JP2015081530A - Egr device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気流路から吸気流路へ排気ガスの一部を戻すEGR装置に関する。 The present invention relates to an EGR device that returns a part of exhaust gas from an exhaust passage to an intake passage.
従来から、車両に搭載されたエンジンの排気流路から吸気流路へ排気ガスの一部を戻すEGR装置が周知である(以下、吸気流路に戻される排気ガスをEGRガスと呼ぶ。)。
このEGRガスは、エンジン冷却水によりEGRクーラにより冷却されて吸気流路に戻される。
Conventionally, an EGR device that returns a part of exhaust gas from an exhaust passage of an engine mounted on a vehicle to an intake passage is known (hereinafter, the exhaust gas returned to the intake passage is referred to as EGR gas).
The EGR gas is cooled by the engine cooling water by the EGR cooler and returned to the intake passage.
近年、エンジンの燃費向上およびノッキング防止のため、エンジンの高負荷時に温度を低下させたエンジン冷却水を用い、エンジン冷却を行う試みが行われている(例えば、引用文献1参照。)。
このため、このような低温なエンジン冷却水の一部をEGRクーラに導入し、EGRガスを冷却した場合、EGRガスが過度に冷却されEGRガスが結露する虞がある。
In recent years, in order to improve engine fuel efficiency and prevent knocking, attempts have been made to cool the engine using engine cooling water whose temperature has been lowered when the engine is under high load (see, for example, Reference 1).
For this reason, when a part of such low-temperature engine cooling water is introduced into the EGR cooler and the EGR gas is cooled, the EGR gas may be excessively cooled and the EGR gas may be condensed.
なお、エンジンの早期暖気を目的として、EGRクーラに流す冷却水の流量を下げてEGRガスの冷却を抑え、EGRガスの温度を上げる技術が公知となっている(例えば、引用文献2、3参照。)。しかし、これらの場合、エンジン冷却水の温度が高いため、EGRガスの結露は問題視されていない。
For the purpose of premature warming of the engine, a technique for increasing the temperature of the EGR gas by reducing the flow rate of the cooling water flowing to the EGR cooler to suppress the cooling of the EGR gas is known (see, for example, cited
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、EGR装置において、EGRクーラに低温冷却水が供給されても、EGRガスの結露を抑制することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to suppress dew condensation of EGR gas even when low-temperature cooling water is supplied to the EGR cooler in the EGR device.
本願の第1発明によれば、EGR装置は、エンジン冷却水とEGRガスとの間で熱交換を行うEGRクーラと、EGRクーラ通過後のEGRガスの温度を検出する温度検出手段と、温調手段とを備える。
ここで、温調手段は、温度検出手段により検出された温度に基づき、EGRクーラを流れるエンジン冷却水の流量を調整することにより、EGRクーラ通過後のEGRガスの温度を所定の温度範囲に調整する。
According to the first invention of the present application, the EGR device includes an EGR cooler that performs heat exchange between the engine coolant and the EGR gas, a temperature detection unit that detects the temperature of the EGR gas after passing through the EGR cooler, and a temperature control. Means.
Here, the temperature adjusting means adjusts the temperature of the EGR gas after passing through the EGR cooler to a predetermined temperature range by adjusting the flow rate of the engine coolant flowing through the EGR cooler based on the temperature detected by the temperature detecting means. To do.
これにより、EGR装置は、温度検出手段により検出された温度に基づきEGRガスの温度を所定温度範囲に調整でき、EGRガスの温度をエンジンの燃費悪化を防ぐ温度以下としつつEGRガスの結露を防ぐことができる。
このため、EGR装置において、EGRクーラに低温冷却水が供給されても、EGRガスの結露を抑制することができる。
Thereby, the EGR device can adjust the temperature of the EGR gas to a predetermined temperature range based on the temperature detected by the temperature detecting means, and prevents the EGR gas from dew condensation while keeping the temperature of the EGR gas below the temperature that prevents the deterioration of fuel consumption of the engine. be able to.
For this reason, in the EGR device, even when the low-temperature cooling water is supplied to the EGR cooler, the condensation of the EGR gas can be suppressed.
本願の第2発明によれば、EGR装置は、EGRクーラに供給されるエンジン冷却水を昇温する昇温手段を備える。
これにより、EGRクーラに供給される冷却水の温度が上昇しているため、EGRガスの結露をより確実に抑制できる。
According to the second invention of the present application, the EGR device includes a temperature raising means for raising the temperature of the engine coolant supplied to the EGR cooler.
Thereby, since the temperature of the cooling water supplied to the EGR cooler is rising, dew condensation of EGR gas can be more reliably suppressed.
以下、発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the invention will be described based on examples.
〔実施例1の構成〕
実施例1のEGR装置1の構成を、図面を用いて説明する。
EGR装置1は、いわゆるLPL型EGR装置であって、車両に搭載された過給器2を有するエンジン3の排気流路から吸気流路へEGRガスを戻すものである。そして、EGR装置1は、以下に詳説するEGRクーラ4、温度検出手段5および温調手段6を備える。
[Configuration of Example 1]
A configuration of the
The EGR
EGRクーラ4は、エンジン冷却水の流れる水路とEGRガスの流れる流路を有するものであり、エンジン冷却水とEGRガスとの間で熱交換を行うことで、EGRガスの冷却を行っている。
ここで、エンジン冷却水は、エンジン3を冷却するものであり、ポンプ7によりエンジン3とラジエータ8との間を循環しており、エンジン3との間で熱交換を行いエンジン3の熱を吸収し、ラジエータ8との間で熱交換をすることにより熱を放出する。そして、ラジエータ8通過後に温度の下がったエンジン冷却水の一部は、エンジン3供給前に本流から分流してEGRクーラ4に供給される。そして、EGRクーラ4に供給されたエンジン冷却水の一部は、EGRガスとの間で熱交換を行った後に、エンジン3冷却後のエンジン冷却水に合流しラジエータ8において放熱する。
The EGR
Here, the engine cooling water cools the
ここで、エンジン冷却水の温度は、高負荷時におけるエンジン3の燃費向上およびノッキング防止のため、ラジエータ8の冷却効率を向上させることにより通常より温度の低い50℃〜70℃の範囲、より好ましくは60℃〜65℃の範囲内の所定温度に調整されている。
Here, the temperature of the engine cooling water is more preferably in the range of 50 ° C. to 70 ° C. where the temperature is lower than usual by improving the cooling efficiency of the
温度検出手段5は、EGRガスの温度を検出するものであって、EGRクーラ4のEGRガス流れ方向下流側に設けられている。そして、EGRクーラ4通過後のEGRガスの温度を検出し、その検出値を温調手段6に送信する。
なお、温度検出手段5は、EGRガスの流れる配管等の内部に配されたサーミスタ、抵抗温度計、熱電対等の一般的な測温機器である。
The temperature detection means 5 detects the temperature of the EGR gas, and is provided on the downstream side of the
The temperature detecting means 5 is a general temperature measuring device such as a thermistor, a resistance thermometer, a thermocouple, etc., arranged inside a pipe or the like through which EGR gas flows.
温調手段6は、制御処理や演算処理を行うCPU、制御プログラムや各種データを保存する記憶装置(ROMやRAM等のメモリ)等の機能を有する周知のマイクロコンピュータを含んでいる。
また、温調手段6は、EGRクーラ4を流れるエンジン冷却水の流量を調整する調整手段10を有している。そして、温度検出手段5により検出されたEGRガスの温度に基づき調整手段10を操作し、EGRクーラ4通過後のEGRガスの温度を所定の温度範囲に調整する。
The temperature control means 6 includes a well-known microcomputer having functions such as a CPU that performs control processing and arithmetic processing, and a storage device (memory such as ROM and RAM) that stores control programs and various data.
Further, the temperature adjusting means 6 has an adjusting means 10 for adjusting the flow rate of engine cooling water flowing through the
なお、調整手段10は、開度を調整できる一般的な流量調整バルブ11であり、EGRクーラ4のエンジン冷却水の流れ方向下流側に設けられている。そして、温調手段6の指令に応じて開度が調整され、EGRクーラ4を流れるエンジン冷却水の流量を調整する。
The adjusting means 10 is a general flow
ここで、温調手段6による温調処理の具体例を示す。
温調処理は、図2に示すフロー図に従う。
温調処理は先ず、排気ガスの温度の推定を行う(S110)。排気ガスの温度の推定は、エンジン3の動作状態(エンジン回転数、吸入空気量およびEGR率)から行う。ここで吸入空気量は、例えば、エアフローメータ等の空気量センサ12を用いて計測され、EGR率は、前述の空気量センサ12の計測値およびEGRバルブ13の開度から温調手段6により算出される。そして、温調手段6は、予め冷却効率が判明しているEGRクーラ4に流すエンジン冷却水の流量を、EGRクーラ4通過後のEGRガスの温度が所定温度、例えば100℃、となるように算出する(S120)。
Here, a specific example of the temperature adjustment processing by the temperature adjustment means 6 will be shown.
The temperature adjustment process follows the flowchart shown in FIG.
In the temperature adjustment process, first, the temperature of the exhaust gas is estimated (S110). The temperature of the exhaust gas is estimated from the operating state of the engine 3 (engine speed, intake air amount, and EGR rate). Here, the intake air amount is measured using an
温調手段6は、S120で算出されたエンジン冷却水の流量を実現するように流量調整バルブ11を操作して、EGRクーラ4を流れるエンジン冷却水の流量を調整する(S130)。
そして、EGRクーラ4通過後のEGRガスの温度を温度検出手段5により計測する(S140)。
The temperature adjusting means 6 operates the flow
Then, the temperature of the EGR gas after passing through the
そして、EGRガスの温度と所定温度の比較が行われ(S150)、EGRガスの温度が100℃より低かった場合、温調手段6はEGRクーラ4に流すエンジン冷却水の流量を減少させるように流量調整バルブ11を操作して(S160)、再びS110へと戻り、温調処理が繰り返される。
一方、EGRガスの温度が100℃より高かった場合、温調手段6はEGRクーラ4に流すエンジン冷却水の流量を増加させるように流量調整バルブ11を操作して(S170)、再びS110へと戻り、温調処理が繰り返される。
Then, the temperature of the EGR gas is compared with a predetermined temperature (S150), and when the temperature of the EGR gas is lower than 100 ° C., the temperature adjusting means 6 decreases the flow rate of the engine cooling water flowing to the
On the other hand, when the temperature of the EGR gas is higher than 100 ° C., the temperature adjusting means 6 operates the flow
〔実施例1の効果〕
実施例1のEGR装置1は、エンジン冷却水とEGRガスとの間で熱交換を行うEGRクーラ4と、EGRクーラ4通過後のEGRガスの温度を検出する温度検出手段5と、温調手段6とを備える。
ここで、温調手段6は、温度検出手段5により検出された温度に基づき、EGRクーラ4を流れるエンジン冷却水の流量を調整することにより、図3に示すように、EGRクーラ4通過後のEGRガスの温度を所定の温度範囲、例えば90℃〜110℃に調整する。
[Effect of Example 1]
The
Here, the temperature adjustment means 6 adjusts the flow rate of the engine cooling water flowing through the
これにより、EGR装置1は、温度検出手段5により検出された温度に基づきEGRガスの温度を所定温度範囲に調整でき、EGRガスの温度をエンジン3の燃費悪化を防ぐ温度以下(図3(a)参照。)としつつEGRガスの結露を防ぐことができる(図3(b)参照。)。
このため、EGR装置1において、EGRクーラ4に低温冷却水が供給されても、EGRガスの結露を抑制することができる。
As a result, the
For this reason, in the
〔実施例2〕
実施例2のEGR装置1によれば、図4に示すように、実施例1と異なりエンジン冷却水の一部は、エンジン3冷却後に本流から分流してEGRクーラ4に供給され、EGRガスとの間で熱交換を行った後に、エンジン3冷却後のエンジン冷却水の本流に合流し、ラジエータ8に向かう。
なお、流量調整バルブ11がエンジン冷却水の分流位置と合流位置との間に配されているが、この位置に配されていても、温調手段6の指令に応じて開度が調整され、EGRクーラ4を流れるエンジン冷却水の流量を調整する機能に差はない。
[Example 2]
According to the
The flow
このため、EGRクーラ4に供給されるエンジン冷却水は、EGRクーラ4供給前にエンジン3との間で熱交換が行われ、温度が上昇している。すなわち、エンジン3が昇温手段14となっている。
これにより、EGRクーラ4に供給される冷却水の温度が上昇しているため、EGRガスの結露をより確実に抑制できる。
For this reason, the engine coolant supplied to the
Thereby, since the temperature of the cooling water supplied to the
[変形例]
本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形例を考えることができる。
例えば、実施例1、2によれば、調整手段10として流量調整バルブ11を用いたが、この態様に拘るものではなく、例えば、図5に示すような温調手段6の指令に応じて出力が調整され、EGRクーラ4を流れるエンジン冷却水の流量を調整するポンプ15を調整手段10としてもよい。さらに、流量調整バルブ11とポンプ15とを併用し、これらの双方、またはいずれか一方、例えば図6に示すように流量調整バルブ11を調整手段10としてもよい。
[Modification]
Various modifications can be considered for the present invention without departing from the gist thereof.
For example, according to the first and second embodiments, the flow
また、実施例2によれば、昇温手段14はエンジン3であったが、図7に示すように過給機2を昇温手段14としてもよい。
なお、エンジン3等を昇温手段14とする場合、別途に、昇温手段14を用意する必要がないため、設置スペース、設置コストにおいて有利である。
Further, according to the second embodiment, the temperature raising means 14 is the
In addition, when the
1 EGR装置 4 EGRクーラ 5 温度検出手段 6 温調手段
DESCRIPTION OF
Claims (2)
このEGRクーラ(4)通過後のEGRガスの温度を検出する温度検出手段(5)と、
この温度検出手段(5)により検出された温度に基づき、前記EGRクーラ(4)を流れる前記エンジン冷却水の流量を調整することにより、前記EGRクーラ(4)通過後のEGRガスの温度を所定の温度範囲に調整する温調手段(6)とを備えるEGR装置(1)。 An EGR cooler (4) for exchanging heat between engine coolant and EGR gas;
Temperature detecting means (5) for detecting the temperature of the EGR gas after passing through the EGR cooler (4);
Based on the temperature detected by the temperature detection means (5), the temperature of the EGR gas after passing through the EGR cooler (4) is determined by adjusting the flow rate of the engine cooling water flowing through the EGR cooler (4). EGR apparatus (1) provided with the temperature control means (6) adjusted to the temperature range of this.
前記EGRクーラ(4)に供給される前記エンジン冷却水を、前記EGRクーラ(4)に供給する前に昇温する昇温手段(14)を備えること特徴とするEGR装置(1)。
In the EGR device (1) according to claim 1,
An EGR device (1) comprising a temperature raising means (14) for raising the temperature of the engine coolant supplied to the EGR cooler (4) before being supplied to the EGR cooler (4).
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