CN102959225A - 内燃机的排气循环装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内燃机的排气循环装置，其能够对在与EGR冷却器相比更靠上游侧的EGR管中产生凝结水的现象进行抑制，且能够对EGR管的腐蚀进行抑制。EGR装置(30)具备：EGR管(33)，其中形成有连通排气通道(12)和进气通道(11)的EGR通道(34)；EGR截止阀(35)，其被设置在排气通道(12)侧，并在打开状态和关闭状态之间被驱动，且在处于关闭状态时，切断EGR气体向EGR通道(34)的流入；EGR阀(32)，其被设置在与EGR截止阀(35)相比更靠进气通道(11)侧，并在打开状态和关闭状态之间被驱动，且对EGR气体流入到进气通道(11)中的量进行调节；EGR冷却器（31），其被设置在EGR截止阀(35)和EGR阀(32)之间的EGR管(33)上，且对流入到EGR通道(34)中的EGR气体进行冷却；加热用管道(45)，其对从EGR截止阀(35)至EGR冷却器(31)之间的EGR管(33)进行加热。
Description
技术领域
本发明涉及一种内燃机的排气循环装置。
背景技术
在现有技术中，为了实现内燃机的燃料消耗量的减少，提出了一种如下的排气循环装置，其将在燃烧室中燃烧的气体作为EGR（exhaust gasrecirculation：废气再循环）气体而再循环至进气通道内（例如，参照专利文献1）。
在该专利文献1所公开的排气循环装置中设置有：EGR通道，其使流通于排气通道中的排气的一部分再循环至进气通道内；EGR阀，其被设置在该EGR通道中，并且对再循环至进气通道内的EGR气体的流量进行调节；EGR冷却器，其被设置在与EGR阀相比靠排气通道侧，并且通过与内燃机冷却水之间的热交换而对进行再循环的EGR气体进行冷却。
这种排气循环装置通过由EGR阀来对流通于EGR通道内的EGR气体的流量进行调节，从而实现对应于内燃机的运转状态的、从排气通道向进气通道的EGR气体的回流。
此外，如上所述的这种排气循环装置中，即使EGR阀从打开状态被切换成关闭状态，也会因为排气脉动等而在EGR通道内流入废气。因此，已知一种设置有截止阀的排气循环装置，所述截止阀防止EGR气体从排气通道向EGR通道的流入（例如，参照专利文献2）。
该专利文献2中所公开的排气循环装置被搭载于具备涡轮增压器的车辆上，所述涡轮增压器在排气通道中具有涡轮机且在进气通道中具有压缩机，并且所述排气循环装置具有将涡轮机的下游的排气的一部分向与压缩机相比靠上游的进气通道内进行回流的低压的EGR通道。
此外，专利文献2中公开的排气循环装置具备：低压的EGR通道，其连通进气通道和排气通道，并且使来自内燃机的排气的一部分循环至进气通道内；EGR冷却器，其在低压的EGR通道的中途对EGR气体进行冷却；EGR阀，其被设置在与EGR冷却器相比靠下游侧，并且在使通过EGR冷却器而被冷却了的EGR气体循环至进气通道内时对其流量进行调节；判断单元，其对通过利用EGR冷却器而对EGR气体进行冷却从而产生的凝结水是否滞留在EGR冷却器内进行判断；截止阀，其在通过判断单元而判断为在EGR冷却器内滞留有凝结水且EGR气体不会回流至进气通道内时，对EGR气体向EGR冷却器的的流入进行抑制。
在此，EGR阀通过对低压的EGR通道的通道截面面积进行调节，从而对流通于低压的EGR通道内的EGR气体的量进行调节。此外，与EGR阀不同，截止阀只采取完全关闭或者完全打开中的任意一方状态。
由于专利文献2中所公开的排气循环装置通过上述结构，而在EGR阀成为完全关闭状态且于EGR冷却器内所产生的凝结水容易滞留时使截止阀成为完全关闭状态，因此能够抑制EGR气体向EGR冷却器内的流入。
因此，能够对EGR冷却器内的凝结水的滞留进行抑制，且能够对EGR冷却器发生腐蚀的现象进行抑制。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-228530号公报
专利文献2：日本特开2007-303381号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，上述的现有的内燃机的排气循环装置并不对在形成与EGR冷却器相比靠上游侧的低压的EGR通道的EGR管中产生凝结水的情况进行抑制，并且没有考虑到对EGR管的腐蚀进行抑制的情况。
例如，由于上述的现有的内燃机的排气循环装置在冷却水温度为低温且内燃机处于暖机状态的情况下，EGR阀处于完全关闭状态且截止阀处于完全关闭状态，因此无法通过EGR气体而使EGR管的温度上升。由于在这种状态下，当EGR阀从完全关闭状态转变成打开状态时，截止阀将转变成完全打开状态，因此从排气通道流入的EGR气体将通过EGR管而被冷却，从而有可能在低压的EGR通道上产生凝结水。并且，一旦在EGR管内产生凝结水，则有可能该凝结水会通过燃料中的S成分而发生强氧化、或者将燃料中的CI成分作为氯化物离子而包含，从而成为使EGR管发生腐蚀的原因。
此外，由于上述的现有的内燃机的排气循环装置并不限于在暖机时，而是在EGR阀从打开状态转变成关闭状态时，使截止阀成为完全关闭状态，因此将成为EGR气体流入至低压的EGR通道内的状态。此时，当EGR管的温度降低至露点温度附近时，有可能在低压的EGR通道上产生凝结水。尤其是，在反复进行发动机的间歇运转的混合动力车辆的情况下，有时在发动机停止时将会产生凝结水，此外，由于即使不是混合动力车辆，在从通常的运转状态转变成怠速运转状态等时EGR阀也会转变成完全关闭状态，因此有时将会产生凝结水。
本发明是为了解决这种问题而完成的，其目的在于，提供一种能够对与EGR冷却器相比靠上游侧的EGR管中产生凝结水的情况进行抑制且能够对EGR管的腐蚀进行抑制的内燃机的排气循环装置。
用于解决课题的方法
为了达成上述目的，本发明所涉及的内燃机的排气循环装置将从内燃机排出至排气通道中的排气的一部分作为EGR气体而循环至进气通道内，所述内燃机的排气循环装置的特征在于，具备：EGR管，其中形成有连通所述排气通道和所述进气通道的EGR通道；第一阀，其被设置在所述排气通道侧，并在打开状态和关闭状态之间被驱动，且在处于所述关闭状态时，切断所述EGR气体向所述EGR通道的流入；第二阀，其被设置在与所述第一阀相比更靠所述进气通道侧，并在打开状态和关闭状态之间被驱动，且对所述EGR气体流入到所述进气通道中的量进行调节；EGR冷却器，其被设置在所述第一阀与所述第二阀之间的所述EGR管上，且对流入到所述EGR通道中的EGR气体进行冷却；加热部，其对从所述第一阀至所述EGR冷却器之间的所述EGR管进行加热。
根据该结构，由于能够对从第一阀至EGR冷却器之间的EGR管进行加热，因此能够对在发动机运转中EGR管的温度降低至露点温度附近的现象进行抑制。因此，能够对与EGR冷却器相比靠上游侧的EGR管中的凝结水的产生进行抑制，并且能够抑制EGR管的腐蚀。
此外，本发明所涉及的内燃机的排气循环装置的特征在于，所述加热部通过与所述内燃机的冷却水之间的热交换，从而对所述EGR管进行加热。
根据该结构，由于排气循环装置通过与内燃机的冷却水之间的热交换从而对EGR管进行加热，因此即使不设置其他热源也能够实现，而且与设置其他热源的情况相比能够实现成本降低。此外，由于在内燃机的暖机结束之后，能够通过被供给至加热部的冷却水而对EGR气体进行冷却，因此能够使加热部也分担通过EGR冷却器而实施的对EGR气体的冷却。因此，能够将EGR冷却器设定为简单的结构，并且能够降低成本。
此外，本发明所涉及的内燃机的排气循环装置的特征在于，所述加热部被设置在所述EGR管的外周侧，以使所述加热部与所述EGR管形成双重管结构。
根据该结构，由于能够通过简单的结构来实现加热部，因此在能够降低成本的同时，使得排气循环装置在车辆上的设置变得容易。
此外，本发明所涉及的内燃机的排气循环装置的特征在于，具备：水温传感器，其对所述内燃机的冷却水的温度进行检测；控制部，当由所述水温传感器所检测出的所述冷却水的温度成为了阈值以上时，所述控制部实施控制以使所述第一阀从关闭状态转变成打开状态，并对所述第二阀的开度进行控制。
根据该结构，由于控制部在所述冷却水的温度成为了阈值以上时实施控制以使第一阀从关闭状态转变成打开状态，并对第二阀的开度进行控制，因此能够恰当地执行对应于内燃机的燃烧状态的排气回流量的控制。而且，由于能够在暖机结束的状态下使EGR气体流入到EGR通道内，因此EGR气体温度不会降低至露点温度以下，从而能够对在EGR管与EGR冷却器中产生凝结水的现象进行抑制。
此外，本发明所涉及的内燃机的排气循环装置的特征在于，还具备环境温度传感器，所述环境温度传感器对环境温度进行检测，所述控制部根据由所述环境温度传感器所检测出的环境温度，来对所述阈值进行设定。
根据该结构，由于能够使控制部根据环境温度来对将第一阀及第二阀从关闭状态转变成打开状态的条件进行设定，因此能够执行对应于环境温度的第一阀及第二阀的控制。因此，当通过EGR阀来构成第二阀时，能够根据EGR管的温度环境来对EGR阀进行控制，并且能够适当地抑制凝结水的产生。
此外，本发明所涉及的内燃机的排气循环装置的特征在于，所述加热部由排气歧管构成，所述排气歧管将废气从所述内燃机导入到所述排气通道中，所述EGR管通过来自所述加热部的辐射热而被加热。
根据该结构，由于能够使EGR管通过排气歧管的辐射热而被加热，从而能够通过简单的结构来实现，并且能够降低成本。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种如下的内燃机的排气循环装置，其能够对在与EGR冷却器相比靠上游侧的EGR管中产生凝结水的现象进行抑制，并且能够抑制EGR管的腐蚀。
附图说明
图1为表示本发明的第一实施方式所涉及的内燃机的排气循环装置的概要结构图。
图2为表示本发明的第一实施方式所涉及的EGR冷却器及EGR阀的概要立体图。
图3为表示本发明的第一实施方式所涉及的排气循环装置及其周围的结构的概要框图。
图4为表示本发明的第一实施方式所涉及的冷却水回路的结构的概要结构图。
图5为用于对本发明的第一实施方式所涉及的EGR控制进行说明的流程图。
图6为表示本发明的第二实施方式所涉及的内燃机的排气循环装置的概要结构图。
具体实施方式
下面，参照图1至图5，对本发明的第一实施方式进行说明。另外，在本实施方式中，对将本发明所涉及的排气循环装置应用于搭载有四气缸的汽油发动机的车辆上的情况进行说明。
首先，对结构进行说明。
如图1所示，发动机1具有气缸盖10和未图示的气缸体，并且气缸盖10及气缸体形成有四个气缸5。在这些气缸5中，通过活塞而分别划分出燃烧室7。此外，在气缸盖10上，形成有用于向气缸5导入外部气体的进气口以及用于将废气从气缸5排出的排气口。
在各进气口上，设置有用于喷射燃料的喷射器，并且，所喷射出的燃料与空气进行混合从而作为混合气体而被导入至燃烧室7内。在气缸盖10上，设置有用于对被导入至各燃烧室7内的混合气体进行点火的火花塞15，并且火花塞15通过后述的ECU（Electronic Control Unit：电子控制单元）100从而对点火正时进行控制。
此外，喷射器由电磁驱动式的开闭阀构成，并且在通过ECU100而被施加了预定电压时，其打开阀门并向各气缸5的进气口喷射燃料。
发动机1还具有与气缸盖10连接的进气歧管11a，并且该进气歧管11a构成了进气通道11的一部分。进气通道11被形成在进气管14的内部，且从上游侧起依次设置有未图示的空气滤清器及空气流量计22。在进气通道11中，于进气歧管11a的上游侧处还设置有用于对吸入空气量进行调节的节气门18。此外，在进气歧管11a上设置有进气温度传感器23及压力传感器24。
节气门18由能够对其开度无阶段地进行调节的电子控制式的开闭阀构成，且在预定的条件下对吸入空气的流道面积进行收缩，从而对该吸入空气的供给量进行调节。ECU100对被设置在节气门18上的节气门电机进行控制，从而对节气门18的开度进行调节。
发动机1还具有与气缸盖10连接的排气歧管12a，并且该排气歧管12a构成了排气通道12的一部分。在排气通道12上，设置有例如由三元催化剂构成的催化装置13。在催化装置13的上游侧的排气通道12上，设置有空燃比（A/F）传感器25。此外，在催化装置13的下游侧的排气通道12上设置有排气温度传感器26。这些空燃比传感器25及排气温度传感器26的各输出信号被输入至ECU100中。
发动机1还具有EGR装置30。EGR装置30通过使在排气通道12中流通的废气的一部分回流至进气通道11中，并作为EGR气体而向各气缸5的燃烧室7供给，从而使燃烧温度降低，并且通过这种方式使NOX产生量减少。此外，泵气损失将减少，且耗油率将改善。
EGR装置30具有EGR管33，所述EGR管33连接进气歧管11a和排气管16，并且在该EGR管33的内部形成有EGR通道34。在该EGR管33中，从EGR气体流动的上游侧起依次设置有EGR冷却器31及EGR阀32，所述EGR冷却器31用于对流过EGR通道34的EGR气体进行冷却。
在进气歧管11a上，设置有由不锈钢形成的未图示的分配管。分配管由连通EGR通道34和进气歧管11a的管状部件构成。
EGR装置30还具有加热用管道45，所述加热用管道45对后述的EGR截止阀35和EGR冷却器31之间的EGR管33进行加热。加热用管道45由不锈钢等的金属部件构成，并且加热用管道45被设置在EGR管33的外周侧，以使加热用管道45及EGR管33形成双重管结构。
并且，通过EGR管33的外周面和加热用管道45的内周面而形成有冷却水通道46。该冷却水通道46构成了后述的冷却水回路40的第三路径49的一部分，且发动机1的冷却水经由流入口46a而被供给且经由排出口46b而被排出。即，本实施方式所涉及的加热用管道45构成了本发明所涉及的加热部。
另外，EGR管33中的接近于排气管16的部分，通过在排气通道12中流通的高温的废气而被加热。由此，如果在EGR管33中的接近于排气管16的部分上配置加热用管道45，则由于冷却水温度低于排气温度，因此在发动机1的暖机中加热反而变得缓慢。因此，优选为，加热用管道45被配置在如下的位置，即，在发动机1的暖机时，与流通于排气通道12内的废气相比通过冷却水而实现的加热效果较大的位置处。因此，在本实施方式中，如图1所示，加热用管道45的上游侧端部位于距排气管16和EGR管33的分歧部离开了预定距离的位置处。
EGR冷却器31主要由不锈钢形成，并且如图1及图2所示，具有如下的结构，即，在筐体31a内的EGR气体的通道的外周部上遍布有冷却水管道的结构。从EGR通道34中被供给的EGR气体在经过EGR气体的通道时将通过与流通于冷却水管道内的冷却水之间的热交换而被冷却，并向下游侧被引导。在EGR冷却器31上，连接有用于导入经过了发动机1的冷却水的入口管31d及与EGR阀32的未图示的入口管连接的出口管31e，并且，冷却水从入口管31d流入到冷却水管道内，并从出口管31e被排出。
EGR阀32具备：EGR阀驱动单元32a，其被设置在所述EGR阀32的内部；轴32c，其以基端部分***穿在EGR阀驱动单元32a上的状态而被设置，并且在该轴32c的顶端部分处设置有对EGR通道34进行开闭的阀体32b。EGR阀驱动单元32a由例如步进电机或者DC电机构成。而且，ECU100通过对EGR阀驱动单元32a进行通电控制，从而通过其电磁力和未图示的弹簧的施力而使轴32c在其轴向上被往复驱动，进而通过阀体32b而使EGR通道34被开闭。在此，本实施方式所涉及的EGR阀32构成了本发明所涉及的第二阀。
此外，EGR阀32主要由铝或不锈钢等的金属构成。在EGR阀32的筐体32d上，以包围轴32c的方式而形成有EGR阀水通道。在该EGR阀水通道的上游侧的端部处连接有入口管，并且，从EGR冷却器31的出口管31e中被排出的冷却水经由该入口管而被导入至EGR阀水通道中。此外，在EGR阀水通道的下游侧的端部处连接有出口管32f。而且，通过流通于EGR阀水通道内的冷却水，从而使被暴露在高温排气中的轴32c及阀体32b被冷却，并且使EGR阀驱动单元32a也被冷却。
ECU100通过对EGR阀32的开度进行调节，从而使排气通道12和进气通道11连通，并且对从排气歧管12a被导入至进气歧管11a内的EGR气体量、即排气回流量进行调节。
EGR冷却器31的筐体31a由具有热传导性的金属而形成，且在上游端部及下游端部处分别具有结合部31b、31c。此外，EGR阀32的筐体32d也由具有热传导性的金属而形成，且在上游端部处具有结合部32e。
而且，如图2所示，本实施方式所涉及的EGR冷却器31及EGR阀32在不经由EGR管的条件下，通过结合部31c、32e而被相互结合在一起。这些结合部31c、32e例如由气密结合用的凸缘构成，并且通过螺栓等的结合单元而被相互结合固定在一起、或通过焊接等公知的方法而被固定在一起。经由这些结合部31c及32e从而能够实现EGR冷却器31和EGR阀32之间的热传导。
此外，EGR冷却器31的结合部31b与被形成在EGR管33上的结合部33a相互结合。这些结合部31b、33a例如也由气密结合用的凸缘构成，并且通过螺栓等的结合单元而被相互结合固定在一起、或通过焊接等公知的方法而被固定在一起。
本实施方式所涉及的EGR装置30在EGR冷却器31的上游侧处还具有EGR截止阀35。EGR截止阀35由铝或不锈钢等的金属而形成，并且通过隔膜阀或者电磁驱动阀等的、能够取得成为全开的打开状态及成为全闭的关闭状态的阀而构成。该EGR截止阀35如后文所述，在预定的运转条件下对EGR通道34进行切断，从而防止被排出至排气歧管12a内的废气流入到EGR装置30中。另外，EGR截止阀35也可以通过能够取得打开状态和关闭状态之间的任意状态的阀而构成。在此，本实施方式所涉及的EGR截止阀35构成了本发明所涉及的第一阀。
如图1及图3所示，在发动机1的各部上，除了上述的各种传感器之外，还设置有冷却水温度传感器21、排气温度传感器26、加速器开度传感器29、节气门开度传感器27、阀开度传感器36及截止阀开度传感器39，其中，所述加速器开度传感器29输出对应于加速踏板的踏下量的检测信号，所述节气门开度传感器27输出对应于节气门18的开度的检测信号。此外，在装载有发动机1的车辆上，设置有发动机转数传感器37及环境温度传感器38，所述发动机转数传感器37对发动机1的曲轴的转数进行检测并作为发动机转数而输出。
冷却水温度传感器21被设置在形成于发动机1的气缸体中的水套上，且向ECU100输出对应于发动机1的冷却水温度THW的检测信号。空气流量计22被设置在进气通道11的节气门18的上游侧，且向ECU100输出对应于吸入空气量的检测信号。进气温度传感器23被设置在进气歧管11a上，且向ECU100输出对应于吸入空气的温度的检测信号。压力传感器24被设置在进气歧管11a上，且向ECU100输出对应于进气压的检测信号。
空燃比传感器25被设置在催化装置13的上游侧的排气通道12上，且向ECU100输出对应于废气中的氧浓度（排气空燃比）的检测信号。排气温度传感器26被设置在催化装置13的下游侧的排气通道12上，且向ECU100输出对应于废气的温度的检测信号。阀开度传感器36向ECU100输出对应于EGR阀32的开度的信号。环境温度传感器38向ECU100输出表示环境温度的信号。截止阀开度传感器39向ECU100输出对应于EGR截止阀35的开度的信号。
ECU100被搭载在搭载有发动机1的车辆上，且如图3所示，具有CPU（Central Processing Unit：中央处理器）101、ROM（Read Only Memory：只读存储器）102、RAM（Random Access Memory：随机存取存储器）103及后备RAM104等。另外，本实施方式所涉及的ECU100构成了本发明所涉及的排气循环装置的一部分。
ROM102存储有，包括用于实施对排气回流量进行调节的EGR控制的程序及用于控制对于气缸5的燃料喷射量的控制程序在内的各种控制程序、与在执行这些各种控制程序时所参照的映射表等。CPU101根据被存储于ROM102中的各种控制程序与设定表，来执行各种运算处理。此外，RAM103对CPU101的运算结果和从上述的各传感器中被输入的数据等临时地进行存储。后备RAM104由非易失性存储器构成，并且例如在发动机1的停止时对应该保存的数据等进行存储。
CPU101、ROM102、RAM103及后备随机存取存储器104经由总线107而被相互连接，并且与输入接口105及输出接口106相连接。
在输入接口105上连接有，冷却水温度传感器21、空气流量计22、进气温度传感器23、压力传感器24、空燃比传感器25、排气温度传感器26、加速器开度传感器29、节气门开度传感器27、阀开度传感器36、发动机转数传感器37、环境温度传感器38及截止阀开度传感器39等，其中，所述加速器开度传感器29输出对应于加速踏板的踏下量的检测信号，所述节气门开度传感器27输出对应于节气门18的开度的检测信号，所述发动机转数传感器37对发动机1的曲轴的转数进行检测并作为发动机转数而输出。
输出接口106被连接于火花塞15、节气门18、EGR阀32、EGR截止阀35以及未图示的喷射器等。
而且，ECU100根据上述的各种传感器的输出，而执行包括EGR控制以及燃料喷射量控制等在内的发动机1的各种控制。
图4为，表示向本实施方式所涉及的EGR装置30供给冷却水的冷却水回路40的模式图。冷却水回路40具有：第一路径47，其使从水泵44中喷出的冷却水依次供给到发动机1、暖气风箱41、EGR冷却器31、EGR阀32及节气门18，并返回至水泵44；第二路径48，其通过未图示的三通阀而从第一路径47中分歧，并将从发动机1中流出的冷却水的一部分供给到散热器42，且返回至水泵44，其中，所述三通阀被设置在，构成发动机1的气缸盖10的下游。
冷却水回路40还具有如下的第三路径49，所述第三路径49为，从暖气风箱41的下游侧的第一路径47中分歧出，且经由加热用管道45而与节气门18的上游侧的第一路径47汇合的路径。
在第一路径47中回流的冷却水通过与构成发动机1的气缸体和气缸盖10之间的热交换而被加热。而且，冷却水的一部分通过与暖气风箱41之间的热交换而被冷却，之后被供给至EGR冷却器31内。此外，冷却水的剩余部分在被实施了与暖气风箱41之间的热交换之后，将流入第三路径49内，并且，在加热用管道45中通过与EGR管33之间的热交换而被冷却。而且，在节气门18的上游侧处与在第一路径47内回流的冷却水汇合。
另一方面，当在第二路径48内回流的冷却水通过被设置在气缸盖10的下游处的未图示的温度自动调节器而从第一路径47中被分歧时，将被供给至散热器42内且通过与外部气体之间的热交换而被冷却。此外，当由于处于暖机中或由于在寒冷地域的行驶从而发动机1的冷却水温度THW与通常行驶时的冷却水温度相比成为低温时，温度自动调节器将切断散热器42和水泵44之间的路径。此外，温度自动调节器随着冷却水温度THW的上升而逐渐开放散热器42和水泵44之间的路径，从而增加相对于在第一路径47内回流的冷却水量而言的、在第二路径48内回流的冷却水量的比例。
构成本发明的实施方式所涉及的控制装置的ECU100还根据从冷却水温度传感器21输入的信号而在判断为冷却水温度THW小于预定值THWth时，使EGR截止阀35转变成关闭状态。
作为预定值THWth，例如，被设定为70℃等的发动机1的暖机结束并且开始EGR控制的温度。在此，废气的露点温度为60℃以下。因此，在冷却水温度THW为70℃以上时，即使向EGR装置30供给了废气，也能够抑制在EGR冷却器31内产生凝结水的现象。此外，由于冷却水也被供给至EGR阀32内，因此也能够抑制在EGR阀32内产生凝结水的现象。
此外，本实施方式所涉及的EGR装置30与现有的EGR装置不同，在EGR冷却器31和EGR阀32之间未设置不被冷却水加热的EGR管。由此，在现有的EGR装置中，有时会出现如下的情况，即，在冷却水温度THW达到预定值THWth从而EGR截止阀35从完全关闭状态转变成完全打开状态时，该EGR管尚未充分加热从而在该EGR管内将产生凝结水。相对于此，本实施方式所涉及的EGR装置30具有如下的结构，即，在暖机结束且EGR截止阀转变至打开状态时，在EGR冷却器31和EGR阀32之间EGR气体被冷却从而不会产生凝结水的结构。
此外，ECU100在不执行EGR控制、且使EGR阀32转变成完全关闭状态时，通过使EGR截止阀35也转变成完全关闭状态，从而防止了在EGR阀32处于完全关闭状态时由于排气脉动而使排气流入到EGR装置30内的情况。如此，当EGR阀32采取完全关闭状态时，EGR截止阀35也采取完全关闭状态，并且，当EGR阀32采取打开状态、即完全关闭状态以外的状态时，EGR截止阀35采取完全打开状态。
此外，ECU100在根据从冷却水温度传感器21输入的信号而判断为冷却水温度THW超过了70℃时，使EGR截止阀35转变成完全打开状态，并且开始EGR控制。
此外，ECU100在判断为暖机结束、且使EGR截止阀35转变成打开状态时，对EGR阀32进行控制，以执行对EGR气体的流量进行调节的EGR控制。ECU100在ROM102中预先存储使发动机转数以及发动机负载与EGR阀32的开度对应起来的开度映射表，并且当取得根据由发动机转数传感器37检测出的发动机转数以及由空气流量计22检测出的吸入空气量而求出的发动机负载时，参照被存储在ROM102中的开度映射表而对EGR阀32的开度进行设定。
另外，ECU100在ROM102中预先存储使吸入空气量和发动机负载对应起来的发动机负载映射表。吸入空气量和发动机负载之间的对应关系预先通过实验性的测定而求出。另外，发动机负载例如只需通过代替吸入空气量而根据发动机1中的燃料喷射量来进行计算的方法等公知的方法来进行计算即可。
下面，对本发明的实施方式所涉及的排气循环装置的动作进行说明。
图5为，用于说明本发明的实施方式所涉及的EGR控制的流程图。另外，以下的处理通过构成ECU100的CPU101而以预定的时间间隔被执行，并且实现了能够通过CPU101而进行处理的程序。
首先，ECU100根据从冷却水温度传感器21中所取得的信号，来对冷却水温度THW是否为预定值THWth以上进行判断（步骤S1）。
ECU100在判断为冷却水温度THW为预定值THWth以上时（在步骤S1中为是），由于即使废气作为EGR气体而流入到EGR通道34内，在EGR冷却器31与EGR阀32中也不会产生凝结水，因此使EGR截止阀35从关闭状态转变至打开状态（步骤S2）。此时，由于EGR管33也通过被供给至冷却水通道46内的冷却水而被加热，因此在EGR管33中也不会产生凝结水。
另一方面，当判断为冷却水温度THW未达到预定值THWth时（在步骤S1中为否），为了防止废气流入到EGR通道34内，并在EGR冷却器31或者EGR阀32中成为露点温度以下从而产生凝结水，因此使EGR截止阀35转变成关闭状态（步骤S3），并且转移至返回步骤。此时，由于通过发动机1而被加热了的冷却水被供给到冷却水通道46中，因此EGR管33即使未流入高温的废气也会被加热。
另外，在步骤S3中，如果EGR截止阀35已经处于关闭状态，则ECU100使EGR截止阀35的关闭状态持续保持。
在转移至步骤S4时，ECU100执行对应于发动机1的燃烧状态的、EGR阀32的控制。具体而言，ECU100从发动机转数传感器37中取得表示发动机转数的信号，并且通过从空气流量计22输入的信号和被存储在ROM102中的发动机负载映射表而对发动机负载进行计算。而且，ECU100根据被存储在ROM102中的开度映射表而对EGR阀32的开度进行设定。
如上所述，由于本发明的第一实施方式所涉及的内燃机的排气循环装置能够对从EGR截止阀35至EGR冷却器31之间的EGR管33进行加热，因此能够抑制在发动机1的运转中EGR管33的温度降低至露点温度附近的情况。因此，能够抑制EGR冷却器31的上游侧的EGR管33中的凝结水的产生，并且能够抑制EGR管33的腐蚀。
此外，由于EGR装置30通过与发动机1的冷却水之间的热交换而对EGR管33进行加热，因此即使不设置其他热源也能够实现，并且与设置其他热源的情况相比，能够实现成本降低。
此外，由于在发动机1的暖机结束后，能够通过被供给至加热用管道45中的冷却水而对EGR气体进行冷却，因此能够使加热用管道45也分担通过EGR冷却器31而实施的EGR气体的冷却。因此，能够将EGR冷却器31设定为简单的结构，并降低成本。
此外，由于加热用管道45与EGR管33形成了二重管结构，因此能够通过简单的结构而实现加热用管道45，并且能够降低成本且使EGR装置30向车辆上的设置变得容易。
此外，由于ECU100在冷却水温度成为了阈值以上时实施控制以使EGR截止阀35从关闭状态转变成打开状态，并且对EGR阀32的开度进行控制，因此能够适当地执行根据发动机1的燃烧状态而设定的排气回流量的控制。而且，由于能够在结束了暖机的状态下使EGR气体流入到EGR通道34内，因此不会使EGR气体温度降低至露点温度以下，从而能够对在EGR管33与EGR冷却器31中产生凝结水的情况进行抑制。
另外，在以上的说明中，对ECU100在冷却水温度THW成为了预定值THWth以上时执行EGR控制的情况进行了说明。但是，在EGR管33中，与加热用管道45相比靠上游侧的部分的温度根据环境温度而发生变化。因此，ECU100也可以根据环境温度而对预定值THWth进行补正。
例如，当环境温度较高时，EGR管33中的与加热用管道45相比靠上游侧的部分的温度也变高。因此，即使在冷却水温度低于预定值THWth的状态下，EGR管33的温度也变得高于EGR气体的露点温度。另一方面，当环境温度较低时，EGR管33中的与加热用管道45相比靠上游侧的部分的温度也变低。因此，为了提高EGR管33的温度，则需要将冷却水温度设定为高于预定值THWth。
因此，ECU100根据从环境温度传感器38输入的信号，在环境温度越高时将预定值THWth补正得越高，而在环境温度越低时将预定值THWth补正得越低。另外，ECU100在补正后的预定值THWth高于EGR气体的露点温度的范围内执行对预定值THWth的补正。即，本实施方式所涉及的ECU100构成了本发明所涉及的控制部。
通过这种方式，由于ECU100能够根据环境温度而对使EGR阀32及EGR截止阀35从关闭状态转变成打开状态的条件进行设定，因此能够执行对应于环境温度的EGR阀32及EGR截止阀35的控制。因此，ECU100能够根据EGR管33的温度环境而对EGR阀32进行控制，从而能够适当地抑制凝结水的产生。
此外，虽然在上述的说明中，对被供给至加热用管道45内的冷却水从暖气风箱41被供给的情况进行了说明，但是并不限定于此，也可以使冷却水从发动机1起不经过暖气风箱41而被供给至加热用管道45内。由于在这种情况下，冷却水将在不通过暖气风箱41处的热交换而使温度降低的条件下被供给至加热用管道45内，因此能够以较短时间而对加热用管道45进行加热。
此外，虽然在上述的说明中，对通过加热用管道45而对EGR管33进行加热的情况进行了说明，但是并不限定于此，也可以使EGR管通过来自排气歧管12a的导热或者辐射热来而被加热。
下面，参照图6，对本发明的第二实施方式所涉及的内燃机的排气循环装置进行说明。
另外，在第二实施方式所涉及的排气循环装置中，对于与上述的第一实施方式所涉及的排气循环装置相同的结构要素，使用与第一实施方式相同的符号而进行说明，且尤其仅对不同点进行详细说明。
在本实施方式所涉及的EGR装置50中，与EGR冷却器31相比靠上游侧的EGR管61被设置在排气歧管12a的附近。EGR管61和排气歧管12a之间的距离被设定为，在发动机1的暖机时，排气歧管12a的辐射热能够到达EGR管61从而对EGR管61进行加热。即，在本实施方式中，排气歧管12a构成了本发明所涉及的加热部。
由此，EGR管61即使在EGR截止阀35成为完全关闭从而在被形成于EGR管61内的EGR通道62中不流入高温的废气的情况下，也会通过排气歧管12a的辐射热而被加热。因此，在发动机1的暖机结束且EGR截止阀35转变成完全打开状态时，即使废气流入到EGR通道62内也不会成为露点温度以下，从而能够抑制凝结水的产生。
在此，与第一实施方式所涉及的EGR装置30相同，EGR管61的上游端附近通过流通于排气通道12内的高温的废气而被加热。因此，EGR管61中只要使由废气而实施的加热的效果较低的位置位于排气歧管12a的附近即可。
此外，代替由排气歧管12a而实施的辐射热，EGR管61也可以通过来自排气歧管12a的导热而被加热。在这种情况下，通过与现有技术相比，使与EGR冷却器31相比靠上游侧的EGR管61的长度变短，从而能够通过导热而对位于与EGR冷却器31相比靠上游侧的EGR管61整体进行加热。此外，EGR管61也可以通过有排气歧管12a而引起的辐射热及导热而被加热。
如上所述，由于本发明的第二实施方式所涉及的内燃机的排气循环装置中，EGR管33通过排气歧管12a的辐射热而被加热，因此能够通过简单的结构而实现，从而能够降低成本。
另外，虽然在上述的说明中，对EGR装置30、50被适用于不具备涡轮单元的发动机1上的情况进行了说明，但是并不限定于此，EGR装置30、50也可以被适用于具备涡轮单元的发动机1上。
此时，EGR装置30、50还可以构成为，从涡轮机叶轮的上游侧取得废气并且作为EGR气体而回流到压缩机叶轮的下游侧的所谓的HPL（High-Pressure Loop：高压回路）。此外，EGR装置30、50还可以构成为，从涡轮机叶轮的下游侧取得废气并且作为EGR气体而回流到压缩机叶轮的上游侧的所谓的LPL（Low-Pressure Loop：低压回路）。
此外，虽然在上述的说明中，对EGR管33、61从催化装置13的下游侧的排气管16中分歧出的情况进行了说明，但是并不限定于此，EGR管33、61也可以从催化装置13的上游侧的排气管16或者排气歧管12a中分歧出。在EGR管33、61从排气歧管12a中被分歧出的情况下，EGR管33、61也可以与排气歧管12a一体地形成，或者，EGR管33、61与排气歧管12a也可以通过气密结合用的凸缘等而被相互连接在一起。
此外，在上述的说明中，对EGR冷却器31和EGR阀32作为各自独立的部件而形成的情况进行了说明。但是，也可以形成为，EGR冷却器31和EGR阀32被收纳在一个筐体内。
此外，虽然对EGR装置30、50被适用于搭载了由汽油内燃机构成的发动机1的车辆上的情况进行了说明，但是并不限定于此，EGR装置30、50只要被适用于搭载了柴油发动机等公知的内燃机的车辆上即可。
此外，虽然在上述的说明中，对EGR装置30、50适用于燃料被喷射到进气口处的喷口喷射式发动机的情况进行了说明，但是并不限定于此，EGR装置30、50也可以适用于燃料直接被喷射到各燃烧室7内的缸内喷射式发动机。此外，EGR装置30、50还可以适用于执行缸内喷射及喷口喷射中的任意一种的发动机上。
此外，EGR装置30、50并不仅适用于仅将发动机1作为动力源的车辆上，还可以适用于将发动机及旋转电机作为动力源的混合动力车辆上。
如上所述，本发明所涉及的排气循环装置为实现了如下效果的装置，即，能够对在与EGR冷却器相比靠上游侧的EGR管中产生凝结水的现象进行抑制，从而能够对EGR管的腐蚀进行抑制，其对于内燃机的排气循环装置是有效的。
符号说明
1 发动机；5 气缸；7 燃烧室；11 进气通道；
11a 进气歧管；12 排气通道；12a 排气歧管；13 催化装置；
16 排气管；18 节气门；21 冷却水温度传感器；
22 空气流量计；23 进气温度传感器；24 压力传感器；
26 排气温度传感器；30 EGR装置；
31 EGR冷却器；32 EGR阀；32a 线性螺线管；
33 EGR管；34 EGR通道；35 EGR截止阀；
36 阀开度传感器；37 发动机转数传感器；38 环境温度传感器；
39 截止阀开度传感器；40 冷却水回路；45 加热用管道；
46 冷却水通道；50 EGR装置；61 EGR管；
100 ECU。
Claims (6)
1.一种内燃机的排气循环装置，其将从内燃机排出至排气通道中的排气的一部分作为废气再循环气体而循环至进气通道内，
所述内燃机的排气循环装置的特征在于，具备：
废气再循环管，其中形成有连通所述排气通道和所述进气通道的废气再循环通道；
第一阀，其被设置在所述排气通道侧，并在打开状态和关闭状态之间被驱动，且在处于所述关闭状态时，切断所述废气再循环气体向所述废气再循环通道的流入；
第二阀，其被设置在与所述第一阀相比更靠所述进气通道侧，并在打开状态和关闭状态之间被驱动，且对所述废气再循环气体流入到所述进气通道中的量进行调节；
废气再循环冷却器，其被设置在所述第一阀与所述第二阀之间的所述废气再循环管上，且对流入到所述废气再循环通道中的废气再循环气体进行冷却；
加热部，其对从所述第一阀至所述废气再循环冷却器之间的所述废气再循环管进行加热。
2.如权利要求1所述的内燃机的排气循环装置，其特征在于，
所述加热部通过与所述内燃机的冷却水之间的热交换，从而对所述废气再循环管进行加热。
3.如权利要求1或权利要求2所述的内燃机的排气循环装置，其特征在于，
所述加热部被设置在所述废气再循环管的外周侧，以使所述加热部与所述废气再循环管形成双重管结构。
4.如权利要求1至权利要求3中的任意一项所述的内燃机的排气循环装置，其特征在于，具备：
水温传感器，其对所述内燃机的冷却水的温度进行检测；
控制部，当由所述水温传感器所检测出的所述冷却水的温度成为了阈值以上时，所述控制部实施控制以使所述第一阀从关闭状态转变成打开状态，并对所述第二阀的开度进行控制。
5.如权利要求4所述的内燃机的排气循环装置，其特征在于，
还具备环境温度传感器，所述环境温度传感器对环境温度进行检测，
所述控制部根据由所述环境温度传感器所检测出的环境温度，来对所述阈值进行设定。
6.如权利要求1所述的内燃机的排气循环装置，其特征在于，
所述加热部由排气歧管构成，所述排气歧管将废气从所述内燃机导入到所述排气通道中，
所述废气再循环管通过来自所述加热部的辐射热而被加热。
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