JP2011179353A - Exhaust recirculation device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust recirculation device for an internal combustion engine condensing steam contained in EGR gas as much as possible, in an EGR cooler. <P>SOLUTION: The exhaust recirculation device for an internal combustion engine includes: one or a plurality of first EGR passage(s); one or a plurality of second EGR passage(s); a first EGR cooler disposed to each first EGR passage; a second EGR cooler disposed to each second EGR passage; a means for adjusting a ratio of a flow rate, adjusting a ratio of a flow rate of EGR gas recirculated by the first EGR passage, in a total EGR gas flow rate recirculated by the first EGR passage and second EGR passage; and a control means controlling the means for adjusting a ratio of a flow rate so that the ratio of the EGR gas recirculated by the first EGR passage in a total EGR gas flow rate when the total EGR gas flow rate is not less than a predetermined value gets smaller as the total EGR gas flow rate gets higher, and thereby controlling a temperature of EGR gas flowing out of a first EGR cooler to be not higher than a predetermined target temperature that is not higher than a dew-point temperature of the steam in the EGR gas. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の排気還流装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.

過給機付きエンジンにおいて、EGR通路にEGRクーラを備え、EGRクーラに凝縮水除去手段を備え、EGRガスの導入による吸気温度の上昇を抑制すると共にEGRガス中の水分を凝縮させて除去することでエンジンの耐久性を高めることを図った排気還流装置が知られている(特許文献1を参照)。   In an engine with a supercharger, an EGR cooler is provided in the EGR passage, and the EGR cooler is provided with a condensed water removing means to suppress an increase in intake air temperature due to the introduction of EGR gas and to condense and remove moisture in the EGR gas. There is known an exhaust gas recirculation system that improves engine durability (see Patent Document 1).

特開平10−068358号公報JP-A-10-068358 特開2009−270476号公報JP 2009-270476 A 特開2007−092715号公報JP 2007-092715 A 特開2009−270513号公報JP 2009-270513 A 特開2004−156585号公報JP 2004-156585 A

吸気にEGRガスを導入すると吸気の比熱比が低下するため、熱効率が低下するが、EGRクーラにおいてEGRガス中の水蒸気を凝縮させてEGRガスを除湿することにより、吸気の比熱比の低下を抑制でき、熱効率の低下を抑制できる。ところが、外気温が高い場合やEGRガス流量が多い場合、EGRクーラから流出するEGRガス温度が上昇し、水蒸気の露点温度との温度差が小さくなり、EGRクーラにおける水蒸気の凝縮量が減少する。EGRクーラから流出するEGRガスの温度が露点温度を超えた場合、凝縮が起こらない。このような場合にはEGRクーラにおいてEGRガス中の水蒸気を十分に凝縮させることができない。   When the EGR gas is introduced into the intake air, the specific heat ratio of the intake air decreases, so the thermal efficiency decreases. However, the EGR cooler condenses water vapor in the EGR gas and dehumidifies the EGR gas, thereby suppressing the decrease in the specific heat ratio of the intake air. It is possible to suppress a decrease in thermal efficiency. However, when the outside air temperature is high or the EGR gas flow rate is high, the temperature of the EGR gas flowing out from the EGR cooler increases, the temperature difference from the dew point temperature of the water vapor decreases, and the amount of water vapor condensation in the EGR cooler decreases. Condensation does not occur when the temperature of the EGR gas flowing out of the EGR cooler exceeds the dew point temperature. In such a case, the water vapor in the EGR gas cannot be sufficiently condensed in the EGR cooler.

本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、EGRクーラにおいてEGRガス中のより多くの水蒸気を凝縮させることができる内燃機関の排気還流装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that can condense more water vapor in EGR gas in an EGR cooler.

この目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、
内燃機関の排気系から排気の一部を前記内燃機関の吸気系へEGRガスとして還流させる一又は複数の第1のEGR通路と、
前記内燃機関の排気系から排気の一部を前記内燃機関の吸気系へEGRガスとして還流させる一又は複数の第2のEGR通路と、
前記第1のEGR通路の各々に設けられ第1のEGR通路を流れるEGRガスを冷却する第1のEGRクーラと、
前記第2のEGR通路の各々に設けられ第2のEGR通路を流れるEGRガスを冷却する第2のEGRクーラと、
前記第1のEGR通路及び前記第2のEGR通路により還流する全EGRガスの流量における前記第1のEGR通路により還流するEGRガスの流量の割合を調整する流量割合調整手段と、
全EGRガスの流量が所定値以上になる場合の全EGRガスの流量における前記第1のEGR通路により還流するEGRガスの割合が、全EGRガスの流量が増えるほど小さく
なるように前記流量割合調整手段を制御することにより、前記第1のEGRクーラから流出するEGRガスの温度を該EGRガス中の水蒸気の露点温度以下の所定の目標温度以下に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve this object, an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention includes:
One or a plurality of first EGR passages for recirculating a part of the exhaust from the exhaust system of the internal combustion engine to the intake system of the internal combustion engine as EGR gas;
One or a plurality of second EGR passages for recirculating part of the exhaust gas from the exhaust system of the internal combustion engine to the intake system of the internal combustion engine as EGR gas;
A first EGR cooler that is provided in each of the first EGR passages and cools EGR gas flowing through the first EGR passage;
A second EGR cooler for cooling EGR gas provided in each of the second EGR passages and flowing through the second EGR passage;
A flow rate ratio adjusting means for adjusting a ratio of the flow rate of the EGR gas recirculated through the first EGR passage in the flow rate of the total EGR gas recirculated through the first EGR passage and the second EGR passage;
The flow rate ratio adjustment so that the ratio of the EGR gas recirculated through the first EGR passage in the flow rate of the total EGR gas when the flow rate of the total EGR gas is equal to or greater than a predetermined value decreases as the flow rate of the total EGR gas increases. Control means for controlling the temperature of the EGR gas flowing out of the first EGR cooler to be equal to or lower than a predetermined target temperature lower than or equal to a dew point temperature of water vapor in the EGR gas by controlling the means;
It is characterized by providing.

上記構成によれば、全EGRガス流量が所定値以上になる場合には、全EGRガス流量が増加しても第1のEGRクーラを通過するEGRガスの流量の増加が抑制される。具体的には、第1のEGRクーラを通過するEGRガスの流量は、第1のEGRクーラから流出するEGRガスの温度が所定温度以下になるような流量に抑制される。この場合、第1のEGR通路により還流するEGRガスの割合が小さくされる分、第2のEGR通路により還流するEGRガスの流量が増大するため、第2のEGRクーラにおける凝縮量が減少したり凝縮が起こらなくなったりする場合も考えられるが、そのような場合でも、少なくとも第1のEGRクーラにおいては凝縮が起こるため、全EGRガスの流量が多い場合や外気温が高温の場合のようにEGRクーラにおいて凝縮が起こりにくい条件下でも、確実に第1のEGRクーラにおいてEGRガス中の水蒸気を凝縮させることが可能になる。   According to the above configuration, when the total EGR gas flow rate is equal to or higher than the predetermined value, an increase in the flow rate of EGR gas passing through the first EGR cooler is suppressed even if the total EGR gas flow rate increases. Specifically, the flow rate of the EGR gas passing through the first EGR cooler is suppressed to such a flow rate that the temperature of the EGR gas flowing out from the first EGR cooler is equal to or lower than a predetermined temperature. In this case, since the flow rate of the EGR gas recirculated through the second EGR passage increases by the amount of the EGR gas recirculated through the first EGR passage, the amount of condensation in the second EGR cooler decreases. Condensation may not occur, but even in such a case, since condensation occurs at least in the first EGR cooler, EGR is performed as in the case where the flow rate of all EGR gases is high or the outside air temperature is high. It is possible to reliably condense water vapor in the EGR gas in the first EGR cooler even under conditions where condensation is unlikely to occur in the cooler.

ここで、所定値は、全EGRガスの流量の増加に伴って全EGRガスの流量における第1のEGR通路により還流するEGRガスの割合を減少させなかった場合に、第1のEGRクーラから流出するEGRガスの温度及び第2のEGRクーラから流出するEGRガスの温度の少なくとも一方を目標温度以下にすることが可能な全EGRガス流量の上限値に基づいて定まる値とすることができる。すなわち、全EGRガスの流量が所定値以上の場合には、全EGRガスの流量が増加した場合に第1のEGR通路により還流するEGRガスの割合を減少させなければ、第1のEGRクーラから流出するEGRガスの温度及び第2のEGRクーラから流出するEGRガスの温度の両方とも目標温度を超えることになる。目標温度はEGRガス中の水蒸気の露点温度以下の温度であり、第1のEGRクーラにおける凝縮量の要求に応じて定める。目標温度を低い値に定めればより多くの凝縮量を得ることができる。   Here, the predetermined value flows out from the first EGR cooler when the ratio of the EGR gas recirculating through the first EGR passage in the flow rate of the total EGR gas is not decreased with the increase in the flow rate of the total EGR gas. At least one of the temperature of the EGR gas and the temperature of the EGR gas flowing out from the second EGR cooler can be set to a value determined based on the upper limit value of the total EGR gas flow rate that can be made equal to or lower than the target temperature. That is, when the flow rate of all EGR gases is equal to or greater than a predetermined value, if the ratio of EGR gas recirculated through the first EGR passage is not decreased when the flow rate of all EGR gases is increased, the first EGR cooler Both the temperature of the EGR gas flowing out and the temperature of the EGR gas flowing out of the second EGR cooler exceed the target temperature. The target temperature is a temperature equal to or lower than the dew point temperature of the water vapor in the EGR gas, and is determined according to the demand for the amount of condensation in the first EGR cooler. If the target temperature is set to a low value, a larger amount of condensation can be obtained.

なお、制御手段は、全EGRガス流量が所定値より小さい場合であって、第1のEGR通路又は第2のEGR通路のいずれか一方のみを用いて全EGRガスを還流させた場合に第1のEGRクーラ又は第2のEGRクーラから流出するEGRガスの温度を目標温度以下にすることが可能な全EGRガス流量の上限値に応じて定まる第2の所定値以上の場合に、上記の流量割合調整手段の制御を行なっても良い。   The control means is the first when the total EGR gas flow rate is smaller than a predetermined value, and the total EGR gas is recirculated using only one of the first EGR passage and the second EGR passage. When the temperature of the EGR gas flowing out from the EGR cooler or the second EGR cooler is equal to or higher than a second predetermined value determined according to the upper limit value of the total EGR gas flow rate that can be set to a target temperature or lower, the above flow rate You may control a ratio adjustment means.

本発明において、前記第1のEGRクーラから流出するEGRガスの温度を検出する第1の温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記第1の温度検出手段により検出される温度が前記目標温度以下になるように、前記流量割合調整手段をフィードバック制御する手段を有しても良い。
In the present invention, it comprises first temperature detection means for detecting the temperature of the EGR gas flowing out from the first EGR cooler,
The control means may include means for feedback-controlling the flow rate ratio adjusting means so that the temperature detected by the first temperature detecting means is equal to or lower than the target temperature.

このようなフィードバック制御を行なえば、過渡変動や外乱に影響されにくくなり、より安定して第1のEGRクーラにおいてEGRガス中の水蒸気を凝縮させることができる。   If such feedback control is performed, it is less susceptible to transient fluctuations and disturbances, and the water vapor in the EGR gas can be condensed more stably in the first EGR cooler.

本発明において、前記制御手段は、少なくとも前記第1のEGRクーラから流出するEGRガスの温度が前記目標温度を超えない範囲で、前記第1のEGRクーラから流出するEGRガスの温度と前記第2のEGRクーラから流出するEGRガスの温度との差が小さくなるように、前記流量割合調整手段を制御するようにしても良い。   In the present invention, the control means includes at least the temperature of the EGR gas flowing out from the first EGR cooler and the second temperature within a range in which the temperature of the EGR gas flowing out from the first EGR cooler does not exceed the target temperature. The flow rate ratio adjusting means may be controlled so that the difference from the temperature of the EGR gas flowing out from the EGR cooler becomes small.

この制御により、全EGRガス流量が所定値より小さい場合において、第1のEGRクーラにおける凝縮量と第2のEGRクーラにおける凝縮量の合計が可及的に多くなるよう
に制御することが可能になる。
By this control, when the total EGR gas flow rate is smaller than a predetermined value, it is possible to control the total amount of condensation in the first EGR cooler and the amount of condensation in the second EGR cooler as much as possible. Become.

本発明において、前記第2のEGRクーラから流出するEGRガスの温度を検出する第2の温度検出手段を備え、
前記制御手段は、少なくとも前記第1のEGRクーラから流出するEGRガスの温度が前記目標温度を超えない範囲で、前記第1の温度検出手段により検出される温度と前記第2の温度検出手段により検出される温度との差が小さくなるように、前記流量割合調整手段をフィードバック制御するようにしても良い。
In the present invention, it comprises a second temperature detecting means for detecting the temperature of the EGR gas flowing out from the second EGR cooler,
The control means includes at least a temperature detected by the first temperature detection means and a second temperature detection means within a range in which the temperature of the EGR gas flowing out from the first EGR cooler does not exceed the target temperature. The flow rate ratio adjusting means may be feedback-controlled so that the difference from the detected temperature is small.

このようなフィードバック制御を行なえば、過渡変動や外乱に影響されにくくなり、より安定して第1のEGRクーラにおける凝縮量と第2のEGRクーラにおける凝縮量の合計が可及的に多くなるようにすることができる。   By performing such feedback control, it becomes less susceptible to transient fluctuations and disturbances, and the total amount of condensation in the first EGR cooler and the amount of condensation in the second EGR cooler is increased as much as possible. Can be.

本発明において、前記EGRガスの水蒸気濃度を検出する濃度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記濃度検出手段により検出される水蒸気濃度が低下するほど全EGRガスの流量における前記第1のEGR通路により還流するEGRガスの割合が小さくなるように前記流量割合調整手段を制御するようにしても良い。
In the present invention, comprising a concentration detection means for detecting the water vapor concentration of the EGR gas,
The control means controls the flow rate ratio adjusting means so that the proportion of the EGR gas recirculated through the first EGR passage in the flow rate of the total EGR gas decreases as the water vapor concentration detected by the concentration detection means decreases. You may make it do.

EGRガスの水蒸気濃度が低くなると露点温度が低くなるため、EGRガス中の水蒸気を凝縮させるためにはEGRクーラから流出するEGRガスの温度をより低下させる必要がある。上記構成によれば、EGRガス中の水蒸気濃度が低下するほど、第1のEGR通路を流れるEGRガスの流量の割合が小さくなるので、第1のEGRクーラを通過するEGRガスの流量が減少し、第1のEGRクーラから流出するEGRガスの温度を低下させることができる。従って、EGRガス中の水蒸気濃度の変動にかかわらず、要求される凝縮量を得ることが可能になる。   Since the dew point temperature decreases as the water vapor concentration of the EGR gas decreases, it is necessary to further reduce the temperature of the EGR gas flowing out of the EGR cooler in order to condense the water vapor in the EGR gas. According to the above configuration, as the water vapor concentration in the EGR gas decreases, the flow rate of the EGR gas flowing through the first EGR passage decreases, so the flow rate of the EGR gas passing through the first EGR cooler decreases. The temperature of the EGR gas flowing out from the first EGR cooler can be lowered. Therefore, the required amount of condensation can be obtained regardless of fluctuations in the water vapor concentration in the EGR gas.

本発明において、前記流量割合調整手段は、前記第1のEGR通路における前記第1のEGRクーラより前記吸気系側に設けられ前記第1のEGR通路の流路面積を調節する流量割合調整弁であっても良い。   In the present invention, the flow rate ratio adjusting means is a flow rate ratio adjusting valve that is provided closer to the intake system than the first EGR cooler in the first EGR passage and adjusts the flow area of the first EGR passage. There may be.

第1のEGRクーラより吸気系側に流量割合調整弁を設けることにより、第1のEGR通路を流れるEGRガスの流量を減少させるべく流量割合調整弁を絞った場合に第1のEGRクーラにおけるEGRガスの圧力が上昇するので、露点温度が上昇する。これにより、第1のEGRクーラにおける凝縮量を増加させることができる。   By providing a flow rate ratio adjusting valve on the intake system side of the first EGR cooler, when the flow rate ratio adjusting valve is throttled to reduce the flow rate of the EGR gas flowing through the first EGR passage, the EGR in the first EGR cooler As the gas pressure increases, the dew point temperature increases. Thereby, the amount of condensation in the first EGR cooler can be increased.

本発明に係る内燃機関の排気還流装置によれば、EGRクーラにおいてEGRガス中のより多くの水蒸気を凝縮させることが可能になる。   According to the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, it becomes possible to condense more water vapor in the EGR gas in the EGR cooler.

実施例1に係る内燃機関の排気還流装置の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to a first embodiment. 実施例1及び従来技術に係る内燃機関の排気還流装置において、EGRクーラに流入するEGRガスの温度一定の条件での、全EGRガスの流量とEGRクーラAから流出するEGRガスの温度との関係、全EGRガスの流量とEGRクーラBから流出するEGRガスの温度との関係、全EGRガスの流量と全EGRガスのうちのEGRクーラAを通過するEGRガスの流量とEGRクーラBを通過するEGRガスの流量の割合との関係を模式的に示す概念図である。In the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment and the prior art, the relationship between the flow rate of all EGR gas and the temperature of EGR gas flowing out from EGR cooler A under the condition of constant temperature of EGR gas flowing into EGR cooler The relationship between the flow rate of all EGR gas and the temperature of EGR gas flowing out from EGR cooler B, the flow rate of all EGR gas and the flow rate of EGR gas passing through EGR cooler A of all EGR gas, and passing through EGR cooler B It is a conceptual diagram which shows typically the relationship with the ratio of the flow volume of EGR gas. EGRクーラAに流入するEGRガス温度と流量割合調整弁基本開度に乗じる補正値との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the EGR gas temperature which flows in into the EGR cooler A, and the correction value by which the flow rate ratio adjustment valve basic opening is multiplied. EGRクーラAの冷媒の温度と流量割合調整弁基本開度に乗じる補正値との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the correction value which multiplies the temperature of the refrigerant | coolant of EGR cooler A, and a flow rate ratio adjustment valve basic opening. EGRガス中の水蒸気濃度と流量割合調整弁基本開度に乗じる補正値との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the water vapor | steam density | concentration in EGR gas, and the correction value which multiplies the flow rate ratio adjustment valve basic opening. 実施例1における流量割合調整弁の開度制御を表すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating opening degree control of a flow rate ratio adjusting valve in the first embodiment. 実施例1の変形例に係る内燃機関の排気還流装置の概略構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to a modified example of Embodiment 1. 実施例1の他の変形例に係る内燃機関の排気還流装置の概略構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to another modified example of the first embodiment. 実施例1の他の変形例に係る内燃機関の排気還流装置の概略構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to another modified example of the first embodiment. 実施例1の他の変形例に係る内燃機関の排気還流装置の概略構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to another modified example of the first embodiment. 実施例2における流量割合調整弁の開度制御を表すフローチャートである。7 is a flowchart illustrating opening degree control of a flow rate ratio adjusting valve in the second embodiment. 実施例3に係る内燃機関の排気還流装置の概略構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to a third embodiment. 実施例3及び従来技術に係る内燃機関の排気還流装置において、EGRクーラに流入するEGRガスの温度一定の条件での、全EGRガスの流量とEGRクーラAから流出するEGRガスの温度との関係、全EGRガスの流量とEGRクーラBから流出するEGRガスの温度との関係、全EGRガスの流量と全EGRガスのうちのEGRクーラAを通過するEGRガスの流量とEGRクーラBを通過するEGRガスの流量の割合との関係を模式的に示す概念図である。In the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the third embodiment and the prior art, the relationship between the flow rate of all EGR gas and the temperature of EGR gas flowing out from EGR cooler A under the condition of constant temperature of EGR gas flowing into EGR cooler The relationship between the flow rate of all EGR gas and the temperature of EGR gas flowing out from EGR cooler B, the flow rate of all EGR gas and the flow rate of EGR gas passing through EGR cooler A of all EGR gas, and passing through EGR cooler B It is a conceptual diagram which shows typically the relationship with the ratio of the flow volume of EGR gas. 実施例3における流量割合調整弁の開度制御を表すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating opening degree control of a flow rate ratio adjusting valve in the third embodiment.

(実施例1)
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
Example 1
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

図1は、本発明の内燃機関の排気還流装置の一実施形態に係る内燃機関とその吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。図1において、内燃機関1は4つの気筒2を備え、各気筒2に燃料を噴射する燃料噴射弁13が備わる。各気筒2は図示しない吸気ポートを介して吸気マニホールド5に連通するとともに図示しない排気ポートを介して排気マニホールド6に連通する。吸気ポート及び排気ポートはそれぞれ図示しない吸気バルブ及び排気バルブにより開閉される。吸気マニホールド5には吸気通路3が接続され、吸気通路3には吸気マニホールド5に近い側から上流側に向かって順に吸気通路3の流路面積を調節するスロットルバルブ15、吸気通路3を流れる吸気を冷却するインタークーラ11、ターボチャージャ12のコンプレッサ7、吸入空気量を検出するエアフローメータ14が設けられる。排気マニホールド6には排気通路4が接続され、排気通路4には排気マニホールド6に近い側から下流側に向かって順にターボチャージャ12のタービン8、排気中の粒子状物質(PM)を除去するフィルタやNOxを還元する触媒等を有する排気浄化装置24が設けられる。内燃機関1には回転数を検出するセンサ16及び負荷を検出するセンサ17が備わる。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and an intake system and an exhaust system thereof according to an embodiment of an exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine of the present invention. In FIG. 1, an internal combustion engine 1 includes four cylinders 2 and a fuel injection valve 13 that injects fuel into each cylinder 2. Each cylinder 2 communicates with an intake manifold 5 via an intake port (not shown) and also communicates with an exhaust manifold 6 via an exhaust port (not shown). The intake port and the exhaust port are opened and closed by an unillustrated intake valve and exhaust valve, respectively. An intake passage 3 is connected to the intake manifold 5, and a throttle valve 15 that adjusts the flow passage area of the intake passage 3 in order from the side close to the intake manifold 5 to the upstream side of the intake passage 3, intake air flowing through the intake passage 3 Are provided with an intercooler 11 for cooling the air, a compressor 7 for the turbocharger 12, and an air flow meter 14 for detecting the intake air amount. An exhaust passage 4 is connected to the exhaust manifold 6, and the turbine 8 of the turbocharger 12 and a filter that removes particulate matter (PM) in the exhaust in order from the side close to the exhaust manifold 6 to the downstream side. And an exhaust purification device 24 having a catalyst for reducing NOx and the like. The internal combustion engine 1 is provided with a sensor 16 for detecting the rotational speed and a sensor 17 for detecting a load.

排気マニホールド6と吸気マニホールド5とはEGR通路10によって連通する。EGR通路10を介して内燃機関1から排出される排気の一部がEGRガスとして吸気マニホールド5に還流する。EGR通路10は途中で2つの分岐通路22、20に分岐し、2つの分岐通路は吸気マニホールド5に近い側で合流する。合流箇所には流量割合調整弁9が設けられ、流量割合調整弁9の開度を調節することによりEGR通路10を流れる全EG
Rガスのうち分岐通路22を流れるEGRガスの流量と分岐通路20を流れるEGRガスの流量との割合を調整することができる。本実施例では、流量割合調整弁9の開度を開き側にするほど(開度が大きくなるほど)、全EGRガスのうち分岐通路22を流れるEGRガスの流量の割合を大きくすることができるものとする。
The exhaust manifold 6 and the intake manifold 5 communicate with each other through an EGR passage 10. A part of the exhaust discharged from the internal combustion engine 1 through the EGR passage 10 returns to the intake manifold 5 as EGR gas. The EGR passage 10 is branched into two branch passages 22 and 20 on the way, and the two branch passages merge on the side close to the intake manifold 5. A flow rate ratio adjusting valve 9 is provided at the junction, and all the EGs flowing through the EGR passage 10 are adjusted by adjusting the opening degree of the flow rate adjusting valve 9.
The ratio of the flow rate of EGR gas flowing through the branch passage 22 and the flow rate of EGR gas flowing through the branch passage 20 in the R gas can be adjusted. In the present embodiment, the flow rate of the EGR gas flowing through the branch passage 22 among all the EGR gases can be increased as the flow rate adjustment valve 9 is opened more (opened). And

分岐通路22にはEGRガスを冷却するEGRクーラ21(以下「EGRクーラA」という)が設けられ、EGRクーラAより吸気マニホールド5側の分岐通路22にはEGRクーラAから流出するEGRガスの温度を検出する温度センサ23が設けられる。分岐通路20にはEGRガスを冷却するEGRクーラ19(以下「EGRクーラB」という)が設けられる。分岐通路22、20の合流箇所より吸気マニホールド5に近い側のEGR通路10には、EGR通路10の流路面積を調節するEGR弁25が設けられ、EGR弁25の開度を調節することによって全EGRガスの流量を調節することができる。   The branch passage 22 is provided with an EGR cooler 21 (hereinafter referred to as “EGR cooler A”) for cooling the EGR gas, and the temperature of the EGR gas flowing out from the EGR cooler A in the branch passage 22 on the intake manifold 5 side from the EGR cooler A is provided. Is provided. The branch passage 20 is provided with an EGR cooler 19 (hereinafter referred to as “EGR cooler B”) for cooling the EGR gas. The EGR passage 10 closer to the intake manifold 5 than the junction of the branch passages 22 and 20 is provided with an EGR valve 25 that adjusts the flow area of the EGR passage 10. By adjusting the opening of the EGR valve 25, The flow rate of total EGR gas can be adjusted.

本実施例において、EGR通路10から分岐通路22を経てEGR通路10に合流し吸気マニホールド5に流入するEGRガスの通路が本発明における第1のEGR通路として機能する。また、EGR通路10から分岐通路20を経てEGR通路10に合流し吸気マニホールド5に流入するEGRガスの通路が本発明における第2のEGR通路として機能する。また、本実施例において、EGRクーラAが第1のEGRクーラとして機能し、EGRクーラBが第2のEGRクーラとして機能する。すなわち、本実施例では、第1のEGR通路、第2のEGR通路、第1のEGRクーラ及び第2のEGRクーラはそれぞれ1つであるが、それぞれ複数あっても良い。また、流量割合調整弁9が本発明における流量割合調整手段として機能する。   In the present embodiment, the EGR gas passage that joins the EGR passage 10 from the EGR passage 10 through the branch passage 22 and flows into the intake manifold 5 functions as the first EGR passage in the present invention. The EGR gas passage that joins the EGR passage 10 from the EGR passage 10 via the branch passage 20 and flows into the intake manifold 5 functions as the second EGR passage in the present invention. In the present embodiment, the EGR cooler A functions as a first EGR cooler, and the EGR cooler B functions as a second EGR cooler. That is, in the present embodiment, each of the first EGR passage, the second EGR passage, the first EGR cooler, and the second EGR cooler is one, but there may be a plurality of them. The flow rate adjusting valve 9 functions as a flow rate adjusting means in the present invention.

内燃機関1には運転状態を制御するマイクロコンピュータであるECU18が備わる。ECU18には上述したエアフローメータ14、温度センサ23、回転数を検出するセンサ16、負荷を検出するセンサ17の他各種のセンサが接続され、各種センサによる検出値がECU18に入力される。ECU18は入力される検出値に基づいて内燃機関1の運転状態や運転者の要求を検出し、それに基づいて上述したスロットルバルブ15、燃料噴射弁13、流量割合調整弁9、EGR弁25その他各種の機器を制御する。   The internal combustion engine 1 is provided with an ECU 18 that is a microcomputer for controlling the operating state. The ECU 18 is connected to the air flow meter 14, the temperature sensor 23, the sensor 16 for detecting the rotational speed, and various sensors in addition to the sensor 17 for detecting the load. Values detected by the various sensors are input to the ECU 18. The ECU 18 detects the operating state of the internal combustion engine 1 and the request of the driver based on the input detection value, and based on the detected value, the throttle valve 15, the fuel injection valve 13, the flow rate ratio adjusting valve 9, the EGR valve 25, and other various types. Control the equipment.

EGRガスの還流によりポンプ損失の低減やNOx生成量の低減といった効果が得られるが、その一方で気筒2に吸入されるガスの比熱比が低下し、熱効率の低下を招く。EGRガスには多量の水蒸気が含まれており、水蒸気を除去してEGRガスを除湿することにより、EGRガスを還流させた場合の気筒吸入ガスの比熱比の低下を抑制でき、熱効率の低下を抑制できる。本実施例の内燃機関1では、EGR通路10に設けられたEGRクーラA、BにおいてEGRガスを冷却し、EGRガス中の水蒸気を凝縮させ、EGRガスを除湿することができるようになっている。ところが、夏場などの外気温が高い運転条件下でEGRクーラA、Bに供給される熱媒体(冷媒)の温度が高くなる場合や、EGRクーラA、Bを通過するEGRガスの流量が多い場合などでは、EGRクーラA、Bにおける冷却が追いつかず、EGRクーラA、Bにおいて水蒸気が十分に凝縮しなくなる可能性がある。EGRクーラA、Bの冷媒の温度がEGRガス中の水蒸気の露点温度を超えると水蒸気の凝縮は起こらなくなる。この場合、EGRガスを除湿することが困難になり、上述した理由により熱効率の低下を招く可能性がある。   EGR gas recirculation provides effects such as a reduction in pump loss and a reduction in the amount of NOx produced. On the other hand, the specific heat ratio of the gas sucked into the cylinder 2 is reduced, leading to a reduction in thermal efficiency. The EGR gas contains a large amount of water vapor, and by removing the water vapor and dehumidifying the EGR gas, it is possible to suppress a decrease in the specific heat ratio of the cylinder intake gas when the EGR gas is recirculated, thereby reducing the thermal efficiency. Can be suppressed. In the internal combustion engine 1 of the present embodiment, the EGR gas is cooled in the EGR coolers A and B provided in the EGR passage 10, the water vapor in the EGR gas is condensed, and the EGR gas can be dehumidified. . However, when the temperature of the heat medium (refrigerant) supplied to the EGR coolers A and B is high under operating conditions where the outside air temperature is high such as in summer, or when the flow rate of EGR gas passing through the EGR coolers A and B is large. In such a case, the cooling in the EGR coolers A and B cannot catch up, and the water vapor may not be sufficiently condensed in the EGR coolers A and B. When the temperature of the refrigerant in the EGR coolers A and B exceeds the dew point temperature of the water vapor in the EGR gas, the water vapor does not condense. In this case, it becomes difficult to dehumidify the EGR gas, which may cause a decrease in thermal efficiency for the reason described above.

図2は、本実施例及び従来技術に係る内燃機関の排気還流装置において、EGRクーラA,Bに流入するEGRガスの温度(EGRクーラ入ガス温度)一定の条件での、全EGRガスの流量とEGRクーラAから流出するEGRガスの温度(EGRクーラA出ガス温度)との関係、全EGRガスの流量とEGRクーラBから流出するEGRガスの温度(EGRクーラB出ガス温度)との関係、全EGRガスの流量と全EGRガスのうちのEGRクーラAを通過するEGRガスの流量(EGRクーラA流量)とEGRクーラBを通過す
るEGRガスの流量(EGRクーラB流量)の割合との関係を模式的に示す概念図である。
FIG. 2 shows the flow rate of the total EGR gas in the exhaust gas recirculation apparatus for the internal combustion engine according to the present embodiment and the prior art under the condition that the temperature of the EGR gas flowing into the EGR coolers A and B (EGR cooler inlet gas temperature) is constant. Between EGR gas flowing out from EGR cooler A (EGR cooler A outlet gas temperature), relationship between the flow rate of all EGR gases and the temperature of EGR gas flowing out from EGR cooler B (EGR cooler B outlet gas temperature) The ratio of the flow rate of all EGR gas and the flow rate of EGR gas (EGR cooler A flow rate) passing through EGR cooler A and the flow rate of EGR gas (EGR cooler B flow rate) passing through EGR cooler B of all EGR gases. It is a conceptual diagram which shows a relationship typically.

図2の破線で示すように、EGRクーラAを通過するEGRガスの流量とEGRクーラBを通過するEGRガスの流量の割合が等しいまま全EGRガス流量が増加していくと、EGRクーラA出ガス温度及びEGRクーラB出ガス温度はともに上昇し、全EGRガス流量がGe3のところでともに露点温度に達する。EGRクーラにおける水蒸気の凝縮量は、EGRクーラ出ガス温度と露点温度との差及びEGRクーラを通過するEGRガス流量に依存する。EGRクーラ出ガス温度が露点温度に達した後は、EGRクーラにおける水蒸気の凝縮量は0になり、EGRガス中の水蒸気を凝縮させることができなくなる。   As indicated by the broken line in FIG. 2, when the flow rate of EGR gas passing through the EGR cooler A and the ratio of the flow rate of EGR gas passing through the EGR cooler B are equal, the total EGR gas flow rate increases. Both the gas temperature and the EGR cooler B exit gas temperature rise, and both the total EGR gas flow rates reach the dew point temperature at Ge3. The amount of water vapor condensed in the EGR cooler depends on the difference between the EGR cooler outlet gas temperature and the dew point temperature and the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler. After the EGR cooler exit gas temperature reaches the dew point temperature, the amount of water vapor condensed in the EGR cooler becomes 0, and the water vapor in the EGR gas cannot be condensed.

そこで本実施例の内燃機関1では、図2の実線で示すように、全EGRガス流量が所定値Ge1以上になった場合、EGRクーラA出ガス温度が露点温度より低い所定の目標温度以下になるように、全EGRガス流量の増加に伴って全EGRガスのうちEGRクーラAを通過するEGRガスの流量の割合が小さくなるようにした。これにより、全EGRガス流量が増加した場合でも、EGRクーラAを通過するEGRガスの流量の増加を抑制することができ、図2に示すようにEGRクーラA出ガス温度を目標温度以下に維持することができる。この場合、EGRクーラAを通過するEGRガス流量を抑制する分、EGRクーラBを通過するEGRガス流量が増大することになるものの、少なくともEGRクーラAにおいては常に凝縮が起こることになるので、従来であればEGRクーラA及びBの両方とも凝縮が起こらなくなった全EGRガス流量Ge3以上の運転条件においても、吸気マニホールド5に還流するEGRガスを除湿することが可能になる。ここで、全EGRガス流量Ge1は、分岐通路22を用いて全EGRガスを還流させた場合にEGRクーラA出ガス温度を目標温度以下にすることが可能な全EGRガス流量の上限値である。   Therefore, in the internal combustion engine 1 of the present embodiment, as shown by the solid line in FIG. 2, when the total EGR gas flow rate is equal to or higher than the predetermined value Ge1, the EGR cooler A outlet gas temperature is below a predetermined target temperature lower than the dew point temperature. Thus, the ratio of the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler A out of the total EGR gas is decreased as the total EGR gas flow rate is increased. As a result, even when the total EGR gas flow rate increases, the increase in the flow rate of EGR gas passing through the EGR cooler A can be suppressed, and the EGR cooler A outlet gas temperature is maintained below the target temperature as shown in FIG. can do. In this case, although the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler B is increased by the amount of suppression of the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler A, the condensation always occurs at least in the EGR cooler A. If so, it is possible to dehumidify the EGR gas recirculated to the intake manifold 5 even under the operating condition of the total EGR gas flow rate Ge3 or more in which both the EGR coolers A and B no longer condense. Here, the total EGR gas flow rate Ge1 is an upper limit value of the total EGR gas flow rate that allows the EGR cooler A outlet gas temperature to be equal to or lower than the target temperature when all the EGR gas is recirculated using the branch passage 22. .

なお、図2は、EGRクーラA出ガス温度が目標温度に一致するようにEGRクーラAを通過するEGRガスの割合を調整した例を示しているが、EGRクーラAを通過するEGRガスの割合は、EGRクーラA出ガス温度が目標温度以下になるという条件を満たすどのような割合に調整しても良い。この割合は図2に示すように一定値であっても良いし、前記条件を満たす範囲で可変値としても良い。凝縮量は様々な条件に依存するので、実験によりEGRクーラA及びBにおける凝縮量が最大になるようなEGRクーラAを通過するEGRガスの最適割合を運転条件毎に求め、当該最適割合を実現するための流量割合調整弁9の開度を目標開度(流量割合調整弁基本開度)として運転条件毎に求め、ECU18に記憶させておく。そして、内燃機関1の運転条件に応じてECU18から流量割合調整弁基本開度を読み込み、当該基本開度になるように流量割合調整弁9を制御する(オープン制御)。これにより、図2に示すように、EGRガス流量が増大した場合であっても、EGRクーラAにおいてEGRガス中の水蒸気を凝縮させることが可能になる。   FIG. 2 shows an example in which the ratio of EGR gas passing through the EGR cooler A is adjusted so that the EGR cooler A outlet gas temperature matches the target temperature, but the ratio of EGR gas passing through the EGR cooler A is shown. May be adjusted to any ratio that satisfies the condition that the EGR cooler A outlet gas temperature is equal to or lower than the target temperature. This ratio may be a constant value as shown in FIG. 2, or may be a variable value within a range that satisfies the above conditions. Since the amount of condensation depends on various conditions, the optimum ratio of EGR gas passing through the EGR cooler A that maximizes the amount of condensation in the EGR coolers A and B is experimentally determined for each operating condition, and the optimum ratio is realized. The opening degree of the flow rate ratio adjusting valve 9 for this purpose is obtained as a target opening degree (flow rate ratio adjusting valve basic opening degree) for each operating condition and stored in the ECU 18. Then, the flow rate ratio adjusting valve basic opening is read from the ECU 18 in accordance with the operating conditions of the internal combustion engine 1, and the flow rate adjusting valve 9 is controlled to be the basic opening (open control). As a result, as shown in FIG. 2, even when the EGR gas flow rate is increased, the EGR cooler A can condense the water vapor in the EGR gas.

ここで、EGRクーラAにおける水蒸気の凝縮量は、EGRクーラAに流入するEGRガスの温度、EGRクーラAの冷媒の温度、EGRガス中の水蒸気濃度にも依存する。具体的には、EGRクーラAにおける水蒸気の凝縮量は、EGRクーラAに流入するEGRガスの温度が高くなるほど減少する傾向がある。また、EGRクーラAにおける水蒸気の凝縮量は、EGRクーラAの冷媒の温度が高くなるほど減少する傾向がある。また、EGRクーラAにおける水蒸気の凝縮量は、EGRガス中の水蒸気濃度が低くなるほど減少する傾向がある。   Here, the amount of water vapor condensed in the EGR cooler A also depends on the temperature of the EGR gas flowing into the EGR cooler A, the temperature of the refrigerant in the EGR cooler A, and the water vapor concentration in the EGR gas. Specifically, the amount of water vapor condensed in the EGR cooler A tends to decrease as the temperature of the EGR gas flowing into the EGR cooler A increases. Further, the amount of water vapor condensed in the EGR cooler A tends to decrease as the temperature of the refrigerant in the EGR cooler A increases. Further, the amount of water vapor condensed in the EGR cooler A tends to decrease as the water vapor concentration in the EGR gas decreases.

これらの性質に鑑みて、より確実に要求される水蒸気の凝縮量を確保することができるように、上記のようにして算出される流量割合調整弁基本開度を、EGRクーラAに流入するEGRガスの温度、EGRクーラAの冷媒の温度及びEGRガス中の水蒸気濃度に基づいて補正するようにしても良い。   In view of these properties, the flow rate adjusting valve basic opening calculated as described above is used as the EGR that flows into the EGR cooler A so that the required amount of water vapor condensation can be ensured more reliably. You may make it correct | amend based on the temperature of gas, the temperature of the refrigerant | coolant of EGR cooler A, and the water vapor | steam density | concentration in EGR gas.

具体的には、EGRクーラAに流入するEGRガス温度が高くなるほど小さくなる補正値を流量割合調整弁基本開度に乗じると良い。図3は、EGRクーラAに流入するEGRガス温度(ethegin)と流量割合調整弁基本開度に乗じる補正値(emthegin)との関係の一例を示す図である。この補正値を乗じることにより、EGRクーラAに流入するEGRガス温度が高くなるほど、流量割合調整弁9の開度が閉じ側になり、従ってEGRクーラAを通過するEGRガスの流量が減少し、EGRクーラAから流出するEGRガスの温度が低下し、EGRクーラAにおける凝縮量が増加する。これにより、EGRクーラAに流入するEGRガス温度の上昇による凝縮量の減少を補正することができる。   Specifically, it is preferable to multiply the flow rate ratio adjusting valve basic opening by a correction value that decreases as the temperature of the EGR gas flowing into the EGR cooler A increases. FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the EGR gas temperature (ethegin) flowing into the EGR cooler A and the correction value (emthegin) multiplied by the basic flow rate adjustment valve opening. By multiplying this correction value, the higher the EGR gas temperature flowing into the EGR cooler A, the closer the opening of the flow rate adjusting valve 9 becomes, so the flow rate of EGR gas passing through the EGR cooler A decreases. The temperature of the EGR gas flowing out from the EGR cooler A decreases, and the amount of condensation in the EGR cooler A increases. As a result, it is possible to correct a decrease in the amount of condensation due to an increase in the temperature of the EGR gas flowing into the EGR cooler A.

また、EGRクーラAの冷媒の温度が高くなるほど小さくなる補正値を流量割合調整弁基本開度に乗じると良い。図4は、EGRクーラAの冷媒の温度(ethegcm)と流量割合調整弁基本開度に乗じる補正値(emthegcm)との関係の一例を示す図である。この補正値を乗じることにより、EGRクーラAの冷媒の温度が高くなるほど、流量割合調整弁9の開度が閉じ側になり、従ってEGRクーラAを通過するEGRガスの流量が減少し、EGRクーラAから流出するEGRガスの温度が低下し、EGRクーラAにおける凝縮量が増加する。これにより、EGRクーラAの冷媒の温度の上昇による凝縮量の減少を補正することができる。   Moreover, it is good to multiply the correction value which becomes small, so that the temperature of the refrigerant | coolant of EGR cooler A becomes high to the flow rate ratio adjustment valve basic opening. FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the refrigerant temperature (ethegcm) of the EGR cooler A and the correction value (emthegcm) multiplied by the flow rate ratio adjustment valve basic opening. By multiplying this correction value, the higher the temperature of the refrigerant in the EGR cooler A, the closer the opening of the flow rate adjusting valve 9 becomes, so the flow rate of EGR gas passing through the EGR cooler A decreases, and the EGR cooler The temperature of the EGR gas flowing out from A decreases, and the amount of condensation in the EGR cooler A increases. Thereby, the reduction | decrease in the amount of condensation by the raise of the temperature of the refrigerant | coolant of EGR cooler A can be correct | amended.

また、EGRガス中の水蒸気濃度が低くなるほど小さくなる補正値を流量割合調整弁基本開度に乗じると良い。図5は、EGRガス中の水蒸気濃度(ersteam)と流量割合調整弁基本開度に乗じる補正値(emrsteam)との関係の一例を示す図である。この補正値を乗じることにより、EGRガス中の水蒸気濃度が低くなるほど、流量割合調整弁9の開度が閉じ側になり、従ってEGRクーラAを通過するEGRガスの流量が減少し、EGRクーラAから流出するEGRガスの温度が低下し、EGRクーラAにおける凝縮量が増加する。これにより、EGRガス中の水蒸気濃度の低下による凝縮量の減少を補正することができる。   Further, the flow rate ratio adjusting valve basic opening may be multiplied by a correction value that decreases as the water vapor concentration in the EGR gas decreases. FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the water vapor concentration (erstream) in the EGR gas and the correction value (emrteam) multiplied by the flow rate ratio adjustment valve basic opening. By multiplying this correction value, the lower the water vapor concentration in the EGR gas, the closer the opening of the flow rate adjusting valve 9 is to the close side, and thus the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler A is reduced, and the EGR cooler A The temperature of the EGR gas flowing out from the refrigerant decreases, and the amount of condensation in the EGR cooler A increases. Thereby, the reduction | decrease in the amount of condensation by the fall of the water vapor | steam density | concentration in EGR gas can be correct | amended.

以上説明した、EGRクーラAにおいてEGRガス中のより多くの水蒸気を凝縮させるための流量割合調整弁9のオープン制御を表すフローチャートを図6に示す。図6のフローチャートで表される処理はECU18によって所定間隔で繰り返し実行される。   FIG. 6 is a flowchart showing the open control of the flow rate ratio adjusting valve 9 for condensing more water vapor in the EGR gas in the EGR cooler A described above. The process represented by the flowchart of FIG. 6 is repeatedly executed by the ECU 18 at predetermined intervals.

ECU18は、まずステップS101において内燃機関1の運転状態を表すパラメータとして回転数(ene)及び負荷(eqfin)を算出する。ECU18は、回転数を検出するセンサ16及び負荷を検出するセンサ17による検出値に基づいて回転数ene及び負荷eqfinを算出する。この回転数ene及び負荷eqfinに基づいて、ステップS102において、流量割合調整弁基本開度(epegrb)を算出する。流量割合調整弁基本開度epegrbは上記のように予め求められた最適値が回転数ene及び負荷eqfinをパラメータとするマップに記憶されている。   In step S101, the ECU 18 first calculates the rotational speed (ene) and the load (eqfin) as parameters representing the operating state of the internal combustion engine 1. The ECU 18 calculates the rotational speed ene and the load eqfin based on the detection values of the sensor 16 that detects the rotational speed and the sensor 17 that detects the load. Based on the rotational speed ene and the load eqfin, a flow rate ratio adjusting valve basic opening (epegrb) is calculated in step S102. As for the flow rate ratio adjusting valve basic opening degree epegrb, the optimum value obtained in advance as described above is stored in a map using the rotation speed ene and the load eqfin as parameters.

ステップS103においてEGRクーラAに流入するEGRガスの温度(ethegin)を算出する。EGRクーラ入ガス温etheginは図示しない温度センサ(例えばEGRクーラAより排気マニホールド6に近い側のEGR通路10に設ける)による検出値や内燃機関1の運転状態に基づいて算出する。このEGRクーラ入ガス温etheginに基づいて、続くステップS104において補正値emtheginを算出する。補正値emtheginの算出には、予めECU18に記憶された図3に示すようなEGRクーラ入ガス温度と補正値との関係を用いる。   In step S103, the temperature of the EGR gas flowing into the EGR cooler A is calculated. The EGR cooler inlet gas temperature etegin is calculated based on a detection value by a temperature sensor (not shown) (for example, provided in the EGR passage 10 closer to the exhaust manifold 6 than the EGR cooler A) and the operating state of the internal combustion engine 1. On the basis of the EGR cooler input gas temperature ethegin, a correction value emthegin is calculated in the subsequent step S104. The calculation of the correction value emthegin uses the relationship between the EGR cooler inlet gas temperature and the correction value as shown in FIG.

ステップS105においてEGRクーラAの冷媒温度(ethegcm)を算出する。
EGRクーラAの冷媒温度ethegcmは図示しない温度センサ(例えばEGRクーラAの冷媒の流路に設ける)による検出値や内燃機関1の運転状態に基づいて算出する。このEGRクーラ冷媒温度ethegcmに基づいて、続くステップS106において補正値emthegcmを算出する。補正値emthegcmの算出には、予めECU18に記憶された図4に示すようなEGRクーラ冷媒温度と補正値との関係を用いる。
In step S105, the refrigerant temperature (ethegcm) of the EGR cooler A is calculated.
The refrigerant temperature ethegcm of the EGR cooler A is calculated based on a detection value by a temperature sensor (not shown) (for example, provided in the refrigerant flow path of the EGR cooler A) or the operating state of the internal combustion engine 1. Based on the EGR cooler refrigerant temperature ethegcm, a correction value embegcm is calculated in the subsequent step S106. For the calculation of the correction value emthegcm, the relationship between the EGR cooler refrigerant temperature and the correction value as shown in FIG.

ステップS107においてEGRガス中の水蒸気濃度(ersteam)を算出する。EGRガス中の水蒸気濃度ersteamは図示しないセンサ(例えばEGRクーラAより排気マニホールド6に近い側の分岐通路22に設ける)による検出値や内燃機関1の運転状態に基づいて算出する。このEGRガス水蒸気濃度ersteamに基づいて、続くステップS108において補正値emrsteamを算出する。補正値emrsteamの算出には、予めECU18に記憶された図5に示すようなEGRガス水蒸気濃度と補正値との関係を用いる。本実施例において、水蒸気濃度ersteamを算出するECU18が本発明における濃度検出手段として機能する。   In step S107, the water vapor concentration (erstream) in the EGR gas is calculated. The water vapor concentration erstream in the EGR gas is calculated based on a detection value by a sensor (not shown) (for example, provided in the branch passage 22 closer to the exhaust manifold 6 than the EGR cooler A) and the operating state of the internal combustion engine 1. On the basis of the EGR gas water vapor concentration erstream, a correction value emrstream is calculated in the subsequent step S108. For the calculation of the correction value emrteam, the relationship between the EGR gas water vapor concentration and the correction value as shown in FIG. In this embodiment, the ECU 18 that calculates the water vapor concentration erstream functions as the concentration detection means in the present invention.

ステップS109において、ステップS102で取得した流量割合調整弁基本開度epegrbにステップS104、106及び108で算出した各補正値emthegin、emthegcm及びemrsteamを乗じて補正し、流量割合調整弁開度指令値(epegrfin)を算出する。次いで、この流量割合調整弁開度指令値epegrfinに基づいて、ステップS110において流量割合調整弁9の制御を実行する。   In step S109, the flow rate ratio adjusting valve basic opening degree epegrb obtained in step S102 is corrected by multiplying the correction values emthegin, emthegcm, and emrsteam calculated in steps S104, 106, and 108, and the flow rate ratio adjusting valve opening command value ( epegrfin) is calculated. Next, based on the flow rate ratio adjusting valve opening command value epegrfin, the flow rate ratio adjusting valve 9 is controlled in step S110.

以上説明したオープン制御を実行することにより、全EGRガス量が増大した場合においても、EGRクーラAにおいてEGRガス中の水蒸気を凝縮させることができるようになるため、EGRガスが大量に導入される運転状態においても熱効率の低下を抑制することができる。上述した制御を実行するECU18が本発明における制御手段として機能する。   By performing the open control described above, even when the total amount of EGR gas increases, the EGR cooler A can condense the water vapor in the EGR gas, so that a large amount of EGR gas is introduced. A decrease in thermal efficiency can be suppressed even in the operating state. ECU18 which performs control mentioned above functions as a control means in the present invention.

(変形例)
なお、全EGRガスのうち分岐通路22を流れるEGRガスの流量と分岐通路20を流れるEGRガスの流量との割合を調整することができる手段であれば、上述の流量割合調整弁9以外の実施形態も可能である。例えば、図7に示すように、分岐通路22に流路面積を調節する流量調整弁28を設け、分岐通路20に流路面積を調節する流量調整弁29を設け、流量調整弁28、29の開度を調節することによっても、全EGRガスのうち分岐通路22を流れるEGRガスの流量と分岐通路20を流れるEGRガスの流量との割合を調整することができる。この場合、流量調整弁28、29はECU18により制御される。この構成では、流量調整弁28及び29が本発明における流量割合調整手段として機能する。
(Modification)
Any means other than the above-described flow rate ratio adjusting valve 9 can be used as long as it is a means capable of adjusting the ratio between the flow rate of EGR gas flowing through the branch passage 22 and the flow rate of EGR gas flowing through the branch passage 20 out of all EGR gas. Forms are also possible. For example, as shown in FIG. 7, a flow rate adjusting valve 28 for adjusting the flow area is provided in the branch passage 22, and a flow rate adjusting valve 29 for adjusting the flow area is provided in the branch passage 20. The ratio of the flow rate of EGR gas flowing through the branch passage 22 and the flow rate of EGR gas flowing through the branch passage 20 out of all EGR gases can also be adjusted by adjusting the opening degree. In this case, the flow rate adjusting valves 28 and 29 are controlled by the ECU 18. In this configuration, the flow rate adjusting valves 28 and 29 function as flow rate ratio adjusting means in the present invention.

また、本実施例では1つのEGR通路10が途中で分岐通路22及び20に分岐し下流側で合流する構成を説明したが、図8に示すように、排気マニホールド6から吸気マニホールド5へEGRガスを還流させるEGR通路を独立に2つ備える構成でも良い(EGR通路32、33)。この場合、各EGR通路にEGRクーラ及び流量調整弁(流量調整弁34、35)を備えた構成とする。この場合、流量調整弁34、35は全EGRガスの流量を調節するEGR弁として機能するとともに、全EGRガスに占めるEGRクーラAを通過するEGRガスの流量の割合を調整する流量割合調整手段としても機能することになる。この構成では、EGR通路32が本発明における第1のEGR通路として機能し、EGR通路33が本発明における第2のEGR通路として機能する。また、流量調整弁34及び35が本発明における流量割合調整手段として機能する。   Further, in the present embodiment, the configuration in which one EGR passage 10 branches into the branch passages 22 and 20 on the way and merges on the downstream side has been described. However, as shown in FIG. 8, the EGR gas is supplied from the exhaust manifold 6 to the intake manifold 5. It is also possible to employ a configuration in which two EGR passages for refluxing are independently provided (EGR passages 32 and 33). In this case, each EGR passage is provided with an EGR cooler and flow rate adjusting valves (flow rate adjusting valves 34 and 35). In this case, the flow rate adjusting valves 34 and 35 function as an EGR valve that adjusts the flow rate of all EGR gases, and as flow rate rate adjusting means that adjusts the rate of the flow rate of EGR gas that passes through the EGR cooler A in the total EGR gas. Will also work. In this configuration, the EGR passage 32 functions as a first EGR passage in the present invention, and the EGR passage 33 functions as a second EGR passage in the present invention. Further, the flow rate adjusting valves 34 and 35 function as flow rate adjusting means in the present invention.

要は、排気マニホールド6から吸気マニホールド5へ還流するEGRガスが通過するE
GRクーラに2種類あり、一方のEGRクーラを通過するEGRガスの流量の割合を調整することが可能な構成であればどのような構成であっても良い。
In short, the EGR gas that recirculates from the exhaust manifold 6 to the intake manifold 5 passes through the E
There are two types of GR coolers, and any configuration may be used as long as the ratio of the flow rate of the EGR gas passing through one EGR cooler can be adjusted.

また、図9に示すように、分岐通路22及び分岐通路20のEGRクーラA及びBより上流側(排気マニホールド6に近い側)における分岐部に流量割合調整弁9と同様の流量割合調整弁31を設けるようにしても良い。この構成では、流量割合調整弁31が本発明における流量割合調整手段として機能する。但し、図1のようにEGRクーラA及びBより下流側(吸気マニホールド5に近い側)における合流部に流量割合調整弁9を設けることにより、EGRクーラAにおける圧力が高くなり、露点温度が高くなるため、凝縮量を多くすることができるという利点がある。従って、流量割合調整弁を設ける位置は図1の流量割合調整弁9の位置の方が凝縮量の観点からは好ましい。   Further, as shown in FIG. 9, the flow rate adjusting valve 31 similar to the flow rate adjusting valve 9 is provided at the branch portion on the upstream side (the side closer to the exhaust manifold 6) of the branch passage 22 and the EGR coolers A and B of the branch passage 20. May be provided. In this configuration, the flow rate adjustment valve 31 functions as the flow rate adjustment means in the present invention. However, as shown in FIG. 1, by providing the flow rate ratio adjusting valve 9 at the junction on the downstream side (the side closer to the intake manifold 5) than the EGR coolers A and B, the pressure in the EGR cooler A increases and the dew point temperature increases. Therefore, there is an advantage that the amount of condensation can be increased. Accordingly, the position where the flow rate ratio adjusting valve is provided is preferably the position of the flow rate ratio adjusting valve 9 in FIG. 1 from the viewpoint of the amount of condensation.

(変形例)
また、低温始動時等のように気筒吸入ガスが高温であることが好ましい運転条件では、EGRガスを冷却せずに還流させた方が良い。従って、図10に示すように、EGRクーラA及びBをバイパスするバイパス通路30を設け 、EGRクーラA及びB側を流れるEGRガスの流量とバイパス通路30を流れるEGRガスの流量の割合を調整可能な流量割合調整弁26を流量割合調整弁9より下流側のEGR通路10に設け、高温のEGRガスを還流させることが好ましい運転条件においてバイパス通路30を通過するEGRガスの割合が大きくなるように流量割合調整弁26の開度を調節するようにしても良い。これにより高温のEGRガスを還流させることが好ましい運転条件における燃焼を向上させることができる。
(Modification)
Also, under operating conditions where the cylinder intake gas is preferably at a high temperature, such as during cold start, it is better to recirculate the EGR gas without cooling. Accordingly, as shown in FIG. 10, a bypass passage 30 is provided to bypass the EGR coolers A and B, and the ratio of the flow rate of EGR gas flowing through the EGR coolers A and B and the flow rate of EGR gas flowing through the bypass passage 30 can be adjusted. A flow rate adjusting valve 26 is provided in the EGR passage 10 on the downstream side of the flow rate adjusting valve 9 so that the ratio of EGR gas passing through the bypass passage 30 is increased under operating conditions where it is preferable to recirculate hot EGR gas. The opening degree of the flow rate ratio adjusting valve 26 may be adjusted. As a result, it is possible to improve combustion under operating conditions where it is preferable to recirculate high-temperature EGR gas.

なお、本実施例の流量割合調整弁9の開度制御は内燃機関1の運転状態に基づくオープン制御であり、後述する実施例2の制御のようにEGRクーラAから流出するEGRガスの温度を制御に用いないので、本実施例ではEGRクーラAから流出するEGRガスの温度を検出する温度センサ23は無くても良い。   The opening degree control of the flow rate adjusting valve 9 of this embodiment is an open control based on the operating state of the internal combustion engine 1, and the temperature of the EGR gas flowing out from the EGR cooler A is controlled as in the control of the embodiment 2 described later. Since it is not used for control, in this embodiment, the temperature sensor 23 for detecting the temperature of the EGR gas flowing out from the EGR cooler A may not be provided.

(実施例2)
実施例1で説明したオープン制御は、EGRクーラAから流出するEGRガスの温度(EGRクーラA出ガス温度)が目標温度になるように予め求められた開度に流量割合調整弁9を制御することを旨とするが、凝縮量は外気温や過渡変動等の種々の外乱に影響されるため、実施例1で説明したような補正を行なっても十分な凝縮量が得られない場合も考えられる。そこで、本実施例では、EGRクーラAにおける凝縮量に最も本質的なパラメータの一つであるEGRクーラA出ガス温度を目標温度に追従させるようなフィードバック制御を行なう。
(Example 2)
In the open control described in the first embodiment, the flow rate ratio adjusting valve 9 is controlled to an opening previously determined so that the temperature of the EGR gas flowing out from the EGR cooler A (EGR cooler A outgas temperature) becomes the target temperature. However, since the amount of condensation is affected by various disturbances such as outside air temperature and transient fluctuations, a sufficient amount of condensation may not be obtained even if correction as described in the first embodiment is performed. It is done. Therefore, in this embodiment, feedback control is performed so that the EGR cooler A outgas temperature, which is one of the most essential parameters for the amount of condensation in the EGR cooler A, follows the target temperature.

図11はEGRクーラA出ガス温度を目標温度に追従させるための本実施例に係る流量割合調整弁のフィードバック制御を表すフローチャートである。このフローチャートで表される処理はECU18によって所定間隔で繰り返し実行される。   FIG. 11 is a flowchart showing the feedback control of the flow rate ratio adjusting valve according to the present embodiment for causing the EGR cooler A outlet gas temperature to follow the target temperature. The processing represented by this flowchart is repeatedly executed by the ECU 18 at predetermined intervals.

ステップS201において、ECU18はEGRクーラA出ガス温度(ethega)を算出する。ECU18は、温度センサ23による検出値に基づいてEGRクーラA出ガス温度ethegaを算出する。次いでステップS202において、ECU18はEGRクーラA出ガス温度の目標温度(ethegtrg)を算出する。目標温度ethegtrgは予めECU18に記憶された一定値であっても良いし、運転条件等に応じた可変値を算出するようにしても良い。   In step S201, the ECU 18 calculates an EGR cooler A outgas temperature (ethega). The ECU 18 calculates the EGR cooler A outgas temperature ethega based on the value detected by the temperature sensor 23. Next, in step S202, the ECU 18 calculates a target temperature (ethegtrg) of the EGR cooler A outlet gas temperature. The target temperature ethegtrg may be a constant value stored in the ECU 18 in advance, or a variable value corresponding to an operating condition or the like may be calculated.

ステップS203において、ECU18はステップS201で算出したEGRクーラA出ガス温度ethegaとステップS202で算出した目標温度ethegtrgとを比
較し、EGRクーラA出ガス温度ethegaが目標温度ethegtrgより高ければステップS204に進んでEGRクーラAを通過するEGRガスの流量を減少させる制御を行なう。一方、EGRクーラA出ガス温度ethegaが目標温度ethegtrg以下であればステップS205に進んでEGRクーラAを通過するEGRガスの流量を増加させる制御を行なう。
In step S203, the ECU 18 compares the EGR cooler A outlet gas temperature ethega calculated in step S201 with the target temperature ethegrg calculated in step S202. If the EGR cooler A outlet gas temperature ethega is higher than the target temperature ethegtrg, the process proceeds to step S204. Thus, control is performed to reduce the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler A. On the other hand, if the EGR cooler A outlet gas temperature ethega is equal to or lower than the target temperature ethegtrg, the process proceeds to step S205, and control is performed to increase the flow rate of EGR gas passing through the EGR cooler A.

ステップS204においてEGRクーラAを通過するEGRガスの流量を減少させる制御は、図1の構成であれば流量割合調整弁9の開度を閉じ側に変更する制御、図7の構成であれば流量調整弁28の開度を閉じ側に変更する制御及び/又は流量調整弁29の開度を開き側に変更する制御である。ステップS205においてEGRクーラAを通過するEGRガスの流量を減少させる制御は、図1の構成であれば流量割合調整弁9の開度を開き側に変更する制御、図7の構成であれば流量調整弁28の開度を開き側に変更する制御及び/又は流量調整弁29の開度を閉じ側に変更する制御である。   In step S204, the control for reducing the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler A is control for changing the opening of the flow rate adjusting valve 9 to the closed side in the configuration of FIG. 1, and the flow rate in the configuration of FIG. This is control for changing the opening degree of the regulating valve 28 to the closed side and / or control for changing the opening degree of the flow regulating valve 29 to the open side. In step S205, the control for reducing the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler A is control for changing the opening of the flow rate adjusting valve 9 to the open side in the configuration of FIG. 1, and the flow rate in the configuration of FIG. This is control for changing the opening degree of the adjustment valve 28 to the open side and / or control for changing the opening degree of the flow rate adjustment valve 29 to the closing side.

以上説明したフィードバック制御を実行することにより、外乱や過渡変動による影響を抑制しつつ、EGRクーラAにおいてEGRガス中の水蒸気を凝縮させることができるようになるため、種々の運転条件においてより確実に熱効率の低下を抑制することができる。本実施例では温度センサ23が本発明における第1の温度検出手段として機能する。また、上記制御を行なうECU18が本発明における制御手段として機能する。   By executing the feedback control described above, it becomes possible to condense the water vapor in the EGR gas in the EGR cooler A while suppressing the influence due to the disturbance and the transient fluctuation, and thus more reliably in various operating conditions. A decrease in thermal efficiency can be suppressed. In this embodiment, the temperature sensor 23 functions as the first temperature detecting means in the present invention. Moreover, ECU18 which performs the said control functions as a control means in this invention.

(実施例3)
実施例1及び2では、EGRクーラAを通過するEGRガスの流量を、EGRクーラA出ガス温度が目標温度以下になる範囲で最大になるように流量割合調整弁9を制御する例を説明したが、EGRクーラA出ガス温度が目標温度以下になるという条件を満たす範囲でどのように流量割合調整弁9を制御しても良い。例えば、EGRクーラA出ガス温度が目標温度以下になる範囲で、EGRクーラA出ガス温度とEGRクーラB出ガス温度との差が小さくなるように制御しても良い。
(Example 3)
In the first and second embodiments, the example in which the flow rate ratio adjusting valve 9 is controlled so that the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler A is maximized in a range where the EGR cooler A outlet gas temperature is equal to or lower than the target temperature has been described. However, the flow rate ratio adjusting valve 9 may be controlled in a range that satisfies the condition that the EGR cooler A outgas temperature is equal to or lower than the target temperature. For example, the difference between the EGR cooler A outlet gas temperature and the EGR cooler B outlet gas temperature may be controlled within a range where the EGR cooler A outlet gas temperature falls below the target temperature.

図13はそのような制御を行なった場合の、EGRクーラA,Bに流入するEGRガスの温度(EGRクーラ入ガス温度)一定の条件での、全EGRガスの流量とEGRクーラA出ガス温度との関係、全EGRガスの流量とEGRクーラB出ガス温度との関係、全EGRガスの流量と全EGRガスの内EGRクーラAを通過するEGRガスの流量(EGRクーラA流量)とEGRクーラBを通過するEGRガスの流量(EGRクーラB流量)の割合との関係を模式的に示す図である。   FIG. 13 shows the flow rate of all EGR gases and the EGR cooler A outlet gas temperature under the condition that the temperature of EGR gas flowing into the EGR coolers A and B (EGR cooler inlet gas temperature) is constant when such control is performed. , The relationship between the flow rate of all EGR gas and the EGR cooler B outlet gas temperature, the flow rate of all EGR gas and the flow rate of EGR gas that passes through EGR cooler A (EGR cooler A flow rate) and EGR cooler 5 is a diagram schematically showing a relationship with a ratio of a flow rate of EGR gas passing through B (EGR cooler B flow rate). FIG.

図13の実線で示すように、本実施例の制御では、EGRクーラA出ガス温度が目標温度に達するまで(図13では全EGRガス流量がGe4になるまで)、EGRクーラAを通過するEGRガスの流量及びEGRクーラBを通過するEGRガスの流量は等しい。全EGRガス流量Ge4は、全EGRガス流量の増加に伴って全EGRガスにおけるEGRクーラAを通過するEGRガスの流量の割合を減少させなかった場合に、EGRクーラA出ガス温度及びEGRクーラB出ガス温度の少なくとも一方を目標温度以下にすることが可能な全EGRガス流量の上限値である。全EGRガス流量がGe4になるまでの範囲では、EGRクーラA出ガス温度及びEGRクーラB出ガス温度は目標温度以下で且つその温度差ができるだけ小さくなるように制御する。すなわち、EGRクーラA出ガス温度とEGRクーラB出ガス温度が等しくなるように制御する。これにより、全EGRガス流量がGe4になるまではEGRクーラA及びBの両方において可及的に多くの凝縮量が得られるようにすることができる。   As shown by the solid line in FIG. 13, in the control of this embodiment, the EGR that passes through the EGR cooler A until the EGR cooler A outgas temperature reaches the target temperature (until the total EGR gas flow rate becomes Ge4 in FIG. 13). The flow rate of the gas and the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler B are equal. When the ratio of the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler A in the total EGR gas is not decreased with the increase in the total EGR gas flow rate, the total EGR gas flow rate Ge4 is the EGR cooler A outlet gas temperature and the EGR cooler B. This is the upper limit value of the total EGR gas flow rate at which at least one of the outgas temperatures can be made equal to or lower than the target temperature. In the range until the total EGR gas flow rate reaches Ge4, the EGR cooler A outlet gas temperature and the EGR cooler B outlet gas temperature are controlled to be equal to or lower than the target temperature and as small as possible. That is, the EGR cooler A outlet gas temperature and the EGR cooler B outlet gas temperature are controlled to be equal. Thereby, it is possible to obtain as much condensation as possible in both the EGR coolers A and B until the total EGR gas flow rate becomes Ge4.

図14は本実施例の制御をEGRクーラAから流出するEGRガスの温度及びEGRクーラBから流出するEGRガスの温度に基づくフィードバック制御により行なう場合のフ
ローチャートである。このフローチャートで表される制御はECU18によって定期的に繰り返し実行される。このフィードバック制御を行なうために、本実施例では、図12に示すように、EGRクーラBから流出するEGRガスの温度を検出する温度センサ27をEGRクーラBより下流側の分岐通路20に設ける。温度センサ27による検出値はECU18に入力される。本実施例では温度センサ27が本発明における第2の温度検出手段として機能する。
FIG. 14 is a flowchart when the control of this embodiment is performed by feedback control based on the temperature of the EGR gas flowing out from the EGR cooler A and the temperature of the EGR gas flowing out from the EGR cooler B. The control represented by this flowchart is periodically and repeatedly executed by the ECU 18. In order to perform this feedback control, in this embodiment, as shown in FIG. 12, a temperature sensor 27 for detecting the temperature of the EGR gas flowing out from the EGR cooler B is provided in the branch passage 20 on the downstream side of the EGR cooler B. The detected value by the temperature sensor 27 is input to the ECU 18. In this embodiment, the temperature sensor 27 functions as the second temperature detecting means in the present invention.

ステップS301において、ECU18はEGRクーラA出ガス温度(ethega)を算出する。ECU18は、温度センサ23による検出値に基づいてEGRクーラA出ガス温度ethegaを算出する。次いでステップS302において、ECU18はEGRクーラB出ガス温度(ethegb)を算出する。ECU18は、温度センサ27による検出値に基づいてEGRクーラB出ガス温度ethegbを算出する。   In step S301, the ECU 18 calculates an EGR cooler A outgas temperature (ethega). The ECU 18 calculates the EGR cooler A outgas temperature ethega based on the value detected by the temperature sensor 23. Next, in step S302, the ECU 18 calculates an EGR cooler B outlet gas temperature (ethegb). The ECU 18 calculates the EGR cooler B outgas temperature ethegb based on the detected value by the temperature sensor 27.

ステップS303において、ECU18はステップS301で算出したEGRクーラA出ガス温度ethegaとステップS302で算出したEGRクーラB出ガス温度ethegbとを比較し、EGRクーラA出ガス温度ethegaがEGRクーラB出ガス温度ethegbより高ければステップS304に進んでEGRクーラAを通過するEGRガスの流量を減少させる制御を行なう。一方、EGRクーラA出ガス温度ethegaがEGRクーラB出ガス温度ethegb以下であればステップS305に進んでEGRクーラA出ガス温度の目標温度(ethegtrg)を算出する。目標温度ethegtrgは予めECU18に記憶された一定値であっても良いし、運転条件等に応じた可変値を算出するようにしても良い。   In step S303, the ECU 18 compares the EGR cooler A outlet gas temperature ethega calculated in step S301 with the EGR cooler B outlet gas temperature ethegb calculated in step S302, and the EGR cooler A outlet gas temperature ethega is the EGR cooler B outlet gas temperature. If it is higher than ethegb, the process proceeds to step S304, and control is performed to decrease the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler A. On the other hand, if the EGR cooler A outlet gas temperature ethega is equal to or lower than the EGR cooler B outlet gas temperature ethegb, the process proceeds to step S305 to calculate the target temperature (ethegtrg) of the EGR cooler A outlet gas temperature. The target temperature ethegtrg may be a constant value stored in the ECU 18 in advance, or a variable value corresponding to an operating condition or the like may be calculated.

ステップS306において、ECU18はステップS301で算出したEGRクーラA出ガス温度ethegaとステップS305で算出した目標温度ethegtrgとを比較し、EGRクーラA出ガス温度ethegaが目標温度ethegtrgより高ければステップS304に進んでEGRクーラAを通過するEGRガスの流量を減少させる制御を行なう。一方、EGRクーラA出ガス温度ethegaが目標温度ethegtrg以下であればステップS307に進んでEGRクーラAを通過するEGRガスの流量を増加させる制御を行なう。   In step S306, the ECU 18 compares the EGR cooler A outlet gas temperature ethega calculated in step S301 with the target temperature ethegrg calculated in step S305. Thus, control is performed to reduce the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler A. On the other hand, if the EGR cooler A outlet gas temperature ethega is equal to or lower than the target temperature ethegtrg, the process proceeds to step S307 and control is performed to increase the flow rate of EGR gas passing through the EGR cooler A.

ステップS304においてEGRクーラAを通過するEGRガスの流量を減少させる制御及びステップS307においてEGRクーラAを通過するEGRガスの流量を増加させる制御は上述した実施例1又は2における制御と同等である。   The control for decreasing the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler A in step S304 and the control for increasing the flow rate of the EGR gas passing through the EGR cooler A in step S307 are equivalent to the control in the first or second embodiment.

以上説明したフィードバック制御を実行することにより、EGRクーラA出ガス温度及びEGRクーラB出ガス温度がともに目標温度以下になる運転条件では、EGRクーラA出ガス温度とEGRクーラB出ガス温度との差が小さくなるように制御される。また、EGRクーラA出ガス温度又はEGRクーラB出ガス温度のいずれかが目標温度を超える運転条件では、EGRクーラA出ガス温度が目標温度以下になるように、全EGRガス流量が増加するほど、全EGRガスにおけるEGRクーラAを通過するEGRガスの割合が小さくなるように制御される。これにより、EGRクーラA及びBの凝縮能力をできるだけ発揮させて凝縮効果を高めることが可能になる。本実施例では上記制御を実行するECU18が本発明における制御手段として機能する。   By executing the feedback control described above, the EGR cooler A outlet gas temperature and the EGR cooler B outlet gas temperature are set under the operating conditions in which both the EGR cooler A outlet gas temperature and the EGR cooler B outlet gas temperature are equal to or lower than the target temperature. The difference is controlled to be small. Further, under an operating condition where either the EGR cooler A outlet gas temperature or the EGR cooler B outlet gas temperature exceeds the target temperature, the total EGR gas flow rate increases so that the EGR cooler A outlet gas temperature becomes equal to or lower than the target temperature. The ratio of EGR gas passing through the EGR cooler A in all EGR gas is controlled to be small. As a result, it is possible to enhance the condensing effect by exerting the condensing capacity of the EGR coolers A and B as much as possible. In the present embodiment, the ECU 18 that executes the above control functions as the control means in the present invention.

なお、本実施例ではEGRクーラA出ガス温度及びEGRクーラB出ガス温度の検出値に基づくフィードバック制御により全EGRガス流量がGe4になるまでEGRクーラA及びBの流量を等しくする制御を行なう例を説明したが、実施例1と同様にオープンループ制御により同制御を行なっても良い。その場合、実施例1と同様に凝縮量に関係するパラメータを用いた補正を行なうことも好ましい。   In this embodiment, an example of performing control to equalize the flow rates of the EGR coolers A and B until the total EGR gas flow rate becomes Ge4 by feedback control based on the detected values of the EGR cooler A outgoing gas temperature and the EGR cooler B outgoing gas temperature. However, the same control may be performed by open loop control as in the first embodiment. In that case, it is also preferable to perform correction using parameters related to the amount of condensation as in the first embodiment.

なお、以上述べた各実施例は本発明を説明するための一例であって、本発明の範囲内で可能な限り上記の実施例を変更したり組み合わせたりすることができる。例えば、上記実施例では2つの分岐通路及びEGRクーラを備えた構成を例示したが、分岐通路及びEGRクーラの数は2より大きくても良い。その場合、複数のEGRクーラを、出ガス温度が目標温度以下になるようにそれを通過するEGRガスの流量が制御されるEGRクーラのグループと、それ以外のグループとに分け、少なくともグループ毎に通過するEGRガス流量の全EGRガス流量に占める割合を調整することができる機構を備えるようにすれば良い。   Each embodiment described above is an example for explaining the present invention, and the above-described embodiments can be changed or combined as much as possible within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, a configuration including two branch passages and an EGR cooler is illustrated, but the number of branch passages and EGR coolers may be larger than two. In that case, the plurality of EGR coolers are divided into a group of EGR coolers in which the flow rate of EGR gas passing through the EGR cooler is controlled so that the outgas temperature is equal to or lower than the target temperature, and other groups, and at least for each group. A mechanism capable of adjusting the ratio of the passing EGR gas flow rate to the total EGR gas flow rate may be provided.

1 内燃機関
2 気筒
3 吸気通路
4 排気通路
5 吸気マニホールド
6 排気マニホールド
7 コンプレッサ
8 タービン
9 流量割合調整弁
10 EGR通路
11 インタークーラ
12 ターボチャージャ
13 燃料噴射弁
14 エアフローメータ
15 スロットルバルブ
16 回転数検出センサ
17 負荷検出センサ
18 ECU
19 EGRクーラB
20 分岐通路
21 EGRクーラA
22 分岐通路
23 温度センサ
24 排気浄化装置
25 EGR弁
26 流量割合調整弁
27 温度センサ
28 流量調整弁
29 流量調整弁
30 バイパス通路
31 流量割合調整弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Cylinder 3 Intake passage 4 Exhaust passage 5 Intake manifold 6 Exhaust manifold 7 Compressor 8 Turbine 9 Flow rate adjustment valve 10 EGR passage 11 Intercooler 12 Turbocharger 13 Fuel injection valve 14 Air flow meter 15 Throttle valve 16 Rotation speed detection sensor 17 Load detection sensor 18 ECU
19 EGR cooler B
20 Branch passage 21 EGR cooler A
22 Branch passage 23 Temperature sensor 24 Exhaust gas purification device 25 EGR valve 26 Flow rate adjustment valve 27 Temperature sensor 28 Flow adjustment valve 29 Flow adjustment valve 30 Bypass passage 31 Flow rate adjustment valve

Claims (6)

内燃機関の排気系から排気の一部を前記内燃機関の吸気系へEGRガスとして還流させる一又は複数の第1のEGR通路と、
前記内燃機関の排気系から排気の一部を前記内燃機関の吸気系へEGRガスとして還流させる一又は複数の第2のEGR通路と、
前記第1のEGR通路の各々に設けられ第1のEGR通路を流れるEGRガスを冷却する第1のEGRクーラと、
前記第2のEGR通路の各々に設けられ第2のEGR通路を流れるEGRガスを冷却する第2のEGRクーラと、
前記第1のEGR通路及び前記第2のEGR通路により還流する全EGRガスの流量における前記第1のEGR通路により還流するEGRガスの流量の割合を調整する流量割合調整手段と、
全EGRガスの流量が所定値以上になる場合の全EGRガスの流量における前記第1のEGR通路により還流するEGRガスの割合が、全EGRガスの流量が増えるほど小さくなるように、前記流量割合調整手段を制御することにより、前記第1のEGRクーラから流出するEGRガスの温度を該EGRガス中の水蒸気の露点温度以下の所定の目標温度以下に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
One or a plurality of first EGR passages for recirculating a part of the exhaust from the exhaust system of the internal combustion engine to the intake system of the internal combustion engine as EGR gas;
One or a plurality of second EGR passages for recirculating part of the exhaust gas from the exhaust system of the internal combustion engine to the intake system of the internal combustion engine as EGR gas;
A first EGR cooler that is provided in each of the first EGR passages and cools EGR gas flowing through the first EGR passage;
A second EGR cooler for cooling EGR gas provided in each of the second EGR passages and flowing through the second EGR passage;
A flow rate ratio adjusting means for adjusting a ratio of the flow rate of the EGR gas recirculated through the first EGR passage in the flow rate of the total EGR gas recirculated through the first EGR passage and the second EGR passage;
The flow rate ratio is such that the ratio of the EGR gas recirculated through the first EGR passage in the flow rate of the total EGR gas when the flow rate of the total EGR gas is equal to or greater than a predetermined value decreases as the flow rate of the total EGR gas increases. Control means for controlling the temperature of the EGR gas flowing out of the first EGR cooler to be equal to or lower than a predetermined target temperature not higher than a dew point temperature of water vapor in the EGR gas by controlling the adjusting means;
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, comprising:
請求項1において、
前記第1のEGRクーラから流出するEGRガスの温度を検出する第1の温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記第1の温度検出手段により検出される温度が前記目標温度以下になるように、前記流量割合調整手段をフィードバック制御する手段を有することを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
In claim 1,
First temperature detecting means for detecting the temperature of the EGR gas flowing out of the first EGR cooler;
The exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, wherein the control means includes means for feedback-controlling the flow rate ratio adjusting means so that the temperature detected by the first temperature detecting means is equal to or lower than the target temperature. .
請求項1又は2において、
前記制御手段は、少なくとも前記第1のEGRクーラから流出するEGRガスの温度が前記目標温度を超えない範囲で、前記第1のEGRクーラから流出するEGRガスの温度と前記第2のEGRクーラから流出するEGRガスの温度との差が小さくなるように、前記流量割合調整手段を制御することを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
In claim 1 or 2,
The control means includes at least the temperature of the EGR gas flowing out from the first EGR cooler and the second EGR cooler within a range in which the temperature of the EGR gas flowing out from the first EGR cooler does not exceed the target temperature. An exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, wherein the flow rate ratio adjusting means is controlled so that a difference from the temperature of the EGR gas flowing out becomes small.
請求項3において、
前記第2のEGRクーラから流出するEGRガスの温度を検出する第2の温度検出手段を備え、
前記制御手段は、少なくとも前記第1のEGRクーラから流出するEGRガスの温度が前記目標温度を超えない範囲で、前記第1の温度検出手段により検出される温度と前記第2の温度検出手段により検出される温度との差が小さくなるように、前記流量割合調整手段をフィードバック制御することを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
In claim 3,
A second temperature detecting means for detecting the temperature of the EGR gas flowing out of the second EGR cooler;
The control means includes at least a temperature detected by the first temperature detection means and a second temperature detection means within a range in which the temperature of the EGR gas flowing out from the first EGR cooler does not exceed the target temperature. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, wherein the flow rate ratio adjusting means is feedback-controlled so that a difference from the detected temperature is small.
請求項1から4のいずれか1項において、
前記EGRガスの水蒸気濃度を検出する濃度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記濃度検出手段により検出される水蒸気濃度が低下するほど全EGRガスの流量における前記第1のEGR通路により還流するEGRガスの割合が小さくなるように前記流量割合調整手段を制御することを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
In any one of Claims 1-4,
A concentration detecting means for detecting a water vapor concentration of the EGR gas;
The control means controls the flow rate ratio adjusting means so that the proportion of the EGR gas recirculated through the first EGR passage in the flow rate of the total EGR gas decreases as the water vapor concentration detected by the concentration detection means decreases. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
請求項1から5のいずれか1項において、
前記流量割合調整手段は、前記第1のEGR通路における前記第1のEGRクーラより前記吸気系側に設けられ前記第1のEGR通路の流路面積を調節する流量割合調整弁であ
ることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
In any one of Claim 1 to 5,
The flow rate ratio adjusting means is a flow rate ratio adjusting valve that is provided closer to the intake system than the first EGR cooler in the first EGR passage and adjusts the flow area of the first EGR passage. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
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