JP2013096286A - 低圧ｅｇｒ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低圧ＥＧＲ調整弁の開度センサを用いて吸気絞り弁の故障判定を行ない、且つメカストッパの強度低下を回避できる低圧ＥＧＲ装置を提供する。
【解決手段】エンジンが停止すると、メカストッパ１０によってリンク装置９の動きが規制される限界開度θ３まで低圧ＥＧＲ調整弁５を全開側に回動させる。そして、低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度が限界開度θ３と異なる開度であれば、故障が発生したと判定する。メカストッパ１０による限界開度θ３は、ＥＧＲ量調整開度範囲θ０〜θ２より大きい開度に設定される。このため、メカストッパ１０がリンク装置９の動きを規制するのは故障判定時（エンジン停止後）だけであり、メカストッパ１０にストレスが加わる頻度を少なくできる。これにより、長期に亘って使用されてもメカストッパ１０の強度低下を回避することができ、信頼性を高めることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジン（燃料の燃焼により動力を発生させる内燃機関）の排気ガスの一部を、排気通路の低排気圧範囲（排気圧の低い範囲）から、吸気通路の低吸気負圧発生範囲（吸気負圧の低い範囲）へ戻す低圧ＥＧＲ装置に関する。

（従来技術）
低圧ＥＧＲ調整弁（吸気通路へ通じる低圧ＥＧＲ流路の開度を調整するバルブ装置）の開度を検出する低圧ＥＧＲ開度センサを用いて、吸気絞り弁（吸気通路と低圧ＥＧＲ流路の合流部に吸気負圧を発生させるバルブ装置）の故障判定を行なう技術が提案されている（特許文献１参照）。

この特許文献１の技術は、リンク装置における低圧ＥＧＲ調整弁の全閉側に、リンク装置の限界開度を規制するメカストッパ（具体的にはカム溝の端部とローラの係合箇所）を設けておく。
そして、エンジンの停止後に、低圧ＥＧＲ調整弁を全閉側に回動させて、メカストッパによってリンク装置の動きを停止させる。即ち、メカストッパによってリンク装置の動きが規制される範囲まで、低圧ＥＧＲ調整弁を全閉側に回動させる。この時、低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度が、メカストッパによる限界開度であれば正常と判断し、限界開度と異なる開度であれば故障が発生したと判断するものである。

（従来技術の問題点）
この特許文献１の技術では、「ＥＧＲバルブの全閉位置」と「メカストッパによる限界開度」とを同一開度に設けることが考えられる。
低圧ＥＧＲ調整弁は、エンジン停止時はもちろん、エンジン運転中であっても全閉位置に戻される頻度が高い。
このため、低圧ＥＧＲ調整弁が全閉位置に戻される都度、メカストッパにストレス（押圧負荷）が加わる。その結果、長期に亘って多数回のストレスがメカストッパに加わることになり、メカストッパの強度低下が懸念される。

特開２０１１−３２９２９号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低圧ＥＧＲ調整弁の開度を検出する低圧ＥＧＲ開度センサを用いて吸気絞り弁の故障判定を行なうことができ、且つメカストッパの強度低下を回避できる低圧ＥＧＲ装置の提供にある。

［請求項１の手段］
エンジンが停止すると、メカストッパによってリンク装置の動きが規制される範囲まで低圧ＥＧＲ調整弁を全開側に回動させる。この時、低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度が限界開度と異なる開度であれば、故障が発生したと判定する。
このように、低圧ＥＧＲ調整弁の開度を検出する低圧ＥＧＲ開度センサによって吸気絞り弁の故障判定を行なうため、吸気絞り弁専用の開度センサを不要にでき、低圧ＥＧＲ装置のコストを低く抑えることができる。

また、メカストッパによってリンク装置の動きを規制するのは、エンジン停止後において故障判定を行う時であるため、メカストッパにストレスが加わる頻度を少なく抑えることができる。
これにより、低圧ＥＧＲ装置が長期に亘って使用されても、メカストッパの強度低下を回避することができ、低圧ＥＧＲ装置の信頼性を高めることができる。

［請求項２の手段］
請求項２の故障検出手段は、エンジン運転中にエンジンへの吸気状態（実吸気流量、過給圧、吸気温度、実ＥＧＲ流量、低圧ＥＧＲ調整弁の開度など）を検出し、検出結果から不具合が検出された場合や不具合の発生が予測される場合に、故障判定を行うものである。
これにより、エンジンの運転中であっても吸気状態に基づいて吸気絞り弁の故障判定を行なうことができる。

［請求項３の手段］
請求項３の低圧ＥＧＲ装置は、吸気絞り弁を開弁方向へ付勢する絞り弁用リターンスプリングを備える。
これにより、吸気絞り弁が制御不能になった場合でも、絞り弁用リターンスプリングの作用によって吸気絞り弁を開弁状態に維持することができ、フェールセーフを達成できる。

［請求項４の手段］
請求項４の吸気絞り弁はバタフライ弁を採用するものであり、このバタフライ弁は、回動軸より吸気下流側に配置される下流バルブ板の吸気接触面積が、回動軸より吸気上流側に配置される上流バルブ板の吸気接触面積より大きく設けられる。
これにより、吸気絞り弁が制御不能になった場合でも、吸気通路を流れる吸気の流れによって吸気絞り弁を開弁状態に維持することができ、フェールセーフを達成できる。

［請求項５の手段］
請求項５のメカストッパは、「カム溝の端部」と「溝係合体（ローラやピン等）」との係合箇所によって、低圧ＥＧＲ調整弁の全開側の限界開度を規制するものである。
このため、長期に亘って使用されても、メカストッパを構成する「カム溝の端部」および「溝係合体（ローラやピン等）」の変形や破損を防ぐことができる。

低圧ＥＧＲ調整弁と吸気絞り弁の概略図である（実施例１）。 低圧ＥＧＲ調整弁の回転角度に応じたＥＧＲ流量と吸気流量との関係を示すグラフである（実施例１）。 低圧ＥＧＲ調整弁の回転角度に応じた吸気絞り弁の開度を示す説明図である（実施例１）。 故障検出の一例を示すフローチャートである（実施例１）。 エンジンの吸排気システムの概略説明図である（実施例１）。 低圧ＥＧＲ調整弁と吸気絞り弁の概略図である（実施例２）。 吸気絞り弁の形状の説明図である（実施例３）。

図面を参照して［発明を実施するための形態］を説明する。
低圧ＥＧＲ装置１は、
（ａ）エンジン２に吸気を導く吸気通路３へＥＧＲガスを導く低圧ＥＧＲ流路４の開度調整を行なう低圧ＥＧＲ調整弁５と、
（ｂ）この低圧ＥＧＲ調整弁５を駆動する１つの電動アクチュエータ６と、
（ｃ）低圧ＥＧＲ調整弁５の開度を検出する低圧ＥＧＲ開度センサと、
（ｄ）電動アクチュエータ６を通電制御して低圧ＥＧＲ調整弁５の開度を制御する制御装置７（後述する実施例では、ＥＣＵ７）と、
（ｅ）吸気通路３と低圧ＥＧＲ流路４の合流部に吸気負圧を発生させる吸気絞り弁８と、
（ｆ）電動アクチュエータ６の出力特性を変化させて吸気絞り弁８を駆動するリンク装置９と、
（ｇ）このリンク装置９に設けられ、低圧ＥＧＲ調整弁５の全開側の限界開度θ３を、ＥＧＲ量調整開度範囲θ０〜θ２の外部において規制するメカストッパ１０（後述する実施例では、カム溝１１の端部と溝係合体１２との係合箇所）と、
（ｈ）制御装置７に設けられ、エンジン２の停止後、メカストッパ１０によってリンク装置９の回動が阻止される範囲まで低圧ＥＧＲ調整弁５を全開に回動させて「低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度」が「リンク装置９の限界開度θ３」とは異なる場合に故障判定を行なう故障検出手段（後述する実施例では、ＥＣＵ７に設けられる制御プログラム）と、
を具備する。

以下において本発明が適用された具体的な一例（実施例）を、図面を参照して説明する。実施例は具体的な一例を開示するものであって、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。なお、以下の実施例において上記［発明を実施するための形態］と同一符号は、同一機能物を示すものである。

［実施例１］
図１〜図５を参照して実施例１を説明する。
先ず、図５を参照してエンジン吸排気システムを説明する。
エンジン吸排気システムには、高圧ＥＧＲ装置２１と低圧ＥＧＲ装置１が設けられている。
高圧ＥＧＲ装置２１は、高排気圧範囲（ＤＰＦ２２の排気上流側で、高い排気圧が発生する範囲）の排気通路２３の内部と、高吸気負圧発生範囲（スロットルバルブ２４の吸気下流側で、高い吸気負圧が発生する範囲）の吸気通路３の内部とを接続して、多量のＥＧＲガスをエンジン２へ戻す排気ガス再循環装置であり、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路３の吸気下流側へ戻す高圧ＥＧＲ流路２５を備えている。
具体的な一例として、図５の高圧ＥＧＲ流路２５は、排気通路２３側がターボチャージャの排気タービン２６より排気上流（エキゾーストマニホールド）に接続され、吸気通路３側がインテークマニホールドのサージタンク２７に接続されている。

図５に示す高圧ＥＧＲ装置２１には、高圧ＥＧＲ流路２５の途中に、高圧ＥＧＲ流路２５の開度を調整することでＥＧＲガスの流量調整を行なう高圧ＥＧＲ調整弁２８と、吸気側に戻されるＥＧＲガスの冷却を行なう高圧ＥＧＲクーラ２９と、吸気側に戻されるＥＧＲガスを高圧ＥＧＲクーラ２９から迂回させる高圧クーラバイパス３０と、高圧ＥＧＲクーラ２９と高圧クーラバイパス３０の切り替えを行なう高圧ＥＧＲクーラ切替弁３１とが設けられている。
なお、図５は具体例であり、高圧ＥＧＲクーラ２９、高圧クーラバイパス３０および高圧ＥＧＲクーラ切替弁３１を搭載しないものであっても良い。

低圧ＥＧＲ装置１は、低排気圧範囲（ＤＰＦ２２の排気下流側で、低い排気圧が発生する範囲）の排気通路２３の内部と、低吸気負圧発生範囲（スロットルバルブ２４の吸気上流側で、低い吸気負圧が発生する範囲）の吸気通路３の内部とを接続して、少量のＥＧＲガスをエンジン２に戻す排気ガス再循環装置であり、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路３の吸気上流側に戻す低圧ＥＧＲ流路４を備えている。
具体的な一例として、図５の低圧ＥＧＲ流路４は、排気通路２３側がＤＰＦ２２より排気下流側の排気管に接続され、吸気通路３側がターボチャージャのコンプレッサ３２より吸気上流側の吸気管に接続されている。

低圧ＥＧＲ装置１には、低圧ＥＧＲ流路４の途中に、低圧ＥＧＲ流路４の開度を調整することでＥＧＲガスの流量調整を行なう低圧ＥＧＲ調整弁５と、吸気側に戻されるＥＧＲガスの冷却を行なう低圧ＥＧＲクーラ３３とが設けられている。
また、低圧ＥＧＲ装置１は、吸気通路３と低圧ＥＧＲ流路４の合流部に吸気負圧を発生させるための吸気絞り弁８を設けている。

この吸気絞り弁８は、吸気通路３を最大に絞った状態であっても、吸気通路３の一部を開放するように設けられるものである。具体的には、吸気絞り弁８が吸気通路３を最大に絞った状態であっても、吸気通路３の例えば１０％ほどを開放するように設けられるものである（図２の実線Ｙの最小流量参照）。

高圧ＥＧＲ装置２１および低圧ＥＧＲ装置１は、ＥＣＵ７（エンジン・コントロール・ユニットの略）により制御される。
このＥＣＵ７は、マイコンを用いたエンジン制御装置であり、エンジン運転状態に応じて高圧ＥＧＲ装置２１および低圧ＥＧＲ装置１の運転制御を行なうＥＧＲ制御プログラムを備える。具体的には、センサ類から入力されたエンジン運転状態と、ＥＣＵ７に設けられた制御プログラムとに基づいて、高圧ＥＧＲ装置２１および低圧ＥＧＲ装置１の各部の作動制御を行うものである。

低圧ＥＧＲ装置１は、低排気圧範囲のＥＧＲガスを、低吸気負圧発生範囲に戻すものであるため、少量のＥＧＲガスをコントロールしてエンジン２に戻すことができる。しかるに、低圧ＥＧＲ装置１を用いて多量のＥＧＲガスをエンジン２へ戻したい運転領域が存在しても、低吸気負圧発生範囲にＥＧＲガスを戻す構造の低圧ＥＧＲ装置１では多量のＥＧＲガスをエンジン２へ戻すことが困難である。
そこで、低圧ＥＧＲ装置１は、ＥＧＲガスを戻す吸気通路３内に積極的に吸気負圧を発生させるための吸気絞り弁８を設け、低圧ＥＧＲ装置１において大きなＥＧＲ量を得たい運転領域では、吸気絞り弁８を閉じる方向（吸気負圧が発生する方向）に開度制御し、低圧ＥＧＲ装置１において多量のＥＧＲガスをコントロールする。

しかし、（ｉ）低圧ＥＧＲ装置１を用いて少量のＥＧＲガスをエンジン２へ戻す「低濃度制御状態」の時は、吸気絞り弁８が負圧を発生させないように最大開度（全開開度）で固定されて、低圧ＥＧＲ調整弁５のみを開度制御する必要があり、
（ｉｉ）低圧ＥＧＲ装置１を用いて多量のＥＧＲガスをエンジン２へ戻す「高濃度制御状態」の時は、低圧ＥＧＲ調整弁５の開度を増加するとともに、負圧を増加させるべく吸気絞り弁８の開度を小さくする必要がある。

このように、「低濃度制御状態」では吸気絞り弁８が全開に固定されて低圧ＥＧＲ調整弁５のみが開度制御され、「高濃度制御状態」では低圧ＥＧＲ調整弁５の開度に対応して吸気絞り弁８が開度制御される必要がある。
このため、低圧ＥＧＲ調整弁５を駆動するための専用のアクチュエータと、吸気絞り弁８を駆動するための専用のアクチュエータとが要求されるが、それぞれに専用のアクチュエータを搭載すると、コストアップ、体格アップ、重量アップの要因になってしまう。

そこで、低圧ＥＧＲ装置１は、図１に示すように、低圧ＥＧＲ調整弁５を駆動する１つの電動アクチュエータ６と、この電動アクチュエータ６の出力特性を変化させて吸気絞り弁８を駆動するリンク装置９とを備え、リンク装置９を介して伝達された電動アクチュエータ６の出力によって吸気絞り弁８を駆動するように設けられている。

リンク装置９には、電動アクチュエータ６の出力特性を変化させて吸気絞り弁８へ伝達する特性変換部が設けられており、低圧ＥＧＲ調整弁５が所定開度より大きくなってから低圧ＥＧＲ調整弁５の開度アップに連動させて吸気絞り弁８の開度を小さくするように設けられている（図２参照）。
なお、図２の実線Ｘは低圧ＥＧＲ調整弁５の回転角度に対するＥＧＲ流量の変化を示し、図２の実線Ｙは低圧ＥＧＲ調整弁５の回転角度に対する吸気絞り弁８による吸気流量の変化を示すものである。

（低圧ＥＧＲバルブユニット４０の説明）
低圧ＥＧＲ調整弁５と吸気絞り弁８は、上述したように、リンク装置９を介して連結し、共通の電動アクチュエータ６によって駆動されるものである。
そこで、低圧ＥＧＲ調整弁５と吸気絞り弁８は、図１に示すように、１つの低圧ＥＧＲバルブユニット４０として設けられる。

この低圧ＥＧＲバルブユニット４０は、低圧ＥＧＲ流路４と吸気通路３の合流部を備えるバルブハウジング４１に、上述した低圧ＥＧＲ調整弁５、吸気絞り弁８、電動アクチュエータ６およびリンク装置９等を搭載するものである。
以下において、低圧ＥＧＲバルブユニット４０に搭載される低圧ＥＧＲ調整弁５、吸気絞り弁８、電動アクチュエータ６およびリンク装置９の概略を順次説明する。

低圧ＥＧＲ調整弁５は、低圧ＥＧＲ流路４内に配置されるバタフライバルブであり、バルブハウジング４１に対して回動自在に支持される低圧ＥＧＲシャフト４２と一体に回動する。
吸気絞り弁８は、吸気通路３内に配置されるバタフライバルブであり、バルブハウジング４１に対して回動自在に支持される吸気絞シャフト４３と一体に回動する。
そして、低圧ＥＧＲシャフト４２と吸気絞シャフト４３は、平行に配置されるものである。

電動アクチュエータ６は、通電により回転出力を発生する電動モータ４４（例えば、ＤＣモータ）と、この電動モータ４４の回転出力を減速して出力トルクを増大させる減速機構４５（例えば歯車減速装置）とを組み合わせたものである。そして、減速機構４５の出力により、低圧ＥＧＲ調整弁５を駆動するとともに、リンク装置９を介して吸気絞り弁８を駆動するものである。

リンク装置９は、電動アクチュエータ６の出力特性（回動特性）を変換して吸気絞り弁８を駆動するものであり、低圧ＥＧＲ調整弁５と一体に回転するメス側部材（カムプレート）４６と、吸気絞り弁８と一体に回転するオス側部材（従動アーム）４７とを備える。

メス側部材４６は、板形状を呈し、耐摩耗性に優れた材料により成形されたカムプレートであり、低圧ＥＧＲシャフト４２に対して直角に固定配置されている。
オス側部材４７も、板形状を呈し、耐摩耗性に優れた材料により成形された従動アームであり、オス側部材４７の回動端側がメス側部材４６に対して所定の隙間を隔てて重なるように、吸気絞シャフト４３に対して直角に固定配置されている。

リンク装置９において電動アクチュエータ６の出力特性を変換する特性変換部は、メス側部材４６の回転中心から離れた位置に設けられたカム溝１１と、オス側部材４７の回転中心から離れた位置に設けられてカム溝１１に嵌まり合う溝係合体１２とによって構成される。
溝係合体１２は、カム溝１１内に嵌まり合う円筒状のローラ１２ａ（回転差吸収体）と、オス側部材４７の回動端側に固定されてローラ１２ａを回転自在に支持するピン１２ｂ（軸部）とからなる。なお、ローラ１２ａを支持するピン１２ｂは、オス側部材４７と一体に形成されるものであっても良いし、別体に形成された後にオス側部材４７に固定されるものであっても良い。

カム溝１１のカムプロフィールは、「全開キープ用カム溝１１ａ」と「開度可変用カム溝１１ｂ」を繋ぎ合わせて設けられている。
「全開キープ用カム溝１１ａ」は、「メス側部材４６の回転中心と同一中心の円弧溝」であり、低圧ＥＧＲ調整弁５が低圧ＥＧＲ流路４を最大に絞る全閉開度θ０（図２のＥＧＲバルブ開度＝０°）から所定中間開度θ１に至る回動範囲（開度θ０〜開度θ１）において、吸気絞り弁８の開度を最大開度に保つように設けられている。

「開度可変用カム溝１１ｂ」は、上述した「全開キープ用カム溝１１ａ」の一方の端部に連続するように連なって形成されており、「メス側部材４６の回転中心と同一中心の円弧溝」に対して「所定の角度で変化する角度形状」を呈し、低圧ＥＧＲ調整弁５が所定中間開度（θ１）から最大開度（θ２：図２のＥＧＲバルブ開度＝９０°）に至る回動範囲（開度θ１〜開度θ２）においてオス側部材４７を回動させて、吸気絞り弁８の開度を最大開度から吸気通路３を閉じる方向に回動させるように設けられている。

低圧ＥＧＲバルブユニット４０には、低圧ＥＧＲ調整弁５を閉弁方向に付勢する低圧ＥＧＲ弁用リターンスプリングが設けられており、電動アクチュエータが通電停止された状態において低圧ＥＧＲ調整弁５が低圧ＥＧＲ流路４を閉じるように設けられている。
また、低圧ＥＧＲバルブユニット４０には、低圧ＥＧＲ調整弁５の最小開度を全閉位置に規制するＥＧＲ弁ストッパ４８が設けられている。このＥＧＲ弁ストッパ４８は、メス側部材４６の最小角度を０°に規制するものであり、メス側部材４６に設けられた突起部４８ａが、バルブハウジング４１に設けられた凸部４８ｂに当接することで、低圧ＥＧＲ調整弁５の最小開度を全閉位置に規制するものである。

（実施例１の背景技術）
この実施例のように、リンク装置９を介して電動アクチュエータ６の出力を吸気絞り弁８に伝達する構造を採用する場合、リンク装置９に万が一、何らかの不具合（例えば、固定ナット等の緩みによってメス側部材４６やオス側部材４７が外れる不具合や、カム溝１１と溝係合体１２の係合が外れる不具合、カム溝１１と溝係合体１２が引っ掛かり等で係合固着する不具合など）が発生して吸気絞り弁８が故障した場合（吸気絞り弁８が制御不能になる場合）を想定して、吸気絞り弁８の故障を判定させる必要がある。

そこで、吸気絞り弁８の故障を判定する目的で、低圧ＥＧＲ調整弁５とは別に、吸気絞り弁８の開度を検出する独立した開度センサを設けることが考えられる。
しかしながら、吸気絞り弁８が故障する可能性は大変低いものである。このため、吸気絞り弁８に専用の開度センサを設けることは、コストアップが生じるとともに、対費用効果が大変小さくなってしまう。

（実施例１の特徴技術）
そこで、この実施例１の低圧ＥＧＲ装置１は、次の技術的手段を採用している。
低圧ＥＧＲ装置１は、上述したように、
・エンジン２に吸気を導く吸気通路３へＥＧＲガスを導く低圧ＥＧＲ流路４の開度調整を行なう低圧ＥＧＲ調整弁５と、
・この低圧ＥＧＲ調整弁５を駆動する１つの電動アクチュエータ６と、
・電動アクチュエータ６を通電制御して低圧ＥＧＲ調整弁５の開度を制御するＥＣＵ７と、
・吸気通路３と低圧ＥＧＲ流路４の合流部に吸気負圧を発生させる吸気絞り弁８と、
・電動アクチュエータ６の出力特性を変化させて吸気絞り弁８を駆動するリンク装置９と、
を備える。

上記に加え、低圧ＥＧＲ装置１は、
・低圧ＥＧＲ調整弁５の開度を検出する低圧ＥＧＲ開度センサと、
・リンク装置９に設けられ、低圧ＥＧＲ調整弁５の全開側の限界開度θ３を、ＥＧＲ量調整開度範囲θ０〜θ２（０°〜９０°の範囲）の外部において規制するメカストッパ１０と、
・ＥＣＵ７に設けられ、リンク装置９の故障等に伴う吸気絞り弁８の制御不能を判定する故障検出手段（制御プログラム）と、
を備える。

低圧ＥＧＲ開度センサは、低圧ＥＧＲシャフト４２の一方の軸端に配置され、低圧ＥＧＲシャフト４２の角度から低圧ＥＧＲ調整弁５の開度を検出するものである。
具体的な一例として、低圧ＥＧＲ開度センサは、相対回転する一方（例えば、低圧ＥＧＲシャフト４２と一体に回動する回動部材側）に永久磁石を設け、相対回転する他方（例えば、バルブハウジング４１に装着されるカバー等の固定部材側）にホールＩＣ等の磁気センサを設けて、磁気センサに与えられる磁束変化により低圧ＥＧＲシャフト４２の回転角度を非接触で検出するものであり、検出結果（ホールＩＣの出力）はＥＣＵ７に出力される。

メカストッパ１０は、図３（ｄ）に示すように、カム溝１１の端部（開度可変用カム溝１１ｂにおいて全開キープ用カム溝１１ａとは異なる側の端部）に設けられた略円弧形状のローラ係合部材１０ａにローラ１２ａが押し付けられることで、リンク装置９の回動を阻止するものである。
具体的に、メカストッパ１０による低圧ＥＧＲ調整弁５の全開側の限界開度θ３は、図２の破線θ３に示すように、低圧ＥＧＲ調整弁５のＥＧＲ量調整開度範囲θ０〜θ２における最大開度θ２（９０°）より大きい回転角度（＋α°：例えば、５°〜１０°）でローラ１２ａと係合するように設定されるものである。

故障検出手段は、ＥＣＵ７における制御プログラムの一部であり、
（ｉ）エンジン２の停止後にメカストッパ１０によってリンク装置９の回動が阻止される範囲まで低圧ＥＧＲ調整弁５を全開に回動させて、低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度がリンク装置９の限界開度θ３と異なる場合に、吸気絞り弁８の故障判定を行なうリンク故障判定プログラムと、
（ｉｉ）エンジン運転中にエンジン２への吸気状態（実吸気流量、過給圧、吸気温度、実ＥＧＲ流量、低圧ＥＧＲ調整弁５の開度など）を検出し、検出結果から「吸気不良の発生が検出された場合」や「吸気不良が予測された場合」に、吸気絞り弁８の故障判定を行なう吸気不良判定プログラムと、
を備える。

リンク故障判定プログラムと吸気不良判定プログラムの制御例を、図４を参照して説明する。
この制御ルーチンに侵入すると（スタート）、先ずエンジン２が運転中（図中、走行中）であるか否かの判断を行なう（ステップＳ１）。
このステップＳ１の判断結果がＮＯの場合（エンジン２の運転が停止された場合）は、メカストッパ１０によってリンク装置９の動きが規制される範囲まで、低圧ＥＧＲ調整弁５を全開側に回動させ、低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度が、低圧ＥＧＲ調整弁５の開度がメカストッパ１０により規制された限界開度θ３（９０°＋α）であるか否かの判断を行なう（ステップＳ２）。

このステップＳ２の判断結果がＹＥＳの場合（低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度が限界開度θ３の場合）は、異常が無いと判定し（ステップＳ３）、その後この制御ルーチンを終了する。
また、ステップＳ２の判断結果がＮＯの場合（低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度が限界開度θ３とは異なる場合）は、リンク装置９のリンク故障等が発生して吸気絞り弁８に異常が生じたと判定し、警告灯を点灯させるなどの異常発生の表示を行い（ステップＳ４）、その後この制御ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１の判断結果がＹＥＳの場合（エンジン２が運転中の場合）は、エアフロメータ３４（吸気通路３の途中に配置されて吸気流量を検出する吸気センサ）の検出した実吸気流量が、エンジン運転状態に対応した目標吸気流量に略一致するか否かの判断を行なう（ステップＳ５）。

このステップＳ５の判断結果がＹＥＳの場合（実吸気流量と目標吸気流量とが略一致する場合）は、異常が無いと判定し（ステップＳ６）、その後この制御ルーチンを終了する。
また、ステップＳ５の判断結果がＮＯの場合（実吸気流量が目標吸気流量に対して一致しない場合）は、吸気絞り弁８が故障している可能性があると判定し、エンジントルク制限を行なうなどの退避走行状態にエンジン２を制御し（ステップＳ７）、その後この制御ルーチンを終了する。

なお、上記制御例では、エンジン運転中に吸気絞り弁８の故障を検出する具体的な一例として、エアフロメータ３４によって実吸気流量を検出し、エンジン運転状態から算出される目標吸気流量との関係に基づいて、エンジン運転中における吸気絞り弁８の故障を判定する例を示した。
これに対し、過給圧と吸気温度を検出し、検出した過給圧と吸気温度からシリンダ内の吸入空気量を求め、エアフロメータ３４によって検出された実吸気流量との関係に基づいて、エンジン運転中における吸気絞り弁８の故障を判定するように設けても良い。
あるいは、エアフロメータ３４によって検出された実吸気流量等から実ＥＧＲ流量を算出し、算出した実ＥＧＲ流量と、エンジン運転状態に応じた目標ＥＧＲ流量（低圧ＥＧＲ調整弁５の開度）との関係に基づいて、エンジン運転中における吸気絞り弁８の故障を判定するように設けても良い。

（実施例１の効果１）
この実施例１の低圧ＥＧＲ装置１は、メカストッパ１０によってリンク装置９の動きを規制するのはエンジン停止後において故障判定を行う時だけである。このため、メカストッパ１０にストレスが加わる頻度を少なく抑えることができる。
これにより、低圧ＥＧＲ装置１が長期に亘って使用されても、メカストッパ１０の強度低下を回避することができ、低圧ＥＧＲ装置１の信頼性を高めることができる。

具体的に、「カム溝１１の端部」が「溝係合体１２（ローラ１２ａおよびピン１２ｂ）」を押し付けてリンク装置９の動きを規制するのは、故障判定を行うエンジン停止時だけで頻度が少ないため、長期に亘って使用されても「カム溝１１の端部」および「溝係合体１２」の変形や破損を防ぐことができ、結果的に低圧ＥＧＲ装置１の信頼性を高めることができる。

（実施例１の効果２）
この実施例１の低圧ＥＧＲ装置１は、吸気不良判定プログラムを備えているため、エンジン運転中に万が一、吸気絞り弁８が故障したとしても、エンジントルク制限を行なって退避走行を実行できる。

［実施例２］
実施例２を図６を参照して説明する。なお、以下の実施例において、上記実施例１と同一符号は、同一機能物を示すものである。
この実施例２の低圧ＥＧＲ装置１は、吸気絞り弁８を開弁方向（図６中、符号Ｒ参照）へ付勢して吸気絞り弁８を開弁状態（全開位置あるいは全開に近い開度位置）で停止させる絞り弁用リターンスプリングを備える。

これにより、リンク装置９が故障するなど吸気絞り弁８が制御不能になった場合でも、絞り弁用リターンスプリングの作用によって吸気絞り弁８が開かれた位置で停止するため、吸気通路３が閉じられる側で固定されて吸気不良や過給圧不良が生じる不具合を回避することができる。即ち、絞り弁用リターンスプリングによってフェールセーフを達成することができる。

［実施例３］
実施例３を図７を参照して説明する。
吸気絞り弁８を構成するバタフライ弁は、吸気絞シャフト４３（バタフライ弁の回動軸に相当）より吸気下流側に配置される下流バルブ板８ａの吸気接触面積が、吸気絞シャフト４３より吸気上流側に配置される上流バルブ板８ｂの吸気接触面積より大きく設けられる。
具体的には、図７に示すように、下流バルブ板８ａの流線方向の長さが、上流バルブ板８ｂの流線方向の長さよりも長く設けられている。

これにより、リンク装置９が故障するなど吸気絞り弁８が制御不能になった場合でも、吸気通路３の吸気流によって、吸気絞り弁８が吸気通路３を開く側に回動するため、吸気通路３が閉じられる側で固定されて吸気不良や過給圧不良が生じる不具合を回避することができる。即ち、吸気絞り弁８としてバルブ形状がアンバランスなバタフライ弁を用いることによってフェールセーフを達成することができる。

上記実施例では、電動アクチュエータ６の出力特性を任意に変化させるリンク装置９の一例としてカム溝１１を用いる例を示したが、カム溝１１をカム山に代えるなど、電動アクチュエータ６の出力特性を変化させる手段として他の手段を用いても良い。

上記実施例では、ターボチャージャを搭載するエンジン吸排気システムに本発明を適用する例を示したが、ターボチャージャに代えて他の吸気過給機（スーパチャージャ等）を搭載するエンジン吸排気システムに本発明を適用しても良いし、吸気過給機を搭載しないエンジン吸排気システムに本発明を適用しても良い。

上記の実施例では、ディーゼルエンジンの吸排気システムに本発明を適用する例を示したが、ディーゼルエンジンとは異なる他のエンジン（ガソリンエンジン等）の吸排気システムに本発明を適用しても良い。

１ 低圧ＥＧＲ装置
２ エンジン
３ 吸気通路
４ 低圧ＥＧＲ流路
５ 低圧ＥＧＲ調整弁
６ 電動アクチュエータ
７ ＥＣＵ（制御装置）
８ 吸気絞り弁
８ａ 下流バルブ板
８ｂ 上流バルブ板
９ リンク装置
１０ メカストッパ
１１ カム溝
１２ 溝係合体
４３ 吸気絞シャフト（回動軸）
４６ メス側部材
４７ オス側部材

Claims (5)

1. エンジン（２）に吸気を導く吸気通路（３）へＥＧＲガスを導く低圧ＥＧＲ流路（４）の開度調整を行なう低圧ＥＧＲ調整弁（５）と、
   この低圧ＥＧＲ調整弁（５）を駆動する１つの電動アクチュエータ（６）と、
   前記低圧ＥＧＲ調整弁（５）の開度を検出する低圧ＥＧＲ開度センサと、
   前記電動アクチュエータ（６）を通電制御して前記低圧ＥＧＲ調整弁（５）の開度を制御する制御装置（７）と、
   前記吸気通路（３）と前記低圧ＥＧＲ流路（４）の合流部に吸気負圧を発生させる吸気絞り弁（８）と、
   前記電動アクチュエータ（６）の出力特性を変化させて前記吸気絞り弁（８）を駆動するリンク装置（９）と、
   このリンク装置（９）に設けられ、ＥＧＲ量調整開度範囲（θ０〜θ２）の外部で、且つ前記低圧ＥＧＲ調整弁（５）の全開側の限界開度（θ３）において前記低圧ＥＧＲ調整弁（５）の回動範囲を規制するメカストッパ（１０）と、
   前記制御装置（７）に設けられ、前記エンジン（２）の停止後、前記メカストッパ（１０）によって前記リンク装置（９）の回動が阻止される範囲まで前記低圧ＥＧＲ調整弁（５）を全開に回動させて、前記低圧ＥＧＲ開度センサの検出開度が前記リンク装置（９）の限界開度（θ３）と異なる場合に故障判定を行なう故障検出手段と、
   を具備する低圧ＥＧＲ装置。
2. 請求項１に記載の低圧ＥＧＲ装置（１）において、
   前記故障検出手段は、前記エンジン運転中に前記エンジン（２）への吸気状態を検出し、検出した吸気状態に基づいて故障判定を行うことを特徴とする低圧ＥＧＲ装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の低圧ＥＧＲ装置（１）において、
   この低圧ＥＧＲ装置（１）は、前記吸気絞り弁（８）を開弁方向へ付勢する絞り弁用リターンスプリングを備えることを特徴とする低圧ＥＧＲ装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の低圧ＥＧＲ装置（１）において、
   前記吸気絞り弁（８）は、回動軸により支持されるバタフライバルブであり、
   このバタフライバルブにおいて前記回動軸の吸気下流側に配置される部位を下流バルブ板（８ａ）、前記バタフライバルブにおいて前記回動軸の吸気上流側に配置される部位を上流バルブ板（８ｂ）とした場合、
   前記下流バルブ板（８ａ）の吸気接触面積が、前記上流バルブ板（８ｂ）の吸気接触面積より大きいことを特徴とする低圧ＥＧＲ装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の低圧ＥＧＲ装置（１）において、
   前記リンク装置（９）は、カム溝（１１）を有するメス側部材（４６）と、前記カム溝（１１）に係合する溝係合体（１２）を有するオス側部材（４７）とを備え、
   前記メカストッパ（１０）は、前記カム溝（１１）の端部と前記溝係合体（１２）とによって設けられることを特徴とする低圧ＥＧＲ装置。

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