JP2000186630A - Internal combustion engine having combustion heater - Google Patents

Internal combustion engine having combustion heater

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JP2000186630A
JP2000186630A JP10365778A JP36577898A JP2000186630A JP 2000186630 A JP2000186630 A JP 2000186630A JP 10365778 A JP10365778 A JP 10365778A JP 36577898 A JP36577898 A JP 36577898A JP 2000186630 A JP2000186630 A JP 2000186630A
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engine
internal combustion
heat exchanger
combustion engine
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Japanese (ja)
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Shinji Kamoshita
伸治 鴨下
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Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M26/10Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure the appropriate combustion of an internal combustion engine by controlling recycled exhaust gas in an EGR system to an appropriate temperature. SOLUTION: In this internal combustion engine having an intake system introducing fresh air to the inside of an engine and an exhaust system exhausting exhaust gas produced by burning fuel in the inside of the engine, and also having an exhaust recirculating passage 81 returning exhaust gas exhausted from the exhaust system to the intake system by bypassing the internal combustion engine, and further having a combustion heater 22 arranged to heat an engine related element by heat obtained by burning fuel, a heat exchanger 84 performing heat exchange in exhaust gas flowing in the inside of the exhaust recirculating passage 81 is arranged in the middle of the exhaust recirculating passage 81, the combustion heater 22 is connected as a heat source to the heat exchanger 84 and exhaust gas flowing in the inside of the exhaust recalculating passage 81 is heated by the heat exchanger 84 according to the driving conditions of the internal combustion engine, thus deterioration of combustion can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、機関関連要素を昇
温する燃焼式ヒータを備えた内燃機関に関する。さらに
詳しくは、燃焼式ヒータの燃焼ガスの利用技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine provided with a combustion type heater for raising the temperature of components related to the engine. More specifically, the present invention relates to a technology for using combustion gas of a combustion heater.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の内燃機関は、例えば直噴エンジン
やディーゼルエンジンのように熱効率が高くなってお
り、余分に排出される熱量が少なくなっている。従っ
て、内燃機関とは別に燃焼式ヒータを設け、機関始動時
にヒータコア等の機関関連要素を加熱するようにしてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, internal combustion engines have high thermal efficiencies, such as direct injection engines and diesel engines, for example, and the amount of excess heat discharged is small. Therefore, a combustion type heater is provided separately from the internal combustion engine to heat engine-related elements such as a heater core when the engine is started.

【0003】このような燃焼式ヒータを備える以上、排
出される燃焼ガスを効率的に使用することが望まれる。
一方、排気ガス中のNOx の低減を目的として排気ガス
を排気系から吸気系へと戻す排気ガス再循環装置(いわ
ゆるEGR装置)を設けることが知られている。
[0003] As long as such a combustion heater is provided, it is desired to use the exhaust gas efficiently.
On the other hand, it is known to provide an exhaust gas recirculation device (so-called EGR device) for returning exhaust gas from an exhaust system to an intake system for the purpose of reducing NOx in the exhaust gas.

【0004】このようなEGR装置として、例えば特開
平7−317608号に記載された装置が知られてい
る。ここには、排気ガス再循環を行う運転域であるか否
かを検出する排気ガス再循環運転域検出手段の他に、排
気ガス再循環通路を冷却する排気ガス循環通路冷却手段
を有し、排気ガスを吸気系に入る前に冷却手段によって
冷却するので、吸気系に入る時点での排気ガス温度は十
分に低くなっている。
[0004] As such an EGR device, for example, a device described in JP-A-7-317608 is known. Here, in addition to the exhaust gas recirculation operation area detecting means for detecting whether or not the operation area is for performing exhaust gas recirculation, an exhaust gas recirculation path cooling means for cooling the exhaust gas recirculation path is provided, Since the exhaust gas is cooled by the cooling means before entering the intake system, the exhaust gas temperature at the time of entering the intake system is sufficiently low.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
装置において、排気ガス再循環通路を冷却する排気ガス
循環通路冷却手段は、内燃機関を冷却する冷却水を利用
する。この冷却水は内燃機関の始動時においては、未だ
暖められていないので、このような冷却水でEGR装置
を通過する排気ガスを過冷却してしまい、内燃機関での
燃焼が悪化するという事態が生じる。
By the way, in such an apparatus, the exhaust gas circulation passage cooling means for cooling the exhaust gas recirculation passage utilizes cooling water for cooling the internal combustion engine. Since this cooling water has not yet been warmed at the time of starting the internal combustion engine, the exhaust gas passing through the EGR device is supercooled by such cooling water, and the situation that the combustion in the internal combustion engine deteriorates may occur. Occurs.

【0006】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、EGR装置における再循環排気ガスを適度な温度
に制御して、内燃機関の適切な燃焼を確保することを課
題とするとともに、その実現にあたり燃焼式ヒータの熱
を利用することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to control the temperature of recirculated exhaust gas in an EGR device to an appropriate temperature to ensure appropriate combustion of an internal combustion engine. It is an object of the present invention to utilize the heat of a combustion type heater in realizing this.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、以下の手段を採用した。すなわち、いわ
ゆるEGR装置を有する内燃機関において、EGR装置
で再循環される排気ガスの温度が低すぎるとき、燃焼式
ヒータの熱で排気ガスを加熱することとした。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention employs the following means. That is, in an internal combustion engine having a so-called EGR device, when the temperature of the exhaust gas recirculated by the EGR device is too low, the exhaust gas is heated by the heat of the combustion heater.

【0008】より具体的には、機関内に新気を導入する
吸気系と、機関内での燃料の燃焼によって生じた排気ガ
スを排出する排気系とを有するとともに、排気系から排
出される排気ガスを内燃機関を迂回して吸気系に戻す排
気再循環通路(EGR通路)を有し、さらに、燃料を燃
焼することで得られた熱により機関関連要素を昇温すべ
く設けられた燃焼式ヒータを有する内燃機関において、
前記EGR通路の途中に、EGR通路内を流れる排気ガ
スとの間で熱交換を行う熱交換器を備え、この熱交換器
に熱源として前記燃焼式ヒータを接続し、内燃機関の運
転状態に応じて排気再循環通路内を流れる排気ガスを熱
交換器により燃焼式ヒータの熱で加熱することを特徴と
する。
More specifically, the engine has an intake system for introducing fresh air into the engine, an exhaust system for discharging exhaust gas generated by fuel combustion in the engine, and exhaust gas discharged from the exhaust system. A combustion system provided with an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) for returning gas to the intake system by bypassing the internal combustion engine, and further provided for raising the temperature of engine-related elements by heat obtained by burning fuel; In an internal combustion engine having a heater,
In the middle of the EGR passage, there is provided a heat exchanger for exchanging heat with exhaust gas flowing through the EGR passage, and the combustion type heater is connected to this heat exchanger as a heat source, and the heat exchanger is connected in accordance with an operation state of the internal combustion engine. The exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation passage is heated by the heat of the combustion heater by the heat exchanger.

【0009】ここで、内燃機関の運転状態を判定し、そ
の運転状態に応じて熱交換器による排気ガス加熱指令を
出す熱交換器制御手段をさらに備えるとよい。また、前
記熱交換器は、排気再循環通路を通過する排気ガスを冷
却する冷却手段を兼ねるとよい。EGR制御によって高
温の排気ガスが吸気系に導入されると、単位体積あたり
に含まれる排気ガスの質量が小さくなって体積効率が低
下するので、これを防止して体積効率を向上させるため
排気ガスを冷却する。
Here, it is preferable to further comprise a heat exchanger control means for judging an operation state of the internal combustion engine and issuing an exhaust gas heating command by the heat exchanger according to the operation state. Further, the heat exchanger may also serve as a cooling unit for cooling the exhaust gas passing through the exhaust gas recirculation passage. When high-temperature exhaust gas is introduced into the intake system by the EGR control, the mass of the exhaust gas contained per unit volume is reduced and the volume efficiency is reduced. To cool.

【0010】熱交換器を加熱装置として使用するととも
に冷却装置としても使用するため、燃焼式ヒータで加熱
された冷却水を熱交換器に導入する第1の冷却水導入路
と、燃焼式ヒータで加熱されない冷却水を熱交換器に導
入する第2の冷却水導入路と、これら第1の冷却水通路
と第2の冷却水通路とを内燃機関の運転状態の応じて切
り換える切換手段とを備えるようにするとよい。
In order to use the heat exchanger as a heating device and also as a cooling device, a first cooling water introduction path for introducing cooling water heated by a combustion type heater into the heat exchanger, and a combustion type heater. A second cooling water introduction passage for introducing unheated cooling water into the heat exchanger; and switching means for switching between the first cooling water passage and the second cooling water passage in accordance with an operation state of the internal combustion engine. It is good to do so.

【0011】燃焼式ヒータで加熱されない冷却水とは、
内燃機関からの冷却水を加熱せずに熱交換器に送る場合
の冷却水であり、あるいは、ラジエータからそのまま熱
交換器に送られる冷却水である。
[0011] The cooling water not heated by the combustion type heater is as follows.
This is cooling water when the cooling water from the internal combustion engine is sent to the heat exchanger without heating, or cooling water sent from the radiator to the heat exchanger as it is.

【0012】そして、前記熱交換器により、排気再循環
通路を流れる排気ガス温度を加熱もしくは冷却すること
で所定温度範囲に制御することも可能である。EGR制
御で用いる排気ガス温度は100℃程度が最適である。
また、内燃機関の運転時の冷却水温度は、80℃程度で
あるが、内燃機関の始動時において、内燃機関の冷却水
温度が20℃程度であると、内燃機関の始動性が悪くな
る。そこで、排気再循環通路内を流れる排気ガスを熱交
換器により燃焼式ヒータの熱で加熱すると、燃料の混合
気も昇温されて燃焼悪化を防止できるとともに、内燃機
関に流入する加熱後の排気ガスによって、内燃機関が昇
温され、始動性が良好となる。
The temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation passage can be controlled to a predetermined temperature range by heating or cooling the gas with the heat exchanger. The temperature of the exhaust gas used in the EGR control is optimally about 100 ° C.
The temperature of the cooling water during operation of the internal combustion engine is about 80 ° C. However, when the temperature of the cooling water of the internal combustion engine is about 20 ° C. at the time of starting the internal combustion engine, the startability of the internal combustion engine deteriorates. Therefore, when the exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation passage is heated by the heat of the combustion type heater by the heat exchanger, the temperature of the fuel-air mixture can be increased to prevent combustion deterioration, and the heated exhaust gas flowing into the internal combustion engine can be prevented. The temperature of the internal combustion engine is raised by the gas, and the startability is improved.

【0013】本発明で、内燃機関とは、通常のポート噴
射ガソリンエンジンだけでなく、ガソリン直噴リーンバ
ーンエンジンやディーゼルエンジンあるいはCNG(com
mpressed natural gas;圧縮天然ガス)エンジン等、排
気系における雰囲気が酸素過剰でかつ炭化水素や一酸化
炭素が少ない内燃機関も含む。
In the present invention, the term "internal combustion engine" refers to not only a normal port injection gasoline engine but also a gasoline direct injection lean burn engine, a diesel engine or a CNG (com) engine.
Also includes internal combustion engines, such as mpressed natural gas engines, in which the atmosphere in the exhaust system is excessive in oxygen and low in hydrocarbons and carbon monoxide.

【0014】燃焼式ヒータは、内燃機関本体とは別物と
して内燃機関に付属するヒータであって、内燃機関本体
のシリンダ内での燃焼に何等影響されることなく独自の
燃焼を行って燃焼ガスを排出するものである。機関始動
前から機関関連要素の温度を高める必要上、内燃機関本
体とは別途設けたものである。
The combustion type heater is a heater attached to the internal combustion engine as a separate object from the internal combustion engine main body. The combustion type heater performs its own combustion without being affected by the combustion in the cylinder of the internal combustion engine main body to generate combustion gas. To discharge. Since it is necessary to raise the temperature of the engine-related elements before the engine is started, it is provided separately from the internal combustion engine body.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明に係る内燃機関の実施の形
態について図1〜図6に基づいて説明する。図1は、本
実施の形態に係る排気浄化装置を適用する内燃機関の概
略構成を示す図である。図1に示す内燃機関は、多気筒
の水冷式ディーゼルエンジンである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the exhaust gas purification device according to the present embodiment is applied. The internal combustion engine shown in FIG. 1 is a multi-cylinder water-cooled diesel engine.

【0016】ディーゼルエンジンは、機関冷却水を含む
ウォータジャケットを有するエンジン本体1と、エンジ
ン本体1の複数の気筒内に燃焼に必要な空気を送り込む
吸気装置2と、混合気が燃焼した後の排気ガスを大気中
に放出する排気装置3と、エンジン搭載車輌の室内を暖
める暖房装置のヒータコア4とを有する。
The diesel engine has an engine body 1 having a water jacket containing engine cooling water, an intake device 2 for feeding air required for combustion into a plurality of cylinders of the engine body 1, and an exhaust gas after combustion of the air-fuel mixture. It has an exhaust device 3 for releasing gas into the atmosphere, and a heater core 4 of a heating device for warming the interior of a vehicle equipped with an engine.

【0017】前記吸気装置2は、吸気を濾過するエアク
リーナ5と、このエアクリーナ5を通過した吸気の流量
を計測するエアロフローメータ5aと、前記吸気を圧送
するターボチャージャ6のコンプレッサ6aと、このコ
ンプレッサ6aで圧縮される際に生じる熱で昇温された
吸気を冷却するインタークーラ7と、このインタークー
ラ7を通過した吸気をエンジン本体1の各気筒へと送入
するインテークマニホールド8とを備えており、これら
は吸気管9で互いに接続されている。また、インターク
ーラ7とエンジン本体1との間には、吸気絞り弁11が
配置されている。
The intake device 2 includes an air cleaner 5 for filtering intake air, an aero flow meter 5a for measuring the flow rate of intake air passing through the air cleaner 5, a compressor 6a of a turbocharger 6 for pumping the intake air, and the compressor 6a. An intercooler 7 that cools intake air heated by heat generated when the air is compressed at 6a, and an intake manifold 8 that sends intake air that has passed through the intercooler 7 to each cylinder of the engine body 1. These are connected to each other by an intake pipe 9. Further, an intake throttle valve 11 is arranged between the intercooler 7 and the engine body 1.

【0018】前記排気装置3は、エンジン本体1の排気
ポートに接続されるエキゾーストマニホールド12と、
ターボチャージャ6のタービン6bと、排気ガスを浄化
する排気浄化触媒13と、この触媒13に接続される図
示しないマフラーとを排気管14上に備えている。排気
浄化触媒13として、本例ではNOx 触媒13aを上流
側に、酸化触媒13bを下流側に備えている。NOx 触
媒としては、選択還元型リーンNOx 触媒、吸蔵還元型
リーンNOx 触媒を例示できる。
The exhaust device 3 includes an exhaust manifold 12 connected to an exhaust port of the engine body 1,
The exhaust pipe 14 includes a turbine 6b of the turbocharger 6, an exhaust purification catalyst 13 for purifying exhaust gas, and a muffler (not shown) connected to the catalyst 13. In this example, the exhaust purification catalyst 13 includes a NOx catalyst 13a on the upstream side and an oxidation catalyst 13b on the downstream side. As the NOx catalyst, a selective reduction type lean NOx catalyst and a storage reduction type lean NOx catalyst can be exemplified.

【0019】選択還元型リーンNOx 触媒とは、酸素過
剰の雰囲気(リーン雰囲気)で、かつ、炭化水素(H
C)が存在する状態でNOx を還元または分解する触媒
であり、例えば、ゼオライトにCu等の遷移金属をイオ
ン交換して担持した触媒や、ゼオライトまたはアルミナ
に貴金属を担持した触媒等を例示できる。選択還元型N
Ox 触媒は、触媒床温が触媒浄化ウインド内にあって、
流入する排気の空燃比がリーン雰囲気であり、更に排気
中にHC、好ましくは熱分解されて分子サイズが小さく
なったHCが存在していれば、HCの一部が部分酸化し
て活性種を生成し、その活性種が排気中のNOx と反応
して、NOx をN2、H2O、CO2等に還元する。
The selective reduction type lean NOx catalyst refers to an oxygen-excess atmosphere (lean atmosphere) and a hydrocarbon (H
A catalyst that reduces or decomposes NOx in the presence of C), and examples thereof include a catalyst in which a transition metal such as Cu is ion-exchanged on zeolite and a catalyst in which a noble metal is supported on zeolite or alumina. Selective reduction type N
The Ox catalyst has a catalyst bed temperature within the catalyst purification window,
If the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, and HC, preferably HC whose molecular size has been reduced by thermal decomposition, is present in the exhaust gas, a part of the HC is partially oxidized to form active species. The generated active species react with NOx in the exhaust gas to reduce NOx to N 2 , H 2 O, CO 2 and the like.

【0020】吸蔵還元型リーンNOx 触媒は、例えばア
ルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムK、ナ
トリウムNa、リチウムLi、セシウムCsのようなア
ルカリ金属、バリウムBa、カルシウムCaのようなア
ルカリ土類、ランタンLa、イットリウムYのような希
土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ptのような
貴金属とが担持されている。機関吸気通路及びNOx 触
媒上流での排気通路内に供給された空気及び燃料(炭化
水素)の比をNOx 触媒への流入排気ガスの空燃比と称
するとき、このNOx 触媒は、流入排気ガスの空燃比が
リーンのときはNOx を吸収し、流入排気ガス中の酸素
濃度が低下すると吸収したNOx を放出する。
The storage-reduction type lean NOx catalyst uses, for example, alumina as a carrier, and on the carrier, for example, an alkali metal such as potassium K, sodium Na, lithium Li or cesium Cs, or an alkaline earth such as barium Ba or calcium Ca. , Lanthanum La, and at least one selected from rare earths such as yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt. When the ratio of air and fuel (hydrocarbon) supplied to the engine intake passage and the exhaust passage upstream of the NOx catalyst is referred to as the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst, the NOx catalyst generates When the fuel ratio is lean, NOx is absorbed, and when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases, the absorbed NOx is released.

【0021】前記酸化触媒は、NOx 触媒に添加された
還元剤(ディーゼルの場合燃料)の消費されなかったも
の、すなわちHC、CO等の成分を酸化してCO2、水
にして排出する。
The oxidation catalyst oxidizes components of the reducing agent (fuel in the case of diesel) which have not been consumed, ie, components such as HC and CO, and discharges them as CO 2 and water.

【0022】前記選択還元型リーンNOx 触媒は、触媒
床温が所定の温度範囲(触媒浄化ウインド)内にある場
合に、浄化能力を発揮するが、この点は吸蔵還元型リー
ンNOx 触媒や酸化触媒も同様である。
The selective reduction type lean NOx catalyst exerts purification ability when the catalyst bed temperature is within a predetermined temperature range (catalyst purification window). This point is due to the occlusion reduction type lean NOx catalyst and oxidation catalyst. The same is true for

【0023】さらに、触媒13より上流側の排気管14
上に、ターボチャージャ6のタービン6bが設けられて
いる。このタービン6bには、タービン6bに導入され
る排気ガスの流れを調整してタービン回転数を制御する
可変ノズルベーンが設けられている。この可変ノズルベ
ーンは、バキュームポンプ41からの負圧をエレクトリ
ック・バキュームレギュレーティングバルブ(EVR
V)42で調整してアクチュエータ43を駆動すること
で可変制御される。
Further, the exhaust pipe 14 upstream of the catalyst 13
Above, the turbine 6b of the turbocharger 6 is provided. The turbine 6b is provided with a variable nozzle vane that controls the turbine speed by adjusting the flow of exhaust gas introduced into the turbine 6b. This variable nozzle vane converts the negative pressure from the vacuum pump 41 into an electric vacuum regulating valve (EVR).
V) It is variably controlled by adjusting at 42 and driving the actuator 43.

【0024】次に、燃焼式ヒータ22について説明す
る。図1に示したように、前記エアクリーナ5とターボ
チャージャ6のコンプレッサ6aとを結ぶ吸気管9から
分岐して、ヒータ用枝管31が設けられ、このヒータ用
枝管31に燃焼式ヒータ22が接続されている。
Next, the combustion type heater 22 will be described. As shown in FIG. 1, a branch pipe 31 for a heater is provided branching from an intake pipe 9 connecting the air cleaner 5 and the compressor 6 a of the turbocharger 6. It is connected.

【0025】この燃焼式ヒータ22は、エンジンとは別
途に燃料を燃焼することで発生する熱で熱媒体(冷却
水)を加熱し、この熱媒体を機関関連要素として前記ヒ
ータコア4やエンジン本体1を循環させ、その際生じる
熱交換によりこれら機関関連要素を加熱する。このた
め、燃焼式ヒータ22からヒータコア4やエンジン本体
1のウォータージャケットを経由して熱媒体(冷却水)
を循環させる熱媒体循環路が設けられている。
The combustion heater 22 heats a heat medium (cooling water) by heat generated by burning fuel separately from the engine, and uses the heat medium as an engine-related element to form the heater core 4 or the engine body 1. And heat generated thereby heats these engine-related elements. Therefore, the heat medium (cooling water) is supplied from the combustion type heater 22 via the heater core 4 and the water jacket of the engine body 1.
The heat medium circulation path which circulates is provided.

【0026】このような熱媒体循環路として、前記燃焼
式ヒータ22には、エンジンの冷却水を燃焼式ヒータ2
2へ導く冷却水導入通路32と、燃焼式ヒータ22内で
暖められた冷却水をヒータコア4を経由してエンジン本
体1へ導く冷却水排出通路33とが接続されている。
As such a heat medium circulating path, the combustion type heater 22 is provided with engine cooling water.
2 is connected to a cooling water discharge passage 33 that guides the cooling water heated in the combustion type heater 22 to the engine body 1 via the heater core 4.

【0027】ここで、燃焼式ヒータ22の具体的な構成
について図2に基づいて説明する。燃焼式ヒータ22の
内部には、前記ウォータジャケットからの冷却水を流す
ため、冷却水導入通路32と、冷却水排出通路33とに
連通するヒータ内部冷却水通路22aが形成されてい
る。
Here, a specific configuration of the combustion type heater 22 will be described with reference to FIG. Inside the combustion type heater 22, a heater internal cooling water passage 22a communicating with a cooling water introduction passage 32 and a cooling water discharge passage 33 is formed for flowing cooling water from the water jacket.

【0028】前記ヒータ内部冷却水通路22aは、燃焼
式ヒータ22の内部に形成された燃焼室22dの周りを
巡回するよう配置され、ヒータ内部冷却水路22a内を
流れる冷却水が燃焼室22dからの熱を受けて昇温する
ようになっている。
The heater internal cooling water passage 22a is disposed so as to circulate around a combustion chamber 22d formed inside the combustion type heater 22, and cooling water flowing through the heater internal cooling water passage 22a is supplied from the combustion chamber 22d. The temperature rises due to the heat.

【0029】燃焼室22dは、火炎を発生させる燃焼源
としての燃焼筒22bと、燃焼筒22bを覆うことで火
炎が外部に漏れないようにする円筒状の隔壁22cとか
ら構成されている。このように燃焼筒22bを隔壁22
cで覆うことにより、燃焼室22dが隔壁22c内に画
されることになる。そして、隔壁22cは、燃焼式ヒー
タ22の外壁24によって覆われている。尚、隔壁22
cと外壁24との間には、環状の隙間が設けられ、この
隙間が前述したヒータ内部冷却水路22aとして機能す
るようになっている。
The combustion chamber 22d includes a combustion cylinder 22b as a combustion source for generating a flame, and a cylindrical partition wall 22c that covers the combustion cylinder 22b to prevent the flame from leaking to the outside. In this way, the combustion cylinder 22b is
By covering with c, the combustion chamber 22d is defined in the partition wall 22c. The partition wall 22c is covered by the outer wall 24 of the combustion type heater 22. The partition 22
An annular gap is provided between c and the outer wall 24, and this gap functions as the above-described heater internal cooling water passage 22a.

【0030】燃焼式ヒータ22には、空気供給口22e
と排気排出口22fとが形成され、これらの空気供給口
22eと排気排出口22fとが燃焼室22dに連通して
いる。そして、前記空気供給口22eには吸気導入のた
め前記ヒータ用枝管31が接続され、前記排気排出口2
2fは、燃焼ガス排出管51を介して排気管15におけ
る触媒13の上流側に接続されている。よって、排気排
出口22fから排出される燃焼ガスは排気管14に導入
され、触媒13へと流入する。
The combustion type heater 22 has an air supply port 22e.
And an exhaust outlet 22f, and the air supply port 22e and the exhaust outlet 22f communicate with the combustion chamber 22d. The heater branch pipe 31 is connected to the air supply port 22e for introducing the intake air.
2 f is connected to the exhaust pipe 15 via the combustion gas discharge pipe 51 on the upstream side of the catalyst 13. Therefore, the combustion gas discharged from the exhaust outlet 22 f is introduced into the exhaust pipe 14 and flows into the catalyst 13.

【0031】次に、エキゾーストマニホールド12とタ
ーボチャージャ6のタービン6bとの間の排気管14部
分から分岐して、吸気絞り弁11とインテークマニホー
ルド8との間の吸気管9部分へと接続する排気再循環通
路としてのEGR管81が設けられている。
Next, the exhaust gas branches off from the exhaust pipe 14 between the exhaust manifold 12 and the turbine 6b of the turbocharger 6, and connects to the intake pipe 9 between the intake throttle valve 11 and the intake manifold 8. An EGR pipe 81 is provided as a recirculation passage.

【0032】EGR管81の途中には、エレクトリック
・バキュームレギュレーティングバルブ(EVRV)8
2を介してバキュームポンプ41からの負圧で駆動され
るEGR制御弁83が設けられている。さらに、EGR
制御弁83の下流側のEGR管81に、EGR管81内
を通過する排気ガスと熱交換して排気ガスを加熱、もし
くは冷却する加熱・冷却装置としての熱交換器84が設
けられている。
In the middle of the EGR pipe 81, an electric vacuum regulating valve (EVRV) 8
An EGR control valve 83 is provided, which is driven by a negative pressure from the vacuum pump 41 through the EGR control valve 2. Furthermore, EGR
The EGR pipe 81 downstream of the control valve 83 is provided with a heat exchanger 84 as a heating / cooling device that heats or cools the exhaust gas by exchanging heat with the exhaust gas passing through the EGR pipe 81.

【0033】この熱交換器84には、熱源として燃焼式
ヒータ22が第1の冷却水通路としての冷却水通路33
を介して接続されており、燃焼式ヒータ22内で暖めら
れた冷却水が熱交換器84内に設けた熱交換用のコイル
を流れるようになっている。
The heat exchanger 84 includes a combustion type heater 22 as a heat source and a cooling water passage 33 as a first cooling water passage.
The cooling water warmed in the combustion heater 22 flows through a heat exchange coil provided in the heat exchanger 84.

【0034】この熱交換器84は、エンジンのウォータ
ージャケットから送られてくる冷却水を利用した水冷式
クーラでもある。内燃機関の高負荷時にはEGR制御に
よって再循環される排気ガスは低温である方が好まし
い。高温の排気ガスが吸気系に導入されると、単位体積
あたりに含まれる排気ガスの質量が小さくなって体積効
率が低下するからである。そこで、これを防止して体積
効率を向上させるため水冷式クーラで排気ガスを冷却す
る。
The heat exchanger 84 is also a water-cooled cooler using cooling water sent from a water jacket of the engine. When the internal combustion engine is under a high load, it is preferable that the exhaust gas recirculated by the EGR control has a low temperature. This is because, when high-temperature exhaust gas is introduced into the intake system, the mass of the exhaust gas contained per unit volume is reduced and the volume efficiency is reduced. Therefore, to prevent this and improve the volumetric efficiency, the exhaust gas is cooled by a water-cooled cooler.

【0035】燃焼式ヒータ22内で加熱された冷却水が
熱交換器84内を流れるとき、熱交換器84は加熱装置
として機能し、燃焼式ヒータ22で加熱されない冷却水
が熱交換器84内を流れるとき、熱交換器84は冷却装
置として機能する。よって、熱交換器84を加熱装置と
して使用するか冷却装置として使用するかは、燃焼式ヒ
ータで加熱された冷却水を使用するか、加熱されない冷
却水を使用するかによる。
When the cooling water heated in the combustion type heater 22 flows through the heat exchanger 84, the heat exchanger 84 functions as a heating device, and the cooling water not heated by the combustion type heater 22 is charged in the heat exchanger 84. , The heat exchanger 84 functions as a cooling device. Therefore, whether the heat exchanger 84 is used as a heating device or a cooling device depends on whether to use cooling water heated by a combustion heater or to use cooling water that is not heated.

【0036】この加熱の有無は、燃焼式ヒータを稼働す
るかしないかによって決定してもよいし、燃焼式ヒータ
を通過する第1の冷却水通路と、燃焼式ヒータを通過し
ない第2の冷却水通路と切換制御弁によって熱交換器8
4に選択的に接続することによってもよい。
The presence or absence of the heating may be determined depending on whether or not the combustion type heater is operated, and a first cooling water passage passing through the combustion type heater and a second cooling water passage not passing through the combustion type heater. Heat exchanger 8 by water passage and switching control valve
4 may be selectively connected.

【0037】さらに、前記切換制御弁による第1の冷却
水通路と第2の冷却水通路の選択は、内燃機関の運転状
態に応じて行うが、両水路をそれぞれ別に設けたときは
そのそれぞれに切換制御弁を設け、また、両水路を途中
で合流させたときはその合流点に切換制御弁を設けると
よい。
Further, the selection of the first cooling water passage and the second cooling water passage by the switching control valve is performed in accordance with the operation state of the internal combustion engine, and when both water passages are separately provided, respectively. A switching control valve may be provided, and when both water paths are merged on the way, a switching control valve may be provided at the junction.

【0038】前記EVRV82はECU18により機関
の運転状況に応じてデューティ制御され、デューティ比
によりバキュームポンプ41からの負圧を可変して、E
GR制御弁83のダイヤフラム室にかかる負圧を制御し
ている。EGR制御弁83の開弁量は負圧の大きさによ
り変化する。このEGR制御弁83は排気ガスの流量を
調整する流量調整弁である。そして、ECU18および
EVRV82は、内燃機関の運転状態に応じて弁の開度
を調整する制御弁調整手段を構成する。
The EVRV 82 is duty-controlled by the ECU 18 according to the operating condition of the engine, and varies the negative pressure from the vacuum pump 41 according to the duty ratio.
The negative pressure applied to the diaphragm chamber of the GR control valve 83 is controlled. The opening amount of the EGR control valve 83 changes depending on the magnitude of the negative pressure. The EGR control valve 83 is a flow control valve that controls the flow rate of the exhaust gas. The ECU 18 and the EVRV 82 constitute control valve adjusting means for adjusting the opening of the valve according to the operating state of the internal combustion engine.

【0039】ECU18には、内燃機関のウォータージ
ャケットを流れる冷却水温度THW、エンジン回転数N
E、アクセルポジンションAccp、パーキングブレー
キPB等の信号などが入力され、これら信号の値から運
転状態を判定する運転状態判定手段や、運転状態判定手
段での判定結果に従い切換制御弁を切換制御する切換制
御手段や前記制御弁調整手段がECU上に実現されてい
る。また、熱交換器84による冷却水加熱指令を運転状
態判定手段での判定結果に基づいて出す熱交換器制御手
段もECU18上に実現されている。
The ECU 18 has a cooling water temperature THW flowing through a water jacket of the internal combustion engine, an engine speed N
Signals such as E, accelerator position Accp, parking brake PB, etc. are inputted, and the switching control valve is switched in accordance with the driving state determining means for determining the driving state from the values of these signals and the result of the determination by the driving state determining means. The switching control means and the control valve adjusting means are realized on the ECU. The heat exchanger control means for issuing a cooling water heating command by the heat exchanger 84 based on the result of determination by the operating state determination means is also implemented on the ECU 18.

【0040】燃焼式ヒータ22の説明をさらに続ける
と、前記燃焼筒22bには、燃料導入通路25が接続さ
れ、燃料ポンプ16から吐出された燃料の一部が燃焼筒
22bに供給されるようになっている。さらに、燃焼筒
22bには、前記燃料導入通路25によって供給された
燃料を気化するための気化グロープラグ(図示せず)
と、気化燃料に着火するための点火グロープラグ(図示
せず)とが内装されている。尚、気化グロープラグと点
火グロープラグとは、単一のグロープラグで兼用される
ようにしてもよい。
Continuing the description of the combustion type heater 22, the fuel introduction passage 25 is connected to the combustion cylinder 22b so that a part of the fuel discharged from the fuel pump 16 is supplied to the combustion cylinder 22b. Has become. Further, a vaporizing glow plug (not shown) for vaporizing the fuel supplied through the fuel introduction passage 25 is provided in the combustion cylinder 22b.
And an ignition glow plug (not shown) for igniting the vaporized fuel. The vaporizing glow plug and the ignition glow plug may be shared by a single glow plug.

【0041】このように構成された燃焼式ヒータ22で
は、ヒータ用枝管31から空気供給口22eに流れ込ん
だ吸気が燃焼室22dに導かれるとともに、燃料導入通
路25によって燃焼筒22bに供給された燃料が気化グ
ロープラグによって気化される。そして、前記吸気と前
記気化燃料とが混合して混合気を形成し、その混合気が
燃焼室22d内の点火グロープラグによって着火されて
燃焼する。
In the combustion type heater 22 configured as described above, the intake air flowing into the air supply port 22e from the heater branch pipe 31 is guided to the combustion chamber 22d, and is supplied to the combustion cylinder 22b through the fuel introduction passage 25. The fuel is vaporized by the vaporizing glow plug. Then, the intake air and the vaporized fuel are mixed to form an air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is ignited by an ignition glow plug in the combustion chamber 22d and burns.

【0042】また、燃焼式ヒータ22には、排気排出口
22fからの燃焼ガスを触媒13の下流側もしくは上流
側に位置する排気管14に導入する燃焼ガス排出路とし
ての燃焼ガス排出管51が設けられている。そして、排
気排出口22fからの燃焼ガスは、触媒13の下流側も
しくは上流側へと排出される。
The combustion type heater 22 has a combustion gas discharge pipe 51 as a combustion gas discharge path for introducing combustion gas from an exhaust discharge port 22f to an exhaust pipe 14 located downstream or upstream of the catalyst 13. Is provided. Then, the combustion gas from the exhaust outlet 22f is discharged to the downstream side or the upstream side of the catalyst 13.

【0043】次に、本実施の形態に係るEGR制御弁8
3の制御について述べる。EGR制御弁83による燃焼
ガスの流量制御は、図3に示したように、燃料噴射量と
エンジン回転数から決定されるEGRdutyマップか
ら算出される。これは、公知のEGR制御に使用される
ものと同様である。この結果、図4に示したように、E
GRdutyが大きくなると、EVRV82が大きく開
き、制御弁83に加わる負圧も大きくなってEGR制御
弁83が大きく開き、排気ガスの流量すなわちEGR%
が大きくなる。
Next, the EGR control valve 8 according to this embodiment
Control 3 will be described. The control of the flow rate of the combustion gas by the EGR control valve 83 is calculated from an EGR duty map determined from the fuel injection amount and the engine speed as shown in FIG. This is the same as that used for known EGR control. As a result, as shown in FIG.
When GRduty increases, the EVRV 82 opens greatly, the negative pressure applied to the control valve 83 also increases, and the EGR control valve 83 opens greatly, and the flow rate of exhaust gas, that is, EGR%
Becomes larger.

【0044】EGR制御弁83は、例えば内燃機関が低
速時または中速時等の中低負荷域にあって機関温度が上
昇した場合に開き、EGR管81を通じて排気系から吸
気系に排気ガスを戻す。なお、EGR装置は、高負荷運
転域、減速時には作動しない。高負荷運転時にEGR制
御弁83を開くと排気管14における排気圧が低下し、
タービン6bの回転が低下することになったり、黒煙発
生の原因となる。
The EGR control valve 83 is opened when the internal combustion engine is in a low or middle speed range such as at low speed or medium speed and the engine temperature rises, and the exhaust gas is supplied from the exhaust system to the intake system through the EGR pipe 81. return. Note that the EGR device does not operate during a high-load operation range or during deceleration. When the EGR control valve 83 is opened during high load operation, the exhaust pressure in the exhaust pipe 14 decreases,
This may cause the rotation of the turbine 6b to decrease or cause black smoke to be generated.

【0045】EGR制御弁83の制御は、ECU18に
より図5に示すようなルーチンを実行することによって
実現される。この制御ルーチンは、所定時間毎に繰り返
し実行されるルーチンである。
The control of the EGR control valve 83 is realized by the ECU 18 executing a routine as shown in FIG. This control routine is a routine that is repeatedly executed at predetermined time intervals.

【0046】先ずS101で初期化が行われ、S102
エンジン回転数NEや内燃機関を流れる冷却水温度等が
ECU18に取り込まれる。次いで、S103におい
て、燃料噴射量がECU18に取り込まれる。さらに、
S104で、エンジン回転数×燃料噴射量で決定される
2次元マップから、EVRV82の制御デューティ比が
決定される。EVRV82の制御デューティ比が決定さ
れると、その値に基づきEVRV82が制御されること
で、EGR制御弁83の開度が決定され、従ってS10
5でEGR%すなわち燃焼ガス比が決定される。
First, initialization is performed in S101, and in S102
The engine speed NE, the temperature of the cooling water flowing through the internal combustion engine, and the like are taken into the ECU 18. Next, in S103, the fuel injection amount is taken into the ECU 18. further,
In S104, the control duty ratio of the EVRV 82 is determined from the two-dimensional map determined by the engine speed × the fuel injection amount. When the control duty ratio of the EVRV 82 is determined, the opening degree of the EGR control valve 83 is determined by controlling the EVRV 82 on the basis of the value, and therefore, S10
5, the EGR%, that is, the combustion gas ratio is determined.

【0047】なお、EGR制御を行うべきではないと
き、EGR制御弁83が閉ざされ、排気排出口22fか
らの燃焼ガスは、触媒13の下流側もしくは上流側へと
排出される。この場合、燃焼ガスが、触媒13の上流側
へと排出されるならば、燃焼ガスは触媒を通過して排気
管14から排出されるので、エンジン始動前に触媒を活
性化させることができ触媒のNOx 浄化性能を高めるこ
とができる。
When the EGR control should not be performed, the EGR control valve 83 is closed, and the combustion gas from the exhaust outlet 22f is discharged downstream or upstream of the catalyst 13. In this case, if the combustion gas is discharged to the upstream side of the catalyst 13, the combustion gas passes through the catalyst and is discharged from the exhaust pipe 14, so that the catalyst can be activated before the engine is started. NOx purification performance can be improved.

【0048】従来であれば、エンジンの始動時すなわち
暖機前には、冷却水温が20℃〜30℃で、このような
時排気ガスを機関内に導入すると、空燃比がリッチにな
って失火のおそれがあるので、通常EGR制御を行わな
いのが一般的である。
Conventionally, when the engine is started, that is, before warm-up, the cooling water temperature is 20 ° C. to 30 ° C. At such time, if exhaust gas is introduced into the engine, the air-fuel ratio becomes rich and misfire occurs. In general, EGR control is not normally performed.

【0049】一方、EGR制御はエミッションを低減さ
せるために内燃機関の冷却水が低温領域にあるときでも
行うことが望まれる。しかし、熱交換器84が冷却水を
利用した水冷式クーラであるとき、EGR制御によりE
GR管81を流れる排気ガスは、体積効率の向上のため
水冷式クーラで冷却される。エンジンの始動時も、冷却
水は暖められていないので、熱交換器84が水冷式クー
ラとして機能してしまうと排気ガスが過冷却されてしま
う。このような場合であって、しかも吸入される外気の
温度が低い場合では、更に過冷却された低温の排気ガス
を導入すると、燃焼が悪化してしまう。
On the other hand, it is desirable to perform the EGR control even when the cooling water of the internal combustion engine is in a low temperature range in order to reduce the emission. However, when the heat exchanger 84 is a water-cooled cooler using cooling water, EGR control
The exhaust gas flowing through the GR pipe 81 is cooled by a water-cooled cooler to improve the volume efficiency. Even when the engine is started, the cooling water is not warmed, so if the heat exchanger 84 functions as a water-cooled cooler, the exhaust gas will be overcooled. In such a case, and in the case where the temperature of the outside air to be sucked in is low, if the supercooled low-temperature exhaust gas is further introduced, the combustion deteriorates.

【0050】そこで、本例では、水冷式クーラを冷却装
置としてではなく、加熱装置として使用し、EGR制御
により導入される排気ガスを熱交換器84で加熱するの
で、燃焼悪化を防止でき、結果として、低水温領域から
のEGR制御が可能となる。
Therefore, in this embodiment, the water-cooled cooler is used not as a cooling device but as a heating device, and the exhaust gas introduced by EGR control is heated by the heat exchanger 84, so that deterioration of combustion can be prevented. As a result, EGR control from a low water temperature region becomes possible.

【0051】また、冷却水を燃焼式ヒータ22の熱で熱
交換器84を介して排気ガスを加熱するので、これを内
燃機関内に導入すれば暖機が促進され、始動性が向上す
る。さらに、切換制御弁で熱交換器84に導入される冷
却水を切り換えることによって、EGR管84を流れる
排気ガスの温度を加熱、冷却して、所定温度範囲に維持
することが可能となり、安定したEGR制御が可能とな
る。
Since the exhaust gas is heated by the heat of the combustion heater 22 through the heat exchanger 84, the warm-up is promoted by introducing the cooling water into the internal combustion engine, and the startability is improved. Further, by switching the cooling water introduced into the heat exchanger 84 by the switching control valve, it is possible to heat and cool the temperature of the exhaust gas flowing through the EGR pipe 84 and to maintain the temperature in a predetermined temperature range, thereby achieving stable operation. EGR control becomes possible.

【0052】このために、ECU18上の運転状態判定
手段が、吸気温度、エンジン回転数、冷却水温、アクセ
ルポジション等の入力信号に基づき、所定条件が揃った
と判定したとき、運転状態判定手段からの信号を受けて
熱交換器による排気ガス加熱指令が熱交換器制御手段で
あるECUから出され、これにより、EGR制御中にお
いて吸気系へと戻される排気ガスが加熱される。
For this reason, when the operating state determining means on the ECU 18 determines that predetermined conditions are satisfied based on input signals such as the intake air temperature, the engine speed, the cooling water temperature, and the accelerator position, the operating state determining means Upon receiving the signal, an exhaust gas heating command by the heat exchanger is issued from the ECU which is the heat exchanger control means, whereby the exhaust gas returned to the intake system during the EGR control is heated.

【0053】ここでいう加熱のための所定条件とは、エ
ンジン回転数が低いときで、EGR制御が行われてお
り、しかも、冷却水温度が低いとき、あるいは、それに
加えて吸気温度も低いときなどである。また、加熱のた
めには前提として燃焼式ヒータ22が稼働していること
が条件となる。
The predetermined condition for heating here is when the engine speed is low, EGR control is performed, and when the cooling water temperature is low or, in addition, when the intake air temperature is low. And so on. For heating, it is a condition that the combustion type heater 22 is operating.

【0054】内燃機関の暖機が終了し、冷却水温度も高
くなって、排気ガスを加熱する必要がなくなった場合、
燃焼式ヒータ22での冷却水の加熱を中止するか、熱交
換器84へ燃焼式ヒータ22で加熱された冷却水が導入
されないようにする。
When the warming-up of the internal combustion engine has been completed and the temperature of the cooling water has increased, and it is no longer necessary to heat the exhaust gas,
The heating of the cooling water by the combustion type heater 22 is stopped or the cooling water heated by the combustion type heater 22 is not introduced into the heat exchanger 84.

【0055】さらに、内燃機関の高負荷時に、EGR制
御で再循環される排気ガスの温度を下げて、体積効率を
高めるために、熱交換器84を水冷式クーラとして機能
せしめ排気ガスを冷却する。このために、運転状態判定
手段は、内燃機関が高負荷時か否かを判定し、高負荷時
であれば、燃焼式ヒータ22で加熱されていない冷却水
を熱交換器84に送り、EGR制御中において吸気系へ
と戻される排気ガスを冷却する。このため、運転状態判
定手段での判定結果に従い燃焼式ヒータ22の運転を停
止したり、あるいは、前記切換制御弁を切換制御手段で
切換制御する。
Further, when the internal combustion engine is under a high load, the heat exchanger 84 functions as a water-cooled cooler to cool the exhaust gas in order to lower the temperature of the exhaust gas recirculated by the EGR control and increase the volumetric efficiency. . For this purpose, the operating state determining means determines whether or not the internal combustion engine is under a high load, and if the internal combustion engine is under a high load, sends the cooling water not heated by the combustion type heater 22 to the heat exchanger 84, and During the control, the exhaust gas returned to the intake system is cooled. For this reason, the operation of the combustion type heater 22 is stopped or the switching control valve is switched by the switching control means in accordance with the result of determination by the operating state determination means.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明によれば、燃焼式ヒータの熱を利
用して、EGR制御で使用する排気ガスを加熱すること
ができる。よって、冷却水が低温である場合であって
も、EGR制御による排気ガス温を上昇させ、燃焼悪化
を防止できるので、低水温領域でのEGR制御が可能と
なり、エミッションの低減を促進することができる。
According to the present invention, the exhaust gas used in the EGR control can be heated using the heat of the combustion heater. Therefore, even when the cooling water is at a low temperature, it is possible to raise the exhaust gas temperature by the EGR control and prevent deterioration of the combustion, so that the EGR control in the low water temperature region becomes possible, and the reduction of the emission can be promoted. it can.

【0057】また、加熱した排気ガスを例えば内燃機関
の始動時に内燃機関内に導入することによって、暖機を
促進させることができ、その結果始動性を良好にするこ
とができる。
Further, by introducing the heated exhaust gas into the internal combustion engine at the time of starting the internal combustion engine, for example, warm-up can be promoted, and as a result, the startability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関
の実施形態の概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an internal combustion engine having a combustion heater according to the present invention.

【図2】 燃焼式ヒータの概略断面図FIG. 2 is a schematic sectional view of a combustion type heater.

【図3】 燃料噴射量とエンジン回転数から決定される
EGRdutyマップ
FIG. 3 is an EGR duty map determined from a fuel injection amount and an engine speed.

【図4】 EGRdutyとEGR%との関係を示すグ
ラフ図
FIG. 4 is a graph showing a relationship between EGR duty and EGR%.

【図5】 実施形態に係る制御ルーチンを示す図FIG. 5 is a diagram showing a control routine according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン本体 2…吸気装置 3…排気装置 4…ヒータコア 5…エアクリーナ 6…ターボチャージャ 6a…コンプレッサ 6b…ターボチャージャのタービン 7…インタークーラ 8…インテークマニホールド 9…吸気管 11…吸気絞り弁 12…エキゾーストマニホールド 13…排気浄化触媒 13a…NOx 触媒 13b…酸化触媒 14…排気管 18…ECU 22a…ヒータ内部冷却水通路 22b…燃焼筒 22c…隔壁 22d…燃焼室 22e…空気供給口 22f…排気排出口 24…外壁 25…燃料導入通路 31…ヒータ用枝管 32…冷却水導入通路 33…冷却水排出通路 41…バキュームポンプ 42…エレクトリック・バキュームレギュレーティング
バルブ(EVRV) 43…アクチュエータ 51…燃焼ガス排出管 81…EGR管 82…エレクトリック・バキュームレギュレーティング
バルブ(EVRV) 83…EGR制御弁 84…熱交換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine body 2 ... Intake device 3 ... Exhaust device 4 ... Heater core 5 ... Air cleaner 6 ... Turbocharger 6a ... Compressor 6b ... Turbocharger turbine 7 ... Intercooler 8 ... Intake manifold 9 ... Intake pipe 11 ... Intake throttle valve 12 ... Exhaust manifold 13 Exhaust purification catalyst 13a NOx catalyst 13b Oxidation catalyst 14 Exhaust pipe 18 ECU 22a Heater internal cooling water passage 22b Combustion cylinder 22c Partition wall 22d Combustion chamber 22e Air supply port 22f Exhaust exhaust port Reference Signs List 24 outer wall 25 fuel introduction passage 31 heater branch pipe 32 cooling water introduction passage 33 cooling water discharge passage 41 vacuum pump 42 electric vacuum regulating valve (EVRV) 43 actuator 51 combustion gas discharge pipe 81 ... E R pipes 82 ... Electric vacuum regulating valve (EVRV) 83 ... EGR control valve 84 ... heat exchanger

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 機関内に新気を導入する吸気系と、機関
内での燃料の燃焼によって生じた排気ガスを排出する排
気系とを有するとともに、排気系から排出される排気ガ
スを内燃機関を迂回して吸気系に戻す排気再循環通路を
有し、さらに、燃料を燃焼することで得られた熱により
機関関連要素を昇温すべく設けられた燃焼式ヒータを有
する内燃機関において、 前記排気再循環通路の途中に、排気再循環通路内を流れ
る排気ガスとの間で熱交換を行う熱交換器を備え、この
熱交換器に熱源として前記燃焼式ヒータを接続し、内燃
機関の運転状態に応じて排気再循環通路内を流れる排気
ガスを熱交換器により加熱することを特徴とする燃焼式
ヒータを有する内燃機関。
An internal combustion engine having an intake system for introducing fresh air into an engine and an exhaust system for discharging exhaust gas generated by combustion of fuel in the engine, and for discharging exhaust gas discharged from the exhaust system. An internal combustion engine having an exhaust recirculation passage returning to the intake system by bypassing, and further having a combustion type heater provided to raise the temperature of the engine-related elements by heat obtained by burning fuel. In the middle of the exhaust gas recirculation passage, there is provided a heat exchanger for exchanging heat with the exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation passage, and the combustion type heater is connected to the heat exchanger as a heat source to operate the internal combustion engine. An internal combustion engine having a combustion type heater, wherein an exhaust gas flowing in an exhaust gas recirculation passage is heated by a heat exchanger according to a state.
【請求項2】 内燃機関の運転状態を判定し、その運転
状態に応じて熱交換器による排ガス加熱指令を出す熱交
換器制御手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の
燃焼式ヒータを有する内燃機関。
2. A combustion type heater according to claim 1, further comprising heat exchanger control means for judging an operation state of the internal combustion engine and issuing an exhaust gas heating command by the heat exchanger according to the operation state. An internal combustion engine having:
【請求項3】 前記熱交換器は、排気再循環通路を通過
する排気ガスを冷却する冷却手段を兼ねることを特徴と
する請求項1または2記載の燃焼式ヒータを有する内燃
機関。
3. The internal combustion engine having a combustion heater according to claim 1, wherein the heat exchanger also serves as a cooling unit for cooling exhaust gas passing through the exhaust gas recirculation passage.
【請求項4】 前記熱交換器により、排気再循環通路を
流れる排気ガス温度を加熱もしくは冷却することで所定
温度範囲に制御することを特徴とする請求項3記載の燃
焼式ヒータを有する内燃機関。
4. An internal combustion engine having a combustion-type heater according to claim 3, wherein the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation passage is controlled to a predetermined temperature range by heating or cooling by the heat exchanger. .
【請求項5】 燃焼式ヒータで加熱された冷却水を熱交
換器に導入する第1の冷却水導入路と、燃焼式ヒータで
加熱されない冷却水を熱交換器に導入する第2の冷却水
導入路と、これら第1の冷却水通路と第2の冷却水通路
とを内燃機関の運転状態の応じて切り換える切換手段と
を備えることを特徴とする請求項3または4記載の燃焼
式ヒータを有する内燃機関。
5. A first cooling water introduction passage for introducing cooling water heated by a combustion type heater into a heat exchanger, and a second cooling water introducing cooling water not heated by a combustion type heater to a heat exchanger. 5. The combustion type heater according to claim 3, further comprising an introduction path, and switching means for switching between the first cooling water passage and the second cooling water passage according to an operation state of the internal combustion engine. Having an internal combustion engine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015048809A (en) * 2013-09-03 2015-03-16 トヨタ自動車株式会社 Cooling device for internal combustion engine

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