CN104285056A - 排气回流装置 - Google Patents

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Abstract

排气回流装置具备：EGR通路(5)，其使在内燃机(1)的排气通路(3)中流动的废气的一部分作为EGR气体而回流至内燃机(1)的吸气通路(2)；供冷却介质流动的冷却介质回路(6)；EGR冷却器(52)，其使在EGR通路(5)中流动的EGR气体与在冷却介质回路(6)中流动的冷却介质进行热交换，以冷却EGR气体；中间冷却器(21)，其配置在吸气通路(2)中的比与EGR通路(5)合流的合流部(A)靠吸入空气流动下游侧处，使在吸气通路(2)中流动的包括EGR气体在内的吸入空气与在冷却介质回路(6)中流动的冷却介质进行热交换，以冷却吸入空气。冷却介质回路(6)与供冷却内燃机(1)的冷却水流动的冷却水回路(10、13)独立构成，并且至少在内燃机(1)的低负荷运转时使通过EGR冷却器(52)后的冷却介质流入中间冷却器(21)。

Description

排气回流装置
本申请基于在2012年5月16日申请的日本申请号为2012-112389号和在2013年3月11日申请的日本申请号为2013-47930号，并在此援引其记载内容。
技术领域
本申请涉及使内燃机的废气的一部分回流至吸气系统的排气回流装置。
背景技术
以往，存在具备如下结构的内燃机：为了通过提高燃烧室内(气筒内)的体积效率来实现输出的提高，利用增压器(涡轮增压器)来压缩吸入到燃烧室内的空气并利用中间冷却器来冷却该空气。
在此类内燃机中，为了减少废气中所含有的有害物质(例如，NOX)，通常导入使废气的一部分回流至吸气通路的EGR(Exhaust GasRecirculation)系统(排气回流装置)。
作为上述的排气回流装置，使用使废气的一部分作为EGR气体从设于排气系统的过滤器的气体流动上游侧向吸气系统回流的高压EGR(HPL-EGR)、以及从设于排气系统的过滤器的气体流动下游侧向吸气系统回流的低压EGR(LPL-EGR)。
在此，在从内燃机的排气系统向吸气系统回流的EGR气体中含有大量以水蒸气形式存在的水分，在使用低压EGR作为排气回流装置的情况下，当利用中间冷却器来冷却EGR气体时，有时会导致EGR气体中的水分(水蒸气)发生冷凝。
对此，提出有一种排气回流装置的技术方案(例如，参照专利文献1)，该排气回流装置利用配置在供低压EGR中的EGR气体流动的EGR通路内的EGR冷却器来冷却EGR气体并使EGR气体所包含的水分冷凝，并且以使通过中间冷却器后的空气的温度比流入中间冷却器的空气的露点温度高的方式控制中间冷却器的冷却能力。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4631886号
然而，专利文献1所记载的EGR冷却器采用使通过发动机而升温的高温的发动机冷却水(90℃左右)与EGR气体热交换的结构，几乎无法利用EGR冷却器使EGR气体中所含有的水分冷凝。因此，在专利文献1所记载的排气回流装置中，有时依然存在EGR气体所含有的水分通过中间冷却器冷凝的情况，有时产生内燃机中的液压缩、各构件的腐蚀等不良状况。
在此，根据本申请的发明人的调查研究，发现存在如下趋势，即，在吸入空气的流量少的内燃机的低负荷运转时，在中间冷却器容易滞留冷凝水，滞留的冷凝水同时向内燃机的内部侵入，使得与高负荷运转时相比更容易产生所述不良状况。
发明内容
本申请鉴于上述点，目的在于提供一种排气回流装置，其能够抑制至少在内燃机的低负荷运转时的EGR气体中所含有的水分的冷凝所伴随的不良状况的产生。
为了实现上述目的，本申请的一个方式的内燃机的排气回流装置的特征在于，所述排气回流装置具备：EGR通路，其使在内燃机的排气通路中流动的废气的一部分作为EGR气体而回流至内燃机的吸气通路；供冷却介质流动的冷却介质回路；EGR冷却器，其使在EGR通路中流动的EGR气体与在冷却介质回路中流动的冷却介质进行热交换，以冷却EGR气体；以及中间冷却器，其配置在吸气通路中的比与EGR通路合流的合流部靠吸入空气流动下游侧处，使在吸气通路中流动的包括EGR气体在内的吸入空气与在冷却介质回路中流动的冷却介质进行热交换，以冷却吸入空气，冷却介质回路与供冷却内燃机的冷却水流动的冷却水回路独立构成，并且至少在内燃机的低负荷运转时使通过EGR冷却器后的冷却介质流入中间冷却器。
由此，在EGR冷却器中，不使用通过内燃机而升温后的高温的冷却水，而使低温的冷却介质与EGR气体进行热交换，因此能够利用EGR冷却器使EGR气体中所含有的水分冷凝。
此外，至少在内燃机的低负荷运转时，在中间冷却器中，使在EGR冷却器中从EGR气体吸热并升温后的冷却介质与包括利用EGR冷却器除湿后EGR气体在内的吸入空气进行热交换，因此能够抑制中间冷却器中的冷凝水的产生。
因此，根据本申请，能够避免在内燃机的低负荷运转时成为问题的、冷凝水向内燃机的浸入，从而能够抑制伴随EGR气体中所含有的水分的冷凝的不良状况的产生。
此外，在内燃机的高负荷运转时，与低负荷运转时相比，向内燃机吸入的吸入空气的流量增加，EGR气体的流量随之增大。因此，在内燃机的高负荷运转时，若利用EGR冷却器使EGR气体中所含有的水分冷凝，则存于EGR冷却器的冷凝水变得容易与EGR气体一并向吸气通路浸入。若冷凝水向吸气通路侵入，则存在产生增压器的压缩机的液压缩等的问题。
对此，本申请的另一个方式的排气回流装置的特征在于，所述排气回流装置具备对EGR冷却器中的EGR气体的冷却能力进行调节的冷却能力调节机构，冷却能力调节机构在内燃机的高负荷运转时，比起低负荷运转时，使EGR冷却器中的EGR气体的冷却能力降低。
如此，若采用在内燃机的高负荷运转时使EGR冷却器中的冷却能力降低的结构，则能够在高负荷运转时抑制EGR冷却器中的冷凝水的产生，因此能够避免冷凝水向吸气通路的浸入。换句话说，能够避免在内燃机的低负荷运转时成为问题的、冷凝水向内燃机的浸入，并且能够防止在内燃机的高负荷运转时成为问题的、增压器的压缩机的液压缩等。
因此，能够更适当地抑制伴随着EGR气体中所含有的水分的冷凝的不良状况的产生。
另外，本申请的又一个方式的排气回流装置的特征在于，所述排气回流装置具备变更EGR通路的通路截面积的EGR阀，EGR冷却器设置在EGR通路中的比EGR阀靠气体流动下游侧处。
由此，当由EGR阀关闭EGR通路后，能够防止从排气通路侧流来的EGR气体向EGR冷却器的流入，因此能够防止EGR冷却器中的EGR气体与冷却介质之间的不必要的热交换。其结果是，能够确保中间冷却器中的冷却性能。
附图说明
关于本申请的上述目的以及其他目的、特征、优点通过参照附图和下述的详细记述能够更加明确。该附图是：
图1是应用了第一实施方式所涉及的排气回流装置的发动机的简要结构图。
图2是应用了第二实施方式所涉及的排气回流装置的发动机的简要结构图。
图3是应用了第三实施方式所涉及的排气回流装置的发动机的简要结构图。
图4是应用了第四实施方式所涉及的排气回流装置的发动机的简要结构图。
图5是用于说明第四实施方式所涉及的排气回流装置的变形例的简要结构图。
图6是应用了第五实施方式所涉及的排气回流装置的发动机的简要结构图。
具体实施方式
以下，基于附图对实施方式进行说明。需要说明的是，在以下的各实施方式彼此之间，对彼此相同或等同的部分标注相同的附图标记。
(第一实施方式)
本实施方式所涉及的排气回流装置应用于搭载在车辆上的发动机1。该发动机1是构成车辆行驶用的驱动源的水冷式汽油发动机的内燃机。
如图1的简要结构图所示，本实施方式的发动机1构成为，与供发动机冷却水流通的发动机冷却水回路10连接，使发动机1所具有的热量向发动机冷却水释放。在发动机冷却水回路10上设有使发动机冷却水循环的循环泵11、以及使通过发动机1而升温后的发动机冷却水放热的散热器12。
另外，发动机1连接有将从车辆外部吸入的吸入空气导入气筒内的吸气通路2、以及将在气筒内(燃烧室内)产生的排出气体向车辆外部排出的排气通路3。
在吸气通路2中，从空气流动上游侧依次设有将排出空气的能量作为驱动源而进行动作的增压器(涡轮增压器)4的压缩机4a、对由压缩机4a压缩后的高温高压的空气进行冷却的中间冷却器21等。
增压器4具有设于吸气通路2上的压缩机4a、设于排气通路3上的涡轮4b，且使压缩后的高温高压的空气向下游侧的中间冷却器21流动。
中间冷却器21是使由压缩机4a压缩后的高温高压的空气与在冷却介质回路6中流动的冷却介质(例如，防冻液)热交换以冷却吸入空气的热交换器。需要说明的是，关于冷却介质回路6在后面进行说明。
另一方面，在排气通路3中，从气体流动上游侧依次设有增压器4的涡轮4b、过滤器31等。过滤器31由捕集粒状物质的捕集部、净化NOX等的三元催化剂等构成，其用于排出气体所含有的粒状物质的捕集、净化NOX等。
另外，在本实施方式的发动机1中设有将废气的一部分作为EGR气体从发动机1的排气系统向吸气系统回流的EGR装置。本实施方式的EGR装置由低压EGR(LPL-EGR)构成，具备低压EGR通路5、EGR阀51、EGR冷却器52等。
低压EGR通路5是将位于排气通路3中的增压器4的涡轮4b以及过滤器31的气体流动下游侧的分支部B、与位于吸气通路2中的增压器4的压缩机4a的气体流动上游侧的合流部A连接起来的EGR通路。
EGR阀51用于变更低压EGR通路5的通路截面积，通过变更低压EGR通路5的通路截面积，能够对经由低压EGR通路5而从排气系统向吸气系统回流的EGR气体的流量进行调节。此外，EGR阀51在发动机1的动作变得不稳定的空转时、发动机输出的最高输出时，关闭低压EGR通路5而能够停止EGR气体向吸气系统的回流。
EGR冷却器52是使在低压EGR通路5中流动的EGR气体与在后述的冷却介质回路6中流动的冷却介质热交换以冷却EGR气体的热交换器。本实施方式的EGR冷却器52设于低压EGR通路5中的EGR阀51的气体流动下游侧。
接着，对冷却介质回路6进行说明。冷却介质回路6是与供冷却发动机1的发动机冷却水流动的发动机冷却水回路10独立构成且供温度比发动机冷却水的温度低的冷却介质循环的循环回路。
在冷却介质回路6中，除了连接有所述EGR冷却器52以及中间冷却器21，还连接有压送冷却介质的冷却介质泵61、以及使冷却介质所具有的热量释放的放热器62。
本实施方式的冷却介质回路6以使由放热器62冷却后的冷却介质向冷却介质泵61→EGR冷却器52→中间冷却器21流动的方式连接有冷却介质泵61、EGR冷却器52、中间冷却器21。即，EGR冷却器52在冷却介质回路6中连接在放热器62的冷却介质流动下游侧，以使通过放热器62后的冷却介质流入EGR冷却器52。另外，中间冷却器21在冷却介质回路6中连接在EGR冷却器52的冷却介质流动下游侧，以使通过EGR冷却器52后的冷却介质流入中间冷却器21。
接下来，对本实施方式的排气回流装置的动作进行说明。利用发动机1的动作，被吸入到吸气通路2的空气被增压器4的压缩机4a压缩而成为高温高压的空气，在中间冷却器21中与冷却介质热交换而被冷却并向发动机1供给。另一方面，经由排气通路3而从发动机1排出的废气在通过增压器4的涡轮4b之后由过滤器31除去异物并向外部排出。
在此，在利用EGR阀51开放低压EGR通路5的情况下，废气的一部分作为EGR气体经由低压EGR通路5而向吸气通路2回流。EGR气体在低压EGR通路5中流动时在EGR冷却器52中与低温的冷却介质热交换而被冷却，EGR气体所含有的水分在EGR冷却器52中冷凝。因此，在吸气通路2中，由EGR冷却器52除湿后的EGR气体回流。
在以上说明的本实施方式中，将与EGR冷却器52以及中间冷却器21连接的冷却介质回路6与发动机冷却水回路10独立构成，并且将中间冷却器21与EGR冷却器52的冷却介质流动下游侧连接。
因此，在EGR冷却器52中，不采用通过发动机1而升温后的高温的发动机冷却水而能够使低温的冷却介质与EGR气体热交换，能够在EGR冷却器52中使EGR气体所含有的水分冷凝。
此外，在中间冷却器21中，使通过EGR冷却器52从EGR气体吸热而升温后的冷却介质与包括通过EGR冷却器52而除湿后的EGR气体在内的空气进行热交换，因此能够抑制中间冷却器21中的冷凝水的产生。
因此，根据本实施方式的结构，能够避免在发动机1的低负荷运转时成为问题的、冷凝水向发动机1的浸入，能够抑制伴随着EGR气体中所含有的水分的冷凝的不良状况的产生。需要说明的是，低负荷运转如例如在平坦路上行驶的情况、进行等速或减速的情况等那样，表示对于发动机1不要求大输出的运转状态。另外，高负荷运转如例如在上坡路上行驶的情况、进行加速的情况等那样，表示对于发动机1要求大输出的运转状态。
在此，在将EGR阀51设在低压EGR通路5中的EGR冷却器52的气体流动下游侧的情况下，利用发动机1的脉动等，EGR气体通过EGR冷却器52内而到达EGR阀51的入口侧，即便利用EGR阀51关闭低压EGR通路5，有时也在EGR冷却器52中进行EGR气体与冷却介质的热交换。
尤其是如本实施方式那样，在将EGR冷却器52以及中间冷却器21配置在同一冷却介质回路6内的情况下，即便利用EGR阀51关闭低压EGR通路5，也会在EGR冷却器52中使冷却介质从EGR气体吸热而使冷却介质升温，该升温后的冷却介质流入中间冷却器21，因此存在导致中间冷却器21中的空气的冷却性能的降低这样的问题。
与此相对地，在本实施方式中，采用将EGR阀51设在低压EGR通路5中的EGR冷却器52的气体流动上游侧的结构。由此，在利用EGR阀51关闭低压EGR通路5时，能够防止来自排气通路3侧的EGR气体向EGR冷却器52流入，能够防止EGR冷却器52中的EGR气体与冷却介质之间的不必要的热交换。其结果是，能够避免在利用EGR阀51关闭低压EGR通路5时产生的中间冷却器21的冷却性能的降低。
(第二实施方式)
接下来，对第二实施方式进行说明。在本实施方式中，EGR阀51的配置形态与第一实施方式不同。在本实施方式中，省略或简化关于与第一实施方式相同或者等同的部分的说明。
如图2的简要结构图所示，在本实施方式中，采用将EGR阀51设在低压EGR通路5中的EGR冷却器52的气体流动下游侧的结构。关于其他结构，与第一实施方式相同。
根据本实施方式，与第一实施方式相同地，能够利用EGR冷却器52使EGR气体所含有的水分冷凝。另外，在中间冷却器21中，使在EGR冷却器52中从EGR气体吸热而升温后的冷却介质与包括由EGR冷却器52除湿后的EGR气体在内的空气进行热交换，因此能够抑制中间冷却器21中的冷凝水的产生。
此外，在本实施方式中，由于采用将EGR阀51设在低压EGR通路5中的EGR冷却器52的气体流动下游侧的机构，由EGR冷却器52冷却后的低温的EGR气体流入EGR阀51附近。因此，还能够将EGR阀51由耐热性低的阀构成，从而能够确保设计的自由度。
(第三实施方式)
接下来，对第三实施方式进行说明。需要说明的是，在本实施方式中，省略或简化关于与所述各实施方式相同或等同的部分的说明。
根据本申请的发明人的调查研究，知晓了当在吸入空气的流量变多的发动机1的高负荷运转时利用EGR冷却器52使EGR气体所含有的水分冷凝时，在增压器4的压缩机4a产生液压缩等不良状况。
作为该重要因素而举出如下所述情况，即，在发动机1的高负荷运转时，伴随着吸入空气的流量的增加，在低压EGR通路5中流动的EGR气体的流量增大，由此滞留于EGR冷却器52的冷凝水容易与EGR气体一并向吸气通路浸入。需要说明的是，在发动机1的低负荷运转时，吸入空气的流量少，因此滞留于EGR冷却器52的冷凝水向吸气通路的浸入与高负荷运转时相比难以产生。
对此，在本实施方式中，根据发动机1的负荷状态，对EGR冷却器52中的EGR气体的冷却能力进行调节，由此抑制在发动机1的高负荷运转时发生的不良状况的产生。
在本实施方式中，如图3所示，将冷却介质泵61由能够变更冷却介质的流动方向的泵(例如，轴流泵)构成。具体地说，冷却介质泵61构成为能够将冷却介质的流动方向变更为按照EGR冷却器52→中间冷却器21→放热器62的顺序流动的流动方向、和按照放热器62→中间冷却器21→EGR冷却器52的顺序流动的流动方向。需要说明的是，本实施方式的冷却介质泵61构成为根据来自控制装置100的控制信号来变更冷却介质的流动方向。
控制装置100由包括CPU、构成存储机构的存储器等在内的微型计算机及其周边电路构成。控制装置100是基于存储于存储器的控制程序而进行各种计算处理并控制与输出侧连接的各种设备的动作的控制机构。
在控制装置100的输入侧连接有检测吸入空气的流量的吸气流量传感器(省略图示)等各种传感器组，来自各种传感器组的检测信号向控制装置100的输入侧输入。另外，在控制装置100的输出侧连接有冷却介质泵61等各种设备，基于来自各种传感器组的检测信号等而相对于各种设备输出控制信号。
本实施方式的控制装置100构成为能够判断发动机1的负荷状态是高负荷运转以及低负荷运转中的哪一种。例如，在控制装置100中，在吸气流量传感器的检测值(吸入空气的流量)为预先确定的判断阈值以上的情况下判断为高负荷运转，在小于判断阈值的情况下判断为低负荷运转。需要说明的是，判断阈值只要设定在假定为高负荷运转时的吸入空气的流量范围内即可。
另外，本实施方式的控制装置100构成为根据发动机1的负荷状态而控制冷却介质泵61的动作。此外，在本实施方式中，控制装置100中的对冷却介质泵61的动作进行控制的结构构成泵控制机构100a。
具体地说，控制装置100在发动机1的低负荷运转时以下述方式对冷却介质泵61输出指示冷却介质的流动方向的变更的控制信号：使得通过EGR冷却器52后的冷却介质流入中间冷却器21。
由此，如图3的在冷却介质回路6的周围所图示的单点划线箭头那样，从冷却介质泵61排出的冷却介质按照EGR冷却器52→中间冷却器21→放热器62的顺序流动。需要说明的是，在低负荷运转时，在EGR冷却器52中，能够使利用放热器62而放热后的低温的冷却介质与EGR气体进行热交换。
另一方面，控制装置100在发动机1的高负荷运转时以下述方式对冷却介质泵61输出指示冷却介质的流动方向的变更的控制信号：使得通过中间冷却器21后的冷却介质流入EGR冷却器52。
由此，如图3的在冷却介质回路6的周围所图示的双点划线箭头那样，从冷却介质泵61排出的冷却介质按照放热器62→中间冷却器21→EGR冷却器52的顺序流动。
此时，在EGR冷却器52中，能够使利用中间冷却器21从吸入空气吸热而升温后的冷却介质与EGR气体进行热交换。因此，在高负荷运转时，比起低负荷运转时，EGR冷却器52中的EGR气体的冷却能力降低。
在本实施方式中，冷却介质泵61、以及控制装置100中的执行冷却介质泵61的控制处理的结构100a构成冷却介质回路6中的变更冷却介质的流动方向的变更机构(冷却能力调节机构)。
关于其他结构及动作，与所述第一实施方式相同。在本实施方式中，采用由冷却介质泵61来变更冷却介质的流动方向以使得在发动机1的低负荷运转时通过EGR冷却器52后的冷却介质流入中间冷却器21的结构。
由此，在中间冷却器21中，使利用EGR冷却器52从EGR气体吸热而升温后的冷却介质与包括利用EGR冷却器52而除湿后的EGR气体在内的吸入空气进行热交换，因此能够抑制中间冷却器21中的冷凝水的产生。因此，根据本实施方式的结构，与第一实施方式相同地，能够避免在发动机1的低负荷运转时成为问题的、冷凝水向发动机1的浸入。
此外，在本实施方式中，采用由冷却介质泵61来变更冷却介质的流动方向以使得在发动机1的高负荷运转时通过中间冷却器21后的冷却介质流入EGR冷却器52的结构。
由此，在EGR冷却器52中，使利用中间冷却器21从吸入空气吸热而升温后的冷却介质与EGR气体进行热交换，因此能够抑制EGR冷却器21中的冷凝水的产生。
因此，根据本实施方式的结构，能够避免在发动机1的低负荷运转时成为问题的、冷凝水向发动机1的浸入，并且能够避免在发动机1的高负荷运转时成为问题的、冷凝水向增压器4的压缩机4a的浸入。
如此，根据本实施方式的结构，能够抑制发动机1的低负荷运转时以及高负荷运转时这两者的伴随着EGR气体中所含有的水分的冷凝的不良状况的产生。
需要说明的是，在本实施方式中，虽然对利用冷却介质泵61来变更冷却介质回路6中的冷却介质的流动方向的例子进行了说明，但并不局限于此。例如，可以使冷却介质回路6由将冷却介质泵61的排出侧与EGR冷却器52的入口侧连接的回路、以及将冷却介质泵61的排出侧与放热器62的入口侧连接的回路构成，根据发动机1的负荷状态来切换各回路。
(第四实施方式)
接下来，对第四实施方式进行说明。在本实施方式中，对相对于第三实施方式而言变更了在高负荷运转时调节EGR冷却器52中的EGR气体的冷却能力的结构的例子进行说明。需要说明的是，在本实施方式中，省略或简化关于与所述各实施方式相同或等同的部分的说明。
如图4所示，本实施方式的冷却介质回路6采用具有使冷却介质在EGR冷却器52中流动的冷却流路6a、以及使冷却介质绕过EGR冷却器52而流动的旁通流路6b的结构。
另外，在冷却介质回路6中的冷却流路6a与旁通流路6b的分支部设有流量调节阀63。该流量调节阀63构成为能够调节经由冷却流路6a而向EGR冷却器52流动的冷却介质的流量与向旁通流路6b流动的冷却介质的流量之间的流量比例。需要说明的是，本实施方式的流量调节阀63由能够根据来自控制装置100的控制信号来调节各流路6a、6b中的冷却介质的流量比例的电气式的三通阀构成。
本实施方式的控制装置100构成为根据发动机1的负荷状态来控制流量调节阀63的动作。需要说明的是，在本实施方式中，控制装置100中的对流量调节阀63的动作进行控制的结构构成流量控制机构100b。
具体地说，控制装置100以下述方式对流量调节阀63输出指示各流路6a、6b中的冷却介质的流量比例的调节的控制信号：使得在高负荷运转时向EGR冷却器52流动的冷却介质的流量变得比低负荷运转时少。
例如，控制装置100以下述方式对流量调节阀63输出指示各流路6a、6b中的冷却介质的流量比例的调节的控制信号：使得在低负荷运转时由冷却介质泵61排出后的冷却介质全部在冷却流路6a中流动。
由此，如图4的在冷却介质回路6的周围所图示的单点划线箭头那样，从冷却介质泵61排出后的冷却介质全部按照EGR冷却器52→中间冷却器21→放热器62的顺序流动。
另一方面，控制装置100在发动机1的高负荷运转时以下述方式对流量调节阀63输出指示各流路6a、6b中的冷却介质的流量比例的调节的控制信号：使得由冷却介质泵61排出后的冷却介质在各流路6a、6b中流动。
由此，如图4的在冷却介质回路6的周围所图示的双点划线那样，从冷却介质泵61排出的冷却介质按照EGR冷却器52→中间冷却器21→放热器62的顺序流动，并且绕过EGR冷却器52而在中间冷却器21中流动。
此时，对于EGR冷却器52而言，流入的冷却介质的流量减少，与EGR气体之间的热交换量变少。因此，在高负荷运转时，比起低负荷运转时，EGR冷却器52中的EGR气体的冷却能力降低。
需要说明的是，也可以利用流量调节阀63以下述方式来调节各流路6a、6b的流量比例：使得EGR冷却器52的出口部的冷却介质的温度不降低至冷却介质的露点温度以下。
在本实施方式中，流量调节阀63、以及控制装置100中的执行流量调节阀63的控制处理的结构100b构成对经由冷却流路6a而向EGR冷却器52流动的冷却介质的流量进行调节的流量调节机构(冷却能力调节机构)。
关于其他结构及动作，与所述第一实施方式相同。在本实施方式中，采用利用流量调节阀63来调节各流路6a、6b中的冷却介质的流量比例，以使得在发动机1的低负荷运转时，从冷却介质泵61排出的冷却介质全部在EGR冷却器52中流动的结构。
由此，在中间冷却器21中，使在EGR冷却器52中从EGR气体吸热而升温后的冷却介质与包括利用EGR冷却器52而除湿后的EGR气体在内的吸入空气进行热交换，因此能够抑制中间冷却器21中的冷凝水的产生。因此，根据本实施方式的结构，与第一实施方式相同地，能够避免在发动机1的低负荷运转时成为问题的、冷凝水向发动机1的浸入。
此外，在本实施方式中，采用利用流量调节阀63来调节各流路6a、6b中的冷却介质的流量比例，以使得在发动机1的高负荷运转时在EGR冷却器52中流动的冷却介质的流量变得比低负荷运转时少的结构。
由此，在发动机1的高负荷运转时，比起低负荷运转时，EGR冷却器52中的EGR气体与冷却介质之间的热交换量减少，EGR气体的冷却能力降低，因此能够抑制EGR冷却器21中的冷凝水的产生。
因此，根据本实施方式的结构，与第三实施方式相同地，能够避免在发动机1的低负荷运转时成为问题的、冷凝水向发动机1的浸入，并且能够避免在发动机1的高负荷运转时成为问题的、冷凝水向增压器4的压缩机4a的浸入。
在此，如图5所示，也可以在低压EGR通路5中的EGR冷却器52的EGR气体流动上游侧追加使高温的发动机冷却水与EGR气体进行热交换的辅助冷却器14。
由此，能够利用EGR冷却器52以及辅助冷却器14这两者来冷却EGR气体，因此能够在低负荷运转时利用EGR冷却器52使EGR气体中所含有的水分适当地冷凝。需要说明的是，在高负荷运转时，比起低负荷运转时，EGR冷却器中的EGR气体与冷却介质之间的热交换量减少，因此能够抑制冷凝水向吸气通路2的浸入。
另外，在本实施方式中，虽然对利用流量调节阀63以使在低负荷运转时冷却介质全部在冷却流路6a中流动的方式调节各流路6a、6b中的冷却介质的流量比例的例子进行了说明，但并不局限于此。只要在高负荷运转时流入EGR冷却器52的冷却介质的流量比低负荷运转时少，则也可以利用流量调节阀63例如以使在低负荷运转时冷却介质的一部分在旁通流路6b中流动的方式调节各流路6a、6b中的冷却介质的流量比例。
另外，在本实施方式中，虽然对将流量调节阀63设在冷却介质回路6中的冷却流路6a与旁通流路6b的分支部的例子进行了说明，但并不局限于此。例如，也可以将流量调节阀63设在冷却介质回路6中的冷却流路6a与旁通流路6b的合流部。
(第五实施方式)
接下来，对第五实施方式进行说明。在本实施方式中，对相对于第三实施方式、第四实施方式而言变更了在高负荷运转时调节EGR冷却器52中的EGR气体的冷却能力的结构的例子进行说明。需要说明的是，在本实施方式中，省略或简化关于与所述各实施方式相同或等同的部分的说明。
如图6所示，本实施方式的低压EGR通路5采用具有使EGR气体在EGR冷却器52中流动的气体流路5a、以及使EGR气体绕过EGR冷却器52而流动的旁通流路5b的结构。
另外，在低压EGR通路5中的气体流路5a与旁通流路5b的分支部设有气体流量调节阀53。该气体流量调节阀53构成为能够调节经由气体流路5a而向EGR冷却器52流动的EGR气体的流量与向旁通流路5b流动的EGR气体的流量之间的流量比例。需要说明的是，本实施方式的气体流量调节阀53由能够根据来自控制装置100的控制信号来调节各流路5a、5b中的EGR气体的流量比例的电气式的三通阀构成。
本实施方式的控制装置100构成为根据发动机1的负荷状态来控制气体流量调节阀53的动作。需要说明的是，在本实施方式中，控制装置100中的对气体流量调节阀53的动作进行控制的结构构成气体流量控制机构100c。
具体地说，控制装置100以下述方式对气体流量调节阀53输出指示各流路5a、5b中的EGR气体的流量比例的调节的控制信号：使得在高负荷运转时向EGR冷却器52流动的EGR气体的流量比低负荷运转时少。
例如，控制装置100以使在低负荷运转时流入低压EGR通路5中的EGR气体全部在气体流路5a中流动的方式对气体流量调节阀53输出指示各流路5a、5b中的EGR气体的流量比例的调节的控制信号。
由此，如图6的在低压EGR通路5的周围所图示的实线箭头那样，流入低压EGR通路5的EGR气体全部经由气体流路5a而流入EGR冷却器52。
另一方面，控制装置100在发动机1的高负荷运转时以使流入EGR通路5中的EGR气体在各流路5a、5b中流动的方式对气体流量调节阀53输出指示各流路5a、5b中的EGR气体的流量比例的调节的控制信号。
由此，如图6的在低压EGR通路5的周围所图示的虚线箭头那样，流入低压EGR通路5中的EGR气体经由气体流路5a而流入EGR冷却器52，并且经由旁通流路5b而绕过EGR冷却器52。
此时，在EGR冷却器52中，流入的EGR气体的流量减少，由此与冷却介质之间的热交换量变少。因此，在高负荷运转时，比起低负荷运转时，EGR冷却器52中的EGR气体的冷却能力降低。
需要说明的是，也可以利用气体流量调节阀53以使EGR冷却器52中的出口部的冷却介质的温度不降低至冷却介质的露点温度以下的方式调节各流路5a、5b的流量比例。
在本实施方式中，气体流量调节阀53、以及控制装置100中的执行气体流量调节阀53的控制处理的结构100c构成调节经由气体流路5a而向EGR冷却器52流动的EGR气体的流量的气体流量调节机构(冷却能力调节机构)。
关于其他结构及动作，与所述第一实施方式相同。在本实施方式中，采用在发动机1的低负荷运转时利用气体流量调节阀53以使流入低压EGR通路5的EGR气体全部在EGR冷却器52中流动的方式来调节各流路5a、5b中的EGR气体的流量比例的结构。
由此，在中间冷却器21中，使在EGR冷却器52中从EGR气体吸热而升温后的冷却介质与包括利用EGR冷却器52而除湿后的EGR气体在内的吸入空气进行热交换，因此能够抑制中间冷却器21中的冷凝水的产生。因此，根据本实施方式的结构，与第一实施方式相同地，能够避免在发动机1的低负荷运转时成为问题的、冷凝水向发动机1的浸入。
此外，在本实施方式中，采用利用气体流量调节阀53以使在发动机1的高负荷运转时在EGR冷却器52中流动的EGR气体的流量比低负荷运转时少的方式来调节各流路5a、5b中的EGR气体的流量比例的结构。
由此，在发动机1的高负荷运转时，比起低负荷运转时，EGR冷却器52中的EGR气体与冷却介质之间的热交换量减少，EGR气体的冷却能力降低，因此能够抑制EGR冷却器21中的冷凝水的产生。
因此，根据本实施方式的结构，与第三实施方式、第四实施方式相同地，能够避免在发动机1的低负荷运转时成为问题的、冷凝水向发动机1的浸入，并且能够避免在发动机1的高负荷运转时成为问题的、冷凝水向增压器4的压缩机4a的浸入。
需要说明的是，在本实施方式中，虽然对利用气体流量调节阀53来调节各流路5a、5b中的EGR气体的流量比例，以使得在低负荷运转时EGR气体全部在气体流路5a中流动的例子进行了说明，但并不局限于此。只要在高负荷运转时流入EGR冷却器52的EGR气体的流量比低负荷运转时少，则也可以例如在低负荷运转时利用气体流量调节阀53以使EGR气体的一部分在旁通流路5b中流动的方式调节各流路5a、5b中的EGR气体的流量比例。
另外，在本实施方式中，虽然对将气体流量调节阀53设在低压EGR通路5中的气体流路5a与旁通流路5b的分支部的例子进行了说明，但并不局限于此。例如，也可以将气体流量调节阀53设在低压EGR通路5中的气体流路5a与旁通流路5b的合流部。
对上述的实施方式的变形例进行说明。
以上，虽然对实施方式进行了说明，但本申请并不局限于此，能够在不脱离各权利要求所记载的范围的范围内加以各种变形。例如，能够以下述方式加以变形。
(1)在上述的各实施方式中，虽然对作为EGR装置而仅具备低压EGR的例子进行了说明，但并不局限于此，例如，作为EGR装置也可以具备低压EGR、以及高压EGR(HPL-EGR)这两者。
(2)在上述的各实施方式中，虽然对发动机1由汽油发动机构成的例子进行了说明，但并不局限于此，也可以采用柴油发动机。
(3)上述的各实施方式并不是相互没有关系，除明确不可组合的情况以外，能够适当地组合。
(4)在上述的各实施方式中，构成实施方式的要素除了特别明示为必需的情况以及认为在原理上明确为必需的情况等以外，不一定是必需的，这点不言自明。
(5)在上述的各实施方式中，在言及实施方式的构成要素的个数、数值、量、范围等的数值的情况下，除特别明示为必需的情况以及在原理上明确被限定为特定数量的情况以外，并不限定为该特定的数量。
(6)在上述的各实施方式中，在言及构成要素等的形状、位置关系等时，除特别明示的情况以及在原理上被限定为特定的形状、位置关系等的情况等以外，并不限定为该形状、位置关系等。
本申请虽以实施例为依据进行了记述，但本申请应理解为并不局限于该实施例、构造。本申请还包括各种变形例、等同范围内的变形。此外，各种组合、形态以及包括在这些组合、形态的基础上增加一个要素或减少一个要素的其他组合、形态也包含在本申请的范畴、思想范围内。

Claims (9)

1.一种排气回流装置，其是内燃机(1)的排气回流装置，其特征在于，具备：
EGR通路(5)，其使在内燃机(1)的排气通路(3)中流动的废气的一部分作为EGR气体而回流至所述内燃机(1)的吸气通路(2)；
冷却介质回路(6)，其供冷却介质流动；
EGR冷却器(52)，其使在所述EGR通路(5)中流动的所述EGR气体与在所述冷却介质回路(6)中流动的所述冷却介质进行热交换，以冷却所述EGR气体；以及
中间冷却器(21)，其配置在所述吸气通路(2)中的比与所述EGR通路(5)合流的合流部(A)靠吸入空气流动下游侧处，使在所述吸气通路(2)中流动的包括所述EGR气体在内的吸入空气与在所述冷却介质回路(6)中流动的所述冷却介质进行热交换，以冷却所述吸入空气，
所述冷却介质回路(6)与供冷却所述内燃机(1)的冷却水流动的冷却水回路(10、13)独立构成，并且至少在所述内燃机(1)的低负荷运转时使通过所述EGR冷却器(52)后的所述冷却介质流入所述中间冷却器(21)。
2.根据权利要求1所述的排气回流装置，其特征在于，
所述排气回流装置具备增压器(4)，该增压器(4)具有设于所述排气通路(3)中的涡轮(4b)以及设于所述吸气通路(2)中的压缩机(4a)，并且使由所述压缩机(4a)压缩后的空气向所述中间冷却器(21)流动，
所述EGR通路(5)与所述吸气通路(2)中的比所述压缩机(4a)靠吸入空气流动上游侧处连接，并且与所述排气通路(3)中的比所述涡轮(4b)靠废气流动下游侧处连接。
3.根据权利要求2所述的排气回流装置，其特征在于，
所述排气回流装置具备对所述EGR冷却器(52)的所述EGR气体的冷却能力进行调节的冷却能力调节机构(61、100a；63、100b；53、100c)，
所述冷却能力调节机构(61、100a；63、100b；53、100c)在所述内燃机(1)的高负荷运转时使所述EGR冷却器(52)的所述EGR气体的冷却能力比所述低负荷运转时低。
4.根据权利要求3所述的排气回流装置，其特征在于，
所述冷却能力调节机构(61、100a；63、100b；53、100c)由对所述冷却介质回路(6)中的所述冷却介质的流动方向进行变更的变更机构(61、100a)构成，
所述变更机构(61、100a)在所述低负荷运转时以使通过所述EGR冷却器(52)后的所述冷却介质流入所述中间冷却器(21)的方式变更所述冷却介质的流动方向，
所述变更机构(61、100a)在所述高负荷运转时以使通过所述中间冷却器(21)后的所述冷却介质流入所述EGR冷却器(52)的方式变更所述冷却介质的流动方向。
5.根据权利要求3所述的排气回流装置，其特征在于，
所述冷却介质回路(6)具有使所述冷却介质在所述EGR冷却器(52)中流动的冷却流路(6a)以及使所述冷却介质绕过所述EGR冷却器(52)而流动的旁通流路(6b)，
所述冷却能力调节机构(61、100a；63、100b；53、100c)由对在所述冷却流路(6a)中流动的所述冷却介质的流量进行调节的流量调节机构(63、100b)构成，
所述流量调节机构(63、100b)以下述方式对在所述冷却流路(6a)中流动的所述冷却介质的流量进行调节：使得在所述高负荷运转时在所述冷却流路(6a)中流动的所述冷却介质的流量比在所述低负荷运转时在所述冷却流路(6a)中流动的所述冷却介质的流量少。
6.根据权利要求5所述的排气回流装置，其特征在于，
所述排气回流装置具备辅助冷却器(14)，该辅助冷却器(14)使在所述EGR通路(5)中流动的所述EGR气体与在所述冷却水回路(13)中流动的所述冷却水进行热交换，以冷却所述EGR气体，
所述辅助冷却器(14)设置在所述EGR通路(5)中的比所述EGR冷却器(52)靠所述EGR气体流动上游侧处。
7.根据权利要求3所述的排气回流装置，其特征在于，
所述EGR通路(5)具有使所述EGR气体在所述EGR冷却器(52)中流动的气体流路(5a)以及使所述EGR气体绕过所述EGR冷却器(52)而流动的旁通流路(5b)，
所述冷却能力调节机构(61、100a；63、100b；53、100c)由对在所述气体流路(5a)中流动的所述EGR气体的流量进行调节的气体流量调节机构(53、100c)构成，
所述气体流量调节机构(53、100c)以下述方式对在所述气体流路(5a)中流动的所述EGR气体的流量进行调节：使得在所述高负荷运转时在所述气体流路(5a)中流动的所述EGR气体的流量比在所述低负荷运转时在所述气体流路(5a)中流动的所述EGR气体的流量少。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的排气回流装置，其特征在于，
所述排气回流装置具备对所述EGR通路(5)的通路截面积进行变更的EGR阀(51)，
所述EGR冷却器(52)设置在所述EGR通路(5)中的比所述EGR阀(51)靠所述EGR气体流动下游侧处。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的排气回流装置，其特征在于，
所述排气回流装置具备使所述冷却介质所具有的热量释放的放热器(62)，
所述EGR冷却器(52)与所述冷却介质回路(6)中的比所述放热器(62)靠冷却介质流动下游侧处连接，以使通过所述放热器(62)后的所述冷却介质流入所述EGR冷却器(52)。
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