JP2020172894A - エンジンの排気ガス還流装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、図面に基づいて、本発明に係るエンジンの排気ガス還流装置の実施形態を詳細に説明する。まず、図1を参照して、本実施形態に係る排気ガス還流装置が適用されるエンジンシステムについて説明する。図1に示されるエンジンシステムは、走行用の動力源として車両に搭載される4サイクルのガソリン直噴エンジンからなるエンジン本体1と、エンジン本体1に導入される吸気が流通する吸気通路30と、エンジン本体1から排出される排気ガスが流通する排気通路40と、排気通路40を流通する排気ガスの一部を吸気通路30に還流する外部EGR装置50(排気ガス還流装置)と、を備えている。
続いて、図1のエンジンシステムの冷却装置について説明する。図2は、前記冷却装置の全体構成を示す回路図である。冷却装置60は、ウォーターポンプ(W/P)61と、冷却水を循環させるための第1冷却水通路62、第2冷却水通路63及び第3冷却水通路64と、連絡通路65と、バルブ用通路66とを備えている。本実施形態では、第2冷却水通路63が、EGRクーラ52を通して冷却水を循環させる冷却水通路である。
以上の通り構成された冷却装置60における、基本的な冷却水の流通状態について概略的に説明する。冷間状態においてエンジンが始動された直後は、冷却装置60内の冷却水の水温は常温である。すなわち、冷却水の水温は、第1、第2のサーモスタットバルブ72、78の設定温度(116℃、60℃)に達しておらず、これらバルブ72、78は閉弁状態である。流量制御弁75も、冷間状態では閉弁状態とされる。従って、第1、第2、第3冷却水通路62、63、64のいずれについても冷却水が流通しない状態とされる。このため、エンジン始動の直後は、冷却装置60において冷却水の循環が規制され、エンジン本体1の暖気(昇温)が促進される。
続いて、冷却水通路の配管態様、特にEGRクーラ52が配設された第2冷却水通路63の配管態様について説明する。図4及び図5は、エンジン本体1及び外部EGR装置50を示す斜視図である。これらの図では、説明の便宜のため、上下・前後・左右の方向表示を付されている。
図7は、エンジンの制御系統を示すブロック図である。本図に示されるPCM100は、エンジン等を統括的に制御するためのマイクロプロセッサであり、周知のCPU、ROM、RAM等から構成されている。
続いて、PCM100により実行される冷却装置60の冷却水の沸騰診断処理を、図8に示すフローチャートに基づいて説明する。PCM100は、図7に示す各センサSN1〜SN9や他のセンサ(筒内圧センサ等)から、エンジン負荷やエンジン回転数等の車両の運転状態に関する情報を取得する(ステップS1)。圧力センサSN9の検出値も取得される。
以上説明した本実施形態によれば、次の作用効果を奏する。ウォーターポンプ61は、クランク軸7の回転に連動するので、エンジンの低回転運転時には圧送力が低下する。このため、第2冷却水通路に図6に示したような湾曲凸部63Aが存在すると、空気溜まりARによって冷却水の流通が阻害され、EGRクーラ52内において冷却水の一部がEGRガスと過剰に熱交換して高温化することがある。しかし、本実施形態によれば、圧力センサSN9によって冷却水通路62〜64内の冷却水の圧力をモニターし、所定の圧力上昇が検出されるとEGR制御部103がEGRガスの還流量を制限(停止)する。従って、冷却水とEGRガスとの過剰な熱交換が抑止され、冷却水の沸騰を的確に抑止することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形実施形態を採ることができる。例えば、上記実施形態では、圧力センサSN9がヒータ74と流量制御弁75との間に配設される例を示した。圧力センサSN9は、第1〜第3冷却水通路62〜64の他の部位に配置しても良く、例えばEGRクーラ52とヒータ74とを接続する第2配管632に配置しても良い。
7 クランク軸(エンジン出力軸)
30 吸気通路
40 排気通路
50 外部EGR装置(排気ガス還流装置)
51 EGR通路
52 EGRクーラ
53 EGR弁(EGR制御機構)
60 冷却装置
61 ウォーターポンプ
62 第1冷却水通路
63 第2冷却水通路(冷却水通路)
63A 湾曲凸部(上に向けて凸となる通路)
64 第3冷却水通路
71 ラジエータ
75 流量制御弁
103 EGR制御部(EGR制御機構)
104 冷却水制御部(流量制御部)
W 冷却水
SN9 圧力センサ
Claims (5)
- 吸気通路に排気ガスの一部であるEGRガスを還流させるためのEGR通路と、
前記EGR通路に付設され、前記EGRガスを冷却する水冷式のEGRクーラと、
前記EGRクーラを通して冷却水を循環させる冷却水通路と、
エンジン出力軸の回転に連動して動作するポンプであって、前記冷却水の循環のために前記冷却水通路へ冷却水を圧送するウォーターポンプと、
前記冷却水通路内の冷却水の圧力を検出する圧力センサと、
前記EGR通路を通して前記吸気通路に還流させる前記EGRガスの量を制御するEGR制御機構と、を備え、
前記EGR制御機構は、エンジン回転数が予め設定された低回転数の運転領域に属する運転時に、前記冷却水の圧力が所定の閾値を超過する圧力上昇を前記圧力センサが検出した場合に、前記吸気通路へ還流させる前記EGRガスの量を制限する、
ことを特徴とするエンジンの排気ガス還流装置。 - 請求項1に記載のエンジンの排気ガス還流装置において、
前記EGR制御機構は、前記EGR通路を流れるEGRガスの流量を調整するEGR弁と、当該EGR弁の開度を制御するEGR制御部と、を含み、
前記EGR制御部は、前記圧力上昇が検出された際に前記EGR弁の開度を絞る、エンジンの排気ガス還流装置。 - 請求項1又は2に記載のエンジンの排気ガス還流装置において、
前記冷却水通路を流れる冷却水の流量を調整する流量制御弁と、当該流量制御弁を制御する流量制御部と、をさらに備え、
前記流量制御部は、前記圧力上昇が検出された際に、前記流量制御弁の開度を大きくする、エンジンの排気ガス還流装置。 - 請求項3に記載のエンジンの排気ガス還流装置において、
前記冷却水通路は、
前記ウォーターポンプから、エンジン本体、冷却水の保有熱を放熱させるラジエータ、及び、冷却水の温度が所定の設定温度に達したときに開となるサーモスタットバルブを順次経由して前記ウォーターポンプに戻る第1冷却水通路と、
前記ウォーターポンプから、前記エンジン本体、前記EGRクーラ、及び、前記流量制御弁を順次経由して前記ウォーターポンプに戻る第2冷却水通路と、を含み、
前記流量制御部は、前記圧力センサが前記圧力上昇を検出していない状態では、前記エンジン本体の温度に応じて前記流量制御弁の開度を調整する一方、前記圧力上昇を検出すると前記流量制御弁を全開とする、エンジンの排気ガス還流装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のエンジンの排気ガス還流装置において、
前記EGRクーラよりも下流側において前記冷却水通路には、上方に向けて凸となる通路が含まれている、エンジンの排気ガス還流装置。
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