JP2001173519A

JP2001173519A - 内燃機関の排気還流装置

Info

Publication number: JP2001173519A
Application number: JP35810899A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhisa Yokoi; 辰久横井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の排気還流装置に関し、
熱交換器を流通する冷却水が低温状態にある状況下にお
いて、冷却水を速やかに昇温させることにより、排気還
流通路内にデポジットが堆積するのを防止することを目
的とする。【解決手段】ＥＧＲ通路５２の途中に、ＥＧＲガスを
冷却するＥＧＲクーラ５６を介装する。ＥＧＲクーラ５
６の冷却水通路５６ａに冷却水を導く導入通路５８に、
導入通路５８と冷却水通路５６ａとの導通状態を制御す
る冷却水制御弁６４を設ける。また、冷却水通路５６の
ＥＧＲ通路５２に対向する部位に、該冷却水通路５６を
流通する冷却水の温度を検出するための水温センサ６２
を設ける。冷却水の温度が目標温度に比して低い場合、
冷却水制御弁６４の開度をその温度差に応じた量だけ小
さくする。この場合、冷却水の流量が減少することで、
冷却水が単位流量当たりにＥＧＲガスから奪う熱量が増
加し、冷却水が速やかに昇温される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気還
流装置に係り、特に、排気通路と吸気通路とを接続する
排気還流通路を通って排気通路から吸気通路に還流する
排気ガスを冷却するうえで好適な内燃機関の排気還流装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平１１−２００９
５６号に開示される如く、排気通路と吸気通路とを連通
させる排気還流通路を備え、排気ガスの一部を排気通路
から吸気通路に還流させる内燃機関の排気還流装置が知
られている。一般に、内燃機関から排出される排気ガス
中には、窒素酸化物（ＮＯx ）等の不活性ガスが多量に
含まれている。特に、ＮＯx は、燃焼室内に生じる燃焼
温度が高いほど発生し易くなる。排気ガスの一部が排気
通路から排気還流通路を介して吸気通路に還流される
と、不活性ガスが燃焼室に導入される。この場合、それ
ら不活性ガスの熱容量により燃焼室内の燃焼温度が低下
し、その結果、排気ガス中に含まれるＮＯxが減少す
る。従って、上記の如く排気ガスの一部を排気通路から
吸気通路に還流させることとすれば、内燃機関から排出
されるＮＯx の排出量を低減させることができる。以
下、排気通路から吸気通路に還流される排気ガスをＥＧ
Ｒガスと称す。

【０００３】上記従来の装置においては、排気還流通路
の途中に熱交換器が設けられている。熱交換器は、冷却
水が流通する冷却水通路に連通している。熱交換器は、
冷却水を流通する冷却水と排気還流通路をＥＧＲガスと
の間で熱交換を行うことによりＥＧＲガスを冷却する。
ＥＧＲガスが冷却されると、ＥＧＲガスの体積が減少す
ることで、その密度が増加する。この場合、冷却されな
い場合に比して多量のＥＧＲガスを吸気通路に還流でき
ることで、燃焼室内の燃焼温度を更に低下させることが
できる。従って、ＥＧＲガスを冷却することとすれば、
ＮＯx の排出量を更に低減させることができる。

【０００４】また、上記従来の装置においては、冷却水
通路に、冷却水の流量を制御する制御弁が設けられてい
る。この装置において、制御弁は、冷却水の温度が高い
場合に最大開度とされ、熱交換器の下流側のＥＧＲガス
の温度が低い場合に最小開度とされる。このため、上記
従来の装置によれば、冷却水の温度が高い状況下で多量
の冷却水を流通させ、ＥＧＲガスの温度が低い状況下で
冷却水の流量を減少させることができる。従って、上記
従来の装置によれば、冷却水の温度が高い状況下でも熱
交換器の下流側において冷却水を良好に冷却させること
ができると共に、ＥＧＲガスの温度が低い状況下でその
ＥＧＲガスの過冷却を回避することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＥＧＲガス
を冷却する熱交換器の温度が低いほど、すなわち、熱交
換器を流通する冷却水の温度が低いほど、熱交換器近傍
の排気還流通路内において、ＥＧＲガス中の未燃焼成分
やすす等によるデポジットが堆積し易くなる。排気通路
内にデポジットが堆積すると、排気還流通路の有効断面
積が小さくなることで、ＥＧＲガスの還流量が減少し、
ＮＯx の排出量が増加してしまう。従って、排気通路内
にデポジットが堆積するのを抑制し、ＮＯx の排出量の
増加を防止するうえでは、熱交換器を流通する冷却水が
ある程度高温状態にあることが望ましい。冷却水の温度
が低い場合には、冷却水の流量を制御する制御弁の開度
を小さくすることにより、熱交換器を流通する冷却水を
速やかに昇温させることが適切である。

【０００６】しかしながら、上記の公報には、熱交換器
を流通した冷却水が低温状態にある場合に、冷却水の流
量を調整する制御弁の開度を制御することについては何
ら記載されておらず、この点、上記従来の排気還流装置
は、未だ改善の余地を残すものであった。本発明は、上
述の点に鑑みてなされたものであり、熱交換器を流通す
る冷却水が低温状態にある状況下において、冷却水を速
やかに昇温させることにより、排気還流通路内にデポジ
ットが堆積するのを防止することが可能な内燃機関の排
気還流装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、排気通路と吸気通路とを連通させ、前
記排気通路から前記吸気通路に向けて排気ガスを還流さ
せる排気還流通路と、前記排気還流通路内の排気ガスと
冷却水との間で熱交換を行うことにより該排気ガスを冷
却する熱交換器と、を備える内燃機関の排気還流装置に
おいて、前記熱交換器に冷却水を導く流路内に設けら
れ、該熱交換器を流通する冷却水の流量を制御する制御
弁と、前記熱交換器の、前記排気還流通路に対向する部
位における温度に応じたパラメータを検出する温度パラ
メータ検出手段と、前記温度パラメータ検出手段により
検出された温度に基づいて前記制御弁の開度を制御する
開度制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の
排気還流装置により達成される。

【０００８】請求項１記載の発明において、排気還流通
路内の排気ガスを冷却する熱交換器に冷却水を導く流路
内には、該熱交換器を流通する冷却水の流量を制御する
制御弁が設けられている。また、熱交換器の、排気還流
通路に対向する部位における温度が検出される。制御弁
の開度は、上記部位における温度に基づいて制御され
る。制御弁の開度が適当に変更されると、冷却水の流量
が変動する。具体的には、冷却水の流量は、制御弁の開
度が大きい場合に多くなり、制御弁の開度が小さい場合
に少なくなる。冷却水の流量が少ない場合は、冷却水が
排気ガスとの熱交換により温まり易い状態が実現され
る。一方、冷却水の流量が多い場合は、冷却水が排気ガ
スの熱を吸収し易い状態が実現される。従って、本発明
によれば、熱交換器の、排気還流通路に対向する部位に
おける温度が低い場合に制御弁の開度を小さくすること
で、冷却水を速やかに昇温させることができ、また、上
記部位における温度が高い場合に制御弁の開度を大きく
することで、冷却水に排気ガスの熱を効果的に吸収させ
ることができる。このため、本発明によれば、熱交換器
の温度が低い場合にも、排気還流通路内におけるデポジ
ットの堆積を防止することができる。

【０００９】この場合、請求項２に記載する如く、請求
項１記載の内燃機関の排気還流装置において、前記開度
制御手段は、前記制御弁の開度を、前記温度パラメータ
検出手段により検出された温度と目標温度との差に応じ
て変更することとしてもよい。請求項２記載の発明にお
いて、制御弁は、熱交換器の排気還流通路に対向する部
位における温度とその目標温度との差に応じた開度に制
御される。上記部位における温度が目標温度に比して低
いほど、冷却水を速やかに昇温させることが困難とな
り、また、上記部位における温度が目標温度に比して高
いほど、冷却水に排気ガスの熱を効率的に吸収させるこ
とが困難となる。この点、本発明によれば、上記部位に
おける温度と目標温度との差が大きいほど制御弁の開度
を大きく変更することで、上記不都合を回避することが
できる。

【００１０】また、請求項３に記載する如く、請求項２
記載の内燃機関の排気還流装置において、前記開度制御
手段は、前記制御弁の開度を、前記温度パラメータ検出
手段により検出された温度が前記目標温度に比して低い
ほど小さくすることとしてもよい。

【００１１】請求項３記載の発明において、制御弁の開
度は、熱交換器の排気還流通路に対向する部位における
温度が目標温度に比して低いほど小さくされる。この場
合には、上記部位における温度が低くても、その温度に
応じて冷却水の流量の減少量が適当に変更されること
で、その温度にかかわらず冷却水が温まり易い状態が実
現される。従って、本発明によれば、熱交換器の排気還
流通路に対向する部位の温度にかかわらず、冷却水を速
やかに昇温させることができる。このため、本発明によ
れば、排気還流通路内にデポジットが堆積するのを防止
することができる。

【００１２】また、請求項４に記載する如く、請求項２
記載の内燃機関の排気還流装置において、前記開度制御
手段は、前記制御弁の開度を、前記温度パラメータ検出
手段により検出された温度が前記目標温度に比して高い
ほど大きくすることを特徴とする内燃機関の排気還流装
置は、冷却水に排気ガスの熱を効果的に吸収させるうえ
で有効である。

【００１３】請求項４記載の発明において、制御弁の開
度は、熱交換器の排気還流通路に対向する部位における
温度が目標温度に比して高いほど大きくされる。この場
合には、上記部位における温度が高くても、その温度に
応じて冷却水の流量の増加量が適当に変更されること
で、その温度にかかわらず冷却水が排気ガスの熱を吸収
し易い状態が実現される。従って、本発明によれば、熱
交換器の排気還流通路に対向する部位における温度にか
かわらず、冷却水に排気ガスの熱を効果的に吸収させる
ことができる。

【００１４】更に、請求項５に記載する如く、請求項１
記載の内燃機関の排気還流装置において、前記温度パラ
メータ検出手段は、前記熱交換器の、前記排気還流通路
に対向する部位を流通する冷却水の温度を検出すること
を特徴とする内燃機関の排気還流装置は、熱交換器内の
冷却水を適温に維持するうえで有効である。

【００１５】請求項５記載の発明において、温度パラメ
ータ検出手段は、熱交換器の、排気還流通路に対向する
部位を流通する冷却水の温度を検出する。制御弁の開度
は、冷却水の温度に基づいて制御される。従って、本発
明によれば、冷却水の温度が低い場合に制御弁の開度を
小さくすることで、冷却水を速やかに昇温させることが
でき、また、冷却水の温度が高い場合に制御弁の開度を
大きくすることで、冷却水に排気ガスの熱を効果的に吸
収させることができる。このように、本発明によれば、
熱交換器内の冷却水を適温に維持することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
排気還流装置を搭載する内燃機関１０のシステム構成図
を示す。また、図２は、本実施例の内燃機関１０の要部
構成図を示す。図１に示す如く、本実施例の内燃機関１
０は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）１２を
備えており、ＥＣＵ１２により制御される。

【００１７】内燃機関１０は、シリンダブロック１４を
備えている。シリンダブロック１４の壁中には、ウォー
タジャケット１６が形成されている。ウォータジャケッ
ト１６のインレット側には、ウォータポンプ１８が設け
られている。ウォータポンプ１８は、所定の駆動源によ
り作動し、内燃機関１０の運転中に所定流量の冷却水を
ウォータジャケット１６に向けて吐出する。ウォータジ
ャケット１６は、内部に冷却水が流通することにより内
燃機関１０を冷却する。

【００１８】シリンダブロック１４の内部には、ピスト
ン２０、コンロッド２２、および、クランクシャフト２
４が収納されている。シリンダブロック１４の上部に
は、シリンダヘッド３０が固定されている。シリンダヘ
ッド３０、ピストン２０、および、シリンダブロック１
４に囲まれる部位には、主燃焼室３２が形成されてい
る。シリンダヘッド３０の内部には、主燃焼室３２に連
通する吸気ポート３４、副燃焼室３６、および、排気ポ
ート３８が形成されている。

【００１９】シリンダヘッド３０には、先端部が副燃焼
室３６に露出する燃料噴射弁４０、および、同様に先端
部が副燃焼室３６に露出するグロープラグ４２が配設さ
れている。燃料噴射弁４０は、図示しない燃料ポンプに
接続されており、燃料ポンプから高圧燃料の供給を受け
ることにより副燃焼室３６内に燃料を噴射する。グロー
プラグ４２は、電流が供給されることにより発熱し、副
燃焼室３６内に噴射された燃料を着火・燃焼させる。

【００２０】内燃機関１０の吸気ポート３４には、吸入
空気を吸入するための流路として機能する吸気通路４４
が連通している。吸気通路４４の入口には、吸入空気を
浄化するエアクリーナ４６が配設されている。吸気通路
４４の途中には、吸入空気を冷却するインタークーラ４
８が介装されている。また、排気ポート３８には、内燃
機関１０の排気ガスを排出するための流路として機能す
る排気通路５０が連通している。

【００２１】吸気ポート４４と排気通路５０との間に
は、両者を連通させる排気還流通路（以下、ＥＧＲ通路
と称す）５２が設けられている。ＥＧＲ通路５２は、排
気ガスの一部を排気通路５０から吸気通路４４に還流す
るための流路として機能する。以下、排気通路５０から
ＥＧＲ通路５２を介して吸気通路４４に還流される排気
ガスをＥＧＲガスと称す。ＥＧＲ通路５２の排気通路５
０側には、その導通状態を制御する排気還流弁（以下、
ＥＧＲ弁と称す）５４が配設されている。ＥＧＲ弁５４
は、ダイヤフラム式の負圧駆動弁であり、ダイヤフラム
により隔成された２つの閉塞室の圧力差に応じた開度を
実現する。ＥＧＲ弁５４は、内燃機関１０の運転状態に
応じた適当な開度に制御される。

【００２２】図２に示す如く、ＥＧＲ通路５２の途中に
は、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ５６が介装され
ている。ＥＧＲクーラ５６は、導入通路５８および排出
通路６０を介して、内燃機関１０を冷却するウォータジ
ャケット１６に接続している。ＥＧＲクーラ５６は、内
部に冷却水の流通する冷却水通路５６ａを備えており、
ＥＧＲガスと、導入通路５８を通って冷却水通路５６ａ
に流入した冷却水との間で熱交換を行うことにより、Ｅ
ＧＲガスを冷却する。ＥＧＲガスとの熱交換により温め
られた冷却水は、冷却水通路５６ａから排出通路６０に
流出した後、ウォータジャケット１６に向けて排出され
る。

【００２３】ＥＧＲクーラ５６の冷却水通路５６ａの、
ＥＧＲ通路５２に対向する部位には、先端部が該冷却水
通路５６ａに露出する水温センサ６２が配設されてい
る。水温センサ６２は、ＥＧＲクーラ５６の冷却水通路
５６ａに流通する冷却水の温度に応じた信号を出力す
る。水温センサ６２の出力信号は、ＥＣＵ１２に供給さ
れている。ＥＣＵ１２は、水温センサ６２の出力信号に
基づいて、冷却水通路５６ａに流通する冷却水の温度ｔ
ｈｅｇｒを検出する。

【００２４】導入通路５８の、冷却水通路５６ａ側の端
部には、両者の導通状態を制御する制御弁（以下、冷却
水制御弁と称す）６４が配設されている。冷却水制御弁
６４は、開度制御されることにより、ＥＧＲクーラ５６
を流通する冷却水の流量を制御する。冷却水制御弁６４
は、ダイヤフラム式の負圧駆動弁であり、バキューム・
レギュレーティング・バルブ（以下、ＥＶＲＶと称す）
６６に連結している。ＥＶＲＶ６６には、バキュームポ
ンプ６８が接続されている。ＥＶＲＶ６６は、バキュー
ムポンプ６８から供給される負圧を動力源として冷却水
制御弁６４を駆動する。また、ＥＶＲＶ６６には、ＥＣ
Ｕ１２が接続されている。ＥＣＵ１２は、冷却水制御弁
６４の開度が後述の如くＥＧＲクーラ５６を流通する冷
却水の温度ｔｈｅｇｒに従って変更されるように、ＥＶ
ＲＶ６６に対して適当な駆動電流ｉｅｌｌｃを供給す
る。

【００２５】次に、本実施例の内燃機関１０の排気還流
装置の動作について説明する。本実施例において、内燃
機関１０が所定の状態になると、ＥＧＲ弁５４が全閉状
態から開弁される。ＥＧＲ弁５４が開弁されると、内燃
機関１０から排出された排気ガスの一部が、ＥＧＲガス
として排気通路５０からＥＧＲ通路５２を介して吸気通
路４４へ還流する。

【００２６】吸気通路４４に到達したＥＧＲガスは、大
気中からエアクリーナ４６を通過して吸気通路４４に吸
入された吸入空気と共に、内燃機関１０の主燃焼室３２
に導入される。この場合、ＥＧＲガス中に含まれる不活
性ガスの熱容量により主燃焼室３２および副燃焼室３６
内の燃焼温度が低下する。従って、本実施例によれば、
排気ガスの一部が還流されることで、内燃機関１０から
排出されるＮＯx の排出量を低減させることができる。

【００２７】また、本実施例において、ＥＧＲガスがＥ
ＧＲ通路５２を通過する際には、ＥＧＲガスと、ＥＧＲ
クーラ５６の冷却水通路５６ａを流通する冷却水との間
で熱交換が行われる。この際、ＥＧＲガスは冷却され、
冷却水は温められる。ＥＧＲガスが冷却されると、その
体積は減少し、その密度は増加する。このため、ＥＧＲ
ガスを冷却することとすれば、冷却しない場合に比して
多量のＥＧＲガスを吸気通路４４に還流することがで
き、その結果、内燃機関１０の主燃焼室３２および副燃
焼室３６内の燃焼温度を更に低下させることができる。
従って、本実施例によれば、ＥＧＲガスが冷却されるこ
とで、内燃機関１０からのＮＯx の排出量を更に低減さ
せることができる。

【００２８】ところで、ＥＧＲクーラ５６の冷却水通路
５６ａを流通する冷却水が低温状態にあるほど、ＥＧＲ
通路５２内の、ＥＧＲクーラ５６の冷却水通路５６ａと
接する部位に、ＥＧＲガス中の未燃成分やすす等による
デポジットが堆積し易くなる。ＥＧＲ通路５２内にデポ
ジットが堆積すると、ＥＧＲ通路５２の有効断面積が小
さくなることで、ＥＧＲガスの還流量が減少する。ＥＧ
Ｒガスの還流量が減少すると、内燃機関１０から排出さ
れるＮＯx の排出量が増加してしまう。従って、ＥＧＲ
通路５２内におけるデポジットの堆積を抑制し、ＮＯx
の排出量の増加を防止するうえでは、冷却水がある程度
高温状態にあることが望ましい。特に、冷却水が低温状
態にある場合には、冷却水を速やかに昇温させることが
適切である。

【００２９】ＥＧＲクーラ５６の冷却水通路５６ａを流
通する冷却水の流量が少ないほど、すなわち、冷却水制
御弁６４の開度が小さいほど、冷却水が単位流量当たり
にＥＧＲガスから奪う熱量は増加する。このため、冷却
水の流量を少なくすれば、ＥＧＲクーラ５６の下流側の
冷却水の温度を上昇させることができる。従って、冷却
水を速やかに昇温させる手法としては、冷却水制御弁６
４の開度を小さくすることが適切である。また、冷却水
の流量が少なくなるほど、冷却水は温まり易くなる。こ
のため、冷却水の温度が低いほど冷却水の流量を少なく
すること、すなわち、冷却水の温度に応じて冷却水制御
弁６４の開度を変更することが適切である。

【００３０】本実施例のシステムは、上記の手法を用い
て冷却水を速やかに昇温させ、ＥＧＲ通路５２内におけ
るデポジットの堆積を抑制する点に特徴を有している。
図３は、冷却水制御弁６４の開度を制御すべく、本実施
例においてＥＣＵ１２が実行する制御ルーチンの一例の
フローチャートを示す。図３に示すルーチンは、所定時
間ごとに繰り返し起動される定時割り込みルーチンであ
る。図３に示すルーチンが起動されると、まずステップ
１００の処理が実行される。

【００３１】ステップ１００では、水温センサ６２の出
力信号に基づいて、ＥＧＲクーラ５６内を流通する冷却
水の温度ｔｈｅｇｒが検出される。ステップ１０２で
は、上記ステップ１００で検出された冷却水の温度ｔｈ
ｅｇｒと所定の目標温度ＥＴＥＧＲとの差の絶対値が所
定値α以下であるか否かが判別される。尚、目標温度Ｅ
ＴＥＧＲは、ＥＧＲ通路５２内にデポジットが堆積しな
いと判断できる、ＥＧＲクーラ５６を流通する冷却水の
温度ｔｈｅｇｒの最小値である。また、所定値αは、冷
却水の温度ｔｈｅｇｒが目標温度ＥＴＥＧＲにほぼ一致
すると判断できるほど小さな値に設定されている。

【００３２】上記ステップ１０２において、｜ｔｈｅｇ
ｒーＥＴＥＧＲ｜≦αが成立する場合は、冷却水の温度
が適温に維持されていると判断できる。この場合は、冷
却水制御弁６４の開度を維持することが適切である。従
って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ１０
４の処理が実行される。ステップ１０４では、冷却水制
御弁６４の開度が維持されるように、ＥＶＲＶ６６に対
する駆動電流ｉｅｌｌｃを従前の値に維持する処理が実
行される。

【００３３】一方、上記ステップ１０２において、｜ｔ
ｈｅｇｒーＥＴＥＧＲ｜≦αが成立しない場合は、冷却
水の温度が高すぎる状態、あるいは、低すぎる状態にあ
ると判断できる。この場合は、冷却水制御弁６４の開度
を変更することにより、冷却水の温度を目標温度に近づ
けることが適切である。従って、かかる判別がなされた
場合は、次にステップ１０６の処理が実行される。

【００３４】ステップ１０６では、冷却水の温度ｔｈｅ
ｇｒから目標温度ＥＴＥＧＲを減算して得られた温度差
ΔＴ（＝ｔｈｅｇｒーＥＴＥＧＲ）が演算される。ステ
ップ１０８では、上記ステップ１０６で演算された温度
差ΔＴが正数であるか否かが判別される。ΔＴ＞０が成
立しない場合は、冷却水が低温状態にあると判断でき
る。この場合は、冷却水の温度を上昇させるべく、冷却
水制御弁６４の開度を小さくすることが適切である。従
って、ΔＴ＞０が成立しないと判別された場合は、次に
ステップ１１０の処理が実行される。

【００３５】ステップ１１０では、冷却水制御弁６４の
開度を小さくする際の開度補正量、具体的には、ＥＶＲ
Ｖ６６への駆動電流ｉｅｌｌｃの減量補正量ｉｅｌｌｃ
ｆｂ１を演算する処理が実行される。図４は、冷却水の
温度ｔｈｅｇｒと目標温度ＥＴＥＧＲとの温度差ΔＴ
と、ＥＶＲＶ６６への駆動電流ｉｅｌｌｃの補正量ｉｅ
ｌｌｃｆｂとの関係を、予め実験的に求めることにより
表したマップを示す。上記ステップ１１０では、図４に
示すマップを参照することにより、冷却水制御弁６４の
開度を小さくする際の、ＥＶＲＶ６６への駆動電流の減
量補正量ｉｅｌｌｃｆｂ１が決定される。

【００３６】ステップ１１２では、ＥＶＲＶ６６へ供給
する駆動電流ｉｅｌｌｃを、従前に供給されていた駆動
電流ｉｅｌｌｃから減量補正量ｉｅｌｌｃｆｂ１を減算
して得られた値にする処理が実行される。一方、上記ス
テップ１０８においてΔＴ＞０が成立する場合は、冷却
水が高温状態にあると判断できる。冷却水が過度に高温
状態になると、冷却水がＥＧＲガスの発する熱量を効果
的に吸収することができず、ＥＧＲクーラ５６の機能を
適正に発揮させることができなくなる。従って、冷却水
が過度に高温状態にある場合は、冷却水の温度を低下さ
せる必要がある。冷却水の温度を低下させるためには、
冷却水制御弁６４の開度を大きくし、ＥＧＲクーラ５６
に向けて冷却水を多量に導入することが適切である。そ
こで、上記ステップ１０８でΔＴ＞０が成立すると判別
された場合は、次にステップ１１４の処理が実行され
る。

【００３７】ステップ１１４では、冷却水制御弁６４の
開度を大きくする際の開度補正量、具体的には、ＥＶＲ
Ｖ６６への駆動電流ｉｅｌｌｃの増量補正量ｉｅｌｌｃ
ｆｂ２を演算する処理が実行される。本ステップ１１４
の処理は、上記図４に示すマップを参照することによ
り、冷却水制御弁６４の開度を大きくする際の、ＥＶＲ
Ｖ６６への駆動電流の増量補正量ｉｅｌｌｃｆｂ２が決
定される。

【００３８】ステップ１１６では、ＥＶＲＶ６６へ供給
する駆動電流ｉｅｌｌｃを、従前に供給されていた駆動
電流ｉｅｌｌｃに増量補正量ｉｅｌｌｃｆｂ２を加算し
て得られた値にする処理が実行される。上記ステップ１
０４、１１２、または１１６の処理が終了すると、次
に、ステップ１１８の処理が実行される。

【００３９】ステップ１１８では、ＥＶＲＶ６６に対し
て、上記ステップ１０４、１１２、または１１６の処理
により得られた駆動電流ｉｅｌｌｃを供給する処理が実
行される。本ステップ１１８の処理が終了すると、今回
のルーチンが終了される。上記の処理によれば、冷却水
の温度が低い場合に冷却水制御弁６４の開度を小さくす
ることができる。冷却水制御弁６４の開度が小さくなる
と、ＥＧＲクーラ５６に導入される冷却水の流量が少な
くなる。この場合、冷却水が単位流量当たりにＥＧＲガ
スから奪う熱量が増加することで、ＥＧＲクーラ５６を
流通する冷却水が昇温される。

【００４０】また、本実施例において、冷却水制御弁６
４の開度は、冷却水の温度が目標温度に比して低いほど
小さくなる。すなわち、冷却水制御弁６４の開度補正量
は、冷却水の温度が目標温度に比して低いほど大きくな
る。この場合、冷却水の温度の状態にかかわらず、冷却
水が温まり易い状態が実現される。このため、本実施例
によれば、冷却水の温度の状態にかかわらず、ＥＧＲク
ーラ５６を流通する冷却水を速やかに昇温させることが
できる。

【００４１】冷却水が速やかに昇温される場合は、ＥＧ
Ｒ通路５２をＥＧＲガスが流通することとしても、ＥＧ
Ｒ通路５２内のＥＧＲクーラ５６近傍に未燃ガスやすす
等のデポジットが堆積するのが抑制される。従って、本
実施例の内燃機関１０の排気還流装置によれば、ＥＧＲ
通路５２内のＥＧＲクーラ５６近傍に、ＥＧＲガス中に
含まれる未燃ガスやすす等のデポジットが堆積するのを
確実に防止することができる。

【００４２】また、上記図３に示すルーチンの処理によ
れば、冷却水の温度が高い場合に冷却水制御弁６４の開
度を大きくすることができる。冷却水制御弁６４の開度
が大きくなると、ＥＧＲクーラ５６に導入される冷却水
の流量が増加する。この場合、冷却水が単位流量当たり
にＥＧＲガスから奪う熱量が減少することで、ＥＧＲク
ーラ５６の下流側の冷却水の温度が、冷却水の流量が増
加される前のものに比して低下する。

【００４３】このため、本実施例によれば、ＥＧＲクー
ラ５６を流通する冷却水にＥＧＲガスの発する熱量を効
果的に吸収させることができる。従って、本実施例の内
燃機関１０の排気還流装置によれば、ＥＧＲクーラ５６
の機能を適正に維持することが可能となる。本実施例に
おいては、上述の如く、冷却水の温度が高くなると、Ｅ
ＧＲクーラ５６に導入される冷却水の流量が増加され
る。このため、本実施例によれば、冷却水の温度が過度
に高くなることがなく、冷却水の沸騰が確実に防止され
る。また、上述の如く、冷却水の温度が低くなると、冷
却水の流量が減少されることで、冷却水が昇温される。
従って、本実施例によれば、ＥＧＲクーラ５６を流通す
る冷却水を適温に維持することが可能となっている。

【００４４】尚、上記の実施例においては、ＥＧＲクー
ラ５６が「熱交換器」に相当していると共に、ＥＣＵ１
２が、水温センサ６２の出力信号に基づいて、ＥＧＲク
ーラ５６の冷却水通路５６ａを流通する冷却水の温度ｔ
ｈｅｇｒを検出することにより特許請求の範囲に記載さ
れた「温度パラメータ検出手段」が、上記ステップ１０
６〜１１６の処理を実行することにより特許請求の範囲
に記載された「開度制御手段」が、それぞれ実現されて
いる。

【００４５】ところで、上記の実施例においては、ＥＧ
Ｒクーラ５６の冷却水通路５６ａを流通する冷却水の温
度ｔｈｅｇｒに応じて冷却水制御弁６４の開度を制御す
ることとしているが、冷却水通路５６ａの壁面の温度を
検出し、その温度に基づいて冷却水制御弁６４の開度を
制御することとしてもよい。

【００４６】

【発明の効果】上述の如く、請求項１及び２記載の発明
によれば、熱交換器の排気還流通路に対向する部位にお
ける温度が低い場合に、冷却水の流量を制御する制御弁
の開度を小さくすることで、冷却水を速やかに昇温させ
ることができると共に、上記部位における温度が高い場
合に制御弁の開度を大きくすることで、冷却水に排気ガ
スの熱を効果的に吸収させることができる。このため、
本発明によれば、上記部位における温度が低い場合に
も、冷却水の流量を制御する制御弁の開度を小さくする
ことで、排気還流通路内におけるデポジットの堆積を防
止することができる。

【００４７】請求項３記載の発明によれば、熱交換器の
排気還流通路に対向する部位における温度にかかわら
ず、熱交換器を流通する冷却水を速やかに昇温させるこ
とができ、その結果、排気還流通路内のデポジットの堆
積を防止することができる。請求項４記載の発明によれ
ば、熱交換器の排気還流通路に対向する部位における温
度にかかわらず、熱交換器を流通する冷却水に排気ガス
の熱を効果的に吸収させることができる。

【００４８】また、請求項５記載の発明によれば、熱交
換器を流通する冷却水を適温に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である排気還流装置を搭載す
る内燃機関のシステム構成図である。

【図２】本実施例の内燃機関の要部構成図を示す。

【図３】本実施例において、制御弁の開度を制御すべく
実行される制御ルーチンの一例のフローチャートであ
る。

【図４】冷却水の温度ｔｈｅｇｒと目標温度ＥＴＥＧＲ
との温度差ΔＴと、制御弁を駆動するＥＶＲＶへの駆動
電流の補正量ｉｅｌｌｃｆｂとの関係を、予め実験的に
求めることにより表したマップを示す図である。

【符号の説明】

１０内燃機関１２電子制御ユニット（ＥＣＵ）４４吸気通路５０排気通路５２排気還流通路（ＥＧＲ通路）５６ＥＧＲクーラ６２水温センサ６４制御弁（冷却水制御弁）６６ＥＶＲＶｔｈｅｇｒ冷却水の温度ＥＴＥＧＲ冷却水の目標温度 ΔＴ冷却水の温度と目標温度との温度差ｉｅｌｌｃＥＶＲＶへの駆動電流ｉｅｌｌｃｆｂ１ＥＶＲＶへの駆動電流の減量補正量ｉｅｌｌｃｆｂ２ＥＶＲＶへの駆動電流の増量補正量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気通路と吸気通路とを連通させ、前記
排気通路から前記吸気通路に向けて排気ガスを還流させ
る排気還流通路と、前記排気還流通路内の排気ガスと冷
却水との間で熱交換を行うことにより該排気ガスを冷却
する熱交換器と、を備える内燃機関の排気還流装置にお
いて、前記熱交換器に冷却水を導く流路内に設けられ、該熱交
換器を流通する冷却水の流量を制御する制御弁と、前記熱交換器の、前記排気還流通路に対向する部位にお
ける温度に応じたパラメータを検出する温度パラメータ
検出手段と、前記温度パラメータ検出手段により検出された温度に基
づいて前記制御弁の開度を制御する開度制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項２】請求項１記載の内燃機関の排気還流装置
において、前記開度制御手段は、前記制御弁の開度を、前記温度パ
ラメータ検出手段により検出された温度と目標温度との
差に応じて変更することを特徴とする内燃機関の排気還
流装置。
【請求項３】請求項２記載の内燃機関の排気還流装置
において、前記開度制御手段は、前記制御弁の開度を、前記温度パ
ラメータ検出手段により検出された温度が前記目標温度
に比して低いほど小さくすることを特徴とする内燃機関
の排気還流装置。
【請求項４】請求項２記載の内燃機関の排気還流装置
において、前記開度制御手段は、前記制御弁の開度を、前記温度パ
ラメータ検出手段により検出された温度が前記目標温度
に比して高いほど大きくすることを特徴とする内燃機関
の排気還流装置。
【請求項５】請求項１記載の内燃機関の排気還流装置
において、前記温度パラメータ検出手段は、前記熱交換器の、前記
排気還流通路に対向する部位を流通する冷却水の温度を
検出することを特徴とする内燃機関の排気還流装置。