JP2001132553A - Egr gas cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気系
を流れる排気の一部を吸気系へ再循環させる排気再循環
技術に関し、特に再循環ガスを冷却する技術に関する。The present invention relates to an exhaust gas recirculation technique for recirculating a part of exhaust gas flowing through an exhaust system of an internal combustion engine to an intake system, and more particularly to a technique for cooling recirculated gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動車等に搭載される内燃機関では、酸
素過剰状態の混合気が燃焼された際に多量の窒素酸化物
（ＮＯx）が発生することが知られている。特に、混合
気の燃焼速度が速くなるほど、もしくは、混合気の燃焼
温度が高くなるほど、より多くの窒素酸化物（ＮＯx）
が発生する。2. Description of the Related Art It is known that a large amount of nitrogen oxide (NOx) is generated when an air-fuel mixture in an excess oxygen state is burned in an internal combustion engine mounted on an automobile or the like. In particular, the higher the combustion speed of the air-fuel mixture or the higher the combustion temperature of the air-fuel mixture, the more nitrogen oxides (NOx)
Occurs.
【０００３】このような問題に対し、従来では、内燃機
関から排出された排気の一部を該内燃機関の吸気系に再
循環させる排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recircul
ation）装置が提案されている。In order to solve such a problem, conventionally, an exhaust gas recirculation (EGR) for recirculating a part of exhaust gas discharged from an internal combustion engine to an intake system of the internal combustion engine has been conventionally used.
ation) A device has been proposed.
【０００４】ＥＧＲ装置は、排気中に含まれる水蒸気
（Ｈ2Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ2）等の不活性ガス成分が
持つ不燃性及び吸熱性を利用して、混合気の燃焼速度及
び燃焼温度を低下させ、以て燃焼時に発生する窒素酸化
物（ＮＯx）量を低減させるものである。[0004] The EGR device utilizes the nonflammability and heat absorption of an inert gas component such as water vapor (H 2 O) or carbon dioxide (CO 2 ) contained in exhaust gas to make the combustion speed and combustion of the air-fuel mixture. This is to lower the temperature and thereby reduce the amount of nitrogen oxides (NOx) generated during combustion.
【０００５】ところで、上記したようなＥＧＲ装置で
は、排気系から吸気系へ再循環される排気（ＥＧＲガス
と称する）を適正温度に制御することも重要である。す
なわち、ＥＧＲガスの温度が過剰に高いと、混合気の燃
焼速度及び燃焼温度を十分に低下させることができなく
なるため窒素酸化物（ＮＯx）の発生量を抑制すること
が困難となる一方、ＥＧＲガスの温度が過剰に低いと、
内燃機関の冷間時等にＥＧＲガスの熱を利用して吸気温
度及び燃焼室内の雰囲気温度を高めることができなくな
るため混合気を完全燃焼させることが困難となる虞があ
る。In the EGR system described above, it is also important to control the temperature of the exhaust gas (referred to as EGR gas) recirculated from the exhaust system to the intake system to an appropriate temperature. That is, if the temperature of the EGR gas is excessively high, the combustion speed and the combustion temperature of the air-fuel mixture cannot be sufficiently reduced, so that it becomes difficult to suppress the generation amount of nitrogen oxides (NOx). If the gas temperature is too low,
When the internal combustion engine is cold, the intake air temperature and the ambient temperature in the combustion chamber cannot be increased by using the heat of the EGR gas, so that it may be difficult to completely burn the air-fuel mixture.
【０００６】このような要求に対し、特開昭５５−１３
１５５７号公報に記載されたようなＥＧＲガス温度制御
装置が提案されている。この公報に記載されたＥＧＲガ
ス温度制御装置は、内燃機関の冷却水を利用してＥＧＲ
ガスを冷却する冷却装置と、冷却装置の作動を制御する
制御装置とを備え、制御装置は、機関冷却水の温度が所
定温度以上であり、且つ、機関負荷が所定値より大きい
場合に限り、冷却装置を作動（冷却装置に機関冷却水を
循環）させるよう構成されている。In response to such a demand, Japanese Patent Laid-Open No. 55-13 / 1979
There has been proposed an EGR gas temperature control device as described in Japanese Patent No. 1557. The EGR gas temperature control device described in this publication uses the cooling water of the internal combustion engine to perform EGR gas control.
A cooling device for cooling the gas, and a control device for controlling the operation of the cooling device, wherein the control device is configured such that the temperature of the engine cooling water is equal to or higher than a predetermined temperature, and only when the engine load is larger than a predetermined value, The cooling device is configured to operate (circulate engine cooling water to the cooling device).
【０００７】すなわち、前記したＥＧＲガス温度制御装
置は、機関冷却水温度が所定温度より低いときは、機関
負荷の大きさに関わらず冷却装置の作動を禁止すること
により、ＥＧＲガスが持つ熱を利用して吸気温度を上昇
させ、以て燃料消費率の向上を図ろうとするものであ
る。That is, when the engine cooling water temperature is lower than a predetermined temperature, the above-described EGR gas temperature control device prohibits the operation of the cooling device regardless of the magnitude of the engine load, thereby reducing the heat of the EGR gas. It is intended to raise the intake air temperature by using this, thereby improving the fuel consumption rate.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
冷却水が所定温度未満である場合において、内燃機関が
高負荷運転されると、排気の温度が急激に上昇する。そ
の際、冷却装置が作動停止状態にあると、冷却装置にお
ける機関冷却水の流れが停止した状態になるため、冷却
装置内に滞留している冷却水のみが排気の熱を受けるこ
とになり、冷却装置において冷却水が局部的に沸騰し、
冷却装置の破損を誘発する虞がある。When the internal combustion engine is operated under a high load when the cooling water of the internal combustion engine is lower than a predetermined temperature, the temperature of the exhaust gas rises sharply. At that time, when the cooling device is in the operation stop state, the flow of the engine cooling water in the cooling device is stopped, so that only the cooling water staying in the cooling device receives the heat of the exhaust, In the cooling device, the cooling water boils locally,
There is a risk that the cooling device will be damaged.
【０００９】本発明は、上記したような問題点に鑑みて
なされたものであり、ＥＧＲ装置によって再循環される
排気（ＥＧＲガス）と所定の冷却水との間で熱交換を行
わせる機構を備えたＥＧＲガス冷却装置において、ＥＧ
Ｒガスと冷却水との熱交換を効率的に行える技術を提供
することにより、冷却水の沸騰や冷却水の沸騰に起因し
た冷却機構の破損を防止することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and has a mechanism for performing heat exchange between exhaust gas (EGR gas) recirculated by an EGR device and predetermined cooling water. In the EGR gas cooling device provided,
An object of the present invention is to provide a technique capable of efficiently exchanging heat between R gas and cooling water, thereby preventing boiling of cooling water and damage to a cooling mechanism caused by boiling of cooling water.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するために以下のような手段を採用した。すなわ
ち、本発明に係るＥＧＲガス冷却装置は、内燃機関の排
気通路を流れる排気の一部を前記内燃機関の吸気通路へ
還流させる排気再循環手段と、前記排気再循環手段によ
って還流される排気と所定の冷却水との間で熱交換を行
う冷却手段と、前記冷却水の温度を検出する水温検出手
段と、前記水温検出手段によって検出された冷却水温度
が所定温度以上のときは前記冷却手段へ冷却水を循環さ
せ、前記冷却水温度が所定温度未満のときは前記冷却手
段への冷却水の循環を停止する冷却水循環制御手段と、
前記冷却水温度検出手段によって検出された冷却水温度
が所定温度未満のときに、前記内燃機関から排出される
排気の温度が所定速度以上で上昇すると予測されると、
前記冷却手段へ強制的に冷却水を循環させる強制循環手
段と、を備えることを特徴とする。The present invention employs the following means to solve the above-mentioned problems. That is, the EGR gas cooling device according to the present invention includes an exhaust gas recirculation unit that recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage of the internal combustion engine, and an exhaust gas that is recirculated by the exhaust gas recirculation unit. Cooling means for performing heat exchange with predetermined cooling water, water temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water, and the cooling means when the cooling water temperature detected by the water temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined temperature. Circulating the cooling water to the cooling water circulation control means for stopping the circulation of the cooling water to the cooling means when the cooling water temperature is less than a predetermined temperature,
When the cooling water temperature detected by the cooling water temperature detecting means is less than a predetermined temperature, when it is predicted that the temperature of exhaust gas discharged from the internal combustion engine will increase at a predetermined speed or more,
And a forced circulation means for forcibly circulating the cooling water to the cooling means.
【００１１】このように構成されたＥＧＲガス冷却装置
では、冷却水循環制御手段は、水温検出手段によって検
出された冷却水温度が所定温度以上のときは、冷却手段
へ冷却水を循環させる。[0011] In the EGR gas cooling device thus configured, the cooling water circulation control means circulates the cooling water to the cooling means when the cooling water temperature detected by the water temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined temperature.
【００１２】この場合、冷却手段では、排気再循環手段
によって還流される排気（以下、ＥＧＲガスと称する）
と冷却水との間で熱交換が行われ、ＥＧＲガスが冷却さ
れる。冷却手段によって冷却されたＥＧＲガスは、内燃
機関の吸気通路へ供給され、次いで吸気通路を流れる新
気とともに内燃機関の燃焼室へ供給されることになるた
め、内燃機関の吸気温度が低下する。In this case, in the cooling means, the exhaust gas recirculated by the exhaust gas recirculation means (hereinafter referred to as EGR gas)
Heat exchange is performed between the EGR gas and the cooling water to cool the EGR gas. The EGR gas cooled by the cooling means is supplied to the intake passage of the internal combustion engine, and then supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine together with fresh air flowing through the intake passage, so that the intake air temperature of the internal combustion engine decreases.
【００１３】この結果、吸気温度の低下と、ＥＧＲガス
中に含まれる不活性ガス成分の吸熱性と、の相乗効果に
よって燃焼室内における燃焼温度が低められ、ＮＯxの
発生量が低減される。As a result, the combustion temperature in the combustion chamber is lowered by the synergistic effect of the lowering of the intake air temperature and the endothermic property of the inert gas component contained in the EGR gas, and the generation amount of NOx is reduced.
【００１４】一方、ＥＧＲガス冷却装置では、冷却水循
環制御手段は、水温検出手段によって検出された冷却水
温度が所定温度未満のときは、冷却手段への冷却水の循
環を停止する。On the other hand, in the EGR gas cooling device, the cooling water circulation control means stops the circulation of the cooling water to the cooling means when the cooling water temperature detected by the water temperature detecting means is lower than a predetermined temperature.
【００１５】但し、内燃機関から排出される排気の温度
が所定速度以上で上昇すると予測される場合は、たとえ
冷却水温度が所定温度未満であっても強制循環手段によ
って冷却水が冷却手段を強制的に循環される。However, if the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is predicted to increase at a predetermined speed or higher, the cooling water is forced by the forced circulation means even if the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature. Circulated periodically.
【００１６】この場合、排気の温度が急激に上昇し、そ
れに応じてＥＧＲガスの温度が急激に上昇するため、冷
却手段においてＥＧＲガスから冷却水へ比較的多量の熱
が伝達されることになるが、冷却水が循環状態にあり、
特定の冷却水が冷却手段内に滞留していないため、一部
の冷却水が加熱されて沸騰するようなことがない。In this case, the temperature of the exhaust gas sharply rises and the temperature of the EGR gas sharply rises accordingly, so that a relatively large amount of heat is transmitted from the EGR gas to the cooling water in the cooling means. However, the cooling water is circulating,
Since the specific cooling water does not stay in the cooling means, there is no possibility that a part of the cooling water is heated and boiled.
【００１７】本発明に係るＥＧＲガス冷却装置におい
て、所定の冷却水としては、内燃機関を冷却するための
機関冷却水を例示することができる。また、本発明に係
るＥＧＲガス冷却装置において、強制循環手段は、冷却
水温度が所定温度未満であり、且つ、排気の温度が所定
速度以上で上昇すると予測される場合に、所定時間のみ
冷却手段へ強制的に冷却水を循環させるようにしてもよ
い。これは、冷却水温度が所定温度より過剰に低い場合
等に、ＥＧＲガスの過冷却を防止するためである。In the EGR gas cooling device according to the present invention, the predetermined cooling water may be, for example, engine cooling water for cooling an internal combustion engine. Further, in the EGR gas cooling device according to the present invention, the forced circulation means includes a cooling means only for a predetermined time when the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature and the temperature of the exhaust gas is predicted to increase at a predetermined speed or more. The cooling water may be forcibly circulated. This is to prevent the EGR gas from being excessively cooled when the cooling water temperature is excessively lower than a predetermined temperature.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＥＧＲガス冷
却装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific embodiment of an EGR gas cooling device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１９】図１は、本発明に係るＥＧＲガス冷却装置
を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に
示す内燃機関１は、４つの気筒２を有する水冷式の４気
筒ディーゼルエンジンである。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an EGR gas cooling device according to the present invention is applied. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cylinder diesel engine having four cylinders 2.
【００２０】内燃機関１は、各気筒２の燃焼室に直接燃
料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。内燃機関１に
は、該内燃機関１の出力軸たるクランクシャフトが所定
角度回転する度にパルス信号を出力するクランクポジシ
ョンセンサ２６と、該内燃機関１内のウォータージャケ
ットを流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力す
る水温センサ２７とが取り付けられている。The internal combustion engine 1 has a fuel injection valve 3 for directly injecting fuel into the combustion chamber of each cylinder 2. The internal combustion engine 1 includes a crank position sensor 26 that outputs a pulse signal each time a crankshaft, which is an output shaft of the internal combustion engine 1, rotates by a predetermined angle, and a temperature corresponding to the temperature of cooling water flowing through a water jacket in the internal combustion engine 1. And a water temperature sensor 27 for outputting a detected electric signal.
【００２１】前記した各燃料噴射弁３は、蓄圧室（コモ
ンレール）４と連通し、コモンレール４は燃料配管５を
介して図示しない燃料ポンプと接続されている。このよ
うに構成された燃料噴射系では、燃料ポンプから吐出さ
れた燃料が燃料配管５を通じてコモンレール４に供給さ
れ、該コモンレール４において所定圧まで蓄圧される。
コモンレール４において蓄圧された燃料は、各燃料噴射
弁３に印加される。燃料噴射弁３は、駆動電力が印加さ
れたときに開弁し、所定圧力で燃料を噴射する。Each of the fuel injection valves 3 communicates with a pressure accumulation chamber (common rail) 4, and the common rail 4 is connected to a fuel pump (not shown) via a fuel pipe 5. In the fuel injection system configured as described above, the fuel discharged from the fuel pump is supplied to the common rail 4 through the fuel pipe 5, and the fuel is accumulated to a predetermined pressure in the common rail 4.
The fuel stored in the common rail 4 is applied to each fuel injection valve 3. The fuel injection valve 3 opens when drive power is applied, and injects fuel at a predetermined pressure.
【００２２】内燃機関１には、吸気枝管６が接続されて
おり、吸気枝管６の各枝管は、各気筒２の燃焼室と図示
しない吸気ポートを介して連通している。前記吸気枝管
６は吸気管７に接続され、前記吸気管７はエアクリーナ
ボックス８に接続されている。An intake branch pipe 6 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch pipe of the intake branch pipe 6 communicates with a combustion chamber of each cylinder 2 via an intake port (not shown). The intake branch pipe 6 is connected to an intake pipe 7, and the intake pipe 7 is connected to an air cleaner box 8.
【００２３】前記吸気管７において前記エアクリーナボ
ックス８の直下流に位置する部位には、該吸気管７内を
流れる吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフ
ローメータ９が設けられている。An air flow meter 9 for outputting an electric signal corresponding to the mass of the intake air flowing through the intake pipe 7 is provided at a portion of the intake pipe 7 immediately downstream of the air cleaner box 8.
【００２４】前記吸気管７において前記吸気枝管６の直
上流に位置する部位には、該吸気管７内を流れる吸気の
流量を調節するスロットル弁１０が設けられている。前
記スロットル弁１０には、ステッパモータ等で構成され
印加電力の大きさに応じて前記スロットル弁１０を開閉
駆動するアクチュエータ１１と、前記スロットル弁１０
の開度に応じた電気信号を出力するスロットルポジショ
ンセンサ１２とが取り付けられている。A throttle valve 10 for adjusting the flow rate of the intake air flowing through the intake pipe 7 is provided at a position immediately upstream of the intake branch pipe 6 in the intake pipe 7. The throttle valve 10 includes an actuator 11 composed of a stepper motor or the like and driving the opening and closing of the throttle valve 10 in accordance with the magnitude of the applied electric power.
And a throttle position sensor 12 for outputting an electric signal corresponding to the opening of the throttle valve.
【００２５】前記吸気管７において前記エアフローメー
タ９と前記スロットル弁１０との間に位置する部位に
は、排気の圧力を駆動源として作動する遠心過給機（タ
ーボチャージャ）１３のコンプレッサハウジング１３ａ
が設けられている。A portion of the intake pipe 7 located between the air flow meter 9 and the throttle valve 10 is provided with a compressor housing 13a of a centrifugal supercharger (turbocharger) 13 which operates using exhaust pressure as a driving source.
Is provided.
【００２６】前記吸気管７において前記コンプレッサハ
ウジング１３ａより下流の部位には、前記コンプレッサ
ハウジング１３ａにおいて圧縮されて高温となった吸気
を冷却するためのインタークーラ１４が設けられてい
る。An intercooler 14 is provided in the intake pipe 7 at a position downstream of the compressor housing 13a for cooling intake air which has been compressed and has become high temperature in the compressor housing 13a.
【００２７】このように構成された吸気系では、エアク
リーナボックス８に流入した吸気は、該エアクリーナボ
ックス８内の図示しないエアクリーナによって吸気中の
塵や埃等が除去された後、吸気管７を介してコンプレッ
サハウジング１３ａに流入する。In the intake system configured as described above, the intake air flowing into the air cleaner box 8 passes through the intake pipe 7 after dust and the like in the intake are removed by an air cleaner (not shown) in the air cleaner box 8. And flows into the compressor housing 13a.
【００２８】コンプレッサハウジング１３ａに流入した
吸気は、該コンプレッサハウジング１３ａに内装された
コンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記
コンプレッサハウジング１３ａ内で圧縮されて高温とな
った吸気は、インタークーラ１４にて冷却される。The intake air flowing into the compressor housing 13a is compressed by rotation of a compressor wheel provided in the compressor housing 13a. The intake air that has been compressed in the compressor housing 13a and has become high temperature is cooled by the intercooler 14.
【００２９】インタークーラ１４で冷却された吸気は、
必要に応じてスロットル弁１０によって流量を調節され
て吸気枝管６に到達する。吸気枝管６に到達した吸気
は、各枝管を介して各気筒２の燃焼室へ分配され、各気
筒２の燃料噴射弁３から噴射された燃料を着火源として
燃焼される。The intake air cooled by the intercooler 14 is
The flow rate is adjusted by the throttle valve 10 as needed, and reaches the intake branch pipe 6. The intake air that has reached the intake branch pipe 6 is distributed to the combustion chamber of each cylinder 2 through each branch pipe, and is burned using the fuel injected from the fuel injection valve 3 of each cylinder 2 as an ignition source.
【００３０】一方、内燃機関１には、排気枝管１５が接
続され、排気枝管１５の各枝管が図示しない排気ポート
を介して各気筒２の燃焼室と連通している。前記排気枝
管１５は、遠心過給機１３のタービンハウジング１３ｂ
を介して排気管１６と接続されている。排気管１６は、
下流にて図示しないマフラーと接続されている。On the other hand, an exhaust branch pipe 15 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch pipe of the exhaust branch pipe 15 communicates with the combustion chamber of each cylinder 2 via an exhaust port (not shown). The exhaust branch pipe 15 is provided in the turbine housing 13 b of the centrifugal supercharger 13.
Is connected to the exhaust pipe 16. The exhaust pipe 16
The muffler (not shown) is connected downstream.
【００３１】前記排気管１６の途中には、排気中に含ま
れる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化
物（ＮＯx）などの有害ガス成分を浄化するための排気
浄化触媒１７、１８が直列に配置されている。An exhaust purification catalyst 17 for purifying harmful gas components such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas is provided in the exhaust pipe 16. , 18 are arranged in series.
【００３２】前記した排気浄化触媒１７、１８として
は、該排気浄化触媒１７、１８に流入する排気の空燃比
が理論空燃比近傍にあるときに該排気中に含まれる炭化
水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯ
x）を浄化する三元触媒、流入排気の空燃比が酸素過剰
状態（リーン状態）のときは該排気中に含まれる窒素酸
化物（ＮＯx）を吸蔵し、流入排気の酸素濃度が低下し
たときは吸蔵していた窒素酸化物（ＮＯx）を放出しつ
つ還元する吸蔵還元型ＮＯx触媒、あるいは、流入排気
の空燃比が酸素過剰状態（リーン状態）にあり且つ窒素
酸化物（ＮＯx）を還元するための還元剤が存在すると
きに該排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）を還元及
び浄化する選択還元型ＮＯx触媒などを例示することが
できる。The exhaust gas purifying catalysts 17 and 18 include hydrocarbons (HC) contained in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purifying catalysts 17 and 18 is near the stoichiometric air-fuel ratio. Carbon oxide (CO), nitrogen oxide (NO
x) purifying the three-way catalyst, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is in an oxygen excess state (lean state), when nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas is occluded and the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas decreases Is a storage-reduction type NOx catalyst that reduces while releasing stored nitrogen oxides (NOx), or reduces the nitrogen oxides (NOx) when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is in an oxygen excess state (lean state). A selective reduction type NOx catalyst that reduces and purifies nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas when a reducing agent is present.
【００３３】尚、以下では、前記した二つの排気浄化触
媒１７、１８のうち上流寄りに位置する排気浄化触媒１
７を上流側排気浄化触媒１７と称し、下流寄りに位置す
る排気浄化触媒１８を下流側排気浄化触媒１８と称する
ものとする。In the following, the exhaust purification catalyst 1 located upstream of the two exhaust purification catalysts 17 and 18 will be described.
7 is referred to as an upstream exhaust purification catalyst 17, and the exhaust purification catalyst 18 located on the downstream side is referred to as a downstream exhaust purification catalyst 18.
【００３４】このように構成された排気系では、内燃機
関１の各気筒２の燃焼室で燃焼された既燃ガスは、各気
筒２の排気ポートを介して排気枝管１５の各枝管へ排出
される。In the exhaust system configured as described above, the burned gas burned in the combustion chamber of each cylinder 2 of the internal combustion engine 1 passes through the exhaust port of each cylinder 2 to each branch pipe of the exhaust branch pipe 15. Is discharged.
【００３５】排気枝管１５の各枝管へ排出された既燃ガ
ス（排気）は、遠心過給機１３のタービンハウジング１
３ｂを介して排気管１６へ導かれる。排気管１６へ導か
れた排気は、上流側排気浄化触媒１７及び下流側排気浄
化触媒１８において浄化された後に大気中へ放出され
る。The burned gas (exhaust) discharged to each branch of the exhaust branch 15 is supplied to the turbine housing 1 of the centrifugal supercharger 13.
It is led to the exhaust pipe 16 via 3b. The exhaust gas guided to the exhaust pipe 16 is discharged into the atmosphere after being purified by the upstream exhaust purification catalyst 17 and the downstream exhaust purification catalyst 18.
【００３６】尚、排気がタービンハウジング１３ｂを通
過する際には、排気の熱エネルギが前記タービンハウジ
ング１３ｂ内に回転自在に支持されたタービンホイール
の回転エネルギに変換される。タービンホイールの回転
エネルギは、前記したコンプレッサハウジング１３ａの
コンプレッサホイールへ伝達され、コンプレッサホイー
ルは、前記タービンホイールから伝達された回転エネル
ギによって吸気を圧縮する。When the exhaust gas passes through the turbine housing 13b, the heat energy of the exhaust gas is converted into rotational energy of a turbine wheel rotatably supported in the turbine housing 13b. The rotational energy of the turbine wheel is transmitted to the compressor wheel of the compressor housing 13a, and the compressor wheel compresses the intake air with the rotational energy transmitted from the turbine wheel.
【００３７】また、前記排気枝管１５には、排気再循環
通路（ＥＧＲ通路）１９が接続され、前記ＥＧＲ通路１
９は、前記吸気枝管６に接続されている。前記ＥＧＲ通
路１９と前記吸気枝管６との接続部位には、前記吸気枝
管６における前記ＥＧＲ通路１９の開口端を開閉するＥ
ＧＲ弁２０が設けられている。前記ＥＧＲ弁２０は、電
磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて開度を
変更することが可能となっている。An exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 19 is connected to the exhaust branch pipe 15.
9 is connected to the intake branch pipe 6. A connecting portion between the EGR passage 19 and the intake branch pipe 6 opens and closes an open end of the EGR passage 19 in the intake branch pipe 6.
A GR valve 20 is provided. The EGR valve 20 is configured by an electromagnetic valve or the like, and can change the opening degree according to the magnitude of the applied power.
【００３８】前記したＥＧＲ通路１９とＥＧＲ弁２０と
は、本発明に係る排気還流手段を実現するものである。
前記ＥＧＲ通路１９の途中には、該ＥＧＲ通路１９内を
流れる排気（ＥＧＲガス）を冷却するためのＥＧＲクー
ラ２１が設けられている。このＥＧＲクーラ２１は、本
発明に係る冷却手段を実現するものである。The above-described EGR passage 19 and EGR valve 20 realize an exhaust gas recirculation means according to the present invention.
An EGR cooler 21 for cooling exhaust gas (EGR gas) flowing in the EGR passage 19 is provided in the middle of the EGR passage 19. This EGR cooler 21 implements a cooling means according to the present invention.
【００３９】前記ＥＧＲクーラ２１には、２本の配管２
２、２３が接続され、これら２本の配管２２、２３は、
内燃機関１の冷却水を冷却するためのラジエター２４に
接続されている。The EGR cooler 21 has two pipes 2
2 and 23 are connected, and these two pipes 22 and 23 are
It is connected to a radiator 24 for cooling the cooling water of the internal combustion engine 1.
【００４０】前記２本の配管２２、２３のうちの一方の
配管２２は、前記ラジエター２４において冷却された冷
却水の一部を前記ＥＧＲクーラ２１へ導くための配管で
ありもう一方の配管２３は前記ＥＧＲクーラ２１から排
出された冷却水を前記ラジエター２４へ戻すための配管
である。尚、以下では、前記配管２２を冷却水導入管２
２と称し、前記配管２３を冷却水導出管２３と称するも
のとする。One of the two pipes 22 and 23 is a pipe for guiding a part of the cooling water cooled in the radiator 24 to the EGR cooler 21, and the other pipe 23 is This is a pipe for returning the cooling water discharged from the EGR cooler 21 to the radiator 24. In the following, the pipe 22 is connected to the cooling water introduction pipe 2.
2, and the pipe 23 is referred to as a cooling water outlet pipe 23.
【００４１】前記冷却水導出管２３の途中には、該冷却
水導出管２３内の流路を開閉する開閉弁２５が設けられ
ている。この開閉弁２５は、駆動電力が印加されたとき
に開弁する電磁駆動弁などで構成されている。An on-off valve 25 for opening and closing the flow passage in the cooling water outlet pipe 23 is provided in the cooling water outlet pipe 23. The on-off valve 25 is configured by an electromagnetically driven valve that opens when drive power is applied.
【００４２】このように構成されたＥＧＲ機構では、Ｅ
ＧＲ弁２０が開弁されると、排気枝管１５内を流れる排
気の一部がＥＧＲ通路１９を通じて吸気枝管６へ導かれ
る。尚、その際に開閉弁２５が開弁されていると、ラジ
エター２４で冷却された冷却水がＥＧＲクーラ２１を循
環することになり、その結果、ＥＧＲクーラ２１におい
てＥＧＲ通路１９内を流れるＥＧＲガスと冷却水との間
で熱交換が行われ、ＥＧＲガスが冷却される。In the EGR mechanism configured as described above, E
When the GR valve 20 is opened, a part of the exhaust gas flowing in the exhaust branch pipe 15 is guided to the intake branch pipe 6 through the EGR passage 19. If the on-off valve 25 is opened at that time, the cooling water cooled by the radiator 24 circulates through the EGR cooler 21, and as a result, the EGR gas flowing through the EGR passage 19 in the EGR cooler 21. Heat exchange is performed between the EGR gas and the cooling water to cool the EGR gas.
【００４３】前記吸気枝管６へ導かれたＥＧＲガスは、
吸気枝管６の上流から流れてきた新気と混ざり合いつつ
各気筒２の燃焼室へ導かれ、燃料噴射弁３から噴射され
る燃料を着火源として燃焼される。The EGR gas guided to the intake branch pipe 6 is:
The fuel is guided to the combustion chamber of each cylinder 2 while being mixed with fresh air flowing from the upstream of the intake branch pipe 6, and is burned using the fuel injected from the fuel injection valve 3 as an ignition source.
【００４４】ここで、ＥＧＲガスには、水（Ｈ2Ｏ）や
二酸化炭素（ＣＯ2）などのように、自らが燃焼するこ
とがなく、且つ、吸熱性を有する不活性ガス成分が含ま
れている。このため、ＥＧＲガスが混合気中に含有され
ると、混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物
（ＮＯx）の発生量が抑制される。Here, the EGR gas contains an inert gas component such as water (H 2 O) or carbon dioxide (CO 2 ) that does not burn itself and has endothermic properties, such as water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ). ing. For this reason, when the EGR gas is contained in the air-fuel mixture, the combustion temperature of the air-fuel mixture is lowered, thereby suppressing the generation amount of nitrogen oxides (NOx).
【００４５】このように構成された内燃機関１には、該
内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ：Electronic Control Unit）２９が併設されてい
る。ＥＣＵ２９には、エアフローメータ９、スロットル
ポジションセンサ１２、クランクポジションセンサ２
６、水温センサ２７に加え、図示しないアクセルペダル
の操作量（アクセル開度）に対応した電気信号を出力す
るアクセル開度センサ２８等の各種センサが電気配線を
介して接続され、各センサの出力信号がＥＣＵ２９に入
力されるようになっている。The thus configured internal combustion engine 1 has an electronic control unit (EC) for controlling the internal combustion engine 1.
U: Electronic Control Unit) 29 is also provided. The ECU 29 includes an air flow meter 9, a throttle position sensor 12, and a crank position sensor 2.
6. In addition to the water temperature sensor 27, various sensors such as an accelerator opening sensor 28 that outputs an electric signal corresponding to the operation amount (accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown) are connected via electric wiring, and the output of each sensor is output. A signal is input to the ECU 29.
【００４６】ＥＣＵ２９には、燃料噴射弁３、アクチュ
エータ１１、ＥＧＲ弁２０、開閉弁２５等が電気配線を
介して接続され、ＥＣＵ２９が上記した燃料噴射弁３、
アクチュエータ１１、ＥＧＲ弁２０、開閉弁２５を制御
することが可能となっている。The ECU 29 is connected to the fuel injection valve 3, the actuator 11, the EGR valve 20, the on-off valve 25, and the like via electric wiring.
The actuator 11, the EGR valve 20, and the on-off valve 25 can be controlled.
【００４７】ここで、ＥＣＵ２９は、図２に示すよう
に、双方向性バス３０によって相互に接続された、ＣＰ
Ｕ３１と、ＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３と、バックアップ
ＲＡＭ３４と、入力ポート３５と、出力ポート３６とを
備えるとともに、前記入力ポート３５に接続されたＡ／
Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）３７を備えている。Here, as shown in FIG. 2, the ECU 29 is connected to the CP
U31, a ROM 32, a RAM 33, a backup RAM 34, an input port 35, and an output port 36.
A D converter (A / D) 37 is provided.
【００４８】前記入力ポート３５は、クランクポジショ
ンセンサ２６のようにデジタル信号形式の信号を出力す
るセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号をＣＰ
Ｕ３１やＲＡＭ３３へ送信する。The input port 35 receives an output signal of a sensor that outputs a digital signal, such as the crank position sensor 26, and outputs the output signal to the CP.
It transmits to U31 and RAM33.
【００４９】前記入力ポート３５は、エアフローメータ
９、スロットルポジションセンサ１２、水温センサ２
７、アクセル開度センサ２８等のように、アナログ信号
形式の信号を出力するセンサの出力信号をＡ／Ｄ３７を
介して入力し、それらの出力信号をＣＰＵ３１やＲＡＭ
３３へ送信する。The input port 35 is connected to the air flow meter 9, the throttle position sensor 12, the water temperature sensor 2,
7. An output signal of a sensor that outputs a signal in the form of an analog signal, such as an accelerator opening sensor 28, is input via an A / D 37, and the output signal is input to a CPU 31 or a RAM.
33.
【００５０】前記出力ポート３６は、燃料噴射弁３、ア
クチュエータ１１、ＥＧＲ弁２０、開閉弁２５等と電気
配線を介して接続され、ＣＰＵ３１から出力される制御
信号を、前記した燃料噴射弁３、アクチュエータ１１、
ＥＧＲ弁２０、あるいは開閉弁２５等へ送信する。The output port 36 is connected to the fuel injection valve 3, the actuator 11, the EGR valve 20, the on-off valve 25, and the like via electric wiring, and transmits a control signal output from the CPU 31 to the fuel injection valve 3, Actuator 11,
The signal is transmitted to the EGR valve 20, the on-off valve 25, and the like.
【００５１】前記ＲＯＭ３２は、燃料噴射弁３から噴射
すべき燃料噴射量を決定するための燃料噴射量制御ルー
チン、燃料噴射弁３から燃料を噴射すべき時期を決定す
るための燃料噴射時期制御ルーチン、スロットル弁１０
の開度を制御するためのスロットル制御ルーチン、ＥＧ
Ｒ弁２０の開度を決定するためのＥＧＲ制御ルーチン等
の各種アプリケーションプログラムに加え、ＥＧＲガス
を冷却するためのＥＧＲガス冷却制御ルーチンを記憶し
ている。The ROM 32 has a fuel injection amount control routine for determining a fuel injection amount to be injected from the fuel injection valve 3, and a fuel injection timing control routine for determining a timing for injecting fuel from the fuel injection valve 3. , Throttle valve 10
Throttle control routine for controlling the opening of the engine, EG
An EGR gas cooling control routine for cooling the EGR gas is stored in addition to various application programs such as an EGR control routine for determining the opening of the R valve 20.
【００５２】前記ＲＯＭ３２は、上記したアプリケーシ
ョンプログラムに加え、各種の制御マップを記憶してい
る。前記制御マップは、例えば、内燃機関１の運転状態
と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マップ、内
燃機関１の運転状態と燃料噴射時期との関係を示す燃料
噴射時期制御マップ、内燃機関１の運転状態とスロット
ル弁１０の開度との関係を示すスロットル開度制御マッ
プ、内燃機関１の運転状態とＥＧＲ弁２０の開度との関
係を示すＥＧＲ弁開度制御マップ等である。The ROM 32 stores various control maps in addition to the application programs described above. The control map includes, for example, a fuel injection amount control map indicating the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the fuel injection amount, a fuel injection timing control map indicating the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the fuel injection timing, There are a throttle opening control map showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the opening of the throttle valve 10, an EGR valve opening control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening of the EGR valve 20, and the like. .
【００５３】前記ＲＡＭ３３は、各センサからの出力信
号やＣＰＵ３１の演算結果等を格納する。前記演算結果
は、例えば、クランクポジションセンサ２６がパルス信
号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機関回
転数である。これらのデータは、クランクポジションセ
ンサ２６がパルス信号を出力する都度、最新のデータに
書き換えられる。The RAM 33 stores an output signal from each sensor, a calculation result of the CPU 31, and the like. The calculation result is, for example, an engine speed calculated based on a time interval at which the crank position sensor 26 outputs a pulse signal. These data are rewritten to the latest data each time the crank position sensor 26 outputs a pulse signal.
【００５４】前記バックアップＲＡＭ３４は、内燃機関
１の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモリ
である。前記ＣＰＵ３１は、前記ＲＯＭ３２に記憶され
たアプリケーションプログラムに従って動作して、燃料
噴射制御、スロットル制御、ＥＧＲ制御を実行するとと
もに、本発明の要旨となるＥＧＲガス冷却制御を実行す
る。The backup RAM 34 is a nonvolatile memory capable of storing data even after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped. The CPU 31 operates in accordance with an application program stored in the ROM 32 to execute fuel injection control, throttle control, and EGR control, and to execute EGR gas cooling control which is the gist of the present invention.
【００５５】燃料噴射制御では、ＣＰＵ３１は、例え
ば、ＲＡＭ３３に記憶されている機関回転数とアクセル
開度センサ２８の出力信号（アクセル開度）とをパラメ
ータとして内燃機関１の運転状態（例えば、機関負荷）
を算出する。次いでＣＰＵ３１は、燃料噴射量制御マッ
プ及び燃料噴射時期制御マップにアクセスして、機関運
転状態に対応した燃料噴射量と燃料噴射時期とを算出す
る。ＣＰＵ３１は、前記燃料噴射量及び前記燃料噴射時
期に従って各気筒２の燃料噴射弁３を制御する。In the fuel injection control, the CPU 31 uses the engine speed stored in the RAM 33 and the output signal (accelerator opening) of the accelerator opening sensor 28 as parameters, for example, to determine the operating state of the internal combustion engine 1 (for example, the engine load)
Is calculated. Next, the CPU 31 accesses the fuel injection amount control map and the fuel injection timing control map to calculate the fuel injection amount and the fuel injection timing corresponding to the engine operating state. The CPU 31 controls the fuel injection valve 3 of each cylinder 2 according to the fuel injection amount and the fuel injection timing.
【００５６】ＥＧＲ制御では、ＣＰＵ３１は、例えば、
ＲＡＭ３３に記憶されている機関回転数とアクセル開度
センサ２８の出力信号（アクセル開度）とをパラメータ
として機関運転状態を判定し、判定された機関運転状態
がＥＧＲ実行領域にあるか否かを判別する。In the EGR control, the CPU 31
The engine operating state is determined using the engine speed stored in the RAM 33 and the output signal (accelerator opening) of the accelerator opening sensor 28 as parameters, and whether the determined engine operating state is in the EGR execution region is determined. Determine.
【００５７】機関運転状態がＥＧＲ実行領域にあると判
定された場合は、ＣＰＵ３１は、ＥＧＲ弁開度制御マッ
プへアクセスし、機関運転状態に対応したＥＧＲ弁２０
の目標開度を算出する。ＣＰＵ３１は、ＥＧＲ弁２０の
実際の開度が前記目標開度と一致するように前記ＥＧＲ
弁２０を制御する。一方、機関運転状態がＥＧＲ実行領
域にないと判定された場合は、ＣＰＵ３１は、ＥＧＲ弁
２０を全閉とすべく制御する。When it is determined that the engine operation state is in the EGR execution region, the CPU 31 accesses the EGR valve opening degree control map and sets the EGR valve 20 corresponding to the engine operation state.
Is calculated. The CPU 31 controls the EGR valve 20 so that the actual opening of the EGR valve 20 matches the target opening.
Control the valve 20. On the other hand, when it is determined that the engine operation state is not in the EGR execution region, the CPU 31 controls the EGR valve 20 to be fully closed.
【００５８】次に、ＥＧＲガス冷却制御では、ＣＰＵ３
１は、機関回転数、燃料噴射量、及び、水温センサ２７
の出力信号（冷却水温度）をパラメータとして開閉弁２
５を制御する。Next, in the EGR gas cooling control, the CPU 3
1 is an engine speed, fuel injection amount, and water temperature sensor 27
Opening / closing valve 2 using the output signal (cooling water temperature) of
5 is controlled.
【００５９】具体的には、ＣＰＵ３１は、冷却水温度が
所定温度以上である場合は、開閉弁２５を開弁させるよ
う制御する。この場合、ラジエター２４で冷却された冷
却水の一部がＥＧＲクーラ２１を循環することになる。
ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ２１を通過する際には、ＥＧ
Ｒガスと冷却水との間で熱交換が行われ、ＥＧＲガスが
冷却される。その結果、吸気温度や、各気筒２の燃焼室
内温度等が低下し、各気筒２内の燃焼温度が低められる
こととなり、ＮＯxの発生量が抑制される。Specifically, the CPU 31 controls the opening and closing valve 25 to open when the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. In this case, a part of the cooling water cooled by the radiator 24 circulates through the EGR cooler 21.
When the EGR gas passes through the EGR cooler 21, EG
Heat exchange is performed between the R gas and the cooling water, and the EGR gas is cooled. As a result, the intake air temperature, the temperature in the combustion chamber of each cylinder 2 and the like are reduced, the combustion temperature in each cylinder 2 is lowered, and the generation amount of NOx is suppressed.
【００６０】一方、ＣＰＵ３１は、冷却水温度が所定温
度未満である場合は、開閉弁２５を閉弁するよう制御
し、ＥＧＲクーラ２１への冷却水の循環を禁止する。こ
れは、冷却水温度が過剰に低いときに、冷却水によって
ＥＧＲガスが冷却されると、ＥＧＲガスの温度が過剰に
低下し、吸気温度の過剰な低下や各気筒２の燃焼室内温
度の過剰な低下を招き、その結果、各気筒２内の燃焼状
態が悪化し、排気エミッションが却って悪化する可能性
があるからである。On the other hand, when the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature, the CPU 31 controls the on-off valve 25 to close and prohibits circulation of the cooling water to the EGR cooler 21. This is because, when the cooling water temperature is excessively low and the EGR gas is cooled by the cooling water, the temperature of the EGR gas excessively decreases, and the intake air temperature excessively decreases and the combustion chamber temperature of each cylinder 2 excessively increases. This is because there is a possibility that the combustion state in each cylinder 2 will be deteriorated and the exhaust emission will be worsened.
【００６１】ところで、冷却水温度が所定温度未満であ
っても、内燃機関１の負荷が急激に高くなると、排気の
温度が急激に高くなる。その際、ＥＧＲクーラ２１への
冷却水の循環が停止されていると、ＥＧＲクーラ２１内
に滞溜している冷却水がＥＧＲガスによって加熱され続
けることになり、ＥＧＲクーラ２１において一部の冷却
水が沸騰してしまう虞がある。Incidentally, even when the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature, if the load on the internal combustion engine 1 suddenly increases, the temperature of the exhaust gas sharply increases. At this time, if the circulation of the cooling water to the EGR cooler 21 is stopped, the cooling water remaining in the EGR cooler 21 is continuously heated by the EGR gas, and a part of the cooling water in the EGR cooler 21 is cooled. Water may boil.
【００６２】そこで、本実施の形態では、冷却水温度が
所定温度未満であっても、排気温度が所定速度以上で上
昇すると予測される場合は、ＥＧＲクーラ２１へ冷却水
を循環させ、以てＥＧＲクーラ２１における冷却水の沸
騰を防止するようにした。Therefore, in the present embodiment, even if the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature, if the exhaust gas temperature is predicted to increase at a predetermined speed or higher, the cooling water is circulated to the EGR cooler 21, The cooling water in the EGR cooler 21 is prevented from boiling.
【００６３】尚、排気温度が所定速度以上で上昇する場
合としては、機関回転数が所定回転数以上に上昇した場
合や、燃料噴射量が所定量以上に増加した場合等を例示
することができる。Examples of the case where the exhaust gas temperature rises at a predetermined speed or higher include a case where the engine speed increases to a predetermined speed or higher, a case where the fuel injection amount increases to a predetermined amount or more, and the like. .
【００６４】以下、本実施の形態に係るＥＧＲガス冷却
制御について具体的に説明する。ＣＰＵ３１は、ＥＧＲ
ガス冷却制御を実行するにあたり、図３に示すようなＥ
ＧＲガス冷却制御ルーチンを実行する。このＥＧＲガス
冷却制御ルーチンは、所定時間毎（例えば、クランクポ
ジションセンサ２６がパルス信号を出力する度）に繰り
返し実行されるルーチンである。Hereinafter, the EGR gas cooling control according to the present embodiment will be specifically described. The CPU 31 executes the EGR
In executing the gas cooling control, E as shown in FIG.
A GR gas cooling control routine is executed. The EGR gas cooling control routine is a routine that is repeatedly executed at predetermined time intervals (for example, every time the crank position sensor 26 outputs a pulse signal).
【００６５】ＥＧＲガス冷却制御ルーチンでは、ＣＰＵ
３１は、先ずＳ３０１においてＲＡＭ３３から水温セン
サ２７の出力信号値（冷却水温度）を読み出し、その冷
却水温度が所定温度未満であるか否かを判別する。In the EGR gas cooling control routine, the CPU
First, in S301, an output signal value (cooling water temperature) of the water temperature sensor 27 is read from the RAM 33, and it is determined whether or not the cooling water temperature is lower than a predetermined temperature.
【００６６】前記Ｓ３０１において冷却水温度が所定温
度未満であると判定した場合は、ＣＰＵ３１は、Ｓ３０
２へ進む。Ｓ３０２では、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３か
ら機関回転数を読み出し、その機関回転数が所定回転数
未満であるか否かを判別する。If it is determined in S301 that the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature, the CPU 31 proceeds to S30.
Proceed to 2. In S302, the CPU 31 reads the engine speed from the RAM 33 and determines whether or not the engine speed is less than the predetermined speed.
【００６７】前記Ｓ３０２において機関回転数が所定回
転数未満であると判定した場合は、ＣＰＵ３１は、Ｓ３
０３へ進む。Ｓ３０３では、ＣＰＵ３１は、現時点にお
ける燃料噴射量を読み出し、その燃料噴射量が所定量未
満であるか否かを判別する。If it is determined in S302 that the engine speed is lower than the predetermined speed, the CPU 31 proceeds to S3.
Go to 03. In S303, the CPU 31 reads the current fuel injection amount and determines whether the fuel injection amount is less than a predetermined amount.
【００６８】前記Ｓ３０３において現時点における燃料
噴射量が所定量未満であると判定した場合は、ＣＰＵ３
１は、Ｓ３０４へ進み、開閉弁２５を閉弁させるべく制
御する。If it is determined in S303 that the current fuel injection amount is less than the predetermined amount, the CPU 3
In step S304, the control unit 1 controls the on-off valve 25 to close.
【００６９】この場合、ラジエター２４で冷却された冷
却水はＥＧＲクーラ２１を循環しないことになり、ＥＧ
Ｒガスが過剰に冷却されることがない。その結果、過剰
に冷却されたＥＧＲガスによって吸気温度や気筒２の燃
焼室内温度が過剰に低下することがなく、各気筒２内の
燃焼状態が悪化することもない。In this case, the cooling water cooled by the radiator 24 does not circulate through the EGR cooler 21.
The R gas is not excessively cooled. As a result, the intake air temperature and the combustion chamber temperature of the cylinder 2 are not excessively lowered by the excessively cooled EGR gas, and the combustion state in each cylinder 2 is not deteriorated.
【００７０】一方、前記Ｓ３０２において機関回転数が
所定回転数以上であると判定した場合、もしくは前記Ｓ
３０３において燃料噴射量が所定量以上であると判定し
た場合、つまり排気温度が所定速度以上で上昇すると予
測した場合は、ＣＰＵ３１は、Ｓ３０５へ進む。On the other hand, if it is determined in step S302 that the engine speed is equal to or higher than the predetermined speed,
If it is determined in 303 that the fuel injection amount is equal to or more than the predetermined amount, that is, if it is predicted that the exhaust gas temperature will increase at or above the predetermined speed, the CPU 31 proceeds to S305.
【００７１】Ｓ３０５では、ＣＰＵ３１は、開閉弁２５
を開弁させるべく制御する。この場合、冷却水温度が所
定温度未満であっても排気温度が所定速度以上で上昇す
ると予測されると、ラジエター２４によって冷却された
冷却水が強制的にＥＧＲクーラ２１を循環することにな
り、ＥＧＲクーラ２１内に特定の冷却水が滞留すること
がなく、ＥＧＲクーラ２１において一部の冷却水が加熱
されて沸騰することがない。In S305, the CPU 31 sets the on-off valve 25
Is controlled to open the valve. In this case, if the exhaust gas temperature is predicted to increase at a predetermined speed or more even if the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature, the cooling water cooled by the radiator 24 is forcibly circulated through the EGR cooler 21. Specific cooling water does not stay in the EGR cooler 21, and some of the cooling water is not heated and boiled in the EGR cooler 21.
【００７２】ＣＰＵ３１は、前記したＳ３０５の処理を
実行し終えると、Ｓ３０６へ進み、開閉弁２５の開弁時
間を計時するためのカウンタ：Ｃのカウンタ値をインク
リメントする。After completing the processing of S305, the CPU 31 proceeds to S306 and increments a counter value of a counter C for measuring the opening time of the on-off valve 25.
【００７３】Ｓ３０７では、ＣＰＵ３１は、前記Ｓ３０
６においてインクリメントされたカウンタ値：Ｃが所定
時間：Ｃ1以上であるか否かを判別する。前記Ｓ３０７
においてカウンタ値：Ｃが所定時間：Ｃ1未満であると
判定した場合は、ＣＰＵ３１は、前述したＳ３０５以降
の処理を繰り返し実行する。In S307, the CPU 31 executes the processing in S30.
Incremented counter values at 6: C is a predetermined time: determining whether a C 1 or more. S307
Counter value at: C is a predetermined time: If it is judged less than C 1, CPU 31 repeatedly executes the processes after S305 described above.
【００７４】前記Ｓ３０７においてカウンタ値：Ｃが所
定時間：Ｃ1以上であると判定した場合は、ＣＰＵ３１
は、Ｓ３０４へ進み、開閉弁２５を閉弁させるべく制御
する。[0074] the counter value in the S307: C is a predetermined time: If it is determined that the C 1 or more, CPU 31
Proceeds to S304, and controls the on-off valve 25 to close.
【００７５】このように、冷却水温度が所定温度未満で
あるときに排気温度が所定速度以上で上昇すると予測さ
れると、ラジエター２４で冷却された冷却水が所定時間
内のみＥＧＲクーラ２１を循環することになるため、Ｅ
ＧＲクーラ２１においてＥＧＲガスが過剰に冷却される
ことがない。As described above, when it is predicted that the exhaust gas temperature rises at a predetermined speed or more when the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature, the cooling water cooled by the radiator 24 circulates through the EGR cooler 21 only for a predetermined time. E
The EGR gas is not excessively cooled in the GR cooler 21.
【００７６】一方、前記したＳ３０１において冷却水温
度が所定温度以上であると判定された場合は、ＣＰＵ３
１は、Ｓ３０８へ進み、開閉弁２５を開弁させるべく制
御する。On the other hand, if it is determined in S301 that the cooling water temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the CPU 3
1 proceeds to S308, and controls to open the on-off valve 25.
【００７７】この場合、ＥＧＲクーラ２１には、ラジエ
ター２４によって冷却された冷却水が継続して循環する
ことになり、ＥＧＲガスが冷却されることになる。この
ように、ＣＰＵ３１がＥＧＲガス冷却制御ルーチンを実
行することにより、本発明に係る冷却水循環制御手段と
強制循環手段とが実現される。In this case, the cooling water cooled by the radiator 24 is continuously circulated through the EGR cooler 21, and the EGR gas is cooled. Thus, the CPU 31 executes the EGR gas cooling control routine, whereby the cooling water circulation control means and the forced circulation means according to the present invention are realized.
【００７８】従って、本実施の形態に係るＥＧＲガス冷
却装置によれば、冷却水温度が所定温度未満である場合
に排気温度が急激に高くなっても、ＥＧＲクーラ２１内
において冷却水が沸騰することがなく、冷却水の沸騰に
起因したＥＧＲクーラ２１の破損が防止される。Therefore, according to the EGR gas cooling device of the present embodiment, even when the temperature of the cooling water is lower than the predetermined temperature, the cooling water boils in the EGR cooler 21 even if the exhaust gas temperature rises rapidly. This prevents the EGR cooler 21 from being damaged due to boiling of the cooling water.
【００７９】[0079]
【発明の効果】本発明に係るＥＧＲガス冷却装置では、
内燃機関から排出される排気の温度が所定速度以上で上
昇すると予測される場合は、たとえ冷却水の温度が所定
温度未満であっても、冷却手段に対して強制的に冷却水
が循環される。According to the EGR gas cooling device according to the present invention,
If the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is predicted to increase at a predetermined speed or higher, the cooling water is forcibly circulated to the cooling unit even if the temperature of the cooling water is lower than the predetermined temperature. .
【００８０】この場合、排気温度の上昇に伴ってＥＧＲ
ガスの温度も上昇するため、冷却手段においてＥＧＲガ
スから冷却水へ比較的多量の熱が伝達されることになる
が、冷却水が循環状態にあり、冷却手段内の冷却水が入
れ替わることになるため、一部の冷却水が加熱されて沸
騰するようなことがない。In this case, as the exhaust gas temperature rises, the EGR
Since the temperature of the gas also increases, a relatively large amount of heat is transmitted from the EGR gas to the cooling water in the cooling means, but the cooling water is in a circulating state, and the cooling water in the cooling means is replaced. Therefore, there is no possibility that a part of the cooling water is heated and boiled.
【００８１】従って、本発明に係るＥＧＲガス冷却装置
によれば、排気再循環手段によって再循環されるＥＧＲ
ガスと所定の冷却水との間で熱交換を行わせる機構を備
えたＥＧＲガス冷却装置において、一部の冷却水が沸騰
するようなことがなく、冷却水の沸騰に起因した冷却手
段の破損を防止することが可能となる。Therefore, according to the EGR gas cooling device of the present invention, the EGR gas recirculated by the exhaust gas recirculation means
In an EGR gas cooling device provided with a mechanism for exchanging heat between gas and predetermined cooling water, some of the cooling water does not boil, and the cooling means is damaged due to the boiling of the cooling water. Can be prevented.
【図１】 本発明に係るＥＧＲガス冷却装置を適用する
内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an EGR gas cooling device according to the present invention is applied and an intake and exhaust system thereof.
【図２】 ＥＣＵの内部構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of an ECU.
【図３】 本実施の形態に係るＥＧＲガス冷却制御ルー
チンを示すフローチャート図FIG. 3 is a flowchart showing an EGR gas cooling control routine according to the embodiment;
１・・・・内燃機関 ３・・・・燃料噴射弁 ６・・・・吸気枝管 ７・・・・吸気管 １５・・・排気枝管 １９・・・ＥＧＲ通路 ２０・・・ＥＧＲ弁 ２１・・・ＥＧＲクーラ ２２・・・冷却水導入管 ２３・・・冷却水導出管 ２４・・・ラジエター ２５・・・開閉弁 ２６・・・クランクポジションセンサ ２７・・・水温センサ ２９・・・ＥＣＵ ３１・・・ＣＰＵ ３２・・・ＲＯＭ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 3 ... Fuel injection valve 6 ... Intake branch pipe 7 ... Intake pipe 15 ... Exhaust branch pipe 19 ... EGR passage 20 ... EGR valve 21 ... EGR cooler 22 ... Cooling water inlet pipe 23 ... Cooling water outlet pipe 24 ... Radiator 25 ... Open / close valve 26 ... Crank position sensor 27 ... Water temperature sensor 29 ... ECU 31 ... CPU 32 ... ROM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福間 隆雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 柴田 正仁 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 松岡 広樹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 辺田 良光 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 高橋 和男 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 大坪 康彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小林 正明 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 遠藤 元志郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G062 AA01 AA05 EA10 ED08 GA01 GA04 GA06 GA08 GA09 GA15 GA21 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Takao Fukuma 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Masahito Shibata 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation ( 72) Inventor Hiroki Matsuoka 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Yoshimitsu Heda 1 Toyota Town Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Kazuo Takahashi Aichi Prefecture 1 Toyota Town, Toyota City Toyota Motor Corporation (72) Inventor Yasuhiko Otsubo 1 Toyota Town Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Masaaki Kobayashi 1 Toyota Town Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor (72) Inventor Motoshiro Endo 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto 3G062 AA01 AA05 EA10 ED08 GA01 GA04 GA06 GA08 GA09 GA15 GA21
Claims (2)
を前記内燃機関の吸気通路へ還流させる排気再循環手段
と、 前記排気再循環手段によって還流される排気と所定の冷
却水との間で熱交換を行う冷却手段と、 前記冷却水の温度を検出する水温検出手段と、 前記水温検出手段によって検出された冷却水温度が所定
温度以上のときは前記冷却手段へ冷却水を循環させ、前
記冷却水温度が所定温度未満のときは前記冷却手段への
冷却水の循環を停止する冷却水循環制御手段と、 前記冷却水温度検出手段によって検出された冷却水温度
が所定温度未満のときに、前記内燃機関から排出される
排気の温度が所定速度以上で上昇すると予測されると、
前記冷却手段へ強制的に冷却水を循環させる強制循環手
段と、を備えることを特徴とするＥＧＲガス冷却装置。1. An exhaust gas recirculation means for recirculating a part of exhaust gas flowing through an exhaust passage of an internal combustion engine to an intake passage of the internal combustion engine, and between an exhaust gas recirculated by the exhaust gas recirculation means and predetermined cooling water. A cooling unit that performs heat exchange in, a water temperature detection unit that detects a temperature of the cooling water, and circulates cooling water to the cooling unit when the cooling water temperature detected by the water temperature detection unit is equal to or higher than a predetermined temperature. When the cooling water temperature is less than a predetermined temperature, cooling water circulation control means for stopping the circulation of cooling water to the cooling means, and when the cooling water temperature detected by the cooling water temperature detection means is less than a predetermined temperature, When the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is predicted to increase at a predetermined speed or more,
An EGR gas cooling device, comprising: forced circulation means for forcibly circulating cooling water to the cooling means.
冷却手段へ強制的に冷却水を循環させることを特徴とす
る請求項１に記載のＥＧＲガス冷却装置。2. The EGR gas cooling device according to claim 1, wherein said forced circulation means forcibly circulates cooling water to said cooling means only for a predetermined period.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32142999A JP2001132553A (en) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | Egr gas cooling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32142999A JP2001132553A (en) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | Egr gas cooling device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001132553A true JP2001132553A (en) | 2001-05-15 |
Family
ID=18132460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32142999A Pending JP2001132553A (en) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | Egr gas cooling device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001132553A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010090773A (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Toyota Industries Corp | Control device for engine |
| US8516816B2 (en) | 2010-06-02 | 2013-08-27 | Ford Global Technologies, Llc | Avoidance of coolant overheating in exhaust-to-coolant heat exchangers |
| JP2016065515A (en) * | 2014-09-25 | 2016-04-28 | マツダ株式会社 | Cooling system of engine |
-
1999
- 1999-11-11 JP JP32142999A patent/JP2001132553A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010090773A (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Toyota Industries Corp | Control device for engine |
| US8516816B2 (en) | 2010-06-02 | 2013-08-27 | Ford Global Technologies, Llc | Avoidance of coolant overheating in exhaust-to-coolant heat exchangers |
| JP2016065515A (en) * | 2014-09-25 | 2016-04-28 | マツダ株式会社 | Cooling system of engine |
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