CN108730075A - Egr冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种EGR冷却装置。该EGR冷却装置通过在发动机的暖机后也利用温度相对较低的冷却水冷却EGR气体从而提高EGR气体密度。EGR冷却装置包括：第1EGR冷却水通路(各通路部)，其使自发动机向发动机冷却水通路流出的冷却水经由EGR冷却器向发动机冷却水通路返回；第2EGR冷却水通路(各通路部)，其使自散热器向发动机冷却水通路流出的冷却水经由EGR冷却器向发动机冷却水通路返回；三通阀，其将冷却水相对于EGR冷却器的流动在第1EGR冷却水通路与第2EGR冷却水通路之间切换；以及电子控制装置(ECU)，其以将冷却水相对于EGR冷却器的流动在发动机的暖机过程中切换到第1EGR冷却水通路、在暖机后切换到第2EGR冷却水通路的方式控制三通阀。

Description

EGR冷却装置

技术领域

本发明涉及一种通过使在发动机冷却装置中循环的冷却水向EGR冷却器流动从而对在EGR冷却器中流动的EGR气体进行冷却的EGR冷却装置。

背景技术

以往，作为这种技术，例如公知有下述专利文献1所记载的技术(EGR冷却器的冷却水回路)。该技术通过使冷却水的一部分自发动机冷却水回路向设于EGR通路的EGR冷却器流动，从而对在EGR冷却器中流动的EGR气体进行冷却。发动机冷却水回路包括散热器、水泵、第1恒温器以及发动机冷却水流路。通过水泵工作，而使冷却水经由发动机、第1恒温器、散热器以及水泵在发动机冷却水流路中循环。而且，在发动机冷却水流路上自第1恒温器分支设有绕过散热器的旁通流路。另一方面，EGR冷却器的冷却水回路包括第2恒温器和EGR冷却水流路。而且，在发动机冷却水流路中流动的冷却水的一部分自水泵的下游侧且是发动机的上游侧向EGR冷却水流路分支流动，并经由EGR冷却器和第2恒温器向发动机的下游侧且是第1恒温器的上游侧的发动机冷却水流路进行合流。在该EGR冷却器的冷却水回路中，在发动机的暖机过程中冷却水的温度较低的情况下，利用第2恒温器，冷却水向EGR冷却器的流动被限制在略微的流量，在EGR冷却器中，冷却水被EGR气体加热。该结果，冷却水的温度在短时间内上升，能够抑制由EGR气体生成冷凝水。另一方面，在发动机的暖机后冷却水的温度较高的情况下，利用第2恒温器，容许大量的冷却水向EGR冷却器流动，能够有效地冷却EGR气体。

专利文献1：日本特开2007－92718号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1所述的技术中，由于在发动机的暖机后容许大量的冷却水向EGR冷却器流动，因此，虽然能够有效地冷却EGR气体，但冷却水的温度变得高于暖机过程中的冷却水的温度。因此，在现状下，发动机的暖机后利用EGR冷却器冷却EGR气体的效果存在极限。

在此，在发动机的完全暖机后，发动机舱的温度上升，进气歧管的温度也升高，因此，EGR气体温度变得高于暖机过程中的温度，EGR气体密度变得低于暖机过程中的密度。因此，一般在EGR的使用频率升高的完全暖机后，EGR气体密度降低。而且，在发动机成为高负荷运转时，进气通路的进气压力几乎成为大气压力。因此，即使假设将EGR阀的流路面积设计得较大，在高负荷运转时，也几乎无法使通过EGR阀的EGR流量增加，而难以使EGR率增加。

本发明即是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供一种能够在发动机的暖机后提高EGR气体密度而使EGR率增加的EGR冷却装置。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的，技术方案1所述的发明为一种EGR冷却装置，其通过使在发动机冷却装置中循环的冷却水向EGR冷却器流动，从而对在EGR冷却器中流动的EGR气体进行冷却，发动机冷却装置包括散热器、发动机侧水泵以及发动机冷却水通路，构成为通过发动机侧水泵工作，从而使冷却水经由发动机、散热器以及发动机侧水泵在发动机冷却水通路中循环，发动机、散热器以及EGR冷却器分别具有导入冷却水的水入口和导出冷却水的水出口，该EGR冷却装置包括第1EGR冷却水通路，该第1EGR冷却水通路用于使自发动机的水出口向发动机冷却水通路流出的冷却水经由EGR冷却器向发动机冷却水通路返回，在该EGR冷却装置中，包括有：第2EGR冷却水通路，其用于使自散热器的水出口向发动机冷却水通路流出的冷却水经由EGR冷却器向发动机冷却水通路返回；流动切换单元，其用于将冷却水相对于EGR冷却器的流动在第1EGR冷却水通路与第2EGR冷却水通路之间切换；以及控制单元，其以将冷却水相对于EGR冷却器的流动在发动机的暖机过程中切换到第1EGR冷却水通路、在发动机的暖机后切换到第2EGR冷却水通路的方式控制流动切换单元。

根据上述发明的结构，自散热器的水出口流出的冷却水的温度相对地低于自发动机的水出口流出的冷却水的温度。而且，通常，对于自发动机的水出口流出的冷却水的温度而言，发动机的暖机过程中的温度相对地低于发动机的暖机后的温度。在此，自发动机的水出口流出的冷却水经由第1EGR冷却水通路向EGR冷却器流动，自散热器的水出口流出的冷却水经由第2EGR冷却水通路向EGR冷却器流动。而且，控制单元将冷却水相对于EGR冷却器的流动在发动机的暖机过程中切换到第1EGR冷却水通路，在发动机的暖机后切换到第2EGR冷却水通路。因而，在发动机的暖机后，温度相对较低的冷却水经由第2EGR冷却水通路向EGR冷却器流动。

为了达成上述目的，根据技术方案1所述的发明，在技术方案2所述的发明中，其主旨在于，流动切换单元具有一个三通阀，通过控制单元关闭三通阀，而使自发动机的水出口向发动机冷却水通路流出的冷却水经由EGR冷却器和三通阀在第1EGR冷却水通路中流动并向发动机侧水泵的附近的发动机冷却水通路返回，通过控制单元打开三通阀，而使自散热器的水出口向发动机冷却水通路流出的冷却水经由三通阀、EGR冷却器在第2EGR冷却水通路中流动并向发动机的水出口的附近的发动机冷却水通路返回。

根据上述发明的结构，除技术方案1所述的发明的作用以外，通过使用一个三通阀选择性地使自发动机流出的冷却水和自散热器流出的冷却水向EGR冷却器流动。

为了达成上述目的，根据技术方案1所述的发明，在技术方案3所述的发明中，其主旨在于，所述流动切换单元具有第1三通阀和第2三通阀，通过所述控制单元关闭所述第1三通阀和所述第2三通阀，而使自所述发动机的所述水出口向所述发动机冷却水通路流出的所述冷却水经由所述第2三通阀、所述EGR冷却器以及所述第1三通阀在所述第1EGR冷却水通路中流动并向所述发动机侧水泵的附近的所述发动机冷却水通路返回，通过所述控制单元打开所述第1三通阀和所述第2三通阀，而使自所述散热器的所述水出口向所述发动机冷却水通路流出的所述冷却水经由所述第1三通阀、所述EGR冷却器以及所述第2三通阀在所述第2EGR冷却水通路中流动并向所述散热器的所述水入口的附近的所述发动机冷却水通路返回。

根据上述发明的结构，除技术方案1所述的发明的作用以外，在自散热器的水出口流出的冷却水向EGR冷却器流动时，使冷却水经由第1三通阀、第2三通阀以及第2EGR冷却水通路在EGR冷却器和散热器之间循环。

为了达成上述目的，根据技术方案1～3中任一项所述的发明，在技术方案4所述的发明中，其主旨在于，在第2EGR冷却水通路设有散热器侧水泵，该散热器侧水泵用于向EGR冷却器加压输送自散热器的水出口流出的冷却水，控制单元在将冷却水相对于EGR冷却器的流动切换到了第2EGR冷却水通路时打开散热器侧水泵。

根据上述发明的结构，除技术方案1～3中任一项所述的发明的作用以外，在将冷却水相对于EGR冷却器的流动切换到第2EGR冷却水通路时，利用控制单元打开散热器侧水泵。因而，自散热器流出的冷却水经由第2EGR冷却水通路被向EGR冷却器加压输送。

为了达成上述目的，根据技术方案1～4中任一项所述的发明，在技术方案5所述的发明中，其主旨在于，该EGR冷却装置还包括暖机状态检测单元，该暖机状态检测单元用于检测发动机的暖机状态，控制单元基于暖机状态检测单元的检测结果判断发动机为暖机过程中还是暖机后。

根据上述发明的结构，除技术方案1～4中任一项所述的发明的作用以外，能够利用控制单元基于暖机状态检测单元的检测结果判断发动机为暖机过程中还是暖机后。因而，能够高精度地判断发动机是暖机后，能够将冷却水相对于EGR冷却器的流动切换到第2EGR冷却水通路。

发明的效果

根据技术方案1所述的发明，能够在发动机的暖机后提高EGR气体密度，因此，能够使EGR率增加。

根据技术方案2所述的发明，除技术方案1所述的发明的效果以外，能够使用于切换冷却水相对于EGR冷却器的流动的结构简单化。

根据技术方案3所述的发明，除技术方案1所述的发明的效果以外，能够使在散热器中被冷却的冷却水高效地向EGR冷却器流动，能够有效地冷却EGR气体。

根据技术方案4所述的发明，除技术方案1～3中任一项所述的发明的效果以外，能够使自散热器流出的温度相对较低的冷却水高效地向EGR冷却器流动。

根据技术方案5所述的发明，除技术方案1～4中任一项所述的发明的效果以外，能够在发动机的暖机后利用自散热器流出的温度相对较低的冷却水适当且可靠地冷却EGR气体。

附图说明

图1是表示第1实施方式的汽油发动机系统的概略结构图。

图2是表示第1实施方式的EGR冷却控制的内容的流程图。

图3是表示第1实施方式的、执行散热器冷却的情况下的发动机冷却装置和EGR冷却装置中的冷却水的流动的概略图。

图4是表示第1实施方式的、执行发动机冷却的情况下的发动机冷却装置和EGR冷却装置中的冷却水的流动的概略图。

图5是表示第2实施方式的汽油发动机系统的概略结构图。

图6是表示第2实施方式的EGR冷却控制的内容的流程图。

图7是第2实施方式的、用于求得与外部气体温度相对应的外部气体温度校正值而参照的外部气体温度校正图表。

图8是第2实施方式的、用于求得与平均进气量相对应的进气量校正值而参照的进气量校正图表。

图9是表示第2实施方式的、执行散热器冷却的情况下的发动机冷却装置和EGR冷却装置中的冷却水的流动的概略图。

图10是表示第2实施方式的、执行发动机冷却的情况下的发动机冷却装置和EGR冷却装置中的冷却水的流动的概略图。

附图标记说明

1、发动机；24、EGR冷却器；31、发动机冷却装置；32、散热器；32a、水出口；32b、水入口；34、发动机侧水泵；35、水套；35a、水出口；35b、水入口；36、发动机冷却水通路；41、EGR冷却装置；42、散热器侧水泵；43、(第1)三通阀(流动切换单元)；43a、第1端口；43b、第2端口；43c第3端口；44、第1通路部；45、第2通路部；46、第3通路部；47、第4通路部；48、第5通路部；49、第6通路部；50、第2三通阀(流动切换单元)；52、发动机水温传感器(暖机状态检测单元)；54、空气流量计(暖机状态检测单元)；55、进气温度传感器(暖机状态检测单元)；57、EGR水温传感器(暖机状态检测单元)；60、ECU(控制单元)。

具体实施方式

＜第1实施方式＞

以下，参照附图详细地说明将本发明的EGR冷却装置具体化于汽油发动机系统的第1实施方式。

在图1中，利用概略结构图表示本实施方式的汽油发动机系统。搭载于汽车的汽油发动机系统包括发动机1。该发动机1为4气缸、4冲程的往复式发动机，具有活塞和曲轴等众所周知的结构。发动机1设有用于向各气缸导入进气的进气通路2和用于自各气缸导出排气的排气通路3。在进气通路2上自其上游侧开始依次设有空气净化器4、节气装置5以及进气歧管6。节气装置5为根据驾驶员的加速操作以能够改变开度的方式使碟式的节气门5a驱动的电动阀。节气装置5为用于调节进气通路2的进气量的装置。进气歧管6具有稳压箱6a和自稳压箱6a向发动机1的各气缸分支的四个分支通路6b。在排气通路3上自其上游侧依次设有排气歧管7、第1催化剂8以及第2催化剂9。这些催化剂8、9用于净化排气，由三元催化剂构成。

在发动机1与各气缸相对应地设有用于喷射燃料的燃料喷射装置(省略图示)。燃料喷射装置构成为向发动机1的各气缸喷射自燃料供给装置(省略图示)供给的燃料。在各气缸中，由自燃料喷射装置喷射的燃料和自进气歧管6导入的进气形成可燃混合气。

而且，在发动机1与各气缸相对应地设有点火装置(省略图示)。点火装置构成为在各气缸对可燃混合气进行点火。各气缸内的可燃混合气通过点火装置的点火动作进行爆炸、燃烧，燃烧后的排气自各气缸经由排气歧管7、第1催化剂8以及第2催化剂9被排出到外部。此时，在各气缸内，活塞(省略图示)上下运动，曲轴(省略图示)旋转，由此，使发动机1获得动力。

本实施方式的汽油发动机系统包括排气回流装置(EGR装置)21。该EGR装置21包括：排气回流通路(EGR通路)22，其用于使自各气缸向排气通路3排出的排气的一部分作为排气回流气体(EGR气体)向进气通路2流动而向各气缸回流；排气回流阀(EGR阀)23，其设于EGR通路22，用于调节EGR气体的流量；以及EGR冷却器24，其用于对在EGR通路22中流动的EGR气体进行冷却。EGR通路22具有入口22a和出口22b。EGR通路22的入口22a在两个催化剂8、9之间与排气通路3连接，该通路22的出口22b借助气体分配管25与比节气装置5靠下游的进气通路2(进气歧管6)连接。该EGR通路22的出口22b在气体分配管25上设有多个。这些出口22b分别与各分支通路6b连接，从而向各分支通路6b均匀地分配EGR气体。

在本实施方式中，EGR阀23由开度可变的电动阀构成。作为该EGR阀23，期望具有大流量、高响应以及高分辨率的特性。于是，在本实施方式中，作为EGR阀23的构造，例如能够采用日本特许第5759646号公报所记载的“双重偏心阀”。该双重偏心阀能够应对大流量控制地构成。而且，EGR冷却器24具有包括供EGR气体流动的气体流路和配置于该流路中并供冷却水流动的换热器的众所周知的结构。

本实施方式的汽油发动机系统包括用于冷却发动机1的水冷式的发动机冷却装置31。发动机冷却装置31包括作为换热器的散热器32、用于根据冷却水的温度来调节冷却水的流量的恒温器33、用于加压输送冷却水的发动机侧水泵34、设于发动机1的内部的水套35、以及发动机冷却水通路36。构成为：通过发动机侧水泵34工作，而使冷却水经由散热器32、恒温器33、发动机侧水泵34、发动机1的水套35在发动机冷却水通路36中循环。发动机1的水套35具有导入冷却水的水入口35b和导出冷却水的水出口35a。散热器32具有导入冷却水的水入口32b和导出冷却水的水出口32a。散热器32配置于汽车的前侧，接受行驶风并冷却冷却水。恒温器33感应冷却水的温度并打开或关闭发动机冷却水通路36，从而将冷却水保持在所需温度。发动机侧水泵34与发动机1的运转连动地被驱动。此外，在发动机冷却水通路36上自恒温器33分支设有绕过散热器32的旁通流路(省略图示)。

本实施方式的汽油发动机系统包括EGR冷却装置41，该EGR冷却装置41构成为通过使在发动机冷却装置31中循环的冷却水向EGR冷却器24流动，从而对在EGR冷却器24中流动的EGR气体进行冷却。EGR冷却装置41除EGR冷却器24以外，还包括小型电动式的散热器侧水泵42、一个电动式的三通阀43、后述的第1EGR冷却水通路、以及第2EGR冷却水通路。EGR冷却器24具有导入冷却水的水入口24a和导出冷却水的水出口24b。

在本实施方式中，三通阀43相当于用于在第1EGR冷却水通路和第2EGR冷却水通路之间切换冷却水相对于EGR冷却器24的流动的本发明的流动切换单元的一例子。该三通阀43包括第1端口43a、第2端口43b以及第3端口43c。通过打开三通阀43，而使第1端口43a与第2端口43b之间连通，第1端口43a与第3端口43c之间被切断。另一方面，通过关闭三通阀43，而使第1端口43a与第2端口43b之间被切断，第1端口43a与第3端口43c之间连通。三通阀43的第1端口43a与EGR冷却器24的水出口24b之间利用第1通路部44连接。三通阀43的第2端口43b与散热器32的水出口32a的附近之间利用第2通路部45连接。三通阀43的第3端口43c与恒温器33之间利用第3通路部46连接。水套35的水出口35a的附近与EGR冷却器24的水入口24a之间利用第4通路部47连接。

第1EGR冷却水通路为用于使自发动机1的水套35的水出口35a向发动机冷却水通路36流出的冷却水经由EGR冷却器24向发动机冷却水通路36返回的通路。在本实施方式中，第1EGR冷却水通路由第1通路部44、第3通路部46以及第4通路部47构成。另一方面，第2EGR冷却水通路为用于使自散热器32的水出口32a向发动机冷却水通路36流出的冷却水经由EGR冷却器24向发动机冷却水通路36返回的通路。在本实施方式中，第2EGR冷却水通路由第1通路部44、第2通路部45以及第4通路部47构成。

接着，说明上述的汽油发动机系统的电气结构的一例子。在图1中，设于汽油发动机系统的各种传感器51～57相当于用于检测发动机1的运转状态的运转状态检测单元的一例子。设于节气装置5的节气传感器51检测节气门5a的开度(节气开度)TA，并输出与该检测值相对应的电信号。设于发动机1的发动机水温传感器52对在发动机1的内部流动的冷却水的温度(发动机冷却水温度)THW进行检测，并输出与该检测值相对应的电信号。设于发动机1的旋转速度传感器53检测曲轴的旋转速度(发动机旋转速度)NE，并输出与该检测值相对应的电信号。设于空气净化器4的空气流量计54对经由空气净化器4而在进气通路2流动的进气量Ga进行检测，并输出与该检测值相对应的电信号。设于空气净化器4的入口的进气温度传感器55对被空气净化器4吸入的外部空气的温度(外部气体温度)THA进行检测，并输出与该检测值相对应的电信号。设于排气通路3的比第1催化剂8靠上游的位置的氧传感器56检测排气中的氧浓度Ox，并输出与该检测值相对应的电信号。而且，设于EGR冷却器24的EGR水温传感器57对在EGR冷却器24中流动的冷却水的温度(EGR冷却水温度)THE进行检测，并输出与该检测值相对应的电信号。在本实施方式中，发动机水温传感器52、空气流量计54、进气温度传感器55以及EGR水温传感器57相当于本发明的暖机状态检测单元的一例子。

该汽油发动机系统还包括对该系统的控制进行管理的电子控制装置(ECU)60。在ECU60分别连接各种传感器51～57。而且，在ECU60，除EGR阀23、散热器侧水泵42以及三通阀43以外，还连接有燃料喷射装置(省略图示)和点火装置(省略图示)。ECU60相当于本发明的控制单元的一例子。众所周知，ECU60包括中央处理装置(CPU)、各种存储器、外部输入电路以及外部输出电路等。在存储器中存储有与各种控制相关的规定的控制程序。CPU根据经由输入电路输入的各种传感器51～57的检测信号，基于规定的控制程序执行燃料喷射控制、点火时间控制、EGR控制以及EGR冷却控制等。

接着，详细说明本实施方式的EGR冷却控制。在图2中，利用流程图表示EGR冷却控制的控制内容。

在处理转移到该例程时，在步骤100中，ECU60根据发动机水温传感器52、EGR水温传感器57等的检测值，得到发动机冷却水温度THW、EGR冷却水温度THE和发动机负荷KL。ECU50能够由节气开度TA和发动机旋转速度NE求得发动机负荷KL。

接着，在步骤110中，ECU60判断发动机冷却水温度THW是否高于规定值T1。作为该规定值T1，例如能够应用“85℃”。ECU60在该判断结果为肯定的情况下，将处理转移到步骤120，在该判断结果为否定的情况下，将处理转移到步骤150。

在步骤120中，ECU60判断EGR冷却水温度THE是否高于规定值T2(＜T1)。作为该规定值T2，例如能够应用“65℃”。ECU60在该判断结果为肯定的情况下，将处理转移到步骤130，在该判断结果为否定的情况下，将处理转移到步骤150。

在步骤130中，ECU60判断发动机负荷KL是否高于规定值K1。作为该规定值K1，例如能够应用以“100％”为最大的“40％”。ECU60在该判断结果为肯定的情况下，将处理转移到步骤140，从而执行散热器冷却，在该判断结果为否定的情况下，将处理转移到步骤150，从而执行发动机冷却。

在此，在发动机负荷KL为规定值K1以下的情况下，执行发动机冷却是由于以下原因：发动机1成为低负荷，在比节气装置5靠下游的进气通路2残留有负压，而在低负荷时，通过提高EGR气体温度能够改善发动机1的燃烧性。

然后，在步骤140中，执行散热器冷却。即，ECU60使三通阀43和散热器侧水泵42打开，从而利用自散热器32流出的温度相对较低的冷却水冷却EGR冷却器24。之后，ECU60将处理向步骤100返回。在此，由于冷却水在散热器32中被冷却，因此，自散热器32流出的冷却水的温度低于未通过散热器32的冷却水的温度。

在图3中，利用概略图表示执行散热器冷却的情况下的发动机冷却装置31和EGR冷却装置41中的冷却水的流动。在图3中，标注了点的暗部表示冷却水所流动的部位，箭头表示流动的方向。如图3所示，在发动机冷却装置31中，自发动机1(水套35)向发动机冷却水通路36流出的冷却水经由散热器32、恒温器33以及发动机侧水泵34向发动机1(水套35)返回，并在该路径中进行循环。而且，自散热器32流出的冷却水的一部分经由第2通路部45、散热器侧水泵42、三通阀43、第1通路部44、EGR冷却器24以及第4通路部47向发动机1的水出口35a的附近的发动机冷却水通路36返回。由此，在散热器32中被冷却了的温度相对较低的冷却水向EGR冷却器24流动，在EGR冷却器24中流动的EGR气体被冷却到较低的温度。

另一方面，在从步骤110、120或者130转换过来的步骤150中，ECU60执行发动机冷却。即，ECU60使三通阀43和散热器侧水泵42关闭，从而利用自发动机1流出的冷却水冷却EGR冷却器24。之后，ECU60将处理向步骤100返回。在此，由于冷却水不在散热器32中流动，因此，自发动机1流出的冷却水的温度高于在散热器32中流动的冷却水的温度。

在图4中，利用概略图表示执行发动机冷却的情况下的发动机冷却装置31和EGR冷却装置41中的冷却水的流动。在图4中，标注了点的暗部表示冷却水所流动的部位，箭头表示流动的方向。如图4所示，在发动机冷却装置31中，自发动机1(水套35)向发动机冷却水通路36流出的冷却水不向散热器32流动，而经由第4通路部47、EGR冷却器24、第1通路部44、三通阀43、第3通路部46以及恒温器33向发动机侧水泵34的附近的发动机冷却水通路36返回。由此，温度相对较高的冷却水向EGR冷却器24流动，能够抑制在EGR冷却器24中流动的EGR气体的过度冷却。

根据上述控制，ECU60控制三通阀43和散热器侧水泵42，从而将冷却水相对于EGR冷却器24的流动在发动机1的暖机过程中切换到第1EGR冷却水通路，在发动机1的暖机之后切换到第2EGR冷却水通路。详细而言，ECU60关闭三通阀43和散热器侧水泵42，从而使自发动机1(水套35)的水出口35a向发动机冷却水通路36流出的冷却水经由EGR冷却器24和三通阀43在第1EGR冷却水通路中流动并向发动机侧水泵34的附近的发动机冷却水通路36返回。而且，ECU60打开三通阀43和散热器侧水泵42，从而使自散热器32的水出口32a向发动机冷却水通路36流出的冷却水经由三通阀43、EGR冷却器24在第2EGR冷却水通路中流动并向发动机1(水套35)的水出口35a的附近的发动机冷却水通路36返回。

根据以上说明的本实施方式的EGR冷却装置41，自散热器32的水出口32a流出的冷却水的温度相对地低于自发动机1(水套35)的水出口35a流出的冷却水的温度。而且，通常，对于自发动机1的水出口35a流出的冷却水的温度而言，发动机1的暖机过程中的温度相对地低于发动机1的暖机之后的温度。在此，自发动机1的水出口35a流出的冷却水经由第1EGR冷却水通路(各通路部44、46、47)向EGR冷却器24流动，自散热器32的水出口32a流出的冷却水经由第2EGR冷却水通路(各通路部44、45、47)向EGR冷却器24流动。而且，ECU60将冷却水相对于EGR冷却器24的流动在发动机1的暖机过程中切换到第1EGR冷却水通路，在发动机1的暖机之后切换到第2EGR冷却水通路。因而，在发动机1的暖机过程中，温度相对较低的冷却水经由第1EGR冷却水通路向EGR冷却器24流动，在发动机1的暖机之后，也是温度相对较低的冷却水经由第2EGR冷却水通路向EGR冷却器24流动。因此，在发动机1的暖机过程中，能够利用温度相对较低的冷却水冷却EGR气体，能够提高EGR气体密度。而且，在发动机1的暖机之后，能够利用温度相对较低的冷却水有效地冷却EGR气体，使EGR率增加，因而能够提高EGR气体密度。该结果，在EGR的使用频率变高的发动机1的暖机之后，也能够提高EGR气体密度并使通过EGR阀23的EGR流量(EGR率)增加，能够谋求发动机1的排气排出和驱动性能的提高。

即，根据本实施方式的EGR冷却装置41，在发动机1的暖机之后，在发动机冷却装置31中，将温度低于自发动机1的水出口35a流出的冷却水的温度的、自散热器32的水出口32a流出的冷却水向EGR冷却器24引导并对在该冷却器24中流动的EGR气体进行冷却。由此，在发动机1的暖机之后，也使EGR气体的温度下降并使EGR气体密度增加。该结果，能够在发动机1的高负荷运转时(进气压力几乎成为大气压且EGR气体难以进入进气通路2时)使EGR率增加。由此，不会使EGR阀23大型化、不会使EGR冷却器24低压损化(大型化、高成本化)，就能够使EGR率增加。

根据本实施方式的结构，通过使用一个三通阀43从而选择性地使自发动机1的水出口35a流出的冷却水和自散热器32的水出口32a流出的冷却水向EGR冷却器24流动。因此，能够使用于切换冷却水相对于EGR冷却器24的流动的结构简单化。

根据本实施方式的结构，在将冷却水相对于EGR冷却器24的流动切换到第2EGR冷却水通路时，利用ECU60打开散热器侧水泵42。因而，自散热器32流出的冷却水经由第2EGR冷却水通路被向EGR冷却器24加压输送。因此，能够使自散热器32流出的温度相对较低的冷却水高效地向EGR冷却器24流动。

根据本实施方式的结构，利用ECU60，根据发动机水温传感器52和EGR水温传感器57的检测结果，判断发动机1为暖机过程中还是暖机后。因而，能够高精度地判断发动机1为暖机后，能够将冷却水相对于EGR冷却器24的流动切换到第2EGR冷却水通路。因此，能够在发动机1的暖机后利用自散热器32流出的温度相对较低的冷却水适当且可靠地冷却EGR气体。

＜第2实施方式＞

接着，参照附图详细说明将本发明的EGR冷却装置具体化于汽油发动机系统的第2实施方式。

另外，在以下的说明中，对与第1实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记并省略说明，并以不同的方面为中心进行说明。

在本实施方式中，在EGR冷却装置41的结构和EGR冷却控制的内容的方面与第1实施方式不同。在图5中，利用概略结构图表示本实施方式的汽油发动机系统。如图5所示，EGR冷却装置41包括小型电动式的散热器侧水泵42、电动式的第1三通阀43和第2三通阀50以及第1～第6通路部44、45、46、47、48、49。在本实施方式中，EGR冷却器24、散热器侧水泵42、第1三通阀43以及第1通路部44～第4通路部47的结构与第1实施方式的情况相同。第2三通阀50包括第1端口50a、第2端口50b以及第3端口50c。通过打开该三通阀50，而使第1端口50a与第2端口50b之间连通，第1端口50a与第3端口50c之间被切断。另一方面，通过关闭该三通阀50，从而使第1端口50a与第2端口50b之间被切断，第1端口50a与第3端口50c之间连通。在本实施方式中，自水套35的水出口35a的附近延伸的第4通路部47与第2三通阀50的第3端口50c连接。而且，第2三通阀50的第1端口50a与EGR冷却器24的水入口24a之间利用第5通路部48连接。而且，散热器32的水入口32b的附近的发动机冷却水通路36与第2三通阀50的第2端口50b之间利用第6通路部49连接。第2三通阀50与ECU60连接，并被ECU60控制。在本实施方式中，第1EGR冷却水通路由第1通路部44、第3通路部46～第5通路部48构成。而且，第2EGR冷却水通路由第1通路部44、第2通路部45、第5通路部48以及第6通路部49构成。而且，在本实施方式中，第1三通阀43和第2三通阀50相当于本发明的流动切换单元的一例子。

接着，详细说明本实施方式的EGR冷却控制。在图6中，利用流程图表示该控制内容。

在处理转移到该例程时，在步骤200中，ECU60根据发动机水温传感器52、进气温度传感器55以及空气流量计54的检测值，得到发动机冷却水温度THW、外部气体温度THA以及进气量Ga。

接着，在步骤210中，ECU60得到平均进气量AGa。ECU60通过计算出此前得到的进气量Ga的数据的平均值，能够求得平均进气量AGa。

接着，在步骤220中，ECU60求得与发动机冷却水温度THW有关且与外部气体温度THA相对应的外部气体温度校正值Ktha。ECU60例如能够通过参照图7所示那样的外部气体温度校正图表，求得与外部气体温度THA相对应的外部气体温度校正值Ktha。在该外部气体温度校正图表中，如以下方式设定：随着外部气体温度THA从“25℃”朝向低温侧降低，外部气体温度校正值Ktha从“0”朝向“5”增大，随着外部气体温度THA从“25℃”朝向高温侧升高，外部气体温度校正值Ktha从“0”朝向“－1”减小。根据该图表，能够求得能够以外部气体温度THA越低则发动机冷却水温度THW越高的方式进行校正的外部气体温度校正值Ktha。由此，外部气体温度THA越低，则散热器32处的冷却水的冷却越容易变得过剩，因此，将发动机冷却水温度THW向高温侧进行校正。

接着，在步骤230中，ECU60求得与发动机冷却水温度THW有关且与平均进气量Aga相对应的进气量校正值Kga。ECU60例如能够通过参照图8所示那样的进气量校正图表，求得与平均进气量Aga相对应的进气量校正值Kga。在该进气量校正图表中，如以下方式设定：随着平均进气量Aga从“50(g/sec)”开始减少，进气量校正值Kga从“0”朝向“－1”减小，随着平均进气量Aga从“50(g/sec)”开始增多，进气量校正值Kga从“0”朝向“3”增大。根据该图表，能够求得能够以平均进气量Aga越大则发动机冷却水温度THW越低的方式进行校正的进气量校正值Kga。

接着，在步骤240中，ECU60判断发动机冷却水温度THW是否高于在规定值T1上加上外部气体温度校正值Ktha并且减去进气量校正值Kga得到的计算值。作为该规定值T1，例如能够应用“85℃”。ECU60在该判断结果为肯定的情况下，将处理转移到步骤250，从而执行散热器冷却，在该判断结果为否定的情况下，将处理转移到步骤260，从而执行发动机冷却。

然后，在步骤250中，执行散热器冷却。即，ECU60打开第1三通阀43、第2三通阀50以及散热器侧水泵42，从而利用自散热器32流出的温度相对较低的冷却水冷却EGR冷却器24。之后，ECU60将处理向步骤200返回。在此，由于冷却水在散热器32处被冷却，因此，自散热器32流出的冷却水的温度低于未通过散热器32的冷却水的温度。

在图9中，利用概略图表示执行散热器冷却的情况下的发动机冷却装置31和EGR冷却装置41中的冷却水的流动。如图9所示，在发动机冷却装置31中，自发动机1(水套35)向发动机冷却水通路36流出的冷却水经由散热器32、恒温器33以及发动机侧水泵34向发动机1(水套35)返回，并在该路径中循环。而且，自散热器32流出的冷却水的一部分经由第2通路部45、散热器侧水泵42、第1三通阀43、第1通路部44、EGR冷却器24、第5通路部48、第2三通阀50以及第6通路部49向散热器32的水入口32b的附近的发动机冷却水通路36返回。由此，在散热器32处被冷却的温度相对较低的冷却水向EGR冷却器24流动，在EGR冷却器24中流动的EGR气体被冷却到较低的温度。

另一方面，在步骤260中，ECU60执行发动机冷却。即，ECU60关闭第1三通阀43、第2三通阀50以及散热器侧水泵42，从而利用自发动机1流出的冷却水冷却EGR冷却器24。之后，ECU60将处理向步骤200返回。在此，由于冷却水不在散热器32中流过，因此，自发动机1流出的冷却水的温度高于在散热器32中流动的冷却水的温度。

在图10中，利用概略图表示执行发动机冷却的情况下的发动机冷却装置31和EGR冷却装置41中的冷却水的流动。如图10所示，在发动机冷却装置31中，自发动机1(水套35)向发动机冷却水通路36流出的冷却水不向散热器32流动，而经由第4通路部47、第2三通阀50、第5通路部48、EGR冷却器24、第1通路部44、第1三通阀43、第3通路部46以及恒温器33向发动机侧水泵34的附近的发动机冷却水通路36返回。由此，温度相对较高的冷却水向EGR冷却器24流动，能够抑制在EGR冷却器24中流动的EGR气体的过度冷却。

根据上述控制，ECU60以将冷却水相对于EGR冷却器24的流动在发动机1的暖机过程中切换到第1EGR冷却水通路，在发动机1的暖机后切换到第2EGR冷却水通路的方式控制第1三通阀43、第2三通阀50以及散热器侧水泵42。详细而言，ECU60关闭第1三通阀43、第2三通阀50以及散热器侧水泵42，从而使自发动机1(水套35)的水出口35a向发动机冷却水通路36流出的冷却水经由第2三通阀50、EGR冷却器24以及第1三通阀43在第1EGR冷却水通路中流动并向发动机侧水泵34的附近的发动机冷却水通路36返回。而且，ECU60打开第1三通阀43、第2三通阀50以及散热器侧水泵42，从而使自散热器32的水出口32a向发动机冷却水通路36流出的冷却水经由第1三通阀43、EGR冷却器24以及第2三通阀50在第2EGR冷却水通路中流动并向散热器32的水入口32b的附近的发动机冷却水通路36返回。

根据以上说明的本实施方式的EGR冷却装置41，能够获得与第1实施方式相同的作用和效果。此外，根据本实施方式的结构，与第1实施方式不同，在自散热器32的水出口32a流出的冷却水向EGR冷却器24流动时，在EGR冷却器24与散热器32之间，冷却水经由第1三通阀43、第2三通阀50以及第2EGR冷却水通路(各通路部44、45、48、49)循环。因此，能够使在散热器32中被冷却的冷却水高效地向EGR冷却器24流动，能够有效地冷却EGR气体。

另外，该发明并不限定于所述各实施方式，在不偏离发明的主旨的范围内还能够适当变更结构的一部分地进行实施。

(1)在所述各实施方式中，将EGR冷却装置41具体化于汽油发动机系统，还能够将EGR冷却装置具体化于柴油发动机系统。

(2)在所述各实施方式中，将EGR冷却装置41具体化于不具有增压器的汽油发动机系统，还能够将EGR冷却装置具体化于具有增压器的汽油发动机系统或柴油发动机系统。

产业上的可利用性

本发明能够应用于设于具有发动机冷却装置的发动机系统的EGR装置。

Claims (5)

1.一种EGR冷却装置，其通过使在发动机冷却装置中循环的冷却水向EGR冷却器流动，从而对在所述EGR冷却器中流动的EGR气体进行冷却，

所述发动机冷却装置包括散热器、发动机侧水泵以及发动机冷却水通路，构成为通过所述发动机侧水泵工作，而使所述冷却水经由所述发动机、所述散热器以及所述发动机侧水泵在所述发动机冷却水通路中循环，

所述发动机、所述散热器以及所述EGR冷却器分别具有导入所述冷却水的水入口和导出所述冷却水的水出口，

该EGR冷却装置包括有第1EGR冷却水通路，该第1EGR冷却水通路用于使自所述发动机的所述水出口向所述发动机冷却水通路流出的所述冷却水经由所述EGR冷却器向所述发动机冷却水通路返回，该EGR冷却装置的特征在于，

该EGR冷却装置包括：

第2EGR冷却水通路，其用于使自所述散热器的所述水出口向所述发动机冷却水通路流出的所述冷却水经由所述EGR冷却器向所述发动机冷却水通路返回；

流动切换单元，其用于将所述冷却水相对于所述EGR冷却器的流动在所述第1EGR冷却水通路与所述第2EGR冷却水通路之间切换；以及

控制单元，其以将所述冷却水相对于所述EGR冷却器的流动在所述发动机的暖机过程中切换到所述第1EGR冷却水通路、在所述发动机的暖机后切换到所述第2EGR冷却水通路的方式控制所述流动切换单元。

2.根据权利要求1所述的EGR冷却装置，其特征在于，

所述流动切换单元具有一个三通阀，

通过所述控制单元关闭所述三通阀，自所述发动机的所述水出口向所述发动机冷却水通路流出的所述冷却水经由所述EGR冷却器和所述三通阀在所述第1EGR冷却水通路中流动并向所述发动机侧水泵的附近的所述发动机冷却水通路返回，

通过所述控制单元打开所述三通阀，自所述散热器的所述水出口向所述发动机冷却水通路流出的所述冷却水经由所述三通阀、所述EGR冷却器在所述第2EGR冷却水通路中流动并向所述发动机的所述水出口的附近的所述发动机冷却水通路返回。

3.根据权利要求1所述的EGR冷却装置，其特征在于，

所述流动切换单元具有第1三通阀和第2三通阀，

通过所述控制单元关闭所述第1三通阀和所述第2三通阀，自所述发动机的所述水出口向所述发动机冷却水通路流出的所述冷却水经由所述第2三通阀、所述EGR冷却器以及所述第1三通阀在所述第1EGR冷却水通路中流动并向所述发动机侧水泵的附近的所述发动机冷却水通路返回，

通过所述控制单元打开所述第1三通阀和所述第2三通阀，自所述散热器的所述水出口向所述发动机冷却水通路流出的所述冷却水经由所述第1三通阀、所述EGR冷却器以及所述第2三通阀在所述第2EGR冷却水通路中流动并向所述散热器的所述水入口的附近的所述发动机冷却水通路返回。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的EGR冷却装置，其特征在于，

在所述第2EGR冷却水通路设有散热器侧水泵，该散热器侧水泵用于向所述EGR冷却器加压输送自所述散热器的所述水出口流出的所述冷却水，

所述控制单元在将所述冷却水相对于所述EGR冷却器的流动切换到所述第2EGR冷却水通路时打开所述散热器侧水泵。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的EGR冷却装置，其特征在于，

该EGR冷却装置还包括暖机状态检测单元，该暖机状态检测单元用于检测所述发动机的暖机状态，

所述控制单元根据所述暖机状态检测单元的检测结果判断所述发动机为所述暖机过程中还是所述暖机后。