JP2020101103A - Exhaust heat recovery device of internal combustion engine - Google Patents

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友章 廣澤
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友章 廣澤
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Abstract

To lower an exhaust temperature at a position on the upstream side of an aftertreatment member by using an exhaust heat recovery device.SOLUTION: An exhaust heat recovery device for recovering exhaust heat of an internal combustion engine 1, comprises: an exhaust heat recovery unit 23 that recovers exhaust heat at a position upstream of an aftertreatment member 24 in an exhaust passage 4 of the internal combustion engine, and transfers the recovered exhaust heat to cooling water; and a control unit 100 configured to control the exhaust heat recovery unit. The control unit operates the exhaust heat recovery unit when the exhaust gas temperature at the position upstream of the aftertreatment member exceeds a predetermined threshold.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は内燃機関の排気熱回収装置に係り、特に、内燃機関の排気熱を回収するための排気熱回収装置に関する。 The present disclosure relates to an exhaust heat recovery system for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust heat recovery system for recovering exhaust heat from an internal combustion engine.

排気熱回収装置により内燃機関の排気熱を回収し、回収した排気熱を内燃機関の冷却水に伝達し、冷却水を加熱して、内燃機関の冷間始動後の暖機を促進する場合がある。 In some cases, the exhaust heat recovery device recovers the exhaust heat of the internal combustion engine, transfers the recovered exhaust heat to the cooling water of the internal combustion engine, heats the cooling water, and promotes warm-up of the internal combustion engine after a cold start. is there.

特開2010−133349号公報JP, 2010-133349, A

ところで、内燃機関の排気通路には、排気後処理を行う触媒等の後処理部材が設置されている。後処理部材の上流側の位置における排気温度については、後処理部材が排気中の有害成分を比較的高い浄化率で除去できるような好ましい温度域がある。 By the way, a post-treatment member such as a catalyst for performing exhaust post-treatment is installed in the exhaust passage of the internal combustion engine. The exhaust gas temperature at the upstream side of the post-treatment member has a preferable temperature range in which the post-treatment member can remove harmful components in the exhaust gas at a relatively high purification rate.

しかし、排気温度がそのような温度域を超えてしまうと、後処理部材の浄化率が低下し、有害成分の排出量が増大する虞がある。 However, if the exhaust gas temperature exceeds such a temperature range, the purification rate of the post-treatment member may decrease, and the amount of harmful components discharged may increase.

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、排気熱回収装置を利用して後処理部材の上流側の位置における排気温度を低下させることにある。 Therefore, the present disclosure has been devised in view of such circumstances, and an object thereof is to reduce the exhaust gas temperature at a position on the upstream side of the post-treatment member by using the exhaust heat recovery device.

本開示の一の態様によれば、
内燃機関の排気熱を回収するための排気熱回収装置であって、
前記内燃機関の排気通路における後処理部材の上流側の位置で排気熱を回収すると共に、回収した排気熱を冷却水に伝達する排気熱回収器と、
前記排気熱回収器を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記後処理部材の上流側の位置における排気温度が所定の閾値を超えたときに前記排気熱回収器を作動させる
ことを特徴とする内燃機関の排気熱回収装置が提供される。
According to one aspect of the present disclosure,
An exhaust heat recovery device for recovering exhaust heat of an internal combustion engine,
An exhaust heat recovery device that recovers exhaust heat at a position upstream of the aftertreatment member in the exhaust passage of the internal combustion engine, and transfers the recovered exhaust heat to cooling water.
A controller configured to control the exhaust heat recovery device,
Equipped with
An exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine is provided, wherein the control unit operates the exhaust heat recovery device when the exhaust gas temperature at a position on the upstream side of the post-treatment member exceeds a predetermined threshold value. ..

好ましくは、前記制御部は、前記後処理部材の上流側の位置における排気温度が所定の閾値を超え、かつ、前記排気熱回収器を作動させても冷却水温度が許容限度を超えて上昇しないような所定の許可条件が成立した場合に、前記排気熱回収器を作動させる。 Preferably, the control unit has an exhaust gas temperature at a position on the upstream side of the post-treatment member exceeding a predetermined threshold value, and the cooling water temperature does not exceed an allowable limit even when the exhaust heat recovery device is operated. When such a predetermined permission condition is satisfied, the exhaust heat recovery device is operated.

好ましくは、前記許可条件は、冷却水温度が所定の閾値未満であるという第1の予備条件が成立することを、成立条件に含む。 Preferably, the permission condition includes that the first preliminary condition that the cooling water temperature is lower than a predetermined threshold value is satisfied, as the satisfaction condition.

好ましくは、前記許可条件は、前記内燃機関が搭載された移動体の速度が所定の閾値以上であるという第2の予備条件が成立することを、成立条件に含む。 Preferably, the permission condition includes that the second preliminary condition that the speed of the moving body on which the internal combustion engine is mounted is equal to or higher than a predetermined threshold is satisfied.

好ましくは、前記許可条件は、ラジエータの通過風を発生するファンの回転速度が所定の閾値未満であるという第3の予備条件が成立することを、成立条件に含む。 Preferably, the permission condition includes that the third preliminary condition that the rotation speed of the fan that generates the passing air of the radiator is less than a predetermined threshold is satisfied.

好ましくは、前記排気温度の閾値は、前記後処理部材が所定値以上の効率で作動する温度域の上限温度に等しく設定される。 Preferably, the threshold value of the exhaust gas temperature is set equal to the upper limit temperature of the temperature range in which the post-treatment member operates with an efficiency of a predetermined value or higher.

本開示によれば、排気熱回収装置を利用して後処理部材の上流側の位置における排気温度を低下させることができる According to the present disclosure, it is possible to lower the exhaust gas temperature at a position on the upstream side of the post-treatment member by using the exhaust heat recovery device.

本開示の実施形態の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of an embodiment of the present disclosure. NOx触媒の浄化率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the purification rate characteristic of a NOx catalyst. 冷却水温度制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control routine of cooling water temperature control. 排気熱回収器の制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a control routine of an exhaust heat recovery machine. 排気熱回収器の他の制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flow chart which shows another control routine of an exhaust heat recovery machine.

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present disclosure is not limited to the embodiments below.

図1に本実施形態の構成を概略的に示す。本実施形態において、動力源としての内燃機関(エンジン)1が、移動体としての車両(図示せず)に搭載されている。車両はトラック等の大型車両であり、エンジン1はディーゼルエンジンである。しかしながら、車両および内燃機関の種類、用途等に特に限定はなく、例えば車両は乗用車等の小型車両であってもよいし、エンジン1はガソリンエンジンであってもよい。 FIG. 1 schematically shows the configuration of this embodiment. In this embodiment, an internal combustion engine (engine) 1 as a power source is mounted on a vehicle (not shown) as a moving body. The vehicle is a large vehicle such as a truck, and the engine 1 is a diesel engine. However, the types and uses of the vehicle and the internal combustion engine are not particularly limited. For example, the vehicle may be a small vehicle such as a passenger car, and the engine 1 may be a gasoline engine.

なお、移動体は車両に限定されず、船舶等の他の移動体であってもよい。またエンジンは、移動体に搭載されたものでなくてもよく、定置式のものであってもよい。 The moving body is not limited to the vehicle and may be another moving body such as a ship. The engine does not have to be mounted on a moving body, and may be a stationary type engine.

図中、吸気の経路を細い破線矢印で示し、排気の経路を細い一点鎖線矢印で示し、エンジン冷却水の経路を太い実線矢印で示す。 In the figure, the intake path is indicated by a thin broken line arrow, the exhaust path is indicated by a thin one-dot chain line arrow, and the engine cooling water path is indicated by a thick solid line arrow.

エンジン1は、エンジン本体2と、エンジン本体2に接続された吸気通路3および排気通路4とを備える。エンジン本体2は、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造部品と、その内部に収容されたピストン、クランクシャフト、バルブ等の可動部品とを含む。エンジン本体2には複数(本実施形態では4つ)のシリンダ5と気筒毎の燃料噴射弁(図示せず)とが設けられる。またエンジン本体2には、その内部で冷却水を循環させるためのエンジン内水路6が設けられる。エンジン内水路6は、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの内部に形成されたウォータジャケットを含む。 The engine 1 includes an engine body 2 and an intake passage 3 and an exhaust passage 4 connected to the engine body 2. The engine body 2 includes structural parts such as a cylinder head, a cylinder block, and a crankcase, and movable parts such as a piston, a crankshaft, and a valve that are housed inside. The engine body 2 is provided with a plurality (four in this embodiment) of cylinders 5 and a fuel injection valve (not shown) for each cylinder. Further, the engine body 2 is provided with an in-engine water passage 6 for circulating cooling water therein. The in-engine water passage 6 includes a water jacket formed inside the cylinder head and the cylinder block.

吸気通路3は、エンジン本体2に接続された吸気マニホールド10と、吸気マニホールド10の上流側に接続された吸気管11とにより主に画成される。吸気管11には、上流側から順に、ターボチャージャ14のコンプレッサ14Cとインタークーラ15とが設けられる。 The intake passage 3 is mainly defined by an intake manifold 10 connected to the engine body 2 and an intake pipe 11 connected upstream of the intake manifold 10. The intake pipe 11 is provided with a compressor 14C of the turbocharger 14 and an intercooler 15 in order from the upstream side.

排気通路4は、エンジン本体2に接続された排気マニホールド20と、排気マニホールド20の下流側に接続された排気管21とにより主に画成される。排気管21には、ターボチャージャ14のタービン14Tが設けられる。またタービン14Tより下流側の排気管21には、上流側から順に、前段後処理装置22、排気熱回収器23および後段後処理装置24が設けられる。 The exhaust passage 4 is mainly defined by an exhaust manifold 20 connected to the engine body 2 and an exhaust pipe 21 connected downstream of the exhaust manifold 20. The exhaust pipe 21 is provided with a turbine 14T of the turbocharger 14. The exhaust pipe 21 on the downstream side of the turbine 14T is provided with a pre-stage post-treatment device 22, an exhaust heat recovery device 23, and a post-stage post-treatment device 24 in order from the upstream side.

前段後処理装置22は、上流側から順に直列に接続された酸化触媒(DOC: Diesel Oxidation Catalyst)とフィルタ(DPF: Diesel Particulate Filter)を備える。酸化触媒は、排気中の未燃成分(炭化水素HCおよび一酸化炭素CO)を酸化除去すると共に、このときの反応熱で排気ガスを加熱昇温し、また排気中のNOをNO2に酸化する。フィルタは、所謂連続再生式の触媒付きフィルタからなり、排気中に含まれる粒子状物質(PM: Particulate Matter)を捕集すると共に、捕集したPMを連続的に燃焼除去する。 The pre-stage post-treatment device 22 includes an oxidation catalyst (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) and a filter (DPF: Diesel Particulate Filter) connected in series in order from the upstream side. The oxidation catalyst oxidizes and removes unburned components (hydrocarbons HC and carbon monoxide CO) in the exhaust, heats the exhaust gas by the reaction heat at this time, and oxidizes NO in the exhaust to NO 2 . To do. The filter is a so-called continuous regeneration type filter with a catalyst, which collects particulate matter (PM: Particulate Matter) contained in the exhaust gas and continuously burns and removes the collected PM.

排気熱回収器23は、排気ガスと冷却水の間で熱交換を行う熱交換器であって、排気ガスの熱すなわち排気熱を回収し、回収した排気熱を冷却水に伝達する。排気熱回収器23は、排気管21に取り付けられて実質的な熱回収および熱交換を行う回収器本体25と、排気熱回収器23の作動と停止(オンとオフ)を切り替える切替弁26とを備える。 The exhaust heat recovery unit 23 is a heat exchanger that exchanges heat between the exhaust gas and the cooling water, recovers the heat of the exhaust gas, that is, the exhaust heat, and transfers the recovered exhaust heat to the cooling water. The exhaust heat recovery device 23 includes a recovery device main body 25 that is attached to the exhaust pipe 21 to perform substantial heat recovery and heat exchange, and a switching valve 26 that switches the operation and stop (on and off) of the exhaust heat recovery device 23. Equipped with.

回収器本体25は、これに導入された排気ガスと冷却水の間で熱交換を行う熱交換器を含む。切替弁26は、開のとき回収器本体25に冷却水を導入して排気熱回収器23を作動状態(オン)とし、閉のとき回収器本体25への冷却水導入を禁止して排気熱回収器23を停止状態(オフ)とする。このように本実施形態では、冷却水の導入を制御して排気熱回収器23の作動状態を切り替えているが、代替的または付加的に、排気ガスの導入を制御して排気熱回収器23の作動状態を切り替えてもよい。 The collector body 25 includes a heat exchanger that exchanges heat between the exhaust gas introduced therein and the cooling water. When the switching valve 26 is opened, it introduces cooling water into the collector body 25 to bring the exhaust heat collector 23 into an operating state (ON), and when closed, it inhibits the introduction of cooling water into the collector body 25 to remove exhaust heat. The collector 23 is stopped (off). As described above, in the present embodiment, the introduction of the cooling water is controlled to switch the operating state of the exhaust heat recovery device 23. Alternatively or additionally, the introduction of the exhaust gas is controlled to control the exhaust heat recovery device 23. The operating state of may be switched.

後段後処理装置24は、選択還元型NOx触媒(SCR: Selective Catalytic Reduction)と、その上流側に設置された尿素添加弁とを備える。尿素添加弁から排気管21内に添加された尿素水は加水分解してアンモニアを生成する。NOx触媒は、このアンモニアを還元剤として排気中のNOxを連続的に還元除去する。なお後段後処理装置24におけるNOx触媒の下流側に、NOx触媒から排出された余剰アンモニアを酸化除去するアンモニア酸化触媒を追加で設けてもよい。 The post-stage post-treatment device 24 includes a selective reduction type NOx catalyst (SCR: Selective Catalytic Reduction) and a urea addition valve installed on the upstream side thereof. The urea water added from the urea addition valve into the exhaust pipe 21 is hydrolyzed to generate ammonia. The NOx catalyst continuously reduces and removes NOx in the exhaust gas using this ammonia as a reducing agent. An ammonia oxidation catalyst for oxidizing and removing the excess ammonia discharged from the NOx catalyst may be additionally provided on the downstream side of the NOx catalyst in the post-stage aftertreatment device 24.

以上の酸化触媒、フィルタ、NOx触媒およびアンモニア酸化触媒は、それぞれ排気後処理を実行するための後処理部材をなす。特に本実施形態ではNOx触媒が、後述する過昇温抑制のための対象の後処理部材をなす。 The above-described oxidation catalyst, filter, NOx catalyst, and ammonia oxidation catalyst each form a post-treatment member for performing exhaust post-treatment. Particularly, in this embodiment, the NOx catalyst serves as a target post-treatment member for suppressing excessive temperature rise, which will be described later.

エンジン1は排気再循環(以下、EGR)装置30をも備える。EGR装置30は、排気通路4内(特に排気マニホールド20内)の排気ガスの一部(EGRガスという)を吸気通路3内(特に吸気マニホールド10内)に還流させるためのEGR通路31と、EGR通路31を流れるEGRガスを冷却するEGRクーラ32と、EGRガスの流量を調節するためのEGR弁33とを備える。 The engine 1 also includes an exhaust gas recirculation (hereinafter, EGR) device 30. The EGR device 30 includes an EGR passage 31 for returning a part of exhaust gas (referred to as EGR gas) in the exhaust passage 4 (in particular, the exhaust manifold 20) to the intake passage 3 (in particular, the intake manifold 10), and an EGR passage 31. An EGR cooler 32 that cools the EGR gas flowing through the passage 31 and an EGR valve 33 that adjusts the flow rate of the EGR gas are provided.

一方、エンジン1の冷却システムについては、エンジン本体2における冷却水の入口部にウォータポンプ40が設けられる。ウォータポンプ40から排出された冷却水は、太線矢印で示すように三方に分岐され、一つはエンジン内水路6に、一つはオイルクーラ7に、一つはEGRクーラ32に送られる。 On the other hand, in the cooling system for the engine 1, the water pump 40 is provided at the inlet of the cooling water in the engine body 2. The cooling water discharged from the water pump 40 is branched into three directions as shown by the bold arrows, one is sent to the internal water passage 6 of the engine, one is sent to the oil cooler 7, and one is sent to the EGR cooler 32.

またEGRクーラ32から排出された冷却水は、車内暖房用のヒータコア41を通過した後、二方に分岐され、一方は前述の切替弁26に送られる。他方は、エンジン本体2における冷却水の出口部に設けられた調整弁42に送られる。この調整弁42にはエンジン内水路6の下流端も接続される。 Further, the cooling water discharged from the EGR cooler 32 passes through the heater core 41 for heating the interior of the vehicle, and then is branched into two directions, one of which is sent to the switching valve 26 described above. The other is sent to the adjusting valve 42 provided at the outlet of the cooling water in the engine body 2. The downstream end of the water passage 6 in the engine is also connected to the adjusting valve 42.

切替弁26に送られた冷却水は、切替弁26が開のとき、回収器本体25に送られて排気熱により加熱される。そして回収器本体25から排出された後、調整弁42に送られる。 The cooling water sent to the switching valve 26 is sent to the collector body 25 and heated by exhaust heat when the switching valve 26 is open. Then, after being discharged from the collector body 25, it is sent to the adjusting valve 42.

調整弁42は、エンジン内水路6、ヒータコア41および回収器本体25から送られてきた冷却水を、ラジエータ43と、ラジエータ43をバイパスするバイパス通路44との一方または両方に送る。すなわち調整弁42は、ラジエータ43とバイパス通路44を流れる冷却水の流量割合を調整する。本実施形態の場合、調整弁42の開度が大きくなるほどラジエータ43の流量割合が多くなるものとする。例えば、調整弁42の開度が100%のときラジエータ43の流量割合は100%(すなわちバイパス通路44の流量割合は0%)である。逆に、調整弁42の開度が0%のときラジエータ43の流量割合は0%(すなわちバイパス通路44の流量割合は100%)である。調整弁42の開度は連続的に可変である。 The adjusting valve 42 sends the cooling water sent from the in-engine water passage 6, the heater core 41, and the collector body 25 to one or both of the radiator 43 and the bypass passage 44 that bypasses the radiator 43. That is, the adjusting valve 42 adjusts the flow rate ratio of the cooling water flowing through the radiator 43 and the bypass passage 44. In the case of the present embodiment, it is assumed that the flow rate ratio of the radiator 43 increases as the opening degree of the adjusting valve 42 increases. For example, when the opening degree of the adjusting valve 42 is 100%, the flow rate ratio of the radiator 43 is 100% (that is, the flow rate ratio of the bypass passage 44 is 0%). On the contrary, when the opening degree of the adjusting valve 42 is 0%, the flow rate ratio of the radiator 43 is 0% (that is, the flow rate ratio of the bypass passage 44 is 100%). The opening degree of the adjusting valve 42 is continuously variable.

本実施形態の場合、調整弁42は電動バルブまたは電磁弁により形成され、その開度が電気的に制御される。そしてエンジン本体2の冷却水出口部には水温センサ45が設けられ、この水温センサ45で検出された水温に基づいて調整弁42の開度が制御されるようになっている。但し調整弁42は、感温型サーモスタットのような機械式であってもよい。 In the case of this embodiment, the regulating valve 42 is formed by an electric valve or a solenoid valve, and the opening degree thereof is electrically controlled. A water temperature sensor 45 is provided at the cooling water outlet of the engine body 2, and the opening of the adjusting valve 42 is controlled based on the water temperature detected by the water temperature sensor 45. However, the adjusting valve 42 may be a mechanical type such as a temperature-sensitive thermostat.

ラジエータ43から排出された冷却水と、バイパス通路44を流れた冷却水とは、いずれもウォータポンプ40に送られる。 Both the cooling water discharged from the radiator 43 and the cooling water flowing through the bypass passage 44 are sent to the water pump 40.

他方、エンジン1には、ラジエータ43の通過風を発生させるためのファン46が設けられている。ファン46は車両におけるラジエータ43の後側、かつエンジン本体2の前側に設置される。なお図1の左側が車両の前側である。ファン46は、回転時にラジエータ43の後側から空気を吸引してラジエータ43を通過する通過風を発生させる。但し、空気を吐出して通過風を発生させるようファンを配置および構成してもよい。 On the other hand, the engine 1 is provided with a fan 46 for generating the airflow passing through the radiator 43. The fan 46 is installed on the rear side of the radiator 43 in the vehicle and on the front side of the engine body 2. The left side of FIG. 1 is the front side of the vehicle. The fan 46 sucks air from the rear side of the radiator 43 at the time of rotation and generates passing air passing through the radiator 43. However, a fan may be arranged and configured so as to discharge air and generate passing air.

本実施形態の場合、ファン46の回転速度(具体的には単位時間当たりの回転数(rpm))、ひいてはファン46の風量(ファン46を通過する風量)を、エンジン回転数等に拘わらず任意に制御できるよう、電動式ファンによりファン46を構成している。しかしながらより一般的な、クラッチを介してクランクシャフトにより駆動される機械式ファンによりファン46を構成してもよい。 In the case of the present embodiment, the rotation speed of the fan 46 (specifically, the number of rotations per unit time (rpm)), and thus the air volume of the fan 46 (the air volume passing through the fan 46) is arbitrary regardless of the engine rotation speed or the like. The fan 46 is configured by an electric fan so that the fan 46 can be controlled. However, the fan 46 may be configured by a more general mechanical fan driven by a crankshaft via a clutch.

一方、車両には、車両およびエンジンを制御するための制御装置が搭載されている。制御装置は、制御ユニット、回路要素(circuitry)もしくはコントローラとしての電子制御ユニット(ECU: Electronic Control Unitという)100を含む。ECU100は、演算機能を有するCPU(Central Processing Unit)、記憶媒体であるROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)、入出力ポート、ならびにROMおよびRAM以外の記憶装置等を含む。ECU100は、前述の尿素添加弁、切替弁26、EGR弁33、調整弁42およびファン46を制御するように構成され、プログラムされている。 On the other hand, the vehicle is equipped with a control device for controlling the vehicle and the engine. The control device includes an electronic control unit (ECU) 100 as a control unit, a circuit element, or a controller. The ECU 100 includes a CPU (Central Processing Unit) having an arithmetic function, a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) that are storage media, an input/output port, and a storage device other than the ROM and the RAM. The ECU 100 is configured and programmed to control the urea addition valve, the switching valve 26, the EGR valve 33, the adjusting valve 42, and the fan 46 described above.

また制御装置は、センサ類として、前述の水温センサ45と、排気温センサ27と、速度センサ28とを含む。排気温センサ27は、排気通路4における後段後処理装置24(具体的にはNOx触媒)の上流側の位置に設置され、当該位置における排気温度を検出する。速度センサ28は、移動体である車両の速度、すなわち車速を検出する。 The control device also includes, as sensors, the water temperature sensor 45, the exhaust gas temperature sensor 27, and the speed sensor 28 described above. The exhaust gas temperature sensor 27 is installed at a position upstream of the post-stage aftertreatment device 24 (specifically, the NOx catalyst) in the exhaust passage 4, and detects the exhaust gas temperature at the position. The speed sensor 28 detects the speed of a vehicle that is a moving body, that is, the vehicle speed.

本実施形態の場合、回収器本体25の下流側の位置に排気温センサ27を設置している。こうすると、回収器本体25での排気熱回収により温度が低下した後の排気ガスの温度を検出でき、制御上有利である。但し、排気温センサ27は回収器本体25の上流側の位置に設置することも可能である。 In the case of the present embodiment, the exhaust temperature sensor 27 is installed at a position on the downstream side of the collector body 25. This makes it possible to detect the temperature of the exhaust gas after the temperature has dropped due to the exhaust heat recovery in the collector body 25, which is advantageous for control. However, the exhaust gas temperature sensor 27 can be installed at a position on the upstream side of the collector body 25.

次に、本実施形態の制御について説明する。 Next, the control of this embodiment will be described.

上記構成において、NOx触媒の上流側の位置の排気温度、言い換えればNOx触媒に流入する排気ガスの温度については、NOx触媒が排気中のNOxを比較的高い浄化率で除去できるような好ましい温度域がある。 In the above configuration, the exhaust temperature at a position upstream of the NOx catalyst, in other words, the temperature of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst, is in a preferable temperature range where the NOx catalyst can remove NOx in the exhaust with a relatively high purification rate. There is.

図2に、NOx触媒の浄化率特性を示す。横軸は、排気温センサ27の位置における排気温度であり、便宜上、触媒入口温度Teと称す。縦軸は、NOx触媒の効率すなわちNOx浄化率ηである。見られるように、NOx浄化率ηはある温度で最大となるピーク特性を有し、NOx触媒には、NOx浄化率ηが比較的高い所定値η1以上となる触媒入口温度Teの温度域、すなわち活性温度域ΔTeが存在する。活性温度域ΔTeの下限温度はTe1、上限温度はTe2である。例えばTe1=150℃、Te2=350℃であるが、数値はそれらに限られない。この活性温度域ΔTeが、上述の好ましい温度域に相当する。 FIG. 2 shows the purification rate characteristics of the NOx catalyst. The horizontal axis represents the exhaust gas temperature at the position of the exhaust gas temperature sensor 27, and is called the catalyst inlet temperature Te for convenience. The vertical axis represents the efficiency of the NOx catalyst, that is, the NOx purification rate η. As can be seen, the NOx purification rate η has a peak characteristic that it becomes maximum at a certain temperature, and the NOx catalyst has a temperature range of the catalyst inlet temperature Te at which the NOx purification rate η becomes a predetermined value η1 or higher, that is, There is an active temperature range ΔTe. The lower limit temperature of the active temperature range ΔTe is Te1 and the upper limit temperature thereof is Te2. For example, Te1=150° C. and Te2=350° C., but the numerical values are not limited to them. This activation temperature range ΔTe corresponds to the above-mentioned preferable temperature range.

しかし、実際の触媒入口温度Teはエンジン運転状態等に応じて大きく変動し、触媒入口温度Teが活性温度域ΔTeを超えてしまうこともある。そうなると、点aで示すようにNOx触媒のNOx浄化率ηが、好適なNOx浄化率の下限値η1よりも低下し、NOxの排出量が増大する虞がある。 However, the actual catalyst inlet temperature Te may fluctuate greatly depending on the engine operating state and the like, and the catalyst inlet temperature Te may exceed the activation temperature range ΔTe. Then, as shown by the point a, the NOx purification rate η of the NOx catalyst may be lower than the lower limit value η1 of the preferable NOx purification rate, and the NOx emission amount may increase.

そこで本実施形態では、排気熱回収装置を利用して触媒入口温度Teを低下させる。具体的にはECU100は、触媒入口温度Teが所定の閾値を超えたとき、切替弁26を開とし、排気熱回収器23を作動させる。ここで閾値は、活性温度域ΔTeの上限温度Te2と等しく設定される。 Therefore, in the present embodiment, the exhaust gas heat recovery device is used to lower the catalyst inlet temperature Te. Specifically, when the catalyst inlet temperature Te exceeds a predetermined threshold, the ECU 100 opens the switching valve 26 and operates the exhaust heat recovery device 23. Here, the threshold value is set to be equal to the upper limit temperature Te2 of the activation temperature range ΔTe.

排気熱回収器23を作動させると、回収器本体25に冷却水が導入され、回収器本体25内で排気熱が冷却水に伝達される。これにより、排気ガスから熱を奪って排気ガスの温度を低下させることができる。そして点bで示すように、触媒入口温度Teを上限温度Te2以下に低下させ、活性温度域ΔTe内に入れることができ、NOx触媒を高効率で作動させ、NOxの排出を抑制できる。 When the exhaust heat recovery device 23 is operated, cooling water is introduced into the recovery device main body 25, and exhaust heat is transferred to the cooling water in the recovery device main body 25. As a result, heat can be taken from the exhaust gas to lower the temperature of the exhaust gas. Then, as shown by the point b, the catalyst inlet temperature Te can be lowered to the upper limit temperature Te2 or lower and can be brought into the activation temperature region ΔTe, the NOx catalyst can be operated with high efficiency, and NOx emission can be suppressed.

ところで、こうすると冷却水が排気熱で加熱されるので、冷却水の温度上昇が問題となる。すなわち、冷却水温度が所定の目標温度に一致するよう、調整弁42とファン46が制御されているが、冷却水の温度が目標温度に対しあまりに高くなると、許容できないほどにファン46の回転数が高くなり、ファン駆動損失が増大する。これは燃費悪化の原因となる。 By the way, since the cooling water is heated by the exhaust heat in this case, the temperature rise of the cooling water becomes a problem. That is, the adjusting valve 42 and the fan 46 are controlled so that the cooling water temperature matches the predetermined target temperature. However, when the cooling water temperature becomes too high with respect to the target temperature, the rotation speed of the fan 46 becomes unacceptable. Becomes higher, and fan drive loss increases. This causes deterioration of fuel efficiency.

そこで本実施形態では、触媒入口温度Teが閾値すなわち上限温度Te2を超えた場合、排気熱回収器23を作動させても冷却水温度が許容限度を超えて上昇しないような所定の許可条件が成立した場合に限って、排気熱回収器23を作動させる。言い換えれば、現状の冷却水温度と許容限度との間に比較的余裕がある場合に限って、排気熱回収器23を作動させる。これにより、冷却水温度が許容限度を超えて上昇すると許可条件非成立のときに、排気熱回収器23の作動を禁止でき、冷却水温度上昇に起因するファン回転数の増大ひいてはファン駆動損失の増大を抑制できる。 Therefore, in the present embodiment, when the catalyst inlet temperature Te exceeds the threshold value, that is, the upper limit temperature Te2, a predetermined permission condition is satisfied such that the cooling water temperature does not rise above the allowable limit even when the exhaust heat recovery device 23 is operated. Exhaust heat recovery unit 23 is operated only in the case. In other words, the exhaust heat recovery device 23 is operated only when there is a relatively large margin between the current cooling water temperature and the allowable limit. As a result, when the cooling water temperature rises above the permissible limit, the operation of the exhaust heat recovery device 23 can be prohibited when the permission condition is not satisfied, and the fan rotation speed increases due to the cooling water temperature rise. The increase can be suppressed.

なお、この説明から理解されるように、冷却水温度の許容限度とは、ファン回転数およびファン駆動損失が許容範囲内での最大値となるような冷却水温度をいい、実験的に求めることが可能である。以下、冷却水温度が許容限度を超えることを便宜上、冷却水温度が過剰上昇するともいう。 As can be understood from this explanation, the allowable limit of the cooling water temperature means the cooling water temperature at which the fan speed and the fan drive loss have the maximum values within the allowable range, and should be experimentally determined. Is possible. Hereinafter, for the sake of convenience that the cooling water temperature exceeds the allowable limit, it is also referred to as the cooling water temperature rising excessively.

本実施形態において、許可条件が成立する条件(成立条件)は、次の予備条件1〜3の少なくとも一つが成立することである。 In the present embodiment, the condition for satisfying the permit condition (satisfaction condition) is that at least one of the following preliminary conditions 1 to 3 is satisfied.

予備条件1:冷却水温度が所定の閾値未満である。具体的には、水温センサ45により検出された、エンジン本体2の冷却水出口部の水温Twが所定の閾値Tw2未満であるとき、予備条件1が成立する。水温Twが閾値Tw2以上だと、排気熱回収器23を作動させたときに冷却水温度が許容限度を超えて上昇する可能性がある。そのため、水温Twが閾値Tw2未満の場合に限って排気熱回収器23の作動を許可している。なお閾値Tw2は、冷却水温度の許容限度に等しいかその付近の値に設定することが可能であり、実験的に求めることが可能である。 Preliminary condition 1: The cooling water temperature is lower than a predetermined threshold value. Specifically, when the water temperature Tw of the cooling water outlet of the engine body 2 detected by the water temperature sensor 45 is less than the predetermined threshold value Tw2, the preliminary condition 1 is satisfied. If the water temperature Tw is equal to or higher than the threshold value Tw2, the cooling water temperature may rise above the allowable limit when the exhaust heat recovery device 23 is operated. Therefore, the operation of the exhaust heat recovery device 23 is permitted only when the water temperature Tw is less than the threshold value Tw2. The threshold value Tw2 can be set to a value equal to or near the allowable limit of the cooling water temperature, and can be experimentally obtained.

予備条件2:車速が所定の閾値以上である。具体的には、速度センサ28により検出された車速Vが所定の閾値V1以上であるとき、予備条件2が成立する。車速Vが閾値V1未満だと、ラジエータ43に供給される車両前方からの走行風量が少ないため、排気熱回収器23を作動させたときにラジエータ43の放熱不足により冷却水温度が許容限度を超えて上昇する可能性がある。そのため、車速Vが閾値V1以上の場合に限って排気熱回収器23の作動を許可している。閾値V1は実験的に求めることが可能である。 Preliminary condition 2: The vehicle speed is equal to or higher than a predetermined threshold. Specifically, when the vehicle speed V detected by the speed sensor 28 is equal to or higher than the predetermined threshold value V1, the preliminary condition 2 is satisfied. If the vehicle speed V is less than the threshold value V1, the amount of traveling air supplied to the radiator 43 from the front of the vehicle is small, so that when the exhaust heat recovery device 23 is operated, the cooling water temperature exceeds the allowable limit due to insufficient radiation of the radiator 43. May rise. Therefore, the operation of the exhaust heat recovery device 23 is permitted only when the vehicle speed V is equal to or higher than the threshold value V1. The threshold value V1 can be experimentally obtained.

予備条件3:ファン46の回転数が所定の閾値未満である。具体的には、ECU100により検出されたファン46の回転数Nfが所定の閾値Nf1未満であるとき、予備条件3が成立する。ここでファン46の回転数NfはECU100が制御しているので、ECU100自身、ファン46の回転数Nfを検出することが可能である。ファン回転数Nfが閾値Nf1以上ということは、後述の冷却水温度制御において冷却水温度が既にある程度上昇していることを意味する。このため、この状態から排気熱回収器23を作動させると、冷却水温度がさらに上昇して許容限度を超える可能性がある。そのため、ファン回転数Nfが閾値Nf1未満の場合に限って排気熱回収器23の作動を許可している。なお閾値Nf1は、ファン回転数の許容範囲内での最大値と等しいかその付近の値に設定することが可能であり、実験的に求めることが可能である。また閾値Nf1は比較的低い値である。 Preliminary condition 3: the rotation speed of the fan 46 is less than a predetermined threshold value. Specifically, when the rotation speed Nf of the fan 46 detected by the ECU 100 is less than the predetermined threshold value Nf1, the preliminary condition 3 is satisfied. Since the ECU 100 controls the rotation speed Nf of the fan 46, the ECU 100 itself and the rotation speed Nf of the fan 46 can be detected. The fan rotation speed Nf being equal to or higher than the threshold value Nf1 means that the cooling water temperature has already risen to some extent in the cooling water temperature control described later. Therefore, if the exhaust heat recovery device 23 is operated from this state, the temperature of the cooling water may further rise and exceed the allowable limit. Therefore, the operation of the exhaust heat recovery device 23 is permitted only when the fan rotation speed Nf is less than the threshold value Nf1. The threshold value Nf1 can be set to a value equal to or close to the maximum value of the fan rotation speed within the allowable range, and can be experimentally obtained. The threshold value Nf1 is a relatively low value.

これら予備条件1〜3は、単独で用いてもよいし、複数組み合わせて用いてもよい。 These preliminary conditions 1 to 3 may be used alone or in combination.

次に、本実施形態における制御ルーチンを説明する。なお後述するいずれのルーチンも、ECU100により所定の演算周期τ(例えば10msec)毎に繰り返し実行される。 Next, the control routine in this embodiment will be described. It should be noted that any of the routines described below is repeatedly executed by the ECU 100 at every predetermined calculation cycle τ (for example, 10 msec).

図3は、基本的な冷却水温度制御の制御ルーチンを示す。まずステップS101で、ECU100は、水温センサ45により検出された水温Twの値を取得する。 FIG. 3 shows a control routine for basic cooling water temperature control. First, in step S101, the ECU 100 acquires the value of the water temperature Tw detected by the water temperature sensor 45.

次にステップS102で、ECU100は、検出水温Twを所定の目標温度Twtに近づけるよう、調整弁42とファン46を制御する。この制御は様々な方法で実行可能であるが、以下に一例を述べる。 Next, in step S102, the ECU 100 controls the adjustment valve 42 and the fan 46 so that the detected water temperature Tw approaches the predetermined target temperature Twt. This control can be performed in various ways, but an example is given below.

かかる基本水温制御は、できるだけファン46を作動させないような態様で実行される。従って基本的にはファン46をオフにした状態で、調整弁42の開度調整だけで水温の調節を行う。検出水温Twが目標温度Twtより低い場合、ECU100は調整弁42の開度を減少してラジエータ43を流れる冷却水の流量(ラジエータ流量)を低下させると共に、バイパス通路44を流れる冷却水の流量(バイパス流量)を増加させる。これにより検出水温Twを上昇させることができる。検出水温Twが目標温度Twtより高い場合は逆の操作を行う。 The basic water temperature control is executed in such a manner that the fan 46 is not operated as much as possible. Therefore, basically, with the fan 46 turned off, the water temperature is adjusted only by adjusting the opening degree of the adjustment valve 42. When the detected water temperature Tw is lower than the target temperature Twt, the ECU 100 reduces the opening degree of the adjustment valve 42 to reduce the flow rate of the cooling water flowing through the radiator 43 (radiator flow rate) and the flow rate of the cooling water flowing through the bypass passage 44 ( Increase bypass flow rate). Thereby, the detected water temperature Tw can be increased. When the detected water temperature Tw is higher than the target temperature Twt, the reverse operation is performed.

調整弁42の開度を100%とし、冷却水の全量をラジエータ43に流した場合でもなお検出水温Twが目標温度Twtより高い場合は、ファン46を作動させ、ラジエータ通過風量を増大させる。検出水温Twが目標温度Twtより高くなるほど、ファン回転数Nfを増大し、ラジエータ通過風量を増大させる。これにより検出水温Twを低下させて目標温度Twtに近づけることが可能である。 If the detected water temperature Tw is still higher than the target temperature Twt even when the control valve 42 has an opening of 100% and the entire amount of cooling water has flowed to the radiator 43, the fan 46 is operated to increase the amount of air passing through the radiator. As the detected water temperature Tw becomes higher than the target temperature Twt, the fan rotation speed Nf is increased to increase the radiator passing air volume. As a result, it is possible to lower the detected water temperature Tw and bring it close to the target temperature Twt.

こうした調整弁42とファン46の制御に際しては、検出水温Twと目標温度Twtの差に応じたフィードバック制御を行うことが可能である。 In controlling the adjusting valve 42 and the fan 46, it is possible to perform feedback control according to the difference between the detected water temperature Tw and the target temperature Twt.

次に図4を参照して、排気熱回収器23の制御ルーチンを説明する。 Next, the control routine of the exhaust heat recovery device 23 will be described with reference to FIG.

ステップS201で、ECU100は、水温センサ45により検出された水温Twと、排気温センサ27により検出された触媒入口温度Teと、速度センサ28により検出された車速Vとの値を取得する。 In step S201, the ECU 100 acquires values of the water temperature Tw detected by the water temperature sensor 45, the catalyst inlet temperature Te detected by the exhaust temperature sensor 27, and the vehicle speed V detected by the speed sensor 28.

次にステップS202で、ECU100は、水温Twを所定の閾値(第1閾値)Tw1と比較する。この第1閾値Tw1は、前述の閾値(第2閾値)Tw2と異なり、第2閾値Tw2よりも低い値であって、エンジンの暖機完了を判定するための温度である。例えばTw1=80℃であるが、数値は任意に設定可能である。 Next, in step S202, the ECU 100 compares the water temperature Tw with a predetermined threshold value (first threshold value) Tw1. The first threshold value Tw1 is different from the above-mentioned threshold value (second threshold value) Tw2, is a value lower than the second threshold value Tw2, and is a temperature for determining completion of warm-up of the engine. For example, Tw1=80° C., but the numerical value can be set arbitrarily.

水温Twが第1閾値Tw1より低い場合、ECU100は、暖機完了前とみなしてステップS203に進み、切替弁26を開にして排気熱回収器23を作動させる。これにより、冷間始動後に回収した排気熱で冷却水を加熱することができ、エンジンの暖機を促進することができる。 When the water temperature Tw is lower than the first threshold value Tw1, the ECU 100 regards it as before warming up and proceeds to step S203 to open the switching valve 26 and operate the exhaust heat recovery unit 23. As a result, the cooling water can be heated by the exhaust heat recovered after the cold start, and the warming up of the engine can be promoted.

他方、水温Twが第1閾値Tw1以上の場合、ECU100は暖機完了後とみなしてステップS204に進む。 On the other hand, if the water temperature Tw is equal to or higher than the first threshold value Tw1, the ECU 100 considers that the warm-up is completed and proceeds to step S204.

ステップS204でECU100は、触媒入口温度Teが閾値Te2を超えているか否かを判断する。閾値Te2を超えてない場合、ECU100は、ステップS207に進んで切替弁26を閉にし、排気熱回収器23を停止させる。 In step S204, the ECU 100 determines whether the catalyst inlet temperature Te exceeds the threshold value Te2. If the threshold value Te2 is not exceeded, the ECU 100 proceeds to step S207 to close the switching valve 26 and stop the exhaust heat recovery device 23.

他方、閾値Te2を超えている場合、ECU100は、ステップS205,S206で許可条件の成立の是非を判断する。ここでは、ステップS205で前述の予備条件1(水温条件)の成立を判断し、ステップS206で前述の予備条件2(車速条件)の成立を判断する。すなわち予備条件1と予備条件2の組み合わせを用いている。しかしながら組み合わせはこれに限らず、また予備条件1〜3を単独で使用してもよい。 On the other hand, when it exceeds the threshold value Te2, the ECU 100 determines whether or not the permission condition is satisfied in steps S205 and S206. Here, it is determined in step S205 whether the preliminary condition 1 (water temperature condition) is satisfied, and in step S206, the preliminary condition 2 (vehicle speed condition) is determined. That is, the combination of the preliminary condition 1 and the preliminary condition 2 is used. However, the combination is not limited to this, and the preliminary conditions 1 to 3 may be used alone.

ステップS205でECU100は、水温Twが第2閾値Tw2未満か否かを判断する。水温Twが第2閾値Tw2未満でない場合(第2閾値Tw2以上である場合)、ECU100は、許可条件不成立とみなしてステップS207に進み、排気熱回収器23を停止させる。これにより、排気熱回収による冷却水温度の過剰上昇、ひいてはこれに起因するファン回転数およびファン駆動損失の増大を未然に防止することができる。 In step S205, the ECU 100 determines whether the water temperature Tw is less than the second threshold value Tw2. When the water temperature Tw is not lower than the second threshold value Tw2 (when it is equal to or higher than the second threshold value Tw2), the ECU 100 determines that the permission condition is not satisfied and proceeds to step S207 to stop the exhaust heat recovery device 23. As a result, it is possible to prevent an excessive increase in the temperature of the cooling water due to the exhaust heat recovery, and thus an increase in the fan rotation speed and the fan drive loss due to this.

他方、水温Twが第2閾値Tw2未満である場合、ECU100はステップS206に進み、車速Vが閾値V1以上か否かを判断する。車速Vが閾値V1以上でない場合(閾値V1未満である場合)、ECU100は、許可条件不成立とみなしてステップS207に進み、排気熱回収器23を停止させる。これにより、排気熱回収時の走行風不足による冷却水温度の過剰上昇、ひいてはこれに起因するファン回転数およびファン駆動損失の増大を未然に防止することができる。 On the other hand, when the water temperature Tw is lower than the second threshold value Tw2, the ECU 100 proceeds to step S206 and determines whether the vehicle speed V is equal to or higher than the threshold value V1. If the vehicle speed V is not equal to or higher than the threshold value V1 (less than the threshold value V1), the ECU 100 considers that the permission condition is not satisfied and proceeds to step S207 to stop the exhaust heat recovery device 23. As a result, it is possible to prevent the temperature of the cooling water from excessively increasing due to insufficient running air during exhaust heat recovery, which in turn can prevent the fan rotation speed and fan drive loss from increasing.

他方、車速Vが閾値V1以上である場合、ECU100は許可条件成立とみなしてステップS203に進み、切替弁26を開にし、排気熱回収器23を作動させる。これにより、冷却水温度の過剰上昇が生じないことを確認した上で排気熱回収器23を作動させることができ、排気熱回収時のファン駆動損失増大および燃費悪化を未然に防止することができる。 On the other hand, when the vehicle speed V is equal to or higher than the threshold value V1, the ECU 100 regards the permission condition as being satisfied, proceeds to step S203, opens the switching valve 26, and operates the exhaust heat recovery device 23. As a result, it is possible to operate the exhaust heat recovery device 23 after confirming that the cooling water temperature does not excessively rise, and it is possible to prevent an increase in fan drive loss and deterioration of fuel efficiency during exhaust heat recovery. ..

この制御では、ステップS205とステップS206の両方がイエスのとき、すなわち予備条件1と予備条件2の両方が成立したとき、排気熱回収器23を作動させている。これにより、許可条件を厳しくして排気熱回収時の冷却水温度過剰上昇を確実に防止できる。その一方で代替的に、予備条件1と予備条件2のいずれか一方が成立したとき排気熱回収器23を作動させてもよい。この場合、許可条件を緩くして排気熱回収の機会を増やすことができる。 In this control, the exhaust heat recovery device 23 is operated when both steps S205 and S206 are YES, that is, both the preliminary condition 1 and the preliminary condition 2 are satisfied. As a result, it is possible to reliably prevent an excessive rise in the temperature of the cooling water during exhaust heat recovery by tightening the permission conditions. On the other hand, alternatively, the exhaust heat recovery device 23 may be operated when either the preliminary condition 1 or the preliminary condition 2 is satisfied. In this case, the permission conditions can be relaxed to increase the chances of exhaust heat recovery.

前者は予備条件1と予備条件2をアンド条件(AND)で結んだ例、後者は予備条件1と予備条件2をオア条件(OR)で結んだ例である。予備条件1〜3は、任意に組み合わせてアンドまたはオア条件で結ぶことが可能である。 The former is an example in which the preliminary condition 1 and the preliminary condition 2 are connected by an AND condition (AND), and the latter is an example in which the preliminary condition 1 and the preliminary condition 2 are connected by an OR condition (OR). Preliminary conditions 1 to 3 can be combined arbitrarily and connected under an AND or OR condition.

次に図5を参照して、排気熱回収器23の他の制御ルーチンを説明する。本ルーチンは、予備条件2の代わりに予備条件3を用いた点が前記制御ルーチンと相違する。 Next, another control routine of the exhaust heat recovery device 23 will be described with reference to FIG. This routine is different from the control routine in that the preliminary condition 3 is used instead of the preliminary condition 2.

本ルーチンのステップS302〜S305,S307は前記制御ルーチンのステップS202〜S205,S207と同様である。本ルーチンのステップS301,S306が前記制御ルーチンのS201,S206と相違する。 Steps S302 to S305 and S307 of this routine are the same as steps S202 to S205 and S207 of the control routine. Steps S301 and S306 of this routine are different from steps S201 and S206 of the control routine.

本ルーチンのステップS301において、ECU100は、水温Twおよび触媒入口温度Teに加え、自身で把握しているファン回転数Nfの値を取得する。 In step S301 of this routine, the ECU 100 obtains the value of the fan rotation speed Nf which is grasped by itself, in addition to the water temperature Tw and the catalyst inlet temperature Te.

また本ルーチンのステップS306において、ECU100は、予備条件3(ファン回転数条件)の成立を判断する。具体的には、ファン回転数Nfが閾値Nf1未満か否かを判断する。ファン回転数Nfが閾値Nf1未満でない場合(閾値Nf1以上である場合)、ECU100は、許可条件不成立とみなしてステップS307に進み、切替弁26を閉にし、排気熱回収器23を停止させる。これにより、排気熱回収時のファン回転数の増大、ひいてはファン駆動損失の増大を未然に防止することができる。 In step S306 of this routine, the ECU 100 determines whether the preliminary condition 3 (fan rotation speed condition) is satisfied. Specifically, it is determined whether the fan rotation speed Nf is less than the threshold value Nf1. When the fan rotation speed Nf is not less than the threshold value Nf1 (when it is equal to or more than the threshold value Nf1), the ECU 100 considers that the permission condition is not satisfied, proceeds to step S307, closes the switching valve 26, and stops the exhaust heat recovery device 23. As a result, it is possible to prevent an increase in the fan rotation speed during exhaust heat recovery, and thus an increase in fan drive loss.

他方、ファン回転数Nfが閾値Nf1未満である場合、ECU100は許可条件成立とみなしてステップS303に進み、切替弁26を開にし、排気熱回収器23を作動させる。 On the other hand, if the fan rotation speed Nf is less than the threshold value Nf1, the ECU 100 regards the permission condition as being satisfied and proceeds to step S303 to open the switching valve 26 and operate the exhaust heat recovery device 23.

本ルーチンでは、予備条件1と予備条件3をアンド条件で結び、両者が成立したときに許可条件成立として排気熱回収器23を作動させる。 In this routine, the preliminary condition 1 and the preliminary condition 3 are connected by an AND condition, and when both of them are satisfied, the exhaust heat recovery device 23 is operated as the permission condition is satisfied.

以上の説明で分かるように、本実施形態のECU100は、特許請求の範囲にいう制御部に相当する。また本実施形態の予備条件1〜3は、特許請求の範囲にいう第1〜第3の予備条件に相当する。 As can be seen from the above description, the ECU 100 of the present embodiment corresponds to the control unit in the claims. Further, the preliminary conditions 1 to 3 of the present embodiment correspond to the first to third preliminary conditions in the claims.

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態は他にも様々考えられる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above in detail, various other embodiments of the present disclosure are possible.

(1)例えば前記実施形態では、切替弁26を、回収器本体25の冷却水流れ方向上流側に設置したが、代替的または付加的に、冷却水流れ方向下流側に設置してもよい。 (1) For example, in the above-described embodiment, the switching valve 26 is installed on the upstream side in the cooling water flow direction of the collector main body 25, but alternatively or additionally, it may be installed on the downstream side in the cooling water flow direction.

(2)前記実施形態では、温度上昇抑制対象の後処理部材をNOx触媒としたが、酸化触媒等の他の後処理部材としてもよい。 (2) In the above-described embodiment, the post-treatment member whose temperature is to be suppressed is the NOx catalyst, but it may be another post-treatment member such as an oxidation catalyst.

本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 The embodiments of the present disclosure are not limited to the above-described embodiments, and all modifications, applications, and equivalents included in the concept of the present disclosure defined by the claims are included in the present disclosure. Therefore, the present disclosure should not be limitedly interpreted, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present disclosure.

1 内燃機関(エンジン)
4 排気通路
23 排気熱回収器
24 後段後処理装置
25 回収器本体
26 切替弁
27 排気温センサ
28 速度センサ
43 ラジエータ
45 水温センサ
46 ファン
100 電子制御ユニット(ECU)
1 Internal combustion engine (engine)
4 Exhaust passage 23 Exhaust heat recovery device 24 Post-treatment device 25 Recovery device body 26 Switching valve 27 Exhaust temperature sensor 28 Speed sensor 43 Radiator 45 Water temperature sensor 46 Fan 100 Electronic control unit (ECU)

Claims (6)

内燃機関の排気熱を回収するための排気熱回収装置であって、
前記内燃機関の排気通路における後処理部材の上流側の位置で排気熱を回収すると共に、回収した排気熱を冷却水に伝達する排気熱回収器と、
前記排気熱回収器を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記後処理部材の上流側の位置における排気温度が所定の閾値を超えたときに前記排気熱回収器を作動させる
ことを特徴とする内燃機関の排気熱回収装置。
An exhaust heat recovery device for recovering exhaust heat of an internal combustion engine,
An exhaust heat recovery device that recovers exhaust heat at a position upstream of the aftertreatment member in the exhaust passage of the internal combustion engine, and transfers the recovered exhaust heat to cooling water.
A controller configured to control the exhaust heat recovery device,
Equipped with
The exhaust heat recovery apparatus for an internal combustion engine, wherein the control unit operates the exhaust heat recovery device when the exhaust gas temperature at a position on the upstream side of the post-treatment member exceeds a predetermined threshold value.
前記制御部は、前記後処理部材の上流側の位置における排気温度が所定の閾値を超え、かつ、前記排気熱回収器を作動させても冷却水温度が許容限度を超えて上昇しないような所定の許可条件が成立した場合に、前記排気熱回収器を作動させる
請求項1に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
The control unit controls the exhaust temperature at a position on the upstream side of the post-treatment member to exceed a predetermined threshold value, and the cooling water temperature does not rise above an allowable limit even when the exhaust heat recovery device is operated. The exhaust heat recovery device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust heat recovery device is operated when the permission condition of is satisfied.
前記許可条件は、冷却水温度が所定の閾値未満であるという第1の予備条件が成立することを、成立条件に含む
請求項2に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
The exhaust heat recovery device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the permission condition includes that a first preliminary condition that the cooling water temperature is lower than a predetermined threshold value is satisfied.
前記許可条件は、前記内燃機関が搭載された移動体の速度が所定の閾値以上であるという第2の予備条件が成立することを、成立条件に含む
請求項2または3に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
4. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the permission condition includes that a second preliminary condition that a speed of a moving body on which the internal combustion engine is mounted is equal to or higher than a predetermined threshold is satisfied. Exhaust heat recovery device.
前記許可条件は、ラジエータの通過風を発生するファンの回転速度が所定の閾値未満であるという第3の予備条件が成立することを、成立条件に含む
請求項2〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
The permission condition includes, in the satisfaction condition, that a third preliminary condition that a rotation speed of a fan that generates the air passing through the radiator is lower than a predetermined threshold value is satisfied. An exhaust heat recovery device for an internal combustion engine as described above.
前記排気温度の閾値は、前記後処理部材が所定値以上の効率で作動する温度域の上限温度に等しく設定される
請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
The exhaust heat recovery device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the threshold value of the exhaust gas temperature is set to be equal to an upper limit temperature of a temperature range in which the post-treatment member operates at an efficiency of a predetermined value or more. ..
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