JP2009156115A - Exhaust gas recirculation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンから排出される排気ガスの一部を吸気系に戻して再循環させる排気ガス再循環装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for returning a part of exhaust gas discharged from an engine to an intake system for recirculation.
従来、排気ガス再循環装置として、エンジンから排出される排気ガスの一部を吸気系に戻すための排気ガス循環通路(EGRパイプ)の途中に、高温状態の排気ガスを冷却する水冷式のEGRクーラを備えたクーラ通路と、EGRクーラを迂回するバイパス通路と、を備えたものが知られている。このような装置では、エンジン温間時に、EGRクーラによって冷却された排気ガスを燃焼室に供給することにより、燃焼室内でのガス燃焼温度を低下させて、効果的に窒素酸化物(NOx)の発生を低減させることができる。また、エンジン始動時や寒冷時等の冷却水の温度が低い場合に、クーラ通路を閉鎖してバイパス通路を流れる排気ガスを燃焼室に供給することにより、EGRクーラで過度に冷却された排気ガスが燃焼室に供給されて生じる燃焼効率や排気成分の悪化を防止することができる。 Conventionally, as an exhaust gas recirculation device, a water-cooled EGR that cools exhaust gas in a high temperature state in the middle of an exhaust gas circulation passage (EGR pipe) for returning a part of the exhaust gas discharged from the engine to the intake system There is known a cooler passage provided with a cooler and a bypass passage that bypasses the EGR cooler. In such an apparatus, when the engine is warm, the exhaust gas cooled by the EGR cooler is supplied to the combustion chamber, thereby reducing the gas combustion temperature in the combustion chamber and effectively reducing the nitrogen oxide (NOx). Generation can be reduced. Also, when the temperature of the cooling water is low, such as when the engine is started or cold, the exhaust gas that is excessively cooled by the EGR cooler is supplied by closing the cooler passage and supplying the exhaust gas flowing through the bypass passage to the combustion chamber. Can be prevented from being deteriorated in combustion efficiency and exhaust components.
例えば、特許文献1には、排気ガスの一部を吸気側に循環させる排気ガス循環通路の途中に設けられ、排気ガスを冷却する排気ガスクーラを備えたクーラ通路と、排気ガス循環通路の途中に設けられ、排気ガスを冷却しないよう前記排気ガスクーラを迂回するバイパス通路と、クーラ通路とバイパス通路との合流部に設けられ、各通路から流れる排気ガスの混合比を調節する混合比制御弁と、混合比制御弁を駆動する駆動モータと、駆動モータを制御するエンジン制御装置(ECU)と、を備えた排気ガス再循環装置が開示されている。 For example, in Patent Literature 1, a cooler passage provided with an exhaust gas cooler that is provided in the middle of an exhaust gas circulation passage that circulates a part of the exhaust gas to the intake side, and an intermediate portion of the exhaust gas circulation passage. A bypass passage that bypasses the exhaust gas cooler so as not to cool the exhaust gas, and a mixing ratio control valve that is provided at a junction of the cooler passage and the bypass passage and adjusts a mixing ratio of exhaust gas flowing from each passage; An exhaust gas recirculation device including a drive motor that drives a mixing ratio control valve and an engine control unit (ECU) that controls the drive motor is disclosed.
この排気ガス再循環装置では、混合比制御弁を駆動する駆動モータが、エンジン及びその周辺機器を総括的に制御するECUにより制御される。そして、ECUによる信号に基づき、混合比制御弁が、クーラ通路及びバイパス通路から合流部に流れる排気ガスの切替え等を行う。こうして、合流部から吸気側に循環させる排気ガスの温度が調節されるようになっている。
しかしながら、上記特許文献1に開示された排気ガス再循環装置では、混合比制御弁を駆動する駆動モータをECUにより制御するため、ECUと駆動モータとを電気的に接続させるハーネスには、ある程度の長さが必要となる。ここで、ECUと駆動モータとを長いハーネスを介して接続した場合には、ECUから駆動モータへ送られる電圧信号にノイズやロスが発生しやすい。このため、制御弁を駆動する駆動モータをエンジンの運転状況に合わせて適切に制御できずに、燃費効率の悪化等を招くおそれがある。また、エンジン及びその周辺機器を総括的に制御するECUの負荷を分散させるためには、制御対象のアクチュエータ毎にコントローラを設ける必要がある。 However, in the exhaust gas recirculation device disclosed in Patent Document 1, since the drive motor that drives the mixing ratio control valve is controlled by the ECU, the harness that electrically connects the ECU and the drive motor has a certain amount. Length is required. Here, when the ECU and the drive motor are connected via a long harness, noise and loss are likely to occur in the voltage signal sent from the ECU to the drive motor. For this reason, the drive motor that drives the control valve cannot be appropriately controlled in accordance with the operating state of the engine, which may lead to deterioration of fuel efficiency. Further, in order to distribute the load of the ECU that comprehensively controls the engine and its peripheral devices, it is necessary to provide a controller for each actuator to be controlled.
そこで、発明者は、電動アクチュエータ(駆動モータ)を制御するコントローラを、ECUとは別に設けて電動アクチュエータの近傍に配置することを考えた。 Therefore, the inventor considered that a controller for controlling the electric actuator (drive motor) is provided separately from the ECU and is arranged in the vicinity of the electric actuator.
ところが、コントローラを電動アクチュエータの近傍に配置した場合には、排気ガス循環通路を流れる排気ガスの熱や電動アクチュエータの発熱などの影響により、コントローラが過熱して故障しやすいという問題があった。 However, when the controller is arranged in the vicinity of the electric actuator, there is a problem that the controller is likely to be overheated and broken due to the influence of the heat of the exhaust gas flowing through the exhaust gas circulation passage and the heat generation of the electric actuator.
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、電動アクチュエータを制御するコントローラの過熱を抑制することにより、コントローラを電動アクチュエータの近傍に配置できるようにした排気ガス再循環装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and exhaust gas recirculation that enables the controller to be disposed in the vicinity of the electric actuator by suppressing overheating of the controller that controls the electric actuator. It is an object to provide an apparatus.
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る排気ガス再循環装置は、排気ガスを冷却するEGRクーラを備えたクーラ通路と、前記EGRクーラを迂回するバイパス通路と、前記クーラ通路とバイパス通路との合流部に設けられ、各通路から合流部に流れ込む排気ガスの混合比又は流量の少なくとも一方を制御する制御弁と、前記制御弁を駆動する電動アクチュエータと、を備えた排気ガス再循環装置において、前記電動アクチュエータを制御して前記制御弁の開度を調節するためのコントローラを有し、前記コントローラは、前記電動アクチュエータの近傍に配置されて、前記EGRクーラに用いられる冷媒であって排気ガス冷却前のものにより冷却されることを特徴とする。
ここで、「混合比又は流量の少なくとも一方を制御する」ことには、各通路の切替えを制御することを含むものとする。また、「バイパス通路」には、クーラ通路に設けられたEGRクーラより冷却効果の低いクーラを備えたものを含めてもよい(以下同じ)。
An exhaust gas recirculation device according to the present invention made to solve the above problems includes a cooler passage having an EGR cooler that cools exhaust gas, a bypass passage that bypasses the EGR cooler, and the cooler passage and bypass. An exhaust gas recirculation provided with a control valve that is provided at a junction with the passage and controls at least one of a mixing ratio or a flow rate of exhaust gas flowing from each passage into the junction, and an electric actuator that drives the control valve The apparatus includes a controller for controlling the electric actuator to adjust the opening of the control valve, and the controller is a refrigerant that is disposed in the vicinity of the electric actuator and used for the EGR cooler. It is cooled by the thing before exhaust gas cooling.
Here, “controlling at least one of the mixing ratio or the flow rate” includes controlling switching of each passage. The “bypass passage” may include a cooler having a cooling effect lower than that of the EGR cooler provided in the cooler passage (the same applies hereinafter).
この排気ガス再循環装置では、エンジンから排出された排気ガスの一部が、クーラ通路又はバイパス通路を介して吸気系へ戻される。そして、クーラ通路を通過する排気ガスは、クーラ通路が備えるEGRクーラにより冷却される。一方、バイパス通路を通過する排気ガスは、バイパス通路がEGRクーラを迂回して設けられているため、EGRクーラにより冷却されない。そして、クーラ通路及びバイパス通路を通過した排気ガスは、各通路が合流する合流部を経由して吸気系に循環され、燃焼室に供給される。 In this exhaust gas recirculation device, a part of the exhaust gas discharged from the engine is returned to the intake system via the cooler passage or the bypass passage. And the exhaust gas which passes a cooler channel | path is cooled by the EGR cooler with which a cooler channel | path is equipped. On the other hand, the exhaust gas passing through the bypass passage is not cooled by the EGR cooler because the bypass passage is provided around the EGR cooler. Then, the exhaust gas that has passed through the cooler passage and the bypass passage is circulated to the intake system via the junction where the passages join together, and is supplied to the combustion chamber.
また、この排気ガス再循環装置では、各通路が合流する合流部に、各通路から流れ込む排気ガスの混合比又は流量の少なくとも一方を制御する制御弁が設けられている。そして、この制御弁は、電動アクチュエータにより駆動されるようになっている。ここで、電動アクチュエータを、エンジン及びその周辺機器を総括的に制御するエンジン制御装置により制御する場合、エンジン制御装置と電動アクチュエータとを電気的に接続させるハーネスには、ある程度の長さが必要となる。 Further, in this exhaust gas recirculation device, a control valve for controlling at least one of the mixing ratio or the flow rate of the exhaust gas flowing from each passage is provided at the junction where the passages join. The control valve is driven by an electric actuator. Here, when the electric actuator is controlled by an engine control device that comprehensively controls the engine and its peripheral devices, the harness that electrically connects the engine control device and the electric actuator needs to have a certain length. Become.
そして、エンジン制御装置と電動アクチュエータとを長いハーネスを介して接続した場合には、エンジン制御装置から電動アクチュエータへ送られる制御用電圧信号にノイズが含まれたりロスが発生したりする。このため、電動アクチュエータをエンジンの運転状況に合わせて適切に制御できないおそれがある。その結果、各通路から合流部に流れ込む排気ガスの混合比又は流量を制御弁により適切に調節できず、燃費効率の悪化等を招くおそれが生じる。 When the engine control device and the electric actuator are connected via a long harness, the control voltage signal sent from the engine control device to the electric actuator includes noise or a loss occurs. For this reason, there exists a possibility that an electric actuator cannot be controlled appropriately according to the driving | running state of an engine. As a result, the mixing ratio or flow rate of the exhaust gas flowing from each passage into the joining portion cannot be appropriately adjusted by the control valve, which may lead to deterioration of fuel efficiency.
これに対して、この排気ガス再循環装置では、電動アクチュエータを制御して制御弁の開度を調節するためのコントローラが、エンジン及びその周辺機器を総括的に制御するエンジン制御装置とは別に設けられ、電動アクチュエータの近傍に配置されている。このため、コントローラから電動アクチュエータへ短いハーネスを介して制御用電圧信号を送ることができる。これにより、電動アクチュエータへ送られる制御用電圧信号に発生するノイズやロスを低減することができる。したがって、各通路から合流部に流れ込む排気ガスの混合比又は流量を制御弁により適切に調節し、燃費効率の悪化等を抑制することができる。 In contrast, in this exhaust gas recirculation device, a controller for controlling the electric actuator to adjust the opening of the control valve is provided separately from the engine control device that comprehensively controls the engine and its peripheral devices. In the vicinity of the electric actuator. For this reason, a voltage signal for control can be sent from the controller to the electric actuator via a short harness. Thereby, the noise and loss which generate | occur | produce in the voltage signal for control sent to an electric actuator can be reduced. Therefore, it is possible to appropriately adjust the mixing ratio or flow rate of the exhaust gas flowing from each passage into the merging portion with the control valve, thereby suppressing deterioration in fuel efficiency.
さらに、この再循環装置では、このコントローラが、EGRクーラに用いられる冷媒であって排気ガス冷却前のものにより冷却される。こうして、コントローラを最優先に冷却することができるため、より高い冷却効果を得ることができる。したがって、コントローラが過熱するのを効果的に抑制して、コントローラの故障を防止することができる。以上から、この排気ガス再循環装置によれば、排気ガスの熱や電動アクチュエータの発熱などの影響によりコントローラが過熱するのを抑制して、コントローラを電動アクチュエータの近傍に配置することができる。 Further, in this recirculation device, the controller is cooled by the refrigerant used for the EGR cooler before cooling the exhaust gas. Thus, the controller can be cooled with the highest priority, so that a higher cooling effect can be obtained. Therefore, it is possible to effectively suppress the controller from overheating and prevent the controller from being broken. As described above, according to the exhaust gas recirculation device, the controller can be disposed in the vicinity of the electric actuator while suppressing the controller from being overheated due to the influence of the heat of the exhaust gas or the heat generation of the electric actuator.
本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記コントローラは、前記電動アクチュエータと一体化されたものであることが好ましい。 In the exhaust gas recirculation device according to the present invention, it is preferable that the controller is integrated with the electric actuator.
この構成では、コントローラと電動アクチュエータとが一体化されるため、発熱源である電動アクチュエータの過熱をも抑制することができる。さらに、両者を一体化することにより、装置を小型かつ組み付けが容易で安価なものとすることができる。 In this configuration, since the controller and the electric actuator are integrated, overheating of the electric actuator that is a heat generation source can be suppressed. Furthermore, by integrating both, the apparatus can be made small, easy to assemble and inexpensive.
本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記EGRクーラは、前記EGRクーラに冷媒を導入する導入部を有し、前記コントローラは、前記導入部に接するよう配置されたものであることが好ましい。 In the exhaust gas recirculation device according to the present invention, it is preferable that the EGR cooler has an introduction part that introduces a refrigerant into the EGR cooler, and the controller is arranged so as to be in contact with the introduction part.
これによれば、簡単な構成によりコントローラを排気ガス冷却前の冷媒によって冷却することが可能となる。したがって、本発明に係る排気ガス再循環装置を、簡単な構成を用いて構築することができる。これにより、装置を小型かつ組み付けが容易で安価なものとすることができる。 According to this, the controller can be cooled by the refrigerant before cooling the exhaust gas with a simple configuration. Therefore, the exhaust gas recirculation device according to the present invention can be constructed using a simple configuration. Thereby, the apparatus can be made small, easy to assemble and inexpensive.
本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記EGRクーラは、前記EGRクーラに冷媒を導入する導入部を有し、前記コントローラは、金属部材を介して前記導入部と連結されたものであることが好ましい。 In the exhaust gas recirculation device according to the present invention, the EGR cooler has an introduction portion for introducing a refrigerant into the EGR cooler, and the controller is connected to the introduction portion via a metal member. Is preferred.
この構成によれば、金属部材は、導入部を流れる冷媒により冷却される。そして、コントローラは、冷却された金属部材により冷却される。したがって、コントローラを、導入部を流れる冷媒により、間接的に冷却することができる。このため、金属部材の長さ等を変更することによって、コントローラの配置を変更することができる。したがって、装置を小型かつ組み付けが容易で安価なものとすることができる。 According to this configuration, the metal member is cooled by the refrigerant flowing through the introduction portion. The controller is cooled by the cooled metal member. Therefore, the controller can be indirectly cooled by the refrigerant flowing through the introduction portion. For this reason, arrangement | positioning of a controller can be changed by changing the length etc. of a metal member. Therefore, the apparatus can be made small, easy to assemble and inexpensive.
本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記コントローラは、前記EGRクーラに用いられる冷媒により周囲を覆われたものであることが好ましい。 In the exhaust gas recirculation apparatus according to the present invention, it is preferable that the controller is covered with a refrigerant used for the EGR cooler.
この構成によれば、コントローラと冷媒との接触面積が大きくなるため、コントローラをより効果的に冷却することができる。
ここで、「周囲を覆われた」には、周囲を完全に覆われた場合と周囲を部分的に覆われた場合との双方を含むものとする。このとき、コントローラが、EGRクーラに用いられる冷媒により周囲を完全に覆われたものであることがより好ましい。これによれば、コントローラと冷媒との接触面積が最大となるため、高い冷却効果を得ることができる。
According to this structure, since the contact area of a controller and a refrigerant | coolant becomes large, a controller can be cooled more effectively.
Here, “the periphery is covered” includes both a case where the periphery is completely covered and a case where the periphery is partially covered. At this time, it is more preferable that the controller is completely covered with the refrigerant used for the EGR cooler. According to this, since the contact area between the controller and the refrigerant is maximized, a high cooling effect can be obtained.
本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記制御弁の開度を検出する開度センサを有し、前記開度センサは、前記コントローラの近傍に配置されて、前記EGRクーラに用いられる冷媒であって排気ガス冷却前のものにより冷却されることが好ましい。 In the exhaust gas recirculation device according to the present invention, the exhaust gas recirculation device includes an opening sensor that detects an opening of the control valve, and the opening sensor is a refrigerant that is disposed in the vicinity of the controller and is used for the EGR cooler. Therefore, it is preferable to cool the exhaust gas before cooling it.
このように制御弁の開度を検出する開度センサをコントローラの近傍に配置することにより、開度センサとコントローラとの配線を容易にし、両者を接続するハーネスを短くすることができる。さらに、EGRクーラの排気ガス冷却前の冷媒により、コントローラだけでなく、開度センサをも冷却可能な構造とすることができる。したがって、この排気ガス再循環装置によれば、排気ガスの熱や電動アクチュエータの発熱などの影響により、開度センサが過熱して故障するのをも抑制することができる。 Thus, by arranging the opening degree sensor for detecting the opening degree of the control valve in the vicinity of the controller, the wiring between the opening degree sensor and the controller can be facilitated, and the harness connecting the two can be shortened. Furthermore, not only the controller but also the opening sensor can be cooled by the refrigerant before cooling the exhaust gas of the EGR cooler. Therefore, according to this exhaust gas recirculation device, it is possible to prevent the opening degree sensor from overheating due to the influence of the exhaust gas heat or the heat generated by the electric actuator.
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る排気ガス再循環装置は、排気ガスを冷却するEGRクーラを備えたクーラ通路と、前記EGRクーラを迂回するバイパス通路と、前記クーラ通路とバイパス通路との合流部に設けられ、各通路から合流部に流れ込む排気ガスの混合比又は流量の少なくとも一方を制御する制御弁と、前記制御弁を駆動する電動アクチュエータと、を備えた排気ガス再循環装置において、前記電動アクチュエータを制御して前記制御弁の開度を調節するためのコントローラを有し、前記コントローラは、前記クーラ通路側に配置されたことを特徴とする。 An exhaust gas recirculation device according to the present invention made to solve the above problems includes a cooler passage having an EGR cooler that cools exhaust gas, a bypass passage that bypasses the EGR cooler, and the cooler passage and bypass. An exhaust gas recirculation provided with a control valve that is provided at a junction with the passage and controls at least one of a mixing ratio or a flow rate of exhaust gas flowing from each passage into the junction, and an electric actuator that drives the control valve The apparatus has a controller for controlling the opening degree of the control valve by controlling the electric actuator, and the controller is arranged on the cooler passage side.
この排気ガス再循環装置においても、エンジンから排出された排気ガスの一部が、クーラ通路又はバイパス通路を介して吸気系へ戻される。そして、クーラ通路を通過する排気ガスは、クーラ通路が有するEGRクーラにより冷却される。一方、バイパス通路を通過する排気ガスは、バイパス通路がEGRクーラを迂回して設けられているため、EGRクーラにより冷却されない。そして、クーラ通路及びバイパス通路を通過した排気ガスは、各通路が合流する合流部を経由して吸気系に循環され、燃焼室に供給される。 Also in this exhaust gas recirculation device, a part of the exhaust gas discharged from the engine is returned to the intake system via the cooler passage or the bypass passage. And the exhaust gas which passes a cooler channel | path is cooled by the EGR cooler which a cooler channel | path has. On the other hand, the exhaust gas passing through the bypass passage is not cooled by the EGR cooler because the bypass passage is provided around the EGR cooler. Then, the exhaust gas that has passed through the cooler passage and the bypass passage is circulated to the intake system via the junction where the passages join together, and is supplied to the combustion chamber.
また、この排気ガス再循環装置においても、各通路が合流する合流部に、各通路から流れ込む排気ガスの混合比又は流量の少なくとも一方を制御する制御弁が設けられている。そして、この制御弁は、電動アクチュエータにより駆動されるようになっている。ここで、電動アクチュエータを、エンジン及びその周辺機器を総括的に制御するエンジン制御装置により制御する場合、エンジン制御装置と電動アクチュエータとを電気的に接続させるハーネスには、ある程度の長さが必要となる。 Also in this exhaust gas recirculation device, a control valve for controlling at least one of the mixing ratio or the flow rate of the exhaust gas flowing from each passage is provided at the junction where the passages join. The control valve is driven by an electric actuator. Here, when the electric actuator is controlled by an engine control device that comprehensively controls the engine and its peripheral devices, the harness that electrically connects the engine control device and the electric actuator needs to have a certain length. Become.
そして、エンジン制御装置と電動アクチュエータとを長いハーネスを介して接続した場合には、エンジン制御装置から電動アクチュエータへ送られる制御用電圧信号にノイズが含まれたりロスが発生したりする。このため、電動アクチュエータをエンジンの運転状況に合わせて適切に制御できないおそれがある。その結果、各通路から合流部に流れ込む排気ガスの混合比又は流量を制御弁により適切に調節できず、燃費効率の悪化等を招くおそれが生じる。 When the engine control device and the electric actuator are connected via a long harness, the control voltage signal sent from the engine control device to the electric actuator includes noise or a loss occurs. For this reason, there exists a possibility that an electric actuator cannot be controlled appropriately according to the driving | running state of an engine. As a result, the mixing ratio or flow rate of the exhaust gas flowing from each passage into the joining portion cannot be appropriately adjusted by the control valve, which may lead to deterioration of fuel efficiency.
これに対して、この排気ガス再循環装置では、電動アクチュエータを制御して制御弁の開度を調節するためのコントローラが、エンジン及びその周辺機器を総括的に制御するエンジン制御装置とは別に設けられ、電動アクチュエータの近傍に配置されている。このため、コントローラから電動アクチュエータへ短いハーネスを介して制御用電圧信号を送ることができる。これにより、電動アクチュエータへ送られる制御用電圧信号に発生するノイズやロスを低減することができる。したがって、各通路から合流部に流れ込む排気ガスの混合比又は流量を制御弁により適切に調節し、燃費効率の悪化等を抑制することができる。 In contrast, in this exhaust gas recirculation device, a controller for controlling the opening degree of the control valve by controlling the electric actuator is provided separately from the engine control device that comprehensively controls the engine and its peripheral devices. In the vicinity of the electric actuator. For this reason, a voltage signal for control can be sent from the controller to the electric actuator via a short harness. Thereby, the noise and loss which generate | occur | produce in the voltage signal for control sent to an electric actuator can be reduced. Therefore, it is possible to appropriately adjust the mixing ratio or flow rate of the exhaust gas flowing from each passage into the merging portion with the control valve, thereby suppressing deterioration in fuel efficiency.
さらに、この再循環装置では、このコントローラが、クーラ通路側に配置されている。ここで、クーラ機構を有するクーラ通路を流れる排気ガスは、クーラ機構を迂回するバイパス通路を流れる排気ガスに比べて低温となる。このため、コントローラは、バイパス通路側に設けられた場合に比べ、排気ガスによる熱の影響を受けにくくなる。こうして、コントローラが過熱により故障するのを防止することができる。したがって、この排気ガス再循環装置によれば、排気ガスの熱や電動アクチュエータの発熱などの影響によりコントローラが過熱するのを抑制して、コントローラを電動アクチュエータの近傍に配置することができる。 Furthermore, in this recirculation device, this controller is arranged on the cooler passage side. Here, the exhaust gas flowing through the cooler passage having the cooler mechanism has a lower temperature than the exhaust gas flowing through the bypass passage bypassing the cooler mechanism. For this reason, the controller is less susceptible to the influence of heat from the exhaust gas than when it is provided on the bypass passage side. Thus, it is possible to prevent the controller from being damaged due to overheating. Therefore, according to the exhaust gas recirculation device, the controller can be disposed in the vicinity of the electric actuator while suppressing the controller from being overheated due to the influence of the heat of the exhaust gas or the heat generation of the electric actuator.
本発明に係る排気ガス再循環装置において、前記コントローラは、前記クーラ通路又はバイパス通路の少なくとも一方の側面を一部に含むように形成された金属ケース内に収納されたものであることが好ましい。 In the exhaust gas recirculation device according to the present invention, it is preferable that the controller is housed in a metal case formed so as to partially include at least one side surface of the cooler passage or the bypass passage.
この構成によれば、コントローラが金属ケース内に収納されることにより、コントローラが電動アクチュエータに送る制御用電圧信号に、外部からの影響によるノイズやロスが発生するのを抑制することができる。したがって、各通路から合流部に流れ込む排気ガスの混合比又は流量を制御弁により適切に調節し、燃費効率の悪化等を抑制することができる。また、金属ケースの一部としてクーラ通路又はバイパス通路の側面を利用するため、装置を小型かつ組み付けが容易で安価なものとすることができる。 According to this configuration, by storing the controller in the metal case, it is possible to suppress the occurrence of noise and loss due to the influence from the outside in the control voltage signal sent from the controller to the electric actuator. Therefore, it is possible to appropriately adjust the mixing ratio or flow rate of the exhaust gas flowing from each passage into the merging portion with the control valve, thereby suppressing deterioration in fuel efficiency. Further, since the side surface of the cooler passage or the bypass passage is used as a part of the metal case, the device can be made small, easy to assemble and inexpensive.
ここで、金属ケースに使用される材料としては、ステンレス鋼を例示できる。特に、オーステナイト系やマルテンサイト系等のステンレス鋼を使用することが望ましい。これによれば、ステンレス鋼の優れた耐熱性を利用して、ケース内部に収容されたコントローラを、外部の熱の影響から保護することができる。したがって、排気ガスの熱や電動アクチュエータの発熱などの影響によりコントローラが過熱するのをより効果的に抑制することができる。 Here, a stainless steel can be illustrated as a material used for a metal case. In particular, it is desirable to use austenitic or martensitic stainless steel. According to this, the controller accommodated in the case can be protected from the influence of external heat by utilizing the excellent heat resistance of stainless steel. Therefore, it is possible to more effectively suppress the controller from overheating due to the influence of the heat of the exhaust gas and the heat generation of the electric actuator.
本発明に係る排気ガスの再循環装置によれば、排気ガスの熱や電動アクチュエータの発熱などの影響によりコントローラが過熱するのを抑制して、コントローラを電動アクチュエータの近傍に配置することができる。 According to the exhaust gas recirculation device of the present invention, the controller can be disposed in the vicinity of the electric actuator while suppressing the controller from being overheated due to the heat of the exhaust gas or the heat generated by the electric actuator.
以下、本発明の排気ガス再循環装置を具体化した一実施形態に係るエンジンコントロールシステムについて、図面を参照しながら説明する。このエンジンコントロールシステムは、ターボチャージャ付の多気筒直噴式エンジンに用いられ、排気ガス中のNOxを低減する機構を備えたものである。 Hereinafter, an engine control system according to an embodiment embodying an exhaust gas recirculation device of the present invention will be described with reference to the drawings. This engine control system is used in a multi-cylinder direct injection engine with a turbocharger, and has a mechanism for reducing NOx in exhaust gas.
[第一実施形態]
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第一実施形態について、図1を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明を具体化した実施形態に係るエンジンコントロールシステムを示す全体構成図である。
図1に示されるように、エンジンコントロールシステム1は、エンジン10と、エンジン10へ燃料を供給する燃料供給機構20と、エンジン10へ吸入空気を導入する吸気通路30と、エンジン10から排気ガスを排出する排気通路40と、排気通路40から排気ガスの一部を吸気通路30に循環させるEGR装置50と、エンジン10及びその周辺機器を制御するエンジン制御装置(ECU)100と、ECU100へ接続された各種センサと、を備えている。
[First embodiment]
A first embodiment of an engine control system according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an engine control system according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the engine control system 1 includes an
ECU100は、エンジン10及び周辺機器の電子制御を司るマイクロコンピュータ(マイコン)を備えている。このマイコンは、中央処理装置(CPU)、読み出し書き換えメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)等を備え、ECU100に入力された信号の処理を行うものである。
The
エンジン10は、燃料を燃焼室13内に直接噴射する四気筒直噴式のディーゼルエンジンである。エンジン10には、クランクポジションセンサ11及び水温センサ12が取り付けられている。クランクポジションセンサ11は、エンジン10の回転数を検出するものである。水温センサ12は、エンジン水温を検出するものである。これらのセンサ11、12は、ECU100に接続されている。そして、各センサ11、12により検出された信号が、ECU100に入力されるようになっている。
The
燃料供給機構20は、燃料タンクから燃料を汲み上げるサプライポンプ21と、サプライポンプ21で汲み上げられた燃料を蓄えるコモンレール25と、コモンレール25から各燃焼室13内へ燃料を噴射する噴射ノズル27と、を備えている。サプライポンプ21には、サクションコントロールバルブ22、緊急遮断弁23及び燃料温度センサ24が取り付けられている。サクションコントロールバルブ22は、ECU100からの信号に基づき燃料の供給量及び供給圧を調節するものである。緊急遮断弁23は、ECU100からの信号に基づき緊急時における燃料供給量を調節するものである。燃料温度センサ24は、サプライポンプ21で汲み上げられた燃料の温度を検出するものである。この燃料温度センサ24は、ECU100に接続されている。そして、このセンサ24により検出された信号が、ECU100に入力されるようになっている。コモンレール25には、コモンレール圧力センサ26が取り付けられている。このコモンレール圧力センサ26は、コモンレール圧力を検出するものである。このコモンレール圧力センサ26もECU100に接続されている。そして、このセンサ26により検出された信号が、ECU100に入力されるようになっている。噴射ノズル27には、電子駆動装置(EDU)28及びEDUリレー29が取り付けられている。このEDU28及びEDUリレー29は、ECU100により算出された燃料噴射時期及び噴射時間に基づいて、噴射ノズル27の駆動を制御するものである。
The
吸気通路30は、エアクリーナ31と、エアフローメータ32と、ターボチャージャ36と、インタークーラ33と、ブースト圧センサ34と、吸気温センサ35と、を備えている。エアクリーナ31は、吸気通路30の吸気導入部に設けられ、吸入空気を清浄するものである。エアフローメータ32は、エアクリーナ31の下流側に設けられ、吸入空気の流量を検出するものである。ターボチャージャ36は、エアクリーナ31の下流に設けられ、排気ガスのエネルギーを利用して回転させたタービンにより吸入空気を圧縮し、燃焼室13へ供給される空気量を増加させるものである。インタークーラ33は、ターボチャージャ36の下流に設けられ、ターボチャージャ36により圧縮され過熱された空気を冷却している。ブースト圧センサ34は、インタークーラ33の下流で過給圧を検出するものである。吸気温センサ35は二つ設けられている。一方の吸気温センサ35は、エアクリーナ31の下流側に設けられ、ターボチャージャ36による圧縮前の吸入空気の温度を検出するものである。他方の吸気温センサ35は、インタークーラ33の下流側に取り付けられ、燃焼室13へ供給される空気の温度を検出するものである。エアフローメータ32、ブースト圧センサ34及び吸気温センサ35は、ECU100に接続されている。そして、これらにより検出された各検出信号が、ECU100に入力されるようになっている。
The
排気通路40は、排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置41と、排気ガス中の空燃比を検出する空燃比センサ(A/Fセンサ)45と、排気ガスの温度を検出する排気温センサ46と、を備えている。排気ガス浄化装置41は、排気ガスを通過させてガス中に含まれるNOx、PM(粒子状物質)、CO、CxHy等を低減するための各種触媒(NOx吸蔵還元型三元触媒42、DPNR(Diesel Particulate-NOx Reduction)触媒43、酸化触媒44)を有している。A/Fセンサ45及び排気温センサ46は、排気ガス浄化装置41の上流側と下流側とにそれぞれ取り付けられている。これらのセンサ45、46は、ECU100に接続されている。そして、各センサ45、46により検出された各検出信号が、ECU100に入力されるようになっている。
The
EGR装置について、図2を参照しながら説明する。図2は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのEGR装置を示す断面図である。EGR装置50は、図2に示されるように、EGRパイプ51と、EGRパイプ51の途中に設けられた分岐部52と、分岐部52から分岐したクーラ通路60と、分岐部52から分岐したバイパス通路70と、クーラ通路60及びバイパス通路70を合流させる合流部55と、合流部55に連通するクーラ通路60及びバイパス通路70の各連通口62、72の間に回転可能に設けられた回転軸76と、回転軸76に取り付けられたバタフライバルブ80と、バタフライバルブ80を駆動するバルブ駆動機構85と、バルブ駆動機構85を制御するコントローラ87と、を備えている。
The EGR device will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the EGR device of the engine control system according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the
EGRパイプ51は、図1に示されるように、排気通路40の排気ガス浄化装置41より上流側から分岐して排気ガスの一部を吸気通路30に循環させるものである。EGRパイプ51のEGRクーラ55より下流側には、EGRガス温センサ57が取り付けられている。このEGRガス温センサ57は、EGRクーラ55を通過して吸気通路30へ戻される排気ガスの温度(EGRガス温度)を検出するものである。このEGRガス温センサ57は、ECU100に接続されている。そして、このセンサ57により検出された信号が、ECU100に入力されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
クーラ通路60は、分岐部52に連通するよう設けられた連通口61と、合流部55に連通するよう設けられた連通口62と、クーラ通路60の内部を流れる排気ガスを冷却するクーラ機構65と、を備えている。ここで、クーラ通路60の一態様について、図3〜図5を参照しながら詳細に説明する。図3は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのEGR装置が備えるクーラ通路及びバイパス通路の一態様を示す全体斜視図である。図4は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのEGR装置が備えるクーラ通路の一態様を示す断面図である。図5は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのEGR装置が備えるクーラ通路及びバイパス通路の一態様を示す断面図である。
The
この態様のクーラ通路60は、図3、図4及び図5に示されるように、分岐部52から合流部55へと連通するよう設けられた複数の細管66と、すべての細管66を覆うよう設けられた外管67と、細管66の内部を流れる排気ガスを冷却するクーラ機構(本発明の「EGRクーラ」に該当する)65と、を備えている。各細管66の分岐部52側には、分岐部52に連通する連通口61が設けられている。各細管66の合流部55側には、合流部55に連通する連通口62が設けられている。そして、排気ガスが、分岐部52から各細管66を介して合流部55まで漏れることなく流れるようになっている。また、この態様では、例えば、断面長方形状をなす外管67に対して、断面長方形状をなす12本の細管66が、互いに一定の間隔をあけながら二列に整列して設けられている。
As shown in FIGS. 3, 4, and 5, the
この態様に係るクーラ機構65は、図3に示されるように、外管67内に冷却水を導入する導入部68と、外管67内から冷却水を排出する排出部69と、を備えている。この導入部68及び導出部69は、クーラ通路側に設けられている。そして、導入部68から冷却水を導入して外管67と細管66との間に冷却水を満たして循環させることにより、各細管66内を流れる排気ガスは、冷却水との熱交換によって冷却されるようになっている。この構成によれば、図5に示されるように、クーラ通路60を構成する各細管66が、冷却水に全面を覆われるため、細管66表面と冷却水との接触面積が最大となり、高い冷却効果を得ることができる。また、細管66を等間隔に整列させて設けることにより、外管67内に満たされ循環する冷却水から満遍なく冷却効果を得ることができる。なお、外管67の形状又は細管66の数、径、肉厚、経路などを変更して、EGRクーラ65から得られる冷却効果を調節することができる。
As shown in FIG. 3, the
バイパス通路70は、図2に示されるように、分岐部52に連通するよう設けられた連通口71と、合流部55に連通するよう設けられた連通口72と、を備えている。このバイパス通路70は、クーラ通路60に隣接して設けられている。また、バイパス通路70とクーラ通路60とは、共通の隔壁部75により隔てられている。このため、バイパス通路70を流れる排気ガスは、クーラ機構65を迂回して合流部55へ流れるようになっている。また、バイパス通路70は、クーラ通路60と共通する外管67により覆われている。この態様では、外管67の内部に隔壁部75を設けることにより、両通路が隔てられている(図5参照)。
隔壁部75の合流部55に面する先端には、回転軸76が回転可能に取り付けられている。この回転軸76は、クーラ通路60の中心軸及びバイパス通路70の中心軸のいずれとも直交するよう設けられている。
As shown in FIG. 2, the
A rotating
バタフライバルブ80は、略円板形状をなしており、回転軸76に設けられている。詳しくは、このバタフライバルブ80は、その直径と回転軸76とが一致するように取り付けられており、回転軸76とともに回動するようになっている。このバタフライバルブ7は、回転軸76よりクーラ通路60側に位置する半円状のクーラ側部81と、回転軸76よりバイパス通路70側に位置する半円状のバイパス側部82と、を備えている。そして、合流部55の内壁56は、回転軸76の回動によりバタフライバルブ80の外周が描く軌道に沿って、クーラ側部81又はバイパス側部82の少なくとも一方とともにクーラ通路60又はバイパス通路70の少なくとも一方を閉鎖するよう形成されている。
The
なお、本実施形態において、バタフライバルブ80は、分岐部52側ではなく合流部55側に配置されている。ここで、合流部55を通過する排気ガスは、その一部がクーラ機構65により冷却されるため、全体として分岐部52を通過する排気ガスより温度が低い。したがって、この構成によれば、分岐部52側にバタフライバルブ80を設けた場合に比べ、バタフライバルブ80を駆動する駆動モータ86及びそのコントローラ87の過熱を防止することができる。
In the present embodiment, the
次に、バルブ駆動機構について、図6〜図11を参照しながら詳細に説明する。図6は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのEGR装置が備えるバルブ駆動機構を示す正面図である。図7は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのEGR装置が備えるバルブ駆動機構を示す一部断面図である。図8は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのEGR装置が備えるバルブ駆動機構の減速機構を示す正面図である。図9は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのEGR装置が備えるバルブ駆動機構による両通路閉鎖時のバルブ駆動状態を示す説明図である。図10は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのEGR装置が備えるバルブ駆動機構によるクーラ通路開放時のバルブ駆動状態を示す説明図である。図11は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのEGR装置が備えるバルブ駆動機構によるバイパス通路開放時のバルブ駆動状態を示す説明図である。 Next, the valve drive mechanism will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 6 is a front view showing a valve drive mechanism provided in the EGR device of the engine control system according to the first embodiment. FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a valve drive mechanism provided in the EGR device of the engine control system according to the first embodiment. FIG. 8 is a front view showing a speed reduction mechanism of the valve drive mechanism provided in the EGR device of the engine control system according to the first embodiment. FIG. 9 is an explanatory view showing a valve driving state when both passages are closed by the valve driving mechanism provided in the EGR device of the engine control system according to the first embodiment. FIG. 10 is an explanatory view showing a valve driving state when the cooler passage is opened by the valve driving mechanism provided in the EGR device of the engine control system according to the first embodiment. FIG. 11 is an explanatory diagram showing a valve driving state when the bypass passage is opened by the valve driving mechanism provided in the EGR device of the engine control system according to the first embodiment.
バルブ駆動機構85は、図6及び図7に示されるように、バタフライバルブ80を駆動するための駆動モータ86と、バタフライバルブ80と駆動モータ86との間に介設された減速機構88と、バタフライバルブ80の開度を一定に保持するバルブ保持機構90と、を備えている。
6 and 7, the
駆動モータ86は、外部へ動力を伝える出力軸86aを備えている。そして、減速機構88は、駆動モータ86の出力軸86aとバタフライバルブ80の回転軸76とを複数のギヤ89a、89b、89c、89dを介して連結している。詳しくは、この減速機構88は、図8に示されるように、駆動モータ86の出力軸86aに取り付けられたモータギヤ89aと、モータギヤ89aと噛み合う大径ギヤ89bと、大径ギヤ89bに一体形成された小径ギヤ89cと、小径ギヤ89cと噛み合うとともに回転軸76に取り付けられた出力ギヤ89dと、を備えている。そして、各ギヤ間に設けられた径差により、駆動モータ86の出力軸86aの回転を、バタフライバルブ80の駆動に好適な回転速度に減速して回転軸76に伝えられるようになっている。
The
バルブ保持機構90は、図9に示されるように、バタフライバルブ80の回転軸76に連結された保持レバー91と、バタフライバルブ80をA方向(クーラ通路60を開放する方向)へ付勢するA方向スプリング93と、バタフライバルブ80をB方向(バイパス通路70を開放する方向)へ付勢するB方向スプリング92と、保持レバー91と係合してバタフライバルブ80がA方向全開位置より開かないようにするA方向ストッパ94と、回転軸76と係合してバタフライバルブ80がB方向全開位置より開かないようにするB方向ストッパ95とを備えている。なお、本実施形態において、A方向全開位置は、クーラ通路60を流れる排気ガスの流量が最大となる位置であり、B方向全開位置は、バイパス通路70を流れる排気ガスの流量が最大となる位置である。
As shown in FIG. 9, the
A方向スプリング93の一端は、保持レバー91に取り付けられ、A方向スプリング93の他端は、回転軸76に取り付けられている。B方向スプリング92の一端は、保持レバー91に取り付けられ、B方向スプリング92の他端は、バルブ駆動機構85のハウジング96に取り付けられている。そして、駆動モータ86の非通電時には、A方向スプリング93が回転軸76を介してバタフライバルブ80をA方向へ付勢するとともに、B方向スプリング92が保持レバー91を介してバタフライバルブ80をB方向へ付勢するようになっている。
One end of the
ここで、A方向スプリング93及びB方向スプリング92の付勢力は、駆動モータ86の駆動力より小さく、駆動モータ86の非通電時におけるディテントトルクより大きく設定されている。このため、駆動モータ86の通電時には、駆動モータ86がA方向スプリング93及びB方向スプリング92の付勢力に抗してバタフライバルブ80を回動させ、駆動モータ86の非通電時には、バルブ保持機構90がA方向スプリング93及びB方向スプリング92の付勢力が釣り合うバルブ保持位置(図9参照)にバタフライバルブ80を保持するようになっている。なお、本実施形態において、バルブ保持位置は、クーラ通路60及びバイパス通路70の双方が閉鎖される位置である。
Here, the urging force of the
そして、図10に示されるように、ECU100からの信号に基づきコントローラ87により駆動モータ86を制御して回転軸76をA方向へ回転駆動することにより、バタフライバルブ80のバイパス側部82でバイパス通路70を流れる排気ガスを遮断するとともに、クーラ側部81でクーラ通路60を流れる排気ガスの流量を変更するようになっている。一方、図11に示されるように、ECU100からの信号に基づきコントローラ87により駆動モータ86を制御して回転軸76をB方向へ回転駆動することにより、バタフライバルブ80のクーラ側部81でクーラ通路60を流れる排気ガスを遮断するとともに、バイパス側部82でバイパス通路70を流れる排気ガスの流量を変更するようになっている。
Then, as shown in FIG. 10, the
コントローラ87は、駆動モータ86を制御して、バタフライバルブ80の開度を調節するものである。このコントローラ87は、駆動モータ86に隣接するように配置されている。詳しくは、コントローラ87は、図2に示されるように、クーラ通路60側に設けられたクーラ機構65の導入部68に、取付部材98を介して当接するように配置されている。これにより、コントローラ87は、排気ガス冷却前の冷却水により冷却されるようになっている。さらに、コントローラ87は、短いハーネス99を介して駆動モータ86に接続されている。こうして、駆動モータ86は、コントローラ87に制御されるようになっている。また、コントローラ87は、ECU100にも接続されている。そして、コントローラ87は、ECU100から送られる信号に基づき、バタフライバルブ80の回転軸76を回転駆動するようになっている。
The
さらに、本実施形態では、クーラ機構65の導入部68の一部及びコントローラ87が、クーラ通路60の側面を一部に含むように形成された金属ケース97内に収納されている。これにより、外部から影響を受けて、コントローラ87の制御用電圧信号にノイズやロスが発生するのを抑制することができる。金属ケース97としては、例えば、耐熱性に優れたオーステナイト系やマルテンサイト系等のステンレス鋼が使用される。これによれば、金属ケース97内部に収容されたコントローラ87を、外部の熱の影響から保護することができる。したがって、排気ガスの熱や駆動モータ86の発熱などの影響によりコントローラ87が過熱するのをより効果的に抑制して、コントローラ87の故障を防止することができる。
Furthermore, in this embodiment, a part of the
上記のように構成されたエンジンコントロールシステム1の動作について、図1、図2を参照しながら詳細に説明する。
図1に示されるように、吸入空気は、吸気通路30の導入口に設けられたエアクリーナ31により清浄される。清浄された空気は、ターボチャージャ36による圧縮過程及びインタークーラ33による冷却過程を経て燃焼室13へ供給される。そして、コモンレール25に蓄えられた燃料を噴射ノズル27から燃焼室13へ噴射することにより、燃料を着火させて空気とともに燃焼させる。燃焼後に生じる排気ガスは、排気通路40を通過して各種触媒42、43、44により浄化され、大気へ排出される。このとき、排気ガス中に含まれる窒素酸化物(NOx)の低減も行われる。
The operation of the engine control system 1 configured as described above will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the intake air is cleaned by an
また、EGR装置50のクーラ機構65を利用して、燃料の燃焼温度を下げることにより、燃焼時におけるNOxの発生を抑制することができる。本実施形態に係るエンジンコントロールシステム1では、エンジン10から排出された排気ガスの一部が、クーラ通路60又はバイパス通路70を介して吸気通路30に循環される。そして、クーラ通路60を通過する排気ガスは、クーラ通路60が備えるEGRクーラ65により冷却される。一方、バイパス通路70を通過する排気ガスは、バイパス通路70がEGRクーラ65を迂回して設けられているため、EGRクーラ65により冷却されない。そして、クーラ通路60及びバイパス通路70を通過した排気ガスは、各通路60、70が合流する合流部55を経由して吸気通路30に循環され、燃焼室に供給される。
Further, by using the
上記動作を実現するため、図2に示されるように、このEGR装置50では、各通路60、70が合流する合流部55に、各通路60、70から流れ込む排気ガスの切替えや流量を制御するバタフライバルブ80が設けられている。このバタフライバルブ80は、駆動モータ86により駆動されるようになっている。ここで、駆動モータ86を、エンジン10及びその周辺機器を総括的に制御するECU100により制御する場合、ECU100と駆動モータ86とを電気的に接続させるハーネスには、ある程度の長さが必要となる。
In order to realize the above-described operation, as shown in FIG. 2, in the
そして、ECU100と駆動モータ86とを長いハーネスを介して接続した場合には、ECU100から駆動モータ86へ送られる制御用電圧信号にノイズが含まれたりロスが発生したりしやすい。このため、駆動モータ86をエンジン10の運転状況に合わせて適切に制御できないおそれがある。その結果、各通路60、70から合流部55に流れ込む排気ガスの切替えや流量調節をバタフライバルブ80により適切に制御できず、燃費効率の悪化等を招くおそれが生じる。
When the
これに対して、このEGR装置50では、駆動モータ86を制御してバタフライバルブ80の開度を調節するためのコントローラ87が、エンジン10及びその周辺機器を総括的に制御するECU100とは別に設けられ、駆動モータ86の近傍に配置されている。このため、コントローラ87から駆動モータ86へ短いハーネス99を介して制御用電圧信号を送ることができる。こうして、駆動モータ86へ送られる信号に発生するノイズやロスを低減することができる。したがって、各通路60、70から合流部55に流れ込む排気ガスの切替えや流量調節をバタフライバルブ80により適切に制御し、燃費効率の悪化等を抑制することができる。
On the other hand, in the
さらに、このEGR装置50では、コントローラ87が、クーラ機構65の導入部68に接するように設けられている。このため、コントローラ87は、排気ガス冷却前の冷却水により冷却される。こうして、コントローラ87を優先的に冷却することができるため、より高い冷却効果を得ることができる。その結果、コントローラ87が過熱するのをより効果的に抑制して、コントローラ87の故障を防止することができる。
Further, in the
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るエンジンコントロールシステム1のEGR装置50では、バタフライバルブ80を駆動する駆動モータ86を制御するコントローラ87が、クーラ機構65に用いられる冷却水であって排気ガス冷却前のものにより冷却される。こうして、コントローラ87を優先的に冷却することができるため、より高い冷却効果を得ることができる。その結果、コントローラ87が過熱するのを効果的に抑制して、コントローラ87の故障を防止することができる。したがって、このEGR装置50によれば、排気ガスの熱や駆動モータ86の発熱の影響によりコントローラ87が過熱するのを抑制して、コントローラ87を駆動モータ86の近傍に配置することができる。
As described above in detail, in the
本実施形態に係るエンジンコントロールシステム1のEGR装置50では、コントローラ87が金属ケース97内に収納されることにより、コントローラ87が駆動モータ86に送る制御用電圧信号に、外部からの影響によるノイズやロスが発生するのを抑制することができる。したがって、各通路60、70から合流部55に流れ込む排気ガスの切替えや流量調節をバタフライバルブ80により適切に制御し、燃費効率の悪化等を抑制することができる。また、金属ケース97は、クーラ通路60の側面を利用するものであるため、装置を小型かつ組み付けが容易で安価なものとすることができる。
In the
本実施形態に係るエンジンコントロールシステム1のEGR装置50では、金属ケース97に使用される材料として、例えば、オーステナイト系やマルテンサイト系等のステンレス鋼が使用される。これによれば、ステンレス鋼の優れた耐熱性を利用して、ケース内部に収容されたコントローラ87を、外部の熱の影響から保護することができる。したがって、排気ガスの熱や駆動モータ86の発熱などの影響によりコントローラ87が過熱するのをより効果的に抑制して、コントローラ87の故障をより確実に防止することができる。
In the
上記効果に加え、本実施形態に係るエンジンコントロールシステム1のEGR装置50では、クーラ通路60及びバイパス通路70の合流部55に、バタフライバルブ80が設けられている。そして、コントローラ87が、一つの駆動モータ86を制御してバタフライバルブ80を駆動することにより、クーラ通路60又はバイパス通路70の一方を閉鎖したまま、閉じられていない通路を流れる排気ガスの流量を制御することができる。したがって、EGR装置を、小型かつ組み付け容易で安価なものとすることができる。
In addition to the above effects, in the
また、本実施形態に係るエンジンコントロールシステム1のEGR装置50では、バタフライバルブ80のクーラ側部81又はバイパス側部82のいずれか一方で、通路を開放して排気ガスを放流する構成となっている。また、バタフライバルブ80が、両方向に回動して各通路を開閉するものである。したがって、EGR装置に付加的な構成を採用することなく耐デポジット性及びバルブの駆動安定性を高めて、製造コストを低く抑えることができる。
In the
そして、本実施形態に係るエンジンコントロールシステム1のEGR装置50では、クーラ通路60とバイパス通路70とが、隣接して設けられるとともに、共通の隔壁部75により隔てられている。この構成によれば、各通路の形成を容易にし、設置スペースを省くことができる。したがって、EGR装置を、より小型化し、その組み付けを容易にし、安価なものとすることができる。
In the
次に、上記第一実施形態におけるEGR装置50の変更例について、図12及び図13を参照しながら説明する。図12は、第一実施形態に係るエンジンコントロールシステムのEGR装置の変更例1を示す断面図である。図13は、同システムに係るEGR装置の変更例2を示す断面図である。
[変更例1]
変更例1に係るEGR装置110は、コントローラ87が駆動モータ86と一体化されている点において、上記第一実施形態と相違する。
詳しくは、この例では、図12に示されるように、コントローラ87を導入部68に取り付けるための取付部材111が、駆動モータ86と一体化されている。これにより、コントローラ87と駆動モータ86とが一体化されるようになっている。こうして、両者を一体化することにより、装置の組み付けを容易なものとすることができる。また、両者を一体化することにより、両者を電気的に接続するために用いられるハーネスをより短くすることができる。
Next, a modified example of the
[Modification 1]
The
Specifically, in this example, as shown in FIG. 12, an
[変更例2]
変更例2に係るEGR装置120では、コントローラ87が、金属部材121を介してクーラ機構65の導入部68に連結されている点において、上記実施形態と相違する。なお、この変更例においても、コントローラ87は、駆動モータ86と一体化されている。以下では、コントローラ87と駆動モータ86とが一体化されている場合についてのみ説明するが、コントローラ87と駆動モータ86とが別体である場合にも適用することができる。
[Modification 2]
The
詳しくは、この例では、図13に示されるように、コントローラ87が、駆動モータ86と一体化されるとともに金属部材121を介してクーラ機構65の導入部68に連結されている。この構成によれば、金属部材121は、導入部68を流れる冷却水により冷却される。そして、コントローラ87は、冷却された金属部材121により冷却される。したがって、コントローラ87を、導入部68を流れる冷却水により、間接的に冷却することができる。このため、金属部材121の長さ等を変更することによって、コントローラ87の配置を自由に変更することができる。よって、装置を小型かつ組み付けが容易で安価なものとすることができる。また、この例においても、両者を一体化することにより、両者を電気的に接続するために用いられるハーネスをより短くすることができる。
Specifically, in this example, as shown in FIG. 13, the
[第二実施形態]
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第二実施形態について、図14〜図16を参照しながら詳細に説明する。図14は、第二実施形態に係るエンジンコントロールシステムのEGR装置を示す断面図である。図15は、同システムのEGR装置の組み付け態様を示す断面図である。図16は、同システムのEGR装置の組み付け態様を示す断面図である。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the engine control system according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 14 is a cross-sectional view showing the EGR device of the engine control system according to the second embodiment. FIG. 15 is a cross-sectional view showing an assembly mode of the EGR device of the system. FIG. 16 is a cross-sectional view showing an assembly mode of the EGR device of the system.
第二実施形態に係るEGR装置130では、コントローラ87が、クーラ機構65に用いられる冷却水により周囲を覆われている点において、上記第一実施形態と相違する。なお、以下ではコントローラ87と駆動モータ86とが一体化されている場合についてのみ説明するが、コントローラ87と駆動モータ86とが別体である場合にも適用することができる。
The
本実施形態のコントローラ87は、図14に示されるように、金属ケース132により覆われている。そして、この金属ケース132は、駆動モータ86とともに、ハウジング131に収納されている。ハウジング131は、内部に冷却水を導入するための導入口133と、内部から冷却水を排出する排出口134とを備えている。そして、冷却水は、導入口133からハウジング131内部に導入され、コントローラ87の周囲を通過し、駆動モータ86の周囲を通過した後、排出口134からクーラ機構65へと流れるようになっている。
The
本実施形態によると、コントローラ87が冷却水によって周囲を完全に覆われるため、高い冷却効果を得ることができる。さらに、発熱源である駆動モータ86も冷却水によって周囲を完全に覆われるため、駆動モータ86の過熱をも抑制することができる。また、コントローラ87を駆動モータ86より優先して冷却する構成であるため、コントローラ87の過熱をより効果的に抑制することができる。
According to this embodiment, since the
なお、本実施形態においても、コントローラ87及び駆動モータ86を一体化することにより、両者を電気的に接続するために用いられるハーネスをより短くすることができる。また、本実施形態において、駆動モータ86は、マグネット部位によって温度差がでないようにするため冷却水により周囲を完全に覆われることが望ましいが、搭載上完全に覆うのが困難な場合には、駆動モータ86の周囲を部分的に覆う構成とすることもできる。
Also in this embodiment, by integrating the
ここで、本実施形態におけるコントローラ87及び駆動モータ86の組み付け態様として、次の(1)、(2)を例示する。
(1)この態様では、図14に示されるように、コントローラ87と駆動モータ86とが、両通路60、70に対して平行方向(図14において左右方向)に並んで組み付けられている。そして、コントローラ87は、各通路60、70の下流側(図14において右側)に位置するよう配置されている。このため、コントローラ87は、バイパス通路70を通過する高温の排気ガスからなるべく離間して、熱の影響を回避することができる。また、この態様では、コントローラ87及び駆動モータ86が両通路60、70に対して平行方向に並んで組み付けられているため、省スペース化を図ることができる。なお、この態様において、冷却水の取り回しや搭載上の都合次第では、図15に示されるように、コントローラ87を各通路60、70の上流側(図15において左側)へ配置することもできる。こうすることにより、冷却効果は低下するが、装置の組み付けを容易にする点において有利となる。
Here, the following (1) and (2) are illustrated as an assembly mode of the
(1) In this aspect, as shown in FIG. 14, the
(2)この態様では、図16に示されるように、コントローラ87と駆動モータ86とが、両通路60、70に対して垂直方向(図13において上下方向)に並んで組み付けられている。そして、コントローラ87は、EGRパイプ51から離間する側に配置されている。このため、コントローラ87は、バイパス通路70を通過する高温の排気ガスからさらに離間して、排気ガスの熱の影響をより確実に回避することができる。
(2) In this aspect, as shown in FIG. 16, the
[第三実施形態]
本発明に係るエンジンコントロールシステムの第三実施形態について、図17〜19を参照しながら詳細に説明する。図17は、第三実施形態に係るエンジンコントロールシステムのEGR装置を示す断面図である。図18は、同システムのEGR装置における冷却水の取り回しの様子を示す説明図である。図19は、同システムのEGR装置における冷却水の取り回しの様子を示す説明図である。なお、図19に示されるのは、図18においてカバー部を外し右側から見たときの水路の様子である。
[Third embodiment]
A third embodiment of the engine control system according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 17 is a cross-sectional view showing an EGR device of the engine control system according to the third embodiment. FIG. 18 is an explanatory diagram showing how the cooling water is handled in the EGR device of the system. FIG. 19 is an explanatory diagram showing how the cooling water is handled in the EGR device of the system. FIG. 19 shows the water channel when viewed from the right side with the cover part removed in FIG.
第三実施形態に係るEGR装置140は、バタフライバルブ80の開度を検出する開度センサ141がコントローラの近傍に配置されてコントローラ87とともに冷却水により周囲を覆われている点において、上記実施形態と相違する。なお、以下ではコントローラ87と駆動モータ86とが一体化されている場合についてのみ説明するが、コントローラ87と駆動モータ86とが別体である場合にも適用することができる。
The
本実施形態では、駆動モータ86は、図17及び図18において合流部55の下方に組み付けられている。開度センサ141は、コントローラ87とともにカバー部142の内側に収容されている。このカバー部142は、駆動モータ86及び合流部55の側方に設けられている。そして、カバー部142と、駆動モータ86及び合流部55との間には、図18に示されるように、冷却水の水路143が設けられている。また、この水路143は、図19に示されるように、バタフライバルブ80及び駆動モータ86の周囲を覆うように形成されている。水路143の入口側(図17において上側)には、冷却水を水路143へ導入するための導入口144が設けられている。また、水路143の出口側(図18において下側)には、冷却水を水路143から排出するための排出口145が設けられている。そして、冷却水は、導入口144から通路143へ導入され、開度センサ141及びコントローラ87を冷却した後、駆動モータ86の周囲を通過してクーラ機構65へ供給されるようになっている。
In the present embodiment, the
こうして、開度センサ141をコントローラ87の近傍に配置することにより、開度センサ141とコントローラ87との配線を容易にすることができる。さらに、排気ガス冷却前の冷却水により、コントローラ87だけでなく、開度センサ141、駆動モータ86をも冷却可能な構造とすることができる。したがって、このEGR装置50によれば、排気ガスの熱や駆動モータ86の発熱などの影響により、開度センサ141が過熱して故障するのをも抑制することができる。また、本実施形態においても、コントローラ87及び駆動モータ86を一体化することにより、両者を電気的に接続するために用いられるハーネスをより短くすることができる。
Thus, by arranging the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。以下(1)、(2)にその一例を示す。
(1)上記実施形態では、バイパス通路70に冷却機構が設けられていないが、バイパス通路70に、クーラ通路60が備えるクーラ機構65より低い冷却効果を有するクーラ機構を設けてもよい。
(2)上記実施形態のいずれにおいても、ターボチャージャの有無、気筒数、直噴式又はポート噴射式のいずれであるか、ディーゼルエンジン又はガソリンエンジンのいずれであるか等については、適宜変更して具体化することができる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can change suitably and can be actualized. Examples thereof are shown below in (1) and (2).
(1) In the above embodiment, the
(2) In any of the above-described embodiments, the presence / absence of a turbocharger, the number of cylinders, direct injection type or port injection type, whether it is a diesel engine or a gasoline engine, etc. are appropriately changed and specified. Can be
1 エンジンコントロールシステム
10 エンジン
13 燃焼室
30 吸気通路
40 排気通路
50 EGR装置
51 EGRパイプ
52 分岐部
55 合流部
60 クーラ通路
65 クーラ機構
68 導入部
70 バイパス通路
76 回転軸
80 バタフライバルブ
86 駆動モータ
87 コントローラ
97 金属ケース
98 取付部材
99 ハーネス
100 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記電動アクチュエータを制御して前記制御弁の開度を調節するためのコントローラを有し、
前記コントローラは、前記電動アクチュエータの近傍に配置されて、前記EGRクーラに用いられる冷媒であって排気ガス冷却前のものにより冷却されることを特徴とする排気ガス再循環装置。 Mixing ratio of exhaust gas flowing from each passage to the junction, provided in a cooler passage having an EGR cooler for cooling the exhaust gas, a bypass passage bypassing the EGR cooler, and the cooler passage and the bypass passage Alternatively, in an exhaust gas recirculation device comprising a control valve that controls at least one of the flow rates, and an electric actuator that drives the control valve,
A controller for controlling the electric actuator to adjust the opening of the control valve;
The exhaust gas recirculation device, wherein the controller is disposed in the vicinity of the electric actuator and is cooled by a refrigerant used for the EGR cooler before cooling the exhaust gas.
前記コントローラは、前記電動アクチュエータと一体化されたものであることを特徴とする排気ガス再循環装置。 The exhaust gas recirculation device according to claim 1,
The exhaust gas recirculation device, wherein the controller is integrated with the electric actuator.
前記EGRクーラは、前記EGRクーラに冷媒を導入する導入部を有し、
前記コントローラは、前記導入部に接するよう配置されたものであることを特徴とする排気ガス再循環装置。 The exhaust gas recirculation device according to claim 1 or 2,
The EGR cooler has an introduction part for introducing a refrigerant into the EGR cooler,
The exhaust gas recirculation device, wherein the controller is disposed so as to be in contact with the introduction portion.
前記EGRクーラは、前記EGRクーラに冷媒を導入する導入部を有し、
前記コントローラは、金属部材を介して前記導入部と連結されたものであることを特徴とする排気ガス再循環装置。 The exhaust gas recirculation device according to claim 1 or 2,
The EGR cooler has an introduction part for introducing a refrigerant into the EGR cooler,
The exhaust gas recirculation device, wherein the controller is connected to the introduction portion via a metal member.
前記コントローラは、前記EGRクーラに用いられる冷媒により周囲を覆われたものであることを特徴とする排気ガス再循環装置。 The exhaust gas recirculation device according to claim 1 or 2,
The exhaust gas recirculation device characterized in that the controller is covered with a refrigerant used in the EGR cooler.
前記制御弁の開度を検出する開度センサを有し、
前記開度センサは、前記コントローラの近傍に配置されて、前記EGRクーラに用いられる冷媒であって排気ガス冷却前のものにより冷却されることを特徴とする排気ガス再循環装置。 In the exhaust gas recirculation device according to any one of claims 1 to 5,
An opening sensor for detecting the opening of the control valve;
The exhaust gas recirculation device, wherein the opening sensor is disposed in the vicinity of the controller and is cooled by a refrigerant used for the EGR cooler before cooling the exhaust gas.
前記電動アクチュエータを制御して前記制御弁の開度を調節するためのコントローラを有し、
前記コントローラは、前記クーラ通路側に配置されたことを特徴とする排気ガス再循環装置。 Mixing ratio of exhaust gas flowing from each passage to the junction, provided in a cooler passage having an EGR cooler for cooling the exhaust gas, a bypass passage bypassing the EGR cooler, and the cooler passage and the bypass passage Alternatively, in an exhaust gas recirculation device comprising a control valve that controls at least one of the flow rates, and an electric actuator that drives the control valve,
A controller for controlling the electric actuator to adjust the opening of the control valve;
The exhaust gas recirculation device, wherein the controller is disposed on the cooler passage side.
前記コントローラは、前記クーラ通路又はバイパス通路の少なくとも一方の側面を一部に含むように形成された金属ケース内に収納されたものであることを特徴とする排気ガス再循環装置。 In the exhaust-gas recirculation apparatus as described in any one of Claims 1-7,
The exhaust gas recirculation device, wherein the controller is housed in a metal case formed so as to partially include at least one side surface of the cooler passage or the bypass passage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007333633A JP2009156115A (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Exhaust gas recirculation device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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ID=40960393
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JP2007333633A Withdrawn JP2009156115A (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Exhaust gas recirculation device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2009156115A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017174121A1 (en) | 2016-04-06 | 2017-10-12 | Pierburg Gmbh | Exhaust gas valve device |
DE112012005656B4 (en) | 2012-01-12 | 2019-10-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Exhaust gas recirculation valve |
WO2022024578A1 (en) * | 2020-07-27 | 2022-02-03 | 愛三工業株式会社 | Egr system |
-
2007
- 2007-12-26 JP JP2007333633A patent/JP2009156115A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE112012005656B4 (en) | 2012-01-12 | 2019-10-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Exhaust gas recirculation valve |
WO2017174121A1 (en) | 2016-04-06 | 2017-10-12 | Pierburg Gmbh | Exhaust gas valve device |
WO2022024578A1 (en) * | 2020-07-27 | 2022-02-03 | 愛三工業株式会社 | Egr system |
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Legal Events
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