JP6120649B2

JP6120649B2 - EGR device

Info

Publication number: JP6120649B2
Application number: JP2013079690A
Authority: JP
Inventors: 龍起五十嵐
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2033-04-05
Also published as: JP2014202140A

Description

本発明は、ＥＧＲ装置に関するものである。 The present invention relates to an EGR device.

従来、自動車のエンジン等では、排気側から排気ガスの一部を還流ガスとして抜き出して吸気側へと戻し、その吸気側に戻された還流ガスでエンジン内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりＮＯxの発生を低減するようにした、いわゆる排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）を実施しているものがある。 Conventionally, in an automobile engine or the like, a part of exhaust gas is extracted as a recirculation gas from the exhaust side and returned to the intake side, and the recirculation gas returned to the intake side suppresses combustion of fuel in the engine and burns. Some have implemented so-called exhaust gas recirculation (EGR) in which the generation of NOx is reduced by lowering the temperature.

一般的に、この種の排気ガス再循環を行う場合には、排気マニホールドから排気管に亘る排気通路の適宜位置と、吸気管から吸気マニホールドに亘る吸気通路の適宜位置との間をＥＧＲパイプにより接続し、該ＥＧＲパイプ途中に装備したＥＧＲバルブを開閉操作することで還流ガスを排気側から吸気側へ差圧を利用して再循環させるようにしている。 In general, when this type of exhaust gas recirculation is performed, an EGR pipe is used between an appropriate position of the exhaust passage extending from the exhaust manifold to the exhaust pipe and an appropriate position of the intake passage extending from the intake pipe to the intake manifold. By connecting and opening / closing an EGR valve provided in the middle of the EGR pipe, the recirculated gas is recirculated from the exhaust side to the intake side by utilizing a differential pressure.

ここで、エンジンに再循環する還流ガスをＥＧＲパイプの途中で冷却すると、還流ガスの温度が下がり且つその容積が小さくなることにより、エンジンの出力を余り低下させずに燃焼温度を低下して効果的にＮＯxの発生を低減させることができるため、還流ガスを再循環するＥＧＲパイプの途中には、シェルアンドチューブ型のＥＧＲクーラが装備されている。 Here, when the recirculated gas that is recirculated to the engine is cooled in the middle of the EGR pipe, the temperature of the recirculated gas decreases and the volume of the recirculated gas decreases, thereby reducing the combustion temperature without significantly reducing the engine output. Since generation of NOx can be reduced, a shell and tube type EGR cooler is provided in the middle of the EGR pipe for recirculating the reflux gas.

尚、この種のＥＧＲ装置に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１，２等がある。 As prior art document information related to this type of EGR apparatus, there are the following Patent Documents 1 and 2 and the like.

特開２００２−３９０１９号公報JP 2002-39019 A 特開２００８−２８０８６７号公報JP 2008-280867 A

しかしながら、軽負荷の低速走行と停止が断続的に繰り返されるような運行形態の車両（都心の渋滞路線を運行するバスや、配送先が密集した地域で配送業務を行うトラック等）では、排気ガスの流速や温度が低い運転状態が長時間に亘り継続することでＥＧＲクーラの出口側に煤化合物の付着堆積が生じ、ＥＧＲクーラの効率低下や詰まりを招く虞れがあった。 However, in vehicles with a mode of operation in which light-duty low-speed driving and stopping are repeated intermittently (such as buses that operate in congested routes in central Tokyo and trucks that perform delivery operations in areas where delivery destinations are dense), exhaust gas When the operation state with a low flow rate and temperature continues for a long time, the deposition of soot compound occurs on the outlet side of the EGR cooler, which may cause a reduction in efficiency and clogging of the EGR cooler.

即ち、ＥＧＲクーラの出口側で温度の低い還流ガスが更に冷却されて大幅に温度低下した状態で流れ続けると、ここに燃料由来の高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）が揮発しないままウェットな状態で残留し、ここに流速の低い還流ガスの流れに乗り切れない煤分が付着して、そのまま煤化合物の堆積物として成長することになる。 That is, when the reflux gas having a low temperature is further cooled at the outlet side of the EGR cooler and continues to flow in a state in which the temperature is greatly lowered, the SOF component (Soluble Organic Fraction: soluble organic Fraction) The component) remains in a wet state without volatilization, and a portion of the soot that cannot survive the flow of the reflux gas having a low flow velocity is attached thereto, and grows as a soot compound deposit as it is.

しかも、排気管の途中にパティキュレートフィルタが介装されていて、該パティキュレートフィルタを再生する制御が、軽負荷の低速走行やアイドリング停車状態にて開始されてしまうと更に状況は悪くなり易く、エンジン側でポスト噴射（圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングで追加される燃料噴射）が実施されることでＳＯＦ分が増え、煤化合物の付着堆積が益々顕著となる懸念がある。 Moreover, if a particulate filter is interposed in the middle of the exhaust pipe, and the control for regenerating the particulate filter is started in a light load low-speed running or idling stop state, the situation is likely to become worse. Post injection (fuel injection added at non-ignition timing later than compression top dead center following fuel main injection performed near compression top dead center) on the engine side increases SOF, There is a concern that the adhesion and deposition of compounds will become more prominent.

尚、ここで言うところのパティキュレートフィルタを再生する制御とは、該パティキュレートフィルタの前段に配置した酸化触媒に対しエンジン側のポスト噴射で燃料を添加し、その添加した燃料（ＨＣ）を前記酸化触媒で酸化反応させて反応熱により直後のパティキュレートフィルタの触媒床温度を上げて捕集済みパティキュレートを燃焼除去させることを指している。 Incidentally, the control for regenerating the particulate filter referred to here means that fuel is added by post injection on the engine side to the oxidation catalyst arranged in the preceding stage of the particulate filter, and the added fuel (HC) is added to the above-mentioned fuel (HC). This means that the oxidation reaction is performed with an oxidation catalyst, and the catalyst bed temperature of the particulate filter immediately after the reaction heat is increased to burn and remove the collected particulates.

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、ＥＧＲクーラの出口側における煤化合物の付着堆積を防止し得るＥＧＲ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an EGR device that can prevent deposition and deposition of soot compounds on the outlet side of the EGR cooler.

本発明は、エンジンの排気通路から排気ガスの一部を抜き出して還流ガスとして吸気通路へ再循環するＥＧＲ装置であって、一対のガスチャンバ間を複数本のチューブにより連結し且つ該各チューブをシェルにより包囲して該シェル内に冷却水を吸排し得るようにしたＥＧＲクーラを備え、該ＥＧＲクーラの各ガスチャンバの夫々を入口バルブを介し排気通路と接続すると共に、吸気通路から導いたＥＧＲパイプを分岐して前記各ガスチャンバの夫々に出口バルブを介し接続し、前記各入口バルブと前記各出口バルブとを個別に制御し得る制御装置を備え、該制御装置は、一方のガスチャンバの入口バルブと他方のガスチャンバの出口バルブのみを開けて還流ガスを一方のガスチャンバから他方のガスチャンバに向けて流す順流モードと、一方のガスチャンバの出口バルブと他方のガスチャンバの入口バルブのみを開けて還流ガスを他方のガスチャンバから一方のガスチャンバに向けて逆流させる逆流モードとを交互に選択し得るように構成され、煤化合物の堆積が懸念される状況が成立した際に、一方のガスチャンバの入口バルブと出口バルブのみを開けて還流ガスをチューブを経由させることなく一方のガスチャンバだけを通過させてＥＧＲパイプへと流す第一バルブ掃気モードと、他方のガスチャンバの入口バルブと出口バルブのみを開けて還流ガスをチューブを経由させることなく他方のガスチャンバだけを通過させてＥＧＲパイプへと流す第二バルブ掃気モードとを選択し得るように構成されたことを特徴とするものである。 The present invention relates to an EGR device that extracts a part of exhaust gas from an exhaust passage of an engine and recirculates it as a recirculation gas to an intake passage, and connects a pair of gas chambers with a plurality of tubes, and An EGR cooler that is surrounded by a shell so that cooling water can be sucked into and discharged from the shell, and each of the gas chambers of the EGR cooler is connected to an exhaust passage through an inlet valve, and is guided from an intake passage. the pipe branches connected via an outlet valve the in each of the gas chambers, with the control device and the respective inlet valve each outlet valve may individually controlled, the control device of one of the gas chamber A forward flow mode in which only the inlet valve and the outlet valve of the other gas chamber are opened and the reflux gas flows from one gas chamber to the other gas chamber; Consists of the outlet valve and other reflux gas only opened inlet valve of the gas chamber of the gas chamber from the other gas chamber one and reflux mode for reverse flow toward the gas chamber so as to alternately selected, soot When a situation in which compound deposition is a concern is established, only the inlet valve and the outlet valve of one gas chamber are opened, and only one gas chamber is allowed to pass through the reflux gas without passing through the tube to the EGR pipe. First valve scavenging mode to flow, and second valve scavenging mode to open only the inlet valve and outlet valve of the other gas chamber and allow only the other gas chamber to flow to the EGR pipe without passing through the tube It is characterized by the fact that it can be selected .

而して、制御装置により順流モードが選択されると、一方のガスチャンバの入口バルブと他方のガスチャンバの出口バルブが開けられて還流ガスが一方のガスチャンバから他方のガスチャンバに向けて流れ、また、制御装置により逆流モードが選択されると、他方のガスチャンバの入口バルブと一方のガスチャンバの出口バルブが開けられて還流ガスが他方のガスチャンバから一方のガスチャンバに向けて逆流するので、制御装置により順流モードと逆流モードを交互に選択すれば、ＥＧＲクーラの出口側となっていた温度の低い領域が入口側に変更されて温度の高い領域となり、該領域の流路壁面に付着していたＳＯＦ分が揮発して前記流路壁面がドライな状態に戻り、煤化合物の前駆物質である煤分が堆積し難くなる。 Thus, when the forward flow mode is selected by the control device, the inlet valve of one gas chamber and the outlet valve of the other gas chamber are opened so that the reflux gas flows from one gas chamber toward the other gas chamber. When the reverse flow mode is selected by the control device, the inlet valve of the other gas chamber and the outlet valve of the one gas chamber are opened so that the reflux gas flows backward from the other gas chamber toward the one gas chamber. Therefore, if the forward flow mode and the reverse flow mode are alternately selected by the control device, the low temperature region on the outlet side of the EGR cooler is changed to the inlet side to become a high temperature region. The attached SOF component volatilizes and the flow path wall surface returns to a dry state, so that the soot component, which is a precursor of the soot compound, is difficult to deposit.

また、前述のように順流モードと逆流モードを交互に選択するとしても、各ガスチャンバの出口バルブには、チューブを経由して冷却された還流ガスしか導かれないため、前記各出口バルブにおける温度は常に低くなっていてＳＯＦ分が付着し易い環境となってしまうが、第一バルブ掃気モードと第二バルブ掃気モードのいずれかを選択すると、排気通路から抜き出した高温の還流ガスが各出口バルブの何れかに直に流通して温度が上がり、該各出口バルブの何れかの流路壁面に付着していたＳＯＦ分が揮発して前記流路壁面がドライな状態に戻り、煤化合物の前駆物質である煤分が堆積し難くなる。ここで、各出口バルブを片方ずつ還流ガスで掃気するようにしているのは、該還流ガスの流速を極力高く保つことにより煤分を掃気する効果を高めるためである。 Even if the forward flow mode and the reverse flow mode are alternately selected as described above, only the recirculated gas cooled through the tube is guided to the outlet valve of each gas chamber. However, when either the first valve scavenging mode or the second valve scavenging mode is selected, the high-temperature recirculation gas extracted from the exhaust passage is discharged into each outlet valve. The SOF content adhering to any channel wall surface of each outlet valve is volatilized and the channel wall surface returns to a dry state, and the precursor of the soot compound is increased. It is difficult for the material, the soot, to accumulate. Here, each outlet valve is scavenged with the reflux gas one by one in order to enhance the effect of scavenging the apportionment by keeping the flow rate of the reflux gas as high as possible.

また、この際には、ＥＧＲパイプへも高温の還流ガスが導かれることになるため、前記ＥＧＲパイプの流路壁面に付着していたＳＯＦ分も揮発して前記流路壁面がドライな状態に戻り、煤化合物の前駆物質である煤分が堆積し難くなるという付帯的なメリットも得られる。 At this time, since the high-temperature reflux gas is also led to the EGR pipe, the SOF component adhering to the flow path wall surface of the EGR pipe is volatilized and the flow path wall surface becomes dry. Returning, the incidental merit that the soot content which is the precursor of the soot compound becomes difficult to accumulate is also obtained.

また、本発明を具体的に実施するに当たっては、前記制御装置は、煤化合物の堆積が懸念される状況が成立した際に、前記逆流モードが選択されている場合は前記第一バルブ掃気モード又は前記第二バルブ掃気モードの一方を実行し、前記順流モードが選択されている場合は前記第一バルブ掃気モード又は前記第二バルブ掃気モードの他方を実行するよう構成されていることが好ましい。
而して、このようにすれば、前述のように順流モードと逆流モードを交互に選択するとしても、各ガスチャンバの出口バルブには、チューブを経由して冷却された還流ガスしか導かれないため、前記各出口バルブにおける温度は常に低くなっていてＳＯＦ分が付着し易い環境となってしまうが、第一バルブ掃気モードと第二バルブ掃気モードを交互に選択すると、排気通路から抜き出した高温の還流ガスが各出口バルブの何れかに直に流通して温度が上がり、該各出口バルブの何れかの流路壁面に付着していたＳＯＦ分が揮発して前記流路壁面がドライな状態に戻り、煤化合物の前駆物質である煤分がさらに堆積し難くなる。
尚、第一バルブ掃気モード又は第二バルブ掃気モードを交互に選択する際には、必要に応じてメイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を追加したり、吸気の流量を絞り込んだりして、排気温度を強制的に昇温させるようにすると更に効果的である。 In a specific implementation of the present invention, the control device, when a situation in which deposition of soot compounds is a concern is established, when the backflow mode is selected, the first valve scavenging mode or It is preferable that one of the second valve scavenging modes is executed and the other of the first valve scavenging mode and the second valve scavenging mode is executed when the forward flow mode is selected.
Thus, even if the forward flow mode and the reverse flow mode are alternately selected as described above, only the recirculated gas cooled through the tube can be guided to the outlet valve of each gas chamber. Therefore, the temperature at each of the outlet valves is always low and the SOF content easily adheres. However, when the first valve scavenging mode and the second valve scavenging mode are alternately selected, the high temperature extracted from the exhaust passage is high. The recirculation gas directly flows to any of the outlet valves, the temperature rises, and the SOF component adhering to any flow path wall of each of the outlet valves is volatilized and the flow path wall surface is in a dry state. Returning to step S, the soot component precursor of soot compound becomes more difficult to deposit.
In addition, when alternately selecting the first valve scavenging mode or the second valve scavenging mode, after injection is added at the combustible timing immediately after the main injection, or the intake air flow rate is narrowed as necessary. It is more effective to forcibly raise the exhaust temperature.

また、本発明においては、エンジンの冷機始動時に各ガスチャンバの入口バルブと出口バルブの全てを開けて還流ガスをチューブを経由させることなく各ガスチャンバだけを通過させてＥＧＲパイプへと流す暖機モードを選択し得るように制御装置が構成されていることが好ましい。 In the present invention, when the engine is cold, all the inlet valves and outlet valves of the gas chambers are opened, and the recirculation gas is allowed to pass only through the gas chambers without passing through the tubes and flows to the EGR pipe. It is preferable that the control device is configured so that the mode can be selected.

このようにすれば、エンジンの冷機始動時に制御装置により暖機モードが選択され、各ガスチャンバの入口バルブと出口バルブの全てが開けられて還流ガスがチューブを経由せずに高い温度のまま吸気通路へ再循環されることになるため、エンジンの暖機が積極的に促進されることになる。ここで、両方のガスチャンバを通して還流ガスをＥＧＲパイプに導くようにしているのは、より多くの暖かい還流ガスを余計な圧力損失を与えることなく再循環させるためである。 In this way, the warm-up mode is selected by the control device when the engine is cold-started, and all the inlet valves and outlet valves of each gas chamber are opened, and the recirculated gas is sucked at a high temperature without going through the tubes. Since it is recirculated to the passage, warm-up of the engine is positively promoted. Here, the recirculation gas is guided to the EGR pipe through both gas chambers in order to recirculate more warm recirculation gas without causing an extra pressure loss.

また、一般的なＥＧＲ装置においては、冷機始動時にＥＧＲクーラで冷却された還流ガスが再循環されることでエンジンの暖機が遅れてしまう虞れがあるため、該エンジンの暖機を優先するべく還流ガスの再循環が中止されるようになっているが、本発明のＥＧＲ装置では、冷機始動時にも還流ガスを再循環できることで暖機中のＮＯxの低減化を図ることが可能となる。 Moreover, in a general EGR device, since the recirculation of the recirculated gas cooled by the EGR cooler at the time of cold start is likely to delay the warm-up of the engine, priority is given to the warm-up of the engine. Although the recirculation of the reflux gas is stopped as much as possible, in the EGR device of the present invention, it is possible to reduce the NOx during the warm-up by allowing the recirculation gas to be recirculated even at the time of cold start. .

上記した本発明のＥＧＲ装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。 According to the EGR device of the present invention described above, various excellent effects as described below can be obtained.

（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、制御装置により順流モードと逆流モードを交互に選択することにより、ＥＧＲクーラに対する還流ガスの流れの向きを逆転することができ、これによりＥＧＲクーラの出口側となっていた温度の低い領域を入口側に変更して温度の高い領域とし、該領域の流路壁面に付着していたＳＯＦ分を揮発させて前記流路壁面をドライな状態に戻し、煤化合物の前駆物質である煤分を堆積し難くすることができるので、ＥＧＲクーラの出口側における煤化合物の付着堆積を防止することができ、ＥＧＲクーラの効率低下や詰まりを未然に回避することができる。 (I) According to the invention described in claim 1 of the present invention, the direction of the reflux gas flow with respect to the EGR cooler can be reversed by alternately selecting the forward flow mode and the reverse flow mode by the control device. As a result, the low temperature region that was on the outlet side of the EGR cooler is changed to the high temperature region by changing it to the inlet side, and the SOF component adhering to the channel wall surface in the region is volatilized to dry the channel wall surface. It is possible to prevent the deposition of soot compounds on the outlet side of the EGR cooler, and to reduce the efficiency and clogging of the EGR cooler. It can be avoided in advance.

（ＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、制御装置により第一バルブ掃気モードと第二バルブ掃気モードのいずれかを選択することにより、排気通路から抜き出した高温の還流ガスを各出口バルブの何れかに直に流通させて温度を上げ、該各出口バルブの何れかの流路壁面に付着していたＳＯＦ分を揮発させて前記流路壁面をドライな状態に戻し、煤化合物の前駆物質である煤分を堆積し難くすることができるので、各出口バルブにおける煤化合物の付着堆積を防止することができ、各出口バルブの作動不良を未然に回避することができる。 According to the invention described in claim 1, (II) the present invention, by selecting either the first valve scavenging mode and a second valve scavenging mode by the control device, a reflux gas high temperature extracted from the exhaust passage The temperature is raised by directly flowing through any of the outlet valves, and the SOF component adhering to the flow path wall surface of each of the outlet valves is volatilized to return the flow path wall surface to a dry state. Since it is possible to make it difficult to deposit the soot that is the precursor of the compound, it is possible to prevent the soot compound from being deposited on each outlet valve, and to prevent malfunction of each outlet valve.

（ＩＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、制御装置により第一バルブ掃気モードと第二バルブ掃気モードのいずれかを選択することにより、排気通路から抜き出した高温の還流ガスをＥＧＲパイプへ直に導いて温度を上げ、該ＥＧＲパイプの流路壁面に付着していたＳＯＦ分を揮発させて前記流路壁面をドライな状態に戻し、煤化合物の前駆物質である煤分を堆積し難くすることができるので、ＥＧＲパイプにおける煤化合物の付着堆積を防止することができ、ＥＧＲパイプの流路断面積の縮小を未然に回避することができる。 According to the invention described in claim 1, (III) the present invention, by selecting either the first valve scavenging mode and a second valve scavenging mode by the control device, a reflux gas high temperature extracted from the exhaust passage Directly lead to the EGR pipe to raise the temperature, volatilize the SOF component adhering to the channel wall surface of the EGR pipe, return the channel wall surface to a dry state, Since deposition can be made difficult, adhesion deposition of soot compounds in the EGR pipe can be prevented, and reduction in the flow path cross-sectional area of the EGR pipe can be avoided in advance.

（ＩＶ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、制御装置により第一バルブ掃気モードと第二バルブ掃気モードを交互に選択することにより、排気通路から抜き出した高温の還流ガスを各出口バルブの何れかに直に流通させて温度を上げ、該各出口バルブの何れかの流路壁面に付着していたＳＯＦ分を揮発させて前記流路壁面をドライな状態に戻し、煤化合物の前駆物質である煤分を堆積し難くすることができるので、各出口バルブにおける煤化合物の付着堆積を防止することができ、各出口バルブの作動不良を未然に回避することができる。
（Ｖ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、エンジンの冷機始動時に制御装置により暖機モードを選択することにより、還流ガスをチューブを経由させずに高い温度のまま吸気通路へ再循環させることができるので、エンジンの暖機を積極的に促進することができ、しかも、一般的に還流ガスの再循環が中止される冷機始動時にも還流ガスを再循環して暖機中のＮＯxの低減化を図ることができる。 (IV) According to the invention described in claim 2 of the present invention, the first valve scavenging mode and the second valve scavenging mode are alternately selected by the control device, so that the high-temperature reflux gas extracted from the exhaust passage is Directly flow to any of the outlet valves to raise the temperature, volatilize the SOF component adhering to any flow path wall of each of the outlet valves to return the flow path wall to a dry state, and soot compound Therefore, it is possible to prevent deposition of soot compounds on each outlet valve, and to prevent malfunction of each outlet valve.
( V ) According to the invention described in claim 3 of the present invention, the warm-up mode is selected by the control device when the engine is cold-started, so that the recirculated gas can be kept at a high temperature without passing through the tube. Since the engine can be recirculated, warm-up of the engine can be actively promoted, and the recirculation of the recirculation gas is also performed during the cold start when the recirculation of the recirculation gas is generally stopped. NOx can be reduced.

本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the form which implements this invention. モード別の各入口バルブと各出口バルブの作動を示す表である。It is a table | surface which shows the action | operation of each inlet valve and each outlet valve according to mode. 図１の制御装置での具体的な制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific control procedure in the control apparatus of FIG.

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中における１はターボチャージャ２を搭載したディーゼル機関であるエンジンを示し、図示しないエアクリーナから導いた吸気３を吸気管４を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへ送り、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気３をインタクーラ５へと送って冷却し、該インタクーラ５から更に吸気マニホールド６へと吸気３を導いてエンジン１の各気筒７に分配するようにしてある。 FIG. 1 shows an example of an embodiment for carrying out the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an engine which is a diesel engine equipped with a turbocharger 2, and intake air 3 guided from an air cleaner (not shown) is passed through an intake pipe 4. Each cylinder of the engine 1 is sent to the compressor 2a of the turbocharger 2, the intake air 3 pressurized by the compressor 2a is sent to the intercooler 5 to be cooled, and the intake air 3 is further guided from the intercooler 5 to the intake manifold 6. 7 is distributed.

また、このエンジン１の各気筒７から排出された排気ガス８を排気マニホールド９を介し前記ターボチャージャ２のタービン２ｂへ送り、該タービン２ｂを駆動した排気ガス８を排気管１０を介し車外へ排出するようにしてある。 The exhaust gas 8 discharged from each cylinder 7 of the engine 1 is sent to the turbine 2b of the turbocharger 2 through the exhaust manifold 9, and the exhaust gas 8 driving the turbine 2b is discharged out of the vehicle through the exhaust pipe 10. I have to do it.

そして、前記排気マニホールド９の近傍位置には、一対のガスチャンバ１１，１２間を複数本のチューブ１３により連結し且つ該各チューブ１３をシェル１４により包囲して該シェル１４内に冷却水１５を吸排し得るようにしたＥＧＲクーラ１６が配設されており、該ＥＧＲクーラ１６の各ガスチャンバ１１，１２の夫々が入口バルブ１７，１８を介して排気マニホールド９（排気通路）と接続されていると共に、吸気マニホールド６（吸気通路）の入口付近から導いたＥＧＲパイプ１９が分岐されて前記各ガスチャンバ１１，１２の夫々に出口バルブ２０，２１を介して接続されている。 In the vicinity of the exhaust manifold 9, a pair of gas chambers 11, 12 are connected by a plurality of tubes 13, and each tube 13 is surrounded by a shell 14 so that cooling water 15 is contained in the shell 14. An EGR cooler 16 that can be sucked and discharged is disposed, and each of the gas chambers 11 and 12 of the EGR cooler 16 is connected to an exhaust manifold 9 (exhaust passage) via inlet valves 17 and 18. At the same time, an EGR pipe 19 led from the vicinity of the inlet of the intake manifold 6 (intake passage) is branched and connected to the gas chambers 11 and 12 via outlet valves 20 and 21, respectively.

ここで、各入口バルブ１７，１８と各出口バルブ２０，２１は、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を兼ねた制御装置２２により個別に開閉作動を制御されるようになっており、一方のガスチャンバ１１の入口バルブ１７と他方のガスチャンバ１２の出口バルブ２１のみを開けて還流ガス８’を一方のガスチャンバ１１から他方のガスチャンバ１２に向けて流す順流モードと、一方のガスチャンバ１１の出口バルブ２０と他方のガスチャンバ１２の入口バルブ１８のみを開けて還流ガス８’を他方のガスチャンバ１２から一方のガスチャンバ１１に向けて逆流させる逆流モードの何れかが制御装置２２で選択されることにより、排気マニホールド９から抜き出された排気ガス８の一部が還流ガス８’としてＥＧＲクーラ１６で冷却された後にＥＧＲパイプ１９を介し吸気マニホールド６の入口付近へ再循環されるようになっている。 Here, the opening and closing operations of the inlet valves 17 and 18 and the outlet valves 20 and 21 are individually controlled by a control device 22 that also serves as an engine control computer (ECU: Electronic Control Unit). A forward flow mode in which only the inlet valve 17 of the gas chamber 11 and the outlet valve 21 of the other gas chamber 12 are opened to allow the reflux gas 8 ′ to flow from one gas chamber 11 toward the other gas chamber 12, and one gas chamber The control device 22 is one of the reverse flow modes in which only the outlet valve 20 of 11 and the inlet valve 18 of the other gas chamber 12 are opened and the reflux gas 8 ′ flows backward from the other gas chamber 12 toward the one gas chamber 11. As a result, a part of the exhaust gas 8 extracted from the exhaust manifold 9 is converted into a recirculation gas 8 'and the EGR cooler It is adapted to be recycled to near the inlet of the intake manifold 6 through the EGR pipe 19 after being cooled by 6.

しかも、本形態例においては、一方のガスチャンバ１１の入口バルブ１７と出口バルブ２０のみを開けて還流ガス８’をチューブ１３を経由させることなく一方のガスチャンバ１１だけを通過させてＥＧＲパイプ１９へと流す第一バルブ掃気モードと、他方のガスチャンバ１２の入口バルブ１８と出口バルブ２１のみを開けて還流ガス８’をチューブ１３を経由させることなく他方のガスチャンバ１２だけを通過させてＥＧＲパイプ１９へと流す第二バルブ掃気モードも制御装置２２にて選択できるようになっており、更には、エンジン１の冷機始動時に各ガスチャンバ１１，１２の入口バルブ１７，１８と出口バルブ２０，２１を全て開けて還流ガス８’をチューブ１３を経由させることなく各ガスチャンバ１１，１２だけを通過させてＥＧＲパイプ１９へと流す暖機モードも選択できるようになっている。 In addition, in the present embodiment, only the inlet valve 17 and the outlet valve 20 of one gas chamber 11 are opened, and the reflux gas 8 ′ is allowed to pass through only one gas chamber 11 without passing through the tube 13. The first valve scavenging mode to flow to the EGR, and only the other gas chamber 12 is allowed to pass through the other gas chamber 12 without passing through the tube 13 by opening only the inlet valve 18 and the outlet valve 21 of the other gas chamber 12. The second valve scavenging mode flowing to the pipe 19 can also be selected by the control device 22, and furthermore, the inlet valves 17, 18 and the outlet valves 20 of the gas chambers 11, 12 when the engine 1 is cold-started. 21 is opened, and the reflux gas 8 'is passed through each gas chamber 11 and 12 without passing through the tube 13, so that E Warm-up mode to flow into R pipe 19 is also adapted to be selected.

図２は前述の順流モード及び逆流モードと、第一バルブ掃気モード及び第二バルブ掃気モードと、暖機モードとにおける各入口バルブ１７，１８と各出口バルブ２０，２１の作動を整理した表であり、順流モードにおいては、出口バルブ２１で還流ガス８’の調量が成され、逆流モードにおいては、出口バルブ２０で還流ガス８’の調量が成されるようになっている。 FIG. 2 is a table in which the operations of the inlet valves 17 and 18 and the outlet valves 20 and 21 in the forward flow mode and the reverse flow mode, the first valve scavenging mode and the second valve scavenging mode, and the warm-up mode are arranged. Yes, in the forward flow mode, the recirculation gas 8 ′ is metered by the outlet valve 21, and in the reverse flow mode, the recirculation gas 8 ′ is metered by the outlet valve 20.

また、ＥＧＲパイプ１９の分岐位置には、出口バルブ２０又は出口バルブ２１を介してＥＧＲクーラ１６から排出される還流ガス８’の温度（出口ガス温度）を検出する温度センサ２３が備えられており、これら温度センサ２３の検出値が制御装置２２に入力されるようになっている。 A temperature sensor 23 is provided at the branch position of the EGR pipe 19 to detect the temperature (outlet gas temperature) of the reflux gas 8 ′ discharged from the EGR cooler 16 via the outlet valve 20 or the outlet valve 21. The detection values of these temperature sensors 23 are input to the control device 22.

ここで、前記制御装置２２は、エンジン制御コンピュータを兼ねているので、エンジン１の運転状態を把握するための各種情報も入力されるようになっており、例えば、エンジン１の回転数や、エンジン水温等も時々刻々入力されて把握されるようになっている。 Here, since the control device 22 also serves as an engine control computer, various information for grasping the operating state of the engine 1 is also input. For example, the rotational speed of the engine 1 and the engine The water temperature and the like are input and grasped every moment.

また、図１中における符号の２４はパティキュレートフィルタ、２５はその前段に配置された酸化触媒を示し、パティキュレートフィルタ２４内におけるパティキュレートの堆積量の推定値が規定値を超えた時に前記制御装置２２により再生制御が実行されるようになっており、より具体的には、エンジン１側でポスト噴射により排気ガス８への燃料添加が行われ、その添加した燃料（ＨＣ）が前記酸化触媒２５で酸化反応することで反応熱により直後のパティキュレートフィルタ２４の触媒床温度が上げられ、捕集済みパティキュレートが燃焼除去されるようになっている。 Further, reference numeral 24 in FIG. 1 denotes a particulate filter, and 25 denotes an oxidation catalyst arranged in the preceding stage, and the control is performed when an estimated value of the accumulated amount of particulates in the particulate filter 24 exceeds a specified value. The regeneration control is executed by the device 22, and more specifically, the fuel is added to the exhaust gas 8 by post injection on the engine 1 side, and the added fuel (HC) is used as the oxidation catalyst. By performing the oxidation reaction at 25, the catalyst bed temperature of the particulate filter 24 immediately after the reaction heat is increased, and the collected particulates are burned and removed.

前記制御装置２２における具体的な制御手順は図３にフローチャートで示す通りであり、ステップＳ１でエンジン１が始動されると、ステップＳ２で直ちに暖機モードが選択され、ステップＳ３でエンジン水温Ｔctが５０℃を上まわるまで暖機モードが継続され、このステップＳ３でエンジン水温Ｔctが５０℃を上まわると、エンジン１の暖機が完了したものとしてステップＳ４へと進み、ここでエンジン１の停止前に順流モードが選択されていたかどうかが確認され、順流モードが選択されていた場合には、ステップＳ５に進んで逆流モードが選択され、順流モードが選択されていなかった場合には、ステップＳ６に進んで順流モードが選択されるようになっている。 The specific control procedure in the control device 22 is as shown in the flowchart of FIG. 3. When the engine 1 is started in step S1, the warm-up mode is immediately selected in step S2, and the engine water temperature Tct is determined in step S3. The warm-up mode is continued until the engine temperature exceeds 50 ° C. When the engine water temperature Tct exceeds 50 ° C in this step S3, it is determined that the engine 1 has been warmed up and the process proceeds to step S4, where the engine 1 is stopped. It is confirmed whether or not the forward flow mode has been selected before. If the forward flow mode has been selected, the process proceeds to step S5, the reverse flow mode is selected, and if the forward flow mode has not been selected, step S6. Then, the forward flow mode is selected.

そして、順流モードと逆流モードの何れが選択された場合であっても、次のステップＳ７において、温度センサ２３が検出するＥＧＲクーラ１６の出口ガス温度Ｔgoが９０℃を超えないまま走行した積算時間Ｉceが１時間を超えているか、或いは、エンジン回転数Ｎeが１２００ｒｐｍ以下の軽負荷運転状態でパティキュレートフィルタ２４の再生制御Ｒceが実施されているか、を確認し、その何れかの条件が成立した際に、次のステップＳ８へと進んで逆流モードが現在選択されているかどうかが確認され、逆流モードが選択されている場合には、ステップＳ９へ進んで第一バルブ掃気モードが選択され、逆流モードが選択されていない場合（順流モードが選択されている場合）には、ステップＳ１０へ進んで第二バルブ掃気モードが選択されるようになっている。 Then, regardless of whether the forward flow mode or the reverse flow mode is selected, in the next step S7, the accumulated time during which the outlet gas temperature Tgo of the EGR cooler 16 detected by the temperature sensor 23 does not exceed 90 ° C. It is confirmed whether Ice exceeds 1 hour or whether the regeneration control Rce of the particulate filter 24 is performed in the light load operation state where the engine speed Ne is 1200 rpm or less, and any of the conditions is satisfied. In this case, the process proceeds to the next step S8, where it is confirmed whether the reverse flow mode is currently selected. If the reverse flow mode is selected, the process proceeds to step S9, where the first valve scavenging mode is selected and the reverse flow is selected. When the mode is not selected (when the forward flow mode is selected), the process proceeds to step S10 and the second valve scavenging mode is selected. It has become so.

第一バルブ掃気モードと第二バルブ掃気モードの何れが選択された場合であっても、次のステップＳ１１において、メイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を追加し且つ吸気絞り弁２６により吸気３の流量を絞り込んで排気温度を強制的に昇温させる排気昇温制御が実施され、次のステップＳ１２で温度センサ２３が検出するＥＧＲクーラ１６の出口ガス温度Ｔgoが３００℃を上まわったことが確認されてから次のステップＳ１３で３分経過するのを確認し、然る後に、ステップＳ１４で第一バルブ掃気モードが選択されているかどうかが確認され、第一バルブ掃気モードが選択されていれば、ステップＳ１５に進んで順流モードが選択され、第一バルブ掃気モードが選択されていなかった場合には、ステップＳ１６に進んで逆流モードが選択されるようになっている。 Regardless of whether the first valve scavenging mode or the second valve scavenging mode is selected, in the next step S11, after-injection is added at a combustible timing immediately after the main injection, and intake by the intake throttle valve 26 is performed. The exhaust gas temperature raising control for forcibly raising the exhaust gas temperature by reducing the flow rate of No. 3 was performed, and the outlet gas temperature Tgo of the EGR cooler 16 detected by the temperature sensor 23 in the next step S12 exceeded 300 ° C. In step S13, it is confirmed that 3 minutes have elapsed after the confirmation, and then, in step S14, it is confirmed whether or not the first valve scavenging mode is selected, and the first valve scavenging mode is selected. If the forward flow mode is selected and the first valve scavenging mode has not been selected, the process proceeds to step S16 and reverses. Mode is to be selected.

尚、順流モードと逆流モードの何れが選択された場合であっても、次のステップＳ１７において、ＥＧＲクーラ１６の出口ガス温度Ｔgoが９０℃を超えないまま走行した積算時間Ｉceがリセットされて「０」となり、先のステップＳ７へと戻って同じ手順を繰り返されるようになっている。 Note that, regardless of whether the forward flow mode or the reverse flow mode is selected, in the next step S17, the accumulated time Ice traveled while the outlet gas temperature Tgo of the EGR cooler 16 does not exceed 90 ° C. is reset. 0 "and the same procedure is repeated by returning to the previous step S7.

ここで、図３のフローチャートでは、第一バルブ掃気モード又は第二バルブ掃気モード
を選択する条件として、ＥＧＲクーラ１６の出口ガス温度が所定温度（例えば９０℃）を超えないまま走行した積算時間が規定時間（例えば１時間）を超えた場合と、所定回転数（例えば１２００ｒｐｍ）以下の軽負荷運転状態でパティキュレートフィルタ２４の再生制御が実施された場合を採用し、この二つの何れかの条件が成立した際に第一バルブ掃気モード又は第二バルブ掃気モードを実行するようにしているが、各出口バルブ２０，２１への煤化合物の堆積が懸念される条件は、どのような事象を基準とするものであっても良く、条件そのものは任意に決めて良いものである。 Here, in the flowchart of FIG. 3, as a condition for selecting the first valve scavenging mode or the second valve scavenging mode, the accumulated time during which the outlet gas temperature of the EGR cooler 16 does not exceed a predetermined temperature (for example, 90 ° C.) A case where a specified time (for example, 1 hour) is exceeded and a case where the regeneration control of the particulate filter 24 is performed in a light load operation state at a predetermined rotation speed (for example, 1200 rpm) or less is adopted. Is established, the first valve scavenging mode or the second valve scavenging mode is executed. However, the conditions under which the soot compound is likely to accumulate on the outlet valves 20 and 21 are based on any event. The conditions themselves may be arbitrarily determined.

而して、このような図３のフローチャートで示す制御手順に従いＥＧＲ装置を制御すると、エンジン１の冷機始動時に各ガスチャンバ１１，１２の入口バルブ１７，１８と出口バルブ２０，２１の全てを開けて還流ガス８’をチューブ１３を経由させることなく各ガスチャンバ１１，１２だけを通過させてＥＧＲパイプ１９へと流す暖機モードが選択され、各ガスチャンバ１１，１２の入口バルブ１７，１８と出口バルブ２０，２１の全てが開けられて還流ガス８’がチューブ１３を経由せずに高い温度のまま吸気マニホールド６の入口付近へ再循環されることになるため、エンジン１の暖機が積極的に促進されることになる。ここで、両方のガスチャンバ１１，１２を通して還流ガス８’をＥＧＲパイプ１９に導くようにしているのは、より多くの暖かい還流ガス８’を余計な圧力損失を与えることなく再循環させるためである。 Thus, when the EGR device is controlled according to the control procedure shown in the flowchart of FIG. 3, all of the inlet valves 17 and 18 and the outlet valves 20 and 21 of the gas chambers 11 and 12 are opened when the engine 1 is cold. Thus, the warm-up mode in which only the gas chambers 11 and 12 pass through the gas chambers 11 and 12 without passing through the tubes 13 and flow to the EGR pipe 19 is selected, and the inlet valves 17 and 18 of the gas chambers 11 and 12 are connected. Since all of the outlet valves 20 and 21 are opened and the reflux gas 8 ′ is recirculated to the vicinity of the inlet of the intake manifold 6 without passing through the tube 13, the engine 1 is actively warmed up. Will be promoted. Here, the reason why the recirculation gas 8 'is guided to the EGR pipe 19 through both the gas chambers 11 and 12 is to recirculate more warm recirculation gas 8' without causing extra pressure loss. is there.

また、一般的なＥＧＲ装置においては、冷機始動時にＥＧＲクーラ１６で冷却された還流ガス８’が再循環されることでエンジン１の暖機が遅れてしまう虞れがあるため、該エンジン１の暖機を優先するべく還流ガス８’の再循環が中止されるようになっているが、本形態例のＥＧＲ装置では、冷機始動時にも還流ガス８’を再循環できることで暖機中のＮＯxの低減化を図ることが可能となる。 Further, in a general EGR device, the recirculation gas 8 ′ cooled by the EGR cooler 16 at the start of the cold engine may be recirculated, so that the warm-up of the engine 1 may be delayed. Although the recirculation of the reflux gas 8 ′ is stopped in order to give priority to the warm-up, the EGR device of the present embodiment can recirculate the reflux gas 8 ′ even at the time of cold start so that NOx during the warm-up can be obtained. Can be reduced.

そして、エンジン水温により暖機の完了が確認されると、順流モードと逆流モードのうちでエンジン１の停止前のモードと逆のモードが選択され、例えば、制御装置２２により順流モードが選択された際には、一方のガスチャンバ１１の入口バルブ１７と他方のガスチャンバ１２の出口バルブ２１が開けられて還流ガス８’が一方のガスチャンバ１１から他方のガスチャンバ１２に向けて流れ、また、制御装置２２により逆流モードが選択された際には、他方のガスチャンバ１２の入口バルブ１８と一方のガスチャンバ１１の出口バルブ２０が開けられて還流ガス８’が他方のガスチャンバ１２から一方のガスチャンバ１１に向けて逆流することになる。このように、制御装置２２により順流モードと逆流モードを交互に選択すれば、ＥＧＲクーラ１６の出口側となっていた温度の低い領域が入口側に変更されて温度の高い領域となり、該領域の流路壁面に付着していたＳＯＦ分が揮発して前記流路壁面がドライな状態に戻り、煤化合物の前駆物質である煤分が堆積し難くなる。 When the completion of warm-up is confirmed by the engine water temperature, a mode opposite to the mode before the engine 1 is stopped is selected from the forward flow mode and the reverse flow mode. For example, the forward flow mode is selected by the control device 22. In this case, the inlet valve 17 of one gas chamber 11 and the outlet valve 21 of the other gas chamber 12 are opened, and the reflux gas 8 ′ flows from one gas chamber 11 to the other gas chamber 12, When the reverse flow mode is selected by the control device 22, the inlet valve 18 of the other gas chamber 12 and the outlet valve 20 of the one gas chamber 11 are opened so that the reflux gas 8 ′ is sent from the other gas chamber 12 to the other gas chamber 12. The gas flows backward toward the gas chamber 11. As described above, when the forward flow mode and the reverse flow mode are alternately selected by the control device 22, the low temperature region which has been the outlet side of the EGR cooler 16 is changed to the inlet side to become a high temperature region. The SOF component adhering to the channel wall surface volatilizes and the channel wall surface returns to a dry state, so that the soot component, which is a precursor of the soot compound, is difficult to deposit.

ここで選択されたモードは、各出口バルブ２０，２１への煤化合物の堆積が懸念される条件が成立まで継続されることになるが、ＥＧＲクーラ１６の出口ガス温度が所定温度（例えば９０℃）を超えないまま走行した積算時間が規定時間（例えば１時間）を超えた場合と、所定回転数（例えば１２００ｒｐｍ）以下の軽負荷運転状態でパティキュレートフィルタ２４の再生制御が実施された場合の何れかの条件が成立した際には、第一バルブ掃気モード又は第二バルブ掃気モードが実行されることになる。即ち、逆流モードが現在選択されているのであれば第一バルブ掃気モードが選択され、順流モードが現在選択されているのであれば第二バルブ掃気モードが選択される。 The mode selected here is continued until the condition that the deposition of the soot compound on the outlet valves 20 and 21 is concerned is satisfied, but the outlet gas temperature of the EGR cooler 16 is a predetermined temperature (for example, 90 ° C.). ) When the accumulated time of traveling without exceeding the specified time (for example, 1 hour) and when the regeneration control of the particulate filter 24 is performed in a light load operation state at a predetermined rotational speed (for example, 1200 rpm) or less. When either condition is satisfied, the first valve scavenging mode or the second valve scavenging mode is executed. That is, if the reverse flow mode is currently selected, the first valve scavenging mode is selected, and if the forward flow mode is currently selected, the second valve scavenging mode is selected.

即ち、前述のように順流モードと逆流モードを交互に選択するとしても、各ガスチャンバ１１，１２の出口バルブ２０，２１には、チューブ１３を経由して冷却された還流ガス８’しか導かれないことから、前記各出口バルブ２０，２１における温度は常に低くなっていてＳＯＦ分が付着し易い環境となってしまうので、一方のガスチャンバ１１の入口バルブ１７と出口バルブ２０のみを開けて還流ガス８’をチューブ１３を経由させることなく一方のガスチャンバ１１だけを通過させてＥＧＲパイプ１９へと流す第一バルブ掃気モードと、他方のガスチャンバ１２の入口バルブ１８と出口バルブ２１のみを開けて還流ガス８’をチューブ１３を経由させることなく他方のガスチャンバ１２だけを通過させてＥＧＲパイプ１９へと流す第二バルブ掃気モードとを、順流モードと逆流モードの何れが現在選択されているかに基づいて選択するようにしている。 That is, even if the forward flow mode and the reverse flow mode are alternately selected as described above, only the reflux gas 8 ′ cooled through the tube 13 is guided to the outlet valves 20 and 21 of the gas chambers 11 and 12, respectively. Therefore, the temperature at each of the outlet valves 20 and 21 is always low, so that the SOF component easily adheres. Therefore, only the inlet valve 17 and the outlet valve 20 of one gas chamber 11 are opened and refluxed. Only the first valve scavenging mode in which the gas 8 ′ passes through only one gas chamber 11 without passing through the tube 13 and flows to the EGR pipe 19, and only the inlet valve 18 and the outlet valve 21 of the other gas chamber 12 are opened. The second gas flowing through the EGR pipe 19 through the other gas chamber 12 without passing through the tube 13 through the reflux gas 8 ′. A Bed scavenge mode, which of the forward flow mode and the backflow mode is to be selected based on whether the currently selected.

この結果、排気マニホールド９から抜き出した高温の還流ガス８’が各出口バルブ２０，２１の何れかに直に流通されて温度が上がり、該各出口バルブ２０，２１の何れかの流路壁面に付着していたＳＯＦ分が揮発して前記流路壁面がドライな状態に戻り、煤化合物の前駆物質である煤分が堆積し難くなる。ここで、各出口バルブ２０，２１を片方ずつ還流ガス８’で掃気するようにしているのは、該還流ガス８’の流速を極力高く保つことにより煤分を掃気する効果を高めるためである。 As a result, the high-temperature recirculation gas 8 ′ extracted from the exhaust manifold 9 is directly circulated to any one of the outlet valves 20 and 21, and the temperature rises. The attached SOF component volatilizes and the flow path wall surface returns to a dry state, so that the soot component, which is a precursor of the soot compound, is difficult to deposit. Here, each outlet valve 20, 21 is scavenged one by one with the reflux gas 8 'in order to enhance the effect of scavenging the apportionment by keeping the flow velocity of the reflux gas 8' as high as possible. .

また、この際には、ＥＧＲパイプ１９へも高温の還流ガス８’が導かれることになるため、前記ＥＧＲパイプ１９の流路壁面に付着していたＳＯＦ分も揮発して前記流路壁面がドライな状態に戻り、煤化合物の前駆物質である煤分が堆積し難くなるという付帯的なメリットも得られる。 At this time, since the high-temperature reflux gas 8 ′ is also guided to the EGR pipe 19, the SOF component adhering to the flow path wall surface of the EGR pipe 19 is volatilized and the flow path wall surface becomes There is also an attendant merit of returning to a dry state and making it difficult for the soot compound precursor to accumulate.

尚、第一バルブ掃気モード又は第二バルブ掃気モードを交互に選択する際には、必要に応じてメイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を追加したり、吸気３の流量を絞り込んだりして、排気温度を強制的に昇温させるようにすると更に効果的であるので、本形態例では排気昇温制御を併用するようにしている。 In addition, when alternately selecting the first valve scavenging mode or the second valve scavenging mode, after injection is added at a combustible timing immediately after the main injection, or the flow rate of the intake air 3 is reduced as necessary. Thus, it is more effective to forcibly raise the exhaust gas temperature, so in this embodiment, the exhaust gas temperature raising control is used together.

そして、第一バルブ掃気モード又は第二バルブ掃気モードの完了をＥＧＲクーラ１６の出口ガス温度と時間の経過により判定し、第一バルブ掃気モード又は第二バルブ掃気モードの何れが現在選択されているかに基づき、第一バルブ掃気モードが選択されていたならば今度は順流モードを選択し、第二バルブ掃気モードが選択されていたならば今度は逆流モードを選択するようにしている。 Then, the completion of the first valve scavenging mode or the second valve scavenging mode is determined based on the outlet gas temperature of the EGR cooler 16 and the passage of time, and whether the first valve scavenging mode or the second valve scavenging mode is currently selected. Based on the above, if the first valve scavenging mode is selected, the forward flow mode is selected this time, and if the second valve scavenging mode is selected, the reverse flow mode is selected this time.

従って、上記形態例によれば、制御装置２２により順流モードと逆流モードを交互に選択することにより、ＥＧＲクーラ１６に対する還流ガス８’の流れの向きを逆転することができ、これによりＥＧＲクーラ１６の出口側となっていた温度の低い領域を入口側に変更して温度の高い領域とし、該領域の流路壁面に付着していたＳＯＦ分を揮発させて前記流路壁面をドライな状態に戻し、煤化合物の前駆物質である煤分を堆積し難くすることができるので、ＥＧＲクーラ１６の出口側における煤化合物の付着堆積を防止することができ、ＥＧＲクーラ１６の効率低下や詰まりを未然に回避することができる。 Therefore, according to the above-described embodiment, the flow direction of the recirculation gas 8 ′ with respect to the EGR cooler 16 can be reversed by alternately selecting the forward flow mode and the reverse flow mode by the control device 22, thereby the EGR cooler 16. The low temperature region that has been on the outlet side of the gas is changed to the high temperature region by changing it to the inlet side, and the SOF component adhering to the flow path wall surface of the region is volatilized to make the flow path wall surface dry. It is possible to make it difficult to deposit soot that is a precursor of the soot compound, so that adhesion deposition of soot compound on the outlet side of the EGR cooler 16 can be prevented, and reduction in efficiency and clogging of the EGR cooler 16 can be prevented. Can be avoided.

また、制御装置２２により第一バルブ掃気モードと第二バルブ掃気モードを交互に選択することにより、排気マニホールド９から抜き出した高温の還流ガス８’を各出口バルブ２０，２１の何れかに直に流通させて温度を上げ、該各出口バルブ２０，２１の何れかの流路壁面に付着していたＳＯＦ分を揮発させて前記流路壁面をドライな状態に戻し、煤化合物の前駆物質である煤分を堆積し難くすることができるので、各出口バルブ２０，２１における煤化合物の付着堆積を防止することができ、各出口バルブ２０，２１の作動不良を未然に回避することができる。 Further, by alternately selecting the first valve scavenging mode and the second valve scavenging mode by the control device 22, the high-temperature recirculation gas 8 ′ extracted from the exhaust manifold 9 is directly applied to any one of the outlet valves 20 and 21. The temperature is raised by circulation, and the SOF component adhering to the flow path wall surface of each of the outlet valves 20 and 21 is volatilized to return the flow path wall surface to a dry state. Since it is possible to make it difficult to deposit soot, it is possible to prevent deposition of soot compounds on the outlet valves 20 and 21, and to prevent malfunction of the outlet valves 20 and 21.

更に、制御装置２２により第一バルブ掃気モードと第二バルブ掃気モードを交互に選択することにより、排気マニホールド９から抜き出した高温の還流ガス８’をＥＧＲパイプ１９へ直に導いて温度を上げ、該ＥＧＲパイプ１９の流路壁面に付着していたＳＯＦ分を揮発させて前記流路壁面をドライな状態に戻し、煤化合物の前駆物質である煤分を堆積し難くすることができるので、ＥＧＲパイプ１９における煤化合物の付着堆積を防止することができ、ＥＧＲパイプ１９の流路断面積の縮小を未然に回避することができる。 Further, by alternately selecting the first valve scavenging mode and the second valve scavenging mode by the control device 22, the high-temperature recirculation gas 8 ′ extracted from the exhaust manifold 9 is directly led to the EGR pipe 19 to raise the temperature, Since the SOF component adhering to the channel wall surface of the EGR pipe 19 is volatilized to return the channel wall surface to a dry state, it is possible to make it difficult to deposit soot as a precursor of the soot compound. It is possible to prevent deposition and deposition of soot compounds on the pipe 19, and to avoid a reduction in the cross-sectional area of the EGR pipe 19.

また、エンジン１の冷機始動時に制御装置２２により暖機モードを選択することにより、還流ガス８’をチューブ１３を経由させずに高い温度のまま吸気マニホールド６の入口付近へ再循環させることができるので、エンジン１の暖機を積極的に促進することができ、しかも、一般的に還流ガス８’の再循環が中止される冷機始動時にも還流ガス８’を再循環して暖機中のＮＯxの低減化を図ることができる。 Further, by selecting the warm-up mode by the control device 22 when the engine 1 is cold-started, the reflux gas 8 ′ can be recirculated to the vicinity of the inlet of the intake manifold 6 without passing through the tube 13. Therefore, the warm-up of the engine 1 can be actively promoted, and the recirculation gas 8 ′ is recirculated during the cold start when the recirculation of the recirculation gas 8 ′ is generally stopped. Reduction of NOx can be achieved.

尚、本発明のＥＧＲ装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、第一バルブ掃気モード、第二バルブ掃気モード、暖機モードについては、必要に応じて追加できるようにしておけば良いこと、また、排気通路は排気マニホールドであっても排気管であっても良く、吸気通路も吸気マニホールドであっても吸気管であっても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The EGR device of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The first valve scavenging mode, the second valve scavenging mode, and the warm-up mode can be added as necessary. In addition, the exhaust passage may be an exhaust manifold or an exhaust pipe, the intake passage may be an intake manifold or an intake pipe, and does not depart from the gist of the present invention. Of course, various changes can be made within the range.

１エンジン
６吸気マニホールド（吸気通路）
８排気ガス
８’ 還流ガス
９排気マニホールド（排気通路）
１１ガスチャンバ（一方のガスチャンバ）
１２ガスチャンバ（他方のガスチャンバ）
１３チューブ
１４シェル
１５冷却水
１６ＥＧＲクーラ
１７入口バルブ
１８入口バルブ
１９ＥＧＲパイプ
２０出口バルブ
２１出口バルブ
２２制御装置 1 Engine 6 Intake manifold (intake passage)
8 Exhaust gas 8 'Reflux gas 9 Exhaust manifold (exhaust passage)
11 Gas chamber (one gas chamber)
12 Gas chamber (the other gas chamber)
13 Tube 14 Shell 15 Cooling water 16 EGR cooler 17 Inlet valve 18 Inlet valve 19 EGR pipe 20 Outlet valve 21 Outlet valve 22 Control device

Claims

エンジンの排気通路から排気ガスの一部を抜き出して還流ガスとして吸気通路へ再循環するＥＧＲ装置であって、一対のガスチャンバ間を複数本のチューブにより連結し且つ該各チューブをシェルにより包囲して該シェル内に冷却水を吸排し得るようにしたＥＧＲクーラを備え、該ＥＧＲクーラの各ガスチャンバの夫々を入口バルブを介し排気通路と接続すると共に、吸気通路から導いたＥＧＲパイプを分岐して前記各ガスチャンバの夫々に出口バルブを介し接続し、前記各入口バルブと前記各出口バルブとを個別に制御し得る制御装置を備え、該制御装置は、一方のガスチャンバの入口バルブと他方のガスチャンバの出口バルブのみを開けて還流ガスを一方のガスチャンバから他方のガスチャンバに向けて流す順流モードと、一方のガスチャンバの出口バルブと他方のガスチャンバの入口バルブのみを開けて還流ガスを他方のガスチャンバから一方のガスチャンバに向けて逆流させる逆流モードとを交互に選択し得るように構成され、煤化合物の堆積が懸念される状況が成立した際に、一方のガスチャンバの入口バルブと出口バルブのみを開けて還流ガスをチューブを経由させることなく一方のガスチャンバだけを通過させてＥＧＲパイプへと流す第一バルブ掃気モードと、他方のガスチャンバの入口バルブと出口バルブのみを開けて還流ガスをチューブを経由させることなく他方のガスチャンバだけを通過させてＥＧＲパイプへと流す第二バルブ掃気モードとを選択し得るように構成されたことを特徴とするＥＧＲ装置。 An EGR device that extracts a part of exhaust gas from an exhaust passage of an engine and recirculates it as a recirculation gas to an intake passage, and connects a pair of gas chambers with a plurality of tubes and surrounds each tube with a shell. An EGR cooler capable of sucking and discharging cooling water in the shell and connecting each gas chamber of the EGR cooler to an exhaust passage through an inlet valve and branching an EGR pipe led from the intake passage. connect via an outlet valve the in each of the gas chambers Te, with the control device and the respective inlet valve each outlet valve may individually controlled, the control device includes an inlet valve and the other one of the gas chamber Only the outlet valve of one gas chamber is opened, the forward flow mode in which the reflux gas flows from one gas chamber to the other gas chamber, and one gas chamber It constructed a reverse flow mode in which flow back toward the one gas chamber only drilled recirculated gas inlet valve of the outlet valve and the other gas chamber Nba from the other gas chamber so as to alternately selected, soot compound When a situation in which deposition is a concern is established, only the inlet valve and the outlet valve of one gas chamber are opened, and the reflux gas passes through only one gas chamber without passing through the tube and flows to the EGR pipe. One valve scavenging mode, and a second valve scavenging mode in which only the other gas chamber is passed through the other gas chamber without opening the inlet valve and outlet valve of the other gas chamber and passing through the other gas chamber without passing through the tube. An EGR device configured to be selectable .

前記制御装置は、煤化合物の堆積が懸念される状況が成立した際に、前記逆流モードが選択されている場合は前記第一バルブ掃気モード又は前記第二バルブ掃気モードの一方を実行し、前記順流モードが選択されている場合は前記第一バルブ掃気モード又は前記第二バルブ掃気モードの他方を実行するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ装置。The control device executes one of the first valve scavenging mode or the second valve scavenging mode when the reverse flow mode is selected when a situation in which deposition of soot compounds is a concern is established, The EGR device according to claim 1, wherein when the forward flow mode is selected, the other one of the first valve scavenging mode and the second valve scavenging mode is executed.

エンジンの冷機始動時に各ガスチャンバの入口バルブと出口バルブの全てを開けて還流ガスをチューブを経由させることなく各ガスチャンバだけを通過させてＥＧＲパイプへと流す暖機モードを選択し得るように制御装置が構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＧＲ装置。 A warm-up mode can be selected in which all of the inlet and outlet valves of each gas chamber are opened at the time of engine cold start so that the recirculation gas passes through each gas chamber without passing through the tube and flows to the EGR pipe. The EGR device according to claim 1, wherein a control device is configured.