JP6076212B2

JP6076212B2 - Fresh air introduction device for exhaust gas recirculation device of supercharged engine

Info

Publication number: JP6076212B2
Application number: JP2013138986A
Authority: JP
Inventors: 健英中村; 吉岡　衛; 衛吉岡
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2033-07-02
Also published as: JP2015010591A

Description

この発明は、吸気を昇圧させる過給機を備えたエンジンに設けられ、エンジンの排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させる排気還流装置に係り、その排気還流装置において吸気通路へ流れる排気還流ガスを希釈するために吸気通路へ新気を導入する新気導入装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device that is provided in an engine having a supercharger that boosts intake air, and that causes a part of the exhaust of the engine to flow as an exhaust gas recirculation gas to an intake passage and recirculates to the engine. The present invention relates to a fresh air introduction device for introducing fresh air into an intake passage in order to dilute exhaust gas recirculation gas flowing into the intake passage.

従来、この種の技術が、例えば、自動車用エンジンにおいて採用されている。排気還流装置（Exhaust Gas Recirculation（ＥＧＲ）装置）は、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される燃焼後の排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路を介して吸気通路へ導き、吸気通路を流れる吸気と混合させて燃焼室へ還流させるようになっている。ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁により調節されるようになっている。このＥＧＲによって、主として排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させることができ、エンジンの部分負荷時における燃費向上を図ることができる。 Conventionally, this type of technology has been employed in, for example, automobile engines. An exhaust gas recirculation (EGR) device guides part of exhaust gas after combustion discharged from an engine combustion chamber to an exhaust passage as EGR gas to the intake passage through the EGR passage and flows through the intake passage. It is mixed with intake air and returned to the combustion chamber. EGR gas flowing through the EGR passage is adjusted by an EGR valve provided in the EGR passage. By this EGR, nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas can be mainly reduced, and fuel efficiency can be improved at the time of partial load of the engine.

エンジンの排気は、酸素が含まれていないか酸素が希薄な状態にある。従って、ＥＧＲにより排気の一部を吸気と混ぜることで、吸気中の酸素濃度が低下する。このため、燃焼室では、酸素濃度が低い状態で燃料が燃焼することから、燃焼時のピーク温度が低下し、ＮＯｘの発生を抑制することができる。ガソリンエンジンでは、ＥＧＲにより吸気中の酸素含有量を増加させることなく、スロットルバルブをある程度閉じた状態においても、エンジンのポンピングロスを低減することができる。 The engine exhaust is either free of oxygen or lean. Therefore, by mixing a part of the exhaust gas with the intake air by EGR, the oxygen concentration in the intake air decreases. For this reason, in the combustion chamber, fuel burns in a state where the oxygen concentration is low, so that the peak temperature at the time of combustion is lowered and generation of NOx can be suppressed. In a gasoline engine, the pumping loss of the engine can be reduced even when the throttle valve is closed to some extent without increasing the oxygen content in the intake air by EGR.

ここで、近時は、エンジンの更なる燃費向上を図るために、エンジンの全運転領域でＥＧＲを行うことが考えられ、大量ＥＧＲを実現することが求められている。大量ＥＧＲを実現するためには、従前の技術に対し、ＥＧＲ通路の内径を拡大したり、ＥＧＲ弁の弁体や弁座の流路開口面積を大きくしたりする必要がある。 Here, recently, in order to further improve the fuel efficiency of the engine, it is conceivable to perform EGR in the entire operation region of the engine, and it is required to realize a large amount of EGR. In order to realize a large amount of EGR, it is necessary to enlarge the inner diameter of the EGR passage or increase the flow passage opening area of the valve body or the valve seat of the EGR valve as compared with the conventional technology.

ところで、過給機を備えたエンジンにもＥＧＲ装置が設けられることは周知である。下記の特許文献１には、この種のエンジンが記載されている。このエンジンは、排気通路に設けられたタービンと、吸気通路に設けられ、タービンにより駆動されるコンプレッサとから構成される過給機を備える。このエンジンでは、タービンより下流の排気通路とコンプレッサより上流の吸気通路との間にＥＧＲ通路が設けられ、そのＥＧＲ通路にＥＧＲ弁が設けられて低圧ループ式のＥＧＲ装置が構成されている。 By the way, it is well known that an engine equipped with a supercharger is provided with an EGR device. Patent Document 1 below describes this type of engine. This engine includes a turbocharger that includes a turbine provided in an exhaust passage and a compressor provided in an intake passage and driven by the turbine. In this engine, an EGR passage is provided between an exhaust passage downstream of the turbine and an intake passage upstream of the compressor, and an EGR valve is provided in the EGR passage to constitute a low-pressure loop type EGR device.

この種の低圧ループ式のＥＧＲ装置を備えた過給機付きエンジンでは、ＥＧＲ通路の出口からスロットル弁までの吸気通路の経路が比較的長い。そのため、エンジンの減速時に、要求ＥＧＲ率の急減に合わせてＥＧＲ弁を全閉へ向けて直ちに閉弁しても、ＥＧＲ通路の出口からスロットル弁までの吸気通路に大量のＥＧＲガスが残留することがある。そのため、残留ＥＧＲガスが吸気に混じり、エンジンの減速時にＥＧＲ率の低下が遅れる（ＥＧＲの減衰遅れ）おそれがあった。これにより、燃焼室のＥＧＲ率が過剰となってエンジンに失火や燃焼悪化が起きるおそれがあった。その結果、エンジンの排気エミッションが悪化したり、車両のドライバビリティが悪化したりするおそれがあった。ここで、ＥＧＲの減衰遅れ時間は、高過給圧の状態からエンジンが減速したときほど、或いは、エンジン回転速度が低くなるほど長引く傾向があった。 In a supercharged engine equipped with this kind of low-pressure loop EGR device, the path of the intake passage from the outlet of the EGR passage to the throttle valve is relatively long. Therefore, when the engine decelerates, a large amount of EGR gas remains in the intake passage from the outlet of the EGR passage to the throttle valve even if the EGR valve is immediately closed toward the fully closed state in accordance with the sudden decrease in the required EGR rate. There is. Therefore, residual EGR gas is mixed in the intake air, and there is a possibility that the decrease in the EGR rate is delayed when the engine is decelerated (EGR decay delay). As a result, the EGR rate in the combustion chamber becomes excessive, which may cause misfire or deterioration of combustion in the engine. As a result, the exhaust emission of the engine may be deteriorated or the drivability of the vehicle may be deteriorated. Here, the EGR decay delay time tended to be longer as the engine was decelerated from the high boost pressure state or as the engine rotational speed was lower.

そこで、特許文献１に記載のエンジンには、コンプレッサより上流であってＥＧＲ通路の出口より上流の吸気通路に吸気絞り弁が設けられ、その吸気絞り弁より上流の吸気通路とスロットル弁より下流の吸気通路とを連通する新気バイパス通路（新気導入通路）が設けられ、新気導入通路に新気バイパス弁（新気導入弁）が設けられる。新気導入弁は、全閉状態と全開状態との間で開度が連続的に可変に構成される。ここで、特に記載はないが、新気導入弁を、弁体が弁座面から直角方向に移動する形式のポペット弁として、また、弁体をモータ等のアクチュエータにより駆動させる電動弁として構成することが考えられる。そして、要求ＥＧＲ率が急減するエンジンの減速時などには、新気導入弁を開き、スロットル弁より下流の吸気通路へ新気導入通路を介して新気を導入するようになっている。これにより、スロットル弁より下流の吸気通路へ流れたＥＧＲガスに新気を混合して燃焼室のＥＧＲ率を早期に減衰させることができる。 Therefore, in the engine described in Patent Document 1, an intake throttle valve is provided in an intake passage upstream of the compressor and upstream of the outlet of the EGR passage, and an intake passage upstream of the intake throttle valve and downstream of the throttle valve. A fresh air bypass passage (fresh air introduction passage) communicating with the intake passage is provided, and a fresh air bypass valve (fresh air introduction valve) is provided in the fresh air introduction passage. The fresh air introduction valve is configured such that the opening degree is continuously variable between the fully closed state and the fully open state. Here, although not particularly described, the fresh air introduction valve is configured as a poppet valve of a type in which the valve body moves in a direction perpendicular to the valve seat surface, and as an electric valve that drives the valve body by an actuator such as a motor. It is possible. When the engine is decelerating when the required EGR rate rapidly decreases, the fresh air introduction valve is opened, and fresh air is introduced into the intake passage downstream from the throttle valve via the fresh air introduction passage. Thereby, fresh air can be mixed with the EGR gas that has flowed to the intake passage downstream of the throttle valve, and the EGR rate of the combustion chamber can be quickly attenuated.

特開２０１２−５７５８２号公報JP 2012-57582 A

ところで、特許文献１に記載のエンジンでは、過給時にＥＧＲ弁を開いてＥＧＲガスを燃焼室へ再循環させるときには、吸気通路への新気導入を遮断するために新気導入弁を閉じることになる。このとき、新気導入弁より上流の新気導入通路にかかる大気圧と新気導入弁より下流の新気導入通路にかかる過給圧との圧力差（前後差圧）が大きくなり、新気導入弁にかかる負荷が比較的大きくなる。ここで、新気導入弁にかかる大きな負荷に対抗して新気導入弁を確実に開閉動作させるためには、新気導入弁のアクチュエータを高出力化する必要があり、そのためにアクチュエータを大型化する必要がある。しかしながら、そのような構成にすると、新気導入弁が大型化したり、コストアップしたりすることになる。 By the way, in the engine described in Patent Document 1, when the EGR valve is opened at the time of supercharging and the EGR gas is recirculated to the combustion chamber, the fresh air introduction valve is closed to shut off the introduction of fresh air into the intake passage. Become. At this time, the pressure difference (front-rear differential pressure) between the atmospheric pressure applied to the fresh air introduction passage upstream of the fresh air introduction valve and the supercharging pressure applied to the fresh air introduction passage downstream of the fresh air introduction valve increases. The load on the introduction valve becomes relatively large. Here, in order to reliably open and close the fresh air introduction valve against the large load on the fresh air introduction valve, it is necessary to increase the output of the actuator of the fresh air introduction valve. There is a need to. However, such a configuration increases the size of the fresh air introduction valve or increases the cost.

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、過給時に新気導入弁にかかる負荷を小さくして新気導入弁の大型化とコストアップを抑えられる過給機付きエンジンの排気還流装置における新気導入装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the load applied to the fresh air introduction valve at the time of supercharging to suppress an increase in size and cost of the fresh air introduction valve. The object of the present invention is to provide a fresh air introduction device for an exhaust gas recirculation device of a attached engine.

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、過給機付きエンジンの排気還流装置における新気導入装置であって、エンジンは、吸気通路と、排気通路とを含み、吸気通路には、同通路を流れる吸気量を調節するための吸気量調節弁が設けられ、過給機は、吸気量調節弁より上流の吸気通路に配置されたコンプレッサと、排気通路に配置されたタービンと、コンプレッサとタービンを一体回転可能に連結する回転軸とを含み、排気還流装置は、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流して燃焼室へ還流させる排気還流通路と、排気還流通路における排気還流ガスの流れを調節するための排気還流弁とを含み、排気還流通路は、その入口がタービンより下流の排気通路に接続され、その出口がコンプレッサより上流の吸気通路に接続され、新気導入装置は、大気側から吸気量調節弁より下流の吸気通路へ新気を導入するための新気導入通路と、新気導入通路を流れる新気量を調節するための新気導入弁と、新気導入弁への吸気の逆流を防止するために新気導入弁より下流の新気導入通路に配置された逆止弁とを含み、新気導入通路は、その入口が排気還流通路の出口より上流の吸気通路に接続され、新気導入弁は、弁体が弁座の座面から直角方向へ移動するポペット弁として、また、弁体をアクチュエータにより駆動させる電動弁として構成され、弁体を弁座へ向けて押圧するアシストスプリングを含み、弁体が弁座へ向かう方向が新気導入通路における新気の流れの方向に対向するように新気導入通路に対して新気導入弁を設置したことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a fresh air introducing device in an exhaust gas recirculation device of an engine with a supercharger, wherein the engine includes an intake passage and an exhaust passage, and the intake passage Is provided with an intake air amount adjusting valve for adjusting the intake air amount flowing through the passage, and the supercharger is provided with a compressor disposed in the intake passage upstream of the intake air amount adjusting valve, and a turbine disposed in the exhaust passage. And a rotary shaft that connects the compressor and the turbine so as to be integrally rotatable, and the exhaust gas recirculation device causes a part of the exhaust gas discharged from the engine combustion chamber to the exhaust passage to flow into the intake passage as exhaust gas recirculation gas. And an exhaust gas recirculation valve for adjusting the flow of the exhaust gas recirculation gas in the exhaust gas recirculation passage. The exhaust gas recirculation passage has an inlet connected to an exhaust gas passage downstream of the turbine, and The outlet is connected to the intake passage upstream of the compressor, and the fresh air introduction device flows through the fresh air introduction passage and the fresh air introduction passage for introducing fresh air from the atmosphere side to the intake passage downstream of the intake air amount adjustment valve. a fresh air introduction valve for adjusting the amount of fresh air, look including a check valve disposed in the fresh air introduction passage downstream of the fresh air inlet valve to prevent backflow of air into the fresh air introduction valve The fresh air introduction passage is connected to an intake passage upstream of the outlet of the exhaust gas recirculation passage, and the fresh air introduction valve is a poppet valve whose valve body moves in a direction perpendicular to the seat surface of the valve seat. Constructed as an electric valve that drives the valve element by an actuator, includes an assist spring that presses the valve element toward the valve seat, and the direction of the valve element toward the valve seat is opposite to the direction of fresh air flow in the fresh air introduction passage Fresh air introduction valve against the fresh air introduction passage And the spirit that the installation was.

上記発明の構成によれば、新気導入弁より下流における新気導入通路に逆止弁が設けられるので、過給機が作動する過給時には、その過給圧が吸気通路から新気導入通路の出口を通じて逆止弁に作用して逆止弁が閉じる。このため、過給圧が逆止弁により遮断されて新気導入弁に作用しなくなり、新気導入弁の前後差圧がなくなり、新気導入弁にかかる負荷がなくなる。一方、エンジンの運転時であって過給機が作動しないときには、吸気通路で発生する吸気負圧が新気導入通路の出口から逆止弁に作用し、逆止弁が開く。このとき、新気導入弁を開弁することにより、新気導入通路を大気側から新気が流れ、その新気が吸気通路へ導入される。また、吸気通路で発生する吸気負圧により逆止弁が開くときには、新気導入通路を吸気通路へ向けて新気が流れる。このとき、新気は、新気導入弁の弁体が弁座へ向かう方向（閉弁方向）と逆向きに流れるので、弁体には閉弁方向と逆向きに新気の流れの力（吸気負圧の力でもある）が作用し、その流れの力がアクチュエータに負荷として作用する。ここで、新気導入弁には、弁体を弁座へ向けて押圧するアシストスプリングが設けられるので、そのアシストスプリングの力の分だけアクチュエータにかかる負荷が低減される。 According to the above configuration, since the check valve is provided in the fresh air introduction passage downstream from the fresh air introduction valve, the supercharging pressure is increased from the intake passage to the fresh air introduction passage when the supercharger operates. The check valve is closed by acting on the check valve through the outlet. For this reason, the supercharging pressure is blocked by the check valve and does not act on the fresh air introduction valve, there is no differential pressure across the fresh air introduction valve, and the load on the fresh air introduction valve is eliminated. On the other hand, when the engine is in operation and the supercharger does not operate, intake negative pressure generated in the intake passage acts on the check valve from the outlet of the fresh air introduction passage, and the check valve opens. At this time, by opening the fresh air introduction valve, fresh air flows from the atmosphere side through the fresh air introduction passage, and the fresh air is introduced into the intake passage. Further, when the check valve is opened due to intake negative pressure generated in the intake passage, fresh air flows toward the intake passage through the fresh air introduction passage. At this time, the fresh air flows in the direction opposite to the direction of the valve body of the fresh air introduction valve toward the valve seat (valve closing direction), so the force of the flow of fresh air ( This also acts as a load on the actuator. Here, since the fresh air introduction valve is provided with an assist spring that presses the valve body toward the valve seat, the load applied to the actuator is reduced by the force of the assist spring.

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、逆止弁は、弾力のある薄板の一端部を固定して一方向へのみ開くようにしたリードバルブであることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the check valve fixes one end of the elastic thin plate and opens only in one direction. The purpose is to be a reed valve.

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、逆止弁がリードバルブであるので、比較的小さな圧力差で逆止弁が動作することになる。 According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention described in claim 1, since the check valve is a reed valve, the check valve operates with a relatively small pressure difference.

請求項１に記載の発明によれば、過給時に新気導入弁にかかる負荷を小さくすることができ、これによって新気導入弁の大型化とコストアップを抑えることができ、新気導入弁の信頼性を向上させることができる。また、非過給時（吸気負圧発生時）に新気導入弁のアクチュエータにかかる負荷を小さくすることができ、この意味で新気導入弁の信頼性を更に向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to reduce the load applied to the fresh air introduction valve at the time of supercharging, thereby suppressing increase in size and cost of the fresh air introduction valve. Reliability can be improved. In addition, the load applied to the actuator of the fresh air introduction valve during non-supercharging (when intake negative pressure is generated) can be reduced, and in this sense, the reliability of the fresh air introduction valve can be further improved.

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、逆止弁を高速動作に追従させることができ、エンジンの運転が負圧時から過給時に切り替わるときには、新気導入通路への吸気の逆流を速やかに遮断することができる。 According to the invention described in claim 2 , in addition to the effect of the invention described in claim 1, when the check valve can follow the high speed operation and the engine operation is switched from the negative pressure to the supercharging, It is possible to quickly block the backflow of the intake air to the fresh air introduction passage.

第１実施形態に係り、排気還流装置と新気導入装置を含む過給機付エンジンシステムを示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the engine system with a supercharger which concerns on 1st Embodiment and contains an exhaust gas recirculation apparatus and a fresh air introduction apparatus. 第１実施形態に係り、新気導入弁が微小開弁した状態における新気導入通路、新気導入弁及び逆止弁を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a fresh air introduction passage, a fresh air introduction valve, and a check valve in a state where the fresh air introduction valve is slightly opened according to the first embodiment. 第１実施形態に係り、新気導入弁が全開した状態における新気導入通路、新気導入弁及び逆止弁を示す断面図。Sectional drawing which concerns on 1st Embodiment and shows the fresh air introduction channel | path in the state which the fresh air introduction valve opened fully, a fresh air introduction valve, and a non-return valve. 第１実施形態に係り、逆止弁を一部破断して示す正面図。The front view which concerns on 1st Embodiment and shows a partially broken check valve. 第１実施形態に係り、ガイドを示す平面図。The top view which concerns on 1st Embodiment and shows a guide. 第１実施形態に係り、逆止弁を分解して示す断面図。FIG. 3 is an exploded cross-sectional view of the check valve according to the first embodiment. 第１実施形態に係り、負圧時（非過給時）と過給時におけるステップモータにかかる力の関係を示す模式図。The schematic diagram which concerns on 1st Embodiment and shows the relationship of the force concerning the step motor at the time of negative pressure (at the time of non-supercharging) and supercharging. 比較例に係り、逆止弁を設けない場合の過給時におけるステップモータにかかる力の関係を示す模式図。The schematic diagram which concerns on the comparative example and shows the relationship of the force concerning the step motor at the time of supercharging when a check valve is not provided. 第２実施形態に係り、新気導入装置を構成するアッセンブリを示す断面図。Sectional drawing which shows the assembly which concerns on 2nd Embodiment and comprises the fresh air introduction apparatus.

＜第１実施形態＞
以下、本発明の過給機付きエンジンの排気還流装置における新気導入装置を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。 <First Embodiment>
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment in which a fresh air introducing device in an exhaust gas recirculation device for an engine with a supercharger according to the present invention is described below in detail with reference to the drawings.

図１に、この実施形態における排気還流装置（ＥＧＲ装置）と新気導入装置を含む過給機付エンジンシステムを概略構成図により示す。このエンジンシステムは、レシプロタイプのエンジン１を備える。エンジン１の吸気ポート２には、吸気通路３が接続され、排気ポート４には、排気通路５が接続される。吸気通路３の入口には、エアクリーナ６が設けられる。エアクリーナ６の直近であってエアクリーナ６より下流の吸気通路３には、吸気通路３を流れる吸気量を計測するためのエアフローメータ５０が設けられる。エアクリーナ６より下流の吸気通路３には、排気通路５との間に、吸気通路３における吸気を昇圧させるための過給機７が設けられる。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a supercharged engine system including an exhaust gas recirculation device (EGR device) and a fresh air introduction device in this embodiment. This engine system includes a reciprocating engine 1. An intake passage 3 is connected to the intake port 2 of the engine 1, and an exhaust passage 5 is connected to the exhaust port 4. An air cleaner 6 is provided at the inlet of the intake passage 3. An air flow meter 50 for measuring the amount of intake air flowing through the intake passage 3 is provided in the intake passage 3 in the immediate vicinity of the air cleaner 6 and downstream of the air cleaner 6. A supercharger 7 for boosting the intake air in the intake passage 3 is provided in the intake passage 3 downstream of the air cleaner 6 between the exhaust passage 5 and the intake passage 3.

過給機７は、吸気通路３に配置されたコンプレッサ８と、排気通路５に配置されたタービン９と、コンプレッサ８とタービン９を一体回転可能に連結する回転軸１０とを含む。過給機７は、排気通路５を流れる排気によりタービン９を回転させて回転軸１０を介してコンプレッサ８を一体的に回転させることにより、吸気通路３における吸気を昇圧させる、すなわち過給を行うようになっている。 The supercharger 7 includes a compressor 8 disposed in the intake passage 3, a turbine 9 disposed in the exhaust passage 5, and a rotating shaft 10 that connects the compressor 8 and the turbine 9 so as to be integrally rotatable. The supercharger 7 rotates the turbine 9 by the exhaust gas flowing through the exhaust passage 5 and integrally rotates the compressor 8 via the rotary shaft 10 to boost the intake air in the intake passage 3, that is, perform supercharging. It is like that.

過給機７に隣接して排気通路５には、タービン９を迂回する排気バイパス通路１１が設けられる。この排気バイパス通路１１には、ウェイストゲートバルブ１２が設けられる。ウェイストゲートバルブ１２により排気バイパス通路１１を流れる排気が調節されることにより、タービン９に供給される排気流量が調節され、タービン９及びコンプレッサ８の回転速度が調節され、過給機７による過給圧が調節されるようになっている。 An exhaust bypass passage 11 that bypasses the turbine 9 is provided in the exhaust passage 5 adjacent to the supercharger 7. A waste gate valve 12 is provided in the exhaust bypass passage 11. By adjusting the exhaust gas flowing through the exhaust bypass passage 11 by the waste gate valve 12, the exhaust gas flow rate supplied to the turbine 9 is adjusted, the rotational speeds of the turbine 9 and the compressor 8 are adjusted, and supercharging by the supercharger 7 is performed. The pressure is adjusted.

また、過給機７に隣接して吸気通路３には、コンプレッサ８を迂回する吸気バイパス通路３７が設けられる。この吸気バイパス通路３７には、吸気バイパス弁３８が設けられる。必要に応じて吸気バイパス弁３８を開き、吸気バイパス通路３７に吸気を流すことにより、コンプレッサ８より下流の吸気通路３における過給圧が低減されるようになっている。 An intake bypass passage 37 that bypasses the compressor 8 is provided in the intake passage 3 adjacent to the supercharger 7. An intake bypass valve 38 is provided in the intake bypass passage 37. If necessary, the intake bypass valve 38 is opened and the intake air is allowed to flow through the intake bypass passage 37, whereby the supercharging pressure in the intake passage 3 downstream from the compressor 8 is reduced.

吸気通路３において、過給機７のコンプレッサ８とエンジン１との間には、インタークーラ１３が設けられる。このインタークーラ１３は、コンプレッサ８により昇圧されて高温となった吸気を適温に冷却するためのものである。インタークーラ１３とエンジン１との間の吸気通路３には、サージタンク３ａが設けられる。また、インタークーラ１３の下流側であってサージタンク３ａより上流の吸気通路３には、電動式のスロットル弁である電子スロットル装置１４が設けられる。本発明の吸気量調節弁に相当するこの電子スロットル装置１４は、吸気通路３に配置されるバタフライ形のスロットル弁２１と、そのスロットル弁２１を開閉駆動するためのモータ２２と、スロットル弁２１の開度（スロットル開度）ＴＡを検出するためのスロットルセンサ２３とを備える。この電子スロットル装置１４は、運転者によるアクセルペダル（図示略）の操作に応じてスロットル弁２１がモータ２２により開閉駆動され、開度が調節されるように構成される。この電子スロットル装置１４の構成として、例えば、特開２０１１−２５２４８２号公報の図１及び図２に記載される「スロットル装置」の基本構成を採用することができる。タービン９の下流側の排気通路５には、排気を浄化するための排気触媒としての触媒コンバータ１５が設けられる。 In the intake passage 3, an intercooler 13 is provided between the compressor 8 of the supercharger 7 and the engine 1. The intercooler 13 is for cooling the intake air that has been pressurized by the compressor 8 to a high temperature. A surge tank 3 a is provided in the intake passage 3 between the intercooler 13 and the engine 1. An electronic throttle device 14 that is an electric throttle valve is provided in the intake passage 3 downstream of the intercooler 13 and upstream of the surge tank 3a. The electronic throttle device 14 corresponding to the intake air amount adjusting valve of the present invention includes a butterfly type throttle valve 21 disposed in the intake passage 3, a motor 22 for driving the throttle valve 21 to open and close, and a throttle valve 21. And a throttle sensor 23 for detecting an opening (throttle opening) TA. The electronic throttle device 14 is configured so that the throttle valve 21 is driven to open and close by a motor 22 in accordance with the operation of an accelerator pedal (not shown) by a driver, and the opening degree is adjusted. As the configuration of the electronic throttle device 14, for example, the basic configuration of the “throttle device” described in FIGS. 1 and 2 of JP 2011-252482 A can be employed. The exhaust passage 5 on the downstream side of the turbine 9 is provided with a catalytic converter 15 as an exhaust catalyst for purifying exhaust.

エンジン１には、燃焼室１６に燃料を噴射供給するためのインジェクタ２５が設けられる。インジェクタ２５には、燃料タンク（図示略）から燃料が供給されるようになっている。また、エンジン１には、各気筒に対応して点火プラグ２９が設けられる。各点火プラグ２９は、イグナイタ３０から出力される高電圧を受けて点火動作する。各点火プラグ２９の点火時期は、イグナイタ３０による高電圧の出力タイミングにより決定される。点火プラグ２９とイグナイタ３０により点火装置が構成される。 The engine 1 is provided with an injector 25 for injecting and supplying fuel to the combustion chamber 16. Fuel is supplied to the injector 25 from a fuel tank (not shown). The engine 1 is provided with a spark plug 29 corresponding to each cylinder. Each spark plug 29 is ignited by receiving a high voltage output from the igniter 30. The ignition timing of each spark plug 29 is determined by the high voltage output timing from the igniter 30. The spark plug 29 and the igniter 30 constitute an ignition device.

この実施形態において、大量ＥＧＲを実現するための低圧ループ式のＥＧＲ装置は、エンジン１の燃焼室１６から排気通路５へ排出される排気の一部を吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させる排気還流通路（ＥＧＲ通路）１７と、ＥＧＲ通路１７における排気流量（ＥＧＲ流量）を調節するためにＥＧＲ通路１７に設けられた排気還流弁（ＥＧＲ弁）１８とを備える。ＥＧＲ通路１７は、触媒コンバータ１５より下流の排気通路５と、コンプレッサ８より上流の吸気通路３との間に設けられる。すなわち、排気通路５を流れる排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１７を通じて吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させるために、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａが、コンプレッサ８より上流の吸気通路３に接続される。また、ＥＧＲ通路１７の入口１７ｂは、触媒コンバータ１５より下流の排気通路５に接続される。 In this embodiment, the low pressure loop type EGR device for realizing a large amount of EGR flows a part of the exhaust discharged from the combustion chamber 16 of the engine 1 to the exhaust passage 5 to the intake passage 3 and returns to the combustion chamber 16. An exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 17 is provided, and an exhaust gas recirculation valve (EGR valve) 18 provided in the EGR passage 17 for adjusting an exhaust gas flow rate (EGR flow rate) in the EGR passage 17 is provided. The EGR passage 17 is provided between the exhaust passage 5 downstream from the catalytic converter 15 and the intake passage 3 upstream from the compressor 8. That is, in order to flow part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 5 as EGR gas to the intake passage 3 through the EGR passage 17 and return to the combustion chamber 16, the outlet 17 a of the EGR passage 17 is connected to the intake passage 3 upstream of the compressor 8. Connected to. Further, the inlet 17 b of the EGR passage 17 is connected to the exhaust passage 5 downstream from the catalytic converter 15.

ＥＧＲ通路１７には、同通路１７を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２０が設けられる。この実施形態で、ＥＧＲ弁１８は、ＥＧＲクーラ２０より下流のＥＧＲ通路１７に配置される。 The EGR passage 17 is provided with an EGR cooler 20 for cooling the EGR gas flowing through the passage 17. In this embodiment, the EGR valve 18 is disposed in the EGR passage 17 downstream of the EGR cooler 20.

図１に示すように、ＥＧＲ弁１８は、ポペット弁として、かつ、電動弁として構成される。すなわち、ＥＧＲ弁１８は、ステップモータ３１により駆動される弁体３２を備える。弁体３２は、略円錐形状をなし、ＥＧＲ通路１７に設けられた弁座３３に着座可能に設けられる。ステップモータ３１は直進的に往復運動（ストローク運動）可能に構成された出力軸３４を備え、その出力軸３４の先端に弁体３２が固定される。出力軸３４は軸受３５を介してＥＧＲ通路１７を構成するハウジングに支持される。そして、ステップモータ３１の出力軸３４をストローク運動させることにより、弁座３３に対する弁体３２の開度が調節されるようになっている。ＥＧＲ弁１８の出力軸３４は、弁体３２が弁座３３に着座する全閉状態から、弁体３２が軸受３５に当接する全開状態までの間で所定のストロークだけストローク運動可能に設けられる。この実施形態では、大量ＥＧＲを実現するために、従前の技術に比べて弁座３３の開口面積が拡大されている。それに合わせて、弁体３２が大型化されている。このＥＧＲ弁１８の構成として、例えば、特開２０１０−２７５９４１号公報の図１に記載された「ＥＧＲバルブ」の基本構成を採用することができる。 As shown in FIG. 1, the EGR valve 18 is configured as a poppet valve and as an electric valve. That is, the EGR valve 18 includes a valve body 32 that is driven by the step motor 31. The valve body 32 has a substantially conical shape, and is provided so as to be seated on a valve seat 33 provided in the EGR passage 17. The step motor 31 includes an output shaft 34 that is configured to be capable of linearly reciprocating (stroke), and a valve body 32 is fixed to the tip of the output shaft 34. The output shaft 34 is supported by a housing constituting the EGR passage 17 via a bearing 35. The opening degree of the valve body 32 relative to the valve seat 33 is adjusted by moving the output shaft 34 of the step motor 31 by a stroke. The output shaft 34 of the EGR valve 18 is provided so as to be able to perform a stroke movement by a predetermined stroke from a fully closed state in which the valve body 32 is seated on the valve seat 33 to a fully open state in which the valve body 32 contacts the bearing 35. In this embodiment, in order to realize a large amount of EGR, the opening area of the valve seat 33 is enlarged as compared with the conventional technique. Accordingly, the valve body 32 is enlarged. As a configuration of the EGR valve 18, for example, a basic configuration of “EGR valve” described in FIG. 1 of JP 2010-275941 A can be adopted.

この実施形態のＥＧＲ装置には、新気導入装置が設けられる。図１に示すように、新気導入装置は、大気側から電子スロットル装置１４（スロットル弁２１）より下流の吸気通路３へ新気を導入するための新気導入通路４１と、新気導入通路４１を流れる新気量を調節するための電動式の新気導入弁４２とを含む。新気導入通路４１は、その入口４１ａがエアフローメータ５０より下流であってＥＧＲ通路１７の出口１７ａより上流の吸気通路３に接続され、その出口４１ｂが電子スロットル装置１４より下流の吸気通路３に接続される。新気導入弁４２の開度が調節されることにより、スロットル弁２１より下流の吸気通路３へ新気導入通路４１から流れる新気の量が調節される。 The EGR device of this embodiment is provided with a fresh air introduction device. As shown in FIG. 1, the fresh air introduction device includes a fresh air introduction passage 41 for introducing fresh air from the atmosphere side to the intake passage 3 downstream of the electronic throttle device 14 (throttle valve 21), and a fresh air introduction passage. And an electric fresh air introduction valve 42 for adjusting the amount of fresh air flowing through 41. The fresh air introduction passage 41 has an inlet 41 a downstream of the air flow meter 50 and connected to the intake passage 3 upstream of the outlet 17 a of the EGR passage 17, and an outlet 41 b of the fresh air introduction passage 41 downstream of the electronic throttle device 14. Connected. By adjusting the opening degree of the fresh air introduction valve 42, the amount of fresh air flowing from the fresh air introduction passage 41 to the intake passage 3 downstream of the throttle valve 21 is adjusted.

ここで、エンジン１の減速運転時にＥＧＲ弁１８を全閉にしても、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａから電子スロットル装置１４までの吸気通路３の経路が比較的長いことから、そこにＥＧＲガスが残留することがある。この残留ＥＧＲガスが燃焼室１６に流れ込むと、エンジン１が失火を起こすおそれがある。そこで、この実施形態では、エンジン１の減速運転時に、スロットル弁２１より下流の吸気通路３へ流れる残留ＥＧＲガスを希釈して燃焼室１６のＥＧＲ率を減衰させるために、新気導入弁４２を開いて、スロットル弁２１より下流の吸気通路３へ新気を導入するようになっている。 Here, even if the EGR valve 18 is fully closed during the deceleration operation of the engine 1, since the path of the intake passage 3 from the outlet 17 a of the EGR passage 17 to the electronic throttle device 14 is relatively long, EGR gas remains there. There are things to do. If the residual EGR gas flows into the combustion chamber 16, the engine 1 may cause a misfire. Therefore, in this embodiment, during the deceleration operation of the engine 1, the fresh air introduction valve 42 is provided to dilute the residual EGR gas flowing into the intake passage 3 downstream from the throttle valve 21 and attenuate the EGR rate of the combustion chamber 16. The air is opened and fresh air is introduced into the intake passage 3 downstream of the throttle valve 21.

図１に示すように、新気導入弁４２に隣接して、新気導入弁４２より下流における新気導入通路４１には、吸気の逆流を防止する逆止弁４３が設けられる。図２に、新気導入弁４２が微小開弁した状態における新気導入通路４１、新気導入弁４２及び逆止弁４３を断面図により示す。図３に、新気導入弁４２が全開した状態における新気導入通路４１、新気導入弁４２及び逆止弁４３を断面図により示す。この実施形態で、新気導入弁４２は、全閉状態と全開状態との間で開度が連続的に可変に構成される。新気導入弁４２は、弁体５１が弁座５２の座面から直角方向へ移動するポペット弁として、また、弁体５１をアクチュエータとしてのステップモータ５３により駆動させる電動弁として構成される。ステップモータ５３は、ネジリードにより軸線方向へストローク運動可能に構成される出力軸５４を含む。弁体５１は弾丸形をなし出力軸５４の先端に固定される。弁体５１とステップモータ５３との間にはアシストスプリング５５が設けられる。このアシストスプリング５５は、弁体５１を弁座５２へ向けて押圧するように設けられる。すなわち、アシストスプリング５５は、弁体５１が弁座５２へ向かう方向（閉弁方向）へ弁体５１を付勢するようになっている。従って、図２に示す状態から図３に示す状態へ弁体５１を移動させる、すなわち新気導入弁５２を開弁するためには、ステップモータ５３は、アシストスプリング５５の付勢力に抗して出力軸５４を移動させることになる。図２、図３において、新気導入弁４２は、その弁体５１が弁座５２へ向かう方向が新気導入通路４１における新気の流れの方向に対向するように新気導入通路４１に対して設置される。ここで、新気導入通路４１は、その一部が直角に曲がり、新気導入弁４２は、その曲がり部分にて弁体５１の先が新気導入通路４１の上流側へ向く状態で配置される。 As shown in FIG. 1, a check valve 43 for preventing a backflow of intake air is provided in the fresh air introduction passage 41 adjacent to the fresh air introduction valve 42 and downstream of the fresh air introduction valve 42. FIG. 2 is a sectional view showing the fresh air introduction passage 41, the fresh air introduction valve 42, and the check valve 43 in a state where the fresh air introduction valve 42 is slightly opened. FIG. 3 is a sectional view showing the fresh air introduction passage 41, the fresh air introduction valve 42, and the check valve 43 in a state where the fresh air introduction valve 42 is fully opened. In this embodiment, the fresh air introduction valve 42 is configured such that the opening degree is continuously variable between the fully closed state and the fully open state. The fresh air introduction valve 42 is configured as a poppet valve in which the valve body 51 moves in a direction perpendicular to the seat surface of the valve seat 52, and as an electric valve that drives the valve body 51 by a step motor 53 as an actuator. The step motor 53 includes an output shaft 54 configured to be capable of stroke movement in the axial direction by a screw lead. The valve body 51 has a bullet shape and is fixed to the tip of the output shaft 54. An assist spring 55 is provided between the valve body 51 and the step motor 53. The assist spring 55 is provided so as to press the valve body 51 toward the valve seat 52. In other words, the assist spring 55 biases the valve body 51 in the direction in which the valve body 51 faces the valve seat 52 (the valve closing direction). Therefore, in order to move the valve body 51 from the state shown in FIG. 2 to the state shown in FIG. 3, that is, to open the fresh air introduction valve 52, the step motor 53 resists the urging force of the assist spring 55. The output shaft 54 is moved. 2 and 3, the fresh air introduction valve 42 is located with respect to the fresh air introduction passage 41 so that the direction of the valve body 51 toward the valve seat 52 faces the direction of the flow of fresh air in the fresh air introduction passage 41. Installed. Here, a part of the fresh air introduction passage 41 is bent at a right angle, and the fresh air introduction valve 42 is arranged in a state where the tip of the valve body 51 faces the upstream side of the fresh air introduction passage 41 at the bent portion. The

ここで、図２において、新気導入通路４１を矢印Ｆ１の方向へ新気（大気）が流れるとき、新気導入弁４２の弁体５１には、新気の流れにより弁体５１を開く方向へ新気（大気）の力が作用する。従って、弁体５１を弁座５２へ向けて移動させるためには、すなわち新気導入弁４２を閉弁させるためには、この新気（大気）の流れの力（吸気負圧の力でもある）に対抗する推力がステップモータ５３に要求されることになる。 Here, in FIG. 2, when fresh air (atmosphere) flows through the fresh air introduction passage 41 in the direction of the arrow F1, the valve body 51 of the fresh air introduction valve 42 opens the valve body 51 by the flow of fresh air. The force of fresh air (atmosphere) acts. Therefore, in order to move the valve body 51 toward the valve seat 52, that is, in order to close the fresh air introduction valve 42, this fresh air (atmosphere) flow force (also the force of intake negative pressure). ) Is required for the stepping motor 53.

図２、図３に示すように、逆止弁４３は新気導入通路４１を構成する配管５６の内部に斜めに配置される。この実施形態で、逆止弁４３はリードバルブとして構成される。リードバルブは、ワンウェイバルブの一種であり、弾力のある薄板の一端部を固定して一方向へのみ開く構造を有する。すなわち、逆止弁４３は、基板６１と、屈曲した板状のガイド６２と、弾力のある薄板状の弁片６３とを含む。図４に、逆止弁４３を一部破断して正面図により示す。図５に、ガイド６２を平面図により示す。図６に、逆止弁４３を分解した断面図により示す。図４、図６に示すように、基板６１は平板状をなし、その中央に弁孔６１ａが形成される。ガイド６２は、その基部がネジ６４により基板６１に締め付けられて固定され、その先側の部分が基板６１から離れるように湾曲して形成される。図５に示すように、ガイド６２は先側の部分は二股に分かれて形成される。薄板状の弁片６３は、その基部が基板６１とガイド６２との間に挟まれて固定され、その先側の部分が基板６１の表面とガイド６２の内面とに当接可能に配置される。図５に示すように、弁片６３は先側の部分も二股に分かれて形成される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the check valve 43 is disposed obliquely inside a pipe 56 constituting the fresh air introduction passage 41. In this embodiment, the check valve 43 is configured as a reed valve. The reed valve is a kind of one-way valve, and has a structure in which one end of a thin elastic plate is fixed and opened only in one direction. That is, the check valve 43 includes a substrate 61, a bent plate-shaped guide 62, and an elastic thin plate-shaped valve piece 63. In FIG. 4, the check valve 43 is partially broken and shown in a front view. FIG. 5 is a plan view showing the guide 62. FIG. 6 is an exploded cross-sectional view of the check valve 43. As shown in FIGS. 4 and 6, the substrate 61 has a flat plate shape, and a valve hole 61a is formed at the center thereof. The guide 62 has a base portion that is fastened and fixed to the substrate 61 by a screw 64, and a distal portion thereof is curved so as to be away from the substrate 61. As shown in FIG. 5, the guide 62 is formed so that the front portion is divided into two. The thin plate-shaped valve piece 63 is fixed so that its base portion is sandwiched between the substrate 61 and the guide 62, and its front side portion is disposed so as to be in contact with the surface of the substrate 61 and the inner surface of the guide 62. . As shown in FIG. 5, the valve piece 63 is formed so that the front portion is also divided into two portions.

従って、逆止弁４３は、新気の流れを許容するときは、図４に実線で示すように、スロットル弁２１より下流の吸気通路３で発生する吸気負圧を受けて弁片６３がガイド６２へ近付く方向へ変位し、弁孔６１ａが開くことになる。一方、逆止弁４３は、吸気の逆流を阻止するときは、図４に２点鎖線で示すように、スロットル弁２１より下流の吸気通路３に作用する過給圧を受けて弁片６３が基板６１に当接するように変位し、弁孔６１ａが閉じることになる。 Therefore, when the check valve 43 allows the flow of fresh air, the valve piece 63 is guided by the intake negative pressure generated in the intake passage 3 downstream of the throttle valve 21 as shown by the solid line in FIG. As a result, the valve hole 61a is opened. On the other hand, when the check valve 43 prevents the backflow of intake air, as shown by a two-dot chain line in FIG. 4, the valve piece 63 receives the boost pressure acting on the intake passage 3 downstream from the throttle valve 21. The valve hole 61a is closed by displacement so as to contact the substrate 61.

以上説明したこの実施形態における新気導入装置によれば、新気導入弁４２より下流における新気導入通路４１に逆止弁４３が設けられるので、過給機７が作動する過給時には、その過給圧が吸気通路３から新気導入通路４１の出口４１ｂを通じて逆止弁４３に作用して、逆止弁４３の弁片６３により弁孔６１ａが閉じる。このため、過給圧が逆止弁４３により遮断されて新気導入弁４２の弁体５１に作用しなくなり、その弁体５１の前後差圧がなくなり、弁体５１にかかる負荷がなくなる。この結果、過給時に新気導入弁４２のステップモータ５３にかかる負荷を小さくすることができ、その分だけステップモータ５３に要求される推力を低減することができる。これにより、ステップモータ５３の信頼性を向上させることができ、ステップモータ５３を高出力化するために大型化する必要がなくなる。この結果、新気導入弁４２の大型化とコストアップを抑えることができ、新気導入弁４２の信頼性を向上させることができる。 According to the fresh air introduction device in this embodiment described above, the check valve 43 is provided in the fresh air introduction passage 41 downstream from the fresh air introduction valve 42. Therefore, during supercharging when the supercharger 7 operates, The supercharging pressure acts on the check valve 43 from the intake passage 3 through the outlet 41 b of the fresh air introduction passage 41, and the valve hole 61 a is closed by the valve piece 63 of the check valve 43. For this reason, the supercharging pressure is interrupted by the check valve 43 and does not act on the valve body 51 of the fresh air introduction valve 42, the differential pressure across the valve body 51 is eliminated, and the load on the valve body 51 is eliminated. As a result, the load applied to the step motor 53 of the fresh air introduction valve 42 during supercharging can be reduced, and the thrust required for the step motor 53 can be reduced accordingly. Thereby, the reliability of the step motor 53 can be improved, and it is not necessary to increase the size of the step motor 53 in order to increase the output. As a result, an increase in size and cost of the fresh air introduction valve 42 can be suppressed, and the reliability of the fresh air introduction valve 42 can be improved.

一方で、エンジン１の運転時であって過給機７が作動しない非過給時（負圧時）には、吸気通路３で発生する吸気負圧が新気導入通路４１の出口４１ｂから逆止弁４３に作用し、逆止弁４３の弁片６３により弁孔６１ａが開くことになる。このとき、新気導入弁４２を開弁することにより、新気導入通路４１をエアフローメータ５０の側から新気が流れ、その新気がスロットル弁２１より下流の吸気通路３へ導入される。ここで、新気は、新気導入弁４２の弁体５１が弁座５２へ向かう方向（閉弁方向）と逆向きに流れるので、弁体５１には閉弁方向と逆向きに新気の流れの力（吸気負圧の力でもある）が作用し、その流れの力がステップモータ５３に負荷として作用することになる。ここで、新気導入弁４２には、弁体５１を弁座５２へ向けて押圧するアシストスプリング５５が設けられるので、そのアシストスプリング５５の付勢力の分だけステップモータ５３にかかる負荷が低減される。このため、非過給時（吸気負圧発生時）には、ステップモータ５３にかかる負荷を小さくすることができ、その分だけステップモータ５３に要求される推力を低減することができる。この意味でステップモータ５３の信頼性を向上させることができ、新気導入弁４３の信頼性を更に向上させることができる。 On the other hand, when the engine 1 is in operation and when the supercharger 7 is not operating and is not supercharged (at negative pressure), the intake negative pressure generated in the intake passage 3 is reversed from the outlet 41 b of the fresh air introduction passage 41. Acting on the stop valve 43, the valve hole 61 a is opened by the valve piece 63 of the check valve 43. At this time, by opening the fresh air introduction valve 42, fresh air flows through the fresh air introduction passage 41 from the air flow meter 50 side, and the fresh air is introduced into the intake passage 3 downstream from the throttle valve 21. Here, since fresh air flows in the direction opposite to the direction (valve closing direction) in which the valve body 51 of the fresh air introduction valve 42 moves toward the valve seat 52, the fresh air flows in the valve body 51 in the direction opposite to the valve closing direction. A flow force (also an intake negative pressure force) acts, and the flow force acts on the step motor 53 as a load. Here, since the fresh air introduction valve 42 is provided with an assist spring 55 that presses the valve body 51 toward the valve seat 52, the load applied to the step motor 53 is reduced by the urging force of the assist spring 55. The For this reason, at the time of non-supercharging (when intake negative pressure is generated), the load applied to the step motor 53 can be reduced, and the thrust required for the step motor 53 can be reduced accordingly. In this sense, the reliability of the step motor 53 can be improved, and the reliability of the fresh air introduction valve 43 can be further improved.

図７に、本実施形態に係り、負圧時（非過給時）と過給時におけるステップモータ５３にかかる力の関係を模式図により示す。図８に、比較例に係り、逆止弁４３を設けない場合の過給時におけるステップモータ５３にかかる力の関係を模式図により示す。この実施形態では、図７の上段に示すように、負圧時には、エアフローメータ５０の側からスロットル弁２１より下流の吸気通路３へ向けて新気（大気）が流れることから、ステップモータ５３には、アシストスプリング５５の付勢力（スプリング力）ＦＳとは逆向きに、弁体５１が受ける大気（新気）の流れの力ＦＶが作用する。従って、大気（新気）の流れの力ＦＶとスプリング力ＦＳとの差が、新気導入弁４２を閉弁するためにステップモータ５３に要求される推力（モータ推力）ＦＭとなる。 FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a relationship between forces applied to the step motor 53 during negative pressure (non-supercharging) and during supercharging according to the present embodiment. FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a relationship between forces applied to the step motor 53 during supercharging when the check valve 43 is not provided according to the comparative example. In this embodiment, as shown in the upper part of FIG. 7, when negative pressure is applied, fresh air (atmosphere) flows from the air flow meter 50 toward the intake passage 3 downstream from the throttle valve 21. The force FV of the air (fresh air) flow received by the valve body 51 acts in the direction opposite to the biasing force (spring force) FS of the assist spring 55. Accordingly, the difference between the air (fresh air) flow force FV and the spring force FS becomes the thrust (motor thrust) FM required for the step motor 53 to close the fresh air introduction valve 42.

一方、この実施形態では、図７の下段に示すように、過給時には、逆止弁４３により過給圧が遮断されるので、新気導入弁４２の弁体５１に過給圧が作用しなくなる。このため、ステップモータ５３には、スプリング力ＦＳがかかるだけとなる。従って、この状態では、新気導入弁４２を開弁するためにステップモータ５３に要求されるモータ推力ＦＭは、スプリング力ＦＳと同じ大きさの逆向きの力だけとなる。また、新気導入弁４２を閉弁状態に維持するためにステップモータ５３にはモータ推力ＦＭが要求されない。このため、過給時には、ステップモータ５３に要求されるモータ推力ＦＭを大幅に低減できることがわかる。 On the other hand, in this embodiment, as shown in the lower part of FIG. 7, at the time of supercharging, the supercharging pressure is cut off by the check valve 43, so that the supercharging pressure acts on the valve body 51 of the fresh air introduction valve. Disappear. For this reason, the spring force FS is only applied to the step motor 53. Therefore, in this state, the motor thrust FM required for the step motor 53 to open the fresh air introduction valve 42 is only a reverse force having the same magnitude as the spring force FS. Further, the motor thrust FM is not required for the step motor 53 in order to maintain the fresh air introduction valve 42 in the closed state. For this reason, it can be seen that the motor thrust FM required for the step motor 53 can be significantly reduced during supercharging.

これに対し、図８に示すように、逆止弁４３を設けない場合の過給時には、過給により吸気が逆流するので、ステップモータ５３には、スプリング力ＦＳと同じ向きに、弁体５１が受ける吸気の逆流の力（過給圧の力でもある。）ＦＶが作用する。従って、吸気の逆流の力ＦＶとスプリング力ＦＳとの和が、新気導入弁４２を開弁するためにステップモータ５３に要求されるモータ推力ＦＭとなる。この点、図７の下段と図８を比較することにより、本実施形態では、過給時に新気導入弁４２を開弁するためのモータ推力ＦＭを大幅に低減できることがわかる。 On the other hand, as shown in FIG. 8, when the check valve 43 is not provided, at the time of supercharging, the intake air flows backward due to the supercharging, so that the step motor 53 has the valve body 51 in the same direction as the spring force FS. The reverse flow force of intake air (which is also a supercharging pressure force) FV acts. Accordingly, the sum of the backflow force FV of the intake air and the spring force FS becomes the motor thrust FM required for the step motor 53 to open the fresh air introduction valve 42. By comparing this point with the lower part of FIG. 7 and FIG. 8, it can be seen that in this embodiment, the motor thrust FM for opening the fresh air introduction valve 42 during supercharging can be greatly reduced.

この実施形態では、逆止弁４３がリードバルブであることから、逆止弁４３が比較的小さな圧力差でも動作することになる。このため、逆止弁４３を高速動作に追従させることができ、エンジン１の運転が負圧時から過給時に切り替わるときには、逆止弁４３を速やかに閉弁することができ、新気導入通路４１への吸気の逆流を速やかに遮断することができる。 In this embodiment, since the check valve 43 is a reed valve, the check valve 43 operates even with a relatively small pressure difference. For this reason, the check valve 43 can be made to follow high-speed operation, and when the operation of the engine 1 is switched from negative pressure to supercharging, the check valve 43 can be quickly closed and the fresh air introduction passage can be closed. The backflow of the intake air to 41 can be quickly shut off.

＜第２実施形態＞
次に、本発明の過給機付きエンジンの排気還流装置における新気導入装置を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。 Second Embodiment
Next, a second embodiment in which a fresh air introducing device in an exhaust gas recirculation device for an engine with a supercharger according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

なお、以下の実施形態において第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。 In the following embodiments, the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different points will be mainly described.

図９に、この実施形態の新気導入装置を構成するアッセンブリ７１を断面図により示す。このアッセンブリ７１は、新気導入通路４１の一部を構成する通路４１Ａを内部に有するケーシング７２と、そのケーシング７２に組み付けられた新気導入弁４２とを備える。ケーシング７２は、新気導入弁４２が取り付けられる第１の台座７２ａと、逆止弁４３が取り付けられる第２の台座７２ｂと、エアフローメータ５０の側（上流側）の配管（図示略）に接続される上流側管継手７２ｃと、スロットル弁２１より下流の吸気通路３の側（下流側）の配管（図示略）に接続される下流側管継手７２ｄとを含む。上流側管継手７２ｃと下流側管継手７２ｄは互いに直角をなすように配置される。ケーシング７２の内部の通路４１Ａは、二段に折れ曲がるように形成される。上流側管継手７２ｃの基部近傍には、新気導入弁４２の弁体５１に対応する弁座５２が形成される。第１の台座７２ａに取り付けられた新気導入弁４２の弁体５１は、弁座５２へ向けて、すなわち上流側管継手７２ｃが伸びる方向へ向けて往復動可能に設けられる。第２の台座７２ｂは、下流側管継手７２ｄと第１の台座７２ａとの間に配置される。第２の台座７２ｂの座面は、上記した弁座５２と平行をなすように形成され、その中央には、逆止弁４３の弁孔６１ａに整合する座孔７２ｅが形成される。逆止弁４３は、第２の台座７２ｂに対してネジ６４により締め付け固定される。 FIG. 9 is a sectional view showing an assembly 71 constituting the fresh air introducing device of this embodiment. The assembly 71 includes a casing 72 having therein a passage 41 </ b> A that constitutes a part of the fresh air introduction passage 41, and a fresh air introduction valve 42 assembled to the casing 72. The casing 72 is connected to a first pedestal 72a to which the fresh air introduction valve 42 is attached, a second pedestal 72b to which the check valve 43 is attached, and piping (not shown) on the air flow meter 50 side (upstream side). And a downstream side pipe joint 72d connected to a pipe (not shown) on the side (downstream side) of the intake passage 3 downstream from the throttle valve 21. The upstream side pipe joint 72c and the downstream side pipe joint 72d are disposed so as to form a right angle. The passage 41A inside the casing 72 is formed to be bent in two stages. A valve seat 52 corresponding to the valve body 51 of the fresh air introduction valve 42 is formed in the vicinity of the base portion of the upstream side pipe joint 72c. The valve body 51 of the fresh air introduction valve 42 attached to the first pedestal 72a is provided so as to be capable of reciprocating toward the valve seat 52, that is, in the direction in which the upstream side pipe joint 72c extends. The second pedestal 72b is disposed between the downstream pipe joint 72d and the first pedestal 72a. The seat surface of the second pedestal 72b is formed so as to be parallel to the valve seat 52 described above, and a seat hole 72e aligned with the valve hole 61a of the check valve 43 is formed at the center thereof. The check valve 43 is fastened and fixed by a screw 64 to the second pedestal 72b.

以上説明したようにこの実施形態では、前記第１実施形態の作用効果に加え次のような作用効果を有する。すなわち、新気導入通路４１の一部を構成する通路４１Ａを含むケーシング７２、新気導入弁４２及び逆止弁４３がアッセンブリ７１として一体的に組み付けられる。従って、既存のエンジンシステムに対する新気導入弁４２及び逆止弁４３の組み付けが容易となり、既存のエンジンシステムに対する本発明の新気導入装置の実施を容易なものにすることができる。 As described above, this embodiment has the following operational effects in addition to the operational effects of the first embodiment. That is, the casing 72 including the passage 41 </ b> A constituting a part of the fresh air introduction passage 41, the fresh air introduction valve 42, and the check valve 43 are integrally assembled as the assembly 71. Therefore, the fresh air introduction valve 42 and the check valve 43 can be easily assembled to the existing engine system, and the implementation of the new air introduction device of the present invention to the existing engine system can be facilitated.

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment, it is possible real Hodokosuru specific forms without departing from the spirit of the invention.

この発明は、自動車用のガソリンエンジン又はディーゼルエンジンに利用することができる。 The present invention can be used for an automobile gasoline engine or diesel engine.

１エンジン
３吸気通路
５排気通路
７過給機
８コンプレッサ
９タービン
１０回転軸
１４電子スロットル装置（吸気量調節弁）
１６燃焼室
１７ＥＧＲ通路
１７ａ出口
１７ｂ入口
１８ＥＧＲ弁
２１スロットル弁
４１新気導入通路
４１Ａ通路
４２新気導入弁
４３逆止弁
５１弁体
５２弁座
５３ステップモータ（アクチュエータ）
５５アシストスプリング
６３弁片 1 Engine 3 Intake Passage 5 Exhaust Passage 7 Supercharger 8 Compressor 9 Turbine 10 Rotating Shaft 14 Electronic Throttle Device (Intake Amount Control Valve)
16 Combustion chamber 17 EGR passage 17a Outlet 17b Inlet 18 EGR valve 21 Throttle valve 41 Fresh air introduction passage 41A passage 42 New air introduction valve 43 Check valve 51 Valve body 52 Valve seat 53 Step motor (actuator)
55 Assist spring 63 Valve piece

Claims

A fresh air introduction device for an exhaust gas recirculation device of a supercharged engine,
The engine includes an intake passage and an exhaust passage, and the intake passage is provided with an intake air amount adjustment valve for adjusting an intake air amount flowing through the passage.
The supercharger includes a compressor disposed in the intake passage upstream of the intake air amount adjustment valve, a turbine disposed in the exhaust passage, and a rotating shaft that connects the compressor and the turbine so as to be integrally rotatable. Including
The exhaust gas recirculation device includes an exhaust gas recirculation passage for flowing a part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine into the exhaust passage as an exhaust gas recirculation gas to the intake passage and recirculating to the combustion chamber; An exhaust gas recirculation valve for adjusting the flow of the exhaust gas recirculation gas,
The exhaust gas recirculation passage has an inlet connected to the exhaust passage downstream of the turbine, and an outlet connected to the intake passage upstream of the compressor.
The fresh air introduction device adjusts the fresh air introduction passage for introducing fresh air from the atmosphere side into the intake passage downstream of the intake air amount adjustment valve, and the fresh air amount flowing through the fresh air introduction passage. a fresh air introduction valve, seen including a check valve that is disposed on the fresh air introduction passage downstream of the fresh air introduction valve to prevent backflow of air into the fresh air introduction valve, the fresh air introduction The passage is connected to the intake passage upstream of the outlet of the exhaust gas recirculation passage.
The fresh air introduction valve is configured as a poppet valve in which the valve body moves in a direction perpendicular to the seat surface of the valve seat, and as an electric valve that drives the valve body by an actuator, and the valve body is directed to the valve seat. Including an assist spring that presses
The fresh air introduction valve is installed in the fresh air introduction passage so that a direction in which the valve body faces the valve seat is opposed to a flow direction of fresh air in the fresh air introduction passage. A new air introduction device in an exhaust gas recirculation device of a supercharged engine.

2. The exhaust gas recirculation device for an engine with a supercharger according to claim 1, wherein the check valve is a reed valve in which one end portion of a thin elastic plate is fixed and opened only in one direction. Fresh air introduction device.