JP2017002760A - EGR device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はEGR装置に係り、特にEGRクーラーで排気ガスと冷却水との熱交換を実行して冷却水の昇温を促進するEGR装置に関するものである。 The present invention relates to an EGR device, and more particularly to an EGR device that promotes the temperature rise of cooling water by performing heat exchange between exhaust gas and cooling water with an EGR cooler.
EGR装置は、内燃機関から排出された排気ガスを再燃焼させるために、この排気通路内の排気ガスの一部を吸気通路に戻すものであり、「排気ガス還流装置」とも称される。
以下に開示される特許文献1においては、EGRクーラーに導入される冷却水路を2つ設け、そのうちの1つは排気ガスと熱交換を行った冷却水をEGRクーラーに導入する冷却水通路であり、冷却水の暖機が望まれる場合は該通路からEGRクーラーに冷却水を導入する技術が公開されている。
The EGR device returns a part of the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage in order to reburn the exhaust gas discharged from the internal combustion engine, and is also referred to as an “exhaust gas recirculation device”.
In Patent Document 1 disclosed below, two cooling water passages introduced into the EGR cooler are provided, and one of them is a cooling water passage for introducing the cooling water heat-exchanged with the exhaust gas into the EGR cooler. In the case where it is desired to warm up the cooling water, a technique for introducing the cooling water from the passage to the EGR cooler is disclosed.
しかしながら、従来のEGR装置において、上記特許文献1に開示される技術では、排気ガスで冷却水を昇温するため熱交換器が必要となり、コストアップとなるため改善が望まれていた。 However, in the conventional EGR device, the technique disclosed in Patent Document 1 requires a heat exchanger to raise the temperature of the cooling water with the exhaust gas, which increases the cost and has been desired to be improved.
この発明は、内燃機関を暖機する場合にEGRクーラーで冷却水を早期に昇温し、内燃機関の暖機を促進し得るEGR装置を実現することを目的とする。 It is an object of the present invention to realize an EGR device that can quickly increase the temperature of cooling water with an EGR cooler when warming up an internal combustion engine, and promote warm-up of the internal combustion engine.
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、排気ガスを吸気通路に還流するEGR通路と、このEGR通路に設けられた、冷却水との熱交換によって前記排気ガスを冷却するEGRクーラーと、前記EGR通路における前記EGRクーラーの下流側と排気通路とを接続するバイパス通路と、前記排気ガスを前記吸気通路と前記バイパス通路とのいずれかに流入するよう制御するバイパス弁と、内燃機関を暖機する場合、前記EGRクーラーを通過した排気ガスが前記バイパス通路に流入するようバイパス弁を制御するバイパス弁制御部とを備えたことを特徴する。 Therefore, in order to eliminate the above disadvantages, the present invention provides an EGR passage that recirculates the exhaust gas to the intake passage, and an EGR cooler that is provided in the EGR passage and cools the exhaust gas by heat exchange with cooling water. A bypass passage connecting the downstream side of the EGR cooler in the EGR passage and the exhaust passage, a bypass valve for controlling the exhaust gas to flow into either the intake passage or the bypass passage, and an internal combustion engine When the engine is warmed up, a bypass valve control unit is provided that controls the bypass valve so that the exhaust gas that has passed through the EGR cooler flows into the bypass passage.
この発明によれば、内燃機関を暖機する場合、EGRクーラーで冷却水が排気ガスによって昇温され、排気ガスが排気通路に流入するため、前記EGRクーラーで冷却水を早期に昇温して内燃機関の暖機を促進することができる。 According to the present invention, when the internal combustion engine is warmed up, the cooling water is heated by the exhaust gas by the EGR cooler, and the exhaust gas flows into the exhaust passage. Therefore, the cooling water is quickly heated by the EGR cooler. Warming up of the internal combustion engine can be promoted.
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1及び図2はこの発明の実施例を示すものである。
図2において、1は車両に搭載される内燃機関である。
この内燃機関1には、吸気通路2と排気通路3とがそれぞれ連通している。
また、前記内燃機関1は、この内燃機関1から排出された排気ガスを再燃焼させるEGR装置4を備えている。
このEGR装置4は、前記内燃機関1の前記排気通路3から排気ガスを前記吸気通路2へ還流するEGR通路5と、このEGR通路5内を流れる排気ガスを調整するEGR弁6と、前記EGR通路5に設けられた、冷却水との熱交換によって前記排気ガスを冷却するEGRクーラー7とを備えている。
このとき、前記EGR通路5は、一端側を前記排気通路3に備えられた触媒8よりも下流側の排気通路3に連通し、他端側をスロットル弁9と吸気マニホルド10との間の前記吸気通路2に連通して排気ガスを吸気通路2に還流している。
前記EGR弁6は、前記EGR通路5の前記排気通路3との連通部位の近くに配置している。
また、前記EGR装置4のEGRクーラー7は、前記EGR弁6よりも下流側の前記EGR通路5に配置している。
1 and 2 show an embodiment of the present invention.
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an internal combustion engine mounted on a vehicle.
The internal combustion engine 1 communicates with an
The internal combustion engine 1 is provided with an
The
At this time, one end side of the EGR
The EGR valve 6 is disposed near the communication portion of the
Further, the
前記EGR装置4は、前記EGR通路5における前記EGRクーラー7の下流側と前記排気通路3とを接続するバイパス通路11と、前記排気ガスを前記吸気通路2とバイパス通路11とのいずれかに流入するよう制御するバイパス弁12とを備えている。
前記バイパス通路11は、前記EGRクーラー7よりも下流側の前記EGR通路5の途中部位を前記EGR弁6よりも下流側の前記排気通路3に連通している。
前記バイパス弁12は、前記EGR通路5と前記バイパス通路11の上流側との連通部位に配置し、EGR通路5からの排気ガスを前記吸気通路2側とバイパス通路11の下流側と連通された前記排気通路3側とのいずれかに流入するよう開閉制御する。
具体的には、前記バイパス弁12は、前記EGR通路5において前記吸気通路2と前記排気通路11とに向かう分岐に備えられており、バイパス弁12が開放状態のときには排気ガスは前記EGRクーラー7を通過後、バイパス通路11を経由して排気通路3に流入し、バイパス弁12が閉鎖状態のときには排気ガスはEGRクーラー7を通過後吸気通路2に流入する。
The EGR
The
The
Specifically, the
前記EGR装置4は、制御手段(「ECU」ともいう。)13を備えている。
この制御手段13は、前記スロットル弁9の開度検出信号やその他の車両情報14、前記内燃機関1の冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ15からの検出信号などを入力する一方、前記EGR装置4のEGR弁6を開閉制御するEGR弁制御部16と、前記バイパス弁12を開閉制御するバイパス弁制御部17とを備えている。
このバイパス弁制御部17は、前記内燃機関1を暖機する場合、前記EGRクーラー7を通過した排気ガスが前記バイパス通路11に流入するよう前記バイパス弁12を開放制御している。
これにより、前記内燃機関1を暖機する場合、前記EGRクーラー7で冷却水が排気ガスによって昇温され、排気ガスが前記バイパス通路11を経て前記排気通路3に流入するため、EGRクーラー7で冷却水を早期に昇温して前記内燃機関1の暖機を促進することができる。
The
The control means 13 inputs an opening detection signal of the
When the internal combustion engine 1 is warmed up, the bypass
Thereby, when the internal combustion engine 1 is warmed up, the cooling water is heated by the exhaust gas in the
前記バイパス弁制御部17は、冷却水の温度が所定値未満である場合に前記EGRクーラー7を通過した排気ガスが前記バイパス通路11に流入するよう前記バイパス弁12を制御する。
つまり、前記バイパス弁制御部17は、前記冷却水温度センサ15からの検出信号などを入力し、冷却水の温度が所定値T1未満たる、
冷却水温度<T1
である場合に、前記バイパス弁12を開放し、前記EGRクーラー7を通過した排気ガスが前記バイパス通路11に流入するように制御する。
これにより、冷却水の温度が低い場合、つまり、所定値T1未満の場合には、排気ガスによって冷却水が昇温され、排気ガスが前記バイパス通路11を経て前記排気通路3に流入するため、前記EGRクーラー7で冷却水を早期に昇温して前記内燃機関1の暖機を促進することができる。
The bypass
That is, the bypass
Cooling water temperature <T1
In this case, the
Thereby, when the temperature of the cooling water is low, that is, below the predetermined value T1, the cooling water is heated by the exhaust gas, and the exhaust gas flows into the exhaust passage 3 through the
次に、図1の前記EGR装置4の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
Next, the operation will be described along the control flowchart of the
前記EGR装置4の制御用プログラムがスタート(101)すると、前記内燃機関1の冷却水温度が所定値T1未満、つまり、
冷却水温度<T1
であるか否かの判断(102)に移行する。
この判断(102)においては、前記冷却水温度センサ15からの検出信号を前記制御手段13に入力し、所定値T1未満であるか否かを判定している。
判断(102)がYESで、前記内燃機関1の冷却水温度が所定値T1未満、つまり、
冷却水温度<T1
の場合には、前記EGR弁6を開放させる処理(103)に移行する。
この処理(103)においては、前記制御手段13の前記EGR弁制御部16によって前記EGR装置4の前記EGR弁6を開放するように制御し、一端側の前記排気通路3から前記EGR通路5内に排気ガスの一部を流入させる。
このとき、前記EGR通路5に流入した排気ガスは、前記EGRクーラー7を通過するため、冷却水と熱交換を行い、冷却水が昇温される。
また、前記EGR弁6を開放させる処理(103)の後には、前記バイパス弁12を開放させる処理(104)に移行する。
この処理(104)においては、前記制御手段13のバイパス弁制御部17によって前記バイパス弁12を開放するように制御し、排気ガスを前記吸気通路2へ流入させることなく、前記EGRクーラー7を通過した排気ガスを前記バイパス通路11を経て、前記排気通路3に戻して冷却水の温度を早期に昇温するよう制御される。
その後に、後述するEGR装置4の制御用プログラムがエンド(109)に移行する。
上述の前記内燃機関1の冷却水温度が所定値T1未満、つまり、
冷却水温度<T1
であるか否かの判断(102)において、判断(102)がNOで、前記内燃機関1の冷却水温度が所定値T1以上、つまり、
冷却水温度≧T1
の場合には、EGR導入を行うか否かの判断(105)に移行する。
この判断(105)においては、冷却水温度が所定値T1以上であるため、冷却水を昇温する必要がないと判断し、通常のEGR導入判定を行っている。
具体的には、例えば冷却水の水温と吸気温に基づいて、EGRを導入するか否かを決定する。
上記条件以外にも、一般的なEGR制御に基づいてEGR弁開度が制御される。
そして、判断(105)がYESの場合には、EGR弁開度制御の処理(106)に移行する。
この処理(106)においては、前記制御手段13のEGR弁制御部16によって前記EGR装置4のEGR弁6の開度を制御している。
また、EGR弁開度制御の処理(106)の後には、前記バイパス弁12を閉鎖させる処理(107)に移行する。
この処理(107)においては、前記制御手段13のバイパス弁制御部17によって前記バイパス弁12が閉鎖するように制御し、排気ガスを前記吸気通路2へ還流させる。
その後に、前記EGR装置4の制御用プログラムがエンド(109)に移行する。
上述のEGR導入を行うか否かの判断(105)がNOの場合には、前記EGR弁6を閉鎖させる処理(108)に移行する。
この処理(108)においては、前記制御手段13のEGR弁制御部16によって前記EGR装置4のEGR弁6を閉鎖するように制御し、一端側の前記排気通路3から前記EGR通路5内への排気ガスの流入を阻止している。
このとき、EGRを導入しないと判定されたことにより、冷却水を昇温する必要もEGRを導入する必要もないため、前記EGR弁6が閉鎖状態に制御され、その後に、前記EGR装置4の制御用プログラムがエンド(109)に移行して本ルーチンを終了する。
上記制御によって、冷却水の水温が低いときには、前記EGRクーラー7に排気ガスを流入させて冷却水と熱交換を行わせると共に、排気ガスを前記吸気通路2に流入させることなく前記排気通路3に流入させることで、熱交換器を設けることなく前記EGRクーラー7で冷却水を早期に昇温することが可能となる。
When the control program of the
Cooling water temperature <T1
It shifts to judgment (102) of whether or not.
In this determination (102), a detection signal from the cooling
When the determination (102) is YES, the coolant temperature of the internal combustion engine 1 is less than a predetermined value T1, that is,
Cooling water temperature <T1
In this case, the process proceeds to the process (103) for opening the EGR valve 6.
In this process (103), the EGR
At this time, since the exhaust gas flowing into the EGR
After the process (103) for opening the EGR valve 6, the process proceeds to the process (104) for opening the
In this process (104), the bypass
Thereafter, a control program for the
The cooling water temperature of the internal combustion engine 1 is less than a predetermined value T1, that is,
Cooling water temperature <T1
In the determination (102) of whether or not, the determination (102) is NO and the cooling water temperature of the internal combustion engine 1 is equal to or higher than a predetermined value T1, that is,
Cooling water temperature ≧ T1
In this case, the process proceeds to determination (105) as to whether or not to introduce EGR.
In this determination (105), since the cooling water temperature is equal to or higher than the predetermined value T1, it is determined that it is not necessary to raise the temperature of the cooling water, and the normal EGR introduction determination is performed.
Specifically, for example, whether to introduce EGR is determined based on the coolant temperature and the intake air temperature.
In addition to the above conditions, the EGR valve opening is controlled based on general EGR control.
If the determination (105) is YES, the process proceeds to the EGR valve opening degree control process (106).
In this process (106), the opening degree of the EGR valve 6 of the
After the EGR valve opening degree control process (106), the process proceeds to a process (107) for closing the
In this process (107), the bypass
Thereafter, the control program of the
If the determination (105) on whether or not to introduce EGR is NO, the process proceeds to a process (108) for closing the EGR valve 6.
In this process (108), the
At this time, since it is determined that the EGR is not introduced, it is not necessary to raise the temperature of the cooling water or the EGR, so that the EGR valve 6 is controlled to be closed, and then the
With the above control, when the coolant temperature is low, the exhaust gas is caused to flow into the
1 内燃機関
2 吸気通路
3 排気通路
4 EGR装置
5 EGR通路
6 EGR弁
7 EGRクーラー
8 触媒
9 スロットル弁
10 吸気マニホルド
11 バイパス通路
12 バイパス弁
13 制御手段(「ECU」ともいう。)
14 車両情報
15 冷却水温度センサ
16 EGR弁制御部
17 バイパス弁制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
14
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