排気ターボ過給機６のタービン６ａ及び第一圧縮機６ｂをそれぞれバイパスするために第二及び第三バイパス通路14，16がそれぞれ設けられる場合があり、その場合、第二及び第三バイパス通路14，16内には閉鎖要素15，17がそれぞれ配置され得る。第二バイパス通路14は、吸気管２における第一圧縮機６ｂの上流側（より詳しくは、吸気管２における第一圧縮機６ｂと第一バイパス通路８の開口点との間）から分岐し且つ吸気管２における第一圧縮機６ｂの下流側に再び開口する。第三バイパス通路16は、気筒３からの排気ガスをタービン６ａをバイパスして排気管４におけるタービン６ａの下流側に吹き出す。
【００７１】
インタークーラー５が、吸気管２における第一圧縮機６ｂの下流側に配置されていて、供給される流体（第一圧縮機６ｂで圧縮された空気）の温度を下げて密度を増加させる。
【００７２】
吸気管２における第一圧縮機６ｂと機械式過給機７（第二圧縮機）との間に、該第二圧縮機で圧縮された空気を冷却するインタークーラーを配設してもよい。このインタークーラーは、吸気管２における第一バイパス通路８の開口点の上流側に配設されるのが好ましい。
【００７３】
図１に示されたエンジン１は、排気管４におけるタービン６ａの下流側から分岐して吸気管２における機械式過給機７（第二圧縮機）の上流側に開く再循環通路11を備えた低圧ＥＧＲシステム10を備える。
【００７４】
再循環通路11には、該再循環通路を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラー13が設けられている。
【００７５】
気筒３からの排気は、従来技術のように排気管４におけるタービン６ａの上流側からではなく、タービン６ａの下流側から引き出され、その結果、排気が、再循環される前にタービン６ａを通過すると同時にタービン６ａを駆動する働きをし、間接的に第一圧縮機６ｂを駆動する。
【００７６】
絞り弁12が吸気管２における再循環通路11の開口点の上流側に配設されており、この絞り弁12によって、排気ガス再循環に必要とされる排気管４と吸気管２との間の差圧が変化する。
【００７７】
絞り弁12を閉じるほど、絞り弁12の下流側における吸気管２内の圧力が低下する。その結果、排気管４と吸気管２との間の圧力勾配（差圧）が増大し、ＥＧＲ率が上昇する。このように絞り弁12によって、該絞り弁12の下流側における吸気管２内の圧力を低減することにより上記圧力勾配を上昇させてＥＧＲ率を調節する。
【００７８】
したがって、再循環ガスの量（ＥＧＲ率）を増大させるためには、絞り弁12をより閉じ側に制御し、再循環ガスの量（ＥＧＲ率）を低減させるためには、絞り弁12をより開き側に制御する。
【００７９】
エンジン負荷が増大するにつれて絞り弁12をより大きく開き、エンジン負荷が低減するにつれて絞り弁12をより閉じるようにすることが好ましい。
【００８０】
上記再循環通路11に閉鎖要素を設けて、この閉鎖要素により、絞り弁12と共に、ＥＧＲ率を制御するようにすることが好ましい。特にエンジン１の全負荷運転時には、排気ガス再循環が完全に抑制されるように、再循環通路11の閉鎖要素を閉じることが好ましい。
【００８１】
図２は、過給機付エンジン１の第二実施形態の概略図を示す。尚、図１に示された実施形態と異なる点のみを説明し、その他の点については図１を参照されたい（同じ参照符号が同じ構成部品に使用されている）。
【００８２】
図１に示した実施形態とは異なり、図２に示されたエンジン１においては、絞り弁12が排気管４に配設されている。具体的には、排気管４における再循環通路11の分岐点の下流側に配設されている。
【００８３】
その絞り弁12を閉じ方向に調節することにより、排気管４における絞り弁12の上流側の排気背圧が上昇する。排気再循環システム10に必要とされる圧力勾配は、絞り弁12により排気管４内の排気背圧を増大させることにより増加し、それによりＥＧＲ率が上昇する。
【００８４】
したがって、図１に示した実施形態と同様に、再循環ガスの量（ＥＧＲ率）を増大させるためには、絞り弁12をより閉じ側に制御し、再循環ガスの量（ＥＧＲ率）を低減させるためには、絞り弁12をより開き側に制御する。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に従ったエンジンの第一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明に従ったエンジンの第二実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８６】
１      過給機付エンジン
２      吸気管
３      気筒
４      排気管
５      インタークーラー
６      排気ターボ過給機
６ａ    タービン
６ｂ    第一圧縮機
７      機械式過給機（第二圧縮機）
８      第一バイパス通路
９      閉鎖鋳要素
１０    排気ガス再循環システム
１１    再循環通路
１２    絞り弁
１３    ＥＧＲクーラー
１４    第二バイパス通路
１５    閉鎖要素
１６    第三バイパス通路
１７    閉鎖要素
【図１】
2009115089.tif 000003
【図２】
2009115089.tif 000004