專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使自發(fā)動(dòng)機(jī)排出到排氣通路的排氣的一部分流動(dòng)到進(jìn)氣通路中而回流到發(fā)動(dòng)機(jī)中的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置。
背景技術(shù)：
以往，例如在汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)中采用這種技術(shù)。排氣回流裝置(Exhaust GasRecirculation (EGR)裝置)將自發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室排出到排氣通路內(nèi)的燃燒后的排氣的一部分經(jīng)由EGR通路引導(dǎo)到進(jìn)氣通路中，使其與在進(jìn)氣通路中流動(dòng)的進(jìn)氣混合而回流到燃燒室中。利用設(shè)置在EGR通路中的EGR閥調(diào)節(jié)在EGR通路中流動(dòng)的EGR氣體。利用該EGR裝置主要能夠減少存在于排氣中的氮氧化物(NOx)，能夠謀求提高發(fā)動(dòng)機(jī)在非滿負(fù)荷時(shí)的燃料效率(日文:燃費(fèi))。發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中不含氧或者處于氧稀薄的狀態(tài)。因而，通過利用EGR使排氣的一部分與進(jìn)氣混合，降低進(jìn)氣中的氧濃度。因此，在燃燒室中，燃料在氧濃度較低的狀態(tài)下燃燒，所以燃燒時(shí)的峰值溫度降低，能夠抑制NOx的產(chǎn)生。在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中，在一定程度上關(guān)閉了節(jié)氣門的狀態(tài)下，也能利用EGR不會(huì)使進(jìn)氣中的含氧量增加就降低發(fā)動(dòng)機(jī)的泵送損失。這里，最近為了謀求使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料效率進(jìn)一步提高，考慮在發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行EGR，希望實(shí)現(xiàn)大量EGR。為了實(shí)現(xiàn)大量EGR，需要對(duì)以往的技術(shù)擴(kuò)大EGR通路的內(nèi)徑或增大EGR閥的閥芯、閥座的流路開口面積。另外，在下述的專利文獻(xiàn)I 3中公開了一種為了提高EGR的控制性而在EGR通路上直列設(shè)置有兩個(gè)EGR閥的EGR裝置。例如專利文獻(xiàn)I所述的EGR裝置包括:EGR通路，其連接發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)，使排氣的一部分回流到進(jìn)氣系統(tǒng)中；EGR機(jī)構(gòu)，其由設(shè)置在EGR通路上的EGR閥構(gòu)成；EGR機(jī)構(gòu)工作部件，其根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)開閉驅(qū)動(dòng)EGR閥而使EGR機(jī)構(gòu)工作；流量控制閥，其設(shè)置在EGR通路上，比EGR閥的響應(yīng)性高。并且，當(dāng)在分層燃燒與預(yù)混合燃燒之間切換了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式時(shí)，EGR機(jī)構(gòu)工作部件對(duì)EGR閥和流量控制閥進(jìn)行開閉驅(qū)動(dòng)而使EGR機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。由此，在具有不同的燃燒狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，能夠改進(jìn)EGR機(jī)構(gòu)，根據(jù)燃燒狀態(tài)實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)腅GR量，防止發(fā)動(dòng)機(jī)不發(fā)火，并且能夠防止駕駛性能降低、排放性能降低等。專利文獻(xiàn)1:日本特開2000 - 345923號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2006 - 329039號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開昭63 - 198766號(hào)公報(bào)另外，考慮使專利文獻(xiàn)I所述的EGR裝置實(shí)現(xiàn)大量EGR。為此，會(huì)擴(kuò)大EGR通路的流路直徑或使EGR閥的閥芯、閥座大型化。但是，當(dāng)想要使專利文獻(xiàn)I所述的EGR裝置實(shí)現(xiàn)大量EGR時(shí)，為了抑制發(fā)動(dòng)機(jī)的減速不發(fā)火，需要提高響應(yīng)性比EGR閥的響應(yīng)性高的流量控制閥的閉閥響應(yīng)性。因此，需要使流量控制閥的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如馬達(dá)等)大型化，以便使其高輸出化，這可能受到向車輛搭載該驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)的搭載性的制約或使制造成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而做成的，其目的在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置能夠使用直列設(shè)置在排氣回流通路上的第I排氣回流閥及第2排氣回流閥高精度地調(diào)節(jié)排氣回流通路中的排氣流量，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)減速時(shí)，能夠快速地切斷排氣回流，抑制第2排氣回流閥用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的大型化、驅(qū)動(dòng)力的增強(qiáng)。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案I所述的發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置包括:排氣回流通路，其使自發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室排出到排氣通路中的排氣的一部分流動(dòng)到進(jìn)氣通路中而回流到燃燒室中；第I排氣回流閥及第2排氣回流閥，其直列設(shè)置于排氣回流通路，以便調(diào)節(jié)排氣回流通路中的排氣流量，該發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置的主旨在于，第I排氣回流閥由提升閥構(gòu)成，并且能在全開 全閉之間改變開度，第2排氣回流閥的最大開度被限制為比全開小的規(guī)定的小開度，并且第2排氣回流閥能在規(guī)定的小開度 全閉之間改變開度。采用上述發(fā)明的結(jié)構(gòu)，由于第I排氣回流閥由提升閥構(gòu)成，所以由該第I排氣回流閥的開閉決定的控制流量的特性通常相對(duì)于開度緩慢地變化。另外，第I排氣回流閥能在全開 全閉之間改變開度，第2排氣回流閥的最大開度被限制為比全開小的規(guī)定的小開度，所以在控制第I排氣回流閥自全開到全閉、控制第2排氣回流閥從作為最大開度的規(guī)定的小開度向全閉時(shí)，第2排氣回流閥能夠比第I排氣回流閥早成為全閉狀態(tài)。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案2所述的發(fā)明的主旨在于，在技術(shù)方案I所述的發(fā)明中，第2排氣回流閥利用規(guī)定的小開度確保由第I排氣回流閥決定的最大排氣流量。采用上述發(fā)明的結(jié)構(gòu)，除技術(shù)方案I所述的發(fā)明的作用以外，還能通過使第2排氣回流閥成為規(guī)定的小開度、并使第I排氣回流閥全開，從而將由第I排氣回流閥決定的最大排氣流量確保為排氣回流通路的最大排氣流量。

為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案3所述的發(fā)明的主旨在于，在技術(shù)方案I或2所述的發(fā)明中，該發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置具有控制部件，該控制部件為了調(diào)節(jié)排氣回流通路中的排氣流量而對(duì)第I排氣回流閥和第2排氣回流閥分別進(jìn)行控制，并且根據(jù)第I排氣回流閥的開度控制第2排氣回流閥的開度。采用上述發(fā)明的結(jié)構(gòu)，除技術(shù)方案I或2所述的發(fā)明的作用以外，為了調(diào)節(jié)排氣回流通路中的排氣流量，利用控制部件根據(jù)第I排氣回流閥的開度控制第2排氣回流閥的開度。因而，在控制第I排氣回流閥從比全開小的開度向全閉時(shí)，控制第2排氣回流閥從比作為最大開度的規(guī)定的小開度小的開度向全閉，第2排氣回流閥能夠根據(jù)第I排氣回流閥的開度可靠地早變成全閉。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案4所述的發(fā)明的主旨在于，在技術(shù)方案I 3中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明中，第2排氣回流閥由蝶形閥構(gòu)成。采用上述發(fā)明的結(jié)構(gòu)，除技術(shù)方案I 3中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的作用以外，第2排氣回流閥反映出蝶形閥的流量特性。例如，比提升閥相比，蝶形閥的能調(diào)節(jié)的最大流量大，從全開到全閉的響應(yīng)速度也快。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案5所述的發(fā)明的主旨在于，在技術(shù)方案I 3中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明中，第2排氣回流閥由提升閥構(gòu)成。采用上述發(fā)明的結(jié)構(gòu)，除技術(shù)方案I 3中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的作用以外，第2排氣回流閥反映出提升閥的流量特性。例如，與蝶形閥相比，提升閥的流量特性相對(duì)于開度緩慢地變化。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案6所述的發(fā)明的主旨在于，在技術(shù)方案I 5中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明中，第I排氣回流閥由電動(dòng)閥構(gòu)成，第2排氣回流閥能被膜片式驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。采用上述發(fā)明的結(jié)構(gòu)，除技術(shù)方案I 5中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的作用以外，第I排氣回流閥反映出由電動(dòng)閥帶來的控制性，第2排氣回流閥反映出由膜片式驅(qū)動(dòng)器帶來的控制性。例如，通過利用電動(dòng)閥構(gòu)成第I排氣回流閥，能夠連續(xù)地改變?cè)摰贗排氣回流閥的開度，通過將第2排氣回流閥構(gòu)成為能被膜片式驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，能夠提高該第2排氣回流閥的開閉響應(yīng)性。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案7所述的發(fā)明的主旨在于，在技術(shù)方案I 5中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明中，第I排氣回流閥由電動(dòng)閥構(gòu)成，并且第2排氣回流閥由電動(dòng)閥構(gòu)成。采用上述發(fā)明的結(jié)構(gòu)，除技術(shù)方案I 5中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的作用以外，第I排氣回流閥和第2排氣回流閥均反映出由電動(dòng)閥帶來的控制性。例如，通過利用電動(dòng)閥構(gòu)成第I排氣回流閥和第2排氣回流閥，能夠連續(xù)地改變這上述第I排氣回流閥和第2排氣回流閥的開度。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案8所述的發(fā)明的主旨在于，在技術(shù)方案I 7中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明中，在排氣回流通路中，第I排氣回流閥配置在比第2排氣回流閥靠下游的位置。采用上述發(fā)明的結(jié)構(gòu)，除技術(shù)方案I 7中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的作用以外，在上游側(cè)的第2排氣回流閥變成全閉 后，下游側(cè)的第I排氣回流閥不易受到排氣的影響。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案9所述的發(fā)明的主旨在于，在技術(shù)方案I 7中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明中，其在排氣回流通路中，第I排氣回流閥配置在比第2排氣回流閥靠上游的位置。采用上述發(fā)明的結(jié)構(gòu)，除技術(shù)方案I 7中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的作用以外，在上游側(cè)的第I排氣回流閥變成全閉后，下游側(cè)的第2排氣回流閥不易受到排氣的影響。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案10所述的發(fā)明的主旨在于，在技術(shù)方案I 9中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明中，在進(jìn)氣通路和排氣通路上設(shè)置有增壓器，在進(jìn)氣通路的比增壓器靠下游的位置設(shè)置有節(jié)氣門，排氣回流通路的入口與排氣通路的比增壓器靠上游的部位相連接，排氣回流通路的出口與進(jìn)氣通路的比節(jié)氣門靠下游的部位相連接。采用上述發(fā)明的結(jié)構(gòu)，除技術(shù)方案I 9中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的作用以外，當(dāng)在增壓器未工作的情況下第I排氣回流閥及第2排氣回流閥均打開時(shí)，在進(jìn)氣通路的比節(jié)氣門靠下游的位置產(chǎn)生的負(fù)壓作用于排氣回流通路的出口，使排氣通路的排氣的一部分通過排氣回流通路而被引入到進(jìn)氣通路中。另一方面，當(dāng)在增壓器工作的情況下第I排氣回流閥及第2排氣回流閥均打開時(shí)，排氣通路中的增壓排氣壓作用于排氣回流通路的入口，使排氣通路的排氣的一部分通過排氣回流通路而被壓入到進(jìn)氣通路中。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案11所述的發(fā)明的主旨在于，在技術(shù)方案I 9中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明中，在進(jìn)氣通路和排氣通路上設(shè)置有增壓器，在進(jìn)氣通路的比增壓器靠下游的位置設(shè)置有節(jié)氣門，在排氣通路的比增壓器靠下游的位置設(shè)置有排氣催化器，排氣回流通路的入口與排氣通路的比排氣催化器靠下游的部位相連接，排氣回流通路的出口與進(jìn)氣通路的比增壓器靠上游的部位相連接。采用上述發(fā)明的結(jié)構(gòu)，除技術(shù)方案I 9中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的作用以外，當(dāng)在增壓器工作的情況下第I排氣回流閥及第2排氣回流閥均打開時(shí)，由增壓進(jìn)氣壓產(chǎn)生的負(fù)壓在進(jìn)氣通路的比增壓器靠上游的位置作用于排氣回流通路的出口，使在排氣通路的比排氣催化器靠下游的位置流動(dòng)的排氣的一部分通過排氣回流通路而被引入到進(jìn)氣通路中。利用排氣催化器凈化的排氣的一部分被導(dǎo)入到排氣回流通路中。采用技術(shù)方案I所述的發(fā)明，能夠使用直列設(shè)置于排氣回流通路的第I排氣回流閥及第2排氣回流閥高精度地調(diào)節(jié)排氣回流通路中的排氣流量，并且能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)減速時(shí)快速地切斷排氣回流，抑制第2排氣回流閥用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的大型化、驅(qū)動(dòng)力的增加。采用技術(shù)方案2所述的發(fā)明，除獲得技術(shù)方案I所述的發(fā)明的效果以外，能夠以最大限度地發(fā)揮第I排氣回流閥所具有的流量特性的方式控制大量排氣回流。采用技術(shù)方案3所述的發(fā)明，除獲得技術(shù)方案I或2所述的發(fā)明的效果以外，在第I排氣回流閥的開度從比全開位置小的開度成為全閉時(shí)，能夠使到第2排氣回流閥成為全閉為止的時(shí)間進(jìn)一步縮短。采用技術(shù)方案4所述的發(fā)明，除獲得技術(shù)方案I 3中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的效果以外，能夠通過將第2排氣回流閥控制為從最大開度到全閉，快速地切斷排氣回流通路中的排氣回流。采用技術(shù)方案5所述的發(fā)明，除獲得技術(shù)方案I 3中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的效果以外，能夠更加精密地利 用第2排氣回流閥進(jìn)行排氣回流的流量調(diào)節(jié)。采用技術(shù)方案6所述的發(fā)明，除獲得技術(shù)方案I 5中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的效果以外，通過對(duì)第I排氣回流閥和第2排氣回流閥這雙方進(jìn)行控制，能夠主要利用第I排氣回流閥使排氣回流的流量緩慢地變化而調(diào)節(jié)該排氣回流的流量，并且能夠主要利用第2排氣回流閥快速地進(jìn)行排氣回流的開始、停止。采用技術(shù)方案7所述的發(fā)明，除獲得技術(shù)方案I 5中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的效果以外，能夠更加精密地控制排氣回流通路中的排氣回流的流量。采用技術(shù)方案8所述的發(fā)明，除獲得技術(shù)方案I 7中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的效果以外，能夠在排氣回流停止的期間內(nèi)保護(hù)第I排氣回流閥不接觸排氣。采用技術(shù)方案9所述的發(fā)明，除獲得技術(shù)方案I 7中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的效果以外，能夠在排氣回流停止的期間內(nèi)保護(hù)第2排氣回流閥不接觸排氣。采用技術(shù)方案10所述的發(fā)明，除獲得技術(shù)方案I 9中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的效果以外，能夠在增壓器工作時(shí)以及未工作時(shí)這兩種情況下使適量的排氣通過排氣回流通路流動(dòng)到進(jìn)氣通路中而回流到燃燒室中。采用技術(shù)方案11所述的發(fā)明，除獲得技術(shù)方案I 9中任意一項(xiàng)所述的發(fā)明的效果以外，能夠使至高增壓范圍為止的、由增壓進(jìn)氣壓產(chǎn)生的負(fù)壓作用于排氣回流通路而進(jìn)行排氣回流，從而能夠在排氣回流通路上省略設(shè)置排氣催化器。


圖1涉及第I實(shí)施方式，是表示包含發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置(EGR裝置)在內(nèi)的帶增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2涉及第I實(shí)施方式，是將EGR通路的一部分、即設(shè)有第IEGR閥和第2EGR閥的部分放大表示的剖視圖。圖3涉及第I實(shí)施方式，是表示EGR控制的處理內(nèi)容的一例的流程圖。圖4涉及第I實(shí)施方式，是表示第IEGR閥的開度、行程與EGR流量的關(guān)系及第2EGR閥的開度、行程與EGR流量的關(guān)系的曲線圖。圖5涉及第2實(shí)施方式，是將EGR通路的一部分、即設(shè)有第IEGR閥和第2EGR閥的部分放大表示的剖視圖。圖6涉及第3實(shí)施方式，是表示包含發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置(EGR裝置)在內(nèi)的帶增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。圖7涉及第3實(shí)施方式，是將EGR通路的一部分、即設(shè)有第IEGR閥和第2EGR閥的部分放大表示的剖視圖。圖8涉及第3實(shí)施方式，是表示EGR控制的處理內(nèi)容的一例的流程圖。圖9涉及第3實(shí)施方式，是表示第2EGR閥的目標(biāo)開度與第IEGR閥的目標(biāo)開度相對(duì)應(yīng)的關(guān)系的開度映射。

圖10涉及第3實(shí)施方式，是表示第IEGR閥的開度及行程與EGR流量之間的關(guān)系、第2EGR閥的開度及行程與EGR流量之間的關(guān)系的曲線圖。圖11涉及第4實(shí)施方式，是將EGR通路的一部分、即設(shè)有第IEGR閥和第2EGR閥的部分放大表示的剖視圖。圖12涉及第5實(shí)施方式，是表示包含發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置(EGR裝置)在內(nèi)的帶增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。圖13涉及另一實(shí)施方式，是將EGR通路的一部分、即設(shè)有第IEGR閥和第2EGR閥的部分放大表示的剖視圖。
具體實(shí)施例方式第I實(shí)施方式下面，參照附圖詳細(xì)說明將本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置具體化的第I實(shí)施方式。圖1中用概略結(jié)構(gòu)圖表示包含本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置(EGR裝置)在內(nèi)的帶增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)具有往復(fù)式的發(fā)動(dòng)機(jī)I。在發(fā)動(dòng)機(jī)I的進(jìn)氣口2上連接有進(jìn)氣通路3，在排氣口 4上連接有排氣通路5。在進(jìn)氣通路3的入口上設(shè)置有空氣濾清器6。在進(jìn)氣通路3的比空氣濾清器6靠下游的位置，在進(jìn)氣通路3與排氣通路5之間設(shè)置有增壓器7，該增壓器7用于使進(jìn)氣通路3中的進(jìn)氣升壓。增壓器7包括配置在進(jìn)氣通路3上的壓縮機(jī)8、配置在排氣通路5上的渦輪9以及將壓縮機(jī)8和渦輪9連結(jié)為能一體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸10。增壓器7利用在排氣通路5中流動(dòng)的排氣使渦輪9旋轉(zhuǎn)，借助旋轉(zhuǎn)軸10使壓縮機(jī)8與該渦輪9 一體地旋轉(zhuǎn)，從而使進(jìn)氣通路3中的進(jìn)氣升壓，即進(jìn)行增壓。以與增壓器7相鄰的方式在排氣通路5上設(shè)有繞過渦輪9的排氣旁路11。在該排氣旁路11上設(shè)有廢氣旁通閥12。通過利用廢氣旁通閥12調(diào)節(jié)在排氣旁路11中流動(dòng)的排氣，從而調(diào)節(jié)被供給到渦輪9的排氣流量，調(diào)節(jié)渦輪9及壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)由增壓器7產(chǎn)生的增壓壓力。在進(jìn)氣通路3上，在增壓器7的壓縮機(jī)8與發(fā)動(dòng)機(jī)I之間設(shè)置有中間冷卻器13。該中間冷卻器13用于將被壓縮機(jī)8升壓而達(dá)到高溫的進(jìn)氣冷卻到適當(dāng)溫度。在中間冷卻器13與發(fā)動(dòng)機(jī)I之間的進(jìn)氣通路3中設(shè)置有穩(wěn)壓箱3a。另外，在中間冷卻器13的下游側(cè)且穩(wěn)壓箱3a的上游側(cè)設(shè)置有節(jié)氣門14。該節(jié)氣門14構(gòu)成為其開度根據(jù)駕駛?cè)藢?duì)油門踏板(省略圖示)進(jìn)行的操作而被調(diào)節(jié)。另外，在排氣通路5的位于渦輪9的下游側(cè)的部分上設(shè)置有用于凈化排氣的作為排氣催化器的催化凈化器15。在本實(shí)施方式中，用于實(shí)現(xiàn)大量EGR的EGR裝置包括:排氣回流通路(EGR通路)17，其使自發(fā)動(dòng)機(jī)I的燃燒室16排出到排氣通路5中的排氣的一部分流動(dòng)到進(jìn)氣通路3中而回流到燃燒室16中；第I排氣回流閥(第IEGR閥)18及第2排氣回流閥(第2EGR閥)19，其直列設(shè)置在EGR通路17中，以便調(diào)節(jié)EGR通路17中的排氣流量(EGR流量)。EGR通路17設(shè)置在排氣通路5的位于渦輪9的上游側(cè)的部分與穩(wěn)壓箱3a之間。即，為了使在排氣通路5中流動(dòng)的排氣的一部分作為EGR氣體通過EGR通路17流動(dòng)到進(jìn)氣通路3中而回流到燃燒室16中，使EGR通路17的出口 17a在節(jié)氣門14的下游側(cè)與穩(wěn)壓箱3a相連接。另外，EGR通路17的入口 17b與排氣通路5的位于渦輪9的上游側(cè)的部分相連接。在EGR通路17的入口 17b附近設(shè)置有用于凈化EGR氣體的EGR用催化凈化器20。另外，在EGR通路17的比EGR用催化凈化器20靠下游的位置，設(shè)置有用于將在該通路17中流動(dòng)的EGR氣體冷卻的EGR冷卻器21。在本實(shí)施方式中，第IEGR閥18和第2EGR閥19配置在EGR通路17的比EGR冷卻器21靠下游的位置。在本實(shí)施方式中，在EGR通路17內(nèi)，第IEGR閥18配置在比第2EGR閥19靠下游的位置。圖2中用剖視圖放大表示EGR通路17的一部分、即設(shè)有第IEGR閥18和第2EGR閥19的部分。如圖1和圖2所示，利用為提升閥且為電動(dòng)閥的閥構(gòu)成第IEGR閥18。SP，第IEGR閥18具有被步進(jìn)馬達(dá)·31驅(qū)動(dòng)的閥芯32。閥芯32呈大致圓錐形狀，設(shè)置為能落位于被設(shè)置于EGR通路17的閥座33。步進(jìn)馬達(dá)31具有構(gòu)成為能以直線前進(jìn)的方式往復(fù)運(yùn)動(dòng)(行程運(yùn)動(dòng))的輸出軸34，在該輸出軸34的頂端固定有閥芯32。輸出軸34借助軸承35支持于EGR通路17。于是，通過使步進(jìn)馬達(dá)31的輸出軸34進(jìn)行行程運(yùn)動(dòng)，能夠調(diào)節(jié)閥芯32相對(duì)于閥座33的開度。第IEGR閥18的輸出軸34設(shè)置為能在閥芯32落位于閥座33的全閉狀態(tài) 閥芯32與軸承35抵接的全開狀態(tài)之間以規(guī)定的行程LI進(jìn)行行程運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施方式中，為了實(shí)現(xiàn)大量EGR，與比以往的技術(shù)相比，擴(kuò)大了閥座33的開口面積。閥芯32與此相應(yīng)地大型化。如圖1和圖2所示，第2EGR閥19由蝶形閥構(gòu)成，并且構(gòu)成為能被膜片式驅(qū)動(dòng)器41驅(qū)動(dòng)。S卩，第2EGR閥19包括:閥軸42，其設(shè)置為貫穿EGR通路17且能轉(zhuǎn)動(dòng)；圓板狀的閥芯43，其在EGR通路17中固定在閥軸42上；膜片式驅(qū)動(dòng)器41，其構(gòu)成驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。膜片式驅(qū)動(dòng)器41包括外殼44、借助連桿45與閥軸42相連結(jié)的桿46、與桿46的基端相連結(jié)的膜片47、由膜片47劃分成的負(fù)壓室48以及設(shè)置在負(fù)壓室48內(nèi)并對(duì)膜片47施力的彈簧49。在負(fù)壓未被導(dǎo)入到負(fù)壓室48的狀態(tài)下，膜片47被彈簧49推壓而將桿46配置在最下端位置。在該狀態(tài)下，借助連桿45和閥軸42將閥芯43配置到使EGR通路17完全關(guān)閉的位置(全閉位置)。另一方面，通過將負(fù)壓導(dǎo)入到負(fù)壓室48，克服彈簧49的施力地拉動(dòng)膜片47和桿46而使膜片47和桿46位移，使桿46向最上端位置移動(dòng)。在該狀態(tài)下，借助連桿45和閥軸42將閥芯43向使EGR通路17完全開放的位置(全開位置)配置。在本實(shí)施方式中，在桿46上的規(guī)定位置設(shè)有止擋部50，該止擋部50設(shè)置為能與外殼44卡合。該止擋部50構(gòu)成為將第2EGR閥19的閥芯43的最大開度限制為比全開小的規(guī)定的小開度Al (例如全開的30%的開度)。這樣，第2EGR閥19構(gòu)成為能在規(guī)定的小開度至全閉之間改變開度。并且，在本實(shí)施方式中，將閥芯43和EGR通路17的尺寸設(shè)定為能利用第2EGR閥19的規(guī)定的小開度Al確保第IEGR閥18的最大排氣流量(最大EGR流量)。在本實(shí)施方式中，為了能在具有增壓器7的發(fā)動(dòng)機(jī)I的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)執(zhí)行EGR，將第IEGR閥18的最大EGR流量設(shè)定為比較大的流量。為此，如圖2中以雙點(diǎn)劃線所示，將第IEGR閥18全開時(shí)的閥芯32的開口行程設(shè)定得比較大。因此，在控制第IEGR閥18從全開到全閉時(shí)，需要花費(fèi)一些時(shí)間。S卩，第IEGR閥18在從全開到全閉時(shí)具有略微閉閥延遲的傾向。這里，對(duì)作為提升閥的第IEGR閥18的特性與作為蝶形閥的第2EGR閥19的特性進(jìn)行比較。在全開時(shí)的最大EGR流量方面，第2EGR閥19較大。在從全開到全閉的響應(yīng)速度方面，第2EGR閥19較快。在EGR流量的控制性方面，在小流量范圍內(nèi)第IEGR閥18較好，在大流量范圍內(nèi)第2EGR閥19較好。因此，通過對(duì)第IEGR閥18和第2EGR閥19這雙方進(jìn)行控制，能夠設(shè)定為在小流量范圍內(nèi)使EGR流量緩慢地變化、并在大流量范圍內(nèi)使EGR流量急劇變化。在流量特性方面，第IEGR閥18的開 閥時(shí)的面積特性相對(duì)于開度呈曲線性增大，第2EGR閥19的開閥時(shí)的面積特性相對(duì)于開度呈直線性增大。如圖1和圖2所示，膜片式驅(qū)動(dòng)器41的負(fù)壓室48經(jīng)由負(fù)壓管路51與真空開關(guān)閥(VSV)52相連接。該VSV52構(gòu)成第2EGR閥19的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，是具有輸入口、輸出口和大氣口的三通閥式的電磁閥。VSV52的輸出口與負(fù)壓管路51相連接。在VSV52的大氣口上設(shè)置有過濾器53。VSV52的輸入口經(jīng)由負(fù)壓管路54與貯存箱55的輸出口相連接。貯存箱55的輸入口經(jīng)由負(fù)壓管路56與穩(wěn)壓箱3a相連接。在發(fā)動(dòng)機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在穩(wěn)壓箱3a中產(chǎn)生的負(fù)壓經(jīng)由負(fù)壓管路56作用于貯存箱55。并且，在發(fā)動(dòng)機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過關(guān)閉VSV52，將貯存箱55的負(fù)壓經(jīng)由負(fù)壓管路54、VSV52和負(fù)壓管路51供給到膜片式驅(qū)動(dòng)器41的負(fù)壓室48內(nèi)。由此，膜片47和桿46克服彈簧49的施力而向上方位移，如圖2中以雙點(diǎn)劃線所示，第2EGR閥19的閥芯43打開至作為最大開度的規(guī)定的小開度Al。另一方面，通過打開VSV52，將膜片式驅(qū)動(dòng)器41的負(fù)壓室48經(jīng)由負(fù)壓管路51、VSV52和過濾器53開放于大氣。由此，膜片47和桿46被彈簧49推壓而被配置在最下端位置，如圖2中以實(shí)線所示，第2EGR閥19的閥芯43處于全閉。在本實(shí)施方式中，為了根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)控制第IEGR閥18和第2EGR閥19這雙方，利用電子控制裝置(E⑶)61分別控制第IEGR閥18的步進(jìn)馬達(dá)31和第2EGR閥19的VSV52。E⑶61相當(dāng)于本發(fā)明的控制部件，該E⑶61包括中央處理裝置(CPU)、各種存儲(chǔ)器和與上述各部分相連接的外部輸入電路及外部輸出電路，上述各種存儲(chǔ)器用于預(yù)先存儲(chǔ)規(guī)定的控制程序等或暫時(shí)存儲(chǔ)CPU的運(yùn)算結(jié)果等。在外部輸出電路上連接有步進(jìn)馬達(dá)31和VSV52。在外部輸入電路上連接有用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器(省略圖示)，各種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)被輸入到該外部輸入電路中。這里，作為表示發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)，包括與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL、節(jié)氣開度TA和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度THW等相關(guān)的各種傳感器的檢測(cè)信號(hào)。
接下來，針對(duì)以上述方式構(gòu)成的EGR裝置，說明E⑶61所執(zhí)行的EGR控制的處理內(nèi)容。圖3中用流程圖表示EGR控制的處理內(nèi)容的一例。處理進(jìn)入該例程時(shí)，首先，在步驟100中，E⑶61讀取用于表示發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)。接著，在步驟110中，E⑶61判斷是否滿足開始EGR的條件。即，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否是要進(jìn)行EGR的狀態(tài)。在該判斷結(jié)果為否定的情況下，不進(jìn)行EGR，所以ECU61將處理轉(zhuǎn)移到步驟170。并且，在步驟170中，E⑶61將VSV52控制為開放，從而將第2EGR閥19控制為全閉，并且在步驟180中，E⑶61通過控制步進(jìn)馬達(dá)31而將第IEGR閥18控制為全閉。另一方面，在步驟110的判斷結(jié)果為肯定的情況下，進(jìn)行EGR，所以E⑶61將處理轉(zhuǎn)移到步驟120。并且，在步驟120中，E⑶61讀取發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL。接著，在步驟130中，E⑶61求出第IEGR閥18的與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE及發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL相應(yīng)的目標(biāo)開度Tegrl。對(duì)于該處理，ECU61參照預(yù)先設(shè)定的作為函數(shù)數(shù)據(jù)的開度映射(省略圖示)來進(jìn)行計(jì)算。接著，在步驟140中，E⑶61將VSV52控制為關(guān)閉，從而將第2EGR閥19控制為作為最大開度的規(guī)定的小·開度Al。另外，在步驟150中，E⑶61通過控制步進(jìn)馬達(dá)31而將第IEGR閥18控制為目標(biāo)開度Tegrl。接著，在步驟160中，E⑶61判斷發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否是在第IEGR閥18為大開度的狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)開始急劇地減速。在該判斷結(jié)果為否定的情況下，ECU61返回到步驟100的處理。在該判斷結(jié)果為肯定的情況下，立即停止EGR，所以E⑶61將處理轉(zhuǎn)移到步驟170，執(zhí)行上述步驟170及步驟180的處理。采用以上說明的本實(shí)施方式的EGR裝置，在發(fā)動(dòng)機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)且增壓器7未工作時(shí)，當(dāng)?shù)贗EGR閥18和第2EGR閥19均打開時(shí)，在比節(jié)氣門14靠下游的穩(wěn)壓箱3a中產(chǎn)生的負(fù)壓作用于EGR通路17的出口 17a，將在排氣通路5中流動(dòng)的排氣的一部分作為EGR氣體通過EGR用催化凈化器20、EGR通路17及EGR冷卻器21引入到穩(wěn)壓箱3a中。因此，在增壓器7未工作時(shí)，能夠使適量的EGR氣體通過EGR通路17流動(dòng)到進(jìn)氣通路3中而回流到燃燒室16中。此時(shí)，通過適當(dāng)?shù)乜刂频贗EGR閥18和第2EGR閥19的開度，能夠任意地調(diào)節(jié)EGR通路17中的EGR流量。另一方面，在發(fā)動(dòng)機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)且增壓器7工作時(shí)，當(dāng)?shù)贗EGR閥18和第2EGR閥19均打開時(shí)，排氣通路5中的增壓排氣壓作用于EGR通路17的入口 17b，將在排氣通路5中流動(dòng)的排氣的一部分作為EGR氣體，通過EGR用催化凈化器20、EGR通路17及EGR冷卻器21而被壓入到穩(wěn)壓箱3a中。因此，在增壓器7工作時(shí)，能夠使適量的EGR氣體通過EGR通路17流動(dòng)到進(jìn)氣通路3中而回流到燃燒室16中。此時(shí)，通過適當(dāng)?shù)乜刂频贗EGR閥18和第2EGR閥19的開度，能夠任意地調(diào)節(jié)EGR通路17中的EGR流量。采用本實(shí)施方式，由于利用提升閥構(gòu)成第IEGR閥18，所以由該第IEGR閥18的開閉決定的EGR流量的特性通常相對(duì)于開度而緩慢地變化。因此，在第2EGR閥19打開時(shí)，通過控制第IEGR閥18的開度，能夠以使EGR通路17中的EGR流量緩慢地變化的方式調(diào)節(jié)該EGR流量。另一方面，由于利用蝶形閥構(gòu)成第2EGR閥19，因此，與提升閥相比，能調(diào)節(jié)的EGR流量變大，從全開到全閉的響應(yīng)速度也較快。因此，通過控制第2EGR閥19從最大開度到全閉，能夠快速切斷EGR通路17中的EGR的流動(dòng)。因此，在本實(shí)施方式中，通過對(duì)第IEGR閥18和第2EGR閥19這雙方進(jìn)行控制，能夠在進(jìn)氣的小流量范圍內(nèi)以使EGR流量緩慢地變化的方式調(diào)節(jié)該EGR流量，并能夠在進(jìn)氣的大流量范圍內(nèi)以使EGR流量急劇地變化的方式調(diào)節(jié)該EGR流量。采用本實(shí)施方式，第IEGR閥18構(gòu)成為能在全開到全閉之間改變開度，第2EGR閥19的最大開度被限制為比全開小的規(guī)定的小開度Al。因而，在第IEGR閥18為大開度(例如全開)且第2EGR閥19為作為最大開度的規(guī)定的小開度Al的狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)I急劇地減速而控制第IEGR閥18和第2EGR閥19均成為全閉時(shí)，第2EGR閥19能比第IEGR閥18快速地變成全閉。這里，圖4中用曲線圖表示第IEGR閥18的開度、行程與EGR流量的關(guān)系以及第2EGR閥19的開度、行程與EGR流量的關(guān)系。如圖4所示，在第IEGR閥18為全開(100%)、第2EGR閥19為作為最大開度的規(guī)定的小開度Al (例如30%)時(shí)，通過發(fā)動(dòng)機(jī)I急劇地減速而將各EGR閥18、19控制為全閉(0%)。這里，第IEGR閥18的EGR流量特性是:在小流量范圍/小開度范圍內(nèi)流量變化比較大，在大流量范圍/大開度范圍內(nèi)流量變化比較小。因此，在第IEGR閥18全開時(shí)，即使與發(fā)動(dòng)機(jī)I急劇地減速相應(yīng)地向全閉控制第IEGR閥18，第IEGR閥18也會(huì)發(fā)生關(guān)閉延遲。相對(duì)于此，第2EGR閥19不是從全開而是從作為最大開度的規(guī)定的小開度Al被控制為全閉， 而且第2EGR閥19的開閉響應(yīng)性比第IEGR閥18的開閉響應(yīng)性快速，所以該第2EGR閥19比第IEGR閥18快速地成為全閉。即，在圖4中，當(dāng)?shù)贗EGR閥18在朝向全閉的中途成為約60%的開度時(shí)，第2EGR閥19成為全閉。結(jié)果，利用第2EGR閥19快速地封閉EGR通路17，快速地切斷EGR的流動(dòng)。這樣，在本實(shí)施方式中，能夠使用直列設(shè)置在EGR通路17上的第IEGR閥18及第2EGR閥19高精度地調(diào)節(jié)EGR通路17中的大量的EGR流量，并且能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)I急劇地減速時(shí)快速切斷大量EGR。因此，能夠避免因大量EGR的停止延遲而導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)I的減速不發(fā)火。而且，為了使第2EGR閥19快速地全閉，作為該第2EGR閥19的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)只使用了以往一直使用的膜片式驅(qū)動(dòng)器41和VSV52，所以能夠抑制上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的大型化、驅(qū)動(dòng)力的增強(qiáng)。在本實(shí)施方式中，通過使第2EGR閥19成為規(guī)定的小開度Al并使第IEGR閥18成為全開，能夠?qū)⒂傻贗EGR閥18決定的最大EGR流量確保為EGR通路17中的最大EGR流量。因此，能夠以最大限度地發(fā)揮第IEGR閥18所具有的流量特性的方式控制大量EGR。在本實(shí)施方式中，第IEGR閥18由電動(dòng)閥構(gòu)成，第2EGR閥19構(gòu)成為能被膜片式驅(qū)動(dòng)器41驅(qū)動(dòng)，所以第IEGR閥18反映出由電動(dòng)閥帶來的控制性，第2EGR閥19反映出由膜片式驅(qū)動(dòng)器41帶來的控制性。即，通過利用電動(dòng)閥構(gòu)成第IEGR閥18，能夠使該第IEGR閥18的開度連續(xù)地變化。另外，通過將第2EGR閥19構(gòu)成為能被膜片式驅(qū)動(dòng)器41驅(qū)動(dòng)，能夠提高該第2EGR閥19的開閉響應(yīng)性。因此，通過對(duì)第IEGR閥18和第2EGR閥19這雙方進(jìn)行控制，能夠主要利用第IEGR閥18以使大量EGR流量緩慢地變化的方式調(diào)節(jié)該EGR流量，并且能夠主要利用第2EGR閥19快速地進(jìn)行EGR的開始或停止。在本實(shí)施方式中，由于在EGR通路17中將第IEGR閥18配置在比第2EGR閥19靠下游的位置，所以在上游側(cè)的第2EGR閥19成為全閉后，下游側(cè)的第IEGR閥18不易受到排氣的影響。因此，能在EGR停止的期間內(nèi)保護(hù)第IEGR閥18不接觸排氣。第2實(shí)施方式接下來，參照附圖詳細(xì)說明將本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置具體化的第2實(shí)施方式。另外，在以下說明的各實(shí)施方式中，對(duì)于與上述第I實(shí)施方式同等的構(gòu)成要素，標(biāo)注與上述第I實(shí)施方式相同的附圖標(biāo)記而省略說明，以與上述第I實(shí)施方式不同的方面為中心進(jìn)行說明。圖5中用剖視圖放大表示EGR通路17的一部分、即設(shè)有第IEGR閥18和第2EGR閥19的部分。如圖5所示，在本實(shí)施方式中，與第I實(shí)施方式的不同之處在于，第2EGR閥19由被膜片式驅(qū)動(dòng)器41驅(qū)動(dòng)的提升閥構(gòu)成。膜片式驅(qū)動(dòng)器41的桿46借助軸承57支承于EGR通路17。在桿46的下端固定有平板狀的閥芯58，該閥芯58設(shè)置為能落位于閥座59，該閥座59設(shè)置于EGR通路17。在本實(shí)施方式中，第IEGR閥18的輸出軸34設(shè)置為能在全閉 全開之間以規(guī)定的行程LI進(jìn)行行程運(yùn)動(dòng)。相對(duì)于此，第2EGR閥19的最大開度被設(shè)定為比全開小的規(guī)定的小開度Al。S卩，膜片式驅(qū)動(dòng)器41的桿46設(shè)置為能在閥芯58落位于閥座59的全閉狀態(tài) 閥芯58與軸承57抵接的規(guī)定的 小開度Al之間以規(guī)定的行程L2進(jìn)行行程運(yùn)動(dòng)。膜片式驅(qū)動(dòng)器41本來所具有的、桿46的能運(yùn)動(dòng)的行程比行程L2大，但在本實(shí)施方式中，為了將閥芯58的最大開度設(shè)定為規(guī)定的小開度Al，使軸承57沿軸向增長(zhǎng)，使閥芯58早些與軸承57的下端抵接，從而將桿46的行程運(yùn)動(dòng)限制為比最大量小的行程L2。另外，在本實(shí)施方式中，為了確保由第IEGR閥18決定的最大EGR流量，將第2EGR閥19的閥座59的開口面積形成得比較大，并且將閥芯58形成為比較大的面積。在本實(shí)施方式中，將第2EGR閥19的桿46的行程L2設(shè)定為明顯比第IEGR閥18的輸出軸34的行程LI小。在本實(shí)施方式中，與第I實(shí)施方式同樣具有與膜片式驅(qū)動(dòng)器41相關(guān)聯(lián)的負(fù)壓管路51、54、56、VSV52、過濾器53及貯存箱55等結(jié)構(gòu)。因而，采用本實(shí)施方式的EGR裝置，由于第2EGR閥19由被膜片式驅(qū)動(dòng)器41驅(qū)動(dòng)的提升閥構(gòu)成，所以能省略在第I實(shí)施方式中設(shè)置在閥芯43與桿46之間的連桿45。本實(shí)施方式的其他作用效果與第I實(shí)施方式相同。第3實(shí)施方式接下來，參照附圖詳細(xì)說明將本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置具體化的第3實(shí)施方式。圖6中用概略結(jié)構(gòu)圖表示包含本實(shí)施方式的EGR裝置在內(nèi)的帶增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。圖7中用剖視圖放大表示EGR通路17的一部分、即設(shè)有第IEGR閥18和第2EGR閥19的部分。如圖6和圖7所示，在本實(shí)施方式中，與第I實(shí)施方式的不同之處在于，第2EGR閥19由電動(dòng)閥構(gòu)成。即，在本實(shí)施方式中，利用步進(jìn)馬達(dá)71驅(qū)動(dòng)由蝶形閥構(gòu)成的第2EGR閥。如圖7所示，構(gòu)成為能以直線前進(jìn)的方式進(jìn)行行程運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)馬達(dá)71的輸出軸72借助連桿73與閥軸42相連結(jié)。于是，通過使步進(jìn)馬達(dá)71的輸出軸72進(jìn)行行程運(yùn)動(dòng)，能夠調(diào)節(jié)閥芯43的開度。在本實(shí)施方式中，如圖7所示，在步進(jìn)馬達(dá)71的輸出軸72被推出至最下端位置的狀態(tài)下，借助連桿73和閥軸42將第2EGR閥19的閥芯43配置在全閉位置。通過將該輸出軸72拉回至最上端位置，將第2EGR閥19的閥芯43配置在全開位置。但是，在本實(shí)施方式中，第2EGR閥19的最大開度被限制為比全開小的規(guī)定的小開度Al (例如30%)。S卩，在輸出軸72上的規(guī)定位置設(shè)有止擋部74，該止擋部74設(shè)置為能與步進(jìn)馬達(dá)71的外殼下端卡合。通過使止擋部74與步進(jìn)馬達(dá)71的外殼下端卡合，將第2EGR閥19的閥芯43的開度限制為規(guī)定的小開度Al。另外，將第2EGR閥19的閥芯43和EGR通路17的尺寸設(shè)定為能利用第2EGR閥19的規(guī)定的小開度Al確保由第IEGR閥18決定的大量的最大EGR流量。在本實(shí)施方式中，控制步進(jìn)馬達(dá)71而控制輸出軸72的行程運(yùn)動(dòng)，從而能夠使第2EGR閥19的閥芯43的開度在全閉 規(guī)定的小開度Al之間連續(xù)地變化。在本實(shí)施方式中，如圖6所示，在E⑶61的外部輸出電路上連接有各步進(jìn)馬達(dá)31、71。在外部輸入電路上連接有用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器(省略圖示)，各種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)被輸入到該外部輸入電路中。接下來，針對(duì)以上述方式構(gòu)成的EGR裝置，說明E⑶61所執(zhí)行的EGR控制的處理內(nèi)容。圖8中用流程圖表示EGR控制的處理內(nèi)容的一例。處理進(jìn)入該例程時(shí)，首先在步驟200中，E⑶61讀取用于表示發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)。接著，在步驟210中，E⑶61判斷是否滿足開始EGR的條件。即，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否是要進(jìn)行EGR的狀態(tài)。在該判斷結(jié)果為否定的情況下，不進(jìn)行EGR，所以ECU61將處理轉(zhuǎn)移到步驟280。并且，在步驟280中，E⑶61通過控制步進(jìn)馬達(dá)71而將第2EGR閥19控制為全閉，并且，在步驟290中，E⑶61通過控制步進(jìn)馬達(dá)31而將第IEGR閥18控制為全閉。另一方面，在步驟210的判斷結(jié)果為肯定的情況下，進(jìn)行EGR，所以E⑶61將處理轉(zhuǎn)移到步驟220。并且，在步驟22 0中，E⑶61讀取發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE及發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL。接著，在步驟230中，E⑶61求出第IEGR閥18的與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE及發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL相應(yīng)的目標(biāo)開度TegrUECUei對(duì)該處理參照預(yù)先設(shè)定的作為函數(shù)數(shù)據(jù)的開度映射(省略圖示)進(jìn)行計(jì)算。接著，在步驟240中，ECU61求出第2EGR閥19的與第IEGR閥18的目標(biāo)開度Tegrl相應(yīng)的目標(biāo)開度Tegr2。ECU61對(duì)該處理參照預(yù)先設(shè)定的作為函數(shù)數(shù)據(jù)的圖9所示的開度映射進(jìn)行計(jì)算。在圖9所示的開度映射中，與第IEGR閥18的目標(biāo)開度Tegrl在“O 100(%)”的范圍內(nèi)變化相對(duì)應(yīng)地將第2EGR閥19的目標(biāo)開度Tegr2設(shè)定為在“O 30 (%)”的范圍內(nèi)曲線性地變化。由此，在第IEGR閥18的目標(biāo)開度Tegrl為全開(100%)時(shí)，求出第2EGR閥19的目標(biāo)開度Tegr2為最大開度、即規(guī)定的小開度Al (例如30%)。另一方面，在第IEGR閥18的目標(biāo)開度Tegrl比全開(100%)小時(shí)，第2EGR閥19的目標(biāo)開度Tegr2也成為比規(guī)定的小開度Al (30%)小的值。接著，在步驟250中，E⑶61通過控制步進(jìn)馬達(dá)71而將第2EGR閥19控制為目標(biāo)開度Tegr2。另外，在步驟260中，E⑶61通過控制步進(jìn)馬達(dá)31而將第IEGR閥18控制為目標(biāo)開度Tegrl。接著，在步驟270中，E⑶61判斷發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否是在第IEGR閥18為大開度的狀態(tài)下急劇地減速。在該判斷結(jié)果為否定的情況下，ECU61返回到步驟200的處理。在該判斷結(jié)果為肯定的情況下，立即停止EGR，所以E⑶61將處理轉(zhuǎn)移到步驟280，執(zhí)行上述步驟280及步驟290的處理。采用以上說明的本實(shí)施方式的EGR裝置，為了調(diào)節(jié)EGR通路17中的EGR流量，利用ECU61根據(jù)第IEGR閥18的開度控制第2EGR閥19的開度。因而，在控制第IEGR閥18從全開到全閉時(shí)，與第I實(shí)施方式同樣，控制第2EGR閥19從作為第2EGR閥19的最大開度的規(guī)定的小開度Al (例如30%)向全閉。另外，在控制第IEGR閥18從小于全開的開度(例如75%)向全閉時(shí)，控制第2EGR閥19從比作為第2EGR閥19的最大開度的規(guī)定的小開度Al(例如30%)小規(guī)定值α的開度Al — α向全閉位置。由此，能夠根據(jù)第IEGR閥18的開度可靠地使第2EGR閥19比第IEGR閥18早些成為全閉。因此，在第IEGR閥18的開度從比全開小的開度變成全閉時(shí)，能夠使到第2EGR閥19變成全閉為止的時(shí)間進(jìn)一步縮短。這里，圖10中用曲線圖表示第IEGR閥18的開度、行程與EGR流量的關(guān)系及第2EGR閥19的開度、行程與EGR流量的關(guān)系。如圖10所示，在第IEGR閥18為小于全開(100%)的開度(例如75%)時(shí)，通過發(fā)動(dòng)機(jī)I急劇地減速而將第IEGR閥18控制為全閉。此時(shí)，將第2EGR閥19控制為從比作為第2EGR閥19的最大開度的規(guī)定的小開度Al (例如30%)小規(guī)定值α的規(guī)定的小開度Al — α到全閉。此時(shí)，即使第IEGR閥18發(fā)生關(guān)閉延遲，也能將第2EGR閥19控制為從比作為第2EGR閥19的最大開度的規(guī)定的小開度Al小的小開度Al —α到全閉，而且第2EGR閥19的開閉響應(yīng)性比第IEGR閥18的開閉響應(yīng)性快，所以第2EGR閥19比第IEGR閥18快 速地成為全閉。S卩，在圖10中，當(dāng)?shù)贗EGR閥18從全開到全閉而成為約40%的開度時(shí)，第2EGR閥19成為全閉(0%)。因此，利用第2EGR閥19使EGR通路17更加快速地全閉，更加快速地切斷EGR。這樣，在本實(shí)施方式中，能夠使用直列設(shè)置于EGR通路17的第IEGR閥18和第2EGR閥19高精度地調(diào)節(jié)EGR通路17內(nèi)的大量的EGR流量，并且能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)I急劇地減速時(shí)，更加快速地切斷EGR。因此，能夠避免因大量EGR的停止延遲而導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)I的減速不發(fā)火。而且，為了使第2EGR閥19快速全閉，作為該第2EGR閥19的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，只使用了以往一直使用的步進(jìn)馬達(dá)71，所以能夠抑制上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的大型化、驅(qū)動(dòng)力的增強(qiáng)。在本實(shí)施方式中，由于第IEGR閥18由電動(dòng)閥構(gòu)成，并且第2EGR閥19由電動(dòng)閥構(gòu)成，所以能使第IEGR閥18和第2EGR閥19的開度均連續(xù)地變化。因此，能夠更加精密地控制EGR通路17中的EGR流量。第4實(shí)施方式接下來，參照附圖詳細(xì)說明將本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置具體化的第4實(shí)施方式。圖11中用剖視圖放大表示EGR通路17的一部分、即設(shè)有第IEGR閥18和第2EGR閥19的部分。如圖11所示，在本實(shí)施方式中，與第3實(shí)施方式的不同之處在于，第2EGR閥19由提升閥構(gòu)成且由電動(dòng)閥構(gòu)成。第2EGR閥19的步進(jìn)馬達(dá)71的輸出軸72借助軸承57支承于EGR通路17。本實(shí)施方式的第2EGR閥19的閥芯58、閥座59、軸承57及輸出軸72的結(jié)構(gòu)的關(guān)系與第2實(shí)施方式中的第2EGR閥19的閥芯58、閥座59、軸承57及桿46的結(jié)構(gòu)的關(guān)系相同。本實(shí)施方式的其他結(jié)構(gòu)與第3實(shí)施方式相同。因而，采用本實(shí)施方式的EGR裝置，由于第2EGR閥19由提升閥構(gòu)成，所以能省略在第3實(shí)施方式中設(shè)置在閥芯43與輸出軸72之間的連桿73。另外，與蝶形閥相比，提升閥的流量特性相對(duì)于開度緩慢地變化，所以能夠更加精密地利用第2EGR閥19進(jìn)行EGR流量的調(diào)節(jié)。第5實(shí)施方式接下來，參照附圖詳細(xì)說明將本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置具體化的第5實(shí)施方式。圖12中用概略結(jié)構(gòu)圖表示包含本實(shí)施方式的EGR裝置在內(nèi)的帶增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。如圖12所示，在本實(shí)施方式中，與第3實(shí)施方式的不同之處在于EGR裝置的配置。即，在本實(shí)施方式中，EGR通路17的入口 17b與排氣通路5的比催化凈化器15靠下游的部位相連接，EGR通路17的出口 17a與進(jìn)氣通路3的比增壓器7的壓縮機(jī)8靠上游的部位相連接。本實(shí)施方式的其他結(jié)構(gòu)與第3實(shí)施方式的其他結(jié)構(gòu)相同。因而，采用本實(shí)施方式，在發(fā)動(dòng)機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)且增壓器7工作時(shí)，當(dāng)?shù)贗EGR閥18和第2EGR閥19均打開時(shí)，由增壓進(jìn)氣壓產(chǎn)生的負(fù)壓在進(jìn)氣通路3的比壓縮機(jī)8靠上游的位置作用于EGR通路17的出口 17a，在排氣通路5的比催化凈化器15靠下游的部分中流動(dòng)的排氣的一部分經(jīng)由EGR通路17、EGR冷卻器21、第2EGR閥19和第IEGR閥18被引入到進(jìn)氣通路3中。這里，即使是高增壓范圍的壓力，由于催化凈化器15成為阻力，所以在催化凈化器15的下游側(cè)也在一定程度上降低排氣壓力。因此，能夠以使至高增壓范圍為止的、由增壓進(jìn)氣壓產(chǎn)生的負(fù)壓作用于EGR通路17的方式進(jìn)行EGR。另外，由于利用催化凈化器15凈化的排氣的一部分被導(dǎo)入到EGR通路17中，所以與第I實(shí)施方式相比，能夠在EGR通路17上省略EGR用催化凈化器20。另外，本發(fā)明并不限定于上述各實(shí)施方式，能夠在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)刈兏徊糠纸Y(jié)構(gòu)而實(shí)施本發(fā)明。

(I)在上述各實(shí)施方式中，在EGR通路17中將第IEGR閥18配置在比第2EGR閥19靠下游的位置，但如圖13所示，也能夠在EGR通路17中將第IEGR閥18配置在比第2EGR閥19靠上游的位置。在該情況下，在上游側(cè)的第IEGR閥18成為全閉后，下游側(cè)的第2EGR閥19不易受到排氣的影響。因此，能夠在EGR停止的期間內(nèi)保護(hù)第2EGR閥19不接觸排氣。(2)在上述各實(shí)施方式中，將本發(fā)明的EGR裝置具體化為具有增壓器7的發(fā)動(dòng)機(jī)1，但也可以將本發(fā)明的EGR裝置具體化為不具有增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)。(3)在上述第2實(shí)施方式和第4實(shí)施方式中，為了將閥芯58的最大開度設(shè)定為規(guī)定的小開度Al，通過使軸承57沿軸向增長(zhǎng)、并使閥芯58與該軸承57的下端早些抵接，將膜片式驅(qū)動(dòng)器41的桿46的行程運(yùn)動(dòng)限制為行程L2。相對(duì)于此，也可以設(shè)置規(guī)定的止擋部來限制膜片式驅(qū)動(dòng)器41的膜片47的位移，從而將桿46的行程運(yùn)動(dòng)限制為行程L2。本發(fā)明例如能夠利用于車輛用發(fā)動(dòng)機(jī)，無論是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。附圖標(biāo)記說明1、發(fā)動(dòng)機(jī)；3、進(jìn)氣通路；3a、穩(wěn)壓箱；5、排氣通路；7、增壓器；8、壓縮機(jī)；9、渦輪；10、旋轉(zhuǎn)軸；14、節(jié)氣門；15、催化凈化器(排氣催化器)；16、燃燒室；17、EGR通路(排氣回流通路);17a、出口 ；17b、入口 ；18、第IEGR閥(第I排氣回流閥);19、第2EGR閥(第2排氣回流閥)；31、步進(jìn)馬達(dá)；32、閥芯；41、膜片式驅(qū)動(dòng)器；43、閥芯；52、VSV ;61、ECU (控制部件)；71、步進(jìn)馬達(dá)；A1、規(guī)定的小開度。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置，其包括: 排氣回流通路，其使自發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室排出到排氣通路中的排氣的一部分流動(dòng)到進(jìn)氣通路中而回流到上述燃燒室中； 第I排氣回流閥及第2排氣回流閥，其直列設(shè)置于上述排氣回流通路，以便調(diào)節(jié)上述排氣回流通路中的排氣流量， 該發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置的特征在于， 上述第I排氣回流閥由提升閥構(gòu)成，并且能在全開 全閉之間改變開度，上述第2排氣回流閥的最大開度被限制為比全開小的規(guī)定的小開度，并且上述第2排氣回流閥能在上述規(guī)定的小開度 全閉之間改變開度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于， 上述第2排氣回流閥利用上述規(guī)定的小開度確保由上述第I排氣回流閥決定的最大排氣流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于， 該發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置具有控制部件，該控制部件為了調(diào)節(jié)上述排氣回流通路中的上述排氣流量而對(duì)上述第I排氣回流閥和上述第2排氣回流閥分別進(jìn)行控制，并且根據(jù)上述第I排氣回流閥的開度控制上述第2排氣回流閥的開度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于， 上述第2排氣回流閥由蝶形閥構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于， 上述第2排氣回流閥由提升閥構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于， 上述第I排氣回流閥由電動(dòng)閥構(gòu)成，上述第2排氣回流閥能被膜片式驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于， 上述第I排氣回流閥由電動(dòng)閥構(gòu)成，并且上述第2排氣回流閥由電動(dòng)閥構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于， 在上述排氣回流通路中，上述第I排氣回流閥配置在比上述第2排氣回流閥靠下游的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于， 在上述排氣回流通路中，上述第I排氣回流閥配置在比上述第2排氣回流閥靠上游的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于， 在上述進(jìn)氣通路和上述排氣通路上設(shè)置有增壓器，在上述進(jìn)氣通路的比上述增壓器靠下游的位置設(shè)置有節(jié)氣門，上述排氣回流通路的入口與上述排氣通路的比上述增壓器靠上游的部位相連接，該排氣回流通路的出口與上述進(jìn)氣通路的比上述節(jié)氣門靠下游的部位相連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于， 在上述進(jìn)氣通路和上述排氣通路上設(shè)置有增壓器，在上述進(jìn)氣通路的比上述增壓器靠下游的位置設(shè)置有節(jié)氣門，在上述排氣通路的比上述增壓器靠下游的位置設(shè)置有排氣催化器，上述排氣回流通路的入口與上述排氣通路的比上述排氣催化器靠下游的部位相連接，該排氣回流通路 的出口與上述進(jìn)氣通路的比上述增壓器靠上游的部位相連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣回流裝置。使用直列設(shè)置于EGR通路的第1EGR閥和第2EGR閥高精度地調(diào)節(jié)EGR通路中的EGR流量，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)減速時(shí)快速地切斷EGR，抑制第2EGR閥用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的大型化、驅(qū)動(dòng)力的增強(qiáng)。包括EGR通路(17)和直列設(shè)置在EGR通路中、以調(diào)節(jié)EGR通路中的EGR流量的第1EGR閥(18)及第2EGR閥(19)。第1EGR閥由提升閥構(gòu)成，并且能在全開～全閉之間改變開度，第2EGR閥的最大開度被限制為比全開狀態(tài)小的規(guī)定的小開度。第2EGR閥能在規(guī)定的小開度～全閉之間改變開度，利用規(guī)定的小開度確保由第1EGR閥決定的最大EGR流量。
文檔編號(hào)F02M25/07GK103244311SQ20131004825
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者武田啟壯, 加藤弓記也, 中島一真 申請(qǐng)人:愛三工業(yè)株式會(huì)社